JP2017174398A - Computer simulation method, and method for generating transmission line model - Google Patents

Computer simulation method, and method for generating transmission line model Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce divergence between an actual measured value and simulation and correctly evaluate immunity characteristic or emission characteristic.SOLUTION: A transmission line model generation method includes the steps of: classifying a transmission line that is the object of modeling into at least an end line and an intermediate line in accordance with its installation state; and modeling each of the end line and the intermediate line individually and generating an end line model and an intermediate line model. The end line model and the intermediate line model include characteristic impedance and a delay time as parameters representing the transmission characteristic of each. A computer simulation method, with parameters of a transmission line model derived by modeling a transmission line, to which a device under test is connected, rendered variable values, evaluates the immunity characteristic or emission characteristic of the device under test while sweeping the parameters.SELECTED DRAWING: Figure 12

Description

本発明は、イミュニティ特性またはエミッション特性を評価するためのコンピュータシミュレーション方法、及び、伝送線路モデルの生成方法に関する。   The present invention relates to a computer simulation method for evaluating immunity characteristics or emission characteristics, and a transmission line model generation method.

従来より、導電性ワイヤーハーネス等の伝送線路を有する構造体(車両、鉄道、船舶、航空機など)の設計時、ないし、これに搭載されている種々の電装品の設計時には、そのイミュニティ特性またはエミッション特性を評価するための手段として、実測ベンチマークのほかに、EMC[electro-magnetic compatibility]コンピュータシミュレーションが広く一般に利用されている。   Conventionally, when designing a structure (vehicle, railway, ship, aircraft, etc.) having a transmission line such as a conductive wire harness, or designing various electrical components mounted on it, its immunity characteristics or emissions As a means for evaluating the characteristics, in addition to the actual measurement benchmark, EMC [electro-magnetic compatibility] computer simulation is widely used.

なお、上記に関連する従来技術の一例としては、本願出願人による特許文献1のほか、特許文献2や非特許文献1などを挙げることができる。   In addition, as an example of the related art related to the above, Patent Document 2 by the applicant of the present application, Non-Patent Document 1, and the like can be cited.

特開2015−75390号公報Japanese Patent Laying-Open No. 2015-75390 特開2013−242649号公報JP 2013-242649 A

田中宏哉ら、「BCI(Bulk Current Injection)試験系のシミュレーションモデル」、技術研究報告.EMCJ, 環境電磁工学、一般社団法人電子情報通信学会、2012年8月31日、第112巻、第201号、p.47−50Hiroya Tanaka et al., “BCI (Bulk Current Injection) test system simulation model”, technical research report. EMCJ, Environmental Electromagnetic Engineering, The Institute of Electronics, Information and Communication Engineers, August 31, 2012, Vol. 112, No. 201, p. 47-50

しかしながら、従来のEMCコンピュータシミュレーションでは、厳しい制約のある実測ベンチマークのワイヤーハーネス構造がそのままモデル化されていた。例えば、ワイヤーハーネスの全長を1700〜2000mmとし、EMCノイズの注入点を3ヶ所(DUTから150mm、450mm、750mmの位置)とするように、実測ベンチマークで規定されていた場合、EMCコンピュータシミュレーションのワイヤーハーネス構造についても、実測ベンチマークと同等の制約が課されていた。そのため、現実に生じ得る現象を十分にカバーし切れておらず、実際のイミュニティ特性またはエミッション特性を正しく評価することが難しかった。   However, in the conventional EMC computer simulation, the wire harness structure of an actual measurement benchmark with severe restrictions was directly modeled. For example, if the wire harness of EMC computer simulation is specified by the measurement benchmark so that the total length of the wire harness is 1700-2000 mm and the injection points of EMC noise are 3 places (positions 150 mm, 450 mm, 750 mm from the DUT) The same restrictions as the actual measurement benchmark were also imposed on the harness structure. Therefore, the phenomenon that can actually occur is not sufficiently covered, and it is difficult to correctly evaluate the actual immunity characteristic or emission characteristic.

また、従来のEMCコンピュータシミュレーションでは、ワイヤーハーネスモデルを単一の特性インピーダンスで表していた。そのため、実測値とシミュレーション値との間には、少なからず乖離が生じていた。   In the conventional EMC computer simulation, the wire harness model is represented by a single characteristic impedance. For this reason, there is a considerable discrepancy between the actual measurement value and the simulation value.

本明細書中では、本願の発明者によって見出された上記の課題に鑑み、イミュニティ特性またはエミッション特性を正しく評価することのできるコンピュータシミュレーション方法を提案する。また、本明細書中では、実測値とシミュレーション値との乖離を低減することのできる伝送線路モデルの生成方法を提案する。   In the present specification, in view of the above-mentioned problems found by the inventors of the present application, a computer simulation method capable of correctly evaluating immunity characteristics or emission characteristics is proposed. Moreover, in this specification, the production | generation method of the transmission line model which can reduce the discrepancy between an actual measurement value and a simulation value is proposed.

本明細書中に開示されているコンピュータシミュレーション方法は、被試験デバイスが接続される伝送線路をモデル化した伝送線路モデルのパラメータを可変値とし、前記パラメータを掃引しながら前記被試験デバイスのイミュニティ特性またはエミッション特性を評価する構成とされている。   The computer simulation method disclosed in the present specification uses a transmission line model parameter obtained by modeling the transmission line to which the device under test is connected as a variable value, and sweeps the parameter while immunity characteristics of the device under test are obtained. Or it is set as the structure which evaluates an emission characteristic.

また、本明細書中に開示されているコンピュータシミュレーション用の伝送線路モデル生成方法は、モデル化の対象となる伝送線路をその敷設状態に応じて少なくとも端部線と中間線の2種類に分類するステップと、前記端部線と前記中間線をそれぞれ個別にモデル化して端部線モデルと中間線モデルを生成するステップと、を有する構成とされている。   The transmission line model generation method for computer simulation disclosed in this specification classifies transmission lines to be modeled into at least two types of end lines and intermediate lines according to the installed state. And a step of individually modeling the end line and the intermediate line to generate an end line model and an intermediate line model.

なお、本発明のその他の特徴、要素、ステップ、利点、及び、特性については、以下に続く実施形態の詳細な説明やこれに関する添付の図面によって、さらに明らかとなる。   Other features, elements, steps, advantages, and characteristics of the present invention will become more apparent from the detailed description of the embodiments that follows and the accompanying drawings.

本明細書中に開示されているコンピュータシミュレーション方法によれば、実際のイミュニティ特性またはエミッション特性を正しく評価することが可能となる。また、本明細書中で開示されている伝送線路モデル生成方法によれば、実測値とシミュレーション値との乖離を低減することのできる伝送線路モデルを生成することが可能となる。   According to the computer simulation method disclosed in the present specification, it is possible to correctly evaluate actual immunity characteristics or emission characteristics. Further, according to the transmission line model generation method disclosed in the present specification, it is possible to generate a transmission line model that can reduce the difference between the actual measurement value and the simulation value.

車両に張り巡らされたワイヤーハーネス網の模式図Schematic diagram of a wire harness network stretched around a vehicle 電装品BCI試験の一例を示すブロック図Block diagram showing an example of electrical equipment BCI test 車両BCI試験の一例を示すブロック図Block diagram showing an example of vehicle BCI test 電装品エミッション試験の一例を示すブロック図Block diagram showing an example of electrical component emission test シミュレーションモデルの一例を示すブロック図Block diagram showing an example of a simulation model 誤動作電圧周波数特性と到達電圧周波数特性との比較例を示す図The figure which shows the comparative example of malfunction voltage frequency characteristic and ultimate voltage frequency characteristic ワイヤーハーネスの敷設例を模式的に示す断面図Sectional drawing which shows the laying example of a wire harness typically 伝送特性の敷設位置依存性を示す周波数−ゲイン図Frequency-gain diagram showing transmission characteristics dependence on installation position 単線モデルを模式的に示す断面図Sectional view schematically showing the single wire model 端部線モデルを模式的に示す断面図Sectional view schematically showing the end line model 中間線モデルを模式的に示す断面図Sectional view schematically showing the intermediate line model 特性インピーダンスの実測波形図(CPAVS0.75f)Measured waveform of characteristic impedance (CPAVS 0.75f) 特性インピーダンスの実測波形図(IV8mmLFV)Measured waveform diagram of characteristic impedance (IV8mm 2 LFV) 伝送線路モデルのパラメータ値を示すテーブルTable showing parameter values of transmission line model 伝送線路モデルの記述例を示す模式図Schematic diagram showing a transmission line model description example シミュレーションによる再現例を示す周波数−特性インピーダンス図Frequency-characteristic impedance diagram showing an example of simulation reproduction 伝送線路モデルの記述変更例を示す模式図(ノイズ注入点の増設時)Schematic diagram showing an example of changing the transmission line model description (when adding noise injection points) 伝送線路モデルの記述変更例を示す模式図(ノイズ注入位置の変更時)Schematic diagram showing an example of changing the description of the transmission line model (when changing the noise injection position) 伝送線路モデルの記述変更例を示す模式図(ワイヤー敷設状態の変更時)Schematic diagram showing an example of changing the description of the transmission line model (when changing the wire laying state) 新旧のEMC評価手法を対比して示すフローチャートFlow chart showing old and new EMC evaluation methods パラメータの掃引範囲を示す模式図Schematic diagram showing parameter sweep range

<ワイヤーハーネス網>
図1は、車両に張り巡らされたワイヤーハーネス網の模式図(=車両のスケルトン図)である。近年の車両Xには、多数の電装品(各種ランプ、各種ポンプ、各種ファン、電子サスペンション、ワイパー、ドアロック、パワーウィンドウ、電動ドアミラーなど)が搭載されており、これらの電装品とバッテリX1及びECU[electronic control unit]X2との間には、電力や信号を伝達するためのワイヤーハーネスX3が縦横無尽に張り巡らされている。このように、多数の電装品を搭載する車両Xには、その安全性や信頼性を高めるべく、様々なイミュニティ試験やエミッション試験が課せられている。
<Wire harness network>
FIG. 1 is a schematic diagram of a wire harness network stretched around a vehicle (= skeleton diagram of the vehicle). The vehicle X in recent years is equipped with a large number of electrical components (various lamps, various pumps, various fans, electronic suspensions, wipers, door locks, power windows, electric door mirrors, etc.). Between the ECU [electronic control unit] X2, a wire harness X3 for transmitting electric power and signals is stretched in and out. As described above, various immunity tests and emission tests are imposed on the vehicle X equipped with a large number of electrical components in order to improve safety and reliability.

なお、ワイヤーハーネス網を有する構造体としては、車両以外にも、鉄道、船舶、航空機などを挙げることができる。   In addition, as a structure which has a wire harness net | network, a railroad, a ship, an aircraft etc. can be mentioned besides a vehicle.

<電装品BCI試験(ISO11452−4)>
図2は、電装品BCI試験の一構成例を示すブロック図である。電装品BCI試験は、国際標準化機構(ISO[international organization for standardization])で標準化された「車載電子機器向けの狭帯域電磁放射エネルギーによる電気的妨害を評価するためのコンポーネント試験方法(ISO11452−4)」に準拠するイミュニティ試験の一つである。
<Electrical component BCI test (ISO11452-4)>
FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration example of the electrical component BCI test. The electrical equipment BCI test is a component test method (ISO 11452-4) for evaluating electrical interference due to narrow-band electromagnetic radiation energy for in-vehicle electronic equipment standardized by the International Organization for Standardization (ISO). Is an immunity test that complies with

本図に即してより具体的に述べると、電装品BCI試験は、測定対象回路ユニット100(またはその模擬ユニット)のイミュニティ特性を評価するための実測ベンチマークとして、ノイズ源部20、検知部30、コントローラ40、及び、インジェクションプローブ80を用いて実施される。   More specifically, the electrical component BCI test is a noise source unit 20 and a detection unit 30 as an actual measurement benchmark for evaluating the immunity characteristics of the circuit unit 100 to be measured (or its simulation unit). , Using the controller 40 and the injection probe 80.

測定対象回路ユニット100は、被試験デバイス10(以下ではDUT[device under test]10と呼ぶ)が搭載される実際の製品(実機)に相当するものであり、DUT10のほかに、バッテリ50、電源フィルタ部60、及び、ワイヤーハーネス70を含む。また、測定対象回路ユニット100は、DUT10の疑似負荷を含む場合もある。   The measurement target circuit unit 100 corresponds to an actual product (actual machine) on which the device under test 10 (hereinafter referred to as a DUT [device under test] 10) is mounted. In addition to the DUT 10, a battery 50, a power source The filter part 60 and the wire harness 70 are included. The measurement target circuit unit 100 may include a pseudo load of the DUT 10.

DUT10は、LSI[large-scale integrated circuit]11とこれを搭載したプリント配線基板(PCB[printed circuit board])を含む。もちろん、DUT10として、LSI11単体を用いることも可能である。なお、DUT10は、必ずしも実機デバイスである必要はなく、一般的には試験用の模擬デバイスを用いることが多い。   The DUT 10 includes an LSI [large-scale integrated circuit] 11 and a printed wiring board (PCB [printed circuit board]) on which the LSI is mounted. Of course, the LSI 11 alone can be used as the DUT 10. Note that the DUT 10 does not necessarily need to be an actual device, and generally a simulation device for testing is often used.

特に、複数LSIの相互比較(例えば、新モデルLSIと旧モデルLSIとの相互比較や、自社LSIと他社コンパチブルLSIとの相互比較)を行う場合には、評価対象となるLSI以外の構成要素(PCBのサイズや配線パターン、ないしは、PCBに搭載されるディスクリート部品の種類や特性など)が共通化された試験用の模擬デバイスを用いることが望ましい。   In particular, when performing a mutual comparison of a plurality of LSIs (for example, a mutual comparison between a new model LSI and an old model LSI, or a mutual comparison between an in-house LSI and another company's compatible LSI), the components other than the LSI to be evaluated ( It is desirable to use a test simulation device in which the PCB size and wiring pattern, or the types and characteristics of discrete components mounted on the PCB are shared.

ノイズ源部20は、DUT10の端子(図2では電源端子VCCを例示)に高周波ノイズ信号(妨害波電力)を注入する主体であり、シグナルジェネレータ21と、RFアンプ22と、双方向性結合器23と、進行波側パワーセンサ24と、反射波側パワーセンサ25と、パワーメータ26と、50Ω伝送線路28と、を含む。   The noise source unit 20 is a main body that injects a high-frequency noise signal (interference wave power) into a terminal of the DUT 10 (the power supply terminal VCC is illustrated in FIG. 2), and includes a signal generator 21, an RF amplifier 22, and a bidirectional coupler. 23, traveling wave side power sensor 24, reflected wave side power sensor 25, power meter 26, and 50Ω transmission line 28.

シグナルジェネレータ(SG[signal generator])21は、正弦波状の高周波ノイズ信号を発生する。また、シグナルジェネレータ21は、必要に応じて高周波ノイズ信号に変調を加えることもある。高周波ノイズ信号の発振周波数、振幅、変調は、いずれもコントローラ40によって制御することができる。なお、妨害波がパルスである場合には、パルスジェネレータ(PG[pulse generator])を用いればよく、妨害波がインパルスである場合には、インパルスジェネレータ(IG[impulse generator])を用いればよい。   A signal generator (SG [signal generator]) 21 generates a sinusoidal high-frequency noise signal. Further, the signal generator 21 may modulate the high frequency noise signal as necessary. The oscillation frequency, amplitude, and modulation of the high frequency noise signal can be controlled by the controller 40. In addition, what is necessary is just to use a pulse generator (PG [pulse generator]) when an interference wave is a pulse, and what is necessary is just to use an impulse generator (IG [impulse generator]) when an interference wave is an impulse.

RF[radio frequency]アンプ22は、シグナルジェネレータ21で生成された高周波ノイズ信号を所定の利得で増幅する。   The RF [radio frequency] amplifier 22 amplifies the high frequency noise signal generated by the signal generator 21 with a predetermined gain.

双方向性結合器(BDC[bi-directional coupler])23は、RFアンプ22で増幅された高周波ノイズ信号をDUT10に向かう進行波成分とDUT10から戻ってくる反射波成分に分離する。   A bidirectional coupler (BDC [bi-directional coupler]) 23 separates the high-frequency noise signal amplified by the RF amplifier 22 into a traveling wave component directed to the DUT 10 and a reflected wave component returned from the DUT 10.

進行波側パワーセンサ24は、双方向性結合器23で分離された進行波成分の電力測定を行う。一方、反射波側パワーセンサ25は、双方向性結合器23で分離された反射波成分の電力測定を行う。なお、進行波側パワーセンサ24及び反射波側パワーセンサ25への各伝送線路は、いずれも疑似遮断状態(例えば、インピーダンス:50Ω以上、電力通過特性:−20dBm以下)としておくことが望ましい。   The traveling wave side power sensor 24 measures the power of the traveling wave component separated by the bidirectional coupler 23. On the other hand, the reflected wave side power sensor 25 measures the power of the reflected wave component separated by the bidirectional coupler 23. It is desirable that each transmission line to the traveling wave side power sensor 24 and the reflected wave side power sensor 25 is in a pseudo cut-off state (for example, impedance: 50Ω or more, power passing characteristic: −20 dBm or less).

パワーメータ26は、進行波側パワーセンサ24で測定された進行波電力と反射波側パワーセンサ25で測定された反射波電力をコントローラ40に送出する。コントローラ40は、進行波電力と反射波電力との差分演算を行うことにより、DUT10に対して実際に注入された電力を算出し、その算出結果を記録する。このように、DUT10への注入電力は、DUT10からかけ離れた位置のパワーメータ26で測定される。従って、DUT10への注入電力を高精度に測定するためには、高周波ノイズ信号伝送時のケーブルロスを極力小さい値(例えば1dB以下)に低減することが望ましい。   The power meter 26 sends the traveling wave power measured by the traveling wave side power sensor 24 and the reflected wave power measured by the reflected wave side power sensor 25 to the controller 40. The controller 40 calculates the power actually injected into the DUT 10 by performing a difference calculation between the traveling wave power and the reflected wave power, and records the calculation result. In this way, the power injected into the DUT 10 is measured by the power meter 26 at a position far from the DUT 10. Therefore, in order to measure the power injected into the DUT 10 with high accuracy, it is desirable to reduce the cable loss during high-frequency noise signal transmission to a minimum value (for example, 1 dB or less).

検知部30は、DUT10の出力波形を監視してその監視結果をコントローラ40に送出する。検知部30としては、オシロスコープなどを好適に用いることができる。なお、検知部30の存在が電装品BCI試験に影響を及ぼさないように、高入力インピーダンス(1MΩ)でありかつ広帯域(3GHz)の差動プローブを使用して、DUT10から検知部30への伝送線路を疑似遮断状態とすることが望ましい。   The detection unit 30 monitors the output waveform of the DUT 10 and sends the monitoring result to the controller 40. An oscilloscope or the like can be suitably used as the detection unit 30. In order to prevent the presence of the detection unit 30 from affecting the electrical component BCI test, transmission from the DUT 10 to the detection unit 30 using a high input impedance (1 MΩ) and wideband (3 GHz) differential probe. It is desirable that the line be in a pseudo-blocking state.

コントローラ40は、電装品BCI試験を統括制御する主体である。電装品BCI試験の実施に際して、コントローラ40は、例えば、DUT10に注入される高周波ノイズ信号の発振周波数を固定したまま、高周波ノイズ信号の振幅(注入電力)を徐々に大きくしていくように、シグナルジェネレータ21を制御する。また、コントローラ40は、上記の振幅制御と並行して、検知部30の監視結果に応じたLSI11の誤動作判定(クロック信号のパルス抜けや周波数乱れ、出力電圧の規格外れ、または、通信エラーなどを起こしたか否かの判定)を行う。そして、コントローラ40は、LSI11の誤動作発生時点におけるパワーメータ26の測定値の演算結果(DUT10への注入電力)を取得し、これを現在設定中の発振周波数と関連付けて記憶する。以降も、コントローラ40は、高周波ノイズ信号の発振周波数をスイープしながら上記測定を繰り返すことにより、高周波ノイズ信号の発振周波数と誤動作発生時の注入電力とを関連付けた誤動作電力周波数特性を求める。なお、コントローラ40としては、上記測定をシーケンシャルに実施し得るパーソナルコンピュータなどを好適に用いることができる。   The controller 40 is a main body that performs overall control of the electrical component BCI test. When performing the electrical component BCI test, the controller 40, for example, outputs a signal so as to gradually increase the amplitude (injected power) of the high frequency noise signal while fixing the oscillation frequency of the high frequency noise signal injected into the DUT 10. The generator 21 is controlled. In parallel with the amplitude control described above, the controller 40 determines the malfunction of the LSI 11 according to the monitoring result of the detection unit 30 (such as missing clock signal pulses or frequency disturbance, output voltage non-standard, or communication error). Judgment whether or not it has occurred). Then, the controller 40 acquires the calculation result (injected power to the DUT 10) of the measured value of the power meter 26 at the time of occurrence of malfunction of the LSI 11, and stores this in association with the oscillation frequency currently set. Thereafter, the controller 40 repeats the above measurement while sweeping the oscillation frequency of the high frequency noise signal, thereby obtaining a malfunction power frequency characteristic in which the oscillation frequency of the high frequency noise signal and the injected power at the time of malfunction occurrence are associated with each other. As the controller 40, a personal computer or the like that can sequentially perform the above measurement can be suitably used.

バッテリ50は、DUT10に電力供給を行う直流電源である。例えば、車載用LSIを評価対象とする場合には、バッテリ50として車載バッテリを用いればよい。ただし、DUT10への直流電源としては、バッテリに限らず、商用交流電力から所望の直流電力を生成するAC/DCコンバータなどを用いることも可能である。   The battery 50 is a DC power source that supplies power to the DUT 10. For example, when an in-vehicle LSI is to be evaluated, an in-vehicle battery may be used as the battery 50. However, the DC power supply to the DUT 10 is not limited to a battery, and an AC / DC converter that generates desired DC power from commercial AC power can also be used.

電源フィルタ60は、ノイズ源部20からバッテリ50への伝送線路を疑似遮断状態とするための回路部であり、電源インピーダンス安定回路網61及び62(以下、LISN[line impedance stabilization network]61及び62と呼ぶ)を含む。LISN61及び62は、いずれもバッテリ50の見かけ上のインピーダンスを安定化させる。なお、LISN61は、バッテリ50の正極端子(+)とDUT10の電源端子(VCC)との間を結ぶ電源ラインに挿入されており、LISN62は、バッテリ50の負極端子(−)とDUT10のGND端子(VEE)との間を結ぶGNDラインに挿入されている。   The power supply filter 60 is a circuit unit for putting the transmission line from the noise source unit 20 to the battery 50 into a pseudo-blocking state, and is a power supply impedance stabilization network 61 and 62 (hereinafter, LISN [line impedance stabilization network] 61 and 62). Called). LISNs 61 and 62 both stabilize the apparent impedance of battery 50. The LISN 61 is inserted in a power supply line connecting the positive terminal (+) of the battery 50 and the power terminal (VCC) of the DUT 10, and the LISN 62 is a negative terminal (−) of the battery 50 and the GND terminal of the DUT 10. (VEE) is inserted in the GND line.

ワイヤーハーネス70は、DUT10と電源フィルタ部60との間を電気的に接続する1.5〜2.0m程度の導電部材である。ワイヤーハーネス70は、一本のワイヤーであってもよいし、若しくは、複数本のワイヤーを束ねたものであってもよい。なお、ワイヤーハーネス70には、所定の位置にインジェクションプローブ(インジェクショントランス)80が取り付けられており、ノイズ源部20の50Ω伝送線路28を介してバルク電流が注入される。   The wire harness 70 is a conductive member of about 1.5 to 2.0 m that electrically connects the DUT 10 and the power supply filter unit 60. The wire harness 70 may be a single wire or a bundle of a plurality of wires. Note that an injection probe (injection transformer) 80 is attached to the wire harness 70 at a predetermined position, and a bulk current is injected through the 50Ω transmission line 28 of the noise source unit 20.

なお、電装品BCI試験では、ワイヤーハーネス70の全長が1700mm−2000mmと定められている。また、インジェクションプローブ80の取り付け位置(=DUT10とインジェクションプローブ80との距離)についても、150mm、450mm、及び、750mmの3か所のみに制限されている。   In the electrical component BCI test, the total length of the wire harness 70 is determined to be 1700 mm-2000 mm. Also, the attachment position of the injection probe 80 (= distance between the DUT 10 and the injection probe 80) is also limited to only three locations of 150 mm, 450 mm, and 750 mm.

<車両BCI試験(ISO11451−4)>
図3は、車両BCI試験の一例を示すブロック図である。車両BCI試験は、先述のDUT10やワイヤーハーネス70などが車両Xに搭載されている状態で実施されるBCI試験であり、ISO11451−4に準拠する。
<Vehicle BCI test (ISO11451-4)>
FIG. 3 is a block diagram illustrating an example of a vehicle BCI test. The vehicle BCI test is a BCI test performed in a state where the DUT 10 and the wire harness 70 described above are mounted on the vehicle X, and conforms to ISO11451-4.

<電装品エミッション試験(CISPR25)>
図4は、電装品エミッション試験の一例を示すブロック図である。本図の電装品エミッション試験は、電装品のエミッション特性を評価するための実測ベンチマークであり、国際無線障害特別委員会(CISPR)が作成した規格CISPR25「車載受信機保護のための妨害波の限度値及び測定法」に準拠する。なお、電装品エミッション試験は、放射性エミッション測定と伝導性エミッション測定の2つに分かれる。放射性エミッション測定では、ワイヤーハーネス70から放射されるノイズの強度をアンテナ90で測定する。一方、伝導性エミッション測定では、電源フィルタ60の端子91(イミュニティ試験では未使用)を用いて、ワイヤーハーネス70を伝わるノイズの強度を測定する。このように、電装品エミッション試験は、ノイズの強度を測定するという点において、先の電装品BCI試験(図2)や車両BCI試験(図3)とは、その構成や目的が異なる。ただし、電装品エミッション試験においても、ワイヤーハーネス70の全長に制約があり、その点においては電装品BCI試験(図2)と何ら変わりがない。
<Electrical component emission test (CISPR25)>
FIG. 4 is a block diagram illustrating an example of an electrical component emission test. The electrical component emission test in this figure is an actual measurement benchmark for evaluating the emission characteristics of electrical components. The standard CISPR25 “Limit of interference wave for vehicle-mounted receiver protection” created by the International Special Committee on Radio Interference (CISPR) Value and measurement method ”. The electrical component emission test is divided into two types: radiated emission measurement and conducted emission measurement. In the radiated emission measurement, the intensity of noise radiated from the wire harness 70 is measured by the antenna 90. On the other hand, in the conductive emission measurement, the intensity of noise transmitted through the wire harness 70 is measured using the terminal 91 of the power supply filter 60 (not used in the immunity test). Thus, the electrical component emission test is different in configuration and purpose from the previous electrical component BCI test (FIG. 2) and vehicle BCI test (FIG. 3) in that the intensity of noise is measured. However, even in the electrical component emission test, the total length of the wire harness 70 is limited, and there is no difference from the electrical component BCI test (FIG. 2).

<シミュレーションモデル>
図5は、シミュレーションモデルの一例を示すブロック図である。本構成例のシミュレーションモデルAは、実測ベンチマーク(図2の電装品BCI試験)全体をモデル化したものであり、バッテリ/LISNモデルA1と、DUTモデルA2と、BCIインジェクションプローブモデルA3と、ワイヤーハーネスモデルA4と、を組み合わせて成る。
<Simulation model>
FIG. 5 is a block diagram illustrating an example of a simulation model. The simulation model A of this configuration example is a model of the entire actual measurement benchmark (electrical component BCI test of FIG. 2). The battery / LISN model A1, the DUT model A2, the BCI injection probe model A3, and the wire harness Model A4 is combined.

バッテリ/LISNモデルA1は、バッテリ50及び電源フィルタ60をモデル化したものである。なお、バッテリ50及び電源フィルタ60だけでなく制御系も接続される場合には、バッテリ/LISNモデルA1と並列に制御系モデルを加えればよい。   The battery / LISN model A1 is a model of the battery 50 and the power supply filter 60. If not only the battery 50 and the power supply filter 60 but also a control system is connected, a control system model may be added in parallel with the battery / LISN model A1.

DUTモデルA2は、DUT10をモデル化したものである。DUTモデルA2には、LSI11をモデル化したLSIモデル、PCBをモデル化したPCBモデル、及び、これらのイミュニティ挙動を表すイミュニティ・ビヘイビア・モデルなどが含まれている。   The DUT model A2 is a model of the DUT 10. The DUT model A2 includes an LSI model that models the LSI 11, a PCB model that models a PCB, and an immunity behavior model that represents these immunity behaviors.

BCIインジェクションプローブモデルA3は、インジェクションプローブ80をモデル化したものである。   The BCI injection probe model A3 is a model of the injection probe 80.

ワイヤーハーネスモデルA4は、ワイヤーハーネス70をモデル化したものである。ワイヤーハーネスモデルA4には、その伝送特性を表すためのパラメータとして、ワイヤーハーネス70の全長に応じたパラメータLや、DUT10とインジェクションプローブ80との距離(=ノイズ注入位置と読み替えてもよい)に応じたパラメータLxが含まれている(詳細は後述)。   The wire harness model A4 is obtained by modeling the wire harness 70. In the wire harness model A4, as parameters for representing the transmission characteristics, according to the parameter L corresponding to the total length of the wire harness 70 and the distance between the DUT 10 and the injection probe 80 (= may be read as a noise injection position) Parameter Lx is included (details will be described later).

なお、電装品BCI試験のワイヤーハーネス構造をそのままモデル化する場合、上記のパラメータL及びLxについては、ワイヤーハーネス70の全長制限(1700〜2000mm)やインジェクションプローブ80の位置制限(DUT10から150mm、450mm、750mmの位置)を反映するように、その値が制限されることになる。   When the wire harness structure of the electrical component BCI test is modeled as it is, the above-described parameters L and Lx are limited in the overall length of the wire harness 70 (1700 to 2000 mm) and the position limit of the injection probe 80 (from DUT 10 to 150 mm, 450 mm). , A position of 750 mm), the value is limited.

<イミュニティ特性の評価手法>
図6は、誤動作電圧周波数特性(実線)と到達電圧周波数特性(破線)との比較例を示す図である。
<Immunity characteristics evaluation method>
FIG. 6 is a diagram illustrating a comparative example of the malfunction voltage frequency characteristic (solid line) and the ultimate voltage frequency characteristic (broken line).

誤動作電圧周波数特性とは、LSI11が誤動作を起こす限界の高周波ノイズ信号の大きさをLSI11の所定点間に現れる端子電圧V_LSIで表したものである。なお、誤動作電圧周波数特性は、DPI[direct power injection]試験により得られる誤動作電力周波数特性(=DUT10が誤動作を起こす限界の高周波ノイズ信号の大きさをDUT10に注入される電力で表したもの)から求めることができる。一方、到達電圧周波数特性とは、電装品BCI試験(またはこれを模擬したコンピュータシミュレーション)において、LSI11の所定点間に到達して現れる到達電圧V_arrの周波数特性である。   The malfunction voltage frequency characteristic is the terminal voltage V_LSI appearing between predetermined points of the LSI 11 indicating the magnitude of the limit high-frequency noise signal that causes the LSI 11 to malfunction. Note that the malfunction voltage frequency characteristic is derived from a malfunction power frequency characteristic obtained by a DPI [direct power injection] test (= the magnitude of the high frequency noise signal at which the DUT 10 malfunctions is represented by the power injected into the DUT 10). Can be sought. On the other hand, the ultimate voltage frequency characteristic is a frequency characteristic of the ultimate voltage V_arr that appears between predetermined points of the LSI 11 in the electrical component BCI test (or a computer simulation that simulates this).

上記の誤動作電圧周波数特性と到達電圧周波数特性とを比較することにより、LSI11のイミュニティ特性を評価することができる。例えば、図6において、破線が実線を上回っている発振周波数では、LSI11が誤動作を生じ得ると判断することができる。また、LSI11の各端子毎に上記と同様の比較を行えば、誤動作を生じ得る端子を特定することができるので、速やかに回路設計を改善することが可能となる。   The immunity characteristic of the LSI 11 can be evaluated by comparing the malfunction voltage frequency characteristic and the ultimate voltage frequency characteristic. For example, in FIG. 6, it can be determined that the LSI 11 may malfunction at an oscillation frequency where the broken line exceeds the solid line. Further, if the same comparison as described above is performed for each terminal of the LSI 11, it is possible to identify a terminal that may cause a malfunction, and thus it is possible to quickly improve the circuit design.

なお、本図では、誤動作電圧周波数特性と到達電圧周波数特性との比較例を挙げて、イミュニティ特性の評価手法を説明したが、例えば、誤動作電流周波数特性(=LSI11が誤動作を起こす限界の高周波ノイズ信号の大きさをLSI11の所定部分に流れる端子電流I_LSIで表したもの)と到達電流周波数特性(=電装品BCI試験でLSI11の所定部分に到達して流れる到達電流I_arrの周波数特性)との比較を行うことによっても、LSI11のイミュニティ特性を評価することが可能である。   In this figure, the evaluation method of the immunity characteristic has been described by giving a comparative example of the malfunction voltage frequency characteristic and the ultimate voltage frequency characteristic. For example, the malfunction current frequency characteristic (= high-frequency noise at the limit of causing the LSI 11 to malfunction) Comparison between the magnitude of the signal and the terminal current I_LSI flowing in a predetermined portion of the LSI 11) and the ultimate current frequency characteristic (= the frequency characteristic of the ultimate current I_arr flowing after reaching the predetermined portion of the LSI 11 in the electrical component BCI test) It is also possible to evaluate the immunity characteristics of the LSI 11 by performing the above.

<ワイヤーハーネスモデル>
次に、電装品BCI試験(図2)や電装品エミッション試験(図4)において使用されるワイヤーハーネスのシミュレーションモデルについて、その見直しを提案する。特に、今回の提案は、ワイヤーハーネスにおけるコモンモードインピーダンスのモデル化に関する。より具体的に述べると、以下では、複数本のワイヤーを束ねてワイヤーハーネスを形成するときのワイヤー敷設方法を定型化すると共に、実際のワイヤーハーネス構造に対応して高速処理を行うことが可能な伝送線路モデルを提案する。
<Wire harness model>
Next, a review of the wire harness simulation model used in the electrical component BCI test (FIG. 2) and electrical component emission test (FIG. 4) is proposed. In particular, this proposal relates to the modeling of common mode impedance in wire harnesses. More specifically, in the following, it is possible to form a wire laying method when bundling a plurality of wires to form a wire harness and to perform high-speed processing corresponding to an actual wire harness structure. A transmission line model is proposed.

図7は、ワイヤーハーネスの敷設例を模式的に示す断面図である。本図の例において、ワイヤーハーネスwhは、5本のワイヤーw1〜w5を束ねたものである。ワイヤーw1〜w5は、それぞれの被覆膜が接するように水平に敷設されていることを特徴とする。全てのワイヤーw1〜w5は、グラウンドプレーン(例えばテーブル上の銅板)から所定の距離(例えば50mm)だけ離して敷設されている。このような敷設状態を、本明細書中では「並行敷設」と呼ぶ。ワイヤーの敷設本数が増える場合には、水平方向にワイヤーの隣接本数を増やしていくものとする。   FIG. 7 is a cross-sectional view schematically showing an example of laying a wire harness. In the example of this figure, the wire harness wh is a bundle of five wires w1 to w5. The wires w1 to w5 are laid horizontally so that the respective coating films are in contact with each other. All the wires w1 to w5 are laid away from the ground plane (for example, a copper plate on the table) by a predetermined distance (for example, 50 mm). This laying state is referred to as “parallel laying” in this specification. When the number of wires laid increases, the number of adjacent wires is increased in the horizontal direction.

本図の例では、ハッチング付きのワイヤーw1及びw5が端部線に相当し、白抜きのワイヤーw2〜w4が中間線に相当する。端部線とは、並行敷設された複数本のワイヤーのうち、少なくともその片側に他のワイヤーが隣接していない状態のものを指す。一方、中間線とは、その両側に他のワイヤーが隣接している状態のものを指す。なお、ワイヤーの並行敷設本数は、何本であっても構わない。   In the example shown in the figure, hatched wires w1 and w5 correspond to end lines, and white wires w2 to w4 correspond to intermediate lines. An end line refers to a wire in which no other wire is adjacent to at least one side among a plurality of wires laid in parallel. On the other hand, the intermediate line indicates a state in which other wires are adjacent to both sides thereof. Note that the number of wires laid in parallel may be any number.

また、ワイヤーハーネスの伝送特性は、これに対向するGND(グラウンドプレーンなど)の存在によって決まる。ワイヤーハーネスとGNDとの相対位置について、最も近い位置は隣接であり、最も遠い位置は無限遠である。以下では、端部線と中間線との伝送特性差(=伝送特性の敷設位置依存性)について詳述する。   Further, the transmission characteristics of the wire harness are determined by the presence of a GND (ground plane or the like) facing the wire harness. About the relative position of a wire harness and GND, the nearest position is adjacent and the farthest position is infinity. Hereinafter, the transmission characteristic difference between the end line and the intermediate line (= transmission characteristic dependency on the installation position) will be described in detail.

図8は、ワイヤーw1〜w5それぞれの伝送特性が敷設位置依存性を持つことを示す周波数−ゲイン図である。なお、本図の実測結果は、並行敷設された5本のワイヤーw1〜w5について、それぞれの第1端を相互にショートしておき、それぞれの第2端を250Ω終端構造とする一方、計測対象のワイヤーのみ、その終端抵抗を直列200Ω抵抗と交換する、という実測環境で得られたものである。また、当然のことながら、ワイヤーw1〜w5としては、DC的にほぼ同インピーダンスのものを用いている。   FIG. 8 is a frequency-gain diagram showing that the transmission characteristics of the wires w1 to w5 have the laying position dependency. In addition, the actual measurement result of this figure shows that the first ends of the five wires w1 to w5 laid in parallel are short-circuited with each other and each second end is a 250Ω termination structure, while the measurement target This wire was obtained in an actual measurement environment in which the terminal resistance was replaced with a series 200Ω resistor. As a matter of course, wires w1 to w5 having substantially the same impedance in terms of DC are used.

例えば、ワイヤーw1の伝送特性(実線)とワイヤーw2の伝送特性(小破線)とを比較した場合、40MHz〜100MHzの周波数帯域において、それぞれの伝送特性に差が生まれており、特に、61MHzで6dB(約4倍)の差を確認することができる(図中の太い矢印箇所を参照)。この差は、ワイヤーハーネスwhが妨害ノイズを受けた場合に、その妨害エネルギーがワイヤーw1及びw2に均一に伝搬しないことを示している。   For example, when the transmission characteristic of the wire w1 (solid line) and the transmission characteristic of the wire w2 (small broken line) are compared, there is a difference in the respective transmission characteristics in the frequency band of 40 MHz to 100 MHz, particularly 6 dB at 61 MHz. A difference of (about 4 times) can be confirmed (see thick arrows in the figure). This difference indicates that when the wire harness wh receives interference noise, the interference energy does not propagate uniformly to the wires w1 and w2.

一方、ワイヤーw1の伝送特性(実線)とワイヤーw5の伝送特性(二点鎖線)との間には、上記の周波数帯域における顕著な差が見られない。また、ワイヤーw2の伝送特性(小破線)、ワイヤーw3の伝送特性(大破線)、及び、ワイヤーw4の伝送特性(一点鎖線)の間にも、上記の周波数帯域における顕著な差が見られない。   On the other hand, there is no significant difference in the frequency band between the transmission characteristic of the wire w1 (solid line) and the transmission characteristic of the wire w5 (two-dot chain line). In addition, there is no significant difference in the frequency band between the transmission characteristic of the wire w2 (small broken line), the transmission characteristic of the wire w3 (large broken line), and the transmission characteristic of the wire w4 (one-dot chain line). .

上記の実測結果から、本願の発明者は、並行敷設されたワイヤーw1〜w5の特性インピーダンスがそれぞれの敷設状態(隣接状態)に応じた傾向を示すことに着目し、ワイヤーw1〜w5を少なくとも端部線グループ(w1及びw5)と中間線グループ(w2〜w4)の2種類に分類することができる、という知見を得るに至った。   From the above measurement results, the inventor of the present application pays attention to the fact that the characteristic impedance of the wires w1 to w5 laid in parallel shows a tendency corresponding to each laying state (adjacent state), and at least ends the wires w1 to w5. It came to the knowledge that it can classify | categorize into two types, a partial line group (w1 and w5) and an intermediate line group (w2-w4).

従来のワイヤーハーネスモデルは、その簡素化のために、互いに隣接するワイヤー同士の相互作用を無視し、単一の特性インピーダンスを持つものとして一律的に表現されていた。そのため、従来のワイヤーハーネスモデルでは、終端条件の等しいワイヤーw1〜w5全てに同一の電流及び電圧が発生することになるので、それぞれの敷設状態に応じた差違を表現することができなかった。また、集中定数では反射が存在しないので、ワイヤーハーネスwhの全長に依存した定在波を表現することもできなかった。   In order to simplify the conventional wire harness model, the interaction between adjacent wires is ignored, and the wire harness model is uniformly expressed as having a single characteristic impedance. Therefore, in the conventional wire harness model, since the same electric current and voltage generate | occur | produce in all the wires w1-w5 with equal termination conditions, the difference according to each laying state could not be expressed. In addition, since there is no reflection at the lumped constant, it was not possible to express a standing wave depending on the total length of the wire harness wh.

一方、ワイヤーハーネスwhを少なくとも端部線グループ(w1及びw5)と中間線グループ(w2〜w4)の2種類に分類することにより、単一の特性インピーダンスを持つ従来のワイヤーハーネスモデルや集中定数では表現することのできなかった伝送特性を再現することが可能となる。   On the other hand, by classifying the wire harness wh into at least two types of end line groups (w1 and w5) and intermediate line groups (w2 to w4), conventional wire harness models and lumped constants having a single characteristic impedance It becomes possible to reproduce transmission characteristics that could not be expressed.

<モデル分類>
図9A〜図9Cは、いずれもワイヤーハーネスを模式的に示す断面図であり、各図中のハッチングを付されたワイヤーが単線モデル(図9A)、端部線モデル(図9B)、並びに、中間線モデル(図9C)としてそれぞれモデル化される。また、各図の底辺は、いずれもグラウンドプレーンに相当する。
<Model classification>
9A to 9C are cross-sectional views schematically showing the wire harness, and the hatched wires in each figure are a single wire model (FIG. 9A), an end wire model (FIG. 9B), and Each is modeled as an intermediate line model (FIG. 9C). Also, the bottom side of each figure corresponds to a ground plane.

なお、単線モデル(図9A)は、その両側に他のワイヤーが存在しないワイヤー(つまり単線)をモデル化したものである。このように、単線モデル(図9A)は、複数本のワイヤーを並行敷設する事例には該当しないが、ここでは、伝送線路モデルの基本単位として、端部線モデル(図9B)及び中間線モデル(図9C)と共に説明する。なお、単線モデル(図9A)は、端部線モデル(図9B)の特殊例として理解することもできる。   The single wire model (FIG. 9A) is a model of a wire (that is, a single wire) in which no other wire exists on both sides thereof. As described above, the single wire model (FIG. 9A) does not correspond to the case where a plurality of wires are laid in parallel, but here, as a basic unit of the transmission line model, an end line model (FIG. 9B) and an intermediate line model. (FIG. 9C) and it demonstrates. The single line model (FIG. 9A) can also be understood as a special example of the end line model (FIG. 9B).

各図中の白抜き矢印は、それぞれ、代表的な電気力線を示している。各図を比較参照すると分かるように、ワイヤーの敷設状態により、それぞれの電界分布が異なることから、3種類(単線モデル、端部線モデル、中間線モデル)の特性インピーダンスが混在する。なお、各図には、2種類のワイヤー種別(CPAVS0.75fとIV8mmLFV)を例に挙げて、各モデル毎に2種類の特性インピーダンスZ0が示されている。 The white arrow in each figure has shown the typical electric force line. As can be seen by comparing each figure, since the electric field distribution differs depending on the laying state of the wires, three types of characteristic impedances (single line model, end line model, intermediate line model) are mixed. In each figure, two types of characteristic impedances Z0 are shown for each model, taking two types of wires (CPAVS0.75f and IV8mm 2 LFV) as an example.

単線モデル(図9A)の場合、CPAVS0.75fではZ0=300Ωであり、IV8mmLFVではZ0=207Ωである。端部線モデル(図9B)の場合、CPAVS0.75fではZ0=520Ωであり、IV8mmLFVではZ0=364Ωである。中間線モデル(図9C)の場合、CPAVS0.75fではZ0=2600Ωであり、IV8mmLFVではZ0=2400Ωである。 For the single wire model (FIG. 9A), Z0 = 300Ω for CPAVS 0.75f and Z0 = 207Ω for IV8 mm 2 LFV. For the end line model (FIG. 9B), Z0 = 520Ω for CPAVS 0.75f and Z0 = 364Ω for IV8 mm 2 LFV. In the intermediate line model (FIG. 9C), Z0 = 2600Ω for CPAVS0.75f and Z0 = 2400Ω for IV8mm 2 LFV.

このように、単線モデル(図9A)及び端部線モデル(図9B)と中間線モデル(図9C)とでは、特性インピーダンスZ0の数値が一桁程度異なることが分かる。   Thus, it can be seen that the numerical value of the characteristic impedance Z0 differs by about one digit in the single line model (FIG. 9A), the end line model (FIG. 9B), and the intermediate line model (FIG. 9C).

図10は、CPAVS0.75fの特性インピーダンスを導出する際に取得された実測波形図である。なお、特性インピーダンスの実測に用いられたワイヤーハーネスwh11〜wh15の敷設状態については、凡例と共に示したように、wh11(実線)が単線、wh12(小破線)が並行敷設2本、wh13(大破線)が並行敷設5本、wh14(一点鎖線)が並行敷設2本(ただしワイヤー間距離100mm)、及び、wh15(二点鎖線)が並行敷設3本(ただしワイヤー間距離50mm)である。   FIG. 10 is a measured waveform diagram obtained when deriving the characteristic impedance of CPAVS 0.75f. In addition, about the laying state of the wire harnesses wh11-wh15 used for actual measurement of characteristic impedance, as shown with the legend, wh11 (solid line) is a single line, wh12 (small broken line) is two parallel laying, wh13 (large broken line) ) Is five parallel lays, wh14 (one-dot chain line) is two parallel lays (however, the distance between wires is 100 mm), and wh15 (two-dot chain line) is three lays in parallel (however, the distance between wires is 50 mm).

特性インピーダンスの計測手法としては、TDR[time domain reflectometry]を用い、計測器はagilent 8510C(IFFT[inverse fast fourier transform]内蔵)、計測帯域は45MHz〜18.045GHz、計測ポイント数は401、計測範囲は−1ns〜15nsとした。また、特性インピーダンスの計測に際しては、各ワイヤーの両端をショートし、ワイヤーハーネス直線部のコモンモードインピーダンスとして特性インピーダンスを取得した。   As a characteristic impedance measurement method, TDR [time domain reflectometry] is used, the measuring instrument is agilent 8510C (with built-in IFFT [inverse fast fourier transform]), the measurement band is 45 MHz to 18.045 GHz, the number of measurement points is 401, the measurement range Was set to -1 ns to 15 ns. In measuring the characteristic impedance, both ends of each wire were short-circuited, and the characteristic impedance was obtained as the common mode impedance of the wire harness straight portion.

ワイヤーハーネスwh11(実線)の実測結果は、Z0=300Ωであった。ワイヤーハーネスwh11は、単線のワイヤーそのものとして理解することができる。従って、単線モデルの特性インピーダンスは、「300Ω」に設定すればよい(図9Aを参照)。   The actual measurement result of the wire harness wh11 (solid line) was Z0 = 300Ω. The wire harness wh11 can be understood as a single wire itself. Accordingly, the characteristic impedance of the single wire model may be set to “300Ω” (see FIG. 9A).

ワイヤーハーネスwh12(小破線)の実測結果は、Z0=260Ωであった。ワイヤーハーネスwh12は、2本の端部線を並行敷設したものとして理解することができる。従って、端部線モデルの特性インピーダンスは、「520Ω(=260Ω×2)」に設定すればよい(図9Bを参照)。   The actual measurement result of the wire harness wh12 (small broken line) was Z0 = 260Ω. The wire harness wh12 can be understood as two end lines laid in parallel. Therefore, the characteristic impedance of the end line model may be set to “520Ω (= 260Ω × 2)” (see FIG. 9B).

ワイヤーハーネスwh13(大破線)の実測結果は、Z0=200Ωであった。なお、ワイヤーハーネスwh13は、2本の端部線と3本の中間線を並行敷設したものとして理解することができる。従って、中間線モデルの特性インピーダンスをRとした場合には、次の(1)式が成立する。   The actual measurement result of the wire harness wh13 (large broken line) was Z0 = 200Ω. The wire harness wh13 can be understood as a structure in which two end lines and three intermediate lines are laid in parallel. Therefore, when the characteristic impedance of the intermediate line model is R, the following equation (1) is established.

1/200=2/520+3/R …(1)   1/200 = 2/520 + 3 / R (1)

この(1)式を解くことにより、中間線モデルの特性インピーダンスを「2600Ω」と求めることができる(図9Cを参照)。   By solving the equation (1), the characteristic impedance of the intermediate line model can be obtained as “2600Ω” (see FIG. 9C).

ワイヤーハーネスwh14(一点鎖線)の実測結果は、Z0=150Ωであり、ワイヤーハーネスwh15(二点鎖線)の実測結果は、Z0=120Ωであった。これらの実測結果とワイヤーハーネスwh11(実線)の実測結果(Z0=300Ω)との比較から、ワイヤー間距離が100mm以上になると、並行敷設された各ワイヤーが単線と同等の伝送特性を示すことが確認された。   The actual measurement result of the wire harness wh14 (one-dot chain line) was Z0 = 150Ω, and the actual measurement result of the wire harness wh15 (two-dot chain line) was Z0 = 120Ω. From comparison of these actual measurement results and the actual measurement results (Z0 = 300Ω) of the wire harness wh11 (solid line), when the inter-wire distance is 100 mm or more, the parallel-laid wires exhibit transmission characteristics equivalent to those of a single wire. confirmed.

また、ワイヤーハーネスwh11〜wh15いずれの実測においても、4.72ns/770mmの遅延時間が確認された。このことから、単位長さ(1m)当たりの単位遅延時間を「6.13ns/m」と求めることができる。   Moreover, in any measurement of the wire harnesses wh11 to wh15, a delay time of 4.72 ns / 770 mm was confirmed. From this, the unit delay time per unit length (1 m) can be obtained as “6.13 ns / m”.

図11は、IV8mmLFVの特性インピーダンスを導出する際に取得された実測波形図である。なお、特性インピーダンスの実測に用いられたワイヤーハーネスwh21〜wh24の敷設状態については、凡例と共に示したように、wh21(実線)が単線、wh22(小破線)が並行敷設2本、wh23(大破線)が並行敷設5本、及び、wh24(一点鎖線)が並行敷設2本(ただしワイヤー間距離100mm)である。また、特性インピーダンスの計測手法、計測器、計測帯域、計測ポイント数、及び、計測範囲については、先の図10と同一である。 FIG. 11 is a measured waveform diagram obtained when deriving the characteristic impedance of IV8 mm 2 LFV. In addition, about the laying state of the wire harnesses wh21-wh24 used for actual measurement of characteristic impedance, as shown with the legend, wh21 (solid line) is a single line, wh22 (small broken line) is two parallel laying, wh23 (large broken line) ) Is five parallel laying, and wh24 (one-dot chain line) is two parallel laying (however, the distance between wires is 100 mm). The characteristic impedance measurement method, measuring instrument, measurement band, number of measurement points, and measurement range are the same as those in FIG.

ワイヤーハーネスwh21(実線)の実測結果は、Z0=207Ωであった。ワイヤーハーネスwh21は、単線のワイヤーそのものとして理解することができる。従って、単線モデルの特性インピーダンスは、「207Ω」に設定すればよい(図9Aを参照)。   The actual measurement result of the wire harness wh21 (solid line) was Z0 = 207Ω. The wire harness wh21 can be understood as a single wire itself. Therefore, the characteristic impedance of the single wire model may be set to “207Ω” (see FIG. 9A).

ワイヤーハーネスwh22(小破線)の実測結果は、Z0=182Ωであった。ワイヤーハーネスwh22は、2本の端部線を並行敷設したものとして理解することができる。従って、端部線モデルの特性インピーダンスは、「364Ω(=182Ω×2)」に設定すればよい(図9Bを参照)。   The actual measurement result of the wire harness wh22 (small broken line) was Z0 = 182Ω. The wire harness wh22 can be understood as two end lines laid in parallel. Accordingly, the characteristic impedance of the end line model may be set to “364Ω (= 182Ω × 2)” (see FIG. 9B).

ワイヤーハーネスwh23(大破線)の実測結果は、Z0=149Ωであった。なお、ワイヤーハーネスwh23は、2本の端部線と3本の中間線を並行敷設したものとして理解することができる。従って、中間線モデルの特性インピーダンスをRとした場合には、次の(2)式が成立する。   The actual measurement result of the wire harness wh23 (large broken line) was Z0 = 149Ω. The wire harness wh23 can be understood as a structure in which two end lines and three intermediate lines are laid in parallel. Therefore, when the characteristic impedance of the intermediate line model is R, the following equation (2) is established.

1/149=2/364+3/R …(2)   1/149 = 2/364 + 3 / R (2)

この(2)式を解くことにより、中間線モデルの特性インピーダンスを「2400Ω」と求めることができる(図9Cを参照)。   By solving the equation (2), the characteristic impedance of the intermediate line model can be obtained as “2400Ω” (see FIG. 9C).

ワイヤーハーネスwh24(一点鎖線)の実測結果は、Z0=145Ωであった。この実測結果とワイヤーハーネスwh21(実線)の実測結果(Z0=207Ω)との比較から、ワイヤー間距離が100mm以上であっても、並行敷設された各ワイヤー間の干渉が存在することが確認された。   The actual measurement result of the wire harness wh24 (one-dot chain line) was Z0 = 145Ω. From the comparison between the actual measurement result and the actual measurement result (Z0 = 207Ω) of the wire harness wh21 (solid line), it is confirmed that there is interference between the wires laid in parallel even if the distance between the wires is 100 mm or more. It was.

また、ワイヤーハーネスwh21〜wh24いずれの実測においても、5.36ns/880mmの遅延時間が確認された。このことから、単位長さ(1m)当たりの単位遅延時間を「6.09ns/m」と求めることができる。   Moreover, in any measurement of the wire harnesses wh21 to wh24, a delay time of 5.36 ns / 880 mm was confirmed. From this, the unit delay time per unit length (1 m) can be obtained as “6.09 ns / m”.

<伝送線路モデル>
以上の測定結果を踏まえて、ワイヤーの伝送線路モデル(例えばSPICEモデル)を提案する。図12は、伝送線路モデルのパラメータ値を示すテーブルであり、ワイヤー種別(CPAVS0.75f/IV8mmLFV)、モデル分類(単線モデル/端部線モデル/中間線モデル)、特性インピーダンス、及び、単位遅延時間が示されている。
<Transmission line model>
Based on the above measurement results, a wire transmission line model (for example, SPICE model) is proposed. FIG. 12 is a table showing the parameter values of the transmission line model. The type of wire (CPAVS0.75f / IV8mm 2 LFV), model classification (single line model / end line model / intermediate line model), characteristic impedance, and unit Delay time is shown.

なお、ワイヤー種別(=伝送線路の種別)としては、低圧伝送線路(信号線路)としてCPAVS0.75fを例示し、高圧伝送線路(電源線路)としてIV8mmLFVを例示したが、必要に応じて別種のワイヤーをモデル化してもよい。 The wire type (= transmission line type) is exemplified by CPAVS0.75f as the low-voltage transmission line (signal line) and IV8mm 2 LFV as the high-voltage transmission line (power line). The wire may be modeled.

CPAVS0.75fの単線モデルは、特性インピーダンスがZ0=300[Ω]に設定されて、単位遅延時間がTD=6.13[ns/m]に設定される。CPAVS0.75fの端部線モデルは、特性インピーダンスがZ0=520[Ω]に設定されて、単位遅延時間がTD=6.13[ns/m]に設定される。CPAVS0.75fの中間線モデルは、特性インピーダンスがZ0=2600[Ω]に設定されて、単位遅延時間がTD=6.13[ns/m]に設定される。   In the single-line model of CPAVS 0.75f, the characteristic impedance is set to Z0 = 300 [Ω], and the unit delay time is set to TD = 6.13 [ns / m]. The end line model of CPAVS 0.75f has a characteristic impedance set to Z0 = 520 [Ω] and a unit delay time set to TD = 6.13 [ns / m]. In the intermediate line model of CPAVS 0.75f, the characteristic impedance is set to Z0 = 2600 [Ω], and the unit delay time is set to TD = 6.13 [ns / m].

一方、IV8mmLFVの単線モデルは、特性インピーダンスがZ0=207[Ω]に設定されて、単位遅延時間がTD=6.09[ns/m]に設定される。IV8mmLFVの端部線モデルは、特性インピーダンスがZ0=364[Ω]に設定されて、単位遅延時間がTD=6.09[ns/m]に設定される。IV8mmLFVの中間線モデルでは、特性インピーダンスがZ0=2400[Ω]に設定されて、単位遅延時間がTD=6.09[ns/m]に設定される。 On the other hand, in the single line model of IV8 mm 2 LFV, the characteristic impedance is set to Z0 = 207 [Ω], and the unit delay time is set to TD = 6.09 [ns / m]. In the end line model of IV8 mm 2 LFV, the characteristic impedance is set to Z0 = 364 [Ω], and the unit delay time is set to TD = 6.09 [ns / m]. In the IV8 mm 2 LFV intermediate line model, the characteristic impedance is set to Z0 = 2400 [Ω], and the unit delay time is set to TD = 6.09 [ns / m].

このように、各モデルの特性インピーダンスは、ワイヤーのモデル分類(単線モデル、端部線モデル、中間線モデル)に応じて異なる値に設定される。特に、端部線モデルと中間線モデルに着目すると、端部線モデルの特性インピーダンスは、中間線モデルの特性インピーダンスよりも一桁程度低い値に設定される。一方、各モデルの単位遅延時間については、ワイヤーのモデル分類に依ることなく同一値に設定される。また、上記の特性インピーダンスと単位遅延時間は、ワイヤー種別毎にそれぞれ個別に設定される。   Thus, the characteristic impedance of each model is set to a different value according to the model classification of the wire (single line model, end line model, intermediate line model). In particular, when attention is paid to the end line model and the intermediate line model, the characteristic impedance of the end line model is set to a value lower by about one digit than the characteristic impedance of the intermediate line model. On the other hand, the unit delay time of each model is set to the same value regardless of the wire model classification. The characteristic impedance and unit delay time are individually set for each wire type.

図13は、伝送線路モデルの記述例を示す模式図である。本図の例において、ワイヤーハーネスwhは、5本のワイヤーw1〜w5を並行敷設したものであり、その全長は、L[m]である。ワイヤー種別については、ワイヤーw1及びw2がCPAVS0.75fであり、ワイヤーw3〜w5がIV8mmLFVであるものとする。 FIG. 13 is a schematic diagram illustrating a description example of a transmission line model. In the example of this figure, the wire harness wh is obtained by laying five wires w1 to w5 in parallel, and the total length thereof is L [m]. As for the wire type, it is assumed that the wires w1 and w2 are CPAVS 0.75f, and the wires w3 to w5 are IV8mm 2 LFV.

一方、ワイヤーw1〜w5の敷設状態に着目した場合には、ワイヤーw1及びw5が端部線に分類されて、ワイヤーw2〜w4が中間線に分類される。従って、ワイヤーハーネスwhは、端部線モデルと中間線モデルを組み合わせて適宜表現することができる。   On the other hand, when paying attention to the laying state of the wires w1 to w5, the wires w1 and w5 are classified as end lines, and the wires w2 to w4 are classified as intermediate lines. Therefore, the wire harness wh can be appropriately expressed by combining the end line model and the intermediate line model.

なお、伝送線路モデルの記述様式については、ワイヤー番号(名)、内部導体c1の第1ポート接続先、外部導体c2の第1ポート接続先、内部導体c1の第2ポート接続先、外部導体c2の第2ポート接続先、特性インピーダンスZ0、及び、遅延時間TD(=単位遅延時間×全長)の順に、各パラメータを記述するものとする。   As for the description format of the transmission line model, the wire number (name), the first port connection destination of the inner conductor c1, the first port connection destination of the outer conductor c2, the second port connection destination of the inner conductor c1, and the outer conductor c2. Each parameter is described in the order of the second port connection destination, characteristic impedance Z0, and delay time TD (= unit delay time × full length).

例えば、吹き出し中の上段第1行目における「w1 ND1 GPLANE ND2 GPLANE Z0=300 TD=6×L」という記述を読み解くと、「ワイヤーw1は、内部導体c1の第1ポート接続先がノードND1であり、外部導体c2の第1ポート接続先がグラウンドプレーンであり、内部導体c1の第2ポート接続先がノードND2であり、外部導体c2の第2ポート接続先がグラウンドプレーンであり、特性インピーダンスZ0が300[Ω]であり、遅延時間TDが6×L[ns]である。」と解釈される。   For example, when the description “w1 ND1 GPLANE ND2 GPLANE Z0 = 300 TD = 6 × L” in the upper first line in the balloon is read, “the wire w1 is connected to the node ND1 at the first port connection destination of the internal conductor c1. Yes, the first port connection destination of the external conductor c2 is the ground plane, the second port connection destination of the internal conductor c1 is the node ND2, the second port connection destination of the external conductor c2 is the ground plane, and the characteristic impedance Z0 Is 300 [Ω] and the delay time TD is 6 × L [ns].

なお、吹き出し中の上段には、ワイヤーw1〜w5を単一の特性インピーダンス(Z0=300[Ω])で表した従来の伝送線路モデルが記述されている。一方、吹き出し中の下段には、ワイヤーw1〜w5をそれぞれの敷設状態に応じて異なる特性インピーダンスで表した新規の伝送線路モデルが記述されている。   In the upper part of the balloon, a conventional transmission line model in which the wires w1 to w5 are expressed by a single characteristic impedance (Z0 = 300 [Ω]) is described. On the other hand, a new transmission line model in which the wires w1 to w5 are represented by different characteristic impedances according to the respective laying states is described in the lower part of the balloon.

より具体的に述べると、ワイヤーw1は、CPAVS0.75fの端部線モデル(Z0=520[Ω]、TD=6.13×L[ns])としてモデル化されている。ワイヤーw2は、CPAVS0.75fの中間線モデル(Z0=2600[Ω]、TD=6.13×L[ns])としてモデル化されている。ワイヤーw3及びw4は、いずれも、IV8mmLFVの中間線モデル(Z0=2400[Ω]、TD=6.09×L[ns])としてモデル化されている。ワイヤーw5は、IV8mmLFVの端部線モデル(Z0=364[Ω]、TD=6.09×L[ns])としてモデル化されている。 More specifically, the wire w1 is modeled as an end line model (Z0 = 520 [Ω], TD = 6.13 × L [ns]) of CPAVS 0.75f. The wire w2 is modeled as an intermediate line model (Z0 = 2600 [Ω], TD = 6.13 × L [ns]) of CPAVS 0.75f. The wires w3 and w4 are both modeled as an IV8 mm 2 LFV intermediate line model (Z0 = 2400 [Ω], TD = 6.09 × L [ns]). The wire w5 is modeled as an IV8mm 2 LFV end line model (Z0 = 364 [Ω], TD = 6.09 × L [ns]).

以上、本項で提案する新規の伝送線路モデルは、モデル化の対象となるワイヤーをその敷設状態に応じて端部線と中間線の2種類(または単線を含む3種類)に分類するステップと、端部線と中間線の2種類(または単線を含む3種類)をそれぞれ個別にモデル化して端部線モデルと中間線モデルの2種類(または単線モデルを含む3種類)を生成するステップと、を経て生成されるものである。   As described above, the new transmission line model proposed in this section includes a step of classifying the wire to be modeled into two types (or three types including a single line) of an end line and an intermediate line according to the laying state; Two types of end line and intermediate line (or three types including a single line) are individually modeled to generate two types of end line model and intermediate line model (or three types including a single line model); , Is generated through.

このような伝送線路モデルであれば、従来の伝送線路モデルと異なり、ワイヤーの敷設状態に応じた伝送特性の差(図8を参照)を忠実に再現することができるので、実測値とシミュレーション値との乖離を低減することが可能となる。   With such a transmission line model, unlike the conventional transmission line model, it is possible to faithfully reproduce the difference in transmission characteristics according to the laying state of the wire (see FIG. 8). Can be reduced.

また、本項で提案する伝送線路モデルは、その伝送特性を表すパラメータとして、特性インピーダンスZ0と遅延時間TDを含むものであり、この点においては、従来の伝送線路モデルと何ら変わりがない(図13の吹き出し中における上段と下段を比較参照)。従って、EMCコンピュータシミュレーションの準備時間や実行時間に大きな影響はない。   In addition, the transmission line model proposed in this section includes a characteristic impedance Z0 and a delay time TD as parameters representing the transmission characteristics. In this respect, there is no difference from the conventional transmission line model (see FIG. Compare upper and lower tiers in 13 balloons). Therefore, there is no significant influence on the preparation time or execution time of EMC computer simulation.

また、伝送線路モデルの表現方法は、損失を考慮に入れる場合(=ロス有り)と損失を無視する場合(=ロス無し)に大別される。前者の場合、損失の表現方法は多岐に亘る。なお、先述の電装品BCI試験(図2)や電装品エミッション試験(図4)で使用されるワイヤーハーネスの全長は2m程度であり、車両への実装を考慮してもその全長は10m程度である。これを鑑みれば、ロス有りの伝送線路モデルとロス無しの伝送線路モデルを必要に応じて適宜使い分けることが望ましいと言える。なお、上記で説明してきた特性インピーダンス及び単位遅延時間は、いずれもロス無しの数値例である。   The transmission line model expression method is roughly divided into a case where loss is taken into account (= with loss) and a case where loss is ignored (= without loss). In the former case, there are various ways of expressing the loss. The total length of the wire harness used in the electrical component BCI test (FIG. 2) and the electrical component emission test (FIG. 4) is about 2 m, and the total length is about 10 m even when mounted on the vehicle. is there. In view of this, it can be said that it is desirable to appropriately use a transmission line model with loss and a transmission line model without loss as needed. Note that the characteristic impedance and unit delay time described above are both numerical examples without loss.

図14は、伝送線路シミュレーションによる再現確認例を示す周波数−特性インピーダンス図である。なお、本図中の実線はシミュレーション値(損失を考慮に入れた場合)を示しており、破線は実測値を示している。本図から、実線の挙動と破線の挙動が精度良く合致していることが分かる。例えば、熱に変わる電力と放射で失われる電力を損失として考慮に入れた伝送線路モデルでは、放射量の算出を行うことが可能となる。   FIG. 14 is a frequency-characteristic impedance diagram showing an example of reproduction confirmation by transmission line simulation. In addition, the solid line in this figure has shown the simulation value (when a loss is taken into consideration), and the broken line has shown the measured value. From this figure, it can be seen that the behavior of the solid line and the behavior of the broken line agree with each other with high accuracy. For example, in a transmission line model that takes into account the power changed to heat and the power lost due to radiation as losses, the radiation amount can be calculated.

<車体試験への応用>
先の電装品BCI試験(図2)では、その現実的な実施を担保すべく、多種多様なワイヤーハーネス構造(車両の数だけ種類がある)の中から1構造が固定されており、かつ、ノイズ注入点が3つの離散点に限定されていた。
<Application to body testing>
In the previous electrical component BCI test (FIG. 2), one structure is fixed from a wide variety of wire harness structures (there are various types of vehicles) in order to ensure its practical implementation, and Noise injection points were limited to three discrete points.

しかしながら、実際の車両に敷設されるワイヤーハーネスは、その全長が100mm〜2000mmと様々であり、また、ワイヤーの本数についても1本〜60本程度と千差万別であった。そのため、電装品BCI試験では、予測できていない現象が膨大であり、見落としが多いという点は否めなかった。   However, wire harnesses laid on actual vehicles have various lengths ranging from 100 mm to 2000 mm, and the number of wires is also varied from 1 to 60. Therefore, in the electrical equipment BCI test, it cannot be denied that there are a lot of unpredictable phenomena and many oversights.

これに対して、本項では、ワイヤーハーネスをモデル化した伝送線路モデルのパラメータ(例えば、特性インピーダンス、遅延時間、及び、敷設本数)を可変値とし、これらのパラメータを所定範囲内で掃引しながらDUTのイミュニティ特性またはエミッション特性を評価するコンピュータシミュレーション方法について提案する。   In contrast, in this section, parameters of the transmission line model (for example, characteristic impedance, delay time, and number of installed cables) that model the wire harness are variable values, and these parameters are swept within a predetermined range. A computer simulation method for evaluating the immunity characteristics or emission characteristics of a DUT is proposed.

まず、以下では、パラメータ変更の具体的な事例をいくつか挙げながら、伝送線路モデルの記述内容がどのように変わるかを説明する。   First, the following describes how the description of the transmission line model changes, giving some specific examples of parameter changes.

図15は、ノイズ注入点を1ヶ所から2ヶ所に増設する場合において、伝送線路モデルの記述内容をどのように変えればよいかを示す模式図である。   FIG. 15 is a schematic diagram showing how to change the description content of the transmission line model when adding noise injection points from one place to two places.

本図の上段で示したように、信号ノードSIG1と信号ノードSIG2との間に敷設されたワイヤーW(全長:L)の1ヶ所(本図の例ではワイヤーWを2等分する点)にノイズ注入点INJ1が取り付けられている場合には、信号ノードSIG1とノイズ注入点INJ1との間に敷設された部分を分割ワイヤーW1(長さ:L/2)として理解し、ノイズ注入点INJ1と信号ノードSIG2との間に敷設された部分を分割ワイヤーW2(長さ:L/2)として理解することにより、例えば、次のように伝送線路モデルを記述することができる。   As shown in the upper part of the figure, at one place of the wire W (full length: L) laid between the signal node SIG1 and the signal node SIG2 (in the example of the figure, the wire W is divided into two equal parts). When the noise injection point INJ1 is attached, the portion laid between the signal node SIG1 and the noise injection point INJ1 is understood as a divided wire W1 (length: L / 2), and the noise injection point INJ1 By understanding the portion laid between the signal node SIG2 and the split wire W2 (length: L / 2), for example, the transmission line model can be described as follows.

W1 SIG1 GPLANE INJ1 GPLANE Z0=300 TD=6
W2 INJ1 GPLANE SIG2 GPLANE Z0=300 TD=6
W1 SIG1 GPLANE INJ1 GPLANE Z0 = 300 TD = 6
W2 INJ1 GPLANE SIG2 GPLANE Z0 = 300 TD = 6

一方、本図の下段で示したように、ワイヤーWの2ヶ所(本図の例ではワイヤーWを3等分する点)にノイズ注入点INJ1及びINJ2が取り付けられている場合には、信号ノードSIG1とノイズ注入点INJ1との間に敷設された部分を分割ワイヤーW3(長さ:L/3)として理解し、ノイズ注入点INJ1とノイズ注入点INJ2との間に敷設された部分を分割ワイヤーW4(長さ:L/3)として理解し、ノイズ注入点INJ2と信号ノードSIG2との間に敷設された部分を分割ワイヤーW5(長さ:L/3)として理解することにより、例えば、次のように伝送線路モデルを記述することができる。   On the other hand, as shown in the lower part of the figure, when the noise injection points INJ1 and INJ2 are attached to two places of the wire W (the point where the wire W is equally divided into three in the example of the figure), the signal node The part laid between SIG1 and the noise injection point INJ1 is understood as a split wire W3 (length: L / 3), and the part laid between the noise injection point INJ1 and the noise injection point INJ2 is the split wire. By understanding as W4 (length: L / 3) and understanding the part laid between the noise injection point INJ2 and the signal node SIG2 as the divided wire W5 (length: L / 3), for example, A transmission line model can be described as follows.

W3 SIG1 GPLANE INJ1 GPLANE Z0=300 TD=4
W4 INJ1 GPLANE INJ2 GPLANE Z0=300 TD=4
W5 INJ2 GPLANE SIG2 GPLANE Z0=300 TD=4
W3 SIG1 GPLANE INJ1 GPLANE Z0 = 300 TD = 4
W4 INJ1 GPLANE INJ2 GPLANE Z0 = 300 TD = 4
W5 INJ2 GPLANE SIG2 GPLANE Z0 = 300 TD = 4

上記のように、ノイズ注入点を増設する場合には、ワイヤーの分割数が増えるので、これに合わせて伝送線路モデルの記述行数を適宜増やしてやればよい。また、ノイズ注入点を増設する場合には、分割ワイヤーの長さが変化するので、これに合わせて伝送線路モデルの遅延時間TDを適宜書き替えてやればよい。   As described above, when the number of noise injection points is increased, the number of wire divisions increases, and accordingly, the number of description lines of the transmission line model may be increased as appropriate. In addition, when adding noise injection points, the length of the divided wires changes, and accordingly, the delay time TD of the transmission line model may be rewritten as appropriate.

図16は、ノイズ注入位置を変更する場合において、伝送線路モデルの記述内容をどのように変えればよいかを示す模式図である。   FIG. 16 is a schematic diagram showing how the description content of the transmission line model should be changed when the noise injection position is changed.

本図の上段では、図15の上段と同じく、信号ノードSIG1と信号ノードSIG2との間に敷設されたワイヤーW(全長:L)を2等分する点にノイズ注入点INJ1が取り付けられている。従って、伝送線路モデルは、次のように記述することができる。   In the upper part of this figure, similarly to the upper part of FIG. 15, the noise injection point INJ1 is attached to a point that bisects the wire W (full length: L) laid between the signal node SIG1 and the signal node SIG2. . Therefore, the transmission line model can be described as follows.

W1 SIG1 GPLANE INJ1 GPLANE Z0=300 TD=6
W2 INJ1 GPLANE SIG2 GPLANE Z0=300 TD=6
W1 SIG1 GPLANE INJ1 GPLANE Z0 = 300 TD = 6
W2 INJ1 GPLANE SIG2 GPLANE Z0 = 300 TD = 6

一方、本図の下段では、ノイズ注入点INJ1がワイヤーWを2等分する点ではなく、ワイヤーWを3等分する点の一つ(本図の例では、分割ワイヤーW1の長さがL/3となり、分割ワイヤーW2の長さが2L/3となる点)に取り付けられている。従って、伝送線路モデルは、次のように記述することができる。   On the other hand, in the lower part of the figure, the noise injection point INJ1 is not a point that bisects the wire W, but one point that divides the wire W into three parts (in the example of this figure, the length of the divided wire W1 is L / 3, and the length of the split wire W2 is 2L / 3). Therefore, the transmission line model can be described as follows.

W1 SIG1 GPLANE INJ1 GPLANE Z0=300 TD=4
W2 INJ1 GPLANE SIG2 GPLANE Z0=300 TD=8
W1 SIG1 GPLANE INJ1 GPLANE Z0 = 300 TD = 4
W2 INJ1 GPLANE SIG2 GPLANE Z0 = 300 TD = 8

上記のように、ノイズ注入位置を変更する場合には、分割ワイヤーの長さが変化するので、これに合わせて伝送線路モデルの遅延時間TDを適宜書き替えてやればよい。また、改めて図示はしないが、ワイヤーの全長変更についても、遅延時間TDの書き替えにより対応可能であることは言うまでもない。   As described above, when the noise injection position is changed, the length of the split wire changes, and accordingly, the delay time TD of the transmission line model may be appropriately rewritten in accordance with this. Further, although not shown again, it goes without saying that a change in the overall length of the wire can also be handled by rewriting the delay time TD.

図17は、ワイヤー敷設状態を変更する場合において、伝送線路モデルの記述内容をどのように変えればよいかを示す模式図である。   FIG. 17 is a schematic diagram showing how the description content of the transmission line model should be changed when the wire laying state is changed.

本図の上段では、図13と同じく、ノードND1とノードND2との間に、5本のワイヤーw1〜w5(全長:L)が並行敷設されている。なお、ワイヤー種別については、ワイヤーw1及びw2がCPAVS0.75fであり、ワイヤーw3〜w5がIV8mmLFVである。また、ワイヤーw1及びw5が端部線に分類されて、ワイヤーw2〜w4が中間線に分類される。従って、伝送線路モデルは、次のように記述することができる。 In the upper part of the figure, as in FIG. 13, five wires w1 to w5 (full length: L) are laid in parallel between the node ND1 and the node ND2. In addition, about a wire classification, the wires w1 and w2 are CPAVS0.75f, and the wires w3-w5 are IV8mm < 2 > LFV. Further, the wires w1 and w5 are classified as end lines, and the wires w2 to w4 are classified as intermediate lines. Therefore, the transmission line model can be described as follows.

w1 ND1 GPLANE ND2 GPLANE Z0= 520 TD=6.13xL
w2 ND1 GPLANE ND2 GPLANE Z0=2600 TD=6.13xL
w3 ND1 GPLANE ND2 GPLANE Z0=2400 TD=6.09xL
w4 ND1 GPLANE ND2 GPLANE Z0=2400 TD=6.09xL
w5 ND1 GPLANE ND2 GPLANE Z0= 364 TD=6.09xL
w1 ND1 GPLANE ND2 GPLANE Z0 = 520 TD = 6.13xL
w2 ND1 GPLANE ND2 GPLANE Z0 = 2600 TD = 6.13xL
w3 ND1 GPLANE ND2 GPLANE Z0 = 2400 TD = 6.09xL
w4 ND1 GPLANE ND2 GPLANE Z0 = 2400 TD = 6.09xL
w5 ND1 GPLANE ND2 GPLANE Z0 = 364 TD = 6.09xL

一方、本図の下段では、ワイヤーw3がIV8mmLFVからCPAVS0.75fに変更されている。また、ワイヤーw5が端部線から中間線に変更されている。さらに、新たな端部線としてワイヤーw6(CPAVS0.75f)が別途増設されている。このとき、伝送線路モデルの記述内容は、次のように変更すればよい。 On the other hand, in the lower part of the figure, the wire w3 is changed from IV8 mm 2 LFV to CPAVS 0.75f. The wire w5 is changed from the end line to the intermediate line. Further, a wire w6 (CPAVS 0.75f) is additionally provided as a new end line. At this time, the description content of the transmission line model may be changed as follows.

w1 ND1 GPLANE ND2 GPLANE Z0= 520 TD=6.13xL
w2 ND1 GPLANE ND2 GPLANE Z0=2600 TD=6.13xL
w3 ND1 GPLANE ND2 GPLANE Z0=2600 TD=6.13xL
w4 ND1 GPLANE ND2 GPLANE Z0=2400 TD=6.09xL
w5 ND1 GPLANE ND2 GPLANE Z0=2400 TD=6.09xL
w6 ND1 GPLANE ND2 GPLANE Z0= 520 TD=6.13xL
w1 ND1 GPLANE ND2 GPLANE Z0 = 520 TD = 6.13xL
w2 ND1 GPLANE ND2 GPLANE Z0 = 2600 TD = 6.13xL
w3 ND1 GPLANE ND2 GPLANE Z0 = 2600 TD = 6.13xL
w4 ND1 GPLANE ND2 GPLANE Z0 = 2400 TD = 6.09xL
w5 ND1 GPLANE ND2 GPLANE Z0 = 2400 TD = 6.09xL
w6 ND1 GPLANE ND2 GPLANE Z0 = 520 TD = 6.13xL

上記した記述内容の変更箇所について説明する。まず、ワイヤーw3については、ワイヤー種別の変更(IV8mmLFV→CPAVS0.75f)に伴い、ワイヤーw3の特性インピーダンスZ0が「2400」から「2600」に変更されると共に、ワイヤーw3の遅延時間TDが「6.09×L」から「6.13×L」に変更されている。また、ワイヤーw5については、モデル分類の変更(端部線→中間線)に伴い、ワイヤーw5の特性インピーダンスZ0が「364」から「2400」に変更されている。さらに、ワイヤーw6の増設に伴い、ワイヤーw6の記述行が1行分追加されている。なお、ワイヤーw6の記述内容は、ワイヤーw1の記述内容と同一である。 The change part of the above-mentioned description content is demonstrated. First, for the wire w3, the characteristic impedance Z0 of the wire w3 is changed from “2400” to “2600” in accordance with the change of the wire type (IV8 mm 2 LFV → CPAVS0.75f), and the delay time TD of the wire w3 is changed. “6.09 × L” is changed to “6.13 × L”. For the wire w5, the characteristic impedance Z0 of the wire w5 is changed from “364” to “2400” in accordance with the change of the model classification (end line → intermediate line). Further, with the addition of the wire w6, one description line of the wire w6 is added. The description content of the wire w6 is the same as the description content of the wire w1.

このように、伝送線路モデルのパラメータ(例えば、特性インピーダンス、遅延時間、及び、敷設本数)を適宜変化させることにより、多種の電装品実測環境構造を簡便に表すことが可能となり、さらには、車両に敷設されるワイヤーハーネス構造を再現することが可能となる。従って、実測ベンチマークの制約に縛られることなく、現実に生じ得る現象をコンピュータシミュレーションで十分にカバーすることができるようになる。   As described above, by appropriately changing the parameters of the transmission line model (for example, characteristic impedance, delay time, and the number of installed cables), it becomes possible to easily represent various electrical equipment actual measurement environment structures, It becomes possible to reproduce the wire harness structure laid on the cable. Therefore, phenomena that can actually occur can be sufficiently covered by computer simulation without being restricted by the constraints of the actual measurement benchmark.

図18は、新旧のEMC評価手法を対比して示すフローチャートである。なお、本図左枠には、一般的なEMC評価手法の作業フローが示されている。一方、本図右枠には、本項で提案する新規なEMC評価手法の作業フローが示されている。   FIG. 18 is a flowchart showing a comparison between old and new EMC evaluation methods. In addition, the work flow of a general EMC evaluation method is shown in the left frame of the figure. On the other hand, the right frame of the figure shows the work flow of the new EMC evaluation method proposed in this section.

本図左枠で示したように、一般的なEMC評価手法では、まず、ステップS11において、車両毎のワイヤーハーネス構造が記述される。このワイヤーハーネス構造は、車両に実際に張り巡らされているワイヤーハーネス網を3次元レベルで解析し、その解析結果に基づいてその構造内容を詳細に記述したものである。   As shown in the left frame of this figure, in a general EMC evaluation method, first, in step S11, a wire harness structure for each vehicle is described. In this wire harness structure, a wire harness network actually stretched around a vehicle is analyzed at a three-dimensional level, and the contents of the structure are described in detail based on the analysis result.

次に、ステップS12では、上記のワイヤーハーネス構造を用いて電磁界シミュレーションが実施され、続くステップS13において、車両毎に固定された伝送線路回路モデルが生成される。ただし、当然のことながら、ステップS12の電磁界シミュレーション1回につき、1つの伝送線路回路モデルしか生成することができない、という制約がある。   Next, in step S12, an electromagnetic field simulation is performed using the above-described wire harness structure, and in a subsequent step S13, a transmission line circuit model fixed for each vehicle is generated. However, as a matter of course, there is a restriction that only one transmission line circuit model can be generated per electromagnetic field simulation in step S12.

その後、ステップS14では、上記の伝送線路回路モデルを用いたコンピュータシミュレーションにより、電装品のEMC評価(=イミュニティ特性またはエミッション特性の評価)が行われる。ただし、先にも述べたように、上記の伝送線路回路モデルは、1回の電磁界シミュレーション毎に1つずつしか生成することができない。そのため、複数種類の伝送線路回路モデルを用いて電装品のEMC評価を行いたい場合には、伝送線路回路モデルの種類(=固定形状の数)だけ、条件を変えながらステップS12の電磁界シミュレーションを繰り返す必要がある。   Thereafter, in step S14, EMC evaluation (= immunity characteristic or emission characteristic evaluation) of the electrical component is performed by computer simulation using the transmission line circuit model. However, as described above, only one transmission line circuit model can be generated for each electromagnetic field simulation. Therefore, when it is desired to perform EMC evaluation of electrical components using a plurality of types of transmission line circuit models, the electromagnetic field simulation of step S12 is performed while changing the conditions for the type of transmission line circuit model (= number of fixed shapes). Need to repeat.

しかしながら、1回の電磁界シミュレーションを実施するためは、少なくとも数十時間を必要とし、シミュレーション精度を高めた場合には、その所要時間が数百時間に及ぶ場合もある。そのため、例えば、先の図15〜図17で例示した条件変更(ノイズ注入点の増設、ノイズ注入位置の変更、ワイヤー全長の変更、並びに、ワイヤー敷設状態の変更)を全て網羅するように、多種類の伝送線路回路モデルを生成しようとすると、数百時間〜数千時間が必要となるので、到底現実的な手法とは言えない。   However, at least several tens of hours are required to perform one electromagnetic field simulation, and when the simulation accuracy is increased, the required time may reach several hundred hours. Therefore, for example, many of the condition changes (addition of noise injection point, change of noise injection position, change of total wire length, and change of wire laying state) illustrated in FIGS. If an attempt is made to generate various types of transmission line circuit models, hundreds to thousands of hours are required, which is not a realistic method.

このように、本図左枠のEMC評価フローは、まず第一に車両の特定を前提としているので、その汎用性は決して高くない。そのため、不特定の車両に搭載される電装品のEMC評価や、車両の実走行時に生じるワイヤーハーネス構造の変化まで想定したコンピュータシミュレーションの実施には不向きである。   As described above, the EMC evaluation flow in the left frame of this figure is based on the premise that the vehicle is specified first, so that its versatility is not high. Therefore, it is unsuitable for EMC evaluation of electrical components mounted on unspecified vehicles and computer simulation assuming changes in the wire harness structure that occur during actual traveling of the vehicle.

一方、本図右枠で示したように、本項で提案する新規なEMC評価手法では、まず、ステップS21において、ワイヤーハーネスの特性インピーダンス計測が行われる。この特性インピーダンス計測は、ワイヤー種別(例えばCPAVS0.75fとIV8mmLFV)毎にそれぞれ実施すればよい。本ステップの具体的な内容は、図10や図11で既に説明しているので、重複した説明を割愛する。なお、ワイヤーハーネスの特性インピーダンスは、単位長電磁界シミュレーションにより取得しても構わない。 On the other hand, as shown in the right frame of this figure, in the new EMC evaluation method proposed in this section, first, in step S21, the characteristic impedance of the wire harness is measured. This characteristic impedance measurement may be performed for each wire type (for example, CPAVS 0.75f and IV8 mm 2 LFV). Since the specific content of this step has already been described with reference to FIGS. 10 and 11, a duplicate description is omitted. The characteristic impedance of the wire harness may be acquired by unit length electromagnetic field simulation.

次に、ステップS22では、ワイヤーハーネスを形成する複数のワイヤーについて、モデル分類(端部線、中間線、及び、単線)が行われる。このモデル分類も、先の特性インピーダンス計測と同様、ワイヤー種別毎にそれぞれ実施すればよい。本ステップの具体的な内容は、図9A〜図9Cや図12で既に説明しているので、重複した説明は割愛する。   Next, in step S22, model classification (an end line, an intermediate line, and a single line) is performed for a plurality of wires forming the wire harness. This model classification may be performed for each wire type as in the previous characteristic impedance measurement. Since the specific content of this step has already been described with reference to FIGS. 9A to 9C and FIG. 12, redundant description will be omitted.

その後、ステップS23では、細分化された複数の伝送線路モデルと、これに接続される種々のエレメント(DUTモデル、LISNモデル、バッテリモデルなど)を適宜組み合わせることにより、可変の伝送線路回路モデルが生成される。すなわち、本ステップで生成される伝送線路回路モデルには、ノイズ注入位置やワイヤーの敷設状態(延いてはワイヤーハーネス構造そのもの)に関するパラメータが含まれており、それらの値を可変値とすることにより、多種多様な試験条件を再現することができる。   Thereafter, in step S23, a variable transmission line circuit model is generated by appropriately combining a plurality of subdivided transmission line models and various elements (DUT model, LISN model, battery model, etc.) connected thereto. Is done. In other words, the transmission line circuit model generated in this step includes parameters related to the noise injection position and the laying state of the wire (and thus the wire harness structure itself). By setting these values as variable values, A wide variety of test conditions can be reproduced.

これを踏まえて、続くステップS24では、上記の伝送線路回路モデルを用いたコンピュータシミュレーションにより、各種パラメータ(例えば、特性インピーダンス、遅延時間、及び、敷設本数)を適宜掃引しながら、電装品のEMC評価が行われる。すなわち、本ステップでは、長時間を要する電磁界シミュレーション(ステップS12を参照)を何度も繰り返すことなく、各種パラメータを変化させて多種多様な試験条件(=ワイヤーハーネス構造)を再現することができる。従って、極めて効率的に短時間で最悪条件のスクリーニングを行うことが可能となる。   Based on this, in the subsequent step S24, EMC evaluation of electrical components is performed by appropriately sweeping various parameters (for example, characteristic impedance, delay time, and number of installed lines) by computer simulation using the above transmission line circuit model. Is done. That is, in this step, it is possible to reproduce various test conditions (= wire harness structure) by changing various parameters without repeating the electromagnetic field simulation (see step S12) requiring a long time many times. . Therefore, the worst-case screening can be performed very efficiently in a short time.

このように、新旧のEMC評価手法は、試験条件の変更作業が電磁界シミュレーションに律速されているか否かという点で大きく異なる。すなわち、本項で提案する新規なEMC評価手法であれば、多種多様な車両構造を無理に1つに集約することなくパラメータ化することにより、電磁界シミュレーションから独立して試験条件を連続的に変更することができる。従って、試験条件設定の自由度を高めることができるので、電装品のイミュニティ特性またはエミッション特性を従来よりも正しく評価することが可能となる。   Thus, the old and new EMC evaluation methods differ greatly in whether the test condition changing operation is rate-limited by the electromagnetic field simulation. In other words, with the new EMC evaluation method proposed in this section, the test conditions can be continuously set independently of the electromagnetic field simulation by parameterizing various vehicle structures without forcing them into one. Can be changed. Therefore, since the degree of freedom in setting test conditions can be increased, it is possible to evaluate the immunity characteristic or emission characteristic of the electrical component more correctly than before.

<パラメータ掃引範囲>
図19は、ステップS24における各種パラメータ(特性インピーダンス、ワイヤー全長、ノイズ注入位置、及び、ワイヤー本数)の掃引範囲を示す模式図である。
<Parameter sweep range>
FIG. 19 is a schematic diagram showing a sweep range of various parameters (characteristic impedance, wire total length, noise injection position, and number of wires) in step S24.

特性インピーダンスZ0は、ワイヤーの敷設状態変動または種別変更を再現するように掃引される。ワイヤーの敷設状態変動としては、先に述べたモデル分類(端部線モデル、中間線モデル、及び、単線モデル)の変更のほかに、ワイヤーの位置ずれ(走行振動、経年変化、温度変化、または、湿度変化などに伴うワイヤーとグラウンドプレーンとの相対距離変化)、車種(車体構造)の変更、ボディ材質の変更など、ワイヤーの特性インピーダンスに影響を及ぼし得る状態変動を含めることができる。   The characteristic impedance Z0 is swept so as to reproduce the laying state variation or type change of the wire. In addition to changes in the model classification (end line model, intermediate line model, and single line model) described earlier, wire position deviation (running vibration, secular change, temperature change, or It is possible to include state variations that may affect the characteristic impedance of the wire, such as a change in the relative distance between the wire and the ground plane due to a change in humidity, etc.), a change in the vehicle type (body structure), a change in the body material, and the like.

なお、特性インピーダンスZ0の掃引範囲は、実測ベンチマークと同等の制約が課された値(例えば300Ω)を内包するように、(300−α)Ω≦Z0≦(300+β)Ωに設定するとよい。また、ワイヤー全長Lとノイズ注入位置Lxの掃引範囲についても、実測ベンチマークと同様の制約が課された値を内包するように設定すればよい。例えば、ワイヤー全長Lの掃引範囲は、1500mm〜1700mmを内包しつつ、実機で考えられるワイヤーの敷設長さを考慮して、100mm≦L≦2000mmに設定するとよい。また、例えば、ノイズ注入位置Lxの掃引範囲は、150mm、450mm、及び、750mmを内包するように、0mm≦Lx≦Lmmに設定するとよい。   Note that the sweep range of the characteristic impedance Z0 may be set to (300−α) Ω ≦ Z0 ≦ (300 + β) Ω so as to include a value (for example, 300Ω) on which restrictions equivalent to those of the actual measurement benchmark are included. Further, the sweep range of the wire total length L and the noise injection position Lx may be set so as to include values imposed with the same constraints as the actual measurement benchmark. For example, the sweep range of the total length L of the wire may be set to 100 mm ≦ L ≦ 2000 mm in consideration of the laying length of the wire considered in an actual machine while including 1500 mm to 1700 mm. For example, the sweep range of the noise injection position Lx may be set to 0 mm ≦ Lx ≦ Lmm so as to include 150 mm, 450 mm, and 750 mm.

上記のように、特性インピーダンスZ0、ワイヤー全長L、及び、ノイズ注入位置Lxの掃引範囲を設定すれば、従前の実測ベンチマークを用いてシミュレーション結果の検証(=シミュレーション結果と実測結果との照合)を行うことが可能となる。   As described above, if the sweep range of the characteristic impedance Z0, the total length L of the wire, and the noise injection position Lx is set, the verification of the simulation result (= verification of the simulation result and the actual measurement result) is performed using the previous actual measurement benchmark. Can be done.

なお、ワイヤー全長L及びノイズ注入位置Lxの掃引に際しては、これを再現するように遅延時間TDが掃引されることになる。   When sweeping the wire total length L and the noise injection position Lx, the delay time TD is swept so as to reproduce this.

また、ワイヤー本数Nの掃引範囲には、実際のワイヤーハーネスを考慮して、1本≦N≦60本に設定すればよい。   Further, the sweep range of the number N of wires may be set to 1 ≦ N ≦ 60 in consideration of an actual wire harness.

なお、上記では、実測ベンチマークをベースとして各種パラメータの掃引範囲を設定する例を挙げたが、その設定手法はこれに限定されるものではなく、例えば、実機における伝送線路回路の構造記述(図18のステップS11)により求められた値を内包するように、各種パラメータの掃引範囲を設定してもよい。   In the above, an example in which the sweep range of various parameters is set based on an actual measurement benchmark has been described. However, the setting method is not limited to this, and for example, a structure description of a transmission line circuit in an actual machine (FIG. 18). The sweep range of various parameters may be set so as to include the value obtained in step S11).

このような設定によれば、実際の車両で生じ得る諸条件を忠実に反映したコンピュータシミュレーションを行うことができる。従って、例えば、従来のEMC評価手法(図18の左枠)では、いくら長時間を掛けても見落とされていた事象(例えば、走行振動に伴うワイヤーの位置ずれによって生じる意図しないイミュニティ特性やエミッション特性の変動)さえも、これを看過せずに評価することが可能となる。   According to such a setting, it is possible to perform a computer simulation that faithfully reflects various conditions that can occur in an actual vehicle. Therefore, for example, in the conventional EMC evaluation method (the left frame in FIG. 18), an event that has been overlooked no matter how long it takes (for example, unintended immunity characteristics and emission characteristics caused by the positional deviation of the wire due to running vibration) It is possible to evaluate without even overlooking this.

<その他の変形例>
なお、本明細書中に開示されている種々の技術的特徴は、上記実施形態のほか、その技術的創作の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることが可能である。すなわち、上記実施形態は、全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきであり、本発明の技術的範囲は、上記実施形態の説明ではなく、特許請求の範囲によって示されるものであり、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内に属する全ての変更が含まれると理解されるべきである。
<Other variations>
The various technical features disclosed in the present specification can be variously modified within the scope of the technical creation in addition to the above-described embodiment. That is, the above-described embodiment is to be considered in all respects as illustrative and not restrictive, and the technical scope of the present invention is indicated not by the description of the above-described embodiment but by the scope of the claims. It should be understood that all modifications that fall within the meaning and range equivalent to the terms of the claims are included.

本明細書中に開示されている発明は、例えば、導電性ワイヤーハーネスを有する構造体(車両、鉄道、船舶、航空機など)のイミュニティ特性またはエミッション特性を評価するためのEMCコンピュータシミュレーションに利用することが可能である。   The invention disclosed in the present specification is used for, for example, EMC computer simulation for evaluating immunity characteristics or emission characteristics of a structure (vehicle, railway, ship, aircraft, etc.) having a conductive wire harness. Is possible.

10 被試験デバイス(DUT)
11 LSI
20 ノイズ源部
21 シグナルジェネレータ
22 RFアンプ
23 双方向性結合器
24 進行波側パワーセンサ
25 反射波側パワーセンサ
26 パワーメータ
28 50Ω伝送線路
30 検知部(オシレータなど)
40 コントローラ(パソコンなど)
50 バッテリ
60 電源フィルタ
61、62 電源インピーダンス安定回路網(LISN)
70 ワイヤーハーネス
80 インジェクションプローブ
90 アンテナ
91 端子
100 測定対象回路ユニット
A シミュレーションモデル
A1 バッテリ/LISNモデル
A2 DUTモデル
A3 BCIインジェクションプローブモデル
A4 ワイヤーハーネスモデル(伝送線路モデル)
wh、wh11〜wh15、wh21〜wh24 ワイヤーハーネス
w1〜w6、W ワイヤー
W1〜W5 分割ワイヤー
SIG1、SIG2 信号ノード
INJ1、INJ2 ノイズ注入点
c1 内部導体
c2 外部導体
X 車両
X1 バッテリ
X2 ECU
X3 ワイヤーハーネス
10 Device under test (DUT)
11 LSI
DESCRIPTION OF SYMBOLS 20 Noise source part 21 Signal generator 22 RF amplifier 23 Bidirectional coupler 24 Traveling wave side power sensor 25 Reflected wave side power sensor 26 Power meter 28 50 ohm transmission line 30 Detection part (Oscillator etc.)
40 Controller (PC etc.)
50 Battery 60 Power supply filter 61, 62 Power supply impedance stabilization network (LISN)
70 Wire harness 80 Injection probe 90 Antenna 91 Terminal 100 Circuit unit to be measured A Simulation model A1 Battery / LISN model A2 DUT model A3 BCI injection probe model A4 Wire harness model (transmission line model)
wh, wh11-wh15, wh21-wh24 Wire harness w1-w6, W wire W1-W5 Split wire SIG1, SIG2 Signal node INJ1, INJ2 Noise injection point c1 Internal conductor c2 External conductor X Vehicle X1 Battery X2 ECU
X3 wire harness

Claims (18)

モデル化の対象となる伝送線路をその敷設状態に応じて少なくとも端部線と中間線の2種類に分類するステップと、
前記端部線と前記中間線をそれぞれ個別にモデル化して端部線モデルと中間線モデルを生成するステップと、
を有することを特徴とする、
コンピュータシミュレーション用の伝送線路モデル生成方法。
Classifying the transmission line to be modeled into at least two types of end lines and intermediate lines according to the installed state;
Modeling the end line and the intermediate line individually to generate an end line model and an intermediate line model;
It is characterized by having
Transmission line model generation method for computer simulation.
前記端部線モデルと前記中間線モデルは、それぞれの伝送特性を表すパラメータとして特性インピーダンスと遅延時間を含むことを特徴とする請求項1に記載の伝送線路モデル生成方法。   The transmission line model generation method according to claim 1, wherein the end line model and the intermediate line model include characteristic impedance and delay time as parameters representing respective transmission characteristics. 前記端部線モデルと前記中間線モデルは、それぞれの特性インピーダンスが異なる値に設定されることを特徴とする請求項2に記載の伝送線路モデル生成方法。   The transmission line model generation method according to claim 2, wherein the end line model and the intermediate line model have different characteristic impedances. 前記端部線モデルの特性インピーダンスは、前記中間線モデルの特性インピーダンスよりも低い値に設定されることを特徴とする請求項3に記載の伝送線路モデル生成方法。   4. The transmission line model generation method according to claim 3, wherein the characteristic impedance of the end line model is set to a value lower than the characteristic impedance of the intermediate line model. 前記伝送線路の敷設長さに応じて前記遅延時間が設定されることを特徴とする請求項2〜請求項4のいずれか一項に記載の伝送線路モデル生成方法。   The transmission line model generation method according to any one of claims 2 to 4, wherein the delay time is set according to a laying length of the transmission line. 前記端部線モデルと前記中間線モデルのいずれであっても単位長さ当たりの単位遅延時間は同一値に設定されることを特徴とする請求項5に記載の伝送線路モデル生成方法。   6. The transmission line model generation method according to claim 5, wherein the unit delay time per unit length is set to the same value for both the end line model and the intermediate line model. 前記伝送線路の種別毎に前記特性インピーダンス及び前記遅延時間が個別に設定されることを特徴とする請求項2〜請求項6のいずれか一項に記載の伝送線路モデル生成方法。   The transmission line model generation method according to any one of claims 2 to 6, wherein the characteristic impedance and the delay time are individually set for each type of the transmission line. 前記伝送線路は、その敷設状態に応じてさらに単線に分類され、これをモデル化した単線モデルが別途生成されることを特徴とする請求項1〜請求項7のいずれか一項に記載の伝送線路モデル生成方法。   The transmission according to any one of claims 1 to 7, wherein the transmission line is further classified into single wires according to the laying state, and a single wire model obtained by modeling the single transmission wire is generated separately. Line model generation method. 請求項1〜請求項8のいずれか一項に記載の伝送線路モデル生成方法により生成された伝送線路モデルを用いて、伝送線路を有する構造体のイミュニティ特性またはエミッション特性を評価することを特徴とするコンピュータシミュレーション方法。   Using the transmission line model generated by the transmission line model generation method according to any one of claims 1 to 8, the immunity characteristic or emission characteristic of a structure having a transmission line is evaluated. Computer simulation method. 前記伝送線路は、車両、鉄道、船舶、または、航空機に敷設されたワイヤーハーネスを形成することを特徴とする請求項9に記載のコンピュータシミュレーション方法。   The computer simulation method according to claim 9, wherein the transmission line forms a wire harness laid on a vehicle, a railway, a ship, or an aircraft. 被試験デバイスが接続される伝送線路をモデル化した伝送線路モデルのパラメータを可変値とし、前記パラメータを掃引しながら前記被試験デバイスのイミュニティ特性またはエミッション特性を評価することを特徴とするコンピュータシミュレーション方法。   A computer simulation method characterized in that a parameter of a transmission line model obtained by modeling a transmission line to which a device under test is connected is a variable value, and the immunity characteristic or emission characteristic of the device under test is evaluated while sweeping the parameter. . 前記パラメータの掃引範囲には、実測ベンチマークと同等の制約が課された値、若しくは、実機における伝送線路回路の構造記述により求められた値が内包されていることを特徴とする請求項11に記載のコンピュータシミュレーション方法。   The sweep range of the parameter includes a value imposed with a constraint equivalent to that of an actual measurement benchmark or a value obtained from a structure description of a transmission line circuit in an actual machine. Computer simulation method. 前記伝送線路モデルは、その伝送特性を表すパラメータとして特性インピーダンスと遅延時間を含むことを特徴とする請求項12に記載のコンピュータシミュレーション方法。   The computer simulation method according to claim 12, wherein the transmission line model includes a characteristic impedance and a delay time as parameters representing the transmission characteristic. 前記遅延時間は、前記伝送線路の全長変更又はノイズ注入点の位置変動を再現するように掃引されることを特徴とする請求項13に記載のコンピュータシミュレーション方法。   The computer simulation method according to claim 13, wherein the delay time is swept so as to reproduce a change in the overall length of the transmission line or a change in position of a noise injection point. 前記特性インピーダンスは、前記伝送線路の敷設状態変動または種別変更を再現するように掃引されることを特徴とする請求項13または請求項14に記載のコンピュータシミュレーション方法。   The computer simulation method according to claim 13 or 14, wherein the characteristic impedance is swept so as to reproduce a laying state variation or a type change of the transmission line. 前記伝送線路モデルは、前記伝送線路の敷設状態に応じて少なくとも端部線モデルと中間線モデルの2種類に分類されており、それぞれの特性インピーダンスが異なる値に設定されていることを特徴とする請求項13〜請求項15のいずれか一項に記載のコンピュータシミュレーション方法。   The transmission line model is classified into at least an end line model and an intermediate line model according to the laying state of the transmission line, and each characteristic impedance is set to a different value. The computer simulation method according to any one of claims 13 to 15. 前記伝送線路の敷設本数を可変値とし、前記敷設本数を掃引しながら前記被試験デバイスのイミュニティ特性またはエミッション特性を評価することを特徴とする請求項11〜請求項16のいずれか一項に記載のコンピュータシミュレーション方法。   17. The immunity characteristic or the emission characteristic of the device under test is evaluated while setting the number of laid transmission lines as a variable value and sweeping the number of laid lines. 17. Computer simulation method. 前記伝送線路は、車両、鉄道、船舶、または、航空機に敷設されたワイヤーハーネスを形成することを特徴とする請求項11〜請求項17のいずれか一項に記載のコンピュータシミュレーション方法。   The computer simulation method according to claim 11, wherein the transmission line forms a wire harness laid on a vehicle, a railroad, a ship, or an aircraft.
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