JP2003244172A - 電源電力給電型通信線を有する通信装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】放射ノイズを低減した電源電力給電型通信線を
有する通信装置を提供すること。 【解決手段】マスターコントローラ１は通信線２、３か
らなる通信バスを通じてスレーブコントローラ４、５に
第一電位で電源電力を給電する。マスターコントローラ
１とスレーブコントローラ４、５とは、通信線電位を第
一電位、第二電位として通常通信モードでのデジタル通
信を行う。更に、マスタコントローラ１は通信線２の電
位を第一電位又は第二電位から第三電位に強制的に遷移
させることによりスレーブコントローラ４又は５へ緊急
の送信を行う。第二電位時におけるマスターコントロー
ラ１のインピーダンスが通信バスの特性インピーダンス
と一致しているため、電流の多重反射が防止され、放射
ノイズが低減される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電源電力給電型通
信線を有する通信装置に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】多数の
ローカル装置を個別に制御する多数のスレーブコントロ
ーラにマスタコントローラから給電し、かつ、各スレー
ブコントローラを統括するマスタコントローラと各スレ
ーブコントローラとをバス接続する従来のネットワーク
方式では、マスタコントローラは、基準電位（たとえば
接地電位）の基準線と電源線との間に電源電圧を印加し
て各スレーブコントローラに電源電圧を印加する。した
がって、バス（通信線）と基準線との間に多数のスレー
ブコントローラを接続しても、それらへの電源電力給電
量の増大により、通信線のハイレベル電位が低下するこ
とがなく、通信に障害が発生することがない。

【０００３】このような三線方式は配線負担が増大する
ので、マスタコントローラと各スレーブコントローラと
を、各スレーブコントローラへの電源電力給電機能と、
両コントローラ間の通信機能との両方の機能をもつ二線
構造の採用が期待される。

【０００４】しかし、このようなバス方式の通信線を通
じて各スレーブコントローラに電源電力を給電する場
合、バスすなわち通信線に接続するスレーブコントロー
ラ数が増大すると、通信線の電位が低下し、通信に支障
を与える可能性がある。

【０００５】もちろん、マスタコントローラの出力イン
ピーダンスを小さく設定すれば、スレーブコントローラ
接続数を増大しても通信線電位の低下が無視できる。し
かし、この場合には、マスタコントローラ又はスレーブ
コントローラがパルス通信のために通信線電位をローレ
ベル電位に低下させるために、通線から大量の電流を吸
収する必要があり、電力消費、発熱が非常に増加し、か
つ、マスタコントローラやスレーブコントローラの上記
電位低下用の回路の大型化が必要となるという不具合が
あった。

【０００６】また、上記したバス型の通信線を用いた双
方向パルス通信方式では、スレーブコントローラからマ
スタコントローラへの送信中に、マスタコントローラか
らスレーブコントローラへの緊急に送信したい場合があ
ったが、これら両方向の送信を同時に行うことは原理的
にできず、マスタコントローラはスレーブコントローラ
の送信終了を待つ必要があった。

【０００７】そして、このような問題点に鑑みて、本願
出願人は、特願２００１−２１１２１６号において、簡
素な構成で性能に優れた電源電力給電型通信線を有する
通信装置を提案している。

【０００８】しかしながら、特願２００１−２１１２１
６号にて提案された通信装置においては、マスタコント
ローラ−バス間、スレーブコントローラ−バス間のイン
ピーダンスが一致していないため、電圧を第一電位（１
２Ｖ）から第二電位（６Ｖ）に切換えるときに、マスタ
コントローラとスレーブコントローラとの間で多重反射
が発生する。このとき、図９に示すように、電流波形の
立ち下がり部分で周波数の高い減衰振動が発生し、これ
が原因でノイズを放射するという問題があった。すなわ
ち、バスから見たマスタコントローラのインピーダンス
はバスの特性インピーダンスに比べて極めて低くなって
いる。逆に、バスから見たスレーブコントローラのイン
ピーダンスは等価的に開放状態となっている。電圧が第
一電位（１２Ｖ）から第二電位（６Ｖ）に変化した直
後、バスには電流が流れるが、その電流がスレーブコン
トローラ側に達したとき、スレーブコントローラが開放
状態にあるため、その電流は、マスタコントローラ側に
向かって反射していく。そして、反射電流がマスタコン
トローラ側に到達したとき、マスタコントローラ側のイ
ンピーダンスが低いために、ほぼ全反射に近い状態で電
流がスレーブコントローラに向かって戻っていく。この
一連の流れが複数回繰り返されることにより、図９のよ
うに電流立ち下がり時に乱れを含んだ電流波形となるの
である。

【０００９】本発明は、上記問題点に鑑みなされたもの
であり、電流立ち下がり時における多重反射の発生を防
止して放射ノイズを低減した電源電力給電型通信線を有
する通信装置を提供することをその目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の電源電力
給電型通信線を有する通信装置は、バスをなす通信線
と、前記通信線に接続される通信インターフェイス回路
を有して前記通信線から給電される直流電源電力により
作動してローカル装置を駆動制御するスレーブコントロ
ーラと、直流電源に接続され、前記通信線に接続される
通信インターフェイス回路を有して前記バスに前記直流
電源電力を給電するとともに前記通信線の第一電位と第
二電位との間で遷移するパルス電圧により所定の前記ス
レーブコントローラと交信を行うように構成され、前記
スレーブコントローラが前記通信線に前記第一電位、第
二電位を与えて前記マスタコントローラへのデータ送信
を行っている、いないにかかわらず、前記通信線の電位
を前記第一電位又は前記第二電位から第三電位に強制的
に遷移させることにより前記スレーブコントローラへの
緊急送信を行う緊急送信手段を有するマスタコントロー
ラと、を備える電力給電兼用通信線を有する通信装置で
あって、前記マスタコントローラは、所定の出力電流範
囲内で前記通信線に前記第一電位を与え、かつ、前記通
信線を通じて各スレーブコントローラに電源電力を給電
する通信線給電兼第一電位形成回路と、前記直流電源の
出力電圧を分圧することにより生成した前記第二電位を
前記通信線に与える第二電位形成回路と、前記通信線給
電兼第一電位形成回路が前記通信線に給電する電流を吸
収して前記通信線に前記第三電位を与える第三電位形成
回路と、を有し、前記スレーブコントローラは、前記通
信線給電兼第一電位形成回路が前記通信線に給電する電
流を吸収して前記通信線に前記第二電位を与える第二電
位形成回路を有し、前記マスタコントローラの前記第二
電位形成回路が前記通信線に前記第二電位を与えている
とき、前記マスタコントローラのインピーダンスが前記
バスの特性インピーダンスに一致するように構成された
ことを特徴としている。

【００１１】すなわち、本構成では、通信線すなわちバ
スは、第一電位と第二電位とにより０、１を送信する通
常通信モードの他に、第一電位又は第二電位と第三電位
とにより０、１を送信する緊急通信モードをもつ。当
然、緊急通信モードの０は、通常交信モードの０又は１
とオーバラップするが、実質上、緊急通信モードの有意
の情報は、その１すなわち第三電位で伝達されることが
できるので、緊急通信モードにおける交信上の問題は生
じない。ただし、緊急通信モードの１すなわち第三電位
が送信される間、通常通信モードは遮断されることにな
る。

【００１２】なお、マスタコントローラは、緊急通信モ
ードへの移行を通信線の電位低下又は自己の内部信号な
どにより容易に認識することができるので、緊急通信モ
ード発生時点に通常通信モードが実行されている場合
に、マスタコントローラは、この時の通常通信モードを
緊急通信モードの終了時点まで一時中止し、マスタコン
トローラやスレーブコントローラは通常通信モードでそ
れまで送受信したデータを廃棄し、その後、マスタコン
トローラは、緊急通信モードの終了時点において、再
度、上記一時中断した通常通信モードを最初から実行す
ればよい。

【００１３】さらに、マスタコントローラの第二電位形
成回路が通信線に第二電位を与えているとき、マスタコ
ントローラのインピーダンスがバスの特性インピーダン
スに一致するように構成されているので、第二電位に切
換えられた直後にマスタコントローラから流れる電流が
スレーブコントローラ側で一度反射してマスタコントロ
ーラに戻るが、反射電流がマスタコントローラにおいて
吸収されるため、電流の多重反射が防止される。

【００１４】上記の結果、本発明によれば、きわめて簡
素な通信ネットワーク構造をもつ分散処理型の制御系を
実現することができるとともに、電流立ち下がり時にお
ける高周波の減衰振動を防止して、放射ノイズの低減を
図ることができる。

【００１５】請求項２記載の構成は請求項１記載の電源
電力給電型通信線を有する通信装置において更に、前記
第一電位は所定の第一しきい値以上の電位であり、第三
電位は、前記第一しきい値より小さい所定の第二しきい
値以下の電位であり、前記第二電位は前記両しきい値間
の電位であることを特徴としている。

【００１６】本構成によれば、たとえば、マスタコント
ローラからその所定の出力インピーダンスを通じての直
流電源電力給電のみを行う場合の通信線の電位状態とし
て第一電位を設定し、通信線を低オン抵抗のスイッチで
基準電位に接続することにより第二電位を、通信線を更
に低オン抵抗のスイッチで基準電位に接続することによ
り第三電位を、容易に形成することができ、回路構成を
簡素化することができる。

【００１７】請求項３記載の構成は請求項１又は２記載
の電源電力給電型通信線を有する通信装置において更
に、前記スレーブコントローラの前記第二電位形成回路
が、基準電位を有する基準線と前記通信線との間を定電
圧ダイオードを通じて短絡するスイッチを有し、前記第
三電位形成回路が、基準電位を有する基準線と前記通信
線との間を直接短絡するスイッチを有することを特徴と
している。

【００１８】本構成によれば、マスタコントローラから
その所定の出力インピーダンスを通じての直流電源電力
給電のみを行う場合の通信線の電位状態として第一電位
を設定し、スレーブコントローラにおいては通信線を低
オン抵抗のスイッチと定電圧ダイオードを通じて基準電
位に接続することにより第二電位を、通信線を定電圧ダ
イオードを介することなく直接低オン抵抗のスイッチで
基準電位に接続することにより第三電位を形成するの
で、中間電位である第二電位を高精度に作成することが
できる。

【００１９】請求項４記載の電源電力給電型通信線を有
する通信装置は、バスをなす通信線と、前記通信線に接
続される通信インターフェイス回路を有して前記通信線
から給電される直流電源電力により作動してローカル装
置を駆動制御するスレーブコントローラと、直流電源に
接続され、前記通信線に接続される通信インターフェイ
ス回路を有して前記バスに前記直流電源電力を給電する
とともに前記通信線の第一電位と第二電位との間で遷移
するパルス電圧により所定の前記スレーブコントローラ
と交信を行うマスタコントローラと、を備える電力給電
兼用通信線を有する通信装置であって、前記マスターコ
ントローラは、所定の出力電流範囲内で前記通信線に前
記第一電位を与え、かつ、前記通信線を通じて各スレー
ブコントローラに電源電力を給電する通信線給電兼第一
電位形成回路と、前記直流電源の出力電圧を分圧するこ
とにより生成した前記第二電位を前記通信線に与える第
二電位形成回路と、を有し、前記スレーブコントローラ
は、前記通信線給電兼第一電位形成回路が前記通信線に
給電する電流を吸収して前記通信線に前記第二電位を与
える第二電位形成回路を有し、前記マスタコントローラ
の前記第二電位形成回路が前記通信線に前記第二電位を
与えているとき、前記マスタコントローラのインピーダ
ンスが前記バスの特性インピーダンスに一致するように
構成されたことを特徴としている。

【００２０】すなわち、本構成では、マスタコントロー
ラの通信線給電兼第一電位形成回路は、所定の出力電流
範囲内で通信線に第一電位を与える定電圧出力機能を有
するので、上記出力電流範囲内で可能な任意のスレーブ
コントローラをバスすなわち通信線に接続することがで
きる。

【００２１】また、マスタコントローラは、直流電源の
出力電圧を分圧することにより第二電位を形成し、スレ
ーブコントローラは通信線から電流を吸収することによ
り、上記通信線給電兼第一電位形成回路の出力インピー
ダンス（インピーダンス）に電圧降下を生じさせて、第
二電位を形成することができ、簡素な構成で双方向通信
を実現することができる。

【００２２】さらに、マスタコントローラの第二電位形
成回路が通信線に第二電位を与えているとき、マスタコ
ントローラのインピーダンスがバスの特性インピーダン
スに一致するように構成されているので、第二電位に切
換えられた直後にマスタコントローラから流れる電流が
スレーブコントローラ側で一度反射してマスタコントロ
ーラに戻るが、反射電流がマスタコントローラにおいて
吸収されるため、電流の多重反射が防止される。よっ
て、電流立ち下がり時における高周波の減衰振動を防止
して、放射ノイズの低減を図ることができる。

【００２３】請求項５記載の構成によれば、請求項１乃
至４のいずれか記載の電源電力給電型通信線を有する通
信装置において、更に、前記マスタコントローラの前記
第二電位形成回路が、前記直流電源と前記通信線との間
を第一の抵抗を通じて短絡するスイッチと、基準電位を
有する基準線と前記通信線との間を第二の抵抗を通じて
短絡するスイッチとを含む抵抗分圧回路と、前記第二電
位形成回路が前記通信線に前記第二電位を与えようとし
ているときに、前記直流電源から前記通信線給電兼第一
電位形成回路への給電を切断するスイッチと、を有し、
前記第一の抵抗の抵抗値Ｚ₁および前記第二の抵抗の抵
抗値Ｚ₂は、前記バスの特性インピーダンスをＺ₀とした
とき、１／Ｚ₁＋１／Ｚ₂＝１／Ｚ₀の関係が成立するよ
うに設定されたことを特徴としている。

【００２４】すなわち、本構成によれば、直流電源から
通信線給電兼第一電位形成回路への給電をスイッチによ
り切断するとともに、抵抗分圧回路が直流電源と通信線
との間を第一の抵抗を通じて短絡し、且つ基準電位を有
する基準線と前記通信線との間を第二の抵抗を通じて短
絡することにより、マスタコントローラの第二電位形成
回路は通信線に第二電位を与える。そして、第一の抵抗
の抵抗値Ｚ₁および前記第二の抵抗の抵抗値Ｚ₂は、前記
バスの特性インピーダンスをＺ₀としたとき、１／Ｚ₁＋
１／Ｚ₂＝１／Ｚ₀の関係が成立するように設定されてい
るので、マスタコントローラのインピーダンスをバスの
特性インピーダンスに確実に一致させることができる。

【００２５】請求項６記載の構成によれば請求項１乃至
５のいずれか記載の電源電力給電型通信線を有する通信
装置において更に、前記スレーブコントローラが、前記
通信線電位が前記第一電位である場合に前記マスタコン
トローラから充電され、前記通信線電位が前記第二電位
又は第三電位である場合に自己に電源電力を給電する蓄
電回路を有することを特徴としている。

【００２６】すなわち、本構成によれば、たとえば、ス
レーブコントローラは、通信線が第一電位である場合に
通信線により充電されるコンデンサと、通信線からこの
コンデンサへの通電だけを許可するダイオードとからな
る蓄電回路をもつ。この蓄電回路は、通信線電位が上記
第二電位又は第三電位に低下した場合でも所定期間はス
レーブコントローラの回路動作を確保する。上記第二電
位又は第三電位が継続する時間は、比較的短く、その後
かならず、通信線は第一電位に復帰してスレーブコント
ローラへの作動電源電力給電とコンデンサの再チャージ
を行うので、コンデンサの容量は十分に小さくすること
ができる。

【００２７】

【発明の実施の形態】本発明の電源電力給電型通信線を
有する通信装置の好適な態様を以下の実施例により詳細
に説明する。

【００２８】（構成）この実施例の通信装置をもつ制御
装置の回路構成を図１〜図３を参照して以下に説明す
る。

【００２９】１はマスタコントローラ、２は一対の通信
線（通信バス、又は、単にバスとも称する）の一方であ
る駆動線、３は一対の通信線の他方である基準線、４、
５はスレーブコントローラ、６はバッテリ、７、８はセ
ンサやアクチエータからなるローカル装置である。

【００３０】マスタコントローラ１は、マイコン構成の
中央制御回路１１、インターフェイス回路１２を有して
いる。中央制御回路１１は、インターフェイス回路１２
を通じて通信線２、３にデータ通信可能に接続されてい
る。更に、インターフェイス回路１２は、通信線２，３
間に電源電力を給電している。バッテリ６は、中央制御
回路１１及びインターフェイス回路１２に電源電力を給
電している。

【００３１】スレーブコントローラ４は、インターフェ
イス回路４１と、マイコン構成のセンサ制御回路４２か
らなり、センサ制御回路４２は、センサであるローカル
装置７の出力信号をマスタコントローラ１の指令に応じ
てインターフェイス回路４１を通じて通信線２，３に送
信している。更にインターフェイス回路４１は通信線
２，３から得た電源電力をセンサ制御回路４２に給電し
ている。

【００３２】スレーブコントローラ５は、インターフェ
イス回路５１と、マイコン構成のアクチエータ制御回路
５２からなり、アクチエータ制御回路５２は、アクチエ
ータであるローカル装置８を駆動制御する制御信号をマ
スタコントローラ１の指令に応じてインターフェイス回
路５１を通じて通信線２，３から受信している。

【００３３】通信線２，３間には、その他、マスタコン
トローラ１の電源能力給電機能が許す範囲で多数のスレ
ーブコントローラが接続され、これら各スレーブコント
ローラはそれぞれのローカル装置に接続されている。通
信線の他方である基準線３はバッテリ６の負端に接続さ
れ、接地されている。

【００３４】マスタコントローラ１のインターフェイス
回路１２は、図２に示すように、定電圧回路１２１、バ
ッテリ６と定電圧回路１２１との接続を開閉するスイッ
チ１２１ａ、中央制御回路１１とスイッチ１２１ａとの
間に設けられたインバータ１２１ｂ、第二電位設定用の
スイッチ１２２ａ、１２２ｂ、抵抗値Ｚ₁を持つ第一の
抵抗ｒ１、抵抗値Ｚ₂を持つ第二の抵抗ｒ２、第三電位
設定用の短絡スイッチ１２４、通信線の一方である駆動
線２の電位を検出するコンパレータ１２５を備えてい
る。尚、抵抗値Ｚ₁、Ｚ₂は、通信線２，３からなるバス
の特性インピーダンスをＺ₀としたとき、１／Ｚ₁＋１／
Ｚ₂＝１／Ｚ₀の関係が成立するように設定されるため、
本実施形態では、Ｚ₁＝Ｚ₂＝２Ｚ₀に設定されている。

【００３５】定電圧回路１２１は、バッテリ６の正端か
ら受電した電力を駆動線２に給電している。第二電位設
定用のスイッチ１２２ａと第一の抵抗ｒ１とは、直列接
続されてバッテリ６、駆動線２間を接続し、第二電位設
定用のスイッチ１２２ｂと第二の抵抗ｒ２とは、直列接
続されて通信線２，３間を接続し、第三電位設定用の短
絡スイッチ１２４は、通信線２，３間を接続している。
コンパレータ１２５は駆動線２の電位をしきい値電圧７
Vと比較して、比較結果を中央制御回路１１に送信し、
中央制御回路１１は定電圧回路１２１を制御してその出
力インピーダンスを切り替えている。定電圧回路１２１
は、車載バッテリ６の電圧を１２Ｖの定電圧に変換する
通常の定電圧回路である。定電圧回路１２１はその出力
電圧を常に１２Ｖ（所定の電流範囲で）とするべく、そ
の出力電流に応じて内部の出力インピーダンスriを調整
する。それにより、駆動線２からみた電源インピーダン
スは、定電圧回路１２１の内部出力インピーダンスriと
なる。インターフェイス回路１２、４１、５１が通信を
行わず、駆動線２がインターフェイス回路４１、５１に
電源電力だけを給電している状態では、インターフェイ
ス回路４１，５１には１２Ｖが給電される。スレーブコ
ントローラを増減しても、定電圧回路１２１が出力可能
な電流範囲では駆動線２の電圧は１２Ｖに保たれてい
る。尚、スイッチ１２２ａ、１２２ｂ、抵抗ｒ１、ｒ２
が本発明の請求項５における抵抗分圧回路を構成するも
のである。

【００３６】マスタコントローラ１の中央制御回路１１
は、コンパレータ１２５の出力信号により、又は、内部
制御信号により、スイッチ１２１ａ、１２２ａ、１２２
ｂ、１２４を開閉する。

【００３７】スレーブコントローラ４のインターフェイ
ス回路４１は、図３に示すように、定電圧ダイオード４
０１と、第二電位設定用の短絡スイッチ４０２と、コン
デンサ４０３と、ダイオード４０４と、コンパレータ４
０５と、４０６と、抵抗分圧回路４０７とからなる。ス
レーブコントローラ５のインターフェイス回路５１はイ
ンターフェイス回路４１と同じであるので、説明を省略
する。

【００３８】コンデンサ４０３とダイオード４０４と
は、ローカル蓄電回路を構成しており、コンデンサ４０
３は駆動線２からダイオード４０４を通じて充電され
て、センサ制御回路４２やコンパレータ４０５、４０６
に所定の直流電源電圧を印加している。

【００３９】抵抗分圧回路４０７は、３つの抵抗素子を
直列接続してなり、コンデンサ４０３の電圧を抵抗分圧
して略７Ｖと略３Ｖという２つのしきい値電圧を形成
し、前者をコンパレータ４０５に、後者をコンパレータ
４０６に出力している。

【００４０】スレーブコントローラ４のセンサ制御回路
４２は、センサ７の検出信号、及び、コンパレータ４０
５、４０６の出力信号に基づいて、短絡スイッチ４０２
を開閉制御する。

【００４１】（通常通信動作）上記装置の通常通信動作
を図４〜図６を参照して以下に説明する。

【００４２】図４はマスタコントローラ１とスレーブコ
ントローラ４又は５との間の通常モードでの通信順序を
示すプロトコルである。

【００４３】マスタコントローラ１が、スレーブコント
ローラ特定情報と要求情報とを含む送信を行うと、上記
スレーブコントローラ特定情報に該当するスレーブコン
トローラ（ここではスレーブコントローラ４と仮定す
る）が上記要求情報を受信し、その後、スレーブコント
ローラ４が上記要求情報に適合する情報をマスタコント
ローラ１に送信し、マスタコントローラ１はそれを受信
する。

【００４４】更に具体的に説明する。

【００４５】（中央制御回路１１からスレーブコントロ
ーラ４への通常モード送信動作）中央制御回路１１は、
スイッチ１２２ａ、１２２ｂをオンして”１”を、スイ
ッチ１２２ａ、１２２ｂをオフして”０”を送信する。
また、スイッチ１２２ａ、１２２ｂがオンされて”１”
が送信された時、インバータ１２１ｂの作用によりスイ
ッチ１２１ａには”０”が入力されてオフされ、定電圧
回路１２１への給電が切断される。一方、スイッチ１２
２ａ、１２２ｂがオフされて”０”が送信された時、イ
ンバータ１２１ｂの作用によりスイッチ１２１ａには”
１”が入力され、オンされる。スイッチ１２２ａ、１２
２ｂがオンされ、且つ、スイッチ１２１ａがオフされる
と、駆動線２の電位は、バッテリ６の電圧（１２Ｖ）が
直列接続された第１の抵抗ｒ１及び第２の抵抗ｒ２を有
する抵抗分圧回路により分圧されて、第二電位Vm（ここ
では６Ｖ）となる。

【００４６】すなわち、第１の抵抗ｒ１及び第２の抵抗
ｒ２は、それぞれ同一の抵抗値Ｚ₁＝Ｚ₂＝２Ｚ₀を持
ち、駆動線２の電位が第一電位Vh（１２Ｖ）よりも低い
ときマスタコントローラ１からスレーブコントローラ４
への電流は０になることから駆動線２の電位は第二電位
Vm（６Ｖ）となる。このとき、通信バス側から見たマス
タコントローラ１のインピーダンスＺは、抵抗値Ｚ₁、
Ｚ₂の抵抗が駆動線２と基準線３との間に並列接続され
ているのに等しい状態となるため、１／Ｚ₁＋１／Ｚ₂＝
１／Ｚの関係が成立する。ここで、Ｚ₁＝Ｚ₂＝２Ｚ₀で
あるため、マスタコントローラ１のインピーダンスＺは
Ｚ＝Ｚ₀となり、通信バスの特性インピーダンスと一致
する。

【００４７】従って、電圧を第一電位Vh（１２Ｖ）から
第二電位Vm（６Ｖ）に切換えた直後に、マスタコントロ
ーラ１から流れる電流はスレーブコントローラ４で一度
反射し、再びマスタコントローラ１へ戻ってくるが、通
信バスの特性インピーダンスとマスタコントローラ１の
インピーダンスとが一致するように構成されており、反
射電流はマスタコントローラ１で吸収されるため、マス
タコントローラ１において反射は起こらず、電流の多重
反射は発生しない。この結果、図８のチャートに示すよ
うに、電流の立ち下がり時における高周波の減衰振動は
発生せず、放射ノイズを低減することができる。

【００４８】尚、抵抗値Ｚ₁、Ｚ₂の値は、所望とする第
二電位Vmの値により異なるが、要するに、通信バスの特
性インピーダンスＺ₀に対して、１／Ｚ₁＋１／Ｚ₂＝１
／Ｚ₀の関係が成立するように設定されればよいのであ
る。

【００４９】（スレーブコントローラ４の通常モード受
信動作）駆動線２の電位が第二電位Vm、たとえば６Ｖと
なると、各コンデンサ４０３は略１１Ｖに充電されてい
るため、駆動線２から各コンデンサ４０３への電源電力
給電が遮断される。また、駆動線２の電位はコンパレー
タ４０５、４０６でしきい値電圧３Ｖ、７Ｖと比較さ
れ、その結果、コンパレータ４０５はハイレベル、コン
パレータ４０６はローレベルとなって、センサ制御回路
４２は、第二電位Vmを受信する。なお、駆動線２の電位
が第一電位Vh（ここでは定電圧回路１２１の出力電圧に
ほぼ等しい）であれば、コンパレータ４０５、４０６は
それぞれローレベルを出力し、センサ制御回路４２やア
クチエータ制御回路５２はそれを認識することができ
る。

【００５０】（スレーブコントローラ４の通常モード送
信動作）センサ制御回路４２は、駆動線２の電位が第一
電位Vhであることを確認してスイッチ４０２をオンする
と、駆動線２の電位は定電圧ダイオード４０１のしきい
値が決定する第二電位Vm（ここでは６Ｖ）となり、スイ
ッチ４０１をオフすれば駆動線２の電位は１２Ｖに復帰
する。

【００５１】結局、第一電位Vh（１２Ｖ）と第二電位Vm
（６Ｖ）との二値により、マスタコントローラ１とスレ
ーブコントローラ４又は５間で通常通信モードの交信が
なされる。

【００５２】スレーブコントローラ４により駆動線２の
電位が第二電位Vmとなると、コンパレータ１２５がそれ
を検出し、マスタコントローラ１は、通常通信モードで
の受信に成功する。

【００５３】（中央制御回路１１からスレーブコントロ
ーラ４への緊急モード送信動作）中央制御回路１１は、
スイッチ１２４をオンして緊急通信モードでの”１”
を、スイッチ１２４をオフして緊急通信モードでの”
０”を送信する。スイッチ１２４がオンされると、駆動
線２の電位は、電圧降下により少なくとも５Ｖ未満、好
適には１Ｖ未満である第三電位Vlに低下する。

【００５４】（スレーブコントローラ４の緊急モード受
信動作）駆動線２の電位が第三電位Vlたとえば１Ｖに低
下すると、コンパレータ４０５、４０６はともにハイレ
ベルとなり、センサ制御回路４２は、マスタコントロー
ラ１が第三電位Vlを出力したことを認識することができ
る。

【００５５】通常モード通信時の駆動線２の電位変化を
図５に示し、緊急モード通信時の駆動線２の電位変化を
図６に示す。なお、図６では緊急モード通信時の電位変
化（パルスエッジ）が、通常通信モード通信時のそれと
一致しているが、もちろん一致していなくてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電源電力給電型通信線を有する通信装
置の一実施例を用いた制御装置のブロック図である。

【図２】図１のマスタコントローラの一実施例回路図で
ある。

【図３】図１のスレーブコントローラの一実施例回路図
である。

【図４】図１のマスタコントローラとスレーブコントロ
ーラとの間の通信手順を示すタイミングチャートであ
る。

【図５】図１のマスタコントローラとスレーブコントロ
ーラとの間の通常通信モードでの通信時の駆動線電位変
化を示すタイミングチャートである。

【図６】図１のマスタコントローラとスレーブコントロ
ーラとの間の緊急通信モードでの通信時の駆動線電位変
化を示すタイミングチャートである。

【図７】図２の定電圧回路の一例を示す回路図である。

【図８】通常通信モードにおける電圧切換えに伴う電流
波形の一例を示すチャートである。

【図９】従来の通信装置の通常通信モードにおける電圧
切換えに伴う電流波形の一例を示すチャートである。

【符号の説明】

１ マスタコントローラ ２ 駆動線（通信線、バス） ３ 基準線（通信線、バス） ４ スレーブコントローラ ５ スレーブコントローラ １２ インターフェイス回路（通信インターフェイス回
路） ４１ インターフェイス回路（通信インターフェイス回
路） ５１ インターフェイス回路（通信インターフェイス回
路） １２４ スイッチ（緊急送信手段） １２１ 定電圧回路（通信線給電兼第一電位形成回路） １２１ａ スイッチ（マスタコントローラの第二電位形
成回路） １２１ｂ インバータ（マスタコントローラの第二電位
形成回路） １２２ａ スイッチ（マスタコントローラの第二電位形
成回路、抵抗分圧回路） １２２ｂ スイッチ（マスタコントローラの第二電位形
成回路、抵抗分圧回路） ｒ１ 第一の抵抗（マスタコントローラの第二電位形成
回路、抵抗分圧回路） ｒ２ 第二の抵抗（マスタコントローラの第二電位形成
回路、抵抗分圧回路） １２４ スイッチ（第三電位形成回路） ４０１ 定電圧ダイオード（スレーブコントローラの第
二電位形成回路） ４０２ スイッチ（スレーブコントローラの第二電位形
成回路）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三摩 紀雄 愛知県西尾市下羽角町岩谷14番地 株式会 社日本自動車部品総合研究所内 (72)発明者 近藤 晶 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 Ｆターム(参考） 5K032 DA01 DB03 DB31

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】バスをなす通信線と、 前記通信線に接続される通信インターフェイス回路を有
   して前記通信線から給電される直流電源電力により作動
   してローカル装置を駆動制御するスレーブコントローラ
   と、 直流電源に接続され、前記通信線に接続される通信イン
   ターフェイス回路を有して前記バスに前記直流電源電力
   を給電するとともに前記通信線の第一電位と第二電位と
   の間で遷移するパルス電圧により所定の前記スレーブコ
   ントローラと交信を行うように構成され、前記スレーブ
   コントローラが前記通信線に前記第一電位、第二電位を
   与えて前記マスタコントローラへのデータ送信を行って
   いる、いないにかかわらず、前記通信線の電位を前記第
   一電位又は前記第二電位から第三電位に強制的に遷移さ
   せることにより前記スレーブコントローラへの緊急送信
   を行う緊急送信手段を有するマスタコントローラと、 を備える電力給電兼用通信線を有する通信装置であっ
   て、 前記マスタコントローラは、 所定の出力電流範囲内で前記通信線に前記第一電位を与
   え、かつ、前記通信線を通じて各スレーブコントローラ
   に電源電力を給電する通信線給電兼第一電位形成回路
   と、 前記直流電源の出力電圧を分圧することにより生成した
   前記第二電位を前記通信線に与える第二電位形成回路
   と、 前記通信線給電兼第一電位形成回路が前記通信線に給電
   する電流を吸収して前記通信線に前記第三電位を与える
   第三電位形成回路と、 を有し、 前記スレーブコントローラは、 前記通信線給電兼第一電位形成回路が前記通信線に給電
   する電流を吸収して前記通信線に前記第二電位を与える
   第二電位形成回路を有し、 前記マスタコントローラの前記第二電位形成回路が前記
   通信線に前記第二電位を与えているとき、前記マスタコ
   ントローラのインピーダンスが前記バスの特性インピー
   ダンスに一致するように構成されたことを特徴とする電
   源電力給電型通信線を有する通信装置。
2. 【請求項２】請求項１記載の電源電力給電型通信線を有
   する通信装置において、 前記第一電位は所定の第一しきい値以上の電位であり、
   第三電位は、前記第一しきい値より小さい所定の第二し
   きい値以下の電位であり、前記第二電位は前記両しきい
   値間の電位であることを特徴とする電源電力給電型通信
   線を有する通信装置。
3. 【請求項３】請求項１又は２記載の電源電力給電型通信
   線を有する通信装置において、 前記スレーブコントローラの前記第二電位形成回路は、
   基準電位を有する基準線と前記通信線との間を定電圧ダ
   イオードを通じて短絡するスイッチを有し、 前記第三電位形成回路は、基準電位を有する基準線と前
   記通信線との間を直接短絡するスイッチを有することを
   特徴とする電源電力給電型通信線を有する通信装置。
4. 【請求項４】バスをなす通信線と、 前記通信線に接続される通信インターフェイス回路を有
   して前記通信線から給電される直流電源電力により作動
   してローカル装置を駆動制御するスレーブコントローラ
   と、 直流電源に接続され、前記通信線に接続される通信イン
   ターフェイス回路を有して前記バスに前記直流電源電力
   を給電するとともに前記通信線の第一電位と第二電位と
   の間で遷移するパルス電圧により所定の前記スレーブコ
   ントローラと交信を行うマスタコントローラと、 を備える電力給電兼用通信線を有する通信装置であっ
   て、 前記マスターコントローラは、 所定の出力電流範囲内で前記通信線に前記第一電位を与
   え、かつ、前記通信線を通じて各スレーブコントローラ
   に電源電力を給電する通信線給電兼第一電位形成回路
   と、 前記直流電源の出力電圧を分圧することにより生成した
   前記第二電位を前記通信線に与える第二電位形成回路
   と、 を有し、 前記スレーブコントローラは、 前記通信線給電兼第一電位形成回路が前記通信線に給電
   する電流を吸収して前記通信線に前記第二電位を与える
   第二電位形成回路を有し、 前記マスタコントローラの前記第二電位形成回路が前記
   通信線に前記第二電位を与えているとき、前記マスタコ
   ントローラのインピーダンスが前記バスの特性インピー
   ダンスに一致するように構成されたことを特徴とする電
   源電力給電型通信線を有する通信装置。
5. 【請求項５】請求項１乃至４のいずれか記載の電源電力
   給電型通信線を有する通信装置において、 前記マスタコントローラの前記第二電位形成回路は、 前記直流電源と前記通信線との間を第一の抵抗を通じて
   短絡するスイッチと、基準電位を有する基準線と前記通
   信線との間を第二の抵抗を通じて短絡するスイッチとを
   含む抵抗分圧回路と、 前記第二電位形成回路が前記通信線に前記第二電位を与
   えようとしているときに、前記直流電源から前記通信線
   給電兼第一電位形成回路への給電を切断するスイッチ
   と、 を有し、 前記第一の抵抗の抵抗値Ｚ₁および前記第二の抵抗の抵
   抗値Ｚ₂は、前記バスの特性インピーダンスをＺ₀とした
   とき、１／Ｚ₁＋１／Ｚ₂＝１／Ｚ₀の関係が成立するよ
   うに設定されたことを特徴とする電源電力給電型通信線
   を有する通信装置。
6. 【請求項６】請求項１乃至５のいずれか記載の電源電力
   給電型通信線を有する通信装置において、 前記スレーブコントローラは、 前記通信線電位が前記第一電位である場合に前記マスタ
   コントローラから充電され、前記通信線電位が前記第二
   電位又は第三電位である場合に自己に電源電力を給電す
   る蓄電回路を有することを特徴とする電源電力給電型通
   信線を有する通信装置。