電流制御装置および通信システム
【課題】電源落ちが発生した端末器の消費電流分を補完することにより、電流信号による通信の信頼性を向上させる。
【解決手段】センタ装置が伝送線を介して複数台の端末器２の電源回路１２に電力を供給することにより、センタ装置から伝送線には基本電流となる電流が流れる。端末器２は、電流制御装置を構成する検知部１３および電流補完部１４を備えている。検知部１３は、伝送線上に電流信号が生じたときに伝送線上で生じる電圧降下により、伝送線に接続されているいずれかの端末器２の電源回路１２への供給電力が不足し当該端末器２の動作が停止する電源落ちの発生の有無を検知する。電流補完部１４は、電源落ちに伴う基本電流の低下分の少なくとも一部を補うダミー電流を流すダミー負荷を具備し、検知部１３で電源落ちの発生が検知された場合に伝送線にダミー負荷を接続する。
【解決手段】センタ装置が伝送線を介して複数台の端末器２の電源回路１２に電力を供給することにより、センタ装置から伝送線には基本電流となる電流が流れる。端末器２は、電流制御装置を構成する検知部１３および電流補完部１４を備えている。検知部１３は、伝送線上に電流信号が生じたときに伝送線上で生じる電圧降下により、伝送線に接続されているいずれかの端末器２の電源回路１２への供給電力が不足し当該端末器２の動作が停止する電源落ちの発生の有無を検知する。電流補完部１４は、電源落ちに伴う基本電流の低下分の少なくとも一部を補うダミー電流を流すダミー負荷を具備し、検知部１３で電源落ちの発生が検知された場合に伝送線にダミー負荷を接続する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、センタ装置に伝送線を介して複数台の端末器が接続された通信システムに用いられる電流制御装置および通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、センタ装置と、センタ装置に伝送線を介して接続される複数台の端末器とを備え、センタ装置と各端末器との間で通信が行われる通信システムが提供されている。
【０００３】
この種の通信システムとしては、センタ装置と複数台の端末器とが２線式の伝送線で接続され、時分割多重伝送方式によってセンタ装置と各端末器との通信を実現するシステム（負荷制御システム）が知られている（たとえば特許文献１参照）。
【０００４】
この通信システムでは、センタ装置から各端末器へデータを伝送する際には所定振幅の伝送信号（電圧パルス信号）が使用され、各端末器からセンタ装置へデータを伝送する際には電流の大きさを変化させてなる返信信号（電流パルス信号）が使用される。
【０００５】
特許文献１記載の通信システムにおける端末器は、伝送線に対して接続されたダイオードブリッジを含む電源回路を有し、このダイオードブリッジによって伝送線から供給される伝送信号を整流し、マイコンの動作用の電力を生成している。
【０００６】
さらに、端末器は、返信トランジスタと抵抗との直列回路を有しており、この直流回路にダイオードブリッジで整流された直流電圧を印加した状態で、返信トランジスタをオンオフさせる。これにより、伝送線から端末器に流れ込む電流の大きさが変化し、端末器は、電流信号からなる返信信号を伝送線上に生じさせて、返信信号をセンタ装置に返信することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−１１０２２２号公報（第００１４−００１８段落）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、上記構成の端末器を用いた通信システムでは、伝送線のインピーダンスに起因して、伝送信号には伝送線を流れる電流の大きさに応じた電圧降下（電圧ドロップ）が生じる。ここで、いずれかの端末器が返信信号を返信する期間には、定常時に比べて、伝送線を流れる電流が返信信号の分だけ大きくなって降下電圧が大きくなるので、伝送信号から十分な動作用の電圧を得られずに端末器が不動作となる電源落ちが発生する場合がある。
【０００９】
このような電源落ちが発生した場合、センタ装置から伝送線に接続されている複数台の端末器に供給される電流の合計は、電源落ちが発生していない定常時に比べて、電源落ちが発生した端末器の消費電流分だけ低下する。そのため、センタ装置からすれば、伝送線に送出する総電流が定常時に比べて低下することになり、電流信号からなる返信信号を正常に受信できなくなる可能性がある。
【００１０】
本発明は上記事由に鑑みて為されており、電源落ちが発生した端末器の消費電流分を補完することにより、電流信号による通信の信頼性を向上させることができる電流制御装置および通信システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の電流制御装置は、センタ装置に伝送線を介して複数台の端末器が接続されており、センタ装置が伝送線を介して複数台の端末器の電源回路に電力を供給することによりセンタ装置から伝送線に基本電流となる電流が流れ、端末器が伝送線から流れ込む電流の大きさを変化させて基本電流に重畳される電流信号を伝送線上に生じさせることによりセンタ装置にデータを送信する通信システムに用いられ、伝送線上に電流信号が生じたときに伝送線上で生じる電圧降下により、伝送線に接続されているいずれかの端末器の電源回路への供給電力が不足し当該端末器の動作が停止する電源落ちの発生の有無を検知する検知部と、電源落ちに伴う基本電流の低下分の少なくとも一部を補うダミー電流を流すダミー負荷を具備し、検知部で電源落ちの発生が検知された場合に伝送線にダミー負荷を接続する電流補完部とを備えることを特徴とする。
【００１２】
この電流制御装置において、それぞれ伝送線に接続される第１の端子と第２の端子とをさらに備え、第１の端子をセンタ装置側に接続することにより上流側とし、第２の端子を下流側とし、検知部は、第１の端子と第２の端子との間に設けられ、第１の端子と第２の端子との間に流れる電流の大きさを検出する送り電流検出部と、第２の端子に伝送線を介して接続されている端末器が電流信号を発生したタイミングで上昇する送り電流検出部の検出値の上昇量が所定の規定値を下回った場合に、第２の端子に伝送線を介して接続されている端末器で電源落ちが発生したと判断する判断部とを有することが望ましい。
【００１３】
この電流制御装置において、それぞれ伝送線に接続される第１の端子と第２の端子とをさらに備え、第１の端子をセンタ装置側に接続することにより上流側とし、第２の端子を下流側とし、検知部は、第１の端子と第２の端子との間に設けられ、第１の端子と第２の端子との間に流れる電流の大きさを検出する送り電流検出部と、送り電流検出部の検出値の所定時間における低下量が所定の閾値を超えた場合に、第２の端子に伝送線を介して接続されている端末器で電源落ちが発生したと判断する判断部とを有することがより望ましい。
【００１４】
この電流制御装置において、検知部および電流補完部は検知対象となる端末器に組み込まれており、検知部は、伝送線から検知対象となる端末器の電源回路に流れ込む電流の大きさを検出する入力電流検出部と、入力電流検出部の検出値が所定の基準電流値を下回った場合に、検知対象となる端末器で電源落ちが発生したと判断する判断部とを有することがより望ましい。
【００１５】
この電流制御装置において、検知部および電流補完部は検知対象となる端末器に組み込まれており、検知部は、検知対象となる端末器の電源回路から出力される電圧の大きさを検出する電源検出部と、電源検出部の検出値が所定の基準電圧値を下回った場合に、検知対象となる端末器で電源落ちが発生したと判断する判断部とを有することがより望ましい。
【００１６】
この電流制御装置において、検知部は、伝送線に接続され伝送線から印加される電圧の大きさを検出する印加電圧検出部と、印加電圧検出部の検出値が所定の正常値を下回った場合に、端末器で電源落ちが発生したと判断する判断部とを有することがより望ましい。
【００１７】
本発明の通信システムは、電流制御装置と、センタ装置と、伝送線を介してセンタ装置に接続された複数台の端末器とを備え、端末器に接続されている機器の制御と監視との少なくとも一方を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明は、電流補完部が、検知部で電源落ちの発生が検知された場合に伝送線にダミー負荷を接続しダミー電流を流すので、電源落ちが発生した端末器の消費電流分を補完することにより、電流信号による通信の信頼性を向上させることができるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】実施形態１の電流制御装置が組み込まれた端末器の構成を示すブロック図である。
【図２】同上の端末器が用いられる通信システムのシステム構成図である。
【図３】同上で用いる信号の信号形式を表す説明図である。
【図４】同上の電流補完部の構成を示す概略回路図である。
【図５】同上の送り電流検出部の動作を示す説明図である。
【図６】同上の判断部の構成を示す概略回路図である。
【図７】同上の検知部の動作を示すフローチャートである。
【図８】実施形態２の電流制御装置が組み込まれた端末器の構成を示すブロック図である。
【図９】同上の判断部の構成を示す概略回路図である。
【図１０】実施形態３の電流制御装置が組み込まれた端末器の構成を示すブロック図である。
【図１１】実施形態４の電流制御装置が組み込まれた端末器の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
（実施形態１）
本実施形態では、図２に示すように、センタ装置１と、センタ装置１に対して接続された複数台の端末器２０１，２０２，・・・（以下、各々を特に区別しないときには単に「端末器２」という）とを備えた通信システム１０に用いる電流制御装置について説明する。つまり、端末器２は、１台のセンタ装置１に対して伝送線３を介して複数台接続され、センタ装置１と共に通信システム１０を構成している。
【００２１】
この通信システム１０では、センタ装置１は、所定の電圧振幅値の電圧信号からなる伝送信号を伝送線３を介して端末器２に送出し、端末器２は、所定の電流振幅値の電流信号からなる返信信号を伝送線３を介してセンタ装置１に送信する。これにより、センタ装置１・端末器２間では双方向に信号の送受信が可能になり、センタ装置１・端末器２間でデータの授受が可能になる。
【００２２】
端末器２とセンタ装置１とを接続する伝送線３は、２線式の無極性配線であって、詳しくは後述するがセンタ装置１から端末器２への電力供給を可能にするとともに、時分割多重伝送方式によってセンタ装置１と各端末器２との間での双方向の通信を可能にする。
【００２３】
本実施形態では、照明器具や空調設備等の機器（図示せず）の監視・制御を行う機器制御システムを通信システム１０の例として説明する。ここで、各端末器２０１，２０２，・・・は、それぞれ機器に接続されており、機器の監視を行ってセンタ装置１に通知したり、センタ装置１からの制御信号によって機器を制御したりする機能を有している。
【００２４】
この通信システム１０においては、端末器２は、スイッチやセンサなどの機器が接続された監視端末器と、照明器具や空調設備等の機器が接続された制御端末器との２種類に分類される。これにより、監視端末器がスイッチやセンサなどから取得する監視情報に応じて、制御端末器に接続された機器を制御することが可能となる。ここで、端末器２にはそれぞれアドレス（識別子）が予め設定され、センタ装置１では端末器（監視端末器、制御端末器）２同士のアドレスが予め対応付けて記憶されている。
【００２５】
次に、上記通信システム１０の基本的な動作について説明する。
【００２６】
センタ装置１は、伝送線３に対して図３（ａ）に示すような形式の電圧信号からなる伝送信号を送信する。すなわち、伝送信号は、同期信号帯１０１と、信号送信帯１０２と、信号返信帯１０３とを含む複極（±２４Ｖ）の時分割多重信号であり、パルス列からなるキャリアをパルス幅変調することによってデータを伝送する電圧信号である。同期信号帯１０１は端末器２からの割込信号を検出するための期間であり、信号送信帯１０２は端末器２にモード、アドレス、制御情報等のデータを伝送するための期間である。信号返信帯１０３は端末器２からの返信信号を受信するタイムスロットである。
【００２７】
センタ装置１は、伝送信号を送出することにより、伝送線３を介して複数台の端末器２に動作用の電力を供給する。ここで、センタ装置１から端末器２へ動作用の電力が供給されることによりセンタ装置１から伝送線３に流れる電流、つまり伝送線３上の複数台の端末器２での消費電流の合計を基本電流という。
【００２８】
センタ装置１は、常時は伝送信号に含まれるアドレスデータをサイクリックに変化させて端末器２に順次アクセスする常時ポーリングを行う。端末器２は、伝送線３を介して受信した伝送信号の信号送信帯１０２に含まれるアドレスデータがそれぞれに設定されているアドレスに一致すると、伝送信号から機器を制御するための制御情報を取り込む。
【００２９】
また、センタ装置１は、端末器２が監視情報に対応して発生する割込信号を受信すると、割込信号を発生した端末器２を検索し、その端末器２にアクセスして監視情報に呼応した制御情報を返信させる割込ポーリングを行う。
【００３０】
すなわち、センタ装置１は、図３（ｂ）に示すように端末器（監視端末器）２で発生した割込信号１０４を伝送信号の同期信号帯１０１にて検出すると、モードデータを割込ポーリングモードとした伝送信号を送出する。割込信号１０４を発生した端末器２は、割込ポーリングモードの伝送信号のアドレスデータの上位ビットが自アドレスの上位ビットに一致していれば、伝送信号の信号返信帯１０３に同期して、自アドレスの下位ビットを返信データとして返信する。これによりセンタ装置１は割込信号を発生した端末器２のアドレスを取得できる。
【００３１】
このとき、端末器２は、図３（ｂ）に示すように、伝送信号の信号返信帯１０３に同期して電流モードの返信信号（伝送線３を適当な低インピーダンスを介して短絡することにより送出される信号）１０５により返信データをセンタ装置１に返信する。返信信号１０５は、所定の電流振幅値（たとえば４００ｍＡ）のパルス列からなるキャリアをパルス幅変調することによってデータを伝送する電流信号である。つまり、端末器２は、伝送線３から流れ込む電流の大きさを変化させることにより、上述の基本電流に重畳される電流信号（返信信号）を伝送線３上に生じさせる。
【００３２】
センタ装置１は、割込信号を発生した端末器２のアドレスを取得すると、この端末器２に対して制御情報の返送を要求する伝送信号を送出し、端末器２は監視情報に対応した制御情報を返信信号１０５によってセンタ装置１に返信する。
【００３３】
制御情報を受け取ったセンタ装置１は、当該制御情報の発信元の端末器（監視端末器）２とアドレスによって予め対応付けられている端末器（制御端末器）２へ送信する制御情報を生成する。さらにセンタ装置１は制御情報を含む伝送信号を伝送線３に送出し、制御情報を受け取った端末器（制御端末器）２は制御情報に従って機器を制御する。
【００３４】
ところで、本実施形態の電流制御装置は、端末器２に組み込まれて端末器２と一体化されている。電流制御装置が組み込まれた端末器２は、図１に示すように、伝送線３に接続された端末本体１１と、端末本体１１の動作用の電力を生成する電源回路１２と、検知部１３と、電流補完部１４と、切替部１５と、定電圧回路１６とを備えている。この端末器２の構成要素うち、検知部１３と電流補完部１４と切替部１５とが電流制御装置を構成する。
【００３５】
上述した通信システム１０を構成する端末器２は、全て電流制御装置が組み込まれた端末器２であってもよいし、通信システム１０を構成する一部の端末器２のみ電流制御装置が組み込まれた端末器２であってもよい。通信システム１０を構成する一部の端末器２のみ電流制御装置が組み込まれている場合、他の端末器２は、図１に示す端末器２から検知部１３と電流補完部１４と切替部１５とが省略された構成とする。
【００３６】
端末本体１１は、ＣＰＵ（Central ProcessingUnit）を主構成とする演算処理部１１１と、伝送信号を受信する受信部１１２と、返信信号を返信する通信部１１３と、演算処理部１１１に接続されたリレー回路１１４および監視回路１１５とを有している。
【００３７】
受信部１１２は、伝送線３を介してセンタ装置１から受信した伝送信号を、適切な信号レベルに変換して演算処理部１１１に出力する。通信部１１３は、返信トランジスタ（図示せず）と抵抗（図示せず）との直列回路を有しており、この直流回路に後述する整流部１２１で整流された直流電圧が印加された状態で、返信トランジスタをオンオフさせることにより、返信信号を生成する。演算処理部１１１は、返信トランジスタのオンオフ制御を行う。
【００３８】
リレー回路１１４は、照明器具や空調設備等の機器が接続される制御出力端子Ｔ３に接続され、演算処理部１１１がセンタ装置１から受け取った制御情報に従ってリレーのオンオフを行うことにより機器を制御する。監視回路１１５は、スイッチやセンサなどが接続される監視入力端子Ｔ４に接続され、スイッチやセンサなどから取得した監視情報を演算処理部１１１に出力する。つまり、演算処理部１１１は、センタ装置１からの伝送信号により、必要に応じてリレー回路１１４を制御して機器に制御出力を行うとともに、監視回路１１５からの入力により、必要に応じてセンタ装置１へ返信信号を送信する。
【００３９】
電源回路１２は、伝送線３に対して接続されたダイオードブリッジからなる整流部１２１と、容量素子を用いて整流部１２１の出力を平滑化する平滑部１２２とを有している。すなわち、電源回路１２は、伝送線３から供給される伝送信号を整流部１２１にて全波整流し、さらに平滑部１２２にて平滑することにより、端末本体１１の動作用の電力を生成する。
【００４０】
定電圧回路１６は、電源回路１２の出力に接続されており、電源回路１２の出力電圧を定電圧化して端末本体１１の演算処理部１１１や監視回路１１５等に出力する。これにより、端末本体１１は、センタ装置１からの伝送信号によって、動作に必要な電力が供給されることになる。
【００４１】
ここにおいて、上記構成の端末器２を用いた通信システム１０では、伝送線３のインピーダンスに起因して、伝送信号には伝送線３を流れる電流の大きさに応じた電圧降下（電圧ドロップ）が生じる。特に、伝送信号の信号返信帯１０３においていずれかの端末器２がセンタ装置１に返信信号を返信したときには、定常時に比べて、伝送線３を流れる電流が大きくなって降下電圧が大きくなる。そのため、信号返信帯１０３において伝送線３上に返信信号が生じたときには、いずれかの端末器２において電源回路１２への供給電力が不足し、端末本体１１の動作が少なくとも信号返信帯１０３の間に亘って停止する電源落ちが発生する場合がある。
【００４２】
このような電源落ちが発生した場合、センタ装置１から伝送線３に接続されている複数台の端末器２に供給される電流の合計（基本電流）は、電源落ちが発生していない定常時に比べて、電源落ちが発生した端末器２の消費電流分だけ低下する。そのため、センタ装置１からすれば、伝送線３に送出する総電流が定常時に比べて低下することになり、電流信号からなる返信信号を正常に受信できなくなる可能性がある（図５（ｂ）参照）。
【００４３】
そこで、図１の端末器２は、電源落ちに伴う基本電流の低下分（つまり、電源落ちが発生した端末器２の消費電流分）の少なくとも一部を補完するために、電流制御装置としての機能（検知部１３および電流補完部１４）を備えている。
【００４４】
検知部１３は、自端末も含めて、通信システム１０内の少なくとも１台の端末器２について、上述したような電源落ちの発生の有無を検知する。
【００４５】
電流補完部１４は、図４に示すように引込トランジスタ１４１と抵抗１４２との直列回路を有しており、この直列回路に整流部１２１の出力電圧が印加された状態で、引込トランジスタ１４１をオンさせることにより伝送線３から電流を引き込む。つまり、引込トランジスタ１４１がオンすると、ダミー負荷としての抵抗１４２が伝送線３に接続され、伝送線３から引き込まれた電流（以下、「ダミー電流」という）が引込トランジスタ１４１および抵抗１４２に流れ、消費されることになる。
【００４６】
引込トランジスタ１４１は、制御端子（ベース端子）が検知部１３の出力に接続されている。これにより、電流補完部１４は、検知部１３にて電源落ちの発生が検知された場合に、電源落ちに伴う基本電流の低下分の少なくとも一部を流すダミー負荷を伝送線３に接続して、ダミー電流を流すことにより基本電流の低下分の少なくとも一部を補完する。
【００４７】
要するに、検知部１３にて電源落ちの発生を検知すると、電流補完部１４は、電源落ちが発生した端末器２の消費電流の代わりにダミー電流を流すことにより、センタ装置１から伝送線３上に供給される電流の低下分の少なくとも一部を補完する。ここで、ダミー電流の大きさは、電流補完部１４の抵抗１４２の抵抗値によって調節される。
【００４８】
次に、本実施形態の電流制御装置における検知部１３の具体的な構成について説明する。
【００４９】
本実施形態では、端末本体１１は、それぞれ伝送線３に接続され伝送信号に関して上流側になる第１の端子Ｔ１と、下流側になる第２の端子Ｔ２とを有している。つまり、第１の端子Ｔ１は伝送線３を介してセンタ装置１に接続され、第２の端子Ｔ２は伝送線３を介して他の端末器２を後段に接続するための送り端子として設けられている。ここで、第１の端子Ｔ１と第２の端子Ｔ２とは端末器２内で電気的に接続されており、第１の端子Ｔ１に接続された伝送線３と第２の端子Ｔ２に接続された伝送線３とが電気的に接続される。
【００５０】
検知部１３は、第１の端子Ｔ１と第２の端子Ｔ２との間に流れる電流（以下、「送り電流」という）の大きさを検出する送り電流検出部１３１と、送り電流検出部１３１の検出値から電源落ちの発生の有無を判断する判断部１３２とを有している。
【００５１】
送り電流検出部１３１は、第１の端子Ｔ１と第２の端子Ｔ２との間に設けられ、送り電流の大きさに応じた電圧を出力する電流電圧変換器からなる。ここでは、第１の端子Ｔ１と第２の端子Ｔ２との間に挿入された抵抗素子が送り電流検出部１３１として用いられ、抵抗素子の両端電圧が送り電流検出部１３１の検出値として判断部１３２に入力される。ただし、送り電流検出部１３１は、この構成に限らず、たとえばカレントトランス等を用いて構成されていてもよい。
【００５２】
判断部１３２は、第２の端子Ｔ２に伝送線３を介して接続されている他の端末器２の端末本体１１が返信信号を返信したタイミングで上昇する送り電流検出部１３１の検出値の上昇量が所定の規定値を下回った場合に、電源落ちが発生したと判断する。
【００５３】
すなわち、第２の端子Ｔ２に伝送線３を介して接続されている他の端末器２、つまり伝送線３上において自端末よりも下流側の端末器２がセンタ装置１に返信信号を返信すると、図５（ａ）に示すように送り電流検出部１３１の検出値は返信信号の分だけ上昇する。なお、図５において、縦軸が検出値、横軸が時間を示し、送り電流検出部１３１の検出値のうち返信信号に相当する分を除いた部分、つまり基本電流に相当する部分は斜線部分で表されている。
【００５４】
このとき、送り電流検出部１３１の検出値の上昇量は、本来ならば返信信号の電流振幅値（たとえば４００ｍＡ）に対応する規定値以上となるが、図５（ｂ）に示すようにいずれかの端末器２で電源落ちが発生した場合には規定値を下回ることになる。そのため、判断部１３２は、自端末よりも下流側の端末器２が返信信号を返信したときの送り電流検出部１３１の検出値の上昇量に基づいて、電源落ちが発生したか否かを判断することができる。
【００５５】
具体的には、判断部１３２は、図６に示すように、一方の入力端（図中「＋」）に送り電流検出部１３１の検出値が入力される比較器１３３と、送り電流検出部１３１の検出値が入力される遅延回路１３４とを有している。遅延回路１３４は、サンプルホールド回路から構成されており、送り電流検出部１３１の検出値を所定時間遅延させて、比較器１３３の他方の入力端（図中「−」）に入力する。
【００５６】
比較器１３３は、下流側の端末器２が返信信号を返信した時点での送り電流検出部１３１の検出値Ｖ２と、検出値Ｖ２の所定時間前の時点での送り電流検出部１３１の検出値Ｖ１（遅延回路１３４の出力）とを比較する。ここでは、比較器１３３は、規定値を決めるオフセット電圧の分だけ検出値Ｖ１が底上げされており、送り電流の上昇量に相当する両検出値Ｖ２，Ｖ１の差分（Ｖ２−Ｖ１）が規定値を下回った場合に、電源落ちが発生したと判断する（図５（ｂ）参照）。一方、比較器１３３は、送り電流の上昇量に相当する両検出値Ｖ２，Ｖ１の差分（Ｖ２−Ｖ１）が規定値以上であれば、電源落ちが発生していないと判断する（図５（ａ）参照）。
【００５７】
比較器１３３は、出力端子が検知部１３の出力として引込トランジスタ１４１の制御端子に接続されており、電源落ちが発生したと判断すると、出力をＨ（ハイ）レベルにすることで引込トランジスタ１４１をオンする。
【００５８】
なお、比較器１３３は、両検出値Ｖ１，Ｖ２の差分に基づいて、下流側の端末器２が返信信号を返信したタイミングを判断する。つまり、比較器１３３は、送り電流検出部１３１の検出値Ｖ２とその所定時間前の検出値Ｖ１との差分（Ｖ２−Ｖ１）が所定値（＜規定値）を超えると、下流側の端末器２が返信信号を返信したと判断する。
【００５９】
要するに、本実施形態の検知部１３は、送り電流の上昇量に基づいて、第２の端子Ｔ２に伝送線３を介して接続されている他の端末器２、つまり伝送線３上でセンタ装置１から自端末より離れた端末器２で発生した電源落ちを検知する。言い換えれば、検知部１３は、伝送線３上において伝送信号に関して自端末よりも下流側の範囲で生じた端末器２の電源落ちを検知する。
【００６０】
また、通信システム１０内の複数台の端末器２で同時に電流制御装置（電流補完部１４）が動作することがないように、図１の端末器２には、検知部１３での電源落ちの検知動作の有効・無効を切り替える切替部１５が設けられている。具体的には、判断部１３２は、図６に示すように、比較器１３３に定電圧回路１６の出力電圧が印加されることにより比較器１３３の動作用の電力を得ており、この電力供給経路上にスイッチ要素１３５を有している。切替部１５は、検知部１３に対して切替信号を出力し、切替信号にてスイッチ要素１３５をオンオフ制御することにより、検知部１３の検知動作の有効・無効を切り替える。なお、切替部１５は、検知部１３の検知動作の有効・無効をユーザが手動で切り替えられるように、たとえばディップスイッチなどから構成されている。
【００６１】
以上説明した本実施形態の検知部１３の動作について、図７のフローチャートを参照して説明する。なお、図７に示す動作は、自端末よりも下流側の端末器２が返信信号を返信したと検知部１３が判断した場合の動作である。
【００６２】
検知部１３は、自端末よりも下流側の端末器２が返信信号を返信したことを検知すると、まず、検知動作の有効・無効を確認する（Ｓ１）。検知部１３の検知動作が有効になっていれば（Ｓ１：Ｙ）、比較部１３３にて両検出値Ｖ２，Ｖ１を比較する（Ｓ２）。
【００６３】
このとき、両検出値Ｖ２，Ｖ１の差分（Ｖ２−Ｖ１）が規定値を下回っていれば（Ｓ２：Ｙ）、検知部１３は引込トランジスタ１４１をオンすることにより（Ｓ３）、電流補完部１４が作動してダミー電流を流す。これにより、センタ装置１から伝送線３上に供給される電流の低下分の少なくとも一部は補完され、センタ装置１において返信信号の受信が可能になる。
【００６４】
一方、両検出値Ｖ２，Ｖ１の差分（Ｖ２−Ｖ１）が規定値以上であれば（Ｓ２：Ｎ）、検知部１３は引込トランジスタ１４１をオフする（Ｓ４）。なお、検知部１３の検知動作が無効になっている場合にも（Ｓ１：Ｎ）、引込トランジスタ１４１はオフされる（Ｓ４）。
【００６５】
ここにおいて、電流補完部１４がダミー電流を流す動作は、返信信号が返信される信号返信帯１０３の間に亘って継続すればよく、信号返信帯１０３の終了後にまで継続する必要はない。そこで、検知部１３は、引込トランジスタ１４１を一旦オンすると、信号返信帯１０３の時間長さに相当する継続時間に亘って引込トランジスタ１４１をオンし続け、継続時間が経過した時点で引込トランジスタ１４１をオフするように構成される。継続時間はタイマなどを用いて計時される。なお、信号返信帯１０３が終了すれば、返信信号の停止に伴い伝送線３を流れる電流が小さくなって降下電圧が小さくなるため、電源落ちにより端末本体１１の動作が一旦停止した端末器２も、電源落ちから復旧し端末本体１１の動作を再開する。
【００６６】
以上説明した本実施形態の構成によれば、端末器２が返信信号を返信することにより電源落ちが発生しても、検知部１３が電源落ちの発生を検知して電流補完部１４を作動させ、センタ装置１から伝送線３上にダミー電流が流れることになる。このダミー電流は、電源落ちが発生した端末器２の消費電流分の少なくとも一部を補完するので、電源落ちの発生時でもセンタ装置１において返信信号を正しく受信可能になり、電流信号からなる返信信号による通信の信頼性が向上する。
【００６７】
さらに、上記構成では、検知部１３は第２の端子Ｔ２に伝送線３を介して接続されている自端末より下流側の端末器２が返信信号を返信したことに伴い、自端末よりも下流側の端末器２で生じた電源落ちを検知している。要するに、本実施形態の電流制御装置が組み込まれた端末器２は、伝送線３上において伝送信号に関して自端末よりも下流側の範囲を対象として、返信信号の返信に伴う電源落ちの発生を検知する。したがって、通信システム１０全体として電源落ちに対する対策を万全にするためには、本実施形態の電流制御装置が組み込まれた端末器２はセンタ装置１に伝送線３にて直接接続され、他の端末器２が全て自端末よりも下流側に位置することが望ましい。
【００６８】
また、比較器１３３を両検出値Ｖ２，Ｖ１の差分を出力する差動増幅器とし、引込トランジスタ１４１を差動増幅器の出力に応じたダミー電流を流すトランジスタとして使用することにより、ダミー電流の大きさが変化する構成としてもよい。つまり、検知部１３は、電源落ちが発生しているか否かの２値を出力するのではなく、電源落ちが発生している場合には、電源落ちに伴う送り電流の低下量が反映されたアナログ値を出力することにより、ダミー電流の大きさを調節する。この構成では、電源落ちに伴う送り電流の低下量にダミー電流の大きさを合わせることにより、ダミー電流によって、電源落ちが発生した端末器の消費電流分を精度よく補完することができる。
【００６９】
ところで、検知部１３の判断部１３２は図６に示すような構成に限らず、たとえば演算処理部１１１に判断部としての機能が設けられていてもよい。この場合、演算処理部１１１は、送り電流検出部１３１の検出値をデジタル値に変換するＡ／Ｄ変換部（図示せず）と、Ａ／Ｄ変換部の出力値を一時的に記憶するメモリ部（図示せず）とを有する。判断部は、Ａ／Ｄ変換部の出力を受けて、下流側の端末器２が返信信号を返信するより所定時間前の時点での検出値Ｖ１をメモリ部に記憶し、下流側の端末器２が返信信号を返信した時点での検出値Ｖ２をメモリ部内の検出値Ｖ１と比較する。
【００７０】
なお、この構成では、切替部１５の出力は演算処理部１１１に入力され、判断部は切替部１５からの入力に応じて電源落ちの検知動作の有効・無効が切り替えられる。
【００７１】
また、本実施形態の電流制御装置の変形例として、判断部１３２は、送り電流検出部１３１の検出値の所定時間における低下量が所定の閾値を超えた場合に、自端末よりも下流側の他の端末器２で電源落ちが発生したと判断してもよい。
【００７２】
すなわち、この変形例では、比較器１３３は、入力（「＋」と「−」）の関係を図６の状態とは逆にして、送り電流検出部１３１の所定時間前の検出値Ｖ１（遅延回路１３４の出力）と、送り電流検出部１３１の現在の検出値Ｖ３とを比較する。この場合、送り電流検出部１３１で検出される電流値に返信信号の成分が含まれていると、電源落ちの発生を精度よく検知できない可能性があるので、送り電流検出部１３１には返信信号の成分を除外するフィルタ回路が設けられている。
【００７３】
ここでは、比較器１３３は、閾値を決めるオフセット電圧の分だけ検出値Ｖ３が底上げされており、送り電流の所定時間での低下量に相当する両検出値Ｖ１，Ｖ３の差分（Ｖ１−Ｖ３）が閾値を超えた場合に、電源落ちが発生したと判断する（図５（ｂ）参照）。一方、比較器１３３は、送り電流の低下量に相当する両検出値Ｖ１，Ｖ３の差分（Ｖ１−Ｖ３）が閾値以下であれば、電源落ちが発生していないと判断する（図５（ａ）参照）。
【００７４】
要するに、本実施形態の検知部１３は、送り電流の低下量に基づいて、第２の端子Ｔ２に伝送線３を介して接続されている他の端末器２、つまり伝送線３上でセンタ装置１から自端末より離れた端末器２で発生した電源落ちを検知する。言い換えれば、検知部１３は、伝送線３上において自端末よりも伝送信号に関して下流側の範囲で生じた端末器２の電源落ちを検知する。
【００７５】
なお、両検出値Ｖ１，Ｖ３の差分と比較される閾値は、端末器２の正常な動作に伴う送り電流検出部１３１の検出値の変動幅よりも大きく、且つ電源落ちに伴う送り電流検出部１３１の検出値の変動幅よりも小さく設定されている。これにより、検知部１３は、端末器２の正常な動作に伴う端末器２の消費電流の変動によって生じる送り電流の変動を、電源落ちによる送り電流の低下と区別することができる。
【００７６】
この変形例では、自端末よりも下流側の端末器２が返信信号を返信するタイミングに関係なく、検知部１３は両検出値Ｖ１，Ｖ３を常時比較し、電源落ちの発生の有無を検知する。
【００７７】
また、センタ装置１は、伝送線３を介して複数台の端末器２の電源回路１２に電力を供給するとともに、端末器２から電流信号によりデータが送信される構成であればよく、上記実施形態のように伝送信号を送出する構成は必須ではない。すなわち、センタ装置１は電源装置として伝送線３を介して複数台の端末器２の電源回路１２に直流電圧を印加する構成であってもよい。
【００７８】
（実施形態２）
本実施形態の電流制御装置は、検知部１３の構成が実施形態１の電流制御装置とは相違する。なお、実施形態１と共通する構成については実施形態１と同一の符号を付し説明を省略する。
【００７９】
本実施形態では、検知部１３は、図８に示すように伝送線３から電源回路１２に流れ込む電流（以下、「入力電流」という）の大きさを検出する入力電流検出部１３６と、入力電流検出部１３６の検出値から電源落ちの発生の有無を判断する判断部１３７とを有している。
【００８０】
入力電流検出部１３６は、電源回路１２における整流部１２１と平滑部１２２との間に設けられ、入力電流の大きさに応じた電圧を出力する電流電圧変換器からなる。ここでは、整流部１２１と平滑部１２２との間に挿入された抵抗素子が入力電流検出部１３６として用いられ、抵抗素子の両端電圧が入力電流検出部１３６の検出値として判断部１３７に入力される。ただし、入力電流検出部１３６は、この構成に限らず、たとえばカレントトランス等を用いて構成されていてもよい。
【００８１】
判断部１３７は、入力電流検出部１３６の検出値が所定の基準電流値を下回った場合に、自端末における端末本体１１で電源落ちが発生したと判断する。すなわち、自端末の端末本体１１で電源落ちが発生すると、電源回路１２での消費電流が低下して、入力電流検出部１３６で検出される入力電流が低下するので、判断部１３７は入力電流の低下量に基づいて、電源落ちが発生したか否かを判断することができる。
【００８２】
具体的には、判断部１３７は、図９に示すように、一方の入力端（図中「＋」）には基準電流値に相当する第１の基準電圧が印加され、他方の入力端（図中「−」）には入力電流検出部１３６の検出値が入力される比較器１３８を有している。第１の基準電圧は、電源落ちが発生していない定常時の入力電流検出部１３６の検出値よりも小さく、且つ電流制御装置が動作可能な範囲に設定されている。
【００８３】
比較器１３８は、第１の基準電圧と入力電流検出部１３６の検出値とを比較し、入力電流検出部１３６の検出値が第１の基準電圧を下回った場合に、電源落ちが発生したと判断する。一方、比較器１３８は、入力電流検出部１３６の検出値が第１の基準電圧以上であれば、電源落ちが発生していないと判断する。
【００８４】
なお、比較器１３８における電流補完部１４との接続関係並びに定電圧回路１６、スイッチ要素１３５、切替部１５との接続関係に関しては、実施形態１で説明した比較器１３３と同様である。したがって、本実施形態の検知部１３の動作は、図７のフローチャートに示した実施形態１の検知部１３の動作とは、ステップＳ２での比較対象のみが異なることになる。
【００８５】
以上説明した本実施形態の構成によれば、検知部１３は伝送線３に接続されている全端末器２のいずれかが返信信号を返信したことに伴い、自端末で生じた端末本体１１の電源落ちを検知している。要するに、本実施形態の電流制御装置が組み込まれた端末器２は、伝送線３上において自端末より下流側の端末器２に限らずいずれの端末器２が返信信号を返信した場合でも、自端末の電源落ちの発生を検知することができる。
【００８６】
その他の構成および機能は実施形態１と同様である。
【００８７】
（実施形態３）
本実施形態の電流制御装置は、検知部１３の構成が実施形態１の電流制御装置とは相違する。なお、実施形態１と共通する構成については実施形態１と同一の符号を付し説明を省略する。
【００８８】
本実施形態では、検知部１３は、図１０に示すように電源回路１２から出力される電圧（以下、「電源電圧」という）の大きさを検出する電源検出部（図示せず）と、電源検出部の検出値から電源落ちの発生の有無を判断する判断部１３９とを有している。
【００８９】
電源検出部は、電源回路１２における平滑部１２２の出力電圧（定電圧回路１６の入力電圧）を検出値として判断部１３９に入力する。
【００９０】
判断部１３９は、電源検出部の検出値が所定の基準電圧値を下回った場合に、自端末における端末本体１１で電源落ちが発生したと判断する。すなわち、自端末の端末本体１１で電源落ちが発生すると、電源回路１２での消費電流が低下して、電源検出部で検出される電源電圧が低下するので、判断部１３９は電源電圧の低下量に基づいて、電源落ちが発生したか否かを判断することができる。
【００９１】
具体的には、判断部１３９は、実施形態２で説明した図９の構成と同様に比較器１３８を有している。ただし、比較器１３８の一方の入力端（図中「＋」）には基準電圧値に相当する第２の基準電圧が印加され、他方の入力端（図中「−」）には電源検出部の検出値が入力される。第２の基準電圧は、電源落ちが発生していない定常時に電源回路１２が出力する電源電圧よりも小さく、且つ電流制御装置が動作可能な範囲に設定されている。
【００９２】
比較器１３８は、第２の基準電圧と電源検出部の検出値とを比較し、電源検出部の検出値が第２の基準電圧を下回った場合に、電源落ちが発生したと判断する。一方、比較器１３８は、電源検出部の検出値が第２の基準電圧以上であれば、電源落ちが発生していないと判断する。
【００９３】
なお、比較器１３８における電流補完部１４との接続関係並びに定電圧回路１６、スイッチ要素１３５、切替部１５との接続関係に関しては、実施形態１で説明した比較器１３３と同様である。したがって、本実施形態の検知部１３の動作は、図７のフローチャートに示した実施形態１の検知部１３の動作とは、ステップＳ２での比較対象のみが異なることになる。
【００９４】
以上説明した本実施形態の構成によれば、検知部１３は伝送線３に接続されている全端末器２のいずれかが返信信号を返信したことに伴い、自端末で生じた端末本体１１の電源落ちを検知している。要するに、本実施形態の電流制御装置が組み込まれた端末器２は、伝送線３上において自端末より下流側の端末器２に限らずいずれの端末器２が返信信号を返信した場合でも、自端末の電源落ちの発生を検知することができる。
【００９５】
その他の構成および機能は実施形態１と同様である。
【００９６】
（実施形態４）
本実施形態の電流制御装置は、検知部１３の構成が実施形態１の電流制御装置とは相違する。なお、実施形態１と共通する構成については実施形態１と同一の符号を付し説明を省略する。
【００９７】
本実施形態の検知部１３は、図１１に示すように伝送線１３から電源回路１２に入力される電圧（以下、「印加電圧」という）の大きさを検出する印加電圧検出部（図示せず）と、印加電圧検出部の検出値から電源落ちの発生の有無を判断する判断部１３０とを有している。
【００９８】
印加電圧検出部は、第１の端子Ｔ１に印加されている電圧、つまり第１の端子Ｔ１に接続されている整流部１２１の入力電圧を検出値として判断部１３０に入力する。
【００９９】
判断部１３０は、印加電圧検出部の検出値が所定の正常値を下回った場合に、伝送線３に接続されているいずれかの端末器２で電源落ちが発生したと判断する。すなわち、電源落ちが発生するときには、伝送線３上の伝送信号の電圧振幅値は小さくなり、印加電圧検出部で検出される印加電圧が低下するので、判断部１３０は印加電圧の低下量に基づいて、電源落ちが発生したか否かを判断することができる。
【０１００】
具体的には、判断部１３０は、実施形態２で説明した図９の構成と同様に比較器１３８を有している。ただし、比較器１３８の一方の入力端（図中「＋」）には正常値に相当する第３の基準電圧が印加され、他方の入力端（図中「−」）には印加電圧検出部の検出値が入力される。第３の基準電圧は、ここでは電源回路１２における平滑部１２２の出力電圧（定電圧回路１６の入力電圧）とする。
【０１０１】
また、伝送信号は複極（±２４Ｖ）の電圧信号であるから、印加電圧検出部は、整流器および容量素子等を具備し、伝送信号の変動分が除去された印加電圧を検出するように構成されている。
【０１０２】
比較器１３８は、第３の基準電圧（電源回路１２の出力電圧）と印加電圧検出部の検出値とを比較し、印加電圧検出部の検出値が第３の基準電圧を下回った場合に、電源落ちが発生したと判断する。すなわち、電源回路１２は平滑部１２２を有しているので、その入力電圧（印加電圧）が低下しても出力電圧（第３の基準電圧）がすぐに低下することはなく、入力電圧の低下時には出力電圧＞入力電圧という関係になる。一方、比較器１３８は、印加電圧検出部の検出値が第３の基準電圧以上であれば、電源落ちが発生していないと判断する。
【０１０３】
なお、比較器１３８における電流補完部１４との接続関係並びに定電圧回路１６、スイッチ要素１３５、切替部１５との接続関係に関しては、実施形態１で説明した比較器１３３と同様である。したがって、本実施形態の検知部１３の動作は、図７のフローチャートに示した実施形態１の検知部１３の動作とは、ステップＳ２での比較対象のみが異なることになる。
【０１０４】
以上説明した本実施形態の構成によれば、検知部１３は伝送線３に接続されている全端末器２のいずれかが返信信号を返信したことに伴い、伝送線３に接続されている全端末器２のいずれかで生じる電源落ちを検知している。要するに、本実施形態の電流制御装置が組み込まれた端末器２は、伝送線３上においていずれの端末器２が返信信号を返信した場合でも、伝送線３に接続されている全ての端末器２を対象にして電源落ちの発生を検知することができる。したがって、全ての端末器２を対象に、電源落ちが発生した端末器２の消費電流分を補完することが可能になる。
【０１０５】
その他の構成および機能は実施形態１と同様である。
【０１０６】
ところで、上記各実施形態では、電流制御装置が端末器２に組み込まれて端末器２と一体化された例を示したが、電流制御装置は端末器２とは別体であってもよい。端末器２とは別体の電流制御装置は、端末器２と同様に伝送線３に対して接続される。この場合、電流制御装置の動作用の電力は、端末器２と同様に伝送信号にてセンタ装置１から供給されてもよいし、センタ装置１とは別に設けられた電源から供給されてもよい。
【０１０７】
なお、実施形態２ないし実施形態４のいずれの構成においても、実施形態１で説明したように演算処理部１１１に判断部としての機能が設けられていてもよい。この場合、演算処理部１１１は、入力電流検出部、電源検出部、印加電圧検出部の検出値をデジタル値に変換するＡ／Ｄ変換部（図示せず）を有する。判断部は、Ａ／Ｄ変換部の出力を受けて、各検出部の検出値をメモリ部内に予め登録されている値と比較する。
【０１０８】
また、実施形態２ないし実施形態４のいずれの構成においても、実施形態１で説明したように、検知部１３は、電源落ちに伴う電流の低下量が反映されたアナログ値を出力することにより、ダミー電流の大きさを調節できる構成であってもよい。
【符号の説明】
【０１０９】
１ センタ装置
２ 端末器
３ 伝送線
１０ 通信システム
１２ 電源回路
１３ 検知部
１４ 電流補完部
１３０，１３２，１３７，１３９ 判断部
１３１ 送り電流検出部
１３６ 入力電流検出部
１４２ 抵抗（ダミー負荷）
Ｔ１ 第１の端子
Ｔ２ 第２の端子
【技術分野】
【０００１】
本発明は、センタ装置に伝送線を介して複数台の端末器が接続された通信システムに用いられる電流制御装置および通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、センタ装置と、センタ装置に伝送線を介して接続される複数台の端末器とを備え、センタ装置と各端末器との間で通信が行われる通信システムが提供されている。
【０００３】
この種の通信システムとしては、センタ装置と複数台の端末器とが２線式の伝送線で接続され、時分割多重伝送方式によってセンタ装置と各端末器との通信を実現するシステム（負荷制御システム）が知られている（たとえば特許文献１参照）。
【０００４】
この通信システムでは、センタ装置から各端末器へデータを伝送する際には所定振幅の伝送信号（電圧パルス信号）が使用され、各端末器からセンタ装置へデータを伝送する際には電流の大きさを変化させてなる返信信号（電流パルス信号）が使用される。
【０００５】
特許文献１記載の通信システムにおける端末器は、伝送線に対して接続されたダイオードブリッジを含む電源回路を有し、このダイオードブリッジによって伝送線から供給される伝送信号を整流し、マイコンの動作用の電力を生成している。
【０００６】
さらに、端末器は、返信トランジスタと抵抗との直列回路を有しており、この直流回路にダイオードブリッジで整流された直流電圧を印加した状態で、返信トランジスタをオンオフさせる。これにより、伝送線から端末器に流れ込む電流の大きさが変化し、端末器は、電流信号からなる返信信号を伝送線上に生じさせて、返信信号をセンタ装置に返信することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−１１０２２２号公報（第００１４−００１８段落）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、上記構成の端末器を用いた通信システムでは、伝送線のインピーダンスに起因して、伝送信号には伝送線を流れる電流の大きさに応じた電圧降下（電圧ドロップ）が生じる。ここで、いずれかの端末器が返信信号を返信する期間には、定常時に比べて、伝送線を流れる電流が返信信号の分だけ大きくなって降下電圧が大きくなるので、伝送信号から十分な動作用の電圧を得られずに端末器が不動作となる電源落ちが発生する場合がある。
【０００９】
このような電源落ちが発生した場合、センタ装置から伝送線に接続されている複数台の端末器に供給される電流の合計は、電源落ちが発生していない定常時に比べて、電源落ちが発生した端末器の消費電流分だけ低下する。そのため、センタ装置からすれば、伝送線に送出する総電流が定常時に比べて低下することになり、電流信号からなる返信信号を正常に受信できなくなる可能性がある。
【００１０】
本発明は上記事由に鑑みて為されており、電源落ちが発生した端末器の消費電流分を補完することにより、電流信号による通信の信頼性を向上させることができる電流制御装置および通信システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の電流制御装置は、センタ装置に伝送線を介して複数台の端末器が接続されており、センタ装置が伝送線を介して複数台の端末器の電源回路に電力を供給することによりセンタ装置から伝送線に基本電流となる電流が流れ、端末器が伝送線から流れ込む電流の大きさを変化させて基本電流に重畳される電流信号を伝送線上に生じさせることによりセンタ装置にデータを送信する通信システムに用いられ、伝送線上に電流信号が生じたときに伝送線上で生じる電圧降下により、伝送線に接続されているいずれかの端末器の電源回路への供給電力が不足し当該端末器の動作が停止する電源落ちの発生の有無を検知する検知部と、電源落ちに伴う基本電流の低下分の少なくとも一部を補うダミー電流を流すダミー負荷を具備し、検知部で電源落ちの発生が検知された場合に伝送線にダミー負荷を接続する電流補完部とを備えることを特徴とする。
【００１２】
この電流制御装置において、それぞれ伝送線に接続される第１の端子と第２の端子とをさらに備え、第１の端子をセンタ装置側に接続することにより上流側とし、第２の端子を下流側とし、検知部は、第１の端子と第２の端子との間に設けられ、第１の端子と第２の端子との間に流れる電流の大きさを検出する送り電流検出部と、第２の端子に伝送線を介して接続されている端末器が電流信号を発生したタイミングで上昇する送り電流検出部の検出値の上昇量が所定の規定値を下回った場合に、第２の端子に伝送線を介して接続されている端末器で電源落ちが発生したと判断する判断部とを有することが望ましい。
【００１３】
この電流制御装置において、それぞれ伝送線に接続される第１の端子と第２の端子とをさらに備え、第１の端子をセンタ装置側に接続することにより上流側とし、第２の端子を下流側とし、検知部は、第１の端子と第２の端子との間に設けられ、第１の端子と第２の端子との間に流れる電流の大きさを検出する送り電流検出部と、送り電流検出部の検出値の所定時間における低下量が所定の閾値を超えた場合に、第２の端子に伝送線を介して接続されている端末器で電源落ちが発生したと判断する判断部とを有することがより望ましい。
【００１４】
この電流制御装置において、検知部および電流補完部は検知対象となる端末器に組み込まれており、検知部は、伝送線から検知対象となる端末器の電源回路に流れ込む電流の大きさを検出する入力電流検出部と、入力電流検出部の検出値が所定の基準電流値を下回った場合に、検知対象となる端末器で電源落ちが発生したと判断する判断部とを有することがより望ましい。
【００１５】
この電流制御装置において、検知部および電流補完部は検知対象となる端末器に組み込まれており、検知部は、検知対象となる端末器の電源回路から出力される電圧の大きさを検出する電源検出部と、電源検出部の検出値が所定の基準電圧値を下回った場合に、検知対象となる端末器で電源落ちが発生したと判断する判断部とを有することがより望ましい。
【００１６】
この電流制御装置において、検知部は、伝送線に接続され伝送線から印加される電圧の大きさを検出する印加電圧検出部と、印加電圧検出部の検出値が所定の正常値を下回った場合に、端末器で電源落ちが発生したと判断する判断部とを有することがより望ましい。
【００１７】
本発明の通信システムは、電流制御装置と、センタ装置と、伝送線を介してセンタ装置に接続された複数台の端末器とを備え、端末器に接続されている機器の制御と監視との少なくとも一方を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明は、電流補完部が、検知部で電源落ちの発生が検知された場合に伝送線にダミー負荷を接続しダミー電流を流すので、電源落ちが発生した端末器の消費電流分を補完することにより、電流信号による通信の信頼性を向上させることができるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】実施形態１の電流制御装置が組み込まれた端末器の構成を示すブロック図である。
【図２】同上の端末器が用いられる通信システムのシステム構成図である。
【図３】同上で用いる信号の信号形式を表す説明図である。
【図４】同上の電流補完部の構成を示す概略回路図である。
【図５】同上の送り電流検出部の動作を示す説明図である。
【図６】同上の判断部の構成を示す概略回路図である。
【図７】同上の検知部の動作を示すフローチャートである。
【図８】実施形態２の電流制御装置が組み込まれた端末器の構成を示すブロック図である。
【図９】同上の判断部の構成を示す概略回路図である。
【図１０】実施形態３の電流制御装置が組み込まれた端末器の構成を示すブロック図である。
【図１１】実施形態４の電流制御装置が組み込まれた端末器の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
（実施形態１）
本実施形態では、図２に示すように、センタ装置１と、センタ装置１に対して接続された複数台の端末器２０１，２０２，・・・（以下、各々を特に区別しないときには単に「端末器２」という）とを備えた通信システム１０に用いる電流制御装置について説明する。つまり、端末器２は、１台のセンタ装置１に対して伝送線３を介して複数台接続され、センタ装置１と共に通信システム１０を構成している。
【００２１】
この通信システム１０では、センタ装置１は、所定の電圧振幅値の電圧信号からなる伝送信号を伝送線３を介して端末器２に送出し、端末器２は、所定の電流振幅値の電流信号からなる返信信号を伝送線３を介してセンタ装置１に送信する。これにより、センタ装置１・端末器２間では双方向に信号の送受信が可能になり、センタ装置１・端末器２間でデータの授受が可能になる。
【００２２】
端末器２とセンタ装置１とを接続する伝送線３は、２線式の無極性配線であって、詳しくは後述するがセンタ装置１から端末器２への電力供給を可能にするとともに、時分割多重伝送方式によってセンタ装置１と各端末器２との間での双方向の通信を可能にする。
【００２３】
本実施形態では、照明器具や空調設備等の機器（図示せず）の監視・制御を行う機器制御システムを通信システム１０の例として説明する。ここで、各端末器２０１，２０２，・・・は、それぞれ機器に接続されており、機器の監視を行ってセンタ装置１に通知したり、センタ装置１からの制御信号によって機器を制御したりする機能を有している。
【００２４】
この通信システム１０においては、端末器２は、スイッチやセンサなどの機器が接続された監視端末器と、照明器具や空調設備等の機器が接続された制御端末器との２種類に分類される。これにより、監視端末器がスイッチやセンサなどから取得する監視情報に応じて、制御端末器に接続された機器を制御することが可能となる。ここで、端末器２にはそれぞれアドレス（識別子）が予め設定され、センタ装置１では端末器（監視端末器、制御端末器）２同士のアドレスが予め対応付けて記憶されている。
【００２５】
次に、上記通信システム１０の基本的な動作について説明する。
【００２６】
センタ装置１は、伝送線３に対して図３（ａ）に示すような形式の電圧信号からなる伝送信号を送信する。すなわち、伝送信号は、同期信号帯１０１と、信号送信帯１０２と、信号返信帯１０３とを含む複極（±２４Ｖ）の時分割多重信号であり、パルス列からなるキャリアをパルス幅変調することによってデータを伝送する電圧信号である。同期信号帯１０１は端末器２からの割込信号を検出するための期間であり、信号送信帯１０２は端末器２にモード、アドレス、制御情報等のデータを伝送するための期間である。信号返信帯１０３は端末器２からの返信信号を受信するタイムスロットである。
【００２７】
センタ装置１は、伝送信号を送出することにより、伝送線３を介して複数台の端末器２に動作用の電力を供給する。ここで、センタ装置１から端末器２へ動作用の電力が供給されることによりセンタ装置１から伝送線３に流れる電流、つまり伝送線３上の複数台の端末器２での消費電流の合計を基本電流という。
【００２８】
センタ装置１は、常時は伝送信号に含まれるアドレスデータをサイクリックに変化させて端末器２に順次アクセスする常時ポーリングを行う。端末器２は、伝送線３を介して受信した伝送信号の信号送信帯１０２に含まれるアドレスデータがそれぞれに設定されているアドレスに一致すると、伝送信号から機器を制御するための制御情報を取り込む。
【００２９】
また、センタ装置１は、端末器２が監視情報に対応して発生する割込信号を受信すると、割込信号を発生した端末器２を検索し、その端末器２にアクセスして監視情報に呼応した制御情報を返信させる割込ポーリングを行う。
【００３０】
すなわち、センタ装置１は、図３（ｂ）に示すように端末器（監視端末器）２で発生した割込信号１０４を伝送信号の同期信号帯１０１にて検出すると、モードデータを割込ポーリングモードとした伝送信号を送出する。割込信号１０４を発生した端末器２は、割込ポーリングモードの伝送信号のアドレスデータの上位ビットが自アドレスの上位ビットに一致していれば、伝送信号の信号返信帯１０３に同期して、自アドレスの下位ビットを返信データとして返信する。これによりセンタ装置１は割込信号を発生した端末器２のアドレスを取得できる。
【００３１】
このとき、端末器２は、図３（ｂ）に示すように、伝送信号の信号返信帯１０３に同期して電流モードの返信信号（伝送線３を適当な低インピーダンスを介して短絡することにより送出される信号）１０５により返信データをセンタ装置１に返信する。返信信号１０５は、所定の電流振幅値（たとえば４００ｍＡ）のパルス列からなるキャリアをパルス幅変調することによってデータを伝送する電流信号である。つまり、端末器２は、伝送線３から流れ込む電流の大きさを変化させることにより、上述の基本電流に重畳される電流信号（返信信号）を伝送線３上に生じさせる。
【００３２】
センタ装置１は、割込信号を発生した端末器２のアドレスを取得すると、この端末器２に対して制御情報の返送を要求する伝送信号を送出し、端末器２は監視情報に対応した制御情報を返信信号１０５によってセンタ装置１に返信する。
【００３３】
制御情報を受け取ったセンタ装置１は、当該制御情報の発信元の端末器（監視端末器）２とアドレスによって予め対応付けられている端末器（制御端末器）２へ送信する制御情報を生成する。さらにセンタ装置１は制御情報を含む伝送信号を伝送線３に送出し、制御情報を受け取った端末器（制御端末器）２は制御情報に従って機器を制御する。
【００３４】
ところで、本実施形態の電流制御装置は、端末器２に組み込まれて端末器２と一体化されている。電流制御装置が組み込まれた端末器２は、図１に示すように、伝送線３に接続された端末本体１１と、端末本体１１の動作用の電力を生成する電源回路１２と、検知部１３と、電流補完部１４と、切替部１５と、定電圧回路１６とを備えている。この端末器２の構成要素うち、検知部１３と電流補完部１４と切替部１５とが電流制御装置を構成する。
【００３５】
上述した通信システム１０を構成する端末器２は、全て電流制御装置が組み込まれた端末器２であってもよいし、通信システム１０を構成する一部の端末器２のみ電流制御装置が組み込まれた端末器２であってもよい。通信システム１０を構成する一部の端末器２のみ電流制御装置が組み込まれている場合、他の端末器２は、図１に示す端末器２から検知部１３と電流補完部１４と切替部１５とが省略された構成とする。
【００３６】
端末本体１１は、ＣＰＵ（Central ProcessingUnit）を主構成とする演算処理部１１１と、伝送信号を受信する受信部１１２と、返信信号を返信する通信部１１３と、演算処理部１１１に接続されたリレー回路１１４および監視回路１１５とを有している。
【００３７】
受信部１１２は、伝送線３を介してセンタ装置１から受信した伝送信号を、適切な信号レベルに変換して演算処理部１１１に出力する。通信部１１３は、返信トランジスタ（図示せず）と抵抗（図示せず）との直列回路を有しており、この直流回路に後述する整流部１２１で整流された直流電圧が印加された状態で、返信トランジスタをオンオフさせることにより、返信信号を生成する。演算処理部１１１は、返信トランジスタのオンオフ制御を行う。
【００３８】
リレー回路１１４は、照明器具や空調設備等の機器が接続される制御出力端子Ｔ３に接続され、演算処理部１１１がセンタ装置１から受け取った制御情報に従ってリレーのオンオフを行うことにより機器を制御する。監視回路１１５は、スイッチやセンサなどが接続される監視入力端子Ｔ４に接続され、スイッチやセンサなどから取得した監視情報を演算処理部１１１に出力する。つまり、演算処理部１１１は、センタ装置１からの伝送信号により、必要に応じてリレー回路１１４を制御して機器に制御出力を行うとともに、監視回路１１５からの入力により、必要に応じてセンタ装置１へ返信信号を送信する。
【００３９】
電源回路１２は、伝送線３に対して接続されたダイオードブリッジからなる整流部１２１と、容量素子を用いて整流部１２１の出力を平滑化する平滑部１２２とを有している。すなわち、電源回路１２は、伝送線３から供給される伝送信号を整流部１２１にて全波整流し、さらに平滑部１２２にて平滑することにより、端末本体１１の動作用の電力を生成する。
【００４０】
定電圧回路１６は、電源回路１２の出力に接続されており、電源回路１２の出力電圧を定電圧化して端末本体１１の演算処理部１１１や監視回路１１５等に出力する。これにより、端末本体１１は、センタ装置１からの伝送信号によって、動作に必要な電力が供給されることになる。
【００４１】
ここにおいて、上記構成の端末器２を用いた通信システム１０では、伝送線３のインピーダンスに起因して、伝送信号には伝送線３を流れる電流の大きさに応じた電圧降下（電圧ドロップ）が生じる。特に、伝送信号の信号返信帯１０３においていずれかの端末器２がセンタ装置１に返信信号を返信したときには、定常時に比べて、伝送線３を流れる電流が大きくなって降下電圧が大きくなる。そのため、信号返信帯１０３において伝送線３上に返信信号が生じたときには、いずれかの端末器２において電源回路１２への供給電力が不足し、端末本体１１の動作が少なくとも信号返信帯１０３の間に亘って停止する電源落ちが発生する場合がある。
【００４２】
このような電源落ちが発生した場合、センタ装置１から伝送線３に接続されている複数台の端末器２に供給される電流の合計（基本電流）は、電源落ちが発生していない定常時に比べて、電源落ちが発生した端末器２の消費電流分だけ低下する。そのため、センタ装置１からすれば、伝送線３に送出する総電流が定常時に比べて低下することになり、電流信号からなる返信信号を正常に受信できなくなる可能性がある（図５（ｂ）参照）。
【００４３】
そこで、図１の端末器２は、電源落ちに伴う基本電流の低下分（つまり、電源落ちが発生した端末器２の消費電流分）の少なくとも一部を補完するために、電流制御装置としての機能（検知部１３および電流補完部１４）を備えている。
【００４４】
検知部１３は、自端末も含めて、通信システム１０内の少なくとも１台の端末器２について、上述したような電源落ちの発生の有無を検知する。
【００４５】
電流補完部１４は、図４に示すように引込トランジスタ１４１と抵抗１４２との直列回路を有しており、この直列回路に整流部１２１の出力電圧が印加された状態で、引込トランジスタ１４１をオンさせることにより伝送線３から電流を引き込む。つまり、引込トランジスタ１４１がオンすると、ダミー負荷としての抵抗１４２が伝送線３に接続され、伝送線３から引き込まれた電流（以下、「ダミー電流」という）が引込トランジスタ１４１および抵抗１４２に流れ、消費されることになる。
【００４６】
引込トランジスタ１４１は、制御端子（ベース端子）が検知部１３の出力に接続されている。これにより、電流補完部１４は、検知部１３にて電源落ちの発生が検知された場合に、電源落ちに伴う基本電流の低下分の少なくとも一部を流すダミー負荷を伝送線３に接続して、ダミー電流を流すことにより基本電流の低下分の少なくとも一部を補完する。
【００４７】
要するに、検知部１３にて電源落ちの発生を検知すると、電流補完部１４は、電源落ちが発生した端末器２の消費電流の代わりにダミー電流を流すことにより、センタ装置１から伝送線３上に供給される電流の低下分の少なくとも一部を補完する。ここで、ダミー電流の大きさは、電流補完部１４の抵抗１４２の抵抗値によって調節される。
【００４８】
次に、本実施形態の電流制御装置における検知部１３の具体的な構成について説明する。
【００４９】
本実施形態では、端末本体１１は、それぞれ伝送線３に接続され伝送信号に関して上流側になる第１の端子Ｔ１と、下流側になる第２の端子Ｔ２とを有している。つまり、第１の端子Ｔ１は伝送線３を介してセンタ装置１に接続され、第２の端子Ｔ２は伝送線３を介して他の端末器２を後段に接続するための送り端子として設けられている。ここで、第１の端子Ｔ１と第２の端子Ｔ２とは端末器２内で電気的に接続されており、第１の端子Ｔ１に接続された伝送線３と第２の端子Ｔ２に接続された伝送線３とが電気的に接続される。
【００５０】
検知部１３は、第１の端子Ｔ１と第２の端子Ｔ２との間に流れる電流（以下、「送り電流」という）の大きさを検出する送り電流検出部１３１と、送り電流検出部１３１の検出値から電源落ちの発生の有無を判断する判断部１３２とを有している。
【００５１】
送り電流検出部１３１は、第１の端子Ｔ１と第２の端子Ｔ２との間に設けられ、送り電流の大きさに応じた電圧を出力する電流電圧変換器からなる。ここでは、第１の端子Ｔ１と第２の端子Ｔ２との間に挿入された抵抗素子が送り電流検出部１３１として用いられ、抵抗素子の両端電圧が送り電流検出部１３１の検出値として判断部１３２に入力される。ただし、送り電流検出部１３１は、この構成に限らず、たとえばカレントトランス等を用いて構成されていてもよい。
【００５２】
判断部１３２は、第２の端子Ｔ２に伝送線３を介して接続されている他の端末器２の端末本体１１が返信信号を返信したタイミングで上昇する送り電流検出部１３１の検出値の上昇量が所定の規定値を下回った場合に、電源落ちが発生したと判断する。
【００５３】
すなわち、第２の端子Ｔ２に伝送線３を介して接続されている他の端末器２、つまり伝送線３上において自端末よりも下流側の端末器２がセンタ装置１に返信信号を返信すると、図５（ａ）に示すように送り電流検出部１３１の検出値は返信信号の分だけ上昇する。なお、図５において、縦軸が検出値、横軸が時間を示し、送り電流検出部１３１の検出値のうち返信信号に相当する分を除いた部分、つまり基本電流に相当する部分は斜線部分で表されている。
【００５４】
このとき、送り電流検出部１３１の検出値の上昇量は、本来ならば返信信号の電流振幅値（たとえば４００ｍＡ）に対応する規定値以上となるが、図５（ｂ）に示すようにいずれかの端末器２で電源落ちが発生した場合には規定値を下回ることになる。そのため、判断部１３２は、自端末よりも下流側の端末器２が返信信号を返信したときの送り電流検出部１３１の検出値の上昇量に基づいて、電源落ちが発生したか否かを判断することができる。
【００５５】
具体的には、判断部１３２は、図６に示すように、一方の入力端（図中「＋」）に送り電流検出部１３１の検出値が入力される比較器１３３と、送り電流検出部１３１の検出値が入力される遅延回路１３４とを有している。遅延回路１３４は、サンプルホールド回路から構成されており、送り電流検出部１３１の検出値を所定時間遅延させて、比較器１３３の他方の入力端（図中「−」）に入力する。
【００５６】
比較器１３３は、下流側の端末器２が返信信号を返信した時点での送り電流検出部１３１の検出値Ｖ２と、検出値Ｖ２の所定時間前の時点での送り電流検出部１３１の検出値Ｖ１（遅延回路１３４の出力）とを比較する。ここでは、比較器１３３は、規定値を決めるオフセット電圧の分だけ検出値Ｖ１が底上げされており、送り電流の上昇量に相当する両検出値Ｖ２，Ｖ１の差分（Ｖ２−Ｖ１）が規定値を下回った場合に、電源落ちが発生したと判断する（図５（ｂ）参照）。一方、比較器１３３は、送り電流の上昇量に相当する両検出値Ｖ２，Ｖ１の差分（Ｖ２−Ｖ１）が規定値以上であれば、電源落ちが発生していないと判断する（図５（ａ）参照）。
【００５７】
比較器１３３は、出力端子が検知部１３の出力として引込トランジスタ１４１の制御端子に接続されており、電源落ちが発生したと判断すると、出力をＨ（ハイ）レベルにすることで引込トランジスタ１４１をオンする。
【００５８】
なお、比較器１３３は、両検出値Ｖ１，Ｖ２の差分に基づいて、下流側の端末器２が返信信号を返信したタイミングを判断する。つまり、比較器１３３は、送り電流検出部１３１の検出値Ｖ２とその所定時間前の検出値Ｖ１との差分（Ｖ２−Ｖ１）が所定値（＜規定値）を超えると、下流側の端末器２が返信信号を返信したと判断する。
【００５９】
要するに、本実施形態の検知部１３は、送り電流の上昇量に基づいて、第２の端子Ｔ２に伝送線３を介して接続されている他の端末器２、つまり伝送線３上でセンタ装置１から自端末より離れた端末器２で発生した電源落ちを検知する。言い換えれば、検知部１３は、伝送線３上において伝送信号に関して自端末よりも下流側の範囲で生じた端末器２の電源落ちを検知する。
【００６０】
また、通信システム１０内の複数台の端末器２で同時に電流制御装置（電流補完部１４）が動作することがないように、図１の端末器２には、検知部１３での電源落ちの検知動作の有効・無効を切り替える切替部１５が設けられている。具体的には、判断部１３２は、図６に示すように、比較器１３３に定電圧回路１６の出力電圧が印加されることにより比較器１３３の動作用の電力を得ており、この電力供給経路上にスイッチ要素１３５を有している。切替部１５は、検知部１３に対して切替信号を出力し、切替信号にてスイッチ要素１３５をオンオフ制御することにより、検知部１３の検知動作の有効・無効を切り替える。なお、切替部１５は、検知部１３の検知動作の有効・無効をユーザが手動で切り替えられるように、たとえばディップスイッチなどから構成されている。
【００６１】
以上説明した本実施形態の検知部１３の動作について、図７のフローチャートを参照して説明する。なお、図７に示す動作は、自端末よりも下流側の端末器２が返信信号を返信したと検知部１３が判断した場合の動作である。
【００６２】
検知部１３は、自端末よりも下流側の端末器２が返信信号を返信したことを検知すると、まず、検知動作の有効・無効を確認する（Ｓ１）。検知部１３の検知動作が有効になっていれば（Ｓ１：Ｙ）、比較部１３３にて両検出値Ｖ２，Ｖ１を比較する（Ｓ２）。
【００６３】
このとき、両検出値Ｖ２，Ｖ１の差分（Ｖ２−Ｖ１）が規定値を下回っていれば（Ｓ２：Ｙ）、検知部１３は引込トランジスタ１４１をオンすることにより（Ｓ３）、電流補完部１４が作動してダミー電流を流す。これにより、センタ装置１から伝送線３上に供給される電流の低下分の少なくとも一部は補完され、センタ装置１において返信信号の受信が可能になる。
【００６４】
一方、両検出値Ｖ２，Ｖ１の差分（Ｖ２−Ｖ１）が規定値以上であれば（Ｓ２：Ｎ）、検知部１３は引込トランジスタ１４１をオフする（Ｓ４）。なお、検知部１３の検知動作が無効になっている場合にも（Ｓ１：Ｎ）、引込トランジスタ１４１はオフされる（Ｓ４）。
【００６５】
ここにおいて、電流補完部１４がダミー電流を流す動作は、返信信号が返信される信号返信帯１０３の間に亘って継続すればよく、信号返信帯１０３の終了後にまで継続する必要はない。そこで、検知部１３は、引込トランジスタ１４１を一旦オンすると、信号返信帯１０３の時間長さに相当する継続時間に亘って引込トランジスタ１４１をオンし続け、継続時間が経過した時点で引込トランジスタ１４１をオフするように構成される。継続時間はタイマなどを用いて計時される。なお、信号返信帯１０３が終了すれば、返信信号の停止に伴い伝送線３を流れる電流が小さくなって降下電圧が小さくなるため、電源落ちにより端末本体１１の動作が一旦停止した端末器２も、電源落ちから復旧し端末本体１１の動作を再開する。
【００６６】
以上説明した本実施形態の構成によれば、端末器２が返信信号を返信することにより電源落ちが発生しても、検知部１３が電源落ちの発生を検知して電流補完部１４を作動させ、センタ装置１から伝送線３上にダミー電流が流れることになる。このダミー電流は、電源落ちが発生した端末器２の消費電流分の少なくとも一部を補完するので、電源落ちの発生時でもセンタ装置１において返信信号を正しく受信可能になり、電流信号からなる返信信号による通信の信頼性が向上する。
【００６７】
さらに、上記構成では、検知部１３は第２の端子Ｔ２に伝送線３を介して接続されている自端末より下流側の端末器２が返信信号を返信したことに伴い、自端末よりも下流側の端末器２で生じた電源落ちを検知している。要するに、本実施形態の電流制御装置が組み込まれた端末器２は、伝送線３上において伝送信号に関して自端末よりも下流側の範囲を対象として、返信信号の返信に伴う電源落ちの発生を検知する。したがって、通信システム１０全体として電源落ちに対する対策を万全にするためには、本実施形態の電流制御装置が組み込まれた端末器２はセンタ装置１に伝送線３にて直接接続され、他の端末器２が全て自端末よりも下流側に位置することが望ましい。
【００６８】
また、比較器１３３を両検出値Ｖ２，Ｖ１の差分を出力する差動増幅器とし、引込トランジスタ１４１を差動増幅器の出力に応じたダミー電流を流すトランジスタとして使用することにより、ダミー電流の大きさが変化する構成としてもよい。つまり、検知部１３は、電源落ちが発生しているか否かの２値を出力するのではなく、電源落ちが発生している場合には、電源落ちに伴う送り電流の低下量が反映されたアナログ値を出力することにより、ダミー電流の大きさを調節する。この構成では、電源落ちに伴う送り電流の低下量にダミー電流の大きさを合わせることにより、ダミー電流によって、電源落ちが発生した端末器の消費電流分を精度よく補完することができる。
【００６９】
ところで、検知部１３の判断部１３２は図６に示すような構成に限らず、たとえば演算処理部１１１に判断部としての機能が設けられていてもよい。この場合、演算処理部１１１は、送り電流検出部１３１の検出値をデジタル値に変換するＡ／Ｄ変換部（図示せず）と、Ａ／Ｄ変換部の出力値を一時的に記憶するメモリ部（図示せず）とを有する。判断部は、Ａ／Ｄ変換部の出力を受けて、下流側の端末器２が返信信号を返信するより所定時間前の時点での検出値Ｖ１をメモリ部に記憶し、下流側の端末器２が返信信号を返信した時点での検出値Ｖ２をメモリ部内の検出値Ｖ１と比較する。
【００７０】
なお、この構成では、切替部１５の出力は演算処理部１１１に入力され、判断部は切替部１５からの入力に応じて電源落ちの検知動作の有効・無効が切り替えられる。
【００７１】
また、本実施形態の電流制御装置の変形例として、判断部１３２は、送り電流検出部１３１の検出値の所定時間における低下量が所定の閾値を超えた場合に、自端末よりも下流側の他の端末器２で電源落ちが発生したと判断してもよい。
【００７２】
すなわち、この変形例では、比較器１３３は、入力（「＋」と「−」）の関係を図６の状態とは逆にして、送り電流検出部１３１の所定時間前の検出値Ｖ１（遅延回路１３４の出力）と、送り電流検出部１３１の現在の検出値Ｖ３とを比較する。この場合、送り電流検出部１３１で検出される電流値に返信信号の成分が含まれていると、電源落ちの発生を精度よく検知できない可能性があるので、送り電流検出部１３１には返信信号の成分を除外するフィルタ回路が設けられている。
【００７３】
ここでは、比較器１３３は、閾値を決めるオフセット電圧の分だけ検出値Ｖ３が底上げされており、送り電流の所定時間での低下量に相当する両検出値Ｖ１，Ｖ３の差分（Ｖ１−Ｖ３）が閾値を超えた場合に、電源落ちが発生したと判断する（図５（ｂ）参照）。一方、比較器１３３は、送り電流の低下量に相当する両検出値Ｖ１，Ｖ３の差分（Ｖ１−Ｖ３）が閾値以下であれば、電源落ちが発生していないと判断する（図５（ａ）参照）。
【００７４】
要するに、本実施形態の検知部１３は、送り電流の低下量に基づいて、第２の端子Ｔ２に伝送線３を介して接続されている他の端末器２、つまり伝送線３上でセンタ装置１から自端末より離れた端末器２で発生した電源落ちを検知する。言い換えれば、検知部１３は、伝送線３上において自端末よりも伝送信号に関して下流側の範囲で生じた端末器２の電源落ちを検知する。
【００７５】
なお、両検出値Ｖ１，Ｖ３の差分と比較される閾値は、端末器２の正常な動作に伴う送り電流検出部１３１の検出値の変動幅よりも大きく、且つ電源落ちに伴う送り電流検出部１３１の検出値の変動幅よりも小さく設定されている。これにより、検知部１３は、端末器２の正常な動作に伴う端末器２の消費電流の変動によって生じる送り電流の変動を、電源落ちによる送り電流の低下と区別することができる。
【００７６】
この変形例では、自端末よりも下流側の端末器２が返信信号を返信するタイミングに関係なく、検知部１３は両検出値Ｖ１，Ｖ３を常時比較し、電源落ちの発生の有無を検知する。
【００７７】
また、センタ装置１は、伝送線３を介して複数台の端末器２の電源回路１２に電力を供給するとともに、端末器２から電流信号によりデータが送信される構成であればよく、上記実施形態のように伝送信号を送出する構成は必須ではない。すなわち、センタ装置１は電源装置として伝送線３を介して複数台の端末器２の電源回路１２に直流電圧を印加する構成であってもよい。
【００７８】
（実施形態２）
本実施形態の電流制御装置は、検知部１３の構成が実施形態１の電流制御装置とは相違する。なお、実施形態１と共通する構成については実施形態１と同一の符号を付し説明を省略する。
【００７９】
本実施形態では、検知部１３は、図８に示すように伝送線３から電源回路１２に流れ込む電流（以下、「入力電流」という）の大きさを検出する入力電流検出部１３６と、入力電流検出部１３６の検出値から電源落ちの発生の有無を判断する判断部１３７とを有している。
【００８０】
入力電流検出部１３６は、電源回路１２における整流部１２１と平滑部１２２との間に設けられ、入力電流の大きさに応じた電圧を出力する電流電圧変換器からなる。ここでは、整流部１２１と平滑部１２２との間に挿入された抵抗素子が入力電流検出部１３６として用いられ、抵抗素子の両端電圧が入力電流検出部１３６の検出値として判断部１３７に入力される。ただし、入力電流検出部１３６は、この構成に限らず、たとえばカレントトランス等を用いて構成されていてもよい。
【００８１】
判断部１３７は、入力電流検出部１３６の検出値が所定の基準電流値を下回った場合に、自端末における端末本体１１で電源落ちが発生したと判断する。すなわち、自端末の端末本体１１で電源落ちが発生すると、電源回路１２での消費電流が低下して、入力電流検出部１３６で検出される入力電流が低下するので、判断部１３７は入力電流の低下量に基づいて、電源落ちが発生したか否かを判断することができる。
【００８２】
具体的には、判断部１３７は、図９に示すように、一方の入力端（図中「＋」）には基準電流値に相当する第１の基準電圧が印加され、他方の入力端（図中「−」）には入力電流検出部１３６の検出値が入力される比較器１３８を有している。第１の基準電圧は、電源落ちが発生していない定常時の入力電流検出部１３６の検出値よりも小さく、且つ電流制御装置が動作可能な範囲に設定されている。
【００８３】
比較器１３８は、第１の基準電圧と入力電流検出部１３６の検出値とを比較し、入力電流検出部１３６の検出値が第１の基準電圧を下回った場合に、電源落ちが発生したと判断する。一方、比較器１３８は、入力電流検出部１３６の検出値が第１の基準電圧以上であれば、電源落ちが発生していないと判断する。
【００８４】
なお、比較器１３８における電流補完部１４との接続関係並びに定電圧回路１６、スイッチ要素１３５、切替部１５との接続関係に関しては、実施形態１で説明した比較器１３３と同様である。したがって、本実施形態の検知部１３の動作は、図７のフローチャートに示した実施形態１の検知部１３の動作とは、ステップＳ２での比較対象のみが異なることになる。
【００８５】
以上説明した本実施形態の構成によれば、検知部１３は伝送線３に接続されている全端末器２のいずれかが返信信号を返信したことに伴い、自端末で生じた端末本体１１の電源落ちを検知している。要するに、本実施形態の電流制御装置が組み込まれた端末器２は、伝送線３上において自端末より下流側の端末器２に限らずいずれの端末器２が返信信号を返信した場合でも、自端末の電源落ちの発生を検知することができる。
【００８６】
その他の構成および機能は実施形態１と同様である。
【００８７】
（実施形態３）
本実施形態の電流制御装置は、検知部１３の構成が実施形態１の電流制御装置とは相違する。なお、実施形態１と共通する構成については実施形態１と同一の符号を付し説明を省略する。
【００８８】
本実施形態では、検知部１３は、図１０に示すように電源回路１２から出力される電圧（以下、「電源電圧」という）の大きさを検出する電源検出部（図示せず）と、電源検出部の検出値から電源落ちの発生の有無を判断する判断部１３９とを有している。
【００８９】
電源検出部は、電源回路１２における平滑部１２２の出力電圧（定電圧回路１６の入力電圧）を検出値として判断部１３９に入力する。
【００９０】
判断部１３９は、電源検出部の検出値が所定の基準電圧値を下回った場合に、自端末における端末本体１１で電源落ちが発生したと判断する。すなわち、自端末の端末本体１１で電源落ちが発生すると、電源回路１２での消費電流が低下して、電源検出部で検出される電源電圧が低下するので、判断部１３９は電源電圧の低下量に基づいて、電源落ちが発生したか否かを判断することができる。
【００９１】
具体的には、判断部１３９は、実施形態２で説明した図９の構成と同様に比較器１３８を有している。ただし、比較器１３８の一方の入力端（図中「＋」）には基準電圧値に相当する第２の基準電圧が印加され、他方の入力端（図中「−」）には電源検出部の検出値が入力される。第２の基準電圧は、電源落ちが発生していない定常時に電源回路１２が出力する電源電圧よりも小さく、且つ電流制御装置が動作可能な範囲に設定されている。
【００９２】
比較器１３８は、第２の基準電圧と電源検出部の検出値とを比較し、電源検出部の検出値が第２の基準電圧を下回った場合に、電源落ちが発生したと判断する。一方、比較器１３８は、電源検出部の検出値が第２の基準電圧以上であれば、電源落ちが発生していないと判断する。
【００９３】
なお、比較器１３８における電流補完部１４との接続関係並びに定電圧回路１６、スイッチ要素１３５、切替部１５との接続関係に関しては、実施形態１で説明した比較器１３３と同様である。したがって、本実施形態の検知部１３の動作は、図７のフローチャートに示した実施形態１の検知部１３の動作とは、ステップＳ２での比較対象のみが異なることになる。
【００９４】
以上説明した本実施形態の構成によれば、検知部１３は伝送線３に接続されている全端末器２のいずれかが返信信号を返信したことに伴い、自端末で生じた端末本体１１の電源落ちを検知している。要するに、本実施形態の電流制御装置が組み込まれた端末器２は、伝送線３上において自端末より下流側の端末器２に限らずいずれの端末器２が返信信号を返信した場合でも、自端末の電源落ちの発生を検知することができる。
【００９５】
その他の構成および機能は実施形態１と同様である。
【００９６】
（実施形態４）
本実施形態の電流制御装置は、検知部１３の構成が実施形態１の電流制御装置とは相違する。なお、実施形態１と共通する構成については実施形態１と同一の符号を付し説明を省略する。
【００９７】
本実施形態の検知部１３は、図１１に示すように伝送線１３から電源回路１２に入力される電圧（以下、「印加電圧」という）の大きさを検出する印加電圧検出部（図示せず）と、印加電圧検出部の検出値から電源落ちの発生の有無を判断する判断部１３０とを有している。
【００９８】
印加電圧検出部は、第１の端子Ｔ１に印加されている電圧、つまり第１の端子Ｔ１に接続されている整流部１２１の入力電圧を検出値として判断部１３０に入力する。
【００９９】
判断部１３０は、印加電圧検出部の検出値が所定の正常値を下回った場合に、伝送線３に接続されているいずれかの端末器２で電源落ちが発生したと判断する。すなわち、電源落ちが発生するときには、伝送線３上の伝送信号の電圧振幅値は小さくなり、印加電圧検出部で検出される印加電圧が低下するので、判断部１３０は印加電圧の低下量に基づいて、電源落ちが発生したか否かを判断することができる。
【０１００】
具体的には、判断部１３０は、実施形態２で説明した図９の構成と同様に比較器１３８を有している。ただし、比較器１３８の一方の入力端（図中「＋」）には正常値に相当する第３の基準電圧が印加され、他方の入力端（図中「−」）には印加電圧検出部の検出値が入力される。第３の基準電圧は、ここでは電源回路１２における平滑部１２２の出力電圧（定電圧回路１６の入力電圧）とする。
【０１０１】
また、伝送信号は複極（±２４Ｖ）の電圧信号であるから、印加電圧検出部は、整流器および容量素子等を具備し、伝送信号の変動分が除去された印加電圧を検出するように構成されている。
【０１０２】
比較器１３８は、第３の基準電圧（電源回路１２の出力電圧）と印加電圧検出部の検出値とを比較し、印加電圧検出部の検出値が第３の基準電圧を下回った場合に、電源落ちが発生したと判断する。すなわち、電源回路１２は平滑部１２２を有しているので、その入力電圧（印加電圧）が低下しても出力電圧（第３の基準電圧）がすぐに低下することはなく、入力電圧の低下時には出力電圧＞入力電圧という関係になる。一方、比較器１３８は、印加電圧検出部の検出値が第３の基準電圧以上であれば、電源落ちが発生していないと判断する。
【０１０３】
なお、比較器１３８における電流補完部１４との接続関係並びに定電圧回路１６、スイッチ要素１３５、切替部１５との接続関係に関しては、実施形態１で説明した比較器１３３と同様である。したがって、本実施形態の検知部１３の動作は、図７のフローチャートに示した実施形態１の検知部１３の動作とは、ステップＳ２での比較対象のみが異なることになる。
【０１０４】
以上説明した本実施形態の構成によれば、検知部１３は伝送線３に接続されている全端末器２のいずれかが返信信号を返信したことに伴い、伝送線３に接続されている全端末器２のいずれかで生じる電源落ちを検知している。要するに、本実施形態の電流制御装置が組み込まれた端末器２は、伝送線３上においていずれの端末器２が返信信号を返信した場合でも、伝送線３に接続されている全ての端末器２を対象にして電源落ちの発生を検知することができる。したがって、全ての端末器２を対象に、電源落ちが発生した端末器２の消費電流分を補完することが可能になる。
【０１０５】
その他の構成および機能は実施形態１と同様である。
【０１０６】
ところで、上記各実施形態では、電流制御装置が端末器２に組み込まれて端末器２と一体化された例を示したが、電流制御装置は端末器２とは別体であってもよい。端末器２とは別体の電流制御装置は、端末器２と同様に伝送線３に対して接続される。この場合、電流制御装置の動作用の電力は、端末器２と同様に伝送信号にてセンタ装置１から供給されてもよいし、センタ装置１とは別に設けられた電源から供給されてもよい。
【０１０７】
なお、実施形態２ないし実施形態４のいずれの構成においても、実施形態１で説明したように演算処理部１１１に判断部としての機能が設けられていてもよい。この場合、演算処理部１１１は、入力電流検出部、電源検出部、印加電圧検出部の検出値をデジタル値に変換するＡ／Ｄ変換部（図示せず）を有する。判断部は、Ａ／Ｄ変換部の出力を受けて、各検出部の検出値をメモリ部内に予め登録されている値と比較する。
【０１０８】
また、実施形態２ないし実施形態４のいずれの構成においても、実施形態１で説明したように、検知部１３は、電源落ちに伴う電流の低下量が反映されたアナログ値を出力することにより、ダミー電流の大きさを調節できる構成であってもよい。
【符号の説明】
【０１０９】
１ センタ装置
２ 端末器
３ 伝送線
１０ 通信システム
１２ 電源回路
１３ 検知部
１４ 電流補完部
１３０，１３２，１３７，１３９ 判断部
１３１ 送り電流検出部
１３６ 入力電流検出部
１４２ 抵抗（ダミー負荷）
Ｔ１ 第１の端子
Ｔ２ 第２の端子
【特許請求の範囲】
【請求項１】
センタ装置に伝送線を介して複数台の端末器が接続されており、前記センタ装置が前記伝送線を介して複数台の前記端末器の電源回路に電力を供給することにより前記センタ装置から前記伝送線に基本電流となる電流が流れ、前記端末器が前記伝送線から流れ込む電流の大きさを変化させて前記基本電流に重畳される電流信号を前記伝送線上に生じさせることにより前記センタ装置にデータを送信する通信システムに用いられ、
前記伝送線上に前記電流信号が生じたときに前記伝送線上で生じる電圧降下により、前記伝送線に接続されているいずれかの前記端末器の前記電源回路への供給電力が不足し当該端末器の動作が停止する電源落ちの発生の有無を検知する検知部と、
前記電源落ちに伴う前記基本電流の低下分の少なくとも一部を補うダミー電流を流すダミー負荷を具備し、前記検知部で前記電源落ちの発生が検知された場合に前記伝送線に前記ダミー負荷を接続する電流補完部とを備えることを特徴とする電流制御装置。
【請求項２】
それぞれ前記伝送線に接続される第１の端子と第２の端子とをさらに備え、前記第１の端子を前記センタ装置側に接続することにより上流側とし、前記第２の端子を下流側とし、前記検知部は、前記第１の端子と前記第２の端子との間に設けられ、前記第１の端子と前記第２の端子との間に流れる電流の大きさを検出する送り電流検出部と、前記第２の端子に前記伝送線を介して接続されている前記端末器が前記電流信号を発生したタイミングで上昇する前記送り電流検出部の検出値の上昇量が所定の規定値を下回った場合に、前記第２の端子に前記伝送線を介して接続されている前記端末器で前記電源落ちが発生したと判断する判断部とを有することを特徴とする請求項１記載の電流制御装置。
【請求項３】
それぞれ前記伝送線に接続される第１の端子と第２の端子とをさらに備え、前記第１の端子を前記センタ装置側に接続することにより上流側とし、前記第２の端子を下流側とし、前記検知部は、前記第１の端子と前記第２の端子との間に設けられ、前記第１の端子と前記第２の端子との間に流れる電流の大きさを検出する送り電流検出部と、前記送り電流検出部の検出値の所定時間における低下量が所定の閾値を超えた場合に、前記第２の端子に前記伝送線を介して接続されている前記端末器で前記電源落ちが発生したと判断する判断部とを有することを特徴とする請求項１記載の電流制御装置。
【請求項４】
前記検知部および前記電流補完部は検知対象となる前記端末器に組み込まれており、前記検知部は、前記伝送線から検知対象となる前記端末器の前記電源回路に流れ込む電流の大きさを検出する入力電流検出部と、前記入力電流検出部の検出値が所定の基準電流値を下回った場合に、検知対象となる前記端末器で前記電源落ちが発生したと判断する判断部とを有することを特徴とする請求項１記載の電流制御装置。
【請求項５】
前記検知部および前記電流補完部は検知対象となる前記端末器に組み込まれており、前記検知部は、検知対象となる前記端末器の前記電源回路から出力される電圧の大きさを検出する電源検出部と、前記電源検出部の検出値が所定の基準電圧値を下回った場合に、検知対象となる前記端末器で前記電源落ちが発生したと判断する判断部とを有することを特徴とする請求項１記載の電流制御装置。
【請求項６】
前記検知部は、前記伝送線に接続され前記伝送線から印加される電圧の大きさを検出する印加電圧検出部と、前記印加電圧検出部の検出値が所定の正常値を下回った場合に、前記端末器で前記電源落ちが発生したと判断する判断部とを有することを特徴とする請求項１記載の電流制御装置。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の電流制御装置と、前記センタ装置と、前記伝送線を介して前記センタ装置に接続された複数台の前記端末器とを備え、前記端末器に接続されている機器の制御と監視との少なくとも一方を行うことを特徴とする通信システム。
【請求項１】
センタ装置に伝送線を介して複数台の端末器が接続されており、前記センタ装置が前記伝送線を介して複数台の前記端末器の電源回路に電力を供給することにより前記センタ装置から前記伝送線に基本電流となる電流が流れ、前記端末器が前記伝送線から流れ込む電流の大きさを変化させて前記基本電流に重畳される電流信号を前記伝送線上に生じさせることにより前記センタ装置にデータを送信する通信システムに用いられ、
前記伝送線上に前記電流信号が生じたときに前記伝送線上で生じる電圧降下により、前記伝送線に接続されているいずれかの前記端末器の前記電源回路への供給電力が不足し当該端末器の動作が停止する電源落ちの発生の有無を検知する検知部と、
前記電源落ちに伴う前記基本電流の低下分の少なくとも一部を補うダミー電流を流すダミー負荷を具備し、前記検知部で前記電源落ちの発生が検知された場合に前記伝送線に前記ダミー負荷を接続する電流補完部とを備えることを特徴とする電流制御装置。
【請求項２】
それぞれ前記伝送線に接続される第１の端子と第２の端子とをさらに備え、前記第１の端子を前記センタ装置側に接続することにより上流側とし、前記第２の端子を下流側とし、前記検知部は、前記第１の端子と前記第２の端子との間に設けられ、前記第１の端子と前記第２の端子との間に流れる電流の大きさを検出する送り電流検出部と、前記第２の端子に前記伝送線を介して接続されている前記端末器が前記電流信号を発生したタイミングで上昇する前記送り電流検出部の検出値の上昇量が所定の規定値を下回った場合に、前記第２の端子に前記伝送線を介して接続されている前記端末器で前記電源落ちが発生したと判断する判断部とを有することを特徴とする請求項１記載の電流制御装置。
【請求項３】
それぞれ前記伝送線に接続される第１の端子と第２の端子とをさらに備え、前記第１の端子を前記センタ装置側に接続することにより上流側とし、前記第２の端子を下流側とし、前記検知部は、前記第１の端子と前記第２の端子との間に設けられ、前記第１の端子と前記第２の端子との間に流れる電流の大きさを検出する送り電流検出部と、前記送り電流検出部の検出値の所定時間における低下量が所定の閾値を超えた場合に、前記第２の端子に前記伝送線を介して接続されている前記端末器で前記電源落ちが発生したと判断する判断部とを有することを特徴とする請求項１記載の電流制御装置。
【請求項４】
前記検知部および前記電流補完部は検知対象となる前記端末器に組み込まれており、前記検知部は、前記伝送線から検知対象となる前記端末器の前記電源回路に流れ込む電流の大きさを検出する入力電流検出部と、前記入力電流検出部の検出値が所定の基準電流値を下回った場合に、検知対象となる前記端末器で前記電源落ちが発生したと判断する判断部とを有することを特徴とする請求項１記載の電流制御装置。
【請求項５】
前記検知部および前記電流補完部は検知対象となる前記端末器に組み込まれており、前記検知部は、検知対象となる前記端末器の前記電源回路から出力される電圧の大きさを検出する電源検出部と、前記電源検出部の検出値が所定の基準電圧値を下回った場合に、検知対象となる前記端末器で前記電源落ちが発生したと判断する判断部とを有することを特徴とする請求項１記載の電流制御装置。
【請求項６】
前記検知部は、前記伝送線に接続され前記伝送線から印加される電圧の大きさを検出する印加電圧検出部と、前記印加電圧検出部の検出値が所定の正常値を下回った場合に、前記端末器で前記電源落ちが発生したと判断する判断部とを有することを特徴とする請求項１記載の電流制御装置。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の電流制御装置と、前記センタ装置と、前記伝送線を介して前記センタ装置に接続された複数台の前記端末器とを備え、前記端末器に接続されている機器の制御と監視との少なくとも一方を行うことを特徴とする通信システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１２−４９６３８（Ｐ２０１２−４９６３８Ａ）
【公開日】平成２４年３月８日（２０１２．３．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１８７５４５（Ｐ２０１０−１８７５４５）
【出願日】平成２２年８月２４日（２０１０．８．２４）
【出願人】（０００００５８３２）パナソニック電工株式会社 (17,916)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月８日（２０１２．３．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月２４日（２０１０．８．２４）
【出願人】（０００００５８３２）パナソニック電工株式会社 (17,916)
【Ｆターム（参考）】
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