(57)【要約】【課題】集中分岐点での波形歪みの発生を防止することのできる集中分岐型ネットワークシステムを提供する。【解決手段】  分岐点から分岐された複数の分岐路２を有し、該分岐路は、送信線２ａと受信線２ｂを備え、分岐点は、各分岐路２どうしの連結状態を切り換える集中分岐部４を備えている。また、集中分岐部４は、各分岐路２の受信線２ｂどうしを連結点Ｐ１で連結すると共に、この連結点Ｐ１と各分岐線２の送信線２ａのうちの唯一の送信線と連結するべく操作するスイッチＳＷ１〜ＳＷｎを備え、送信線２ａの特性インピーダンスと、集中分岐部４にて連結される各受信線２ｂの合計の特性インピーダンスが略同一となるように設定される。【選択図】      図１
2006033167.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの分岐点を有し、該分岐点から分岐した複数の分岐路に接続された各ノード間でのデータ通信を行う集中分岐型ネットワークシステムにおいて、
前記分岐路は、送信線と受信線の２つの電線を備え、
前記分岐点は、前記各分岐路どうしの連結状態を切り換える分岐切り換え手段を備え、
前記分岐切り換え手段は、前記各分岐路の受信線どうしを連結点で連結すると共に、この連結点と前記各分岐線の送信線のうちの唯一の送信線と連結するべく操作する切り換え手段を備え、
前記送信線の特性インピーダンスと、前記分岐切り換え手段にて連結される各受信線、及び他の分岐点へ連結するための幹線路、の合計の特性インピーダンスが略同一となるように設定されることを特徴とする集中分岐型ネットワークシステム。
【請求項２】
前記分岐点は１箇所であり、該分岐点から分岐して設けられるノードの個数をｎ個とし、送信側となるノードと前記分岐点とを連結する前記送信線の特性インピーダンスＺ０としたときに、前記分岐点と各ノードを連結する前記受信線の特性インピーダンスをｎ＊Ｚ０に設定したことを特徴とする請求項１に記載の集中分岐型ネットワークシステム。
【請求項３】
前記分岐点は、第１の分岐点及び該第１の分岐点と幹線路を介して接続される第２の分岐点の２つが設けられ、
前記第１の分岐点から分岐して設けられるノードの個数をｘとし、前記第１の分岐点から分岐して設けられるノードのうち送信側となるノードと前記第１の分岐点とを連結する前記送信線の特性インピーダンスをＺ０としたとき、前記第１の分岐点と該第１の分岐点から分岐して設けられる各ノードを連結する各受信線の特性インピーダンスを２＊ｘ＊Ｚ０に設定し、
前記第２の分岐点から分岐して設けられるノードの個数をｙとし、前記第２の分岐点から分岐して設けられるノードのうち送信側となるノードと前記第２の分岐点とを連結する前記送信線の特性インピーダンスをＺ０としたとき、前記第２の分岐点と該第２の分岐点から分岐して設けられる各ノードを連結する各受信線の特性インピーダンスを２＊ｙ＊Ｚ０に設定し、
更に、前記幹線路の特性インピーダンスを２＊Ｚ０に設定したことを特徴とする請求項１に記載の集中分岐型ネットワークシステム。
【請求項４】
前記ノードは、車両に搭載されるＥＣＵであることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の集中分岐型ネットワークシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、集中分岐型ネットワークシステムに係り、特に、送信経路上に存在するの集中分岐点での送信信号の反射による波形歪みを低減させる技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、車両に搭載されるネットワークシステムでは、図５に示す如くの集中分岐型ネットワークシステムが採用されている。同図に示すように、このネットワークシステム１０１は、集中分岐点Ａで分岐される複数（図では４つ）の分岐路１０２に、それぞれノード１０３-1〜１０３-4が接続されるように構成されている。
【０００３】
そして、各ノード１０３は、分岐路１０２を介して通信を行うことにより、各ノード１０３間でのデータの授受が行われ、車両に搭載される各電装機器の総括的な制御を行うことができる（例えば、特開２０００−１５１１５３号公報参照）。
【０００４】
ところが、このような従来における集中分岐型ネットワークシステム１０１では、あるノード１０３から他のノード１０３へデータを送信する際に、集中分岐点Ａにてインピーダンスの不整合に起因して送信信号に波形歪みが発生してしまう。
【０００５】
例えば、各分岐路１０２の特性インピーダンスがＺ０であるとすると、ノード１０３-1から、他の３つのノード１０３-2〜１０３-4にデータを送信する際には、ノード１０３-1から集中分岐点Ａまでの間の分岐路１０２の特性インピーダンスはＺ０であり、集中分岐点Ａから受信側となる各ノード１０３-1〜１０３-4までの各分岐路１０２の合計の特性インピーダンスは（Ｚ０／３）であるので、この集中分岐点Ａでインピーダンスが急激に低下し、インピーダンスの不整合が生じる。
【０００６】
従って、この集中分岐点Ａでは、送信するノード１０３-1に向けて反射波が発生し、送信波形に歪みが発生する。
【０００７】
図６（ａ）は、図５に示したネットワークシステムの等価回路、図６（ｂ）は、分岐路１０２で生じる波形歪みを示す特性図であり、同図（ａ）に示す集中分岐点Ａでは、同図（ｂ）の符号Ｂに示すように、大きな波形歪みが発生してしまう。
【０００８】
また、上記のようなインピーダンス不整合に起因した波形歪みの発生を回避するために、図７に示す如くのリング状のネットワークシステムを構築した場合、各ノード１１３-1〜１１３-4間の伝送路の両端を終端して整合を取ることにより、インピーダンス不整合を回避することができるが、一方向でしかデータを送ることができないので、本来データを受信したいノード１１３がデータを受信するまでに、長時間を要してしまうという問題があった。
【特許文献１】特開２０００−１５１１５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述したように、従来における集中分岐型ネットワークシステムでは、図５，６に示した集中分岐点Ａにて複数個の分岐路１０２に分岐する構成となっているので、この部分でインピーダンス不整合が生じて波形歪みが発生し、データ通信の信頼性が低下していまうという問題があった。
【００１０】
この発明は、このような従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、集中分岐点での波形歪みの発生を防止することのできる集中分岐型ネットワーク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】
上記目的を達成するため、本願請求項１に記載の発明は、少なくとも１つの分岐点を有し、該分岐点から分岐した複数の分岐路に接続された各ノード間でのデータ通信を行う集中分岐型ネットワークシステムにおいて、前記分岐路は、送信線と受信線の２つの電線を備え、前記分岐点は、前記各分岐路どうしの連結状態を切り換える分岐切り換え手段を備え、前記分岐切り換え手段は、前記各分岐路の受信線どうしを連結点で連結すると共に、この連結点と前記各分岐線の送信線のうちの唯一の送信線と連結するべく操作する切り換え手段を備え、前記送信線の特性インピーダンスと、前記分岐切り換え手段にて連結される各受信線、及び他の分岐点へ連結するための幹線路、の合計の特性インピーダンスが略同一となるように設定されることを特徴とする。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、前記分岐点は１箇所であり、該分岐点から分岐して設けられるノードの個数をｎ個とし、送信側となるノードと前記分岐点とを連結する前記送信線の特性インピーダンスＺ０としたときに、前記分岐点と各ノードを連結する前記受信線の特性インピーダンスをｎ＊Ｚ０に設定したことを特徴とする。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、前記分岐点は、第１の分岐点及び該第１の分岐点と幹線路を介して接続される第２の分岐点の２つが設けられ、前記第１の分岐点から分岐して設けられるノードの個数をｘとし、前記第１の分岐点から分岐して設けられるノードのうち送信側となるノードと前記第１の分岐点とを連結する前記送信線の特性インピーダンスをＺ０としたとき、前記第１の分岐点と該第１の分岐点から分岐して設けられる各ノードを連結する各受信線の特性インピーダンスを２＊ｘ＊Ｚ０に設定し、前記第２の分岐点から分岐して設けられるノードの個数をｙとし、前記第２の分岐点から分岐して設けられるノードのうち送信側となるノードと前記第２の分岐点とを連結する前記送信線の特性インピーダンスをＺ０としたとき、前記第２の分岐点と該第２の分岐点から分岐して設けられる各ノードを連結する各受信線の特性インピーダンスを２＊ｙ＊Ｚ０に設定し、更に、前記幹線路の特性インピーダンスを２＊Ｚ０に設定したことを特徴とする。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、前記ノードは、車両に搭載されるＥＣＵであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本願請求項１に記載の発明では、分岐点と各ノードとを連結する分岐路が、送信線と受信線の２つの電線からなり、分岐点では送信線の特性インピーダンスと、複数の受信線及び幹線路の合計の特性インピーダンスが略同一となるように設定されるので、分岐点でインピーダンスが急激に変化することを防止することができ、送信ノードより送信された信号の波形歪みを防止することができる。これにより、データ通信の信頼性を著しく向上させることができる。
【００１６】
請求項２に記載の発明では、一つの分岐点より分岐して設けられるｎ個のノード間での通信を行う際に、送信線のインピーダンスＺ０に対して受信線のインピーダンスをｎ＊Ｚ０に設定するので、ｎ個の受信線の合計の特性インピーダンスがＺ０となり、送信線のインピーダンスと一致するので、分岐点でのインピーダンス不整合を回避することができ、波形歪みの発生を回避することができる。
【００１７】
請求項３に記載の発明では、幹線路を介して連結される第１の分岐点、及び第２の分岐点の２つの分岐点を有する場合であって、第１の分岐点に連結される送信線の特性インピーダンスＺ０に対し、この第１の分岐点に連結されるｘ個のノードに連結される各受信線の特性インピーダンスを２＊ｘ＊Ｚ０に設定する。また、幹線路の特性インピーダンスを２＊Ｚ０に設定している。従って、分岐点でのインピーダンス不整合が生じないので、波形歪みの発生を回避することができる。
【００１８】
同様に、第２の分岐点に連結される送信線の特性インピーダンスＺ０に対し、この第２の分岐点に連結されるｙ個のノードに連結される各受信線の特性インピーダンスを２＊ｙ＊Ｚ０に設定し、幹線路の特性インピーダンスを２＊Ｚ０に設定するので、分岐点でのインピーダンス不整合の発生を回避することができ、波形歪みを防止することができる。
【００１９】
請求項４に記載の発明では、本発明の集中分岐型ネットワークシステムを車両に搭載されるＥＣＵ間の通信に用いるので、車両内の各種データ通信の信頼性を著しく向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係る集中分岐型ネットワークシステムの構成を示すブロック図である。同図に示すように、このネットワークシステム１は、複数個（この例ではｎ個）のノード３（３-1〜３-n）と、各ノード３を連結するための分岐路２と、各分岐路２の連結、遮断を切り替えるための集中分岐部（分岐切り換え手段）４とを備えている。
【００２１】
ノード３は、例えば、車両に搭載される各ＥＣＵ（Electronic Control System）である。
【００２２】
分岐路２は、各ノード３が有する送信部（Ｔｘ）に接続される送信線２ａと、受信部（Ｒｘ）に接続される受信線２ｂの２本の電線からなり、各ノード３に接続される受信線２ｂは、集中分岐部４内の点Ｐ１にて連結されている。
【００２３】
また、各送信線２ａは、スイッチ部５を介して点Ｐ２に連結されている。即ち、ノード３-1の送信部に連結される送信線２ａは、スイッチＳＷ１を介して点Ｐ２に連結され、ノード３-2の送信部に連結される連結線２ａは、スイッチＳＷ２を介して点Ｐ２に連結され、ノード３-3の送信部に連結される送信線２ａは、スイッチＳＷ３を介して点Ｐ２に連結され、ノード３-nの送信部に連結される連結線２ａは、スイッチＳＷｎを介して点Ｐ２に連結される。また、点Ｐ１、点Ｐ２は互いに連結されている。
【００２４】
集中分岐部４は、後述する処理手順により、各スイッチＳＷ１〜ＳＷｎのオン、オフを切り換える制御を行う。
【００２５】
また、各送信線２ａの特性インピーダンスはＺ０に設定され、各受信線２ｂの特性インピーダンスはＺ０rに設定され、この特性インピーダンスＺ０rは、インピーダンスＺ０のｎ倍に設定されている。即ち、Ｚ０r＝ｎ＊Ｚ０である。
【００２６】
図３は、図１に示した集中分岐部４における処理動作を示すフローチャートであり、以下該フローチャート及び図２に示す特性図を参照して、本実施形態に係る集中分岐型ネットワークシステム１の動作を説明する。
【００２７】
このネットワークシステム１による通信が行われている状態で（ステップＳＴ１でＮＯ）、送信ノードが設定されると、この送信ノードに応じたスイッチＳＷ１〜ＳＷｎの切り替え操作が行われる。
【００２８】
送信ノードがノード３-1である場合には（ステップＳＴ２でＹＥＳ）、スイッチＳＷ１をオンとし、その他のスイッチＳＷ２〜ＳＷｎをオフとする（ステップＳＴ３）。
【００２９】
また、送信ノードがノード３-2である場合には（ステップＳＴ４でＹＥＳ）、スイッチＳＷ２をオンとし、その他のスイッチＳＷ１，ＳＷ３，ＳＷｎをオフとする（ステップＳＴ５）。
【００３０】
送信ノードがノード３-3である場合には（ステップＳＴ６でＹＥＳ）、スイッチＳＷ３をオンとし、その他のスイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷｎをオフとする（ステップＳＴ７）。
【００３１】
送信ノードがノード３-nである場合には（ステップＳＴ８でＹＥＳ）、スイッチＳＷｎをオンとし、その他のスイッチＳＷ１〜ＳＷ３をオフとする（ステップＳＴ９）。
【００３２】
また、全てのノード３が送信状態でない場合には、スイッチＳＷ１〜ＳＷｎを全てオフとする（ステップＳＴ１０）。
【００３３】
図２（ａ）は、図１に示したネットワークシステム１で、ノード３-1が送信ノードとされているときの等価回路、同図（ｂ）は、ノード３-1より送信される送信信号の波形を示す特性図である。
【００３４】
上述したように、集中分岐部４と各ノード３の受信部とを結ぶ受信線２ｂは、その特性インピーダンスＺ０rが、送信線２ａの特性インピーダンスＺ０のｎ倍に設定されているので、ノード３-1から集中分岐部４までの間の送信線２ａの特性インピーダンスがＺ０となり、且つ、集中分岐部４よりも先の受信線２ｂの合計の特性インピーダンスも同様にＺ０となるので、集中分岐部４にてインピーダンスを整合させることができる。
【００３５】
従って、図２（ｂ）に示すように、ノード３-1より送信された信号波形は、集中分岐部４にて歪みを生じることなく、受信側となる各ノード３-2〜３-nへデータを送信することができる。
【００３６】
このようにして、本実施形態に係る集中分岐型ネットワークシステム１では、各ノード３（３-1〜３-n）と集中分岐部４とを連結する分岐路２を、送信線２ａと受信線２ｂの２本の電線に分割し、集中分岐部４にて一つの送信線２ａの特性インピーダンスと複数の受信線２ｂの合計の特性インピーダンスとが整合するように、送信線２ａ及び受信線２ｂの各特性インピーダンスを設定している。従って、集中分岐部４にて、特性インピーダンスが大きく変化することを防止することができ、送信信号に生じる波形歪みを防止することができる。これにより、通信の信頼性を著しく向上させることができる。
【００３７】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。図４は、第２の実施形態に係る集中分岐型ネットワークシステム１１の構成を示すブロック図である。同図に示す集中分岐型ネットワークシステム１１は、伝送路が幹線路１２と、該幹線路１２の両端に連結された集中分岐部１４ａ，１４ｂとを備えている。更に、集中分岐部１４ａから分岐路２を介して連結される３つのノード１３-1〜１３-3と、集中分岐部１４ｂから分岐路２を介して連結される３つのノード１３-4〜１３-6とを備えている。
【００３８】
また、各分岐路２は、上述した第１の実施形態と同様に、送信線２ａと受信線２ｂの２本の電線を有している。そして、集中分岐部１４ａは、点Ｐ１１にて各ノード１３-1〜１３-3の受信線２ｂが連結され、更に、この点Ｐ１１には、幹線路１２が連結されている。同様に、集中分岐部１４ｂは、点Ｐ１２にて各ノード１３-4〜１３-6の受信線２ｂが連結され、且つ、この点Ｐ１２には、幹線路１２が連結されている。
【００３９】
そして、各集中分岐部１４ａ，１４ｂが有するスイッチＳＷ１１，ＳＷ１２を切り替え制御することにより、送信側ノードの送信路２ａと、複数の受信路２ｂとの連結を切り替え、送信側ノードとその他の受信側ノードとの間のデータの送受信を行うことができる。
【００４０】
ここで、集中分岐部１４ａから分岐される各ノード１３-1〜１３-3を連結する送信線２ａの特性インピーダンスはそれぞれＺ０に設定され、受信線２ｂの特性インピーダンスはＺ０rに設定され、Ｚ０r＝２＊ｘ＊Ｚ０となるように設定される。ここで、ｘは集中分岐部１４ａから分岐するノードの数（図４の例ではｘ＝３）を示している。
【００４１】
同様に、集中分岐部１４ｂから分岐される各ノード１３-4〜１３-6を連結する送信線２ａの特性インピーダンスはそれぞれＺ０に設定され、受信線２ｂの特性インピーダンスはＺ０rに設定され、Ｚ０r＝２＊ｙ＊Ｚ０となるように設定される。ここで、ｙは集中分岐部１４ｂから分岐するノードの数（図４の例ではｙ＝３）を示している。
【００４２】
更に、幹線路１２の特性インピーダンスＺtrunkはＺ０の２倍、即ち、Ｚtrunk＝２＊Ｚ０に設定されている。
【００４３】
次に、第２の実施形態の動作について説明する。いま、ノード１３-1よりデータを送信する場合について検討する。この場合には、集中分岐部１４ａのスイッチＳＷ１１が、ノード１３-1に連結された送信線２ａに接続されるように動作する。これにより、ノード１３-1の送信部が送信線２ａを介して点Ｐ１１に連結されることになる。そして、この送信線２ａの特性インピーダンスはＺ０である。
【００４４】
また、上述したように各受信線２ｂの特性インピーダンスＺ０rが「２＊ｘ＊Ｚ０」（但し、ｘ＝３）であり、且つ、幹線路１２の特性インピーダンスＺ０trunk＝２＊Ｚ０であることから、送信側ノードから見た点Ｐ１１よりも先の特性インピーダンスはＺ０となる。従って、ノード１３-1より送信される信号は、集中分岐部１４ａにて特性インピーダンスが整合することになり、この部分での波形歪みの発生を防止することができる。
【００４５】
また、集中分岐部１４ｂから分岐される各ノード１３-4〜１３-6についても同様に、送信側ノードから見た点Ｐ１２よりも先の特性インピーダンスはＺ０となり、波形歪みの発生を防止することができる。これにより、各ノード間でのデータ伝送を高精度に行うことができるようになる。
【００４６】
このようにして、第２の実施形態に係る集中分岐型ネットワークシステム１１では、複数の集中分岐点１４ａ，１４ｂを備え、各集中分岐点１４ａ，１４ｂが幹線路１２により連結される構成を有する場合であっても、各集中分岐点１４ａ，１４ｂでの波形歪みの発生を防止することができるので、データ通信の信頼性を著しく向上させることができる。
【００４７】
以上、本発明の集中分岐型ネットワークシステムを図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置き換えることができる。
【００４８】
例えば、上記した第１の実施形態では分岐点の数が１つの場合、第２の実施形態では分岐点の数が２つの場合について説明したが、送信線が分岐点にて複数の受信線或いは幹線路に分岐する際に、特性インピーダンスが整合するような設定としていれば、３つ以上の分岐点を有する場合についても適用することができる。
【００４９】
また、上記した実施形態では、ノードとして車両に搭載されるＥＣＵを例に挙げたが、本発明はこれに限定されるものではなく、その他の通信についても用いることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
集中分岐型ネットワークシステムでのデータ通信の精度を向上させる上で極めて有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る集中分岐型ネットワークシステムの構成を示すブロック図である。
【図２】（ａ）は図１に示したネットワークシステムの等価回路図、（ｂ）は送信信号の波形を示す特性図である。
【図３】第１の実施形態に係る集中分岐型ネットワークシステムの集中分岐部での処理動作を示すフローチャートである。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る集中分岐型ネットワークシステムの構成を示すブロック図である。
【図５】従来における集中分岐型ネットワークシステムの構成を示すブロック図である。
【図６】（ａ）は、図５に示すネットワークシステムの等価回路図、（ｂ）は、送信ノードより送信される波形を示す特性図である。
【図７】従来におけるリング型ネットワークシステム１の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００５２】
１，１１  集中分岐型ネットワークシステム
２  分岐路
２ａ  送信線
２ｂ  受信線
３，１３  ノード
４，１４ａ，１４ｂ  集中分岐部（分岐切り換え手段）
５  スイッチ部
【図１】
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【図２】
2006033167.tif 000004
【図３】
2006033167.tif 000005
【図４】
2006033167.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
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