JP2012174661A - Connector device and power line communication unit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電気自動車又はプラグインハイブリッド自動車等の車輌に設けられ、外部の給電装置からの電力供給のための充電ケーブルを接続するコネクタ装置、及びコネクタ装置に接続された充電ケーブルを介して給電装置との電力線通信を行う電力線通信装置に関する。 The present invention is provided in a vehicle such as an electric vehicle or a plug-in hybrid vehicle, and is connected to a connector device for connecting a charging cable for supplying power from an external power supply device, and power is supplied through the charging cable connected to the connector device. The present invention relates to a power line communication device that performs power line communication with a device.
近年、モータ及びバッテリ等の装置を搭載し、バッテリに蓄積した電力にてモータを駆動することで走行する電気自動車及びハイブリッド自動車が普及し始めている。電気自動車は外部の給電装置からバッテリへの充電を行う必要があり、またハイブリッド自動車であっても外部の給電装置からバッテリへの充電を可能としたプラグインハイブリッド自動車がある。外部からバッテリへの充電を行う車輌においては、外部の給電装置に接続された充電ケーブルのプラグを車輌に設けられた給電口のコネクタ装置に接続して、給電装置から車輌のバッテリへ充電ケーブルを介した電力供給が行われ、バッテリが充電される。 2. Description of the Related Art In recent years, electric vehicles and hybrid vehicles that are equipped with devices such as a motor and a battery and run by driving the motor with electric power stored in the battery have begun to spread. An electric vehicle needs to be charged from an external power supply device to a battery, and even a hybrid vehicle includes a plug-in hybrid vehicle that can charge the battery from the external power supply device. In vehicles that charge the battery from the outside, connect the plug of the charging cable connected to the external power feeding device to the connector device of the power feeding port provided in the vehicle, and connect the charging cable from the power feeding device to the battery of the vehicle. Power is supplied through the battery, and the battery is charged.
特許文献1においては、互いに区画された直流受電部及び交流受電部を単一構造の受電コネクタ内に配置すると共に、受電コネクタの開口端面全域を開閉自在に覆う第1のキャップと、この第1のキャップに設けられて、交流受電部に対応する位置に開口された透設孔を閉塞可能にする第2のキャップとを有する構成とし、交流受電部及び直流受電部を集約して一体化構造とした電気自動車用充電コネクタが提案されている。
In
一方で、給電装置から車輌のバッテリへの充電を行う場合、充電制御のための情報、及び、充電量又は課金の管理等を行うための情報を、車輌及び給電装置の間で送受信する通信機能が必要となる。 On the other hand, when charging the battery of the vehicle from the power supply device, a communication function for transmitting and receiving information for charge control and information for managing charge amount or charge between the vehicle and the power supply device Is required.
特許文献2においては、複数の電動車輌と供給管理装置とが電力線通信を行い、各々が交流電力を供給可能に構成された複数の電動車輌から共通の電力消費部への交流電力の供給を可能とした電力システムが提案されている。この電力システムでは、電力線通信により供給開始指示を受信した複数の車輌が識別ID(IDentifier)を他の車輌へ送信し、いずれかの車輌がマスターであると決定して他の車輌へマスターの通知を送信する。マスターの車輌は、自身の周期に従う交流電圧を生成し、他の車輌はマスターの車輌に同期した交流電圧を生成し、複数の車輌が連携して電力負荷への電力供給を開始する。
In
しかしながら、特許文献2に記載の電力システムのように、車輌と外部の装置とが電力線通信を行うためには、電力線に信号を重畳させると共に電力線に重畳された信号を取り出すための変圧器などの部品を回路基板に実装した電力線通信装置(以下、PLC(Power Line Communication)車載器という)を車輌に搭載する必要がある。変圧器などの部品は小型化するにもある程度の限度があるため、PLC車載器(の回路基板)が大型化する傾向があった。また電力線通信を精度よく行うためには、電力線上のノイズを低減し、PLC車載器のノイズ耐性を高めることが重要である。このため、電力線中にノイズ低減のためのコイルなどの回路素子を配することが好ましいが、このような回路素子を搭載することによってPLC車載器又はその周辺回路(の回路基板)が大型化するという問題があった。電気自動車などの車輌では多数の電子機器が搭載され、車輌内における機器の配設スペースは限られているため、電力線通信に係る回路が構成される回路基板の小型化が望まれる。
However, as in the power system described in
本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、電力線通信機能を備えた車輌において、電力線通信に係る回路が構成される回路基板の小型化を可能とするコネクタ装置及び電力線通信装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to enable downsizing of a circuit board in which a circuit related to power line communication is configured in a vehicle having a power line communication function. The present invention provides a connector device and a power line communication device.
本発明に係るコネクタ装置は、複数の接続端子を収容する収容部と、2本の電力供給線を含み、前記接続端子に接続された複数の配線とを備えるコネクタ装置において、前記収容部に突設され、前記複数の配線を挿通させる筒状部と、該筒状部の外周に配された2つの環状磁性体とを備え、前記筒状部から延出する前記電力供給線が、前記環状磁性体にそれぞれ巻回してあることを特徴とする。 A connector device according to the present invention includes a housing portion that houses a plurality of connection terminals and a plurality of wires that include two power supply lines and are connected to the connection terminals. Provided with a cylindrical portion through which the plurality of wires are inserted, and two annular magnetic bodies disposed on the outer periphery of the cylindrical portion, and the power supply line extending from the cylindrical portion is the annular Each of them is wound around a magnetic material.
また、本発明に係るコネクタ装置は、前記環状磁性体が、前記筒状部に外嵌するようにしてあり、前記筒状部には、前記環状磁性体に巻回された前記電力供給線の巻回部分を収める溝が形成してあることを特徴とする。 In the connector device according to the present invention, the annular magnetic body is fitted on the cylindrical portion, and the cylindrical portion is provided with the power supply line wound around the annular magnetic body. A groove for accommodating the wound portion is formed.
また、本発明に係る電力線通信装置は、上述のコネクタ装置と、前記筒状部内にて前記電力供給線にそれぞれ接続された2本の通信線と、該2本の通信線に接続され、前記電力供給線への信号の重畳及び該電力供給線に重畳された信号の抽出を行う電磁誘導式の信号変換器と、該信号変換器を介して電力線通信を行う電力線通信部とを備えることを特徴とする。 Further, the power line communication device according to the present invention is connected to the above-described connector device, two communication lines connected to the power supply line in the tubular portion, and the two communication lines, An electromagnetic induction type signal converter that superimposes a signal on the power supply line and extracts a signal superimposed on the power supply line; and a power line communication unit that performs power line communication via the signal converter. Features.
また、本発明に係る電力線通信装置は、前記筒状部には、該筒状部の先端部に通じ、前記2本の通信線を通す溝が形成してあることを特徴とする。 Moreover, the power line communication apparatus according to the present invention is characterized in that a groove is formed in the tubular portion so as to communicate with the distal end portion of the tubular portion and to pass the two communication lines.
また、本発明に係る電力線通信装置は、前記筒状部には、前記2本の通信線を通す孔が形成してあることを特徴とする。 Moreover, the power line communication apparatus according to the present invention is characterized in that a hole through which the two communication lines pass is formed in the cylindrical portion.
また、本発明に係る電力線通信装置は、前記2本の通信線にそれぞれ接続された2つのコンデンサを備え、前記信号変換器は、前記2つのコンデンサに接続された1次コイルと、該1次コイルに電磁的に結合された2次コイルとを有することを特徴とする。 The power line communication device according to the present invention includes two capacitors respectively connected to the two communication lines, and the signal converter includes a primary coil connected to the two capacitors and the primary coil. And a secondary coil electromagnetically coupled to the coil.
本発明においては、充電ケーブルが接続されるコネクタ装置に、電力線通信におけるノイズ低減のためのコイルを設け、電力線通信装置の小型化(コネクタ装置を含めた車輌内における電力線通信のための装置全体での小型化)を実現する。
コネクタ装置は、充電ケーブルとの接続を行うための複数の接続端子を収容する収容部に、接続端子に接続された複数の内部配線を挿通させる筒状部を突設する。この筒状部の外周には、2つの環状磁性体を配する。2つの環状磁性体は、筒状部の軸方向に並べて配してもよく、一方の環状磁性体の外周に他方の環状磁性体を配してもよい。またこの2つの環状磁性体には、筒状部を挿通してその突端から延出する2本の電力供給線をそれぞれ巻回する。環状磁性体及びこれに巻回された電力供給線によってコイルが構成され、このコイルをノイズ低減のためのコイルとして用いることができる。
これにより、電力線通信装置の回路基板にはノイズ低減のための大型のコイルを設ける必要がないため、電力線通信装置の回路基板を小型化できる。
In the present invention, the connector device to which the charging cable is connected is provided with a coil for noise reduction in power line communication, and the power line communication device is downsized (the entire device for power line communication in the vehicle including the connector device). (Miniaturization).
In the connector device, a cylindrical portion through which a plurality of internal wirings connected to the connection terminals are inserted is provided in a housing portion that accommodates a plurality of connection terminals for connection with the charging cable. Two annular magnetic bodies are arranged on the outer periphery of the cylindrical portion. The two annular magnetic bodies may be arranged side by side in the axial direction of the cylindrical portion, or the other annular magnetic body may be arranged on the outer periphery of one annular magnetic body. In addition, two power supply lines extending from the projecting ends through the cylindrical portions are wound around the two annular magnetic bodies, respectively. A coil is comprised by the annular magnetic body and the electric power supply wire wound around this, and this coil can be used as a coil for noise reduction.
Thereby, since it is not necessary to provide a large coil for noise reduction on the circuit board of the power line communication device, the circuit board of the power line communication device can be downsized.
また本発明においては、コネクタ装置の筒状部には、環状磁性体に巻回された2本の電力供給線の巻回部分を収める溝を形成する。筒状部に形成した1つの溝に2本の電力供給線の巻回部分を収める構成であってもよく、筒状部に形成した2つの溝に2本の電力供給線の巻回部分をそれぞれ収める構成であってもよい。筒状部に溝を形成することにより、環状磁性体は電力供給線が巻回された状態でコネクタ装置の筒状部に外嵌させることができ、コネクタ装置の組み立てなどを容易化することができる。 In the present invention, the tubular portion of the connector device is formed with a groove for accommodating the winding portions of the two power supply lines wound around the annular magnetic body. The configuration may be such that the winding portions of the two power supply lines are stored in one groove formed in the cylindrical portion, and the winding portions of the two power supply lines are stored in the two grooves formed in the cylindrical portion. The structure which each accommodates may be sufficient. By forming the groove in the cylindrical portion, the annular magnetic body can be fitted on the cylindrical portion of the connector device in a state where the power supply line is wound, and the assembly of the connector device can be facilitated. it can.
また本発明においては、2本の電力供給線(単相3線式の交流給電における2本のAC(Alternating Current)線(即ち接地用配線以外の2本の配線))を含む充電ケーブルを接続することによって、車輌に搭載された電力線通信装置と外部の給電装置とが充電ケーブルを介した電力線通信を行う。電力線通信装置及び給電装置は、充電ケーブルの2本の電力供給線にそれぞれ接続される2本の電力供給線間に設けた信号変換器をそれぞれ備え、各電力線通信部が電力供給線への信号の重畳及び重畳された信号の抽出を行うことで通信を行う。
この構成において、車輌の電力線通信装置は、上述のコネクタ装置を用いて構成する。この場合に、2本の電力供給線には筒状部内にて(即ち、環状磁性体に巻回される部分より充電ケーブル側の部分にて)2本の通信線がそれぞれ接続され、この2本の通信線には(フィルタ回路などを介して)電力線通信のための信号変換器を接続する。これにより、環状磁性体に電力供給線を巻回させて構成されるコイルに通信が阻害されることなく、このコイルをノイズ低減などのために有効に活用することができる。
In the present invention, a charging cable including two power supply lines (two AC (Alternating Current) lines in a single-phase three-wire AC power supply (that is, two wirings other than the ground wiring)) is connected. By doing so, the power line communication device mounted on the vehicle and the external power supply device perform power line communication via the charging cable. Each of the power line communication device and the power supply device includes a signal converter provided between two power supply lines connected to the two power supply lines of the charging cable, and each power line communication unit transmits a signal to the power supply line. Are communicated by superimposing and extracting the superimposed signal.
In this configuration, the power line communication device of the vehicle is configured using the connector device described above. In this case, two communication lines are connected to the two power supply lines in the cylindrical portion (that is, the portion closer to the charging cable than the portion wound around the annular magnetic body). A signal converter for power line communication is connected to the communication line of the book (through a filter circuit or the like). Thereby, this coil can be effectively utilized for noise reduction, etc., without communication being interrupted by the coil comprised by winding an electric power supply line around an annular magnetic body.
また本発明においては、コネクタ装置の筒状部には、その先端部に通じる溝を形成する。これにより筒状部内で電力供給線に接続される2本の通信線を、筒状部の溝を通して外部へ延出させることができる。通信線を溝に通して筒状部の外部へ延出させる構成とすることにより、電力供給線に接続された通信線を筒状部の外部へ延出させる作業を容易に行うことが可能となる。なお筒状部の溝は、2本の通信線をそれぞれ個別に通すよう筒状部に2つ形成してもよく、共通の1つの溝に2本の通信線を通してもよい。 Further, in the present invention, the tubular portion of the connector device is formed with a groove communicating with the tip portion. Thereby, the two communication lines connected to the power supply line in the cylindrical portion can be extended to the outside through the groove of the cylindrical portion. By configuring the communication line to extend outside the cylindrical part through the groove, it is possible to easily perform the work of extending the communication line connected to the power supply line to the outside of the cylindrical part. Become. In addition, the groove | channel of a cylindrical part may be formed in a cylindrical part so that two communication lines may each pass separately, and may pass two communication lines in one common groove | channel.
また本発明においては、コネクタ装置の筒状部には、2本の電力供給線を通すための孔を形成する。筒状部に溝を形成する上記の構成と比較して、筒状部に電力供給線を通す最低限の孔を形成するのみでよいため、筒状部の強度を高めることができる。なお筒状部の孔は、2本の通信線をそれぞれ個別に通すよう筒状部に2つ形成してもよく、共通の1つの孔に2本の通信線を通してもよい。 In the present invention, a hole for passing two power supply lines is formed in the cylindrical portion of the connector device. Compared with the above-described configuration in which the groove is formed in the tubular portion, it is only necessary to form a minimum hole through which the power supply line is passed through the tubular portion, so that the strength of the tubular portion can be increased. Note that two holes in the cylindrical portion may be formed in the cylindrical portion so that the two communication lines are individually passed, or two communication lines may be passed through one common hole.
また本発明においては、2本の電力供給線にそれぞれ接続された2本の通信線にそれぞれコンデンサを接続し、この2つのコンデンサに1次コイルを接続すると共に、この1次コイルに電磁的に結合された2次コイルを設けることで信号変換器を構成する。これにより、信号変換器による電力供給線に対する信号の重畳及び抽出を行うことができ、電力線通信部による電力線通信を実現できる。 In the present invention, a capacitor is connected to each of the two communication lines connected to each of the two power supply lines, a primary coil is connected to the two capacitors, and the primary coil is electromagnetically connected to the primary coil. A signal converter is configured by providing a coupled secondary coil. Thereby, a signal converter can superimpose and extract a signal on a power supply line, and power line communication by a power line communication unit can be realized.
本発明による場合は、充電ケーブルが接続される車輌のコネクタ装置には、筒状部の外周に2つの環状磁性体を設けると共に、筒状部から延出する2本の電力供給線を環状磁性体にそれぞれ巻回させることで、電力線通信におけるノイズ低減などのためのコイルを設ける構成とすることにより、電力線通信装置の回路基板にコイルを設ける必要がないため、電力線通信装置の回路基板を小型化でき、電力線通信装置の車輌への搭載を容易化できる。 In the case of the present invention, the vehicle connector device to which the charging cable is connected is provided with two annular magnetic bodies on the outer periphery of the cylindrical portion, and two power supply lines extending from the cylindrical portion are provided with the annular magnetic body. Since the coil for reducing noise in power line communication is provided by winding the body around the body, it is not necessary to provide a coil on the circuit board of the power line communication device. The power line communication device can be easily mounted on the vehicle.
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づき具体的に説明する。図1は、本発明に係る電力線通信システムの構成を説明するための模式図である。本実施の形態では、電気自動車のバッテリを充電するために充電スタンドと電気自動車とを充電ケーブルにて接続した際、充電制御、ユーザ認証又は課金管理等の情報を、充電ケーブルを利用した電力線通信によって、電気スタンドと電気自動車との間で送受信する構成を例に説明する。 Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to the drawings showing embodiments thereof. FIG. 1 is a schematic diagram for explaining a configuration of a power line communication system according to the present invention. In the present embodiment, when a charging stand and an electric vehicle are connected with a charging cable to charge the battery of the electric vehicle, information such as charging control, user authentication or billing management is transmitted through power line communication using the charging cable. Thus, a configuration for transmitting and receiving between a desk lamp and an electric vehicle will be described as an example.
電気自動車及び充電スタンドを接続する充電ケーブルは、交流電圧が印加される2本の電力供給線(以下、単にAC線という)71、72と、接地電位に接続される接地線(図1において図示は省略する)を含んでいる。本実施の形態では、2本のAC線と1本の接地線とによる3線式の交流電圧を充電スタンドから電気自動車へ供給する。 A charging cable for connecting an electric vehicle and a charging station includes two power supply lines (hereinafter simply referred to as AC lines) 71 and 72 to which an AC voltage is applied, and a ground line (shown in FIG. 1) connected to a ground potential. Is omitted). In the present embodiment, a three-wire AC voltage using two AC lines and one ground line is supplied from the charging station to the electric vehicle.
充電スタンドは、充電ケーブルのAC線71、72に接続され、電源からの交流電圧が印加される電力供給用の2本の内部配線(以下、単にAC線という)51、52を有している。また充電スタンドでは、2本のAC線51、52間に、コンデンサ56、変圧器55の1次コイル55a及びコンデンサ56がこの順に直列に接続されている。なお、AC線51、52に接続される2つのコンデンサ56は、フィルタ回路を構成するものである。また変圧器55の2次コイル55bは、充電スタンド内の電力線通信部(図示は省略する)に接続されている。
The charging stand is connected to
同様に、電気自動車は、充電ケーブルのAC線71、72に接続され、充電スタンド及び充電ケーブルからの電力を車輌内の充電器4へ導く電力供給用の2本の内部配線(以下、単にAC線という)11、12を有している。電気自動車内でAC線11、12は、コイル17を介して充電器4に接続される電力供給用AC線11a、12aと、コンデンサ16を介して変圧器15に接続される電力線通信用AC線11b、12bとに分岐している。電力線通信用AC線11b、12b間には、コンデンサ16、変圧器15の1次コイル15a及びコンデンサ16がこの順に直列に接続されている。なお、電力線通信用AC線11b、12bに接続される2つのコンデンサ16は、フィルタ回路を構成するものである。また変圧器15の2次コイル15bは、電気自動車内の電力線通信部(図2参照)に接続されている。
Similarly, the electric vehicle is connected to
また、電気自動車では、電力供給用AC線11a、12a中にそれぞれコイル17が設けられている。コイル17は、AC線11、12の電力供給用AC線11a、12a及び電力線通信用AC線11b、12bの分岐部分から、充電器4へ至るまでの電力供給用AC線11a、12a中にそれぞれ設けられる。コイル17は、AC線11、12に内外から侵入するノイズを低減するためのものであり、コイル17を設けることによって変圧器15を用いた電力線通信の通信特性を向上することができる。なお、図示は省略するが、充電スタンドにも同様のコイルを設けて通信特性の向上を図ってよい。
In the electric vehicle, coils 17 are provided in the power
充電スタンド及び電気自動車を充電ケーブルで接続することによって、充電スタンドのAC線51、充電ケーブルのAC線71及び電気自動車のAC線11が接続された電力供給経路と、充電スタンドのAC線52、充電ケーブルのAC線72及び電気自動車のAC線12が接続された電力供給経路との2つの電力供給経路が構成される。充電スタンド及び電気自動車が充電ケーブルで接続された状態では、上記の2つの電力供給経路と、コンデンサ16、56と、変圧器15、55とによる閉ループ回路が構成され、このループ内に配された変圧器15、55により電力供給経路に対する信号の重畳及び重畳された信号の取り出しを行うことができ、受電スタンド及び電気自動車間で電力線通信を行うことができる。
By connecting the charging station and the electric vehicle with a charging cable, the charging line AC line 51, the charging
図2は、本発明に係る電力線通信システムに対応した電気自動車の内部構成を示すブロック図であり、電気自動車の充電及び通信に係るブロックを示してある。本実施の形態に係る電気自動車1には、ボディECU2、コネクタ装置3、充電器4、バッテリ5及びパワーマネジメントECU6等が搭載されている。ボディECU2は、電気自動車1のドアのロック/アンロック制御、又は、ヘッドライトなどの点灯制御等を行うものであり、制御部21、電力線通信部22、無線通信部23、CAN(Controller Area Network)通信部24及び電源回路25等を備えて構成されている。本実施の形態に係る電気自動車1では、電力線通信の通信特性向上のためのコイル17を電力線通信部22又は充電器4ではなくコネクタ装置3に設けることによって、電力線通信部22(を有するボディECU2)又は充電器4の小型化及び電気自動車1内における配置自由度の向上を図ったものである。
FIG. 2 is a block diagram showing an internal configuration of an electric vehicle corresponding to the power line communication system according to the present invention, and shows blocks related to charging and communication of the electric vehicle. The
ボディECU2の制御部21は、具体的にはCPU(Central Processing Unit)又はMPU(Micro Processing Unit)等の処理装置で構成され、ボディECU2内の各部の動作制御及び各種の演算処理等を行っている。特に本実施の形態において制御部21は、電気自動車1のパワーマネジメントECU6とデータの授受が可能に構成されており、パワーマネジメントECU6から与えられた送信データを電力線通信部22へ与えて電力線通信によるデータ送信を行うと共に、電力線通信部22が電力線通信により受信した受信データをパワーマネジメントECU6へ与える処理を行う。
Specifically, the
電力線通信部22は、図1に示した変圧器15及び2つのコンデンサ16を有している。電力線通信部22は、制御部21から与えられた送信データに応じた信号を変圧器15によりAC線11、12へ重畳し、充電ケーブルを介した充電スタンドへのデータ送信を行う。また電力線通信部22は、AC線11、12に重畳された信号を変圧器15にて抽出することによって、充電スタンドからの信号を取り出し、この信号に応じた受信データを制御部21へ与える。
The power
無線通信部23は、ユーザが所持する携帯電話器など、車輌内外の通信機器との間で無線通信を行うものである。CAN通信部24は、電気自動車1に搭載された他の装置との間で有線の通信を行うものである。無線通信部23及びCAN通信部24は、制御部21から与えられたデータの送信を行うと共に、受信したデータを制御部21へ与える。電源回路25は、電気自動車1のバッテリ5(又は別のバッテリであってもよい)から供給される電力を、電圧値の調整などを行ってボディECU2内の各部へ供給する。
The
コネクタ装置3は、電気自動車1に充電ケーブルを接続するためのものであり、複数の接続端子が設けられたコネクタ本体30と、ノイズ低減のための2つのコイル17とを備えて構成されている。コネクタ本体30に設けられた2つの接続端子にはAC線11、12が接続されており、AC線11、12はそれぞれ2つに分岐しており、一方にコイル17が設けられて充電器4に接続され、他方が電力線通信部22に接続されている。
The
充電器4は、充電スタンドから供給される電力にてバッテリ5の充電を行うものである。充電スタンドは、例えば電圧が200Vであり、且つ、周波数が50Hz又は60Hzの交流電圧によって電力供給を行うものであるため、充電器4は交流電圧を直流電圧に変換してバッテリ5へ印加することによって充電を行う。バッテリ5は、電気自動車を走行させるモータ(図示は省略する)の駆動電力を蓄積するものであり、例えばリチウムイオン電池などである。パワーマネジメントECU6は、電気自動車の充電に係る制御を行うものであり、ボディECU2の電力線通信部22による電力線通信にて充電スタンドからの情報(例えば供給電力の電圧値、周波数又は課金情報等)を取得し、取得した情報に基づいて充電器4などの動作を制御することで、充電制御を行う。
The charger 4 charges the
図3は、コネクタ装置3の構成を示す外観斜視図であり、電気自動車1に搭載された場合に車輌内側となる部分の外観を図示したものである。ただし図3においては、コネクタ装置3が有する2つのコイル17については図示を省略してある。コネクタ装置3は、2本のAC線11、12及び1本の接地用配線14等が接続される複数の接続端子(図示は省略する)を収容するコネクタ本体30を備えている。コネクタ本体30は、略矩形の板状をなす取付部31と、取付部31の一面の中央に突設された円筒状の筒状部32とを備えている。取付部31の四隅にはそれぞれ取付孔33が形成してあり、電気自動車1の車体の所定位置にねじ等でコネクタ本体30を取り付けることができるようにしてある。なおコネクタ本体30は、筒状部32が設けられた側が車体の内側となるように取り付けられる。
FIG. 3 is an external perspective view showing the configuration of the
コネクタ本体30の取付部31の他面には、円筒状をなし、充電の際に充電ケーブルが挿入して接続されるケーブル接続部34が設けられている。ケーブル接続部34は、AC線11、12及び接地用配線14に接続された複数の接続端子が内部に収容されており、充電ケーブルとの電気的接続がなされる。またケーブル接続部34には、充電ケーブルを接続しない際に接続端子が露出することを防止すべく、開口部分を閉塞するように開閉可能にカバー35が設けられている。
The other surface of the
図4は、コネクタ本体30の構成を示す外観斜視図であり、コネクタ本体30を単体で図示したものである。また図5は、筒状部32の構成を示す模式的平面図である。コネクタ本体30の筒状部32内には、AC線11、12及び接地用配線14をそれぞれ内挿するための孔を有する複数の内挿管36が、筒状部32と一体的に設けられている。複数の内挿管36は、筒状部32の内周方向に並べて設けられている。また筒状部32内には、筒状部32の内周面と内挿管36の外周面との間に複数の間隙が設けられている。
FIG. 4 is an external perspective view showing the configuration of the connector
筒状部32には、その周壁を筒の軸方向へ略長方形に切り欠いた態様の溝32aが2か所に形成されている。2つの溝32aは、筒状部32内に設けられた内挿管36の間隙の1つにそれぞれ連通するように形成されている。また溝32aの幅(筒状部32の周方向の長さ)は、AC線11、12(電力供給用AC線11a、12a)の太さより大きい。
The
また筒状部32には、その周壁に略円形の貫通孔32bが2か所に形成されている。2つの貫通孔32bは、筒状部32内に設けられた内挿管36のうち、AC線11、12が内挿される2つの内挿管36に連通するように、筒状部32の外周面から内挿管32の内周面までを貫通して設けられている。また貫通孔32bの大きさ(直径)は、電力線通信用AC線11b、12bの太さと略同じか又は少し大きい程度に設定されている。
The
図6は、コネクタ装置3のコイル17の構成を説明するための模式図であり、コネクタ装置3の円筒部32の周辺を模式的に示したものである。ケーブル接続部34内に収容された複数の接続端子に接続されるAC線11、12及び接地用配線14は、コネクタ本体30の取付部31の表裏を貫通し、筒状部32の内挿管36を通して、筒状部32の端部から延出している。ただしAC線11、12は、筒状部32内で太い電力供給用AC線11a、12aと細い電力線通信用AC線11b、12bとに分岐しており(太い電力供給用AC線11a、12aに細い電力線通信用AC線11b、12bが接続されており)、筒状部32の端部から延出するのは電力供給用AC線11a、12aである。電力線通信用AC線11b、12bは、筒状部32に形成された2つの貫通孔32bを通して、筒状部32の外周面から外部へ延出し、電力線通信部22内のコンデンサ16にそれぞれ接続される。
FIG. 6 is a schematic diagram for explaining the configuration of the
またコネクタ装置3は、円環状の磁性体であるトロイダルコア17aを2つ備えている。トロイダルコア17aは、円筒状の筒状部32に外嵌するように、その内径が設定されている。2つのトロイダルコア17aは、略同じ形状である。筒状部32の端部から延出した電力供給用AC線11a、12aは、それぞれ別のトロイダルコア17aに巻回された後、電気自動車1内に搭載された充電器4に接続される。トロイダルコア17aに電力供給用AC線11a、12aを巻回させることによって、トロイダルコア17a及び電力供給用AC線11a、12aの巻回部分をコイル17として機能させることができる。
The
トロイダルコア17aは、電力供給用AC線11a又は12aが巻回された後、筒状部32に外嵌して固定される。2つのトロイダルコア17aは、筒状部32の軸方向に並べて固定されると共に、その固定位置は貫通孔32bよりも筒状部32の端面側である。このときに、トロイダルコア17aに巻回された電力供給用AC線11a、12aの巻回部分は、筒状部32に形成された溝32aに収められ、巻回部分がトロイダルコア17aの筒状部32への嵌合の妨げとなることはない。
The toroidal core 17a is externally fitted and fixed to the
図7は、本発明に係る電力線通信装置のコイル17の効果を説明するための模式図であり、電力線通信装置の通信特性をグラフ化したものである。図示のグラフは、横軸を電力線通信の周波数[MHz]とし、縦軸を通信特性としてS/N比[dB]としたものであり、電力線通信装置がコイル17を有する場合の通信特性を実線で示し、コイル17を有していない場合の通信特性を破線で示してある。
FIG. 7 is a schematic diagram for explaining the effect of the
図示のように、電力線通信装置にコイル17を設けることによって、電力線通信に係るS/N比の通信特性が改善されている。なお、本例では特に周波数が10MHz程度の場合にコイル17による通信特性の改善効果が大きいが、この周波数はコイル17のインダクタンス値を調整することによって適宜に変更可能である。
As shown in the figure, by providing the
以上の構成の電力線通信装置は、ノイズを低減して電力線通信の通信特性を向上させるために必要なコイル17をコネクタ装置3に設ける構成とすることにより、コイル17をボディECU2の電力線通信部22又は充電器4等に搭載する必要がないため、ボディECU2又は充電器4の回路基板を小型化することができ、ボディECU2又は充電器4の電気自動車1への搭載を容易化することができる。また、コネクタ装置3の筒状部32を挿通してその端面から延出する2本の電力供給用AC線11a、12aをトロイダルコア17aに巻回させ、2つのトロイダルコア17aを筒状部32の外周りに配する構成とすることにより、トロイダルコア17a及び電力供給用AC線11a、12aの巻回部分をコイル17として機能させることができるため、コネクタ装置3にノイズ低減用のコイル17を容易に搭載することができる。
In the power line communication device having the above configuration, the
また、トロイダルコア17aを筒状部32に外嵌させる構成とすると共に、筒状部32にはトロイダルコア17aに巻回された電力供給用AC線11a、12aの巻回部分を収めるための溝32aを形成することにより、トロイダルコア17aは電力供給用AC線11a、12aが巻回された状態でコネクタ装置3の筒状部32に外嵌させることができ、コネクタ本体30に対するソレノイドコア17aの固定を容易化でき、コネクタ装置3の部品点数の削減及び組立工程の簡略化等を実現できる。
In addition, the toroidal core 17a is configured to be fitted onto the
また、コネクタ装置3の筒状部32内にてAC線11、12を電力供給用AC線11a、12aと電力線通信用AC線11b、12bとに分岐させ、電力供給用AC線11a、12aをそれぞれトロイダルコア17aに巻回させ、電力線通信用AC線11b、12bを電力線通信部22に接続する構成とすることにより、充電ケーブルとの接続を行う接続端子からコイル17までの電力供給経路中に電力線通信部22を設けることができ、電力線通信部22による電力線通信がコイル17によって阻害されることなく、コイル17をノイズ低減のために有効活用することができる。
Further, the AC lines 11 and 12 are branched into the power
また、筒状部32の周壁に2つの貫通孔32bを形成し、筒状部32内でAC線11、12に接続される電力線通信用AC線11b、12bを、貫通孔32bを通して筒状部32の内外に通す構成とすることにより、筒状部32内で分岐する電力線通信用AC線11b、12bを、筒状部32外に設けられた電力線通信部22へ容易に接続することができる。
Further, two through
また、筒状部32の貫通孔32bから延出した電力線通信用AC線11b、12bにコンデンサ16をそれぞれ接続し、この2つのコンデンサ16に変圧器15の1次コイル15aを接続し、この1次コイル15aに電磁的に結合された2次コイル15bを電力線通信部22(の通信回路)に接続することにより、電力線通信部22は、変圧器15を用いてAC線11、12に対する信号の重畳及び抽出を行うことができ、電力線通信を実現できる。
Further, the
なお、本実施の形態においては、電力線通信装置の信号処理を行う電力線通信部22をボディECU2に設ける構成としたが、これに限るものではなく、電気自動車1内にボディECU2とは別体の電力線通信装置を搭載し、この電力線通信装置に電力線通信部22を設ける構成としてもよい。この場合であっても、電力線通信装置の回路基板にはコイル17を搭載する必要がないため、電力線通信装置を小型化できる。
In the present embodiment, the power
また、電力線通信機能を備える車輌として電気自動車1を例に説明を行ったが、これに限るものではなく、プラグインハイブリッド自動車など、外部からバッテリへの充電を行う機能を有するその他の車輌であってもよい。また、電力線通信機能を備える給電装置として充電スタンドを例に説明を行ったが、これに限るものではなく、充電ケーブルを介して車輌への給電を行う機能を有する他の装置であってもよい。例えばユーザが自宅のコンセントに充電ケーブルを接続して車輌への充電を行う場合、自宅の配電盤などに電力線通信装置を設けるなどの構成であってもよい。また更には、充電ケーブル内に電力線通信を行う回路を搭載する構成であってもよい。
Further, although the
また、略同じ形状の2つのトロイダルコア17aを筒状部32の軸方向に並べて固定する構成としたが、これに限るものではなく、2つのトロイダルコア17aを異なるサイズとし、1つのトロイダルコア17aを筒状部32に外嵌して固定し、このトロイダルコア17aにもう1つのトロイダルコア17aを更に外嵌して固定する構成としてもよい。また、筒状部32には電力供給用AC線11a、12aの巻回部分をそれぞれ収める溝32aを2つ形成したが、これに限るものではなく、筒状部32に1つの溝32aを形成し、1つの溝32aに電力供給用AC線11a、12aを共に収める構成としてもよい。またコンデンサ16及び変圧器15をボディECU2内の電力線通信部22に設ける構成としたが、これに限るものではなく、コンデンサ16又は変圧器15をコネクタ装置3に設ける構成としてもよい。
Further, the two toroidal cores 17a having substantially the same shape are arranged and fixed in the axial direction of the
(変形例)
上述の実施の形態に係るコネクタ装置3では、筒状部32に2つの貫通孔32bを形成して電力線通信用AC線11b、12bを通す構成としたが、これに限るものではなく、以下の変形例に示す構成としてもよい。図8は、変形例に係る筒状部32の構成を示す模式的平面図である。図9は、変形例に係るコネクタ装置3のコイル17の構成を説明するための模式図である。
(Modification)
In the
変形例に係るコネクタ装置3の筒状部32には、電力供給用AC線11a、12a及び設置用配線14が延出する筒状部32の端部から軸方向へ略長方形に切り欠いた態様の溝32cが2か所に形成されている。この2つの貫通孔32bは、筒状部32内に設けられた内挿管36のうち、AC線11、12が内挿される2つの内挿管32に連通するように、筒状部32の外周面から内挿管32の内周面までを貫通して設けられている。溝32cの軸方向の長さは、電力供給用AC線11a、12aの巻回部分を収める溝32aの長さより長く、且つ、溝32cの幅(筒状部32の周方向の長さ)は溝32aの幅より小さい。また溝32cの幅は、電力線通信用AC線11b、12bの太さと略同じか又は少し大きい程度に設定されている。
In the
筒状部32内にてAC線11、12に接続される電力線通信用AC線11b、12bは、筒状部32に形成された2つの溝32cを通して、筒状部32の外周面から外部へ延出し、電力線通信部22内のコンデンサ16にそれぞれ接続される。貫通孔32bに代えて筒状部32に溝32cを形成することによって、電力線通信用AC線11b、12bを筒状部32の内部から外部へ延出させる作業を容易に行うことが可能となる。
The AC lines 11b and 12b for power line communication connected to the AC lines 11 and 12 in the
1 電気自動車
2 ボディECU
3 コネクタ装置
4 充電器
11 AC線(電力供給線)
11a 電力供給用AC線(電力供給線)
11b 電力線通信用AC線(通信線)
12 AC線(電力供給線)
12a 電力供給用AC線(電力供給線)
12b 電力線通信用AC線(通信線)
14 接地用配線(内部配線)
15 変圧器(信号変換器)
15a 1次コイル
15b 2次コイル
16 コンデンサ
17 コイル
17a トロイダルコア(環状磁性体)
21 制御部
22 電力線通信部
30 コネクタ本体(収容部)
31 取付部
32 筒状部
32a 溝
32b 貫通孔(孔)
32c 溝
33 貫通孔
36 内挿管
51 AC線
52 AC線
55 変圧器
55a 1次コイル
55b 2次コイル
56 コンデンサ
71 AC線
72 AC線
1
3 Connector Device 4
11a AC line for power supply (power supply line)
11b AC line (communication line) for power line communication
12 AC line (power supply line)
12a AC line for power supply (power supply line)
12b AC line for power line communication (communication line)
14 Grounding wiring (internal wiring)
15 Transformer (signal converter)
15a Primary coil 15b
21
31 Attaching
Claims (6)
前記収容部に突設され、前記複数の配線を挿通させる筒状部と、
該筒状部の外周に配された2つの環状磁性体と
を備え、
前記筒状部から延出する前記電力供給線が、前記環状磁性体にそれぞれ巻回してあること
を特徴とするコネクタ装置。 In a connector device including a housing portion that houses a plurality of connection terminals, and a plurality of wires that include two power supply lines and are connected to the connection terminals,
A cylindrical portion that protrudes from the housing and allows the plurality of wires to pass therethrough;
Two annular magnetic bodies arranged on the outer periphery of the cylindrical portion,
The connector device, wherein the power supply lines extending from the cylindrical portion are respectively wound around the annular magnetic body.
前記筒状部には、前記環状磁性体に巻回された前記電力供給線の巻回部分を収める溝が形成してあること
を特徴とする請求項1に記載のコネクタ装置。 The annular magnetic body is adapted to be externally fitted to the cylindrical portion,
The connector apparatus according to claim 1, wherein a groove for receiving a winding portion of the power supply line wound around the annular magnetic body is formed in the tubular portion.
前記筒状部内にて前記電力供給線にそれぞれ接続された2本の通信線と、
該2本の通信線に接続され、前記電力供給線への信号の重畳及び該電力供給線に重畳された信号の抽出を行う電磁誘導式の信号変換器と、
該信号変換器を介して電力線通信を行う電力線通信部と
を備えること
を特徴とする電力線通信装置。 The connector device according to claim 1 or 2,
Two communication lines respectively connected to the power supply line in the tubular portion;
An electromagnetic induction type signal converter connected to the two communication lines, for superimposing a signal on the power supply line and extracting a signal superimposed on the power supply line;
A power line communication device comprising: a power line communication unit that performs power line communication via the signal converter.
を特徴とする請求項3に記載の電力線通信装置。 The power line communication device according to claim 3, wherein a groove is formed in the tubular portion so as to communicate with a distal end portion of the tubular portion and allow the two communication lines to pass therethrough.
を特徴とする請求項3に記載の電力線通信装置。 The power line communication device according to claim 3, wherein a hole through which the two communication lines pass is formed in the cylindrical portion.
前記信号変換器は、
前記2つのコンデンサに接続された1次コイルと、
該1次コイルに電磁的に結合された2次コイルと
を有すること
を特徴とする請求項3乃至請求項5のいずれか1つに記載の電力線通信装置。 Comprising two capacitors respectively connected to the two communication lines;
The signal converter is
A primary coil connected to the two capacitors;
The power line communication apparatus according to claim 3, further comprising a secondary coil electromagnetically coupled to the primary coil.
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