(57)【要約】【課題】低損失で部品コストを抑制することが可能な電力線通信装置を提供する。【解決手段】電力線通信装置は、直流電源装置１と、電力線１０と、電力線１０へ供給される供給電圧ＶＢＵＳを、送信すべき送信データに従って変調する親局２とを備える。親局２は、変調振幅電圧で予め充電された変調用キャパシタ８と、送信データに従って、電力線１０に接続される変調用キャパシタ８の極性を定める極性切替スイッチ部７と、直流電源装置１と電力線１０との間に接続されたインダクタ９とを備えている。【選択図】図１
2019125853.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源と、
電力線と、
前記電力線へ供給される供給電圧を、送信すべき送信データに従って変調する親局と、
を備え、
前記親局は、
変調振幅電圧で予め充電された変調用キャパシタと、
前記送信データに従って、前記電力線に接続される前記変調用キャパシタの極性を定める切替部と、
前記電源と前記電力線との間に接続されたインダクタと、
を備える、
電力線通信装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電力線通信装置において、
前記変調用キャパシタは、前記電源と前記電力線との間に接続され、前記電力線に接続される前記変調用キャパシタの極性が、前記切替部によって反転される、電力線通信装置。
【請求項３】
請求項２に記載の電力線通信装置において、
前記インダクタは、前記変調用キャパシタと並列的に接続されている、電力線通信装置。
【請求項４】
請求項３に記載の電力線通信装置において、
前記親局は、
前記変調用キャパシタの端子間電圧を監視するキャパシタ電圧監視部と、
前記端子間電圧が所定の電圧よりも小さくなったとき、前記変調用キャパシタの負極端子に電流負荷を接続し、前記端子間電圧を大きくさせるキャパシタ充電部と、
を備える、
電力線通信装置。
【請求項５】
請求項４に記載の電力線通信装置において、
前記親局は、前記端子間電圧が所定の電圧よりも大きくなったとき、前記変調用キャパシタの正極端子に電流負荷を接続し、前記端子間電圧を小さくさせるキャパシタ放電部を備える、
電力線通信装置。
【請求項６】
請求項５に記載の電力線通信装置において、
前記親局は、前記端子間電圧が所定の電圧から外れたとき、前記送信データの符号化形式を変更する伝送路符号化器を備える、
電力線通信装置。
【請求項７】
請求項３に記載の電力線通信装置において、
前記電源の電圧と、変調されていないときの前記電力線の電圧は同じである、
電力線通信装置。
【請求項８】
送信すべき送信データに従って電力線に供給する供給電圧を変調する車載装置であって、
変調振幅電圧で予め充電された変調用キャパシタと、
前記送信データに従って、前記電力線に接続される前記変調用キャパシタの極性を定める切替部と、
前記電力線に接続され、所定の電圧を前記電力線に供給するインダクタと、
を備える、
車載装置。
【請求項９】
請求項８に記載の車載装置において、
前記変調用キャパシタは、電源と前記電力線との間に接続され、前記電力線に接続される前記変調用キャパシタの極性が、前記切替部によって定められる、
車載装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の車載装置において、
前記変調用キャパシタの端子間電圧を監視するキャパシタ電圧監視部と、
前記キャパシタ電圧監視部による監視により、前記変調用キャパシタの前記端子間電圧が所定の電圧よりも小さいことを検出したとき、前記変調用キャパシタの負極を電流負荷に接続して、前記変調用キャパシタを充電するキャパシタ充電部と、
前記キャパシタ電圧監視部による監視により、前記変調用キャパシタの前記端子間電圧が所定の電圧よりも大きいことを検出したとき、前記変調用キャパシタの正極を電流負荷に接続して、前記変調用キャパシタを放電するキャパシタ放電部と、
をさらに備える、車載装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の車載装置において、
前記インダクタは、前記電源と前記電力線との間に接続され、
前記切替部は、前記供給電圧を変調していないとき、前記電源と前記電力線との間を電気的に接続するスイッチを備え、
前記供給電圧が変調されていないとき、前記電源と前記電力線との間には、前記スイッチと前記インダクタが並列的に接続されている、
車載装置。
【請求項１２】
電源から供給される供給電圧を、送信すべき送信データに従って変調する親局と、電力線によって前記親局に接続される複数の子局とを備えた車載システムであって、
前記親局は、
変調振幅電圧で予め充電された変調用キャパシタと、
前記送信データに従って、前記電源と前記電力線との間に接続される前記変調用キャパシタの極性を定める切替部と、
前記電源と前記電力線との間に接続されたインダクタと、
を備える、
車載システム。
【請求項１３】
請求項１２に記載の車載システムにおいて、
前記親局は、
前記変調用キャパシタの端子間電圧を監視するキャパシタ電圧監視部と、
前記キャパシタ電圧監視部による監視により、前記変調用キャパシタの前記端子間電圧が所定の電圧よりも小さいことを検出したとき、前記変調用キャパシタの負極を電流負荷に接続して、前記変調用キャパシタを充電するキャパシタ充電部と、
前記キャパシタ電圧監視部による監視により、前記変調用キャパシタの前記端子間電圧が所定の電圧よりも大きいことを検出したとき、前記変調用キャパシタの正極を電流負荷に接続して、前記変調用キャパシタを放電するキャパシタ放電部と、
をさらに備える、
車載システム。
【請求項１４】
請求項１３に記載の車載システムにおいて、
前記切替部は、供給電圧を変調していないとき、前記電源と前記電力線との間を電気的に接続するスイッチを備え、
前記供給電圧が変調されていないとき、前記電源と前記電力線との間には、前記スイッチと前記インダクタが並列的に接続されている、
車載システム。
【請求項１５】
請求項１４に記載の車載システムにおいて、
前記複数の子局は、前記電力線の前記供給電圧に基づいて駆動されるコイルと、前記送信データに基づいて、前記コイルの駆動を制御する通信回路を備えた子局を含む、
車載システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力線通信装置、車載装置および車載システムに関し、例えば自動車等の車両に搭載される電力線通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車では、電子制御装置（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ：以下、ＥＣＵと称する）による車両制御の高精度化と高機能化に伴って、車両の周辺情報を含む様々な車両情報の取得と車両各部の制御のために数多くのセンサやアクチュエータが搭載されるようになっている。これに伴い、センサやアクチュエータとＥＣＵとを電気的に接続する配線の本数が著しく増加してきている。配線数が増加すると自動車の製造コストが増加し、さらに車重増加により燃費が悪化するという問題があるため、配線の統廃合による配線数削減が求められている。
【０００３】
そこで、センサやアクチュエータ上に通信回路を設け、複数のセンサやアクチュエータに対する電源用の直流電圧の供給と、これらに設けた通信回路との間の制御用の通信とを、一対の配線で纏めて行う、１対Ｎ（センサおよびアクチュエータの数）の電力線通信の手法が、ＤＳＩ３、ＰＳＩ５などの通信規格で示されている。ＥＣＵとセンサやアクチュエータ間の電力線通信においては、ＥＣＵが、電力線に直流電圧を供給する電圧源となり、ＥＣＵからセンサやアクチュエータへデータを送信する場合には、ＥＣＵが直流電圧に２値のデータ信号電圧を重畳して、電力線へ出力する手法がしばしば取られている。この場合、電力線に供給する直流電圧に対するデータ信号電圧の重畳は、電圧変調器によって行われ、その一例が特許文献１に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２０１７−５０７６２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の技術においては、親局がＨブリッジ回路を備えている。親局は、このＨブリッジ回路を用いて、２本の電力線で構成された１対の電力線ペアを駆動する。駆動するときに、電力線ペアに印加する電圧の極性を送信データ系列に合わせて切り替えることにより、負荷を有する子局に対して電圧信号を送信している。この技術では、電力線に流れる電流の全てが、Ｈブリッジ回路を通過するため、アクチュエータ等の大電流負荷を電力線に接続する場合には、Ｈブリッジ回路を構成するＭＯＳＦＥＴ（電界効果型トランジスタ）等のスイッチ素子を大電流が流れることになる。
【０００６】
親局における電力損失を抑制するためには、Ｈブリッジ回路を構成するスイッチ素子のオン抵抗を十分に小さくすることが要求される。また、Ｈブリッジ回路を構成するためには、少なくとも４個のスイッチ素子が要求される。オン抵抗の小さいＭＯＳＦＥＴ等のスイッチ素子は高価であるため、部品コストが高くなると言う課題がある。
【０００７】
本発明の目的は、低損失で部品コストを抑制することが可能な電力線通信装置を提供することにある。
【０００８】
本発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。
【００１０】
一実施の形態に係わる電力線通信装置は、電源と、電力線と、電力線へ供給される供給電圧を、送信すべき送信データに従って変調する親局とを備える。親局は、変調振幅電圧で予め充電された変調用キャパシタと、送信データに従って、電力線に接続される変調用キャパシタの極性を定める切替部と、電源と電力線との間に接続されたインダクタとを備える。
【発明の効果】
【００１１】
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、以下のとおりである。
【００１２】
低損失で部品コストを抑制することが可能な電力線通信装置を提供することができる。
【００１３】
電力線に接続される変調用キャパシタの極性を、送信データに従って切り替えることにより、変調用キャパシタに充電されている変調振幅電圧は、送信データに従って、供給電圧の電圧を高くする方向または低くする方向に作用し、送信データに従って供給電圧を変調することができる。この供給電圧に作用する電圧は、変調用キャパシタに充電されている変調振幅電圧であるため、損失を低減することが可能である。また、インダクタを介して、電力線に電流が与えられるため、切替部には、オン抵抗の比較的高いスイッチ素子を用いることが可能である。そのため、部品コストを抑制することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施の形態１に係わる電力線通信装置を示すブロック図である。
【図２】（Ａ）〜（Ｃ）は、実施の形態１に係わる極性切替スイッチ部の構成と動作を説明するための図である。
【図３】実施の形態１に係わる子局の構成を示すブロック図である。
【図４】実施の形態１に係わる電力線通信装置の動作を示す波形図である。
【図５】実施の形態２に係わる親局の要部の構成を示すブロック図である。
【図６】実施の形態２に係わるスイッチの状態を示す図である。
【図７】実施の形態３に係わる親局の要部の構成を示すブロック図である。
【図８】（Ａ）〜（Ｄ）は、実施の形態３に係わる電力線通信装置の動作を示す図である。
【図９】実施の形態１に係わる車載システムの構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一部分には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は、原則として省略する。
【００１６】
（実施の形態１）
＜車載システム＞
まず、自動車を例にして、車載システムを説明する。図９は、実施の形態１に係わる車載システムの構成を示す図である。図９において、７０は、自動車８０に搭載されたＥＣＵ（車載装置）を示し、７１Ａ〜７１Ｃは、アクチュエータを示し、７２は、バッテリーを示している。自動車８０には、多数のセンサおよびアクチュエータが搭載されているが、図９では、これらのセンサおよびアクチュエータのうち、３個のアクチュエータ７１Ａ〜７１Ｃのみが代表として描かれている。バッテリー７２は、電源配線７３によって、ＥＣＵ７０に接続されており、バッテリー電圧を電源電圧としてＥＣＵ７０へ給電する直流電源である。
【００１７】
ＥＣＵ７０は、電力線１０によって、アクチュエータ７１Ａ〜７１Ｃに接続されている。同図では、電力線１０は、１本の線として描かれているが、一対とされた２つの配線によって構成されている。ＥＣＵ７０は、バッテリー７２から給電された直流電圧を、電力線１０によって、アクチュエータ７１Ａ〜７１Ｃに供給する。特に制限されないが、バッテリー７２のバッテリー電圧は、図示しない電源電圧安定化装置により安定化され、ＥＣＵ７０は、安定化した直流電圧を、アクチュエータ７１Ａ〜７１Ｃに供給する。アクチュエータ７１Ａ〜７１Ｃは、供給された直流電圧を電源電圧として動作する。
【００１８】
また、電力線１０を介して、ＥＣＵ７０とアクチュエータ７１Ａ〜７１Ｃとの間で通信が行われる。すなわち、ＥＣＵ７０とアクチュエータ７１Ａ〜７１Ｃとの接続は、電圧供給と通信とを同一の電力線１０を通して行うという、一般に電力線通信と呼ばれる手法をとる。アクチュエータ７１Ａ〜７１Ｃのそれぞれには、図示しない通信回路が設けられている。それぞれの通信回路は、それぞれのアクチュエータを特定する識別情報を備えている。
【００１９】
ＥＣＵ７０は、特定のアクチュエータと通信を行う場合、特定のアクチュエータの識別情報を、送信データに付加して、電力線１０に送信する。アクチュエータ７１Ａ〜７１Ｃは、電力線１０を介して受信したデータに含まれる識別情報を基にして、自局宛の送信データか否を判定し、自局宛のデータであった場合、受信したデータに基づいた処理を実行する。一方、自局宛のデータではないと判定した場合、アクチュエータ７１Ａ〜７１Ｃは、受信したデータを無視する。アクチュエータがデータを送信する場合には、通信回路が識別情報を付加したデータを、電力線１０に送信する。ＥＣＵ７０では、電力線１０を介して受信したデータに含まれる識別情報に基づいて、データを送信したアクチュエータを特定し、受信したデータを処理する。
【００２０】
この実施の形態においては、１つのＥＣＵ７０に対して、多数のセンサおよびアクチュエータが、共通の電力線１０によって接続されているため、１対Ｎの通信が行われる。ＥＣＵ７０によるデータの送信は、電力線１０に供給する供給電圧を、送信すべき送信データに従って振幅変調することにより行う。
【００２１】
ＥＣＵ７０と、センサおよびアクチュエータを通信の観点で見た場合、ＥＣＵ７０は親局に相当し、センサおよびアクチュエータ７１Ａ〜７１Ｃは子局に相当する。
【００２２】
＜親局の構成＞
図１は、実施の形態１に係わる電力線通信装置を示すブロック図である。図１において、１は、直流電源装置を示し、２は親局を示し、１１Ａ〜１１Ｃは子局を示している。ここで、図１に示した電力線通信装置と図９で示した車載システムとの対応関係を述べておくと、次の通りである。直流電源装置１は、図９に示したバッテリー７２と電源電圧安定化装置（図示せず）を備えている。また、子局１１Ａ〜１１Ｃは、通信回路が設けられたアクチュエータ７１Ａ〜７１Ｃ（図９）を示している。ＥＣＵ７０（図９）は、データの送受信、変調および直流電圧の給電に係わる通信部と種々の処理を実行する処理部とを備えている。図１では、ＥＣＵ７０の通信部が、親局２として示されている。
【００２３】
一対の配線により構成された電力線１０が、１つの親局２を始点として、子局１１Ａ〜１１Ｃに向けて延在し、電力線１０に、１つの親局２と複数の子局１１Ａ〜１１Ｃが接続されている。
【００２４】
親局２は、電力線１０を通して子局１１Ａ〜１１Ｃに電力を供給するために、直流電源装置１から直流電圧ＶＢが供給されている。親局２は、送信局３、電圧変調器４および受信局２０を備えている。送信局３には、ＥＣＵ７０内の処理部から送信すべきデータが供給され、送信局３は、送信すべきデータに従った変調信号を電圧変調器４へ出力する。受信局２０は、電力線１０に接続され、電力線１０を介して伝達されたデータを受信し、復調して、復調により得られたデータを、図示しない処理部に出力する。
【００２５】
電圧変調器４は、供給されている直流電圧ＶＢに基づいた供給電圧ＶＢＵＳを、電力線１０に供給する。電圧変調器４は、送信局３からの変調信号に基づき直流電圧ＶＢを２値変調し、供給電圧ＶＢＵＳとして出力する。すなわち、電圧変調器４は、供給されている直流電圧ＶＢを中心として、変調信号に従って電圧が高い方向に変調された電圧または電圧が低い方向に変調された電圧を供給電圧ＶＢＵＳとして出力する。なお、電圧変調器４が変調を実施していないとき、供給電圧ＶＢＵＳの値は、直流電圧ＶＢの値と同じになる。本明細書では、変調により、変化した電圧と直流電圧ＶＢとの間の電圧差を変調振幅電圧と称する。電力線１０を構成する一方の配線は、図１に示すように、接地電圧Ｖｓに接続されている。そのため、変調されているとき、電力線１０を構成する他方の配線の電圧は、接地電圧Ｖｓを基準として、直流電圧ＶＢ＋変調振幅電圧または直流電圧ＶＢ−変調振幅電圧となる。
【００２６】
次に、電圧変調器４の構成を説明する。電圧変調器４は、変調用キャパシタ８、変調用キャパシタ８の電圧を安定化する変調用キャパシタ電圧調整部６、電力線１０に接続される変調用キャパシタ８の極性を切り替える極性切替スイッチ部（切替部）７、変調信号に基づいて極性切替スイッチ部７を制御するスイッチコントローラ５およびインダクタ９を備えている。インダクタ９と極性切替スイッチ部７は、電力線１０と直流電源装置１との間で、並列的に接続されている。そのため、直流電源装置１から電力線１０へ流れる直流電流は、極性切替スイッチ部７を介さずに、インダクタ９を介して流れることができる。すなわち、インダクタ９は、直流電流を流すバイパス経路として機能する。
【００２７】
供給電圧ＶＢＵＳの変調は、予め変調振幅電圧に充電された変調用キャパシタ８を、直流電源装置１と電力線１０との間に接続するときに、電力線１０および直流電源装置１に接続する変調用キャパシタ８の極性を、極性切替スイッチ部７によって切り替えることにより実現する。すなわち、変調振幅電圧に充電された変調用キャパシタ８を、電力線１０に接続するとき、電力線１０に接続される当該変調用キャパシタ８の極性を、変調信号によって定めることによって、変調が行われる。
【００２８】
＜極性切替スイッチ部の構成および動作＞
図２は、実施の形態１に係わる極性切替スイッチ部の構成と動作を説明するための図である。極性切替スイッチ部７は、第１スイッチＳＷ１〜第４スイッチＳＷ４を備えている。これらのスイッチＳＷ１〜ＳＷ４は、スイッチコントローラ５（図１）から出力されるＯＮ／ＯＦＦ信号によってスイッチ制御される。
【００２９】
送信すべき送信データが、論理値“１”の場合、電圧変調器４は、例えば直流電源ＶＢよりも高い電圧を供給電圧ＶＢＵＳとして出力し、論理値“０”の場合、直流電圧ＶＢよりも低い電圧を供給電圧ＶＢＵＳとして出力する。論理値“１”のときに、電圧変調器４が出力する供給電圧ＶＢＵＳをＨレベルとし、論理値“０”のときに、出力する供給電圧ＶＢＵＳをＬレベルして説明する。直流電圧ＶＢは、ＨレベルとＬレベルの間の中間の電圧であり、直流電圧ＶＢとＨレベルとの間の電圧差は、変調振幅電圧である。同様に、直流電圧ＶＢとＬレベルとの間の電圧差も、変調振幅電圧である。以下、変調振幅電圧の符号をＶＣとして説明する。
【００３０】
図２において、図２（Ａ）は、電圧変調器４が、Ｈレベルを出力しているときの状態を示し、（Ｂ）はＬレベルを出力しているときの状態を示している。また、図２（Ｃ）は、電圧変調器４が、変調を実施していないときの状態を示している。図２（Ａ）〜（Ｃ）においては、第１スイッチＳＷ１〜第４スイッチＳＷ４の状態が異なるだけで、極性切替スイッチ部７の構成は同じである。そのため、図２（Ａ）を用いて、先ず極性切替スイッチ部７の構成を説明する。
【００３１】
第１スイッチＳＷ１は、直流電源装置１と変調用キャパシタ８の第１端子８−Ｐ１との間に接続され、第２スイッチＳＷ２は、変調用キャパシタ８の第１端子８−Ｐ１と電力線１０との間に接続されている。また、第３スイッチＳＷ３は、変調用キャパシタ８の第２端子８−Ｐ２と直流電源装置１との間に接続され、第４スイッチＳＷ４は、変調用キャパシタ８の第２端子８−Ｐ２と電力線１０との間に接続されている。上記したように、これらの第１スイッチＳＷ１〜第４スイッチＳＷ４は、ＯＮ／ＯＦＦ信号によってスイッチ制御される。
【００３２】
変調用キャパシタ８は、第２端子８−Ｐ２に対して第１端子８−Ｐ１に正の変調振幅電圧ＶＣが印加され、予め充電されているものとする。この場合、変調用キャパシタ８の第１端子８−Ｐ１は正極性（＋）側の端子となり、第２端子８−Ｐ２は負極性（−）側の端子となる。変調振幅電圧ＶＣで充電されているため、変調用キャパシタ８は、変調振幅電圧ＶＣを保持した状態となっている。
【００３３】
論理値“１”のデータを送信するとき、スイッチコントローラ５は、ＯＮ／ＯＦＦ信号によって、図２（Ａ）に示すように、第２スイッチＳＷ２および第３スイッチＳＷ３をオン状態にし、第１スイッチＳＷ１および第４スイッチＳＷ４をオフ状態とする。これにより、直流電源１に変調用キャパシタ８の第２端子８−Ｐ２が接続され、変調用キャパシタ８の第１端子８−Ｐ１は電力線１０に接続される。すなわち、変調用キャパシタ８の正極（＋）側端子は電力線１０に接続され、負極（−）側端子は直流電源装置１に接続される。変調用キャパシタ８には、変調振幅電圧ＶＣが保持されているため、この変調振幅電圧ＶＣが、直流電圧ＶＢに加算され、電圧変調器４は、ＶＢ＋ＶＣの供給電圧ＶＢＵＳを、電力線１０に供給することになる。その結果、子局１１Ａ〜１１Ｃには、ＶＢ＋ＶＣの供給電圧ＶＢＵＳが供給され、送信データの論理値“１”が、子局１１Ａ〜１１Ｃに送信される。
【００３４】
一方、論理値“０”のデータを送信するとき、スイッチコントローラ５は、図２（Ｂ）に示すように、第１スイッチＳＷ１および第４スイッチＳＷ４をオン状態にし、第２スイッチＳＷ２および第３スイッチＳＷ３をオフ状態とする。これにより、直流電源装置１に変調用キャパシタ８の第１端子８−Ｐ１が接続され、変調用キャパシタ８の第２端子８−Ｐ２は電力線１０に接続される。すなわち、変調用キャパシタ８の正極（＋）側端子が直流電源装置１に接続され、負極（−）側端子は電力線１０に接続される。変調用キャパシタ８には、変調振幅電圧ＶＣが保持されているため、この変調振幅電圧ＶＣが、直流電圧ＶＢから減算され、電圧変調器４は、ＶＢ−ＶＣの供給電圧ＶＢＵＳを、電力線１０に供給することになる。その結果、子局１１Ａ〜１１Ｃには、ＶＢ−ＶＣの供給電圧ＶＢＵＳが供給され、送信データの論理値“０”が、子局１１Ａ〜１１Ｃに送信される。
【００３５】
また、電圧変調器４が、振幅変調を実施していないとき、スイッチコントローラ５は、ＯＮ／ＯＦＦ信号によって、第１スイッチＳＷ１〜第４スイッチＳＷ４を図２（Ｃ）に示す状態にする。すなわち、第１スイッチＳＷ１および第２スイッチＳＷ２をオン状態にし、第３スイッチＳＷ３および第４スイッチＳＷ４をオフ状態にする。この状態では、変調用キャパシタ８の第１端子８−Ｐ１が、第１スイッチＳＷ１および第２スイッチＳＷ２によって、直流電源装置１および電力線１０に接続され、変調用キャパシタ８の第２端子８−Ｐ２はフリーとなる。
【００３６】
図２（Ｃ）に示すように、第１スイッチＳＷ１および第２スイッチＳＷ２をオン状態とすることにより、第１スイッチＳＷ１と第２スイッチＳＷ２とによって構成されたスイッチを介して、直流電源装置１と電力線１０とが電気的に接続されることになる。図１に示したように、直流電源装置１と電力線１０との間は、インダクタ９によって電気的に接続されているが、振幅変調を実施していないときには、第１スイッチＳＷ１および第２スイッチＳＷ２により構成されたスイッチが、インダクタ９と並列的に直流電源装置１と電力線１０との間に接続されることになる。これにより、電力線１０に対する親局２の出力インピーダンスを低下させることが可能であり、子局１１Ａ〜１１Ｃの負荷変動に対して、電力線１０における供給電圧ＶＢＵＳの安定化を図ることが可能である。
【００３７】
図２（Ａ）および（Ｂ）において説明したように、振幅変調により、電力線１０における供給電圧ＶＢＵＳが変化すると、この変化が直流電源装置１に伝達することが考えられる。しかしながら、このとき、直流電源装置１と電力線１０との間を接続しているのはインダクタ９であるため、供給電圧ＶＢＵＳの変化が、直流電源装置１に伝達されるのを低減することが可能である。
【００３８】
図２（Ｃ）に示した状態のとき、すなわち、振幅変調を実施していないとき、上記したように、変調用キャパシタ８の第２端子８−Ｐ２はフリーとなっている。そのため、振幅変調を行っていないときに、変調用キャパシタ８の第２端子８−Ｐ２を任意のノードに接続することが可能である。例えば、直流電圧ＶＢよりも低い電圧（負側の電圧）のノードに第２端子８−Ｐ２を接続することにより、変調用キャパシタ８の保持電圧が変調振幅電圧ＶＣとなるように、充電することが可能である。
【００３９】
なお、データが論理値“１”（または“０”）から論理値“０”（“１”）に変わるとき、電力線１０における供給電圧はＨ（Ｌ）レベルからＬ（Ｈ）レベルへ遷移することになるが、この遷移が急峻で、電力線１０における供給電圧の変化によって問題が生じる場合には、Ｈ（Ｌ）レベルからＬ（Ｈ）レベルへの切り替わりの間に、図２（Ｃ）に示す状態を発生させるようにして、供給電圧ＶＢＵＳの電圧変化が２段階になるようにしてもよい。
【００４０】
また、データの送信中に、スイッチコントローラ５が第１スイッチＳＷ１〜第４スイッチＳＷ４を図２（Ｃ）に示す振幅変調を実施していない状態とすることで、供給電圧ＶＢＵＳをＨレベルとＬレベルに加えて中間の電圧であるＶＢとすることが可能であり、この電圧レベルを積極的に利用して供給電圧ＶＢＵＳを２値ではなく３値に変調してもよい。すなわち、供給電圧ＶＢＵＳがＨレベルとＬレベルの間の中間の電圧であるＶＢである電圧状態を新たに論理値“２”として割り当てることで、振幅変調の変調速度を増加させることなく通信の伝送レートを向上させることもできる。
【００４１】
変調用キャパシタ電圧調整部６は、変調用キャパシタ８の第１端子８−Ｐ１および第２端子８−Ｐ２に接続され、変調用キャパシタ８の保持電圧を検出し、検出信号を送信局３へ供給するとともに、変調用キャパシタ８の保持電圧の安定化を図るものである。送信局３は、特に制限されないが、変調用キャパシタ８が所定の保持電圧を保持していることが検出信号によって通知されているとき、送信すべきデータに対応した変調信号を出力する。変調用キャパシタ電圧調整部６については、実施の形態２で詳しく説明するので、ここでは、これ以上の説明は省略する。
【００４２】
＜子局の構成＞
図３は、実施の形態１に係わる子局の構成を示すブロック図である。自動車８０には、多数の子局（図１の１１Ａ〜１１Ｃ等）が搭載されている。ここでは、子局１１Ａを例にして説明する。子局１１Ａは、アクチュエータ７１Ａ（図９）とアクチュエータ７１Ａに設けられた通信回路ＲＣＴを備えている。
【００４３】
この実施の形態において、アクチュエータ７１Ａは、ソレノイドコイルＳＲＣとインバータ回路ＩＶＲを備えている。インバータ回路ＩＶＲは、電力線１０に接続されている。同図では、電力線１０を構成する一対の配線が、１０ＶＬおよび１０ＧＬとして描かれている。配線１０ＧＬは、親局２において接地電圧Ｖｓに接続され、配線１０ＶＬは、親局２において電圧変調器４および受信局２０に接続されている。インバータ回路ＩＶＲは、電力線１０における供給電圧ＶＢＵＳを交流電圧に変換し、ソレノイドコイルＳＲＣに印加する。これにより、ソレノイドコイルＳＲＣは印加された交流電圧に従って磁界を発生する。この発生する磁界により例えば油圧制御が行われる。
【００４４】
通信回路ＲＣＴは、電力線１０における配線１０ＶＬとインバータ回路ＩＶＲに接続されている。通信回路ＲＣＴは、配線１０ＶＬにおける供給電圧ＶＢＵＳの振幅変化を検出し、検出結果に従ってインバータ回路ＩＶＲを制御する。通信回路ＲＣＴは、例えば直流電源装置１が出力する直流電圧ＶＢを基準とし、供給電圧ＶＢＵＳの振幅を検出する。これにより、親局２からの送信データに従って、子局１１Ａにおける通信回路ＲＣＴは、インバータ回路ＩＶＲを制御し、ソレノイドコイルＳＲＣの動作を制御する。なお、子局の識別情報は、通信回路ＲＣＴが保持しており、親局２の送信データが、自局宛か否かの判定は通信回路ＲＣＴが行う。
【００４５】
ソレノイドコイルＳＲＣを駆動するとき、インバータ回路ＩＶＲは大きな電流を要求する。親局２は、このような大きな電流を供給しても、電力線１０における供給電圧ＶＢＵＳを安定に保つことが要求されることになる。ソレノイドコイルＳＲＣを備えた子局を含む複数の子局が、電力線１０に接続されていると、親局２は、例えば最大で５（Ａ）の電流を電力線１０に供給することが必要となる。このようなときでも、供給電圧ＶＢＵＳを安定に保つことが要求される。
【００４６】
センサを備えた子局の場合も、子局は、電力線１０に接続された通信回路ＲＣＴを備えている。この場合、センサによって取得したデータを、通信回路ＲＣＴが電力線１０を介して、親局２に送信する。特に制限されないが、子局から親局にデータを送信する場合、子局は送信すべきデータに従って電流変調を行い、送信する。
【００４７】
ソレノイドコイルＳＲＣを利用する例として油圧制御用ソレノイドコイルを例示したが、これに限定されるものではない。例えば、ソレノイドコイルＳＲＣは、自動車のオートマ制御用ソレノイドコイルであってもよい。また、センサとしては、例えば速度センサ等が考えられる。
【００４８】
＜動作波形＞
図４は、実施の形態１に係わる電力線通信装置の動作を示す波形図である。同図には、電力線１０における供給電圧ＶＢＵＳの時間的な変化が示されている。図４において、横軸は時間を示し、縦軸は、電力線１０の電圧を示している。
【００４９】
図４において、ＴＸは、親局２がデータを送信している送信期間を示している。送信期間ＴＸにおいて、送信局３（図１）は、送信すべきデータに従った変調信号を出力し、スイッチコントローラ５が、変調信号に従って、ＯＮ／ＯＦＦ信号を出力する。これにより、極性切替スイッチ部７は、図２（Ａ）または（Ｂ）に示した状態となり、電力線１０における供給電圧ＶＢＵＳは、送信すべきデータに従ってＨレベル（ＶＢ＋ＶＣ）またはＬレベル（ＶＢ−ＶＣ）となる。
【００５０】
一方、アイドル期間ｉｄｌｅにおいては、親局２は、データを送信していない。アイドル期間ｉｄｌｅ、スイッチコントローラ５は、極性切替スイッチ部７が、図２（Ｃ）に示した状態となるようにＯＮ／ＯＦＦ信号を出力する。これにより、電力線１０における供給電圧ＶＢＵＳは、直流電源装置１が出力している直流電圧ＶＢと同じになる。特に制限されないが、直流電源装置１は、直流電圧ＶＢとして、１２（Ｖ）を出力する。変調振幅電圧ＶＣは、例えば２５０ｍＶであり、電力線１０における供給電圧ＶＢＵＳの電圧は、１２（Ｖ）を中心として、送信データに従って変化し、ピーク・ピークが５００（ｍＶ）である。
【００５１】
＜子局の構成＞で説明したように、ソレノイドコイルＳＲＣを駆動するとき、親局２は、大きな電流を電力線１０に供給することが要求される。
【００５２】
この実施の形態１においては、インダクタ９が、直流電源装置１と電力線１０との間に接続されているため、子局が要求する負荷電流は、インダクタ９を主として流れることになる。そのため、極性切替スイッチ部７を構成するスイッチのオン抵抗が比較的大きくても、極性切替スイッチ部７での損失を抑制することが可能である。また、アイドル期間ｉｄｌｅにおいては、極性切替スイッチ部７における第１スイッチＳＷ１および第２スイッチＳＷ２によって、インダクタ９と並列接続となる電流経路が形成される。その結果、アイドル期間ｉｄｌｅにおいては、親局２の出力インピーダンスを低下させることが可能であり、供給電圧ＶＢＵＳの安定化を図ることが可能である。
【００５３】
送信データに従った電圧の変化が、直流電源装置１に伝達されるのを抑制するために、インダクタ９の代わりに抵抗を用いることも可能である。しかしながら、子局が要求する負荷電流が大きいため、抵抗での損失が大きくなることが考えられる。そのため、図１に示したように、インダクタ９を用いることが望ましい。
【００５４】
また、送信データに従って電力線の電圧を変化させる構成としては、直流電源装置１と電力線１０との間に、ダイオードとスイッチとを並列的に接続し、送信データに従ってスイッチをオン状態またはオフ状態とすることが考えられる。この場合、スイッチをオン状態またはオフ状態にすることにより、ダイオードの順方向電圧によって電力線の電圧振幅を変調することが可能である。しかしながら、変調時にはダイオードに大きな電流が流れることになるため、親局２での損失が増加し、親局の放熱が増加することが考えられる。ＥＣＵでは、放熱の制約が厳しいため、放熱が増加するような親局を、ＥＣＵとして搭載することは困難である。一方、この実施の形態においては、変調用キャパシタ８に充電した電荷が、変調に用いられるため、親局２での損失を低減することが可能であり、負荷電流が大きい場合も、放熱を抑制することが可能であり、ＥＣＵとして搭載することが可能である。
【００５５】
さらに、子局の要求する電流は、インダクタ９を主に流れるため、第１スイッチＳＷ１〜第４スイッチＳＷ４のそれぞれは、オン抵抗が比較的高くてもよい。その結果、第１スイッチＳＷ１〜第４スイッチＳＷ４として、安価なスイッチを用いることが可能であり、親局２を構成する部品のコストアップを抑制することが可能である。
【００５６】
図１では、極性切替スイッチ部７を、直流電源装置１と電力線１０との間に接続する例を示したが、直流電源装置１とは異なる電圧発生回路と電力線１０との間に極性切替スイッチ部７を接続するようにしてもよい。この場合、電圧発生回路が、直流電源装置１と同様に、直流電圧ＶＢを極性切替スイッチ部７に供給するようにすればよい。しかしながら、新たな電圧発生回路を設けるため、コストアップに繋がり、図１に示した構成が望ましい。
【００５７】
（実施の形態２）
実施の形態１では、変調用キャパシタ８の充電は、送信を行っていない期間（例えばアイドル期間ｉｄｌｅ）に行われるが、送信を行っている期間においても、変調用キャパシタ８の保持電圧が安定化するように、充電等行うことが望ましい。送信期間ＴＸ（図４）中の電圧変動または／および長い送信期間における送信で、例えば変調用キャパシタ８の保持電荷が減少し、変調用キャパシタ８の保持電圧であるが変調振幅電圧ＶＣが不安定となることが考えられる。そのため、送信期間においても、変調用キャパシタ８の保持電圧を安定化することが望ましい。
【００５８】
実施の形態２では、送信期間においても、変調用キャパシタ８の保持電圧を安定化する技術が提供される。図５は、実施の形態２に係わる親局の要部の構成を示すブロック図である。実施の形態２に係わる親局２の構成は、図１に示した親局の構成と類似している。図５では、図１と異なり、変調用キャパシタ電圧調整部６の構成が詳しく示されている。なお、図５では、図１に示した構成のうち、変調用キャパシタ８、極性切替スイッチ部７、スイッチコントローラ５および変調用キャパシタ電圧調整部６のみが示されており、他の構成部は省略している。
【００５９】
図５に示した変調用キャパシタ８、極性切替スイッチ部７およびスイッチコントローラ５は、図１と同じであるため、説明は省略する。
【００６０】
この実施の形態に係わる変調用キャパシタ電圧調整部６は、第５スイッチＳＷ６５〜第８スイッチＳＷ６８と、抵抗６３および６４と、電圧比較器６１と、差動増幅器６２と過電圧保護回路６５を備えている。差動増幅器６２の負極入力ノード（−）は、変調用キャパシタ８の第２端子８−Ｐ２に接続され、正極入力ノード（＋）は、変調用キャパシタ８の第１端子８−Ｐ１に接続されている。差動増幅器６２の負極入力ノード（−）と接地電圧Ｖｓとの間には、抵抗６３、第５スイッチＳＷ６５および第６スイッチＳＷ６６が直列的に接続され、差動増幅器６２の正極入力ノード（＋）と接地電圧Ｖｓとの間には、抵抗６４、第７スイッチＳＷ６７および第８スイッチＳＷ６８が直列的に接続されている。第５スイッチＳＷ６５と第６スイッチＳＷ６６が直列的に接続されているため、これらのスイッチによってナンド回路が構成されていると見なすことができる。同様に、直列接続された第７スイッチＳＷ６７および第８スイッチＳＷ６８によって、ナンド回路が構成されていると見なすことができる。
【００６１】
差動増幅器６２は、変調用キャパシタ８の第１端子８−Ｐ１と第２端子８−Ｐ２間の電圧差である変調用キャパシタ８の保持電圧を増幅し、保持電圧Ｖｄを出力する。電圧比較器６１は、保持電圧Ｖｄと所定の電圧を比較する。この比較において、保持電圧Ｖｄが所定の電圧よりも高い場合、電圧比較器６１は、ディスチャージ信号ｄｈｇを出力し、保持電圧Ｖｄが所定の電圧よりも低い場合、電圧比較器６１は、チャージ信号ｃｈｇを出力する。また、電圧比較器６１は、保持電圧Ｖｄが所定の電圧以上のとき、検出信号を出力する。
【００６２】
第５スイッチＳＷ６５は、チャージ信号ｃｈｇによってオン状態またはオフ状態に制御され、第７スイッチＳＷ６７は、ディスチャージ信号ｄｈｇによってオン状態またはオフ状態に制御される。すなわち、第５スイッチＳＷ６５は、保持電圧Ｖｄが所定の電圧よりも低いと、チャージ信号ｃｈｇによってオン状態となり、保持電圧Ｖｄが所定の電圧よりも高いと、オフ状態となる。反対に、第７スイッチＳＷ６７は、保持電圧Ｖｄが所定の電圧よりも高いと、ディスチャージ信号ｄｈｇによってオン状態となり、保持電圧Ｖｄが所定の電圧よりも低いと、オフ状態となる。
【００６３】
第６スイッチＳＷ６６は、ＯＮ／ＯＦＦ信号（／ＳＷ３）によって、極性切替スイッチ部７内の第３スイッチＳＷ３と、相補的にオン状態またはオフ状態に制御される。同様に、第８スイッチＳＷ６８は、ＯＮ／ＯＦＦ信号（／ＳＷ１）によって、極性切替スイッチ部７内の第１スイッチＳＷ１と、相補的にオン状態またはオフ状態に制御される。すなわち、第１スイッチＳＷ１、第３スイッチＳＷ３がオン状態のとき、第８スイッチＳＷ６８、第６スイッチＳＷ６６はオフ状態となる。これに対して、第１スイッチＳＷ１、第３スイッチＳＷ３がオフ状態のとき、第８スイッチＳＷ６８、第６スイッチＳＷ６６はオン状態となる。なお、ＯＮ／ＯＦＦ信号（／ＳＷ１）は、第１スイッチＳＷ１を制御する、図示しないＯＮ／ＯＦＦ信号（ＳＷ１）に対して位相反転したＯＮ／ＯＦＦ信号を示している。同様に、ＯＮ／ＯＦＦ信号（／ＳＷ３）は、第３スイッチＳＷ３を制御する、図示しないＯＮ／ＯＦＦ信号（ＳＷ３）に対して位相反転したＯＮ／ＯＦＦ信号を示している。
【００６４】
これにより、変調用キャパシタ８の保持電圧に対応する保持電圧Ｖｄが、所定の電圧よりも低い場合であって、第３スイッチＳＷ３がオフ状態のときに、変調用キャパシタ８の第２端子８−Ｐ２と接地電圧Ｖｓとを接続する充電経路が、抵抗６３、第５スイッチＳＷ６５および第６スイッチＳＷ６６によって形成される。このとき、変調用キャパシタ８の第１端子８−Ｐ１には、電圧ＶＢが供給されるため、変調用キャパシタ８は充電され、保持電圧は上昇する。
【００６５】
一方、変調用キャパシタ８の保持電圧に対応する保持電圧Ｖｄが、所定の電圧よりも高い場合であって、第１スイッチＳＷ１がオフ状態のときに、変調用キャパシタ８の第１端子８−Ｐ１と接地電圧Ｖｓとを接続する放電経路が、抵抗６４、第７スイッチＳＷ６７および第８スイッチＳＷ６８によって形成される。これにより、変調用キャパシタ８は放電され、保持電圧は下降する。
【００６６】
保持電圧Ｖｄの値によって、充電経路または放電経路が形成され、保持電圧Ｖｄは、所定の電圧となる。すなわち、変調用キャパシタ８の保持電圧を所定の電圧に調整することが可能である。なお、抵抗６３および６４は、充電経路および放電経路を流れる電流を制限する電流制限用の抵抗である。
【００６７】
図６は、実施の形態２に係わるスイッチの状態を示す図である。スイッチコントローラ５は、供給される変調信号に従って、第１スイッチＳＷ１〜第４スイッチＳＷ４、第６スイッチＳＷ６６および第８スイッチＳＷ６８の状態が図６に示すようになるようなＯＮ／ＯＦＦ信号を出力する。
【００６８】
供給電圧ＶＢＵＳをＨレベルに変調するとき、スイッチコントローラ５は、第１スイッチＳＷ１、第４スイッチＳＷ４および第６スイッチＳＷ６６をオフ状態にし、第２スイッチＳＷ２、第３スイッチＳＷ３および第８スイッチＳＷ６８をオン状態にするＯＮ／ＯＦＦ信号を出力する。このとき、電圧比較器６１が、ディスチャージ信号ｄｈｇを出力していれば、変調用キャパシタ８は、放電される。
【００６９】
また、供給電圧ＶＢＵＳをＬレベルに変調するとき、スイッチコントローラ５は、第１スイッチＳＷ１、第４スイッチＳＷ４および第６スイッチＳＷ６６をオン状態にし、第２スイッチＳＷ２、第３スイッチＳＷ３および第８スイッチＳＷ６８をオフ状態にするＯＮ／ＯＦＦ信号を出力する。このとき、電圧比較器６１が、チャージ信号ｃｈｇを出力していれば、変調用キャパシタ８は、充電される。
【００７０】
一方、変調をしていないとき（アイドル期間ｉｄｌｅ）、スイッチコントローラ５は、第１スイッチＳＷ１、第２スイッチＳＷ２および第６スイッチＳＷ６６をオン状態にし、第３スイッチＳＷ３、第４スイッチＳＷ４および第８スイッチＳＷ６８をオフ状態にするＯＮ／ＯＦＦ信号を出力する。このとき、電圧比較器６１が、チャージ信号ｃｈｇを出力していれば、変調用キャパシタ８は、充電される。
【００７１】
すなわち、変調用キャパシタ８の充電は、変調用キャパシタ８の負極側端子８−Ｐ２が、直流電源装置１から切り離されたとき、すなわち第３スイッチＳＷ３がオフ状態のときに変調用キャパシタ８の負極側端子８−Ｐ２から電流を引くことによって行われる。他方、変調用キャパシタ８の放電は、変調用キャパシタ８の正極側端子８−Ｐ１が直流電源装置１から切り離されたとき、すなわち第１スイッチＳＷ１がオフ状態のときに変調用キャパシタ８の正極側端子８−Ｐ１から電流を引くことによって行われる。
【００７２】
これにより、変調していないときだけでなく、変調時においても、保持電圧Ｖｄに従って、変調用キャパシタ８の充電または放電が実行され、変調用キャパシタ８の保持電圧が所定の電圧に調整される。この場合、調整される所定の電圧は、変調振幅電圧ＶＣである。変調用キャパシタ８の保持電圧を調整することにより、保持電圧の安定化が図られる。保持電圧は変調振幅電圧ＶＣに調整されるため、送信データに従って電力線１０で変化する電圧振幅を安定化することが可能となる。
【００７３】
また、変調用キャパシタ８の保持電圧が、変調振幅電圧ＶＣとなるように調整されるため、変調用キャパシタ８が定格電圧を超えるのを防ぐことが可能となる、すなわち、変調用キャパシタ８が、定格電圧を守って動作するようにできる。定格電圧を超え定格電圧違反で動作させると、変調用キャパシタ８の破壊に繋がり、電力線を用いた通信の信頼性を損なうため、定格電圧を守って動作することは重要である。
【００７４】
この実施の形態においては、過電圧保護回路６５が、変調用キャパシタ８と並列的に接続されている。この過電圧保護回路６５によって、電圧変調器４の電源投入時における不意の過電圧から、変調用キャパシタ８を保護することが可能である。例えば、電力線１０における供給電圧ＶＢＵＳの振幅が、ピーク・ピークで５００（ｍＶ）であれば、変調用キャパシタ８の保持電圧である変調振幅電圧ＶＣは、２５０（ｍＶ）であるため、２つの整流ダイオードを逆極性で並列的に接続することにより、過電圧保護回路６５を構成することが可能である。このような単純な構成の過電圧保護回路６５であっても、正極性の過電圧および負極性の過電圧から、変調用キャパシタ８を保護することが可能である。この実施の形態によれば、電源投入時の過電圧に対して変調用キャパシタ８を保護することが可能であるとともに、動作時においても変調用キャパシタ８の定格電圧を守るようにすることが可能であるため、変調用キャパシタ８を設けることにより、通信の信頼性が低下するのを抑制することが可能である。
【００７５】
図６では、充電経路および放電経路を流れる電流を制限するために、抵抗６３および６４を用いた例を示したが、これに限定されるものではない。例えば、抵抗の代わりにＭＯＳＦＥＴのようなトランジスタで構成された定電流回路を用いるようにしてもよい。
【００７６】
また、この実施の形態においては、送信局３は、検出信号によって、変調用キャパシタ８の保持電圧が所定の電圧を超えていることが通知されているときに、変調信号を出力する。そのため、変調振幅電圧ＶＣよりも小さい絶対値の電圧振幅が、電力線１０に送信されるのを防ぐことが可能であり、信頼性の高い送信が可能である。
【００７７】
電圧比較器６１は、変調用キャパシタ８の保持電圧が、所定の電圧以上のとき、検出信号を出力することを述べたが、変調振幅電圧ＶＣのときに、検出信号を出力するようにしてもよい。
【００７８】
この実施の形態に係わる変調用キャパシタ電圧調整回路６は、キャパシタ電圧監視部と、キャパシタ充電部と、キャパシタ放電部とを備えていると見なすことができる。この場合、変調用キャパシタ電圧監視部は、差動増幅器６２および電圧比較器６１を備え、変調用キャパシタ８の端子８−Ｐ１、８−Ｐ２間電圧を監視する。キャパシタ充電部は、抵抗６３、第６スイッチＳＷ６６および第５スイッチＳＷ６５を備え、変調用キャパシタ８の端子８−Ｐ１、８−Ｐ２間電圧が所定の電圧よりも小さくなったときに、変調用キャパシタ８の負極端子８−Ｐ２を接地電圧Ｖｓ（電流負荷）に接続し、端子間電圧を大きくする。一方、キャパシタ放電部は、抵抗６４、第８スイッチＳＷ６８および第７スイッチＳＷ６７を備え、変調用キャパシタ８の端子８−Ｐ１、８−Ｐ２間電圧が所定の電圧よりも大きくなったとき、変調用キャパシタ８の正極端子８−Ｐ１を接地電圧Ｖｓ（電流負荷）に接続し、端子間電圧を小さくする。
【００７９】
（実施の形態３）
図６で説明したように、変調用キャパシタ電圧調整部６は、供給電圧ＶＢＵＳをＨレベルに変調するときに、変調用キャパシタ８を放電することが可能であり、Ｌレベルに変調するときには、変調用キャパシタ８を充電することが可能である。この場合、変調用キャパシタ８を充電あるいは放電している時間は、電圧比較器６１が出力しているチャージ信号ｃｈｇおよびディスチャージ信号ｄｈｇの時間と供給電圧ＶＢＵＳがＬレベルとなっている期間およびＨレベルとなっている期間によって定まる。すなわち、変調用キャパシタ電圧調整部６による変調用キャパシタ８に対する充電あるいは放電の指示（チャージ信号あるいはディスチャージ信号）のみならす、供給電圧ＶＢＵＳがＨレベルとなっている期間とＬレベルとなっている期間を調整することによっても、変調用キャパシタ８の保持電圧を調整することができる。
【００８０】
すなわち、供給電圧ＶＢＵＳがＨレベルとなっている期間を長くすることにより、変調用キャパシタ８を放電可能とする期間を長くすることが可能であり、Ｈレベルの期間を短くすることにより、放電可能とする期間を短くすることができる。同様に、供給電圧ＶＢＵＳがＬレベルとなっている期間を長くすることにより、変調用キャパシタ８の充電可能期間を長くし、Ｌレベルの期間を短くすることにより、充電可能期間を短くすることができる。従って、Ｈレベルの期間とＬレベルの期間を調整することによって、変調用キャパシタ８の保持電圧を調整することが可能である。
【００８１】
図５では、放電時および充電時に、抵抗６４および６３を電流が流れるため、抵抗６４および６３で損失が発生する。変調用キャパシタ８の保持電圧を、放電または充電で調整するが、調整するときの保持電圧の変化量によっては、抵抗６４および６３での損失が大きくなり、発熱が大きくなることが危惧される。
【００８２】
この実施の形態においては、実施の形態２で説明した変調用キャパシタ電圧調整部６による調整と、供給電圧ＶＢＵＳのＨレベルの期間とＬレベルの期間の調整とが組み合わされる。組み合わせることにより、損失の低減が図られる。
【００８３】
図７は、実施の形態３に係わる親局の要部の構成を示すブロック図である。図７は、図５と類似しているため、主に相異点を説明する。相異点は、送信局３が、チャージ信号ｃｈｇおよびディスチャージ信号ｄｈｇによって制御されるように変更され、送信局３Ａとなっていることである。
【００８４】
この実施の形態においては、送信局３Ａ内の伝送路符号化器として、マンチェスタ符号器３１が設けられている。マンチェスタ符号器３１には、送信すべき送信データ列が供給され、送信データ列に対してマンチェスタ符号化を行い、送信データ列に対応した変調信号を出力する。この実施の形態においては、マンチェスタ符号器３１が、チャージ信号ｃｈｇおよびディスチャージ信号ｄｈｇによって制御される。すなわち、マンチェスタ符号器３１での符号化形式が、チャージ信号ｃｈｇおよびディスチャージ信号ｄｈｇによってダイナミックに変更される。
【００８５】
マンチェスタ符号化においては、送信データの論理値をレベルの変化方向で表す。例えば、送信データが論理値“０”の場合には、供給電圧ＶＢＵＳがＨレベルからＬレベルへ変化し、論理値“１”の場合には、供給電圧ＶＢＵＳはＬレベルからＨレベルへ変化する。通常、マンチェスタ符号化においては、Ｈレベルの期間とＬレベルの期間とを等しくして、直流成分がゼロとなるようにする。しかしながら、この実施の形態においては、Ｈレベルの期間とＬレベルの期間が、ディスチャージ信号ｄｈｇとチャージ信号ｃｈｇによってダイナミックに変更される。
【００８６】
図８は、実施の形態３に係わる電力線通信装置の動作を示す波形図である。同図において、横軸は時間を示し、縦軸は電圧を示している。図８（Ａ）は、送信データ列を示し、図８（Ｂ）〜図８（Ｄ）は、図８（Ａ）の送信データ列に基づいて、マンチェスタ符号器３１が出力する変調信号の波形を示している。図８（Ｂ）〜（Ｄ）の変調信号に従って、スイッチコントローラ５がＯＮ／ＯＦＦ信号を出力し、極性切替スイッチ部７が、供給電圧ＶＢＵＳを変調する。変調による供給電圧ＶＢＵＳの電圧変化は、図８（Ｂ）〜（Ｄ）の変調信号の電圧変化と相似している。
【００８７】
図８において、ｔｂｎは、送信データのビット周期を示している。ビット周期ｔｂｎの半分のタイミングｔｃｎで、送信データの論理値に従って変調信号がＨレベルからＬレベル（またはＬレベルからＨレベル）へ変化するように、マンチェスタ符号器３１は動作する。
【００８８】
図８（Ｂ）は、変調時に変調用キャパシタ８に対して充電および放電の動作を実行しない場合を示している。また、図８（Ｃ）は、変調時に変調用キャパシタ８に対して充電の動作を実行する場合を示し、図８（Ｄ）は、変調時に変調用キャパシタ８に対して放電の動作を実行する場合を示している。区別をするために、便宜上、図８（Ｂ）は通常時変調信号、図８（Ｃ）は充電時変調信号、図８（Ｄ）は放電時変調信号と称する。
【００８９】
マンチェスタ符号器３１は、チャージ信号ｃｈｇおよびディスチャージ信号ｄｈｇによって、変調用キャパシタ８の充電および放電が通知されていない場合、図８（Ｂ）に示すような変調信号を出力する。すなわち、変調信号の周期とビット周期ｔｂｎとが一致するような変調信号を出力する。
【００９０】
これに対して、チャージ信号ｃｈｇまたはディスチャージ信号ｄｈｇによって、充電または放電が通知されると、マンチェスタ符号器３１は、変調信号を変化させるタイミングを変更する。この場合、送信データの論理値を表す変調信号の変化タイミングｔｃｎは維持し、他の変化タイミングを変更する。具体的に述べると、マンチェスタ符号器３１は、同じ論理値の送信データが続く場合を検出し、ビット周期ｔｂｎの境界における変調信号の変化タイミングを変更する。
【００９１】
図８を基にして説明すると、マンチェスタ符号器３１は、送信データの論理値が“０”“０”あるいは“１”“１”と続いている場合を検出する。同じ論理値の連続を検出した場合、マンチェスタ符号器３１は、この論理値に対応する２つのビット周期ｔｂｎの境界ｔｃｐにおいて、ＬレベルからＨレベルへ変化するタイミングまたはＨレベルからＬレベルへ変化するタイミングをずらす。なお、図８において、矢印の付された変調信号の変化は、送信データの論理値を表す変化を示している。
【００９２】
図８（Ｃ）に示した充電時変調信号においては、Ｈレベルの期間が短くなり、Ｌレベルの期間が長くなるように、変調信号の立ち上がりおよび立ち下がりタイミングを、矢印ｄｃで示す方向にずらす。これにより、境界ｔｃｐに対して、変調信号の立ち上がりは、時間ｔｃｈ分遅れ、また変調信号の立ち下がりは、時間ｔｃｈ分早くなる。その結果、供給電圧ＶＢＵＳがＬレベルとなっている期間が長くなり、変調用キャパシタ８を充電する時間を長くすることが可能となる。
【００９３】
一方、図８（Ｄ）に示した放電時変調信号においては、Ｌレベルの期間が短くなり、Ｈレベルの期間が長くなるように、変調信号の立ち上がりおよび立ち下がりタイミングを、矢印ｄｄで示す方向にずらす。これにより、境界ｔｃｐに対して、変調信号の立ち上がりは、時間ｔｄｈ分早く、また変調信号の立ち下がりは、時間ｔｄｈ分遅くなる。その結果、供給電圧ＶＢＵＳがＨレベルとなっている期間が長くなり、変調用キャパシタ８を放電する時間を長くすることが可能となる。
【００９４】
すなわち、変調用キャパシタ８の保持電圧が、所定の電圧（変調振幅電圧ＶＣ）から外れたか否かが、チャージ信号ｃｈｇおよびディスチャージ信号ｄｈｇによって、マンチェスタ符号化器３１に通知され、マンチェスタ符号化器３１は、通知に基づいて、符号化形式をダイナミックに変更する。
【００９５】
送信データの論理値を表す変調信号の変化タイミングは、充電時変調信号および放電時変調信号の両方において、ビット周期ｔｂｎの半分のタイミングｔｃｎを維持している。そのため、符号化形式を変更しても、送信データのビットレートは変更されず、供給電圧ＶＢＵＳのＨレベルの期間とＬレベルの期間の比率が変更されることになる。
【００９６】
実施の形態１〜３で説明したスイッチは、例えばＭＯＳＦＥＴによって構成される。上記したように、親局２の負荷電流は、主にインダクタ９を介して子局に供給される。そのため、スイッチを構成するＭＯＳＦＥＴとしては、比較的オン抵抗が大きなものを用いても、親局２での損失が大きくなるのを抑制することが可能である。そのため、親局を構成する部品コストの上昇を抑制しながら、放熱の抑制を図ることが可能である。
【００９７】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。例えば、図２（Ｃ）では、変調を実施していないとき、第１スイッチＳＷ１と第２スイッチＳＷ２をオン状態にしているが、第３スイッチＳＷ３および第４スイッチＳＷ４がオン状態となるようにしてもよい。この場合、変調用キャパシタ８の第１端子８−Ｐ１がフリーとなるため、第１端子８−Ｐ１を所定の正極の電圧に接続することにより、変調用キャパシタ８を充電することが可能である。
【符号の説明】
【００９８】
１  直流電源装置
２  親局
３  送信局
４  電圧変調器
５  スイッチコントローラ
６  変調用キャパシタ電圧調整部
８  変調用キャパシタ
９  インダクタ
１０  電力線
１１Ａ〜１１Ｃ  子局
７０  ＥＣＵ
７１Ａ〜７１Ｃ  アクチュエータ
７２  バッテリー
８０  自動車
ＳＷ１〜ＳＷ４、ＳＷ６５〜ＳＷ６８  第１スイッチ〜第８スイッチ
ＶＢ  直流電圧
ＶＢＵＳ  供給電圧
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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