(57)【要約】【課題】重畳信号に対する消費電流の変動の影響を抑制する電気機器を提供する。【解決手段】動作素子の状態に応じた動作信号にデータ信号を重畳させた重畳信号を外部に送信する電気機器（６）は、電流を消費する電流消費部（６２０）と、前記電流消費部における消費電流の変動に伴う前記重畳信号の電流変動を抑制するように、前記電流消費部を含む回路における電流消費を制御する電流制御部（６２３ａ）と、を備えている。【選択図】図５
2019012906.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
動作素子の状態に応じた動作信号を外部に送信し、または、動作素子を制御する動作信号が外部から入力されるとともに、データ信号を前記動作信号に重畳させた重畳信号を外部に送信する電気機器であって、
当該電気機器における処理に伴って電流を消費する電流消費部と、
前記電流消費部における消費電流の変動に伴う前記重畳信号の電流変動を抑制するように、前記電流消費部を含む回路における電流消費を制御する電流制御部と、を備えている
ことを特徴とする電気機器。
【請求項２】
前記電流制御部は、前記電流消費部における消費電流の変動に伴う前記重畳信号の電流変動の幅が、前記データ信号の値の変化に基づく前記重畳信号の電流変動の幅に対して所定の割合以下となるように、前記電流消費部を含む回路における電流消費を制御する
ことを特徴とする請求項１に記載の電気機器。
【請求項３】
前記電流制御部は、前記電流消費部による電流消費がないときに、当該電流消費部による電流消費がある場合に相当する電流を消費する第１負荷を有する回路に切り替える
ことを特徴とする請求項１または２に記載の電気機器。
【請求項４】
第２負荷を有する回路を備えるとともに、
前記電流制御部は、前記電流消費部における電流消費があるときの電流が連続的に変化するときに、当該連続的な変化を打ち消すように前記第２負荷における消費電流を連続的に変化させる制御を行う
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の電気機器。
【請求項５】
第２負荷を有する回路を備えるとともに、
前記電流制御部が、前記電流消費部に入力される電流値を検知するための第３負荷を備えており、
前記第３負荷による電圧降下の大きさに応じて、前記第２負荷における消費電流を変化させる
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の電気機器。
【請求項６】
前記第２負荷が、複数の負荷から構成されており、
前記電流制御部は、前記電流消費部における電流消費と、前記第２負荷を有する回路における電流消費の総和の変動を抑制するように、前記複数の負荷の中から電流を消費させる負荷を選択する
ことを特徴とする請求項４に記載の電気機器。
【請求項７】
前記電流消費部は、
点灯、消灯、および点滅の少なくともいずれかを実行する発光部、
前記電気機器における故障の有無を診断する診断回路、
および前記電流制御部を含む演算処理部、の少なくともいずれか１つを含む
ことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の電気機器。
【請求項８】
前記電流制御部は、前記診断回路における消費電流、および、前記演算処理部における消費電流の合計値の変動を抑制するように、前記演算処理部における演算処理の実行制御を行う
ことを特徴とする請求項７に記載の電気機器。
【請求項９】
前記診断回路が、診断結果出力が必要とされる期間において常に診断処理を実行するとともに、前記演算処理部が、診断結果出力を行うべきタイミングでのみ前記診断回路における診断結果を出力する
ことを特徴とする請求項７に記載の電気機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電気機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、検出情報に加えて通信データの送受信を行う３線式の電気機器（センサ等）があった。このような電気機器は、電源の供給および信号の入出力のために、電源線２本と信号線１本とを少なくとも必要とした。３線式の通信方法の１つに、IO-Link（登録商標）がある。非特許文献１はIO-Linkの仕様書である。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】“IO-Link Interface and System Specification”、version 1.1.2、July 2013、IO-Link Community、Order No:10.002、4 Overview of SDCI、p32-p37
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、非特許文献１の技術では、配線数が多くなるという問題がある。また、非特許文献１の技術では、例えば、センサの検出信号をセンサが通信データに変換して外部に送信する。それゆえ、変換処理のために、外部機器が検出信号を認識するまでの時間が長くなる、または、センサおよび外部機器の回路構成が複雑になるという問題がある。
【０００５】
本発明の発明者は、前記の問題に対して、データ信号を、自身から出力する動作信号、または自身に入力される動作信号に重畳させた重畳信号として通信装置へ送信するセンサを新たに開発した。このようなセンサおよび通信装置が用いる通信方法において、データ信号の電流値は、動作信号の電流値の１／１０程度に抑える必要がある。例えば、データ信号は、０〜３ｍＡ程度の電流変化によって、具体的な値（Ｈ／Ｌ）を伝達することができる。
【０００６】
ユーザがセンサの状態（運転／異常状況など）を確認するために、当該センサにＬＥＤや自己診断回路を設け、当該ＬＥＤの点灯状態や自己診断回路の診断結果によってセンサの状態を判断することが考えられる。しかしながら、これらの部材は、動作状態（ＯＮ／ＯＦＦ）によって消費電流が変化するため、データ信号の値の読み取り結果に影響を与えるおそれがある。例えば、ＬＥＤを備えたセンサにおいて当該ＬＥＤを点滅させると、ＬＥＤは０．１〜０．５秒ごとにＯＮ／ＯＦＦの切り替えを繰り返す。ＬＥＤの動作状態がＯＦＦからＯＮに切り替わると、データ信号の値の変化による電流変化と同程度の電流の増加を生じる。そのため、ＬＥＤの動作状態の切り替えに基づく電流の変化をデータ信号の値の変化による電流変化と誤認し、通信の誤受信を生じるという問題があった。
【０００７】
前記の問題を解消するためには、例えばＬＥＤや自己診断回路の動作状態の変化による消費電流の変化を抑制し、データ信号の値の変化を示す電流変化と混同しないようにする必要がある。
【０００８】
本発明の一態様は、構成要素における消費電力が変化してもデータ信号を誤受信しない、利便性に優れた電気機器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】
【０００９】
前記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る電気機器は、動作素子の状態に応じた動作信号を外部に送信し、または、動作素子を制御する動作信号が外部から入力されるとともに、データ信号を前記動作信号に重畳させた重畳信号を外部に送信する電気機器であって、当該電気機器における処理に伴って電流を消費する電流消費部と、前記電流消費部における消費電流の変動に伴う前記重畳信号の電流変動を抑制するように、前記電流消費部を含む回路における電流消費を制御する電流制御部と、を備えている構成である。
【００１０】
本発明の一態様に係る電気機器において、前記電流制御部は、前記電流消費部における消費電流の変動に伴う前記重畳信号の電流変動の幅が、前記データ信号の値の変化に基づく前記重畳信号の電流変動の幅に対して所定の割合以下となるように、前記電流消費部を含む回路における電流消費を制御する構成としてもよい。
【００１１】
本発明の一態様に係る電気機器において、前記電流制御部は、前記電流消費部による電流消費がないときに、当該電流消費部による電流消費がある場合に相当する電流を消費する第１負荷を有する回路に切り替える構成としてもよい。
【００１２】
本発明の一態様に係る電気機器において、第２負荷を有する回路を備えるとともに、前記電流制御部は、前記電流消費部における電流消費があるときの電流が連続的に変化するときに、当該連続的な変化を打ち消すように前記第２負荷における消費電流を連続的に変化させる制御を行う構成としてもよい。
【００１３】
本発明の一態様に係る電気機器において、第２負荷を有する回路を備えるとともに、前記電流制御部が、前記電流消費部に入力される電流値を検知するための第３負荷を備えており、前記第３負荷による電圧降下の大きさに応じて、前記第２負荷における消費電流を変化させる構成としてもよい。
【００１４】
本発明の一態様に係る電気機器において、前記第２負荷が、複数の負荷から構成されており、前記電流制御部は、前記電流消費部における電流消費と、前記第２負荷を有する回路における電流消費の総和の変動を抑制するように、前記複数の負荷の中から電流を消費させる負荷を選択する構成としてもよい。
【００１５】
本発明の一態様に係る電気機器において、前記電流消費部は、点灯、消灯、および点滅の少なくともいずれかを実行する発光部、前記電気機器における故障の有無を診断する診断回路、および前記電流制御部を含む演算処理部、の少なくともいずれか１つを含む構成としてもよい。
【００１６】
本発明の一態様に係る電気機器において、前記電流制御部は、前記診断回路における消費電流、および、前記演算処理部における消費電流の合計値の変動を抑制するように、前記演算処理部における演算処理の実行制御を行う構成としてもよい。
【００１７】
本発明の一態様に係る電気機器において、前記診断回路が、診断結果出力が必要とされる期間において常に診断処理を実行するとともに、前記演算処理部が、診断結果出力を行うべきタイミングでのみ前記診断回路における診断結果を出力する構成としてもよい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の一態様によれば、重畳信号に対する消費電流の変動の影響を抑制する、利便性に優れた電気機器を提供することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一態様の電気機器と入力ユニットの構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の一態様の制御システムの構成を示すブロック図である。
【図３】信号波形の一例を模式的に示す図である。
【図４】比較例としての電気機器の回路構成の一例を示す回路図である。
【図５】本発明の実施形態１に係る電気機器の回路構成の一例を示す回路図である。
【図６】図６の（ａ）は図５と同等の回路をトランジスタと抵抗の組み合わせで構成したときの回路図であり、図６の（ｂ）は演算処理部６２３が出力する電圧の組み合わせと発光部６２１の状態を示す図である。
【図７】本発明の実施形態２に係る電気機器の回路構成の一例を示す回路図である。
【図８】図８の（ａ）は本発明の実施形態３に係る電気機器の回路構成の一例を示す回路図であり、図８の（ｂ）は診断回路における消費電流の時間的な変動を示す図である。
【図９】図８の（ａ）と同等の回路をＰＷＭ回路と平滑回路を用いて構成したときの回路図である。
【図１０】本発明の実施形態４に係る電気機器の回路構成の一例を示す回路図である。
【図１１】図１１の（ａ）は前記各実施形態において電気機器が実行する処理の一例を示すフローチャートであり、図１１の（ｂ）は本発明の実施形態５に係る電気機器が実行する処理の一例を示すフローチャートである。
【図１２】図１２の（ａ）は本発明の実施形態６に係る電気機器の回路構成の一例を示す回路図であり、図１２の（ｂ）は診断回路における消費電流の時間的な変動を示す図である。
【図１３】図１２と同等の回路構成の一例を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
〔実施形態１〕
本発明の実施形態１に係る電気機器６について、図１〜７を用いて以下に説明する。
【００２１】
（制御システム１の構成）
図２は、本実施形態の制御システムの構成を示すブロック図である。制御システム１は、ＰＣ２（パーソナルコンピュータ、情報処理装置）、コントローラ３、入力ユニット４、出力ユニット５、および、電気機器６〜１０を備える。ＰＣ２は、コントローラ３に接続されている。ＰＣ２は、コントローラ３から電気機器６〜１０の関する情報を受信し、かつ、コントローラ３に制御命令を送信する。コントローラ３は、入力ユニット４および出力ユニット５に接続されている。コントローラ３は、制御命令に従って、電気機器６〜１０を動作させるまたは制御するための信号を入力ユニット４および出力ユニット５に送信する。コントローラ３は、入力ユニット４または出力ユニット５を介して受信した電気機器６〜１０からの信号を、ＰＣ２に送信する。
【００２２】
入力ユニット４（受信機器）は、電気機器６、７に接続されている。電気機器６、７のそれぞれは、１対の信号線によって入力ユニット４に接続されている。入力ユニット４は、電気機器６、７を動作させ、かつ、電気機器６、７から受信した信号をコントローラ３に送信する。
【００２３】
電気機器６、７は、入力ユニット４から供給される電力によって動作し、かつ、電気機器６、７に含まれる動作素子の状態に応じた信号を入力ユニット４に送信する。ここでは、電気機器６は、動作素子としてスイッチを含むリミットスイッチである。電気機器７は、動作素子としてセンシング素子を含むセンサである。
【００２４】
出力ユニット５（受信機器）は、電気機器８〜１０に接続されている。電気機器８〜１０のそれぞれは、１対の信号線によって出力ユニット５に接続されている。出力ユニット５は、ＰＣ２およびコントローラ３からの指示に基づき、電気機器８〜１０を動作させ、かつ、電気機器８〜１０を制御する。また、出力ユニット５は、電気機器８〜１０から受信した信号をコントローラ３に送信する。
【００２５】
電気機器８〜１０は、出力ユニット５から供給される電力によって動作し、かつ、出力ユニット５から受信する制御信号によって制御される。ここでは、電気機器８は、動作素子としてコイルを含むリレー装置である。電気機器９は、動作素子としてコイルを含む電磁バルブである。電気機器１０は、動作素子としてコイルを含む電動アクチュエータである。
【００２６】
（電気機器６と入力ユニット４の構成）
図１は、電気機器６と入力ユニット４の構成を示すブロック図である。ここでは、電気機器６（リミットスイッチ）と入力ユニット４とを例に挙げて説明する。電気機器６と入力ユニット４とは、１対の信号線２１、２２によって互いに接続されている。信号線２１は、入力ユニット４の第１入力端子３１と、電気機器６の第１端子１１とに接続される。信号線２２は、入力ユニット４の第２入力端子３２と、電気機器６の第２端子１２とに接続される。信号線２１の経路には、電源２０が設けられている。電源２０は、所定の電圧（ここでは２４Ｖ）を発生させる直流電源である。
【００２７】
電気機器６は、第１端子１１、第２端子１２、動作素子１３、電位差発生回路１４、および送信回路１５を備える。送信回路１５は、降圧回路１６、データ生成回路１７、重畳回路１８、および診断回路１９を備える。動作素子１３は、第１端子１１と第２端子１２との間に接続される。電位差発生回路１４は、第１端子１１と第２端子１２との間の通電路において、動作素子１３に対して直列に接続される。第２端子１２の電位は、動作素子１３の状態に応じて変化する。すなわち、第２端子１２は、動作素子１３の状態に応じた出力信号（動作信号）を外部（信号線２２）に出力する。
【００２８】
送信回路１５は、第１端子１１と第２端子１２との間に接続される。送信回路１５は、第１端子１１と第２端子１２との間の電圧を電源として動作する。降圧回路１６は、第１端子１１と第２端子１２との間の電圧を所定の電圧に降圧して、データ生成回路１７に所定の電圧を出力する。データ生成回路１７は、降圧回路１６から印加された電圧によって動作し、入力ユニット４に送信されるべき送信データを生成する。送信データは、例えば、電気機器６に固有の識別子（ＩＤ情報）を含む。データ生成回路１７は、重畳回路１８に送信データを出力する。重畳回路１８は、受け取った送信データを、データ信号として上記出力信号に重畳させる。これにより、送信回路１５は、データ信号を出力信号に重畳させた重畳信号を、第２端子１２から信号線２２に出力する。
【００２９】
診断回路１９は、降圧回路１６から印加された電圧によって動作し、電気機器６の診断情報を表す診断データを生成する。診断回路１９は、電気機器６の素子（例えば動作素子１３）に関するチェック回路を備え、チェック回路の出力が正常か否かに応じて、電気機器６が正常か否かを示す診断データを生成する。診断回路１９は、診断データ（診断情報）をデータ生成回路１７に出力する。データ生成回路１７は、診断データを送信データに含めてもよい。
【００３０】
入力ユニット４は、第１入力端子３１、第２入力端子３２、入力回路３３、抽出回路３４、誤り検出回路３５、およびユニット制御回路３６を備える。図１ではコントローラ３への送信部分の構成の図示を省略している。第１入力端子３１の電位は一定（例えばＧＮＤ）に維持される。第２入力端子３２には、信号線２２から重畳信号が入力される。
【００３１】
入力回路３３は、重畳信号から出力信号を抽出し、出力信号をユニット制御回路３６に出力する。抽出回路３４は、重畳信号からデータ信号を抽出し、データ信号を誤り検出回路３５に出力する。誤り検出回路３５は、ＣＲＣチェック（巡回冗長検査）またはマンチェスタ符号チェック等の任意のデータチェック方法を用いて、データ信号に対して誤り検出を行う。誤り検出回路３５は、データ信号および誤り検出結果をユニット制御回路３６に出力する。なお、誤り検出回路３５は、データ信号から誤りが検出された場合、該データ信号をユニット制御回路３６に出力しなくてもよい。ユニット制御回路３６は、出力信号およびデータ信号を、コントローラ３に出力する。誤り検出回路３５およびユニット制御回路３６は、例えば、１つの集積回路または複数の集積回路によって構成され得る。
【００３２】
（重畳信号の構成）
本発明の一態様に係る電気機器６が通信に用いる、重畳信号の構成について図３を用いて説明する。図３は、信号波形の一例を模式的に示す図である。図３における（ａ）は、出力信号（動作信号）の周期がデータ信号の周期より長い場合を示し、（ｂ）は、出力信号の周期がデータ信号の周期より短い場合を示す。出力信号とデータ信号とが重畳されたものが重畳信号である。重畳信号の波形は、出力信号の波形と、データ信号の波形とを重畳したものになる。出力信号の振幅は、データ信号の振幅より大きい。そのため、重畳信号から、元の出力信号の値およびデータ信号の値を知ることができる。電気機器６のスイッチがＯＮの場合、出力信号はＨとなり、電気機器６のスイッチがＯＦＦの場合、出力信号はＬとなる。
【００３３】
重畳信号の値は、低い方からＬ１、Ｌ２、Ｈ１、Ｈ２に分けられる。重畳信号が、Ｌ範囲内であれば、出力信号はＬである。Ｌ範囲は、Ｌ１およびＬ２を含む。重畳信号が、Ｌ範囲より高いＨ範囲内であれば、出力信号はＨである。Ｈ範囲は、Ｈ１およびＨ２を含む。重畳信号がＬ１またはＨ１の場合、データ信号はＬである。重畳信号がＬ２またはＨ２の場合、データ信号はＨである。
【００３４】
（比較例としての電気機器の構成）
比較例としての電気機器６の構成について、図４を用いて以下に説明する。図４は、比較例としての電気機器６の回路構成の一例を示す回路図である。
【００３５】
電気機器６は、電源６１０、および電流消費部６２０を備えており、電流消費部６２０は、発光部６２１、および演算処理部６２３を少なくとも含んでいる。なお、図４において、図１に示した第１端子１１、第２端子１２、動作素子１３、電位差発生回路１４、データ生成回路１７、重畳回路１８などの構成は省略している。
【００３６】
電源６１０は、図１に示す降圧回路１６に相当し、一定の電圧（３．３Ｖ等）を電流消費部６２０に対して印加する。
【００３７】
電流消費部６２０は、電気機器６における処理に伴って、電源６１０より供給された電流を消費する回路部分である。図示の例では、電流消費部６２０は、発光部６２１と演算処理部６２３の他にバッファＩＣと電流制限抵抗とを備えている。なお、以降の説明において、バッファＩＣおよび電流制限抵抗における電流消費については無視できるものとする。
【００３８】
発光部６２１は、演算処理部６２３がバッファＩＣを制御することによって点灯、消灯、および点滅の少なくともいずれかを実行することができる、例えばＬＥＤである。
【００３９】
演算処理部６２３は、図示しない動作素子の状態に応じてバッファＩＣに入力する電流を制御することができる、例えばＭＰＵ（Micro Processing Unit：超小型演算装置）である。なお、演算処理部６２３は、図１に示したデータ生成回路１７の機能を有するものであってもよい。
【００４０】
バッファＩＣは、演算処理部６２３から入力された電流に応じて発光部６２１に対する電流のＯＮ／ＯＦＦを切り替えることが可能な、電気的なスイッチである。
【００４１】
電流制限抵抗は、発光部６２１と直流に接続された、当該発光部６２１に流れる電流値の上限を規定する抵抗である。電流制限抵抗は、なくてもよい。
【００４２】
（比較例としての電気機器の動作）
比較例としての電気機器６の動作について説明する。
【００４３】
電気機器６は、演算処理部６２３にてバッファＩＣの動作を切り替えることにより、発光部６２１に電流を流し、当該発光部６２１を消灯状態から点灯状態に切り替えることができる。このとき、電源６１０から入力された電流は、発光部６２１および演算処理部６２３にて消費されることとなる。一方、発光部６２１を点灯状態から消灯状態に切り替えるときは、電源６１０から入力された電流は発光部６２１を通らなくなるので、演算処理部６２３のみで消費されることとなる。よって、発光部６２１が点灯状態のときの電流消費部６２０の消費電流は、発光部６２１が消灯状態のときの電流消費部６２０の消費電流よりも多くなる。そのため、図４の回路構成を重畳信号を用いた通信を行う電気機器に適用すると、発光部６２１の動作状態を切り替えたときに発生する消費電流の変化が、データ信号の値の変化による電流変化と混同されるおそれがある。
【００４４】
（電気機器の構成）
本発明の一態様に係る電気機器６の構成について、図５を用いて説明する。図５は、電気機器６の回路構成の一例を示す回路図である。なお、以下の説明は電気機器６に関するものであるが、図２の電気機器７〜１０であっても同様である。
【００４５】
本発明の一態様に係る電気機器６は、基本的な構成は図４に係る電気機器６と同一であるが、一部構成が異なる。本実施形態において、演算処理部６２３は電流制御部６２３ａを含んでいる。
【００４６】
電流制御部６２３ａは、電流消費部６２０における消費電流の変動に伴う重畳信号の電流変動を抑制するように、電流消費部６２０を含む回路における電流消費を制御する。より具体的には、電流制御部６２３ａは、電流消費部６２０における消費電流の変動に伴う重畳信号の電流変動の幅が、データ信号の値の変化に基づく重畳信号の電流変動の幅に対して所定の割合以下となるように、電流消費部６２０を含む回路における電流消費を制御する。
【００４７】
電流消費部６２０は、第１負荷６３０を有する回路をさらに備えている。第１負荷６３０は、電流消費部６２０による電流消費がある場合に相当する電流を消費する負荷である。より具体的には、第１負荷６３０は、発光部６２１が点灯状態であるときに消費する電流とほぼ同じ電流を消費する。
【００４８】
（電気機器の動作）
本発明の一態様に係る電気機器６の動作について説明する。
【００４９】
電気機器６は、演算処理部６２３にてバッファＩＣの動作を切り替える点は比較例としての電気機器６と同一である。
【００５０】
発光部６２１が消灯状態であるとき、電源６１０から入力される電流は、第１負荷６３０およびバッファＩＣを流れる。一方、発光部６２１が点灯状態であるとき、電源６１０から入力される電流は、バッファＩＣ、発光部６２１、および電流制限抵抗を流れる。第１負荷６３０における電流消費は発光部６２１が点灯状態であるときの消費電流とほぼ同じであるため、電気機器６の電流消費部６２０における消費電流が、発光部６２１の動作状態に応じて変動することを抑制できる。
【００５１】
なお、本発明の一態様に係る電気機器６は、電流制御部６２３ａの制御によって発光部６２１に入力される電流のＯＮ／ＯＦＦを切り替えることができるのであれば、図５の構成でなくてもよい。バッファＩＣの代わりにトランジスタと抵抗の組み合わせを用いて図５と同等の動作を行う電気機器６の回路構成について、図６の（ａ）に示す。図６の（ａ）は、図５と同等の回路をトランジスタと抵抗の組み合わせで構成したときの回路図である。
【００５２】
図示の例において、演算処理部６２３はＰ０およびＰ１という、２系統の出力を備えている。各トランジスタは、演算処理部６２３から抵抗を介した電流をベース電流として受け付け、ベース電流の制御にともなってエミッタ−コレクタ間のスイッチングを行うことができる。演算処理部６２３が出力する電圧の組み合わせについて、図６の（ｂ）に示す。図６の（ｂ）は、演算処理部６２３が出力する電圧の組み合わせと発光部６２１の状態を示す図である。例えば、演算処理部６２３がＰ０およびＰ１から出力する電圧の大きさについて、エミッターコレクタ間を導通させる範囲の値をＨ、導通させない範囲の値をＬとする。このとき、Ｐ０から出力する電圧の値がＨであり、Ｐ１から出力する電圧の値がＬであれば、発光部６２１が点灯状態になるとともに、第１負荷６３０には電流が流れないこととなる。一方、Ｐ０から出力する電圧の値がＬであり、Ｐ１から出力する電圧の値がＨであれば、発光部６２１が消灯状態になるとともに、第１負荷６３０に電流が流れることとなる。このようにして、発光部６２１と第１負荷６３０のいずれか一方に対して電流を入力するよう、Ｐ０およびＰ１から出力する電圧の組み合わせを制御することにより、図５に示した回路構成と同様の作用効果を得ることができる。
【００５３】
〔実施形態２〕
本発明の実施形態２に係る電気機器６について、図７の（ａ）を用いて説明する。図７の（ａ）は、電気機器６の回路構成の一例を示す回路図である。なお、説明の便宜上、前記実施形態１にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
【００５４】
（電気機器の構成）
本実施形態に係る電気機器６は、基本的な構成は図６を用いて説明した前記実施形態１と同一であるが、一部構成が異なっている。本実施形態において、電気機器６は、発光部６２１の代わりに診断回路６２２を備えており、トランジスタの代わりにＭＯＳＦＥＴを用いる点が異なる。換言すれば、電気機器６において、診断回路６２２は、前記実施形態１における発光部６２１と同様に、動作のＯＮ／ＯＦＦに応じて電流消費部６２０における消費電流の大きさを変動させるものである。
【００５５】
診断回路６２２は、電気機器６における故障の有無を診断する。診断回路６２２の動作状態は、演算処理部６２３がＰ０から出力した電圧に基づいて動作状態と停止状態とを切り替えることができる。なお、図示の例において、診断回路６２２と演算処理部６２３とは、それぞれ独立した演算回路として示されているが、同じ演算回路内で機能を分けて実現されてもよい。
【００５６】
電流制御部６２３ａは、基本的な構成は前記実施形態１と同一であるが、演算処理部６２３の系統Ｐ０から出力した電圧を、診断回路６２２へ直接入力する点、および演算処理部６２３の系統Ｐ１から出力する電圧を制御してＭＯＳＦＥＴの導通状態を切り替える点が異なる。電流制御部６２３ａは、Ｐ０から出力する電圧、およびＰ１から出力する電圧の組み合わせを制御することにより、診断回路６２２と第１負荷６３０のいずれか一方に対して電流が入力されるように制御することができる。
【００５７】
（電気機器の動作）
本発明の一態様に係る電気機器６の動作について、図７の（ｂ）を用いて説明する。図７の（ｂ）は、演算処理部６２３が出力する電圧の組み合わせと診断回路６２２の状態を示す模式図である。
【００５８】
電気機器６の動作は、図６を用いて示した前記実施形態１とほぼ同一である。すなわち電流制御部６２３ａが演算処理部６２３の系統Ｐ０から出力する電圧の大きさについて、診断回路６２２を動作状態に遷移させる範囲の値をＨ、停止状態に遷移させる範囲の値をＬとする。また、電流制御部６２３ａが演算処理部６２３の系統Ｐ１から出力し、ＭＯＳＦＥＴのゲートに印加する電圧について、ソース−ドレイン間を導通させ、第１負荷６３０に電流を流すときの値をＨ、導通させないときの値をＬとする。このとき、電流制御部６２３ａがＰ０から出力する電圧の値がＨであり、Ｐ１から出力し、ＭＯＳＦＥＴのゲートに印加する電圧がＬであれば、診断回路６２２は動作状態に遷移するとともに、第１負荷６３０には電流が流れないこととなる。一方、Ｐ０から出力する電圧の値がＬであり、Ｐ１から出力し、ＭＯＳＦＥＴのゲートに印加する電圧がＨであれば、診断回路６２２が停止状態に遷移するとともに、第１負荷６３０に電流が流れることとなる。このようにして、診断回路６２２と第１負荷６３０のいずれか一方に対して電流を入力するよう、Ｐ０おおよびＰ１から出力する電圧を制御し、診断回路６２２が動作状態と停止状態との間で切り替わったときの電流消費部６２０における電流の変動を抑制することができる。
【００５９】
〔実施形態３〕
本発明の実施形態３に係る電気機器６について、図８を用いて説明する。なお、説明の便宜上、前記実施形態１にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
【００６０】
（電気機器の構成）
本実施形態に係る電気機器６の構成について、図８の（ａ）を用いて説明する。図８の（ａ）は、電気機器６の回路構成の一例を示す回路図である。
【００６１】
電気機器６は、基本的には前記実施形態２に係る電気機器６の同一の構成であるが、一部構成が異なっている。電気機器６は第２負荷６４０を有する回路を備えており、電流消費部６２０における電流消費があるときの電流が連続的に変化するときは、当該連続的な変化を打ち消すように第２負荷６４０における消費電流を連続的に変化させる制御を行う点が異なっている。より具体的には、電気機器６は、診断回路６２２における消費電流が時間的な変動を含むときに、当該診断回路６２２における消費電流と第２負荷６４０における消費電流の総和が常に所定の消費電流値となるように、第２負荷６４０を有する回路に入力する電流を制御することができる。
【００６２】
電流消費部６２０は、演算処理部６２３の電流の出力先の１つとして、トランジスタの代わりにオペアンプを備えており、第１負荷６３０を有する回路の代わりに当該オペアンプの出力に直列に接続されている第２負荷６４０を有する回路をさらに備えている。
【００６３】
演算処理部６２３は、Ｐ０とＰ１の２系統の出力を備えている点は前記実施形態２と同一であるが、Ｐ１の出力は、図示しないＤＡＣ（digital to analog converter：デジタル−アナログ変換回路）を介してオペアンプの＋入力端子に入力される。Ｐ１から出力される電圧は、診断回路６２２における消費電流の時間的な変動に応じて変動する。なお、Ｐ１から出力される電圧に対する変動は、診断回路６２２における消費電流の時間的な変動を予め記憶しておき、記憶した内容に基づいて設定されたプロファイル情報に基づいて行われてもよい。また、ＤＡＣは演算処理部６２３に内蔵されていてもよい。
【００６４】
診断回路６２２は、基本的な構成は前記実施形態２と同一であるが、消費電流が動作状態と停止状態とで二値的に変動するのではなく、連続的に変化する、時間的な変動を含む点が異なる。例えば、診断回路６２２を停止状態から動作状態に遷移させたときに、当該診断回路６２２における消費電流は所定の時間が経過した後に最大値となるように変動することができる。消費電流の時間的な変動の具体例については後述する。
【００６５】
電流制御部６２３ａは、基本的な構成は前記実施形態２と同一であるが、診断回路６２２における消費電流と第２負荷６４０における消費電流の総和が常に所定の消費電流値となるように、第２負荷６４０に入力する電流を制御する点が異なっている。なお、消費電流の総和に適用される所定の消費電流値は、診断回路６２２における消費電流の最大値以上であればどのように設定されてもよい。例えば、診断回路６２２における消費電流の最大値と等しくてもよい。
【００６６】
オペアンプは、＋入力端子および−入力端子のそれぞれに印加された電圧の差を増幅し、出力する増幅器である。図示の例では、オペアンプの出力は−入力端子に接続されているため、演算処理部６２３に接続されている＋入力端子に印加される電圧と、出力に印加される電圧は等しくなっている。
【００６７】
第２負荷６４０は、オペアンプの出力に直列に接続された負荷である。上述したように、オペアンプの出力に印加される電圧は、演算処理部６２３から出力され、オペアンプの＋入力端子に印加された電圧と等しい。よって、第２負荷６４０に印加される電圧は、演算処理部６２３から出力された時点の電圧と等しくなる。また、図示の例において第２負荷６４０の抵抗値は一定であるため、第２負荷６４０における消費電流の大きさは、当該第２負荷６４０に印加される電圧に比例する。すなわち、第２負荷６４０における消費電流は、演算処理部６２３がＰ１からＤＡＣを介してオペアンプの＋入力端子に印加した電圧に比例する。本実施形態において、第２負荷６４０は、電流消費部６２０における電流消費があるときの電流が連続的に変化するときは、当該連続的な変化を打ち消すように自身の消費電流を連続的に変化させることができる。
【００６８】
（電気機器の動作）
本発明の一態様に係る電気機器６の動作について、図８の（ｂ）を用いて説明する。図８の（ｂ）は、診断回路６２２における消費電流の時間的な変動を示す図である。
【００６９】
図８の（ｂ）は、縦軸を診断回路６２２における消費電流の大きさとし、横軸を時間とした、診断回路６２２における消費電流の時間的変動を示す図である。また、図の下部には、図と同期する、診断回路６２２における動作状態と停止状態との切り替えタイミングが示されている。図示の例において、診断回路６２２のスイッチがＯＮとなり、停止状態から動作状態への遷移が始まると、当該診断回路６２２の消費電流は、初期値から時間に比例して増大する。その後、診断回路６２２のスイッチがＯＦＦとなり、動作状態から停止状態への遷移が始まったあとも、消費電流は一定期間、一定の値を維持し、そこからさらに最大消費電流に向けて増大する。最大消費電流に到達した後、診断回路６２２は最大消費電流をしばらく維持した後、ようやく初期値に向けて減少する。そして、初期値をしばらく維持した後、診断回路６２２の動作の１周期を完了する。
【００７０】
図示の例において、斜線部は、診断回路６２２の最大消費電流に対する実際の消費電流との差を示している。すなわち、ある時刻における第２負荷６４０の消費電流は、当該時刻における斜線部に相当する大きさとなるように、電流制御部６２３ａによって制御される。例えば、診断回路６２２が動作状態にあるときは、当該診断回路６２２の消費電流が時間に比例して増大するので、第２負荷６４０における消費電流は、時間に比例して減少させられる。また、診断回路６２２における消費電流が最大消費電流から初期値に向けて減少するときは、その減少に応じて第２負荷６４０における消費電流は増大させられる。
【００７１】
このようにして、本実施形態に係る電気機器６は、診断回路６２２の消費電流が時間的な変動を含むときは、当該消費電流と第２負荷６４０における消費電流の総和が常に所定の消費電流値となるように、第２負荷６４０に入力する電流を制御することができる。
【００７２】
なお、演算処理部６２３の系統Ｐ１からオペアンプの＋入力端子に入力される電流は、ＤＡＣを介したものでなくてもよい。ＰＷＭ（pulse width modulation：パルス幅変調）回路と平滑回路を用いた構成について、図９を用いて説明する。図９は、図８の（ａ）と同等の回路をＰＷＭ回路と平滑回路を用いて構成したときの回路図である。演算処理部６２３の系統Ｐ１から出力された電流は、図示しないＰＷＭ回路によってパルス幅変調がなされ、平滑回路の一部である抵抗を通過した後、オペアンプの＋入力端子および平滑回路の一部であるコンデンサに入力される。これにより、ＰＷＭ回路によってパルス幅変調がなされた電流を用いて、診断回路６２２における消費電流と第２負荷６４０における消費電流の総和が常に所定の消費電流値となるように、第２負荷６４０に入力する電流を制御することができる。
【００７３】
〔実施形態４〕
本発明の実施形態４に係る電気機器６について、図１０を用いて説明する。なお、説明の便宜上、前記実施形態１にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
【００７４】
（電気機器の構成）
本実施形態に係る電気機器６の構成について、図１０を用いて説明する。図１０は、電気機器６の回路構成の一例を示す回路図である。
【００７５】
電気機器６は、基本的には前記実施形態３に係る電気機器６の同一の構成であるが、一部構成が異なっている。電気機器６は、第２負荷６４０を有する回路とともに、診断回路６２２で消費される電流値を検知するための第３負荷６５０を備えており、当該第３負荷６５０による電圧降下の大きさに応じて、第２負荷６４０における消費電流を変化させる点が異なっている。
【００７６】
より具体的には、電気機器６は、第３負荷６５０による電圧降下の大きさに基づいて、電流消費部６２０における電流消費があるときの電流の連続的な変化を打ち消すように第２負荷６４０に印加する電圧を変動させることができる。すなわち、本実施形態においては、第３負荷６５０を含む回路によって電流制御部６２３ａが構成されることになる。
【００７７】
第３負荷６５０は、電源６１０と診断回路６２２およびオペアンプの＋入力端子との間に配置された負荷である。電源６１０に印加された電圧は、第３負荷６５０にて降下した後、診断回路６２２とオペアンプの＋入力端子に対して分圧される。
【００７８】
オペアンプの入力端子には、電源６１０から負荷を介した電圧が印加される。図示の例によれば、オペアンプの＋入力端子には、電源６１０から第３負荷６５０を介した電圧が印加され、−入力端子には、電源６１０から所定の負荷を介した電圧が印加されている。また、オペアンプの−入力端子に印加される電圧には、当該オペアンプの出力から、別の負荷を介してフィードバックされた電圧が合流している。ここで、電源６１０からの電圧は、第３負荷６５０と診断回路６２２とで分圧されているので、診断回路６２２における消費電流が変動すると、オペアンプの＋入力端子の電圧も変動する。すなわち、診断回路６２２の動作時の電圧変動および消費電流変動と、オペアンプへの入力電圧の変動および第２負荷６４０での消費電流変動とを考慮し、第３負荷６５０および第２負荷６４０の抵抗値を調整することによって、診断回路６２２の動作状態に拘らず電流消費部６２０における電流変動を抑制することができる。
【００７９】
このようにして、電気機器６は、第３負荷６５０を用いて電流消費部６２０に入力される電流値を検知し、該電流値に応じて第２負荷６４０での電流消費を制御することができる。
【００８０】
なお、図１０の太線枠で囲った、オペアンプ、および、オペアンプの−入力端子と電源６１０との間に接続された抵抗、ならびに、オペアンプの出力端子と−入力端子との間に接続された抵抗からなる電気回路の代わりに、アナログ−デジタル変換回路を設ける構成としてもよい。このとき、アナログ−デジタル変換回路は、第３負荷６５０による電圧降下の大きさを計測し、計測した結果を演算処理部６２３に入力する。そして、アナログ−デジタル変換回路を含む電流制御部６２３ａは、演算処理部６２３から計測結果を取得し、第２負荷６４０に対する印加電圧を制御する。なお、アナログ−デジタル変換回路は、例えば演算処理部６２３と同一のＭＰＵに内蔵される構成であってもよい。
【００８１】
〔実施形態５〕
本発明の実施形態５に係る電気機器６について、図１１を用いて説明する。なお、説明の便宜上、前記実施形態１にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
【００８２】
（電気機器の構成）
本実施形態に係る電気機器６の構成について説明する。本実施形態では、電気機器６は、演算処理部６２３および診断回路６２２を備えており、消費電流を調整するためのその他の構成を含んでいない。電気機器６は、診断回路６２２における消費電流、および演算処理部６２３における消費電流の合計値の変動を抑制するように、演算処理部６２３における演算処理の実行制御を行うことができる。
【００８３】
演算処理部６２３は、診断回路６２２を用いた診断演算の開始要求を受け付けたときは診断演算を実行し、診断データを出力することができる。また、演算処理部６２３は、診断演算の開始要求を受け付けていないときはアイドル演算を実行することにより、当該演算処理部６２３における消費電流の変動を制御することができる。
【００８４】
電流制御部６２３ａは、診断回路６２２における消費電流、および演算処理部６２３における消費電流の合計値の変動幅を抑制するように、演算処理部６２３における演算処理の実行制御を行うことができる。より具体的には、診断演算を実行するときの、診断回路６２２および演算処理部６２３における消費電流に対して、診断回路６２２を用いた診断演算を行わないときの、演算処理部６２３におけるアイドル演算による消費電流の変動を抑制するように制御する。
【００８５】
（処理の流れ）
本実施形態において電気機器６が実行する処理の流れについて、図１１の（ａ）に示す。図１１の（ａ）は、電気機器６が実行する処理の一例を示すフローチャートである。
【００８６】
まず、演算処理部６２３は、外部から診断回路６２２を用いた電気機器６の診断演算の開始要求を受け付けたか否かを判定する（Ｓ１）。開始要求を受け付けたと判定したとき（Ｓ１でＹＥＳ）、演算処理部６２３は、診断回路６２２を用いて診断演算を実行する（Ｓ２）。その後、診断演算が完了すると、診断データを外部に出力する（Ｓ３）。一方、Ｓ１にて開始要求を受け付けなかったと判定したとき（Ｓ１でＮＯ）、演算処理部６２３は、アイドル時に実行すべきアイドル演算を実行し（Ｓ４）、開始要求を受け付けるまで待機する。
【００８７】
前記の処理によって、本実施形態に係る電気機器６は、開始要求に応じて診断演算を行い、診断データを出力することができる。また、開始要求を受け付けていないときはアイドル演算を実行することにより、診断回路６２２における消費電流と演算処理部６２３における消費電流の合計値の変動を抑制することができる。
【００８８】
なお、診断回路６２２における消費電流、および演算処理部６２３における消費電流の合計値の変動を抑制することができるのであれば、電気機器６の構成はどのようなものであってもよい。本実施形態に係る電気機器６の別の構成について、説明する。
【００８９】
電気機器６において、診断回路６２２は診断結果出力が必要とされる期間において常に診断処理を実行するとともに、演算処理部６２３が、診断結果出力を行うべきタイミングでのみ診断回路６２２における診断結果を出力することができる。
【００９０】
（処理の流れ）
本実施形態において、図１１の（ａ）に示す処理とは異なる処理の流れの例について、図１１の（ｂ）に示す。図１１の（ｂ）は、電気機器６が実行する処理の一例を示すフローチャートである。
【００９１】
まず、演算処理部６２３は、診断演算の開始要求の有無に関わらず、診断回路６２２を用いた診断演算を行う（Ｓ１１）。その後、演算処理部６２３は、外部から診断演算の開始要求を受け付けたか否かを判定する（Ｓ１２）。開始要求を受け付けたと判定した場合（Ｓ１２でＹＥＳ）、演算処理部６２３は診断データを開始要求の送信元へ出力し（Ｓ１３）、一連の処理を終了する。一方、開始要求を受け付けていないと判定した場合（Ｓ１２でＮＯ）、Ｓ１１の処理へ進み、診断演算を再度実行する。
【００９２】
前記の処理によって、電気機器６は、診断回路６２２が常に診断処理を実行しているので、該診断回路６２２における電流消費をほぼ一定に保つことができる。また、演算処理部６２３は必要時に診断結果を出力するのみであり、電流消費は微々たるものである。よって、電気機器６内の消費電流の変動を抑制することができる。
【００９３】
〔実施形態６〕
本発明の実施形態６に係る電気機器６について、図１２を用いて説明する。なお、説明の便宜上、前記実施形態１にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
【００９４】
（電気機器の構成）
本実施形態に係る電気機器６の構成について、図１２の（ａ）を用いて説明する。図１２の（ａ）は電気機器６の回路構成の一例を示す回路図である。
【００９５】
電気機器６は、基本的な構成は前記実施形態３に係る電気機器６と同一であるが、一部構成が異なっている。電気機器６は、１つの第２負荷６４０およびオペアンプの代わりに、演算処理部６２３の３系統の出力Ｐ１〜Ｐ３のそれぞれに直列で接続された、３種類の第２負荷６４０ａ〜６４０ｃを備えている点が異なっている。本実施形態において、第２負荷６４０は複数の負荷から構成されており、電流制御部６２３ａは、電流消費部６２０における電流消費と、第２負荷を有する回路における電流消費の総和の変動を抑制するように当該複数の負荷の中から電流を消費させる負荷を選択する。換言すれば、電気機器６は、診断回路６２２における消費電力が時間的に変動するとき、当該消費電流と第２負荷６４０ａ〜６４０ｃのいずれかの消費電力の総和が常に所定の消費電流値となるように、複数の第２負荷６４０ａ〜６４０ｃの中から適切な負荷を選択することができる。
【００９６】
診断回路６２２は、消費電力が時間的に変動する点は前記実施形態３と同一であるが、消費電流が段階的に変動する点が異なっている。
【００９７】
演算処理部６２３は、基本的な構成は前記実施形態３と同一であるが、Ｐ０〜Ｐ３の４系統の出力を備えている点が異なっている。４系統の出力のうち、Ｐ０の接続先は前記実施形態３と同様に診断回路６２２であるが、Ｐ１〜Ｐ３の接続先は第２負荷６４０ａ〜６４０ｃのそれぞれに接続されている。
【００９８】
電流制御部６２３ａは、診断回路６２２の消費電流と、第２負荷６４０ａ〜６４０ｃのそれぞれにおける消費電流の総和が常に所定の消費電流値となるように、第２負荷６４０ａ〜６４０ｃの中から適切な負荷を選択し、当該負荷に電流を消費させることができる。
【００９９】
第２負荷６４０ａ〜６４０ｃは、演算処理部６２３に対して、個々に直列に接続された負荷である。図示の例によれば、第２負荷６４０ａは演算処理部６２３の系統Ｐ１に接続されており、第２負荷６４０ｂは演算処理部６２３の系統Ｐ２に接続されている。そして、第２負荷６４０ｃは演算処理部６２３の系統Ｐ３に接続されている。第２負荷６４０ａ〜６４０ｃのそれぞれは、診断回路６２２の消費電流が段階的に変動するとき、一定値からそれぞれの変動後の消費電流を差し引いた値に相当する電流を消費するように構成されることが好適である。例えば、診断回路６２２の消費電流が最大消費電流を含め４段階に変動する場合、第２負荷６４０ａ〜第２負荷６４０ｃは、診断回路６２２の消費電流が最大消費電流ではない３種類の値について、最大消費電流と当該３種類の消費電流との差分を補うように電流を消費する構成であることが好適である。
【０１００】
（電気機器の動作）
本発明の一態様に係る電気機器６の動作について、図１２の（ｂ）を用いて説明する。図１２の（ｂ）は、診断回路６２２における消費電流の時間的な変動と、変動に応じた負荷の切り替えを示す図である。
【０１０１】
図１２の（ｂ）は、縦軸を診断回路６２２における消費電流の大きさとし、横軸を時間とした、診断回路６２２における消費電流の時間的変動を示す図である。また、図の下部には、図と同期する、診断回路６２２における動作状態と停止状態との切り替えタイミング、および診断回路６２２の消費電流の変動に合わせて系統Ｐ１〜Ｐ３のＯＮ／ＯＦＦを切り替えるタイミングが示されている。なお、図示の例において、系統Ｐ１に接続されている第２負荷６４０ａの消費電流＞系統Ｐ２に接続されている第２負荷６４０ｂの消費電流＞系統Ｐ３に接続されている第２負荷６４０ｃの消費電流＞０である。
【０１０２】
図示の例において、はじめ、診断回路６２２の消費電力は、当該診断回路６２２が取り得る範囲における最低値（＝初期値）にあるものとする。このとき、系統Ｐ１はＯＮとなり、系統Ｐ２およびＰ３はＯＦＦとなる。これにより、系統Ｐ１に接続されていた第２負荷６４０ａによる電力の消費が発生する。
【０１０３】
次に、診断回路６２２のスイッチがＯＮとなり、停止状態から動作状態への遷移が始まると、当該診断回路６２２の消費電流は、初期値から一段階上の値に遷移する。このとき、系統Ｐ１およびＰ３はＯＦＦとなり、系統Ｐ２がＯＮとなる。これにより、系統Ｐ２に接続されていた第２負荷６４０ｂによる電力の消費が発生する。
【０１０４】
その後、診断回路６２２のスイッチをＯＦＦに切り替え、動作状態から停止状態への遷移が始まると同時に、当該診断回路６２２における消費電流はさらに一段階上の値に遷移する。このとき、系統Ｐ１およびＰ２はＯＦＦとなり、Ｐ３がＯＮとなる。これにより、系統Ｐ３に接続されていた第２負荷６４０ｃによる電力の消費が発生する。
【０１０５】
診断回路６２２における消費電流が最大消費電流となったとき、系統Ｐ１〜Ｐ３はすべてＯＦＦとなる。このとき、電気機器６には、第２負荷６４０ａ〜６４０ｃによる電力の消費が発生しない。その後、診断回路６２２における消費電流が初期値に遷移すると、前述したように、系統Ｐ１のみがＯＮとなり、第２負荷６４０ａによる電力の消費が発生する。
【０１０６】
このようにして、本実施形態に係る電気機器６は、診断回路６２２の消費電力に対する段階的な変動に応じて、最大消費電流に対する各段階における消費電流の不足分を、第２負荷６４０ａ〜６４０ｃのいずれかを用いて補うことができる。
【０１０７】
なお、第２負荷６４０ａ〜６４０ｃは、電流制御部６２３ａの制御によって選択され、診断回路６２２の最大消費電流に対する各段階の消費電流の不足分を補うように電流を消費できるのであれば、どのように配置されてもよい。演算処理部６２３が、第２負荷６４０ａ〜６４０ｃを経由した電流を引き込む構成について、図１３を用いて説明する。図１３は、図１２と同等の回路構成の一例を示す回路図である。図示の例において、演算処理部６２３は、電源６１０から、第２負荷６４０ａ〜６４０ｃを経由した電流を、系統Ｐ１〜Ｐ３のそれぞれに引き込む構成である。この構成によっても、前記と同様の消費電流制御を実現することができる。
【０１０８】
（変形例）
前記実施形態６において、第２負荷６４０ａ〜６４０ｃは、診断回路６２２の消費電流の段階的な変動に１対１で対応する構成であったが、最大消費電流に対する不足分を補うことができるのであれば、必ずしも１対１対応である必要はない。例えば、複数の第２負荷６４０ａ〜６４０ｃのうち、少なくともいずれかを組み合わることによって、診断回路６２２の最大消費電流に対する不足分を補うことが可能な構成であってもよい。
【０１０９】
〔まとめ〕
本発明の態様１に係る電気機器（６）は、動作素子の状態に応じた動作信号を外部に送信し、または、動作素子を制御する動作信号が外部から入力されるとともに、データ信号を前記動作信号に重畳させた重畳信号を外部に送信する電気機器であって、当該電気機器における処理に伴って電流を消費する電流消費部（６２０）と、前記電流消費部における消費電流の変動に伴う前記重畳信号の電流変動を抑制するように、前記電流消費部を含む回路における電流消費を制御する電流制御部（６２３ａ）と、を備えている構成である。
【０１１０】
前記の構成によれば、電気機器は、自身の処理による消費電流の変動に伴う重畳信号の電流変動を抑制することができる。これにより、電気機器が接続された外部機器において、電気機器内の消費電流の変動に起因する重畳信号に含まれるデータ信号の誤受信を抑制することができる。したがって、重畳信号に対する消費電流の変動の影響を抑制する、利便性に優れた電気機器を提供することができるという効果を奏する。
【０１１１】
本発明の態様２に係る電気機器（６）は、前記態様１または２において、前記電流制御部（６２３ａ）は、前記電流消費部（６２０）における消費電流の変動に伴う前記重畳信号の電流変動の幅が、前記データ信号の値の変化に基づく前記重畳信号の電流変動の幅に対して所定の割合以下となるように、前記電流消費部を含む回路における電流消費を制御する構成としてもよい。
【０１１２】
前記の構成によれば、電気機器が接続された外部機器は、重畳信号に含まれるデータ信号の値の変化に応じた電流値の変動を、当該電気機器における消費電流の変動に由来する電流値の変動と区別することができる。
【０１１３】
本発明の態様３に係る電気機器（６）は、前記態様１または２において、前記電流制御部（６２３ａ）は、前記電流消費部（６２０）による電流消費がないときに、当該電流消費部による電流消費がある場合に相当する電流を消費する第１負荷（６３０）を有する回路に切り替える構成としてもよい。
【０１１４】
前記の構成によれば、電気機器における電流消費を、電流消費部による電流消費の有無にかかわらず一定に保つことができる。これにより、電気機器が接続された外部機器において、電気機器内の消費電流の変動に起因する重畳信号に含まれるデータ信号の誤受信を抑制することができる。
【０１１５】
本発明の態様４に係る電気機器（６）は、前記態様１から３のいずれかにおいて、第２負荷（６４０、６４０ａ〜６４０ｃ）を有する回路を備えるとともに、前記電流制御部（６２３ａ）は、前記電流消費部（６２０）における電流消費があるときの電流が連続的に変化するときに、当該連続的な変化を打ち消すように前記第２負荷における消費電流を連続的に変化させる制御を行う構成としてもよい。
【０１１６】
前記の構成によれば、電気機器は、電流消費部における電流消費が連続的に変化する場合であっても、全体の消費電流の変動を抑制することができる。これにより、電気機器が接続された外部機器において、電気機器内の消費電流の変動に起因する重畳信号に含まれるデータ信号の誤受信を抑制することができる。
【０１１７】
本発明の態様５に係る電気機器（６）は、前記態様１から３のいずれかにおいて、第２負荷（６４０、６４０ａ〜６４０ｃ）を有する回路を備えるとともに、前記電流制御部（６２３ａ）が、前記電流消費部（６２０）に入力される電流値を検知するための第３負荷（６５０）を備えており、前記第３負荷による電圧降下の大きさに応じて、前記第２負荷における消費電流を変化させる構成としてもよい。
【０１１８】
前記の構成によれば、電気機器は、第３負荷を用いて電流消費部に入力される電流値を検知し、該電流値に応じて第２負荷での電流消費を制御することができる。
【０１１９】
本発明の態様６に係る電気機器（６）は、前記態様４において、前記第２負荷（６４０ａ〜６４０ｃ）が、複数の負荷から構成されており、前記電流制御部（６２３ａ）は、前記電流消費部（６２０）における電流消費と、前記第２負荷を有する回路における電流消費の総和の変動を抑制するように、前記複数の負荷の中から電流を消費させる負荷を選択する構成としてもよい。
【０１２０】
前記の構成によれば、電気機器は、電流消費部と、第２負荷を有する回路における電流消費の総和を一定に保つことができる。これにより、電気機器が接続された外部機器において、電気機器内の消費電流の変動に起因する重畳信号に含まれるデータ信号の誤受信を抑制することができる。
【０１２１】
本発明の態様７に係る電気機器（６）は、前記態様１から６のいずれかにおいて、前記電流消費部（６２０）は、点灯、消灯、および点滅の少なくともいずれかを実行する発光部（６２１）、前記電気機器における故障の有無を診断する診断回路（６２２）、および前記電流制御部（６２３ａ）を含む演算処理部（６２３）、の少なくともいずれか１つを含む構成としてもよい。
【０１２２】
前記の構成によれば、電気機器は、発光部、診断回路、および演算処理部の少なくともいずれかにおける消費電流の変動に伴う、重畳信号の電流変動を抑制することができる。
【０１２３】
本発明の態様８に係る電気機器（６）は、前記態様７において、前記電流制御部（６２３ａ）は、前記診断回路（６２２）における消費電流、および、前記演算処理部（６２３）における消費電流の合計値の変動を抑制するように、前記演算処理部における演算処理の実行制御を行う構成としてもよい。
【０１２４】
前記の構成によれば、電気機器は、演算処理部における演算処理の実行制御を行うことによって診断回路における消費電流と演算処理部における電流の合計値の変動を抑制することができる。
【０１２５】
本発明の態様９に係る電気機器（６）は、前記態様７において、前記診断回路（６２２）が、診断結果出力が必要とされる期間において常に診断処理を実行するとともに、前記演算処理部（６２３）が、診断結果出力を行うべきタイミングでのみ前記診断回路における診断結果を出力する構成としてもよい。
【０１２６】
前記の構成によれば、電気機器は、診断回路が常に診断処理を実行しているので、該診断回路における電流消費をほぼ一定に保つことができる。また、演算処理部は必要時に診断結果を出力するのみであり、電流消費は微々たるものである。よって、電気機器内の消費電流の変動を抑制することができる。
【０１２７】
〔ソフトウェアによる実現例〕
演算処理部６２３、および電流制御部６２３ａの処理は、集積回路（ＩＣチップ）等に形成された論理回路（ハードウェア）によって実現してもよいし、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を用いてソフトウェアによって実現してもよい。
【０１２８】
後者の場合、演算処理部６２３、および電流制御部６２３ａは、各機能を実現するソフトウェアであるプログラムの命令を実行するＣＰＵ、上記プログラムおよび各種データがコンピュータ（またはＣＰＵ）で読み取り可能に記録されたＲＯＭ（Read Only Memory）または記憶装置（これらを「記録媒体」と称する）、上記プログラムを展開するＲＡＭ（Random Access Memory）などを備えている。そして、コンピュータ（またはＣＰＵ）が上記プログラムを上記記録媒体から読み取って実行することにより、本発明の目的が達成される。上記記録媒体としては、「一時的でない有形の媒体」、例えば、テープ、ディスク、カード、半導体メモリ、プログラマブルな論理回路などを用いることができる。また、上記プログラムは、該プログラムを伝送可能な任意の伝送媒体（通信ネットワークや放送波等）を介して上記コンピュータに供給されてもよい。なお、本発明の一態様は、上記プログラムが電子的な伝送によって具現化された、搬送波に埋め込まれたデータ信号の形態でも実現され得る。
【０１２９】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【符号の説明】
【０１３０】
６  電気機器
６１０  電源
６２０  電流消費部
６２１  発光部
６２２  診断回路
６２３  演算処理部
６２３ａ  電流制御部
６３０  第１負荷
６４０、６４０ａ、６４０ｂ、６４０ｃ  第２負荷
６５０  第３負荷
【図１】
2019012906.tif 000003
【図２】
2019012906.tif 000004
【図３】
2019012906.tif 000005
【図４】
2019012906.tif 000006
【図５】
2019012906.tif 000007
【図６】
2019012906.tif 000008
【図７】
2019012906.tif 000009
【図８】
2019012906.tif 000010
【図９】
2019012906.tif 000011
【図１０】
2019012906.tif 000012
【図１１】
2019012906.tif 000013
【図１２】
2019012906.tif 000014
【図１３】
2019012906.tif 000015