JP2000244984A - 通信制御装置 - Google Patents

通信制御装置

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JP2000244984A
JP2000244984A JP11045711A JP4571199A JP2000244984A JP 2000244984 A JP2000244984 A JP 2000244984A JP 11045711 A JP11045711 A JP 11045711A JP 4571199 A JP4571199 A JP 4571199A JP 2000244984 A JP2000244984 A JP 2000244984A
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JP
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voltage
load
low
power
switch
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JP11045711A
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English (en)
Inventor
Akihiro Hanamura
昭宏 花村
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Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な構成で外部ノイズによる誤動作等を防
止することのできる自動車用通信制御装置を提供するこ
と。 【解決手段】 操作検出手段によりスイッチ操作が検出
された場合に、電源線より負荷装置へと供給する電圧を
変化させるように構成する。また、スイッチのオン・オ
フ操作に基づいて、低電圧負荷装置を駆動または停止さ
せるように、電圧変換器により変換する低電圧を変化さ
せるように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は通信制御装置に関
し、特に、簡単な構成で外部ノイズによる誤動作等を防
止することのできる通信制御装置を提供することを目的
とする。
【0002】
【従来の技術】従来、車両等の通信において、制御信号
を電源線に重畳させて、電力の供給と制御信号の通信を
行う技術があり、この技術では専用の通信線を用いない
で済むので、安価に通信装置を提供できる。また、車両
等の通信において、外部ノイズによる誤動作などの影響
を除去するための技術として、拡散スペクトル通信とい
う通信方式が提案されている。したがって、これらを組
み合わせることで、外部ノイズの影響を除去すると共
に、専用の通信線を用いない安価な通信装置が考えられ
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の通信装置にあっては、複雑な拡散スペクトル
通信を行うために、装置の構成が複雑となってしまうの
で、装置が高価で大型となってしまう、という問題点が
あった。
【0004】本発明は、このような従来の問題点に着目
してなされたもので、外部ノイズの影響を除去できる通
信を、専用の通信線を用いることなく簡単な構成で行う
ことのできる通信制御装置を提供することを目的とす
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、請求項1に記載の発明においては、所定電
圧の電力を発生する電源と、負荷と、該負荷をオン・オ
フさせるスイッチと、前記スイッチが操作されたかどう
かを検出する操作検出手段と、前記電源から前記負荷装
置へと電圧を供給する電源線と、前記操作検出手段によ
り前記スイッチが操作されたことを検出した場合に、前
記電源線により前記負荷装置へと供給する電圧を変化さ
せて、前記負荷を駆動させる制御手段とから構成した。
【0006】また、上記課題を解決するために、請求項
2に記載の発明においては、請求項1に記載された通信
制御装置において、前記負荷装置は、受信回路とスイッ
チ手段と負荷を備えるように構成した。
【0007】また、上記課題を解決するために、請求項
3に記載の発明においては、請求項1に記載された通信
制御装置において、前記負荷装置へと供給する電圧を増
加させる、または、減少させるように構成した。
【0008】また、上記課題を解決するために、請求項
4に記載の発明においては、所定電圧の電力を発生する
発電機と、該発電機の出力端子に接続され、該発電機に
よって発電された電力を蓄える高定格電圧の高電圧バッ
テリと、前記発電機と該高電圧バッテリの少なくとも一
方から電力を供給される高電圧負荷と、該高電圧を低電
圧に変換する電圧変換器と、該電圧変換器により変換さ
れた低電圧が供給される低定格電圧の低電圧バッテリ
と、該低電圧バッテリから低電圧の電力が供給されて駆
動する低電圧負荷装置と、該低電圧負荷装置をオン・オ
フ操作するスイッチと、前記スイッチのオン・オフ操作
に基づいて、前記低電圧負荷装置を駆動または停止させ
るように、前記電圧変換器により変換する低電圧を変化
させる制御手段とから構成した。
【0009】また、上記課題を解決するために、請求項
5に記載の発明においては、請求項2に記載された通信
制御装置において、前記低電圧負荷装置は、受信回路と
スイッチ手段と負荷を備えるように構成した。
【0010】また、上記課題を解決するために、請求項
6に記載の発明においては、請求項2に記載された通信
制御装置において、前記低電圧負荷装置へと供給する電
圧を増加させる、または、減少させるように構成した。
【0011】また、上記課題を解決するために、請求項
7に記載の発明においては、請求項2に記載された通信
制御装置において、前記高電圧バッテリの出力電流、ま
たは、出力電圧を検出するバッテリ検出手段を備え、前
記制御手段は、該バッテリ検出手段により検出した出力
電流が所定値以上の場合または出力電圧が所定値以下の
場合には、前記スイッチのオン・オフ操作に関わらず、
前記低電圧負荷装置を停止させるように、前記電圧変換
器により変換する低電圧を変化させるように構成した。
【0012】また、上記課題を解決するために、請求項
8に記載の発明においては、請求項2に記載された通信
制御装置において、前記高電圧バッテリの出力電流、ま
たは、出力電圧を検出するバッテリ検出手段を備え、前
記制御手段は、該バッテリ検出手段により検出した出力
電流が所定値以上の場合または出力電圧が所定値以下の
場合には、前記スイッチのオン操作が検出されても、前
記電圧変換器により変換する低電圧の変化を禁止させる
ように構成した。
【0013】
【発明の効果】本発明は、以上のような特徴をもつ構成
としているため、以下のような効果が得られる。請求項
1に記載の発明においては、操作検出手段によりスイッ
チ操作が検出された場合に、電源線より負荷装置へと供
給する電圧を変化させるように構成したので、外部ノイ
ズの影響を除去できる通信を専用の通信線を用いずに行
うことができるので、安価で小型に提供することができ
る、という効果を有する。
【0014】また、請求項4に記載の発明においては、
スイッチのオン・オフ操作に基づいて、低電圧負荷装置
を駆動または停止させるように、電圧変換器により変換
する低電圧を変化させるように構成したので、外部ノイ
ズの影響を除去できる通信を専用の通信線を用いずに行
うことができるので、安価で小型に提供することができ
る、という効果を有する。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、本発明による通信制御装置
の実施の形態を添付図面を参照して詳細に説明する。
【0016】(第1の実施の形態)図1は、本発明によ
る通信制御装置の第1の実施の形態を示す構成図であ
る。まず、構成を説明する。1は、車両に設けられ、高
電圧(例えば、42V)を発生する発電機であり、2
は、発電機1と並列に接続された高電圧バッテリ、3
は、高電圧負荷(例えば、電動パワーステアリング)で
ある。
【0017】高電圧負荷3は、スイッチ31をドライバ
ー等がオン・オフ操作することによって、少なくとも発
電機1と高電圧バッテリ2の一方から電力が供給され
る。この高電圧負荷3は、車両の走行に関係する負荷で
あって、運転中には、常にドライバー等の操作によって
動作される負荷である。なお、この高電圧負荷3は複数
あってもよい。
【0018】21は電流計であって、高電圧バッテリ2
の出力端子に流れる電流を検出するものである。
【0019】上述した、発電機1、高電圧バッテリ2、
電流計21、高電圧負荷3、スイッチ31を、高電圧系
と定義する。
【0020】4は電圧変換器であり、発電機1または高
電圧バッテリ2の高電圧の電力を低電圧(例えば、14
V)に変換し、後述する低電圧系に電力を供給するよう
にしている。
【0021】6は低電圧バッテリであり、電圧変換器4
によって、高電圧から低電圧に変換された電力を蓄積す
ると共に、後述する負荷装置7,8および負荷9に供給
する。61は電圧計であって、低電圧バッテリ6の端子
電圧を検出する。
【0022】5は負荷制御回路であって、電圧変換器4
と接続されており、負荷制御回路5からの制御信号に基
づいて、電圧変換器4は低電圧系に電力を供給する。負
荷制御回路5には、ドライバーによってオン・オフ操作
可能なスイッチ77,87が接続されており、スイッチ
77,87は後述する負荷装置7,8にそれぞれ対応し
ている。
【0023】7は負荷装置であって、受信装置71、ス
イッチ72、負荷73(例えば、ライト)から構成され
る。同様に、8は負荷装置であって、受信装置81、ス
イッチ82、負荷83(例えば、シガレット電源)から
構成される。
【0024】9は、ドライバーがオン・オフを操作でき
ない負荷であり、例えばエンジンコントロールユニット
(ECU)である。
【0025】これら、低電圧バッテリ6、電圧計61、
負荷装置7,8、負荷9を、低電圧系と定義する。
【0026】次に、図1に示す電圧変換器4についての
詳細を図2を用いて説明する。100は電圧変換部であ
り、入力されるPWM信号のデューティ比により出力電
圧を変化させて、出力端子V1から出力を行う。この出
力端子V1は、図1に示す低電圧電源線10に接続され
る。
【0027】出力端子V1とグランドの間には、分割抵
抗120,121,122が直列に接続されている。1
10は電圧比較器であり、非反転入力端子には三角波発
生器130が接続され、反転入力端子は分割抵抗120
と分割抵抗121の間に接続される。分割抵抗122の
両端には、スイッチング用のMOSトランジスタ140
が並列に接続されている。
【0028】上述したこれらの電圧変換部100、電圧
比較器110、分割抵抗120,121,122、三角
波発生器130、MOSトランジスタ140から、電圧
変換器4は構成される。
【0029】次に、この電圧変換器4の動作について説
明を行う。分割抵抗120と分割抵抗121の間の電位
は電圧変換部4の定電圧電位を抵抗比に分割した値であ
り、この電圧値をしきい値として、三角波発生器130
の三角波電圧値と比較することにより、電圧比較器11
0はPWM波形を出力する。
【0030】電圧変換部100には電圧比較器110に
より発生したPWM波形が入力され、これを基準に定電
圧電位が決められる。例えば、電圧変換部100の定電
圧電位が上昇した場合には、しきい値が上昇するため
に、電圧比較器110が出力するPWM波形のデューテ
ィが減少し、これを基に電圧変換部100は定電圧電位
を下降させるため、定電圧電位を安定化させるフィード
バック制御が行える。
【0031】今、分割抵抗120,121には、直列に
分割抵抗122が接続されており、これに並列に接続さ
れたスイッチ用のMOSトランジスタ140があり、こ
のMOSトランジスタ140をオンさせると分割抵抗1
22の両端は短絡されるため、分割抵抗120と分割抵
抗121の間の電位が低下する。したがって、上述のし
きい値が低下し、電圧比較器110が出力するPWM波
形のデューティが増加し、これを基に電圧変換部100
の定電圧電位は上昇する。MOSトランジスタ140を
オフさせると上述と逆の動作が行われ、電圧変換部10
0の定電圧電位は下降して元の電位に戻る。スイッチ用
のMOSトランジスタ140は負荷制御回路5から送信
された信号によりオン・オフ動作がされるために、電圧
変換部100の定電圧電位は上記信号に対応して上昇・
下降を行うことになり、電圧変換器4の定電圧電位に負
荷制御回路5から送信された信号を重畳することができ
る。
【0032】次に、第1の実施の形態の動作について説
明を行う。まず、通常制御時の動作について説明を行
う。高電圧系の負荷3のためのスイッチ31がドライバ
ーによってオン操作されると、そのときの負荷の駆動状
況によって、発電機1及び高電圧バッテリ2の少なくと
も一方から電力が供給され、負荷3が駆動すると共に、
電圧変換器4によって低電圧系へと低電圧変換された電
力を供給する。ここで、通常は負荷3、低電圧系へは発
電機1から電力が供給されるが、高電圧バッテリ2の出
力端子に設けた電流計21の値が第1の所定値以上にな
った場合には、発電機1の能力以上に負荷3が駆動され
ており、発電機1だけでは安定した電力供給が負荷3へ
行えないと判断し、発電機1に加えて、高電圧バッテリ
2からも負荷3へと電力を供給する。スイッチ31がオ
フにされると、発電機1は負荷3への電力供給を停止す
ると共に高電圧バッテリ2を充電し、電圧変換器4を介
して低電圧へと変換された電力を供給する。
【0033】次に、低電圧系の負荷7,8,9の動作に
ついて説明を行う。まず、負荷制御回路5のスイッチ7
7,87がオン操作されていない場合には、負荷装置
7,8については駆動が要求されていないので、電圧変
換器4によって高電圧系から供給される電力及びこの電
力によって充電された低電圧バッテリ6からの電力は負
荷7,8には供給されない。一方、負荷(ECU)9
は、運転中には常に電力の供給をしなければならない負
荷であるので、電力を供給する。すなわち、スイッチ7
7,78がオン操作されていない場合には、低電圧電源
線10には一定の電圧(例えば、14Vとする)が供給
されることになる。
【0034】次に、スイッチ77がオンされた場合につ
いての説明を行う。まず、図3(A)〜(D)に示され
たデータ信号について説明を行うと、最初の5ビット分
が通信の始まりを示すヘッダ信号、次の7ビット分がど
の負荷に対する信号かを示す信号、いわゆるアドレスを
示す信号、次の2ビット分が負荷に対する指示信号(オ
ン操作なのか、オフ操作なのか)を示す信号、最後の2
ビットがデータの終わりを示す信号である。このとき、
低電圧電源線10には上述した14Vの電圧と、ビット
が1であるときの値である高電圧(例えば、15V)の
電圧によって、いわゆるデジタル的なオン・オフ信号が
低電圧系に伝えられる。
【0035】スイッチ77がドライバーによってオン操
作されると、負荷制御回路5はそのスイッチ操作に基づ
いて予め定められた制御信号を電圧変換器4へと送信す
る。ここで電圧変換器4は、負荷制御回路5から送信さ
れた制御信号に基づいて、図3(A)に示すような波形
の信号を低電圧電源線10へと送信する。この信号は低
電圧電源線10に印加されるので、負荷7,8,9へと
供給されるが、ここで負荷装置7の受信装置及び負荷装
置8の受信装置には予め定められた負荷番号が与えられ
ており、送信された負荷番号と一致する場合にのみ、ス
イッチ71または81をオンするようになっている。こ
の場合には、負荷装置7をオンさせる信号であるので、
負荷72を駆動させるようにスイッチ71がオンされ、
負荷83についてはオンされない。同様に、図3(B)
は、負荷装置7の駆動を停止させるデータ信号、図3
(C)は負荷装置8を駆動させるデータ信号、図3
(D)は負荷装置8の駆動を停止させるデータ信号であ
り、それぞれのデータが送信された場合に、各負荷装置
の駆動、駆動の停止を行うようになっている。
【0036】すなわち、専用の通信線ではなく、電圧の
値を変化させることによって、データ信号を作成し、こ
れを低電圧電源線10へと供給することで、負荷装置の
駆動を制御するようにしているものである。
【0037】次に、高電圧系の連続作動が要求される場
合についての制御を説明する。負荷3が連続動作されて
いたり、発電機1の故障、経時劣化等により負荷3に十
分な電力が供給できない場合には、負荷3へ発電機1に
加えて高電圧バッテリ2からも電力が供給される。電流
計21よって検出される高電圧バッテリ2の出力電流が
所定値以上になった場合、負荷制御回路5から電圧変換
器4へと負荷装置8の駆動を停止させる信号を与える。
すなわち、仮にスイッチ87がドライバーによって操作
されたとしても、電圧変換器4によって負荷装置8をオ
ン操作させなくし(オン操作を禁止させ)電圧変換器4
の動作を停止して、その分の電力を負荷3へと優先的に
供給する。今、負荷装置7,8が共に駆動されている場
合には、負荷装置8の駆動を停止する信号である図3
(D)に示す信号を順次送信し、負荷装置8の駆動を停
止させるようにする。電圧変換器4が動作を停止してい
る期間は低電圧バッテリ6により負荷装置7及び負荷9
に電力が供給される。
【0038】電流計21の値が所定の値を下回った場合
に、電圧変換器4を動作させてスイッチ87の入力を受
け付けて、負荷装置8を駆動させるようにする。また、
低電圧バッテリの電圧が所定値より低下した場合、電圧
変換器4を動作させて低電圧系に供給する。
【0039】このように、第1の実施の形態では、低電
圧系に供給する電圧を変化させて、負荷装置を駆動させ
るようにしたので、専用の通信線を用いることなく安価
な構成で通信を行うことができる。
【0040】電源線の電圧を変化させて信号としている
ので、信号としての電力が大きく、ノイズによる影響を
受け難く、誤動作を起こし難い。
【0041】また、図2に示したような電圧変換器4の
構成では、正の電圧信号を重畳できるために、信号電圧
を平均化しても電源電圧の低下がなく、信号による電力
損失もない。
【0042】(第1の実施の形態の変形例)次に、図4
を用いて、第1の実施の形態の変形例を説明する。図1
に示した構成については、同様のために、詳細な説明は
省略する。図4は、図1に示した電圧変換器4を、図2
に示す構成から変更したものであり、図2との変更箇所
について説明を行う。
【0043】図2に示した構成の分割抵抗120と直列
に、分割抵抗123が低電圧電源線10との間に接続さ
れている。分割抵抗123の両端には、スイッチング用
のMOSトランジスタ141が並列に接続されており、
ゲート端子は信号変換回路150を介して負荷制御回路
5に接続されている。このMOSトランジスタ141を
オンさせると分割抵抗123の両端は短絡されるため、
分割抵抗120と分割抵抗121の間の電位が上昇す
る。このため、しきい値が上昇し、電圧比較器110が
出力するPWM波形のデューティが減少し、これを基に
電圧変換部100の定電圧電位は低下する。MOSトラ
ンジスタ140をオフさせると上記の反対動作を行い、
電圧変換部100の定電圧電位は上昇して元の電位に戻
る。
【0044】信号変換回路150は負荷制御回路5から
出力された信号波形を反転させ、さらに1パルス分の時
間遅延が行われる。なお、パルスのデューティは50%
とする。このため負荷制御回路5から送られてきた信号
によりスイッチング用のMOSトランジスタ140はオ
ン・オフ動作をするため、電圧変換部100の定電圧電
位は上記信号に対応して上昇・下降を行う。これに続き
スイッチング用のMOSトランジスタ141がオン・オ
フ動作をするため、電圧変換部100の定電圧電位は下
降・上昇を行う。このため、電圧変換器4の定電圧電位
に負荷制御回路5から送られてきた信号が正負の信号と
して重畳される。
【0045】第1の実施の形態の変形例の効果について
説明すると、第1の実施の形態の効果に加えて、正負の
電圧信号を重畳できるため、信号電圧を平均化した場合
に、一定の電圧となり、電源電圧は信号により変動しな
いため、電圧の変動に起因する誤動作または駆動の非安
定は極めて少なくすることができる、という効果を有す
る。
【0046】(第2の実施の形態)次に、図5を用い
て、第2の実施の形態について説明を行う。第2の実施
の形態は、第1の実施の形態に多重通信による通信を加
えた実施の形態であり、第1の実施の形態と同一の箇所
については、説明を省略する。
【0047】200は信号送信機であり、負荷制御回路
5からの制御信号に基づいて、各負荷装置7,8を駆動
制御する。通常制御時においては、負荷装置7,8は信
号送信機200による制御が優先され、負荷73,83
が駆動または停止される。74,84は受信装置であ
り、75,85はスイッチである。
【0048】動作について説明を行うと、通常制御時
に、負荷制御回路5に接続されたスイッチ77がドライ
バーにより操作された場合に、その操作を負荷制御回路
5が認識し、信号送信機200へと出力する。信号送信
機200は、予め定められたデータ信号を負荷装置7,
8の受信装置74,84へと制御信号を送信する。受信
装置74,84は、各負荷装置7,8に割り当てられた
データが与えられた場合に、各負荷73,83を駆動ま
たは停止させる。電圧変換器4から低電圧電源線10へ
と供給される電圧は、一定の電圧(例えば、14V)が
供給されている。
【0049】ここで、この多重通信系に通信不良等の異
常が発生した場合には、信号送信機200からスイッチ
75,85をオフさせるデータを送信し、スイッチ7
7,87に基づく負荷装置7,8の制御を電圧変換器4
から供給する電圧の変化に基づいて、駆動、停止させる
ようにする。すなわち、多重通信系に異常が生じた場合
には、第1の実施の形態に示した動作を行う。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による自動車用通信制御装置の第1の実
施の形態の構成を示す図である。
【図2】第1の実施の形態の電圧変換器を示す図であ
る。
【図3】第1の実施の形態のデータ信号を説明する図で
ある。
【図4】第1の実施の形態の変形例の電圧変換器を示す
図である。
【図5】第2の実施の形態の構成を示す図である。
【符号の説明】
1 発電機 2 高電圧バッテリ 3 高電圧負荷 4 電圧変換器 5 負荷制御回路 6 低電圧バッテリ 7,8 負荷装置 9 負荷 10 低電圧電源線 21 電流計 31 スイッチ 61 電圧計 71,74,81,84 受信装置 72,75,77,82,85,87 スイッチ 73,83 負荷 100 電圧変換部 110 電圧比較器 120,121,122,123 分割抵抗 130 三角波発生器 140,141 MOSトランジスタ 150 信号変換回路 200 信号送信機

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 所定電圧の電力を発生する電源と、 負荷と、 前記負荷をオン・オフさせるスイッチと、 前記スイッチが操作されたかどうかを検出する操作検出
    手段と、 前記電源から前記負荷装置へと電圧を供給する電源線
    と、 前記操作検出手段により前記スイッチが操作されたこと
    を検出した場合に、前記電源線により前記負荷装置へと
    供給する電圧を変化させて、前記負荷を駆動させる制御
    手段とを有することを特徴とする通信制御装置。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の自動車用通信制御装置
    において、 前記負荷装置は、受信回路とスイッチ手段と負荷を備え
    ることを特徴とする通信制御装置。
  3. 【請求項3】 請求項1に記載の通信制御装置におい
    て、 前記負荷装置へと供給する電圧を増加させる、または、
    減少させることを特徴とする通信制御装置。
  4. 【請求項4】 所定電圧の電力を発生する発電機と、 前記発電機の出力端子に接続され、該発電機によって発
    電された電力を蓄える高定格電圧の高電圧バッテリと、 前記発電機と前記高電圧バッテリの少なくとも一方から
    電力を供給される高電圧負荷と、 前記高電圧を低電圧に変換する電圧変換器と、 前記電圧変換器により変換された低電圧が供給される低
    定格電圧の低電圧バッテリと、 前記低電圧バッテリから低電圧の電力が供給されて駆動
    する低電圧負荷装置と、 前記低電圧負荷装置をオン・オフ操作するスイッチと、 前記スイッチのオン・オフ操作に基づいて、前記低電圧
    負荷装置を駆動または停止させるように、前記電圧変換
    器により変換する低電圧を変化させる制御手段とを有す
    ることを特徴とする通信制御装置。
  5. 【請求項5】 請求項2に記載の通信制御装置におい
    て、 前記低電圧負荷装置は、受信回路とスイッチ手段と負荷
    を備えることを特徴とする通信制御装置。
  6. 【請求項6】 請求項2に記載の通信制御装置におい
    て、 前記低電圧負荷装置へと供給する電圧を増加させる、ま
    たは、減少させることを特徴とする通信制御装置。
  7. 【請求項7】 請求項2に記載の通信制御装置におい
    て、 前記高電圧バッテリの出力電流、または、出力電圧を検
    出するバッテリ検出手段を備え、 前記制御手段は、前記バッテリ検出手段により検出した
    出力電流が所定値以上の場合または出力電圧が所定値以
    下の場合には、前記スイッチのオン・オフ操作に関わら
    ず、前記低電圧負荷装置を停止させるように、前記電圧
    変換器により変換する低電圧を変化させることを特徴と
    する通信制御装置。
  8. 【請求項8】 請求項2に記載の通信制御装置におい
    て、 前記高電圧バッテリの出力電流、または、出力電圧を検
    出するバッテリ検出手段を備え、 前記制御手段は、前記バッテリ検出手段により検出した
    出力電流が所定値以上の場合または出力電圧が所定値以
    下の場合には、前記スイッチのオン操作が検出されて
    も、前記電圧変換器により変換する低電圧の変化を禁止
    させることを特徴とする通信制御装置。
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