JP2004302829A - 車載用情報端末の電源切り換え回路および車載用情報端末 - Google Patents

Abstract

【課題】供給される主電源の電圧が低下したときに、部品特性に影響されることなく、消費電力の低減とバックアップ用電源への切り換えが同期して行われるようにする車載用情報端末の電源切り換え回路を提供する。
【解決手段】端子２２へ入力される図１の車載バッテリ３からの主電源の電圧をリセットＩＣ２１により監視し、所定電圧以下になると、リセットＩＣ２１の出力電圧をＨからＬへ変化する。これにより、トランジスタＱ２およびＱ１がオフとなり、車載バッテリ３からの主電源が端子２４から図１のマイコン１０へ出力されなくなる。このとき、端子２３に入力される図１のバックアップ用電源１５からのバックアップ電源が、端子２４を介してマイコン１０へ出力される。さらに、リセットＩＣ２１の出力電圧がＨからＬへ変化することにより、マイコン１０はスリープモードに設定されて、自身の消費電力を低減する。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ナビゲーション装置などの車載用情報端末において、供給される主電源の電圧が低下したときにバックアップ用電源に切り換える車載用情報端末の電源切り換え回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
通常、ナビゲーション装置などの車載用情報端末は、車載バッテリより供給される電源によって動作する。そのため、車両のイグニッションスイッチをオフしたときやバッテリが放電した状態などでは、供給される電源の電圧が低下して動作できなくなる。特に、揮発性の記憶装置に情報を記憶する車載用情報端末、たとえば、配信された地図データなどの各種情報をマイコン内のＲＡＭに記憶する通信ナビゲーション装置などでは、この電源電圧の低下によって記憶した情報が消えてしまうことがある。このようなことを避けるため、電源電圧が低下したときにバックアップ電源に切り換える機能を有するマイコンを備えた車載用情報端末がある。
【０００３】
このような電源の切り換え機能を有するマイコンとしては、たとえば、特許文献１のマイコン装置が知られている。このマイコン装置は図３に示す構成を有しており、電源回路４０およびバックアップ用電源４５がともに電源供給回路５２へ接続されている。これにより、通常使用している電源回路４０の電圧が低下した場合には、代わりにバックアップ用電源４５から電源供給回路５２へ電源が供給される。また、電源回路４０の電圧を電源電圧検出回路６１により検出し、これが所定電圧以下になった場合、ＣＰＵ５１をスリープモードに設定して、消費電力を低減する。特許文献１のマイコン装置によれば、電源回路４０からバックアップ用電源４５への切り換えと、ＣＰＵ５１のスリープモード設定を同期させることで、電源電圧が低下した状態でもしばらくの間記憶情報の消失を避けることができる。なお、車載用情報端末において、図３の電源回路４０は車載バッテリに相当し、バックアップ用電源４５はバックアップ用電池などに相当する。
【０００４】
【特許文献１】
特開平０７−２７１７５４号公報
【０００５】
特許文献１のマイコン装置では、電源回路４０の出力はダイオード５９を介して図のＡ点へ出力され、その電圧がバックアップ用電源４５の電圧より低い場合に、バックアップ用電源４５と切り換えられる。また、電源回路４０の出力はダイオード６０を介して電源電圧検出回路６１へも出力され、その電圧が所定値以下となった場合に、ＣＰＵ５１がスリープモードに設定される。そのため、ダイオード５９と６０の特性のばらつきによって、バックアップ用電源４５への切り換えを行う電源電圧と、スリープモードの設定を行う電源電圧とが一致せず、これらが同期しないことがある。この場合、ＣＰＵ５１がスリープモードに設定されずにバックアップ用電源４５より電源が供給されている状態となり、バックアップ用電源４５がすぐに消費されてしまうことがある。
【０００６】
本発明は、供給される主電源の電圧が低下したときに、部品特性に影響されることなく、消費電力の低減とバックアップ用電源への切り換えが同期して行われるようにする車載用情報端末の電源切り換え回路を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明による車載用情報端末の電源切り換え回路は、外部の主電源供給手段より主電源を入力する主電源入力端子と、外部のバックアップ電源供給手段よりバックアップ電源を入力するバックアップ電源入力端子と、入力された主電源またはバックアップ電源のいずれかを選択して外部へ供給する電源供給手段と、入力された主電源の電圧が所定電圧以下となったときに信号を出力する信号出力手段と、その信号を外部へ出力するリセット手段とを備え、電源供給手段は、信号出力手段から信号が出力された場合、外部へ供給する電源を主電源からバックアップ電源に切り換えることとするものである。
請求項２の発明による車載用情報端末は、請求項１の電源切り換え回路と、電源切り換え回路にバックアップ電源を出力するバックアップ電源供給手段と、電源切り換え回路より電源を供給されるマイコン装置とを備え、マイコン装置は、電源切り換え回路から信号が出力された場合、自身をスリープモードに設定することとするものである。
請求項３の発明は、請求項２の車載用情報端末において適用され、バックアップ電源供給手段は、一次電池により構成されることとするものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明による車載用情報端末の一実施例であるナビゲーション装置を図１に示す。図１のナビゲーション装置１は、情報配信センターから送信される地図データなどの各種情報を通信端末２により受信し、ユーザへ提供する。このナビゲーション装置１は、車載バッテリ３より供給される電源によって通常は動作しており、その電圧が低下すると、電源の供給元をバックアップ用電源１５に切り換える。ナビゲーション装置１は、マイコン１０、電源切り換え回路１４、バックアップ用電源１５、現在地検出装置１６、画像メモリ１７、表示モニタ１８および入力装置１９を有している。
【０００９】
マイコン１０は、制御回路１１、ＲＯＭ１２およびＲＡＭ１３を有している。制御回路１１は、マイクロプロセッサおよびその周辺回路からなり、ＲＡＭ１３を作業エリアとしてＲＯＭ１２に格納された制御プログラムを実行して各種の制御を行う。なお、通信端末２により受信した地図データなどの各種情報は、ＲＡＭ１３に記憶される。このＲＡＭ１３は、マイコン１０に電源が供給されているときのみ、その情報を記憶することができる。すなわち、マイコン１０に電源が供給されなくなると、ＲＡＭ１３に記憶されていた情報は消失する。
【００１０】
電源切り換え回路１４は、バックアップ用電源１５および車載バッテリ３より供給される電源のいずれかを選択して、どちらか一方の電源をマイコン１０に供給する。このとき、通常の状態では車載バッテリ３からの電源を供給し、車載バッテリ３からの電源電圧が低下した場合、すなわち、車両のイグニッションスイッチをオフされた場合やバッテリの放電が進んだ場合などには、バックアップ用電源１５からの電源を供給する。この電源切り換え回路１４の動作の詳細については、後に説明する。なお、バックアップ用電源１５には、たとえば、アルカリ電池などの一次電池が用いられる。
【００１１】
また、電源切り換え回路１４は、マイコン１０へ供給する電源を車載バッテリ３からバックアップ用電源１５に切り換えるとき、マイコン１０へリセット信号を出力する。マイコン１０は、このリセット信号が出力されると自身をスリープモードに設定する。スリープモードに設定されると、マイコン１０は外部からの入力を受け付けなくして、ＲＡＭ１３に記憶された情報を保持するために必要な最小限の処理のみを実行し、自身の消費電力を低減する。車載バッテリ３からの電源電圧が回復すると、電源切り換え回路１４は、マイコン１０へ供給する電源をバックアップ用電源１５から車載バッテリ３に戻し、リセット解除信号を出力する。このリセット解除信号を受けると、マイコン１０はスリープモードの設定を解除する。
【００１２】
現在地検出装置１６は車両の現在地を検出する装置であり、たとえば、車両の進行方位を検出する方位センサ１６ａ、車速を検出する車速センサ１６ｂ、ＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号を検出するＧＰＳセンサ１６ｃ等からなる。ナビゲーション装置１は、この現在地検出装置１６により検出された車両の現在地を含んだ地域の地図を、通信端末２を介して図示しない情報配信センターへ要求する。さらに、その要求を受けて情報配信センターより送信された地図データ上に、現在地検出装置１６により検出された車両の現在地、すなわち自車位置を示して、表示モニタ１８に表示する。
【００１３】
画像メモリ１７は、表示モニタ１８に表示するための画像データを格納する。この画像データは道路地図描画用データや各種の図形データ等からなり、それらは情報配信センターから送信される地図データに基づいて適宜選択される。ナビゲーション装置１は、この選択された画像データを表示モニタ１８に表示することにより、送信された地図データの情報をユーザへ提供することができる。
【００１４】
入力装置１９は、車両の目的地等を入力する各種スイッチを有する。この入力装置１９により車両の目的地を入力すると、ナビゲーション装置１は、現在地検出装置１６により検出された車両の現在地からその目的地までの地図データを、情報配信センターへ要求する。この要求により地図情報配信センターから送信された地図データは、前述のように通信端末２により受信され、ＲＡＭ１３に記憶される。
【００１５】
電源切り換え回路１４の回路例を図２に示す。電源切り換え回路１４は、リセットＩＣ２１、トランジスタＱ１およびＱ２、抵抗Ｒ１およびＲ２、およびダイオードＤ１を有している。また、端子２２には車載バッテリ３からの主電源、端子２３にはバックアップ用電源１５からのバックアップ電源が入力され、どちらか一方を選択して、端子２４よりマイコン１０へ出力する。このとき、端子２２に入力される主電源はトランジスタＱ１を介してマイコン１０に出力され、端子２３に入力されるバックアップ電源はダイオードＤ１を介してマイコン１０に出力される。この電源の切り換えは、リセットＩＣ２１により次に説明するようにして制御される。
【００１６】
リセットＩＣ２１は、端子２２に入力される車載バッテリ３からの主電源の電圧を監視し、この主電源電圧が所定電圧以下になると、リセットＩＣ２１はその出力電圧をＨ（ハイ）からＬ（ロー）へ変化する。この出力は、抵抗Ｒ２を介してトランジスタＱ２のＢ（ベース）へ接続されており、ＨからＬへ変化することにより、トランジスタＱ２がオフとなる。すると、このトランジスタＱ２のＣ（コレクタ）へ接続されたトランジスタＱ１がオフとなり、車載バッテリ３からの主電源がマイコン１０へ出力されなくなる。このとき、端子２３に入力されるバックアップ電源がダイオードＤ１を介して出力される。
【００１７】
その後、主電源電圧が所定電圧より大きい電圧に回復すると、リセットＩＣ２１はその出力電圧をＬからＨへ変化する。すると、トランジスタＱ２がオンとなり、これによりトランジスタＱ１がオンとなって、端子２２に入力される主電源がマイコン１０へ出力される。このとき、点Ｐにおいてバックアップ電源の電圧は主電源電圧より低い（ダイオードＤ１による電圧降下分；約０．７Ｖ）ため、バックアップ電源は出力されない。
【００１８】
また、リセットＩＣ２１からの出力は、端子２５よりマイコン１０の図示しないリセット端子へも接続されている。マイコン１０は、この出力電圧がＨからＬへ変化することによりリセット信号が出力されたことを認識して、スリープモードの設定を行う。逆に、リセットＩＣ２１からの出力電圧がＬからＨへ変化すると、マイコン１０はリセット解除信号が出力されたことを認識して、スリープモードの設定を解除する。
【００１９】
以上説明したようにして、ナビゲーション装置１の電源切り換え回路１４は、リセットＩＣ２１により車載バッテリ３からの主電源電圧を監視し、所定電圧以下となったとき、出力電圧をＨからＬへ変化する。これによって、マイコン１０へ供給する電源を主電源からバックアップ電源へ切り換えるとともに、マイコン１０をスリープモードに設定する。
【００２０】
上述したナビゲーション装置１によれば、次の作用効果が得られる。
（１）車載バッテリ３からの主電源電圧が所定電圧以下となったとき、リセットＩＣ２１よりリセット信号を出力し、このリセット信号によって、マイコン１０へ供給する電源を主電源からバックアップ電源へ切り換えるとともに、マイコン１０をスリープモードに設定するようにした。このようにしたので、供給される主電源の電圧が低下したときに、部品特性に影響されることなく、消費電力の低減とバックアップ電源への切り換えを同期して行うことができる。また、消費電力の低減とバックアップ電源への切り換えを同一の回路により実現できるため、回路の小型化および低コスト化を図ることができる。
（２）バックアップ電源を供給するバックアップ用電源１５は一次電池により構成されることとしたので、バックアップ電源の充電回路が不要となり、さらなる回路の小型化および低コスト化を図ることができる。
【００２１】
以上説明した実施の形態では、車載用情報端末の例として、情報配信センターより配信される地図データなどの各種情報を受信してユーザに提供する通信ナビゲーション装置について説明したが、本発明はこの内容に限定されない。外部より主電源を供給される車載用情報端末である限り、本発明を適用できる。
【００２２】
以上説明した実施の形態では、主電源電圧が所定電圧以下となったとき、電源切り換え回路１４のリセットＩＣ２１よりリセット信号を出力し、このリセット信号によって、トランジスタＱ１およびＱ２により主電源からバックアップ電源への切り換えを行い、さらにマイコン１０のスリープモードの設定を行う例について説明したが、本発明はこの内容に限定されない。主電源電圧が所定電圧以下となったときに特定の信号を出力し、その信号によって主電源からバックアップ電源への切り換えとスリープモードの設定を行う限り、本発明を適用できる。
【００２３】
以上説明した実施の形態では、主電源供給手段を車載バッテリ３、バックアップ電源供給手段をバックアップ用電源１５、電源供給手段を電源切り換え回路１４によりそれぞれ実現し、信号出力手段とリセット手段を電源切り換え回路１４のリセットＩＣ２１と端子２５によりそれぞれ実現している。また、マイコン装置をマイコン１０で実現している。しかし、これらはあくまで一例であり、本発明の特徴が損なわれない限り、各構成要素は上記実施の形態に限定されない。
【００２４】
【発明の効果】
本発明によれば、主電源電圧が所定電圧以下となったときリセット信号を出力し、このリセット信号によって、マイコンへの供給電源を主電源からバックアップ電源へ切り換えるとともに、マイコンをスリープモードに設定するようにした。このようにしたので、部品特性に影響されることなく、消費電力の低減とバックアップ電源への切り換えを同期して行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による車載用情報端末の一実施例を示す図
【図２】本発明による電源切り換え回路の回路例を示す図
【図３】特許文献１のマイコン装置の構成を示す図
【符号の説明】
１：ナビゲーション装置 ２：通信端末
３：車載バッテリ １０：マイコン
１１：制御回路 １２：ＲＯＭ
１３：ＲＡＭ １４：電源切り換え回路
１５：バックアップ用電源 １６：現在地検出装置
１７：画像メモリ １８：表示モニタ
１９：入力装置 ２１：リセットＩＣ
２２〜２５：端子

Claims (3)

1. 外部の主電源供給手段より主電源を入力する主電源入力端子と、
   外部のバックアップ電源供給手段よりバックアップ電源を入力するバックアップ電源入力端子と、
   前記入力された主電源またはバックアップ電源のいずれかを選択して外部へ供給する電源供給手段と、
   前記入力された主電源の電圧が所定電圧以下となったときに信号を出力する信号出力手段と、
   前記信号を外部へ出力するリセット手段とを備え、
   前記電源供給手段は、前記信号出力手段から前記信号が出力された場合、外部へ供給する電源を前記主電源から前記バックアップ電源に切り換えることを特徴とする車載用情報端末の電源切り換え回路。
2. 請求項１の電源切り換え回路と、
   前記電源切り換え回路にバックアップ電源を出力するバックアップ電源供給手段と、
   前記電源切り換え回路より電源を供給されるマイコン装置とを備え、
   前記マイコン装置は、前記電源切り換え回路から前記信号が出力された場合、自身をスリープモードに設定することを特徴とする車載用情報端末。
3. 請求項２の車載用情報端末において、
   前記バックアップ電源供給手段は、一次電池により構成されることを特徴とする車載用情報端末。

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