JP3856299B2

JP3856299B2 - 電源電力給電型通信線を有する通信装置

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Publication number: JP3856299B2
Application number: JP2002037970A
Authority: JP
Inventors: 伸幸岩崎; 紀雄三摩; 晶近藤
Original assignee: Denso Corp; Nippon Soken Inc
Current assignee: Denso Corp; Soken Inc
Priority date: 2002-02-15
Filing date: 2002-02-15
Publication date: 2006-12-13
Anticipated expiration: 2022-02-15
Also published as: JP2003244172A

Description

【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２００１−２１１２１６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（１２Ｖ）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７V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、１２２ｂ、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４０１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４０５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４０３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４０５、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１２２ａ、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、１２２ｂ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）

Claims

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。
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。
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。
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。
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。
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。