特許 7572450 拘束制御モジュールのＥＭＣコンプライアンスを考慮したセンサ通信ディスクリート制御

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-10-15

(45)【発行日】2024-10-23

(54)【発明の名称】拘束制御モジュールのＥＭＣコンプライアンスを考慮したセンサ通信ディスクリート制御

(51)【国際特許分類】

   H04L 25/02 20060101AFI20241016BHJP

【ＦＩ】

H04L25/02 K

【請求項の数】 11

(21)【出願番号】P 2022562409

(86)(22)【出願日】2021-06-03

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2023-05-25

(86)【国際出願番号】 US2021035605

(87)【国際公開番号】W WO2021247802

(87)【国際公開日】2021-12-09

【審査請求日】2022-10-14

(31)【優先権主張番号】16/892,830

(32)【優先日】2020-06-04

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】323010087

【氏名又は名称】ヴィオニア ユーエス セーフティ システムス エルエルシー

(74)【代理人】

【識別番号】100124110

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 大介

(72)【発明者】

【氏名】コック、スチュアート

(72)【発明者】

【氏名】コラロッシ、ヴィンセント

(72)【発明者】

【氏名】ハント、ニック

(72)【発明者】

【氏名】キャンベル、マイケル

(72)【発明者】

【氏名】スコット、グラント

【審査官】吉江 一明

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２０１９／０３０５７２４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１４／０３５８３７７（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２００７－１９６８０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－０６１５９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０２－０３５８８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０３－２１２７０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２００２－５３４８８７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０４Ｌ ２５／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電子制御ユニットであって、
２ワイヤ相互接続上でＰＳＩ５コンプライアンスを有する電流変調信号を使用してリモートセンサと通信するように構成されたＰＳＩ５通信インターフェースを備え、前記ＰＳＩ５通信インターフェースが、
前記２ワイヤ相互接続を介して前記リモートセンサに電流を駆動するための第１の信号端子に信号電圧を印加するように構成された信号ドライバと、
前記電流のための戻り経路を提供する第２の信号端子と、
前記ＰＳＩ５通信インターフェースの前記戻り経路内に設けられ電界効果トランジスタのドレイン－ソースオン抵抗によって定義される抵抗器と、を含み、
前記電界効果トランジスタのゲート端子が、前記ＰＳＩ５通信インターフェースの前記第１の信号端子に結合されている電子制御ユニット。

【請求項2】

前記ゲート端子と前記ＰＳＩ５通信インターフェースの前記第１の信号端子との間に接続された電流制限抵抗器を更に備える、請求項１に記載の電子制御ユニット。

【請求項3】

電子制御ユニットであって、
２ワイヤ相互接続上でＰＳＩ５コンプライアンスを有する電流変調信号を使用してリモートセンサと通信するように構成されたＰＳＩ５通信インターフェースを備え、前記ＰＳＩ５通信インターフェースが、
前記２ワイヤ相互接続を介して前記リモートセンサに電流を駆動するための第１の信号端子に信号電圧を印加するように構成された信号ドライバと、
前記電流のための戻り経路を提供する第２の信号端子と、
前記ＰＳＩ５通信インターフェースの前記戻り経路内の抵抗器と、
前記第２の信号端子と接地との間の電流の量を制限するように構成されたスイッチと、
を含む、電子制御ユニット。

【請求項4】

前記第２の信号端子と前記接地との間の前記電流の量を検出するように構成された電流センサを更に備え、
前記スイッチが、前記電流センサによって制御される、請求項３に記載の電子制御ユニット。

【請求項5】

前記抵抗器が、電界効果トランジスタのドレイン－ソースオン抵抗によって定義され、
前記スイッチが、前記電界効果トランジスタのゲート上の制御電圧を選択的にアサート又はデアサートして、低インピーダンス状態と高インピーダンス状態との間で前記電界効果トランジスタを駆動するように構成されている、請求項３に記載の電子制御ユニット。

【請求項6】

電子制御ユニットであって、
２ワイヤ相互接続上でＰＳＩ５コンプライアンスを有する電流変調信号を使用してリモートセンサと通信するように構成されたＰＳＩ５通信インターフェースを備え、前記ＰＳＩ５通信インターフェースが、
前記２ワイヤ相互接続を介して前記リモートセンサに電流を駆動するための第１の信号端子に信号電圧を印加するように構成された信号ドライバと、
前記電流のための戻り経路を提供する第２の信号端子と、
前記ＰＳＩ５通信インターフェースの前記戻り経路内の抵抗器と、
信号入力及び信号出力を有する信号増幅器と、
を含み、
前記信号入力が、前記第１の信号端子に結合されており、前記信号出力が、前記抵抗器を介して前記第２の信号端子に結合されている電子制御ユニット。

【請求項7】

請求項１から６のいずれか１項に記載の電子制御ユニットを備える、自動車両用の拘束制御モジュール。

【請求項8】

電子制御ユニットのＰＳＩ５通信インターフェースを動作させるための方法であって、
前記ＰＳＩ５通信インターフェースの第１の信号端子に信号電圧を印加して、２ワイヤ相互接続を介して信号電流をリモートセンサに駆動することと、
前記信号電流のための戻り経路を提供する前記ＰＳＩ５通信インターフェースの第２の信号端子によって、前記リモートセンサから前記信号電流を受信することと、
前記戻り経路内に設けられ電界効果トランジスタのドレイン－ソースオン抵抗によって定義される抵抗器によって前記第２の信号端子上に平衡電圧を誘導することと、
前記信号電圧の関数として前記抵抗器の抵抗を選択的に変化させることと、
を含み、
前記抵抗器の前記抵抗を選択的に変化させることが、前記信号電圧によって前記電界効果トランジスタのゲートを選択的にアサートすることを更に含む、方法。

【請求項9】

電子制御ユニットのＰＳＩ５通信インターフェースを動作させるための方法であって、
前記ＰＳＩ５通信インターフェースの第１の信号端子に信号電圧を印加して、２ワイヤ相互接続を介して信号電流をリモートセンサに駆動することと、
前記信号電流のための戻り経路を提供する前記ＰＳＩ５通信インターフェースの第２の信号端子によって、前記リモートセンサから前記信号電流を受信することと、
前記戻り経路内に設けられ電界効果トランジスタのドレイン－ソースオン抵抗によって定義される抵抗器によって前記第２の信号端子上に平衡電圧を誘導することと、
前記信号電流を感知することと、
前記信号電流が電流閾値電圧を超えることに応答して、前記戻り経路を高インピーダンス状態に駆動することと、
を含み、
前記戻り経路を前記高インピーダンス状態に駆動することが、前記電流閾値電圧を超える前記信号電流に応答して、前記電界効果トランジスタのゲートを選択的にデアサートすることを更に含む、方法。

【請求項10】

電子制御ユニットのＰＳＩ５通信インターフェースを動作させるための方法であって、
前記ＰＳＩ５通信インターフェースの第１の信号端子に信号電圧を印加して、２ワイヤ相互接続を介して信号電流をリモートセンサに駆動することと、
前記信号電流のための戻り経路を提供する前記ＰＳＩ５通信インターフェースの第２の信号端子によって、前記リモートセンサから前記信号電流を受信することと、
前記戻り経路内の抵抗器および信号増幅器によって前記第２の信号端子にバイアス信号を印加することによって前記第２の信号端子上に平衡電圧を誘導することと、を含み、
前記バイアス信号が、前記信号電圧の関数である、方法。

【請求項11】

前記電子制御ユニットが、自動車両用の拘束制御モジュール内で動作するように構成されている、請求項８から１０のいずれか１項に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

（関連出願の相互参照）
このＰＣＴ国際特許出願は、２０２０年６月４日に出願された、ｚＳｅｎｓｏｒ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｄｉｓｃｒｅｔｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇ ＥＭＣ Ｃｏｍｐｌｉａｎｃｅ Ｆｏｒ Ｒｅｓｔｒａｉｎｔ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｍｏｄｕｌｅ」と題する、米国特許出願第１６／８９２，８３０号の利益を主張し、その開示全体が参照により本明細書に組み込まれる。

【背景技術】

【0002】

過去数十年にわたる自動車安全システムの向上は、車両の乗員保護における劇的な改善を提供した。現在利用可能な自動車両は、前頭衝撃、側部衝撃、及び転覆状態から乗員を保護するための膨張可能な拘束システムを含む、そのようなシステムのアレイを含む。拘束ベルト及び車両内部エネルギー吸収システムにおける進歩もまた、安全性の向上に寄与している。これらのシステムのうちの多くは、それらの有益な効果を提供するために、車両衝撃の検出時に非可逆的様態で展開又は作動されなければならない。このようなセンサのための多くの設計が、衝撃又は転覆状態の存在を、それが発生したときに検出するために現在使用されている。

【0003】

ＰＳＩ５通信インターフェースが、車両内の様々なセンサと通信するために拘束制御モジュールを含む多くの異なる用途において使用されている。ＰＳＩ５通信インターフェースは、データの伝送のために電流変調を有する２ワイヤ相互接続を採用している。従来のＰＳＩ５の実装形態は、不平衡であり、一方のワイヤが、接地電位に保持され、他方のワイヤの電圧が、電流変調により変化する。高振幅、高速の不平衡信号は、センサワイヤから不要な電磁干渉（electromagnetic interference、ＥＭＩ）エミッションを生成し得、これは、そのようなＰＳＩ５通信インターフェースを特徴とするコントローラが、相手先商標製造会社（original equipment manufacturer、ＯＥＭ）の電磁適合性（electromagnetic compatibility、ＥＭＣ）試験に失敗することを引き起こし得る。

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0004】

１つ以上の実施形態によれば、電子制御ユニットは、２ワイヤ相互接続上でＰＳＩ５コンプライアンスを有する電流変調信号を使用してリモートセンサと通信するように構成されたＰＳＩ５通信インターフェースを備える。ＰＳＩ５通信インターフェースは、２ワイヤ相互接続を介してリモートセンサに電流を駆動するための第１の信号端子に信号電圧を印加するように構成された信号ドライバを含む。ＰＳＩ５通信インターフェースはまた、電流のための戻り経路を提供する第２の信号端子と、ＰＳＩ５通信インターフェースの戻り経路内の抵抗器と、を含む。

【0005】

１つ以上の実施形態によれば、電子制御ユニットのＰＳＩ５通信インターフェースを動作させるための方法が提供される。本方法は、ＰＳＩ５通信インターフェースの第１の信号端子に信号電圧を印加して、２ワイヤ相互接続を介してリモートセンサに信号電流を駆動するステップと、信号電流のための戻り経路を提供するＰＳＩ５通信インターフェースの第２の信号端子によって、リモートセンサから信号電流を受信するステップと、戻り経路内の抵抗器によって第２の信号端子上に平衡電圧を誘導するステップと、を含む。

【0006】

本開示のシステム及び方法は、ＰＳＩ５通信インターフェース上に平衡信号を提供することができ、それは、生成された電磁干渉（ＥＭＩ）を低減し、電磁適合性（ＥＭＣ）試験に対する性能を改善することができる。

【0007】

これら及び他の利点並びに特徴は、図面と併せて、以下の説明からより明らかになるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0008】

本開示の主題は、本明細書の結びの特許請求の範囲において具体的に指摘され、明確に特許請求される。本開示の前述及び他の特徴、並びに利点は、添付の図面と併せて解釈される以下の詳細な説明から明らかである。

【0009】

【図1A】従来のＰＳＩ５通信インターフェースを含む電子制御ユニット（electronic control unit、ＥＣＵ）を示す概略ブロック図である。

【0010】

【図1B】本開示の態様による、ＰＳＩ５通信インターフェースを含むＥＣＵを示す概略ブロック図である。

【0011】

【図2A】本開示の態様による、ＰＳＩ５通信インターフェースの第１の例示的なインピーダンス平衡化及びダンピング回路を示す。

【0012】

【図2B】本開示の態様による、ＰＳＩ５通信インターフェースの第２の例示的なインピーダンス平衡化及びダンピング回路を示す。

【0013】

【図2C】本開示の態様による、ＰＳＩ５通信インターフェースの第３の例示的なインピーダンス平衡化及びダンピング回路を示す。

【0014】

【図2D】本開示の態様による、ＰＳＩ５通信インターフェースの第４の例示的なインピーダンス平衡化及びダンピング回路を示す。

【0015】

【図3A】従来のＰＳＩ５通信インターフェース上の電圧のプロットを示すグラフである。

【0016】

【図3B】本開示の態様による、ＰＳＩ５通信インターフェース上の電圧のプロットを示すグラフである。

【0017】

【図4】従来のＰＳＩ５通信インターフェース及び本開示に従って構築されたＰＳＩ５通信インターフェースの両方についての周波数の関数としてのＥＭＩノイズのグラフを示す。

【発明を実施するための形態】

【0018】

ここで図を参照するが、図面においては、本開示は、本開示を限定することなく、具体的な実施形態を参照して説明されており、開示された実施形態は、様々な及び代替的な形態で具体化され得る本開示の単なる例解であることを理解されたい。図は、必ずしも縮尺通りではない。特定の構成要素の詳細を示すために、いくつかの特徴は誇張又は最小化され得る。したがって、本明細書に開示される具体的な構造的及び機能的詳細は、限定するものとして解釈されるべきではなく、単に本開示を様々に使用するために当業者に教示するための代表的な根拠として解釈されるべきである。

【0019】

本明細書で使用される場合、「コントローラ」という用語は、特定用途向け集積回路（application specific integrated circuit、ＡＳＩＣ）、電子回路、プロセッサ（共有、専用、又はグループ）などの１つ以上の処理回路、及び１つ以上のソフトウェア若しくはファームウェアプログラムを実行するメモリ、組み合わせ論理回路、及び／又は説明された機能を提供する他の好適な構成要素を指す。理解され得るように、以下に説明されるコントローラは、組み合わされ、及び／又は更に分割され得る。

【0020】

ここで図を参照するが、図面においては、技術的解決策は、開示された実施形態の実装のために、具体的な実施形態を参照して説明されるが、それらを限定するものではない。

【0021】

図１Ａは、第１の電子制御ユニット（ＥＣＵ）１０を示す概略ブロック図である。第１のＥＣＵ１０は、２ワイヤ相互接続１６上で電流変調信号を使用して、リモートセンサ１４と通信するように構成されている、第１のＰＳＩ５通信インターフェース１２を含む。より具体的には、第１のＰＳＩ５通信インターフェース１２は、ペリフェラルセンサインターフェース５（Peripheral Sensor Interface 5、ＰＳＩ５）規格を使用する。ＰＳＩ５は、２ワイヤ相互接続を用いるセンサのためのデジタルインターフェース規格である。ＰＳＩ５は、電力供給ライン上のデータ伝送に送信電流の変調を採用し、ＰＳＩ５は、多くの異なる自動車システムでペリフェラルセンサを電子制御デバイスに接続するために使用される。ＰＳＩ５は、非同期及び同期通信を伴うポイントツーポイント及びバス構成の両方をサポートする。本開示で使用される場合、ＰＳＩ５コンプライアンス及びＰＳＩ５タイミングコンプライアンスという用語は、同期用及びデータ伝送用の異なる電流値などの電流のタイミング及び電気的特性の両方を含む。本開示で使用される場合、ＰＳＩ５コンプライアンス及びＰＳＩ５タイミングコンプライアンスという用語は、平衡信号及び平衡信号を生成する関連ハードウェアを含む。

【0022】

第１のＥＣＵ１０は、自動車両の拘束システム内のセンサ及び／又はアクチュエータを監視及び／又は制御するための拘束制御モジュール内で使用され得る。第１のＥＣＵ１０は、エンジン制御モジュール（engine control module、ＥＣＭ）、ボディ制御モジュール（body control module、ＢＣＭ）、パワートレイン制御モジュール（powertrain control module、ＰＣＭ）等においてなど、他の用途において使用され得る。

【0023】

リモートセンサ１４は、２ワイヤ相互接続１６上の電流を変調し、それによって第１のＥＣＵ１０と通信するための電流変調器１８を含む。２ワイヤ相互接続１６は、２つの通電導体を有するツイストペアワイヤを含み得る。２ワイヤ相互接続１６は、シールドされる場合があるか、又はシールドされない場合がある。第１のＰＳＩ５通信インターフェース１２は、２ワイヤ相互接続１６を介してリモートセンサ１４に電流を駆動するための第１の信号端子２２に信号電圧を印加するように構成された信号ドライバ２０を含む。第１のＰＳＩ５通信インターフェース１２はまた、電流の戻り経路を提供するために２ワイヤ相互接続１６に結合された第２の信号端子２４を含む。

【0024】

第１のＥＣＵ１０は、正の電力端子３２と負の電力端子３４との間に接続されたバッテリ電圧Ｖバッテリを有するバッテリ３０によって給電される。負のバッテリ端子３６は、シャーシ接地３６に結合されている。シャーシ接地３６は、第１のＥＣＵ１０の内側に示されているが、物理的な接地ワイヤは、他の場所に接続され得る。例えば、シャーシ接地３６は、バッテリ又はその近くでバッテリ３０の負端子に接続され得る。第２の信号端子２４は、第１のＥＣＵ１０内のシャーシ接地３６に結合され、したがって、第２の信号端子２４及び２ワイヤ相互接続１６の対応するワイヤを一定の０Ｖ電位に保持する。

【0025】

図１Ｂは、第２の電子制御ユニット（ＥＣＵ）１０’を示す概略ブロック図である。第２のＥＣＵ１０’は、２ワイヤ相互接続１６上で電流変調信号を使用して、リモートセンサ１４と通信するように構成されている、第２のＰＳＩ５通信インターフェース１２’を含む。第２のＥＣＵ１０’は、その戻り経路内に抵抗器４０を含む第２のＰＳＩ５通信インターフェース１２’を除いて、形態及び機能が、第１のＥＣＵ１０と同様又は同一であり得る。抵抗器４０は、図１Ｂの概略図に示されるようにディスクリートデバイスであり得る。しかしながら、抵抗器４０は、電子デバイスの抵抗効果などの他の形態を採り得る。抵抗器４０の抵抗値Ｒ１は、電圧降下及び対応する電力損失と電磁（electromagnetic、ＥＭ）エミッション低減との間のトレードオフである。抵抗値Ｒ１は、任意の値が使用され得るが、０．５～２０Ωであり得、いくつかの実施形態では、抵抗器４０は、５Ωの抵抗値Ｒ１を有する。

【0026】

第２のＰＳＩ５通信インターフェース１２’は、データ通信のため及び同期のためにＰＳＩ５タイミングコンプライアンス及びＰＳＩ５差動電流を使用するが、２ワイヤ相互接続１６上の電圧の平衡化を伴う。この電圧平衡化は、図３Ｂに例解されており、以下で更に考察される。第１のＥＣＵ１０と同様に、第２のＥＣＵ１０’は、自動車両の拘束システム内のセンサ及び／又はアクチュエータを監視及び／又は制御するための拘束制御モジュールとして使用され得る。第２のＥＣＵ１０’はまた、エンジン制御モジュール（ＥＣＭ）、ボディ制御モジュール（ＢＣＭ）、パワートレイン制御モジュール（ＰＣＭ）等においてなど、他の用途において使用され得る。

【0027】

図２Ａは、本開示の態様による、ＰＳＩ５通信インターフェースの第１の例示的なインピーダンス平衡化及びダンピング回路５０ａを示す。第１の例示的な平衡化回路５０ａは、図１Ｂの第２のＰＳＩ５通信インターフェース１２’で使用される平衡化回路と同一であり、第２の信号端子２４とシャーシ接地３６との間に接続されたディスクリート抵抗器４０を有する。

【0028】

図２Ｂは、本開示の態様による、ＰＳＩ５通信インターフェースの第２の例示的なインピーダンス平衡化及びダンピング回路５０ｂを示す。第２の例示的な平衡化回路５０ｂは、能動抵抗器として機能するように構成された電界効果トランジスタ（field effect transistor、ＦＥＴ）５２を含む。具体的には、ＦＥＴ５２は、ドレイン端子ｄ、ソース端子ｓ、及びゲート端子ｇを含む。ドレイン端子ｄは、第２の信号端子２４に接続され、ソース端子ｓは、シャーシ接地３６に接続されている。ゲート端子ｇは、第１の信号端子２２に接続されている。ＦＥＴ５２は、ゲート端子ｇが閾値電圧を上回るとき、ドレイン端子ｄとソース端子ソース端子ｓとの間のドレイン－ソースオン抵抗Ｒｄｓ＿ｏｎを定義する。ＦＥＴ５２は、ドレイン－ソースオン抵抗Ｒｄｓ＿ｏｎが所望の抵抗値Ｒ１に等しくなるように構成され得る。

【0029】

図２Ｃは、本開示の態様による、ＰＳＩ５通信インターフェースの第３の例示的なインピーダンス平衡化及びダンピング回路５０ｃを示す。第３の例示的なインピーダンス平衡化及びダンピング回路５０ｃは、図２Ｂに示される第２の例示的なインピーダンス平衡化及びダンピング回路５０ｂと同様であり、電流保護を提供するためのいくつかの追加の構成要素を有する。第３の例示的なインピーダンス平衡化及びダンピング回路５０ｃはまた、第２の信号端子２４と接地３６との間のドレイン－ソースオン抵抗Ｒｄｓ＿ｏｎとして抵抗器を定義するＦＥＴ５２を含む。

【0030】

第３の例示的なインピーダンス平衡化及びダンピング回路５０ｃは、１２ＶＤＣなどの所与の電圧の第２の信号端子２４への印加に耐えることができ、同じ所与の電圧は、他の保護されていない平衡化回路を損傷する可能性がある。そのような電流保護は、ＯＥＭ要件を満たすために必要とされ得る。より具体的には、第３の例示的なインピーダンス平衡化及びダンピング回路５０ｃは、ＦＥＴ５２のゲート端子ｇと第１の信号端子２２との間に接続された電流制限抵抗器５６を有する電流制限回路５４を含む。電流制限抵抗器５６は、１ｋΩ以上などの比較的高い抵抗値を有し得る第２の抵抗値Ｒ２を有する。電流制限抵抗器５６は、異なる抵抗値を有し得、抵抗値は、第２の信号端子２４の公称電圧などの設計の詳細に依存し得る。スイッチ５８は、第２の信号２４端子と接地３６との間の電流の量を制限するように構成されている。スイッチ５８は、図２Ｃにおいて接合トランジスタとして示されているが、ＰＥＴ、Ｔｒｉａｃ、又はＳＣＲなどの他のスイッチングデバイスをスイッチ５８として使用することができる。電流センサ６０は、第２の信号端子２４と接地３６との間の電流の量を検出するように構成されている。電流センサ６０は、図２ＣにおいてＦＥＴ５２の間に示されているが、電流センサ６０は、第２の信号端子２４とＦＥＴ５２との間など、電流経路内の他の場所に接続され得る。スイッチ５８は、電流センサ６０によって制御されて、ＦＥＴ５２のゲートに制御電圧を選択的にアサート又はデアサートして、低インピーダンス状態と高インピーダンス状態との間でＦＥＴ５２を駆動する。より具体的には、スイッチ５８は、電流センサ６０によって制御されて、閾値電流値を上回る電流を検出することに応答して、ＦＥＴ５２のゲート端子ｇを接地に選択的に短絡させ、それにより、ドレイン端子ｄとソース端子ｓとの間で高インピーダンスを有するオフ状態にＦＥＴ５２を駆動する。電流が閾値電流値を下回るとき、スイッチ５８は開回路状態にあり、ＦＥＴ５２のゲート端子ｇは接地に接続されない。この状態では、ＦＥＴ５２のゲート端子ｇは、電流制限抵抗器５６を通る第１の信号端子２２からの電流によってアサートされた制御電圧にプルアップされる。このため、電流制限抵抗器５６は、プルアップ抵抗器と呼ばれることもある。

【0031】

図２Ｄは、本開示の態様による、ＰＳＩ５通信インターフェースの第４の例示的なインピーダンス平衡化及びダンピング回路５０ｄを示す。具体的には、第４の例示的な平衡化回路５０ｄは、第１の信号端子２２に結合された信号入力と、抵抗器４０を介して第２の信号端子２４に結合された信号出力とを有する信号増幅器６６を含む。信号増幅器６６は、複合駆動として機能して、第１の信号端子２２の電圧に反比例する電圧を第２の信号端子２４上に生成し得る。これらの電圧は、図３Ｂにグラフで例解されており、以下で考察される。

【0032】

図３Ａは、従来のＰＳＩ５通信インターフェース上の電圧のプロット１０２、１０４を含む第１のグラフ１００である。図３Ａに示されるプロット１０２、１０４は、例えば、図１Ａに示される第１のＰＳＩ５通信インターフェース１２によって生成され得る。具体的には、第１のグラフ１００は、第１のＰＳＩ５通信インターフェース１２の第１の信号端子２２上の電圧の第１のプロット１０２を含む。第１のプロット１０２は、第１の高電圧Ｖ１Ｈと第１の高電圧Ｖ１Ｈよりも低い第１の低電圧Ｖ１Ｅとの間で変化する第１の信号端子２２上の電圧を示す。これらの変化する電圧は、ＰＳＩ５規格の異なる電流駆動信号に対応する。第１のグラフ１００はまた、第１のＰＳＩ５通信インターフェース１２の第２の信号端子２４上の電圧の第２のプロット１０４を含む。第２のプロット１０４に示されるように、第２の信号端子２４上の電圧は、第２の信号端子２４が第１のＰＳＩ５通信インターフェース１２においてシャーシ接地３６に接続されている結果として、０ボルト状態に保持されている。第１及び第２のプロット１０２、１０４のこれらの波形は、信号端子２２、２４の一方の電圧が変化しても、信号端子の他方には対応する電圧変化を有さず、不平衡であると呼ばれ得る。

【0033】

図３Ｂは、本開示によるＰＳＩ５通信インターフェース上の電圧のプロット１２２、１２４を含む第２のグラフ１２０である。図３Ｂに示されるプロット１２２、１２４は、例えば、図１Ｂに示される第２のＰＳＩ５通信インターフェース１２’によって生成され得る。具体的には、第２のグラフ１２０は、第２のＰＳＩ５通信インターフェース１２’の第１の信号端子２２上の電圧の第３のプロット１２２を含む。第２のプロット１２２は、ほぼ第１の高電圧Ｖ１Ｈと第１の低電圧Ｖ１Ｌとの間で変化する第１の信号端子２２上の電圧を示す。これらの変化する電圧は、ＰＳＩ５規格の異なる電流駆動信号に対応する。

【0034】

第２のグラフ１２０はまた、第２のＰＳＩ５通信インターフェース１２’の第２の信号端子２４上の電圧の第４のプロット１２４を含む。第４のプロット１２４は、第２の高電圧Ｖ２Ｈと第２の高電圧Ｖ２Ｈよりも低いが、０Ｖよりも大きい第２の低電圧Ｖ２Ｌとの間で変化する第２の信号端子２４上の電圧を示す。第２の高電圧Ｖ２Ｈ及び低電圧Ｖ２Ｌの両方は、第１の低電圧Ｖ１Ｌよりも低い。第４のプロット１２４に示されるように、第２の信号端子２４上の電圧は、第３のプロット１２２に示されるように、第１の信号端子２２上の第１の電圧の鏡像である。第３及び第４のプロット１２２、１２４のこれらの波形は、信号端子２２、２４の一方の電圧が変化すると、信号端子の他方に、対応するオフセットした電圧変化を有し、平衡がとれていると呼ばれ得る。そのような平衡のとれた信号は、同様の不平衡の信号よりも少ない量の電磁干渉（ＥＭＩ）を生成し得る。

【0035】

戻り経路における抵抗器４０の存在によるより高いインピーダンスの結果として、第３のプロット１２２に示されるように、第２のＰＳＩ５通信インターフェース１２’の第１の信号端子２２上の電圧は、第１のプロット１０２に示されるように、第１のＰＳＩ５通信インターフェース１２の第１の信号端子２２上の対応する電圧よりもわずかに小さくなり得る。

【0036】

図４は、従来のＰＳＩ５通信インターフェース及び本開示に従って構築されたＰＳＩ５通信インターフェースの両方についての周波数の関数としてのＥＭＩノイズのグラフ２００を示す。具体的には、グラフ２００は、第１のＰＳＩ５通信インターフェース１２及びそれに接続された２ワイヤ相互接続１６によって生成されたＥＭＩノイズの量を示す第１のノイズプロット２０２を含む。グラフ２００はまた、第２のＰＳＩ５通信インターフェース１２’及びそれに接続された２ワイヤ相互接続１６によって生成されたＥＭＩノイズの量を示す第２のノイズプロット２０４を含む。ノイズプロット２０２、２０４の各々は、周波数（Ｈｚ）の関数としてのノイズレベル（ｄＢμＶ）を示す。ノイズプロット２０２、２０４は、基本周波数１２５ｋＨｚでほぼ等しいが、ノイズプロット２０２、２０４は、３７５ｋＨｚ（基本周波数１２５ｋＨｚの三次高調波）及び６２５ｋＨｚ（基本周波数１２５ｋＨｚの五次高調波）で、これらの同じ周波数で第１のＰＳＩ５通信インターフェース１２によって生成されたノイズと比較するとき、第２のＰＳＩ５通信インターフェース１２’によって生成されたノイズが実質的に少ないことを示すことに留意されたい。インピーダンス平衡化及びダンピング回路が、３７５ｋＨｚ及び６２５ｋＨｚのスペクトル周波数で見られるノイズ低減の原因である。

【0037】

電子制御ユニット１０’のＰＳＩ５通信インターフェース１２’を動作させるための方法も提供されている。本方法は、信号電圧をＰＳＩ５通信インターフェース１２’の第１の信号端子２２に印加して、２ワイヤ相互接続１６を介してリモートセンサ１４に信号電流を駆動するステップと、信号電流のための戻り経路を提供するＰＳＩ５通信インターフェース１２’の第２の信号端子２４によって、リモートセンサ１４から信号電流を受信するステップと、戻り経路内の抵抗器によって第２の信号端子２４上に平衡電圧を誘導するステップと、を含む。

【0038】

いくつかの実施形態では、ＰＳＩ５通信インターフェース１２’は、ＰＳＩ５タイミングコンプライアンスを有する。ＰＳＩ５通信インターフェース１２’は、データ通信のため及び同期のためにＰＳＩ５差動電流を使用し得るが、２ワイヤ相互接続１６上の電圧の平衡化を伴う。いくつかの実施形態では、電子制御ユニット１０’は、自動車両用の拘束制御モジュール内で動作するように構成されている。例えば、電子制御ユニット１０’は、拘束制御モジュールと、センサ及び／又はアクチュエータなどの１つ以上のリモートデバイスとの間の通信を容易にするように機能し得る。

【0039】

いくつかの実施形態では、抵抗器４０は、ディスクリート抵抗器デバイスである。いくつかの実施形態では、抵抗器４０は、第２の信号端子２４とシャーシ接地３６との間に接続されている。第２の信号端子２４とシャーシ接地３６との間に接続されている、そのようなディスクリート抵抗器デバイス４０の一例は、図１Ａの第１の例示的なインピーダンス平衡化及びダンピング回路５０ａに示されている。

【0040】

いくつかの実施形態では、抵抗器４０の抵抗は、信号電圧の関数として選択的に変化される。例えば、ＰＳＩ５通信インターフェース１２’は、信号電流の戻り経路における実効抵抗を変化させるための回路を含み得る。信号電圧の関数として信号電流の戻り経路における実効抵抗を変化させるための能動回路の例は、それぞれ、図２Ｂ及び図２Ｃの第２及び第３の例示的なインピーダンス平衡化及びダンピング回路５０ｂ、５０ｃに示されている。

【0041】

いくつかの実施形態では、抵抗器４０は、電界効果トランジスタ５２のドレイン－ソースオン抵抗Ｒｄｓ＿ｏｎによって定義される。更に、いくつかの実施形態では、抵抗器４０の抵抗を選択的に変化させることは、信号電圧によって電界効果トランジスタ５２のゲートｇに電圧を選択的にアサート又は印加することを更に含む。電界効果トランジスタ５２のゲートｇに印加される電圧は、第１の信号端子２２上の信号電圧、又は信号電圧の関数として生成された電圧であり得る。

【0042】

いくつかの実施形態では、方法は、信号電流を感知することと、電流閾値電圧を超える信号電流に応答して戻り経路を高インピーダンス状態に駆動することと、を更に含む。そのような電流制限構成の一例が、図２Ｃに示されている。その例示的な構成では、抵抗器は、電界効果トランジスタ５２の電界効果トランジスタのドレイン－ソースオン抵抗Ｒｄｓ＿ｏｎによって定義され、戻り経路は、電流閾値電圧を超える信号電流に応答して電界効果トランジスタ５２のゲートｇを選択的にデアサートすることによって、高インピーダンス状態に駆動される。これらの方法ステップは、図２Ｃの第３の例示的なインピーダンス平衡化及びダンピング回路５０ｃに示される例示的な回路とは異なるハードウェア及び／又はソフトウェアの組み合わせを使用して達成され得る。

【0043】

いくつかの実施形態では、第２の信号端子２４上に平衡電圧を誘導することは、信号増幅器６６によって第２の信号端子２４にバイアス信号を印加することを更に含み、バイアス信号は、信号電圧の関数である。第２の信号端子２４にバイアス信号を印加するために信号増幅器６６を用いる能動複合駆動の例は、図２Ｄの第４の例示的なインピーダンス平衡化及びダンピング回路５０ｄに示されている。

【0044】

本開示は、限られた数の実施形態のみに関連して詳細に説明されてきたが、本開示は、そのような開示された実施形態に限定されないことが容易に理解されるべきである。むしろ、本開示は、これまでに説明されていないが、範囲において本開示と同一基準の、任意の数の変形、変更、置換、又は同等の構成を組み込むように修正することができる。加えて、本開示の様々な実施形態が説明されてきたが、本開示の態様は、説明された実施形態の一部のみ、又は様々な実施形態の組み合わせを含み得ることを理解されたい。したがって、本開示は、前述の説明によって限定されるとして見なされるべきではない。

【図1A】

【図1B】

【図2A】

【図2B】

【図2C】

【図2D】

【図3A】

【図3B】

【図4】