JP6629704B2 - Communication control device - Google Patents
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Description
本発明は、電源線を用いた電源線通信を行う通信制御装置に関する。 The present invention relates to a communication control device that performs power line communication using a power line.
近年、電源線に信号を重畳して、電源線を介して複数の通信装置間で信号を送受信することが行われている。このような通信装置では、電源線を介して通信装置に侵入するノイズを減衰するために、電源線はバイパスコンデンサを介して接地されている。そのため、電源線に高周波数の信号を重畳した場合、バイパスコンデンサにより信号が減衰して、信号を他の通信装置へ伝送することができない場合があった。 2. Description of the Related Art In recent years, a signal has been superimposed on a power supply line to transmit and receive a signal between a plurality of communication devices via the power supply line. In such a communication device, the power supply line is grounded via a bypass capacitor in order to attenuate noise that enters the communication device via the power supply line. Therefore, when a high-frequency signal is superimposed on the power supply line, the signal may be attenuated by the bypass capacitor, and the signal may not be transmitted to another communication device.
そこで、特許文献1に記載の電源線通信システムでは、コンバータの入力端とバイパスコンデンサとの接続点と、電源線と信号を出力する出力回路と信号を受信する復調部との接続点との間に、インダクタンス素子を直列に挿入している。すなわち、電源線通信で使用する通信周波数帯において、出力回路からバイパスコンデンサを介したグランドまでの経路のインピーダンスを高くすることで、出力回路から出力された信号がコンデンサに流れ込むことを抑制して、信号を他の通信装置へ伝送している。 Therefore, in the power line communication system described in Patent Document 1, the connection point between the input terminal of the converter and the bypass capacitor and the connection point between the power line and the output circuit that outputs the signal and the demodulation unit that receives the signal are provided. , An inductance element is inserted in series. That is, in the communication frequency band used for power line communication, by increasing the impedance of the path from the output circuit to the ground via the bypass capacitor, the signal output from the output circuit is suppressed from flowing into the capacitor, Signals are being transmitted to other communication devices.
電源線にインダクタンス素子を直列接続する上記電源システムでは、出力回路から出力された信号に、通信周波数帯よりも高い周波数のノイズが重畳した場合、ノイズがバイパスコンデンサで除去されることなく、他の通信装置の復調部へ入力される。すなわち、上記電源システムには、記載の通信周波数帯よりも高い周波数領域において、バイパスコンデンサのノイズ除去性能が低下するという問題がある。 In the above power supply system in which an inductance element is connected in series to the power supply line, when noise of a frequency higher than the communication frequency band is superimposed on a signal output from the output circuit, the noise is not removed by a bypass capacitor, and other signals are removed. It is input to the demodulation unit of the communication device. That is, the power supply system has a problem in that the noise removal performance of the bypass capacitor is reduced in a frequency range higher than the communication frequency band described.
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、ノイズ除去性能を低下させることなく、電源線通信を実現する通信制御装置を提供することを主たる目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its main object to provide a communication control device that realizes power line communication without lowering noise removal performance.
本発明は、ノイズ対策用のコンデンサ(Cp)を介して接地されており且つ複数の装置に電力を供給する電源線(5)を介して、通信信号の通信を行う通信制御装置(10,10A〜10F)であって、少なくとも1つの通信用フィルタ(13,13a,131〜133,131E〜133E)と少なくとも1つの検出部(14,141〜143)とを備える。電源線を介する通信の通信帯域は、コンデンサを通って電源線から除去される周波数帯よりも低い周波数帯に少なくとも1つ設定されている。通信用フィルタは、抵抗素子とリアクタンス素子とを含み、コンデンサと並列に電源線に接続されているとともに、通信帯域を通過帯域とする。検出部は、抵抗素子と前記リアクタンス素子との接続点に接続され、通信用フィルタの出力から通信信号を検出する。 The present invention relates to a communication control device (10, 10A) that performs communication of communication signals via a power supply line (5) that is grounded via a noise countermeasure capacitor (Cp) and supplies power to a plurality of devices. -10F), and includes at least one communication filter (13, 13a, 131-133, 131E-133E) and at least one detection unit (14, 141-143). At least one communication band for communication via the power supply line is set to a lower frequency band than a frequency band removed from the power supply line through the capacitor. The communication filter includes a resistance element and a reactance element, is connected to the power supply line in parallel with the capacitor, and sets a communication band as a pass band. The detection unit is connected to a connection point between the resistance element and the reactance element, and detects a communication signal from an output of the communication filter.
本発明によれば、通信制御装置の通信帯域は、ノイズ対策用のコンデンサの通過帯域よりも低い周波数帯に少なくとも1つ設定されているため、通信信号は、コンデンサに流れ込むことなく、通信用フィルタに伝送される。そして、通信用フィルタは通信帯域を通過帯域とするため、通信信号は通信用フィルタを通過して、検出部により検出される。よって、通信帯域の通信信号を電源線に重畳すると、通信制御装置へ伝送することができる。また、通信用フィルタは、コンデンサに並列に接続されており、電源線に直列に接続されていない。そのため、通信用フィルタの挿入により、コンデンサの通過帯域が影響を受けることはなく、通信帯域よりも高い周波数成分が電源線に重畳しても、コンデンサに流れ込んで電源線から除去される。したがって、ノイズ除去性能を低下させることなく、電源線通信を実現することができる。 According to the present invention, since the communication band of the communication control device is set to at least one frequency band lower than the pass band of the capacitor for noise suppression, the communication signal does not flow into the capacitor and the communication filter does not flow. Transmitted to Since the communication filter uses the communication band as the pass band, the communication signal passes through the communication filter and is detected by the detection unit. Therefore, when the communication signal of the communication band is superimposed on the power supply line, it can be transmitted to the communication control device. Further, the communication filter is connected in parallel with the capacitor, and is not connected in series with the power supply line. Therefore, the insertion of the communication filter does not affect the pass band of the capacitor, and even if a frequency component higher than the communication band is superimposed on the power supply line, the frequency component flows into the capacitor and is removed from the power supply line. Therefore, power line communication can be realized without lowering the noise removal performance.
なお、この欄及び特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。 Note that the reference numerals in parentheses described in this column and in the claims indicate the correspondence with specific means described in the embodiment described below as one aspect, and denote the technical scope of the present invention. There is no limitation.
以下、図面を参照しながら、発明を実施するための形態を説明する。
(第1実施形態)
<車載ネットワークの構成>
図1に示すように、本実施形態において、車両に搭載された車載ネットワークシステム200は、複数の通信規格に従った通信を実現している。具体的には、車載ネットワークシステム200は、イーサネット通信、CAN通信、LIN通信を実現している。伝送路2〜4は、それぞれ、イーサネット規格、CAN規格、LIN規格に従って高速通信を行う複数のECUを接続する伝送路である。そして、伝送路2〜4は、ゲートウェイ1を介して互いに接続されている。なお、イーサネットは登録商標である。また、ECUは、Electronic Control Unitすなわち電子制御装置のことである。CANは、登録商標であり、Controller Area Networkのことである。LINは、Local Interconnect Networkのことである。
Hereinafter, embodiments for carrying out the invention will be described with reference to the drawings.
(1st Embodiment)
<Configuration of in-vehicle network>
As shown in FIG. 1, in the present embodiment, an in-vehicle network system 200 mounted on a vehicle realizes communication according to a plurality of communication standards. Specifically, the in-vehicle network system 200 implements Ethernet communication, CAN communication, and LIN communication. The transmission paths 2 to 4 are transmission paths that connect a plurality of ECUs that perform high-speed communication according to the Ethernet standard, CAN standard, and LIN standard, respectively. The transmission paths 2 to 4 are connected to each other via the gateway 1. Ethernet is a registered trademark. The ECU is an electronic control unit, that is, an electronic control unit. CAN is a registered trademark and stands for Controller Area Network. LIN stands for Local Interconnect Network.
車載ネットワークシステム200を構成する各ECUは、通信ノードとして機能し、車載ネットワークを介して送受信される情報を適宜利用して各種処理を実行する。
ゲートウェイ1は、ネットワークを束ねる中継器であり、所定の通信規格に対応した信号を他の通信規格に対応した信号に変換することで、異なる通信規格に従うECU間での高速通信を実現する。
Each ECU constituting the in-vehicle network system 200 functions as a communication node, and executes various processes by appropriately using information transmitted and received via the in-vehicle network.
The gateway 1 is a repeater that bundles networks, and realizes high-speed communication between ECUs conforming to different communication standards by converting a signal corresponding to a predetermined communication standard into a signal corresponding to another communication standard.
電源線5は、各ECUに接続されており、車載バッテリであるバッテリ8の直流電圧を各ECUへ配電する配電線である。本実施形態では、バッテリ8として、12Vの鉛バッテリを採用している。図では、給電ラインを太線で示している。 The power supply line 5 is a distribution line that is connected to each ECU and distributes the DC voltage of the battery 8 that is a vehicle-mounted battery to each ECU. In the present embodiment, a 12 V lead battery is used as the battery 8. In the figure, the power supply lines are indicated by thick lines.
また、電源線5は、通信規格に依存しない通信信号Ssを、所定のECUから他のECUへ伝送する伝送路としても使用される。異なる通信規格に従うECU間において、電源線5を介することで、ゲートウェイ1を介さずに通信を行うことができる。ただし、後述するように、電源線5を介した通信信号Ssの伝送は低速通信となるため、電源線5を介して伝送される通信信号Ssの情報量は限られる。本実施形態では、通信信号Ssは、ECUの電源のオン又はオフを指令するオンオフ情報と、通信対象であるECUを識別するための対象ノードIDとを含んだ信号であり、3ビットの3値波形に変調されている。3値は、4V,0V,−4Vである。対象ノードIDが、対象ノード情報に相当する。 Further, the power supply line 5 is also used as a transmission path for transmitting a communication signal Ss that does not depend on a communication standard from a predetermined ECU to another ECU. Communication between ECUs conforming to different communication standards can be performed via the power supply line 5 without passing through the gateway 1. However, as will be described later, the transmission of the communication signal Ss via the power line 5 is a low-speed communication, so that the information amount of the communication signal Ss transmitted via the power line 5 is limited. In the present embodiment, the communication signal Ss is a signal including on / off information for instructing turning on or off of the power supply of the ECU and a target node ID for identifying the ECU to be communicated, and is a 3-bit ternary value. Modulated to waveform. The three values are 4V, 0V, and -4V. The target node ID corresponds to the target node information.
<ECUの構成>
ここでは、ECU100からECU10へ、電源線5を介して通信信号Ssを送信することを想定して、ECU10の電源線通信に関する構成について説明する。ECU10の基本的な構成は周知の構成と同じである。本実施形態では、ECU10が通信制御装置に相当する。
<Configuration of ECU>
Here, assuming that the communication signal Ss is transmitted from the ECU 100 to the ECU 10 via the power supply line 5, the configuration of the ECU 10 relating to power supply line communication will be described. The basic configuration of the ECU 10 is the same as a known configuration. In the present embodiment, the ECU 10 corresponds to a communication control device.
図2に示すように、ECU10は、電源制御部11と、通信制御部12と、マイクロコンピュータ20(以下、マイコン20)と、その他の図示しない処理部を備え、マイコン20を主体として構成されている。ECU10は、動作モードとして、一部の機能のみを動作させて低消費電力状態にするスリープモードと、機能を制限しないウェイクアップモードとを選択的に実行する。ECU10の電源オフ状態は、マイコン20等の電源をオフにしたスリープモードに相当し、ECU10の電源オン状態は、マイコン20等の電源をオンにしたウェイクアップモードに相当する。ECU10の入力端よりも送信側には、電源線5とグランドとの間にノイズ除去部9が接続されている。 As shown in FIG. 2, the ECU 10 includes a power control unit 11, a communication control unit 12, a microcomputer 20 (hereinafter, a microcomputer 20), and other processing units (not shown). I have. The ECU 10 selectively executes, as operation modes, a sleep mode in which only a part of the functions are operated to enter a low power consumption state, and a wake-up mode in which the functions are not limited. The power-off state of the ECU 10 corresponds to a sleep mode in which the power of the microcomputer 20 and the like is turned off, and the power-on state of the ECU 10 corresponds to a wake-up mode in which the power of the microcomputer 20 and the like is turned on. A noise removing unit 9 is connected between the power supply line 5 and the ground on the transmission side of the input terminal of the ECU 10.
ノイズ除去部9は、図3に示すように、ノイズ対策用のコンデンサCpいわゆるバイパスコンデンサから構成されている。コンデンサCpは、高い周波数成分ほどインピーダンスが高くなる素子であり、低周波数成分は遮断し、高周波数成分を通過させてグラウンドへ逃がす。よって、電源線5に重畳された低周波数成分は、電源線5を介して受信側に伝送され、高周波数成分は電源線5から除去される。車載ネットワークシステム200では、電源線5を介する通信の通信帯域Bsを、コンデンサCpを通って電源線5から除去される周波数帯Bcよりも低い周波数帯に設定する。例えば、通信帯域Bsは、10Hzを中心とした帯域に設定し、通信信号Ssの通信周波数fsは10Hzとする。本実施形態では、電源線通信は、非常に低い周波数帯で行うために低速通信となる。コンデンサCpの容量は、例えば45nFとする。 As shown in FIG. 3, the noise removing unit 9 includes a capacitor Cp for noise suppression, a so-called bypass capacitor. The capacitor Cp is an element whose impedance increases as the frequency component increases. The capacitor Cp blocks the low frequency component and allows the high frequency component to pass to the ground. Therefore, the low frequency component superimposed on the power line 5 is transmitted to the receiving side via the power line 5, and the high frequency component is removed from the power line 5. In the vehicle-mounted network system 200, the communication band Bs for communication via the power line 5 is set to a frequency band lower than the frequency band Bc removed from the power line 5 through the capacitor Cp. For example, the communication band Bs is set to a band around 10 Hz, and the communication frequency fs of the communication signal Ss is 10 Hz. In the present embodiment, the power line communication is performed at a very low frequency band, so that the communication is performed at a low speed. The capacitance of the capacitor Cp is, for example, 45 nF.
通信制御部12は、低周波フィルタ部13と、検出部14と、判定部15とを備える。低周波フィルタ部13は、図3に示すように、HPFとLPFとを2段に備え、通信帯域Bsを通過帯域Bfとするバンドパスフィルタである。HPFは、コンデンサChと抵抗Rhの直列体から構成され、コンデンサChの一端が電源線5に接続され、抵抗Rhの一端は接地されている。LPFは、抵抗RlとコンデンサClの直列体から構成され、抵抗Rlの一端は、コンデンサChと抵抗Rhの接続点に接続され、コンデンサClの一端は接地されている。各素子の値は、例えば、コンデンサCh,Clの容量は、1μF,0.1μF、抵抗Rh,Rlの抵抗値は、51kΩ,51kΩとする。HPFは、電源線5に重畳された直流成分、すなわちバッテリ8の電圧成分を遮断し、交流成分を通過させる。LPFは、HPFを通過した交流成分のうち、通過帯域Bfの周波数を有する信号を通過させる。よって、低周波フィルタ部13へ入力された入力信号から通信信号Ssが分別されて出力される。低周波フィルタ部13は、受動素子のみから構成されており、給電を受けることなく動作する。また、低周波フィルタ部13は、コイルを含んでいないので、ECU10を構成するIC内に設けることができる。なお、HPFはHigh Pass Filter、LPFはLow Pass Filterである。 The communication control unit 12 includes a low-frequency filter unit 13, a detection unit 14, and a determination unit 15. As shown in FIG. 3, the low-frequency filter unit 13 is a band-pass filter that includes an HPF and an LPF in two stages and uses the communication band Bs as a pass band Bf. The HPF is composed of a series body of a capacitor Ch and a resistor Rh. One end of the capacitor Ch is connected to the power supply line 5 and one end of the resistor Rh is grounded. The LPF is composed of a series body of a resistor R1 and a capacitor Cl, one end of the resistor R1 is connected to a connection point between the capacitor Ch and the resistor Rh, and one end of the capacitor Cl is grounded. As for the values of the respective elements, for example, the capacitances of the capacitors Ch and Cl are 1 μF and 0.1 μF, and the resistance values of the resistors Rh and Rl are 51 kΩ and 51 kΩ. The HPF cuts off a DC component superimposed on the power supply line 5, that is, a voltage component of the battery 8, and passes an AC component. The LPF passes a signal having a frequency of the pass band Bf among the AC components that have passed through the HPF. Therefore, the communication signal Ss is separated from the input signal input to the low frequency filter unit 13 and output. The low-frequency filter unit 13 includes only passive elements, and operates without receiving power. Further, since the low frequency filter section 13 does not include a coil, it can be provided in an IC constituting the ECU 10. Note that HPF is a High Pass Filter, and LPF is a Low Pass Filter.
図4に、通信用フィルタを接続した場合の回路インピーダンスZ1,Z3と、通信用フィルタを何も接続しない場合の回路インピーダンスZ2の周波数特性を示す。回路インピーダンスZ1は、通信用フィルタとして低周波フィルタ部13をコンデンサCpに並列に接続した構成、すなわち本実施形態の構成の回路インピーダンスである。回路インピーダンスZ3は、通信用フィルタとしてコイルを、コンデンサCpと通信制御装置の信号入力端との間に直列に接続した構成、すなわち従来技術に相当する構成の回路インピーダンスである。回路インピーダンスZ1〜Z3は、送信側から受信側の入力端を見た場合のインピーダンスである。また、図5は、図4に示した3つの場合における、コンデンサCpのノイズ除去性能の周波数特性を示す図である。回路インピーダンスの周波数特性とノイズ除去性能の周波数特性とには相関関係があり、回路インピーダンスが高いほど、通信はしやすく、ノイズ除去性能は低い。 FIG. 4 shows frequency characteristics of the circuit impedances Z1 and Z3 when a communication filter is connected and the circuit impedance Z2 when no communication filter is connected. The circuit impedance Z1 is a configuration in which the low-frequency filter unit 13 as a communication filter is connected in parallel to the capacitor Cp, that is, the circuit impedance of the configuration of the present embodiment. The circuit impedance Z3 is a circuit impedance of a configuration in which a coil as a communication filter is connected in series between the capacitor Cp and the signal input terminal of the communication control device, that is, a configuration corresponding to the related art. The circuit impedances Z1 to Z3 are impedances when the input side on the receiving side is viewed from the transmitting side. FIG. 5 is a diagram showing the frequency characteristics of the noise removal performance of the capacitor Cp in the three cases shown in FIG. There is a correlation between the frequency characteristic of the circuit impedance and the frequency characteristic of the noise elimination performance. The higher the circuit impedance, the easier the communication is, and the lower the noise elimination performance.
回路インピーダンスZ3の周波数特性は、周波数100kHz付近までは、回路インピーダンスZ2の周波数特性と等しくなっている。しかしながら、周波数100kHz付近で、コイルとコンデンサCpとが共振して回路インピーダンスZ3は大きく低下している。そして、周波数100kHz以上の領域では、周波数が高くなるほど回路インピーダンスZ3が高くなり、ノイズ除去性能が低下している。よって、コイルをコンデンサCpに直列に接続した場合、通信用フィルタを接続しない場合よりも、周波数100kHz以上の高周波領域におけるノイズ除去性能が低下する。 The frequency characteristic of the circuit impedance Z3 is equal to the frequency characteristic of the circuit impedance Z2 up to a frequency around 100 kHz. However, near the frequency of 100 kHz, the coil and the capacitor Cp resonate, and the circuit impedance Z3 is greatly reduced. In the frequency range of 100 kHz or higher, the circuit impedance Z3 increases as the frequency increases, and the noise removal performance decreases. Therefore, when the coil is connected in series to the capacitor Cp, the noise elimination performance in a high frequency region of a frequency of 100 kHz or more is lower than when the communication filter is not connected.
これに対して、回路インピーダンスZ1の周波数特性は、回路インピーダンスZ2の周波数特性と等しくなっている。すなわち、低周波フィルタ部13は、通信信号Ssを取り出すだけの役割をしており、コンデンサCpのノイズ除去性能に影響を与えていない。この場合、概ね周波数100kHzよりも低い周波数領域では、通信が可能な程度に高い回路インピーダンスが得られる。一般的なCAN通信で使われるインピーダンスが60Ωであるから、回路インピーダンスが60Ω以上あれば、通信が可能であると見なせる。 On the other hand, the frequency characteristic of the circuit impedance Z1 is equal to the frequency characteristic of the circuit impedance Z2. That is, the low-frequency filter unit 13 has a role of only extracting the communication signal Ss, and does not affect the noise removal performance of the capacitor Cp. In this case, a circuit impedance high enough to enable communication is obtained in a frequency range lower than a frequency of approximately 100 kHz. Since the impedance used in general CAN communication is 60Ω, communication can be considered to be possible if the circuit impedance is 60Ω or more.
検出部14は、低周波フィルタ部13の出力から通信信号Ssを検出する回路であり、電源制御部11から給電出力PS1を受けて動作する。判定部15は、検出された通信信号Ssに含まれる対象ノードIDと、自装置であるECU10を識別するために予め記憶されている自ノードIDとが、一致するか否か判定する回路であり、電源制御部11から給電出力PS1を受けて動作する。本実施形態では、自ノードIDが、自ノード情報に相当する。以下、検出部14及び判定部15の詳細について、図6及び図7を参照して説明する。図7は、上から順に、図6のA点におけるフィルタ入力信号、B点におけるフィルタ出力信号、C点における各ビットの照合結果、D点におけるクロックCK、E点における全ビット照合結果、及び電源のターンオン又はターンオフのタイムチャートを示す。 The detection unit 14 is a circuit that detects the communication signal Ss from the output of the low-frequency filter unit 13, and operates by receiving the power supply output PS1 from the power control unit 11. The determination unit 15 is a circuit that determines whether or not the target node ID included in the detected communication signal Ss matches the own node ID stored in advance to identify the ECU 10 that is the own device. , And operates upon receiving the power supply output PS1 from the power supply control unit 11. In the present embodiment, the own node ID corresponds to the own node information. Hereinafter, details of the detection unit 14 and the determination unit 15 will be described with reference to FIGS. 6 and 7. FIG. 7 shows, in order from the top, a filter input signal at point A, a filter output signal at point B, a collation result of each bit at point C, a clock CK at point D, a collation result of all bits at point E, and a power supply. 3 shows a time chart of the turn-on or turn-off of FIG.
検出部14は、2つのコンパレータ141,142と、1つのNOR回路143とを備え、通信信号Ssが、4Vのハイレベル(以下、HL)か、0Vのミドルレベル(以下、ML)か、−4Vのローレベル(以下、LL)かを判定する。通信信号SsがHLの場合は、コンパレータ141の出力が1、他の出力は0となる。通信信号SsがMLの場合は、NOR回路143の出力が1となり、他の出力は0となる。通信信号SsがLLの場合は、コンパレータ142の出力が1となり、他の出力は0となる。図7では、通信信号Ssは、1ビット目がLV、2ビット目がML、3ビット目がHLとなっている。 The detection unit 14 includes two comparators 141 and 142 and one NOR circuit 143, and determines whether the communication signal Ss is a high level (hereinafter, HL) of 4V, a middle level (hereinafter, ML) of 0V, or It is determined whether the low level is 4 V (hereinafter, LL). When the communication signal Ss is HL, the output of the comparator 141 is 1 and the other outputs are 0. When the communication signal Ss is ML, the output of the NOR circuit 143 is 1 and the other outputs are 0. When the communication signal Ss is LL, the output of the comparator 142 becomes 1 and the other outputs become 0. In FIG. 7, the communication signal Ss has LV at the first bit, ML at the second bit, and HL at the third bit.
さらに、検出部14は、クロック信号生成部144を備える。クロック信号生成部144は、通信信号Ssの1ビット目の立上り又は立下りエッジを、通信信号Ssのビット周期ずつずらして、クロック信号を生成する。つまり、クロック信号生成部144は、電力消費を抑制するため、クロック素子を用いることなくクロック信号を生成している。 Further, the detection unit 14 includes a clock signal generation unit 144. The clock signal generation unit 144 generates a clock signal by shifting the rising or falling edge of the first bit of the communication signal Ss by the bit period of the communication signal Ss. That is, the clock signal generation unit 144 generates a clock signal without using a clock element in order to suppress power consumption.
判定部15は、1ビット照合部15aと、全ビット照合部15bとを備え、電源制御部11から給電出力PS1を受けて動作する。1ビット照合部15aは、3個のXNOR回路151〜153と、AND回路154と、メモリNo1〜No3を備える。メモリNo1〜No3は、それぞれ、HL,ML,LLに対応しており、3値波形に変調された自ノードIDがビット毎に予め記憶されている。例えば、自ノードIDの3ビットが、それぞれLL,ML,HLであった場合、1ビット目として、(No1,No2,No3)=(0,0,1)が記憶されている。また、2ビット目として、(No1,No2,No3)=(0,1,0),3ビット目として、(No1,No2,No3)=(1,0,0)が記憶されている。対象ノードID及び自ノードIDの1ビット目は、信号の先頭を示すスタートビットであり、LL又はHLに設定されている。XNOR回路151〜153は、それぞれ、コンパレータ141,NOR回路143,コンパレータ142の出力と、メモリNo1〜No3の値とが一致した場合に1を出力し、一致しない場合に0を出力する。メモリNo1〜No3の出力は、クロック信号の立下りタイミングで、次のビットに切り替わる。つまり、各メモリの3ビットの値は1ビット目から順次出力され、通信信号Ssの各ビットの値と順次比較される。AND回路154は、XNOR回路151〜153の値がすべて1の場合に1を出力し、その他の場合に0を出力する。すなわち、AND回路154は、検出された対象ノードIDの所定ビットのレベルと、記憶されている自ノードIDの所定ビットのレベルとが一致した場合に1を出力し、その他の場合に0を出力する。 The determination unit 15 includes a one-bit collation unit 15a and an all-bit collation unit 15b, and operates by receiving the power supply output PS1 from the power supply control unit 11. The one-bit matching unit 15a includes three XNOR circuits 151 to 153, an AND circuit 154, and memories No1 to No3. The memories No. 1 to No. 3 correspond to HL, ML, and LL, respectively, and the own node ID modulated into a ternary waveform is stored in advance for each bit. For example, when the three bits of the own node ID are LL, ML, and HL, respectively, (No1, No2, No3) = (0, 0, 1) is stored as the first bit. Further, (No1, No2, No3) = (0, 1, 0) is stored as the second bit, and (No1, No2, No3) = (1, 0, 0) is stored as the third bit. The first bit of the target node ID and the own node ID is a start bit indicating the head of the signal, and is set to LL or HL. The XNOR circuits 151 to 153 output 1 when the output of the comparator 141, the NOR circuit 143, and the comparator 142 match the values of the memories No1 to No3, respectively, and output 0 when they do not match. The outputs of the memories No1 to No3 are switched to the next bit at the falling timing of the clock signal. That is, the 3-bit value of each memory is sequentially output from the first bit, and is sequentially compared with the value of each bit of the communication signal Ss. The AND circuit 154 outputs 1 when all of the values of the XNOR circuits 151 to 153 are 1, and outputs 0 in other cases. That is, the AND circuit 154 outputs 1 when the level of the detected predetermined bit of the target node ID and the stored level of the predetermined bit of the own node ID match, and outputs 0 in other cases. I do.
全ビット照合部15bは、AND回路155とフリップフロップ回路156(以下、FF回路156)とを備える。AND回路155は、AND回路154の出力及びFF回路156の非反転出力Qが1の場合に1を出力し、その他の場合に0を出力する。FF回路156は、ECU10の電源をオン及びオフしたタイミングでプリセットされ、AND回路155の出力を、クロック信号の立上りエッジのタイミングでラッチする。すなわち、FF回路156は、対象ノードIDと自ノードIDとが一致している間は1を出力し続け、一致しなくなると0を出力する。図7では、対象ノードIDと自ノードIDの全ビットが一致し、1を出力し続けている。3ビット目のクロック信号でラッチされたFF回路156の出力を出力Foとする。 The all-bit collating unit 15b includes an AND circuit 155 and a flip-flop circuit 156 (hereinafter, FF circuit 156). The AND circuit 155 outputs 1 when the output of the AND circuit 154 and the non-inverted output Q of the FF circuit 156 are 1, and outputs 0 otherwise. The FF circuit 156 is preset at the timing when the power supply of the ECU 10 is turned on and off, and latches the output of the AND circuit 155 at the timing of the rising edge of the clock signal. That is, the FF circuit 156 continues to output 1 while the target node ID and the own node ID match, and outputs 0 when they no longer match. In FIG. 7, all bits of the target node ID and the own node ID match, and 1 is continuously output. The output of the FF circuit 156 latched by the third bit clock signal is defined as an output Fo.
電源制御部11は、電源線5から給電を受け、供給電圧をECU10内の各処理部の動作に適した所定電圧に変換して、所定電圧を各処理部へ供給する回路である。電源制御部11としては、例えばDCDCコンバータが挙げられる。電源制御部11は、判定部15により対象ノードIDと自ノードIDとが全ビットで一致すると判定された場合に、通信信号Ssのオンオフ情報に従って、ECU10内における給電を制御する。 The power supply control unit 11 is a circuit that receives power from the power supply line 5, converts a supply voltage into a predetermined voltage suitable for the operation of each processing unit in the ECU 10, and supplies the predetermined voltage to each processing unit. As the power supply control unit 11, for example, a DCDC converter is used. The power control unit 11 controls power supply in the ECU 10 according to the on / off information of the communication signal Ss when the determination unit 15 determines that the target node ID and the own node ID match in all bits.
<給電制御>
以下、ECU10内の給電制御について説明する。まず、ECU100が、スリープモード中のECU10を起動させるために、電源線5を介して通信信号SsをECU10へ送信した場合における、ECU10内の給電制御について説明する。電源制御部11は、出力Foが1の場合に、ECU10に対する電源のオン指令を受信したと判断して、マイコン20等に給電出力PS2の供給を開始する。すなわち、電源制御部11は、マイコン20等の電源をオフからオンへ切り替える。これにより、ECU10は、ウェイクアップモードに遷移する。一方、電源制御部11は、出力Foが0の場合には、マイコン20等の電源をオフにしたまま、スリープモードを継続する。なお、電源制御部11は、ECU10の動作モードかにかかわらず、電源線通信に用いる検出部14及び判定部15には、常に給電出力PS1を供給する。これにより、ECU10の動作モードにかかわらず、通信信号Ssを処理することができる。
<Power supply control>
Hereinafter, the power supply control in the ECU 10 will be described. First, power supply control in the ECU 10 when the ECU 100 transmits a communication signal Ss to the ECU 10 via the power supply line 5 to activate the ECU 10 in the sleep mode will be described. When the output Fo is 1, the power control unit 11 determines that a power-on command to the ECU 10 has been received, and starts supplying the power supply output PS2 to the microcomputer 20 and the like. That is, the power control unit 11 switches the power of the microcomputer 20 and the like from off to on. As a result, the ECU 10 transitions to the wake-up mode. On the other hand, when the output Fo is 0, the power control unit 11 continues the sleep mode with the power of the microcomputer 20 and the like turned off. The power control unit 11 always supplies the power supply output PS1 to the detection unit 14 and the determination unit 15 used for power line communication regardless of the operation mode of the ECU 10. Thus, the communication signal Ss can be processed regardless of the operation mode of the ECU 10.
次に、ECU100が、ウェイクアップモード中のECU10を休止させるために、電源線5を介して通信信号SsをECU10へ送信した場合における、ECU10内の給電制御について説明する。電源制御部11は、出力Foが1の場合には、ECU10に対する電源のオフ指令を受信したと判断して、マイコン20等への給電出力PS2の給電を終了する。すなわち、電源制御部11は、マイコン20等の電源をオンからオフへ切り替える。これにより、ECU10は、検出部14及び判定部15のみが給電されるスリープモードに遷移する。一方、電源制御部11は、出力Foが0の場合には、マイコン20等の電源をオンにしたまま、ウェイクアップモードを継続する。 Next, power supply control in the ECU 10 when the ECU 100 transmits a communication signal Ss to the ECU 10 via the power supply line 5 in order to stop the ECU 10 in the wake-up mode will be described. When the output Fo is 1, the power supply control unit 11 determines that the power off command to the ECU 10 has been received, and terminates the power supply of the power supply output PS2 to the microcomputer 20 and the like. That is, the power control unit 11 switches the power of the microcomputer 20 and the like from on to off. Thereby, the ECU 10 shifts to the sleep mode in which only the detection unit 14 and the determination unit 15 are supplied with power. On the other hand, when the output Fo is 0, the power control unit 11 continues the wake-up mode while keeping the power of the microcomputer 20 and the like on.
<効果>
以上説明した第1実施形態によれば、以下の効果が得られる。
(1)通信信号の周波数fsを、コンデンサCpを通過する周波数帯Bcよりも低い周波数とし、低周波フィルタ部13の通過帯域Bfを、通信周波数fsを含む帯域としたことにより、コンデンサCpのノイズ除去性能を低下させることなく、電源線通信を実現することができる。
<Effect>
According to the first embodiment described above, the following effects can be obtained.
(1) The frequency fs of the communication signal is set to a frequency lower than the frequency band Bc passing through the capacitor Cp, and the pass band Bf of the low frequency filter unit 13 is set to a band including the communication frequency fs. Power line communication can be realized without lowering the removal performance.
(2)通信周波数fsを、周波数帯Bcよりも低い周波数とすることにより、電源線通信は低速通信となる。しかしながら、通信信号SsをECU10に対する電源のオンオフ情報とすることで、低速でも問題なく通信を実行できる。 (2) By setting the communication frequency fs to a frequency lower than the frequency band Bc, the power line communication becomes a low-speed communication. However, by using the communication signal Ss as power on / off information for the ECU 10, communication can be performed without any problem even at a low speed.
(3)ECU10に対する電源のオンオフ情報に従って、ECU10内のマイコン20等の給電を制御することで、消費電力を低減することができる。
(4)低周波フィルタ部13を受動素子のみから構成することにより、能動素子を含めて構成する場合よりも、ECU10での消費電力を低減することができる。
(3) Power consumption can be reduced by controlling power supply to the microcomputer 20 and the like in the ECU 10 according to the power on / off information for the ECU 10.
(4) The power consumption of the ECU 10 can be reduced by configuring the low-frequency filter unit 13 only with passive elements, as compared with a case including the active elements.
(5)電源線5を介して通信信号Ssを送受信することにより、通信方式の異なるECU間でもゲートウェイ1を用いることなく、通信を行うことができる。ひいては、ゲートウェイ1を用いる場合よりも、車載ネットワークシステム200での消費電力を抑制することができる。 (5) By transmitting and receiving the communication signal Ss via the power supply line 5, communication can be performed between ECUs having different communication methods without using the gateway 1. As a result, power consumption in the in-vehicle network system 200 can be suppressed as compared with the case where the gateway 1 is used.
(第2実施形態)
<第1実施形態との相違点>
第2実施形態は、基本的な構成は第1実施形態と同様であるため、共通する構成については説明を省略し、相違点を中心に説明する。なお、第1実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。
(2nd Embodiment)
<Difference from First Embodiment>
Since the second embodiment has the same basic configuration as the first embodiment, the description of the common configuration will be omitted, and the description will focus on the differences. The same reference numerals as in the first embodiment denote the same components, and refer to the preceding description.
図8に示すように、第2実施形態に係るECU10Aの通信制御部12Aは、送信部16を備える点で、第1実施形態に係るECU10の通信制御部12と相違する。送信部16は、電源制御部11から給電出力PS1を受けて動作する。送信部16は、マイコン20から、電源のオン対象又はオフ対象の対象ノードIDを受け取ると、その対象ノードIDが設定された送信信号Ssを、低周波フィルタ部13を介して電源線5に送信する。第1実施形態においては、ECU100は送信部16を備えている。 As shown in FIG. 8, the communication control unit 12A of the ECU 10A according to the second embodiment is different from the communication control unit 12 of the ECU 10 according to the first embodiment in that a communication unit 16 is provided. The transmission unit 16 operates upon receiving the power supply output PS1 from the power supply control unit 11. When the transmission unit 16 receives the target node ID of the power-on target or the power-off target from the microcomputer 20, the transmission unit 16 transmits the transmission signal Ss in which the target node ID is set to the power supply line 5 via the low-frequency filter unit 13. I do. In the first embodiment, the ECU 100 includes the transmission unit 16.
<効果>
以上説明した第2実施形態によれば、第1実施形態の効果(1)〜(5)に加え、以下の効果が得られる。
<Effect>
According to the second embodiment described above, the following effects can be obtained in addition to the effects (1) to (5) of the first embodiment.
(6)ECU10から電源線5を介して、通信信号Ssを受信するとともに送信することができる。ひいては、複数のECU間で、通信信号Ssを相互にやり取りすることができる。 (6) The communication signal Ss can be received and transmitted from the ECU 10 via the power supply line 5. As a result, the communication signal Ss can be exchanged between the plurality of ECUs.
(第3実施形態)
第3実施形態は、基本的な構成は第1実施形態と同様であるため、共通する構成については説明を省略し、相違点を中心に説明する。なお、第1実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。
(Third embodiment)
Since the third embodiment has the same basic configuration as the first embodiment, the description of the common configuration will be omitted, and the description will focus on the differences. The same reference numerals as in the first embodiment denote the same components, and refer to the preceding description.
図9に示すように、第3実施形態に係るECU10Bは、電源制御部11と通信制御部12に加えて、検知部17を備える点で、第1位実施形態に係るECU10と相違する。検知部17は、電源制御部11から給電出力PS3を受けて動作し、低周波フィルタ部13の出力を取得する。つまり、低周波フィルタ部13の出力は、検知部17と検出部14にそれぞれ入力される。検知部17は、低周波フィルタ部13の出力電圧の電圧値が予め設定された閾値よりも大きく変化した場合に、通信信号Ssの入力を検知し、検知結果を電源制御部11へ出力する。これにより、電源制御部11は、検出部14により通信信号Ssが検出されるよりも前に、通信信号Ssの入力を認識することができる。 As shown in FIG. 9, the ECU 10B according to the third embodiment is different from the ECU 10 according to the first embodiment in that the ECU 10B includes a detection unit 17 in addition to the power supply control unit 11 and the communication control unit 12. The detecting unit 17 operates by receiving the power supply output PS3 from the power control unit 11 and acquires the output of the low frequency filter unit 13. That is, the output of the low frequency filter unit 13 is input to the detection unit 17 and the detection unit 14, respectively. The detecting unit 17 detects the input of the communication signal Ss when the voltage value of the output voltage of the low-frequency filter unit 13 changes more than a preset threshold, and outputs the detection result to the power control unit 11. Thereby, the power supply control unit 11 can recognize the input of the communication signal Ss before the detection unit 14 detects the communication signal Ss.
電源制御部11は、図7の最下段に示すように、検知部17により通信信号Ssが検知されたことを条件に、検出部14及び判定部15に、給電出力PS1の供給を開始する。そして、電源制御部11は、判定部15による判定が終了すると、給電出力PS1の供給を終了する。すなわち、電源制御部11は、通信信号Ssを処理するときに限って、検出部14及び判定部15に給電出力PS1を供給する。また、電源制御部11は、ECU10の動作モードにかかわらず、常に検知部17に給電出力PS3を供給する。これにより、ECU10の動作モードにかかわらず、通信信号Ssの入力を検知することができる。ここで、検知部17における消費電力は、検出部14及び判定部15における消費電力よりも少ない。よって、検知部17を追加し、常時電力を供給する構成要素を検出部14及び判定部15から検知部17にすることで、構成要素は増えるもののECU10B全体の消費電力が低減される。 The power supply control unit 11 starts supplying the power supply output PS1 to the detection unit 14 and the determination unit 15 on the condition that the communication signal Ss is detected by the detection unit 17 as illustrated in the lowermost part of FIG. Then, when the determination by the determination unit 15 ends, the power supply control unit 11 ends the supply of the power supply output PS1. That is, the power control unit 11 supplies the power supply output PS1 to the detection unit 14 and the determination unit 15 only when processing the communication signal Ss. Further, the power supply control unit 11 always supplies the power supply output PS3 to the detection unit 17 regardless of the operation mode of the ECU 10. Thereby, regardless of the operation mode of the ECU 10, the input of the communication signal Ss can be detected. Here, the power consumption in the detection unit 17 is smaller than the power consumption in the detection unit 14 and the determination unit 15. Therefore, by adding the detection unit 17 and changing the components that constantly supply power from the detection unit 14 and the determination unit 15 to the detection unit 17, the power consumption of the entire ECU 10B is reduced although the number of components is increased.
<効果>
以上説明した第3実施形態によれば、第1実施形態の効果(1)〜(5)に加え、以下の効果が得られる。
<Effect>
According to the third embodiment described above, the following effects are obtained in addition to the effects (1) to (5) of the first embodiment.
(7)検知部17における消費電力は、検出部14及び判定部15における消費電力よりも小さいため、通信信号Ssの入力が検知された場合に限って、検出部14及び判定部15に給電出力PS1を供給することにより、ECU10で消費される電力を低減することができる。 (7) Since the power consumption of the detection unit 17 is smaller than the power consumption of the detection unit 14 and the determination unit 15, the power is output to the detection unit 14 and the determination unit 15 only when the input of the communication signal Ss is detected. By supplying PS1, the power consumed by the ECU 10 can be reduced.
(第4実施形態)
<第1実施形態との相違点>
第1実施形態では、電源線5を介した通信において、1つの通信帯域Bsが設定されており、1つの通信帯域Bsに属する通信信号Ssの送受信を行っていた。これに対して、第4実施形態は、電源線5を介した通信において、複数の通信帯域Bsが設定されており、複数の通信帯域Bsの通信信号Ssが重畳された合成信号Saの送受信を行う点が異なる。
(Fourth embodiment)
<Difference from First Embodiment>
In the first embodiment, in communication via the power supply line 5, one communication band Bs is set, and transmission / reception of the communication signal Ss belonging to one communication band Bs is performed. On the other hand, in the fourth embodiment, in communication via the power line 5, a plurality of communication bands Bs are set, and transmission and reception of a composite signal Sa on which communication signals Ss of the plurality of communication bands Bs are superimposed is performed. What they do is different.
停車中に、電源線5を介して通信信号Ssの伝送をする場合、送信側のECUからの伝導ノイズはほとんど電源線5に重畳されない。しかしながら、走行中に、電源線5を介して通信信号Ssを伝送する場合、送信側のECUからの伝導ノイズが電源線5に重畳される。そして、伝導ノイズの周波数が通信信号Ssの通信周波数fsと近いと、受信側のECUが通信信号Ssを正しく受信できないおそれがある。 When the communication signal Ss is transmitted via the power supply line 5 while the vehicle is stopped, conduction noise from the transmission-side ECU is hardly superimposed on the power supply line 5. However, when the communication signal Ss is transmitted via the power supply line 5 during traveling, conduction noise from the transmission side ECU is superimposed on the power supply line 5. If the frequency of the conducted noise is close to the communication frequency fs of the communication signal Ss, the ECU on the receiving side may not be able to correctly receive the communication signal Ss.
一般に、電源線5上の伝導ノイズ対策として、信号の周波数スペクトルを広帯域に拡散して送信する周波数拡散方式が知られているが、周波数拡散方式を採用する場合、信号の変復調に大規模な信号処理回路が必要となる。よって、周波数拡散方式は消費電力が大きくなるので、消費電力を抑制したい車両ネットワークシステム200には適さない。そこで、本実施形態では、コンデンサCpに影響を与えることのない周波数帯域において、複数の送信周波数の通信信号Ssの送受信を行う。 In general, as a countermeasure against conducted noise on the power supply line 5, a frequency spreading method of spreading a signal frequency spectrum over a wide band and transmitting the signal is known. When the frequency spreading method is adopted, a large-scale signal is used for modulation and demodulation of a signal. A processing circuit is required. Therefore, the frequency spreading method consumes a large amount of power and is not suitable for the vehicle network system 200 in which the power consumption is to be suppressed. Therefore, in the present embodiment, transmission and reception of communication signals Ss of a plurality of transmission frequencies are performed in a frequency band that does not affect the capacitor Cp.
以下、本実施形態に係るECU10Cの構成について、図10を参照して説明する。ここでは、ECU100CからECU10Cへ、電源線5を介して通信信号Ssを送信することを想定して、ECU10Cの構成について説明する。ECU10CとECU100Cとは同じ構成となっている。 Hereinafter, the configuration of the ECU 10C according to the present embodiment will be described with reference to FIG. Here, the configuration of ECU 10C will be described on the assumption that communication signal Ss is transmitted from power supply line 5 from ECU 100C to ECU 10C. The ECU 10C and the ECU 100C have the same configuration.
本実施形態では、コンデンサCpを通って電源線5から除去される周波数帯Bcよりも低い周波数帯において、3つの通信帯域Bs1,Bs2,Bs3が設定されている。具体的には、本実施形態では、通信帯域Bs1は10Hzを中心とした帯域、通信帯域Bs2は100Hzを中心とした帯域、通信帯域Bs3は1kHzを中心とした帯域に設定されている。 In the present embodiment, three communication bands Bs1, Bs2, and Bs3 are set in a frequency band lower than the frequency band Bc removed from the power supply line 5 through the capacitor Cp. Specifically, in the present embodiment, the communication band Bs1 is set to a band centered at 10 Hz, the communication band Bs2 is set to a band centered at 100 Hz, and the communication band Bs3 is set to a band centered at 1 kHz.
よって、ECU10Cは、3つの送信部311,312,313と、3つの周波数制御部321,322,323と、3つの低周波フィルタ部131,132,133と、3つの検出部141,142,143と、3つの判定部151,152,153と、電源制御部11と、を備える。図13では、マイコン20と、電源制御部11から検出部141,142,143、判定部151,152,153及びマイコン20への給電ラインは省略している。 Therefore, the ECU 10C includes three transmission units 311, 312, 313, three frequency control units 321, 322, 323, three low frequency filter units 131, 132, 133, and three detection units 141, 142, 143. And three determination units 151, 152 and 153, and a power control unit 11. In FIG. 13, the microcomputer 20 and power supply lines from the power supply control unit 11 to the detection units 141, 142, 143, the determination units 151, 152, 153, and the microcomputer 20 are omitted.
送信部311,312,313は、それぞれ、通信帯域Bs1,Bs2,Bs3に属する通信周波数fs1,fs2,fs3の通信信号Ss1,Ss2,Ss3を、同じタイミングで送信する。通信信号Ss1,Ss2,Ss3は、図11に示すような同じ波形の信号であり、通信周波数fs1,fs2,fs3は、それぞれ、10Hz,100Hz,1kHzである。これにより、図12に示すように、電源線5を介して、通信信号Ss1,Ss2,Ss3が重畳した合成信号Saが伝送される。 The transmission units 311, 312, and 313 transmit the communication signals Ss1, Ss2, and Ss3 of the communication frequencies fs1, fs2, and fs3 belonging to the communication bands Bs1, Bs2, and Bs3, respectively, at the same timing. The communication signals Ss1, Ss2, and Ss3 have the same waveform as shown in FIG. 11, and the communication frequencies fs1, fs2, and fs3 are 10 Hz, 100 Hz, and 1 kHz, respectively. Thereby, as shown in FIG. 12, the composite signal Sa on which the communication signals Ss1, Ss2, and Ss3 are superimposed is transmitted via the power supply line 5.
周波数制御部321,322,323は、それぞれ、送信部311,312,313から送信される通信信号Ss1,Ss2,Ss3の周波数を、通信周波数fs1,fs2,fs3に制御する。 The frequency control units 321, 322, and 323 control the frequencies of the communication signals Ss1, Ss2, and Ss3 transmitted from the transmission units 311, 312, and 313 to the communication frequencies fs1, fs2, and fs3, respectively.
低周波フィルタ部131,132,133は、それぞれ、通信帯域Bs1,Bs2,Bs3を通過帯域Bf1,Bf2,Bf3とするバンドパスフィルタである。低周波フィルタ部131,132,133は、それぞれ、合成信号Saから通信信号Ss1,Ss2,Ss3を取り出す。各低周波フィルタ部131,132,133の構成は、低周波フィルタ部13と同様の構成とすればよい。 The low-frequency filter units 131, 132, and 133 are band-pass filters that set the communication bands Bs1, Bs2, and Bs3 to pass bands Bf1, Bf2, and Bf3, respectively. The low frequency filter units 131, 132, and 133 respectively extract the communication signals Ss1, Ss2, and Ss3 from the composite signal Sa. The configuration of each of the low-frequency filter units 131, 132, and 133 may be the same as the configuration of the low-frequency filter unit 13.
検出部141,142,143は、それぞれ、低周波フィルタ部131,132,133の出力から、通信信号Bs1,Bs2,Bs3を検出する回路である。各検出部141,142,143の構成は、検出部14と同様の構成とすればよい。 The detection units 141, 142, and 143 are circuits that detect communication signals Bs1, Bs2, and Bs3 from the outputs of the low-frequency filter units 131, 132, and 133, respectively. The configuration of each of the detection units 141, 142, and 143 may be the same as the configuration of the detection unit 14.
また、判定部151,152,153は、それぞれ、検出部141,142,143で検出された通信信号Ss1,Ss2,Ss3に含まれる対象ノードIDと、自ノードIDとが一致しているか否か判定する。そして、判定部151,152,153は、一致している場合に、電源のオン又はオンを表す出力Fo=1を出力する。判定部151,152,153から出力された出力Fo=1は統合され、電源制御部11へ送信される。判定部151,152,152の出力Foは「1」又は「0」であるため、信号処理を必要とする機器を介さずに統合することができる。各判定部151,152,153の構成は、判定部15と同様の構成とすればよい。 The determination units 151, 152, and 153 determine whether the target node IDs included in the communication signals Ss1, Ss2, and Ss3 detected by the detection units 141, 142, and 143 match the own node IDs, respectively. judge. Then, if they match, the determination units 151, 152, and 153 output an output Fo = 1 indicating that the power is on or on. The output Fo = 1 output from the determination units 151, 152, and 153 is integrated and transmitted to the power control unit 11. Since the output Fo of the determination units 151, 152, and 152 is "1" or "0", they can be integrated without using a device that requires signal processing. The configuration of each of the determination units 151, 152, and 153 may be the same as the configuration of the determination unit 15.
なお、ECU100CからECU10Cへの一方向の通信を行う場合は、ECU10Cは、送信部311,312,313、及び周波数制御部321,322,323を備えていなくてもよい。また、ECU100Cは、低周波フィルタ部131,132,133、検出部141,142,143、及び判定部151,152,153を備えていなくてもよい。 When performing one-way communication from the ECU 100C to the ECU 10C, the ECU 10C may not include the transmission units 311, 312, 313 and the frequency control units 321, 322, 323. Also, the ECU 100C may not include the low frequency filter units 131, 132, 133, the detection units 141, 142, 143, and the determination units 151, 152, 153.
<作用>
図13に、通信帯域を通信帯域Bs1のみとし、通信信号Ssを10Hzの信号とした場合のタイムチャートを示す。電圧Vsaは、10Hzの伝導ノイズが電源線5に重畳していない場合における、電源線5上の信号電圧を示す。電圧Vsaは、バッテリ8の電圧に通信信号Ssの電圧を加えたものとなっている。電圧Vsdは、電圧Vsaの信号を低周波フィルタ部131に通して、AD変換した後の信号の電圧を示す。電圧Vsnaは、10Hzの伝導ノイズが電源線5に重畳している場合における、電源線5上の信号電圧を示す。電圧Vsnaは、バッテリ8の電圧と通信信号Ssの電圧と伝導性ノイズの電圧とを合わせた電圧となっている。電圧Vsndは、電圧Vsnaの信号を低周波フィルタ部131に通して、AD変換した後の電圧を示す。
<Action>
FIG. 13 shows a time chart when the communication band is only the communication band Bs1 and the communication signal Ss is a signal of 10 Hz. Voltage Vsa indicates a signal voltage on power supply line 5 when conduction noise of 10 Hz is not superimposed on power supply line 5. The voltage Vsa is obtained by adding the voltage of the communication signal Ss to the voltage of the battery 8. The voltage Vsd indicates the voltage of the signal after the signal of the voltage Vsa is passed through the low-frequency filter unit 131 and subjected to AD conversion. The voltage Vsna indicates a signal voltage on the power supply line 5 when a conduction noise of 10 Hz is superimposed on the power supply line 5. The voltage Vsna is a voltage obtained by adding the voltage of the battery 8, the voltage of the communication signal Ss, and the voltage of the conductive noise. The voltage Vsnd indicates a voltage after the signal of the voltage Vsna is passed through the low-frequency filter unit 131 and subjected to AD conversion.
電圧Vsdと電圧Vsndとを比べると、波形が大きくずれており、通信信号Ssの情報を正しく送信できていないことがわかる。これは、伝導ノイズの周波数が通信帯域Bs1に入っているため、伝導ノイズが低周波フィルタ部131を通過し、通信信号Ssと伝導ノイズとが分離されていないためである。 When the voltage Vsd and the voltage Vsnd are compared, it can be seen that the waveform is greatly shifted, and the information of the communication signal Ss cannot be transmitted correctly. This is because the frequency of the conduction noise falls within the communication band Bs1, so that the conduction noise passes through the low-frequency filter unit 131, and the communication signal Ss and the conduction noise are not separated.
一方、図14に、通信帯域を通信帯域Bs1,Bs2,Bs3とし、合成信号Saを10Hz,100Hz,1kHzの通信信号Ss1,Ss2,Ss3を重畳した信号とした場合における、図13に対応したタイムチャートを示す。電圧Vsd3は、電圧Vsaの信号を低周波フィルタ部133に通して、AD変換した後の信号の電圧を示す。電圧Vsnd3は、電圧Vsnaの信号を低周波フィルタ部133に通して、AD変換した後の信号の電圧を示す。 On the other hand, FIG. 14 shows a time corresponding to FIG. 13 when the communication band is a communication band Bs1, Bs2, and Bs3, and the synthesized signal Sa is a signal obtained by superimposing the communication signals Ss1, Ss2, and Ss3 of 10 Hz, 100 Hz, and 1 kHz. The chart is shown. The voltage Vsd3 indicates the voltage of the signal after the signal of the voltage Vsa is passed through the low-frequency filter unit 133 and subjected to AD conversion. The voltage Vsnd3 indicates the voltage of the signal after the signal of the voltage Vsna is passed through the low-frequency filter unit 133 and subjected to AD conversion.
電圧Vsd3と電圧Vsnd3とを比べると、波形が一致しており、通信信号Ss3の情報が正しく送信できていることがわかる。これは、伝導ノイズの周波数が通信帯域Bs3と離れているため、伝導ノイズが低周波フィルタ部133で遮断されて、低周波フィルタ部133からは、通信信号Ss3のみが取り出されるためである。つまり、複数の通信帯域を用いることにより、伝導ノイズの周波数がいずれかの通信帯域に入っていても、他の通信帯域で情報が正しく送信される。複数の通信帯域Bs1,Bs2,Bs3は、低周波フィルタ部131,132,133の性能を考慮して、ある程度離れた帯域を設定するとよい。 When the voltage Vsd3 is compared with the voltage Vsnd3, the waveforms match, and it can be seen that the information of the communication signal Ss3 has been correctly transmitted. This is because the conduction noise is separated from the communication band Bs3, so that the conduction noise is cut off by the low-frequency filter unit 133, and only the communication signal Ss3 is extracted from the low-frequency filter unit 133. That is, by using a plurality of communication bands, even if the frequency of the conducted noise is in one of the communication bands, information is correctly transmitted in another communication band. The plurality of communication bands Bs1, Bs2, and Bs3 may be set to bands separated to some extent in consideration of the performance of the low-frequency filter units 131, 132, and 133.
<効果>
以上説明した第4実施形態によれば、上記実施形態の効果(1)〜(6)に加え、以下の効果が得られる。
<Effect>
According to the fourth embodiment described above, the following effects can be obtained in addition to the effects (1) to (6) of the above embodiment.
(8)複数の通信帯域を用いることで、電源線5上に伝導ノイズが重畳している場合でも、伝導ノイズの周波数と異なる通信帯域の送信信号が検出される。よって、周波数拡散方式のように大規模な信号処理回路を設けることなく、複数の通信フィルタと複数の検出部と複数の判定部を備えるだけの簡易な構成で、耐ノイズ性に優れた電源線通信を実現することができる。 (8) By using a plurality of communication bands, a transmission signal in a communication band different from the frequency of the conduction noise is detected even when the conduction noise is superimposed on the power supply line 5. Therefore, a power supply line having excellent noise immunity with a simple configuration including only a plurality of communication filters, a plurality of detection units, and a plurality of determination units without providing a large-scale signal processing circuit unlike the frequency spreading method. Communication can be realized.
(第5実施形態)
<第4実施形態との相違点>
第5実施形態は、第4実施形態に係るECU10Cの構成に加えて、処理制御部21を備える点で、第4実施形態と異なる。
(Fifth embodiment)
<Difference from Fourth Embodiment>
The fifth embodiment is different from the fourth embodiment in that a processing control unit 21 is provided in addition to the configuration of the ECU 10C according to the fourth embodiment.
以下、本実施形態に係るECU10Dの構成について、図15を参照して説明する。ここでは、ECU100DからECU10Dへ、電源線5を介して合成信号Saを送信することを想定して、ECU10Dの構成について説明する。ECU100Dは、ECU10Dと同じ構成になっている。 Hereinafter, the configuration of the ECU 10D according to the present embodiment will be described with reference to FIG. Here, the configuration of ECU 10D will be described assuming that composite signal Sa is transmitted from power supply line 5 from ECU 100D to ECU 10D. The ECU 100D has the same configuration as the ECU 10D.
ECU10Dは、ECU10Cの構成に加えて、処理制御部21を備える。処理制御部21は、判定部151,152,153の出力Foを統合する信号線と、判定部151,152に接続されている。処理判定部21は、判定部151,152,153のいずれかにより対象ノードIDと自ノードIDとが一致していると判定された場合に、最も周波数の高い通信帯域Bs3に対応する判定部153を除いた、判定部151,152の処理を停止させる。すなわち、判定部151,152,153のいずれかから出力Fo=1が電源制御装置11へ送信された場合に、判定部151,152への給電を停止させる。 The ECU 10D includes a processing control unit 21 in addition to the configuration of the ECU 10C. The processing control unit 21 is connected to the signal lines that integrate the outputs Fo of the determination units 151, 152, and 153, and to the determination units 151 and 152. When any of the determination units 151, 152, and 153 determines that the target node ID and the own node ID match, the processing determination unit 21 determines the determination unit 153 corresponding to the communication band Bs3 having the highest frequency. The processing of the determination units 151 and 152 except for the above is stopped. That is, when the output Fo = 1 is transmitted from any one of the determination units 151, 152, and 153 to the power control device 11, the power supply to the determination units 151 and 152 is stopped.
図14に示すように、送信信号の送信周波数が高いほど、低周波フィルタ部を通過するタイミングが早くなり、早いタイミングで対象ノードIDと自ノードIDとが一致しているか否か判定される。そして、出力Fo=1は、判定部151,152,153のいずれか1つから得られれば十分である。よって、判定部151,152,153のいずれかから出力Fo=1が送信された時点で、判定部151,152による処理を停止させても問題ない。判定部151,152の処理を停止させることで、判定部151,152で消費される電力が削減される。判定部153は、いずれかから出力Fo=1が送信された時点で、すでに処理を終えているので、処理制御部21により処理を停止させる状況になることはない。 As shown in FIG. 14, the higher the transmission frequency of the transmission signal, the earlier the timing of passing through the low frequency filter unit, and it is determined at an earlier timing whether the target node ID and the own node ID match. Then, it is sufficient that the output Fo = 1 is obtained from any one of the determination units 151, 152, and 153. Therefore, when the output Fo = 1 is transmitted from any of the determination units 151, 152, and 153, there is no problem even if the processing by the determination units 151 and 152 is stopped. By stopping the processing of the determination units 151 and 152, the power consumed by the determination units 151 and 152 is reduced. Since the determination unit 153 has already completed the processing when the output Fo = 1 is transmitted from any of them, the processing control unit 21 does not stop the processing.
このように、処理制御部21を備えることにより、判定部153から最初に出力Fo=1が送信された場合には、判定部151,152で消費される電力が削減される。また、検出部143にて送信信号Ss3が正しく検出されず、判定部152から最初に出力Fo=1が送信された場合には、判定部151で消費される電力が削減される。 As described above, by including the processing control unit 21, when the output Fo = 1 is first transmitted from the determination unit 153, the power consumed by the determination units 151 and 152 is reduced. Further, when the transmission signal Ss3 is not correctly detected by the detection unit 143 and the output Fo = 1 is first transmitted from the determination unit 152, the power consumed by the determination unit 151 is reduced.
また、判定部151,152だけでなく、検出部141,142の処理も停止させるようにしてもよい。検出部141,142の処理も停止させることで、より消費電力が抑制される。 Further, not only the determination units 151 and 152 but also the detection units 141 and 142 may be stopped. By stopping the processing of the detection units 141 and 142, power consumption is further reduced.
なお、ECU100DからECU10Dへの一方向の通信を行う場合は、ECU10Dは、送信部311,312,313、及び周波数制御部321,322,323を備えていなくてもよい。また、ECU100Dは、低周波フィルタ部131,132,133、検出部141,142,143、及び判定部151,152,153を備えていなくてもよい。 When performing one-way communication from the ECU 100D to the ECU 10D, the ECU 10D may not include the transmission units 311, 312, 313 and the frequency control units 321, 322, 323. Also, the ECU 100D may not include the low frequency filter units 131, 132, 133, the detection units 141, 142, 143, and the determination units 151, 152, 153.
<効果>
以上説明した第5実施形態によれば、上記実施形態の効果(1)〜(6)及び(8)に加えて、以下の効果が得られる。
<Effect>
According to the fifth embodiment described above, the following effects are obtained in addition to the effects (1) to (6) and (8) of the above embodiment.
(9)いずれかの判定部から出力Fo=1が送信された時点で、最も周波数の高い通信帯域Bs3を除いた通信帯域Bs1,Bs2に対応する判定部151,152の処理を停止させることで、電力消費を抑制することができる。 (9) When the output Fo = 1 is transmitted from any of the determination units, the processing of the determination units 151 and 152 corresponding to the communication bands Bs1 and Bs2 excluding the communication band Bs3 having the highest frequency is stopped. In addition, power consumption can be suppressed.
(第6実施形態)
<第4実施形態との相違点>
第6実施形態は、第4実施形態に係るECU10Cの構成に加えて、ノイズ検知部22及び帯域変化部23を備える点、及び低周波フィルタ部131E,132E,133Eの構成が、低周波フィルタ部131,132,133の構成と異なる点で、第4実施形態と異なる。
(Sixth embodiment)
<Difference from Fourth Embodiment>
In the sixth embodiment, in addition to the configuration of the ECU 10C according to the fourth embodiment, a point that a noise detection unit 22 and a band change unit 23 are provided, and the configuration of the low-frequency filter units 131E, 132E, and 133E is different from that of the It differs from the fourth embodiment in that it differs from the configuration of 131, 132, 133.
以下、本実施形態に係るECU10Eの構成について、図16を参照して説明する。ここでは、ECU10EからECU100Eへ、電源線5を介して合成信号Saを送信することを想定して、ECU10Eの構成について説明する。ECU10EとECU100Eとは同じ構成となっている。 Hereinafter, the configuration of the ECU 10E according to the present embodiment will be described with reference to FIG. Here, the configuration of the ECU 10E will be described assuming that the combined signal Sa is transmitted from the ECU 10E to the ECU 100E via the power supply line 5. The ECU 10E and the ECU 100E have the same configuration.
ECU10Eは、ECU10Cと比べて、低周波フィルタ部131,132,132の代わりに、低周波フィルタ部131E,132E,133Eを備えるとともに、ノイズ検知部22及び帯域変化部23を更に備える。 The ECU 10E includes low-frequency filter units 131E, 132E, and 133E instead of the low-frequency filter units 131, 132, and 132, and further includes a noise detection unit 22 and a band change unit 23, as compared with the ECU 10C.
低周波フィルタ部131E,132E,133Eは、それぞれ、BPFを構成する素子ごとに、素子値の異なる複数の素子を備え、素子値を選択可能な構成になっている。つまり、BPFが図3に示すような構成の場合、低周波フィルタ部131E,132E,133Eは、それぞれ、容量値の異なる複数のコンデンサCh、抵抗値の異なる複数の抵抗Rh、容量値の異なる複数のコンデンサCl、及び抵抗値の異なる複数の抵抗Rlを備える。そして、低周波フィルタ部131E,132E,133Eは、コンデンサCh、抵抗Rh、コンデンサCl、抵抗Rlをそれぞれ1つずつ選択できる構成となっている。 Each of the low-frequency filter units 131E, 132E, and 133E includes a plurality of elements having different element values for each element constituting the BPF, and has a configuration in which an element value can be selected. That is, when the BPF has a configuration as shown in FIG. 3, the low-frequency filter units 131E, 132E, and 133E respectively include a plurality of capacitors Ch having different capacitance values, a plurality of resistors Rh having different resistance values, and a plurality of resistors having different capacitance values. , And a plurality of resistors Rl having different resistance values. The low-frequency filter units 131E, 132E, and 133E have a configuration in which one capacitor Ch, one resistor Rh, one capacitor Cl, and one resistor Rl can be selected.
ノイズ検知部22は、車両のイグニッション又はスタータスイッチなどがオンして始動した後、最初にECU10Eから合成信号Saを送信する前に、電源線5に重畳されている伝導ノイズの周波数を検知する。また、ノイズ検知部22は、伝導ノイズの周波数をマイコン20へ送信する。マイコン20は、通常の伝送路2〜4のいずれかを介して、伝導ノイズの周波数をECU100Eへ送信する。 After the ignition or starter switch of the vehicle is turned on and started, the noise detection unit 22 detects the frequency of the conducted noise superimposed on the power supply line 5 before transmitting the composite signal Sa from the ECU 10E for the first time. Further, the noise detection unit 22 transmits the frequency of the conduction noise to the microcomputer 20. The microcomputer 20 transmits the frequency of the conduction noise to the ECU 100E via any one of the normal transmission paths 2 to 4.
帯域変化部23は、ノイズ検知部22により検知された伝導ノイズの周波数を避けるように、複数の通信帯域Bs1,Bs2,Bs3を変化させる。そして、帯域変化部23は、変化させた通信帯域Bs1,Bs2,Bs3に合わせて、周波数制御部321,322,323により送信周波数fs1,fs2,fs3を変化させる。 The band changing unit 23 changes the plurality of communication bands Bs1, Bs2, and Bs3 so as to avoid the frequency of the conduction noise detected by the noise detecting unit 22. Then, the band changing unit 23 changes the transmission frequencies fs1, fs2, fs3 by the frequency control units 321, 322, 323 in accordance with the changed communication bands Bs1, Bs2, Bs3.
さらに、帯域変化部23は、ノイズ検知部22により検知された伝導ノイズの周波数を避けるように、低周波フィルタ部131E,132E,133Eの通過帯域Bf1,Bf2,Bf3を変化させる。すなわち、帯域変化部23は、伝導ノイズの周波数を避けるように、低周波フィルタ部131E,132E,133Eが備える異なる素子値の複数の素子から適宜素子を選択して、BPFを形成する。通過帯域Bf1,Bf2,Bf3は、通信帯域Bs1,Bs2,Bs3に合わせた帯域とする。 Further, the band changing unit 23 changes the pass bands Bf1, Bf2, and Bf3 of the low frequency filter units 131E, 132E, and 133E so as to avoid the frequency of the conduction noise detected by the noise detection unit 22. That is, the band changing unit 23 appropriately selects an element from a plurality of elements having different element values included in the low-frequency filter units 131E, 132E, and 133E so as to avoid the frequency of the conduction noise, and forms a BPF. The pass bands Bf1, Bf2, and Bf3 are bands that match the communication bands Bs1, Bs2, and Bs3.
一方、ECU100Eの帯域変化部23も、ECU10Eから受信した伝導ノイズの周波数に応じて、通信帯域Bs1,Bs2,Bs3及び通過帯域Bf1,Bf2,Bf2を変化させる。これにより、伝導ノイズの周波数を避けた送信周波数fs1,fs2,fs3の成分を持つ合成信号Saを、ECU10Eから電源線5に重畳し、ECU100Eで受信することができる。また、ECU10Eも、伝導ノイズの周波数を避けた送信周波数Fs1,fs2,fs3の成分を持つ合成信号Saを、受信できるようになる。 On the other hand, the band changing unit 23 of the ECU 100E also changes the communication bands Bs1, Bs2, Bs3 and the pass bands Bf1, Bf2, Bf2 according to the frequency of the conduction noise received from the ECU 10E. As a result, a composite signal Sa having components of the transmission frequencies fs1, fs2, and fs3 that avoids the frequency of the conduction noise can be superimposed on the power supply line 5 from the ECU 10E and received by the ECU 100E. Further, the ECU 10E can also receive the composite signal Sa having the components of the transmission frequencies Fs1, fs2, and fs3 that avoids the frequency of the conduction noise.
<効果>
以上説明した第6実施形態によれば、上記実施形態の効果(1)〜(6)及び(8)に加えて、以下の効果が得られる。
<Effect>
According to the sixth embodiment described above, the following effects are obtained in addition to the effects (1) to (6) and (8) of the above embodiment.
(10)検知された伝導ノイズの周波数を避けるように、複数の通信帯域Bs1,Bs2,Bs3、及び複数の通過帯域Bf1,Bf2,Bf3を変化させることにより、伝導ノイズの重畳が抑制された合成信号Saの送信を実現することができる。 (10) By changing the plurality of communication bands Bs1, Bs2, Bs3 and the plurality of pass bands Bf1, Bf2, Bf3 so as to avoid the frequency of the detected conduction noise, the superposition of the conduction noise is suppressed. Transmission of the signal Sa can be realized.
(第7実施形態)
<第4実施形態との相違点>
第7実施形態は、第4実施形態に係るECU10Cの構成に加えて、ノイズ検知部22F、及び出力制御部331,332,333を備える点で、第4実施形態と異なる。
(Seventh embodiment)
<Difference from Fourth Embodiment>
The seventh embodiment is different from the fourth embodiment in that a noise detection unit 22F and output control units 331, 332, 333 are provided in addition to the configuration of the ECU 10C according to the fourth embodiment.
以下、本実施形態に係るECU10Fの構成について、図17を参照して説明する。ここでは、ECU10FからECU100Fへ、電源線5を介して合成信号Saを送信することを想定して、ECU10Fの構成について説明する。ECU10FとECU100Fとは同じ構成となっている。 Hereinafter, the configuration of the ECU 10F according to the present embodiment will be described with reference to FIG. Here, the configuration of the ECU 10F will be described on the assumption that the combined signal Sa is transmitted from the ECU 10F to the ECU 100F via the power supply line 5. The ECU 10F and the ECU 100F have the same configuration.
ノイズ検知部22Fは、車両のイグニッション又はスタータスイッチなどがオンして始動した後、最初にECU10Fから合成信号Saを送信する前に、電源線5に重畳されている伝導ノイズの周波数を検知する。詳しくは、ノイズ検知部22Fは、設定されている通信帯域Bs1,Bs2,Bs3のどの帯域に伝導ノイズの周波数が入っているか検知する。よって、ノイズ検知部22Fとして、低周波フィルタ部131,132,133及び検出部141,142,143を兼用してもよいし、別途設けてもよい。 The noise detection unit 22F detects the frequency of the conduction noise superimposed on the power supply line 5 after the ignition or starter switch of the vehicle is turned on and started, and before the combined signal Sa is transmitted from the ECU 10F for the first time. More specifically, the noise detection unit 22F detects which of the communication bands Bs1, Bs2, and Bs3 that has been set contains the frequency of the conducted noise. Therefore, the low-frequency filter units 131, 132, 133 and the detection units 141, 142, 143 may be used as the noise detection unit 22F, or may be separately provided.
出力制御部331,332,333は、それぞれ、ノイズ検知部22Fと送信部311,312,313に接続されており、ノイズ検知部22Fによる検知結果に応じて、送信部311,312,313の出力を制御する。詳しくは、出力制御部331,332,333は、検知された伝導ノイズの周波数を含む通信帯域に属する通信信号の振幅を増幅する。例えば、検知された伝導ノイズの周波数が10Hzであった場合、出力制御部331は、送信部311から出力される通信信号Ss1の振幅を増幅させる。これにより、伝導ノイズが存在する通信帯域におけるSN比が向上する。 The output control units 331, 332, and 333 are connected to the noise detection unit 22F and the transmission units 311, 312, and 313, respectively, and output the transmission units 311, 312, and 313 according to the detection result by the noise detection unit 22F. Control. Specifically, the output control units 331, 332, and 333 amplify the amplitude of the communication signal belonging to the communication band including the frequency of the detected conduction noise. For example, when the frequency of the detected conduction noise is 10 Hz, the output control unit 331 amplifies the amplitude of the communication signal Ss1 output from the transmission unit 311. Thereby, the S / N ratio in the communication band where the conduction noise exists is improved.
また、出力制御部331,332,333は、検知された伝導ノイズの周波数を含まない通信帯域の通信信号の振幅を減少させてもよい。例えば、検知された伝導ノイズの周波数が10Hzであった場合、出力制御部332,333は、送信部312,313から出力される通信信号Ss2,Ss3の振幅を減少させてもよい。これにより、消費電力が抑制される。 In addition, the output control units 331, 332, and 333 may reduce the amplitude of a communication signal in a communication band that does not include the frequency of the detected conduction noise. For example, when the frequency of the detected conduction noise is 10 Hz, the output control units 332 and 333 may reduce the amplitude of the communication signals Ss2 and Ss3 output from the transmission units 312 and 313. Thereby, power consumption is suppressed.
なお、ECU10FからECU100Fへの一方向の通信を行う場合は、ECU100Fは、送信部311,312,313、及び周波数制御部321,322,323を備えていなくてもよい。また、ECU10Fは、低周波フィルタ部131,132,133、検出部141,142,143、及び判定部151,152,153を備えていなくてもよい。この場合、ECU10Fは、別途、ノイズ検知部22Fを備える必要がある。 When performing one-way communication from the ECU 10F to the ECU 100F, the ECU 100F may not include the transmission units 311, 312, 313 and the frequency control units 321, 322, 323. Further, the ECU 10F may not include the low-frequency filter units 131, 132, 133, the detection units 141, 142, 143, and the determination units 151, 152, 153. In this case, the ECU 10F needs to separately include the noise detection unit 22F.
<効果>
以上説明した第7実施形態によれば、上記実施形態の効果(1)〜(6)及び(8)に加えて、以下の効果が得られる。
<Effect>
According to the seventh embodiment described above, the following effects can be obtained in addition to the effects (1) to (6) and (8) of the above embodiment.
(11)検知された伝導ノイズの周波数を含む通信帯域の基本信号の振幅が増幅されることにより、その通信帯域のSN比が増加する。これにより、伝導ノイズの周波数を含む通信帯域の基本信号も検出できるようになる。 (11) Since the amplitude of the basic signal in the communication band including the frequency of the detected conduction noise is amplified, the SN ratio of the communication band increases. This makes it possible to detect the basic signal in the communication band including the frequency of the conduction noise.
(他の実施形態)
以上、本発明を実施するための形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されることなく、種々変形して実施することができる。
(Other embodiments)
The embodiments for carrying out the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be implemented with various modifications.
(a)図18に示すように、低周波フィルタ部13,131,132,133,131E,132E,133Eを、コンデンサCrとコイルLrと抵抗Rrの直列共振回路から構成された低周波フィルタ部13aとしてもよい。直列共振回路は、通信周波数fsで共振するバンドパスフィルタである。各素子の値は、例えば、コンデンサCrの容量は1mF、コイルLrのインダクタンスは0.25H、抵抗Rrの抵抗値は100Ωとする。 (A) As shown in FIG. 18, the low-frequency filter units 13, 131, 132, 133, 131E, 132E, and 133E are replaced by a low-frequency filter unit 13a composed of a series resonance circuit of a capacitor Cr, a coil Lr, and a resistor Rr. It may be. The series resonance circuit is a bandpass filter that resonates at the communication frequency fs. As for the values of the respective elements, for example, the capacitance of the capacitor Cr is 1 mF, the inductance of the coil Lr is 0.25H, and the resistance value of the resistor Rr is 100Ω.
また、低周波フィルタ部131,132,133を直列共振回路とする場合、各素子の値は、例えば、コンデンサCrの容量は2.2nF,0.22μF,22μF、コイルLrのインダクタンスは0.1H,0.1H,0.1H、抵抗Rrの抵抗値は13Ω,1.3kΩ,130Ωとする。 When the low-frequency filter units 131, 132, and 133 are series resonance circuits, the values of the respective elements are, for example, the capacitance of the capacitor Cr is 2.2 nF, 0.22 μF, and 22 μF, and the inductance of the coil Lr is 0.1 H. , 0.1H, 0.1H and the resistance value of the resistor Rr are 13Ω, 1.3 kΩ, and 130Ω.
図19に、通信周波数fsを10Hzとし、コンデンサCpに並列に、低周波フィルタ部13を接続した場合の回路インピーダンスZ1と、低周波フィルタ部13aを接続した場合の回路インピーダンスZ4の周波数特性を示す。回路インピーダンスZ4は、直列共振回路の共振周波数である10Hzにおいて、最小値の約100Ωとなっている。回路インピーダンスZ4は、回路インピーダンスZ1と比べて、低周波領域において小さくなっているが、通信可能な程度の大きさは確保できている。また、回路インピーダンスZ4は、コンデンサCpと直列共振回路との共振が発生する1kHz付近において最大値となり、1kHz以上の周波数領域では、周波数特性が回路インピーダンスZ1の周波数特性と等しくなっている。これは、高周波数領域では、回路インピーダンスZ4が、コンデンサCpのインピーダンスに近づくからである。よって、コンデンサCpに並列に低周波フィルタ部13aを接続した場合も、コンデンサCpのノイズ除去性能を低下させることがない。 FIG. 19 shows the frequency characteristics of the circuit impedance Z1 when the communication frequency fs is 10 Hz and the low-frequency filter unit 13 is connected in parallel with the capacitor Cp, and the circuit impedance Z4 when the low-frequency filter unit 13a is connected. . The circuit impedance Z4 has a minimum value of about 100Ω at 10 Hz which is the resonance frequency of the series resonance circuit. The circuit impedance Z4 is smaller in the low-frequency region than the circuit impedance Z1, but is large enough to allow communication. Further, the circuit impedance Z4 has a maximum value near 1 kHz at which resonance between the capacitor Cp and the series resonance circuit occurs, and the frequency characteristic is equal to the frequency characteristic of the circuit impedance Z1 in a frequency region of 1 kHz or more. This is because the circuit impedance Z4 approaches the impedance of the capacitor Cp in the high frequency region. Therefore, even when the low-frequency filter section 13a is connected in parallel to the capacitor Cp, the noise removal performance of the capacitor Cp does not decrease.
また、図20に、低周波フィルタ部13のフィルタ通過特性と、低周波フィルタ部13aの抵抗値を100Ωとしたフィルタ通過特性、及び低周波フィルタ部13aの抵抗値を1kΩとしたフィルタ通過特性を示す。フィルタ通過特性は、フィルタの入力電圧に対する出力電圧の比すなわち利得を示している。低周波フィルタ部13の場合、抵抗Rlを通る際に損失が発生する。よって、図20に示すように、低周波フィルタ部13aを用いる場合、低周波フィルタ部13を用いる場合よりも、通信周波数fsにおける利得を高くすることができる。ただし、低周波フィルタ部13aは、コイルLrを含むため、ECU10を構成するIC内に設けることができない。そのため、低周波フィルタ部13aを接続する場合、低周波フィルタ部13を接続する場合よりも、ECU10の体格が大きくなる。 FIG. 20 shows the filter passing characteristics of the low-frequency filter unit 13, the filter passing characteristics of the low-frequency filter unit 13a with the resistance value of 100Ω, and the filter passing characteristics of the low-frequency filter unit 13a with the resistance value of 1 kΩ. Show. The filter passing characteristic indicates the ratio of the output voltage to the input voltage of the filter, that is, the gain. In the case of the low-frequency filter section 13, a loss occurs when passing through the resistor Rl. Therefore, as shown in FIG. 20, when the low frequency filter unit 13a is used, the gain at the communication frequency fs can be higher than when the low frequency filter unit 13 is used. However, since the low-frequency filter unit 13a includes the coil Lr, it cannot be provided in an IC constituting the ECU 10. Therefore, when the low frequency filter unit 13a is connected, the physique of the ECU 10 becomes larger than when the low frequency filter unit 13 is connected.
なお、低周波フィルタ部13aの通過特性は、コンデンサCrとコイルLrの直列インピーダンスと、抵抗Rrのインピーダンスとの比で決まる。よって、図20に示すように、抵抗Rrを1kΩとすると、抵抗Rrを100Ωにする場合よりも、広い周波数域で利得が高くなってしまう。したがって、抵抗Rrの抵抗値は、フィルタの通過特性が最適となるように設定する必要がある。 The pass characteristic of the low-frequency filter unit 13a is determined by the ratio of the series impedance of the capacitor Cr and the coil Lr to the impedance of the resistor Rr. Therefore, as shown in FIG. 20, when the resistance Rr is 1 kΩ, the gain is higher in a wider frequency range than when the resistance Rr is 100Ω. Therefore, it is necessary to set the resistance value of the resistor Rr so that the pass characteristic of the filter is optimized.
(b)低周波フィルタ部13,131,132,133,131E,132E,133EのHPFは、LPFの入力側に直列に接続されたACカップリングコンデンサでもよい。この場合、低周波フィルタ部13の各素子の値は、例えば、ACカップリングコンデンサの容量を100μF、抵抗Rlの抵抗値を510kΩ、コンデンサClの容量を0.01μFとする。また、低周波フィルタ部13は、LPFのみから構成されていてもよい。 (B) The HPF of the low-frequency filter units 13, 131, 132, 133, 131E, 132E, and 133E may be an AC coupling capacitor connected in series to the input side of the LPF. In this case, the value of each element of the low frequency filter unit 13 is, for example, 100 μF for the capacitance of the AC coupling capacitor, 510 kΩ for the resistance of the resistor Rl, and 0.01 μF for the capacitance of the capacitor Cl. Further, the low-frequency filter unit 13 may be composed of only the LPF.
(c)ECU10は、送信部16と検知部17の両方を備えていてもよい。
(d)第4〜第7実施形態において、設定する通信帯域の数は3つに限らず、2つでも4つ以上でもよい。設定した通信帯域の数に応じて、送信部、周波数制御部、低周波フィルタ部、検出部、判定部を設ければよい。
(C) The ECU 10 may include both the transmission unit 16 and the detection unit 17.
(D) In the fourth to seventh embodiments, the number of communication bands to be set is not limited to three, but may be two or four or more. A transmission unit, a frequency control unit, a low-frequency filter unit, a detection unit, and a determination unit may be provided according to the set number of communication bands.
(e)第4〜第7実施形態は、複数の実施形態を組み合わせて実施してもよい。
(f)電源線5を介して、電源のオン又はオフの指令信号に限らず、他の制御信号を送受信してもよい。
(E) The fourth to seventh embodiments may be implemented by combining a plurality of embodiments.
(F) Other control signals may be transmitted and received via the power supply line 5 without being limited to the command signal for turning on or off the power supply.
(g)車載ネットワークシステム200に接続されている各ECUにおいて、通信信号Ssに基づいた処理を実行してもよい場合は、通信信号Ssはノード情報を含んでいなくてもよい。その場合、ECU10は、判定部15を備えていなくてもよい。電源制御部11は、検出部14により通信信号Ssされた場合に、給電を制御すればよい。 (G) When each ECU connected to the in-vehicle network system 200 may execute processing based on the communication signal Ss, the communication signal Ss may not include node information. In that case, the ECU 10 may not include the determination unit 15. The power control unit 11 may control power supply when the detection unit 14 receives the communication signal Ss.
(h)上記実施形態における1つの構成要素が有する複数の機能を、複数の構成要素によって実現したり、1つの構成要素が有する1つの機能を、複数の構成要素によって実現したりしてもよい。また、複数の構成要素が有する複数の機能を、1つの構成要素によって実現したり、複数の構成要素によって実現される1つの機能を、1つの構成要素によって実現したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加又は置換してもよい。なお、特許請求の範囲に記載した文言のみによって特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本発明の実施形態である。 (H) A plurality of functions of one component in the above embodiment may be realized by a plurality of components, or one function of one component may be realized by a plurality of components. . Also, a plurality of functions of a plurality of components may be realized by one component, or one function realized by a plurality of components may be realized by one component. Further, a part of the configuration of the above embodiment may be omitted. Further, at least a part of the configuration of the above-described embodiment may be added to or replaced by the configuration of another above-described embodiment. In addition, all aspects included in the technical idea specified only by the language described in the claims are embodiments of the present invention.
(i)上述した通信制御装置の他、当該通信制御装置を構成要素とするシステム、電源線通信方法など、種々の形態で本発明を実現することもできる。 (I) In addition to the communication control device described above, the present invention can be realized in various forms, such as a system including the communication control device as a component, a power line communication method, and the like.
5…電源線、10,10A,10B,10C,10D,10E,10F…ECU、13,13a,131,132,133,131E,132E,133E…低周波フィルタ部、14,141,142,143…検出部。 5 Power line 10, 10A, 10B, 10C, 10D, 10E, 10F ECU, 13, 13a, 131, 132, 133, 131E, 132E, 133E Low frequency filter unit 14, 141, 142, 143 Detection unit.
Claims (14)
前記電源線を介する通信の通信帯域は、前記コンデンサを通って前記電源線から除去される周波数帯よりも低い周波数帯に少なくとも1つ設定されており、
抵抗素子とリアクタンス素子とを含み、前記コンデンサと並列に前記電源線に接続されているとともに、前記通信帯域を通過帯域とする少なくとも1つの通信用フィルタ(13,13a,131〜133,131E〜133E)と、
前記抵抗素子と前記リアクタンス素子との接続点に接続され、前記通信用フィルタの出力から前記通信信号を検出するように構成された少なくとも1つの検出部(14,141〜143)と、を備える、通信制御装置。 A communication control device (10, 10A to 10F) that communicates communication signals via a power supply line (5) that is grounded via a noise countermeasure capacitor (Cp) and supplies power to a plurality of devices. So,
A communication band of communication via the power supply line is set to at least one frequency band lower than a frequency band removed from the power supply line through the capacitor,
At least one communication filter (13, 13a, 131 to 133, 131E to 133E) including a resistance element and a reactance element, connected to the power supply line in parallel with the capacitor, and having the communication band as a pass band. )When,
At least one detection unit (14, 141 to 143) connected to a connection point between the resistance element and the reactance element and configured to detect the communication signal from an output of the communication filter. Communication control device.
前記検出部により検出された前記通信信号に含まれる前記対象ノード情報と、自装置を識別するために予め記憶されている自ノード情報とが、一致するか否か判定するように構成された判定部(15)、を備え、
前記電源制御部は、前記判定部により一致すると判定された場合に、前記オンオフ情報を受け取って前記通信制御装置内における給電を制御するように構成されている、請求項3に記載の通信制御装置。 The communication signal includes target node information for identifying a communication target,
A determination unit configured to determine whether the target node information included in the communication signal detected by the detection unit and the own node information stored in advance to identify the own device match each other; Unit (15),
The communication control device according to claim 3, wherein the power control unit is configured to receive the on / off information and control power supply in the communication control device when the determination unit determines that they match. .
前記通信用フィルタとして、前記複数の通信帯域のそれぞれを通過帯域とする複数の通信用フィルタを備え、
前記検出部として、前記複数の通信用フィルタのそれぞれから前記通信信号を検出するように構成された複数の検出部を備える、請求項4に記載の通信制御装置。 As a communication band of communication via the power supply line, a plurality of different communication bands are set in a frequency band lower than a frequency band removed from the power supply line through the capacitor,
As the communication filter, a plurality of communication filters having a pass band for each of the plurality of communication bands,
The communication control device according to claim 4, further comprising a plurality of detection units configured to detect the communication signal from each of the plurality of communication filters as the detection unit.
前記電源線のノイズ周波数を検知するように構成されたノイズ検知部(22)と、
前記ノイズ検知部により検知された前記ノイズ周波数を避けるように、前記複数の通信帯域、及び前記複数の通信用フィルタの前記通過帯域を変化させるように構成された帯域変化部(23)と、を更に備える、請求項5又は6に記載の通信制御装置。 A plurality of transmission units (311 to 313) configured to transmit the communication signals of the plurality of communication bands to another device via the power line;
A noise detection unit (22) configured to detect a noise frequency of the power supply line;
A band changing unit (23) configured to change the plurality of communication bands and the pass band of the plurality of communication filters so as to avoid the noise frequency detected by the noise detecting unit. The communication control device according to claim 5, further comprising:
前記電源線のノイズ周波数を検知するように構成されたノイズ検知部(22F)と、
前記複数の送信部から送信される前記複数の通信帯域の前記通信信号のうち、前記ノイズ検知部により検知された前記ノイズ周波数を含む通信帯域の通信信号に対して、振幅を増幅するように構成された出力制御部(331〜333)と、を更に備える、請求項5〜7のいずれか1項に記載の通信制御装置。 A plurality of transmission units (311 to 313) configured to transmit the communication signals of the plurality of communication bands to another device via the power line;
A noise detector (22F) configured to detect a noise frequency of the power supply line;
Among the communication signals of the plurality of communication bands transmitted from the plurality of transmission units, an amplitude is amplified for a communication signal of a communication band including the noise frequency detected by the noise detection unit. The communication control device according to any one of claims 5 to 7, further comprising: an output control unit (331 to 333).
前記電源制御部は、前記検知部により前記通信信号が検知されたことを条件に、前記検出部及び前記判定部に対して給電を開始するように構成されている、請求項4に記載の通信制御装置。 A detection unit (17) configured to detect the input of the communication signal when a voltage value input via the communication filter changes more than a preset threshold value;
The communication according to claim 4, wherein the power supply control unit is configured to start supplying power to the detection unit and the determination unit on condition that the communication signal is detected by the detection unit. Control device.
前記通信制御装置は、前記電子制御装置であって、他の前記電子制御装置と前記電源線を介した前記通信信号の通信を行う、請求項1〜13のいずれか1項に記載の通信制御装置。 A plurality of electronic control units mounted on the vehicle are connected to the power supply line,
The communication control according to any one of claims 1 to 13, wherein the communication control device is the electronic control device, and communicates the communication signal with another electronic control device via the power supply line. apparatus.
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