JP2012093296A - 電源回路、車載ナビゲーション装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両に搭載される電子機器と電源回路との間に誤って印加される高電圧から回路を保護する。
【解決手段】電源回路２０は、シリーズレギュレータ２２とマイコン２１とを備える。シリーズレギュレータ２２は、入力端子Ｔ１を介して入力された入力電力の電圧値を所定の出力電圧値に変換することにより電源を生成し、生成した電源を出力端子Ｔ２を介してＧＰＳアンテナ２４へ出力する。マイコン２１は、ＡＤ３の端子電圧値Ｖ_３を検出することにより、検出点Ｐ１における電圧値Ｖ_ｏｕｔを検出する。そして、検出した検出点Ｐ１における電圧値Ｖ_ｏｕｔに基づいて、シリーズレギュレータ２２の動作を制御する。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両に搭載される電子機器と接続されてその電子機器に供給するための電源を生成する電源回路と、この電源回路を有する車載ナビゲーション装置とに関する。

従来、ナビゲーション装置に使用されるＧＰＳ（Global Positioning System）受信機のアンテナと電源との接続を検出する回路において、接続時に過剰な電流が流れてＧＰＳ受信機本体が破壊されるのを防止するために、アンテナに流れる電流を制限する電流制限回路を設けたものが知られている（特許文献１参照）。

特開２００３−４７９３号公報

特許文献１に開示された回路では、アンテナと電源の接続時に流れる電流を制限することで、アンテナに接続されたＧＰＳ受信機本体を保護するようにしている。しかし、たとえば車載バッテリ等の高電圧電源にアンテナが誤って接続されることで天絡が発生した場合などは、その高電圧からＧＰＳ受信機本体を保護することができない。このように従来の回路では、車両に搭載されるアンテナ等の電子機器とその電子機器に電源を供給するための電源回路とが接続されている場合に、これらの間に誤って印加される高電圧から回路を保護することができなかった。

本発明による電源回路は、車両に搭載される電子機器と接続され、電力供給源からの入力電力に基づいて電子機器に供給するための電源を生成するものであって、入力端子と出力端子とを有し、入力端子を介して入力された入力電力の電圧値を所定の出力電圧値に変換することにより電源を生成し、生成した電源を前記出力端子を介して電子機器へ出力する電圧変換手段と、出力端子と電子機器との間に予め設定された検出点における電圧値を検出する電圧検出手段と、電圧検出手段により検出された検出点における電圧値に基づいて、電圧変換手段の動作を制御する制御手段とを備える。
本発明による車載ナビゲーション装置は、上記の電源回路と、電源回路に接続されたＧＰＳアンテナと、ＧＰＳアンテナにより受信されたＧＰＳ信号に基づいて、車両の位置を検出する位置検出手段とを備える。

本発明によれば、車両に搭載される電子機器と電源回路との間に誤って印加される高電圧から回路を保護することができる。

本発明の一実施形態によるナビゲーション装置の構成を示すブロック図である。 ＧＰＳ受信部の構成を示す図である。 電源回路の処理フローチャートである。

本発明の一実施形態によるナビゲーション装置について、以下に図面を参照して説明する。図１のブロック図にその構成を示すナビゲーション装置１は、制御部１０、振動ジャイロ１１、車速センサ１２、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）１３、ＧＰＳ受信部１４、ＶＩＣＳ（Vehicle Information and Communication System）（登録商標）情報受信部１５、表示モニタ１６、スピーカ１７および入力装置１８を備えている。なお、ナビゲーション装置１は、車両に搭載されて使用されるものである。

制御部１０は、マイクロプロセッサや各種周辺回路、ＲＡＭ、ＲＯＭ等によって構成されており、ＨＤＤ１３に記録されている制御プログラムや地図データに基づいて、各種の処理を実行する。たとえば、目的地を設定する際の目的地の検索処理、設定された目的地までの推奨経路の探索処理、自車両の現在位置の検出処理、各種の画像表示処理、音声出力処理などが制御部１０によって実行される。

振動ジャイロ１１は、自車両の角速度を検出するためのセンサである。車速センサ１２は、自車両の走行速度を検出するためのセンサである。これらのセンサにより自車両の運動状態を所定の時間間隔ごとに検出することにより、制御部１０において自車両の移動方向および移動量が求められる。

ＨＤＤ１３は不揮発性の記録媒体であり、制御部１０において上記のような処理を実行するための制御プログラムや地図データなどが記録されている。ＨＤＤ１３に記録されているデータは、必要に応じて制御部１０の制御により読み出され、制御部１０が実行する様々な処理や制御に利用される。

ＨＤＤ１３に記録された地図データは、経路計算データと、道路データと、背景データとを含む。経路計算データは、目的地までの推奨経路を探索する際などに用いられるデータである。道路データは、道路の形状や種別などを表すデータである。背景データは、地図の背景を表すデータである。なお、地図の背景とは、地図上に存在する道路以外の様々な構成物である。たとえば、河川、鉄道、緑地帯、各種構造物などが背景データによって表される。

なお、上記ではナビゲーション装置１において地図データがＨＤＤ１３に記録されている例を説明したが、これらをＨＤＤ以外の記録媒体に記録することとしてもよい。たとえば、ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭ、メモリカードなどに記録された地図データを用いることができる。すなわち、本実施の形態によるナビゲーション装置では、どのような記録媒体を用いてこれらのデータを記憶してもよい。

ＧＰＳ受信部１４は、図２に示すように、ＧＰＳ衛星から送信されるＧＰＳ信号を受信するためのＧＰＳアンテナ２４と、ＧＰＳアンテナ２４により受信されたＧＰＳ信号を復調するＧＰＳチューナ２３と、ＧＰＳアンテナ２４へ電源を供給するための電源回路２０とを有している。なお、図２に示すＧＰＳ受信部１４の構成については、後で詳細に説明する。

ＧＰＳ受信部１４において受信および復調されたＧＰＳ信号は、ＧＰＳ受信部１４から制御部１０へ出力される。ＧＰＳ信号には、自車両の現在位置を求めるための情報として、そのＧＰＳ信号を送信したＧＰＳ衛星の位置と送信時刻に関する情報が含まれている。したがって、所定数以上のＧＰＳ衛星からＧＰＳ信号を受信することにより、これらの情報に基づいて、自車両の現在位置を制御部１０において算出することができる。このＧＰＳ信号に基づく自車両の現在位置の算出結果と、前述の振動ジャイロ１１および車速センサ１２の各検出結果に基づく移動方向および移動量の算出結果とにより、制御部１０において所定時間ごとに自車両の現在位置を検出するための位置検出処理が実行され、自車両の現在位置が検出される。

ＶＩＣＳ情報受信部１５は、図示しないＶＩＣＳセンターからナビゲーション装置１に対して送信されるＶＩＣＳ情報を受信する。このＶＩＣＳ情報をＶＩＣＳ情報受信部１５が受信することにより、渋滞情報を始めとする様々な道路交通情報がナビゲーション装置１において取得される。ＶＩＣＳ情報受信部１５により受信されたＶＩＣＳ情報は、制御部１０に出力され、渋滞情報の表示や推奨経路の探索などに利用される。

なお、ＶＩＣＳセンターからナビゲーション装置１へのＶＩＣＳ情報の送信は、主に高速道路上に設置されている電波ビーコンや、主に一般道路上に設置されている光ビーコン、またはＦＭ多重放送によって行われる。電波ビーコンや光ビーコンは、その設置地点付近を通過する車両に対して、電波あるいは光（赤外線）により局所的にＶＩＣＳ情報を送信するものである。これに対して、ＦＭ多重放送では比較的広い地域に対してＶＩＣＳ情報を送信することができる。

表示モニタ１６は、ナビゲーション装置１において様々な画面表示を行うための装置であり、液晶ディスプレイ等を用いて構成される。この表示モニタ１６により、地図画面の表示や推奨経路の案内表示などが行われる。表示モニタ１６に表示される画面の内容は、制御部１０が行う画面表示制御によって決定される。表示モニタ１６は、たとえば自車両のダッシュボード上やインストルメントパネル内など、ユーザが見やすいような位置に設置されている。

スピーカ１７は、制御部１０の制御により様々な音声情報を出力する。たとえば、推奨経路に従って自車両を目的地まで案内するための経路案内用の音声や、各種の警告音などがスピーカ１７から出力される。

入力装置１８は、ナビゲーション装置１を動作させるための様々な入力操作をユーザが行うための装置であり、各種の入力スイッチ類を有している。ユーザは、入力装置１８を操作することにより、たとえば、目的地に設定したい施設や地点の名称等を入力したり、推奨経路の探索条件を設定したり、予め登録された登録地の中から目的地を選択したり、地図を任意の方向にスクロールしたりすることができる。この入力装置１８は、操作パネルやリモコンなどによって実現することができる。あるいは、入力装置１８を表示モニタ１６と一体化されたタッチパネルとしてもよい。

ユーザが入力装置１８を操作して目的地を設定すると、ナビゲーション装置１は、前述のようにして検出された自車両の現在位置を出発地として、前述の経路計算データに基づいて所定のアルゴリズムの演算による経路探索処理を行う。この処理により、出発地から目的地まで至る推奨経路を探索する。さらにナビゲーション装置１は、たとえば色を変える等の方法により、表示モニタ１６に表示された地図上において他の道路と識別可能な形態で探索された推奨経路を表示する。そして、推奨経路に従って所定の画像情報や音声情報を表示モニタ１６やスピーカ１７から出力することにより、自車両を目的地まで案内する。

次に、ＧＰＳ受信部１４の構成について、図２を参照して詳細に説明する。図２に示すように、ＧＰＳ受信部１４は、電源回路２０、ＧＰＳチューナ２３およびＧＰＳアンテナ２４を有している。ＧＰＳ衛星から送信されたＧＰＳ信号は、ＧＰＳアンテナ２４によって受信され、ＧＰＳチューナ２３へ出力される。ＧＰＳチューナ２３は、ＧＰＳアンテナ２４から出力されたＧＰＳ信号を復調し、図１の制御部１０へ出力する。

電源回路２０は、ＧＰＳアンテナ２４が動作するための電源をＧＰＳチューナ２３を介してＧＰＳアンテナ２４へ供給する。電源回路２０は、マイコン（マイクロコンピュータ）２１、シリーズレギュレータ２２、抵抗Ｒ１〜Ｒ８およびダイオードＤ１〜Ｄ３を有しており、これらは図２に示すように接続されている。なお、抵抗Ｒ１は電流測定用のセンス抵抗であり、シリーズレギュレータ２２よりも前段側に接続されている。また、ダイオードＤ３はツェナーダイオードである。

電源回路２０への入力電力は、電力供給源ＰＳから供給される。電力供給源ＰＳには、たとえば、電源回路２０の外部に設けられており、自車両に搭載されているバッテリの電圧を所定の電圧に変換して出力する不図示の電圧変換回路などを用いることができる。なお、電力供給源ＰＳを電源回路２０の内部に設けてもよいし、バッテリからの電力をそのまま入力電力として用いてもよい。電力供給源ＰＳからの入力電力は、センス抵抗Ｒ１およびダイオードＤ１を介してシリーズレギュレータ２２へ入力される。

シリーズレギュレータ２２は、入力端子Ｔ１、出力端子Ｔ２および制御端子Ｔ３を有するオンオフ制御付きのシリーズレギュレータである。シリーズレギュレータ２２は、制御端子Ｔ３がＯＮ状態、すなわち制御端子Ｔ３の電圧がＨＩレベルであるときには、入力端子Ｔ１における入力電圧値を所定の出力電圧値に変換し、出力端子Ｔ２へ出力する。この動作により、入力端子Ｔ１を介してシリーズレギュレータ２２へ入力された入力電力の電圧値が所定の出力電圧値に変換され、ＧＰＳアンテナ２４へ供給するための電源が生成される。こうして生成された電源は、シリーズレギュレータ２２から出力端子Ｔ２およびＧＰＳチューナ２３を介してＧＰＳアンテナ２４へ供給される。

一方、制御端子Ｔ３がＯＦＦ状態、すなわち制御端子Ｔ３の電圧がＬＯＷレベルであるときには、シリーズレギュレータ２２は上記のような電圧変換の動作を行わず、出力端子Ｔ２への出力を遮断する。これにより、電源回路２０からＧＰＳアンテナ２４への電源供給が停止される。

マイコン２１は、ＡＤ１、ＡＤ２およびＡＤ３の各端子電圧をそれぞれＡＤ変換して検出し、その検出結果に基づいて、電源回路２０からＧＰＳアンテナ２４へ供給する電源の状態が正常であるか否かを判断する。そして、判断結果に応じた制御信号をシリーズレギュレータ２２の制御端子Ｔ３へ出力することにより、シリーズレギュレータ２２の動作を制御する。すなわち、電源が正常な状態であると判断した場合は、シリーズレギュレータ２２の制御端子Ｔ３に対してＨＩレベルの制御信号を出力することにより、制御端子Ｔ３をＯＮ状態として、シリーズレギュレータ２２による電源の生成を許可する。一方、電源が異常な状態であると判断した場合は、シリーズレギュレータ２２の制御端子Ｔ３に対してＬＯＷレベルの制御信号を出力することにより、制御端子Ｔ３をＯＦＦ状態として、シリーズレギュレータ２２による電源の生成を禁止する。

マイコン２１のＡＤ１、ＡＤ２における端子電圧をそれぞれＶ_１、Ｖ_２とすると、これらは以下の式（１）、（２）のように表すことができる。

・・・（１）

・・・（２）

なお、上記の式（１）、（２）において、Ｖ_ｉｎ、Ｉ_ｉｎは電力供給源ＰＳからの入力電力の電圧値および電流値をそれぞれ表しており、Ｒ_１〜Ｒ_５は抵抗Ｒ１〜Ｒ５の各抵抗値をそれぞれ表している。

式（１）、（２）より以下の式（３）が導かれる。

・・・（３）

式（３）においてＲ_３／（Ｒ_２＋Ｒ_３）＝Ｒ_５／（Ｒ_４＋Ｒ_５）とすると、下記の式（４）が導かれる。
・・・（４）

上記の式（４）から、Ｒ_３／（Ｒ_２＋Ｒ_３）＝Ｒ_５／（Ｒ_４＋Ｒ_５）の関係を満たすように抵抗Ｒ２〜Ｒ５の抵抗値Ｒ_２〜Ｒ_５を予め定めておくと共に、センス抵抗Ｒ１の抵抗値Ｒ_１および抵抗Ｒ４、Ｒ５の抵抗値Ｒ_４、Ｒ_４を予めマイコン２１に記憶させておくことで、マイコン２１のＡＤ１、ＡＤ２における端子電圧Ｖ_１、Ｖ_２に基づいて、入力電力の電流値Ｉ_ｉｎを求めることができる。

マイコン２１は、上記のようにして求めた入力電力の電流値Ｉ_ｉｎが所定の上限値以下であれば電源が正常な状態であると判断し、シリーズレギュレータ２２の制御端子Ｔ３に対してＨＩレベルの制御信号を出力する。一方、入力電力の電流値Ｉ_ｉｎが上限値を上回っている場合は、電源が異常な状態であると判断し、シリーズレギュレータ２２の制御端子Ｔ３に対してＬＯＷレベルの制御信号を出力する。これにより、回路の一部がショート（短絡）した等の原因により電源電流が過大に流れた場合などにおいて、電源の状態が異常であると的確に判断し、シリーズレギュレータ２２による電源の生成を禁止して回路を保護することができる。

なお、入力電力の電流値Ｉ_ｉｎが所定の下限値を下回っている場合は、電源回路２０とＧＰＳアンテナ２４が正常に接続されていない等の原因により、電源回路２０からＧＰＳアンテナ２４へ電源が供給されていないと考えられる。このような場合は特に回路を保護する必要がないため、電源が正常な状態である場合と同様に、シリーズレギュレータ２２の制御端子Ｔ３に対してＨＩレベルの制御信号を出力し、シリーズレギュレータ２２による電源の生成を許可する。

以上説明したような制御において、入力電力の電流値Ｉ_ｉｎが上限値以下であるか否かを判断する代わりに、端子電圧Ｖ_１とＶ_２の差分が上限値以下であるか否かを判断してもよい。式（４）においてセンス抵抗Ｒ１の抵抗値Ｒ_１および抵抗Ｒ４、Ｒ５の抵抗値Ｒ_４、Ｒ_４は一定であるため、このようにしても上記と同様に、電源の状態が正常であるか否かを的確に判断することができる。

また、マイコン２１のＡＤ３における端子電圧をＶ_３とすると、これは以下の式（５）のように表すことができる。

・・・（５）

なお、上記の式（５）において、Ｖ_ｏｕｔはシリーズレギュレータ２２の出力端子Ｔ２から出力された電源の検出点Ｐ１における電圧値を表しており、Ｒ_６〜Ｒ_８は抵抗Ｒ６〜Ｒ８の各抵抗値をそれぞれ表している。検出点Ｐ１は、電源回路２０からＧＰＳアンテナ２４へ出力される電源の電圧値を検出するために、シリーズレギュレータ２２の出力端子Ｔ２とＧＰＳアンテナ２４との間に予め設定されている。

上記の式（５）から、抵抗Ｒ６〜Ｒ８の抵抗値Ｒ_６〜Ｒ_８を予めマイコン２１に記憶させておくことで、マイコン２１のＡＤ３における端子電圧Ｖ_３に基づいて、検出点Ｐ１における電圧値Ｖ_ｏｕｔを求めることができる。

マイコン２１は、上記のようにして求めた検出点Ｐ１における電圧値Ｖ_ｏｕｔが正常値、すなわちシリーズレギュレータ２２の出力電圧値に等しければ、電源が正常な状態であると判断し、シリーズレギュレータ２２の制御端子Ｔ３に対してＨＩレベルの制御信号を出力する。一方、検出点Ｐ１における電圧値Ｖ_ｏｕｔが正常値と一致しない場合は、電源が異常な状態であると判断し、シリーズレギュレータ２２の制御端子Ｔ３に対してＬＯＷレベルの制御信号を出力する。これにより、シリーズレギュレータ２２が故障しており正常な電源電圧が得られていない場合や、天絡等の原因により過大な電圧が印加された場合などにおいて、電源の状態が異常であると的確に判断し、シリーズレギュレータ２２による電源の生成を禁止して回路を保護することができる。

以上説明したような制御において、検出点Ｐ１における電圧値Ｖ_ｏｕｔが正常値であるか否かを判断する代わりに、端子電圧Ｖ_３が正常値であるか否かを判断してもよい。式（５）において抵抗Ｒ６〜Ｒ８の抵抗値Ｒ_６〜Ｒ_８は一定であるため、このようにしても上記と同様に、電源の状態が正常であるか否かを的確に判断することができる。

ここで、ツェナーダイオードＤ３のカソード端子電圧をＶ_ｚとすると、これは以下の式（６）のように表すことができる。

・・・（６）

天絡等の原因で検出点Ｐ１における電圧値Ｖ_ｏｕｔが上昇し、上記の式（６）によって表されるカソード端子電圧Ｖ_ｚがツェナーダイオードＤ３の降伏電圧を超えると、ツェナーダイオードＤ３が導通することにより、カソード端子電圧Ｖ_ｚは降伏電圧に制限される。その結果、検出点Ｐ１における電圧値Ｖ_ｏｕｔは、降伏電圧および抵抗Ｒ６〜Ｒ８の抵抗値Ｒ_６〜Ｒ_８に応じて定まる所定の最大電圧値に制限され、それに応じてマイコン２１のＡＤ３における端子電圧Ｖ_３も制限される。したがって、抵抗Ｒ６〜Ｒ８の抵抗値Ｒ_６〜Ｒ_８を予め適切な値に定めておくことで、過大な電圧が印加された場合であっても、ツェナーダイオードＤ３の働きにより、マイコン２１のＡＤ３における端子電圧Ｖ_３を所定の電圧値以下に制限してマイコン２１を保護することができる。

以上説明したような電源回路２０の動作を実現するための処理フローチャートを図３に示す。このフローチャートは、電源回路２０においてマイコン２１により実行されるものである。

ステップＳ１０において、マイコン２１は、シリーズレギュレータ２２の制御端子Ｔ３に対してＨＩレベルの制御信号を出力することにより、シリーズレギュレータ２２の制御端子Ｔ３をＯＮ状態にする。なお、既にシリーズレギュレータ２２の制御端子Ｔ３がＯＮ状態である場合は、その状態をそのまま維持する。

ステップＳ２０において、マイコン２１は、ＡＤ１、ＡＤ２およびＡＤ３の各電圧値をそれぞれＡＤ変換して読み取ることにより、端子電圧値Ｖ_１、Ｖ_２およびＶ_３を検出する。ここでは、ステップＳ１０を実行した後に、シリーズレギュレータ２２の出力が安定するまでの所定の出力安定期間、たとえば２０ｍｓを経過してから、ＡＤ１、ＡＤ２およびＡＤ３の各電圧値をそれぞれＡＤ変換してマイコン２１に取り込むことが好ましい。なお、前述のように、式（４）を用いることで端子電圧値Ｖ_１およびＶ_２から入力電力の電流値Ｉ_ｉｎが求められる。また、式（５）を用いることで端子電圧値Ｖ_３から検出点Ｐ１における電圧値Ｖ_ｏｕｔが求められる。すなわち、マイコン２１は、ステップＳ２０で端子電圧値Ｖ_１、Ｖ_２およびＶ_３を検出することにより、入力電力の電流値Ｉ_ｉｎと、検出点Ｐ１における電圧値Ｖ_ｏｕｔとをそれぞれ検出する。

ステップＳ３０において、マイコン２１は、ステップＳ２０で検出したＡＤ３の端子電圧値Ｖ_３と所定の正常値Ｖ_ｎとを比較し、これらの値が等しいか否かを判定する。なお、正常値Ｖ_ｎは、検出点Ｐ１の電圧が正常である場合のＡＤ３の端子電圧値、すなわちシリーズレギュレータ２２の出力電圧値に対応するＡＤ３の端子電圧値を表している。これは、式（５）において電圧値Ｖ_ｏｕｔをシリーズレギュレータ２２の出力電圧値としたときに求められる端子電圧値Ｖ_３である。Ｖ_３＝Ｖ_ｎである場合、すなわち電圧値Ｖ_ｏｕｔがシリーズレギュレータ２２の出力電圧値と略等しい場合は、ステップＳ７０へ進む。一方、Ｖ_３＝Ｖ_ｎではない場合、すなわち電圧値Ｖ_ｏｕｔがシリーズレギュレータ２２の出力電圧値と異なる場合は、ステップＳ４０へ進む。なお、シリーズレギュレータ２２の特性のばらつきや検出誤差等を考慮して、正常値Ｖ_ｎに所定の幅を持たせてもよい。

ステップＳ４０において、マイコン２１は、ステップＳ２０で検出したＡＤ３の端子電圧値Ｖ_３が正常値Ｖ_ｎよりも小さいか大きいかを判定する。端子電圧値Ｖ_３が正常値Ｖ_ｎよりも小さい場合、すなわち電圧値Ｖ_ｏｕｔがシリーズレギュレータ２２の出力電圧値よりも小さい場合は、ステップＳ５０へ進む。一方、端子電圧値Ｖ_３が正常値Ｖ_ｎよりも大きい場合、すなわち電圧値Ｖ_ｏｕｔがシリーズレギュレータ２２の出力電圧値よりも大きい場合は、ステップＳ６０へ進む。

ステップＳ５０において、マイコン２１は低電圧判定を行う。ここでは、電源回路２０からの電源の出力電圧が低すぎる異常な状態であると判定する。これにより、シリーズレギュレータ２２の故障等の原因により発生する電源電圧の異常を検出する。ステップＳ５０を実行したら、マイコン２１はステップＳ１３０へ進む。

ステップＳ６０において、マイコン２１は高電圧判定を行う。ここでは、電源回路２０からの電源の出力電圧が高すぎる異常な状態であると判定する。これにより、天絡等の原因により発生する電源電圧の異常を検出する。ステップＳ６０を実行したら、マイコン２１はステップＳ１３０へ進む。

ステップＳ７０において、マイコン２１は、ステップＳ２０で検出したＡＤ１の端子電圧値Ｖ_１とＡＤ２の端子電圧値Ｖ_２との差分Ｖ_１−Ｖ_２を算出し、これが所定のしきい値Ｖ_ｔｈ１以上であり、かつそのしきい値Ｖ_ｔｈ１よりも大きい所定のしきい値Ｖ_ｔｈ２以下であるか否かを判定する。なお、しきい値Ｖ_ｔｈ１およびしきい値Ｖ_ｔｈ２は、電源回路２０やＧＰＳアンテナ２４が正常に動作できる入力電流の下限値と上限値に対応してそれぞれ設定される。しきい値Ｖ_ｔｈ１は、式（４）において入力電力の電流値Ｉ_ｉｎを下限値としたときに求められる差分Ｖ_１−Ｖ_２の値であり、しきい値Ｖ_ｔｈ２は、式（４）において入力電力の電流値Ｉ_ｉｎを上限値としたときに求められる差分Ｖ_１−Ｖ_２の値である。差分Ｖ_１−Ｖ_２がしきい値Ｖ_ｔｈ１以上かつしきい値Ｖ_ｔｈ２以下である場合、すなわち入力電力の電流値Ｉ_ｉｎが正常範囲内にある場合は、ステップＳ８０へ進む。一方、差分Ｖ_１−Ｖ_２がしきい値Ｖ_ｔｈ１未満である場合、すなわち入力電力の電流値Ｉ_ｉｎが所定の下限値未満である場合や、差分Ｖ_１−Ｖ_２がしきい値Ｖ_ｔｈ２よりも大きい場合、すなわち入力電力の電流値Ｉ_ｉｎが所定の上限値よりも大きい場合は、ステップＳ９０へ進む。

ステップＳ８０において、マイコン２１は正常接続判定を行う。ここでは、電源回路２０とＧＰＳアンテナ２４とが正常に接続されており、電源回路２０からＧＰＳアンテナ２４へ電源が供給されている状態であると判定する。ステップＳ８０を実行したら、マイコン２１はステップＳ１２０へ進む。

ステップＳ９０において、マイコン２１は、ＡＤ１の端子電圧値Ｖ_１とＡＤ２の端子電圧値Ｖ_２との差分Ｖ_１−Ｖ_２がしきい値Ｖ_ｔｈ１未満であるか、またはしきい値Ｖ_ｔｈ２よりも大きいかを判定する。差分Ｖ_１−Ｖ_２がしきい値Ｖ_ｔｈ１未満である場合、すなわち入力電力の電流値Ｉ_ｉｎが下限値未満である場合は、ステップＳ１００へ進む。一方、差分Ｖ_１−Ｖ_２がしきい値Ｖ_ｔｈ２よりも大きい場合、すなわち入力電力の電流値Ｉ_ｉｎが上限値よりも大きい場合は、ステップＳ１１０へ進む。

ステップＳ１００において、マイコン２１はオープン判定を行う。ここでは、電源回路２０とＧＰＳアンテナ２４とが正常に接続されておらず、電源回路２０からＧＰＳアンテナ２４へ電源が供給されていない状態であると判定する。ステップＳ１００を実行したら、マイコン２１はステップＳ１２０へ進む。

ステップＳ１１０において、マイコン２１はショート判定を行う。ここでは、電源回路２０、ＧＰＳアンテナ２４またはこれらの接続間においてショート（短絡）が発生した等の原因により、電源回路２０からＧＰＳアンテナ２４へ過大な電源電流が流れている状態であると判定する。ステップＳ１１０を実行したら、マイコン２１はステップＳ１３０へ進む。

ステップＳ１２０において、マイコン２１は、ステップＳ１０でシリーズレギュレータ２２の制御端子Ｔ３に対して出力したＨＩレベルの制御信号をそのまま出力し続けることにより、シリーズレギュレータ２２の制御端子Ｔ３をＯＮ状態に維持する。これにより、ステップＳ８０において正常接続判定が行われた場合、またはステップＳ１００においてオープン判定が行われた場合は、シリーズレギュレータ２２による電源の生成を許可する。ステップＳ１２０を実行したら、マイコン２１はステップＳ１４０へ進む。

ステップＳ１３０において、マイコン２１は、シリーズレギュレータ２２の制御端子Ｔ３に対してＬＯＷレベルの制御信号を出力することにより、シリーズレギュレータ２２の制御端子Ｔ３をＯＦＦ状態にする。これにより、ステップＳ５０において低電圧判定が行われた場合、ステップＳ６０において高電圧判定が行われた場合、またはステップＳ１１０においてショート判定が行われた場合は、シリーズレギュレータ２２による電源の生成を禁止し、電源回路２０やＧＰＳアンテナ２４を保護する。ステップＳ１３０を実行したら、マイコン２１はステップＳ１４０へ進む。

ステップＳ１４０において、マイコン２１は、前述のステップＳ５０、Ｓ６０、Ｓ８０、Ｓ１００またはＳ１１０のいずれかによって行われた判定の結果を制御部１０へ通知する。すなわち、ステップＳ５０またはＳ６０が実行された場合は、電源回路２０から出力される電源の電圧が異常であることを通知し、ステップＳ８０が実行された場合は、電源回路２０から出力される電源の電圧が正常であることを通知する。また、ステップＳ１００が実行された場合は、ＧＰＳアンテナ２４が正常に接続されていないことを通知し、ステップＳ１１０が実行された場合は、短絡が発生したことを通知する。これらの判定結果の通知は、たとえば判定結果の内容ごとに予め定められた所定の通知信号をマイコン２１から制御部１０へ出力することにより行われる。

ステップＳ１４０においてマイコン２１から判定結果を通知されると、制御部１０は、その判定結果をたとえば表示モニタ１６に表示したり、判定結果に応じた音声をスピーカ１７から出力したりする。これにより、電源回路２０からＧＰＳアンテナ２４へ供給される電源の状態をユーザに対して報知する。

ステップＳ１５０において、マイコン２１は、所定時間、たとえば２０ｍｓの間待機する。所定時間を経過したらステップＳ１０へ戻り、上述の処理を繰り返す。これにより、電源回路２０において、マイコン２１によるシリーズレギュレータ２２の動作の制御が所定の周期ごとに繰り返し行われる。

以上説明した本発明の実施の形態によれば、次の作用効果を奏することができる。

（１）電源回路２０は、自車両に搭載されるＧＰＳアンテナ２４と接続され、電力供給源ＰＳからの入力電力に基づいてＧＰＳアンテナ２４に供給するための電源を生成するものであって、シリーズレギュレータ２２とマイコン２１とを備える。シリーズレギュレータ２２は、入力端子Ｔ１と出力端子Ｔ２とを有し、入力端子Ｔ１を介して入力された入力電力の電圧値を所定の出力電圧値に変換することにより電源を生成し、生成した電源を出力端子Ｔ２を介してＧＰＳアンテナ２４へ出力する。マイコン２１は、ＡＤ３の端子電圧値Ｖ_３を検出することにより、シリーズレギュレータ２２の出力端子Ｔ２とＧＰＳアンテナ２４との間に予め設定された検出点Ｐ１における電圧値Ｖ_ｏｕｔを検出する。そして、検出した検出点Ｐ１における電圧値Ｖ_ｏｕｔに基づいて、シリーズレギュレータ２２の動作を制御する。このようにしたので、車両に搭載される電子機器であるＧＰＳアンテナ２４と電源回路２０との間に誤って印加される高電圧から回路を保護することができる。

（２）電源回路２０は、検出点Ｐ１における電圧値Ｖ_ｏｕｔを所定の最大電圧値に制限するツェナーダイオードＤ３をさらに備えるようにしたので、過大な電圧が誤って印加された場合であってもマイコン２１を保護することができる。

（３）マイコン２１は、検出点Ｐ１における電圧値Ｖ_ｏｕｔがシリーズレギュレータ２２の出力電圧値と略等しいか否かを判定し（ステップＳ３０）、これらの電圧値が略等しい場合は、ステップＳ１１０でショート判定が行われた場合を除いて、シリーズレギュレータ２２による電源の生成を許可する（ステップＳ１２０）。一方、検出点Ｐ１における電圧値Ｖ_ｏｕｔがシリーズレギュレータ２２の出力電圧値と異なる場合は、ステップＳ５０またはＳ６０において低電圧判定または高電圧判定を行い、シリーズレギュレータ２２による電源の生成を禁止する（ステップＳ１３０）。このようにしたので、シリーズレギュレータ２２が故障しており正常な電源電圧が得られていない場合や、天絡等の原因により過大な電圧が電源に対して印加された場合などに、回路を適切に保護することができる。

（４）マイコン２１は、検出点Ｐ１における電圧値Ｖ_ｏｕｔがシリーズレギュレータ２２の出力電圧値と異なる場合に、ステップＳ５０またはＳ６０において低電圧判定または高電圧判定を行い、その判定結果により、電源の電圧が異常であることを制御部１０へ通知する（ステップＳ１４０）。このようにしたので、電源の電圧が異常である場合には制御部１０の処理によってその旨をユーザに報知することができる。

（５）マイコン２１は、ＡＤ１、ＡＤ２の端子電圧値Ｖ_１、Ｖ_２を検出することにより、入力電力の電流値Ｉ_ｉｎをさらに検出する。そして、検出した検出点Ｐ１における電圧値Ｖ_ｏｕｔと入力電力の電流値Ｉ_ｉｎとに基づいて、シリーズレギュレータ２２の動作を制御する。このようにしたので、ＧＰＳアンテナ２４と電源回路２０との間に誤って印加される高電圧に加えて、さらに高電流からも回路を保護することができる。

（６）マイコン２１は、入力電力の電流値Ｉ_ｉｎが所定の上限値よりも大きいか否かを判定し（ステップＳ７０、Ｓ９０）、上限値以下である場合は、シリーズレギュレータ２２による電源の生成を許可する（ステップＳ１２０）。一方、入力電力の電流値Ｉ_ｉｎが上限値よりも大きい場合は、ステップＳ１１０においてショート判定を行い、シリーズレギュレータ２２による電源の生成を禁止する（ステップＳ１３０）。このようにしたので、回路の一部がショートして電源電流が過大に流れた場合などに、回路を適切に保護することができる。

（７）マイコン２１は、入力電力の電流値Ｉ_ｉｎが上限値よりも大きい場合に、ステップＳ１１０においてショート判定を行い、その判定結果により、短絡が発生したことを制御部１０へ通知する（ステップＳ１４０）。このようにしたので、短絡が発生した場合には制御部１０の処理によってその旨をユーザに報知することができる。

（８）またマイコン２１は、入力電力の電流値Ｉ_ｉｎが所定の下限値未満である場合に、ステップＳ１００においてオープン判定を行い、その判定結果により、ＧＰＳアンテナ２４が正常に接続されていないことを制御部１０へ通知する（ステップＳ１４０）。このようにしたので、ＧＰＳアンテナ２４が正常に接続されていない場合には制御部１０の処理によってその旨をユーザに報知することができる。

（９）マイコン２１は、ステップＳ１０〜Ｓ１４０の各処理を実行した後に所定時間待機し（ステップＳ１５０）、所定時間を経過したらステップＳ１０へ戻ることにより、シリーズレギュレータ２２の動作の制御を所定の周期ごとに繰り返し行うようにした。このようにしたので、電源の状態を常に監視して、異常が発生したときには即時に電源を遮断して回路を保護すると共に、異常が解消されたときには即時に通常の電源供給状態に復帰することができる。

（１０）電源回路２０において、入力電力の電圧値を所定の出力電圧値に変換して電源を生成するためにシリーズレギュレータ２２を用いるようにしたので、安定した電源を容易に生成することができる。

（１１）マイコン２１は、シリーズレギュレータ２２よりも前段側に接続されたセンス抵抗Ｒ１の前後における電圧値をそれぞれ検出することにより、入力電力の電流値Ｉ_ｉｎを検出するようにしたので、電流値Ｉ_ｉｎの検出に伴って電源電圧が低下するのを防ぐことができる。

−変形例−
なお、以上説明した実施の形態は、次のように変形することもできる。

（変形例１）図３のステップＳ７０およびＳ９０〜Ｓ１１０の処理を省略することで、検出点Ｐ１における電圧値Ｖ_ｏｕｔがシリーズレギュレータ２２の出力電圧値と略等しければ、ステップＳ１２０においてシリーズレギュレータ２２による電源の生成を許可し、異なればステップＳ１３０においてシリーズレギュレータ２２による電源の生成を禁止してもよい。このようにすれば、ショート等による高電流からの回路保護は達成できないものの、ＧＰＳアンテナ２４と電源回路２０との間に誤って印加される高電圧からの回路保護は達成することができる。なお、このようにした場合、電源回路２０において抵抗Ｒ１〜Ｒ５は無くてもよい。また、マイコン２１はＡＤ１、ＡＤ２の端子電圧値Ｖ_１、Ｖ_２を検出しなくてよい。

（変形例２）図３のフローチャートにおいて、ステップＳ１３０でシリーズレギュレータ２２による電源の生成を禁止した場合は、ステップＳ１５０の実行後にステップＳ１０へ戻らずに処理を終了してもよい。または、所定回数だけ処理を繰り返し、その間に電源の異常状態が解消されなければ処理を終了してもよい。

（変形例３）電源回路２０に内蔵されたマイコン２１により図３のフローチャートを実行するようにしたが、ナビゲーション装置１の制御部１０においてこれを実行してもよい。その場合、電源回路２０においてマイコン２１は無くてもよい。

（変形例４）図３のステップＳ１４０においてマイコン２１から判定結果を通知されたとき、ナビゲーション装置１の制御部１０は、その判定結果に基づいてＧＰＳ受信部１４を使用するか否かを決定してもよい。たとえば、電源の電圧が正常であることをマイコン２１から通知された場合、制御部１０はＧＰＳ受信部１４を使用して、ＧＰＳ信号に基づく位置算出結果を反映して自車両の現在位置を検出する。それ以外の通知が行われた場合、すなわち、電源の電圧が異常である場合、ＧＰＳアンテナ２４が正常に接続されていない場合、または短絡が発生した場合には、制御部１０はＧＰＳ受信部１４を使用しないようにして、振動ジャイロ１１および車速センサ１２の各検出結果に基づいて自車両の現在位置を検出する。

（変形例５）上記実施の形態では、ＧＰＳアンテナ２４へ電源を供給する電源回路２０の例を説明したが、他の回路や装置へ電源を供給する電源回路において本発明を適用してもよい。たとえば、ラジオやテレビなどの放送受信機のアンテナ、ビーコン受信機のアンテナ、ＥＴＣ（Electronic Toll Collection System）受信機のアンテナ等に電源を供給する電源回路においても、本発明を適用することができる。車両に搭載される電子機器と接続され、電力供給源からの入力電力に基づいてその電子機器に供給するための電源を生成するものである限り、どのような電源回路においても本発明を適用可能である。

なお、以上説明した実施の形態や各種の変形例はあくまで一例であり、発明の特徴が損なわれない限り、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。

１：ナビゲーション装置、１０：制御部、１１：振動ジャイロ、１２：車速センサ、
１３：ＨＤＤ、１４：ＧＰＳ受信部、１５：ＶＩＣＳ情報受信部、１６：表示モニタ、
１７：スピーカ、１８：入力装置、２０：電源回路、２１：マイコン、
２２：シリーズレギュレータ、２３：ＧＰＳチューナ、２４：ＧＰＳアンテナ

Claims (12)

1. 車両に搭載される電子機器と接続され、電力供給源からの入力電力に基づいて前記電子機器に供給するための電源を生成する電源回路であって、
   入力端子と出力端子とを有し、前記入力端子を介して入力された前記入力電力の電圧値を所定の出力電圧値に変換することにより前記電源を生成し、生成した前記電源を前記出力端子を介して前記電子機器へ出力する電圧変換手段と、
   前記出力端子と前記電子機器との間に予め設定された検出点における電圧値を検出する電圧検出手段と、
   前記電圧検出手段により検出された前記検出点における電圧値に基づいて、前記電圧変換手段の動作を制御する制御手段とを備えることを特徴とする電源回路。
2. 請求項１に記載の電源回路において、
   前記検出点における電圧値を所定の最大電圧値に制限する電圧制限手段をさらに備えることを特徴とする電源回路。
3. 請求項１または２に記載の電源回路において、
   前記制御手段は、
   前記検出点における電圧値が前記出力電圧値と略等しい場合は、前記電圧変換手段による前記電源の生成を許可し、
   前記検出点における電圧値が前記出力電圧値と異なる場合は、前記電圧変換手段による前記電源の生成を禁止することを特徴とする電源回路。
4. 請求項３に記載の電源回路において、
   前記制御手段は、前記検出点における電圧値が前記出力電圧値と異なる場合に、前記電源の電圧が異常であることを外部へ通知することを特徴とする電源回路。
5. 請求項１乃至４のいずれか一項に記載の電源回路において、
   前記入力電力の電流値を検出する電流検出手段をさらに備え、
   前記制御手段は、前記電圧検出手段により検出された前記検出点における電圧値と、前記電流検出手段により検出された前記入力電力の電流値とに基づいて、前記電圧変換手段の動作を制御することを特徴とする電源回路。
6. 請求項５に記載の電源回路において、
   前記制御手段は、
   前記入力電力の電流値が所定の第１のしきい値以下である場合は、前記電圧変換手段による前記電源の生成を許可し、
   前記入力電力の電流値が前記第１のしきい値よりも大きい場合は、前記電圧変換手段による前記電源の生成を禁止することを特徴とする電源回路。
7. 請求項６に記載の電源回路において、
   前記制御手段は、前記入力電力の電流値が前記第１のしきい値よりも大きい場合に、短絡が発生したことを外部へ通知することを特徴とする電源回路。
8. 請求項６または７に記載の電源回路において、
   前記制御手段は、前記入力電力の電流値が前記第１のしきい値よりも小さい所定の第２のしきい値未満である場合に、前記電子機器が正常に接続されていないことを外部へ通知することを特徴とする電源回路。
9. 請求項１乃至８のいずれか一項に記載の電源回路において、
   前記制御手段は、前記電圧変換手段の動作の制御を所定の周期ごとに繰り返し行うことを特徴とする電源回路。
10. 請求項１乃至９のいずれか一項に記載の電源回路において、
    前記電圧変換手段は、シリーズレギュレータを用いて構成されることを特徴とする電源回路。
11. 請求項５乃至８のいずれか一項に記載の電源回路において、
    前記電流検出手段は、前記電圧変換手段よりも前段側に接続されたセンス抵抗の前後における電圧値をそれぞれ検出することにより、前記入力電力の電流値を検出することを特徴とする電源回路。
12. 請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の電源回路と、
    前記電源回路に接続されたＧＰＳアンテナと、
    前記ＧＰＳアンテナにより受信されたＧＰＳ信号に基づいて、前記車両の位置を検出する位置検出手段とを備えることを特徴とする車載ナビゲーション装置。