-
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Energieleitungskommunikationssystem, in dem mehrere Kommunikationsknoten unter Verwendung einer Energieleitung miteinander kommunizieren.
-
In einem Energieleitungskommunikationssystem, das sich in einem Fahrzeug befindet, wird ein Hochfrequenzsignal auf einer Energieleitung, die mit einer fahrzeuginternen Batterie gekoppelt ist, so überlagert, dass eine Kommunikation zwischen mehreren Knoten wie beispielsweise einer elektronischen Steuereinheit (electronic control unit, ECU), die sich an verschiedenen Teilen befinden, durchgeführt wird.
JP 2008 -
244 701 A (entspricht
US 2010 / 0 111 201 A1 offenbart ein Energieleitungskommunikationssystem, das einen Gegentaktfilter (balanced filter) beinhaltet, um so einen symmetrischen Zustand einer Signalleitung, die mit einer Energieleitung gekoppelt ist, beizubehalten, und um eine Übertragung eines Hochfrequenzsignals an eine Batterie zu begrenzen.
-
Jedoch in einem Fall, in dem ein großer Strom einem Abschnitt zur Verfügung gestellt wird, in dem eine Energieleitungskommunikation durchgeführt wird, muss eine Dimension eines Elements zum Ausbilden des Gegentaktfilters gemäß dem Strom groß sein. Somit können Ausmaß, Kosten und Gewicht erhöht sein.
-
Des Weiteren wird auf die
JP 2000 -
298 745 A verwiesen, die Powerline Kommunikation in Fahrzeugen beschreibt.
-
In Hinblick auf vorstehende Probleme ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Energieleitungskommunikationssystem zur Verfügung zu stellen, das einen Einfluss eines Hochfrequenzsignals auf einen Abschnitt, in dem Energieleitungskommunikation nicht durchgeführt wird, begrenzen kann.
-
Ein Energieleitungskommunikationssystem gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung beinhaltet mehrere Kommunikationsknoten, eine Kommunikationsleitung, eine erste Gleichstromenergieleitung, eine zweite Gleichstromenergieleitung, einen ersten Kondensator und einen zweiten Kondensator. Die Kommunikationsleitung koppelt die mehreren Kommunikationsknoten. Die Kommunikationsleitung ist durch eine symmetrische Leitung, die eine erste Kommunikationsleitung und eine zweite Kommunikationsleitung beinhaltet, ausgebildet. Die erste Gleichstromenergieleitung koppelt einen ersten Verbindungspunkt der ersten Kommunikationsleitung mit einem positiven Anschluss einer Batterie. Die zweite Gleichstromenergieleitung koppelt einen zweiten Verbindungspunkt der zweiten Kommunikationsleitung mit dem positiven Anschluss der Batterie. Der erste Kondensator ist zwischen der ersten Gleichstromenergieleitung und der Masse gekoppelt. Der zweite Kondensator ist zwischen der zweiten Gleichstromenergieleitung und der Masse gekoppelt. Die mehreren Kommunikationsknoten kommunizieren miteinander durch Überlagern eines Hochfrequenzsignals mit einer Wellenlänge λ auf die Kommunikationsleitung. Der erste Kondensator ist mit der ersten Gleichstromenergieleitung an einer Position gekoppelt, bei der eine Leitungslänge ausgehend vom ersten Verbindungspunkt (n * λ/2 + λ/4) ist, wobei n eine natürliche Zahl einschließlich null ist. Der zweite Kondensator ist mit der zweiten Gleichstromenergieleitung an einer Position gekoppelt, bei der eine Leitungslänge ausgehend vom zweiten Verbindungspunkt (n * λ/2 + λ/4) ist.
-
In dem Energieleitungskommunikationssystem gemäß dem ersten Aspekt kann der Einfluss des Hochfrequenzsignals auf die Batterie oder die Last mit einer einfachen Struktur begrenzt werden.
-
Ein Energieleitungskommunikationssystem gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung beinhaltet mehrere Kommunikationsknoten, eine Kommunikationsleitung, eine erste Gleichstromenergieleitung, eine zweite Gleichstromenergieleitung und einen Kondensator. Die Kommunikationsleitung koppelt die Kommunikationsknoten. Die Kommunikationsleitung ist durch eine symmetrische Leitung, die eine erste Kommunikationsleitung und eine zweite Kommunikationsleitung beinhaltet, ausgebildet. Die erste Gleichstromenergieleitung koppelt einen ersten Verbindungspunkt der ersten Kommunikationsleitung mit einem positiven Anschluss einer Batterie. Die zweite Gleichstromenergieleitung koppelt einen zweiten Verbindungspunkt der zweiten Kommunikationsleitung mit dem positiven Anschluss der Batterie. Der Kondensator ist zwischen der ersten Gleichstromenergieleitung und der zweiten Gleichstromenergieleitung gekoppelt. Die Kommunikationsknoten kommunizieren miteinander durch Überlagern eines Hochfrequenzsignals mit einer Wellenlänge λ auf die Kommunikationsleitung. Der Kondensator ist mit der ersten Gleichstromenergieleitung an einer Position gekoppelt, bei der eine Leitungslänge ausgehend vom ersten Verbindungspunkt (n * λ/2 + λ/4) ist, wobei n eine natürliche Zahl einschließlich null ist. Der Kondensator ist mit der zweiten Gleichstromenergieleitung an einer Position gekoppelt, bei der eine Leitungslänge ausgehend vom zweiten Verbindungspunkt (n * λ/2 + λ/4) ist.
-
In dem Energieleitungskommunikationssystem gemäß dem zweiten Aspekt kann der Einfluss des Hochfrequenzsignals auf die Batterie oder die Last mit einer einfachen Struktur begrenzt werden.
-
Weitere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachstehenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen in Zusammenschau mit den Figuren ersichtlich.
-
Es zeigen:
- 1 eine Darstellung einer ersten Ausgestaltung eines Energieleitungskommunikationssystems;
- 2 eine Darstellung eines experimentellen Systems gemäß der ersten Ausgestaltung;
- 3A eine Darstellung eines Beispiels eines Energieleitungskommunikationssystems unter Verwendung des in 2 dargestellten experimentellen Systems, und 3B eine Darstellung eines Vergleichsbeispiels eines Energieleitungskommunikationssystems;
- 4A einen Graphen, der Durchlasscharakteristika S21 darstellt, wenn eine Kapazität eines Kondensators 22000 pF ist, 4B einen Graphen, der Durchlasscharakteristika S21 darstellt, wenn die Kapazität des Kondensators von 100 pF auf 100 µF geändert wird;
- 5 eine Darstellung einer zweiten Ausgestaltung eines Energieleitungskommunikationssystems;
- 6 eine Darstellung eines experimentellen Systems gemäß der zweiten Ausgestaltung;
- 7 einen Graphen, der Durchlasscharakteristika S21 des experimentellen Systems gemäß der ersten Ausgestaltung (VIIB) und des experimentellen Systems gemäß der zweiten Ausgestaltung (VIIA) darstellt;
- 8 eine Darstellung eines Energieleitungskommunikationssystems gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
- 9 eine Darstellung eines Energieleitungskommunikationssystems gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
- 10 eine Darstellung eines experimentellen Systems gemäß einer dritten Ausgestaltung;
- 11 einen Graphen, der eine Durchlasscharakteristik S21 des in 10 dargestellten experimentellen Systems darstellt; und
- 12 eine Darstellung einer vierten Ausgestaltung eines Energieleitungskommunikationssystems.
-
Nachfolgend sind neben Ausführungsformen der Erfindung auch Ausgestaltungen beschrieben, die nicht Teil der Erfindung sind, jedoch zum besseren Verständnis der Erfindung dienen.
-
Eine erste Ausgestaltung eines Energieleitungskommunikationssystems wird mit Bezug auf 1 bis 4B erläutert. Das Energieleitungskommunikationssystem kann beispielsweise in einem Fahrzeug eingerichtet sein. Das Energieleitungskommunikationssystem beinhaltet zwei elektronische Steuereinheiten (electronic control units, ECUs) 1 und 2, eine Kommunikationsleitung 3, eine Batterie 4 und eine Energieleitung 5. Sowohl die ECU 1 als auch die ECU 2 kann als Kommunikationsknoten agieren. Die Batterie kann als eine Stromquelle (Energiequelle) agieren. Die Energieleitung 5 kann als eine Gleichstromenergieleitung agieren. Die ECU 1 und die ECU 2 sind mitteinander mittels der Kommunikationsleitung 3 gekoppelt. Ein positiver Anschluss der Batterie 4 ist mit einem Verbindungspunkt 6 der Kommunikationsleitung 3 mittels der Energieleitung 5 gekoppelt. Ein Block, der die ECU 1 und die ECU 2 beinhaltet, die mittels der Kommunikationsleitung verbunden sind, wird als ein Energieleitungskommunikationsblock 7 bezeichnet. Ein Block, der die Batterie 4 beinhaltet, wird als Nicht-Energieleitungskommunikationsblock 8 bezeichnet.
-
In dem Energieleitungskommunikationsblock 7, führen die ECU 1 und die ECU 2 Zwei-Wege-Kommunikation mittels der Kommunikationsleitung 3 durch. Jede der ECU 1 und der ECU 2 wird aktiviert, in dem ihnen eine Stromquellenspannung +B (beispielsweise 12 V) von der Batterie 4 mittels der Kommunikationsleitung zur Verfügung gestellt wird. Sowohl die ECU 1 als auch die ECU 2 verringert die Stromquellenspannung soweit, wie es für eine für einen internen Schaltkreis angemessene Spannung nötig ist. Kommunikationstreiber (nicht dargestellt) in der ECU 1 und der ECU 2 übertragen ein Kommunikationssignal, indem sie ein Hochfrequenzsignal eines beispielsweise 30 Mhz Bandes dem Strom (der Energie) überlagern, der der Kommunikationsleitung 3 zur Verfügung gestellt wird.
-
Im vorliegenden Fall ist es notwendig, einen Einfluss der Kommunikation mit dem Hochfrequenzsignal, die in dem Energieleitungskommunikationsblock 7 durchgeführt wird, auf den Nicht-Energieleitungskommunikationsblock 8 zu begrenzen. Daher wird in der vorliegenden Ausgestaltung die folgende Konfiguration eingeführt. Wenn das Hochfrequenzsignal eine Wellenlänge λ aufweist, ist ein Kondensator 9 zwischen einer Masse (Gehäuseerde) und einem Punkt der Energieleitung 5, der sich in einem Abstand (n*λ /2+λ /4) vom Verbindungspunkt 6 befindet, gekoppelt, wobei n eine natürliche Zahl einschließlich 0 ist. Der Kondensator 9 kann als ein Anpassungsschaltkreis agieren. Die Masse ist mit einer Masse im Energieleitungskommunikationsblock 7 mittels einer Masseleitung 10 gekoppelt. Eine Kapazität des Kondensators wird so festgelegt, dass die Impedanz bezüglich einer Frequenz in dem 30 Mhz Band ausreichend niedrig ist. Die Energieleitung 5 und die Masseleitung 10 beinhalten einen Anpassungsabschnitt 11, in dem die Leitungslänge der Energieleitung 5 ausgehend vom Verbindungspunkt 6 (n*λ/2+λ/4) ist.
-
In einem Fall, in dem eine Lastimpedanz durch Koppeln des Kondensators als Null betrachtet werden kann, kann eine Eingangsimpedanz
Zin auf der Batterieseite betrachtet ausgehend vom Verbindungspunkt
6 durch Formel (1) von der Formel einer verlustlosen Übertragungsleitung ausgedrückt werden.
wobei
Z0 ein Wellenwiderstand (characteristic impedance), ß=2π/
λ und
L ein Abstand vom Verbindungspunkt
6 zum Punkt mit dem der Kondensator
9 gekoppelt ist, ist.
-
Wenn L=(n*λ/2+λ/4), wird die Eingangsimpedanz Zin ungeachtet des Werts von n unendlich (maximal). Dies ist ein Vorgang ähnlich einer Struktur mit einer kurzgeschlossenen Stichleitung (short stub structure). Somit wird das Hochfrequenzsignal mit der Wellenlänge λ, das auf der Kommunikationsleitung 3 überlagert ist, durch den Einsatz der Struktur mit der kurzgeschlossenen Stichleitung gefiltert und seine Übertragung an den Nicht-Energieleitungskommunikationsblock 8 wird begrenzt. Sowohl die ECU 1 als auch die ECU 2 kann ebenso einen Filter beinhalten, so dass ein Stromversorgungssystem (Energieversorgungssystem) nicht durch das Hochfrequenzsignal beeinflusst ist.
-
Ein experimentelles System, das zum Messen einer Filterwirkung (Durchlasscharakteristik) gegenüber dem Hochfrequenzsignal in dem Energieleitungskommunikationssystem, das in
1 dargestellt ist, verwendet wird, wird mit Bezug auf
2 erläutert. Das experimentelle System beinhaltet eine Aluminiumplatine (Aluminiumsubstrat)
12 als eine Gehäuseerde. Die Batterie
4 befindet sich auf einem linken Bereich der Aluminiumplatine
12. Ein Anpassungsschaltkreis, der den Kondensator
9, den Anpassungsabschnitt
11 und einen Energie überlagernden Bereich beinhaltet, der den Verbindungspunkt
6 beinhaltet, befinden sich auf einem Styrolschaum
13, der sich auf einem rechten Bereich der Aluminiumplatine
12 befindet. Der Anpassungsabschnitt
11 kann durch eine verdrillte Zweidrahtleitung ausgebildet sein. Ein Beschichtungsmaterial der verdrillten Zweidrahtleitung hat eine Dielektrizitätszahl von beispielsweise εr = 2,7. Ist die Wellenlänge
λ des Signals mit der Frequenz von 30 Mhz annähernd 10 Meter, kann die λ/4-Kompensation mit der Dielektrizitätszahl εr durch Formel (2) ausgedrückt werden.
wobei √() die Quadratwurzel der Zahl in Klammern angibt. Basierend auf der Formel (2) wird die Länge des Anpassungsabschnitts
11 auf 1,5 m (n=0) festgelegt. In
1 ist der Anpassungsabschnitt
11 durch zwei parallele Drähte und nicht durch eine verdrillte Zweidrahtleitung dargestellt, um eine klare Erläuterung des Prinzips zu erleichtern.
-
In einem Beispiel, das in 3A dargestellt ist, das das experimentelle System in 2 verwendet, wird ein Hochfrequenzsignal mit einem Kommunikationsband von 30 Mhz ± 6 Mhz von einer ersten Kommunikationseinrichtung (CD1) zu einer zweiten Kommunikationseinrichtung (CD2) übertragen. Die erste Kommunikationseinrichtung und die zweite Kommunikationseinrichtung entsprechen der ECU 1 und der ECU 2. In dem in 3A gezeigten Beispiel ist keine Spule vorgesehen (spulenlos). In einem Vergleichsbeispiel, das in 3B dargestellt ist, ist die Energieleitung 5 mit dem Verbindungspunkt 6 mittels einer Spule gekoppelt, um so einen Filter auszubilden.
-
Hat der Kondensator 9 eine Kapazität von 22000 pF, wird die Durchlasscharakteristik (Vorwärts-Transmissionsfaktor) S21 zwischen der ersten Kommunikationseinrichtung und der zweiten Kommunikationseinrichtung wie in 4A dargestellt. Die Durchlasscharakteristik S21 des in 3A dargestellten Beispiels ist durch die strichpunktierte Linie IIIA dargestellt. Die Durchlasscharakteristik S21 des in 3B dargestellten Vergleichsbeispiels ist durch die durchgezogene Linie IIIB dargestellt. Eine Ziellinie ist durch die strichzweipunktierte Linie dargestellt. Sowohl das Beispiel, das in 3A dargestellt ist, als auch das Vergleichsbeispiel, das in 3B dargestellt ist, haben Durchlasscharakteristika von ungefähr -0,2 dB im Passband. Somit ist die Kommunikationscharakteristik nicht beeinträchtigt, sogar, wenn eine Konfiguration gemäß der vorliegenden Ausgestaltung verwendet wird. 4B ist ein Graph, der Durchlasscharakteristika S21 darstellt, wenn die Kapazität des Kondensators von 100 pF auf 100 µF geändert wird, außer bei 22000 pF, wie in 4A dargestellt. Die Durchlasscharakteristika S21 sind höchst zufriedenstellend, außer für einen Fall, in dem die Kapazität 100 pF ist, was das Minimum ist. Wenn Dämpfungseigenschaften außerhalb des Passbands zusammen betrachtet werden, ist der Fall, in dem die Kapazität 22000 pF ist, der beste, wie in 4A dargestellt.
-
Wie vorstehend beschrieben ist, ist in dem Energieleitungskommunikationssystem gemäß der vorliegenden Ausgestaltung der Kondensator 9 mit der Energieleitung 5 gekoppelt, die den positiven Anschluss (+) der Batterie 4 mit der Kommunikationsleitung 3 am Punkt mit einem Abstand von (n*λ/2+λ/4) zum Verbindungspunkt 6 koppelt, um so eine Struktur auszubilden, die equivalent zu einer kurzgeschlossenen Stichleitung ist. Somit kann nur durch Hinzufügen des Kondensators 9 der Einfluss auf das Hochfrequenzsignal zur Batterie 4 unterdrückt werden. Ist der Anpassungsabschnitt 11 durch eine verdrillte Zweidrahtleitung ausgebildet, kann ein Abstand zwischen einem Leitungspaar aufrecht erhalten werden, eine Hochfrequenzcharakteristik kann stabil sein, und eine Filterwirkung kann stabil erreicht werden. Der Anpassungsabschnitt 11 kann ebenso durch zwei parallele Drähte wie in 1 dargestellt vorgesehen sein. Ebenso kann in diesem Fall ein Abstand zwischen der Energieleitung 5 und der Masseleitung 10 mit einem festen Wert beibehalten werden, und die Filterwirkung kann stabil erreicht werden.
-
Eine zweite Ausgestaltung eines Energieleitungskommunikationssystems wird mit Bezug auf 5 bis 7 erläutert. Bei dem Energieleitungskommunikationssystem gemäß der vorliegenden Ausgestaltung wird der Kondensator 9 von dem Energieleitungskommunikationssystem gemäß der ersten Ausgestaltung weggelassen, und eine Energieleitung 5x ist anstatt der Energieleitung 5 vorgesehen. Die Energieleitung 5x koppelt den positiven Anschluss der Batterie 4 mit dem Verbindungspunkt 6 und weist eine Leitungslänge (n*λ/2+λ/4) auf. Die Masseleitung 10 koppelt die Masse des Energieleitungskommunikationsblocks 7 direkt mit dem negativen Anschluss (die Masse des Nicht-Energieleitungskommunikationsblocks 8) der Batterie 4. Die Energieleitung 5x und die Masseleitung 10 bilden einen Anpassungsabschnitt 14 aus. Ist die Batterie 4 direkt mittels des Anpassungsabschnitts 14 mit der Kommunikationsleitung 3 verbunden, ist die Hochfrequenzimpedanz auf der Batterieseite betrachtet ausgehend vom Verbindungspunkt 6 ausreichend niedrig. Somit tritt ein Vorgang ähnlich zu einer Struktur mit einer kurzgeschlossenen Stichleitung auf.
-
In einem experimentellen System, das in 6 dargestellt ist, ist der Anpassungsabschnitt 14, der einen Energie überlagernden Teil direkt mit dem positiven und negativen Anschluss der Batterie koppelt, auf gleiche Weise wie bei der ersten Ausführungsform durch eine verdrillte Zweidrahtleitung ausgebildet, und die Länge des Anpassungsabschnitts 14 wird auf λ/4 ≈ 1,5 m festgelegt. In 7 ist eine Durchlasscharakteristik S21 des experimentellen Systems gemäß der vorliegenden Ausgestaltung durch die durchgezogene Linie IIIA und die Durchlasscharakteristik S21 des experimentellen Systems gemäß der ersten Ausgestaltung ist durch eine gestrichelte Linie VIIB dargestellt. In der Durchlasscharakteristik S21 des experimentellen Systems gemäß der vorliegenden Ausgestaltung fällt ein Signalpegel auf -1,0 dB innerhalb des Passbands. Jedoch ist die Kommunikation nicht beeinträchtigt.
-
In dem Energieleitungskommunikationssystem gemäß der vorliegenden Ausgestaltung kann eine Struktur, die equivalent zu einer kurzgeschlossenen Stichleitung ist, durch Festlegen der Leitungslänge der Energieleitung 5x, die den positiven Anschluss der Batterie 4 mit der Kommunikationsleitung 3 koppelt, auf (n*λ/2+λ/4) bereit gestellt werden. Somit kann der Einfluss eines Hochfrequenzsignals auf den Nicht-Energieleitungskommunikationsblock 8 mit einer einfachen Struktur ohne Hinzufügen eines Elements zum Ausbilden eines Filters unterdrückt werden.
-
Ein Energieleitungskommunikationssystem gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird mit Bezug auf 8 erläutert. In der vorliegenden Ausführungsform wird die Kommunikationsleitung 3 durch eine symmetrische Leitung einschließlich einer ersten Kommunikationsleitung 3a und einer zweiten Kommunikationsleitung 3b ausgebildet. Die Energieleitung 5, die mit dem positiven Anschluss der Batterie 4 gekoppelt ist, ist in eine erste Energieleitung 5a und eine zweite Energieleitung 5b aufgezweigt. Die erste Energieleitung ist mit einem ersten Verbindungspunkt 6a der ersten Kommunikationsleitung 3a verbunden. Die zweite Energieleitung 5b ist mit einem zweiten Verbindungspunkt 6b der zweiten Kommunikationsleitung 3b gekoppelt. Ein Kondensator 9 ist zwischen der ersten Energieleitung 5a und der zweiten Energieleitung 5b gekoppelt. Der Kondensator 9 ist mit der ersten Energieleitung 5a an einer Position gekoppelt, an der die Leitungslänge vom ersten Verbindungspunkt 6a aus (n*λ/2+λ/4) beträgt. Der Kondensator 9 ist mit der zweiten Energieleitung 5b an einer Position, an der die Leitungslänge ausgehend vom zweiten Verbindungspunkt 6b (n*λ/2+λ/4) beträgt. Die erste Energieleitung 5a und die zweite Energieleitung 5b beinhalten einen Anpassungsabschnitt 15, wobei die Leitungslänge der ersten Energieleitung 5a vom ersten Verbindungspunkt (n*λ/2+λ/4) beträgt und die Leitungslänge der zweiten Energieleitung 5b ausgehend vom zweiten Verbindungspunkt (n*λ/2+λ/4) beträgt.
-
In der vorliegenden Ausführungsform ist die Kommunikationsleitung 3 durch die symmetrische Leitung einschließlich der ersten Kommunikationsleitung 3a und der zweiten Kommunikationsleitung 3b ausgebildet. Die erste Energieleitung 5a koppelt den positiven Anschluss der Batterie 4 mit dem ersten Verbindungsabschnitt 6a der ersten Kommunikationsleitung 3a. Die zweite Energieleitung 5b koppelt den positiven Abschnitt der Batterie 4 mit dem zweiten Verbindungsabschnitt 6b der zweiten Kommunikationsleitung 3b. Der Kondensator 9 ist zwischen der ersten Energieleitung 5a und der zweiten Energieleitung 5b im Abstand von (n*λ/2+λ/4) vom ersten Verbindungspunkt 6 und vom zweiten Verbindungspunkt 6b gekoppelt. Ebenso können im vorliegenden Fall, da eine Hochfrequenzimpedanz zwischen der ersten Energieleitung 5a und der zweiten Energieleitung 5b an den Verbindungspunkten des Kondensators 9 reduziert werden kann, Wirkungen ähnlich zur ersten Ausführungsform erreicht werden.
-
Ein Energieleitungskommunikationssystem gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird mit Bezug auf 9 beschrieben. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Kommunikationsleitung 3 durch eine symmetrische Leitung einschließlich einer ersten Kommunikationsleitung 3a und einer zweiten Kommunikationsleitung 3b ausgebildet und die Energieleitung 5 ist in eine erste Energieleitung 5a und eine zweite Energieleitung 5b aufgeteilt, wobei die erste Energieleitung 5a mit einem ersten Verbindungspunkt 6a der ersten Kommunikationsleitung 3a und die zweite Energieleitung 5b mit einem zweiten Verbindungspunkt 6b der zweiten Kommunikationsleitung 3b auf gleiche Weise wie in der ersten Ausführungsform gekoppelt sind. Zwischen der ersten Energieleitung 5a und der Masseleitung 10, ist ein erster Kondensator 9a an einer Position gekoppelt, an der eine Leitungslänge ausgehend vom ersten Verbindungspunkt (n*λ/2+λ/4) ist. Zwischen der zweiten Energieleitung 5b und der Masseleitung 10 ist ein zweiter Kondensator an einer Position gekoppelt, an der eine Leitungslänge ausgehend vom zweiten Verbindungspunkt 6b (n*λ/2+λ/4) ist. Die erste Energieleitung 5a, die zweite Energieleitung 5b und die Masseleitung 10 beinhalten einen Anpassungsabschnitt 16, in dem die Leitungslänge der ersten Energieleitung 5a ausgehend vom ersten Verbindungspunkt 6a (n*λ/2+λ/4) ist, und die Leitungslänge der zweiten Energieleitung 5b ausgehend vom zweiten Verbindungspunkt 6b (n*λ/2+λ/4) ist. Ebenso können im vorliegenden Fall ähnliche Wirkungen wie bei der ersten Ausgestaltung erlangt werden.
-
Eine dritte Ausgestaltung eines Energieleitungskommunikationssystems wird mit Bezug auf 10 und 11 erläutert. In der vorliegenden Ausgestaltung wird eine Konfiguration ähnlich der zweiten Ausgestaltung auf ein Licht 17, das eine Niedrigimpedanzlast ist, angewandt. 10 ist ein Diagramm, das ein experimentelles System gemäß der vorliegenden Ausgestaltung darstellt. Energieversorgungsleitungen 18 und 19 die an einen Energie überlagernden Teil (Verbindungspunkt) koppeln, und das Licht 17 sind durch verdrillte Zweidrahtleitungen ausgebildet. Die Energieversorgungsleitung 18 kann als eine Energieleitung und die Energieversorgungsleitung 19 kann als eine Masseleitung agieren. Ein Glühdraht des Lichts 17 ist mit den Energieversorgungsleitungen 18 und 19 an einer Position gekoppelt, an der die Leitungslänge der Energieversorgungsleitungen 18 und 19 ausgehend vom Verbindungspunkt λ/4≈1,5m. Die Energieversorgungsleitungen 18 und 19 bilden einen Anpassungsabschnitt 20 aus. 11 ist ein Graph, der eine Kommunikationseigenschaft S21 des experimentellen Systems gemäß 10 darstellt. Ein Signalpegel bei 24 Mhz, der die untere Grenze des Kommunikationsbands ist, ist - 0,2dB. Der Signalpegel nimmt mit der Frequenz ab, und ein Signalpegel bei 36 Mhz, der die obere Grenze des Kommunikationsbands ist, ist -0,7 dB. Jedoch gibt es kein Problem bei der Kommunikation.
-
In der vorliegenden Ausgestaltung wird die Leitungslänge der Energieversorgungsleitungen 18 und 19, die die Kommunikationsleitungen 3 mit dem Licht 17 koppeln, auf (n*λ/2+λ/4) festgelegt. Somit kann eine zu einer kurzgeschlossenen Stichleitung equivalente Struktur ausgebildet werden, und der Einfluss des Hochfrequenzsignals auf das Licht 17 kann mit einer einfachen Struktur ohne Hinzufügen eines Elements zum Ausbilden eines Filters unterdrückt werden.
-
Eine vierte Ausgestaltung eines Energieleitungskommunikationssystems wird mit Bezug auf 12 erläutert. In der vorliegenden Ausführungsform wird ein Anpassungsabschnitt 21 durch ein Koaxialkabel 22 ausgebildet. Das Koaxialkabel 22 beinhaltet einen Kerndraht 22a und einen umhüllten Draht 22b. Der Kerndraht 22a kann als eine Energieleitung agieren. Der umhüllte Draht 22b kann als eine Masseleitung agieren. Der Kerndraht 22a koppelt den Verbindungspunkt 6 der Kommunikationsleitung 3 mit dem positiven Anschluss der Batterie 4 und weist eine Leitungslänge von (n*λ/2+λ/4) auf. Ein Ende des umhüllten Drahts 22b ist mit der Masse des Energieleitungskommunikationsblocks 7 verbunden, und das andere Ende des umhüllten Drahts 22b ist mit einer Masse in der Umgebung des Nicht-Energieleitungskommunikationsblocks 8 verbunden. Ebenso ist im vorliegenden Fall ein Abstand zwischen dem Kerndraht 22a, der als die Energieleitung agiert, und dem umhüllten Draht, der als die Masseleitung agiert, fest. Somit kann eine Filterwirkung stabil erreicht werden.
-
Obwohl die vorliegende Erfindung vollständig in Verbindung mit den bevorzugten Ausführungsformen in Zusammenschau mit den Zeichnungen erläutert wurde, ist zu beachten, dass unterschiedliche Änderungen und Modifikationen für den Fachmann naheliegend sind.
-
Jedes der Energieleitungskommunikationssysteme gemäß den vorstehenden Ausführungsformen kann ebenso mehr als zwei Kommunikationsknoten beinhalten. Jeder der Anpassungsabschnitte 11, 14, 15, 16, 20 und 21 in den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen kann aus einem verdrillten Kabel, einem Koaxialkabel und parallelen Drähten ausgebildet sein.
-
Eine Anwendung des Energieleitungskommunikationssystems gemäß den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen ist nicht auf fahrzeuginterne Kommunikation beschränkt, und ist in breitem Umfang auf ein Energieleitungskommunikationssystem anwendbar.
