JP4569205B2 - 車載用デジタル放送受信機 - Google Patents

Description

本発明は、デジタル放送を受信するデジタル放送受信機に関するものである。

従来、ＭＰＥＧ方式によりデジタル的に圧縮された映像信号を伝送するデジタル放送が実用化されており、テレビ・ラジオ・データの放送を行っているが、この映像や音声の信号に番組配列情報が多重されて送出されている。この番組配列情報を使って番組ガイドとして表示することができる。家庭用のデジタル放送受信機では、ユーザーがアナログ放送やビデオを視聴しているときなどのデジタル受信機の映像、音声を視聴していない空き時間を利用たり、電源オフしているときに定期的に起動するなどして番組配列情報を蓄積し、ユーザーがリモコン送信装置などで番組ガイドを表示する操作を行ったときに、すぐに所望の番組情報を表示することを可能としている（例えば、特許文献１参照）。
特開平０７−１９３７６２号公報

従来は、家庭用のデジタル放送受信機では、電源オフ時に自動的に起動して蓄積を行なっていたが、車載用のデジタル受信機ではバッテリー動作であるため、エンジンオフ中に家庭用受信機のように自動的に起動して蓄積を行うと、やがてバッテリーを使い果たして走行不能となってしまうという問題があった。

本発明は、バッテリー駆動であっても番組配列情報の蓄積を行うことが可能なデジタル放送受信機を提供することを目的とする。

本発明の請求項１に係るデジタル放送受信機は、エンジンオフ中に自動的に起動して番組表情報を蓄積する蓄積手段と、自動車車両や携帯電話などのバッテリー駆動環境で動作し、デジタル受信機以外の部分とバッテリーの電力を共用する電源回路と、バッテリーの状態と自分の消費した消費電力からバッテリーの残存容量を把握する手段と、バッテリーの残存電力が十分にあるときのみ番組配列情報の蓄積動作を行うように制御する制御手段とを具備することを特徴とする。

また、本発明の請求項２に係るデジタル放送受信機は、請求項１のデジタル放送受信機の構成において、バッテリーの充電装置またはバッテリーに内蔵された充電制御マイコンと通信する通信手段と、前述の通信手段を使ってバッテリーの残存容量を把握することを特徴とする。

本発明により、電力に限りのあるバッテリー駆動の車載用デジタル放送受信機においても、番組配列情報の蓄積処理をエンジンオフ時に行うことが出来るようになり、家庭用の固定デジタル放送受信機と同様の番組ガイドをいつでも表示することが可能となる。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係るデジタル放送受信機の構成を示すブロック図である。

図１において、１００はデジタル放送受信機、１０１は受信関係やメインマイコンなどを収容したメイン回路、１０２はサブマイコンを収容したサブ回路、１はＲＦ信号から１つの周波数チャネルを選択するとともに復調及び誤り訂正を行う受信部、２はデスクランブル部、３はデスクランブルされた受信データであるトランスポートストリーム（以後ＴＳとする）を各メディアに分離する多重分離部、４は多重分離部３で分離されたビデオデータとオーディオデータをデコードするＭＰＥＧデコーダ、５１はＭＰＥＧデコーダ４からのビデオ信号をビデオエンコードするＯＳＤ（Ｏｎ Ｓｃｒｅｅｎ Ｄｉｓｐｌａｙ）、５２はＭＰＥＧデコーダ４からのオーディオ信号をＤＡ変換するＤＡＣ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｎａｌｏｇ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）、２０１はＴＶ受像機、６は番組配列情報から番組ガイドのビットマップデータを作成したり受信制御を行うメインマイコン、６１はプログラムを格納するＲＯＭ、６２はＲＡＭ、６３は番組情報配列などを記録する不揮発性メモリ、３０１は入力操作制御部、７はメインマイコンの電源などを制御する操作するサブマイコン、７１はサブマイコンのプログラムを格納したＲＯＭ、７２はサブマイコンで使用するＲＡＭ、６０１はエンジンキーでオンオフされる電源１２Ｖが入力されるＡＣＣ（アクセサリー）電源、６０２は常時１２Ｖが供給される＋Ｂ電源、６０３と６０４はサブマイコンにより制御されるメイン回路への電源供給スイッチで、６０３は視聴用のメイン回路電源供給スイッチ、６０４は蓄積用のメイン回路電源供給スイッチである。

メイン回路１０２は受信部１、デスクランブル部２、多重分離部３、ＭＰＥＧデコーダ４、ＤＡＣ５、メインマイコン６、ＯＳＤ５１、入力制御部３０１、およびそれらの周辺回路を収容する回路で、サブ回路１０３はサブマイコン７および周辺回路を収容する回路である。

次に、動作を説明する。地上デジタル放送用のアンテナ（図では省略している）からＲＦ信号が受信部１へ入力され１つの周波数チャネルが選択される。受信部１では復調及び誤り訂正が行われ、ＴＳの信号となる。受信部１から出力されたＴＳは、デスクランブル部２でデスクランブルされる。１つの周波数チャネルには複数のＴＳが存在しているが、デスクランブルブル部２ではユーザーが選択した番組のＴＳに対してデスクランブルを行い、その他のＴＳに対してはデスクランブルの処理は行わないまま出力する。デスクランブル部２から出力されたＴＳは、多重分離部３で各メディアに分離される。

多重分離部３で分離処理されるＴＳは、使用者が選択した番組のＴＳであり、その他のＴＳは多重分離部３では処理されない。多重分離部３で分離されたビデオデータとオーディオデータは、ＭＰＥＧデコーダ４でそれぞれデコード処理され、ビデオ信号はＯＳＤ５１へ出力し、オーディオ信号はＤＡＣ５２に出力される。ＯＳＤ５１では、ＭＰＥＧデコーダ４からのビデオ信号をビデオエンコードしてデジタル放送受信機１０１からアナログのビデオ信号として出力する。ＤＡＣ５２では、ＭＰＥＧデコーダ４からのオーディオ信号をＤＡ変換してアナログのオーディオ信号として出力し、その結果このアナログのオーディオ信号はデジタル放送受信機１０１から出力される。デジタル放送受信機１０１から出力されたアナログのビデオ信号とオーディオ信号は、ＴＶ受像機２０１で表示される。

また、多重分離部３では番組配列情報も分離処理され、メインマイコン６に対して入力される。入力された番組配列情報は一旦不揮発性メモリ６３に蓄積される。入出力操作制御部３０１は、使用者のリモコンによる操作を赤外線で受信してメインマイコン６へ通知する。ユーザーがリモコンにより番組ガイド表示操作を行った場合は、入力制御部３０１を通じてメインマイコン６がそれを検知し、不揮発性メモリ６３に蓄積された番組配列情報を元に番組ガイドをＯＳＤ５１に出力する。ＯＳＤ５１では、ＭＰＥＧ２デコーダ４から出力された映像信号に番組ガイドの表示を重畳した映像信号を出力し、これがＴＶ受像機２０１に表示される。

次に、サブマイコン７による番組配列情報蓄積時の基本的な電源制御について説明する。

デジタル放送受信機を搭載している車のエンジンがオンされており、かつデジタル放送受信機の電源がオンの時は、アクセサリ電源６０１と＋Ｂ電源６０２の両方に１２Ｖが供給されており、メイン回路１０２はアクセサリ電源６０１で駆動され、サブ回路１０３は＋Ｂ電源６０２で駆動される。

エンジンをオフにした場合は、アクセサリ電源６０１はオフとなりメイン回路の動作は停止するが、＋Ｂ電源の供給は引き続き行われるため、サブ回路８０２のサブマイコン７は動作し続ける。

エンジンオフ時に番組配列情報の蓄積を行う際は、サブマイコン７が電源供給スイッチ６０３をオンにして＋Ｂ電源からの電力をメイン回路に供給し、メイン回路を起動する。メインマイコンはサブマイコンの指示に従い、蓄積動作を行う。

図２は、本発明の実施の形態１に係る車載デジタル放送受信機と車内のバッテリー周辺の回路を示すブロック図である。

図において、９０はエンジン、９１は発電機、９２はファンベルト、９３はバッテリー、９０１はエンジンキーである。６０１のアクセサリ電源、６０２の＋Ｂ電源は、および１０１のデジタル放送受信機は図１に示したものと同様である。

次に、動作を説明する。走行時は、エンジンキ−９３をオンにすることにより、エンジン９０が始動する。エンジンの回転はファンベルト９２によって発電機９１に伝えられ、その回転エネルギーによって発電が行われる。発電機９１で発電された電力は、バッテリー９３に入力され充電が行われる。バッテリー９３からは１２Ｖの電圧が出力され、＋Ｂ電源６０２と、スイッチ９０１を経由してアクセサリ電源９４に接続され、デジタル放送受信機１０１に電源が供給される。スイッチ９０１は、エンジンキーでエンジンがかかっているときのみオンとなり、ＡＣＣ電源６０１には、エンジンがかかっているときだけ１２Ｖが印加される。エンジン停止時は発電機９１からの電力が停止、バッテリー９２の充電も停止する。この際、スイッチ９０１はオフとなっているため、ＡＣＣ電源６０１への１２Ｖ供給は絶たれる。しかし、＋Ｂ電源６０２はバッテリーに直結されているため、エンジンオフ時も供給され続ける。

図３は、本発明の実施の形態１に係る蓄積動作と充電によるバッテリー消費電力の変化示すグラフ図である。

図３において、Ｘ軸１は時間軸、Ｘ軸２はエンジン状態、Ｙ軸はバッテリー残存電力、Ｐ１からＰ４はＹ軸上でのバッテリー残存電力量を表し、Ｐ１はバッテリーのフル充電状態電力値、Ｐ２は蓄積動作限界電力値、Ｐ３は走行動作限界電力値、Ｐ４は電力ゼロを表す。Ｔ０からＴ１６はＸ軸上での時刻を表す。

次に、動作を説明する。時刻Ｔ０においてエンジンはオフであり、バッテリー残存電力はＰ１を示しフル充電状態であることを表している。時刻Ｔ０から時刻Ｔ１までは蓄積動作していない状態で、サブマイコン７に接続されたＲＯＭ７１に格納されたプログラムにより、スイッチ６０４がオフに保たれ、メイン回路１０２への給電は行われない。サブ回路１０３へは常時給電されているが、サブ回路の消費電力は非常に少ないため、ここでは消費電力がゼロとして考える。

時刻Ｔ１から時刻Ｔ２までは蓄積動作している状態で、サブマイコン７によりスイッチ６０４がオンに切り替えられ、メイン回路１０２への給電が開始される。メイン回路１０２は、メインマイコンやチューナー関連の回路など多くの電力を消費するため、１回の蓄積動作によりバッテリーの残存電力がＰ１からＰ１’まで消費される。蓄積で消費される電力の電力消費率は“（Ｐ１−Ｐ１’）÷（Ｔ２−Ｔ１）”で求められ、以後これを電力消費率αとする。このαを用いると、“（蓄積に要した時間×α）”で蓄積に要した消費電力が求められる。

このグラフでは、その後エンジンがかけられバッテリーが充電されることなく定期的に蓄積動作が行われ、Ｔ１〜Ｔ２、Ｔ３〜Ｔ４、Ｔ５〜Ｔ６、Ｔ７〜Ｔ８、Ｔ９〜Ｔ１０、Ｔ１１〜Ｔ１２、Ｔ１３〜Ｔ１４の７回の蓄積動作を行っており、Ｔ１４における消費電力は“（（Ｔ２−Ｔ１）＋（Ｔ４−Ｔ３）＋（Ｔ６−Ｔ５）＋（Ｔ８−Ｔ７）＋（Ｔ１０−Ｔ９）＋（Ｔ１２−Ｔ１１）＋（Ｔ１４−Ｔ１３））×α”で求められ、Ｐ１からこの値を引くとその時点のバッテリー残存電力が求められる。Ｔ１４の時点で、バッテリー残存電力は蓄積動作限界電力値Ｐ２に達したため、エンジンが稼動不能になったりしないように定期的に行う蓄積動作を停止する。

時刻Ｔ１５においてエンジンがオンされ充電が開始される。このグラフではＴ１５からＴ１６の期間でバッテリー充電が完了するが、この時の傾きを充電率βとするとβは“（Ｐ１−Ｐ２）÷（Ｔ１６−Ｔ１５）”で求められる。

本実施例においては、このグラフを設計段階で計算または実際の回路による計測などにより求めるものとする。グラフより、蓄積時電力消費率α、バッテリー充電率β、フル充電状態電力値Ｐ１、蓄積動作限界電力値Ｐ２を決定し、サブマイコン７に接続されたＲＯＭ７１にプログラムが利用する定数として格納する。

また、蓄積動作限界電力値Ｐ２は、実際にエンジンや車の動作に必要な電力を供給する電力値である走行動作限界電力値Ｐ３より大きな値とするが、サブ回路が消費する電力、経年変化によるバッテリーのフル充電状態電力値の低下、温度変化に対する電力量変化などを考慮して、Ｐ３に対してＰ２が余裕をもてるように十分にマージンをとって決定する。

図４は、本発明の実施の形態１に係る後述の図５、６のフローチャートで用いるＲＯＭとＲＡＭの一覧、図５はエンジンオン時処理のフローチャート、図６はエンジンオフ時の処理のフローチャートである。

図４において、ＲＯＭとは図１に示すＲＯＭ７１に格納される定数値であり、同じくＲＯＭ７１に格納されたプログラムコードをサブマイコン７が実行する時に参照されるものであり、ＲＡＭとは、図１に示すＲＡＭ７２に確保されるワーク変数であり、ＲＯＭ７１に格納されたプログラムコードをサブマイコン７が実行する時に使用されるものである。また、ＴＭ１はエンジンオフ時に繰り返し蓄積を行う時の蓄積周期、αはエンジンオフ時に蓄積を行う際に１秒間あたりに消費する電力をあらわす蓄積時電力消費率、βはエンジンオン時に充電を行う際１秒間あたりに充電される電力をあらわす充電時充電率、Ｐ１はバッテリーが振る充電状態の時の残存電力をあらわすフル充電状態電力値、Ｐ２はデジタル受信機を搭載する車が走行するのに必要な電力を残すために蓄積の動作を制限するための閾値をあらわす蓄積動作限界電力値、ＴＣ１は次に蓄積を行うまでの時間をカウントするための蓄積周期カウンタ、ＴＣ２は蓄積動作をしている時間を計るための蓄積動作時間カウンタ、ＰＯＷはバッテリーの残存電力を保持するための現在バッテリー電力値を表す。

次に、本発明の制御について、図５及び図６に示すフローチャートを用いて説明する。

図５は、本発明の実施の形態１に係るエンジンオン時処理を表すフローチャートである。エンジンオン時にサブマイコンが起動された時、またはエンジンオフからエンジンオン状態に遷移した時に起動される。エンジンオン時、図２の説明で述べたとおりエンジン９０の動力により発電機９１が作動しバッテリー９３を充電するが、エンジンオン時処理は現在バッテリー電力値ＰＯＷを更新することが主な処理である。

処理Ｓ１では現在バッテリー電力値ＰＯＷとフル充電状態電力値Ｐ１とを比較し、フル充電状態でない時は処理Ｓ２に遷移し、処理Ｓ２では１秒ＷＡＩＴ処理を行い、処理Ｓ３で処理Ｓ２の１秒で充電した電力量は充電時充電率β×１秒で求められ、これをＰＯＷに加算し、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３の処理をバッテリーがフル充電状態になるまで繰り返す。この処理により、エンジンオン時のバッテリーの残り電力を常にＰＯＷに保持することができる。

図６は、本発明の実施の形態１に係るエンジンオフ時処理を表すフローチャートである。処理Ｓ２０は現在バッテリー電力値ＰＯＷと蓄積動作限界電力値Ｐ２とを比較する分岐処理、処理Ｓ２１は１秒ＷＡＩＴ処理、処理２２は蓄積周期カウンタをゼロで初期化する処理、処理２３は蓄積周期カウンタＴＣ１と蓄積周期ＴＭ１を比較する処理、処理２４は１秒ＷＡＩＴ処理、処理２５は蓄積周期カウンタに１を加算する処理、処理２６はスイッチ６０４をオンにしてメイン回路１０２の電源をオンにし、メインマイコンへ蓄積開始の指示を行う処理、処理Ｓ２７は蓄積動作時間カウンタＴＣ２をゼロで初期化する処理、処理２８はメインマイコンの蓄積処理の完了をチェックする分岐処理、処理２９は１秒ＷＡＩＴ処理、処理３０は蓄積動作時間カウンタＴＣ２に１を加算する処理、処理３１はスイッチ６０４をオフにしてメイン回路１０２の電源をオフにする処理、処理Ｓ３２は蓄積処理で消費した電力を現在バッテリー電力値ＰＯＷより減算する処理、処理Ｓ３３はエンジンオフ状態かどうかを判定する分岐処理である。

エンジンオフ時処理は、エンジンオフ時にサブマイコンが起動された時、またはエンジンオンからエンジンオフ状態に遷移した時に起動され、バッテリーの許す範囲で定期的に蓄積処理を行ことが主な処理である。まず、バッテリーの残存容量のチェックを処理２０以下で行う。処理Ｓ２０では現在バッテリー電力値ＰＯＷと蓄積動作限界電力値Ｐ２とを比較することでバッテリー残存容量が蓄積動作可能な範囲であるかどうかを判定する。Ｓ２０でＮＯの判定となったときは残存電力が足らないと判断となり、蓄積動作は行われず処理Ｓ２１の１秒ＷＡＩＴと処理Ｓ３３のエンジンオフ判定処理の無限ループとなる。次に、蓄積周期起動の間隔を作るＷＡＩＴ処理を処理Ｓ２２以降で行う。

処理Ｓ２２で蓄積周期カウンタをゼロクリアし、処理Ｓ２３と処理Ｓ２４と処理Ｓ２５のループで蓄積周期ＴＭ１秒分のＷＡＩＴ処理を行う。次に、蓄積処理の起動と処理時間の計測を処理Ｓ２７以降で行う。処理Ｓ２６でメイン回路１０２の電源をオンして、処理Ｓ２７で蓄積動作時間カウンタＴＣ２をゼロクリアし、処理Ｓ２８、Ｓ２９、Ｓ３０でメインマイコンの蓄積処理が終わるまでループ処理を行う。処理Ｓ２８をＹＥＳで抜けた時、蓄積に要した時間が蓄積動作時間カウンタＴＣ２に格納されている。処理Ｓ３０でメイン回路１０２の電源をオフにする。

次に、蓄積処理で消費した電力より現在バッテリー電力値を更新する。蓄積で消費した電力は蓄積動作時間カウンタＴＣ２と蓄積時電力消費率αの積で求められるので、処理Ｓ３２では現在バッテリー電力値ＰＯＷに“ＰＯＷ−ＴＣ２×α”を代入している。次に、処理Ｓ３３でエンジンオフかどうかの判定を行い、オフであれば最初にループし、オンであればエンジンオン時処理を起動する。以上により、エンジンオフ時に行う蓄積処理をバッテリーを使い果たして走行不能になる前に停止することができる。

（実施の形態２）
図７は、本発明の実施の形態２に係る車載デジタル放送受信機と車内のバッテリー周辺の回路を示すブロック図である。

図において、エンジン９０、発電機９１、ファンベルト９２、バッテリー９３、エンジンキー９０１、アクセサリ電源６０１、＋Ｂ電源６０２、デジタル放送受信機１０１、テレビ受像機２０１は図２と同じである。サブマイコン７は図１と同じである。

９４はバッテリー充電制御装置である。バッテリー充電制御装置は、バッテリーの状態と充電状態を常に把握することで、バッテリーの残存電力を常に把握している。実施の形態１においては、サブマイコン７がバッテリーの残存容量を計算により把握していたが、実施の形態２においては、サブマイコン７はバッテリー充電制御装置９４と通信を行うことで、バッテリーの残存容量を計算により把握できる。

動作については、図５及び図６の処理において、現在バッテリー電力値ＰＯＷを参照するところで、バッテリー充電制御装置９４と通信を行うという違いがあるが、その他の部分は動揺の処理となる。

本発明のデジタル放送受信機は、電力に限りのあるバッテリー駆動の車載用デジタル放送受信機においても、番組配列情報の蓄積処理をエンジンオフ時に行うことが出来るようになり、家庭用の固定デジタル放送受信機と同様の番組ガイドをいつでも表示することができ、車載向けデジタル受信機のほか、携帯受信機などバッテリー駆動のデジタル受信機全般に有用である。

本発明の実施の形態１におけるデジタル放送受信機の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態１における車両の電源関係のブロック図 本発明の実施の形態１におけるバッテリー電力に関するグラフ 本発明の実施の形態１におけるＲＯＭとＲＡＭの一覧を示す図 本発明の実施の形態１におけるエンジンオン時処理のフローチャート 本発明の実施の形態１におけるエンジンオフ時処理のフローチャート 本発明の実施の形態２における車両の電源関係のブロック図

符号の説明

１００ デジタル放送受信機
１０１ メイン回路（受信関係、メインマイコン）
１０２ サブ回路（サブマイコン）
１ 受信部
２ デスクランブル部
３ 多重分離部
４ ＭＰＥＧデコーダ
５１ ＯＳＤ（Ｏｎ Ｓｃｒｅｅｎ Ｄｉｓｐｌａｙ）
５２ 音声ＤＡＣ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｎａｌｏｇ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）
２０１ ＴＶ受像機
６ メインマイコン
６１ メインマイコンのＲＯＭ
６２ メインマイコンのＲＡＭ
６３ 不揮発性メモリ
３０１ 入力操作制御部
７ サブマイコン
７１ サブマイコンのＲＯＭ
７２ サブマイコンのＲＡＭ
６０１ ＡＣＣ（アクセサリー）電源
６０２ ＋Ｂ電源
６０３ メイン回路電源供給スイッチ（視聴用）
６０４ メイン回路電源供給スイッチ（蓄積用）
９０ エンジン
９１ 発電機
９２ ファンベルト
９３ バッテリー
９４ バッテリー充電制御部
９０１ エンジンキー

Claims (2)

1. エンジンオン時にのみ充電されるバッテリーにエンジンオンの場合にのみ接続する第１の電源と、
   前記バッテリーに常時接続する第２の電源と、
   後述する第２の制御手段からの指示に基いて前記第１の電源と後述する第１の制御手段および後述する蓄積手段との接続のオンオフを行う第１のスイッチと、
   後述する第２の制御手段からの指示に基いて前記第２の電源と後述する第１の制御手段および後述する蓄積手段との接続のオンオフを行う第２のスイッチと、
   エンジンオフ時における蓄積処理は後述する第２の制御手段からの指示に基いて行わせる第１の制御手段と、
   前記第１の制御手段からの指示に基いて番組配列情報を蓄積する蓄積処理を行う蓄積手段と、
   前記第２の電源と常時接続し、エンジンオフの場合には蓄積処理を行う時間と予め求めた蓄積時電力消費率との積をバッテリー残存電力から減算した値が蓄積動作限界電力値より下がらない期間は前記第２のスイッチをオンし前記第１の制御手段に対して蓄積処理を行わせ、エンジンオンの場合には充電時間と予め求めたバッテリー充電率との積をバッテリー残存電力に加算した値がフル充電状態電力値より上がらない期間は前記バッテリーに充電させ、前記第１のスイッチをオンする第２の制御手段と、
   を有する車載用デジタル放送受信機。
2. 前記第２の制御手段が、前記バッテリーの残存電力を把握するバッテリー充電制御装置と通信することを特徴とする請求項１記載の車載用デジタル放送受信機。

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