電力重畳車載ネットワークシステム

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梅原 大祐
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准教授
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情報工学・
人間科学系
車載データバスへの電力重畳による省線化の実現
電力重畳車載ネットワークシステム
■キーワード
車載データバス CAN PoDL 省線化 ■研究の概要
自動車の電子制御化により、ECU (Electronic Control Unit)間で互いに通信する車載ネットワークが導入されて、
搭乗者の安全性や利便性の向上が実現しています。この車載ネットワーク規格として、CAN(Controller Area
Network)が広く採用されています。
しかしながら、車載ネットワーク制御の高機能化に伴い、配線量の増加による車
両重量の増加及び車内空間の圧迫が問題となりつつあります。一方、IEEE P802.3buタスクグループでは、データ信
号に電力を重畳して送信するPoDL (Power over Data Lines)を策定中です。そこで、本研究では、PoCAN (Power
over CAN)を提案し、CANデバイスを用いたPoDLの実現を目指します。PoCANにより、CANの通信媒体であるツイス
トペアケーブル上に、データ信号と直流電力信号を同時に伝送することができ、給電用のワイヤハーネスを削減す
ることが可能です。
■研究・技術のプロセス/研究事例
CANの伝送路符号であるNRZ (Non-Return-to-Zero)符号はユニポーラ(単極性)です。ユニポーラNRZ符号による
データ信号は直流成分を含むため、
このデータ信号に直流電力信号を重畳した場合、受信機においてデータ信号
と直流電力信号を分離することが困難です。そこで、2つのCANトランシーバを用いて、直流成分のないAMI
(Alternate Mark Inversion)-NRZ符号によるデータ信号を生成し、
このデータ信号にバッテリからの直流電力信号を
重畳します。受信機のアナログフロントエンドでは、HPF (High-Pass Filter)によりデータ信号を、LPF (Low-Pass Filter)
により直流電力信号を抽出します。そして、2つのCANトランシーバに用いて、受信データ信号からデータを復元しま
す。本研究では、
デジタル/アナログ混合シミュレータを用いて、車載CAN規格であるSAE J2284の許容限界値を与え
るネットワークバスにおいて、提案PoCANデバイスによりデータ信号と直流電力信号の送受信が可能であることを
明らかにしています。
電力重畳車載ネットワークによる省線化
PoCAN バス上の直流電力重畳データ信号
PoCAN デバイスアーキテクチャ
■セールスポイント ・2つのCANトランシーバに用いてPoCANデバイスが実現できます。
・車載ネットワークにおける給電用のワイヤハーネスが削減できます。