JP6221749B2 - 電子機器 - Google Patents

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Description

本発明は、外部の主バッテリより電源が供給されて動作すると共に、予備電源としての補助バッテリを内蔵する電子機器に関する。
車両に搭載されるバッテリは、低温環境下では出力能力が低下するため、ヒータを用いてバッテリを加熱する構成が提案されている。例えば特許文献1では、可撓性ペット樹脂基板1にクシ形電極2を形成し、クシ形電極2の上に樹脂系PTC発熱体を塗布形成することで、面状の発熱体を形成する。そして、その面状発熱体を車両に搭載されるバッテリの四側面外周に巻回し、クシ形電極2に通電して前記バッテリを加熱している。
特開平9−213459号公報
ところで、近年車両には、事故発生時等に緊急通報を行うための緊急通報装置が搭載されることがある。この緊急通報装置は、車両に搭載されているバッテリが損傷した場合でも通報を実行可能とするため、予備電源として小型の電池を装置内部に備えている。このような予備電源用の電池も、やはり低温環境下で出力能力が低下するので、ヒータを用いて加熱する構成を採用するのが望ましい。
しかしながら、このような緊急通報装置が内蔵する電池に、特許文献1と同様の構成を適用することを想定すると、以下のような問題がある。電池の外周を面状発熱体で覆うとすれば、電池に例えば面状発熱体をテープ等により固定することでパック化して一体の構成にせざるを得ず、つまりモジュール化する必要があり、経年劣化による電池寿命等にて電池を交換する必要がある際に、面状発熱体も一緒に交換されてしまうことになり無駄が多い。
そして、特許文献1では、クシ形電極2に通電するため、バッテリ接続用リード線5,6を自動車用バッテリに接続している。したがって、上記構造を予備電源用の電池に適用すれば、加熱用の電源を電池から供給せざるをえず、電池の消耗が増大し、予備電源としての役割を果たすことが困難になる可能性がある。
また、予備電源用の電池については、実際に車両の運転が行われている状態で、所望の出力能力が保持できているか否かを確認できることが望ましい。そのためには、例えば電池からテスト用の抵抗素子に通電を行い、その端子電圧を参照する構成などが考えられる。この場合、上記抵抗素子も結果として発熱を伴うものであるが、その抵抗素子を回路基板側に配置すると、モジュール側にある加熱用の発熱体と個別に設けることになり、サイズ面やコスト面で無駄が多い構成になる。また、テスト用の抵抗素子についても、発生する熱について放熱設計を行ったり、定格電力に対する余裕を持たせる選定が必要になり、設計が煩雑になる。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、予備電源用の補助バッテリの加熱と機能確認とを、より簡単な構成で行うことができる電子機器を提供することにある。
請求項1から4記載の電子機器によれば、主バッテリの予備電源として内蔵されている補助バッテリを加熱するための発熱体を備えると共に、主バッテリ,補助バッテリから発熱体にそれぞれ電源を供給する第1,第2電源供給経路を形成するための第1,第2電源供給経路形成手段を備え、制御回路は、第1及び第2電源供給経路形成手段を制御して第1又は第2電源供給経路を形成し、発熱体への通電を行う。
すなわち、第1電源供給経路を形成して主バッテリから発熱体に電源を供給することで、発熱体により補助バッテリを消耗させること無く加熱できると共に、第2電源供給経路を形成して補助バッテリから発熱体に電源を供給すれば、補助バッテリの機能確認も併せて行うことができる。したがって、極めて簡単な構成により、補助バッテリの加熱と機能確認とを行うことが可能になる。
また、請求項1及び3記載の電子機器によれば、補助バッテリの温度を検出する温度検出手段を備え、制御回路は、主バッテリからの電源供給状態をモニタしており、補助バッテリの温度が動作可能温度以下に低下した際に、主バッテリからの電源供給が可能な状態であれば、第1電源供給経路を形成して発熱体に通電する。
また、請求項2又は4記載の電子機器によれば、補助バッテリの温度を検出する温度検出手段を備え、制御回路は、補助バッテリの温度が動作可能温度以下に低下した際に、第2電源供給経路を形成して発熱体に通電する。
そして、請求項1及び2記載の電子機器によれば、更に制御回路は、補助バッテリの温度を検出した後、第2電源供給経路を形成する前と形成した際に検出される補助バッテリの電圧変化量,又は前記第2電源供給経路を形成して発熱体に通電する電流量を複数段階に変化させた際に検出される補助バッテリの電圧変化量が予め決定した閾値を超えると、補助バッテリに異常があるか又は寿命を迎えたと判定し、補助バッテリの温度に対する補助バッテリの電圧変化に基づいて動作可能温度を決定する。
また、請求項3及び4記載の電子機器によれば、発熱体は、消費電力を複数段階に切り替え可能に構成され、更に制御回路は、補助バッテリの温度が動作可能温度以下に低下した際に、動作上必要とされる電力を予測し、その予測した電力を下回る範囲となるよう前記発熱体の消費電力を切り替えて通電する。
第1実施形態であり、車載用緊急通報装置の構成を、発明の要旨に係る部分について示す機能ブロック図 車載用緊急通報装置の全体構成を概略的に示す機能ブロック図 制御内容を示すフローチャート(その1) 制御内容を示すフローチャート(その2) 温度と補助バッテリの電圧降下量との関係を示す図 補助バッテリの電圧降下量と動作可能温度の下限及び昇温終止温度との関係を説明する図 車載用緊急通報装置を構成する各部品のプリント基板への実装状態を示すもので、(a)背面図、(b)平面図、(c)正面図、(d)左側面図、(e)右側面図 同実装状態を示す(a)斜視図、(b)底面図 図7(d)の一部拡大図 第2実施形態を示す図1相当図 図3相当図 図4相当図 第3実施形態を示す図1相当図 図11相当図 図12相当図
(第1実施形態)
図2に示すように、車載用緊急通報装置1(電子機器)は、車両に搭載可能であり、信号検出部2と、制御回路3(制御手段)と、緊急通報通信回路4とを備える。尚、車両に搭載可能とは、車両に対して固定状態で搭載されている態様、及び車両に対して着脱可能に搭載されている態様の何れも含む。
衝突センサ5は、車両ボデーの例えば車両前方部等の所定部位に設けられ、車両が衝突したことを受けて車両の衝突に反応すると、センサ信号を通報用信号出力部6に出力する。通報用信号出力部6は、例えばエアバッグECU(Electronic Control Unit)であり、衝突センサ5からセンサ信号が入力されない期間では、通常信号をパルス信号により信号検出部2に出力する。一方、通報用信号出力部6は、衝突センサ5からセンサ信号が入力されると、通常信号とは異なる通報用信号をパルス信号により信号検出部2に出力すると共に、エアバッグ(図示せず)の展開制御を行い、運転者や同乗者を衝突の衝撃から防御する。
信号検出部2は、通報用信号出力部6から入力されるパルス信号を検出し、そのパルス信号のレベルがハイ,ロー間で変化するエッジの間隔(ハイ,ローパルス継続期間)等を検出し、その検出結果を特定可能な検出信号を制御回路3に出力する。車両側に搭載されているバッテリである主バッテリ7は、車載用緊急通報装置1に動作用電源を供給する。尚、車載用緊急通報装置1内における電源系の構成については後述する図1で説明する。
制御回路3は、CPU、ROM、RAM等からなるマイクロコンピュータを主体として構成され、ROMに格納されている動作プログラムを実行し、車載用緊急通報装置1の動作全般を制御する。制御回路3は、IG(イグニッション)やACC(アクセサリ)がオフ状態では、車両スイッチ8からのIG信号やACC信号の入力を低消費電力状態で監視しており、IG信号やACC信号の入力を判定することで、IGやACCのオフ状態からオン状態への切換を判定する。
また、制御回路3は、信号検出部2から検出信号が入力されると、その検出信号を解析することで、通報用信号出力部6が出力したパルス信号が通報用信号であるか通常信号であるか、即ち、車両が衝突したか否かを判定する。制御回路3は、通報用信号出力部6が出力したパルス信号が通報用信号であり、即ち、車両が衝突したと判定すると、緊急通報の実行指示を緊急通報通信回路4に出力する。
緊急通報通信回路4は、電話機能(通信網へ発信する発信機能、通信網から着信する着信機能、音声通話を行う音声通話機能、及びデータ通信を行うデータ通信機能等)を有し、制御回路3から緊急通報の実行指示が入力されると、その電話機能を用いた緊急通報を行う。具体的には、緊急通報通信回路4は、例えばGPS測位を用いて現在位置特定部(図示せず)により特定された車両の現在位置や、車両を特定可能な予め登録されている車両識別情報(車両番号、車両の使用者等)を含む緊急通報信号を、予め登録されている外部機関のセンター装置9に広域通信網(移動通信網及び固定通信網を含む)を介して送信することで、緊急通報を行う。
センター装置9は、車載用緊急通報装置1から送信された緊急通報信号を広域通信網を介して受信すると、緊急通報の発生を外部機関のオペレータ等に報知する。オペレータは、これ以降、救援要請を受けて必要な援助を行う。オペレータとユーザ(運転者)との間で行われる援助の形態は様々である。例えば、車載用緊急通報装置1がセンター装置9に発信(発呼)して電話回線を接続し、車載用緊急通報装置1が上記した車両の現在位置や車両識別情報をセンター装置9に送信した後に電話回線を一旦切断し、センター装置9が車載用緊急通報装置1に発信(コールバック)して電話回線を再接続し、音声通話を行っても良いし、電話回線を切断せずに接続したままデータ通信から音声通話に切換えても良い。
また、緊急通報通信回路4は、制御回路3から緊急通報の実行指示が入力されて緊急通報を開始すると、自身の動作状態がデータ通信中、音声通話中、発信及び着信の待受中の何れであるか、緊急通報を終了したか否かを特定可能な状態通知信号を制御回路3に出力する。即ち、制御回路3は、緊急通報通信回路4から入力する状態通知信号を解析することで、緊急通報通信回路4がデータ通信中、音声通話中、待受中の何れであるか、緊急通報を終了したか否かを特定可能となる。
尚、緊急通報通信回路4は、自発的に状態通知信号を制御回路3に定期的に出力しても良いし、制御回路3から状態問合信号を定期的に入力することを受けて状態通知信号を制御回路3に出力しても良い。また、緊急通報通信回路4は、動作状態を切換えたタイミングで状態通知信号を制御回路3に出力しても良い。
図1において、車載用緊急通報装置1を構成する部品等は、プリント基板11(回路基板)に搭載されている。主バッテリ7より供給される電源は、主バッテリ用電源回路12において降圧されると、主電源スイッチ13を介して制御回路3や緊急通報通信回路4に供給される。補助バッテリ14は、上記した主バッテリ7のバックアップ用電源である。補助バッテリ14は、車載用緊急通報装置1に内蔵されるという観点から小型化されており、使用セル数が少ない方が望ましい。例えばリチウムイオン電池では4[V]×1セルであり、ニッケル水素電池では1.2[V]×3又は4セルであり、二酸化マンガンリチウム電池では3[V]×1セルである。また、これらの補助バッテリ14は、車載環境が低温であったり使用年数の経過により劣化したりすると内部抵抗が上昇する特性を有し、電源電圧が低下するのが一般的である。尚、補助バッテリ14は、作業者が交換可能となる構造で車載用緊急通報装置1に内蔵されている。
補助バッテリ用電源回路15は、補助バッテリ14に接続されており、補助バッテリ14から供給される補助電源電圧を電圧変換する(昇圧する)。即ち、補助バッテリ用電源回路15は、補助バッテリ14から供給された補助電源電圧を電圧変換して4.8[V]の昇圧電圧を生成し、その生成した昇圧電圧を、主電源スイッチ13を介して制御回路3及び緊急通報通信回路4等に供給する。すなわち、主電源スイッチ13は2入力/1出力のマルチプレクサであり、その切り換え制御は制御回路3によって行われる。尚、補助バッテリ用電源回路15の電圧は、各機能ブロックの動作電圧(例えば3〜5[V])の範囲内である。
補助バッテリ14の近傍には、ヒータ抵抗16(発熱体)が配置されている。このヒータ抵抗16には、主バッテリ用電源回路12及び第1電源スイッチ17(第1電源供給経路形成手段)を介して、または補助バッテリ用電源回路15及び第2電源スイッチ18(第2電源供給経路形成手段)を介して電源が供給される。ヒータ抵抗16は、車両が低温環境下にある場合に補助バッテリ14を加熱するために、又は補助バッテリ14の機能を確認するために使用される。ヒータ抵抗16が発した熱は、伝熱機構19を介して補助バッテリ14に伝達される。
また、補助バッテリ14の近傍には、温度検出用のサーミスタ20(温度検出手段)が配置されており、ヒータ抵抗16の近傍にも、温度検出用のサーミスタ21が配置されている。サーミスタ20のセンサ信号は、制御回路3に入力される。サーミスタ21は、ヒータ抵抗16が過剰に加熱された場合に、ヒータ抵抗16への電源供給経路を遮断するように動作する加熱保護回路22に組み込まれている。過熱保護回路22は、第1,第2電源スイッチ17,18とヒータ抵抗16との間に配置されている常閉スイッチ22Sを開いて過熱保護動作を行う。
尚、主電源スイッチ13及び第1,第2電源スイッチ17,18は、例えばMOSFETなどのトランジスタ(半導体スイッチ)で構成されている。また、制御回路3の入力端子は、主バッテリ7,補助バッテリ14の正側端子に接続されており、これらの電源電圧を(必要に応じて分圧した後に)A/D変換して読み込む。
図7及び図8に示すように、プリント基板11は概ね矩形状であり、その背面側(図7(a)側)に横長矩形状の切欠き部11aが形成されている。その切欠き部11aには、伝熱機構19をなす金属製(例えばアルミニュウムなど)のバッテリホルダ19Aが取り付けられている。補助バッテリ14は円筒状であり、バッテリホルダ19Aは、その円筒の外周面の一部を長手方向に沿って保持するように、補助バッテリ14の円弧に合わせた曲面をなす保持部19Aaを有している。保持部19Aaに連続して、横長矩形状の取付け部19Abがあり、取付け部19Abは、プリント基板11の裏面に接触しており、取付け部19Abの両端が、ねじ30によりプリント基板11の表面側からねじ止めされている(図7(b),図8(b)参照)。
図7(b),図8(a)に示すように、取付け部19Abの位置に対応するプリント基板11の表面には、チップ抵抗からなる複数個のヒータ抵抗16が、切欠き部11aの長手方向に並ぶように配置されている。図9に示すように、バッテリホルダ19Aと補助バッテリ14及びプリント基板11との間には、伝熱機構19をなす伝熱シート19Bが介在している。伝熱シート19Bは、例えばシリコン系の弾性材であり、バッテリホルダ19A,補助バッテリ14及びプリント基板11に密着している。そして、補助バッテリ14は、図示されていない外装ケースの蓋によりバッテリホルダ19A上の伝熱シート19Bに圧着され保持されている。
また、図9に示すように、プリント基板11の表面側に配置されているヒータ抵抗16と、その位置に対応する裏面、すなわち、バッテリホルダ19Aの取付け部19Abが伝熱シート19Bを介して接触している部分との間には、銅箔よりなるスルーホール23が形成されている。これにより、ヒータ抵抗16に通電が行われて発熱すると、その熱はスルーホール23を介してプリント基板11の裏面側に伝導され、更に伝熱シート19B,バッテリホルダ19A,補助バッテリ14へと伝導される。尚、図9では、スルーホール23を示す部分のみ断面で示している。
図7(b),図8(a)に示すように、ヒータ抵抗16の両側には、サーミスタ20,21がそれぞれ配置されている。これらのサーミスタ20,21は、何れもヒータ抵抗16の発熱を等しく検出するような位置関係となっている。ただし、サーミスタ20は、制御回路3が補助バッテリ14の温度を検出するために設けられているので、サーミスタ20がこの位置で検出した温度に応じて、補助バッテリ14の実際の温度はどれ位になっているかの相関データを予め求めておき、制御回路3が温度検出を行うようにする。
その他、プリント基板11には、緊急通報通信回路4のモジュールや、緊急通報通信回路4にアンテナを接続するためのコネクタ24,制御回路3が車両側と通信を行うためのインターフェイスコネクタ25などが配置されている。
次に、本実施形態の作用について図3から図5を参照して説明する。図3において、初期状態として、主電源スイッチ13は主バッテリ7側に接続されており、第1及び第2電源スイッチ17及び18は共にOFFになっている(S1)。制御回路3は。サーミスタ20により補助バッテリ14の温度を検出し(S2)、続いて、補助バッテリ14の電圧をチェック(1)する(S3)。
次に、制御回路3は、第2電源スイッチ18のON/OFFをPWM信号により制御して、補助バッテリ14からの電源によりヒータ抵抗16に通電する電流が電流値Aとなるように制御する(S4)。その状態で補助バッテリ14の電圧をチェック(2)する(S5)。更に、制御回路3は、第2電源スイッチ18のON/OFFをPWM信号により制御して、ヒータ抵抗16に通電する電流が電流値B(>A)となるように制御し(S6)、その状態で補助バッテリ14の電圧をチェック(3)する(S7)。それから、第2電源スイッチ18をOFFする(S8)。
次に、制御回路3は、ステップS3,S5,S7で検出した補助バッテリ14の各電圧の差が、ステップS2で検出した補助バッテリ14の温度に応じた閾値以内であるか否かを判断する(S9)。前記閾値以内であれば(YES)、補助バッテリ14は有効(機能は正常)であると判断し(S10)、ステップS11以降の処理を実行する。一方、前記閾値以内でなければ(NO)、補助バッテリ14は無効(故障又は寿命)であると判断し(S12)、補助バッテリ14が無効である旨を通知して(S13)処理を終了する。
ここで、前記通知は、例えば車載用緊急通報装置1が警告用の表示器(LEDランプ等)を備えていれば、その表示器を点灯表示させる。また、例えば車載用緊急通報装置1が、車載LAN等を介して車両のボデーECU(Electronic Control Unit)等に接続されていれば、ボデーECUに対してメッセージ信号を送信し、車両のインストルメントパネルに表示を行わせても良い。
また、ステップS9における補助バッテリ14の検出温度と各検出電圧の差との関係について、図4を参照して説明する。(a)に示す電流Aと(b)に示す電流Bとは(A<B)の関係にある。各電流値について設定した判定ラインは、補助バッテリ14の温度特性に基づいている。例えば、−10℃を下回るような低温領域では電圧降下量が急激に増大しており、電力を十分に供給できないおそれがある。
同じ温度であれば、出力電流値が大きい方が補助バッテリ14の電圧降下量も大きくなるので、図5に示すように、複数の電流値に基づき異なる判定ラインを設定するのが好ましい。例えば、低温時は出力電流が小さくても電圧降下量が大きいため判定精度に問題はないが、常温時や高温時は出力電流がある程度大きくならないと電圧降下量が大きくならない。したがって、後者のケースでは、出力電流が大きい時の電圧降下量により判定を行うことで判定精度を維持する。但し、1つの電流値について判定ラインを設定してもよいことは勿論である。
また、ステップS9において、補助バッテリ14の異常判定を行うために電圧変化量を参照する際には、必ずしも第2電源スイッチ18のON/OFFをPWM信号により制御する必要はない。例えば、第2電源スイッチをOFFしている場合の補助バッテリ14の電圧から、第2電源スイッチを(連続的に)ONした場合の補助バッテリ14の電圧の降下量に基づいて異常判定を行っても良い。
一方、補助バッテリ14が有効であれば、ステップS9で求めた電圧差から、補助バッテリ14について動作可能温度の下限を推定する(S11)。それから、補助バッテリ14の温度と、サーミスタ21よりヒータ抵抗16の温度とを検出し(S14)、続くステップS15で、補助バッテリ14の予熱が必要か否かを判断する。ここでの判断条件は、
(補助バッテリ14の温度)≦(動作可能温度),且つ
(ヒータ抵抗16の温度)≦(過熱保護温度)
である。この条件が成立すると、補助バッテリ14の予熱が必要と判断する(YES)。
すると、ステップS16に移行して、ステップS11で推定した動作可能温度から、補助バッテリ14の昇温終止温度を決定する。それから、主バッテリ7の電圧をチェックして正常か否かを判断し(S17)、正常であれば(YES)ステップS18〜S25,異常であれば(NO)ステップS26〜S34を実行する。
ここで、ステップS11における電圧差と動作可能温度の下限との関係、及びステップS16における昇温終止温度との関係について説明する。例えば図6に示すように、ある測定時の電圧降下量が、図中にドットで示す補助バッテリ14の有効領域にあったとする。しかしながら、上記の電圧降下量は、図中に破線で示すシステムの動作限界を超えているため、このままで補助バッテリ14を使用することはできない(ここでは、上記「動作限界」は温度によらず一定と仮定している。また、厳密には、補助バッテリ14の電圧に応じて「動作限界」に対応する電圧降下量は変化する)。
そこで、図6中に(より細かい)破線で示すように、補助バッテリ14の温度特性を加味して、電圧降下量対温度の特性カーブを推定する。すると、前記特性カーブとシステム動作限界線との交点が「動作可能温度の下限」に対応する。その下限にマージンを加えた温度がステップS16における「昇温終止温度」になる(図6中の白抜きドット)。実際の処理としては、電圧降下量と電流値A,Bとに基づいて補助バッテリ14の内部抵抗値を算出し、内部抵抗の温度特性に基づいて有効/無効判定を行ったり、推定電圧降下量や動作可能温度の下限の算出などを行う。
ステップS18では、システム(車載用緊急通報装置1)の動作状態をチェックし、ヒータ抵抗16への供給可能電流を算出する。供給可能電流が0Aを超えていれば(S19:YES)、第1電源スイッチ17を介してヒータ抵抗16に通電を行う。ここでも、第1電源スイッチ17をPWM信号によりON/OFFさせて、上記供給可能電流を超えない範囲となるように制御する(S20)。
次に、主バッテリ7の電圧をチェックし(S21)、主バッテリ7の電流供給能力があるか否かを判断する(S22)。電流供給能力があれば(YES)、補助バッテリ14の温度とヒータ抵抗16の温度とを検出し(S23)、以下の条件判断を行う(S24)。
(補助バッテリ14の温度)≦(昇温終止温度),且つ
(ヒータ抵抗16の温度)≦(過熱保護温度)
ここで「YES」と判断するとステップS18に戻り、上記の処理を繰り返す。そして、ステップS19,S22,S24の何れかで「NO」と判断すると、第1電源スイッチ17をOFFしてヒータ抵抗16への通電を停止する(S25)。それから、必要に応じてステップS14に戻る。
一方、ステップS17で「NO」と判断すると、主電源スイッチ13を補助バッテリ14側に切り換える(S26)。尚、この処理は、ハードウェアで制御しても良い。次に、ステップS18,S19と同じ処理,判断を行い(S27,S28)、供給可能電流が0Aを超えていれば(S28:YES)、第2電源スイッチ18を介してヒータ抵抗16に通電を行う。すなわち、第2電源スイッチ18をPWM信号によりON/OFFさせて、上記供給可能電流を超えない範囲となるように制御する(S29)。
次に、補助バッテリ14の電圧をチェックし(S30)、補助バッテリ14の電流供給能力があるか否かを判断する(S31)。電流供給能力があれば(YES)、ステップS23,S24と同じ処理,判断を行う(S32,S33)。ステップS33で「YES」と判断するとステップS27に戻り、上記の処理を繰り返す。そして、ステップS28,S31,S33の何れかで「NO」と判断すると、第2電源スイッチ18をOFFしてヒータ抵抗16への通電を停止する(S34)。それから、必要に応じてステップS14に戻る。
また、ステップS15で「NO」と判断すると(補助バッテリ14の予熱が不要の場合)、ステップS14と同様に主バッテリ7の状態を監視し(S35)、正常であれば(YES)第1,第2電源スイッチ17,18はOFFのままにする(S36)。一方、異常であれば(NO)、ステップS26と同じ処理を行い(S37)ステップS36に移行する。
以上のように本実施形態によれば、主バッテリ7の予備電源として車載用緊急通報装置1に内蔵されている補助バッテリ14を加熱するためのヒータ抵抗16を備えると共に、主バッテリ7,補助バッテリ14からヒータ抵抗16にそれぞれ電源を供給する第1,第2電源供給経路を形成するための第1,第2電源スイッチ17,18を備え、制御回路3は、第1及び第2電源スイッチ17,18を制御して各電源供給経路を形成し、ヒータ抵抗16への通電を行う。これにより、第1電源スイッチ17を閉じて主バッテリ7から
ヒータ抵抗16に電源を供給すれば、補助バッテリ14を消耗させることなくヒータ抵抗16により補助バッテリ14を加熱できると共に、第2電源スイッチ18を閉じて補助バッテリ14からヒータ抵抗16に電源を供給することで、補助バッテリ14の機能確認も併せて行うことができる。したがって、極めて簡単な構成により、補助バッテリ14の加熱と機能確認とを行うことが可能になる。
そして、補助バッテリ14の温度をサーミスタ20により検出し、制御回路3は、主バッテリ7からの電源供給状態をモニタして、補助バッテリ14の温度が動作可能温度以下に低下した際にのみ、第1電源スイッチ17又は第2電源スイッチ18を閉じてヒータ抵抗16に通電し、補助バッテリ14を加熱することで、補助バッテリ14に対して不要な熱ストレスを加えることを防止できる。
また、制御回路3は、補助バッテリ14の温度が動作可能温度以下に低下した際に、主バッテリ7からの電源供給が(車両衝突による主バッテリ7の喪失などにより)不能な状態であれば、第2電源スイッチ18を閉じてヒータ抵抗16に通電する。この場合は、補助バッテリ14からヒータ抵抗16に通電して、補助バッテリ14の温度を上昇させて動作可能温度を超える状態にすることができるため、主バッテリ7からの電源供給による補助バッテリ14の加熱が不十分なうちに車両衝突による主バッテリ7の喪失があっても、補助バッテリ14による自己加熱にて緊急通報を可能にできる。
また、制御回路3は、補助バッテリ14の温度を検出した後、補助バッテリ14からヒータ抵抗16に通電する電流量を複数段階(A,B)に変化させた際に検出される補助バッテリ14の電圧降下量(電圧変化)に基づいて動作可能温度を決定する。これにより、例えば図6に示すように、適用されるシステムとしての動作限界となる電圧降下量から、動作可能温度の下限を決定することができる。更に、制御回路3は、動作可能温度の下限にマージンを付与して、補助バッテリ14の昇温終止温度を妥当に決定することができる。
更に、制御回路3は、補助バッテリ14の温度に対して、補助バッテリ14の電圧降下量が予め決定した閾値を超えると補助バッテリ14に異常があるか又は寿命を迎えたと判定するので、電圧降下量の大きさにより補助バッテリ14の異常や寿命の到来を妥当に判定できる。また、制御回路3は、補助バッテリ14の温度が動作可能温度以下に低下した際に、主バッテリ7及び補助バッテリ14の端子電圧を参照して動作上必要とされる電力を予測し、ヒータ抵抗16に通電することで前記電力の供給が不能になると判断すると、ヒータ抵抗16への通電を中止するので、補助バッテリ14を無理に加熱することを回避できる。
加えて、制御回路3は、ヒータ抵抗16に通電した際の通電状態に基づいて、補助バッテリ14の出力能力判定を行う。具体的には、補助バッテリ14の端子電圧を参照して出力能力判定を行うので、補助バッテリ14の電源供給能力が確保されているかを、ヒータ抵抗16に通電して補助バッテリ14を加熱した際に同時に行うことができる。
(第2実施形態)
図10から図12は第2実施形態であり、第1実施形態と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、以下異なる部分について説明する。図10に示すように、車載用緊急通報装置31は、主電源スイッチ13が削除されており、制御回路3及び緊急通報通信回路4等には、主バッテリ用電源回路12からの電源が常時供給されている。そして、第1実施形態における第1,第2電源スイッチ17,18に相当するものが、主電源スイッチ32,33(第1及び第2電源供給経路形成手段)に置き換えられている。更に、ヒータ抵抗16のグランド側には、ヒータ電源スイッチ34(通電スイッチ,第1及び第2電源供給経路形成手段)が挿入されている。すなわち、車載用緊急通報装置31では、ヒータ抵抗16を通電する際には、主電源スイッチ32,33の何れか一方と、ヒータ電源スイッチ34とをONにする。
次に、第2実施形態の作用について説明するが、以下には、図11及び図12に示すフローチャートについて、第1実施形態の図4及び図5に示すフローチャートより、スイッチに関する構成の変更に伴い、変更された処理を説明する。
<ステップS41(←S1)>
主電源スイッチ32,33(図4では、主電源スイッチ(1),(2)と記載)及びヒータ電源スイッチ34を全てOFFにする。
<ステップS42,S43(←S4,S6)>
主電源スイッチ33及びヒータ電源スイッチ34をONにする。これらの処理により、第1実施形態と同様に補助バッテリ14の電源をヒータ抵抗16に供給する。
<ステップS44(←S8)>
主電源スイッチ33及びヒータ電源スイッチ34をOFFにする。
ここで、ステップS45は、ステップS11とS14との間に追加された処理であり、主電源スイッチ32をONにする。
<ステップS46(←S20)>
ヒータ電源スイッチ34をONにする。
<ステップS47(←S25)>
ヒータ電源スイッチ34をOFFにする。すなわち、主電源スイッチ32,ヒータ電源スイッチ34をONにして、第1実施形態と同様に主バッテリ7の電源をヒータ抵抗16に供給する。
<ステップS48(←S26)>
主電源スイッチ33をONにする。
<ステップS49(←S29)>
ヒータ電源スイッチ34をONにする。
<ステップS50(←S34)>
ヒータ電源スイッチ34をOFFにする。すなわち、ヒータ抵抗16への電源供給を停止する。
<ステップS51(←S36)>
主電源スイッチ33,ヒータ電源スイッチ34をOFFのままにする。
<ステップS52(←S37)>
主電源スイッチ33をONにする。このとき、ステップS45で主電源スイッチ32がONされているので、制御回路3及び緊急通報通信回路4には、補助バッテリ14の電源が主電源スイッチ32及び33を介して供給される。また、主バッテリ電源回路12側にはダイオードが配置されており(図示せず)、補助バッテリ14の電源電流が主バッテリ7側に逆流することを阻止される。
続くステップS53は、ステップS52の後に追加されており、ヒータ電源スイッチ34をOFFのままにする。
以上のように第2実施形態によれば、第1及び第2電源供給経路形成手段を、第1電源スイッチ17と、第2電源スイッチ18と、ヒータ抵抗16とグランドとの間に配置されるヒータ電源スイッチ34とで構成した。すなわち、ヒータ抵抗16の正負両側にスイッチを配置したので、ヒータ抵抗16の通電を停止する際により確実に断電することができる。
(第3実施形態)
図13から図15は第3実施形態であり、第2実施形態と異なる部分について説明する。図13に示すように、車載用緊急通報装置41は、2つのヒータ抵抗16A,16Bを備えており、これらに対応して、グランド側には2つのヒータ電源スイッチ34A,34Bが挿入されている。また、過熱保護回路22の常閉スイッチ22も、ヒータ抵抗16A,16Bに対応してそれぞれ配置されている(22SA,22SB)。尚、ヒータ抵抗16A,16Bの抵抗値(消費電力)は異なる値に設定されている(例えば、16A>16B)。その他の構成については第2実施形態と同じである。
次に、第3実施形態の作用について説明するが、以下には、図14及び図15に示すフローチャートについて、第2実施形態の図11及び図12に示すフローチャートより変更された処理を説明する。
<ステップS61(←S41)>
主電源スイッチ32,33及びヒータ電源スイッチ34A,34Bを全てOFFにする。
<ステップS62(←S42)>
主電源スイッチ33及びヒータ電源スイッチ34AをONにして、補助バッテリ14の電源をヒータ抵抗16Aに供給する。
<ステップS63(←S43)>
ヒータ電源スイッチ34AをOFFにしてから、主電源スイッチ33及びヒータ電源スイッチ34BをONにして、補助バッテリ14の電源をヒータ抵抗16Bに供給する。すなわち、ステップS62,S63の処理により、補助バッテリ14より供給される電流値は異なる。
<ステップS64(←S44)>
主電源スイッチ33及びヒータ電源スイッチ34BをOFFにする。
<ステップS65(←S46)>
ヒータ電源スイッチ34A及び/又は34BをONにする。ここでは、ステップS18で算出して供給可能電流を超えない範囲となるように、ヒータ電源スイッチ34A及び/又は34Bの何れか一方又は双方をオンするように制御する。
<ステップS66(←S47)>
ヒータ電源スイッチ34A,34BをOFFにする。
<ステップS67(←S49)>
ステップS65と同じ処理。
<ステップS68(←S50)>
ステップS66と同じ処理。
<ステップS69(←S51)>
主電源スイッチ33,ヒータ電源スイッチ34A,34BをOFFのままにする。
<ステップS70(←S53)>
ヒータ電源スイッチ34A,34BをOFFのままにする。
以上のように第3実施形態によれば、ヒータ抵抗16A,16Bを備えることで、消費電力を複数段階に切り替え可能に構成し、制御回路3は、補助バッテリ14の温度が動作可能温度以下に低下した際に、動作上必要とされる電力を予測し、その予測した電力を下回る範囲となるようヒータ抵抗16A,16Bによる消費電力を切り替えて通電する。これにより、消費電力を適切に制御できる。
また、制御回路3は、ヒータ抵抗16の用途に応じて、ヒータ抵抗16の消費電力を切り替えて通電することも可能である。例えば、ヒータ抵抗16により補助バッテリ14を加熱することが主たる目的であれば、ヒータ抵抗16Aのみ、又はヒータ抵抗16A及び16Bの双方に通電し、補助バッテリ14の電源供給能力を確認することが主たる目的であれば、ヒータ抵抗16Bのみに通電して、用途に応じた電力消費を行うことができる。特にPWM制御に伴うノイズの発生による動作不具合が懸念される機器において、用途に応じてヒータ抵抗16A,16Bを使い分けることで、PWM制御を行うことなくON/OFF制御のみで所望の電力消費を実現できる。
本発明は上記した、又は図面に記載した実施形態にのみ限定されるものではなく、以下のような変形又は拡張が可能である。
第1実施形態において、制御回路3は、補助バッテリ14の温度が動作可能温度以下に低下した際に、主バッテリ7側の電源供給能力を必ずしも確認する必要はなく、直ちに補助バッテリ14からヒータ抵抗16に通電しても良い。
発熱体は、ヒータ抵抗16のようなチップ抵抗以外のものを用いても良い。
サーミスタ21及び過熱保護回路22は、必要に応じて設ければ良い。
第3実施形態において、ヒータ抵抗16A,16Bそれぞれの温度を検出するサーミスタを個別に設けても良い。
また、第3実施形態において、ヒータ抵抗16を3つ以上備えても良い。
車載用緊急通報装置以外に適用しても良い。
図面中、1は車載用緊急通報装置(電子機器)、3は制御回路、7は主バッテリ、14は補助バッテリ、16はヒータ抵抗(発熱体)、17は第1電源スイッチ(第1電源供給経路形成手段)、18は第2電源スイッチ(第2電源供給経路形成手段)、20はサーミスタ(温度検出手段)を示す。

Claims (13)

  1. 外部の主バッテリ(7)より電源が供給されて動作すると共に、前記主バッテリの予備電源として補助バッテリ(14)を内蔵する電子機器(1,31,41)であって、
    前記補助バッテリを加熱するための発熱体(16)と、
    前記主バッテリから前記発熱体に電源を供給する第1電源供給経路を形成するための第1電源供給経路形成手段(17,32,34)と、
    前記補助バッテリから前記発熱体に電源を供給する第2電源供給経路を形成するための第2電源供給経路形成手段(18,33,34)と、
    前記第1及び第2電源供給経路形成手段を制御して前記第1又は第2電源供給経路を形成し、前記発熱体への通電を行う制御回路(3)と、
    前記補助バッテリの温度を検出する温度検出手段(20)とを備え、
    前記制御回路は、前記主バッテリからの電源供給状態をモニタしており、前記補助バッテリの温度が動作可能温度以下に低下した際に、前記主バッテリからの電源供給が可能な状態であれば、前記第1電源供給経路を形成して前記発熱体に通電し、
    前記補助バッテリの温度を検出した後、前記第2電源供給経路を形成する前と形成した際に検出される前記補助バッテリの電圧変化量,又は前記第2電源供給経路を形成して前記発熱体に通電する電流量を複数段階に変化させた際に検出される前記補助バッテリの電圧変化量が予め決定した閾値を超えると、前記補助バッテリに異常があるか又は寿命を迎えたと判定し、
    前記補助バッテリの温度に対する前記補助バッテリの電圧変化に基づいて、前記動作可能温度を決定することを特徴とする電子機器。
  2. 外部の主バッテリ(7)より電源が供給されて動作すると共に、前記主バッテリの予備電源として補助バッテリ(14)を内蔵する電子機器(1,31,41)であって、
    前記補助バッテリを加熱するための発熱体(16)と、
    前記主バッテリから前記発熱体に電源を供給する第1電源供給経路を形成するための第1電源供給経路形成手段(17,32,34)と、
    前記補助バッテリから前記発熱体に電源を供給する第2電源供給経路を形成するための第2電源供給経路形成手段(18,33,34)と、
    前記第1及び第2電源供給経路形成手段を制御して前記第1又は第2電源供給経路を形成し、前記発熱体への通電を行う制御回路(3)と、
    前記補助バッテリの温度を検出する温度検出手段(20)とを備え、
    前記制御回路は、前記補助バッテリの温度が動作可能温度以下に低下した際に、前記第2電源供給経路を形成して前記発熱体に通電し、
    前記補助バッテリの温度を検出した後、前記第2電源供給経路を形成する前と形成した際に検出される前記補助バッテリの電圧変化量,又は前記第2電源供給経路を形成して前記発熱体に通電する電流量を複数段階に変化させた際に検出される前記補助バッテリの電圧変化量が予め決定した閾値を超えると、前記補助バッテリに異常があるか又は寿命を迎えたと判定し、
    前記補助バッテリの温度に対する前記補助バッテリの電圧変化に基づいて、前記動作可能温度を決定することを特徴とする電子機器。
  3. 外部の主バッテリ(7)より電源が供給されて動作すると共に、前記主バッテリの予備電源として補助バッテリ(14)を内蔵する電子機器(1,31,41)であって、
    前記補助バッテリを加熱するための発熱体(16)と、
    前記主バッテリから前記発熱体に電源を供給する第1電源供給経路を形成するための第1電源供給経路形成手段(17,32,34)と、
    前記補助バッテリから前記発熱体に電源を供給する第2電源供給経路を形成するための第2電源供給経路形成手段(18,33,34)と、
    前記第1及び第2電源供給経路形成手段を制御して前記第1又は第2電源供給経路を形成し、前記発熱体への通電を行う制御回路(3)と、
    前記補助バッテリの温度を検出する温度検出手段(20)とを備え、
    前記発熱体(16A,16B)は、消費電力を複数段階に切り替え可能に構成され、
    前記制御回路は、前記主バッテリからの電源供給状態をモニタしており、前記補助バッテリの温度が動作可能温度以下に低下した際に、前記主バッテリからの電源供給が可能な状態であれば、前記第1電源供給経路を形成して前記発熱体に通電し、
    前記補助バッテリの温度が動作可能温度以下に低下した際に、動作上必要とされる電力を予測し、その予測した電力を下回る範囲となるよう前記発熱体の消費電力を切り替えて通電することを特徴とする電子機器。
  4. 外部の主バッテリ(7)より電源が供給されて動作すると共に、前記主バッテリの予備電源として補助バッテリ(14)を内蔵する電子機器(1,31,41)であって、
    前記補助バッテリを加熱するための発熱体(16)と、
    前記主バッテリから前記発熱体に電源を供給する第1電源供給経路を形成するための第1電源供給経路形成手段(17,32,34)と、
    前記補助バッテリから前記発熱体に電源を供給する第2電源供給経路を形成するための第2電源供給経路形成手段(18,33,34)と、
    前記第1及び第2電源供給経路形成手段を制御して前記第1又は第2電源供給経路を形成し、前記発熱体への通電を行う制御回路(3)と、
    前記補助バッテリの温度を検出する温度検出手段(20)とを備え、
    前記発熱体(16A,16B)は、消費電力を複数段階に切り替え可能に構成され、
    前記制御回路は、前記補助バッテリの温度が動作可能温度以下に低下した際に、前記第2電源供給経路を形成して前記発熱体に通電し、
    前記補助バッテリの温度が動作可能温度以下に低下した際に、動作上必要とされる電力を予測し、その予測した電力を下回る範囲となるよう前記発熱体の消費電力を切り替えて通電することを特徴とする電子機器。
  5. 前記第1電源供給経路形成手段は、前記主バッテリと前記発熱体との間に配置される第1電源スイッチ(17)で構成され、
    前記第2電源供給経路形成手段は、前記補助バッテリと前記発熱体との間に配置される第2電源スイッチ(18)で構成されることを特徴とする請求項1から4の何れか一項に記載の電子機器。
  6. 前記第1及び第2電源供給経路形成手段は、
    前記主バッテリと前記発熱体との間に配置される第1電源スイッチ(32)と、
    前記電源供給経路形成手段は、前記補助バッテリと前記発熱体との間に配置される第2電源スイッチ(33)と、
    前記発熱体とグランドとの間に配置される通電スイッチ(34)とで構成されることを特徴とする請求項1から4の何れか一項に記載の電子機器。
  7. 前記制御回路は、前記補助バッテリの温度が動作可能温度以下に低下した際に、前記主バッテリからの電源供給が不能な状態であれば、前記第2電源供給経路を形成して前記発熱体に通電することを特徴とする請求項1から6の何れか一項に記載の電子機器。
  8. 前記制御回路は、前記動作可能温度に基づいて、前記補助バッテリの昇温を終止させる温度を決定することを特徴とする請求項1又は2記載の電子機器。
  9. 前記制御回路は、前記補助バッテリの温度が動作可能温度以下に低下した際に、動作上必要とされる電力を予測し、前記発熱体に通電することで前記電力の供給が不能になると判断すると、前記発熱体への通電を中止することを特徴とする請求項からの何れか一項に記載の電子機器。
  10. 前記制御回路は、前記主及び補助バッテリの端子電圧を参照して、前記電力の供給可否を判断することを特徴とする請求項記載の電子機器。
  11. 前記制御回路は、前記発熱体に通電した際の通電状態に基づいて、前記補助バッテリの出力能力判定を行うことを特徴とする請求項又は1記載の電子機器。
  12. 前記制御回路は、前記補助バッテリの端子電圧を参照して、前記出力能力判定を行うことを特徴とする請求項1記載の電子機器。
  13. 前記発熱体(16A,16B)は、消費電力を複数段階に切り替え可能に構成され、
    前記制御回路は、前記発熱体の用途に応じて、前記発熱体の消費電力を切り替えて通電することを特徴とする請求項1から1の何れか一項に記載の電子機器。
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