(57)【要約】【課題】比較的安価な構成でリンギング現象を効果的に抑制可能な通信システムを得る。【解決手段】幹線２０の分岐点Ｎ１及びＮ３からそれぞれ放射状に６本の支線２１、分岐点Ｎ２から図中上下に２本の支線２２、合計１４本の支線２１及び２２が接続される。なお、１２本の支線２１はそれぞれ第１の長さで設けられ、２本の支線２２は上記第１の長さより長い第２の長さで設けられる。１４本の支線２１の端部に１４個の非終端ＥＣＵであるＥＣＵ２〜ＥＣＵ１５が接続される。ＥＣＵ２〜７及び１０〜１５はそれぞれ抵抗値１８００Ωの抵抗Ｒ２を有している。さらに、ＥＣＵ８及び９はそれぞれ抵抗値６００Ωの抵抗Ｒ３を有している。これら抵抗Ｒ２及び抵抗Ｒ３はリンギング現象抑制用の補助抵抗として機能する。【選択図】図１
2012235336.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の信号線からなり、一方端及び他方端を有する幹線と、
一対の信号線からなり、前記幹線上の分岐点から分岐して形成される少なくとも一つの支線とを備え、前記幹線及び前記少なくとも一つの支線は所定の特性インピーダンスを有し、
前記幹線の一方端及び他方端にそれぞれ設けられた終端抵抗と、
前記少なくとも一つの支線の端部に接続され、各々が送信時における所定のドライバインピーダンスを有する少なくとも一つの非終端ＥＣＵと、
前記少なくとも一つの支線それぞれの一対の信号線間に介挿され、補助抵抗値を有する少なくとも一つの補助抵抗とをさらに備え、
前記補助抵抗値は前記所定のドライバインピーダンスよりも小さい値に設定されることを特徴とする、
通信システム。
【請求項２】
請求項１記載の通信システムであって、
前記少なくとも一つの支線は
各々の配線長が第１の長さに設定される第１の数の第１の支線と、
各々の配線長が前記第１の長さより長い第２の長さに設定される第２の数の第２の支線とを含み、
前記少なくとも一つの補助抵抗は、
前記第１の支線の一対の信号線間に介挿され、第１の補助抵抗値を有する第１の数の第１の補助抵抗と、
前記第２の支線の一対の信号線間に介挿され、第２の補助抵抗値を有する第２の数の第２の補助抵抗とを含み、
前記第２の捕縄抵抗値は前記第１の補助抵抗値よりも小さい値に設定されることを特徴とする、
通信システム。
【請求項３】
請求項１あるいは請求項２記載の通信システムであって、
前記少なくとも一つの補助抵抗は個別に着脱可能に構成されることを特徴とする、
通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、幹線から分岐する支線に接続された複数のＥＣＵ間において送受信を行う通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば車両の通信システムでは、制御の高度化・複雑化に伴い、多数の電子制御装置（以下、「ＥＣＵ」と記載する）が搭載されるとともに、それらのＥＣＵ間でやりとりされるデータ量は増加の一途をたどっている。このため、通信システムの性能向上が必要となっている。
【０００３】
この種の車両システムとしては、例えば差動信号を伝送する一対の信号線からなる伝送路として、幹線と、該幹線からそれぞれ分岐する複数の支線とを有し、幹線の両端及び支線のそれぞれにＥＣＵを接続したバス構成のものが知られている。なお、複数の支線それぞれにＥＣＵを接続した通信システムとして、例えば、特許文献１及び特許文献２に開示された通信システムがある。
【０００４】
図４は幹線の両端及び支線のそれぞれにＥＣＵを接続したバス構成の従来の通信システムの概略構成を示す説明図である。
【０００５】
同図に示すように、一方端Ｅ３１及び他方端Ｅ３２を有する幹線５０に３つの分岐点Ｎ３１〜Ｎ３３が設けられる。
【０００６】
そして、分岐点Ｎ３１及びＮ３３からそれぞれ放射状に６本の支線５１、分岐点Ｎ３２から図中上下に２本の支線５２、合計１４本の支線５１及び５２が接続される。なお、支線５２の方が支線５１より配線長が長く形成される。
【０００７】
幹線５０の一方端Ｅ３１には終端ＥＣＵであるＥＣＵ３１が接続され、他方端Ｅ３２には終端ＥＣＵであるＥＣＵ４６が接続される。ＥＣＵ３１及びＥＣＵ４６はそれぞれ終端抵抗として抵抗値１２０Ωの抵抗Ｒ３１及びＲ４６を有している。
【０００８】
また、上述した１４本の支線５１の先端に１４個の非終端ＥＣＵであるＥＣＵ３２〜ＥＣＵ４５が接続される。これらＥＣＵ３２〜４５はそれぞれ抵抗値４０ｋΩのドライバインピーダンスＤＺを有している。
【０００９】
さらに、このような通信システムは、分岐点（Ｎ３１〜Ｎ３３）と非終端ＥＣＵ３２〜４５との間で信号成分が反射を繰り返すような現象、いわゆるリンギング現象が発生する。
【００１０】
図４で示した構成の場合、幹線５０、支線５１及び５２のケーブルの特性インピーダンス（ＬＺ）が１２０Ωの場合のＥＣＵ３２〜４５における反射係数Ｋ５は次の式(1)により、「０．９９５」となり、ほぼ全反射する。特に、配線長が長い支線５２に接続されるＥＣＵ８及び９において、反射波の山谷の周期が長くなり収束に時間を要する。
【００１１】
Ｋ５＝（ＤＺ−ＬＺ）／（ＤＺ＋ＬＺ）…(1)
【００１２】
このような非終端ＥＣＵ３２〜４５の反射によるリンギング現象を抑制すべく、幹線５０上における分岐点Ｎ３１〜Ｎ３３それぞれを中心として、その両側にリンギング防止用の（幹線用）ローパスフィルタ５３が設けられ、１４本の支線５１及び５２それぞれ上にリンギング防止用の（支線用）ローパスフィルタ５４が設けられる。
【００１３】
図５はローパスフィルタ５３（５４）の内部構成を示す回路図である。同図に示すように、幹線５０（支線５１，５２）を構成する幹線Ｈライン５０Ｈ及び幹線Ｌライン５０Ｌ上の端子Ｐ１Ｈ，端子Ｐ２Ｈ間及び端子Ｐ１Ｌ，Ｐ２Ｌ間それぞれに互いに並列接続される抵抗Ｒ５３及びコイルＬ５３の組合せが各々接続される構成を呈している。ここで示したもの以外に、インダクタ、容量で構成されたものやフェライト等のローパスフィルタも使用される。
【００１４】
なお、図５において、幹線５０は一対の信号線である幹線Ｈライン５０Ｈ，幹線Ｌライン５０Ｌから構成され、支線５１は一対の信号線である支線Ｈライン５１Ｈ，支線Ｌライン５１Ｌから構成され、支線５２は一対の信号線である支線Ｈライン５２Ｈ，支線Ｌライン５２Ｌから構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開２０１０−２００００６号公報
【特許文献２】特開２０１０−２０６２６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかしながら、図４で示した従来の通信システムにおいて、リンギング防止用のローパスフィルタ５３及びローパスフィルタ５４を数多く幹線５１並びに支線５１及び５２に挿入する必要があるため、コストが高くなるという問題点があった。加えて、分岐点Ｎ３１〜Ｎ３３ごとにコネクタを設ける際、コネクタ内にローパスフィルタ５３及び５４の挿入を考慮する必要があるため、コネクタサイズの増大を招くという問題点があった。
【００１７】
一方、リンギング現象抑制のため、ローパスフィルタ５３及び５４に代えて、ＥＣＵ３１〜４６側にリンギング抑制回路を内蔵させる方法が考えられるが、ＥＣＵ３１〜４６の内部構成が複雑になりコストが掛かりすぎるという問題点があった。
【００１８】
発明は上記問題点を解決するためになされたもので、比較的安価な構成でリンギング現象を効果的に抑制可能な通信システムを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
この発明に係る請求項１記載の通信システムは、一対の信号線からなり、一方端及び他方端を有する幹線と、一対の信号線からなり、前記幹線上の分岐点から分岐して形成される少なくとも一つの支線とを備え、前記幹線及び前記少なくとも一つの支線は所定の特性インピーダンスを有し、前記幹線の一方端及び他方端にそれぞれ設けられた終端抵抗と、前記少なくとも一つの支線の端部に接続され、各々が送信時における所定のドライバインピーダンスを有する少なくとも一つの非終端ＥＣＵと、前記少なくとも一つの支線それぞれの一対の信号線間に介挿され、補助抵抗値を有する少なくとも一つの補助抵抗とをさらに備え、前記補助抵抗値は前記所定のドライバインピーダンスよりも小さい値に設定される。
【００２０】
請求項２の発明は、請求項１記載の通信システムであって、前記少なくとも一つの支線は各々の配線長が第１の長さに設定される第１の数の第１の支線と、各々の配線長が前記第１の長さより長い第２の長さに設定される第２の数の第２の支線とを含み、前記少なくとも一つの補助抵抗は、前記第１の支線の一対の信号線間に介挿され、第１の補助抵抗値を有する第１の数の第１の補助抵抗と、前記第２の支線の一対の信号線間に介挿され、第２の補助抵抗値を有する第２の数の第２の補助抵抗とを含み、前記第２の捕縄抵抗値は前記第１の補助抵抗値よりも小さい値に設定される。
【００２１】
請求項３の発明は、請求項１あるいは請求項２記載の通信システムであって、前記少なくとも一つの補助抵抗は個別に着脱可能に構成される。
【発明の効果】
【００２２】
この発明における請求項１記載の本願発明の通信システムは、少なくとも一つの非終端ＥＣＵそれぞれに接続される支線を構成する一対の信号線間にそれぞれ介挿され、補助抵抗値を有する補助抵抗を有する。この補助抵抗値は少なくとも一つの非終端ＥＣＵのドライバインピーダンスよりも小さく設定される。
【００２３】
したがって、請求項１記載の本願発明は、補助抵抗を設けることにより、少なくとも一つの非終端ＥＣＵにおける反射係数を補助抵抗が無い従来の非終端ＥＣＵに比べ大幅に低下させることにより、非終端ＥＣＵにおける反射によるリンギング現象を効果的に抑制することができる。
【００２４】
さらに、従来のように、リンギング現象抑制のため、幹線、支線にローパスフィルタを設けたり、非終端ＥＣＵ内にリンギング抑制回路を内蔵させたりする必要がなくなるため、回路構成の簡略化を図ることができる効果を奏する。
【００２５】
請求項２記載の本願発明は、第１及び第２の長さを有する第１及び第２の支線のうち、より長い第２の長さを有する第２の支線おいて、第１の支線に設ける第１の補助抵抗より小さな抵抗値の補助抵抗を設けることにより、反射係数を第１の支線以上に低く抑えることができる。その結果、配線長が比較的長くリンギング現象が顕著となる第２の支線に接続されるＥＣＵの反射をより小さくすることにより、システム全体としての抵抗値を大きく低下させることなく、適切にリンギング抑制効果を発揮させることができる。
【００２６】
請求項３記載の本願発明は、少なくとも一つの補助抵抗は個別に着脱可能に構成されているため、補助抵抗以外の構成について、少なくとも一つの非終端ＥＣＵ間で共通化を図ることができる。その結果、通信システム全体を比較的安価な構成で実現することができる効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】この発明の実施の形態１である、幹線の両端及び支線のそれぞれにＥＣＵを接続したバス構成の通信システムの概略構成を示す説明図である。
【図２】図１で示した非終端ＥＣＵに対するリンギング抑制用の補助抵抗の接続内容を示す回路図である。
【図３】実施の形態３である通信システムにおけるリンギング抑制用の補助抵抗の接続内容を示す回路図である。
【図４】幹線の両端及び支線のそれぞれにＥＣＵを接続したバス構成の従来の通信システムの概略構成を示す説明図である。
【図５】図４で示したローパスフィルタの内部構成を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
＜実施の形態１＞
図１はこの発明の実施の形態１である、幹線の両端及び支線のそれぞれにＥＣＵを接続したバス構成の通信システムの概略構成を示す説明図である。
【００２９】
同図に示すように、一方端Ｅ１及び他方端Ｅ２を有する幹線２０に３つの分岐点Ｎ１〜Ｎ３が設けられる。
【００３０】
そして、分岐点Ｎ１及びＮ３からそれぞれ放射状に６本の支線２１、分岐点Ｎ２から図中上下に２本の支線２２、合計１４本の支線２１及び２２が接続される。なお、１２本（第１の数）の支線２１（第１の支線）はそれぞれ第１の長さで設けられ、２本（第２の数）の支線２２（第２の支線）は上記第１の長さより長い第２の長さで設けられる。
【００３１】
なお、幹線２０、支線２１及び２２はそれぞれ、差動信号を伝送する一対の信号線によって構成される。
【００３２】
幹線２０の一方端Ｅ１には第１の終端ＥＣＵであるＥＣＵ１が接続され、他方端Ｅ２には第２の終端ＥＣＵであるＥＣＵ１６が接続される。ＥＣＵ１及びＥＣＵ１６はそれぞれ終端抵抗として抵抗値２５０Ωの抵抗Ｒ１を有している。抵抗Ｒ１は幹線２０を構成する一対の信号線間に介挿される。
【００３３】
また、上述した１４本の支線２１の端部に１４個の非終端ＥＣＵであるＥＣＵ２〜ＥＣＵ１５が接続される。ＥＣＵ２〜７及び１０〜１５はそれぞれ非終端抵抗として抵抗値１８００Ωの抵抗Ｒ２を有している。さらに、ＥＣＵ８及び９はそれぞれ非終端抵抗として抵抗値６００Ωの抵抗Ｒ３を有している。これら抵抗Ｒ２及び抵抗Ｒ３はリンギング現象抑制用の補助抵抗として機能する。
【００３４】
図２は抵抗Ｒ２（Ｒ３）の支線２１への接続内容を示す回路図である。同図に示すように、ＥＣＵ２（〜１５）は、送信信号ＴＸを出力する送信ドライバ２３の一対の差動出力部に支線２１（２２）を構成する一対の信号線である支線Ｈライン２１Ｈ（２２Ｈ）及び支線Ｌライン２１Ｌ（２２Ｌ）が接続され、受信信号ＲＸとして入力する受信ドライバ２４の一対の差動入力部に一対の信号線対である支線Ｈライン２１Ｈ及び支線Ｌライン２１Ｌが接続される。なお、ＥＣＵ２のドライバインピーダンスとは厳密には送信ドライバ２３の出力インピーダンスを意味する。
【００３５】
そして、送信ドライバ２３の差動出力部及び受信ドライバ２４の差動入力部の近傍の支線Ｈライン２１Ｈ，支線Ｌライン２１Ｌ間に抵抗Ｒ２が介挿される。すなわち、ＥＣＵ２は抵抗Ｒ２を有する抵抗部２５を内蔵している。なお、ＥＣＵ８及び９の場合は、送信ドライバ２３の差動出力部及び受信ドライバ２４の差動入力部の近傍の支線Ｈライン２２Ｈ，支線Ｌライン２２間に抵抗Ｒ３が介挿される。
【００３６】
このような構成において、幹線２０、支線２１及び２２の特性インピーダンス（ＬＺ）が１２０Ωの場合のＥＣＵ２〜７及び１０〜１５における反射係数Ｋ２は次の式(2)により、「０．９１」として求められる。
【００３７】
Ｋ２＝（Ｒ２−ＬＺ）／（Ｒ２＋ＬＺ）…(2)
【００３８】
同様にして、ＥＣＵ８及び９における反射係数Ｋ３は次の式(3)により、「０．６６」として求められる。
【００３９】
Ｋ３＝（Ｒ３−ＬＺ）／（Ｒ３＋ＬＺ）…(3)
【００４０】
このように、本実施の形態１の通信システムは、非終端ＥＣＵ２〜１５それぞれに接続される支線２１（２２）を構成する一対の信号線２１Ｈ（２２Ｈ），２１Ｌ（２２Ｌ）間にそれぞれ介挿され、補助抵抗値１８００Ω（６００Ω）を有する補助抵抗である抵抗Ｒ２（Ｒ３）を有する抵抗部２５が設けられる。抵抗Ｒ２及び抵抗Ｒ３の抵抗値１８００Ω及び６００ΩはＥＣＵ２〜１５のドライバインピーダンス（４０ｋΩ）よりも十分小さく設定される。
【００４１】
これら抵抗Ｒ２及びＲ３の存在により、ＥＣＵ２〜１５における反射係数Ｋ２，Ｋ３を式(1)で求められた従来レベル「０．９９５」に比べ「０．９１」及び「０．６６」に抑えることにより、非終端ＥＣＵにおける反射によるリンギング現象が大きいＥＣＵはより効果的に抑制することができる。ＥＣＵ２〜７とＥＣＵ１０〜１５については、支線２１の長さが短く、リンギングが発生する時間が小さいため、抑制効果が小さくしても問題はおきない。
【００４２】
さらに、従来のように、リンギング現象抑制のため、幹線２０、支線２１及び２２にローパスフィルタを設けたり、ＥＣＵ２〜１５内にリンギング抑制回路を内蔵させたりする必要がなくなるため、回路構成の簡略化を図ることができる効果を奏する。
【００４３】
一方、ＥＣＵ２〜１５の支線２１（２２）の挿入する抵抗Ｒ２（Ｒ３）の数が増加すると、通信システム全体の抵抗値が下がり、ＥＣＵ２〜１５からのドライバの出力電圧が下がってしまう。そこで、支線２１及び２２のうち配線長が長い第２の長さを有する支線２２に接続されるＥＣＵ８及び９に挿入する抵抗Ｒ３のみ抵抗値を十分小さな抵抗値とし、配線長が短い第１の長さを有する支線２１に接続されるＥＣＵ２〜７及び１０〜１５に挿入する抵抗Ｒ２の抵抗値を抵抗Ｒ３より大きくすることで通信システム全体の抵抗値が下がり過ぎないようにしている。
【００４４】
このように、第１及び第２の長さを有する支線２１及び支線２２のうち、より長い第２の長さを有する支線２２において、支線２１に設ける抵抗Ｒ２より小さな（補助）抵抗値の（補助）抵抗Ｒ３を設けることにより、反射係数Ｋ２を支線２１の反射係数Ｋ１以上に低く抑えることができる。その結果、配線長が比較的長くリンギング現象が顕著となる支線２２に接続されるＥＣＵ８及び９の反射をより抑制することにより、システム全体としての抵抗値を大きく低下させることなく、適切にリンギング抑制効果を発揮させることができる。
【００４５】
なお、ＥＣＵ１及びＥＣＵ１６に設けた終端抵抗である抵抗Ｒ１の抵抗値を２５０Ωと幹線２０、支線２１及び２２の特性インピーダンスである１２０Ωより大きくしたのは、通信システム全体の抵抗値のバランスを保つためである。以下にその理由を説明する。
【００４６】
図１のシステムの合成抵抗Rsystemは、１／（１／（Ｒ２／１２）＋１／（Ｒ３／２）１／（Ｒ１／２））＝５６Ωとなり、システム全体の抵抗の低下は抑えられている。一方、抵抗Ｒ１の抵抗値を１２０Ω、抵抗Ｒ２の抵抗値をＲ２＝Ｒ３＝６００Ωに下げた場合の合成抵抗Rsystemは２５Ωと極端に低下し、システム抵抗を著しく下げるため、ドライバの出力電圧が安定（低下）し、システムとして運用が困難となる。
【００４７】
＜実施の形態２＞
図２で示した抵抗部２５をモジュール化して個別にＥＣＵ２（〜１５）に対し着脱（取り付け及び取り外し）可能に構成したのが実施の形態２である。
【００４８】
このような構成の実施の形態２は、個別に着脱可能な抵抗部２５として抵抗Ｒ２用、抵抗Ｒ３用の２種類を予め準備し、接続される支線２１及び２２によって選択的に抵抗Ｒ２用あるいは抵抗Ｒ３用の抵抗部２５を支線Ｈライン２１Ｈ，支線Ｌライン２１Ｌ間に取り付けることにより、抵抗部２５を除くＥＣＵ２〜１５についての共通化を図ることができる。その結果、通信システム全体を比較的安価な構成で実現することができる効果を奏する。
【００４９】
＜実施の形態３＞
図３は実施の形態３である通信システムにおける抵抗Ｒ２の接続内容を示す回路図である。
【００５０】
同図に示すように、ＥＣＵ２（〜１５）は、送信信号ＴＸを出力する送信ドライバ２３の一対の差動出力部がドライバ出力Ｈライン２３Ｈ及びドライバ出力Ｌライン２３Ｌが接続され、受信信号ＲＸとして入力する受信ドライバ２４の一対の差動入力部にドライバ出力Ｈライン２３Ｈ及びドライバ出力Ｌライン２３Ｌが接続される。
【００５１】
ＥＣＵ２とコネクタ２６とは接続部６１によって接続され、コネクタ２６と支線２１とは接続部６２によって接続される。したがって、ＥＣＵ２〜１５はそれぞれコネクタ２６を介して支線２１（２２）と電気的に接続される。
【００５２】
上記のようにＥＣＵ２及び支線２１間をコネクタ２６によって接続することにより、ドライバ出力Ｈライン２３Ｈと支線２１の支線Ｈライン２１Ｈ（支線Ｈライン２２Ｈ）とがコネクタＨライン２６Ｈを介して電気的に接続され、ドライバ出力Ｌライン２３Ｌと支線２１の支線Ｌライン２１（支線Ｌライン２２Ｌ）とがコネクタＬライン２６Ｌを介して電気的に接続される。
【００５３】
さらに、コネクタ２６は、コネクタＨライン２６Ｈ，コネクタＬライン２６Ｌ間に抵抗Ｒ２（Ｒ３）が介挿されている。このように、実施の形態２では、抵抗部２７はＥＣＵ２とは別体のコネクタ２６内に設けられる。そして、抵抗Ｒ２を有する抵抗部２７を個別にコネクタ２６に対し着脱可能にモジュール化している。
【００５４】
このような構成の実施の形態３は、個別に着脱可能な抵抗部２７として抵抗Ｒ２用、抵抗Ｒ３用の２種類を予め準備し、接続される支線２１及び２２によって選択的に抵抗Ｒ２用あるいは抵抗Ｒ３用の抵抗部２７を、コネクタ２６のコネクタＨライン２６Ｈ，コネクタＬライン２６Ｌ間に取り付けることにより、ＥＣＵ２〜１５及び抵抗部２７を除くコネクタ２６についての共通化を図ることができる。その結果、通信システム全体を比較的安価な構成で実現することができる効果を奏する。
【００５５】
＜その他＞
上述した実施の形態では、幹線２０の一方端Ｅ１及び他方端Ｅ２にも終端ＥＣＵであるＥＣＵ１及びＥＣＵ１６を設けた構成を示したが、終端ＥＣＵを設けることなく、終端抵抗Ｒ１のみ設ける構成でも良い。
【符号の説明】
【００５６】
１〜１６  ＥＣＵ
２０  幹線
２１，２２  支線
Ｒ１〜Ｒ３  抵抗
２５，２７  抵抗部
【図１】
2012235336.tif 000003
【図２】
2012235336.tif 000004
【図３】
2012235336.tif 000005
【図４】
2012235336.tif 000006
【図５】
2012235336.tif 000007