多重通信システム
【課題】通信バスが正常な間は通信バスのバイアスレベルを正常な値に維持しながら、通信バスに故障が発生したときには、バイアスレベルを補正することによる悪影響によって受信側の通信装置が誤動作するといった不都合を未然に防止する。
【解決手段】通信バス１０が正常な状態では、電流検出回路２４によって通信バス１０を流れる電流の状態を検出して、その検出結果に基づいてバイアス補正回路２５を動作させることによって、何れかの通信ノードの電源がオフされている場合のリーク電流に起因してバイアスレベルが低下することを防止するとともに、通信バス１０を構成する第１ライン１１または第２ライン１２に断線等の故障が発生したときには、受信判断回路２６によってその故障を検出して、バイアス補正禁止回路２７がバイアス補正回路２５による補正動作を禁止する。
【解決手段】通信バス１０が正常な状態では、電流検出回路２４によって通信バス１０を流れる電流の状態を検出して、その検出結果に基づいてバイアス補正回路２５を動作させることによって、何れかの通信ノードの電源がオフされている場合のリーク電流に起因してバイアスレベルが低下することを防止するとともに、通信バス１０を構成する第１ライン１１または第２ライン１２に断線等の故障が発生したときには、受信判断回路２６によってその故障を検出して、バイアス補正禁止回路２７がバイアス補正回路２５による補正動作を禁止する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２本の電線によって構成される通信バスで複数の通信装置を接続した多重通信システムに関し、特に通信バスの故障時における通信装置の誤動作を低減させるための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数の通信装置を２本の電線から構成される通信バスで接続し、これら通信バスの２本の電線の電位差によって、複数の通信装置間で信号を伝送する多重通信システムが知られており、例えば、車両内部の電子制御装置間で情報を転送するためのネットワーク（ＣＡＮ：Controller Area Network）などとして実用化されている。
【０００３】
以上のような多重通信システムは、例えばＣＡＮの例では、通信バスを構成する２本の電線の１方をトランジスタを介して３．５Ｖの電源に接続し、他方をトランジスタを介して１．５Ｖの電源に接続している。また、これら２本の電線は、バイアス回路によって２．５Ｖにバイアスされるようにしている。そして、この多重通信システムは、トランジスタをオンさせることで２本の電線間に２Ｖの電位差を持たせるか、或いはトランジスタをオフさせることで２本の電線間の電位差を０Ｖにするかを切り替えることで、信号を伝送する仕組みとなっている。
【０００４】
ところで、以上のような多重通信システムにおいては、通信バスで接続された複数の通信装置の中で何れかの電源がオフされている状態で他の通信装置間で通信を行った場合、電源がオフされている通信装置への流入電流が増大することによって、通信バスのバイアスレベル低下という現象が生じることが分かってきた。そこで、このような通信バスのバイアスレベル低下を抑制することを目的として、通信バスの２本の電線を流れる電流方向または電流の存在を検出し、その検出結果に応じてバイアスレベルを補正することによって、通信バスのバイアスレベルが適正値に保たれるようにするという技術が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００４−２４７８２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した特許文献１に記載の技術では、通信バスを構成する何れかの電線に断線等の故障が生じた場合、故障が生じた電線に対してもバイアス補正をかけてしまうために、故障が生じた電線に接続された通信装置から何らかの信号を送信したときに電位差が不安定な信号を送信してしまうことになるため、受信側の通信装置での論理判定が不安定な状態となって、誤動作の要因となるといった不都合が懸念される。
【０００６】
本発明は、以上のような従来技術が有する問題点を解消すべく創案されたものであって、通信バスが正常な間は通信バスのバイアスレベルを正常な値に維持しつつ、通信バスに故障が発生したときには、バイアスレベルを補正することによる悪影響によって受信側の通信装置が誤動作するといった不都合を未然に防止することが可能な多重通信システムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る多重通信システムでは、前記目的を達成するために、通信バスを構成する第１の電線と第２の電線との何れかの故障を検出する電線故障検出手段と、この電線故障検出手段によって第１の電線または第２の電線の故障が検出されたときに、通信バスのバイアスレベルを補正するバイアス補正回路による補正動作を禁止するバイアス補正禁止手段とを設け、通信バスを構成する第１の電線と第２の電線との何れかに故障が生じたときは、通信バスのバイアスレベルを補正しないようにしている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、通信バスを構成する第１の電線と第２の電線との何れかに故障が生じたときにバイアス補正回路による補正動作を禁止することで、通信バスが正常な間は通信バスのバイアスレベルを正常な値に維持しながら、通信バスに故障が発生したときには、バイアスレベルを補正することによる悪影響によって受信側の通信装置が誤動作するといった不都合を未然に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の具体的な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１０】
（第１の実施形態）
まず、本発明を適用した第１の実施形態の多重通信システムについて説明する。図１は本実施形態の多重通信システムの構成図である。この多重通信システムは、車両内部の電子制御装置間で情報を転送するシステムであるＣＡＮへの適用例であり、図１に示すように、複数の通信ノード（ここでは第１〜第４の４つの通信ノード１，２，３，４）が、第１ライン１１及び第２ライン１２の２本の電線からなる通信バス１０によって接続された構成とされ、４つの通信ノード１，２，３，４間で通信ライン１０を介して信号の送受信を行うものである。
【００１１】
通信ライン１０は、終端抵抗１３，１４で第１ライン１１及び第２ライン１２の２本の電線の両端部を結んだ幹線と、この幹線から各通信ノード１，２，３，４へと分岐する枝線とを有している。なお、以下、通信ライン１０の幹線と枝線とを区別して説明する場合には、便宜上、第１通信ノード１へと分岐する枝線の第１ライン１１を第１ライン１１ａ、第２ライン１２を第２ライン１２ａと表記し、第２通信ノード１へと分岐する枝線の第１ライン１１を第１ライン１１ｂ、第２ライン１２を第２ライン１２ｂと表記し、第３通信ノード３へと分岐する枝線の第１ライン１１を第１ライン１１ｃ、第２ライン１２を第２ライン１２ｃと表記し、第４通信ノード４へと分岐する枝線の第１ライン１１を第１ライン１１ｄ、第２ライン１２を第２ライン１２ｄと表記する。
【００１２】
本実施形態の多重通信システムにおいて、通信ライン１０で接続される４つの通信ノード１，２，３，４は、通信に関わる部分の構成が互いに共通となっている。以下、第１通信ノード１を代表として例に挙げて、各通信ノード内部の通信に関わる部分の構成を説明する。
【００１３】
第１通信ノード１の内部には、バイアス回路２１、送信回路２２、受信回路２３、電流検出回路２４、バイアス補正回路２５が設けられている。また、特に本実施形態の多重通信システムにおいては、第１通信ノード１の内部に、さらに、受信判断回路２６と、バイアス補正禁止回路２７とが設けられている。
【００１４】
バイアス回路２１は、第１通信ノード１内の第１ライン１１ａと第２ライン１２ａとを２．５Ｖにバイアスしている。
【００１５】
送信回路２２は、３．５Ｖ電源と第１ライン１１ａとの間に設けられたトランジスタ２８と、１．５Ｖ電源と第２ライン１２ａとの間に設けられたトランジスタ２９とを有し、これらトランジスタ２８，２９のオンオフ制御により、送信信号を出力する。すなわち、この送信回路２２は、２つのトランジスタ２８，２９を同時にオンして通信バス１０の終端抵抗１３，１４に電流を流すことにより、第１ライン１１ａを３．５Ｖ、第２ライン１２ａを１．５Ｖとし、これら２線間に２Ｖの電位差をもたせるか、或いは、２つのトランジスタ２８，２９をオフすることで、第１ライン１１ａと第２ライン１２ａの双方を２．５Ｖとし、これら２線間の電位差を０Ｖにすることで、論理値を出力する。具体的には、この送信回路２２は、第１ライン１１ａと第２ライン１２ａとの間に２Ｖの電位差をもたせた状態を論理値［０］、第１ライン１１ａと第２ライン１２ａとの間に電位差がない状態を論理値［１］として、この論理値を送信信号として出力する。
【００１６】
受信回路２３は、第１通信ノード１内の第１ライン１１ａと第２ライン１２ａとの間の電位差の有無を判定することによって、他の通信ノードから送信された信号（論理値［０］または［１］）を受信する。
【００１７】
電流検出回路２４は、第１ライン１１ａに直列に接続された抵抗３１、第２ライン１２ａに直列に接続された抵抗３２のそれぞれの両端（合計４箇所）の電圧を電圧比較器３３に入力することで、第１ライン１１ａおよび第２ライン１２ａの電流状態を検出する。
【００１８】
バイアス補正回路２５は、プルダウン抵抗３４，３５、プルアップ抵抗３６，３７にて第１ライン１１ａおよび第２ライン１２ａのレセッシブ電位（バイアスレベル）を２．５Ｖに保持し、電流検出回路２４によって検出された検出信号に基づいてレセッシブ電位（バイアスレベル）の低下を検出すると、スイッチ３８，３９をオンし、プルアップ抵抗４０，４１を接続して電流をソースすることによりバイアスレベルの補正を行う。
【００１９】
受信判断回路２６は、受信回路２３により受信される信号を判定することで、第１ライン１１ａまたは第２ライン１２ａの断線等の故障を検出するものである。具体的には、この受信判断回路２６は、通信バス１０を流れて受信回路２３により受信されるはずの信号ＩＤ（信号の識別情報）を予め記憶しており、この記憶している信号ＩＤと受信回路２３で実際に受信された信号の信号ＩＤとを比較して、受信信号に欠落が生じていないかどうかを判定する。そして、受信信号に欠落が生じている場合には、第１ライン１１ａまたは第２ライン１２ａに断線等の故障が生じているものと判断する。
【００２０】
バイアス補正禁止回路２７は、受信判断回路２６によって第１ライン１１ａまたは第２ライン１２ａに故障が生じていることが検出されたときに、バイアス補正回路２５によるバイアスレベルの補正を禁止する。具体的には、このバイアス補正禁止回路２７は、受信判断回路２６により信号ＩＤの比較結果が等しくないと判定されたときに、電流検出回路２４の動作が無効となるような信号を送信することによって、バイアス補正回路２５によるバイアスレベルの補正が行われないようにする。
【００２１】
次に、以上のように構成された本実施形態の多重通信システムにおける動作について、第１通信ノード１が信号を送信する場合を例に挙げて説明する。
【００２２】
まず、第１通信ノード１から送信された信号を、第２通信ノード２、第３通信ノード３、第４通信ノード４がそれぞれ受信する場合について説明する。
【００２３】
第１通信ノード１が論理値［０］を出力する場合、送信回路２２は、トランジスタ２８，２９を同時にオンさせる。これにより、通信バス１０の終端抵抗１３，１４に電流が流れることにより、第１ライン１１ａは３．５Ｖに、また第２ライン１２ａは１．５Ｖになり、この信号が、通信バス１０に出力される。
【００２４】
また、第１の通信ノード１が論理値［１］を出力する場合、送信回路２２は、トランジスタ２８，２９を同時にオフさせる。これにより、第１ライン１１ａおよび第２ライン１２ａは両方とも、バイアス回路２１とバイアス補正回路２５内のプルアップ抵抗３６，３７及びプルダウン抵抗３４，３５の作用によってバイアスされてバイアス電圧２．５Ｖとなり、その信号通信がバス１０に出力される。
【００２５】
第２通信ノード２や第３通信ノード３、第４通信ノード４は、それぞれ第１通信ノード１と共通の内部構成となっていることから、第１通信ノード１から送信された信号（論理値［０］または［１］）は、これら第２通信ノード２、第３通信ノード３、第４通信ノード４内にある受信回路２３によってそれぞれ受信される。図２は、この場合の受信信号の波形（第１ライン１１ｂ，１１ｃ，１１ｄの電圧値及び第２ライン１１ｂ，１１ｃ，１１ｄの電圧値）及び受信信号の論理値の例を示したものである。
【００２６】
次に、第２通信ノード２の電源がオフされており、第１通信ノード１から送信された信号を、第３通信ノード３と第４通信ノード４が受信する場合について説明する。
【００２７】
第２通信ノード２の電源がオフしたことにより、第２通信ノード２にリーク電流Ｉleakが流れ込むようになる。このときの様子を図３に示す。図３中太線の矢印で示すラインがリーク電流Ｉleakが流れるルートである。第２の通信ノード２のバイアス回路２１には、グランドに接地された仮想的な内部抵抗４２，４３が存在するため、リーク電流Ｉleakがこの仮想的な内部抵抗４２，４３に流れることにより、電圧降下が発生し、第１ライン１１、第２ライン１２のバイアス電圧は２．５Ｖよりも低い電圧となる。図４は、この場合の通信バス１０を流れる信号波形の様子を例示したものである。
【００２８】
以上のようなバイアス電圧の降下を防ぐために、本実施形態の多重通信システムにおいては、通信ノード内部に電流検出回路２４やバイアス補正回路２５を設けてバイアス補正を行っている。バイアス補正を行っているときの多重通信システムの様子を図５に示す。
【００２９】
第１ライン１１や第２ライン１２のバイアス電圧が低下すると、第１通信ノード１内の電流検出回路２６が、第１ライン１１ａに直列に挿入された抵抗３１、第２ライン１２ａに直列に挿入された抵抗３２による電位差を検出することにより、第１ライン１１ａや第２ライン１２ａの電圧低下を検出する。この電流検出回路２６による検出結果を受けて、バイアス補正回路２５内のスイッチ３８，３９がオンされる。これにより、電源に接続されたプルアップ抵抗４０，４１より電流がソースされて、第１ライン１１ａおよび第２ライン１２ａの電圧の低下が補正される。以上のような動作は、第３通信ノード３や第４通信ノード４においても同様に実施され、プルアップ抵抗４０，４１を接続することによって第１ライン１１ｃ，１１ｄおよび第２ライン１２ｃ，１２ｄの電圧低下が補正される。なお、第１通信ノード１、第３通信ノード３、第４通信ノード４がそれぞれに内蔵された送信回路２２内のトランジスタ２８，２９をオンする場合は、＋３．５Ｖと＋１．５Ｖに直接ドライブされるため、バイアス補正回路２５には影響を受けない。
【００３０】
次に、第２通信ノード２の電源がオフされた状態で、通信バス１０の一方の電線である第２ライン１２ａに断線等の故障が生じた場合を考える。この場合、第２通信ノード２の電源がオフされているので、上述したように、第１通信ノード１では、電流検出回路２４により通信バス１０のバイアス電圧（レセッシブ電圧）の低下を検出し、バイアス補正回路２５により通信バス１０のバイアス電圧（レセッシブ電圧）を２．５Ｖに補正する。この補正動作は、第１通信ノード１のみならず、第３通信ノード３、第４通信ノード４においても同時に行われており、断線した第２ライン１２ａに対しては第１通信ノード１が補正を行い、通信バス１０の幹線に対しては第１通信ノード１、第３通信ノード３、第４通信ノード４にて２．５Ｖとなるように補正されている。このとき、第１通信ノード１、第３通信ノード３、第４通信ノード４がそれぞれ通信を実施していない状態では、各通信ノード１，３，４の送信回路２２のトランジスタ２８，２９がオフしている状態であるため、通信バス１０の第１ライン１１および第２ライン１２の双方が２．５Ｖであり、各通信ノード１，３，４内の受信回路２２は電位差を検出しないため、論理値［１］を正常受信している。
【００３１】
一方、第１通信ノード１の送信回路２２が信号を送信する場合は、図６に示すように、第１通信ノード１内の第２ライン１２ａが断線しているため、第１通信ノード１内の送信回路２２のトランジスタ２９の作動は通信バス１０に影響を与えず、トランジスタ２８の作動のみが通信バス１０に影響を与えることになる。すなわち、トランジスタ２８がオンすることにより、第１ライン１１ａ及び通信バス１０の終端抵抗１３，１４上流側（図中上側）の電位は３．５Ｖとなる。一方、通信バス１０の終端抵抗１３，１４下流側（図中下側）は、第３通信ノード３や第４通信ノード４内に存在するバイアス補正回路２５内のプルアップ抵抗４０，４１の作用で、電位が２．５Ｖに補正される。
【００３２】
これにより、通信バス１０は、終端抵抗１３，１４の上流側と下流側との電位差が１Ｖとなり、第３通信ノード３と第４通信ノード４内の受信回路２３は正しく論理判定できず、論理不安定な状態となる。このように、第１通信ノード１に接続される第２ライン１２ａが断線している場合において、第１通信ノード１が信号を送信をすると、通信バス１０に影響を与えて論理不安定な状態を作り出し、受信側の第３通信ノード３や第４通信ノード４において誤動作を引き起こす可能性がある。なお、以上は第２ライン１２ａが断線した場合について説明したが、第１ライン１１ａが断線した場合にも同様に、第１通信ノード１が信号を送信をすると、通信バス１０に影響を与えて論理不安定な状態を作り出し、第３通信ノード３や第４通信ノード４での誤動作を引き起こす可能性がある。
【００３３】
図７は、以上のような状態における多重通信システムを仮想的な等価回路として示したものである。この図７において、抵抗５１，５２，５３，５４は通信バス１０に接続される抵抗を等価的に示したものであり、通信バス１０の２本の電線（第１ライン１１および第２ライン１２）をそれぞれ抵抗５１，５２および抵抗５３，５４の組み合わせにより２．５Ｖに保持するように動作する。第１通信ノード１が送信する場合は、断線のために送信回路２２のトランジスタ２８の動作のみが有効となるため、終端抵抗１３，１４の上流側（図中上側）ではトランジスタ２８がオンすることにより３．５Ｖの電位となり、終端抵抗１３，１４の下流側（図中下側）ではトランジスタ２９の作動の影響を受けないため、抵抗５３，５４の作用で２．５Ｖとなる。その結果、第３通信ノード３、第４通信ノード４に内蔵されるそれぞれの受信回路２３は、通信バス１０の２本の電線（第１ライン１１および第２ライン１２）の電位差が１Ｖであるため不安定な状況となり、誤動作を引き起こす可能性がある。図８は、この場合の受信信号の波形（第１ライン１１ｃ，１１ｄの電圧値及び第２ライン１１ｃ，１１ｄの電圧値）の例を示したものであり、論理不安定な状態となっていることが分かる。
【００３４】
以上のような通信バス１０の故障時における通信ノードの受信不良（誤動作）を防止するために、本実施形態の多重通信システムでは、各通信ノード１，２，３，４に受信判断回路２６とバイアス補正禁止回路２７とを設け、受信判断回路２６によって通信バス１０の断線等の故障が検出されたときには、バイアス補正禁止回路２７によって、バイアス補正回路２５の動作を禁止するようにしている。
【００３５】
ここで、上述した例と同様に、第１通信ノード１に接続されている第２ライン１２ａに断線が生じた場合を例に挙げて、受信判断回路２６とバイアス補正禁止回路２７の動作について説明する。
【００３６】
まず、受信判断回路２６は、受信回路２３によって受信された信号の信号ＩＤと予め記憶しておいた受信すべき信号の信号ＩＤとを比較して、受信信号に欠落が生じていないかどうかを判定する。そして、受信信号に欠落が生じている場合には、バイアス補正禁止回路２７に対して、信号ＩＤの欠落があることを通知する。信号ＩＤの欠落を通知されたバイアス補正禁止回路２７は、電流検出回路２４の動作を無効とするような信号を出力する。その結果、バイアス補正回路２５内のスイッチ３８，３９がオフの状態に維持されることとなり、バイアス補正回路２５によるバイアスレベルの補正は禁止される。
【００３７】
図９は、以上のような受信判断回路２６およびバイアス補正禁止回路２７の動作時における多重通信システムを仮想的な等価回路として示したものである。この図９において、抵抗５５，５６は通信バス１０に接続される抵抗を等価的に示したものであり、通信バス１０の２本の電線（第１ライン１１および第２ライン１２）をそれぞれ抵抗５５および抵抗５６にて接地している。
【００３８】
第１通信ノード１が信号を送信する場合は、断線のために送信回路２２のトランジスタ２８の動作のみが有効となるため、終端抵抗１３，１４の上流側（図中上側）ではトランジスタ２８がオンとなることにより３．５Ｖの電位となる。一方、終端抵抗１３，１４の下流側（図中下側）では、トランジスタ２９の作動の影響を受けないため、トランジスタ２８からの電流が終端抵抗１３，１４および抵抗５６に流れ込むことによって、電圧は３．５Ｖ−αとなる。ここで、αの値に関しては、等価抵抗値により決まる電圧降下分であるが微小な電圧であり、論理判定の際には無視できる値である。したがって、第３通信ノード３内の受信回路２３や、第４通信ノード４内の受信回路２３では、第１通信ノード１から送信された信号に対しては全て電位差のない状態と判定し論理値［１］とすることにより、第１通信ノード１からの信号の送信はないものとみなすことができる。その結果、第１の通信ノード１からの送信によって第３通信ノード３や第４通信ノード４に悪影響を及ぼし、これら第３通信ノード３や第４通信ノード４が誤動作を起こすといった不都合を抑制することができる。
【００３９】
図１０は、この場合の受信信号の波形（第１ライン１１ｃ，１１ｄの電圧値及び第２ライン１１ｃ，１１ｄの電圧値）及び受信信号の論理値の例を示したものである。この図１０に示すように、第１通信ノード１に接続された第２ライン１２ａの故障時に、第１通信ノード１内の受信判断回路２６が故障を検出してバイアス補正禁止回路２７がバイアス補正回路２５によるバイアスレベルの補正を禁止することによって、差動電圧は殆ど０Ｖとなって常に論理値［１］と判定できることが分かる。
【００４０】
以上詳細に説明したように、本実施形態の多重通信システムによれば、通信バス１０が正常な状態のときにこの通信バス１０に接続された何れかの通信ノードの電源がオフされている場合には、バイアス補正回路２５を動作させることによって、電源がオフされている通信ノードへのリーク電流の流れ込みによるバイアス電圧の低下を補正して、通信バス１０のバイアスレベルを正常な値に維持することができる。また、本実施形態の多重通信システムによれば、通信バス１０を構成する第１ライン１１または第２ライン１２に断線等の故障が発生したときには、受信判断回路２６がこの通信バス１０の故障を検出してバイアス補正禁止回路２７がバイアス補正回路２５によるバイアス補正を禁止するようにしているので、バイアス補正によって通信バス１０が不安定な状態となって受信側の通信ノードに誤動作を招くといった不都合を未然に防止することができる。
【００４１】
（第２の実施形態）
次に、本発明を適用した第２の実施形態の多重通信システムについて説明する。図１１は本実施形態の多重通信システムの構成図である。本実施形態の多重通信システムは、上述した第１の実施形態における受信判定回路２６とバイアス補正禁止回路２７とを別の回路で実現したものである。なお、その他の構成および基本的な動作は上述した第１の実施形態と同様であるので、以下、本発明に特徴的な部分についてのみ説明し、第１の実施形態と同様の部分については図中同一の符号を付して説明を省略する。
【００４２】
本実施形態の多重通信システムでは、図１１に示すように、第１の実施形態における受信判定回路２６に代えて、第１電圧比較器６０および第２電圧比較器６１が設けられており、また、第１の実施形態におけるバイアス補正禁止回路２７に代えて、判定回路６２が設けられている。なお、本実施形態の多重通信システムにおいても、通信ノード１，２，３，４の内部構成は共通とされており、第１電圧比較器６０や第２電圧比較器６１、判定回路６２は、各通信ノード１，２，３，４それぞれの内部に設けられている。
【００４３】
第１電圧比較器６０は、通信バス１０の第１ライン１１ａの電圧を基準電圧Ｖref1と比較することで、第１ライン１１ａに生じた断線等の故障を検出する。また、第２電圧比較器６０は、通信バス１０の第２ライン１２ａの電圧を基準電圧Ｖref2と比較することで、第２ライン１２ａに生じた断線等の故障を検出する。また、判定回路６２は、第１電圧比較器６０や第２電圧比較器６１による比較判定の結果、第１ライン１１ａまたは第２ライン１２ａに断線等の故障が生じていることが検出された場合に、電流検出回路２４の動作が無効となるような信号を出力して、バイアス補正回路２５によるバイアスレベルの補正を禁止する。
【００４４】
以上のように構成される本実施形態の多重通信システムでは、第１電圧比較器６０に接続される基準電圧Ｖref１は第１ライン１１ａの信号に対して電位の変化を検出できる値に設定されており、また、第２電圧比較器６１に接続される基準電圧Ｖref２は第２ライン１２ａの信号に対して電位の変化を検出できるように設定されている。そして、通信バス１０が正常な状態では、これら第１電圧比較器６０と第２電圧比較器６１の出力論理は一致しており、判定回路６２は、バイアス補正回路２５によるバイアス補正を継続させるように動作する。一方、第１ライン１１ａまたは第２ライン１２ａに断線等の故障が発生した場合には、第１電圧比較器６０と第２電圧比較器６１の出力論理は異なるため、判定回路６２が、電流検出回路２４の動作が無効となるような信号を出力して、バイアス補正回路２５によるバイアスレベルの補正を禁止する。
【００４５】
以上のように、本実施形態の多重通信システムによれば、通信バス１０が正常な状態のときにこの通信バス１０に接続された何れかの通信ノードの電源がオフされている場合には、上述した第１の実施形態の多重通信システムと同様に、バイアス補正回路２５を動作させることによって、電源がオフされている通信ノードへのリーク電流の流れ込みによるバイアス電圧の低下を補正して、通信バス１０のバイアスレベルを正常な値に維持することができる。また、本実施形態の多重通信システムによれば、通信バス１０を構成する第１ライン１１または第２ライン１２に断線等の故障が発生したときには、第１電圧比較器６０や第２電圧比較器６１による比較判定でこの通信バス１０の故障を検出して、判定回路６２がバイアス補正回路２５によるバイアス補正を禁止するようにしているので、バイアス補正によって通信バス１０が不安定な状態となって受信側の通信ノードに誤動作を招くといった不都合を未然に防止することができる。
【００４６】
なお、以上説明した各実施形態の多重通信システムは本発明の一適用例であり、本発明が以上の例に限定されるものではなく、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば具体的な回路構成などにおいて種々の変更が可能であることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明を適用した第１の実施形態の多重通信システムを示す構成図である。
【図２】通信バスが正常なときの受信信号の波形及び受信信号の論理値の例を示す図である。
【図３】第２の通信ノードの電源がオフされているときに、第２通信ノードにリーク電流が流れる様子を示す図である。
【図４】電源オフ状態の第２通信ノードにリーク電流が流れたことに起因してバイアスレベルが低下した状態における信号波形の例を示す図である。
【図５】バイアス補正回路を動作させることによって通信バスのバイアスレベルを補正する様子を示す図である。
【図６】通信バスを構成する第２ラインに断線が生じたときにバイアス補正回路を動作させた場合の様子を示す図である。
【図７】通信バスを構成する第２ラインに断線が生じたときにバイアス補正回路を動作させた場合の多重通信システムを仮想的な等価回路として示した図である。
【図８】通信バスを構成する第２ラインに断線が生じたときにバイアス補正回路を動作させた場合の受信信号の波形の例を示す図である。
【図９】受信判断回路およびバイアス補正禁止回路の動作時における多重通信システムを仮想的な等価回路として示した図である。
【図１０】受信判断回路およびバイアス補正禁止回路が動作した場合の受信信号の波形及び受信信号の論理値の例を示す図である。
【図１１】本発明を適用した第２の実施形態の多重通信システムを示す構成図である。
【符号の説明】
【００４８】
１ 第１通信ノード
２ 第２通信ノード
３ 第３通信ノード
４ 第４通信ノード
１０ 通信バス
１１（１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ） 第１ライン
１２（１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ） 第２ライン
１３，１４ 終端抵抗
２１ バイアス回路
２２ 送信回路
２３ 受信回路
２４ 電流検出回路
２５ バイアス補正回路
２６ 受信判断回路
２７ バイアス補正禁止回路
６０ 第１電圧比較器
６１ 第２電圧比較器
６２ 判定回路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２本の電線によって構成される通信バスで複数の通信装置を接続した多重通信システムに関し、特に通信バスの故障時における通信装置の誤動作を低減させるための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数の通信装置を２本の電線から構成される通信バスで接続し、これら通信バスの２本の電線の電位差によって、複数の通信装置間で信号を伝送する多重通信システムが知られており、例えば、車両内部の電子制御装置間で情報を転送するためのネットワーク（ＣＡＮ：Controller Area Network）などとして実用化されている。
【０００３】
以上のような多重通信システムは、例えばＣＡＮの例では、通信バスを構成する２本の電線の１方をトランジスタを介して３．５Ｖの電源に接続し、他方をトランジスタを介して１．５Ｖの電源に接続している。また、これら２本の電線は、バイアス回路によって２．５Ｖにバイアスされるようにしている。そして、この多重通信システムは、トランジスタをオンさせることで２本の電線間に２Ｖの電位差を持たせるか、或いはトランジスタをオフさせることで２本の電線間の電位差を０Ｖにするかを切り替えることで、信号を伝送する仕組みとなっている。
【０００４】
ところで、以上のような多重通信システムにおいては、通信バスで接続された複数の通信装置の中で何れかの電源がオフされている状態で他の通信装置間で通信を行った場合、電源がオフされている通信装置への流入電流が増大することによって、通信バスのバイアスレベル低下という現象が生じることが分かってきた。そこで、このような通信バスのバイアスレベル低下を抑制することを目的として、通信バスの２本の電線を流れる電流方向または電流の存在を検出し、その検出結果に応じてバイアスレベルを補正することによって、通信バスのバイアスレベルが適正値に保たれるようにするという技術が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００４−２４７８２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した特許文献１に記載の技術では、通信バスを構成する何れかの電線に断線等の故障が生じた場合、故障が生じた電線に対してもバイアス補正をかけてしまうために、故障が生じた電線に接続された通信装置から何らかの信号を送信したときに電位差が不安定な信号を送信してしまうことになるため、受信側の通信装置での論理判定が不安定な状態となって、誤動作の要因となるといった不都合が懸念される。
【０００６】
本発明は、以上のような従来技術が有する問題点を解消すべく創案されたものであって、通信バスが正常な間は通信バスのバイアスレベルを正常な値に維持しつつ、通信バスに故障が発生したときには、バイアスレベルを補正することによる悪影響によって受信側の通信装置が誤動作するといった不都合を未然に防止することが可能な多重通信システムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る多重通信システムでは、前記目的を達成するために、通信バスを構成する第１の電線と第２の電線との何れかの故障を検出する電線故障検出手段と、この電線故障検出手段によって第１の電線または第２の電線の故障が検出されたときに、通信バスのバイアスレベルを補正するバイアス補正回路による補正動作を禁止するバイアス補正禁止手段とを設け、通信バスを構成する第１の電線と第２の電線との何れかに故障が生じたときは、通信バスのバイアスレベルを補正しないようにしている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、通信バスを構成する第１の電線と第２の電線との何れかに故障が生じたときにバイアス補正回路による補正動作を禁止することで、通信バスが正常な間は通信バスのバイアスレベルを正常な値に維持しながら、通信バスに故障が発生したときには、バイアスレベルを補正することによる悪影響によって受信側の通信装置が誤動作するといった不都合を未然に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の具体的な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１０】
（第１の実施形態）
まず、本発明を適用した第１の実施形態の多重通信システムについて説明する。図１は本実施形態の多重通信システムの構成図である。この多重通信システムは、車両内部の電子制御装置間で情報を転送するシステムであるＣＡＮへの適用例であり、図１に示すように、複数の通信ノード（ここでは第１〜第４の４つの通信ノード１，２，３，４）が、第１ライン１１及び第２ライン１２の２本の電線からなる通信バス１０によって接続された構成とされ、４つの通信ノード１，２，３，４間で通信ライン１０を介して信号の送受信を行うものである。
【００１１】
通信ライン１０は、終端抵抗１３，１４で第１ライン１１及び第２ライン１２の２本の電線の両端部を結んだ幹線と、この幹線から各通信ノード１，２，３，４へと分岐する枝線とを有している。なお、以下、通信ライン１０の幹線と枝線とを区別して説明する場合には、便宜上、第１通信ノード１へと分岐する枝線の第１ライン１１を第１ライン１１ａ、第２ライン１２を第２ライン１２ａと表記し、第２通信ノード１へと分岐する枝線の第１ライン１１を第１ライン１１ｂ、第２ライン１２を第２ライン１２ｂと表記し、第３通信ノード３へと分岐する枝線の第１ライン１１を第１ライン１１ｃ、第２ライン１２を第２ライン１２ｃと表記し、第４通信ノード４へと分岐する枝線の第１ライン１１を第１ライン１１ｄ、第２ライン１２を第２ライン１２ｄと表記する。
【００１２】
本実施形態の多重通信システムにおいて、通信ライン１０で接続される４つの通信ノード１，２，３，４は、通信に関わる部分の構成が互いに共通となっている。以下、第１通信ノード１を代表として例に挙げて、各通信ノード内部の通信に関わる部分の構成を説明する。
【００１３】
第１通信ノード１の内部には、バイアス回路２１、送信回路２２、受信回路２３、電流検出回路２４、バイアス補正回路２５が設けられている。また、特に本実施形態の多重通信システムにおいては、第１通信ノード１の内部に、さらに、受信判断回路２６と、バイアス補正禁止回路２７とが設けられている。
【００１４】
バイアス回路２１は、第１通信ノード１内の第１ライン１１ａと第２ライン１２ａとを２．５Ｖにバイアスしている。
【００１５】
送信回路２２は、３．５Ｖ電源と第１ライン１１ａとの間に設けられたトランジスタ２８と、１．５Ｖ電源と第２ライン１２ａとの間に設けられたトランジスタ２９とを有し、これらトランジスタ２８，２９のオンオフ制御により、送信信号を出力する。すなわち、この送信回路２２は、２つのトランジスタ２８，２９を同時にオンして通信バス１０の終端抵抗１３，１４に電流を流すことにより、第１ライン１１ａを３．５Ｖ、第２ライン１２ａを１．５Ｖとし、これら２線間に２Ｖの電位差をもたせるか、或いは、２つのトランジスタ２８，２９をオフすることで、第１ライン１１ａと第２ライン１２ａの双方を２．５Ｖとし、これら２線間の電位差を０Ｖにすることで、論理値を出力する。具体的には、この送信回路２２は、第１ライン１１ａと第２ライン１２ａとの間に２Ｖの電位差をもたせた状態を論理値［０］、第１ライン１１ａと第２ライン１２ａとの間に電位差がない状態を論理値［１］として、この論理値を送信信号として出力する。
【００１６】
受信回路２３は、第１通信ノード１内の第１ライン１１ａと第２ライン１２ａとの間の電位差の有無を判定することによって、他の通信ノードから送信された信号（論理値［０］または［１］）を受信する。
【００１７】
電流検出回路２４は、第１ライン１１ａに直列に接続された抵抗３１、第２ライン１２ａに直列に接続された抵抗３２のそれぞれの両端（合計４箇所）の電圧を電圧比較器３３に入力することで、第１ライン１１ａおよび第２ライン１２ａの電流状態を検出する。
【００１８】
バイアス補正回路２５は、プルダウン抵抗３４，３５、プルアップ抵抗３６，３７にて第１ライン１１ａおよび第２ライン１２ａのレセッシブ電位（バイアスレベル）を２．５Ｖに保持し、電流検出回路２４によって検出された検出信号に基づいてレセッシブ電位（バイアスレベル）の低下を検出すると、スイッチ３８，３９をオンし、プルアップ抵抗４０，４１を接続して電流をソースすることによりバイアスレベルの補正を行う。
【００１９】
受信判断回路２６は、受信回路２３により受信される信号を判定することで、第１ライン１１ａまたは第２ライン１２ａの断線等の故障を検出するものである。具体的には、この受信判断回路２６は、通信バス１０を流れて受信回路２３により受信されるはずの信号ＩＤ（信号の識別情報）を予め記憶しており、この記憶している信号ＩＤと受信回路２３で実際に受信された信号の信号ＩＤとを比較して、受信信号に欠落が生じていないかどうかを判定する。そして、受信信号に欠落が生じている場合には、第１ライン１１ａまたは第２ライン１２ａに断線等の故障が生じているものと判断する。
【００２０】
バイアス補正禁止回路２７は、受信判断回路２６によって第１ライン１１ａまたは第２ライン１２ａに故障が生じていることが検出されたときに、バイアス補正回路２５によるバイアスレベルの補正を禁止する。具体的には、このバイアス補正禁止回路２７は、受信判断回路２６により信号ＩＤの比較結果が等しくないと判定されたときに、電流検出回路２４の動作が無効となるような信号を送信することによって、バイアス補正回路２５によるバイアスレベルの補正が行われないようにする。
【００２１】
次に、以上のように構成された本実施形態の多重通信システムにおける動作について、第１通信ノード１が信号を送信する場合を例に挙げて説明する。
【００２２】
まず、第１通信ノード１から送信された信号を、第２通信ノード２、第３通信ノード３、第４通信ノード４がそれぞれ受信する場合について説明する。
【００２３】
第１通信ノード１が論理値［０］を出力する場合、送信回路２２は、トランジスタ２８，２９を同時にオンさせる。これにより、通信バス１０の終端抵抗１３，１４に電流が流れることにより、第１ライン１１ａは３．５Ｖに、また第２ライン１２ａは１．５Ｖになり、この信号が、通信バス１０に出力される。
【００２４】
また、第１の通信ノード１が論理値［１］を出力する場合、送信回路２２は、トランジスタ２８，２９を同時にオフさせる。これにより、第１ライン１１ａおよび第２ライン１２ａは両方とも、バイアス回路２１とバイアス補正回路２５内のプルアップ抵抗３６，３７及びプルダウン抵抗３４，３５の作用によってバイアスされてバイアス電圧２．５Ｖとなり、その信号通信がバス１０に出力される。
【００２５】
第２通信ノード２や第３通信ノード３、第４通信ノード４は、それぞれ第１通信ノード１と共通の内部構成となっていることから、第１通信ノード１から送信された信号（論理値［０］または［１］）は、これら第２通信ノード２、第３通信ノード３、第４通信ノード４内にある受信回路２３によってそれぞれ受信される。図２は、この場合の受信信号の波形（第１ライン１１ｂ，１１ｃ，１１ｄの電圧値及び第２ライン１１ｂ，１１ｃ，１１ｄの電圧値）及び受信信号の論理値の例を示したものである。
【００２６】
次に、第２通信ノード２の電源がオフされており、第１通信ノード１から送信された信号を、第３通信ノード３と第４通信ノード４が受信する場合について説明する。
【００２７】
第２通信ノード２の電源がオフしたことにより、第２通信ノード２にリーク電流Ｉleakが流れ込むようになる。このときの様子を図３に示す。図３中太線の矢印で示すラインがリーク電流Ｉleakが流れるルートである。第２の通信ノード２のバイアス回路２１には、グランドに接地された仮想的な内部抵抗４２，４３が存在するため、リーク電流Ｉleakがこの仮想的な内部抵抗４２，４３に流れることにより、電圧降下が発生し、第１ライン１１、第２ライン１２のバイアス電圧は２．５Ｖよりも低い電圧となる。図４は、この場合の通信バス１０を流れる信号波形の様子を例示したものである。
【００２８】
以上のようなバイアス電圧の降下を防ぐために、本実施形態の多重通信システムにおいては、通信ノード内部に電流検出回路２４やバイアス補正回路２５を設けてバイアス補正を行っている。バイアス補正を行っているときの多重通信システムの様子を図５に示す。
【００２９】
第１ライン１１や第２ライン１２のバイアス電圧が低下すると、第１通信ノード１内の電流検出回路２６が、第１ライン１１ａに直列に挿入された抵抗３１、第２ライン１２ａに直列に挿入された抵抗３２による電位差を検出することにより、第１ライン１１ａや第２ライン１２ａの電圧低下を検出する。この電流検出回路２６による検出結果を受けて、バイアス補正回路２５内のスイッチ３８，３９がオンされる。これにより、電源に接続されたプルアップ抵抗４０，４１より電流がソースされて、第１ライン１１ａおよび第２ライン１２ａの電圧の低下が補正される。以上のような動作は、第３通信ノード３や第４通信ノード４においても同様に実施され、プルアップ抵抗４０，４１を接続することによって第１ライン１１ｃ，１１ｄおよび第２ライン１２ｃ，１２ｄの電圧低下が補正される。なお、第１通信ノード１、第３通信ノード３、第４通信ノード４がそれぞれに内蔵された送信回路２２内のトランジスタ２８，２９をオンする場合は、＋３．５Ｖと＋１．５Ｖに直接ドライブされるため、バイアス補正回路２５には影響を受けない。
【００３０】
次に、第２通信ノード２の電源がオフされた状態で、通信バス１０の一方の電線である第２ライン１２ａに断線等の故障が生じた場合を考える。この場合、第２通信ノード２の電源がオフされているので、上述したように、第１通信ノード１では、電流検出回路２４により通信バス１０のバイアス電圧（レセッシブ電圧）の低下を検出し、バイアス補正回路２５により通信バス１０のバイアス電圧（レセッシブ電圧）を２．５Ｖに補正する。この補正動作は、第１通信ノード１のみならず、第３通信ノード３、第４通信ノード４においても同時に行われており、断線した第２ライン１２ａに対しては第１通信ノード１が補正を行い、通信バス１０の幹線に対しては第１通信ノード１、第３通信ノード３、第４通信ノード４にて２．５Ｖとなるように補正されている。このとき、第１通信ノード１、第３通信ノード３、第４通信ノード４がそれぞれ通信を実施していない状態では、各通信ノード１，３，４の送信回路２２のトランジスタ２８，２９がオフしている状態であるため、通信バス１０の第１ライン１１および第２ライン１２の双方が２．５Ｖであり、各通信ノード１，３，４内の受信回路２２は電位差を検出しないため、論理値［１］を正常受信している。
【００３１】
一方、第１通信ノード１の送信回路２２が信号を送信する場合は、図６に示すように、第１通信ノード１内の第２ライン１２ａが断線しているため、第１通信ノード１内の送信回路２２のトランジスタ２９の作動は通信バス１０に影響を与えず、トランジスタ２８の作動のみが通信バス１０に影響を与えることになる。すなわち、トランジスタ２８がオンすることにより、第１ライン１１ａ及び通信バス１０の終端抵抗１３，１４上流側（図中上側）の電位は３．５Ｖとなる。一方、通信バス１０の終端抵抗１３，１４下流側（図中下側）は、第３通信ノード３や第４通信ノード４内に存在するバイアス補正回路２５内のプルアップ抵抗４０，４１の作用で、電位が２．５Ｖに補正される。
【００３２】
これにより、通信バス１０は、終端抵抗１３，１４の上流側と下流側との電位差が１Ｖとなり、第３通信ノード３と第４通信ノード４内の受信回路２３は正しく論理判定できず、論理不安定な状態となる。このように、第１通信ノード１に接続される第２ライン１２ａが断線している場合において、第１通信ノード１が信号を送信をすると、通信バス１０に影響を与えて論理不安定な状態を作り出し、受信側の第３通信ノード３や第４通信ノード４において誤動作を引き起こす可能性がある。なお、以上は第２ライン１２ａが断線した場合について説明したが、第１ライン１１ａが断線した場合にも同様に、第１通信ノード１が信号を送信をすると、通信バス１０に影響を与えて論理不安定な状態を作り出し、第３通信ノード３や第４通信ノード４での誤動作を引き起こす可能性がある。
【００３３】
図７は、以上のような状態における多重通信システムを仮想的な等価回路として示したものである。この図７において、抵抗５１，５２，５３，５４は通信バス１０に接続される抵抗を等価的に示したものであり、通信バス１０の２本の電線（第１ライン１１および第２ライン１２）をそれぞれ抵抗５１，５２および抵抗５３，５４の組み合わせにより２．５Ｖに保持するように動作する。第１通信ノード１が送信する場合は、断線のために送信回路２２のトランジスタ２８の動作のみが有効となるため、終端抵抗１３，１４の上流側（図中上側）ではトランジスタ２８がオンすることにより３．５Ｖの電位となり、終端抵抗１３，１４の下流側（図中下側）ではトランジスタ２９の作動の影響を受けないため、抵抗５３，５４の作用で２．５Ｖとなる。その結果、第３通信ノード３、第４通信ノード４に内蔵されるそれぞれの受信回路２３は、通信バス１０の２本の電線（第１ライン１１および第２ライン１２）の電位差が１Ｖであるため不安定な状況となり、誤動作を引き起こす可能性がある。図８は、この場合の受信信号の波形（第１ライン１１ｃ，１１ｄの電圧値及び第２ライン１１ｃ，１１ｄの電圧値）の例を示したものであり、論理不安定な状態となっていることが分かる。
【００３４】
以上のような通信バス１０の故障時における通信ノードの受信不良（誤動作）を防止するために、本実施形態の多重通信システムでは、各通信ノード１，２，３，４に受信判断回路２６とバイアス補正禁止回路２７とを設け、受信判断回路２６によって通信バス１０の断線等の故障が検出されたときには、バイアス補正禁止回路２７によって、バイアス補正回路２５の動作を禁止するようにしている。
【００３５】
ここで、上述した例と同様に、第１通信ノード１に接続されている第２ライン１２ａに断線が生じた場合を例に挙げて、受信判断回路２６とバイアス補正禁止回路２７の動作について説明する。
【００３６】
まず、受信判断回路２６は、受信回路２３によって受信された信号の信号ＩＤと予め記憶しておいた受信すべき信号の信号ＩＤとを比較して、受信信号に欠落が生じていないかどうかを判定する。そして、受信信号に欠落が生じている場合には、バイアス補正禁止回路２７に対して、信号ＩＤの欠落があることを通知する。信号ＩＤの欠落を通知されたバイアス補正禁止回路２７は、電流検出回路２４の動作を無効とするような信号を出力する。その結果、バイアス補正回路２５内のスイッチ３８，３９がオフの状態に維持されることとなり、バイアス補正回路２５によるバイアスレベルの補正は禁止される。
【００３７】
図９は、以上のような受信判断回路２６およびバイアス補正禁止回路２７の動作時における多重通信システムを仮想的な等価回路として示したものである。この図９において、抵抗５５，５６は通信バス１０に接続される抵抗を等価的に示したものであり、通信バス１０の２本の電線（第１ライン１１および第２ライン１２）をそれぞれ抵抗５５および抵抗５６にて接地している。
【００３８】
第１通信ノード１が信号を送信する場合は、断線のために送信回路２２のトランジスタ２８の動作のみが有効となるため、終端抵抗１３，１４の上流側（図中上側）ではトランジスタ２８がオンとなることにより３．５Ｖの電位となる。一方、終端抵抗１３，１４の下流側（図中下側）では、トランジスタ２９の作動の影響を受けないため、トランジスタ２８からの電流が終端抵抗１３，１４および抵抗５６に流れ込むことによって、電圧は３．５Ｖ−αとなる。ここで、αの値に関しては、等価抵抗値により決まる電圧降下分であるが微小な電圧であり、論理判定の際には無視できる値である。したがって、第３通信ノード３内の受信回路２３や、第４通信ノード４内の受信回路２３では、第１通信ノード１から送信された信号に対しては全て電位差のない状態と判定し論理値［１］とすることにより、第１通信ノード１からの信号の送信はないものとみなすことができる。その結果、第１の通信ノード１からの送信によって第３通信ノード３や第４通信ノード４に悪影響を及ぼし、これら第３通信ノード３や第４通信ノード４が誤動作を起こすといった不都合を抑制することができる。
【００３９】
図１０は、この場合の受信信号の波形（第１ライン１１ｃ，１１ｄの電圧値及び第２ライン１１ｃ，１１ｄの電圧値）及び受信信号の論理値の例を示したものである。この図１０に示すように、第１通信ノード１に接続された第２ライン１２ａの故障時に、第１通信ノード１内の受信判断回路２６が故障を検出してバイアス補正禁止回路２７がバイアス補正回路２５によるバイアスレベルの補正を禁止することによって、差動電圧は殆ど０Ｖとなって常に論理値［１］と判定できることが分かる。
【００４０】
以上詳細に説明したように、本実施形態の多重通信システムによれば、通信バス１０が正常な状態のときにこの通信バス１０に接続された何れかの通信ノードの電源がオフされている場合には、バイアス補正回路２５を動作させることによって、電源がオフされている通信ノードへのリーク電流の流れ込みによるバイアス電圧の低下を補正して、通信バス１０のバイアスレベルを正常な値に維持することができる。また、本実施形態の多重通信システムによれば、通信バス１０を構成する第１ライン１１または第２ライン１２に断線等の故障が発生したときには、受信判断回路２６がこの通信バス１０の故障を検出してバイアス補正禁止回路２７がバイアス補正回路２５によるバイアス補正を禁止するようにしているので、バイアス補正によって通信バス１０が不安定な状態となって受信側の通信ノードに誤動作を招くといった不都合を未然に防止することができる。
【００４１】
（第２の実施形態）
次に、本発明を適用した第２の実施形態の多重通信システムについて説明する。図１１は本実施形態の多重通信システムの構成図である。本実施形態の多重通信システムは、上述した第１の実施形態における受信判定回路２６とバイアス補正禁止回路２７とを別の回路で実現したものである。なお、その他の構成および基本的な動作は上述した第１の実施形態と同様であるので、以下、本発明に特徴的な部分についてのみ説明し、第１の実施形態と同様の部分については図中同一の符号を付して説明を省略する。
【００４２】
本実施形態の多重通信システムでは、図１１に示すように、第１の実施形態における受信判定回路２６に代えて、第１電圧比較器６０および第２電圧比較器６１が設けられており、また、第１の実施形態におけるバイアス補正禁止回路２７に代えて、判定回路６２が設けられている。なお、本実施形態の多重通信システムにおいても、通信ノード１，２，３，４の内部構成は共通とされており、第１電圧比較器６０や第２電圧比較器６１、判定回路６２は、各通信ノード１，２，３，４それぞれの内部に設けられている。
【００４３】
第１電圧比較器６０は、通信バス１０の第１ライン１１ａの電圧を基準電圧Ｖref1と比較することで、第１ライン１１ａに生じた断線等の故障を検出する。また、第２電圧比較器６０は、通信バス１０の第２ライン１２ａの電圧を基準電圧Ｖref2と比較することで、第２ライン１２ａに生じた断線等の故障を検出する。また、判定回路６２は、第１電圧比較器６０や第２電圧比較器６１による比較判定の結果、第１ライン１１ａまたは第２ライン１２ａに断線等の故障が生じていることが検出された場合に、電流検出回路２４の動作が無効となるような信号を出力して、バイアス補正回路２５によるバイアスレベルの補正を禁止する。
【００４４】
以上のように構成される本実施形態の多重通信システムでは、第１電圧比較器６０に接続される基準電圧Ｖref１は第１ライン１１ａの信号に対して電位の変化を検出できる値に設定されており、また、第２電圧比較器６１に接続される基準電圧Ｖref２は第２ライン１２ａの信号に対して電位の変化を検出できるように設定されている。そして、通信バス１０が正常な状態では、これら第１電圧比較器６０と第２電圧比較器６１の出力論理は一致しており、判定回路６２は、バイアス補正回路２５によるバイアス補正を継続させるように動作する。一方、第１ライン１１ａまたは第２ライン１２ａに断線等の故障が発生した場合には、第１電圧比較器６０と第２電圧比較器６１の出力論理は異なるため、判定回路６２が、電流検出回路２４の動作が無効となるような信号を出力して、バイアス補正回路２５によるバイアスレベルの補正を禁止する。
【００４５】
以上のように、本実施形態の多重通信システムによれば、通信バス１０が正常な状態のときにこの通信バス１０に接続された何れかの通信ノードの電源がオフされている場合には、上述した第１の実施形態の多重通信システムと同様に、バイアス補正回路２５を動作させることによって、電源がオフされている通信ノードへのリーク電流の流れ込みによるバイアス電圧の低下を補正して、通信バス１０のバイアスレベルを正常な値に維持することができる。また、本実施形態の多重通信システムによれば、通信バス１０を構成する第１ライン１１または第２ライン１２に断線等の故障が発生したときには、第１電圧比較器６０や第２電圧比較器６１による比較判定でこの通信バス１０の故障を検出して、判定回路６２がバイアス補正回路２５によるバイアス補正を禁止するようにしているので、バイアス補正によって通信バス１０が不安定な状態となって受信側の通信ノードに誤動作を招くといった不都合を未然に防止することができる。
【００４６】
なお、以上説明した各実施形態の多重通信システムは本発明の一適用例であり、本発明が以上の例に限定されるものではなく、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば具体的な回路構成などにおいて種々の変更が可能であることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明を適用した第１の実施形態の多重通信システムを示す構成図である。
【図２】通信バスが正常なときの受信信号の波形及び受信信号の論理値の例を示す図である。
【図３】第２の通信ノードの電源がオフされているときに、第２通信ノードにリーク電流が流れる様子を示す図である。
【図４】電源オフ状態の第２通信ノードにリーク電流が流れたことに起因してバイアスレベルが低下した状態における信号波形の例を示す図である。
【図５】バイアス補正回路を動作させることによって通信バスのバイアスレベルを補正する様子を示す図である。
【図６】通信バスを構成する第２ラインに断線が生じたときにバイアス補正回路を動作させた場合の様子を示す図である。
【図７】通信バスを構成する第２ラインに断線が生じたときにバイアス補正回路を動作させた場合の多重通信システムを仮想的な等価回路として示した図である。
【図８】通信バスを構成する第２ラインに断線が生じたときにバイアス補正回路を動作させた場合の受信信号の波形の例を示す図である。
【図９】受信判断回路およびバイアス補正禁止回路の動作時における多重通信システムを仮想的な等価回路として示した図である。
【図１０】受信判断回路およびバイアス補正禁止回路が動作した場合の受信信号の波形及び受信信号の論理値の例を示す図である。
【図１１】本発明を適用した第２の実施形態の多重通信システムを示す構成図である。
【符号の説明】
【００４８】
１ 第１通信ノード
２ 第２通信ノード
３ 第３通信ノード
４ 第４通信ノード
１０ 通信バス
１１（１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ） 第１ライン
１２（１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ） 第２ライン
１３，１４ 終端抵抗
２１ バイアス回路
２２ 送信回路
２３ 受信回路
２４ 電流検出回路
２５ バイアス補正回路
２６ 受信判断回路
２７ バイアス補正禁止回路
６０ 第１電圧比較器
６１ 第２電圧比較器
６２ 判定回路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の通信装置と、
第１の電線と第２の電線との２本の電線によって構成され、前記複数の通信装置を接続する通信バスと、
前記第１の電線および第２の電線に流れる電流の状態を検出する電流検出回路と、
前記電流検出回路によって検出された検出信号に基づいて、前記通信バスのバイアスレベルを補正するバイアス補正回路とを備え、
前記通信バスを構成する第１の電線と第２の電線との電位差によって、前記複数の通信装置間で信号を伝送する多重通信システムにおいて、
前記第１の電線と第２の電線との何れかの故障を検出する電線故障検出手段と、
前記電線故障検出手段によって前記第１の電線または第２の電線の故障が検出されたときに、前記バイアス補正回路による補正動作を禁止するバイアス補正禁止手段とが設けられていること
を特徴とする多重通信システム。
【請求項２】
前記電線故障検出手段は、前記通信バスを流れるはずの信号ＩＤを予め記憶しており、この記憶した信号ＩＤと実際に前記通信バスを流れた信号の信号ＩＤとを比較することで、前記故障を検出すること
を特徴とする請求項１に記載の多重通信システム。
【請求項３】
前記電線故障検出手段は、前記第１の電線および第２の電線の電圧を基準電圧と比較することで、前記故障を検出すること
を特徴とする請求項１に記載の多重通信システム。
【請求項１】
複数の通信装置と、
第１の電線と第２の電線との２本の電線によって構成され、前記複数の通信装置を接続する通信バスと、
前記第１の電線および第２の電線に流れる電流の状態を検出する電流検出回路と、
前記電流検出回路によって検出された検出信号に基づいて、前記通信バスのバイアスレベルを補正するバイアス補正回路とを備え、
前記通信バスを構成する第１の電線と第２の電線との電位差によって、前記複数の通信装置間で信号を伝送する多重通信システムにおいて、
前記第１の電線と第２の電線との何れかの故障を検出する電線故障検出手段と、
前記電線故障検出手段によって前記第１の電線または第２の電線の故障が検出されたときに、前記バイアス補正回路による補正動作を禁止するバイアス補正禁止手段とが設けられていること
を特徴とする多重通信システム。
【請求項２】
前記電線故障検出手段は、前記通信バスを流れるはずの信号ＩＤを予め記憶しており、この記憶した信号ＩＤと実際に前記通信バスを流れた信号の信号ＩＤとを比較することで、前記故障を検出すること
を特徴とする請求項１に記載の多重通信システム。
【請求項３】
前記電線故障検出手段は、前記第１の電線および第２の電線の電圧を基準電圧と比較することで、前記故障を検出すること
を特徴とする請求項１に記載の多重通信システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００６−２４６３６５（Ｐ２００６−２４６３６５Ａ）
【公開日】平成１８年９月１４日（２００６．９．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−６２５８６（Ｐ２００５−６２５８６）
【出願日】平成１７年３月７日（２００５．３．７）
【出願人】（０００００３９９７）日産自動車株式会社 (16,386)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年９月１４日（２００６．９．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年３月７日（２００５．３．７）
【出願人】（０００００３９９７）日産自動車株式会社 (16,386)
【Ｆターム（参考）】
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