物理量検出システム
【課題】システム全体の構成を簡素化することができ、しかもシリアル通信の通信精度を向上することができる物理量検出システムを提供することにある。
【解決手段】物理量検出システムは、物理量センサ１と、管理装置２とを備える。物理量センサ１は、電源端子１０ａと、出力端子１０ｂと、シリアル通信用の通信部１４を有する。管理装置２は、電源端子１０ａを接続する給電端子２０ａと、出力端子１０ｂを接続する入力端子２０ｂと、シリアル通信用の通信部２２とを有する。通信部１４は、電源端子１０ａをシリアル信号の入出力端子としてシリアル通信を行い、通信部２２は、給電端子２０ａをシリアル信号の入出力端子としてシリアル通信を行う。通信部１４は、シリアル信号を送信する前に同期信号を送信し、通信部２２は、通信部１４から受信した同期信号の長さに基づいて、シリアル通信の通信クロックを設定する。
【解決手段】物理量検出システムは、物理量センサ１と、管理装置２とを備える。物理量センサ１は、電源端子１０ａと、出力端子１０ｂと、シリアル通信用の通信部１４を有する。管理装置２は、電源端子１０ａを接続する給電端子２０ａと、出力端子１０ｂを接続する入力端子２０ｂと、シリアル通信用の通信部２２とを有する。通信部１４は、電源端子１０ａをシリアル信号の入出力端子としてシリアル通信を行い、通信部２２は、給電端子２０ａをシリアル信号の入出力端子としてシリアル通信を行う。通信部１４は、シリアル信号を送信する前に同期信号を送信し、通信部２２は、通信部１４から受信した同期信号の長さに基づいて、シリアル通信の通信クロックを設定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物理量検出システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から物理量検出システムが提案されている。このものは、種々の物理量を検出する物理量センサと、物理量センサを監視・制御する管理装置（監視・制御装置）とを備えている。
【０００３】
ここで、上記の物理量センサとしては、加速度センサ、角速度センサ、圧力センサ、荷重センサ、磁気センサなどがある。
【０００４】
例えば、特許文献１には、物理量センサの一例として発熱抵抗式空気流量測定装置が開示されている。特許文献１に示すものは、電源ターミナル（電源端子）、出力ターミナル（出力端子）、およびグランドターミナル（接地端子）の３本のターミナルに加えて、調整端子を備えている。このものでは、調整端子を用いて、出力特性などの種々の調整を行うことができる。そのため、製品毎に出力特性が異なってしまう等のばらつきをなくして安定した性能の製品を供給することができる。
【０００５】
しかしながら、調整端子を設けることは、物理量センサの価格の上昇や、大型化の原因になる。また、物理量センサを接続する管理装置においても調整端子を接続するための特別な端子を設ける必要が生じ、これによって、管理装置の構成が複雑化するという問題を引き起こしていた。さらに、物理量センサの輸送中や組み込み中などに調整端子に電流が流れて、予期せずに出力特性が変更されてしまうといった問題が生じることもあった。
【０００６】
以上のようなデメリットが存在するために、調整端子を設けることについては、必ずしも顧客の理解が得られるとは限らない。また、調整端子による弊害を防止する方法としては、組み立て途中で調整を行うことで、最終的に調整端子を除去したりして使用できないようにすることが提案されている。しかしながら、この場合、調整後の工程で発生した応力や回路のモールド等の影響によって、調整時と組立完成時とで特性が異なってしまうという問題が生じることがある。
【０００７】
そこで、出力特性等の調整は可能にしつつも、調整端子をなくした物理量センサが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００８】
特許文献２に示すものは、センサ素子における感度調整、オフセット調整、オフセット温度特性調整等の電気トリミングを行うトリミング回路を備えたセンサ回路を有している。このセンサ回路は、一方が接地に使用される２つの電源端子と、１つの出力端子との合計３つの端子のみを有している。このような特許文献２に示すものでは、出力端子をトリミングデータ等の入力端子として使用することができるようになっており、これによって、トリミング用の専用端子を不要としている。
【特許文献１】特開２００２−１４８０７７号公報
【特許文献２】特開２００６−７１３３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献２に示すものでは、複数の物理量センサに対して調整を行う場合（例えば、複数の物理量センサがモジュール化されたセンサモジュールの調整を行う場合）に次のような問題があった。すなわち、特許文献２に示すものでは、出力端子を通信用の端子として利用するので、外部装置に、物理量センサと一対一対応で通信装置を設ける必要がある。また、物理量センサの出力端子を管理装置の通信装置に接続するための通信線の本数が多くなってしまう。このように従来の物理量検出システムでは、システム全体の構成を簡素化することが難しいという問題が生じることとなった。
【００１０】
本発明は上述の点に鑑みて為されたもので、その目的は、システム全体の構成を簡素化することができ、しかもシリアル通信の通信精度を向上することができる物理量検出システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決するために、請求項１の発明では、物理量センサと、物理量センサを監視・制御する管理装置とを備え、上記物理量センサは、第１の端子部と、検出部と、記憶部と、出力部と、第１の通信部と、判別部と、第１の制御部とを含み、上記第１の端子部は、電源端子と、出力端子と、接地端子とを有し、上記検出部は、所定の物理量を検出するように構成され、上記記憶部は、特性情報を記憶するように構成され、上記出力部は、上記検出部の検出出力を上記出力端子より出力するように構成され、上記判別部は、上記電源端子と上記出力端子の少なくとも一方の電位に基づいて上記管理装置が要求している動作モードを判別するように構成され、上記第１の制御部は、上記判別部の判別結果に応じた動作モードで動作するように構成され、上記管理装置は、第２の端子部と、供給電源部と、第２の通信部と、第２の制御部とを含み、上記第２の端子部は、上記電源端子を接続する給電端子と、上記出力端子を接続する入力端子とを有し、上記供給電源部は、上記給電端子より上記物理量センサに給電するように構成され、上記第２の制御部は、上記物理量センサに動作モードの切り替えを要求する機能と、上記第２の通信部に特性情報を送信させる機能とを含み、上記動作モードは、上記記憶部の特性情報を上記第１の通信部で受信した特性情報に書き換える調整モードと、上記記憶部の特性情報の書き換えを許可しない通常モードとを含む物理量検出システムであって、上記第１の通信部は、上記電源端子をシリアル信号の入出力端子とするように構成され、上記第２の通信部は、上記給電端子をシリアル信号の入出力端子とするように構成され、上記第１の通信部と上記第２の通信部とのいずれか一方は、上記第１の通信部と上記第２の通信部とのいずれか他方にシリアル信号を送信する前に同期信号を送信するように構成され、上記他方は、上記一方から受信した上記同期信号に基づいてシリアル通信の通信クロックを設定するように構成されている。
【００１２】
この発明によれば、電源端子と出力端子の少なくとも一方の電位に基づいて、管理装置が要求している動作モードを判別するので、端子数を増やすことなく調整モードへの移行が行える。また、調整モードでは、物理量センサへの給電線を通信線に兼用することができる。そのため、管理装置には、物理量センサと一対一対応で通信装置を設ける必要がなく、一つの通信装置で多数の物理量センサと通信することが可能になる。よって、管理装置の構成の簡素化および省配線化を図ることができ、システム全体の構成を簡素化することができる。しかも、シリアル通信をする際には、同期信号によって、物理量センサと管理装置とが同期を取るから、シリアル通信の通信精度を向上することができる。
【００１３】
請求項２の発明では、請求項１の発明において、上記判別部は、上記電源端子および上記出力端子それぞれの電位が所定の条件を満たしているか否かによって、上記管理装置が要求している動作モードを判別することを特徴とする。
【００１４】
この発明によれば、電源端子または出力端子の一方のみを用いて動作モードの判別を行う場合に比べれば、動作モードの判別誤りが発生する確率を低減できる。よって、予期せずに動作モードが変更されてしまうことを抑制することができる。また、複数の物理量センサが管理装置の通信相手になるときに、通信相手の出力端子の電位のみを異ならせることによって、通信データに識別用のＩＤを付加しなくても通信対象を特定することが可能になる。 請求項３の発明では、請求項１または２の発明において、上記一方は、上記第１の通信部であり、上記他方は、上記第２の通信部であることを特徴とする。
【００１５】
この発明によれば、物理量センサから管理装置に同期信号を送信するので、物理量センサのクロック回路に管理装置のクロック回路を合わせることができる。そのため、物理量センサに設けるクロック回路として比較的低精度のものを使用することができるようになる。これによって、物理量センサの低コスト化および小型化を図ることができる。
【００１６】
請求項４の発明では、請求項１〜３のうちいずれか１項の発明において、上記第２の通信部は、上記第１の通信部のシリアル信号を受信すると、上記通信クロックの位相をリセットすることを特徴とする。
【００１７】
この発明によれば、同期信号の測定誤差に起因する物理量センサの通信クロックと管理装置の通信クロックとの位相のずれを小さくすることができる。
【００１８】
請求項５の発明では、物理量センサと、物理量センサを監視・制御する管理装置とを備え、上記物理量センサは、第１の端子部と、検出部と、記憶部と、出力部と、第１の通信部と、判別部と、第１の制御部とを含み、上記第１の端子部は、電源端子と、出力端子と、接地端子とを有し、上記検出部は、所定の物理量を検出するように構成され、上記記憶部は、特性情報を記憶するように構成され、上記出力部は、上記検出部の検出出力を上記出力端子より出力するように構成され、上記判別部は、上記電源端子と上記出力端子の少なくとも一方の電位に基づいて上記管理装置が要求している動作モードを判別するように構成され、上記第１の制御部は、上記判別部の判別結果に応じた動作モードで動作するように構成され、上記管理装置は、第２の端子部と、供給電源部と、第２の通信部と、第２の制御部とを含み、上記第２の端子部は、上記電源端子を接続する給電端子と、上記出力端子を接続する入力端子とを有し、上記供給電源部は、上記給電端子より上記物理量センサに給電するように構成され、上記第２の制御部は、上記物理量センサに動作モードの切り替えを要求する機能と、上記第２の通信部に特性情報を送信させる機能とを含み、上記動作モードは、上記記憶部の特性情報を上記第１の通信部で受信した特性情報に書き換える調整モードと、上記記憶部の特性情報の書き換えを許可しない通常モードとを含む物理量検出システムであって、上記物理量センサには、クロック信号出力部が設けられ、上記クロック信号出力部は、上記調整モード時に上記第１の通信部および上記入力端子にクロック信号を出力するように構成され、上記第１の通信部は、上記クロック信号出力部より得た上記クロック信号に同期して、上記電源端子をシリアル信号の入出力端子としてシリアル通信を行うように構成され、上記第２の通信部は、上記入力端子に入力されるクロック信号に同期して、上記給電端子をシリアル信号の入出力端子としてシリアル通信を行うように構成されていることを特徴とする。
【００１９】
この発明によれば、電源端子と出力端子の少なくとも一方の電位に基づいて、管理装置が要求している動作モードを判別するので、端子数を増やすことなく調整モードへの移行が行える。また、調整モードでは、物理量センサへの給電線を通信線に兼用することができる。そのため、管理装置には、物理量センサと一対一対応で通信装置を設ける必要がなく、一つの通信装置で多数の物理量センサと通信することが可能になる。よって、管理装置の構成の簡素化および省配線化を図ることができ、システム全体の構成を簡素化することができる。しかも、第２の通信部は、出力端子を通じて入力端子に入力されるクロック信号に同期して給電端子を通じたシリアル信号の送受信を行い、第１の通信部は、クロック信号出力部より得たクロック信号に同期して電源端子を通じたシリアル信号の送受信を行うことができる。そのため、同期ビットを用いるものとは異なり、測定誤差や、種々の外乱の影響を少なくすることができ、調整モード時のシリアル通信の通信精度を向上することができる。
【００２０】
請求項６の発明では、請求項５の発明において、上記判別部は、上記電源端子および上記出力端子それぞれの電位が所定の条件を満たしているか否かによって、上記管理装置が要求している動作モードを判別することを特徴とする。
【００２１】
この発明によれば、電源端子または出力端子の一方のみを用いて動作モードの判別を行う場合に比べれば、動作モードの判別誤りが発生する確率を低減できる。よって、予期せずに動作モードが変更されてしまうことを抑制することができる。また、複数の物理量センサが管理装置の通信相手になるときに、通信相手の出力端子の電位のみを異ならせることによって、通信データに識別用のＩＤを付加しなくても通信対象を特定することが可能になる。
【００２２】
請求項７の発明では、請求項５または６の発明において、上記クロック信号出力部が上記入力端子に出力する上記クロック信号は、電流の大きさが時間変化する信号であり、上記管理装置は、電位保持部を含み、上記電位保持部は、上記調整モード時に上記入力端子の電位を一定に保つように構成されていることを特徴とする。
【００２３】
この発明によれば、調整モード時に入力端子や出力端子の電位が変動することに起因する不具合の発生を防止することができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明は、システム全体の構成を簡素化することができ、しかもシリアル通信の通信精度を向上することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
（実施形態１）
本実施形態の物理量検出システムは、例えば、電子制御装置（ElectronicControl Unit；ＥＣＵ）による自動車のエンジン運転における電気的な制御に用いられる。この物理量検出システムは、図１に示すように、２つの物理量センサ（以下、「センサ」と略称する）１と、ＥＣＵよりなる管理装置２とで構成されている（ただし、図１では、一方のセンサ１のみを図示し、他方のセンサ１の図示を省略している）。このものでは、センサ１がスレーブ、管理装置２がマスタとして使用される。
【００２６】
センサ１は、図１に示すように、端子部（以下、第１の端子部と称する）１０と、検出部１１と、記憶部１２と、出力補正部（出力部）１３と、通信部（以下、第１の通信部と称する）１４と、判別部１５と、制御部（以下、第１の制御部と称する）１６と、電源部１７とを備えている。また、センサ１は、各部１０〜１７を構成する電気機器等を収納する筐体（図示せず）を備えている。なお、本実施形態の物理量検出システムでは、２つセンサ１は同一の物理量を検出するものであって、同一の筐体に収納されている。
【００２７】
第１の端子部１０は、管理装置２との接続に使用される。第１の端子部１０は、電源端子１０ａと、出力端子１０ｂと、接地端子１０ｃとを備えている。電源端子１０ａは、センサ１に電力を供給するための端子である。出力端子１０ｂはセンサ１の検出出力を管理装置２に出力するための端子である。接地端子１０ｃは基準電位点を与えるための端子である。また、電源端子１０ａと接地端子１０ｃとの間には、バイパスコンデンサ（パスコンと略される）Ｃが挿入されている。バイパスコンデンサＣは、電源ノイズや輻射ノイズなどの高周波ノイズ対策に設けられている。
【００２８】
検出部１１は、所定の物理量を検出するための検出素子である。具体例としては、加速度センサ、角速度センサ、圧力センサ、荷重センサ、磁気センサなどが挙げられる。このような検出部１１は、例えば、物理量の検出値に応じた電位を有する信号（検出信号）を検出出力として出力する。
【００２９】
記憶部１２は、例えば、不揮発性メモリ（例えば、フラッシュメモリや、ＥＥＰＲＯＭ、ヒューズ、ＯＴＰＲＯＭその他の電気的に書き込みが可能な記憶媒体）を備えている。記憶部１２には、センサ１に関する特性情報が記憶される。本実施形態において、特性情報は、検出部１１の検出出力の補正（すなわち検出値の補正）に使用する補正値である。なお、特性情報は、センサ１の規格や、製品ＩＤ、クランプ電圧、その他のセンサ１に関する情報であってもよい。
【００３０】
出力補正部１３は、検出部１１の検出出力を補正して出力するように構成されている。例えば、出力補正部１３は、検出部１１より検出出力を得ると、検出出力より検出値を取得する。そして、出力補正部１３は、取得した検出値を記憶部１２に記憶された補正値を用いて補正する。補正後には、出力補正部１３は、補正した検出値に応じた電位を有する信号を補正後の検出出力として出力端子１０ｂに出力する。本実施形態では、出力補正部１３は、オフセット処理と、ゲイン処理とを行うことで、検出出力の補正を行う。オフセット処理は、検出部１１の検出出力より得られる検出値に所定の加算値（オフセット値）を加算する処理である。ゲイン処理は、オフセット処理後の値に所定の乗算値（ゲイン値）を乗算する処理である。そのため、本実施形態では、記憶部１２に記憶される補正値には、オフセット値とゲイン値が含まれている。なお、オフセット値は、正または負の値であり、ゲイン値は、０を除く値である。また、出力補正部１３は、後述する通常モード時のみ動作するように構成される。
【００３１】
ところで、上述したオフセット処理やゲイン処理は、例えば、検出部１１が出力する検出出力の電位を所望の範囲内の値に設定することを目的として行われる。例えば、センサ１の使用場所や使用状況によっては、検出出力の電位の大きさが管理装置２で検出可能な大きさより大きくなって、正しい検出結果が得られなくなるおそれがある。このような場合には、出力補正部１３により検出出力を補正してその大きさを管理装置２で検出可能な範囲内に収まるようにする。これによって、適切な検出結果を得ることが可能になる。上述したオフセット処理やゲイン処理を行うことで、部品等の特性にばらつきによって製品毎に検出出力の値の範囲が異なってしまうことを防止できる。そのため、いずれの製品においても検出出力を所望の範囲内に収めることが可能となる。なお、出力補正部１３は、上述したオフセット処理やゲイン処理だけではなく、温度補正処理（温度による検出出力の変化を補正する処理）その他の補正処理（例えば、検出出力の反転などの処理）を実行してもよい。ここで、出力補正部１３は、これら種々の処理のいずれかを実行するものであってもよい。この場合、出力補正部１３がどの処理を実行するかを、特性情報に含めることができる。さらに、出力補正部１３は、検出部１１の検出出力を補正した最終結果ではなく、その中間結果を出力端子１０ｂに出力する機能を有していてもよい。このような出力補正部１３の機能の切り替えは、特性情報によって与えることが可能である。
【００３２】
第１の通信部１４は、記憶部１２に記憶させる特性情報（補正値）を管理装置２から受け取るためのものである。この第１の通信部１４は、電源端子１０ａをシリアル信号の入出力端子として、管理装置２と有線による通信（シリアル通信）を行う。このような第１の通信部１４は、通信処理部１４ａと、クロック回路１４ｂと、判定回路１４ｃと、スイッチＱ１０と、抵抗Ｒ１０とで構成されている。判定回路１４ｃは、コンパレータなどを備え、電源端子１０ａの電位を信号受信用の閾値と比較することで、電源端子１０ａの電位がハイレベルであるかロウレベルであるかを判定する。例えば、本実施形態では、信号受信用の閾値は１０Ｖであり、判定回路１４ｃは、電源端子１０ａの電位が１０Ｖ超過であればハイレベルと判定し、１０Ｖ以下であればロウレベルと判定する。
【００３３】
スイッチＱ１０は、ｎチャネルＭＯＳＦＥＴであり、電源端子１０ａとグラウンド（基準電位点）との間に挿入されている。なお、スイッチＱ１０としては、ＭＯＳＦＥＴなどの半導体スイッチング素子に限定されず、継電器等のオン・オフ制御が可能なスイッチを用いることができる。抵抗Ｒ１０は、スイッチＱ１０がオンであるときに電源端子１０ａの電位を、スイッチＱ１０がオフであるときよりも低い所定電位に設定するためのものである。
【００３４】
通信処理部１４ａは、判定回路１４ｃの判定結果とクロック回路１４ｂとを利用して、シリアル信号の受信処理（すなわちシリアル信号のビット列を識別する処理）を行う。また、通信処理部１４ａは、スイッチＱ１０とクロック回路１４ｂとを利用してシリアル信号の送信処理（送信するシリアル信号のビット列に応じて電源端子１０の電位を変化させる処理）を行う。通信処理部１４ａは、例えば、論理回路やマイクロコンピュータ（マイクロコントローラ、略称としてマイコン、広義にはＣＰＵとも称される）などを利用して構成されている。
【００３５】
本実施形態における通信処理部１４ａは、管理装置２とシリアル通信を行うにあたっては（シリアル信号を送信するにあたっては）、図２に示すように、シリアル信号を送信する前に、クロック回路１４ｂのクロックのタイミングに合わせて同期ビット（同期信号）ＳＹＮＣを送信するように構成されている。
【００３６】
第１の制御部１６は、センサ１の全体的な制御を行う制御装置である。第１の制御部１６は、例えば、マイクロコンピュータを備え、メモリに記憶されたプログラムをＣＰＵで実行することにより種々の機能を実現する。なお、第１の制御部１６は、第１の通信部１４の通信処理部１４ａと一体に構成されていてもよい。
【００３７】
本実施形態における第１の制御部１６は、通常モードと調整モードとの２種類の動作モードを有している（すなわち、センサ１は通常モードと調整モードのいずれか一方の動作モードで動作する）。
【００３８】
調整モードでは、第１の制御部１６は、検出部１１および出力補正部１３の駆動を停止し、第１の通信部１４を駆動する。これによって、検出出力の出力を行わないようにし、また管理装置２とのシリアル通信を可能とする。調整モード時に、管理装置２とのシリアル通信によって管理装置２から補正値を取得すると、第１の制御部１６は、記憶部１２の補正値を管理装置２より取得した補正値に書き換える。書き換えが終了すると、第１の制御部１６は、第１の通信部１４を制御して、書き換え後の記憶部１２の補正値を管理装置２に送信する。このように調整モードは、検出出力の出力を行わないが、記憶部１２の補正値の書き換えは可能とするモードである。
【００３９】
一方、通常モードでは、第１の制御部１６は、検出部１１および出力補正部１３を駆動し、第１の通信部１４の駆動を停止する。これによって、検出出力（出力補正部１３で補正された検出出力）を出力端子１０ｂに出力可能とし、また管理装置２とシリアル通信を行わないようにする。このように通常モードは、検出出力の出力を行うが、記憶部１２の補正値の書き換えは禁止するモードである。
【００４０】
上述した第１の制御部１６が調整モードと通常モードのいずれの動作モードで動作するかは、管理装置２の要求に応じて決定される。
【００４１】
判別部１５は、管理装置２がいずれの動作モードを要求しているかを判別し、その判別結果を第１の制御部１６に通知するように構成されている。よって、第１の制御部１６は、判別部１５の判別結果に応じた動作モードでセンサ１の各部の制御を実行する。
【００４２】
本実施形態において、判別部１５は、電源端子１０ａの電位に基づいて、管理装置２が要求している動作モードを判別する。例えば、判別部１５は、電源端子１０ａの電位が６Ｖを越えれば、管理装置２が調整モードを要求していると判別し、電源端子１０ａの電位が６Ｖ以下であれば、管理装置２が通常モードを要求していると判別する。判別部１５は、電源端子１０ａの電位と動作モード判別用の閾値とを比較する比較回路を利用することで得ることができる。
【００４３】
電源部１７は、電源端子１０ａより得た電力を元にしてセンサ１の動作電圧を生成するように構成されている。電源部１７には、例えば、電源端子１０ａと接地端子１０ｃとの間の電位差（電源電圧）に基づいて所定の電圧を生成する三端子レギュレータなどが必要に応じて用いられている。なお、電源端子１０ａの電位をそのまま動作電圧として使用できる場合には、電源部１７を設けずに、各部を構成する電気回路にそのまま電源端子１０ａを接続すればよい。
【００４４】
管理装置２は、主として、端子部（以下、第２の端子部と称する）２０と、供給電源部２１と、通信部（以下、第２の通信部と称する）２２と、制御部（以下、第２の制御部と称する）２３とを備えている。また、管理装置２は、各部２０〜２３を構成する電気機器等を収納する筐体（図示せず）を備えている。
【００４５】
第２の端子部２０は、センサ１の接続に使用される。第２の端子部２０は、給電端子２０ａと、入力端子２０ｂと、接地端子２０ｃとを備える３端子型のものである。給電端子２０ａは、供給電源部２１からセンサ１に給電するための端子である。入力端子２０ｂは、センサ１より検出出力を得るための端子である。入力端子２０ｂは接続するセンサ１の数に応じた数だけ設けられる。本実施形態の場合、センサ１を２つ接続するために２つの入力端子２０ｂが設けられているが、図１では図示を省略している。接地端子２０ｃは、センサ１の基準電位点となるものであり、例えば車のボディ等に接続されている。したがって、センサ１は、電源端子１０ａを給電端子２０ａに電線（給電線）Ｌ１で、出力端子１０ｂを入力端子２０ｂに電線（出力線）Ｌ２で、接地端子１０ｃを接地端子２０ｃに電線（接地線）Ｌ３でそれぞれ接続することによって、管理装置２に接続される。なお、図１に示す例では、センサ１の接地端子１０ｃは、必ずしも管理装置２の接地端子２０ｃに接続する必要はなく、基準電位を与えることができるものに接続されていればよい。
【００４６】
供給電源部２１は、出力電圧を変更することができる可変型の電源である。この供給電源部２１は、給電端子２０ａに接続されている。供給電源部２１は、例えば、自動車に搭載されたバッテリや、バッテリの直流電圧を所定電圧に降圧可能な回路（例えば降圧チョッパ回路やバンドギャップリファレンス回路）などを用いて構成されている。本実施形態において、供給電源部２１は、出力電圧として５Ｖと１２Ｖとを択一的に選択することができるようになっている。このような供給電源部２１は従来周知のものを採用することができるから詳細な説明は省略する。また、供給電源部２１は、出力電圧を変えるための回路を備えているが、出力電圧が異なる２つの電源（本実施形態の場合は、１２Ｖの電源と５Ｖの電源）よりなるものであってもよい。
【００４７】
第２の通信部２２は、センサ１（センサ１の第１の通信部１４）と有線による通信（シリアル通信）を行うためのものである。この第２の通信部２２は、給電端子２０ａをシリアル信号の入出力端子としてセンサ１とシリアル通信を行うように構成されている。ここで、第２の通信部２２は、第１の通信部１４と同様の構成のものであり、通信処理部２２ａと、クロック回路２２ｂと、判定回路２２ｃと、スイッチＱ２０と、抵抗Ｒ２０とで構成されている。判定回路２２ｃは、判定回路１４ｃと同様のものであり、給電端子２０ａの電位（電源端子１０ａの電位に等しい）が信号受信用の閾値（本実施形態では１０Ｖ）超過であればハイレベルと判定し、信号受信用の閾値以下であればロウレベルと判定する。また、スイッチＱ２０および抵抗Ｒ２０も、スイッチＱ１０および抵抗Ｒ１０と同様のものである。
【００４８】
通信処理部２２ａは、通信処理部１４ａと同様の受信処理と送信処理を行うように構成されている。また、通信処理部２２ａは、同期ビットＳＹＮＣを計測することで、センサ１のクロック情報（位相、周期）を取得して、シリアル信号の通信クロックを設定するように構成されている。例えば、通信処理部２２ａは、同期ビットＳＹＮＣを得ると、その同期ビットＳＹＮＣの時間をカウントし、そのカウント結果より、第１の通信部１４が送信するシリアル信号の１ビット当たりの時間を算出する。そして、通信処理部２２ａは、このようにして算出したシリアル信号１ビット当たりの時間に基づいてスイッチＱ２０のオン・オフ制御を実行する。なお、通信処理部２２ａも通信処理部１４ａと同様に、論理回路やマイクロコンピュータなどを利用して構成されている。
【００４９】
第２の制御部２３は、入出力部（図示せず）からの指示に応じて、センサ１に動作モードの切り替えを要求する機能（切替要求機能）を有している。
【００５０】
ここで、上記入出力部は、ユーザが情報を入力するための操作ボタンなどの入力部と、ユーザに情報を提示するための画像表示装置などの出力部とを備えたユーザインタフェースである。上記入出力部は、管理装置２と一体にまたは別体に設けられる。
【００５１】
第２の制御部２３は、上記入出力部より動作モードを通常モードに設定する旨の指示を受けた場合には、供給電源部２１の出力電圧を５Ｖに設定する。一方、第２の制御部２３は、動作モードを調整モードに設定する旨の指示を受けた場合には、供給電源部２１の出力電圧を１２Ｖに設定する。
【００５２】
ここで、管理装置２では、供給電源部２１と給電端子２０ａとの間に、抵抗Ｒ２１およびスイッチＱ２１よりなる並列回路が挿入されている。なお、スイッチＱ２１は、ＭＯＳＦＥＴなどの半導体スイッチング素子や継電器等のオン・オフ制御が可能なスイッチである。
【００５３】
第２の制御部２３は、供給電源部２１の出力電圧を５Ｖに設定する際にはスイッチＱ２１をオンにし、供給電源部２１の出力電圧を１２Ｖに設定する際にはスイッチＱ２１をオフにする。これによって、調整モード時には、供給電源部２１と給電端子２０ａとの間に抵抗Ｒ２１が挿入される。この抵抗Ｒ２１は、スイッチＱ１０，Ｑ２０のオン時に、電源端子１０ａの電位を、信号受信用の閾値以下に低下させるためのものである。したがって、供給電源部２１の電圧が１２Ｖである場合には、供給電源部２１の電圧を抵抗Ｒ１０と抵抗Ｒ２１とで分圧した電圧、および抵抗Ｒ２０と抵抗Ｒ２１とで分圧した電圧が、信号受信用の閾値（本実施形態では１０Ｖ）以下（例えば９Ｖ）となるように、抵抗Ｒ１０，２０，Ｒ２１の抵抗値が設定されている。
【００５４】
さらに、第２の制御部２３は、第２の通信部２２を制御して、上記入出力部を用いてユーザが入力した特性情報（補正値）をセンサ１に送信する機能（特性情報送信機能）を有している。ここで、第２の制御部２３は、第２の通信部２２に補正値を送信させた後に、所定時間以内に、センサ１からの応答（センサ１における更新後の補正値）が得られれば、補正値の更新が成功したと判断し、その旨を上記入出力部により使用者に通知する。また、第２の制御部２３は、上記所定時間以内に、センサ１からの応答（センサ１における更新後の補正値）が得られなかったとき、あるいは、得られたがその補正値がセンサ１に送信した補正値と一致しなかったときに、補正値の更新が失敗したと判断する。この場合、第２の制御部２３は、補正値の更新が失敗したことを上記入出力部により使用者に通知する。
【００５５】
加えて、第２の制御部２３は、入力端子２０ｂに入力された検出出力を上記入出力部に出力して、上記入出力部にセンサ１の検出出力を表示させる機能（検出出力表示機能）を有している。ただし、検出出力表示機能による動作（上記入出力部にセンサ１の検出出力を表示させる動作）は、通常モード時のみに行われ、調整モード時には行われない。この他、第２の制御部２３は、入力端子２０ｂに入力された検出出力に応じて種々の制御を実行する機能を有する。
【００５６】
以下、本実施形態の物理量検出システムの動作について図２を参照して説明する。なお、図２は、電源端子１０ａの電位の時間変化を示している。
【００５７】
まず、初期状態（図２における時刻Ｔ１前）では、センサ１が通常モードであるとする。この初期状態では、管理装置２の第２の制御部２３は、供給電源部２１の出力電圧を５Ｖに設定するとともに、スイッチＱ２１をオンとする。センサ１の動作モードは通常モードであるから、センサ１は、記憶部１２に記憶されている補正値で検出部１１の検出出力を補正して得られた検出出力（補正後の検出出力）を出力端子１０ｂに出力する。出力端子１０ｂに出力された補正後の検出出力は、入力端子２０ｂに入力され、第２の制御部２３によって上記入出力部に送られ、ユーザに提示される。
【００５８】
一方、上記入出力部によって調整モードが選択されると、第２の制御部２３は、供給電源部２１の出力電圧を１２Ｖに設定するとともに、スイッチＱ２１をオフとする（時刻Ｔ１）。この場合、センサ１の電源端子１０ａには、１２Ｖの電位が与えられる。より正確には、電源端子１０ａからセンサ１の消費電流による抵抗Ｒ２１の電圧降下を差し引いた電位となる。しかしながら、以下の説明では、簡略化のために消費電流を無視して説明する。
【００５９】
この場合、判別部１５は、管理装置２が調整モードを要求していると判断する。その結果、第１の制御部１６は動作モードを調整モードに設定する。よって、第１の通信部１４が駆動されて、管理装置２とのシリアル通信が可能になる。このとき、第１の通信部１４は、クロック回路１４ｂのクロックのタイミングに合わせて所定時間の間（時刻ｔ１０〜ｔ１１）、電源端子１０ａの電位を９Ｖに設定することで同期ビットＳＹＮＣを送信する。管理装置２の第２の通信部２２は、同期ビットＳＹＮＣを計測することで、センサ１のクロック情報（位相、周期）を取得し、これによってシリアル信号の通信クロックを設定する。
【００６０】
そして、使用者が上記入出力部を用いて補正値の入力を行うと、第２の制御部２３は、第２の通信部２２を制御して、入力された補正値をセンサ１に送信する。第２の通信部２２は、上述したようにスイッチＱ２０を制御することで電源端子１０ａの電位を１２Ｖあるいは９Ｖに設定し、これによって、シリアル信号の送信を行う。例えば、シリアル信号により送信する補正値データは３バイトのデータであり、そのうちの２バイトが補正値（各々１バイトのオフセット値およびゲイン値）、残りの１バイトがセンサ１の製品ＩＤを示している。第２の通信部２２は、シリアル信号を送信するにあたっては、所定時間の間（時刻ｔ１２〜ｔ１３）、電源端子１０ａの電位を９Ｖに設定することでスタートビットＳＴＢ１を送信し、その後に補正値データを示すビット列ＤＢ１の送信を行う。なお、第２の通信部２２は、ビット列ＤＢ１の送信後には、ストップビット（図示せず）を送信してセンサ１に送信を終えたことを通知する。
【００６１】
第１の制御部１６は、第１の通信部１４でシリアル信号を受信すると、その補正値データの製品ＩＤが自己のＩＤと同じかどうかを確認する。ＩＤが同じであれば、第１の制御部１６は、記憶部１２の補正値を、補正値データが示す補正値（オフセット値およびゲイン値）に書き換えさせる。なお、ＩＤが同じでなければ、補正値データを破棄する。
【００６２】
書き換えが終了すると、第１の制御部１６は、第１の通信部１４を制御して、書き換え後の記憶部１２の補正値を示す応答データを管理装置２に送信させる。この応答データは補正値データと同様に３バイトのデータであり、そのうちの２バイトが補正値（各々１バイトのオフセット値およびゲイン値）、残りの１バイトがセンサ１の製品ＩＤである。第１の通信部１４は、シリアル信号を送信するにあたっては、所定時間の間（時刻ｔ３〜ｔ４）、電源端子１０ａの電位を９Ｖに設定することでスタートビットＳＴＢ２を送信し、その後に応答データを示すビット列ＤＢ２の送信を行う。なお、第１の通信部１４は、ビット列ＤＢ２の送信後には、ストップビット（図示せず）を送信してセンサ１に送信を終えたことを通知する。
【００６３】
第２の制御部２３は、第２の通信部２２でシリアル信号を受信すると、その応答データに含まれる補正値および製品ＩＤが、補正値データに含まれる補正値および製品ＩＤに等しいかどうかの確認を行う。第２の制御部２３は、その確認の結果、等しければ補正値の更新が成功したと判断し、等しくなければ補正値の更新が失敗したと判断する。上記確認の結果は、上記入出力部によって使用者に通知される。
【００６４】
この後に、上記入出力部によって通常モードが選択されると、第２の制御部２３は、供給電源部２１の出力電圧を５Ｖに設定するとともに、スイッチＱ２１をオンとする（時刻Ｔ２）。この場合、センサ１の電源端子１０ａには、５Ｖの電位が与えられる。そのため、判別部１５は、管理装置２が通常モードを要求していると判断する。その結果、第１の制御部１６は動作モードを通常モードに設定する。
【００６５】
以上述べた本実施形態の物理量検出システムによれば、電源端子１０ａの電位に基づいて、管理装置２が要求している動作モードを判別するので、端子数を増やすことなく調整モードへの移行が行える。また、調整モードでは、センサ１への給電線Ｌ１を通信線に兼用することができる。そのため、管理装置２には、センサ１と一対一対応で通信装置（第２の通信部２２）を設ける必要がなく、一つの通信装置で複数のセンサ１と通信することが可能になる。よって、管理装置２の構成の簡素化および省配線化を図ることができ、システム全体の構成を簡素化することができる。また、電源端子１０ａは一般的にバイパスコンデンサＣにより接地されることが多いから、出力端子１０ｂにより通信する場合に比べれば、高周波ノイズの影響を低減することができる。
【００６６】
また、本実施形態の物理量検出システムでは、第１の通信部１４は、管理装置２とシリアル通信を開始するにあたっては、同期ビットＳＹＮＣを送信することで、管理装置２と同期を取る処理を実行する。そのため、シリアル通信の通信精度を向上することができる。
【００６７】
特に、センサ１から管理装置２に同期信号を送信するので、センサ１のクロック回路１４ｂに管理装置２のクロック回路２２ｂを合わせることができる。そのため、センサ１に設けるクロック回路１４ｂとして比較的低精度のものを使用することができるようになる。これによって、センサ１の低コスト化および小型化を図ることができる。なお、上記の例では、センサ１の第１の通信部１４が同期信号ＳＹＮＣを出力しているが、管理装置２の第２の通信部２２が同期信号ＳＹＮＣを出力するようにしてもよい。すなわち、シリアル通信を開始するにあたっては、第１の通信部１４と第２の通信部２２とのいずれか一方が第１の通信部１４と第２の通信部２２とのいずれか他方に同期信号ＳＹＮＣを出力し、上記他方が上記一方より受け取った同期信号ＳＹＮＣの長さに基づいて、通信クロックを設定すればよい。
【００６８】
ところで、上記の例における判別部１５は、電源端子１０ａの電位が所定の条件を満たしているか否か、すなわち、電源端子１０ａの電位が１０Ｖより高いか否かによって管理装置２が要求している動作モードを判別している。この例に限らず、判別部１５は、電源端子１０ａの電位が所定のパターンで変化したか否か（例えば、電位が所定周波数で所定回数変化したか等）、すなわち電位の時間変化によって動作モードの判別を行ってもよい。このように、判別部１５は、電源端子１０ａの電位波形に基づいて、動作モードの判別を行うものであればよい。
【００６９】
また、判別部１５は、電源端子１０ａの電位が所定の条件を満たした際に動作モードの判別を確定するのではなく、電源端子１０ａの電位が所定の条件を満たしている期間が所定時間継続された際に動作モードの判別を確定するように構成されていてもよい。このようにすればノイズなどの影響によって予期せずに動作モードが変更されてしまうことを抑制することができ、より正確な動作モードの判別が可能になる。
【００７０】
また、上記の例では、判別部１５は、電源端子１０ａの電位が通常時の電位（本実施形態では５Ｖ）よりも所定値以上高いか否かによって、管理装置２が要求している動作モードを判別する。これに対して、判別部１５は、電源端子１０ａの電位が通常時の電位（本実施形態では５Ｖ）よりも所定値以上低いか否かによって、管理装置２が要求している動作モードを判別するように構成されていてもよい。この場合、調整モード時に電源端子１０ａの電位を上昇させる（５Ｖから１２Ｖに上昇させる）ときとは異なり、通常時の電位（５Ｖ）よりも高い電位（１２Ｖ）に耐え得る電気部品、すなわち高耐圧性を有する電気部品等を使用する必要がないから、小型化および低コスト化を図ることができる。
【００７１】
ところで、判別部１５は、電源端子１０ａではなく、出力端子１０ｂの電位に基づいて管理装置２が要求している動作モードを判別するように構成されていてもよい。
【００７２】
さらに、判別部１５で、電源端子１０ａおよび出力端子１０ｂそれぞれの電位が所定の条件を満たしているか否かによって、管理装置２が要求している動作モードを判別するように構成されていてもよい。このようにすれば、電源端子１０ａの電位が通常モード時とは異なり、かつ、出力端子１０ｂの電位が通常モード時とは異なるときのみ、動作モードが通常モードから調整モードに移行することになる。よって、電源端子１０ａのみを用いて動作モードの判別を行う場合や、出力端子１０ｂのみを用いて動作モードの判別を行う場合に比べれば、動作モードの判別誤りが発生する確率を低減できる。したがって、予期せずに動作モードが変更されてしまうことを抑制することができる。
【００７３】
また、本実施形態では、製品ＩＤを利用して通信先のセンサ１を特定している。ここで、管理装置２と通信するセンサ１を選択する方法としては、センサ１の出力端子１０ｂを利用することが考えられる。すなわち、センサ１に出力端子１０ｂの電位を検出する手段を設け、管理装置２が出力端子１０ｂの電位を所定の閾値に設定する（例えば、出力端子１０ｂを短絡させる）ことで、センサ１に通信相手として選択されていることを通知することができる。
【００７４】
（実施形態２）
本実施形態の物理量検出システムでは、第２の通信部２２が実施形態１と異なっている。なお、本実施形態の物理量検出システムにおけるその他の構成は実施形態１と同様であるから、同様の構成については同一の符号を付して図示および説明を省略する。
【００７５】
本実施形態における第２の通信部２２では、通信処理部２２ａの動作が実施形態１と異なっている。本実施形態における通信処理部２２ａは、実施形態１と同様に、センサ１より得た同期ビットＳＹＮＣに基づいて通信クロックを設定する。ここで、実施形態１のものは、一旦設定された通信クロックをそのまま使用するが、本実施形態における通信処理部２２ａは、シリアル信号の受信開始時に（第１の通信部１４のシリアル信号を受信すると）、通信クロックの位相をリセットする（すなわち、センサ１の通信クロックの初期位相と等しい位相にする）。
【００７６】
以下、本実施形態における第２の通信部２２の動作について図３を参照して説明する。
【００７７】
ここで、図３（ａ）は第１の通信部１４の通信クロックを示している。また、図３（ｂ）は第１の通信部１４が送信するシリアル信号を示している。この例では、第１の通信部１４の通信処理部１４ａは、通信クロックの立ち上がり時（ロウレベルからハイレベルへの変化時）ｔ２０，ｔ２１，ｔ２２，ｔ２３，ｔ２４，ｔ２５…を、シリアル信号のハイレベル／ロウレベルの切り替えのタイミングとしており、時刻ｔ２０より「０１００１０…」というビット列のシリアル信号を送信している。ここで、当該シリアル信号の最初の「０」であるビットは、スタートビットである。図３（ｃ）は電源端子１０ａの電位を示している。図３（ｃ）において、電源端子１０ａの電位が鈍っているのは、上述したようにバイパスコンデンサＣが接続されているために、立ち上がりおよび立ち下りが遅延するからである。
【００７８】
図３（ｄ）は第２の通信部２２の通信クロックの波形を示している。通信処理部２２ａは、通信クロックがロウレベルであるときに、シリアル信号のハイレベル／ロウレベルの判定を行う。本実施形態における通信処理部２２ａは、電源端子１０ａの電位（すなわち給電端子２０ａの電位）が信号受信用の閾値（図３（ｃ）におけるＶｔｈ）以下となり、判定回路２２ｃによってロウレベルと判断された際に、通信クロックの位相をリセットする（時刻ｔ３０）。なお、通信処理部２２ａは、通信クロックの位相を一端リセットすると、シリアル通信が終了（ストップビットを受信）するまではリセットを行わない。
【００７９】
このように本実施形態における通信処理部２２ａは、スタートビットの立ち下りを検出して、通信クロックの位相をリセットする。図３（ｄ）において、破線は位相がリセットされていない通信クロックの波形を示し、実線は位相がリセットされた通信クロックの波形を示している。
【００８０】
ここで、位相がリセットされる前の管理装置２の通信クロック（時刻ｔ３０以前の管理装置２の通信クロック）の位相は、センサ１の通信クロックの位相と大きくずれている（図示例では半周期ほどずれている）。これは、管理装置２による同期ビットＳＹＮＣの時間の測定誤差に起因している。すなわち、測定誤差によって、センサ１と管理装置２とで通信クロックの周期が微妙に異なり、その結果、時間によって位相のずれが大きくなったり小さくなったりする。そのため、位相のずれが大きいときには、図３（ｄ）に示すように、半周期近く位相がずれることがあり、このようなときは、シリアル信号の受信を正しく行うことができない。
【００８１】
ここで、本実施形態における通信処理部２２ａは、第１の通信部１４のシリアル信号（スタートビット）を受信すると通信クロックの位相をリセットする。したがって、図３（ｄ）に破線で示すように、管理装置２の通信クロックの位相がセンサ１の通信クロックの位相と大きくずれていたとしても、その位相差を十分に小さくすることが可能になる。
【００８２】
このように、本実施形態の物理量検出システムによれば、同期信号（同期ビットＳＹＮＣ）の長さの測定誤差に起因するセンサ１の通信クロックと管理装置２の通信クロックとの位相のずれを小さくすることができる。そのため、センサ１の通信クロックと管理装置２の通信クロックとの位相差、すなわちセンサ１の通信クロックが立ち上がる時刻ｔ２０，ｔ２１，ｔ２２，ｔ２３，ｔ２４，ｔ２５…と、管理装置２の通信クロックが立ち上がる時刻ｔ３０、ｔ３１，ｔ３２，ｔ３３，ｔ３４，ｔ３５…との時間差が大きくずれてしまうことを抑制できる。よって、調整モード時に高精度なシリアル通信を行うことが可能になる。
【００８３】
ところで、図３（ｃ）に示すように、電源端子１０ａの電位波形には鈍りが生じることが多い。このような場合には、例えば、電源端子１０の電位が信号受信用の閾値Ｖｔｈを下回る期間が管理装置２の通信クロックの１周期よりも短くなって、スタートビットを認識できないときがある。かかる点を考慮して、通信処理部２２ａは、スタートビットの立ち下がりを検出して通信クロックをリセットしており、これによって、シリアル信号の受信を確実に検出することができるようにしている。
【００８４】
また、一旦センサ１より同期ビットＳＹＮＣを受信した後は、通信クロックの生成をせずに、以後、シリアル受信の毎に通信クロックの位相をリセットすることで、高精度な通信が可能になる。そのため、センサ１とシリアル通信を開始する毎にセンサ１と同期処理を行わなくて済み、通信処理の効率化を図ることができる。
【００８５】
なお、本実施形態におけるクロック回路２２ｂには、センサ１の通信クロックの周波数よりも十分に周波数が高いものを使用することが好ましい。例えば、管理装置２で通信クロックを生成する際には、高周波のクロック回路２２ｂのクロックパルスを必要な数だけ積算して、計測したセンサ１の通信クロックに最も近い通信クロックを生成すればよい。
【００８６】
（実施形態３）
本実施形態の物理量検出システムは、実施形態１と同様に、センサ１と、管理装置２とを備えているが、図４に示すように、クロック信号を出力するクロック信号出力部１８をセンサ１に備えている点が実施形態１と大きく異なっている。なお、本実施形態の物理量検出システムも、実施形態１と同様に、例えば、ＥＣＵによる自動車のエンジン運転における電気的な制御に用いられる。
【００８７】
本実施形態における管理装置２は、供給電源部２１と、第２の通信部２２と、第２の制御部２３とを備えている。
【００８８】
本実施形態における供給電源部２１は、第１の電源部２１ａと、第２の電源部２１ｂとで構成されている。第１の電源部２１ａと、第２の電源部２１ｂは、互いに出力電圧が異なる直流電源である。第１の電源部２１ａは、通常モード用の電源であり、第２の電源部２１ｂは、調整モード用の電源である。本実施形態では、第１の電源部２１ａの出力電圧は５Ｖに、第２の電源部２１ｂの出力電圧は１２Ｖに設定されている。
【００８９】
本実施形態では、第２の制御部２３は、第２の通信部２２の通信処理部２２ａとしての機能を有している。そのため、本実施形態における第２の通信部２２は、第２の制御部２３と、判定回路２２ｃと、２つのスイッチＱ２２，Ｑ２３と、抵抗Ｒ２２とで構成されている。スイッチＱ２２は、ｎチャネルＭＯＳＦＥＴであり、給電端子２０ａとグラウンドとの間に挿入され、抵抗Ｒ２２は、スイッチＱ２２と給電端子２０ａとの間に挿入されている。スイッチＱ２３は、ｐチャネルＭＯＳＦＥＴであり、給電端子２０ａと第２の電源部２１ｂとの間に挿入されている。
【００９０】
本実施形態における第２の制御部２３は、通信処理部２２ａと同様の受信処理および送信処理を行う。ただし、本実施形態における第２の制御部２３は、送信処理においては、スイッチＱ２２をオフ、スイッチＱ２３をオンとすることで、シリアル信号をハイレベルとする。この場合、スイッチＱ２３によって給電端子２０ａに第２の電源部２１ｂが接続されるため、シリアル信号のハイレベルの電位は１２Ｖとなる。また、第２の制御部２３は、スイッチＱ２２をオン、スイッチＱ２３をオフとすることで、シリアル信号をロウレベルとする。この場合、シリアル信号のロウレベルの電位は、出力端子１０ｂの電位を後述する電圧降下回路１４ｄで低下させた値（本実施形態の場合は、９．９Ｖ）となる。なお、第２の制御部２３は、アイドル状態（センサ１からのシリアル信号の受信待ち状態）では、スイッチＱ２２，Ｑ２３をともにオフに設定する。
【００９１】
また、本実施形態における第２の制御部２３は、実施形態１と同様に、センサ１に動作モードの切り替えを要求する機能を有している。
【００９２】
ここで、第１の電源部２１ａは、スイッチＱ２４を介して給電端子２０ａに接続されている。また、第２の電源部２１ｂは、スイッチＱ２５を介して入力端子２０ｂに接続されている。さらに、第２の電源部２１ｂは、スイッチＱ２６と抵抗Ｒ２６を介して給電端子２０ａに、スイッチＱ２７と抵抗Ｒ２７を介して入力端子２０ａに接続されている。なお、スイッチＱ２４〜Ｑ２７はいずれもｐチャネルＭＯＳＦＥＴである。
【００９３】
本実施形態における第２の制御部２３は、上記入出力部より動作モードを通常モードに設定する旨の指示を受けた場合には、スイッチＱ２４をオン、スイッチＱ２５〜Ｑ２７をオフに設定する。この場合、給電端子２０ａの電位は５Ｖとなる。また、第２の制御部２３は、動作モードを調整モードに設定する旨の指示を受けた場合には、スイッチＱ２５〜Ｑ２７をオン、スイッチＱ２４をオフに設定する。この場合、給電端子２０ａの電位は１２Ｖ（より正確には、１２Ｖからセンサ１の消費電流による抵抗Ｒ２６の電圧降下を差し引いた電位となる。しかしながら、以下の説明では、簡略化のために消費電流を無視して説明する）となり、入力端子２０ｂの電位は１２Ｖとなる。
【００９４】
このように、本実施形態における管理装置２は、センサ１に調整モードへの移行を要求するにあたっては、電源端子１０ａと出力端子１０ｂの両方の電位を通常モード時よりも高く（本実施形態では１２Ｖに設定）する。
【００９５】
また、本実施形態における第２の制御部２３は、調整モードへの切り替えを要求した後は、スイッチＱ２５をオフに設定し、クロック信号出力部１８からのクロック信号を待つ。第２の制御部２３は、クロック信号出力部１８からクロック信号を得ると、クロック信号の周期と位相に基づいて、通信クロックを設定する。そして、第２の制御部２３は、当該通信クロックに基づいて、給電端子２０ａをシリアル信号の入出力端子としてシリアル通信を行う。
【００９６】
本実施形態におけるセンサ１は、上述したようにクロック信号出力部１８を備えている。また、本実施形態におけるセンサ１では、第１の通信部１４と、判別部１５とが実施形態１と異なっている。なお、本実施形態におけるセンサ１のその他の構成については、実施形態１と同様であるから詳細な説明は省略する。
【００９７】
本実施形態における第１の通信部１４は、通信処理部１４ａと、判定回路１４ｃと、スイッチＱ１１，１２と、抵抗Ｒ１１と、電圧降下回路１４ｄとで構成されている。なお、判定回路１４ｃについては実施形態１と同様であるから説明を省略する。
【００９８】
スイッチＱ１１は、ｎチャネルＭＯＳＦＥＴであり、電源端子１０ａとグラウンドとの間に挿入されている。抵抗Ｒ１１は、スイッチＱ１１と電源端子１０ａとの間に挿入されている。スイッチＱ１２は、ｐチャネルＭＯＳＦＥＴであり、電源端子１０ａと出力端子１０ｂとの間に挿入されている。
【００９９】
電圧降下回路１４ｄは、管理装置２に送信するシリアル信号のロウレベルの電位を規定するためのものである。この電圧降下回路１４ｄは、出力端子１０ｂにアノードが、電源端子１０ａにカソードが電気的に接続される形で、出力端子１０ｂと電源端子１０ａとの間に挿入される複数のダイオードＤよりなる直列回路である。本実施形態では、ダイオードＤの数は３個であり、ダイオードＤとして０．７Ｖの電圧降下を有するものを使用している。よって、電圧降下回路１４ｄは、そのアノード側に対してカソード側の電位を２．１Ｖ低下させる。なお、電圧降下回路１４ｄは、１個のダイオードＤよりなるものであってよいが、複数個のダイオードＤを用いるほうが、シリアル信号のロウレベルの電位の設定を容易に行える。また、ダイオードＤは、通常モードにおいて、出力端子１０ｂを静電気やサージから保護する役割も果たす。
【０１００】
本実施形態における通信処理部１４ａは、実施形態１で述べたものと同様に受信処理および送信処理を行う。ただし、本実施形態における通信処理部１４ａは、送信処理においては、スイッチＱ１１をオフ、スイッチＱ１２をオンとすることで、シリアル信号をハイレベルとする。この場合、スイッチＱ１２によって出力端子１０ｂと電源端子１０ａが短絡されるため、シリアル信号のハイレベルの電位は１２Ｖとなる。また、通信処理部１４ａは、スイッチＱ１１をオン、スイッチＱ１２をオフとすることで、シリアル信号をロウレベルとする。この場合、電源端子１０ａが抵抗Ｒ１１とスイッチＱ１１を介して接地されるため、シリアル信号のロウレベルの電位は、出力端子１０ｂの電位を電圧降下回路１４ｄで低下させた値（本実施形態の場合は、９．９Ｖ）となる。なお、通信処理部１４ａは、アイドル状態（管理装置２からのシリアル信号の受信待ち状態）では、スイッチＱ１１，Ｑ１２をともにオフに設定する。
【０１０１】
このように本実施形態における第１の通信部１４では、通信処理部１４ａと判定回路１４ｃによって、電源端子１０ａに入力されるシリアル信号を受信する受信部が構成される。また、通信処理部１４ａ、スイッチＱ１１，Ｑ１２、および電圧降下回路１４ｄによって、シリアル信号を電源端子１０ａに出力する送信部が構成される。
【０１０２】
本実施形態における判別部１５は、第１の電圧検出部（図示せず）と、第２の電圧検出部（図示せず）と、論理積回路（図示せず）とを備えている。
【０１０３】
上記第１の電圧検出部は、電源端子１０ａの電位が所定の電圧を越えているか否かを検出する過電圧検出回路である。当該第１の電圧検出部は、検出した電源端子１０ａの電位が６Ｖを越えていればハイレベル、６Ｖ以下であればロウレベルの信号を上記論理積回路に出力する。一方、上記第２の電圧検出部は、出力端子１０ｂの電位が所定の電圧を越えているか否かを検出する過電圧検出回路である。当該第２の電圧検出部は、検出した出力端子１０ｂの電位が６Ｖを越えていればハイレベル、６Ｖ以下であればロウレベルの信号を上記論理積回路に出力する。上記第１の電圧検出部および上記第２の電圧検出部はコンパレータなどを用いて実現可能であるから詳細な説明は省略する。
【０１０４】
上記論理積回路は、ＡＮＤ回路である。よって、上記論理積回路は、上記第１の電圧検出部および上記第２の電圧検出部それぞれが出力する信号が両方ともハイレベルであるときに、ハイレベルの信号を第１の制御部１６に出力し、一方がロウレベルであれば、第１の制御部１６にはロウレベルの信号を出力する。
【０１０５】
すなわち、本実施形態における判別部１５は、電源端子１０ａおよび出力端子１０ｂそれぞれの電位が所定の条件を満たしているか否かによって、管理装置２が要求している動作モードを判別する。よって、電源端子１０ａと出力端子１０ｂのいずれか一方のみを用いて動作モードの判別を行う場合に比べれば、動作モードの判別誤りが発生する確率を低減できる。したがって、予期せずに動作モードが変更されてしまうことを抑制することができる。
【０１０６】
本実施形態における第１の制御部１６は、判別部１５の上記論理積回路よりハイレベルの信号を受け取ると動作モードを調整モードに設定し、ロウレベルの信号を受け取ると動作モードを通常モードに設定する。
【０１０７】
クロック信号出力部１８は、クロック制御部１８ａと、スイッチＱ１３と、抵抗Ｒ１３とで構成されている。スイッチＱ１３は、ｎチャネルＭＯＳＦＥＴであり、出力端子１０ｂとグラウンドとの間に挿入され、抵抗Ｒ１３は、スイッチＱ１３と出力端子１０ｂとの間に挿入されている。
【０１０８】
クロック制御部１８ａは、センサ１の動作モードが調整モードであるときは、出力端子１０ｂにクロック信号（第１のクロック信号）を出力する。第１のクロック信号は、クロック制御部１８ａが、内蔵されたクロック回路（図示せず）のクロックに基づいて、所定周期でスイッチＱ１３のオン・オフを交互に切り替えることで生成される。また、クロック制御部１８ａは、調整モード時には、第１のクロック信号と周期および位相が等しいクロック信号（第２のクロック信号）を通信処理部１４ａに出力する。
【０１０９】
なお、クロック制御部１８ａは、センサ１の動作モードが通常モードであるときは、クロック信号の出力を行わない。このとき、スイッチＱ１３はオフに設定され、これによって、センサ１の検出出力が出力端子１０ｂより出力される。
【０１１０】
本実施形態における通信処理部１４ａは、シリアル信号を送信する際には、第２のクロック信号の立ち下がり時（ハイレベルからロウレベルに切り替わるとき）から、次の立ち下り時までの期間を、シリアル信号の１ビットの期間とする。そして、通信処理部１４ａは、当該期間において第２のクロック信号がハイレベルである期間に、シリアル信号がハイレベルもしくはロウレベルとなるように、スイッチＱ１１，Ｑ１２を制御する。また、通信処理部１４ａは、シリアル信号を受信する際においても、第２のクロック信号の立ち下がり時（ハイレベルからロウレベルに切り替わるとき）から、次の立ち下り時までの期間を、シリアル信号の１ビットの期間とする。そして、通信処理部１４ａは、当該期間において第２のクロック信号の立ち上がり時の判定回路１４ｃの判定結果によって、シリアル信号のビット値を得る。
【０１１１】
このように第１の通信部１４は、クロック信号出力部１８より得たクロック信号（第２のクロック信号）に同期して、電源端子１０ａに入力されるシリアル信号の受信、および電源端子１０ａへのシリアル信号の出力を行う（電源端子１０ａをシリアル信号の入出力端子としてシリアル通信を行う）。
【０１１２】
以下、本実施形態の物理量検出システムの動作について説明する。まず、初期状態では、センサ１が通常モードであるとする。この初期状態では、管理装置２の第２の制御部２３は、スイッチＱ２４をオン、スイッチＱ２２，Ｑ２３，Ｑ２５，Ｑ２６，Ｑ２７をオフに設定する。この場合、センサ１の電源端子１０ａには、５Ｖの電位が与えられる。センサ１の動作モードは通常モードであるから、センサ１は、記憶部１２に記憶されている補正値で検出部１１の検出出力を補正して得られた検出出力（補正後の検出出力）を出力端子１０ｂに出力する。出力端子１０ｂに出力された補正後の検出出力は、入力端子２０ｂに入力され、第２の制御部２３によって上記入出力部に送られ、ユーザに提示される。
【０１１３】
一方、上記入出力部によって調整モードが選択されると、第２の制御部２３は、スイッチＱ２５〜Ｑ２７をオン、スイッチＱ２２，Ｑ２３，Ｑ２７をオフに設定する。この場合、センサ１の電源端子１０ａおよび出力端子１０ｂそれぞれには、１２Ｖの電位が与えられる。より正確には、電源端子１０ａには、１２Ｖからセンサ１の消費電流による抵抗Ｒ２６の電圧降下を差し引いた電位となる。しかしながら、以下の説明では、簡略化のために消費電流を無視して説明する。
【０１１４】
そのため、判別部１５の上記第１の電圧検出部と上記第２の電圧検出部とはいずれもハイレベルの信号を出力し、これによって、判別部１５からはハイレベルの信号が出力される。その結果、第１の制御部１６は動作モードを調整モードに設定する。よって、第１の通信部１４が駆動されて、管理装置２とのシリアル通信が可能になる。また、動作モードが調整モードに設定されると、クロック信号出力部１８のクロック制御部１８ａが動作を開始し、通信処理部１４ａに第２のクロック信号が入力される。
【０１１５】
第２の制御部２３は、調整モードの要求後、所定のタイミングで、スイッチＱ２５をオフに設定する。スイッチＱ２５がオフのときは、第２の電源部２１ｂと入力端子２０ｂとの間に抵抗Ｒ２７が挿入される。そのため、クロック信号出力部１８のスイッチＱ１３のオン・オフによって、入力端子２０ｂの電位が変化する。すなわち、第２の制御部２３は、スイッチＱ２５をオフに設定することで、センサ１のクロック信号出力部１８から第１のクロック信号を得る。なお、第２の制御部２３が、スイッチＱ２５をオフに設定するタイミング（すなわち第１のクロック信号を受信するタイミング）は、所定時間毎や、シリアル信号の送受信を所定回数（例えば５回）行う毎等、好適なタイミングとすることができる。
【０１１６】
そして、使用者が上記入出力部を用いて補正値の入力を行うと、第２の制御部２３は、入力された補正値を送信する。このとき、第２の制御部２３は、第１のクロック信号に基づいて通信クロックを設定して、シリアル信号の送受信を行う。
【０１１７】
第１の制御部１６は、第１の通信部１４でシリアル信号を受信すると、記憶部１２の補正値を、管理装置２より受け取った補正値に書き換える。書き換えが終了すると、第１の制御部１６は、第１の通信部１４を制御して、書き換え後の記憶部１２の補正値を管理装置２に送信する。
【０１１８】
第２の制御部２３は、センサ１より受け取った補正値が、センサ１に送信した補正値と等しいかどうかを確認し、等しければ、補正値の更新が成功したと判断し、等しくなければ、補正値の更新が失敗したと判断する。この判断結果は、上記入出力部によって使用者に通知される。
【０１１９】
この後に、上記入出力部によって通常モードが選択されると、第２の制御部２３は、スイッチＱ２４をオン、スイッチＱ２２，Ｑ２３，Ｑ２５，Ｑ２６，Ｑ２７をオフに設定する。この場合、センサ１の電源端子１０ａには、５Ｖの電位が与えられ、その結果、センサ１の第１の制御部１６の動作モードが通常モードに設定される。
【０１２０】
以上述べた本実施形態のセンサ１では、センサ１は、調整モード時には、第１のクロック信号を管理装置２に送信する。管理装置２は、センサ１より第１のクロック信号を受信することで、センサ１との同期を取ることができる。よって、シリアル通信の通信精度を向上することができる。また、本実施形態の物理量検出システムによれば、実施形態１と同様に、端子数を増やすことなく調整モードへの移行が行える。さらに、調整モードでは、センサ１への給電線Ｌ１を通信線に兼用することができるため、一つの通信装置で複数のセンサ１と通信することが可能になる。よって、管理装置２の構成の簡素化および省配線化を図ることができ、システム全体の構成を簡素化することができる。
【０１２１】
なお、上述したスイッチＱ１１〜Ｑ１３，Ｑ２２〜Ｑ２７は、ＭＯＳＦＥＴなどの半導体スイッチング素子に限定されず、継電器等のオン・オフ制御が可能なスイッチであってもよい。
【０１２２】
（実施形態４）
本実施形態の物理量検出システムでは、主として、管理装置２が実施形態３と異なっている。
【０１２３】
本実施形態における管理装置２は、図５に示すように、供給電源部２１と、第２の通信部２２と、第２の制御部２３と、電位保持部２４とを備えている。
【０１２４】
本実施形態における供給電源部２１は、実施形態３と同様に、第１の電源部２１ａと、第２の電源部２１ｂとを有している。ここで、第１の電源部２１ａは、実施形態３と同様に、スイッチＱ２４を介して給電端子２０ａに接続され、第２の電源部２１ｂはスイッチＱ２６と抵抗Ｒ２６を介して給電端子２０ａに接続されている。
【０１２５】
電位保持部２４は、オペアンプＯＰと、ｎチャネルＭＯＳＦＥＴよりなるスイッチＱ２８と、抵抗Ｒ２８と、電源部２４ａとで構成されている。オペアンプＯＰの非反転入力端子は第２の電源部２１ｂに接続され、反転入力端子はスイッチＱ２８のソースに接続され、出力端子はスイッチＱ２８のゲートに接続されている。また、スイッチＱ２８のソースは、スイッチＱ２５を介して入力端子２０ｂに接続されている。一方、スイッチＱ２８のドレインは、抵抗Ｒ２８を介して電源部２４ａに接続されている。この電源部２４ａの出力電圧は、第２の電源部２１ｂの出力電圧よりも高く設定されている（本実施形態では、１５Ｖ）。電位保持部２４によれば、オペアンプＯＰの負帰還によって、スイッチＱ２８の電位、すなわち入力端子２０ｂの電位が一定値、すなわち、第２の電源部２１ｂの出力電圧に等しい値に維持される。
【０１２６】
したがって、本実施形態では、クロック信号出力部１８のスイッチＱ１３のオン・オフに依存せずに、入力端子２０ｂの電位が１２Ｖに維持される。その代わりに、スイッチＱ２８に流れる電流の大きさが、スイッチＱ１３のオン・オフに応じて変化する。したがって、本実施形態では、クロック信号出力部１８が入力端子２０ｂに出力する第１のクロック信号は、電位の大きさが時間変化する信号ではなく、電流の大きさが時間変化する信号（電流クロック信号）である。
【０１２７】
本実施形態における第２の制御部２３は、実施形態３と同様に、センサ１に動作モードの切り替えを要求する機能を有している。第２の制御部２３は、上記入出力部より動作モードを通常モードに設定する旨の指示を受けた場合には、スイッチＱ２４をオン、スイッチＱ２５，Ｑ２６をオフに設定する。この場合、給電端子２０ａの電位は５Ｖとなる。また、第２の制御部２３は、動作モードを調整モードに設定する旨の指示を受けた場合には、スイッチＱ２５，Ｑ２６をオン、スイッチＱ２４をオフに設定する。この場合、給電端子２０ａの電位は１２Ｖ（より正確には、１２Ｖからセンサ１の消費電流による抵抗Ｒ２６の電圧降下を差し引いた電位となる。しかしながら、以下の説明では、簡略化のために消費電流を無視して説明する）となる。また、入力端子２０ｂは、スイッチＱ２５を介してスイッチＱ２８のソースに接続されるため、その電位は１２Ｖとなる。なお、図５では、入力端子２０ｂと第２の制御部２３との間の接続線（検出出力用の接続線）の図示を省略している。
【０１２８】
本実施形態においても、第２の制御部２３は、第２の通信部２２の通信処理部２２ａとしての機能を有している。そのため、本実施形態における第２の通信部２２も、実施形態３と同様に、第２の制御部２３と、判定回路２２ｃと、２つのスイッチＱ２２，Ｑ２３と、抵抗Ｒ２２とで構成されている。
【０１２９】
本実施形態における第２の制御部２３は、実施形態３と同様に、スイッチＱ２２，Ｑ２３をオン・オフ制御することで、シリアル信号の送信を行う。本実施形態における第２の制御部２３は、スイッチＱ２８に流れる電流（ドレイン−ソース間の電流）の大きさを検出し、これによって第１のクロック信号を得る。第２の制御部２３は、第１のクロック信号に同期して、シリアル信号の送受信を行う。
【０１３０】
例えば、第２の制御部２３は、シリアル信号を送信する際には、第１のクロック信号の立ち下がり時（ハイレベルからロウレベルに切り替わるとき）から、次の立ち下り時までの期間を、シリアル信号の１ビットの期間とする。そして、第２の制御部２３は、当該期間において第１のクロック信号がハイレベルである期間に、シリアル信号がハイレベルもしくはロウレベルとなるように、スイッチＱ２２，Ｑ２３を制御する。また、第２の制御部２３は、シリアル信号を受信する際においても、第１のクロック信号の立ち下がり時（ハイレベルからロウレベルに切り替わるとき）から、次の立ち下り時までの期間を、シリアル信号の１ビットの期間とする。そして、第２の制御部２３は、当該期間において第１のクロック信号の立ち上がり時の判定回路２２ｃの判定結果によって、シリアル信号のビット値を得る。
【０１３１】
このように第２の制御部２３は、クロック信号出力部１８より得たクロック信号（第１のクロック信号）に同期して、給電端子２０ａに入力されるシリアル信号の受信、および給電端子２０ａへのシリアル信号の出力を行う（給電端子２０ａをシリアル信号の入出力端子としてシリアル通信を行う）。
【０１３２】
以下、本実施形態の物理量検出システムの動作について説明する。まず、初期状態では、センサ１が通常モードであるとする。この初期状態では、管理装置２の第２の制御部２３は、スイッチＱ２４をオン、スイッチＱ２２，Ｑ２３，Ｑ２５，Ｑ２６をオフに設定し、電源端子１０ａには５Ｖの電位が与えられる。また、センサ１は、通常モードであるから、記憶部１２に記憶されている補正値で検出部１１の検出出力を補正して得られた検出出力（補正後の検出出力）を出力端子１０ｂに出力する。出力端子１０ｂに出力された補正後の検出出力は、入力端子２０ｂに入力され、第２の制御部２３によって上記入出力部に送られ、ユーザに提示される。
【０１３３】
一方、上記入出力部によって調整モードが選択されると、第２の制御部２３は、スイッチＱ２５，Ｑ２６をオン、スイッチＱ２４をオフに設定する。この場合、給電端子２０ａと入力端子２０ｂの電位はそれぞれ１２Ｖとなる。
【０１３４】
この場合、判別部１５では、上記第１の電圧検出部と上記第２の電圧検出部の両方からハイレベルの信号が出力される。そのため、判別部１５が出力する信号もハイレベルとなる。その結果、第１の制御部１６は動作モードを調整モードに設定する。よって、第１の通信部１４が駆動されて、管理装置２とのシリアル通信が可能になる。
【０１３５】
また、動作モードが調整モードに設定されることによって、クロック信号出力部１８が動作を開始する。これによって、第１の通信部１４の通信処理部１４ａには、第２のクロック信号が出力される。また、入力端子２０ｂには、第１のクロック信号が出力される。
【０１３６】
使用者が上記入出力部を用いて補正値の入力を行うと、第２の制御部２３は、入力された補正値をセンサ１に送信する。第２の制御部２３は、上述したように第１のクロック信号に同期してスイッチＱ２２，Ｑ２３をオン・オフ制御することによって、シリアル信号の送信を行う。
【０１３７】
第１の通信部１４は、上述したように第２のクロック信号に同期して、シリアル信号の受信を行う。第１の制御部１６は、第１の通信部１４でシリアル信号を受信すると、記憶部１２の補正値を、管理装置２より受け取った補正値に書き換える。書き換えが終了すると、第１の制御部１６は、第１の通信部１４を制御して、書き換え後の補正値を管理装置２に送信する。第１の通信部１４は、上述したように第２のクロック信号に同期してスイッチＱ１１，Ｑ１２をオン・オフ制御することによって、シリアル信号の送信を行う。
【０１３８】
第２の制御部２３は、上述したように第１のクロック信号に同期して、シリアル信号の受信を行う。第２の制御部２３は、シリアル信号を受信すると、センサ１から受け取った補正値が、センサ１に送信した補正値と等しいかどうかを確認し、等しければ、補正値の更新が成功したと判断し、等しくなければ、補正値の更新が失敗したと判断する。この判断結果は、上記入出力部によって使用者に通知される。
【０１３９】
この後に、上記入出力部によって通常モードが選択されると、第２の制御部２３は、スイッチＱ２４をオン、スイッチＱ２２，Ｑ２３，Ｑ２５，Ｑ２６をオフに設定する。この場合、センサ１の電源端子１０ａには、５Ｖの電位が与えられる。そのため、判別部１５の上記第１の電圧検出部の信号がロウレベルとなり、判別部１５からはロウレベルの信号が出力される。その結果、第１の制御部１６は動作モードを通常モードに設定する。これによって、クロック信号出力部１８は動作を停止する（スイッチＱ１３がオフに設定される）。
【０１４０】
以上述べたように、本実施形態の物理量検出システムによれば、第２の通信部２２は、出力端子１０ｂを通じて入力端子２０ｂに入力されるクロック信号出力部１８のクロック信号（第１のクロック信号）に同期して給電端子２０ａを通じたシリアル信号の送受信を行う。また、第１の通信部１４は、クロック信号出力部１８より得たクロック信号（第２のクロック信号）に同期して電源端子１０ａを通じたシリアル信号の送受信を行う。そのため、同期ビットを用いるものとは異なり、測定誤差や、種々の外乱の影響を無くすことができ、調整モード時のシリアル通信の通信精度を向上することができる。
【０１４１】
また、同期ビットを用いた同期処理を行う必要がなくなるから、このような処理に要していた時間を節約することができる。そのため、シリアル通信の効率を向上することができる（単位時間に送信できるデータ量を増やすことができる）。また、通信対象のセンサ１には管理装置２からクロック信号が送信される。そのため、シリアル信号にＩＤなどを付加して通信対象のセンサ１を識別する必要がなくなり、ＩＤ等のためのビット列が不要になる。よって、シリアル通信の効率を向上することができる。
【０１４２】
ところで、本実施形態におけるセンサ１では、調整モード時に出力端子１０ｂの電位が変化すると、電源端子１０ａの電位も変動する。そのため、スイッチＱ１３のオン・オフによって出力端子１０ｂの電位が変化すると、電源端子１０ａの電位も変化する。さらに、電源端子１０ａにはバイパスコンデンサＣが接続されているので、電源端子１０ａの電位波形は鈍ってしまう。そのため、判定回路１４ｃに、これらの影響を防止するための構成を付加しなければ、シリアル信号の受信を精度良く行うことができない。
【０１４３】
しかしながら、本実施形態における管理装置２は、電流クロック信号が入力されているときに入力端子２０ｂの電位を一定に保つ電位保持部２８を備えている。そのため、調整モード時に入力端子２０ｂの電位が変動することに起因する上記の不具合の発生を防止することができる。
【０１４４】
また、本実施形態の物理量検出システムによれば、下記の効果が得られる。すなわち、本実施形態の物理量検出システムによれば、電源端子１０ａと出力端子１０ｂの電位に基づいて、管理装置２が要求している動作モードを判別するので、端子部１０の端子数を増やすことなく調整モードへの移行が行える。さらに、調整モードでは、電源端子１０ａを管理装置２との通信に使用するから、センサ１への給電線Ｌ１を通信線に兼用することができる。そのため、管理装置２には、センサ１と一対一対応で第２の通信部（通信装置）２２を設ける必要がなく、一つの第２の通信部２２で多数のセンサ１と通信することが可能になる。よって、管理装置２の構成を簡素化することができる。その上、電源端子１０ａは一般的にバイパスコンデンサＣにより接地されることが多いから、出力端子１０ｂにより通信する場合に比べれば、高周波ノイズの影響を低減することができる。
【０１４５】
なお、本実施形態において、判別部１５は、電源端子１０ａおよび出力端子１０ｂそれぞれの電位が所定の条件を満たしているか否かによって、管理装置２が要求している動作モードを判別している。この点に関して、判別部１５は、電源端子１０ａと出力端子１０ｂの一方の電位が所定の条件を満たしているか否かによって、管理装置２が要求している動作モードを判別してもよい。ただし、電源端子１０ａおよび出力端子１０ｂそれぞれの電位が所定の条件を満たしているか否かによって、管理装置２が要求している動作モードを判別するほうが、いずれか一方のみで動作モードの判別を行う場合に比べて、動作モードの判別誤りが発生する確率を低減できて、予期せずに動作モードが変更されてしまうことを抑制することができる。
【０１４６】
以上、本発明の物理量検出システムの実施形態について述べたが、上述のものは、あくまでも一実施形態に過ぎない。よって、本発明の技術的範囲は上記の例に限定されず、上述の実施形態は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更することができる。
【０１４７】
例えば、センサ１では、少なくとも検出部１１を除く部位は、モノリシックＩＣにより構成されていてもよい。このようにすれば、センサ１の小型化を図ることができる。なお、検出部１１が、ＭＥＭＳ技術を利用した加速度センサであれば、検出部１１もモノリシックＩＣとして一体化することができる。また、検出部１１が、ホール素子とその検出回路とからなる磁気センサである場合には、検出部１１の検出回路をモノリシックＩＣとして一体化してもよい。
【０１４８】
以上の各実施形態では、センサ１の第１の通信部１４は、電源端子１０ａに入力されるシリアル信号を受信する機能と、シリアル信号を電源端子１０ｂに出力する機能とを有している。しかしながら、第１の通信部１４は、シリアル信号を受信する機能のみを有するものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１４９】
【図１】実施形態１の物理量検出システムのブロック図である。
【図２】同上におけるシリアル通信の説明図である。
【図３】実施形態２の物理量検出システムにおけるシリアル通信の他例の説明図である。
【図４】実施形態３の物理量検出システムのブロック図である。
【図５】実施形態４の物理量検出システムのブロック図である。
【符号の説明】
【０１５０】
１ 物理量センサ
２ 管理装置
１０ 端子部（第１の端子部）
１０ａ 電源端子
１０ｂ 出力端子
１０ｃ 接地端子
１１ 検出部
１２ 記憶部
１３ 出力補正部（出力部）
１４ 通信部（第１の通信部）
１５ 判別部
１６ 制御部（第２の制御部）
１８ クロック信号出力部
２０ 端子部（第２の端子部）
２０ａ 給電端子
２０ｂ 入力端子
２１ 供給電源部
２２ 通信部（第２の通信部）
２３ 制御部（第２の制御部）
２４ 電位保持部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物理量検出システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から物理量検出システムが提案されている。このものは、種々の物理量を検出する物理量センサと、物理量センサを監視・制御する管理装置（監視・制御装置）とを備えている。
【０００３】
ここで、上記の物理量センサとしては、加速度センサ、角速度センサ、圧力センサ、荷重センサ、磁気センサなどがある。
【０００４】
例えば、特許文献１には、物理量センサの一例として発熱抵抗式空気流量測定装置が開示されている。特許文献１に示すものは、電源ターミナル（電源端子）、出力ターミナル（出力端子）、およびグランドターミナル（接地端子）の３本のターミナルに加えて、調整端子を備えている。このものでは、調整端子を用いて、出力特性などの種々の調整を行うことができる。そのため、製品毎に出力特性が異なってしまう等のばらつきをなくして安定した性能の製品を供給することができる。
【０００５】
しかしながら、調整端子を設けることは、物理量センサの価格の上昇や、大型化の原因になる。また、物理量センサを接続する管理装置においても調整端子を接続するための特別な端子を設ける必要が生じ、これによって、管理装置の構成が複雑化するという問題を引き起こしていた。さらに、物理量センサの輸送中や組み込み中などに調整端子に電流が流れて、予期せずに出力特性が変更されてしまうといった問題が生じることもあった。
【０００６】
以上のようなデメリットが存在するために、調整端子を設けることについては、必ずしも顧客の理解が得られるとは限らない。また、調整端子による弊害を防止する方法としては、組み立て途中で調整を行うことで、最終的に調整端子を除去したりして使用できないようにすることが提案されている。しかしながら、この場合、調整後の工程で発生した応力や回路のモールド等の影響によって、調整時と組立完成時とで特性が異なってしまうという問題が生じることがある。
【０００７】
そこで、出力特性等の調整は可能にしつつも、調整端子をなくした物理量センサが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００８】
特許文献２に示すものは、センサ素子における感度調整、オフセット調整、オフセット温度特性調整等の電気トリミングを行うトリミング回路を備えたセンサ回路を有している。このセンサ回路は、一方が接地に使用される２つの電源端子と、１つの出力端子との合計３つの端子のみを有している。このような特許文献２に示すものでは、出力端子をトリミングデータ等の入力端子として使用することができるようになっており、これによって、トリミング用の専用端子を不要としている。
【特許文献１】特開２００２−１４８０７７号公報
【特許文献２】特開２００６−７１３３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献２に示すものでは、複数の物理量センサに対して調整を行う場合（例えば、複数の物理量センサがモジュール化されたセンサモジュールの調整を行う場合）に次のような問題があった。すなわち、特許文献２に示すものでは、出力端子を通信用の端子として利用するので、外部装置に、物理量センサと一対一対応で通信装置を設ける必要がある。また、物理量センサの出力端子を管理装置の通信装置に接続するための通信線の本数が多くなってしまう。このように従来の物理量検出システムでは、システム全体の構成を簡素化することが難しいという問題が生じることとなった。
【００１０】
本発明は上述の点に鑑みて為されたもので、その目的は、システム全体の構成を簡素化することができ、しかもシリアル通信の通信精度を向上することができる物理量検出システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決するために、請求項１の発明では、物理量センサと、物理量センサを監視・制御する管理装置とを備え、上記物理量センサは、第１の端子部と、検出部と、記憶部と、出力部と、第１の通信部と、判別部と、第１の制御部とを含み、上記第１の端子部は、電源端子と、出力端子と、接地端子とを有し、上記検出部は、所定の物理量を検出するように構成され、上記記憶部は、特性情報を記憶するように構成され、上記出力部は、上記検出部の検出出力を上記出力端子より出力するように構成され、上記判別部は、上記電源端子と上記出力端子の少なくとも一方の電位に基づいて上記管理装置が要求している動作モードを判別するように構成され、上記第１の制御部は、上記判別部の判別結果に応じた動作モードで動作するように構成され、上記管理装置は、第２の端子部と、供給電源部と、第２の通信部と、第２の制御部とを含み、上記第２の端子部は、上記電源端子を接続する給電端子と、上記出力端子を接続する入力端子とを有し、上記供給電源部は、上記給電端子より上記物理量センサに給電するように構成され、上記第２の制御部は、上記物理量センサに動作モードの切り替えを要求する機能と、上記第２の通信部に特性情報を送信させる機能とを含み、上記動作モードは、上記記憶部の特性情報を上記第１の通信部で受信した特性情報に書き換える調整モードと、上記記憶部の特性情報の書き換えを許可しない通常モードとを含む物理量検出システムであって、上記第１の通信部は、上記電源端子をシリアル信号の入出力端子とするように構成され、上記第２の通信部は、上記給電端子をシリアル信号の入出力端子とするように構成され、上記第１の通信部と上記第２の通信部とのいずれか一方は、上記第１の通信部と上記第２の通信部とのいずれか他方にシリアル信号を送信する前に同期信号を送信するように構成され、上記他方は、上記一方から受信した上記同期信号に基づいてシリアル通信の通信クロックを設定するように構成されている。
【００１２】
この発明によれば、電源端子と出力端子の少なくとも一方の電位に基づいて、管理装置が要求している動作モードを判別するので、端子数を増やすことなく調整モードへの移行が行える。また、調整モードでは、物理量センサへの給電線を通信線に兼用することができる。そのため、管理装置には、物理量センサと一対一対応で通信装置を設ける必要がなく、一つの通信装置で多数の物理量センサと通信することが可能になる。よって、管理装置の構成の簡素化および省配線化を図ることができ、システム全体の構成を簡素化することができる。しかも、シリアル通信をする際には、同期信号によって、物理量センサと管理装置とが同期を取るから、シリアル通信の通信精度を向上することができる。
【００１３】
請求項２の発明では、請求項１の発明において、上記判別部は、上記電源端子および上記出力端子それぞれの電位が所定の条件を満たしているか否かによって、上記管理装置が要求している動作モードを判別することを特徴とする。
【００１４】
この発明によれば、電源端子または出力端子の一方のみを用いて動作モードの判別を行う場合に比べれば、動作モードの判別誤りが発生する確率を低減できる。よって、予期せずに動作モードが変更されてしまうことを抑制することができる。また、複数の物理量センサが管理装置の通信相手になるときに、通信相手の出力端子の電位のみを異ならせることによって、通信データに識別用のＩＤを付加しなくても通信対象を特定することが可能になる。 請求項３の発明では、請求項１または２の発明において、上記一方は、上記第１の通信部であり、上記他方は、上記第２の通信部であることを特徴とする。
【００１５】
この発明によれば、物理量センサから管理装置に同期信号を送信するので、物理量センサのクロック回路に管理装置のクロック回路を合わせることができる。そのため、物理量センサに設けるクロック回路として比較的低精度のものを使用することができるようになる。これによって、物理量センサの低コスト化および小型化を図ることができる。
【００１６】
請求項４の発明では、請求項１〜３のうちいずれか１項の発明において、上記第２の通信部は、上記第１の通信部のシリアル信号を受信すると、上記通信クロックの位相をリセットすることを特徴とする。
【００１７】
この発明によれば、同期信号の測定誤差に起因する物理量センサの通信クロックと管理装置の通信クロックとの位相のずれを小さくすることができる。
【００１８】
請求項５の発明では、物理量センサと、物理量センサを監視・制御する管理装置とを備え、上記物理量センサは、第１の端子部と、検出部と、記憶部と、出力部と、第１の通信部と、判別部と、第１の制御部とを含み、上記第１の端子部は、電源端子と、出力端子と、接地端子とを有し、上記検出部は、所定の物理量を検出するように構成され、上記記憶部は、特性情報を記憶するように構成され、上記出力部は、上記検出部の検出出力を上記出力端子より出力するように構成され、上記判別部は、上記電源端子と上記出力端子の少なくとも一方の電位に基づいて上記管理装置が要求している動作モードを判別するように構成され、上記第１の制御部は、上記判別部の判別結果に応じた動作モードで動作するように構成され、上記管理装置は、第２の端子部と、供給電源部と、第２の通信部と、第２の制御部とを含み、上記第２の端子部は、上記電源端子を接続する給電端子と、上記出力端子を接続する入力端子とを有し、上記供給電源部は、上記給電端子より上記物理量センサに給電するように構成され、上記第２の制御部は、上記物理量センサに動作モードの切り替えを要求する機能と、上記第２の通信部に特性情報を送信させる機能とを含み、上記動作モードは、上記記憶部の特性情報を上記第１の通信部で受信した特性情報に書き換える調整モードと、上記記憶部の特性情報の書き換えを許可しない通常モードとを含む物理量検出システムであって、上記物理量センサには、クロック信号出力部が設けられ、上記クロック信号出力部は、上記調整モード時に上記第１の通信部および上記入力端子にクロック信号を出力するように構成され、上記第１の通信部は、上記クロック信号出力部より得た上記クロック信号に同期して、上記電源端子をシリアル信号の入出力端子としてシリアル通信を行うように構成され、上記第２の通信部は、上記入力端子に入力されるクロック信号に同期して、上記給電端子をシリアル信号の入出力端子としてシリアル通信を行うように構成されていることを特徴とする。
【００１９】
この発明によれば、電源端子と出力端子の少なくとも一方の電位に基づいて、管理装置が要求している動作モードを判別するので、端子数を増やすことなく調整モードへの移行が行える。また、調整モードでは、物理量センサへの給電線を通信線に兼用することができる。そのため、管理装置には、物理量センサと一対一対応で通信装置を設ける必要がなく、一つの通信装置で多数の物理量センサと通信することが可能になる。よって、管理装置の構成の簡素化および省配線化を図ることができ、システム全体の構成を簡素化することができる。しかも、第２の通信部は、出力端子を通じて入力端子に入力されるクロック信号に同期して給電端子を通じたシリアル信号の送受信を行い、第１の通信部は、クロック信号出力部より得たクロック信号に同期して電源端子を通じたシリアル信号の送受信を行うことができる。そのため、同期ビットを用いるものとは異なり、測定誤差や、種々の外乱の影響を少なくすることができ、調整モード時のシリアル通信の通信精度を向上することができる。
【００２０】
請求項６の発明では、請求項５の発明において、上記判別部は、上記電源端子および上記出力端子それぞれの電位が所定の条件を満たしているか否かによって、上記管理装置が要求している動作モードを判別することを特徴とする。
【００２１】
この発明によれば、電源端子または出力端子の一方のみを用いて動作モードの判別を行う場合に比べれば、動作モードの判別誤りが発生する確率を低減できる。よって、予期せずに動作モードが変更されてしまうことを抑制することができる。また、複数の物理量センサが管理装置の通信相手になるときに、通信相手の出力端子の電位のみを異ならせることによって、通信データに識別用のＩＤを付加しなくても通信対象を特定することが可能になる。
【００２２】
請求項７の発明では、請求項５または６の発明において、上記クロック信号出力部が上記入力端子に出力する上記クロック信号は、電流の大きさが時間変化する信号であり、上記管理装置は、電位保持部を含み、上記電位保持部は、上記調整モード時に上記入力端子の電位を一定に保つように構成されていることを特徴とする。
【００２３】
この発明によれば、調整モード時に入力端子や出力端子の電位が変動することに起因する不具合の発生を防止することができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明は、システム全体の構成を簡素化することができ、しかもシリアル通信の通信精度を向上することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
（実施形態１）
本実施形態の物理量検出システムは、例えば、電子制御装置（ElectronicControl Unit；ＥＣＵ）による自動車のエンジン運転における電気的な制御に用いられる。この物理量検出システムは、図１に示すように、２つの物理量センサ（以下、「センサ」と略称する）１と、ＥＣＵよりなる管理装置２とで構成されている（ただし、図１では、一方のセンサ１のみを図示し、他方のセンサ１の図示を省略している）。このものでは、センサ１がスレーブ、管理装置２がマスタとして使用される。
【００２６】
センサ１は、図１に示すように、端子部（以下、第１の端子部と称する）１０と、検出部１１と、記憶部１２と、出力補正部（出力部）１３と、通信部（以下、第１の通信部と称する）１４と、判別部１５と、制御部（以下、第１の制御部と称する）１６と、電源部１７とを備えている。また、センサ１は、各部１０〜１７を構成する電気機器等を収納する筐体（図示せず）を備えている。なお、本実施形態の物理量検出システムでは、２つセンサ１は同一の物理量を検出するものであって、同一の筐体に収納されている。
【００２７】
第１の端子部１０は、管理装置２との接続に使用される。第１の端子部１０は、電源端子１０ａと、出力端子１０ｂと、接地端子１０ｃとを備えている。電源端子１０ａは、センサ１に電力を供給するための端子である。出力端子１０ｂはセンサ１の検出出力を管理装置２に出力するための端子である。接地端子１０ｃは基準電位点を与えるための端子である。また、電源端子１０ａと接地端子１０ｃとの間には、バイパスコンデンサ（パスコンと略される）Ｃが挿入されている。バイパスコンデンサＣは、電源ノイズや輻射ノイズなどの高周波ノイズ対策に設けられている。
【００２８】
検出部１１は、所定の物理量を検出するための検出素子である。具体例としては、加速度センサ、角速度センサ、圧力センサ、荷重センサ、磁気センサなどが挙げられる。このような検出部１１は、例えば、物理量の検出値に応じた電位を有する信号（検出信号）を検出出力として出力する。
【００２９】
記憶部１２は、例えば、不揮発性メモリ（例えば、フラッシュメモリや、ＥＥＰＲＯＭ、ヒューズ、ＯＴＰＲＯＭその他の電気的に書き込みが可能な記憶媒体）を備えている。記憶部１２には、センサ１に関する特性情報が記憶される。本実施形態において、特性情報は、検出部１１の検出出力の補正（すなわち検出値の補正）に使用する補正値である。なお、特性情報は、センサ１の規格や、製品ＩＤ、クランプ電圧、その他のセンサ１に関する情報であってもよい。
【００３０】
出力補正部１３は、検出部１１の検出出力を補正して出力するように構成されている。例えば、出力補正部１３は、検出部１１より検出出力を得ると、検出出力より検出値を取得する。そして、出力補正部１３は、取得した検出値を記憶部１２に記憶された補正値を用いて補正する。補正後には、出力補正部１３は、補正した検出値に応じた電位を有する信号を補正後の検出出力として出力端子１０ｂに出力する。本実施形態では、出力補正部１３は、オフセット処理と、ゲイン処理とを行うことで、検出出力の補正を行う。オフセット処理は、検出部１１の検出出力より得られる検出値に所定の加算値（オフセット値）を加算する処理である。ゲイン処理は、オフセット処理後の値に所定の乗算値（ゲイン値）を乗算する処理である。そのため、本実施形態では、記憶部１２に記憶される補正値には、オフセット値とゲイン値が含まれている。なお、オフセット値は、正または負の値であり、ゲイン値は、０を除く値である。また、出力補正部１３は、後述する通常モード時のみ動作するように構成される。
【００３１】
ところで、上述したオフセット処理やゲイン処理は、例えば、検出部１１が出力する検出出力の電位を所望の範囲内の値に設定することを目的として行われる。例えば、センサ１の使用場所や使用状況によっては、検出出力の電位の大きさが管理装置２で検出可能な大きさより大きくなって、正しい検出結果が得られなくなるおそれがある。このような場合には、出力補正部１３により検出出力を補正してその大きさを管理装置２で検出可能な範囲内に収まるようにする。これによって、適切な検出結果を得ることが可能になる。上述したオフセット処理やゲイン処理を行うことで、部品等の特性にばらつきによって製品毎に検出出力の値の範囲が異なってしまうことを防止できる。そのため、いずれの製品においても検出出力を所望の範囲内に収めることが可能となる。なお、出力補正部１３は、上述したオフセット処理やゲイン処理だけではなく、温度補正処理（温度による検出出力の変化を補正する処理）その他の補正処理（例えば、検出出力の反転などの処理）を実行してもよい。ここで、出力補正部１３は、これら種々の処理のいずれかを実行するものであってもよい。この場合、出力補正部１３がどの処理を実行するかを、特性情報に含めることができる。さらに、出力補正部１３は、検出部１１の検出出力を補正した最終結果ではなく、その中間結果を出力端子１０ｂに出力する機能を有していてもよい。このような出力補正部１３の機能の切り替えは、特性情報によって与えることが可能である。
【００３２】
第１の通信部１４は、記憶部１２に記憶させる特性情報（補正値）を管理装置２から受け取るためのものである。この第１の通信部１４は、電源端子１０ａをシリアル信号の入出力端子として、管理装置２と有線による通信（シリアル通信）を行う。このような第１の通信部１４は、通信処理部１４ａと、クロック回路１４ｂと、判定回路１４ｃと、スイッチＱ１０と、抵抗Ｒ１０とで構成されている。判定回路１４ｃは、コンパレータなどを備え、電源端子１０ａの電位を信号受信用の閾値と比較することで、電源端子１０ａの電位がハイレベルであるかロウレベルであるかを判定する。例えば、本実施形態では、信号受信用の閾値は１０Ｖであり、判定回路１４ｃは、電源端子１０ａの電位が１０Ｖ超過であればハイレベルと判定し、１０Ｖ以下であればロウレベルと判定する。
【００３３】
スイッチＱ１０は、ｎチャネルＭＯＳＦＥＴであり、電源端子１０ａとグラウンド（基準電位点）との間に挿入されている。なお、スイッチＱ１０としては、ＭＯＳＦＥＴなどの半導体スイッチング素子に限定されず、継電器等のオン・オフ制御が可能なスイッチを用いることができる。抵抗Ｒ１０は、スイッチＱ１０がオンであるときに電源端子１０ａの電位を、スイッチＱ１０がオフであるときよりも低い所定電位に設定するためのものである。
【００３４】
通信処理部１４ａは、判定回路１４ｃの判定結果とクロック回路１４ｂとを利用して、シリアル信号の受信処理（すなわちシリアル信号のビット列を識別する処理）を行う。また、通信処理部１４ａは、スイッチＱ１０とクロック回路１４ｂとを利用してシリアル信号の送信処理（送信するシリアル信号のビット列に応じて電源端子１０の電位を変化させる処理）を行う。通信処理部１４ａは、例えば、論理回路やマイクロコンピュータ（マイクロコントローラ、略称としてマイコン、広義にはＣＰＵとも称される）などを利用して構成されている。
【００３５】
本実施形態における通信処理部１４ａは、管理装置２とシリアル通信を行うにあたっては（シリアル信号を送信するにあたっては）、図２に示すように、シリアル信号を送信する前に、クロック回路１４ｂのクロックのタイミングに合わせて同期ビット（同期信号）ＳＹＮＣを送信するように構成されている。
【００３６】
第１の制御部１６は、センサ１の全体的な制御を行う制御装置である。第１の制御部１６は、例えば、マイクロコンピュータを備え、メモリに記憶されたプログラムをＣＰＵで実行することにより種々の機能を実現する。なお、第１の制御部１６は、第１の通信部１４の通信処理部１４ａと一体に構成されていてもよい。
【００３７】
本実施形態における第１の制御部１６は、通常モードと調整モードとの２種類の動作モードを有している（すなわち、センサ１は通常モードと調整モードのいずれか一方の動作モードで動作する）。
【００３８】
調整モードでは、第１の制御部１６は、検出部１１および出力補正部１３の駆動を停止し、第１の通信部１４を駆動する。これによって、検出出力の出力を行わないようにし、また管理装置２とのシリアル通信を可能とする。調整モード時に、管理装置２とのシリアル通信によって管理装置２から補正値を取得すると、第１の制御部１６は、記憶部１２の補正値を管理装置２より取得した補正値に書き換える。書き換えが終了すると、第１の制御部１６は、第１の通信部１４を制御して、書き換え後の記憶部１２の補正値を管理装置２に送信する。このように調整モードは、検出出力の出力を行わないが、記憶部１２の補正値の書き換えは可能とするモードである。
【００３９】
一方、通常モードでは、第１の制御部１６は、検出部１１および出力補正部１３を駆動し、第１の通信部１４の駆動を停止する。これによって、検出出力（出力補正部１３で補正された検出出力）を出力端子１０ｂに出力可能とし、また管理装置２とシリアル通信を行わないようにする。このように通常モードは、検出出力の出力を行うが、記憶部１２の補正値の書き換えは禁止するモードである。
【００４０】
上述した第１の制御部１６が調整モードと通常モードのいずれの動作モードで動作するかは、管理装置２の要求に応じて決定される。
【００４１】
判別部１５は、管理装置２がいずれの動作モードを要求しているかを判別し、その判別結果を第１の制御部１６に通知するように構成されている。よって、第１の制御部１６は、判別部１５の判別結果に応じた動作モードでセンサ１の各部の制御を実行する。
【００４２】
本実施形態において、判別部１５は、電源端子１０ａの電位に基づいて、管理装置２が要求している動作モードを判別する。例えば、判別部１５は、電源端子１０ａの電位が６Ｖを越えれば、管理装置２が調整モードを要求していると判別し、電源端子１０ａの電位が６Ｖ以下であれば、管理装置２が通常モードを要求していると判別する。判別部１５は、電源端子１０ａの電位と動作モード判別用の閾値とを比較する比較回路を利用することで得ることができる。
【００４３】
電源部１７は、電源端子１０ａより得た電力を元にしてセンサ１の動作電圧を生成するように構成されている。電源部１７には、例えば、電源端子１０ａと接地端子１０ｃとの間の電位差（電源電圧）に基づいて所定の電圧を生成する三端子レギュレータなどが必要に応じて用いられている。なお、電源端子１０ａの電位をそのまま動作電圧として使用できる場合には、電源部１７を設けずに、各部を構成する電気回路にそのまま電源端子１０ａを接続すればよい。
【００４４】
管理装置２は、主として、端子部（以下、第２の端子部と称する）２０と、供給電源部２１と、通信部（以下、第２の通信部と称する）２２と、制御部（以下、第２の制御部と称する）２３とを備えている。また、管理装置２は、各部２０〜２３を構成する電気機器等を収納する筐体（図示せず）を備えている。
【００４５】
第２の端子部２０は、センサ１の接続に使用される。第２の端子部２０は、給電端子２０ａと、入力端子２０ｂと、接地端子２０ｃとを備える３端子型のものである。給電端子２０ａは、供給電源部２１からセンサ１に給電するための端子である。入力端子２０ｂは、センサ１より検出出力を得るための端子である。入力端子２０ｂは接続するセンサ１の数に応じた数だけ設けられる。本実施形態の場合、センサ１を２つ接続するために２つの入力端子２０ｂが設けられているが、図１では図示を省略している。接地端子２０ｃは、センサ１の基準電位点となるものであり、例えば車のボディ等に接続されている。したがって、センサ１は、電源端子１０ａを給電端子２０ａに電線（給電線）Ｌ１で、出力端子１０ｂを入力端子２０ｂに電線（出力線）Ｌ２で、接地端子１０ｃを接地端子２０ｃに電線（接地線）Ｌ３でそれぞれ接続することによって、管理装置２に接続される。なお、図１に示す例では、センサ１の接地端子１０ｃは、必ずしも管理装置２の接地端子２０ｃに接続する必要はなく、基準電位を与えることができるものに接続されていればよい。
【００４６】
供給電源部２１は、出力電圧を変更することができる可変型の電源である。この供給電源部２１は、給電端子２０ａに接続されている。供給電源部２１は、例えば、自動車に搭載されたバッテリや、バッテリの直流電圧を所定電圧に降圧可能な回路（例えば降圧チョッパ回路やバンドギャップリファレンス回路）などを用いて構成されている。本実施形態において、供給電源部２１は、出力電圧として５Ｖと１２Ｖとを択一的に選択することができるようになっている。このような供給電源部２１は従来周知のものを採用することができるから詳細な説明は省略する。また、供給電源部２１は、出力電圧を変えるための回路を備えているが、出力電圧が異なる２つの電源（本実施形態の場合は、１２Ｖの電源と５Ｖの電源）よりなるものであってもよい。
【００４７】
第２の通信部２２は、センサ１（センサ１の第１の通信部１４）と有線による通信（シリアル通信）を行うためのものである。この第２の通信部２２は、給電端子２０ａをシリアル信号の入出力端子としてセンサ１とシリアル通信を行うように構成されている。ここで、第２の通信部２２は、第１の通信部１４と同様の構成のものであり、通信処理部２２ａと、クロック回路２２ｂと、判定回路２２ｃと、スイッチＱ２０と、抵抗Ｒ２０とで構成されている。判定回路２２ｃは、判定回路１４ｃと同様のものであり、給電端子２０ａの電位（電源端子１０ａの電位に等しい）が信号受信用の閾値（本実施形態では１０Ｖ）超過であればハイレベルと判定し、信号受信用の閾値以下であればロウレベルと判定する。また、スイッチＱ２０および抵抗Ｒ２０も、スイッチＱ１０および抵抗Ｒ１０と同様のものである。
【００４８】
通信処理部２２ａは、通信処理部１４ａと同様の受信処理と送信処理を行うように構成されている。また、通信処理部２２ａは、同期ビットＳＹＮＣを計測することで、センサ１のクロック情報（位相、周期）を取得して、シリアル信号の通信クロックを設定するように構成されている。例えば、通信処理部２２ａは、同期ビットＳＹＮＣを得ると、その同期ビットＳＹＮＣの時間をカウントし、そのカウント結果より、第１の通信部１４が送信するシリアル信号の１ビット当たりの時間を算出する。そして、通信処理部２２ａは、このようにして算出したシリアル信号１ビット当たりの時間に基づいてスイッチＱ２０のオン・オフ制御を実行する。なお、通信処理部２２ａも通信処理部１４ａと同様に、論理回路やマイクロコンピュータなどを利用して構成されている。
【００４９】
第２の制御部２３は、入出力部（図示せず）からの指示に応じて、センサ１に動作モードの切り替えを要求する機能（切替要求機能）を有している。
【００５０】
ここで、上記入出力部は、ユーザが情報を入力するための操作ボタンなどの入力部と、ユーザに情報を提示するための画像表示装置などの出力部とを備えたユーザインタフェースである。上記入出力部は、管理装置２と一体にまたは別体に設けられる。
【００５１】
第２の制御部２３は、上記入出力部より動作モードを通常モードに設定する旨の指示を受けた場合には、供給電源部２１の出力電圧を５Ｖに設定する。一方、第２の制御部２３は、動作モードを調整モードに設定する旨の指示を受けた場合には、供給電源部２１の出力電圧を１２Ｖに設定する。
【００５２】
ここで、管理装置２では、供給電源部２１と給電端子２０ａとの間に、抵抗Ｒ２１およびスイッチＱ２１よりなる並列回路が挿入されている。なお、スイッチＱ２１は、ＭＯＳＦＥＴなどの半導体スイッチング素子や継電器等のオン・オフ制御が可能なスイッチである。
【００５３】
第２の制御部２３は、供給電源部２１の出力電圧を５Ｖに設定する際にはスイッチＱ２１をオンにし、供給電源部２１の出力電圧を１２Ｖに設定する際にはスイッチＱ２１をオフにする。これによって、調整モード時には、供給電源部２１と給電端子２０ａとの間に抵抗Ｒ２１が挿入される。この抵抗Ｒ２１は、スイッチＱ１０，Ｑ２０のオン時に、電源端子１０ａの電位を、信号受信用の閾値以下に低下させるためのものである。したがって、供給電源部２１の電圧が１２Ｖである場合には、供給電源部２１の電圧を抵抗Ｒ１０と抵抗Ｒ２１とで分圧した電圧、および抵抗Ｒ２０と抵抗Ｒ２１とで分圧した電圧が、信号受信用の閾値（本実施形態では１０Ｖ）以下（例えば９Ｖ）となるように、抵抗Ｒ１０，２０，Ｒ２１の抵抗値が設定されている。
【００５４】
さらに、第２の制御部２３は、第２の通信部２２を制御して、上記入出力部を用いてユーザが入力した特性情報（補正値）をセンサ１に送信する機能（特性情報送信機能）を有している。ここで、第２の制御部２３は、第２の通信部２２に補正値を送信させた後に、所定時間以内に、センサ１からの応答（センサ１における更新後の補正値）が得られれば、補正値の更新が成功したと判断し、その旨を上記入出力部により使用者に通知する。また、第２の制御部２３は、上記所定時間以内に、センサ１からの応答（センサ１における更新後の補正値）が得られなかったとき、あるいは、得られたがその補正値がセンサ１に送信した補正値と一致しなかったときに、補正値の更新が失敗したと判断する。この場合、第２の制御部２３は、補正値の更新が失敗したことを上記入出力部により使用者に通知する。
【００５５】
加えて、第２の制御部２３は、入力端子２０ｂに入力された検出出力を上記入出力部に出力して、上記入出力部にセンサ１の検出出力を表示させる機能（検出出力表示機能）を有している。ただし、検出出力表示機能による動作（上記入出力部にセンサ１の検出出力を表示させる動作）は、通常モード時のみに行われ、調整モード時には行われない。この他、第２の制御部２３は、入力端子２０ｂに入力された検出出力に応じて種々の制御を実行する機能を有する。
【００５６】
以下、本実施形態の物理量検出システムの動作について図２を参照して説明する。なお、図２は、電源端子１０ａの電位の時間変化を示している。
【００５７】
まず、初期状態（図２における時刻Ｔ１前）では、センサ１が通常モードであるとする。この初期状態では、管理装置２の第２の制御部２３は、供給電源部２１の出力電圧を５Ｖに設定するとともに、スイッチＱ２１をオンとする。センサ１の動作モードは通常モードであるから、センサ１は、記憶部１２に記憶されている補正値で検出部１１の検出出力を補正して得られた検出出力（補正後の検出出力）を出力端子１０ｂに出力する。出力端子１０ｂに出力された補正後の検出出力は、入力端子２０ｂに入力され、第２の制御部２３によって上記入出力部に送られ、ユーザに提示される。
【００５８】
一方、上記入出力部によって調整モードが選択されると、第２の制御部２３は、供給電源部２１の出力電圧を１２Ｖに設定するとともに、スイッチＱ２１をオフとする（時刻Ｔ１）。この場合、センサ１の電源端子１０ａには、１２Ｖの電位が与えられる。より正確には、電源端子１０ａからセンサ１の消費電流による抵抗Ｒ２１の電圧降下を差し引いた電位となる。しかしながら、以下の説明では、簡略化のために消費電流を無視して説明する。
【００５９】
この場合、判別部１５は、管理装置２が調整モードを要求していると判断する。その結果、第１の制御部１６は動作モードを調整モードに設定する。よって、第１の通信部１４が駆動されて、管理装置２とのシリアル通信が可能になる。このとき、第１の通信部１４は、クロック回路１４ｂのクロックのタイミングに合わせて所定時間の間（時刻ｔ１０〜ｔ１１）、電源端子１０ａの電位を９Ｖに設定することで同期ビットＳＹＮＣを送信する。管理装置２の第２の通信部２２は、同期ビットＳＹＮＣを計測することで、センサ１のクロック情報（位相、周期）を取得し、これによってシリアル信号の通信クロックを設定する。
【００６０】
そして、使用者が上記入出力部を用いて補正値の入力を行うと、第２の制御部２３は、第２の通信部２２を制御して、入力された補正値をセンサ１に送信する。第２の通信部２２は、上述したようにスイッチＱ２０を制御することで電源端子１０ａの電位を１２Ｖあるいは９Ｖに設定し、これによって、シリアル信号の送信を行う。例えば、シリアル信号により送信する補正値データは３バイトのデータであり、そのうちの２バイトが補正値（各々１バイトのオフセット値およびゲイン値）、残りの１バイトがセンサ１の製品ＩＤを示している。第２の通信部２２は、シリアル信号を送信するにあたっては、所定時間の間（時刻ｔ１２〜ｔ１３）、電源端子１０ａの電位を９Ｖに設定することでスタートビットＳＴＢ１を送信し、その後に補正値データを示すビット列ＤＢ１の送信を行う。なお、第２の通信部２２は、ビット列ＤＢ１の送信後には、ストップビット（図示せず）を送信してセンサ１に送信を終えたことを通知する。
【００６１】
第１の制御部１６は、第１の通信部１４でシリアル信号を受信すると、その補正値データの製品ＩＤが自己のＩＤと同じかどうかを確認する。ＩＤが同じであれば、第１の制御部１６は、記憶部１２の補正値を、補正値データが示す補正値（オフセット値およびゲイン値）に書き換えさせる。なお、ＩＤが同じでなければ、補正値データを破棄する。
【００６２】
書き換えが終了すると、第１の制御部１６は、第１の通信部１４を制御して、書き換え後の記憶部１２の補正値を示す応答データを管理装置２に送信させる。この応答データは補正値データと同様に３バイトのデータであり、そのうちの２バイトが補正値（各々１バイトのオフセット値およびゲイン値）、残りの１バイトがセンサ１の製品ＩＤである。第１の通信部１４は、シリアル信号を送信するにあたっては、所定時間の間（時刻ｔ３〜ｔ４）、電源端子１０ａの電位を９Ｖに設定することでスタートビットＳＴＢ２を送信し、その後に応答データを示すビット列ＤＢ２の送信を行う。なお、第１の通信部１４は、ビット列ＤＢ２の送信後には、ストップビット（図示せず）を送信してセンサ１に送信を終えたことを通知する。
【００６３】
第２の制御部２３は、第２の通信部２２でシリアル信号を受信すると、その応答データに含まれる補正値および製品ＩＤが、補正値データに含まれる補正値および製品ＩＤに等しいかどうかの確認を行う。第２の制御部２３は、その確認の結果、等しければ補正値の更新が成功したと判断し、等しくなければ補正値の更新が失敗したと判断する。上記確認の結果は、上記入出力部によって使用者に通知される。
【００６４】
この後に、上記入出力部によって通常モードが選択されると、第２の制御部２３は、供給電源部２１の出力電圧を５Ｖに設定するとともに、スイッチＱ２１をオンとする（時刻Ｔ２）。この場合、センサ１の電源端子１０ａには、５Ｖの電位が与えられる。そのため、判別部１５は、管理装置２が通常モードを要求していると判断する。その結果、第１の制御部１６は動作モードを通常モードに設定する。
【００６５】
以上述べた本実施形態の物理量検出システムによれば、電源端子１０ａの電位に基づいて、管理装置２が要求している動作モードを判別するので、端子数を増やすことなく調整モードへの移行が行える。また、調整モードでは、センサ１への給電線Ｌ１を通信線に兼用することができる。そのため、管理装置２には、センサ１と一対一対応で通信装置（第２の通信部２２）を設ける必要がなく、一つの通信装置で複数のセンサ１と通信することが可能になる。よって、管理装置２の構成の簡素化および省配線化を図ることができ、システム全体の構成を簡素化することができる。また、電源端子１０ａは一般的にバイパスコンデンサＣにより接地されることが多いから、出力端子１０ｂにより通信する場合に比べれば、高周波ノイズの影響を低減することができる。
【００６６】
また、本実施形態の物理量検出システムでは、第１の通信部１４は、管理装置２とシリアル通信を開始するにあたっては、同期ビットＳＹＮＣを送信することで、管理装置２と同期を取る処理を実行する。そのため、シリアル通信の通信精度を向上することができる。
【００６７】
特に、センサ１から管理装置２に同期信号を送信するので、センサ１のクロック回路１４ｂに管理装置２のクロック回路２２ｂを合わせることができる。そのため、センサ１に設けるクロック回路１４ｂとして比較的低精度のものを使用することができるようになる。これによって、センサ１の低コスト化および小型化を図ることができる。なお、上記の例では、センサ１の第１の通信部１４が同期信号ＳＹＮＣを出力しているが、管理装置２の第２の通信部２２が同期信号ＳＹＮＣを出力するようにしてもよい。すなわち、シリアル通信を開始するにあたっては、第１の通信部１４と第２の通信部２２とのいずれか一方が第１の通信部１４と第２の通信部２２とのいずれか他方に同期信号ＳＹＮＣを出力し、上記他方が上記一方より受け取った同期信号ＳＹＮＣの長さに基づいて、通信クロックを設定すればよい。
【００６８】
ところで、上記の例における判別部１５は、電源端子１０ａの電位が所定の条件を満たしているか否か、すなわち、電源端子１０ａの電位が１０Ｖより高いか否かによって管理装置２が要求している動作モードを判別している。この例に限らず、判別部１５は、電源端子１０ａの電位が所定のパターンで変化したか否か（例えば、電位が所定周波数で所定回数変化したか等）、すなわち電位の時間変化によって動作モードの判別を行ってもよい。このように、判別部１５は、電源端子１０ａの電位波形に基づいて、動作モードの判別を行うものであればよい。
【００６９】
また、判別部１５は、電源端子１０ａの電位が所定の条件を満たした際に動作モードの判別を確定するのではなく、電源端子１０ａの電位が所定の条件を満たしている期間が所定時間継続された際に動作モードの判別を確定するように構成されていてもよい。このようにすればノイズなどの影響によって予期せずに動作モードが変更されてしまうことを抑制することができ、より正確な動作モードの判別が可能になる。
【００７０】
また、上記の例では、判別部１５は、電源端子１０ａの電位が通常時の電位（本実施形態では５Ｖ）よりも所定値以上高いか否かによって、管理装置２が要求している動作モードを判別する。これに対して、判別部１５は、電源端子１０ａの電位が通常時の電位（本実施形態では５Ｖ）よりも所定値以上低いか否かによって、管理装置２が要求している動作モードを判別するように構成されていてもよい。この場合、調整モード時に電源端子１０ａの電位を上昇させる（５Ｖから１２Ｖに上昇させる）ときとは異なり、通常時の電位（５Ｖ）よりも高い電位（１２Ｖ）に耐え得る電気部品、すなわち高耐圧性を有する電気部品等を使用する必要がないから、小型化および低コスト化を図ることができる。
【００７１】
ところで、判別部１５は、電源端子１０ａではなく、出力端子１０ｂの電位に基づいて管理装置２が要求している動作モードを判別するように構成されていてもよい。
【００７２】
さらに、判別部１５で、電源端子１０ａおよび出力端子１０ｂそれぞれの電位が所定の条件を満たしているか否かによって、管理装置２が要求している動作モードを判別するように構成されていてもよい。このようにすれば、電源端子１０ａの電位が通常モード時とは異なり、かつ、出力端子１０ｂの電位が通常モード時とは異なるときのみ、動作モードが通常モードから調整モードに移行することになる。よって、電源端子１０ａのみを用いて動作モードの判別を行う場合や、出力端子１０ｂのみを用いて動作モードの判別を行う場合に比べれば、動作モードの判別誤りが発生する確率を低減できる。したがって、予期せずに動作モードが変更されてしまうことを抑制することができる。
【００７３】
また、本実施形態では、製品ＩＤを利用して通信先のセンサ１を特定している。ここで、管理装置２と通信するセンサ１を選択する方法としては、センサ１の出力端子１０ｂを利用することが考えられる。すなわち、センサ１に出力端子１０ｂの電位を検出する手段を設け、管理装置２が出力端子１０ｂの電位を所定の閾値に設定する（例えば、出力端子１０ｂを短絡させる）ことで、センサ１に通信相手として選択されていることを通知することができる。
【００７４】
（実施形態２）
本実施形態の物理量検出システムでは、第２の通信部２２が実施形態１と異なっている。なお、本実施形態の物理量検出システムにおけるその他の構成は実施形態１と同様であるから、同様の構成については同一の符号を付して図示および説明を省略する。
【００７５】
本実施形態における第２の通信部２２では、通信処理部２２ａの動作が実施形態１と異なっている。本実施形態における通信処理部２２ａは、実施形態１と同様に、センサ１より得た同期ビットＳＹＮＣに基づいて通信クロックを設定する。ここで、実施形態１のものは、一旦設定された通信クロックをそのまま使用するが、本実施形態における通信処理部２２ａは、シリアル信号の受信開始時に（第１の通信部１４のシリアル信号を受信すると）、通信クロックの位相をリセットする（すなわち、センサ１の通信クロックの初期位相と等しい位相にする）。
【００７６】
以下、本実施形態における第２の通信部２２の動作について図３を参照して説明する。
【００７７】
ここで、図３（ａ）は第１の通信部１４の通信クロックを示している。また、図３（ｂ）は第１の通信部１４が送信するシリアル信号を示している。この例では、第１の通信部１４の通信処理部１４ａは、通信クロックの立ち上がり時（ロウレベルからハイレベルへの変化時）ｔ２０，ｔ２１，ｔ２２，ｔ２３，ｔ２４，ｔ２５…を、シリアル信号のハイレベル／ロウレベルの切り替えのタイミングとしており、時刻ｔ２０より「０１００１０…」というビット列のシリアル信号を送信している。ここで、当該シリアル信号の最初の「０」であるビットは、スタートビットである。図３（ｃ）は電源端子１０ａの電位を示している。図３（ｃ）において、電源端子１０ａの電位が鈍っているのは、上述したようにバイパスコンデンサＣが接続されているために、立ち上がりおよび立ち下りが遅延するからである。
【００７８】
図３（ｄ）は第２の通信部２２の通信クロックの波形を示している。通信処理部２２ａは、通信クロックがロウレベルであるときに、シリアル信号のハイレベル／ロウレベルの判定を行う。本実施形態における通信処理部２２ａは、電源端子１０ａの電位（すなわち給電端子２０ａの電位）が信号受信用の閾値（図３（ｃ）におけるＶｔｈ）以下となり、判定回路２２ｃによってロウレベルと判断された際に、通信クロックの位相をリセットする（時刻ｔ３０）。なお、通信処理部２２ａは、通信クロックの位相を一端リセットすると、シリアル通信が終了（ストップビットを受信）するまではリセットを行わない。
【００７９】
このように本実施形態における通信処理部２２ａは、スタートビットの立ち下りを検出して、通信クロックの位相をリセットする。図３（ｄ）において、破線は位相がリセットされていない通信クロックの波形を示し、実線は位相がリセットされた通信クロックの波形を示している。
【００８０】
ここで、位相がリセットされる前の管理装置２の通信クロック（時刻ｔ３０以前の管理装置２の通信クロック）の位相は、センサ１の通信クロックの位相と大きくずれている（図示例では半周期ほどずれている）。これは、管理装置２による同期ビットＳＹＮＣの時間の測定誤差に起因している。すなわち、測定誤差によって、センサ１と管理装置２とで通信クロックの周期が微妙に異なり、その結果、時間によって位相のずれが大きくなったり小さくなったりする。そのため、位相のずれが大きいときには、図３（ｄ）に示すように、半周期近く位相がずれることがあり、このようなときは、シリアル信号の受信を正しく行うことができない。
【００８１】
ここで、本実施形態における通信処理部２２ａは、第１の通信部１４のシリアル信号（スタートビット）を受信すると通信クロックの位相をリセットする。したがって、図３（ｄ）に破線で示すように、管理装置２の通信クロックの位相がセンサ１の通信クロックの位相と大きくずれていたとしても、その位相差を十分に小さくすることが可能になる。
【００８２】
このように、本実施形態の物理量検出システムによれば、同期信号（同期ビットＳＹＮＣ）の長さの測定誤差に起因するセンサ１の通信クロックと管理装置２の通信クロックとの位相のずれを小さくすることができる。そのため、センサ１の通信クロックと管理装置２の通信クロックとの位相差、すなわちセンサ１の通信クロックが立ち上がる時刻ｔ２０，ｔ２１，ｔ２２，ｔ２３，ｔ２４，ｔ２５…と、管理装置２の通信クロックが立ち上がる時刻ｔ３０、ｔ３１，ｔ３２，ｔ３３，ｔ３４，ｔ３５…との時間差が大きくずれてしまうことを抑制できる。よって、調整モード時に高精度なシリアル通信を行うことが可能になる。
【００８３】
ところで、図３（ｃ）に示すように、電源端子１０ａの電位波形には鈍りが生じることが多い。このような場合には、例えば、電源端子１０の電位が信号受信用の閾値Ｖｔｈを下回る期間が管理装置２の通信クロックの１周期よりも短くなって、スタートビットを認識できないときがある。かかる点を考慮して、通信処理部２２ａは、スタートビットの立ち下がりを検出して通信クロックをリセットしており、これによって、シリアル信号の受信を確実に検出することができるようにしている。
【００８４】
また、一旦センサ１より同期ビットＳＹＮＣを受信した後は、通信クロックの生成をせずに、以後、シリアル受信の毎に通信クロックの位相をリセットすることで、高精度な通信が可能になる。そのため、センサ１とシリアル通信を開始する毎にセンサ１と同期処理を行わなくて済み、通信処理の効率化を図ることができる。
【００８５】
なお、本実施形態におけるクロック回路２２ｂには、センサ１の通信クロックの周波数よりも十分に周波数が高いものを使用することが好ましい。例えば、管理装置２で通信クロックを生成する際には、高周波のクロック回路２２ｂのクロックパルスを必要な数だけ積算して、計測したセンサ１の通信クロックに最も近い通信クロックを生成すればよい。
【００８６】
（実施形態３）
本実施形態の物理量検出システムは、実施形態１と同様に、センサ１と、管理装置２とを備えているが、図４に示すように、クロック信号を出力するクロック信号出力部１８をセンサ１に備えている点が実施形態１と大きく異なっている。なお、本実施形態の物理量検出システムも、実施形態１と同様に、例えば、ＥＣＵによる自動車のエンジン運転における電気的な制御に用いられる。
【００８７】
本実施形態における管理装置２は、供給電源部２１と、第２の通信部２２と、第２の制御部２３とを備えている。
【００８８】
本実施形態における供給電源部２１は、第１の電源部２１ａと、第２の電源部２１ｂとで構成されている。第１の電源部２１ａと、第２の電源部２１ｂは、互いに出力電圧が異なる直流電源である。第１の電源部２１ａは、通常モード用の電源であり、第２の電源部２１ｂは、調整モード用の電源である。本実施形態では、第１の電源部２１ａの出力電圧は５Ｖに、第２の電源部２１ｂの出力電圧は１２Ｖに設定されている。
【００８９】
本実施形態では、第２の制御部２３は、第２の通信部２２の通信処理部２２ａとしての機能を有している。そのため、本実施形態における第２の通信部２２は、第２の制御部２３と、判定回路２２ｃと、２つのスイッチＱ２２，Ｑ２３と、抵抗Ｒ２２とで構成されている。スイッチＱ２２は、ｎチャネルＭＯＳＦＥＴであり、給電端子２０ａとグラウンドとの間に挿入され、抵抗Ｒ２２は、スイッチＱ２２と給電端子２０ａとの間に挿入されている。スイッチＱ２３は、ｐチャネルＭＯＳＦＥＴであり、給電端子２０ａと第２の電源部２１ｂとの間に挿入されている。
【００９０】
本実施形態における第２の制御部２３は、通信処理部２２ａと同様の受信処理および送信処理を行う。ただし、本実施形態における第２の制御部２３は、送信処理においては、スイッチＱ２２をオフ、スイッチＱ２３をオンとすることで、シリアル信号をハイレベルとする。この場合、スイッチＱ２３によって給電端子２０ａに第２の電源部２１ｂが接続されるため、シリアル信号のハイレベルの電位は１２Ｖとなる。また、第２の制御部２３は、スイッチＱ２２をオン、スイッチＱ２３をオフとすることで、シリアル信号をロウレベルとする。この場合、シリアル信号のロウレベルの電位は、出力端子１０ｂの電位を後述する電圧降下回路１４ｄで低下させた値（本実施形態の場合は、９．９Ｖ）となる。なお、第２の制御部２３は、アイドル状態（センサ１からのシリアル信号の受信待ち状態）では、スイッチＱ２２，Ｑ２３をともにオフに設定する。
【００９１】
また、本実施形態における第２の制御部２３は、実施形態１と同様に、センサ１に動作モードの切り替えを要求する機能を有している。
【００９２】
ここで、第１の電源部２１ａは、スイッチＱ２４を介して給電端子２０ａに接続されている。また、第２の電源部２１ｂは、スイッチＱ２５を介して入力端子２０ｂに接続されている。さらに、第２の電源部２１ｂは、スイッチＱ２６と抵抗Ｒ２６を介して給電端子２０ａに、スイッチＱ２７と抵抗Ｒ２７を介して入力端子２０ａに接続されている。なお、スイッチＱ２４〜Ｑ２７はいずれもｐチャネルＭＯＳＦＥＴである。
【００９３】
本実施形態における第２の制御部２３は、上記入出力部より動作モードを通常モードに設定する旨の指示を受けた場合には、スイッチＱ２４をオン、スイッチＱ２５〜Ｑ２７をオフに設定する。この場合、給電端子２０ａの電位は５Ｖとなる。また、第２の制御部２３は、動作モードを調整モードに設定する旨の指示を受けた場合には、スイッチＱ２５〜Ｑ２７をオン、スイッチＱ２４をオフに設定する。この場合、給電端子２０ａの電位は１２Ｖ（より正確には、１２Ｖからセンサ１の消費電流による抵抗Ｒ２６の電圧降下を差し引いた電位となる。しかしながら、以下の説明では、簡略化のために消費電流を無視して説明する）となり、入力端子２０ｂの電位は１２Ｖとなる。
【００９４】
このように、本実施形態における管理装置２は、センサ１に調整モードへの移行を要求するにあたっては、電源端子１０ａと出力端子１０ｂの両方の電位を通常モード時よりも高く（本実施形態では１２Ｖに設定）する。
【００９５】
また、本実施形態における第２の制御部２３は、調整モードへの切り替えを要求した後は、スイッチＱ２５をオフに設定し、クロック信号出力部１８からのクロック信号を待つ。第２の制御部２３は、クロック信号出力部１８からクロック信号を得ると、クロック信号の周期と位相に基づいて、通信クロックを設定する。そして、第２の制御部２３は、当該通信クロックに基づいて、給電端子２０ａをシリアル信号の入出力端子としてシリアル通信を行う。
【００９６】
本実施形態におけるセンサ１は、上述したようにクロック信号出力部１８を備えている。また、本実施形態におけるセンサ１では、第１の通信部１４と、判別部１５とが実施形態１と異なっている。なお、本実施形態におけるセンサ１のその他の構成については、実施形態１と同様であるから詳細な説明は省略する。
【００９７】
本実施形態における第１の通信部１４は、通信処理部１４ａと、判定回路１４ｃと、スイッチＱ１１，１２と、抵抗Ｒ１１と、電圧降下回路１４ｄとで構成されている。なお、判定回路１４ｃについては実施形態１と同様であるから説明を省略する。
【００９８】
スイッチＱ１１は、ｎチャネルＭＯＳＦＥＴであり、電源端子１０ａとグラウンドとの間に挿入されている。抵抗Ｒ１１は、スイッチＱ１１と電源端子１０ａとの間に挿入されている。スイッチＱ１２は、ｐチャネルＭＯＳＦＥＴであり、電源端子１０ａと出力端子１０ｂとの間に挿入されている。
【００９９】
電圧降下回路１４ｄは、管理装置２に送信するシリアル信号のロウレベルの電位を規定するためのものである。この電圧降下回路１４ｄは、出力端子１０ｂにアノードが、電源端子１０ａにカソードが電気的に接続される形で、出力端子１０ｂと電源端子１０ａとの間に挿入される複数のダイオードＤよりなる直列回路である。本実施形態では、ダイオードＤの数は３個であり、ダイオードＤとして０．７Ｖの電圧降下を有するものを使用している。よって、電圧降下回路１４ｄは、そのアノード側に対してカソード側の電位を２．１Ｖ低下させる。なお、電圧降下回路１４ｄは、１個のダイオードＤよりなるものであってよいが、複数個のダイオードＤを用いるほうが、シリアル信号のロウレベルの電位の設定を容易に行える。また、ダイオードＤは、通常モードにおいて、出力端子１０ｂを静電気やサージから保護する役割も果たす。
【０１００】
本実施形態における通信処理部１４ａは、実施形態１で述べたものと同様に受信処理および送信処理を行う。ただし、本実施形態における通信処理部１４ａは、送信処理においては、スイッチＱ１１をオフ、スイッチＱ１２をオンとすることで、シリアル信号をハイレベルとする。この場合、スイッチＱ１２によって出力端子１０ｂと電源端子１０ａが短絡されるため、シリアル信号のハイレベルの電位は１２Ｖとなる。また、通信処理部１４ａは、スイッチＱ１１をオン、スイッチＱ１２をオフとすることで、シリアル信号をロウレベルとする。この場合、電源端子１０ａが抵抗Ｒ１１とスイッチＱ１１を介して接地されるため、シリアル信号のロウレベルの電位は、出力端子１０ｂの電位を電圧降下回路１４ｄで低下させた値（本実施形態の場合は、９．９Ｖ）となる。なお、通信処理部１４ａは、アイドル状態（管理装置２からのシリアル信号の受信待ち状態）では、スイッチＱ１１，Ｑ１２をともにオフに設定する。
【０１０１】
このように本実施形態における第１の通信部１４では、通信処理部１４ａと判定回路１４ｃによって、電源端子１０ａに入力されるシリアル信号を受信する受信部が構成される。また、通信処理部１４ａ、スイッチＱ１１，Ｑ１２、および電圧降下回路１４ｄによって、シリアル信号を電源端子１０ａに出力する送信部が構成される。
【０１０２】
本実施形態における判別部１５は、第１の電圧検出部（図示せず）と、第２の電圧検出部（図示せず）と、論理積回路（図示せず）とを備えている。
【０１０３】
上記第１の電圧検出部は、電源端子１０ａの電位が所定の電圧を越えているか否かを検出する過電圧検出回路である。当該第１の電圧検出部は、検出した電源端子１０ａの電位が６Ｖを越えていればハイレベル、６Ｖ以下であればロウレベルの信号を上記論理積回路に出力する。一方、上記第２の電圧検出部は、出力端子１０ｂの電位が所定の電圧を越えているか否かを検出する過電圧検出回路である。当該第２の電圧検出部は、検出した出力端子１０ｂの電位が６Ｖを越えていればハイレベル、６Ｖ以下であればロウレベルの信号を上記論理積回路に出力する。上記第１の電圧検出部および上記第２の電圧検出部はコンパレータなどを用いて実現可能であるから詳細な説明は省略する。
【０１０４】
上記論理積回路は、ＡＮＤ回路である。よって、上記論理積回路は、上記第１の電圧検出部および上記第２の電圧検出部それぞれが出力する信号が両方ともハイレベルであるときに、ハイレベルの信号を第１の制御部１６に出力し、一方がロウレベルであれば、第１の制御部１６にはロウレベルの信号を出力する。
【０１０５】
すなわち、本実施形態における判別部１５は、電源端子１０ａおよび出力端子１０ｂそれぞれの電位が所定の条件を満たしているか否かによって、管理装置２が要求している動作モードを判別する。よって、電源端子１０ａと出力端子１０ｂのいずれか一方のみを用いて動作モードの判別を行う場合に比べれば、動作モードの判別誤りが発生する確率を低減できる。したがって、予期せずに動作モードが変更されてしまうことを抑制することができる。
【０１０６】
本実施形態における第１の制御部１６は、判別部１５の上記論理積回路よりハイレベルの信号を受け取ると動作モードを調整モードに設定し、ロウレベルの信号を受け取ると動作モードを通常モードに設定する。
【０１０７】
クロック信号出力部１８は、クロック制御部１８ａと、スイッチＱ１３と、抵抗Ｒ１３とで構成されている。スイッチＱ１３は、ｎチャネルＭＯＳＦＥＴであり、出力端子１０ｂとグラウンドとの間に挿入され、抵抗Ｒ１３は、スイッチＱ１３と出力端子１０ｂとの間に挿入されている。
【０１０８】
クロック制御部１８ａは、センサ１の動作モードが調整モードであるときは、出力端子１０ｂにクロック信号（第１のクロック信号）を出力する。第１のクロック信号は、クロック制御部１８ａが、内蔵されたクロック回路（図示せず）のクロックに基づいて、所定周期でスイッチＱ１３のオン・オフを交互に切り替えることで生成される。また、クロック制御部１８ａは、調整モード時には、第１のクロック信号と周期および位相が等しいクロック信号（第２のクロック信号）を通信処理部１４ａに出力する。
【０１０９】
なお、クロック制御部１８ａは、センサ１の動作モードが通常モードであるときは、クロック信号の出力を行わない。このとき、スイッチＱ１３はオフに設定され、これによって、センサ１の検出出力が出力端子１０ｂより出力される。
【０１１０】
本実施形態における通信処理部１４ａは、シリアル信号を送信する際には、第２のクロック信号の立ち下がり時（ハイレベルからロウレベルに切り替わるとき）から、次の立ち下り時までの期間を、シリアル信号の１ビットの期間とする。そして、通信処理部１４ａは、当該期間において第２のクロック信号がハイレベルである期間に、シリアル信号がハイレベルもしくはロウレベルとなるように、スイッチＱ１１，Ｑ１２を制御する。また、通信処理部１４ａは、シリアル信号を受信する際においても、第２のクロック信号の立ち下がり時（ハイレベルからロウレベルに切り替わるとき）から、次の立ち下り時までの期間を、シリアル信号の１ビットの期間とする。そして、通信処理部１４ａは、当該期間において第２のクロック信号の立ち上がり時の判定回路１４ｃの判定結果によって、シリアル信号のビット値を得る。
【０１１１】
このように第１の通信部１４は、クロック信号出力部１８より得たクロック信号（第２のクロック信号）に同期して、電源端子１０ａに入力されるシリアル信号の受信、および電源端子１０ａへのシリアル信号の出力を行う（電源端子１０ａをシリアル信号の入出力端子としてシリアル通信を行う）。
【０１１２】
以下、本実施形態の物理量検出システムの動作について説明する。まず、初期状態では、センサ１が通常モードであるとする。この初期状態では、管理装置２の第２の制御部２３は、スイッチＱ２４をオン、スイッチＱ２２，Ｑ２３，Ｑ２５，Ｑ２６，Ｑ２７をオフに設定する。この場合、センサ１の電源端子１０ａには、５Ｖの電位が与えられる。センサ１の動作モードは通常モードであるから、センサ１は、記憶部１２に記憶されている補正値で検出部１１の検出出力を補正して得られた検出出力（補正後の検出出力）を出力端子１０ｂに出力する。出力端子１０ｂに出力された補正後の検出出力は、入力端子２０ｂに入力され、第２の制御部２３によって上記入出力部に送られ、ユーザに提示される。
【０１１３】
一方、上記入出力部によって調整モードが選択されると、第２の制御部２３は、スイッチＱ２５〜Ｑ２７をオン、スイッチＱ２２，Ｑ２３，Ｑ２７をオフに設定する。この場合、センサ１の電源端子１０ａおよび出力端子１０ｂそれぞれには、１２Ｖの電位が与えられる。より正確には、電源端子１０ａには、１２Ｖからセンサ１の消費電流による抵抗Ｒ２６の電圧降下を差し引いた電位となる。しかしながら、以下の説明では、簡略化のために消費電流を無視して説明する。
【０１１４】
そのため、判別部１５の上記第１の電圧検出部と上記第２の電圧検出部とはいずれもハイレベルの信号を出力し、これによって、判別部１５からはハイレベルの信号が出力される。その結果、第１の制御部１６は動作モードを調整モードに設定する。よって、第１の通信部１４が駆動されて、管理装置２とのシリアル通信が可能になる。また、動作モードが調整モードに設定されると、クロック信号出力部１８のクロック制御部１８ａが動作を開始し、通信処理部１４ａに第２のクロック信号が入力される。
【０１１５】
第２の制御部２３は、調整モードの要求後、所定のタイミングで、スイッチＱ２５をオフに設定する。スイッチＱ２５がオフのときは、第２の電源部２１ｂと入力端子２０ｂとの間に抵抗Ｒ２７が挿入される。そのため、クロック信号出力部１８のスイッチＱ１３のオン・オフによって、入力端子２０ｂの電位が変化する。すなわち、第２の制御部２３は、スイッチＱ２５をオフに設定することで、センサ１のクロック信号出力部１８から第１のクロック信号を得る。なお、第２の制御部２３が、スイッチＱ２５をオフに設定するタイミング（すなわち第１のクロック信号を受信するタイミング）は、所定時間毎や、シリアル信号の送受信を所定回数（例えば５回）行う毎等、好適なタイミングとすることができる。
【０１１６】
そして、使用者が上記入出力部を用いて補正値の入力を行うと、第２の制御部２３は、入力された補正値を送信する。このとき、第２の制御部２３は、第１のクロック信号に基づいて通信クロックを設定して、シリアル信号の送受信を行う。
【０１１７】
第１の制御部１６は、第１の通信部１４でシリアル信号を受信すると、記憶部１２の補正値を、管理装置２より受け取った補正値に書き換える。書き換えが終了すると、第１の制御部１６は、第１の通信部１４を制御して、書き換え後の記憶部１２の補正値を管理装置２に送信する。
【０１１８】
第２の制御部２３は、センサ１より受け取った補正値が、センサ１に送信した補正値と等しいかどうかを確認し、等しければ、補正値の更新が成功したと判断し、等しくなければ、補正値の更新が失敗したと判断する。この判断結果は、上記入出力部によって使用者に通知される。
【０１１９】
この後に、上記入出力部によって通常モードが選択されると、第２の制御部２３は、スイッチＱ２４をオン、スイッチＱ２２，Ｑ２３，Ｑ２５，Ｑ２６，Ｑ２７をオフに設定する。この場合、センサ１の電源端子１０ａには、５Ｖの電位が与えられ、その結果、センサ１の第１の制御部１６の動作モードが通常モードに設定される。
【０１２０】
以上述べた本実施形態のセンサ１では、センサ１は、調整モード時には、第１のクロック信号を管理装置２に送信する。管理装置２は、センサ１より第１のクロック信号を受信することで、センサ１との同期を取ることができる。よって、シリアル通信の通信精度を向上することができる。また、本実施形態の物理量検出システムによれば、実施形態１と同様に、端子数を増やすことなく調整モードへの移行が行える。さらに、調整モードでは、センサ１への給電線Ｌ１を通信線に兼用することができるため、一つの通信装置で複数のセンサ１と通信することが可能になる。よって、管理装置２の構成の簡素化および省配線化を図ることができ、システム全体の構成を簡素化することができる。
【０１２１】
なお、上述したスイッチＱ１１〜Ｑ１３，Ｑ２２〜Ｑ２７は、ＭＯＳＦＥＴなどの半導体スイッチング素子に限定されず、継電器等のオン・オフ制御が可能なスイッチであってもよい。
【０１２２】
（実施形態４）
本実施形態の物理量検出システムでは、主として、管理装置２が実施形態３と異なっている。
【０１２３】
本実施形態における管理装置２は、図５に示すように、供給電源部２１と、第２の通信部２２と、第２の制御部２３と、電位保持部２４とを備えている。
【０１２４】
本実施形態における供給電源部２１は、実施形態３と同様に、第１の電源部２１ａと、第２の電源部２１ｂとを有している。ここで、第１の電源部２１ａは、実施形態３と同様に、スイッチＱ２４を介して給電端子２０ａに接続され、第２の電源部２１ｂはスイッチＱ２６と抵抗Ｒ２６を介して給電端子２０ａに接続されている。
【０１２５】
電位保持部２４は、オペアンプＯＰと、ｎチャネルＭＯＳＦＥＴよりなるスイッチＱ２８と、抵抗Ｒ２８と、電源部２４ａとで構成されている。オペアンプＯＰの非反転入力端子は第２の電源部２１ｂに接続され、反転入力端子はスイッチＱ２８のソースに接続され、出力端子はスイッチＱ２８のゲートに接続されている。また、スイッチＱ２８のソースは、スイッチＱ２５を介して入力端子２０ｂに接続されている。一方、スイッチＱ２８のドレインは、抵抗Ｒ２８を介して電源部２４ａに接続されている。この電源部２４ａの出力電圧は、第２の電源部２１ｂの出力電圧よりも高く設定されている（本実施形態では、１５Ｖ）。電位保持部２４によれば、オペアンプＯＰの負帰還によって、スイッチＱ２８の電位、すなわち入力端子２０ｂの電位が一定値、すなわち、第２の電源部２１ｂの出力電圧に等しい値に維持される。
【０１２６】
したがって、本実施形態では、クロック信号出力部１８のスイッチＱ１３のオン・オフに依存せずに、入力端子２０ｂの電位が１２Ｖに維持される。その代わりに、スイッチＱ２８に流れる電流の大きさが、スイッチＱ１３のオン・オフに応じて変化する。したがって、本実施形態では、クロック信号出力部１８が入力端子２０ｂに出力する第１のクロック信号は、電位の大きさが時間変化する信号ではなく、電流の大きさが時間変化する信号（電流クロック信号）である。
【０１２７】
本実施形態における第２の制御部２３は、実施形態３と同様に、センサ１に動作モードの切り替えを要求する機能を有している。第２の制御部２３は、上記入出力部より動作モードを通常モードに設定する旨の指示を受けた場合には、スイッチＱ２４をオン、スイッチＱ２５，Ｑ２６をオフに設定する。この場合、給電端子２０ａの電位は５Ｖとなる。また、第２の制御部２３は、動作モードを調整モードに設定する旨の指示を受けた場合には、スイッチＱ２５，Ｑ２６をオン、スイッチＱ２４をオフに設定する。この場合、給電端子２０ａの電位は１２Ｖ（より正確には、１２Ｖからセンサ１の消費電流による抵抗Ｒ２６の電圧降下を差し引いた電位となる。しかしながら、以下の説明では、簡略化のために消費電流を無視して説明する）となる。また、入力端子２０ｂは、スイッチＱ２５を介してスイッチＱ２８のソースに接続されるため、その電位は１２Ｖとなる。なお、図５では、入力端子２０ｂと第２の制御部２３との間の接続線（検出出力用の接続線）の図示を省略している。
【０１２８】
本実施形態においても、第２の制御部２３は、第２の通信部２２の通信処理部２２ａとしての機能を有している。そのため、本実施形態における第２の通信部２２も、実施形態３と同様に、第２の制御部２３と、判定回路２２ｃと、２つのスイッチＱ２２，Ｑ２３と、抵抗Ｒ２２とで構成されている。
【０１２９】
本実施形態における第２の制御部２３は、実施形態３と同様に、スイッチＱ２２，Ｑ２３をオン・オフ制御することで、シリアル信号の送信を行う。本実施形態における第２の制御部２３は、スイッチＱ２８に流れる電流（ドレイン−ソース間の電流）の大きさを検出し、これによって第１のクロック信号を得る。第２の制御部２３は、第１のクロック信号に同期して、シリアル信号の送受信を行う。
【０１３０】
例えば、第２の制御部２３は、シリアル信号を送信する際には、第１のクロック信号の立ち下がり時（ハイレベルからロウレベルに切り替わるとき）から、次の立ち下り時までの期間を、シリアル信号の１ビットの期間とする。そして、第２の制御部２３は、当該期間において第１のクロック信号がハイレベルである期間に、シリアル信号がハイレベルもしくはロウレベルとなるように、スイッチＱ２２，Ｑ２３を制御する。また、第２の制御部２３は、シリアル信号を受信する際においても、第１のクロック信号の立ち下がり時（ハイレベルからロウレベルに切り替わるとき）から、次の立ち下り時までの期間を、シリアル信号の１ビットの期間とする。そして、第２の制御部２３は、当該期間において第１のクロック信号の立ち上がり時の判定回路２２ｃの判定結果によって、シリアル信号のビット値を得る。
【０１３１】
このように第２の制御部２３は、クロック信号出力部１８より得たクロック信号（第１のクロック信号）に同期して、給電端子２０ａに入力されるシリアル信号の受信、および給電端子２０ａへのシリアル信号の出力を行う（給電端子２０ａをシリアル信号の入出力端子としてシリアル通信を行う）。
【０１３２】
以下、本実施形態の物理量検出システムの動作について説明する。まず、初期状態では、センサ１が通常モードであるとする。この初期状態では、管理装置２の第２の制御部２３は、スイッチＱ２４をオン、スイッチＱ２２，Ｑ２３，Ｑ２５，Ｑ２６をオフに設定し、電源端子１０ａには５Ｖの電位が与えられる。また、センサ１は、通常モードであるから、記憶部１２に記憶されている補正値で検出部１１の検出出力を補正して得られた検出出力（補正後の検出出力）を出力端子１０ｂに出力する。出力端子１０ｂに出力された補正後の検出出力は、入力端子２０ｂに入力され、第２の制御部２３によって上記入出力部に送られ、ユーザに提示される。
【０１３３】
一方、上記入出力部によって調整モードが選択されると、第２の制御部２３は、スイッチＱ２５，Ｑ２６をオン、スイッチＱ２４をオフに設定する。この場合、給電端子２０ａと入力端子２０ｂの電位はそれぞれ１２Ｖとなる。
【０１３４】
この場合、判別部１５では、上記第１の電圧検出部と上記第２の電圧検出部の両方からハイレベルの信号が出力される。そのため、判別部１５が出力する信号もハイレベルとなる。その結果、第１の制御部１６は動作モードを調整モードに設定する。よって、第１の通信部１４が駆動されて、管理装置２とのシリアル通信が可能になる。
【０１３５】
また、動作モードが調整モードに設定されることによって、クロック信号出力部１８が動作を開始する。これによって、第１の通信部１４の通信処理部１４ａには、第２のクロック信号が出力される。また、入力端子２０ｂには、第１のクロック信号が出力される。
【０１３６】
使用者が上記入出力部を用いて補正値の入力を行うと、第２の制御部２３は、入力された補正値をセンサ１に送信する。第２の制御部２３は、上述したように第１のクロック信号に同期してスイッチＱ２２，Ｑ２３をオン・オフ制御することによって、シリアル信号の送信を行う。
【０１３７】
第１の通信部１４は、上述したように第２のクロック信号に同期して、シリアル信号の受信を行う。第１の制御部１６は、第１の通信部１４でシリアル信号を受信すると、記憶部１２の補正値を、管理装置２より受け取った補正値に書き換える。書き換えが終了すると、第１の制御部１６は、第１の通信部１４を制御して、書き換え後の補正値を管理装置２に送信する。第１の通信部１４は、上述したように第２のクロック信号に同期してスイッチＱ１１，Ｑ１２をオン・オフ制御することによって、シリアル信号の送信を行う。
【０１３８】
第２の制御部２３は、上述したように第１のクロック信号に同期して、シリアル信号の受信を行う。第２の制御部２３は、シリアル信号を受信すると、センサ１から受け取った補正値が、センサ１に送信した補正値と等しいかどうかを確認し、等しければ、補正値の更新が成功したと判断し、等しくなければ、補正値の更新が失敗したと判断する。この判断結果は、上記入出力部によって使用者に通知される。
【０１３９】
この後に、上記入出力部によって通常モードが選択されると、第２の制御部２３は、スイッチＱ２４をオン、スイッチＱ２２，Ｑ２３，Ｑ２５，Ｑ２６をオフに設定する。この場合、センサ１の電源端子１０ａには、５Ｖの電位が与えられる。そのため、判別部１５の上記第１の電圧検出部の信号がロウレベルとなり、判別部１５からはロウレベルの信号が出力される。その結果、第１の制御部１６は動作モードを通常モードに設定する。これによって、クロック信号出力部１８は動作を停止する（スイッチＱ１３がオフに設定される）。
【０１４０】
以上述べたように、本実施形態の物理量検出システムによれば、第２の通信部２２は、出力端子１０ｂを通じて入力端子２０ｂに入力されるクロック信号出力部１８のクロック信号（第１のクロック信号）に同期して給電端子２０ａを通じたシリアル信号の送受信を行う。また、第１の通信部１４は、クロック信号出力部１８より得たクロック信号（第２のクロック信号）に同期して電源端子１０ａを通じたシリアル信号の送受信を行う。そのため、同期ビットを用いるものとは異なり、測定誤差や、種々の外乱の影響を無くすことができ、調整モード時のシリアル通信の通信精度を向上することができる。
【０１４１】
また、同期ビットを用いた同期処理を行う必要がなくなるから、このような処理に要していた時間を節約することができる。そのため、シリアル通信の効率を向上することができる（単位時間に送信できるデータ量を増やすことができる）。また、通信対象のセンサ１には管理装置２からクロック信号が送信される。そのため、シリアル信号にＩＤなどを付加して通信対象のセンサ１を識別する必要がなくなり、ＩＤ等のためのビット列が不要になる。よって、シリアル通信の効率を向上することができる。
【０１４２】
ところで、本実施形態におけるセンサ１では、調整モード時に出力端子１０ｂの電位が変化すると、電源端子１０ａの電位も変動する。そのため、スイッチＱ１３のオン・オフによって出力端子１０ｂの電位が変化すると、電源端子１０ａの電位も変化する。さらに、電源端子１０ａにはバイパスコンデンサＣが接続されているので、電源端子１０ａの電位波形は鈍ってしまう。そのため、判定回路１４ｃに、これらの影響を防止するための構成を付加しなければ、シリアル信号の受信を精度良く行うことができない。
【０１４３】
しかしながら、本実施形態における管理装置２は、電流クロック信号が入力されているときに入力端子２０ｂの電位を一定に保つ電位保持部２８を備えている。そのため、調整モード時に入力端子２０ｂの電位が変動することに起因する上記の不具合の発生を防止することができる。
【０１４４】
また、本実施形態の物理量検出システムによれば、下記の効果が得られる。すなわち、本実施形態の物理量検出システムによれば、電源端子１０ａと出力端子１０ｂの電位に基づいて、管理装置２が要求している動作モードを判別するので、端子部１０の端子数を増やすことなく調整モードへの移行が行える。さらに、調整モードでは、電源端子１０ａを管理装置２との通信に使用するから、センサ１への給電線Ｌ１を通信線に兼用することができる。そのため、管理装置２には、センサ１と一対一対応で第２の通信部（通信装置）２２を設ける必要がなく、一つの第２の通信部２２で多数のセンサ１と通信することが可能になる。よって、管理装置２の構成を簡素化することができる。その上、電源端子１０ａは一般的にバイパスコンデンサＣにより接地されることが多いから、出力端子１０ｂにより通信する場合に比べれば、高周波ノイズの影響を低減することができる。
【０１４５】
なお、本実施形態において、判別部１５は、電源端子１０ａおよび出力端子１０ｂそれぞれの電位が所定の条件を満たしているか否かによって、管理装置２が要求している動作モードを判別している。この点に関して、判別部１５は、電源端子１０ａと出力端子１０ｂの一方の電位が所定の条件を満たしているか否かによって、管理装置２が要求している動作モードを判別してもよい。ただし、電源端子１０ａおよび出力端子１０ｂそれぞれの電位が所定の条件を満たしているか否かによって、管理装置２が要求している動作モードを判別するほうが、いずれか一方のみで動作モードの判別を行う場合に比べて、動作モードの判別誤りが発生する確率を低減できて、予期せずに動作モードが変更されてしまうことを抑制することができる。
【０１４６】
以上、本発明の物理量検出システムの実施形態について述べたが、上述のものは、あくまでも一実施形態に過ぎない。よって、本発明の技術的範囲は上記の例に限定されず、上述の実施形態は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更することができる。
【０１４７】
例えば、センサ１では、少なくとも検出部１１を除く部位は、モノリシックＩＣにより構成されていてもよい。このようにすれば、センサ１の小型化を図ることができる。なお、検出部１１が、ＭＥＭＳ技術を利用した加速度センサであれば、検出部１１もモノリシックＩＣとして一体化することができる。また、検出部１１が、ホール素子とその検出回路とからなる磁気センサである場合には、検出部１１の検出回路をモノリシックＩＣとして一体化してもよい。
【０１４８】
以上の各実施形態では、センサ１の第１の通信部１４は、電源端子１０ａに入力されるシリアル信号を受信する機能と、シリアル信号を電源端子１０ｂに出力する機能とを有している。しかしながら、第１の通信部１４は、シリアル信号を受信する機能のみを有するものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１４９】
【図１】実施形態１の物理量検出システムのブロック図である。
【図２】同上におけるシリアル通信の説明図である。
【図３】実施形態２の物理量検出システムにおけるシリアル通信の他例の説明図である。
【図４】実施形態３の物理量検出システムのブロック図である。
【図５】実施形態４の物理量検出システムのブロック図である。
【符号の説明】
【０１５０】
１ 物理量センサ
２ 管理装置
１０ 端子部（第１の端子部）
１０ａ 電源端子
１０ｂ 出力端子
１０ｃ 接地端子
１１ 検出部
１２ 記憶部
１３ 出力補正部（出力部）
１４ 通信部（第１の通信部）
１５ 判別部
１６ 制御部（第２の制御部）
１８ クロック信号出力部
２０ 端子部（第２の端子部）
２０ａ 給電端子
２０ｂ 入力端子
２１ 供給電源部
２２ 通信部（第２の通信部）
２３ 制御部（第２の制御部）
２４ 電位保持部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物理量センサと、物理量センサを監視・制御する管理装置とを備え、
上記物理量センサは、第１の端子部と、検出部と、記憶部と、出力部と、第１の通信部と、判別部と、第１の制御部とを含み、上記第１の端子部は、電源端子と、出力端子と、接地端子とを有し、上記検出部は、所定の物理量を検出するように構成され、上記記憶部は、特性情報を記憶するように構成され、上記出力部は、上記検出部の検出出力を上記出力端子より出力するように構成され、上記判別部は、上記電源端子と上記出力端子の少なくとも一方の電位に基づいて上記管理装置が要求している動作モードを判別するように構成され、上記第１の制御部は、上記判別部の判別結果に応じた動作モードで動作するように構成され、
上記管理装置は、第２の端子部と、供給電源部と、第２の通信部と、第２の制御部とを含み、上記第２の端子部は、上記電源端子を接続する給電端子と、上記出力端子を接続する入力端子とを有し、上記供給電源部は、上記給電端子より上記物理量センサに給電するように構成され、上記第２の制御部は、上記物理量センサに動作モードの切り替えを要求する機能と、上記第２の通信部に特性情報を送信させる機能とを含み、
上記動作モードは、上記記憶部の特性情報を上記第１の通信部で受信した特性情報に書き換える調整モードと、上記記憶部の特性情報の書き換えを許可しない通常モードとを含む物理量検出システムであって、
上記第１の通信部は、上記電源端子をシリアル信号の入出力端子とするように構成され、
上記第２の通信部は、上記給電端子をシリアル信号の入出力端子とするように構成され、
上記第１の通信部と上記第２の通信部とのいずれか一方は、上記第１の通信部と上記第２の通信部とのいずれか他方にシリアル信号を送信する前に同期信号を送信するように構成され、
上記他方は、上記一方から受信した上記同期信号に基づいてシリアル通信の通信クロックを設定するように構成されていることを特徴とする物理量検出システム。
【請求項２】
上記判別部は、上記電源端子および上記出力端子それぞれの電位が所定の条件を満たしているか否かによって、上記管理装置が要求している動作モードを判別することを特徴とする請求項１記載の物理量検出システム。
【請求項３】
上記一方は、上記第１の通信部であり、上記他方は、上記第２の通信部であることを特徴とする請求項１または２記載の物理量検出システム。
【請求項４】
上記第２の通信部は、上記第１の通信部のシリアル信号を受信すると、上記通信クロックの位相をリセットすることを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか１項記載の物理量検出システム。
【請求項５】
物理量センサと、物理量センサを監視・制御する管理装置とを備え、
上記物理量センサは、第１の端子部と、検出部と、記憶部と、出力部と、第１の通信部と、判別部と、第１の制御部とを含み、上記第１の端子部は、電源端子と、出力端子と、接地端子とを有し、上記検出部は、所定の物理量を検出するように構成され、上記記憶部は、特性情報を記憶するように構成され、上記出力部は、上記検出部の検出出力を上記出力端子より出力するように構成され、上記判別部は、上記電源端子と上記出力端子の少なくとも一方の電位に基づいて上記管理装置が要求している動作モードを判別するように構成され、上記第１の制御部は、上記判別部の判別結果に応じた動作モードで動作するように構成され、
上記管理装置は、第２の端子部と、供給電源部と、第２の通信部と、第２の制御部とを含み、上記第２の端子部は、上記電源端子を接続する給電端子と、上記出力端子を接続する入力端子とを有し、上記供給電源部は、上記給電端子より上記物理量センサに給電するように構成され、上記第２の制御部は、上記物理量センサに動作モードの切り替えを要求する機能と、上記第２の通信部に特性情報を送信させる機能とを含み、
上記動作モードは、上記記憶部の特性情報を上記第１の通信部で受信した特性情報に書き換える調整モードと、上記記憶部の特性情報の書き換えを許可しない通常モードとを含む物理量検出システムであって、
上記物理量センサには、クロック信号出力部が設けられ、
上記クロック信号出力部は、上記調整モード時に上記第１の通信部および上記入力端子にクロック信号を出力するように構成され、
上記第１の通信部は、上記クロック信号出力部より得た上記クロック信号に同期して、上記電源端子をシリアル信号の入出力端子としてシリアル通信を行うように構成され、
上記第２の通信部は、上記入力端子に入力されるクロック信号に同期して、上記給電端子をシリアル信号の入出力端子としてシリアル通信を行うように構成されていることを特徴とする物理量検出システム。
【請求項６】
上記判別部は、上記電源端子および上記出力端子それぞれの電位が所定の条件を満たしているか否かによって、上記管理装置が要求している動作モードを判別することを特徴とする請求項１記載の物理量検出システム。
【請求項７】
上記クロック信号出力部が上記入力端子に出力する上記クロック信号は、電流の大きさが時間変化する信号であり、
上記管理装置は、電位保持部を含み、
上記電位保持部は、上記調整モード時に上記入力端子の電位を一定に保つように構成されていることを特徴とする請求項５または６記載の物理量検出システム。
【請求項１】
物理量センサと、物理量センサを監視・制御する管理装置とを備え、
上記物理量センサは、第１の端子部と、検出部と、記憶部と、出力部と、第１の通信部と、判別部と、第１の制御部とを含み、上記第１の端子部は、電源端子と、出力端子と、接地端子とを有し、上記検出部は、所定の物理量を検出するように構成され、上記記憶部は、特性情報を記憶するように構成され、上記出力部は、上記検出部の検出出力を上記出力端子より出力するように構成され、上記判別部は、上記電源端子と上記出力端子の少なくとも一方の電位に基づいて上記管理装置が要求している動作モードを判別するように構成され、上記第１の制御部は、上記判別部の判別結果に応じた動作モードで動作するように構成され、
上記管理装置は、第２の端子部と、供給電源部と、第２の通信部と、第２の制御部とを含み、上記第２の端子部は、上記電源端子を接続する給電端子と、上記出力端子を接続する入力端子とを有し、上記供給電源部は、上記給電端子より上記物理量センサに給電するように構成され、上記第２の制御部は、上記物理量センサに動作モードの切り替えを要求する機能と、上記第２の通信部に特性情報を送信させる機能とを含み、
上記動作モードは、上記記憶部の特性情報を上記第１の通信部で受信した特性情報に書き換える調整モードと、上記記憶部の特性情報の書き換えを許可しない通常モードとを含む物理量検出システムであって、
上記第１の通信部は、上記電源端子をシリアル信号の入出力端子とするように構成され、
上記第２の通信部は、上記給電端子をシリアル信号の入出力端子とするように構成され、
上記第１の通信部と上記第２の通信部とのいずれか一方は、上記第１の通信部と上記第２の通信部とのいずれか他方にシリアル信号を送信する前に同期信号を送信するように構成され、
上記他方は、上記一方から受信した上記同期信号に基づいてシリアル通信の通信クロックを設定するように構成されていることを特徴とする物理量検出システム。
【請求項２】
上記判別部は、上記電源端子および上記出力端子それぞれの電位が所定の条件を満たしているか否かによって、上記管理装置が要求している動作モードを判別することを特徴とする請求項１記載の物理量検出システム。
【請求項３】
上記一方は、上記第１の通信部であり、上記他方は、上記第２の通信部であることを特徴とする請求項１または２記載の物理量検出システム。
【請求項４】
上記第２の通信部は、上記第１の通信部のシリアル信号を受信すると、上記通信クロックの位相をリセットすることを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか１項記載の物理量検出システム。
【請求項５】
物理量センサと、物理量センサを監視・制御する管理装置とを備え、
上記物理量センサは、第１の端子部と、検出部と、記憶部と、出力部と、第１の通信部と、判別部と、第１の制御部とを含み、上記第１の端子部は、電源端子と、出力端子と、接地端子とを有し、上記検出部は、所定の物理量を検出するように構成され、上記記憶部は、特性情報を記憶するように構成され、上記出力部は、上記検出部の検出出力を上記出力端子より出力するように構成され、上記判別部は、上記電源端子と上記出力端子の少なくとも一方の電位に基づいて上記管理装置が要求している動作モードを判別するように構成され、上記第１の制御部は、上記判別部の判別結果に応じた動作モードで動作するように構成され、
上記管理装置は、第２の端子部と、供給電源部と、第２の通信部と、第２の制御部とを含み、上記第２の端子部は、上記電源端子を接続する給電端子と、上記出力端子を接続する入力端子とを有し、上記供給電源部は、上記給電端子より上記物理量センサに給電するように構成され、上記第２の制御部は、上記物理量センサに動作モードの切り替えを要求する機能と、上記第２の通信部に特性情報を送信させる機能とを含み、
上記動作モードは、上記記憶部の特性情報を上記第１の通信部で受信した特性情報に書き換える調整モードと、上記記憶部の特性情報の書き換えを許可しない通常モードとを含む物理量検出システムであって、
上記物理量センサには、クロック信号出力部が設けられ、
上記クロック信号出力部は、上記調整モード時に上記第１の通信部および上記入力端子にクロック信号を出力するように構成され、
上記第１の通信部は、上記クロック信号出力部より得た上記クロック信号に同期して、上記電源端子をシリアル信号の入出力端子としてシリアル通信を行うように構成され、
上記第２の通信部は、上記入力端子に入力されるクロック信号に同期して、上記給電端子をシリアル信号の入出力端子としてシリアル通信を行うように構成されていることを特徴とする物理量検出システム。
【請求項６】
上記判別部は、上記電源端子および上記出力端子それぞれの電位が所定の条件を満たしているか否かによって、上記管理装置が要求している動作モードを判別することを特徴とする請求項１記載の物理量検出システム。
【請求項７】
上記クロック信号出力部が上記入力端子に出力する上記クロック信号は、電流の大きさが時間変化する信号であり、
上記管理装置は、電位保持部を含み、
上記電位保持部は、上記調整モード時に上記入力端子の電位を一定に保つように構成されていることを特徴とする請求項５または６記載の物理量検出システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１０−１２３０７７（Ｐ２０１０−１２３０７７Ａ）
【公開日】平成２２年６月３日（２０１０．６．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２９８５８２（Ｐ２００８−２９８５８２）
【出願日】平成２０年１１月２１日（２００８．１１．２１）
【出願人】（０００００５８３２）パナソニック電工株式会社 (17,916)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年６月３日（２０１０．６．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１１月２１日（２００８．１１．２１）
【出願人】（０００００５８３２）パナソニック電工株式会社 (17,916)
【Ｆターム（参考）】
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