車両用負荷オン／オフ制御システム

【課題】突入電流を伴う電気負荷を制御する場合にも、保護器の容量を小さくして、保安上の問題を無くすとともに、各電線のサイズを小さくして、システム全体のコストを低く抑える。
【解決手段】各ドアノード７の１つに設けられた複数のスイッチ、例えばアップ用スイッチ９、ダウン用スイッチ１０のいずれかが操作され、多重通信線８を介して操作内容がマスタノード５に供給されたとき、このマスタノード５によって各ドアノード７の各モータ１６をずらして動作させるべくタイミングで、各ドアノード７に対する制御データを生成するとともに、これを多重通信線８を介して、各ドアノード８に供給し、各ドアノード７に対応する各ドア６のウインドウを上昇駆動または下降駆動させる。

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、車両に設けられたパワーウインドウ、ランプなどの電気負荷をオン／オフ制御する車両用負荷オン／オフ制御システムに係わり、特に各モータなどをオン／オフさせるタイミングを強制的にずらして、負荷電流の最高値を低減させる車両用負荷オン／オフ制御システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】車両に設けられたパワーウインドウなどの電気負荷をオン／オフ制御する車両用負荷オン／オフ制御システムでは、図１３に示すように、モータ、ランプなどの電気負荷１０２に対応する各スイッチ１０３が閉状態にされたとき、バッテリー１０４によって得られる電源電圧をヒューズ１０５→閉状態にされたスイッチ１０３→電気負荷１０２なる経路で、閉状態にされたスイッチ１０３に対応する電気負荷１０２に供給して、これをオン状態にする。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、このような車両用負荷オン／オフ制御システム１０１では、システムを構成するヒューズ１０５の容量、各電線のサイズなどを決める際、図１４に示すように、負荷電流領域より大きな電流が流れたとき、ヒューズ１０５が溶断するようにヒューズ１０５の容量を決め、またヒューズ１０５を溶断させるのに必要な負荷電流より、さらに大きな電流が流れても、電線が燃え出さないように、電線のサイズを決めている。
【０００４】しかしながら、このような決め方では、制御対象となる電気負荷１０２の中に、モータ、ランプなどのように、大きな突入電流特性を持つ電気負荷、例えば図１５に示すように大きな突入電流を持つ電荷負荷１０２が２つ以上、存在すると、各電気負荷１０２を同時にオン状態にしたとき、図１６に示すように、大きな駆動電流が流れてしまうことから、これに対応して、ヒューズ１０５の容量を大きくするとともに、各電線のサイズを大きくしなければならない。
【０００５】このため、ヒューズ１０５の容量を大きくした分だけ、各電気負荷１０２がショートなどを起こしても、ヒューズ１０５が溶断され難くなり、防災上、好ましくないのみならず、電線のコストがコストが上昇して、システム全体のコストが上昇してしまうという問題があった。
【０００６】本発明は上記の事情に鑑み、請求項１では、突入電流を伴う電気負荷を制御する場合にも、保護器の容量を小さくして、保安上の問題を無くすことができるとともに、各電線のサイズを小さくして、システム全体のコストを低く抑えることができる車両用負荷オン／オフ制御システムを提供することを目的としている。
【０００７】また、請求項２では、各電気負荷の突入電流特性に応じた、最適なタイミングで、各電気負荷を制御することができ、これによって保護器の容量を小さくして、保安上の問題を無くすことができるとともに、各電線のサイズを小さくして、システム全体のコストを低く抑えることができる車両用負荷オン／オフ制御システムを提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するために本発明は、請求項１では、入力された操作内容に基づき、車両に設けられた各電気負荷をオン／オフ制御する車両用負荷オン／オフ制御システムにおいて、入力された操作内容に基づいて前記各電気負荷をオン状態にする場合には、各電気負荷の突入電流特性に応じて、各電気負荷のオンタイミングをずらす制御手段を備えたことを特徴としている。
【０００９】また、請求項２では、請求項１に記載の車両用負荷オン／オフ制御システムにおいて、前記制御手段は、各電気負荷をオン状態にするタイミングをずらす際、先にオン状態にした電気負荷の突入電流期間が長い場合には、次の電気負荷をオンさせるまでの時間を長くとり、また先にオン状態にした電気負荷の突入電流期間が短い場合には、次の電気負荷をオンさせるまでの時間を短くすることを特徴としている。
【００１０】上記の構成により、請求項１では、入力された操作内容に基づき、各電気負荷をオン状態にする際、各電気負荷の突入電流特性に応じて、各電気負荷のオンタイミングをずらすことにより、突入電流を伴う電気負荷を制御する場合にも、保護器の容量を小さくして、保安上の問題を無くすとともに、各電線のサイズを小さくして、システム全体のコストを低く抑える。
【００１１】また、請求項２では、各電気負荷をオン状態にするタイミングをずらす際、先にオン状態にした電気負荷の突入電流期間が長い場合には、次の電気負荷をオンさせるまでの時間を長くとり、また先にオン状態にした電気負荷の突入電流期間が短い場合には、次の電気負荷をオンさせるまでの時間を短くすることにより、各電気負荷の突入電流特性に応じた、最適なタイミングで、各電気負荷を制御し、これによって保護器の容量を小さくして、保安上の問題を無くすとともに、各電線のサイズを小さくして、システム全体のコストを低く抑える。
【００１２】
【発明の実施の形態】図１は本発明による車両用負荷オン／オフ制御システムの一実施の形態を示すブロック図である。
【００１３】この図に示す車両用負荷オン／オフ制御システム１は、車両２に設けられたバッテリー３から出力される電源電圧をシステム各部に供給する電源線４と、この電源線４を介して供給される電源電圧に基づき、システム各部の動作をマスタ・スレーブ形式で集中制御するマスタノード５と、電源線４を介して供給される電源電圧を電源とし、マスタノード５と通信を行ない、この通信結果に基づき、車両２に設けられた各ドア６のウインドウを上下方向に駆動させる４つ（前右（Ｆ・Ｒ）、前左（Ｆ・Ｌ）、後右（Ｒ・Ｒ）、および後左（Ｒ・Ｌ））のドアノード７と、各ドアノード７とマスタノード５との間の通信をサポートする複数の多重通信線８とを備えており、各ドアノード７の１つに設けられた複数のスイッチのいずれかが操作され、多重通信線８を介して前記操作内容がマスタノード５に供給されたとき、このマスタノード５によって各ドアノード７の動作タイミングをずらすべく、各ドアノード７に対する制御データを生成するとともに、これを多重通信線８を介して、各ドアノード７に供給し、各ドアノード７に対応する各ドア６のウインドウを上昇駆動または下降駆動させる。
【００１４】各ドアノード７は、それぞれ図２に示すように、ドア６のウインドウを上昇させるときに操作されるアップ用スイッチ９と、ドア６のウインドウを下降させるときに操作されるダウン用スイッチ１０と、電源線４を介して供給される電源電圧（バッテリー３から出力される電源電圧）を取り込んで、予め設定されている安定した電圧値を持つ安定化電源電圧を生成する電源回路１１と、この電源回路１１から出力される安定化電源電圧に基づいて動作し、多重通信線８を介して、マスタノード５から通信権が与えられたとき、マスタノード５に対して、データの授受を行なう通信回路１２と、電源回路１１から出力される安定化電源電圧に基づいて動作し、アップ用スイッチ９の操作内容、ダウン用スイッチ１０の操作内容を取り込んで、各操作内容を示す操作データを通信回路１２に供給して、マスタノード５に向けて送信させるとともに、通信回路１２から出力される制御データ（マスタノード５から送信された制御データ）を取り込んで、アップ指示信号やダウン指示信号を出力する入出力回路１３とを備えている。
【００１５】さらに、各ドアノード７は、それぞれコイル１４とリレー接点１５とを有し、入出力回路１３からアップ指示信号が出力されてコイル１４が通電されたとき、リレー接点１５を動作させて、ドア６に設けられたモータ１６に電源電圧（バッテリー３から出力される電源電圧）を供給し、これをアップ方向に回転駆動させるアップ用駆動回路１７と、コイル１８とリレー接点１９とを有し、入出力回路１３からダウン指示信号が出力されてコイル１８が通電されたとき、リレー接点１９を動作させて、モータ１６に電源電圧（バッテリー３から出力される電源電圧）を供給し、これをダウン方向に回転駆動させるダウン用駆動回路２０とを備えている。
【００１６】そして、各ドアノード７は、バッテリー３から出力される電源電圧に基づき、安定化電源電圧を生成しながら、多重通信線８を介して、マスタノード５から通信権を与えられたとき、入出力回路１３によってアップ用スイッチ９の操作内容、ダウン用スイッチ１０の操作内容を取り込んで、各操作内容を示す操作データを通信回路１２に供給して、図３に示すように、パラレル／シリアル変換させた後、マスタノード５に送信させる。また、この状態で、マスタノード５から制御データが送信されて、通信回路１２から図４に示すように、シリアル／パラレル変換された制御データが出力されたとき、入出力回路１３によってこれを取り込んで、この制御データがアップ指示か、ダウン指示かを判定し、制御データがアップ指示を示していれば、アップ用駆動回路１７を動作させて、モータ１６をアップ方向に回転駆動させ、また制御データがダウン指示を示していれば、ダウン用駆動回路２０を動作させて、モータ１６をダウン方向に回転駆動させる。
【００１７】なお、各ドアノード７のうち、運転席側にあるドアノード７には、他のドア６に設けられている各ウインドウを上昇または下降させることができる複数のスイッチ（図示は省略する）が設けられ、各スイッチが操作されて、他のドア６に設けられているウインドウの上昇指示または下降指示が入力されたときにも、マスタノード５によって、指定されたドア６のウインドウが上昇制御または下降制御される。
【００１８】また、マスタノード５は、図５に示すように、電源線４を介して供給される電源電圧（バッテリー３から出力される電源電圧）を取り込んで、予め設定されている安定した電圧値を持つ安定化電源電圧を生成する電源回路２１と、この電源回路２１から出力される安定化電源電圧に基づいて動作し、多重通信線８を介して、各ドアノード７を順次指定してデータの授受を行なう通信回路２２と、プログラムなどが格納されたＲＯＭ２３、データの一時格納エリアなどとして使用されるＲＡＭ２４を有し、電源回路２１から出力される安定化電源電圧に基づいて動作し、通信回路２２から出力される各ドアノード７の操作データを取り込んで、これを処理するとともに、この処理結果に基づき、制御データを生成し、これを通信回路２２から各ドアノード７に送信させるＣＰＵ回路２５とを備えており、バッテリー３から出力される電源電圧に基づき、安定化電源電圧を生成しながら、通信回路２２によって各ドアノード７をサイクリックに指定して、各ドアノード７から操作データを収集するとともに、ＣＰＵ回路２５では、操作データの内容をデコードし、このデコード結果に基づき、ＲＡＭ２４内に設けられたタイマ（プログラムに作成されたタイマ）を動作させて、最適なタイミングで、各ドア６のウインドウを開閉させる制御データを生成し、これを通信回路２２に供給して、各ドアノード７に送信する。
【００１９】次に、図６に示すフローチャートを参照しながら、この実施の形態の動作について説明する。
【００２０】まず、車両用負荷オン／オフ制御システム１の電源スイッチ（図示は省略する）がオン状態にされると、マスタノード５の通信回路２２によって各ドアノード７が順次、サイクリックに選択されて、各ドアノード７から送信される操作データが取り込まれるとともに（ステップＳＴ１）、ＣＰＵ回路２５によって各操作データの内容と、図７に示すように、ＲＡＭ２４内に作成されている入力データマップ２６の内容とが比較されて（ステップＳＴ２）、こられの内容が一致しているかどうかがチェックされ、これらの内容が一致していれば、各ドア６のウインドウに対し、新たな操作指示が行われていないと判定されて、ウインドウの制御処理がスキップされる（ステップＳＴ３）。
【００２１】また、各操作データの内容と、入力データマップ２６の内容とを比較したとき、一致していない部分（ビット）があれば（ステップＳＴ３）、新たな操作データに含まれる各ビットのうち、不一致となっているビットがウインドウ開閉駆動させるものであるかどうかがチェックされ、新たな操作内容がウインドウを開閉駆動させるものでなければ（ステップＳＴ４）、ＣＰＵ回路２５によって、図８に示すように、ＲＡＭ２４内に作成されているオン待ち順位テーブル２８の内容が全て“０”にリセットされる（ステップＳＴ８）。その後、ＣＰＵ回路２５によって、新たな操作内容中に、ウインドウの開閉を停止させる指示があるかどうかかがチェックされ、このような操作指示があれば、この操作指示に基づき、図９に示すように、ＲＡＭ２４内に作成されている出力データマップ２９の内容が変更された後（ステップＳＴ１２）、この出力データマップ２９の内容に基づき、制御データが生成され、これが通信回路２２から各ドアノード７に送信されて、各ドアノード７に対応するモータ１６の動作状態が変更される（ステップＳＴ１３）。
【００２２】また、新たな操作内容がウインドウを開閉駆動させる指示を含んでいれば（ステップＳＴ４）、ＣＰＵ回路２５によって、オン待ち順位テーブル２８内で、順位“１”に指定されているドアノード７のタイマがタイムアップしているかがチェックされ、これがタイムアップしていれば（ステップＳＴ５）、オン待ち順位テーブル２８内にある各順位のうち、順位“１”となっているドアノード７の番号に基づき、出力データマップ２９の内容が変更されるとともに（ステップＳＴ９）、オン待ち順位テーブル２８内の各順位がそれぞれ１つずつ小さくされて、優先順位が１つずつ繰り上げられ（ステップＳＴ１０）、さらに今回の順位繰り上げ処理で、順位が“１”となったドアノード７に対応するタイマがセットされて新たな計時が開始される（ステップＳＴ１１）。
【００２３】その後、新たな操作内容に、ウインドウの開閉を停止させる指示があるかどうかかがチェックされ、このような操作指示があれば、出力データマップ２９の内容が変更された後（ステップＳＴ１２）、この出力データマップ２９の内容に基づき、制御データが生成され、これが通信回路２２から各ドアノード７に送信されて、各ドアノード７に対応するモータ１６の動作状態が変更される（ステップＳＴ１３）。
【００２４】また、オン待ち順位テーブル２８内で、順位“１”に指定されているドアノード７のタイマがタイムアップしていなければ（ステップＳＴ５）、ＣＰＵ回路２５によって、新たな操作内容によってオフ状態からオン状態にすることが要求された内容と、オン待ち順位テーブル２８の内容とが一致しているかどうかがチェックされ、各内容が一致しておらず、オン待ち順位テーブル２８でオン要求状態にされているものの、今回の操作内容でオン要求が解除されているドアノード７があれば（ステップＳＴ６）、オン待ち順位テーブル２８内にある各順位のうち、キャンセル要求されたドアノードの順位が“０”にされる（ステップＳＴ７）。また、新たな操作内容によってオフ状態からオン状態にすることが要求された内容と、オン待ち順位テーブル２８の内容とが一致しておらず、オン待ち順位テーブル２８でオン要求状態にされていないものの、今回の操作内容でオン要求が行われているドアノード７があれば（ステップＳＴ６）、オン待ち順位テーブル２８内にある各ドアノード７の順位のうち、最も順位が低いものよりさらに低い順位で、新たにオン要求されたドアノード７がオン待ち順位テーブル２８内に登録される（ステップＳＴ７）。
【００２５】また、新たな操作内容によってオフ状態からオン状態になることを要求された内容と、オン待ち順位テーブル２８の内容とが一致しているかどうかがチェックされたとき、各内容が一致していれば（ステップＳＴ６）、ＣＰＵ回路２５によって、上述したオン待ち順位テーブル２８の変更処理がスキップされる。
【００２６】その後、新たな操作内容中に、ウインドウの開閉を停止させる指示があるかどうかかがチェックされ、このような操作指示があれば、出力データマップ２９の内容が変更された後（ステップＳＴ１２）、この出力データマップ２９の内容に基づき、制御データが生成され、これが通信回路２２から各ドアノード７に送信されて、各ドアノード７に対応するモータ１６の動作状態が変更される（ステップＳＴ１３）。
【００２７】このようにこの実施の形態においては、各ドアノード７の１つに設けられた複数のスイッチ、例えばアップ用スイッチ９、ダウン用スイッチ１０のいずれかが操作され、多重通信線８を介して操作内容がマスタノード５に供給されたとき、このマスタノード５によって各ドアノード７の各モータ１６をずらして動作させるべくタイミングで、各ドアノード７に対する制御データを生成するとともに、これを多重通信線８を介して、各ドアノード８に供給し、各ドアノード７に対応する各ドア６のウインドウを上昇駆動または下降駆動させるようにしているので、各ドアノード７から、各ドア６のモータ１６を上昇方向に回転させる操作データまたは下降方向に回転させる操作データが同時に出力されても、各ドア６のモータ１６をずらして、オン状態にすることができ、これによって図１０に示すように、各モータ１６に流れる突入電流のピークが重ならないようにして、電源線４を流れる電流のピーク値を低く抑えることができる。
【００２８】これにより、突入電流を伴う電気負荷を制御する場合にも、保護器の容量を小さくして、保安上の問題を無くすことができるとともに、各電線のサイズを小さくして、システム全体のコストを低く抑えることができる。
【００２９】また、上述した実施の形態では、ドアのウインドウを上昇または下降させるモータ１６の突入電流特性が同一であると仮定して、本発明による車両用負荷オン／オフ制御システム１を説明しているが、各モータ１６の突入電流特性が異なるときや各モータ１６と、モータ１６以外の電気負荷などを総合的に制御するときには、各電気負荷の突入電流特性に応じたタイムアップ期間、例えば図１１に示すように、突入電流の期間が長い電気負荷をオン状態にしたときには、次の電気負荷をオン状態にするまでのタイムアップ期間を長くし、また図１２１２に示すように、突入電流の期間が短い電気負荷をオン状態にしたときには、次の電気負荷をオン状態にするまでのタイムアップ期間を短くするようにしても良い。
【００３０】このようにすることにより、さらに突入電流の重なりを小さくして、電源線４に流れる電流のピーク値を小さく抑えることができる。
【００３１】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、請求項１の車両用負荷オン／オフ制御システムでは、突入電流を伴う電気負荷を制御する場合にも、保護器の容量を小さくして、保安上の問題を無くすことができるとともに、各電線のサイズを小さくして、システム全体のコストを低く抑えることができる。
【００３２】また、請求項２の車両用負荷オン／オフ制御システムでは、各電気負荷の突入電流特性に応じた、最適なタイミングで、各電気負荷を制御することができ、これによって保護器の容量を小さくして、保安上の問題を無くすことができるとともに、各電線のサイズを小さくして、システム全体のコストを低く抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による車両用負荷オン／オフ制御システムの一実施の形態を示すブロック図である。
【図２】図１に示すドアノードの詳細な回路構成例を示すブロック図である。
【図３】図１に示すドアノードの操作データ送信動作例を示す模式図である。
【図４】図１に示すドアノードの制御データ受信動作例を示す模式図である。
【図５】図１に示すマスタノード詳細な回路構成例を示すブロック図である。
【図６】図１に示す車両用負荷オン／オフ制御システムの動作例を示すフローチャートである。
【図７】図５に示すＣＰＵ回路によって操作データから制御データを作成する際に使用される入力データマップの一例を示す模式図である。
【図８】図５に示すＣＰＵ回路によって操作データから制御データを作成する際に使用されるオン待ち順位テーブルの一例を示す模式図である。
【図９】図５に示すＣＰＵ回路によって操作データから制御データを作成する際に使用される出力データマップの一例を示す模式図である。
【図１０】図１に示す電源線に流れる電流の一例を示す波形図である。
【図１１】本発明による車両用負荷オン／オフ制御システムの他の実施の形態を示す波形図である。
【図１２】本発明による車両用負荷オン／オフ制御システムの他の実施の形態を示す波形図である。
【図１３】従来から知られている車両用負荷オン／オフ制御システムの一例を示すブロック図である。
【図１４】図１３に示す車両用負荷オン／オフ制御システムのヒューズ容量、電線サイズを決定する際に使用される特性図である。
【図１５】図１３に示す車両用負荷オン／オフ制御システムの各電気負荷に流れる電流の一例を示す波形図である。
【図１６】図１３に示す車両用負荷オン／オフ制御システムのバッテリーから出力される電流の一例を示す波形図である。
【符号の説明】
１車両用負荷オン／オフ制御システム
２車両
３バッテリー
４電源線
５マスタノード
６ドア
７ドアノード
８多重通信線
９アップ用スイッチ
１０ダウン用スイッチ
１１、２１電源回路
１２、２２通信回路
１３入出力回路
１４、１８コイル
１５、１９リレー接点
１６モータ
１７アップ用駆動回路
２０ダウン用駆動回路
２３ＲＯＭ
２４ＲＡＭ
２５ＣＰＵ回路
２６入力データマップ
２７オン待ち順位テーブル

【特許請求の範囲】
【請求項１】入力された操作内容に基づき、車両に設けられた各電気負荷をオン／オフ制御する車両用負荷オン／オフ制御システムにおいて、入力された操作内容に基づいて前記各電気負荷をオン状態にする場合には、各電気負荷の突入電流特性に応じて、各電気負荷のオンタイミングをずらす制御手段を備えたことを特徴とする車両用負荷オン／オフ制御システム。
【請求項２】請求項１に記載の車両用負荷オン／オフ制御システムにおいて、前記制御手段は、各電気負荷をオン状態にするタイミングをずらす際、先にオン状態にした電気負荷の突入電流期間が長い場合には、次の電気負荷をオンさせるまでの時間を長くとり、また先にオン状態にした電気負荷の突入電流期間が短い場合には、次の電気負荷をオンさせるまでの時間を短くすることを特徴とする車両用負荷オン／オフ制御システム。

【図１】