(57)【要約】  【課題】  電源線を介して信号を送受信しない通信装置を変更せずに、信号を送受信することができる電源線通信システム及び通信装置を提供する。  【解決手段】  接地側電源線２２にインダクタンス素子３０の一端を接続し、インダクタンス素子３０の他端は、変調部３３、増幅部３５などの信号を出力する出力回路内の接地線に接続してある。変調部３３で変調された信号を増幅する増幅部３５のトランジスタ３５２のエミッタと抵抗３５３との接続点から出力された信号は、インダクタンス素子３０により、出力回路内の接地線に流入せず、接地側電源線２２を介して他の通信装置へ送信される。これにより、出力回路内の接地線の電圧レベルは、出力した信号により変動しない。【選択図】      図２
2006115115.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源線を介して複数の通信装置間で信号を送受信する電源線通信システムにおいて、
前記通信装置は、
接地側電源線に接続され、該接地側電源線に信号を出力する出力回路と、
一端を前記接地側電源線に接続し、他端を前記出力回路内の接地線に接続してあり、信号の前記接地線への流入を阻止する阻止回路と
を備え、
前記出力回路が信号を接地側電源線に出力した場合に、前記阻止回路は前記信号の流入を阻止するように構成してあることを特徴とする電源線通信システム。
【請求項２】
前記阻止回路は、インダクタンス素子であることを特徴とする請求項１に記載の電源線通信システム。
【請求項３】
前記通信装置は、
車両内に配置してあり、
信号に基づいて、車両に搭載した機器の動作を制御する制御手段を備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電源線通信システム。
【請求項４】
電源線を介して信号を送受信する通信装置において、
接地側電源線に接続され、該接地側電源線に信号を出力する出力回路と、
一端を前記接地側電源線に接続し、他端を前記出力回路内の接地線に接続してあり、信号の前記接地線への流入を阻止する阻止回路と
を備え、
前記出力回路が信号を接地側電源線に出力した場合に、前記阻止回路は前記信号の流入を阻止するように構成してあることを特徴とする通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源線を介して複数の通信装置間で信号を送受信する電源線通信システム及び該電源線通信システムを構成する通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車に代表される車両に搭載された機器を制御するために電子制御技術が進展しており、これに伴って車両内部に配置されるワイヤーハーネスの数が増大し、車両内部の配線が複雑化している。このため、電子制御装置間で送受信される変調信号を電源線に重畳して伝送する電源多重通信システムを利用して、ワイヤーハーネスの省線化が行われている。
【０００３】
電源多重通信システムでは、電子制御装置間で送受信するデータに基づいて、変調信号を電源線に重畳するため、電子制御装置は、変調回路、復調回路、その他内蔵した回路に安定した電圧を供給するためのコンバータを備えている。しかし、電源線には、様々な雑音が発生する場合があり、雑音の影響を防止するため、コンバータの入力側には電源線を介して侵入する雑音を減衰するためのコンデンサを電源線に並列に接続している。
【０００４】
変調信号を電源線に重畳した場合に、コンバータの入力側に接続されたコンデンサの容量成分により変調信号が減衰して他の通信装置との間で信号の送受信ができなくなることを防止するため、変調信号を出力する出力回路が接続された電源線とコンデンサとの間に、変調信号の周波数に対して高インピーダンスを有するインダクダンス素子を接続している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の例にあっては、電源線を介して信号を送受信する電子制御装置（例えば、ボディ系の電子制御装置）と、電源線を介して信号を送受信しない電子制御装置（例えば、制御系又は情報系の電子制御装置）とが電源線を共用して搭載される場合がある。電子制御装置のコンバータの入力側に接続されたコンデンサにより、電源線を介して送受信する変調信号が減衰することを防止するためには、電源線に接続された全ての電子制御装置にインダクタンス素子を取り付ける必要があるため、電源線を介して信号を送受信する必要がない電子制御装置にもインダクタンス素子を取り付ける変更が必要であった。
【０００６】
本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであり、一端を信号を出力する出力回路が接続された接地側電源線に接続し、他端を前記出力回路内の接地線に接続してあり、信号の前記接地線への流入を阻止する阻止回路を備えることにより、電源線を介して信号を送受信しない通信装置を変更せずに、信号を送受信することができる電源線通信システム及び該電源線通信システムを構成する通信装置を提供することを目的とする。
【０００７】
また、本発明の他の目的は、前記阻止回路がインダクタンス素子であることにより、比較的簡便な構成で、信号を送受信することができる電源線通信システムを提供することにある。
【０００８】
また、本発明の他の目的は、信号に基づいて車両に搭載した機器の動作を制御する制御手段を備えることにより、電源線を介して車両に搭載した機器の制御をすることができる電源線通信システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
第１発明に係る電源線通信システムは、電源線を介して複数の通信装置間で信号を送受信する電源線通信システムにおいて、前記通信装置は、接地側電源線に接続され、該接地側電源線に信号を出力する出力回路と、一端を前記接地側電源線に接続し、他端を前記出力回路内の接地線に接続してあり、信号の前記接地線への流入を阻止する阻止回路とを備え、前記出力回路が信号を接地側電源線に出力した場合に、前記阻止回路は前記信号の流入を阻止するように構成してあることを特徴とする。
【００１０】
第２発明に係る電源線通信システムは、第１発明において、前記阻止回路は、インダクタンス素子であることを特徴とする。
【００１１】
第３発明に係る電源線通信システムは、第１発明又は第２発明において、前記通信装置は、車両内に配置してあり、信号に基づいて、車両に搭載した機器の動作を制御する制御手段を備えたことを特徴とする。
【００１２】
第４発明に係る通信装置は、電源線を介して信号を送受信する通信装置において、接地側電源線に接続され、該接地側電源線に信号を出力する出力回路と、一端を前記接地側電源線に接続し、他端を前記出力回路内の接地線に接続してあり、信号の前記接地線への流入を阻止する阻止回路とを備え、前記出力回路が信号を接地側電源線に出力した場合に、前記阻止回路は前記信号の流入を阻止するように構成してあることを特徴とする。
【００１３】
第１発明及び第４発明にあっては、接地側電源線に信号を出力する出力回路を接地側電源線に接続してあることにより、信号を接地側電源線に出力する。また、信号が前記出力回路内の接地線へ流入することを阻止する阻止回路の一端を前記接地側電源線に接続し、他端を前記出力回路内の接地線に接続してあることにより、信号を接地側電源線に出力した場合に、前記信号が前記阻止回路により前記出力回路内の接地線に流れることを阻止し、前記出力回路内の接地線の電圧レベルが、前記信号により変動することを抑止する。
【００１４】
第２発明にあっては、前記阻止回路はインダクタンス素子であることにより、信号が有する周波数において、前記インダクタンス素子は高インピーダンスを有し、信号が出力回路の接地線に流れることを防止する。
【００１５】
第３発明にあっては、信号に基づいて、車両に搭載した機器の動作を制御する制御手段を備えることにより、一方の通信装置で信号を送信し、他方の通信装置で前記信号を受信し、前記他方の通信装置は、受信した信号に基づいて、車両に搭載した機器の動作を制御する。
【発明の効果】
【００１６】
第１発明及び第４発明にあっては、接地側電源線を介して信号を送受信することにより、コンバータの入力側に接続されたコンデンサの容量成分により信号が減衰されることがなく、電源線とコンデンサとの間にインダクタンス素子を接続する必要がないため、電源線を介して信号を送受信しない通信装置にインダクタンス素子を取り付けるための変更を要しない。また、阻止回路は、接地側電源線に出力した信号が出力回路内の接地線に流入することを阻止するため、送信すべき信号が通信装置内部に伝達されて減衰してしまうことを防止できるとともに、出力回路内の接地線の電圧レベルが前記信号により変動することを防止でき、接地側電源線を介して通信装置間で信号を送受信することができる。
【００１７】
第２発明にあっては、インダクタンス素子を接続することにより、比較的簡便な構成で、信号を送受信することができる。
【００１８】
第３発明にあっては、電源線を介して、車両に搭載した機器の動作を制御することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて説明する。図１は本発明に係る電源線通信システムの概要を示す説明図である。図において、１は車両前部に配置された電池である。電池１は１２Ｖの直流定格電圧を有し、電池１には後述するＥＣＵ（Electric Control Unit）に供給する直流電圧を配電するための電源線２を接続してある。電源線２は、後述する正側電源線２１と接地側電源線（負側電源線）２２を備え、電池１の負側電圧を接地する場合には、接地側電源線２２を接地する。なお、電池２の負側電圧をフローティング状態で使用してもよい。
【００２０】
電源線２には、車両内に配置されたボディ系のＥＣＵ３、４、画像処理用のＥＣＵ８、制御系のＥＣＵ９を接続してある。ＥＣＵ３は右ドアの動作を制御するＥＣＵであり、ＥＣＵ３にはドアロックを操作するドアロックスイッチ５、及びドアの開閉部を有する右ドア６を接続してある。
【００２１】
ＥＣＵ４は左ドアの動作を制御するＥＣＵであり、ＥＣＵ４にはドアの開閉部を有する左ドア７を接続してある。
【００２２】
ＥＣＵ３、４は、電源線２を介してドアの動作を制御する信号を送受信することにより、ドア動作を制御する。例えば、車両の運転者が、ドアロックスイッチ５を操作して左右両ドアのロックを指示した場合、ＥＣＵ３は右ドア６に制御信号を出力して右ドアをロックするとともに、左ドアをロックするための制御信号に基づいて搬送波を変調した変調信号を電源線２を介してＥＣＵ４へ送信する。ＥＣＵ４は、ＥＣＵ３から送信された変調信号を受信し、受信した信号に基づいて左ドアをロックする制御信号を左ドア７に出力して左ドアをロックする。
【００２３】
画像処理用のＥＣＵ８、制御系のＥＣＵ９は、電源線２から電池１の電力を供給されているが、電源線２を介して信号の送受信は行わず、信号の送受信には図示しない専用の信号線を使用している。
【００２４】
図２はＥＣＵ３の構成を示すブロック図である。なお、他のＥＣＵ４も同様の構成を有するので説明は省略する。図において、３０はインダクタンス素子である。インダクタンス素子３０の入力側には、電源線２の正側電源線２１及び接地側電源線（負側電源線）２２のうち、接地側電源線２２を接続してあり、出力側にはコンバータ３２の接地線４０を接続してある。
【００２５】
図３はインダクタンス素子３０の例を示す説明図である。図に示すように、インダクタンス素子３０は、約０．６ｍｍ径であってＵ字状に湾曲したリード線３０２に約７ｍｍ長であって円筒形状のフェライトコア（例えば、フェライトビーズ）３０１、３０１を直列に装着してある。また、インダクタンス素子３０の周波数に対するインピーダンス特性は、約５ＭＨｚから１ＧＨｚまで高インピーダンスを有し、約５ＭＨｚ以上の周波数領域で高周波損失を発生させ、高周波の抑制をすることができる。これにより、５ＭＨｚの周波数を有する信号を阻止することができる。
【００２６】
コンバータ３２は、電源線２１、２２で供給される直流電圧から所定の定電圧（例えば、５Ｖ）を生成し後述する変調部３３、復調部３４、増幅部３５などに定電圧を供給する。コンバータ３２の入力側には、電源線２１、２２間にコンデンサ３１を接続してある。コンデンサ３１は、電源線２１、２２を介してＥＣＵ３に侵入する雑音を吸収することにより、コンバータ３２が供給する定電圧を安定化させるためのものである。
【００２７】
変調部３３は、搬送波発生部３３１と信号生成部３３２とを備える。搬送波発生部３３１は、約５ＭＨｚの周波数を有する正弦波の搬送波を発生する発振回路を有し、発生した搬送波を信号生成部３３２に出力する。
【００２８】
信号生成部３３２は、後述する通信制御部３９から出力され、約１０ＫＨｚのクロック信号に同期した制御信号（デジタル信号）に基づいて、搬送波発生部３３１から入力された搬送波を振幅変調し、変調信号を増幅部３５に出力する。例えば、通信制御部３９から変調部３３に出力した制御信号が「１」の場合は、信号生成部３３２は搬送波発生部３３１から入力された搬送波をそのまま増幅部３５に出力し、通信制御部３９から変調部３３に出力した制御信号が「０」の場合は、信号生成部３３２は搬送波発生部３３１から入力された搬送波を出力せず、０レベルの信号を増幅部３５に出力する。
【００２９】
増幅部３５は、コンデンサ３５１、トランジスタ３５２、及び抵抗３５３を備える。変調部３３の出力側には、コンデンサ３５１の一端を接続してあり、コンデンサ３５１の他端はトランジスタ３５２のベース端子を接続してある。トランジスタ３５２のコレクタ端子にはコンバータ３２を接続してある。トランジスタ３５２のエミッタ端子には、抵抗３５３の一端を接続してあり、抵抗３５３の他端は接地線４０に接続してある。トランジスタ３５２のエミッタ端子と抵抗３５３との接続点は、変調信号の出力回路の出力端として、インダクタンス素子３０の一端を接続した接地側電源線２２に接続してある。これにより、変調部３３から出力した変調信号を増幅部３５で増幅し、増幅した変調信号を接地側電源線２２に重畳する。
【００３０】
復調部３４は、その入力側をインダクタンス素子３０の一端を接続した接地側電源線２２に接続してあり、出力側を通信制御部３９に接続してある。復調部３４は、接地側電源線２２を介して伝送された変調信号を受信し、受信した変調信号から元のデジタル信号を復元し、復元したデジタル信号を通信制御部３９に出力する。
【００３１】
通信制御部３９には、ＣＰＵ３６、メモリ３７、及びインタフェース部３８を接続してある。通信制御部３９は、インタフェース部３８を介してドアロックスイッチ５から入力された信号をＣＰＵ３６の制御に基づいて、車両に搭載された機器である右ドア６及び左ドア７の動作を制御するためにビット列から構成される制御信号を生成し、インタフェース部３８を介して右ドア６に出力するとともに、変調部３３に出力する。
【００３２】
また、通信制御部３９は、復調部３４から入力されたデジタル信号をＣＰＵ３６の制御により、車両に搭載された機器の動作を制御するための制御信号を生成し、インタフェース部３８を介して、前記機器へ出力する。例えば、ＥＣＵ４の通信制御部３９は、ＥＣＵ３から送信した制御信号に基づいて、左ドア７の動作を制御する。
【００３３】
ＣＰＵ３６は、メモリ３７に記憶されたプログラムに基づいて、通信制御部３９での信号処理を制御することにより、車両に搭載された機器の動作を制御する。
【００３４】
図４はＥＣＵ間で送受信される制御信号を示す説明図である。図に示すように、制御信号のデータフォーマットは、制御信号を送信する側のＥＣＵを特定する送信元アドレス、制御信号を受信する側のＥＣＵを特定する送信先アドレス、及び送信するデータから構成してある。通信制御部３９は、ＣＰＵ３６の制御の下、インタフェース部３８を介して入力された信号に基づいて、送信元アドレス、送信先アドレス、送信すべきデータから構成されるビット列を作成する。例えば、ＥＣＵ３のアドレスが「００１」、ＥＣＵ４のアドレスが「１０１」、送信するデータが「１１００」である場合、通信制御部３９は、ＥＣＵ４に送信する制御信号として、「００１１０１１１００」から構成されるビット列を生成し、変調部３３に出力する。
【００３５】
変調部３３は、通信制御部３９から入力された制御信号に基づいて、図に示すように、搬送波を振幅変調した変調信号を生成し、接地側電源線２２に出力する。
【００３６】
ＥＣＵ３内のコンバータ３２、変調部３３、復調部３４、増幅部３５、通信制御部３９などの接地線４０は共に接続され、インダクタンス素子３０の他端に接続してある。
【００３７】
ＥＣＵ８、９は、ＥＣＵ３、４と同様に、その内部にコンバータ３２、コンデンサ３１を設けている。
【００３８】
次に、本発明に係る電源線通信システムの動作について説明する。車両の運転者が、ドアロックスイッチ５を操作すると、通信制御部３９はインタフェース部３８を介してドアロックスイッチ５から入力された信号を受信する。
【００３９】
通信制御部３９は、ＣＰＵ３６の制御により、受信した信号に基づいて、右ドア６及び左ドア７をロックするための制御信号を夫々生成し、右ドア６をロックするための制御信号をインタフェース部３８を介して右ドア６に出力し、右ドア６をロックする。
【００４０】
通信制御部３９は、左ドア７をロックするための制御信号を変調部３３に出力する。変調部３３は、入力された制御信号に基づいて、搬送波を変調した変調信号を増幅部３５に出力する。増幅部３５は、変調部３３から入力された変調信号を増幅し、接地側電源線２２に出力する。
【００４１】
接地側電源線２２に出力された変調信号は、約５ＭＨｚの搬送波を振幅変調してあり、接地側電源線２２に接続したインダクタンス素子３０の周波数に対するインピーダンス特性により、インダクタンス素子３０は、搬送波を変調した変調信号に対して高いインピーダンスを有し、変調信号が変調部３３、復調部３４、増幅部３５などの接地線４０に流れ込むことを防止する。これにより、変調信号は、電源線２２を介してＥＣＵ４へ送信されるとともに、変調部３３、復調部３４、増幅部３５など接地線４０の電圧レベルが変調信号により変動することを防止する。
【００４２】
インダクタンス素子３０の５ＭＨｚにおけるインピーダンスは約６０Ωである。これにより、電源線２２に出力した変調信号の波高値は約１Ｖのレベルを保持することができ、他のＥＣＵとの変調信号の送受信をすることが可能である。
【００４３】
ＥＣＵ４は、受信した変調信号を復調して元の制御信号を復元し、復元した制御信号に基づいて、左ドア７をロックするための信号を左ドア７に出力する。これにより、左ドア７はロックされる。
【００４４】
以上説明したように、本発明にあっては、搬送波を変調した変調信号を阻止するインダクタンス素子３０の一端を、変調信号を出力する出力回路を接続した接地側電源線２２に接続し、インダクタンス素子３０の他端を、変調部３３、復調部３４、増幅部３５、通信制御部３９などの接地線４０に接続してあることにより、変調信号を接地側電源線２２に出力した場合、変調信号がインダクタンス素子３０により変調部３３、復調部３４、増幅部３５、通信制御部３９などの接地線４０に流れることを阻止し、接地線４０の電圧レベルが変調信号により変動することを防止できる。すなわち、ＥＣＵ３で生成した信号を他のＥＣＵ４へ送信する場合に、接地線４０を通じて変調部３３、復調部３４、増幅部３５、通信制御部３９などのＥＣＵ３に内蔵された出力回路などの接地線に信号が伝達して、送信すべき信号がＥＣＵ３内部で減衰してしまうことを防止するとともに、インダクタンス素子３０により接地側電源線２２と出力回路などの接地線４０とを擬似的に分離することができ、前記信号により前記出力回路の出力に影響を及ぼすことを防止することができる。
【００４５】
また、変調信号を出力する出力回路を接地側電源線２２に接続してあることにより、電源線２を介して信号を送受信しない制御系又は情報系のＥＣＵが電源線２を共有して接続してある場合であっても、前記制御系又は情報系のＥＣＵに内蔵されたコンバータなどの入力側に電源線２１、２２間に接続してある平滑用又は雑音防止用のコンデンサにより、ＥＣＵ３から送信された信号が前記コンデンサの容量成分により減衰してしまうことを防止することができ、電源線２２を介してＥＣＵ４に信号を送信することができる。これにより、簡便な構成で、変調信号が減衰することなく、他のＥＣＵとの間で変調信号を送受信することができ、車両に搭載された機器の動作を制御することが可能になる。
【００４６】
また、変調信号を接地側電源線２２を介して他のＥＣＵとの間で変調信号の送受信を行うことにより、電源線２を介して信号の送受信をする必要がない画像処理用のＥＣＵ８、制御系のＥＣＵ９は、インダクタンス素子を電源線２に接続する必要がなく、ＥＣＵ８、９の変更を要しない。
【００４７】
上述の実施の形態においては、ＥＣＵ３、４を電源線２に接続した構成であるが、ＥＣＵの数、構成はこれに限定されるものではない。例えば、ドア用のＥＣＵに加えて、ワイパー、ウインドウ用のＥＣＵなど、車両に搭載される機器に応じて、使用するＥＣＵの数、機能を変更することが可能である。また、電源線２を介して信号の送受信を行わないＥＣＵは、ＥＣＵ８、９に限定されるものではなく、他の情報系のＥＣＵなどを搭載する構成でもよい。
【００４８】
上述の実施の形態においては、インダクタンス素子３０を１つ設ける構成であったが、インダクタンス素子３０の数は１つに限られず、複数使用する構成であってもよい。
【００４９】
上述の実施の形態においては、インダクタンス素子３０は、ＥＣＵの内部に設ける構成であったが、これに限定されるものではない。例えば、インダクタンス素子３０をハウジングに内装し、コネクタを介してＥＣＵに装着するような構成であってもよい。また、インダクタンス素子３０はフェライトビーズを用いる構成であったが、フェライトコアに巻回線を備える構成でもよい。
【００５０】
上述の実施の形態においては、搬送波の変調は振幅変調を用いる構成であったが、変調方式はこれに限定されるものではなく、位相変調、周波数変調、振幅と位相とを同時に変化させる多値変調方式などを用いる構成であってもよい。
【００５１】
上述の実施の形態においては、信号を阻止する周波数が５ＭＨｚの場合について説明したが、信号を阻止する周波数は５ＭＨｚに限定されるものではない。すなわち、使用される信号の周波数に対して、十分大きなインピーダンスを有する周波数特性をもったインダクタンス素子を使用することが可能である。すなわち、インダクタンス素子３０は、使用する信号の周波数において、該信号が、変調部３３、増幅部３５などの出力回路、復調部３４などに流入することを阻止できる周波数特性を有すればよい。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明に係る電源線通信システムの概要を示す説明図である。
【図２】ＥＣＵの構成を示すブロック図である。
【図３】インダクタンス素子の例を示す説明図である。
【図４】ＥＣＵ間で送受信される制御信号を示す説明図である。
【符号の説明】
【００５３】
１  電池
２  電源線
３、４  ＥＣＵ  
５  ドアロックスイッチ
６  右ドア
７  左ドア
８  画像処理用のＥＣＵ
９  制御系のＥＣＵ
２２  接地側電源線
３０  インダクタンス素子
３１  コンデンサ
３２  コンバータ
３３  変調部
３４  復調部
３５  増幅部
３６  ＣＰＵ  
３７  メモリ
３８  インタフェース部
３９  通信制御部
４０  接地線
【図１】
2006115115.tif 000003
【図２】
2006115115.tif 000004
【図３】
2006115115.tif 000005
【図４】
2006115115.tif 000006