JP2920929B2 - 自動車搭載電子機器の電源装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、例えばエンジン制御装置を構成するよう
になるマイクロコンピュータのような、自動車に搭載さ
れる電子機器の電源装置に関する。

［従来の技術］ 自動車においては、その運転制御、エンジンに対する
燃料噴射制御等のために、マイクロコンピュータを含む
各種の電子機器が搭載されている。このような電子機器
にあっては、自動車の主スイッチとなるイグニッション
スイッチをして、自動車に搭載されたバッテリから電源
が供給される。

ここで、電子機器に対しては、バッテリからシリーズ
電源を介して電力が供給されるようになっているもので
あるが、電子機器に対する供給電力の大きい場合には、
通常のシリーズ電源を使用したのでは、電源回路部の発
熱が大きくなる。したがって、チョッパ電源を用い、端
子電圧を降下させた後に、これをシリーズ電源に接続
し、高効率で且つ大容量の電源回路が実現されるように
している。

しかしながら、エンジンの始動時においてスタータを
作動させると、バッテリ電源が急激に低下するような状
態となる。この場合、チョッパ電源とシリーズ電源とが
直列に接続設定され、シリーズ電源から電子機器に電源
が供給されるようになっていると、チョッパ電源の電圧
降下分と、シリーズ電源の電圧降下部とによって、電子
機器に供給される電源の電圧が大きく低下し、電子機器
の最低動作電圧が上昇するように悪化する。したがっ
て、単にシリーズ電源を用いるようにした場合と比較し
て、正常に電子機器が動作する電圧範囲が狭くなり、動
作機能が低下されるようになる。

このようにスタータが動作されたときのバッテリ電圧
の低下の問題を解決する手段としては、例えば日本電装
公開技報30−030号に開示されるエンジン制御装置が知
られている。すなわち、制御用に多数のセンサが設定さ
れた場合、バッテリ電源電圧の低下時に優先度の低いセ
ンサの電源を遮断し、バッテリ電源電圧が設定値以上に
回復した状態で、このセンサの電源をオンとするもので
ある。しかし、この状態でスタータが動作している状態
では、自動車に搭載された電子機器の一部が動作不能と
されるものであり、自動車制御用のマイクロコンピュー
タ等の電源としては採用困難である。

［発明が解決しようとする課題］ この発明は上記のような点に鑑みなされたもので、イ
グニッションスイッチがオンされてスタータが起動され
た状態において、自動車に搭載された電子機器に対して
供給される電源電圧が低下し、その機能が損われるよう
になる問題点を解決し、特にチョッパ電源とシリーズ電
源とが直列に設定された場合に、バッテリ電圧が低い状
態においても、電子機器が正常に動作設定されるように
する自動車搭載電子機器の電源装置を提供しようとする
ものである。

［課題を解決するための手段］ この発明に係る自動車搭載電子機器の電源装置にあっ
ては、自動車に搭載されるバッテリに接続された主スイ
ッチを介し前記バッテリからの電源が供給されるチョッ
パ電源、およびこのチョッパ電源からの出力電圧が供給
され、自動車に搭載される電子機器に電力を供給するシ
リーズ電源を備え、またチョッパ電源に並列的に設定さ
れ、スイッチング素子により自動車搭載機器にチョッパ
電源を通さずにバイパスして供給するものであり、定め
られた電圧と主スイッチを介して得られる電源電圧とを
比較し、電源の電圧が定められた電圧より低い状態を検
知したとき前記スイング素子をオン制御すると共に、バ
ッテリに直接的に接続設定され、前記自動車搭載機器に
バックアップ電源を供給するバックアップ電源回路を備
え、さらにシリーズ電源には主スイッチがオンされてシ
リーズ電源から電力が出力される状態で、このシリーズ
電源から自動車搭載機器にバックアップ電源を供給する
ようにした。

［作用］ このように構成される電源装置にあっては、バッテリ
電源が正常の状態にあっては、スイッチング素子はオフ
設定され、スタータが起動される等のバッテリ電源電圧
が低下する状態では、スイッチング素子がオンされて、
バッテリからの電源がチョッパ電源をバイパスして、電
子機器に与えられるようになる。したがって、この状態
ではスイッチング素子による電圧降下分のみが作用する
ようになり、電子機器に対して与えられる電源電圧の降
下分は小さくすることができ、この電子機器の正常動作
状態が保てるようになる。

［発明の実施例］ 以下、図面を参照してこの発明の一実施例を説明す
る。図はその構成を示すもので、11は自動車に搭載され
ているバッテリであり、このバッテリ11からの電源回路
には、主スイッチとされるイグニッションスイッチ12が
接続される。

このイグニッションスイッチ12を介して得られる電源
は、チョッパ電源13に供給し、さらにシリーズ電源14を
介して自動車に搭載される電子機器であるマイクロコン
ピュータ等の負荷に、出力端子23に電源Vccを供給する
ようになる。

このマイクロコンピュータは、例えばこの自動車に搭
載されるエンジンを制御するために用いられるもので、
この図では省略したエンジンの回転数センサ、冷却水温
センサ、吸気センサ、スロットル開度センサ、空燃比セ
ンサ等のセンサ類からの検出信号が、このマイクロコン
ピュータに供給される。そして、このマイクロコンピュ
ータでは、エンジンの運転状況に対応した燃料噴射量、
さらに点火時期等を演算し、エンジン制御装置16に動作
指令を出力するようになる。

ここで、チョッパ電源13は電源ラインに直列に接続さ
れるトランジスタ131を備え、このトランジスタ131はデ
ューティ制御される矩形波発振器132からの信号によっ
てオン・オフ制御されるようになっている。そして、こ
のトランジスタ131を通過して電源電流は、チョークコ
イル133、ダイオード134およびコンデンサ135からなる
平滑回路を介して平滑化され、出力端子電圧を降下する
ように制御して、シリーズ電源14に供給される。また、
シリーズ電源14はトランジスタ141を制御回路142によっ
て制御するように構成している。

チョッパ電源13の回路には、並列に設定してスイッチ
ング素子として作用されるトランジスタ17が接続され
る。このトランジスタ17は、そのオン状態で、イグニッ
ションスイッチ12からの電源を、チョッパ電源13および
シリーズ電源14をバイパスして、マイクロコンピュータ
に直接与えるようになる。

イグニッションスイッチ12の出力側の電圧は、抵抗18
および19による分圧回路によって検出される。そして、
この分圧回路で得られた検出電圧は、コンパレータ20に
よって、設定される基準電源21の基準電圧と比較され、
検出電圧が基準電圧より高い状態で、コンパレータ20か
ら論理“0"の出力が得られるようにする。そして、バッ
テリ11の電圧が低下し、検出電圧が基準電圧より低下し
た状態でコンパレータ20の出力が論理“1"に反転し、こ
のコンパレータ20からの出力によってトランジスタ22が
オンされ、このトランジスタ22のオンによって、バイパ
ス用のトランジスタ17がオン制御されるようにする。

すなわち、このように構成される電源装置において、
バッテリ11で発生される電源電圧が正常の状態にあり、
イグニッションスイッチ12がオンされている状態では、
バイパス用のトランジスタ17はオフ状態にあり、バッテ
リ11からの電力は、チョッパ電源13およびシリーズ電源
14を直列に介して、マイクロコンピュータに与えられる
ようになる。

これに対して、例えばエンジンを起動するためにスタ
ータが作動されたときには、このスタータによってバッ
テリ11の電力が急激に消費され、このバッテリ11の出力
電圧が急激に低下する。このバッテリ11の電圧変化は、
抵抗18および19の接続点の電位の変化として現われるも
ので、この抵抗18および19による分圧電圧が、基準電源
21で設定された基準電圧より低くなると、コンパレータ
20の出力信号が論理“1"に反転する。すなわち、バッテ
リ11の電圧が負荷である電子機器を正常に動作させるこ
とが困難となるような所定値以下の状態となったときに
は、この状態が抵抗18および19、コンパレータ20、およ
び基準電源21からなる検出回路によって検出され、トラ
ンジスタ22のベースを制御して、このトランジスタ22を
オンさせる。したがって、この状態でバイパス用のスイ
ッチングトランジスタ17がオンされるようになる。

このトランジスタ17がオンされると、チョッパ電源13
を構成するトランジスタ131による電圧降下分と、シリ
ーズ電源14を構成するトランジスタ141の電圧降下分と
を加算した電圧降下が、パイパス用トランジスタ17によ
る電圧降下分のみにすることができ、この電源回路にお
ける電圧降下を小さなものとすることができる。したが
って、バッテリ11の電圧が低い状態においても、マイク
ロコンピュータ等の電子機器を正常に作動できるように
なり、例えばエンジン起動時におけるバッテリ11の電圧
低下に耐えることができるものである。

また、トランジスタ17はバッテリ11の電圧が、電子機
器を正常に作動させることが困難となるような低い電圧
値となった場合にのみオンされ、他のバッテリ11の電圧
値が正常のときにはオフ状態にある。したがって、この
トランジスタ17における電力損失は小さな状態とされる
ものであり、このトランジスタ17が発熱するようなこと
がなく、このトランジスタ17にヒートシンク等の放熱機
構を設ける必要はない。

マイクロコンピュータに設定される記憶部（バックア
ップRAM）に記憶されているデータを、保持する機能を
設定するバックアップ電源25を備えた。

すなわち、バッテリ11からの電力は、イグニッション
スイッチ12を介在することなく、直接的にバックアップ
電源25に供給されるようになっている。また、シリーズ
電源14にあっては、さらに制御回路143で制御されるト
ランジスタ144を備えるもので、このトランジスタ144は
シリーズ電源14からの出力をバックアップ出力端子26に
供給するようにしている。そして、シリーズ電源14から
の出力電力は、主電源端子23から、例えばマイクロコン
ピュータ等の自動車搭載電子機器に電源として出力され
る。

この実施例にあっては、バッテリ11の電圧が正常の状
態にあるときは、イグニッションスイッチ12がオンされ
た状態で、トランジスタ144がオンされて、シリーズ電
源14からバックアップ端子26にバックアップ用電源が供
給される。すなわち、このイグニッションスイッチ12が
オンされているときは、バックアップ電源25における消
費電力を軽減するようになる。

そして、バッテリ11の出力電圧が、スタータの作動等
によって低下した状態となったときは、バイパス用トラ
ンジスタ17がオンされて、バックアップ電源25より電圧
降下分の小さい電圧がバックアップ用としてバックアッ
プ用端子26から出力され、例えばマイクロコンピュータ
のバックアップRAMに電源として供給される。

すなわち、バッテリ11のより低い電圧状態において
も、負荷となる電子機器が正常動作状態に保たれるよう
になると共に、例えば記憶部を正常に動作させることが
でき、このマイクロコンピュータ等の電子機器の動作信
頼性がより向上されるようになる。

［発明の効果］ 以上のようにこの発明に係る自動車搭載電子言機器の
電源装置によれば、この自動車に搭載されたバッテリの
電圧が、エンジン起動時等に対応して大きく低下したよ
うな場合にあっても、このバッテリ電源によって駆動さ
れる電子機器が正常に動作されることを確実に保証する
ようになり、自動車用の、例えばマイクロコンピュータ
によるエンジン制御システム等の搭載電子機器の信頼性
が容易且つ確実に向上されるようになる。

【図面の簡単な説明】

図はこの発明の一実施例に係る自動車に搭載される電子
機器の電源装置を説明する回路構成図である。 11……バッテリ、12……イグニッションスイッチ、13…
…チョッパ電源、14……シリーズ電源、17……トランジ
スタ（バイパス用）、18、19……抵抗、20……コンパレ
ータ、21……基準電源、25……バックアップ電源。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】自動車に搭載されるバッテリに接続された
   主スイッチと、 この主スイッチを介して前記バッテリからの電源が供給
   されるチョッパ電源、およびこのチョッパ電源からの出
   力電圧が供給され、自動車に搭載される電子機器に電力
   を供給するシリーズ電源と、 前記チョッパ電源に並列的に設定され、前記主スイッチ
   からの電源を前記自動車搭載機器に前記チョッパ電源を
   通さずにバイパスして供給するスイッチング素子と、 定められた電圧と前記スイッチング素子を介して得られ
   る電源とを比較し、前記電源の電圧が前記定められた電
   圧より低い状態を検知したとき前記スイング素子をオン
   制御する手段とを具備し、 かつバッテリに直接的に接続設定され、前記自動車搭載
   機器にバックアップ電源を供給するバックアップ電源回
   路を備え、さらに前記シリーズ電源には前記主スイッチ
   がオンされて前記シリーズ電源から電力が出力される状
   態で、このシリーズ電源から前記自動車搭載機器にバッ
   クアップ電源を供給するバックアップ用スイッチング素
   子を設定するようにしたことを特徴とする自動車搭載電
   子機器の電源装置。