JP5924284B2 - 通信装置及び通信システム - Google Patents

Description

本願は、一対の給電線に夫々接続する一対の通信線、又は給電制御に用いる制御信号を伝送する制御用線及び接地線に夫々接続する一対の通信線を介して通信する通信装置、及び該通信装置を備える通信システムに関する。

近年、モータ及びバッテリ等の装置を搭載し、バッテリに蓄積した電力にてモータを駆動することで走行する電気自動車及びハイブリッド自動車が普及し始めている。電気自動車は外部の給電装置からの給電によりバッテリに対する充電を行う。また、ハイブリッド自動車であっても、外部の給電装置からバッテリへの充電を可能としたプラグインハイブリッド自動車が実用化されている。なお、外部の給電装置とは、一般家屋、商用の給電ステーション等の施設に設置された給電装置である。給電装置から車両への給電に際しては、給電装置に接続されている充電ケーブルの先端のプラグを、受電コネクタとして車両に配設された給電口に接続する。そして、充電ケーブルに内包された給電線を介して給電装置から車両への給電が行われ、バッテリが充電される。

なお、充電ケーブルには、給電線だけでなく、接地線、制御用線等の他の配線も内包されている。制御用線とは、蓄電装置の給電制御に用いるコントロールパイロット信号等の制御信号の伝送に用いられる配線である。制御用線を介して、制御信号を給電装置及び車両間で送受信することにより、充電ケーブルの接続状態、充電可否の状態、充電の状態等の様々な状態を検知し、検知した状態に応じた充電制御が行われる。

さらに、電気自動車、ハイブリッド自動車等の外部からの給電を要する自動車の実用化に際しては、充電制御のための情報、及び、充電量又は課金の管理等を行うための通信情報を、車両及び給電装置の間で送受信する通信機能が求められる。

そこで、給電線を媒体として通信信号を重畳することにより、車両及び給電装置の間で通信を行う電力線通信等の通信の規格化が進められている。また、通信信号の送受信方法としては電力線通信だけでなく、制御用線を媒体として制御信号に通信信号を重畳して、車両及び給電装置間で送受信するinband通信等の通信についても規格化が進められている（例えば、非特許文献１参照。）。

電力線通信、inband通信等の通信においては、給電線、接地線、制御用線等の配線に対して一次コイル及び二次コイルを備えるトランスを用いた重畳分離器が接続されている。重畳分離器は、通信線にて接続されている通信装置から入出力される通信信号を、配線に対して重畳し、また、分離することにより、車両及び給電装置間で通信を行うことができる。

車両及び給電装置は、電力線通信又はinband通信をすべく、一対の給電線、又は接地線及び制御用線に一対の通信線を介して接続する通信装置を備えている。このような通信装置は、差動信号線である一対の通信線を介して進入するコモンモードノイズに対する耐性が求められる。コモンモードノイズに対する耐性を高めるため、例えば、通信線にコモンモードノイズを減衰させるためのコモンモードチョークコイルを介装する方法が実施されている。

「ＳＵＲＦＡＣＥ ＶＥＨＩＣＬＥ ＲＥＣＯＭＭＥＮＤＥＤ ＰＲＡＣＴＩＣＥ」、Ｊ１７７２ ＪＡＮ２０１０、ソサエティ・オブ・オートモーティブ・エンジニアズ・インク（Society of Automotive Engineers, Inc. ）,１９９６年１０月（２０１０年１月改訂）

しかしながら、コモンモードチョークコイルだけでは十分にコモンモードノイズを減衰できない場合もあり、コモンモードノイズを更に減衰させる方法が求められている。

コモンモードノイズに対する耐性は、ＢＣＩ（Bulk Current Injection）、ＤＰＩ（Direct Power Injection）、誘導ノイズ試験等の評価試験により評価することも可能である。

図２１は、通信装置のコモンモードノイズに対する評価試験の一例を示す説明図である。図２１は、inband通信を行う通信装置１０００に対する評価試験としてＢＣＩ試験を実施するシステムを示している。ＢＣＩ試験は、ノイズを印加した際に通信途絶等の異常により誤動作が発生するか否かを評価する評価試験である。ここでは、図２１に示すように、ＢＣＩ試験を実施するシステムを用い、コモンモードノイズによる影響を通信装置１０００内の電圧値を測定することにより評価するものとする。図２１に示すように、通信装置１０００は、接地線（ＧＮＤ）及び制御用線（ＣＰＬＴ）に対し、重畳分離器１１００を介して接続されている。重畳分離器１１００と通信装置１０００とは、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）線等の一対の通信線にて接続されている。

通信装置１０００の内部において、一対の通信線にはコモンモードチョークコイル１００１が介装されている。コモンモードチョークコイル１００１を介して、一対の通信線は、送信側の回路に接続する一対の分岐線と受信側の回路に接続する一対の分岐線とに夫々分岐している。送信側の回路としては、送信保護回路（Ｔｘ保護回路）１００２が接続されており、送信保護回路１００２は、一対の接続線にてＡＦＥ（Analog Front End）回路１００３に接続されている。また、受信側の回路としては、バンドパスフィルタ（ＲｘＢＰＦ）１００４を介して受信保護回路（Ｒｘ保護回路）１００５が接続されており、受信保護回路１００５は、一対の接続線にてＡＦＥ回路１００３に接続されている。

図２１に示す評価試験では、一対の通信線をカレントプローブ２０００に挿通し、カレントプローブ２０００により、擬似的にコモンモードノイズを発生させる。発生したコモンモードノイズは、図２１中に破線で示した矢印に示すようにＡＦＥ回路１００３へ進入する。ここで、受信保護回路１００５とＡＦＥ回路１００３とを接続する一対の接続線に印加される電圧値（ＲｘＩＮ＋，ＲｘＩＮ−）を計測する。計測により得られる電圧値は、進入したコモンモードノイズに影響されるため、コモンモードノイズが与える影響の評価に用いることができる。

図２２は、コモンモードノイズの評価試験の結果の一例を示すグラフである。図２２は、図２１に示す方法にて実施した評価試験の結果を、一対の接続線に印加される電圧値（ＲｘＩＮ＋，ＲｘＩＮ−）の経時変化として示している。図２２に示すように、同相の波形となる電圧値は、ＡＦＥ回路１００３に進入するコモンモードノイズ及びその影響をシミュレートすることになる。

図２２は、図２１に示すコモンモードチョークコイル１００１により、コモンモードノイズを減衰させた場合の試験結果を示しているが、図中破線で囲んだ部分は、ピーク位置にも関わらず波形が平坦になっている。これは、受信保護回路１００５内に組み込まれたクリッピングダイオードの作用によるものである。クリッピングダイオードは、予め設定されているクランプレベルの範囲を超える信号に対し、振幅を抑制する機能を有している。図２２は、試験として進入したコモンモードノイズの振幅を抑制したものであるが、実装時に同様のコモンモードノイズが進入した場合には、コモンモードノイズと共に通信信号も抑制されることになる。通信信号に対する抑制が行われた場合、通信信号が部分的に消失し、通信途絶等の通信異常が発生することになる。

本発明は斯かる事情に鑑みて成されたものであり、一対の通信線に一対の誘導素子を接続することにより、コモンモードノイズを減衰させることが可能な通信装置及び通信システムの提供を目的とする。

本発明に係る通信装置は、給電に用いる一対の給電線に夫々接続する一対の通信線を介して通信する通信装置において、前記一対の通信線に夫々一端が接続され、夫々他端が基準電位に接続される一対の誘導素子、前記一対の通信線と前記一対の誘導素子との間に介装されるコモンモードチョークコイル、及び該コモンモードチョークコイルと前記一対の誘導素子との間に介装され、前記一対の通信線を介して通信信号を重畳及び分離する重畳分離器を備えることを特徴とする。

本発明に係る通信装置は、給電制御に用いる制御信号を伝送する制御用線及び接地線に夫々接続する一対の通信線を介して通信する通信装置において、前記一対の通信線に夫々一端が接続され、夫々他端が基準電位に接続される一対の誘導素子、前記一対の通信線と前記一対の誘導素子との間に介装されるコモンモードチョークコイル、及び該コモンモードチョークコイルと前記一対の誘導素子との間に介装され、前記一対の通信線を介して通信信号を重畳及び分離する重畳分離器を備えることを特徴とする。

本発明に係る通信装置は、前記一対の通信線に夫々一対の分岐線を介して接続する送信側回路及び受信側回路を更に備え、前記一対の誘導素子は、前記受信側回路に接続する一対の分岐線を介して前記一対の通信線に接続することを特徴とする。

本発明に係る通信装置は、前記一対の誘導素子の他端と前記基準電位との間に介装される容量素子を更に備えることを特徴とする。

本発明に係る通信装置は、前記一対の通信線と前記一対の誘導素子の一端との間の少なくとも一方に介装される容量素子を更に備えることを特徴とする。

本発明に係る通信装置は、前記一対の誘導素子は、巻線数が略等しい一対のコイルであることを特徴とする。

本発明に係る通信装置は、前記一対の通信線は、ツイストペア線であることを特徴とする。

本発明に係る通信システムは、給電装置と、該給電装置から給電される蓄電装置を搭載し、通信機能を有する車両とを、給電に用いる一対の給電線にて接続し、該給電線を媒体として通信信号を送受信する通信システムにおいて、前記給電装置及び車両の少なくとも一方は、前記通信装置を備え、該通信装置は、一対の通信線にて、前記一対の給電線に接続していることを特徴とする。

本発明に係る通信システムは、給電装置と、該給電装置から給電される蓄電装置を搭載し、通信機能を有する車両とを備え、給電制御に用いる制御信号を伝送する制御用線及び接地線を媒体として、前記制御信号と異なる通信信号を送受信する通信システムにおいて、前記給電装置及び車両の少なくとも一方は、前記通信装置を備え、該通信装置は、一対の通信線にて、前記制御用線及び接地線に接続していることを特徴とする。

本発明では、コモンモードノイズを基準電位側へ流出させる一対の誘導素子を設けることにより、コモンモードノイズを減衰させることができる。

本発明に係る通信装置及び通信システムでは、一対の誘導素子にてコモンモードノイズを減衰させることができるので、コモンモードノイズに対する耐性を高めることが可能である等、優れた効果を奏する。

本発明の実施の形態１に係る通信システムの構成例を示す説明図である。 本発明の実施の形態１に係る通信システムにて用いられる車両の通信装置の構成例を示すブロック図である。 本発明の実施の形態１に係る通信システムにて用いられる給電装置の通信部の構成例を示すブロック図である。 実施の形態１に係る通信システムの変形例を示す説明図である。 図４の通信システムにおける通信装置の構成例を示すブロック図である。 図４の通信システムにおける通信部の構成例を示すブロック図である。 本発明の実施の形態２に係る通信システムの構成例を示す説明図である。 本発明の実施の形態２に係る通信システムにて用いられる車両の通信装置の構成例を示すブロック図である。 本発明の実施の形態２に係る通信システムにて用いられる給電装置の通信部の構成例を示すブロック図である。 実施の形態２に係る通信システムの変形例を示す説明図である。 図１０の通信システムにおける通信装置の構成例を示すブロック図である。 図１０の通信システムにおける通信部の構成例を示すブロック図である。 本発明の通信システムにて用いられる装置のコモンモードノイズに対する評価試験の一例を示す説明図である。 本発明の通信システムにて用いられる装置のコモンモードノイズの評価試験の結果の一例を示すグラフである。 本発明の他の実施の形態に係る通信システムにて用いられる通信装置の構成例を示すブロック図である。 本発明の他の実施の形態に係る通信システムにて用いられる通信装置の構成例を示すブロック図である。 本発明の他の実施の形態に係る通信システムにて用いられる通信装置の構成例を示すブロック図である。 通信装置の変形例を示すブロック図である。 通信装置の変形例を示すブロック図である。 通信装置の変形例を示すブロック図である。 通信装置のコモンモードノイズに対する評価試験の一例を示す説明図である。 コモンモードノイズの評価試験の結果の一例を示すグラフである。

以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る通信システムの構成例を示す説明図である。図１は、本発明を、電気自動車、プラグインハイブリッド車等の車両１が備えるバッテリ（蓄電装置）１０に対し、充電スタンド等の給電装置２から給電する形態に適用する例を示している。

車両１及び給電装置２の間は、充電ケーブル３により接続することが可能である。充電ケーブル３は、電力供給線として用いられる一対の給電線３１、３２、充電制御に用いるコントロールパイロット信号（ＣＰＬＴ）等の制御信号を伝送する制御用線３３、及び接地用の導線である接地線３４を内包している。充電ケーブル３の一端は、給電装置２側に接続されており、他端側を車両１側の車載給電口として配設されている受電コネクタ１１に接続することができる。充電ケーブル３の他端を受電コネクタ１１に接続することにより、図１に例示する回路構成となる。

給電線３１、３２は、交流電圧が印加されるＡＣ線である。制御用線３３は、コントロールパイロット信号等の制御信号を送受信する信号線であり、給電装置２及び充電制御装置１３間が接続された場合に送受信されるコントロールパイロット信号に基づいて充電制御が行われる。また、給電線３１、３２は、車両認証、充電管理、課金管理等の管理を行うための情報、その他各種情報を伝送する媒体として用いることも可能である。即ち、車両１は、給電線３１、３２に対し、通信信号を重畳及び分離することにより給電装置２と通信を行うことが可能である。

給電装置２は、交流電力を供給する電力供給部２０と、充電制御に係る通信を行う充電制御部２１と、通信信号の入出力を行う通信部（通信装置）２２と、通信部２２から入出力される通信信号を給電線３１、３２に重畳分離する重畳分離部２３とを備えている。

電力供給部２０には、給電線３１、３２の一端が接続されている。充電制御部２１には、制御用線３３の一端が接続されている。給電装置２内の配線は、給電装置２外部の充電ケーブル３に内包された給電線３１、３２、制御用線３３及び接地線３４に接続された延長線として機能する内部導線ということになるが、以降の説明では、便宜上、内部導線として配設された延長線部分も含めて、給電線３１、３２、制御用線３３及び接地線３４として説明する。

充電制御部２１は、例えば、充電制御に関する国際規格に準拠した出力側の回路であり、コントロールパイロット信号等の制御信号を送受信することにより、接続確認、通電開始等の様々な状態における充電制御を行う。

通信部２２は、一対の給電線３１、３２に夫々接続する一対の通信線２４、２５を介して通信信号を送受信することにより通信する通信装置である。一対の通信線２４、２５には、重畳分離部２３が介装されている。

重畳分離部２３は、カップリングトランス（電磁誘導式の信号変換器等の回路）等の回路及びコンデンサ等の素子を用いて構成される。カップリングトランスは、給電線３１、３２側の通信線２４、２５にコンデンサを介して両端が接続される一次コイルと、一次コイルに電磁的に結合され、通信部２２側の通信線２４、２５に両端が接続される二次コイルとを備えている。コンデンサは、給電線３１、３２を介して供給される交流電力に対してはハイインピーダンスとなり、数十〜数百ｋＨｚの低速通信用の帯域又は数ＭＨｚ〜数十ＭＨｚの高速通信用の帯域を用いる通信信号に対してはローインピーダンスとなる。即ち、コンデンサは、給電線３１、３２から分岐する伝送経路において、通信信号に用いられる周波数帯域の信号を透過し、交流電力に用いられる周波数帯域の信号を遮断する。

重畳分離部２３が、通信部２２から出力される各種通信信号を通信線２４、２５から給電線３１、３２に対して重畳し、また、給電線３１、３２から分離した各種通信信号を通信部２２に入力することにより、給電線３１、３２を媒体とした電力線通信が行われる。即ち、給電装置２は、通信部２２として、通信装置を備えているが、自らが電力線通信を行う通信装置としても機能すると見なすことも可能である。

車両１は、バッテリ１０及び受電コネクタ１１の他、バッテリ１０に対する充電を行う充電装置１２と、充電制御に係る通信を行う充電制御装置１３と、通信信号の送受信を行う通信装置１４と、一対の給電線３１、３２に対して通信信号の重畳及び分離を行う重畳分離器１５とを備えている。

車両１内には、給電線３１、３２、制御用線３３及び接地線３４に接続される車両内配線が配設されている。給電線３１、３２に接続される車両内配線は、充電装置１２に接続されるＡＣ線であり、充電装置１２によりバッテリ１０に対する充電が行われる。制御用線３３に接続される車両内配線は、延長線を介して充電制御装置１３に接続されている。接地線３４に接続される車両内配線は、車体接地（body earth）されている。なお、以降の説明において、特に区分する必要がない場合、便宜上、各車内配線、ＡＣ線、延長線をも含めて、給電線３１、３２、制御用線３３及び接地線３４として説明する。

充電制御装置１３は、例えば、充電制御に関する国際規格に準拠した入力側の回路であり、コントロールパイロット信号等の制御信号を送受信することにより、接続確認、通信開始等の様々な状態における充電制御を行う。

通信装置１４は、一対の給電線３１、３２に夫々接続する一対の通信線１６、１７を介して通信信号を送受信することにより通信する装置である。一対の通信線１６、１７には、重畳分離器１５が介装されている。

重畳分離器１５は、カップリングトランス等の回路及びコンデンサ等の素子を用いて構成される。カップリングトランスは、給電線３１、３２側の通信線１６、１７にコンデンサを介して両端が接続される一次コイルと、一次コイルに電磁的に結合され、通信装置１４側の通信線１６、１７に両端が接続される二次コイルとを備えている。コンデンサは、給電線３１、３２を介して供給される交流電力に対してはハイインピーダンスとなり、数十〜数百ｋＨｚの低速通信用の帯域又は数ＭＨｚ〜数十ＭＨｚの高速通信用の帯域を用いる通信信号に対してはローインピーダンスとなる。即ち、コンデンサは、給電線３１、３２から分岐する伝送経路において、通信信号に用いられる周波数帯域の信号を透過し、交流電力に用いられる周波数帯域の信号を遮断する。

重畳分離器１５が、通信装置１４から出力される各種通信信号を通信線１６、１７から給電線３１、３２に対して重畳し、また、給電線３１、３２から分離した各種通信信号を通信装置１４に入力することにより、給電線３１、３２を媒体とした電力線通信が行われる。

図１に示す形態の例では、重畳分離器１５、通信線１６、１７、給電線３１、３２、通信線２４、２５、重畳分離部２３及びその他の配線、素子、回路により通信信号を伝送するループ回路が形成される。これにより、車両１内の通信装置１４及び給電装置２の通信部２２間で、給電線３１、３２に対して通信信号を重畳する電力線通信を実現することが可能となる。

図２は、本発明の実施の形態１に係る通信システムにて用いられる車両１の通信装置１４の構成例を示すブロック図である。図２に示すように、通信装置１４は、一対の給電線３１、３２に夫々接続される一対の通信線１６、１７に接続されている。車両１が備える通信装置１４は、一対の給電線３１、３２に夫々接続される一対の通信線１６、１７を介して通信信号を送受信することにより通信する装置である。一対の通信線１６、１７には、重畳分離器１５が介装されており、重畳分離器１５及び通信装置１４を接続する通信線１６、１７は、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）線として用いられる。

通信装置１４の内部において、一対の通信線１６、１７には、コモンモードチョークコイル１４０が介装されている。コモンモードチョークコイル１４０は、通信装置１４の内部に進入するコモンモードノイズを減衰させる機能、及び通信装置１４内から外部へ進出するコモンモードノイズを減衰させる機能を有している。なお、本発明の通信装置１４は、コモンモードチョークコイル１４０によっても抑制しきれず、内部に進入したコモンモードノイズを更に抑制する機能を有する。

一対の通信線１６、１７は、コモンモードチョークコイル１４０を介して、送信側の回路に接続する一対の分岐線１６ａ、１７ａと、受信側の回路に接続する一対の分岐線１６ｂ、１７ｂとに夫々分岐している。

送信側の回路としては、送信保護回路（Ｔｘ保護回路）１４１が接続されており、送信保護回路１４１は、一対の接続線にてＡＦＥ（Analog Front End）回路１４２に接続されている。また、受信側の回路としては、バンドパスフィルタ（ＲｘＢＰＦ）１４３を介して受信保護回路（Ｒｘ保護回路）１４４が接続されており、受信保護回路１４４は、一対の接続線にてＡＦＥ回路１４２に接続されている。

受信側の回路に接続する一対の分岐線１６ｂ、１７ｂの途中から、更に、接地電位に接続するための一対の分岐線１６ｃ、１７ｃが分岐している。接地電位側の一対の分岐線１６ｃ、１７ｃには、一対の誘導素子１４５、１４６の一端が夫々接続されており、一対の誘導素子１４５、１４６の他端は、コンデンサ等の容量素子１４７を介して接地電位に接続されている。一対の誘導素子１４５、１４６と接地電位との間に容量素子１４７を介装することにより、地絡が防止される。一対の誘導素子１４５、１４６としては、巻線数が略等しい一対のコイル等のインダクタが用いられる。

図２に示す例では、巻線数が略等しい一対のコイルを一対の誘導素子１４５、１４６の一端が一対の分岐線１６ｃ、１７ｃに接続し、他端同士を接続している。そして一対の誘導端子１４５、１４６の他端を接続した接続点にコンデンサ等の容量素子１４７の一端を接続し、容量端子１４７の他端を接地電位として車体に接続する構成を例示している。なお、接地電位は、車体以外の接地でも良く、また、接地電位以外の電位を基準電位として接続するようにしても良い。

巻線数が略等しい一対のコイル等の一対の誘導素子１４５、１４６を接地することにより、コモンモードノイズに対するコモンインピーダンスが低くなるので、コモンモードノイズが接地側に流れることになり、受信側の回路へ進入し難くなる。また、一対の誘導素子１４５、１４６は、ノーマルモードである通信信号に対してはインピーダンスが高くなるため、受信側の回路に接続する一対の分岐線１６ｂ、１７ｂに関する差動インピーダンスは相対的に低い状態が維持される。このため、ノーマルモードである通信信号は、一対の誘導素子１４５、１４６側へ流れることはなく、受信側の回路に入力される。よって、通信信号及びコモンモードノイズを分離することができ、受信側の回路に進入するコモンモードノイズを減衰させることが可能となる。

図３は、本発明の実施の形態１に係る通信システムにて用いられる給電装置２の通信部２２の構成例を示すブロック図である。図３に示すように、通信部２２は、一対の給電線３１、３２に夫々接続される一対の通信線２４、２５に接続されている。給電装置２が備える通信部２２は、一対の給電線３１、３２に夫々接続される一対の通信線２４、２５を介して通信信号を送受信することにより通信する装置である。一対の通信線２４、２５には、重畳分離部２３が介装されている。

通信部２２の内部において、一対の通信線２４、２５は、コモンモードチョークコイル２２０を介して、送信側の回路に接続する一対の分岐線２４ａ、２５ａと、受信側の回路に接続する一対の分岐線２４ｂ、２５ｂとに夫々分岐している。

送信側の回路としては、送信保護回路（Ｔｘ保護回路）２２１が接続されており、送信保護回路２２１は、一対の接続線にてＡＦＥ回路２２２に接続されている。また、受信側の回路としては、バンドパスフィルタ（ＲｘＢＰＦ）２２３を介して受信保護回路（Ｒｘ保護回路）２２４が接続されており、受信保護回路２２４は、一対の接続線にてＡＦＥ回路２２２に接続されている。

受信側の回路に接続する一対の分岐線２４ｂ、２５ｂの途中から、一対の分岐線２４ｃ、２５ｃが分岐している。一対の分岐線２４ｃ、２５ｃには、一対の誘導素子２２５、２２６の一端が夫々接続されており、一対の誘導素子２２５、２２６の他端は、容量素子２２７を介して接地電位に接続されている。

なお、通信部２２の各構成は、図２を用いて説明した通信装置１４の構成と実質的に同様であるので、詳細な説明については省略する。

前述の図１〜図３では、車両１の通信装置１４、給電装置２の通信部２２の外部にそれぞれ重畳分離器１５、重畳分離部２３を備える構成について説明したが、通信装置１４、通信部２２の内部にそれぞれ重畳分離器１５、重畳分離部２３を備えるものであってもよい。以下では、実施の形態１の変形例として、通信装置１４、通信部２２の内部にそれぞれ重畳分離器１５、重畳分離部２３を備える構成について説明を行う。

図４は、実施の形態１に係る通信システムの変形例を示す説明図である。なお、図４では、図１に示した構成と同様の構成については同一の符号を付すものとし、各構成についての詳細な説明は省略する。

図４に示す変形例では、通信装置１４及び通信部２２の内部にて、給電線３１、３２に対する各種通信信号の重畳、及び重畳された各種通信信号の分離を行う。このため、車両１は、重畳分離器１５を通信装置１４の内部に備え（図５を参照）、給電装置２は、重畳分離部２３を通信部２２の内部に備える（図６を参照）。

図５は、図４の通信システムにおける通信装置１４の構成例を示すブロック図である。なお、図５に示す各構成は図２に示すものと同様の機能を有しており、図２と同様の構成については同一の符号を付して説明を行うものとする。

図５に示す構成例では、通信装置１４の内部に重畳分離器１５を備えることを特徴の１つとしている。重畳分離器１５は、カップリングトランス等の回路及びコンデンサ等の素子を用いて構成される。カップリングトランスは、コンデンサを介してコモンチョークコイル１４０側に接続される一次コイルと、一次コイルに電磁的に結合され、分岐線１６ａ、１７ａを介して送信保護回路１４１に接続される二次コイルとを備える。重畳分離器１５が備えるコンデンサは、前述したように、通信信号に用いられる周波数帯域の信号を透過し、交流電力に用いられる周波数帯域の信号を遮断する。

重畳分離器１５は、送信保護回路１４１から出力される各種通信信号を通信線１６、１７から給電線３１、３２に対して重畳し、また、給電線３１、３２から分離した各種通信信号をバンドパスフィルタ１４３を介して受信保護回路１４４に入力する。このような構成により、通信装置１４は、給電装置２との間で給電線３１、３２を媒体とした電力線通信を実現する。

図６は、図４の通信システムにおける通信部２２の構成例を示すブロック図である。なお、図６に示す各構成は図３に示すものと同様の機能を有しており、図３と同様の構成については同一の符号を付して説明を行うものとする。

図６に示す構成例では、通信部２２の内部に重畳分離部２３を備えることを特徴の１つとしている。重畳分離部２３は、カップリングトランス等の回路及びコンデンサ等の素子を用いて構成される。カップリングトランスは、コンデンサを介してコモンチョークコイル２２０側に接続される一次コイルと、一次コイルに電磁的に結合され、分岐線２４ａ、２５ａを介して送信保護回路２２１に接続される二次コイルとを備える。重畳分離部２３が備えるコンデンサは、前述したように、通信信号に用いられる周波数帯域の信号を透過し、交流電力に用いられる周波数帯域の信号を遮断する。

重畳分離部２３は、送信保護回路２２１から出力される各種通信信号を通信線２４、２５から給電線３１、３２に対して重畳し、また、給電線３１、３２から分離した各種通信信号をバンドパスフィルタ２２３を介して受信保護回路２２４に入力する。このような構成により、通信部２２は、車両１との間で給電線３１、３２を媒体とした電力線通信を実現する。

図４〜図６に示す変形例では、重畳分離器１５及び重畳分離部２３のカップリングトランスにおいてもコモンモードノイズを減衰させることができるため、コモンモードノイズに対する耐性をより高めることができる。

また、通信線１６、１７（通信線２４、２５）の平衡度を高くすることで、通信装置１４（通信部２２）の外部におけるコモンモードノイズのノーマルモードノイズへの変換を抑制することができるので、本発明の効果をより高くすることができる。通信線１６、１７（通信線２４、２５）の構成例として、ツイストペア線、平行２線、同軸線等が挙げられる。なお、平衡度を高くするためには、ツイストペア線を用いることが最も好ましい。

実施の形態２．
実施の形態２は、実施の形態１において、inband通信に係る通信システムに適用する形態である。なお、以降の説明において、実施の形態１と同様の構成については、実施の形態１と同様の符号を付し、実施の形態１を参照するものとし、その詳細な説明を省略する。

図７は、本発明の実施の形態２に係る通信システムの構成例を示す説明図である。実施の形態２において、給電装置２が備える通信部２２は、制御用線３３及び接地線３４に夫々接続する一対の通信線２４、２５を介して通信信号を送受信することにより通信する通信装置である。一対の通信線２４、２５には、重畳分離部２３が介装されている。

重畳分離部２３が、通信部２２から出力される各種通信信号を通信線２４、２５から制御用線３３及び接地線３４に対して重畳し、また、制御用線３３及び接地線３４から分離した各種通信信号を通信部２２に入力することにより、制御用線３３及び接地線３４を媒体としたinband通信が行われる。即ち、給電装置２は、給電部２２として、給電装置を備えているが、自らが電力線通信を行う通信装置としても機能する。

車両１が備える通信装置１４は、制御用線３３及び接地線３４に夫々接続される一対の通信線１６、１７を介して通信信号を送受信することにより通信する装置である。一対の通信線１６、１７には、重畳分離器１５が介装されている。

重畳分離器１５が、通信装置１４から出力される各種通信信号を通信線１６、１７から制御用線３３及び接地線３４に対して重畳し、また、制御用線３３及び接地線３４から分離した各種通信信号を通信装置１４に入力することにより、制御用線３３及び接地線３４を媒体としたinband通信が行われる。

実施の形態２では、重畳分離器１５、通信線１６、１７、制御用線３３、接地線３４、通信線２４、２５、重畳分離部２３及びその他の配線、素子、回路により通信信号を伝送するループ回路が形成される。これにより、車両１内の通信装置１４及び給電装置２の通信部２２間で、制御用線３３及び接地線３４に対して通信信号を重畳するinband通信を実現することが可能となる。

図８は、本発明の実施の形態２に係る通信システムにて用いられる車両１の通信装置１４の構成例を示すブロック図である。図８に示すように、通信装置１４は、制御用線３３及び接地線３４に夫々接続される一対の通信線１６、１７に接続されている。車両１が備える通信装置１４は、制御用線３３及び接地線３４に夫々接続される一対の通信線１６、１７を介して通信信号を送受信することにより通信する装置である。一対の通信線１６、１７には、重畳分離器１５が介装されている。

なお、実施の形態２に係る通信システムにて用いられる通信装置１４の内部の構成は、実施の形態１に係る通信装置１４と同様であるので、実施の形態１を参照するものとし、その詳細な説明を省略する。

図９は、本発明の実施の形態２に係る通信システムにて用いられる給電装置２の通信部２２の構成例を示すブロック図である。図９に示すように、通信部２２は、制御用線３３及び接地線３４に夫々接続される一対の通信線２４、２５に接続されている。給電装置２が備える通信部２２は、制御用線３３及び接地線３４に夫々接続される一対の通信線２４、２５を介して通信信号を送受信することにより通信する装置である。一対の通信線２４、２５には、重畳分離部２３が介装されている。

なお、実施の形態２に係る通信システムにて用いられる通信部２２の内部の構成は、実施の形態１に係る通信部２２と同様であるので、実施の形態１を参照するものとし、その説明を省略する。

前述の図７〜図９では、車両１の通信装置１４、給電装置２の通信部２２の外部にそれぞれ重畳分離器１５、重畳分離部２３を備える構成について説明したが、通信装置１４、通信部２２の内部にそれぞれ重畳分離器１５、重畳分離部２３を備えるものであってもよい。以下では、実施の形態２の変形例として、通信装置１４、通信部２２の内部にそれぞれ重畳分離器１５、重畳分離部２３を備える構成について説明を行う。

図１０は、実施の形態２に係る通信システムの変形例を示す説明図である。なお、図１０では、図７に示した構成と同様の構成については同一の符号を付すものとし、各構成についての詳細な説明は省略する。

図１０に示す変形例では、通信装置１４及び通信部２２の内部にて、制御用線３３及び接地線３４に対する各種通信信号の重畳、及び重畳された各種通信信号の分離を行う。このため、車両１は、重畳分離器１５を通信装置１４の内部に備え（図１１を参照）、給電装置２は、重畳分離部２３を通信部２２の内部に備える（図１２を参照）。

図１１は、図１０の通信システムにおける通信装置１４の構成例を示すブロック図である。なお、図１１に示す各構成は図８に示すものと同様の機能を有しており、図８と同様の構成については同一の符号を付して説明を行うものとする。

図１１に示す構成例では、通信装置１４の内部に重畳分離器１５を備えることを特徴の１つとしている。重畳分離器１５は、カップリングトランス等の回路及びコンデンサ等の素子を用いて構成される。カップリングトランスは、コンデンサを介してコモンチョークコイル１４０側に接続される一次コイルと、一次コイルに電磁的に結合され、分岐線１６ａ、１７ａを介して送信保護回路１４１に接続される二次コイルとを備える。重畳分離器１５が備えるコンデンサは、前述したように、通信信号に用いられる周波数帯域の信号を透過し、コントロールパイロット信号等の制御信号に用いられる周波数帯域の信号を遮断する。

重畳分離器１５は、送信保護回路１４１から出力される各種通信信号を通信線１６、１７から制御用線３３及び接地線３４に対して重畳し、また、制御用線３３及び接地線３４から分離した各種通信信号をバンドパスフィルタ１４３を介して受信保護回路１４４に入力する。このような構成により、通信装置１４は、給電装置２との間で制御用線３３及び接地線３４を媒体としたinband通信を実現する。

図１２は、図１０の通信システムにおける通信部２２の構成例を示すブロック図である。なお、図１２に示す各構成は図９に示すものと同様の機能を有しており、図９と同様の構成については同一の符号を付して説明を行うものとする。

図１２に示す構成例では、通信部２２の内部に重畳分離部２３を備えることを特徴の１つとしている。重畳分離部２３は、カップリングトランス等の回路及びコンデンサ等の素子を用いて構成される。カップリングトランスは、コンデンサを介してコモンチョークコイル２２０側に接続される一次コイルと、一次コイルに電磁的に結合され、分岐線２４ａ、２５ａを介して送信保護回路２２１に接続される二次コイルとを備える。重畳分離部２３が備えるコンデンサは、前述したように、通信信号に用いられる周波数帯域の信号を透過し、コントロールパイロット信号等の制御信号に用いられる周波数帯域の信号を遮断する。

重畳分離部２３は、送信保護回路２２１から出力される各種通信信号を通信線２４、２５から制御用線３３及び接地線３４に対して重畳し、また、制御用線３３及び接地線３４から分離した各種通信信号をバンドパスフィルタ２２３を介して受信保護回路２２４に入力する。このような構成により、通信部２２は、車両１との間で制御用線３３及び接地線３４を媒体としたinband通信を実現する。

図１０〜図１２に示す変形例では、重畳分離器１５及び重畳分離部２３のカップリングトランスにおいてもコモンモードノイズを減衰させることができるため、コモンモードノイズに対する耐性をより高めることができる。

また、通信線１６、１７（通信線２４、２５）の平衡度を高くすることで、通信装置１４（通信部２２）の外部におけるコモンモードノイズのノーマルモードノイズへの変換を抑制することができるので、本発明の効果をより高くすることができる。通信線１６、１７（通信線２４、２５）の構成例として、ツイストペア線、平行２線、同軸線等が挙げられる。なお、平衡度を高くするためには、ツイストペア線を用いることが最も好ましい。

次に本発明の通信システムに用いられる装置のコモンモードノイズに対する評価試験について説明する。図１３は、本発明の通信システムにて用いられる装置のコモンモードノイズに対する評価試験の一例を示す説明図である。図１３は、実施の形態２において、図８を用いて説明したinband通信を行う車両１が備える通信装置１４に対する評価試験を実施するシステムを示している。図１３に示す評価試験は、ＢＣＩ試験を実施するシステムを用い、コモンモードノイズによる影響を通信装置１４内の電圧値を測定することにより評価するものである。

図１３に示す評価試験では、一対の通信線１６、１７をカレントプローブ４に挿通し、カレントプローブ４より、擬似的にコモンモードノイズを発生させる。発生したコモンモードノイズは、図１３中に破線で示した矢印に示すように、カレントプローブ４側から通信装置１４へ進入する。しかしながら、本発明に係る通信装置１４では、受信保護回路１４４側へ進入することはなく、一対の誘導素子１４５、１４６から容量素子１４７を通って接地側へ流出する。このような効果を検証するため、受信保護回路１４４とＡＦＥ回路１４２とを接続する一対の接続線に印加される電圧値（ＲｘＩＮ＋，ＲｘＩＮ−）を計測することにより、進入したコモンモードノイズが与える影響について評価を行う。

図１４は、本発明の通信システムにて用いられる装置のコモンモードノイズの評価試験の結果の一例を示すグラフである。図１４は、図１３に示す方法にて実施した評価試験の結果を、一対の接続線に印加される電圧値（ＲｘＩＮ＋，ＲｘＩＮ−）の経時変化として示している。図１４に示すように、同相の波形となる電圧値は、ＡＦＥ回路１４２に進入するコモンモードノイズ及びその影響をシミュレートすることになる。

図１４に示すように、一対の接続線に印加される電圧値（ＲｘＩＮ＋，ＲｘＩＮ−）は、いずれもほぼ平坦な波形となっている。これは、カレントプローブ４にて発生した擬似的なコモンモードノイズが一対の誘導素子１４５、１４６から流出することにより、十分減衰し、ＡＦＥ回路１４２には進入していないことを示している。図１４に示すグラフを、従来のシステムに対する試験結果を示す図２２のグラフと比較すると、本発明の通信システムにて用いられる通信装置１４等の装置が、コモンモードノイズの減衰について、顕著な効果を奏していることが明らかである。

図１４に示すように、コモンモードノイズによる波形のピークは小さいため、受信保護回路１４４内に組み込まれたクリッピングダイオードにより、振幅が抑制されることがない。従って、通信信号が抑制されることをも防止することができる。よって、通信信号の部分的な消失による通信途絶等の通信異常の発生を防止することができる。

前記実施の形態は、本発明の無数に存在する実施例の一部を開示したに過ぎず、目的、用途、仕様等の様々な要因を加味して適宜設計することが可能である。例えば、コモンモードノイズに対してローインピーダンスとなる一対の誘導素子は、受信側回路に接続する一対の分岐線に接続するのではなく、送信側及び受信側の分岐前の一対の通信線に接続するようにしても良い。

図１５、図１６及び図１７は、本発明の他の実施の形態に係る通信システムにて用いられる通信装置の構成例を示すブロック図である。図１５、図１６及び図１７は、実施の形態２として示したinband通信を行う車両１の通信装置１４を、他の形態に展開した例を示している。図１５、図１６及び図１７は、図８を用いて示した通信装置１４の一対の通信線１６、１７において、重畳分離器１５から送信側と受信側とに分岐するまでの間に、一対の分岐線１６ｃ、１７ｃを接続する構成である。一対の分岐線１６ｃ、１７ｃには、一対の誘導素子１４５、１４６の一端が夫々接続されており、一対の誘導素子１４５、１４６の他端は、容量素子１４７を介して接地電位に接続されている。

図１５は、重畳分離器１５と、コモンモードチョークコイル１４０との間で分岐し、一対の誘導素子１４５、１４６が接続する形態を示している。図１６は、コモンモードチョークコイル１４０と、送信側及び受信側に分岐する分岐点との間で分岐し、一対の誘導素子１４５、１４６が接続する形態を示している。図１７は、コモンモードチョークコイル１４０を省いた形態を示している。図１７に示すように、コモンモードチョークコイル１４０を備えていない形態であっても、コモンモードノイズは、一対の誘導素子１４５、１４６により減衰するため、通信異常の発生を防止することが可能である。

なお、図１５、図１６及び図１７に示す構成例は、電力線通信に適用するようにしても良く、また、給電装置２の通信部２２に適用するようにしても良い。

実施の形態１及び２に示す通信装置１４では、一対の誘導素子１４５、１４６と接地電位との間に容量素子１４７を介装する構成としたが、容量素子１４７の介装箇所は、一対の誘導素子１４５、１４６と接地電位との間に限定されるものではない。

図１８、図１９及び図２０は、通信装置１４の変形例を示すブロック図である。図１８〜図２０は、何れも、図２に示す通信装置１４が備える容量素子１４７の介装箇所を変更した例を示している。図１８では、一方の誘電素子１４５の一端と通信線１６（分岐線１６ａ）との間にコンデンサ等の容量素子１４７ａを介装し、更に、他方の誘電素子１４６の一端と通信線１７（分岐線１７ａ）との間にコンデンサ等の容量素子１４７ｂを介装している。
同様に、図１９では、一方の誘電素子１４５の一端と通信線１６（分岐線１６ａ）との間に容量素子１４７ａを介装し、図２０では、他方の誘電素子１４６の一端と通信線１７（分岐線１７ａ）との間に容量素子１４７ｂを介装している。

なお、図１８、図１９及び図２０では、図２に示す通信装置１４の変形例について説明したが、図５、図８、図１１及び図１５〜図１７に示す通信装置１４についても同様に容量素子１４７の介装箇所を変更する構成としてもよい。また、車両１に設けられた通信装置１４だけでなく、図３、図６、図９及び図１２に示す給電装置２の通信部２２についても容量素子１４７の介装箇所を変更する構成としてもよい。

１ 車両
１０ バッテリ（蓄電装置）
１１ 受電コネクタ
１２ 充電装置
１３ 充電制御装置
１４ 通信装置
１４０ コモンモードチョークコイル
１４１ 送信保護回路
１４２ ＡＦＥ回路
１４３ バンドパスフィルタ
１４４ 受信保護回路
１４５、１４６ 誘導素子
１４７ 容量素子
１５ 重畳分離器
１６、１７ 通信線
１６ａ、１７ａ、１６ｂ、１７ｂ、１６ｃ、１７ｃ 分岐線
２ 給電装置（通信装置）
２０ 電力供給部
２１ 充電制御部
２２ 通信部（通信装置）
２２０ コモンモードチョークコイル
２２１ 送信保護回路
２２２ ＡＦＥ回路
２２３ バンドパスフィルタ
２２４ 受信保護回路
２２５、２２６ 誘導素子
２２７ 容量素子
２３ 重畳分離部
２４、２５ 通信線
２４ａ、２５ａ、２４ｂ、２５ｂ、２４ｃ、２５ｃ 分岐線
３ 充電ケーブル
３１、３２ 給電線
３３ 制御用線
３４ 接地線

Claims (9)

1. 給電に用いる一対の給電線に夫々接続する一対の通信線を介して通信する通信装置において、
   前記一対の通信線に夫々一端が接続され、夫々他端が基準電位に接続される一対の誘導素子、
   前記一対の通信線と前記一対の誘導素子との間に介装されるコモンモードチョークコイル、及び
   該コモンモードチョークコイルと前記一対の誘導素子との間に介装され、前記一対の通信線を介して通信信号を重畳及び分離する重畳分離器
   を備えることを特徴とする通信装置。
2. 給電制御に用いる制御信号を伝送する制御用線及び接地線に夫々接続する一対の通信線を介して通信する通信装置において、
   前記一対の通信線に夫々一端が接続され、夫々他端が基準電位に接続される一対の誘導素子、
   前記一対の通信線と前記一対の誘導素子との間に介装されるコモンモードチョークコイル、及び
   該コモンモードチョークコイルと前記一対の誘導素子との間に介装され、前記一対の通信線を介して通信信号を重畳及び分離する重畳分離器
   を備えることを特徴とする通信装置。
3. 前記一対の通信線に夫々一対の分岐線を介して接続する送信側回路及び受信側回路を更に備え、
   前記一対の誘導素子は、前記受信側回路に接続する一対の分岐線を介して前記一対の通信線に接続する
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の通信装置。
4. 前記一対の誘導素子の他端と前記基準電位との間に介装される容量素子を更に備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の通信装置。
5. 前記一対の通信線と前記一対の誘導素子の一端との間の少なくとも一方に介装される容量素子を更に備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の通信装置。
6. 前記一対の誘導素子は、巻線数が略等しい一対のコイルであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の通信装置。
7. 前記一対の通信線は、ツイストペア線であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の通信装置。
8. 給電装置と、該給電装置から給電される蓄電装置を搭載し、通信機能を有する車両とを、給電に用いる一対の給電線にて接続し、該給電線を媒体として通信信号を送受信する通信システムにおいて、
   前記給電装置及び車両の少なくとも一方は、
   請求項１に記載の通信装置を備え、
   該通信装置は、一対の通信線にて、前記一対の給電線に接続している
   ことを特徴とする通信システム。
9. 給電装置と、該給電装置から給電される蓄電装置を搭載し、通信機能を有する車両とを備え、給電制御に用いる制御信号を伝送する制御用線及び接地線を媒体として、前記制御信号と異なる通信信号を送受信する通信システムにおいて、
   前記給電装置及び車両の少なくとも一方は、
   請求項２に記載の通信装置を備え、
   該通信装置は、一対の通信線にて、前記制御用線及び接地線に接続している
   ことを特徴とする通信システム。

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