(57)【要約】【課題】電力線通信の品質が悪い場合に電力線ノイズを低減する。【解決手段】電力線通信用ノイズ低減装置１ａに備えられる低インピーダンス回路部２７は、予め定められた周波数帯域に対して選択的にインピーダンスが低く設定されている。電力線通信用ノイズ低減装置１ａは電力線ノイズのレベルが予め定められた閾値を超えると、低インピーダンス回路部２７を電力線１５と切り離した状態から接続した状態に切り替える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力線通信の伝送路のインピーダンスを下げるように設定された低インピーダンス回路部と、
前記電力線通信の品質を示す指標を取得する品質指標取得部を含み、前記品質指標取得部により取得された指標が予め定められた品質レベルより悪いことを示す場合、前記低インピーダンス回路部を前記伝送路と切り離し可能なノンアクティブ状態から前記低インピーダンス回路部を前記伝送路に接続可能なアクティブ状態に切り替える制御部と、を備えたことを特徴とした電力線通信用ノイズ低減装置。
【請求項２】
前記低インピーダンス回路部は、予め定められた周波数帯域に対して選択的にインピーダンスが低く設定されている請求項１に記載の電力線通信用ノイズ低減装置。
【請求項３】
前記品質指標取得部は、伝送路ノイズのレベルが予め定められた閾値を超えた場合に、検出信号を出力する電圧検出回路部を含み、
前記制御部は、前記検出信号によりオンして、前記ノンアクティブ状態から前記アクティブ状態に切り替えるスイッチ部と、を含む請求項１又は２に記載の電力線通信用ノイズ低減装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記スイッチ部がオンした後、前記電圧検出回路部が予め定められた時間内に前記閾値を超えるレベルの前記伝送路ノイズを検出しない場合、前記スイッチ部をオフにして、前記アクティブ状態から前記ノンアクティブ状態に切り替える請求項３に記載の電力線通信用ノイズ低減装置。
【請求項５】
それぞれが異なる周波数帯域を有する複数のバンドパスフィルタを備え、
前記低インピーダンス回路部、前記電圧検出回路部及び前記スイッチ部のセットが複数あり、
前記複数のセットのそれぞれには、前記複数のバンドパスフィルタの中から対応する前記バンドパスフィルタが割り当てられており、
前記複数のセットの前記低インピーダンス回路部のそれぞれは、割り当てられた前記バンドパスフィルタを通過できない周波数帯域よりも通過できる周波数帯域に対して低インピーダンスに設定されており、
前記複数のセットの前記電圧検出回路部のそれぞれは、対応する前記バンドパスフィルタを通過した前記伝送路ノイズのレベルが前記閾値を超えた場合に検出信号を出力し、
前記検出信号が出力されると、当該検出信号を出力した前記電圧検出回路部が属する前記セットにおいて、前記スイッチ部がオンして、前記ノンアクティブ状態から前記アクティブ状態に切り替える請求項３又は４に記載の電力線通信用ノイズ低減装置。
【請求項６】
前記制御部は、
前記閾値を超えた前記伝送路ノイズについて、当該ノイズを検出した時間と当該ノイズを通した前記バンドパスフィルタとを対応づけたノイズ履歴を作成するノイズ履歴作成部と、
前記ノイズ履歴を基にして同じ時間帯に同じバンドパスフィルタを通過する前記閾値を超えた前記伝送路ノイズが存在するか否か判定するノイズ判定部と、
前記ノイズ判定部が同じ時間帯に同じバンドパスフィルタを通過する前記閾値を超えた前記伝送路ノイズが存在すると判定した場合、当該時間帯になる前に当該バンドパスフィルタが割り当てられた前記セットにおいて、前記スイッチ部をオンさせて、前記ノンアクティブ状態から前記アクティブ状態に切り替えるスイッチ制御部と、を含む請求項５に記載の電力線通信用ノイズ低減装置。
【請求項７】
前記制御部は、待機モードから通常モードに切り替えるモード切替部を含み、
前記待機モード中に、前記複数のセットの前記電圧検出回路部のいずれかが前記検出信号を出力した場合、前記モード切替部は前記待機モードから前記通常モードに切り替え、
前記通常モードに切り替わった前記制御部は、前記検出信号を出力した前記電圧検出回路部が属する前記セットにおいて、前記スイッチ部がオンして、前記ノンアクティブ状態から前記アクティブ状態に切り替える請求項６に記載の電力線通信用ノイズ低減装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電力線通信の伝送路ノイズを低減する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電力線通信(ＰＬＣ；Power Line Communication)は電力線を伝送路として利用する通信である。電力線通信によれば、例えば、家庭内の電力線をＬＡＮ(Local Area Network)ケーブルのように使ったＰＬＣネットワークが可能となる。
【０００３】
電力線通信の通信品質を向上させるための様々な技術が提案されている。例えば、電力線に接続された配線ダクトと、配線ダクトに接続された複数の電力線通信装置とを備えたシステムにおいて、電力線通信装置からの信号が配線ダクトの末端で反射されるのを防止する技術が提案されている(特許文献１参照)。この技術ではスイッチによってインピーダンスを変更可能な電力線通信用終端器を配線ダクトの末端に取り付け、配線ダクトの特性インピーダンスに応じてインピーダンスを変更可能としている。これによれば、電力線通信装置からの信号が配線ダクトの末端で反射されるのを防止でき、また、インピーダンスをスイッチによって変更可能にしているので、配線ダクトのインピーダンスとの整合作業が容易となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１００２９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
伝送路ノイズ、言い換えれば電力線ノイズが発生すると電力線通信の通信速度が低下する原因となるので、電力線ノイズを発生させる電化製品(例えばＩＨ(Induction Heating)調理器、掃除機、照明器具、エアコンなど)と電力線通信とを併用する場合、ノイズ対策が重要となる。
【０００６】
本発明は電力線通信の品質が悪い場合に電力線通信の伝送路ノイズを低減することが可能な電力線通信用ノイズ低減装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成する本発明の一の局面に係る電力線通信用ノイズ低減装置は、電力線通信の伝送路のインピーダンスを下げるように設定された低インピーダンス回路部と、前記電力線通信の品質を示す指標を取得する品質指標取得部を含み、前記品質指標取得部により取得された指標が予め定められた品質レベルより悪いことを示す場合、前記低インピーダンス回路部を前記電力線通信の伝送路と切り離し可能なノンアクティブ状態から前記低インピーダンス回路部を前記伝送路に接続可能なアクティブ状態に切り替える制御部と、を備える。
【０００８】
上記構成において、前記低インピーダンス回路部は、予め定められた周波数帯域に対して選択的にインピーダンスが低く設定されている。
【０００９】
上記構成において、前記品質指標取得部は、伝送路ノイズのレベルが予め定められた閾値を超えた場合に、検出信号を出力する電圧検出回路部を含み、前記制御部は、前記検出信号によりオンして、前記ノンアクティブ状態から前記アクティブ状態に切り替えるスイッチ部と、を含むことができる。
【００１０】
上記構成において、前記制御部は、前記スイッチ部がオンした後、前記電圧検出回路部が予め定められた時間内に前記閾値を超えるレベルの前記伝送路ノイズを検出しない場合、前記スイッチ部をオフにして、前記アクティブ状態から前記ノンアクティブ状態に切り替える、ことができる。
【００１１】
上記構成において、それぞれが異なる周波数帯域を有する複数のバンドパスフィルタを備え、前記低インピーダンス回路部、前記電圧検出回路部及び前記スイッチ部のセットが複数あり、前記複数のセットのそれぞれには、前記複数のバンドパスフィルタの中から対応する前記バンドパスフィルタが割り当てられており、前記複数のセットの前記低インピーダンス回路部のそれぞれは、割り当てられた前記バンドパスフィルタを通過できない周波数帯域よりも通過できる周波数帯域に対して低インピーダンスに設定されており、前記複数のセットの前記電圧検出回路部のそれぞれは、対応する前記バンドパスフィルタを通過した前記伝送路ノイズのレベルが前記閾値を超えた場合に検出信号を出力し、前記検出信号が出力されると、当該検出信号を出力した前記電圧検出回路部が属する前記セットにおいて、前記スイッチ部がオンして、前記ノンアクティブ状態から前記アクティブ状態に切り替える、ことができる。
【００１２】
上記構成において、前記制御部は、前記閾値を超えた前記伝送路ノイズについて、当該ノイズを検出した時間と当該ノイズを通した前記バンドパスフィルタとを対応づけたノイズ履歴を作成するノイズ履歴作成部と、前記ノイズ履歴を基にして同じ時間帯に同じバンドパスフィルタを通過する前記閾値を超えた前記伝送路ノイズが存在するか否か判定するノイズ判定部と、前記ノイズ判定部が同じ時間帯に同じバンドパスフィルタを通過する前記閾値を超えた前記伝送路ノイズが存在すると判定した場合、当該時間帯になる前に当該バンドパスフィルタが割り当てられた前記セットにおいて、前記スイッチ部をオンさせて、前記ノンアクティブ状態から前記アクティブ状態に切り替えるスイッチ制御部と、を含むことができる。
【００１３】
上記構成において、前記制御部は、待機モードから通常モードに切り替えるモード切替部を含み、前記待機モード中に、前記複数のセットの前記電圧検出回路部のいずれかが前記検出信号を出力した場合、前記モード切替部は前記待機モードから前記通常モードに切り替え、前記通常モードに切り替わった前記制御部は、前記検出信号を出力した前記電圧検出回路部が属する前記セットにおいて、前記スイッチ部がオンして、前記ノンアクティブ状態から前記アクティブ状態に切り替える、ことができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば電力線通信の品質が悪い場合に電力線通信の伝送路ノイズを低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１実施形態に係る電力線通信用ノイズ低減装置を適用した電力線通信システムの一例を示すブロック図である。
【図２】第１実施形態に係る電力線通信用ノイズ低減装置の電気的な構成を示すブロック図である。
【図３】第１実施形態における電力線のインピーダンスと周波数の関係を示すグラフである。
【図４】第１実施形態における電力線ノイズと周波数の関係を示すグラフである。
【図５】第２実施形態に係る電力線通信用ノイズ低減装置の電気的な構成を示すブロック図である。
【図６】第２実施形態における電力線ノイズの周波数とバンドパスフィルタとの関係を示すグラフである。
【図７】第２実施形態における電力線のインピーダンスと周波数の関係を示すグラフである。
【図８】第３実施形態に係る電力線通信用ノイズ低減装置の電気的な構成を示すブロック図である。
【図９】第３実施形態に係る電力線通信用ノイズ低減装置の動作を説明するフローチャートである。
【図１０】第４実施形態に係る電力線通信用ノイズ低減装置の電気的な構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態を詳細に説明する。図１は本発明の第１実施形態に係る電力線通信用ノイズ低減装置１ａを適用した電力線通信システム３の一例を示すブロック図である。
【００１７】
電力線通信システム３は親機５及び複数の子機(例えば七つの子機７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ，７ｅ，７ｆ，７ｇ)を備える。これらの子機を区別する必要がなければ、子機７と記載する。電力線１５は建物内の屋内配線母線であり、電力メータを経由して配電系統に接続されていると共に分電盤９に接続されている。親機５は電力線１５に接続されている。分電盤９からは複数の電力線(例えば二本の電力線１１ａ，１１ｂ)が分岐している。電力線１１ａには子機７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄが接続されており、電力線１１ｂには子機７ｅ，７ｆ，７ｇが接続されている。電力線１１ａ，１１ｂ，１５は電力線通信の伝送路として機能する。親機５は電力線通信用ノイズ低減装置１ａを備える。なお、子機７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ，７ｅ，７ｆ，７ｇがそれぞれ電力線通信用ノイズ低減装置１ａを備えていてもよい。
【００１８】
図２は電力線通信用ノイズ低減装置１ａの電気的な構成を示すブロック図である。電力線通信用ノイズ低減装置１ａは結合回路部２１、電圧検出回路部２３、スイッチ部２５及び低インピーダンス回路部２７を備える。結合回路部２１、電圧検出回路部２３及び低インピーダンス回路部２７は基本構成を示している。
【００１９】
電圧検出回路部２３は電力線通信の品質を示す指標を取得する品質指標取得部として機能する。電圧検出回路部２３及びスイッチ部２５によって制御部が構成されている。制御部は品質指標取得部を含み、品質指標取得部により取得された指標が予め定められた品質レベルより悪いことを示す場合(以下、簡単に、電力線通信の品質が悪い場合と記載する場合もある)、低インピーダンス回路部２７を電力線１５と切り離し可能なノンアクティブ状態から低インピーダンス回路部２７を電力線１５に接続可能なアクティブ状態に切り替える。
【００２０】
電力線通信の品質の指標として、例えば、電力線ノイズ(以降、ノイズと称する場合もある)のレベル、電力線通信のパケットエラーレート、電力線通信のリンク品質、電力線通信に用いる親機５又は子機７の受信感度等が挙げられる。本発明の各実施形態では電力線ノイズのレベルを例にして説明する。
【００２１】
結合回路部２１は一次コイル２９、二次コイル３１及び二つのコンデンサ３３ａ，３３ｂを備える。一次コイル２９はコンデンサ３３ａ，３３ｂを介して電力線１５と接続可能にされている。親機５をコンセントに差し込むと、一次コイル２９は電力線１５と接続される。二次コイル３１は一次コイル２９と電磁結合している。
【００２２】
結合回路部２１は商用電源３５の周波数を遮断し、電力線通信周波数帯域(以降、ＰＬＣ周波数帯域と称する)を含む高周波を通すフィルタとして機能する。ＰＬＣ周波数帯域とは、規格により定められた周波数帯域の中から電力線通信のシステム毎に定めることができる周波数帯域である。規格により定められた周波数帯域は、例えば１０ｋＨｚ〜４５０ｋＨｚ、２ＭＨｚ〜３０ＭＨｚである。なお、第１実施形態では、ＰＬＣ周波数帯域を例えば１２０ｋＨｚ〜４５０ｋＨｚとする。
【００２３】
低インピーダンス回路部２７はキャパシタＣとコイルＬを直列接続した受動素子回路を含む。低インピーダンス回路部２７は電力線ノイズの低減に用いられ、ノイズの周波数を想定して予め定められた周波数帯域に対して選択的にインピーダンスが低くなるように、キャパシタＣとコイルＬが選択される。
【００２４】
図３は第１実施形態における電力線１５のインピーダンスと周波数の関係を示すグラフである。縦軸は電力線１５のインピーダンスを示しており、横軸は周波数を示している。グラフの実線は低インピーダンス回路部２７を電力線１５と切り離した場合Ｌ１を示しており、点線は低インピーダンス回路部２７を電力線１５に接続した場合Ｌ２を示している。低インピーダンス回路部２７を電力線１５と切り離した場合Ｌ１は、周波数が高くなるにしたがってインピーダンスが大きくなっている。
【００２５】
一方、低インピーダンス回路部２７を電力線１５に接続した場合Ｌ２は、低インピーダンス回路部２７を電力線１５と切り離した場合Ｌ１と比べて、インピーダンスが低くなっている。
【００２６】
上述したようにノイズの対策のために、低インピーダンス回路部２７はノイズの周波数を想定して予め定められた周波数帯域に対して選択的にインピーダンスが低くなるように設定されている。このため、低インピーダンス回路部２７を電力線１５に接続した場合Ｌ２は、ノイズの周波数を想定して予め定められた周波数帯域でインピーダンスが一度大きく低下している。よって、ノイズが想定される周波数帯域で、低インピーダンス回路部２７を電力線１５と切り離した場合Ｌ１と低インピーダンス回路部２７を電力線１５に接続した場合Ｌ２とでインピーダンスの差が比較的大きくなっている。低インピーダンス回路部２７を電力線１５に接続した場合Ｌ２は、ノイズが想定される周波数帯域でインピーダンスが一度大きく低下しているので、想定された周波数帯域のノイズを大きく低減させることができる。
【００２７】
スイッチ部２５は低インピーダンス回路部２７と直列に接続されている。スイッチ部２５と低インピーダンス回路部２７とから構成される回路が、二次コイル３１に接続されている。スイッチ部２５は例えば半導体のスイッチング素子(トランジスタ等)又はリレースイッチにより構成することができる。
【００２８】
スイッチ部２５がオンであれば二次コイル３１と低インピーダンス回路部２７が電気的に接続され、これにより、低インピーダンス回路部２７を電力線１５に接続可能にする(アクティブ状態)。スイッチ部２５がオフであれば二次コイル３１と低インピーダンス回路部２７が電気的に遮断され、これにより、低インピーダンス回路部２７を電力線１５と切り離し可能にする(ノンアクティブ状態)。
【００２９】
電圧検出回路部２３は結合回路部２１を通過した高周波の電圧を検出する。電圧検出回路部２３はスイッチ部２５と低インピーダンス回路部２７とから構成される回路と並列にかつその回路よりも二次コイル３１側に接続されている。したがって、スイッチ部２５がオン、オフのいずれの場合でも、電圧検出回路部２３は結合回路部２１を通過した高周波の電圧を検出できる。
【００３０】
電圧検出回路部２３は品質指標取得部の一例であり、検出した電圧のレベルが予め定められた閾値を超えれば、検出信号Ｓ１を出力する。電圧検出回路部２３によって検出された電圧のレベルが予め定められた閾値を超えれば、電力線ノイズによって、電力線通信の品質を示す指標が予め定められた品質レベルよりも悪くなったと見なすのである。電圧検出回路部２３は電力線ノイズのレベルが予め定められた閾値を超えた場合に検出信号Ｓ１を出力する、と言い換えることができる。
【００３１】
スイッチ部２５は検出信号Ｓ１によりオンされて、これにより低インピーダンス回路部２７が電力線１５と接続可能にされる。
【００３２】
電圧検出回路部２３はタイマ３７を備えている。タイマ３７はスイッチ部２５がオンされてからの時間を計測する。電圧検出回路部２３は予め定められた時間内に閾値を超えるレベルの電圧(言い換えれば閾値を超えるレベルの電力線ノイズ)が検出されなかった場合、スイッチ部２５をオフさせるオフ信号をスイッチ部２５に送る。これによりスイッチ部２５がオフされて低インピーダンス回路部２７が電力線１５と切り離され、アクティブ状態からノンアクティブ状態に切り替わる。
【００３３】
電力線通信用ノイズ低減装置１ａの動作について図２を用いて説明する。親機５をコンセントに差し込むと、結合回路部２１の一次コイル２９が電力線１５と接続される。これにより、電力線１５を流れる高周波は、結合回路部２１を通過し、電圧検出回路部２３によってその高周波の電圧の検出が開始される。この段階ではスイッチ部２５がオフなので、低インピーダンス回路部２７は二次コイル３１と切り離され、したがって低インピーダンス回路部２７は電力線１５と切り離されている。
【００３４】
電圧検出回路部２３は高周波の電圧のレベルが予め定められた閾値を超えた場合に、言い換えれば、電力線ノイズのレベルが閾値を超えた場合に検出信号Ｓ１を出力する。検出信号Ｓ１によりスイッチ部２５がオフからオンに切り替わり、低インピーダンス回路部２７が電力線１５に接続される。
【００３５】
電圧検出回路部２３が閾値を超えたレベルの電圧を検出した後、予め定められた時間内に閾値を超えるレベルの電圧が検出されない場合、電力線通信の品質が悪い状態が解消されたと見なして、電圧検出回路部２３はスイッチ部２５をオフにする信号を出力する。これによりスイッチ部２５をオンからオフに切り替えて、低インピーダンス回路部２７を電力線１５と切り離す。
【００３６】
図４は第１実施形態における電力線ノイズと周波数の関係を示すグラフである。縦軸はノイズのレベルを示しており、横軸は周波数を示している。グラフの実線は低インピーダンス回路部２７を電力線１５と切り離した場合Ｌ３を示しており、点線は低インピーダンス回路部２７を電力線１５に接続した場合Ｌ４を示している。
【００３７】
低インピーダンス回路部２７を電力線１５に接続した場合Ｌ４は、切り離している場合Ｌ３に比べてノイズが低減している。これは電力線ノイズの一部を低インピーダンス回路部２７に流して、ノイズを低減させているからである。
【００３８】
図４ではノイズの基本波とそのノイズの高調波が存在する。低インピーダンス回路部２７を電力線１５に接続した場合Ｌ４は、ノイズの基本波のレベルを低下させることにより、ノイズの高調波のレベルについても、低インピーダンス回路部２７を電力線１５と切り離している場合Ｌ３に比べて低下させることができる。
【００３９】
以上説明したように、第１実施形態によれば、低インピーダンス回路部２７は電力線ノイズの周波数を想定して予め定められた周波数帯域に対して選択的にインピーダンスが低く設定されている。そして、電力線１５を流れる高周波の電圧のレベル(言い換えれば電力線ノイズのレベル)が予め定められた閾値を超えれば、低インピーダンス回路部２７を電力線１５に接続するアクティブ状態に切り替える。よって、電力線通信の品質が悪い場合に電力線ノイズを低減できるので、電力線通信の品質が悪い原因が電力線ノイズの場合に有効となる。
【００４０】
低インピーダンス回路部２７を電力線１５に接続すると、電力線ノイズを低減できるが、電力線１５を流れる通信信号のレベルが低下する。そこで第１実施形態では電力線通信の品質が悪くない場合に、ノンアクティブ状態にすることにより、低インピーダンス回路部２７を電力線１５と切り離して電力線１５を流れる通信信号のレベルの低下を抑制している。
【００４１】
また、第１実施形態では、低インピーダンス回路部２７は電力線ノイズの周波数を想定して予め定められた周波数帯域に対して選択的にインピーダンスが低く設定されている。したがって、電力線ノイズが原因で電力線通信の品質が悪いと考えられる周波数帯域は、図３及び図４で説明したように、アクティブ状態において、インピーダンス、ノイズレベルが低減される。
【００４２】
なお、ノイズの基本波と高調波とのノイズレベルの関係であるが、基本波のノイズレベルを低減することにより、高調波のノイズレベルも低減させることができる。
【００４３】
さらに、第１実施形態によれば、電力線１５を流れる高周波の電圧のレベル(言い換えれば電力線ノイズのレベル)が閾値を超えたか否かを基準にして電力線通信の品質が悪化したか否かを判定している。したがって、電力線通信の品質が悪いか否かを、比較的簡単な構成(例えばマイコンを用いない構成)で判定することができる。
【００４４】
また、第１実施形態によれば、ノイズの電圧が閾値を超えた後、予め定められた時間内に閾値を超える電圧が検出されない場合、電力線ノイズにより電力線通信の品質が悪い状態が解消されて悪くない状態(通常の状態)に戻ったと見なして、スイッチ部２５をオンからオフに切り替えている。電力線通信の環境は動的であり、電力線１５において閾値を超える電力線ノイズが発生している状態から発生していない状態(電力線通信の品質が悪くない状態)に戻ることがある。電力線通信の品質が悪くない状態に戻れば、低インピーダンス回路部２７を電力線１５に接続しなくても電力線通信が可能となる。そこで、低インピーダンス回路部２７を電力線１５に接続し、予め定められた時間内に閾値を超えるレベルの電圧が検出されなければ、一旦、低インピーダンス回路部２７を電力線１５と切り離している。そして、電圧検出回路部２３によって電力線ノイズの電圧が閾値を超える判定がされなければ、低インピーダンス回路部２７を電力線１４と切り離すことを継続する。このように、閾値を超える電圧の電力線ノイズが発生している場合(電力線通信の通信品質が悪い場合)と発生していない場合(電力線通信の通信品質が悪くない場合)を区別して、低インピーダンス回路部２７を電力線１５に接続するアクティブ状態と低インピーダンス回路部２７を電力線１５と切り離すノンアクティブ状態を選択するので、電力線１５の環境の変化に応じた通信を実現することができる。
【００４５】
電力線通信の品質が悪い場合でも、図１に示す親機５と親機５に最も近い子機７ａまでの通信ができれば、他の子機７ｂ，７ｃ，７ｄ，７ｅ，７ｆ，７ｇについてマルチホップを利用することにより通信をすることが可能となる。そこで、第１実施形態では親機５に電力線通信用ノイズ低減装置１ａを設けている。これにより、電力線ノイズが原因で電力線通信の品質が悪化した場合でも、親機５と親機５に最も近い子機７ａとの通信ができるようにしている。なお、電力線通信用ノイズ低減装置１ａを親機５とは独立の装置とし、親機５と親機５に最も近い子機７ａの間の電力線１１ａ，１５に取り付けることも可能である。
【００４６】
次に第２実施形態を説明する。第２実施形態については第１実施形態との相違点を中心に説明し、共通点については説明を省略する。図５は第２実施形態に係る電力線通信用ノイズ低減装置１ｂの電気的な構成を示すブロック図である。第２実施形態では電圧検出回路部２３、スイッチ部２５及び低インピーダンス回路部２７の三つのセット(セット４１ａ，４１ｂ，４１ｃ)が設けられており、さらに三つのバンドパスフィルタ４３ａ，４３ｂ，４３ｃが設けられている。第２実施形態では三つの場合で説明するが、二つ又は四つ以上の場合でもよい。
【００４７】
なお、セット４１ａ，４１ｂ，４１ｃを区別する必要がなければセット４１と記載し、バンドパスフィルタ４３ａ，４３ｂ，４３ｃを区別する必要がなければバンドパスフィルタ４３と記載する。
【００４８】
三つのセット４１の電圧検出回路部２３及びスイッチ部２５により制御部が構成されている。
【００４９】
三つのバンドパスフィルタ４３は、それぞれが異なる周波数帯域を有する。図６を用いて具体的に説明する。図６はノイズの周波数とバンドパスフィルタ４３との関係を示すグラフである。バンドパスフィルタ４３ａは２０ｋＨｚ及びその付近の周波数帯域(例えば１０ｋＨｚ〜３０ｋＨｚ)を通し、バンドパスフィルタ４３ｂは５０ｋＨｚ及びその付近の周波数帯域(例えば４０ｋＨｚ〜６０ｋＨｚ)を通し、バンドパスフィルタ４３ｃは１００ｋＨｚ及びその付近の周波数帯域(例えば９０ｋＨｚ〜１１０ｋＨｚ)を通す。
【００５０】
２０ｋＨｚはＩＨ調理器が原因となる電力線ノイズの周波数である。５０ｋＨｚはエアコンが原因となる電力線ノイズの周波数である。１００ｋＨｚは掃除機が原因となる電力線ノイズの周波数である。
【００５１】
図５に示すように、三つのセット４１のそれぞれには、三つのバンドパスフィルタ４３の中から対応するバンドパスフィルタ４３が割り当てられている。詳細にはセット４１ａにはバンドパスフィルタ４３ａが割り当てられ、セット４１ｂにはバンドパスフィルタ４３ｂが割り当てられ、セット４１ｃにはバンドパスフィルタ４３ｃが割り当てられている。
【００５２】
セット４１ａは２０ｋＨｚのノイズ対策として設けられている。結合回路部２１とセット４１ａの電圧検出回路部２３の間にバンドパスフィルタ４３ａが接続されている。結合回路部２１を通過した高周波のうち、２０ｋＨｚ及びその付近の周波数帯域がバンドパスフィルタ４３ａを通過し、セット４１ａの電圧検出回路部２３へ送られる。
【００５３】
セット４１ａの低インピーダンス回路部２７は２０ｋＨｚ及びその付近の周波数帯域が、その周波数帯域外よりも低インピーダンスに設定されている。言い換えれば、低インピーダンス回路部２７は、割り当てられたバンドパスフィルタ４３ａを通過できない周波数帯域よりも通過できる周波数帯域に対して低インピーダンスに設定されている。
【００５４】
５０ｋＨｚのノイズ対策としてセット４１ｂが設けられている。バンドパスフィルタ４３ｂが結合回路部２１とセット４１ｂの電圧検出回路部２３の間に接続されている。結合回路部２１を通過した高周波のうち、５０ｋＨｚ及びその付近の周波数帯域がバンドパスフィルタ４３ｂを通過し、電圧検出回路部２３へ送られる。セット４１ｂの低インピーダンス回路部２７は５０ｋＨｚ及びその付近の周波数帯域が、その周波数帯域外よりも低インピーダンスに設定されている。
【００５５】
さらに、１００ｋＨｚのノイズ対策としてセット４１ｃが設けられている。結合回路部２１とセット４１ｃの電圧検出回路部２３の間にバンドパスフィルタ４３ｃが接続されている。結合回路部２１を通過した高周波のうち、１００ｋＨｚ及びその付近の周波数帯域がバンドパスフィルタ４３ｃを通過し、セット４１ｃの電圧検出回路部２３へ送られる。セット４１ｃの低インピーダンス回路部２７は１００ｋＨｚ及びその付近の周波数帯域が、その周波数帯域外よりも低インピーダンスに設定されている。
【００５６】
図７は第２実施形態における電力線１５のインピーダンスと周波数の関係を示すグラフであり、図３と対応する。図７の(Ａ)はバンドパスフィルタ４３ａが割り当てられた低インピーダンス回路部２７の場合、(Ｂ)はバンドパスフィルタ４３ｂが割り当てられた低インピーダンス回路部２７の場合、(Ｃ)はバンドパスフィルタ４３ｃが割り当てられた低インピーダンス回路部２７の場合をそれぞれ示している。
【００５７】
(Ａ)、(Ｂ)及び(Ｃ)のいずれも、低インピーダンス回路部２７を電力線１５と切り離した場合Ｌ１は、周波数が高くなるにしたがってインピーダンスが大きくなっている。これに対して、低インピーダンス回路部２７を電力線１５に接続した場合Ｌ２は、割り当てられているバンドパスフィルタ４３が通過する周波数帯域でインピーダンスが一度大きく低下している。
【００５８】
個別に説明すると、(Ａ)では２０ｋＨｚ及びその付近の周波数帯域でインピーダンスが一度大きく低下しており、(Ｂ)では５０ｋＨｚ及びその付近の周波数帯域でインピーダンスが一度大きく低下しており、(Ｃ)では１００ｋＨｚ及びその付近の周波数帯域でインピーダンスが一度大きく低下している。これは、各セット４１の低インピーダンス回路部２７が、割り当てられたバンドパスフィルタ４３を通過できない周波数帯域よりも通過できる周波数帯域に対して低インピーダンスに設定されているからである。
【００５９】
各セット４１は第１実施形態に係る電力線通信用ノイズ低減装置１ａの電圧検出回路部２３、スイッチ部２５及び低インピーダンス回路部２７と同様の動作をする。したがって、各セット４１の電圧検出回路部２３のそれぞれは、対応するバンドパスフィルタ４３を通過したノイズのレベルが閾値を超えた場合に検出信号Ｓ１を出力する。検出信号Ｓ１が出力されると、この検出信号Ｓ１を出力した電圧検出回路部２３が属するセット４１において、スイッチ部２５がオンして、ノンアクティブ状態からアクティブ状態に切り替える。
【００６０】
詳細には、図５を参照して、２０ｋＨｚのノイズが予め定められた閾値を超えた場合、セット４１ａにおいて、電圧検出回路部２３が検出信号Ｓ１を出力し、スイッチ部２５がオンされ、低インピーダンス回路部２７と電力線１５が接続される。また、５０ｋＨｚのノイズが予め定められた閾値を超えた場合、セット４１ｂにおいて、電圧検出回路部２３が検出信号Ｓ１を出力し、スイッチ部２５がオンされ、低インピーダンス回路部２７と電力線１５が接続される。さらに、１００ｋＨｚのノイズが予め定められた閾値を超えた場合、セット４１ｃにおいて、電圧検出回路部２３が検出信号Ｓ１を出力し、スイッチ部２５がオンされ、低インピーダンス回路部２７と電力線１５が接続される。
【００６１】
各セット４１は独立に動作する。したがって、例えば、セット４１ａのスイッチ部２５がオンされ、セット４１ａの低インピーダンス回路部２７と電力線１５が接続された状態で、セット４１ｃのスイッチ部２５がオンされ、セット４１ｃの低インピーダンス回路部２７と電力線１５が接続される場合がある。
【００６２】
第２実施形態の効果を説明する。ノイズが複数あり、それらの周波数帯域が異なる場合、一つの低インピーダンス回路部２７だけでは各ノイズを十分に低減できない場合がある。第２実施形態によれば、それぞれが異なる周波数帯域を有する３つのバンドパスフィルタ４３を備え、３つのセット４１を設けており、３つのセット４１のそれぞれには、対応するバンドパスフィルタ４３を割り当てている。
【００６３】
言い換えれば、第２実施形態に係る電力線通信用ノイズ低減装置１ｂは２０ｋＨｚのノイズ対策となるセット４１ａ、５０ｋＨｚのノイズ対策となるセット４１ｂ及び１００ｋＨｚのノイズ対策となるセット４１ｃを備えている。したがって、図７で説明したように２０ｋＨｚのノイズ、５０ｋＨｚのノイズ、１００ｋＨｚのノイズのそれぞれについて、最適な低インピーダンス回路部２７にすることができる。よって、ノイズが複数あり、それらの周波数帯域が異なる場合であっても、各ノイズを十分に低減することが可能となる。
【００６４】
なお、第２実施形態では周波数帯域がそれぞれ異なる三つのノイズの場合で説明したが、二つ又は四つ以上のノイズについても適用することができる。例えば、ノイズが五つの場合は、各ノイズに対応したセット４１及びバンドパスフィルタ４３を設ければよい。
【００６５】
次に第３実施形態を説明する。第３実施形態については第１及び第２実施形態との相違点を中心に説明し、共通点については説明を省略する。図８は第３実施形態に係る電力線通信用ノイズ低減装置１ｃの電気的な構成を示すブロック図である。電力線通信用ノイズ低減装置１ｃは図５に示す電力線通信用ノイズ低減装置１ｂにさらにコントローラ５１を追加した構成を有する。
【００６６】
コントローラ５１、三つのセット４１の電圧検出回路部２３及びスイッチ部２５により制御部が構成されている。コントローラ５１は電源部５３、ノイズ履歴作成部５５、ノイズ判定部５７、スイッチ制御部５９、クロック部６１及びタイマ部６３を備える。電源部５３は親機５をコンセントに差し込むと、電力線１５と接続される。電源部５３は商用電源３５の電圧をコントローラ５１用の電圧に変換して、コントローラ５１の動作に必要な電力を供給する。
【００６７】
ノイズ履歴作成部５５は三つのセット４１の電圧検出回路部２３のそれぞれが、対応するバンドパスフィルタ４３を通過した電力線ノイズのレベルが閾値を超えることにより検出信号Ｓ１を出力した場合、ノイズ履歴を作成する。ノイズ履歴は閾値を超えた電力線ノイズについて、当該ノイズを検出した時間と当該ノイズが通過したバンドパスフィルタ４３とを対応づけたデータである。
【００６８】
ノイズ判定部５７はノイズ履歴を基にして同じ時間帯に同じバンドパスフィルタ４３を通過するノイズが存在するか否か判定する。
【００６９】
スイッチ制御部５９はノイズ判定部５７が同じ時間帯に同じバンドパスフィルタ４３を通過するノイズが存在すると判定した場合、その時間帯になる前にそのバンドパスフィルタ４３が割り当てられたセット４１において、スイッチ部２５がオンさせて、ノンアクティブ状態からアクティブ状態に切り替える。例えば、毎日の１８時０分から１９時０分の時間帯でＩＨ調理器を使用することにより、２０ｋＨｚのノイズが発生する場合、スイッチ制御部５９は１８時０分から１９時０分の時間帯の前(例えば１８時０分の直前)に、セット４１ａにおいて、スイッチ部２５をオンさせて、低インピーダンス回路部２７を電力線１５に接続する(アクティブ状態)。そして、１９時０分になると、スイッチ部２５をオフさせて、低インピーダンス回路部２７を電力線１５と切り離す(ノンアクティブ状態)。
【００７０】
ノイズ履歴作成部５５、ノイズ判定部５７及びスイッチ制御部５９はＣＰＵ(Central Processing Unit)、ＲＯＭ(Read Only Memory)、ＲＡＭ(Random Access Memory)等により実現される。
【００７１】
クロック部６１は時計として機能し、ノイズ履歴の作成の際にノイズを検出した時間のデータをノイズ履歴作成部５５へ送る。
【００７２】
タイマ部６３は予め定められた時間を計測する機能を有し、電力線ノイズにより電力線通信の品質が悪い場合から悪くない通常の場合に戻ったか否かの判定に利用される。タイマ部６３は図２に示すタイマ３７と同様の機能を有しており、したがって、第３実施形態において、各電圧検出回路部３７にはタイマ３７が設けられていない。
【００７３】
なお、図示はしていないが、コントローラ５１は入出力インターフェースを有する。入出力インターフェースの入力部には各セット４１の電圧検出回路部２３が接続されており、入出力インターフェースの出力部には各セット４１のスイッチ部２５が接続されている。電圧検出回路部２３で閾値を超えたノイズが検出されると、電圧検出回路部２３から検出信号Ｓ１がコントローラ５１へ送られる。スイッチ制御部５９はスイッチ部２５のオンとオフを切り替える切替信号Ｓ２をスイッチ部２５へ送る。
【００７４】
次に、電力線通信用ノイズ低減装置１ｃの動作についてセット４１ａを例に説明する。図９はその動作を説明するフローチャートである。他のセット４１ｂ，４１ｃもセット４１ａと同様の動作を独立に実行する。
【００７５】
セット４１ａの電圧検出回路部２３は予め定められた閾値を超えたレベルのノイズを検出すると、検出信号Ｓ１を出力する。スイッチ制御部５９は電圧検出回路部２３から検出信号Ｓ１が送られてきたか否かを判断する(ステップＳ１)。スイッチ制御部５９が、検出信号Ｓ１が送られていないと判断した場合(ステップＳ１でＮｏ)、ステップＳ１が繰り返される。
【００７６】
スイッチ制御部５９が、検出信号Ｓ１が送られてきた判断した場合(ステップＳ１でＹｅｓ)、スイッチ制御部５９はセット４１ａのスイッチ部２５をオンにする切替信号Ｓ２をスイッチ部２５へ送り、セット４１ａのスイッチ部２５をオンさせる(ステップＳ３)。スイッチ部２５がオンすることにより、セット４１ａの低インピーダンス回路部２７が電力線１５に接続されて(アクティブ状態)、ノイズを低減させる。また、スイッチ制御部５９はタイマ部６３を作動させて、時間の計測を開始する。予め定められた時間内に、セット４１ａの電圧検出回路部２３が予め定められた閾値を超えたレベルのノイズを検出しない場合、電力線通信の品質が悪い状態から悪くない通常の状態に戻ったと見なして、セット４１ａの低インピーダンス回路部２７を電力線１５から切り離す(ノンアクティブ状態)処理をする。
【００７７】
ステップＳ１の検出信号Ｓ１により、ノイズ履歴作成部５５は閾値を超えたレベルのノイズの検出時間及びそのノイズを通したバンドパスフィルタ４３を対応づけてノイズ履歴を作成して記憶する(ステップＳ５)。
【００７８】
スイッチ制御部５９はセット４１ａの電圧検出回路部２３から検出信号Ｓ１が送られてきたか否かを判断する(ステップＳ７)。スイッチ制御部５９が、検出信号Ｓ１が送られてきたと判断した場合(ステップＳ７でＹｅｓ)、タイマ部６３をリセットして(ステップＳ９)、ステップＳ７へ戻り、時間の計測を最初から始める。
【００７９】
スイッチ制御部５９が、検出信号Ｓ１が送られてこないと判断した場合(ステップＳ７でＮｏ)、タイマ部６３で計測した時間が予め定められた時間を経過したか否かを判断する(ステップＳ１１)。スイッチ制御部５９が、予め定められた時間を経過していないと判断すれば(ステップＳ１１でＮｏ)、ステップＳ７に戻る。スイッチ制御部５９が、タイマ部６３で計測した時間が予め定められた時間を経過したと判断した場合(ステップＳ１１でＹｅｓ)、スイッチ制御部５９はセット４１ａのスイッチ部２５をオフにする切替信号Ｓ２を送る。これによりスイッチ部２５がオフされて(ステップＳ１３)、セット４１ａの低インピーダンス回路部２７が電力線１５から切り離される(ノンアクティブ状態)。そして、ステップＳ１へ戻る。
【００８０】
ノイズ判定部５７は、三つのセット４１のノイズ履歴が予め定められた日数(例えば１４日)に到達すると、毎日同じ時間帯に同じバンドパスフィルタ４３を通り、レベルが閾値を超えているノイズが存在するか判定する。毎日同じ時間帯に同じバンドパスフィルタ４３を通り、レベルが閾値を超えたノイズが存在する例としては、以下の通りである。
【００８１】
６時００分から６時３０分：レベルが閾値を超えるノイズがバンドパスフィルタ４
３ａ(２０ｋＨｚのノイズ対策)を通過
１７時３０分から１８時００分：レベルが閾値を超えるノイズがバンドパスフィルタ
４３ｃ(１００ｋＨｚのノイズ対策)を通過
１９時０分から２０時００分：レベルが閾値を超えるノイズがバンドパスフィルタ４
３ａ(２０ｋＨｚのノイズ対策)を通過
１８時３０分から２２時００分：レベルが閾値を超えるノイズがバンドパスフィルタ
４３ｂ(５０ｋＨｚのノイズ対策)を通過
スイッチ制御部５９はノイズ判定部５７の上記判定を基にして、レベルが閾値を超えるノイズが毎日発生している時間帯についてはその時間帯の直前にそのノイズを低減させるセット４１において、スイッチ部２５をオンさせて、事前に低インピーダンス回路部２７を電力線１５に接続する。
【００８２】
第３実施形態によれば、電力線ノイズが発生する前に、当該ノイズが通過するバンドパスフィルタ４３が割り当てられたセット４１において、スイッチ部２５をオンさせて、ノンアクティブ状態からアクティブ状態にしている。したがって、電力線ノイズが発生する前に、そのノイズを低減する対策をとることができるので、電力線通信の品質が悪くなるのを事前に防ぐことが可能となる。
【００８３】
次に第４実施形態を説明する。第４実施形態については第１〜第３実施形態との相違点を中心に説明し、共通点については説明を省略する。図１０は第４実施形態に係る電力線通信用ノイズ低減装置１ｄの電気的な構成を示すブロック図である。電力線通信用ノイズ低減装置１ｄは図８に示す電力線通信用ノイズ低減装置１ｃのコントローラ５１にモード切替部６５を追加した構成を有する。
【００８４】
コントローラ５１、三つのセット４１の電圧検出回路部２３及びスイッチ部２５により制御部が構成されている。モード切替部６５は、待機モードから通常モードに切り替える機能を有する。通常モードとはノイズ履歴作成部５５、ノイズ判定部５７及びスイッチ制御部５９が動作可能なモードである。待機モードとはノイズ判定部５７及びスイッチ制御部５９が動作できないモードであり、通常モードに比べて電力の消費量が低くされたモードを意味する。待機モードとは例えば汎用のマイクロコントローラが備える省電力モードのことである。
【００８５】
待機モード中に、三つのセット４１の電圧検出回路部２３のいずれかが検出信号Ｓ１を出力した場合、モード切替部６５は待機モードから通常モードに切り替える。通常モードに切り替わった制御部は、検出信号Ｓ１を出力した電圧検出回路部２３が属するセット４１において、スイッチ部２５をオンさせて、ノンアクティブ状態からアクティブ状態に切り替える。
【００８６】
具体的に説明すると、待機モード中に、例えばセット４１ａの電圧検出回路部２３が検出信号Ｓ１を出力した場合、モード切替部６５は待機モードから通常モードに切り替え、スイッチ制御部５９はセット４１ａにおいて、スイッチ部２５をオンさせて、低インピーダンス回路部２７を電力線１５に接続させる(アクティブ状態)。また、その検出信号Ｓ１により、ノイズ履歴作成部５５は閾値を超えたレベルのノイズの検出時間及びそのノイズを通したバンドパスフィルタ４３ａを対応づけてノイズ履歴を作成して記憶する。
【００８７】
第４実施形態によれば、閾値を超えるノイズが検出されるまでは、制御部(コントローラ５１、三つのセット４１の電圧検出回路部２３及びスイッチ部２５)を待機モードにすることができるので、電力線通信用ノイズ低減装置１ｄの省電力化を図ることができる。
【００８８】
ここで、第２実施形態乃至第４実施形態では、バンドパスフィルタ４３の周波数帯域として、ＰＬＣ周波数帯域(本願では１２０ｋＨｚ〜４５０ｋＨｚ)より低域のものについて説明してきたが、バンドパスフィルタ４３の周波数帯域は、このＰＬＣ周波数帯域内にあっても勿論よい。
【００８９】
例えば１３０ｋＨｚ付近に帯域幅を有する照明器具による電力線ノイズの場合には、１３０ｋＨｚノイズ対策のセットを追加する。このセットのバンドパスフィルタ４３は１３０ｋＨｚ及びその付近に周波数帯域を有する。このセットの低インピーダンス回路部２７は１３０ｋＨｚ及びその付近の周波数帯域が、その周波数帯域外よりも低インピーダンスに設定されている。
【００９０】
１３０ｋＨｚ付近にノイズの基本波がある場合、１３０ｋＨｚ及びその付近の周波数帯域がその周波数帯域外よりも低インピーダンスに設定されている低インピーダンス回路部２７を電力線１５に接続することで、ノイズが低減するが、同時に、ＳＮ比を保ちながら通信信号のレベルも低減する。しかしながら、前述のように、基本波のノイズレベルを低減することにより、高調波のノイズレベルは低減させることから、基本波１３０ｋＨｚの高調波(例えば２６０ｋＨｚ、３９０ｋＨｚ)に対しては、ノイズ低減がなされている。つまり、高調波がＰＬＣ周波数帯域内に存在する場合には、バンドパスフィルタ４３の周波数帯域をこのＰＬＣ周波数帯域内に設けることで、高調波ノイズを有効的に低減することができる。
【００９１】
また、第１実施形態において、低インピーダンス回路部２７で予め定められた周波数帯域は、上述のＰＬＣ周波数帯域内にあっても勿論よい。
【符号の説明】
【００９２】
１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ  電力線通信用ノイズ低減装置
１１ａ，１１ｂ，１５  電力線(伝送路の一例)
２３  電圧検出回路部(品質指標取得部の一例)
２５  スイッチ部
２７  低インピーダンス回路部
４１ａ，４１ｂ，４１ｃ  セット(電圧検出回路部２３、スイッチ部２５及び低インピーダンス回路部２７)
４３ａ，４３ｂ，４３ｃ  バンドパスフィルタ
５１  コントローラ
５５  ノイズ履歴作成部
５７  ノイズ判定部
５９  スイッチ制御部
６５  モード切替部
Ｓ１  検出信号
Ｓ２  切替信号
【図１】
2011259392.tif 000003
【図２】
2011259392.tif 000004
【図３】
2011259392.tif 000005
【図４】
2011259392.tif 000006
【図５】
2011259392.tif 000007
【図６】
2011259392.tif 000008
【図７】
2011259392.tif 000009
【図８】
2011259392.tif 000010
【図９】
2011259392.tif 000011
【図１０】
2011259392.tif 000012