(57)【要約】【課題】車両が停止した状態での消費電流を抑制し、バッテリ上がりを抑止することを、簡素で安価な構成で実現する。【解決手段】車両用制御装置１００は、内部回路１０１と、通信信号Ｓ１を受けて内部回路１０１に出力する通信インターフェイス回路１０２と、外部から第１電源電圧ＶＢ１を受け、内部回路に出力する第２電源電圧ＶＢ２の状態を切替信号ＳＣに応じて切替えるスイッチ回路１０３と、通信信号Ｓ１の立ち上りエッジを検出し、パルス信号ＳＰを出力するエッジ検出回路１０４と、パルス信号ＳＰに応じてスイッチ回路１０３へ切替信号ＳＣを出力する切替信号生成回路１０５とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部回路と、
入力信号を受けて前記内部回路に出力するインターフェイス回路と、
外部から第１電源電圧を受け、前記内部回路に出力する第２電源電圧の状態を切替信号に応じて活性状態と非活性状態との間で切替えるスイッチ回路と、
前記入力信号の立ち上りまたは立ち下りエッジを検出するとパルス信号を出力するエッジ検出回路と、
前記パルス信号に応じて前記スイッチ回路へ前記切替信号を出力する切替信号生成回路とを備え、
前記切替信号生成回路は、
前記パルス信号によって電荷が充電されるコンデンサと、
前記コンデンサの充電電圧が予め設定されたしきい値を超えた場合に前記切替信号を変化させ、前記スイッチ回路によって前記第２電源電圧の状態を非活性状態から活性状態に変化させる信号出力部とを含む、車両用制御装置。
【請求項２】
前記信号出力部は、前記パルス信号の入力頻度が予め定められた頻度よりも低下した場合に、前記切替信号を変化させ前記第２電源電圧の状態を活性状態から非活性状態に変化させる、請求項１に記載の車両用制御装置。
【請求項３】
前記コンデンサは、第１電極と、接地ノードに接続される第２電極とを有し、
前記切替信号生成回路は、
前記パルス信号をアノードに受け、前記第１電極にカソードが接続されるダイオードをさらに含み、
前記信号出力部は、
前記第１電極と前記接地ノードとの間に接続される抵抗素子と、
前記コンデンサの充電電圧に応じて前記切替信号を変化させるトランジスタとを含む、請求項１または２に記載の車両用制御装置。
【請求項４】
前記入力信号は、他の制御装置が前記内部回路へ送信する通信信号であり、
前記第２電源電圧は、前記内部回路とともに前記インターフェイス回路にも供給される、請求項１に記載の車両用制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は車両用制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車や二輪車に用いられる車両制御装置は、以前はハードウエアスイッチやメカニカルリレーによって電源のＯＮ／ＯＦＦを行なっていた。しかしながら、近年は、メカニカルリレーやスイッチを介さずに直接バッテリに接続される制御装置が増加している。車両の高機能化に伴い搭載する制御装置の数も増加している。車両が停止（イグニッションスイッチがＯＦＦ）している時の制御装置の消費電流（待機電流）によってバッテリ上がりが発生する恐れがあるため、制御装置の待機電流を抑制する事が大きな課題となっていた。
【０００３】
従来の制御装置では、特開２０１６−１７２５０２号公報（特許文献１）や特開２０１４−１０１１０７号公報（特許文献２）に開示されているように、イグニッションスイッチまたは電源スイッチのＯＮ／ＯＦＦ切り替え信号、もしくはイグニッションスイッチのＯＮ／ＯＦＦ切り替え信号と各種センサやＣＡＮ通信等の通信信号の組み合わせで制御装置の作動／停止を判断し、マイコンをスリープモードへの遷移や制御回路への電源供給を停止させることが一般的に行なわれてきた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−１７２５０２号公報
【特許文献２】特開２０１４−１０１１０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、これら従来方式では、バッテリ（電源）から直接繋がる配線とは別に、バッテリからイグニッションスイッチを介して制御装置に繋がる配線が必要であり、車両の配線が煩雑化し、低価格化の阻害要因となっていた。
【０００６】
また、通信信号のみでマイコンをスリープモードへ遷移する方法もある。図４は、通信信号のみでマイコンをスリープモードに遷移させる制御装置の構成例を示す図である。図４に示すように、制御装置５００は、内部回路５０１と、電源回路５０６と通信インターフェイス回路５０２とを含む。内部回路５０１は、マイコンや駆動回路などを含む。電源回路５０６は、バッテリＢの電圧を安定化させて内部電源電圧を出力するレギュレータなどである。電源回路５０６は、内部回路５０１と通信インターフェイス回路５０２に安定化した内部電源電圧を供給する。
【０００７】
この場合、外部ＥＣＵ７０１からスリープモードに移行する命令が通信インターフェイス回路５０２を介して内部回路５０１のマイコンに伝えられ、マイコンがスリープモードに移行することによって消費電力を抑制する。しかし、内部回路５０１のマイコン、電源回路５０６、通信インターフェイス回路５０２には常時電源電圧が供給される為、消費電流は抑制できるものの、その効果は限定的で不十分であった。
【０００８】
本発明は、このような課題を解決するためのものであって、その目的は、自動車や二輪車等に用いられる車両用制御装置において、車両が停止した状態での消費電流を抑制し、バッテリ上がりを抑止することを、簡素で安価な構成で実現する制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本開示の車両用制御装置は、内部回路と、入力信号を受けて内部回路に出力するインターフェイス回路と、外部から第１電源電圧を受け、内部回路に出力する第２電源電圧の状態を切替信号に応じて活性状態と非活性状態との間で切替えるスイッチ回路と、入力信号の立ち上りまたは立ち下りエッジを検出するとパルス信号を出力するエッジ検出回路と、パルス信号に応じてスイッチ回路へ切替信号を出力する切替信号生成回路とを備える。切替信号生成回路は、パルス信号によって電荷が充電されるコンデンサと、コンデンサの充電電圧が予め設定されたしきい値を超えた場合に切替信号を変化させ、スイッチ回路によって第２電源電圧の状態を非活性状態から活性状態に変化させる信号出力部とを含む。
【００１０】
好ましくは、信号出力部は、パルス信号の入力頻度が予め定められた頻度よりも低下した場合に、切替信号を変化させ第２電源電圧の状態を活性状態から非活性状態に変化させる。
【００１１】
好ましくは、コンデンサは、第１電極と、接地ノードに接続される第２電極とを有する。切替信号生成回路は、パルス信号をアノードに受け、第１電極にカソードが接続されるダイオードをさらに含む。信号出力部は、第１電極と接地ノードとの間に接続される抵抗素子と、コンデンサの充電電圧に応じて切替信号を変化させるトランジスタとを含む。
【００１２】
好ましくは、入力信号は、他の制御装置が内部回路へ送信する通信信号である。第２電源電圧は、内部回路とともにインターフェイス回路にも供給される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、簡素かつ安価な構成で、車両が停止した状態での消費電流を抑制し、バッテリ上がりを抑止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施の形態１の車両用制御装置の構成を示す回路図である。
【図２】実施の形態１の車両用制御装置の動作を説明するための波形図である。
【図３】実施の形態２の車両用制御装置の構成を示す回路図である。
【図４】通信信号のみでマイコンをスリープモードに遷移させる制御装置の構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付し、その説明は繰返さない。
【００１６】
［実施の形態１］
図１は、実施の形態１の車両用制御装置の構成を示す回路図である。図１を参照して、車両用制御装置１００は、内部回路１０１と、通信インターフェイス回路１０２と、スイッチ回路１０３と、エッジ検出回路１０４と、切替信号生成回路１０５と、電源回路１０６と、端子Ｔ１〜Ｔ５とを備える。
【００１７】
通信インターフェイス回路１０２は、通信信号Ｓ１，Ｓ２を受けて内部回路１０１に出力する。スイッチ回路１０３は、外部から第１電源電圧ＶＢ１を受け、内部回路１０１に供給される第２電源電圧ＶＢ２の状態を切替信号ＳＣに応じて活性状態（ＯＮ）と非活性状態（ＯＦＦ）との間で切替える。エッジ検出回路１０４は、通信信号Ｓ１の立ち上りエッジを検出し、パルス信号ＳＰを出力する。切替信号生成回路１０５は、パルス信号ＳＰに応じてスイッチ回路１０３へ切替信号ＳＣを出力する。電源回路１０６は、スイッチ回路１０３を経由して第１電源電圧ＶＢ１（例えば１２Ｖ）を受け、安定化した第２電源電圧ＶＢ２（たとえば５Ｖ）を出力する。
【００１８】
端子Ｔ１にはバッテリＢの正極が接続され、端子Ｔ２にはバッテリＢの負極が接続される。端子Ｔ３、Ｔ４は、外部ＥＣＵ２０１から通信信号Ｓ１，Ｓ２をそれぞれ受ける。端子Ｔ５は、内部回路１０１が制御対象装置２００に制御信号を出力する端子である。
【００１９】
スイッチ回路１０３は、トランジスタＱ４と、抵抗Ｒ１２，Ｒ１３とを含む。トランジスタＱ４は、ＮチャネルＭＯＳトランジスタであり、ソースが端子Ｔ１に接続され、ドレインから電源回路１０６に電源電圧を供給する。抵抗Ｒ１２は、トランジスタＱ４のソースとゲートとの間に接続される。抵抗Ｒ１３は、一方端がトランジスタＱ４のゲートに接続され、他方端には切替信号ＳＣを受ける。なお、トランジスタＱ４は、ＮチャネルＭＯＳトランジスタに限らず、ＰチャネルＭＯＳトランジスタ、バイポーラトランジスタ、ＩＧＢＴ（Insulated  Gate  Bipolar  Transistor）、その他のパワースイッチング素子であっても良い。
【００２０】
エッジ検出回路１０４は、トランジスタＱ１，Ｑ３と、抵抗Ｒ３，Ｒ５、Ｒ６，Ｒ１０と、ダイオードＤ４と、コンデンサＣ１とを含む。
【００２１】
トランジスタＱ１はＰＮＰトランジスタであり、トランジスタＱ３はＮＰＮトランジスタである。トランジスタＱ１は、エミッタが端子Ｔ１に接続され、コレクタからパルス信号ＳＰを出力する。抵抗Ｒ５は、トランジスタＱ１のエミッタとベースとの間に接続される。ダイオードＤ４のカソードは端子Ｔ１に接続され、アノードはトランジスタＱ１のベースに接続される。コンデンサＣ１は、一方の電極がトランジスタＱ１のベースに接続され、他方の電極がトランジスタＱ３のコレクタに接続される。抵抗Ｒ６は端子Ｔ１とトランジスタＱ３のコレクタとの間に接続される。
【００２２】
トランジスタＱ３のベースと通信信号Ｓ１を受ける端子Ｔ１との間には抵抗Ｒ３が接続される。トランジスタＱ３のベースとエミッタとの間には抵抗Ｒ１０が接続され、トランジスタＱ３のエミッタは接地ノードに接続される。
【００２３】
切替信号生成回路１０５は、パルス信号ＳＰによって電荷が充電されるコンデンサＣ２と、コンデンサＣ２の充電電圧が予め設定されたしきい値を超えた場合に切替信号ＳＣを変化させ、スイッチ回路１０３によって第２電源電圧ＶＢ２の状態を非活性状態から活性状態に変化させる信号出力部１１０とを含む。
【００２４】
信号出力部１１０は、パルス信号ＳＰの入力頻度が予め定められた頻度よりも低下した場合に、切替信号ＳＣを変化させスイッチ回路１０３を供給状態から遮断状態に変化させる。
【００２５】
コンデンサＣ２は、接地ノードに接続される第１電極と、第２電極とを有する。切替信号生成回路１０５は、パルス信号ＳＰをアノードに受け、コンデンサＣ２の第２電極にカソードが接続されるダイオードＤ５をさらに含む。信号出力部１１０は、コンデンサＣ２の第２電極と接地ノードとの間に接続される抵抗Ｒ１４，Ｒ１５と、コンデンサＣ２の充電電圧に応じて切替信号ＳＣを変化させるトランジスタＱ５とを含む。
【００２６】
通信信号Ｓ１は、他の制御装置である外部ＥＣＵ２０１が内部回路１０１へ送信する通信信号である。通信インターフェイス回路１０２は、通信信号を内部回路１０１に出力し、第２電源電圧ＶＢ２は、内部回路１０１とともに通信インターフェイス回路１０２にも供給される。
【００２７】
図２は、実施の形態１の車両用制御装置の動作を説明するための波形図である。図１、図２を参照して、車両のイグニッションスイッチがオンし、外部ＥＣＵ２０１が動作を開始すると、外部ＥＣＵからの通信信号Ｓ１，Ｓ２が入力される。通信信号Ｓ１，Ｓ２はデジタル信号である。デジタル通信信号は、その通信周波数に応じた回路定数のエッジ検出回路１０４を用いる事で、ＣＡＮ（Controller  Area  Network）通信、シリアル通信、ＰＷＭ通信等の何れの通信方式でも対応可能である。
【００２８】
外部ＥＣＵからの通信信号Ｓ１の立ち上がりエッジをエッジ検出回路１０４が検出し、パルス信号ＳＰを出力する。エッジ検出回路１０４では、通信信号Ｓ１の立ち上がりエッジを検出した時（ｔ１〜ｔ２，ｔ３〜ｔ４…）のみトランジスタＱ１がＯＮし、パルス信号ＳＰを出力する。パルス信号ＳＰは、ダイオードＤ５を経由してコンデンサＣ２を充電する。コンデンサＣ２の充電電圧ＶＣが、予め設定された閾値Ｖｔｈを超えた場合（ｔ６）にトランジスタＱ５がＯＮする。
【００２９】
トランジスタＱ５がＯＮすると、切替信号ＳＣがローレベルになり、トランジスタＱ４のゲート電圧が引き下げられ、電源回路１０６に第１電源電圧ＶＢ１が供給される。これに応じて電源回路１０６が出力する第２電源電圧ＶＢ２も活性化し、内部回路１０１および通信インターフェイス回路１０２が動作可能となる。
【００３０】
ノイズ対策を考慮して、充電電圧ＶＣを徐々に上げたい場合は、ダイオードＤ５と直列に抵抗を挿入しても構わない。また、図１の構成ではトランジスタＱ５の閾値Ｖｔｈで切替信号ＳＣを切り替える回路となっているが、ツェナダイオードを抵抗Ｒ１４と直列に挿入することなどによって閾値を設定しても構わない。
【００３１】
通信信号Ｓ１が入力されている場合は、上記動作を行なう事で内部回路１０１に第２電源電圧ＶＢ２を供給して制御対象装置２００の制御を行なう。通信信号Ｓ１がＯＦＦとなった時は、内部回路１０１への電源供給を停止することで、車両用制御装置１００の消費電力を抑制する。
【００３２】
外部ＥＣＵ２０１からの通信信号Ｓ１が停止すると、エッジ検出回路１０４のトランジスタＱ３およびＱ１が常時ＯＦＦとなり、コンデンサＣ２の充電電荷が抵抗Ｒ１４、Ｒ１５を介して放電され、充電電圧ＶＣが低下して予め設定された閾値Ｖｔｈを下回ると（ｔ１２）、トランジスタＱ５,Ｑ４が双方ともＯＦＦし、電源回路１０６、通信インターフェイス回路１０２および内部回路１０１が動作を停止する。
【００３３】
通信信号Ｓ１が入力されている場合は、上記動作を行なう事で電源回路１０６、通信インターフェイス回路１０２および内部回路１０１に電源電圧を供給して制御対象装置の制御を行なう。一方、通信信号Ｓ１がＯＦＦ時は、電源回路１０６、通信インターフェイス回路１０２および内部回路１０１への電源供給を停止することで、消費電力を抑制する。
【００３４】
このような構成とすることにより、実施の形態１の車両用制御装置１００は、イグニッションスイッチからのＯＮ／ＯＦＦ切り替え信号を用いないで、外部からの信号のみで内部回路への電源供給開始が可能となる。内部回路への電源供給停止に関しても、外部からの通信信号Ｓ１をＯＦＦするのみで、可能となる。したがって、車両制御装置の端子や配線の数を減らすことができる。
【００３５】
また、通信信号Ｓ１のエッジ検出により、電源供給開始/停止の切り替えを行なうため、通信信号線が天絡（１２Ｖ固定）や地絡（０Ｖ固定）となった場合は、電源供給は停止され、誤作動による事故を防止できる。
【００３６】
［実施の形態２］
実施の形態１では通信信号等の立ち上がりエッジを検出したが、立ち下がりエッジを検出しても良い。
【００３７】
図３は、実施の形態２の車両用制御装置の構成を示す回路図である。図３を参照して、車両用制御装置１００Ａは、内部回路１０１と、通信信号Ｓ１，Ｓ２を受けて内部回路１０１に出力する通信インターフェイス回路１０２と、外部から第１電源電圧ＶＢ１を受け、内部回路に出力する第２電源電圧ＶＢ２の状態を切替信号ＳＣに応じて切替えるスイッチ回路１０３と、通信信号Ｓ１の立ち上りエッジを検出し、パルス信号ＳＰを出力するエッジ検出回路１０４Ａと、パルス信号ＳＰに応じてスイッチ回路１０３へ切替信号ＳＣを出力する切替信号生成回路１０５とを備える。
【００３８】
内部回路１０１と、通信インターフェイス回路１０２と、スイッチ回路１０３と、切替信号生成回路１０５については、実施の形態１と同様であるので詳細な説明は繰り返さない。
【００３９】
エッジ検出回路１０４Ａは、トランジスタＱ１，Ｑ３，Ｑ６と、抵抗Ｒ３，Ｒ５、Ｒ６，Ｒ１０，Ｒ１６，Ｒ１７と、ダイオードＤ４と、コンデンサＣ１とを含む。
【００４０】
トランジスタＱ１，Ｑ６はＰＮＰトランジスタであり、トランジスタＱ３はＮＰＮトランジスタである。トランジスタＱ１は、エミッタが端子Ｔ１に接続され、コレクタからパルス信号ＳＰを出力する。抵抗Ｒ５は、トランジスタＱ１のエミッタとベースとの間に接続される。ダイオードＤ４のカソードは端子Ｔ１に接続され、アノードはトランジスタＱ１のベースに接続される。コンデンサＣ１は、一方の電極がトランジスタＱ１のベースに接続され、他方の電極がトランジスタＱ３のコレクタに接続される。抵抗Ｒ６は端子Ｔ１とトランジスタＱ３のコレクタとの間に接続される。
【００４１】
外部ＥＣＵ２０１からの通信信号Ｓ１を受ける端子Ｔ３とトランジスタＱ６のベースとの間には、抵抗Ｒ１６が接続される。バッテリＢの正極が接続される端子Ｔ１とトランジスタＱ６のベースとの間には、抵抗Ｒ１６が接続される。
【００４２】
トランジスタＱ３のベースとトランジスタＱ６のコレクタとの間には抵抗Ｒ３が接続される。トランジスタＱ３のベースとエミッタとの間には抵抗Ｒ１０が接続され、トランジスタＱ３のエミッタは接地ノードに接続される。
【００４３】
エッジ検出回路１０４Ａは、通信信号Ｓ１の極性をトランジスタＱ６で反転してからトランジスタＱ３のベースに与えるので、通信信号Ｓ１の立ち下がりを検出するようになる。
【００４４】
実施の形態２の車両用制御装置１００Ａは、実施の形態１の車両用制御装置１００と同様の効果が得られる。
【００４５】
以上説明した実施の形態１，２によれば、通信信号のエッジを検出し、電源供給の切り替えを行なう事で、イグニッションスイッチからの配線を削除することができ、制御装置の回路を簡素化することができる。これにより、制御装置及びハーネスの低価格化を実現することができる。
【００４６】
また、通信信号のエッジを検出し、電源回路、インターフェイス回路および内部回路への電源供給をスイッチ回路で停止するため、消費電流はスイッチ回路の漏れ電流のみになり、マイコン等の低消費電力状態（スリープモード）に比べ、大幅な消費電流の抑制が可能となる。
【００４７】
以上の実施の形態１，２に示した車両用制御装置は、車載電装品全般に適用することができる。たとえば、ＥＰＳ（Electric  Power  Steering）、ウォーターポンプ制御、などに適用できる。また、入力信号は、通信信号であることを例示したが、ハイレベル、ローレベルの切替が行なわれるデジタル信号であれば、各種センサ信号のエッジを検出してスイッチ回路を制御しても良い。
【００４８】
今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００４９】
１００，１００Ａ  車両用制御装置、１０１，５０１  内部回路、１０２  通信インターフェイス回路、１０３  スイッチ回路、１０４，１０４Ａ  エッジ検出回路、１０５  切替信号生成回路、１０６  電源回路、１１０  信号出力部、２００  制御対象装置、Ｂ  バッテリ、Ｃ１，Ｃ２  コンデンサ、Ｄ４，Ｄ５  ダイオード、２０１  外部ＥＣＵ、Ｑ１，Ｑ３，Ｑ４，Ｑ５，Ｑ６  トランジスタ、Ｒ３，Ｒ５，Ｒ６，Ｒ１０，Ｒ１２，Ｒ１３，Ｒ１４，Ｒ１５，Ｒ１６  抵抗。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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