JP2016038598A - 電子機器および電源制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】内部電源の電力消費を適切に抑制することを実現する電子機器および電源制御方法を提供することである。
【解決手段】実施形態によれば、電子機器は、ダイオードオア回路と、スイッチ回路と、コントローラとを具備する。ダイオードオア回路は、外部電源と当該外部電源よりも低電圧の内部電源とを並列に接続し、これらからの電力の一方を選択的に出力する。スイッチ回路は、内部電源とダイオードオア回路との間に介在して設けられ、内部電源からの電力のダイオードオア回路への供給または遮断を切り替え可能である。コントローラは、電源オン時、内部電源からダイオードオア回路への電力供給が遮断されるようにスイッチ回路を駆動し、センサによる衝撃検知時、内部電源からダイオードオア回路へ電力が供給されるようにスイッチ回路を駆動する。
【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、電子機器および電源制御方法に関する。

ドライブレコーダは、運転中の車の挙動を記録する装置である。本装置は、車が事故に遭った場合にも出来るだけ動作し、何かしらの処理を行う必要がある。

例えば、本装置に対するシステム要求として、車が事故に遭遇した場合、緊急通信を行う必要があるものと想定する。通常、本装置の動作用電力は、車体から供給される。車が事故に遭遇した場合、車体からの電力供給が断たれる事態も予想されるため、自己駆動用の内部電源（非常用電源）を持つことがある。

特開２００８−１４０３７６号公報

ところで、繰り返し充放電が可能な２次電池は、必要とする充電量等の観点から、ドライブレコーダの内部電源として使用することには難がある。一方、一次電池を適用する場合、その電力をむやみに消費しないことが要求される。

例えば、車体側の外部電源とドライブレコーダ側の一次電池とを、単純にダイオードオア回路により選択的に使用する場合、外部電源からの電力供給が遮断される都度、一次電池の電力が消費されてしまう。これは、外部電源からの電力供給の遮断が、車が事故に遭遇した場合と、車の運転を終了してエンジンを停止させた場合との区別がつかないためであり、何らかの工夫が必要である。

本発明が解決しようとする課題は、内部電源の電力消費を適切に抑制することを実現する電子機器および電源制御方法を提供することである。

実施形態によれば、電子機器は、入力手段と、第２電源と、ダイオードオア回路と、スイッチ回路と、センサと、コントローラとを具備する。入力手段は、第１電源からの電力を入力する。第２電源は、前記第１電源よりも低い電圧の電力を出力する。ダイオードオア回路は、前記第１電源と前記第２電源とを並列に接続し、前記第１電源からの電力と前記第２電源からの電力との一方を選択的に出力する。スイッチ回路は、前記第２電源と前記ダイオードオア回路との間に介在して設けられ、前記第２電源からの電力の前記ダイオードオア回路への供給または遮断を切り替え可能である。センサは、衝撃を検知する。コントローラは、電源オン時、前記第２電源から前記ダイオードオア回路への電力供給が遮断されるように前記スイッチ回路を駆動し、前記センサによる衝撃検知時、前記第２電源から前記ダイオードオア回路へ電力が供給されるように前記スイッチ回路を駆動する。

実施形態のドライブレコーダの電源制御に関する部分のハードウェア構成を示す図。 実施形態のドライブレコーダにおける外部電源からの電力供給の有無とマイクロコンピュータのＧＰＩＯ端子からの出力値との関係を示す図。 実施形態のドライブレコーダの動作手順を示すフローチャート。

以下、実施の形態について図面を参照して説明する。

図１は、本実施形態の電子機器の電源制御に関する部分のハードウェア構成を示す図である。ここでは、本実施形態の電子機器が、運転中の車の挙動を記録する装置であるドライブレコーダとして実現されているものと想定する。また、本実施形態のドライブレコーダは、電源オンされると、画像撮影を開始し、車が事故に遭遇した場合、緊急通信を行う仕様となっているものと想定する。

このドライブレコーダは、通常、車体側から供給される電力により動作する。この車体側からの電力の供給源を、図１では、外部電源１と記している。また、ドライブレコーダは、外部電源１からの電力供給が断たれた場合に備え、自己駆動用の内部電源（非常用電源）として、一次電池２を搭載している。本実施形態のドライブレコーダは、内部電源である一次電池２の電力消費を適切に抑制するようにしたものであり、以下、この点について詳述する。

図１に示すように、外部電源１からの電力と一次電池２からの電力とは、ドライブレコーダ内の各種コンポーネントの動作用電力を生成する電源回路４に入力される前に、ダイオードオア回路３により混合される。ダイオードオア回路３は、外部電源１と一次電池２とを並列に接続する回路であって、外部電源１からの電力と一次電池２からの電力とのうちの電圧値が高い方の電力を優先して出力する選択回路である。本実施形態のドライブレコーダは、外部電源１からの電力の電圧値の方が一次電池２からの電力の電圧値よりも高く、外部電源１からの電力供給がなされている場合、ダイオードオア回路３により、外部電源１からの電力が選択・出力される仕様となっているものと想定する。なお、外部電源１および一次電池２への電力の逆流は、ダイオードオア回路３内のダイオードにより阻止されるため発生しない。

電源回路４が生成する動作用電力により動作するドライブレコーダ内の各種コンポーネントとしては、例えば、カメラ１１、センサ１２、通信デバイス１３等が存在する。カメラ１１は、前述の画像撮影を行うためのデバイスである。センサ１２は、衝撃を検知するデバイスである。通信デバイス１３は、前述の緊急通信を行うための無線通信デバイスである。

本実施形態のドライブレコーダは、第１に、一次電池２とダイオードオア回路３との間に、これらの間を結ぶ電源ラインを導通（オン）または遮断（オフ）するためのＦＥＴ５を設ける。また、第２に、このＦＥＴ５のオン／オフを、ドライブレコーダ内の各種コンポーネントの動作制御を司るマイクロコンピュータ６のＧＰＩＯ（General purpose input/output）端子６Ａを用いて制御する。より具体的には、センサ１２による衝撃検知の有無に応じて、マイクロコンピュータ６のＧＰＩＯ端子６Ａからの出力信号の値を切り替えることにより制御する。マイクロコンピュータ６は、ファームウェアである動作制御モジュール１０１を有しており、動作制御モジュール１０１は、電源オン時、つまり、電源回路４からマイクロコンピュータ６への電力供給が開始された時、ＧＰＩＯ端子６Ａからの出力信号の値をオフ［０］とする。換言すれば、ＧＰＩＯ端子６Ａからの出力値は、オフを示す値が初期値として定義されている。

なお、マイクロコンピュータ６は、ＧＰＩＯ端子６Ｂを用いて、外部電源１からの電力供給の有無を監視している。より具体的には、ダイオードオア回路３内のダイオードよりも外部電源１側の電源ライン上の電力を適切に（マイクロコンピュータ６の動作用電力の電圧を超えないように）分圧して生成される検出信号をＧＰＩＯ端子６Ｂにより入力して監視する。外部電源１からの電力供給がなされている場合、ＧＰＩＯ端子６Ｂからの入力値はオン［１］であり、外部電源１からの電力供給が遮断されている場合、ＧＰＩＯ端子６Ｂからの入力値はオフ［０］である。

動作制御モジュール１０１は、（本実施形態のドライブレコーダを搭載する）車が事故に遭ったと判定し得る閾値以上の衝撃をセンサ１２が検知した場合、ＧＰＩＯ端子６Ａからの出力信号の値をオン［１］に切り替える。即ち、本実施形態のドライブレコーダは、マイクロコンピュータ６（動作制御モジュール１０１）により、センサ１２が衝撃を検知した場合に限り、一次電池２からの電力がダイオードオア回路３に供給されるように制御される。また、ＧＰＩＯ端子６Ａからの出力値は、センサ１２による衝撃の検知有無を示すフラグの役割も備える。以下、ＧＰＩＯ端子６Ａからの出力信号の値をオンに切り替えることを、フラグをセットすると称することがある。

ここで、ユーザが、（事故に遭遇することなく）車の運転を終了してエンジンを停止させた場合を考える。通常、外部電源１からの電力供給が遮断されると、ダイオードオア回路３により、一次電池２からの電力が選択・出力される。つまり、外部電源１からの電力供給が遮断される都度、一次電池２の電力が消費されることとなる。これに対して、本実施形態のドライブレコーダでは、センサ１２が衝撃を検知していない場合には、ＦＥＴ５により、一次電池２からダイオードオア回路３への電力供給が遮断されているので、外部電源１からの電力供給が遮断されたことに伴う一次電池２の電力消費を抑止することができる。

一方、センサ１２が衝撃を検知した場合、マイクロコンピュータ６のＧＰＩＯ端子６Ａからの出力値は、動作制御モジュール１０１により、オンを示す値に切り替えられ、その結果、一次電池２からダイオードオア回路３へ電力が供給されることになる。よって、外部電源１からの電力供給が遮断されているならば、ダイオードオア回路３により、一次電池２からの電力が選択・出力される。電源回路４は、一次電池２からの電力を使って、ドライブレコーダ内の各種コンポーネントの動作用電力を生成し、マイクロコンピュータ６（動作制御モジュール１０１）は、この動作用電力の供給を受けて、前述の緊急通信を実行する。本実施形態のドライブレコーダには、外部電源１からの電力供給の遮断後、一次電池２からの電力供給が開始されるまでの間の電力供給を補うためのコンデンサ７が設けられている。緊急通信の実行後、マイクロコンピュータ６（動作制御モジュール１０１）は、ＧＰＩＯ端子６Ａからの出力信号の値をオフ［０］に戻す。そして、マイクロコンピュータ６は、ドライブレコーダの動作を停止させる。

なお、センサ１２が衝撃を検知した場合であっても、外部電源１からの電力供給が継続しているならば、ダイオードオア回路３により、（電圧値の高い）外部電源１からの電力が選択・出力される。電源回路４は、一次電池２からの電力を使って、ドライブレコーダ内の各種コンポーネントの動作用電力を生成し、マイクロコンピュータ６（動作制御モジュール１０１）は、この動作用電力の供給を受けて、前述の緊急通信を実行する。このように、この場合には、一次電池２の電力消費は全く発生しない。緊急通信の実行後、マイクロコンピュータ６（動作制御モジュール１０１）は、ＧＰＩＯ端子６Ａからの出力信号の値をオフ［０］に戻す。そして、マイクロコンピュータ６は、ドライブレコーダの通常動作を再開させる。

図２は、外部電源１からの電力供給の有無とマイクロコンピュータ６のＧＰＩＯ端子６Ａからの出力値との関係を示す図である。

図２に示すように、外部電源１から電力が供給されており、かつ、マイクロコンピュータ６のＧＰＩＯ端子６Ａからの出力値がオフを示す値である場合（センサ１２が衝撃を検知していない場合）、ダイオードオア回路３により、外部電源１からの電力が選択・出力される。また、外部電源１から電力が遮断され、かつ、マイクロコンピュータ６のＧＰＩＯ端子６Ａからの出力値がオフを示す値である場合、ダイオードオア回路３からは、外部電源１からの電力および一次電池２の電力のいずれも出力されない。

外部電源１から電力が供給されており、かつ、マイクロコンピュータ６のＧＰＩＯ端子６Ａからの出力値がオンを示す値である場合（センサ１２が衝撃を検知した場合）、ダイオードオア回路３により、外部電源１からの電力が選択・出力される。また、外部電源１から電力が遮断され、かつ、マイクロコンピュータ６のＧＰＩＯ端子６Ａからの出力値がオンを示す値である場合、ダイオードオア回路３により、一次電池２からの電力が選択・出力される。

このように、本実施形態のドライブレコーダでは、一次電池２は、外部電源１から電力が遮断された場合であっても、マイクロコンピュータ６のＧＰＩＯ端子６Ａからの出力値がオンを示す値である場合にのみ使用されるように制御されるので、内部電源である一次電池２の電力消費を適切に抑制することが実現される。

図３は、本実施形態のドライブレコーダの動作手順を示すフローチャートである。

ドライブレコーダは、電源オン、つまり、外部電源１からの電力供給が開始されると、マイクロコンピュータ６（動作制御モジュール１０１）が、ＧＰＩＯ端子６Ａからの出力値をオフ［０］に設定する処理を含む初期化処理を実行する（ブロックＡ１）。初期化処理が完了すると、マイクロコンピュータ６は、画像撮影を含む通常処理を実行する（ブロックＡ２）。

（車が事故に遭ったと判定し得る）衝撃をセンサ１２が検知すると（ブロックＡ３のＹＥＳ）、マイクロコンピュータ６は、ＧＰＩＯ端子６Ａからの出力値をオン［１］に切り替える（フラグをセットする）（ブロックＡ４）。

ＧＰＩＯ端子６Ｂからの入力値がオフ［０］、つまり、外部電源１からの電力供給が遮断された場合（ブロックＡ５のＹＥＳ）、ＧＰＩＯ端子６Ａからの出力値がオン［１］であれば（ブロックＡ６のＹＥＳ）、一次電池２からの電力がダイオードオア回路３に供給され、当該ダイオードオア回路３により、一次電池２からの電力が選択・出力される（ブロックＡ７）。マイクロコンピュータ６には、この一次電池２からの電力を使って電源回路４が生成した動作用電力が供給され、マイクロコンピュータ６は、緊急通信等の緊急処理を行う（ブロックＡ８）。緊急処理を完了すると、マイクロコンピュータ６は、ＧＰＩＯ端子６Ａからの出力値をオフ［０］に切り替える（ブロックＡ９）。

マイクロコンピュータ６は、緊急処理を行った際、ＧＰＩＯ端子６Ｂからの入力値がオフ［０］、つまり、外部電源１からの電力供給が遮断された状態か否かを調べ（ブロックＡ１０）、遮断されている場合（ブロックＡ１０のＹＥＳ）、ドライブレコーダの動作を停止する（ブロックＡ１１）。

一方、ブロックＡ５において、ＧＰＩＯ端子６Ｂからの入力値がオン［１］、つまり、外部電源１からの電力供給が遮断されていない場合（ブロックＡ５のＮＯ）、ダイオードオア回路３により、外部電源１からの電力が選択・出力され続けることになる（ブロックＡ１２）。マイクロコンピュータ６は、ＧＰＩＯ端子６Ａからの出力値がオン［１］に切り替わっているか否かを調べ（ブロックＡ１３）、オン［１］に切り替わっていたならば（ブロックＡ１３のＹＥＳ）、ブロックＡ８からの処理を実行する。即ち、緊急通信等の緊急処理を行い（ブロックＡ８）、ＧＰＩＯ端子６Ａからの出力値をオフ［０］に切り替える（ブロックＡ９）。また、この場合、ＧＰＩＯ端子６Ｂからの入力値がオン［１］、つまり、外部電源１からの電力供給が遮断されていないので（ブロックＡ１０のＮＯ）、マイクロコンピュータ６は、ブロックＡ２からの処理を再開する。

ＧＰＩＯ端子６Ｂからの入力値がオン［１］、つまり、外部電源１からの電力供給が遮断されておらず（ブロックＡ５のＮＯ）、ＧＰＩＯ端子６Ａからの出力値もオフ［０］に切り替わっていない場合（ブロックＡ１３のＮＯ）、マイクロコンピュータ６は、そのまま通常処理を継続し（ブロックＡ１４）、ブロックＡ２からの処理を繰り返す。一方、ＧＰＩＯ端子６Ｂからの入力値がオフ［０］、つまり、外部電源１からの電力供給が遮断されており（ブロックＡ５のＹＥＳ）、ＧＰＩＯ端子６Ａからの出力値がオフ［０］に切り替わっていない場合には（ブロックＡ６のＮＯ）、一次電池２からの電力がダイオードオア回路３に供給されないため、ダイオードオア回路３からは外部電源１からの電力および一次電池２からの電力のいずれも出力されず、その結果、ドライブレコーダは、動作を強制的に停止する（ブロックＡ１５）。

このように、本実施形態のドライブレコーダは、外部電源１と一次電池２とを並列に接続するダイオードオア回路３と一次電池２との間に、これらの間を結ぶ電源ラインを導通（オン）または遮断（オフ）するためのＦＥＴ５を設け、また、このＦＥＴ５のオン／オフを、センサ１２による衝撃検知の有無に応じて、マイクロコンピュータ６のＧＰＩＯ端子６Ａを用いて制御することにより、内部電源である一次電池２の電力消費を適切に抑制することを実現する。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１…外部電源、２…一次電池、３…ダイオードオア回路、４…電源回路、５…ＦＥＴ、６…マイクロコンピュータ、６Ａ，６Ｂ…ＧＰＩＯ端子、７…コンデンサ、１１…カメラ、１２…センサ、１３…通信デバイス、１０１…動作制御モジュール

Claims (7)

1. 第１電源からの電力を入力する入力手段と、
   前記第１電源よりも低い電圧の電力を出力する第２電源と、
   前記第１電源と前記第２電源とを並列に接続し、前記第１電源からの電力と前記第２電源からの電力との一方を選択的に出力するダイオードオア回路と、
   前記第２電源と前記ダイオードオア回路との間に介在して設けられ、前記第２電源からの電力の前記ダイオードオア回路への供給または遮断を切り替え可能なスイッチ回路と、
   衝撃を検知するセンサと、
   電源オン時、前記第２電源から前記ダイオードオア回路への電力供給が遮断されるように前記スイッチ回路を駆動し、前記センサによる衝撃検知時、前記第２電源から前記ダイオードオア回路へ電力が供給されるように前記スイッチ回路を駆動するコントローラと、
   を具備する電子機器。
2. 前記コントローラは、前記第２電源から前記ダイオードオア回路へ電力が供給されるように前記スイッチ回路を駆動した後、第１処理を実行し、前記第１処理の実行後、前記第２電源から前記ダイオードオア回路への電力供給が遮断されるように前記スイッチ回路を駆動する請求項１に記載の電子機器。
3. 前記コントローラは、ＧＰＩＯ（General purpose input/output）端子を有するワンチップマイクロコンピュータとして構成され、前記ＧＰＩＯ端子を用いて、前記スイッチ回路を駆動する請求項１に記載の電子機器。
4. 前記第２電源は、１次電池である請求項１に記載の電子機器。
5. 前記第１電源からの電力の入力が途絶えた場合における、前記第２電源からの電力が前記ダイオードオア回路から出力されるまでの間の電力供給を補うためのコンデンサを具備する請求項１に記載の電子機器。
6. 内部電源を具備する電子機器の電源制御方法であって、
   電源オン時、外部電源からの電力と前記内部電源からの電力との一方を選択的に出力するダイオードオア回路と前記内部電源との間の電源ラインを遮断し、
   衝撃検知時、前記ダイオードオア回路と前記内部電源との間の電源ラインを導通させる、
   電源制御方法。
7. 前記ダイオードオア回路と前記内部電源との間の電源ラインを導通させた後であって、第１処理の実行後、前記ダイオードオア回路と前記内部電源との間の電源ラインを遮断する請求項６に記載の電源制御方法。

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