(57)【要約】【課題】差動信号を伝送する通信回線に周波数の異なる信号を重畳させて省線化を図り、差動信号へのリンギングを低減させることができるデータ伝送システム及びデータ伝送方法を提供する。【解決手段】車内通信回線５で伝送されている差動信号に、差動信号よりも周波数の高い第２の信号を重畳し、第２の信号を受信する受信機はコンデンサＣ１及びＣ２と、コイル（インダクタ）Ｌとで構成されたハイパスフィルターであるフィルター６ａを介して受信する。コンデンサＣ１及びＣ２と、コイルＬの容量、インダクタンスについて差動信号に対するリンギングの周波数よりも低い周波数をカットオフし、第２の信号は受信するような構成とすることにより、差動信号へのリンギングの影響を低減させ、第２の信号の受信に影響を与えない。【選択図】図３
2008187282.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の信号線夫々の電位の差動電圧で表される第１の信号を発生／検出することによりデータを送受信するようにしてあるデータ伝送システムにおいて、
前記第１の信号と周波数が異なる第２の信号によりデータを送受信する送信機及び受信機を備え、
該送信機及び受信機は、
前記一対の信号線にフィルターを介してバス型に接続されており、
前記送信機は、前記フィルターを介して第２の信号を前記一対の信号線に夫々同相で発生させて前記第１の信号に重畳することによりデータを多重化して送信するようにしてあり、前記受信機は前記フィルターを介して第２の信号を検知することによりデータを受信するようにしてあること
を特徴とするデータ伝送システム。
【請求項２】
前記フィルターは、前記第１の信号を通過させず、前記第２の信号を通過させるように構成されていること
を特徴とする請求項１に記載のデータ伝送システム。
【請求項３】
前記一対の信号線は、ツイストペアケーブルで構成されていること
を特徴とする請求項１又は２に記載のデータ伝送システム。
【請求項４】
前記第２の信号の周波数は、前記第１の信号の周波数よりも高くしてあり、
前記フィルターはハイパスフィルターで構成されていること
を特徴とする請求項２又は３に記載のデータ伝送システム。
【請求項５】
一対の信号線夫々の電位の差動電圧で表される第１の信号を発生／検出することによりデータを送出するデータ伝送方法において、
フィルターを介して前記第１の信号と周波数が異なる第２の信号を前記一対の信号線に夫々同相で発生させて前記第１の信号に重畳することにより、データを多重化して送出し、前記フィルターを介して第２の信号を検知することによりデータを受信すること
を特徴とするデータ伝送方法。
【請求項６】
前記第２の信号の周波数を前記第１の信号の周波数よりも高く、前記フィルターはハイパスフィルターであること
を特徴とする請求項５に記載のデータ伝送方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一対の信号線に差動信号を発生／検出することによりデータを送受信するデータ伝送システムに関し、特に、差動信号と周波数が異なる信号を重畳することによってデータを多重化して伝送し、更に異なる周波数の信号を重畳することによる差動信号の送受信への影響を低減することができるデータ伝送システム及びデータ伝送方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子制御装置（ＥＣＵ；Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）を使用した車載装置には、エンジン又はブレーキ等のエンジン・パワートレイン系、エアーコンディショナー、ドア、ヘッドランプ等のボディ系、エアバック制御等の安全系に分類されるような車輌の運転機能を制御する装置のみならず、カーオーディオ又はナビゲーション装置等の情報系の装置がある。
【０００３】
また、車外の映像を解析して人、動物等を検知する装置又は車輌の後方の映像を撮像して表示する装置も情報系の車載装置として車輌に配される場合がある。
【０００４】
したがって、車載装置間で伝送される信号は、回転数、角度、温度等の数値情報を伝送するデータ信号のみならず、伝送量の大きい映像信号も含まれる場合もある。この場合、ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）等の差動信号を伝送する車内通信回線以外に、映像信号を伝送するための高速の通信回線を別途敷設する必要が生じる。
【０００５】
一方、複数の車載装置間を接続して車載装置間のデータを伝送するための通信回線では、各車載装置の通信回線に対するインピーダンスの不整合によってリンギングが発生し、伝送に支障を生じる虞があった。
【０００６】
そこで、各車載装置が車内通信回線との接続部分に抵抗を備え、各抵抗を車内通信回線のより対線の夫々に直列に接続する構成とすることにより、車内通信回線を構成するケーブル長が長い場合でも、車内通信回線に発生するリンギングを早期に収束することができる技術が特許文献１に開示されている。
【特許文献１】特開２００６−６７５４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）等の差動信号を伝送する車内通信回線以外に、映像信号を伝送するための高速の通信回線を別途敷設する必要が生じる。しかしながら、伝送量の大きな映像信号を伝送するための高速の通信回線を別途敷設する場合は、車内通信回線の省線化を図ることはできない。
【０００８】
特許文献１に開示されているように、各車載装置の車内通信回線とのコネクタ部に抵抗を設けることによってリンギングを早期に収束することができるが、リンギングの早期収束専用の抵抗を設ける場合はコスト高につながる。
【０００９】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、車内通信回線に伝送されている差動信号と異なる周波数の信号を重畳させてデータを多重化して伝送する構成とすることによって通信回線の省線化を図り、且つ重畳された異なる周波数の信号を受信する場合にフィルターを介して受信する構成とすることによって、リンギングを低減することができるデータ伝送システム及びデータ伝送方法を提供することを目的とする。
【００１０】
本発明の他の目的は、通信回線に重畳される第１の信号及び第２の信号に対し、第１の信号を通過させずに第２の信号を通過させるフィルターを介してデータを送受信する構成とすることにより、第１の信号に対するリンギングを低減させることができるデータ伝送システムを提供することにある。
【００１１】
本発明の他の目的は、ツイストペアケーブルのより対線に同相の信号を重畳する構成とすることにより差動信号の第１の信号に異なる第２の信号を重畳することができるデータ伝送システムを提供することにある。
【００１２】
また、本発明の他の目的は、第２の信号の周波数を通信回線に伝送される第１の信号よりも高くし、ハイパスフィルターを介してデータを送受信することにより、第１の信号に対するリンギングを高周波成分として除去することができるデータ伝送システム及びデータ伝送方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
第１発明に係るデータ伝送システムは、一対の信号線夫々の電位の差動電圧で表される第１の信号を発生／検出することによりデータを送受信するようにしてあるデータ伝送システムにおいて、前記第１の信号と周波数が異なる第２の信号によりデータを送受信する送信機及び受信機を備え、該送信機及び受信機は、前記一対の信号線にフィルターを介してバス型に接続されており、前記送信機は、前記フィルターを介して第２の信号を前記一対の信号線に夫々同相で発生させて前記第１の信号に重畳することによりデータを多重化して送信するようにしてあり、前記受信機は前記フィルターを介して第２の信号を検知することによりデータを受信するようにしてあることを特徴とする。
【００１４】
第２発明に係るデータ伝送システムは、前記フィルターは、前記第１の信号を通過させず、前記第２の信号を通過させるように構成されていることを特徴とする。
【００１５】
第３発明に係るデータ伝送システムは、前記一対の信号線は、ツイストペアケーブルで構成されていることを特徴とする。
【００１６】
第４発明に係るデータ伝送システムは、前記第２の信号の周波数は、前記第１の信号の周波数よりも高くしてあり、前記フィルターはハイパスフィルターで構成されていることを特徴とする。
【００１７】
第５発明に係るデータ伝送方法は、一対の信号線夫々の電位の差動電圧で表される第１の信号を発生／検出することによりデータを送出するデータ伝送方法において、フィルターを介して前記第１の信号と周波数が異なる第２の信号を前記一対の信号線に夫々同相で発生させて前記第１の信号に重畳することにより、データを多重化して送出し、前記フィルターを介して第２の信号を検知することによりデータを受信することを特徴とする。
【００１８】
第６発明に係るデータ伝送方法は、前記第２の信号の周波数を前記第１の信号の周波数よりも高く、前記フィルターはハイパスフィルターであることを特徴とする。
【００１９】
第１発明及び第５発明では、データ伝送システムに備えられる送信機及び受信機は、第１の差動信号を伝送する一対の信号線にフィルターを介してバス型に接続されている。送信機は第１の信号と周波数が異なる第２の信号を一対の信号線夫々に同相で発生させることによってデータを多重化する。受信機はフィルターを介して第２の信号を検知することによりデータを受信する。
【００２０】
第２発明では、データ伝送システムに備えられる送信機及び受信機が接続しているフィルターは、第１の信号を通過させず第２の信号を通過させる。したがって、受信機で第２の信号のみ受信することが可能となる。
【００２１】
第３発明では、第１の信号及び第２の信号はシールド又はアンシールドのツイストペアケーブルで伝送される。ツイストペアケーブルのより対線によって第１の信号の差動信号が伝送され、より対線夫々の電位が同相となるように第２の信号が伝送される。
【００２２】
第４発明及び第６発明では、第２の信号の周波数は第１の信号の周波数よりも高い。さらに、第１の信号の周波数よりも高い周波数をカットオフするハイパスフィルターでフィルターを構成することによって受信機へは第１の信号よりも高い周波数の信号が通過する。
【発明の効果】
【００２３】
第１発明及び第５発明による場合は、送信機は一対の信号線に伝送されている第１信号と周波数が異なる第２信号を重畳させることによりデータを多重化させることができ、受信機は一対の信号線に重畳されている信号の内のフィルターを通過する信号を検知して多重化されたデータを受信することができる。また、受信機はフィルターを介して第２の信号を受信するので、第１の信号の周波数に対して異なる周波数成分が受信されてノイズとして除去される。フィルターを介して接続することにより、データの多重化とリンギングの低減とを実現することができる。
【００２４】
第２発明による場合は、送信機及び受信機が接続されているフィルターは第１の信号を通過させず第２の信号を通過させる。これにより、多重化されたデータを受信する受信機は第２の信号のみを受信することができる。一対の信号線である通信回線に伝送される信号のうち、第２の信号は受信機によって受信されるので第１の信号に対して異なる周波数成分が除去され、リンギングを低減させることができる。また、フィルターは第１の信号を通過させないので第１の信号の減衰を抑制することができる。
【００２５】
第３発明による場合は、一対の信号線はツイストペアケーブルのより対線で構成されることによって平衡線路による差動信号の伝送を実現すると共に、より対線の内の夫々の信号線の電位によって表される信号は減衰量の少ない不平衡線路による伝送を実現する。これにより、第１の信号の伝送に影響を与えることなく第２の信号を重畳して伝送することができる。
【００２６】
第４発明及び第６発明による場合は、第２の信号の周波数は、第１の信号の周波数より高い。一対の信号線である通信回線に伝送される信号のうち、第２の信号はハイパスフィルターを介して受信機によって受信されるので第１の信号に対して高周波数成分が除去され、第１の信号に対するリンギングを低減させることができる。また、ハイパスフィルターは第１の信号を通過させないので第１の信号の減衰を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。
【００２８】
図１は、本発明に係るデータ伝送システムを適用した車載通信システムの構成を示すブロック図である。車載通信システムは、各種物理量の数値情報を含むデータを送受信する車載装置１ａ，１ｂ，１ｃと、映像データを送受信する車載装置２ａ，２ｂと、車外の映像を撮像する撮像装置３と、モニタを有する表示装置４と、各車載装置間１ａ，１ｂ，１ｃ，２ａ，２ｂを接続する車内通信回線５と、車載装置２ａ，２ｂ及び車内通信回線５との間に接続されているフィルター６ａ，６ｂとを備える。
【００２９】
伝送量の少ない数値情報を含むデータを送受信する車載装置１ａ，１ｂ，１ｃは、同一の車内通信回線５にバス型に接続されている。伝送量の多い映像データを送受信する車載装置２ａ，２ｂは、同一の車内通信回線５にフィルター６ａ，６ｂを介してバス型に接続されている。車載装置１ａ，１ｂ，１ｃは車内通信回線５に送出された数値情報を含むデータを共通して受信する。車載装置２ｂは車載装置２ａから車内通信回線５に送出された映像データを受信する。また、撮像装置３は車載装置２ａに接続されており、表示装置４は車載装置２ｂに接続されている。
【００３０】
車載装置１ａ，１ｂ，１ｃは、電子制御装置（ＥＣＵ）を用いて例えば接続しているセンサが検知した温度、角度、速度等の各種物理量の測定値情報を含むデータの送信、又はエンジン、ブレーキ等の各種装置のマイクロコンピュータによる制御が可能である。例えば、車載装置１ａは、操舵角を検知する図示しないセンサに接続されている。車載装置１ａは、センサから入力された操舵角の測定値に基づいて操舵角の数値を示す情報を含むデータを車内通信回線５へ送出し、他の車載装置１ｂ，１ｃが受信する。
【００３１】
車載装置１ａは、以下に示す各構成部の動作を制御する制御部１０と、各構成部へ電力を供給する電源回路１１と、制御に必要なデータを記憶する記憶部１２と、車内通信回線５との通信を制御する通信制御部１３と、図示しないセンサ等からの信号を入力する入力部１４と、図示しない制御対象装置へ制御信号を出力する出力部１５とを備える。他の車載装置１ｂ，１ｃも車載装置１ａと同様の構成であることから詳細な説明を省略する。なお、車載装置１ｂ，１ｃの双方又はいずれか一方は入力部１４及び出力部１５のいずれか一方のみ備える構成でもよい。
【００３２】
車載装置１ａの制御部１０は、電源回路１１を介して図示しない車輌のオルタネータから電力の供給を受けており、入力部１４を介してセンサからの信号を検出し、出力部１５を介して制御対象装置へ制御信号を送信する。
【００３３】
車載装置１ａの記憶部１２は揮発性のメモリからなり、制御部１０の処理の過程で発生する各種情報及びセンサから入力された信号が表す物理量の測定値を一時的に記憶する。
【００３４】
車載装置１ａの通信制御部１３は、ネットワークコントローラチップを有しており、車内通信回線５を介した通信を実現する。車載装置１ａの制御部１０は、通信制御部１３を介して後述の車内通信回線５の一対の信号線間に差動電圧を発生させることによりデータを送出し、信号線間の差動電圧を検出することによりデータを受信する。
【００３５】
車載装置２ａは、車載装置２ａに接続している撮像装置３から入力される映像信号に基づいて、電子制御装置（ＥＣＵ）を用いて他の車載装置２ｂへ映像データを送信する。逆に車載装置２ｂは、車載装置２ａから送信される映像データを受信して表示装置４へ出力する。なお、車載装置２ａはナビゲーションユニットと接続することにより、ナビゲーションユニットが取得した位置情報から作成した映像データ及び音声データを受信して車内通信回線５へ送信する装置として構成されてもよい。
【００３６】
車載装置２ａは、以下に示す各構成部の動作を制御する制御部２０と、各構成部へ電力を供給する電源回路２１と、制御に必要なデータを記憶する記憶部２２と、車内通信回線５を介した通信を制御する通信部２３と、撮像装置３からの映像信号を入力する映像入力部２４とを備える。車載装置２ｂは、車載装置２ａの映像入力部２４に代えて表示装置４へ映像信号を出力する映像出力部２５を有する以外は車載装置２ａと同様の構成であるので詳細な説明を省略する。
【００３７】
車載装置２ａの制御部２０は、電源回路２１を介して図示しない車輌のオルタネータから電力の供給を受けており、映像入力部２４を介して接続されている撮像装置３からの映像信号を受信し映像入力部２４で圧縮符号化及び／又はＡ／Ｄ変換等の処理を行ない、通信部２３を介して処理後の映像データを車内通信回線５へ送出する。車載装置２ｂの制御部２０は、同様に電源回路２１を介して電力の供給を受けており、映像出力部２５を介して接続されている表示装置４へ、車内通信回線５を介して受信した映像データを映像出力部２５で伸長復号化及び／又はＤ／Ａ変換等の処理を行なった映像信号を出力する。
【００３８】
車載装置２ａ，２ｂの記憶部２２は揮発性のメモリからなり、車載装置２ａ，２ｂの制御部２０は処理の過程で発生する各種情報を記憶部２２に一時的に記憶する。
【００３９】
車載装置２ａの映像入力部２４は、撮像装置３から映像信号を入力すると共に、映像信号がＮＴＳＣ信号等のアナログ信号である場合には車内通信回線５で伝送が可能なようにＲＧＢデータ又はＹＵＶデータ等のデジタルデータへ変換する処理を行なう。また、車載装置２ｂの映像入力部２４はＭＰＥＧデータ等へ圧縮符号化する処理を行なってもよい。逆に、映像出力部２５はデジタルデータが入力された場合に、アナログ信号である映像信号へ変換して出力する。また、車載装置２ａの映像入力部２４は、入力される映像信号に対し表示装置４の画面サイズに合わせて画像のサイズを変換した映像データを出力する処理を行なう構成でもよい。
【００４０】
車載装置２ａ，２ｂの通信部２３は、車内通信回線５を介して映像データの送受信を実現するものである。車載装置２ａ，２ｂの制御部２０は通信部２３を介して映像データを送信し、通信部２３を介して車内通信回線５から映像データを受信する。車載装置２ａ，２ｂの通信部２３の詳細については後述する。
【００４１】
撮像装置３は、ビデオカメラであり車外の映像を撮像した例えばＮＴＳＣ信号で表される映像信号を車載装置２ａへ出力する。表示装置４は車載装置２ｂから出力される映像信号を入力してモニタに映像を表示する。なお、映像信号はＮＴＳＣ信号には限らないのは勿論である。
【００４２】
車内通信回線５は、ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｏｒｏｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）のプロトコルに基づく通信回線であり、車載装置１ａ，１ｂ，１ｃは車内通信回線５を介してＣＡＮ仕様に基づく信号の発生／検出によりデータの送受信が可能である。なお、本実施の形態では車内通信回線５としてＣＡＮ仕様に基づく通信回線を例に説明する。しかしながら、本発明のデータ伝送システムを適用した車載通信システムの車内通信回線５はこれに限らず、差動信号を利用した比較的低速のＬＩＮ（Ｌｏｃａｌ  Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）、ＢＥＡＮ（Ｂｏｄｙ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）等のプロトコルに基づく通信回線であってもよい。
【００４３】
ＣＡＮ仕様に基づく車内通信回線５は一対の信号線、具体的にはシールドツイストペアケーブル又はアンシールドツイストペアケーブルからなり、車内通信回線５に接続する車載装置１ａ，１ｂ，１ｃはツイストペアケーブルのより対線間に発生する差動電圧を検出することによって信号を検出してデータを受信する。また、車載装置１ａ，１ｂ，１ｃはより対線間に差動電圧を発生させることにより信号を発生してデータを送信する。
【００４４】
車内通信回線５のツイストペアケーブルのより対線の電位は夫々ＣＡＮ＿Ｈｉｇｈレベル、ＣＡＮ＿Ｌｏｗレベルに設定されている。ペア線の電位の差動電圧がゼロの状態又はＣＡＮ＿Ｌｏｗレベルの電位がＣＡＮ＿Ｈｉｇｈレベルの電位よりも高い状態がデジタル信号の「１」（レセッシブ）を表し、ＣＡＮ＿Ｈｉｇｈレベルの電位がＣＡＮ＿Ｌｏｗレベルの電位よりも高い状態がデジタル信号の「０」（ドミナント）を表す。車内通信回線５に接続されている車載装置１ａ，１ｂ，１ｃは、車内通信回線５のより対線間に差動電圧を発生させることにより「０」，「１」で表される信号を発生し、データを送信する。
【００４５】
フィルター６ａ，６ｂは、ハイパスフィルターにより構成される。車載装置１ａ，１ｂ，１ｃ間で送受信されるデータを表す比較的低周波数の信号は通過させず、車載装置２ａ，２ｂ間で送受信される映像データ及び／又は音声データを表す高周波数の信号を通過させるように構成することにより、車内通信回線５に重畳されているる信号の内、高周波成分を通過させて低周波成分は通過させない。車載装置２ａ，２ｂは夫々ハイパスフィルターであるフィルター６ａ，６ｂを介して車内通信回線５に接続されていることにより、高周波数の信号が表す映像データ等のみを受信する。フィルター６ａ，６ｂの構成の詳細については後述する。
【００４６】
図２は、本発明に係るデータ伝送システムを適用した車載通信システムを構成する車内通信回線５を示す模式図である。図２（ａ）は、車内通信回線５として使用されているツイストペアケーブルの模式図である。ツイストペアケーブルは、夫々が絶縁体で被覆されたより対線である信号線５１，５２で構成されている。なお、車内通信回線５がシールドツイストペアケーブルである場合は、より対線である信号線５１，５２の外側を導体からなるシールドが覆うように構成される。
【００４７】
図２（ｂ）は、車内通信回線５として使用されているツイストペアケーブルの導線を模式的に示している。信号線５１には、ＣＡＮ＿Ｈｉｇｈレベルの電位が印加されており、信号線５２にはＣＡＮ＿Ｌｏｗレベルの電位が印加されている。車内通信回線５にデータが送信されていない場合は信号線５１のＣＡＮ＿Ｈｉｇｈレベルの電位は信号線５２のＣＡＮ＿Ｌｏｗレベルの電位よりも低いレセッシブ状態である。
【００４８】
車載装置１ａの通信制御部１３は、データを送信する場合は信号線５１のＣＡＮ＿Ｈｉｇｈレベルの電位と信号線５２のＣＡＮ＿Ｌｏｗレベルの電位との間に約５Ｖの差動電圧を発生させてドミナント状態とする。車載装置１ａの通信制御部１３は、デジタルデータを表すように信号線５１と信号線５２との間の電位に対してレセッシブ状態「１」とドミナント状態「０」とを約１ＭＨｚを上限とする周波数で繰り返し、「０」，「１」で表すデジタルデータを送信する。つまり、車内通信回線５のより対線である信号線５１，５２間の差動電圧によって表される差動信号は約１Ｍｂｐｓを上限とする通信速度で伝送される。
【００４９】
これに対し、車載装置２ａ，２ｂが車内通信回線５を介して送受信する映像データは１Ｍｂｐｓの通信速度では不足である。例えば、映像データを障害物検知等のために使用する場合等のように、映像データをリアルタイムで送受信する必要がある場合は映像データを圧縮せずに送受信する。したがって、ＮＴＳＣにおけるＶＧＡサイズ（６４０×４８０画素）の８ビットのモノクロ映像を１５（フレーム／秒）のフレームレートで送信する場合であっても約４０Ｍｂｐｓの伝送速度が必要である。
【００５０】
そこで、本発明のデータ伝送システムを適用した車載装置通信システムを構成する車載装置２ａ，２ｂの通信部２３は、フィルター６ａ，６ｂを介してツイストペアケーブルである車内通信回線５の信号線５１，５２夫々に接続し、ＣＡＮ仕様に基づく信号よりも高周波の信号を信号線５１及び信号線５２夫々に分離して同相の信号を送出する。これにより、約１Ｍｂｐｓを上限とするＣＡＮ仕様に基づくデータ伝送に１００Ｍｂｐｓの高速データ伝送の重畳を実現する。
【００５１】
車載装置２ａの通信部２３は、映像入力部２４から入力される映像のデジタルデータを表す信号を車内通信回線５へ送出する。このとき、デジタルデータは内部バスを介してパラレル信号として映像入力部２４から入力される。したがって、車載装置２ａの通信部２３は図示しないパラレル−シリアル変換器を備えており、映像入力部２４から入力されたデジタルデータはシリアル信号に変換される。さらに車載装置２ａの通信部２３は、スプリットフェーズ変換回路を備えることが望ましい。比較的低周波数のＣＡＮに基づく信号よりも高周波数の信号から低周波数成分を除去するためである。車載装置２ａの通信部２３はシリアル信号に変換された映像のデジタルデータは図示しないスプリットフェーズ変換回路によってスプリットフェーズ変換され、車内通信回線５へ送出される。
【００５２】
これにより、信号線５１及び信号線５２には同相で１００ＭＨｚの高周波数の信号が送出される。車載装置２ａは、スプリットフェーズ変換回路によって映像のデジタルデータを表す高周波数の信号をスプリットフェーズ変換して送信することにより、デジタルデータを表す信号が例えば「０」又は「１」を表す信号レベルの高低の一方が連続することによって見かけ上低周波数の信号になることを回避することができる。これにより、ＣＡＮに基づく比較的低周波数の信号の伝送への影響を低減させることができる。
【００５３】
逆に車載装置２ｂの通信部２３は図示しないシリアル−パラレル変換器を備え、さらにスプリットフェーズ変換回路を備えていることが望ましい。車載装置２ｂの通信部２３は、高周波数の信号を検知し、検知した高周波数の信号を図示しないスプリットフェーズ変換回路によって復号する。車載装置２ｂの通信部２３は、復号した信号をさらにシリアル−パラレル変換器によってパラレル信号へ変換し、映像出力部２５へ送信する。
【００５４】
また車載装置２ａの通信部２３が発生させる信号の信号レベルは、ＣＡＮ仕様に基づくデータを表す信号レベルに対して十分に低い信号レベルに設定されている。例えば、ＣＡＮ仕様に基づくデータを表す信号レベルは前述の通り約５Ｖに設定されているのに対し、映像データを表す信号の信号レベルはその２％以下の０．１Ｖに設定されている。
【００５５】
映像データを送信するために車載装置２ａの通信部２３から車内通信回線５へ同相で送出された信号は、信号線５１及び信号線５２間に発生している差動電圧には影響をほとんど与えない。したがって、車載装置１ａ，１ｂ，１ｃの通信制御部１３では車載装置２ａから送信された映像データを表す信号は高周波成分のノイズとして除去され、車載装置１ａ，１ｂ，１ｃ間で最大約１ＭＨｚ、即ち１Ｍｂｐｓの伝送速度によって送受信されるデータを表す信号に対して影響を与えない。
【００５６】
さらに、本発明のデータ伝送システムを構成する車載装置２ａ，２ｂは、フィルター６ａ，６ｂを介して車内通信回線５に接続されている。図３は、本発明に係るデータ伝送システムにおいて車内通信回線５に接続されているフィルター６ａの構成例を模式的に示す回路図である。フィルター６ｂについては、フィルター６ａと同様の構成であるため詳細な説明を省略する。
【００５７】
本発明のデータ伝送システムを構成するフィルター６ａは、二つのコンデンサＣ１，Ｃ２及びコイル（インダクタ）Ｌによってハイパスフィルターを構成してなる。二つのコンデンサＣ１，Ｃ２を直列に接続し、コンデンサＣ１，Ｃ２の接続点はコイルＬを介して接地されている。コンデンサＣ１のコンデンサＣ２との接続点と逆側の接点は車内通信回線５に接続されており、コンデンサＣ２のコンデンサＣ１との接続点と逆側の接点は抵抗Ｒを介して接地されている。抵抗Ｒは車内通信回線５にフィルター６ａを介して接続して映像データを送信する車載装置２ａ全体を抵抗として考えることを示す。
【００５８】
フィルター６ａ，６ｂは、ハイパスフィルターとして構成されるので、二つのコンデンサＣ１，Ｃ２の容量及びコイルＬのインダクタンスを設定することにより、１ＭＨｚ以下の信号を通過させずに１００ＭＨｚの信号を通過させるようにすることができる。これにより、フィルター６ａ，６ｂを介して接続する車載装置２ａ，２ｂは、低周波成分の信号で表されるＣＡＮ仕様に基づくデータは受信せず、低周波成分の信号で表される映像信号のみを送受信することができる。
【００５９】
次に、図３に模式的に示したフィルター６ａの具体的な形態について説明する。図４は、本発明に係るデータ伝送システムにおいて車内通信回線５に接続されているフィルター６ａ及びフィルター６ａを構成するコンデンサＣ１，Ｃ２の形態例を示す斜視図である。図４（ａ）に示す斜視図はフィルター６ａの形態例で表わす。
【００６０】
フィルター６ａは、マイクロストリップライン上に構成される。フィルター６ａが構成されるマイクロストリップラインは、板状の誘電体の一面にＧＮＤレベルに接地された導体が形成され、他方の面に伝送線路が二系統並行に形成されている。車載装置２ａの通信部２３から分離されて送出される高周波信号を通過させるためである。したがって、フィルター６ａはコンデンサＣ１，Ｃ２及びインダクタＬを夫々二つずつ有しており、平行に形成された伝送線路夫々に対称に配されている。二系統の線路夫々にはコンデンサＣ１，Ｃ２が直列に配されている。また二系統の線路は、コンデンサＣ１とコンデンサＣ２の間で架橋するように接続されている。架橋部分では二つのインダクタＬが直列に配されており、二つのインダクタＬ間に相当する架橋部分の中央は、ＧＮＤレベルに接地された他方の面に接続されている。図４（ａ）に示したマイクロストリップライン上に構成されるフィルター６ａではコンデンサＣ１，Ｃ２はチップコンデンサによって構成され、インダクタＬはチップインダクタによって構成される。
【００６１】
なお、コンデンサＣ１，Ｃ２は、チップコンデンサで構成するとは限られない。図４（ｂ）に示した斜視図は、コンデンサＣ１，Ｃ２夫々を板状の絶縁体の一面全体に導体を形成し、他面には導体を二つに分けて電極として形成したもので構成した場合を表わしている。図４（ｂ）の左に示した図はコンデンサＣ１，Ｃ２を全面に導体を形成した一面から見た斜視図である。また、図４（ｂ）の右に示した図は、導体を二つに分けて電極として形成した他面から見た斜視図である。この場合、二つに分けて形成された電極間でコンデンサＣ１又はコンデンサＣ２のギャップを実現する。マイクロストリップライン上では、伝送経路を途中で分断し、二つに分けて形成された電極を分断された伝送経路の夫々の端に接続する。
【００６２】
フィルター６ａ，６ｂを図４（ａ）に示したような形態で構成した場合、マイクロストリップラインの二つの伝送線路のコンデンサＣ２側を夫々、車載装置２ａの通信部２３に接続し、コンデンサＣ１側を夫々車内通信回線５の信号線５１及び信号線５２に接続する。なお、コンデンサＣ１側の伝送線路はマイクロストリップライン上で分岐させて、車載装置１ａ，１ｂ，１ｃのいずれかに接続してもよい。
【００６３】
図５は、本発明に係るデータ伝送システムを適用した車載通信システムを構成する車内通信回線５で重畳される信号を模式的に示す波形図である。図５（ａ），図５（ｂ），図５（ｃ）において、横軸は時間経過を表し、縦軸は電位を表している。
【００６４】
図５（ａ）は、車内通信回線５で伝送される信号レベルの波形を示している。実線は信号線５１のＣＡＮ＿Ｈｉｇｈレベルの電位を示し、破線は信号線５２のＣＡＮ＿Ｌｏｗレベルの電位を示している。なお、説明を簡易にするためにＣＡＮ仕様に基づくデータを表す信号はデジタルデータの「０」，「１」を繰り返す信号である場合を示し、映像データを表す信号はデジタルデータの「１」が継続し、スプリットフェーズ変換されて信号レベルの高低を繰り返す場合を示している。
【００６５】
図５（ｂ）は、車載装置１ａ，１ｂ，１ｃの通信制御部１３によって検出される信号の波形を示している。実線は信号線５１のＣＡＮ＿Ｈｉｇｈレベルの電位を示し、破線は信号線５２のＣＡＮ＿Ｌｏｗレベルの電位を示している。車載装置１ａ，１ｂ，１ｃの制御部１０が通信制御部１３を介してＣＡＮ仕様に基づくデータを受信する場合は、同相に重畳されている映像データを表す高周波数の信号はノイズとして除去される。また、車載装置１ａ，１ｂ，１ｃの制御部１０がＣＡＮ＿Ｈｉｇｈレベルの電位からＣＡＮ＿Ｌｏｗレベルの電位を減算して差動電圧を検出する場合は同相の信号はキャンセルされ、ドミナント状態であるのか又はレセッシブ状態であるのかの判断に影響を及ぼすことはない。
【００６６】
図５（ｃ）は、車載装置２ｂの通信部２３によって検出される信号の波形を示している。車載装置２ｂの通信部２３は図５（ａ）に示される信号を受信するが、低周波成分はフィルター６ｂによって除去されるので、高周波成分のみが図５（ｃ）に示されているように検出される。
【００６７】
上述のような車載装置２ａ，２ｂによって、差動信号に同相の信号を重畳して伝送することができる。重畳する同相の信号は差動信号よりも周波数を高くして周波数を区別して送受信することにより、図５（ｂ）（ｃ）に示したように低周波数の信号と高周波数の信号とは車載装置１ａ，１ｂ，１ｃと車載装置２ａ，２ｂとで夫々相互に影響なく受信される。したがって、本発明による場合は、低周波数の差動信号に映像データを伝送するための高周波数の信号を重畳させることができる。また、低周波数の信号を検出して受信する場合、重畳されている高周波数の信号は差動信号に同相で重畳されているので差動電圧の検出には影響を与えない。逆に、高周波数の信号は信号レベルが低く設定されていてノイズとして除去されるので、低周波数の信号の伝送には影響を与えない。高周波数の信号を検出して受信する場合、低周波数の信号を通過させないフィルター６ａ，６ｂを介しているので、低周波数の信号を損失させることなくデータを受信することができる。
【００６８】
本発明による場合、フィルター６ａ，６ｂを接続することは、車載装置２ａ，２ｂが高周波数の映像信号を送受信する際に低周波数成分を除去するのみならず、比較的低周波数であるＣＡＮに基づく信号に対するリンギングを低減させる効果を奏する。以下に、フィルター６ａ，６ｂによるリンギング低減の効果について説明する。
【００６９】
図６は、本発明に係るデータ伝送システムを車載通信システムに適用した場合に、車内通信回線５により伝送されるＣＡＮに基づく信号に対して発生するリンギングの例を示す波形図である。縦軸は電位の大きさを表し、横軸は時間の経過を表している。
【００７０】
図６に示す波形図は、フィルター６ａ，６ｂが車内通信回線５に接続されておらず、車載装置２ａ，２ｂの通信部２３が車内通信回線５に直接バス型で接続されている場合における差動信号であり、車内通信回線５の信号線５１で検知されるＣＡＮ＿Ｈｉｇｈレベルの電位の波形例を示している。なお、長二点鎖線で示している電位はＣＡＮ＿Ｈｉｇｈレベルの電位がドミナント状態であると判断される閾値を示しており、ＣＡＮ＿Ｈｉｇｈレベルの電位が閾値以上であると判断された場合は車内通信回線５に伝送されている信号はドミナントを表すと判断される。したがって、図６に示されるようにドミナントからレセッシブへ電位が変化する際に電位が高低を繰り返すリンギングが発生し、本来はレセッシブ状態であるべきＣＡＮ＿Ｈｉｇｈレベルの電位が閾値を超えることにより、ノイズとして差動信号の受信に影響を及ぼす。
【００７１】
図６に示している波形は、約１ＭＨｚを最大周波数とするＣＡＮに基づいた差動信号において、ドミナント状態からレセッシブ状態への電位の変化の例を表している。電位が約３Ｖから０Ｖ付近へ下降した後、ＣＡＮ＿Ｈｉｇｈレベルの電位が高低を繰り返していることが示されている。シミュレーションを行なった結果、電位の高低が繰り返される周期は１６０ｎｓｅｃ〜１７０ｎｓｅｃであり、即ちリンギングの周波数は５〜６ＭＨｚである。
【００７２】
したがって、リンギングの周波数帯である５〜６ＭＨｚの信号を除去するように図５に示したフィルター６ａ，６ｂを構成するコンデンサＣ１，Ｃ２の容量、コイルＬのインダクタンス、及び車載装置２ａ，２ｂの抵抗Ｒの抵抗値を設定する。これにより、ＣＡＮに基づく信号に対するリンギングを低減させることができる。
【００７３】
ハイパスフィルターとしてのフィルター６ａ，６ｂのカットオフを５〜６ＭＨｚとするためには、例えばコンデンサＣ１，Ｃ２の容量を７２０ｐＦに設定し、コイルＬのインダクタンスを１０００ｎＨに設定する。これによりフィルター６ａ，６ｂのカットオフを５．７ＭＨｚに設定することができる。
【００７４】
図７は、本発明に係るデータ伝送システムを構成するフィルター６ａ，６ｂの周波数特性の例を示すグラフ図である。横軸は周波数をＭＨｚ単位で示し、縦軸は減衰率をｄＢ単位で示している。図７は、フィルター６ａ，６ｂを構成するコンデンサＣ１，Ｃ２の容量及びコイルＬのインダクタンスを上述のように設定した場合にシミュレーションによって得られる周波数に対する減衰率を示している。シミュレーションによれば、フィルター６ａ，６ｂによる減衰率は１．７９６ＭＨｚの信号に対して約マイナス２０ｄＢであり、周波数の上昇に対して減衰率＝ゼロの直線に漸近するように上昇する周波数特性を示す。
【００７５】
図７に示している抽出点Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４の内の抽出点Ａ１は１．７９６ＭＨｚの信号に対する減衰率を示し、抽出点Ａ２は４．９８８ＭＨｚの信号に対する減衰率を示している。同様に抽出点Ａ３は５．７８６ＭＨｚの信号に対する減衰率を示し、抽出点Ａ４は８０ＭＨｚの信号に対する減衰率を示している。シミュレーションによれば、フィルター６ａ，６ｂの１．７９６ＭＨｚの信号に対する減衰率はマイナス２０．０７ｄＢである。同様にシミュレーションによればフィルター６ａ，６ｂの４．９８８ＭＨｚの信号に対する減衰率はマイナス４．９８７ｄＢであり、フィルター６ａ，６ｂの５．７８６ＭＨｚの信号に対する減衰率はマイナス３．８４９ｄＢである。映像データを表す信号の周波数帯域に近い８０ＭＨｚの信号に対する減衰率はマイナス０．０２２ｄＢであり、映像データを表す信号はほぼ減衰しない。
【００７６】
図８は、本発明に係るデータ伝送システムにおいてフィルター６ａ，６ｂを介して車載装置２ａ，２ｂをバス型に接続した場合の車内通信回線５による信号の伝送特性を示すグラフ図である。横軸は周波数をＭＨｚ単位で示し、縦軸は減衰率をｄＢ単位で示している。図８は、フィルター６ａ，６ｂを構成するコンデンサＣ１，Ｃ２の容量及びコイルＬのインダクタンスを夫々７２０ｐＦ、１０００ｎＨに設定した場合に、シミュレーションによって得られる周波数に対する減衰率を示している。シミュレーションによれば、フィルター６ａ，６ｂが図５に示したようにバス型（並列）に接続している場合の車内通信回線５による信号の減衰率は、約０ＭＨｚ付近においてはゼロであり周波数が上昇するにつれて下降し、周波数が約５．６ＭＨｚ付近において極小点を有する。減衰率は更に、信号の周波数の上昇に対して減衰率＝約マイナス４ｄＢの直線に漸近するように上昇する周波数特性を示す。
【００７７】
図８に示している抽出点Ａ５，Ａ６，Ａ７の内の抽出点Ａ５は４．９８８ＭＨｚの信号に対する減衰率を示し、抽出点Ａ６は５．７８６ＭＨｚの信号に対する減衰率を示している。同様に抽出点Ａ７は８０ＭＨｚの信号に対する減衰率を示している。シミュレーションによれば、フィルター６ａ，６ｂが接続している場合の車内通信回線５の４．９８８ＭＨｚの信号の減衰率はマイナス１２．０４７ｄＢであり、５．７８６ＭＨｚの信号に対する減衰率はマイナス１３．５３６ｄＢで極小である。映像データを表す信号の周波数帯域に近い８０ＭＨｚの信号に対する減衰率はマイナス３．５５５ｄＢである。
【００７８】
図８に示されるように、コンデンサＣ１，Ｃ２の容量及びコイルＬのインダクタンスを設定したフィルター６ａ，６ｂが接続されている車内通信回線５による信号の伝送は、リンギングの周波数帯である約５．６ＭＨｚあたりで最も減衰されるように設定することができる。すなわち、コンデンサＣ１，Ｃ２の容量及びコイルＬのインダクタンスをカットオフ周波数が５．６ＭＨｚとなるように設定たフィルター６ａ，６ｂを車内通信回線５に対し並列に接続することにより、５．６ＭＨｚ近傍でフィルター６ａ，６ｂを構成するハイパスフィルターがノッチフィルタの役割を果たし、リンギングが減衰する効果を奏する。
【００７９】
図９は、本発明に係るデータ伝送システムを車載通信システムに適用した場合に、車内通信回線により伝送されるＣＡＮに基づく信号に対するリンギングが除去された例を示す波形図である。縦軸は電位の大きさを表し、横軸は時間の経過を表している。
【００８０】
図９に示す波形図は、本実施の形態におけるフィルター６ａ，６ｂが車内通信回線５に接続されており、車載装置２ａ，２ｂの通信部２３が車内通信回線５にフィルター６ａ，６ｂを介して接続されている場合における差動信号をシミュレーションによって得た結果であり、信号線５１で検知されるＣＡＮ＿Ｈｉｇｈレベルの電位の波形例を示している。なお、比較のために図６に示したフィルター６ａ，６ｂを介さない場合の波形の例を破線で示している。また、長二点鎖線で示している電位はＣＡＮ＿Ｈｉｇｈレベルの電位がドミナント状態であると判断される閾値を示しており、ＣＡＮ＿Ｈｉｇｈレベルの電位が閾値以上であると判断された場合は車内通信回線５に伝送されている信号はドミナントを表すと判断される。
【００８１】
図９に示している波形は図６に示した波形同様に、約１ＭＨｚを最大周波数とするＣＡＮに基づいた差動信号において、ドミナント状態からレセッシブ状態への電位の変化の例を表している。シミュレーションによれば、電位が約３Ｖから０Ｖ付近へ下降した後で電位が高低を多少繰り返しているが、図６に示したフィルター６ａ，６ｂを介さない場合の波形と比較してリンギングが低減されている。
【００８２】
本発明に係るデータ伝送システムは、上述のようにフィルター６ａ，６ｂを介して車載装置２ａ，２ｂを車内通信回線５へバス型に接続することにより、車内通信回線５で伝送されるＣＡＮに基づく差動信号に信号を重畳することができる上、車内通信回線５で伝送されるＣＡＮに基づく差動信号に対して発生するリンギングを低減させることができる。また、フィルター６ａ，６ｂはＣＡＮに基づく差動信号の周波数帯域を通過させないように構成されたハイパスフィルターであるので、ＣＡＮに基づく差動信号が車載装置２ａ，２ｂによって受信されず信号の減衰を抑制することができる。
【００８３】
なお、本実施の形態では車載装置２ａ，２ｂが送受信する高速データは映像データ又は音声データを例にして説明した。しかしながら本発明は、車載装置２ａ，２ｂ間で送受信される高速データは映像データ又は音声データを表す信号に限らず、車載装置２ａ，２ｂがダウンロードするプログラムデータ等を含む情報データを送受信する構成でもよい。
【００８４】
本発明についてその実施の形態を上述のような車載通信システムを例にして説明した。しかしながら、本発明はこれに限らず、比較的低周波数の差動信号を使用したネットワークであるＣＡＮ等を使用したシステムである場合、例えばＦＡ（Ｆａｃｔｏｒｙ  Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ）、医療機器間又は産業機器間のネットワークに適用することも可能である。
【００８５】
本実施の形態では、車載装置２ａ，２ｂとフィルター６ａ，６ｂとは別個の装置として接続されている構成とした。しかしながら本発明はこれに限らず、フィルター６ａ，６ｂは車載装置２ａ，２ｂの通信部２３に含まれている構成でもよい。また、フィルター６ａ，６ｂを車内通信回線５にバス型に接続し、その先には車載装置２ａ，２ｂを接続せず、フィルター６ａ，６ｂを最適に設定された抵抗値を有する抵抗を介して接地させる構成としても車内通信回線５に発生する差動信号に対するリンギングを低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】本発明に係るデータ伝送システムを適用した車載通信システムの構成を示すブロック図である。
【図２】本発明に係るデータ伝送システムを適用した車載通信システムを構成する車内通信回線を示す模式図である。
【図３】本発明に係るデータ伝送システムにおいて車内通信回線に接続されているフィルターの構成例を模式的に示す回路図である。
【図４】本発明に係るデータ伝送システムにおいて車内通信回線に接続されているフィルターを構成するコンデンサの形態例を示す斜視図である。
【図５】本発明に係るデータ伝送システムを適用した車載通信システムを構成する車内通信回線で重畳される信号を模式的に示す波形図である。
【図６】本発明に係るデータ伝送システムを車載通信システムに適用した場合に、車内通信回線により伝送されるＣＡＮに基づく信号に対して発生するリンギングの例を示す波形図である。
【図７】本発明に係るデータ伝送システムを構成するフィルターの周波数特性の例を示すグラフ図である。
【図８】本発明に係るデータ伝送システムにおいてフィルターを介して車載装置をバス型に接続した場合の車内通信回線による信号の伝送特性を示すグラフ図である。
【図９】本発明に係るデータ伝送システムを車載通信システムに適用した場合に、車内通信回線により伝送されるＣＡＮに基づく信号に対するリンギングが除去された例を示す波形図である。
【符号の説明】
【００８７】
１ａ，１ｂ，１ｃ，２ａ，２ｂ  車載装置
２３  通信部
５  車内通信回線（シールド／アンシールドツイストペアケーブル）
５１，５２  信号線
６ａ，６ｂ  フィルター
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2008187282.tif 000008
【図７】
2008187282.tif 000009
【図８】
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【図９】
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