車両の負荷回路
【課題】バッテリ上がりを効率よく回避して、フロントガラス熱線を確実かつ適正に作動させる。
【解決手段】オルタネータ５ないしバッテリ６から電気負荷に電力を供給する車両の負荷回路である。フロントウインドガラスの熱線部材１への通電時には、例えば、リヤガラス熱線２やシートヒータ３等が起動されても、オルタネータ５の発電量が所定の発電量よりも大きい場合にはその通電を拒否し、所定の発電量以下の場合にはその通電量を制限した状態で通電する。通電時間の経過後には、その制限を解除する。外気温度を検知する外気温センサ９を設け、外気温度が所定の基準温度以下の場合に自動的に起動させるようにするとよい。
【解決手段】オルタネータ５ないしバッテリ６から電気負荷に電力を供給する車両の負荷回路である。フロントウインドガラスの熱線部材１への通電時には、例えば、リヤガラス熱線２やシートヒータ３等が起動されても、オルタネータ５の発電量が所定の発電量よりも大きい場合にはその通電を拒否し、所定の発電量以下の場合にはその通電量を制限した状態で通電する。通電時間の経過後には、その制限を解除する。外気温度を検知する外気温センサ９を設け、外気温度が所定の基準温度以下の場合に自動的に起動させるようにするとよい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の負荷回路に関し、特にフロントウインドガラスに設けられる熱線部材を制御するための負荷回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、リヤウインドガラスやフロントウインドガラスに熱線部材を埋設等して、その曇りや凍結を防ぐ技術（ガラス熱線）が知られている。その熱線部材が消費する電力は他のオーディオ等の電装品と比べて非常に大きいため、ガラス熱線を起動しても、通常はタイマ制御等によって数分で停止するように設定されている。
【０００３】
従って、これらガラス熱線を長時間作動させる場合に、繰り返し起動スイッチを操作するのが煩わしく、例えば、起動スイッチの押し時間の違いにより、リヤウインドの熱線部材への通電をタイマーで制御するタイマ動作モードと、連続して通電する連続通電モードとを選択して使用できるようにした負荷回路が提案されている（特許文献１）。
【特許文献１】特開平８−２３０６１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、近年、車両に装備された電装品（電気負荷）に電力を供給するオルタネータ（発電機）やバッテリの負担が増加しており、オルタネータの発電が間に合わずに、所謂バッテリ上がりを招くおそれが増えつつある。特に、先のガラス熱線やエアコン、デフロスタ、シートヒータ等の比較的大きな電力を消費する電気負荷が同じタイミングで起動されると、バッテリ上がりを招き易い。
【０００５】
その際、シートヒータ等は主に快適性の向上を目的としているため、仮にバッテリが上がって作動できなくなってもさほど大きな支障はない。
【０００６】
しかし、ガラス熱線の場合、視界を確保する上で重要な機能を果たしており、必要なときに作動しなくなると安全性に影響を及ぼすおそれがある。特に、フロントウインドガラスに設けられる熱線部材は走行方向の良好な視界を確保するため、なおさらである。
【０００７】
また、その利便性も、先の特許文献１では、選択によって連続通電ができるようになってはいるものの、所定時間以上スイッチを押し続けるという面倒な操作が必要な上、連続通電モードを選択した場合にそのまま放置するとバッテリ上がりを招くため、適当なタイミングで停止させなければならないし、他の電気負荷の存在も想定されていないなど、改善の余地があった。
【０００８】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、バッテリ上がりを効率よく回避して、フロントガラス熱線を必要なときに確実かつ適正に作動できる、安全で、しかも利便性に優れた車両の負荷回路を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明では、フロントウインドガラスの熱線部材（フロントガラス熱線）への通電時には、これを最優先させることとし、その他の電気負荷への通電は、発電機の発電量に応じて制御するようにした。
【００１０】
すなわち、本発明は、エンジンにより駆動される発電機と、該発電機により充電されるバッテリとを備え、これら発電機ないしバッテリから電気負荷に電力を供給する車両の負荷回路である。そして、フロントウインドガラスに設けられる熱線部材と、上記熱線部材への通電時に、該熱線部材以外の他の電気負荷への通電状態を上記発電機の発電量に応じて制限する通電制御手段と、を備えることを特徴とするものである（請求項１）。
【００１１】
かかる構成によれば、フロントガラス熱線を含む車両の電気負荷は、発電機ないしバッテリから電力の供給を受けるが、その際、バッテリは、発電機によりその充填状態に応じて充電される。
【００１２】
すなわち、バッテリの残容量（蓄電量）がそれほど減少していなければ、発電機からバッテリへ供給される電力が少なくて発電機の発電量は相対的に小さくて済むが、バッテリの残容量が減少していれば、発電機からバッテリに供給される電力が多くなって相対的に発電機の発電量は大きくなる。
【００１３】
そうして、通電制御手段により、フロントガラス熱線と他の電気負荷とが同じタイミングで通電される場合には、フロントガラス熱線への通電状態は確保しながら、その他の電気負荷への通電状態をその発電機の発電量に応じて制限する。そうすることで、過度な電力消費の発生を回避することができ、バッテリ上がりを防止して、フロントガラス熱線を確実かつ適正に作動させることができる。
【００１４】
具体的には、発電機の発電量が所定の発電量よりも大きい場合、例えば、バッテリの残容量が減少していて発電機がフルに作動しており、フロントガラス熱線の通電時にこれに加えて他の電気負荷への通電を行うとバッテリ上がりを招くおそれがあるような場合には、他の電気負荷への通電を拒否するようにすればよい（請求項２）。そうすれば、電力消費を効果的に抑制することができ、バッテリの残容量が減少していても、フロントガラス熱線への通電を最優先に作動させることができる。
【００１５】
一方、発電機の発電量が所定の発電量以下、例えば、バッテリの残容量も十分にあり、発電機が余力を残して作動しているような場合には、通電量を制限した状態で他の電気負荷を作動させることもできる（請求項３）。
【００１６】
この場合は、先と異なり発電機やバッテリの電力供給能力の余力を利用して、他の電気負荷へ通電しながら、フロントガラス熱線への通電を最優先に作動させることができる。
【００１７】
また別に、フロントガラス熱線が起動されると、これに通電する所定の通電時間をタイマ手段で計測するようにし、他の電気負荷への通電が制限されている場合には、通電時間が経過してフロントガラス熱線への通電が終了すると他の電気負荷への通電状態の制限を解除するようにしてもよい（請求項４）。
【００１８】
そうすれば、まず、フロントガラス熱線が起動されると、タイマ手段によって、所定の通電時間の間はフロントガラス熱線への通電が優先され、その他の電気負荷の通電状態は制限される。そうして、フロントガラス熱線への通電が終了して、フロントガラスの視界が確保されれば、他の電気負荷への通電状態の制限が解除され、自動的に本来の状態で通電が再開される。尚、所定の通電時間は、視界が確保できるように予め任意に設定される。
【００１９】
この場合、その他の電気負荷への通電状態の制限の解除は、フロントガラス熱線への通電が終了してから所定の待機時間（例えば、数ｍｓｅｃ）が経過した後に行うのが好ましい（請求項５）。
【００２０】
そうすることで、フロントガラス熱線への通電を終了させる処理と、その他の電気負荷への通電状態の制限の解除、つまり、通電を復帰させる処理とが同時に行われるのを確実に阻止することができ、例えばフロントガラス熱線及びその他の電気負荷へ瞬間的に大電流が流れてヒューズ切れ等が発生するのを防止できる。
【００２１】
また、フロントガラス熱線の起動のタイミングは外気の温度と密接に関連しているため（例えば、フロントガラスが凍結するのは、一般に外気の温度が氷点よりも低い場合である）、外気の温度を検知する外気温センサを設け、この外気温センサで検知された外気の温度が所定の基準温度以下の場合に、自動的にフロントガラス熱線を起動させるようしてもよい（請求項６）。
【００２２】
そうすれば、フロントウインドウの曇りや凍結が生じ易い所定の基準温度を予め設定しておくことで、操作しなくても、外気の温度がその基準温度になれば、適正なタイミングで自動的にフロントガラス熱線を起動させることができる。
【００２３】
ここでいうフロントガラス熱線は、フロントウインドガラスの少なくともワイパーによる払拭範囲の略全域にわたって設けるのが効果的である（請求項７）。
【００２４】
この場合、比較的大きな通電量が必要になってバッテリ上がりを招き易いが、上記請求項１〜５の発明のように他の電気負荷の通電状態を制限することで、適正かつ確実に作動させることができ、視界の安全を確保できる。
【発明の効果】
【００２５】
以上、説明したように本発明によれば、フロントガラス熱線の作動時には、過度な電力消費を防止してバッテリ上がりを回避することができ、フロントガラス熱線を確実かつ適正に作動させて、フロントガラスの曇りや凍結を確実に除去することができる（請求項１）。
【００２６】
そして、発電機の発電量が所定の発電量より大きい場合には、他の電気負荷の通電を拒否するようにすることで、消費電力を効果的に抑制することができ、バッテリ上がりを回避しながらフロントガラス熱線を確実かつ適正に作動させることができる（請求項２）。その一方で、発電機の発電量が所定の発電量以下の場合には、他の電気負荷を作動させながら、フロントガラス熱線を確実かつ適正に作動させることができる（請求項３）。
【００２７】
他の電気負荷への通電が制限されていても、フロントガラス熱線への通電が終了すれば、その制限を解除することで、フロントガラスの視界の確保を最優先にしながら、他の電気負荷を自動的に本来の通電状態に切り替えることができる（請求項４）。そして、その通電状態の制御の解除を所定の待機時間の経過後に行うようにすれば、ヒューズ切れ等のトラブルの発生を防止して、確実に切り替えることができる（請求項５）。
【００２８】
外気温センサを利用して自動的にフロントガラス熱線を起動させることで、その起動操作が大幅に減少して利便性を向上させることができるとともに、フロントガラスの曇りや凍結を適正なタイミングで自動的に排除できるため、安全性を向上させることができる（請求項６）。
【００２９】
特に、フロントガラス熱線が、フロントウインドガラスの少なくともワイパーによる払拭範囲の略全域にわたって設けらている場合には、視界の安全を確実に確保することができ、安全性をさらに向上させることができる（請求項７）。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。
【００３１】
（負荷回路の構成）
図１に、本発明の車両の負荷回路の概略的な構成図を示す。この負荷回路は、車両に装備された電装品（電気負荷）の作動を制御する回路であり、本実施形態では、その電気負荷として、フロントガラス熱線１やリヤガラス熱線２、シートヒータ３が備えられている。また、ワイパーの駆動装置も備えられている。
【００３２】
フロントガラス熱線１は、フロントガラスが曇りや凍結によって視界が不良になった場合に、加熱してその曇りや凍結を除去するためのものであり、走行方向の視界を確保する上で安全上重要な機能を果たしている。図示しないが、フロントガラス熱線１は、フロントウインドガラスの少なくともワイパによる払拭範囲の略全域に亘って貼設あるいは埋設された抵抗発熱体（熱線）で構成されている。
【００３３】
リヤガラス熱線２もリヤウインドガラスに貼設等された熱線で構成されており、リヤガラスの略全域に亘って設けられている。一方、シートヒータ３は、着座した搭乗者を暖めるための公知の加熱装置であり、例えば、各座席の着座面に、貼設あるいは埋設された熱線等によって構成されている。
【００３４】
電気負荷には、これら以外にも、例えば、比較的消費電力の小さいルームランプやカーオディオ等の他、比較的消費電力の大きいヘッドランプやデフォッガ、エアコン等も装備されているが、本発明では、主として比較的消費電力の大きい電気負荷（大電流負荷）が対象となるため、その代表として上記電気負荷を例示したものである。ちなみに、オーディオ等の消費電流が数Ａ程度であるのに対し、フロントガラス熱線１の消費電流は約５０Ａである。
【００３５】
その他にも、点火プラグやインジェクタ、制御用の各種電子機器のように車両の運転中は常時電力供給が必要とされるものもあるが、これらは、任意に選択して起動できるものではなく、本発明でいうところの電気負荷の対象外である。
【００３６】
上記電気負荷は、オルタネータ５ないしバッテリ６から電力供給を受けて作動する（図１の矢印線ａ参照）。
【００３７】
オルタネータ５は、エンジンの駆動によって発電する公知の３層交流発電機であり、整流器や電圧調整器が内蔵されており、発電された交流電流は直流電流に変換して出力される。
【００３８】
バッテリ６は、公知の１２Ｖ等の車両用の鉛蓄電池である。バッテリ６の端子の近傍には、バッテリ６の充放電電流が検知できる電流センサが接続されており（図示せず）、この電流センサの検出値に基づいて随時変化するバッテリ６の残容量やオルタネータ５の発電量を求めることができる。例えば、バッテリ６は、オルタネータ５からの電力供給によって充電されるが、その際の充電電流の制御は、この電流センサの検出値からバッテリ６の残容量を算出して行うことができる。
【００３９】
そのバッテリ６の充電は、バッテリ６とオルタネータ５とが各電気負荷に対して並列に接続されているため、各電気負荷への電力供給とともに行われる。
【００４０】
具体的には、エンジンが運転されればオルタネータ５は発電が可能となる。そうして、例えば、満充電等の場合には、オルタネータ５で発電される電力は電気負荷へ供給されてバッテリ６へは殆ど供給されない（充電電流は殆ど流れない）。一方、バッテリ６の残容量が少ない場合には、オルタネータ５は、バッテリ６を充電しながら電気負荷へも電力を供給することとなる上（充電電流が流れる）、そのバッテリ６の残容量が少ないほど、流れる充電電流量も大きくなる。
【００４１】
つまり、バッテリ６の残容量が少ない場合にはそれだけ、オルタネータ５の発電量が増えることになる。このオルタネータ５の発電量の変化は、ヒートコントローラ７によって先の電流センサ等のオルタネータ発電信号に基づいて判定される。
【００４２】
ヒートコントローラ７は、各電気負荷を総合的に制御しており、これには、出力部としての上記各電気負荷の他、入力部としてのレインセンサー８や外気温センサー９、フロントガラス熱線スイッチ（ＳＷ）１０、リヤガラス熱線ＳＷ１１、シートヒータＳＷ１２などとともに、パワーコントロールモジュール１４、ボディコントロールモジュール１５が接続されている。
【００４３】
ヒートコントローラ（ＨＣ）７は、タイマーやカウンタ機能を有する、ＣＰＵやＲＯＭ等を実装した制御装置であり、例えば車両前方のインストルメントパネルの内部に搭載されている。そして、ＨＣ７には、フロントガラス熱線１を含む各電気負荷への通電の制御を行う各種制御プログラムが記憶されており、それに従って後述する制御処理が実行されるようになっている。
【００４４】
図２に、ＨＣ７が備えるその制御プログラムの構成を表すブロック図を示す。図に示すように、ＨＣ７は、フロントガラス熱線１への通電時に他の電気負荷への通電状態を制限する通電制御部７ａを有し、それには、通電拒否部７ｂや、通電量制限部７ｃ、通電制限解除部７ｄ、熱線自動起動部７ｅ、ワイパー制御部７ｆが含まれている。尚、符号７ｇはタイマーである。
【００４５】
その詳細は後述するが、通電拒否部７ｂは、他の電気負荷への通電を行わずにその作動を拒否する処理を行い、通電量制限部７ｃは、通電量を制限した状態で他の電気負荷に通電する処理を行い、通電制限解除部７ｄは、タイマー７ｇによるフロントガラス熱線１への通電が終了すると、制限されていた他の電気負荷への通電状態を復帰させる処理を行い、熱線自動起動部７ｅは、外気温センサー９を利用して自動的にフロントガラス熱線１を起動させる処理を行い、ワイパー制御部７ｆは、これらに連動してワイパーのオンオフ制御を行う。
【００４６】
レインセンサー８は、雨滴を検知する光学反射検知式センサー等の公知のセンサーであり、例えば、フロントウインドの車幅方向中央上部のバックミラー近傍に設置されている。外気温センサー９は、車両外部の温度（外気温）を検知する公知の温度センサーであり、例えば、フロントバンパーの空気取入口の内側に設置されている。フロントガラス熱線ＳＷ１０、リヤガラス熱線ＳＷ１１、シートヒータＳＷ１２は、それぞれフロントガラス熱線１、リヤガラス熱線２、シートヒータ３を起動または停止するスイッチであり、例えば、車室内前方のインストルメントパネルの運転席側に配設されている。
【００４７】
また、本実施形態のシートヒータＳＷ１２は、オンオフ時間の比率の変化で平均電流量を制御する公知のデューティ制御機能を備えており、これによってシートヒータ３に供給される電力量を調整して出力できるようになっている。尚、リヤガラス熱線２やその他の電気負荷もデューティー制御機能を備えて、その通電量が調整可能にしておくとよい。
【００４８】
パワーコントロールモジュール（ＰＣＭ）１４は主として駆動系統を制御するための制御装置であり、また、ボディコントロールモジュール（ＢＣＭ）１５は車体系統を制御するための制御装置である。いずれもＨＣ７と多重通信可能に接続されている。ここでは、ＰＣＭ１４を介して車速や、エンジンの始動、オルタネータ５の発電量等の情報がＨＣ７との間で送受信され、ＢＣＭ１５を介してワイパーのオンオフ信号等の情報がＨＣ７との間で送受信される。尚、ＢＣＭ１５には、ワイパーＳＷ２０やワイパーモータ２１などが接続されているが、これらワイパー機構の詳細については後述する。
【００４９】
ところで、先にバッテリ６はオルタネータ５によって充電されることを説明したが、そのバッテリ６の充電は、鉛蓄電池の構造上、いったんバッテリ６の残容量が大きく減少すると充電に時間がかかるという特性がある。従って、バッテリ６の残容量が減少している場合に、例えば、フロントガラス熱線１やシートヒータ３などの大電流負荷が同じタイミングで作動されると、オルタネータ５の発電が間に合わずに、バッテリ６が上がって、フロントガラス熱線１等が作動しなくなるおそれがある。
【００５０】
しかし、フロントガラス熱線１は、走行方向の良好な視野を確保するという、安全上も極めて重要な機能を果たしているため、これへの通電を最優先にして、効率よく他の電気負荷の通電状態を制限し、バッテリ上がりを回避できるようにしたものである（通電制御手段）。以下、その制御の流れについて説明する。
【００５１】
（負荷回路の制御）
図３は、その図１に示した負荷回路の制御のフローチャートであり、本実施形態では、車両の運転を開始する段階の制御例を示している。以下、このフローチャートに沿って制御の構成を説明する。
【００５２】
まず、車両のイグニッションスイッチがオンされると（ステップＳ１：ＩＧ−ＳＷ ＯＮ）、バッテリ６からの電力供給によってスタータ（図示せず）が起動され、エンジンの始動が行われる。エンジンが始動すると、それに伴ってオルタネータ５も駆動され、発電可能な状態となる。そうして車両の運転中は、バッテリ６ないしオルタネータ５から車両の各電気負荷に対して電力が供給されることとなる。
【００５３】
その際、フロントウインドガラスが凍結や積雪によって視界が得られず、走行できない場合がある。その場合には、まず、フロントウインドの視界を確保するために、フロントガラス熱線ＳＷ１０をオンにしてフロントガラス熱線１を起動する（ステップＳ２）。それと同時に熱線タイマー（タイマー）７ｇもスタートする。
【００５４】
すなわち、ＨＣ７には、フロントガラス熱線１の通電時間を制御する熱線タイマー７ｇが備えられており、フロントガラス熱線ＳＷ１０をオンにすることによって制御リレー１ａの接点がオンにされてフロントガラス熱線１への通電が行われるとともに、熱線タイマー７ｇが作動して、例えば、５分等の予め設定された所定時間が経過すると、制御リレー１ａの接点がオフにされてフロントガラス熱線１への通電が終了するようになっている。
【００５５】
そして、そのフロントガラス熱線１の作動中に、他の大電流負荷（ここでは、シートヒータ３、リヤガラス熱線２とする）の負荷ＳＷ（シートヒータＳＷ１２、リヤガラス熱線ＳＷ１１）が起動されると（ステップＳ３：負荷ＳＷ ＯＮ）、ＨＣ７によってそのときのオルタネータ５の発電量に基づいてシートヒータ３及びリヤガラス熱線２の通電の制限が行われる（ステップＳ４）。
【００５６】
すなわち、電流センサの検出値等のオルタネータ発電信号がＰＣＭ１４を介してＨＣ７に定期的に送信されており（図１参照）、ＨＣ７は、それをモニターすることによって変化するオルタネータ５の発電量を必要に応じて知ることができる。
【００５７】
そうして、その発電量が、所定の発電量と比較され、所定の発電量よりも大きい場合には（ステップＳ４で大）、ＨＣ７は、シートヒータＳＷ１２及びリヤガラス熱線ＳＷ１１を起動するオン信号が入力されても、その作動は拒否して通電を行わない（ステップＳ５）。
【００５８】
一方、その所定の発電量以下である場合には（ステップＳ４で小）、ＨＣ７は、例えば本来の通電量に対して５０％の通電量で通電する等、バッテリ上がりを招くおそれのない範囲で通電量を制限して、シートヒータ３及びリヤガラス熱線２を作動させる（ステップＳ６）。
【００５９】
このとき、例えば、デューティ制御機能を備えるシートヒータ３について通電量を制限して通電し、リヤガラス熱線２については通電を停止する等、その制限の内容は、対象となる電気負荷の能力に応じて適宜選択して適用すればよい。
【００６０】
尚、ここでいう所定の発電量とは、例えば、バッテリ６の残容量が減少していて、発電機からバッテリ６に比較的大きな充電電流が流れており、起動されたシートヒータ３等に通電するとフロントガラス熱線１の通電中にバッテリ上がりを招く可能性のある発電量とすることができる。
【００６１】
また、本実施形態では、所定の発電量は１つとしたが、例えば、通電量を制限した状態で通電するか否かを判定する所定の発電量は、その対象となる電気負荷の機能がある程度得られる状態で通電できる発電量の範囲に絞って両者を別々に設定してもよい。これら所定の発電量は、ＨＣ７に予め設定される。
【００６２】
そうして、熱線タイマー７ｇが停止して通電時間が経過すると、フロントガラス熱線１への通電が終了し（ステップＳ７）、それにあわせてシートヒータ３やリヤガラス熱線２の通電状態の制限が解除され、本来の通電状態に復帰する。
【００６３】
このとき、図４に示すように、シートヒータ３等の通電状態の制限の解除をフロントガラス熱線１の通電が終了してから数ｍｓｅｃ程度の所定の待機時間ｔ１を経過した後に行う（ステップＳ８）。こうすることで、フロントガラス熱線１とシートヒータ３等との同時通電状態が生じて瞬時に大電流が流れてヒューズ切れ等のトラブルが発生することを確実に回避することができるからである。尚、図４は、シートヒータ３等の作動が拒否された場合におけるフロントガラス熱線１等のオンオフ状態の時間的変化を示している。
【００６４】
このように、オルタネータ５の発電状況に応じて負荷回路の制御が行われるため、同じタイミングで他の電気負荷が起動されても、バッテリ上がりを効率よく回避して、フロントウインドの視界を確実に確保することができ、トラブルなく車両の運転を開始させることができる。
【００６５】
その後も、車両の走行中に降雪や氷点以下での降雨等があると、フロントウインドの視界が不良になる場合がある。このとき、その都度フロントガラス熱線ＳＷ１０を操作するのは煩わしいため、外気温センサー９等の利用によりフロントガラス熱線１が自動的に起動するようになっている。
【００６６】
すなわち、ＨＣ７には熱線自動起動条件が設定されており、ＨＣ７に定期的に入力される外気温等の情報と比較してその熱線自動起動条件が満たされると自動的にフロントガラス熱線１が起動する（ステップＳ９）。
【００６７】
その熱線自動起動条件とは、フロントウインドガラスが凍結等して視界不良となり易い条件であり、その条件としては、例えば、車両の外部の温度（外気温）が０℃以下（基準温度）であることや、車速が０Ｋｍ／ｈを超えること（走行状態にある）、レインセンサー８がオンされたこと（雨滴が検知）などが挙げられる。なかでも、外気温が０℃以下、つまり氷点以下であることは、フロントガラスを加熱するフロントガラス熱線１の特性上、熱線自動起動条件に最適と考える。
【００６８】
本実施形態では、上記全ての熱線自動起動条件が満たされた場合に（ステップＳ９でＹＥＳ）、フロントガラス熱線１が最優先され、各電気負荷が確実かつ適正に作動するように自動制御されている。
【００６９】
まず、バッテリ上がりを回避するために、ＨＣ７によってその時点の発電量が所定の発電量と比較され（ステップＳ１０）、その発電量が所定の発電量よりも大きい場合（ステップＳ１０で大）、シートヒータ３及びリヤガラス熱線２の通電が拒否され（ステップＳ１１）、その発電量が所定の発電量以下の場合（ステップＳ１０で小）、シートヒータ３及びリヤガラス熱線２が通電量を制限した状態で通電される（ステップＳ１２）。尚、これらステップＳ１０〜ステップＳ１２の内容は先のステップＳ４〜ステップＳ６と同じであるため、その詳細な説明は省略する。
【００７０】
そして、シートヒータ３及びリヤガラス熱線２の通電状態が制限された後、フロントガラス熱線ＳＷ１０が自動的に起動されるとともに、熱線タイマー７ｇがスタートして所定の通電時間、フロントガラス熱線１に通電される（ステップＳ１３）。また、その際にも、所定の待機時間ｔ２が経過した後にフロントガラス熱線１が起動されるようになっており、同時通電による大電流が発生しないように構成されている（図４参照）。
【００７１】
尚、上記一連の処理のうち、主として、ステップＳ２〜ステップＳ１３の処理が通電制御部７ａの処理に相当し、ステップＳ４、Ｓ５及びステップＳ１０，Ｓ１１が通電拒否部７ｂの処理に相当し、ステップＳ４、Ｓ６及びステップＳ１０、Ｓ１２が通電量制限部７ｃの処理に相当し、ステップＳ７、Ｓ８が通電制限解除部７ｄの処理に相当し、ステップＳ９〜ステップＳ１３が熱線自動起動部７ｅの処理に相当している。
【００７２】
ところで、フロントウインドガラスを払拭するためのワイパーのワイパーブレード（図示しないが、フロントウインドガラスの外表面に密着するように装備されている）が、凍結によってフロントウインドガラスに固着する場合がある。その状態でワイパーを駆動させると、固着したワイパーブレードが破損するおそれがある。また、フロントウインドに大量の雪が積もっている場合にもワイパーを駆動させると、ワイパーモータに過剰な負荷がかかって故障を招くおそれがある。
【００７３】
そこで、本実施形態では、更にこれらトラブルを回避するための制御手段が備えられている。
【００７４】
すなわち、図１に示すように、ＢＣＭ１５には、ワイパー機構を構成するワイパーＳＷ２０やワイパーモータ２１が接続されている。ワイパーＳＷ２０はワイパーを起動または停止操作するスイッチであり、ワイパーモータ２１は、ワイパーを揺動駆動するモータである。
【００７５】
そして、このワイパーＳＷ２０をオンにすると、ＢＣＭ１５を介してワイパーモータ２１が駆動されてワイパーが揺動し、ワイパーＳＷ２０をオフにするとその駆動が停止するようになっているが、先に説明したように、ＨＣ７にはワイパー制御部７ｆが備えられており、このワイパーＳＷ２０のオンオフ操作がＨＣ７によって制御されている。以下、このワイパー制御部７ｆの処理について、図５のフローチャートに沿って説明する。
【００７６】
例えば、車両の運転を開始する際、フロントウインドガラスの視界を確保しようとして、ワイパーＳＷ２０がオンにされると（ステップＳ５１）、そのオン信号がＨＣ７に送信される。そうすると、ＨＣ７は、所定のワイパー不作動条件を満たすか否かを判定する（ステップＳ５１）。
【００７７】
ここでワイパー不作動条件とは、先に説明したような凍結や積雪によってワイパー機構が破損するトラブルを回避するための条件であり、本実施形態では、外気の温度が０℃（基準温度）以下であること、及び車速が０Ｋｍ／ｈであること（車両が停止状態にある）をワイパー不作動条件としている。その理由は、ワイパーブレードが凍結等し易いのは外気温度が氷点以下の場合であり、車速が０Ｋｍ／ｈとしたのは安全を考慮したためである。
【００７８】
そして、このワイパー不作動条件が満たされる場合には（ステップＳ５２でＹＥＳ）、ＨＣ７によって、ワイパーＳＷ２０をオフにするワイパーＳＷオフ信号がＢＣＭ１５に送信され、ワイパーＳＷ２０の起動操作にかかわらず、ワイパーモータ２１の駆動が強制的に停止され、その状態が保持される。
【００７９】
このワイパーの制御は、フロントガラス熱線１の通電制御と連動しており、この保持された強制停止状態は、フロントガラス熱線１の起動後に解除される。
【００８０】
すなわち、熱線タイマー７ｇが停止してフロントガラス熱線１への通電が終了して所定の通電時間及び待機時間ｔ１が経過すると（ステップＳ７，Ｓ８）、ＨＣ７によってワイパーの強制停止状態が解除されてワイパーモータ２１が駆動し、ワイパーが作動する（ステップＳ５４）。
【００８１】
このときには、フロントガラス熱線１への通電によってフロントウインドガラスの凍結等が適正に除去されているため、ワイパーブレードを破損したり、ワイパーモータに過剰な負荷が加わるおそれがない。すなわち、ワイパーを適正に作動させることができ、フロントガラス熱線１の機能と相俟ってフロントウインドガラスの視界を良好に確保することができる。
【００８２】
以上、説明したように、本発明の負荷回路によれば、バッテリ上がりが効率よく回避できるとともに、フロントガラス熱線１を確実かつ適正に作動させてフロントウインドガラスの視界を確実に確保することができる。
【００８３】
なお、本発明にかかる車両の負荷回路は、前記の実施の形態に限定されず、それ以外の種々の構成をも包含する。
【００８４】
例えば、イグニッションＳＷがオンされてエンジンが始動すれば、フロントガラス熱線ＳＷ１０がオンにされなくとも、所定の熱線自動起動条件が満たされれば自動的に通電制御を行うようにしてあってもよい。
【００８５】
上記実施形態では、通電拒否及び通電量制限を含む通電制御を示したが、もちろん、いずれか１つのみを含む通電制御の形態であってもよい。
【００８６】
フロントガラス熱線１は、凍結によるワイパの固着防止用として、フロントウインド下部のワイパブレードの停止位置にのみ設けるものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】本発明の車両の負荷回路を示す概略的な構成図である。
【図２】制御プログラムの構成を説明するためのブロック図である。
【図３】図１の車両の負荷回路における制御の流れを示すフローチャートである。
【図４】待機時間を説明するための図である。
【図５】ワイパー制御の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００８８】
１ フロントガラス熱線
２ リヤガラス熱線
３ シートヒータ
７ ヒートコントローラ
７ａ 通電制御部（通電制御手段）
７ｂ 通電拒否部（通電拒否手段）
７ｃ 通電量制限部（通電量制限手段）
７ｄ 通電制限解除部（通電制限解除手段）
７ｅ 熱線自動起動部（熱線自動起動手段）
７ｇ タイマー（タイマー手段）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の負荷回路に関し、特にフロントウインドガラスに設けられる熱線部材を制御するための負荷回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、リヤウインドガラスやフロントウインドガラスに熱線部材を埋設等して、その曇りや凍結を防ぐ技術（ガラス熱線）が知られている。その熱線部材が消費する電力は他のオーディオ等の電装品と比べて非常に大きいため、ガラス熱線を起動しても、通常はタイマ制御等によって数分で停止するように設定されている。
【０００３】
従って、これらガラス熱線を長時間作動させる場合に、繰り返し起動スイッチを操作するのが煩わしく、例えば、起動スイッチの押し時間の違いにより、リヤウインドの熱線部材への通電をタイマーで制御するタイマ動作モードと、連続して通電する連続通電モードとを選択して使用できるようにした負荷回路が提案されている（特許文献１）。
【特許文献１】特開平８−２３０６１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、近年、車両に装備された電装品（電気負荷）に電力を供給するオルタネータ（発電機）やバッテリの負担が増加しており、オルタネータの発電が間に合わずに、所謂バッテリ上がりを招くおそれが増えつつある。特に、先のガラス熱線やエアコン、デフロスタ、シートヒータ等の比較的大きな電力を消費する電気負荷が同じタイミングで起動されると、バッテリ上がりを招き易い。
【０００５】
その際、シートヒータ等は主に快適性の向上を目的としているため、仮にバッテリが上がって作動できなくなってもさほど大きな支障はない。
【０００６】
しかし、ガラス熱線の場合、視界を確保する上で重要な機能を果たしており、必要なときに作動しなくなると安全性に影響を及ぼすおそれがある。特に、フロントウインドガラスに設けられる熱線部材は走行方向の良好な視界を確保するため、なおさらである。
【０００７】
また、その利便性も、先の特許文献１では、選択によって連続通電ができるようになってはいるものの、所定時間以上スイッチを押し続けるという面倒な操作が必要な上、連続通電モードを選択した場合にそのまま放置するとバッテリ上がりを招くため、適当なタイミングで停止させなければならないし、他の電気負荷の存在も想定されていないなど、改善の余地があった。
【０００８】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、バッテリ上がりを効率よく回避して、フロントガラス熱線を必要なときに確実かつ適正に作動できる、安全で、しかも利便性に優れた車両の負荷回路を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明では、フロントウインドガラスの熱線部材（フロントガラス熱線）への通電時には、これを最優先させることとし、その他の電気負荷への通電は、発電機の発電量に応じて制御するようにした。
【００１０】
すなわち、本発明は、エンジンにより駆動される発電機と、該発電機により充電されるバッテリとを備え、これら発電機ないしバッテリから電気負荷に電力を供給する車両の負荷回路である。そして、フロントウインドガラスに設けられる熱線部材と、上記熱線部材への通電時に、該熱線部材以外の他の電気負荷への通電状態を上記発電機の発電量に応じて制限する通電制御手段と、を備えることを特徴とするものである（請求項１）。
【００１１】
かかる構成によれば、フロントガラス熱線を含む車両の電気負荷は、発電機ないしバッテリから電力の供給を受けるが、その際、バッテリは、発電機によりその充填状態に応じて充電される。
【００１２】
すなわち、バッテリの残容量（蓄電量）がそれほど減少していなければ、発電機からバッテリへ供給される電力が少なくて発電機の発電量は相対的に小さくて済むが、バッテリの残容量が減少していれば、発電機からバッテリに供給される電力が多くなって相対的に発電機の発電量は大きくなる。
【００１３】
そうして、通電制御手段により、フロントガラス熱線と他の電気負荷とが同じタイミングで通電される場合には、フロントガラス熱線への通電状態は確保しながら、その他の電気負荷への通電状態をその発電機の発電量に応じて制限する。そうすることで、過度な電力消費の発生を回避することができ、バッテリ上がりを防止して、フロントガラス熱線を確実かつ適正に作動させることができる。
【００１４】
具体的には、発電機の発電量が所定の発電量よりも大きい場合、例えば、バッテリの残容量が減少していて発電機がフルに作動しており、フロントガラス熱線の通電時にこれに加えて他の電気負荷への通電を行うとバッテリ上がりを招くおそれがあるような場合には、他の電気負荷への通電を拒否するようにすればよい（請求項２）。そうすれば、電力消費を効果的に抑制することができ、バッテリの残容量が減少していても、フロントガラス熱線への通電を最優先に作動させることができる。
【００１５】
一方、発電機の発電量が所定の発電量以下、例えば、バッテリの残容量も十分にあり、発電機が余力を残して作動しているような場合には、通電量を制限した状態で他の電気負荷を作動させることもできる（請求項３）。
【００１６】
この場合は、先と異なり発電機やバッテリの電力供給能力の余力を利用して、他の電気負荷へ通電しながら、フロントガラス熱線への通電を最優先に作動させることができる。
【００１７】
また別に、フロントガラス熱線が起動されると、これに通電する所定の通電時間をタイマ手段で計測するようにし、他の電気負荷への通電が制限されている場合には、通電時間が経過してフロントガラス熱線への通電が終了すると他の電気負荷への通電状態の制限を解除するようにしてもよい（請求項４）。
【００１８】
そうすれば、まず、フロントガラス熱線が起動されると、タイマ手段によって、所定の通電時間の間はフロントガラス熱線への通電が優先され、その他の電気負荷の通電状態は制限される。そうして、フロントガラス熱線への通電が終了して、フロントガラスの視界が確保されれば、他の電気負荷への通電状態の制限が解除され、自動的に本来の状態で通電が再開される。尚、所定の通電時間は、視界が確保できるように予め任意に設定される。
【００１９】
この場合、その他の電気負荷への通電状態の制限の解除は、フロントガラス熱線への通電が終了してから所定の待機時間（例えば、数ｍｓｅｃ）が経過した後に行うのが好ましい（請求項５）。
【００２０】
そうすることで、フロントガラス熱線への通電を終了させる処理と、その他の電気負荷への通電状態の制限の解除、つまり、通電を復帰させる処理とが同時に行われるのを確実に阻止することができ、例えばフロントガラス熱線及びその他の電気負荷へ瞬間的に大電流が流れてヒューズ切れ等が発生するのを防止できる。
【００２１】
また、フロントガラス熱線の起動のタイミングは外気の温度と密接に関連しているため（例えば、フロントガラスが凍結するのは、一般に外気の温度が氷点よりも低い場合である）、外気の温度を検知する外気温センサを設け、この外気温センサで検知された外気の温度が所定の基準温度以下の場合に、自動的にフロントガラス熱線を起動させるようしてもよい（請求項６）。
【００２２】
そうすれば、フロントウインドウの曇りや凍結が生じ易い所定の基準温度を予め設定しておくことで、操作しなくても、外気の温度がその基準温度になれば、適正なタイミングで自動的にフロントガラス熱線を起動させることができる。
【００２３】
ここでいうフロントガラス熱線は、フロントウインドガラスの少なくともワイパーによる払拭範囲の略全域にわたって設けるのが効果的である（請求項７）。
【００２４】
この場合、比較的大きな通電量が必要になってバッテリ上がりを招き易いが、上記請求項１〜５の発明のように他の電気負荷の通電状態を制限することで、適正かつ確実に作動させることができ、視界の安全を確保できる。
【発明の効果】
【００２５】
以上、説明したように本発明によれば、フロントガラス熱線の作動時には、過度な電力消費を防止してバッテリ上がりを回避することができ、フロントガラス熱線を確実かつ適正に作動させて、フロントガラスの曇りや凍結を確実に除去することができる（請求項１）。
【００２６】
そして、発電機の発電量が所定の発電量より大きい場合には、他の電気負荷の通電を拒否するようにすることで、消費電力を効果的に抑制することができ、バッテリ上がりを回避しながらフロントガラス熱線を確実かつ適正に作動させることができる（請求項２）。その一方で、発電機の発電量が所定の発電量以下の場合には、他の電気負荷を作動させながら、フロントガラス熱線を確実かつ適正に作動させることができる（請求項３）。
【００２７】
他の電気負荷への通電が制限されていても、フロントガラス熱線への通電が終了すれば、その制限を解除することで、フロントガラスの視界の確保を最優先にしながら、他の電気負荷を自動的に本来の通電状態に切り替えることができる（請求項４）。そして、その通電状態の制御の解除を所定の待機時間の経過後に行うようにすれば、ヒューズ切れ等のトラブルの発生を防止して、確実に切り替えることができる（請求項５）。
【００２８】
外気温センサを利用して自動的にフロントガラス熱線を起動させることで、その起動操作が大幅に減少して利便性を向上させることができるとともに、フロントガラスの曇りや凍結を適正なタイミングで自動的に排除できるため、安全性を向上させることができる（請求項６）。
【００２９】
特に、フロントガラス熱線が、フロントウインドガラスの少なくともワイパーによる払拭範囲の略全域にわたって設けらている場合には、視界の安全を確実に確保することができ、安全性をさらに向上させることができる（請求項７）。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。
【００３１】
（負荷回路の構成）
図１に、本発明の車両の負荷回路の概略的な構成図を示す。この負荷回路は、車両に装備された電装品（電気負荷）の作動を制御する回路であり、本実施形態では、その電気負荷として、フロントガラス熱線１やリヤガラス熱線２、シートヒータ３が備えられている。また、ワイパーの駆動装置も備えられている。
【００３２】
フロントガラス熱線１は、フロントガラスが曇りや凍結によって視界が不良になった場合に、加熱してその曇りや凍結を除去するためのものであり、走行方向の視界を確保する上で安全上重要な機能を果たしている。図示しないが、フロントガラス熱線１は、フロントウインドガラスの少なくともワイパによる払拭範囲の略全域に亘って貼設あるいは埋設された抵抗発熱体（熱線）で構成されている。
【００３３】
リヤガラス熱線２もリヤウインドガラスに貼設等された熱線で構成されており、リヤガラスの略全域に亘って設けられている。一方、シートヒータ３は、着座した搭乗者を暖めるための公知の加熱装置であり、例えば、各座席の着座面に、貼設あるいは埋設された熱線等によって構成されている。
【００３４】
電気負荷には、これら以外にも、例えば、比較的消費電力の小さいルームランプやカーオディオ等の他、比較的消費電力の大きいヘッドランプやデフォッガ、エアコン等も装備されているが、本発明では、主として比較的消費電力の大きい電気負荷（大電流負荷）が対象となるため、その代表として上記電気負荷を例示したものである。ちなみに、オーディオ等の消費電流が数Ａ程度であるのに対し、フロントガラス熱線１の消費電流は約５０Ａである。
【００３５】
その他にも、点火プラグやインジェクタ、制御用の各種電子機器のように車両の運転中は常時電力供給が必要とされるものもあるが、これらは、任意に選択して起動できるものではなく、本発明でいうところの電気負荷の対象外である。
【００３６】
上記電気負荷は、オルタネータ５ないしバッテリ６から電力供給を受けて作動する（図１の矢印線ａ参照）。
【００３７】
オルタネータ５は、エンジンの駆動によって発電する公知の３層交流発電機であり、整流器や電圧調整器が内蔵されており、発電された交流電流は直流電流に変換して出力される。
【００３８】
バッテリ６は、公知の１２Ｖ等の車両用の鉛蓄電池である。バッテリ６の端子の近傍には、バッテリ６の充放電電流が検知できる電流センサが接続されており（図示せず）、この電流センサの検出値に基づいて随時変化するバッテリ６の残容量やオルタネータ５の発電量を求めることができる。例えば、バッテリ６は、オルタネータ５からの電力供給によって充電されるが、その際の充電電流の制御は、この電流センサの検出値からバッテリ６の残容量を算出して行うことができる。
【００３９】
そのバッテリ６の充電は、バッテリ６とオルタネータ５とが各電気負荷に対して並列に接続されているため、各電気負荷への電力供給とともに行われる。
【００４０】
具体的には、エンジンが運転されればオルタネータ５は発電が可能となる。そうして、例えば、満充電等の場合には、オルタネータ５で発電される電力は電気負荷へ供給されてバッテリ６へは殆ど供給されない（充電電流は殆ど流れない）。一方、バッテリ６の残容量が少ない場合には、オルタネータ５は、バッテリ６を充電しながら電気負荷へも電力を供給することとなる上（充電電流が流れる）、そのバッテリ６の残容量が少ないほど、流れる充電電流量も大きくなる。
【００４１】
つまり、バッテリ６の残容量が少ない場合にはそれだけ、オルタネータ５の発電量が増えることになる。このオルタネータ５の発電量の変化は、ヒートコントローラ７によって先の電流センサ等のオルタネータ発電信号に基づいて判定される。
【００４２】
ヒートコントローラ７は、各電気負荷を総合的に制御しており、これには、出力部としての上記各電気負荷の他、入力部としてのレインセンサー８や外気温センサー９、フロントガラス熱線スイッチ（ＳＷ）１０、リヤガラス熱線ＳＷ１１、シートヒータＳＷ１２などとともに、パワーコントロールモジュール１４、ボディコントロールモジュール１５が接続されている。
【００４３】
ヒートコントローラ（ＨＣ）７は、タイマーやカウンタ機能を有する、ＣＰＵやＲＯＭ等を実装した制御装置であり、例えば車両前方のインストルメントパネルの内部に搭載されている。そして、ＨＣ７には、フロントガラス熱線１を含む各電気負荷への通電の制御を行う各種制御プログラムが記憶されており、それに従って後述する制御処理が実行されるようになっている。
【００４４】
図２に、ＨＣ７が備えるその制御プログラムの構成を表すブロック図を示す。図に示すように、ＨＣ７は、フロントガラス熱線１への通電時に他の電気負荷への通電状態を制限する通電制御部７ａを有し、それには、通電拒否部７ｂや、通電量制限部７ｃ、通電制限解除部７ｄ、熱線自動起動部７ｅ、ワイパー制御部７ｆが含まれている。尚、符号７ｇはタイマーである。
【００４５】
その詳細は後述するが、通電拒否部７ｂは、他の電気負荷への通電を行わずにその作動を拒否する処理を行い、通電量制限部７ｃは、通電量を制限した状態で他の電気負荷に通電する処理を行い、通電制限解除部７ｄは、タイマー７ｇによるフロントガラス熱線１への通電が終了すると、制限されていた他の電気負荷への通電状態を復帰させる処理を行い、熱線自動起動部７ｅは、外気温センサー９を利用して自動的にフロントガラス熱線１を起動させる処理を行い、ワイパー制御部７ｆは、これらに連動してワイパーのオンオフ制御を行う。
【００４６】
レインセンサー８は、雨滴を検知する光学反射検知式センサー等の公知のセンサーであり、例えば、フロントウインドの車幅方向中央上部のバックミラー近傍に設置されている。外気温センサー９は、車両外部の温度（外気温）を検知する公知の温度センサーであり、例えば、フロントバンパーの空気取入口の内側に設置されている。フロントガラス熱線ＳＷ１０、リヤガラス熱線ＳＷ１１、シートヒータＳＷ１２は、それぞれフロントガラス熱線１、リヤガラス熱線２、シートヒータ３を起動または停止するスイッチであり、例えば、車室内前方のインストルメントパネルの運転席側に配設されている。
【００４７】
また、本実施形態のシートヒータＳＷ１２は、オンオフ時間の比率の変化で平均電流量を制御する公知のデューティ制御機能を備えており、これによってシートヒータ３に供給される電力量を調整して出力できるようになっている。尚、リヤガラス熱線２やその他の電気負荷もデューティー制御機能を備えて、その通電量が調整可能にしておくとよい。
【００４８】
パワーコントロールモジュール（ＰＣＭ）１４は主として駆動系統を制御するための制御装置であり、また、ボディコントロールモジュール（ＢＣＭ）１５は車体系統を制御するための制御装置である。いずれもＨＣ７と多重通信可能に接続されている。ここでは、ＰＣＭ１４を介して車速や、エンジンの始動、オルタネータ５の発電量等の情報がＨＣ７との間で送受信され、ＢＣＭ１５を介してワイパーのオンオフ信号等の情報がＨＣ７との間で送受信される。尚、ＢＣＭ１５には、ワイパーＳＷ２０やワイパーモータ２１などが接続されているが、これらワイパー機構の詳細については後述する。
【００４９】
ところで、先にバッテリ６はオルタネータ５によって充電されることを説明したが、そのバッテリ６の充電は、鉛蓄電池の構造上、いったんバッテリ６の残容量が大きく減少すると充電に時間がかかるという特性がある。従って、バッテリ６の残容量が減少している場合に、例えば、フロントガラス熱線１やシートヒータ３などの大電流負荷が同じタイミングで作動されると、オルタネータ５の発電が間に合わずに、バッテリ６が上がって、フロントガラス熱線１等が作動しなくなるおそれがある。
【００５０】
しかし、フロントガラス熱線１は、走行方向の良好な視野を確保するという、安全上も極めて重要な機能を果たしているため、これへの通電を最優先にして、効率よく他の電気負荷の通電状態を制限し、バッテリ上がりを回避できるようにしたものである（通電制御手段）。以下、その制御の流れについて説明する。
【００５１】
（負荷回路の制御）
図３は、その図１に示した負荷回路の制御のフローチャートであり、本実施形態では、車両の運転を開始する段階の制御例を示している。以下、このフローチャートに沿って制御の構成を説明する。
【００５２】
まず、車両のイグニッションスイッチがオンされると（ステップＳ１：ＩＧ−ＳＷ ＯＮ）、バッテリ６からの電力供給によってスタータ（図示せず）が起動され、エンジンの始動が行われる。エンジンが始動すると、それに伴ってオルタネータ５も駆動され、発電可能な状態となる。そうして車両の運転中は、バッテリ６ないしオルタネータ５から車両の各電気負荷に対して電力が供給されることとなる。
【００５３】
その際、フロントウインドガラスが凍結や積雪によって視界が得られず、走行できない場合がある。その場合には、まず、フロントウインドの視界を確保するために、フロントガラス熱線ＳＷ１０をオンにしてフロントガラス熱線１を起動する（ステップＳ２）。それと同時に熱線タイマー（タイマー）７ｇもスタートする。
【００５４】
すなわち、ＨＣ７には、フロントガラス熱線１の通電時間を制御する熱線タイマー７ｇが備えられており、フロントガラス熱線ＳＷ１０をオンにすることによって制御リレー１ａの接点がオンにされてフロントガラス熱線１への通電が行われるとともに、熱線タイマー７ｇが作動して、例えば、５分等の予め設定された所定時間が経過すると、制御リレー１ａの接点がオフにされてフロントガラス熱線１への通電が終了するようになっている。
【００５５】
そして、そのフロントガラス熱線１の作動中に、他の大電流負荷（ここでは、シートヒータ３、リヤガラス熱線２とする）の負荷ＳＷ（シートヒータＳＷ１２、リヤガラス熱線ＳＷ１１）が起動されると（ステップＳ３：負荷ＳＷ ＯＮ）、ＨＣ７によってそのときのオルタネータ５の発電量に基づいてシートヒータ３及びリヤガラス熱線２の通電の制限が行われる（ステップＳ４）。
【００５６】
すなわち、電流センサの検出値等のオルタネータ発電信号がＰＣＭ１４を介してＨＣ７に定期的に送信されており（図１参照）、ＨＣ７は、それをモニターすることによって変化するオルタネータ５の発電量を必要に応じて知ることができる。
【００５７】
そうして、その発電量が、所定の発電量と比較され、所定の発電量よりも大きい場合には（ステップＳ４で大）、ＨＣ７は、シートヒータＳＷ１２及びリヤガラス熱線ＳＷ１１を起動するオン信号が入力されても、その作動は拒否して通電を行わない（ステップＳ５）。
【００５８】
一方、その所定の発電量以下である場合には（ステップＳ４で小）、ＨＣ７は、例えば本来の通電量に対して５０％の通電量で通電する等、バッテリ上がりを招くおそれのない範囲で通電量を制限して、シートヒータ３及びリヤガラス熱線２を作動させる（ステップＳ６）。
【００５９】
このとき、例えば、デューティ制御機能を備えるシートヒータ３について通電量を制限して通電し、リヤガラス熱線２については通電を停止する等、その制限の内容は、対象となる電気負荷の能力に応じて適宜選択して適用すればよい。
【００６０】
尚、ここでいう所定の発電量とは、例えば、バッテリ６の残容量が減少していて、発電機からバッテリ６に比較的大きな充電電流が流れており、起動されたシートヒータ３等に通電するとフロントガラス熱線１の通電中にバッテリ上がりを招く可能性のある発電量とすることができる。
【００６１】
また、本実施形態では、所定の発電量は１つとしたが、例えば、通電量を制限した状態で通電するか否かを判定する所定の発電量は、その対象となる電気負荷の機能がある程度得られる状態で通電できる発電量の範囲に絞って両者を別々に設定してもよい。これら所定の発電量は、ＨＣ７に予め設定される。
【００６２】
そうして、熱線タイマー７ｇが停止して通電時間が経過すると、フロントガラス熱線１への通電が終了し（ステップＳ７）、それにあわせてシートヒータ３やリヤガラス熱線２の通電状態の制限が解除され、本来の通電状態に復帰する。
【００６３】
このとき、図４に示すように、シートヒータ３等の通電状態の制限の解除をフロントガラス熱線１の通電が終了してから数ｍｓｅｃ程度の所定の待機時間ｔ１を経過した後に行う（ステップＳ８）。こうすることで、フロントガラス熱線１とシートヒータ３等との同時通電状態が生じて瞬時に大電流が流れてヒューズ切れ等のトラブルが発生することを確実に回避することができるからである。尚、図４は、シートヒータ３等の作動が拒否された場合におけるフロントガラス熱線１等のオンオフ状態の時間的変化を示している。
【００６４】
このように、オルタネータ５の発電状況に応じて負荷回路の制御が行われるため、同じタイミングで他の電気負荷が起動されても、バッテリ上がりを効率よく回避して、フロントウインドの視界を確実に確保することができ、トラブルなく車両の運転を開始させることができる。
【００６５】
その後も、車両の走行中に降雪や氷点以下での降雨等があると、フロントウインドの視界が不良になる場合がある。このとき、その都度フロントガラス熱線ＳＷ１０を操作するのは煩わしいため、外気温センサー９等の利用によりフロントガラス熱線１が自動的に起動するようになっている。
【００６６】
すなわち、ＨＣ７には熱線自動起動条件が設定されており、ＨＣ７に定期的に入力される外気温等の情報と比較してその熱線自動起動条件が満たされると自動的にフロントガラス熱線１が起動する（ステップＳ９）。
【００６７】
その熱線自動起動条件とは、フロントウインドガラスが凍結等して視界不良となり易い条件であり、その条件としては、例えば、車両の外部の温度（外気温）が０℃以下（基準温度）であることや、車速が０Ｋｍ／ｈを超えること（走行状態にある）、レインセンサー８がオンされたこと（雨滴が検知）などが挙げられる。なかでも、外気温が０℃以下、つまり氷点以下であることは、フロントガラスを加熱するフロントガラス熱線１の特性上、熱線自動起動条件に最適と考える。
【００６８】
本実施形態では、上記全ての熱線自動起動条件が満たされた場合に（ステップＳ９でＹＥＳ）、フロントガラス熱線１が最優先され、各電気負荷が確実かつ適正に作動するように自動制御されている。
【００６９】
まず、バッテリ上がりを回避するために、ＨＣ７によってその時点の発電量が所定の発電量と比較され（ステップＳ１０）、その発電量が所定の発電量よりも大きい場合（ステップＳ１０で大）、シートヒータ３及びリヤガラス熱線２の通電が拒否され（ステップＳ１１）、その発電量が所定の発電量以下の場合（ステップＳ１０で小）、シートヒータ３及びリヤガラス熱線２が通電量を制限した状態で通電される（ステップＳ１２）。尚、これらステップＳ１０〜ステップＳ１２の内容は先のステップＳ４〜ステップＳ６と同じであるため、その詳細な説明は省略する。
【００７０】
そして、シートヒータ３及びリヤガラス熱線２の通電状態が制限された後、フロントガラス熱線ＳＷ１０が自動的に起動されるとともに、熱線タイマー７ｇがスタートして所定の通電時間、フロントガラス熱線１に通電される（ステップＳ１３）。また、その際にも、所定の待機時間ｔ２が経過した後にフロントガラス熱線１が起動されるようになっており、同時通電による大電流が発生しないように構成されている（図４参照）。
【００７１】
尚、上記一連の処理のうち、主として、ステップＳ２〜ステップＳ１３の処理が通電制御部７ａの処理に相当し、ステップＳ４、Ｓ５及びステップＳ１０，Ｓ１１が通電拒否部７ｂの処理に相当し、ステップＳ４、Ｓ６及びステップＳ１０、Ｓ１２が通電量制限部７ｃの処理に相当し、ステップＳ７、Ｓ８が通電制限解除部７ｄの処理に相当し、ステップＳ９〜ステップＳ１３が熱線自動起動部７ｅの処理に相当している。
【００７２】
ところで、フロントウインドガラスを払拭するためのワイパーのワイパーブレード（図示しないが、フロントウインドガラスの外表面に密着するように装備されている）が、凍結によってフロントウインドガラスに固着する場合がある。その状態でワイパーを駆動させると、固着したワイパーブレードが破損するおそれがある。また、フロントウインドに大量の雪が積もっている場合にもワイパーを駆動させると、ワイパーモータに過剰な負荷がかかって故障を招くおそれがある。
【００７３】
そこで、本実施形態では、更にこれらトラブルを回避するための制御手段が備えられている。
【００７４】
すなわち、図１に示すように、ＢＣＭ１５には、ワイパー機構を構成するワイパーＳＷ２０やワイパーモータ２１が接続されている。ワイパーＳＷ２０はワイパーを起動または停止操作するスイッチであり、ワイパーモータ２１は、ワイパーを揺動駆動するモータである。
【００７５】
そして、このワイパーＳＷ２０をオンにすると、ＢＣＭ１５を介してワイパーモータ２１が駆動されてワイパーが揺動し、ワイパーＳＷ２０をオフにするとその駆動が停止するようになっているが、先に説明したように、ＨＣ７にはワイパー制御部７ｆが備えられており、このワイパーＳＷ２０のオンオフ操作がＨＣ７によって制御されている。以下、このワイパー制御部７ｆの処理について、図５のフローチャートに沿って説明する。
【００７６】
例えば、車両の運転を開始する際、フロントウインドガラスの視界を確保しようとして、ワイパーＳＷ２０がオンにされると（ステップＳ５１）、そのオン信号がＨＣ７に送信される。そうすると、ＨＣ７は、所定のワイパー不作動条件を満たすか否かを判定する（ステップＳ５１）。
【００７７】
ここでワイパー不作動条件とは、先に説明したような凍結や積雪によってワイパー機構が破損するトラブルを回避するための条件であり、本実施形態では、外気の温度が０℃（基準温度）以下であること、及び車速が０Ｋｍ／ｈであること（車両が停止状態にある）をワイパー不作動条件としている。その理由は、ワイパーブレードが凍結等し易いのは外気温度が氷点以下の場合であり、車速が０Ｋｍ／ｈとしたのは安全を考慮したためである。
【００７８】
そして、このワイパー不作動条件が満たされる場合には（ステップＳ５２でＹＥＳ）、ＨＣ７によって、ワイパーＳＷ２０をオフにするワイパーＳＷオフ信号がＢＣＭ１５に送信され、ワイパーＳＷ２０の起動操作にかかわらず、ワイパーモータ２１の駆動が強制的に停止され、その状態が保持される。
【００７９】
このワイパーの制御は、フロントガラス熱線１の通電制御と連動しており、この保持された強制停止状態は、フロントガラス熱線１の起動後に解除される。
【００８０】
すなわち、熱線タイマー７ｇが停止してフロントガラス熱線１への通電が終了して所定の通電時間及び待機時間ｔ１が経過すると（ステップＳ７，Ｓ８）、ＨＣ７によってワイパーの強制停止状態が解除されてワイパーモータ２１が駆動し、ワイパーが作動する（ステップＳ５４）。
【００８１】
このときには、フロントガラス熱線１への通電によってフロントウインドガラスの凍結等が適正に除去されているため、ワイパーブレードを破損したり、ワイパーモータに過剰な負荷が加わるおそれがない。すなわち、ワイパーを適正に作動させることができ、フロントガラス熱線１の機能と相俟ってフロントウインドガラスの視界を良好に確保することができる。
【００８２】
以上、説明したように、本発明の負荷回路によれば、バッテリ上がりが効率よく回避できるとともに、フロントガラス熱線１を確実かつ適正に作動させてフロントウインドガラスの視界を確実に確保することができる。
【００８３】
なお、本発明にかかる車両の負荷回路は、前記の実施の形態に限定されず、それ以外の種々の構成をも包含する。
【００８４】
例えば、イグニッションＳＷがオンされてエンジンが始動すれば、フロントガラス熱線ＳＷ１０がオンにされなくとも、所定の熱線自動起動条件が満たされれば自動的に通電制御を行うようにしてあってもよい。
【００８５】
上記実施形態では、通電拒否及び通電量制限を含む通電制御を示したが、もちろん、いずれか１つのみを含む通電制御の形態であってもよい。
【００８６】
フロントガラス熱線１は、凍結によるワイパの固着防止用として、フロントウインド下部のワイパブレードの停止位置にのみ設けるものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】本発明の車両の負荷回路を示す概略的な構成図である。
【図２】制御プログラムの構成を説明するためのブロック図である。
【図３】図１の車両の負荷回路における制御の流れを示すフローチャートである。
【図４】待機時間を説明するための図である。
【図５】ワイパー制御の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００８８】
１ フロントガラス熱線
２ リヤガラス熱線
３ シートヒータ
７ ヒートコントローラ
７ａ 通電制御部（通電制御手段）
７ｂ 通電拒否部（通電拒否手段）
７ｃ 通電量制限部（通電量制限手段）
７ｄ 通電制限解除部（通電制限解除手段）
７ｅ 熱線自動起動部（熱線自動起動手段）
７ｇ タイマー（タイマー手段）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンにより駆動される発電機と、該発電機により充電されるバッテリとを備え、これら発電機ないしバッテリから電気負荷に電力を供給する車両の負荷回路であって、
フロントウインドガラスに設けられる熱線部材と、
上記熱線部材への通電時に、該熱線部材以外の他の電気負荷への通電状態を上記発電機の発電量に応じて制限する通電制御手段と、を備えていることを特徴とする車両の負荷回路。
【請求項２】
請求項１に記載の車両の負荷回路において、
上記通電制御手段が、発電機の発電量が所定の発電量よりも大きい場合に、上記他の電気負荷への通電を拒否する通電拒否手段を含んでいることを特徴とする車両の負荷回路。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の車両の負荷回路において、
上記通電制御手段が、上記発電機の発電量が所定の発電量以下の場合に、通電量を制限した状態で上記他の電気負荷に通電する通電量制限手段を含んでいることを特徴とする車両の負荷回路。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１つに記載の車両の負荷回路において、
上記通電制御手段は、
上記熱線部材が起動されると、これに通電する所定の通電時間を計測するタイマ手段と、
他の電気負荷への通電が制限されている場合には、通電時間が経過して上記熱線部材への通電が終了すると、上記他の電気負荷への通電状態の制限を解除する通電制限解除手段とを含んでいることを特徴とする車両の負荷回路。
【請求項５】
請求項４に記載の車両の負荷回路において、
上記電気負荷への通電状態の制限の解除が、上記熱線部材への通電が終了してから所定の待機時間を経過した後に行われることを特徴とする車両の負荷回路。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１つに記載の車両の負荷回路において、
外気の温度を検知する外気温センサが設けられ、
上記通電制御手段は、外気温センサで検知された外気の温度が所定の基準温度以下の場合に、自動的に上記熱線部材を起動させる熱線自動起動手段を備えていることを特徴とする車両の負荷回路。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１つに記載の車両の負荷回路において、
上記熱線部材が、フロントウインドガラスの少なくともワイパーによる払拭範囲の略全域にわたって設けられていることを特徴とする車両の負荷回路。
【請求項１】
エンジンにより駆動される発電機と、該発電機により充電されるバッテリとを備え、これら発電機ないしバッテリから電気負荷に電力を供給する車両の負荷回路であって、
フロントウインドガラスに設けられる熱線部材と、
上記熱線部材への通電時に、該熱線部材以外の他の電気負荷への通電状態を上記発電機の発電量に応じて制限する通電制御手段と、を備えていることを特徴とする車両の負荷回路。
【請求項２】
請求項１に記載の車両の負荷回路において、
上記通電制御手段が、発電機の発電量が所定の発電量よりも大きい場合に、上記他の電気負荷への通電を拒否する通電拒否手段を含んでいることを特徴とする車両の負荷回路。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の車両の負荷回路において、
上記通電制御手段が、上記発電機の発電量が所定の発電量以下の場合に、通電量を制限した状態で上記他の電気負荷に通電する通電量制限手段を含んでいることを特徴とする車両の負荷回路。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１つに記載の車両の負荷回路において、
上記通電制御手段は、
上記熱線部材が起動されると、これに通電する所定の通電時間を計測するタイマ手段と、
他の電気負荷への通電が制限されている場合には、通電時間が経過して上記熱線部材への通電が終了すると、上記他の電気負荷への通電状態の制限を解除する通電制限解除手段とを含んでいることを特徴とする車両の負荷回路。
【請求項５】
請求項４に記載の車両の負荷回路において、
上記電気負荷への通電状態の制限の解除が、上記熱線部材への通電が終了してから所定の待機時間を経過した後に行われることを特徴とする車両の負荷回路。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１つに記載の車両の負荷回路において、
外気の温度を検知する外気温センサが設けられ、
上記通電制御手段は、外気温センサで検知された外気の温度が所定の基準温度以下の場合に、自動的に上記熱線部材を起動させる熱線自動起動手段を備えていることを特徴とする車両の負荷回路。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１つに記載の車両の負荷回路において、
上記熱線部材が、フロントウインドガラスの少なくともワイパーによる払拭範囲の略全域にわたって設けられていることを特徴とする車両の負荷回路。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００９−４６０２８（Ｐ２００９−４６０２８Ａ）
【公開日】平成２１年３月５日（２００９．３．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２１４４４５（Ｐ２００７−２１４４４５）
【出願日】平成１９年８月２１日（２００７．８．２１）
【出願人】（０００００３１３７）マツダ株式会社 (6,115)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年３月５日（２００９．３．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年８月２１日（２００７．８．２１）
【出願人】（０００００３１３７）マツダ株式会社 (6,115)
【Ｆターム（参考）】
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