JP2004056197A - Power line communication system - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電力線を伝送路に用いて通信を行う電力線通信システムに関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、電力を供給する電力線を伝送路に用いて通信を行う、所謂、電力線通信(PLC)が注目され、様々な技術分野に導入されようとしている。
例えば、特開2001−144659号公報に開示された制御装置では、車両に搭載された複数の電子制御ユニットが、車両のバッテリに接続された電力線を介して互いに通信し、車両を協同制御するようにされている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、バッテリには、PLCを行う電子制御ユニットだけでなく、オーディオ装置等のようにバッテリから電力の供給のみを受ける電子装置も接続されているため、電力線を通信の伝送路に用いた場合、PLCを行う電子制御ユニットの通信経路上に、電力の供給のみを受ける電子装置が混在することになる。
【0004】
このため、上記制御装置では、PLCを行う電子制御ユニットから送信された通信信号が、電力の供給のみを受ける電子装置の電源にノイズとして流入し、動作に影響を与えてしまうことが考えられる。
又、上記電子装置の電源には、電力線から供給される直流電力に重畳したノイズをバッテリのグランドにバイパスするバイパス・コンデンサが具備されている場合が多い。しかし、このバイパス・コンデンサは、ノイズと一緒に通信信号もバイパスしてしまうため、通信信号が通信経路の途中で減衰してしまい、通信信号を確実に送信先へ伝送することが困難であることも考えられる。
【0005】
そこで、本発明は、上記問題点を解決するために、電力線を介して通信を行う電子装置群の通信信号が、電力線を介して電力の供給のみを受ける電子装置群の動作に影響を与えることを防止し、更に、通信信号を確実に送信先へ伝送可能な電力線通信システムを提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するためになされた請求項1記載の電力線通信システムでは、電力線における連続した部位を、電力線を介して互いに通信を行う電子装置群を接続した第1の接続領域と、電力線を介して電力の供給のみを受ける電子装置群を接続した第2の接続領域とに分割する。そして、第1,2の接続領域間に具備された信号遮断手段によって、第1の接続領域に接続した電子装置群の通信信号を遮断する。
【0007】
このような電力線通信システムによれば、電力線を介して電力の供給のみを受ける電子装置群が、電力線を介して互いに通信を行う電子装置群の通信経路上に混在しない上、電力線を介して互いに通信を行う電子装置群の通信信号が、第1の接続領域内にて遮断されるため、電力線を介して互いに通信を行う電子装置群の通信信号が、電力線を介して電力の供給のみを受ける電子装置群の動作に影響を与えることを防止できる。
【0008】
尚、第1の接続領域には、電力線を介して互いに通信を行う電子装置群のみが接続されていることが最も望ましいが、電力線を介して電力の供給のみを受ける電子装置群の一部が接続されていても良い。
ここで、電力線が複数の枝線に分岐している場合には、請求項2記載のように、枝線ごとに第1の接続領域もしくは第2の接続領域を形成すると良い。
【0009】
又、信号遮断手段は、例えば、請求項3記載のように、通信信号の周波数に共振し、通信信号に対して、他の周波数を有する電気信号に対するよりも大きなインピーダンスを発生することで通信信号を遮断しても良い。
このように信号遮断手段が設定されていれば、通信信号の周波数において、第1の接続領域は、第2の接続領域から切り離された状態と等価になるため、通信信号が、通信経路上で電力線のグランドへバイパスされ、減衰してしまうことを抑制できる。即ち、通信信号を確実に送信先へ伝送することができる。
【0010】
又、信号遮断手段は、例えば、請求項4記載のように、通信信号の周波数よりも低い周波数を有する電気信号のみを通過させるローパスフィルタからなっていても良く、この場合も、請求項3記載の発明と同様の効果を得ることができる。
尚、上記した電力線通信システムは、例えば、請求項5記載のように、移動体に搭載されていても良い。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施形態を図面と共に説明する。
まず、図1は、本発明を適用した車両の電力線通信システムの構成図である。
図1に示すように、電力線通信システム1は、車両に搭載された各電子装置に電力を供給するバッテリ2と、バッテリ2の正極側端子(+12V)と車両の各部に搭載された電子装置とを電気的に接続する正極側電力線3と、バッテリ2のグランド(GND)側端子と車体8とを電気的に接続するGND側電力線4と、バッテリ2の正極側端子から3つの枝線に分岐された正極側電力線3の各々に、複数の電子装置が接続されてなる電子装置群10,20,30とから構成されている。尚、3つの枝線に分岐された正極側電力線3の各々と電子装置群10,20,30の各々との間には、ヒューズ5,6,7が介挿されており、過電流が生じた際に、ヒューズ5,6,7が断線することで、電子装置群10,20,30を過電流から保護するようにされている。
【0012】
ここで、電子装置群10は、バッテリ2から供給される電力を分配するジャンクションボックスやリレーボックスからなる分岐部11,12,13を備えている。そして、これら分岐部11,12,13は、正極側電力線3及びGND側電力線4を介して互いに直列接続されると共に、各々に複数の電子装置が接続されている。
【0013】
尚、分岐部11は、正極側電力線3及びGND側電力線4を介してヒューズ5と車体8とに接続されている。そして、オーディオ装置14及び車載電話機15がそれぞれ、正極側電力線3及びGND側電力線4を介して分岐部11に接続され、分岐部11を介してバッテリ2と電気的に接続されている。
【0014】
又、分岐部12は、正極側電力線3及びGND側電力線4を介して分岐部11に接続されている。そして、電子制御ユニット(以下、「ECU」という。)16,17,18がそれぞれ、正極側電力線3及びGND側電力線4を介して分岐部12に接続され、分岐部12を介してバッテリ2と電気的に接続されている。
【0015】
又、分岐部13は、正極側電力線3及びGND側電力線4を介して分岐部12に接続されている。そして、車速センサ19、方位センサ20、GPS受信装置21、ナビゲーション装置22がそれぞれ、正極側電力線3及びGND側電力線4を介して分岐部13に接続され、分岐部13を介してバッテリ2と電気的に接続されている。
【0016】
ここで、ECU16,17,18は、正極側電力線3及び分岐部12を介して互いに通信を行うようにされており、分岐部12と分岐部11との間、及び分岐部12と分岐部13との間にはそれぞれ、ECU16,17,18から送信された通信信号を遮断するブロッキングフィルタ23,24が挿入されている。そして、これらECU16,17,18や分岐部12、ブロッキングフィルタ23,24によって、車両を協同制御するECUネットワーク50が形成されている。
【0017】
尚、電子装置群20、30は、それぞれが具備している電子装置の種類が電子装置群10とは異なるだけで、各電子装置間における正極側電力線3及びGND側電力線4の配線などの構成は、電子装置群10とほぼ同様である。従って、ここでは説明を省略する。
【0018】
ここで、図2(a)にブロッキングフィルタ23,24の回路図を示す。
図2(a)に示すように、ブロッキングフィルタ23,24は、互いに並列に接続されたコイルL1とコンデンサC1とが、正極側電力線3に直列に接続されて構成されている。尚、互いに並列に接続されたコイルL1及びコンデンサC1は、所謂、並列共振回路を構成しており、ECU16,17,18間の通信信号の周波数に対しては、他の周波数の電気信号に対するよりも大きなインピーダンスを発生するように、インダクタンスとキャパシタンスとがそれぞれ設定されている。又、GND側電力線4は、コイルL1及びコンデンサC1付近にて車体8に接続され、これら素子付近にて、所謂、ボディーアースを取るように設定されている。
【0019】
以上のように構成された電力線通信システム1では、正極側電力線3及びGND側電力線4を介してバッテリ2から電力の供給のみを受けるオーディオ装置14や車載電話機15、車速センサ19、方位センサ20、GPS受信装置21、ナビゲーション装置22がECU16,17,18間に混在しない上、ブロッキングフィルタ23,24によって、ECU16,17,18の通信信号がECUネットワーク50内にて遮断されるため、正極側電力線3及びGND側電力線4を介して互いに通信を行うECU16,17,18の通信信号が、正極側電力線3及びGND側電力線4を介して電力の供給のみを受ける他の電子装置群の動作に影響を与えることを防止できる。
【0020】
そして、ブロッキングフィルタ21,22のインピーダンスがECU16,17,18の通信信号の周波数に共振して大きくなることにより、通信信号の周波数において、ECUネットワーク50は、分岐部11,13から切り離された状態と等価になるため、たとえ他の電子装置の電源にバイパス・コンデンサが具備されていても、通信信号が、通信経路上でGND側電力線4へバイパスされ、減衰してしまうことを抑制できる。即ち、通信信号を確実に送信先へ伝送することができる。
【0021】
従って、電力線通信システム1によれば、電力線を介して通信を行う電子装置群の通信信号が、電力線を介して電力の供給のみを受ける電子装置群の動作に影響を与えることを防止し、更に、通信信号を確実に送信先へ伝送可能な電力線通信システムを提供できる。
【0022】
尚、ここで、電力線通信システム1では、ブロッキングフィルタ23,24に代えて、図2(b)〜図2(h)に示すブロッキングフィルタのいずれかを用いても良い。
まず、図2(b)に示すブロッキングフィルタ40は、通信信号の周波数以上の電気信号に対しては、通信信号の周波数よりも低い周波数の電気信号に対するよりも大きなインピーダンスを生じるようにインダクタンスが設定されたコイルL2が正極側電力線3に直列に接続されてなり、通信信号の周波数よりも低い周波数の電気信号のみを通過させるローパスフィルタ回路を構成している。
【0023】
次に、図2(c)に示すブロッキングフィルタ41は、互いに直列に接続されたコイルL3,4が正極側電力線3に直列接続され、コイルL3,4の間には、コンデンサC1が正極側電力線3とGND側電力線4との間に介挿されてなり、ローパスフィルタ回路を構成している。尚、コイルL3,4のインダクタンス及びコンデンサC2のキャパシタンスは、ブロッキングフィルタ41が、通信信号の周波数よりも低い電気信号のみを通過させるように設定されている。
【0024】
又、図2(d)に示すブロッキングフィルタ42は、互いに直列接続されたコイルL5,6が正極側電力線3に直列接続されると共に、互いに直列接続されたコイルL7とコンデンサC3とが、コイルL7側をコイルL5,6の接続点に、コンデンサC3側をGND側電力線4とにそれぞれ接続されてなり、ローパスフィルタ回路を構成している。尚、コイルL5,6,L7のインダクタンス及びコンデンサC3のキャパシタンスは、ブロッキングフィルタ42が、通信信号の周波数よりも低い電気信号のみを通過させるように設定されている。
【0025】
又、図2(e)に示すブロッキングフィルタ43は、正極側電力線3とGND側電力線4との間に挿入されたコンデンサC4から構成されている。但し、コンデンサC4のキャパシタンスは、コンデンサC4が正極側電力線3の浮遊インダクタンスと共に、ローパスフィルタを等価的に構成するように設定されている。
【0026】
又、図2(f)に示すブロッキングフィルタ44は、正極側電力線3にコイル8を直列接続すると共に、コイルL8の一端とGND側電力線4との間にコンデンサC5を挿入してなり、ローパスフィルタを構成している。尚、このブロッキングフィルタ44では、コイルL8側をECUネットワーク50に接続することが望ましい。
【0027】
又、図2(g)に示すブロッキングフィルタ45は、正極側電力線3に取り付けられたフェライトビーズ46からなっている。尚、フェライトビーズ46の磁力は、通信信号の周波数以上の電気信号に対して、正極側電力線3が大きなインピーダンスを発生するように設定されており、所謂、ローパスフィルタを構成している。
【0028】
又、図2(h)に示すブロッキングフィルタ47は、正極側電力線3とGND側電力線4とにそれぞれ取り付けられたフェライトビーズ48,49からなっている。尚、ブロッキングフィルタ45と同様に、フェライトビーズ48,49の磁力は、通信信号の周波数以上の電気信号に対して、正極側電力線3及びGND側電力線4が大きなインピーダンスを発生するように設定されており、所謂、ローパスフィルタを構成している。
【0029】
尚、上記ブロッキングフィルタ40,41,42,43,44,45において、GND側電力線4は、ブロッキングフィルタ40,41,42,43,44,45を構成する素子付近にて車体8に接続されている。これにより、特に、ブロッキングフィルタ41,42,43,44では、正極側電力線3とGND側電力線4との間に接続された素子が、車体8に直線接続されているのと等価となるため、素子とGND側電力線4との接続点から車体8に至るまでのGND側電力線4の配線長が長くなり、ブロッキングフィルタの周波数特性が所望の特性から変動してしまうことを防止できる。
【0030】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態をとり得ることはいうまでもない。
例えば、上記実施形態では、正極側電力線3及びGND側電力線4の双方が、車両内に配線されていたが、GND側電力線4を省略しても良い。この場合、図3に示すように、ブロッキングフィルタは、接地すべき端子がある場合には、これを車体8に直接接続すれば良い。
【0031】
又、上記実施形態では、ブロッキングフィルタの各々にてGND側電力線4を車体8に接続していたが、このブロッキングフィルタの各々にてGND側電力線4を車体8へ接続することを省略しても良い。この場合、図4に示すように、正極側電力線3に直列に挿入されている素子の付近に配線されたGND側電力線4にも、正極側電力線3に挿入されたものと同様の素子を直列に挿入すれば良い。尚、ブロッキングフィルタ43の場合には、正極側電力線3と同様の浮遊インダクタンスを有した電力線をGND側電力線として配線すれば良い。
【0032】
又、上記実施形態では、電子装置群10,20,30の各々において、正極側電力線3及びGND側電力線4を介して電力の供給のみを受ける電子装置と、正極側電力線3を介して互いに通信を行うECUとが具備されていたが、正極側電力線3及びGND側電力線4を介して電力の供給のみを受ける電子装置だけで構成した電子装置群と、正極側電力線3を介して互いに通信を行うECUだけで構成した電子装置群とを構成し、それぞれを3つの枝線に分岐した正極電力線3の各々に分別して接続しても良い。この場合、ブロッキングフィルタは、正極側電力線3が3つの枝線に分岐した部位からPLCを行う電子装置群が接続されたヒューズに至るまでの部位、もしくは、このヒューズからPLCを行う電子装置群に至るまでの部位に1つ具備すれば良い。
【0033】
又、上記実施形態では、ECUネットワーク50に接続された電子装置は、正極電力線3を介して互いに通信を行うECU16,17,18のみであったが、正極側電力線3及びGND側電力線4を介して電力の供給のみを受ける電子装置が含まれていても良い。
【0034】
又、上記実施形態では、直流電力が伝送される電力線を介してPLCを行っていたが、交流電力が伝送される電力線を介してPLCを行っても良い。
又、上記実施形態では、本発明を車両に適用したが、航空機や船舶などの他の移動体に適用しても良い。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用された車両の電力線通信システムの構成図である。
【図2】電力線通信システム1に適用可能なブロッキングフィルタの回路図である。
【図3】GND側電力線4を省略した場合に適用すべきブロッキングフィルタの構成を示す回路図である。
【図4】ブロッキングフィルタの各々にてGND側電力線4を車体8に接続することを省略した場合に適用すべきブロッキングフィルタの構成を示す回路図である。
【符号の説明】
1…電力線通信システム、 2…バッテリ、 3…正極側電力線、 4…GND側電力線、 5,6,7…ヒューズ、 8…車体、 10,20,30…電子装置群、 11,12,13…分岐部、 14…オーディオ装置、 15…車載電話機、 16,17,18…ECU、 19…車速センサ、 20…方位センサ、 21…GPS受信装置、 22…ナビゲーション装置、 23,24,40,41,42,43,44,45,47…ブロッキングフィルタ、 46,48,49…フェライトビーズ、 50…ECUネットワーク。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a power line communication system that performs communication using a power line as a transmission path.
[0002]
[Prior art]
In recent years, attention has been paid to so-called power line communication (PLC) in which communication is performed using a power line that supplies power as a transmission path, and is being introduced into various technical fields.
For example, in a control device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-144659, a plurality of electronic control units mounted on a vehicle communicate with each other via a power line connected to a battery of the vehicle, and cooperatively control the vehicle. Has been.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, since not only an electronic control unit that performs PLC but also an electronic device that receives only power supply from the battery, such as an audio device, is connected to the battery, when a power line is used as a communication transmission line, On the communication path of the electronic control unit that performs PLC, electronic devices that receive only power supply are mixed.
[0004]
For this reason, in the above control device, it is conceivable that the communication signal transmitted from the electronic control unit that performs the PLC flows as noise into the power supply of the electronic device that receives only the supply of power, and affects the operation.
The power supply of the electronic device often includes a bypass capacitor that bypasses noise superimposed on the DC power supplied from the power line to the ground of the battery. However, since the bypass capacitor also bypasses the communication signal together with the noise, the communication signal is attenuated in the middle of the communication path, and it is difficult to reliably transmit the communication signal to the destination. Is also conceivable.
[0005]
In order to solve the above-described problems, the present invention provides a communication signal of a group of electronic devices performing communication via a power line, which affects the operation of a group of electronic devices that receive only power supply via the power line. Further, it is an object of the present invention to provide a power line communication system capable of reliably transmitting a communication signal to a transmission destination.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, in the power line communication system according to
[0007]
According to such a power line communication system, a group of electronic devices that receive only power supply via a power line do not coexist on a communication path of a group of electronic devices that communicate with each other via a power line. Since the communication signal of the electronic device group performing communication is cut off in the first connection region, the communication signal of the electronic device group performing communication with each other via the power line receives only the supply of power via the power line. It is possible to prevent the operation of the electronic device group from being affected.
[0008]
It is most preferable that only the electronic device group that communicates with each other via the power line is connected to the first connection area. However, a part of the electronic device group that receives only the power supply via the power line is connected to the first connection region. It may be connected.
Here, when the power line is branched into a plurality of branch lines, the first connection region or the second connection region may be formed for each branch line.
[0009]
Further, the signal cut-off means resonates at the frequency of the communication signal and generates a larger impedance for the communication signal than for an electric signal having another frequency. May be blocked.
If the signal cutoff means is set in this manner, the first connection region becomes equivalent to a state separated from the second connection region at the frequency of the communication signal, so that the communication signal is transmitted on the communication path. Bypassing to the ground of the power line and attenuation can be suppressed. That is, the communication signal can be reliably transmitted to the destination.
[0010]
Also, the signal cutoff means may be constituted by a low-pass filter that allows only an electric signal having a frequency lower than the frequency of the communication signal to pass, for example. The same effect as that of the invention can be obtained.
The above-mentioned power line communication system may be mounted on a mobile body, for example.
[0011]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
First, FIG. 1 is a configuration diagram of a power line communication system for a vehicle to which the present invention is applied.
As shown in FIG. 1, a power
[0012]
Here, the
[0013]
The branch portion 11 is connected to the
[0014]
The branch unit 12 is connected to the branch unit 11 via the
[0015]
The
[0016]
Here, the
[0017]
Each of the
[0018]
Here, a circuit diagram of the blocking filters 23 and 24 is shown in FIG.
As shown in FIG. 2A, the blocking filters 23 and 24 are configured by connecting a coil L1 and a capacitor C1 connected in parallel with each other in series to the
[0019]
In the power
[0020]
The impedance of the blocking filters 21 and 22 resonates with the frequency of the communication signals of the
[0021]
Therefore, according to the power
[0022]
Here, in the power
First, the blocking
[0023]
Next, in the blocking
[0024]
The blocking
[0025]
The blocking
[0026]
The blocking
[0027]
The blocking
[0028]
The blocking
[0029]
In the blocking filters 40, 41, 42, 43, 44 and 45, the GND-side power line 4 is connected to the
[0030]
As described above, the embodiments of the present invention have been described, but the present invention is not limited to the above embodiments, and it goes without saying that various forms can be adopted as long as they belong to the technical scope of the present invention. .
For example, in the above embodiment, both the
[0031]
In the above embodiment, the GND power line 4 is connected to the
[0032]
In the above embodiment, each of the
[0033]
In the above embodiment, the electronic devices connected to the ECU network 50 are only the
[0034]
Further, in the above embodiment, the PLC is performed via the power line through which the DC power is transmitted. However, the PLC may be performed via the power line through which the AC power is transmitted.
In the above embodiment, the present invention is applied to a vehicle, but may be applied to other moving objects such as an aircraft and a ship.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of a vehicle power line communication system to which the present invention is applied.
FIG. 2 is a circuit diagram of a blocking filter applicable to the power
FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration of a blocking filter to be applied when the GND power line 4 is omitted.
FIG. 4 is a circuit diagram showing a configuration of a blocking filter to be applied when connection of a GND side power line 4 to a
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記電力線における連続した部位を、
前記電力線を介して互いに通信を行う電子装置群を接続した第1の接続領域と、
前記電力線を介して電力の供給のみを受ける電子装置群を接続した第2の接続領域とに分割し、
前記第1,2の接続領域間に、前記第1の接続領域に接続した前記電子装置群の通信信号を遮断する信号遮断手段を具備したことを特徴とする電力線通信システム。A power line communication system that performs communication using a power line that supplies power as a transmission path,
A continuous part in the power line,
A first connection region connecting a group of electronic devices that communicate with each other via the power line;
Dividing the electronic device group that receives only the supply of power through the power line into a second connection region,
A power line communication system, comprising: a signal cutoff unit that cuts off a communication signal of the electronic device group connected to the first connection region between the first and second connection regions.
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