WO2001095335A1 - Dispositif de sauvegarde de donnees et alimentation electrique possedant une fonction d'elevation et d'abaissement de tension - Google Patents

Description

明 細 書 データバックアツプ装置及び昇降圧電源 技術分野

この発明は、 メモリに供給する電力を制御して、 デ一夕をバックアツ プするデ一夕バックアツプ装置、 及び力一ナビゲーション装置などの車 載用機器に電力を供給する昇降圧電源に関するものである。 背景技術

従来のデータバックアツプ装置は、 S R A Mゃ書換可能型の R 0 Mを 搭載し、 カーナビゲーション装置などの車載用機器のデータを S R A M 等に保存するようにしていた。

しかし、 S R A Mを使用する場合、 面積当たりの情報量が少ないため 大量のデータを保存することが困難である。

また、 書換可能型の R O Mを使用する場合、 情報の書き換えに長時間 を要するとともに、 素子の特性上、 書換可能数が制限されるため、 一般 的に、 書き換えの必要のないプログラムコード等の保存に限定され、 ヮ —ク情報の保存は行われていない。

そのため、 必要最小限の情報のみを S R A Mに保存し、 車載用機器の 起動時に、 外部記憶装置等からデ一夕を読み出して、 メインメモリにデ 一夕を再構築する必要があった。

従来のデータバックアツプ装置は以上のように構成されているので、 車載用機器の起動時に、 外部記憶装置から周辺地図情報等の大量のデ一 夕を読み込む必要がある。 そのため、 車載用機器が実際に動作を開始す るまでに長時間を要する課題があった。 なお、 大容量の S R A Mを車載用機器に搭載すれば、 車載用機器の起 動時に、 外部記憶装置から大量のデ一夕を読み込む必要はないが、 S R A Mは面積当たりの情報量が少なく、 高価であるため、 大容量の S R A Mを車載用機器に搭載することは現実的でない。

この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、 大量 のデータを車載用機器の内部に保存することができるデ一夕バックアツ プ装置を得ることを目的とする。

また、 この発明は、 車載バッテリなどの主電源から入力する電圧が変 動しても、 既定の電圧を車載用機器に出力して、 車載用機器を安定的に 動作させることができる昇降圧電源を得ることを目的とする。 発明の開示

この発明に係るデ一夕バックアツプ装置は、 検出手段が主電源のオフ 指令を検出すると、 ダイナミ ヅク R A Mをセルフ リ フレツシュモ一ドに 変更して、 バックアップ電源からダイナミ ック： R A Mに電力を供給させ る制御手段を設けたものである。

このことによって、 大量のデータを車載用機器の内部に保存すること ができる効果がある。

この発明に係るデータバックァップ装置は、 主電源のオフ指令が検出 されてから、 セルフリフレッシュモードの変更が完了するまでの間、 主 電源からダイナミ ック R A Mに電力を供給させるようにしたものである, このことによって、 車載用機器のデータを確実に保存することができ る効果がある。

この発明に係るデータバックアップ装置は、 ダイナミ ック： R A Mを構 成する複数のメモリ領域のうち、 バックアツプ電源による電力供給対象 のメモリ領域を設定し、 そのメモリ領域にのみ電力を供給させるように したものである。

このことによって、 ノ ソクァヅプ時の消費電力を低減することができ る効果がある。

この発明に係るデータバックァヅプ装置は、 ノ ヅクアツプ電源による 電力供給対象のメモリ領域を示す情報を開示するようにしたものである, このことによって、 前回終了が正常に行われたことの確認と、 停止中 に正常なバックアツプが行われたことの確認を行うことができるととも に、 バックァヅプ中のバックアツプ電源の低下等による不慮のメモリ ロ ス ト等の確認を行うことができる効果がある。

この発明に係るデータバックァップ装置は、 主電源の出力電圧が低下 すると、 一部の機器に対する主電源からの電力供給を停止させるように したものである。

このことによって、 主電源の出力電圧の低下を抑制することができる 効果がある。

この発明に係るデータバックァヅプ装置は、 ダイナミ ヅク R A Mとし て S D R A Mを使用する場合、制御手段の初期設定が完了するまでの間、 制御部と S D R A Mを切り離すようにしたものである。

このことによって、 S D R A Mに保存されているデータの破壊等を防 止することができる効果がある。

この発明に係る昇降圧電源は、 主電源から入力する電圧が基準電圧よ り低下すると、 その入力電圧を昇圧して既定電圧を出力するステツプア ップ D C / D Cコンバータを設けたものである。

このことによって、 クランキング動作等によって、 主電源の出力電圧 が低下しても、 既定電圧を車載用機器に出力できるため、 車載用機器を 安定的に動作させることができる効果がある。

この発明に係る昇降圧電源は、 既定電圧を出力する出力段から電圧信 号を取り込んでステップァヅプ D C/D Cコンパ一夕のスィ ヅチング素 子を駆動するようにしたものである。

このことによって、 主電源の出力電圧がスィ ツチング素子の動作電圧 より低下しても、 ステップアップ D CZD Cコンバータの動作を継続す ることができる効果がある。 図面の簡単な説明

第 1図はこの発明の実施の形態 1によるデータバックアップ装置を示 す構成図である。

第 2図はこの発明の実施の形態 2による昇降圧電源を示す構成図であ る。

第 3図は電源検出シーケンスを示す説明図である。 発明を実施するための最良の形態

以下、 この発明をより詳細に説明するために、 この発明を実施するた めの最良の形態について、 添付の図面に従って説明する。

実施の形態 1.

第 1図はこの発明の実施の形態 1によるデ一夕バックアップ装置を示 す構成図であり、 図において、 1は力一ナビゲ一シヨン装置などの車載 用機器のデ一夕を記憶する D R AM (ダイナミ ヅク： RAM) であり、 D RAMは複数のメモリエリァ A〜Cから構成されている。

2は車両に搭載されているバヅテリ （主電源）、 3はバヅテリ 2の出 力電圧を入力し、 その出力電圧が変動しても、 既定電圧を出力する昇降 圧電源、 4はバックアップ電源である。

5はバッテリ 2のオン指令やオフ指令等を検出する電源検出部 （検出 手段）、 6は電源検出部 5がオン指令を検出すると、 C P U 7を初期化 する リセッ ト回路、 7は電源検出部 5がオフ指令を検出すると、 DRA M 1をセルフリフレッシュモー ドに変更する C P U、 8は D R A M 1が セルフ リフレッシュモードに移行すると、 D R AM 1の電力供給源を昇 降圧電源 3からバックアツプ電源 4に切り換える制御部、 9〜 1 4はセ レク夕である。 なお、 C PU 7， 制御部 8及びセレクタ 9〜 1 4から制 御手段が構成されている。

次に動作について説明する。

車両キーのスイ ッチが AC C又は 0 Nの位置にある場合、 バヅテリ 2 から昇降圧電源 3に電力が供給され、 昇降圧電源 3が C P U 7や D R A M 1に電力を供給する。 昇降圧電源 3の動作の詳細は後述する。

これにより、 C P U 7は各種のデータ処理が可能になり （C P U 7が ナビゲ一シヨン装置の C P Uである場合には、 経路の探索処理や地図の 表示処理等が可能なる）、 その処理に関連するデ一夕を DRAM 1に格 納することができる。

次に、 車両キ一のスィ ッチが 0 F Fの位置に切り換えられると、 電源 検出部 5が電源のオフ指令を検出し、 その旨を CPU 7に通知する。

CPU 7は、 電源検出部 5からオフ指令を受けると、 DRAM 1に格 納されているデ一夕の消失を防止するため、 DRAM 1をセルフ リ フレ ヅシュモードに変更する。

即ち、 D R AM 1がデ一夕を保持し続けるには、 定期的に同一のデ一 夕を書き込む必要があるので、 DRAM 1が自動的にデ一夕を繰り返し 書き込むモード （セルフ リフレヅシュモード） に変更する。 なお、 D R AM 1が SDR AM'の場合、 CKE端子が "H" であるとき、 外部から の制御を受け付けるのに対し、 CKE端子が " L" であるとき、 以前の モードを保持するので、 CKE端子を "H"から " L" に変更する前に、 DRAM 1をセルフリフレッシュモードに変更する。 制御部 8は、 D RAM 1がセルフ リフレツシュモ一ドに移行すると、 D R AM 1の電力供給源を昇降圧電源 3からバックアツプ電源 4に切り 換える。

これにより、 バ ヅテリ 2の出力電圧が落ちても、 D R A M 1はバック ァップ電源 4から電力の供給を受けるので、 デ一夕を保持し続けること ができる。

その後、 車両キーのスィ ツチが AC C又は ONの位置に戻されると、 電源検出部 5が電源のオン指令を検出し、 その旨をリセッ ト回路 6に通 知する。 ，

リセッ ト回路 6は、 電源検出部 5からオン指令を受けると、 CPU 7 を初期化し、 CPU 7は、 セルフ リフレッシュモードを解除する。

制御部 8は、 D R AM 1に保存されているデ一夕の破壊等を防止する ため、 CPU 7の初期化中、 C P U 7と D R AM 1を切り離し、 C PU 7の初期化が完了すると、 C P U 7と D R AM 1を接続して、 DRAM 1の電力供給源をバックアップ電源 4から昇降圧電源 3に切り換える。 以上で明らかなように、 この実施の形態 1によれば、 電源検出部 5が バ ヅテリ 2のオフ指令を検出すると、 D R A M 1をセルフ リフレッシュ モードに変更して、 バックアツプ電源 4から D R AM 1に電力を供給さ せるように構成したので、 安価で大容量化が可能な D R AM 1に大量の データを保存することができる。 したがって、 例えば、 車載用機器がナ ピゲ一シヨン装置である場合には、 現在地情報だけでなく、 周辺地図情 報や付加情報もバックアツプすることができるため、 次回の起動時に、 ほぼ瞬間的に使用可能状態にすることができる効果を奏する。 実施の形態 2.

第 2図はこの発明の実施の形態 2による昇降圧電源を示す構成図であ り、 図において、 2 1は基準波発生回路、 2 2はバッテリ 2から入力す る電圧 V_{I N}が基準電圧より低下すると、 その入力電圧 V_{I N}を昇圧して 既定電圧 V 1を出力するステップァヅプ D C/D Cコンバ一夕、 2 3は ステヅプアヅプ D C/D Cコンバ一夕 2 2と直列に接続され、 ノ ソテリ 2から入力する電圧 V_{I N}が基準電圧より上昇すると、 その入力電圧 _Nを降圧して既定電圧 V。_{U T}を出力するステップダウン D C/D Cコン バー夕である。 '

次に動作について説明する。

上記実施の形態 1では、 車両キーのスイ ッチが AC C又は ONの位置 にある場合、 バヅテリ 2から昇降圧電源 3を介して、 C P U 7や DRA M 1に電力を供給するものについて示したが、 下記に示す理由から、 昇 降圧電源 3を介して電力を供給するようにしている。

エンジンを始動する場合、 セルモー夕を起動することにより、 クラン キングする。 しかし、 クランキング動作によりバッテリ 2の出力電圧が 低下するため （第 3図の "+B" を参照）、 C P U 7や D RAM 1の動 作可能電圧を確保できなくなり、 DRAM 1に格納されているデータを 消失するなど事態を招くおそれがある。

昇降圧電源 3は、 クランキング動作によりバッテリ 2の出力電圧が低 下しても、 CPU 7や DRAM 1の動作可能電圧を確保できるようにす るために設けている。

昇降圧電源 3は、 第 2図に示すように、 バッテリ 2から入力する電圧 V_{I N}が基準電圧よ り低下すると、 その入力電圧 V_{I N}を昇圧して既定電 圧 V 1を出力するステッ プァヅプ D C / D Cコンパ一夕 2 2と、 ノ ヅテ リ 2から入力する電圧 V_{I N}が基準電圧より上昇すると、 その入力電圧 V i_Nを降圧して既定電圧 V_{0 UT}を出力するステヅプダウン D C/D C コンバータ 23とから構成されている。 ステツプアヅプ D C/D Cコンバ一夕 2 2は、 ステツプダウン D C/ D Cコンバータ 2 3の動作電圧域ではほとんど動作せず、 ステツプダウ ン D C/D Cコンバータ 2 3は、 ステップアップ D C/D Cコンパ一夕 2 2の動作電圧域ではほとんど動作しないように設計されている。 この ように、 各コンバータが個別に動作することによ り、 変換効率を高める ことができる。

また、ステヅプアツプ D C/D Cコンパ一夕 2 2の制御回路 2 2 aは、 第 2図に示すように、 既定電圧 V 1を出力する出力段 Xから電圧信号を 取り込んで、 スィ ツチング素子である MO S— F E T 2 2 bを駆動する ようにしているので、 バヅテ リ 2から入力する電圧 V _{I N}が M O S— F E T 2 2 bの動作可能電圧よ り低下しても、 MO S— F E T 2 2 bの適 正な動作可能電圧を確保することができる結果、 ステップアツプ動作を 継続することができる。

なお、 入力電圧が変動しても、 既定電圧を出力する昇降圧電源として、 トランスを使用するフライバッグ型のコンバ一夕は従来から存在するが、 フライバッグ型のコンバ一夕の場合、 変換可能な電力がト ランスの容量 によ り決定される。車載用機器のような面積の限られた装置においては、 トランスのサイズがネックになり、 容量の大きな昇降圧電源を構築する ことが困難であった。 第 2図の昇降圧電源 3は、 トランスを使用する代 わりに、 チョークコイルを使用するので、 電源容量に対する実装面積を 小さ く設計することが可能である。

以上で明らかなように、 この実施の形態 2によれば、 Λッテリ 2から 入力する電圧 V _{I N}が基準電圧よ り低下すると、 その入力電圧 V _{I N}を昇 圧して既定電圧 V 1を出力するステップアップ D CZD Cコンバータ 2 2を設けるように構成したので、 クランキング動作等によって、 バッテ リ 2の出力電圧が低下しても、既定電圧を車載用機器に出力できる結果、 車載用機器を安定的に動作させることができる。 したがって、 エンジン 始動時におけるナビゲ一シヨン装置等のリセッ トを防止することができ るため、 アイ ド リ ングス ト ップ車にも適応することができる。 実施の形態 3.

上記実施の形態 1では、 D R AM 1がセルフ リフレツシュモ一ドに移 行すると、 DRAM 1の電力供給源を昇降圧電源 3からバックアップ電 源 4に切り換えるものについて示したが、 C PU 7が DRAM 1を構成 する複数のメモリエリア A ~ Cのうち、 ノ、"ヅクアツプ電源 4による電力 供給対象のメモリエリアを設定し （例えば、 メモリエリア Aにデ一夕が 格納されているが、 メモリエリア B, Cにはデ一夕が格納されていない 場合、 セレクタ 9， 1 0を制御して、 メモリエリア Aのみを電力供給対 象に設定する）、 制御部 8が電力供給対象のメモリエリアにのみ電力を 供給させるよう にしてもよい。

これにより、 ノ ックアツプ時の消費電力を低減することができる効果 を奏する。 実施の形態 4.

上記実施の形態 3では、 バックアップ電源 4による電力供給対象のメ モリエリァを設定して、 一部のメモリェリァにのみ電力を供給させるも のについて示したが、 バヅクアツプ電源 4による電力供給対象のメモリ エリアを示す情報を CPU 7のメモリマツプ上に開示するバヅクアツプ 確認機構を設けるようにしてもよい。

これによ り、 前回終了が正常に行われたことの確認と、 停止中に正常 なバヅクアップが行われたことの確認と、 ノ、"ヅクアツプ中のバックアツ プ電源 4の低下等による不慮のメモリ ロス ト等の確認とを行うことがで きる 実施の形態 5.

上記実施の形態 1では、 クランキング動作によりバ、ソテリ 2の出力電 圧が低下しても、 CPU 7や DRAM 1の動作可能電圧を確保できるよ うにするため昇降圧電源 3を設けるものについて示したが、 バヅテリ 2 の出力電圧が低下すると、 一部の機器に対するバッテリ 2からの電力供 給を停止させるようにしてもよい。

これにより、 クランキング動作によりバッテリ 2の出力電圧が低下し ているような場合には、 CD— ROM, DVD, 表示用 L CDなど、 本 体機能以外の機器に対する電源を落とすことができるため、 バッテリ 2 の出力電圧の低下を抑制することができる効果を奏する。 産業上の利用可能性

以上のように、 この発明に係るデ一夕バックアップ装置は、 車載用機 器に搭載されている大容量のダイナミック R AMに対して適切に電力を 供給することにより、大量のデ一夕をバックアップするのに適している。

また、 この発明に係る昇降圧電源は、 バッテリなどの主電源から入力 する電圧が変動しても、 既定の電圧を車載用機器に出力して、 車載用機 器を安定的に動作させるものに適している。

Claims

請 求 の 範 囲

1 . データを記憶するダイナミ ック R A Mと、 主電源のオフ指令を検出 する検出手段と、 上記検出手段が主電源のオフ指令を検出すると、 上記 ダイ ナミ ヅク R A Mをセルフ リ フ レ ッシュモー ドに変更して、 ノ ヅクァ ップ電源から上記ダイナミ ック R A Mに電力を供給させる制御手段とを 備えたデ一夕バックアップ装置。

2 . 制御手段は、 主電源のオフ指令が検出されてから、 セルフ リフ レ ヅ シュモー ドの変更が完了するまでの間、 上記主電源からダイナミ ック R A Mに電力を供給させることを特徴とする請求の範囲第 1項記載のデ一 夕 ) ヅクァヅプ装置。

3 . 制御手段は、 ダイナミ ック R A Mを構成する複数のメモリ領域のう ち、 バックアップ電源による電力供給対象のメモリ領域を設定し、 その メモリ領域にのみ電力を供給させることを特徴とする請求の範囲第 1項 記載のデ一夕バックアツプ装置。

4 . 制御手段は、 バックアップ電源による電力供給対象のメモリ領域を 示す情報を開示することを特徴とする請求の範囲第 3項記載のデ一夕バ ヅクアッ プ装置。

5 . 制御手段は、 主電源の出力電圧が低下すると、 一部の機器に対する 主電源からの電力供給を停止させることを特徴とする請求の範囲第 1項 記載のデータバックアツプ装置。

6. ダイナミ ック RAMとして SDRAMを使用する場合、 制御手段の 初期設定が完了するまでの間、 上記制御部と上記 SDRAMを切り離す ことを特徴とする請求の範囲第 1項記載のデ一夕バックアップ装置。

7. 主電源から入力する電圧が基準電圧より低下すると、 その入力電圧 を昇圧して既定電圧を出力するステヅプアップ D C/D Cコンパ'一夕と、 上記ステップアップ D C/D Cコンパ一夕と直列に接続され、 上記主電 源から入力する電圧が基準電圧より上昇すると、 その入力電圧を降圧し て既定電圧を出力するステヅプダウン D CZD Cコンパ一夕とを備えた 昇降圧電源。

8. ステップアップ D CZD Cコンパ一夕は、 既定電圧を出力する出力 段から電圧信号を取り込んでスイ ッチング素子を駆動することを特徴と する請求の範囲第 7項記載の昇降圧電源。