JP2013038760A - Communication system and communication device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電気自動車又はハイブリッド自動車などの車両と、該車両に給電するための給電装置との間の通信を行う通信システム及び該通信システムを構成する通信装置に関する。 The present invention relates to a communication system that performs communication between a vehicle such as an electric vehicle or a hybrid vehicle and a power supply device that supplies power to the vehicle, and a communication device that constitutes the communication system.
近年、地球温暖化に対応する技術として環境技術に注目が集まっている。このような環境技術としては、例えば、二次電池を搭載し、従来のようなガソリンを消費するエンジンに代えて駆動装置としてモータを採用した電気自動車や、ハイブリッド自動車などに関するものが実用化されている。 In recent years, attention has been focused on environmental technology as a technology to cope with global warming. As such an environmental technology, for example, an electric vehicle equipped with a secondary battery and employing a motor as a driving device instead of a conventional gasoline consuming engine, a hybrid vehicle, etc. have been put into practical use. Yes.
このような電気自動車やハイブリッド自動車などの車両は、外部の給電装置に接続された充電プラグを車両に設けられた給電口のコネクタに接続して、車両の外部から二次電池を充電することができる構成となっている。 A vehicle such as an electric vehicle or a hybrid vehicle can charge a secondary battery from the outside of the vehicle by connecting a charging plug connected to an external power feeding device to a connector of a power feeding port provided in the vehicle. It can be configured.
車両に給電する際の車両と給電装置(充電スタンド)との間のインタフェースは、すでに規格化されている。例えば、給電装置側に設けられた出力回路と、車両側に設けられた入力回路との間でコントロールパイロット線と称される信号線を設け、出力回路から入力回路に対して所定の周波数の矩形波信号(コントロールパイロット信号)を出力することにより、給電装置と車両との間で車両の充電状態などの情報を確認することができる(非特許文献1参照)。 The interface between the vehicle and the power supply device (charging station) when supplying power to the vehicle has already been standardized. For example, a signal line called a control pilot line is provided between an output circuit provided on the power supply device side and an input circuit provided on the vehicle side, and a rectangular with a predetermined frequency is provided from the output circuit to the input circuit. By outputting a wave signal (control pilot signal), information such as a charging state of the vehicle can be confirmed between the power feeding device and the vehicle (see Non-Patent Document 1).
一方で、コントロールパイロット線に通信信号を重畳させて給電装置と車両との間で、さらに種々の情報の送受信を行うことができる通信システムも検討されている。 On the other hand, a communication system that can transmit and receive various kinds of information between the power supply apparatus and the vehicle by superimposing a communication signal on the control pilot line is also being studied.
しかし、コントロールパイロット線にコントロールパイロット通信回路以外の通信回路を接続した場合、周波数帯域を決定する素子の値によっては、コントロールパイロット信号の歪が大きくなり、出力回路と入力回路との間のコントロールパイロット信号の送受信ができないという問題がある。 However, when a communication circuit other than the control pilot communication circuit is connected to the control pilot line, depending on the value of the element that determines the frequency band, the distortion of the control pilot signal increases, and the control pilot between the output circuit and the input circuit There is a problem that signals cannot be transmitted and received.
本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであり、コントロールパイロット線にコントロールパイロット通信回路以外の通信回路を接続した場合でも、出力回路と入力回路との間の信号の送受信を確実に行うことができる通信システム及び該通信システムを構成する通信装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances. Even when a communication circuit other than the control pilot communication circuit is connected to the control pilot line, signal transmission / reception between the output circuit and the input circuit is reliably performed. It is an object of the present invention to provide a communication system that can perform communication and a communication device that constitutes the communication system.
第1発明に係る通信システムは、車両に給電する給電装置に設けられ、所定の周波数の矩形波信号を出力する出力回路と、前記車両に設けられ、前記出力回路と複数の信号線で接続され、該出力回路が出力する矩形波信号が入力される入力回路とを備え、前記信号線に通信信号を重畳させて前記車両と給電装置との間で通信を行う通信システムにおいて、前記給電装置に設けられ、前記信号線間に第1直列共振回路を介して接続され、通信信号の送受信を行う第1通信部と、前記車両に設けられ、前記信号線間に第2直列共振回路を介して接続され、通信信号の送受信を行う第2通信部とを備え、前記第1及び第2直列共振回路は、前記所定の周波数を基本波とした第9高調波以上の高調波を遮断することを特徴とする。 A communication system according to a first aspect of the present invention is provided in a power feeding device that supplies power to a vehicle, and is provided with an output circuit that outputs a rectangular wave signal having a predetermined frequency, and is provided in the vehicle, and is connected to the output circuit through a plurality of signal lines. An input circuit to which a rectangular wave signal output from the output circuit is input, and a communication signal is superimposed on the signal line to perform communication between the vehicle and the power supply device. A first communication unit that is connected between the signal lines via a first series resonance circuit and transmits / receives a communication signal; and provided in the vehicle via a second series resonance circuit between the signal lines. And a second communication unit that transmits and receives a communication signal, and the first and second series resonance circuits are configured to block higher harmonics than the ninth harmonic having the predetermined frequency as a fundamental wave. Features.
第2発明に係る通信システムは、第1発明において、前記第1及び第2直列共振回路は、前記所定の周波数を基本波とした第15高調波以上の高調波を遮断することを特徴とする。 A communication system according to a second invention is characterized in that, in the first invention, the first and second series resonance circuits block higher harmonics of the fifteenth harmonic or higher with the predetermined frequency as a fundamental wave. .
第3発明に係る通信システムは、第1発明又は第2発明において、前記第1及び第2直列共振回路は、1.75MHz〜1.8MHzの通過帯域を有することを特徴とする。 A communication system according to a third invention is characterized in that, in the first invention or the second invention, the first and second series resonant circuits have a pass band of 1.75 MHz to 1.8 MHz.
第4発明に係る通信システムは、第1発明乃至第3発明のいずれかにおいて、前記車両は、前記信号線に介装され、前記矩形波信号を通過させるローパスフィルタを更に備え、前記ローパスフィルタは、前記第2通信部の接続位置と入力回路との間に位置することを特徴とする。 A communication system according to a fourth invention is the communication system according to any one of the first to third inventions, wherein the vehicle further includes a low-pass filter that is interposed in the signal line and allows the rectangular wave signal to pass therethrough. The second communication unit is located between the connection position and the input circuit.
第5発明に係る通信装置は、所定の周波数の矩形波信号を複数の信号線を介して出力する出力回路を備える通信装置において、前記信号線間に直列共振回路を介して接続され、該信号線に通信信号を重畳させて通信信号の送受信を行う通信部を備え、前記直列共振回路は、前記所定の周波数を基本波とした第9高調波以上の高調波を遮断することを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a communication apparatus comprising: an output circuit that outputs a rectangular wave signal having a predetermined frequency via a plurality of signal lines; the signal lines are connected via a series resonance circuit; A communication unit for transmitting and receiving communication signals by superimposing communication signals on a line, wherein the series resonance circuit cuts off a higher harmonic than a ninth harmonic having the predetermined frequency as a fundamental wave; .
第6発明に係る通信装置は、所定の周波数の矩形波信号を複数の信号線を介して出力する出力回路を備える通信装置において、前記信号線間に直列共振回路を介して接続され、該信号線に通信信号を重畳させて通信信号の送受信を行う通信部を備え、前記直列共振回路は、前記所定の周波数を基本波とした第15高調波以上の高調波を遮断することを特徴とする。 According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a communication apparatus comprising: an output circuit that outputs a rectangular wave signal having a predetermined frequency through a plurality of signal lines; the signal lines are connected via a series resonance circuit; A communication unit that transmits and receives a communication signal by superimposing a communication signal on a line, wherein the series resonance circuit cuts off a higher harmonic than the 15th harmonic having the predetermined frequency as a fundamental wave. .
第7発明に係る通信装置は、複数の信号線を介して所定の周波数の矩形波信号が入力される入力回路を備える車両において、前記信号線間に直列共振回路を介して接続され、該信号線に通信信号を重畳させて通信信号の送受信を行う通信部を備え、前記直列共振回路は、前記所定の周波数を基本波とした第9高調波以上の高調波を遮断することを特徴とする。 According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a communication apparatus according to a seventh aspect of the present invention, comprising: an input circuit to which a rectangular wave signal having a predetermined frequency is input via a plurality of signal lines; and a signal connected between the signal lines via a series resonance circuit. A communication unit for transmitting and receiving communication signals by superimposing communication signals on a line, wherein the series resonance circuit cuts off a higher harmonic than a ninth harmonic having the predetermined frequency as a fundamental wave; .
第8発明に係る通信装置は、複数の信号線を介して所定の周波数の矩形波信号が入力される入力回路を備える車両において、前記信号線間に直列共振回路を介して接続され、該信号線に通信信号を重畳させて通信信号の送受信を行う通信部を備え、前記直列共振回路は、前記所定の周波数を基本波とした第15高調波以上の高調波を遮断することを特徴とする。 According to an eighth aspect of the present invention, there is provided a communication apparatus including: an input circuit to which a rectangular wave signal having a predetermined frequency is input via a plurality of signal lines; the signal line is connected between the signal lines via a series resonance circuit; A communication unit that transmits and receives a communication signal by superimposing a communication signal on a line, wherein the series resonance circuit cuts off a higher harmonic than the 15th harmonic having the predetermined frequency as a fundamental wave. .
第1発明、第5発明及び第7発明にあっては、第1通信部は、給電装置に設けられ、出力回路と入力回路との間の複数の信号線(例えば、コントロールパイロット線と接地線)間に第1直列共振回路を介して接続され、通信信号を信号線に重畳させて通信信号の送受信を行う。また、第2通信部は、車両に設けられ、出力回路と入力回路との間の複数の信号線間に第2直列共振回路を介して接続され、通信信号を信号線に重畳させて通信信号の送受信を行う。直列共振回路は、例えば、インダクタ、キャパシタ及び抵抗の直列回路である。すなわち、第1通信部と第1直列共振回路との直列回路を信号線間に接続するとともに、第2通信部と第2直列共振回路との直列回路を信号線間に接続する。第1及び第2通信部は、直列共振回路を介して信号線に所望の周波数帯域の通信信号を重畳させることにより通信を行う。所望の周波数帯域は、例えば、1.75MHz〜1.8MHz(FSK:frequency shift keying)である。 In the first invention, the fifth invention, and the seventh invention, the first communication unit is provided in the power feeding device, and includes a plurality of signal lines (for example, a control pilot line and a ground line) between the output circuit and the input circuit. ) Are connected via a first series resonant circuit, and the communication signal is transmitted and received by superimposing the communication signal on the signal line. In addition, the second communication unit is provided in the vehicle, connected to the plurality of signal lines between the output circuit and the input circuit via the second series resonance circuit, and the communication signal is superimposed on the signal line to communicate the signal. Send and receive. The series resonant circuit is, for example, a series circuit of an inductor, a capacitor, and a resistor. That is, a series circuit of the first communication unit and the first series resonance circuit is connected between the signal lines, and a series circuit of the second communication unit and the second series resonance circuit is connected between the signal lines. The first and second communication units perform communication by superimposing a communication signal of a desired frequency band on a signal line via a series resonance circuit. The desired frequency band is, for example, 1.75 MHz to 1.8 MHz (FSK: frequency shift keying).
第1及び第2直列共振回路は、出力回路が生成する所定の矩形波の周波数を基本波とした第9高調波以上の高調波を遮断する。所定の矩形波の周波数は、例えば、1kHzである。これにより、出力回路が生成する所定の周波数の矩形波信号(コントロールパイロット信号)の高調波成分が第1通信部及び第2通信部へ伝搬することにより、矩形波信号の歪みが大きくなることを防止することができ、コントロールパイロット線にコントロールパイロット通信回路以外の通信回路を接続した場合でも、出力回路と入力回路との間のコントロールパイロット信号の送受信を確実に行うことができる。 The first and second series resonant circuits block higher harmonics that are higher than the ninth harmonic with the frequency of a predetermined rectangular wave generated by the output circuit as a fundamental wave. The frequency of the predetermined rectangular wave is, for example, 1 kHz. Thereby, the harmonic component of the rectangular wave signal (control pilot signal) having a predetermined frequency generated by the output circuit propagates to the first communication unit and the second communication unit, thereby increasing the distortion of the rectangular wave signal. Even when a communication circuit other than the control pilot communication circuit is connected to the control pilot line, it is possible to reliably transmit and receive the control pilot signal between the output circuit and the input circuit.
第2発明、第6発明及び第8発明にあっては、第1及び第2直列共振回路は、出力回路が生成する所定の矩形波の周波数を基本波とした第15高調波以上の高調波を遮断する。これにより、出力回路が生成する所定の周波数の矩形波信号(コントロールパイロット信号)のさらに高次の高調波成分が第1通信部及び第2通信部へ伝搬することを遮断することにより、矩形波信号の歪みが大きくなることを防止することができ、コントロールパイロット線にコントロールパイロット通信回路以外の通信回路を接続した場合でも、出力回路と入力回路との間の信号の送受信を一層確実に行うことができる。 In the second invention, the sixth invention, and the eighth invention, the first and second series resonant circuits are higher than the 15th harmonic with the frequency of the predetermined rectangular wave generated by the output circuit as a fundamental wave. Shut off. As a result, the higher-order harmonic component of the rectangular wave signal (control pilot signal) having a predetermined frequency generated by the output circuit is blocked from propagating to the first communication unit and the second communication unit, thereby generating a rectangular wave. Signal distortion can be prevented from increasing, and even when a communication circuit other than the control pilot communication circuit is connected to the control pilot line, signal transmission and reception between the output circuit and the input circuit can be performed more reliably. Can do.
第3発明にあっては、第1及び第2直列共振回路は、1.75MHz〜1.8MHzの通過帯域を有する。直列共振回路の共振周波数を設定するためには、キャパシタ、インダクタの値を通過帯域に合わせて任意に設定することができる。しかし、コントロールパイロット線に通信回路を接続する場合には、キャパシタ、インダクタを任意の値としたときに、コントロールパイロット信号の歪が生じる。そこで、直列共振回路のキャパシタの値を所定値(例えば、1nF)以下に固定した上で、所要の共振周波数(通過帯域)が得られるように直列共振回路のインダクタの値を設定することにより、共振周波数をシフトさせ、所要の1.75MHz〜1.8MHzの通過帯域を実現することができる。 In the third invention, the first and second series resonant circuits have a passband of 1.75 MHz to 1.8 MHz. In order to set the resonance frequency of the series resonance circuit, the values of the capacitor and the inductor can be arbitrarily set according to the pass band. However, when a communication circuit is connected to the control pilot line, distortion of the control pilot signal occurs when the capacitor and the inductor are set to arbitrary values. Therefore, by fixing the value of the capacitor of the series resonance circuit to a predetermined value (for example, 1 nF) or less, and setting the value of the inductor of the series resonance circuit so as to obtain a required resonance frequency (passband), By shifting the resonance frequency, a required pass band of 1.75 MHz to 1.8 MHz can be realized.
第4発明にあっては、矩形波信号を通過させるローパスフィルタを、第2通信部の接続位置と入力回路との間に設ける。これにより、入力回路において、矩形波信号の読取誤差を防止し、波形の鈍りを改善することができる。 In the fourth invention, the low-pass filter that allows the rectangular wave signal to pass is provided between the connection position of the second communication unit and the input circuit. Thereby, in the input circuit, the reading error of the rectangular wave signal can be prevented, and the waveform dullness can be improved.
本発明によれば、コントロールパイロット線にコントロールパイロット通信回路以外の通信回路を接続した場合でも、出力回路と入力回路との間のコントロールパイロット信号の送受信を確実に行うことができる。 According to the present invention, even when a communication circuit other than the control pilot communication circuit is connected to the control pilot line, it is possible to reliably transmit and receive the control pilot signal between the output circuit and the input circuit.
(実施の形態1)
以下、本発明に係る通信システムの実施の形態を示す図面に基づいて説明する。図1は実施の形態1の通信システムの構成の一例を示すブロック図である。図1に示すように、電気自動車又はハイブリッド自動車などの車両と給電装置とは、インレット5(「給電口」、「コネクタ」とも称する)を介して電気的に接続される。給電装置はAC電源6を備える。AC電源6は、電源線1(ACL)、電源線2(ACN)を通じて車両の充電器7に電気的に接続される。充電器7には、バッテリ(二次電池)8を接続してある。
(Embodiment 1)
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, a communication system according to an embodiment of the present invention will be described based on the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing an example of the configuration of the communication system according to the first embodiment. As shown in FIG. 1, a vehicle such as an electric vehicle or a hybrid vehicle and a power feeding device are electrically connected via an inlet 5 (also referred to as “power feeding port” or “connector”). The power supply apparatus includes an
これにより、給電装置からの充電ケーブルに接続されたプラグ(不図示)をインレット5に接続することにより、AC電力を車両へ供給することができ、車両に搭載されたバッテリ8を充電することができる。
Thus, AC power can be supplied to the vehicle by connecting a plug (not shown) connected to the charging cable from the power supply device to the
本実施の形態の通信システムは、給電装置に設けられた通信装置10、車両に設けられた通信装置50などを備える。
The communication system according to the present embodiment includes a
通信装置10は、所定の周波数の矩形波信号(「コントロールパイロット信号」とも称する)を出力する出力回路20、第1通信部としてコントロールパイロット通信以外の通信を行うための通信部30、直列共振回路31などを備える。
The
通信装置50は、コントロールパイロット信号が入力される入力回路60、第2通信部としてコントロールパイロット通信以外の通信を行うための通信部70、直列共振回路71などを備える。
The
出力回路20は、矩形波信号(コントロールパイロット信号)を生成する電圧発生源21、抵抗22、キャパシタ23、マイコン24、バッファ25などを備える。電圧発生源21は、例えば、周波数が1kHzであって、ピーク値が±12Vの矩形波信号(コントロールパイロット信号)を生成する。コントロールパイロット信号のデューティ比は、例えば、20%であるが、これに限定されるものではない。矩形波信号は、デューティ比が0から100%まで変更可能な信号であり、例えば、±12Vの一定電圧も含む。出力回路20は、抵抗22を介して車両に設けられた入力回路60へコントロールパイロット信号を送出する。
The
キャパシタ23は、例えば、出力回路20で発生するノイズを低減するために設けられている。抵抗22の値は、例えば、1.0kΩ、キャパシタ23のキャパシタンスは、例えば、2.2nFであるが、数値はこれらに限定されるものではない。
The
バッファ25は、出力回路20の出力電圧を検出する電圧検出部としての機能を有し、キャパシタ23の両端電圧を検出し、検出結果をマイコン24へ出力する。
The
マイコン24は、電圧発生源21で生成する矩形波信号を調整する調整部としての機能を有する。これにより、出力回路20は、±12Vの一定電圧、及び任意のデューティ比(0より大きく、100より小さい)であって波高値が±12Vの矩形波信号(コントロールパイロット信号)を出力することができる。
The
入力回路60は、キャパシタ61、ダイオード62、バッファ63、マイコン64、抵抗部65などを備える。バッファ63は、抵抗部65の両端電圧Voutを検出してマイコン64へ出力する。なお、抵抗部65の両端電圧に代えて、キャパシタ61の両端の電圧を検出してもよい。
The
抵抗部65は、複数の抵抗及び開閉スイッチなどを備え、マイコン64からの信号により開閉スイッチを開閉することにより、抵抗値を変化させる(調整する)ことができる。
The
マイコン64は、抵抗部65の電圧Voutを変化させるため、抵抗部65の抵抗値を調整する調整部としての機能を有する。すなわち、マイコン64は、車両の状態(例えば、充電に関連する状態)に応じて電圧Voutを変化させるため、抵抗部65の抵抗値を変化させる。電圧Voutの値に応じて、給電装置と車両とは、充電に関連する状態を検出することができる。
The
例えば、電圧Voutが12Vである場合は、車両の充電プラグが未接続である状態を示す。また、電圧Voutが9Vである場合は、抵抗部65の抵抗値は2.74kΩに設定され、車両の充電プラグが接続され、充電待ちの状態を示す。また、電圧Voutが6Vである場合は、抵抗部65の抵抗値は882Ωに設定され、充電中の状態を示す。また、電圧Voutが3Vである場合は、抵抗部65の抵抗値は246Ωに設定され、充電中であって充電場所を換気する必要がある状態であることを示す。
For example, when the voltage Vout is 12 V, the vehicle charging plug is not connected. Further, when the voltage Vout is 9V, the resistance value of the
キャパシタ61は、例えば、入力回路60に侵入するノイズを低減するために設けられている。抵抗部65の抵抗値は、例えば、2.74kΩ、882Ω、246Ω程度であり、キャパシタ61のキャパシタンスは、例えば、1.8nFであるが、数値はこれらに限定されるものではない。
The
出力回路20と入力回路60とは、複数の信号線(コントロールパイロット線4、接地線3)を介して電気的に接続されている。なお、接地線3もコントロールパイロット線であるとみなすことができる。
The
通信部30及び通信部70は、出力回路20と入力回路60との間に設けられた複数の信号線(コントロールパイロット線4、接地線3)に所要の通信帯域の通信信号を重畳させることにより通信を行う。通信部30及び通信部70の間で送受信される情報は、例えば、車両IDに関するもの、充電制御(充電の開始または終了など)に関するもの、充電量の管理(急速充電、充電量の通知など)に関するもの、課金の管理などに関するもの、ナビゲーションの更新に関するもの等、コントロールパイロット信号による情報より多様性に富んでいる。
The
通信部30及び通信部70は、例えば、FSK(Frequency Shift Keying:周波数偏移変調)方式を利用した変調回路、復調回路などを備える。通信部30及び通信部70が行う通信の通信帯域は、例えば、1.75MHz〜1.8MHzである。
The
出力回路20の出力側のコントロールパイロット線4と接地線3との間に、直列共振回路31と通信部30との直列回路を接続してあり、通信部30は、直列共振回路31を介して通信信号をコントロールパイロット線4に重畳させるとともに、コントロールパイロット線4上の通信信号を受信する。
A series circuit of a
入力回路60の入力側のコントロールパイロット線4と接地線3との間に、直列共振回路71と通信部70との直列回路を接続してあり、通信部70は、直列共振回路71を介して通信信号をコントロールパイロット線4に重畳させるとともに、コントロールパイロット線4上の通信信号を受信する。
A series circuit of a
すなわち、通信部30及び通信部70は、直列共振回路31、71を介して直接信号線間に接続され、信号線に通信信号を重畳させることにより通信を行う。このような、変圧器を用いない方式を直接方式あるいはキャパシティブ方式と称することができる。
That is, the
直列共振回路31は、抵抗311、キャパシタ312、インダクタ313の直列回路である。同様に、直列共振回路71は、抵抗711、キャパシタ712、インダクタ713の直列回路である。キャパシタ312、712、インダクタ313、713の各値は、直列共振回路の共振周波数が通信部30及び通信部70の通信帯域と合致するように、設定することができる。なお、キャパシタ312、712、インダクタ313、713の各値の設定方法は後述する。
The series
直列共振回路31、71は、出力回路20が生成する所定の矩形波の周波数を基本波とした第9高調波以上の高調波を遮断する。所定の矩形波の周波数は、例えば、1kHzである。これにより、出力回路20が生成する所定の周波数の矩形波信号(コントロールパイロット信号)の高調波成分が通信部30、70へ伝搬することを防止して、矩形波信号が歪むことを防止することができ、コントロールパイロット線にコントロールパイロット通信回路以外の通信回路を接続した場合でも、出力回路20と入力回路60との間の信号の送受信を確実に行うことができる。
The series
さらに、直列共振回路31、71で出力回路20が生成する所定の矩形波の周波数を基本波とした第15高調波以上の高調波を遮断するようにしてもよい。これにより、出力回路20が生成する所定の周波数の矩形波信号(コントロールパイロット信号)のさらに高次の高調波成分が通信部30、70へ伝搬することを遮断することにより、矩形波信号が歪むことを防止することができ、コントロールパイロット線にコントロールパイロット通信回路以外の通信回路を接続した場合でも、出力回路20と入力回路60との間の信号の送受信を一層確実に行うことができる。
Furthermore, the harmonics of the 15th harmonic or higher with the frequency of a predetermined rectangular wave generated by the
図2ないし図5は入力回路60で受信するコントロールパイロット信号の波形の一例を示す説明図である。図中、横軸は時間を示し、縦軸は電圧を示す。当該電圧は、図1で例示する電圧Voutである。
2 to 5 are explanatory diagrams showing examples of waveforms of control pilot signals received by the
図2の例は、直列共振回路31、71のキャパシタ312、712のキャパシタンスCpが8.2nFである場合を示し、入力回路60で受信するコントロールパイロット信号の立ち上がり時間Tr(電圧が10%から90%に到達するまでの時間)が40μsとなっている。この場合、入力回路60で受信するコントロールパイロット信号には、歪が生じているので、出力回路20と入力回路60との間の信号の送受信ができない確率が高くなる。
The example of FIG. 2 shows a case where the capacitances Cp of the
図3の例は、直列共振回路31、71のキャパシタ312、712のキャパシタンスCpが1.0nFである場合を示し、入力回路60で受信するコントロールパイロット信号の立ち上がり時間Trが14μsとなっている。この場合、入力回路60で受信するコントロールパイロット信号には、歪が低減され、出力回路20と入力回路60との間の信号の送受信を確実に行うことができる。
The example of FIG. 3 shows a case where the capacitances Cp of the
図4の例は、直列共振回路31、71のキャパシタ312、712のキャパシタンスCpが0.1nFである場合を示し、入力回路60で受信するコントロールパイロット信号の立ち上がり時間Trが10μsとなっている。この場合も、入力回路60で受信するコントロールパイロット信号には、歪が低減され、出力回路20と入力回路60との間の信号の送受信を確実に行うことができる。
The example of FIG. 4 shows a case where the capacitances Cp of the
図5の例は、直列共振回路31、71、通信部30、70を具備しない場合を示し、入力回路60で受信するコントロールパイロット信号の立ち上がり時間Trが10μsとなっている。直列共振回路31、71、通信部30、70を具備しないにもかかわらず、立ち上がり時間Trが10μsとなるのは、出力回路20、信号線3、4及び入力回路60間に存在する浮遊容量などの影響であるが、実用上問題はない。
The example of FIG. 5 shows a case where the
上述のように、直列共振回路31、71のキャパシタ312、712のキャパシタンスCpを所定値(例えば、1nF)以下にすることにより、入力回路60で受信するコントロールパイロット信号の歪を実用上問題ないレベルにまで小さくすることができる。
As described above, distortion of the control pilot signal received by the
直列共振回路31、71のキャパシタ312、712のキャパシタンスCpを大きくした場合(例えば、8.2nFなど)、高周波(例えば、矩形波信号の周波数の高調波成分)に対するインピーダンスが小さくなり、出力回路20が生成する矩形波信号が通信部30、70へ伝搬するため、矩形波信号が歪む。キャパシタ312、712のキャパシタンスCpを小さく(例えば、1nF以下)することにより、矩形波信号が通信部30、70へ伝搬することを防止し、矩形波信号の歪みが大きくなることを防止することができる。
When the capacitances Cp of the
直列共振回路31、71は、通信部30、70の通信帯域に合致するように、1.75MHz〜1.8MHzの通過帯域を有する。直列共振回路31、71の共振周波数を設定するためには、キャパシタ、インダクタの値を通過帯域に合わせて任意に設定することができる。しかし、コントロールパイロット線に通信回路を接続する場合には、キャパシタ、インダクタを任意の値としたときに、コントロールパイロット信号の歪が生じる。すなわち、従来の技術では、所望の共振周波数を得るためのキャパシタ、インダクタの値の組み合わせを選択することはできたとしても、所望の共振周波数を得た上で、コントロールパイロット信号の歪みが大きくなることを防止するためには、どのような値を採用すればよいかは不明であった。
The series
そこで、直列共振回路31、71のキャパシタ312、712のキャパシタンスCpを所定値(例えば、1nF)以下に固定した上で、所要の共振周波数(通過帯域)が得られるように直列共振回路31、71のインダクタ313、713のインダクタンスLpを設定することにより、コントロールパイロット信号の歪を防止しつつ、共振周波数をシフトさせ、所要の1.75MHz〜1.8MHzの通過帯域を実現することができる。なお、キャパシタ312、712のキャパシタンスCpの所定値は、1nFに限定されるものではない。
Therefore, the series
図6及び図7はコントロールパイロット信号の伝送特性の一例を示す説明図である。図6及び図7において、横軸は周波数を示し、縦軸は電圧を示す。当該電圧は、図1で例示する電圧Voutである。 6 and 7 are explanatory diagrams illustrating an example of transmission characteristics of the control pilot signal. 6 and 7, the horizontal axis indicates the frequency, and the vertical axis indicates the voltage. The voltage is the voltage Vout illustrated in FIG.
図6の例は、直列共振回路31、71のキャパシタ312、712のキャパシタンスCpが8.2nFであり、インダクタ313、713のインダクタンスLpが1.0μHであり、図2の例に対応するものである。図6に示すように、電圧Voutが、3dB減少する周波数は、約9kHzである。
In the example of FIG. 6, the capacitances Cp of the
図7の例は、直列共振回路31、71のキャパシタ312、712のキャパシタンスCpが1.0nFであり、インダクタ313、713のインダクタンスLpが8.2μHであり、図3の例に対応するものである。図7に示すように、電圧Voutが、3dB減少する周波数は、約30kHzである。
In the example of FIG. 7, the capacitances Cp of the
図6及び図7から分かるように、直列共振回路31、71のキャパシタ312、712のキャパシタンスCpを小さくすることにより、低周波でのインピーダンスが高くなり、コントロールパイロット信号の高調波成分が通信部30、70(ECU等も含む)に流れることを防止することができ、その結果、コントロールパイロット信号の歪あるいは立ち上がりの鈍り、立ち下がりの鈍りを防止することができる。
As can be seen from FIGS. 6 and 7, by reducing the capacitance Cp of the
図8及び図9は通信部30、70間の伝送特性の一例を示す説明図である。図8及び図9において、横軸は周波数を示し、縦軸は通信部30、70の間のコントロールパイロット線4における減衰率、すなわち伝送路減衰量(電圧低下)を示す。また、図8及び図9は、直列共振回路31、71の共振周波数を1.8MHzとした場合の伝送特性を表す。
8 and 9 are explanatory diagrams illustrating an example of transmission characteristics between the
図8の例は、直列共振回路31、71のキャパシタ312、712のキャパシタンスCpが8.2nFであり、インダクタ313、713のインダクタンスLpが1.0μHであり、図2、図6の例に対応するものである。図8から分かるように、1.8MHz帯域付近で−8dBの伝送特性を示している。
In the example of FIG. 8, the capacitances Cp of the
また、図9の例は、直列共振回路31、71のキャパシタ312、712のキャパシタンスCpが1.0nFであり、インダクタ313、713のインダクタンスLpが8.2μHであり、図3、図7の例に対応するものである。図9から分かるように、1.8MHz帯域付近で−5dBの伝送特性を示している。
In the example of FIG. 9, the capacitances Cp of the
図8及び図9から分かるように、直列共振回路31、71のキャパシタ312、712のキャパシタンスCpを変化させても、伝送特性は同程度である。
As can be seen from FIGS. 8 and 9, even if the capacitances Cp of the
(実施の形態2)
上述の実施の形態1では、直列共振回路を用いた例を説明したが、これに限定されるものではない。
(Embodiment 2)
In the first embodiment described above, the example using the series resonance circuit has been described, but the present invention is not limited to this.
図10は実施の形態2の通信システムの構成の一例を示すブロック図である。実施の形態1との違いは、直列共振回路31、71に代えて、カップリングキャパシタ32、72、変圧器33、73を備える点である。
FIG. 10 is a block diagram showing an example of the configuration of the communication system according to the second embodiment. A difference from the first embodiment is that
すなわち、出力回路20の出力側のコントロールパイロット線4と接地線3との間に、カップリングキャパシタ32、32及び変圧器33の直列回路を接続してあり、通信部30は、変圧器33を介して通信信号をコントロールパイロット線4に重畳させるとともに、コントロールパイロット線4上の通信信号を受信する。
That is, a series circuit of
また、入力回路60の入力側のコントロールパイロット線4と接地線3との間に、カップリングキャパシタ72、72及び変圧器73の直列回路を接続してあり、通信部70は、変圧器73を介して通信信号をコントロールパイロット線4に重畳させるとともに、コントロールパイロット線4上の通信信号を受信する。
In addition, a series circuit of
すなわち、通信部30及び通信部70は、信号線間に変圧器33、73を接続して信号線に電圧を重畳させることにより通信を行う。このような方式を線間通信方式と称することができる。なお、実施の形態1と同様の箇所は、同一符号を付して説明を省略する。
That is, the
実施の形態2においても、カップリングキャパシタ32、72のキャパシタンスを所定値以下にすることにより、実施の形態1と同様に、コントロールパイロット信号の歪又は立ち上がりの鈍りを防止することができる。
Also in the second embodiment, by making the capacitances of the
(実施の形態3)
実施の形態3は、実施の形態1において、コントロールパイロット線にローパスフィルタを介装させる構成である。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。
(Embodiment 3)
The third embodiment has a configuration in which a low-pass filter is interposed in the control pilot line in the first embodiment. In the following description, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those in the first embodiment, and the first embodiment is referred to and detailed description thereof is omitted.
図11は実施の形態3の通信システムの構成の一例を示すブロック図である。実施の形態3は、入力回路50に接続するコントロールパイロット線4にローパスフィルタ90を介装させる構成である。ローパスフィルタ90は、通信部70の接続位置と入力回路50との間に位置し、所定の周波数より低周波の信号、即ちコントロールパイロット信号等の所定の周波数の矩形波信号を通過させる。また、1.75MHz〜1.8MHz等の帯域の通信信号に対してはハイインピーダンスとなるため、通信信号を遮断する遮断手段としても機能する。
FIG. 11 is a block diagram illustrating an example of a configuration of a communication system according to the third embodiment. In the third embodiment, a low-
図12はローパスフィルタの構成の一例を示す回路図である。ローパスフィルタ90は、図12に示すように、例えば、インダクタンスが1.5mHであるコイル及び1.0kΩの抵抗を並列に配置した回路として構成される。
FIG. 12 is a circuit diagram showing an example of the configuration of the low-pass filter. As shown in FIG. 12, the low-
図13は入力回路60で受信するコントロールパイロット信号の波形の一例を示す説明図である。図中、横軸は時間を示し、縦軸は電圧を示す。当該電圧は、実施の形態1に係る図1で例示する電圧Voutである。
FIG. 13 is an explanatory diagram showing an example of the waveform of the control pilot signal received by the
図13において、実線は、ローパスフィルタ90を設けた場合の波形を示し、破線は、ローパスフィルタ90を設けない場合の波形を比較用に示している。図13に示すように、ローパスフィルタ90を設けることにより、コントロールパイロット信号の鈍りが改善されていることが明らかであり、これにより読取誤差の抑制等の効果が見込める。
In FIG. 13, the solid line indicates the waveform when the low-
図14はコントロールパイロット信号の伝送特性の一例を示す説明図である。図14において、横軸は周波数を示し、縦軸は電圧を示す。当該電圧は、実施の形態1で例示する電圧Voutである。 FIG. 14 is an explanatory diagram showing an example of transmission characteristics of the control pilot signal. In FIG. 14, the horizontal axis indicates the frequency, and the vertical axis indicates the voltage. The voltage is the voltage Vout illustrated in the first embodiment.
図14において、実線は、ローパスフィルタ90を設けた場合の波形を示し、破線は、ローパスフィルタ90を設けない場合の波形を比較用に示している。図14に示すように、ローパスフィルタ90を設けることにより、200kHz以上の周波数帯で減衰が大きく、通信信号が混入することを防止していることが読み取れる。通信信号の混入を防止することにより、読取誤差の抑制等の効果が見込まれる。
In FIG. 14, the solid line indicates the waveform when the low-
実施の形態3では、コントロールパイロット線にローパスフィルタを介装する構成を示したが、本発明は、これに限らず、接地線にローパスフィルタを介装するようにしても良く、更には、コントロールパイロット線及び接地線の双方にローパスフィルタを介装するようにしても良い。 In the third embodiment, the configuration in which the control pilot line is provided with the low-pass filter is shown. However, the present invention is not limited to this, and the ground line may be provided with the low-pass filter. A low pass filter may be interposed in both the pilot line and the ground line.
また、車両側だけでなく、給電装置側のコントロールパイロット線或いは接地線、又は双方にローパスフィルタを介装するようにしても良い。 Further, not only the vehicle side but also a low-pass filter may be provided on the control pilot line or the ground line on the power feeding apparatus side, or both.
開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The disclosed embodiments are to be considered in all respects as illustrative and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
3 接地線(コントロールパイロット線)
4 コントロールパイロット線
10、50 通信装置
20 出力回路
21 電圧発生源
22 抵抗
23 キャパシタ
24 マイコン
25 バッファ
30、70 通信部
31、71 直列共振回路
311、711 抵抗
312、712 キャパシタ
313、713 インダクタ
32、72 カップリングキャパシタ
33、73 変圧器
60 入力回路
61 キャパシタ
62 ダイオード
63 バッファ
64 マイコン
65 抵抗部
90 ローパスフィルタ
3 Grounding wire (control pilot wire)
4
Claims (8)
前記給電装置に設けられ、前記信号線間に第1直列共振回路を介して接続され、通信信号の送受信を行う第1通信部と、
前記車両に設けられ、前記信号線間に第2直列共振回路を介して接続され、通信信号の送受信を行う第2通信部と
を備え、
前記第1及び第2直列共振回路は、
前記所定の周波数を基本波とした第9高調波以上の高調波を遮断することを特徴とする通信システム。 An output circuit that is provided in a power supply device that supplies power to the vehicle and outputs a rectangular wave signal having a predetermined frequency; and a rectangular wave that is provided in the vehicle and connected to the output circuit by a plurality of signal lines and output from the output circuit. A communication system that communicates between the vehicle and the power feeding device by superimposing a communication signal on the signal line.
A first communication unit that is provided in the power supply device and is connected between the signal lines via a first series resonance circuit, and transmits and receives communication signals;
A second communication unit that is provided in the vehicle and is connected between the signal lines via a second series resonant circuit, and transmits and receives communication signals;
The first and second series resonant circuits are:
A communication system characterized by blocking a higher harmonic than a ninth higher harmonic having the predetermined frequency as a fundamental wave.
前記所定の周波数を基本波とした第15高調波以上の高調波を遮断することを特徴とする請求項1に記載の通信システム。 The first and second series resonant circuits are:
2. The communication system according to claim 1, wherein higher harmonics of the 15th harmonic or higher having the predetermined frequency as a fundamental wave are cut off.
1.75MHz〜1.8MHzの通過帯域を有することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の通信システム。 The first and second series resonant circuits are:
The communication system according to claim 1, wherein the communication system has a passband of 1.75 MHz to 1.8 MHz.
前記信号線に介装され、前記矩形波信号を通過させるローパスフィルタを更に備え、
前記ローパスフィルタは、
前記第2通信部の接続位置と入力回路との間に位置する
ことを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の通信システム。 The vehicle is
A low-pass filter that is interposed in the signal line and passes the rectangular wave signal;
The low-pass filter is
The communication system according to any one of claims 1 to 3, wherein the communication system is located between a connection position of the second communication unit and an input circuit.
前記信号線間に直列共振回路を介して接続され、該信号線に通信信号を重畳させて通信信号の送受信を行う通信部を備え、
前記直列共振回路は、
前記所定の周波数を基本波とした第9高調波以上の高調波を遮断することを特徴とする通信装置。 In a communication device including an output circuit that outputs a rectangular wave signal of a predetermined frequency via a plurality of signal lines,
A communication unit that is connected between the signal lines via a series resonance circuit and that transmits and receives communication signals by superimposing communication signals on the signal lines;
The series resonant circuit is:
A communication apparatus that cuts off a harmonic higher than a ninth harmonic having the predetermined frequency as a fundamental wave.
前記信号線間に直列共振回路を介して接続され、該信号線に通信信号を重畳させて通信信号の送受信を行う通信部を備え、
前記直列共振回路は、
前記所定の周波数を基本波とした第15高調波以上の高調波を遮断することを特徴とする通信装置。 In a communication device including an output circuit that outputs a rectangular wave signal of a predetermined frequency via a plurality of signal lines,
A communication unit that is connected between the signal lines via a series resonance circuit and that transmits and receives communication signals by superimposing communication signals on the signal lines;
The series resonant circuit is:
A communication apparatus that cuts off harmonics of the fifteenth harmonic or higher having the predetermined frequency as a fundamental wave.
前記信号線間に直列共振回路を介して接続され、該信号線に通信信号を重畳させて通信信号の送受信を行う通信部を備え、
前記直列共振回路は、
前記所定の周波数を基本波とした第9高調波以上の高調波を遮断することを特徴とする通信装置。 In a vehicle including an input circuit to which a rectangular wave signal having a predetermined frequency is input via a plurality of signal lines,
A communication unit that is connected between the signal lines via a series resonance circuit and that transmits and receives communication signals by superimposing communication signals on the signal lines;
The series resonant circuit is:
A communication apparatus that cuts off a harmonic higher than a ninth harmonic having the predetermined frequency as a fundamental wave.
前記信号線間に直列共振回路を介して接続され、該信号線に通信信号を重畳させて通信信号の送受信を行う通信部を備え、
前記直列共振回路は、
前記所定の周波数を基本波とした第15高調波以上の高調波を遮断することを特徴とする通信装置。 In a vehicle including an input circuit to which a rectangular wave signal having a predetermined frequency is input via a plurality of signal lines,
A communication unit that is connected between the signal lines via a series resonance circuit and that transmits and receives communication signals by superimposing communication signals on the signal lines;
The series resonant circuit is:
A communication apparatus that cuts off harmonics of the fifteenth harmonic or higher having the predetermined frequency as a fundamental wave.
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