WO2015104770A1 - 電子機器 - Google Patents

Abstract

　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。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。

Description

電子機器 関連出願の相互参照

　本出願は、２０１４年１月８日に出願された日本出願番号２０１４－１６２７号に基づくもので、ここにその記載内容を援用する。

　本開示は、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にクシ形電極を形成し、クシ形電極の上に樹脂系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場合、例えば、電池の外周を面状発熱体で覆うようにする構成が考えられる。しかしながら、この場合、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る。そのため、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、クシ形電極に通電するため、バッテリ接続用リード線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。

　本開示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。

　本開示の一態様によれば、電子機器は、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電源供給経路形成部を備え、制御回路は、第１及び第２電源供給経路形成部を制御して第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。

　本開示についての上記目的およびその他の目的、特徴や利点は、添付の図面を参照しながら下記の詳細な記述により、より明確になる。図面において、
本開示の第１実施形態に係る車載用緊急通報装置の一部の構成を示す機能ブロック図 第１実施形態に係る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 図３に続く制御内容を示すフローチャート 温度と補助バッテリの電圧降下量との関係を示す図 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ためのプリント基板の平面図 図７Ａに示すプリント基板を矢印ＶＩＩＢ方向から見た背面図 図７Ａに示すプリント基板を矢印ＶＩＩＣ方向からみた正面図 図７Ａに示すプリント基板を矢印ＶＩＩＤ方向から見た側面図 図７Ａに示すプリント基板を矢印ＶＩＩＥ方向から見た側面図 図７Ａに示すプリント基板の斜視図 図７Ａに示すプリント基板の底面図 図７Ｄに示すプリント基板の一部拡大図 本開示の第２実施形態に係る車載用緊急通報装置の一部の構成を示す機能ブロック図 制御内容を示すフローチャート 図１１に続く制御内容を示すフローチャート 本開示の第３実施形態に係る車載用緊急通報装置の一部の構成を示す機能ブロック図 制御内容を示すフローチャート 図１４に続く制御内容を示すフローチャート

　　（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（制御部）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（ＭＰＳ－ＳＷ）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電源供給経路形成部、1^st　ＰＳ－ＳＷ）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電源供給経路形成部、2^nd　ＰＳ－ＳＷ）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（温度検出部）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７Ａ～図７Ｅ、図８Ａ、及び図８Ｂ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７Ａ、上側）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７Ａ，図８Ｂ参照）。

　図７Ａ，図８Ａ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７Ａ，図８Ａ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５Ｂ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５Ａと図５Ｂを参照して説明する。図５Ａに示す電流Ａと図５Ｂ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５Ａ，図５Ｂ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、ヒータ抵抗１６への通電電流が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、ヒータ抵抗１６への通電電流が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電源供給経路形成部、ＭＰＳ－ＳＷ１，ＭＰＳ－ＳＷ２）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電源供給経路形成部）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。尚、この処理は、ハードウェアで制御しても良い。

　　＜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。尚、Ｓ５２の処理は、ハードウェアで制御しても良い。

　また、Ｓ４６、Ｓ４９において、ヒータ電源スイッチ３４をＰＷＭ信号によりＯＮ／ＯＦＦさせて、Ｓ２０、Ｓ２９同様にヒータ抵抗１６への通電電流が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。

　以上のように第２実施形態によれば、第１及び第２電源供給経路形成部を、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、ヒータ抵抗１６Ａ，１６Ｂへの通電電流がステップＳ１８で算出した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。

　本開示は上記した、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。

　本開示は、実施例に準拠して記述されたが、本開示は当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。
 

Claims (15)

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第１電源供給経路形成部（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第２電源供給経路形成部（１８，３３，３４）と、
   　前記第１及び第２電源供給経路形成部を制御して前記第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、を備える電子機器。
2. 　前記第１電源供給経路形成部は、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電源供給経路形成部は、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）で構成される請求項１記載の電子機器。
3. 　前記第１及び第２電源供給経路形成部は、
   　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部は、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）とで構成される請求項１記載の電子機器。
4. 　前記補助バッテリの温度を検出する温度検出部（２０）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する請求項１から３の何れか一項に記載の電子機器。
5. 　前記補助バッテリの温度を検出する温度検出部を備え、
   　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する請求項１から３の何れか一項に記載の電子機器。
6. 　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請求項４又は５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する請求項４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請求項７記載の電子機器。
9. 　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請求項８記載の電子機器。
10. 　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請求項４から９の何れか一項に記載の電子機器。
11. 　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請求項１０記載の電子機器。
12. 　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請求項１０又は１１記載の電子機器。
13. 　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請求項１２記載の電子機器。
14. 　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、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請求項４から１３の何れか一項に記載の電子機器。
15. 　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請求項１から１４の何れか一項に記載の電子機器。

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