JPH10107700A - 通信装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】電磁雑音環境中で誤動作が少ない通信装置を小
スペースでしかも低廉で実現することを課題とする。 【解決手段】電源が与えられ、通信処理を行う第１の通
信手段及び第２の通信手段と、これら通信手段との間に
接続された通信ラインとを備え、通信ラインを介して第
１の処理手段と第２の処理手段との間で送受されてなる
通信装置において、通信ラインは２本で構成され、２本
のうち１本の通信ラインは電源ラインとして電源レベル
が与えられると共に、電源レベルの変化が前記通信信号
として与えられてなり、他の１本の通信ラインは準浮遊
接地ラインとして準浮遊接地レベルが与えられてなるこ
とを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、特に自動車に装着
され、雑音電磁界の雑音環境において誤った通信動作を
軽減する通信装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図２は従来の通信装置の主要構成概要を
示す構成図である。１はサブコンピュータで、サブマイ
クロプロセッサ５及びトランジスタTr1 等から構成さ
れ、図にないセンサからの信号をマイクロプロセッサ５
で処理しその信号出力は、トランジスタTr1 のベースに
入力し、トランジスタTr1 と負荷抵抗R1等とを介してワ
イヤハーネス２のａ及びｃのワイヤに出力するように構
成される。

【０００３】２はワイヤハーネスで、絶縁された３本の
電線（３線式）とコネクタ等から構成され、サブコンピ
ュータ１から入力するデータ信号はこのワイヤハーネス
２を介してセンタコンピュータ３に出力される。また、
直流電力はセンタコンピュータ３の直流電力供給端子４
から前記３本の電線中の１本（ｂ）を通して、サブコン
ピュータ１内の抵抗R1の一方の端子とサブマイクロプロ
セッサ５に供給される。

【０００４】そして、ワイヤハーネス２の他の１本
（ｃ）の電線は接地用であり、前記信号と前記直流電力
供給のマイナス側用との共用として構成される。尚、ワ
イヤハーネス２は前記３本の電線が網状のシールド被覆
で覆われ、更にその上層が絶縁外被で覆われて構成さ
れ、この網状のシールド部の端末は装着車両のフレーム
に接地されることにより、エンジンの電子点火系や各種
スイッチ等から発生するパルス性電気雑音等によるコン
ピュータの誤動作が生じないように保護されている。

【０００５】３はセンタコンピュータでＯＰアンプ６と
メインマイクコンピュータ７及び安定化された直流電源
Ｂ等で構成される。４は直流電源端子で、センタコンピ
ュータ３内に設定されるコネクタの１つの端子であり、
前記安定化された直流電源Ｂのプラス側が接続され（マ
イナス側は接地される）、また、図にない直流電源Ｂの
出力側のバイパスコンデンサにより、データ信号周波数
に対しては接地電位（ゼロ電位）となっている。

【０００６】５はサブマイクロプロセッサで、記憶や演
算部等からなる半導体及びその周辺回路から構成され、
必要なセンサからの信号入力でプログラムされた基準に
基づき信号処理が行われ、データ信号が出力される。６
はＯＰアンプ（Operatinal Amplifier）で、差動増幅器
とその動作の閾値電圧供給回路等の周辺回路から構成さ
れ、サブコンピュータ１からのデータ信号がＯＰアンプ
６の反転入力端子に入力される。

【０００７】７はメインマイクロプロセッサで、ROM 、
RAM 及びレジスタ等演算部からなる半導体及びその周辺
回路から構成され、ＯＰアンプ６等からのデータ信号入
力でプログラムされた基準に基づき信号処理が行われ、
必要な制御信号が出力される。以上の構成により、サブ
コンピュータ１が動作するのに必要な直流電力はワイヤ
ハーネス２のワイヤｂ及びワイヤｃを介してセンタコン
ピュータ３側から供給され、そして、サブコンピュータ
１からのデータ信号出力はワイヤａ及びワイヤｃをを介
してセンタコンピュータ３に入力して総合処理され、目
的の出力が得られる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、この３線式
ワイヤハーネスでは雑音防止目的のシールドワイヤ構成
が必要であり、コスト高となり、また、実装時にはその
布線スペースが広くなる等の問題があった。これらの問
題を解決する信号通信装置を実現することを課題とす
る。

【０００９】

【課題が解決するための手段】本発明は、電源が与えら
れ、通信処理を行う第１の通信手段及び第２の通信手段
と、前記第１の通信手段と前記第２の通信手段との間に
接続された通信ラインとを備え、前記第１又は前記第２
の通信手段が処理した結果を示す通信信号が前記通信ラ
インを介して該第１の処理手段と第２の処理手段との間
で送受されてなる通信装置において、前記通信ラインは
２本で構成され、２本のうち１本の通信ラインは電源ラ
インとして電源レベルが与えられると共に、前記電源レ
ベルの変化が前記通信信号として与えられてなり、他の
１本の通信ラインは準浮遊接地ラインとして準浮遊接地
レベルが与えられてなることを特徴とする。

【００１０】また、前記通信ラインは２本の絶縁された
縄状の撚り導線で構成されるものであることを特徴とす
る。また、前記第１の通信手段は処理した結果を示す通
信信号として、前記電源ラインと前記準浮遊接地ライン
との間に介在する出力段にて電源ラインの電源レベルを
変化させて送信してなる第１の処理手段を備え、前記電
源ラインは前記電源側出力段と前記電源との間に直列に
接続された第１の抵抗手段を備え、前記準浮遊接地ライ
ンは前記接地側出力段と接地との間に直列接続され、且
つ前記第１の抵抗手段と等しい抵抗値を有する第２の抵
抗手段を備え、前記第２の通信手段は、２点における電
位差に応じた信号を出力する比較手段と、該比較手段か
らの出力信号を処理する処理手段とを備え、接地側から
見た前記第１の抵抗手段の前記第１の通信手段における
電位が前記比較手段の１点に与えられ、前記電源側から
見た前記第２の抵抗手段の前記第１手段側における電位
が前記比較手段の他の１点に与えられてなることを特徴
とする。

【００１１】また、前記第１及び第２の抵抗手段は、前
記第１の通信手段への電源消費電流用抵抗手段と、前記
信号検出用抵抗手段とを兼用してなることを特徴とす
る。また、前記比較手段は、前記差電位に応じてその出
力信号が反転、非反転するオペアンプから構成され、接
地側から見た前記第１の抵抗手段の前記第１の通信手段
側における電位は少なくとも２つの抵抗で分圧されて前
記オペアンプの１点に与えられ、前記電源側から見た前
記第２の抵抗手段の前記第１の通信手段側における電位
は少なくとも２つの抵抗で分圧されて前記オペアンプの
他の１点に与えられ、前記オペアンプの１点における２
つの抵抗の分圧比は、前記第１の抵抗手段又は前記第２
の抵抗手段の一方のみの電圧変化では、前記オペアンプ
からの出力が反転しないように設定されてなることを特
徴とする。

【００１２】また、前記第１の通信手段は車両の側方に
設けられ、車両側方の衝突を検出してその処理結果を衝
突検出信号として通信ラインを介して送信するサイド側
制御ユニットであって、前記第２の通信手段は前記車両
の中央側に設けられ、前記衝突検出信号を前記通信ライ
ンを介して受信して処理し、衝突と判断すると前記車両
に設けられたエアバッグを展開させてなるメイン側制御
ユニットであることを特徴とする。

【００１３】

【実施例】次に本発明の実施例について説明する。本例
は、側突検知式エアバッグシステムにおける通信に係わ
り、車両の側面に設けられる図示せぬ加速度センサを備
えたサブコンピュータ１（サテライトサイドユニット）
と、該サブコンピュータ１から送信される側面衝突信号
を受信し、エアバッグの展開処理を行うセンタコンピュ
ータ３（メインユニット）との通信に関するものである
が、特にこれに限らず一般の第１制御ユニットと第２制
御ユニットとの通信であれば適用可能である。

【００１４】尚、これらサブコンピュータ１とセンタコ
ンピュータ３は別名サブＥＣＵ１（Electronic Control
Unit ）、メインＥＣＵ３とも言われている。図１は本
発明の実施例の回路構成を示す構成図である。尚、図３
に示した構成と同様の構成については、同一の番号を付
し、詳細な説明は省略する。

【００１５】１はサブコンピュータで、マイクロプロセ
ッサ５とその周辺回路から構成され、サブコンピュータ
１から出力するデータ信号出力ラインと該コンピュータ
が消費する直流電力を供給する直流電力供給ラインとは
共通の２端子により構成されワイヤハーネス２の端子a1
及びa3に接続される。このマイクロプロセッサ５は図示
せぬＧセンサからの検出出力（加速度）を処理し、加速
度に応じて点火するべきでない、又は点火するべきであ
ることを示す矩形波のデータ信号を出力するべく、トラ
ンジスタTr1 をオン、オフさせて電源側通信ライン２１
の電圧の振幅レベルを変化させる。

【００１６】尚、この出力段であるトランジスタTr1 は
電源側通信ライン２１と準浮遊接地ライン２２との間に
介在（接続）されているものである。２はワイヤハーネ
スで、２本の絶縁され縄状に撚られた電線（ツイストペ
ア）及びそのコネクタ等から構成される。３はセンタコ
ンピュータで、ＯＰアンプ６及びそのバイアス電圧形成
や信号伝送そして直流電力給電が行われる抵抗回路網を
構成する抵抗R2、R3、R4、R5、R6、R7、及びメインマイ
クロプロセッサ７等から構成される。

【００１７】メインマイクロプロセッサ７はＯＰアンプ
６から出力されるデータ信号に基づき、図示せぬスクイ
ブを点火させないか点火させるかを判断し、エアバッグ
の展開を制御するものである。６はＯＰアンプで、２つ
の平衡入力端子をもつ差動増幅器とその周辺回路から構
成され、接地ラインに対して逆相の信号の入力に対して
は感応動作し、同相の信号（ノイズ）の入力に対しては
感応動作が行われないように構成される。

【００１８】詳細に説明すると、Ｄ点側から見たＢ点の
電位をＯＰアンプ６に入力するための分圧抵抗R4、R5の
分圧比（R4／R5）と、Ａ点側から見たＣ点の電位をＯＰ
アンプ６に入力するための分圧抵抗R6、R7の分圧比（R6
／R7）は抵抗R2又はR3の一方の電圧変化ではＯＰアンプ
６が反転しないように設定されている。次に、動作につ
いて説明する。

【００１９】先ず、サブコンピュータ１から出力するデ
ータ信号は、２本の電線からなるワイヤハーネス２の端
子a1及び端子a3に対地平衡出力として出力し、ワイヤハ
ーネス２の端子a2及び端子a4を経由し、センタコンピュ
ータ３内のそれぞれ抵抗R4及び抵抗R7を経由してＯＰア
ンプ６の各々の反転入力端子及び非反転入力端子に入力
し、ＯＰアンプ６の出力が対地不平衡出力としてメイン
マイクロプロセッサ７に出力し、この信号入力でプログ
ラムされた基準に基づき信号処理が行われ、必要な制御
信号が出力される。

【００２０】次に、サブコンピュータ１への直流電力の
供給及びＯＰアンプ６へのバイアス（閾値）電圧の付与
について、説明する。ＯＰアンプ６の反転入力端子は、
抵抗R4と抵抗R5との接続点に接続され、抵抗R5の他端は
接地され、抵抗R4の他端は抵抗R2と接続され、抵抗R2の
他端は直流電力供給端子４に接続されることにより、こ
の反転入力端子はバイアス（閾値）電圧が与えられる。

【００２１】そして、抵抗R2と抵抗R4との接続点は、直
流電力の電源側の供給点であり、供給電圧はR2を介した
電源レベルであり、ワイヤハーネス２の端子a2に接続さ
れ、直流電力の供給とデータ信号が重畳される一方の導
電経路が形成される。また、この差動増幅器の非反転入
力端子は、抵抗R7と抵抗R6との接続点に接続され、抵抗
R6の他端は直流電力供給端子４に接続され、抵抗R7の他
端は抵抗R3と接続され、抵抗R3の他端は接地されること
により、この非反転入力端子はバイアス（閾値）電圧が
与えられる。

【００２２】そして、抵抗R3と抵抗R7との接続点は、直
流電力の接地側に近い供給点であり、供給電圧はR3を介
した準浮遊接地レベル（アースよりも少し浮いた電位）
であり、ワイヤハーネス２の端子a4に接続され、直流電
力の供給とデータ信号が重畳される他方の導電経路が形
成される。尚、抵抗R2と抵抗R3の値については、R2＝R3
となるように設定され、これらの抵抗を流れる直流電流
ループは抵抗R2を経てワイヤハーネス２の往復（サブコ
ンピュータ１を含む）から抵抗R3となるので、両抵抗の
各両端の電圧降下は同一値となる。

【００２３】これはワイヤハーネス２の端子a2、ａ4 側
からこれら端子が接続されるメインコンピュータ３の入
力端子（抵抗R2と抵抗R4との接続点及び抵抗R3と抵抗R7
との接続点）は接地ラインに対して直流的にも、また、
データ信号の周波数的にも同一の入出力インピーダンス
を呈する平衡形入出力回路であり、次に説明する雑音排
除に効果が発揮されるように構成される。

【００２４】尚、抵抗R2及び抵抗R3は、データ信号に対
しさらに高いインピーダンスが必要な場合やコンピュー
タ１の直流消費電力がより大きい場合はそれぞれ直流抵
抗分の少ないチョークコイル（同一インダクタンスとし
て平衡形回路を構成するという観点は本実施例と同等）
に替えればよい。そこで、自動車の電気的雑音発生源は
イグニションノイズやスタータのクランキングノイズ、
オールタネータの脈流成分、各種ソレノイドコイル等リ
アクタのスイッチングノイズ等多種多様であり、これら
ノイズの伝搬経路は各種ワイヤハーネスを介して伝送さ
れるものやハーネスから空間を介して放射され各種電子
機器に誘導されピックアップされるもの等がある。

【００２５】ここで、図２を説明すると、図２は図１の
動作を示す信号波形図を示し、横軸は時間軸であり、縦
軸は電圧軸である。図１のＤ点は接地電位（０Ｖ）であ
り、Ａ点は電源電圧（例えば５Ｖ）を示し、図にないセ
ンサからの衝突信号に応じて動作するサブコンピュータ
１が消費し又出力する信号に関し電圧v1はＣＰＵ５に流
れる電流による抵抗R2及び抵抗R3の各降下電圧であり、
電圧v2はトランジスタTr1 に流れる電流による抵抗R2及
び抵抗R3の各降下電圧である。

【００２６】そして、Ｂ点は抵抗R2の前記降下電圧（V1
＋V2) が下向きの波形となって現れ抵抗R4と抵抗R5で分
割された電圧がＯＰアンプ６の反転入力端子に印加さ
れ、一方、Ｃ点は抵抗R3の前記降下電圧（V1＋V2) が上
向きの波形となって現れ抵抗R6と抵抗R7で分割された電
圧がＯＰアンプ６の非反転入力端子に印加され、これら
Ｂ点及びＣ点に現れる信号電圧によりＯＰアンプが駆動
され、つまり、電源側から見た一方の駆動電圧V3（Ａ点
とＣ点間）と接地側から見た他方の駆動電圧V4（Ｄ点と
Ｂ点間）が電源電圧の中間電圧（１点鎖線で示す、例え
ば２．５Ｖ）に対し上下対象形となりＯＰアンプが衝突
信号に最適応答動作が与えられる。

【００２７】尚、ワイヤーハーネス２がピックアップす
るノイズはＢ点にはノイズN1として、また、Ｃ点にはノ
イズN2として同一の極性と位相で現れるので、後述する
ように、これらのノイズはＯＰアンプ６で抑圧されＯＰ
アンプ６から出力されない。本実施例では、サブコンピ
ュータ１自体及びセンタコンピュータ３自体は図にない
電気的シールドが施され前記電気雑音をピックアップし
ないように構成される。

【００２８】そして、ワイヤハーネス２は２本の絶縁電
線が縄状に撚られているので雑音の電磁力線が平行した
環境の中では、この２本のツイストぺアに誘起する雑音
電圧は、接地ラインと端子a2との間及び接地ラインと端
子a4との間は同一の雑音電圧が誘起し、ツイストペア
間、つまり、端子a2と端子a4との間は、雑音磁界に対し
ては雑音はピックアップせず（ツイストによるキャンセ
ル）雑音電界に対しては同相の雑音電圧が誘起される。

【００２９】この同相の雑音電圧が端子a2及び端子a4か
らセンタコンピュータ３の平衡入力回路に入力するの
で、接地ラインに対し、前記同一の入力インピーダンス
のため雑音電圧の位相と振幅が乱されることなく、ＯＰ
アンプ６でこの雑音電圧がキャンセルされる。更に抵抗
R2、R3はＣＰＵ５の電源消費電流用抵抗と、信号検出用
（ノイズ相殺用）の抵抗と兼用しているのでコストダウ
ンを図ることができる。

【００３０】以上、本実施例によれば、電源ラインと通
信ラインを共用した２線のみの安価なツイストペアを用
い、信号と直流電力とを重畳して伝送する場合、ツイス
トペアの各導線が接続される端子の各対接地電源インピ
ーダンスを同一値にするように回路が構成されるので、
雑音妨害が減少し、誤動作が少なく、そして、低価格の
信号通信装置を提供することができる。

【００３１】

【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明によれ
ば、電源ラインと通信ラインを共用してコスト低減を図
れるだけでなく、２線式信号通信装置に信号と直流電力
とを重畳して伝送するのに、信号入力回路のバイアス
（閾値）電圧形成回路の部分と直流電力供給回路を共通
に用いた平衡回路を構成することにより、雑音妨害によ
る誤動作の少ない、ローコストの信号通信装置を実現す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の回路構成を示す構成図。

【図２】図１の動作を示す信号波形図。

【図３】従来の信号通信回路構成を示す構成図。

【符号の説明】

１・・・・・サブコンピュータ ２・・・・・ワイヤハーネス ３・・・・・センタコンピュータ ４・・・・・直流電源端子 ５・・・・・サブマイクロプロセッサ ６・・・・・ＯＰアンプ ７・・・・・メインマイクロプロセッサ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電源が与えられ、通信処理を行う第１の
   通信手段及び第２の通信手段と、前記第１の通信手段と
   前記第２の通信手段との間に接続された通信ラインとを
   備え、前記第１又は前記第２の通信手段が処理した結果
   を示す通信信号が前記通信ラインを介して該第１の処理
   手段と第２の処理手段との間で送受されてなる通信装置
   において、 前記通信ラインは２本で構成され、２本のうち１本の通
   信ラインは電源ラインとして電源レベルが与えられると
   共に、前記電源レベルの変化が前記通信信号として与え
   られてなり、 他の１本の通信ラインは準浮遊接地ラインとして準浮遊
   接地レベルが与えられてなることを特徴とする通信装
   置。
2. 【請求項２】 前記通信ラインは２本の絶縁された縄状
   の撚り導線で構成されるものであることを特徴とする請
   求項１記載の通信装置。
3. 【請求項３】 前記第１の通信手段は処理した結果を示
   す通信信号として、前記電源ラインと前記準浮遊接地ラ
   インとの間に介在する出力段にて電源ラインの電源レベ
   ルを変化させて送信してなる第１の処理手段を備え、 前記電源ラインは前記電源側出力段と前記電源との間に
   直列に接続された第１の抵抗手段を備え、 前記準浮遊接地ラインは前記接地側出力段と接地との間
   に直列接続され、且つ前記第１の抵抗手段と等しい抵抗
   値を有する第２の抵抗手段を備え、 前記第２の通信手段は、２点における電位差に応じた信
   号を出力する比較手段と、該比較手段からの出力信号を
   処理する処理手段とを備え、 接地側から見た前記第１の抵抗手段の前記第１の通信手
   段における電位が前記比較手段の１点に与えられ、 前記電源側から見た前記第２の抵抗手段の前記第１手段
   側における電位が前記比較手段の他の１点に与えられて
   なることを特徴とする請求項１又は２記載の通信装置。
4. 【請求項４】 前記第１及び第２の抵抗手段は、前記第
   １の通信手段への電源消費電流用抵抗手段と、前記信号
   検出用抵抗手段とを兼用してなることを特徴とする請求
   項３記載の通信装置。
5. 【請求項５】 前記比較手段は、前記差電位に応じてそ
   の出力信号が反転、非反転するオペアンプから構成さ
   れ、 接地側から見た前記第１の抵抗手段の前記第１の通信手
   段側における電位は少なくとも２つの抵抗で分圧されて
   前記オペアンプの１点に与えられ、前記電源側から見た
   前記第２の抵抗手段の前記第１の通信手段側における電
   位は少なくとも２つの抵抗で分圧されて前記オペアンプ
   の他の１点に与えられ、前記オペアンプの１点における
   ２つの抵抗の分圧比は、前記第１の抵抗手段又は前記第
   ２の抵抗手段の一方のみの電圧変化では、前記オペアン
   プからの出力が反転しないように設定されてなることを
   特徴とする請求項３又は請求項４記載の通信装置。
6. 【請求項６】 前記第１の通信手段は車両の側方に設け
   られ、車両側方の衝突を検出してその処理結果を衝突検
   出信号として通信ラインを介して送信するサイド側制御
   ユニットであって、 前記第２の通信手段は前記車両の中央側に設けられ、前
   記衝突検出信号を前記通信ラインを介して受信して処理
   し、衝突と判断すると前記車両に設けられたエアバッグ
   を展開させてなるメイン側制御ユニットであることを特
   徴とする請求項１乃至５記載の通信装置。