JP2010180776A - 電源制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】イグニッションスイッチオフ期間中の各種センサーや搭載されている機器の異常検出を可能にする電源制御装置を提供する。
【解決手段】バッテリと、バッテリ電圧からＣＰＵのバックアップＲＡＭ用電圧生成と、バッテリ電圧から昇圧制御機能及び降圧制御機能の両方有し、マイコンへ供給する用電圧とセンサーへ供給する電圧を生成する電源制御装置において、イグニッションキーオフ時間計測機能と各種センサーを診断するためのソークタイマの両回路を備える。更に、ソークタイマは、マイコンからの起動時間設定された時間後に、マイコンとセンサーに電圧出力し、起動後の停止時間設定された時間経過後に再び、マイコンやセンサーに出力する電圧を停止させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車等に搭載されるコントロール制御装置に用いられる電源制御装置に関する。

近年、自動車には、多数のコントロール制御装置が搭載されている。コントロール制御装置へ電力を供給する電源制御装置は、マイコンや各種センサーを動作させるために、バッテリ電圧から５Ｖや３．３Ｖ等の所定の電圧生成を行う。

電源制御装置は、イグニッションスイッチがオフされるとカウントを開始するタイマ回路を備え、設定された時間経過後にマイコンやセンサーを起動させ、起動したマイコンやセンサーが車載された燃料タンクを診断するエバポリーク診断やエンジン停止時間による冷却水温やエンジンの吸気温度の診断を行う。

このようなイグニッションスイッチをオフさせてからカウントするタイマ回路を備え、予め設定された時間経過後に電源回路を起動させ、エバポガスリークチェックする装置として、例えば、特許文献１に記載された車両用電子制御装置がある。

特開２００５−２２６４８８号公報

上記の車両用電子制御装置では、イグニッションスイッチのオン操作により、メインリレーを駆動し、電源回路を起動する。マイコンは処理中の電源回路停止を防ぐために、マイコンから電源保持制御を出力し、マイコン処理中の電源回路停止を防止する。イグニッションスイッチがオフ操作されると、マイコンはスイッチ情報を元に、ソフトウェアは演算及び制御処理を終了させ、電源保持制御を解除させ、メインリレー駆動を解除し、電源回路へ供給を停止させる。

また、上記の車両用電子制御装置は、イグニッションスイッチのオフ操作により、タイマ回路がカウント開始し、マイコンから設定された時間経過後、電源起動制御を出力し、メインリレーを駆動し、バッテリ電圧を供給する回路を備えている。

しかしながら、従来の電子制御装置では、マイコンが処理中の電源回路停止を防ぐために、マイコンから電源保持制御を出力した後、マイコンが異常ループ処理に陥った場合は、イグニッションスイッチがオフ操作されても、電源保持制御が解除されるまでメインリレーを解除することができず、バッテリ電圧の消費継続が発生する。

上記のエバポガスリークチェック用のタイマ回路は、イグニッションスイッチがオフ操作後に、マイコンから設定された時間経過後、電源起動制御を出力し、メインリレー駆動し、電源回路を起動させる。

しかしながら、マイコンが何らかの原因により正常に立ち上がらなかった場合、電源回路が起動した状態継続が発生する。

本発明の目的は、上記課題を解決すべく、イグニッションスイッチオフ期間中にマイコンやセンサーへ安定電圧を供給して各種センサーや車両搭載機器の異常検出を可能にし、かつ、マイコンの異常ルーチン処理に陥ることを回避し、起動時にマイコンがどのような状態で起動発生したか判別することができることにより、安全性を向上させた電源制御装置を提供することにある。

上記目的を達成すべく、本発明に係る電源制御装置は、車両のイグニッションスイッチがオンされた時、バッテリより供給されるバッテリ電圧から基準電圧を生成する基準電圧生成回路と、バッテリ電圧から１次電圧を生成する１次電圧生成回路と、前記基準電圧と前記１次電圧からマイコンを駆動するためのマイコン用電圧を生成するマイコン用電圧生成回路と、前記バッテリからマイコンのバックアップＲＡＭ用の電圧生成するバックアップＲＡＭ用電圧生成回路と、前記バッテリからタイマ回路用電圧を生成するタイマ用電圧生成回路とクロックを生成するクロック生成回路と、前記タイマ用電圧電圧生成回路及び前記クロック生成回路により駆動するタイマ回路とを有する電源制御装置において、
前記タイマ回路は、前記イグニッションスイッチがオフされてからオンするまでの時間を測定し、前記マイコンは前記イグニッションスイッチのオフ後、前記１次電圧の生成を開始するまでの時間を設定する起動時間設定機能を有し、前記タイマ回路は、前記イグニッションスイッチがオフされてから、前記起動時間設定機能で設定された時間経過後に、前記１次電圧の生成を開始させることを特徴とするものである。

基準電圧生成回路と１次電圧生成回路は、常時接続されたバッテリ電圧から基準電圧生成する基準電圧生成回路と、車両のイグニッションスイッチがオンされた時、バッテリ電圧から１次電圧を生成する１次電圧生成回路とで構成してもよい。

また、電源制御装置は、マイコンへ供給する電圧を監視する低電圧監視回路を備え、出力電圧の低電圧検出を行い、低電圧発生し、マイコンへリセット出力し、低電圧発生による異常状態を回避させる。

電源制御装置は、マイコン処理動作を監視するウォッチドッグタイマ監視回路を設け、マイコンが異常ルーチン処理発生時、マイコンへ強制リセット制御を行い、リスタートを実行させる。

また、イグニッションスイッチのオフ操作により、タイマ回路が設定された時間経過後に、電源起動制御を出力し、メインリレーを駆動し、電源回路を起動させる。このタイマ回路は、マイコンが正常に起動しない場合に、マイコンから設定された停止時間（例えば２秒）に、電源起動制御を解除し、タイマ回路は、カウントを１からカウントアップを開始し、再び設定された時間経過後に電源起動制御を出力する。

さらに、マイコンはどのような状態で起動発生したか不明になる場合があるため、イグニッションスイッチ情報とイグニッションスイッチがオフ期間中カウントするイグニッションオフタイマ回路とＷＤＴ監視やマイコン用電圧監視を行い、マイコンへリセットを出力する回路とリセット発生要因を保持する履歴レジスタを備える。

その上、バッテリ電圧の低電圧監視機能を設け、低電圧から起動時、イグニッションオフタイマのカウントをＡＬＬ“０”に初期化することにより、バッテリが接続された初回立上げと判断可能な回路を用いる。

本発明によれば、イグニッションスイッチオフ期間中にマイコンやセンサーへ安定電圧を供給して各種センサーや車両搭載機器の異常検出を可能にし、かつ、マイコンの異常ルーチン処理に陥ることを回避し、起動時にマイコンがどのような状態で起動発生したか判別することができることにより、安全性を向上させることができる。

本発明に係る電源制御装置の第１の実施形態の回路構成図である。 図１の１次電圧生成回路の一例である昇降圧制御回路の回路構成図である。 図１の１次電圧生成回路の他の例である降圧制御回路の回路構成図である。 図１のイグニッションオフタイマの動作波形図である。 図１のイグニッションオフタイマの状態遷移図である。 図１のソークタイマの動作波形図である。 図１のソークタイマの状態遷移図である。 本発明に係る電源制御装置の第２の実施形態の回路構成図である。 図８の１次電圧生成回路の一例である昇降圧制御回路の回路構成図である。 図８の１次電圧生成回路の他の例である降圧制御回路の回路構成図である。 図８のイグニッションオフタイマの動作波形図である。 図８のソークタイマの動作波形図である。

以下、本発明の好適な実施形態を添付図面に基づいて説明する。

図１は、電源制御装置の第１の実施形態の回路構成図である。図１に示すように、電源制御装置は、車両のイグニッションスイッチ４がオンされた時、バッテリ電圧３ａが供給され、バッテリ電圧３ａから基準電圧３０ａを生成する基準電圧生成回路と、バッテリ電圧３ａから１次電圧３５を生成する１次電圧生成回路７と、基準電圧３０ａと１次電圧３５からマイコン用電圧８ａを生成するマイコン用電圧生成回路８と、基準電圧３０ａと１次電圧３５からセンサー用電圧１０ａを生成するセンサー用電圧生成回路１０とを備える。

バッテリ１と１次電圧生成部７との間に設けられるメインリレー３には、メインリレー３を駆動する駆動回路５が設けられる。駆動回路５は、イグニッションスイッチ４のオン操作によりハイ出力し、メインリレー３を駆動してリレー接点をオンさせ、バッテリ電圧３ａを１次電圧生成部７に供給する。

１次電圧生成回路７はバッテリ電圧３ａが供給されると、１次電圧３５を生成する。１次電圧生成回路７は、バッテリ電圧から１次電圧を昇圧生成する機能とバッテリ電圧から１次電圧を降圧生成する機能の両方を有する昇降圧制御回路、或いは、バッテリ電圧から１次電圧を降圧生成する降圧制御回路で構成される。

図２は、昇降圧制御回路７ａを示す回路図であり、図３は降圧制御回路７ｂを示す回路図である。

バッテリ電圧３ａが、１次電圧生成部７で生成される１次電圧３５以下までの動作保障を要求される場合、例えば、エンジンスタート時のクランキングによって、４．５Ｖまで瞬低がある場合、昇降圧制御回路７ａが用いられる。図２に示すように、昇降圧制御回路７ａは、バッテリ電圧３ａから基準電圧３０ａを生成する基準電圧生成回路３０と、平滑回路３２と、平滑回路３２に接続される降圧用スイッチング素子３１及び昇圧用スイッチング素子３４の切換えを制御して１次電圧を生成する昇降圧制御回路３３とを備える。平滑回路３２は、ダイオード３２ａ，３２ｃ、インダクタンス３２ｂ及びコンデンサ３２ｄで構成される。

昇降圧制御回路７ａは、バッテリ電圧１ａから基準電圧生成回路３０にて生成された基準電圧３０ａを基準とし、バッテリ電圧１ａが定められた電圧値以上の場合、降圧用スイッチング素子３１を降圧制御信号３３ａにて駆動し、平滑回路３２により安定化した１次電圧３５を生成させる。さらに、バッテリ電圧１ａが定められた電圧値以下の場合、降圧用スイッチング素子３１を降圧制御信号３３ａ、かつ、昇圧用スイッチング素子３４を昇圧制御信号３３ｂにて駆動し、平滑回路３２により安定化した１次電圧３５を生成させる。

バッテリ電圧３ａが、１次電圧生成回路７にて生成される１次電圧３５以上での動作要求の場合、降圧制御回路７ｂが用いられる。降圧制御回路７ｂは、図２の昇降圧制御回路において、昇圧用スイッチング素子及びその素子に接続される平滑回路のダイオード３２ｃを除いた構成である。

降圧制御回路７ｂは、バッテリ電圧１ａから基準電圧生成回路３０にて生成された基準電圧３０ａを基準とし、バッテリ電圧１ａが定められた電圧値以上の場合、降圧用スイッチング素子３１を降圧制御信号３３ａにて駆動し、平滑回路３２により安定化した１次電圧３０ａを生成させる。

マイコン用電圧生成回路８では、１次電圧３５からマイコン用Ａ／Ｄレファレンス電圧８ａを生成し、マイコンコア用電圧生成回路９では、１次電圧３５からマイコンコア電圧９ａを生成し、マイコン用Ａ／Ｄレファレンス電圧８ａ及びマイコンコア電圧９ａはマイコン６へ供給される。センサー用電圧生成回路１０では、バッテリショートやグランドショートなどによる障害時の影響を回避するため、マイコン電圧８ａ，９ａとは別に、１次電圧３５からセンサー電圧１０ａを生成し、センサー電圧１０ａは各センサーへ供給される。

本実施形態の電源制御装置は、マイコン６へ供給される電圧を監視する低電圧監視回路１１と、マイコン動作監視するためのウォッチドッグタイマ監視回路１４と、低電圧監視回路１１で検知された電圧異常発生及びウォッチドッグタイマ監視回路１４で検知されたマイコンの動作異常発生の履歴を保持する履歴レジスタ１２とをさらに備える。

マイコン用Ａ／Ｄレファレンス電圧８ａは、低電圧監視回路１１にて出力電圧レベルを監視され、所定の電圧値を下回った場合、低電圧監視回路１１は、低電圧検出情報１１ａを出力し、論理回路１３を経由してマイコン６へＰｏｗｅｒ Ｏｎ Ｒｅｓｅｔ制御を行う。低電圧異常情報１１ａは、履歴レジスタ１２にて、リセット発生要因履歴として保持される。

マイコン用Ａ／Ｄレファレンス電圧８ａ及びマイコンコア用電圧９ａにより起動したマイコン６は、ソフトウェア処理の正常性監視のため、ＷＤＴ監視回路１４へＷＤＴ（ウォッチドッグタイマ）クリア信号６ａを所定の定期周期以内に出力する。マイコン６が所定の定期周期にＷＤＴクリア信号６ａを出力できない場合、ＷＤＴ監視回路１４は、ウッチドッグタイマ異常検出し、ＷＤＴ異常検出情報１４ａを出力し、論理回路１３を経由しマイコンへ再起動制御を行う。ＷＤＴ異常検出情報１４ａは、低電圧異常情報１１ａと同様に、リセット発生要因として履歴レジスタ１２に保持される。履歴レジスタ１２は、マイコン６から履歴レジスタクリア信号６ｂを受信し、低電圧異常情報１１ａ及びＷＤＴ異常検出情報１４ａ（リセット発生要因）をクリアすることも可能である。

イグニッションスイッチ４の操作情報（イグニッションスイッチ情報２１ａ）は、バッファ回路２１を介してマイコン６へ通知され、マイコン６はイグニッションスイッチ４の状態を把握する。マイコン６は、ソフトウェア処理中に、イグニッションスイッチ４の操作により１次電圧停止によるマイコン６の異常終了を防ぐために、メインリレー制御６ｃを駆動回路５へ出力し、メインリレー３をコントロールすることができる。

電源制御装置は、さらに、メインリレー３を介さずにバッテリ１と接続され、マイコン６のバックアップＲＡＭ用の電圧生成するバックアップＲＡＭ用電圧生成回路１５と、タイマ回路用電圧を生成するタイマ用電圧生成回路１６と、クロックを生成するクロック生成回路１８と、タイマ用電圧電圧生成回路１６及びクロック生成回路１８により駆動するタイマ回路１９，２０とを備える。タイマ回路は、それぞれ個々に作動可能なＩｇｎｉｔｉｏｎ Ｏｆｆ Ｔｉｍｅｒ回路（以下、Ｉｇｎオフタイマ回路と記載）１９とソークＴｉｍｅｒ回路（以下、ソークタイマ回路と記載）２０とからなる。

バックアップＲＡＭ用電圧生成回路１５及びタイマ用電圧生成回路１６には、バッテリ１からメインリレー３を介さずにバッテリ電圧１ａが入力される。バックアップＲＡＭ用電圧生成回路１５は、マイコン６のバックアップＲＡＭへ電圧供給のため、バックアップＲＡＭ用電圧１５ａを生成し出力を行い、バックアップＲＡＭデータ保持を行う。タイマ用電圧生成部１６は、１次電圧１ａから電圧生成し、クロック生成回路１８、Ｉｇｎオフタイマ回路１９、ソークタイマ回路２０へ電圧供給する。

これらの回路動作を正常にするために、クロック生成回路１８、Ｉｇｎオフタイマ回路１９及びソークタイマ回路２０には、低電圧監視回路１７が接続されている。低電圧監視回路１７は、低電圧監視を行い、クロック生成回路１８及びタイマ回路１９，２０への供給電圧に低電圧が発生した場合やバッテリ１が外された（断線した）場合に、リセット制御を行い、イグニッションオフタイマ回路１９、ソークタイマ回路２０のカウント値をＡｌｌ“０”に初期化することにより、タイマ値の異常発生を防ぐ。

タイマ用電圧生成部１６から生成された電圧にて動作するタイマ回路１９，２０はマイコン６からのＩｇｎｉｔｉｏｎ Ｏｆｆ Ｔｉｍｅｒ制御信号（以下、Ｉｇｎオフタイマ制御信号）６ｄやソークＴｉｍｅｒ制御信号（以下、ソークタイマ制御信号）６ｅの制御情報によってクロック生成部１８が有効になり、クロック生成部１８はＩｇｎオフタイマ回路１９、ソークタイマ回路２０へタイマ用クロック信号１８ａを出力する。

マイコン６からＩｇｎオフタイマ回路１９へ、Ｉｇｎオフタイマ制御信号６ｄがハイ出力された場合、Ｉｇｎオフタイマ回路１９は、タイマ用クロック信号１８ａを用いて、カウント値“１”からカウントアップし、マイコンへカウンタの動作情報Ｉｇｎｉｔｉｏｎ Ｏｆｆ Ｔｉｍｅｒ Ｓｔａｔｕｓ情報（以下、Ｉｇｎオフタイマステータス情報）１９ａやＩｇｎｉｔｉｏｎ Ｏｆｆ Ｔｉｍｅｒカウント情報（以下、Ｉｇｎオフタイマカウント情報、或いはカウンタ値）１９ｂ出力を行う。

Ｉｇｎオフタイマ制御信号６ｄがロウ出力された場合、Ｉｇｎオフタイマ回路１９は、カウントアップを停止しカウント値を保持する。Ｉｇｎオフタイマ回路１９が、Ｉｇｎオフタイマ回路１９が有するＦｕｌｌカウント値までカウントアップを実行する際、カウントアップを停止しＦｕｌｌカウント値を保持させる。

電源制御装置は、Ｉｇｎオフタイマ回路１９からマイコン６へＩｇｎオフタイマステータス情報１９ａやＩｇｎオフタイマカウント情報１９ｂ出力を行うことにより、イグニッションスイッチ４がオフされた時間経過を確認することができる。また、電源制御装置は、マイコン制御による動作を行うため、イグニッションスイッチ４がオン中にタイマ回路の動作診断を行うことができる。

イグニッションスイッチ４のオフ操作時から設定された時間経過後にマイコン６を起動させる（１次電圧の生成を開始する）ため、マイコン６からソークタイマ回路２０へ出力されるソークタイマ設定信号６ｆによって起動時間や停止時間の設定が行われる。ソークタイマ２０のカウント開始を指示するソークタイマ制御信号６ｅがハイ出力された場合、ソークタイマ回路２０は、タイマ用クロック信号１８ａを用いて、カウント値“１”からカウントアップし、マイコン６へカウンタの動作情報として、ソークタイマステータス情報２０ｂをハイ出力する。

イグニッションスイッチ４がオフ状態にあるとき或いはマイコン６からのメインリレー制御信号６ｃがロウ出力時等、すなわちリレー接点がオフ状態にあるとき、ソークタイマ設定信号６ｆによって設定された時間（起動時間）経過後、ソークタイマ２０はＷａｋｅ Ｕｐ制御信号２０ａを駆動回路５にハイ出力する。駆動回路５は、メインリレー３を駆動してリレー接点をオンさせ、バッテリ電圧３ａを１次電圧生成回路７へ供給させる。１次電圧が生成されると、各種電圧（マイコン用電圧、センサー用電圧）が生成され、マイコン６やセンサーが起動し、車載に装備された機器の診断を行うことが可能となる。

また、マイコン６は、Ｗａｋｅ Ｕｐ制御信号がハイ出力した後ロウ出力するまで時間（停止時間）を設定し、ソークタイマ設定信号６ｆにより、ソークタイマ回路２０へ停止時間を指定する。これにより、ソークタイマ回路２０は、Ｗａｋｅ Ｕｐ制御信号がハイ出力してから上記の停止時間を経過した後、Ｗａｋｅ ｕｐ制御信号２０ａをロウ出力し、再びメインリレー３の駆動を解除させる（１次電圧生成を停止させる）。ソークタイマ回路２０は、再びカウント値“１”からカウントアップし、再び起動時間経過後、Ｗａｋｅ Ｕｐ制御信号の制御を繰り返す。これにより、Ｗａｋｅ ｕｐ制御信号２０ａがハイ出力された後、マイコン６が何らかの異常によって起動しなかった場合に電源制御装置の動作継続によってバッテリ電圧の無駄な消費を防ぐことができる。

ソークタイマ回路２０は、マイコン６が起動し、ソークタイマ制御信号６ｅがロウ出力された場合、カウントアップを停止しカウント値を保持する。ソークタイマ回路２０は、Ｉｇｎオフタイマ回路１９と同様にマイコン制御による動作を行うため、ソークタイマ回路２０からマイコン６へカウンタ動作情報のソークタイマステータス情報１９ｂやＷａｋｅ ｕｐ制御情報２０ａ出力を行うことにより、イグニッションスイッチ４がオン中にソークタイマ回路の動作診断を行うことが可能となる。

次に、図４〜図７に基づいて、Ｉｇｎオフタイマ回路１９及びソークタイマ２０の動作波形及び状態遷移についてそれぞれ説明する。

図４は、図１のＩｇｎオフタイマの動作を示す動作波形である。Ｉｇｎオフタイマ回路１９が有するカウント値の最大値が“ｈ：３ｆｆｆｆ”つまり、７２．８時間まで測定を有する例を以下に説明する。

バッテリ１接続により、バッテリ電圧１ａがタイミング４０で印加された場合、Ｉｇｎオフタイマ制御信号６ｄはロウ出力に、Ｉｇｎオフタイマ回路１９はＡＬＬ“０”に初期化される。

イグニッションスイッチ４が、タイミング４１でオン操作されると、メインリレー３が駆動（ＯＮ）し、バッテリ電圧３ａが１次電圧生成回路７へ供給され、１次電圧３５が生成され、生成された１次電圧３５から各種電圧（マイコン用電圧、マイコンコア用電圧、センサー用電圧）を生成し、マイコン６及びセンサーを起動させる。

マイコン６は処理中に、イグニッションスイッチ４の操作により、１次電圧停止により異常終了を防ぐために、マイコン６からメインリレー制御６ｃをハイ出力し、メインリレーを制御する。

マイコン６は、Ｉｇｎオフタイマ回路１９の機能診断のために、任意のタイミング４２でＩｇｎオフタイマ制御６ｄをハイ出力し、Ｉｇｎオフタイマ回路１９は１からカウントを開始する。マイコン６は、Ｉｇｎオフタイマステータス信号１９ｂを読み込み、カウント開始状態を確認し、タイミング４３で、Ｉｇｎオフタイマ制御６ｄをロウ出力し、Ｉｇｎオフタイマ回路１９のカウントを停止させ、カウントしたカウント値をマイコン６が読み込む。Ｉｇｎオフタイマ回路１９を診断することが可能になる。

イグニッションスイッチ４がユーザによりオフ操作されると（タイミング４４）、マイコン６はイグニッションスイッチ情報２１ａの情報に元に、イグニッションスイッチ４がオフされたと判断し、Ｉｇｎオフタイマ制御信号６ｄをハイ出力する（タイミング４５）。Ｉｇｎオフタイマ制御信号６ｄのハイ出力により、Ｉｇｎオフタイマ回路１９は、カウントアップをカウント値“１”から開始する。また、マイコン６は、イグニッションスイッチ４のオフされると、メインリレー制御６ｃをロウ出力し、メインリレー３の駆動制御を解除し、１次電圧３５の生成を停止させる（タイミング４６）。

イグニッションスイッチ４がオフされてから所定時間経過後（ただし、カウント開始後７２．８時間以内）、再びイグニッションスイッチ４がオン操作されると（タイミング４７）、マイコン６は起動し、メインリレー制御６ｃをハイ出力及びＩｇｎオフタイマ制御信号６ｄをロウ出力し、Ｉｇｎオフタイマ回路１９のカウントを停止させる（タイミング４８）。イグニッションスイッチ４がオフ状態の間、Ｉｇｎオフタイマ１９はカウント（時間計測）しており、マイコン６は、イグニッションスイッチ４のオフ時間（タイミング４４と４７間の時間）をＩｇｎオフタイマ回路１９から読み込み、各種診断機能処理を行う。

一方、イグニッションスイッチ４がオフされ（タイミング４９）、カウント開始（タイミング５０）後から７２．８時間経過して、イグニッションスイッチ４がオンされた場合、カウント開始から７２．８時間経過したタイミング５１でカウンタ値がＦｕｌｌになり、Ｉｇｎオフタイマ回路１９はカウントアップを停止し、Ｆｕｌｌのカウンタ値を保持する。

また、タイミング５６に示すように、イグニッションスイッチ４がオフ状態であって、Ｉｇｎオフタイマ回路１９のカウントアップ中に、バッテリ電圧１ａが低下した場合、バッテリ電圧１ａが復帰時にＩｇｎオフタイマ制御信号６ｄをロウ出力し、Ｉｇｎオフタイマ回路１９をすべて“０”に初期化する。

図５は、Ｉｇｎオフタイマ機能の状態遷移図である。

図５に示すように、状態遷移の初期状態８０は、バッテリ１ａが断線された状態で、バッテリ電圧１aの電圧は０Ｖであるため、電源制御装置の全機能は停止している。

バッテリ１が電源制御装置に接続され、バッテリ電圧１ａが供給され、低電圧監視回路１７が、例えばバッテリ電圧１ａ≧６［Ｖ］であることを検出すると、低電圧監視１７は、Ｉｇｎオフタイマ回路（カウンタ）１９のカウント値を“０”にクリアし、また、Ｉｇｎオフタイマ制御信号６ｄ(ＩＧＴ制御)＝０であることから、状態８１に遷移する。状態８１で、マイコン６が起動時にカウンタ１９を読込んだ場合は、Ａｌｌ“０”が読み出される。よって、バッテリ断線が発生していたことをマイコン６は判断する。

状態８１では、ＩＧＴ制御６ｄ＝１がセットされると、カウンタ１９は、１にセット（状態８２）され、１からカウントアップを開始すると状態８３に推移する。

カウンタ１９が０からカウントアップを開始してしまうと、１秒カウント前にマイコン６がＩｇｎオフタイマ値（カウント値）１９をリードした場合、０をリードすることによって、このときマイコン６は、バッテリ断線が発生したと間違った認識をする可能性があるために、ＩＧＴ制御６ｄ＝１になるとカウンタは１からカウントアップすることとし、マイコン６は間違った認識を回避することができる。

状態８３において、カウンタ１９は、１からカウントアップし、ｈ´３ＦＦＦＦまで１秒毎にカウントアップしていく。カウンタ１９が、ｈ´３ＦＦＦＦまでカウントアップすると、カウンタ１９を停止しホールド状態に推移する（状態８４）。状態８３において、ＩＧＴ制御６ｄ＝０がセットされると、カウンタ１９は停止しホールド状態に推移する（状態８５）。状態８３において、バッテリ１が断線され、バッテリ電圧１aの電圧が低下すると、電源制御装置は機能しなくなり、初期状態８０へ推移する。

状態８４は、ＩＧＴ制御６ｄの０セット待ち状態である。状態８４において、ＩＧＴ制御６ｄ＝０がマイコン６から入力されると、カウンタ１９を保持したまま、状態８５に遷移する。

状態８５は、ＩＧＴ制御６ｄの１セット待ち状態である。再びＩＧＴ制御６ｄ＝１がマイコン６からセットされると、カウンタ１９は１にセットされ、１からカウントアップを開始する状態８２に遷移する。

状態８１〜状態８５において、バッテリ１が断線され、バッテリ電圧１aの電圧が低下すると、電源制御装置は機能しなくなり、初期状態８０に遷移する。

図６は、図１のソークタイマ２０の動作を示す動作波形である。マイコン６から設定される起動時間が８時間（ソークタイマ回路２０の機能診断時の起動時間は２秒）、停止時間が２秒にそれぞれ設定された例を説明する。

バッテリ１接続により、バッテリ電圧１ａがタイミング６０で印加された場合、ソークタイマ制御信号６ｅはロウ出力に、ソークタイマ設定信号６ｆにて起動時間値は０時間、停止時間値は０秒に、ソークタイマ２０のカウンタ値は“０”に初期化される。

イグニッションスイッチ４が、タイミング６１でオン操作されると、メインリレー３が駆動し、バッテリ電圧３ａが１次電圧生成回路７へ供給され、１次電圧３５が生成され、１次電圧３５から各種電圧（マイコン用電圧８ａ、マイコンコア用電圧９ａセンサー用電圧１０ａ）が生成され、マイコン６やセンサーを起動させる。

マイコン６は処理中に、イグニッションスイッチ４の操作により、１次電圧停止による異常終了を防ぐために、マイコン６からメインリレー制御６ｃをハイ出力し、メインリレーを制御する。

マイコン６は、ソークタイマ回路２０の機能診断のために、任意のタイミング６２でソークタイマ制御信号６ｅをハイ出力し、ソークタイマ設定信号６ｆで起動時間を２秒、停止時間を２秒に設定し、ソークタイマ回路２０は１からカウントを開始する。マイコン６は、ソークタイマステータス信号２０ｂを読み込み、カウント開始状態を確認し、ソークタイマ回路２０は、起動時間である２秒経過時、Ｗａｋｅ Ｕｐ制御信号２０ａをハイ出力し（タイミング６３）、そのハイ出力後、停止時間である２秒後にロウ出力する（タイミング６４）。ソークタイマ回路２０のカウント情報及びＷａｋｅ Ｕｐ制御信号２０ａ情報をマイコン６が読み込み、ソークタイマ回路２０を診断することが可能になる。タイミング６５では、ソークタイマ制御信号６ｅをロウ出力し、ソークタイマ回路２０のカウントを停止させ、カウント値を保持する。

イグニッションスイッチ４がユーザによりオフ操作されると（タイミング６６）、マイコン６はイグニッションスイッチ情報２１ａの情報に元に、イグニッションスイッチ４がオフされたと判断し、ソークタイマ設定信号６ｆにて起動時間値を８時間に設定し、ソークタイマ制御６ｅをハイ出力する（タイミング６７）。ソークタイマ制御信号６ｅのハイ出力により、ソークタイマ回路２０は、カウント値“１”からカウントアップを開始する。また、マイコン６は、メインリレー制御６ｃをロウ出力し、メインリレー３の駆動制御を解除し、１次電圧３５の生成を停止させる（タイミング６８）。

イグニッションスイッチ４がオフされてから所定時間経過後（ただし、８時間以内）、再びイグニッションスイッチ４がオン操作されると（タイミング６９）、マイコン６は起動し、メインリレー制御６ｃをハイ出力及びソークタイマ制御信号６ｅをロウ出力し、ソークタイマ回路２０のカウント停止させる（タイミング７０）。イグニッションスイッチ４のオフ時間（タイミング６７と７０間の時間）がソークタイマ設定信号６ｆにより設定された８時間に到達していないためＷａｋｅ Ｕｐ制御信号２０ａは出力制御されない（ハイ出力されない）。

一方、イグニッションスイッチ４がオフ操作され（タイミング７１）、カウント開始（タイミング７２）から８時間経過してもオフ状態である場合、カウンタ値がソークタイマ設定信号６ｆにより設定された８時間に到達したため（タイミング７３）、Ｗａｋｅ Ｕｐ制御信号２０ａはハイ出力制御を実行し、メインリレー３を駆動させ、バッテリ電圧３ａを１次電圧生成部７へ供給し、１次電圧３５生成を行う。

タイミング７３においてマイコン６が正常に起動しなかった場合、メインリレー制御６ｃはハイ出力できず、バッテリ電圧１を無駄に消費してしまうので、Ｗａｋｅ Ｕｐ制御信号がハイ出力されて停止時間経過後（２秒後）に、Ｗａｋｅ Ｕｐ制御信号２０ａをロウ出力し、メインリレー３の駆動解除を行い、再び、カウント値“１”からカウントアップを開始し、バッテリ電圧１の消費を抑える（タイミング７４）。

また、タイミング７９に示すように、イグニッションスイッチ４がオフ状態であって、ソークタイマ回路２０がカウントアップ中に、バッテリ電圧１ａが低下した場合、バッテリ電圧１ａが復帰時にソークタイマ制御６ｅをロウ出力し、ソークタイマ回路２０をＡｌｌ“０”に初期化する。

図７は、ソークタイマ機能の状態遷移図である。

図７に示すように、状態遷移の初期状態９０は、バッテリ１ａが断線された状態で、バッテリ電圧１aの電圧は０Ｖであるため、電源制御装置の全機能は停止している。

バッテリ１が電源制御装置に接続され、バッテリ電圧１ａが供給され、低電圧監視回路１７が、例えばバッテリ電圧１ａ≧６［Ｖ］であることを検出すると、低電圧監視１７は、ソークタイマ回路２０（カウンタ２０）のカウント値をすべて“０”にクリアし、また、ソークタイマ制御信号６ｅ＝０であることから、状態９１に遷移する。

状態９１では、ソークタイマ制御信号６ｅ＝１がセットされると、カウンタ２０は、１にセット（状態９２）され、１からカウントアップを開始すると状態９３に推移する。

状態９３において、カウンタ２０は、１からカウントアップし、マイコン６からソークタイマ設定信号６ｆによって設定された設定時間まで１秒毎にカウントアップしていく。カウンタ２０が設定時間（例えば、２秒）に到達すると、Ｗａｋｅ Ｕｐ２０ａをハイ出力状態に推移する（状態９４）。

状態９３において、ソーク制御６ｅ＝０がセットされると、カウンタ２０は停止しホールド状態に推移する（状態９６）。状態９３において、バッテリ１が断線され、バッテリ電圧１aの電圧が低下すると、電源制御装置は機能しなくなり、初期状態９０へ推移する。

状態９４では、Ｗａｋｅ Ｕｐ制御信号２０ａをハイ出力してから２秒後（停止時間経過後）にＷａｋｅ Ｕｐ制御信号２０ａをロウ出力し、カウンタ２０は、１にセットされ（状態９２）、再び１からカウントアップを開始すると状態９３に推移する。さらに、状態９４（２秒間）は、ソークタイマ制御信号６ｅの０セット待ち状態である。状態９４において、ソークタイマ制御信号６ｅ＝０がマイコン６から入力されると、Ｗａｋｅ Ｕｐ２０ａをロウ出力（状態９５）し、カウンタ２０を保持したまま、状態９６に遷移する。

状態９６は、ソークタイマ制御信号６ｅの１セット待ち状態である。状態９６において、ソークタイマ制御信号６ｅ＝１セットされると、カウンタ２０は初期化され、１からカウントアップする状態９２に遷移し、カウンタ２０は１からカウントアップする。

状態９１〜状態９６において、バッテリ１が断線され、バッテリ電圧１aの電圧が低下した場合、Ｉｇｎオフタイマ１９の状態遷移と同様に、初期状態９０に遷移する。

本実施形態の電源制御装置によれば以下の効果を得ることができる。

イグニッションスイッチ４がオン操作中のバッテリ電圧３ａの電圧変動から回避でき、安定した電圧生成が可能になる。

イグニッションスイッチがオフ操作されたから、定められた一定期間経過後にマイコン６やセンサーを立上げ、車載に装備されている燃料タンクを診断するエバポパージシステムやエンジンの冷却水温やエンジンの吸気温度を診断することが可能になる。

一般に、車両等に搭載されるＥＣＵに用いられる電源制御装置は、イグニッションスイッチ操作により、バッテリ電圧からマイコンやセンサー用の電圧を生成する。バッテリ電圧から生成する各種電圧は、エンジンスタート時や負荷動作によるバッテリ電圧変動が生じても安定して生成されなければならない。また、エバポパージシステム等の電源制御装置を適用するシステムでは、イグニッションスイッチがオフ操作された後、設定された時間経過後に定期診断する必要があるため、マイコンを起動させる必要がある。しかしながら、マイコンの異常ルーチン処理に陥る場合や起動時にマイコンはどのような状態で起動発生したか不明になる場合がある。

本実施形態の電源制御装置では、タイマ回路１９，２０の情報、及び履歴レジスタ１２の情報とからマイコン６がどのような状態で起動発生したか判定することができる。

具体的には、マイコン６が起動時、Ｉｇｎオフタイマカウント情報１９ｂがＡｌｌ“０”で、かつ、バックアップＲＡＭのカウンタ値情報が保管されていない場合、バッテリ接続後の初回起動と判断することが可能になる。

イグニッションスイッチ４がオン操作によってマイコン６を起動した場合、イグニッションスイッチ情報２１ａと履歴レジスタ情報６ｂとＩｇｎオフタイマ情報１９ｂとからマイコン６の起動要因が判断可能になる。もし、履歴レジスタ１２に２つリセット発生要因履歴が保持されているなら、マイコン６は低電圧による要因やＷＤＴ異常による起動と判断することができる。

Ｗａｋｅ ｕｐ制御信号のハイ出力によってマイコン６を起動した場合、前回のＷａｋｅ Ｕｐ制御による起動時にバックアップＲＡＭに保管されたＩｇｎオフタイマ１９のカウント情報（カウンタ値）と、Ｗａｋｅ ｕｐ制御信号２０ａと、Ｉｇｎオフタイマ１９のカウント情報１９ｂとから、各回路の正常性やイグニッションスイッチ４がオフされてからのトータル時間を判断することが可能になる。

従って、マイコン６の起動前／後の状態を判断することが可能となり、制御状態やデータの有効／無効の判断し、ソフトウェアは誤った処理及び制御から回避することが可能となる。ひいては、より安全性の高い電源制御装置の提供が可能となる。

本実施形態にて説明した、マイコン６と各回路間との制御方法（制御信号等の送受信方法）については、ポートからの直接制御及び読み込みを例としているが、他に、ＳＰＩ等を用いた通信方法により、制御信号の送受を行ってもよい。

次に、第２の実施形態について説明する。

図８は、本実施形態の電源制御装置を示す回路構成図である。図８に示すように、本実施形態の電源制御装置の基本的な構成部分は、上述した図１の電源制御装置とほぼ同様であり、同一構成部分には、図１に場合と同一の符号を付してあるが、本実施形態では、車両に搭載されているバッテリ１からメインリレーを使用せずに、バッテリ電圧１ａを１次電圧生成回路７に供給する構成とした点において異なる。

本実施形態では、図１の駆動回路５の代わりに、レギュレータ制御回路２３とパワーホールドレジスタ２１を備える。１次電圧生成回路７は、イグニッションスイッチ４のオン操作により、レギュレータ制御回路２３を介し、レギュレータ制御信号２３ａがハイ入力されてから、１次電圧３５の生成を行う。

イグニッションスイッチ４の操作により、バッテリ電圧から１次電圧３５を生成する１次電圧生成回路７としては、図９に示す昇降圧制御回路７ｃまたは図１０に示す降圧制御回路７ｄで構成される。

図９の昇降圧制御回路７ｃ及び図１０の降圧制御回路は、レギュレータ制御信号２３ａの制御を受け、スイッチング素子３１，３４を駆動し、１次電圧３５を生成する構成である点において、上述した図２の昇降圧制御回路７ａ及び図３の降圧制御回路７ｂと異なっている。

マイコン６は、処理中に、イグニッションスイッチ４の操作により、１次電圧停止による異常終了を防ぐために、マイコン６からパワーホールド制御信号６ｇをハイ出力し、パワーホールドレジスタ２１で制御情報をホールドし、１次電圧生成回路７へ、パワーホールドレジスタ保持信号２１ａをハイ出力し、マイコン６の異常終了を防止する。

ただし、マイコン６に異常が発生した時に保持された制御信号を解除するために、マイコン６は、ＷＤＴ監視１４へＷＤＴクリア信号６ａを定期周期で出力する。マイコン６が正常にＷＤＴクリア信号６ａを出力できない場合、ＷＤＴ監視回路１４にて、ウッチドッグ異常を検出し、ＷＤＴ異常信号１４ａを用いて、パワーホールドレジスタ保持信号２１ａをロウ出力にさせ、イグニッションスイッチ４がオフ操作された場合、１次電圧生成回路７を停止させる機能を有する。

図１１は、図８のＩｇｎオフタイマの動作を示す動作波形である。

図１１の動作波形が前実施形態で説明した図４の動作波形と異なる点は、１次電圧生成部７への制御方法であり、１次電圧生成回路７への制御について以下に説明する。マイコン６からＩｇｎオフタイマ回路１９への制御やＩｇｎオフタイマ回路１９の動作は同様であるため、その説明は省略する。

車載に搭載されたバッテリ１からメインリレーを介さず、バッテリ電圧１ａが印加されると（タイミング４０）、１次電圧生成回路７へバッテリ電圧１ａが供給され、基準電圧生成回路３０で基準電圧３０ａ生成を行う。この時点では、イグニッションスイッチ４がオフ状態のため、１次電圧生成回路７（７ｃ，７ｄ）は、スイッチング素子３１，３４を動作させずに、スタンバイ状態を保持する。

イグニッションスイッチ４がオン操作されると（タイミング４１）、レギュレータ制御信号２３ａがハイ出力され、１次電圧生成部回路で１次電圧３５の生成が行われ、生成された１次電圧３５から各種電圧生成が行われる。

生成されたマイコン用電圧８ａによりマイコン６が起動し、マイコン６は処理中に、イグニッションスイッチ４の操作により、１次電圧停止により異常終了を防ぐために、マイコン６からパワーホールド制御信号２１ａをハイ出力し、１次電圧生成回路７を制御する。

イグニッションスイッチ４がオフ操作されると（タイミング４４）、マイコン６はイグニッションスイッチ情報２１ａの情報に元に、イグニッションスイッチ４がオフされたと判断し、タイミング４５でＩｇｎオフタイマ制御信号６ｄをハイ出力し、Ｉｇｎオフタイマ回路１９は、カウント値“１”からカウントアップを開始させ、タイミング４６で、パワーホールド制御信号２１ａをロウ出力し、レギュレータ制御信号２３ａがロウに変わり、１次電圧生成部７は１次電圧３５の生成を停止する。

図１２は、前記記載の図８に装備されているソークタイマの動作を示す動作波形である。

図１２の動作波形が前実施形態で説明した図６の動作波形と異なる点は、Ｗａｋｅ Ｕｐ制御信号２０ａ出力時の１次電圧生成部７への制御方法であり、その動作について説明する。

イグニッションスイッチ４の操作によってマイコン６が起動し、イグニッションスイッチ４がオフ操作されると（タイミング７１）、マイコン６はイグニッションスイッチ情報２１ａを元に、ソークタイマ設定信号６ｆにより起動時間や停止時間を設定し、ソークタイマ制御信号６ｅをハイ出力し、ソークタイマ回路２０はカウントアップを開始する。ソークタイマ回路２０は動作情報のソークタイマステータス情報２０ｂがハイになることを確認し、パワーホール制御６ｇをロウにして、レギュレータ制御２３ａをロウ出力させ、１次電圧生成を停止させる。

イグニッションスイッチ４がオフ操作から８時間経過すると（タイミング７３）、カウンタ値がソークタイマ設定信号６ｆにより設定された８時間に到達したため、Ｗａｋｅ Ｕｐ制御信号２０ａはハイ出力され、１次電圧生成部７へレギュレータ制御信号２３ａがハイ出力し、１次電圧３５生成を行う。

また、マイコンが正常に起動しなかった場合、Ｗａｋｅ Ｕｐ制御してから２秒後（停止時間経過後）に、Ｗａｋｅ Ｕｐ制御信号２０ａをロウ出力し、レギュレータ制御信号２３ａをロウ出力し、１次電圧３５生成を停止させ、ソークタイマ回路２０は、カウント値“１”からカウントアップを開始する（タイミング７４）。

本実施形態の電源制御装置でも、上述の第１の実施形態と同様の効果を有する。

以上、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、他にも種々のものが想定される。

１ バッテリ
４ イグニッションスイッチ
６ マイコン
７ １次電圧生成回路
８ マイコン用電圧生成回路
１１ 低電圧監視回路
１２ 履歴レジスタ
１４ ＷＤＴ監視回路
１５ バックアップＲＡＭ用電圧生成回路
１６ タイマ回路用電圧生成回路
１８ クロック生成回路
１９ イグニッションオフタイマ
２０ ソークタイマ
３５ １次電圧

Claims (10)

1. 車両のイグニッションスイッチがオンされた時、バッテリより供給されるバッテリ電圧から基準電圧を生成する基準電圧生成回路と、バッテリ電圧から１次電圧を生成する１次電圧生成回路と、前記基準電圧と前記１次電圧からマイコンを駆動するためのマイコン用電圧を生成するマイコン用電圧生成回路と、前記バッテリからマイコンのバックアップＲＡＭ用の電圧生成するバックアップＲＡＭ用電圧生成回路と、前記バッテリからタイマ回路用電圧を生成するタイマ用電圧生成回路とクロックを生成するクロック生成回路と、前記タイマ用電圧電圧生成回路及び前記クロック生成回路により駆動するタイマ回路とを有する電源制御装置において、
   前記タイマ回路は、前記イグニッションスイッチがオフされてからオンするまでの時間を測定し、前記マイコンは前記イグニッションスイッチのオフ後、前記１次電圧の生成を開始するまでの時間を設定する起動時間設定機能を有し、前記タイマ回路は、前記イグニッションスイッチがオフされてから、前記起動時間設定機能で設定された時間経過後に、前記１次電圧の生成を開始させることを特徴とする電源制御装置。
2. 常時接続されたバッテリ電圧から基準電圧生成する基準電圧生成回路と、車両のイグニッションスイッチがオンされた時、前記バッテリ電圧から１次電圧を生成する１次電圧生成回路と、前記基準電圧と前記１次電圧からマイコンを駆動するためのマイコン用電圧を生成するマイコン用電圧生成回路と、前記バッテリからマイコンのバックアップＲＡＭ用の電圧生成するバックアップＲＡＭ用電圧生成回路と、前記バッテリからタイマ回路用電圧を生成するタイマ用電圧生成回路とクロックを生成するクロック生成回路と、前記タイマ用電圧電圧生成回路及び前記クロック生成回路により駆動するタイマ回路とを有する電源制御装置において、
   前記タイマ回路は、前記イグニッションスイッチがオフされてからオンするまでの時間を測定し、前記マイコンは前記イグニッションスイッチのオフ後、前記１次電圧の生成を開始するまでの時間を設定する起動時間設定機能を有し、前記タイマ回路は、前記イグニッションスイッチがオフされてから、前記起動時間設定機能で設定された時間経過後に前記１次電圧の生成を開始させることを特徴とする電源制御装置。
3. 請求項１又は２に記載の電源制御装置において、前記１次電圧生成回路は、バッテリ電圧を降圧生成する機能と前記バッテリ電圧を昇圧生成する機能の両方を有するものであることを特徴とする電源制御装置。
4. 請求項１又は２に記載の電源制御装置において、前記１次電圧生成回路は、バッテリ電圧を降圧生成するものであることを特徴とする電源制御装置。
5. 請求項１乃至４のいずれか１項に記載の電源制御装置において、前記タイマ回路は、車両に搭載されるバッテリが接続された時、前記タイマ回路が有するカウンタ値を全て０に初期化することを特徴とする電源制御装置。
6. 請求項１乃至５のいずれか１項に記載の電源制御装置において、前記タイマ回路は、前記イグニッションスイッチがオフされてからオンするまでの時間を測定するイグニッションオフタイマ回路と、前記イグニッションスイッチがオフされてから前記起動時間設定機能で設定された時間経過後に前記１次電圧の生成を開始させるソークタイマとで構成され、前記ソークタイマ回路は、前記マイコンにより個々にオンオフ制御されることを特徴とする電源制御装置。
7. 請求項１乃至６のいずれか１項に記載の電源制御装置において、前記イグニッションオフタイマ回路及び前記ソークタイマ回路はそれぞれ、前記マイコンから前記イグニッションオフタイマを制御する信号及び前記ソークタイマを制御する信号が出力されたとき、１からカウントを開始する回路を備えたことを特徴とする電源制御装置。
8. 請求項１乃至７のいずれか１項に記載の電源制御装置において、前記ソークタイマ回路は、前記マイコンからの起動時間設定と停止時間設定により、前記イグニッションスイッチがオフされてから起動時間経過後に１次電圧を生成させ、停止時間経過後に再び１次電圧の生成を停止させ、カウンタは再び１からカウントを開始することを特徴とする電源制御装置。
9. 請求項８記載の電源制御装置において、前記イグニッションオフタイマのカウント情報と、前記マイコンが有するバックアップＲＡＭに保管された前記イグニッションオフタイマのカウント情報と、前記イグニッションスイッチがオフされてから前記起動時間経過後に１次電圧を生成させるために前記ソークタイマが出力する信号とから、前記イグニッションスイッチがオフされてから前記マイコンが起動するまでの時間を判断することを特徴とする電源制御装置。
10. 請求項１乃至９のいずれか１項に記載の電源制御装置において、前記マイコンへ供給される電圧を監視する低電圧監視回路と、マイコン動作監視するためのウォッチドッグタイマと、前記低電圧監視回路で検知された電圧異常発生及び前記ウォッチドッグタイマで検知された前記マイコンの動作異常発生の履歴を保持する履歴レジスタとを備え、前記マイコンは前記履歴をクリアする機能を備え、前記タイマ回路のカウント情報と前記履歴レジスタの保持する情報とから前記マイコンの起動要因を判別することを特徴とする電源制御装置。

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