(57)【要約】【課題】車両の電源電圧の変動による負荷の誤動作の発生を低減することができる車載装置を提供する。【解決手段】車両バッテリから供給された車両電源を所定電圧に変換してマイコン４００に供給する電源ＩＣ２００を搭載した車載装置１であって、マイコン４００に電源を供給する第２電源ライン２０に接続されたバイパスコンデンサＣ１に蓄積された電荷を放電させる放電回路３００と、バイパスコンデンサＣ１に蓄積された電荷が放電されるまで、電源ＩＣ２００が動作しないようにする保護回路１００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】
車両バッテリから供給される電源電圧を所定電圧に変換して負荷に供給する電源ＩＣを搭載した車載装置であって、
前記負荷に電源を供給する電源ラインに接続されたバイパスコンデンサに蓄積された電荷を放電させる放電回路と、
前記バイパスコンデンサに蓄積された電荷が放電されるまで、前記電源ＩＣが動作しないようにする保護回路と、
を備えることを特徴とする車載装置。
【請求項２】
前記電源ＩＣは、前記電源電圧を入力して、入力した前記電源電圧が所定電圧以下になった場合には、前記電源電圧を前記所定電圧に変換する処理を停止させ、前記電源電圧が所定電圧よりも大きくなった場合には、前記電源電圧を前記所定電圧に変換する処理を再開させる電源電圧検出部を備えることを特徴とする請求項１に記載の車載装置。
【請求項３】
前記保護回路は、前記電源ＩＣの出力がオフされたことを検出して、前記放電回路に、前記バイパスコンデンサに蓄積された電荷の放電を開始させる出力電圧検出回路と、
前記出力電圧検出回路により前記電源ＩＣの出力オフが検出された場合に、前記バイパスコンデンサに蓄積された電荷が放電されるまで、前記電源電圧検出部に入力される前記電源電圧を降圧させて、前記電源電圧検出部が前記電源ＩＣを動作させないようにする遅延回路と、
を備えることを特徴とする請求項２に記載の車載装置。
【請求項４】
前記出力電圧検出回路は、前記電源ラインに接続したコンデンサと、エミッタ端子を前記コンデンサと前記電源ラインとの接続点に接続し、ベース端子を前記電源ラインに接続し、コレクタ端子を前記放電回路と前記遅延回路とに接続した第１トランジスタを備えることを特徴とする請求項３に記載の車載装置。
【請求項５】
前記遅延回路は、コレクタ端子を、前記電源電圧を分圧して前記電源電圧検出部に供給する分圧回路の出力端子に接続し、エミッタ端子を接地し、ベース端子を前記出力電圧検出回路の出力に接続した第２トランジスタを備えることを特徴とする請求項３又は４に記載の車載装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車載装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
マイコンに供給される電源電圧が変動すると、マイコンの動作が不安定になるため、マイコンの前段にバイパスコンデンサを設けてマイコンの動作を安定させている。また、電源がオフになった場合に、バイパスコンデンサに蓄積された電荷を放電させる技術の一例が、例えば、特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１５９０１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
車両に搭載されたマイコン等の負荷に供給される電圧は、クランキング等によって大きく変動する。すなわち、エンジンの始動時にはスタータモータに大電流が流れるため、マイコンに供給される電圧は一時的に大きく降下する。電圧が大きく降下した際には、バイパスコンデンサを短時間に放電させて、次の電源の立ち上げに備える必要がある。バイパスコンデンサの放電が完了していない場合、マイコンに供給される電圧は、マイコンが安定した動作をできない動作不定領域の電圧となる場合がある。この場合、マイコンが初期化されず誤動作する原因となる。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、車両の電源電圧の変動による負荷の誤動作の発生を低減することができる車載装置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】
【０００６】
かかる目的を達成するために本発明の車載装置は、車両バッテリから供給される電源電圧を所定電圧に変換して負荷に供給する電源ＩＣを搭載した車載装置であって、前記負荷に電源を供給する電源ラインに接続されたバイパスコンデンサに蓄積された電荷を放電させる放電回路と、前記バイパスコンデンサに蓄積された電荷が放電されるまで、前記電源ＩＣが動作しないようにする保護回路と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
上記車載装置において、前記電源ＩＣは、前記電源電圧を入力して、入力した前記電源電圧が所定電圧以下になった場合には、前記電源電圧を前記所定電圧に変換する処理を停止させ、前記電源電圧が所定電圧よりも大きくなった場合には、前記電源電圧を前記所定電圧に変換する処理を再開させる電源電圧検出部を備える。
【０００８】
上記車載装置において、前記保護回路は、前記電源ＩＣの出力がオフされたことを検出して、前記放電回路に、前記バイパスコンデンサに蓄積された電荷の放電を開始させる出力電圧検出回路と、前記出力電圧検出回路により前記電源ＩＣの出力オフが検出された場合に、前記バイパスコンデンサに蓄積された電荷が放電されるまで、前記電源電圧検出部に入力される前記電源電圧を降圧させて、前記電源電圧検出部に前記電源ＩＣを動作させないようにする遅延回路とを備える。
【０００９】
上記車載装置において、前記出力電圧検出回路は、前記電源ラインに接続したコンデンサと、エミッタ端子を前記コンデンサと前記電源ラインとの接続点に接続し、ベース端子を前記電源ラインに接続し、コレクタ端子を前記放電回路と前記遅延回路とに接続した第１トランジスタを備えることを特徴とする。
【００１０】
上記車載装置において、前記遅延回路は、コレクタ端子を、前記電源電圧を分圧して前記電源電圧検出部に供給する、分圧回路の出力端子に接続し、エミッタ端子を接地し、ベース端子を前記出力電圧検出回路の出力に接続した第２トランジスタを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、車両の電源電圧の変動による負荷の誤動作の発生を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】車載装置の構成の一例を示す図である。
【図２】車載装置の動作手順を示すフローチャートである。
【図３】（Ａ）は、電源ＩＣの出力電圧がマイコンのリセット電圧まで低下する前に車両電源が立ち上がった場合を示し、（Ｂ）は、電源ＩＣの出力電圧がマイコンのリセット電圧まで低下してから車両電源が立ち上がった場合を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の一実施形態について、図１〜図３を参照しながら詳細に説明する。図１に示す車載装置１は、保護回路１００と、電源ＩＣ２００と、バイパスコンデンサＣ１と、放電回路３００と、マイクロコントローラ（以下、マイコンという）４００とを備える。保護回路１００は、分圧回路１１０と、出力電圧検出回路１２０と、遅延回路１３０とを備える。
【００１４】
分圧回路１１０は、第１電源ライン１０とグラウンドとに接続され、第１電源ライン１０を介して供給される電源電圧を分圧する。第１電源ライン１０は、例えば、車両に搭載されたバッテリ等の車両電源から供給される電源を電源ＩＣ２００に供給するラインである。分圧回路１１０は、第１電源ライン１０とグラウンドとの間に、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２とを直列に接続した構成を備えている。抵抗Ｒ１の一端は第１電源ライン１０に接続し、抵抗Ｒ１の他端は抵抗Ｒ２との接続点１１５に接続している。抵抗Ｒ２の一端は抵抗Ｒ１との接続点１１５に接続し、他端はグラウンドに接続している。抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２との接続点１１５は、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２によって分圧された電源電圧の出力端子である。接続点１１５には、電源ＩＣ２００に設けられた電源電圧検出部２２０と、遅延回路１３０の備えるトランジスタＴｒ３のコレクタ端子とが接続されている。
【００１５】
電源ＩＣ２００は、車両バッテリから供給された電源電圧を所定電圧に変換して、負荷であるマイコン４００に供給するＩＣである。電源ＩＣ２００の入力端子には、第１電源ライン１０が接続され、出力端子には、第２電源ライン２０が接続されている。第２電源ライン２０は、電源ＩＣ２００とマイコン４００とを接続し、電源ＩＣ２００によって所定電圧に変換された電源電圧をマイコン４００に供給する。また、電源ＩＣ２００は、分圧回路１１０の出力端子である接続点１１５にも接続している。
【００１６】
電源ＩＣ２００は、電圧変換部２１０と、電源電圧検出部２２０とを備える。電圧変換部２１０は、電源電圧検出部２２０と、第１電源ライン１０と、第２電源ライン２０とに接続している。電圧変換部２１０は、第１電源ライン１０を介して入力した電源電圧（例えば、１２Ｖ）を、マイコン４００が動作可能な範囲の電圧（例えば、３Ｖ〜５Ｖ、以下、動作電圧という）に変換する。電圧変換部２１０は、変換した動作電圧を、第２電源ライン２０を介してマイコン４００に供給する。
【００１７】
電源電圧検出部２２０は、分圧回路１１０の接続点１１５に接続すると共に、電圧変換部２１０に接続している。電源電圧検出部２２０は、分圧回路１１０で分圧された電源電圧（以下、分圧電圧という）を入力する。電源電圧検出部２２０は、入力した分圧電圧としきい値電圧とを比較し、分圧電圧がしきい値電圧よりも大きくなると電圧変換部２１０の電源をオンにして、電圧変換部２１０を動作させる。電圧変換部２１０の電源がオンされることで、第１電源ライン１０を介して入力した電源電圧が、マイコン４００の動作電圧に変換され、動作電圧が第２電源ライン２０を介してマイコン４００に供給される。
【００１８】
出力電圧検出回路１２０は、電源ＩＣ２００の出力がオフされたことを検出して、放電回路３００と遅延回路１３０とを動作させる回路である。出力電圧検出回路１２０は、ダイオードＤと、コンデンサＣ２と、抵抗Ｒ３と、抵抗Ｒ４と、トランジスタＴｒ１とを備える。
出力電圧検出回路１２０は、第２電源ライン２０とグラウンドとの間に、直列に接続されたダイオードＤとコンデンサＣ２とを接続した構成を備えている。ダイオードＤのアノード端子は、第２電源ライン２０に接続され、カソード端子は、コンデンサＣ２との接続点１２５に接続している。また、コンデンサＣ２の一方は、接続点１２５に接続され、他方はグラウンドに接続されている。コンデンサＣ２は、電源ＩＣ２００によって第２電源ライン２０に出力される動作電圧によって充電される。
トランジスタＴｒ１は、バイポーラ型のＰＮＰトランジスタである。トランジスタＴｒ１のベース端子は、抵抗Ｒ４を介して第２電源ライン２０に接続している。トランジスタＴｒ１のエミッタ端子は、ダイオードＤとコンデンサＣ１との接続点１２５に接続している。トランジスタＴｒ１のコレクタ端子は、放電回路３００と遅延回路１３０とに接続している。また、トランジスタＴｒ１のベース端子−エミッタ端子間には、抵抗Ｒ３が接続されている。抵抗Ｒ３は、リーク電流によるトランジスタＴｒ１の誤動作を防止するために設けられている。抵抗Ｒ４は、第２電源ライン２０の電圧を電流に変換して、トランジスタＴｒ１の動作を安定させるための抵抗である。
【００１９】
放電回路３００は、抵抗Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７と、トランジスタＴｒ２とを備える。抵抗Ｒ５は、トランジスタＴｒ１のコレクタ端子と、トランジスタＴｒ２のベース端子とに接続している。抵抗Ｒ６は、抵抗Ｒ５とトランジスタＴｒ２のベース端子との接続点３５０と、グラウンドとに接続している。抵抗Ｒ６は、リーク電流によるトランジスタＴｒ２の誤動作を防止するために設けられている。トランジスタＴｒ２は、バイポーラ型のＮＰＮトランジスタである。トランジスタＴｒ２のエミッタ端子は、グラウンドに接続されている。トランジスタＴｒ２のベース端子は、抵抗Ｒ５を介してトランジスタＴｒ１のコレクタ端子に接続している。トランジスタＴｒ２のコレクタ端子は、抵抗Ｒ７を介して第２電源ライン２０に接続している。
【００２０】
バイパスコンデンサＣ１は、マイコン４００の前段に設けられ、第２電源ライン２０とグラウンドとを接続している。バイパスコンデンサＣ１は、第２電源ライン２０のグラウンドに対する交流的なインピーダンスを下げ、ノイズ成分が後続の回路へ伝わらないようにフィルタリングする役割をしている。
【００２１】
遅延回路１３０は、出力電圧検出回路１２０が電源ＩＣ２００の出力オフを検出した場合に、バイパスコンデンサＣ１に蓄積された電荷が放電されるまで、電源電圧検出部２２０が電圧変換部２１０を動作させないようにする回路である。
遅延回路１３０は、抵抗Ｒ８、Ｒ９と、トランジスタＴｒ３とを備える。抵抗Ｒ８は、トランジスタＴｒ１のコレクタ端子と、トランジスタＴｒ３のベース端子とに接続している。抵抗Ｒ９は、抵抗Ｒ８とトランジスタＴｒ３のベース端子との接続点１３５と、グラウンドとに接続している。抵抗Ｒ９は、リーク電流によるトランジスタＴｒ３の誤動作を防止するために設けられている。
トランジスタＴｒ３は、バイポーラ型のＮＰＮトランジスタである。トランジスタＴｒ３のエミッタ端子は、グラウンドに接続されている。トランジスタＴｒ３のベース端子は、抵抗Ｒ８を介してトランジスタＴｒ１のコレクタ端子に接続されている。トランジスタＴｒ３のコレクタ端子は、分圧回路１１０の接続点１１５に接続している。
【００２２】
負荷としてのマイコン４００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、入出力回路等を備え、電源ＩＣ２００からの電源供給を受けて動作する。マイコン４００は、例えば、車両に搭載された電装品等を制御する。
【００２３】
次に、保護回路１００の処理の流れを説明する。例えば、車両のイグニッションスイッチ等のスイッチがオフされた場合や、クランキング等によって電源電圧が大きく低下した場合、電源電圧検出部２２０が、電圧変換部２１０をオフにする。電源電圧検出部２２０は、分圧回路１１０の接続点１１５の電圧である分圧電圧を入力し、入力した分圧電圧がしきい値電圧以下になると、電圧変換部２１０をオフする。電圧変換部２１０がオフされることで、動作電圧の第２電源ライン２０への出力が停止される。
【００２４】
電源ＩＣ２００の電圧変換部２１０がオフされ、第２電源ライン２０の電圧が低下してトランジスタＴｒ１のベース電位が低下すると、トランジスタＴｒ１がオンする。トランジスタＴｒ１がオンすると、コンデンサＣ２に蓄積された電荷が、トランジスタＴｒ２及びトランジスタＴｒ３のベース端子にベース電流として供給され、トランジスタＴｒ２とトランジスタＴｒ３とがオンする。トランジスタＴｒ２とトランジスタＴｒ３とは、電源ＩＣ２００の出力電圧、すなわち第２電源ライン２０の電圧が低下して、コンデンサＣ２に蓄積される電荷が放電されるまで、オン状態を継続する。トランジスタＴｒ２がオンすると、バイパスコンデンサＣ１に蓄積された電荷がトランジスタＴｒ２を介して放電される。また、トランジスタＴｒ３がオンすると、車両電源が立ち上がっても、遅延回路１３０によって分圧回路１１０の接続点１１５の電圧が、電源電圧検出部２２０のしきい値電圧よりも低いままに維持される。このため、バイパスコンデンサＣ１に蓄積された電荷が放電される前に、電圧変換部２１０がオンされることはない。
また、コンデンサＣ１に蓄積された電荷が放電されて、トランジスタＴｒ２とトランジスタＴｒ３とがオフされると、接続点１１５の電圧が、電源電圧検出部２２０のしきい値電圧よりも大きくなる。このため、電源電圧検出部２２０により電圧変換部２１０がオンされ、第２電源ライン２０に動作電圧が出力される。
【００２５】
次に、図２に示すフローチャートを参照しながら、保護回路１００の処理の流れを説明する。
クランキング等によって車両の電源電圧が低下すると、電源電圧検出部２２０が電源ＩＣ２００をオフする。電源ＩＣ２００がオフされると、第２電源ライン２０の電圧が低下してトランジスタＴｒ２及びＴｒ３がオンされる。トランジスタＴｒ２がオンされることで、放電回路３００は、バイパスコンデンサＣ１の電荷を放電する。また、トランジスタＴｒ３がオンされることで、遅延回路１３０は、分圧回路１１０の出力電圧である、接続点１１５の電圧を、電源電圧検出部２２０のしきい値電圧以下になるように降圧する。このため、クランキング後に、車両電源の供給が再開されても（ステップＳ１）、コンデンサＣ２の電荷が放電されるまで（ステップＳ２／ＮＯ）、電源ＩＣ２００がオンされることはない。
【００２６】
また、所定時間を経過し、コンデンサＣ２の電荷が放電されると（ステップＳ２／ＹＥＳ）、トランジスタＴｒ２とトランジスタＴｒ３とがオフされる。このため、遅延回路１３０によって低く抑えられていた接続点１１５の電圧が上昇し、電源電圧検出部２２０のしきい値電圧よりも大きくなる（ステップＳ３）。これにより、電源電圧検出部２２０が、電圧変換部２１０（電源ＩＣ２００）をオンにする（ステップＳ４）。電圧変換部２１０（電源ＩＣ２００）がオンされることで、第１電源ライン１０を介して入力した電源電圧が、マイコン４００の動作電圧に変換され、第２電源ライン２０を介してマイコン４００に供給される。
【００２７】
図３（Ａ）は、電源ＩＣ２００の出力電圧がマイコン４００のリセット電圧領域の電圧まで低下する前に車両の電源電圧が立ち上がり、電源ＩＣ２００が動作を再開した場合を示している。電源ＩＣ２００の出力電圧が、マイコンのリセット電圧領域まで低下する前の動作不定電圧領域で電源電圧が立ち上がり、電源ＩＣ２００が動作を再開した場合、マイコン４００が初期化されず、マイコン４００が誤動作する場合がある。なお、マイコン４００の動作不定電圧領域とは、マイコン４００が正常に動作することを保証された電圧範囲である動作電圧領域と、マイコン４００が初期化される電圧範囲であるリセット電圧領域との間の電圧範囲である。
図３（Ｂ）は、本実施形態の場合の電源ＩＣ２００の出力電圧の変化を示しており、電源ＩＣ２００の出力電圧が、マイコン４００のリセット電圧領域の電圧まで低下してから電源ＩＣ２００が動作を再開した場合を示している。本実施形態では、クランキング等によって大きく低下していた車両の電源電圧が短時間の間に立ち上がっても、接続点１１５の電圧上昇が遅延回路１３０によって抑えられる。このため、車両の電源電圧が短時間の間に立ち上がっても、電源ＩＣ２００がすぐに動作を開始することがない。このため、マイコン４００に、動作不定電圧が供給されることがなく、マイコン４００にリセット電圧領域の電圧を供給して初期化してから、マイコン４００を動作させることができる。従って、マイコン４００の誤作動の発生を抑制することができる。
【００２８】
以上、詳細に説明したように本実施形態の車載装置１は、放電回路３００と、保護回路１００を備えている。放電回路３００は、マイコン４００に電源を供給する第２電源ライン２０に接続されたバイパスコンデンサＣ１に蓄積された電荷を放電させる。保護回路１００は、バイパスコンデンサＣ１に蓄積された電荷が放電されるまで、電源ＩＣ２００が動作しないようにする。
従って、バイパスコンデンサＣ１の放電が完了する前に、電源ＩＣ２００が動作を再開すると、マイコン４００に、マイコン４００の動作不定電圧が供給され、マイコン４００が初期化されない場合があるが、保護回路１００によって電源ＩＣ２００が動作しないようにしているため、このような問題の発生を低減することができる。従って、車両の電源電圧の変動による負荷の誤動作の発生を低減することができる。
【００２９】
また、電源電圧検出部２２０は、第１電源ライン１０の電源電圧を分圧した分圧電圧を入力して、電源電圧がしきい値電圧以下になった場合に、電源電圧を所定電圧に変換する処理を停止させる。また、電源電圧検出部２２０は、電源電圧がしきい値電圧よりも大きくなった場合には、電源電圧を所定電圧に変換する処理を再開させる。
従って、外部信号によって電源ＩＣの動作を制御しなくても、クランキング等によって電源電圧が大きく低下した場合には、電源ＩＣの動作を停止させることができる。また、低下した電源電圧がクランキング後に瞬時に立ち上がって、車両電源の供給が再開された場合には、電源ＩＣの動作を再開させることができる。このため、クランキング等によって電源電圧が大きく変動する場合であっても、電源ＩＣをオン、オフさせることができる。
【００３０】
また、本実施形態の保護回路１００は、出力電圧検出回路１２０と、遅延回路１３０とを備えている。出力電圧検出回路１２０は、電源ＩＣ２００の出力がオフされたことを検出して、放電回路３００に、バイパスコンデンサＣ１に蓄積された電荷の放電を開始させる。遅延回路１３０は、出力電圧検出回路１２０により電源ＩＣ２００の出力オフが検出された場合に、バイパスコンデンサＣ１に蓄積された電荷が放電されるまで、電源ＩＣ２００が動作電圧を出力するのを遅延させる。
従って、電源ＩＣ２００の出力がオフされたことを検出して、バイパスコンデンサＣ１に蓄積された電荷を放電させることができる。また、バイパスコンデンサＣ１に蓄積された電荷が放電されるまで、電源ＩＣ２００が、電源電圧を変換して出力する処理を行わないので、マイコン４００に、マイコン４００の動作不定電圧が供給されるのを防止することができる。
【００３１】
上述した実施形態は、本発明の好適な実施の形態である。但し、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形実施が可能である。
【符号の説明】
【００３２】
１  車載装置
１００  保護回路
１１０  分圧回路
１２０  出力電圧検出回路
１３０  遅延回路
２００  電源ＩＣ
３００  放電回路
４００  マイコン
【図１】
2015116905.tif 000003
【図２】
2015116905.tif 000004
【図３】
2015116905.tif 000005