WO2021261014A1

WO2021261014A1 - 信号伝送装置、信号伝送システム

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Publication number: WO2021261014A1
Application number: PCT/JP2021/007456
Authority: WO
Inventors: 裕植松; 英之坂本
Original assignee: 日立Astemo株式会社; 株式会社日立製作所
Priority date: 2020-06-22
Filing date: 2021-02-26
Publication date: 2021-12-30
Also published as: JP2022002381A; US11863245B2; US20230216540A1; JP7467251B2

Abstract

信号伝送装置は、電子装置と信号配線により接続され、前記信号配線を介して前記電子装置との間で通信を行う通信部と、前記通信に関する信号処理を実施する信号処理部と、前記信号配線を介して前記電子装置に直流電流を供給する電源部と、前記信号配線と前記電源部の間に接続されたフィルタ回路と、を備え、前記フィルタ回路は、互いに異なる周波数特性を有する複数のフィルタを含み、前記信号処理部は、少なくとも２つ以上の周波数帯域における前記通信の品質を表す通信品質情報を取得し、前記通信品質情報に基づいて前記フィルタ回路の状態を判断する。

Description

信号伝送装置、信号伝送システム

　本発明は、信号伝送装置および信号伝送システムに関する。

　近年、車両に搭載される装置間での信号伝送において、ワイヤハーネスの軽量化やコスト低減のために、軽量で低コストな１本の同軸ケーブルで信号伝送と電源供給を実現するＰｏＣ（Power over Coax）と呼ばれる伝送方式の採用が進められている。ＰｏＣでは、送信側と受信側の装置にそれぞれ搭載されたＰｏＣフィルタと呼ばれるフィルタ回路を用いて信号と電源を分離することで、信号品質に悪影響を与えずに、１本の同軸ケーブルに信号と電源を重畳して流すことを可能としている。

　ＰｏＣを採用する場合、ＰｏＣフィルタが故障すると信号を正しく伝送できなくなるため、ＰｏＣフィルタの故障を確実に検知する必要がある。

　本発明に関する背景技術として、特許文献１が知られている。特許文献１には、グランドプレーン、信号ライン、内部導体と外部導体とを備える同軸ケーブルの外部導体に接続される導電パターンが設けられた配線基板と、一方のコイルが前記グランドプレーンと前記導電パターンとを接続し、他方のコイルが前記信号ラインに挿入されるように前記配線基板に実装されているコモンモードチョークコイルと、第１信号端子及び第２信号端子を備え、前記第１信号端子が前記信号ラインを介して前記コモンモードチョークコイルに接続され、前記第２信号端子が前記グランドプレーンに接続されている通信素子と、前記コモンモードチョークコイルと前記第１信号端子との間の前記信号ラインに直列に挿入された第１キャパシタとを有する回路モジュールが記載されている。

国際公開第２０１８／１６８２８２号

　特許文献１の技術は、通信素子と同軸ケーブルの間にコモンモードチョークコイルを配置することにより、配線基板上の回路から同軸ケーブルへのコモンモードノイズの漏洩を低減するとともに、同軸ケーブルが拾ったコモンモードノイズが配線基板上の回路まで伝搬されることを抑制するものである。しかしながら、特許文献１の技術では、ＰｏＣフィルタとして用いられるフィルタ回路の故障を検知することはできない。

　本発明による信号伝送装置は、電子装置と信号配線により接続され、前記信号配線を介して前記電子装置との間で通信を行う通信部と、前記通信に関する信号処理を実施する信号処理部と、前記信号配線を介して前記電子装置に直流電流を供給する電源部と、前記信号配線と前記電源部の間に接続されたフィルタ回路と、を備え、前記フィルタ回路は、互いに異なる周波数特性を有する複数のフィルタを含み、前記信号処理部は、少なくとも２つ以上の周波数帯域における前記通信の品質を表す通信品質情報を取得し、前記通信品質情報に基づいて前記フィルタ回路の状態を判断する。
　本発明による信号伝送システムは、第１の電子装置と、前記第１の電子装置と信号配線により接続された第２の電子装置と、を備え、前記第１の電子装置は、前記信号配線を介して前記第２の電子装置との間で通信を行う第１の通信部と、前記通信に関する信号処理を実施する第１の信号処理部と、前記信号配線を介して前記第２の電子装置に直流電流を供給する第１の電源部と、前記信号配線と前記第１の電源部の間に接続された第１のフィルタ回路と、を備え、前記第２の電子装置は、前記信号配線を介して前記第１の電子装置との間で通信を行う第２の通信部と、前記通信に関する信号処理を実施する第２の信号処理部と、前記信号配線を介して前記第１の電子装置から供給される前記直流電流を用いて、前記第２の通信部および前記第２の信号処理部へ電源を供給する第２の電源部と、前記信号配線と前記第２の電源部の間に接続された第２のフィルタ回路と、を備え、前記第１のフィルタ回路および前記第２のフィルタ回路は、互いに異なる周波数特性を有する複数のフィルタをそれぞれ含み、前記第１の信号処理部は、少なくとも２つ以上の周波数帯域における前記通信の品質を表す通信品質情報を取得し、前記通信品質情報に基づいて前記第１のフィルタ回路および前記第２のフィルタ回路の状態を判断する。

　本発明によれば、ＰｏＣフィルタとして用いられるフィルタ回路の故障を検知することができる。
　上記した以外の課題、構成および効果は、以下の発明を実施するための形態の説明により明らかにされる。

本発明の第１の実施形態に係る信号伝送装置の構成を示す図である。フィルタ回路が故障したときの信号伝送装置のインピーダンスの変化を説明する図である。フィルタ回路の故障箇所と通信信号波形との関係を説明する図である。本発明の第１の実施形態に係る信号伝送システムの構成を示す図である。本発明の第２の実施形態に係る信号伝送装置の構成を示す図である。本発明の第２の実施形態に係る信号伝送システムの構成を示す図である。本発明の第３の実施形態に係る信号伝送システムの構成を示す図である。本発明の第４の実施形態に係る信号伝送システムの構成を示す図である。本発明の第５の実施形態に係る信号伝送システムの構成を示す図である。本発明の第５の実施形態に係る信号伝送システムにおける通信異常判定の流れを示すフローチャートである。通信異常判定の結果に基づいて行われる電子装置の動作制御例を説明する表である。本発明の第６の実施形態に係る信号伝送システムの構成を示す図である。本発明の第７の実施形態に係る信号伝送システムの構成を示す図である。

　以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下の記載および図面は、本発明を説明するための例示であって、説明の明確化のため、適宜、省略および簡略化がなされている。本発明は、他の種々の形態でも実施する事が可能である。特に限定しない限り、各構成要素は単数でも複数でも構わない。

　図面において示す各構成要素の位置、大きさ、形状、範囲などは、発明の理解を容易にするため、実際の位置、大きさ、形状、範囲などを表していない場合がある。このため、本発明は、必ずしも、図面に開示された位置、大きさ、形状、範囲などに限定されない。

　同一あるいは同様な機能を有する構成要素が複数ある場合には、同一の符号に異なる添字を付して説明する場合がある。ただし、これらの複数の構成要素を区別する必要がない場合には、添字を省略して説明する場合がある。

　また、以下の説明では、プログラムを実行して行う処理を説明する場合があるが、プログラムは、プロセッサ（例えばＣＰＵ、ＧＰＵ）によって実行されることで、定められた処理を、適宜に記憶資源（例えばメモリ）および／またはインターフェースデバイス（例えば通信ポート）等を用いながら行うため、処理の主体がプロセッサとされてもよい。同様に、プログラムを実行して行う処理の主体が、プロセッサを有するコントローラ、装置、システム、計算機、ノードであってもよい。プログラムを実行して行う処理の主体は、演算部であれば良く、特定の処理を行う専用回路（例えばＦＰＧＡやＡＳＩＣ）を含んでいてもよい。

　プログラムは、プログラムソースから計算機のような装置にインストールされてもよい。プログラムソースは、例えば、プログラム配布サーバまたは計算機が読み取り可能な記憶メディアであってもよい。プログラムソースがプログラム配布サーバの場合、プログラム配布サーバはプロセッサと配布対象のプログラムを記憶する記憶資源を含み、プログラム配布サーバのプロセッサが配布対象のプログラムを他の計算機に配布してもよい。また、以下の説明において、２以上のプログラムが１つのプログラムとして実現されてもよいし、１つのプログラムが２以上のプログラムとして実現されてもよい。

（第１の実施形態）
　図１は、本発明の第１の実施形態に係る信号伝送装置１の構成を示す図である。図１に示す信号伝送装置１は、電子装置の一種であり、他の電子装置との間で通信を行うことによって様々な機能を実現するものである。例えば、自動運転用の画像処理を行うＥＣＵ（Electronic Control Unit）を信号伝送装置１として用いた場合、この信号伝送装置１は、車両に設置されたカメラから送信される画像信号を受信し、受信した画像信号に基づいて、車両の自動運転に関する各種演算処理を実施する。信号伝送装置１は、通信部１１、信号処理部１２、電源部１３、フィルタ回路１４およびコンデンサ１５を備える。

　通信部１１は、受信回路１１０および通信信号処理部１１２を含む。通信部１１には、信号配線４（図４参照）を介して信号伝送装置１に接続された電子装置２（図４参照）から信号伝送装置１へ送信される所定の周波数帯域の通信信号Ｓｆが、コンデンサ１５を介して入力される。通信信号Ｓｆは、例えば電圧の高低差によってデータの「１」と「０」を表したシリアル信号であり、所定の周期ごとに電圧が変化する。この電圧変化の周期に応じて通信信号Ｓｆの通信速度が決定され、周期が短いほど通信速度が速くなる。

　受信回路１１０は、通信部１１に入力された通信信号Ｓｆを受信して、通信信号処理部１１２へ出力する。通信信号処理部１１２は、受信回路１１０により受信された通信信号Ｓｆに含まれる通信データを復号するとともに、通信信号Ｓｆから通信品質情報Ｑｆを取得し、これらの情報を信号処理部１２へ出力する。通信品質情報Ｑｆは、通信信号Ｓｆの通信品質に関する情報であり、例えば通信データの誤り頻度などである。

　通信部１１は、通信速度変更機能１１３を有している。通信速度変更機能１１３とは、通信信号Ｓｆの通信速度を変化させることで通信信号Ｓｆの伝送周波数帯域を変更する機能である。例えば、電子装置２から信号伝送装置１へ送信される通信信号Ｓｆの通信速度が変化する場合、通信部１１は通信速度変更機能１１３を用いて、通信速度に応じて受信回路１１０や通信信号処理部１１２の動作を変化させる。これにより、通信信号Ｓｆの通信速度が変化しても、通信部１１において通信データの復号や通信品質情報Ｑｆの取得を実施できるようにしている。なお、通信信号Ｓｆの伝送周波数帯域を変更することができれば、他の手法により通信速度変更機能１１３を実現してもよい。

　信号処理部１２は、通信信号処理部１１２により通信信号Ｓｆから復号された通信データに基づいて各種信号処理を実施する部分であり、例えば所定のプログラムを実行するマイクロコンピュータや、ＬＳＩ、ＦＰＧＡ、ＡＳＩＣ等の集積回路を用いて実現される。信号処理部１２は、その機能の一部として、フィルタ状態判定部１２０を有する。フィルタ状態判定部１２０は、通信品質情報Ｑｆに基づいてフィルタ回路１４の状態を判定し、その判定結果に応じた処理を行う。なお、フィルタ状態判定部１２０によるフィルタ回路１４の状態判定方法の詳細については後述する。

　電源部１３は、外部より入力される電源電圧Ｖｏを用いて直流電流Ｉｄを生成し、生成した直流電流Ｉｄをフィルタ回路１４を介して信号配線４へ出力する。これにより、信号配線４において通信信号Ｓｆに直流電流Ｉｄが重畳され、信号伝送装置１から電子装置２へ向かう方向に電流が流れる。その結果、信号配線４を介して電子装置２に直流電流Ｉｄが供給される。通信回路部３１Ｃにより受信し、その信号に基づく各種演算処理、例えば画像信号に基づく車両の自動運転に関する処理を、信号処理部３０において実施する。

　フィルタ回路１４は、信号配線４と電源部１３の間に接続されており、インダクタＬ１，Ｌ２が直列に接続されることで構成される。フィルタ回路１４は、電源部１３から出力される直流電流Ｉｄを透過するとともに、電子装置２から信号配線４を介して送信される通信信号Ｓｆを遮断するローパスフィルタ（ＰｏＣフィルタ）として機能する。フィルタ回路１４において、インダクタＬ１とインダクタＬ２とは、互いに異なる周波数特性を有するフィルタとして機能する。

　なお、図１の例ではフィルタ回路１４が２つのインダクタＬ１，Ｌ２により構成されているが、フィルタ回路１４を構成するインダクタの数はこれに限定されず、３つ以上のインダクタを用いてフィルタ回路１４を構成してもよい。また、インダクタ以外のものを用いてフィルタ回路１４を構成してもよい。互いに異なる周波数特性を有する複数のフィルタであり、これらを組み合わせることで直流電流Ｉｄを透過して通信信号Ｓｆを遮断するＰｏＣフィルタを実現できれば、任意の数および方式のフィルタを用いてフィルタ回路１４を構成することができる。

　コンデンサ１５は、信号配線４と通信部１１の間に接続されており、電子装置２から信号配線４を介して送信される通信信号Ｓｆを透過するとともに、電源部１３から出力される直流電流Ｉｄを遮断するハイパスフィルタとして機能する。

　次に、本発明の概要について、図２および図３を参照して説明する。図２は、フィルタ回路１４が故障したときの信号伝送装置１のインピーダンスの変化を説明する図である。図３は、フィルタ回路１４の故障箇所と通信信号Ｓｆの信号波形との関係を説明する図である。なお、図２および図３では、直列接続された３つのインダクタＬ１，Ｌ２，Ｌ３によりフィルタ回路１４が構成されており、フィルタ回路１４が通信信号Ｓｆを遮断する周波数範囲のうち、インダクタＬ１が高周波帯域、インダクタＬ２が中周波帯域、インダクタＬ３が低周波帯域にそれぞれ対応する場合の例を示している。

　図２において、左側の図は、低周波側のインダクタＬ３が短絡故障した場合のフィルタ回路１４のインピーダンスの変化を示している。この図に示すように、インダクタＬ３が短絡故障していない場合には、インダクタＬ１，Ｌ２，Ｌ３のインピーダンスプロファイルが合成されることにより、フィルタ回路１４が遮断すべき周波数範囲の全域に渡って、フィルタ回路１４のインピーダンスが所定の基準値Ｚｔ以上となっている。一方、インダクタＬ３が短絡故障すると、インダクタＬ３のインピーダンスプロファイルが消失することにより、低周波側でフィルタ回路１４のインピーダンスが基準値Ｚｔ未満となってしまう。その結果、低周波帯域において通信信号Ｓｆが電源部１３側に漏洩し、通信信号Ｓｆの信号波形が乱れることで、通信信号Ｓｆの通信品質が悪化する。この影響は、通信信号Ｓｆの通信速度が低速である場合に特に顕著となる。

　図２において、右側の図は、高周波側のインダクタＬ１が短絡故障した場合のフィルタ回路１４のインピーダンスの変化を示している。この図に示すように、インダクタＬ１が短絡故障していない場合には、インダクタＬ１，Ｌ２，Ｌ３のインピーダンスプロファイルが合成されることにより、フィルタ回路１４が遮断すべき周波数範囲の全域に渡って、フィルタ回路１４のインピーダンスが所定の基準値Ｚｔ以上となっている。一方、インダクタＬ１が短絡故障すると、インダクタＬ１のインピーダンスプロファイルが消失することにより、高周波側でフィルタ回路１４のインピーダンスが基準値Ｚｔ未満となってしまう。その結果、高周波帯域において通信信号Ｓｆが電源部１３側に漏洩し、通信信号Ｓｆの信号波形が乱れることで、通信信号Ｓｆの通信品質が悪化する。この影響は、通信信号Ｓｆの通信速度が高速である場合に特に顕著となる。

　図３では、通信信号Ｓｆの通信速度が６Ｇｂｐｓ，１Ｇｂｐｓ，２００Ｍｂｐｓ，５０Ｍｂｐｓの各場合について、フィルタ回路１４が故障無しの場合と、フィルタ回路１４においてインダクタＬ１，Ｌ２，Ｌ３がそれぞれ短絡故障した場合とで、通信部１１により受信される通信信号Ｓｆの信号波形の例を示している。図３において、例えばインダクタＬ１が故障した場合には、６Ｇｂｐｓと１Ｇｂｐｓの信号波形が異常となっており、これらの通信速度で通信信号Ｓｆの通信品質が悪化していることが分かる。一方、例えばインダクタＬ３が故障した場合には、２００Ｍｂｐｓと５０Ｍｂｐｓの信号波形が異常となっており、これらの通信速度で通信信号Ｓｆの通信品質が悪化していることが分かる。また、インダクタＬ２が故障した場合には、１Ｇｂｐｓ、２００Ｍｂｐｓおよび５０Ｍｂｐｓの信号波形が異常となっており、これらの通信速度で通信信号Ｓｆの通信品質が悪化していることが分かる。特に２００Ｍｂｐｓでは、インダクタＬ１やインダクタＬ３が故障した場合と比べて信号波形が大きく変化しており、通信品質の劣化度合いが大きいことが分かる。

　本発明では、フィルタ状態判定部１２０により、上記のようにフィルタ回路１４を構成する各インダクタが短絡故障した場合の周波数ごとの通信品質への影響度合いの違いを考慮して、フィルタ回路１４の状態判定を行う。具体的には、通信部１１の通信速度変更機能１１３を用いて通信信号Ｓｆの通信速度を変化させたときの通信品質情報Ｑｆをそれぞれ取得し、いずれかの通信速度で通信品質が悪化している場合には、フィルタ回路１４においてその通信速度に対応するフィルタが短絡故障していると判断する。

　例えば、図１のように２つのインダクタＬ１，Ｌ２によりフィルタ回路１４が構成されている場合、インダクタＬ１の周波数帯域に対応する通信速度で送信される通信信号Ｓｆと、インダクタＬ２の周波数帯域に対応する通信速度で送信される通信信号Ｓｆとを、通信部１１において受信し、それぞれの通信品質情報Ｑｆを取得する。フィルタ状態判定部１２０では、取得した各通信品質情報Ｑｆに基づいて通信品質の低下の有無を判断し、いずれかの通信速度で通信品質が低下している場合には、インダクタＬ１，Ｌ２のうち当該通信速度に対応する方が短絡故障していると判断する。これにより、通信品質情報Ｑｆに基づいてフィルタ回路１４の状態を判断することができる。

　なお、上記において通信信号Ｓｆの通信速度を変化させる回数は、少なくともフィルタ回路１４を構成するフィルタの数と同じか、それより多い回数とすることが好ましい。フィルタ回路１４の各フィルタが有する周波数特性に対応する通信速度を十分にカバーできていれば、任意の回数で通信信号Ｓｆの通信速度を変化させ、通信品質情報Ｑｆを取得することができる。

　図４は、本発明の第１の実施形態に係る信号伝送システムの構成を示す図である。図４に示す信号伝送システムは、図１で説明した信号伝送装置１と電子装置２が信号配線４を介して互いに接続され、信号伝送装置１と電子装置２の間で信号配線４を介して信号の伝送が行われるように構成されたものである。本実施形態において、信号配線４は、例えば同軸ケーブルを用いて構成される。なお以下では、電子装置２から信号伝送装置１への信号伝送が行われるものとして説明するが、反対に信号伝送装置１から電子装置２への信号伝送が行われるようにしてもよい。

　電子装置２は、信号伝送装置１において受信される通信信号Ｓｆの発信元であり、様々な機器や装置と組み合わせて用いられる。電子装置２は、例えば車両に設置されたカメラに搭載されており、このカメラが取得した画像情報に基づく画像信号を、通信信号Ｓｆとして信号配線４を介して信号伝送装置１へ送信する。電子装置２は、通信部２１、信号処理部２２、電源部２３、フィルタ回路２４およびコンデンサ２５を備える。

　信号処理部２２は、電子装置２が搭載される機器や装置の用途に応じた各種信号処理を実施し、その処理結果に基づく通信データを通信部２１へ出力する。通信部２１は、送信回路２１０を備えており、通信部２１に入力された通信データを通信信号Ｓｆに変換し、送信回路２１０からコンデンサ２５を介して信号配線４へ出力する。これにより、電子装置２から信号配線４を介して、信号伝送装置１に通信信号Ｓｆが送信される。

　フィルタ回路２４は、信号配線４と電源部２３の間に接続されており、インダクタＬ１１，Ｌ１２が直列に接続されることで構成される。フィルタ回路２４は、信号伝送装置１から信号配線４を介して供給される直流電流Ｉｄを透過するとともに、通信部２１から送信される通信信号Ｓｆを遮断するローパスフィルタ（ＰｏＣフィルタ）として機能する。フィルタ回路２４において、インダクタＬ１１，Ｌ１２は、信号伝送装置１におけるフィルタ回路１４のインダクタＬ１，Ｌ２にそれぞれ対応し、インダクタＬ１，Ｌ２の周波数特性とそれぞれ同様の周波数特性を有する。

　なお、図４の例ではフィルタ回路２４が２つのインダクタＬ１１，Ｌ１２により構成されているが、信号伝送装置１のフィルタ回路１４と同様に、フィルタ回路２４を構成するインダクタの数はこれに限定されず、３つ以上のインダクタを用いてフィルタ回路２４を構成してもよい。また、インダクタ以外のものを用いてフィルタ回路２４を構成してもよい。互いに異なる周波数特性を有する複数のフィルタであり、これらを組み合わせることで直流電流Ｉｄを透過して通信信号Ｓｆを遮断するＰｏＣフィルタを実現できれば、任意の数および方式のフィルタを用いてフィルタ回路２４を構成することができる。

　電源部２３は、信号伝送装置１から信号配線４を介して供給されてフィルタ回路２４を通過した直流電流Ｉｄを受け、この直流電流Ｉｄを用いて、通信部２１および信号処理部２２に電源Ｖｓｅｒ、Ｖｓｏｃをそれぞれ供給する。

　コンデンサ２５は、信号配線４と通信部２１の間に接続されており、通信部２１から出力される通信信号Ｓｆを透過するとともに、信号伝送装置１から信号配線４を介して供給される直流電流Ｉｄを遮断するハイパスフィルタとして機能する。

　図４の信号伝送システムにおいて、電子装置２は、通信部２１により、インダクタＬ１およびＬ１１の周波数特性に応じた周波数帯域での通信速度と、インダクタＬ２およびＬ１２の周波数特性に応じた周波数帯域での通信速度とで、通信信号Ｓｆをそれぞれ送信する。電子装置２から送信された通信信号Ｓｆは、信号配線４を介して信号伝送装置１に入力され、通信部１１において受信回路１１０により受信される。そして、それぞれの周波数帯域で得られた通信信号Ｓｆの通信品質情報Ｑｆが通信信号処理部１１２から出力され、信号処理部１２に入力される。

　信号処理部１２において、フィルタ状態判定部１２０は、通信品質情報Ｑｆからそれぞれの周波数帯域での通信信号Ｓｆが正常であるか異常であるかを判断することで、信号伝送装置１におけるフィルタ回路１４および電子装置２におけるフィルタ回路２４の状態を判断する。すなわち、インダクタＬ１およびＬ１１の周波数特性に応じた周波数帯域において通信信号Ｓｆに異常がある場合は、インダクタＬ１およびＬ１１の少なくとも一方が短絡故障していると判断する。一方、インダクタＬ２およびＬ１２の周波数特性に応じた周波数帯域において通信信号Ｓｆに異常がある場合は、インダクタＬ２およびＬ１２の少なくとも一方が短絡故障していると判断する。これにより、フィルタ回路１４，２４において短絡故障が生じた場合には、その故障を信号伝送装置１側で確実に検知することができる。

　なお、信号伝送装置１では、上記のようなフィルタ回路１４，２４の状態判断結果に基づいて電子装置２の動作モードを変化させてもよい。例えば、高周波側のインダクタＬ１およびＬ１１の少なくとも一方が短絡故障していると判断した場合には、高速側の通信速度で通信信号Ｓｆの送信が行われる処理を信号処理部２２が実施しないように、電子装置２が有する機能の一部を停止した機能停止モード、または、電子装置２が有する機能の一部を制限した機能縮退モードで、電子装置２を動作させる。一方、低周波側のインダクタＬ２およびＬ１２の少なくとも一方が短絡故障していると判断した場合には、低速側の通信速度で通信信号Ｓｆの送信が行われる処理を信号処理部２２が実施しないように、電子装置２が有する機能の一部を停止した機能停止モード、または、電子装置２が有する機能の一部を制限した機能縮退モードで、電子装置２を動作させる。このようにすれば、フィルタ回路１４，２４の一部が故障した場合でも、可能な範囲で電子装置２の運用を継続することができる。

　以上説明した本発明の第１の実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。

（１）信号伝送装置１は、電子装置２と信号配線４により接続され、信号配線４を介して電子装置２との間で通信を行う通信部１１と、通信部１１が行う通信に関する信号処理を実施する信号処理部１２と、信号配線４を介して電子装置２に直流電流Ｉｄを供給する電源部１３と、信号配線４と電源部１３の間に接続されたフィルタ回路１４とを備える。フィルタ回路１４は、互いに異なる周波数特性を有する複数のフィルタ（インダクタＬ１，Ｌ２）を含む。信号処理部１２は、少なくとも２つ以上の周波数帯域における通信の品質を表す通信品質情報Ｑｆを取得し、通信品質情報Ｑｆに基づいてフィルタ回路１４の状態を判断する。このようにしたので、ＰｏＣフィルタとして用いられるフィルタ回路１４の故障を検知することができる。

（２）通信部１１は、電子装置２から第１の周波数帯域で送信される通信信号Ｓｆと、電子装置２から第１の周波数帯域とは異なる第２の周波数帯域で送信される通信信号Ｓｆとをそれぞれ受信する。信号処理部１２は、第１の周波数帯域における通信品質情報Ｑｆと、第２の周波数帯域における通信品質情報Ｑｆとに基づいて、フィルタ回路１４の状態を判断する。このようにしたので、フィルタ回路１４を構成するフィルタであるインダクタＬ１，Ｌ２が短絡故障した場合に、その故障を確実に検知することができる。

（３）信号処理部１２によるフィルタ回路１４の状態の判断結果に基づいて、電子装置２の動作モードを変化させてもよい。このようにすれば、フィルタ回路１４が故障した場合でも、可能な範囲で電子装置２の運用を継続して電子装置２の可用性を向上させることができる。

（４）電子装置２は、信号配線４を介して電子装置である信号伝送装置１との間で通信を行う通信部２１と、通信部２１が行う通信に関する信号処理を実施する信号処理部２２と、信号配線４を介して信号伝送装置１から供給される直流電流Ｉｄを用いて、通信部２１および信号処理部２２へ電源Ｖｓｅｒ、Ｖｓｏｃを供給する電源部２３と、信号配線４と電源部２３の間に接続されたフィルタ回路２４とを備える。フィルタ回路１４およびフィルタ回路２４は、互いに異なる周波数特性を有する複数のフィルタ（インダクタＬ１，Ｌ２、Ｌ１１，Ｌ１２）をそれぞれ含む。信号処理部１２は、少なくとも２つ以上の周波数帯域における通信の品質を表す通信品質情報Ｑｆを取得し、通信品質情報Ｑｆに基づいてフィルタ回路１４およびフィルタ回路２４の状態を判断する。このようにしたので、信号伝送装置１と電子装置２により構成される信号伝送システムにおいて、ＰｏＣフィルタとしてそれぞれ用いられるフィルタ回路１４，２４の故障を検知することができる。

（第２の実施形態）
　次に、本発明の第２の実施形態に係る信号伝送装置および信号伝送システムについて説明する。本実施形態では、信号配線４を介して接続された信号伝送装置１Ａと電子装置２Ａが互いに双方向通信を行う例を説明する。なお、本実施形態の信号伝送装置１Ａおよび電子装置２Ａは、第１の実施形態で説明した信号伝送装置１と電子装置２にそれぞれ対応しており、その構成の一部がそれぞれ異なっている。以下では、第１の実施形態との相違点を中心に、信号伝送装置１Ａおよび電子装置２Ａについて説明する。

　図５は、本発明の第２の実施形態に係る信号伝送装置１Ａの構成を示す図である。図５に示すように、本実施形態の信号伝送装置１Ａは、通信部１１に替えて通信部１１Ａを備える点以外は、図１で説明した第１の実施形態の信号伝送装置１と同様の構成を有している。本実施形態において、通信部１１Ａには、電子装置２Ａへの通信データが信号処理部１２から入力される。この通信データは、例えば電子装置２Ａの動作を制御するための制御データ等を含む。

　通信部１１Ａは、第１の実施形態で説明した受信回路１１０、通信信号処理部１１２および通信速度変更機能１１３に加えて、さらに送信回路１１１を有する。通信部１１Ａにおいて、通信信号処理部１１２は、受信回路１１０により受信された通信信号Ｓｆから通信データを生成して信号処理部１２へ出力するとともに、信号処理部１２から入力される通信データを通信信号Ｓｂに変換し、送信回路１１１へ出力する。送信回路１１１は、コンデンサ２５を介して通信信号Ｓｂを信号配線４へ出力することで、通信信号Ｓｂの送信を行う。これにより、信号伝送装置１Ａから信号配線４を介して、所定の周波数帯域の通信信号Ｓｂが電子装置２Ａ（図６参照）へ送信される。

　通信信号Ｓｂは、通信信号Ｓｆと同様に、例えば電圧の高低差によってデータの「１」と「０」を表したシリアル信号であり、所定の周期ごとに電圧が変化する。この電圧変化の周期に応じて通信信号Ｓｂの通信速度が決定され、周期が短いほど通信速度が速くなる。なお、通信信号Ｓｂの通信速度は、必要な通信データ量や通信頻度に応じて設定され、通信信号Ｓｆの通信速度と同じであってもよいし、異なっていてもよい。

　図６は、本発明の第２の実施形態に係る信号伝送システムの構成を示す図である。図６に示す信号伝送システムは、図５で説明した信号伝送装置１Ａと電子装置２Ａが信号配線４を介して互いに接続され、信号伝送装置１Ａと電子装置２Ａの間で信号配線４を介して信号の伝送が行われるように構成されたものである。

　図６に示すように、本実施形態の電子装置２Ａは、通信部２１に替えて通信部２１Ａを備える点以外は、図４で説明した第１の実施形態の電子装置２と同様の構成を有している。本実施形態において、通信部２１Ａには、信号伝送装置１Ａから電子装置２Ａへ送信される通信信号Ｓｂが、コンデンサ２５を介して入力される。

　通信部２１Ａは、第１の実施形態で説明した送信回路２１０に加えて、さらに受信回路２１１を有する。受信回路２１１は、通信部２１Ａに入力された通信信号Ｓｂを受信する。受信回路２１１により受信された通信信号Ｓｂは、通信部２１Ａにおいて通信データに復号され、信号処理部２２へ出力される。これにより、信号処理部２２が実施する信号処理において、通信信号Ｓｂに基づく通信データが利用される。

　図６の信号伝送システムにおいて、電子装置２Ａは、第１の実施形態で説明した電子装置２と同様に、通信部２１Ａにより、インダクタＬ１およびＬ１１の周波数特性に応じた周波数帯域での通信速度と、インダクタＬ２およびＬ１２の周波数特性に応じた周波数帯域での通信速度とで、通信信号Ｓｆをそれぞれ送信する。電子装置２Ａから送信された通信信号Ｓｆは、信号配線４を介して信号伝送装置１Ａに入力され、通信部１１Ａにおいて受信回路１１０により受信される。そして、それぞれの周波数帯域で得られた通信信号Ｓｆの通信品質情報Ｑｆが通信信号処理部１１２から出力され、信号処理部１２に入力される。信号処理部１２において、フィルタ状態判定部１２０は、通信品質情報Ｑｆからそれぞれの周波数帯域での通信信号Ｓｆが正常であるか異常であるかを判断することで、信号伝送装置１Ａにおけるフィルタ回路１４および電子装置２Ａにおけるフィルタ回路２４の状態を判断する。

　以上説明した本発明の第２の実施形態によれば、通信部１１Ａは、電子装置２Ａから送信される通信信号Ｓｆを受信するとともに、電子装置２Ａへ通信信号Ｓｂを送信する双方向通信機能を有する。このようにしたので、電子装置２Ａにおいて、信号伝送装置１Ａから送信される通信信号Ｓｂを利用した様々な信号処理を行うことができる。

（第３の実施形態）
　次に、本発明の第３の実施形態に係る信号伝送装置および信号伝送システムについて説明する。本実施形態では、信号配線４を介して接続された信号伝送装置１Ｂと電子装置２Ｂが互いに双方向通信を行い、それぞれの通信信号Ｓｆ、Ｓｂにおける通信品質情報Ｑｆ，Ｑｂを用いてフィルタ回路の状態を判断する例を説明する。なお、本実施形態の信号伝送装置１Ｂおよび電子装置２Ｂは、第２の実施形態で説明した信号伝送装置１Ａと電子装置２Ａにそれぞれ対応しており、その構成の一部がそれぞれ異なっている。以下では、第２の実施形態との相違点を中心に、信号伝送装置１Ｂおよび電子装置２Ｂについて説明する。

　図７は、本発明の第３の実施形態に係る信号伝送システムの構成を示す図である。図７に示す信号伝送システムは、信号伝送装置１Ｂと電子装置２Ｂが信号配線４を介して互いに接続され、信号伝送装置１Ｂと電子装置２Ｂの間で信号配線４を介して信号の伝送が行われるように構成されたものである。なお、本実施形態において、通信信号Ｓｆと通信信号Ｓｂとは通信速度が異なっている。以下では、通信信号Ｓｂの方が通信信号Ｓｆよりも通信速度が遅いものとして説明を進めるが、反対に、通信信号Ｓｂの方が通信速度Ｓｆよりも通信速度が速くてもよい。

　図７に示すように、本実施形態の信号伝送装置１Ｂは、通信部１１Ｂおよび信号処理部１２Ｂを備える。通信部１１Ｂは、通信速度変更機能１１３を有していない点以外は、図５および図６で説明した第２の実施形態の信号伝送装置１Ａにおける通信部１１Ａと同様の構成を有している。信号処理部１２Ｂは、フィルタ状態判定部１２０に替えてフィルタ状態判定部１２０Ｂを有する点以外は、図１および図４で説明した第１の実施形態の信号伝送装置１における信号処理部１２と同様の構成を有している。

　通信部１１Ｂにおいて、通信信号処理部１１２は、通信信号Ｓｆの通信品質情報Ｑｆに加えて、通信信号Ｓｂの通信品質情報Ｑｂを取得し、信号処理部１２Ｂへ出力する。通信品質情報Ｑｂは、通信信号Ｓｂの通信品質に関する情報であり、例えば通信データの誤り頻度などである。通信信号処理部１１２は、例えば電子装置２Ｂから送信される通信信号Ｓｆに含まれる情報として、通信信号Ｓｂの通信品質情報Ｑｂを取得することができる。

　図７に示すように、本実施形態の電子装置２Ｂは、図５および図６で説明した第２の実施形態の電子装置２Ａと同様の構成に加えて、さらにカメラユニット２６を備える。カメラユニット２６は、レンズやイメージセンサを用いて構成されており、レンズによりイメージセンサ上に結像された被写体像をイメージセンサにより撮像することで、画像信号を生成する。カメラユニット２６で生成された画像信号は信号処理部２２に入力され、信号処理部２２において所定の信号処理が実施された後、信号伝送装置１Ｂへの通信データとして通信部２１Ａへ出力される。これにより、カメラユニット２６で取得した画像信号が電子装置２Ｂから信号伝送装置１Ｂへ送信される。

　例えば、電子装置２Ｂを車両に搭載した場合、カメラユニット２６を用いて車両の周囲環境を撮像することで、電子装置２Ｂは車両の周囲環境を検出し、その検出結果に関する画像信号を含む通信信号Ｓｆを信号伝送装置１Ｂへ送信することができる。

　また、電子装置２Ｂにおいて、通信部２１Ａは、信号伝送装置１Ｂより受信した通信信号Ｓｂから通信品質情報Ｑｂを取得する。通信部２１Ａが取得した通信信号Ｓｂの通信品質情報Ｑｂは、電子装置２Ｂから信号伝送装置１Ｂへと通知される。例えば、通信品質情報Ｑｂを含む通信信号Ｓｆを電子装置２Ｂから信号伝送装置１Ｂへ送信することにより、電子装置２Ｂから信号伝送装置１Ｂに通信品質情報Ｑｂを通知することができる。あるいは他の方法、例えば通信信号Ｓｆとは別の通信経路を用いて、通信品質情報Ｑｂを通知してもよい。

　図７の信号伝送システムにおいて、電子装置２Ｂは、通信部２１Ａにより、インダクタＬ１およびＬ１１の周波数特性に応じた高周波側の周波数帯域での通信速度で、通信信号Ｓｆを送信する。電子装置２Ｂから送信された通信信号Ｓｆは、信号配線４を介して信号伝送装置１Ｂに入力され、通信部１１Ｂにおいて受信回路１１０により受信される。そして、通信信号Ｓｆの通信品質情報Ｑｆが通信信号処理部１１２から出力され、信号処理部１２Ｂに入力される。

　一方、信号伝送装置１Ｂは、通信部１１Ｂにより、インダクタＬ２およびＬ１２の周波数特性に応じた低周波側の周波数帯域での通信速度で、通信信号Ｓｂを送信する。信号伝送装置１Ｂから送信された通信信号Ｓｂは、信号配線４を介して電子装置２Ｂに入力され、通信部２１Ａにおいて受信回路２１１により受信されるとともに、通信信号Ｓｂの通信品質情報Ｑｂが取得される。そして、前述のようにして通信信号Ｓｂの通信品質情報Ｑｂが電子装置２Ｂから信号伝送装置１Ｂへと通知され、信号処理部１２Ｂに入力される。

　信号処理部１２Ｂにおいて、フィルタ状態判定部１２０Ｂは、通信品質情報Ｑｆ，Ｑｂから通信信号Ｓｆ，Ｓｂがそれぞれ正常であるか異常であるかを判断することで、信号伝送装置１Ｂにおけるフィルタ回路１４および電子装置２Ｂにおけるフィルタ回路２４の状態を判断する。すなわち、通信信号Ｓｆに異常がある場合は、インダクタＬ１およびＬ１１の少なくとも一方が短絡故障していると判断する。一方、通信信号Ｓｂに異常がある場合は、インダクタＬ２およびＬ１２の少なくとも一方が短絡故障していると判断する。これにより、フィルタ回路１４，２４において短絡故障が生じた場合には、その故障を信号伝送装置１Ｂ側で確実に検知することができる。

　以上説明した本発明の第３の実施形態によれば、通信部１１Ｂは、電子装置２Ｂから第１の周波数帯域で送信される通信信号Ｓｆを受信するとともに、第１の周波数帯域とは異なる第２の周波数帯域で電子装置２Ｂへ通信信号Ｓｂを送信する。信号処理部１２Ｂは、第１の周波数帯域における通信品質情報Ｑｆと、第２の周波数帯域における通信品質情報Ｑｂとに基づいて、フィルタ回路１４，２４の状態を判断する。このようにしたので、通信部１１Ｂが通信速度変更機能を有していなくても、信号伝送装置１Ｂ側でフィルタ回路１４，２４の状態を判断することができる。

　なお、以上説明した本発明の第３の実施形態では、電子装置２Ｂがカメラユニット２６を有しており、カメラユニット２６を用いて車両の周囲環境を検出する例を説明したが、車両の周囲環境を検出するセンサとして、カメラ以外のものを利用してもよい。例えば、レーダ、ＬｉＤＡＲ、ソナー等の各種センサを有する電子装置２Ｂを車両に搭載し、これらのセンサを用いて検出した車両の周囲環境に関する情報を含む通信信号Ｓｆを、電子装置２Ｂから信号伝送装置１Ｂへ送信するとともに、これらのセンサの動作を制御するための制御情報を含む通信信号Ｓｂを、信号伝送装置１Ｂから電子装置２Ｂへ送信することができる。

（第４の実施形態）
　次に、本発明の第４の実施形態に係る信号伝送装置および信号伝送システムについて説明する。本実施形態では、信号伝送装置１Ｃから電子装置２Ｂへの直流電流Ｉｄの供給状態に基づいて、フィルタ回路の状態を判断する例を説明する。なお、本実施形態の信号伝送装置１Ｃは、第３の実施形態で説明した信号伝送装置１Ｂに対応しており、その構成の一部が異なっている。以下では、第３の実施形態との相違点を中心に、信号伝送装置１Ｃについて説明する。

　図８は、本発明の第４の実施形態に係る信号伝送システムの構成を示す図である。図８に示す信号伝送システムは、信号伝送装置１Ｃと電子装置２Ｂが信号配線４を介して互いに接続され、信号伝送装置１Ｃと電子装置２Ｂの間で信号配線４を介して信号の伝送が行われるように構成されたものである。なお、本実施形態において、電子装置２Ｂは第３の実施形態で説明したのと同じものである。

　図８に示すように、本実施形態の信号伝送装置１Ｃは、信号処理部１２Ｃおよび電源部１３Ｃを備える。信号処理部１２Ｃは、フィルタ状態判定部１２０Ｂに替えてフィルタ状態判定部１２０Ｃを有する点以外は、図７で説明した第３の実施形態の信号伝送装置１Ｂにおける信号処理部１２Ｂと同様の構成を有している。電源部１３Ｃは、直流電流Ｉｄをフィルタ回路１４を介して信号配線４へ出力するとともに、直流電流Ｉｄの供給状態を表す電源供給情報Ｐｄを信号処理部１２Ｃへ出力する。例えば、直流電流Ｉｄの電流値や、直流電流Ｉｄを出力する際の電源部１３Ｃの出力電圧などの情報を、電源供給情報Ｐｄとして用いることができる。

　電源部１３Ｃから出力された電源供給情報Ｐｄは、信号処理部１２Ｃにおいてフィルタ状態判定部１２０Ｃに入力される。フィルタ状態判定部１２０Ｃは、第３の実施形態で説明したのと同様の方法でフィルタ回路１４，２４の状態判断を行うとともに、電源供給情報Ｐｄに基づく電源部１３Ｃの状態判断を行う。そして、これらの判断結果に基づいて、信号伝送システムにおいて通信異常が発生した場合の原因を特定する。すなわち、信号伝送システムにおいて通信異常が発生した場合に、フィルタ回路１４，２４のいずれかが故障しているか、それとも電源部１３Ｃが故障しているかを判断する。

　以上説明した本発明の第４の実施形態によれば、信号処理部１２Ｃは、電源部１３Ｃにおける直流電流Ｉｄの供給状態を表す電源供給情報Ｐｄを取得し、通信品質情報Ｑｆ，Ｑｂおよび電源供給情報Ｐｄに基づいて、フィルタ回路１４，２４および電源部１３Ｃの状態を判断する。このようにしたので、信号伝送システムにおいて通信異常が発生した場合に、その原因を特定することができる。

（第５の実施形態）
　次に、本発明の第５の実施形態に係る信号伝送装置および信号伝送システムについて説明する。本実施形態では、ＰｏＣフィルタが３つのインダクタで構成されている場合の通信異常判定の例を説明する。

　図９は、本発明の第５の実施形態に係る信号伝送システムの構成を示す図である。図９に示す信号伝送システムは、信号伝送装置１Ｄと電子装置２Ｄが信号配線４を介して互いに接続され、信号伝送装置１Ｄと電子装置２Ｄの間で信号配線４を介して信号の伝送が行われるように構成されたものである。

　図９に示すように、本実施形態の信号伝送装置１Ｄは、通信部１１Ａ、信号処理部１２Ｃ、電源部１３Ｃおよびフィルタ回路１４Ｄを備える。通信部１１Ａは、図５で説明した第２の実施形態の信号伝送装置１Ａと同じものであり、信号処理部１２Ｃおよび電源部１３Ｃは、図８で説明した第４の実施形態の信号伝送装置１Ｃと同じものである。また、本実施形態の電子装置２Ｄは、フィルタ回路２４に替えてフィルタ回路２４Ｄを備える点以外は、図７，８でそれぞれ説明した第３，第４の実施形態の電子装置２Ｂと同様の構成を有している。

　フィルタ回路１４Ｄ，２４Ｄは、３つのインダクタＬ１，Ｌ２，Ｌ３が直列に接続されることでそれぞれ構成されている。以下では、図２および図３で説明したのと同様に、フィルタ回路１４Ｄ，２４Ｄが通信信号Ｓｆ，Ｓｂを遮断する周波数範囲のうち、インダクタＬ１が高周波帯域、インダクタＬ２が中周波帯域、インダクタＬ３が低周波帯域にそれぞれ対応するものとして説明する。

　図１０は、本発明の第５の実施形態に係る信号伝送システムにおける通信異常判定の流れを示すフローチャートである。図１０のフローチャートに示す処理は、信号伝送装置１Ｄのフィルタ状態判定部１２０Ｃにおいて、例えばマイクロコンピュータが所定のプログラムを実行することで実現される。あるいは、ＬＳＩ、ＦＰＧＡ、ＡＳＩＣ等の集積回路を用いて、図１０のフローチャートに示す処理を実現してもよい。

　ステップＳ１０では、電源供給情報Ｐｄに基づいて、電源部１３Ｃから電子装置２Ｄへの直流電流Ｉｄの供給状態が正常であるか否かを判定する。直流電流Ｉｄの供給状態が正常である場合はステップＳ２０へ進み、異常である場合はステップＳ１２０へ進む。

　ステップＳ２０では、通信品質情報Ｑｂに基づいて、通信信号Ｓｂの通信品質が正常であるか否かを判定する。ここでは、通信品質情報Ｑｂとして、通信信号Ｓｂに含まれる通信データのＣＲＣ（Cyclic Redundancy Code）の値が正常であるか否かを電子装置２Ｄにおいて判定した結果を取得し、この判定結果から通信信号Ｓｂの通信品質が正常であるか否かを判定する。通信信号Ｓｂの通信品質が正常である場合はステップＳ３０へ進み、異常である場合はステップＳ４０へ進む。

　ステップＳ３０では、通信品質情報Ｑｆに基づいて、通信信号Ｓｆの通信品質が正常であるか否かを判定する。ここでは、通信品質情報Ｑｆとして、通信信号Ｓｆに含まれる通信データのＣＲＣを取得し、このＣＲＣの値が正常であるか否かを判定することにより、通信信号Ｓｆの通信品質が正常であるか否かを判定する。通信信号Ｓｆの通信品質が正常である場合はステップＳ７０へ進み、異常である場合はステップＳ８０へ進む。

　ステップＳ４０では、ステップＳ３０と同様に、通信品質情報Ｑｆに基づいて通信信号Ｓｆの通信品質が正常であるか否かを判定する。通信信号Ｓｆの通信品質が正常である場合はステップＳ５０へ進み、異常である場合はステップＳ１１０へ進む。

　ステップＳ５０では、通信部１１Ａの通信速度変更機能１１３を用いて、通信信号Ｓｆの伝送レート（通信速度）を変更する。ここでは、通信信号Ｓｆの伝送レートを高速から低速に、例えば６Ｇｂｐｓから１Ｇｂｐｓに変更する。これにより、通信信号Ｓｆの通信速度を、インダクタＬ１の周波数帯域に対応する通信速度から、インダクタＬ２の周波数帯域に対応する通信速度へと変化させるようにする。

　ステップＳ６０では、ステップＳ５０で伝送レートを変更した通信信号Ｓｆに対して取得した通信品質情報Ｑｆに基づいて、通信信号Ｓｆの通信品質が正常であるか否かを判定する。通信信号Ｓｆの通信品質が正常である場合はステップＳ１００へ進み、異常である場合はステップＳ９０へ進む。

　ステップＳ７０では、通信異常なしと判定する。

　ステップＳ８０では、フィルタ回路１４，２４の少なくとも一方において、インダクタＬ１が短絡故障していると判定する。

　ステップＳ９０では、フィルタ回路１４，２４の少なくとも一方において、インダクタＬ２が短絡故障していると判定する。

　ステップＳ１００では、フィルタ回路１４，２４の少なくとも一方において、インダクタＬ３が短絡故障していると判定する。

　ステップＳ１１０では、通信信号Ｓｆ，Ｓｂの伝送経路において何らかの異常が発生していると判定する。この異常の原因には、例えば信号配線４を信号伝送装置１Ｄ、電子装置２Ｄにそれぞれ接続するコネクタやハーネスの異常、コンデンサ１５，２５の断線、信号伝送装置１Ｄや電子装置２Ｄにおける基板パターンの断線、通信部１１Ａ，２１Ａの故障などが考えられる。

　ステップＳ１２０では、信号伝送装置１Ｄから電子装置２Ｄへの電源供給において何らかの異常が発生していると判定する。この異常の原因には、例えば信号配線４の断線、フィルタ回路１４，２４の少なくとも一方の断線、電源部１３Ｃの故障などが考えられる。

　ステップＳ７０～Ｓ１２０のいずれかを実行したら、図１０のフローチャートに示す処理を終了する。

　次に、図１０の通信異常判定の結果に基づいて行われる電子装置２Ｄの動作制御例を、図１１の表を参照して説明する。図１１の表では、フィルタ回路１４，２４においてインダクタＬ１～Ｌ３がそれぞれ短絡（ショート）故障した場合や、インダクタＬ１～Ｌ３のいずれかが断線（オープン）故障した場合に、それぞれの場合における電子装置２Ｄの動作制御の一例を表している。信号伝送装置１Ｄは、例えば図１１の表に従って、図１０の通信異常判定の結果に応じた動作制御を電子装置２Ｄに対して行うことができる。なお、図１１の表では、ＥＣＵである信号伝送装置１Ｄを「ＥＣＵ」、カメラユニット２６を備えた電子装置２Ｄを「カメラ」とそれぞれ表し、電子装置２Ｄから信号伝送装置１Ｄへ送信される通信信号Ｓｆを「フォワードチャネル」、信号伝送装置１Ｄから電子装置２Ｄへ送信される通信信号Ｓｂを「バックワードチャネル」とそれぞれ表している。

　以上説明した本発明の第５の実施形態によれば、信号伝送システムにおいて通信異常が発生した場合に、その原因を特定し、電子装置２Ｄに対して適切な動作制御を行うことができる。

（第６の実施形態）
　次に、本発明の第６の実施形態に係る信号伝送装置および信号伝送システムについて説明する。本実施形態では、同軸ケーブルではなくツイストペアケーブルを信号配線に用いた例を説明する。

　図１２は、本発明の第６の実施形態に係る信号伝送システムの構成を示す図である。図１２に示す信号伝送システムは、信号伝送装置１Ｅと電子装置２Ｅがツイストペアケーブル５を介して互いに接続され、信号伝送装置１Ｅと電子装置２Ｅの間でツイストペアケーブル５を介して信号の伝送が行われるように構成されたものである。なお以下では、電子装置２Ｅから信号伝送装置１Ｅへの信号伝送が行われるものとして説明するが、反対に信号伝送装置１Ｅから電子装置２Ｅへの信号伝送が行われるようにしてもよいし、双方向に通信が行われてもよい。

　図１２に示すように、本実施形態の電子装置２Ｅは、通信部２１Ｅを備えて構成される。通信部２１Ｅは、第１の実施形態で説明した図４の通信部２１と同様の機能を有しており、信号処理部２２から出力された通信データを通信信号Ｓｆに変換し、ツイストペアケーブル５を介した差動伝送により、送信回路２１０から信号伝送装置１Ｅへ送信する。通信部２１Ｅとツイストペアケーブル５の間には、送信回路２１０から送信される通信信号Ｓｆを透過するとともに、信号伝送装置１Ｅからツイストペアケーブル５を介して供給される直流電流Ｉｄを遮断するハイパスフィルタとしてそれぞれ機能するコンデンサ２５Ｐ，２５Ｎが接続されている。電源部２３とツイストペアケーブル５の間には、信号伝送装置１Ｅからツイストペアケーブル５を介して供給される直流電流Ｉｄを透過するとともに、送信回路２１０から送信される通信信号Ｓｆを遮断するローパスフィルタ（ＰｏＣフィルタ）としてそれぞれ機能するフィルタ回路２４Ｐ，２４Ｎが接続されている。フィルタ回路２４Ｐは、それぞれ異なる周波数特性を有するインダクタＬ１１，Ｌ１２により構成され、フィルタ回路２４Ｎは、それぞれ異なる周波数特性を有するインダクタＬ１３，Ｌ１４により構成される。

　また、本実施形態の信号伝送装置１Ｅは、通信部１１Ｅを備えて構成される。通信部１１Ｅは、第１の実施形態で説明した図１，４の通信部１１と同様の機能を有しており、ツイストペアケーブル５を介した差動伝送により電子装置２Ｅから送信される通信信号Ｓｆを受信回路１１０により受信し、通信信号Ｓｆに含まれる通信データの復号および通信品質情報Ｑｆの取得を通信信号処理部１１２において実施する。通信部１１Ｅとツイストペアケーブル５の間には、電子装置２Ｅからツイストペアケーブル５を介して送信される通信信号Ｓｆを透過するとともに、電源部１３から出力される直流電流Ｉｄを遮断するハイパスフィルタとしてそれぞれ機能するコンデンサ１５Ｐ，１５Ｎが接続されている。電源部１３とツイストペアケーブル５の間には、電源部１３から出力される直流電流Ｉｄを透過するとともに、電子装置２Ｅからツイストペアケーブル５を介して送信される通信信号Ｓｆを遮断するローパスフィルタ（ＰｏＣフィルタ）としてそれぞれ機能するフィルタ回路１４Ｐ，１４Ｎが接続されている。フィルタ回路１４Ｐは、それぞれ異なる周波数特性を有するインダクタＬ１，Ｌ２により構成され、フィルタ回路１４Ｎは、それぞれ異なる周波数特性を有するインダクタＬ３，Ｌ４により構成される。

　なお、本実施形態の信号伝送システムのように、ツイストペアケーブルを用いた信号伝送と電源供給の両立は、ＰｏＤＬ（Power over Data Lines）と呼ばれている。

　以上説明した本発明の第６の実施形態によれば、２つの電子装置間でツイストペアケーブルを用いて信号伝送と電源供給を行うＰｏＤＬ方式を採用した場合でも、ＰｏＣフィルタの故障を検知することができる。

（第７の実施形態）
　次に、本発明の第７の実施形態に係る信号伝送システムについて説明する。本実施形態では、２つの電子装置を１つの信号伝送装置に共通に接続する例を説明する。

　図１３は、本発明の第７の実施形態に係る信号伝送システムの構成を示す図である。図１３に示す信号伝送システムは、信号伝送装置１Ｂと２つの電子装置２Ｂが信号配線４Ａ～４Ｄを介して互いに接続され、信号配線４Ａ，４Ｂと信号配線４Ｃ，４Ｄの間に四路スイッチ６を設けることで、信号伝送装置１Ｂと２つの電子装置２Ｂの間で信号配線４Ａ～４Ｄおよび四路スイッチ６を介して信号の伝送がそれぞれ行われるように構成されたものである。

　本実施形態の信号伝送システムにおいて、信号伝送装置１Ｂおよび２つの電子装置２Ｂは、第３の実施形態において図７で説明した構成をそれぞれ有している。ただし、他の実施形態でそれぞれ説明した信号伝送装置や電子装置を用いて、本実施形態の信号伝送システムを構成してもよい。また、２つの電子装置２Ｂを同一仕様のものとしてもよいし、異なる仕様としてもよい。例えば、一方の電子装置２Ｂが有するカメラユニット２６を高解像度カメラとし、他方の電子装置２Ｂが有するカメラユニット２６を低解像度カメラとすることで、２つの電子装置２Ｂの性能に差をつけて、互いの差別化を図ることができる。

　四路スイッチ６は、信号配線４Ａ，４Ｂと信号配線４Ｃ，４Ｄの間の接続状態を任意に切り替え可能なスイッチである。例えば、信号配線４Ａと信号配線４Ｃを接続するとともに、信号配線４Ｂと信号配線４Ｄを接続するように四路スイッチ６を切り替えることで、一方の電子装置２Ｂを信号配線４Ａおよび信号配線４Ｃを介して信号伝送装置１Ｂに接続し、他方の電子装置２Ｂを信号配線４Ｂおよび信号配線４Ｄを介して信号伝送装置１Ｂに接続することができる。また、信号配線４Ａと信号配線４Ｄを接続するとともに、信号配線４Ｂと信号配線４Ｃを接続するように四路スイッチ６を切り替えることで、一方の電子装置２Ｂを信号配線４Ａおよび信号配線４Ｄを介して信号伝送装置１Ｂに接続し、他方の電子装置２Ｂを信号配線４Ｂおよび信号配線４Ｃを介して信号伝送装置１Ｂに接続することができる。さらに、信号配線４Ｃまたは信号配線４Ｄのいずれか一方を信号配線４Ａと信号配線４Ｂの両方に接続するように四路スイッチ６を切り替えることで、２つの電子装置２Ｂが信号配線４Ｃまたは信号配線４Ｄを介して共通に信号伝送装置１Ｂに接続されるようにしてもよい。

　四路スイッチ６の切り替え状態は、信号伝送装置１Ｂによって制御される。信号伝送装置１Ｂは、２つの電子装置２Ｂとの間でそれぞれ送受信される通信信号Ｓｆ，Ｓｂに基づいて、それぞれの伝送経路における異常の有無を判定し、その判定結果に応じて四路スイッチ６の切り替え状態を制御する。これにより、いずれかの伝送経路において異常が発生した場合に、少なくとも一方の電子装置２Ｂを動作させることができる。したがって、信号伝送システムの可用性の向上を図ることができる。

　なお、以上説明した各実施形態において、通信データの誤り頻度以外の情報を通信品質情報Ｑｆ，Ｑｂとして利用してもよい。例えば、信号伝送装置１において通信部１１が波形等価回路を有する場合には、この波形等価回路の設定パラメータを通信品質情報Ｑｆ，Ｑｂとして利用することができる。なお、波形等価回路とは、通信部１１が受信した通信信号の波形を信号配線４の周波数特性に応じて調整することで、信号配線４による信号の減衰を補償するイコライザ機能を実現するための回路である。こうした波形等価回路は周知であるため、詳細な説明については省略する。また、通信部１１において、図３で説明したような通信信号波形を測定し、その測定結果を通信品質情報Ｑｆ，Ｑｂとして利用することもできる。これ以外にも、通信信号Ｓｆ，Ｓｂによって行われる通信の品質を適切に表すことができれば、任意の情報を通信品質情報Ｑｆ，Ｑｂとして利用することが可能である。

　以上説明した各実施形態や各種変形例はあくまで一例であり、発明の特徴が損なわれない限り、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。また、上記では種々の実施形態や変形例を説明したが、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の態様も本発明の範囲内に含まれる。

　１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ…信号伝送装置、２，２Ａ，２Ｂ，２Ｄ，２Ｅ…電子装置、４，４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄ…信号配線、５…ツイストペアケーブル、６…四路スイッチ、１１，１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｅ…通信部、１２，１２Ｂ，１２Ｃ…信号処理部、１３，１３Ｃ…電源部、１４，１４Ｄ，１４Ｎ，１４Ｐ…フィルタ回路、１５，１５Ｎ，１５Ｐ…コンデンサ、２１，２１Ａ，２１Ｅ…通信部、２２…信号処理部、２３…電源部、２４，２４Ｄ，２４Ｎ，２４Ｐ…フィルタ回路、２５，２５Ｎ，２５Ｐ…コンデンサ、２６…カメラユニット、１１０…受信回路、１１１…送信回路、１１２…通信信号処理部、１１３…通信速度変更機能、１２０，１２０Ｂ，１２０Ｃ…フィルタ状態判定部、２１０…送信回路、２１１…受信回路

Claims

　電子装置と信号配線により接続され、前記信号配線を介して前記電子装置との間で通信を行う通信部と、
　前記通信に関する信号処理を実施する信号処理部と、
　前記信号配線を介して前記電子装置に直流電流を供給する電源部と、
　前記信号配線と前記電源部の間に接続されたフィルタ回路と、を備え、
　前記フィルタ回路は、互いに異なる周波数特性を有する複数のフィルタを含み、
　前記信号処理部は、少なくとも２つ以上の周波数帯域における前記通信の品質を表す通信品質情報を取得し、前記通信品質情報に基づいて前記フィルタ回路の状態を判断する信号伝送装置。
　請求項１に記載の信号伝送装置において、
　前記通信部は、前記電子装置から第１の周波数帯域で送信される信号と、前記電子装置から前記第１の周波数帯域とは異なる第２の周波数帯域で送信される信号と、をそれぞれ受信し、
　前記信号処理部は、前記第１の周波数帯域における前記通信品質情報と、前記第２の周波数帯域における前記通信品質情報とに基づいて、前記フィルタ回路の状態を判断する信号伝送装置。
　請求項１に記載の信号伝送装置において、
　前記通信部は、前記電子装置から送信される信号を受信するとともに、前記電子装置へ信号を送信する双方向通信機能を有する信号伝送装置。
　請求項３に記載の信号伝送装置において、
　前記通信部は、前記電子装置から第１の周波数帯域で送信される信号を受信するとともに、前記第１の周波数帯域とは異なる第２の周波数帯域で前記電子装置へ信号を送信し、
　前記信号処理部は、前記第１の周波数帯域における前記通信品質情報と、前記第２の周波数帯域における前記通信品質情報とに基づいて、前記フィルタ回路の状態を判断する信号伝送装置。
　請求項４に記載の信号伝送装置において、
　前記電子装置は、車両の周囲環境を検出するセンサを有し、
　前記通信部は、前記周囲環境の検出結果に関する情報を含む信号を前記第１の周波数帯域で前記電子装置から受信するとともに、前記センサの動作を制御するための制御情報を含む信号を前記第２の周波数帯域で前記電子装置へ送信する信号伝送装置。
　請求項１に記載の信号伝送装置において、
　前記信号処理部は、前記電源部における前記直流電流の供給状態を表す電源供給情報を取得し、前記通信品質情報および前記電源供給情報に基づいて、前記フィルタ回路および前記電源部の状態を判断する信号伝送装置。
　請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の信号伝送装置において、
　前記信号配線は、同軸ケーブルまたはツイストペアケーブルである信号伝送装置。
　請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の信号伝送装置において、
　前記通信品質情報は、前記通信のデータ誤り頻度と、前記通信部が有する波形等価回路の設定パラメータと、前記通信における信号波形の測定結果と、の少なくともいずれか一つを含む信号伝送装置。
　請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の信号伝送装置において、
　前記信号処理部による前記フィルタ回路の状態の判断結果に基づいて、前記電子装置の動作モードを変化させる信号伝送装置。
　第１の電子装置と、前記第１の電子装置と信号配線により接続された第２の電子装置と、を備え、
　前記第１の電子装置は、
　前記信号配線を介して前記第２の電子装置との間で通信を行う第１の通信部と、
　前記通信に関する信号処理を実施する第１の信号処理部と、
　前記信号配線を介して前記第２の電子装置に直流電流を供給する第１の電源部と、
　前記信号配線と前記第１の電源部の間に接続された第１のフィルタ回路と、を備え、
　前記第２の電子装置は、
　前記信号配線を介して前記第１の電子装置との間で通信を行う第２の通信部と、
　前記通信に関する信号処理を実施する第２の信号処理部と、
　前記信号配線を介して前記第１の電子装置から供給される前記直流電流を用いて、前記第２の通信部および前記第２の信号処理部へ電源を供給する第２の電源部と、
　前記信号配線と前記第２の電源部の間に接続された第２のフィルタ回路と、を備え、
　前記第１のフィルタ回路および前記第２のフィルタ回路は、互いに異なる周波数特性を有する複数のフィルタをそれぞれ含み、
　前記第１の信号処理部は、少なくとも２つ以上の周波数帯域における前記通信の品質を表す通信品質情報を取得し、前記通信品質情報に基づいて前記第１のフィルタ回路および前記第２のフィルタ回路の状態を判断する信号伝送システム。
　請求項１０に記載の信号伝送システムにおいて、
　前記第１の電子装置と信号配線により接続された第３の電子装置と、
　前記第１の電子装置と前記第２の電子装置および前記第３の電子装置との間に設けられたスイッチと、を備え、
　前記第３の電子装置は、
　前記信号配線を介して前記第１の電子装置との間で通信を行う第３の通信部と、
　前記通信に関する信号処理を実施する第３の信号処理部と、
　前記信号配線を介して前記第１の電子装置から供給される前記直流電流を用いて、前記第３の通信部および前記第３の信号処理部へ電源を供給する第３の電源部と、
　前記信号配線と前記第３の電源部の間に接続された第３のフィルタ回路と、を備え、
　前記第１の信号処理部は、前記通信品質情報に基づいて前記第３のフィルタ回路の状態をさらに判断し、
　前記信号配線は、前記第２の電子装置と前記スイッチの間を接続する第１の信号配線と、前記第３の電子装置と前記スイッチの間を接続する第２の信号配線と、前記第１の電子装置と前記スイッチの間をそれぞれ接続する第３の信号配線および第４の信号配線と、を含み、
　前記スイッチは、前記第１の信号処理部による前記第１のフィルタ回路、前記第２のフィルタ回路および前記第３のフィルタ回路の状態の判断結果に基づいて、前記第１の信号配線および前記第２の信号配線と、前記第３の信号配線および前記第４の信号配線との接続を切り替える信号伝送システム。