(57)【要約】【課題】検波後の受信データからノイズを除去し、通信エラー率の低下を達成し得る車両用電源重畳多重通信装置を提供することを課題とする。【解決手段】電源線１１を介して受信した通信信号を検波して得られたデジタル信号の受信データを受けて、受信データのデジタル信号の信号波形を抵抗６１とコンデンサ６２により鈍らせて受信データをアナログ信号に変換し、得られたアナログ信号を所定のしきい値レベルに基づいてインバータ回路６３でデジタル信号に変換し、受信データを波形整形する波形整形部６を備えて構成される。【選択図】　　　図１
2004096601.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両内に直流電力を供給する電源線に接続され、前記電源線の直流電力に重畳された通信信号を受信し、直流電力に重畳された通信信号を分離して取り出し、生成した通信信号を前記電源線の直流電力に重畳して送信し、車両の各機能を制御する電子制御ユニットに含まれて前記電子制御ユニット間で通信信号を送受信する車両用電源重畳多重通信装置において、
前記電源線を介して受信した通信信号を検波して得られたデジタル信号の受信データを受けて、該受信データのデジタル信号の信号波形を鈍らせて受信データをアナログ信号に変換し、得られたアナログ信号を所定のしきい値レベルに基づいてデジタル信号に変換し、受信データを波形整形する波形整形部
を有することを特徴とする車両用電源重畳多重通信装置。
【請求項２】
前記波形整形部は、
抵抗、コンデンサならびに論理回路を備えて構成され、
前記抵抗は、その一端が検波して得られたデジタル信号の受信データを受ける入力端に接続され、他端が前記コンデンサの一端ならびに前記論理回路の入力端に接続され、
前記コンデンサは、その一端が前記抵抗の他端ならびに前記論理回路の入力端に接続され、他端が接地され、
前記論理回路は、入力端が前記抵抗の他端に接続され、波形整形後の受信データを出力し、前記アナログ信号をデジタル信号に変換する際のしきい値レベルが設定されている
ことを特徴とする請求項１記載の車両用電源重畳多重通信装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、車両で使用する各種信号を電源線に重畳して通信する車両用電源重畳多重通信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、自動車の高性能化が進み、１台の車両に多数の電子制御ユニット（ＥＣＵ、Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｕｎｉｔ　）が車載されている。このＥＣＵは、エンジンやトランスミッションの制御の他、パワーウィンドー、ランプ、ドアミラー等を制御するものである。それぞれのＥＣＵは関連して機能するため、それぞれのＥＣＵは、ＥＣＵ間に設けられた専用の信号線や、各ＥＣＵに共通なバスを介して接続され、信号線やバスの通信線を介して信号の入出力が行われている。
【０００３】
最近では、１台に搭載されるＥＣＵの数が増えたり、制御の複雑化による信号数の増加等により、ＥＣＵ間を接続する通信線の本数も増加傾向にあり、通信線を含むワイヤハーネスの大型化や価格の上昇を招いていた。
【０００４】
これを解消するために、ＥＣＵ間を入出力する信号を、ＥＣＵに電源を供給する電源線に重畳させて、ＥＣＵ間の通信を行うようにした技術が開発されている（例えば特許文献１参照）。この技術により通信線の本数を削減して、上記不具合を解消している。
【０００５】
図５は従来のＥＣＵ１００の概略構成を示す図である。図５において、電圧変動を抑制するバイパスコンデンサ１０１が接続された電源線１０２を介して供給される車両用の電源電圧、例えば１２Ｖの電源電圧はレギレータで構成された電源回路部１０３で、車両内部の電子機器の動作電源電圧、例えば５Ｖに変換され、車両内部の電子機器に供給される。リレー等のスイッチング素子で構成された負荷制御部１０４は、負荷制御信号に基づいてスイッチング制御され、電源線１０２を介して与えられる負荷駆動電流を制御している。例えばパワーウィンドー、やドアミラー等の駆動モータ、ランプ等の負荷１０５は、電源線１０２から負荷制御部１０４を介して与えられる駆動電流により駆動される。電源線１０２には、電源線１０２に信号を重畳してＥＣＵ間の通信を行う車両用電源重畳多重通信装置（以下、ＰＬＣと記す）１０６が接続されている。
【０００６】
ＰＬＣ１０６は、ＥＣＵ１００が通信信号を受信する場合には、電源線１０２に重畳されて変調された通信信号がバンドパスフィルタ１０７を介してコンパレータ部１０８に与えられる。コンパレータ部１０８に与えられた通信信号は比較基準レベルと比較されて増幅される。増幅された通信信号は検波部１０９で検波されてデジタル信号の受信データが得られる。得られた受信データは、演算部１１０に与えられ、各種処理が施され、処理の一つとして負荷制御信号が生成され負荷制御部１０４に与えられる。
【０００７】
一方、ＥＣＵ１００が通信信号を送信する場合には、演算部１１０で生成された送信データが変調部１１１に与えられ、変調部１１１に与えられた送信データは搬送波発振部１１２で発振された搬送波とともに変調される。変調された送信データは、出力部１１３を介して電源線１０２に与えられ、電源線１０２の直流電力に重畳されて送信される。
【０００８】
【特許文献１】
特開平７−５０６１９号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来のＥＣＵ１００において、電源線１０２の直流電力が負荷制御部１０４を介して負荷に供給され、負荷が駆動されている時には、負荷１０５とＰＬＣ１０６が電源線１０２を介して接続されることになる。このため、負荷１０５となる例えばパワーウィンドーの駆動モータで発生したモータノイズは、負荷に電源を供給する電源線１０２に与えられてしまう。このように電源線１０２に与えられたノイズ、例えば図６に示すような短パルス性のノイズは、電源線１０２を介してＰＬＣ１０６に侵入していた。
【００１０】
ＰＬＣ１０６に侵入したノイズは、ＰＬＣ１０６で受信した通信信号の復調に悪影響を与え、例えば図７に示すように、検波部１０５の出力となるデジタル信号の受信データに不具合を生じさせていた。すなわち、図７に示すように、本来データ“１”の信号部分に短パルス性の信号の欠落（図中ａで示す）が生じたり、本来データ“０”の信号部分に短パルス性のノイズ（図中ｂで示す）が生じたりしていた。
【００１１】
このような不具合が受信データに生じると、受信データを受けて処理する演算部１１０において、受信データの読み取りエラーが生じ、通信エラー率が上昇するといった不具合を招いていた。また、受信データの読み取りエラーが生じると、受信データに基づいた正確な処理を行うことができなくなるといった不具合を招いていた。
【００１２】
そこで、この発明は、上記に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、検波後の受信データからノイズを除去し、通信エラー率の低下を達成し得る車両用電源重畳多重通信装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、車両内に直流電力を供給する電源線に接続され、前記電源線の直流電力に重畳された通信信号を受信し、直流電力に重畳された通信信号を分離して取り出し、生成した通信信号を前記電源線の直流電力に重畳して送信し、車両の各機能を制御する電子制御ユニットに含まれて前記電子制御ユニット間で通信信号を送受信する車両用電源重畳多重通信装置において、前記電源線を介して受信した通信信号を検波して得られたデジタル信号の受信データを受けて、該受信データのデジタル信号の信号波形を鈍らせて受信データをアナログ信号に変換し、得られたアナログ信号を所定のしきい値レベルに基づいてデジタル信号に変換し、受信データを波形整形する波形整形部を有することを特徴とする。
【００１４】
請求項１記載の発明によれば、検波後の受信データを波形整形部で波形整形することにより、負荷から電源線を介して入力されたノイズに起因する短パルス性の信号の欠落や短パルス性のノイズを受信データから除去することができる。これにより、通信信号を正確に受信して受信データを得ることができ、通信エラー率の低下を達成することができる。さらに、受信データの読み取りエラーは防止され、受信データに基づいて正確な処理を実行することができる。
【００１５】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記波形整形部は、抵抗、コンデンサならびに論理回路を備えて構成され、前記抵抗は、その一端が検波して得られたデジタル信号の受信データを受ける入力端に接続され、他端が前記コンデンサの一端ならびに前記論理回路の入力端に接続され、前記コンデンサは、その一端が前記抵抗の他端ならびに前記論理回路の入力端に接続され、他端が接地され、前記論理回路は、入力端が前記抵抗の他端に接続され、波形整形後の受信データを出力し、前記アナログ信号をデジタル信号に変換する際のしきい値レベルが設定されていることを特徴とする。
【００１６】
請求項２記載の発明によれば、検波後の受信データを波形整形部で波形整形することにより、負荷から電源線を介して入力されたノイズに起因する短パルス性の信号の欠落や短パルス性のノイズを受信データから除去することができる。これにより、通信信号を正確に受信して受信データを得ることができ、通信エラー率の低下を達成することができる。さらに、受信データの読み取りエラーは防止され、受信データに基づいて正確な処理を実行することができる。また、抵抗、コンデンサならびに論理回路で波形整形部を構成しているので、簡単で小型かつ安価に波形整形部を実現することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いてこの発明の実施形態を説明する。
【００１８】
図１はこの発明の一実施形態に係る車両用電源重畳多重通信装置（ＰＬＣ）を含むＥＣＵの構成を示す図である。図１において、ＥＣＵ１に含まれるＰＬＣ２は、バンドパスフィルタ３、コンパレータ部４、検波部５、波形整形部６，演算部７、搬送波発振部８、変調部９、出力部１０を備えて構成されている。なお、ＥＣＵ１に含まれるバイパスコンデンサ１０１、電源回路部１０３、負荷制御部１０４は、図５に示すものと同様の機能を有するものであり、その説明は省略する。
【００１９】
図１において、バンドパスフィルタ３は、車両内に直流電源を供給する電源線１１の直流電力に重畳されてＥＣＵ間で通信される信号を入力し、入力された通信信号から低周波及び高周波のノイズ成分を大幅に低減する。ノイズ成分が低減された信号はコンパレータ部４に与えられる。なお、ＥＣＵ間で通信されるデジタル信号は、後述するように、高周波の周波数にＡＳＫ変調されて電源線１１を伝送される。
【００２０】
コンパレータ部４は、バンドパスフィルタ３から与えられた受信信号を入力し、変調された受信信号を比較基準レベルと比較することにより受信信号を増幅する。増幅された受信信号は、検波部５に与えられる。
【００２１】
検波部５は、コンパレータ部４から与えられた受信信号を入力し、コンパレータ部４により増幅された受信信号を検波して、電源線１１に重畳された通信信号からデジタル信号の受信データを取り出す。取り出された受信データは、波形整形部６に与えられる。
【００２２】
波形整形部６は、検波部５で検波されて得られたデジタル信号の受信データを受けて、受信データを波形整形することにより図７で示す短パルス性の信号の欠落や短パルス性のノイズを受信データから除去する。この短パルス性のノイズは、バンドパスフィルタ３で除去しきれなかったノイズが原因となるノイズである。信号の欠落やノイズが除去された受信データは演算部７に与えられる。
【００２３】
演算部７は、例えばＣＰＵ等のコンピュータにより構成され、受信データに基づいて様々な処理を行う。演算部７は、受信データに基づいて行う様々な処理の一つとして、負荷制御部１０４を制御する負荷制御信号を生成する。生成された負荷制御信号は負荷制御部１０４に与えられ、この負荷制御信号に基づいて負荷制御部１０４が前述したと同様に制御される。また、演算部７は、他のＥＣＵに送信する送信データを生成する。生成された送信データは、変調部９に与えられる。
【００２４】
搬送波発振部８は、送信データを電源線１１の直流電力に重畳して送信する際の搬送波を発振する。発振された搬送波は変調部９に与えられる。
【００２５】
変調部９は、演算部７で生成された送信データと搬送波発振部８で発振された搬送波を入力して、送信データをＡＳＫ（振幅シフトキーイング）変調する。変調された送信データは出力部１０に与えられる。
【００２６】
電源線１１に通信信号（ベースバンド）を重畳する多重通信において、搬送波が例えば数１００Ｈｚ〜数ｋＨｚ帯の低周波数である場合には、電源に接続された電子機器に実装されたバイパスコンデンサにより通信信号が著しく減衰してしまう。このため、数ＭＨｚ（例えば２．５ＭＨｚ）の高周波で通信信号をＡＳＫ変調することで、バイパスコンデンサによる通信信号の減衰が抑制され、電源重畳多重通信を安定して行うことが可能となる。また、ＡＳＫ変調は、他の変調方式に比べて、簡易な構成で安価に実現することができる。
【００２７】
出力部１０は、変調部９から与えられた送信データを入力し、ＡＳＫ変調された送信データを増幅してバンドパスフィルタ３を介して電源線１１に出力する。
【００２８】
このような構成において、ＥＣＵ１が通信信号を受信する場合には、電源線１１に重畳された通信信号がバンドパスフィルタ３を介してコンパレータ部４に与えられ、ＡＳＫ変調された通信信号は、比較基準レベルとコンパレータ部５で比較されて増幅される。増幅された通信信号は検波部６で検波されて受信データが得られる。得られた受信データは、波形整形部６に与えられ波形整形されて短パルス性の信号の欠落やノイズが取り除かれる。信号の欠落やノイズが取り除かれた受信データは演算部７に与えられ、各種処理が施される。
【００２９】
一方、ＥＣＵ１が通信信号を送信する場合には、演算部７で生成された送信データが変調部９に与えられ、変調部９に与えられた送信データは搬送波発振部８で発振された搬送波とともに数ＭＨｚ帯の高周波信号にＡＳＫ変調される。ＡＳＫ変調された送信データは、出力部１０を介して電源線１１に与えられ、電源線１１の直流電力に重畳されて送信される。
【００３０】
電源線１１に与えられた電源電圧、例えば１２Ｖの直流電圧は、電源回路部１０３に与えられ、１２Ｖの電源電圧は、電源回路部１０３により車両内部に設けられた例えば電子機器の動作電圧となる例えば５Ｖに変換される。変換された電源電圧は、電子機器の各電源として供給される。また、電源線１１に与えられた電源電圧は、負荷制御部１０４に与えられる。負荷制御部１０４に与えられた電源電圧は、負荷１０５の駆動時には負荷制御部１０４を介して負荷１０５に供給され、供給された電源電圧で負荷１０５が駆動される。
【００３１】
図２は波形整形部６の構成を示す図である。
【００３２】
図２において、波形整形部６は、抵抗６１、コンデンサ６２ならびにＣＭＯＳの論理回路として例えばインバータ回路６３を備えて構成されている。抵抗６１は、その一端が検波部５の出力端に接続され、他端がインバータ回路６３の入力端に接続されている。コンデンサ６２は、その一端が抵抗６２の他端とインバータ回路６３の入力端に接続され、他端が接地されている。
【００３３】
インバータ回路６３は、その入力端が抵抗６１の他端ならびにコンデンサ６２の一端に接続され、出力端が演算部７の入力端に接続されている。インバータ回路６３は、動作電源電圧Ｖｃｃ（例えば５Ｖ）ならびに検波部５から与えられる受信データの振幅（例えば０−５Ｖ）の中間レベル（２．５Ｖ程度）にしきい値レベルが設定されている。
【００３４】
このような構成において、図６に示すノイズが電源線１１に侵入することによって、図７に示すように短パルス性の信号の欠落やノイズが含まれた受信データが検波部６から出力されて波形整形部６に与えられると、受信データは、抵抗６１と尾コンデンサ６２の作用により鈍った信号波形となる。すなわち、抵抗６１とコンデンサ６２とインバータ回路６３の入力端の接続点Ｎ１の信号波形は、例えば図３に示すような信号波形となる。図７のａに示す短パルス性の信号の欠落や、同図ｂに示す短パルス性のノイズは、受信データの信号波形を鈍らせることにより図３のｃ（図７のａに対応する箇所）やｄ（図７のｂに対応する箇所）に示すような信号波形となる。
【００３５】
図３に示すような鈍った信号波形を、しきい値レベルが動作電源電圧の中間レベルに設定されたインバータ回路６３を通してデジタル信号化することにより、図３のｃやｄに示す部分は“１”又は“０”のデジタル信号として認識されることになる。この結果、図４に示すような“１”、“０”の信号波形の受信データを得ることができる。すなわち、検波後の受信データを波形整形部６で波形整形することにより、図７に示す短パルス性の信号の欠落や短パルス性のノイズが含まれた受信データから短パルス性の信号の欠落や短パルス性のノイズを除去することができる。
【００３６】
これにより、負荷の駆動時に発生したノイズが、電源線１１を介してＰＬＣ２に侵入した場合であっても、通信信号を正確に検波して受信データを得ることができる。したがって、通信エラー率の低下を達成することができる。さらに、受信データの読み取りエラーは防止され、演算部７は受信データに基づいて正確な処理を実行することができる。また、抵抗６１、コンデンサ６２ならびにインバータ回路６３で波形整形部６を構成しているので、簡単で小型かつ安価に波形整形部６を実現することができる。
【００３７】
なお、波形整形部６では、ＣＭＯＳ論理回路としてインバータ回路６３を使用しているが、上述したようにＣＭＯＳ論理回路のしきい値レベルにより図３に示す鈍った信号波形をデジタル信号化できる回路であれば、インバータ回路に限ることはなく、バッファ回路、論理積回路、論理和回路等の他の論理回路であってもよい。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載の発明によれば、負荷から電源線を介して入力されたノイズに起因する短パルス性の信号の欠落や短パルス性のノイズを受信データから除去することができる。これにより、通信信号を正確に受信して受信データを得ることができ、通信エラー率の低下を達成することができる。さらに、受信データの読み取りエラーは防止され、受信データに基づいて正確な処理を実行することができる。
【００３９】
請求項２記載の発明によれば、負荷から電源線を介して入力されたノイズに起因する短パルス性の信号の欠落や短パルス性のノイズを受信データから除去することができる。これにより、通信信号を正確に受信して受信データを得ることができ、通信エラー率の低下を達成することができる。さらに、受信データの読み取りエラーは防止され、受信データに基づいて正確な処理を実行することができる。また、抵抗、コンデンサならびに論理回路で波形整形部を構成しているので、簡単で小型かつ安価に波形整形部を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態に係る車両用電源重畳多重通信装置（ＰＬＣ）を含むＥＣＵの構成を示す図である。
【図２】波形整形部の構成を示す図である。
【図３】波形整形部を構成するインバータ回路の入力信号波形を示す図である。
【図４】波形整形後の受信データの信号波形を示す図である。
【図５】従来の車両用電源重畳多重通信装置（ＰＬＣ）を含むＥＣＵの構成を示す図である。
【図６】負荷から電源線に与えられたノイズの一例を示す図である。
【図７】従来の検波後の信号波形を示す図である。
【符号の説明】
１　ＥＣＵ
２　車両用電源重畳多重通信装置（ＰＬＣ）
３　バンドパスフィルタ
４　コンパレータ部
５　検波部
６　波形整形部
７　演算部
８　搬送波発信部
９　変調部
１０　出力部
１１，１０２　電源線
６１　抵抗
６２　コンデンサ
６３　インバータ回路
１０１　バイパスコンデンサ
１０３　電源回路部
１０４　負荷制御部
１０５　負荷
【図１】
2004096601.tif 000003
【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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