JP2011135283A - 通信信号処理装置及び通信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】反射波の影響による通信信号の誤判定を生じにくくする。
【解決手段】レシーバ１４０では、コンパレータ１４１が、第１通信線１１及び第２通信線１２の電位差がしきい値を上回る場合にドミナントを表す信号をＲｘ信号（受信信号）として通信コントローラへ出力し、その電位差がしきい値以下である場合にレセッシブを表す信号をＲｘ信号として通信コントローラへ出力する。また、ワンショットトリガタイマ回路１４４が、ドミナントからレセッシブへの変化時から一定時間の間はハイレベルの信号を出力することによりアナログスイッチ１４５をオン状態にして第１通信線１１及び第２通信線１２を短絡する。したがって、その一定時間の間は、第１通信線１１及び第２通信線１２を介して受信される通信信号に関係なく、レセッシブを表す信号がＲｘ信号として通信コントローラへ出力される。
【選択図】図５

Description

本発明は、通信信号処理装置及びその通信信号処理装置を備える通信装置に関するものである。

従来、複数の通信装置が共通の通信線を介して通信信号を送受信する通信システムが知られている。この種の通信システムでは、幹線としての通信線から複数の支線が分岐されており、各支線に通信装置が接続されるが、こうしたネットワーク形態では支線が幹線から分岐する分岐点（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り反射波が発生することがある。このような反射波が発生すると、その影響により通信信号の波形にひずみが生じ、受信された通信信号が通信装置において誤判定されてしまうという問題があった。

この問題に対し、支線に抵抗を挿入することで分岐点でのインピーダンスの整合をとる構成や、支線として用いるケーブルの特性インピーダンスを変更する構成が提案されているが（特許文献１，２参照）、このような構成では正常な通信信号の振幅までもが抑制されてしまうため、分岐の数を制限しないと正常な通信ができなくなってしまうという不都合がある。

一方、通信装置のマイナス側出力端子からプラス側出力端子へ向かう方向が順方向となるようにダイオード及びツェナーダイオードを並列に設ける構成も提案されている（特許文献３参照）。

特開平７−２０２９４７号公報 特開２００６−２３７７６３号公報 特開２００６−１０１４３０号公報

特許文献３に記載の構成によれば、負極性側の反射波についてはダイオードの順方向電圧で抑制することができ、正極性側の反射波についてはツェナー電圧以上のものを抑制することができる。しかしながら、ツェナーダイオードによって正常な通信信号が抑制されないようにするには通信信号の電圧よりも高いツェナー電圧のものを使用せざるを得ないため、正極性側については正常な通信信号の電圧と同等レベルの反射波が許容されることになり、反射波が正常な通信信号と誤判定されてしまうおそれがある。

本発明は、こうした問題にかんがみてなされたものであり、反射波の影響による通信信号の誤判定を生じにくくすることのできる通信信号処理装置及び通信装置を提供す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本発明の請求項１に記載の通信信号処理装置は、複数の通信装置が共通の通信線を介して通信信号を送受信する通信システムを構築する通信装置において、当該通信装置内に設けられ通信制御のための処理を実行する通信制御装置と通信線との間のインタフェースとして機能するものであり、送信信号処理手段及び受信信号処理手段を備えている。

そして、送信信号処理手段は、通信制御装置から出力される送信信号に従い、通信線に電流を流すことによりドミナントを表す通信信号を通信線を介して送信し、通信線に電流を流さないことによりレセッシブを表す通信信号を通信線を介して送信する。なお、通信線に電流を流すとは、通信線へ電流を流し出すことに限られず、通信線から電流を引き込むことも該当する。

一方、受信信号処理手段は、通信線を介して受信される通信信号がドミナント及びレセッシブのうちのいずれを表すものであるかを判定し、判定結果を表す受信信号を通信制御装置へ出力する。ただし、この受信信号処理手段は、通信線を介して受信される通信信号に基づきドミナントからレセッシブへの変化を検出した時点から所定の信号維持期間の間は、通信線を介して受信される通信信号に関係なく、レセッシブを表す信号を受信信号として通信制御装置へ出力する。

このような通信信号処理装置によれば、反射波の影響による通信信号の誤判定を生じにくくすることができる。すなわち、本発明のように、通信線に電流を流すことによりドミナントを表す通信信号を通信線を介して送信し、通信線に電流を流さないことによりレセッシブを表す通信信号を通信線を介して送信する構成の通信システムでは、誤判定の原因となるような反射波はドミナントからレセッシブへの変化時に発生する。そこで、本発明の通信信号処理装置では、ドミナントからレセッシブへの変化を検出した時点から信号維持期間の間は、通信線を介して受信される通信信号に関係なく、レセッシブを表す信号を受信信号として通信制御装置へ出力するようにしている。したがって、ドミナントからレセッシブへの変化時に発生する反射波の影響によりレセッシブを表す通信信号がドミナントと誤判定されてしまうことを防ぐことができるのである。

ここで、受信信号処理手段は、例えば請求項２に記載のように構成することができる。すなわち、請求項２に記載の通信信号処理装置は、通信線が第１通信線及び第２通信線からなる２線式のものであることを前提としており、受信信号処理手段が信号復調手段、固定信号出力手段及び短絡手段を備えている。

このうち、信号復調手段は、第１通信線及び第２通信線の電位差が所定のしきい値を上回る場合にドミナントを表す信号を受信信号として通信制御装置へ出力し、その電位差がしきい値以下である場合にレセッシブを表す信号を受信信号として通信制御装置へ出力する。また、固定信号出力手段は、信号復調手段により出力される信号に基づきドミナントからレセッシブへの変化を検出した時点から信号維持期間の間は、それ以外の期間とは異なる短絡指示信号を出力する。そして、短絡手段は、固定信号出力手段により短絡指示信号が出力されている間は、信号復調手段に第１通信線及び第２通信線の各電位を入力するための２本の入力ラインを短絡する。

このような通信信号処理装置によれば、２本の入力ラインを短絡するという簡易的な構成により、ドミナントからレセッシブへの変化を検出した時点から信号維持期間の間は、レセッシブを表す信号を受信信号として通信制御装置へ出力することができる。

また、受信信号処理手段は、例えば請求項３に記載のように構成することもできる。すなわち、請求項３に記載の通信信号処理装置では、受信信号処理手段が信号復調手段、固定信号出力手段及び信号選択手段を備えている。

このうち、信号復調手段は、通信線の電位がドミナントであるとの判定条件を満たす場合にドミナントを表す信号を出力し、その電位がレセッシブであるとの判定条件を満たす場合にレセッシブを表す信号を出力する。また、固定信号出力手段は、信号復調手段により出力される信号に基づきドミナントからレセッシブへの変化を検出した時点から信号維持期間の間はレセッシブを表す信号を出力し、それ以外の期間はドミナントを表す信号を出力する。そして、信号選択手段は、信号復調手段により出力される信号と固定信号出力手段により出力される信号とを入力し、固定信号出力手段からの信号がドミナントを表す場合には信号復調手段からの信号を受信信号として通信制御装置へ出力し、固定信号出力手段からの信号がレセッシブを表す場合にはそのレセッシブを表す信号を受信信号として通信制御装置へ出力する。

このような通信信号処理装置によれば、信号復調手段により出力される信号と固定信号出力手段により出力される信号とを選択的に受信信号として出力するという簡易的な構成により、ドミナントからレセッシブへの変化を検出した時点から信号維持期間の間は、レセッシブを表す信号を受信信号として通信制御装置へ出力することができる。

さらに、受信信号処理手段は、例えば請求項４に記載のように構成することもできる。すなわち、請求項４に記載の通信信号処理装置は、通信線が単線式のものであることを前提としており、受信信号処理手段が信号復調手段、固定信号出力手段及び短絡手段を備えている。

このうち、信号復調手段は、通信線の電位が所定のしきい値を上回る場合にドミナントを表す信号を受信信号として通信制御装置へ出力し、その電位がしきい値以下である場合にレセッシブを表す信号を受信信号として通信制御装置へ出力する。また、固定信号出力手段は、信号復調手段により出力される信号に基づきドミナントからレセッシブへの変化を検出した時点から信号維持期間の間は、それ以外の期間とは異なる短絡指示信号を出力する。そして、短絡手段は、固定信号出力手段により短絡指示信号が出力されている間は、信号復調手段に通信線の電位を入力するための入力ラインをレセッシブ電位に短絡する。

このような通信信号処理装置によれば、入力ラインをレセッシブ電位に短絡するという簡易的な構成により、ドミナントからレセッシブへの変化を検出した時点から信号維持期間の間は、レセッシブを表す信号を受信信号として通信制御装置へ出力することができる。

ところで、通信システムの構成や環境等の要因によっては、通信線にノイズ等が発生することにより通信信号が一時的に変化し、その一時的な変化がドミナントからレセッシブへの変化として誤検出されてしまう可能性がある。

そこで、例えば請求項５に記載の通信信号処理装置では、固定信号出力手段は、信号復調手段により出力される信号が所定の安定検出期間以上ドミナントを維持した後にレセッシブへ変化した場合に、その変化をドミナントからレセッシブへの変化として検出する。

このような通信信号処理装置によれば、ノイズ等による通信信号の一時的な変化がドミナントからレセッシブへの変化として誤検出されてしまうことを防ぐことができる。
なお、請求項６に記載の通信装置は、請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の通信信号処理装置を備えるものである。

第１実施形態の通信システムの概略構成を表すブロック図である。 第１実施形態のＥＣＵの回路構成図である。 第１実施形態のトランスミッタの回路構成図である。 第１実施形態のトランスミッタに関する動作波形図である。 第１実施形態のレシーバの回路構成図である。 一定パルス幅検出回路の回路構成図である。 一定パルス幅検出回路に関する動作波形図である。 第１実施形態のレシーバに関する動作波形図である。 第２実施形態のレシーバの回路構成図である。 第２実施形態のレシーバに関する動作波形図である。 第３実施形態のＥＣＵの回路構成図である。 第３実施形態のトランスミッタの回路構成図である。 第３実施形態のレシーバの回路構成図である。 第３実施形態のトランスミッタ及びレシーバに関する動作波形図である。

以下、本発明が適用された実施形態について、図面を用いて説明する。
［１．第１実施形態］
まず、第１実施形態の通信システムについて説明する。

［１−１．全体構成］
図１は、第１実施形態の通信システムの概略構成を表すブロック図である。
この通信システムは、車両に搭載された複数のＥＣＵ（電子制御装置）１００（１），１００（２），…が共通の通信線であるバス１０を介して通信信号（ドミナント／レセッシブの２値で表されるビット単位の信号）を送受信するためのものである。なお、以下の説明では、ＥＣＵ１００（１），１００（２），…を、ＥＣＵ１００と総称する。

この通信システムでは、各ＥＣＵ１００が通信装置（ノード）として機能し、各ＥＣＵ１００間の通信プロトコルとしては例えば周知の規格であるＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）が使用される。具体的には、第１実施形態の通信システムにおいて用いられるバス１０は、第１通信線（Ｈライン）１１及び第２通信線（Ｌライン）１２からなる２線式のものであり（図２等参照）、第１通信線１１の電位（以下「Ｓｉｇ−Ｈ」という）と第２通信線１２の電位（以下「Ｓｉｇ−Ｌ」という）との電位差によってドミナント／レセッシブが表現される。なお、この通信システムでは、幹線としてのバス１０から複数の支線が分岐されており、各支線にＥＣＵ１００が接続されている（いわゆるバス型のネットワーク形態である）。

なお、以降の説明において記述する通信コントローラ１１０のＴｘ端子、Ｒｘ端子の信号論理とバス１０上の通信信号状態であるドミナント、レセッシブの関係は、通信プロトコルの例として挙げたＣＡＮ規格とは無関係である。

［１−２．ＥＣＵの構成］
次に、各ＥＣＵ１００に共通する構成について説明する。図２は、ＥＣＵ１００の回路構成図である。

このＥＣＵ１００は、通信コントローラ１１０と、トランシーバ１２０とを備えている。なお、本実施形態の通信システムを構成するＥＣＵ１００のうち、最も遠い位置関係にある２つのＥＣＵ１００（図１に示すＥＣＵ１００（４）及びＥＣＵ１００（８））には、第１通信線１１と第２通信線１２との間に接続された終端抵抗１５０が設けられている。

通信コントローラ１１０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどからなるマイクロコンピュータを中心に構成されており、通信制御のための処理を実行する。また、この通信コントローラ１１０は、通信端子としてのＴｘ端子及びＲｘ端子を備え、それぞれの端子がトランシーバ１２０の通信端子（後述するトランスミッタ１３０及びレシーバ１４０のそれぞれに対応する通信端子）と接続されている。

トランシーバ１２０は、バス１０と通信コントローラ１１０との間のインタフェース用ＩＣであり、トランスミッタ（送信回路）１３０及びレシーバ（受信回路）１４０を備えている。トランスミッタ１３０及びレシーバ１４０は、それぞれが第１通信線１１及び第２通信線１２の両方に接続されている。

トランスミッタ１３０は、通信コントローラ１１０のＴｘ端子から出力される送信信号（以下「Ｔｘ信号」という）を差動信号（通信信号）に変換して第１通信線１１及び第２通信線１２へ送信する。具体的には、Ｔｘ信号がローレベルの状態では、第１通信線１１への電流の流し出し及び第２通信線１２からの電流の引き込みを行わず、終端抵抗１５０の電圧降下を無くして差動信号としての電位差をほぼゼロにすることにより、レセッシブを表す通信信号を送信する。一方、Ｔｘ信号がハイレベルの状態では、第１通信線１１への電流の流し出し及び第２通信線１２からの電流の引き込みを積極的に行い、終端抵抗１５０に電流を流すことによる電圧降下によって差動信号としての電位差を生じさせることにより、ドミナントを表す通信信号を送信する。このようにして生成される通信信号が第１通信線１１及び第２通信線１２を介して他のＥＣＵ１００のレシーバ１４０へ伝わることで通信が成立する。

また、レシーバ１４０は、第１通信線１１及び第２通信線１２から受信した差動信号（通信信号）を復調（再生）して通信コントローラ１１０のＲｘ端子へ受信信号（以下「Ｒｘ信号」という）を出力する。

［１−３．トランスミッタの構成］
次に、トランスミッタ１３０の構成について説明する。図３は、トランスミッタ１３０の回路構成図である。

このトランスミッタ１３０は、通信コントローラ１１０からＴｘ信号を入力する最終段駆動回路１３１を備えており、この最終段駆動回路１３１は、Ｔｘ信号に応じた駆動信号を出力するための２つの出力端子Ｄｒ−Ｈ，Ｄｒ−Ｌを有している。このうち、出力端子Ｄｒ−Ｈは、ダイオード１３４を介して第１通信線１１に接続されたトランジスタ１３２（ＰチャネルＭＯＳＦＥＴ）のゲートに接続されている。一方、出力端子Ｄｒ−Ｌは、ダイオード１３５を介して第２通信線１２に接続されたトランジスタ１３３（ＮチャネルＭＯＳＦＥＴ）のゲートに接続されている。

具体的には、トランジスタ１３２は、ソースが定電圧電源（５Ｖ）に、ドレインがダイオード１３４のアノードにそれぞれ接続されており、このダイオード１３４のカソードは第１通信線１１に接続されている。また、トランジスタ１３３は、ドレインがダイオード１３５のカソードに、ソースがグランド（０Ｖ）にそれぞれ接続されており、このダイオード１３５のアノードは第２通信線１２に接続されている。なお、ダイオード１３４，１３５は、第１通信線１１及び第２通信線１２に重畳するノイズからトランスミッタ１３０の内部回路を保護する役割を持つものである。

ここで、トランスミッタ１３０の回路動作について説明する。図４は、トランスミッタ１３０に関する動作波形図である。
通信コントローラ１１０は、レセッシブを表す通信信号をバス１０を介して送信しようとする場合にはローレベル（Ｌ）のＴｘ信号を出力し、ドミナントを表す通信信号をバス１０を介して送信しようとする場合にはハイレベル（Ｈ）のＴｘ信号を出力する。

そして、最終段駆動回路１３１は、通信コントローラ１１０からローレベル（レセッシブ）のＴｘ信号を入力している状態では、出力端子Ｄｒ−Ｈからハイレベルの駆動信号を出力するとともに、出力端子Ｄｒ−Ｌからローレベルの駆動信号を出力する。この状態では、トランジスタ１３２，１３３がいずれもオフ状態となり、（他のＥＣＵ１００による送信処理を考慮しなければ）第１通信線１１と第２通信線１２との間に電流が流れないためこれらの電位差がゼロになる（レセッシブ状態）。

一方、最終段駆動回路１３１は、通信コントローラ１１０からハイレベル（ドミナント）のＴｘ信号を入力している状態では、出力端子Ｄｒ−Ｈからローレベルの駆動信号を出力するとともに、出力端子Ｄｒ−Ｌからハイレベルの駆動信号を出力する。この状態では、トランジスタ１３２，１３３がいずれもオン状態となり、第１通信線１１と第２通信線１２との間に挿入される終端抵抗１５０を介してトランジスタ１３２側からトランジスタ１３３側へ電流が流れ、終端抵抗１５０の両端に電位差が生じる（ドミナント状態）。

以上のように、通信コントローラ１１０から出力されるＴｘ信号が、トランスミッタ１３０によって第１通信線１１及び第２通信線１２の差動信号（通信信号）に変換される。
［１−４．レシーバの構成］
次に、レシーバ１４０の構成について説明する。図５は、レシーバ１４０の回路構成図である。

このレシーバ１４０は、第１通信線１１の電位Ｓｉｇ−Ｈが非反転入力端子（＋端子）から入力されるとともに第２通信線１２の電位Ｓｉｇ−Ｌが反転入力端子（−端子）から入力され、これらの電位差が通信信号復調用のしきい値を上回る状態でハイレベルの信号を出力し、その電位差がしきい値以下の状態でローレベルの信号を出力するコンパレータ（比較器）１４１を備えている。そして、このコンパレータ１４１の出力信号がＲｘ信号として通信コントローラ１１０のＲｘ端子に入力され、通信コントローラ１１０においてはハイレベルのＲｘ信号がドミナントとして判定され、ローレベルの受信信号がレセッシブとして判定される。

また、レシーバ１４０は、コンパレータ１４１から出力された信号を論理反転するインバータ１４２と、このインバータ１４２の後段に設けられた一定パルス幅検出回路１４３と、この一定パルス幅検出回路１４３の後段に設けられたワンショットトリガタイマ回路１４４と、第１通信線１１と第２通信線１２との間に接続されワンショットトリガタイマ回路１４４によりオン／オフされるアナログスイッチ１４５とを備えている。

一定パルス幅検出回路１４３は、入力電圧が１ビット時間よりも短い一定時間Ｔ１の間ローレベルに維持されることによりハイレベルの信号を出力し、その後に入力電圧がハイレベルに変化したタイミングで出力信号をローレベルに変化させる回路である。

図６は、一例としての一定パルス幅検出回路１４３の回路構成図である。この一定パルス幅検出回路１４３は、入力電圧を分圧する分圧抵抗１６１，１６２によりベース電位が生成されるスイッチング用のトランジスタ１６３と、トランジスタ１６３のコレクタ及びエミッタに両端が接続されたコンデンサ１６４と、コンデンサ１６４に定電流を供給する定電流源１６５と、非反転入力端子（＋端子）がコンデンサ１６４を介してグランドに接続されるとともに、分圧抵抗１６６，１６７により生成されるしきい値電位が反転入力端子（−端子）に入力されるコンパレータ（比較器）１６８とを備えている。

ここで、一定パルス幅検出回路１４３の回路動作について説明する。図７は、一定パルス幅検出回路１４３に関する動作波形図である。
一定パルス幅検出回路１４３の入力電圧がハイレベル（Ｒｘ信号がローレベル）の状態では、トランジスタ１６３がオン状態であり、コンパレータ１６８の非反転入力端子（＋端子）の電位は０となっている。

この状態から入力電圧がローレベル（Ｒｘ信号がハイレベル）に変化すると（図７に示すタイミングＴａ）、トランジスタ１６３がオフ状態となり、定電流源１６５から供給される定電流によってコンデンサ１６４に一定速度で電荷が蓄積（充電）される。そして、一定時間が経過すると、コンパレータ１６８の非反転入力端子（＋端子）に入力される電位が、反転入力端子（−端子）に入力されるしきい値電位を越え（図７に示すタイミングＴｂ）、コンパレータ１６８の出力（一定パルス幅検出回路１４３の出力電圧）がローレベルからハイレベルに変化する。なお、コンデンサ１６４の充電速度は通信信号の１ビット時間よりも短く、かつバス１０に重畳するノイズや反射波の１周期幅を鑑みて設計上決定される。具体的には、反射波の発生する期間を予測してその期間がカバーされる時間に設定してもよく、また、反射波の発生予測期間に関係なく１ビット時間よりも短い範囲でできるだけ長い時間に設定してもよい。

その後、入力電圧がハイレベル（Ｒｘ信号がローレベル）に変化すると（図７に示すタイミングＴｃ）、トランジスタ１６３がオン状態となるため、コンデンサ１６４に蓄積された電荷が放電され、一気にゼロ電位に変化し、コンパレータ１６８の出力がハイレベルからローレベルに変化する。なお、このハイレベルからローレベルへの変化が、次段のワンショットトリガタイマ回路１４４のトリガ信号となる。

図５に戻り、ワンショットトリガタイマ回路１４４は、入力電圧がハイレベルからローレベルに変化したタイミングで１ビット時間よりも短い一定時間Ｔ２の間ハイレベルの信号を出力する回路である。なお、この種の回路は一般的に利用されており、例えばナショナルセミコンダクター社のＬＭＣ５５５（ＣＭＯＳタイマ）などを用いることができる。

ここで、レシーバ１４０の回路動作について説明する。図８は、レシーバ１４０に関する動作波形図である。
他のＥＣＵ１００のトランスミッタ１３０からバス１０へ出力された差動信号（通信信号）は、レシーバ１４０に入力される。この差動信号がレセッシブの状態では、コンパレータ１４１の非反転入力端子（＋端子）と反転入力端子（−端子）との電位差がしきい値以下となっており、コンパレータ１４１の出力信号（Ｒｘ信号）はローレベルとなっている。

この状態から差動信号がドミナントに変化すると（図８に示すタイミングＴｄ）、コンパレータ１４１の非反転入力端子（＋端子）と反転入力端子（−端子）との電位差がしきい値を上回り、コンパレータ１４１の出力信号（Ｒｘ信号）がハイレベルとなる。そして、この状態が一定時間Ｔ１以上継続することにより、一定パルス幅検出回路１４３の出力信号がローレベルからハイレベルに変化する（図８に示すタイミングＴｅ）。

その後、差動信号がレセッシブに変化すると（図８に示すタイミングＴｆ）、コンパレータ１４１の出力信号（Ｒｘ信号）がローレベルとなり、一定パルス幅検出回路１４３の出力信号がハイレベルからローレベルに変化する。これにより、ワンショットトリガタイマ回路１４４の出力信号が一定時間Ｔ２の間ハイレベルに維持され、この間はアナログスイッチ１４５がオン状態となり、第１通信線１１と第２通信線１２との間が短絡されてインピーダンスがほぼゼロになる。したがって、この一定時間Ｔ２の間はコンパレータ１４１の出力信号（Ｒｘ信号）が強制的にローレベル（レセッシブ）に維持されることとなる。

［１−５．効果］
以上説明したように、第１実施形態の通信システムでは、ＥＣＵ１００の備えるレシーバ１４０が、バス１０を介して受信される通信信号がドミナント及びレセッシブのうちのいずれを表すものであるかを判定し、判定結果を表すＲｘ信号を通信コントローラ１１０へ出力する。ただし、レシーバ１４０は、バス１０を介して受信される通信信号に基づきドミナントからレセッシブへの変化を検出した時点から一定時間Ｔ２の間は、バス１０を介して受信される通信信号に関係なく、強制的にレセッシブを表す信号をＲｘ信号として通信コントローラ１１０へ出力する。

具体的には、コンパレータ１４１が、第１通信線１１及び第２通信線１２の電位差がしきい値を上回る場合（バス１０の電位がドミナントであるとの判定条件を満たす場合）にドミナントを表す信号（ハイレベルの信号）をＲｘ信号として通信コントローラ１１０へ出力し、その電位差がしきい値以下である場合（バス１０の電位がレセッシブであるとの判定条件を満たす場合）にレセッシブを表す信号（ローレベルの信号）をＲｘ信号として通信コントローラ１１０へ出力する。また、ワンショットトリガタイマ回路１４４が、ドミナントからレセッシブへの変化を検出した時点から一定時間Ｔ２の間はハイレベルの信号を出力し、アナログスイッチ１４５をオン状態にして第１通信線１１及び第２通信線１２を短絡する。

このような第１実施形態の通信システムによれば、反射波の影響による通信信号の誤判定を生じにくくすることができる。
すなわち、本実施形態のように、バス１０に電流を流すことによりドミナントを表す通信信号をバス１０を介して送信し、バス１０に電流を流さないことによりレセッシブを表す通信信号をバス１０を介して送信する構成の通信システムでは、誤判定の原因となるような反射波はドミナントからレセッシブへの変化時に発生する。その理由は、トランスミッタ１３０の出力段のインピーダンスの違いである。具体的には、トランスミッタ１３０は、レセッシブでは最終駆動段がハイインピーダンスとなり、ドミナントではローインピーダンスとなる。反射波はバス１０のインピーダンスとトランスミッタ１３０のインピーダンスとの差が大きいほど大きくなるため、レセッシブからドミナントへの変化時よりも、ドミナントからレセッシブへの変化時の方が反射波の波高値が大きくなるのである。

したがって、差動信号がドミナントからレセッシブへ変化したタイミングで反射波の影響により第１通信線１１及び第２通信線１２にハンチング信号（図８に点線で示す信号）が発生し得るが、ドミナントからレセッシブへの変化を検出した時点から一定時間Ｔ２の間は、バス１０を介して受信される通信信号に関係なく、レセッシブを表す信号をＲｘ信号として通信コントローラ１１０へ出力するようにしているため、反射波の影響によりレセッシブを表す通信信号がドミナントと誤判定されてしまうことを防ぐことができる。

しかも、本実施形態の通信システムでは、一定パルス幅検出回路１４３が、コンパレータ１４１により出力される信号が一定時間Ｔ１以上ドミナントを維持した後にレセッシブへ変化した場合にワンショットトリガタイマ回路１４４を動作させるようにしているため、ノイズ等による通信信号の一時的な変化がドミナントからレセッシブへの変化として誤検出されてしまうことを防ぐことができる。

［１−６．特許請求の範囲との対応］
なお、第１実施形態の通信システムでは、ＥＣＵ１００が通信装置に相当し、通信コントローラ１１０が通信制御装置に相当し、トランシーバ１２０が通信信号処理装置に相当し、トランスミッタ１３０が送信信号処理手段に相当し、レシーバ１４０が受信信号処理手段に相当する。また、コンパレータ１４１が信号復調手段に相当し、一定パルス幅検出回路１４３及びワンショットトリガタイマ回路１４４が固定信号出力手段に相当し、アナログスイッチ１４５が短絡手段に相当する。また、一定時間Ｔ１が安定検出期間に相当し、一定時間Ｔ２が信号維持期間に相当し、ワンショットトリガタイマ回路１４４が出力するハイレベルの信号が短絡指示信号に相当する。

［２．第２実施形態］
次に、第２実施形態の通信システムについて説明する。
第２実施形態の通信システムは、基本的な構成は第１実施形態の通信システムと同様であり、各ＥＣＵ１００が、図５に示したレシーバ１４０に代えて、図９に示すレシーバ２４０を備える点で相違する。なお、第１実施形態と共通する構成については符号を流用して説明を省略する。

図９に示すレシーバ２４０は、図５に示すレシーバ１４０と対比すると、アナログスイッチ１４５を備えていない点と、インバータ１４２の出力信号及びワンショットトリガタイマ回路１４４の出力信号が入力されるＮＯＲ回路２４６を備えている点とが相違する。そして、このレシーバ２４０では、ＮＯＲ回路２４６の出力信号がＲｘ信号として通信コントローラ１１０のＲｘ端子に入力される。

ここで、レシーバ２４０の回路動作について説明する。図１０は、レシーバ２４０に関する動作波形図である。
差動信号がレセッシブの状態では、コンパレータ１４１の非反転入力端子（＋端子）と反転入力端子（−端子）との電位差がしきい値以下となっており、コンパレータ１４１の反転出力信号（インバータ１４２の出力信号）はハイレベルとなっている。

この状態から差動信号がドミナントに変化すると（図１０に示すタイミングＴｇ）、コンパレータ１４１の非反転入力端子（＋端子）と反転入力端子（−端子）との電位差がしきい値を上回り、コンパレータ１４１の反転出力信号がローレベルとなる。そして、この状態が一定時間Ｔ１の間継続することにより、一定パルス幅検出回路１４３の出力信号がローレベルからハイレベルに変化する（図１０に示すタイミングＴｈ）。

その後、差動信号がレセッシブに変化すると（図１０に示すタイミングＴｉ）、コンパレータ１４１の反転出力信号がハイレベルとなるが、ドミナントからレセッシブへの変化時に発生する反射波の影響によりハンチング信号が発生する。ただし、一定パルス幅検出回路１４３の出力信号は、コンパレータ１４１の反転出力信号がハイレベルとなったタイミングでハイレベルからローレベルに変化してその状態が維持され、これによりワンショットトリガタイマ回路１４４の出力信号が一定時間Ｔ２の間ハイレベルに維持される。したがって、一定時間Ｔ２の間は、コンパレータ１４１の反転出力信号のハンチング信号がＲｘ信号として表れないようにマスクされ、Ｒｘ信号がローレベルに維持される。

以上説明したように、第２実施形態の通信システムでは、コンパレータ１４１及びインバータ１４２が、第１通信線１１及び第２通信線１２の電位差がしきい値を上回る場合（バス１０の電位がドミナントであるとの判定条件を満たす場合）にドミナントを表す信号（ＮＯＲ回路２４６の入力側ではローレベルの信号）を出力し、その電位差がしきい値以下である場合（バス１０の電位がレセッシブであるとの判定条件を満たす場合）にレセッシブを表す信号（ＮＯＲ回路２４６の入力側ではハイレベルの信号）を出力する。また、ワンショットトリガタイマ回路１４４が、ドミナントからレセッシブへの変化を検出した時点から一定時間Ｔ２の間は、レセッシブを表す信号（ＮＯＲ回路２４６の入力側ではハイレベルの信号）を出力し、それ以外の期間はドミナントを表す信号（ＮＯＲ回路２４６の入力側ではローレベルの信号）を出力する。そして、ＮＯＲ回路２４６が、インバータ１４２により出力される信号とワンショットトリガタイマ回路１４４により出力される信号とを入力し、ワンショットトリガタイマ回路１４４からの信号がドミナントを表す場合にはインバータ１４２からの信号をＲｘ信号として通信コントローラ１１０へ出力し、ワンショットトリガタイマ回路１４４からの信号がレセッシブを表す場合にはそのレセッシブを表す信号をＲｘ信号として通信コントローラ１１０へ出力する。

このような第２実施形態の通信システムによっても、第１実施形態の通信システムと同様の効果を得ることができる。
なお、第２実施形態の通信システムでは、ＥＣＵ１００が通信装置に相当し、通信コントローラ１１０が通信制御装置に相当し、トランシーバ１２０が通信信号処理装置に相当し、トランスミッタ１３０が送信信号処理手段に相当し、レシーバ２４０が受信信号処理手段に相当する。また、コンパレータ１４１及びインバータ１４２が信号復調手段に相当し、一定パルス幅検出回路１４３及びワンショットトリガタイマ回路１４４が固定信号出力手段に相当し、ＮＯＲ回路２４６が信号選択手段に相当する。また、一定時間Ｔ１が安定検出期間に相当し、一定時間Ｔ２が信号維持期間に相当する。

［３．第３実施形態］
次に、第３実施形態の通信システムについて説明する。
第３実施形態の通信システムは、基本的な構成は第１実施形態の通信システムと同様であり、２線式通信線に代えて単線の通信線であるバス３０を用いる点で相違する。また、この相違点に伴い、第３実施形態の通信システムを構成する各ＥＣＵ１００は、図２に示したトランシーバ１２０に代えて、図１１に示すトランシーバ３２０を備えている。なお、第１実施形態と共通する構成については符号を流用して説明を省略する。

トランシーバ３２０は、トランスミッタ３３０及びレシーバ３４０を備えており、これらはそれぞれがバス３０に接続されている。なお、バス３０は、終端抵抗３５０を介してグランド（０Ｖ）に接続されている。

次に、トランスミッタ３３０の構成について説明する。図１２は、トランスミッタ３３０の回路構成図である。
このトランスミッタ３３０は、通信コントローラ１１０からＴｘ信号を入力する最終段駆動回路３３１を備えている。この最終段駆動回路３３１は、ダイオード３３３を介してバス３０に接続されたトランジスタ３３２（ＰチャネルＭＯＳＦＥＴ）のゲートに接続されている。このトランジスタ３３２は、ソースが定電圧電源（５Ｖ）に、ドレインがダイオード３３３のアノードにそれぞれ接続されており、このダイオード３３３のカソードはバス３０に接続されている。なお、ダイオード３３３は、バス３０に重畳するノイズからトランスミッタ３３０の内部回路を保護する役割を持つものである。

次に、レシーバ３４０の構成について説明する。図１３は、レシーバ３４０の回路構成図である。
レシーバ３４０は、第１実施形態のレシーバ１４０と対比すると、アナログスイッチ１４５がバス３０とグランドとの間に接続されている点と、図５に示すコンパレータ１４１に代えて、図１３に示すコンパレータ３４１を備えている点とが相違し、その他の構成は共通する。

コンパレータ３４１は、バス３０の電位Ｓｉｇが非反転入力端子（＋端子）に入力されるとともに分圧抵抗３４２，３４３により生成される通信信号復調用のしきい値電位が反転入力端子（−端子）に入力され、バス３０の電位Ｓｉｇがしきい値電位以下の状態でローレベルの信号を出力し、バス３０の電位Ｓｉｇがしきい値電位を越えた状態でハイレベルの信号を出力する。

ここで、トランスミッタ３３０及びレシーバ３４０の回路動作について説明する。図１４は、トランスミッタ３３０及びレシーバ３４０に関する動作波形図である。
通信コントローラ１１０は、レセッシブを表す信号を送信したい場合にはローレベル（Ｌ）のＴｘ信号を出力し、ドミナントを表す信号を送信したい場合にはハイレベル（Ｈ）のＴｘ信号を出力する。

そして、トランスミッタ３３０では、最終段駆動回路３３１が、通信コントローラ１１０からローレベル（レセッシブ）のＴｘ信号を入力している状態では、出力端子からハイレベルの駆動信号を出力する。この状態では、トランジスタ３３２がオフ状態となり、（他のＥＣＵ１００による送信処理を考慮しなければ）バス３０の電位Ｓｉｇがゼロになる（レセッシブ状態）。

一方、最終段駆動回路３３１は、通信コントローラ１１０からハイレベル（ドミナント）のＴｘ信号を入力している状態では、出力端子からローレベルの駆動信号を出力する。この状態では、トランジスタ３３２がオン状態となり、バス３０の電位Ｓｉｇがレセッシブ状態（０Ｖ）よりも５Ｖに近い値になる（ドミナント状態）。なお、ドミナント状態でのバス３０の電位Ｓｉｇは、５Ｖからダイオード３３３の順方向電圧を差し引いた電圧を、終端抵抗３５０とトランジスタ３３２のオン抵抗とで分圧した値となる。

以上のように、通信コントローラ１１０から出力されるＴｘ信号が、トランスミッタ３３０によってバス３０の電位Ｓｉｇに変換される。
一方、レシーバ３４０では、バス３０の電位Ｓｉｇがレセッシブの状態（０Ｖ）でのコンパレータ３４１の出力信号（Ｒｘ信号）はローレベルとなっている。

この状態からバス３０の電位Ｓｉｇがドミナント（５Ｖ）に変化すると（図１４に示すタイミングＴｊ）、コンパレータ３４１の出力信号（Ｒｘ信号）がハイレベルとなり、この状態が一定時間Ｔ１の間継続することにより、一定パルス幅検出回路１４３の出力信号がローレベルからハイレベルに変化する（図１４に示すタイミングＴｋ）。

その後、バス３０の電位Ｓｉｇがレセッシブ（０Ｖ）に変化すると（図１４に示すタイミングＴｌ）、コンパレータ３４１の出力信号（Ｒｘ信号）がローレベルとなり、一定パルス幅検出回路１４３の出力信号がハイレベルからローレベルに変化する。これにより、ワンショットトリガタイマ回路１４４の出力信号が一定時間Ｔ２の間ハイレベルに維持され、この間はアナログスイッチ１４５がオン状態となり、バス３０とグランドが短絡されて電位Ｓｉｇがほぼゼロになる。したがって、この一定時間Ｔ２の間はコンパレータ１４１の出力信号（Ｒｘ信号）が強制的にローレベルに維持されることとなる。

以上説明したように、第３実施形態の通信システムでは、コンパレータ３４１が、バス３０の電位がしきい値を上回る場合（バス３０の電位がドミナントであるとの判定条件を満たす場合）にドミナントを表す信号（ハイレベルの信号）をＲｘ信号として通信コントローラ１１０へ出力し、その電位がしきい値以下である場合（バス３０の電位がレセッシブであるとの判定条件を満たす場合）にレセッシブを表す信号（ローレベルの信号）をＲｘ信号として通信コントローラ１１０へ出力する。また、ワンショットトリガタイマ回路１４４が、ドミナントからレセッシブへの変化を検出した時点から一定時間Ｔ２の間はハイレベルの信号を出力し、アナログスイッチ１４５をオン状態にしてバス３０をグランドに短絡する。

このような第３実施形態の通信システムによっても、第１実施形態の通信システムと同様の効果を得ることができる。
なお、第３実施形態の通信システムでは、ＥＣＵ１００が通信装置に相当し、通信コントローラ１１０が通信制御装置に相当し、トランシーバ３２０が通信信号処理装置に相当し、トランスミッタ３３０が送信信号処理手段に相当し、レシーバ３４０が受信信号処理手段に相当する。また、コンパレータ３４１が信号復調手段に相当し、一定パルス幅検出回路１４３及びワンショットトリガタイマ回路１４４が固定信号出力手段に相当し、アナログスイッチ１４５が短絡手段に相当する。また、一定時間Ｔ１が安定検出期間に相当し、一定時間Ｔ２が信号維持期間に相当し、ワンショットトリガタイマ回路１４４が出力するハイレベルの信号が短絡指示信号に相当する。

［４．他の形態］
以上、本発明の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ことなく、種々の形態を採り得ることは言うまでもない。

例えば、上記第３実施形態の通信システムは、上記第１実施形態の通信システムの構成を単線通信に適用したものであるが、これと同様に、上記第２実施形態の通信システムの構成を単線通信に適用することも可能である。

また、上記各実施形態の通信システムでは、ドミナントからレセッシブへの変化時にのみＲｘ信号を一定時間Ｔ２の間強制的にレセッシブを表す信号に固定するようにしているが、これに加えて、レセッシブからドミナントへの変化時にはＲｘ信号を一定時間Ｔ２の間強制的にドミナントを表す信号に固定するようにしてもよい。このようにすれば、レセッシブからドミナントへの変化時に発生する反射波の影響による通信信号の誤判定についても防止することができる。

さらに、上記各実施形態の通信システムでは、一定パルス幅検出回路１４３を有する構成を例示したが、これに限定されるものではなく、通信システムの構成によっては、一定パルス幅検出回路１４３を有しない構成とすることも可能である。

一方、上記各実施形態では、車両用の通信システムに本発明を適用した構成を例示したが、これ以外の通信システムにも本発明は適用可能である。

１０，３０…バス、１１…第１通信線、１２…第２通信線、１００…ＥＣＵ、１１０…通信コントローラ、１２０，３２０…トランシーバ、１３０，３３０…トランスミッタ、１３１，３３１…最終段駆動回路、１４０，２４０，３４０…レシーバ、１４１，３４１…コンパレータ、１４２…インバータ、１４３…一定パルス幅検出回路、１４４…ワンショットトリガタイマ回路、１４５…アナログスイッチ、１５０，３５０…終端抵抗、２４６…ＮＯＲ回路

Claims (6)

1. 複数の通信装置が共通の通信線を介して通信信号を送受信する通信システムを構築する前記通信装置において、当該通信装置内に設けられ通信制御のための処理を実行する通信制御装置と前記通信線との間のインタフェースとして機能する通信信号処理装置であって、
   前記通信制御装置から出力される送信信号に従い、前記通信線に電流を流すことによりドミナントを表す通信信号を通信線を介して送信し、前記通信線に電流を流さないことによりレセッシブを表す通信信号を通信線を介して送信する送信信号処理手段と、
   前記通信線を介して受信される通信信号がドミナント及びレセッシブのうちのいずれを表すものであるかを判定し、判定結果を表す受信信号を前記通信制御装置へ出力する受信信号処理手段と、
   を備え、
   前記受信信号処理手段は、前記通信線を介して受信される通信信号に基づきドミナントからレセッシブへの変化を検出した時点から所定の信号維持期間の間は、前記通信線を介して受信される通信信号に関係なく、レセッシブを表す信号を前記受信信号として前記通信制御装置へ出力すること
   を特徴とする通信信号処理装置。
2. 前記通信線は第１通信線及び第２通信線からなる２線式のものであり、
   前記受信信号処理手段は、
   前記第１通信線及び前記第２通信線の電位差が所定のしきい値を上回る場合にドミナントを表す信号を前記受信信号として前記通信制御装置へ出力し、その電位差が前記しきい値以下である場合にレセッシブを表す信号を前記受信信号として前記通信制御装置へ出力する信号復調手段と、
   前記信号復調手段により出力される信号に基づきドミナントからレセッシブへの変化を検出した時点から前記信号維持期間の間は、それ以外の期間とは異なる短絡指示信号を出力する固定信号出力手段と、
   前記固定信号出力手段により前記短絡指示信号が出力されている間は、前記信号復調手段に前記第１通信線及び前記第２通信線の各電位を入力するための２本の入力ラインを短絡する短絡手段と、
   を備えることを特徴とする請求項１に記載の通信信号処理装置。
3. 前記受信信号処理手段は、
   前記通信線の電位がドミナントであるとの判定条件を満たす場合にドミナントを表す信号を出力し、その電位がレセッシブであるとの判定条件を満たす場合にレセッシブを表す信号を出力する信号復調手段と、
   前記信号復調手段により出力される信号に基づきドミナントからレセッシブへの変化を検出した時点から前記信号維持期間の間はレセッシブを表す信号を出力し、それ以外の期間はドミナントを表す信号を出力する固定信号出力手段と、
   前記信号復調手段により出力される信号と前記固定信号出力手段により出力される信号とを入力し、前記固定信号出力手段からの信号がドミナントを表す場合には前記信号復調手段からの信号を前記受信信号として前記通信制御装置へ出力し、前記固定信号出力手段からの信号がレセッシブを表す場合にはそのレセッシブを表す信号を前記受信信号として前記通信制御装置へ出力する信号選択手段と、
   を備えることを特徴とする請求項１に記載の通信信号処理装置。
4. 前記通信線は単線式のものであり、
   前記受信信号処理手段は、
   前記通信線の電位が所定のしきい値を上回る場合にドミナントを表す信号を前記受信信号として前記通信制御装置へ出力し、その電位が前記しきい値以下である場合にレセッシブを表す信号を前記受信信号として前記通信制御装置へ出力する信号復調手段と、
   前記信号復調手段により出力される信号に基づきドミナントからレセッシブへの変化を検出した時点から前記信号維持期間の間は、それ以外の期間とは異なる短絡指示信号を出力する固定信号出力手段と、
   前記固定信号出力手段により前記短絡指示信号が出力されている間は、前記信号復調手段に前記通信線の電位を入力するための入力ラインをレセッシブ電位に短絡する短絡手段と、
   を備えることを特徴とする請求項１に記載の通信信号処理装置。
5. 前記固定信号出力手段は、前記信号復調手段により出力される信号が所定の安定検出期間以上ドミナントを維持した後にレセッシブへ変化した場合に、その変化を前記ドミナントからレセッシブへの変化として検出すること
   を特徴とする請求項２から請求項４までのいずれか１項に記載の通信信号処理装置。
6. 請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の通信信号処理装置を備えること
   を特徴とする通信装置。

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