JPH0851736A - 電源バックアップ回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ＤＣ／ＤＣコンバータを使用しない場合にも
バッテリとの接続が外れたときに制御部の正常動作を維
持することの可能な電源バックアップ回路を提供する。 【構成】 バッテリ１０１の電力は、並列接続された第
１および第２のバックアップコンデンサ１１３および１
１５を介してマイクロコンピュータ１１８に供給され
る。第１および第２のコンデンサはスイッチング用トラ
ンジスタ１１９を介して接続されており、マイクロコン
ピュータはバッテリ電圧が低下したことを検出するとス
イッチング用トランジスタに対してオン指令を出力す
る。すると第１および第２のコンデンサは直列接続状態
となり、マイクロコンピュータは第１および第２のコン
デンサに充電されたバックアップ電力によって動作を維
持することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電源バックアップ回路に
係わり、特にマイクロコンピュータシステムに供給する
電源の電源バックアップ回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年車両衝突時の乗員保護のためエアバ
ッグが搭載される場合が多い。このエアバッグは、衝突
検出用センサが衝突を検知するとスクイブに電流が流れ
て起爆剤が点火される。そしてこの爆発熱によって窒素
ガスを発生させてステアリングホイール等に内蔵されて
いるエアバッグを瞬時に膨張させる。

【０００３】車両の衝突を検出する衝突検出用センサと
しては、機械的に衝突を検出するセーフィングセンサお
よびフロントセンサのほかに急激な加速度の変化を検出
するいわゆるＧセンサが設置されることが一般的であ
る。そしてセーフィングセンサでスクイブ点火回路を直
接オンとするとともに、フロントセンサのオンおよびＧ
センサによる急減速を制御部で検出してスクイブ点火用
スイッチング素子をオンとすることによりスクイブにエ
ネルギを供給することとしている。

【０００４】従って衝突時にスクイブおよび制御部とバ
ッテリとの接続が外れた場合にもスクイブおよび制御部
に十分な電力を供給可能な構成とすることが必要であ
る。上記課題を解決するために、バッテリ電圧をＤＣ／
ＤＣコンバータにより昇圧した後バックアップコンデン
サに充電する回路が提案している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながらＤＣ／Ｄ
Ｃコンバータを使用した場合にはスイッチング素子のチ
ョッパリングによる高周波数ノイズを遮断するためにＤ
Ｃ／ＤＣコンバータの上流および下流にフィルタを挿入
することが必要であり、物理的に大規模となるだけでな
く経済的な課題も生じる。さらにＤＣ／ＤＣコンバータ
の発熱に対する対策も必要となる。

【０００６】本発明は上記課題に鑑みなされたものであ
って、ＤＣ／ＤＣコンバータを使用しない場合にもバッ
テリとの接続が外れたときに制御部の正常動作を維持す
ることの可能な電源バックアップ回路を提供することを
目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】第１の発明にかかる電源
バックアップ回路は、バッテリと、バッテリの一方の電
極に一方の端子が接続される第１のバックアップコンデ
ンサと、第１のバックアップコンデンサの他の一方の端
子に一方の端子が接続され他の一方の端子がバッテリの
他の一方の端子に接続される第１の充電抵抗と、バッテ
リの一方の電極に一方の端子が接続される第２の充電抵
抗と、第２の充電抵抗の他の一方の端子に一方の端子が
接続され他の一方の端子がバッテリの他の一方の端子に
接続される第２のバックアップコンデンサと、バッテリ
に並列に接続されバッテリから電力供給を受ける制御部
と、第１のバックアップコンデンサの他の一方の端子と
第２の充電抵抗の他の一方の端子との間に接続され制御
部が所定のしきい値電圧以上のバッテリ電圧を検出した
ときには制御部により開状態に制御され制御部が所定の
しきい値電圧以下のバッテリ電圧を検出したときには制
御部により閉状態に制御されるスイッチング素子と、を
具備する。

【０００８】第２の発明にかかる電源バックアップ回路
は、制御部が、バッテリの電圧の検出周期を前記バッテ
リの電圧に応じて２段階に切替るものである。第３の発
明にかかる電源バックアップ回路は、制御部が、バッテ
リの電圧の検出周期を前記バッテリの電圧に応じて変更
するものである。

【０００９】

【作用】第１の発明にかかる電源バックアップ回路にあ
っては、例えばバッテリと制御部との接続が外れて制御
部がバッテリ電圧が低下したことを検出したときにはス
イッチング素子をオンとしてバックアップコンデンサを
直列接続する。第２および第３の発明にかかる電源バッ
クアップ回路にあっては、バッテリ電圧に応じて電圧監
視周期が２段階あるいは多段階に変更される。

【００１０】

【実施例】図１は本発明にかかる電源バックアップ回路
を車載用マイクロコンピュータシステムに適用した場合
の実施例の回路図であって、バッテリ１０１の負極は車
体に接地されている。バッテリ１０１の正極はアクセサ
リスイッチ１０２と逆流防止用ダイオード１０３あるい
はイグニッションスイッチ１０４と逆流防止用ダイオー
ド１０５とを介して電源バス１０６に接続される。

【００１１】なおバッテリ電圧Ｖ_B を検出するために逆
流防止用ダイオード１０７および１０８を介してバッテ
リ電圧検出用上流側抵抗１０９および下流側抵抗１１０
が接続される。電源バス１０６には電源バス電圧Ｖ_S 検
出するために電源バス電圧検出用上流側抵抗１１１およ
び下流側抵抗１１２が接続される。

【００１２】第１のバックアップコンデンサ１１３の正
極は電源バス１０６に接続され、負極は第１の充電抵抗
１１４を介して接地される。第２のバックアップコンデ
ンサ１１５の正極は第２の充電抵抗１１６を介して電源
バス１０６に接続され、負極は直接接地される。電源バ
ス１０６にはさらにレギュレータ１１７を介してマイク
ロコンピュータ１１８の正極に接続され、負極は接地さ
れる。

【００１３】第１のバックアップコンデンサ１１３の負
極はスイッチング用トランジスタ１１９のコレクタに、
第２のバックアップコンデンサ１１５の正極はスイッチ
ング用トランジスタ素子１１９のエミッタに接続され
る。スイッチング用トランジスタ１１９のベースは制御
用トランジスタ１２０のコレクタに接続され、制御用ト
ランジスタ１２０のエミッタは接地される。

【００１４】バッテリ電圧検出用上流側抵抗１０９と下
流側抵抗１１０との接続点、および電源バス電圧検出用
上流側抵抗１１１と下流側抵抗１１２との接続点はマイ
クロコンピュータ１１８のバッテリ電圧検出用および電
源バス電圧検出用入力端子に接続される。マイクロコン
ピュータ１１８から出力されるバックアップ指令出力端
子は、制御用トランジスタ１２０のベースに接続されて
いる。

【００１５】図２はマイクロコンピュータ１１８で実行
されるメインルーチンのフローチャートであって、比較
的長周期（例えば５ミリ秒）毎に実行される。ステップ
２１でフラグ設定ルーチンが、ステップ２２で制御電圧
監視ルーチンが、さらにステップ２３でバックアップリ
セットルーチンが実行される。図３はメインルーチンの
ステップ２１で実行されるフラグ設定ルーチンの詳細フ
ローチャートであって、ステップ２１１でバッテリ電圧
Ｖ_B および電源バス電圧Ｖ_S を読み込む。

【００１６】ステップ２１２でバッテリ電圧Ｖ_B が第１
の基準電圧Ｖ_B1（例えば８Ｖ）以下であるか否かを判定
する。ステップ２１２で否定判定されたときは、ステッ
プ２１３に進み下限バッテリ電圧以下であることを表す
フラグＦ８をリセットしてこのルーチンを終了する。ス
テップ２１２で肯定判定されたときは、ステップ２１４
に進み、フラグＦ８が“１”であるか否かを判定する。

【００１７】ステップ２１４で否定判定されればステッ
プ２１５に進み、ステップ２１５でフラグＦ８をリセッ
トしてこのルーチンを終了する。ステップ２１４で肯定
判定されればステップ２１６に進み、フラグＦ８が連続
して２回続けて“１”であることを示すフラグＦＤＧＤ
ＩＳを“１”に設定してこのルーチンを終了する。

【００１８】図４はマイクロコンピュータ１１８で実行
される精密監視ルーチンのフローチャートであって、第
１の実施例においては図２に示すメインルーチンの実行
周期に比較して短い周期（例えば５００マイクロ秒）毎
の割り込みルーチンとして実行される。即ち、この割り
込み処理ルーチンはバッテリ電圧Ｖ_B が第１の基準電圧
Ｖ_B1以下に低下した場合に、短い時間周期で電圧を監視
するために短い実行周期で実行される。

【００１９】ステップ４１においてフラグＦＤＧＤＩＳ
が“１”であるか否かが判定され、否定判定されれば直
ちにこのルーチンを終了する。ステップ４１で肯定判定
されればステップ４２に進み、電源バックアップ中であ
ることを示すフラグＦＢＫが“１”であるか否かが判定
される。ステップ４２で否定判定されれば、ステップ４
３に進みバックアップセットルーチンを実行して、この
ルーチンを終了する。

【００２０】ステップ４２で肯定安定されれば、ステッ
プ４４に進みバックアップ処理ルーチンを実行して、こ
のルーチンを終了する。図５は図４の割り込み処理ルー
チンのステップ４３で実行されるバックアップセットル
ーチンの詳細フローチャートであり、ステップ４３１で
バッテリ電圧Ｖ _B を読み込む。

【００２１】ステップ４３２でバッテリ電圧Ｖ_B が第２
の基準電圧Ｖ_B2（例えば６Ｖ）以下であるか否かを判定
し、肯定判定されれば即ちバッテリ電圧Ｖ_B が第２の基
準電圧Ｖ_B2以下に低下すればステップ４３３に進む。ス
テップ４３３でフラグＦＢＫを“１”に設定し、ステッ
プ４３４でフラグＦＢＫを出力して制御用トランジスタ
１２０を導通状態とする。

【００２２】するとスイッチング用トランジスタ１１９
も導通状態となり、第１のバックアップコンデンサ１１
３と第２のバックアップコンデンサ１１５とは直列接続
されて、マイクロコンピュータ１１８に電力を供給す
る。次にステップ４３５で、バックアップ開始後電源バ
ス電圧Ｖ_S の監視を開始するまでの時間を定めるタイマ
Ａをクリアして、ステップ４３６に進む。

【００２３】なおステップ４３２において否定判定され
たときは直接ステップ４３６に進む。ステップ４３６に
おいては、バッテリ電圧Ｖ_B が回復後スイッチング用ト
ランジスタ１１９をリセットするまでの時間を定めるタ
イマＢをクリアしてこのルーチンを終了する。

【００２４】図６は図４の割り込み処理ルーチンのステ
ップ４４で実行されるバックアップ処理ルーチンの詳細
フローチャートであり、ステップ４４１においてバック
アップ状態に移行後タイマＡが５ミリ秒経過したか否か
を判定する。ステップ４４１で否定判定されたときは直
接このルーチンを終了し、肯定判定されたときはステッ
プ４４２に進み電源バス電圧Ｖ_S を読み込む。

【００２５】ステップ４４３において、電源バス電圧Ｖ
_S が第１の電源バス基準電圧Ｖ_S1（例えば５Ｖ）以下で
あるか否かを判定する。ステップ４４３において肯定判
定されたときは、ステップ４４４に進み電源バス電圧Ｖ
_S が第１の基準電圧Ｖ_S1以下であることを表すフラグＦ
５が“１”であるか否かを判定する。

【００２６】ステップ４４４で肯定判定されたときはス
テップ４４５に進み、第１の電源バス基準電圧Ｖ_S1以下
であることが連続２回検出されたことを表すフラグＦＦ
ＤＩＳを“１”に設定し、ステップ４４６でバッテリ電
圧Ｖ_B が回復後スクイブ点火を許可するまでの時間を定
めるタイマＣをクリアしてこのルーチンを終了する。ス
テップ４４４で否定判定されたときは、ステップ４４７
に進みフラグＦ５を“１”に設定してこのルーチンを終
了する。

【００２７】またステップ４４３で否定判定されたとき
はステップ４４８に進み、フラグＦ５をリセットしてこ
のルーチンを終了する。図７は図２のメインルーチンの
ステップ２２で実行される制御電圧監視ルーチンのフロ
ーチャートであって、ステップ２２１でフラグＦＦＤＩ
Ｓが“１”であるか否かが判定され、肯定判定されたと
きはステップ２２２に進む。

【００２８】ステップ２２２で電源バス電圧Ｖ_S が第１
の電源バス基準電圧Ｖ_S1以上であるか否かを判定し、肯
定判定されれば電源バス電圧Ｖ_S が回復したものとして
ステップ２２３に進む。ステップ２２３において、タイ
マＣが３秒経過したか否か、即ち電源バス電圧回復後ス
クイブ点火を許可できる時間が経過したか否かを判定
し、肯定判定されたときはステップ２２４でフラグＦＦ
ＤＩＳをリセットしてこのルーチンを終了する。

【００２９】ステップ２２１、ステップ２２２あるいは
ステップ２２３で否定判定されたときは直接このルーチ
ンを終了する。図８は図２のメインルーチンのステップ
２３で実行されるバックアップリセットルーチンのフロ
ーチャートであって、ステップ２３１においてマイクロ
コンピュータ１１８が自己診断を実行中であるか否かを
判定し、肯定判定されればステップ２３２に進む。

【００３０】ステップ２３２でフラグＦＢＫが“１”で
あるか否か、即ちマイクロコンピュータ１１８がバック
アップ指令を出力中であるか否かを判定し、肯定判定さ
れればステップ２３３に進む。ステップ２３３でバッテ
リ電圧Ｖ_B が第２の基準電圧Ｖ_B2以上となったか否かを
判定し、肯定判定されればステップ２３４に進む。

【００３１】ステップ２３４でタイマＢが５ミリ秒経過
したか否か、即ちバッテリ電圧回復後バックアップを解
除できる時間が経過したか否かを判定し、肯定判定され
ればステップ２３５に進む。ステップ２３５でバックア
ップを行うことを表すフラグＦＢＫをリセットし、ステ
ップ２３６で出力を行うことによりバックアップ状態を
解除してこのルーチンを終了する。

【００３２】なおステップ２３１からステップ２３４に
いずれかで否定判定されたときは直接このルーチンを終
了する。上記の第１の実施例においては、バッテリ電圧
が第１の基準電圧以上であるか否かによって電圧監視周
期を２段階に切り換えたが、バッテリ電圧に応じて監視
周期を変更することも可能である。

【００３３】図９は第２の実施例においてマイクロコン
ピュータ１１８で実行される第２のメインルーチンのフ
ローチャートであって、図２のメインルーチンに対して
ステップ９１から９３およびステップ４が追加される。
即ちステップ２１のフラグ設定ルーチンを実行後ステッ
プ９１に進み、バッテリ電圧Ｖ_B の変動量ΔＶ_B を次式
により演算する。

【００３４】ΔＶ_B ＝Ｖ_BB−Ｖ_B ここでＶ_BBは前回のバッテリ電圧を示す。ステップ９２
で、次回の実行に備えてバッテリ電圧Ｖ_B をＶ_BBに記憶
する。ステップ９３でΔＶ_B の関数として、第２のメイ
ンルーチンの実行周期ｔを演算する。

【００３５】ｔ＝ｔ（ΔＶ_B ） 具体的にはバッテリ電圧Ｖ_B の変動量ΔＶ_B が大となる
に従って、即ちバッテリ電圧が低下するに従って実行周
期ｔが小となる関数が使用される。例えば実行周期ｔを
変動量ΔＶ_B の１次減少関数とすることができる。次に
図４に示す精密監視ルーチンを実行し、その後ステップ
２２で制御電圧監視ルーチンを、ステップ２３でバック
アップリセットルーチンを実行してこのルーチンを終了
する。

【００３６】

【発明の効果】第１の発明にかかる電源バックアップ回
路によれば、制御部がバッテリ電圧が低下したことを検
出したときにはスイッチング素子をオンとしてバックア
ップコンデンサを直列接続状態とすることにより、制御
部の駆動電力を確保することが可能となる。

【００３７】第２および第３の発明にかかる電源バック
アップ回路によれば、バッテリ電圧に応じて電圧監視周
期が２段階あるいは多段階に変更することによって、バ
ッテリ電圧の低下を確実の検出し、バックアップ状態に
移行することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、実施例の回路図である。

【図２】図２は、メインルーチンのフローチャートであ
る。

【図３】図３は、フラグ設定ルーチンのフローチャート
である。

【図４】図４は、精密監視ルーチンのフローチャートで
ある。

【図５】図５は、バックアップセットルーチンのフロー
チャートである。

【図６】図６は、バックアップ処理ルーチンのフローチ
ャートである。

【図７】図７は、制御電圧監視ルーチンのフローチャー
トである。

【図８】図８は、バックアップリセットルーチンのフロ
ーチャートである。

【図９】図９は、第２のメインルーチンのフローチャー
トである。

【符号の説明】

１０１…バッテリ １１３…第１のバックアップコンデンサ １１５…第２のバックアップコンデンサ １１８…マイクロコンピュータ １１９…スイッチング用トランジスタ １２０…制御用トランジスタ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 バッテリと、 前記バッテリの一方の電極に一方の端子が接続される第
   １のバックアップコンデンサと、 前記第１のバックアップコンデンサの他の一方の端子に
   一方の端子が接続され、他の一方の端子が前記バッテリ
   の他の一方の端子に接続される第１の充電抵抗と、 前記バッテリの一方の電極に一方の端子が接続される第
   ２の充電抵抗と、 前記第２の充電抵抗の他の一方の端子に一方の端子が接
   続され、他の一方の端子が前記バッテリの他の一方の端
   子に接続される第２のバックアップコンデンサと、 前記バッテリに並列に接続され、前記バッテリから電力
   供給を受ける制御部と、 前記第１のバックアップコンデンサの他の一方の端子と
   前記第２の充電抵抗の他の一方の端子との間に接続さ
   れ、前記制御部が所定のしきい値電圧以上のバッテリ電
   圧を検出したときには前記制御部により開状態に制御さ
   れ、前記制御部が所定のしきい値電圧以下のバッテリ電
   圧を検出したときには前記制御部により閉状態に制御さ
   れるスイッチング素子と、を具備する電源バックアップ
   回路。
2. 【請求項２】 前記制御部が、 前記バッテリの電圧の検出周期を前記バッテリの電圧に
   応じて２段階に切替るものである請求項１に記載の電源
   バックアップ回路。
3. 【請求項３】 前記制御部が、 前記バッテリの電圧の検出周期を前記バッテリの電圧に
   応じて変更するものである請求項１に記載の電源バック
   アップ回路。