JP3815252B2 - 通信機 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば車両のキーレスエントリシステム用の携帯機などの通信機に係わり、電源電圧低下（電源断含む、以下同様）に起因する制御回路の暴走が防止され、かつ消費電力の少ない通信機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、車両のキーレスエントリシステムでは、車両に搭載された本体機がユーザが携帯する携帯機との間で無線通信（単方向通信、又は双方向通信）を行って、所定の認証コードの照合確認を行った上で、車両のドアロック機構を制御する。
例えば、車両ドアが施錠された状態で、ユーザが携帯機に設けられた操作スイッチを操作し、これに応じて携帯機から送信される無線信号（認証コードを含む信号）を本体機が受信すると、本体機が、受信信号中に含まれる認証コードが予め本体機に設定されている認証コードに対応していることを確認した上で、車両ドアの解錠制御を行う。
また、キーレスエントリシステムの発展型であるスマートエントリシステム（或いは、ハンズフリーエントリシステムなどとも呼ばれる）では、本体機と携帯機間の双方向通信に基づいて車両ドアの施解錠が自動で行われる。例えば、本体機に対する通信可能範囲に入った携帯機が、本体機から定期的に出力されるリクエスト信号（或いは起動信号）を受信すると、認証コードを含む信号を本体機に対して自動送信し、この信号を受信した本体機が前述の認証コードの照合確認を行った上で、施錠状態にある車両ドアの解錠制御を行う。
【０００３】
ところで、上述したキーレスエントリシステム（スマートエントリシステム含む）における携帯機のような通信機は、例えば図３の回路図に示すように、マイクロコンピュータ（以下、マイコンという）を含む制御回路１（通常ワンチップのＩＣよりなるもの）を内蔵し、この制御回路１によって通信回路２を制御して本体機（図示省略）との無線通信を行う。また、ユーザが携帯可能なように内蔵電池３によって内部の制御回路１や通信回路２が駆動され、消費電力低減のために通信動作時以外は制御回路１は動作停止している。また、電池消耗時に電池３の交換が容易に可能となるように、電池端子３ａ，３ｂの接触により回路に電圧が供給される構造となっていて、電池３の保持構造もあまり強固なものとはなっていない。
しかし、このような通信機は、キーホルダとして車両のキーに吊り下げられたり、ユーザのポケットに無造作に入れられた状態で使われるため、車両の走行時やユーザの動作時に振動や衝撃を受ける。特に、地面に落とされたりした場合には、強い衝撃を受けて内蔵の電池３が適正な位置からずれる恐れがある。
このため、電池端子３ａ，３ｂの接触状態が一時期不良となったり、一瞬接触が離れるような不具合の発生可能性が回避し難く、このような不具合による電圧低下（電源断含む）によって制御回路１が暴走しないように対処する必要がある。制御回路１が暴走すると、制御回路１内の不揮発性メモリ（例えば、ＥＥＰＲＯＭ）に登録されているデータ（例えば、前述の認証コードのデータ）が、誤った内容に書き換えられてしまい、その後正常な動作が不能になってしまう恐れがあるからである。
【０００４】
そのために従来では、図３に示すように、電源バックアップ用の大容量のコンデンサ４（例えば、２２０μＦ以上のもの）を電池３に並列に接続したり、低電圧検出によるリセット回路５を接続するようにしている。ここで、コンデンサ４は、電池端子３ａ，３ｂの接触が一時的に離れたりしたときに、電池３に代わって一定時間電源供給を行うもので、ノイズ吸収用のコンデンサとしても機能する。また、リセット回路５は、電池３の正極に接続される正極側の電源ラインＬ１と、電池３の負極に接続される負極側の電源ラインＬ２との電位差（即ち、電源電圧）が、予め設定されたしきい値（例えば、制御回路１が暴走する恐れのない電圧の最低値）を下回ると、制御回路１のマイコンを構成するＣＰＵに対するリセット信号を出力する回路である。
なお、図３において符号６で示すものは、通信用のアンテナである。また、符号７で示すものは、操作スイッチであり、この操作スイッチ７が操作されることによって例えば前述したキーレスエントリの無線信号（施解錠のための信号）がアンテナ６から送信される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述したコンデンサ４は、電池端子３ａ，３ｂの接触が一時的に離れたりしたときに、電池３に代わって一定時間電源供給を行い、制御回路１の暴走を回避することができる。しかし、大容量であるため、通信機が大型化してしまうという問題がある。また、電池端子３ａ，３ｂの接触不良が長時間続いた場合や、電池３自体の寿命などで電圧低下が起きた場合には、制御回路１の暴走を防止できない。即ち、コンデンサ４の放電による電力供給が尽きたときに、制御回路１が暴走する恐れがある。
一方、低電圧検出によるリセット回路５があると、電池端子３ａ，３ｂの接触不良等によってしきい値を越える電圧低下が起きた場合には、必ずリセット信号が制御回路１のＣＰＵに入力されるので、制御回路１が動作停止してその暴走が確実に回避される。
しかし、従来の通信機では、リセット回路５が常時電源ラインＬ１，Ｌ２に接続されている構成であったため、リセット回路５の暗電流の影響で電池３として非常に大容量のものを内蔵しなければならず、やはり通信機が大型化しコスト高になるという不利があった。
【０００６】
ちなみに、キーレスエントリ用の携帯機の場合、通信動作中に必要となる電力は５ｍＡ／ｈｒ程度であり、しかも実際の通信動作は０．５秒程度の時間で終了して制御回路１は動作停止状態にすぐに戻る。そして、このような通信動作が、１日に数回〜１０回程度行われるだけであるため、通信動作自体に必要な電力は非常にわずかである。
一方、リセット回路５の暗電流は、例えば２．４μＡ／ｈｒであるが、常時継続的に流れるため全体的には非常に大きくなる。発明者らが試算したところによると、リセット回路５が無ければ１０年以上もつ電池３であっても、リセット回路５を設けることによって、その寿命が２〜３年になってしまう。このため、リセット回路５を設けるためには、電池３として３倍以上大容量のものを取り付ける必要が生じる。
そこで本発明は、電池により電源供給されて動作する通信機であって、電源電圧低下に起因する制御回路の暴走が防止され、かつ消費電力の少ない通信機を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明による通信機は、電池より電源供給される通信機であって、
操作スイッチと、
この操作スイッチの操作による信号割り込みを受けて無線信号を送信する通信動作を制御する制御回路と、
前記電池の端子に接続される電源ラインの電圧低下を検出して前記制御回路に対するリセット信号を出力するリセット回路と、
このリセット回路の通電ラインを開閉するスイッチング素子と、
前記制御回路が前記信号割り込みを受けて動作開始する際に、前記スイッチング素子を閉状態に制御して前記リセット回路を有効とし、前記制御回路が前記無線信号送信後に動作停止する際に、前記スイッチング素子を開状態に制御して前記リセット回路を無効とするリセット回路制御手段と
を備えたものである。
【０００８】
この通信機によれば、制御回路が動作している期間だけリセット回路が有効とされ、制御回路の暴走が確実に回避されるとともに、リセット回路の暗電流が必要最低限の期間だけ流れてリセット回路の消費電力が大幅に低減される。このため、制御回路の暴走が回避できるとともに電池として小容量のものを使用でき、通信機の大型化を回避しつつ通信機の信頼性向上が可能となる。
なお、本発明の好ましい態様は、電池を内蔵してユーザが携帯可能な通信機であることである。電池が内蔵されユーザが携帯する通信機であると、前述したように電池端子の接触不良等による電源電圧の低下が起こり易く、それによる制御回路の暴走を回避する必要性が特に高いからである。また、携帯型の通信機の場合、小型であることが特に強く求められるため、本発明の実用性がより顕著となるからである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、車両のキーレスエントリシステムの携帯機の回路構成示す図である。なお、図３と同様の要素には同符号を使用して重複する説明を省略する。
本例の携帯機（通信機）は、低電圧検出によるリセット回路１１ａを内蔵する制御回路１１を備える。また、ノイズ吸収用のコンデンサ１２（例えば、０．１μＦ程度の小容量のもの）が電源ラインＬ１，Ｌ２間に接続され、電源投入時のリセット信号を生成するための抵抗１３とコンデンサ１４が、やはり電源ラインＬ１，Ｌ２間に直列に接続されている。
制御回路１１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、及びＲＡＭ等よりなるマイコンと、リセット回路１１ａと、プログラムデータや認証コードのデータ等を記憶する不揮発性メモリ（例えば、ＥＥＰＲＯＭ）を含む回路であり、例えば市販のマイコンチップによって構成されている。
【００１０】
この制御回路１１におけるリセット回路１１ａは、制御回路１１に電源ラインＬ１より供給される電源電圧（ＶＤＤ）がしきい値を下回ると、制御回路１１におけるマイコンのＣＰＵに対するリセット信号（この場合には、信号電圧がしきい値より低電圧のときに有効となるアクティブローの信号）を出力するものであり、前述の図３に示したリセット回路５と基本的には同様の機能を果たす回路である。但しこの場合、リセット回路１１ａの通電ラインには図示省略したスイッチング素子（例えば、ＦＥＴ等のトランジスタ）が備えられ、このスイッチング素子が上記マイコンの後述する処理によって制御されることによって、リセット回路１１ａがマイコンの動作停止時に電源ラインＬ１又はＬ２から切り離される構成となっている。なお、このスイッチング素子と、上記マイコンの制御機能は、本発明のリセット回路制御手段を構成している。
【００１１】
また、抵抗１３とコンデンサ１４との接続部分には、電源投入時のリセット信号を取り出すための信号ラインＬ３が接続され、この信号ラインＬ３が制御回路１１内のリセット信号入力部に接続されている。信号ラインＬ３の電位は、抵抗１３とコンデンサ１４によって決まる時定数に応じて、電池３による電源投入直後の一定時間（例えば、電池３が新たに取り付けられて電源ラインＬ１の電圧が所定値以上に立ち上がった時点から一定時間）だけ、所定の信号電圧しきい値を下回る状態（即ち、リセット信号としてアクティブな状態）に維持され、これによって制御回路１１のＣＰＵに電源投入時にリセット信号が入力されることになり、電源投入時に制御回路１１が正常に初期状態から起動する。なお図１では、リセット回路１１ａのリセット信号出力ラインと上記信号ラインＬ３が接続された状態を図示しているが、各ラインを構成する実際の回路パターンが接続されているわけではなく、いずれか一方又は両方のラインの信号がアクティブとなったときに、ＣＰＵに実際にリセット信号が入力されることを意味している。
【００１２】
次に、上記制御回路１１におけるマイコンの主な処理内容について説明する。上記マイコンは、所定の電源電圧が供給されている状態でリセット信号が解除されると、初期状態より起動して、メモリの初期化処理等を行った後に、図２に示す以下の処理を繰り返す。なお、この起動時においては、リセット回路１１ａは電源ラインＬ１又はＬ２から切り離された無効状態になっている。
まず、ステップＳ１において、ＳＴＯＰ命令を実行してＣＰＵを動作停止させ、例えばストップ状態（ＣＰＵの動作とマイコンのクロックの動作が停止した状態）とする。なおここで、ストップ状態ではなく単なるウエイト状態（ＣＰＵの動作のみが停止し、クロックは動作している状態）としてもよい。
次にステップＳ２で、スイッチ入力による割り込み（即ち、操作スイッチ７の操作による信号割り込み）があったか否かを例えば定期的に監視し、割り込みがあればステップＳ３に進み、割り込みがなければステップＳ１に戻って制御回路１１（ＣＰＵ）の動作停止状態を維持する。
一方、ステップＳ３に進んだ場合には、リセット回路１１ａを電源ラインＬ１及びＬ２に対して接続し、リセット回路１１ａを有効とする。
そしてステップＳ４において、リモートコントロール用の信号（即ち、車両ドアの施解錠のための認証コードを含む無線信号）を送信する。
次いでステップＳ５において、リセット回路１１ａを電源ラインＬ１又はＬ２から切り離して無効とした後、ステップＳ１に戻って動作停止状態に戻る。
【００１３】
以上の制御処理によれば、制御回路１１が動作開始する際に、必ずリセット回路１１ａが電源ラインＬ１及びＬ２に接続されて有効とされ、制御回路１１が動作停止する際には、リセット回路１１ａが電源ラインＬ１又はＬ２から必ず切り離されて無効とされる。
このため、以上説明した本例の通信機（キーレスエントリ用携帯機）によれば、制御回路１１が動作している期間だけリセット回路１１ａが有効とされ、制御回路１１の暴走（即ち、ＣＰＵの暴走）が確実に回避されるとともに、リセット回路１１ａの暗電流が必要最低限の期間だけ流れてリセット回路１１ａの消費電力が大幅に低減される。このため、制御回路１１の暴走が回避できるとともに電池３として小容量のものを使用でき、通信機の大型化を回避しつつ通信機の信頼性向上が可能となる。
【００１４】
なお、本発明は上述した形態例に限られず、各種の変形や応用があり得る。
例えば、低電圧検出によるリセット回路は、制御回路１１の外部に、制御回路１１とは別個に設けられていてもよい。但し、上記形態例のように制御回路１１に内蔵された構成であれば、回路が簡素化されコスト的にもより有利となる。
また上記形態例では、車両のキーレスエントリ用の携帯機に本発明を適用した例を示したが、これに限定されず、例えば前述したスマートエントリ用の携帯機に本発明を適用することもできる。また、車両における他のリモートコントロール装置（例えばトランクの開閉やウインドウの動作などを遠隔操作する装置）の通信機に適用することもできる。また、車両におけるリモートコントロール装置の通信機に限られず、電池によって電源供給され、電源電圧低下による制御回路暴走の恐れのある通信機であれば、本発明を適用して同様の効果を奏することができる。
また、本発明の電池は、再充電が不可能なものに限定されず、再充電が可能なバッテリであってもよい。
【００１５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の通信機によれば、制御回路が動作している期間だけリセット回路が有効とされ、制御回路の暴走が確実に回避されるとともに、リセット回路の暗電流が必要最低限の期間だけ流れてリセット回路の消費電力が大幅に低減される。このため、制御回路の暴走が回避できるとともに電池として小容量のものを使用でき、通信機の大型化を回避しつつ通信機の信頼性向上が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】通信機（携帯機）の回路図である。
【図２】通信機の制御処理を示すフローチャートである。
【図３】従来の通信機の回路図である。
【符号の説明】
２ 通信回路
３ 電池
１１ 制御回路（リセット回路制御手段）
１１ａ リセット回路
Ｌ１ 電源ライン（正極側電源ライン）
Ｌ２ 電源ライン（負極側電源ライン）

Claims (2)

1. 電池より電源供給される通信機であって、
   操作スイッチと、
   この操作スイッチの操作による信号割り込みを受けて無線信号を送信する通信動作を制御する制御回路と、
   前記電池の端子に接続される電源ラインの電圧低下を検出して前記制御回路に対するリセット信号を出力するリセット回路と、
   このリセット回路の通電ラインを開閉するスイッチング素子と、
   前記制御回路が前記信号割り込みを受けて動作開始する際に、前記スイッチング素子を閉状態に制御して前記リセット回路を有効とし、前記制御回路が前記無線信号送信後に動作停止する際に、前記スイッチング素子を開状態に制御して前記リセット回路を無効とするリセット回路制御手段と
   を備えたことを特徴とする通信機。
2. 前記電池を内蔵してユーザが携帯可能なものであることを特徴とする請求項１記載の通信機。

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