JP2021086505A

JP2021086505A - 電源管理装置

Info

Publication number: JP2021086505A
Application number: JP2019216727A
Authority: JP
Inventors: 薫坂口; Kaoru Sakaguchi
Original assignee: Ablic Inc
Current assignee: Ablic Inc
Priority date: 2019-11-29
Filing date: 2019-11-29
Publication date: 2021-06-03
Anticipated expiration: 2039-11-29
Also published as: JP7329426B2

Abstract

【課題】電子制御装置のマイコンが出力する電源の遮断を要求する信号に異常があった場合でも、確実に電子制御装置の電源を遮断可能な電源管理装置を提供すること。【解決手段】第一入力端子が入力検出回路の出力端子に接続され、第二入力端子がタイマー回路の第二出力端子に接続された入力診断回路を備え、入力診断回路は入力検出回路及びタイマー回路からの信号に基づいて入力検出回路に入力される信号が異常であると判断すると出力回路から電子制御装置の電源にオフ指示信号を出力することを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、電子制御装置への電力供給を確実に遮断可能な電源管理装置に関する。

バッテリの電圧で動作する電子制御装置は、電力消費を抑えるために、停止状態ではバッテリから電子制御装置への電源供給を遮断する。例えば、電子制御装置は、停止状態になったことを検出すると、マイコンが特定の処理を行った後にバッテリからの電源供給ラインを遮断する（例えば、特許文献１）。

特開２０１５−１３７０６８号公報

しかしながら、従来の電子制御装置は、マイコンが出力する信号によって電源を遮断する構成であるため、マイコンのソフトエラー等により電源の遮断を要求する信号に異常があった場合に、電源供給を遮断出来ないという課題がある。

本発明は上記課題に鑑みて為され、電子制御装置のマイコンが出力する電源の遮断を要求する信号に異常があった場合であっても、確実に電子制御装置の電源を遮断可能な電源管理装置を提供することを目的とする。

本発明の電源管理装置は、
バッテリの電圧で動作する電子制御装置の電源回路のオフ制御を行う電源管理装置であって、
入力端子に前記電子制御装置のマイコンから電源オフ要求信号が入力される入力検出回路と、
入力端子が前記入力検出回路の出力端子に接続されたタイマー回路と、
第一入力端子が前記入力検出回路の出力端子に接続され、第二入力端子が前記タイマー回路の第二出力端子に接続された入力診断回路と、
第一入力端子が前記タイマー回路の第一出力端子に接続され、第二入力端子が前記入力診断回路の出力端子に接続され、出力端子から前記電源回路に電源オフ指示信号を出力する出力回路と、を備え、
前記入力検出回路は、入力端子に前記電源オフ要求信号が入力されると、前記タイマー回路と前記入力診断回路にカウント開始の信号を出力し、
前記タイマー回路は、前記カウント開始の信号を受けるとカウント処理を開始するとともに前記第二出力端子から前記入力診断回路にカウント処理中を示す信号を出力し、所定の時間が経過すると前記第一出力端子から前記出力回路にオフ指示信号を出力し、
前記入力診断回路は、前記入力検出回路及び前記タイマー回路からの信号に基づいて、前記入力検出回路に入力される信号が異常であると判断すると前記出力回路にオフ指示信号を出力し、
前記出力回路は、前記オフ指示信号を受けると前記電源オフ指示信号を出力する
ことを特徴とする。

本発明の電源管理装置によれば、電子制御装置のマイコンが出力する電源オフ要求信号の異常を検出する入力診断回路を備えたので、電源オフ要求信号の異常時にマイコンへの電源供給を遮断することが可能となり、不要なバッテリの電力消費を抑えることが出来る。

第一の実施形態の電源管理装置を説明するためのシステムを示すブロック図である。第二の実施形態の電源管理装置を説明するためのシステムを示すブロック図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。本発明の電源管理装置は、電子制御装置のマイコンからの電源オフ要求信号を受けると、電子制御装置の電源回路をオフする機能を有している。電子制御装置の電源回路をオンする機能は、他の制御装置に備わっているので、ここでは説明しない。また、電子制御装置については、電源管理装置と電源回路とマイコンのみを記載して、その他の回路は省略する。

＜第一の実施形態＞
図１は、本発明の第一の実施形態の電源管理装置を説明するためのシステムを示すブロック図である。
図１のシステムは、電子制御装置１０と、バッテリ１１を備えている。電子制御装置１０は、電源回路１２と、マイコン１３と、電源管理装置１００を備えている。電源管理装置１００は、入力端子１０１と、出力端子１０２と、入力検出回路１１０と、タイマー回路１１１と、時間調整回路１１２と、入力診断回路１１３と、出力回路１１４を備えている。

バッテリ１１は、正極端子が電源管理装置１００の電源端子と電源回路１２の入力端子に接続され、負極端子が接地端子に接続されている。電源回路１２は、出力端子がマイコン１３の電源端子に接続され、オンオフ制御端子が電源管理装置１００の出力端子１０２に接続されている。マイコン１３の出力端子は、電源管理装置１００の入力端子１０１に接続されている。

入力検出回路１１０は、入力端子が入力端子１０１に接続され、出力端子がタイマー回路１１１の入力端子と入力診断回路１１３の第一入力端子に接続されている。タイマー回路１１１は、時間調整端子が時間調整回路１１２の出力端子に接続され、第一出力端子が出力回路１１４の第一入力端子に接続され、第二出力端子が入力診断回路１１３の第二入力端子に接続されている。入力診断回路１１３の出力端子は、出力回路１１４の第二入力端子に接続されている。出力回路１１４の出力端子は、電源管理装置１００の出力端子１０２に接続されている。

係る構成の電源管理装置１００を含むシステムの動作について、以下に説明する。

バッテリ１１は、電源管理装置１００と電源回路１２にバッテリ電圧Ｖｂａｔを供給する。電源回路１２は、電源管理装置１００から電源オンを指示する信号がオンオフ制御端子に入力されている時、マイコン１３の電源端子に動作電圧である電源電圧Ｖｄｄを出力する。また、電源回路１２は、電源管理装置１００から電源オフを指示する信号がオンオフ制御端子に入力されている時、電源電圧Ｖｄｄの出力を停止する。電源回路１２の出力端子の電圧は、電源電圧Ｖｄｄの出力を停止している時、接地端子と同じ電圧になる。

マイコン１３は、通常の動作状態において、出力端子から電源オフ要求信号を電源管理装置１００に出力しない。マイコン１３は、例えば、他の制御装置からシステムの停止を指示されると、オフ処理状態に移行し、出力端子から電源オフ要求信号を電源管理装置１００に出力する。

電源管理装置１００は、入力端子１０１から電源オフ要求信号が入力されていない時、出力端子１０２から電源回路１２に電源オン指示信号を出力する。また、入力端子１０１から電源オフ要求信号が入力されると、時間調整回路１１２で決まる所定の電源保持時間が経過後に出力端子１０２から電源回路１２に電源オフ指示信号を出力する。例えば、電源オフ要求信号は、電圧“Ｌ”レベルがオフ要求とする。

タイマー回路１１１は、時間調整回路１１２によって、電子制御装置１０がオフする時にマイコン１３が実行する処理に必要な電源保持時間に設定される。そのようにすることで、マイコン１３は、電源回路１２からの電源供給が遮断される前に、電子制御装置１０がオフする時に必要な処理を終了することが出来る。

次に、電源管理装置１００について、電源回路１２が、マイコン１３に電源供給を行っている状態から電源供給を停止するまでの動作を説明する。

タイマー回路１１１は、時間調整回路１１２によって予め上述したカウント値が設定されている。入力診断回路１１３は、入力異常フラグが初期状態として０に設定されている。

入力検出回路１１０は、入力端子１０１から電源オフ要求信号が入力されると、タイマー回路１１１と入力診断回路１１３にカウント開始の信号を出力する。タイマー回路１１１は、入力検出回路１１０から信号を受けるとカウント処理を開始し、第二出力端子から入力診断回路１１３にカウント処理中であることを示す信号を出力する。

タイマー回路１１１は、設定されたカウント値に達すると、即ち所定の電源保持時間が経過すると、第一出力端子から出力回路１１４にオフ指示信号を出力し、第二出力端子から出力している信号を停止する。出力回路１１４は、タイマー回路１１１からオフ指示信号を受け取ると、出力端子１０２に電源オフ指示信号を出力する。電源回路１２は、電源オフ指示信号が入力されると、マイコン１３への電源供給を停止する。入力検出回路１１０は、マイコン１３からの電源オフ要求信号が停止すると、タイマー回路１１１と入力診断回路１１３に出力しているカウント開始の信号を停止する。

ここで、マイコン１３の電源オフ要求信号に異常があった場合、例えば、所定の時間が経過する前に信号が停止出力を繰り返した場合について説明する。

入力検出回路１１０は、電源オフ要求信号が停止すると、タイマー回路１１１と入力診断回路１１３に出力しているカウント開始の信号を停止する。入力診断回路１１３は、カウント開始の信号が停止したとき、タイマー回路１１１からカウント処理中であることを示す信号を入力されていると、入力異常フラグをインクリメントする。タイマー回路１１１は、カウント開始の信号が停止したとき、時間カウント処理を中止してカウントした時間を初期化し、入力診断回路１１３への信号を停止する。

入力診断回路１１３は、入力異常フラグが所定の異常判断定数Ｎを超えたか否かを判定する。入力異常フラグがＮを超えた場合、入力診断回路１１３は、出力回路１１４にオフ指示信号を出力し、入力異常フラグを初期化する。出力回路１１４は、入力診断回路１１３からオフ指示信号を受け取ると、出力端子１０２に電源オフ指示信号を出力する。

ここで、異常判断定数Ｎは１以上の整数であり、大きめに設定すると入力信号のノイズを誤って異常と判断することを防止出来る。

以上説明したように、本実施形態の電源管理装置１００は、電源オフ要求信号の異常を検出する入力診断回路を備えたので、電源オフ要求信号の異常時に電子制御装置１０への電源供給を遮断することが可能となり、不要なバッテリの電力消費を抑えることが出来る。

＜第二の実施形態＞
図２は、第二の実施形態の電源管理装置を説明するためのシステムを示すブロック図である。

図２の電源管理装置２００は、電源管理装置１００に対して入力診断回路２１３を備えている。入力診断回路２１３は、タイマー回路２１１と、時間調整回路２１２を備えている。なお、図１に示すシステムと同一の構成要素には同一の符号を付し、重複する説明は適宜省略する。

タイマー回路２１１は、第一入力端子が入力検出回路１１０の出力端子に接続され、第二入力端子がタイマー回路１１１の第二出力端子に接続され、時間調整端子が時間調整回路２１２の出力端子に接続され、出力端子が出力回路１１４の第二入力端子に接続されている。

係る構成の電源管理装置２００を含むシステムの動作について、電源回路１２が、マイコン１３に電源供給を行っている状態から電源供給を停止するまでの動作を説明する。

本実施形態では、マイコン１３は、それぞれパルス幅の異なる電源オフ要求信号とトリガー信号とオフ処理停止信号を出力し、入力検出回路１１０は、それぞれの信号をパルス幅で検出することが出来る構成となっている。

タイマー回路１１１は、時間調整回路１１２によって予め第一のカウント値が設定されている。タイマー回路２１１は、時間調整回路２１２によって予め第二のカウント値が設定されている。第一のカウント値は、電子制御装置１０がオフする時にマイコン１３が実行する処理に必要な時間である。第二のカウント値は、マイコン１３が正常なオフ処理をしていることを監視するための監視時間である。

入力検出回路１１０は、マイコン１３から電源オフ要求信号が入力されると、タイマー回路１１１にカウント開始の信号を出力する。タイマー回路１１１は、入力検出回路１１０から信号を受けるとカウント処理を開始し、第二出力端子から入力診断回路２１３のタイマー回路２１１にカウント処理中であることを示す信号を出力する。タイマー回路２１１は、タイマー回路１１１から信号を受けると、カウント処理を開始する。

マイコン１３は、正常なオフ処理をしているとき、第二のカウント値よりも短い間隔でトリガー信号を出力する。入力検出回路１１０は、マイコン１３のトリガー信号を入力すると、タイマー回路２１１に正常なオフ処理を示す信号を出力する。タイマー回路２１１は、正常なオフ処理を示す信号を受けると、カウンタをリセットしてカウント処理を続ける。

タイマー回路１１１は、第一のカウント値で決まる所定の時間が経過すると、第一出力端子から出力回路１１４にオフ指示信号を出力し、第二出力端子から出力している信号を停止する（正常なオフ処理）。

次に、マイコン１３が異常なオフ処理をしているときの処理について説明する。
例えば、マイコン１３が第二のカウント値よりも短い間隔でトリガー信号を出力しない、または、所定のパルス幅のトリガー信号を出力しなかったとき、入力検出回路１１０は、タイマー回路２１１に正常なオフ処理を示す信号を出力しない。タイマー回路２１１は、第二のカウント値で決まる所定の時間（監視時間）が経過すると、出力回路１１４にオフ指示信号を出力する。

以上、マイコン１３が正常または異常なオフ処理した時の電源管理装置２００の動作を説明したが、マイコン１３は、オフ処理を中止したい場合はオフ処理停止信号を出力すればよい。オフ処理停止信号は、例えば、電源オフ要求信号よりもパルス幅を長く設定すればよい。

以上説明したように、本発明の電源監視回路は、電子制御装置が出力する電源オフ要求信号の異常を検出する入力診断回路を備えたので、電源オフ要求信号の異常時に電子制御装置への電源供給を遮断することが可能となり、不要なバッテリの電力消費を抑えることが出来る。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることは言うまでもない。

例えば、カウント値を予めタイマー回路１１１とタイマー回路２１１に設定する構成にすれば、時間調整回路１１２と時間調整回路２１２は設けなくても良い。また例えば、時間調整回路１１２と時間調整回路２１２は、マイコン１３からのデータ信号で時間の設定がされても良い。

また例えば、第二の実施形態において、入力検出回路１１０が出力する正常なオフ処理を示す信号は、トリガー信号であっても良い。

１００、２００電源管理装置
１１０入力検出回路
１１１、２１１タイマー回路
１１２、２１２時間調整回路
１１３、２１３入力診断回路
１１４出力回路

Claims

バッテリの電圧で動作する電子制御装置の電源回路のオフ制御を行う電源管理装置であって、
入力端子に前記電子制御装置のマイコンから電源オフ要求信号が入力される入力検出回路と、
入力端子が前記入力検出回路の出力端子に接続されたタイマー回路と、
第一入力端子が前記入力検出回路の出力端子に接続され、第二入力端子が前記タイマー回路の第二出力端子に接続された入力診断回路と、
第一入力端子が前記タイマー回路の第一出力端子に接続され、第二入力端子が前記入力診断回路の出力端子に接続され、出力端子から前記電源回路に電源オフ指示信号を出力する出力回路と、を備え、
前記入力検出回路は、入力端子に前記電源オフ要求信号が入力されると、前記タイマー回路と前記入力診断回路にカウント開始の信号を出力し、
前記タイマー回路は、前記カウント開始の信号を受けるとカウント処理を開始するとともに前記第二出力端子から前記入力診断回路にカウント処理中を示す信号を出力し、所定の時間が経過すると前記第一出力端子から前記出力回路にオフ指示信号を出力し、
前記入力診断回路は、前記入力検出回路及び前記タイマー回路からの信号に基づいて、前記入力検出回路に入力される信号が異常であると判断すると前記出力回路にオフ指示信号を出力し、
前記出力回路は、前記オフ指示信号を受けると前記電源オフ指示信号を出力する
ことを特徴とする電源管理装置。
前記入力診断回路は、前記入力検出回路に入力される信号の異常を検出するための入力異常フラグを備え、
前記タイマー回路がカウント中に、前記入力検出回路からの前記カウント開始の信号が停止すると、前記入力異常フラグをインクリメントし、前記入力異常フラグが所定値を超えると、前記入力検出回路に入力される信号が異常であると判断する
ことを特徴とする請求項１に記載の電源管理装置。
前記タイマー回路に前記所定の時間を設定する時間調整回路を備えた
ことを特徴とする請求項１または２に記載の電源管理装置。
前記入力診断回路は、第一入力端子が前記入力検出回路の出力端子に接続され、第二入力端子が前記タイマー回路の第二出力端子に接続された第二のタイマー回路を備え、
前記第二のタイマー回路は、前記タイマー回路からカウント処理中を示す信号を受けると、前記タイマー回路がカウントする時間よりも短い第二の所定の時間をカウントし、前記入力検出回路から正常なオフ処理を示す信号を受けるとカウンタをリセットしてカウントを再開し、前記第二の所定の時間が経過すると、前記入力検出回路に入力される信号が異常であると判断する
ことを特徴とする請求項１に記載の電源管理装置。
前記第二のタイマー回路に前記第二の所定の時間を設定する第二の時間調整回路を備えた
ことを特徴とする請求項４に記載の電源管理装置。