DE10234484A1

DE10234484A1 - Integrierte Stromversorgungsschaltung mit Übertragungsfunktion

Info

Publication number: DE10234484A1
Application number: DE2002134484
Authority: DE
Inventors: Susumu Akiyama; Takayuki Toya
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2001-07-31
Filing date: 2002-07-29
Publication date: 2003-02-13
Anticipated expiration: 2022-07-30
Also published as: US20030025594A1; DE10234484B4; US6842108B2; JP2003046453A

Abstract

Es wird eine integrierte Stomversorgungsschaltung bereitgestellt, welche es ermöglicht, ein an Bord eines Fahrzeugs mitgeführtes Gerät kompakt auszubilden und eine Kommunikation über ein Stromversorgungskabel mit einer Widerstandsfähigkeit gegenüber Rauschen zu ermöglichen. Die integrierte Stromversorgungsschaltung (9a) ist mit einem Mikrokontroller (9b), welcher in einer ECU (9) enthalten ist, und einem Stromversorgungskabel (5) verbunden. Die integrierte Stromversorgungsschaltung (9a) besitzt einen LPF (11) und einen Regler (13). Die integrierte Stromversorgungsschaltung (9a) besitzt ebenfalls eine Schnittstellenschaltung (15), einen BPF (17), einen Sendeabschnitt (20) und einen Empfangsabschnitt (30). Der LPF (11) läßt lediglich die Versorgungsspannung hindurchtreten, und der BPF (17) läßt lediglich das Sendesignal hindurchtreten.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine integrierte Schaltung einer Strom- bzw. Energieversorgung, welche in einem Gerät verwendet wird, das auf ein Fahrzeug geladen ist, zum Durchführen einer Datenübertragung mit anderen Vorrichtungen durch ein in dem Fahrzeug vorgesehenes Strom- bzw. Energieversorgungskabel.
Verschiedene Geräte wie Kontroller, Informationsgeräte und Audiogeräte sind in Fahrzeugen installiert. Dies führt zu der Notwendigkeit von Kooperationen und Informationen, welche zwischen den an Bord mitgeführten Geräten geteilt werden.
Aus diesem Grund wird ein Netzwerk für eine Informationsübertragung durch Verbinden eines an Bord mitgeführten Geräts, welches mit mehreren in einem Fahrzeug installierten Geräten kooperiert und Informationen teilen muß, mit einer anwendungsspezifischen Übertragungsleitung konstruiert, so daß Informationen zwischen den Geräten gesendet und empfangen werden können (an Bord mitgeführtes LAN).
Jedoch hat sich die Anzahl von in einem Fahrzeug konstruierten Netzwerken kürzlich als Ergebnis eines Ansteigens der Zahl und Typen von an Bord mitgeführten Geräten oder von Funktionsverbesserungen bei den an Bord mitgeführten Geräten erhöht. Des weiteren gibt es einen Trend auf kleinere Fahrzeuggrößen als Ergebnis des Ansteigens der Kraftstoffkosten. Dadurch wurde es schwierig gemacht, an Bord mitgeführte Geräte in einem Fahrzeug durch Vorsehen einer Übertragungsleitung für jedes der Netzwerke in dem Fahrzeug aufzunehmen.
Um diesen Nachteil zu überwinden, wurde vorgeschlagen, ein mit einem Versorgungsstrom versehenes Stromversorgungskabel für jedes an Bord mitgeführte Gerät von einer Batterie als Übertragungsleitung zu verwenden.
Jedoch ist die Anzahl von Geräten, welche in einem Fahrzeug installiert werden können, beschränkt, wenn nicht die Größe der an Bord mitgeführten Geräte verringert wird. Wenn die Anzahl von elektrischen Geräten wie an Bord mitgeführten Geräte erhöht wird, wird ein Rauschen in einem Fahrzeug stark, wodurch Fälle erhöht werden, bei welchen Fehler bei der Übertragung in einem Netzwerk auftreten können.
Wenn beispielsweise eine Struktur, welche einen Datenübertragungsabschnitt und einen Strom- bzw. Energieversorgungsabschnitt verbindet, auf einer gedruckten Schaltungsplatte (Substrat) in einem an Bord mitgeführten Gerät gebildet wird, um Strom bzw. Energie von dem Stromversorgungsabschnitt dem Datenübertragungsabschnitt zuzuführen, tritt ein Rauschen durch die Struktur ein und beeinflußt ungünstig das an Bord mitgeführte Gerät. Das Rauschen wird ebenfalls von der Struktur freigesetzt, wodurch das an Bord mitgeführte Gerät ungünstig beeinflußt wird.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine integrierte Schaltung einer Stromversorgung zu schaffen, welche die Verringerung der Größe der Fahrzeuggeräte ermöglicht und die Übertragung über ein Stromversorgungskabel ermöglicht, welches gegenüber Rauschen widerstandsfähig ist.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des Anspruchs 1.
Entsprechend der vorliegenden Erfindung enthält ein Strom- bzw. Energieversorgungs-IC, welcher eine Konstantspannungs(strom)versorgungseinheit (constant voltage power supply unit), im folgenden Konstantspannungsversorgungseinheit genannt, besitzt, zum Umwandeln einer durch ein Stromversorgungskabel (welches in einem Fahrzeug vorgesehen ist) zugeführten (Strom)Versorgungsspannung (power supply voltage), im folgenden Versorgungsspannung genannt, in eine vorbestimmte konstante Gleichspannung und zum Zuführen derselben an innere Schaltungen eine Datenübertragungseinheit zum Durchführen einer Datenübertragung mit anderen Geräten durch das Stromversorgungskabel. D. h., entsprechend der Erfindung sind die Konstantspannungsversorgungseinheit und die Datenübertragungseinheit in einem einzigen Stromversorgungs-IC integriert, welcher in einem an Bord mitgeführten Gerät zum Durchführen einer Datenübertragung mit einem anderen Gerät durch das Stromversorgungskabel enthalten sein kann.
Daher ermöglicht es die Verwendung des Stromversorgungs-IC's, die Größe eines an Bord mitgeführten Geräts zu verringern. Da keine Notwendigkeit einer Verdrahtung zwischen der Konstantspannungsversorgungseinheit und der Datenübertragungseinheit besteht, ermöglicht es die Verwendung des Stromversorgungs-IC's, die Widerstandsfähigkeit eines an Bord mitgeführten Geräts in Bezug auf Rauschen zu verbessern.
Die durch das Stromversorgungskabel zugeführte Versorgungsspannung kann eine Versorgungsgleichspannung (DC power supply voltage) oder eine Versorgungswechselspannung (AC power supply voltage) sein. Beispielsweise wird in einem Fahrzeug, in welchem das Stromversorgungskabel an eine Batterie angeschlossen ist, eine Versorgungsgleichspannung dem Stromversorgungskabel zugeführt. In einem Fahrzeug (wie einem elektrischen Automobil), in welchem das Stromversorgungskabel an einen Motor zum Erzeugen von Energie angeschlossen ist, wird eine Versorgungswechselspannung dem Stromversorgungskabel zugeführt.
Wenn ein an Bord mitgeführtes Gerät einen Stromversorgungs-IC, welcher lediglich eine Konstantspannungsversorgungseinheit aufweist, und eine darin enthaltene Datenübertragungseinheit zusätzlich zu dem Stromversorgungs-IC verwendet, ist es nötig, eine Filtereinheit zwischen dem Stromversorgungskabel und dem Stromversorgungs- IC zum Blockieren eines Durchgangs von Sendesignalen (oder Kommunikationssignalen) für eine Datenübertragung und zum selektiven Gestatten, daß lediglich die Versorgungsspannung zwischen dem Stromversorgungskabel und der Konstantspannungsversorgungseinheit hindurchtritt und zum Blockieren eines Durchgangs der Versorgungsspannung und zum selektiven Gestatten, daß lediglich Sendesignale (Kommunikationssignale) zwischen der Stromversorgungseinheit und der Datenübertragungseinheit hindurchtreten, bereitzustellen. Eine Verdrahtung für diese Einheiten muß auf der gedruckten Schaltungsplatte vorgesehen werden.
Es wird daher bevorzugt, daß die Filtereinheit in dem Stromversorgungs-IC enthalten ist, um die Widerstandsfähigkeit des an Bord mitgeführten Geräts gegenüber einem Rauschen wie oben beschrieben zu verbessern. Dies ermöglicht es ebenfalls, die Größe des an Bord mitgeführten Geräts zu verringern.
Die Datenübertragungseinheit des Stromversorgungs- IC's kann mit einem Empfangsabschnitt zum Wiederherstellen von Daten von einem auf dem Stromversorgungskabel überlagerten Sendesignal (Kommunikationssignal) konstruiert werden, so daß sie einer internen Schaltung eingegeben werden. Alternativ kann die Datenübertragungseinheit durch den Empfangsabschnitt und einen Sendeabschnitt zum Umwandeln von Ausgangsdaten von der internen Schaltung in ein Sendesignal (Kommunikationssignal) derart gebildet werden, so daß sie auf das Stromversorgungskabel gesendet werden. Des weiteren kann die Datenübertragungseinheit auch lediglich durch den Sendeabschnitt gebildet werden.
Wenn beispielsweise der erfindungsgemäße Leistungsversorgungs-IC in einem an Bord mitgeführten Gerät eines Informationssammeltyps verwendet wird, welches nicht benötigt wird, um Kommunikationssignale anderen Geräten zu senden, welche mit dem Stromversorgungskabel verbunden sind, wird es lediglich erfordert, die Datenübertragungseinheit mit dem Empfangsabschnitt zum Empfangen von Sendesignalen (Kommunikationssignalen) von dem anderen Gerät zu versehen.
Wenn die Datenübertragungseinheit mit dem Sendeabschnitt und dem Empfangsabschnitt gebildet wird, kann der Leistungsversorgungs-IC eine spezifische Struktur wie unten beschrieben besitzen.
Der Stromversorgungs-IC ist derart strukturiert, daß er einen Durchgang der Versorgungsspannung in einem Eingangspfad eines Sendesignals von dem Stromversorgungskabel aus zu dem Empfangsabschnitt blockiert, um lediglich ein selektives Hindurchtreten eines Sendesignals (Kommunikationssignals) für eine Datenübertragung zu gestatten. Der Sendeabschnitt besitzt eine Struktur, bei welcher er direkt mit dem Stromversorgungskabel verbunden ist, um ein Sendesignal (Kommunikationssignal) auf der Grundlage von Ausgangsdaten von einer internen Schaltung auf das Stromversorgungskabel zu senden.
Daher ermöglicht die Verwendung des Stromversorgungs- IC's eine weitere Verbesserung einer Rauschwiderstandsfähigkeit eines an Bord mitgeführten Geräts zum Durchführen einer bidirektionalen Datenübertragung mit einem anderen Gerät zu erzielen. Es ist ebenfalls möglich, ein Freisetzen eines Rauschens eines anderen an Bord mitgeführten Geräts zu minimieren.
Da ein Element mit einer großen Induktivität nicht enthalten sein kann, wenn die Filtereinheit als IC implementiert ist, ist es praktisch, einen aktiven Filter als Filtereinheit zu verwenden, wobei der aktive Filter zum Verstärken eines Eingangssignals unter Verwendung eines Operationsverstärkers zum Verbessern der Filtercharakteristik geeignet ist.
Des weiteren ist bei dem Stromversorgungs-IC die Datenübertragungseinheit vorzugsweise derart strukturiert, daß sie eine Datenübertragung mit einem anderen Gerät entsprechend dem Frequenzsprungverfahren durchführt, bei welchem die Frequenz eines Kommunikationssignals periodisch umgeschaltet wird.
Da das Frequenzsprungverfahren ein Verfahren der Übertragung darstellt, welche bekannterweise widerstandsfähig gegenüber einem Rauschen ist, kann ein Hersteller Fehler bei der Übertragung zwischen einem an Bord mitgeführten Gerät in einem Fahrzeug weiter durch Aufnehmen eines Stromversorgungs-IC's unterdrücken, welcher das Frequenzsprungsverfahren als Verfahren für eine Kommunikation mit einem anderen Gerät in dem Fahrzeug verwendet.
Wenn das Frequenzlenkverfahren verwendet wird, kann der Sendeabschnitt der Datenübertragungseinheit durch einen primären Modulationsabschnitt zum Modulieren einer Trägerwelle auf der Grundlage von Ausgangsdaten von einer internen Schaltung, einen sekundären Modulationsabschnitt, welcher einen variablen Oszillationsteil, der derart strukturiert ist, daß er bei einer variablen Frequenz oszilliert, und einen Sprungstrukturerzeugungsteil zum Umschalten der Oszillationsfrequenz des variablen Oszillationsteils in eine vorbestimmte Struktur besitzt, und welcher die Frequenzumwandlung bezüglich eines Eingangssignals von dem primären Modulationsabschnitt auf der Grundlage eines Eingangssignals von dem variablen Oszillationsteil durchführt und ein resultierendes Signals als Sendesignal für eine Datenübertragung ausgibt, und einen Sendeteil zum Senden des von dem sekundären Modulationsabschnitt gesendeten Sendesignals auf das Stromversorgungskabel gebildet werden.
Der Empfangsabschnitt kann gebildet werden durch einen sekundären Demodulationsabschnitt zur Durchführung einer Frequenzumwandlung auf ein Sendesignal, welches erlangt wird von dem Stromversorgungskabel durch die Filtereinheit unter Verwendung eines Signals von dem variablen Oszillationsteil, dessen Oszillationsfrequenz umgeschaltet wird auf der Grundlage eines Signals von dem Sprungstrukturerzeugungsteil zum Erzeugen derselben Sprungstruktur wie derjenigen des Senders synchron mit dem Sendesignal und einem primären Demodulationsabschnitt zum Wiederherstellen von Daten auf der Grundlage eines Signals von dem sekundären Demodulationsabschnitt und zum Eingeben der Daten einer internen Schaltung.
Die vorliegende Erfindung wird in der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert.
Fig. 1 zeigt ein Blockdiagramm, welches ein in einem Fahrzeug befindliches Übertragungssystem unter Verwendung einer integrierten Schaltung einer Stromversorgung einer Ausführungsform der Erfindung darstellt; und
Fig. 2 zeigt ein Blockdiagramm, welches die in Fig. 1 dargestellte integrierte Schaltung der Stromversorgung darstellt.
Entsprechend Fig. 1 ist ein in einem Fahrzeug befindliches Kommunikationssystem 1 in einem Fahrzeug konstruiert. Jede der elektronischen Steuereinheiten (ECU's) wie eine Elektronikschlüssel-ECU 7, eine Karosserie-ECU 8 und eine Tür-ECU 9, welche Übertragungs- bzw. Kommunikationsfunktionen wie ein an Bord mitgeführtes Gerät besitzen, ist mit einem Stromversorgungskanal 5 verbunden, welches an eine Batterie 3 angeschlossen ist, die eine Gleichstromstromversorgung darstellt.
Insbesondere führt das Stromversorgungskabel 5 eine Gleichstromversorgungsspannung von der Batterie 3 jeder der ECU's 7 bis 9 zu und dient ebenfalls als Übertragungsleitung für eine Kommunikation bzw. Übertragung zwischen den ECU's 7 bis 9. Es sendet Sendesignale (oder Kommunikationssignale) für eine Datenübertragung entsprechend dem Frequenzsprungverfahren (frequency hopping method), welches als Art des Streuspektrumverfahrens (spread spectrum method) bekannt ist. Jedes Sendesignal wird von jeder der ECU's 7 bis 9 einer Versorgungsspannung überlagert ausgegeben.
Die ECU 7 für einen elektronischen Schlüssel ist eine Steuereinheit, welche eine von einem Elektronik-Schlüssel gesendete elektrische Welle empfängt und Informationen sendet, welche einen Befehl von dem elektronischen Schlüssel zu der ECU 8 des Aufbaus darstellen. Sie besitzt interne Schaltungen wie einen Empfänger und eine Demodulationsschaltung, einen steuernden Mikrocomputer zum Steuern mehrerer Teile in der ECU dargestellt durch jene Schaltungen (Microkontroller) und eine integrierte Stromversorgungsschaltung (IC) 7a. Die ECU 7 führt Energie bzw. Strom jeder der internen Schaltungen (wie dem Mikrokontroller), welche die Einheit selbst bilden, durch den Stromversorgungs-IC 7a zu, der an das Stromversorgungskabel 5 angeschlossen ist.
Wenn beispielsweise die ECU 7 eine von dem (nicht dargestellten) Empfänger, der mit der ECU selbst verbunden ist, verwendete elektrische Welle empfängt, gibt sie die Welle der (nicht dargestellten) Demodulationsschaltung ein, welche darin enthalten ist, und prüft auf der Grundlage des Ergebnisses der Demodulation, ob die gesendete Welle von einem Elektronik-Schlüssel für eine schlüssellose Eingabe unter Verwendung des darin enthaltenen Mikrokontrollers gekommen ist. Wenn bestimmt wird, daß die gesendete Welle von einem elektronischen Schlüssel gekommen ist, werden Informationen, welche einen Befehl von dem elektronischen Schlüssel von einem in dem Stromversorgungs-IC 7a enthaltenen Sendeabschnitt eines Frequenzsprungtyps darstellen, dem Stromversorgungskabel als Sendesignal gesendet, welches eine vorbestimmte Sprungstruktur (hopping patern) P1 besitzt.
Die Karosserie-ECU 8 ist eine Steuereinheit, welche die Tür-ECU 9 anweist, Türen entsprechend den Befehlsinformationen zu verriegeln oder zu entriegeln, welche von der Elektronikschlüssel-ECU 7 erlangt werden, und zum Aktivieren einer (nicht dargestellten) Antidiebstahls-ECU, wenn ein Fahrzeuginsasse das Fahrzeug bei verschlossenen Türen verläßt. Die Karosserie-ECU 8 ist ebenfalls derart strukturiert, daß sie Energie bzw. Strom jeder der internen Schaltungen (wie einem Mikrokontroller), welche die ECU selbst bilden, durch einen Stromversorgungs-IC 8a zuführt, der mit dem Stromversorgungskabel 5 verbunden ist, und sie steuert einen Sendeabschnitt eines Frequenzsprungtyps und einen in dem Stromversorgungs-IC 8a enthaltenen Empfangsabschnitt unter Verwendung des Mikrokontrollers, um mit den ECU's (wie der Elektronikschlüssel- ECU 7 und der Tür-ECU 9) zu kommunizieren, welche mit dem Stromversorgungskabel verbunden sind.
Wenn beispielsweise die Karosserie-ECU 8 das Sendesignal, welches die von der Elektronikschlüssel-ECU 7 gesendete Sprungstruktur P1 durch das Stromversorgungskabel 5 an dem Empfangsabschnitt in dem Stromversorgungs-IC 8a besitzt, empfängt, sendet sie Befehlsinformationen zum Anweisen eines Verriegelns oder Entriegelns der Türen entsprechend den Befehlsinformationen von der Elektronikschlüssel-ECU 7, die in dem Sendesignal von dem Sendeabschnitt des Stromversorgungs-IC's 8a enthalten sind, der Tür-ECU 9 als Sendesignal, welches eine Sprungstruktur P2 besitzt.
Die Tür-ECU 9 ist eine Steuereinheit zum Verriegeln oder Entriegeln der Türen entsprechend einem Befehl von der Karosserie-ECU 8 und zum Senden von Informationen, welche anzeigen, daß die Türen geöffnet sind (Tür-Informationen), der Karosserie-ECU 8 in dem Fahrzeug, wenn die Türen geöffnet sind. Sie führt Energie bzw. Strom den internen Schaltungen, welche die ECU selbst bilden, durch einen Stromversorgungs-IC 9a zu, empfängt das Sendesignal, welches die Sprungstruktur P2 besitzt, von der Fahrzeug-ECU 8 an einen Empfangsabschnitt 30, der in dem Stromversorgungs-IC 9a enthalten ist, steuert ein Türverriegelungsbetätigungsglied entsprechend dem in dem Sendesignal enthaltenen Befehl und sendet die Türinformationen, welche den Zustand der geöffneten Tür anzeigen, dem Stromversorgungskabel 5 als Sendesignal, welches eine Sprungstruktur P2 besitzt, von einem Sendeabschnitt 20 aus. Obwohl nicht beschrieben ist der Empfangsabschnitt in dem Stromversorgungs-IC 8a der Karosserie-ECU 8 derart strukturiert, daß er das Sendesignal empfangen kann, welches die Sprungstruktur P3 besitzt.
Die Stromversorgungs-IC's 7a, 8a und 9a besitzen insbesondere eine Struktur wie in Fig. 2 dargestellt. Fig. 2 stellt als Beispiel eine Struktur des Stromversorgungs- IC's 9a der Tür-ECU 9 und des Mikrokontrollers 9b in der Tür-ECU 9 dar, welche mit dem Stromversorgungs-IC 9a verbunden ist.
Wie in Fig. 2 dargestellt besitzt der Stromversorgungs-IC 9a einen Tiefpaßfilter (LPF) 11, einen Regler 13, eine Schnittstellenschaltung (I/F-Schaltung) 15, einen Bandpaßfilter (BPF) 17, einen Sendeabschnitt 20 und einen Empfangsabschnitt 30.
Insbesondere ist der LPF 11 mit dem Stromversorgungskabel 5 verbunden. Er blockiert einen Durchgang eines Übertragungs- bzw. Kommunikationssignals als Sendesignal für eine Datenübertragung unter Eingangssignalen von dem Stromversorgungskabel 5 aus und gestattet selektiv lediglich, daß die Versorgungsspannung hindurchtritt, wodurch die Versorgungsspannung dem Regler Eingegeben wird.
Der Regler 13 wandelt die eingegebene Versorgungsspannung von dem LPF 11 in eine den internen Schaltungen zuzuführende konstante Gleichspannung um und führt sie den internen Schaltungen der ECU (jedem Teil in der Tür- ECU 9) zu. D. h., wenn die Spannung der Batterie 3 12 V beträgt und die internen Schaltungen beispielsweise mit einer Spannung von 5 V angesteuert werden, nimmt der Stromversorgungs-IC 9a die Versorgungsspannung 12 V von dem Stromversorgungskabel 5 mit dem LPF 11 auf, dessen Abtrennfrequenz hinreichend niedrig ist, und wandelt sie in eine konstante Gleichspannung von 5 V mit dem Regler 13 um. Der Stromversorgungs-IC 9a führt die durch Umwandlung erlangte konstante Gleichspannung dem Sendeabschnitt 20 und dem Empfangsabschnitt 30 selbst und ebenfalls dem in der Tür-ECU 9 vorgesehenen Mikrokontroller 9b und anderen (nicht dargestellten) Teilen in der Tür-ECU 9 zu.
Der Sendeabschnitt 20 des Stromversorgungs-IC's 9a dient der Ausgabe von Daten (wie von Türinformationen), welche von dem Mikrokontroller 9b ausgegeben werden, einer anderen ECU (Karosserie-ECU 8) in dem Fahrzeug als Sendesignal vom Typ eines Frequenzsprungverfahrens.
Der Sendeabschnitt 20 besitzt hauptsächlich eine primäre Modulationsschaltung 21, eine sekundäre Modulationsschaltung 23 und einen Treiber 29 für die Überlagerung eines Ausgangssignals von der sekundären Modulationsschaltung 23 auf das Stromversorgungskabel 5. Die primäre Modulationsschaltung 21 ist mit dem Mikrokontroller 9b durch die Schnittstellenschaltung 15 zum Umwandeln von Signalen, welche zwischen dem Mikrokontroller 9b und dem Sendeabschnitt 20 und dem Empfangsabschnitt 30 gesendet und empfangen werden, in die jeweiligen Formate verbunden. Der Treiber 29 ist direkt mit dem Stromversorgungskabel 5 verbunden.
Die primäre Modulationsschaltung 21 wird gebildet durch einen (nicht dargestellten) Oszillationsteil zum Erzeugen einer Trägerwelle und durch ein (nicht dargestelltes) Modulationsteil zum Erlangen von Ausgangsdaten (Daten wie Türinformationen) von dem Mikrokontroller 9b durch die Schnittstellenschaltung 15 und zum Modulieren der von dem Oszillationsteil erzeugten Trägerwelle unter Verwendung der (nicht dargestellten) Daten. Sie besitzt eine Struktur, bei welcher ein durch Modulieren der Trägerwelle unter Verwendung der Ausgangsdaten von dem Mikrokontroller 9b erlangtes primäres Modulationssignal der sekundären Modulationsschaltung 23 eingegeben wird.
Die sekundäre Modulationsschaltung 23 besitzt einen Frequenzsynthesizer 24 als variablen Oszillator, welcher derart gestaltet ist, daß die Frequenz eines Ausgangssignals davon geändert werden kann, ein Sprungstruktur (hopping pattern, HP) erzeugendes Teil 25 zum Umschalten der Oszillationsfrequenz des Frequenzsynthesizers 24 in eine vorbestimmte Struktur (Sprungstruktur P3), und einen Frequenzmischer 26 zum Mischen eines Ausgangssignals von dem Frequenzsynthesizer 24 mit dem primären Modulationssignal, welches von der primären Modulationsschaltung 21 eingegeben wird. Die Frequenz des primären Modulationssignals wird durch Mischen mit dem Ausgangssignal von dem Frequenzsynthesizer 24 umgewandelt, dessen Oszillationsfrequenz in der vorbestimmten Struktur in dem Frequenzmischer 26 umgeschaltet wird. Das resultierende Sendesignal (mit der Sprungstruktur P3) wird dem Treiber 29 als dem Stromversorgungskabel 5 einzugebendes Sendesignal ausgegeben. Der Treiber 29 gibt das von der sekundären Modulationsschaltung 23 eingegebene Sendesignal dem Stromversorgungskabel 5 durch Überlagern der Stromversorgungsspannung aus.
Der BPF 17 dient zum Blockieren eines Durchgangs der Versorgungsspannung unter von dem Stromversorgungskabel 5 eingegebenen Signalen und zum selektiven Gestatten, daß Sendesignale von einer anderen ECU (der Karosserie-ECU 8) hindurchtreten, um dem Empfangsabschnitt 30 eingegeben zu werden.
Der Empfangsabschnitt 30, welcher stromab des BPF 17 befindlich ist, besitzt eine sekundäre Demodulationsschaltung 31, einen BPF 35 und eine mit dem BPF 17 verbundene primäre Demodulationsschaltung 17 zum Empfang von Sendesignalen, welche von anderen ECU's in dem Fahrzeug entsprechend dem Frequenzsprungsverfahren gesendet werden.
Die sekundäre Demodulationsschaltung 31 besitzt ein Synchronisierungsteil 32, einen Frequenzsynthesizer 33 und einen Frequenzmischer 34. Das Synchronisierungsteil 32 stellt eine Synchronisation mit dem Sendesignal her, welches von dem BPF 17 eingegeben wird, um eine Sprungsstruktur zu erzeugen, die identisch mit der Sprungstruktur ist, welche verwendet wird für die Modulation an dem Sendeabschnitt der ECU, welche der Sender ist, wobei die Sprungsstruktur dem Frequenzsynthesizer 33 eingegeben wird.
Die sekundäre Demodulationsschaltung 31 schaltet die Oszillationsfrequenz des Frequenzsynthesizers 32 in dieselbe Struktur wie derjenigen des Senders (der Sprungstruktur P2 der Karosserie ECU 8) synchron mit dem Sendesignal auf der Grundlage eines Signals von dem Synchronisierungsteil 32 um und gibt ein resultierendes Oszillationssignal dem Frequenzmischer 34 aus. Das Signal wird mit dem Sendesignal in dem Frquenzmischer 34 gemischt, um die Frequenz des Sendesignals umzuwandeln, welches danach dem BPF 35 eingegeben wird.
Wenn die frequenzumgewandelten Sendesignale von der sekundären Demodulationsschaltung 31 eingegeben werden, gibt der BPF 35 selektiv lediglich ein Sendesignal mit einer vorbestimmten Frequenz von dem Sender (der Karosserie-ECU 8), welcher als Ergebnis einer Umkehrstreuung (reverse spreading) unter den Sendesignalen in den Anfangszustand zurückgekehrt ist, der primären Demodulationsschaltung 37 aus.
Wenn die primäre Demodulationsschaltung 37 das Sendesignal von der Karosserie-ECU 8 durch den BPF 35 empfängt, stellt sie die Ausgangsdaten von dem Transmitter durch Demodulierung wieder her und gibt sie dem Mikrokontroller 9b durch die Schnittstellenschaltung 15 ein.
Wenn der Sendeabschnitt und der Empfangsabschnitt in dem Stromversorgungs-IC wie bei der vorliegenden Ausführungsform enthalten sind, ist es möglich, die ECU kompakt zu gestalten und die Länge von Drähten, welche Teile davon verbinden, im Vergleich mit einem Fall zu verringern, bei welchem die Teile in dem Stromversorgungs-IC 9a separat gebildet und auf einer gedruckten Schaltungsplatte angebracht sind.
Daher ermöglicht es der Stromversorgungs-IC 9a der vorliegenden Erfindung zu verhindern, daß in einem Fahrzeug gebildetes Rauschen in eine ECU an einem Verdrahtungsabschnitt eindringt, und folglich die Widerstandsfähigkeit der ECU gegenüber Rauschen zu verbessern. Es ist ebenfalls möglich, das Freisetzen von Rauschen in Bezug auf andere ECU's zu minimieren.
Da darüber hinaus das Frequenzsprungverfahren, welches eine ausgezeichnete Antirauschcharakteristik besitzt, als das Datenübertragungsverfahren des Stromversorgungs-IC's 9a der vorliegenden Ausführungsform verwendet wird, können die ECU's in dem im Fahrzeug befindlichen Übertragungssystem 1 miteinander kommunizieren, ohne daß Übertragungsfehler hervorgerufen werden, welche einem Rauschen zuzuschreiben sind.
Obwohl oben nicht beschrieben besitzen die Stromversorgungs-IC's 7a und 8a, welche an den jeweiligen ECU's außer der Tür-ECU 9 befestigt sind, dieselbe grundlegende interne Struktur wie diejenige des oben detailliert beschriebenen Stromversorgungs-IC's 9a. Wenn jedoch die Stromversorgungs-IC's derart strukturiert sind, daß die Sendesignale von den jeweiligen ECU's unterschiedliche Sprungstrukturen wie bei der vorliegenden Ausführungsform besitzen, müssen Änderungen bei einigen Einstellungen vorgenommen werden, welche mit den Sprungstrukturen der Sendeabschnitte in den Stromversorgungs-ICs 7a und 8a verbunden sind.
Da die Elektronikschlüssel-ECU 7 eine ECU ist, welche kein Sendesignal von anderen ECU's empfängt, besitzt der an derselben befestigte Energieversorgungs-IC 7a eine Struktur, bei welcher kein Teil entsprechend dem BPF 17 und dem Empfangsabschnitt 30 des Stromversorgungs-IC's 9a enthalten ist.
Da des weiteren die Karosserie-ECU 8 eine ECU ist, welche Sendesignale mit unterschiedlichen Sprungstrukturen von einer Mehrzahl von ECU's (der Elektronikschlüssel-ECU 7 und der Tür-ECU 9) empfängt, ist der Stromversorgungs-IC 8a, welcher an derselben befestigt ist, mit Empfangsabschnitten ausgestattet, welche die Sendesignale mit den Sprungstrukturen empfangen können.
Insbesondere ist in dem Falle der Karosserie-ECU 8 der vorliegenden Ausführungsform der Stromversorgungs-IC 8a mit einem Empfangsabschnitt für einen Empfang eines Sendesignals mit einer Sprungsstruktur P1 (einer Version des Empfangsabschnitts 30, in welchem die Sprungstruktur P1 in dem Synchronisierungsteil 32 eingestellt wird) und einem Empfangsabschnitt für einen Empfang eines Sendesignals mit der Sprungstruktur P3 (einer Version des Empfangsabschnitts 30, bei welcher die Sprungstruktur P3 in dem Synchronisierungsteil 32 festgelegt wird) ausgestattet.
Da es schwierig ist, ein Element mit einer großen Induktivität in einem Stromversorgungs-IC zu verwenden, werden der LPF 11 und die BPF's 17 und 35 durch aktive Filter unter Verwendung von Operationsverstärkern gebildet, deren offensichtliche Frequenzcharakteristik durch Verstärkung von Eingangssignalen steiler gemacht werden kann.
Der Regler 13 in dem Stromversorgungs-IC der vorliegenden Ausführungsform entspricht der Konstantspannungsversorgungseinheit, und der LPF 11 und der BPF 17 der vorliegenden Ausführungsform entsprechen der Filtereinheit. In der Filtereinheit des Stromversorgungs-IC's entspricht der Abschnitt, welcher einen Durchgang eines Sendesignals für eine Datenübertragung blockiert und es selektiv gestattet, daß die Versorgungsspannung zwischen dem Stromversorgungskabel und der Konstantspannungsversorgungseinheit hindurchtritt, dem LPF 11 der vorliegenden Ausführungsform, und der Abschnitt, welcher einen Durchgang der Versorgungsspannung blockiert und selektiv gestattet, daß ein Sendesignal für eine Datenübertragung zwischen dem Stromversorgungskabel und der Datenübertragungseinheit hindurchtritt, entspricht dem BPF 17.
In dem Stromversorgungs-IC sind die Konstantspannungsstromversorgungseinheit und die Datenübertragungseinheit integriert, um die Widerstandsfähigkeit eines an Bord mitgeführten Geräts gegenüber Rauschen zu verbessern und um zu ermöglichen, daß das an Bord mitgeführte Gerät kompakt ausgebildet wird. Die Erfindung ist nicht auf die obige Ausführungsform beschränkt und kann auf verschiedene Weise innerhalb des Rahmens der Erfindung ausgeführt werden.
Beispielsweise können lediglich jene Abschnitte, die von der Punktkettenlinie in Fig. 2 umgeben sind, in einem IC integriert sein. Insbesondere kann ein Stromversorgungs-IC durch den Regler 13 als Konstantspannungsversorgungseinheit und die Schnittstellenschaltung 15, der primäre Modulationsabschnitt 21, der sekundäre Modulationsabschnitt 23, der sekundäre Demodulationsabschnitt 31, der BPF 35 und der primäre Demodulationsabschnitt 37 als die Datenübertragungseinheit gebildet werden. In diesem Fall können ein Stromversorgungs-IC 40, welcher durch die Abschnitte in der abwechselnd lang und kurz gestrichelten Linie gebildet ist, der LPF 11, der BPF 17 und der Treiber 29 auf einer gedruckten Schaltungsplatte anstelle des Stromversorgungs-IC's 9a, welcher in der obigen Ausführungsform beschrieben wird, zusammengesetzt werden.
Obwohl das Frequenzsprungverfahren als das Übertragungsverfahren bei der obigen Ausführungsform verwendet wird, ist es beispielsweise möglich, das direkte Streuverfahren (direct spread method) (DS-Verfahren), welches ein ähnliches Streuspektrumverfahren ist, zu verwenden, und es können andere Verfahren der Übertragung verwendet werden, so lange wie sie ein Antirauschvermögen besitzen.
Vorstehend wurde eine integrierte Stomversorgungsschaltung mit Übertragungsfunktion offenbart. Die integrierte Stromversorgungsschaltung ermöglicht es, ein an Bord eines Fahrzeugs mitgeführtes Gerät kompakt auszubilden und eine Kommunikation über ein Stromversorgungskabel mit einer Widerstandsfähigkeit gegenüber Rauschen zu errichten. Die integrierte Stromversorgungsschaltung (9a) ist mit einem Mikrokontroller (9b), welcher in einer ECU (9) enthalten ist, und einem Stromversorgungskabel (5) verbunden. Die integrierte Stromversorgungsschaltung (9a) besitzt einen LPF (11) und einen Regler (13). Die integrierte Stromversorgungsschaltung (9a) besitzt ebenfalls eine Schnittstellenschaltung (15), einen BPF (17), einen Sendeabschnitt (20) und einen Empfangsabschnitt (30). Der LPF (11) läßt lediglich die Versorgungsspannung hindurchtreten, und der BPF (17) läßt lediglich das Sendesignal hindurchtreten.

Claims

1. Integrierte Stromversorgungsschaltung, welche in einem an Bord mitgeführten Gerät (9) enthalten ist, zum Durchführen einer Datenübertragung mit einem anderen Gerät (7, 8) durch ein Stromversorgungskabel (5), welches in einem Fahrzeug vorgesehen ist, und zum Zuführen von Strom einer internen Schaltung, wobei die integrierte Stromversorgungsschaltung:
eine Konstantspannungsversorgungseinheit (13) zum Umwandeln einer Versorgungsspannung in eine konstante Gleichspannung und zum Zuführen derselben einer internen Schaltung; und
eine Datenübertragungseinheit (30) zum Durchführen einer Datenübertragung mit dem anderen Gerät (7, 8) durch das Stromversorgungskabel (5) aufweist.

2. Integrierte Stromversorgungsschaltung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch:
eine erste Filtereinheit (11), welche zwischen der Konstantspannungsversorgungseinheit (13) und dem Stromversorgungskabel (5) vorgesehen ist und ein Sendesignal für eine Datenübertragung blockiert und es lediglich der Versorgungsspannung selektiv ermöglicht, zwischen dem Stromversorgungskabel (5) und der Konstantspannungsversorgungseinheit (13) durchzufließen; und
eine zweite Filtereinheit. (17), welche zwischen der Datenübertragungseinheit (20, 30) und dem Stromversorgungskabel (5) vorgesehen ist und die Versorgungsspannung blockiert und es lediglich einem Sendesignal ermöglicht, zwischen dem Stromversorgungskabel (5) und der Datenübertragungseinheit (20, 30) durchzufließen.

3. Integrierte Stromversorgungsschaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß
die Datenübertragungseinheit (20, 30) einen Sendeabschnitt (20), welcher Ausgangsdaten von der internen Schaltung in das Sendesignal umwandelt und es auf das Stromversorgungskabel (5) sendet, und einen Empfangsabschnitt (30) aufweist, welcher Daten von einem Sendesignal, welches auf dem Stromversorgungskabel (5) überlagert ist, wiederherstellt und sie der internen Schaltung eingibt;
die zweite Filtereinheit (17) die Versorgungsspannung in einem Pfad eines Eingangs des Sendesignals von dem Stromversorgungskabel (5) zu dem Empfangsabschnitt (30) blockiert, um es lediglich dem Sendesignal zu ermöglichen, selektiv durchzufließen; und
der Sendeabschnitt (20) mit dem Stromversorgungskabel (5) verbunden ist, um das Sendesignal auf das Stromversorgungskabel (5) zu senden, ohne daß eine Filtereinheit durchlaufen wird.

4. Stromversorgungs-IC nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Datenübertragungseinheit (20, 30) derart gebildet ist, daß sie eine Datenübertragung mit dem anderen Gerät unter Verwendung eines Frequenzsprungverfahrens durchführt.