WO2006135055A1 - 電力線通信システム及び電力線通信方法 - Google Patents

電力線通信システム及び電力線通信方法 Download PDF

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WO2006135055A1
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Nobuyuki Yamashita
Kazuyoshi Tari
Kenzo Nakamura
Takao Yokoshima
Hisashi Hashimoto
Kazuyuki Miyake
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Mitsubishi Materials Corporation
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Definitions

  • the present invention relates to a power line communication system and a power line communication method for performing data communication via a power line.
  • Examples of in-vehicle devices that are pre-installed in a vehicle include car audio devices and car navigation devices.
  • In-vehicle devices retrofitted to vehicles include ETC (Electronic Toll Collection) in-vehicle devices and back monitor cameras.
  • the above power line also supplies power to each in-vehicle device such as a knotter equipped with the vehicle, and it is directly connected to the in-vehicle device mounted in the vehicle in advance and is installed later It is connected to the device via a cigar socket or the like.
  • Patent Document 1 proposes a vehicle power line communication system that performs communication between in-vehicle devices via a power line.
  • a relay device that communicates with a retrofit device by radio is described.
  • Patent Document 1 Japanese Patent No. 3589218 (Claims, FIG. 1)
  • the present invention has been made in view of the above-described problems, and provides a power line communication system and a power line communication method capable of performing good communication even with a small transmission power and improving the utilization efficiency. For the purpose.
  • the power line communication system of the present invention includes a power line having a plurality of branch lines branched at a branch point, a communication device connected to the branch line and transmitting / receiving data via the branch line, and the branch point. And a relay device that relays the transmission of the data.
  • the power line communication method of the present invention is a power line communication method for performing communication between a plurality of communication devices via a power line having a plurality of branch lines branched at a branch point, the communication device Transmitting data from one of the communication devices to the other of the communication device via the branch line, and relaying the data from one of the communication devices by a relay device provided at the branch point. Transmitting to the other of the communication devices via a line; and The other of the communication devices has a step of receiving the data via the branch line.
  • the communication distance is configured to be the shortest for each communication device connected to each branch line. Therefore, high-quality communication can be performed with a small transmission power, and the leakage electric field can be reduced. In addition, the signal-to-noise ratio can be increased, enabling high-speed transmission. In addition, it is possible to ensure good communication quality using only the power line in places where wireless communication is impossible.
  • the power line may be wired in a vehicle having a plurality of in-vehicle devices, and the communication device may be provided in the in-vehicle devices.
  • communication between in-vehicle devices is performed via a power line to which the vehicle's knotter power is supplied, and a relay device is provided at a branch point of a switchboard or the like in the vehicle. Good communication quality can be obtained between in-vehicle devices.
  • the power line communication system of the present invention further includes a connector portion that is provided at an end of the branch line and removably connects the communication device, and the connector portion is attached to a plurality of locations of the vehicle. It may be.
  • the connector portions are attached to a plurality of locations of the vehicle, for example, when a spinning force is installed in the vehicle as a communication device at a plurality of locations and at arbitrary positions, By connecting a speaker to the connector at the nearest location, various speaker layouts can be realized without layout. It is also possible to arbitrarily change the arrangement of speakers or add speakers according to the vehicle seat arrangement. Furthermore, by connecting a speaker outside the vehicle to a connector near the door, music playback and the like can be performed outside the vehicle, such as outdoors.
  • the branch point may be arranged in an electrical junction box that branches and couples the plurality of branch lines.
  • the branch wiring of the power line is facilitated, and the workability and maintainability can be improved.
  • the relay device may be any one of a repeater, a bridge, and a router.
  • a repeater is used for the relay device, the signal is amplified by the relay device, and the signal distortion is corrected and transmitted back.
  • a bridge is used as a relay device, the source and destination address power communication device ports are selected, and data frames are transmitted.
  • the router is used as a relay device, the source and destination addresses are selected, and the external network port and communication device port are selected. Send a data frame.
  • the power line communication system of the present invention further includes a branching device that couples the relay device and the plurality of branch lines and has a plurality of coupler forces having different resonance frequencies for the branch lines.
  • the relay device may transmit the data by changing a communication frequency to a resonance frequency of the branch line that transmits the data.
  • this power line communication system includes a branch device in which couplers having different resonance frequencies for each branch line have an array structure, and the relay device changes the communication frequency to correspond to the resonance frequency of the branch line to be transmitted. Therefore, each branch line is made independent by the communication frequency, and the utilization efficiency of the frequency band can be improved.
  • the power line communication system of the present invention may further include a high-impedance fuse that is provided in the branch device and has a maximum impedance characteristic in a communication frequency band of the branch line to be connected.
  • a high-impedance fuse that is provided in the branch device and has a maximum impedance characteristic in a communication frequency band of the branch line to be connected.
  • the maximum impedance is in the communication frequency band. Since the obtained fuse is connected to each branch line in the branching device, high impedance is performed at the branching point in the communication frequency band used for the branching line, impedance matching is performed, and a desired signal is passed to the relay device. Can be made easier.
  • the fuse includes a fuse element that blows when an excessive current flows, a support terminal portion that supports both ends of the fuse element, and ferrite beads provided in the support terminal portion. Also good.
  • the fuse terminal (melting wire) of the fuse is supported by the support terminal portion provided with the ferrite beads. Therefore, the ferrite beads are set so that the impedance characteristics are maximized at the coupled resonance frequency, and the high frequency loss characteristics of the fly beads are used to block high frequency noise, thereby enabling higher quality communication.
  • the relay device since the relay device is provided at the branch point of the power line, the communication distance between the devices can be configured with the shortest, and the small transmission High-quality communication can be performed even with electric power. As a result, the leakage electric field can be reduced and interference waves can be reduced. In addition, improved communication quality enables high-speed transmission, enabling high-quality, high-speed applications.
  • FIG. 1 is a block configuration diagram showing a circuit configuration of a branching device and the entire system in the power line communication system according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view showing through the inside of the fuse of the first embodiment.
  • FIG. 3 is a plan view showing a substrate of the branching device of the first embodiment.
  • FIG. 4 is a perspective view showing the branching device and the relay device of the first embodiment.
  • FIG. 5 is a simplified block diagram showing the power line communication system of the first embodiment.
  • FIG. 6 is a block diagram showing the circuit configuration of the branching device and the entire system in the power line communication system of the second embodiment.
  • FIG. 7 is a block configuration diagram showing a circuit configuration of a branching device and the entire system in the power line communication system of the third embodiment.
  • FIG. 8 is a schematic top view showing an in-vehicle arrangement of each configuration in the power line communication system of the first embodiment applied to a vehicle.
  • FIG. 9 is a schematic side view showing the arrangement of each component in the vehicle.
  • FIG. 10 is a simplified block diagram showing an example of a conventional power line communication system according to the present invention.
  • the power line communication system of the present embodiment supplies power to a plurality of in-vehicle devices ⁇ 1 to ⁇ ⁇ ⁇ of a vehicle from a battery ⁇ wired as a power source and serving as a power source.
  • Communication device Tl to Tn connected to the branch line LBl to LBn of the power line L mounted on the in-vehicle device Ml to Mn and connected to the power line L branched to multiple branch lines LBl to LBn at the junction box JB
  • the relay device 1 provided in the electrical junction box JB at the branch point for relaying data transmission, the relay device 1 and the branch lines LB1 to LBn are coupled, and different resonance frequencies are provided for the branch lines LB1 to LBn.
  • the electrical junction box JB is a so-called junction 'block, joint' box, junction 'box, etc., and the entire vehicle harness is divided into an instrument panel, body, engine room, etc. In this embodiment, it is easy to perform maintenance near the instrument panel.
  • the branch device Y includes a high-impedance fuse 2 connected to each branch line LBl to LBn and having a maximum impedance characteristic in the communication frequency band of each branch line LBl to LBn, and a relay in the electrical junction box JB. (Not shown).
  • the couplers Kl to Kn are connected in series to a plurality of relay lines LM1 to LMn connecting the branch lines LBl to LBn and the relay device 1, and to each relay line LM1 to LMn.
  • Branch line LB1 ⁇ Capacitors C1 ⁇ Cn and inductors L1 ⁇ Ln having different resonance frequencies for each LBn are provided. That is, the branch lines LBl to LBn are set to different resonance frequencies fcl to fcn by the couplers Kl to Kn, respectively.
  • the relay device 1 is a repeater that amplifies a signal of transmitted data, corrects distortion, and further communicates with the resonance frequencies fc1 to fcn of the branch lines LB1 to LBn that transmit data. It has a processing circuit that performs return transmission of data by changing the frequency.
  • the fuse 2 includes a fuse element 2a that melts when an excess current flows, and supports both ends of the fuse element 2a at one end and the other end at the end.
  • the ferrite bead 2c is formed in a cylindrical shape from ferrite, and is fixed to the support terminal portion 2b with the support terminal portion 2b being inserted.
  • the fuse 2 is configured by connecting a fuse element 2a and a ferrite bead 2c serving as an inductor in series as shown in FIG.
  • the impedance characteristics of fuse 2 are set so as to be maximized at the coupling resonance frequency of each branch line LBl to LBn to be connected by the ferrite bead 2c!
  • each fuse 2 is mounted on a substrate 3 in the branching device Y as shown in FIG. That is, on the board 3, there are a wiring pattern 4 having one end connected to the power line L on the battery B side, and a plurality of branch line terminals 5 having one ends connected to the branch lines LBl to LBn.
  • a pattern is formed of copper foil or the like, and each fuse 2 is provided so as to suspend the other end of the wiring pattern 4 and the other end of each branch line terminal 5.
  • the branch device Y has a connector structure of branch lines LB1 to LBn from which the branch lines LBl to LBn can be easily inserted and removed. Further, as shown in FIG. 4, the relay device 1 is fixed on the branch device Y.
  • the on-vehicle devices Ml to Mn may be any of devices mounted in advance in the vehicle and devices connected to the power line L via a cigarette socket or the like.
  • the in-vehicle devices Ml to Mn that are preinstalled in the vehicle include car audio devices and car navigation devices.
  • In-vehicle devices Ml to Mn that are retrofitted to vehicles include ETC in-vehicle devices and back monitor cameras.
  • the communication device T1 (one of the communication devices) of the in-vehicle device Ml transmits data such as a video signal by superimposing a high-frequency signal on the branch line LB1 of the power line L.
  • the transmitted data is modulated by a predetermined modulation method.
  • the relay device 1 receives the data signal transmitted through the branch line LB1 in the electrical junction box JB at the branch point, amplifies the signal and corrects the distortion, and then performs another branch line LBn.
  • the data is sent back to the communication device Tn of the in-vehicle device Mn connected to (the other communication device) via the coupler ⁇ of the branch device ⁇ .
  • the resonance frequency of the branch line LB1 is set to fcl by the capacitor C1 and the inductor L1, and the communication frequency from the communication device 1 is also set to the resonance frequency fcl.
  • the resonance frequency fen of the branch line LBn is set to a value different from the resonance frequency fcl by the capacitor Cn and the inductor Ln.
  • the relay device 1 receives data from one communication device T1 via the branch line LB1 at the same communication frequency as the resonance frequency fcl, and returns data to the other communication device Tn. Data is transmitted by changing the communication frequency band to the resonance frequency fen of LBn.
  • the communication device Tn of the other in-vehicle device Mn receives the data transmitted via the branch line LBn and based on the video signal whose reception data power is restored by a decoding circuit (not shown). Display video on the screen of the in-vehicle device Mn.
  • each of the branch lines LBl to LBn connected to the branch lines LBl to LBn can be configured with the shortest communication distance, can perform high-quality communication even with a small transmission power, and can reduce the leakage electric field.
  • the SN ratio can be increased, enabling high-speed transmission.
  • the resonance frequency of the branch lines LBl to LBn to be transmitted by the relay apparatus 1 is provided, which includes a coupler ⁇ 1 to ⁇ having different resonance frequencies fcl to fcn for each of the branch lines LBl to LBn. Since the frequency is changed to the communication frequency corresponding to fcl to fcn, each branch line LB1 to LBn is made independent by the communication frequency, and the utilization efficiency of the frequency band can be improved.
  • the electrical junction box JB which is a branch point of the power line L
  • the fuse 2 that provides the maximum impedance in the communication frequency band is connected to each branch line LBl to LBn in the branch device Y, so that it is high in the communication frequency band used for the branch lines LBl to LBn.
  • Impedance matching is performed by making impedance at the branch point, so that a desired signal can be easily passed through the relay device 1.
  • the impedance characteristic is set to be the maximum at the coupling resonance frequency by the ferrite bead 2c.
  • the high frequency loss characteristic of the ferrite bead 2c blocks high frequency noise and enables better communication.
  • the branch point of the power line L is arranged in the electrical junction box JB, the branch wiring of the power line L becomes easy, and the workability and the maintainability can be improved.
  • the harness in the electrical junction box JB by dividing the harness in the electrical junction box JB and absorbing the branches inside, it is possible to improve productivity and workability, and maintenance by maintaining fuses 2 and relays in one place. Can be improved.
  • the large current line between battery B and electrical junction box JB) is shortened, so it is possible to reduce the voltage drop. .
  • the relay device 1 of the first embodiment is On the other hand, in the power line communication system of the second embodiment, as shown in FIG. 6, the relay device 21 is a bridge, and each of the communication devices Tl to Tn connected to the branch lines LBl to LBn. It is a point provided with ports ⁇ 1 to ⁇ .
  • the difference between the third embodiment and the second embodiment is that the relay apparatus 1 of the second embodiment is a bridge, whereas in the power line communication system of the third embodiment, as shown in FIG.
  • the relay device 31 is a router and includes a port Pw of an external network such as the Internet and ports Pl to Pn of the communication devices Tl to Tn.
  • the relay device 31 when a plurality of LANs are connected to an external network such as a power line L-power Internet, the relay device 31 serves as a router, and from the source and destination addresses to the external network.
  • the port Pw and the ports P 1 to ⁇ of the communication devices Tl to Tn are selected and a data frame is transmitted.
  • cigar socket (connector portion) CS for detachably connecting a communication device such as a speaker is provided at the ends of branch lines LB1 to LB4.
  • These cigar sockets CS are attached to a plurality of locations on the vehicle C.
  • the present invention is applied to a three-row seat vehicle C, the relay device 1 is installed in the hood of the vehicle C, and the branch lines LB1 to LB4 connected to the relay device 1 are provided in the vehicle C. It is arranged.
  • Each end of the branch lines LB1 to LB4 is arranged to the ceiling of the vehicle C near the second row and third row seats ST, and a cigar socket CS is attached to each end. That is, the cigar sockets CS are evenly arranged in the vehicle interior.
  • cigar sockets CS are attached to a plurality of locations of vehicle C, for example, speakers are installed as a communication device in vehicle C at a plurality of locations and at arbitrary positions.
  • a speaker can be connected to the cigar socket CS closest to the installation location to achieve a layout-free and diverse speaker layout.
  • music can be played outside the vehicle, such as outdoors.
  • the present invention may be applied to power line communication suitable for power line communication in a vehicle.
  • the communication distance is configured to be the shortest for each communication device connected to each branch line. Therefore, high-quality communication can be performed even with a small transmission power, and the leakage electric field can be reduced. In addition, the signal-to-noise ratio can be increased, enabling high-speed transmission. In addition, it is possible to ensure good communication quality using only the power line in places where wireless communication is impossible.

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Abstract

　本発明の電力線通信システムは、分岐点で分岐された複数の分岐線ＬＢ１～ＬＢｎを有する電力線Ｌと、分岐線ＬＢ１～ＬＢｎに接続され分岐線ＬＢ１～ＬＢｎを介してデータを送受信する通信装置Ｔ１～Ｔｎと、分岐点に設けられデータの送信を中継する中継装置１とを備えている。また、中継装置１と複数の分岐線ＬＢ１～ＬＢｎとを結合すると共に分岐線毎に異なる共振周波数を有する複数の結合器Ｋ１～Ｋｎからなる分岐装置Ｙを備え、中継装置１が、データを送信する分岐線ＬＢ１～ＬＢｎの共振周波数に通信周波数を変えてデータの送信を行う。

Description

明 細 書
電力線通信システム及び電力線通信方法
技術分野
[0001] 本発明は、電力線を介してデータ通信を行う電力線通信システム及び電力線通信 方法に関する。
本願は、 2005年 6月 16日に日本に出願された特願 2005— 176275号および 20 06年 4月 18日に日本に出願された特願 2006— 114907号に基づき優先権を主張 し、その内容をここに援用する。
背景技術
[0002] 近年、家屋等の建物内や車両に配線されている電力線を介して電子機器間のデ ータ通信を行うことが検討されている。例えば、車両に予め搭載される車載機器や後 付けされる車載機器等の各車載機器間で、車両が有する電力線を用いてオーディ ォ信号や映像信号等のデータ通信を良好に行うことが研究されている。
[0003] 車両に予め搭載される車載機器としては、カーオーディオ機器やカーナビゲーショ ン機器等がある。また、車両に後付けされる車載機器としては、 ETC(Electronic Toll Collection)車載機器やバックモニタ用カメラ等がある。上記電力線は、車両が備えて いるノ ッテリー等の電力源力も各車載機器へ電力供給を行うものであり、予め車両に 搭載された車載機器とは直接に接続されていると共に、後付けされる車載機器とは、 シガーソケット等を介して接続される。
[0004] この電力線通信技術として、例えば特許文献 1には、車載機器間で電力線を介し て通信を行う車両電力線通信システムが提案されている。なお、この車両電力線通 信システムでは、無線により後付けの装置との通信を行う中継装置が記載されて 、る 特許文献 1 :特許第 3589218号公報 (特許請求の範囲、図 1)
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0005] 上記従来の技術には、以下の課題が残されている。 [0006] すなわち、車両用などの従来の電力線通信システムでは、図 10に示すように、バッ テリー Bに接続され分岐点で分岐された複数の分岐線 LBl〜LBnを有する電力線 L が配線されており、各分岐線 LBl〜LBnにそれぞれ車載機器の通信装置 Tl〜Tn が接続されているが、通信装置 Τ1〜Τη間の長い通信距離に対して送信電力が小さ いため、十分な通信品質が得られない場合があった。特に、送信電力が小さいと SN 比が低いために伝送容量が小さぐ品質の高いアプリケーションを利用することが困 難であった。
[0007] 逆に、送信電力が大きい場合、追加した車載機器のインピーダンス特性が変化す ることから、漏洩電界が大きくなり、他のシステムに影響を及ぼすおそれもあった。
[0008] さらに、複数台の車載機器が同時に限られた周波数帯域を利用することから、利用 効率が劣化するという不都合があった。なお、複数の車載機器を電力線に接続する ためには、結合結線が複雑になるという不都合もある。また、上記特許文献 1のように 、無線による中継装置を付加する場合、通信装置側にも無線通信装置が必要になる と共に、障害物が多く無線が届かない箇所では通信が困難であるという不都合があ つた ο
[0009] 本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、小さな送信電力でも良好な通信 を行うことができると共に、利用効率を改善することができる電力線通信システム及び 電力線通信方法を提供することを目的とする。
課題を解決するための手段
[0010] 本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、本発明 の電力線通信システムは、分岐点で分岐された複数の分岐線を有する電力線と、前 記分岐線に接続され前記分岐線を介してデータを送受信する通信装置と、前記分 岐点に設けられ前記データの送信を中継する中継装置と、を備えている。
[0011] また、本発明の電力線通信方法は、分岐点で分岐された複数の分岐線を有する電 力線を介して複数の通信装置間で通信を行う電力線通信方法であって、前記通信 装置の一方から前記通信装置の他方に対して前記分岐線を介してデータを送信す るステップと、前記分岐点に設けた中継装置で前記通信装置の一方からの前記デー タを中継して前記分岐線を介して前記通信装置の他方へ送信するステップと、前記 通信装置の他方が、前記分岐線を介して前記データを受信するステップと、を有して いる。
[0012] これらの電力線通信システム及び電力線通信方法では、電力線の分岐点に中継 装置を備えているので、各分岐線に接続された各通信装置に対して、通信距離を最 短で構成することができ、小さな送信電力でも高品質な通信を行うことができ、漏洩 電界を小さくすることができる。また、 SN比を高くすることができ、高速伝送が可能に なる。さらに、無線で通信不可能な箇所とも電力線のみで良好な通信品質を確保す ることがでさる。
[0013] 前記電力線は、複数の車載機器を有する車両内に配線され、前記通信装置は、前 記車載機器に設けられていてもよい。この場合、この電力線通信システムでは、車両 のノ ッテリー力 電力供給が行われる電力線を介して車載機器間で通信が行われ、 車両内の配電盤等の分岐点に中継装置を備えることで、車両における車載機器間 で良好な通信品質を得ることができる。
[0014] 本発明の電力線通信システムは、前記分岐線の端部に設けられ、前記通信装置を 着脱可能に接続するコネクタ部をさらに備え、前記コネクタ部が、前記車両の複数箇 所に取り付けられていてもよい。この場合、この電力線通信システムでは、コネクタ部 が車両の複数箇所に取り付けられているので、例えば車両内に通信装置としてスピ 一力を複数箇所及び任意な位置に設置した ヽ場合に、設置箇所に一番近!ヽ場所の コネクタ部にスピーカを接続することで、レイアウトフリーかつ多様なスピーカレイァゥ トを実現することができる。また、車両のシートアレンジなどに応じて、スピーカの配置 を任意に変更したり、スピーカの追加をしたりすることも可能となる。さらに、ドア等に 近いコネクタ部に車外のスピーカを接続することで、アウトドア等において、車外で音 楽再生等が可能になる。
[0015] 前記分岐点は、前記複数の分岐線を分岐、結合する電気接続箱内に配されてい てもよい。この場合、この電力線通信システムでは、分岐点を電気接続箱内に配して いるので、電力線の分岐配線が容易になり、作業性及びメンテナンス性の向上を図 ることがでさる。
[0016] 前記中継装置は、リピータ、ブリッジ及びルータのいずれか一つであってもよい。こ の場合、この電力線通信システムでは、同一の LANが接続されている場合、中継装 置にリピータを用い、中継装置で信号を増幅すると共に信号の歪みを補正して折り 返し送信する。また、個別の LAN同士が接続されている場合、中継装置にブリッジを 用い、送信元及び送信先のアドレス力 通信装置のポートを選択しデータフレームを 送信する。また、電力線力 Sインターネット等の外部ネットワークに接続され複数の LA Nが接続されている場合、中継装置にルータを用い、送信元及び送信先のアドレス 力 外部ネットワークのポート及び通信装置のポートを選択しデータフレームを送信 する。
[0017] また、本発明の電力線通信システムは、前記中継装置と複数の前記分岐線とを結 合すると共に前記分岐線毎に異なる共振周波数を有する複数の結合器力 なる分 岐装置をさらに備え、前記中継装置が、前記データを送信する前記分岐線の共振周 波数に通信周波数を変えて前記データの送信を行ってもよい。この場合、この電力 線通信システムでは、分岐線毎に異なる共振周波数の結合器がアレイ構造とされた 分岐装置を備え、中継装置により、送信する分岐線の共振周波数に対応した通信周 波数に変更するので、各分岐線が通信周波数で独立化され、周波数帯域の利用効 率を向上させることができる。
[0018] また、本発明の電力線通信システムは、前記分岐装置に設けられ、接続される前記 分岐線の通信周波数帯でインピーダンス特性が最大となる高インピーダンスのヒユー ズをさらに備えてもよい。この場合、電力線の分岐点はバッテリーに近ぐ低インピー ダンス状態となっているため、インピーダンスマッチングの点で伝送信号を通し難い 場合があるが、この電力線通信システムでは、通信周波数帯で最大インピーダンス が得られるヒューズを分岐装置内で各分岐線に接続して ヽるので、分岐線で使う通 信周波数帯で高インピーダンス化を分岐点で行ってインピーダンスマッチングを行い 、中継装置に所望の信号を通し易くすることができる。
[0019] 前記ヒューズは、過剰電流が流れた際に溶断するヒューズエレメントと、前記ヒユー ズエレメントの両端部を支持する支持端子部と、前記支持端子部に設けられたフェラ イトビーズとを有してもよい。この場合、この電力線通信システムでは、フェライトビー ズが設けられた支持端子部でヒューズのヒューズエレメント (溶断線)が支持されて ヽ るので、フェライトビーズによりインピーダンス特性が結合共振周波数で最大となるよ うに設定すると共に、フ ライトビーズの有する高周波損失特性により高周波ノイズが 遮断されてより良質な通信が可能になる。
発明の効果
[0020] 本発明によれば、以下の効果を奏する。
[0021] すなわち、本発明に係る電力線通信システム及び電力線通信方法によれば、電力 線の分岐点に中継装置を備えているので、装置間の通信距離を最短で構成すること ができ、小さな送信電力でも高品質な通信を行うことができる。これにより、漏洩電界 を小さくすることができ、干渉波を少なくできる。さらに、通信品質の向上により高速伝 送が可能になり、品質の高い高速のアプリケーションに対応することが可能になる。 図面の簡単な説明
[0022] [図 1]本発明に係る第 1実施形態の電力線通信システムにおいて、分岐装置の回路 構成及びシステム全体を示すブロック構成図である。
[図 2]第 1実施形態のヒューズの内部を透過して示す斜視図である。
[図 3]第 1実施形態の分岐装置の基板を示す平面図である。
圆 4]第 1実施形態の分岐装置及び中継装置を示す斜視図である。
[図 5]第 1実施形態の電力線通信システムを示す簡略的なブロック構成図である。
[図 6]第 2実施形態の電力線通信システムにおいて、分岐装置の回路構成及びシス テム全体を示すブロック構成図である。
[図 7]第 3実施形態の電力線通信システムにおいて、分岐装置の回路構成及びシス テム全体を示すブロック構成図である。
[図 8]車両に適用した第 1実施形態の電力線通信システムにおいて、各構成の車両 内配置を示す概略的な上面図である。
[図 9]同車両内における、各構成の配置を示す概略的な側面図である。
[図 10]本発明に係る従来の電力線通信システムの例を示す簡略的なブロック構成図 である。
符号の説明
[0023] 1、 21、 31 中継装置 2 ヒューズ
2a ヒューズエレメント
2b 支持端子部
2c フェライトビーズ
C 車両
JB 電気接続箱
Kl〜Kn 結合器
L 電力線
LB、 LB1〜： LBn 分岐線
Ml〜Mn 車載機器
CS シガーソケット（コネクタ部）
Tl〜Tn 通信装置
Υ 分岐装置
発明を実施するための最良の形態
[0024] 以下、本発明に係る電力線通信システム及び電力線通信方法の第 1実施形態を、 図 1から図 5を参照しながら説明する。
[0025] 本実施形態の電力線通信システムは、図 1に示すように、車両に配線され電力源で あるバッテリー Βから車両の複数の車載機器 Μ1〜Μηへ電力供給を行うと共に分岐 点である電気接続箱 JBで複数の分岐線 LBl〜LBnに分岐された電力線 Lと、車載 機器 Ml〜Mnに搭載され電力線 Lの分岐線 LBl〜LBnに接続されてデータの送受 信を行う通信装置 Tl〜Tnと、上記分岐点の電気接続箱 JBに設けられデータの送信 を中継する中継装置 1と、中継装置 1と分岐線 LBl〜LBnとを結合すると共に分岐 線 LB 1〜LBn毎に異なる共振周波数を有する複数の結合器 K 1〜Knカゝらなる分岐 装置 Υと、を備えている。
[0026] 上記電気接続箱 JBは、いわゆるジャンクション 'ブロック、ジョイント 'ボックス、ジヤン クシヨン'ボックス等と称されるものであって、車両全体のハーネスをインスツルメンタ ルパネル、ボディ、エンジンルーム等に分割して接続する場所に設置され、本実施形 態では、インスツルメンタルパネル近くでメンテナンスし易!ヽ場所に設置されて!ヽる。 [0027] 上記分岐装置 Yは、電気接続箱 JB内に、各分岐線 LBl〜LBnに接続され各分岐 線 LBl〜LBnの通信周波数帯でインピーダンス特性が最大となる高インピーダンス のヒューズ 2と、リレー（図示略）とを備えている。
[0028] 上記結合器 Kl〜Knは、各分岐線 LBl〜LBnと中継装置 1とを接続する複数の中 継線 LM 1〜： LMnと、各中継線 LM 1〜： LMnに直列に接続され分岐線 LB 1〜： LBn 毎に異なる共振周波数とするコンデンサ C 1〜Cn及びインダクタ L 1〜Lnとを備えて いる。すなわち、各分岐線 LBl〜LBnは、各結合器 Kl〜Knによってそれぞれ互い に異なる共振周波数 fcl〜fcnに設定されている。
[0029] 上記中継装置 1は、リピータであり、送信されるデータの信号を増幅させると共に歪 みを補正し、さらにデータを送信する分岐線 LB 1〜LBnの共振周波数 f c 1〜f cnに 通信周波数を変えてデータの折り返し送信を行う処理回路を有している。
[0030] 上記ヒューズ 2は、図 1及び図 2に示すように、過剰電流が流れた際に溶断するヒュ ーズエレメント 2aと、ヒューズエレメント 2aの両端部を一端で支持すると共に他端が端 子となる一対の支持端子部 2bと、各支持端子部 2bに固定されたフェライトビーズ 2c と、これらを収納するケース 2dと、を備えている。上記フェライトビーズ 2cは、フェライト により円筒状に形成され、支持端子部 2bを挿通させた状態で支持端子部 2bに固定 されている。なお、ヒューズ 2は、等価回路的には、図 1に示すように、ヒューズエレメ ント 2aと、インダクタとなるフェライトビーズ 2cと、が直列接続されて構成される。このヒ ユーズ 2のインピーダンス特性は、フェライトビーズ 2cにより、接続される各分岐線 LB l〜LBnの結合共振周波数で最大となるようにそれぞれ設定されて!、る。
[0031] また、各ヒューズ 2は、図 3に示すように、分岐装置 Y内の基板 3上に実装されている 。すなわち、基板 3上には、ノ ッテリー B側の電力線 Lに一端が接続される配線バタ ーン 4と、各分岐線 LBl〜LBnに一端が接続される複数の分岐線用端子 5と、が銅 箔等でパターン形成され、各ヒューズ 2が配線パターン 4の他端と各分岐線用端子 5 の他端とを懸架するように設けられて 、る。
[0032] なお、分岐装置 Yは、各分岐線 LBl〜LBnが容易に抜き差し可能な分岐線 LB1 〜LBnのコネクタ構造を備えている。また、図 4に示すように、中継装置 1は、分岐装 置 Y上に固定されている。 [0033] なお、上記車載機器 Ml〜Mnは、車両に予め搭載されている機器及びシガーソケ ット等を介して後付け的に電力線 Lに接続される機器のいずれでもよい。例えば、車 両に予め搭載されている車載機器 Ml〜Mnとしては、カーオーディオ機器やカーナ ピゲーシヨン機器等がある。また、車両に後付けされる車載機器 Ml〜Mnとしては、 ETC車載機器やバックモニタ用カメラ等がある。
[0034] 次に、本実施形態の電力線通信システムにおける電力線通信方法について説明 する。
[0035] 本実施形態では、例えば、車両において、車載機器 Mlから他の車載機器 Mnに、 映像信号やオーディオ信号をデータとして送信する場合について説明する。
[0036] 始めに、車載機器 Mlの通信装置 T1 (通信装置の一方)から、電力線 Lの分岐線 L B1に高周波信号を重畳して映像信号等のデータを送信する。この際、送信されるデ ータは、所定の変調方式によって変調されている。
[0037] 次に、中継装置 1は、分岐点の電気接続箱 JBにおいて分岐線 LB1を介して伝送さ れるデータの信号を受信し、信号を増幅すると共に歪みを補正し、別の分岐線 LBn に接続された車載機器 Mnの通信装置 Tn (通信装置の他方)へ、データを分岐装置 Υの結合器 Κηを介して折り返し送信する。この際、結合器 K1では、コンデンサ C1及 びインダクタ L1により分岐線 LB1の共振周波数が fclに設定されており、通信装置 Τ 1からの通信周波数も共振周波数 fclに設定されて ヽる。
[0038] 一方、結合器 Knでは、コンデンサ Cn及びインダクタ Lnにより分岐線 LBnの共振周 波数 fenが共振周波数 fclとは異なる値に設定されている。このため、中継装置 1は、 一方の通信装置 T1から分岐線 LB1を介してデータを共振周波数 fclと同じ通信周 波数で受信し、折り返し他方の通信装置 Tnにデータ送信する際には、分岐線 LBn の共振周波数 fenに通信周波数帯を変えてデータ送信を行う。
[0039] そして、他方の車載機器 Mnの通信装置 Tnは、分岐線 LBnを介して送信されたデ ータを受信すると共に復号回路（図示略)で受信データ力も復元した映像信号に基 づいて、車載機器 Mnの画面に映像を表示する。
[0040] このように本実施形態では、電力線 Lの分岐点である電気接続箱 JBに中継装置 1 を設けているので、図 5に示すように、各分岐線 LBl〜LBnに接続された各通信装 置 Tl〜Tnに対して、通信距離を最短で構成することができ、小さな送信電力でも高 品質な通信を行うことができ、漏洩電界を小さくすることができる。また、 SN比を高く することができ、高速伝送が可能になる。
[0041] さらに、分岐線 LBl〜LBn毎に異なる共振周波数 fcl〜fcnの結合器 Κ1〜Κηを アレイ構造とした分岐装置 Υを備え、中継装置 1により、送信する分岐線 LBl〜LBn の共振周波数 fcl〜fcnに対応した通信周波数に変更するので、各分岐線 LB1〜L Bnが通信周波数で独立化され、周波数帯域の利用効率を向上させることができる。
[0042] また、電力線 Lの分岐点である電気接続箱 JBはバッテリー Bに近ぐ低インピーダン ス状態となっているため、インピーダンスマッチングの点で伝送信号を通し難い場合 があるが、本実施形態の電力線通信システムでは、通信周波数帯で最大インピーダ ンスが得られるヒューズ 2を分岐装置 Y内で各分岐線 LBl〜LBnに接続しているの で、分岐線 LBl〜LBnで使う通信周波数帯で高インピーダンス化を分岐点で行って インピーダンスマッチングを行い、中継装置 1に所望の信号を通し易くすることができ る。
[0043] さらに、フェライトビーズ 2cが設けられた支持端子部 2bでヒューズエレメント 2aが支 持されて!ヽるので、フェライトビーズ 2cによりインピーダンス特性が結合共振周波数 で最大となるように設定すると共に、フェライトビーズ 2cの有する高周波損失特性によ り高周波ノイズが遮断されてより良質な通信が可能になる。
[0044] また、電力線 Lの分岐点を電気接続箱 JB内に配しているので、電力線 Lの分岐配 線が容易になり、作業性及びメンテナンス性の向上を図ることができる。すなわち、電 気接続箱 JBにおいてハーネスを分割し、内部に分岐を吸収することで、生産性や作 業性を向上させることができると共に、ヒューズ 2やリレーを一箇所にまとめることで、メ ンテナンス性を向上させることができる。なお、電気接続箱 JB内にヒューズ 2やリレー を集中させることで、大電流ライン (バッテリー Bと電気接続箱 JBとの間）が短くなるの で、電圧降下の低減も図ることが可能である。
[0045] 次に、本発明に係る電力線通信システム及び電力線通信方法の第 2及び第 3実施 形態を、図 6及び図 7を参照しながら説明する。
[0046] 第 2実施形態と第 1実施形態との異なる点は、第 1実施形態の中継装置 1がリビー タであるのに対し、第 2実施形態の電力線通信システムでは、図 6に示すように、中継 装置 21がブリッジであって、各分岐線 LBl〜LBnに接続された各通信装置 Tl〜Tn のポート Ρ1〜Ρηを備えている点である。
[0047] すなわち、第 2実施形態では、電力線 Lを介して個別の LAN同士が接続されてお り、中継装置 21がブリッジとして、送信元及び送信先のアドレスから接続された通信 装置 Tl〜Tnのポート Pl〜Pnを選択しデータフレームを送信する。
[0048] 第 3実施形態と第 2実施形態との異なる点は、第 2実施形態の中継装置 1がブリッジ であるのに対し、第 3実施形態の電力線通信システムでは、図 7に示すように、中継 装置 31がルータであって、インターネット等の外部ネットワークのポート Pw及び各通 信装置 Tl〜Tnのポート Pl〜Pnを備えている点である。
[0049] すなわち、第 3実施形態では、電力線 L力インターネット等の外部ネットワークに接続 され複数の LANが接続されている場合、中継装置 31がルータとして、送信元及び 送信先のアドレスから外部ネットワークのポート Pw及び通信装置 Tl〜Tnのポート P 1〜Ρηを選択しデータフレームを送信する。
[0050] 次に、本発明に係る電力線通信システム及び電力線通信方法の第 1実施形態を、 車両に適用した場合について、図 8及び図 9を参照しながら説明する。
[0051] この電力線通信システムでは、図 8及び図 9に示すように、分岐線 LB1〜LB4の端 部にスピーカ等の通信装置を着脱可能に接続するシガーソケット (コネクタ部) CSが 設けられ、これらシガーソケット CSが車両 Cの複数箇所に取り付けられている。この 例では、 3列シートの車両 Cに適用され、車両 Cのボンネット内に中継装置 1が設置さ れて 、ると共に、該中継装置 1に接続された分岐線 LB 1〜LB4が車両 C内に配され ている。そして、分岐線 LB1〜LB4の各端部が 2列目及び 3列目のシート STの近く で車両 Cの天井部にまで配され、それぞれにシガーソケット CSが取り付けられている 。すなわち、車室内にシガーソケット CSが均等に配置されている。
[0052] このように、この電力線通信システムでは、シガーソケット CSが車両 Cの複数箇所 に取り付けられているので、例えば車両 C内に通信装置としてスピーカを複数箇所及 び任意な位置に設置した 、場合に、設置箇所に一番近 、場所のシガーソケット CS にスピーカを接続することで、レイアウトフリーかつ多様なスピーカレイアウトを実現す ることができる。また、車両 Cのシートアレンジなどに応じて、スピーカの配置を任意に 変更したり、スピーカの追加をしたりすることも可能となる。さらに、ドア等に近いシガ 一ソケット CSに車外のスピーカを接続することで、アウトドア等において、車外で音楽 再生等が可能になる。
[0053] なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなぐ本発明の趣 旨を逸脱しな 、範囲にぉ 、て種々の変更を加えることが可能である。
[0054] 例えば、上述したように本発明は車両における電力線通信に好適である力 一般 家屋の建物などにおける電力線通信に適用しても構わない。
産業上の利用可能性
[0055] 本発明の電力線通信システム及び電力線通信方法では、電力線の分岐点に中継 装置を備えているので、各分岐線に接続された各通信装置に対して、通信距離を最 短で構成することができ、小さな送信電力でも高品質な通信を行うことができ、漏洩 電界を小さくすることができる。また、 SN比を高くすることができ、高速伝送が可能に なる。さらに、無線で通信不可能な箇所とも電力線のみで良好な通信品質を確保す ることがでさる。

Claims

請求の範囲
[1] 分岐点で分岐された複数の分岐線を有する電力線と、
前記分岐線に接続され前記分岐線を介してデータを送受信する通信装置と、 前記分岐点に設けられ前記データの送信を中継する中継装置と、
を備えた電力線通信システム。
[2] 請求項 1に記載の電力線通信システムであって、
前記電力線が、複数の車載機器を有する車両内に配線され、
前記通信装置が、前記車載機器に設けられて ヽる電力線通信システム。
[3] 請求項 2に記載の電力線通信システムであって、
前記分岐線の端部に前記通信装置を着脱可能に接続するコネクタ部が設けられ、 前記コネクタ部が、前記車両の複数箇所に取り付けられて 、る電力線通信システム
[4] 請求項 1に記載の電力線通信システムであって、
前記分岐点が、前記複数の分岐線を分岐、結合する電気接続箱内に配されている 電力線通信システム。
[5] 請求項 1に記載の電力線通信システムであって、
前記中継装置が、リピータ、ブリッジ及びルータのいずれか一つである電力線通信 システム。
[6] 請求項 1に記載の電力線通信システムであって、
前記中継装置と複数の前記分岐線とを結合すると共に前記分岐線毎に異なる共 振周波数を有する複数の結合器からなる分岐装置をさらに備え、
前記中継装置が、前記データを送信する前記分岐線の共振周波数に通信周波数 を変えて前記データの送信を行うように構成されて ヽる電力線通信システム。
[7] 請求項 6に記載の電力線通信システムであって、
前記分岐装置に設けられ、接続される前記分岐線の通信周波数帯でインピーダン ス特性が最大となる高インピーダンスのヒューズをさらに備える電力線通信システム。
[8] 請求項 7に記載の電力線通信システムであって、
前記ヒューズ力 過剰電流が流れた際に溶断するヒューズエレメントと、 前記ヒューズエレメントの両端部を支持する支持端子部と、
前記支持端子部に設けられたフェライトビーズと、を有する電力線通信システム。 分岐点で分岐された複数の分岐線を有する電力線を介して複数の通信装置間で 通信を行う電力線通信方法であって、
前記通信装置の一方から前記通信装置の他方に対して前記分岐線を介してデー タを送信するステップと、
前記分岐点に設けた中継装置で前記通信装置の一方からの前記データを中継し て前記分岐線を介して前記通信装置の他方へ送信するステップと、
前記通信装置の他方が、前記分岐線を介して前記データを受信するステップと、を 有する電力線通信方法。
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