JP2009164999A - 電源重畳多重通信システム及び電源重畳多重通信システムの送信信号レベル設定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】送信データのバラツキを低減可能な電源重畳多重通信システム及び電源重畳多重通信システムの送信信号レベル設定方法を提供する。
【解決手段】スレーブＥＣＵ１１ａにて、マスターＥＣＵ１０より送信された送信データを受信し、受信した送信データの信号レベルを検出する。そして、この信号レベルが予め設定した閾値電圧Ｖ２よりも大きい場合には、スレーブＥＣＵ１１ａより、マスターＥＣＵ１０に対してレベル変更要求信号を送信する。マスターＥＣＵ１０は、レベル変更要求信号が受信された場合に、送信部２２４より送信する送信データの信号レベルを変更する。このような処理を行うことにより、各ＥＣＵ１０，１１ａ〜１１ｃより送信される送信データの信号レベルのバラツキを低減することができ、ひいては、インパルスノイズ判定用の閾値電圧Ｖ３を小さい値に設定することができるので、インパルスノイズの発生を高精度に検出することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、電源線に制御信号を重畳して、各制御装置間の通信を行う電源重畳多重通信システム及び電源重畳多重通信システムの送信信号レベル設定方法に関する。

例えば、車両に搭載される各種のモータ、ランプ等の負荷は、ワイヤハーネスにてＥＣＵ（Electronic Control Unit）と接続され、該ＥＣＵより電力が供給されて駆動、停止が制御される。また、車両に搭載される複数のＥＣＵどうしの間で電力の伝送、及び制御信号の送信を行うために、各ＥＣＵどうしを接続する電源線に制御信号を重畳することにより、少ない本数のハーネスで電力、及び制御信号の双方の送信が可能なＰＬＣ（Power Line Communication）通信方式が提案され、実用に供されている。

ＰＬＣ通信方式は、制御信号をＡＳＫ（Amplitude Shift Keying）変調することにより「０」，「１」に相当する高周波信号に変換し、この信号を電力送信用の電源線に重畳して、電力及び制御信号を送信する。そして、受信側のＥＣＵに設けられるＰＬＣ回路及び制御部にて、電源線に重畳している制御信号を復調及びサンプリングし、このサンプリング結果に基づいて、負荷の駆動を制御する。

しかしながら、例えば、負荷が直流モータである場合には、モータの回転に伴って周期的なインパルスノイズが発生し、このインパルスノイズが電源線に重畳することがある。そして、このインパルスノイズにより、「０」，「１」からなる制御信号にエラーが発生することがあり、受信側のＥＣＵでは、例えば本来「０」であった信号が「１」であるものと誤検出するという問題が発生する。そこで、上記の問題を解決するために、例えば、特開２００６−２７０４１６号公報（特許文献１）に開示された技術が提案されている。

該特許文献１では、電源線に重畳される制御信号の１ビットに対し、受信側のＥＣＵで複数回（例えば、４回）サンプリングし、且つ、インパルスノイズが発生したことをノイズ検出器で検出し、インパルスノイズの検出時には、このインパルスノイズ検出期間でのサンプリングデータを無効とし、インパルスノイズが発生していないときのサンプリングデータに基づいて、制御信号を補正する処理を行っている。例えば、１ビットの制御信号に対する４回のサンプリングデータのうち、３回のサンプリングデータがインパルスノイズの影響を受けている場合には、残りの１回のサンプリングデータ（インパルスノイズの影響を受けていないサンプリングデータ）に基づいて、この１ビットの制御信号を補正することにより、インパルスノイズによる影響を回避する手法が採用されている。
特開２００６−２７０４１６号公報

上述した特許文献１に開示された技術では、電源線に重畳される制御信号がインパルスノイズであるものと誤検出されることを防止するために、ノイズ検出器に、制御信号の信号レベルよりも大きい電圧値となる閾値電圧を設定しておき、ノイズ検出器で検出される信号レベルがこの閾値電圧以上となった場合に、インパルスノイズが発生しているものと判断するようにしている。

また、ＥＣＵより送信される制御信号の信号レベルは一定ではなく、各ＥＣＵ毎にバラツキが発生するので、各ＥＣＵに設けられている受信部では、最も信号レベルの大きい制御信号が受信された場合でも、この制御信号がインパルスノイズであるものと誤検出されることを防止するために、上記の閾値電圧を大きい値に設定せざるを得なくなり、この閾値を下回る信号レベルのインパルスノイズの発生を検出できなくなる。このため、インパルスノイズの継続期間を精度良く求めることができなくなり、ＰＬＣ通信の信頼性が低下するという問題が発生する。

本発明は、このような従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、送信データの信号レベルのバラツキを低減し、ひいては、電源線に重畳するインパルスノイズを高精度に検出することが可能な電源重畳多重通信システム及び電源重畳多重通信システムの送信信号レベル設定方法を提供することにある。

上記目的を達成するため、本願請求項１に記載の発明は、電源より出力される電力を電源線を介して複数の制御装置に供給すると共に、前記電源線に制御信号を重畳して各制御装置間での通信を行う電源重畳多重通信システムにおいて、一の制御装置は、他の制御装置より送信された制御信号を受信する受信手段と、前記受信手段で受信された制御信号の信号レベルを検出する信号レベル検出手段と、他の制御装置に制御信号を送信すると共に、前記信号レベル検出手段で検出された信号レベルが、予め設定した信号レベルの範囲内でない場合に、前記他の制御装置にレベル変更要求信号を送信する送信手段と、前記受信手段にて、他の制御装置より送信されたレベル変更要求信号が受信された場合に、このレベル変更要求信号に基づいて、前記送信手段より送信する制御信号の信号レベルを変更する送信出力レベル調整手段と、を有することを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、前記信号レベル検出手段は、前記制御信号を受信可能な最小の電圧である受信可能最小電圧（Ｖ１）よりも大きい第１の閾値電圧（Ｖ２）を設定し、前記受信手段で受信された制御信号の信号レベルが前記第１の閾値電圧Ｖ２を超える場合に、この制御信号の送信元となる制御装置に対して、送信する制御信号の信号レベルを低下させる旨のレベル変更要求信号を送信することを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、前記第１の閾値電圧（Ｖ２）は、前記受信可能最小電圧（Ｖ１）の２倍以下の電圧に設定されることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、前記一の制御装置は、前記電源線に重畳するノイズを検出するノイズ検出手段と、前記ノイズ検出手段にてノイズが検出された場合には、このノイズ検出期間に前記受信手段にて受信されている制御信号を補正する制御信号補正手段と、を更に備えることを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、前記一の制御装置は、前記電源線に重畳するノイズを検出するノイズ検出手段と、前記ノイズ検出手段にてノイズが検出された場合には、このノイズ検出期間に前記受信手段にて受信されている制御信号を補正する制御信号補正手段と、を更に備え、前記ノイズ検出手段は、前記第１の閾値電圧（Ｖ２）よりも大きい第２の閾値電圧（Ｖ３）を設定し、該第２の閾値電圧（Ｖ３）よりも大きい電圧の信号が前記電源線に重畳している場合に、ノイズの重畳を検出することを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、前記第２の閾値電圧（Ｖ３）は、前記受信可能最小電圧（Ｖ１）の３倍以下の電圧に設定されることを特徴とする。

請求項７に記載の発明は、前記電源は、車両に搭載されるバッテリであり、前記複数の制御装置は、車両に搭載されて車両搭載機器を制御することを特徴とする。

請求項８に記載の発明は、電源より出力される電力を電源線を介して複数の制御装置に供給すると共に、前記電源線に制御信号を重畳して各制御装置間での通信を行う電源重畳多重通信システムの、各制御装置での送信信号レベルを設定する方法であって、一の制御装置にて、他の制御装置より送信された制御信号を受信し、受信した制御信号の信号レベルを検出する段階と、前記一の制御装置にて、前記検出された信号レベルが、予め設定した信号レベルの範囲内であるか否かを判定する段階と、前記一の制御装置にて、前記検出された信号レベルが前記範囲内でないと判定された場合に、前記他の制御装置にレベル変更要求信号を送信する段階と、前記他の制御信号にて、前記レベル変更要求信号が受信された場合に、送信手段より送信する制御信号の信号レベルを変更する段階と、を備えることを特徴とする。

本発明に係る電源重畳多重通信システム及び電源重畳多重通信システムの送信信号レベル設定方法では、各制御装置間で制御信号の送受信を行い、一の制御装置で受信される制御信号の信号レベルが予め設定した信号レベルの範囲内でない場合には、この制御信号の送信元となる制御装置に対して、レベル変更要求信号を送信する。そして、このレベル変更要求信号を受信した制御装置では、送信する制御信号の出力レベルを変更する処理を実行する。その結果、各制御装置にて送信する制御信号の信号レベルのバラツキを低減することができ、ひいては、ノイズ判定用の閾値電圧である第２の閾値電圧Ｖ３を低い値に設定することができ、ノイズ検出の精度を向上させることができる。その結果、電源重畳多重通信の精度を向上させることができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、複数のＥＣＵ（制御装置）が車両内に配置されている構成を示す説明図である。図１に示すように、車両１００内には４個のＥＣＵ１０，１１ａ〜１１ｃ、及びバッテリ１２が設けられており、各ＥＣＵ１０，１１ａ〜１１ｃとバッテリ１２は電源線Ｌ１を介して接続されている。従って、各ＥＣＵ１０，１１ａ〜１１ｃは、バッテリ１２より電源線Ｌ１を介して供給される電力により駆動する。

また、各ＥＣＵ１０，１１ａ〜１１ｃのうち、ＥＣＵ１０はマスターＥＣＵであり、ＥＣＵ１１ａ〜１１ｃはスレーブＥＣＵであり、各スレーブＥＣＵ１１ａ〜１１ｃは、マスターＥＣＵ１０より送信される制御信号に基づいて作動する。ここで、「一の制御装置」とは、各ＥＣＵ１０，１１ａ〜１１ｃのうちのいずれかのＥＣＵ（例えば、マスターＥＣＵ１０）であり、「他の制御装置」とは、「一の制御装置」とは異なるＥＣＵ（例えば、スレーブＥＣＵ１１ａ）である。

そして、各ＥＣＵ１０，１１ａ〜１１ｃ間では、ＰＬＣ（Power Line Communication）通信方式により制御信号（以下、「送信データ」という）の送受信が行われる。即ち、送信側となるＥＣＵ（例えば、マスターＥＣＵ１０）では、送信データをＡＳＫ方式により「０」、「１」で示される信号に変調して電源線Ｌ１に重畳し、受信側となるＥＣＵ（例えば、スレーブＥＣＵ１１ａ）では、電源線Ｌ１を介して送信される信号から電力及び送信データを取り出して、バックミラー駆動用モータやパワーウインド駆動用モータの駆動、停止、或いは照明の点灯、消灯、ホーンの鳴動等を制御する。

図２は、本発明の一実施形態に係る電源重畳多重通信システムに用いられるＥＣＵ１０，１１ａ〜１１ｃの構成を示すブロック図である。なお、図１に示したマスターＥＣＵ１０と各スレーブＥＣＵ１１ａ〜１１ｃは、制御の動作が異なるのみであり、装置構成は同一であるので、図２では、ＥＣＵ１０と表記してマスターＥＣＵ１０、及び各スレーブＥＣＵ１１ａ〜１１ｃの構成について説明する。

ＥＣＵ１０は、例えば、マイコン等で構成される。また、図２に示すように、ＥＣＵ１０は電源線Ｌ１に生じるインパルスノイズを検出するインパルスノイズ検出部（ノイズ検出手段）２１と、ＰＬＣ回路２２と、電源線Ｌ１に重畳された送信データの信号レベルの減衰防止及び回路電源側への信号除去のためのインピーダンス素子２３と、電源線Ｌ１を介して送信された直流電力から所望レベルの直流電圧を生成するための回路電源部２４と、制御部２５と、を備えている。

ＰＬＣ回路２２は、所望帯域の周波数の信号を取り出すフィルタ部２２１と、受信部（受信手段）２２３と、受信信号レベル検出部（信号レベル検出手段）２２５と、送信部（送信手段）２２４と、送信出力調整部（送信出力レベル調整手段）２２２とを備えている。

受信部２２３は、電源線Ｌ１を介して他のＥＣＵより送信された「０」、「１」からなる送信データをＡＳＫ復調する。制御部２５において、送信データの１ビットに対して複数回（本実施形態では４回）のサンプリングを行い、このサンプリング結果に基づいて、送信データを検出する。図６は、送信データを受信して最終的な受信データを得る場合の、各信号の変化を示すタイミングチャートであり、図６（ａ）に示す如くの「０」、「１」からなる送信データが電源線Ｌ１に重畳している場合には、送信データが「０」のときに一定レベルの電圧信号が発生し（図６（ｂ）のｔ１〜ｔ２）、送信データが「１」のときに電圧レベルはゼロとなる（図６（ｂ）のｔ０〜ｔ１）ＰＬＣ波形が受信されることとなる。そして、図６（ｃ）に示すように、送信データの１ビットに対して４回のサンプリングを行うことにより、送信データを受信することができる。

図２に示す受信信号レベル検出部２２５は、受信部２２３で検出された送信データの電圧値を検出し、この電圧値が予め設定した閾値電圧Ｖ２（第１の閾値電圧）よりも大きいか否かを判定する。

送信部２２４は、他のＥＣＵへデータを送信する際に、送信データをＡＳＫ方式を用いて「０」、「１」に相当する高周波信号に変調し、変調した送信データを電源線Ｌ１に重畳する処理を実行する。

送信出力調整部２２２は、後述するように、他のＥＣＵより送信信号のレベル変更要求信号が送信された際に、送信部２２４より出力する送信データの電圧レベルを変更する処理を行う。図４は、送信出力調整部２２２の具体的な構成を示す回路図である。図４に示すように、送信出力調整部２２２は、複数（この例では、５個）の抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５の並列接続回路と、各抵抗Ｒ１〜Ｒ５の両端に設けられる切り換え機能を備えている。そして、制御部２５より出力される指令信号により、各切り換え機能のオン、オフが制御されることにより、上記並列接続回路の抵抗値が変更される。その結果、送信部２２４より出力される送信データの電圧値Ｖinに対して、送信出力調整部２２２より出力される送信データの電圧値Ｖoutは、次の（１）式で示されることになる。

Ｖout＝｛Ｒ0／（Ｒn＋Ｒ0）｝＊Ｖin …（１）
従って、各切り換え機能のオン、オフを調整することにより、送信データの電圧値を変化させることができる。具体的には、各抵抗Ｒ１〜Ｒ５のうち、より大きい抵抗を選択することにより（Ｒnを大きくすることにより）、電圧Ｖoutを低下させることができる。

制御部２５は、インパルスノイズ検出部２１で検出されるインパルスノイズの発生タイミングに基づいて、ＰＬＣ回路２２で受信された制御信号（送信データ）を処理する。具体的には、受信部２２３により、送信データの１ビットに対して実行される４回のサンプリングの結果が同一でない場合には、インパルスノイズ検出部２１で検出されるインパルスノイズの発生タイミング、及び継続時間に基づいて、受信データを補正する処理を行う。即ち、制御部２５は、制御信号補正手段としての機能を備える。

以下、制御部２５で実行される受信データの補正処理について、詳細に説明する。例えば、送信データの１ビットに対して４回実行されるサンプリングの途中からインパルスノイズの発生が検出された場合には、このインパルスノイズの発生が検出される直前にサンプリングしたデータをこのビットの受信データとする。即ち、図６（ａ）の符号「Ａ」に示す１ビットの送信データに対して、４回実行されるサンプリング（図６（ｃ）参照）のうち、２回目のサンプリングの時点である時刻ｔ３にてインパルスノイズの発生が検出された場合には、その直前にサンプリングした「１」が受信データとなる。つまり、図６（ｃ）に示す時刻ｔ２〜ｔ３間にサンプリングした「１」が受信データとなる。このため、図６（ｃ）に示すエラー補正前の受信データでは、送信データ「Ａ」は「０」となってエラーとなるが、図６（ｅ）に示すエラー補正後の受信データでは、送信データ「Ａ」は「１」となり、正しいデータを得ることができる。

他方、制御部２５は、４回のサンプリングの途中でインパルスノイズの検出が終了した場合には、このインパルスノイズの検出が終了した直後にサンプリングしたデータをこのビットの受信データとする。即ち、図６に示す符号「Ｂ」に示す１ビットの送信データに対し、３回目のサンプリングが終了する時刻ｔ５にてインパルスノイズの検出が終了した場合には、その直後にサンプリングした「１」が受信データとなる。つまり、図６（ｃ）に示す時刻ｔ５〜ｔ６間にサンプリングした「１」が受信データとなる。このため、図６（ｃ）に示すエラー補正前の受信データでは、送信データ「Ｂ」は「０」となってエラーとなるが、図６（ｅ）に示すエラー補正後の受信データでは、送信データ「Ｂ」は「１」となり、正しいデータを得ることができる。

更に、制御部２５は、送信データの１ビットに対して行われる複数回のサンプリング時間の全体に亘って継続してインパルスノイズが発生した場合には、チェックサムビットを用いることにより、送信データを補正して確定する処理を行う。そして、制御部２５は、復調した送信データに基づいてモータ、ランプ等の各種の負荷を制御する。

以下、図７を参照してチェックサムビットについて説明する。ＡＳＫ方式を用いて送信するデータは、図７に示すように、１フレームが、先頭ビット、データビットＡ、データビットＢ、チェックサムビット、及び終了ビットで構成される。

データビットＡは送信元及び送信先を示すＩＤ情報を含むデータであり、例えば「００１０」の４ビットのデータである。

データビットＢは、制御情報を含むデータであり、例えば「０１００１１１０」の８ビットのデータである。

チェックサムビットは、データビットＡとデータビットＢとを加算したデータを反転したデータとして設定される。即ち、データビットＡの「００１０」とデータビットＢの「０１００１１１０」を加算すると、「０１０１００００」（これを「データａ」とする）となり、更にこれを反転すると、「１０１０１１１１」となる。この「１０１０１１１１」がチェックサムビットとなる。従って、チェックサムビットと上記のデータａを加算すると「１１１１１１１１」（これを「データｂ」とする）となり、この加算結果とならない場合には、いずれかのビットにエラーが発生していることとなる。

制御部２５は、上記のデータｂを監視することにより、受信データにエラーが発生しているか否かを判定し、エラーが発生している場合には、受信データを補正する。即ち、送信データの１ビットに対して行われる４回のサンプリングに対して全てインパルスノイズが重畳している場合には、チェックサムビットを用いて、受信データを補正する。

例えば、図６（ａ）に示す送信データの「Ｃ」に示すビットの全期間に亘ってインパルスノイズが発生している場合には、本来送信データが「１」であるにも関わらず、図６（ｃ）に示すように、４回のサンプリングで受信されるデータは全て「０」となってしまう。そこで、上記のチェックサムビットを用いることにより、図６（ｅ）に示すように正しい受信データ「１」を得ることができる。

次に、他のＥＣＵより送信される送信データの信号レベルが調整されていないときの、各波形の変化を図５に示すタイミングチャートを参照して説明する。図５（ａ）は、送信元の送信データの波形図、図５（ｂ）は、インパルスノイズが発生しているときの、受信部２２３で受信されるＰＬＣ波形及びインパルスノイズの波形図、図５（ｃ）は、送信データをサンプリングして得られる受信データを示す波形図、図５（ｄ）は、インパルスノイズ検出部２１で検出されるインパルスノイズの検出期間を示す波形図、図５（ｅ）は、送信データをサンプリングして得られる受信データを補正した波形図、図５（ｆ）は、最終的な受信データの波形図を示している。

図５（ａ）に示すように、「０」、「１」のビット列からなる送信データが送信された際には、図５（ｂ）に示すように、送信データが「０」のときに一定レベルの電圧に達する信号が受信され、送信データが「１」のときに電圧がゼロとなる。更に、モータの回転等に起因して、時刻ｔ３〜ｔ５間でインパルスノイズが発生した場合には、この時間帯ｔ３〜ｔ５において、電源線Ｌ１にインパルスノイズが重畳することとなる。

この際、受信された信号がインパルスノイズであるか、或いは送信データであるかを判別するために、インパルスノイズ検出部２１（図２）では、インパルスノイズ判定用の閾値電圧Ｖ３（第２の閾値電圧）を設定しており、この閾値電圧Ｖ３を超えるレベルの信号が受信された際に、インパルスノイズが発生しているものと判定する。ここで、インパルスノイズ判定用の閾値電圧Ｖ３は、送信データの最大電圧よりも若干大きい電圧値に設定している。例えば、他のＥＣＵより送信される送信データの最大の電圧値が図５（ｂ）に示す電圧Ｖ４である場合には、閾値電圧Ｖ３を、この最大電圧Ｖ４よりも大きい値に設定する必要がある。

このため、図５（ｂ）に示す例では、時刻ｔ３〜ｔ４間にインパルスノイズが発生しているものと判定され、時刻ｔ４〜ｔ５では、インパルスノイズは発生していないものと検出される（図５（ｄ）参照）。従って、この時間帯ｔ４〜ｔ５では、送信データが「０」であるものと誤認識されてしまう。即ち、ノイズ検出期間が終了する時刻ｔ４の直後のサンプリングデータは、図５（ｅ）に示すように「０」であるので、上述した補正処理を実行した場合であっても、送信データ「Ｂ」を正しいデータである「１」に補正することができない。その結果、送信データ「Ｂ」は「１」であるにも関わらず、図５（ｅ）、（ｆ）に示すように、「０」であるものと判定されてしまう。

そこで、本実施形態では、以下に示す処理により、各ＥＣＵ１０，１１ａ〜１１ｃより送信される送信データの信号レベルを補正することにより、各送信データの信号レベルのバラツキを低減し、ひいては、インパルスノイズ判定用の閾値電圧Ｖ３を低い値に設定できるようにする。以下、図３に示すフローチャートを参照して、送信データの信号レベルを調整する処理手順について説明する。

図３は、マスターＥＣＵ１０とスレーブＥＣＵ１１ａとの間での、データの送受信を示すシーケンス図であり、該シーケンス図に示す処理は、例えば、システムを起動させる前の段階の初期設定時に実行される。

まず、マスターＥＣＵ１０は、スレーブＥＣＵ１１ａに対して、送信データ（ＰＬＣ信号）を送信する。即ち、ＡＳＫ方式を用いて生成される「０」、「１」からなる送信データを電源線Ｌ１に重畳して、スレーブＥＣＵ１１ａに送信する（ステップＭ１１）。そして、スレーブＥＣＵ１１ａは、この送信データを受信する（ステップＳ１１）。

スレーブＥＣＵ１１ａは、受信された送信データ（ＰＬＣ受信信号）の電圧値（信号レベル）が規定の範囲内に入っているか否かを判定する（ステップＳ１２）。本実施形態では、規定の範囲の一例として、受信可能最小電圧Ｖ１の２倍となる閾値電圧Ｖ２（第１の閾値電圧）を設定し、上記の受信された送信データの信号レベルがこの閾値電圧Ｖ２以下となっているか否かを判定する。そして、送信データの信号レベルが第１の閾値電圧Ｖ２以下となっていない場合（規定の範囲内に入っていない場合）には（ステップＳ１２でＮＯ）、マスターＥＣＵ１０に対して、送信データの信号レベルを低下させる旨の信号であるレベル変更要求信号を送信する（ステップＳ１３）。

マスターＥＣＵ１０は、レベル変更要求信号が受信されると（ステップＭ１２）、送信出力調整部２２２を調整して、送信データの信号レベルを低下させる（ステップＭ１３）。そして、マスターＥＣＵ１０は、信号レベルを低下させた状態で、再度送信データをスレーブＥＣＵ１１ａに送信する（ステップＭ１４）。

スレーブＥＣＵ１１ａは、この送信データを受信し（ステップＳ１４）、再度ステップＳ１２からの処理を繰り返す。即ち、マスターＥＣＵ１０からスレーブＥＣＵ１１ａに送信される送信データの信号レベルが、第１の閾値電圧Ｖ２以下となるまで（規定の範囲内となるまで）上記の処理が繰り返して実行される。

その後、スレーブＥＣＵ１１ａで受信される送信データの信号レベルが第１の閾値電圧Ｖ２以下となった場合には（ステップＳ１２でＹＥＳ）、マスターＥＣＵ１０に対して、送信データのレベルが正常であることを示す送信データ確認データを送信する（ステップＳ１５）。

マスターＥＣＵ１０は、この送信データ確認データを受信する（ステップＭ１５）。更に、マスターＥＣＵ１０は、スレーブＥＣＵ１１ａより送信された送信データ（ＰＬＣ信号）の信号レベルが規定の範囲内に入っているか否かを判定する（ステップＭ１６）。即ち、送信データの信号レベルが、受信可能最小電圧Ｖ１の２倍となる閾値電圧Ｖ２（第１の閾値電圧）以下となっているか否かを判定する。そして、送信データが第１の閾値電圧Ｖ２以下となっていない場合（規定の範囲内に入っていない場合）には（ステップＭ１６でＮＯ）、スレーブＥＣＵ１１ａに対して、送信データの信号レベルを低下させる旨の信号であるレベル変更要求信号を送信する（ステップＭ１７）。

スレーブＥＣＵ１１ａは、レベル変更要求信号が受信されると（ステップＳ１６）、送信出力調整部２２２を調整して、送信データの信号レベルを低下させる（ステップＳ１７）。そして、スレーブＥＣＵ１１ａは、信号レベルを低下させた状態で、再度送信データをマスターＥＣＵ１０に送信する（ステップＳ１８）。

マスターＥＣＵ１０は、この送信データを受信し（ステップＭ１８）、再度ステップＭ１６からの処理を繰り返す。即ち、スレーブＥＣＵ１１ａからマスターＥＣＵ１０に送信される送信データの信号レベルが、第１の閾値電圧Ｖ２以下となるまで（規定の範囲内となるまで）上記の処理が繰り返して実行される。

その後、マスターＥＣＵ１０で受信される送信データの信号レベルが第１の閾値電圧Ｖ２以下となった場合には（ステップＭ１６でＹＥＳ）、スレーブＥＣＵ１１ａに対して、送信データのレベルが正常であることを示す送信データ確認データを送信する（ステップＭ１９）。

スレーブＥＣＵ１１ａは、この送信データ確認データを受信する（ステップＳ１９）。次いで、スレーブＥＣＵ１１ａは、送信データの信号レベルの電圧値の調整が終了したことを示す送信データをマスターＥＣＵ１０に送信する（ステップＳ２０）。

マスターＥＣＵ１０は、この送信データを受信し（ステップＭ２０）、送信データの出力レベル調整処理を終了する。こうして、マスターＥＣＵ１０と、各スレーブＥＣＵ１１ａ〜１１ｃとの間での、送信データの信号レベルの電圧調整が行われるのである。

その結果、各ＥＣＵ１０，１１ａ〜１１ｃ間で送信される送信データの信号レベルが、第１の閾値電圧Ｖ２以下となるように調整され、各ＥＣＵ１０，１１ａ〜１１ｃより送信される送信データの信号レベルのバラツキを抑制することができる。このため、インパルスノイズ検出部２１にて設定するインパルスノイズの判定用の閾値電圧Ｖ３を、低い電圧に設定することができる。以下、これを図６に示すタイミングチャートを参照して説明する。

図６（ａ）は、送信元の送信データの波形図、図６（ｂ）は、インパルスノイズが発生しているときの、受信部２２３で受信されるＰＬＣ波形及びインパルスノイズの波形図、図６（ｃ）は、送信データをサンプリングして得られる受信データを示す波形図、図６（ｄ）は、インパルスノイズ検出部２１で検出されるインパルスノイズの検出期間を示す波形図、図６（ｅ）は、送信データをサンプリングして得られる受信データを補正した波形図、図６（ｆ）は、最終的な受信データの波形図を示している。

そして、図６（ｂ）に示すように、送信データの信号レベルが閾値電圧Ｖ２以下となるように調整され、且つ、この閾値電圧Ｖ２よりも若干高い電圧（例えば、受信可能最小電圧Ｖ１の３倍の電圧）を、インパルスノイズを判定用の閾値電圧Ｖ３に設定している。従って、図５（ｂ）に示した場合と対比して、閾値電圧Ｖ３を著しく低い値に設定することができる。

このため、インパルスノイズの検出期間を高精度に検出することができるようになる。即ち、図６（ｂ）に示すように、時刻ｔ３〜ｔ５の間でインパルスノイズが発生している場合には、図６（ｄ）に示すように、この時間帯ｔ３〜ｔ５の間をノイズ検出期間として検出することができる。従って、図６（ａ）に示す送信データ「Ｂ」に対して、図６（ｃ）に示すように、４回のサンプリングのうち、最初の３回のサンプリングの結果が「０」であり、４回目のサンプリングの結果が「１」である場合には、この送信データ「Ｂ」は「１」であるものと判定されることとなる。

即ち、送信データの１ビットに対して実行される４回のサンプリングのうちの、途中でノイズ検出が終了した場合には、その直後のサンプリング時のデータが、このビットのデータであるものとして補正するので、４回目にサンプリングされたデータ「１」がこのビットのデータとして採用され、送信データ「Ｂ」に対して、正しいデータ「１」を得ることができる。

このようにして、本実施形態に係る電源重畳多重通信システムでは、マスターＥＣＵ１０と各スレーブＥＣＵ１１ａ〜１１ｃの間で、送信データの信号レベルを調整する処理が実行され、各ＥＣＵ１０，１１ａ〜１１ｃで受信される制御信号（送信データ）の信号レベルの電圧値が閾値電圧Ｖ２以下となるように制御されるので、送信データの信号レベルのバラツキを抑制することができる。その結果、インパルスノイズ判定用の閾値電圧Ｖ３を低い電圧（例えば、受信可能最小電圧Ｖ１の３倍の電圧）に設定することができるので、インパルスノイズが発生している期間を高精度に検出することができるようになり、電源線Ｌ１にインパルスノイズが重畳したときの補正処理を、より高精度に実行することができる。

このため、ＰＬＣ通信の信頼性を著しく向上させることができ、車両内の通信適用部位を増加することができ、部品点数の削減を図ることができ、ひいては車両の軽量化、小型化、省スペース化を図ることができる。このため、燃費の向上、省エネルギー、省資源化に寄与する
以上、本発明の電源重畳多重通信システム及び電源重畳多重通信システムの送信信号レベル設定方法を図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置き換えることができる。

例えば、上記した実施形態では、制御装置として車両に搭載されるＥＣＵを例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、その他の制御装置間でＰＬＣ通信方式を用いたデータ通信を行う装置に適用することができる。

ＰＬＣ方式を用いて制御信号を送受信する際に、インパルスノイズによる影響を回避する上で極めて有用である。

本発明の一実施形態に係る電源重畳多重通信システムで用いられる制御装置（ＥＣＵ）の接続状態を示す説明図である。 本発明の一実施形態に係る電源重畳多重通信システムで用いられる制御装置（ＥＣＵ）の構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態に係る電源重畳多重通信システムで用いられる制御装置（ＥＣＵ）間で実行される処理手順を示すシーケンス図である。 本発明の一実施形態に係る電源重畳多重通信システムで用いられる制御装置（ＥＣＵ）に搭載される、送信出力調整部の構成を示す回路図である。 他のＥＣＵより送信される送信データの信号レベルが調整されていないときの、各波形の変化を示すタイミングチャートである。 他のＥＣＵより送信される送信データの信号レベルが調整されているときの、各波形の変化を示すタイミングチャートである。 本発明の一実施形態に係る電源重畳多重通信システムで用いられる制御装置（ＥＣＵ）において用いるチェックサムビットの説明図である。

符号の説明

１０ マスターＥＣＵ（制御装置）
１１ａ〜１１ｃ スレーブＥＣＵ（制御装置）
１２ バッテリ
２１ インパルスノイズ検出部（ノイズ検出手段）
２２ ＰＬＣ回路
２３ インピーダンス素子
２４ 回路電源部
２５ 制御部（制御信号補正手段）
１００ 車両
２２１ フィルタ部
２２２ 送信出力調整部（送信出力レベル調整手段）
２２３ 受信部（受信手段）
２２４ 送信部（送信手段）
２２５ 受信信号レベル検出部（信号レベル検出手段）
Ｌ１ 電源線

Claims (8)

1. 電源より出力される電力を電源線を介して複数の制御装置に供給すると共に、前記電源線に制御信号を重畳して各制御装置間での通信を行う電源重畳多重通信システムにおいて、
   一の制御装置は、
   他の制御装置より送信された制御信号を受信する受信手段と、
   前記受信手段で受信された制御信号の信号レベルを検出する信号レベル検出手段と、
   他の制御装置に制御信号を送信すると共に、前記信号レベル検出手段で検出された信号レベルが、予め設定した信号レベルの範囲内でない場合に、前記他の制御装置にレベル変更要求信号を送信する送信手段と、
   前記受信手段にて、他の制御装置より送信されたレベル変更要求信号が受信された場合に、このレベル変更要求信号に基づいて、前記送信手段より送信する制御信号の信号レベルを変更する送信出力レベル調整手段と、
   を有することを特徴とする電源重畳多重通信システム。
2. 前記信号レベル検出手段は、前記制御信号を受信可能な最小の電圧である受信可能最小電圧（Ｖ１）よりも大きい第１の閾値電圧（Ｖ２）を設定し、前記受信手段で受信された制御信号の信号レベルが前記第１の閾値電圧Ｖ２を超える場合に、この制御信号の送信元となる制御装置に対して、送信する制御信号の信号レベルを低下させる旨のレベル変更要求信号を送信することを特徴とする請求項１に記載の電源重畳多重通信システム。
3. 前記第１の閾値電圧（Ｖ２）は、前記受信可能最小電圧（Ｖ１）の２倍以下の電圧に設定されることを特徴とする請求項２に記載の電源重畳多重通信システム。
4. 前記一の制御装置は、前記電源線に重畳するノイズを検出するノイズ検出手段と、
   前記ノイズ検出手段にてノイズが検出された場合には、このノイズ検出期間に前記受信手段にて受信されている制御信号を補正する制御信号補正手段と、
   を更に備えることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の電源重畳多重通信システム。
5. 前記一の制御装置は、前記電源線に重畳するノイズを検出するノイズ検出手段と、
   前記ノイズ検出手段にてノイズが検出された場合には、このノイズ検出期間に前記受信手段にて受信されている制御信号を補正する制御信号補正手段と、を更に備え、
   前記ノイズ検出手段は、前記第１の閾値電圧（Ｖ２）よりも大きい第２の閾値電圧（Ｖ３）を設定し、該第２の閾値電圧（Ｖ３）よりも大きい電圧の信号が前記電源線に重畳している場合に、ノイズの重畳を検出することを特徴とする請求項２または請求項３のいずれかに記載の電源重畳多重通信システム。
6. 前記第２の閾値電圧（Ｖ３）は、前記受信可能最小電圧（Ｖ１）の３倍以下の電圧に設定されることを特徴とする請求項５に記載の電源重畳多重通信システム。
7. 前記電源は、車両に搭載されるバッテリであり、前記複数の制御装置は、車両に搭載されて車両搭載機器を制御することを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の電源重畳多重通信システム。
8. 電源より出力される電力を電源線を介して複数の制御装置に供給すると共に、前記電源線に制御信号を重畳して各制御装置間での通信を行う電源重畳多重通信システムの、各制御装置での送信信号レベルを設定する方法であって、
   一の制御装置にて、他の制御装置より送信された制御信号を受信し、受信した制御信号の信号レベルを検出する段階と、
   前記一の制御装置にて、前記検出された信号レベルが、予め設定した信号レベルの範囲内であるか否かを判定する段階と、
   前記一の制御装置にて、前記検出された信号レベルが前記範囲内でないと判定された場合に、前記他の制御装置にレベル変更要求信号を送信する段階と、
   前記他の制御信号にて、前記レベル変更要求信号が受信された場合に、送信手段より送信する制御信号の信号レベルを変更する段階と、
   を備えることを特徴とする電源重畳多重通信システムの送信信号レベル設定方法。

Images