(57)【要約】【課題】リニア電圧レギュレータとスイッチング電圧レギュレータのそれぞれの長所を最大限に発揮させしつつ、十分な電力供給の確保と共に、車両の商品性を確保する。【解決手段】イグニッションスイッチ２７がオンとされてから所定時間の間、スイッチング電源レギュレータ４による電源供給が行われる一方、所定時間経過後は、スイッチング電圧レギュレータ４に代えてリニア電圧レギュレータ３による電源供給が開始されると共に、所定の切換指標の大きさに応じて、リニア電圧レギュレータ３とスイッチング電圧レギュレータ４とが択一的に切り換えて電源供給が行われるようになっている。【選択図】図１
2009142097.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両動作に関するデータ入力に基づいて車両の動作制御のためのプログラムが実行されるよう構成されてなる電子制御ユニットを有すると共に、リニア電圧レギュレータとスイッチング電圧レギュレータとが搭載されてなる電子車両制御装置において、前記リニア電圧レギュレータとスイッチング電圧レギュレータとを、車両の動作状態に応じて択一的に切り換える電圧レギュレータ切換方法であって、
イグニッションスイッチがオンとされてから所定期間の間、前記スイッチング電圧レギュレータによる電源供給を行う一方、前記所定期間経過後は、当該スイッチング電圧レギュレータに代えて前記リニア電圧レギュレータによる電源供給を開始し、当該リニア電圧レギュレータによる電源供給開始後は、所定の切換指標の大きさに応じて、当該リニア電圧レギュレータと前記スイッチング電圧レギュレータとを択一的に切り換えて電源供給を行うことを特徴とする電子車両制御装置における電圧レギュレータ切換方法。
【請求項２】
リニア電圧レギュレータは、その動作を制御するための外部から印加されるイネーブル電圧が、所定以上の電圧で動作状態となる一方、スイッチング電圧レギュレータは、前記イネーブル電圧が所定以下の電圧で動作状態となるよう構成されてなり、
イグニッションスイッチのオンによって、車両用バッテリとグランドとの間に直列接続される充電回路における充電電圧が前記イネーブル電圧とされることを特徴とする請求項１記載の電子車両制御装置における電圧レギュレータ切換方法。
【請求項３】
リニア電圧レギュレータは、その動作を制御するための外部から印加される制御信号が、所定の論理値で動作状態となる一方、スイッチング電圧レギュレータは、前記制御信号が前記所定の論理値を反転した論理値で動作状態となるよう構成されてなり、
イグニッションスイッチがオンとされてから所定時間の間、前記所定の論理値で、当該所定時間経過後は、前記所定の論理値を反転した論理値で、それぞれ電子制御ユニットにより出力される信号が前記制御信号とされることを特徴とする請求項１記載の電子車両制御装置における電圧レギュレータ切換方法。
【請求項４】
切換指標は、車速であって、当該車速が第１基準値を超えた場合に、リニア電圧レギュレータに代えてスイッチング電圧レギュレータによる電源供給を行い、前記第１基準値は、リニア電圧レギュレータの供給電力限界値となる電子車両制御装置の消費電力を発生し得る最低の車速として予め定められた車速であることを特徴とする請求項２又は請求項３記載の電子車両制御装置における電圧レギュレータ切換方法。
【請求項５】
第１基準値よりも小さな第２基準値を設け、車速が前記第１基準値を超えた後に、前記第２基準値を下回った際には、スイッチング電圧レギュレータに代えてリニア電圧レギュレータにより電源供給を行い、前記第２基準値は、車内騒音のため、スイッチング電圧レギュレータから生じるラジオノイズがかき消されて聞こえなくなる際において生じ得る最大の車速として予め定められた車速であることを特徴とする請求項４記載の電子車両制御装置における電圧レギュレータ切換方法。
【請求項６】
車両動作に関するデータ入力に基づいて車両の動作制御のためのプログラムが実行されるよう構成されてなる電子制御ユニットを有すると共に、リニア電圧レギュレータとスイッチング電圧レギュレータとが搭載されてなる電子車両制御装置であって、
前記リニア電圧レギュレータは、その動作を制御するための外部から印加されるイネーブル電圧が、所定以上の電圧で動作状態となる一方、前記スイッチング電圧レギュレータは、前記イネーブル電圧が所定以下の電圧で動作状態となるよう構成されてなり、
車両用バッテリとグランドとの間にイグニッションスイッチのオンによって直列接続される充電回路が設けられ、当該充電回路は、抵抗器とコンデンサが直列接続されて構成されてなり、前記抵抗器とコンデンサの相互の接続点における電圧が前記イネーブル電圧として出力されるよう構成され、
前記電子制御ユニットは、所定の切換指標の大きさに応じて、前記リニア電圧レギュレータと前記スイッチング電圧レギュレータとを択一的に切り換えて電源供給を可能とすると共に、前記リニア電圧レギュレータに代えて前記スイッチング電圧レギュレータへ切り換えがなされる際に、前記充電回路のコンデンサを放電せしめる信号を出力するよう構成されてなることを特徴とする車両動作制御装置。
【請求項７】
車両動作に関するデータ入力に基づいて車両の動作制御のためのプログラムが実行されるよう構成されてなる電子制御ユニットを有すると共に、リニア電圧レギュレータとスイッチング電圧レギュレータとが搭載されてなる電子車両制御装置であって、
前記リニア電圧レギュレータは、その動作を制御するための外部から印加される制御信号が、所定の論理値で動作状態となる一方、前記スイッチング電圧レギュレータは、前記制御信号が前記所定の論理値を反転した論理値で動作状態となるよう構成されてなり、
前記電子制御ユニットは、イグニッションスイッチがオンとされてから所定時間の間、前記所定の論理値の制御信号を出力し、当該所定時間経過後は、前記所定の論理値を反転した論理値の制御信号を出力する一方、
所定の切換指標の大きさに応じて、前記リニア電圧レギュレータと前記スイッチング電圧レギュレータとを択一的に切り換えて電源供給を可能とする制御信号を出力するよう構成されてなることを特徴とする車両動作制御装置。
【請求項８】
切換指標は、車速であって、当該車速が第１基準値を超えた場合に、リニア電圧レギュレータに代えてスイッチング電圧レギュレータによる電源供給を行い、前記第１基準値は、リニア電圧レギュレータの供給電力限界値となる電子車両制御装置の消費電力を発生し得る最低の車速として予め定められた車速であることを特徴とする請求項６又は請求項７記載の電子車両制御装置。
【請求項９】
第１基準値よりも小さな第２基準値を設け、車速が前記第１基準値を超えた後に、前記第２基準値を下回った際には、スイッチング電圧レギュレータに代えてリニア電圧レギュレータにより電源供給を行い、前記第２基準値は、車内騒音のため、スイッチング電圧レギュレータから生じるラジオノイズがかき消されて聞こえなくなる際において生じ得る最大の車速として予め定められた車速であることを特徴とする請求項８記載の電子車両制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制御方式の異なる複数の電圧レギュレータの切換方法に係り、特に、車両に搭載された複数の電圧レギュレータの好適な切り換え等を図ったものに関する。
【背景技術】
【０００２】
電圧レギュレータには、電源と負荷との間に直列に設けられた電圧調整用の素子を用いてなるいわゆるリニア電圧レギュレータと、スイッチング素子によるスイッチング動作によって入力電圧を所望の安定化電圧に変換するスイッチング電圧レギュレータとに大別でき、その制御方式の差に起因して、それぞれ一長一短があることは、従来から知られている通りである。ところで、近年は、ＩＣ技術の進歩に伴い、これら２種類の電圧レギュレータを、選択動作可能に集積回路化したレギュレータＩＣも提案、実用化されている（例えば、特許文献１等参照）。
【０００３】
ところで、種々の電子回路によって車両動作制御を可能とした電子制御装置を搭載した車両にあっても、電圧レギュレータが必要とされるが、車両動作の安定性や車両の商品性等を考慮すると、十分な供給電力容量があり、しかも、搭載されるラジオ受信機に対するいわゆるラジオノイズが極力少なく、安定した電圧供給が可能なものが望まれる。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２７８３１１号公報（第３−１２頁、図１−図７）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、スイッチング電圧レギュレータは、リニア電圧レギュレータに比してラジオノイズが大きく、その点で、車両の商品性を大きく損ねる反面、同程度の回路規模のリニア電圧レギュレータに比べて、供給電力容量が大きく、いずれも一長一短があり、先のような要求をいずれも満足させるのは困難な現状にある。
【０００６】
本発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、リニア電圧レギュレータとスイッチング電圧レギュレータのそれぞれの長所を最大限に発揮しつつ、十分な車両の商品性を確保することのできる電圧レギュレータ切換方法を提供するものである。
本発明の他の目的は、リニア電圧レギュレータとスイッチング電圧レギュレータのそれぞれの長所を最大限に発揮しつつ、十分な電力供給が確保され、しかも、車両の商品性を確保することのできる電子車両制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記本発明の目的を達成するため、本発明に係る電圧レギュレータ切換方法は、
車両動作に関するデータ入力に基づいて車両の動作制御のためのプログラムが実行されるよう構成されてなる電子制御ユニットを有すると共に、リニア電圧レギュレータとスイッチング電圧レギュレータとが搭載されてなる電子車両制御装置において、前記リニア電圧レギュレータとスイッチング電圧レギュレータとを、車両の動作状態に応じて択一的に切り換える電圧レギュレータ切換方法であって、
イグニッションスイッチがオンとされてから所定期間の間、前記スイッチング電圧レギュレータによる電源供給を行う一方、前記所定期間過後は、当該スイッチング電圧レギュレータに代えて前記リニア電圧レギュレータによる電源供給を開始し、当該リニア電圧レギュレータによる電源供給開始後は、所定の切換指標の大きさに応じて、当該リニア電圧レギュレータと前記スイッチング電圧レギュレータとを択一的に切り換えて電源供給を行うよう構成されてなるものである。
また、上記本発明の目的を達成するため、本発明に係る電子車両制御装置は、
車両動作に関するデータ入力に基づいて車両の動作制御のためのプログラムが実行されるよう構成されてなる電子制御ユニットを有すると共に、リニア電圧レギュレータとスイッチング電圧レギュレータとが搭載されてなる電子車両制御装置であって、
前記リニア電圧レギュレータは、その動作を制御するための外部から印加されるイネーブル電圧が、所定以上の電圧で動作状態となる一方、前記スイッチング電圧レギュレータは、前記イネーブル電圧が所定以下の電圧で動作状態となるよう構成されてなり、
車両用バッテリとグランドとの間にイグニッションスイッチのオンによって直列接続される充電回路が設けられ、当該充電回路は、抵抗器とコンデンサが直列接続されて構成されてなり、前記抵抗器とコンデンサの相互の接続点における電圧が前記イネーブル電圧として出力されるよう構成され、
前記電子制御ユニットは、所定の切換指標の大きさに応じて、前記リニア電圧レギュレータと前記スイッチング電圧レギュレータとを択一的に切り換えて電源供給を可能とすると共に、前記リニア電圧レギュレータに代えて前記スイッチング電圧レギュレータへ切り換えがなされる際に、前記充電回路のコンデンサを放電せしめる信号を出力するよう構成されてなるなるものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、車両の始動時にあっては、スイッチング電圧レギュレータによる電源供給が行われるようにしたので、特に、クロック回路の発振状態を速やかに正常状態とすることができ、始動時における電子制御ユニットの動作の安定性、ひいては車両動作の安定性を早期に確実なものとすることができる。
また、車両の始動時から所定時間経過後には、リニア電圧レギュレータとスイッチング電圧レギュレータとを、切換指標の大きさに応じて切り換えるようにしたので、ラジオノイズの軽減による車両の商品性を確保しつつ、消費電力に応じて十分な供給電力容量が確保でき、適切な電源供給が実現できるという効果を奏するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態について、図１乃至図６及び図９を参照しつつ説明する。
なお、以下に説明する部材、配置等は本発明を限定するものではなく、本発明の趣旨の範囲内で種々改変することができるものである。
最初に、本発明の実施の形態における電圧レギュレータ切換方法が適用される車両の電子車両制御装置Ｓの構成例について、図１を参照しつつ説明する。
図１は、車両の電子車両制御装置Ｓの中で、特に、電圧レギュレータ切換に関係する部分が中心に示されたものとなっている。
電子制御ユニット（図１においては「ＣＰＵ」と表記）１は、例えば、公知・周知のマイクロコンピュータを中心に、ＲＡＭやＲＯＭ等の記憶素子（図示せず）や、入出力インターフェイス回路（図示せず）を主たる構成要素として構成されたものとなっている。かかる電子制御ユニット１には、図示されないセンサなどにより検出された車両の動作制御に供される各種のセンサ検出信号、すなわち、具体的には、エンジン回転数、車速、アクセル開度等の信号が入力されると共に、図示されない記憶素子に記憶された車両動作制御のためプログラムが実行され、上述の各種のセンサ検出信号に基づいて、車両の動作制御が行われるようになっている。
【００１０】
電子車両制御装置Ｓには、電子制御ユニット１に用いられるマイクロコンピュータ（図示せず）の動作に必要なクロック信号を発生するクロック発生回路２が設けられており、クロック信号が電子制御ユニット１に供給されるようになっている。
本発明の実施の形態におけるクロック発生回路２は、インバータ素子１１と水晶発振子１２を主たる構成要素として構成されたものとなっている。
すなわち、インバータ素子１１の入力段には、水晶発振子１２の一方の端子と第１のコンデンサ１３の一方の端子が接続される一方、出力段には、抵抗器１５を介して水晶発振子１２の他端が接続されている。また、水晶発振子１２の他端には、第２のコンデンサ１４の一端が接続されており、第２のコンデンサ１４の他端は、第１のコンデンサ１３の他端と共にグランドに接続されている。
【００１１】
そして、インバータ素子１１の出力段には、バッファ素子１６が接続されており、このバッファ素子１６を介してクロック信号ＶCLKが電子制御ユニット１のクロック入力端子ＣＬＫに入力されるようになっている。なお、本発明の実施の形態におけるインバータ素子１１は、バイポーラトランジスタを用いて構成されたものである。
ところで、電子制御ユニット１の始動時における安定動作の早期確保、換言すれば、車両動作の始動時における安定動作の早期確保等の観点から、クロック発振回路２は、始動時、すなわち、電源電圧が印加されてから、その発振出力が可能な限り短時間で安定することが望ましい。
本願発明者は、かかる観点から、バイポーラトランジスタを用いたクロック発生回路２の始動時において、リニア電圧レギュレータとスイッチング電圧レギュレータのいずれが適するかという点について鋭意試験研究を行った結果、スイッチング電圧レギュレータを用いた場合の方が、リニア電圧レギュレータを用いた場合に比して、比較的短時間で、クロック発生回路２の発振出力を安定させることができるという結論を得るに至った。これは、スイッチング電圧レギュレータから発生するノイズが、クロック発生回路２の動作開始時において、発振現象をより増長せしめるよう作用するためと考えられる。このようなことから、本発明の実施の形態においては、後述するように、電子制御ユニット１の始動時には、スイッチング電圧レギュレータによる電源供給がなされるようになっている。
【００１２】
また、本発明の実施の形態においては、リセット制御回路（図１においては「ＲＥＳＥＴ」と表記）５が設けられており、後述するように電子制御ユニット１に供給される安定化電圧の発生状態に応じて電子制御ユニット１へリセット電圧を供給するようになっている（詳細は後述）。
【００１３】
本発明の実施の形態において、この電子制御ユニット１が搭載される車両には、リニア方式の電圧レギュレータ（以下「リニア電圧レギュレータ」と称する）３と、スイッチング方式の電圧レギュレータ（以下「スイッチング電圧レギュレータ」と称する）４とが搭載されており、後述するように車両の動作状態に応じて、いずれか一方によって、電子制御ユニット１を始め他の電子回路への電源供給がなされるようになっている。
【００１４】
非安定化直流電圧を半導体素子などによってフィードバック制御により安定化して出力するリニア電圧レギュレータ３と、交流又は直流の非安定化電圧をスイッチングして所望の安定化された電圧として出力するスイッチング電圧レギュレータ４は、共に、公知・周知の構成のものであるので、以下の説明においては、、その詳細な説明は省略し、概括的に説明することとする。
【００１５】
本発明の実施の形態において、リニア電圧レギュレータ３は、リニア電圧制御回路（図１においては「ＬＩＮ−ＲＥＧ」と表記）２１と、スイッチング電圧レギュレータ４と共用されるドライブ回路（図１においては「ＤＲＶ」と表記）２３と、出力用パワートランジスタ２４と、平滑回路２５とから構成されたものとなっている。
一方、スイッチング電圧レギュレータ４は、スイッチング電圧制御回路（図１においては「ＳＷ−ＲＥＧ」と表記）２２と、前述のドライブ回路２３と、出力用パワートランジスタ２４と、平滑回路２５とから構成されたものとなっている。
本発明の実施の形態においては、いずれのレギュレータ３，４も、入力電圧として、車両用バッテリ２６の電圧が、イグニッションスイッチ２７を介して、リニア電圧制御回路２１とスイッチング電圧制御回路２２のそれぞれの入力電圧端子Ｖbattに入力されるようになっている。なお、イグニッションスイッチ２７の一方の端部、すなわち、車両用バッテリ２６と接続された端部と反対側の端部とグランドとの間には、入力用平滑コンデンサ２８が直列接続されて設けられている。
【００１６】
また、リニア電圧制御回路２１、スイッチング電圧制御回路２２のいずれも外部からの制御信号、すなわち、制御電圧（以下、「イネーブル電圧」と称する）によって、その動作が制御可能となっており、リニア電圧レギュレータ３は、ENABLE端子（図１においては「ENABLE」と表記）へ、また、スイッチング電圧レギュレータ４は、ENABLE反転端子（図１においては「ENABLE」の上にバーを付して表記）へ、それぞれ次述するイネーブル電圧発生回路４０からのイネーブル電圧が印加されるようになっている。
【００１７】
ここで、ENABLE端子は、所定の正のイネーブル電圧が印加された場合に、リニア電圧レギュレータ３を動作状態とすることができる正論理の制御端子である。一方、ENABLE反転端子は、所定の負のイネーブル電圧が印加された場合に、スイッチング電圧レギュレータ４を動作状態とすることができる負論理の制御端子である。なお、リニア電圧レギュレータ３及びスイッチング電圧レギュレータ４は、図示は省略してあるが、いずれもENABLE端子とENABLE反転端子をそれぞれ備えたものとなっている。
【００１８】
イネーブル電圧発生回路４０は、直列接続されたイネーブル用抵抗器（図１においては「Ｒ1」と表記）４１及びイネーブル用コンデンサ（図１においては「Ｃ1」と表記）４２とを有して構成されてなる充電回路である。
すなわち、イネーブル用抵抗器４１の一方の端部は、イグニッションスイッチ２７を介して車両用バッテリ２６に接続されるようになっている一方、他方の端部は、イネーブル用コンデンサ４２の一端と接続されて、先に説明したリニア電圧制御回路２１のENABLE端子及びスイッチング電圧制御回路２２のENABLE反転端子に接続されたものとなっている。また、このイネーブル用抵抗器４１とイネーブル用コンデンサ４２の相互の接続点には、電子制御ユニット１からのイネーブルリセット信号（詳細は後述）がイネーブルリセット信号用抵抗器４３を介して印加されるようになっている。
一方、イネーブル用コンデンサ４２の他端は、グランドに接続されたものとなっている。
【００１９】
ドライブ回路２３は、その入力段が、リニア電圧制御回路２１の終段と、スイッチング電圧制御回路２２の終段に共通に接続される一方、その出力段は、出力用パワートランジスタ２４のゲートに接続されたものとなっている。なお、本発明の実施の形態において、出力用パワートランジスタ２４には、ＮチャンネルＭＯＳトランジスタが用いられている。
出力用パワートランジスタ２４は、そのドレインがイグニッションスイッチ２７を介して車両用バッテリ２６に接続される一方、ソースが平滑回路２５に接続されたものとなっている。
【００２０】
平滑回路２５は、平滑コイル３１と平滑コンデンサ３２と還流ダイオード３３とを有して構成されたものとなっている。
具体的には、平滑コイル３１の一端に出力用パワートランジスタ２４のソースが接続されると共に、還流ダイオード３３のカソードが接続され、還流ダイオード３３のアノードは、グランドに接続されたものとなっている。
一方、平滑コイル３１の他端は、リニア電圧レギュレータ３及びスイッチング電圧レギュレータ４の出力電圧Ｖｃｃの出力点とされると共に、グランドとの間に、平滑コンデンサ３２が接続されたものとなっている。
【００２１】
そして、この平滑コイル３１の他端に得られた定電圧化された出力電圧Ｖｃｃは、電子制御ユニット１を始めとして、電子車両制御装置の他の図示されない電子回路の電源電圧として供給されるものとなっている。
また、本発明の実施の形態においては、クロック発生回路２及びリセット制御回路５へも電源電圧として電圧Ｖｃｃが供給されるものとなっている。
さらに、平滑コイル３１の他端とグランドとの間には、第１及び第２のフィードバック抵抗器３４，３５が直列接続されている。そして、第１及び第２のフィードバック抵抗器３４，３５の相互の接続点の分圧電圧が、安定化電圧Ｖｃｃのフィードバック電圧としてリニア電圧制御回路２１及びスイッチング電圧制御回路２２のそれぞれのＶｃｃ帰還端子（図１においては「Ｖｃｃ帰還」と表記）に印加されて、それぞれの回路における電圧制御に供されるようになっている。
【００２２】
上記構成におけるリニア電圧レギュレータ３とスイッチング電圧レギュレータ４の概略動作は、いずれか一方が、車両の動作状態に応じて動作可能な状態とされるものとなっている。
すなわち、例えば、リニア電圧レギュレータ３が動作可能とされた場合には、リニア電圧制御回路２１の出力に応じて、ドライブ回路２３を介して出力用パワートランジスタ２４の動作が制御され、その結果、平滑コイル３１と平滑コンデンサ３２との相互の接続点には、リニア方式による安定化電圧Ｖｃｃが得られるようになっている。
一方、スイッチング電圧レギュレータ４が動作可能とされた場合には、スイッチング電圧制御回路２２の出力に応じて、ドライブ回路２３を介して出力用パワートランジスタ２４がスイッチング制御され、その結果、平滑コイル３１と平滑コンデンサ３２との相互の接続点には、スイッチング方式による安定化電圧Ｖｃｃが得られるようになっている。
【００２３】
次に、上述の構成を有する本発明の実施の形態における電圧レギュレータの切換動作について、図１乃至図６を参照しつつ説明する。
なお、図２には、上述の電子制御ユニット１により実行される電圧レギュレータ切換処理手順を示すサブルーチンフローチャートが、図３には、本発明の実施の形態の電子車両制御装置の主要部における電圧変化を模式的に示す波形図が、図４には、本発明の実施の形態における電子車両制御装置の消費電力と車速との関係を模式的に示す特性線図が、図５には、本発明の実施の形態における車両の車速と車内騒音との関係を模式的に示す特性線図が、図６には、本発明の実施の形態におけるリニア電圧レギュレータとスイッチング電圧レギュレータの切換動作を車速との関係において模式的に示した模式図が、それぞれ示されている。
また、図７には、リニア電圧レギュレータ３のみで電源供給を行った場合における主要部の電圧変化を示す波形図が、図８には、スイッチング電圧レギュレータ４のみで電源供給を行った場合における主要部の電圧変化を示す波形図が、それぞれ示されている。
【００２４】
最初に、イグニッションスイッチ２７がオフの状態にあるとする。かかる状態からイグニッションスイッチ２７がオンとされると、車両用バッテリ２６によるイネーブル電圧発生回路４０のイネーブル用コンデンサ４２への充電が、イネーブル用抵抗器４１を介して開始されることとなる。なお、イネーブル用コンデンサ４２は、イグニッションスイッチ２７がオフとされる際に、リセットされるようになっており、イグニッションスイッチ２７をオンとする時には、蓄積電荷は零の状態にある。
イネーブル用コンデンサ４２の充電により、イネーブル用抵抗器４１とイネーブル用コンデンサ４２の相互の接続点におけるイネーブル電圧ＶENは、抵抗値とコンデンサの容量により定まる時定数τにしたがって上昇してゆくこととなる。
ここで、イネーブル用抵抗器４１の抵抗値をＲ１、イネーブル用コンデンサ４２の容量をＣ１とすると、時定数τは、τ＝Ｒ１×Ｃ１で定まるものである。
【００２５】
図３において、イグニッションスイッチ２７がオンとされた時点（図３において「Vbatt ON」と表記された時点）以降におけるイネーブル電圧ＶENの変化が、符号Ｇ１が付された実線の特性線によって示されている。
なお、図３において、符号Ｇ２が付された特性線は、イグニッションスイッチ２７とイネーブル用抵抗器４１との相互の接続点における電圧の変化を示すものである。
【００２６】
ところで、リニア電圧制御回路２１とスイッチング電圧制御回路２２は、いずれもイネーブル電圧が所定の電圧（以下「ＶEN閾値」と称する）を超えるまでは、論理値Ｌｏｗに相当すると判定する一方、イネーブル電圧がこのＶEN閾値を超えると論理値Ｈｉｇｈと判定するよう構成されている。
したがって、本発明の実施の形態においては、イグニッションスイッチ２７がオンとされてから、イネーブル電圧がＶEN閾値を超えるまでの間は、ENABLE反転端子にイネーブル電圧が印加されているスイッチング電圧レギュレータ４が動作状態となる一方、リニア電圧レギュレータ３は、動作停止状態となる。
【００２７】
スイッチング電圧レギュレータ４による安定化電圧Ｖｃｃは、イグニッションスイッチ２７がオンとされた後、若干の時間経過後、徐々に上昇を開始し、所定の電圧に落ち着くこととなる（図３において符号Ｇ３の付された特性線参照）。ここで、スイッチング電圧レギュレータ４の出力電圧である安定化電圧Ｖｃｃは、スイッチング電圧レギュレータ４の動作原理に起因してノイズ成分が重畳されたものとなることは、従来から知られている通りである（図３の符号Ｇ３の特性線参照）。
【００２８】
一方、クロック発生回路２は、イグニッションスイッチ２７がオンとされてから所定の発振開始時間経過後に、正常なクロック信号ＶCLKが得られることとなる（図３の符号Ｇ４が付された特性線参照）。なお、イグニッションスイッチ２７がオンとされてから正常なクロック信号ＶCLKが得られるまで、すなわち、正常な発振状態となるまでには、スイッチング電圧レギュレータ４自体の動作開始時における立ち上がり特性や、クロック発生回路２自体の動作開始時における立ち上がり特性などに起因して、ある程度の時間を要し、上述の「発振開始時間」は、これを意味するものである。
【００２９】
また、イグニッションスイッチ２７がオンとされて電源電圧の供給が開始される際において、リセット制御回路５が次述するように動作するものとなっている。
リセット制御回路５には、安定化電圧Ｖｃｃが印加されるようになっており、安定化電圧Ｖｃｃが所定のレベルに達した後、所定時間経過後から徐々に電圧レベルが上昇し、所定レベルとなるリセット電圧ＶRSTを発生、出力するようになっている（図３において符号Ｇ５の付された特性線参照）。本発明の実施の形態において、リセット電圧ＶRSTは、最終的には安定化電圧Ｖｃｃと同一の電圧レベルに達するようになっている。
【００３０】
このリセット電圧ＶRSTは、電子制御ユニット１のリセット反転入力端子（図１においては「ＲＳＴ」の上にバーを付して表記）に入力されるようになっている。電子制御ユニット１は、リセット反転入力端子の電圧が所定レベル以下、例えば、ほぼ零Ｖ（換言すれば、論理値Ｌｏｗ）となった場合に、電子制御ユニット１自体をリセットするように構成されている。
したがって、リセット電圧ＶRSTが上述のように安定化電圧Ｖｃｃと同一レベルに上昇した場合には、電子制御ユニット１は、リセットされることはなく、通常に動作することとなる。
なお、本発明の実施の形態においては、イグニッションスイッチ２７がオンとされてから、上述のようにリセット電圧ＶRSTが所定の電圧レベルに上昇し、電子制御ユニット１のリセットが回避されたことが確定するまでの時間を、「パワーオンリセット解除時間」と定義している（図３参照）。
【００３１】
このようにしてスイッチング電圧レギュレータ４による電源供給の下、電子制御ユニット１による車両の種々の動作制御が実行されてゆくが、イネーブル電圧ＶENが時間の経過に伴い上昇し、ＶEN閾値を超えると、スイッチング電圧制御回路２２は非動作状態となる一方、リニア電圧制御回路２１が動作を開始することとなる（図３の時刻ｔ１の時点参照）。
【００３２】
そして、時刻ｔ１以後は、リニア電圧レギュレータ３により安定化電圧Ｖｃｃの供給がなされることとなる。
このように、本発明の実施の形態においては、車両始動直後のある期間は、スイッチング電圧レギュレータ４による電源供給を行う一方、その後は、リニア電圧レギュレータ３による電圧供給を行うようにしたのは、次のような理由によるものである。
まず、リニア電圧レギュレータ３は、その出力である安定化電圧Ｖｃｃにラジオノイズが少ないことは、従前から知られている通りである（図７の符号Ｇ３ａが付された特性線及び図８の符号Ｇ３ｂが付された特性線参照）。
ところが、先に述べたように、本願発明者による試験研究の結果、リニア電圧レギュレータ３は、電源供給開始後におけるクロック発生回路２の発振開始時間が、スイッチング電圧レギュレータ４を用いた場合に比して、比較的長くなるという欠点があることが確認された（図７の符号Ｇ４ａが付された特性線及び図８の符号Ｇ４ｂが付された特性線参照）。
【００３３】
そこで、本発明の実施の形態においては、車両の始動時には、クロック発生回路２の出力が安定するまでの時間が可能な限り短縮され、車両の安定動作が迅速に確保されることを優先する観点からスイッチング電圧レギュレータ４を電源供給源として選択する一方、車両の安定動作が確保された後は、ラジオノイズが極力少なく快適な受信環境の提供を可能として車両の高い商品性を確保することに重点を置いて、スイッチング電圧レギュレータ４に代えてリニア電圧レギュレータ３に切り換えるようにしたものである。
【００３４】
なお、図７には、リニア電圧レギュレータ３のみを電源供給源として始動させた場合における、安定化電圧Ｖｃｃの変化特性（図７において符号Ｇ３ａが付された特性線）、クロック発生回路２の出力特性（図７において符号Ｇ４ａが付された特性線）、リセット電圧ＶRSTの変化特性、及び、イグニッションスイッチ２７と入力用平滑コンデンサ２８との相互の接続点における電圧変化（図７において符号Ｇ２ａを付した特性線図参照）が示されている。この場合、イネーブル電圧ＶENは、ＶEN閾値を超える電圧、すなわち、換言すれば、論理値Ｈｉｇｈに相当する電圧に固定されたものとしている。
図８には、スイッチング電圧レギュレータ４のみを電源供給源として始動させた場合における、安定化電圧Ｖｃｃの変化特性（図８において符号Ｇ３ｂが付された特性線）、クロック発生回路２の出力特性（図８において符号Ｇ４ｂが付された特性線）、リセット電圧ＶRSTの変化特性、及び、イグニッションスイッチ２７と入力用平滑コンデンサ２８との相互の接続点における電圧変化（図８において符号Ｇ２ｂを付した特性線参照）が、それぞれ示されている。なお、この場合、イネーブル電圧ＶENは、ＶEN閾値を下回る電圧、すなわち、換言すれば論理値Ｌｏｗに相当する電圧に固定されたものとしている。
【００３５】
さらに、上述のようにしてリニア電圧レギュレータ３による電源供給が開始された後、後述するように所定の切換指標が切換条件を充足したと判断された際には、再び、リニア電圧レギュレータ３に代えて、スイッチング電圧レギュレータ４により電源供給が行われるようになっている。
一般に良く知られているように、リニア電圧レギュレータは、回路規模が同程度のスイッチング電圧レギュレータに比べて、供給電力容量が小さい。そのため、電子車両制御装置Ｓにおける必要電力容量が比較的小さい間は、リニア電圧レギュレータ３による電源供給で対応できるが、必要電力容量がある程度大きくなった状態にあっては、電力供給能力の点から、むしろスイッチング電圧レギュレータ４による電源供給が好ましい。
【００３６】
本発明の実施の形態においては、かかる観点から後述するように所定の条件の下、リニア電圧レギュレータ３をスイッチング電圧レギュレータ４に切り換えるようにしている。図２には、電子制御ユニット１により実行されるかかる電源切り換えのための電圧レギュレータ切換処理がサブルーチンフローチャートとして示されており、以下、同図を参照しつつ、その内容について説明する。
この電圧レギュレータ切換処理は、電子制御ユニット１において実行される車両の動作制御のための種々のサブルーチン処理の内の一つとして実行されるものとなっている。
処理が開始されると、まず、切り換えフラグＦの値が、リニア電圧レギュレータ３からスイッチング電圧レギュレータ４に切り換えられていることを表す所定値、すなわち、例えば、”１”であるか否かが判定される（図２のステップＳ１０２参照）。
【００３７】
ステップＳ１０２において、Ｆ＝１であると判定された場合（ＹＥＳの場合）には、既にリニア電圧レギュレータ３からスイッチング電圧レギュレータ４へ切り換えられていることを意味することから、後述するステップＳ１１０の処理へ進むこととなる。一方、ステップＳ１０２において、Ｆ＝１ではないと判定された場合（ＮＯの場合）には、リニア電圧レギュレータ３による電源供給が行われているいことを意味することから次述するステップＳ１０４の処理が行われることとなる。
【００３８】
すなわち、ステップＳ１０４においては、リニア電圧レギュレータ３からスイッチング電圧レギュレータ４へ切り換えるか否かの判断指標である切換指標が第１基準値を上回ったか否かが判定されることとなる。
ここで、”切換指標”は、リニア電圧レギュレータ３とスイッチング電圧レギュレータ４の切り換えの判断に用いられる物理量であり、本発明の実施の形態においては、車速が用いられている。
また、第１基準値は、リニア電圧レギュレータ３による電源供給からスイッチング電圧レギュレータ４による電源供給へ切り換える際の判断基準値である。
また、後述するステップＳ１１０において用いられる第２基準値は、スイッチング電圧レギュレータ４による電源供給からリニア電圧レギュレータ３による電源供給へ切り換える際の判断基準値である。
【００３９】
ここで、図４を参照しつつ、第１基準値の選定について説明する。
まず、本発明の実施の形態における第１基準値は、リニア電圧レギュレータ３による電源供給の限界値を考慮して定められるものとなっている。
図４には、電子車両制御装置の消費電力と車速との相対関係を示す特性線の一例が示されている。すなわち、この特性線は、電子車両制御装置の、ある消費電力と、その消費電力を発生する可能性のある最低の車速との関係を表したものである。電子車両制御装置の消費電力と車速とは、ほぼ比例関係となっているが、同一の車速であっても、車両の動作状態には幅があるため、消費電力もそれに応じて幅のあるものとなっている。
このような特性線は、車両の大きさや、搭載されている機能等によって異なるため、シミュレーションや試験等によって得るのが好適である。
【００４０】
図４において、電子車両制御装置の消費電力が”Ｐ”となる箇所は、同時にリニア電圧レギュレータ３の供給可能な電力の限界値となっており、車速ＶLIN-LIMは、リニア電圧レギュレータ３の供給電力限界値となる電子車両制御装置の消費電力を発生し得る最低の車速（以下「リニア供給限界発生車速」と称する）である。本発明の実施の形態において、第１基準値は、上述のリニア供給限界発生車速ＶLIN-LIMより所定車速だけ小さい値に設定されたものとなっている。これは、車速が第１基準値となっても、リニア電圧レギュレータ３による電力供給が即座に限界となるようなことを回避する観点から、若干の余裕をとるためである。なお、所定車速は、試験、シュミレーション等に基づいて適切な値を選定するのが好適である。
結局、本発明の実施の形態におけるステップＳ１０４においては、切換指標である車速が、第１基準値であるＶ１を上回ったか否かが判定され、未だ上回っていないと判定された場合（ＮＯの場合）には、一連の処理は終了され、図示されないメインルーチンへ一旦戻ることとなる。すなわち、この場合には、リニア電圧レギュレータ３による電源供給が継続されることとなる。
【００４１】
一方、ステップＳ１０４において、車速が第１基準値Ｖ１を上回ったと判定された場合（ＹＥＳの場合）には、リニア電圧レギュレータ３による電源供給が限界近傍にあるとして、電源供給源がリニア電圧レギュレータ３からスイッチング電圧レギュレータ４へ切り換えられることとなる（図２のステップＳ１０６参照）。すなわち、イネーブル用抵抗器４１とイネーブル用コンデンサ４２の相互の接続点が、電子制御ユニット１によりイネーブルリセット信号用抵抗器４３を介して論理値Ｌｏｗに相当する所定の電圧、すなわち、具体的には、例えば、グランド電圧とされることとなる（図３の時刻ｔ２の時点参照）。そのため、イネーブル用コンデンサ４２がイネーブルリセット信号用抵抗器４３を介して放電されるため、イネーブル電圧ＶENは下降し始め、ＶEN閾値を下回った際に、リニア電圧レギュレータ３が非動作状態となる一方、スイッチング電圧レギュレータ４が動作を開始することとなる。
【００４２】
なお、図１に示された電子制御ユニット１においては、上述のように、イネーブル用抵抗器４１とイネーブル用コンデンサ４２の相互の接続点を論理値Ｌｏｗとする信号を出力する部分を、ステップＳ１０４においてＹＥＳの判定がなされた際にオンとされるスイッチ４４として概念的に表している。なお、スイッチ４４は、その一端がグランドに、他端がイネーブルリセット信号用抵抗器４３に、それぞれ接続されたものとしている。
【００４３】
そして、上述のようにリニア電圧レギュレータ３からスイッチング電圧レギュレータ４への切り換えがなされた際には、切り換えフラグＦの値が、リニア電圧レギュレータ３からスイッチング電圧レギュレータ４に切り換えられていることを表す所定値、すなわち、例えば、”１”に設定され（図２のステップＳ１０８参照）、一連の処理が終了され、図示されないメインルーチンへ一旦戻ることとなる。
【００４４】
一方、先のステップＳ１１０においては、切換指標が第２基準を下回ったか否かが判定されることとなる。
ここで、第２基準値の選定について説明する。
まず、第２基準値は、車内騒音と車速との相関関係に基づいて定められるものである。
図５には、車内の騒音（車内騒音）の大きさと車速との相対関係を示す特性線の一例が示されている。すなわち、この特性線は、種々の車内騒音の大きさと、それぞれの車内騒音の大きさに達する際の最大の車速との関係を表したものである。同図によれば、車内騒音の大きさと車速とは、ほぼ比例関係となっているが、同一の車速であっても、車両の動作状態には幅があるため、車内騒音もそれに応じて幅のあるものとなっている。かかる特性線は、車両の大きさや、搭載されている機能等によって異なるため、シミュレーションや試験等によって得るのが好適である。
【００４５】
図５において、車内騒音が”Ｓ”の箇所は、車両走行による車内騒音のためスイッチング電圧レギュレータ４から生じるラジオノイズがかき消されて聞こえなくなる箇所であり、車速ＶSW-LIMは、その時に生じ得る最大の車速（以下「スイッチング車内騒音消滅速度」と称する）である。本発明の実施の形態において、第２基準値は、上述のスイッチング車内騒音消滅速度ＶSW-LIMより所定車速だけ大きな値に設定されたものとなっている。これは、車速が第２基準値以下となった際に、即座にラジオノイズが聞こえ出すことがないように若干の余裕を設けるためである。なお、所定車速は、試験、シュミレーション等に基づいて適切な値を選定するのが好適である。この所定車速は、先の第１基準値とリニア供給限界発生車速ＶLIN-LIMとの差の所定車速と基本的には、別個のものであるが、勿論、同一値としても良い。、
結局、本発明の実施の形態におけるステップＳ１１０においては、切換指標である車速が、第２基準値であるＶ２を下回ったか否かが判定され、未だ下回っていないと判定された場合（ＮＯの場合）には、一連の処理は終了され、図示されないメインルーチンへ一旦戻ることとなる。すなわち、この場合には、スイッチング電圧レギュレータ４による電源供給が継続されることとなる。
【００４６】
一方、ステップＳ１１０において、車速が第２基準値Ｖ２を下回ったと判定された場合（ＹＥＳの場合）には、スイッチング電圧レギュレータ４に代えてリニア電圧レギュレータ３による電源供給が好ましいとして、スイッチング電圧レギュレータ４からリニア電圧レギュレータ３への切り換えが行われることとなる（図２のステップＳ１１２参照）。すなわち、電子制御ユニット１により、先に述べたイネーブル用抵抗器４１とイネーブル用コンデンサ４２の相互の接続点が論理値Ｈｉｇｈに相当する電位とされ、スイッチング電圧レギュレータ４が非動作状態とされる一方、リニア電圧レギュレータ３が動作状態とされることとなる。
そして、切り換えフラグＦの値が、リニア電圧レギュレータ３が動作状態にあることを表す所定値、すなわち、例えば、”０”にリセットされて、図示されないメインルーチンへ一旦戻ることとなる（図２のステップＳ１１４参照）。
【００４７】
このように、本発明の実施の形態においては、電子車両制御装置の消費電力が大きい領域、換言すれば、エンジン負荷が大きい領域において、リニア電圧レギュレータ３とスイッチング電圧レギュレータ４とを切換指標の大きさに応じて切り換えるようにしたが、動作の安定の観点から第１基準値と第２基準値を用いて、切換領域にヒステリシスが設けられたものとなっている。
したがって、本発明の実施の形態においては、車両の始動時から所定時間は、先に述べたように強制的にスイッチング電圧レギュレータ４による電源供給がなされ、所定時間経過後は、リニア電圧レギュレータ３による電源供給がなされるが、このリニア電圧レギュレータ３が開始された後は、図２に示された電圧レギュレータ切換処理手順の実行により、図６に示されたように、車速の大きさによって、リニア電圧レギュレータ３とスイッチング電圧レギュレータ４とが択一的に切り換られる。
すなわち、車速が第１基準値Ｖ１を超えるとリニア電圧レギュレータ３からスイッチング電圧レギュレータ４へ切り換えられるが、車速が低下して第２基準値Ｖ２（Ｖ２＜Ｖ１）を下回ると、再び、リニア電圧レギュレータ３に切り換えられ、走行中は、これが繰り返されることとなる。
【００４８】
上述の構成例においては、イグニッションスイッチ２６がオンとされてから、スイッチング電圧レギュレータ４を動作させる所定期間が、イネーブル電圧発生回路４０のイネーブル電圧ＶENの電圧変化の速度によって定まるような構成としたが、所定期間を定めるための構成は、勿論、これに限定されるものではない。
図９には、上述の所定期間を定めるため他の構成を備えた電子車両制御装置の構成例が示されており、以下、同図を参照しつつ、かかる構成例について説明する。なお、図１に示された構成例と同一の構成要素については、同一の符号を付して、その詳細な説明を省略し、以下、異なる点を中心に説明する。
【００４９】
この構成例は、電子制御ユニット１により出力される論理信号を、リニア電圧制御回路２１のENABLE端子及びスイッチング電圧制御回路２２のENABLE反転端子に、それぞれ入力するように構成されたものである（図９参照）。
したがって、この構成例においては、イネーブル電圧発生回路４０は不要であるため、削除されたものとなっている。
【００５０】
かかる構成においては、イグニッションスイッチ２７がオンとされると、電子制御ユニット１においてソフトウェア処理による計時タイマが始動されるようになっており、イグニッションスイッチ２７のオンの時点から所定時間（所定期間）の間、論理値Ｌｏｗに相当する信号が出力され、リニア電圧制御回路２１のENABLE端子及びスイッチング電圧制御回路２２のENABLE反転端子に、それぞれ入力される。なお、ここで論理値Ｌｏｗは、先の図１に示された構成例で説明したと同様、リニア電圧制御回路２１及びスイッチング電圧制御回路２２において論理値Ｌｏｗと判定される電圧レベル、すなわち、リニア電圧制御回路２１及びスイッチング電圧制御回路２２において設定されているＶEN閾値以下の電圧レベルであることが必要である。
その結果、イグニッションスイッチ２７がオンとされてから所定時間の間は、スイッチング電圧レギュレータ４が動作状態となる一方、リニア電圧レギュレータ３は、動作停止状態とされる。
【００５１】
そして、電子制御ユニット１における計時タイマによって所定時間の経過が計数されると、論理値Ｌｏｗの信号に代えて論理値Ｈｉｇｈの信号が出力され、リニア電圧制御回路２１のENABLE端子及びスイッチング電圧制御回路２２のENABLE反転端子に、それぞれ入力される。
その結果、スイッチング電圧レギュレータ４に代わって、リニア電圧レギュレータ３が動作状態となる。なお、ここで、論理値Ｈｉｇｈは、先の図１に示された構成例で説明したと同様、リニア電圧制御回路２１及びスイッチング電圧制御回路２２において論理値Ｈｉｇｈと判定される電圧レベル、すなわち、リニア電圧制御回路２１及びスイッチング電圧制御回路２２において設定されているＶEN閾値以上の電圧レベルであることが必要である。
このようにしてリニア電圧レギュレータ３が動作状態とされた以降は、切換指標の大きさに従ってリニア電圧レギュレータ３とスイッチング電圧レギュレータ４が択一的に動作状態とされることとなるのは、図１に示された構成例で説明したと同様であるので、ここでの再度の詳細な説明は省略することとする。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の実施の形態における電圧レギュレータ切換方法が適用される車両の電子車両制御装置の構成例を示す構成図である。
【図２】図１に示された電子車両制御装置の電子制御ユニットにより実行される電圧レギュレータ切換処理手順を示すサブルーチンフローチャートである。
【図３】図１に示された電子車両制御装置の主要部における電圧変化を模式的に示す波形図図である。
【図４】本発明の実施の形態における電子車両制御装置の消費電力と車速との関係を模式的に示す特性線図である。
【図５】本発明の実施の形態における車両の車速と車内騒音との関係を模式的に示す特性線図である。
【図６】本発明の実施の形態におけるリニア電圧レギュレータとスイッチング電圧レギュレータの切換動作を車速との関係において模式的に示した模式図である。
【図７】本発明の実施の形態においてリニア電圧レギュレータのみで電源供給を行った場合における主要部の電圧変化を示す波形図である。
【図８】本発明の実施の形態においてスイッチング電圧レギュレータのみで電源供給を行った場合における主要部の電圧変化を示す波形図である。
【図９】本発明の実施の形態における電圧レギュレータ切換方法が適用される車両の電子車両制御装置の他の構成例を示す構成図である。
【符号の説明】
【００５３】
１…電子制御ユニット
２…クロック発生回路
３…リニア電圧レギュレータ
４…スイッチング電圧レギュレータ
５…リセット制御回路
【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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【図７】
2009142097.tif 000009
【図８】
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【図９】
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