(57)【要約】【課題】電気モータを少なくとも駆動源の一つとした車両において、各動力機器への給電と、通信による高品質な制御又は監視を、他の通信線路を設けることなく実現する。【解決手段】バッテリ１３と電力変換機１４とを接続するペア線１１、１２から成る主高電圧電源線１０と、主高電圧電源線から分岐し、車載の各動力機器Ｍ1 ，Ｍ2 に給電する副高電圧電源線Ｈ1 〜Ｈn とを有する。各ペア線に対して、一次コイル３１の両端がそれぞれコンデンサＣ1 、Ｃ2 を介して接続され、二次コイル５３の両端が通信機に対する信号の入出力端となるトランス５１と、トランスの二次コイル５３の入出力端に接続され、各動力機器を制御又は監視するためのデータの送受信を制御する主通信機５５と、トランス４０1 〜４０n の二次コイルの入出力端に接続され、主通信機に対してデータ通信を行い、各動力装置に対する制御又は監視を行う副通信機６０1 〜６０n とを有する。【選択図】図１
2015146513.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力変換器を介して通電又は回生される電気モータを少なくとも駆動源の一つとした車両における通信システムにおいて、
バッテリと前記電力変換機とを接続するペア線から成る主高電圧電源線と、
前記主高電圧電源線から分岐し、車載の各動力機器に給電する副高電圧電源線と、
前記主高電圧電源線及び前記副高電圧電源線の各ペア線に対して、一次コイルの両端がそれぞれコンデンサを介して接続され、二次コイルの両端が通信機に対する信号の入出力端となるトランスと、
前記トランスの前記二次コイルの前記入出力端に接続され、前記各動力機器を制御又は監視するためのデータの送受信を制御する主通信機と、
前記トランスの前記二次コイルの前記入出力端に接続され、前記主通信機に対してデータ通信を行い、前記各動力装置に対する制御又は監視を行う副通信機と、
を有することを特徴とする車両の通信システム。
【請求項２】
前記主通信機と前記副通信機との間の通信の周波数帯域は、前記二次コイルの両端から電源線側を見た伝送特性におけるＬＣ共振周波数を除く周波数帯域に設定されていることを特徴とする請求項１に記載の車両の通信システム。
【請求項３】
前記各動力機器と前記副高圧電源線とを接続するペア線から成る接続線路には、各ペア線に挿入された一対のインダクタンスとその一対のインダクタンスの入力端子間又は出力端子間に接続されたコンデンサとから成る低域通過フィルタと、その低域通過フィルタの出力端子に接続さたインバータが挿入されており、前記副通信機は前記一対のインダクタンスの入力端子に前記トランスを介して接続されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車両の通信システム。
【請求項４】
前記主通信機と前記副通信機との間の通信の周波数帯域は、前記低域通過フィルタによる共振周波数を除く周波数帯域に設定されていることを特徴とする請求項３に記載の車両の通信システム。
【請求項５】
前記主通信機と前記副通信機との間の通信の周波数帯域は、前記ＬＣ共振周波数よりも高い周波数帯域に設定されていることを特徴とする請求項２に記載の車両の通信システム。
【請求項６】
前記主通信機と前記副通信機との間の通信の周波数帯域は、前記低域通過フィルタによる共振周波数よりも高い周波数帯域に設定されていることを特徴とする請求項４に記載の車両の通信システム。
【請求項７】
前記主通信機は、前記電力変換器を制御し、前記副通信機の通信タイミングを制御する装置であることを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れか１項に記載の車両の通信システム。
【請求項８】
前記通信タイミングは、ＴＤＭＡ方式であることを特徴とする請求項７に記載の車両の通信システム。
【請求項９】
前記主通信機は、
前記通信タイミングを決定する基準カウンタと、
データと共に送信時の前記基準カウンタの値を基準値として、伝搬遅延時間と共に送信する送信部と、
前記副通信機からのデータの受信時における前記基準カウンタの値の受信した副基準値に対する偏差を前記伝搬遅延時間とする伝搬遅延時間演算部と
を有し、
前記副通信機は、
従属カウンタと、
前記主通信機から受信した前記伝搬遅延時間に基づいて、現伝搬遅延時間を更新する遅延時間更新部と、
前記主通信機から送信されるデータの受信時における前記従属カウンタの値の、受信した前記基準値に対する偏差から前記副通信機が保持している現伝搬遅延時間を減算した値だけ、前記従属カウンタの値を減少補正する従属カウンタ補正部と、
データを送信する時に、データと共に送信時の従属カウンタの値を前記副基準値として送信する送信部と
を有し、
前記主通信機は、
前記副通信機からのデータの受信時における前記基準カウンタの値の、受信した前記副基準値に対する偏差を前記伝搬遅延時間とする遅延時間演算部を
有することを特徴とする請求項７又は請求項８に記載の車両の通信システム。
【請求項１０】
前記副通信機の前記遅延時間更新部は、前記副通信機が保持している前記現伝搬遅延時間と前記主通信機から受信した前記伝搬遅延時間との相加平均値を、前記現伝搬遅延時間として更新する
ことを特徴とする請求項９に記載の車両の通信システム。
【請求項１１】
前記主通信機の前記遅延時間演算部は、前記副通信機に前回送信した伝搬遅延時間と、今回受信して得られた伝搬遅延時間との相加平均を、次回に前記副通信機に送信する時の伝搬遅延時間とする
ことを特徴とする請求項９に記載の車両の通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも電気モータを車両を推進する駆動源の一つとする車両において、高電圧電源線を分岐させて、その高電圧電源線により各動力装置に給電すると共にその各動力装置を制御するようにした通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
車両のバッテリやインバータに接続された電力線により通信を行うシステムとして、特許文献１、２に開示のシステムが知られている。その特許文献１のシステムは、各機器に給電する電力線に、データを送信して、電子制御ユニットと各機器との間で通信を行うシステムである。これにより、従来、車両に配設されていた通信線路を廃止して、配線を簡略化している。
【０００３】
また、特許文献２のシステムは、第１電力線を用いて、バッテリとマスター電力通信ノードとを接続し、そのマスター電力線通信ノードを介してバッテリから第２電力線に供給すると共に、第２電力線に送信用スレーブ電力通信ノード、受信用スレーブ電力通信ノードとを接続して両者間で通信を行い、受信用スレーブ電力通信ノードに接続された各機器を制御するシステムである。これにより、通信線路を廃止すると共にマスター電力線通信ノードとスレーブ電力通信ノードとを第２電力線に接続することで、雑音に強い高品質な通信を実現している。
【０００４】
しかしながら、電力線には、各装置への給電を制御するスイッチが配設されており、このスイッチのオフ状態では、スイッチ端点で信号の反射が起こり、このような電力線を用いて通信を行う場合に、伝送路のインダクタンス、容量などの回路定数に応じて、伝送路の伝送特性にディプが発生が発生し、そのディプにより通信品質が劣化するという問題がある。特許文献３の技術は、端部が反射を生じる開放端となる分岐線路を有する電力線において、その分岐線路の長さが長くなる程、ディプ周波数は低周波に移行することを見い出し、分岐線路の長さの上限を制限することで、ディプ周波数の帯域を、所定周波数よりも高い帯域に固定させることで、そのディプ周波数よりも低い周波数帯域を用いて、電力線通信を行う技術である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−２５４０３１号公報
【特許文献２】特許第５１７２９３８号公報
【特許文献３】特許第５０４６３４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、特許文献１、２の技術では、電力線に接続される各機器は、通常の通信専用の伝送路と異なり、通信周波数帯域におけるインピーダンス整合が図られていないため、電力線における伝送特性は、平坦なものではない。このため、通信の品質が保証できないという問題がある。また、特許文献３の技術では、電力線に分岐接続され、スイッチ等により他端が開放端となる可能性のある分岐電力線の長さの上限を制限することにより、伝送特性のディップを通信帯域よりも高い帯域に固定することで、通信品質の低下が防止されている。しかし、分岐電力線の長さが制限されることは、車両の広範な領域に配置されている各動力機器に対する電力の供給と、制御又は監視を行うシステムに対して制約となり、多様な車両における通信システムを構築する場合に障害となる。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、電力変換器を介して通電又は回生される電気モータを少なくとも駆動源の一つとした車両において、各動力機器への給電と、通信による高品質な制御又は監視を、他の通信線路を設けることなく実現することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するための本発明は、電力変換器を介して通電又は回生される電気モータを少なくとも駆動源の一つとした車両における通信システムにおいて、バッテリと電力変換機とを接続するペア線から成る主高電圧電源線と、主高電圧電源線から分岐し、車載の各動力機器に給電する副高電圧電源線と、主高電圧電源線及び副高電圧電源線の各ペア線に対して、一次コイルの両端がそれぞれコンデンサを介して接続され、二次コイルの両端が通信機に対する信号の入出力端となるトランスと、トランスの二次コイルの入出力端に接続され、各動力機器を制御又は監視するためのデータの送受信を制御する主通信機と、トランスの二次コイルの入出力端に接続され、主通信機に対してデータ通信を行い、各動力装置に対する制御又は監視を行う副通信機と、を有することを特徴とする車両の通信システムである。
【０００９】
本発明において、車両は、内燃機関と電気モータとを車両の推進のための駆動源とするハイブリッド車、電気モータのみを駆動源とする電気自動車とを含むものである。要は、本発明の車両は、少なくとも電気モータが車両推進用の駆動源である車両であれば、任意である。主高圧電源線は、バッテリと電力変換器（ＰＣＵ；電力制御装置）とを接続する電力線である。電気モータは、電力変換器により昇圧、負荷に対する供給電力の制御、電力の回生が行われる。したがって、主高圧電源線は、ハイブリッド車や電気自動車に搭載されているものである。
【００１０】
本発明では、この主高圧電源線に対して、副高圧電源線が分岐接続されている。副高圧電源線は、主高圧電源線を伝送する電力を分岐して、車両に配設された各種の動力機器に対して給電する線路である。本発明では、この主高圧電源線と副高圧電源線の任意の複数の位置に、一次コイルの両端がそれぞれコンデンサを介して接続され、二次コイルの両端が通信機に対する信号の入出力端となるトランスが設けられている。そして、このそれぞれのトランスの二次コイルの入出力端に、主通信機と、副通信機が接続されている。副通信機は、主高圧電源線と副高圧電源線を介して、主通信機と相互通信を行う装置であり、副通信機の近くに存在する動力機器を制御又はその状態を監視するための装置である。
【００１１】
他の発明は、上記発明において、主通信機と副通信機との間の通信の周波数帯域は、二次コイルの両端から電源線側を見た伝送特性におけるＬＣ共振周波数を除く周波数帯域に設定されていることを特徴とする。通信の周波数帯域は、ＬＣ共振周波数が含まれない帯域でありさえすれば良く、ＬＣ共振周波数よりも高い帯域でも低い帯域でも良い。しかし、電源線の場合には、ＬＣ共振周波数は比較的低周波帯域に存在するので、通信の周波数帯域は、通信効率の観点から、ＬＣ共振周波数よりも高い周波数帯域に設定されていることが望ましい。
【００１２】
他の発明は、上記発明において、各動力機器と副高圧電源線とを接続するペア線から成る接続線路には、各ペア線に挿入された一対のインダクタンスとその一対のインダクタンスの入力端子又は出力端子間に接続されたコンデンサとから成る低域通過フィルタと、その低域通過フィルタの出力端子に接続さたインバータが挿入されており、副通信機は一対のインダクタンスの入力端子にトランスを介して接続されていることを特徴とする。この低域通過フィルタは、インバータに対して主高圧電源線及び副高圧電源線から直流電力を供給し、通信信号のインバータ側への通過を遮断する装置である。
【００１３】
他の発明は、上記の発明において、主通信機と副通信機との間の通信の周波数帯域は、低域通過フィルタによる共振周波数を除く周波数帯域に設定されていることを特徴とする。通信の周波数帯域は、低域通過フィルタによる共振周波数が含まれない帯域でありさえすれば良く、低域通過フィルタによる共振周波数よりも高い帯域でも低い帯域でも良い。しかしながら、電源線の場合には、低域通過フィルタの共振周波数は比較的低周波帯域に存在するので、通信の周波数帯域は、通信効率の観点から、低域通過フィルタによる共振周波数よりも高い周波数帯域に設定されていることが望ましい。
【００１４】
本発明において、主通信機は、電力変換器を制御し、副通信機の通信タイミングを制御する装置とすることが望ましい。また、通信方式は特に限定されないが、通信タイミングは、ＴＤＭＡ方式とすることが望ましい。
【００１５】
また、他発明は、上記の発明において、主通信機は、通信タイミングを決定する基準カウンタと、データと共に送信時の基準カウンタの値を基準値として、伝搬遅延時間と共に送信する送信部と、副通信機からのデータの受信時における基準カウンタの値の受信した副基準値に対する偏差を伝搬遅延時間とする遅延時間演算部とを有し、副通信機は、従属カウンタと、主通信機から受信した伝搬遅延時間に基づいて、現伝搬遅延時間を更新する遅延時間更新部と、主通信機から送信されるデータの受信時における従属カウンタの値の、受信した基準値に対する偏差から副通信機が保持している現伝搬遅延時間を減算した値だけ、従属カウンタの値を減少補正する従属カウンタ補正部と、データを送信する時に、データと共に送信時の従属カウンタの値を副基準値として送信する送信部とを有し、主通信機は、副通信機からのデータの受信時における基準カウンタの値の受信した副基準値に対する偏差を伝搬遅延時間とする遅延時間演算部を有することを特徴とする。
【００１６】
この発明において、副通信機の遅延時間更新部は、副通信機が保持している現伝搬遅延時間と主通信機から受信した伝搬遅延時間との相加平均値を、現伝搬遅延時間として更新することができる。
また、主通信機の遅延時間演算部は、副通信機に前回送信した伝搬遅延時間と、今回受信して得られた伝搬遅延時間との相加平均を、次回に副通信機に送信する時の伝搬遅延時間とすることができる。
【００１７】
すなわち、従属カンウタを基準カウンタに同期させるこれらの発明では、主通信機において、各副通信機から送信されてくるデータから主通信機と副通信機との間の伝搬遅延時間が測定される。副通信機では、主通信機から送信されてくる伝搬遅延時間に基づいて必然的に発生する同期遅れを除いた上で、各副通信機の従属カウンタの値が、主通信機の基準カウンタの値に同期される。これにより、主通信機と副通信機との間で正確なタイムスロットの同期を確立することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によると、主高圧電源線に副高圧電源線を分岐接続し、その副高圧電源線に各動力機器を接続して、その機器に給電すると共に、主高圧電源線及び副高圧電源線の任意の複数の位置にトランスを接続して、それぞれのトランスの二次コイルの入出力端に、主通信機と副通信機とを接続して、主高圧電源線と副高圧電源線を伝送路として、通信機間でデータの送受信を行い、各動力機器に対する制御又はその状態の監視を実行している。したがって、特別な通信線路を設けることなく、簡単な構造により、各動力機器の制御又は監視が実現される。また、通信の周波数帯域を、二次コイルの両端から電源線側を見た伝送特性におけるＬＣ共振周波数を除く周波数帯域に設定しているので、通信品質を良好に保持できる。さらに、各動力機器と副高圧電源線との間に低域通過フィルタを設けた場合においては、通信の周波数帯域を、低域通過フィルタによる共振周波数を除く周波数帯域に設定することで、通信品質を良好に保持できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の具体的な実施例１に係る通信システムの構成図。
【図２】伝送特性を演算するためのモデルの構成図。
【図３】図２のモデルにおけるインダクタンスをパラメータとする伝送特性を示した特性図。
【図４】図３の伝送特性の周波数に関する拡大図。
【図５】図２のモデルにおける高圧電源線の長さをパラメータとする伝送特性を示した特性図。
【図６】伝送特性を演算するための分岐された高圧電源線を有するモデルの構成図。
【図７】図６のモデルの伝送特性を示した特性図。
【図８】実施例１の通信システムにおける主通信機と副通信機間のタイムスロットの同期を示す説明図。
【図９】実施例１の通信システムにおける主通信機と副通信機の構成図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明を具体的な実施例に基づいて説明する。本発明は、下記の実施例に限定されるものではない。
【実施例１】
【００２１】
本発明の具体的な一実施例に係る通信システム１の構成を図１に示す。
本システム１は、主高圧電源線１０と、その高圧電源線１０に対して分岐接続されたｎ本の副高圧電源線Ｈ1 〜Ｈn を有する。主高圧電源線１０と副高圧電源線Ｈ1 〜Ｈn は、それぞれ、ペア線１１、１２から成る。高圧電源線１０の一端には電圧２０２Ｖの主機電池１３が接続されている。また、高圧電源線１０の他端には電力変換器（電力制御装置、以下、「ＰＣＵ」と記す）１４が接続されており、ＰＣＵ１４にエンジンの回転により発電する発電機１５ａと、車両推進／回生用の電気モータ１５ｂとが接続されている。なお、発電機１５ａは電気モータとしても機能し、電気モータ１５ｂは発電機としても機能するので、発電機と電気モータとを特に区別しない。ＰＣＵ１４は２０２Ｖの直流を６５０Ｖの３相交流に変換し、逆に、６５０Ｖの３相交流を２０２Ｖの直流に変換する装置である。発電機１５ａ、電気モータ１５ｂは、永久磁石励磁の３相の同期電動機である。発電機１５ａ、電気モータ１５ｂで発電された電力は、主高電圧電源線１０を介して、主機電池１３に回生される。
【００２２】
また、主高圧電源線１０の両端には、ペア線１１、１２に並列に、コンデンサＣ1 、Ｃ2 を介してトランス３１、３２が接続されている。同様に、副高圧電源線Ｈ1 〜Ｈn の一端Ｅ1 〜Ｅn （主高圧電源線１０に接続された端部と反対の端部）においても、ペア線１１、１２に並列に、コンデンサＣ1 、Ｃ2 を介して、トランス４０1 〜４０n が、それぞれ接続されている。トランス３１、３２、４０1 〜４０n は、同一構成であるので、トランス３１について説明する。トランス３１は、リング状の磁気回路を構成するコア５１、コア５１に巻かれた一次コイル５２、二次コイル５３とを有している。そして二次コイル５３の入出力端子に主通信機５５が接続されている。同様に、トランス３２、４０1 〜４０n も、それぞれ、コンデンサＣ1 、Ｃ2 を介してペア線１１、１２に並列に接続されている。そして、トランス３２、４０1 〜４０n のそれぞれの二次コイルの入出力端に、それぞれ、副通信機５６、６０1 〜６０n が接続されている。
【００２３】
また、副高圧電源線Ｈ1 〜Ｈn の一端Ｅ1 〜Ｅn におけるコンデンサＣ1 、Ｃ2 の接続点ｅ1 、ｅ2 より下流側（主高圧電源線１０との接続点から遠ざかる方向）に、ＬＰＦ1 〜ＬＰＦn （低域通過フィルタ）が、高圧電源線に対して従続接続されている。ＬＰＦ1 〜ＬＰＦn は、それぞれ、ペア線１１に直列に挿入されたインダクタンスＬａ1 〜Ｌａn 、ペア線１２に直列に挿入されたインダクタンスＬｂ1 〜Ｌｂn と、インダクタンスＬａ1 、Ｌｂ1 の出力端子間〜インダクタンスＬａn 、Ｌｂn 出力端子間に、それぞれ、並列に挿入されたコンデンサＣＦ1 〜ＣＦn とから成る。そして、各ＬＰＦ1 〜ＬＰＦn の各コンデンサＣＦ1 〜ＣＦn の端子間に、それぞれ、インバータＩＮＶ1 〜ＩＮＶn が接続され、各インバータＩＮＶ1 〜ＩＮＶn の出力端は、動力機器の一例であるモータＭ1 〜Ｍn が接続されている。モータＭ1 〜Ｍn は、ウインドウ、座席、ワイパなどを駆動するモータである。モータＭ1 〜Ｍn は、副高圧電源線Ｈ1 〜Ｈn の直流電力をインバータＩＮＶ1 〜ＩＮＶn により変換された交流電力により駆動される。
【００２４】
次に、伝送特性について説明する。図２に示すように、高圧電源線の両端に通信機が接続され、接続点より下流側にＬＰＦとインバータとが接続され伝送路における伝送特性を図３、図４に示す。図４は、図３の特性の拡大図である。図３、４は、高圧電源線の線路インピーダンスを２３．１３Ω、長さを２ｍ、両側のＬＰＦのコンデンサの容量を、それぞれ、０．５６μＦ、０．４μＦとして、ＬＰＦのインダクタンスを１０ｎＨ、２２ｎＨ、５６ｎＨ、８２ｎＨと変化させた時の伝送特性である。いずれも、０．７ＭＨｚ〜１．５ＭＨｚの範囲にＬＰＦの共振周波数が存在することが分かる。
【００２５】
また、図２の伝送路モデルにおいて、両側のＬＰＦのインダクタンスを２２ｎＨに固定し、高圧電源線の長さを０．５ｍ、１ｍ、２ｍ、４ｍと変化させた時の伝送特性を図５に示す。同様に、０．７ＭＨｚ〜１．５ＭＨｚの範囲にＬＰＦの共振周波数が存在することが分かる。
【００２６】
また、図６のように、主高圧電源線に、２つの分岐された副高圧電源線を設けた伝送路モデルにおける通信機間の伝送特性を、図７に示す。各高圧電源線の線路インピーダンスは２３．１３Ω、線路長は２ｍ、両端のＬＰＦのコンデサの容量はそれぞれ０．５６μＦ、０．４μＦとし、インダクタンスを２２ｎＨ、５６ｎＨ、８２ｎＨと変化させた時の伝送特性である。比較のために、図２の伝送路モデルにおいてインダクタンスを２２ｎＨとした単一の高圧電源線の場合の伝送特性も、図７に示されている。いずれも、同様に、０．７ＭＨｚ〜１．５ＭＨｚの範囲にＬＰＦの共振周波数が存在することが分かる。
【００２７】
このように、上記の回路定数を有する主高圧電源線１０と複数の副高圧電源線Ｈ1 〜Ｈn を設けた場合には、ＬＰＦによる共振周波数が０．７ＭＨｚ〜１．５ＭＨｚの範囲に存在する。そのため、本発明は、この共振周波数が存在しない２ＭＨｚ以上の周波数帯域を用いて、主通信機と副通信機との間で通信を行うことを特徴としている。通信帯域は、２０ＭＨｚ以上とするのが望ましく、さらには、３０ＭＨｚ以上とすることが望ましい。しかしながら、通信帯域は、この共振周波数を含まない周波数帯域であれば良いので、上記の回路定数の例では、０．５ＭＨｚ以下を通信帯域とすることも可能である。
【００２８】
また、ＬＰＦが存在しない場合も、主高圧電源線と副高圧電源線には、インダクタンスとコンデンサが線路に分布している。したがって、この線路においてもＬＣ共振周波数による伝送特性の落ち込みが発生する。したがって、本発明では、このＬＣ共振周波数を除く周波数帯域を通信帯域とすることも可能である。このＬＣ共振周波数は、２ＭＨｚ以下の低周波帯域に存在するので、ＬＣ共振周波数よりも高い帯域を通信帯域とすることが、通信効率の向上のために望ましい。
【００２９】
次に、主通信機５５と副通信機５６、６０1 〜６０n との間の通信方式について説明する。本実施例では、ＱＰＳＫ変調のＴＤＭ（時分割多重）方式を通信方式としている。本実施例は、主通信機５５と、副通信機５６、６０1 〜６０n との間のタイムスロットの同期確立を精度良く行うことが特徴である。主通信機５５と、副通信機５６、６０1 〜６０n は、それぞれ、独自のクロックを有し、独自のタイムベースカウンタ（ＴＢＣ）を有し、独自に更新されるＴＢＣに基づき、独自にタイムスロットのタイミングを決定している。そのため、図８に示すように、主通信機５５と、副通信機５６、６０1 〜６０n 間でＴＢＣの同期がずれると、データパケットの衝突が発生する。
【００３０】
図９は、主通信機５５のＴＢＣ（基準カウンタ）と、副通信機５６、６０1 〜６０n のＴＢＣ（従属カウンタ）とを同期させるため構成を示したブロック図である。図１の構成において、主通信機５５と副通信機５６との間における同期確立について説明するが、主通信機５５と副通信機６０1 〜６０n 間の同期確立も同様である。主通信機５５は、基準発振器（図示略）により更新されるＴＢＣ７１を有している。以下、ＴＢＣ７１の現在の値を、ＴＢＣ値という。主通信機５５は、データの送信タイミングでのＴＢＣ値をＴＢＣm （基準値）として保持するラッチ部７２、送信データＤに、ＴＢＣm と後述する伝搬遅延時間δとを付加するＴＢＣ付加部７３と、ＴＢＣ付加部７３の出力する［ＴＢＣm ＋δ＋データＤ］を１パケットとしてＱＰＳＫ変調した後、所定の通信帯域に周波数変換して主高圧電源線１０に出力するＱＰＳＫ変調送信部７４を有している。
【００３１】
一方、副通信機５６は、主高圧電源線１０からパケットを受信する受信ＵＷ検出部８１を有している。ＵＷはユニークワード、すなわち、副通信機５６において既知の参照語である。本実施例では、ＵＷが検出される毎に、ＴＢＣの同期確立が実行される。受信ＵＷ検出部８１の出力は、ＱＰＳＫ復調部８２に入力し、ＱＰＳＫ復調部８２においてＱＰＳＫ復調が実行されてベースバンドの受信データが得られる。すなわち、［ＴＢＣm ＋δ＋データＤ］の１データパケットが得られる。
【００３２】
副通信機５６は、独自の基準発振器（図示略）により更新される独自のＴＢＣ８５を有している。ＵＷが検出されたタイミングで、ラッチ部８４は、その時のＴＢＣ８５が記憶するＴＢＣ値を、ＴＢＣh として保持する。ＴＢＣ付加部８３は、ＱＰＳＫ復調部８２の出力する［ＴＢＣm ＋δ＋データＤ］の１データパケットに、ラッチ部８４の保持するＴＢＣh を付加して、［ＴＢＣh ＋ＴＢＣm ＋δ＋データＤ］の１データパケットをＴＢＣずれ量検出部８６に出力する。
【００３３】
ＴＢＣずれ量検出部８６では、ＴＢＣずれ量Δが、次式で演算される。
【数１】
2015146513.tif 000003
ｔｄuwは、現伝搬遅延時間である。現伝搬遅延時間ｔｄuwは、主として、高圧電源線の伝搬による遅延時間と、主通信機での変調、副通信機での復調などの演算時間とを総合した伝搬遅延時間を意味する。現伝搬遅延時間ｔｄuwは、各副通信機毎に初期値が与えられており、主通信機から送信されてくる伝搬遅延時間δに基づいて、補正される。この現伝搬遅延時間ｔｄuwの補正方法については、後述する。まずは、現伝搬遅延時間ｔｄuwが初期値として与えられているものとして、以下に説明する。
【００３４】
ＴＢＣh −ｔｄuwは、ＴＢＣh に本質的に内在する現伝搬遅延時間ｔｄuwだけ時刻を戻したＴＢＣ値である。したがって、ＴＢＣずれ量Δは、現伝搬遅延時間ｔｄuwで補正された後における、副通信機５６のＴＢＣ８５のＴＢＣ値の主通信機５５のＴＢＣ７１のＴＢＣ値に対する時刻の進み量を意味する。
【００３５】
次に、このＴＢＣずれ量Δは、補正値計算部８７において、移動平均ＴＢＣerが演算される。すなわち、ＵＷが検出される毎にＴＢＣずれ量Δが演算されるので、現時刻に対して、直近所定回数分のＴＢＣずれ量Δの平均値を移動平均ＴＢＣerとする。この移動平均ＴＢＣerにより、ＴＢＣ８５の現在時刻におけるＴＢＣ値は、現ＴＢＣ値−ＴＢＣerにより補正される。すなわち、ＴＢＣerが正であれば、ＴＢＣ８５の値は、同時刻における主通信機５５のＴＢＣ７１のＴＢＣ値に対して進んでいるので、ＴＢＣerだけＴＢＣ８５の値が減算される。その後、ＴＢＣ８５のＴＢＣ値は、次の更新タイミングまで、独自のクロックにより更新されることになる。この処理により、現伝搬遅延時間ｔｄuwに誤差がなければ、主通信機５５と副通信機５６とのＴＢＣ値は正確に同期することになる。
【００３６】
次に、伝搬遅延時間δについて説明する。副通信機５６から主通信機５５に向けて、データパケットが送信される。ＴＢＣ付加部８８において、送信時のＴＢＣ８５のＴＢＣ値であるＴＢＣm （副基準値）が送信データＳに付加されて、１データパケット［ＴＢＣm ＋データＳ］が、ＱＰＳＫ変調送信部８９によりＱＰＳＫ変調されて増幅された後に主高圧電源線１０に出力される。このようにして、副通信機５６から主通信機５５に向けてデータパケットが送信される。
【００３７】
主通信機５５は、主高圧電源線１０からパケットを受信する受信ＵＷ検出部７５により、副通信機５６から送信されたデータパケットが検出される。受信ＵＷ検出部７５の出力は、ＱＰＳＫ復調部７６に入力し、ＱＰＳＫ復調部７６においてＱＰＳＫ復調が実行されてベースバンドの受信データが得られる。すなわち、［ＴＢＣm ＋データＳ］の１データパケットが得られる。
【００３８】
ＵＷが検出されたタイミングで、ラッチ部７２は、その時のＴＢＣ７１が記憶するＴＢＣ値を、ＴＢＣm0として保持する。ＴＢＣ付加部７７は、ＱＰＳＫ復調部７６の出力する［ＴＢＣm ＋データＳ］の１データパケットに、ラッチ部７２の保持するＴＢＣm0を付加して、［ＴＢＣm0＋ＴＢＣm ＋データＳ］の１データパケットをＴＢＣずれ量検出部７８に出力する。
【００３９】
このときのＴＢＣm は、副通信機５６のＴＢＣ８５の値が補正された後の値であるので、仮に、補正量であるＴＢＣerに誤差がなければ（現伝搬遅延時間ｔｄuwに誤差がなければ) 、副通信機５６から主通信機５５への真の伝搬遅延時間δ0 を除いて、主通信機５５のＴＢＣ７１と同期している値である。
【００４０】
ところが、現伝搬遅延時間ｔｄuwに平均誤差Δｔｄuwが含まれると、現伝搬遅延時間ｔｄuwは次式で表される。
【数２】
2015146513.tif 000004
δ0 は、真の伝搬遅延時間（以下、「真正伝搬遅延時間」という）である。Δｔｄuwは伝搬遅延時間の平均誤差である。副通信機５６で付加されたＴＢＣm は、同期すべき真の値よりも平均誤差Δｔｄuwだけ大きい。次に、ＴＢＣずれ量検出部７８において、伝搬遅延時間δが、次式で演算される。
【００４１】
【数３】
2015146513.tif 000005
この値δは、主高圧電源線１０での伝搬遅延時間、副通信機５６での変調時間、主通信機５５での復調時間とを総合した真正伝搬遅延時間δ0 から、副通信機５６での平均誤差Δｔｄuwだけ小さい値となる。すなわち、次式が成立する。
【数４】
2015146513.tif 000006
主通信機５５は、この伝搬遅延時間δを、上述したように、１データパケットに付加して、副通信機５６に送信している。
【００４２】
次に、副通信機５６は、このδを用いて、自己のＴＢＣ８５のＴＢＣ値をさらに正確に較正する。すなわち、現伝搬遅延時ｔｄuwの誤差が零に収束するように繰返し補正が実行される。副通信機５６では、ＵＷが検出される毎に、受信した伝搬遅延時間δが、遅延時間更新部９０に入力される。遅延時間更新部９０においては、所定回数の伝搬遅延時間δの平均を平均遅延時間ｔｄerとして演算される。平均遅延時間ｔｄerは、真正伝搬遅延時間δ0 より現伝搬遅延時間ｔｄuwの平均誤差Δｔｄuwだけ小さい。すなわち、次式が成立する。
【００４３】
【数５】
2015146513.tif 000007
また、副通信機５６で保持されている現伝搬遅延時間ｔｄuwは、（２）式により、ｔｄuw＝δ0 ＋Δｔｄuwである。
よって、平均誤差Δｔｄuwは次式で得られる。
【数６】
2015146513.tif 000008
したがって、
【数７】
2015146513.tif 000009
により、真正伝搬遅延時間δ0 が演算される。したがって、現伝搬遅延時間ｔｄuwと平均遅延時間ｔｄerの相加平均を新たな現伝搬遅延時間ｔｄuwとして更新すれば、それに含まれる誤差Δｔｄuwを０とすることができる。遅延時間更新部９０は、このように受信した伝搬遅延時間δから現伝搬遅延時間ｔｄuwをより真正伝搬遅延時間δ0 に近づけるように更新処理を実行している。
【００４４】
以上の処理が、主通信機５５と副通信機５６とにおいて、ＵＷが検出される毎に繰り返されることにより、主通信機５５のＳＴＢと副通信機５６のＳＴＢとが正確に同期することになる。
【００４５】
現伝搬遅延時間ｔｄuwの初期値は各副通信機５６が保持するようにしているが、主通信機５５から各副通信機５５にその副通信機毎の値を送信するようにしても良い。
また、副通信機５６は、主通信機５５から送信された伝搬遅延時間δを受信して、その値δを単に現伝搬遅延時間ｔｄuwとして更新するようにしても良い。この場合には、副通信機５６において、（６）、（７）式に基づく現伝搬遅延時間ｔｄuwの真正遅延時間δ0 への更新は、主通信機５５において実行される。すなわち、次のように実行される。
【００４６】
主通信機５５は、所定の伝搬遅延時間δ1 を副通信機５６に送信する。この時の伝搬遅延時間の真正伝搬遅延時間δ0 に対する誤差をΔδとすると、次式が成立する。
【数８】
2015146513.tif 000010
次に、副通信機５６は、主通信機５５から送信された伝搬遅延時間δ1 を、副通信機５６において現伝搬遅延時間ｔｄuwとし、そのｔｄuwから得られるＴＢＣerだけ、ＴＢＣ８５の現在値を減少補正する。副通信機５６はこの補正されたＴＢＣ８５の値に基づくＴＢＣm を、主通信機５５に送信する。このとき、ＴＢＣm は、ＴＢＣerがΔδだけ小さいので、ＴＢＣm は真正同期値に対してΔδだけ大きい。
【００４７】
主通信機５５は、（３）式により演算された伝搬遅延時間δをδ2 とする。ＴＢＣm は真正同期値に対してΔδだけ大きいので、伝搬遅延時間δ2 は、真正伝搬遅延時間δ0 に対してΔδだけ小さくなる。すなわち、次式が成立する。
【数９】
2015146513.tif 000011
主通信機５５は、前回に送信した伝搬遅延時間δ1 と、その伝搬遅延時間δ1 により副通信機５６のＴＢＣが補正されて、その補正されたＴＢＣに基づいて決定された副基準値ＴＢＣm を受信した現時刻で演算された伝搬遅延時間δ2 との相加平均を演算する。次式が成立する。
【００４８】
【数１０】
2015146513.tif 000012
これにより、真正伝搬遅延時間δ0 が求められたので、主通信機５５は、副通信機５６に次にデータを送信するとき、この真正伝搬遅延時間δ0 を送信する伝搬遅延時間δとする。この処理が繰り返されると、結局、誤差Δδは、０に収束する。これにより、主通信機５５のＴＢＣと副通信機５６のＴＢＣとは完全に同期することになる。
【００４９】
上記実施例において、ＱＰＳＫ変調送信部７４、受信ＵＷ検出部７５、受信ＵＷ検出部８１は、アナログ回路で構成し、他の部分は、信号をサンプリングしてディジタル値とした後のコンピュータによるデータ処理により実現できる。主通信機の送信部は、ラッチ部７２、ＴＢＣ付加部７３、ＱＰＳＫ変調送信部７４で構成される。遅延時間演算部は、ラッチ部７２、ＴＢＣ付加部７７、ＴＢＣずれ量検出部７８により構成される。遅延時間更新部は、遅延時間更新部９０により構成される。従属カウンタ補正部は、ラッチ部８４、ＴＢＣ付加部８３、ＴＢＣずれ量検出部８６と補正値計算部８７とにより構成される。副通信機の送信部は、ＴＢＣ付加部８８とＱＰＳＫ変調送信部８９とで構成される。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明は、ハイブリッド車や電気自動車における配線を簡略化した動力機器の給電と背制御、監視に利用できる。
【符号の説明】
【００５１】
１０…主高圧電源線
Ｈ1 〜Ｈn …副高圧電源線
３１，３２，４０1 〜４０n …トランス
５５…主通信機
５６，６０1 〜６０n …副通信機
ＬＰＦ1 〜ＬＰＦn …低域通過フィルタ
【図１】
2015146513.tif 000013
【図２】
2015146513.tif 000014
【図３】
2015146513.tif 000015
【図４】
2015146513.tif 000016
【図５】
2015146513.tif 000017
【図６】
2015146513.tif 000018
【図７】
2015146513.tif 000019
【図８】
2015146513.tif 000020
【図９】
2015146513.tif 000021