(57)【要約】【課題】シリーズレギュレータ及びスイッチングレギュレータの双方の利点を活かして、効率良く通信装置へ電源電圧を供給することのできる車載通信用電源装置を提供する。【解決手段】４２ＶバッテリＶＢより供給される電圧を、通信制御装置９及びマイコン８に供給する電源電圧に変換するスイッチングレギュレータ５、及びシリーズレギュレータ６と、各レギュレータ５，６に駆動指令信号を出力するトランシーバ４を有し、トランシーバ４は、通信制御装置９及びマイコン８がスリープモードのときには、シリーズレギュレータ６を駆動させ、ウェークアップ信号が与えられたときには、スイッチングレギュレータ５を駆動させ、その後シリーズレギュレータ６を停止させる。これにより、シリーズレギュレータ６からスイッチングレギュレータ５に通信制御装置９及びマイコン８の電源を切り換えることができ、高効率な電圧変換が可能となる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載される通信装置に電源電圧を供給する車載通信用電源装置において、
車載電源より供給される電圧を、前記通信装置に供給する電源電圧に変換するスイッチングレギュレータ、及びシリーズレギュレータと、
前記スイッチングレギュレータ、及び前記シリーズレギュレータに駆動指令信号を出力する駆動制御手段と、を有し、
前記駆動制御手段は、前記通信装置がスリープモードのときには、前記シリーズレギュレータを駆動させ、ウェークアップ信号が与えられたときには、前記スイッチングレギュレータを駆動させ、その後前記シリーズレギュレータを停止させることにより、前記シリーズレギュレータから前記スイッチングレギュレータに前記通信装置の電源を切り換えることを特徴とする車載通信用電源装置。
【請求項２】
前記駆動制御手段は、前記ウェークアップ信号が与えられたときに、前記スイッチングレギュレータを駆動させると共に、第１の所定時間経過後に、前記シリーズレギュレータから前記スイッチングレギュレータに前記通信装置の電源を切り換えることを特徴とする請求項１に記載の車載通信用電源装置。
【請求項３】
前記第１の所定時間は、前記スイッチングレギュレータを駆動してから安定した電圧が出力されるまでに要する時間として設定されることを特徴とする請求項２に記載の車載通信用電源装置。
【請求項４】
前記駆動制御手段は、前記通信装置が通常モードからスリープモードに移行する際に、前記シリーズレギュレータを駆動させ、その後前記スイッチングレギュレータから前記シリーズレギュレータに前記通信装置の電源を切り換えることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の車載通信用電源装置。
【請求項５】
前記駆動制御手段は、前記スリープモードに移行する際に、前記シリーズレギュレータを駆動させると共に、第２の所定時間経過後に、前記スイッチングレギュレータから前記シリーズレギュレータに前記通信装置の電源を切り換えることを特徴とする請求項４に記載の車載通信用電源装置。
【請求項６】
前記第２の所定時間は、前記シリーズレギュレータを駆動してから安定した電圧が出力されるまでに要する時間として設定されることを特徴とする請求項５に記載の車載通信用電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に搭載される通信装置に電源電圧を供給する車載通信用電源装置に係り、特に、電圧の変換効率を向上させる技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、車両に搭載されるブレーキやステアリングを電気信号を用いて制御するシステムが構築されつつある。このようなシステムでは、ブレーキの操作量、或いはステアリングの操作量を電気信号として検出し、これを通信手段によりブレーキ或いはステアリングの駆動装置に送信して操作量に応じたブレーキ或いはステアリング操作を行うものである。
【０００３】
このようなシステムでは、大容量負荷が用いられるので、電源電圧が４２Ｖ或いはそれ以上の高電圧のバッテリが用いられることが予想される。
【０００４】
他方、車両に搭載される通信装置は、その電源として５ボルト程度の低電圧が用いられることが多く、従来の１４ボルトバッテリを備えた車両であれば、シリーズレギュレータを用いて、１４ボルト直流電圧を５ボルト直流電圧に変換して通信装置に供給することができる。
【０００５】
ところが、上記のように、バッテリの電源電圧が４２ボルト程度の高電圧になると、シリーズレギュレータでは、発熱量が多くエネルギー効率が悪いという問題が発生する。
【０００６】
そこで、高電圧においても効率よく電圧変換が可能なスイッチングレギュレータを用いる方法が考えられるが、スイッチングレギュレータは、小電流時においては、効率が悪いという欠点がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述したように、車両に搭載されるバッテリの電源電圧が高電圧化された場合に、従来より用いられていたシリーズレギュレータでは、エネルギー損失が多く効率が悪いという問題があり、他方、スイッチングレギュレータを用いた場合には、負荷電流が小さい場合に効率が悪いという欠点がある。
【０００８】
この発明は、このような従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、シリーズレギュレータ及びスイッチングレギュレータの双方の利点を活かして、効率良く通信装置へ電源電圧を供給することのできる車載通信用電源装置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、本願請求項１に記載の発明は、車両に搭載される通信装置に電源電圧を供給する車載通信用電源装置において、車載電源より供給される電圧を、前記通信装置に供給する電源電圧に変換するスイッチングレギュレータ、及びシリーズレギュレータと、前記スイッチングレギュレータ、及び前記シリーズレギュレータに駆動指令信号を出力する駆動制御手段と、を有し、前記駆動制御手段は、前記通信装置がスリープモードのときには、前記シリーズレギュレータを駆動させ、ウェークアップ信号が与えられたときには、前記スイッチングレギュレータを駆動させ、その後前記シリーズレギュレータを停止させることにより、前記シリーズレギュレータから前記スイッチングレギュレータに前記通信装置の電源を切り換えることを特徴とする。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、前記駆動制御手段は、前記ウェークアップ信号が与えられたときに、前記スイッチングレギュレータを駆動させると共に、第１の所定時間経過後に、前記シリーズレギュレータから前記スイッチングレギュレータに前記通信装置の電源を切り換えることを特徴とする。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、前記第１の所定時間は、前記スイッチングレギュレータを駆動してから安定した電圧が出力されるまでに要する時間として設定されることを特徴とする。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、前記駆動制御手段は、前記通信装置が通常モードからスリープモードに移行する際に、前記シリーズレギュレータを駆動させ、その後前記スイッチングレギュレータから前記シリーズレギュレータに前記通信装置の電源を切り換えることを特徴とする。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、前記駆動制御手段は、前記スリープモードに移行する際に、前記シリーズレギュレータを駆動させると共に、第２の所定時間経過後に、前記スイッチングレギュレータから前記シリーズレギュレータに前記通信装置の電源を切り換えることを特徴とする。
【００１４】
請求項６に記載の発明は、前記第２の所定時間は、前記シリーズレギュレータを駆動してから安定した電圧が出力されるまでに要する時間として設定されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１の発明では、通信装置がスリープモードのときには、小電流時に効率の良いシリーズレギュレータを用いて電圧変換を行い、通常モードへ切り替わる際には、大電流時に効率の良いスイッチングレギュレータを用いて電圧変換を行うので、常時２つのレギュレータのうちの効率の良い方を選択して電圧変換することができ、電力損失を著しく低減することができる。これにより、発熱量を低減させることができ、装置の放熱対策などを簡素化することができ、装置の小規模化、低コスト化を図ることができる。
【００１６】
請求項２，３の発明では、スリープモードから通常モードへ切り替わる際には、スイッチングレギュレータを作動させ、この出力電圧が安定する程度の時間が経過した後に、シリーズレギュレータを停止させるので、２つのレギュレータの切り換えを円滑に行うことができる。
【００１７】
請求項４の発明では、通信装置が通常モードからスリープモードへ切り替わる際に、通信装置の電源がスイッチングレギュレータからシリーズレギュレータに切り換えられるので、高効率なレギュレータを選択することができる。従って、電力損失を著しく低減することができる。
【００１８】
請求項５，６の発明では、通常モードからスリープモードへ切り替わる際には、シリーズレギュレータを作動させ、この出力電圧が安定する程度の時間が経過した後に、スイッチングレギュレータを停止させるので、２つのレギュレータの切り換えを円滑に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る車載通信用電源装置の構成を示すブロック図である。同図に示すように、この車載通信用電源装置１は、車載されたＥＣＵ（Electronic Control Ｕnit）７内に設けられている。そして、通信機能を有し２つの電子スイッチＴ１，Ｔ２のオン、オフを切り換える制御を行うトランシーバ（駆動制御手段）４と、電子スイッチＴ１がオンのときに作動し、４２ＶバッテリＶＢより４２ＶバスＬ１を介して供給される４２Ｖの直流電圧を５Ｖの直流電圧に変換するスイッチングレギュレータ５と、電子スイッチＴ２がオンのときに作動し、４２Ｖの直流電圧を５Ｖの直流電圧に変換するシリーズレギュレータ６とを備えている。また、トランシーバ４は、後述する一定時間を計時するためのタイマ４ａを備えている。
【００２０】
更に、スイッチングレギュレータ５、或いはシリーズレギュレータ６より出力される５Ｖの電圧は、５ＶバスＬ２を介してマイコン８及び通信制御装置９（通信装置）に供給される。
【００２１】
次に、本実施形態に係る車載通信用電源装置１の動作について説明する。まず、ＥＣＵ７がスリープモードとなっているときに、ウェークアップ信号が供給された際の動作について、図２に示すフローチャート、及び図３に示すタイミングチャートを参照しながら説明する。
【００２２】
まず、ＥＣＵ７がスリープモードである場合（ステップＳＴ１）には、トランシーバ４は、ウェークアップ信号待ち受け状態となり（ステップＳＴ２）、電子スイッチＴ１をオフとし、電子スイッチＴ２をオンとする。つまり、図３の符号ｂ、ｃに示すように、ウェークアップ信号ａが与えられる前の状態では、電子スイッチＴ１がオフ、Ｔ２がオンとなっている。
【００２３】
これにより、シリーズレギュレータ６が作動し、該シリーズレギュレータ６にて、４２ＶバッテリＶＢより出力される４２Ｖの直流電圧が５Ｖに変換され、５ＶバスＬ２に出力される。
【００２４】
また、図３の符号ａに示すように、トランシーバ４にウェークアップ信号が与えられた場合には（ステップＳＴ２でＹＥＳ）、電子スイッチＴ１をオンとする（ステップＳＴ３）。これにより、スイッチングレギュレータ５が作動を開始し、図３の符号ｄに示すように、徐々にスイッチングレギュレータ５の出力電圧が上昇する。また、この間は符号ｅに示すように、シリーズレギュレータ６の出力電圧が徐々に下降する。
【００２５】
そして、電子スイッチＴ１をオンとしてから所定時間（第１の所定時間）経過後に、スイッチングレギュレータ５の出力電圧が安定した５Ｖ電圧、即ち、起動完了状態となり（ステップＳＴ４）、この時点で、電子スイッチＴ２をオフとする（ステップＳＴ５）。これにより、スイッチングレギュレータ５にて変換された５Ｖ電圧が５ＶバスＬ２に出力され、且つシリーズレギュレータ６は停止し、ＥＣＵ７は通常モードとなる（ステップＳＴ６）。
【００２６】
こうして、スリープモード時には、シリーズレギュレータ６による電圧供給が行われ、その後、スイッチングレギュレータ５による電圧供給に切り換えられるのである。
【００２７】
次に、ＥＣＵ７が通常モードからスリープモードに切り替わる際の動作について、図４に示すフローチャート、及び図５に示すタイミングチャートを参照しながら説明する。
【００２８】
いま、ＥＣＵ７が通常モードとなっているときには（ステップＳＴ１１）、図５の符号ｈ，ｊに示すように、電子スイッチＴ１がオンとされ、スイッチングレギュレータ５が作動して、５ＶバスＬ２に５Ｖ電圧が供給されている。
【００２９】
ここで、図５の符号ｆに示すように、キーレスロック信号が与えられると（ステップＳＴ１２でＹＥＳ）、符号ｇに示すようにタイマ４ａが作動し（ステップＳＴ１３）、タイマ４ａにより、予め設定した一定時間の計時が完了すると（ステップＳＴ１４でＹＥＳ）、図５の符号ｉに示すように、電子スイッチＴ２がオンとされる（ステップＳＴ１５）。
【００３０】
これにより、シリーズレギュレータ６の作動が開始され、符号ｋに示すように、シリーズレギュレータ６の出力電圧が徐々に上昇し、これに伴い、符号ｊに示すようにスイッチングレギュレータ５の出力電圧が徐々に減少する。
【００３１】
そして、所定時間（第２の所定時間）が経過して、シリーズレギュレータ６の出力電圧が安定した５Ｖ電圧、即ち起動完了状態となると（ステップＳＴ１６でＹＥＳ）、この時点でスイッチＴ１をオフとして、スイッチングレギュレータ５を停止させる（ステップＳＴ１７）。これにより、シリーズレギュレータ６による電圧供給が行われ、ＥＣＵ７はスリープモードへ切り換えられる（ステップＳＴ１８）。
【００３２】
こうして、通常モードからスリープモードへ切り換えられる際において、ＥＣＵ７へ電圧を供給する電源がスイッチングレギュレータ５からシリーズレギュレータ６に切り換えられるのである。
【００３３】
図６は、各レギュレータ５，６の負荷電流に対する効率を示す特性図であり、スイッチングレギュレータ５は負荷電流が増加するに連れて効率が上昇し、シリーズレギュレータ６は負荷電流の変化に関わらず略一定の効率となっている。
【００３４】
そして、本実施形態では、負荷電流が小さい領域ではシリーズレギュレータ６による電圧供給が行われ、負荷電流が大きい領域では、スイッチングレギュレータ５による電圧供給が行われるので、各レギュレータ５，６の利点を活かした効率の良い電源切り換え制御を行うことができる。
【００３５】
このようにして、本実施形態に係る車載通信用電源装置１では、スイッチングレギュレータ５及びシリーズレギュレータ６の２つのレギュレータを設け、スリープモード時には、４２ＶバッテリＶＢより供給される４２Ｖ電圧をシリーズレギュレータ６を用いて５Ｖ電圧に変換し、また、通常モード時の負荷電流が大きいときには、スイッチングレギュレータ５を用いて４２Ｖ電圧を５Ｖ電圧に変換している。
【００３６】
従って、スイッチングレギュレータ５による電圧変換効率が高い領域、即ち大負荷電流の領域では、該スイッチングレギュレータ５による電圧変換が行われ、スイッチングレギュレータ５による電圧変換効率が低い領域、即ち小負荷電流の領域では、シリーズレギュレータ６を用いて電圧変換を行うので、全ての負荷電流の領域にて高い効率での電圧変換を行うことができ、エネルギー損失を低減させることができる。これにより、発熱量を著しく減少させることができるので、放熱対策などに費やす構成を簡素化することができる。
【００３７】
以上、本発明の車載通信用電源装置を図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置き換えることができる。
【００３８】
例えば、本実施形態では、車両に搭載されるバッテリの電圧が４２Ｖである場合を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。即ち、スイッチングレギュレータを用いることにより、シリーズレギュレータよりも高効率を得られる程度に高い電圧を出力するバッテリであれば、本発明に係る車載通信用電源装置を適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
車両のバッテリ電圧が高電圧化した際に、通信装置へ供給する電圧を生成するレギュレータの効率を向上させる上で極めて有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の一実施形態に係る車載通信用電源装置の構成を示すブロック図である。
【図２】スリープモードから通常モードへ移行する際にレギュレータを切り換える処理手順を示すフローチャートである。
【図３】スリープモードから通常モードへ移行するときにレギュレータを切り換える際の、各信号の変化を示すタイミングチャートである。
【図４】通常モードからスリープモードへ移行する際にレギュレータを切り換える処理手順を示すフローチャートである。
【図５】通常モードからスリープモードへ移行するときにレギュレータを切り換える際の、各信号の変化を示すタイミングチャートである。
【図６】負荷電流と各レギュレータの効率との関係を示す特性図である。
【符号の説明】
【００４１】
１  車載通信用電源装置
４  トランシーバ（駆動制御手段）
４ａ  タイマ
５  スイッチングレギュレータ
６  シリーズレギュレータ
７  ＥＣＵ
８  マイコン
９  通信制御装置
Ｔ１，Ｔ２  電子スイッチ
ＶＢ  ４２Ｖバッテリ
Ｌ１  ４２Ｖバス
Ｌ２  ５Ｖバス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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