CN110114981A - 负载驱动系统和负载驱动方法 - Google Patents

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Abstract

一种负载驱动系统，其驱动由电力线供给电力的负载，该负载驱动系统具备：控制部，其控制上述电力线与上述负载之间的开关；通信部，其利用上述电力线的电压和电流来进行通信，其中，上述控制部在进行上述开关的情况下，根据上述开关所引起的上述电力线的电流的迁移期间的宽度，以上述迁移期间远离相当于通过上述通信部进行通信的符号的期间的中心的方式控制进行上述开关的定时。

Description

负载驱动系统和负载驱动方法
本申请主张在日本平成29年(2017年)3月27日申请的日本申请的特愿2017-61214的优先权，通过参照其内容，组合到本申请中。
技术领域
本发明涉及驱动具备电力线通信装置的致动器等负载的技术。
背景技术
近年来，在汽车中，伴随着基于电子控制装置(ECU：Electronic Control Unit)的车辆控制的高精度化和高功能化，为了取得包括车辆的周边信息的各种车辆信息和控制车辆各部，而安装了许多传感器和致动器，将它们与ECU电连接的布线的条数显著增加。如果布线数增加，则存在以下的问题，即汽车的制造成本增加，进而由于车重增加而燃料费恶化，因此要求通过布线的统合和废弃来削减布线数量。在此，作为削减布线数量的方法，存在以下的电力线通信的技术，即在传感器/致动器上设置通信电路，通过用一对布线进行对多个传感器/致动器的电力供给和控制用的通信，而不需要以前的各别存在的通信用布线。螺旋管和电动机等车载所使用的致动器一般进行基于PWM控制的开关控制，使得在电力线上产生大的迁移电流，因此在包括致动器的电力线通信装置中，避免因迁移电流造成的通信错误是重要的，作为其方法，已知专利文献1、专利文献2所公开的方法。在专利文献1中，将电力线的使用在时间上分割为只进行电力供给的供电阶段、只进行通信的通信阶段的2个，在通信时避免了因供电造成的噪声的影响。在专利文献2中，只在从致动器的开关时刻经过了一定时间后进行通信动作，避免了在刚进行开关后产生的迁移电流的影响。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2007-306209号公报
专利文献2：日本特开2010-213022号公报
发明内容
发明要解决的问题
专利文献1对电力线的使用设置通信阶段和供电阶段，使通信不受到供电的影响。间断地进行从上级站的直流电源向从站的供电，因此为了生成向从站的致动器供给的直流电压，必须在从站侧具备具有蓄电功能的电源电路。但是，致动器的动作需要大电流，因此，存在负责供电的电容需要大容量而成本高的问题。
专利文献2不分离为供电和通信的期间，因此能够向致动器连续地供电，不需要专利文献1那样的蓄电功能。但是，在将多个这样的致动器和传感器连接到同一电力线的情况下，在每次任意一个致动器通过PWM控制进行开关时，通信都会产生中断，因此频繁产生通信的停止/复原，通信的实效速度降低。另一方面，与同一电力线连接的全部传感器/致动器必须在希望时间内结束它们的控制和通信，因此能够与同一电力线连接的致动器和传感器的可连接数减少。
因此，在将多个致动器和传感器连接到同一电力线、并且持续地进行从直流电源向电力线的供电的状况下，希望一种在避免致动器的迁移电流的同时通信时间也不增加的电力线通信装置。
用于解决问题的方案
为了解决上述问题，如果示出本发明的代表性的一个例子，则在驱动由电力线供给电力的负载的负载驱动系统中，该负载驱动系统具备：控制部，其控制上述电力线与上述负载之间的开关；通信部，其利用上述电力线的电压和电流来进行通信，其中，上述控制部在进行上述开关的情况下，根据上述开关所引起的上述电力线的电流的迁移期间的宽度，以上述迁移期间远离相当于通过上述通信部进行通信的符号的期间的中心的方式控制进行上述开关的定时。
发明效果
根据本发明的一个方式，在持续地通过电力线从上级站进行供电的同时，各从站自律地控制开关的时刻使得在不妨碍在电力线上进行的通信的期间产生伴随着本站的致动器的开关的迁移电流，因此能够没有因从站个数的增加造成的通信速度的降低地低成本地构成连接了多个致动器的电力线通信网络。根据以下的实施方式的说明能够了解上述以外的问题、结构以及效果。
附图说明
图1是表示本发明的实施例1的具备电力线通信装置的致动器和电力线通信装置的整体结构例的框图。
图2是表示本发明的实施例1的从致动器从站向控制站的上行通信动作、开关定时调整动作时的各部的波形和动作定时的时序图。
图3是表示本发明的实施例1的逆变器和致动器的结构例子的说明图。
图4是本发明的实施例1的过电压保护电路的电流电压特性的说明图。
图5是表示本发明的实施例1的从控制站向从站的下行通信时的动作的时序图。
图6是表示本发明的实施例2的迁移期间推定器的结构例子的框图。
图7是表示本发明的实施例2的定时调整器的结构例子的框图。
图8是表示本发明的实施例2的定时调整器的动作定时的时序图。
图9是表示本发明的实施例3的迁移期间推定器的结构例子的框图。
图10是表示本发明的实施例4的迁移期间推定器的结构例子的框图。
图11是表示本发明的实施例5的致动器从站的结构例子的框图。
具体实施方式
作为实施方式，通过几个实施例，公开了具备电力线通信装置的致动器和电力线通信装置。具备电力线通信装置的致动器具备：迁移期间推定部，其根据流过致动器的电流值，计算由于对致动器进行的下一次开关而在电力线上产生的迁移电流的时间宽度。另外，具备：定时控制部，其根据噪声宽度推定值，调节向对致动器进行开关的逆变器的驱动脉冲的相位与电力线上的通信时钟周期的相位的差。
伴随着致动器的开关，电力线上的电流波形在刚刚进行开关后在某期间内发生迁移。另外，同时电力线上的电压也变得紊乱。该迁移是否造成通信错误取决于产生迁移电流的定时。在控制站/从站双方的接收电路中，存在对通信符号(symbol)的值进行采样并判定的定时，但如果在该定时产生迁移电流，则其被认为是较大的噪声，因此产生错误，如果没有则不产生错误。由符号率决定的通信符号期间中的从期间的中心偏离的端部的定时不用于采样，因此通过与迁移期间宽度对应地比通信符号边界早地进行致动器的开关使得在通信符号之间的边界的定时产生迁移，能够使通信错误的发生最小化。
根据以上的结构，在持续进行来自电力线的供电的状况下，能够进行致动器的开关的同时，还实现使用了电力线的通信。
实施例1
图1是本发明的实施例1的具备电力线通信装置的致动器和电力线通信装置的整体结构例子的框图。
电子控制装置具备ECU(Electronic Control Unit：电子控制单元)101、具备直流电源201的ECU侧控制站2、电力线总线301、致动器从站4。致动器从站4单独或多个地与电力线总线301连接。ECU1和致动器从站4通过ECU侧控制站2和电力线总线301进行数据的收发。作为通信的基本方式，在从从站4向控制站2的上行通信中使用利用了电流的基带通信，在从控制站2向从站4的下行通信中使用利用了电压的基带通信。通过电流进行上行通信是因为：控制站2作为直流电源而动作，因此从电力线301看的阻抗(impedance)低，难以将电压信号从从站4发送到控制站2。
ECU侧控制站2具备直流电源201、电压调制器202、电流解调器203、以及通信电路204。通信电路204与ECU101进行收发数据的交换，进行与致动器从站4的通信数据的编码/解码以及通信协议控制。具体地说，通信电路204将向致动器从站4的发送数据TXecu传递到电压调制器202，从电流解调器203接受接收数据RXecu。
电压调制器202由编码器(省略图示)和电压调节器(省略图示)构成，编码器将发送数据TXecu变换为预定的比特率的曼彻斯特编码(Manchester code)，可变电压调节器按照预定的振幅使直流电源201的电压下降，并供给到电力线301，由此生成下行通信信号。
电流解调器203由解码器(省略图示)和电流检测器(省略图示)构成，电流检测器观测流过电力线301的电流波形IBUS，由此获得从站4发出的上行通信电流信号，解码器识别接收数据，作为RXecu向通信电路204送出。
致动器从站4具备：致动器409；过电压保护电路401，其从过大的总线电压VBUS保护电路；电压解调器402，其用于接收来自控制站2的下行通信电压信号；电流调制器403，其用于相反地发出上行通信电流信号；通信电路404，其控制通信协议；致动器控制电路405，其用于依照来自ECU101的指令控制致动器；逆变器(inverter)408，其驱动致动器；迁移期间推定器406，其事先推定因逆变器对致动器的开关造成的电力线上的迁移电流的产生期间宽度；以及定时调整器407，其调整逆变器的开关定时。
另外，为了提高通信波形质量，可以将阻抗匹配用的总线终端电阻302、以及DC阻塞电容(blocking capacity)303安装在电力线的终端上。该终端电阻也可以内置于致动器中。
图2是表示本发明的实施例1的从致动器从站4向控制站2的上行通信动作以及开关定时调整动作时的各部的波形和动作定时的时序图。
首先，与通信时钟CLK和发送数据TXa对应地，电流调制器403使电流信号ITX在电力线上流过。在此，作为传送路径编码使用曼彻斯特编码。在曼彻斯特编码中，将1个符号分为前半和后半的2个期间，用前半和后半的电平值的差表现比特值，因此即使向在ECU侧接收到的电流值附加未知的偏移(offset)，也能够判定比特值。通信时钟CLK以控制站的内部时钟为主而在全部的从站中同步，将在后面详细说明，但通过从控制站向从站发送同步信号，能够实现同步。
在控制致动器的控制电路405向逆变器408请求了开关时，开关信号PWM1产生迁移。如果不对其进行任何控制地直接输入到逆变器，则逆变器会在该定时对致动器进行开关，逆变器从电力线引入的电流IINV台阶状地变化ΔI。该ΔI的值为流过感应性的致动器的电流值。
图3是表示本发明的实施例1的逆变器408和致动器409的结构例子的说明图。
逆变器408由P型MOSFET4083、N型MOSFET4084、驱动它们的驱动器4081和4082构成。逆变器408根据从开关定时调整器407供给的开关信号，排他地将2个MOSFET设为接通(ON)，由此向致动器409施加矩形波状的电压。致动器409由应该施加电压的电动部4091、流过致动器409的电流的电流值检测单元4092和4093构成。作为信号S1而取得致动器409的电流值，在控制电路405中用于致动器409的控制。流过致动器409的电流也是逆变器的输出电流，因此也可以将电流值检测单元4092等设置在逆变器内部。
在逆变器从电力线阶梯状地引入ΔI的电流时，由于具备电源的控制站和从站之间的电力线所具有的电感，电力线电流IBUS无法马上增加ΔI。因此，在ΔI为正时，从站侧电力线电压VBUS降低，通过过电压保护电路被钳位在某下限电压V1的基础上，从过电压保护电路供给电流。相反，在ΔI为负时，VBUS被钳位在过电压保护电路的上限电压Vh。
图4是本发明的实施例1的过电压保护电路的电流电压特性的说明图。
过电压保护电路具有图4所示的电流电压特性即可，作为例子，可以由顺方向电压为VL、击穿电压为VH的齐纳二极管构成。
如果VBUS成为VL或VH，则向电力线施加电压VECU-VL或VH-VECU，电力线电流IBUS增加或减少。该迁移在IBUS增加ΔI时结束。在迁移期间τ的期间，IBUS急剧变化，因此如果该期间跨过位于电流信号ITX的符号中心的前后半的电平变化的定时，则控制站无法正确地判别前后半的电平差。因此，为了使迁移期间从符号(symbol)中心远离，定时调整器407调整开关的定时(具体地说，使其延迟)，使得迁移电流避开符号中心而在符号边界产生。
定时调整器407推定迁移期间τ，输出调整了开关信号PWM1的定时后的PWM2，使得迁移电流在符号边界产生。为了使迁移的期间尽量从符号中心远离，使迁移期间的中心定时与符号边界一致即可，在本实施例中，进行定时调整，使得在比比特边界早τ/2的定时进行开关。
迁移期间的中心越是从符号边界远离，则该迁移期间的前或后的某个符号的判别的余量(margin)越小。即，迁移期间的中心越是接近符号边界，则符号的判别的余量越大，如果迁移期间的中心与符号边界一致，则余量最大。因此，定时调整器407进行定时调整，使得迁移期间的中心定时接近符号边界(理想的是使其一致)。但是，例如在迁移期间比相当于各符号的期间充分小的情况等能够确保充分的余量的情况下，也可以不一定使迁移期间的中心定时与符号边界一致。即，定时调整器407调整开关信号PWM1的定时使得迁移期间从符号中心充分远离即可。
迁移期间τ是完全未知的值，能够根据从站能够观测到的参数预测。电流IBUS的时间变化率与施加到电力线的电压值成正比，与电力线的电感值成反比。因此，如果认为电感值为不随时间变化的固定值，则能够根据VECU、VL或VH、以及ΔI(＝S1)计算/推定电流迁移的期间宽度τ
图2的IBUS表示控制站通过电流解调器203检测的电力线电流波形。控制站2和从站4之间的通信时钟预先被同步，因此可以只关注于符号中心的定时地读取电平变化，根据变化的方向将曼彻斯特编码解码为RXecu。
图5是表示本发明的实施例1的从控制站2向从站4的下行通信时的动作的时序图。
在下行通信中，进行使用了电压调制器202的电压通信。与上行通信同样地，对传送路径编码使用了曼彻斯特编码。
在下行通信中，在开始通信之前，控制站2连续地向从站4发送比特1，由此使从站4具有的通信时钟与控制站2的通信时钟同步。通过定期地进行该时钟同步时序，始终在控制站2和从站4之间保持时钟同步。
按照与致动器409进行开关相同的期间宽度τ，将从站侧的接收电压VBUS限幅(clipping)为VL或VH，但由于定时调整器407的存在，编码的解调所需要的符号中心的电平变化的部分不受到限幅的影响，能够没有通信错误地进行接收。
接着，说明取得迁移期间τ的方法。致动器从站4可以根据因过去进行的一次以上的开关产生的迁移期间的实测值、进行这些开关时的电力线的电压和致动器的电流，确定电力线的电压、致动器的电流和迁移期间τ之间的关系，在要进行这些开关时，对测量出的电力线的电压和致动器的电流应用上述确定的关系，由此计算(预测)因此后要进行的开关产生的迁移期间τ。
具体地说，致动器从站4根据因过去的多次开关产生的迁移期间τ的实测值、进行这些开关时的电力线的电压和致动器的电流，确定根据电力线的电压和致动器的电流计算迁移期间τ的计算公式的常数的平均值，将在此后要进行开关时测量出的电力线的电压和致动器的电流、上述确定的常数应用于计算公式，由此计算因此后要进行的开关产生的迁移期间τ。将在后面作为实施例2说明这样的方法的详细内容。
或者，致动器从站4也可以通过将在此后要进行开关时测量出的电力线的电压和致动器的电流应用于包含预定的常数的计算公式，而计算因该此后要进行的开关产生的迁移期间τ，然后，根据进行该开关后的迁移期间τ的实测值与计算出的迁移期间τ的差，变更上述常数使得该差变小。将在后面作为实施例3说明这样的方法的详细内容。
或者，也可以代替根据上述那样的方法在每次进行开关时计算迁移期间τ，致动器从站4将电力线的电压和致动器的电流和与它们对应的迁移期间τ的多组例如保存为表，在此后要进行开关时，读出与测量出的电力线的电压和致动器的电流对应的迁移期间τ。将在后面作为实施例4说明这样的方法的详细内容。
实施例2
接着，说明本发明的实施例2。除了以下说明的不同点以外，实施例2的系统的各部具有与图1～图5所示的实施例1的附加了相同附图标记的各部相同的功能，因此省略它们的说明。
图6是表示本发明的实施例2的迁移期间推定器406的结构例子的框图。
迁移期间推定器406的目的在于：在开关前，推定在逆变器408进行的致动器开关后产生的迁移电流的期间宽度τ。利用τ与电流变动宽度ΔI成正比而与电位差VECU-VBUS成反比的情况，图6所示的迁移期间推定器406通过实测所产生的迁移宽度和这时的电流/电压值，计算比例常数k，根据k和电流/电压值计算出下一次开关时的τ。
迁移期间推定器406由测定τ的迁移期间测定部、计算k的参数抽出部、计算下一次开关的迁移期间宽度τ的下次迁移期间计算部这大致3个部分构成。
在迁移期间测定部中，通过由比较器601进行VBUS与基准电压VthH以及VthL的大小比较，检测出VBUS被钳位为VH或VL的情况。电压保护电路401的钳位电压VH、VL是设计电路时决定的参数，因此将用于检测VBUS达到钳位电压的阈值VthH和VthL作为常数提供给比较器601和602。将比VH稍低的电压设定为阈值VthH，将比VL稍高的电压设定为阈值VthL，由此迁移期间测定部能够判定出在VBUS比VthH高的情况和比VthL低的情况下VBUS分别达到了VH和VL(即钳位电压)。迁移期间测定部具备按照比迁移期间τ短的周期振荡的振荡器(oscillator)621，利用AND门603、计时器604、以及计时器605，将VBUS钳位而电流产生迁移的时间、即将τ变换为数字值。
接着，参数抽出部是计算比例常数k的模块。在参数抽出部中，由边沿检测器(edgedetector)609检测开关信号PWM1的上升沿或下降沿，输出单触发脉冲(one shot pulse)。PWM1的边沿的定时是逆变器刚刚对致动器进行开关前的定时，通过锁存器(latch)612和613取得这时计算迁移期间τ所需要的VECU＝VBUS和ΔI＝S1。
边沿方向判定器608判定PWM1的边沿是上升还是下降，根据与该判定结果控制选择器607和606。在PWM1的边沿为上升时，逆变器408的电流IINV上升，VBUS被钳位到VL，因此选择器606输出计时器605所输出的τ的值，选择器607输出VL的值。相反，在PWM1的边沿为下降时，选择器606输出计时器604所输出的τ的值，选择器607输出VH的值。此外，根据逆变器的结构，PWM1的边沿的方向与IINV的极性的关系为相反。
比例常数计算器610根据通过加法器611计算出的开关时施加到控制站2和从站4之间的电力线上的电压V、电流变化量I＝ΔI、开关后产生的电流的迁移期间宽度τ，进行公式(1)所示的运算，计算出比例常数k。
[公式1]
另外，在所测定的V、I、τ的值中包含电力线上的噪声、测定上的噪声，根据一次开关的结果计算出的k的值产生偏差。因此，参数抽出部以消除该噪声的影响而提高k的精度为目的，具备：平均化器614，其取得多次的k的值，进行平均化处理。
下次迁移期间计算部具备τ计算器615。τ计算器615接受开关信号PWM1的边沿定时时的V、I、参数抽出部输出的k的平均值，根据公式(2)计算并输出PWM1的该边沿驱动逆变器而对致动器进行开关时的迁移电流期间宽度τnext。
[公式2]
图7是表示本发明的实施例2的定时调整器407的结构例子的框图。另外，图8是表示本发明的实施例2的定时调整器407的动作定时的时序图。
计时器4071对从迁移期间推定部发送的振荡器621的时钟LO进行递增计数，每次通信时钟CLK每次上升时复位为0。锁存器4072对CLK上升时的计时器输出S4071进行锁存，由此取得计时器的每个通信时钟的最高值S4072。加法器4074将通过减法器4073从作为锯齿波的峰值的S4072减去τnext的1/2所得的值S4073输出到比较器4075。
比较器4075对锯齿波状的S4071和S4073进行比较，在S4073高于S4071的定时，S4074上升，触发锁存器4076。通过以上的结构，在比通信时钟CLK早τnext/2的定时锁存PWM1，输出重新定时了的开关信号PWM2。
实施例3
接着，说明本发明的实施例3。除了以下说明的不同点以外，实施例3的系统的各部具有与图1～图8所示的实施例1和实施例2的附加了相同附图标记的各部相同的功能，因此省略它们的说明。
图9是表示本发明的实施例3的迁移期间推定器406的结构例子的框图。
在图9的结构例子中，在参数抽出部中，不是根据τ、V、I的关系式计算比例常数k，而是对τ的实测值和使用了k的推定值进行比较，并进行反馈使得误差最小化，由此确定比例常数k。在本实施例的结构中，不需要进行比例常数计时器610所需要的I的除法计算，与实施例2相比，能够缩小电路规模和计算时间。
此外，如后述那样，本实施例的τ计算器615根据公式(3)计算τnext，该公式(3)包含除法计算。但是，在控制站2供给的电压即VECU是固定值或已知的情况下，位于分母的V为固定值，能够代入比例常数k，因此τ计算器615也可以不具备除法器。
但是，在本实施例中，与上述的实施例2不同，必须在k收敛为最佳值之前进行几次开关。作为对策，可以由控制站或从站预先判断最佳值而作为k的初始值，而使收敛时间提前。
说明本实施例的参数抽出部。误差放大器617将选择器606输出的迁移期间宽度的实测值τ与通过锁存器616保存的该τ的推定值τnext的差值作为误差而输出。加法器618和锁存器619构成累加器，将k保存为累计值。如果推定τ比实测τ小则使k增加，相反如果大则使k减少，由此学习能够计算出误差较小的τ的k。
本实施例的下次迁移期间计算部的τ计算器615使用参数抽出部学习的k的值，根据公式(3)计算τnext。
[公式3]
实施例4
接着，说明本发明的实施例4。除了以下说明的不同点以外，实施例4的系统的各部具有与图1～图9所示的实施例1～实施例3的附加了相同附图标记的各部相同的功能，因此省略它们的说明。
图10是表示本发明的实施例4的迁移期间推定器406的结构例子的框图。
实施例4的迁移期间推定器406不具备实施例2和实施例3的迁移期间推定器406所具备的参数抽出部和下次迁移期间计算部，而代替它们具备表制作/参照部。在本实施例中，不存在比例常数k的概念。在表620中，针对逆变器的每个边沿方向，将刚刚进行开关前的从站侧电力线电压值VBUS和致动器电流S1、由于紧接的开关而产生的迁移电流期间宽度τ的推定值的表保存在致动器从站4的存储器中，在每次开关时读出存储器，来输出τnext。
通过在事先的测试模式下施加电压和电流，测定与各个电压和电流对应的τ，来制作保存在存储器中的表。与实施例3同样地，在电力线电压固定或已知的情况下，也可以不针对V、I、τ这三个，而是针对I、τ这2个，存储保存在存储器中的参数，由此也能够削减存储量。
在本实施例中，电流/电压与迁移时间的关系不具有线性模型，因此能够比实施例2和实施例3更高精度地推定τ。如上述那样，可以由从站在测试模式下制作表，但在从站在电力线上的安装位置确定了的情况下，也可以作为ROM具备预先已制作的表，在该情况下，不需要迁移期间测定部。
实施例5
接着，说明本发明的实施例5。除了以下说明的不同点以外，实施例5的系统的各部具有与图1～图10所示的实施例1～实施例4的附加了相同附图标记的各部相同的功能，因此省略它们的说明。
图11是表示本发明的实施例5的致动器从站4的结构例子的框图。
本实施例与实施例1的不同点在于：将过电压保护电路401置换为过电压保护/电流检测器412，迁移期间推定器406能够检测流过过电压保护/电流检测器412的电流S2。在实施例1所示的根据VBUS测定τ的结构中，如实施例2～4的迁移期间测定部所示，为了检测VBUS成为钳位电压VL或VH的情况，需要准备比VL稍高的电压VthL和比VH稍低的电压VthH作为阈值。但是，为此产生了VL和VH必须是已知的限制，使设计的自由度变窄。如图2的定时图所示那样，总线电流的迁移期间也是电流流过过电压保护电路401的期间，因此通过检测该电流ICLAMP的有无，能够测定τ。因此，在本实施例中，在迁移期间宽度τ的测定中使用ICLAMP。本实施例的迁移期间推定器406的迁移期间测定部完全不观测VBUS而是观测ICLAMP，比较器601和602只判定其正负。例如也可以设定充分小的阈值，在ICLAMP的绝对值比该阈值大的情况下，判定为有ICLAMP。其中，在作为电流检测器向过电压保护电路插入了电阻的情况下，过电压保护电路的电阻变高，在流过浪涌电流时无法抑制电压的上升，但在实施例1中并不产生那样的问题。
上述实施例1～实施例5所示的致动器是负载的一个例子，图1等所示的系统是驱动负载的系统的一个例子。本发明并不限于致动器，能够应用于通过对来自电力线的电力供给进行开关而驱动的任意种类的负载。
此外，本发明并不限于上述实施例，包含各种变形例子。例如，为了更好地理解本发明而详细说明了上述实施例，并不一定限于具备说明的全部结构。另外，可以将某实施例的结构的一部分置换为其他实施例的结构，另外可以向某实施例的结构追加其他实施例的结构。另外，可以对各实施例的结构的一部分进行其他结构的追加、删除、置换。
另外，例如也可以通过用集成电路进行设计等，用硬件实现上述各结构、功能、处理部、处理单元等的一部分或全部。另外，也可以通过由处理器解释、执行实现各个功能的程序，而用软件实现上述各结构、功能等。可以将实现各功能的程序、表、文件等信息存储在非易失性存储器、硬盘驱动器、SSD(固态驱动器)等存储设备、或IC卡、SD卡、DVD等计算机可读取的非临时的数据存储介质中。
另外，表示出认为是说明上必要的控制线和信息线，在产品上并不一定限于表示出全部的控制线和信息线。

Claims (11)

1.一种负载驱动系统，其驱动由电力线供给电力的负载，其特征在于，该负载驱动系统具备：
控制部，其控制上述电力线与上述负载之间的开关；以及
通信部，其利用上述电力线的电压和电流来进行通信，
上述控制部在进行上述开关的情况下，根据上述开关所引起的上述电力线的电流的迁移期间的宽度，以上述迁移期间远离相当于通过上述通信部进行通信的符号的期间的中心的方式控制进行上述开关的定时。
2.根据权利要求1所述的负载驱动系统，其特征在于，
上述通信部将通过相当于各符号的期间的前半段和后半段的上述电力线的电压与电流的电平差来表现的值作为上述各符号的值进行通信，
上述控制部以上述迁移期间的中心接近相当于相邻的2个符号的期间的边界的方式使进行上述开关的定时延迟，由此控制进行上述开关的定时。
3.根据权利要求1所述的负载驱动系统，其特征在于，
上述控制部在进行上述开关的情况下，根据测量出的上述电力线的电压和上述负载的电流，计算上述迁移期间的宽度。
4.根据权利要求3所述的负载驱动系统，其特征在于，
上述控制部根据过去的一次以上的上述开关所引起的上述迁移期间的宽度的实测值、进行上述过去的一次以上的开关时的上述电力线的电压和上述负载的电流，确定上述电力线的电压、上述负载的电流、上述迁移期间的宽度之间的关系，
上述控制部根据所确定的上述关系、测量出的上述电力线的电压和上述负载的电流，计算上述开关所引起的上述迁移期间的宽度。
5.根据权利要求4所述的负载驱动系统，其特征在于，
上述控制部根据过去的多次的上述开关所引起的上述迁移期间的宽度的实测值、进行上述过去的多次的开关时的上述电力线的电压和上述负载的电流，确定根据上述电力线的电压和上述负载的电流计算上述迁移期间的宽度的计算公式的常数的平均值，
上述控制部通过将所确定的上述常数的平均值、测量出的上述电力线的电压和上述负载的电流应用于上述计算公式，来计算上述开关所引起的上述迁移期间的宽度。
6.根据权利要求4所述的负载驱动系统，其特征在于，
上述控制部通过将测量出的上述电力线的电压和上述负载的电流应用于包含预定的常数的计算公式，来计算上述开关所引起的上述迁移期间的宽度，
上述控制部根据计算出的上述迁移期间的宽度与进行上述开关后产生的上述迁移期间的宽度的实测值的差，以上述差变小的方式变更上述常数。
7.根据权利要求1所述的负载驱动系统，其特征在于，
上述负载驱动系统还具备：存储部，其保存上述电力线的电压、上述负载的电流、与它们对应的上述迁移期间的宽度的多个组，
上述控制部在进行上述开关的情况下，从上述存储部读出与测量出的上述电力线的电压和测量出的上述负载的电流对应的上述迁移期间的宽度。
8.根据权利要求7所述的负载驱动系统，其特征在于，
上述控制部根据过去的多次的上述开关所引起的上述迁移期间的宽度的实测值、进行上述过去的多次的开关时的上述电力线的电压和上述负载的电流，确定上述电力线的电压、上述负载的电流、与它们对应的上述迁移期间的宽度的多个组，并存储到上述存储部中。
9.根据权利要求4所述的负载驱动系统，其特征在于，
上述负载驱动系统还具备：过电压保护部，其将上述电力线的电压限制在从预定的下限值到预定的上限值的范围内，
上述控制部取得判定为上述电力线的电压达到上述上限值的期间的宽度、以及判定为上述电力线的电压达到上述下限值的期间的宽度作为上述迁移期间的宽度的实测值。
10.根据权利要求4所述的负载驱动系统，其特征在于，
上述负载驱动系统还具备：过电压保护部，其将上述电力线的电压限制在从预定的下限值到预定的上限值的范围内，
上述控制部取得电流流过上述过电压保护部的期间的宽度作为上述迁移期间的宽度的实测值。
11.一种负载驱动方法，负载驱动系统驱动由电力线供给电力的负载，其特征在于，
上述负载驱动系统具备：控制部，其控制上述电力线与上述负载之间的开关；以及通信部，其利用上述电力线的电压和电流进行通信，
上述负载驱动方法包括：
上述控制部在进行上述开关的情况下，取得上述开关所引起的上述电力线的电流的迁移期间的宽度的步骤；以及
根据所取得的上述迁移期间的宽度，以上述迁移期间远离相当于通过上述通信部进行通信的符号的期间的中心的方式控制进行上述开关的定时的步骤。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018206927A1 (de) 2018-05-04 2019-11-07 Robert Bosch Gmbh Schaltung für ein Bussystem und Verfahren zum Betreiben einer Schaltung
CN111404581B (zh) * 2020-03-24 2021-10-29 佳源科技有限公司 高速可靠的物联网电力宽带载波hplc系统
EP4156532A1 (en) * 2020-06-29 2023-03-29 Google LLC Enhanced edge detect power line communication

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004241998A (ja) * 2003-02-05 2004-08-26 Yazaki Corp 車両用電源重畳多重通信装置及び車両用電源重畳多重通信方法
JP2006109147A (ja) * 2004-10-06 2006-04-20 Canon Inc 電力線通信装置およびその制御方法
CN102577148A (zh) * 2009-09-30 2012-07-11 松下电器产业株式会社 直流电力线通信系统及直流电力线通信装置
EP2804356A1 (en) * 2012-01-09 2014-11-19 Huawei Technologies Co., Ltd. Method and apparatus for random access in communication system
CN105900157A (zh) * 2014-06-30 2016-08-24 崔创骏 利用h桥电路的直流电力线通信控制装置

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0932959B1 (en) * 1996-10-21 2002-04-10 Serconet Ltd. Distributed serial control system
JP2004096600A (ja) * 2002-09-03 2004-03-25 Yazaki Corp 車両用電源重畳多重通信装置
JP4918998B2 (ja) 2006-05-10 2012-04-18 株式会社デンソー 通信装置
GB0706422D0 (en) * 2007-04-02 2007-05-09 Stfc Science & Technology Communication over a DC power line
JP2010213022A (ja) 2009-03-11 2010-09-24 Nissan Motor Co Ltd 電力線通信装置
JP5443447B2 (ja) * 2011-07-21 2014-03-19 株式会社日本自動車部品総合研究所 車両用電力線通信システムおよび送信機
JP6017177B2 (ja) * 2012-05-07 2016-10-26 ルネサスエレクトロニクス株式会社 電力線搬送送信装置、及び通信システム
DE102015222546A1 (de) * 2015-11-16 2017-05-18 Robert Bosch Gmbh Vorrichtungen und Verfahren zur Übertragung eines Kommunikationssignals und von elektrischer Leistung zwischen zwei Teilnehmerstationen eines Bussystems
US10498395B2 (en) * 2016-01-04 2019-12-03 Hitachi Automotive Systems, Ltd. Power line communication apparatus and electronic control apparatus including power line communication apparatus

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004241998A (ja) * 2003-02-05 2004-08-26 Yazaki Corp 車両用電源重畳多重通信装置及び車両用電源重畳多重通信方法
JP2006109147A (ja) * 2004-10-06 2006-04-20 Canon Inc 電力線通信装置およびその制御方法
CN102577148A (zh) * 2009-09-30 2012-07-11 松下电器产业株式会社 直流电力线通信系统及直流电力线通信装置
EP2804356A1 (en) * 2012-01-09 2014-11-19 Huawei Technologies Co., Ltd. Method and apparatus for random access in communication system
CN105900157A (zh) * 2014-06-30 2016-08-24 崔创骏 利用h桥电路的直流电力线通信控制装置

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