(57)【要約】  本発明は、インテリジェントコネクタ及びバスコントローラに関する。インテリジェントコネクタは、電気器具において少なくとも１つのスレーブモジュールとバスを結合するために使用される。インテリジェントコネクタは、バスとスレーブモジュールとの間で信号を伝達し、前記伝達された信号を処理し、前記バスからの制御信号が信号処理ユニットのアドレスと同じアドレスを有する場合に前記制御信号に応答する前記信号処理ユニットと、前記バスと前記信号処理ユニットとの間で信号を伝送するために前記バスと前記信号処理ユニットとの間に結合される第１のポートであって、供給電力を受け取るために電力線にも結合される第１のポートと、前記信号処理ユニットと前記スレーブモジュールとの間で信号を伝送するためにこれらの信号処理ユニットとスレーブモジュールとの間に結合される第２のポートであって、前記スレーブモジュールに供給電力を提供するように構成される前記第２のポートを含む。
2015531110.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気器具において少なくとも１つのスレーブモジュールにバスを結合するためのインテリジェントコネクタであって、
前記バスと前記スレーブモジュールとの間で信号を伝達し、前記伝達された信号を処理し、前記バスからの制御信号が信号処理ユニットのアドレスと同一のアドレスを有する場合に前記制御信号に応答するための前記信号処理ユニットと、
前記バスと前記信号処理ユニットとの間で信号を伝送するために前記バスと前記信号処理ユニットの間に結合される第１のポートであって、供給電力を受け取るために電力線に結合される第１のポートと、
前記信号処理ユニットと前記スレーブモジュールとの間で信号を伝送するために前記信号処理ユニットと前記スレーブユニットとの間に結合される第２のポートであって、前記スレーブモジュールに供給電力を提供するように構成される前記第２のポートを含むインテリジェントコネクタ。
【請求項２】
前記信号処理ユニットは、フィルタリングサブユニット、信号増幅サブユニット、デジタル／アナログ変換サブユニット、アナログ／デジタル変換サブユニットや、変調／復調サブユニットを含む請求項１に記載のインテリジェントコネクタ。
【請求項３】
前記第１のポートと前記第２のポートとの間に結合される電力制御ユニットであって、前記スレーブモジュールに供給される前記電力を制御するために、前記信号処理ユニットの制御下で前記電力線との前記スレーブモジュールの接続を切り替えるために前記信号処理ユニットにも結合される電力制御ユニットを更に含む請求項１又は請求項２に記載のインテリジェントコネクタ。
【請求項４】
前記電力制御ユニットは、リレー又は制御可能なスイッチを含む請求項３に記載のインテリジェントコネクタ。
【請求項５】
前記電力制御ユニットは、前記電力線によって提供される前記供給電力を交流から直流に変換し、前記変換した供給電力を前記スレーブモジュールや前記信号処理ユニットに提供するためのＡＣ‐ＤＣ変換器サブユニットを更に含む請求項３又は請求項４に記載のインテリジェントコネクタ。
【請求項６】
前記電力制御ユニットは、前記電力線によって供給される直流電力の供給電圧を変換するため、及び前記変換された供給電圧を前記スレーブモジュールや前記信号処理ユニットに提供するためのＤＣ‐ＤＣ変換器サブユニットを更に含む請求項３又は請求項４に記載のインテリジェントコネクタ。
【請求項７】
前記バスは、電力線搬送波通信回路であり、
前記インテリジェントコネクタは、
信号の変調や復調のために前記信号処理ユニットに結合される第２のモデムユニットと、
前記第２のモデムユニットと前記バスとの間で前記変調された信号を伝達するために前記第２のモデムユニットと前記第１のポートとの間に結合される第２の結合ユニットとを更に含む請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載のインテリジェントコネクタ。
【請求項８】
前記バスは、ＤＣ電力線通信バスであり、
前記インテリジェントコネクタは、
信号の変調や復調のために前記信号処理ユニットと前記第１のポートとの間に結合される第２のモデムユニットを更に含む請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載のインテリジェントコネクタ。
【請求項９】
前記第１のポートは、ＰＳＩ５バスポートである請求項８に記載のインテリジェントコネクタ。
【請求項１０】
前記第１のポートは、ＲＳ‐４８５バスポート又はＬＩＮバスポートである請求項１乃至８のいずれか一項に記載のインテリジェントコネクタ。
【請求項１１】
前記第２のポートは、直接的に接触又は間接的に接触することによって前記スレーブモジュールに結合される請求項１乃至請求項１０のいずれか一項に記載のインテリジェントコネクタ。
【請求項１２】
拡張ユニットを前記信号処理ユニットに結合するための拡張インターフェースを更に含む請求項１乃至請求項１１のいずれか一項に記載のインテリジェントコネクタ。
【請求項１３】
電気器具においてマスター制御モジュールとバスとを結合するためのバスコントローラであって、
前記バスコントローラは、
前記バスと前記マスター制御モジュールとの間で信号を伝達するための制御ユニットであって、前記マスター制御モジュールからの制御信号に宛先アドレスを追加するように構成される前記制御ユニットを含み、
前記宛先アドレスは、前記制御信号に対応する前記バスに結合されるインテリジェントコネクタのアドレスを示すバスコントローラ。
【請求項１４】
信号の変調や復調のための第１のモデムユニットと、
前記第１のモデムユニットと前記バスとの間で前記変調された信号を伝達するために前記第１のモデムユニットに結合される第１の結合ユニットとを更に含む請求項１３に記載のバスコントローラ。
【請求項１５】
前記バスは、複数のバス分岐部を含み、
前記第１の結合ユニットは、複数の結合サブユニットを更に含み、
各結合サブユニットは、前記複数のバス分岐部の一つに夫々結合し、
前記バスコントローラは、複数のデータ信号チャネルを有する多重化ユニットを更に含み、
前記多重化ユニットは、前記第１のモデムユニットと前記制御ユニットとの間で信号を伝達するために前記複数のデータ信号チャネルから１つのデータ信号チャネルを選択するように構成される請求項１４に記載のバスコントローラ。
【請求項１６】
各結合サブユニットは、一次コイルと二次コイルとを含み、
各二次コイルは、結合キャパシタを介してバス分岐部に夫々結合する請求項１５に記載のバスコントローラ。
【請求項１７】
前記第１の結合ユニットは、一次コイルを含み、
各結合サブユニットは、二次コイルを含み、
前記複数の結合サブユニットは、前記一次コイルを共有し、
各二次コイルは、結合キャパシタを介してバス分岐部に夫々結合される請求項１５に記載のバスコントローラ。
【請求項１８】
前記バスコントローラは、ＲＳ‐４８５バスインターフェース、ＬＩＮバスインターフェース、又はＰＳＩ５バスインターフェースを介して前記バスに結合する請求項１３乃至１７のいずれか一項に記載のバスコントローラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気器具に関し、特に、電気器具においてスレーブモジュールをバスに結合するように構成されるインテリジェントコネクタと、電気器具においてマスター制御モジュールをバスに結合するように構成されるバスコントローラに関する。
【背景技術】
【０００２】
電子テクノロジーの発展と共に、益々多くの電気器具に、異なる物理的機能を実施するための異なるハードウェアモジュールが組み込まれている。例えば、電気ヒータ、ファン、モータ、及び様々な種類のセンサ等のハードウェアモジュールが、家庭用電気製品に組み込まれている。これらのハードウェアモジュールの動作を制御するために、電気器具のマスター制御盤は、これらのハードウェアモジュールの各々に電力を供給するように、又はマスター制御盤と、異なるハードウェアモジュールとの間での信号の通信が可能になるように、ハードウェアモジュールの各々に接続されなければならない。更に、マスター制御盤上には、通常、ハードウェアモジュールに供給される電力を制御するためのスイッチ又はリレーが組み込まれている。
【０００３】
しかしながら、従来の電気器具に関しては、マスター制御盤とハードウェアモジュールの間の電気的接続の実施には、夫々のハードウェアモジュールの各々がワイヤによって個別にマスター制御盤に接続される必要がある。これにより、マスター制御盤上には多数のインターフェースが存在することになり、従って、これらの夫々のインターフェースから引き出された多数のワイヤが存在することになる。この種類の制御回路構造は、複雑な構造と低い拡張性を有し、その維持コストは高い。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記分析に基づき、電気器具において主制御モジュールをスレーブモジュールと結合するための簡単な構造を備えるデバイスを提供することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の課題を解決するために、本発明の一態様によれば、電気器具において少なくとも１つのスレーブモジュールにバスを結合するためのインテリジェントコネクタであって、前記バスと前記スレーブモジュールとの間で信号を伝達し、前記伝達された信号を処理し、前記バスからの制御信号が信号処理ユニットのアドレスと同一のアドレスを有する場合に前記制御信号に応答するための前記信号処理ユニットと、前記バスと前記信号処理ユニットとの間で信号を伝送するために前記バスと前記信号処理ユニットの間に結合される第１のポートであって、供給電力を受け取るために電力線に結合される第１のポートと、前記信号処理ユニットと前記スレーブユニットとの間で信号を伝送するために前記信号処理ユニットと前記スレーブモジュールとの間に結合される第２のポートであって、前記スレーブモジュールに供給電力を提供するように構成される第２のポートとを含むインテリジェントコネクタが提供される。
【０００６】
前記インテリジェントコネクタには前記信号処理ユニットが配置されているため、前記インテリジェントコネクタは、前記バスと前記スレーブモジュールの間で信号を伝送し、供給電力を提供することができるだけでなく、前記バスからの前記制御信号に応答して処理することもできる。これにより、前記信号処理ユニットと結合する前記スレーブモジュール、特に、何らかの機械又は器具モジュール（ヒータ、モータ、バルブ等）が、前記電気器具の動作全体の可制御性及び動作効率を向上するように、信号処理性能を有することができる。
【０００７】
更に、前記スレーブモジュールは、前記インテリジェントコネクタを介して前記電気器具における前記マスター制御モジュールに結合されることができるので、前記スレーブモジュールは、異なる信号線及び電力線を介して前記マスター制御モジュールに接続する必要がない。これにより、前記電気器具におけるワイヤの本数が効果的に減少する。
【０００８】
本発明の一実施形態において、前記信号処理ユニットは、フィルタリングサブユニットや、信号増幅サブユニットや、デジタル／アナログ変換サブユニットや、アナログ／デジタル変換サブユニットや、変調／復調サブユニットを含む。
【０００９】
本発明の一実施形態では、前記インテリジェントコネクタは、前記第１のポートと前記第２のポートとの間に結合される電力制御ユニットであって、前記スレーブモジュールに供給される前記電力を制御するために、前記信号処理ユニットの制御下で前記電力線との前記スレーブモジュールの接続を切り替えるために前記信号処理ユニットにも結合される電力制御ユニットを更に含む。
【００１０】
先行技術では、スレーブモジュールの供給電力は、スレーブモジュールから遠いマスター制御モジュールによって直接的に制御される。この先行技術と比較して、上述のインテリジェントコネクタの前記電力制御ユニットは前記スレーブモジュールに近接的に位置し、前記スレーブモジュールとの接続は、より単純である。従って、前記電気器具におけるワイヤの本数は、効果的に減少されることができる。
【００１１】
本発明の一実施形態では、前記電力制御ユニットは、リレー又は制御可能なスイッチを含む。
【００１２】
本発明の一実施形態では、前記電力制御ユニットは、前記電力線によって提供される前記供給電力を交流から直流に変換し、前記変換した供給電力を前記スレーブモジュールや前記信号処理ユニットに提供するためのＡＣ‐ＤＣ変換器サブユニットを更に含む。
【００１３】
本発明の一実施形態では、前記電力制御ユニットは、前記電力線によって供給される直流電力の供給電圧を変換し、前記変換された供給電圧を前記スレーブモジュールや前記信号処理ユニットに提供するためのＤＣ‐ＤＣ変換器サブユニットを更に含む。
【００１４】
本発明の一実施形態では、前記バスは、電力線搬送波通信回路である。前記インテリジェントコネクタは、信号の変調や復調のために前記信号処理ユニットに結合される第２のモデムユニットと、前記第２のモデムユニットと前記バスの間で前記変調した信号を伝達するために前記第２のモデムユニットと前記第１のポートとの間に結合される第２の結合ユニットとを更に含む。
【００１５】
本発明の一実施形態では、前記バスは、ＤＣ電力線通信バスであり、前記インテリジェントは、信号の変調や復調のために前記信号処理ユニットと前記第１のポートとの間に結合される第２のモデムユニットを更に含む。
【００１６】
先行技術とは異なり、上記実施形態に記述される前記インテリジェントコネクタは、前記電力線搬送バス又はＤＣ電力線通信バスを受けるのに適している。このように、データ信号を伝送するために更なるデータ信号線を使用する必要がなく、前記電気器具におけるワイヤの本数は、更に減少されることができる。
【００１７】
本発明の一実施形態では、前記第１のポートは、ＰＳＩ５バスポートである。
【００１８】
本発明の一実施形態では、前記第１のポートは、ＲＳ‐４８５バスポート又はＬＩＮバスポートである。
【００１９】
本発明の一実施形態では、前記第２のポートは、直接的に接触又は間接的に接触することによって前記スレーブモジュールに結合される。
【００２０】
本発明の一実施形態では、前記インテリジェントコネクタは、拡張ユニットを前記信号処理ユニットに結合するための拡張インターフェースを更に含む。
【００２１】
本発明の他の一態様によれば、電気器具においてマスター制御モジュールとバスとを結合するためのバスコントローラが更に提供される。前記バスコントローラは、前記バスと前記マスター制御モジュールとの間で信号を伝達するための制御ユニットを含む。前記制御ユニットは、前記マスター制御モジュールからの制御信号に宛先アドレスを追加するように構成され、前記宛先アドレスは、前記制御信号に対応する前記バスに結合されるインテリジェントコネクタのアドレスを示す。
【００２２】
前記バスコントローラを使用することにより、前記マスター制御モジュールは、前記バスを介して前記スレーブモジュールと相互作用し、前記スレーブモジュールの動作を制御することができる。このように、前記マスター制御モジュールは、各スレーブモジュールと接続するための個別のインターフェースを有する必要がない。従って、前記電気器具におけるワイヤの本数は、更に減少されることができ、従って、前記制御回路モジュールは、複雑さが低下する。
【００２３】
本発明の一実施形態では、前記バスコントローラは、信号の変調や復調のための第１のモデムユニットと、前記第１のモデムユニットと前記バスとの間で前記変調した信号を伝達するために前記第１のモデムユニットに結合される第１の結合ユニットとを更に含む。
【００２４】
本発明の一実施形態では、前記バスは、複数のバス分岐部を含む。前記第１の結合ユニットは、複数の結合サブユニットを更に含む。各結合サブユニットは、前記複数のバス分岐部の一つに夫々結合し、前記バスコントローラは、複数のデータ信号チャネルを有する多重化ユニットを更に含む。前記多重化ユニットは、前記第１のモデムユニットと前記制御ユニットとの間で信号を伝達するために前記複数のデータ信号チャネルからデータ信号チャネルを選択するように構成される。
【００２５】
前記バスコントローラは、前記データ信号チャネルを切り替えるための多重化ユニットを有するので、前記バスコントローラは、モデムユニットを有するだけでよく、このモデムユニットは、前記結合ユニットにおける複数の結合サブユニットによって共有される。
【００２６】
本発明の一実施形態では、各結合サブユニットは一次コイルと二次コイルとを含み、各二次コイルは、結合キャパシタを介してバス分岐部に夫々結合する。
【００２７】
本発明の一実施形態では、前記第１の結合ユニットは一次コイルを含み、各結合サブユニットは二次コイルを含み、前記複数の結合サブユニットは前記一次コイルを共有し、各二次コイルは結合キャパシタを介してバス分岐部に夫々結合される。
【００２８】
本発明の一実施形態では、前記バスコントローラは、ＲＳ‐４８５バスインターフェース、ＬＩＮバスインターフェース、又はＰＳＩ５バスインターフェースを介して前記バスに結合する。
【００２９】
本発明の上記特徴及びその他の特徴は、以下の実施形態を参照して更に詳細に記述される。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
一例として且つ添付の図面を参照することによる詳細な本発明の実施形態の記述を通して、本発明の上述の特徴及びその他の特徴は、より明らかになる。本発明の図面に用いられる同一又は類似の番号又は符号は、同一又は類似の構成要素を示す。
【００３１】
【図１】本発明の一実施形態に係るバスコントローラ１１０とインテリジェントコネクタ１２０とを含む制御回路１００を示す。
【図２】図１に示すバスコントローラ１１０の一実施形態を示す。
【図３】図１に示すインテリジェントコネクタ１２０の一実施形態を示す。
【図４】図１に示すインテリジェントコネクタ１２０の他の実施形態を示す。
【図５】本発明の他の実施形態に係るバスコントローラ２１０とインテリジェントコネクタ２２０を含む制御回路２００を示す。
【図６】図５に示すバスコントローラ２１０の一実施形態を示す。
【図７】図５に示すインテリジェントコネクタの一実施形態を示す。
【図８】図５に示すバスコントローラ２１０の他の実施形態を示す。
【図９】図５に示すインテリジェントコネクタの他の実施形態を示す。
【図１０】第１の結合ユニット２１３と第２の結合ユニット２２５の一実施形態を示す。
【図１１】図５に示すバスコントローラの他の実施形態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下の好適な実施形態の詳細な記述において、本発明の添付の図面の幾つかが参照される。以下、本発明の具体的な実施形態を、一例として且つ添付の図面を参照して示す。本発明の例示的な実施形態は、全ての考え得る実施形態を示すものではない。尚、本発明は、その他の実施形態を有してもよいし、本発明の範囲から逸脱することなく構造的又は論理的に修正されてもよい。従って、以下の詳細な記述は制限的なものとみなされるべきではなく、本発明の範囲は添付の特許請求の範囲において定義される。
【００３３】
図１は、バスコントローラ１１０とインテリジェントコネクタ１２０とを含む制御回路１００を示す。制御回路１００は、マスター制御モジュール１３０とスレーブモジュール１４０との間で信号通信又は交換を実現するように電気器具（図示せず）においてマスター制御モジュール１３０を少なくとも１つのスレーブモジュール１４０に結合するために、電気器具内に設置される。
【００３４】
幾つかの例において、電気器具は、例えば、家電製品、産業機器、又は数値制御（ＮＣ）工作機械等でもよい。電気器具において、マスター制御モジュール１３０とは、スレーブモジュール１４０の動作を制御するためのモジュールを指す。ユーザ入力又はアプリケーションプログラムが発生する命令に基づき、マスター制御モジュール１３０は、スレーブモジュール１４０の動作を制御するための制御信号を発生する。スレーブモジュール１４０としては、マイクロコントローラユニット、マイクロプロセッサ、又はその他の適切な電子デバイスが挙げられる。スレーブモジュール１４０とは、制御回路１００を介してマスター制御モジュール１３０に結合される電子モジュール又は電気機械モジュールを指す。幾つかの例では、スレーブモジュール１４０の動作は、ヒータ、ラジエータ、アクチュエータ等のマスター制御モジュール１３０によって提供される制御信号によって制御される。他の例では、センサ等のスレーブモジュール１４０は、フィードバック信号を発生することもできる。一般に、スレーブモジュール１４０の動作は、負荷された供給電力によって維持されることができ、その動作状態は、異なる供給電力（例えば異なる供給電力、電流又は電圧）によって変わり得る。
【００３５】
尚、図１に示すスレーブモジュール１４０の数は一例であり、当業者であれば、電気器具におけるスレーブモジュール１４０の数は３つに限られず、実際のアプリケーションにおいて、１つ、２つ又は４つ以上とすることができることが分かる。更に、実際のアプリケーションにおいて、１つのインテリジェントコネクタ１２０を２つ以上のスレーブモジュール１４０に対応させることもできる。
【００３６】
図１に示すように、制御回路１００は、バス構造を採用しており、データ信号を伝送するためにインテリジェントコネクタ１２０をバスコントローラ１１０に結合するためのバス１５０が存在する。例えば、マスター制御モジュール１３０からの制御信号は、バス１５０を介してインテリジェントコネクタ１２０に伝送されることができ、更に、インテリジェントコネクタ１２０を介して、対応するスレーブモジュール１４０に提供されることができ、或いは、スレーブモジュール１４０からのフィードバック信号は、バス１５０を介してバスコントローラ１１０に伝送されることができ、更に、バスコントローラ１１０を介してマスター制御モジュール１３０に提供されることができる。
【００３７】
実際のアプリケーションにおいて、インテリジェントコネクタ１２０は、電力線１６０からの供給電力（電源からの供給電力等）を受けるために電力線１６０にも結合され、その電力をスレーブモジュール１４０に提供する。図１に示す実施形態では、電力線１６０は、バス１５０を介してインテリジェントコネクタ１２０に案内される。すなわち、バス１５０は、信号を伝送するための信号バス１５１と、電力を供給するための電力バス１５２とを含む。電力バス１５２は、バスコントローラ１１０を介して電力線１６０に間接的に結合するか、電気器具上の電力線１６０に直接的に結合することによって、供給電力を得ることができる。実際のアプリケーションにおいて、電力バス１５２と電力線１６０との接続は、図１に示すように、上述の２つの結合方法のいずれか、又はこれら２つの方法の両方によって行われることができる。幾つかのその他の実施形態では、電力線１６０は、バス１５０を使用せずに、インテリジェントコネクタ１２０に直接的に結合されることができ、電力は、インテリジェントコネクタ１２０を介して、対応するスレーブモジュール１４０に提供されることができる。
【００３８】
図２及び図３は、夫々、バスコントローラ１１０及びインテリジェントコネクタ１２０の一例を示す。次に、図１乃至図３を組み合わせて、バスコントローラ１１０とインテリジェントコネクタ１２０を、更に詳細に記述する。
【００３９】
図１及び図２に示すように、バスコントローラ１１０は、バス１５０をマスター制御モジュール１３０と結合するために構成されており、バスコントローラ１１０は、
バス１５０とマスター制御モジュール１３０との間で信号を伝達するための制御ユニット１１１を含み、制御ユニット１１１は、マスター制御モジュール１３０からの制御信号に宛先アドレスを加えるように構成されており、宛先アドレスは、制御信号に対応するバス１５０に結合されるインテリジェントコネクタ１２０のアドレスを示す。
【００４０】
制御信号に宛先アドレスを用いることにより、バスコントローラ１１０からバス１５０への制御信号は、対応するインテリジェントコネクタ１２０によって認識されることができ、これにより、インテリジェントコネクタ１２０は、インテリジェントコネクタ１２０が結合するスレーブモジュール１４０の対応するアクションを制御することができる。当然のことながら、制御ユニット１１１は、マスター制御モジュール１３０からバス１５０へ他の信号を供給することもできる。
【００４１】
更に、バスコントローラ１１０は、制御ユニット１１１とバス１５０との間で信号タイミング、信号レベル、信号フォーマット等の信号伝送を一致させるように構成されるインターフェースユニット１１２を更に含む。幾つかの例では、バスコントローラ１１０は、ＲＳ‐４８５バスインターフェース又はＬＩＮ（ローカル相互接続ネットワーク）バスインターフェースを介してバス１５１，１５２に結合されることができ、バスコントローラ１１０は、対応するバスプロトコル仕様に従って信号を伝送する。当然のことながら、バスコントローラ１１０は、その他の適当なバスインターフェース及び対応するバスプロトコル仕様を用いて、バス１５１，１５２と信号を伝達することもできる。
【００４２】
当然のことながら、実際のアプリケーションにおいて、バスコントローラ１１０は、単一のハードウェアモジュールとすることができ、マスター制御モジュール１３０に結合されることができる。この実施方法は、互換性が良く、マスター制御モジュール１３０がシームレスに組み込まれることができる。或いは、バスコントローラ１１０は、ファームウェア又はソフトウェア形式でマスター制御モジュール１３０に組み込まれることができる。かかる実施によるハードウェアは、比較的低コストであり、マスター制御モジュール１３０においてソフトウェア又はファームウェアコードを更新するだけで実現することができる。
【００４３】
図１及び図３に示すように、インテリジェントコネクタ１２０は、バス１５０と少なくとも１つのスレーブモジュール１４０を結合するように構成されており、インテリジェントコネクタ１２０は、
バス１５０とスレーブモジュール１４０との間で信号を伝達するため及び伝達信号を処理するため、及び、上記制御信号を受け取ると、バス１５０からの対応するアドレスを備える制御信号に応答するための信号処理ユニット１２１と、
バス１５０と信号処理ユニット１２１との間で信号を伝送するためのバス１５０と信号処理ユニット１２１の間に結合される第１のポート１２２であって、供給電力を受けるために電力線１６０にも結合される第１のポート１２２と、
信号処理ユニット１２１とスレーブモジュール１４０との間で信号を伝送するために信号処理ユニット１２１とスレーブモジュール１４０との間に結合される第２のポート１２３であって、スレーブモジュール１４０に供給電力を提供する第２のポートとを含む。
【００４４】
特に、バス１５０に結合される異なるインテリジェントコネクタ１２０は、互いに異なるアドレスを有するので、これらのインテリジェントコネクタ１２０は互いに識別されることができ、バスコントローラ１１０によって認識されることができる。制御回路１００が取り付けられる電気器具において、マスター制御モジュール１３０がスレーブモジュール１４０を制御する場合、バスコントローラ１１０は、まず、マスター制御モジュール１３０によって提供される制御信号を受信する。次に、バスコントローラ１１０は、データパケットとして制御信号を圧縮し、制御信号に宛先アドレスを追加する。その後、バスコントローラ１１０は、圧縮された制御信号をバス１５０に送信し、バス１５０を介してバス１５０に結合される各インテリジェントコネクタ１２０に制御信号を分配する。圧縮された制御信号及び宛先アドレスを受信すると、各インテリジェントコネクタ１２０における信号処理ユニット１２１は、自身の固有のアドレスに宛先アドレス対応するか否かを確認して決定し、宛先アドレスがインテリジェントコネクタ１２０のアドレスと一致する場合は、信号処理ユニット１２１は、データパケットを解凍し、制御信号を得るが、宛先アドレスが信号処理ユニット１２１のアドレスと一致しない場合は、データパケットは廃棄される。次に、信号処理ユニット１２１は、獲得した制御信号に応答し、制御信号内の異なる制御命令に従って動作する。
【００４５】
幾つかの例では、信号処理ユニット１２１は、フィルタリングサブユニット、信号増幅サブユニット、Ｄ／Ａ変換器サブユニット、Ａ／Ｄ変換器サブユニットや変調／復調サブユニットを含むことができる。これらのサブユニットは、インテリジェントコネクタ１２０と通信される信号に対して、対応する信号処理を行うことができる。
【００４６】
信号処理ユニット１２１がインテリジェントコネクタ１２０に配置されているため、インテリジェントコネクタ１２０は、バス１５０とスレーブモジュール１４０との間で信号を伝送し、供給電力を提供することができ、バス１５０からの制御信号に応答して処理することもできることが分かる。これにより、特に何らかの機械や器具のモジュール（ヒータ、モータ、バルブ等）に接続されるスレーブモジュール１４０は、信号処理能力を有することができ、これにより、電気器具の動作全体の可制御性及び効率が向上する。
【００４７】
上記したように、実際のアプリケーションにおいて、バスコントローラ１１０における制御ユニット１１１は、バス１５０とマスター制御モジュール１３０との間で信号を伝達するために使用される。従って、インテリジェントコネクタ１２０における信号処理ユニット１２１は、バス１５０とスレーブモジュール１４０との間で信号を伝達するように配置される。このように、バス１５０と、バスコントローラ１１０と、インテリジェントコネクタ１２０とを用いることにより、マスター制御モジュール１３０とスレーブモジュール１４０との間で双方向の通信が行われることができる。
【００４８】
例えば、スレーブモジュール１４０は、検出信号を発生することができるモジュールであるセンサである。検出されたデータは、電気器具の動作状態を反映することができる。例えば、スレーブモジュール１４０は、電気器具内の温度変化を検出し、その温度変化に応じてフィードバック信号を発生する温度センサである。他の例では、スレーブモジュール１４０の動作状態は、電気器具の動作状態の変化に従って変化する。例えば、スレーブモジュールはラジエータ（ファン等）であり、ラジエータの放熱効率は、電気器具の局所温度又は全体的な温度の変化と共に変化する。幾つかの他の例では、フィードバック信号は、マスター制御モジュール１３０が発する制御信号へのスレーブモジュール１４０による応答でもよい。このように、この状況下では、インテリジェントコネクタ１２０は、スレーブモジュール１４０からのフィードバック信号を受信することができる。フィードバック信号は、電気器具の動作状態を反映する検出データ、又はスレーブモジュール１４０からのその他の信号を含有する。このように、インテリジェントコネクタ１２０は、フィードバック信号をカプセル化する。任意ではあるが、インテリジェントコネクタ１２０は、これらのフィードバック信号を伝送するように構成されるスレーブモジュール１４０に命令するためにフィードバック信号にアドレスを追加してもよい。次に、スレーブモジュール１４０は、バス１５０を介してバスコントローラ１１０にフィードバック信号を伝送する。その後、バスコントローラ１１０は、カプセル化したフィードバック信号を復号し、フィードバック信号をマスター制御モジュール１３０に提供する。このようにして、マスター制御モジュール１３０は、電気器具における各スレーブモジュール１４０の動作状態を決定し、更に、これらのスレーブモジュール１４０の管理及び制御を一元化する。
【００４９】
図１に示す例では、バス１５０は、信号バス１５１と電力バス１５２とを含む。従って、インテリジェントコネクタ１２０の第１のポート１２２は、信号タイミング、信号レベル、信号フォーマット等の信号伝送をこれら２つのバス１５１，１５２と一致させるように、バス１５１，１５２を接続するのに適している。幾つかの例では、インテリジェントコネクタ１２０の第１のポート１２２は、対応するバスプロトコル仕様に従って信号を伝送するＲＳ−４８５バスインターフェース又はＬＩＮバスインターフェースである。従って、バスコントローラ１１０は、ＲＳ−４８５バスインターフェース又はＬＩＮバスインターフェースによってバス１５０に結合されることもできる。当然のことながら、インテリジェントコネクタ１２０とバスコントローラ１１０は、その他の適当なバスインターフェース及び対応するバスプロトコル仕様を用いてバス１５１，１５２との間で信号を伝達することができる。
【００５０】
他の一態様では、インテリジェントコネクタ１２０をスレーブモジュール１４０と結合するために、第２のポート１２３が配置される。この第２のポート１２３は、直接的に接触することによってすなわち直接的な接触を必要とする導電性のリード線又は導電性のコンタクト片等を介して信号及び供給電力を伝送することによって、スレーブモジュール１４０に結合することができる。或いは、第２のポート１２３は、接触せずにすなわち電磁界、光波、超音波、又はその他の媒体を介する信号及び供給電力を伝送することにより、スレーブモジュール１４０に結合されてもよい。
【００５１】
幾つかの実施形態では、インテリジェントコネクタ１２０は、拡張サブユニットを接続するように構成される１つ以上の拡張インターフェースも含む。拡張インターフェースは、入力デバイス、表示デバイス等のデバイス、又はインテリジェントコネクタ１２０に結合するのに適したその他の拡張サブユニットを支持する。ＵＡＲＴ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ  Ｒｅｃｅｉｖｅｒ／Ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ），Ｉ2Ｃ（Ｉｎｔｅｒ−Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ），ＳＰＩ（Ｓｅｒｉａｌ  Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）等の拡張インターフェース又はその他のインターフェースを使用してもよい。
【００５２】
図３に示す例では、インテリジェントコネクタ１２０の第１のポート１２２は、電力線１６０によって提供される供給電力を受けるために、バス１５０によって電力線１６０に結合される。また、第１のポート１２２及び第２のポート１２３は、受け取った供給電力を、第２のポート１２３によってスレーブモジュール１４０に供給されることができるように、直接的に電気的に接触している。
【００５３】
図４は、図１に示すインテリジェントコネクタ１２０の他の例を示す。図４に示す例では、インテリジェントコネクタ１２０は、供給電力を制御するための電源制御ユニット１２４も含む。
【００５４】
図４に示すように、電源制御ユニット１２４は、第１のポート１２２と第２のポート１２３との間に結合され、スレーブモジュール１４０に供給される電力を制御するためにスレーブモジュール１４０と電力線１６０の接続を切り替えるよう信号処理ユニット１２１に更に結合される。
【００５５】
具体的には、インテリジェントコネクタ１２０は、制御可能なスイッチやリレー等の回路制御部材を含む。制御可能なスイッチ又はリレーは、電力線１６０からスレーブモジュール１４０への電気経路に配置され、回路制御部材の状態に基づいてスレーブモジュール１４０に供給される電力を変化させるように構成される。
【００５６】
一例では、電力線１６０によって提供される供給電力は交流である。従って、電源制御ユニット１２４は、電力線１６０によって提供される供給電力を交流（ＡＣ）から直流（ＤＣ）に変換するためのＡＣ−ＤＣ変換サブユニットを更に含み、変換した供給電力の全てをスレーブモジュール１４０や信号処理ユニット１２１に提供する。その他の例では、電力線１６０によって提供される供給電力は直流（ＤＣ）である。電源制御ユニット１２４は、電力線１６０によって提供される直流の供給電圧を変換するためのＤＣ−ＡＣ変換サブユニットを更に含み、変換された電圧を全てスレーブモジュール１４０や信号処理ユニット１２１に提供する。
【００５７】
先行技術では、スレーブモジュールの供給電力は、スレーブモジュールから離れたマスター制御モジュールによって直接的に制御される。先行技術と比較すると、本実施形態におけるインテリジェントコネクタ１２０における電源制御ユニット１２４は、スレーブモジュール１４０に近接し、スレーブモジュール１４０との接続が比較的複雑ではないため、これにより、電気器具におけるワイヤの本数が効果的に減少する。
【００５８】
図５は、制御回路２００の本発明の他の実施形態が、バスコントローラ２１０とインテリジェントコネクタ２２０とを含むことを示す。
【００５９】
図５に示す制御回路２００では、バス２５０は、電力線を介して信号を伝送する回路である。例えば、バス２５０は、電力線搬送波通信回路又はＤＣ電力線通信バスである。この場合、図１に示す信号バス１５１と電力バス１５２を統合して単一の回路にしている。制御回路２００は、データ信号を伝送するための更なる信号回路を有する必要がないので、電気器具におけるワイヤの本数を効果的に減少している。加えて、制御回路２００は、マスター制御モジュール２３０とスレーブモジュール２４０との間でのデータ信号と供給電力を送るために単一の回路を利用しているため、マスター制御モジュール２３０は、各スレーブモジュール２４０と接続するための複数の個別のインターフェースを有する必要がない。これにより、更にワイヤの本数が減少され、制御回路モジュール２００の複雑さが軽減される。
【００６０】
バス２５０からのデータ信号を収集するために、バス２５０に結合されるバスコントローラ２１０及びインテリジェントコネクタ２２０は、信号を変調したり復調したりするように構成されるユニットに統合されなければならない。この変調／復調（モデム）ユニットは、データ信号と供給電力を同一のバス２５０を介して伝送することが可能なように、マスター制御モジュール２３０によって提供される信号やスレーブモジュール２４０によって提供される信号を、電力線伝送のために動作可能な形式に変換することができる。
【００６１】
図６及び図７は夫々、図５に示すバスコントローラ２１０とインテリジェントコネクタ２２０の一例を示し、バスコントローラ２１０とインテリジェントコネクタ２２０は、バス２５０がＤＣ電力線通信バスである場合、すなわちバス２５０によって伝送される供給電力が直流であり、信号が直流に変調される場合に適応している。
【００６２】
図６に示すように、バスコントローラ２１０は、制御ユニット２１１と第１のモデムユニット２１２とを含み、第１のモデムユニット２１２は、信号を変調したり復調したりするため、すなわちマスター制御モジュール２３０からの制御信号やバスからのフィードバック信号を変調したり復調したりするために制御ユニット２１１とバス２５０との間に結合される。第１のモデムユニット２１２により、信号と供給電力の両方が、同一のバス２５０を介して伝送されることができる。幾つかの例では、バスコントローラ２１０は、ＰＳＩ５（Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ  Ｓｅｎｓｏｒ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ  ５）を介してバス２５０に結合されることができる。
【００６３】
図７に示すように、インテリジェントコネクタ２２０は、信号処理ユニット２２１と、第１のポート２２２と、第２のポート２２３と、第２のモデムユニット２２４とを含み、信号処理ユニット２２１と第１のポート２２２との間に結合される第２のモデムユニット２２４は、信号を変調したり復調したりするために、すなわちバス２５０からの制御信号やスレーブモジュール２４０からのフィードバック信号を変調したり復調したりするように構成される。幾つかの例では、第１のポート２２２は、ＰＳＩ５バスインターフェースである。
【００６４】
図８及び図９は夫々、図５に示すバスコントローラ２１０とインテリジェントコネクタの他の例を示す。バスコントローラ２１０とインテリジェントコネクタは、電力線搬送波通信線であるバス２５０に適応しており、すなわちバス２５０によって伝送される供給電力は交流であり、信号は交流（ＡＣ）に変調される。
【００６５】
図８に示すように、バスコントローラ２１０は、制御ユニット２１１と、第１のモデムユニット２１２と、第１の結合ユニット２１３とを含み、第１のモデムユニット２１２と第１の結合ユニット２１３は、制御ユニット２１１とバス２５０の間で直列に接続される。第１のモデムユニット２１２は、信号を変調したり復調したりするように構成される。第１の結合ユニット２１３は、第１のモデムユニット２１２とバス２５０との間での変調された信号の通信のために第１のモデムユニット２１２と結合される。
【００６６】
図９に示すように、インテリジェントコネクタ２２０は、信号処理ユニット２２１と、第１のポート２２２と、第２のポート２２３と、第２のモデムユニット２２４と、第２の結合ユニット２２５とを含み、第２のモデムユニット２２４は、信号の変調や復調のために信号処理ユニット２２１に結合される。第２の結合ユニット２２５は、第２のモデムユニット２２４とバス２５０との間での変調された信号の通信のために第２のモデムユニット２２４と第１のポート２２２との間に結合される。
【００６７】
図６乃至図９に示す第１のモデムユニット２１２と第２のモデムユニット２２４は、直交周波数分割多重等の搬送波変調技術を用いることによって信号の変調や復調を行う。当然のことながら、幾つかの例では、スレーブモジュール２４０は、マスター制御モジュール２３０に信号をフィードバックしなくてもよい。従って、第１のモデムユニット２１２は、制御信号を変調するための変調器を含み、第２のモデムユニット２２４は、変調された制御信号を復調するための復調器を含む。他の例では、スレーブモジュール２４０は、マスター制御モジュール２３０に信号をフィードバックしてもよい。従って、第２のモデムユニット２１２は、フィードバック信号を変調するための変調器を更に含み、第１のモデムユニット２２４は、変調されたフィードバック信号を復調するための復調器を更に含んでもよい。
【００６８】
図８及び図９では、第１の結合ユニット２１３及び第２の結合ユニット２２５とのバス２５０の信号結合は、容量性結合回路又は誘導性結合回路構造によって得ることができる。図１０は、第１の結合ユニット２１３と第２の結合ユニット２２５の一例を示す。
【００６９】
図１０に示すように、結合ユニットは、変圧器２６１及び結合キャパシタ２６２を介してバス２５０に結合される。変圧器２６１は、バス２５０上で振幅が大きい電圧を結合ユニットの他の部分から絶縁してもよい。結合キャパシタ２６２と変圧器２６１の二次コイルは、バス２５０からＡＣの周波数（５０又は６０Ｈｚ）の干渉をフィルタリングして除去するための高域フィルタを形成する。変圧器２６１の二次コイルは、第１の演算増幅器２６３の入力に結合され、演算増幅器２６３の他方の入力は、基準インダクタンス２６４に結合される。バス２５０から信号が受信されると、演算増幅器２６３は、その２つの入力間の信号差を増幅し、その信号差を、対応するモデムユニットに出力する。
【００７０】
他の態様では、結合ユニットは、第２の演算増幅器２６５を更に含み、この演算増幅器２６５の入力が、変調された制御信号を受信し、この演算増幅器２６５の出力は、変圧器２６１を介してバス２５０に制御信号を提供するように結合キャパシタ２６９を介して変圧器２６１の一次コイルに結合される。この例では、第２の演算増幅器２６５の出力は、更に、クランピングダイオード２６６，２６７と直列に結合される。クランピングダイオード２６６，２６７は、サージ保護を行うように、すなわち第２の演算増幅器２６５が、瞬時の高電圧パルスによって損傷することから保護するように構成される。クランピングダイオード２６６の一端は、シャントキャパシタ２６８を介して基準電位に結合される。
【００７１】
尚、図１０に示す結合ユニットは、第１の結合ユニット２１３と第２の結合ユニット２２５のための例示的な回路構造を示しているに過ぎない。実際のアプリケーションにおいて、第１の結合ユニット２１３と第２の結合ユニット２２５は、モデムユニットをバスに結合するために異なる実施形態に係る他の回路構造を有することができる。
【００７２】
幾つかの電気器具では、異なるスレーブモジュールは、異なる大きさの電圧による供給電力を必要とする場合がある。例えば、センサ等のより低い定格動作電力のモジュールが必要とする電力の電圧は、ラジエータ又はヒータ等のより高い定格動作電力のモジュールが必要とする電力の電圧よりもはるかに小さい。この場合、バス２５０は、複数のバス分岐部を含み、各バス分岐部は、異なる大きさの電圧を有する電力を供給する。これらのバス分岐部は夫々、異なるインテリジェントコネクタ２２０及び同一のバスコントローラ２１０に結合されることができる。
【００７３】
制御回路２００における各インテリジェントコネクタ２２０は、更に、スレーブモジュール２４０とバス分岐部との間に結合される。このように、インテリジェントコネクタ２２０は、図１０に示すインテリジェントコネクタの構造を利用することができる。しかしながら、バスコントローラ２１０は、複数のバス分岐部と結合される必要があるため、その構造は、図９に示すバスコントローラの構造とは異なることになる。
【００７４】
図１１は、図５に示すバスコントローラの他の例を示す。
【００７５】
図１１に示すように、バスコントローラは、制御ユニット２１１と、第１のモデムユニット２１２と、第１の結合ユニット２１３とを含み、第１の結合ユニット２１３は、複数の結合サブユニット２１４を含む。各結合サブユニット２１４は、バス分岐部に結合され、バス分岐部を介してバス分岐部に結合されるインテリジェントコネクタと通信し、当該インテリジェントコネクタに電力を供給するようになっている。
【００７６】
更に、バスコントローラは、複数のデータ信号チャネルを有する多重化ユニット２１５を更に含む。多重化ユニット２１５は、第１のモデムユニット２１２と制御ユニット２１１との間で信号を伝達するために複数のデータ信号チャネルの一つを選択するために制御ユニット２１１と第１のモデムユニット２１２との間に結合されることにより、異なるバス分岐部に結合されるスレーブモジュールとマスター制御モジュールとの間の通信を促進する。実際のアプリケーションにおいて、多重化ユニット２１５は、データ信号チャネルを切り替えるためにマスター制御モジュールから選択信号を受け取る。
【００７７】
データ信号チャネルを切り替えるために多重化ユニット２１５が配置されているので、バスコントローラには、モデムユニット２１２は１つだけあればよい。このモデムユニット２１２は、第１の結合ユニット２１３における複数の結合サブユニット２１４によって共有される。これによりバスコントローラにおけるモデムユニットの使用が減少されることができ、従ってハードウェアのコストが減少される。
【００７８】
一例では、第１の結合ユニット２１３における各結合サブユニット２１４は、一次コイルと二次コイルを含む。結合サブユニットの各二次コイルは、結合キャパシタを介してバス分岐部に夫々結合される。他の例では、第１の結合ユニット２１３が二次コイルを含み、各結合サブユニット２１４が二次コイルを含み、複数の結合サブユニット２１４が一次コイルを共有し、各二次コイルが、結合キャパシタを介してバス分岐部に夫々結合される。かかる結合ユニットは、コイルの使用を更に減少し、従って、ハードウェアのコストを更に減少する。
【００７９】
本発明は、図面及び上記の記述を参照してかなり詳細に記述されているが、かかる図面や記述は、記述的且つ例示的なものであり、限定することを意図したものではない。本発明は、上述の実施形態に限定されない。
【００８０】
本明細書、詳細な記述、図面、及び添付の請求項を検討することにより、当業者であれば、本発明のその他の実施形態を直ぐに理解し、実施することができる。請求項において、「を含む」という表現は、その他の要素及びステップを排除するものではなく、「１つの」という表現は、複数の可能性を排除するものではない。本発明の実際のアプリケーションにおいて、１つの要素は、請求項におけるいくつかの技術的機能部の機能を実行することができる。請求項における任意の図面の参照符号は、本発明の範囲に対する制限と解釈されるべきではない。
【図１】
2015531110.tif 000003
【図２】
2015531110.tif 000004
【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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【図１０】
2015531110.tif 000012
【図１１】
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【国際調査報告】
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