JP2012222938A - 電力供給装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】スタンバイ状態を維持する期間を極力延長し、車載機器の再起動にかかる時間短縮をはかる。
【解決手段】車載機器20に対し、車載バッテリ11又は車載機器20が有する二次バッテリ(内蔵バッテリ12)により電力供給を行う電力供給装置10であって、車載機器20の電源オフを検出すると、車載機器20をスタンバイ状態に設定し、車載機器20に対し、車載バッテリ11又は内蔵バッテリ12のいずれかを優先し、車載バッテリと二次バッテリの双方でして電力供給を行うように制御する電力供給制御部14、を有することを特徴とする。
【選択図】図1

Description

本発明は、カーナビ等の車載機器に対し、車載バッテリ又は二次バッテリのいずれかにより電力供給を行う、車載用電力供給装置に関する。
例えば、特許文献1には、車載機器の起動時間の短縮を目的に、イグニッションキーをOFFにしてアクセサリ電源の供給停止を検出したときに、二次バッテリから車載機器に電力を供給し、車載機器をスタンバイ状態(スリープ状態)に設定する電源制御装置に関する技術が開示されている。
ここで、「スタンバイ状態」とは、揮発性メモリ(例えば、DRAM:Dynamic Random Access Memory等)にのみ電力を供給し、車両のアクセサリ電源からの電力供給が停止する直前のデータ(例えば、プログラムの動作状態等)を保存しておくことで、アクセサリ電源の再投入時、データを電力供給が停止する直前の状態に復元し、その状態から再開させることができる状態のことをいう。また、揮発性メモリにデータを保存する「スタンバイ状態」に対して、HDD(Hard Disc Drive)等の不揮発性メモリにデータを保存する「休止状態(ハイバネーション)」もある。
このように、HDDにデータが保存される「休止状態」において、そのデータを保持するのに電力が不要であるため、車載バッテリとしては自然放電以外に残量消費は無い。但し、休止状態は、スタンバイ状態に比べてアクセサリ電源の再投入時の車載機器の立ち上げ時間が遅くなるという不都合がある。
特許文献1に開示された技術によれば、スタンバイ状態において二次バッテリの充電は行われず、かつ、二次バッテリによってのみスタンバイ状態を維持するため、電力消費が早く、早期に休止状態になって車載機器の再起動に要する時間短縮ができなくなるといった課題を有していた。
特開2004−94732号公報
本発明は、スタンバイ状態を維持する期間を極力延長し、車載機器の再起動にかかる時間短縮が可能な、電力供給装置を提供することを課題とする。
請求項1に係る発明は、車載機器に対し、車載バッテリ又は前記車載機器が有する二次バッテリにより電力供給を行う電力供給装置であって、前記車載機器の電源オフを検出すると、前記車載機器をスタンバイ状態に設定し、前記車載機器に対し、前記車載バッテリ又は前記二次バッテリのいずれかを優先し、前記車載バッテリと前記二次バッテリの双方で電力供給を行うように制御する電力供給制御部、を有することを特徴とする。
請求項2に係る発明は、請求項1記載の電力供給装置において、前記電力供給制御部は、所定の条件が検出されるまでは前記車載バッテリから優先して電力供給を行い、前記所定の条件が検出された後に前記二次バッテリから電力供給を行うように制御することを特徴とする。
請求項3に係る発明は、請求項1記載の電力供給装置において、前記電力供給制御部は、所定の条件が検出されるまでは前記二次バッテリから優先して電力供給を行い、前記所定の条件が検出された後に前記車載バッテリから電力供給を行うように制御することを特徴とする。
請求項4に係る発明は、請求項2又は3記載の電力供給装置において、前記電力供給制御部は、前記二次バッテリからの電力供給は、前記二次バッテリと通信を行うことにより取得される前記二次バッテリの残量が所定値になるまで行うことを特徴とする。
請求項5に係る発明は、請求項2又は3記載の電力供給装置において、前記電力供給制御部は、前記車載バッテリからの電力供給は、所定の時間が経過するまで行うことを特徴とする。
請求項6に係る発明は、請求項1〜5のいずれか1項記載の電力供給装置において、前記電力供給制御部は、前記車載バッテリの使用が所定時間経過し、かつ前記二次バッテリの残量が所定値になった場合に、前記車載機器を休止状態に設定することを特徴とする。
請求項7に係る発明は、請求項1記載の電力供給装置において、前記電力供給制御部は、外部から入力される設定情報に従い、前記車載バッテリか前記二次バッテリのいずれかを前記車載機器に対する電力供給元に設定していずれかを優先し、前記車載バッテリと前記二次バッテリの双方で電力供給を行うように制御することを特徴とする。
請求項1に係る発明では、電力供給制御部は、車載機器の電源オフを検出すると、車載機器をスタンバイ状態に設定し、車載機器に車載バッテリ又は二次バッテリのいずれかを優先し、車載バッテリと二次バッテリの双方で電力供給を行うように制御する。このため、二次バッテリのみでスタンバイ状態を維持する場合に比べてスタンバイ状態を維持する期間が長くなり、その間、車載機器の再起動にかかる時間短縮が可能になる。
請求項2に係る発明では、電力供給制御部は、所定の条件が検出されるまでは車載バッテリから優先して電力供給を行い、所定の条件が検出された後に二次バッテリから電力供給を行う。このため、二次バッテリによる電力消費を極力遅らせることができる。従って、車載機器を車外に持ち出して利用する場合の二次バッテリの延命化が図れる。
請求項3に係る発明では、電力供給制御部は、所定の条件が検出されるまでは二次バッテリから優先して電力供給を行い、所定の条件が検出された後に車載バッテリから電力供給を行う。従って、車載バッテリによる電力消費を極力遅らせることができる。
請求項4に係る発明では、電力供給制御部は、二次バッテリからの電力供給は、二次バッテリと通信を行うことにより取得される二次バッテリの残量が所定値になるまで行う。このように、通信により二次バッテリの残量を監視することで、二次バッテリの残量の推定が容易になる。
請求項5に係る発明では、電力供給制御部は、車載バッテリからの電力供給は、所定の時間が経過するまで行う。従って、時間監視により車載バッテリの残量を演算で求めることで、通信によらなくても車載バッテリの残量を推定することができる。
請求項6に係る発明では、電力供給制御部は、車載バッテリの使用時間が所定時間経過し、かつ二次バッテリの残量が所定値になった場合に、車載機器を休止状態に設定する。このため、電源の再投入時における起動時間は長くなるが、車載機器の再起動を確実に行うことができる。
請求項7に係る発明では、電力供給制御部が、外部入力情報に従い、車載機器に対する電力供給を車載バッテリと二次バッテリのいずれを優先して行うかを決定する。従って、電力供給元をユーザの使い勝手に基づき選択することで利便性が向上する。
本発明の実施の形態に係る電力供給装置の構成例を示すブロック図である。 本発明の実施の形態に係る電力供給装置の第1の制御フローである。 本発明の実施の形態に係る電力供給装置の第2の制御フローである。 本発明の実施の形態に係る電力供給装置の変形例の構成を示すブロック図である。
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。
先ず、本発明の実施例(以下、本実施例という)を図面に基づいて説明する。
本実施例に係る電力供給装置10は、車載機器20に対し、車載バッテリ11、又は車載装置20が有する二次バッテリ(以下、内蔵バッテリ12という)により、電力供給を行うもので、図1に示されるように、上記した車載バッテリ11と内蔵バッテリ12の他に、電力供給回路13と、電力供給制御部14と、を含み構成される。
電力供給回路13は、車載バッテリ11と内蔵バッテリ12から電力供給を受け、電力供給制御部14による制御の下、いずれか一方による電力供給に切り替え、車載機器20のメイン基板21に電力を供給する。電力供給制御部14として、例えば、マイクロプロセッサ(以下、サブCPU14という)が実装される。サブCPU14は、後述するメイン基板21に実装されるメインCPU210とのプロセッサ間通信により、車載機器20が「OFF状態」であると判断した場合には、車載機器20に対し、車載バッテリ11又は内蔵バッテリ12のいずれかを優先して電力供給を行うように電力供給回路13を制御する。
サブCPU14は、車載バッテリ11又は内蔵バッテリ12のいずれかを優先して電力供給を行うにあたり、所定の条件が検出されるまでは車載バッテリ11から優先して電力供給を行い、所定の条件が検出された後に内蔵バッテリ12から電力供給を行うように制御する。また、サブCPU14は、所定の条件が検出されるまでは内蔵バッテリ12から優先して電力供給を行い、所定の条件が検出された後に車載バッテリ11から電力供給を行うように制御してもよい。
また、サブCPU14は、車載バッテリ11および内蔵バッテリ12の残量がいずれも所定値になった場合に、車載機器20を休止状態に設定する制御も行う。なお、サブCPU14は、外部から入力される設定情報に従い、車載バッテリ11か内蔵バッテリ12のいずれかを優先して車載機器20に対する電力供給元に設定して電力供給制御を行ってもよい。
なお、サブCPU14は、電力供給回路13経由で内蔵バッテリ12との間で通信を行うことにより、内蔵バッテリ12のバッテリ容量の残量監視が可能である。また、サブCPU14は、電力供給回路13を介して内蔵バッテリ12の充電制御も行う。
車載機器20のメイン基板21には、少なくとも、メインCPU210と、揮発性メモリ(DRAM)211と、ハードディスクコントローラ(HDC212)とが、アドレス、データ、コントロールのためのラインが複数本で構成されるシステムバス213経由で共通接続され、実装されている。なお、HDC212には、不揮発性メモリであるハードディスク装置(HDD22)が接続されている。
(実施例1の制御)
以下、図1を参考にしつつ、図2及び図3を用いて本実施例に係る電力供給装置10の制御内容について詳細に説明する。
ステップST01において、メインCPU210は、車載機器20が「OFF状態」になったか否かを判断する。ここで、「OFF状態」とは、エンジンキーがOFF位置にある状態という。なお、車載機器20が「OFF状態」であっても、メインCPU210は、常時電源(バックアップ電源)により電力供給を受けることができる。メインCPU210は、車載装置20が「OFF状態」であると判断した場合には、サブCPU14にその旨を通知して、次のステップS102に進む。一方、「ON状態」であると判断した場合には、「OFF状態」であると判断するまでステップST01の判断を繰り返し行う。
ステップST02において、メインCPU210は、スタンバイ状態における「電力供給元のユーザ設定の有無」を判断する。具体的には、車載バッテリ11を優先して使用するか、それとも、内蔵バッテリ12を優先して使用するかを決定する切替部(図示しない)が「ON状態」であるか否かを判断する。この切替部は、メインCPU210に接続されており、例えば、「ON状態」である場合には信号を送り、「OFF状態」である場合には信号を送らない。この結果、メインCPU210は、切替部が「ON状態」であるか否かを判断することができる、つまり、「電力供給元のユーザ設定の有無」を判断することができる。なお、「ON状態」であると判断した場合には、次のステップST03に進む。一方、「OFF状態」であると判断した場合には、ステップST04に進む。
ステップST03において、メインCPU210は、予めユーザが設定した電力供給元を優先して使用するように制御する。具体的には、メインCPU210は、切替部で設定された電力供給元(つまり、優先して使用する電力供給元)が車載バッテリ11なのか、それとも、内蔵バッテリ12なのかを判断する。切替部は、例えば、車載バッテリ11が設定されている場合には、フラグ信号「1」をメインCPU210に送る。また、内蔵バッテリ12が設定されている場合には、フラグ信号「0」をメインCPU210に送る。このように、メインCPU210は、フラグ信号に基づいて、予めユーザが設定した電力供給元を判断することができる。その後、メインCPU210は、フラグ信号に基づいて判断した電力供給元を優先して使用するように、サブCPU14に制御信号を送る。制御信号の送信が完了した場合には、次のステップST04に進む。
なお、ステップST02〜ステップST03における優先制御はあってもなくても良い、つまり切替部はあってもなくても良い。切替部がない場合には、ステップST01終了後にステップST04に進む。
ステップST04において、サブCPU14は、切替部がある場合には制御信号に基づいて、切替部がない場合には初期設定に基づいて、車載バッテリ11を優先して使用するか否かを判断する。車載バッテリ11を優先して使用すると判断した場合には、車載バッテリ11が電力供給を開始するよう、電力供給回路13を介して制御する。制御が完了したら、次のステップST05に進む。一方、内蔵バッテリ12を優先して使用すると判断した場合には、内蔵バッテリ12が電力供給を開始するよう、電力供給回路13を介して制御する。制御が完了したら、図3のステップST12に進む。
なお、本実施例では、車載バッテリ11を優先して使用する設定を初期設定として説明するが、内蔵バッテリ12を優先して使用する設定を初期設定としても良い。
ステップST05において、車載バッテリ11により「スタンバイ状態」に設定する。具体的には、車載バッテリ11から車載機器20に電源が供給されると、メインCPU210は、車載機器20が「OFF状態」になる直前のデータ(以下、「直前データ」という)を、一時的にDRAM211に保存する。なお、DRAM211に保存している間、車載バッテリ11の容量は少量消費する。メインCPU210は、システムバス213を介して、DRAMへの保存が完了したことを判断することができ、保存が完了したと判断した場合には、サブCPU14にその旨を通知して、次のステップST07に進む。
ステップST06において、サブCPU14は、車載バッテリ11の残量を推定する。ここで、サブCPU14と車載バッテリ11は電気的に接続されていないため、サブCPU14は、例えばカウンタ(図示しない)を用いることで、車載バッテリ11の残量Aを推定することができる。なお、このカウンタは、サブCPU14が車載バッテリ11を優先して使用すると判断した時(ステップST04に対応)からカウントを開始することができる。このように、サブCPU14は、カウンタによる時間監視により車載バッテリ11の残量Aを演算で求めることができるため、通信によらなくても車載バッテリ11の残量Aを推定することができる。バッテリ残量の推定が完了したら、次のステップST07に進む。
ステップST07において、サブCPU14は、車載バッテリ11の残量Aが第1のしきい値As未満であるか否かを判断する。残量Aが第1のしきい値As以上であると判断した場合には、ステップST05に戻り、車載バッテリ11による「スタンバイ状態」を維持する。一方、残量Aが第1のしきい値As未満であると判断した場合には、次のステップST08に進む。
ステップST08において、内蔵バッテリ12により「スタンバイ状態」に設定する。具体的には、内蔵バッテリ12から車載機器20に電源が供給されると、メインCPU210は、直前データを、一時的にDRAM211に保存する。なお、DRAM211に保存している間、内蔵バッテリ12の容量は少量消費する。メインCPU210は、システムバス213を介して、DRAMへの保存が完了したことを判断することができ、保存が完了したと判断した場合には、サブCPU14にその旨を通知して、次のステップST09に進む。
ステップST09において、サブCPU14は、内蔵バッテリ12の残量Bを推定する。ここで、サブCPU14と内蔵バッテリ12は電気的に接続されているため、サブCPU14は、内蔵バッテリ12の残量Bを容易に推定することができる。バッテリ残量の推定が完了したら、次のステップST10に進む。
ステップST10において、サブCPU14は、内蔵バッテリ12の残量Bが第2のしきい値Bs未満であるか否かを判断する。残量Bが第2のしきい値Bs以上であると判断した場合には、ステップST08に戻り、内蔵バッテリ11による「スタンバイ状態」を維持する。一方、残量Bが第2のしきい値Bs未満であると判断した場合には、メインCPU210にその旨を通して、次のステップST11に進む。
ステップST11において、メインCPU210は、「休止状態」に設定する。具体的には、メインCPU210は、「スタンバイ状態」の時(ステップST05及びステップST08に対応)に保存した直前データを、DRAM211からHDD22に転送する。HDD22に転送することにより、車載バッテリ11及び内蔵バッテリ12による電力供給がなくなったとしても、データを確実に保存することができる。
ステップST12は、ステップST08と同様である。つまり、内蔵バッテリ12により「スタンバイ状態」に設定する。具体的には、内蔵バッテリ12から車載機器20に電源が供給されると、メインCPU210は、直前データを、一時的にDRAM211に保存する。なお、DRAM211に保存している間、内蔵バッテリ12の容量は少量消費する。メインCPU210は、システムバス213を介して、DRAM211への保存が完了したことを判断することができ、保存が完了したと判断した場合には、サブCPU14にその旨を通知して、次のステップST13に進む。
ステップST13は、ステップST09と同様である。つまり、サブCPU14は、内蔵バッテリ12の残量Bを推定する。ここで、サブCPU14と内蔵バッテリ12は電気的に接続されているため、サブCPU14は、内蔵バッテリ12の残量Bを容易に推定することができる。バッテリ残量の推定が完了したら、次のステップST14に進む。
ステップST14は、ステップST10と同様である。つまり、サブCPU14は、内蔵バッテリ12の残量Bが第2のしきい値Bs未満であるか否かを判断する。残量Bが第2のしきい値Bs以上であると判断した場合には、ステップST12に戻り、内蔵バッテリ11による「スタンバイ状態」を維持する。一方、残量Bが第2のしきい値Bs未満であると判断した場合には、メインCPU210にその旨を通して、次のステップST15に進む。
ステップST15は、ステップST05と同様である。つまり、車載バッテリ11により「スタンバイ状態」に設定する。具体的には、車載バッテリ11から車載機器20に電源が供給されると、メインCPU210は、直前データを、一時的にDRAM211に保存する。なお、DRAM211に保存している間、車載バッテリ11の容量は少量消費する。メインCPU210は、システムバス213を介して、DRAM211への保存が完了したことを判断することができ、保存が完了したと判断した場合には、サブCPU14にその旨を通知して、次のステップST16に進む。
ステップST16は、ステップST06と同様である。つまり、サブCPU14は、車載バッテリ11の残量を推定する。ここで、サブCPU14と車載バッテリ11は電気的に接続されていないため、サブCPU14は、例えばカウンタを用いることで、車載バッテリ11の残量Aを推定することができる。なお、このカウンタは、例えば、内蔵バッテリ12の残量Bが第2のしきい値Bs未満であると、サブCPU14により判断された時(ステップST14に対応)からカウントを開始することができる。このように、サブCPU14は、カウンタによる時間監視により車載バッテリ11の残量Aを演算で求めることができるため、通信によらなくても車載バッテリ11の残量Aを推定することができる。バッテリ残量の推定が完了したら、次のステップST17に進む。
ステップ17において、ステップST07と同様である。つまり、サブCPU14は、車載バッテリ11の残量Aが第1のしきい値As未満であるか否かを判断する。残量Aが第1のしきい値As以上であると判断した場合には、ステップST15に戻り、車載バッテリ11による「スタンバイ状態」を維持する。一方、残量Aが第1のしきい値As未満であると判断した場合には、次のステップST18に進む。
ステップ18において、ステップST11と同様である。つまり、メインCPU210は、「休止状態」に設定する。具体的には、メインCPU210は、「スタンバイ状態」の時(ステップST05及びステップST08に対応)に保存した直前データを、DRAM211からHDD22に転送する。HDD22に転送することにより、車載バッテリ11及び内蔵バッテリ12による電力供給がなくなったとしても、データを確実に保存することができる。
なお、図2及び図3のフローチャートには図示省略されているが、「スタンバイ状態」、又は「休止状態」にある車載機器20の電源の再投入(ON)が検出されると、メインCPU210は、DRAM211又はHDD22に保存した直前データをDRAM211に復元して、例えば、プログラム停止直前の状態から継続してプログラムを実行することができる。
(変形例)
なお、本実施例によれば、車載バッテリ11と内蔵バッテリ12が並列接続され、内蔵バッテリ12の充電は、電力供給制御部14により制御される構成になっているが、例えば、図4に示されるように、車載バッテリ11と内蔵バッテリ12とが、電力供給制御部14により制御される充電回路15を介して直列接続される構成としてもよい。但し、この場合、車載装置20へ電力供給は、いずれが優先されても必ず内蔵バッテリ12を介して行われる。
(実施例の効果)
以上に説明したように、本実施例によれば、電力供給制御部(サブCPU14)は、車載機器20の電源オフを検出すると、車載機器20をスタンバイ状態に設定し、車載機器20に車載バッテリ11又は内蔵バッテリ12のいずれかを優先して電力供給するように制御する。このため、内蔵バッテリ12のみでスタンバイ状態を維持する場合に比べてスタンバイ状態を維持する期間が長くなり、その間、車載機器の再起動にかかる時間短縮が可能になる。
また、本実施例によれば、電力供給制御部(サブCPU14)は、所定の条件が検出されるまでは車載バッテリ11から優先して電力供給を行い、所定の条件が検出された後に内蔵バッテリ12から電力供給を行う。このため、内蔵バッテリ12による電力消費を極力遅らせることができる。従って、車載機器20を車外に持ち出して利用する場合の内蔵バッテリ12の延命化が図れる。
また、本実施例によれば、電力供給制御部(サブCPU14)は、所定の条件が検出されるまでは内蔵バッテリ12から優先して電力供給を行い、所定の条件が検出された後に車載バッテリ11から電力供給を行う。従って、車載バッテリ11による電力消費を極力遅らせることができる。
また、本実施例によれば、電力供給制御部(サブCPU14)は、内蔵バッテリ12からの電力供給は、内蔵バッテリ12と通信を行うことにより取得される内蔵バッテリ12の残量が所定値になるまで行う。このように、通信により内蔵バッテリ12の残量を監視することで、内蔵バッテリ12の残量の推定が容易になる。
また、本実施例によれば、電力供給制御部(サブCPU14)は、車載バッテリ11からの電力供給は、所定の時間が経過するまで行う。従って、時間監視により車載バッテリ11の残量を演算で求めることで、通信によらなくても車載バッテリ11の残量を推定することができる。
また、本実施例によれば、電力供給制御部(サブCPU14)は、車載バッテリ11の使用時間が所定時間経過し、かつ内蔵バッテリ12の残量が所定値になった場合に、車載機器を休止状態に設定する。このため、電源の再投入時における起動時間は長くなるが、車載機器の再起動を確実に行うことができる。
また、本実施例によれば、電力供給制御部(サブCPU14)が、外部入力情報に従い、車載機器20に対する電力供給を車載バッテリ11と内蔵バッテリ12のいずれを優先して行うかを決定する。従って、電力供給元をユーザの使い勝手に基づき選択することで利便性が向上する。
10…電力供給装置、11…車載バッテリ、12…二次バッテリ(内蔵バッテリ)、13…電力供給回路、14…電力供給制御部(サブCPU)、15…充電回路、20…車載機器、21…メイン基板、22…不揮発性メモリ(HDD)、210…メインCPU、211…揮発性メモリ(DRAM)、212…ハードディスクコントローラ(HDC)

Claims (7)

  1. 車載機器に対し、車載バッテリ又は前記車載機器が有する二次バッテリにより電力供給を行う電力供給装置であって、
    前記車載機器の電源オフを検出すると、前記車載機器をスタンバイ状態に設定し、前記車載機器に対し、前記車載バッテリ又は前記二次バッテリのいずれかを優先し、前記車載バッテリと前記二次バッテリの双方で電力供給を行うように制御する電力供給制御部、
    を有することを特徴とする電力供給装置。
  2. 前記電力供給制御部は、
    所定の条件が検出されるまでは前記車載バッテリから優先して電力供給を行い、前記所定の条件が検出された後に前記二次バッテリから電力供給を行うように制御することを特徴とする請求項1記載の電力供給装置。
  3. 前記電力供給制御部は、
    所定の条件が検出されるまでは前記二次バッテリから優先して電力供給を行い、前記所定の条件が検出された後に前記車載バッテリから電力供給を行うように制御することを特徴とする請求項1記載の電力供給装置。
  4. 前記電力供給制御部は、
    前記二次バッテリからの電力供給は、前記二次バッテリと通信を行うことにより取得される前記二次バッテリの残量が所定値になるまで行うことを特徴とする請求項2又は3記載の電力供給装置。
  5. 前記電力供給制御部は、
    前記車載バッテリからの電力供給は、所定の時間が経過するまで行うことを特徴とする請求項2又は3記載の電力供給装置。
  6. 前記電力供給制御部は、
    前記車載バッテリの使用が所定の時間経過し、かつ前記二次バッテリの残量が所定値になった場合に、前記車載機器を休止状態に設定することを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項記載の電力供給装置。
  7. 前記電力供給制御部は、
    外部から入力される設定情報に従い、前記車載バッテリか前記二次バッテリのいずれかを前記車載機器に対する電力供給元に設定していずれかを優先し、前記車載バッテリと前記二次バッテリの双方で電力供給を行うように制御することを特徴とする請求項1記載の電力供給装置。
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