JP2008035368A - 通信システム - Google Patents

Abstract

【課題】差動２線式通信線を用いた通信システムにおいて、ノードから支線へのフレーム送出完了後に発生する反射波を十分抑制する。
【解決手段】ネットワークを構成する通信線が、第一通信線１０と第二通信線１１とからなる差動２線式通信線であると共に、その通信線として、幹線と該幹線からそれぞれ分岐した複数の支線３０〜３３とを備え、更に、各支線３０〜３３にノード１００〜１０３が接続された通信システムにおいて、各ノード１００〜１０３には、そのノードがフレームの送出を完了した時点から一定時間の期間だけ、そのノードが接続されている支線を成す第一通信線１０と第二通信線１１とのそれぞれのインピーダンスを低減するための手段５３〜５９，Ｓ１，Ｓ２が設けられている。このため、ノードがフレームを送出した直後に支線で発生する反射波を確実に抑制して、受信ノードの誤受信を防止することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、ネットワークを構成する通信線として差動２線式通信線を用いた通信システムに関する。

従来より、例えば自動車内の通信システムとしては、ネットワークを構成する通信線として差動２線式通信線を用いた通信システムが普及している。
そして、この種の通信システムでは、通信線が、主伝送路である幹線と、その幹線から分岐した複数の支線（分岐配線とも呼ばれる）とからなり、その各支線にノードが接続される、といったネットワーク形態が用いられる。尚、幹線の両端には、終端回路が設けられる。

ところで、通信線として支線を設けた場合、その支線が幹線から分岐する分岐点（即ち、その支線と幹線との接続点）で特性インピーダンスの不整合による反射波が発生し、その反射波により送出フレーム内の信号波形に歪が発生する。そして、その歪量によっては誤受信（即ち、信号を受信するノードが誤ったデータを受信してしまうこと）を招くこととなる。

そこで、例えば特許文献１には、分岐配線（支線）内での反射波の発生を抑制するために、主伝送路と分岐配線との間にインピーダンスマッチング用の抵抗素子や容量素子を設け、その抵抗素子や容量素子の一部をフレーム送出時に有効とし、フレーム送出後に無効とする技術が開示されている。
特開平９−２３８１６４号公報

しかしながら、上記特許文献１の技術は、反射波の発生自体を抑制するものではあるが、発生した反射波の対策にはならない。つまり、フレーム送出中の反射波の発生を抑制するものであり、フレーム送信完了直後に発生する反射波の低減に関しては有効でない。

ここで、反射波が発生するメカニズムについて、図１の通信システムを例に挙げて説明する。
まず、図１において、２０は通信線のうちの幹線であり、３０〜３３は通信線のうちの支線である。そして、その幹線２０及び支線３０〜３３の各々は、第一通信線１０と第二通信線１１とからなっている。尚、この例では、分岐点Ａから支線３０，３１のそれぞれが分岐しており、分岐点Ｂから支線３２，３３のそれぞれが分岐している。

更に、各支線３０〜３３の先にノード１００〜１０３がそれぞれ接続されている。そして、幹線２０の両端にもノード１０４，１０５がそれぞれ接続されており、その各ノード１０４，１０５内には、幹線２０の終端回路４０，４１がそれぞれ設けられている。つまり、ノード１０４，１０５は、終端回路内蔵ノードである。

また、図１４に示すように、各ノード１００〜１０５には、通信に関係するハードウェアとして、コントローラ５１及びトランシーバ５２が設けられている。
そして、トランシーバ５２は、通信線上の信号をコントローラ５１に入力させるための受信回路５２ａと、通信線に信号を送出するための送出回路５２ｂとを備えている。

トランシーバ５２において、送出回路５２ｂは、図１５における１〜４段目に示すように、コントローラ５１からの送出許可信号ＳＥがアクティブレベル（この例ではロー）である場合に、信号送出許可状態となり、その状態でコントローラ５１からの送出信号ＳＴが入力されると、その送出信号ＳＴに応じて第一通信線１０と第二通信線１１との電位（電圧）を変化させることにより、その送出信号ＳＴの通信線への送出を行う。具体的には、送出信号ＳＴがハイならば、第一通信線１０の電位をアイドル時の電位である２．５Ｖよりも０．２５Ｖ高い２．７５Ｖにすると共に、第二通信線１１の電位を２．５Ｖよりも０．２５Ｖ低い２．２５Ｖにし、逆に送出信号ＳＴがローならば、第一通信線１０を２．２５Ｖにすると共に、第二通信線１１を２．７５Ｖにする。尚、アイドル時とは、通信線にフレームが送出されていない時（送信休止時）のことである。

また、送出回路５２ｂは、入力される送出許可信号ＳＥがハイの場合（即ち、信号送出動作を行わない場合）には、出力が高インピーダンス状態となる。すると、第一通信線１０の電位と第二通信線１１の電位はアイドル時の２．５Ｖになる。

一方、トランシーバ５２において、受信回路５２ａは、図１５における５，６段目に示すように、第一通信線１０の電圧から第二通信線１１の電圧を引いた差動電圧を生成すると共に、その差動電圧を、所定のしきい値と大小比較することによりハイ又はローの受信信号ＳＲに成形し、その受信信号ＳＲをコントローラ５１へ出力する。そして、コントローラ５１は、トランシーバ５２からの受信信号ＳＲを解読して処理する。

次に、ここでは、ノード１００がフレーム送出を行い、他の全てのノード１０１〜１０５が受信する場合の動作を述べる。
まず、フレーム送出中の通信線上での反射波について説明する。

ノードから送出されたフレーム（以下、送出フレームという）は、通信線上に特性インピーダンスが等しくないところがあると反射を引き起こすため、例えば図１における分岐点Ａのように特性インピーダンスが変化する境界のところで一部分が反射を起し残りが透過してゆく動きをする。そして、フレーム送出中においては、特性インピーダンスの変化点から一般的に知られている電圧反射係数の定理に基づいた反射波がノード１００へ伝播遅延時間後（例えば銅線の場合：約５ｎｓ／ｍ）に返り、その反射波が送出フレームに重畳するため、送出フレームの波形歪を引き起こす。但し、フレーム送出中においては、送出回路５２ｂの駆動能力が反射波に勝って一部を打ち消しあうため、反射波の重畳量（いわゆる送出フレームの波形歪量）は、それほど大きくはならない。よって、フレーム送出中は、通信線における分岐数を大幅に増やし特性インピーダンスの変化を大きくしない限り、受信ノード（信号を受信するノード）の誤受信には至らない。

次に、フレーム送出完了後について説明する。
送出フレームの反射波は、特性インピーダンスの変化点から伝播遅延時間後（銅線の場合：約５ｎｓ／ｍ）にノード１００へ返ってくるため、フレーム送出完了時から伝播遅延時間分まで継続する。このとき、送出ノード（フレームを送出するノード）１００は、フレーム送出完了直後から受信状態になるため、そのノード１００における送出回路５２ｂの出力は高インピーダンス状態となる。そのため、フレーム送出中のような送出回路５２ｂによる反射波の打ち消し効果がなくなり、電圧反射係数の定理に基づいた反射波が１００％通信線（この例では特に支線３０）上に現れる。従って、図１５における３〜６段目に示すように、フレーム送出完了直後が最も反射波の出方が大きく、たとえ特性インピーダンスの変化が小さくても、受信ノードの誤受信に至る可能性が大きくなる。具体的には、この例では、アイドル時における受信信号ＳＲはハイのままになるべきであるが、反射波によって受信信号ＳＲが論理０（ビット０）に該当するローになってしまう可能性があり、そうなると、本当は無いデータを受信ノードが受信してしまうこととなる。

以上のように、フレーム送出時においては、ノードの送出回路５２ｂが動作しているため、その送出回路５２ｂが接続された通信線（支線）も低インピーダンス状態になり、反射波の量（通信線上の見え方）は小さい。これに対して、フレーム送出完了直後の通信線は、送出回路５２ｂが高インピーダンス状態になるため、フレーム送出時よりも反射波の残量（通信線上の見え方）が大きい。

しかし、従来技術では、フレーム送信完了直後に発生する反射波を低減する効果は殆ど得られない。また、従来技術において、仮に、インピーダンスマッチング用の抵抗素子や容量素子の定数を、反射波の量が大きいフレーム送出完了直後に合わせて設定したとすると、そのトレードオフとして、フレーム送出時における特性インピーダンスがアンマッチングになり、かえって反射波を増幅させてしまうこととなる。

よって、従来の技術では、反射波による誤受信を十分に無くすことができず、その反射波による影響を無くすためには伝送路長（通信線長）及びトポロジーの設計自由度を制限する必要が生じる。特に、こうした問題は、分岐点が多く反射波がより顕著に出る大規模ネットワークにおいて懸念される。

そこで、本発明は、差動２線式通信線を用いた通信システムにおいて、ノードから支線へのフレーム送出完了後に発生する反射波を十分抑制し、伝送路長及びトポロジーの設計自由度を大幅に向上させることを目的としている。

上記目的を達成するためになされた請求項１の通信システムでは、ネットワークを構成する伝送路としての通信線が、第一通信線と第二通信線とからなる差動２線式通信線であり、また、その通信線（伝送路）として、幹線と該幹線からそれぞれ分岐した複数の支線とがあり、更に、その各支線にノードが接続されている。尚、換言すれば、幹線が主伝送路であり、支線が分岐伝送路である。

ここで特に、請求項１の通信システムには、インピーダンス低減手段が備えられている。そして、インピーダンス低減手段は、ノードがフレームの送出を完了した後のアイドル期間のうち、反射波を抑制するための特定の期間だけ、そのフレームの送出を完了したノード（以下、送出ノードという）が接続されている支線を成す第一通信線と第二通信線とのそれぞれのインピーダンス、又は、その第一通信線と第二通信線との間のインピーダンスを低減する。尚、アイドル期間とは、通信線にフレームが送出されていない期間のことである。

このような通信システムによれば、ノードがフレームの送出を完了すると、特定の期間だけ、そのフレームを送出した送出ノードが接続されている支線を成す第一通信線と第二通信線とのそれぞれのインピーダンス、又は、その第一通信線と第二通信線との間のインピーダンスが、インピーダンス低減手段によって低減されるため、ノードがフレームを送出した後に支線で発生する反射波を吸収又は衝突させて抑制することができ、その結果、受信ノードの誤受信を防止することができる。そして、このことから、伝送路長及びトポロジーの設計自由度を大幅に向上させることができる。

尚、インピーダンス低減手段が作動する前記特定の期間は、例えば請求項２に記載のように、ノードがフレームの送出を完了してから一定時間の期間とするのが好ましい。なぜなら、前述したように、フレーム送出完了直後が最も反射波の出方が大きいからである。

また、請求項３に記載のように、支線に発生している反射波を検出する検出手段を設け、前記特定の期間は、その検出手段により反射波が検出されている期間としても良い。つまり、ノードがフレームの送出を完了してから検出手段により反射波が検出されている間だけ、インピーダンス低減手段が作動するように構成しても良い。そして、このように構成すれば、ネットワーク上の信号を見ながら能動的にインピーダンス低減手段を作動させることとなるため、ネットワークのトポロジーや分岐数に依存する反射波の発生時間長などを意識しなくても反射波を確実に抑制することができるようになる。

一方、インピーダンス低減手段は、例えば請求項４のように構成することができる。
即ち、請求項４の通信システムにおいて、インピーダンス低減手段は、一定電圧を分圧して互いの接続点に所定の電位を発生させる複数の抵抗素子からなる第一の分圧手段及び第二の分圧手段を備えている。そして、インピーダンス低減手段は、第一の分圧手段を成す抵抗素子同士の接続点に、前記支線を成す第一通信線を接続し、第二の分圧手段を成す抵抗素子同士の接続点に、前記支線を成す第二通信線を接続することにより、その第一通信線と第二通信線とのそれぞれのインピーダンスを低減するように構成されている。

この構成によれば、インピーダンス低減手段の作動中において、支線を成す第一通信線の電位は、第一の分圧手段を成す抵抗素子同士の接続点（以下、第一接続点という）の電位へ反射波があろうとも近づいていくこととなり、同様に、支線を成す第二通信線の電位は、第二の分圧手段を成す抵抗素子同士の接続点（以下、第二接続点という）の電位へ反射波があろうとも近づいていくこととなる。このため、支線の第一通信線と第二通信線とに発生する反射波は、上記各接続点の電位に吸収されて消滅することとなる。

尚、請求項５に記載のように、第一通信線が接続される前記第一接続点の電位と、第二通信線が接続される前記第二接続点の電位とは、両方共に、第一通信線及び第二通信線のアイドル時の電位に設定することが好ましい。第一通信線の電位と第二通信線の電位をアイドル時の電位へと速やかに安定させることができるからである。

また、第一通信線と第二通信線の反射波が非対称になる場合には、請求項６に記載のように、第一通信線が接続される前記第一接続点の電位と、第二通信線が接続される前記第二接続点の電位とを、互いに異なる電位に設定しても良い。つまり、反射波の非対称の度合いに応じて、第一接続点の電位と第二接続点の電位とを異なる電位に設定することにより、反射波の吸収時間を短縮することができる。

一方また、インピーダンス低減手段は、請求項７〜９のように構成することもできる。
まず、第一通信線と第二通信線とに発生する反射波は、図１５における３，４段目に示したように、基本的に位相が逆で且つ主成分が交流の波である。

そこで、請求項７に記載のように、インピーダンス低減手段は、前記支線を成す第一通信線と第二通信線との間に、容量素子を接続することにより、その第一通信線と第二通信線との間のインピーダンスを低減するように構成することができる。

この構成によれば、第一通信線と第二通信線とに発生する反射波は、インピーダンス対周波数特性を持つ容量素子を通過して双方が衝突するため消滅することとなる。
また、請求項８に記載のように、インピーダンス低減手段は、前記支線を成す第一通信線と第二通信線との間に、容量素子と抵抗素子との並列回路を接続することにより、その第一通信線と第二通信線との間のインピーダンスを低減するように構成することができる。

この構成によれば、容量素子に関しては、請求項７の構成と同様の作用及び効果が得られる。そして更に、第一通信線と第二通信線とに発生する反射波の直流成分も抵抗素子を通過して双方が衝突するため消滅することとなる。よって、請求項７の構成よりも一層効果的である。

また、請求項９に記載のように、インピーダンス低減手段は、送出ノードにおいてフレームを支線へ送出するために設けられたフレーム送出回路を作動させることにより、その送出ノードが接続された支線を成す第一通信線と第二通信線とのそれぞれのインピーダンスを低減するように構成することもできる。

この構成によれば、請求項４の構成と同様に、支線を成す第一通信線と第二通信線との各電位は、反射波があろうともフレーム送出回路の出力電位に近づいていくこととなるため、支線の第一通信線と第二通信線とに発生する反射波は消滅することとなる。特に、フレーム送出回路を、反射波と逆位相の信号を送出するように作動させることで、その反射波を効率良く打ち消すことができる。しかも、この構成によれば、ノードに備えられたフレーム送出回路を活用して、第一通信線と第二通信線とのインピーダンスを低減させるため、インピーダンス低減手段として追加しなければならない素子や回路を少なくすることができる。

以下に、本発明が適用された実施形態の通信システムについて説明する。尚、本実施形態の通信システムのネットワーク形態は、図１に例示した通信システムと同じである。そして、本実施形態の通信システムは、自動車に搭載される車両用通信システムである。このため、ノード１００〜１０５は、車両に搭載される電子制御装置であり、その各ノード１００〜１０５は互いに通信して情報をやり取りしながら車両に搭載された機器を制御する。

［第一実施形態］
まず図２は、図１におけるノード１００〜１０３において、通信に関係する部分を表す構成図である。尚、ここでは、ノード１００について説明するが、他のノード１０１〜１０３についても同様である。また、図２において、図１４のものと同じ構成要素については、同一の符号を用いているため説明は省略し、更に図２において、トランシーバ５２内の受信回路５２ａと送出回路５２ｂは図示を省略している。そして、このことは、後述する他の実施形態の説明図についても同様である。

図２に示すように、ノード１００には、前述したコントローラ５１及びトランシーバ５２に加え、一定電圧（例えば５Ｖ）を分圧する２つ直列の抵抗素子５６，５７及び抵抗素子５８，５９と、オンすることで第一通信線１０を抵抗素子５６，５７同士の接続点Ｐ１に接続させるスイッチＳ１と、オンすることで第二通信線１１を抵抗素子５８，５９同士の接続点Ｐ２に接続させるスイッチＳ２と、タイマ回路５３と、スイッチ駆動回路５５とが設けられている。尚、ここでの第一通信線１０及び第二通信線１１は、ノード１００が接続された支線３０を成す第一通信線１０及び第二通信線１１のことである。

そして、抵抗素子５６，５７の抵抗値は、その両者の接続点Ｐ１の電位が第一通信線１０及び第二通信線１１のアイドル時の電位（この例では２．５Ｖであり、以下、フレーム未出力電位という）となるように、同じ値に設定されている。同様に、抵抗素子５８，５９の抵抗値も、その両者の接続点Ｐ２の電位がフレーム未出力電位となるように、同じ値に設定されている。更に、抵抗素子５６〜５９の抵抗値は、トランシーバ５２の送出回路５２ｂが信号送出動作を行わない場合（送出許可信号ＳＥがハイの場合）の各通信線１０，１１と電源及びグランドラインとの間のインピーダンスよりも十分小さい値に設定されている。

また、タイマ回路５３は、図３における２，７段目に示すように、コントローラ５１からトランシーバ５２への送出許可信号ＳＥがローからハイに変化した時点（即ち、トランシーバ５２の送出回路５２ｂによる支線３０へのフレーム送出が完了した時点）から一定時間Ｔだけ出力をハイにする。

そして、スイッチ駆動回路５５は、送出許可信号ＳＥとタイマ回路５３の出力によって作動し、図３における２，７，８段目に示すように、送出許可信号ＳＥがハイに変化してからタイマ回路５３の出力がローに戻るまでの一定時間Ｔの期間だけ、上記２つのスイッチＳ１，Ｓ２をオンさせる。

このため、ノード１００では、トランシーバ５２の送出回路５２ｂによる支線３０へのフレーム送出が完了した時点から一定時間Ｔの期間だけ、スイッチＳ１，Ｓ２がオンして、第一通信線１０を抵抗素子５６，５７同士の接続点Ｐ１に接続させると共に、第二通信線１１を抵抗素子５８，５９同士の接続点Ｐ２に接続させることとなる。そして、この接続により、第一通信線１０と第二通信線１１とのそれぞれのインピーダンスを低減させると共に、第一通信線１０と第二通信線１１との各電位を上記接続点Ｐ１，Ｐ２のフレーム未出力電位（＝２．５Ｖ）へと速やかに安定させることとなる。

尚、タイマ回路５３、スイッチ駆動回路５５、及びスイッチＳ１，Ｓ２は、送出許可信号ＳＥがロー→ハイに変化してからスイッチＳ１，Ｓ２がオンするまでの作動遅延時間が、トランシーバ５２における送出回路５２ｂの送出遅延時間（送出信号ＳＴがレベル変化してから、第一通信線１０、第二通信線１１の電圧を変化させるまでの遅れ時間）よりも短くなるように設計されている。これは、図３の１，２段目に示すように、フレーム（通信データ）を送出する際の最後において、コントローラ５１からの送出信号ＳＴがローからアイドル時のレベルであるハイに変化すると共に、コントローラ５１からの送出許可信号ＳＥがローからハイに変化した際に、極力早くスイッチＳ１，Ｓ２をオンさせるためである。

また、スイッチＳ１，Ｓ２をオンさせる上記一定時間Ｔは、ネットワークの規模と反射波の実時間から決めれば良い。具体的には、前述した図１４の回路構成の場合に、フレーム送出直後から反射波が続く時間がｔ１であれば、そのｔ１よりも若干長い時間に設定しておけば良い。例えば、ｔ１が７００ｎｓ程度であれば、上記一定時間Ｔは１μｓに設定すれば良い。

一方、タイマ回路５３は、クロックに基づき動作するデジタル回路で構成しても良いし、抵抗及びコンデンサからなるアナログの時定数回路で構成しても良い。また、スイッチ駆動回路５５は、タイマ回路５３の出力だけに応じて、そのタイマ回路５３の出力がハイの間だけスイッチＳ１，Ｓ２をオンさせるように構成しても良い。

以上のような第一実施形態の通信システムによれば、ノード１００〜１０３のうち、例えばノード１００がフレームの送出を完了すると、その時点から一定時間Ｔの期間だけ、その送出ノード１００が接続されている支線３０を成す第一通信線１０と第二通信線１１とのそれぞれが、抵抗素子５６，５７同士の接続点Ｐ１と抵抗素子５８，５９同士の接続点Ｐ２とに接続されて、その第一通信線１０と第二通信線１１とのインピーダンスが低減されるため、ノード１００がフレームを送出した直後に支線３０で発生する反射波を確実に抑制することができる。特に、本第一実施形態では、第一通信線１０と第二通信線１１との双方に対してスイッチＳ１，Ｓ２及び抵抗素子５６〜５９からなる直流安定回路を作動させるようにしているため、図３に示すように、フレームの送出完了直後において、たとえ反射波があろうとも、第一通信線１０の電位を上記接続点Ｐ１のフレーム未出力電位（＝２．５Ｖ）へと速やかに安定させることができ、同様に、第二通信線１１の電位も上記接続点Ｐ２のフレーム未出力電位へと速やかに安定させることができる。

そして、このため、他のノード１０１〜１０５が反射波によって誤受信してしまうことを防止することができ、延いては、伝送路長及びトポロジーの設計自由度を大幅に向上させることができる。

尚、本第一実施形態では、タイマ回路５３、スイッチ駆動回路５５、スイッチＳ１，Ｓ２、及び抵抗素子５６〜５９が、インピーダンス低減手段に相当しており、そのうち、抵抗素子５６，５７が第一の分圧手段に相当し、抵抗素子５８，５９が第二の分圧手段に相当している。

一方、第一通信線１０と第二通信線１１の反射波が非対称になる場合には、上記接続点Ｐ１の電位と上記接続点Ｐ２の電位とを、互いに異なる電位に設定しても良い。つまり、反射波の非対称の度合いに応じて、接続点Ｐ１の電位と接続点Ｐ２の電位とを異なる電位に設定することにより、反射波の吸収時間を短縮することができる。
［第二実施形態］
次に、第二実施形態の通信システムは、第一実施形態の通信システムと比較すると、ノード１００〜１０３において通信に関係する部分の構成が異なっている。そこで、以下では、第一実施形態と異なる点のみ説明する。また、ここでは、ノード１００について説明するが、他のノード１０１〜１０３についても同様である。

図４に示すように、ノード１００には、第一実施形態（図２）と比較すると、スイッチＳ１，Ｓ２及び抵抗素子５６〜５９に代えて、スイッチＳ３と容量素子６１とが設けられている。

そのスイッチＳ３と容量素子６１とは、第一通信線１０と第二通信線１１との間に直列に設けられており、スイッチＳ３がオンすることで、その第一通信線１０と第二通信線１１との間に容量素子６１が電気的に接続されるようになっている。

そして、スイッチ駆動回路５５は、第一実施形態と同様に、コントローラ５１からの送出許可信号ＳＥがハイに変化してからタイマ回路５３の出力がローに戻るまでの一定時間Ｔの期間だけ、スイッチＳ３をオンさせる（図５における２，７，８段目参照）。

このため、ノード１００では、トランシーバ５２の送出回路５２ｂによる支線３０へのフレーム送出が完了した時点から一定時間Ｔの期間だけ、スイッチＳ３がオンして、第一通信線１０と第二通信線１１との間に容量素子６１を接続させることとなり、この接続により、第一通信線１０と第二通信線１１との間のインピーダンスを低減させることとなる。

このような第二実施形態の通信システムによれば、ノード１００〜１０３のうち、例えばノード１００がフレームの送出を完了すると、その時点から一定時間Ｔの期間だけ、その送出ノード１００が接続されている支線３０を成す第一通信線１０と第二通信線１１との間に容量素子６１が接続されて、その第一通信線１０と第二通信線１１とのインピーダンスが低減されるため、図５に示すように、ノード１００がフレームを送出した直後に支線３０で発生する反射波を確実に抑制することができる。即ち、反射波の主成分は交流であるため、第一通信線１０と第二通信線１１とが容量素子６１により交流的に導通することにより、第一通信線１０と第二通信線１１とに発生する逆位相の反射波が衝突して消滅することとなる。

そして、このため、第一実施形態と同様に、他のノード１０１〜１０５が反射波によって誤受信してしまうことを防止することができ、延いては、伝送路長及びトポロジーの設計自由度を大幅に向上させることができる。

尚、本第二実施形態では、タイマ回路５３、スイッチ駆動回路５５、スイッチＳ３、及び容量素子６１が、インピーダンス低減手段に相当している。
また、図４において、容量素子６１とスイッチＳ３との接続順序は逆でも良い。
［第三実施形態］
次に、第三実施形態の通信システムは、第二実施形態の通信システムと比較すると、ノード１００〜１０３において通信に関係する部分の構成が異なっている。そこで、以下では、第二実施形態と異なる点のみ説明する。また、ここでは、ノード１００について説明するが、他のノード１０１〜１０３についても同様である。

図６に示すように、ノード１００には、第二実施形態（図４）と比較すると、抵抗素子６３が追加して設けられている。そして、その抵抗素子６３は容量素子６１と並列に接続されている。

このため、ノード１００では、トランシーバ５２の送出回路５２ｂによる支線３０へのフレーム送出が完了した時点から一定時間Ｔの期間だけ、スイッチＳ３がオンして、第一通信線１０と第二通信線１１との間に容量素子６１と抵抗素子６３との並列回路を接続させることとなり、この接続により、第一通信線１０と第二通信線１１との間のインピーダンスを低減させることとなる。

そして、このような第三実施形態によれば、容量素子６１に関しては、第二実施形態と同様の作用及び効果が得られる。そして更に、第一通信線１０と第二通信線１１とに発生する反射波の直流成分も抵抗素子６３を通過して双方が衝突するため消滅する。よって、第一通信線１０と第二通信線１１に発生する逆位相の反射波の全成分（交流成分及び直流成分）が衝突して消滅することとなり、第二実施形態の構成よりも一層効果的である。

尚、本第三実施形態では、タイマ回路５３、スイッチ駆動回路５５、スイッチＳ３、容量素子６１、及び抵抗素子６３が、インピーダンス低減手段に相当している。
また、図６において、容量素子６１及び抵抗素子６３の並列回路容とスイッチＳ３との接続順序は逆でも良い。
［第四実施形態］
次に、第四実施形態の通信システムは、第一実施形態の通信システムと比較すると、ノード１００〜１０３において通信に関係する部分の構成が異なっている。そこで、以下では、第一実施形態と異なる点のみ説明する。また、ここでは、ノード１００について説明するが、他のノード１０１〜１０３についても同様である。

図７に示すように、ノード１００には、第一実施形態（図２）と比較すると、スイッチ駆動回路５５、スイッチＳ１，Ｓ２、及び抵抗素子５６〜５９に代えて、反射波打ち消し送出回路６５と、アンド回路６７と、立ち上がり遅延回路６９とが設けられている。

反射波打ち消し送出回路６５は、図８における２，９，１０段目に示すように、コントローラ５１からの送出許可信号ＳＥがローからハイに変化した時点からタイマ回路５３の出力がローに戻るまでの一定時間Ｔの期間だけ作動して、反射波打ち消し送出信号を出力する。その反射波打ち消し送出信号は、図８における３〜６段目に示すように、トランシーバ５２の送出回路５２ｂに反射波とは逆位相になる（逆方向に変化する）波形の反射波打ち消し波を第一通信線１０及び第二通信線１１へと送出させるための信号である。尚、反射波打ち消し送出回路６５は、タイマ回路５３の出力だけに応じて、そのタイマ回路５３の出力がハイの間だけ作動するように構成しても良い。

アンド回路６７は、コントローラ５１からの送出信号ＳＴと、反射波打ち消し送出回路６５からの反射波打ち消し送出信号との論理積信号を、トランシーバ５２の送出回路５２ｂへ、実際の送出信号として入力させる。

尚、本実施形態において、コントローラ５１からの送出信号ＳＴは、アイドル時にはハイのままとなり、また、反射波打ち消し送出回路６５からの反射波打ち消し送出信号は、反射波打ち消し送出回路６５の非作動時にはハイのままとなる（図８における１，１０段目参照）。このため、コントローラ５１が通信データを表す送出信号ＳＴを出力する場合には、そのコントローラ５１からの送出信号ＳＴがアンド回路６７を介して送出回路５２ｂに入力され、また、上記一定時間Ｔの期間においては、反射波打ち消し送出回路６５からの反射波打ち消し送出信号が、アンド回路６７を介して送出回路５２ｂに入力されることとなる。

立ち上がり遅延回路６９は、図８における２段目の点線で示すように、コントローラ５１からの送出許可信号ＳＥの立ち上がり（ロー→ハイの変化）を反射波打ち消し送出回路６５が作動している期間（即ち、上記一定時間Ｔ）だけ遅らせ、その立ち上がりを遅らせた送信許可信号を、トランシーバ５２の送出回路５２ｂへ、実際の送出許可信号として入力させる。

このため、送出回路５２ｂは、コントローラ５１からの送出許可信号ＳＥがローになっている期間（即ち、本来のフレーム送出期間）中は、他の実施形態と同様に、そのコントローラ５１からの送出信号ＳＴに応じて第一通信線１０と第二通信線１１との電位を変化させることにより、フレームを成す通信データを第一通信線１０及び第二通信線１１へと送出することとなる。

そして、送出回路５２ｂは、コントローラ５１からの送出許可信号ＳＥがローからハイに変化すると、その時点から一定時間Ｔの期間だけ、反射波打ち消し送出回路６５からの反射波打ち消し送出信号に応じて第一通信線１０と第二通信線１１との電位を変化させることにより、上記反射波打ち消し波を第一通信線１０及び第二通信線１１へと送出することとなる。

以上のような第四実施形態の通信システムでは、ノード１００〜１０３のうち、例えばノード１００がフレームの送出を完了すると、その時点から一定時間Ｔの期間だけ、その送出ノード１００の送出回路５２ｂが反射波打ち消し波を送出するように作動し、これにより、送出ノード１００が接続されている支線３０を成す第一通信線１０と第二通信線１１とのそれぞれのインピーダンスが、フレーム送出時と同様の低インピーダンス状態となるため、他の実施形態と同様に、ノード１００がフレームを送出した直後に支線３０で発生する反射波を抑制することができる。そして特に、送出回路５２ｂが反射波とは逆位相になる反射波打ち消し波を送出するようにしているため、図８における７，８段目に示すように、反射波を効率良く打ち消すことができる。しかも、本第四実施形態によれば、ノードの送出回路５２ｂを活用して、第一通信線１０と第二通信線１１とのインピーダンスを低減をさせるため、追加しなけばならない素子や回路を少なくすることができる。

尚、本第四実施形態では、タイマ回路５３、反射波打ち消し送出回路６５、アンド回路６７、及び立ち上がり遅延回路６９が、インピーダンス低減手段に相当している。また、トランシーバ５２の送出回路５２ｂが、フレーム送出回路に相当している。

一方、図８における３，４段目では、上記一定時間Ｔの期間において送出回路５２ｂを作動させる際に、その送出回路５２ｂを構成するトランジスタのうち、第一通信線１０の電位を変化させるトランジスタについては、２．５Ｖから２．２５Ｖに変化させる方のトランジスタはオフのままで、２．５Ｖから２．７５Ｖに変化させる方のトランジスタだけをオン／オフさせ、第二通信線１１の電位を変化させるトランジスタについては、２．５Ｖから２．７５Ｖに変化させる方のトランジスタはオフのままで、２．５Ｖから２．２５Ｖに変化させる方のトランジスタだけをオン／オフさせる作動方法を表しているが、送出回路５２ｂの作動のさせ方は、そのような作動方法でも良く、また、通常のフレーム送出時と同様に、第一通信線１０と第二通信線１１との各電位を２．７５Ｖ〜２．２５Ｖの範囲で変化させる作動方法でも良い。
［第五実施形態］
次に、第五実施形態の通信システムは、第三実施形態の通信システムと比較すると、ノード１００〜１０３において通信に関係する部分の構成が異なっている。そこで、以下では、第三実施形態と異なる点のみ説明する。また、ここでは、ノード１００について説明するが、他のノード１０１〜１０３についても同様である。

図９に示すように、ノード１００は、第三実施形態（図６）と比較すると、下記（１）〜（３）の点が異なっている。
（１）タイマ回路５３が無く、その代わりに、支線３０に発生している反射波を検出する反射波検出回路７１が設けられている。

そして、反射波検出回路７１は、差動回路７１ａと、フィルタ７１ｂと、積分回路７１ｃと、比較器７１ｄとから構成されている。
差動回路７１ａは、図１０における３〜５段目に示すように、第一通信線１０と第二通信線１１との差動電圧（第一通信線１０の電圧から第二通信線１１の電圧を引いた電圧）を出力する。

フィルタ７１ｂは、差動回路７１ａの出力のうち、反射波に相当すると考えられる周波数の信号のみを通過させるハイパスフィルタ又はバンドパスフィルタである。
積分回路７１ｃは、フィルタ７１ｂの出力を積分して反射波検出電圧として出力する。

比較器７１ｄは、図１０における６，７段目に示すように、積分回路７１ｃから出力される反射波検出電圧と、予め設定された反射電圧しきい値とを大小比較して、反射波検出電圧が反射電圧しきい値を超えていれば、ハイアクティブの反射波検出信号ＳＫを出力する。
（２）スイッチ駆動回路５５に代えて、スイッチ駆動回路７３が設けられている。そして、スイッチ駆動回路７３は、コントローラ５１からの送出許可信号ＳＥと反射波検出回路７１からの反射波検出信号ＳＫによって作動し、図１０における２，７，８段目に示すように、送出許可信号ＳＥがハイに変化してから反射波検出信号ＳＫがローに戻るまでの期間（即ち、フレームの送出が完了した時点から、反射波検出回路７１によって反射波が検出されている期間）だけ、スイッチＳ３をオンさせる。
（３）反射波検出回路７１、スイッチ駆動回路７３、スイッチＳ３、容量素子６１、及び抵抗素子６３は、受信回路５２ａ及び送出回路５２ｂと共に、１つのＩＣであるトランシーバ５２内に設けられている。

このような第五実施形態の通信システムでは、ノード１００〜１０３のうち、例えばノード１００がフレームの送出を完了すると、その時点から反射波検出回路７１によって反射波が検出されている期間だけ（換言すれば、反射波が検出されなくなるまで）、スイッチＳ３がオンされて、第三実施形態と同様に、その送出ノード１００が接続されている支線３０を成す第一通信線１０と第二通信線１１との間に容量素子６１と抵抗素子６３との並列回路が接続されることとなる。このため、本第五実施形態によっても、ノード１００がフレームを送出した直後に支線３０で発生する反射波を確実に抑制して、図１０の最下段に示すように、他のノード１０１〜１０５が反射波によって誤受信してしまうことを防止することができる。

また、本第五実施形態では、ネットワーク上の信号を見ながら能動的に反射波抑制用のスイッチＳ３をオンすることとなるため、ネットワークのトポロジーや分岐数に依存する反射波の発生時間長などを意識しなくても反射波を確実に抑制することができるようになる。

尚、本第五実施形態では、スイッチ駆動回路７３、スイッチＳ３、容量素子６１、及び抵抗素子６３が、インピーダンス低減手段に相当しており、反射波検出回路７１が検出手段に相当している。

また、変形例として、スイッチ駆動回路７３は、送出許可信号ＳＥと反射波検出信号ＳＫとが両方共にハイである場合にスイッチＳ３をオンさせるように構成しても良い。そして、このように構成すれば、もし、ノードがフレームの送出を完了してから少し遅れて反射波が発生したとしても、その反射波が反射波検出回路７１によって検出されれば、反射波抑制用のスイッチＳ３がオンされることとなる。

一方、上記第五実施形態及びその変形例においては、抵抗素子６３を削除して、第二実施形態（図４）と同様に、第一通信線１０と第二通信線１１との間に容量素子６１だけを接続するように構成しても良い。また、スイッチＳ３、容量素子６１、及び抵抗素子６３に代えて、図２（第一実施形態）のスイッチＳ１，Ｓ２及び抵抗素子５６〜５９を設けるようにしても良い。
［第六実施形態］
次に、第六実施形態の通信システムは、第四実施形態の通信システムと比較すると、ノード１００〜１０３において通信に関係する部分の構成が異なっている。そこで、以下では、第四実施形態と異なる点のみ説明する。また、ここでは、ノード１００について説明するが、他のノード１０１〜１０３についても同様である。

図１１に示すように、ノード１００は、第四実施形態（図７）と比較すると、下記（４）〜（６）の点が異なっている。
（４）タイマ回路５３が無く、その代わりに、第五実施形態と同様の反射波検出回路７１が設けられている。
（５）反射波打ち消し送出回路６５に代えて、反射波打ち消し送出回路７５が設けられている。そして、反射波打ち消し送出回路７５は、図１２における２，７，８段目に示すように、コントローラ５１からの送出許可信号ＳＥがハイに変化してから反射波検出信号ＳＫがローに戻るまでの期間（即ち、フレームの送出が完了した時点から、反射波検出回路７１によって反射波が検出されている期間）だけ作動して、前述の反射波打ち消し送出信号をアンド回路６７へ出力する。

このため、コントローラ５１が通信データを表す送出信号ＳＴを出力する場合には、そのコントローラ５１からの送出信号ＳＴがアンド回路６７を介して送出回路５２ｂに入力され、また、フレーム送出完了時から反射波検出回路７１によって反射波が検出されている期間においては、反射波打ち消し送出回路７５からの反射波打ち消し送出信号が、アンド回路６７を介して送出回路５２ｂに入力されることとなる。

尚、本第六実施形態においても、立ち上がり遅延回路６９は、図１２における２段目の点線で示すように、コントローラ５１からの送出許可信号ＳＥの立ち上がりを反射波打ち消し送出回路７５が作動している期間（即ち、反射波検出回路７１によって反射波が検出されている期間）だけ遅らせ、その立ち上がりを遅らせた送信許可信号を、送出回路５２ｂへ、実際の送出許可信号として入力させる。
（６）反射波検出回路７１、反射波打ち消し送出回路７５、アンド回路６７、及び立ち上がり遅延回路６９は、受信回路５２ａ及び送出回路５２ｂと共に、１つのＩＣであるトランシーバ５２内に設けられている。

このような第六実施形態の通信システムでは、ノード１００〜１０３のうち、例えばノード１００がフレームの送出を完了すると、その時点から反射波検出回路７１によって反射波が検出されている期間だけ（換言すれば、反射波が検出されなくなるまで）、その送出ノード１００の送出回路５２ｂが反射波打ち消し送出回路７５からの反射波打ち消し送出信号に応じた反射波打ち消し波を送出するように作動し、第四実施形態と同様に、反射波を打ち消すことができる。このため、本第六実施形態によっても、ノード１００がフレームを送出した直後に支線３０で発生する反射波を確実に抑制して、図１２の最下段に示すように、他のノード１０１〜１０５が反射波によって誤受信してしまうことを防止することができる。

そして、本第六実施形態においても、第五実施形態と同様に、ネットワーク上の信号を見ながら能動的に送出回路５２ｂを作動させて反射波打ち消し波の送出を行うため、ネットワークのトポロジーや分岐数に依存する反射波の発生時間長などを意識しなくても反射波を確実に抑制することができるようになる。

尚、本第六実施形態では、反射波打ち消し送出回路７５、アンド回路６７、及び立ち上がり遅延回路６９が、インピーダンス低減手段に相当しており、反射波検出回路７１が検出手段に相当している。

また、変形例として、反射波打ち消し送出回路７５は、送出許可信号ＳＥと反射波検出信号ＳＫとが両方共にハイである場合に作動すると共に、立ち上がり遅延回路６９は、反射波打ち消し送出回路７５が作動して反射波打ち消し送出信号を出力している間、送出回路５２ｂへの送出許可信号をアクティブレベルであるローにするように構成しても良い。そして、このように構成すれば、もし、ノードがフレームの送出を完了してから少し遅れて反射波が発生したとしても、その反射波が反射波検出回路７１によって検出されれば、送出回路５２ｂが作動して反射波打ち消し波の送出が行われることとなる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に何等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において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。

例えば、第一〜第四実施形態において、インピーダンス低減手段に相当する回路の全部又は一部は、ノード内ではなくノード外に設けても良いし、また、ノードにおけるトランシーバ５２内に設けても良い。

同様に、第五，第六実施形態において、インピーダンス低減手段に相当する回路と反射波検出回路７１との全部又は一部は、ノード内ではなくノード外に設けても良いし、また、ノード内においてトランシーバ５２とは別に設けても良い。

一方、第一〜第四実施形態のインピーダンス低減手段に相当する回路、或いは、第五、第六実施形態のインピーダンス低減手段に相当する回路及び反射波検出回路７１は、支線３０〜３３に接続されたノード１００〜１０３だけでなく、幹線２０の両端のノード（終端回路内蔵ノード）１０４，１０５にも追加しても良い。尚、ノード１０４，１０５には終端回路４０，４１が内蔵されているため、そのノード１０４、１０５がフレームを送出する場合においては、反射波の発生程度は低いと考えられるが、必要に応じて上記回路を追加すれば、反射波を一層抑制することができる。

また、ネットワークの形態は、図１のものに限らず、例えば図１３のような形態でも良い。尚、図１３においては、２１が幹線であり、３４〜３９が支線である。そして、この例では、幹線２１における分岐点Ｃから支線３４が分岐し、分岐点Ｄから支線３５が分岐し、分岐点Ｅから支線３６，３７のそれぞれが分岐し、分岐点Ｆから支線３８が分岐し、分岐点Ｇから支線３９が分岐している。更に、各支線３４〜３９の先にノード１１０〜１１５がそれぞれ接続されている。そして、幹線２１の両端には、終端回路内蔵ノードではなく、終端回路４０，４１だけがそれぞれ設けられている。

また、第一〜第四実施形態において、上記一定時間Ｔは、例えば温度などに応じて能動的に変化させるように構成しても良い。
また、第五、第六実施形態では、受信回路５２ａとは別に反射波検出回路７１を設けたが、受信回路５２ａに反射波検出回路７１の機能を持たせるように構成しても良い。例えば、受信回路５２ａにも、図９に示した差動回路７１ａと同様の差動回路が備えられているため、受信回路５２ａに図９のフィルタ７１ｂ、積分回路７１ｃ、及び比較器７１ｄを追加すれば良い。換言すれば、受信回路５２ａと反射波検出回路７１とで一部の回路を共用するような構成を採ることもできる。

一方、本発明は、車両用以外の通信システムに対しても適用することができる。

実施形態の通信システムのネットワーク形態を表す構成図である。 第一実施形態のノードにおいて通信に関係する部分を表す構成図である。 第一実施形態の作用及び効果を表すタイムチャートである。 第二実施形態のノードにおいて通信に関係する部分を表す構成図である。 第二実施形態の作用及び効果を表すタイムチャートである。 第三実施形態のノードにおいて通信に関係する部分を表す構成図である。 第四実施形態のノードにおいて通信に関係する部分を表す構成図である。 第四実施形態の作用及び効果を表すタイムチャートである。 第五実施形態のノードにおいて通信に関係する部分を表す構成図である。 第五実施形態の作用及び効果を表すタイムチャートである。 第六実施形態のノードにおいて通信に関係する部分を表す構成図である。 第六実施形態の作用及び効果を表すタイムチャートである。 他のネットワーク形態を表す構成図である。 従来のノードの構成を示す構成図である。 従来技術の問題を説明するタイムチャートである。

符号の説明

１０…第一通信線、１１…第二通信線、２０，２１…幹線、３０〜３９…支線、４０，４１…終端回路、５１…コントローラ、５２…トランシーバ、５２ａ…受信回路、５２ｂ…送出回路、５３…タイマ回路、５５，７３…スイッチ駆動回路、５６〜５９，６３…抵抗素子、６１…容量素子、６５，７５…反射波打ち消し送出回路、６７…アンド回路、６９…立ち上がり遅延回路、７１…反射波検出回路、７１ａ…差動回路、７１ｂ…フィルタ、７１ｃ…積分回路、７１ｄ…比較器、１００〜１０５，１１０〜１１５…ノード、Ａ〜Ｇ…分岐点、Ｐ１，Ｐ２…接続点、Ｓ１〜Ｓ３…スイッチ

Claims (9)

1. ネットワークを構成する通信線が、第一通信線と第二通信線とからなる差動２線式通信線であると共に、その通信線として、幹線と該幹線からそれぞれ分岐した複数の支線とを備え、更に、その各支線にノードが接続された通信システムにおいて、
   前記ノードがフレームの送出を完了した後のアイドル期間のうち、反射波を抑制するための特定の期間だけ、前記フレームの送出を完了したノードが接続されている支線を成す第一通信線と第二通信線とのそれぞれのインピーダンス、又は、その第一通信線と第二通信線との間のインピーダンスを低減するインピーダンス低減手段を備えていること、
   を特徴とする通信システム。
2. 請求項１に記載の通信システムにおいて、
   前記特定の期間は、前記ノードがフレームの送出を完了してから一定時間の期間であること、
   を特徴とする通信システム。
3. 請求項１に記載の通信システムにおいて、
   前記支線に発生している反射波を検出する検出手段を備え、
   前記特定の期間は、前記検出手段により反射波が検出されている期間であること、
   を特徴とする通信システム。
4. 請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載の通信システムにおいて、
   前記インピーダンス低減手段は、
   一定電圧を分圧して互いの接続点に所定の電位を発生させる複数の抵抗素子からなる第一の分圧手段及び第二の分圧手段を備えると共に、
   前記第一の分圧手段を成す抵抗素子同士の接続点に、前記支線を成す第一通信線を接続し、前記第二の分圧手段を成す抵抗素子同士の接続点に、前記支線を成す第二通信線を接続することにより、その第一通信線と第二通信線とのそれぞれのインピーダンスを低減すること、
   を特徴とする通信システム。
5. 請求項４に記載の通信システムにおいて、
   前記第一通信線が接続される前記接続点の電位と、前記第二通信線が接続される前記接続点の電位とは、両方共に、前記第一通信線及び第二通信線のアイドル時の電位であること、
   を特徴とする通信システム。
6. 請求項４に記載の通信システムにおいて、
   前記第一通信線が接続される前記接続点の電位と、前記第二通信線が接続される前記接続点の電位とは、互いに異なる電位であること、
   を特徴とする通信システム。
7. 請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載の通信システムにおいて、
   前記インピーダンス低減手段は、前記支線を成す第一通信線と第二通信線との間に、容量素子を接続することにより、その第一通信線と第二通信線との間のインピーダンスを低減すること、
   を特徴とする通信システム。
8. 請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載の通信システムにおいて、
   前記インピーダンス低減手段は、前記支線を成す第一通信線と第二通信線との間に、容量素子と抵抗素子との並列回路を接続することにより、その第一通信線と第二通信線との間のインピーダンスを低減すること、
   を特徴とする通信システム。
9. 請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載の通信システムにおいて、
   前記インピーダンス低減手段は、前記ノードにおいて前記フレームを前記支線へ送出するために設けられたフレーム送出回路を作動させることにより、前記支線を成す第一通信線と第二通信線とのそれぞれのインピーダンスを低減すること、
   を特徴とする通信システム。

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