JP6881286B2 - マイコンリセットシステム - Google Patents

Description

本発明は、マイコンリセットシステムに関する。

コンピュータプログラムを実行するマイクロコンピュータ（以下、マイコンという）が搭載されたマイコン搭載装置において、プログラム中のバグやノイズ等に起因して、マイコンが暴走することがある。マイコンが暴走したとき、マイコンをリセットして正常な状態に復帰させる必要がある。例えば、特許文献１には、マイコンの暴走を検出する手段が設けられた制御装置が開示されている。かかる制御装置においては、検出手段によってマイコンの暴走状態が検出されたとき、マイコンをリセットして、正常な状態に復帰させる。

特開２００５−２６７５７５号公報

しかしながら、マイコンの暴走状態を検出する手段は、あくまでも、想定されるマイコンの暴走に伴う異常動作に基づいて、マイコンの暴走を検出することになるため、想定外の暴走に対応できない。
それゆえ、マイコンの暴走が止まらない場合には、装置の外部から、使用者が強制的にマイコンをリセットすることが行われる。例えば、装置の表面に露出したリセットスイッチを操作したり、バッテリを外したりすることで、使用者が対応することとなる。

ところが、装置（製品）の性質上、リセットスイッチを、装置表面に出したり、バッテリを外したりすることが困難なものもある。このような場合、マイコンの暴走を止めることができず、暴走が長時間にわたり継続してしまう事態を招きかねない。

本発明は、かかる背景に鑑みてなされたものであり、マイコンの暴走状態の継続を容易に防ぐことができる、マイコンリセットシステムを提供しようとするものである。

本発明の一態様は、コンピュータプログラムを実行するマイコンを搭載したマイコン搭載装置と、
上記マイコン搭載装置とは別体に構成され、上記マイコン搭載装置へ電力を供給する給電装置と、を有し、
上記マイコン搭載装置は、上記マイコンと、上記マイコンの電源となる二次電池と、該二次電池に充電する電力を上記給電装置から無線にて受ける無線受電部と、上記マイコンを強制的にリセットするリセット部と、を有し、
上記給電装置は、上記無線受電部へ電力を無線にて供給する無線給電部を備えており、
上記リセット部による上記マイコンの強制リセットは、上記無線給電部から上記無線受電部への給電操作に基づいて、上記二次電池から上記マイコンへの給電を遮断することにより、実行されるよう構成されている、マイコンリセットシステムにある。

上記マイコンリセットシステムにおいては、上記マイコン搭載装置が備える上記リセット部による強制リセットが、上記無線給電部から上記無線受電部への給電操作に基づいて実行されるよう構成されている。それゆえ、通常の給電操作を行うときと同様の操作によって、マイコンの強制リセットを行うことができる。これにより、マイコンの暴走状態の継続を容易に防ぐことができる。

以上のごとく、上記態様によれば、マイコンの暴走状態の継続を容易に防ぐことができる、マイコンリセットシステムを提供することができる。

実施形態１における、マイコンリセットシステムのブロック図。 実施形態１における、マイコン搭載装置（ボール）の断面図。 実施形態１における、図２のIII−III線矢視断面相当の、球形モジュールの断面図。 実施形態１における、給電装置に設置されたマイコン搭載装置の説明図。 参考形態１における、マイコンリセットシステムのブロック図。 実施形態２における、マイコンリセットシステムのブロック図。 参考形態２における、マイコンリセットシステムのブロック図。

上記マイコンリセットシステムにおいて、上記無線給電部及び上記無線受電部は、無線にて電力を授受するよう構成されている。それゆえ、マイコン搭載装置において、無線受電部を内部に埋設することができる。これに伴い、マイコン搭載装置の外表面に、スイッチや配線等を露出させない構成とすることができる。このような構成のマイコン搭載装置は、特に、外部からの物理的な操作によって強制リセットを実行することが困難となりやすい。そこで、無線にて行う給電操作に基づいてマイコンの強制リセットが実行されるよう構成することで、容易にマイコンの強制リセットを行うことができる。それゆえ、効果的に、マイコンの暴走状態の継続を防ぐことができる。

また、上記無線給電部は、給電コイルを備え、上記無線受電部は、受電コイルを備え、上記給電コイルの共振周波数と上記受電コイルの共振周波数とが一致していることが好ましい。この場合には、所望のタイミング以外、つまり給電操作以外のタイミングにおいて、マイコンの強制リセットが行われることを防ぐことができる。すなわち、無線給電部と無線受電部との間の電力伝送方式が、いわゆる磁界共振方式であることにより、特定の共振周波数以外の磁界が受電コイルに作用しても、強制リセットが実行されないようにすることができる。それゆえ、無線給電部以外の外部の電磁ノイズによって、所望しないタイミングでマイコンの強制リセットが行われることを防ぐことができる。例えば、マイコン搭載装置の正常使用中に、マイコンの強制リセットが実行されるという不具合を防ぐことができる。

上記リセット部は、上記無線受電部の電圧又は電流が、所定の閾値以上となったとき、上記マイコンを強制リセットするよう構成してあるものとすることができる。この場合には、マイコンの強制リセットを、容易かつ確実に行うことができる。

また、上記リセット部は、上記無線給電部と上記無線受電部とが電気的に結合されたとき、上記マイコンを強制リセットするよう構成してあるものとすることができる。この場合には、マイコンの強制リセットを、即座に行うことができる。ここで、「電気的に結合」とは、磁界を介した電気的結合を含む。

上記マイコン搭載装置は、上記マイコンと共に物理量センサを内蔵したボールであるものとすることができる。この場合には、マイコン搭載装置であるボールの外表面に、スイッチ等を極力露出させないようにするという要請が高い。それゆえ、上記給電操作に基づいてマイコンの強制リセットが実行されるよう構成されていることで、より高品質のマイコン搭載装置（ボール）を備えたマイコンリセットシステムを得ることができる。

上記ボールは、上記物理量センサとして、地磁気を測定する磁気センサを内蔵しているものとすることができる。この場合には、例えば、ボールの回転量を計測するシステムにおいて、マイコンリセットシステムを適用することができる。

上記ボールは、物理量センサとして、加速度を検出する加速度センサを内蔵しているものとすることができる。この場合には、例えば、ボールの衝撃を検出するシステムにおいて、マイコンリセットシステムを適用することができる。

上記ボールは、上記物理量センサとして、地磁気を測定する磁気センサと、加速度を検出する加速度センサとを内蔵したものとすることができる。この場合には、例えば、空中移動するボールの、進行方向及び重力方向に対する回転軸の向き及び回転方向を算出するシステムにおいて、マイコンリセットシステムを適用することができる。

上記マイコン搭載装置は、野球のボールとすることができる。この場合には、特に、ボールの外表面にスイッチ等を露出させないようにするという要請が高い。すなわち、野球のボールは、その外表面の状態が、そのまま投手等の指先の感覚に影響するものである。それゆえ、ボールの外表面にスイッチ等を露出させないようにすることで、より製品価値を高めることとなる。そこで、上記給電操作に基づいてマイコンの強制リセットが実行されるよう構成されていることで、より高品質のマイコン搭載装置（ボール）を備えたマイコンリセットシステムを得ることができる。

（実施形態１）
マイコンリセットシステムの実施形態につき、図１〜図４を参照して説明する。
本実施形態のマイコンリセットシステム１は、図１に示すごとく、マイコン搭載装置２と、給電装置３と、を有する。マイコン搭載装置２は、コンピュータプログラムを実行するマイコン２１を搭載した装置である。給電装置３は、マイコン搭載装置２とは別体に構成され、マイコン搭載装置２へ電力を供給する装置である。

マイコン搭載装置２は、マイコン２１と、マイコン２１の電源となる二次電池２２と、二次電池２２に充電する電力を給電装置３から無線にて受ける無線受電部２３と、マイコン２１を強制的にリセットするリセット部２４と、を有する。
給電装置３は、無線受電部２３へ電力を無線にて供給する無線給電部３３を備えている。
リセット部２４によるマイコン２１の強制リセットは、無線給電部３３から無線受電部２３への給電操作に基づいて実行されるよう構成されている。

無線給電部３３及び無線受電部２３は、無線にて電力を授受するよう構成されている。すなわち、無線給電部３３と無線受電部２３との間は、無線電力伝送方式により、電力を伝送するよう構成されている。

無線給電部３３は、給電コイル３３０を備え、無線受電部２３は、受電コイル２３０を備えている。給電コイル３３０の共振周波数と受電コイル２３０の共振周波数とが一致している。すなわち、無線給電部３３と無線受電部２３との間の電力伝送方式として、いわゆる磁界共振方式を採用している。

本形態においては、マイコン搭載装置２は、野球のボールである。そして、マイコン搭載装置２は、図２、図３に示すごとく、マイコン２１と共に物理量センサ（２５１、２５２）を内蔵したボールである。ボールは、物理量センサとして、地磁気を測定する磁気センサ２５１と、加速度を検出する加速度センサ２５２とを内蔵している。マイコン２１は、空中移動するボールの回転軸の向き及び回転方向を算出する演算部（図示略）を備える。

磁気センサ２５１は、互いに直交する３軸方向の磁気を検出するよう構成されている。磁気センサ２５１は、マグネトインピーダンスセンサからなる。磁気センサ２５１は、互いに直交する３軸方向にそれぞれの感度方向を向けて配置された３つのセンサ素子（図示略）を有する。

加速度センサ２５２は、互いに直交する３軸方向の加速度を検出するよう構成されている。磁気センサ２５１及び加速度センサ２５２は、いずれも、ボールの内部において固定されている。

このように、マイコン搭載装置２としてのボールは、空中を移動するボールの、進行方向及び重力方向に対する回転軸の向き及び回転方向を検出する、ボール回転方向検出システムを構築することができる。これにより、例えば、野球の投手が投げたボールの球種を判定したり、球質を評価したりすることが、簡易な構成にて可能となる。また、球種や球質を、単に定性的に評価するだけでなく、定量的に数値化して評価することも可能となる。なお、このボール回転方向検出システムに関しては、例えば、特開２０１７−９０４３３号公報に開示された手法を採用することができる。

図２に示すごとく、マイコン搭載装置２としてのボールには、受電コイル２３０と共に回路基板２７１が内蔵されている。図３に示すごとく、回路基板２７１には、マイコン２１、磁気センサ２５１、及び加速度センサ２５２が実装されている。また、図示を省略するが、回路基板２７１には、共振用コンデンサ２３１、整流回路２６１を構成する電子部品、電源回路２６２を構成する電子部品等が実装されている。

また、図２、図３に示すごとく、電子部品を搭載した回路基板２７１は、二次電池２２と共に、受電コイル２３０の内側に配置されている。すなわち、互いに対向配置された円盤状の回路基板２７１及び二次電池２２の周囲に、円環状の受電コイル２３０が配設されている。そして、回路基板２７１と受電コイル２３０とは、樹脂製の球形のカプセル２７２内に、充填樹脂２７３に埋設された状態で、一体化されて、球形モジュール２７０を構成している。この球形モジュール２７０は、その幾何学的重心に、質量重心が配置されるようにしてある。また、球形モジュール２７０の幾何学的重心かつ質量重心は、ボールの球形モジュール２７０の幾何学的重心かつ質量重心に一致するように、ボール内に配置される。

そして、マイコン２１を含む球形モジュール２７０を内蔵したボール（マイコン搭載装置２）を、通常のボールと同じ質量、寸法、質量配分、形状に仕上げると共に、外表面の状態も、通常のボールと同じように仕上げている。つまり、外表面の状態についても、例えば野球の公式球と実質的に変わらないように、マイコン搭載装置２を仕上げることが重要となる。それゆえ、外表面にスイッチ等が露出したり、スイッチ等に起因する凹凸が存在しない状態にしたりすることが重要となる。

給電装置３は、図４に示すごとく、マイコン搭載装置２であるボールを載置して、無線充電にて、ボール内の二次電池２２を充電するよう構成されている。給電装置３は、環状の給電コイル３３０を内蔵しており、この給電コイル３３０の内側に、ボールを配置する配置空間３１を備える。この配置空間３１に、ボールを所定の向きにて配置することで、給電装置３の無線給電部３３から、ボールの無線受電部２３への給電が行われる。これにより、二次電池２２への充電が無線にて行われる。

図１に、本形態のマイコンリセットシステム１のブロック図を示す。
マイコン搭載装置２は、無線受電部２３と二次電池２２との間に、整流回路２６１を有する。整流回路２６１は、無線受電部２３において受電した電力Ｐ１を整流して、直流電力Ｐ２として、二次電池２２へ送る。

また、二次電池２２とマイコン２１との間には、電源回路２６２が設けてある。電源回路２６２は、二次電池２２の電力Ｐ３を、マイコン２１へ供給する回路である。
無線受電部２３は、受電コイル２３０と共に共振回路を構成する共振用コンデンサ２３１を有する。これにより、受電コイル２３０に、給電コイル３３０からの特定の周波数の磁界Ｈが作用したとき、無線受電部２３の共振回路において発電される。この発電された電力Ｐ１が、整流回路２６１へ出力される。

この整流回路２６１における電圧Ｖ又は電流Ｉに基づいて、電源回路２６２にリセット信号Ｓｒを送る、リセット部２４が、マイコン搭載装置２に設けてある。リセット部２４は、例えば、コンパレータ回路等を備えている。そして、整流回路２６１における電圧Ｖ又は電流Ｉが、所定の閾値以上である場合に、電源回路２６２へ、リセット信号Ｓｒを送るよう構成されている。

リセット信号Ｓｒを受けた電源回路２６２は、マイコン２１への給電を遮断する。これにより、マイコン２１が自動的にリセットされる。
このように、本形態において、リセット部２４は、無線受電部２３の電圧又は電流が、所定の閾値以上となったとき、マイコン２１を強制リセットするよう構成してある。

なお、無線受電部２３の電圧と整流回路２６１の電圧とは、互いに対応関係にあり、整流回路２６１の電圧に基づいてリセット信号Ｓｒを発信することは、無線受電部２３の電圧に基づいてリセット信号Ｓｒを発信することと等価である。無線受電部２３の電流と整流回路２６１の電流との関係も同様である。

上述のように、給電操作に基づいて、マイコン２１をリセットすることとなるため、マイコン２１の暴走の有無に関わらず、給電時（充電時）にマイコン２１が強制リセットされることとなる。

また、強制リセットされたマイコン２１は、例えば、強制リセット時点から所定時間経過後に、再び電力Ｐ４が供給されて、再起動するようにすることができる。或いは、充電完了後に、マイコン２１が再起動するよう構成することもできる。このように、マイコン２１は、強制リセット後、何らかのタイミングにて起動させることにより、正常な状態に回復して、稼働することとなる。

次に、本実施形態の作用効果につき説明する。
上記マイコンリセットシステム１においては、マイコン搭載装置２が備えるリセット部２４による強制リセットが、無線給電部３３から無線受電部２３への給電操作に基づいて実行されるよう構成されている。それゆえ、通常の給電操作を行うときと同様の操作によって、マイコン２１の強制リセットを行うことができる。これにより、マイコン２１の暴走状態の継続を容易に防ぐことができる。

また、無線給電部３３及び無線受電部２３は、無線にて電力を授受するよう構成されている。それゆえ、マイコン搭載装置２において、無線受電部２３を内部に埋設することができる。これに伴い、マイコン搭載装置２の外表面に、スイッチや配線等を露出させない構成とすることができる。このような構成のマイコン搭載装置２は、特に、外部からの物理的な操作によって強制リセットを実行することが困難となりやすい。そこで、無線にて行う給電操作に基づいてマイコン２１の強制リセットが実行されるよう構成することで、容易にマイコン２１の強制リセットを行うことができる。それゆえ、効果的に、マイコン２１の暴走状態の継続を防ぐことができる。

また、給電コイル３３０の共振周波数と受電コイル２３０の共振周波数とが一致している。この場合には、所望のタイミング以外、つまり給電操作以外のタイミングにおいて、マイコン２１の強制リセットが行われることを防ぐことができる。すなわち、無線給電部３３と無線受電部２３との間の電力伝送方式が、いわゆる磁界共振方式であることにより、特定の共振周波数以外の磁界が受電コイル２３０に作用しても、強制リセットが実行されないようにすることができる。それゆえ、無線給電部３３以外の外部の電磁ノイズによって、所望しないタイミングでマイコン２１の強制リセットが行われることを防ぐことができる。例えば、マイコン搭載装置２の正常使用中に、マイコン２１の強制リセットが実行されるという不具合を防ぐことができる。

リセット部２４は、無線受電部２３の電圧又は電流が、所定の閾値以上となったとき、マイコン２１を強制リセットするよう構成してあるものとすることができる。この場合には、マイコン２１の強制リセットを、容易かつ確実に行うことができる。

マイコン搭載装置２は、マイコン２１と共に物理量センサを内蔵したボールである。ボールの外表面には、スイッチ等を極力露出させないようにするという要請が高い。それゆえ、給電操作に基づいてマイコン２１の強制リセットが実行されるよう構成されていることで、より高品質のマイコン搭載装置２（ボール）を備えたマイコンリセットシステム１を得ることができる。

ボールは、磁気センサ２５１と加速度センサ２５２とを内蔵している。これにより、上述のように、空中移動するボールの、進行方向及び重力方向に対する回転軸の向き及び回転方向を算出するシステムを構築することができる。そして、このシステムにおいて、マイコンリセットシステム１を適用することができる。

マイコン搭載装置２は、野球のボールである。特に、野球のボールは、外表面にスイッチ等を露出させないようにするという要請が高い。すなわち、野球のボールは、その外表面の状態が、そのまま投手等の指先の感覚に影響するものである。それゆえ、ボールの外表面にスイッチ等を露出させないようにすることで、より製品価値を高めることとなる。そこで、給電操作に基づいてマイコン２１の強制リセットが実行されるよう構成されていることで、より高品質のマイコン搭載装置２（ボール）を備えたマイコンリセットシステム１を得ることができる。

以上のごとく、本実施形態によれば、マイコンの暴走状態の継続を容易に防ぐことができる、マイコンリセットシステムを提供することができる。

（参考形態１）
本形態は、図５に示すごとく、リセット部２４からのリセット信号Ｓｒを、マイコン２１に送信するよう構成した、マイコンリセットシステム１の形態である。
すなわち、実施形態１においては、リセット部２４は、電源回路２６２にリセット信号Ｓｒを送るよう構成された形態を示したが、本形態においては、直接、マイコン２１にリセット信号Ｓｒを送信する。これにより、マイコン２１のリセットスイッチを作動させて、マイコン２１を強制リセットする。

リセット部２４が、整流回路２６１における電圧Ｖ又は電流Ｉに基づいて、リセット信号Ｓｒを発信する点は、実施形態１と同様である。
その他の構成は、実施形態１と同様である。なお、参考形態１以降において用いた符号のうち、既出の実施形態において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、既出の実施形態におけるものと同様の構成要素等を表す。

本形態においては、リセット部２４が、リセット信号Ｓｒを直接マイコン２１へ送信するため、システムを簡素化しやすくなる。
その他、実施形態１と同様の作用効果を有する。

（実施形態２）
本実施形態のマイコンリセットシステム１においては、図６に示すごとく、無線給電部３３と無線受電部２３とが電気的に結合されたとき、リセット部２４がマイコン２１を強制リセットするよう構成してある。ここで、「電気的に結合」とは、磁界を介した電気的結合を含む。

具体的には、マイコン搭載装置２を給電装置３に設置することにより、給電装置３のロジック回路３Ｌと、マイコン搭載装置２における整流回路２６１のロジック回路２６１Ｌとの間において、互いに通信が開始される。ここで、通信がハンドシェイク（通信が成立）したときに生じる信号に基づいて、整流回路２６１のロジック回路２６１Ｌは、リセット部２４に、リセット信号Ｓｒの発信指示の信号ＳＬを送信する。

すなわち、信号ＳＬに基づいて、リセット部２４がリセット信号Ｓｒを出力する。リセット信号Ｓｒは、実施形態１と同様に、電源回路２６２へ送られる。リセット信号Ｓｒを受けた電源回路２６２は、マイコン２１への電力供給を遮断する。これにより、マイコン２１が強制的にリセットされる。
その他の構成は、実施形態１と同様である。
本実施形態においても、実施形態１と同様の作用効果を得ることができる。

なお、本実施形態において、整流回路２６１のロジック回路２６１Ｌを、リセット部としてもよい。つまり、図６に示すリセット部２４を、整流回路２６１のロジック回路２６１Ｌと別に設けることなく、ロジック回路２６１Ｌからの信号ＳＬを、そのまま、リセット信号Ｓｒとして、電源回路２６２へ送信する構成としてもよい。

（参考形態２）
本形態のマイコンリセットシステム１においても、図７に示すごとく、無線給電部３３と無線受電部２３とが電気的に結合されたとき、リセット部２４がマイコン２１を強制リセットするよう構成してある。この点は、実施形態２と同様である。ただし、リセット部２４からのリセット信号Ｓｒを、マイコン２１に送信するよう構成した点において、実施形態２と異なる。リセット信号Ｓｒをマイコン２１に送信する点は、参考形態１と同様である。このように、本形態は、実施形態２と参考形態１とを組み合わせた形態である。

本形態によれば、実施形態２と同様に、強制リセットのタイミングを早くすることができる。さらに、参考形態１と同様に、システムの簡素化を図ることができる。
その他、実施形態１と同様の作用効果を有する。

なお、本形態においても、整流回路２６１のロジック回路２６１Ｌを、リセット部としてもよい。つまり、ロジック回路２６１Ｌからの信号ＳＬを、そのまま、リセット信号Ｓｒとして、マイコン２１へ送信する構成としてもよい。

上記実施形態においては、マイコン搭載装置を野球のボールとした形態につき、説明したが、必ずしも、これに限られるものではない。マイコン搭載装置を、他の球技のボールとしたり、ボール以外のものとしたりすることも可能である。

本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の実施形態に適用することが可能である。

１ マイコンリセットシステム
２ マイコン搭載装置
２１ マイコン
２２ 二次電池
２３ 無線受電部
２４ リセット部
３ 給電装置
３３ 無線給電部

Claims (8)

1. コンピュータプログラムを実行するマイコンを搭載したマイコン搭載装置と、
   上記マイコン搭載装置とは別体に構成され、上記マイコン搭載装置へ電力を供給する給電装置と、を有し、
   上記マイコン搭載装置は、上記マイコンと、上記マイコンの電源となる二次電池と、該二次電池に充電する電力を上記給電装置から無線にて受ける無線受電部と、上記マイコンを強制的にリセットするリセット部と、を有し、
   上記給電装置は、上記無線受電部へ電力を無線にて供給する無線給電部を備えており、
   上記リセット部による上記マイコンの強制リセットは、上記無線給電部から上記無線受電部への給電操作に基づいて、上記二次電池から上記マイコンへの給電を遮断することにより、実行されるよう構成されている、マイコンリセットシステム。
2. 上記無線給電部は、給電コイルを備え、上記無線受電部は、受電コイルを備え、上記給電コイルの共振周波数と上記受電コイルの共振周波数とが一致している、請求項１に記載のマイコンリセットシステム。
3. 上記リセット部は、上記無線受電部の電圧又は電流が、所定の閾値以上となったとき、上記マイコンを強制リセットするよう構成してある、請求項１又は２に記載のマイコンリセットシステム。
4. 上記リセット部は、上記無線給電部と上記無線受電部とが電気的に結合されたとき、上記マイコンを強制リセットするよう構成してある、請求項１又は２に記載のマイコンリセットシステム。
5. 上記マイコン搭載装置は、上記マイコンと共に物理量センサを内蔵したボールである、請求項１〜４のいずれか一項に記載のマイコンリセットシステム。
6. 上記ボールは、上記物理量センサとして、地磁気を測定する磁気センサを内蔵している、請求項５に記載のマイコンリセットシステム。
7. 上記ボールは、物理量センサとして、加速度を検出する加速度センサを内蔵している、請求項５又は６に記載のマイコンリセットシステム。
8. 上記マイコン搭載装置は、野球のボールである、請求項５〜７のいずれか一項に記載のマイコンリセットシステム。

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