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 トップページ電気と磁気の?(はてな)館 > No.66 ドライブ・バイ・ワイヤ時代の車載LAN用ノイズ対策部品
電気と磁気の?(はてな)館

ドライブ・バイ・ワイヤ時代の車載LAN用ノイズ対策部品

エレクトリック化が進む現代の自動車はECUのネットワーク
 機械的な伝達機構のかわりに電気信号でモータ/アクチュエータを駆動する飛行機の“フライ・バイ・ワイヤ”と同様のシステムは、自動車にも取り入れられるようになりました。これは“ドライブ・バイ・ワイヤ”といいます。たとえば、従来の油圧ステアリングにかわる電動ステアリング(EPS)では、センサ情報をもとに適切な力をモータから加えてステアリング操作をアシストするシステム。機械的な伝達機構がなくなるため、システムの自由度が増し、安全性の向上にも寄与します。油圧ブレーキにかわる電動ブレーキなども研究されていて、将来的には自動車運転にペダル操作がなくなるかもしれません。
  “ドライブ・バイ・ワイヤ”の頭脳に相当するのがECU(電子制御ユニット)です。近年の自動車には一般車で数10基、高級車になると100基以上のECUが搭載されています。これらのECUを結んでネットワーク化するのが車載LAN。アプリケーションに応じてさまざまな規格がありますが、エアコンや集中ドアロック、エンジン制御やブレーキシステムなど、世界中の自動車に採用され、事実上の世界標準となっているのがCANです。また、このCANを上回るデータ転送速度と高信頼性により、ポストCANとして期待されているのがFlexRay。さらには、カーナビゲーションなどのマルチメディア系に特化したMOSTなども登場しています。
 安全走行が最優先される自動車において、車載LANのノイズ対策はきわめて重要です。無対策のままでは、ECUを相互接続するケーブルがアンテナとして機能してノイズを放射し、周辺機器に侵入して悪影響を及ぼすからです。このノイズ対策として活躍しているのが、車載LAN用コモンモードフィルタ。ネットワーク化される個々のECUごとに装着されます。


安全・快適走行を支える車載LAN用コモンモードフィルタ
 CANやFlexRayなどの高速車載LANでは、USBやHDMIなどと同様の差動伝送方式が採用されています。これは位相が180°異なる2つの信号を1対のツイストペアで伝送する方式。従来のシールド線の単線方式では、高速化に限界があるばかりでなく、重量やコスト面でデメリットが大きくなってきたからです。
 差動伝送方式は原理的にノイズに強いとはいえ、無対策のままではシステムの誤動作の原因となったりします。伝導ノイズにはディファレンシャルモードとコモンモードの2タイプがあります。信号電流と同様に、片方の導線を往路、もう片方の導線を復路として流れるのがディファレンシャルモードのノイズ。かたや、往路・復路に関係なく同方向に流れるのがコモンモードノイズです。今日、電子機器のノイズ対策の主眼となっているのはコモンモードノイズの方です。コモンモードノイズは、弱い電流でも広範囲の周辺機器に悪影響を及ぼすからです。
 コモンモードフィルタは、信号電流に影響を与えず、コモンモードノイズのみを阻止するノイズ対策部品です。トロイダル(環状)のコアに、同方向に2本の巻線をほどこしたのがコモンモードフィルタの基本構造です。しかし、トロイダルコアは自動巻線に対応できず小型化も困難です。そこで考案されたのが、ドラムコアに巻線をほどこしてから、平板状のプレートコアを装着させて閉磁路構造としたコモンモードフィルタ。数mm角サイズの小さな電子部品で、パソコンやデジタルテレビ、DVDレコーダなど、身の回りの電子機器に多用されています。
 近年、自動車の軽量化や低コスト化のため、ECUはエンジンルーム内に置かれるようになり、ECUの設置環境はますます厳しくなっています。そこで、CANおよびFlexRayなどの車載LAN用コモンモードフィルタとしてTDKが開発したのが、ACT45シリーズ。高耐熱ワイヤおよび独自の接続方法の採用などにより、-40〜+150℃という広い使用温度範囲とともに、熱ストレスや振動・衝撃などに対して、すぐれた構造信頼性を実現。さらなる安全・快適走行のための車載ネットワークを強力にサポートします。


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