特許 6248083 通信システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6248083

(24)【登録日】2017年11月24日

(45)【発行日】2017年12月13日

(54)【発明の名称】通信システム

(51)【国際特許分類】

   H04B 3/54 20060101AFI20171204BHJP

   B60R 16/023 20060101ALI20171204BHJP

【ＦＩ】

   H04B3/54

   B60R16/023 P

【請求項の数】4

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2015-209898(P2015-209898)

(22)【出願日】2015年10月26日

(65)【公開番号】特開2016-92825(P2016-92825A)

(43)【公開日】2016年5月23日

【審査請求日】2017年1月19日

(31)【優先権主張番号】特願2014-220078(P2014-220078)

(32)【優先日】2014年10月29日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000006895

【氏名又は名称】矢崎総業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100134832

【弁理士】

【氏名又は名称】瀧野 文雄

(74)【代理人】

【識別番号】100060690

【弁理士】

【氏名又は名称】瀧野 秀雄

(74)【代理人】

【識別番号】100070002

【弁理士】

【氏名又は名称】川崎 隆夫

(74)【代理人】

【識別番号】100165308

【弁理士】

【氏名又は名称】津田 俊明

(74)【代理人】

【識別番号】100110733

【弁理士】

【氏名又は名称】鳥野 正司

(72)【発明者】

【氏名】金澤 昭義

(72)【発明者】

【氏名】▲高▼橋 淳

(72)【発明者】

【氏名】杉村 一男

(72)【発明者】

【氏名】伊澤 崇明

【審査官】 金子 秀彦

(56)【参考文献】

【文献】 実開昭５５−０６８８５４（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２００５−２２３６０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−１３４００８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−０４４０３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１３／０１７７０８７（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０４Ｂ ３／５４

Ｂ６０Ｒ １６／０２３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

送信手段と、前記送信手段からの通信信号を受信する受信手段と、バッテリの一方の電極及び負荷間に接続された電源ラインと、前記送信手段からの通信信号を前記電源ラインに重畳する変調手段と、前記電源ラインに重畳された通信信号を復調して、前記受信手段に供給する復調手段と、を備え、
前記変調手段が前記電源ライン上の前記バッテリ側に、前記復調手段が前記電源ライン上の負荷側に設けられ、前記変調手段が、前記電源ラインの当該変調手段よりも前記負荷側に前記通信信号を重畳し、
前記変調手段が、制御端子に前記送信手段からの通信信号が入力される半導体トランジスタで構成され、
前記バッテリと他のバッテリとの間に設けられ、前記バッテリ及び前記他のバッテリとの接続をオンオフする切替用半導体トランジスタをさらに備え、
前記変調手段を構成する半導体トランジスタとして、前記切替用半導体トランジスタを用いることを特徴とする通信システム。

【請求項2】

前記半導体トランジスタの制御端子に、徐々に立ち上がり、かつ、徐々に立ち下がるパルス状の通信信号を入力する
ことを特徴とする請求項１に記載の通信システム。

【請求項3】

前記復調手段が、前記通信信号が重畳された前記電源ライン上の電源を微分するハイパスフィルタと、前記微分した電圧と基準電圧とを比較して、その比較結果を復調した前記通信信号として出力する比較手段と、を備えた
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の通信システム。

【請求項4】

前記送信手段からの通信信号を前記受信手段に伝送するための通信ラインをさらに備え、
前記受信手段は、前記通信ラインからの通信信号と、前記復調手段が復調した前記電源ラインからの通信信号と、の双方が受信できるように設けられている
ことを特徴とする請求項１〜３何れか１項に記載の通信システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、通信システムに係り、特に、ＰＬＣ（Power line Communication）方式を用いて通信を行う通信システムに関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来より、電源ラインを介して通信が行われるＰＬＣ方式の通信システムが知られている。このＰＬＣ方式の通信システムを車載用にした例として、例えば、図１１に示されたものが知られている。同図に示すように、従来の通信システム１００は、操作部１０１の操作に応じた通信信号を送信するＣＰＵ１０２と、ＣＰＵ１０２からの通信信号を電源ラインＬに重畳するＰＬＣ変調部１０３と、電源ラインＬに重畳された通信信号を復調するＰＬＣ復調部１０４と、ＰＬＣ復調部１０４が復調した通信信号に応じて負荷１０５を制御するＣＰＵ１０６と、を備えている。

【0003】

従来の通信システム１００において、ＰＬＣ変調部１０３及びＰＬＣ復調部１０４は、互いに並列接続される。このため、ＰＬＣ変調部１０３は、図中太線で示すバッテリ１０７側の電源ラインＬに通信信号を重畳するため、ＰＬＣ変調部１０３及びＰＬＣ復調部１０４間の電源ラインＬだけでなく、他の負荷１０８に接続される電源ラインＬにも通信信号が重畳される。電源ラインＬは極めて低インピーダンスで設けられているため、電源ラインＬに接続された他の負荷１０８が容量性負荷であった場合、通信信号が減衰してしまう恐れがある。

【0004】

そこで、ＰＬＣ通信を行うときは、他の負荷１０８を電源ラインＬから切り離すことが考えられるが、通信を行うタイミングに制限が生じるなど問題がある。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

そこで、本発明は、電源ラインに重畳される通信信号の減衰を抑えた通信システムを提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上述した課題を解決するためになされた請求項１記載の発明は、送信手段と、前記送信手段からの通信信号を受信する受信手段と、バッテリの一方の電極及び負荷間に接続された電源ラインと、前記送信手段からの通信信号を前記電源ラインに重畳する変調手段と、前記電源ラインに重畳された通信信号を復調して、前記受信手段に供給する復調手段と、を備え、前記変調手段が前記電源ライン上の前記バッテリ側に、前記復調手段が前記電源ライン上の負荷側に設けられ、前記変調手段が、前記電源ラインの当該変調手段よりも前記負荷側に前記通信信号を重畳し、前記変調手段が、制御端子に前記送信手段からの通信信号が入力される半導体トランジスタで構成され、前記バッテリと他のバッテリとの間に設けられ、前記バッテリ及び前記他のバッテリとの接続をオンオフする切替用半導体トランジスタをさらに備え、前記変調手段を構成する半導体トランジスタとして、前記切替用半導体トランジスタを用いることを特徴とする通信システムに存する。

【0009】

請求項２記載の発明は、前記半導体トランジスタの制御端子に、徐々に立ち上がり、かつ、徐々に立ち下がるパルス状の通信信号を入力することを特徴とする請求項１に記載の通信システムに存する。

【0010】

請求項３記載の発明は、前記復調手段が、前記通信信号が重畳された前記電源ライン上の電源を微分するハイパスフィルタと、前記微分した電圧と基準電圧とを比較して、その比較結果を復調した前記通信信号として出力する比較手段と、を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の通信システムに存する。

【0011】

請求項４記載の発明は、前記送信手段からの通信信号を前記受信手段に伝送するための通信ラインをさらに備え、前記受信手段は、前記通信ラインからの通信信号と、前記復調手段が復調した前記電源ラインからの通信信号と、の双方が受信できるように設けられていることを特徴とする請求項１〜３何れか１項に記載の通信システムに存する。

【発明の効果】

【0012】

以上説明したように請求項１記載の発明によれば、通信信号が電源ラインの変調手段よりも負荷側に重畳されるため、他の容量性負荷と通信信号が重畳される電源ラインとを切り離すことができ、電源ラインに重畳される通信信号の減衰を抑えることができる。

【0013】

請求項１記載の発明によれば、簡単な構成で変調手段を設けることができる。

【0014】

請求項１記載の発明によれば、２つのバッテリ間の接続をオンオフする切替用半導体トランジスタを変調手段の半導体トランジスタとして用いることにより、これらトランジスタを別々に設ける必要がなく、コストダウンを図ることができる。

【0015】

請求項２記載の発明によれば、半導体トランジスタの制御端子に徐々に立ち上がり、かつ、徐々に立ち下がるパルス状の通信信号を入力するので、伝導ノイズの低減を図ることができる。

【0016】

請求項３記載の発明によれば、微分した電圧と基準電圧とを比較するので、電源電圧やノイズなどの影響を受けにくく正確に通信信号を復調することができる。

【0017】

請求項４記載の発明によれば、通信ラインのバックアップとして、電源ラインを用いることにより、部品点数を増やすことなくバクアップを設けることができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本発明の通信システムの一例を示す回路図である。

【図2】第１実施形態における図１に示す通信システムを構成する変調部及び復調部の詳細を示す回路図である。

【図3】第２実施形態における図１を示す通信システムを構成する変調部及び復調部の詳細を示す回路図である。

【図4】図３に示すＦＥＴのソース出力、微分回路の出力及びコンパレータの出力のタイムチャートである。

【図5】図４に示す復調部の周波数特性を示すグラフである。

【図6】第３実施形態における通信システムの一例を示す回路図である。

【図7】第３実施形態の変形例における通信システムの一例を示す回路図である。

【図8】第４実施形態におけるＦＥＴのゲート入力及びソース出力のタイムチャートである。

【図9】ｔｒ＝ｔｆ＝３２μｓの通信信号をＦＥＴのゲートに入力したときの伝導ノイズの周波数特性を示すグラフである。

【図10】第５実施形態における通信システムの一例を示す回路図である。

【図11】従来の通信システムの一例を示す回路図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

（第１実施形態）
以下、第１実施形態における本発明の通信システムについて図１及び図２を参照して説明する。同図に示す通信システム１は、車両に搭載されている。同図に示すように、通信システム１は、マスタ制御手段、送信手段としてのマスタ制御装置２と、マスタ制御装置２からの通信信号を受信し、受信した通信信号に応じて負荷３１、３２を制御するスレーブ制御手段、受信手段としてのスレーブ制御装置４と、バッテリＢの正極側及び負荷３１、３２間に接続された電源ラインＬ１〜Ｌ３と、負荷３１、３２を駆動する駆動装置５１、５２と、マスタ制御装置２からの通信信号を電源ラインＬ２及びＬ３に重畳する変調部６と、電源ラインＬ２に重畳された通信信号を復調してスレーブ制御装置４に供給する復調部７と、を備えている。

【0020】

マスタ制御装置２及びスレーブ制御装置４は、周知のＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭから成るマイコンから構成されている。電源ラインＬ１は、バッテリＢの正極側及び変調部６間を接続するラインである。電源ラインＬ２は、変調部６及び復調部７間を接続するラインである。電源ラインＬ３は、一端が復調部７に接続され、他端が複数分岐され、複数の駆動装置５１、５２に接続されるラインである。駆動装置５１、５２は、スレーブ制御装置４により制御され、電源ラインＬ３から供給される電源電圧を駆動電圧に変換して負荷３１、３２に供給する。

【0021】

変調部６は電源ラインＬ１〜Ｌ３上のバッテリＢ側に、復調部７は電源ラインＬ１〜Ｌ３上の負荷３１、３２側に設けられ、互いに直列接続されている。

【0022】

変調部６は、図２に示すように、ｎチャンネルのＦＥＴＱ１（半導体トランジスタ）から構成されている。このＦＥＴＱ１のソースは電源ラインＬ１に接続され、ドレインは電源ラインＬ２に接続されている。即ち、ＦＥＴＱ１の寄生ダイオードＤ１の順方向が負荷３１、３２側に向くように設けられている。また、ＦＥＴＱ１のゲート（制御端子）には、マスタ制御装置２からの例えば１０ｋＨｚ程度のパルス状の通信信号が入力されている。

【0023】

以上の構成によれば、通信信号がＨレベルのときは、ＦＥＴＱ１がオンするため、電源ラインＬ２にはバッテリＢの正極側の電位である電源電圧Ｖｂが出力される。一方、通信信号がＬレベルのときは、ＦＥＴＱ１がオフするため、電源ラインＬ２には電源電圧ＶｂからＦＥＴＱ１の寄生ダイオードＤ１による電圧降下Ｖｆ分だけ下がった電圧が出力される。これにより、変調部６は、負荷３１、３２側の電源ラインＬ２及びＬ３によって供給される電源電圧Ｖｂに通信信号を重畳する。バッテリＢ側の電源ラインＬ１には通信信号は重畳していない。

【0024】

復調部７は、図２に示すように、ローパスフィルタＦ１と、分圧抵抗Ｒ１１及びＲ１２と、コンパレータＣＰ１と、から構成されている。ローパスフィルタＦ１は、抵抗Ｒ１３及びコンデンサＣ１から構成され、電源ラインＬ２から供給された電圧から遮断周波数よりも高周波の通信信号を除去して、電源電圧Ｖｂのみを出力する。分圧抵抗Ｒ１１及びＲ１２は、ローパスフィルタＦ１から出力された電源電圧Ｖｂを分圧して基準電圧としてコンパレータＣＰ１に入力する。

【0025】

分圧抵抗Ｒ１１及びＲ１２は、コンパレータＣＰ１に供給される基準電圧が、電源電圧Ｖｂよりも低く、かつ、電源電圧Ｖｂから電圧降下Ｖｆを差し引いた電圧よりも高くなるようにそれぞれ設定されている。コンパレータＣＰ１には、電源ラインＬ２から供給される通信信号が重畳された電源電圧Ｖｂがさらに入力され、これと上記基準電圧を比較して、比較結果を通信信号として出力し、スレーブ制御装置４に供給する。

【0026】

以上の構成の通信システム１によれば、マスタ制御装置２が通信信号を送信すると、変調部６がこの通信信号を負荷３１、３２側の電源ラインＬ２、Ｌ３に重畳する。復調部７が電源ラインＬ２、Ｌ３に重畳した通信信号を復調して、スレーブ制御装置４に出力する。スレーブ制御装置４は、復調部７により復調された通信信号に応じて駆動装置５１、５２を駆動して、負荷３１、３２を駆動する。

【0027】

上述した実施形態によれば、変調部６が電源ラインＬ１〜Ｌ３上のバッテリＢ側に、復調部７が電源ラインＬ１〜Ｌ３上の負荷３１、３２側に設けられ、変調部６が、電源ラインＬ１〜Ｌ３において当該変調部６よりも負荷３１、３２側の電源ラインＬ２、Ｌ３に通信信号を重畳する。このため、従来のようにバッテリＢ側の電源ラインＬ１に通信信号が重畳されることがなく、電源ラインＬ１に接続される他の容量性負荷１０と通信信号が重畳される電源ラインＬ２、Ｌ３とを切り離すことができ、電源ラインＬ２、Ｌ３に重畳される通信信号の減衰を抑えることができる。

【0028】

また、上述した実施形態によれば、変調部６が、電源ラインＬ１〜Ｌ３上に設けられ、ゲートにマスタ制御装置２からの通信信号が入力されるＦＥＴＱ１で構成されている。これにより、簡単な構成で変調部６を設けることができる。

【0029】

なお、上述した実施形態によれば、半導体トランジスタとしてＦＥＴＱ１を用いていたが、これに限ったものではない。例えば、ＦＥＴＱ１の代わりにバイポーラ型のトランジスタを用いてもよい。バイポーラ型のトランジスタは、寄生ダイオードＤ１がないため、エミッタ−コレクタ間にダイオードを接続すれば、ＦＥＴＱ１と同じように機能する。

【0030】

（第２実施形態）
次に、第２実施形態における本発明の通信システムについて図３〜図５を参照して以下説明する。なお、図３において、上述した第１実施形態で既に説明した図２と同等の部分については同一符号を付してその詳細な説明を省略する。第１実施形態と第２実施形態とで異なる点は、復調部７の構成である。復調部７以外は上述した第１実施形態と同等であるため詳細な説明を省略する。

【0031】

復調部７は、ハイパスフィルタＦ２と、ローパスフィルタＦ１と、分圧抵抗Ｒ１４及びＲ１５と、比較手段としてのコンパレータＣＰ２と、から構成されている。ハイパスフィルタＦ２は、通信信号が重畳された電源ラインＬ２上の電圧を微分する１次フィルタＦ２１及び２次フィルタＦ２２と、１次フィルタＦ２１及び２次フィルタＦ２２間に設けられた増幅回路７１と、から構成されている。

【0032】

１次フィルタＦ２１は、抵抗Ｒ１６及びコンデンサＣ２から構成され、電源ラインＬ２上の電圧から遮断周波数（例えば５ｋＨｚ）よりも低周波成分を除去する。増幅回路７１は、ＯＰアンプＯＰ１を有し、１次フィルタＦ２１からの出力を増幅して、２次フィルタＦ２２に入力する。２次フィルタＦ２２は、抵抗Ｒ１７及びコンデンサＣ３から構成され、増幅回路７１の出力から遮断周波数（例えば１０ｋＨｚ）よりも低周波成分を除去して、コンパレータＣＰ２に供給する。

【0033】

即ち、ハイパスフィルタＦ２からは、図４に示すように、通信信号が重畳された電源電圧、即ち変調後の通信信号を微分したエッジ検知信号が出力され、コンパレータＣＰ２に入力される。エッジ検知信号は、変調後の通信信号が電源電圧Ｖｂから電圧降下Ｖｆ分だけ立ち下がった時に負方向に三角波が出力され、電圧降下Ｖｆ分下がった状態から電源電圧Ｖｂに立ち上がった時に正方向に三角波が出力される。

【0034】

ローパスフィルタＦ１は、第１実施形態と同様であるため、ここでは詳細な説明を省略する。分圧抵抗Ｒ１４及びＲ１５は、ローパスフィルタＦ１から出力された電源電圧Ｖｂを分圧して基準電圧としてコンパレータＣＰ２に入力する。

【0035】

分圧抵抗Ｒ１４及びＲ１５は、コンパレータＣＰ２に供給される基準電圧が、図４に示すように、エッジ検知信号の最大値よりも低くなるようにそれぞれ設定されている。コンパレータＣＰ２は、上記エッジ検知信号と上記基準電圧とを比較して、比較結果を復調した通信信号として出力し、スレーブ制御装置４に供給する。これにより、復調した通信信号は、変調前の通信信号が立ち上がる毎に、１パルスが出力され、立下りではなにも出力されない波形となる。

【0036】

第１実施形態では、変調後の通信信号そのものと基準電圧とを比較していた。実車の電源電圧は、負荷駆動時の電圧レベルの変動や電源ラインＬ２へのノイズの重畳などの影響により安定しないことが予測される。そのため、第１実施形態の方法では、通信信号の復調が難しくなる。

【0037】

上述した第２実施形態によれば、変調後の通信信号を微分してエッジ検知信号を出力し、エッジ検知信号と基準電圧とを比較するため、電源電圧やノイズなどの影響を受けにくく、正確に電源ラインＬ２に重畳された通信信号を復調することができる。

【0038】

しかも、ハイパスフィルタＦ２にＯＰアンプＯＰ１を用いている。ＯＰアンプＯＰ１は、広域を通過できないため、自然にローパスフィルタも形成される。このため、図５に示すように、１次フィルタＦ２１及び２次フィルタＦ２２による低周波ノイズのカットだけでなく、高域波ノイズもカットすることができる。これにより、より一層正確に電源ラインＬ２に重畳された通信信号を復調することができる。しかも、ハイパスフィルタＦ２を追加しただけで、ローパスフィルタも追加したのと同等の効果を得ることができる。

【0039】

なお、第２実施形態では、第１実施形態と比べてＯＰアンプの使用数が１個から２個に増えるが、２個入りのＯＰアンプを使用するなどの工夫でコストの上限を最低限に抑えることができる。

【0040】

（第３実施形態）
次に、第３実施形態における本発明の通信システムについて図６を参照して以下説明する。なお、図６中、復調部７、スレーブ制御装置４、駆動装置５１、５２は省略している。第３実施形態の通信システムは、図６に示すように、２つのバッテリＢ１、Ｂ２が搭載された車両に設けられていることを前提としている。バッテリＢ１及びＢ２は異なる定格電圧を有するバッテリである。

【0041】

バッテリＢ１は、エンジン始動用の例えば鉛バッテリから構成されている。他のバッテリとしてのバッテリＢ２は、電圧安定化用のリチウムイオンから構成され、バッテリＢ１に並列接続されている。これらバッテリＢ１及びＢ２には、スタータモータＭやオルタネータＡＬＴや、一般負荷３３、３４、走行系負荷３５が並列接続されている。

【0042】

このように２つのバッテリＢ１及びＢ２を搭載している車両においては、バッテリＢ１及びＢ２間の接続をオンオフするための切替部１１が一般的に設けられている。切替部１１は、バッテリＢ１及びＢ２間に設けられた２つのｎチャンネルのＦＥＴＱ１１及びＱ１２と、これらＦＥＴＱ１１及びＱ１２を駆動するゲートドライバ１１ａ及び１１ｂと、ゲートドライバ１１ａ及び１１ｂを制御する切替制御回路１１ｃとを備えている。

【0043】

ＦＥＴＱ１１及びＱ１２は、バッテリＢ１及びＢ２間に直列に接続されている。ＦＥＴＱ１１及びＱ１２は、寄生ダイオードＤ１１及びＤ１２が互いに逆向きになるように直列接続されている。これにより、バッテリＢ１の方がバッテリＢ２よりも電源電圧が高い場合、バッテリＢ２の方がバッテリＢ１よりも電源電圧が高い場合、何れの場合も２つのＦＥＴＱ１１及びＱ１２をオフさせると、寄生ダイオードＤ１１及びＤ１２を通じて電流が流れることなく、完全にバッテリＢ１及びＢ２間を遮断することができる。

【0044】

なお、上記スタータモータＭ、オルタネータＡＬＴ及び一般負荷３３は、ＦＥＴＱ１１及びＱ１２よりもバッテリＢ１側に接続されているため、ＦＥＴＱ１１及びＱ１２がオフされると、バッテリＢ２との接続が遮断される。一方、一般負荷３４は、ＦＥＴＱ１１及びＱ１２の間に接続されているため、ＦＥＴＱ１１及びＱ１２がオフすると、双方のバッテリＢ１及びＢ２との接続が遮断される。また、走行系負荷３５は、ＦＥＴＱ１１及びＱ１２よりもバッテリＢ２側に接続されているため、ＦＥＴＱ１１及びＱ１２がオフすると、バッテリＢ１との接続が遮断される。

【0045】

切替制御回路１１ｃは、例えばＣＰＵなどから構成され、上位ユニットからの命令により、ＦＥＴＱ１１及びＱ１２のオンオフを制御して、バッテリＢ１及びＢ２間の接続を制御する。

【0046】

第３実施形態では、この切替部１１を変調部として用い、ＦＥＴＱ１２を変調部を構成するＦＥＴとして用いている。即ち、切替制御回路１１ｃが、第１実施形態で説明したマスタ制御装置２に接続され、マスタ制御装置２からの通信信号を受信する。切替制御回路１１ｃは、ＰＬＣ通信を行うときはＦＥＴＱ１１を常時オンにして、受信した通信信号に応じてＦＥＴＱ１２のオンオフを行う。

【0047】

これにより、第１実施形態と同様に、ＦＥＴＱ１２がオンのときは電源ラインＬ２にはバッテリＢ１の正極側の電位である電源電圧Ｖｂが出力される。一方、ＦＥＴＱ１２がオフのときは、電源ラインＬ２には電源電圧ＶｂからＦＥＴＱ１２の寄生ダイオードＤ１２による電圧降下Ｖｆ分だけ下がった電圧が出力される。即ち、切替部１１は、点線で示すように走行系負荷３５側の電源ラインＬ２によって供給される電源電圧Ｖｂに通信信号を重畳する。バッテリＢ１側の電源ラインＬ１には通信信号は重畳していない。

【0048】

上述した第３実施形態によれば、２つのバッテリＢ１及びＢ２間の接続をオンオフする切替用のＦＥＴＱ１２を変調部のＦＥＴとして用いている。これにより、これらＦＥＴを別々に設ける必要がなく、追加部品を最小限に抑えて変調部を設けることができるため、コストダウンを図ることができる。また、切替部１１としては、切替機能に加えて、通信機能が付加されることで、付加価値が上がる。

【0049】

なお、上述した第３実施形態によれば、ＦＥＴＱ１１及びＱ１２は、寄生ダイオードＤ１１及びＤ１２が互いに逆向きになるように直列接続されていたが、これに限ったものではない。例えば、図７に示すように、寄生ダイオードＤ１１及びＤ１２が互いに同じ方向になるように２つのＦＥＴＱ１１及びＱ１２を直列接続するものもある。この２つのＦＥＴＱ１１及びＱ１２は、一般負荷３３、３４、走行系負荷３５に電源を供給するバッテリＢ１、Ｂ２を切り替えるために設けられている。

【0050】

図７に示す場合は、ＦＥＴＱ１１及びＱ１２の両者を変調部を構成するＦＥＴとして用いることができる。詳しく説明すると、切替制御回路１１ｃが、第１実施形態で説明したマスタ制御装置２に接続され、マスタ制御装置２からの通信信号を受信する。切替制御回路１１ｃは、ＰＬＣ通信を行うときは、ＦＥＴＱ１１を常時オンにして、受信した通信信号に応じてＦＥＴＱ１２のオンオフを行う。これは図６で説明した場合と同様であるため、詳細な説明は省略する。

【0051】

また、切替制御回路１１ｃは、ＦＥＴＱ１２を常時オンにして、受信した通信信号に応じてＦＥＴＱ１１のオンオフを行うこともできる。これにより、ＦＥＴＱ１１がオンのときはＦＥＴＱ１１と一般負荷３４との間の電源ラインＬ２、ＦＥＴＱ１２と走行系負荷３５との間の電源ラインＬ２には、バッテリＢ１の正極側の電位である電源電圧Ｖｂが出力される。一方、ＦＥＴＱ１１がオフの時には、ＦＥＴＱ１１と一般負荷３４との間の電源ラインＬ２、ＦＥＴＱ１２と走行系負荷３５との間の電源ラインＬ２には、電源電圧ＶｂからＦＥＴＱ１１の寄生ダイオードＤ１１による電圧降下Ｖｆだけ下がった電圧が出力される。即ち、切替部１１は、一点鎖線で示すように、一般負荷３４及び走行系負荷３５の双方に供給される電源電圧Ｖｂに通信信号を重畳できる。

【0052】

（第４実施形態）
次に、第４実施形態における本発明の通信システムについて図８及び図９を参照して以下説明する。第４実施形態の通信システムの構成は、図１に示す第１実施形態の通信システムと同等であるため、ここでは詳細な説明を省略する。第４実施形態と第１実施形態とで大きく異なる点は、ＦＥＴＱ１のゲートに供給する通信信号の波形である。

【0053】

上述した第１実施形態における通信システム１は、電源電圧Ｖｂのレベルを変化させることにより通信信号を重畳している。このため、伝導ノイズの発生が確認された。

【0054】

伝導ノイズの主要因はＦＥＴＱ１のオンオフ切替時の急峻な電圧変化である。このため、本実施形態においては、図８に示すように、ＦＥＴＱ１のゲートに、徐々に立ち上がり、かつ、徐々に立ち下がるパルス状の通信信号を入力するようにした。このような通信信号を入力すると、同図に示すように、変調後の通信信号も、電源電圧Ｖｂから（電源電圧Ｖｂ−電圧降下Ｖｆ）への変動も、（電源電圧Ｖｂ−電圧降下Ｖｆ）から電源電圧Ｖｂへの変動も緩やかに行われることとなり、伝導ノイズの低減を図ることができる。

【0055】

次に、本発明者らは、ＦＥＴＱ１のゲートに入力する通信信号の立ち上がり時間ｔｒ、立下り時間ｔｆを徐々に長くしながらノイズレベルを測定した。結果、図９に示すように、ｔｒ＝ｔｆ＝３２μｓ以上になると電源線伝導エミッション規格（CISPR25 Class5）を満たすことが分かった。図９は、通信信号をｔｒ＝ｔｆ＝３２μｓとしたときのノイズレベルピーク値の周波数特性を点線で示し、アベレージ値を実線で示す。同図からもｔｒ＝ｔｆ＝３２μｓとするとピーク値、アベレージ値共に規格を満足することが分かった。

【0056】

（第５実施形態）
次に、第５実施形態における本発明の通信システムについて図１０を参照して以下説明する。なお、図１０において、上述した第１実施形態で既に説明した図１と同等の部分は同一符号を付してその詳細な説明を省略する。

【0057】

同図に示すように、通信システム１は、バッテリＢの状態を検出して、その検出信号を出力する送信手段としてのバッテリセンサ９と、バッテリセンサ９からの検出信号（通信信号）を受信し、受信した検出信号に応じて負荷３６ａ〜３６ｄを制御する受信手段としてのスマート電源ＢＯＸ１０ａ〜１０ｄと、バッテリＢの正極側及び負荷３６ａ〜３６ｄ間に接続された電源ラインＬ１〜Ｌ３と、バッテリセンサ９からの検出信号を電源ラインＬ２及びＬ３に重畳する変調部６と、電源ラインＬ２に重畳された検出信号を復調してスマート電源ＢＯＸ１０ａ〜１０ｄに供給する復調部７ａ〜７ｄと、バッテリセンサ９からの検出信号をスマート電源ＢＯＸ１０ａ〜１０ｄに伝送するための通信ラインＬｃと、を備えている。

【0058】

バッテリセンサ９は、バッテリＢの残容量や両端電圧などの状態を検出して、その検出信号を通信ラインＬｃ及び電源ラインＬ２を介してスマート電源ＢＯＸ１０ａ〜１０ｄに送信する。通信ラインＬｃを介しての通信方式は周知のＬＩＮやＣＡＮなどで行う。電源ラインＬ２を介しての通信は、第１実施形態と同様に行う。

【0059】

スマート電源ＢＯＸ１０ａ〜１０ｄは、周知のＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭから成るマイコンから構成されている。スマート電源ＢＯＸ１０ａ〜１０ｄは、上述した通信ラインＬｃ経由の検出信号、電源ラインＬ２経由の検出信号の双方を受信できるように設けられている。

【0060】

電源ラインＬ１は、第１実施形態と同様に、バッテリＢの正極側及び変調部６間を接続するラインである。電源ラインＬ２は、変調部６及び復調部７ａ〜７ｄ間を接続するラインである。電源ラインＬ３は、復調部７ａ〜７ｄと負荷３６ａ〜３６ｄとの間をそれぞれ接続するラインである。

【0061】

変調部６及び復調部７ａ〜７ｄは、第１実施形態の変調部６及び復調部７と同等であるため、詳細な説明は省略する。スマート電源ＢＯＸ１０ａ〜１０ｄは、各部が自律してバッテリセンサ９からの検出信号に応じて負荷３６ａ〜３６ｄの制御を行う（例えばバッテリＢの残容量が小さい場合には走行に関係しない部分でオーディオ系負荷への電源供給を遮断する）。

【0062】

上述したように第５実施形態においては、バッテリセンサ９からスマート電源ＢＯＸ１０ａ〜１０ｄへの検出信号の伝送は、通信ラインＬｃ経由と電源ラインＬ２経由の２通りある。スマート電源ＢＯＸ１０ａ〜１０ｄは、通常は通信ラインＬｃ経由の検出信号を受信する。スマート電源ＢＯＸ１０ａ〜１０ｄは、通信ラインＬｃから検出信号が受信できなくなると通信途絶状態と判断して、復調部７ａ〜７ｄで復調された電源ラインＬ２経由の検出信号を受信する。

【0063】

上述した実施形態によれば、通信ラインＬｃのバックアップとして、電源ラインＬ２を用いることにより、部品点数を増やすことなくバックアップを設けることができ、確実にバッテリセンサ９からの検出信号をスマート電源ＢＯＸ１０ａ〜１０ｄが受信することができる。

【0064】

将来的に、車載バッテリの主流は、鉛からリチウムに変更する可能性が高い。リチウムは、鉛よりもバッテリ管理の要求レベルが高い。また、自動運転化も進んできて通信の信頼性を確保することが必要だか、上述した実施形態のものを用いれば信頼性を確保できる。

【0065】

また、上述した実施形態によれば、スマート電源ＢＯＸ１０ａ〜１０ｄが自律して各負荷３６ａ〜３６ｄの制御を行っている。これにより、１つのＥＣＵなどの制御部が、複数の負荷３６ａ〜３６ｄをまとめて制御する場合に比べて、高機能化を図ることができる。

【0066】

しかも、通信方式も通信ラインＬｃで行われるＬＩＮやＣＡＮと別に電源ラインＬ１〜Ｌ３で行われるＰＬＣで別々に持つことになり、同時多重故障の心配を減らすことができる利点もある。

【0067】

また、前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。

【符号の説明】

【0068】

１ 通信システム
２ マスタ制御装置（送信手段）
４ スレーブ制御装置（受信手段）
６ 変調部（変調手段）
７ 復調部（復調手段）
９ バッテリセンサ（送信手段）
１０ａ〜１０ｄ スマート電源ＢＯＸ（受信手段）
１１ 切替部（変調部）
３１ 負荷
３２ 負荷
３５ 走行系負荷（負荷）
３６ａ〜３６ｄ 負荷
Ｂ バッテリ
Ｂ１ バッテリ
Ｂ２ バッテリ（他のバッテリ）
ＣＰ２ コンパレータ（比較手段）
Ｆ２ ハイパスフィルタ
Ｌ１〜Ｌ３ 電源ライン
Ｌｃ 通信ライン
Ｑ１ ＦＥＴ（半導体トランジスタ）
Ｑ１２ ＦＥＴ（半導体トランジスタ、切替用半導体トランジスタ）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】