JPH08505269A - とくに車両における電気信号の誘導伝送装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 途中に結合器（５１、６１）が配設された二本導線を介して、弱電流電気信号が誘導伝送される。該二本導線は、結合器（５１、６１）の中で変圧器のように結合されているコイル（５６、６６）で終端している。それによって、例えば車両のドアの中の電気を消費する装置用の制御信号および車両のドアの中のラウドスピーカー用の低周波信号をドアの外側に配設された制御装置（１）から共通のデータ回路および結合器を介してドア・モジュールへ伝送することができる。そのために、二進コード化形式の制御信号は、変調されて搬送信号の上に加えられ、また低周波オーディオ信号も変調されて同じ搬送信号の上に加えられる。低周波信号は、増幅されてラウドスピーカーへ導かれる。制御信号は、マイクロ・コントローラーによって評価され、切り替えタップを介してドアに配設された調節エレメントを制御する。

Description

【発明の詳細な説明】 名称 とくに車両における電気信号の誘導伝送装置 本発明は、請求の範囲第１項の前文に記載の特徴を有する装置に関する。今日 では、自動車のドアには、直流電流と制御信号の供給を必要とする多数の電気を 消費する装置が取り付けられている。例えば、窓ガラス昇降装置、調節可能な外 部ミラー、車内照明用コンタクト、ラウドスピーカー、中央ロック機構、電気式 移動ルーフの操作装置等である。従来の回路技術では、そのために４０もの回路 が必要となる。したがって、回路が一部はドアにまた一部は車体の他の部分に配 置されるばかりでなく、車体のフレームから可撓性の幹状ケーブルをそれぞれの ドアまで伸ばさなければならないため、ドアの取り付けがかなり面倒なものとな り、また、ドアの修理が困難となっている。さらに、ほとんどの回路は、負荷電 流を通すため、それに応じた十分に大きい導電断面を有するものでなければなら ない。近年、自動車の電気回路の数が急速に増加している事実（最新の中型車に は約１０００ｍのケーブルが装備されている）から、自動車メーカーは、車両に 大きな幹状ケーブル取り付けるという重大な問題に当面している。 さらに、ケーブルの本数の増加に応じて、ドアの取り付けおよび取り外しに必 要な結合器の数も増加する。自動車の電子および電気機器の障害の大部分は、そ の原因が幹状ケーブルの結合器の接触の問題にある。接触の問題は、湿気あるい は侵食性物質がとくに自動車の中の結合器内に侵入することによって助長される 。とくにわずかな信号電流しか流れない情報回路では−負荷電流が流れる他の結 合器とは異なり−接触表面の自浄作用がほとんどないため、この種の問題が頻繁 に発生する。 本発明は、配線量の増大に伴って増大する障害を低減することを目的とするも のである。 この目的は、請求の範囲第１項に記載の特徴を有する装置ならびに請求の範囲 第３２項に記載の特徴を有する回り継ぎ手によって達成される。従属請求項の対 象を構成するのは、本発明の好適な他の実施形態である。 本発明にもとづけば、電気信号は、変圧器的結合を有する結合器を介して伝送 される。それによって、結合器におけるすべての接触の問題が一挙に解決される ばかりでなく、ケーブル配線量を劇的に低減することができる可能性が開かれる 。その理由は、結合器内での変圧器を介した信号伝送のために交流信号が用いら れるが、それを搬送信号に利用でき、この搬送信号の上では、一つだけでなく複 数の異なる信号をドアへ伝送する目的で変調することができるからである。基本 的には、現われるすべての信号をドアに伝送するにあたって、一つの二本導線が あれば十分である。加えて、結合器の一部は自動車のドアに取り付けられ、結合 器の他の部分は車両の他の部分（車体のフレーム）に取り付けられる。これによ って、結合器がドアが車体のフレームに取り付けられる側に配設されると、結合 器の二つの部分は、ドアの枢動にもかかわらず、所与の狭い空間内で強固な結合 が保証される形で互いに隣接して配置されるため、ヒンジに懸架された状態で枢 動可能に配設される車両のドアにおける安全な信号伝送が可能となる。さらに、 ドア・ヒンジの一つは、それ自身を結合器として形成することもできる。このよ うにして信号が誘導されてドアに伝送されるため、ドアと車体のフレームの間に 電気回路を配設する必要がまったくなくなり、ケーブル配線が決定的に軽量化さ れ、また、ドアの修理もかなり行ないやすくなる。 本発明にもとづけば、ドアに配設された電気を消費する装置およびそれらの調 節エレメントのための制御信号ばかりでなく、カーラジオまたは車両内の他のオ ーディオ装置からドアに配設されたラウドスピーカーへ伝送される低周波信号も 、ドアへ送られる。そのため、これらの低周波信号ならびに制御信号は、変調さ れて交流搬送信号の上に加えられ、該搬送信号は、結合器の中を誘導伝送され、 また、結合器からドアに配設される回路構成（ドア・モジュール）を用いて制御 信号および低周波信号を復調して回収することができる。本発明のとくに好まし い実施形態にあっては、弱い制御信号および低周波信号を伝送することができる ばかりでなく、ドアの電気を消費する装置を動作させるために必要な電力も同様 にして伝送することができ、したがって、ドアと車体のフレームの間で回路を接 続する必要がまったくなくなる。電力の伝送のためには、５０Ｗ程度の必要電力 に対応できるように振幅を十分に大きくとった搬送信号を用い、この搬送信号を 復調器で復調した後に整流器へ送り、これを電気を消費する装置のための電源と して用い、信号とともに電力をこれらの装置へ供給することができる。 程度の高い中級車および高級車では現在一般的に行なわれているように、ドア には、複数の制御信号を伝送する必要のある複数の電気を消費する装置が配設さ れ、制御信号は、適当なシリアル・データ・バスとして変調されて共通の搬送信 号の上に加えられ、搬送信号とともにドアヘ伝送される。ドアでは、周波数に応 じて低周波信号と制御信号に分離され、さらに所定の電気を消費する装置へ送ら れる。 制御信号のシリアル・データ・バスの形での伝送は、自動車の技術例えば電子 モーター制御技術の分野ではすでに知られているが、制御信号のドアへの伝送は 、未開発の技術である。本発明にもとづけば、シリアル・データ・バスが利用さ れるばかりでなく、それがさらに中で低周波信号とくにオーディオ信号が誘導伝 送される結合器と組み合わされ、また、これらの信号は、そのために変調されて 共通の搬送波の上に加えられる。そのためには、車両のドアの外部に変調された 搬送信号を生成して伝送するバス制御装置が、また、ドアの内部にはその信号を 受信するための回路構成が必要となる。以下では、この回路構成をドア・モジュ ールと呼ぶが、該ドア・モジュールでは、信号が復調されて制御信号と低周波信 号に分離される。ドアの中の電気を消費する装置への電力および信号の供給は、 このドア・モジュールから行なわれる。 また、ドアの中には、同じドアの中ばかりでなくドアの外部あるいは他のドア の中にある電気を消費する装置を動作させるスイッチあるいは他の操作エレメン トが配設されている場合もある。また、運転者側のドアから同乗者側のバックミ ラーを調節しまた／または中央ロック記号を動作させることもあり得る。本発明 の好ましい他の実施形態にあっては、そのために、一つのドアで生成された該ド アの外部の電気を消費する装置のための一定の制御信号も、やはり変調されて搬 送信号の上に加えられれ、該ドアから好ましくはバス制御装置を介して他のドア ・モジュールへ誘導伝送される。なお、このバス制御装置にはすべてのドア・モ ジュールが接続されている。このようにすれば、ドア・モジュールと中央のバス 制御装置の間で双方向のデータ搬送が可能となる。ただし、双方向性は、もちろ ん制御信号にのみ求められるものであって、低周波オーディオ信号には必要でな い。 搬送信号および変調方法にはさまざまなものを用いることができる。搬送信号 としては、例えば、好ましくは８０ｋＨｚから１２０ｋＨｚの間の周波数の正弦 波形または正弦波に似た波形の交流電圧信号を用い、（約３０Ｈｚないし１８ｋ Ｈｚの周波数帯域の）低周波信号を周波数変調してその上に加えることもできる 。その場合には、二進コード化制御信号の伝送には、好ましくはやはり周波数変 調を用い、オーディオ伝送に用いられる周波数帯域の上部の二つの異なる周波数 を記号「０」および「１」に用いてそれらを変調し、搬送信号の上に加える。 信号をシリアル・データ・バスとして周波数シフト・コーディング（ＦＳＫ） 方式で伝送する集積回路の形のモデムは、市販されておりまた本発明のために好 適に使用することができる（例：ＳＧＳトムソンのＳＴ７５３７型）。 他の好ましい可能性としては、方形波形の搬送信号を用いるものがある。方形 波形の搬送信号がドアで整流されると、理想的には隙間のない直流電圧が得られ 、大きな電力を消費することなくドアの中の電気を消費する装置に電力を供給す ることができる。この場合には、搬送信号は、二つの機能を果たす。一つは、情 報のキャリヤーとしての機能であり、もう一つは、ドアの中の電気を消費する装 置の動作に必要なエネルギーの伝送機能である。したがって、エネルギー伝送用 の別個の回路は、省くことができる。方形波形の搬送信号では、周波数変調ある いは振幅変調が可能であるが、低周波オーディオ信号の伝送には、好ましくはパ ルス幅変調される。そのために必要な変調偏位は、例えば、デューティ率を０． ７から１．３までの間で変化させて行なうことができる。方形波形の搬送信号を 利用する場合には、搬送信号には約８０ｋＨｚないし１２０ｋＨｚの周波数を用 いることが好ましい。それによって、サンプル周波数は、低周波オーディオ周波 数の約１０倍程度高くなり、申し分のない低周波伝送を十分満足に行なうことが できる。高いサンプル周波数によって、変調および復調をきわめて簡単に行なう ことが可能となる。 方形波形の搬送信号の場合には、好ましくは振幅変調によって二進コード化制 御信号が搬送信号の上に加えられる。そのために、一周期の間の搬送信号の方形 波形の電位の傾きが一組のビットの中の伝送されるビットのための「空フレーム 」として用いられる。それによって、後に詳細に説明するように、各伝送周期の 中での四つの異なる状態のコード化を容易に行なうことが可能となる。 誘導結合器の二つの部分は、信号がそこを介してドアへ伝送されるもので、好 ましくは、ヒンジ状に互いに係合する構成とするか、あるいはドア・ヒンジとし て形成し、ドアを実際に保持するための二つのドア・ヒンジの間に第三のドア・ ヒンジとして配設される構成とすることもできるが、さらに好ましくは、該二つ のドア・ヒンジの一方の代わりとして用い、従来の機械的保持機能ばかりでなく 誘導伝送機能も有する構成とする。このような構成にすれば、本発明は、とくに 費用の面からももまた取り付けの面からも有利となる。 ヒンジとして形成される結合器は、本発明に関しては、一次巻線が車体のフレ ームにまた二次巻線がドアに取り付けられて強磁性のヒンジ・ボルトを取り巻く 変圧器として形成される。なお、該ヒンジ・ボルトは、フレームに取り付けられ る強磁性の継鉄と係合し、該継鉄によって一次巻線と二次巻線の間の磁気回路が 閉じられる。これによって、ヒンジ・ボルトは、その電磁的機能ばかりでなくヒ ンジ部分としての機械的保持機能も果たすことになる。ヒンジ・ボルトは、弱磁 性のコアを有する非磁性鋼、例えばＶ２Ａ鋼製でスリットの付いた長い管で構成 される。あるいは、ヒンジ・ボルトを非結晶性の低損失金属の帯を巻いて調製す る方法を用いることもできる。継鉄は、もっとも好ましくはフェライトで形成さ れるが、非結晶性材料を用いて形成することもできる。 本発明は、車両のドアの中に信号を伝送することに限定されるものではない。 本発明は、さらに、弱電流信号が送信器から二本導線を介して受信器へ導かれま た送信器と受信器の間には少なくとも一つの接触の問題が起こり得る結合器が配 設されている構成にはすべて適用することが可能である。送信器は、例えば、電 源が接続されている制御機器、信号装置、あるいは開閉装置などとすることがで きる。受信器は、例えば、サーボモーターまたは他の調節機器、信号装置、ラウ ドスピーカー、開閉装置、あるいは制御可能なセンサーなどとすることができる 。いずれの場合も、信号は、コイルで終端している二本導線を介して送信器から 受信器へ伝送されるが、該コイルは、結合器の中で相互に変圧器式に結合される ものであって、電気接触用の植込みボルト対の間の直接接触によって結合される ものではない。自動車に適用する以外にも、本発明は、建設機械、地上および空 中輸送機械などに適用することができる。また、屋内技術、プロセス技術、およ び機械制御技術など、静止環境下の技術への適用も可能である。 結合器の中では、互いに接続させる二本導線が終端しているコイルの間で十分 な誘導結合が行なわれるように配慮する必要がある。これは、強磁性材料とくに フェライト製の導電体を用い、コイルをフェライトのコアの上に配置して該コイ ルを既知の方法で相互に接続することによって行なうことができる。好ましくは 、結合器は、分割された導電体を有するものとし、該導電体の第一の部分は結合 器の一部分の中に配置されまた少なくとも一つのコイルがそこに配設され、該導 電体の第二の部分は結合器の他の一部分の中に配置されまた少なくとも他の一つ のコイルが該部分に配設され、それによって、導電体の二つの部分が互いに補い 合って、コイルを通りまた好ましくはコイルの外側に磁気帰還部を有するコアが 形成されるようにする。したがって、結合器の二つの部分を同様に形成できるこ とが、発明の一つの大きな効果となる。 コアの上のコイルの向きを変えると、それによって信号の極性が変わる。多く の用途では、この事実が有効に機能する。信号の極性が固定されている場合には 、導電体の上でコイルが一方向にしかずらせないようにするために、コイルない しはコイル体および導電体を設計を適当に行なうことが必要になる。 本発明にもとづく結合器を用いれば、二つではなく三つ以上の二本導線を相互 に接続することができる。その場合には、結合器の一方および／または他方の中 の導電体の上にそれぞれ一つではなく二つ以上のコイルを配設できるように結合 器が構成される。このようにすれば、分岐を有する冗長な信号回路システムをき わめて容易に形成することができる。冗長な信号回路を形成するためには、一つ の結合器の二つのコイルを有する共通部分から二つの二本導線を引き出し、他の 結合器の他の二つのコイルを有する共通部分まで伸ばす。 本発明にもとづく結合器の二つの部分の間で所要の誘導結合を行なうためには 、必ずしも、結合器を一つにまとめたときに該結合器の二つの部分に配設された 導電体を互いに直接接触させる必要はなく、散乱損失を生じるような隙間があっ てもよい。該隙間は、空間である必要はなく、導電体の二つの部分の間を例えば プラスチックなどの非磁性で非導電性の材料の層で埋めることができる。このよ うにすれば、例えば、二つの部分が形状的におよび／または力で互いに係合する のではなく、結合器の二つの部分の互いに向き合う面を係合できるもののない完 全な平面とし、該二つの部分を外部の取り付け具で一体に保持するような結合器 を形成することもできる。このような構成のものも結合器と呼んでさしつかえな いであろう。取り付け具としては、収縮性のあるプラスチック製でつくられた収 縮性カバーを用い、結合器の二つの部分を一体に保持するばかりでなく、同時に 結合器を覆ってほこりや湿気を防ぐものとすることもできる。実施例は、添付の 図面に示されている。図面中、互いに等しい部品あるいは互いに対応する部品は 、同じ参照番号を用いて示す。 第１図は、回路構成のブロック線図である。 第２図は、第１図のブロック線図の一部として、搬送信号を用いてエネルギー を伝送するための回路構成の詳細を示す。 第３図は、変圧器の一次側の方形波形の搬送信号の電圧を示す。 第４図は、搬送信号の電流を示す。 第５図は、変圧器の二次側の搬送信号の電圧を示す。 第６図は、ドアの電気を消費する装置に電気を供給するするために、第５図の 搬送信号を整流して得られた直流電圧を示す。 第７図は、第１図のブロック線図の一部として、低周波オーディオ信号を伝送 するための回路構成の詳細を示す。 第８図は、低周波オーディオ信号の時間的経過を示す。 第９図は、第８図のオーディオ信号のサンプリングに用いられるのこぎり歯形 の電圧を示す。 第１０図は、変圧器の一次側での低周波信号の走査の結果得られたパルス幅変 調方形信号を示す。 第１１図は、変圧器の二次側での対応するパルス幅変調方形信号を示す。 第１２図は、第１４図の回路構成によって得られまたその振幅が第１１図の方 形信号のパルス・デューティ率を反映する一連の直流電圧インパルスを示す。 第１３図は、第１２図に示す信号からローパス・フィルタリングによって復元 された低周波オーディオ信号を示す。 第１４図は、第１図のブロック線図の一部として、第１０図のパルス幅変調信 号を受信し処理するための回路の詳細を示す。 第１５図は、二進コード化制御信号の伝送のために変調された搬送信号を示す 。 第１６図は、第１図のブロック線図の一部として、二進コード化制御信号の伝 送のための回路構成の詳細を示す。 第１７図は、ドア・ヒンジとして形成された誘導結合器の部分の平面図を示す 。 第１８図は、第１７図の結合器のエレメントの部分断面側面図を示す。 第１９図は、他の用途に用いる誘導結合器を備えた伝送装置の該略図を示す。 第２０図は、分岐が可能な誘導結合器を備えた伝送システムを示す。 第２１図は、誘導結合器および冗長な回路を備えた伝送システムを示す。 第２２図は、誘導結合器の互いに接して配設される部分を有する伝送装置を示 す。 第１図の回路構成は、車両のドアの外部の位置例えばダッシュボードの背後等 に配置されるバス制御装置１、ならびに左側のドアのドア・モジュール２および 右側のドアのドア・モジュール３を含む。両ドアは、ラウドスピーカー４ないし ５、および電気を消費する各種装置、とくに外部ミラー、窓ガラス昇降装置、お よび中央ロック機構の調節エレメント６ないし７を備えている。さらに、各ドア には、各種の操作エレメント８ないし９が配設されている。 バス制御装置１は、各種スイッチおよびドアの外部に配設された他の操作エレ メント１６の状態を検知するセンサー・ユニット１０、カーラジオ１７から二本 のチャンネル（右左のステレオ・チャンネル）に送られる低周波音声信号を供給 するためにカーラジオ１７に接続される回路１１、約１００ｋＨｚの交流電圧− 搬送信号を生成するための周波数発生器１２、変調器/復調器（モデム）１３、 バス制御装置内での処理手順を制御するマイクロプロセッサー１４、およびバス 制御装置１と中央ロック機構１８ならびに警報装置１９の間での情報交換のため の回路１５を有する。 ドア・モジュールも、また、各ドア内のスイッチおよび他の操作エレメントの 状態を検知するためのセンサー・ユニット２０ないし３０、変調器/復調器２１ ないし３１（モデム）、低周波増幅器２２ないし３２、復調された制御信号を該 当するドアに配設された電気を消費する装置の調節エレメント６ないし７のため の調節信号に変換する切り替えタップ２３ないし３３、ドア・モジュール２０な いし３０内での処理手順を制御するマイクロ・コントローラー２４ないし３４、 ならびに整流によって搬送信号から電気を消費する装置にエネルギーを供給する ための直流を得る整流器２５ないし３５を有する。 バス制御装置１は、接地回路４０および接地に対してある電圧を供給する回路 ４１を介して電源（自動車のバッテリー）に接続されている。バス制御装置１の データ出力Ｄ１からは、データ回路対４２が結合器４４を介して左のドアにのび ており、データ出力Ｄｒからは、データ回路対４３が結合器４５を介して右のド アにのびている。 結合器４４および４５は、ドア・ヒンジとして形成される差し込みコネクター で、第１４図および第１５図に示す構造を有する。ヒンジの半体５０は、パーミ アンスの低い材料例えばＶ２Ａ鋼製で車体のフレームに固定されたフォーク状の 支持板５１を有する。支持板５１の二本の脚部５２および５３には、それぞれ、 強磁性材料例えばフェライトまたは非結晶金属製の継鉄５４が固定される。二つ の継鉄５４は、その一端で、巻線５６が巻かれた円筒状の強磁性のコア５５を介 して互いに接続されている。脚部５２および５３は、曲げられて鈎状部５７を形 成し、該鈎状部は、その輪郭に添って丸められた継鉄５４の他端を受けており、 その中には、ヒンジ・ボルト５９を受けるための横方向の穴５８が開けられてい る。該ヒンジ・ボルトは、好ましくは、弱磁性のコアを有する縦方向にスリット の付いた非磁性の管（例えばＶ２Ａ鋼製）で構成され、同時に、第二のヒンジ半 体６０に配設される他の電気巻線６６のコアとして機能する。該第二のヒンジ半 体は、パーミアンスの低い材料の支持板６１で構成され、ドアに固定される。支 持板６１は、曲げられて、完全には閉じていない円筒状のブシュ６２を形成し、 該ブシュには巻線６６が巻かれている。ヒンジ・ボルト５９から伝えられるすべ ての機械的な力が巻線６６にかからないようにするために、巻線６６の両端には 、鋼鉄製の軸受けブシュ６３および６４が配設されており、該軸受けブシュは、 巻線６６とともにユニットを形成し、また、巻線のショートを避けるために縦方 向のスリットが設けられている。 ドアを取り付けるときには、ヒンジ半体６０をフォーク状のヒンジ半体５０の 中に挿入して、巻線６６の穴６５と穴５８とを継鉄５４の中で一線に揃え、ボル ト５９を穴５８および６５の中に通して両ヒンジ半体を連結する。ボルト５９は 、ほぼ軸受けブシュ６３および６４上で機械的な力を受ける。ドアを取り付けた 後、両巻線５６および６６は、二枚の継鉄５４、コア５５、およびボルト５９で 構成される磁気回路によって互いに結合され、巻線５６を一次巻線とし巻線６６ を二次巻線とする変圧器が形成される。 この回路構成は、下記のように作動する。 バス制御装置１のセンサー・ユニット１０によって、それに付属する操作エレ メント１６に対する検知作業が周期的に行なわれ、この検知作業で検出されたス イッチの状態を示す２進コード化制御信号が、モデムによって変調されて周波数 発生器１２から送られた搬送信号に加えられ、コード化された宛て先に応じて、 右のドアまたは左のドアあるいは両方のドアへ送られる。カーラジオ１７のスイ ッチが入れられると、カーラジオから出てドアのラウドスピーカー４および５に 宛てられた低周波信号がバス制御装置１へ送られ、さらに、モデム１３によって 変調されて搬送信号に加えられ、ステレオ信号の場合には、左のチャンネル分は データ回路対４２を介してドア・モジュール２へ、右のチャンネル分はデータ回 路対４３を介してドア・モジュール３へ伝送される。モノラルの低周波信号の場 合には、同じ低周波信号が、データ回路対４２および４３を介して伝送される。 ドア・モジュールへ到着した信号は、モデム２１ないし３１で復調され、周波 数に応じて分離される。低周波信号は、低周波増幅器２２ないし３２によって増 幅されてドア・ラウドスピーカー４ないし５へ送られる。復調された制御信号は 、マイクロ・コントローラー２４ないし３４によって解析され、切り替えタップ ２３および３３を介して各種調節エレメント６ないし７の制御に用いられる。搬 送信号は、整流器２５ないし３５によって整流され、ドアの電気を消費する装置 を作動させるための直流信号の伝送に用いられる。 両ドア・モジュール２ないし３のセンサー・ユニット２０および３０は、それ ぞれのドアに配設された操作エレメント８および９に対する検知作業を周期的に 行ない、検出された状態を示す２進コード化制御信号を送出する。マイクロ・コ ントローラー２４ないし３４は、検知の対象となった操作エレメントがそのドア の中の調節エレメントに属するかあるいはそのドアの外部の調節エレメントに属 するかを調べ、そのドアの中の調節エレメントに属する場合には、該調節エレメ ントが、バス制御装置１を迂回せずに、切り替えタップ２３ないし３３を介して 所属する制御装置によって制御される。検知の対象となった左のドアの操作エレ メントが、例えば右のドアの調節エレメント７に属する場合には、センサー・ユ ニット２０から送られる２進コード化信号は、モデム２１の中で変調されて搬送 信号に加えられ、バス制御装置１へ送られて復調され、解析され、新たに変調さ れて搬送信号へ加えられ、右のドアへ送られ、モデム３１の中で復調され、切り 替えタップ３３を介して調節エレメント７を制御する。 バス制御装置１は、さらに、例えば中央ロック機構１８の構成部分であるトラ ンクルームのロックからの信号を受けて二つのドア・モジュール２および３へ転 送することもできる。さらに、ドア・モジュールからバス制御装置１を介して警 報装置１９へ、あるいは逆に警報装置からドア・モジュール３および４へ信号を 伝送することも可能である。 搬送信号としては、好ましくは、第３図に示すような高周波方形交流電圧信号 が用いられる。このような搬送信号は、車両内で得られるバッテリー電圧から第 ２図に示すようなブリッジ回路４６を用いて容易に発生させることができる。第 ２図では、四つの高速電子スイッチＳ１、Ｓ２、Ｓ３、およびＳ４が一つのブリ ッジ４６に接続され、該ブリッジには、車両のバッテリーから回路４０および４ １を介して電力が供給される。スイッチＳ１およびＳ２またはスイッチＳ３およ びＳ４が交互に閉じられると、変圧器として形成された結合器４４（または４５ ）の入力端末に第３図に示すような方形電圧が現われる。方形の交流電圧信号に よって、変圧器の一次巻線５６には定電圧が得られ、それによって理想的には直 線的に立ち上がる電流（第４図）が、またそれとともにコア５５、５９では一定 の流れの変動が生じる。この一定の流れの変動によって、二次巻線定電圧（第５ 図）が発生する。一次電圧ＰTP（第３図）の極性を連続的に変えることによって 三角形の電流波形（第４図）が生じ、また、方形の二次交流電圧ＵTS（第４図） は、ダイオードＤ１ないしＤ４で構成される整流ブリッジ４７で整流され、理想 的には第６図に示すような隙間のない直流電圧が生じる。この直流電圧のための 平滑電力消費は、有限の切り替えエッジの峻度によって生じる針状の電圧の落ち 込みのブリッジングのみに限定される。電流角度したがって変圧器の利用効率は 、正弦波形の一次電圧よりはるかにすぐれている。整流ブリッジ４７は、ドアの 電気を消費する装置で消費される電流の電源として機能する。 低周波信号の伝送は、第３図に示す方形信号のパルス・デューティ率の変調に よって行なうことができる。そのために、方形信号は、１００ｋＨｚ程度の周波 数を有することが好ましい。そのためには、第７図に示す回路が有効である。低 周波信号は、ローパス・フィルター７１に導かれ、該フィルターによってその帯 域幅と振幅が制限され、適当な動作点に調節するために直流の定電圧ＵOに付加 される。第８図は、このようにして得られる低周波直流電圧信号ＵNFを示す。ロ ーパス・フィルター７１とブリッジ回路４６（第２図参照）の間には、ブリッジ 回路４６のスイッチＳ１およびＳ２ないしＳ３およびＳ４の切り替えのタイミン グをきめるための制御回路７２が配設されている。さらに、タイミング信号発生 装置７３が配設され、１００ｋＨｚのタイミング信号を制御回路７２へ送る。例 えば、この１００ｋＨｚのタイミングで、スイッチＳ１およびＳ２が閉じられ、 同時にスイッチＳ３およびＳ４が開かれる。タイミング信号７３の周期以下のタ イミングでスイッチＳ２およびＳ３が開かれそれに代わってスイッチＳ３および Ｓ４が閉じられると、第８図に示す信号の走査によって、第９図に示すような一 極の振幅が２ＵOで周波数が１００ｋＨｚのこぎり歯形の電圧ＵSGZが指定され、 タイミング信号発生装置７３によって生成される。のこぎり刃形の電圧ＵSGZは 、制御回路７２内で、低周波電圧ＵNFと比較される。この比較は、タイミング信 号発生装置７３の各周期の始まりで開始され、のこぎり歯形の電圧が実際の電圧 値ＵNFに達した瞬間にブリッジ回路４６の極性が切り替えられ、タイミング信号 発生装置の次の周期の始まりでブリッジ４６の極性が新たに切り替えられる。 それによって、振幅値ＵNFがコード化されてパルス・デューティ率の中に含めら れる。第８図には、このようにしてパルス幅が変調された搬送信号を示されてい る。 パルス幅変調された信号は、変圧器として形成された結合器４４を介してドア ・モジュール２が第１４図に示す回路を内蔵する車両のドアへ伝送される。すな わち、ドア・モジュールに内蔵される回路は、ブリッジ回路４７（第２図参照） 、パルス・デューティ率をシフトさせるための回路７４、ローパス・フィルター ７５、低周波増幅器２２、および位相固定制御回路７６である。パルス・デュー ティ率シフト回路７４は、該回路に伝えられるパルス幅変調した方形電圧の符号 を判別し、負の電圧の場合にはブリッジ回路４７から供給を受ける電源をパルス ・デューティ率シフト回路７４の中でコンデンサーＣに接続し、方形電圧の負の 半波形（第１１図）が続く限り該コンデンサーを充電する。したがって、コンデ ンサーＣの電圧は、その時点まで直線的に上昇し（第１２図）、その後は、各１ ００ｋＨｚの周期の始まりでコンデンサーＣが電子スイッチ７７によって放電さ れるまで一定レベルにとどまる。そのため、位相固定制御回路は、システムの動 作周波数１００ｋＨｚに引き寄せられ、パルス・デューティ率シフト回路７４へ 必要な制御信号を伝送する。コンデンサーＣは、この制御信号によって、各１０ ０ｋＨｚの始まりに放電される。第１２図は、コンデンサーＣの電圧の経過を示 す。その結果、インパルス・シーケンスが形成され、インパルスの振幅は、第１ ０図および第１１図のパルス幅変調された方形電圧のパルス・デューティ率によ って決定される。コンデンサーＣの電圧Ｕｃは、低周波信号の低周波数の他に、 １００ｋＨｚのシステム周波数および調波ならびに直流電圧部分を含み、ＡＣ結 合された高次のローパス・フィルター７５に供給される。該フィルターは、低周 波部分を分離して低周波増幅器２２に供給し、増幅された低周波部分は、次にド アのラウドスピーカー４に供給される。低周波増幅器２２への電流の供給もブリ ッジ回路４７によって行なわれる。第１３図は、低周波増幅器へ供給される低周 波信号を示す。 命令と状態を示す情報は、一連の二進コード化信号（データ・メッセージ）の 形で伝送される。そのために、搬送信号ＵT（第３図参照）の周期は、シリアル ・データ・メッセージの伝送されるビットのための「空フレーム」として利用さ れる。この「空フレーム」には、状態が変化するごとにマーキングが行なわれ、 各伝送周期ごとに四つの状態がコード化できるようになっている−第１５図参照 。 １． マーキング１ なし、 マーキング２ なし ２． マーキング１ あり、 マーキング２ なし ３． マーキング１ なし、 マーキング２ あり ４． マーキング１ あり、 マーキング２ あり 伝送の確実性を高めるために、これによって与えられるコード・スペースは、 冗長に利用される。 伝送なし： １． マーキング１ なし、 マーキング２ なし 論理「１」： ２． マーキング１ あり、 マーキング２ あり 論理「０」： ３． マーキング１ なし、 マーキング２ あり 調歩ビット： ４． マーキング１ あり、 マーキング２ あり このようなマーキングは、モデム１３（第１図）で例えば数ＭＨｚの周波数の 高周波信号の形で方形インパルスの上にのせられたものとすることができる。ド ア・モジュール２ないし３のモデム２１ないし３１は、同様にして伝送されたデ ータ・メッセージを復元する。データ・メッセージの伝送には、第１６図に示す 回路を使用することができる。同図で、結合器として用いられる変圧器は、一次 主巻線５６および二次主巻線６６に加えて、共通のコアの上に一次補助巻線５６ ａおよび二次補助巻線６６ａを有する。補助巻線５６ａ、６６ａは、それぞれ、 ＲＣ（抵抗・コンデンサー）コンビネーション８３、８４を備えた調節エレメン ト８１ないし８２を介して減衰振動回路に接続される。さらに、各補助巻線５６ ａ、６６ａには、それぞれ、振動検知器８５、８６が配設される。第１５図に示 すように切り替えエッジにマーキングが行なわれると、送信側で振動回路が閉じ られ、変圧器内の切り替えエッジによって励起されて減衰振動を行なう。この振 動は、変圧器のその時の反対側へ伝送され、開いた巻線を介して振動検知器８５ ないし８６へ供給され、その出力信号からデータ・メッセージが回収される。 第１９図は、例えばＦＳＫモデムなどのモデム９１を送信器として有する伝送 装置を示す。モデム９１は、変調して搬送信号に加えられた信号を図示しない受 信器へ伝送する。信号の伝送は、誘導結合器４４によって互いに結合された縒線 の二本導線の回路９３を介して行なわれる。二本線の回路９３の第一のものは、 モデム９１から出て、そのモデム９１から離れた端部は、結合器４４内にあるコ イル部９０で終わっている。結合器４４からは、縒線の二本導線９３の他の二つ のものが出ているが、それぞれの両端ともコイル部９０で終わっている。これら のコイル部の中の二つは、やはり結合器４４内に配置されている。他の二つの結 合器４４の外部にあるコイル部９０を、他の同様な結合器の構成部分として使用 することもできる。 結合器は、概略のみを示すが、三つのコイル部９０の他に重要なエレメントと して、円筒状のコア９５と円筒状のスリーブ９８を備えた二つのフェライトのシ ェルを有する。結合器の二つの部分４４ａおよび４４ｂを互いに組み合わせて二 つのシェル半体９２を一つにすると、ほぼ閉じられてコア９５を備えた中空円筒 状の導電体となる。結合器には一つの二本導線が導入されまた二つの二本導線が 導出されているため、これを分岐回路の形成に用いることができる。第２０図は 、その一例を示す。第２０図は、フェライト・コアの上に三つのコイル部９０が 配設された誘導結合器出ある。第一の二本導線は、第一のモジュール９７に達し て結合器４４に対応した誘導結合器１４４に接続される。結合器１４４の一部は 、モジュール９７の器具用ブシュの構成部分に相当し、また、結合器１４４の第 二の部分は、二本導線９３の端部に取り付けられる。同様に、結合器４４からは 他の二本導線９３が第二のモジュール９８へ伸びており、該モジュールは、さら にセンサーおよび動作子に接続することができる。第二のモジュール９８の結合 器１４４では、二本導線９３が、他のモジュールまたは器具９９へ通じるように さらに分岐されている。最後に、第三の二本導線９３が結合器４４から伸び、第 四のモジュールまたは器具１００へ達している。モジュール９７でも、モジュー ル９８の場合と同様な分岐を行なうことが可能である。 第２１図は、二つのモジュール９７および９８の間の冗長な回路接続を示す。 二つのモジュールは、二つの出力を備えたそれぞれの結合器１４４および二つの 二本導線９３を介して互いに並列に接続されている。この構成によって、二つの 二本導線９３の一方の信号搬送路が故障しても、他方の二本導線９３の信号搬送 路が使用できる。 第２２図は、それぞれが一つのモジュール９１を有する二つの共通部分で構成 される結合器を示す。各モジュールからは、二本導線９３が伸びてコイル部９０ につながり、該コイル部は、コア９５を備えて開いた円筒状の導電体９２の一端 に配置されている。二つの導電体９２は、その開いた端部が互いに向き合うよう に配置され、さらに互いに向き合ったハウジングの表面１０１および１０２の背 後に密接して配置されている。二つのハウジングの表面１０１および１０２が互 いに接すると、二つの導電体９２の間にはハウジングのプラスチック材料の層が 形成され、磁気の流れは、その層を通じて伸びることができる。結合器の二つの 部分４４ａおよび４４ｂは、例えばクランプまたは収縮性カバーなどの外部手段 によってほぼ二つの矢印１０３で示した方向に保持される。 第１９ないし２２図に示す伝送装置を用いれば、バス構造によってデータ伝送 を連続して行なうことができる。その場合のシステム構成は、既知の任意のバス ・システムに対応したものとなる。情報は、例えば、周波数シフト・コーディン グ（ＦＳＫ）方式によって伝送される。もちろん、搬送波周波数変調を用いた他 の任意の伝送方法を使用することも可能である。ＦＳＫ方式では、データ・メッ セージの伝送は、双方向に行なわれるが同時には行なわれない（半二重）。ただ し、搬送波周波数を用いた他の方法には、全二重方式の適用が可能なものもある 。上の伝送装置は、二つのバス分岐が互いに有意の信号の位相のずれを示さなけ れば、そのままで分岐（バス・ノード、第２０図）や冗長なバス・システム（第 ２１図）を実現することができるという効果がある。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 シュルツ，ロータル ドイツ連邦共和国 ディー―75228 イス プリンゲン ルーテルストラーセ ３ (72)発明者 ユーエイチエル，ギィンター ドイツ連邦共和国 ディー―74889 シン シェイム ムースストラーセ 10 (72)発明者 ネイ，ジョアチム ドイツ連邦共和国 ディー―75223 ニー フェルン―エスシェルブロン オービー ダー リンデン 50

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． とくに車両内で送信器から二本導線（９３）を介して受信器へ電気信号 、とくに弱電流信号を回路誘導伝送するための装置であって、送信器と受信器を 互いに分離できるようにするために少なくとも一つの結合器（４４）が配設され た装置において、 二本導線（９３）がコイル（９０）で終端しており、該コイルは、結合器内で 互いに変圧器状に結合されていることを特徴とする装置。 ２． 請求の範囲第１項に記載の装置において、 二本導線（９３）の二本の導線が互いに縒られていることを特徴とする装置。 ３． 請求の範囲第１項または第２項に記載の装置において、送信側には搬送 信号を生成するための周波数発生器（１２）および受信器（４−７）のために一 定の信号を変調して搬送信号の上に加える変調器（１３、９１）が、また受信器 側には復調器（２1、３１）が配設され、信号は、復調器によって復元さえる装 置。 ４． 請求の範囲第３項に記載の装置において、 複数の受信器（４−７）のために一定の電気信号が変調されて同じ搬送信号の 上に加えられる変調器（１３、９１）を特徴とする装置。 ５． 請求の範囲第４項に記載の装置において、 受信器（４ないし７）へ信号を供給するために、送信器にはバス制御装置（１ ）および該バス制御装置（１）内での処理手順を制御するためのマイクロプロセ ッサー（１４）が配設され、変調器（１３、９１）が、信号をシリアル・データ ・バスとして変調して搬送信号の上に加えまた二本導線（９３）および結合器（ ４４）を介して伝送することを特徴とする装置。 ６． 請求の範囲第３項、第４項、または第５項に記載の装置において、方 形波形の搬送信号が用いられることを特徴とする装置。 ７． 請求の範囲第３項ないし第６項に記載の装置において、 変調器（１３、９１）が、周波数変調器であることを特徴とする装置。 ８． 請求の範囲第３項ないし第６項に記載の装置において、 変調器（１３、９１）が、低周波オーディオ信号を伝送するためのパルス幅変 調器であることを特徴とする装置。 ９． 請求の範囲第３項ないし第８項に記載の装置において、 受信器側に、受信器（４ないし７）に供給するための電源として搬送信号を整 流する整流器（４７）が配設されることを特徴とする装置。 １０．請求の範囲第３項ないし第９項に記載の装置において、信号が二進コー ド化されまたシリアル・データ・バスとして搬送信号の上で伝送される装置。 １１．請求の範囲第１０項に記載の装置において、 振幅変調器（１３、９１）が配設され、該変調器は、二進信号を振幅変調して 搬送信号の上に加えることを特徴とする装置。 １２．請求の範囲第３項ないし第１１項に記載の装置において、変調器（１３ 、９１）ならびに復調器（２1、３１）として双方向の信号伝送が可能なモデム が配設される装置。 １３．請求の範囲第３項ないし第１３項に記載の装置において、低周波信号、 とくにラウドスピーカー用の一定のオーディオ信号が、やはり変調されて搬送信 号の上に加えられ、受信器側で周波数によって他の信号と分離され、また場合に よっては増幅された後に、用途に応じた受信器（４ないし７）、とくにラウドス ピーカーへ送られる装置。 １４．請求の範囲第３項ないし第１３項に記載の装置において、搬送信号のた めに８０ｋＨｚと１２０ｋＨｚの間の周波数が選ばれる装置。 １５．請求の範囲第４項ないし第１４項に記載の装置において、 受信器（４ないし７）は、車両の一つのドアに配置され、送信器は、該ドアの 外側の車両の他の位置に配置され、該ドアがヒンジによって車体に取り付けられ る部分では、結合器（４４、４５）の一部分（６０）が該ドアに、また結合器の 他の一部分（５０）が車体に取り付けられることを特徴とする装置。 １６．請求の範囲第１５項に記載の装置において、 結合器（４４、４５）の二つの部分（５０、６０）が、ヒンジ状に互いに係合 することを特徴とする装置。 １７．請求の範囲第１６項に記載の装置において、 結合器（４４、４５）が、ひんじであることを特徴とする装置。 １８．請求の範囲第１６項または第１７項に記載の装置において、結合器（４ ４、４５）が、変圧器であり、該変圧器の一次巻線（５６）はドアの外側の車体 に、また二次巻線（６６）はドアに取り付けられて強磁性のヒンジ・ボルト（５ ９）を取り巻き、該ヒンジ・ボルトは、車体に取り付けられた強磁性の継鉄（５ ２、５３）の中に係合していることを特徴とする装置。 １９．請求の範囲第１８項に記載の装置において、 ヒンジ・ボルト（５９）は、弱磁性のコアを有する非磁性鋼製のスリットの付 いた長い管で構成されることを特徴とする装置。 ２０．請求の範囲第５項および第１５項ないし第１９項のいずれか一項に記載 の装置において、ドア内の複数の電気を消費する装置には電気制御信号を、また ドア内の他の一つの電気を消費する装置とくにラウドスピーカーには低周波信号 とくにオーディオ信号を供給するために、バス制御装置（１）には、スイッチお よび／またはドアの外側に配設された動作エレメント（１６）の状態を検出する ための検知装置およびバス制御装置（１）内での処理手順を制御するためのマイ クロプロセッサー（１４）が配設され、変調器（１３）は、低周波信号を受信し それを変調して搬送信号の上に加え、また検知装置（１０）から送られる制御信 号を受信しそれを変調してシリアル・データ・バスとして搬送信号の上に加える こと、および、 ドア内に配設された復調器（２１、３１）は、バス制御装置（１）から送られ る信号を受信し、復調し、制御信号と低周波信号に分離することを特徴とする装 置。 ２１．請求の範囲第２０項に記載の装置において、 ドア内の復調器（２1、３１）は、回路構成（２、３）−以下、ドア・モジュ ールと呼ぶ−の構成部分であり、低周波信号用の低周波増幅器（２２、３２）お よび第二の担体上に配設された調節エレメント（６、７）のために制御信号を調 節信号に変換するための切り替えタップ（２３、３３）を有することを特徴とす る装置。 ２２．請求の範囲第２１項に記載の装置において、 ドア・モジュール（２、３）には、復調した信号信号を評価しまた切り替えタ ップ（２３、３３）を制御するためのマイクロ・コントローラー（２４、３４） が配設されることを特徴とする装置。 ２３．請求の範囲第２０項ないし第２３項のいずれか一項に記載の装置におい て、 バス制御装置（１）が、複数のドア・モジュール（２、３）に接続されること を特徴とする装置。 ２４．請求の範囲第２０項ないし第２３項のいずれか一項に記載の装置におい て、 ドア・モジュール（２、３）には、さらに、ドアに配設されたスイッチおよび 他の動作エレメント（８、９）の状態を検出する検知装置（２０、３０）、およ び、該検知装置（２０、３０）から送られる制御信号を変調して搬送信号の上に 加えるための変調器（２１、３１）が配設され、ドア・モジュール（２、３）か ら結合器（４４、４５）を介して送られてくる変調された信号が、中に含まれる 制御信号を復元するために復調され、マイクロプロセッサー（１４）によって制 御され、ドアの外側に配設された調節エレメントのために制御信号を変換するた めの切り替えタップまたは他のドア・モジュール（３、２）へ伝送するための変 調器（１３）へ引き渡されることを特徴とする装置。 ２５．請求の範囲第１１項に記載の装置において、 振幅増幅器が、インパルス発生器または周波数発生器であり、その出力信号が 搬送信号に加えられることを特徴とする装置。 ２６．請求の範囲第１項ないし第１４項のいずれか一項に記載の装置において 、 結合器（４４）が、強磁性材料製の分割された導電体（９２）を有し、その第 一の部分は、結合器の一つの部分（４４ａ）内に配置されて少なくとも一つのコ イル（９０）を受け、導電体（９２）の第二の部分は、結合器の他の一つの部分 （４４ｂ）内に配置されて少なくとも一つの他のコイル（９０）を受け、導電体 （９２）の該二つの部分は、相補ってコイル（９０）を貫通しまた好ましくはコ イルの外側に磁気帰還部（９６）を有するコア（９５）を形成することを特徴と する装置。 ２７．請求の範囲第２６項に記載の装置において、 導電体（９２）が、なんらかの閉じられた外被であることを特徴とする装置。 ２８．請求の範囲第１項ないし第１４項および第２６項ないし第２７項のいず れか一項に記載の装置において、 結合器の一つの部分（４４ｂ）が、一つだけコイル（９０）を有し、結合器の 他の一つの部分（４４ａ）が、二つ以上のコイル（９０）を有することを特徴と する装置。 ２９．請求の範囲第１項ないし第１４項および第２６項ないし第２８項のいず れか一項に記載の装置において、 二つの二本導線（９３）が、一つの結合器（１４４）から出て他の一つの結合 器（１４４）で終わっていることを特徴とする装置（第２１図）。 ３０．請求の範囲第１項ないし第１４項および第２６項ないし第２９項のいず れか一項に記載の装置において、 導電体（９２）の該二つの部分の間に、非磁性で電気を通さない材料製のそう が配設されることを特徴とする装置（第２２図）。 ３１．請求の範囲第１項ないし第１４項および第２６項ないし第３０項のいず れか一項に記載の装置において、 結合器の該二つの部分（４４ａ、４４ｂ）が、同じに形成されていることを特 徴とする装置 ３２．回り継ぎ手において、 電気信号および／または電流を無線伝送するために変圧器として形成され、そ の一次巻線（５６）が、継ぎ手の一つの半体（５０）の構成部分出あり、その二 次巻線（６６）が、継ぎ手の他の一つの半体（６０）の構成部分であることを特 徴とする回り継ぎ手。 ３３．請求の範囲第３２項に記載の回り継ぎ手において、それがドア・ヒンジ であることを特徴とする回り継ぎ手。 とくに車両における電気信号の誘導伝送装置