專利名稱：車輛用設(shè)備和用于此設(shè)備的通信接口電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有車體接地(GND)和電路接地、并在設(shè)于車體接地方的車 載器與設(shè)于電路接地方的電路之間利用數(shù)字信號進(jìn)行雙向通信的車輛用設(shè)備 和用于此設(shè)備的通信接口電路。
背景技術(shù)：
在車載的一個(gè)設(shè)備與其它設(shè)備之間利用通信傳遞信號的結(jié)構(gòu)已付諸實(shí)用， 有關(guān)該結(jié)構(gòu)的技術(shù)也有不少被揭示。作為有關(guān)此結(jié)構(gòu)的已有例，例如有下面的 例子。
此已有例涉及使用作為對車載用的其它設(shè)備傳遞信號的控制部的微計(jì)算機(jī) (以下稱為"微機(jī)")的車輛用設(shè)備，該車輛用設(shè)備設(shè)置因負(fù)載電流的通電/
阻斷而產(chǎn)生大波紋電流的負(fù)載；根據(jù)來自上述微機(jī)的輸出信號對上述負(fù)載進(jìn)行
通斷(ON/OFF)驅(qū)動控制，通電/阻斷負(fù)載電流的開關(guān)元件；以及在上述開關(guān)
元件的低電壓方端子(稱為"電路接地")與車體接地之間緩和波紋電流，使 得上述波紋電流不會作為噪聲而給無線電接收機(jī)等其它設(shè)備產(chǎn)生不良影響的 濾波器(扼流圈)，其特征在于，為了消除因該濾波器中流通大電流而產(chǎn)生的 電壓降造成的上述微機(jī)(車體接地方)與開關(guān)元件(電路接地方)之間的電位 差的影響，設(shè)置光電耦合器作為上述微機(jī)與開關(guān)元件之間不傳遞電噪聲和電位 差的絕緣型信號傳遞接口 (參考例如專利文獻(xiàn)l)。
再者，上述已有例中，如果將緩和波紋電流用的濾波器不是配置在上述接 地方，而是配置在高電位的正電源方，則開關(guān)元件的低電壓方的端子能直接連 接車體接地、亦即能與微機(jī)的接地直接連接，從而消除上述濾波器產(chǎn)生的電壓 降(電位差)的影響，從而不必使用光電耦合器。
然而，為了抑制噪聲的產(chǎn)生，有時(shí)不得不像上述那樣在接地方配置濾波器，
在這種情況下，為了在接地方配置濾波器，需要上述已有例。
又，作為用除上述濾波器以外、與上述已有例相同的配置構(gòu)成的例子，也 有在用微機(jī)控制的開關(guān)元件與車體接地之間配置電流檢測用的電阻的例子。添 加此電流檢測用的電阻時(shí)也與上述同樣地產(chǎn)生電位差，為消除此電位差的影 響，有時(shí)需要設(shè)置光電耦合器的上述已有例的結(jié)構(gòu)。
又，為了即使在作為車載設(shè)備特有的使用環(huán)境的蓄電池電源的極性反轉(zhuǎn)(反 接)的異常事態(tài)發(fā)生時(shí)，也不損壞設(shè)備，有時(shí)將阻止蓄電池電源反向電流的二 極管與該蓄電池電源串聯(lián)配置。在這種情況下，如果在蓄電池電源的正方配置 二極管，則不會產(chǎn)生上述已有例那樣的電壓降(電位差)的問題，但是在二極 管的構(gòu)造上，安裝芯片的機(jī)框方為陰極的情況占壓倒性的多數(shù)，利用螺釘或作 為面安裝元件焊接而組裝此機(jī)框的方法中，對于能將該機(jī)框用為散熱片的機(jī)殼 方直接連接于車體接地方，就不需要絕緣板等，從而能減小散熱路徑的熱阻。 由此，能抑制二極管元件的發(fā)熱，尤其是在流通大電流而高溫發(fā)熱的二極管中 比較方便。這樣，即使在車體接地方配置二極管的情況下，上述已有例的結(jié)構(gòu) 也成為有效的手段。
而且，流通大電流的設(shè)備中，阻止蓄電池電源反接時(shí)電流反向倒流的二極 管在常規(guī)使用時(shí)也具有正方向的電壓降，所以不能忽略該二極管造成的損耗、
即發(fā)熱。這種情況下，使用FET (場效應(yīng)晶體管)代替二極管， 一般采取在常 規(guī)使用時(shí)使該FET導(dǎo)通，而反接時(shí)使FET阻斷的方法。為將此導(dǎo)通時(shí)的電壓 降抑制得低而所需的低導(dǎo)通電阻的FET多為N溝道型(N-channeltype)，另 外為了價(jià)廉，此N溝道型FET多代替二極管使用。關(guān)于此N溝道型FET，也 與上述二極管的情況相同，F(xiàn)ET芯片具有的寄生二極管的陰極(FET的漏極) 為機(jī)框方，所以在車體接地方也配置N溝道型FET，將機(jī)框方直接連接到車體 接地方，從而不需要絕緣板，較方便。因而，這樣使用的例子也很多。
如以上說明所述，將濾波器(扼流圈)或二極管等各種目的的各種元件配 置在電路接地方的開關(guān)元件與車體接地方之間時(shí)，上述已有例有效。
另外，如上述已有例那樣，微機(jī)一邊與其它車載設(shè)備進(jìn)行通信一邊用1個(gè) 光電耦合器控制流通大電流的l個(gè)負(fù)載的情況下，如果將微機(jī)與其它車載器的 通信線取為發(fā)送線和接收來自此發(fā)送線的信號的接收線這2線，也就是說，如 果微機(jī)與被控制對象體為1對1的關(guān)系，則將設(shè)置微機(jī)的電位配置在車體方， 能用1個(gè)像光電耦合器那樣的接口電路構(gòu)成電路，較方便。
專利文獻(xiàn)1:特開2003-154卯3號公報(bào)
已有的車輛用設(shè)備(專利文獻(xiàn)l)由上述構(gòu)成，利用由光電耦合器組成的信 號傳遞接口排除因抑制噪聲用的濾波器上流通大電流而產(chǎn)生的車體接地方與 電路接地方之間的電位差的影響，從微機(jī)向開關(guān)元件進(jìn)行信號通信。
另外，已有的車輛用設(shè)備(專利文獻(xiàn)l)的結(jié)構(gòu)不限于濾波器(扼流圈)， 將檢測電流用的電阻、防護(hù)蓄電池電源反接用的二極管或FET等各種目的的各 種元件配置在電路接地與車體接地之間的情況下也能有效應(yīng)用。
然而，上述已有的車輛用設(shè)備使用光電耦合器作為信號傳遞接口，所以微 機(jī)與被控制對象體為1對1的關(guān)系。
與此相反，有時(shí)微機(jī)將許多(多個(gè))負(fù)載作為被控制對象體進(jìn)行控制，這 種情況下，微機(jī)與被控制對象體為1對多的關(guān)系。對處于這種關(guān)系的結(jié)構(gòu)使用 光電耦合器時(shí)，需要在每一被控制對象體上設(shè)置光電耦合器，元件數(shù)量增大， 而且設(shè)備尺寸大型化，從而存在造價(jià)高且結(jié)果不好的問題。
而且，車載設(shè)備中使用的通信一般是用1條通信線進(jìn)行發(fā)送和接收的雙向 通信，對于這樣的雙向通信，不能僅對應(yīng)使用光電耦合器的上述已有例的結(jié)構(gòu)， 還要添加元件，其結(jié)果使電路結(jié)構(gòu)變復(fù)雜，因此也存在使用光電耦合器而不實(shí) 用的問題。
本發(fā)明是為解決上述問題而作的，其目的在于獲得一種車輛用設(shè)備和用于 此設(shè)備的通信接口電路，排除在車體接地與電路接地之間配置的阻抗元件產(chǎn)生 的電壓降(電位差)的影響，另外，根據(jù)小型化且價(jià)廉的結(jié)構(gòu)，在設(shè)于車體接 地方的車載器與設(shè)于電路接地方的電路之間利用數(shù)字信號進(jìn)行雙向通信。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的車輛用設(shè)備具備以作為蓄電池電源的負(fù)極方的車體接地為基準(zhǔn)進(jìn) 行工作，收發(fā)數(shù)字通信信號的車載器；將一端連接于上述車體接地而另一端為
電路接地的阻抗元件；以上述電路接地為基準(zhǔn)進(jìn)行工作的被控制電路；以上述 電路接地為基準(zhǔn)進(jìn)行工作，控制上述被控制電路且同時(shí)輸出發(fā)送給上述車載器 的數(shù)字通信信號的控制部；以及以上述車體接地和上述電路接地兩者為基準(zhǔn)工 作，消除因上述阻抗元件產(chǎn)生的在上述車體接地與上述電路接地之間的電位 差，且在上述車載器與上述控制部之間進(jìn)行雙向通信的通信接口電路。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，控制部配置在以電路接地為基準(zhǔn)工作的被控制電 路方并直接控制此被控制電路，在上述控制部與以車體接地為基準(zhǔn)工作的車載 器之間設(shè)置通信接口電路，使得在上述車載器與上述控制部之間進(jìn)行雙向通信 以消除阻抗元件引發(fā)的車體接地與電路接地之間的電位差，采用這樣的結(jié)構(gòu)， 所以在控制部控制多個(gè)被控制對象體的情況下，能將通信接口電路的組成元件 數(shù)量抑制得少，從而能使車輛用設(shè)備小型化且低廉化。而且，能夠利用組成元 件數(shù)量少的通信接口電路吸收上述車體接地與電路接地之間的電位差的影響， 通過1條通信線進(jìn)行雙向通信。


圖1是本發(fā)明實(shí)施形態(tài)1的車輛用設(shè)備的電路結(jié)構(gòu)圖。 圖2是示出阻抗元件的具體例的圖。
圖3是遲滯功能的說明圖，(a)是輸入到比較器的通信信號和從比較器輸 出的通信信號的時(shí)刻關(guān)系圖，(b)是遲滯特性圖。
具體實(shí)施例方式
下面，為進(jìn)一步詳細(xì)說明本發(fā)明，對實(shí)施本發(fā)明用的最佳形態(tài)，按照附圖 進(jìn)行說明。 實(shí)施形態(tài)1
圖1是本發(fā)明實(shí)施形態(tài)1的車輛用設(shè)備的電路結(jié)構(gòu)圖。
圖1中，此車輛用設(shè)備大致分為蓄電池電源1、車載器2、阻抗元件3、直 流/直流變換器(下文表為"DC/DC變換器")4、負(fù)載5、控制部6以及通 信接口電路7，由此構(gòu)成。
上述結(jié)構(gòu)中，蓄電池電源1對各電路提供電源，其負(fù)極方連接到車體接地
GNDb。
車載器2以車體接地GNDb為基準(zhǔn)工作，收發(fā)數(shù)字形態(tài)的控制信號等的通 信信號。
阻抗元件3由適應(yīng)使用目的的元件形成。圖1為例如檢測電流用的電阻3a， 圖2中示出其它元件。
圖2是示出阻抗元件3的具體例的圖。
如圖2所示，作為電阻3a以外的阻抗元件3，例如為當(dāng)作抑制噪聲用的濾 波器線圈的電感(L)、防護(hù)蓄電池電源反接用的二極管(D)或FET。
上述各種目的的阻抗元件3如圖l所示，設(shè)置成將一端連接到車體接地 GNDb，另一端連接到電路接地GNDc。這樣將阻抗元件3配置在GND方的理 由如前所述，例如如果是二極管(D)或FET的情況下，不需要組裝這些元件 時(shí)的絕緣板，能減小散熱路徑的熱阻，從而能容易地抑制元件的發(fā)熱。
又，對其它元件而言，也存在為了達(dá)到其目的而不得不使其配置在車體接 地方的情況。
DC/DC變換器4以阻抗元件3的另一端方的電路接地GNDc為基準(zhǔn)工作， 將從蓄電池電源1提供的直流電壓變換成規(guī)定電壓值的直流電壓。
負(fù)載5是例如車載用頭燈等，接受從以電路接地GNDc為基準(zhǔn)工作的DC / DC變換器4的電源供給并進(jìn)行工作。
將上述DC / DC變換器4和負(fù)載5兩者作為被控制電路。
控制部6以電路接地GNDc為基準(zhǔn)工作，基于通過下述說明的通信接口電 路7從車載器2發(fā)送的通信信號，控制作為被控制電路的DC / DC變換器4， 并控制負(fù)載5。而且，將例如有關(guān)控制狀態(tài)的信號等的數(shù)字形態(tài)的通信信號通 過此通信接口電路7發(fā)送到車載器2。此控制部6用例如微機(jī)構(gòu)成。
通信接口電路7以車體接地GNDb和電路接地GNDc兩者為基準(zhǔn)工作，在 車載器2與控制部6之間對通信信號進(jìn)行雙向通信。此通信以消除因被控制電 路的DC / DC變換器4中流通的電流Io在阻抗元件3中流通而產(chǎn)生的車體接地 GNDb與電路接地GNDc之間的的電位差而進(jìn)行。此通信接口電路7的由比較器(Comparator:比較器)71、第1恒流信號產(chǎn) 生電路7A、晶體管79等的遲滯電路；第2恒流信號產(chǎn)生電路7B、晶體管85 等的信號輸出電路以及電源部87構(gòu)成。
上述結(jié)構(gòu)中，比較器71從后述的電源部87接受電源供給，以電路接地GNDc 為基準(zhǔn)工作，其非反相輸入端(+ )從車載器2輸入以車體接地GNDb為基準(zhǔn) 的數(shù)字形態(tài)的控制信號Si。而且，反相輸入端(一)上設(shè)定輸入對控制信號Si 判斷高(H)電平或低(L)電平用的以車體接地GNDb為基準(zhǔn)的比較基準(zhǔn)信號 Sf，并將基于此電平判斷的數(shù)字形態(tài)的控制信號Sr發(fā)送給控制部6的接收端
(Rx)。比較基準(zhǔn)信號Sf由對蓄電池電源1 (正極)與車體接地GNDb (負(fù)極) 之間的直流電壓進(jìn)行分壓的電阻72、電阻73以及以車體接地GNDb為基準(zhǔn)工 作的后述的遲滯電路設(shè)定。
第1恒流信號產(chǎn)生電路7A由PNP型晶體管74和電阻75、 76、 77、 78形 成，以電路接地GNDc為基準(zhǔn)工作。此第1恒流信號產(chǎn)生電路7A在晶體管74 的集電極(C)流通恒流信號Icl。
遲滯電路由NPN型晶體管79和電阻80形成，以車體接地GNDb為基準(zhǔn)工 作。此遲滯電路在晶體管79的基極(B)接收來自由晶體管74等形成的第1 恒流信號產(chǎn)生電路7A的恒流信號Icl并進(jìn)行工作，改變比較器71中設(shè)定的比 較基準(zhǔn)信號Sf的電平。
第2恒流信號產(chǎn)生電路7B由PNP型晶體管81和電阻82、 83、 84形成， 以電路接地GNDc為基準(zhǔn)工作。此第2恒流信號產(chǎn)生電路7B在晶體管81的集 電極(C)產(chǎn)生恒流信號Ic2。
信號輸出電路由NPN型晶體管85和電阻86形成，以車體接地GNDb為基 準(zhǔn)工作。此信號輸出電路在晶體管85的基極(B)接收來自由晶體管81等形 成的第2恒流信號產(chǎn)生電路7B的恒流信號Ic2并進(jìn)行工作，將控制部6的發(fā)送 端(Tx)輸出的通信信號St發(fā)送給車載器2。再者，電幽85也兼作對比較器 71的非反相輸入端(+ )的工作電壓的設(shè)定。
電源部87根據(jù)來自蓄電池電源1的直流電壓，產(chǎn)生直流的電路用電源Vccl 和Vcc2，對上述比較器71、晶體管74等的第1恒流信號產(chǎn)生電路7A、晶體
管81等的第2恒流信號產(chǎn)生電路7B和控制部6提供電源。此電源部87產(chǎn)生 的電路用電源Vccl、 Vcc2是以電路接地GNDc為基準(zhǔn)的電壓。 接著，說明形成圖1結(jié)構(gòu)的背景。
將阻抗元件3配置在接地(GND)方，且控制部6控制多個(gè)被控制對象體 的結(jié)構(gòu)的情況下，應(yīng)用上述已有例(專利文獻(xiàn)l)中記載的使用光電耦合器的 結(jié)構(gòu)時(shí)，控制部6與被控制對象體為l對多的關(guān)系，所以需要對每一被控制對 象體設(shè)置光電耦合器，產(chǎn)生元件數(shù)量增大等的問題，這點(diǎn)已說明。
作為上述那樣控制部6控制多個(gè)被控制對象體的結(jié)構(gòu)例，例舉使車載頭燈 用的HID燈泡(高亮度放電燈)點(diǎn)亮的放電燈點(diǎn)亮裝置。此裝置中，在接地 (GND)方具備FET作為防護(hù)蓄電池電源1反接用的阻抗元件3。 下面，對圖1的結(jié)構(gòu)中套用的上述例的放電燈點(diǎn)亮裝置進(jìn)行說明。 上述例的放電燈點(diǎn)亮裝置中，與控制部6連接的信號如下所述。 有作為屬于防護(hù)反接用的阻抗元件3 (FET)的一端方、即車體接地GNDb 方的信號的通信線8的信號。
又，有作為屬于阻抗元件3 (FET)的另一端方、即電路接地GNDc方(被 控制方)信號的下記的(1) (4)。
(1) 為了監(jiān)視HID燈泡的狀態(tài)、用于測量輸出電壓和輸出電流的輸入信號
(2) 為了輸出適合的功率給HID燈泡、用于控制DC / DC變換器4的輸出
信號
(3) 為了以交流方式點(diǎn)亮HID燈泡、用于切換極性的輸出信號
(4) 為了在適當(dāng)?shù)臅r(shí)刻進(jìn)行點(diǎn)亮/熄滅、用于DC/DC變換器4工作/停止 的輸出信號
與上述(1) (4)這4系統(tǒng)的信號對應(yīng)的信號線為圖1中控制部6與作 為被控制對象體的DC / DC變換器4之間的信號線6a ~ 6d。
另一方面，車載器2與控制部6之間的通信線8通常為l條，因而此將車 載器2與控制部之間連接的線的數(shù)量遠(yuǎn)少于將控制部6與DC / DC變換器4之 間連接的線的數(shù)量。
因此，對于控制部6控制多個(gè)被控制對象體的設(shè)備，將控制部6配置在以
電路接地GNDc為基準(zhǔn)工作的被控制方(DC/DC變換器4方)，在連接數(shù)量 多的被控制對象體上直接連接控制部6。其結(jié)果為，控制部6以電路接地GNDc 為基準(zhǔn)工作。
如上所述，將控制部6配置在被控制方，在收發(fā)以車體接地GNDb為基準(zhǔn) 的信號的車載器2的通信線8、與直接連接于電路接地GNDc方的被控制對象 體的控制部6之間配置通信接口電路7，如果在傳感器2與控制部6之間進(jìn)行 雙向通信以消除阻抗元件3引起的車體接地GNDb與電路接地GNDc之間的電 位差，則能將通信接口電路7的組成元件數(shù)量抑制得少，從而能實(shí)現(xiàn)小型化且 低廉化的較佳車輛設(shè)備(例如上述例子的放電燈點(diǎn)亮裝置)。
接著，對圖1的工作進(jìn)行說明。
首先，對從車載器2向控制部6發(fā)送的工作進(jìn)行說明。
從以車體接地GNDb為基準(zhǔn)工作的車載器2輸出的數(shù)字形態(tài)的通信信號Si 經(jīng)通信線8，輸入到用來自以電路接地GNDc為基準(zhǔn)的電源部87的電路用電源 Vccl工作的比較器71的非反相輸入端(+ )。在此比較器71的反相輸入端(一 )， 利用以車體接地GNDb為基準(zhǔn)的分壓電阻72和73、以及由晶體管79等形成的 以車體接地GNDb為基準(zhǔn)工作的遲滯電路設(shè)定比較基準(zhǔn)信號Sf。
上述通信信號Si和比較基準(zhǔn)信號Sf是以車體接地GNDb為基準(zhǔn)的信號。以 此比較基準(zhǔn)信號Sf為基準(zhǔn)，對輸入到非反相輸入端(+ )的通信信號Si進(jìn)行 比較，并對通信信號Si進(jìn)行高(H)電平或低(L)電平的判斷?；诖穗娖?判斷的數(shù)字形態(tài)的通信信號Sr成為比較器71的輸出，將此通信信號Sr發(fā)送到 控制部6的接收端(Rx)。此通信信號Sr成為以電路接地GNDc為基準(zhǔn)的信 號。而且，控制部6利用來自以電路接地GNDc為基準(zhǔn)的電源部87的電路用 電源Vcc2進(jìn)行工作。
控制部6基于發(fā)送并輸入到其接收端(Rx)的通信信號Sr，控制直接連接 于此控制部6的被控制電路的DC / DC變換器4和負(fù)載5。通過此控制在DC / DC變換器4上如圖l所示流通電流Io，使阻抗元件3產(chǎn)生電壓降Vz(-IoXZ)。 此電壓降Vz的值隨電流Io變動，成為車體接地GNDb與電路接地GNDc之間 的電位差。由于此電位差，電路接地GNDc對于車體接地GNDb成為上浮的狀
態(tài)。
由于上述電位差，認(rèn)為以電路接地GNDc為基準(zhǔn)工作的比較器71的上述說 明的工作受到影響。
然而，供給比較器71的電路用電源Vccl (電路接地GNDc基準(zhǔn))的電源 電壓因流通阻抗元件3的電流Io而變動，但輸入到非反相輸入端(+ )的通信 信號Si和輸入到反相輸入端(一)的比較基準(zhǔn)信號Sf以車體接地GNDb和蓄 電池電源1為基準(zhǔn)進(jìn)行工作，在通信信號Si和比較基準(zhǔn)信號Sf這兩者的比較 中不受阻抗元件3引起的電位差的影響。因而，發(fā)送給控制部6的接收端(Rx) 的比較器71輸出的通信信號Sr成為與車體接地GNDb方的通信信號Si同樣穩(wěn) 定的信號。
又，對輸入的通信信號Si和比較基準(zhǔn)信號Sf這兩者而言，比較器71的電 源電壓作與阻抗元件3造成的電壓降Vz (電位差)相當(dāng)?shù)淖儎?，但比較器71 將信號與電源的相對電壓作為同相電壓進(jìn)行工作，如果比較器71的響應(yīng)速度 足夠快，此相對電壓不作異常輸出。
再者，將比較器71的反相輸入端(一)的比較基準(zhǔn)信號Sf設(shè)定為蓄電池 電源l的電壓(正極)與電路接地GNDc之間電阻分壓后的電壓時(shí)，由于阻抗 元件3產(chǎn)'生的電壓降Vz (電位差)，車體接地GNDb與電路接地GNDc之間 的電位差變化，因此比較基準(zhǔn)信號Sf也變動，有可能誤判來自車載器2的通信 信號Si，但比較基準(zhǔn)信號Sf是以車體接地GNDb為基準(zhǔn)的信號，所以不產(chǎn)生 這種誤判。
接著，對上述遲滯電路的遲滯功能用圖3進(jìn)行說明。
圖3是遲滯功能的說明圖，圖3 (a)是輸入到比較器71的通信信號Si與 從比較器71輸出的通信信號Sr的時(shí)刻關(guān)系圖，圖3 (b)是遲滯特性圖。
圖3 (a)中，輸入到比較器71的非反相輸入端(+ )的通信信號Si為相 對于時(shí)間如圖中所示那樣變化的波形時(shí)，在通信信號Si的上升沿和下降沿改變 成為此通信信號Si的高(H)電平或低(L電平)的判斷基準(zhǔn)的比較基準(zhǔn)信號 Sf的電平。這是遲滯功能，有效防止例如通信信號Si上疊加噪聲時(shí)的誤判。
這里，將通信信號Si的上升沿的比較基準(zhǔn)信號Sf的電平表為Vfl，下降沿
的比較基準(zhǔn)信號Sf的電平表為Vf2時(shí)，這些Vfl和Vf2的關(guān)系為如圖3 (a) 所示的Vfl〉Vf2。據(jù)此，通信信號Si的上升沿上，以比較基準(zhǔn)信號Sf的電平 =Vfl為邊界，高(H) /低(L)的判斷反轉(zhuǎn)，小于Vfl處判斷為低(L)，大 于Vfl處判斷為高(H)。
與此相對應(yīng)，通信信號Si的下降沿上，以比較基準(zhǔn)信號Sf的電平二Vf2為 邊界，高(H) /低(L)的判斷反轉(zhuǎn)，大于Vf2處判斷為高(H)，小于Vf2 處判斷為低(L)。這樣，高(H) /低(L)的判斷反轉(zhuǎn)的時(shí)刻在通信信號Si 的上升沿和下降沿上改變，通信信號Si的下降沿上從高(H)反轉(zhuǎn)到低(L) 的時(shí)刻比通信信號Si的上升沿的遲后。按照這種遲滯功能從比較器71輸出的 信號為圖3 (a)所示的通信信號Sr。
用圖3 (b)說明上述遲滯功能。
圖3 (b)是將橫軸表為比較器71的輸入、即通信信號Si，縱軸表為比較器 71的輸出、即通信信號Sr的遲滯特性圖。
在此圖3 (b)中，通信信號Si如圖3 (a)所示上升時(shí)，小于Vfl的狀態(tài)下， 通信信號Sr為低(L)，在大于Vfl的時(shí)刻T1從低(L)反轉(zhuǎn)到高(H)。在 大于此Vf的時(shí)刻Tl以后，通信信號Si如圖3 (a)所示那樣推移，在下降沿 大于Vf2期間，通信信號Sr維持為高(H)，在變?yōu)樾∮谙陆笛氐腣f2的時(shí)刻 T2，從高(H)反轉(zhuǎn)到低(L)。之后重復(fù)此遲滯動作。
以下說明上述說明的遲滯功能的電路工作。
輸入到比較器71的非反相輸入端(+ )的通信信號Si為低(L)的狀態(tài)時(shí)， 晶體管79阻斷，因而反相輸入端(一)的比較基準(zhǔn)信號Sf成為電阻72和電阻 73的分壓電壓(二Vfl)。比較器71輸出的通信信號Sr如上所述，在小于此 Vfl處為低(L)，如果大于Vfl則為高(H)。
通信信號Sr的輸出變成高(H)時(shí)，第1恒流信號產(chǎn)生電路7A的晶體管 74的發(fā)射極(E)電位升高而導(dǎo)通。此晶體管74的基極(B)用電阻77、 78 設(shè)定電壓，使發(fā)射極E在高(H)電平上導(dǎo)通。
由于上述晶體管74導(dǎo)通，其集電極(C)上流通恒流信號Icl。由此晶體管 74等形成的第1恒流信號產(chǎn)生電路7A以電路接地GNDc為基準(zhǔn)進(jìn)行工作，但
電路接地GNDc如上文所述，因阻抗元件3而對車體接地GNDb產(chǎn)生電位差， 并受此電位差影響。然而，在圖1的結(jié)構(gòu)中，即使電路接地GNDc產(chǎn)生電位差， 此電路接地GNDc與電源部87的電路用電源Vcc2的電壓關(guān)系也不發(fā)生變化。 因而，晶體管74的基極(B)、發(fā)射極(E)和比較器71的輸出端的各電位不 受上述電位差的影響。由此，電阻76(R76)的兩端之間的電壓為與上述電位 差無關(guān)的一定電壓，晶體管74的集電極(C)上流通恒流(R76兩端間電壓/R76) Icl。再者，因阻抗元件3產(chǎn)生的車體接地GNDb與電路接地GNDc之間的電 位差，作為晶體管74的集電極(C)與發(fā)射極(E)之間的電壓變動而產(chǎn)生影 響，此電壓變動吸收(消除)電位差。
上述恒流信號Icl流入形成遲滯電路的晶體管79的基極(B)。由于此恒 流信號Icl的流入，晶體管79不受車體接地GNDb與電路接地GNDc之間的 電位差的影響，穩(wěn)定地導(dǎo)通，并通過電阻80使比較器71的反相輸入端(一) 的比較基準(zhǔn)信號Sf的電壓降低。
此電壓降低后的狀態(tài)為比較基準(zhǔn)信號Sf:Vf2的狀態(tài)，成為遲滯特性的狀 態(tài)。又，遲滯電路的晶體管79受到恒流驅(qū)動，而且以車體接地GNDb為基準(zhǔn) 進(jìn)行工作，所以能不受車體接地GNDb與電路接地GNDc之間的電位差的影響 而穩(wěn)定，獲得遲滯特性。
根據(jù)此遲滯特性，如前所述那樣進(jìn)行高(H) /低(L)的判斷。
接著，對從控制部6向車載器2發(fā)送的工作進(jìn)行說明。
以電路接地GNDc為基準(zhǔn)進(jìn)行工作的控制部6在其發(fā)送端(Tx)輸出發(fā)送 到車載器2的數(shù)字形態(tài)的通信信號St。將此通信信號St用形成第2恒流信號產(chǎn) 生電路7B的電阻83和電阻84分壓，輸入到晶體管81的基極(B)。
此晶體管81在輸入到其基極(B)的通信信號St為高(H)時(shí)阻斷，為低 (L)則導(dǎo)通。利用發(fā)射極(E)方的電阻82和基極方的電阻83、 84設(shè)定工作， 使得這樣導(dǎo)通或阻斷。
上述晶體管81因通信信號St為低(L)而導(dǎo)通時(shí)，其集電極(C)流通恒 流信號Ic2。由此晶體管81等形成的第2恒流信號產(chǎn)生電路7B以電路接地 GNDc為基準(zhǔn)進(jìn)行動作，與上述第1恒流信號產(chǎn)生電路7A相同，受阻抗元件3
產(chǎn)生的車體接地GNDb與電路接地GNDc之間的電位差影響。
然而，如第1恒流信號產(chǎn)生電路7A中說明的那樣，電路接地GNDc與電源 部87的電路用電源Vcc2的電壓關(guān)系不變。因而，晶體管81的基極(B)和發(fā) 射極(E)的各電位不受上述電位差的影響。由此，電阻82 (R82)的兩端之 間的電壓為與上述電位差無關(guān)的一定電壓，晶體管81的集電極(C)流通恒流 (R82兩端間電壓/R82) Ic2。
再者，上述車體接地GNDb與電路接地GNDc之間的電位差，與上述晶體 管74的情況相同，作為晶體管81的集電極(C)與發(fā)射極(E)之間的電壓變 動產(chǎn)生影響，此電壓變動吸收(消除)電位差。
通信信號St為低(L)時(shí)流通的上述恒流信號Ic2流入到形成信號輸出電路 的晶體管85的基極(B)。由于此恒流信號Ic2的流入，晶體管85不受車體接 地GNDb與電路接地GNDc之間的電位差的影響，穩(wěn)定地導(dǎo)通，并且其集電極 為發(fā)射極(E)的電位、即車體接地GNDb的電位。此車體接地GNDb的電位 為低(L)電平，與通信信號St對應(yīng)的同一低(L)電平的通信信號So利用晶 體管85經(jīng)通信線8發(fā)送給車載器2。
與此相反，輸入到晶體管81的基極(B)的通信信號St為高(H)時(shí)，晶 體管81阻斷，不產(chǎn)生恒流信號Ic2。由此，形成信號輸出電路的晶體管85的 基極(B)不流通電流，所以阻斷，其集電極變成高(H)電平。與通信信號 St對應(yīng)的同一高(H)電平的通信信號So利用晶體管85經(jīng)通信線8發(fā)送給車 載器2。這樣將與控制部6輸出的通信信號Sr同一的通信信號So發(fā)送給車載 器2。
如上文所說明，形成信號輸出電路的晶體管85在控制部6輸出的通信信號 St為低(L)時(shí)受到恒流驅(qū)動而導(dǎo)通，在通信信號St為高(H)時(shí)因基極(B) 不流通電流而阻斷，而且以車體接地GNDb為基準(zhǔn)進(jìn)行工作，所以不受車體接 地GNDb與電路接地GNDc之間的電位差的影響，將以車體接地GNDb為基準(zhǔn) 穩(wěn)定的通信信號So發(fā)送給車載器2。
再者，將晶體管85的發(fā)射極(E)取為電路接地GNDc時(shí)，阻抗3上產(chǎn)生 的電壓降Vz在從晶體管85輸出的通信信號So的低(L)電平信號上疊加，接
收此通信信號So的車載器2中有可能產(chǎn)生誤判，但上述發(fā)射極(E)為車體接 地GNDb，所以不產(chǎn)生誤判。
如上所述，根據(jù)此實(shí)施形態(tài)l，控制部6配置在以電路接地GNDc為基準(zhǔn)進(jìn) 行工作的被控制對象體的DC / DC變換器4方，這些控制部6和DC / DC變換 器4直接連接，在以電路接地GNDc為基準(zhǔn)進(jìn)行工作的控制部6與以車體接地 GNDb為基準(zhǔn)進(jìn)行工作的車載器2之間配置通信接口電路7，使得在車載器2 與控制部6之間進(jìn)行雙向通信以消除由阻抗元件3引發(fā)的車體接地GNDb與電 路接地GNDc之間的電位差，采用這樣的結(jié)構(gòu)，所以控制部6用多條信號線(例 如6a ~ 6d)控制被控制對象體的DC / DC變換器4時(shí)，能將通信接口電路7的 組成元件數(shù)量抑制得少，從而能使車輛用設(shè)備小型化且低廉化。
而且，能利用組成元件數(shù)量少的通信接口電路7吸收阻抗元件造成的車體 接地GNDb與電路接地GNDc之間的電位差，通過1條通信線8進(jìn)行雙向通信。
又，設(shè)置比較器71作為通信接口電路7的輸入元件，此比較器71用以電 路接地GNDc為基準(zhǔn)的電路用電源Vccl進(jìn)行工作，其非反相輸入端(+ )和 反相輸入端(一)輸入以車體接地GNDb為基準(zhǔn)的通信信號Si和比較基準(zhǔn)信 號Sf，將這些通信信號Si和比較基準(zhǔn)信號Sf進(jìn)行比較，對通信信號Si判斷高 電平或低電平，并將基于此判斷的通信信號Sr輸出到控制部6，采用這樣的結(jié) 構(gòu)，所以即使上述電路用電源Vccl的電源電壓由于車體接地GNDb與電路接 地GNDc之間的電位差的影響而變動，通信信號Si和比較基準(zhǔn)信號Sf的輸入 信號以車體接地GNDb為基準(zhǔn)進(jìn)行工作，在通信信號Si和比較基準(zhǔn)信號Sf這 兩者的比較中不受車體接地GNDb與電路接地GNDc之間的電位差的影響。由 此，能使比較器71輸出的通信信號Sr為與車體接地GNDb方的通信信號Si 同樣穩(wěn)定的信號。
又，上述比較器71中具備以電路接地GNDc為基準(zhǔn)進(jìn)行工作的晶體管74 等的第1恒流信號產(chǎn)生電路7A、以及在來自此晶體管74的恒流信號Icl流入 時(shí)以車體接地GNDb為基準(zhǔn)進(jìn)行工作并改變輸入到比較器71的比較基準(zhǔn)信號 Sf的電平使其降低的晶體管79等的遲滯電路，采用這樣的結(jié)構(gòu)，所以利用與 車體接地GNDb與電路接地GNDc之間的電位差無關(guān)的恒流信號Icl，晶體管 79受驅(qū)動，穩(wěn)定并獲得遲滯特性。
而且，利用此遲滯功能，能防止來自車載器2的通信信號Si上疊加噪聲時(shí) 比較器71的誤判，使比較器71輸出的通信信號Sr為高精度的信號。
又，具備以電路接地GNDc為基準(zhǔn)進(jìn)行工作的晶體管81等的第2恒流信號 產(chǎn)生電路7B、以及在來自此晶體管81的恒流信號Ic2流入時(shí)以車體接地GNDb 為基準(zhǔn)進(jìn)行工作，并將與控制部6輸出的通信信號St對應(yīng)的同一通信信號So 發(fā)送到車載器2的晶體管85等的信號輸出電路，采用此結(jié)構(gòu)，所以利用與車 體接地GNDb與電路接地GNDc之間的電位差無關(guān)的恒流信號Ic2，晶體管85 受驅(qū)動，并能將穩(wěn)定后的通信信號So發(fā)送給車載器2。
工業(yè)上的實(shí)用性
綜上所述，本發(fā)明的車輛用設(shè)備和通信接口電路是使得車載器與控制部之 間進(jìn)行雙向通信而構(gòu)成的，將通信接口電路的組成元件數(shù)量抑制得少，從而小 型化且低廉化，所以適合用于控制部控制的被控制方的線數(shù)量多于車載器與控 制部的通信線數(shù)量(通常為1條)的車輛用設(shè)備(例如放電燈點(diǎn)亮裝置)等。
權(quán)利要求
1.一種車輛用設(shè)備，其特征在于，具備以連接蓄電池電源的負(fù)極方的車體接地為基準(zhǔn)進(jìn)行工作，收發(fā)數(shù)字形態(tài)的通信信號的車載器；將一端連接于所述車體接地而另一端作為電路接地的阻抗元件；以所述電路接地為基準(zhǔn)進(jìn)行工作的被控制電路；以所述電路接地為基準(zhǔn)進(jìn)行工作，控制所述被控制電路，同時(shí)輸出發(fā)送給所述車載器的數(shù)字形態(tài)的通信信號的控制部；以及以所述車體接地和所述電路接地兩者為基準(zhǔn)進(jìn)行工作，消除因所述被控制電路中流通的電流在所述阻抗元件中流通而產(chǎn)生的所述車體接地與所述電路接地之間的電位差，且在所述車載器與所述控制部之間對所述通信信號進(jìn)行雙向通信的通信接口電路。
2、 如權(quán)利要求1中所述的車輛用設(shè)備，其特征在于，具備以電路接地為基 準(zhǔn)進(jìn)行工作的比較器作為通信接口電路的輸入元件，使得輸入來自車載器的車 體接地基準(zhǔn)的通信信號和所述車體接地基準(zhǔn)的比較基準(zhǔn)信號，將所述通信信號 和所述比較基準(zhǔn)信號進(jìn)行比較，對所述通信信號判斷高電平或低電平，并將基 于此判斷的信號輸出到控制部。
3、 如權(quán)利要求2中所述的車輛用設(shè)備，其特征在于，具備以電路接地為基 準(zhǔn)進(jìn)行工作，并在比較器輸出信號時(shí)產(chǎn)生恒流信號的第l恒流信號產(chǎn)生電路； 以及在來自所述第1恒流信號產(chǎn)生電路的恒流信號流入時(shí)以車體接地為基準(zhǔn)進(jìn) 行工作，并改變輸入到比較器的比較基準(zhǔn)信號的電平的遲滯電路。
4、 如權(quán)利要求1中所述的車輛用設(shè)備，其特征在于，具備以電路接地為基 準(zhǔn)進(jìn)行工作，并利用控制部輸出的通信信號產(chǎn)生恒流信號的第2恒流信號產(chǎn)生 電路；以及在來自所述第2恒流信號產(chǎn)生電路的恒流信號流入時(shí)以車體接地為 基準(zhǔn)進(jìn)行工作，并將與所述控制部輸出的通信信號對應(yīng)的信號發(fā)送到車載器的 信號輸出電路。
5、 一種通信接口電路，是在具備以連接蓄電池電源的負(fù)極方的車體接地為 基準(zhǔn)進(jìn)行工作并收發(fā)數(shù)字形態(tài)的通信信號的車載器、將一端連接于所述車體接 地而另一端作為電路接地的阻抗元件、以及以所述電路接地為基準(zhǔn)進(jìn)行工作并 控制被控制電路且同時(shí)輸出發(fā)送給所述車載器的數(shù)字形態(tài)的通信信號的控制 部的車輛用設(shè)備中使用的通信接口電路，其特征在于，具備以所述電路接地為基準(zhǔn)進(jìn)行工作，在非反相輸入端輸入從所述車載器發(fā)送 的所述車體接地基準(zhǔn)的通信信號，在反相輸入端輸入所述車體接地基準(zhǔn)的比較 基準(zhǔn)信號，將所述通信信號和所述比較基準(zhǔn)信號進(jìn)行比較，并對所述通信信號 判斷高電平或低電平，將基于此判斷的信號輸出到所述控制部的比較器；以所述電路接地為基準(zhǔn)進(jìn)行工作，在所述比較器輸出高電平的信號時(shí)產(chǎn)生恒流信號的第1恒流信號產(chǎn)生電路；在來自所述第1恒流信號產(chǎn)生電路的恒流信號流入時(shí)以所述車體接地為基 準(zhǔn)進(jìn)行工作，改變輸入到所述比較器的比較基準(zhǔn)信號的電平使其降低的遲滯電 路；以所述電路接地為基準(zhǔn)進(jìn)行工作，利用所述控制部輸出的通信信號產(chǎn)生恒 流信號的第2恒流信號產(chǎn)生電路；以及在來自所述第2恒流信號產(chǎn)生電路的恒流信號流入時(shí)以所述車體接地為基 準(zhǔn)進(jìn)行工作，將與所述控制部輸出的通信信號對應(yīng)的同一信號發(fā)送到車載器的 信號輸出電路。
全文摘要
本發(fā)明的車輛用設(shè)備具備以作為蓄電池電源的負(fù)極方的車體接地為基準(zhǔn)進(jìn)行工作，收發(fā)數(shù)字通信信號的車載器；將一端連接于所述車體接地而另一端連接于電路接地的阻抗元件；以所述電路接地為基準(zhǔn)進(jìn)行工作的被控制電路；以所述電路接地為基準(zhǔn)進(jìn)行工作，控制所述被控制電路，同時(shí)輸出發(fā)送給所述車載器的數(shù)字通信信號的控制部；以及以所述車體接地和所述電路接地兩者為基準(zhǔn)進(jìn)行工作，消除所述阻抗元件造成的所述車體接地與所述電路接地之間的電位差且在所述車載器與所述控制部之間進(jìn)行雙向通信的通信接口電路。
文檔編號H04B3/02GK101374694SQ200680052899
公開日2009年2月25日 申請日期2006年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月17日
發(fā)明者大塚保紀(jì), 大澤孝 申請人:三菱電機(jī)株式會社