(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
該複数の通信端末を相互にデータ通信可能に接続する伝送路を備えた通信システムにおいて、
前記伝送路に、外部装置接続用の支線を接続し、
前記伝送路から見て、前記支線の接続点のインピーダンスが、当該通信システムで伝送される通信信号の周波数でオープン状態となるよう、予め電気特性が設定された負荷を、前記支線の前記伝送路とは反対側端部に着脱自在に接続してなり、
しかも、前記負荷の電気特性は、
前記負荷のインピーダンスをＺｂ、前記支線の長さをＬ、前記支線の特性インピーダンスをＺｏ、位相定数をβとして、前記支線の接続点のインピーダンスＺａを記述した次式に基づき、
Ｚａ＝Ｚｏ（Ｚｂ＋ｊＺｏtan(βＬ)）／（Ｚｏ＋ｊＺｂtan(βＬ)）
前記支線の接続点のインピーダンスＺａが最大となるように導出されたインピーダンスＺｂに設定されていることを特徴とする通信システム。
【請求項２】
当該通信システムは、前記伝送路を介して自動車に搭載された各種装置を通信可能に接続することで車内ＬＡＮを構成する車両用通信システムであることを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の通信端末を相互にデータ通信可能に接続する伝送路を備えた通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の通信システムでは、複数の通信端末が伝送路（詳しくはハブや通信線）を介して互いにデータ通信可能に接続されるが、通信端末と伝送路との接続部や伝送路同士の接続部でインピーダンスの不整合が生じると、通信信号の反射が起こり、通信信号が歪み、良好なデータ通信ができなくなる。
【０００３】
そこで、従来では、上記接続部にインピーダンス整合用の素子を設けて、各接続部で生じる通信信号の反射を防止し、各通信端末間で良好なデータ通信を実現できるようにしている（例えば、特許文献１，２等、参照）。
【特許文献１】特表平０７−５００４６３号公報
【特許文献２】特開２００４−１２９２８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、この種の通信システムにおいて、例えば、通信不良が生じたときには、伝送路での信号の伝送状態や各通信端末の動作状態等を検査するために、伝送路に検査装置を接続する必要がある。また、通信システムの定期的な検査を行う際にも、伝送路に検査装置を接続する必要がある。そして、このように伝送路に検査装置を接続して検査を行うためには、伝送路（詳しくは伝送路を構成するハブ等）に検査装置接続用の空き端子を設けておけばよい。
【０００５】
しかし、自動車に構築された車内ＬＡＮのように、伝送路が、使用者から見えない隠れた位置に配置される場合には、その空き端子に直接装置を接続することができないことから、伝送路から検査装置を接続可能な位置まで支線を引き出すことになる。そして、このように伝送路から支線を引き出した場合、検査装置が接続されない通常時には、支線の先端が開放状態となる。
【０００６】
このように支線の先端が開放状態となっても、支線の長さが、通信信号に含まれる高周波成分の波長に対し、充分短いときには、図２（ｂ）に示すＡ点のように、伝送路から支線の負荷側を見たインピーダンスが略無限大（オープン状態）になることから、通信品質に影響を与えることはない。
【０００７】
しかし、支線の長さが、長くなると、図２（ｂ）に示すＣ点のように、伝送路から支線の接続点を見たインピーダンスが変化（低下）することから、通信信号に歪が生じ、通信品質が劣化することがある。特に、通信信号の高周波成分は波長が短く、このようなインピーダンスの変化（低下）が生じやすい。
【０００８】
このため、例えば、自動車において、車内ＬＡＮを構成している伝送路に接続された各種装置の検査を行うために、その伝送路から検査装置接続用の支線を引き出すようにした場合、車内ＬＡＮの通信速度が低いときには問題なく通信できても、高速通信用に車内ＬＡＮの通信速度を高くすると、所望の通信品質を確保できなくなる、といった問題が生じることになる。
【０００９】
なお、図２（ｂ）は、通信システムの伝送路に図２（ａ）に示す支線１０を接続し、その接続点Ａから支線１０を見たときのインピーダンスの変化を反射係数に変換してプロットしたスミスチャート（インピーダンスチャート）であり、支線１０が波長に対して充分短いときには、そのインピーダンスは、支線１０を接続していないときと略同じ無限大（Ａ点）となり、支線１０が長くなるに連れて、インピーダンスがＣ点に向けて変化することを表している。
【００１０】
本発明は、こうした問題に鑑みなされたものであり、通信信号の伝送路に、検査装置等の外部装置を接続するための支線を接続した通信システムにおいて、その支線の影響を受けて通信品質が低下するのを防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
かかる目的を達成するためになされた請求項１に記載の通信システムにおいては、伝送路に外部装置接続用の支線が接続され、しかもその支線の伝送路とは反対側端部には、負荷が着脱自在に接続されている。そして、この負荷の電気特性は、伝送路から見て、支線の接続点のインピーダンスが、当該通信システムで伝送される通信信号の周波数でオープン状態となるように設定されている。
【００１２】
このため、本発明の通信システムによれば、外部装置接続用の支線は、伝送路から切り離された状態に近くなり、伝送路に支線を接続することによって、通信品質が低下するのを防止できる。また、負荷は支線の端部に着脱自在に接続されているため、支線（換言すれば当該通信システム）には、検査装置等の外部装置を必要に応じていつでも接続することができる。
【００１３】
また本発明では、負荷の電気特性が、次式
Ｚａ＝Ｚｏ（Ｚｂ＋ｊＺｏtan(βＬ)）／（Ｚｏ＋ｊＺｂtan(βＬ)）
を用いて、インピーダンスＺａを最大値（略無限大）にするのに必要なインピーダンスＺｂを導出することで、設定される。
【００１４】
つまり、この式は、図２（ａ）に示すように、伝送路上の任意の接続点Ａに長さＬの支線１０を接続し、その支線１０の先端にインピーダンスＺｂの負荷１２を接続したときに、位相定数をβとして、伝送路側から支線１０を見たときのインピーダンスＺａを記述した式である。
【００１５】
そして、この式において、位相定数βは、通信信号の周波数と伝送路の特性で決まり、支線１０の長さＬは、当該通信システムを実際に構築する際の設置場所等で決まることから、これら各パラメータβ、Ｌには、通信システムの仕様に対応した固有の数値を代入し、インピーダンスＺａには、目標となる無限大に近い数値（最大値）を代入して、インピーダンスＺｂを求める。
この結果、本発明によれば、図２（ｂ）に示すように、伝送路側から支線１０を見たときのＡ点のインピーダンスＺａを最大値（略無限大）にするのに要する負荷１２のインピーダンスＺｂ（図２（ｂ）に示すＢ点のインピーダンス）を、計算により簡単に設定できることになる。
【００１６】
また、本発明は、伝送路に外部装置接続用の支線を接続した通信システムであれば、どのようなシステムにも適用できるが、請求項２に記載のように、伝送路を介して自動車に搭載された各種装置を通信可能に接続することで車内ＬＡＮを構成する車両用通信システムに適用すれば、本発明の効果をより発揮することができる。                                                                                
【００１７】
つまり、自動車では、定期検査等で車両制御に用いられる各種制御装置の動作を検査する必要があるため、これら各制御装置が接続されたデータ通信用の伝送路（所謂車内ＬＡＮの伝送路）に、外部装置接続用の支線が接続されることがある。この場合、支線の先端は、通常開放されるが、従来、車内ＬＡＮでは、通信プロトコルとして、ＣＡＮ（Controller Area Network） 等の比較的通信速度の低いものが使用されていたため、支線が通信信号に大きな影響を与えることはなかった。
【００１８】
しかし、車内ＬＡＮにおいては、自動車に搭載される各種制御装置の高機能化に伴い、通信の高速化が要求されており、通信プロトコルが、より高速通信が可能なものに変更されつつある。この結果、車内ＬＡＮの伝送路に外部装置接続用の支線を接続して、その先端を開放していると、通信の高速化に伴い、伝送路から見た支線のインピーダンスが、通信信号の高周波成分において低インピーダンスとなり、支線が通信信号の歪み要因となってしまう。
【００１９】
このため、車内ＬＡＮを構成する通信システムに本発明を適用すれば、通信システムの高速化に伴い、支線が通信信号の歪み要因となってしまうのを防止し、本発明の効果を有効に発揮することができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下に、本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明が適用された実施形態の通信システム２の構成を表す概略構成図である。
【００２１】
本実施形態の通信システム２は、所謂車内ＬＡＮを構成するものであり、自動車に搭載されたエンジンＥＣＵ、ボディＥＣＵ、…等の各種電子制御装置、及び、その周辺装置である各種センサ類或いは各種アクチュエータ類を、それぞれ、通信端末（以下、単にノードという）８とし、これら各ノード８を、ハブ４及び通信線６を介して、互いにデータ通信可能に接続することにより構成されている。
【００２２】
ここで、通信線６は、差動通信線路となるツイストペア線からなり、各ノード８には、通信回路として、この通信線６を介して差動通信を行うための差動通信トランシーバＩＣが組み込まれている。
【００２３】
また、ハブ４は、複数のノード８を、内部に形成された伝送路を介して相互接続する周知のものであり、本実施形態では、２つのハブ４を、通信線６を介して互いに接続することにより、各ハブ４に接続された全てのノード８が他のノード８との間でデータ通信できるようにされている。
【００２４】
また、ハブ４の一つには、通信システム２での通信状態や通信システム２を構成している任意のノード８の動作状態等を、必要に応じて検査できるように、検査装置２０を接続するための支線１０が接続されている。なお、支線１０は、通信線６と同様のツイストペア線にて構成されている。
【００２５】
ところで、支線１０には、故障診断等の検査を行うときに検査装置２０が接続され、検査を行わない通常時に検査装置２０が接続されることはないが、検査装置２０の非接続時に、支線１０の先端を開放しておくと、通信信号の周波数によっては、通信線６と共に伝送路を形成しているハブ４側から見た支線１０の接続点のインピーダンスが、低インピーダンスとなって、支線１０が、通信信号の歪み要因となってしまうことがある。
【００２６】
つまり、通信システム２での通信速度が高くなると、通信信号の高周波成分（特にリンギングで問題となりやすい通信信号の立ち上がり周波数の信号成分）の波長が短いため、その高周波領域で、支線１０の先端が開放状態にあるときにハブ４側から見た支線１０のインピーダンスＺａは、図２（ｂ）に示すように、ハブ４に支線１０を接続していないときのＡ点から、Ｃ点へと変化し（つまり、低インピーダンスとなり）、通信信号に影響を与えることになる。
【００２７】
そこで、本実施形態の通信システム２においては、支線１０に検査装置２０が接続されない通常時には、通信信号の高周波成分に対し、ハブ４側から見た支線１０のインピーダンスＺａが図２（ｂ）に示すＡ点のインピーダンス（略無限大のオープン状態）となるよう、支線１０の先端に、図２（ｂ）に示すＢ点のインピーダンスを有する負荷１２を接続するようにされている。
【００２８】
つまり、支線１０の先端には、負荷１２や検査装置２０を着脱自在に装着するためのコネクタが設けられており、通常時には、このコネクタを介して、支線１０の先端に負荷１２が接続され、故障診断等の検査時には、コネクタから負荷１２が取り外され、代わりに検査装置２０が接続されるのである。
【００２９】
なお、負荷１２は、ハブ４に支線１０が接続されることによって、その接続点ＡのインピーダンスＺａが低下するのを防止できればよく、その電気特性（インピーダンス等）は、支線１０の長さに応じて実験的に設定してもよいが、上述したように、支線１０の接続点ＡのインピーダンスＺａは、次式、
Ｚａ＝Ｚｏ（Ｚｂ＋ｊＺｏtan(βＬ)）／（Ｚｏ＋ｊＺｂtan(βＬ)）
で記述できることから、本実施形態では、この式を用いて、接続点ＡのインピーダンスＺａを最大値（略無限大のオープン状態）にするのに必要なインピーダンスＺｂを導出し、これを負荷１２の電気特性として設定している。
【００３０】
つまり、上式において、位相定数β及び支線１０の長さＬには、本実施形態の通信システム２の仕様に対応した固有の数値を代入し、インピーダンスＺａには目標となる最大値を代入して、インピーダンスＺｂを求めることで、負荷１２の電気特性（インピーダンス）が設定されている。
【００３１】
このため、本実施形態の通信システム２によれば、通信線６と共に伝送路を形成しているハブ４に、故障診断等のための検査装置２０を接続するための支線１０を接続されることによって、支線１０に検査装置２０が接続されない通常時に、ハブ４への支線１０の接続点Ａのインピーダンスが低下して、通信品質が低下するのを防止できる。
【００３２】
また、負荷１２は支線１０の端部にコネクタを介して着脱自在に接続されることから、当該通信システム２には、支線１０を介して、検査装置２０等の外部装置をいつでも接続することができる。
【００３３】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内にて、種々の態様をとることができる。
例えば、上記実施形態の通信システム２は、自動車において各種車載装置をデータ通信可能に接続する車内ＬＡＮであるものとして説明したが、本発明は、伝送路に外部装置接続用の支線を接続した通信システムであれば、どのようなシステムであっても適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】実施形態の通信システムの構成を表す概略構成図である。
【図２】伝送路に接続された支線及びその支線の接続点でのインピーダンスの変化を説明する説明図である。
【符号の説明】
【００３５】
２…通信システム、４…ハブ、６…通信線、８…ノード、８…通信線、１０…支線、１２…負荷、２０…検査装置。
【図１】
0004847413.tif 000002
【図２】
0004847413.tif 000003