WO2022123835A1

WO2022123835A1 - 電子制御装置

Info

Publication number: WO2022123835A1
Application number: PCT/JP2021/032021
Authority: WO
Inventors: 仁博遠山; 祐輝中村; 裕植松; 昌義高橋
Original assignee: 日立Astemo株式会社
Priority date: 2020-12-11
Filing date: 2021-08-31
Publication date: 2022-06-16
Also published as: JP2022093054A; JP7506588B2; CN116671026A; DE112021005226T5; US20240031204A1

Abstract

電子制御装置は、筺体内に設けられ、一対の信号ピンを介して差動信号を受信あるいは送信可能な通信回路を有する回路基板と、前記回路基板と電気的に接続され、前記筺体の外部の電子機器からシングルエンド伝送により送信される信号を前記通信回路に入力するコネクタと、前記コネクタにおいて前記信号に重畳するノイズに応じたノイズ相殺信号を出力するノイズ相殺信号出力回路とを備え、前記通信回路の前記一対の信号ピンのうち一方の信号ピンは、前記コネクタに接続され、他方の信号ピンは、前記ノイズ相殺信号出力回路に接続されている。

Description

電子制御装置

　本発明は電子制御装置に関する。

　昨今は、運転支援システムや自動運転のために、カメラに代表されるセンサモジュールと電子制御装置を同軸線により接続し、高速な信号伝送によってセンサデータを伝送する方式が増えつつある。

　信号の高速化に伴い、外来電磁ノイズに対しての耐性低下が課題の一つとなっており、特に同軸ケーブルのシールドに誘起されたノイズが、電子制御装置内に入り込み信号配線に重畳し、信号伝送が阻害されることが問題となっている。

　特許文献１には、差動信号を送受信するICと同軸線を用いた信号伝送方式において、コモンモードチョークコイルを信号配線に挿入することで、装置からの放射および外来コモンモードノイズを抑制する手段が開示されている。

日本国特表２０１９－５３６３００号公報

　しかしながら、特許文献１の技術は、基板内の差動配線のコモンモードノイズを外に出さない点および外からのコモンモードノイズを差動配線に入れないという点については機能するが、同軸線のシールドを伝わってきたノイズが、コネクタ部分において信号配線とグランド間の電圧変動として重畳した場合には、これを減衰させることができない。したがって、外来ノイズに対するノイズ耐性が低いという課題があった。

　本発明による電子制御装置は、筺体内に設けられ、一対の信号ピンを介して差動信号を受信あるいは送信可能な通信回路を有する回路基板と、前記回路基板と電気的に接続され、前記筺体の外部の電子機器からシングルエンド伝送により送信される信号を前記通信回路に入力するコネクタと、前記コネクタにおいて前記信号に重畳するノイズに応じたノイズ相殺信号を出力するノイズ相殺信号出力回路とを備え、前記通信回路の前記一対の信号ピンのうち一方の信号ピンは、前記コネクタに接続され、他方の信号ピンは、前記ノイズ相殺信号出力回路に接続されている。

　本発明によれば、外来ノイズに対するノイズ耐性を向上することが可能となる。

実施の形態１の電子制御装置の回路構成図である。実施の形態１のノイズの流れを説明する説明図である。実施の形態１の電子制御装置の外観を示す斜視図である。図３のＡ－Ａ´断面図である。実施の形態１に係る回路基板の外観を示す図である。実施の形態２に係る回路基板の外観を示す図である。実施の形態３のノイズ相殺信号出力回路の基板パターンを示す図である。実施の形態４の電子制御装置の回路構成図である。実施の形態５の電子制御装置に係る回路基板の外観を示す図である。実施の形態６の電子制御装置の回路構成図である。

　以下、図面を参照しながら本発明の好ましい実施形態について説明する。なお、以下では本発明の目的を達成するための説明に必要な範囲を模式的に示し、本発明の該当部分の説明に必要な範囲を主に説明することとし、説明を省略する箇所については公知技術によるものとする。本例で、ノーマルモードノイズとは、信号ラインとグランドの間の電圧変動として重畳されたノイズであり、コモンモードノイズとは、同軸ケーブルのシールドに流れるノイズである。コネクタ部におけるモード変換とは、コネクタの基板接続部分において信号配線の一部がシールドから露出することで、シールドのコモンモードノイズが信号配線に伝わり、ノーマルモードノイズとして信号配線を流れることである。

　以下で説明する各実施形態では、信号発生体（ドライバともいう）からの信号を、シールドフレームで覆ったコネクタ付きのケーブル（同軸高速通信用ケーブル）により、基板に設けられた受動回路に伝送した場合に、コモンモードノイズがノーマルモードノイズにモード変換されて信号に重畳する。このノーマルモードノイズをキャンセルする信号を、各実施形態で説明するような回路構成を用いて生成することで、信号に重畳されたノイズを除去する。ノイズは、受信信号を復調する回路に入力する前段で除去するのが、もっとも効果があるためである。

　これにより、ケーブルを伝送する信号の信号品質を阻害せずに、ノイズ耐性を向上でき、かつ同軸高速通信のノイズ耐性と性能を両立できるようにしている。また、低コストのコネクタも使用可能となる。

　なお、以下の各実施形態では、信号発生体は車両搭載用のカメラとして説明する。このようなカメラのケーブルは、Gbps級同軸高速伝送であり、ノイズ耐性が低い。このため、自動運転のための信号の信頼性確保が困難である。加えて、車載機器においては信頼性やコストの観点からコネクタ周辺で採りうるシールド構造に制約があるため、コネクタ部において外部からモード変換で重畳するノイズの除去は困難であるが、各実施形態ではこれを解消することができる。

＜実施の形態１＞
　図１は実施の形態１の電子制御装置の回路構成図である。図１の実施形態の電子制御装置の概要は、基板GND(SG)から筐体GND(FG)に抜けるコモンモードノイズ経路にコモンモードチョークの１次側を接続し、２次側を、抵抗を介してレシーバのｎピン（未使用）と接続することで、コネクタで信号に重畳するノイズに近い波形（ノイズ誘導電圧）を生成し、これを未使用の差動レシーバのｎピンに入力して、コネクタで信号に重畳したノーマルモードノイズを相殺している。

　これにより、信号品質を阻害せずに、ノイズ耐性を向上でき、同軸高速通信のノイズ耐性と性能を両立できる。また、低コストのコネクタも使用可能となる。

　以下、具体的に説明する。図１に示すように、電子制御装置１０１は、車両に搭載され、回路基板１０３を備えて構成されている。

　この電子制御装置１０１は、カメラ１０２（ＣＣＤ：センサモジュールともいう）に接続されている同軸ケーブル１０４のコネクタ１０６が接続されている。

　そして、このケーブル側同軸コネクタ１０６は、電子制御装置１０１の基板側同軸コネクタ１０５で結合されている。

　回路基板１０３は、シグナルグランド２５１（ＳＧ：グランドパターン）と、フレームグランド２５２（ＦＧ）とを備え、さらに、差動レシーバ２０１（差動アンプ）と、カップリングコンデンサ２０３－１、２０３－２と、終端抵抗２０４と、コモンモードチョークコイル２１１（巻線数：１対１）と、フレームグランド接続用コンデンサ２０６と、調整抵抗２１２－１、２１２－２とを備えている。シグナルグランド２５１（ＳＧ）はコネクタグランド接続２０５、基板側同軸コネクタ１０５およびケーブル側同軸コネクタ１０６を介して、同軸ケーブル１０４のシールドと接続されている。

　差動レシーバ２０１は、信号入力用ピン３０７と、ｎピン３０８（空いているピン）等を備えている。差動レシーバ２０１は、これら一対の信号ピン３０７、３０８を介して差動信号を受信可能な通信回路である。電子制御装置１０１では、そのうち一方の信号ピン３０７を信号入力用のピンとして、カメラ１０２からシングルエンド伝送で送信される信号を受信するようにしている。

　電子制御装置１０１の基板側同軸コネクタ１０５で結合された同軸ケーブル１０４の信号線（芯線）は、基板上の信号配線２０２に接続されており、この信号配線２０２は、カップリングコンデンサ２０３－１を介して差動レシーバ２０１の信号入力用ピン３０７に電気的に接続されている。これにより、カメラ１０２からシングルエンド伝送により送信される信号が、コネクタ１０５によって差動レシーバ２０１に入力されるようになっている。

　カップリングコンデンサ２０３－２は、終端抵抗２０４とｎピン３０８（空いているピン）とに電気的に接続されている。

　シグナルグランド２５１（ＳＧ）には、コモンモードチョークコイル２１１の１次コイルＬ１の一端が接続され、この１次コイルＬ１の他端にはフレームグランド接続用コンデンサ２０６の一端が接続されている。フレームグランド接続用コンデンサ２０６の他端はフレームグランド２５２（ＦＧ）に接続されている。すなわち、コモンモードチョークコイル２１１の１次コイルＬ１は、シグナルグランド２５１とフレームグランド２５２の間に接続されている。このフレームグランド２５２（ＦＧ）は、電子制御装置１０１が搭載されている車両の車体であるアース２５０に接続されている。

　コモンモードチョークコイル２１１の２次コイルＬ２は、一端側が調整抵抗２１２－２を介してシグナルグランド２５１に接続されており、他端側が調整抵抗２１２－１および終端抵抗２０４に接続されている。終端抵抗２０４は、カップリングコンデンサ２０３－２を介して差動レシーバ２０１のｎピン３０８に接続されている。すなわち、コモンモードチョークコイル２１１の２次コイルＬ２は、調整抵抗２１２－１および終端抵抗２０４により構成される分圧抵抗器を介して、差動レシーバ２０１のｎピン３０８に接続されている。

　ここで、本実施形態の電子制御装置１０１では、コモンモードチョークコイル２１１を構成する一対のコイルの一方を１次コイルＬ１、他方を２次コイルＬ２として用いている。なお、一般的なコモンモードチョークコイルは、コアにそれぞれ巻回された一対のコイルによって構成されており、トランスと同様の構造を有している。したがって、トランスをコモンモードチョークコイル２１１の代わりに用いてもよい。

　調整抵抗２１２－１および２１２－２の一端は、シグナルグランド２５１（ＳＧ）にそれぞれ接続されている。調整抵抗２１２－１の他端は、コモンモードチョークコイル２１１の２次コイルＬ２の一端に接続され、調整抵抗２１２－２の他端は、コモンモードチョークコイル２１１の２次コイルＬ２の他端に接続されている。

　なお、調整抵抗２１２－２の抵抗値や、調整抵抗２１２－１および終端抵抗２０４により構成される分圧抵抗器の抵抗値は、後述するコネクタ部におけるモード変換量（ノイズの周波数、電圧、電流）に合わせて製品開発時に選択するのが好ましい。すなわち、コネクタでのモード変換の伝達係数に応じて、差動レシーバ２０１のｎピン３０８側に入力される波形の振幅が信号配線に重畳されるノイズ波形の振幅と略等しくなって相殺できるような抵抗値を、シミュレーションや実機により決定し、それに合わせて各抵抗器の抵抗値を調整する。

（実施の形態１の動作説明）
　上記のように構成された装置について、図２を参照してその動作を説明する。図２は実施の形態１のノイズの流れを説明する説明図である。図２において、外来コモンモードノイズの一部がコネクタ１０５でのモード変換１５３によって、信号配線２０２にノーマルモードノイズとして重畳し、受信信号とともに差動レシーバ２０１の信号入力用ピン３０７に入力される点は、従来構成と同様である。本実施形態の電子制御装置１０１では、コモンモードノイズ経路１５１に挿入された、コモンモードチョークコイル２１１や調整抵抗２１２－１および２１２－２により、モード変換１５３で発生したノーマルモードノイズに略等しい波形が生成され、これが経路１５４で差動レシーバ２０１のｎピン３０８に達する。これにより、コネクタでのモード変換１５３によって信号に重畳したノイズを差動レシーバ２０１内で相殺することが可能となり、ノイズ耐性を向上することが可能となる。ある程度の周波数までは、経路差による遅延を無視できるため、信号入力用ピン３０７に入力される信号配線に重畳されたノイズ波形と、ｎピン３０８に入力される波形とは同相と見做すことができ、差動レシーバ２０１でキャンセルすることができる。

　図２に示すように、電子制御装置１０１の外部において外来ノイズＡが発生した場合は、この外来ノイズＡが同軸ケーブル１０４のシールド線、ケーブル側コネクタ１０６、基板側同軸コネクタ１０５等に流入する（コモンモードノイズ）。同軸ケーブル１０４の芯線は、シールド線で覆われているので、同軸ケーブル１０４において外来ノイズＡが直接信号線である芯線に重畳するレベルは低い。一方、上記のモード変換１５３により、コネクタ１０５において外来ノイズＡが信号配線２０２に重畳されることで、ノーマルモードノイズが生じる。

　同軸ケーブル１０４からコネクタ１０６、１０５を通って電子制御装置１０１内に流入したコモンモードノイズは、コネクタグランド接続２０５、シグナルグランド２５１（ＳＧ）、コモンモードチョークコイル２１１の１次側Ｌ１、フレームグランド接続用コンデンサ２０６、フレームグランド２５２（ＦＧ）を経由する経路１５１を通って、アース２５０に抜けて行く。

　この経路１５１をコモンモードノイズが流れるに伴って、コモンモードチョークコイル２１１の２次側Ｌ２には、このコモンモードノイズに応じた電圧（ノイズ誘導電圧）が誘導される。

　ノイズ誘導電圧は、シグナルグランド２５１（ＳＧ）、調整抵抗２１２－２、コモンモードチョークコイル２１１の２次側Ｌ２、終端抵抗２０４（出力抵抗ともいう）、カップリングコンデンサ２０３－２を経由する経路１５４を通って、差動レシーバ２０１のｎピン３０８に流れ込む電流を発生させる。

　一方、調整抵抗２１２－１にもこのノイズ誘導電圧による電流が分流して、終端抵抗２０４（出力抵抗ともいう）、カップリングコンデンサ２０３－２を経由し、差動レシーバ２０１のｎピン３０８に入力する。

　このとき、調整抵抗２１２－２の一方がシグナルグランド２５１（ＳＧ）に接続されているので、ノイズ誘導電圧が調整抵抗２１２－２とコモンモードチョークコイル２１１の２次側Ｌ２とからなる直列回路に印加されることになる。

　また、調整抵抗２１２－１の一方がシグナルグランド２５１（ＳＧ）に接続されているので、ノイズ誘導電圧が調整抵抗２１２－１にも印加される。

　従って、外来コモンモードノイズがコネクタ１０５のシールドフレームを介して電子制御装置１０１に入力される際に、モード変換１５３によって信号配線２０２を伝送する信号にノーマルモードノイズが重畳され、カップリングコンデンサ２０３－１を介して差動レシーバ２０１の入力ピン３０７に入力しても、差動レシーバ２０１のｎピン３０８にはカップリングコンデンサ２０３－２を介して、このノーマルモードノイズと同程度のレベルで同じ周波数のノイズ誘導電圧が入力される。その結果、差動レシーバ２０１の差動動作によってノーマルモードノイズが相殺されるため、外来コモンモードノイズの影響が除去されることになる。なお、このときコモンモードチョークコイル２１１は、前述のようにしてノイズ誘導電圧を出力することで、ノーマルモードノイズを相殺するためのノイズ相殺信号を出力するノイズ相殺信号出力回路として作用する。

　このため、カメラ１０２からの信号品質を阻害せずに、同軸高速通信のノイズ耐性と性能を両立できる。また、シールド構造に隙間の多い板金構造などを採用した、より安価なコネクタを採用することが可能になる。

　この回路は受動素子にのみによって構成されており、イミュニティ評価試験のような定常的なノイズだけでなく、自動車の電動化に伴って発生しやすくなる断続的なノイズに対しても低減効果を持つ。また、コモンモードノイズ除去用のフィルタなどを信号配線２０２や信号グランド２５１に挿入しないため、信号損失増加を伴わないことから、伝送可能距離の維持と両立することが可能である。

　図３は本実施の形態１の電子制御装置１０１の外観斜視図であり、図１の回路基板１０３を金属筐体１１１とカバー１１０とで囲んでいる。この金属筐体１１１とカバー１１０とはネジ１１２によって固着されている。これにより、金属筐体１１１およびカバー１１０は、回路基板１０３を収納する筐体として機能する。

　また、金属筐体１１１およびカバー１１０の側面には、図１で説明した基板側同軸コネクタ１０５が設置されており、同軸ケーブル１０４のケーブル側コネクタ１０６と接続される。さらに、電子制御装置１０１は、非同軸基板側コネクタ１０８を有しており、これと非同軸ケーブル側コネクタ１０９とが結合されることで、非同軸ケーブル１０７と電気的に接続される。

　なお、これらのコネクタ以外の回路部品については記載を省略している。図４は図３のＡ－Ａ´断面図である。

　図４に示すように、回路基板１０３上には後述するＩＣ３０５と、導電性のＥＭＩガスケット３０６が設けられている。ＥＭＩガスケット３０６は、図１のフレームグランド２５２と電気的に接続されており、カバー１１０の内側の凸部で押さえられている。これにより、フレームグランド２５２がＥＭＩガスケット３０６とカバー１１０を介して、電子制御装置１０１が搭載された車両の車体（図１のアース２５０）と電気的に接続されるようになっている。

　以下に、基板上にパターンを生成して図１の回路基板１０３を構成する場合を図５を用いて説明する。図５は、本実施の形態１に係る回路基板１０３の外観を示す図である。

　図５において、上図は本実施の形態１の回路基板１０３の上面図であり、下図はこの回路基板１０３の裏側の配線パターンを示す図である。

　図５に示すように、基板側同軸コネクタ１０５のピンは、信号用ピン３１２と、両側のコネクタグランドピン３１１とを備えている。

　回路基板１０３には、面積が広いシグナルグランド２５１のパターンが形成されている。基板側同軸コネクタ１０５の両側のコネクタグランドピン３１１は、このシグナルグランド２５１のパターンにビアホール３１０を介して接続されている。

　基板側同軸コネクタ１０５の信号用ピン３１２は、信号配線２０２と接続されている。この信号配線２０２は、配線ビアホール３０９に接続されている。信号配線２０２及び配線ビアホール３０９は、シグナルグランド２５１に囲まれている。

　信号配線２０２は、配線ビアホール３０９を経由して、回路基板１０３の裏側に形成されたパターンにつながっている。この信号配線２０２のパターンは、別の配線ビアホール３０９を介して、ＩＣ３０５に内蔵された差動レシーバ２０１の信号入力用ピン３０７に電気的に接続されている。なお、信号配線２０２のパターンは、回路基板１０３の裏側ではなく、内層に形成されていてもよい。

　また、シグナルグランド２５１には、コモンモードチョークコイル２１１の１次コイルＬ１の一端が接続されると共に、調整抵抗２１２－１及び調整抵抗２１２－２の一端が共通に接続されている。

　さらに、コモンモードチョークコイル２１１の後段には、フレームグランド２５２のパターンが形成されている。

　このフレームグランド２５２のパターンと、コモンモードチョークコイル２１１の１次コイルＬ１の他端との間には、フレームグランド接続用コンデンサ２０６が接続される。フレームグランド２５２のパターン上にはＥＭＩガスケット３０６が配置されており、このＥＭＩガスケット３０６を介して、前述のように、フレームグランド２５２がアース２５０と電気的に接続される。

　さらに、コモンモードチョークコイル２１１の２次コイルＬ２は、終端抵抗２０４を介して配線ビアホール３０９と接続され、この配線ビアホール３０９を経由して、回路基板１０３の裏側に形成されたパターンにつながっている。このパターンは、別の配線ビアホール３０９を介して、ＩＣ３０５に内蔵された差動レシーバ２０１のｎピン３０８に電気的に接続されている。なお、このパターンも信号配線２０２のパターンと同様に、回路基板１０３の裏側ではなく、内層に形成されていてもよい。

　以上説明した実施の形態１によれば、以下の作用効果を奏する。

（１）電子制御装置１０１は、筺体（金属筐体１１１およびカバー１１０）内に設けられ、一対の信号ピン３０７、３０８を介して差動信号を受信可能な通信回路である差動レシーバ２０１を有する回路基板１０３と、回路基板１０３と電気的に接続され、筺体の外部の電子機器（カメラ１０２）からシングルエンド伝送により送信される信号を差動レシーバ２０１に入力する基板側同軸コネクタ１０５と、基板側同軸コネクタ１０５において信号に重畳するノイズに応じたノイズ相殺信号を出力するノイズ相殺信号出力回路、すなわちコモンモードチョークコイル２１１とを備える。差動レシーバ２０１の一対の信号ピン３０７、３０８のうち一方の信号ピン３０７は、基板側同軸コネクタ１０５に接続され、他方の信号ピン３０８は、コモンモードチョークコイル２１１に接続されている。このようにしたので、基板側同軸コネクタ１０５のモード変換によって信号配線２０２に重畳したノイズを、差動レシーバ２０１によって相殺することができる。したがって、外来ノイズに対するノイズ耐性を向上することが可能となる。

（２）ノイズ相殺信号出力回路は、コモンモードチョークコイル２１１、またはトランスで構成される。コモンモードチョークコイル２１１またはトランスの１次側は、基板側同軸コネクタ１０５に接続されたシグナルグランド２５１と、筐体に接続されたフレームグランド２５２との間に接続され、コモンモードチョークコイル２１１またはトランスの２次側は、差動レシーバ２０１の他方の信号ピン３０８に接続されている。このようにしたので、コモンモードチョークコイルやトランスを用いて、信号配線２０２に重畳したノイズに応じたノイズ相殺信号を容易に生成し、差動レシーバ２０１の信号ピン３０８に入力することができる。

（３）コモンモードチョークコイル２１１またはトランスの２次側は、調整抵抗２１２－１および終端抵抗２０４により構成される分圧抵抗器を介して、差動レシーバ２０１の他方の信号ピン３０８に接続されている。この分圧抵抗器の抵抗値は、他方の信号ピン３０８に入力されるノイズ相殺信号の電圧が上記のノイズを相殺するように調整されている。このようにしたので、信号配線２０２に重畳したノイズを相殺可能なノイズ相殺信号を、差動レシーバ２０１の信号ピン３０８に確実に入力することができる。

＜実施の形態２＞
　次に、図６を用いて実施の形態２を説明する。図６は、本実施の形態２に係る回路基板１０３の外観を示す図である。図６において、上図は本実施の形態２の電子制御装置における回路基板１０３の上面図であり、下図はこの回路基板１０３の裏側の配線パターンを示す図である。ここに示されない点においては、実施形態１と同様の構造を持つ。

　本実施形態の回路基板１０３において、実施形態１に対する違いは、４本の同軸ケーブルが１コネクタで接続可能な４ピンコネクタ１１３を使用し、コネクタ部分のサイズを縮小している点である。コネクタ１１３は、各同軸ケーブルに対応して、信号用ピン３１２およびコネクタグランドピン３１１を４つずつ備えている。また、本実施形態の回路基板１０３は、コネクタ１１３の４つの信号用ピン３１２に対応して、差動レシーバ２０１をそれぞれ内蔵する４つのＩＣ３０５を備えている。なお、本実施形態ではコネクタ１１３に４本の同軸ケーブルが共通に接続される例を示したが、コネクタ１１３に共通接続される同軸ケーブルの数はこれに限らず、任意の数とすることができる。

　この場合、いずれの同軸線に誘起された外来ノイズも、コネクタ１１３において共通する構造として設けられたグランド部を介してシグナルグランド２５１に逃げていくことから、いずれの信号ピン３１２に対しても同程度にノイズが重畳する。そのため、コモンモードチョークコイル２１１と、調整用抵抗２１２－１と２１２－２とは、各同軸ケーブルに対して共有化して配置できる。

　これにより、部品量および基板上の面積を節約することが可能となる。すなわち、図６に示すように、コネクタ１１３の各信号用ピン３１２は、回路基板１０３の裏側または内層に形成された信号配線２０２を介して、各ＩＣ３０５に内蔵された差動レシーバ２０１の信号入力用ピン３０７に電気的に接続されている。また、コネクタ１１３の各コネクタグランドピン３１１は、コネクタ１１３の周囲に形成されたシグナルグランド２５１のパターンに接続されている。

　そして、図６に示すように、各ＩＣ３０５に対応して終端抵抗２０４が設けられており、各終端抵抗２０４の一端はコモンモードチョークコイル２１１の２次コイルＬ２に共通に接続されるとともに、各終端抵抗２０４の他端は、それぞれが対応するＩＣ３０５に内蔵された差動レシーバ２０１のｎピン３０８に接続されている。すなわち、各ＩＣ３０５の差動レシーバ２０１のｎピン３０８は、終端抵抗２０４を介して、コモンモードチョークコイル２１１に共通に接続されている。

　以上説明した実施の形態２によれば、回路基板１０３は、複数の差動レシーバ２０１を備え、コネクタ１１３は、複数の信号用ピン３１２を備える。複数の信号用ピン３１２は、それぞれ異なる差動レシーバ２０１の一方の信号ピン３０７に接続され、複数の差動レシーバ２０１の他方の信号ピン３０８は、ノイズ相殺信号出力回路であるコモンモードチョークコイル２１１に共通に接続されている。このようにしたので、複数の同軸ケーブルを共通に接続可能な電子制御装置において、外来ノイズに対するノイズ耐性を向上しつつ、部品数や基板面積を抑えることができる。

＜実施の形態３＞
　次に、本発明の実施の形態３について図７を用いて説明する。図７は、本実施の形態３の電子制御装置におけるノイズ相殺信号出力回路の基板パターンを示している。ここに示されない点においては、実施の形態１と同様の構造を持つ。本実施の形態３と上記の実施の形態の違いは、ノイズ相殺信号出力回路をコモンモードチョークコイルやトランスのようなディスクリート部品ではなく、基板上の配線パターンによって実現している点である。

　本実施の形態３では、図７に示すように、基板上に形成されたスパイラル上の配線パターンによってトランス２１３を構成する。このトランス２１３を、実施の形態１におけるコモンモードチョークコイル２１１の代わりにノイズ相殺信号出力回路として用いることで、図１のような回路構成の電子制御装置を構成する。なお、ここで示した構造は一例であって、巻数や配線配置は他の形状であっても構わない。

　以上説明した実施の形態３によれば、トランス２１３が基板上の配線パターンによって構成されている。このようにしたので、部品コストを減らすことが可能となる。

＜実施の形態４＞
　次に、本発明の実施の形態４について図８を用いて説明する。図８は本実施の形態４の電子制御装置の回路構成図を示している。ここに示されない点においては、実施の形態１と同様の構造を持つ。本実施の形態４と実施の形態１との違いは、コモンモードチョークコイル２１１の２次コイルＬ２側にローパスフィルタ２１４を挿入し、このローパスフィルタ２１４を含めてノイズ相殺信号出力回路を構成した点である。

　また、本実施の形態４では、コモンモードチョークコイル２１１と調整用抵抗２１２－１の間にローパスフィルタ２１４を挿入しているが、同様の効果を得られる他の場所に挿入しても良い。また、ローパスフィルタ２１４はＬＣフィルタやフェライトビーズなどによって構成するのが好ましい。

　実施の形態１では、コモンモードチョークコイル２１１と抵抗を用いたノイズ相殺信号出力回路の対応周波数が不足する場合や、差動レシーバ２０１までの配線と信号配線２０２との配線長差により、高周波数側のノイズは十分に相殺できずに、逆に悪影響を及ぼす可能性もある。

　そこで本実施の形態４のように、コモンモードチョークコイル２１１の２次コイルＬ２側にローパスフィルタ２１４を挿入しておき、コモンモードチョークコイル２１１から出力されるノイズ誘導電圧を対応周波数内ノイズにのみ作用させることで、この問題を回避しながら、ノイズ耐性を向上することができる。

　以上説明した実施の形態４によれば、ノイズ相殺信号出力回路にローパスフィルタ２１４が含まれている。このようにしたので、ノイズ相殺信号出力回路から出力されるノイズ誘導電圧の高周波域での悪影響を抑制しつつ、ノイズ耐性の向上が可能となる。

＜実施の形態５＞
　実施の形態５について図９を用いて説明する。図９は本実施の形態５に係る回路基板１０３の外観を示している。ここに示されない点においては、実施の形態２と同様の構造を持つ。

　本実施の形態５と実施の形態２の違いは、各終端抵抗２０４にそれぞれ直列に調整用抵抗２１２－３が挿入されている点である。

　本実施の形態５は、４ピンコネクタ１１３において各信号用ピン３１２に対する重畳ノイズに差がでる場合に、これを解消するものである。すなわち、各信号配線２０２への重畳ノイズ量の差に合わせて、各調整用抵抗２１２－３の抵抗値を調整することで、信号用ピン３１２ごとのノイズ量の差を吸収することが可能となる。

　本実施の形態５において、回路基板１０３は、図９に示すように、コネクタ１１３の各信号用ピン３１２は、回路基板１０３の裏側または内層に形成された信号配線２０２を介して、各ＩＣ３０５に内蔵された差動レシーバ２０１の信号入力用ピン３０７に電気的に接続されている。また、コネクタ１１３の各コネクタグランドピン３１１は、コネクタ１１３の周囲に形成されたシグナルグランド２５１のパターンに接続されている。

　そして、図９に示すように、各ＩＣ３０５に対応して、調整抵抗２１２－３と終端抵抗２０４とからなる直列回路がそれぞれ設けられており、各直列回路の一端はコモンモードチョークコイル２１１の２次コイルＬ２に共通に接続されるとともに、各直列回路の他端は、それぞれが対応するＩＣ３０５に内蔵された差動レシーバ２０１のｎピン３０８に接続されている。すなわち、コモンモードチョークコイル２１１と各ＩＣ３０５の差動レシーバ２０１のｎピン３０８との間には、終端抵抗２０４に加えて、調整抵抗２１２－３がそれぞれ挿入されている。

　以上説明した実施の形態５によれば、ノイズ相殺信号出力回路であるコモンモードチョークコイル２１１と各ＩＣ３０５の差動レシーバ２０１のｎピン３０８との間に、調整用の抵抗２１２－３がそれぞれ挿入されている。このようにしたので、複数の同軸ケーブルを共通に接続可能な電子制御装置において、各同軸ケーブルの信号に対して重畳されるノイズ量の差を抑制し、信号品質を均等化することができる。

＜実施の形態６＞
　実施の形態６について図１０を用いて説明する。図１０は本実施の形態６の電子制御装置１０１の回路構成図を示している。ここに示されない点においては、実施の形態１と同様の構造を持つ。

　実施の形態１と、本実施の形態６との違いは、差動レシーバ２０１に並列に差動トランスミッタ２１５が配置され、双方向の通信を可能にしている点である。すなわち、本実施の形態６の電子制御装置１０１において、回路基板１０３は、差動レシーバ２０１および差動トランスミッタ２１５を有していることで、差動信号を受信および送信可能な通信回路を備えている。

　電磁気学における相反定理により、基板側同軸コネクタ１０５におけるコモンモードノイズからノーマルモードノイズへの変換が抑制できることから、逆のノーマルモードノイズからコモンモードノイズへの変換も抑制される。

　このため、実施の形態１の例と同様に、外来ノイズに対してのノイズ耐性向上が期待できることに加えて、差動トランスミッタ２１５からの送信信号の一部がコネクタ１０５を通過するときに、その一部がコモンモードノイズに変換され、不要電磁放射の要因となる現象についても抑制が可能となる。なお、回路基板１０３が差動信号の送信のみを行う場合、すなわち差動トランスミッタ２１５を備えて差動レシーバ２０１を備えていない場合も、本実施の形態６は適応できるものである。

＜その他の実施の形態＞
　なお、本実施の形態の例では実施の形態１の例をベースとした構造について示したが、実施の形態１～５の例の構造と組み合わせても良い。

　実施例について詳述したが、特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内において、種々の変形及び変更が可能である。

１０１　電子制御装置
１０２　カメラ
１０３　回路基板
１０４　同軸ケーブル
１０５　基板側同軸コネクタ
１０６　ケーブル側同軸コネクタ
１０７　非同軸ケーブル
１０８　非同軸基板側コネクタ
１０９　非同軸ケーブル側コネクタ
１１０　カバー
１１１　金属筐体
２０１　差動レシーバ
２０２　信号配線
２０３－１　カップリングコンデンサ
２０３－２　カップリングコンデンサ
２０４　終端抵抗
２０５　コネクタグランド接続
２０６　フレームグランド接続用コンデンサ
２１１　コモンモードチョークコイル
２１２－１　調整抵抗
２１２－２　調整抵抗
２１３　トランス
２１４　ローパスフィルタ
２１５　差動トランスミッタ
２５０　アース
２５１　シグナルグランド（ＳＧ）
２５２　フレームグランド（ＦＧ）
３０５　ＩＣ
３０６　ＥＭＩガスケット
３０７　信号入力用ピン
３０８　ｎピン
３０９　配線ビアホール
３１０　グランドパターン接続用ビアホール
３１１　コネクタグランドピン
３１２　信号用ピン

Claims

　筺体内に設けられ、一対の信号ピンを介して差動信号を受信あるいは送信可能な通信回路を有する回路基板と、
　前記回路基板と電気的に接続され、前記筺体の外部の電子機器からシングルエンド伝送により送信される信号を前記通信回路に入力するコネクタと、
　前記コネクタにおいて前記信号に重畳するノイズに応じたノイズ相殺信号を出力するノイズ相殺信号出力回路とを備え、
　前記通信回路の前記一対の信号ピンのうち一方の信号ピンは、前記コネクタに接続され、他方の信号ピンは、前記ノイズ相殺信号出力回路に接続されている電子制御装置。
　請求項１に記載の電子制御装置であって、
　前記ノイズ相殺信号出力回路は、コモンモードチョークコイルまたはトランスであり、
　前記コモンモードチョークコイルまたは前記トランスの１次側は、前記コネクタに接続されたシグナルグランドと、前記筐体に接続されたフレームグランドとの間に接続され、
　前記コモンモードチョークコイルまたは前記トランスの２次側は、前記通信回路の前記他方の信号ピンに接続されている電子制御装置。
　請求項２に記載の電子制御装置であって、
　前記コモンモードチョークコイルまたは前記トランスの２次側は、分圧抵抗器を介して前記通信回路の前記他方の信号ピンに接続されており、
　前記分圧抵抗器の抵抗値は、前記他方の信号ピンに入力される前記ノイズ相殺信号の電圧が前記ノイズを相殺するように調整されている電子制御装置。
　請求項１から３のいずれか１項に記載の電子制御装置であって、
　前記回路基板は、複数の前記通信回路を備え、
　前記コネクタは、複数のコネクタピンを備え、
　前記複数のコネクタピンは、それぞれ異なる前記通信回路の前記一方の信号ピンに接続され、
　複数の前記通信回路の前記他方の信号ピンは、前記ノイズ相殺信号出力回路に共通に接続されている電子制御装置。
　請求項２または３に記載の電子制御装置であって、
　前記トランスが基板上の配線パターンによって構成されている電子制御装置。
　請求項１から３のいずれか１項に記載の電子制御装置であって、
　前記ノイズ相殺信号出力回路にローパスフィルタが含まれている電子制御装置。
　請求項４に記載の電子制御装置であって、
　前記ノイズ相殺信号出力回路と複数の前記通信回路の前記他方の信号ピンとの間に、調整用抵抗がそれぞれ挿入されている電子制御装置。