WO2007108278A1 - 電源線通信装置 - Google Patents

Abstract

　電源線路における雑音の影響を極力抑えつつ電源線通信を行うことが可能な電源線通信装置を提供する。 　本願は、高周波信号が特定の情報を有する信号により変調された変調信号を、電力を供給する電源線路に重畳して伝送する電源線通信装置であって、電力供給を行うと共に前記変調信号を伝送する第１の電源線路と、電力供給のみを行う第２の電源線路とを区別し、前記第１及び第２の電源線路間に前記高周波信号の周波数帯に対しては高インピーダンスを有する濾波器を備え、前記濾波器から負荷側の接地側線路をその濾波器の接地線路に接続し、前記濾波器の接地線路を接地するようにした。

Description

明 細 書

電源線通信装置

技術分野

[0001] 本願は、特定の情報を有する信号が変調されてなる高周波信号を、電力を供給す る電源線路に重畳して伝送する電源線通信装置等の技術分野に関する。

背景技術

[0002] 従来から、車両内には、各種モータやリレーなどを制御するためにそれらの数に応 じた電線が配線されており、車両内において電子化が進むたびに電線の配線数量 が大きくなつてきていた。

[0003] 例えば、一般的な中型乗用車の運転席ドア部には、パワーウィンドウと集中ドアロッ ク制御等のための電線が多く配線されており（例えば、運転席ドア部には 15本以上 の電線が配線されている）、近年、鍵を使用せずにドアの施開錠を行うキーレスェント リーシステムなどの機能を搭載した場合は更に増加している。

[0004] 図 1は、従来の中型乗用車の運転席ドア部におけるパワーウィンドウと集中ドアロッ ク制御に関する部分の制御回路の一例を示す図であり、図 2 (A)は、該乗用車の助 手席ドア部におけるパワーウィンドウと集中ドアロック制御に関する部分の制御回路 の一例を示す図であり、図 2 (B)は、該乗用車の後部右側座席ドア部におけるパワー ウィンドウと集中ドアロック制御に関する部分の制御回路の一例を示す図であり、図 2 (C)は、該乗用車の後部左側座席ドア部におけるパワーウィンドウと集中ドアロック制 御に関する部分の制御回路の一例を示す図である。

[0005] 図 1において、 1は運転席ドア部におけるパワーウィンドウ（窓ガラス）を上下にスラ イドさせて開閉させる運転席パワーウィンドウ用のモータであり、 2と 3は該運転席パヮ 一ウィンドウ制御用のスィッチである。

[0006] ここで、スィッチ 2が ON (図 1では、 OFF状態）するとパワーウィンドウは閉まる方向 に動き、スィッチ 3が ON (図 1では、 OFF状態)するとパワーウィンドウは開く方向に 動くように、モータ 1が回転駆動するようになっている。なお、通常、スィッチ 2と 3はシ 一ソースイッチのような機能を有しているので、同時に ONすることは無い。 [0007] また、図 1において、 4と 5は運転席以外のドアを集中的に施錠又は開錠させる集中 ドアロック Zアンロック用のスィッチであり、スィッチ 2と 3と同様にシーソースィッチのよ うな機能を有する。

[0008] また、 6と 7、 8と 9、及び 10と 11は、夫々、助手席パワーウィンドウ制御用のスィッチ 、後部右側座席パワーウィンドウ制御用のスィッチ、後部左側座席パワーウィンドウ 制御用のスィッチであり、スィッチ 2と 3と同様にシーソースィッチのような機能を有す る。

[0009] また、 12は、運転席以外のドア部におけるパワーゥンドウの開閉やドアの施錠 Z開 錠スィッチの動作を禁止する操作禁止用のスィッチであり、各ドア部におけるモータ の負極側回路を開放することにより該操作禁止を行っている。

[0010] また、 13〜22は電線を示し、 13はアクセサリー電源 Accに接続される電源線路で あり、 14は車体に接続されるが結果的にはバッテリー Battの負極側に接続される電 源線路である。また、 15〜22は、運転席のドア部に配線され、各スィッチ 2〜 11から の、各モータ (助手席ドア部後部、右側座席ドア部、後部左側座席ドア部に設けられ た機器の一例）を制御するため制御情報を有する制御信号を伝送する信号線路で あり、図 2 (A)〜(C)に示す助手席ドア部、後部右側座席ドア部、及び後部左側座席 ドア部の夫々に配線される同一番号の信号線路に接続されている。

[0011] 一方、図 2 (A)において、 30は助手席ドア部におけるパワーウィンドウを上下にスラ イドさせて開閉させる助手席パワーウィンドウ用のモータであり、 32と 33は該助手席 パワーウィンドウ制御用のスィッチである。また、図 2 (B)において、 40は後部右側座 席ドア部におけるパワーウィンドウを上下にスライドさせて開閉させる後部右側座席 ノワーウインドウ用のモータであり、 42と 43は該後部右側座席パワーウィンドウ制御 用のスィッチである。また、図 2 (C)において、 50は後部左側座席ドア部におけるパ ワーウインドウを上下にスライドさせて開閉させる後部左側座席パワーウィンドウ用の モータであり、 52と 53は該後部左側座席パワーウィンドウ制御用のスィッチである。 スィッチ 32、 33、 42、 43、 52、及び 53も、スィッチ 2と 3と同様にシーソースィッチの ような機能を有する。なお、図 2 (A)〜（C)に示すモータ 31、 41、 51は各ドアの施錠 Z開錠を行う為のものである。 [0012] このように車両内に配線される電線は、新しいサービスや機能が追加されるたびに 新たに必要となり、近年は多重が可能な MOST(Media Oriented Systems Transport) や LIN(Local Interconnect Network)等、数多くのデジタル通信 BUSが採用されてい る。

[0013] し力しながら、車両内の電線数は増大してその重量が燃料消費率にも影響する事 態となつている。この問題点の解決策として車両内に配線されている電源線路を通 信手段として利用することによって従来必要であった制御用電線を削減する研究が なされている。電源線路を通信手段として利用する電源線通信においては、高周波 信号を、伝送すべき制御信号で変調した変調信号を電源線路に重畳させることを行 つている（例えば、特許文献 1参照)。

特許文献 1：特開 2004-336483号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0014] し力しながら、上述した電源線通信においては、短波帯の高周波信号を用いてい るため、その通信中に他の電装品を動作させた場合、その電装品に含まれるモータ やリレー等の開閉雑音 (ノイズ)が前記通信周波数帯に発生し、車体及び電源線に 副次的に流れてしまう為に、前記通信による制御が不能になったり、スムーズな制御 が出来なくなることが多力つた。

[0015] また、 1台の車両には上記モータやリレーなどの部品が数十個使用されており、電 源線路にノイズを放出しないような対策を行うことが事実上困難であった。

[0016] そこで、本願は、このような問題の解消を一つの課題とし、電源線路における雑音 の影響を極力抑えつつ電源線通信を行うことが可能な電源線通信装置を提供するこ とを目的する。

課題を解決するための手段

[0017] 上記課題を解決するため、請求項 1に記載の発明は、高周波信号が特定の情報を 有する信号により変調された変調信号を、電力を供給する電源線路に重畳して伝送 する電源線通信装置であって、電力供給を行うと共に前記変調信号を伝送する第 1 の電源線路と、電力供給のみを行う第 2の電源線路とを区別し、前記第 1及び第 2の 電源線路間に前記高周波信号の周波数帯に対しては高インピーダンスを有する濾 波器を備え、前記濾波器から負荷側の接地側線路をその濾波器の接地線路に接続 し、前記濾波器の接地線路を接地することを特徴とする。

図面の簡単な説明

[図 1]従来の中型乗用車の運転席ドア部におけるパワーウィンドウと集中ドアロック制 御に関する部分の制御回路の一例を示す図である。

[図 2] (A)は、該乗用車の助手席ドア部におけるパワーウィンドウと集中ドアロック制 御に関する部分の制御回路の一例を示す図であり、（B)は、該乗用車の後部右側座 席ドア部におけるパワーウィンドウと集中ドアロック制御に関する部分の制御回路の 一例を示す図であり、（C)は、該乗用車の後部左側座席ドア部におけるパワーウィン ドウと集中ドアロック制御に関する部分の制御回路の一例を示す図である。

[図 3]本実施形態に係る中型乗用車の運転席ドア部におけるパワーウィンドウと集中 ドアロック制御に関する部分の制御回路の一例を示す図である。

[図 4] (A)は、該乗用車の助手席ドア部におけるパワーウィンドウと集中ドアロック制 御に関する部分の制御回路の一例を示す図であり、（B)は、該乗用車の後部右側座 席ドア部におけるパワーウィンドウと集中ドアロック制御に関する部分の制御回路の 一例を示す図であり、（C)は、該乗用車の後部左側座席ドア部におけるパワーウィン ドウと集中ドアロック制御に関する部分の制御回路の一例を示す図である。

[図 5]送信部及び受信部における機能ブロック例を示す図である。

[図 6]電力供給を行うと共に上記変調信号を伝送する電源線路と、電力供給のみを 行う電源線路とを区別し、両電源線路間に低域通過（ローパス)フィルタ LPFを介在 させた回路例を示す図である。

[図 7]低域通過フィルタ LPF力 負荷側の接地側線路がその低域通過フィルタ LPF の接地線路に接続され、当該低域通過フィルタ LPFの接地線路が車両の任意の場 所に接地された回路例を示す図である。

[図 8]電源線通信を行う線路の使用電力が大きくてヒューズを分離する必要が生じた 時の回路例を示す図である。

[図 9]低域通過フィルタ LPFの回路例を示す図である。 [図 10]低域通過フィルタ LPFの回路の他の例を示す図である。

符号の説明

[0019] 1 運転席パワーウィンドウ用のモータ

2, 3 運転席パワーウィンドウ制御用のスィッチ

6, 7, 32， 33 助手席パワーウィンドウ制御用のスィッチ

8, 9， 42, 43 後部右側座席パワーウィンドウ制御用のスィッチ

10, 11, 52, 53 後部左側座席パワーウィンドウ制御用のスィッチ

12 操作禁止用のスィッチ

13, 14 電源線路

15〜22 信号線路

30 助手席パワーウィンドウ用のモータ

40 後部右側座席パワーウィンドウ用のモータ

50 後部左側座席パワーウィンドウ用のモータ

31 助手席ドアの施錠 Z開錠用のモータ

41 後部右側座席ドアの施錠 Z開錠用のモータ

51 後部左側座席ドアの施錠 Z開錠用のモータ

100 送信部

101, 102, 103 受信部

110 制御部

111 無線通信部

LPF 低域通過フィルタ

ASW アクセサリースィッチ

Batt / ッテリー

発明を実施するための最良の形態

[0020] 以下、本願の最良の実施形態を図面に基づ!/、て説明する。なお、以下に説明する 実施形態は、中型乗用車のドア部におけるパワーウィンドウと集中ドアロック制御に 関する部分の制御回路に対して本願を適用した場合の実施形態である。 [0021] 図 3は、本実施形態に係る中型乗用車の運転席ドア部におけるパワーウィンドウと 集中ドアロック制御に関する部分の制御回路の一例を示す図であり、図 4 (A)は、該 乗用車の助手席ドア部におけるパワーウィンドウと集中ドアロック制御に関する部分 の制御回路の一例を示す図であり、図 4 (B)は、該乗用車の後部右側座席ドア部に おけるパワーウィンドウと集中ドアロック制御に関する部分の制御回路の一例を示す 図であり、図 4 (C)は、該乗用車の後部左側座席ドア部におけるパワーウィンドウと集 中ドアロック制御に関する部分の制御回路の一例を示す図である。

[0022] なお、図 3、及び図 4 (A)〜（C)において、上述した図 1、及び図 2 (A)〜（C)と同 一の構成要素については同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

[0023] 図 3に示す制御回路 C1においては、図 1に示す制御回路とは異なり、第 1の信号 線路の一例としての信号線路 15〜22と、第 1の電源線路の一例としての電源線路 1 3, 14との間に送信手段としての送信部 100が介在している。また、図 4 (A)に示す 制御回路 C2においては、図 2 (A)に示す制御回路とは異なり、第 2の信号線路の一 例としての信号線路 15〜18と電源線路 13, 14との間に受信手段としての受信部 10 1が介在している。なお、図 4 (B) , (C)に示す制御回路 C3, C4においても、信号線 路と電源線路との間に受信部 102, 103が介在している。

[0024] 送信部 100は、各スィッチ 4〜11から各信号線路 15〜22を伝送してきた、特定の 情報を有する信号の一例としての制御信号 (機器の一例としてのモータを制御する ための制御情報を有する信号)を入力し、当該信号により高周波信号を変調してそ の変調信号を電源線路 13, 14に重畳するようになっている。なお、送信部 100は、 例えば運転席ドア内部に設置されている。

[0025] 一方、受信部 101〜103は、夫々、送信部 100により重畳され電源線路 13, 14を 伝送してきた変調信号を受信し、当該変調信号を復調して信号線路（15〜18等）に 出力（つまり、復調された制御信号を出力）するようになつている。なお、受信部 101 は、例えば助手席ドア内部に設置され、受信部 102は、例えば後部右側座席ドア内 部に設置され、受信部 103は、例えば後部左側座席ドア内部に設置されている。

[0026] 図 5は、送信部及び受信部における機能ブロック例を示す図である。

[0027] 図 5に示すように、送信部 100及び受信部 101〜103は、夫々、制御部 110及び 無線通信部 111等を備える。

[0028] 送信部 110においては、制御部 110が、各信号線路 15〜22からの制御信号を入 力部 110aより入力し、送信制御データ (TX Data)として無線通信部 111に出力す る。無線通信部 111は、制御部 110からの送信制御データ (TX Data)を入力し、当 該送信制御データにより例えば無線周波数帯の高周波信号を変調してその変調信 号を出力する。こうして出力された変調信号は、直流阻止コンデンサ Cを介して電源 線路 13に重畳されることになる。

[0029] 一方、受信部 101〜103においては、無線通信部 111が、電源線路 13, 14を伝 送してきた上記無線周波数帯の変調信号を直流阻止コンデンサ Cを介して受信して 復調し、当該復調データである受信制御データ (RX Data)を制御部 110に出力す る。制御部 110は、無線通信部 111からの受信制御データ (RX Data)を入力し、 受信制御データ (RX Data)に対する命令コードを判断し、各パワーウィンドウと集 中ドアロック制御に対する命令のみを制御信号として出力部 110bから信号線路（ 15 〜18等）に出力する。これにより、図示しないリレーや半導体スィッチによりパワーゥ インドウ用のモータやドアの施錠 Z開錠用のモータ、その他のリレー等が駆動される

[0030] こうして、図 3に示す制御回路 C1と、図 4 (A)〜（C)に示す制御回路 C2〜C4は、 電源線路 13, 14を介して接続されることになる力 本願においては、電力供給を行う と共に上記変調信号を伝送する電源線路 13, 14 (第 1の電源線路の一例）と、電力 供給のみを行う例えばワイパーやホーン (警笛)等の動作用の電源線路 (第 2の電源 線路の一例）とを区別し、第 1及び第 2の電源線路間に、電力供給には損失が無視 でき、上記高周波信号の周波数帯に対しては高インピーダンスを示し (つまり、他の 電源経路からの高周波ノイズを阻止する）、電力供給のみの線路から発生する雑音 電力は通信伝送路に対して減衰させる。例えば低域通過フィルタ LPF等の濾波器を 備えるように構成する。なお、本願の電源線通信装置は、少なくとも電源線路 13, 14 及び濾波器 (又は、電源線路 13, 14、送信部 110、受信部 101〜103、及び濾波器 )を備えて構成される。

[0031] 図 6は、電力供給を行うと共に上記変調信号を伝送する電源線路と、電力供給の みを行う電源線路とを区別し、両電源線路間に低域通過（ローパス)フィルタ LPFを 介在させた回路例を示す図である。

[0032] 図 6において、制御回路 C1〜C4は夫々のドア内部に設けられている力 各制御回 路に供給される電源線路 13, 14は車両内の適切な位置で並列接続されている。ま た、並列接続された電源線路 13, 14は車両のヒューズボックス近傍で低域通過フィ ルタ LPF (例えば、低域通過フィルタ LPFは、車両のヒューズボックス部等の配電盤 機能を有する部分に設置される）を介し、電源線路 13はヒューズに接続され、ァクセ サリースィッチ ASWを介してノ ッテリー Battの正極に接続される。また、電源線路 14 は適切な位置でボディーアース（GND)され、結果的にバッテリー Battの負極に接 続される。

[0033] 上記低域通過フィルタ LPFが存在しな 、場合、例えば図示しな 、ワイパーやホー ン (警笛)などが動作すると電源線路には短波帯の強力な雑音信号が重畳し、電源 線通信はその妨害によって切断状態に陥って、モータ等の制御は中断してしまうが、 図 6に示す回路のように低域通過フィルタ LPFを介在させると、ワイパーやその他の モータの電源線路 61及び 62はヒューズボックス付近の低域通過フィルタ LPFにより 高周波的に分離され、それらからの高周波雑音は、電源線通信を行っている電源線 路 13には流入しない構造にすることができる。

[0034] し力しながら、図示しないワイパーやホーンなどの負極側電源線は、それぞれ近傍 の車体に接地されているので、当該車体には、上記雑音信号に係る雑音電流がバッ テリー Battの負極に向けて流れている。このため、図 6に示す回路のように、電源線 路に挿入される低域通過フィルタ LPFの接地線路と電源線路 14力 夫々任意の位 置で車体に接地されていると、車体に流れる雑音電流力 車体のインピーダンスによ る電位差として電源線路 14と低域通過フィルタ LPFの接地線路の間に発生し、低域 通過フィルタ LPFの雑音周波数成分低減効果を著しく阻害してしまうことになる。

[0035] そこで、このような雑音の影響を解決するために、図 7に示すように、低域通過フィ ルタ LPFから負荷側の接地側線路をその低域通過フィルタ LPFの接地線路に接続 し、当該低域通過フィルタ LPFの接地線路を当該車両の任意の場所に接地する。つ まり、電源線路 14は、低域通過フィルタ LPFの接地側線路を介して適切な位置でボ ディーアース（GND)され、車体を通じて結果的にバッテリー Battの負極に接続され る。

[0036] このことにより、電源線通信を行って制御される回路の接地側線路である電源線路 14は、低域通過フィルタ LPFの接地側回路に接続された後に適切な位置でボディ 一アース (GND)されるので、通信制御されている回路に雑音妨害が発生するような ことがない。

[0037] なお、電源線路 13は、図 6と同様、ヒューズに接続され、アクセサリースィッチ ASW を介してバッテリー Battの正極に接続される。

[0038] 以上説明したように、上記実施形態によれば、上記変調信号を伝送する電源線路 13, 14と、電力供給のみを行う例えばワイパーやホーン (警笛）等の動作用の電源 線路 51等とを区別し、両電源線路間に上記高周波信号の周波数帯に対しては高ィ ンピーダンスを有する低域通過フィルタ LPFを備えるように構成し、更に、低域通過 フィルタ LPFから負荷側の接地側線路をその低域通過フィルタ LPFの接地線路に接 続し、当該低域通過フィルタ LPFの接地線路を当該車両の任意の場所に接地する ように構成したので、電源線路における雑音の影響を極力抑えつつ電源線通信を行 うことができ、車体に流れる雑音電流により再び通信制御されている回路に雑音妨害 が発生することを防止することができる。

[0039] また、上記実施形態において、電源線通信の対象を、車両内に設けられたモータ 等の機器を制御するための制御信号とすることにより、制御用電線を削減することが 必要な車両においてより一層の効果を上げることができる。

[0040] なお、上記実施形態のような構成によっても、パワーウィンドウ用のモータや集中ド アロック用のモータ等の通信路線内で発生する雑音の影響は排除困難であるが、当 該通信内の雑音発生源は特定できると共に、部位的に少数であるので、個別の対応 が容易である。

[0041] 従って、電源線通信線路内のみの被制御機器 (モータやリレーなど）の雑音妨害の 対応を行えば良ぐ対策が簡便になるば力りでなぐそれに要する部品数も最小にな るので結果的に車両重量の低減及び燃費改善に役立ち、 C02削減に寄与すること ができる。 [0042] また、図 8は、電源線通信を行う線路の使用電力が大きくてヒューズを分離する必 要が生じた時の回路例を示す図である。図 8において、電源線通信を行う電源線路 は、さらに複数線路に区別され、当該複数線路間にヒューズが備えられ (介在され） ており、ヒューズボックスの電源供給側に共通的に低域通過フィルタ LPFが挿入され 、低域通過フィルタ LPFから負荷側の接地側線路はその低域通過フィルタ LPFの接 地線路に接続され、当該低域通過フィルタ LPFの接地線路は、当該車両の任意の 場所に接地されている。

[0043] この構成によれば、車体に流れる雑音電流により再び通信制御されている回路に 雑音妨害が発生することを防止することができ、さらに、必要に応じてヒューズを増加 させることで消費電力の総和を大きくすることができる。

[0044] なお、図 7及び図 8で示した低域通過フィルタ LPFとしては、図 9に示す回路が代表 的であり、実用的であるが必要に応じて他の回路方式でもよい。例えば、他の回路例 として、図 10に示すように、 π型の回路や並列共振回路を組み合わせても良い。な お、本願に使用する低域通過フィルタ LPFは回路中に高周波に対して短絡する部 分を有する回路を含む（図 9で言うならコンデンサ部)ことが特徴であり、供給電力を 短絡してしまうような回路は使用できない。

[0045] また、上記実施形態においては、中型乗用車のドア部におけるパワーウィンドウと 集中ドアロック制御に関する部分の制御回路に対して本願を適用した場合の例を説 明したが、これに限定されるものではなぐ車両内におけるその他の制御回路等に対 しても適用可能である。また、本願は、中型乗用車における制御回路ば力りでなぐ バス、トラック等の車両や、軌道上を走る列車等における制御回路等に対しても適用 可能である。

[0046] また、上記実施形態においては、特定の情報を有する信号の例として、車両内に 設けられた機器を制御するための制御情報を有する制御信号に対して適用した場 合について説明したが、これに限定されるものではなぐ例えば、音声情報、映像情 報、又は文字情報等を有する信号 (映像データ、音声データ、又はテキストデータ等 )に対しても適用可能である。

[0047] また、 2006年 3月 23日に出願された明細書、特許請求の範囲、図面、要約を含む 日本の特許出願（No. 2006-080997)の全ての開示は、その全てを参照することよ つて、ここに組み込まれる。

Claims

請求の範囲

[1] 高周波信号が特定の情報を有する信号により変調された変調信号を、電力を供給 する電源線路に重畳して伝送する電源線通信装置であって、

電力供給を行うと共に前記変調信号を伝送する第 1の電源線路と、電力供給のみ を行う第 2の電源線路とを区別し、前記第 1及び第 2の電源線路間に前記高周波信 号の周波数帯に対しては高インピーダンスを有する濾波器を備え、

前記濾波器から負荷側の接地側線路をその濾波器の接地線路に接続し、前記濾 波器の接地線路を接地することを特徴とする電源線通信装置。

[2] 請求項 1に記載の電源線通信装置において、

第 1の信号線路力 前記特定の情報を有する信号を入力し、当該信号により前記 高周波信号を変調して前記変調信号を前記電源線路に重畳する送信手段と、 前記送信手段により重畳され前記電源線路を伝送してきた前記変調信号を受信し 、当該変調信号を復調して第 2の信号線路に出力する受信手段と、

を備えることを特徴とする電源線通信装置。

[3] 請求項 1又は 2に記載の電源線通信装置において、

前記第 1の電源線路は、さらに複数線路に区別され、当該複数線路間にヒューズを 備えることを特徴とする電源線通信装置。

[4] 請求項 1乃至 3の何れか一項に記載の電源線通信装置において、

当該電源線通信装置は、車両内に設置され、

前記濾波器の接地線路は、当該車両の任意の場所に接地されることを特徴とする 電源線通信装置。

[5] 請求項 4に記載の電源線通信装置において、

前記特定の情報は、当該車両内に設けられた機器を制御するための制御情報で あることを特徴とする電源線通信装置。