JP7275949B2 - Voltage output device - Google Patents
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Description
この明細書における開示は、電圧出力装置に関する。 The disclosure herein relates to voltage output devices.
下記特許文献１には、電圧をモニターする対象の電源に分圧回路を接続し、分圧回路で分圧された電圧を検出することで電源の充電状態を検出する技術が開示されている。具体的には、下記特許文献１では、電源装置の電源端子（＋及び－）に電源電圧分割回路と、電源電圧分割回路と直列接続されたスイッチ素子とが接続されている。スイッチ素子は制御回路と接続され、制御回路によってスイッチ素子のオンオフが制御される。スイッチ素子がオンであるときに電源電圧分割回路で分割された電圧が検出される。 Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2002-200001 discloses a technique of connecting a voltage dividing circuit to a power supply whose voltage is to be monitored and detecting the voltage divided by the voltage dividing circuit to detect the state of charge of the power supply. Specifically, in Patent Document 1 below, a power supply voltage dividing circuit and a switching element connected in series with the power supply voltage dividing circuit are connected to power supply terminals (+ and -) of a power supply device. The switch element is connected to a control circuit, and on/off of the switch element is controlled by the control circuit. A voltage divided by the power supply voltage dividing circuit is detected when the switch element is on.
上記特許文献１では、電源電圧分割回路で検出される電圧のずれを小さくするため、スイッチ素子のオン抵抗は電源電圧分割回路の抵抗より十分小さい値に設定されている。しかしながら、スイッチ素子としてトランジスタを用いる場合、トランジスタが完全にオンにならない場合、トランジスタのオン抵抗は大きくなる。この場合、トランジスタのオン抵抗の影響を受け、電源の電圧が正確に検出されない場合がある。また、トランジスタのオン抵抗は一定にならないため、トランジスタのオン抵抗を考慮して、検出された電圧を補正することも難しい。 In Patent Document 1, the ON resistance of the switch element is set to a value sufficiently smaller than the resistance of the power supply voltage dividing circuit in order to reduce the deviation of the voltage detected by the power supply voltage dividing circuit. However, when a transistor is used as a switch element, if the transistor is not completely turned on, the on-resistance of the transistor increases. In this case, the voltage of the power supply may not be detected accurately due to the on-resistance of the transistor. Moreover, since the on-resistance of the transistor is not constant, it is difficult to correct the detected voltage in consideration of the on-resistance of the transistor.
また、例えば車載用バッテリーのサブ電源のように、メイン電源に欠陥が生じた場合にのみ代替的に動作する電源の電圧をモニターする場合もある。この場合も、上記特許文献１と同様、分圧回路と直列にスイッチ素子を接続し、サブ電源の電圧をモニターするときだけスイッチ素子をオンにすれば、サブ電源の暗電流は低減される。しかしながら、このサブ電源のように、長期間使用されないことがある電源の場合、当該電源と分圧回路との間に設けられた電源端子表面に酸化膜が付着することがある。酸化膜が電源端子に付着すると、スイッチ素子をオンにしても当該電源から分圧回路へ電流が流れず、電源電圧をモニターすることができない。一方、酸化膜が付着しないように電源と分圧回路との間を常に通電させると、暗電流によって電源にバッテリー切れが生じる場合がある。 There are also cases where the voltage of a power supply that operates alternatively only when a failure occurs in the main power supply, such as a sub-power supply for a vehicle battery, is monitored. In this case as well, the dark current of the sub-power supply can be reduced by connecting the switching element in series with the voltage dividing circuit and turning on the switching element only when the voltage of the sub-power supply is monitored, as in the case of Patent Document 1 above. However, in the case of a power supply that may not be used for a long time like this sub-power supply, an oxide film may adhere to the surface of the power supply terminal provided between the power supply and the voltage dividing circuit. If the oxide film adheres to the power supply terminal, even if the switch element is turned on, no current will flow from the power supply to the voltage dividing circuit, and the power supply voltage cannot be monitored. On the other hand, if current is constantly applied between the power supply and the voltage dividing circuit so that the oxide film does not adhere, the power supply may run out of battery due to dark current.
本開示は、電源の暗電流を低減しつつ、必要なときに電源の電圧を適切に検出し得る電圧出力装置を提供することを目的とする。 An object of the present disclosure is to provide a voltage output device capable of appropriately detecting the voltage of the power supply when necessary while reducing the dark current of the power supply.
本開示の一態様による電圧出力装置は、車両に搭載されたバッテリである、モニター対象の電源（３）の電圧を測定するためのモニター電圧を出力する電圧出力装置（１２）であって、電源に対して並列接続された分圧回路（１２ａ）と、補助回路（１２ｂ）と、を備え、分圧回路は、電源の電圧を分割した電圧をモニター電圧として出力し、補助回路は、抵抗（Ｒ２１）と、抵抗と直列接続されたスイッチング素子（Ｔｒ）とを含み、車両の駆動源により車両を走行可能な状態にする操作を受け付ける操作部において、車両を走行可能な状態にする操作が受け付けられたことに応じて、スイッチング素子をオンする信号を出力する出力部（４、１０、１１ｃ、１３）からの信号によって、スイッチング素子は分圧回路からモニター電圧が出力されるとき又はそれ以前にオン状態となり、スイッチング素子がオン状態となるとき、分圧回路に流れる電流よりも大きな電流が補助回路に流れる。 A voltage output device according to one aspect of the present disclosure is a voltage output device (12) that outputs a monitor voltage for measuring the voltage of a power supply (3) to be monitored, which is a battery mounted in a vehicle , and an auxiliary circuit (12b), the voltage dividing circuit outputs a voltage obtained by dividing the voltage of the power supply as a monitor voltage, and the auxiliary circuit includes a resistor ( R21) and a switching element (Tr) connected in series with a resistor, and receives an operation to make the vehicle ready to run by means of a driving source of the vehicle. The switching element is turned on when or before the monitor voltage is output from the voltage dividing circuit by a signal from the output section (4, 10, 11c, 13) that outputs a signal to turn on the switching element according to the When the switching element is turned on and the switching element is turned on, a current larger than the current flowing through the voltage dividing circuit flows through the auxiliary circuit.
これによれば、電源の暗電流を低減しつつ、必要なときに電源の電圧を適切に検出することができる。 According to this, it is possible to appropriately detect the voltage of the power supply when necessary while reducing the dark current of the power supply.
この明細書における開示された複数の態様は、それぞれの目的を達成するために、互いに異なる技術的手段を採用する。請求の範囲およびこの項に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態の部分との対応関係を例示的に示すものであって、技術的範囲を限定することを意図するものではない。この明細書に開示される目的、特徴、および効果は、後続の詳細な説明、および添付の図面を参照することによってより明確になる。 The multiple aspects disclosed in this specification employ different technical means to achieve their respective objectives. Reference numerals in parentheses described in the claims and this section are intended to exemplify the correspondence with portions of the embodiments described later, and are not intended to limit the technical scope. Objects, features, and advantages disclosed in this specification will become clearer with reference to the following detailed description and accompanying drawings.
図面を参照しながら、複数の実施形態を説明する。複数の実施形態において、機能的におよび／または構造的に対応する部分および／または関連付けられる部分には同一の参照符号、または百以上の位が異なる参照符号が付される場合がある。対応する部分および／または関連付けられる部分については、他の実施形態の説明を参照することができる。 A number of embodiments will be described with reference to the drawings. In several embodiments, functionally and/or structurally corresponding and/or related parts may be labeled with the same reference numerals or reference numerals differing by one hundred or more places. For corresponding and/or associated parts, reference can be made to the description of other embodiments.
（第１実施形態）
本実施形態における電圧出力装置は自動車等の車両に設けられ、車両に搭載された電源と接続される。
(First embodiment)
The voltage output device in this embodiment is provided in a vehicle such as an automobile, and is connected to a power source mounted on the vehicle.
図１は、本実施形態における電圧出力装置を含む車載システム１００の概略構成図である。車載システム１００は、図１に示すように、制御装置１と、メイン電源２と、サブ電源３と、イグニッションスイッチ（以下、ＩＧＳＷと称する）４とを含む。サブ電源３は、メイン電源２のバックアップ用電源として用いられる。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an in-
ＩＧＳＷ４は、車両の運転者によってオン又はオフに操作される。ＩＧＳＷ４がオンにされることで車両のエンジンが駆動され、ＩＧＳＷ４がオフにされることで車両のエンジンが停止される。つまり、ＩＧＳＷ４がオンの状態は、車両が走行可能な状態である。なお、この例では、ＩＧＳＷ４のオン操作によって車両のエンジンが駆動されるが、車両はエンジンが搭載された車両に限定されない。例えば、車両の駆動源として、エンジンと電動モーターとを備える、又は電源モーターのみを備える車両であってもよい。これら車両の場合も、車両の駆動源を駆動させ、車両を走行可能な状態にする操作を受け付ける操作部が設けられていればよい。 The IGSW 4 is turned on or off by the driver of the vehicle. The vehicle engine is driven by turning on the IGSW4, and the vehicle engine is stopped by turning off the IGSW4. That is, when the IGSW 4 is on, the vehicle is ready to run. In this example, the engine of the vehicle is driven by turning on the IGSW 4, but the vehicle is not limited to a vehicle equipped with an engine. For example, the vehicle may include an engine and an electric motor, or may include only a power supply motor as a vehicle drive source. In the case of these vehicles as well, it is only necessary to provide an operation unit that receives an operation for driving the driving source of the vehicle and making the vehicle ready for running.
制御装置１とメイン電源２との間は電源端子６ａ及び６ｂを介して接続され、制御装置１とサブ電源３との間は電源端子６ｂ及び６ｃを介して接続されている。
The control device 1 and the
制御装置１は、他の電源の一例である内部電源１０と、電源モニター制御回路の一例であるMicrocomputer unit(ＭＣＵ）１１と、電圧出力装置１２とを含む。制御装置１は、ＩＧＳＷ４と接続されている。
The control device 1 includes an
内部電源１０はメイン電源２と接続されている。内部電源１０は、メイン電源２から供給される電圧を設定電圧に調整するレギュレータである。設定電圧に調整された電力は制御装置１内部で用いられる。
An
ＭＣＵ１１は、マイクロプロセッサーとＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）を含むメモリとを有する。ＭＣＵ１１は、マイクロプロセッサーがＲＯＭに記憶されたプログラムを実行することにより、ＭＣＵ１１と接続された各部を制御する。ＭＣＵ１１は、内部電源１０と接続されている。ＭＣＵ１１は、車両に搭載されたＩＧＳＷ４がオンにされると内部電源１０から電力の供給を受けて駆動する。ＭＣＵ１１は、ＩＧＳＷ４がオフにされると内部電源１０をオフにし、内部電源１０からＭＣＵ１１への電力供給が遮断される。また、ＭＣＵ１１は、電圧出力装置１２と接続され、電圧出力装置１２から出力されるモニター電圧に基づき、サブ電源３の電圧を検出する。
The
電圧出力装置１２はサブ電源３と接続されている。なお、本実施形態では、電圧出力装置１２のモニター対象の電源が車両のサブ電源３である構成を例示するが、モニター対象電源は車両のサブ電源に限定されない。以下、電圧出力装置１２の具体的な構成について図２を用いて説明する。
The
図２は、図１におけるメイン電源２の図示を省略し、電圧出力装置１２の具体的な回路構成例を示した図である。図２に示すように、電圧出力装置１２は、分圧回路１２ａと補助回路１２ｂとを含む。分圧回路１２ａと補助回路１２ｂは、サブ電源３に対して並列に接続されている。
FIG. 2 is a diagram showing a specific circuit configuration example of the
分圧回路１２ａは、直列接続された抵抗Ｒ１１と抵抗Ｒ１２とを含む。抵抗Ｒ１１の一端は電源端子６ｃと接続され、抵抗Ｒ１２の一端は電源端子６ｂと接続されている。抵抗Ｒ１１と抵抗Ｒ１２との間にＭＣＵ１１が接続され、モニター電圧として、抵抗Ｒ１１と抵抗Ｒ１２の間の電圧がＭＣＵ１１に出力される。
補助回路１２ｂは、直列接続された抵抗Ｒ２１と、スイッチング素子の一例であるトランジスタＴｒとを含む。トランジスタＴｒは、例えばｎｐｎ型のトランジスタが用いられる。抵抗Ｒ２１の一端は電源端子６ｃと接続され、トランジスタＴｒのエミッタ端子は電源端子６ｂと接続されている。
The
トランジスタＴｒのベースに、ＩＧＳＷ４のオン又はオフを示すイグニッション（ＩＧ）信号が入力される。トランジスタＴｒは、ＩＧＳＷ４がオンにされたことを示すＩＧ信号が入力されるとオン状態となり、抵抗Ｒ２１と電源端子６ｂとの間が導通される。また、トランジスタＴｒは、ＩＧＳＷ４がオフにされたことを示すＩＧ信号が入力されるとオフ状態となり、抵抗Ｒ２１と電源端子６ｂとの間が非導通状態となる。
An ignition (IG) signal indicating ON or OFF of the
この例において、電源端子６ａ～６ｃ（図１参照）の表面は例えば錫メッキ処理がなされている。錫メッキ処理がなされた電源端子は酸化膜が付着しやすいが、通常はメイン電源２から制御装置１に電力が供給されているため電源端子６ａ及び６ｂに酸化膜が付着しにくい。サブ電源３はメイン電源２のバックアップ用に設けられているため、メイン電源２が使用されている間、サブ電源３は使用されない。サブ電源３が使用されていない間、電源端子６ｃに電流が流れないため、電源端子６ａ及び６ｃと比べると電源端子６ｃに酸化膜が付着しやすい。
In this example, the surfaces of the
本実施形態では、トランジスタＴｒがオンにされたとき、電源端子６ｃの酸化膜を除去できる程度の電流Ｉｂが補助回路１２ｂに流れるように抵抗Ｒ２１の抵抗値が設定されている。酸化膜を除去できる程度の電流は数ｍＡである。一方、補助回路１２ｂよりも小さい電流Ｉａが分圧回路１２ａに流れるように、抵抗Ｒ１１及びＲ１２は、抵抗Ｒ２１より大きい抵抗値が設定されている。分圧回路１２ａの抵抗を補助回路１２ｂよりも大きくすることで、トランジスタＴｒがオフにされたときの消費電力が低減される。
In this embodiment, the resistance value of the resistor R21 is set so that the current Ib that can remove the oxide film of the
ここで、電圧出力装置１２の動作について説明する。図３は、電圧出力装置１２の動作例を示すタイミングチャートである。
Here, the operation of the
図３に示すように、時刻ｔ１において、ＩＧ信号の電圧レベルがＨ（Ｈｉｇｈ）レベルになると、トランジスタＴｒはオフ状態からオン状態に遷移する。この例では、時刻ｔ１からｔ７の間、ＩＧ信号の電圧レベルがＨレベルとなっているため、この間、トランジスタＴｒはオン状態を維持する。 As shown in FIG. 3, at time t1, when the voltage level of the IG signal becomes H (High) level, the transistor Tr transitions from the off state to the on state. In this example, the voltage level of the IG signal is at the H level from time t1 to t7, so the transistor Tr remains on during this period.
トランジスタＴｒがオン状態になると、分圧回路１２ａよりも抵抗が小さい補助回路１２ｂに電流Ｉｂが流れる。これによって、電源端子６ｃに付着した酸化膜が除去される。そして、このとき、電流Ｉｂよりも小さい電流Ｉａが、分圧回路１２ａに流れる。分圧回路１２ａに電流Ｉａが流れることで、分圧回路１２ａで分圧された電圧がＭＣＵ１１に出力される。
When the transistor Tr is turned on, the current Ib flows through the
時刻ｔ７以降、ＩＧ信号の電圧レベルはＬ（Ｌｏｗ）レベルとなり、トランジスタＴｒはオフ状態に遷移する。時刻ｔ７以降は、分圧回路１２ａにのみ電流Ｉａが流れ、分圧回路１２ａで分圧された電圧がＭＣＵ１１に出力される。
After time t7, the voltage level of the IG signal becomes L (Low) level, and the transistor Tr is turned off. After time t7, the current Ia flows only through the
分圧回路１２ａの抵抗Ｒ１１及びＲ１２の抵抗値は、補助回路１２ｂにおける抵抗Ｒ２１の抵抗値より大きいほど好ましい。分圧回路１２ａにおける抵抗値が大きいほどサブ電源３の暗電流が低減され、サブ電源３のバッテリー切れが生じにくい。
It is preferable that the resistance values of the resistors R11 and R12 of the
本実施形態では、トランジスタＴｒがオンにされると、補助回路１２ｂに電流Ｉｂが流れて酸化膜が除去されるのと略同時かその直後に分圧回路１２ａに電流Ｉａが流れる。つまり、トランジスタＴｒは、分圧回路１２ａから電圧が出力される以前にオン状態となっていればよい。
In this embodiment, when the transistor Tr is turned on, the current Ib flows through the
メイン電源２からサブ電源３に切り替えられた場合、サブ電源３が低電圧時においても制御装置１は一定の動作が要求されるため、サブ電源３の充電状態の検出が必要とされる。電源端子６ｃの酸化膜が除去された状態では、トランジスタＴｒがオフにされても分圧回路１２ａに電流が流れる。この場合、サブ電源３の電圧がトランジスタをオンできないレベルまで低下した状態でも分圧回路１２ａには電流が流れ、サブ電源３の充電状態が検出される。また、本実施形態では、ＩＧＳＷ４がオンの間、つまり、車両が走行可能な状態の間にサブ電源３から補助回路１２ｂに電流Ｉｂが流れる。そのため、補助回路１２ｂに常時電流が流れる場合と比べ、サブ電源３の消費電力が低減される。また、分圧回路１２ａにトランジスタを設けていないため、分圧回路１２ａからの出力電圧は、トランジスタのオン電圧の影響を受けない。そのため、ＭＣＵ１１において、より正確なサブ電源３の充電状態が検出される。
When the
（第２実施形態）
上述した第１実施形態では、ＩＧ信号を用いてトランジスタＴｒがオン又はオフに切り替えられたが、トランジスタＴｒのオン／オフを切り替える入力信号はこれに限定されない。例えば、入力信号として内部電源１０のオン／オフを示す内部電源信号が用いられてもよい。
(Second embodiment)
In the first embodiment described above, the transistor Tr is switched on or off using the IG signal, but the input signal for switching on/off of the transistor Tr is not limited to this. For example, an internal power supply signal indicating on/off of the
図４は、本実施形態における制御装置１Ａにおける回路構成例を示す図である。図４において、第１実施形態と同じ構成には第１実施形態と同じ符号が付されている。以下、第１実施形態と異なる構成について説明する。
FIG. 4 is a diagram showing a circuit configuration example in the
図４に示すように、制御装置１Ａは電圧出力装置１２１を備える。電圧出力装置１２１において、補助回路１２ｂのトランジスタＴｒのベースに、内部電源１０から内部電源信号が入力される。内部電源１０は、ＩＧＳＷ４がオンであることを示すＩＧ信号が入力されるとオン状態となり、ＩＧＳＷ４がオフであることを示すＩＧ信号が入力されるとオフ状態となる。つまり、内部電源１０は、ＩＧＳＷ４のオン／オフに連動してオン又はオフにされる。内部電源１０のオン状態を示す内部電源信号はトランジスタＴｒのオン電圧に相当する電圧信号である。また、内部電源１０のオフ状態を示す内部電源信号はトランジスタＴｒのオフ電圧に相当する電圧信号である。
As shown in FIG. 4 , the
内部電源１０は、ＩＧＳＷ４のオン／オフに連動してオン又はオフにされるため、電圧出力装置１２１の動作は第１実施形態と同様になる。具体的には、図５に示すように、ＩＧＳＷ４がオンにされると同時に内部電源１０はオン状態となり、時刻ｔ１からｔ７の間、内部電源信号の電圧レベルがＨレベルとなる。そして、この間、トランジスタＴｒはオン状態となる。ＩＧＳＷ４がオフにされると同時に内部電源１０はオフ状態となり、時刻ｔ７以降、内部電源信号の電圧レベルがＬレベルとなる。これにより、時刻ｔ７以降、トランジスタＴｒはオフ状態となる。つまり、本実施形態では、トランジスタＴｒは、ＭＣＵ１１が内部電源１０から給電中にオン状態となり、内部電源１０から給電されていない間はオフ状態となる。
Since the
トランジスタＴｒがオン状態になると、酸化膜を除去できる程度の電流Ｉｂが補助回路１２ｂに流れ、分圧回路１２ａに電流Ｉｂよりも小さい電流Ｉａが流れる。このように、本実施形態は、内部電源信号を用いてトランジスタＴｒをオン又はオフに切り替える点において第１実施形態と異なるが、第１実施形態と同様の効果を奏する。
When the transistor Tr is turned on, a current Ib large enough to remove the oxide film flows through the
（第３実施形態）
上述した第１実施形態では、ＩＧＳＷ４がオンにされている間、補助回路１２ｂに電流Ｉｂが流れ続ける例であったが、電流Ｉｂが流れる時間はこれより短くてもよい。つまり、ＩＧＳＷ４がオンにされている間の一定時間だけ補助回路１２ｂに電流Ｉｂが流れるようにしてもよい。以下では、このような場合の構成例について説明する。
(Third embodiment)
In the above-described first embodiment, the current Ib continues to flow through the
図６は、本実施形態における制御装置の構成例を示す図である。図６において、第１実施形態と同様の構成には第１実施形態と同じ符号が付されている。以下、第１実施形態と異なる構成について説明する。 FIG. 6 is a diagram showing a configuration example of a control device in this embodiment. In FIG. 6, the same reference numerals as in the first embodiment are assigned to the same configurations as in the first embodiment. Configurations different from the first embodiment will be described below.
図６に示すように、制御装置１Ｂは、ＩＧＳＷ４からＩＧ信号が入力されるワンショットタイマー回路１３（以下、ＯＳＴ回路１３と称する）を備える。また、電圧出力装置１２２のトランジスタＴｒはＯＳＴ回路１３と接続され、ＯＳＴ回路１３からの出力信号に応じてオン又はオフに切り替えられる。
As shown in FIG. 6, the
ＯＳＴ回路１３は、ＩＧ信号に応じて、電圧出力装置１２２のトランジスタＴｒのオン／オフを制御するための電圧信号を出力する。具体的には、ＩＧＳＷ４がオン状態を示すＩＧ信号の場合、出力信号（以下、ＯＳＴ信号）として、トランジスタＴｒのオン電圧に相当する電圧信号が一定時間だけ出力される。一定時間の経過後は、ＯＳＴ信号として、トランジスタＴｒのオフ電圧に相当する電圧信号が出力される。
The
図７は、電圧出力装置１２２の動作例を示すタイミングチャートである。図７に示すように、この例では時刻ｔ１からｔ７の間はＩＧＳＷ４がオン状態となり、電圧レベルがＨレベルのＩＧ信号が出力される。時刻ｔ７～ｔ９の間はＩＧＳＷ４がオフ状態となり、電圧レベルがＬレベルのＩＧ信号が出力される。その後、時刻ｔ９以降、ＩＧＳＷ４が再びオン状態となり、電圧レベルがＨレベルのＩＧ信号が出力される。
FIG. 7 is a timing chart showing an operation example of the
時刻ｔ１において、電圧レベルがＨレベルのＩＧ信号がＯＳＴ回路１３に入力されると、電圧レベルがＨレベルのＯＳＴ信号が時刻ｔ２まで出力される。そして、時刻ｔ２～ｔ９まで、電圧レベルがＬレベルのＯＳＴ信号がＯＳＴ回路１３から出力される。これにより、トランジスタＴｒは、時刻ｔ１～ｔ２の間にオン状態となり、時刻ｔ２～ｔ９までオフ状態となる。
At time t1, when the IG signal with a voltage level of H level is input to the
トランジスタＴｒがオン状態となる時刻ｔ１～ｔ２の間、酸化膜を除去できる程度の電流Ｉｂがサブ電源３から補助回路１２ｂに流れる。そして、分圧回路１２ａに、電流Ｉｂより小さい電流Ｉａが流れる。時刻ｔ２以降、ＩＧＳＷ４が再びオンにされる時刻ｔ９までトランジスタＴｒがオフ状態となり、補助回路１２ｂに電流は流れず、分圧回路１２ａにのみ電流Ｉａが流れる。
Between times t1 and t2 when the transistor Tr is turned on, a current Ib that can remove the oxide film flows from the
時刻ｔ９において、電圧レベルがＨレベルのＩＧ信号がＩＧＳＷ４から出力されると、電圧レベルがＨレベルのＯＳＴ信号が、Δｔ時間だけＯＳＴ回路１３から出力される。これにより、時刻ｔ９～ｔ１０の間、トランジスタＴｒが再びオン状態に遷移し、補助回路１２ｂに電流Ｉｂが流れる。時刻ｔ１０以降は、電圧レベルがＬレベルのＯＳＴ信号がＯＳＴ回路１３から出力され、トランジスタＴｒがオフ状態に遷移し、補助回路１２ｂに電流は流れない。分圧回路１２ａには、時刻ｔ１以降、電流Ｉａが流れ続ける。
At time t9, when the IG signal with a voltage level of H level is output from the
本実施形態では、ＩＧＳＷ４がオンにされるごとに、ＩＧＳＷ４がオンにされてから一定時間だけ補助回路１２ｂに電流Ｉｂが流れる。つまり、車両が走行可能な状態になるごとに、その状態において一定時間だけ補助回路１２ｂに電流Ｉｂが流れる。そのため、第１実施形態と同様の効果を奏するとともに、補助回路１２ｂの電力消費が低減され、サブ電源３の省電力化を図ることができる。
In this embodiment, every time the IGSW4 is turned on, the current Ib flows through the
（変形例）
上記ではＯＳＴ回路１３にＩＧ信号が入力される例であったが、第２実施形態で用いられた内部電源信号が入力されてもよい。この場合、内部電源１０とＯＳＴ回路１３とを接続し、内部電源信号に応じたＯＳＴ信号が、ＯＳＴ回路１３からトランジスタＴｒのベースに出力されるようにする。つまり、内部電源１０がオン状態であることを示す内部電源信号の場合、電圧レベルがＨレベルのＯＳＴ信号がトランジスタＴｒに入力される。また、内部電源１０がオフ状態であることを示す内部電源信号の場合、電圧レベルがＬレベルのＯＳＴ信号がトランジスタＴｒに入力される。
(Modification)
In the above example, the IG signal is input to the
（第４実施形態）
上述した第１及び第２実施形態では、ＩＧＳＷ４又は内部電源１０のオン／オフ状態に応じてトランジスタＴｒのオン／オフが制御される例を説明した。本実施形態では、ＭＣＵ１１によってトランジスタＴｒのオン／オフが制御される例を説明する。
(Fourth embodiment)
In the first and second embodiments described above, an example in which the on/off state of the transistor Tr is controlled according to the on/off state of the
図８は、本実施形態における制御装置の構成例を示す図である。図８において、第１実施形態と同じ構成には第１実施形態と同じ符号が付されている。以下、第１実施形態と異なる構成について説明する。 FIG. 8 is a diagram showing a configuration example of a control device according to this embodiment. In FIG. 8, the same reference numerals as in the first embodiment are assigned to the same configurations as in the first embodiment. Configurations different from the first embodiment will be described below.
図８に示すように、制御装置１ＣにおけるＭＣＵ１１ｃと、電圧出力装置１２３における補助回路１２ｂのトランジスタＴｒとが接続されている。
As shown in FIG. 8, the
ＭＣＵ１１ｃは、ＭＣＵ１１ｃのメモリに記憶されたプログラムを実行し、トランジスタＴｒをオン又はオフに切り替える制御信号（以下、マイコン信号と称する）を出力する。具体的には、ＭＣＵ１１ｃは、ＩＧＳＷ４及び内部電源１０がオンにされた後、所定のタイミングで、トランジスタＴｒのオン電圧に相当するマイコン信号を一定時間出力する。その後、ＭＣＵ１１ｃは、トランジスタＴｒのオフ電圧に相当するマイコン信号を出力する。
The
図９は、電圧出力装置１２３の動作例を示すタイミングチャートである。図９に示すように、この例では、時刻ｔ１からｔ７の間にＩＧＳＷ４及び内部電源１０がオンにされ、時刻ｔ７以降はＩＧＳＷ４及び内部電源１０がオフにされる。
FIG. 9 is a timing chart showing an operation example of the
ＭＣＵ１１ｃは、ＩＧＳＷ４と内部電源１０がオン状態に遷移した後、時刻ｔ３～ｔ５の間、電圧レベルがＨレベルのマイコン信号を出力する。これにより、時刻ｔ３～ｔ５の間、トランジスタＴｒはオン状態となる。時刻ｔ３～ｔ５の間、酸化膜を除去できる程度の電流Ｉｂが補助回路１２ｂに流れる。時刻ｔ３以降、分圧回路１２ａに電流Ｉａが流れる。
After the
このように、ＭＣＵ１１ｃによって、任意のタイミングでトランジスタＴｒがオン状態に切り替えられる。この任意のタイミングは、サブ電源３のモニター開始時以前、すなわち、分圧回路１２ａからＭＣＵ１１ｃに電圧を出力する以前であることが好ましい。これにより、必要なときにサブ電源３の充電状態を検出することが可能になる。また、トランジスタＴｒは一定時間だけオンにされるため、補助回路１２ｂの消費電力が低減され、サブ電源３の省電力化が図られる。
In this manner, the
（第４実施形態の変形例）
分圧回路１２ａの出力電圧が所定の閾値以下である場合、電源端子６ｃに酸化膜が残留していると推測される。この場合には、ＭＣＵ１１ｃの制御の下、トランジスタＴｒのオン時間がより長くされたり、トランジスタＴｒがオンにされる回数が増やされたりしてもよい。
(Modified example of the fourth embodiment)
If the output voltage of the
図１０は、本変形例における電圧出力装置１２３の動作例を示すタイミングチャートである。図１０における時刻ｔ１～ｔ７までの各波形は図９と同じである。
FIG. 10 is a timing chart showing an operation example of the
図１０において、時刻ｔ３～ｔ７の間に、分圧回路１２ａからの出力電圧が所定の閾値以下であるか否かがＭＣＵ１１ｃによって判断される。出力電圧が所定の閾値以下の場合、ＭＣＵ１１ｃは、トランジスタＴｒのオン時間を、予め定められたオン時間より長くする。以下、この予め定められたオン時間をデフォルト設定時間と称する。
In FIG. 10, between times t3 and t7, the
図１０の例において、時刻ｔ１でＩＧＳＷ４及び内部電源１０がオン状態になると、時刻ｔ１からｔ３のデフォルト設定時間の間、トランジスタＴｒがオンにされる。このデフォルト設定時間は２×Δｔ時間である。
In the example of FIG. 10, when the
出力された電圧が所定の閾値以下である場合、トランジスタＴｒのオン時間はＭＣＵ１１ｃによってデフォルト設定時間よりもΔｔ時間長く設定される。そして、時刻ｔ９に、ＩＧＳＷ４及び内部電源１０が再びオン状態になると、時刻ｔ１１からｔ１４の間（３×Δｔ）、トランジスタＴｒがオンにされる。
When the output voltage is equal to or less than the predetermined threshold, the ON time of the transistor Tr is set by the
電源端子６ｃに酸化膜が残存している状態では、電源端子６ｃにおける電圧はサブ電源３の電圧よりも低くなる。この状態で流れる電流Ｉａ及びＩｂは酸化膜が付着していない場合よりも小さくなり、分圧回路１２ａからの出力電圧も小さくなる。トランジスタＴｒのオン時間を長くすることで酸化膜が除去されやすくなり、より正確なサブ電源３の充電状態が検出される。
When the oxide film remains on the
（他の実施形態）
この明細書および図面等における開示は、例示された実施形態に制限されない。開示は、例示された実施形態と、それらに基づく当業者による変形態様を包含する。例えば、開示は、実施形態において示された部品および／または要素の組み合わせに限定されない。開示は、多様な組み合わせによって実施可能である。開示は、実施形態に追加可能な追加的な部分をもつことができる。開示は、実施形態の部品および／または要素が省略されたものを包含する。開示は、ひとつの実施形態と他の実施形態との間における部品および／または要素の置き換え、または組み合わせを包含する。開示される技術的範囲は、実施形態の記載に限定されない。開示されるいくつかの技術的範囲は、請求の範囲の記載によって示され、さらに請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含むものと解されるべきである。
(Other embodiments)
The disclosure in this specification, drawings, etc. is not limited to the illustrated embodiments. The disclosure encompasses the illustrated embodiments and variations thereon by those skilled in the art. For example, the disclosure is not limited to the combinations of parts and/or elements shown in the embodiments. The disclosure can be implemented in various combinations. The disclosure can have additional parts that can be added to the embodiments. The disclosure encompasses omitting parts and/or elements of the embodiments. The disclosure encompasses permutations or combinations of parts and/or elements between one embodiment and another. The disclosed technical scope is not limited to the description of the embodiments. The disclosed technical scope is indicated by the description of the claims, and should be understood to include all modifications within the meaning and range of equivalents to the description of the claims.
（１）上述の第４実施形態の変形例では、分圧回路１２ａの出力電圧が所定の閾値以下である場合、トランジスタＴｒはデフォルト設定時間よりも長いオン時間が設定された。しかしながら、トランジスタＴｒのオン時間の制御はこれに限定されない。例えば、分圧回路１２ａの出力電圧が所定閾値以下でなければ、トランジスタＴｒのオン時間がデフォルト設定時間より短い時間が設定されてもよい。つまり、分圧回路１２ａの出力電圧に応じてトランジスタＴｒのオン時間がＭＣＵ１１ｃによって可変に制御されてもよい。電源端子６ｃにおける酸化膜の付着状況によって分圧回路１２ａの出力電圧は変化する。そのため、このような構成により、酸化膜がより確実に除去され、サブ電源３の充電状態の検出精度が向上したり、サブ電源３の消費電力が低減されたりする。
(1) In the modified example of the fourth embodiment described above, when the output voltage of the
（２）上述の第１～第４実施形態では、バックアップ用電源であるサブ電源３が電圧出力装置１２，１２１～１２３のモニター対象とされた。モニター対象はバックアップ用電源に限らないが、モニター対象は酸化膜が付着しやすい表面処理がなされた電源端子と接続された電源が好ましい。このような電源に電圧出力装置を接続することで、電源端子に酸化膜が付着した場合であっても、電源の消費電力を低減しつつ、電源の充電状態が適切に検出される。
(2) In the first to fourth embodiments described above, the
（３）上述した制御装置１は、電子制御装置（ＥＣＵ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）とも呼ばれる場合がある。また例えば、制御装置１は、プログラムされた多数の論理ユニット（ゲート回路）を含むデジタル回路によって構成された論理回路を備えることとしてもよい。 (3) The control device 1 described above may also be called an electronic control unit (ECU). Further, for example, the control device 1 may include a logic circuit configured by a digital circuit including a large number of programmed logic units (gate circuits).
（４）上述したトランジスタＴｒは、ｎｐｎ型のトランジスタが用いられる例を説明したが、ｐｎｐ型のトランジスタが用いられてもよい。また、上述した第１～第４実施形態ではスイッチング素子にトランジスタが用いられたが、ＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect-Transistor）が用いられてもよい。 (4) Although an example in which an npn-type transistor is used as the transistor Tr described above has been described, a pnp-type transistor may be used. Further, although transistors are used as switching elements in the first to fourth embodiments described above, MOSFETs (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect-Transistors) may be used.
１，１Ａ～１Ｃ 制御装置、２ メイン電源、３ サブ電源、４ イグニッションスイッチ（ＩＧＳＷ）、６ａ～６ｃ 電源端子、１０ 内部電源、１１，１１ｃ ＭＣＵ、１２，１２１～１２３ 電圧出力装置、１２ａ 分圧回路、１２ｂ 補助回路、１３ ワンショットタイマー（ＯＳＴ）回路、Ｒ１１，Ｒ１２，Ｒ２１ 抵抗、Ｔｒ トランジスタ 1, 1A ~ 1C control device, 2 main power supply, 3 sub power supply, 4 ignition switch (IGSW), 6a ~ 6c power supply terminal, 10 internal power supply, 11, 11c MCU, 12, 121 ~ 123 voltage output device, 12a voltage division circuit, 12b auxiliary circuit, 13 one-shot timer (OST) circuit, R11, R12, R21 resistor, Tr transistor
Claims (7)
前記電源に対して並列接続された分圧回路（１２ａ）と、補助回路（１２ｂ）と、を備え、
前記分圧回路は、前記電源の電圧を分割した電圧を前記モニター電圧として出力し、
前記補助回路は、抵抗（Ｒ２１）と、前記抵抗と直列接続されたスイッチング素子（Ｔｒ）とを含み、
車両の駆動源により車両を走行可能な状態にする操作を受け付ける操作部において、車両を走行可能な状態にする操作が受け付けられたことに応じて、前記スイッチング素子をオンする信号を出力する出力部（４、１０、１１ｃ、１３）からの信号によって、前記スイッチング素子は前記分圧回路から前記モニター電圧が出力されるとき又はそれ以前にオン状態となり、
前記スイッチング素子がオン状態となるとき、前記分圧回路に流れる電流よりも大きな電流が前記補助回路に流れる、電圧出力装置。 A voltage output device (12) that outputs a monitor voltage for measuring the voltage of a power source (3) to be monitored, which is a battery mounted on a vehicle ,
A voltage dividing circuit (12a) connected in parallel to the power supply and an auxiliary circuit (12b),
the voltage dividing circuit outputs a voltage obtained by dividing the voltage of the power supply as the monitor voltage;
The auxiliary circuit includes a resistor (R21) and a switching element (Tr) connected in series with the resistor,
An output unit for outputting a signal for turning on the switching element in response to an operation for making the vehicle ready for running, in the operation unit for accepting an operation for making the vehicle ready for running by the driving source of the vehicle. The signals from (4, 10, 11c, 13) turn on the switching element when or before the monitor voltage is output from the voltage dividing circuit,
A voltage output device, wherein a current larger than the current flowing through the voltage dividing circuit flows through the auxiliary circuit when the switching element is turned on.
前記スイッチング素子は、前記出力部としての前記電源モニター制御回路と接続され、前記電源モニター制御回路から出力される制御信号に基づいてオン状態となる、請求項１に記載の電圧出力装置。 The voltage dividing circuit outputs the monitor voltage to a power monitor control circuit (11) provided outside,
2. The voltage output device according to claim 1, wherein said switching element is connected to said power monitor control circuit as said output section , and is turned on based on a control signal output from said power monitor control circuit.
前記時間は、前記分圧回路から前記電源モニター制御回路へ出力された前記モニター電圧に応じて調整される、請求項３に記載の電圧出力装置。 the switching element continues to be on for the time indicated by the control signal;
4. The voltage output device according to claim 3 , wherein said time is adjusted according to said monitor voltage output from said voltage dividing circuit to said power monitor control circuit.
前記他の電源は、前記電源モニター制御回路に給電するとともに、前記出力部として、前記スイッチング素子をオンする信号を出力する、請求項１に記載の電圧出力装置。 The voltage dividing circuit outputs the monitor voltage to a power supply monitor control circuit (11) provided externally and fed from a power supply (10) different from the power supply,
2. The voltage output device according to claim 1, wherein said another power supply supplies power to said power supply monitor control circuit and outputs a signal for turning on said switching element as said output section .
モニター対象の前記電源は、前記サブ電源である、請求項１～６のいずれか一項に記載の電圧出力装置。 The vehicle has, as the battery, a main power supply and a sub-power supply that is a backup power supply for the main power supply,
The voltage output device according to any one of claims 1 to 6 , wherein the power supply to be monitored is the sub-power supply.
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