CN102381261A - 用于车辆的电力线通信系统 - Google Patents

Abstract

一种车载电力线通信系统，包括：用作电均衡通信线(2、6、7)的直流电力线(2、6、7)对；经由通信线彼此进行通信的多个通信设备(8-13)；以及点火开关(3)。每个通信设备将高频信号施加到通信线上以便执行均衡通信。一根通信线根据点火开关的状态来开始和停止供应直流电。每个通信设备对一根通信线的电势或直流电力线之间的电势差进行检测。每个通信设备基于所述电势或电势差来确定车辆的操作状态。每个通信设备根据车辆的操作状态来执行均衡通信。

Description

用于车辆的电力线通信系统

技术领域

本发明涉及用于车辆的电力线通信系统，在该系统中多个通信设备经由电力线彼此进行通信。

背景技术

在车辆中，研发了一种用于车辆的电力线通信系统(电源线通信系统，即，PLC系统)。在这种系统中，位于车辆的各个位置处的诸如ECU(即，电子控制单元)的多个设备经由电力线彼此进行通信，其中电力线连接至车载电池。特别的，高频信号重叠在电力线中提供的正常电力上。与US2010/0111201对应的JP-A-2008-244701公开了这种电力线通信系统。

然而，在这种系统中，可能要考虑的是，每个通信设备确定诸如车辆的引擎是否在运行的状况之类的车辆状况，然后，设备基于该确定来决定操作。JP-A-2008-244701中的通信线是电力线，该电力线连接至电池的正极和负极。因此，此时，用于确定车辆状况的结构准备就绪，例如，该系统包括用于检测钥匙开关的状态和用于发送检测结果的电路，以及用于从每个通信设备接收检测结果信号和用于对该信号进行解码的电路。因此，该系统具有复杂的结构。

发明内容

鉴于上述问题，本公开内容的一个目标是提供用于车辆的电力线通信系统，在该系统中每个通信设备确定车辆状况。该系统具有简单的结构。

根据本公开内容的一个方面，车载电力线通信系统包括：用作通信线对的直流电力线对；经由通信线彼此进行通信的多个通信设备；以及用于指示车辆的操作状态的点火开关。耦合在通信设备之间的通信线是电均衡的。每个通信设备将高频信号施加到通信线上，以便执行均衡通信。至少一根通信线根据点火开关的状态来开始和停止供应直流电。每个通信设备对至少一根通信线的电势或直流电力线之间的电势差进行检测。每个通信设备基于该电势或电势差来确定车辆的操作状态。每个通信设备根据车辆的操作状态来执行均衡通信。

在上面的系统中，每个通信设备能够在不增加外部设备的情况下来确定车辆的操作状态。此外，每个通信设备执行电均衡通信。

附图说明

通过下面参考附图给出的详细描述，本发明的上述和其它目的、特征以及优点将变得更加显而易见。在这些附图中：

图1A和1B是示出了根据第一实施例安装在车辆中的电力线通信系统的视图；

图2是示出了应用于智能进入系统的电力线通信系统的框图；

图3是示出了根据第一实施例的控制过程的流程图；

图4是示出了根据第二实施例安装在车辆中的电力线通信系统的视图；

图5是示出了根据第三实施例安装在车辆中的电力线通信系统的视图；以及

图6是示出了根据第三实施例的控制过程的流程图。

具体实施方式

(第一实施例)

图1A示出了安装在车辆上的电力线通信系统。作为具有用于提供12伏特电压的正极的电源的电池1连接至作为电力线的+B线2。进一步地，电池1经由IG继电器4和ACC继电器5而连接至IG(即，点火)线6和ACC(辅助)线7。在此，IG继电器4和ACC继电器5提供钥匙开关。IG继电器4和ACC继电器5根据在图1B中所示的锁芯3的位置来接通和断开。电池1的负极连接至作为地的车体。

作为车载设备的通信设备8和9连接至+B线2和IG线6。在此，虽然系统包括两个设备，但是该系统可以包括一个或多个设备，诸如包括三个通信设备。+B线2和IG线6提供了作为通信线对的电力线对，以便执行电力线通信。在此，通信设备8和9的地线连接至作为地的车体。设备8包括用于对通信和其它功能进行控制的控制电路8a、用于发送信号的驱动器8b以及用于接收信号的接收器8c。这些电路8a、驱动器8b和接收器8c连接至+B线2和IG线6。驱动器8b和接收器8c经由用于阻断直流分量的电容器8d、8e来连接至+B线2和IG线6。

控制电路8a包括微型计算机。从具有电压的电源为控制电路8a供电，其中该电压是通过降低通过+B线2提供的直流电压的电压而准备的。控制电路8a使用位于电路8a内的A/D转换器读取IG线6的电压电平。从而，控制电路8a确定电压电平是0伏特还是12伏特。当电压电平是0伏特时，IG继电器4断开，而当电压电平是12伏特时，IG继电器4接通，并且钥匙的位置位于ON位置或START位置。此外，控制电路8a将传输数据输入至驱动器8b，以使得驱动器8b将通信信号输出至作为通信总线的+B线2和IG线6。接收器8c接收信号，并且接收器8c将经过其解码的数据输入到控制电路8a中。通信设备9包括与设备8中的每个元件相对应的控制电路9a、驱动器9b、接收器9c、电容9d和9e。在这种情况下，通信设备8、9具有车体的地线，以便使用+B线2和IG线6在电均衡环境(即，电平衡环境)中执行通信。

图2示出了电力线通信系统应用到智能进入系统的情况的框图。作为控制ECU的主体ECU 21、作为控制ECU的验证ECU 22和作为控制ECU的组合仪表配件23对应于通信设备8和9。主体ECU 21、验证ECU 22和组合仪表配件23中的每一个都连接至+B线2和IG线6。用作驱动器检测元件的验证ECU 22经由外部天线25和车厢天线26间断地发送请求信号，以使得验证ECU 22确定电子钥匙24是否位于车厢的检测区域和车辆外部的检测区域。在此，车厢天线26用作驱动器检测元件。此外，当电子钥匙24发送ID(即，标识)代码信号，门控制接收器27接收该ID代码信号并对该信号进行解码，并且门控制接收器27将经过解码的数据输入到验证ECU 22中时，验证ECU 22对该ID代码进行验证。在此，电子钥匙24包括操作开关(未示出)。当用户开启该操作开关时，ID代码被发送到验证ECU 22。

由主体ECU 21来控制门锁配件28。门锁配件28驱动门锁执行器来对车门进行上锁和解锁。此外，门锁配件28将门的状态输入到主体ECU 21中。组合仪表配件23根据来自验证ECU 22的指令来控制组合仪表盘显示警告消息或警示灯。此外，组合仪表配件23将车辆速度信号输入到主体ECU21中。在此，门锁配件28可以提供具有与门锁配件28相同功能的门ECU，使得门锁配件28与主体ECU 21相似地执行电力线通信。

接下来，将参考图3来解释该系统的功能。图3示出了由智能进入系统中的验证ECU 22等执行的控制过程的流程图。在步骤S1中，验证ECU22根据来自车厢天线26和门控制接收器27的信号来确定电子钥匙24是否位于车辆的车厢中。通常，车辆驾驶员携带着电子钥匙24。因此，验证ECU22基于车厢中电子钥匙24的存在来确定作为用户的驾驶员是否位于车厢中。

当驾驶员位于车厢中时，即，当电子钥匙24位于车厢中时(当步骤S1的判断为“是”时)，转到步骤S2。在步骤S2中，验证ECU 22参考IG线6的电压电平，以便验证ECU 22确定锁芯3的位置是否位于“ON”位置，即，点火钥匙是否开启。在此，当IG线6的电压电平是0伏特时，锁芯3的位置是OFF位置或ACC位置。在这种情况下，步骤S2的判断为“否”。之后，转到步骤S4。在步骤S4中，当根据电子钥匙24的操作ID代码被发送到验证ECU 22时，验证ECU 22将指令信号经由主体ECU 21输入到门锁配件28中，使得门锁配件28根据此时门锁的状态来将车门上锁或解锁。

当锁芯3的位置位于ON位置时，即，当步骤S2的判断为“是”时，车辆的引擎已在运行。因此，即使ID代码从电子钥匙24发送到验证ECU22，验证ECU 22也不接受该ID代码。因此，在步骤S3中，验证ECU 22不会将对车门上锁或解锁的指令输入到主体ECU 21中。

此外，当验证ECU 22确定驾驶员不在车厢中时，即，当步骤S1的判断为“否”时，那么驾驶员在车辆外部，转至步骤S5。在步骤S5中，验证ECU 22确定锁芯3的位置是否位于“ON”位置。当锁芯3的位置不位于“ON”位置时，即，当步骤S5的判断为“否”时，转至步骤S4。然后，在步骤S4中，验证ECU 22接受根据电子钥匙24的操作而从电子钥匙24发送至验证ECU 22的ID代码。

在步骤S5中，当验证ECU 22确定锁芯3的位置位于“ON”位置时，即，当步骤S5的判断为“是”时，由于点火开关开启而驾驶员在车辆外部，因此验证ECU 22确定车辆处于异常状态。然后，验证ECU 22不接受从电子钥匙24向验证ECU 22发送的ID代码。因此，在步骤S6中，验证ECU22不会将对车门上锁或解锁的指令输入到主体ECU 21中。此外，在步骤S7中，验证ECU 22向组合仪表配件23发送指令，使得组合仪表配件23输出差错信号。例如，组合仪表配件23的表盘显示表示电子钥匙24不在车厢中的警告。

在本实施例中，至少一根通信线，即，+B线2和IG线6中的至少一根来提供直流电力线，该直流电力线用于根据钥匙开关的状态来间断地供应直流电，其中所述钥匙开关的状态与锁芯3的位置相关联地开启和关闭。特别的，+B线2和IG线6均提供通信线。当钥匙位置位于ON位置时，供应直流电，以使得IG线6的电势升高。通信设备8和9基于IG线6的电势改变来确定车辆的操作状态。然后，设备8和9根据车辆操作状态的判断结果来执行通信。因此，通信设备8和9能够在不增加外部元件的情况下确定对应于车辆的操作状态的钥匙开关的状态，即，IG继电器4的状态。

此外，电力线通信系统被应用于智能进入系统，即，应用于主体ECU21、验证ECU 22和组合仪表配件23。验证ECU 22根据车辆车厢中驾驶员的存在和锁芯3的状态(即，锁芯3位于OFF位置)来确定是否基于从电子钥匙24发送的ID代码执行车门的门上锁/解锁控制。从而，验证ECU 22根据IG继电器4的状态对门锁配件28等进行适当地控制。

(第二实施例)

图4示出了根据第二实施例安装在车辆上的电力线通信系统。图4对应于图1A。代替设备8和9的通信设备10和11经由+B线2和ACC线7彼此进行通信。因此，通信线中的一根不是IG线6而是ACC线7。特别的，当锁芯3的位置位于ACC位置、ON位置和START位置中的一个时，ACC线7的电势是12伏特。因此，当ACC线7的电势为12伏特时，通信设备10和11的每个控制电路10a、11a确定锁芯3的位置位于ACC位置、ON位置和START位置中的一个。当ACC线7的电势为0伏特时，通信设备10、11的控制电路10a、11a确定锁芯3的位置位于OFF位置。因此，根据第二实施例的效果和功能与第一实施例是相似的。

(第三实施例)

图5和图6示出了根据第三实施例安装在车辆上的电力线通信系统。图5对应于图4。代替设备10和11的通信设备12和13经由IG线6和ACC线7彼此进行通信。因此，通信线中的一根不是+B线2而是IG线6。因此，当IGF继电器4和ACC继电器5中的一个接通时，通信设备12、13被供电，以使得设备12、13开始运行。

图6示出了由通信设备12的控制电路12a执行的过程的流程图。当IG继电器4和ACC继电器5中的一个接通时，设备12开始执行图6中的过程。在步骤S11和S12中，控制电路12a分别确定ACC线7的电压和IG线6的电压是12伏特还是0伏特。当ACC线7和IG线6两者的电压均为12伏特时，即，当步骤S11的判断和步骤S12的判断是“12V”时，转至步骤S13。在步骤S13中，控制电路12a确定锁芯3的位置是ON位置还是START位置。当ACC线7的电压为12伏特而IG线6的电压为0伏特时，即，当步骤S11的判断是“12V”而步骤S12的判断是“0V”时，转至步骤S14。在步骤S14中，控制电路12a确定锁芯3的位置是ACC位置。

当通信设备12和13包括备用电源或诸如电容器的充电元件或蓄电池使得即使ACC线7和IG线6的电压为0伏特设备12和13也能运行时，设备12、13可以确定锁芯3的位置是OFF位置。在这种情况下，当ACC线7的电压为0伏特时，即，当步骤S11的判断是“0V”时，转至步骤S15。在步骤S15中，控制电路12a确定锁芯3的位置是OFF位置。

因此，在第三实施例中，通信设备12和13使用IG线6和ACC线7作为通信线来执行电力线通信。因此，当设备12和13在锁芯3的位置是ACC位置、On位置以及START位置中的一个的情况下运行时，获得与第一实施例和第二实施例相类似的效果。当通信设备12和13包括备用电源时，可以在设备12和13通过备用电源操作时获得与第一实施例和第二实施例相类似的效果。

(修改)

在第一实施例中，对IG线6的电压进行检测。或者，可以对+B线2和IG线6之间的电势差进行检测。

此外，可以使用用于检测电压改变的比较器和/或差分放大器，并且控制电路基于来自比较器和/或差分放大器的输出信号的信号电平来进行判断。

驾驶员检测元件可以是用于检测人员的传感器，诸如安装在车辆座位上的红外线传感器或压力传感器。

根据第二实施例和第三实施例的电力线通信系统可以应用于智能进入系统。

或者，根据第一到第三实施例的电力线通信系统可以应用于任何车载系统。

上面的公开内容具有下列的方面。

根据本公开内容的一个方面，车载电力线通信系统包括：用作通信线对的直流电力线对；经由所述通信线彼此进行通信的多个通信设备；以及用于指示车辆的操作状态的点火开关。耦合在通信设备之间的通信线是电均衡的。每个通信设备将高频信号施加到通信线上以便执行均衡通信。至少一根通信线根据点火开关的状态来开始和停止供应直流电。每个通信设备对至少一根通信线的电势或直流电力线之间的电势差进行检测。每个通信设备基于该电势或电势差来确定车辆的操作状态。每个通信设备根据车辆的操作状态来执行均衡通信。

在上面的系统中，每个通信设备能够在不增加外部设备的情况下确定车辆的操作状态。此外，每个通信设备执行电均衡通信。

或者，该直流电力线对可以是车辆的电池线和点火线。特别的，当驾驶员起动车辆引擎之后车辆的操作状态是点火状态时，供应直流电，以使得点火线的电势升高。因此，通过检测点火线的电势改变，来确定车辆的操作状态。

或者，该直流电力线对可以是车辆的电池线和辅线。特别的，当车辆的操作状态是辅助状态时，并且当驾驶员起动车辆引擎之后车辆的操作状态是点火状态时，供应直流电，并且辅线的电势升高。因此，通过检测辅线的电势改变，来确定车辆的操作状态。

或者，该直流电力线对可以是车辆的辅线和点火线。在这种情况下，当车辆的操作状态是辅助状态时设备开始运行。通过检测点火线或辅线的电势改变，来确定车辆的操作状态。此外，当设备包括备用电源时，在经由点火线或辅线向该设备供电期间向该备用电源提供能量，通过检测点火线或辅线的电势改变，来确定车辆的操作状态。

或者，通信设备可以在车辆的智能进入系统中包括多个电子控制单元。电子控制单元包括第一电子控制单元、第二电子控制单元以及第三电子控制单元。第一电子控制单元包括用于检测车辆的车厢中的驾驶员的驾驶员检测器。第一电子控制单元向第二电子控制单元发送控制指令信号，以使得当车辆的操作状态是熄火状态时，第二电子控制单元基于来自智能钥匙的上锁和解锁信号来对车门进行上锁和解锁。当驾驶员检测器检测到车辆的车厢中的驾驶员并且车辆的操作状态是点火状态时，第一电子控制单元不向第二电子控制单元发送控制指令信号。当驾驶员检测器没有检测到车辆的车厢中的驾驶员并且车辆的操作状态是点火状态时，第一电子控制单元不向第二电子控制单元发送控制指令信号，而是第一电子控制单元向第三电子控制单元发送另一控制指令信号，使得第三电子控制单元输出差错信号。在这种情况下，第一电子控制单元根据点火开关的状态来进行适当的控制。

或者，车辆的操作状态可以包括熄火状态、点火状态、辅助位置状态以及引擎起动状态。

此外，该直流电力线对可以是车辆的电池线和点火线。电池线的一端与车辆的电池耦合。每个通信设备包括控制电路、驱动器电路和接收器。控制电路与电池线和点火线耦合，以便通过电池经由电池线给控制电路供电。驱动器电路和接收器经由电容分别与电池线和点火线耦合。驱动器电路将高频信号输出到电池线和点火线。接收器经由电池线和点火线接收该高频信号。

或者，每个通信设备可以具有车体的地线，以便使用电池线和点火线来执行均衡通信。

或者，通信设备可以包括车辆的智能进入系统中的多个电子控制单元。电子控制单元包括主体电子控制单元、验证电子控制单元和组合仪表电子控制单元。验证电子控制单元包括驾驶员检测器，该驾驶员检测器用于检测车辆的车厢中的驾驶员。当车辆的操作状态是熄火状态时，验证电子控制单元将控制指令信号发送到主体电子控制单元，以便主体电子控制单元基于来自智能钥匙的上锁和解锁信号来对车门上锁和解锁。当驾驶员检测器检测到车辆的车厢中的驾驶员并且车辆的操作状态是点火状态时，验证电子控制单元不将控制指令信号发送到主体电子控制单元。当驾驶员检测器没有检测到车辆的车厢中的驾驶员并且车辆的操作状态是点火状态时，验证电子控制单元不将控制指令信号发送到主体电子控制单元，而是验证电子控制单元将另一控制指令信号发送到组合仪表电子控制单元，以使得组合仪表电子控制单元输出警告信号。

虽然参照本发明的优选实施例对本发明进行了描述，但是应当理解的是，本发明不局限于这些优选的实施例和结构。本发明旨在覆盖各种修改和等价布置。此外，虽然各种组合和配置是优选的，但是包括了更多的、更少的或仅单个的元件的其它组合和配置同样在本发明的精神和范围内。

Claims (9)

1.一种车载电力线通信系统，包括：

用作通信线(2、6、7)对的直流电力线(2、6、7)对；

经由所述通信线(2、6、7)彼此进行通信的多个通信设备(8-13)；以及

用于指示车辆的操作状态的点火开关(3)，

其中，耦合在所述通信设备(8-13)之间的所述通信线(2、6、7)是电均衡的，

其中，每个通信设备(8-13)将高频信号施加到所述通信线(2、6、7)上，以便执行均衡通信，

其中，至少一根所述通信线(2、6、7)根据所述点火开关(3)的状态来开始和停止供应直流电，

其中，每个通信设备(8-13)对所述至少一根所述通信线(2、6、7)的电势或所述直流电力线(2、6、7)之间的电势差进行检测，

其中，每个通信设备(8-13)基于所述电势或所述电势差来确定所述车辆的所述操作状态，以及

其中，每个通信设备(8-13)根据所述车辆的所述操作状态来执行所述均衡通信。

2.根据权利要求1所述的车载电力线通信系统，

其中，所述直流电力线(2、6)对是所述车辆的电池线(2)和点火线(6)。

3.根据权利要求1所述的车载电力线通信系统，

其中，所述直流电力线(2、7)对是所述车辆的电池线(2)和辅线(7)。

4.根据权利要求1所述的车载电力线通信系统，

其中，所述直流电力线(6、7)对是所述车辆的辅线(7)和点火线(6)。

5.根据权利要求1-4中的任意一项所述的车载电力线通信系统，

其中，所述通信设备(8-9)包括所述车辆的智能进入系统中的多个电子控制单元(21-23)，

其中，所述多个电子控制单元(21-23)包括第一电子控制单元(22)、第二电子控制单元(21)和第三电子控制单元(23)，

其中，所述第一电子控制单元(22)包括用于检测所述车辆的车厢中的驾驶员的驾驶员检测器(25-26)，

其中，当所述车辆的所述操作状态是熄火状态时，所述第一电子控制单元(22)将控制指令信号发送到所述第二电子控制单元(21)，以使得所述第二电子控制单元(21)基于来自智能钥匙(24)的上锁和解锁信号来对所述车辆的车门进行上锁和解锁，

其中，当所述驾驶员检测器(25-26)检测到所述车辆的车厢中的所述驾驶员并且所述车辆的所述操作状态是点火状态时，所述第一电子控制单元(22)不将所述控制指令信号发送到所述第二电子控制单元(21)，以及

其中，当所述驾驶员检测器(25-26)没有检测到所述车辆的车厢中的所述驾驶员并且所述车辆的所述操作状态是所述点火状态时，所述第一电子控制单元(22)不将所述控制指令信号发送到所述第二电子控制单元(21)，而是所述第一电子控制单元(22)将另一控制指令信号发送到所述第三电子控制单元(23)，以使得所述第三电子控制单元(23)输出差错信号。

6.根据权利要求1所述的车载电力线通信系统，

其中，所述车辆的所述操作状态包括熄火状态、点火状态、辅助位置状态以及引擎起动状态。

7.根据权利要求6所述的车载电力线通信系统，

其中，所述直流电力线(2、6)对是所述车辆的电池线(2)和点火线(6)，

其中，所述电池线(2)的一端与所述车辆的电池(1)耦合，

其中，每个通信设备(8-9)包括控制电路(8a、9a)、驱动器电路(8b、9b)和接收器(8c、9c)，

其中，所述控制电路(8a、9a)与所述电池线(2)和所述点火线(6)耦合，以便由所述电池(1)经由所述电池线(2)向所述控制电路(8a、9a)供电，

其中，所述驱动器电路(8b、9b)和所述接收器(8c、9c)经由电容器(8d-8e、9d-9e)分别与所述电池线(2)和所述点火线(6)耦合，

其中，所述驱动器电路(8b、9b)将所述高频信号输出到所述电池线(2)和所述点火线(6)，以及

其中，所述接收器(8c、9c)经由所述电池线(2)和所述点火线(6)接收所述高频信号。

8.根据权利要求7所述的车载电力线通信系统，

其中，每个通信设备(8-9)具有所述车辆的车体的地线，以便使用所述电池线和所述点火线来执行所述均衡通信。

9.根据权利要求8所述的车载电力线通信系统，

其中，所述通信设备(8-9)包括所述车辆的智能进入系统中的多个电子控制单元(21-23)，

其中，所述多个电子控制单元(21-23)包括主体电子控制单元(21)、验证电子控制单元(22)和组合仪表电子控制单元(23)，

其中，所述验证电子控制单元(22)包括用于检测所述车辆的车厢中的驾驶员的驾驶员检测器(25-26)，

其中，当所述车辆的所述操作状态是熄火状态时，所述验证电子控制单元(22)将控制指令信号发送到所述主体电子控制单元(21)，以使得所述主体电子控制单元(21)基于来自智能钥匙(24)的上锁和解锁信号来对所述车辆的车门进行上锁和解锁，

其中，当所述驾驶员检测器(25-26)检测到所述车辆的车厢中的所述驾驶员并且所述车辆的所述操作状态是点火状态时，所述验证电子控制单元(22)不将所述控制指令信号发送到所述主体电子控制单元(21)，以及

其中，当所述驾驶员检测器(25-26)没有检测到所述车辆的车厢中的所述驾驶员并且所述车辆的所述操作状态是所述点火状态时，所述验证电子控制单元(22)不将所述控制指令信号发送到所述主体电子控制单元(21)，而是所述验证电子控制单元(22)将另一控制指令信号发送到所述组合仪表电子控制单元(23)，以使得所述组合仪表电子控制单元(23)输出警告信号。

Images