JP2007243514A

JP2007243514A - 無線起動装置

Info

Publication number: JP2007243514A
Application number: JP2006062034A
Authority: JP
Inventors: Yoshiaki Kuraishi; 良明倉石
Original assignee: NEC Engineering Ltd
Current assignee: NEC Engineering Ltd
Priority date: 2006-03-08
Filing date: 2006-03-08
Publication date: 2007-09-20

Abstract

【課題】待機状態の際、リモートコントローラからの信号の電界強度に応じて無線起動装置の間歇動作の周期を自動的に変更する無線起動装置において、雑音電波による誤動作を防止しながら待機電力を低減する。
【解決手段】同調回路２１でキャリア周波数に共振させてリモートコントローラ３からの信号を選択的に取り出し、検波回路２２にて検波してトーン信号を復調し、増幅器２３にてトーン信号を増幅した後、トーン共振回路２４にて雑音を抑圧してトーン信号のみを抽出する。この信号を整流回路２９で直流分に変換してその有無を起動信号として取り出す。電圧制御発振器２６は、ピーク検出回路２５の電圧で制御されて周波数が変化し、充電回路３０を内蔵し、放電電流を増幅器２３に供給して間歇動作させる。複数のトーンの時間的変化のパターンを検出し無線起動装置の誤動作をより効果的に防止できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、待機モードにおいて間歇動作することにより電力を低減する無線起動装置に関し、特に、電波の電界強度に応じて間歇動作の周期を変化させる無線起動装置に関する。

一般に、無線により制御信号を送信し、電子機器への電源投入、又は節電モードから通常モードへの切り替えなどを遠隔操作で行う場合がある。このような無線起動装置においては、制御信号を受けるために一部回路を常に待機状態とする必要があるが、その回路では、待機電力はできるだけ小さい方が好ましく、特に電池で動作する電子機器では極力低減することが要求される。

そこで、例えば、従来の無線起動装置として、起動信号を待ち受けているモードにおいて、間歇動作して待機電力を低減するとともに、電波の電界強度に応じて間歇動作の周期を変化させることで、起動の応答速度を犠牲にすることなく待機電力消費を低減する装置が存在する。この装置は、リモートコントローラとの距離が遠い場合、例えばサービスエリア外では、間歇動作の間隔を長くすることで消費電力を減らすことができ、リモートコントローラとの距離が近いサービスエリアでは、間歇動作の間隔を短くすることで起動タイミングの遅延を防止する。

このような装置として、特許文献１及び特許文献２には、待機状態の際、無線受信装置の間歇動作の周期を自動的に変更し、受信電波が弱い場合には、間歇動作の間隔を長くし、受信電波が強い場合には、間歇動作の間隔を短くする技術が記載されている。

特許文献１に記載の移動無線装置では、電池で動作する自動車電話、携帯電話等において、待ち受け状態における消費電力を低減するため、待ち受け時に、受信を間歇的に動作させる手段と、この間歇的な受信動作の周期を制御する手段と、間歇受信時における電界強度を検出する手段とを設け、検出した電界強度が弱いときに間歇的な受信動作の周期を長くして消費電力を低減し、待ち受け時には、電界強度の検出に関係する回路のみに電力を供給している。

また、特許文献２に記載の無線受信機は、フリンジエリアでも頭切れなく受信することができ、パワーセービング効果を奏するため、受信信号によって電波状態を強電界、弱電界、及び無電界と判定し電源部を制御して、強電界においては連続受信状態とし、弱電界では休止時間及び周期が短い間歇受信状態とし、無電界では休止時間及び周期が長い間歇受信状態とするように制御している。

特許第２６５５５４８号公報特開平１１−３１７６７８号公報

しかし、上記従来の無線起動装置等においては、雑音電波によって誤動作するという問題がある。例えば、受信信号が存在しないときは、間歇動作の間隔を長くするように制御されるのが通常であるが、雑音電波が多い環境では、雑音電波を信号と誤認して強電界と判断し、間歇動作の間隔を短くしてしまい、その結果、待機電力が増加するおそれがある。

上記無線起動装置等においては、雑音電波を受ける受信部には、選択的に信号を取り出して雑音を抑圧する機能が存在するが、機能的に充分なものではなく、雑音電波の強度、性質によってノイズが紛れ込む可能性がある。また、受信部での雑音抑圧機能を強化することが考えられるが、一般的に、回路の複雑化を招き、消費電流が増加し、その結果、待機電力が増加するという問題がある。

そこで、本発明は、上記従来の無線起動装置等における問題点に鑑みてなされたものであって、待機モードにおいて間歇動作により電力を低減する構成を有し、特に、電波の電界強度に応じて間歇動作の周期を変化させる無線起動装置において、雑音電波の多い環境下でも、その制御機能が阻害されることなく動作し、待機電流を最少に維持することのできる無線起動装置を、消費電力が少ない回路で実現することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、無線起動装置であって、無線信号を受信してキャリア周波数に共振させて信号のみを選択的に取り出す同調回路と、該同調回路により取り出され、振幅変調された受信信号を検波してトーン信号を復調する検波回路と、該検波回路により復調されたトーン信号のレベルを増幅する増幅器と、該増幅器の出力よりトーン信号のみを抽出するトーン共振回路と、該トーン共振回路の出力信号を整流して直流分に変換し、該直流分の有無を起動信号として取り出す整流回路と、前記トーン共振回路の出力信号のピークを検出して保持するピーク検出回路と、該ピーク検出回路の電圧により制御されて周波数が変化する電圧制御発振器とで構成され、該電圧制御発振器の出力に応じて前記増幅器を間歇的に動作させ、前記ピーク検出回路の電圧が所定の値以下の場合には、前記増幅器の間歇動作の間隔を長くし、前記ピーク検出回路の電圧が所定の値を超える場合には、前記増幅器の間歇動作の間隔を短くすることを特徴とする。

そして、本発明によれば、電圧制御発振器の出力に応じて増幅器を間歇的に動作させ、弱電界の場合には、間歇動作の間隔を大きくすることで大幅に消費電力を低減することができ、強電界では間歇動作の間隔を小さくするため、起動タイミングの遅延を防止することができる。また、キャリア周波数に共振すること、及びトーン周波数に共振することで２重に雑音を抑圧することができるため、雑音電波の多い環境においてもその制御機能が阻害されることなく機能させることができる。

前記無線起動装置において、前記トーン共振回路、前記同調回路、前記検波回路、前記ピーク検出回路、及び前記整流回路を受動部品で構成することができる。これによって、電圧制御発振器及び増幅器以外の回路の待機電流をほとんどゼロにすることができる。

また、前記無線起動装置において、前記電圧制御発振器に内蔵する前記充放電回路に充電した電荷を放電する電流で前記増幅器を間歇的に動作させることができる。この構成により、電圧制御発振器には電流が流れるが、放電電流として増幅器を間歇動作させるため、実質的な待機電力としては増幅器のみとなり、待機電力を最小限に抑えることができる。

さらに、前記無線起動装置において、異なる共振周波数の複数のトーン共振回路を有し、複数のトーンの時間的変化のパターンを検出することにより、雑音による該無線起動装置の誤動作を防止することができる。この無線起動装置によれば、複数のトーン共振回路を有するため、複数のトーン周波数パターンを監視することができ、装置の誤動作の発生をさらに低減することができる。

以上のように、本発明によれば、受信する電波の電界強度に応じて間歇動作の周期を変化させる無線起動装置において、雑音電波の多い環境下でも安定して動作し、待機電流を最少に維持することも可能な無線起動装置を、消費電力が少ない回路で実現することができる。

次に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明にかかる無線起動装置の一実施の形態を示し、この無線起動装置１は、同調回路２１と、検波回路２２と、増幅器２３と、トーン共振回路２４と、ピーク検出回路２５と、整流回路２９と、電圧制御発振器２６等で構成される。一方、無線起動装置１とともに用いられるリモートコントローラ３は図２に示すように、発振器３３と、トーン発生回路３４と、変調回路３５等で構成される。

次に、無線起動装置１の起動時の動作を説明する。

リモートコントローラ３からの無線信号を受信すると、同調回路２１は、キャリア周波数ｆｃに共振することでリモートコントローラ３からの信号のみを選択的に取り出す。検波回路２２では、振幅変調された受信信号を検波してトーン信号を復調する。増幅器２３にてトーン信号レベルを増幅した後、トーン共振回路２４にて雑音を抑圧してトーン信号ｆｔのみを抽出する。これは、雑音による誤動作を防止するためである。この信号を整流回路２９で直流分に変換し、その有無を起動信号として取り出す。

電圧制御発振器２６の出力は、増幅器２３を間歇的に動作させるよう働く。電圧制御発振器２６は、ピーク検出回路２５の電圧で制御されて周波数が変化し、トーン共振回路２４の出力振幅の大きさに応じて間歇動作の間隔が変化する。図３に示すように、受信電波が弱くトーン共振回路２４の出力振幅が小さい場合（同図（イ）、ｂ））には、間歇動作の間隔を空け、受信電波が強くトーン共振回路２４の出力振幅が大きい場合（同図（ロ）、ｂ））には、間歇動作の間隔を短くする。

すなわち、無線起動装置１のリモートコントローラ３からの距離が長いときには、間歇動作の間隔を空けることで大幅に消費電力を減らすことができ、距離が短くなると、間歇動作の間隔を短くするため、起動タイミングが遅れないようにすることができる。また、回路の消費電力を減らすために、電圧制御発振器２６は、内蔵する充放電回路３０に充電した電荷を放電する電流で増幅器２３を動作させる構成としている

上述のように、本発明にかかる無線起動装置の特徴は、トーン共振回路２４を有し、リモートコントローラ３から送られる固有の認識周波数ｆｔを抽出し、その抽出信号によって間歇動作の周期を制御することであり、トーン共振回路２４にて雑音を抑圧してトーン信号のみを抽出するため、雑音による誤動作を防止し、雑音電波の多い環境においてもその制御機能が阻害されることがない。また、同調回路２１では、キャリア周波数ｆｃに共振することで、リモートコントローラ３からの無線周波数信号のみを選択的に取り出すため、同調回路２１においても雑音が抑圧される。

すなわち、本発明では、同調回路２１がキャリア周波数ｆｃに共振すること、及びトーン共振回路２４がトーン周波数ｆｔに共振することで２重に雑音を抑圧する。また、トーン共振回路２４は、受動部品で構成しているため電力を消費しない。さらに、電圧制御発振器２６の放電電流で増幅器２３を間歇動作させるため電力消費が少ない。従って、雑音電波の多い環境において、少ない待機電力で動作する無線起動装置を実現することができる。

次に、本発明にかかる無線起動装置の第２の実施の形態について図４を参照しながら説明する。

この無線起動装置２は、リモートコントローラ４からの信号の中から、固有の２つの周波数と、特定のパターンとの組み合わせを認識信号として抽出し、その抽出信号によって間歇動作の周期を制御するものであって、同調回路２１と、検波回路２２と、増幅器２３と、２種のトーン共振回路２４（２４ａ、２４ｂ）と、整流回路２９（２９ａ、２９ｂ）と、カウンタ４０と、電圧制御発振器２６等で構成される。

リモートコントローラ４は発振器３３と、２種のトーン発生回路３４（３４ａ、３４ｂ）と、変調回路３５等で構成され、キャリア周波数ｆｃは２種のトーン信号を切り替えスイッチ４２で切り替えることで交互に変調できるように構成される。

次に、無線起動装置２の起動時の動作について、図４及び図５を参照しながら説明する。

リモートコントローラ４からの無線信号を受信すると、同調回路２１は、キャリア周波数ｆｃに共振することで、リモートコントローラ４からの信号のみを選択的に取り出す。検波回路２２では、図５の（Ａ）に示すように、振幅変調された受信信号を検波してトーン信号ｆｔ１、ｆｔ２を復調する。図５の（Ｂ）に示すように、増幅器２３にてトーン信号レベルを増幅した後、ｆｔ１、ｆｔ２に共振する２個のトーン共振回路２４ａ、２４ｂにて雑音を抑圧してトーン信号ｆｔ１、ｆｔ２のみを各々抽出する。この信号を整流回路２９ａ、２９ｂで直流分に変換したＰ１、Ｐ２信号を、カウンタ４０の入力信号として取り出す（図５の（Ｃ）、（Ｄ））。カウンタ４０は、ｆｔ１、ｆｔ２が交互に入力したときに回数をカウントし、間歇動作のＯＮの期間でカウントアップする。図５に示す例では、間歇動作のＯＮに時間にＰ１、Ｐ２に交互にパルスが４個入力したときに、カウンタ４０は信号を出力する（図５の（Ｅ））。尚、この時、間歇動作において、ＯＮの時間は変化せず、ＯＦＦの時間が変化して周期を変化させる。

すなわちカウンタ４０は、ある一定時間内にｆｔ１、ｆｔ２が交互に入力するパターンを検出すると、信号を出力し、時定数回路４１を介して電圧制御発振器２６を制御するため、その頻度に応じて間歇動作の間隔が変化する。受信電波が弱くトーン共振回路の出力振幅が小さいときには、カウンタ４０は出力しないため、出力間歇動作の間隔を空け、一方、受信電波が強く２つのトーン共振回路の出力振幅が大きくなり、カウンタ４０でパターンを検出するときに間歇動作の間隔を短くする。

本実施の形態の特徴は、２種のトーン共振回路を有し、リモートコントローラ４から送られる固有の２種の認識周波数ｆｔ１、ｆｔ２を抽出し、さらにカウンタ４０によってトーンのパターンを抽出し、その抽出信号によって間歇動作の周期を制御することである。トーン共振回路２４ａ、２４ｂにて雑音を抑圧してトーン信号のみを抽出し、さらに２周波のパターンを監視して制御するため、雑音による誤動作を防止し、雑音電波の多い環境においてもその制御機能が阻害されることがない。

さらに、同調回路２１では、キャリア周波数ｆｃに共振することでリモートコントローラからの無線周波数ｆｃ信号のみを選択的に取り出すため、同調回路においても雑音が抑圧される。すなわち、本発明では、キャリア周波数ｆｃに共振すること、トーン周波数ｆｔ１とｆｔ２に共振すること、パターンを監視することで４重に雑音から保護することができる。

無線起動装置２の待機電流については、トーン共振回路２４ａ、２４ｂは、受動部品で構成しているため電力を消費しない、カウンタ４０もＣＭＯＳ論理回路で構成することにより、スタティック電力を消費しない。従って、雑音電波の多い環境において、少ない待機電力で動作する無線起動装置を実現することができる。

次に、本発明の実施例について図６を参照しながら詳細に説明する。

この無線起動装置５０の同調回路２１は、ＬＣ共振回路で構成され、キャリア周波数に同調する。検波回路２２は、ダイオードによるＡＭ復調を行う。トーン共振回路２４は、ＬＣ共振でトーン周波数のみを検出する。ピーク検出回路２５及び整流回路２９は、エミッタ設置型のトランジスタで構成している。電圧制御発振器２６は、マルチバイブレータであり、周波数を決定する充電トランジスタ３８と、コンデンサ３９とで構成される充電回路３０と、シュミットトリガ回路３２とで構成し、充電と放電を繰り返すことで発振させると同時に、放電電流を放電スイッチ２７を介して増幅器２３に供給し、間歇動作するようにしている。発振周波数を変化させるため、充電トランジスタ３８をピーク検出回路２５の出力電圧で制御して抵抗値を変化させる。放電スイッチ２７は、ＭＯＳトランジスタで構成する。

無線起動装置５０の待機電力としては、増幅器２３のみが消費する。増幅器２３には、マイクロアンペアーで動作するものを使用する。電圧制御発振器２６は、マルチバイブレータとして充放電電流が流れるが、その電流は、増幅器２３を動作させるために使用される。シュミットトリガ回路３２は、ＣＭＯＳ論理回路で構成することで、スタティック電力を消費しない回路を実現することができる。その他の同調回路２１、検波回路２２、トーン共振回路２４、ピーク検出回路２５、整流回路２９は、待機時には電力は発生しない。

次に、上記電圧制御発振器２６による間歇動作について、図６及び図３のタイムチャートを参照しながら説明する。

コンデンサ３９は、充電トランジスタ３８を介して微小電流で充電される。電圧ＶＨに達すると、シュミットトリガ回路３２が動作し、出力が反転して放電スイッチ２７をＯＮにして、コンデンサ３９の電荷を放電させる。その電流は、増幅器２３を動作させるが、短時間で電圧が降下し、電圧ＶＬに達すると、シュミットトリガ回路３２が動作し、出力が反転して放電スイッチ２７をＯＦＦにして、再度コンデンサ３９の充電が始まる。この動作を繰り返すことで、電圧制御発振器２６が発振して増幅器２３が間歇動作する。

充電時定数は、充電トランジスタ３８を流れる電流を変化させることで変更することができ、充電トランジスタ３８の入力電圧で制御することで、（イ）の弱電界では充電の期間（増幅器がＯＦＦの期間）を長く、（ロ）の強電界では充電期間を短くする。

本発明にかかる無線起動装置の一実施形態を示す構成図である。図１の無線起動装置とともに用いられるリモートコントローラの構成図である。図１の無線起動装置の間歇動作のタイムチャートである。本発明にかかる無線起動装置の他の実施形態を示す構成図である。図４の無線起動装置の間歇動作のタイムチャートである。図１の無線起動装置の詳細回路図である。

符号の説明

１無線起動装置
２無線起動装置
３リモートコントローラ
４リモートコントローラ
２１同調回路
２２検波回路
２３増幅器
２４トーン共振回路
２５ピーク検出回路
２６電圧制御発振器
２７放電スイッチ
２８アンテナ
２９整流回路
３０充電回路
３１電子機器
３２シュミットトリガ回路
３３発振器
３４トーン発生回路
３５変調回路
３６増幅器
３７アンテナ
３８充電トランジスタ
３９コンデンサ
４０カウンタ
４１時定数回路
４２切り替えスイッチ
５０無線起動装置

Claims

無線信号を受信してキャリア周波数に共振させて信号のみを選択的に取り出す同調回路と、
該同調回路により取り出され、振幅変調された受信信号を検波してトーン信号を復調する検波回路と、
該検波回路により復調されたトーン信号のレベルを増幅する増幅器と、
該増幅器の出力よりトーン信号のみを抽出するトーン共振回路と、
該トーン共振回路の出力信号を整流して直流分に変換し、該直流分の有無を起動信号として取り出す整流回路と、
前記トーン共振回路の出力信号のピークを検出して保持するピーク検出回路と、
該ピーク検出回路の電圧により制御されて周波数が変化する電圧制御発振器とで構成され、
該電圧制御発振器の出力に応じて前記増幅器を間歇的に動作させ、前記ピーク検出回路の電圧が所定の値以下の場合には、前記増幅器の間歇動作の間隔を長くし、前記ピーク検出回路の電圧が所定の値を超える場合には、前記増幅器の間歇動作の間隔を短くすることを特徴とする無線起動装置。
前記トーン共振回路、前記同調回路、前記検波回路、前記ピーク検出回路、及び前記整流回路を受動部品で構成したことを特徴とする請求項１に記載の無線起動装置。
前記電圧制御発振器に内蔵する充放電回路に充電した電荷を放電する電流により、前記増幅器を間歇的に動作させることを特徴とする請求項１又は２に記載の無線起動装置。
異なる共振周波数の複数のトーン共振回路を有し、複数のトーンの時間的変化のパターンを検出することにより、雑音による該無線起動装置の誤動作を防止することを特徴とする請求項１、２又は３に記載の無線起動装置。