(57)【要約】【課題】ドミナントからレセッシブに切り替わる際のリンギングをより早く抑制することが可能な通信装置を提供する。【解決手段】ＥＣＵ１００は、Ｈライン３１およびＬライン３２を備え、差動信号を用いて通信を行うように構成されている。ＥＣＵ１００は、Ｈライン３１に接続され、基準電圧Ｖｓ以上のクリップ電圧Ｖｃ１をＨライン３１の電圧が下回るのを抑制するための定電圧回路４と、Ｌライン３２に接続され、基準電圧Ｖｓ以下のクリップ電圧Ｖｃ２をＬライン３２の電圧が上回るのを抑制するための定電圧回路５とを備える。【選択図】図１
2019092032.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＨラインおよびＬラインを備え、差動信号を用いて通信を行う通信装置であって、
前記Ｈラインに接続され、基準電圧以上の第１クリップ電圧を前記Ｈラインの電圧が下回るのを抑制するための第１クリップ手段と、
前記Ｌラインに接続され、前記基準電圧以下の第２クリップ電圧を前記Ｌラインの電圧が上回るのを抑制するための第２クリップ手段とを備えることを特徴とする通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両の通信システムとしてたとえばＣＡＮ（Controller Area Network）が知られている。ＣＡＮは、幹線から分岐された支線にＥＣＵ（ノード）が接続されるバス型であり、信号伝送路である幹線および支線が一対の信号線によって構成されている。そして、ＥＣＵは、一対の信号線を介して差動信号を送受信するように構成されている。
【０００３】
一対の信号線はＨラインおよびＬラインを含み、差動信号としてはドミナント（優性）およびレセッシブ（劣性）がある。なお、ドミナントが０に対応し、レセッシブが１に対応する。ＨラインおよびＬラインの電圧差が大きい場合にドミナントであり、ＨラインおよびＬラインの電圧差が小さい場合にレセッシブである。たとえば、Ｈラインの電圧が３．５Ｖであるとともに、Ｌラインの電圧が１．５Ｖである場合には、ＨラインとＬラインとの電圧差が０．９Ｖよりも大きいので、ドミナントである。一方、ＨラインおよびＬラインの電圧が基準電圧（２．５Ｖ）である場合には、ＨラインとＬラインとの電圧差が０．５Ｖよりも小さいので、レセッシブである。
【０００４】
ここで、ドミナントからレセッシブに切り替わる際に、Ｈラインの電圧およびＬラインの電圧が基準電圧に対して互い違いに上下動するリンギングが発生する場合がある。リンギングは、支線に溜まったエネルギがレセッシブで解放されたときに発生する減衰固有振動である。
【０００５】
そこで、リンギングを抑制するために、ＨラインとＬラインとの間にトランジスタを設けるＥＣＵ（通信装置）が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。これにより、リンギングによってＬラインの電圧がＨラインの電圧よりも高くなると、トランジスタがオンされ、ＬラインからＨラインに電流が流れるので、リンギングの振幅を抑制することが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−２００００６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ここで、上記した従来のＥＣＵでは、リンギングの振幅を小さくすることが可能であるが、リンギングを抑制することについて改善の余地がある。
【０００８】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、ドミナントからレセッシブに切り替わる際のリンギングをより早く抑制することが可能な通信装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明による通信装置は、ＨラインおよびＬラインを備え、差動信号を用いて通信を行うように構成されている。通信装置は、Ｈラインに接続され、基準電圧以上の第１クリップ電圧をＨラインの電圧が下回るのを抑制するための第１クリップ手段と、Ｌラインに接続され、基準電圧以下の第２クリップ電圧をＬラインの電圧が上回るのを抑制するための第２クリップ手段とを備える。
【００１０】
このように構成することによって、第１クリップ手段によりＨラインの電圧がアンダーシュートするのを抑制するとともに、第２クリップ手段によりＬラインの電圧がオーバーシュートするのを抑制することができるので、ドミナントからレセッシブに切り替わる際のリンギングをより早く抑制することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の通信装置によれば、ドミナントからレセッシブに切り替わる際のリンギングをより早く抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１実施形態によるＥＣＵを説明するための概略構成図である。
【図２】図１のＥＣＵが送受信する通常時の差動信号の一例を示した波形図である。
【図３】図１のＥＣＵが送受信する差動信号のリンギングが抑制された状態の一例を示した波形図である。
【図４】第２実施形態によるＥＣＵを説明するための概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の実施形態では、車両に搭載されるＥＣＵに本発明の通信装置を適用した場合について説明する。
【００１４】
（第１実施形態）
まず、図１〜図３を参照して、本発明の第１実施形態によるＥＣＵ１００について説明する。
【００１５】
ＥＣＵ１００は、車両の各機能部である制御対象機器を制御する電子制御ユニットであり、その他のＥＣＵ（図示省略）と通信可能に構成されている。このＥＣＵ１００は、車両の通信システムの一例であるＣＡＮ（Controller Area Network）のノードを構成し、幹線（図示省略）から分岐された支線１５０に接続されている。ＣＡＮは、バス型であり、信号伝送路である幹線および支線１５０が一対の信号線によって構成されている。すなわち、支線１５０は、Ｈライン１５１およびＬライン１５２によって構成されている。
【００１６】
ＥＣＵ１００は、図１に示すように、コントローラ１と、トランシーバ２と、信号線３と、定電圧回路４および５とを備え、差動信号を用いて通信を行うように構成されている。
【００１７】
コントローラ１は、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭなどを含んでいる。コントローラ１には、入出力インターフェースを介してセンサおよび制御対象機器などが接続されるとともに、トランシーバ２が接続されている。そして、コントローラ１は、センサの検出結果やトランシーバ２を介した通信結果などに基づいて、制御対象機器を制御するように構成されている。このコントローラ１は、トランシーバ２と送信フレームおよび受信フレームをやり取りするようになっている。
【００１８】
トランシーバ２は、信号線３およびコネクタ６を介して支線１５０に接続されている。コネクタ６は、ＥＣＵ１００を支線１５０に接続するために設けられている。そして、トランシーバ２は、コントローラ１から送信フレームが入力された場合に、その送信フレームに応じた差動信号を信号伝送路に出力するように構成されている。また、トランシーバ２は、信号伝送路の差動信号に基づいて受信フレームを生成し、その受信フレームをコントローラ１に出力するように構成されている。
【００１９】
信号線３は、Ｈライン（高電圧側信号線）３１およびＬライン（低電圧側信号線）３２を含み、トランシーバ２とコネクタ６とを接続するために設けられている。Ｈライン３１は、コネクタ６を介して支線１５０のＨライン１５１に接続され、Ｌライン３２は、コネクタ６を介して支線１５０のＬライン１５２に接続されている。また、トランシーバ２とコネクタ６との間には、コモンモードノイズを除去するためのチョークコイル７が設けられている。なお、Ｈライン３１は、本発明の「Ｈライン」の一例であり、Ｌライン３２は、本発明の「Ｌライン」の一例である。
【００２０】
定電圧回路４は、ツェナーダイオード４１からなり、Ｈライン３１に接続されている。この定電圧回路４は、Ｈライン３１の電圧がクリップ電圧Ｖｃ１を下回るのを抑制するために設けられている。すなわち、定電圧回路４は、Ｈライン３１の電圧がクリップ電圧Ｖｃ１よりも低下しようとする場合に、Ｈライン３１の電圧をクリップ電圧Ｖｃ１で保とうとするように構成されている。このクリップ電圧Ｖｃ１は、基準電圧Ｖｓよりも高い値に設定されている。たとえば、基準電圧Ｖｓが２．５Ｖであり、クリップ電圧Ｖｃ１が２．６Ｖである。なお、定電圧回路４は、本発明の「第１クリップ手段」の一例であり、クリップ電圧Ｖｃ１は、本発明の「第１クリップ電圧」の一例である。
【００２１】
具体的に、ツェナーダイオード４１は、アノードがＨライン３１に接続され、カソードが電源１０に接続されている。このツェナーダイオード４１の降伏電圧は、基準電圧Ｖｓよりも低い値に設定され、たとえば２．４Ｖである。電源１０の電源電圧Ｖｃｃは、たとえば５Ｖである。このため、Ｈライン３１の電圧が２．６Ｖよりも低下した場合には、ツェナーダイオード４１が導通して電源１０からＨライン３１に電流が流れるようになっている。
【００２２】
定電圧回路５は、ツェナーダイオード５１からなり、Ｌライン３２に接続されている。この定電圧回路５は、Ｌライン３２の電圧がクリップ電圧Ｖｃ２を上回るのを抑制するために設けられている。すなわち、定電圧回路５は、Ｌライン３２の電圧がクリップ電圧Ｖｃ２よりも上昇しようとする場合に、Ｌライン３２の電圧をクリップ電圧Ｖｃ２で保とうとするように構成されている。このクリップ電圧Ｖｃ２は、基準電圧Ｖｓよりも低い値に設定され、たとえば２．４Ｖである。なお、定電圧回路５は、本発明の「第２クリップ手段」の一例であり、クリップ電圧Ｖｃ２は、本発明の「第２クリップ電圧」の一例である。
【００２３】
具体的に、ツェナーダイオード５１は、アノードがグランドに接続され、カソードがＬライン３２に接続されている。このツェナーダイオード５１の降伏電圧は、基準電圧Ｖｓよりも低い値に設定され、たとえば２．４Ｖである。このため、Ｌライン３２の電圧が２．４Ｖよりも上昇した場合には、ツェナーダイオード５１が導通してＬライン３２からグランドに電流が流れるようになっている。
【００２４】
このようなＥＣＵ１００が送受信する差動信号は、図２に示すように、ドミナント（優性）およびレセッシブ（劣性）がある。なお、ドミナントが０に対応し、レセッシブが１に対応する。Ｈライン３１の電圧が３．５Ｖであるとともに、Ｌライン３２の電圧が１．５Ｖである場合には、Ｈライン３１とＬライン３２との電圧差が０．９Ｖよりも大きいので、ドミナントである。一方、Ｈライン３１の電圧が２．６Ｖであるとともに、Ｌライン３２の電圧が２．４Ｖである場合には、Ｈライン３１とＬライン３２との電圧差が０．５Ｖよりも小さいので、レセッシブである。すなわち、Ｈライン３１およびＬライン３２の電圧差が小さい場合にレセッシブであり、Ｈライン３１の電圧が高圧側に変更されるとともに、Ｌライン３２の電圧が低圧側に変更されることにより、Ｈライン３１およびＬライン３２の電圧差が大きくなった場合にドミナントになる。
【００２５】
第１実施形態におけるレセッシブ状態の場合には、Ｈライン３１の電圧が、ツェナーダイオード４１が導通されることにより、基準電圧Ｖｓよりも高いクリップ電圧Ｖｃ１でクリップされ、Ｌライン３２の電圧が、ツェナーダイオード５１が導通されることにより、基準電圧Ｖｓよりも低いクリップ電圧Ｖｃ２でクリップされる。なお、基準電圧Ｖｓは、電源電圧Ｖｃｃの１／２である。また、ドミナント状態の場合には、Ｈライン３１の電圧が２．６Ｖよりも高いことから、ツェナーダイオード４１が非導通状態であり、Ｌライン３２の電圧が２．４Ｖよりも低いことから、ツェナーダイオード５１が非導通状態である。
【００２６】
そして、図３に示すように、ドミナントからレセッシブに切り替わる際に、リンギングによってＨライン３１の電圧がクリップ電圧Ｖｃ１よりも低くなると、ツェナーダイオード４１が導通して電源１０からＨライン３１に電流が流れるので、Ｈライン３１の電圧のアンダーシュートが抑制されるとともに、リンギングによってＬライン３２の電圧がクリップ電圧Ｖｃ２よりも高くなると、ツェナーダイオード５１が導通してＬライン３２からグランドに電流が流れるので、Ｌライン３２の電圧のオーバーシュートが抑制される。なお、リンギングは、支線に溜まったエネルギがレセッシブで解放されたときに発生する減衰固有振動である。
【００２７】
−効果−
第１実施形態では、上記のように、基準電圧Ｖｓよりも高いクリップ電圧Ｖｃ１をＨライン３１の電圧が下回るのを抑制するための定電圧回路４と、基準電圧Ｖｓよりも低いクリップ電圧Ｖｃ２をＬライン３２の電圧が上回るのを抑制するための定電圧回路５とを設けることによって、Ｈライン３１の電圧がアンダーシュートするのを抑制するとともに、Ｌライン３２の電圧がオーバーシュートするのを抑制することができるので、ドミナントからレセッシブに切り替わる際のリンギングをより早く抑制することができる。すなわち、Ｈライン３１の電圧が基準電圧Ｖｓのときには定電圧回路４が作動状態であるとともに、Ｌライン３２の電圧が基準電圧Ｖｓのときには定電圧回路５が作動状態であることから、リンギング発生時に定電圧回路４および５が素早く反応するので、リンギングの収束を早くすることができる。
【００２８】
また、第１実施形態では、ツェナーダイオード４１からなる定電圧回路４を設けるとともに、ツェナーダイオード５１からなる定電圧回路５を設けることによって、回路構成の簡単化を図ることができる。
【００２９】
（第２実施形態）
次に、図４を参照して、本発明の第２実施形態によるＥＣＵ２００について説明する。この第２実施形態では、第１実施形態の定電圧回路４および５に代えて、定電圧回路８および９が設けられている。
【００３０】
ＥＣＵ２００は、図４に示すように、コントローラ１と、トランシーバ２と、信号線３と、定電圧回路８および９とを備え、差動信号を用いて通信を行うように構成されている。
【００３１】
定電圧回路８は、Ｈライン３１に接続され、Ｈライン３１の電圧がクリップ電圧Ｖｃ１を下回るのを抑制するために設けられている。このクリップ電圧Ｖｃ１は、基準電圧Ｖｓよりも高い値に設定されている。たとえば、基準電圧Ｖｓが２．５Ｖであり、クリップ電圧Ｖｃ１が２．６Ｖである。なお、定電圧回路８は、本発明の「第１クリップ手段」の一例であり、クリップ電圧Ｖｃ１は、本発明の「第１クリップ電圧」の一例である。
【００３２】
この定電圧回路８は、トランジスタ８１と、直列に接続された分圧抵抗８２ａおよび８２ｂとを含んでいる。トランジスタ８１は、エミッタがＨライン３１に接続され、コレクタが電源１０に接続されている。電源１０の電源電圧Ｖｃｃは、たとえば５Ｖである。分圧抵抗８２ａがグランドに接続されるとともに、分圧抵抗８２ｂが電源１０に接続されており、分圧抵抗８２ａおよび８２ｂの中間接続点にトランジスタ８１のベースが接続されている。たとえば、分圧抵抗８２ａの抵抗値が１６００Ωであるとともに、分圧抵抗８２ｂの抵抗値が９００Ωであり、トランジスタ８１のベースに３．２Ｖの電圧が印加される。このため、Ｈライン３１の電圧が２．６Ｖよりも低くなると、トランジスタ８１がオン状態になり、電源１０からＨライン３１に電流が流れるようになっている。
【００３３】
また、定電圧回路８では、トランジスタ８１を保護するために、トランジスタ８１と逆並列にダイオード８３が接続されている。また、分圧抵抗８２ａおよび８２ｂの中間接続点の電圧を安定させるためにコンデンサ８４が設けられている。
【００３４】
定電圧回路９は、Ｌライン３２に接続され、Ｌライン３２の電圧がクリップ電圧Ｖｃ２を上回るのを抑制するために設けられている。このクリップ電圧Ｖｃ２は、基準電圧Ｖｓよりも低い値に設定され、たとえば２．４Ｖである。なお、定電圧回路９は、本発明の「第２クリップ手段」の一例であり、クリップ電圧Ｖｃ２は、本発明の「第２クリップ電圧」の一例である。
【００３５】
この定電圧回路９は、トランジスタ９１と、直列に接続された分圧抵抗９２ａおよび９２ｂとを含んでいる。トランジスタ９１は、エミッタがＬライン３２に接続され、コレクタがグランドに接続されている。分圧抵抗９２ａがグランドに接続されるとともに、分圧抵抗９２ｂが電源１０に接続されており、分圧抵抗９２ａおよび９２ｂの中間接続点にトランジスタ９１のベースが接続されている。たとえば、分圧抵抗９２ａの抵抗値が９００Ωであるとともに、分圧抵抗９２ｂの抵抗値が１６００Ωであり、トランジスタ９１のベースに１．８Ｖの電圧が印加される。このため、Ｌライン３２の電圧が２．４Ｖよりも高くなると、トランジスタ９１がオン状態になり、Ｌライン３２からグランドに電流が流れるようになっている。
【００３６】
また、定電圧回路９では、トランジスタ９１を保護するために、トランジスタ９１と逆並列にダイオード９３が接続されている。また、分圧抵抗９２ａおよび９２ｂの中間接続点の電圧を安定させるためにコンデンサ９４が設けられている。
【００３７】
なお、第２実施形態のその他の構成は、第１実施形態と同様である。
【００３８】
−効果−
第２実施形態では、上記のように、トランジスタ８１と分圧抵抗８２ａおよび８２ｂとを含む定電圧回路８を設けるとともに、トランジスタ９１と分圧抵抗９２ａおよび９２ｂとを含む定電圧回路９を設けることによって、クリップ電圧Ｖｃ１およびＶｃ２を容易に設定することができるとともに、応答性の向上を図ることができる。
【００３９】
なお、第２実施形態のその他の効果は、第１実施形態と同様である。
【００４０】
（他の実施形態）
なお、今回開示した実施形態は、すべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。したがって、本発明の技術的範囲は、上記した実施形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、本発明の技術的範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【００４１】
たとえば、第１および第２実施形態における各数値は一例であってそれらに限定されるものではない。
【００４２】
また、第１および第２実施形態では、クリップ電圧Ｖｃ１が基準電圧Ｖｓよりも高く、クリップ電圧Ｖｃ２が基準電圧Ｖｓよりも低い例を示したが、これに限らず、クリップ電圧Ｖｃ１およびＶｃ２が基準電圧Ｖｓであってもよい。すなわち、Ｈライン３１の電圧が基準電圧Ｖｓを下回るのを抑制するための定電圧回路を設けるとともに、Ｌライン３２の電圧が基準電圧Ｖｓを上回るのを抑制するための定電圧回路を設けるようにしてもよい。この場合には、リンギングによりＨライン３１の電圧が基準電圧Ｖｓを下回ると定電圧回路がオンされるとともに、リンギングによりＬライン３２の電圧が基準電圧Ｖｓを上回ると定電圧回路がオンされ、リンギングの非発生時には定電圧回路がオフされる。
【００４３】
また、第１実施形態では、定電圧回路４（５）がツェナーダイオード４１（５１）からなる例を示し、第２実施形態では、定電圧回路８（９）がトランジスタ８１（９１）と分圧抵抗８２ａおよび８２ｂ（９２ａおよび９２ｂ）とを含む例を示したが、これに限らず、定電圧回路の回路構成がその他のものであってもよい。
【００４４】
また、第１および第２実施形態では、ネットワークトポロジがバス型である例を示したが、これに限らず、ネットワークトポロジがスター型であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明は、差動信号を用いて通信を行う通信装置に利用可能である。
【符号の説明】
【００４６】
４      定電圧回路（第１クリップ手段）
５      定電圧回路（第２クリップ手段）
８      定電圧回路（第１クリップ手段）
９      定電圧回路（第２クリップ手段）
３１    Ｈライン
３２    Ｌライン
１００  ＥＣＵ（通信装置）
２００  ＥＣＵ（通信装置）
Ｖｓ    基準電圧
Ｖｃ１  クリップ電圧（第１クリップ電圧）
Ｖｃ２  クリップ電圧（第２クリップ電圧）
【図１】
2019092032.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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