JP4708372B2 - 差動伝送用の回路基板装置 - Google Patents

Description

本発明は、差動伝送用の回路基板装置に関し、特にマスタノードと一対の通信線路を介して接続されて非接地スレーブノードとして機能する回路基板装置に関するものである。

従来より、一対の通信線路に同期した信号を送る差動伝送方式においては、ノーマルモードの電流により発生する磁束がキャンセルされる構造となっているため、ノーマルモードノイズが発生しにくく、通信線路におけるノイズは、グラウンドとの間で発生するコモンモードノイズであることが知られている。また、コモンモードノイズは、コモンモードインピーダンスによって決定されるものである。従来、マスタノードと一対の通信線路を介して接続されて差動伝送方式による通信を行うスレーブノードは、導電性の地板に接地されることによってコモンモードインピーダンスが規定され、これによりコモンモードノイズの低減が図られている（例えば、特許文献１乃至３等参照。）。例えば、特許文献３に記載された従来技術は、差動伝送線路の終端回路において、ディファレンシャルモード及びコモンモードに対して、伝送線路に整合させるセンタータップ終端回路を実現する。センタータップ終端回路は抵抗素子とコンデンサ素子からなり、受信側ＩＣの入力端に直列接続するものである。

一方、従来より、車両衝突時等にエアバッグやシートベルトプリテンショナ等の乗員保護装置を起動する乗員保護装置起動システムにおいては、マスタノードとしての電子制御装置（ＥＣＵ）と、スレーブノードとしての各種センサ（衝突センサ、乗員センサ等）やエアバッグ用スクイブ（点火装置）とが、それぞれ一対の通信線路によって接続されて差動伝送通信を行うものが実用に供されている（例えば、特許文献４等参照。）。
特開２００２−３５４０５３号公報 特開２００３−１８２２４号公報 特開２００４−９６３５１号公報 特開２００３−２２５５号公報

しかしながら、従来の乗員保護装置起動システムにおいては、各種センサ等のコモンモードインピーダンスを規定できず、コモンモードノイズを抑制できないという問題があった。

本発明は、上述した問題点に鑑みてなされたものであり、コモンモードノイズを低減可能な回路基板装置を提供することを解決すべき課題とする。

以下、上記課題を解決するのに適した各手段につき、必要に応じて作用効果等を付記しつつ説明する。

１．マスタ側とスレーブ側との間で差動伝送を行うためにマスタノードと一対の通信線路を介して接続されて非接地スレーブノードとして機能する差動伝送用の回路基板装置であって、
前記スレーブ全体のインピーダンスが所定値に調整されたものであり、
前記一対の通信線路におけるスレーブ側の終端に、スレーブ全体のインピーダンスの周波数特性を設定するための付加回路を接続し、
前記付加回路は、そのディファレンシャルモードインピーダンスを前記スレーブのディファレンシャルモードインピーダンスよりも十分大きい値に、そのコモンモードインピーダンスをスレーブ全体のコモンモードインピーダンスが所定値以下となるための値に設定したことを特徴とする差動伝送用の回路基板装置。

手段１によれば、マスタ側とスレーブ側との間で差動伝送を行うためにマスタノードと一対の通信線路を介して接続されて非接地スレーブノードとして機能する差動伝送用の回路基板装置において、スレーブ全体のインピーダンスが所定値に調整され、一対の通信線路におけるスレーブ側の終端に接続された付加回路によって、スレーブ全体のインピーダンスの周波数特性が設定されるので、コモンモードインピーダンスがノイズの低減に必要十分な値に、ディファレンシャルモードインピーダンスが通信に必要な値にそれぞれ設定されることにより、通信信号に影響を与えることなく、コモンモードノイズの低減を図ることができる。更に、付加回路は、そのディファレンシャルモードインピーダンスをスレーブのディファレンシャルモードインピーダンスよりも十分大きい値に、そのコモンモードインピーダンスをスレーブ全体のコモンモードインピーダンスが所定値以下となるための値に設定したので、スレーブ全体のディファレンシャルインピーダンスの低下を防止し、通信周波数において通信信号に影響を与えることを確実に防止することができると共に、ノイズを確実に低減することができる。

２．マスタ側とスレーブ側との間で差動伝送を行うためにマスタノードと一対の通信線路を介して接続されて非接地スレーブノードとして機能する差動伝送用の回路基板装置であって、
前記スレーブ全体のインピーダンスが所定値に調整されたものであり、
差動伝送用の電子部品を実装した基板と、
その基板と導電性の地板との間に設けられる筐体と、
前記基板を前記筐体に固定する第一の固定部品と、
前記筐体を前記地板に固定する第二の固定部品と
を備え、
前記基板の構造及び／又は厚さ、前記筐体の材質及び／又は厚さ、前記第一の固定部品の材質及び／又は構造、及び前記第二の固定部品の材質及び／又は構造のいずれか又はこれらの任意の組み合わせにより、前記通信線路と前記地板との間のコモンモードインピーダンスが所定値に調整されたことを特徴とする差動伝送用の回路基板装置。

手段２によれば、マスタ側とスレーブ側との間で差動伝送を行うためにマスタノードと一対の通信線路を介して接続されて非接地スレーブノードとして機能する差動伝送用の回路基板装置において、スレーブ全体のインピーダンスが所定値に調整されているので、コモンモードインピーダンスがノイズの低減に必要十分な値に、ディファレンシャルモードインピーダンスが通信に必要な値にそれぞれ設定されることにより、通信信号に影響を与えることなく、コモンモードノイズの低減を図ることができる。そして、基板の構造及び／又は厚さ、筐体の材質及び／又は厚さ、第一の固定部品の材質及び／又は構造、及び第二の固定部品の材質及び／又は構造のいずれか又はこれらの任意の組み合わせにより、通信線路と地板との間のコモンモードインピーダンスが所定値に調整されているので、構成要素を追加することなく安価な構成で、差動電圧・電流の中心電圧・電流の変動を抑制し、コモンモードノイズの低減を図ることができる。

３．前記基板は、グラウンド層無しの基板、グラウンド層有りの基板、及びグラウンド領域が形成されたグラウンド層無しの基板から選択されたいずれかであることを特徴とする手段２に記載の差動伝送用の回路基板装置。

手段３によれば、基板が、グラウンド層無しの基板、グラウンド層有りの基板、及びグラウンド領域が形成されたグラウンド層無しの基板から選択されることによって、コモンモードインピーダンスが所定値に調整される。

４．前記筐体は、導電性材料、絶縁性材料、及び導電性メッキを施した絶縁性材料から選択されたいずれかであることを特徴とする手段２又は３に記載の差動伝送用の回路基板装置。

手段４によれば、筐体が、導電性材料、絶縁性材料、及び導電性メッキを施した絶縁性材料から選択されることによって、コモンモードインピーダンスが所定値に調整される。

５．前記第一の固定部品は、導電性の固定部品、電子部品が接続された導電性の固定部品、及び絶縁性の固定部品から選択されたいずれかであることを特徴とする手段２乃至４のいずれかに記載の差動伝送用の回路基板装置。

手段５によれば、第一の固定部品が、導電性の固定部品、電子部品が接続された導電性の固定部品、及び絶縁性の固定部品から選択されることによって、コモンモードインピーダンスが所定値に調整される。

６．前記第二の固定部品は、導電性の固定部品、及び絶縁性の固定部品から選択されたいずれかであることを特徴とする手段２乃至５のいずれかに記載の差動伝送用の回路基板装置。

手段６によれば、第二の固定部品が、導電性の固定部品、及び絶縁性の固定部品から選択されることによって、コモンモードインピーダンスが所定値に調整される。

７．前記付加回路は、前記一対の通信線路間に複数のインピーダンス素子を直列に接続すると共に、前記複数のインピーダンス素子間の接続点に他端が実質的に接地された他のインピーダンス素子を接続してなることを特徴とする手段１に記載の差動伝送用の回路基板装置。

手段７によれば、一対の通信線路間に複数のインピーダンス素子を直列に接続すると共に、複数のインピーダンス素子間の接続点に他端が実質的に接地された他のインピーダンス素子を接続してなる付加回路によって、簡単な回路構成でスレーブ全体のインピーダンスの周波数特性を確実に設定することができる。

８．前記スレーブ全体を前記付加回路の回路構成に対応する等価回路で表した場合、前記複数のインピーダンス素子の各インピーダンスが、前記スレーブ等価回路の対応部分のインピーダンスよりも十分大きい値に設定されると共に、前記他のインピーダンス素子のインピーダンスが、ノイズの周波数帯において前記スレーブ全体のコモンモードインピーダンスが所定値以下となる値に設定されたことを特徴とする手段７に記載の差動伝送用の回路基板装置。

手段８によれば、スレーブ全体を前記付加回路の回路構成に対応する等価回路で表した場合、複数のインピーダンス素子の各インピーダンスが、スレーブ等価回路の対応部分のインピーダンスよりも十分大きい値に設定されることにより、スレーブ全体のディファレンシャルインピーダンスの低下を防止し、通信周波数において通信信号に影響を与えることを確実に防止することができる。一方、他のインピーダンス素子のインピーダンスが、ノイズの周波数帯においてスレーブ全体のコモンモードインピーダンスが所定値以下となる値に設定されることにより、ノイズを確実に低減することができる。

９．前記付加回路は、前記一対の通信線路間にインピーダンス素子を接続すると共に、前記一対の通信線路と前記インピーダンス素子との両側の接続点に他端が互いに接続され且つ実質的に接地された他のインピーダンス素子をそれぞれ接続してなることを特徴とする手段１に記載の差動伝送用の回路基板装置。

手段９によれば、一対の通信線路間にインピーダンス素子を接続すると共に、一対の通信線路とインピーダンス素子との両側の接続点に他端が互いに接続され且つ実質的に接地された他のインピーダンス素子をそれぞれ接続してなる付加回路によって、簡単な回路構成でスレーブ全体のインピーダンスの周波数特性を確実に設定することができる。

以下、本発明の差動伝送用の回路基板装置を具体化したスレーブノードの各実施形態について図面を参照しつつ説明する。図１は、第一の実施形態のスレーブノード１の概略構成を示す斜視図である。

スレーブノード１は、差動伝送方式によりマスタノードとの間で通信を行う非接地スレーブノードであり、図示しない一つのマスタノードと一対の通信線路２を介して単数又は複数のスレーブノード１とが接続されることによりネットワークが構成される。

スレーブノード１は、図１に示すように、基板３と、筐体４と、第一の固定部品５と、第二の固定部品６とから構成され、導電性材料からなる地板７に対して取付けられる。尚、スレーブノード１が車両に搭載される場合、車両ボディが地板７に相当する。

基板３は、差動伝送用の通信ＩＣ３１、抵抗３２，３２、コンデンサ（図示せず）等の電子部品が実装された単層基板又は多層基板であり、通信ＩＣ３１から一対の通信線路２との接続部までの間に一対の配線パターン３３が設けられている。

筐体４は、基板３と地板７との間に設けられて基板３を固定し保護する部材であり、絶縁性材料及び／又は導電性材料からなる。

第一の固定部品５は、基板３を筐体４に固定するためのネジ等の固定部品であり、導電性材料及び／又は絶縁性材料からなる。

第二の固定部品６は、筐体４を地板７に固定するためのネジ等の固定部品であり、導電性材料及び／又は絶縁性材料からなる。

スレーブノード１は、非接地であるので、地板７と低インピーダンスでＤＣ的に接続されない。本実施形態では、スレーブノード１を地板７とＡＣ的に、又は高インピーダンスであればＤＣ的に接続させるためにコンデンサ、高インピーダンスの抵抗又は浮遊容量で接続させ、通信線路２と地板７との間のコモンモードインピーダンスを所定のインピーダンス値に規定する。

ここで、図１に示すスレーブノード１の等価回路を図２に示す。基板３の内部インピーダンスＺｉｎは、所定の周波数特性を持っており、非接地タイプのスレーブノード１では絶縁性の筐体４のインピーダンスＺｃａｓｅがＺｉｎに対し非常に大きい。例えば、Ｚｉｎが２００Ωのスレーブノード１を用いたシステムにおいて、キーレスエントリシステム等で使用する周波数帯３１２ＭＨｚの空間伝搬ノイズが問題となっており、これを抑えるためにスレーブノード１のコモンモードインピーダンスを低減させる場合を想定する。数式１は、筐体のインピーダンスＺｃａｓｅと、筐体の容量Ｃｃａｓｅ、問題となるノイズの角周波数ω、問題となるノイズの周波数ｆ、真空の誘電率ε０、比誘電率εｒ’、基板の背面の導電性部分の面積Ｓ、及び筐体の厚さｄとの関係を示している。数式１によれば、比誘電率１０の材料で製作された筐体４を用いれば、厚さを３．５ｍｍとすることで、筐体４のインピーダンスＺｃａｓｅを１００Ω程度に低減させることができ、Ｚｉｎと合わせたスレーブ全体のインピーダンスも低減させることが可能であることがわかる。

より具体的な態様としては、（１）基板３の構造及び／又は厚さ、（２）筐体４の材質及び／又は厚さ、（３）第一の固定部品５の材質及び／又は構造、及び（４）第二の固定部品６の材質及び／又は構造、の（１）〜（４）を組み合わせてスレーブノード１と地板２とのＡＣ的な接続による浮遊容量を規定することにより、スレーブノード１のコモンモードインピーダンスが所定値に調整される。以下、上記（１）〜（４）の具体的な内容を説明する。

（１）基板３の構造及び／又は厚さ（図３）
基板３は、グラウンド（以下、ＧＮＤと称する）層無しの基板（同図（ａ）参照）、ＧＮＤ層有りの基板（同図（ｂ）参照）、及びＧＮＤ領域３ａが形成されたＧＮＤ層無しの基板（同図（ｃ）参照）のいずれかが選択される。

（２）筐体４の材質及び／又は厚さ（図４）
筐体４は、導電性板（同図（ａ）参照）、絶縁性板（同図（ｂ）参照）、及び導電性メッキを施した絶縁性板（同図（ｃ）参照）のいずれかが選択される。筐体４の材質として絶縁性板を選択する場合、所定のコモンモードインピーダンスになるように筐体４の厚さが規定される。絶縁性板に導電性メッキを施す場合、表面だけでもよく、全面でもよいが、地板７と浮遊容量接続させるときは、コモンモードインピーダンスが所定値になるようにグラウンドに対する距離が設定される。尚、筐体４の形状は、図３に示すような板状に限られず、箱状であってもよい。

（３）第一の固定部品５の材質及び／又は構造（図５）
基板３と筐体７との接続に関し、第一の固定部品５は、導電性の固定部品（同図（ａ）参照）、導電性の固定部品及びコンデンサ等の電子部品（同図（ｂ）参照）、及び絶縁性の固定部品（同図（ｃ）参照）のいずれかが選択される。

（４）第二の固定部品６の材質及び／又は構造（図６）
筐体４と地板７との接続に関し、第二の固定部品６は、導電性の固定部品（同図（ａ）参照）、又は絶縁性の固定部品（同図（ｂ）参照）が選択される。

例えば、スレーブノード１において、筐体４として絶縁性板を、基板３としてＧＮＤ層無しの基板を、第一の固定部品５及び第二の固定部品６として絶縁性の固定部品をそれぞれ選択し、要求される浮遊容量接続となるように、基板３、筐体４、地板７の各間隔を決定し、コモンモードインピーダンスを所定値に調整してもよい。或いは、基板３の通信線に対し、基板３上で地板７に接地したＧＮＤ領域を設けてコンデンサ又は浮遊容量接続するようにしてもよい。

そして、パラレル接続のバス、ツリー及びリング等のネットワークトポロジーにおいて、各スレーブノード１のコモンモードインピーダンスをそれぞれ一対の通信線路２のコモンモード電圧・電流の変動が抑えられる値に調整すると共に、マスタノードのコモンモードインピーダンスを別途整合させる。これにより、ネットワーク上のノード又は外部から通信線路２上に流入するコモンモードノイズの低減を図ることができる。

以上詳述したことから明らかなように、本実施形態によれば、スレーブ全体のインピーダンスが所定値に調整されているので、コモンモードインピーダンスがノイズの低減に必要十分な値に、ディファレンシャルモードインピーダンスが通信に必要な値にそれぞれ設定されることにより、通信信号に影響を与えることなく、コモンモードノイズの低減を図ることができる。

特に、スレーブノード１における基板３の構造及び／又は厚さ、筐体４の材質及び／又は厚さ、第一の固定部品５の材質及び／又は構造、及び第二の固定部品６の材質及び／又は構造のいずれか又はこれらの任意の組み合わせにより、通信線路２と地板７との間のコモンモードインピーダンスが所定値に調整されているので、構成要素を追加することなく安価な構成で、差動電圧・電流の中心電圧・電流の変動を抑制し、コモンモードノイズの低減を図ることができる。

次に、本発明の第二の実施形態について図面を参照しつつ説明する。第一の実施形態では、基板の構造・厚さ、筐体の材質・厚さ、第一固定部品の材質・構造等によってスレーブノードのインピーダンスを調整する構成としたが、第二の実施形態では、スレーブノードに対してスレーブ全体のインピーダンスの周波数特性を設定するための付加回路を接続したことを特徴とする。図７は第二の実施形態のスレーブの概略構成を示す回路図である。図８（ａ）は付加回路５０の構成例を示す回路図、同図（ｂ）は同図（ａ）の回路の具体例、同図（ｃ）は同図（ａ）の回路の他の具体例である。尚、第一の実施形態と同一部材には同一の符号を付し、それらについての詳細説明を省略する。

スレーブノード１は、差動伝送方式によりマスタノードとの間で通信を行う非接地スレーブノードであり、図７に示すように、一対の通信線路２，２間に２つのインピーダンス素子１１，１１（インピーダンス：Ｚｘ）が直列に接続され、且つそれらの中間の接続点にスレーブ−地板間の浮遊容量１２（インピーダンス：Ｚｘｃ）が接続された等価回路として表すことができる。そして、一対の通信線路２，２におけるスレーブ側の終端に付加回路５０が接続されている。

付加回路５０は、一つ又は複数のスレーブノード１を含むスレーブ全体のインピーダンスを所望の周波数特性に設定するための回路である。付加回路５０には、図８（ａ）に示すように、一対の通信線路２，２間に２つのインピーダンス素子５１，５１（インピーダンス：Ｚｓ）が直列に接続されており、それらの中間の接続点には、実質的に接地された他のインピーダンス素子５２（インピーダンス：Ｚｓｃ）が接続されている。具体的には、図８（ｂ）に示すように、２つのインピーダンス素子５１，５１として２つの抵抗Ｒを用い且つ他のインピーダンス素子５２として一つのコンデンサＣを用いる構成としてもよく、図８（ｃ）に示すように、２つのインピーダンス素子５１，５１として２つのコンデンサＣを用い且つ他のインピーダンス素子５２として抵抗Ｒを用いる構成としてもよい。

スレーブノード１に付加回路５０を接続することで、スレーブ全体のディファレンシャルモードインピーダンスは、スレーブノード１のディファレンシャルモードインピーダンス（Ｚｘｄｉｆ）と付加回路５０のディファレンシャルモードインピーダンス（Ｚｓｄｉｆ）との並列接続（Ｚｘｄｉｆ／／Ｚｓｄｉｆ）となる。そして、通信周波数において、スレーブ全体のディファレンシャルモードインピーダンスの低下を防ぐため、ＺｓをＺｘよりも十分に大きい値に設定する（Ｚｓ＞＞Ｚｘ）。尚、２つのインピーダンス素子５１，５１のインピーダンスＺｓは略等しい。

一方、スレーブ全体のコモンモードインピーダンスは、スレーブノード１のコモンモードインピーダンスと付加回路５０のコモンモードインピーダンスとの並列接続（Ｚｘｃｏｍ／／Ｚｓｃｏｍ）となる。Ｚｓｃの値を小さくすればスレーブ全体のコモンモードインピーダンスが低下するため、ノイズの周波数帯においてスレーブ全体のコモンモードインピーダンスが所望の値（ノイズ低減の目標値とマスタ側の出力インピーダンスの値から決める）以下になるＺｓｃを決定することができる。尚、スレーブノード１のコモンモードインピーダンス（Ｚｘｃｏｍ）及びディファレンシャルモードインピーダンス（Ｚｘｄｉｆ）は、Ｓパラメータの実測値から計算により求めることができる。スレーブ全体のインピーダンス特性は、通信周波数において通信信号に影響を与えない（低下させない）ディファレンシャルモードインピーダンスとなり、ノイズを問題とする周波数帯（ＡＭ帯０．５１〜１．７１ＭＨｚ）においてノイズ低減に必要な十分小さなコモンモードインピーダンスとなる。

次に、付加回路５０のスレーブノード１への接続方法の具体例を説明する。図９は、マスタノードとスレーブノードとが一対一に設けられた接続例であり、スレーブ側の基板３に付加回路５０を搭載した例を示している。差動通信の系において、マスタ基板に対してスレーブ側の基板３のコモンモードインピーダンスの比を下げることで、通信線路２，２に伝わるコモンモードノイズを低減できる。尚、図９では、所望のコモンモードインピーダンス比を得るために、マスタ基板にコモンモードフィルタを挿入して、マスタ基板のコモンモードインピーダンスを上昇させるようにした例を示している（図１０も同様）。

一方、図１０は、一つのマスタノードに対して一対の通信線路２，２を介して複数のスレーブノード１が接続された車載用配索の接続例であり、通信線路２，２のスレーブ側の終端に、基板５５に搭載された付加回路５０を別ノードとして接続した例を示している。尚、図１０の例において、付加回路５０は、複数のスレーブノード１を含むスレーブ全体のインピーダンスの周波数特性を所定値に設定する。

以上詳述したことから明らかなように、本実施形態によれば、一対の通信線路２，２におけるスレーブ側の終端に接続された付加回路５０によって、スレーブ全体のインピーダンスの周波数特性が設定されるので、コモンモードインピーダンスをノイズの低減に必要十分な値に、ディファレンシャルモードインピーダンスを通信に必要な値にそれぞれ確実に設定して、通信信号に影響を与えることなく、コモンモードノイズの低減を図ることができる。

より詳細には、スレーブ全体を付加回路５０の回路構成に対応する等価回路で表した場合、複数のインピーダンス素子５１，５１の各インピーダンスＺｓが、スレーブ等価回路の対応部分のインピーダンスＺｘよりも十分大きい値に設定されることにより、スレーブ全体のディファレンシャルインピーダンスの低下を防止し、通信周波数において通信信号に影響を与えることを確実に防止することができる。一方、他のインピーダンス素子５２のインピーダンスが、ノイズの周波数帯においてスレーブ全体のコモンモードインピーダンスが所定値以下となる値に設定されることにより、ノイズを確実に低減することができる。

また、付加回路５０は、そのディファレンシャルモードインピーダンスをスレーブのディファレンシャルモードインピーダンスよりも十分大きい値に、そのコモンモードインピーダンスをスレーブ全体のコモンモードインピーダンスが所定値以下となるための値に設定したので、スレーブ全体のディファレンシャルインピーダンスの低下を防止し、通信周波数において通信信号に影響を与えることを確実に防止することができると共に、ノイズを確実に低減することができる。

特に、図８に示す付加回路５０は、一対の通信線路２，２間に２つのインピーダンス素子５１，５１を直列に接続すると共に、複数のインピーダンス素子５１，５１間の接続点に他端が実質的に接地された他のインピーダンス素子５２を接続してなるので、簡単な回路構成でスレーブ全体のインピーダンスの周波数特性を確実に設定することができる。

尚、本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を施すことが可能である。

例えば、前記第二の実施形態における付加回路５０は図８に示す構成には限られず、図１１に示す回路構成としてもよい。図１１の回路構成では、付加回路５０が、一対の通信線路２，２間にインピーダンス素子５３を接続すると共に、一対の通信線路２，２とインピーダンス素子５３との両側の接続点に他端が互いに接続され且つ実質的に接地された他のインピーダンス素子５４，５４をそれぞれ接続して構成されている。尚、インピーダンス素子５３のインピーダンスは上記Ｚｓ及びＺｓｃを用いて数式２に示すように表され、インピーダンス素子５４のインピーダンスは数式３に示すように表される。

本変形例によっても、簡単な回路構成でスレーブ全体のインピーダンスの周波数特性を確実に設定することができる。

次に、第一の実施形態のスレーブノード１を採用した乗員保護装置起動システムＳの一実施例について、図１２を参照しつつ説明する。尚、図１２（ａ）は本実施形態のスレーブノードを採用した乗員保護装置起動システムＳの全体構成を示す図であり、同図（ｂ）はスレーブノードの構成を示す側面図である。乗員保護装置起動システムＳは、車両衝突等が発生した場合にエアバッグやシートベルトプリテンショナ等の乗員保護装置を起動するシステムであり、乗員保護装置電子制御ユニット（ＥＣＵ）１０１は、車両前部における衝突加速度を検出するサテライトセンサ１０２、車両側面に設けられて側突を検知する側突センサ１０３、車両座席における乗員の有無等を検知する乗員センサ１０４、エアバッグ用スクイブ（点火装置）１０５、及びシートベルトプリテンショナ用スクイブ１０６とそれぞれ一対の通信線路１１０を介して接続され、各種センサ１０２等やスクイブ１０５等との間で差動伝送方式による通信を行うように構成されている。ここで、乗員保護装置起動システムＳにおいて、ＥＣＵ１０１が差動伝送におけるマスタノードとして機能し、車両のボディアースに接地されていない上記の各種センサ１０２等やスクイブ１０６等が非接地スレーブノードとして機能するものである。

乗員保護装置起動システムＳでは、非接地スレーブノードとしての各種センサ１０２等やスクイブ１０５等において、電子部品が実装される基板の構造及び／又は厚さ、基板と車両ボディとの間に設けられて基板を保護する筐体の材質及び／又は厚さ、基板を筐体に固定する第一の固定部品の材質及び／又は構造、及び筐体を地板である車両ボディに固定する第二の固定部品の材質及び／又は構造を組み合わせて各種センサ１０２等やスクイブ１０５等のスレーブノードと車両ボディとのＡＣ的な接続による浮遊容量及びコンデンサ容量、及びＤＣ的な抵抗を規定することにより、通信線路１１０と車両ボディとの間のコモンモードインピーダンスが所定値に調整されているので、通信線路１１０上に流入するコモンモードノイズの低減が図られる。これにより、通信線路１１０上のノイズがアンテナに伝播することによるラジオやテレビにおける雑音の発生や、ノイズの各種機器への混入によるアクチュエータの誤動作、例えば、ブレーキが利きにくくなる、ＥＴＣが誤動作する、メータが振れる、ウィンドウが開く等の発生を防止することができる。

本発明は、車両に搭載される乗員保護装置起動システムにおける衝突センサやエアバッグ用スクイブ等の非接地スレーブノードとして機能する差動伝送用の回路基板装置に適用可能である。

本発明の第一の実施形態のスレーブノードの構成を示す斜視図である。 図１に示すスレーブノードの等価回路を示す回路図である。 （ａ）はＧＮＤ層無しの基板を、（ｂ）はＧＮＤ層有りの基板を、（ｃ）はＧＮＤ領域が形成されたＧＮＤ層無しの基板を、それぞれ基板として選択したスレーブノードの斜視図である。 （ａ）は導電性板を、（ｂ）は絶縁性板を、（ｃ）は導電性メッキを施した絶縁性板を、それぞれ筐体として選択したスレーブノードの斜視図である。 （ａ）は導電性の固定部品を、（ｂ）は導電性の固定部品及びコンデンサ等の電子部品を、（ｃ）は絶縁性の固定部品を、それぞれ第一の固定部品として選択したスレーブノードの斜視図である。 （ａ）は導電性の固定部品を、（ｂ）は絶縁性の固定部品を、それぞれ第二の固定部品として選択したスレーブノードの斜視図である。 本発明の第二の実施形態のスレーブノードの概略構成を示す回路図である。 （ａ）は付加回路の構成例を示す回路図、（ｂ）は（ａ）の回路の具体例、（ｃ）は（ａ）の回路の他の具体例である。 マスタノードとスレーブノードとが一対一に設けられると共にスレーブ側の基板に付加回路を搭載した例を示す斜視図である。 一つのマスタノードに対して一対の通信線路を介して複数のスレーブノードが接続されると共に、通信線路のスレーブ側の終端に基板に搭載された付加回路を別ノードとして接続した例を示す斜視図である。 付加回路の変形例を示す回路図である。 （ａ）は第一の実施形態のスレーブノードを採用した乗員保護装置起動システムの全体構成を示す図であり、（ｂ）はスレーブノードの構成を示す側面図である。

符号の説明

１ スレーブノード
２ 一対の通信線路
３ 基板
３ａ ＧＮＤ領域
４ 筐体
５ 第一の固定部品
６ 第二の固定部品
７ 地板
３１ 通信ＩＣ（電子部品）
３２ 抵抗（電子部品）
５０ 付加回路
５１ インピーダンス素子
５２ 他のインピーダンス素子
５３ インピーダンス素子
５４ 他のインピーダンス素子

Claims (9)

1. マスタ側とスレーブ側との間で差動伝送を行うためにマスタノードと一対の通信線路を介して接続されて非接地スレーブノードとして機能する差動伝送用の回路基板装置であって、
   前記スレーブ全体のインピーダンスが所定値に調整されたものであり、
   前記一対の通信線路におけるスレーブ側の終端に、スレーブ全体のインピーダンスの周波数特性を設定するための付加回路を接続し、
   前記付加回路は、そのディファレンシャルモードインピーダンスを前記スレーブのディファレンシャルモードインピーダンスよりも十分大きい値に、そのコモンモードインピーダンスをスレーブ全体のコモンモードインピーダンスが所定値以下となるための値に設定したことを特徴とする差動伝送用の回路基板装置。
2. マスタ側とスレーブ側との間で差動伝送を行うためにマスタノードと一対の通信線路を介して接続されて非接地スレーブノードとして機能する差動伝送用の回路基板装置であって、
   前記スレーブ全体のインピーダンスが所定値に調整されたものであり、
   差動伝送用の電子部品を実装した基板と、
   その基板と導電性の地板との間に設けられる筐体と、
   前記基板を前記筐体に固定する第一の固定部品と、
   前記筐体を前記地板に固定する第二の固定部品と
   を備え、
   前記基板の構造及び／又は厚さ、前記筐体の材質及び／又は厚さ、前記第一の固定部品の材質及び／又は構造、及び前記第二の固定部品の材質及び／又は構造のいずれか又はこれらの任意の組み合わせにより、前記通信線路と前記地板との間のコモンモードインピーダンスが所定値に調整されたことを特徴とする差動伝送用の回路基板装置。
3. 前記基板は、グラウンド層無しの基板、グラウンド層有りの基板、及びグラウンド領域が形成されたグラウンド層無しの基板から選択されたいずれかであることを特徴とする請求項２に記載の差動伝送用の回路基板装置。
4. 前記筐体は、導電性材料、絶縁性材料、及び導電性メッキを施した絶縁性材料から選択されたいずれかであることを特徴とする請求項２又は３に記載の差動伝送用の回路基板装置。
5. 前記第一の固定部品は、導電性の固定部品、電子部品が接続された導電性の固定部品、及び絶縁性の固定部品から選択されたいずれかであることを特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載の差動伝送用の回路基板装置。
6. 前記第二の固定部品は、導電性の固定部品、及び絶縁性の固定部品から選択されたいずれかであることを特徴とする請求項２乃至５のいずれかに記載の差動伝送用の回路基板装置。
7. 前記付加回路は、前記一対の通信線路間に複数のインピーダンス素子を直列に接続すると共に、前記複数のインピーダンス素子間の接続点に他端が実質的に接地された他のインピーダンス素子を接続してなることを特徴とする請求項１に記載の差動伝送用の回路基板装置。
8. 前記スレーブ全体を前記付加回路の回路構成に対応する等価回路で表した場合、前記複数のインピーダンス素子の各インピーダンスが、前記スレーブ等価回路の対応部分のインピーダンスよりも十分大きい値に設定されると共に、前記他のインピーダンス素子のインピーダンスが、ノイズの周波数帯において前記スレーブ全体のコモンモードインピーダンスが所定値以下となる値に設定されたことを特徴とする請求項７に記載の差動伝送用の回路基板装置。
9. 前記付加回路は、前記一対の通信線路間にインピーダンス素子を接続すると共に、前記一対の通信線路と前記インピーダンス素子との両側の接続点に他端が互いに接続され且つ実質的に接地された他のインピーダンス素子をそれぞれ接続してなることを特徴とする請求項１に記載の差動伝送用の回路基板装置。

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