WO2022097395A1

WO2022097395A1 - 信号伝送装置、信号伝送システム、情報提供方法

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Publication number: WO2022097395A1
Application number: PCT/JP2021/036349
Authority: WO
Inventors: 裕植松; 晃弘大川; 正史斉藤; 昌義高橋
Original assignee: 日立Astemo株式会社
Priority date: 2020-11-06
Filing date: 2021-09-30
Publication date: 2022-05-12
Also published as: US20230412209A1; JP7504773B2; CN116438781A; JP2022075404A; DE112021004512T5

Abstract

信号伝送装置は、差動配線を介して電子装置との間で差動伝送による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、を備え、前記通信部は、第１の信号伝送速度と、前記第１の信号伝送速度よりも低速の第２の信号伝送速度と、を少なくとも含む複数の信号伝送速度で前記電子装置からそれぞれ送信される通信信号を、前記差動配線を介して受信可能であり、前記通信部は、前記第２の信号伝送速度で前記電子装置から受信した前記通信信号の振幅を測定し、前記信号処理部は、前記通信部により測定された前記振幅に基づいてフィルタ回路のショート故障を検知する。

Description

信号伝送装置、信号伝送システム、情報提供方法

　本発明は、信号伝送装置、信号伝送システムおよび情報提供方法に関する。

　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、ツイストペアケーブルを用いて信号伝送と電源供給を実現するＰｏＤＬ（Power over Data Lines）と呼ばれる伝送方式が提案されている。ＰｏＤＬでは、送信側と受信側の装置にそれぞれ搭載されたＰｏＤＬ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、ツイストペア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。

　ＰｏＤＬを採用する場合、ＰｏＤＬ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、ＰｏＤＬ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、電子装置間をツイストペアケーブルで接続し、ツイストペアケーブルに差動信号と電源とを重畳させて伝送するシステムが開示されている。このシステムでは、信号ライン上には直流カット用のコンデンサを配置し、また電源ライン上にはコモンモードチョークコイルやインダクタ等のフィルタ素子をＰｏＤＬフィルタとして挿入している。これにより、フィルタ素子の周波数範囲に応じて信号と電源の分離を行っている。

米国特許第１０，５９４，５１９号明細書

　特許文献１の技術は、通信回路とツイストペアケーブルの間にフィルタ素子を配置することにより、配線基板上の回路からツイストペア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、ツイストペア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、ＰｏＤＬ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、一対の電線からなる差動配線により電子装置と接続されたものであって、前記差動配線を介して前記電子装置との間で差動伝送による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、を備え、前記電子装置および前記信号伝送装置は、前記差動配線を介した電源電流の供給を行う電源部と、前記差動配線と前記電源部の間に電気的に接続されたフィルタ回路と、をそれぞれ有し、前記通信部は、第１の信号伝送速度と、前記第１の信号伝送速度よりも低速の第２の信号伝送速度と、を少なくとも含む複数の信号伝送速度で前記電子装置からそれぞれ送信される通信信号を、前記差動配線を介して受信可能であり、前記通信部は、前記第２の信号伝送速度で前記電子装置から受信した前記通信信号の振幅を測定し、前記信号処理部は、前記通信部により測定された前記振幅に基づいて前記フィルタ回路のショート故障を検知する。
　本発明による信号伝送システムは、第１の電子装置と、一対の電線からなる差動配線により前記第１の電子装置と接続された第２の電子装置と、を備え、前記第１の電子装置は、前記差動配線とそれぞれ接続された一対の第１の信号配線と、前記第１の信号配線および前記差動配線を介して前記第２の電子装置との間で差動伝送による通信を行う第１の通信部と、前記差動配線を介した電源電流の供給を行う第１の電源部と、前記一対の第１の信号配線と前記第１の電源部との間にそれぞれ接続された一対のフィルタ素子を有する第１のフィルタ回路と、を備え、前記第２の電子装置は、前記差動配線とそれぞれ接続された一対の第２の信号配線と、前記第２の信号配線および前記差動配線を介して前記第１の電子装置との間で前記通信を行う第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、前記差動配線を介した前記電源電流の供給を行う第２の電源部と、前記一対の第２の信号配線と前記第２の電源部との間にそれぞれ接続された一対のフィルタ素子を有する第２のフィルタ回路と、を備え、前記第１の通信部は、第１の信号伝送速度と、前記第１の信号伝送速度よりも低速の第２の信号伝送速度と、を少なくとも含む複数の信号伝送速度で、通信信号をそれぞれ送信し、前記第２の通信部は、前記第１の通信部から送信された前記通信信号を前記差動配線を介して受信するとともに、前記第２の信号伝送速度で受信した前記通信信号の振幅を測定し、前記第２の信号処理部は、前記第２の通信部により測定された前記振幅に基づいて前記第１のフィルタ回路または前記第２のフィルタ回路のショート故障を検知する。
　本発明による情報提供方法は、上記の信号伝送システムを用いたものであって、前記信号伝送システムは、車内ネットワークと、前記車内ネットワークに接続されて無線通信を行う通信装置とを有する自動車に搭載され、前記第２の信号処理部が前記ショート故障を検知した場合、前記ショート故障に関する故障情報を、前記第２の電子装置から前記車内ネットワークを介して前記通信装置へ送信し、前記通信装置が行う無線通信により、前記自動車とは異なる場所に設置されたサーバ装置へ前記故障情報を送信し、前記サーバ装置により、予め登録されたデータベースを用いて、前記ショート故障が発生した前記第１のフィルタ回路または前記第２のフィルタ回路に関する故障対象部品情報を取得し、前記サーバ装置により、前記故障対象部品情報に基づいて、前記自動車の修理を行うメンテナンス業者に修理可否の問い合わせを行い、前記問い合わせの結果に基づく推奨修理情報を前記サーバ装置から送信し、前記サーバ装置が送信した前記推奨修理情報に基づいて、前記ショート故障の修理に関する情報を前記自動車のユーザに提供する。

　本発明によれば、ＰｏＤＬ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システムの構成を示す図である。従来の信号伝送システムの構成例を示す図である。フィルタ回路のショート故障の有無による通信信号の変化の様子を示す表である。波形等価回路による損失補償の説明図である。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の実施形態に係るテストモードの手順を示すフローチャートである。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。ＰｏＤＬフィルタにおけるショート故障の発生箇所とテストモードでの受信信号の変化との関係を示す表である。本発明の第６の実施形態に係るテストモードの手順を示すフローチャートである。本発明の第７の実施形態に係るテストモードの手順を示すフローチャートである。本発明の第８の実施形態に係るテストモードの手順を示すフローチャートである。本発明の第９の実施形態に係る電源部の接続構造を示す図である。本発明の第１０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１１の実施形態に係る信号伝送システムを含んだ車載システムの構成を示す図である。本発明の第１２の実施形態に係る信号伝送システムを含んだ車載システムの構成を示す図である。本発明の第１３の実施形態に係る情報提供システムの構成を示す図である。本発明の第１４の実施形態に係る情報提供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システムの構成を示す図である。図１に示す信号伝送システム１００は、電子装置１と信号伝送装置２が差動配線５を介して互いに接続され、電子装置１と信号伝送装置２の間で差動配線５を介して信号伝送および電源供給が行われるように構成されたものである。

　差動配線５は、一対の電線からなる差動伝送用の通信ケーブルであり、例えばツイストペアケーブルを用いて構成される。なお以下では、電子装置１から信号伝送装置２への信号伝送および電源供給が行われ、電子装置１が通信信号の送信側かつ電源の供給側であり、信号伝送装置２が通信信号の受信側かつ電源供給を受ける側として説明するが、信号伝送の方向および電源供給の方向の組み合わせはこれに限らない。例えば上記とは反対に、信号伝送装置２が通信信号の送信側かつ電源の供給側であり、電子装置１が通信信号の受信側かつ電源供給を受ける側であってもよいし、信号伝送の方向と電源供給の方向とが異なっていてもよい。

　信号伝送装置２は、電子装置の一種であり、電子装置１や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）を電子装置１として用いた場合、この電子装置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画像処理を実施する。そして、画像処理結果、例えば物体認識結果を、差動配線５を介して信号伝送装置２へ送信する。信号伝送装置２は、電子装置１から受信した画像処理結果を元に、車両制御に関する処理を実施する。

　電子装置１は、通信部１１、電源部１２、フィルタ回路１３、コンデンサ１４Ｐおよび１４Ｎ、信号配線１５Ｐおよび１５Ｎ、コネクタ１６を備える。信号伝送装置２は、通信部２１、電源部２２、フィルタ回路２３、コンデンサ２４Ｐおよび２４Ｎ、信号配線２５Ｐおよび２５Ｎ、コネクタ２６、信号処理部２７を備える。

　通信部１１は、通信制御部１１０および差動送信回路１１１を含む。差動送信回路１１１は、コンデンサ１４Ｐ，１４Ｎをそれぞれ介して信号配線１５Ｐ，１５Ｎと接続されている。信号配線１５Ｐ，１５Ｎは、コネクタ１６を介して、差動配線５を構成する一対の電線とそれぞれ接続されている。差動送信回路１１１は、通信制御部１１０から入力される通信データに基づき、互いに極性が反転した通信信号を信号配線１５Ｐと信号配線１５Ｎにそれぞれ出力する。差動送信回路１１１から信号配線１５Ｐ，１５Ｎに出力される通信信号は、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の信号伝送速度が決定され、周期が短いほど信号伝送速度が速くなる。これにより、通信部１１は、信号配線１５Ｐ，１５Ｎおよび差動配線５を介して、信号伝送装置２との間で差動伝送による通信を行うことができるようになっている。

　通信部２１は、受信処理部２１０、差動受信回路２１１および波形等価回路２１２を含む。差動受信回路２１１は、コンデンサ２４Ｐ，２４Ｎをそれぞれ介して信号配線２５Ｐ，２５Ｎと接続されている。信号配線２５Ｐ，２５Ｎは、コネクタ２６を介して、差動配線５を構成する一対の電線とそれぞれ接続されている。

　通信部２１には、電子装置１から差動配線５を介して信号伝送装置２へ送信される通信信号が、コネクタ２６、信号配線２５Ｐ，２５Ｎおよびコンデンサ２４Ｐ，２４Ｎを介して入力される。差動受信回路２１１は、通信部２１に入力された通信信号を受信して、波形等価回路２１２へ出力する。波形等価回路２１２は、差動受信回路２１１が受信した通信信号の波形を差動配線５の周波数特性に応じて調整することで、差動配線５による信号の減衰を補償する。こうした波形等価回路２１２の機能は、イコライザ機能と呼ばれており、周知の回路構成によって実現することができるため、その詳細な説明については省略する。

　波形等価回路２１２による調整後の通信信号は、受信処理部２１０へ出力される。受信処理部２１０は、受信した通信信号に含まれる通信データを復号するとともに、通信信号の振幅を測定し、これらの情報を信号処理部２７へ出力する。これにより、通信部２１は、信号配線２５Ｐ，２５Ｎおよび差動配線５を介して、電子装置１との間で差動伝送による通信を行うことができるようになっている。

　信号処理部２７は、受信処理部２１０により通信信号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２７は、その機能の一部として、フィルタ状態判定部２７０を有する。フィルタ状態判定部２７０は、受信処理部２１０により測定された通信信号の振幅に基づいてフィルタ回路１３，２３の故障を検知し、その検知結果に応じた処理を行う。なお、フィルタ状態判定部２７０によるフィルタ回路１３，２３の故障検知方法の詳細については後述する。

　電子装置１の通信部１１において、通信制御部１１０は、電子装置１から差動配線５を介して信号伝送装置２へ送信される通信信号の信号伝送速度を変化させる機能を有している。例えば、通信制御部１１０から差動送信回路１１１へ出力する通信データの通信速度を変えることで、差動送信回路１１１から信号配線１５Ｐ，１５Ｎへ出力される通信信号の周期を変化させ、これによって通信信号の信号伝送速度を変化させる。このとき、信号伝送装置２の通信部２１では、電子装置１から送信される通信信号の信号伝送速度の変化に応じて、差動受信回路２１１や波形等価回路２１２、受信処理部２１０の動作を、必要に応じてそれぞれ変化させる。これにより、異なる信号伝送速度で電子装置１からそれぞれ送信される通信信号を差動配線５を介して通信部２１が受信可能とし、通信部２１において通信データの復号や通信信号の振幅の測定を実施できるようにしている。

　電子装置１において、電源部１２は、外部より入力される電源電圧Ｖｉｎを用いて直流の電源電流Ｉｄを生成し、生成した電源電流Ｉｄを電源端子Ｖからフィルタ回路１３、信号配線１５Ｐおよびコネクタ１６を介して差動配線５へ出力する。これにより、差動配線５において通信信号に電源電流Ｉｄが重畳され、電子装置１から信号伝送装置２へ向かう方向に電源電流Ｉｄが流れて、信号伝送装置２に電源電流Ｉｄが供給される。

　電子装置１から差動配線５を介して信号伝送装置２に供給された電源電流Ｉｄは、コネクタ２６、信号配線２５Ｐおよびフィルタ回路２３を介して、電源部２２の電源端子Ｖへ入力される。電源部２２は、入力された電源電流Ｉｄを用いて電源電圧Ｖｏｕｔを生成し、通信部２１および信号処理部２７を含む信号伝送装置２の各部分へ出力する。これにより、電子装置１から供給された電源電流Ｉｄが通信部２１および信号処理部２７へ分配される。

　なお、上記のように電子装置１の電源部１２から信号伝送装置２の電源部２２に電源電流Ｉｄが流れると、これに対応するグランド電流Ｉｇが、電源電流Ｉｄとは反対方向、すなわち信号伝送装置２の電源部２２から電子装置１の電源部１２に向けて流れる。このグランド電流Ｉｇは、電源部２２のグランド端子Ｇからフィルタ回路２３、信号配線２５Ｎおよびコネクタ２６を介して差動配線５へ出力され、差動配線５において通信信号に重畳される。また、電子装置１に入力されたグランド電流Ｉｇは、コネクタ１６、信号配線１５Ｎおよびフィルタ回路１３を介して、電源部１２のグランド端子Ｇへ入力される。

　フィルタ回路１３は、差動配線５と電源部１２の間に電気的に接続されている。フィルタ回路１３は、信号配線１５Ｐと電源部１２の電源端子Ｖとの間に接続されているインダクタＬ１と、信号配線１５Ｎと電源部１２のグランド端子Ｇとの間に接続されているインダクタＬ２とをフィルタ素子として構成される。フィルタ回路１３は、電源部１２から出力される電源電流Ｉｄおよび電源部１２に入力されるグランド電流Ｉｇを透過するとともに、電子装置１から差動配線５を介して信号伝送装置２へ送信される通信信号を遮断するローパスフィルタ（ＰｏＤＬフィルタ）として機能する。フィルタ回路１３において、インダクタＬ１とインダクタＬ２とは、同一の周波数特性を有するフィルタ素子として機能する。

　フィルタ回路２３は、差動配線５と電源部２２の間に電気的に接続されている。フィルタ回路２３は、信号配線２５Ｐと電源部２２の電源端子Ｖとの間に接続されているインダクタＬ３と、信号配線２５Ｎと電源部２２のグランド端子Ｇとの間に接続されているインダクタＬ４とをフィルタ素子として構成される。フィルタ回路２３は、電源部２２に入力される電源電流Ｉｄおよび電源部１２から出力されるグランド電流Ｉｇを透過するとともに、電子装置１から差動配線５を介して信号伝送装置２へ送信される通信信号を遮断するローパスフィルタ（ＰｏＤＬフィルタ）として機能する。フィルタ回路２３において、インダクタＬ３とインダクタＬ４とは、同一の周波数特性を有するフィルタ素子として機能する。

　なお、図１の例ではフィルタ回路１３が２つのインダクタＬ１，Ｌ２により構成され、フィルタ回路２３が２つのインダクタＬ３，Ｌ４により構成されているが、フィルタ回路１３，２３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１３，２３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１３，２３を構成してもよい。電源電流Ｉｄおよびグランド電流Ｉｇを透過して通信信号を遮断するＰｏＤＬ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１３，２３を構成することができる。

　コンデンサ１４Ｐ，１４Ｎは、信号配線１５Ｐ，１５Ｎと通信部１１の間にそれぞれ接続されており、電子装置１から差動配線５を介して信号伝送装置２へ送信される通信信号を透過するとともに、電源部１２から出力される電源電流Ｉｄおよび電源部１２に入力されるグランド電流Ｉｇを遮断するハイパスフィルタとして機能する。コンデンサ２４Ｐ，２４Ｎは、信号配線２５Ｐ，２５Ｎと通信部２１の間にそれぞれ接続されており、電子装置１から差動配線５を介して信号伝送装置２へ送信される通信信号を透過するとともに、電源部２２に入力される電源電流Ｉｄおよび電源部１２から出力されるグランド電流Ｉｇを遮断するハイパスフィルタとして機能する。

　次に、本発明の第１の実施形態に係る信号伝送システム１００におけるフィルタ回路１３，２３の故障検知方法について、従来の信号伝送システムとの比較により、図２、３および４を参照して説明する。

　図２は、従来の信号伝送システム１００Ｚの構成例を示す図である。図２に示す信号伝送システム１００Ｚは、図１に示した信号伝送システム１００と同様に、電子装置１Ｚと信号伝送装置２Ｚが差動配線５を介して互いに接続されている。信号伝送システム１００Ｚは、図１の信号伝送システム１００と比較して、電子装置１Ｚの通信部１１Ｚが通信信号伝送速度の変化機能を持たない通信制御部１１０Ｚを有している点と、信号伝送装置２Ｚの通信部２１Ｚが通信信号の振幅測定機能を持たない受信処理部２１０Ｚを有している点と、信号伝送装置２Ｚの信号処理部２７Ｚがフィルタ状態判定部２７０を有していない点とが異なっている。

　図２の信号伝送システム１００Ｚの構成では、以下で図３を参照して説明するように、フィルタ回路１３，２３の故障検知を行うことが困難である。

　図１で説明したように、ＰｏＤＬフィルタであるフィルタ回路１３，２３は、電源部１２と信号配線１５Ｐ，１５Ｎの間にそれぞれ接続されたインダクタＬ１，Ｌ２と、電源部２２と信号配線２５Ｐ，２５Ｎの間にそれぞれ接続されたインダクタＬ３，Ｌ４とによって構成される。これらのフィルタ回路１３，２３の故障としては、インダクタＬ１～Ｌ４のいずれかにおけるオープン故障とショート故障の２つの場合が考えられる。ここで、インダクタＬ１～Ｌ４のいずれかがオープン故障した場合、電源電流Ｉｄからグランド電流Ｉｇまでの電流ラインが断絶され、電子装置１Ｚから信号伝送装置２Ｚへの電源供給が停止される。そのため、これを検知することでフィルタ回路１３，２３のいずれかが故障したことを容易に検知可能である。他方、インダクタＬ１～Ｌ４のいずれかがショート故障した場合は、電子装置１Ｚから差動配線５を介して信号伝送装置２Ｚへ送信される通信信号を遮断するローパスフィルタとしての機能が失われるため、通信信号への影響が生じるものの、電子装置１Ｚから信号伝送装置２Ｚへの電源供給は問題なく行われる。したがって、フィルタ回路１３，２３の故障検知を確実に行うためには、通信信号の変化からインダクタＬ１～Ｌ４のショート故障の検知ができるかどうかが重要なポイントとなる。

　図３は、フィルタ回路１３のショート故障の有無による通信信号の変化の様子を示す表である。図３の表において、一行目には通常伝送時、すなわち電子装置１Ｚのフィルタ回路１３が故障していない場合の電子装置１Ｚおよび信号伝送装置２Ｚの各観測点での伝送波形の例を示し、二行目には電子装置１Ｚのフィルタ回路１３において電源供給側のインダクタＬ１がショート故障している場合の電子装置１Ｚおよび信号伝送装置２Ｚの各観測点での伝送波形の例を示している。具体的には、電源電位（電源電流Ｉｄの直流電圧レベル）、Ｐ側波形（通信信号送信時の信号配線１５Ｐの電圧波形）、Ｎ側波形（通信信号送信時の信号配線１５Ｎの電圧波形）、送端側の差動振幅（通信信号送信時の信号配線１５Ｐと信号配線１５Ｎの電位差）、受端側の差動波形（通信信号受信時の信号配線２５Ｐと信号配線２５Ｎの電位差）、イコライザ後の受信波形（波形等価回路２１２の出力波形）の各例を示している。

　図３の表から、インダクタＬ１のショート故障の有無によって電源電位は変化しないため、電源電流Ｉｄの電圧変化によってインダクタＬ１の故障を検知するのは不可能であることが分かる。一方、インダクタＬ１がショート故障すると、Ｐ側波形の電位が固定されることで送端側の差動振幅が半分（－６ｄＢ）になるが、これは波形等価回路２１２が有する一般的なイコライザ機能による損失補償量（１２ｄＢ～２５ｄＢ程度）よりも小さく、波形等価回路２１２によって十分に補償可能な減衰量に相当する。そのため、差動配線５による減衰量のばらつき等を考慮すると、波形等価回路２１２から出力されるイコライザ後の受信波形では、インダクタＬ１のショート故障の有無による通信信号の振幅差を正確に検知することが困難であることが分かる。

　図４は、波形等価回路２１２による損失補償の説明図である。通信信号を高速伝送する通常の通信時には、図４において実線で示すように、通信信号の周波数（伝送速度）が高くなるにつれて、差動配線５を含む伝送路の損失が大きくなる。こうした周波数ごとの損失量の差が通信信号波形に影響を及ぼすことで、通信信号において符号間干渉が生じてしまい、通信信号の品質が劣化する。そこで波形等価回路２１２では、このような通信信号の品質劣化を低減するため、図４において破線で示すように、通信信号の伝送周波数範囲をイコライザ機能の有効周波数範囲として、この周波数範囲における損失量が周波数軸上で平坦になるような損失補償を行う。なお、図４では、波形等価回路２１２が高周波側の損失を減らす方向に損失補償を行う場合の例を図示しているが、反対に損失量の小さい低周波側の損失を増やして周波数軸上で平坦化することでも、損失補償を行うことができる。どちらの場合であっても、原理的には同じである。

　上述のように、図２に示した従来の信号伝送システム１００Ｚの構成では、受信波形の変化からフィルタ回路１３におけるインダクタＬ１のショート故障を検知することは困難である。なお、他のインダクタＬ２～Ｌ４がショート故障した場合も同様である。

　そこで、図１に示した本発明の第１の実施形態に係る信号伝送システム１００では、故障検知用のテストモードにおいて、電子装置１の通信制御部１１０により、波形等価回路２１２が通信信号の波形を調整して差動配線５による減衰を補償するイコライザ機能の有効周波数範囲よりも低周波側、すなわちイコライザによる損失補償の能力が十分でない周波数範囲となるように、通信信号の信号伝送速度を低速に調整する。このとき、通常時における調整前の信号伝送速度をＴ１とし、テストモード時における調整後の信号伝送速度をＴ２とすると、Ｔ１＞Ｔ２である。これにより、電子装置１から信号伝送装置２への通信信号として、図４に示すショート故障検知用の低速信号が差動配線５を介して出力されるようにする。

　そして、信号伝送装置２の受信処理部２１０により、差動受信回路２１１が受信した信号伝送速度Ｔ２の通信信号の振幅を測定し、その測定結果を、フィルタ状態判定部２７０により正常時の受信信号の振幅情報と比較する。なお、正常時の受信信号の振幅情報は、フィルタ回路１３，２３がショート故障していない場合における信号伝送速度Ｔ２の通信信号の振幅として、予めフィルタ状態判定部２７０に設定されているものとする。その結果、受信した通信信号の振幅が正常時の振幅の約半分（－６ｄＢ）である場合は、フィルタ回路１３，２３においてインダクタＬ１～Ｌ４のいずれかがショート故障していると判定する。

　本発明の第１の実施形態に係る信号伝送システム１００は、電子装置１と信号伝送装置２が上記の処理をそれぞれ行うことにより、フィルタ回路１３，２３がショート故障した場合に、これを確実に検知することができるようになっている。なお、信号伝送装置２において受信した通信信号の振幅を測定する際には、調整後の信号伝送速度Ｔ２による通信信号の周波数が、通常時の信号伝送速度Ｔ１による通信信号の基本周波数の１／２０以下程度となるように、電子装置１から送信する通信信号の信号伝送速度を調整することが好ましい。

　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２は、一対の電線からなる差動配線５により電子装置１と接続されており、差動配線５を介して電子装置１との間で差動伝送による通信を行う通信部２１と、通信に関する信号処理を実施する信号処理部２７とを備える。電子装置１および信号伝送装置２は、差動配線５を介した電源電流Ｉｄの供給を行う電源部１２，２２と、差動配線５と電源部１２，２２の間に電気的に接続されたフィルタ回路１３，２３とをそれぞれ有する。通信部２１は、信号伝送速度Ｔ１と、信号伝送速度Ｔ１よりも低速の信号伝送速度Ｔ２と、を少なくとも含む複数の信号伝送速度で電子装置１からそれぞれ送信される通信信号を、差動配線５を介して受信可能である。通信部２１は、受信処理部２１０により、信号伝送速度Ｔ２で電子装置１から受信した通信信号の振幅を測定する。信号処理部２７は、フィルタ状態判定部２７０により、通信部２１で測定された振幅に基づいてフィルタ回路１３，２３のショート故障を検知する。このようにしたので、ＰｏＤＬフィルタとして用いられるフィルタ回路１３，２３の故障を検知することができる。

（２）電子装置１が有する電源部１２は、差動配線５の一対の電線の間に所定の電位差を印加して電源電流Ｉｄを信号伝送装置２へ供給する。信号伝送装置２が有する電源部２２は、電子装置１から供給される電源電流Ｉｄを、通信部２１および信号処理部２７に分配する。このようにしたので、電子装置１から差動配線５を介して信号伝送装置２への電源供給を行い、この電源を用いて信号伝送装置２の各部分を動作させることができる。

（３）通信部２１は、波形等価回路２１２において、所定の有効周波数範囲内で通信信号の波形を調整して差動配線５による減衰を補償するイコライザ機能を有する。信号伝送速度Ｔ２は、通信信号の周波数がこのイコライザ機能の有効周波数範囲よりも低周波側となる信号伝送速度である。このようにしたので、通信信号の振幅を正確に測定することができる。

（４）信号伝送速度Ｔ２は、通信信号の周波数が信号伝送速度Ｔ１による通信信号の基本周波数の１／２０以下となる信号伝送速度であることが好ましい。このようにすれば、通信信号の周波数がイコライザ機能の有効周波数範囲よりも低周波側となるように、適切な値で信号伝送速度を調整することができる。

（５）信号伝送システム１００は、電子装置１と、一対の電線からなる差動配線５により電子装置１と接続された電子装置である信号伝送装置２とを備える。電子装置１は、差動配線５とそれぞれ接続された一対の信号配線１５Ｐ，１５Ｎと、信号配線１５Ｐ，１５Ｎおよび差動配線５を介して信号伝送装置２との間で差動伝送による通信を行う通信部１１と、差動配線５を介した電源電流Ｉｄの供給を行う電源部１２と、一対の信号配線１５Ｐ，１５Ｎと電源部１２との間にそれぞれ接続された一対のフィルタ素子であるインダクタＬ１，Ｌ２を有するフィルタ回路１３とを備える。信号伝送装置２は、差動配線５とそれぞれ接続された一対の信号配線２５Ｐ，２５Ｎと、信号配線２５Ｐ，２５Ｎおよび差動配線５を介して電子装置１との間で通信を行う通信部２１と、通信に関する信号処理を実施する信号処理部２７と、差動配線５を介した電源電流Ｉｄの供給を行う電源部２２と、一対の信号配線２５Ｐ，２５Ｎと電源部２２との間にそれぞれ接続された一対のフィルタ素子であるインダクタＬ３，Ｌ４を有するフィルタ回路２３とを備える。通信部１１は、信号伝送速度Ｔ１と、信号伝送速度Ｔ１よりも低速の信号伝送速度Ｔ２と、を少なくとも含む複数の信号伝送速度で、通信信号をそれぞれ送信する。通信部２１は、差動受信回路２１１により、通信部１１から送信された通信信号を差動配線５を介して受信するとともに、受信処理部２１０により、信号伝送速度Ｔ２で受信した通信信号の振幅を測定する。信号処理部２７は、フィルタ状態判定部２７０により、通信部２１で測定された振幅に基づいてフィルタ回路１３またはフィルタ回路２３のショート故障を検知する。このようにしたので、電子装置１と信号伝送装置２により構成される信号伝送システム１００において、ＰｏＤＬフィルタとしてそれぞれ用いられるフィルタ回路１３，２３のショート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。前述の第１の実施形態では、電子装置１と信号伝送装置２が差動配線５を介して互いに接続され、電子装置１から信号伝送装置２の方向に差動配線５を介した信号伝送および電源供給を行う例を説明した。これに対して、本実施形態では、電子装置１Ａと信号伝送装置２Ａが差動配線５を介して互いに接続され、電子装置１Ａから信号伝送装置２Ａの方向に差動配線５を介した信号伝送を行い、信号伝送装置２Ａから電子装置１Ａの方向に差動配線５を介した電源供給を行う例を説明する。

　図５は、本発明の第２の実施形態に係る信号伝送システムの構成を示す図である。図５に示す信号伝送システム１００Ａにおいて、電子装置１Ａと信号伝送装置２Ａは、電源部１２，２２に替えて電源部１２Ａ，２２Ａをそれぞれ備える点以外は、図１で説明した第１の実施形態の電子装置１および信号伝送装置２と同様の構成を有している。

　本実施形態において、電源部２２Ａは、外部より入力される電源電圧Ｖｉｎを用いて直流の電源電流Ｉｄを生成し、生成した電源電流Ｉｄを電源端子Ｖからフィルタ回路２３、信号配線２５Ｐおよびコネクタ２６を介して差動配線５へ出力する。これにより、差動配線５において通信信号に電源電流Ｉｄが重畳され、信号伝送装置２Ａから電子装置１Ａへ向かう方向に電源電流Ｉｄが流れて、電子装置１Ａに電源電流Ｉｄが供給される。

　信号伝送装置２Ａから差動配線５を介して電子装置１Ａに供給された電源電流Ｉｄは、コネクタ１６、信号配線１５Ｐおよびフィルタ回路１３を介して、電源部１２Ａの電源端子Ｖへ入力される。電源部１２Ａは、入力された電源電流Ｉｄを用いて電源電圧Ｖｏｕｔを生成し、通信部１１を含む電子装置１Ａの各部分へ出力する。これにより、信号伝送装置２Ａから供給された電源電流Ｉｄが通信部１１へ分配される。

　なお、上記のように信号伝送装置２Ａの電源部２２Ａから電子装置１Ａの電源部１２Ａに電源電流Ｉｄが流れると、これに対応するグランド電流Ｉｇが、電源電流Ｉｄとは反対方向、すなわち電子装置１Ａの電源部１２Ａから信号伝送装置２Ａの電源部２２Ａに向けて流れる。このグランド電流Ｉｇは、電源部１２Ａのグランド端子Ｇからフィルタ回路１３、信号配線１５Ｎおよびコネクタ１６を介して差動配線５へ出力され、差動配線５において通信信号に重畳される。また、信号伝送装置２Ａに入力されたグランド電流Ｉｇは、コネクタ２６、信号配線２５Ｎおよびフィルタ回路２３を介して、電源部２２Ａのグランド端子Ｇへ入力される。

　以上説明した本発明の第２の実施形態によれば、信号伝送装置２Ａが有する電源部２２Ａは、差動配線５の一対の電線の間に所定の電位差を印加して電源電流Ｉｄを電子装置１Ａへ供給する。電子装置１Ａが有する電源部１２Ａは、信号伝送装置２Ａから供給される電源電流Ｉｄを、通信部１１に分配する。このようにしたので、信号伝送装置２Ａから差動配線５を介して電子装置１Ａへの電源供給を行い、この電源を用いて電子装置１Ａの各部分を動作させることができる。

（第３の実施形態）
　次に、本発明の第３の実施形態について説明する。本実施形態では、ＰｏＤＬフィルタのショート故障を検知するためのテストモードの手順の一例を説明する。なお、本実施形態では、第１の実施形態で説明した信号伝送システム１００においてテストモードを実施する場合の例を説明するが、第２の実施形態で説明した信号伝送システム１００Ａにおいてテストモードを実施する場合も、同様の手順でテストモードを実施することが可能である。

　図６は、本発明の第３の実施形態に係るテストモードの手順を示すフローチャートである。ステップＳ１０１において、信号伝送システム１００は、電子装置１の通信制御部１１０により、通信信号の信号伝送速度を通常時の信号伝送速度Ｔ１から低速の信号伝送速度Ｔ２に切り替えることで、テスト用の低速信号伝送モードに移行する。

　次にステップＳ１０２において、信号伝送システム１００は、信号伝送装置２の通信部２１により、電子装置１から信号伝送速度Ｔ２で送信された通信信号を受信し、その受信信号の振幅を受信処理部２１０において測定する。

　ステップＳ１０３において、信号伝送システム１００は、信号伝送装置２のフィルタ状態判定部２７０により、ステップＳ１０２で測定した受信信号の振幅と、予め設定された正常時の受信信号の振幅とを比較し、測定した受信信号の振幅が正常時の５０％程度であるか否かを判定する。その結果、測定した受信信号の振幅が正常時の５０％程度まで低下していると判定した場合は、ステップＳ１０４において、ＰｏＤＬフィルタであるフィルタ回路１３，２３のいずれかがショート故障していることを表すアラーム通知を行う。なお、ショート故障のアラーム通知は、例えば所定の音声や画像を出力するなどの任意の方法で、信号伝送システム１００やそれを搭載した上位システムのユーザに対して行うことができる。

　ステップＳ１０４でアラーム通知を行うか、測定した受信信号の振幅が正常時の５０％程度まで低下していていないとステップＳ１０３で判定した場合は、図６のフローチャートに示すテストモードを終了する。

（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。

　図７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７に示す信号伝送システム１００Ｂにおいて、電子装置１は、図１で説明した第１の実施形態の電子装置１と同様の構成を有している。また、信号伝送装置２Ｂは、記憶装置２８をさらに備える点以外は、図１で説明した第１の実施形態の信号伝送装置２と同様の構成を有している。

　本実施形態において、信号伝送装置２Ｂの記憶装置２８には、フィルタ回路１３，２３がショート故障していない正常時における通信信号の振幅に関する振幅情報が記憶されている。フィルタ状態判定部２７０は、この記憶装置２８に記憶されている振幅情報を読みだして、差動受信回路２１１により受信されて受信処理部２１０が測定した信号伝送速度Ｔ２の通信信号の振幅と比較する。その結果、第１の実施形態と同様に、受信した通信信号の振幅が正常時の振幅の約半分（－６ｄＢ）である場合は、フィルタ回路１３，２３においてインダクタＬ１～Ｌ４のいずれかがショート故障していると判定する。

　記憶装置２８では、送信信号の振幅や信号伝送速度、差動配線５の損失などの情報と組み合わせて、正常時の受信信号の振幅情報を記憶することが好ましい。なお、差動配線５の損失情報は、損失量で表してもよいし、差動配線５の損失特性を表す情報、例えば単位長さ当たりの損失量と長さの情報であってもよい。あるいは、差動配線５の損失量を特定できる情報、例えば型番等を記憶装置２８に記憶させてもよい。

　さらに、送信信号の振幅、信号伝送速度、差動配線５の損失等の各パラメータについて、これらのパラメータ値が互いに異なる複数の組み合わせに対する振幅情報を記憶装置２８に記憶させてもよい。すなわち、送信信号の振幅、信号伝送速度、差動配線５の損失がそれぞれ変化すると、これらの変化に応じて受信信号の振幅も変動するため、フィルタ回路１３，２３のショート故障の検知を正確に行うためには、これら３つのパラメータ値の組み合わせを考慮して、受信信号から測定した振幅と正常時の振幅との比較を行う必要がある。そこで、上記３つのパラメータ値の様々な組み合わせについて、正常時の振幅情報を記憶装置２８に記憶させておき、その中で信号伝送システム１００Ｂの仕様に合致する組み合わせの振幅情報を記憶装置２８から読み出して、フィルタ状態判定部２７０が行うフィルタ故障の判定に利用する。このようにすれば、信号伝送システム１００Ｂの仕様が様々に変化する場合でも、フィルタ回路１３，２３のショート故障の検知を正確に行うことができる。

　以上説明した本発明の第４の実施形態によれば、信号伝送装置２Ｂは、フィルタ回路１３，２３がショート故障していないときの通信信号の振幅に関する振幅情報が記憶された記憶装置２８を備える。信号処理部２７は、通信部２１により測定された振幅と記憶装置２８に記憶された振幅情報とに基づいてフィルタ回路１３，２３のショート故障を検知する。このようにしたので、フィルタ回路１３，２３のショート故障の検知を正確に行うことができる。

（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、差動配線５を介して接続された電子装置１Ｃと信号伝送装置２Ｃが互いに双方向通信を行う例を説明する。なお、本実施形態の電子装置１Ｃおよび信号伝送装置２Ｃは、第１の実施形態で説明した電子装置１と信号伝送装置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、電子装置１Ｃおよび信号伝送装置２Ｃについて説明する。

　図８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８に示す信号伝送システム１００Ｃにおいて、電子装置１Ｃは、通信部１１に替えて通信部１１Ｃを備え、さらに信号処理部１７を備える点以外は、図１で説明した第１の実施形態の電子装置１と同様の構成を有している。また、信号伝送装置２Ｃは、通信部２１に替えて通信部２１Ｃ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２と同様の構成を有している。

　通信部１１Ｃは、第１の実施形態で説明した通信制御部１１０および差動送信回路１１１に加えて、さらに受信処理部１１２、差動受信回路１１３および波形等価回路１１４を有する。差動受信回路１１３は、コンデンサ１４Ｐ，１４Ｎをそれぞれ介して信号配線１５Ｐ，１５Ｎと接続されている。通信部２１Ｃは、第１の実施形態で説明した受信処理部２１０、差動受信回路２１１および波形等価回路２１２に加えて、さらに通信制御部２１３および差動送信回路２１４を有する。差動送信回路２１４は、コンデンサ２４Ｐ，２４Ｎをそれぞれ介して信号配線２５Ｐ，２５Ｎと接続されている。

　差動送信回路２１４は、通信制御部２１３から入力される通信データに基づき、電子装置１Ｃの差動送信回路１１１と同様に、互いに極性が反転した通信信号を信号配線２５Ｐと信号配線２５Ｎにそれぞれ出力する。この通信信号は、信号伝送装置２Ｃから差動配線５を介して電子装置１Ｃへ送信され、コネクタ１６、信号配線１５Ｐ，１５Ｎおよびコンデンサ１４Ｐ，１４Ｎを介して通信部１１Ｃに入力される。なお、通信制御部２１３は、電子装置１Ｃの通信制御部１１０と同様に、信号伝送装置２Ｃから送信される通信信号の信号伝送速度を変化させる機能を有している。

　差動受信回路１１３は、通信部１１Ｃに入力された通信信号を受信して、波形等価回路１１４へ出力する。波形等価回路１１４は、信号伝送装置２Ｃの波形等価回路２１２と同様にイコライザ機能を有しており、差動受信回路１１３が受信した通信信号の波形を差動配線５の周波数特性に応じて調整することで、差動配線５による信号の減衰を補償する。波形等価回路１１４による調整後の通信信号は、受信処理部１１２へ出力される。受信処理部１１２は、受信した通信信号に含まれる通信データを復号するとともに、通信信号の振幅を測定し、これらの情報を信号処理部１７へ出力する。

　信号処理部１７は、信号伝送装置２Ｃの信号処理部２７と同様に、受信処理部１１２により通信信号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１７は、その機能の一部として、フィルタ状態判定部１７０を有する。フィルタ状態判定部１７０は、信号伝送装置２Ｃのフィルタ状態判定部２７０と同様に、受信処理部１１２により測定された通信信号の振幅に基づいてフィルタ回路１３，２３の故障を検知し、その検知結果に応じた処理を行う。

　以上説明した本発明の第５の実施形態によれば、電子装置１Ｃと信号伝送装置２Ｃの間で双方向に通信を行うことができる。さらに、電子装置１Ｃと信号伝送装置２Ｃにフィルタ状態判定部１７０，２７０がそれぞれ設けられているため、どちらの通信方向であってもフィルタ回路１３，２３の故障検知を行うことが可能である。

（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、ＰｏＤＬフィルタのショート故障が検知された場合に、そのショート故障がどちらの装置で発生したかを特定する例を説明する。なお、本実施形態では双方向通信が前提となるため、第５の実施形態で説明した図８の信号伝送システム１００Ｃを用いて、ＰｏＤＬフィルタのショート故障を検知する場合の例を説明する。

　図９は、ＰｏＤＬフィルタにおけるショート故障の発生箇所とテストモードでの受信信号の変化との関係を示す表である。図９の表において、一行目（＃１）には電源供給側、すなわち電子装置１Ｃのフィルタ回路１３においてインダクタＬ１，Ｌ２のいずれかにショート故障が発生したときに、電子装置１Ｃから信号伝送装置２Ｃへ通信信号を送信した場合の、受信側の信号伝送装置２Ｃにおける正常時からの受信信号の振幅変化の様子を示している。一方、二行目（＃２）には電源供給側、すなわち電子装置１Ｃのフィルタ回路１３においてインダクタＬ１，Ｌ２のいずれかにショート故障が発生したときに、一行目とは反対に、信号伝送装置２Ｃから電子装置１Ｃへ通信信号を送信した場合の、受信側の電子装置１Ｃにおける正常時からの受信信号の振幅変化の様子を示している。また、三行目（＃３）には電源分配側、すなわち信号伝送装置２Ｃのフィルタ回路２３においてインダクタＬ３，Ｌ４のいずれかにショート故障が発生したときに、電子装置１Ｃから信号伝送装置２Ｃへ通信信号を送信した場合の、受信側の信号伝送装置２Ｃにおける正常時からの受信信号の振幅変化の様子を示している。一方、四行目（＃４）には電源分配側、すなわち信号伝送装置２Ｃのフィルタ回路２３においてインダクタＬ３，Ｌ４のいずれかにショート故障が発生したときに、三行目とは反対に、信号伝送装置２Ｃから電子装置１Ｃへ通信信号を送信した場合の、受信側の電子装置１Ｃにおける正常時からの受信信号の振幅変化の様子を示している。

　図９の二行目と三行目から、電源電流Ｉｄの供給方向と通信信号の伝送方向とが同一方向と逆方向のいずれであっても、通信信号の受信側においてフィルタ回路１３または２３がショート故障した場合には、第１の実施形態で説明したように、受信した通信信号の振幅が正常時の振幅の約半分となることが分かる。一方、図９の一行目と四行目から、電源電流Ｉｄの供給方向と通信信号の伝送方向とが同一方向と逆方向のいずれであっても、通信信号の送信側においてフィルタ回路１３または２３がショート故障した場合には、受信した通信信号の振幅が正常時の振幅の約半分よりもさらに低下することが分かる。

　上記のような送信側フィルタのショート故障による受信信号の振幅低下は、差動配線５を構成する２つの電線間のクロストークによって発生するものである。すなわち、フィルタ回路１３，２３においてインダクタＬ１～Ｌ４のいずれかがショート故障すると、差動配線５の一対の電線のうち当該インダクタと接続されている一方の電線では、図３の表に示したように電位が固定される。しかしながら、差動配線５を介した通信信号の伝送時に生じる電線間のクロストークにより、電位固定された一方の電線に対して、他方の電線における通信信号の電圧変動が重畳される。その結果、一方の電線側でもわずかな電位変動が発生し、受信信号においてクロストーク影響分の振幅減少が生じることになる。この振幅減少のレベルは、例えばツイストペアケーブルの一般的なクロストーク係数である５％～２０％の間となる。

　そこで本実施形態では、フィルタ回路１３，２３のショート故障が発生したと判明したときに、信号伝送方向の異なる２つのテストモードを実行して、それぞれの受信信号の振幅を測定する。そして、これらの振幅測定結果同士を比較して、受信信号の振幅が小さい方の信号伝送方向を特定することで、その信号伝送方向における送信側フィルタが故障していると判定する。これにより、フィルタ回路１３とフィルタ回路２３のいずれがショート故障しているかを特定することが可能となる。

　図１０は、本発明の第６の実施形態に係るテストモードの手順を示すフローチャートである。ステップＳ２０１において、信号伝送システム１００Ｃは、信号伝送装置２Ｃの通信制御部２１３により、通信信号の信号伝送速度を通常時の信号伝送速度Ｔ１から低速の信号伝送速度Ｔ２に切り替える。これにより、電源分配側の信号伝送装置２Ｃから電源供給側の電子装置１Ｃへ通信信号を送信するテスト用の低速信号伝送モードである第１伝送モードに移行する。

　次にステップＳ２０２において、信号伝送システム１００Ｃは、電源電流Ｉｄを信号伝送装置２Ｃへ供給する電源供給回路として動作する電源部１２を有する電子装置１Ｃ側の通信部１１Ｃにより、信号伝送装置２Ｃから信号伝送速度Ｔ２で送信された通信信号を受信し、その受信信号の振幅を受信処理部１１２において測定する。以下では、このステップＳ２０２で測定された受信信号の振幅を「信号振幅１」と称する。

　ステップＳ２０３において、信号伝送システム１００Ｃは、電子装置１Ｃのフィルタ状態判定部１７０により、ステップＳ２０２で測定した信号振幅１と、予め設定された正常時の受信信号の振幅とを比較し、信号振幅１が正常時の振幅の５０％程度であるか否かを判定する。その結果、信号振幅１が正常時の振幅の５０％程度まで低下していると判定した場合はステップＳ２０４へ進み、そうでない場合は図１０のフローチャートに示すテストモードを終了する。

　ステップＳ２０４において、信号伝送システム１００Ｃは、ステップＳ２０２で測定した信号振幅１の情報を、不図示の記憶装置に信号振幅情報１として保存する。なお、ここで信号振幅情報１が保存される記憶装置は、電子装置１Ｃまたは信号伝送装置２Ｃに内蔵されていてもよいし、不図示の信号線を介して電子装置１Ｃまたは信号伝送装置２Ｃと接続されていてもよい。

　次にステップＳ２０５において、信号伝送システム１００Ｃは、電子装置１Ｃの通信制御部１１０により、通信信号の信号伝送速度を通常時の信号伝送速度Ｔ１から低速の信号伝送速度Ｔ２に切り替える。これにより、電源供給側の電子装置１Ｃから電源分配側の信号伝送装置２Ｃへ通信信号を送信するテスト用の低速信号伝送モードである第２伝送モードに移行する。

　ステップＳ２０６において、信号伝送システム１００Ｃは、電子装置１Ｃから供給される電源電流Ｉｄを分配する電源分配回路として動作する電源部２２を有する信号伝送装置２Ｃ側の通信部２１Ｃにより、電子装置１Ｃから信号伝送速度Ｔ２で送信された通信信号を受信し、その受信信号の振幅を受信処理部２１０において測定する。以下では、このステップＳ２０５で測定された受信信号の振幅を「信号振幅２」と称する。

　ステップＳ２０７において、信号伝送システム１００Ｃは、ステップＳ２０６で測定した信号振幅２の情報を、不図示の記憶装置に信号振幅情報２として保存する。なお、ここで信号振幅情報２が保存される記憶装置は、ステップＳ２０４で信号振幅情報１を保存した記憶装置と同じものであってもよいし、異なっていてもよい。

　ステップＳ２０８において、信号伝送システム１００Ｃは、ステップＳ２０４、Ｓ２０７で記憶装置にそれぞれ保存した信号振幅情報１および信号振幅情報２を読み出し、これらの情報に基づいて、信号振幅１と信号振幅２を比較する。その結果、信号振幅１の方が大きい場合はステップＳ２０９へ進み、そうでない場合、すなわち信号振幅２の方が大きい場合はステップＳ２１０へ進む。なお、このステップＳ２０８以降の処理は、電子装置１Ｃのフィルタ状態判定部１７０または信号伝送装置２Ｃのフィルタ状態判定部２７０のいずれかで実施すればよく、どちらで実施しても構わない。

　ステップＳ２０９において、信号伝送システム１００Ｃは、電源電流Ｉｄを信号伝送装置２Ｃへ供給する電源供給回路として動作する電源部１２を有する電子装置１Ｃ側のフィルタ回路１３を、ショート故障の発生箇所として特定する。そして、特定したショート故障の発生箇所を示す情報を記憶装置に保存し、ステップＳ２１１へ進む。

　ステップＳ２１０において、信号伝送システム１００Ｃは、電子装置１Ｃから供給される電源電流Ｉｄを分配する電源分配回路として動作する電源部２２を有する信号伝送装置２Ｃ側のフィルタ回路２３を、ショート故障の発生箇所として特定する。そして、特定したショート故障の発生箇所を示す情報を記憶装置に保存し、ステップＳ２１１へ進む。

　ステップＳ２１１において、信号伝送システム１００Ｃは、ステップＳ２０９またはＳ２１０で記憶装置に保存した情報に基づき、ＰｏＤＬフィルタがショート故障していることを表すアラームと、その故障発生箇所との通知を行う。これらの通知は、例えば所定の音声や画像を出力するなどの任意の方法で、信号伝送システム１００やそれを搭載した上位システムのユーザに対して行うことができる。

　ステップＳ２１１でアラームと故障箇所の通知を行うか、信号振幅１が正常時の５０％程度まで低下していていないとステップＳ２０３で判定した場合は、図１０のフローチャートに示すテストモードを終了する。

　以上説明した本発明の第６の実施形態によれば、電子装置１Ｃと信号伝送装置２Ｃは、互いに双方向に通信可能である。信号伝送装置２Ｃから電子装置１Ｃへ通信信号を送信する第１伝送モードでは（ステップＳ２０１）、通信部２１Ｃが信号伝送速度Ｔ２で送信した通信信号を、通信部１１Ｃが差動配線５を介して受信するとともに、受信した通信信号の振幅を受信処理部１１２により測定する（ステップＳ２０２）。また、電子装置１Ｃから信号伝送装置２Ｃへ通信信号を送信する第２伝送モードでは（ステップＳ２０５）、通信部１１Ｃが信号伝送速度Ｔ２で送信した通信信号を、通信部２１Ｃが差動配線５を介して受信するとともに、受信した通信信号の振幅を受信処理部２１０により測定する（ステップＳ２０６）。そして、電子装置１Ｃの信号処理部１７または信号伝送装置２Ｃの信号処理部２７は、フィルタ状態判定部１７０，２７０により、通信部１１Ｃと通信部２１Ｃがそれぞれ測定した振幅同士を比較し（ステップＳ２０８）、その比較結果に基づいて、フィルタ回路１３およびフィルタ回路２３のいずれがショート故障しているかを特定する（ステップＳ２０９，Ｓ２１０）。このようにしたので、フィルタ回路１３，２３のどちらがショート故障しているかを確実に特定することができる。

（第７の実施形態）
　次に、本発明の第７の実施形態について説明する。本実施形態では、信号伝送システム１００が自動車に搭載されており、自動車を起動させたときに行われる各種チェックにおいて、ＰｏＤＬフィルタのショート故障を検知するためのテストモードを実施する手順の一例を説明する。なお、本実施形態では、第１の実施形態で説明した信号伝送システム１００においてテストモードを実施する場合の例を説明するが、第２の実施形態で説明した信号伝送システム１００Ａや、第４の実施形態で説明した信号伝送システム１００Ｂや、第５の実施形態で説明した信号伝送システム１００Ｃにおいてテストモードを実施する場合も、同様の手順でテストモードを実施することが可能である。

　図１１は、本発明の第７の実施形態に係るテストモードの手順を示すフローチャートである。信号伝送システム１００を搭載した自動車において、エンジンがオンされる等によって自動車が起動されると、自動車内の各種電気・電子装置に電源が供給されてイニシャライズが行われる。このとき、信号伝送システム１００を含む通信系の電子装置に対するイニシャライズシーケンスがステップＳ３０１において実施されると、信号伝送システム１００は、ステップＳ３０２において各種テストを実施した後、ステップＳ３０３においてＰｏＤＬフィルタのテストモードに移行する。このように、自動車の起動時に実施される信号伝送システム１００のイニシャライズシーケンスには各種テストが含まれており、ＰｏＤＬフィルタのショート故障を検知するためのテストモードについても、この各種テストの中の一つとして行われる。

　ステップＳ３０３において、信号伝送システム１００は、電子装置１の通信制御部１１０により、通信信号の信号伝送速度を通常時の信号伝送速度Ｔ１から低速の信号伝送速度Ｔ２に切り替えることで、テスト用の低速信号伝送モードに移行する。

　次にステップＳ３０４において、信号伝送システム１００は、信号伝送装置２の通信部２１により、電子装置１から信号伝送速度Ｔ２で送信された通信信号を受信し、その受信信号の振幅を受信処理部２１０において測定する。

　ステップＳ３０５において、信号伝送システム１００は、信号伝送装置２のフィルタ状態判定部２７０により、ステップＳ３０４で測定した受信信号の振幅と、予め設定された正常時の受信信号の振幅とを比較し、測定した受信信号の振幅が正常時の５０％程度であるか否かを判定する。その結果、測定した受信信号の振幅が正常時の５０％程度まで低下していると判定した場合は、ステップＳ３０６において、ＰｏＤＬフィルタであるフィルタ回路１３，２３のいずれかがショート故障していることを表すアラーム通知を行う。なお、ショート故障のアラーム通知は、例えば所定の音声や画像を出力するなどの任意の方法で、自動車の運転者等のユーザに対して行うことができる。

　ステップＳ３０６でアラーム通知を行うか、測定した受信信号の振幅が正常時の５０％程度まで低下していていないとステップＳ３０５で判定した場合は、図１１のフローチャートに示すテストモードを終了する。

　なお、上記の説明では、第３の実施形態で説明したテストモードの手順に従って、自動車の起動時に行われるテストモードの手順例を説明したが、第６の実施形態で説明したテストモードの手順を自動車の起動時に実施することで、ＰｏＤＬフィルタのショート故障が検知された場合に、そのショート故障がどちらの装置で発生したかを特定するようにしてもよい。その場合、図１１のステップＳ３０３～Ｓ３０７に替えて、図１０のステップＳ２０１～Ｓ２１１の処理を実施すればよい。

　以上説明した本発明の第７の実施形態によれば、信号伝送システム１００は自動車に搭載されている。電子装置１において、通信部１１は、自動車を起動させたときに、信号伝送速度Ｔ２で通信信号を送信する。信号伝送装置２において、通信部２１は、差動受信回路２１１および受信処理部２１０により、通信部１１から信号伝送速度Ｔ２で通信信号が送信されると、その通信信号を受信して振幅を測定する。信号処理部２７は、フィルタ状態判定部２７０により、通信部２１で測定された振幅に基づいてフィルタ回路１３またはフィルタ回路２３のショート故障を検知する。このようにしたので、自動車に搭載された信号伝送システム１００において、適切なタイミングでフィルタ回路１３，２３のショート故障の検知を行うことができる。

（第８の実施形態）
　次に、本発明の第８の実施形態について説明する。本実施形態では、信号伝送システム１００が自動車に搭載されており、自動車の運転中に発生したＰｏＤＬフィルタのショート故障を検知するためにテストモードを実施する手順の一例を説明する。なお、本実施形態でも前述の第７の実施形態と同様に、第１の実施形態で説明した信号伝送システム１００においてテストモードを実施する場合の例を説明するが、第２の実施形態で説明した信号伝送システム１００Ａや、第４の実施形態で説明した信号伝送システム１００Ｂや、第５の実施形態で説明した信号伝送システム１００Ｃにおいてテストモードを実施する場合も、同様の手順でテストモードを実施することが可能である。

　図１２は、本発明の第８の実施形態に係るテストモードの手順を示すフローチャートである。ステップＳ４０１において、信号伝送システム１００を搭載した自動車の運転が開始されてから一定時間を経過したと判定されると、信号伝送システム１００は、ステップＳ４０２において、信号品質に関するパラメータに大きな変化があるか否かを判定する。ここでいう信号品質に関するパラメータとは、例えばＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check）のエラー数やイコライザ設定値の大幅な変化である。その結果、信号品質に関するパラメータに大きな変化が起こったと判定した場合は、ステップＳ４０３において各種テストを実施した後、ステップＳ４０４においてＰｏＤＬフィルタのテストモードに移行する。このように、自動車の運転中に通信信号の品質が変化した場合には、通信系の各種テストが実施され、ＰｏＤＬフィルタのショート故障を検知するためのテストモードについても、この各種テストの中の一つとして行われる。

　ステップＳ４０４において、信号伝送システム１００は、電子装置１の通信制御部１１０により、通信信号の信号伝送速度を通常時の信号伝送速度Ｔ１から低速の信号伝送速度Ｔ２に切り替えることで、テスト用の低速信号伝送モードに移行する。

　次にステップＳ４０５において、信号伝送システム１００は、信号伝送装置２の通信部２１により、電子装置１から信号伝送速度Ｔ２で送信された通信信号を受信し、その受信信号の振幅を受信処理部２１０において測定する。

　ステップＳ４０６において、信号伝送システム１００は、信号伝送装置２のフィルタ状態判定部２７０により、ステップＳ４０５で測定した受信信号の振幅と、予め設定された正常時の受信信号の振幅とを比較し、測定した受信信号の振幅が正常時の５０％程度であるか否かを判定する。その結果、測定した受信信号の振幅が正常時の５０％程度まで低下していると判定した場合は、ステップＳ４０７において、ＰｏＤＬフィルタであるフィルタ回路１３，２３のいずれかがショート故障していることを表すアラーム通知を行う。なお、ショート故障のアラーム通知は、例えば所定の音声や画像を出力するなどの任意の方法で、自動車の運転者等のユーザに対して行うことができる。

　ステップＳ４０７でアラーム通知を行うか、測定した受信信号の振幅が正常時の５０％程度まで低下していていないとステップＳ４０６で判定した場合は、ステップＳ４０８においてＰｏＤＬフィルタのショート故障を検知するためのテストモードを終了する。その後も自動車の運転が継続してれば、ステップＳ４０２に戻ってテストモードを継続する。

　なお、上記の説明では、第３の実施形態で説明したテストモードの手順に従って、自動車の起動時に行われるテストモードの手順例を説明したが、第６の実施形態で説明したテストモードの手順を自動車の起動時に実施することで、ＰｏＤＬフィルタのショート故障が検知された場合に、そのショート故障がどちらの装置で発生したかを特定するようにしてもよい。その場合、図１２のステップＳ４０４～Ｓ４０８に替えて、図１０のステップＳ２０１～Ｓ２１１の処理を実施すればよい。

　以上説明した本発明の第８の実施形態によれば、信号伝送システム１００は自動車に搭載されている。電子装置１において、通信部１１は、自動車の走行中に通信信号に異常が生じると、信号伝送速度Ｔ１から信号伝送速度Ｔ２に切り替えて通信信号を送信する。信号伝送装置２において、通信部２１は、差動受信回路２１１および受信処理部２１０により、通信部１１から信号伝送速度Ｔ２で通信信号が送信されると、その通信信号を受信して振幅を測定する。信号処理部２７は、フィルタ状態判定部２７０により、通信部２１で測定された振幅に基づいてフィルタ回路１３またはフィルタ回路２３のショート故障を検知する。このようにしたので、自動車に搭載された信号伝送システム１００において、通信信号に異常が生じた場合に、適切なタイミングでフィルタ回路１３，２３のショート故障の検知を行うことができる。

（第９の実施形態）
　次に、本発明の第９の実施形態について説明する。本実施形態では、ＰｏＤＬフィルタのショート故障が発生した場合に、通信信号品質への影響を軽減する電源部の接続構造について説明する。

　図１３は、本発明の第９の実施形態に係る電源部１２の接続構造を示す図である。本実施形態では、第１の実施形態で説明した信号伝送システム１００において、電子装置１に備えられた電源供給回路である電源部１２とフィルタ回路１３のインダクタＬ１，Ｌ２との間の配線を、図１３に示すように、通信信号の波長λの１／４の長さに調整する。これにより、フィルタ回路１３においてインダクタＬ１，Ｌ２のショート故障が発生した場合に、当該インダクタに接続された配線部分をオープンスタブフィルタとして機能させることができる。このオープンスタブフィルタは帯域阻止フィルタとして機能するため、信号配線１５Ｐ，１５Ｎのうちショート故障発生側の配線に重畳される外乱をフィルタリングして、通信信号の品質を高める効果がある。このとき、通常時の信号伝送速度における電源部１２のインピーダンスを高周波領域で十分高くすることで、上記のようなオープンスタブフィルタの効果をより高めることができる。

（第１０の実施形態）
　次に、本発明の第１０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、複数の電子装置が相互に通信可能な信号伝送システムにおいて、いずれかの電子装置のＰｏＤＬフィルタにショート故障が発生した場合の通信方法について説明する。

　図１４は、本発明の第１０の実施形態に係る信号伝送システム１００Ｄの構成を示す図である。図１４に示す信号伝送システム１００Ｄは、自動車に搭載されており、電子制御装置であるＥＣＵ１－１～１－５が差動配線５－１～５－５を介してそれぞれ接続されることで、リング型トポロジのネットワークが形成されている。なお、ＥＣＵ１－１～１－５は、前述の各実施形態で説明した電子装置１～１Ｃまたは信号伝送装置２～２Ｃとそれぞれ同様の構成を有しており、差動配線５－１～５－５を介して、互いに通信と電源供給を行うことができる。また、ＰｏＤＬフィルタをそれぞれ内蔵しており、ＰｏＤＬフィルタのショート故障が発生した場合には、これを検知できるようになっている。

　信号伝送システム１００Ｄのようなネットワークにおいて、いずれかのＥＣＵにＰｏＤＬフィルタのショート故障が発生した場合、当該フィルタを含む通信経路では信号伝送時に通信信号の劣化が生じるものの、通信自体は継続的に実施できる可能性がある。しかしながら、本来は差動で伝送すべき信号系においてシングルエンドで通信信号が伝送されるため、ＥＭＣ（Electromagnetic Compatibility）上の観点で問題が発生する場合がある。すなわち、ＰｏＤＬフィルタのショート故障によってコモンモード電流が大きくなり、コモンモード電流に起因する電磁ノイズが信号伝送システム１００Ｄを含む車載システム内に発生することで、自動車に搭載された他の機器を誤動作させる可能性がある。そのため、信号伝送システム１００ＤにおいてＰｏＤＬフィルタのショート故障が発生したという情報を検知した場合には、該当する通信経路を経由する通信頻度を抑制して、信号伝送システム１００Ｄが発生する電磁ノイズのエネルギー密度が大きくならないようにするような制御モードに移行することが好ましい。

　本実施形態の信号伝送システム１００Ｄでは、上述のように、ＥＣＵ１－１～１－５のいずれかにおいてＰｏＤＬフィルタのショート故障が発生したことを検知した場合、当該フィルタを含む通信経路を経由する通信頻度を抑制するような制御を行う。例えば図１４に示すように、ＥＣＵ１－１において、ＥＣＵ１－１とＥＣＵ１－２の間の差動配線５－１に接続されているＰｏＤＬフィルタのショート故障が検知されたとする。この場合、ＥＣＵ１－１とＥＣＵ１－２の間では、差動配線５－１を介した電源供給は維持しつつ、差動配線５－１を含む通信経路の通信頻度を抑制し、差動配線５－１を通らずに差動配線５－２～５－５を経由する通信経路を優先的に使用して通信を行う。これにより、通信遅延のペナルティは発生するものの、車載システム全体のノイズによる誤動作リスクを低減しながら、車載システムの継続稼働を可能とする。なお、上述の制御は、ＥＣＵ１－１またはＥＣＵ１－２のいずれかで行ってもよいし、他のＥＣＵで行ってもよい。

　以上説明した本発明の第１０の実施形態によれば、信号伝送システム１００Ｄにおいて、ＥＣＵ１－１およびＥＣＵ１－２は、差動配線５－１を含む通信経路と、差動配線５－１を含まない通信経路とを介して、互いに通信可能である。ＥＣＵ１－１とＥＣＵ１－２がそれぞれ備える通信部は、ＰｏＤＬフィルタのショート故障が検知された場合、差動配線５－１を含む通信経路よりも差動配線５－１を含まない通信経路を優先的に使用して通信信号の送受信を行う。このようにしたので、ＰｏＤＬフィルタが故障した場合の電磁ノイズの発生を抑制し、他の機器の誤作動を避けることができる。

（第１１の実施形態）
　次に、本発明の第１１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、自動車に搭載された信号伝送システムにおいて、ＰｏＤＬフィルタのショート故障が発生した場合に、自動車の運転者に対して警告を行う方法について説明する。

　図１５は、本発明の第１１の実施形態に係る信号伝送システムを含んだ車載システムの構成を示す図である。図１５に示す車載システムは、自動車４０に搭載されており、第１の実施形態で説明した信号伝送システム１００を含んで構成されている。信号伝送システム１００において、信号伝送装置２はＣＡＮ（Controller Area Network）等の車内ネットワーク４１に接続されている。

　信号伝送システム１００において、電子装置１または信号伝送装置２のＰｏＤＬフィルタであるフィルタ回路１３，２３のいずれかのショート故障が検知された場合、信号伝送装置２は、車内ネットワーク４１を介して接続されたゲートウェイ４２へ故障情報を送信する。この故障情報は、ゲートウェイ４２から自動車４０に設けられたユーザインタフェース部４３に伝えられる。ユーザインタフェース部４３は、信号伝送装置２からゲートウェイ４２を介して送信された故障情報に基づき、画像やアラーム音、音声等を用いた所定の警告を、自動車４０に搭乗している運転者４７に対して行う情報処理装置である。これにより、信号伝送システム１００内のＰｏＤＬフィルタにおいてショート故障が発生していることを運転者４７に通知して、安全な運転モードへの切り替え等の判断を運転者４７に促すことが可能になる。

　なお、本実施形態では、第１の実施形態で説明した信号伝送システム１００を含んだ車載システムの例を説明したが、第２の実施形態で説明した信号伝送システム１００Ａや、第４の実施形態で説明した信号伝送システム１００Ｂや、第５の実施形態で説明した信号伝送システム１００Ｃや、第１０の実施形態で説明した信号伝送システム１００Ｄを含む車載システムでも、本実施形態と同様の処理を実施可能である。また、ゲートウェイ４２を用いずに、信号伝送装置２から車内ネットワーク４１を介してユーザインタフェース部４３へ故障情報を出力してもよい。いずれの場合でも、信号伝送システムにおいてＰｏＤＬフィルタのショート故障が発生したときには、運転者４７に対して警告を行うための故障情報を、信号伝送システム内の装置からユーザインタフェース部４３に出力することができる。

　以上説明した本発明の第１１の実施形態によれば、信号伝送システム１００は、車内ネットワーク４１と、車内ネットワーク４１にゲートウェイ４２を介して接続されて運転者４７への警告を制御するユーザインタフェース部４３とを有する自動車４０に搭載される。信号伝送装置２は、ＰｏＤＬフィルタのショート故障を検知した場合に、運転者４７に対して所定の警告を行うための故障情報を、車内ネットワーク４１を介してユーザインタフェース部４３へ送信する。このようにしたので、信号伝送システム１００においてＰｏＤＬフィルタが故障した場合に、そのことを運転者４７へ直ちに伝えることができる。

（第１２の実施形態）
　次に、本発明の第１２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、自動車に搭載された信号伝送システムにおいて、車両検査時にＰｏＤＬフィルタのショート故障が発生している場合の通知方法について説明する。

　図１６は、本発明の第１２の実施形態に係る信号伝送システムを含んだ車載システムの構成を示す図である。図１６に示す車載システムは、自動車４０に搭載されており、第１の実施形態で説明した信号伝送システム１００を含んで構成されている。信号伝送システム１００において、信号伝送装置２は、第１１の実施形態で説明したのと同様に、ＣＡＮ等の車内ネットワーク４１に接続されている。

　自動車４０の検査実施時には、自動車４０に設けられた検査信号用の通信ポート４４に、中継装置４５を介して故障診断装置４６が接続される。信号伝送システム１００において、電子装置１または信号伝送装置２のＰｏＤＬフィルタであるフィルタ回路１３，２３のいずれかのショート故障が検知された場合、信号伝送装置２は、車内ネットワーク４１を介して接続されたゲートウェイ４２へ故障情報を送信する。この故障情報は、例えばＯＢＤ２等の所定の信号形式により、ゲートウェイ４２から通信ポート４４および中継装置４５を経由して故障診断装置４６に伝えられる。故障診断装置４６は、信号伝送装置２からゲートウェイ４２を介して送信された故障情報に基づき、フィルタ回路１３，２３においてショート故障が発生していることを示す画面表示を行う。これにより、故障診断装置４６を所持する検査者は、信号伝送システム１００内のＰｏＤＬフィルタにおいてショート故障が発生していることを容易に把握することができる。その結果、故障修理時の作業工程や交換部品を最小限に抑えることができるため、コスト低減が可能となる。

　なお、本実施形態では、第１の実施形態で説明した信号伝送システム１００を含んだ車載システムの例を説明したが、第２の実施形態で説明した信号伝送システム１００Ａや、第４の実施形態で説明した信号伝送システム１００Ｂや、第５の実施形態で説明した信号伝送システム１００Ｃや、第１０の実施形態で説明した信号伝送システム１００Ｄを含む車載システムでも、本実施形態と同様の処理を実施可能である。また、ゲートウェイ４２や中継装置４５を用いずに、信号伝送装置２から車内ネットワーク４１を介して通信ポート４４に接続された故障診断装置４６へ故障情報を出力してもよい。いずれの場合でも、信号伝送システムにおいてＰｏＤＬフィルタのショート故障が発生したときには、そのショート故障に関する故障情報を、信号伝送システム内の装置から通信ポート４４に接続された故障診断装置４６へ送信することができる。

　以上説明した本発明の第１２の実施形態によれば、信号伝送システム１００は、車内ネットワーク４１と、車内ネットワーク４１を外部の故障診断装置４６に接続するための通信ポート４４とを有する自動車４０に搭載される。信号伝送装置２は、ＰｏＤＬフィルタのショート故障を検知した場合に、そのショート故障に関する故障情報を、車内ネットワーク４１を介して通信ポート４４に接続された故障診断装置４６へ送信する。このようにしたので、信号伝送システム１００においてＰｏＤＬフィルタが故障した場合に、そのことを自動車４０の検査時に検査者へと伝えることができる。

（第１３の実施形態）
　次に、本発明の第１３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、コネクテッドカーとして運用される自動車に搭載された信号伝送システムにおいて、ＰｏＤＬフィルタのショート故障が発生した場合に、自動車のユーザに対して修理のレコメンド情報を提供する方法について説明する。

　図１７は、本発明の第１３の実施形態に係る情報提供システムの構成を示す図である。図１７に示す情報提供システムは、自動車４０に搭載されており、第１の実施形態で説明した信号伝送システム１００を含んで構成される車載システムと、異常診断・分析サービスを提供するサーバ装置３１とを含んで構成されている。信号伝送システム１００において、信号伝送装置２は、第１１の実施形態で説明したのと同様に、ＣＡＮ等の車内ネットワーク４１に接続されている。

　信号伝送システム１００において、電子装置１または信号伝送装置２のＰｏＤＬフィルタであるフィルタ回路１３，２３のいずれかのショート故障が検知された場合、信号伝送装置２は、車内ネットワーク４１を介して接続されたゲートウェイ４２へ故障情報を送信する。この故障情報は、ゲートウェイ４２から自動車４０に設けられた通信ユニット４９に伝えられる。通信ユニット４９は、無線通信を行う通信装置であり、クラウド３０を介して接続されたサーバ装置３１へ、自動車４０のユーザ情報や車両情報とともに故障情報を送信する。

　サーバ装置３１は、自動車４０とは異なる場所に設置されており、信号伝送装置２からゲートウェイ４２、通信ユニット４９およびクラウド３０を介して送信された故障情報と車両情報に基づき、車両製造情報データベース３２に対して、故障対象部品であるフィルタ回路１３，２３に関する問い合わせを行う。車両製造情報データベース３２は、様々な部品に関するデータベースが車種ごとに予め登録されており、サーバ装置３１からの問い合わせに応じて故障対象部品の情報を検索し、検索結果をサーバ装置３１に送信する。これにより、サーバ装置３１は、自動車４０に搭載された信号伝送システム１００においてショート故障したフィルタ回路１３，２３に関する故障対象部品情報を取得することができる。

　車両製造情報データベース３２から故障対象部品情報を取得したら、サーバ装置３１は、取得した故障対象部品情報に基づいて、自動車４０の修理を行うメンテナンス業者３３に故障対象部品の修理可否の問い合わせを行う。なお、図１７ではメンテナンス業者３３として２つの業者Ａ，Ｂが存在しており、これらに対して修理可否の問い合わせをそれぞれ行う例を図示しているが、問い合わせを行うメンテナンス業者３３の数はこれに限定されない。サーバ装置３１から問い合わせを受けた各メンテナンス業者３３は、修理可否、修理可能な時期、修理の金額などの情報をサーバ装置３１へ送信することで、問い合わせに対する回答を行う。

　各メンテナンス業者３３から回答を取得したら、サーバ装置３１は、取得した回答に基づいて、フィルタ回路１３，２３で発生したショート故障の修理に関する推奨修理情報を生成し、自動車４０のユーザが所持するスマートフォン等の情報端末４８へ、クラウド３０を介して送信する。この推奨修理情報には、修理を実施可能なメンテナンス業者３３の情報や、修理可能な時期、修理の金額などの情報が含まれる。情報端末４８は、受信した推奨修理情報を画面表示し、ユーザに提供する。これにより、自動車４０のユーザは、信号伝送システム１００内のＰｏＤＬフィルタにおいてショート故障が発生した場合に、その後のメンテナンスに関する有用な情報を簡便に入手できる。さらに、事前にサーバ装置３１から修理可否の問い合わせを受けることで、各メンテナンス業者３３は計画的に故障対応を行うことができる。

　なお、本実施形態では、第１の実施形態で説明した信号伝送システム１００を含んだ車載システムの例を説明したが、第２の実施形態で説明した信号伝送システム１００Ａや、第４の実施形態で説明した信号伝送システム１００Ｂや、第５の実施形態で説明した信号伝送システム１００Ｃや、第１０の実施形態で説明した信号伝送システム１００Ｄを含む車載システムでも、本実施形態と同様の処理を実施可能である。また、図１７ではサーバ装置３１から情報端末４８へ推奨修理情報を送信することでユーザへの推奨修理情報の提供を行う例を図示しているが、サーバ装置３１から通信ユニット４９へ推奨修理情報を送信し、ゲートウェイ４２を介して接続されたユーザインタフェース部４３において推奨修理情報を表示することで、ユーザへの推奨修理情報の提供を行うようにしてもよい。いずれの場合でも、信号伝送システムにおいてＰｏＤＬフィルタのショート故障が発生したときには、サーバ装置３１を用いて、そのショート故障の修理に関する情報を自動車４０のユーザに提供することができる。

　以上説明した本発明の第１３の実施形態によれば、信号伝送システム１００は、車内ネットワーク４１と、車内ネットワーク４１にゲートウェイ４２を介して接続されて無線通信を行う通信装置である通信ユニット４９とを有する自動車に搭載される。信号伝送装置２において信号処理部２７がＰｏＤＬフィルタのショート故障を検知した場合、そのショート故障に関する故障情報を、信号伝送装置２から車内ネットワーク４１を介して通信ユニット４９へ送信する。そして、通信ユニット４９が行う無線通信により、自動車４０とは異なる場所に設置されたサーバ装置３１へ故障情報を送信し、サーバ装置３１により、予め登録された車両製造情報データベース３２を用いて、ショート故障が発生したＰｏＤＬフィルタに該当するフィルタ回路１３またはフィルタ回路２３に関する故障対象部品情報を取得する。その後、サーバ装置３１により、取得した故障対象部品情報に基づいて、自動車４０の修理を行うメンテナンス業者３３に修理可否の問い合わせを行い、その問い合わせの結果に基づく推奨修理情報をサーバ装置３１から送信する。こうしてサーバ装置３１が送信した推奨修理情報に基づいて、ショート故障の修理に関する情報を自動車４０のユーザに提供する。このようにしたので、信号伝送システム１００においてＰｏＤＬフィルタが故障した場合に、その後のメンテナンスに関する有用な情報をユーザに提供し、信号伝送システム１００を搭載した自動車４０の使い勝手を向上することができる。

（第１４の実施形態）
　次に、本発明の第１４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、コネクテッドカーとして運用される自動車に搭載された信号伝送システムにおけるＰｏＤＬフィルタのショート故障の発生履歴に基づいて、自動車の製造者や販売者に対して故障の統計情報を提供する方法について説明する。

　図１８は、本発明の第１４の実施形態に係る情報提供システムの構成を示す図である。図１８に示す情報提供システムは、複数の自動車４０と、異常診断・分析サービスを提供するサーバ装置３１とを含んで構成されている。各自動車４０には、第１３の実施形態で説明した図１７の情報提供システムと同様に、第１の実施形態で説明した信号伝送システム１００を含んで構成される車載システムが搭載されている。

　本実施形態の情報提供システムでは、各自動車４０の車載システムとサーバ装置３１との間で、第１３の実施形態で説明したのと同様の処理が行われる。すなわち、車載システム内の信号伝送システムにおいてＰｏＤＬフィルタのショート故障が発生すると、そのショート故障に関する故障情報が各自動車４０からクラウド３０を介してサーバ装置３１へ送信され、サーバ装置３１からメンテナンス業者３３への修理可否の問い合わせが行われる。そして、メンテナンス業者３３からの回答に基づき、サーバ装置３１においてショート故障の修理に関する推奨修理情報が生成され、サーバ装置３１からクラウド３０を介して各自動車４０のユーザに提供される。

　さらに、本実施形態の情報提供システムにおいて、サーバ装置３１は、各自動車４０から送信された故障情報を収集して統計処理を行うことにより、信号伝送システムのＰｏＤＬフィルタの故障に関する統計情報を作成する。この統計情報には、同じ機能を持つ他の部品群との故障頻度の差異、故障の発生頻度、故障迄の使用時間の分散情報などが含まれる。サーバ装置３１は、こうして作成した統計情報を活用することで、自動車４０の製造を行う自動車製造者３４や、自動車４０の販売を行う小売事業者３５に対して、それぞれに有用な価値を提供している。例えば、自動車製造者３４では、サーバ装置３１より提供される統計情報から、より故障頻度が少ない同一性能の部品に関する情報を取得し、この情報を元に、より信頼性の高い部品への置換を検討することが可能となる。また、小売事業者３５では、サーバ装置３１より提供される統計情報から、市場に出ている対象部品の数量と故障頻度の情報を取得し、この情報を元に部品在庫管理を行うことで、部品在庫の最適化を図ることが可能となる。

　以上説明した本発明の第１４の実施形態によれば、サーバ装置３１により、複数の自動車４０からそれぞれ受信した故障情報を統計処理することで、フィルタ回路１３およびフィルタ回路２３の故障に関する統計情報を作成する。そして、サーバ装置３１が作成した統計情報を、自動車製造者３４または小売事業者３５に提供する。このようにしたので、自動車４０の製造を行う自動車製造者３４や、自動車４０の販売を行う小売事業者３５に対して、それぞれに有用な価値を提供することができる。

　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，１Ｃ，１Ｚ…電子装置、２，２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｚ…信号伝送装置、５…差動配線、１１，１１Ｃ，１１Ｚ…通信部、１２，１２Ａ…電源部、１３…フィルタ回路、１４Ｎ，１４Ｐ…コンデンサ、１５Ｎ，１５Ｐ…信号配線、１６…コネクタ、１７…信号処理部、２１，２１Ｃ，２１Ｚ…通信部、２２，２２Ａ…電源部、２３…フィルタ回路、２４Ｎ，２４Ｐ…コンデンサ、２５Ｎ，２５Ｐ…信号配線、２６…コネクタ、２７，２７Ｚ…信号処理部、２８…記憶装置、１００，１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄ，１００Ｚ…信号伝送システム、１１０，１１０Ｚ…通信制御部、１１１…差動送信回路、１１２…受信処理部、１１３…差動受信回路、１１４…波形等価回路、１７０…フィルタ状態判定部、２１０，２１０Ｚ…受信処理部、２１１…差動受信回路、２１２…波形等価回路、２１３…通信制御部、２１４…差動送信回路、２７０…フィルタ状態判定部

Claims

　一対の電線からなる差動配線により電子装置と接続された信号伝送装置であって、
　前記差動配線を介して前記電子装置との間で差動伝送による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、を備え、
　前記電子装置および前記信号伝送装置は、前記差動配線を介した電源電流の供給を行う電源部と、前記差動配線と前記電源部の間に電気的に接続されたフィルタ回路と、をそれぞれ有し、
　前記通信部は、第１の信号伝送速度と、前記第１の信号伝送速度よりも低速の第２の信号伝送速度と、を少なくとも含む複数の信号伝送速度で前記電子装置からそれぞれ送信される通信信号を、前記差動配線を介して受信可能であり、
　前記通信部は、前記第２の信号伝送速度で前記電子装置から受信した前記通信信号の振幅を測定し、
　前記信号処理部は、前記通信部により測定された前記振幅に基づいて前記フィルタ回路のショート故障を検知する信号伝送装置。
　請求項１に記載の信号伝送装置において、
　前記電子装置が有する前記電源部は、前記一対の電線の間に所定の電位差を印加して前記電源電流を前記信号伝送装置へ供給し、
　前記信号伝送装置が有する前記電源部は、前記電子装置から供給される前記電源電流を、前記通信部および前記信号処理部に分配する信号伝送装置。
　請求項１に記載の信号伝送装置において、
　前記信号伝送装置が有する前記電源部は、前記一対の電線の間に所定の電位差を印加して前記電源電流を前記電子装置へ供給する信号伝送装置。
　請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の信号伝送装置において、
　前記通信部は、所定の有効周波数範囲内で前記通信信号の波形を調整して前記差動配線による減衰を補償するイコライザ機能を有し、
　前記第２の信号伝送速度は、前記通信信号の周波数が前記有効周波数範囲よりも低周波側となる信号伝送速度である信号伝送装置。
　請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の信号伝送装置において、
　前記第２の信号伝送速度は、前記通信信号の周波数が前記第１の信号伝送速度による前記通信信号の基本周波数の１／２０以下となる信号伝送速度である信号伝送装置。
　請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の信号伝送装置において、
　前記フィルタ回路がショート故障していないときの前記通信信号の振幅に関する振幅情報が記憶された記憶装置を備え、
　前記信号処理部は、前記通信部により測定された前記振幅と前記記憶装置に記憶された前記振幅情報とに基づいて前記フィルタ回路のショート故障を検知する信号伝送装置。
　第１の電子装置と、一対の電線からなる差動配線により前記第１の電子装置と接続された第２の電子装置と、を備え、
　前記第１の電子装置は、
　前記差動配線とそれぞれ接続された一対の第１の信号配線と、
　前記第１の信号配線および前記差動配線を介して前記第２の電子装置との間で差動伝送による通信を行う第１の通信部と、
　前記差動配線を介した電源電流の供給を行う第１の電源部と、
　前記一対の第１の信号配線と前記第１の電源部との間にそれぞれ接続された一対のフィルタ素子を有する第１のフィルタ回路と、を備え、
　前記第２の電子装置は、
　前記差動配線とそれぞれ接続された一対の第２の信号配線と、
　前記第２の信号配線および前記差動配線を介して前記第１の電子装置との間で前記通信を行う第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、
　前記差動配線を介した前記電源電流の供給を行う第２の電源部と、
　前記一対の第２の信号配線と前記第２の電源部との間にそれぞれ接続された一対のフィルタ素子を有する第２のフィルタ回路と、を備え、
　前記第１の通信部は、第１の信号伝送速度と、前記第１の信号伝送速度よりも低速の第２の信号伝送速度と、を少なくとも含む複数の信号伝送速度で、通信信号をそれぞれ送信し、
　前記第２の通信部は、前記第１の通信部から送信された前記通信信号を前記差動配線を介して受信するとともに、前記第２の信号伝送速度で受信した前記通信信号の振幅を測定し、
　前記第２の信号処理部は、前記第２の通信部により測定された前記振幅に基づいて前記第１のフィルタ回路または前記第２のフィルタ回路のショート故障を検知する信号伝送システム。
　請求項７に記載の信号伝送システムにおいて、
　前記第１の電源部は、前記一対の第１の信号配線の間に所定の電位差を印加して前記電源電流を前記第２の電子装置へ供給し、
　前記第２の電源部は、前記第１の電源部から供給される前記電源電流を、前記第２の通信部および前記第２の信号処理部に分配する信号伝送システム。
　請求項７に記載の信号伝送システムにおいて、
　前記第２の電源部は、前記一対の第２の信号配線の間に所定の電位差を印加して前記電源電流を前記第１の電子装置へ供給し、
　前記第１の電源部は、前記第２の電源部から供給される前記電源電流を、前記第１の通信部に分配する信号伝送システム。
　請求項７から請求項９のいずれか一項に記載の信号伝送システムにおいて、
　前記第１の電子装置は、前記通信に関する信号処理を実施する第１の信号処理部を備え、
　前記第１の通信部および前記第２の通信部は、互いに双方向に通信可能であり、
　前記第２の電子装置から前記第１の電子装置へ前記通信信号を送信する第１の伝送モードでは、前記第２の通信部が前記第２の信号伝送速度で送信した前記通信信号を、前記第１の通信部が前記差動配線を介して受信するとともに、前記振幅を測定し、
　前記第１の電子装置から前記第２の電子装置へ前記通信信号を送信する第２の伝送モードでは、前記第１の通信部が前記第２の信号伝送速度で送信した前記通信信号を、前記第２の通信部が前記差動配線を介して受信するとともに、前記振幅を測定し、
　前記第１の信号処理部または前記第２の信号処理部は、前記第１の通信部と前記第２の通信部がそれぞれ測定した前記振幅同士を比較し、その比較結果に基づいて、前記第１のフィルタ回路および前記第２のフィルタ回路のいずれがショート故障しているかを特定する信号伝送システム。
　請求項７から請求項９のいずれか一項に記載の信号伝送システムにおいて、
　前記信号伝送システムは自動車に搭載され、
　前記第１の通信部は、前記自動車を起動させたときに、前記第２の信号伝送速度で前記通信信号を送信し、
　前記第２の通信部は、前記第１の通信部から前記第２の信号伝送速度で前記通信信号が送信されると、前記通信信号を受信して前記振幅を測定し、
　前記第２の信号処理部は、前記第２の通信部により測定された前記振幅に基づいて前記ショート故障の検知を実施する信号伝送システム。
　請求項７から請求項９のいずれか一項に記載の信号伝送システムにおいて、
　前記信号伝送システムは自動車に搭載され、
　前記第１の通信部は、前記自動車の走行中に前記通信信号に異常が生じると、前記第１の信号伝送速度から前記第２の信号伝送速度に切り替えて前記通信信号を送信し、
　前記第２の通信部は、前記第１の通信部から前記第２の信号伝送速度で前記通信信号が送信されると、前記通信信号を受信して前記振幅を測定し、
　前記第２の信号処理部は、前記第２の通信部により測定された前記振幅に基づいて前記ショート故障の検知を実施する信号伝送システム。
　請求項７から請求項９のいずれか一項に記載の信号伝送システムにおいて、
　前記第１の電子装置および前記第２の電子装置は、前記差動配線を含む第１の通信経路と、前記差動配線を含まない第２の通信経路とを介して、互いに通信可能であり、
　前記第１の通信部および前記第２の通信部は、前記第２の信号処理部により前記ショート故障が検知された場合、前記第１の通信経路よりも前記第２の通信経路を優先的に使用して前記通信信号の送受信を行う信号伝送システム。
　請求項７から請求項９のいずれか一項に記載の信号伝送システムにおいて、
　前記信号伝送システムは、車内ネットワークと、前記車内ネットワークに接続されて運転者への警告を制御する情報処理装置とを有する自動車に搭載され、
　前記第２の電子装置は、前記ショート故障を検知した場合に、前記運転者に対して所定の警告を行うための故障情報を、前記車内ネットワークを介して前記情報処理装置へ送信する信号伝送システム。
　請求項７から請求項９のいずれか一項に記載の信号伝送システムにおいて、
　前記信号伝送システムは、車内ネットワークと、前記車内ネットワークを外部の故障診断装置に接続するための通信ポートとを有する自動車に搭載され、
　前記第２の電子装置は、前記ショート故障を検知した場合に、前記ショート故障に関する故障情報を、前記車内ネットワークを介して前記通信ポートに接続された前記故障診断装置へ送信する信号伝送システム。
　請求項７から請求項９のいずれか一項に記載の信号伝送システムを用いた情報提供方法であって、
　前記信号伝送システムは、車内ネットワークと、前記車内ネットワークに接続されて無線通信を行う通信装置とを有する自動車に搭載され、
　前記第２の信号処理部が前記ショート故障を検知した場合、前記ショート故障に関する故障情報を、前記第２の電子装置から前記車内ネットワークを介して前記通信装置へ送信し、
　前記通信装置が行う無線通信により、前記自動車とは異なる場所に設置されたサーバ装置へ前記故障情報を送信し、
　前記サーバ装置により、予め登録されたデータベースを用いて、前記ショート故障が発生した前記第１のフィルタ回路または前記第２のフィルタ回路に関する故障対象部品情報を取得し、
　前記サーバ装置により、前記故障対象部品情報に基づいて、前記自動車の修理を行うメンテナンス業者に修理可否の問い合わせを行い、
　前記問い合わせの結果に基づく推奨修理情報を前記サーバ装置から送信し、
　前記サーバ装置が送信した前記推奨修理情報に基づいて、前記ショート故障の修理に関する情報を前記自動車のユーザに提供する情報提供方法。
　請求項１６に記載の情報提供方法において、
　前記サーバ装置により、複数の前記自動車からそれぞれ受信した前記故障情報を統計処理することで、前記第１のフィルタ回路および前記第２のフィルタ回路の故障に関する統計情報を作成し、
　前記サーバ装置が作成した前記統計情報を前記自動車の製造者または販売者に提供する情報提供方法。