(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源から常時供給される電力を動作電力として路側機からのパイロット信号を間欠的に監視する間欠動作及び路側機からのパイロット信号を連続的に監視する連続動作のいずれかを選択的に行うウェイクアップ回路と、電源から供給される電力を動作電力として動作可能なメイン回路と、電源の電力を前記メイン回路に供給する状態と供給しない状態とを切替可能な電源スイッチと、を備え、前記ウェイクアップ回路が連続動作中に前記電源スイッチが電源の電力を前記メイン回路に供給する状態と供給しない状態とを切替えることで前記メイン回路の動作を開始・停止させることが可能に構成されてなる電波モジュールであって、
前記ウェイクアップ回路は、間欠動作中に外部から受信した信号のパルス時間幅が路側機からのパイロット信号のバーストのパルス時間幅に相当する旨を検知するかまたは外部から受信した信号のパルス周期が路側機からのパイロット信号のバーストのパルス周期に相当する旨を検知した場合に、間欠動作から連続動作に切替えて連続動作を行うことを特徴とする電波モジュール。
【請求項２】
請求項１に記載した電波モジュールにおいて、
振動を検知する振動検知手段を備え、
前記ウェイクアップ回路は、間欠動作中に前記振動検知手段が振動を検知した場合にも、間欠動作から連続動作に切替えて連続動作を行うことを特徴とする電波モジュール。
【請求項３】
請求項１または２に記載した電波モジュールにおいて、
前記ウェイクアップ回路は、連続動作中に外部から受信した信号のパルス時間幅が路側機からのパイロット信号のバーストのパルス時間幅に相当する旨を検知し且つ外部から受信した信号のパルス周期が路側機からのパイロット信号のバーストのパルス周期に相当する旨を検知した場合に、前記メイン回路の動作を開始させることを特徴とする電波モジュール。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載した電波モジュールにおいて、
前記ウェイクアップ回路は、間欠動作中では外部から受信した信号のパルス時間幅を判定する回路及び外部から受信した信号のパルス周期を判定する回路のうち一方のみを動作させることを特徴とする電波モジュール。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載した電波にモジュールにおいて、
前記ウェイクアップ回路は、外部から受信した信号のパルス時間幅が路側機からのパイロット信号のバーストのパルス時間幅に相当するか否かを判定するための判定レベル及び外部から受信した信号のパルス周期が路側機からのパイロット信号のバーストのパルス周期に相当するか否かを判定するための判定レベルを微弱電界では低く設定すると共に強電界では高く設定することを特徴とする電波モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源から供給される電力を動作電力として路側機からのパイロット信号を間欠的に監視する間欠動作及び路側機からのパイロット信号を連続的に監視する連続動作のいずれかを選択的に行うウェイクアップ回路を備え、前記ウェイクアップ回路が連続動作中にメイン回路の動作を開始・停止させることが可能に構成されてなる電波モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば車両に搭載されている電波モジュールでは、ウェイクアップ回路が常時起動している一方で、メイン回路が必要な時だけ起動することで低消費電力化を実現するように構成されている。このものでは、ウェイクアップ回路は、路側機からのパイロット信号の受信電界強度が閾値以上である旨を検知して車両が通信エリアを走行している旨を検知したり、振動センサが振動を検知したりすると、メイン回路を起動させるように構成されている（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−３２８２６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、メイン回路を起動させるためにはウェイクアップ回路が起動している必要があるが、ウェイクアップ回路が常時起動している構成では、十分な低消費電力化を達成しているとは言い難く、低消費電力化の点で更なる改善の余地があった。その反面、ウェイクアップ回路が適切なタイミングで起動していないと、ウェイクアップ回路がメイン回路を適切なタイミングで起動させることが困難になり、メイン回路が無線通信を正常に行う
ことが困難になるという問題もある。
【０００４】
本発明は、上記した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ウェイクアップ回路の低消費電力化を適切に実現することができながらも、ウェイクアップ回路がメイン回路を適切なタイミングで起動させることができ、メイン回路が無線通信を正常に行うことができる電波モジュールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に記載した発明によれば、ウェイクアップ回路は、電源から供給される電力を動作電力として路側機からのパイロット信号を間欠的に監視する間欠動作及び路側機からのパイロット信号を連続的に監視する連続動作のいずれかを選択的に行い、間欠動作中に外部から受信した信号のパルス時間幅が路側機からのパイロット信号のバースト（信号列のかたまり）のパルス時間幅に相当する旨を検知すると、または、外部から受信した信号のパルス周期が路側機からのパイロット信号のバーストのパルス周期に相当する旨を検知すると、間欠動作から連続動作に切替えて連続動作を行う。
【０００６】
これにより、ウェイクアップ回路が通常は間欠動作を行っており、その状態から路側機からのパイロット信号を受信すると、そのタイミングで間欠動作から連続動作に切替えて連続動作を行うので、ウェイクアップ回路が常時起動する従来のものとは異なって、ウェイクアップ回路の低消費電力化を適切に実現することができる。また、路側機からのパイロット信号を受信したタイミングで間欠動作から連続動作に切替えて連続動作を行うので、これ以降、ウェイクアップ回路がメイン回路を適切なタイミングで起動させることができ、メイン回路が無線通信を正常に行うことができる。
【０００７】
そして、このようにウェイクアップ回路の低消費電力化を適切に実現することで、電源として電池を採用する構成であれば、電池の小型化を実現することができ、その分、モジュール全体の小型化をも実現することができる。
【０００８】
請求項２に記載した発明によれば、ウェイクアップ回路は、間欠動作中に振動検知手段が振動を検知した場合にも、間欠動作から連続動作に切替えて連続動作を行う。これにより、メイン回路を起動させる必要がある通信エリア（例えば料金所の入口など）に予め振動検知手段が振動を検知することが可能な構造（例えば路面の段差など）を用意しておくことで、例えば移動速度が高速であるが故に本来通信すべき通信エリアを通過してしまった場合であっても、振動検知手段が振動を検知したタイミングでウェイクアップ回路が間欠動作から連続動作に切替えて連続動作を行うことで、これ以降、ウェイクアップ回路がメイン回路を適切なタイミングで起動させることができる。
【０００９】
請求項３に記載した発明によれば、ウェイクアップ回路は、連続動作中に外部から受信した信号のパルス時間幅が路側機からのパイロット信号のバーストのパルス時間幅に相当する旨を検知し且つ外部から受信した信号のパルス周期が路側機からのパイロット信号のバーストのパルス周期に相当する旨を検知すると、メイン回路の動作を開始させる。これにより、これから通信エリアに進入する可能性が高いと想定される適切なタイミングでメイン回路を起動させることができる。
【００１０】
請求項４に記載した発明によれば、ウェイクアップ回路は、間欠動作中では外部から受信した信号のパルス時間幅を判定する回路及び外部から受信した信号のパルス周期を判定する回路のうち一方のみを動作させる。これにより、パルス時間幅を判定する回路及びパルス周期を判定する回路のうち一方のみを動作させることで、ウェイクアップ回路の低消費電力化をより実現することができる。
【００１１】
請求項５に記載した発明によれば、ウェイクアップ回路は、外部から受信した信号のパルス時間幅が路側機からのパイロット信号のバーストのパルス時間幅に相当するか否かを判定するための判定レベル及び外部から受信した信号のパルス周期が路側機からのパイロット信号のバーストのパルス周期に相当するか否かを判定するための判定レベルを微弱電界では低く設定すると共に強電界では高く設定する。
【００１２】
これにより、外部から受信した信号のパルス時間幅やパルス周期が路側機からのパイロット信号のバーストのパルス時間幅やパルス周期に相当するか否かを判定するための判定レベルを電界レベルに応じて変動することで、検知精度を高めることができ、ウェイクアップ回路が間欠動作から連続動作に切替えるタイミング及びウェイクアップ回路がメイン回路を起動させるタイミングの精度を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明を、車両に取付可能な電波モジュールに適用した一実施形態について、図面を参照して説明する。図１は、電波モジュールの機能ブロック図を示している。電波モジュール１は、ウェイクアップ回路２及びメイン回路３を備えて構成されている。
ウェイクアップ回路２は、ウェイクアップ検知回路４、ウェイクアップ判定回路５、低周波発振部６、振動センサ７（本発明でいう振動検知手段）及び電源制御部８を備えて構成されている。ウェイクアップ検知回路４は、外部からアンテナ９で受信された信号を切替スイッチ１０を介して入力すると、その入力した信号を包絡線検波して検波信号を生成し、その生成した検波信号に基づいて出力信号を生成してウェイクアップ判定回路５に出力する。振動センサ７は、車両の振動を計測して振動レベルをウェイクアップ判定回路５に出力する。
【００１４】
ウェイクアップ判定回路５は、低周波発振部６から供給される低周波クロックを動作クロックとして動作し、ウェイクアップ検知回路４から出力信号を入力すると、その入力した出力信号を判定し、その判定結果に基づいてスイッチ切替信号を切替スイッチ１０に出力すると共に電源オン信号または電源オフ信号を電源スイッチ１１に出力する。また、ウェイクアップ判定回路５は、振動センサ７から振動レベルを入力すると、その入力した振動レベルを判定し、その判定結果に基づいてもスイッチ切替信号を切替スイッチ１０に出力すると共に電源オン信号または電源オフ信号を電源スイッチ１１に出力する。電源制御部８は、電池１２から供給される電力を動作電力として各機能ブロック４〜６及び振動センサ７に出力する。
【００１５】
メイン回路３は、無線通信部１３、通信処理部１４、記憶部１５、高周波発振部１６及び電源制御部１７を備えて構成されている。無線通信部１３は、高周波発振部１６から供給される高周波クロックを動作クロックとして動作し、無線通信を制御する。通信処理部１４は、高周波発振部１６から供給される高周波クロックを動作クロックとして動作し、データを記憶部１５に書込んだり記憶部１５からデータを読出したりして通信処理を制御する。電源制御部１７は、電池１２から電源スイッチ１１を介して供給される電力を動作電力として各機能ブロック１３〜１６に出力する。
【００１６】
切替スイッチ１０は、ウェイクアップ判定回路５からスイッチ切替信号を入力すると、その入力したスイッチ切替信号に基づいて、外部からアンテナ９で受信された信号をウェイクアップ検知回路４に出力する第１の接続状態と外部からアンテナ９で受信された信号を無線通信部１３に出力すると共に無線通信部１３から入力した信号をアンテナ９から送信させる第２の接続状態とを切替える。電源スイッチ１１は、ウェイクアップ判定回路５から電源オン信号を入力すると、メイン回路３の電源制御部１７への電力供給動作を開始し、一方、ウェイクアップ判定回路５から電源オフ信号を入力すると、メイン回路３の電源制御部１７への電力供給動作を停止する。
【００１７】
ここで、ウェイクアップ検知回路４及びウェイクアップ判定回路５の動作について、図４及び図５を参照して説明する。ウェイクアップ検知回路４は、外部からアンテナ９で受信された信号を判定レベルにしたがって判定する。この場合の判定方法としては、外部からアンテナ９で受信された信号のパルスをピークホールドし、その平均値を判定して判定レベルを決定する。すなわち、ウェイクアップ検知回路４は、微弱電界では判定レベルを低く設定し（例えば「数十ｍＶ」に設定し）、一方、強電界では判定レベルを高く設定する（例えば「数百ｍＶ」に設定する）。尚、微弱電界では、判定レベルを低く設定したが故に、ノイズを検知してしまう可能性があるので、判定レベルにオフセットを持たせても良い。
【００１８】
この場合、ウェイクアップ検知回路４は、外部からアンテナ９で受信された信号を包絡線検波して検波信号を生成し、その生成した検波信号を判定レベルを基準としてアナログ値からデジタル値に変換して出力信号を生成し、その生成した出力信号をウェイクアップ判定回路５に出力する。
【００１９】
ウェイクアップ判定回路５は、ウェイクアップ検知回路４から出力信号を入力すると、その入力した出力信号のパルス周期及びパルス時間幅を計測し、その入力した出力信号のパルス周期が路側機からのパイロット信号のバースト（信号列のかたまり）のパルス周期に相当するか否かを判定すると共に、その入力した出力信号のパルス時間幅が路側機からのパイロット信号のバーストのパルス時間幅に相当するか否かを判定する。
【００２０】
尚、このように構成されてなる電波モジュール１は、アンテナ９に対応する部分が電波を透過可能な樹脂で形成されており、機械的に開封不可能な構造となっている。
次に、上記した構成の作用について、図２及び図３も参照して説明する。ここで、図２は、ウェイクアップ回路２が行う処理をフローチャートとして示している。
【００２１】
ウェイクアップ回路２は、電池１２が電波モジュール１に正常に装着されると、その直後から電池１２の電力が動作電力として供給されることになるので、間欠動作を開始する（ステップＳ１）。尚、電池１２が電波モジュール１に正常に装着されるタイミングは、例えば電波モジュール１が車両に取付けられるタイミングである。また、ウェイクアップ回路２は、間欠動作として例えば「５００ｍｓ」の起動時間と「５００ｍｓ」の停止時間とを繰返す動作を行う。このように電池１２が電波モジュール１に正常に装着された直後でウェイクアップ回路２が間欠動作を行うことで、連続動作を行う場合から「５０％」の低消費電力化を実現することができる。
【００２２】
次いで、ウェイクアップ回路２は、外部からアンテナ９で受信された信号のパルス周期がパイロット信号のバーストのパルス周期に相当するか否かを判定することで、パイロット信号のバーストのパルス周期を検知したか否かを判定し（ステップＳ２）、外部からアンテナ９で受信された信号のパルス時間幅がパイロット信号のバーストのパルス時間幅に相当するか否かを判定することで、パイロット信号のバーストのパルス時間幅を検知したか否かを判定し（ステップＳ３）、振動センサ７から入力した振動レベルを判定することで、車両の振動を判定する（ステップＳ４）。
【００２３】
ここで、車両が通信エリアの端に到達すると、電波モジュール１がパイロット信号を微弱電界で受信することになり、このとき、ウェイクアップ回路２は、パイロット信号のバーストのパルス時間幅及びパイロット信号のバーストのパルス周期のうちどちらか一方を先に検知することになる。ウェイクアップ回路２は、パイロット信号のバーストのパルス時間幅及びパイロット信号のバーストのパルス周期のうちどちらかを検知すると（ステップＳ２にて「ＹＥＳ」）（図３ではパルス周期を検知した場合を示している）、間欠動作を終了すると同時に連続動作を開始し、つまり、間欠動作から連続動作に切替えて連続動作を行い（ステップＳ５）（図３中「ｔ１」参照）、規定時間の計時を開始する（ステップＳ６）。そして、ウェイクアップ回路２は、パイロット信号のバーストのパルス周期とパルス時間幅との双方を検知したか否かを判定する（ステップＳ７）。
【００２４】
ここで、車両が通信エリアの中央付近に近付くと、電波モジュール１がパイロット信号を強電界で受信することになり、このとき、ウェイクアップ回路２は、図５に示したように、パイロット信号のバーストのパルス周期とパルス時間幅との双方を検知することになる。ウェイクアップ回路２は、パイロット信号のバーストのパルス周期とパルス時間幅との双方を検知すると（ステップＳ７にて「ＹＥＳ」）、スイッチ切替信号を切替スイッチ１０に出力し、アンテナ９とメイン回路３とを切替スイッチ１０を介して接続させると共に、電源オン信号を電源スイッチ１１に出力し、電池１２からメイン回路３への動作電力の供給を開始させることで、メイン回路３の動作を開始させる（ステップＳ８）（図３中「ｔ２」参照）。
【００２５】
次いで、ウェイクアップ回路２は、メイン回路３と路側機とが無線通信を正常に終了したか否かを判定し（ステップＳ９）、規定時間が経過したか否かを判定する（ステップＳ１０）。そして、ウェイクアップ回路２は、メイン回路３と路側機とが無線通信を正常に終了した旨を検知するか（ステップＳ９にて「ＹＥＳ」）、または、無通信状態で規定時間が経過した旨を検知すると（ステップＳ１０にて「ＹＥＳ」）、スイッチ切替信号を切替スイッチ１０に出力し、アンテナ９とウェイクアップ回路２とを切替スイッチ１０を介して接続させると共に、電源オフ信号を電源スイッチ１１に出力し、電池１２からメイン回路３への動作電力の供給を終了させることで、メイン回路３の動作を終了させる（ステップＳ１２）。
【００２６】
そして、ウェイクアップ回路２は、連続動作を終了すると同時に間欠動作を開始し、つまり、連続動作から間欠動作に切替えて間欠動作を行い（ステップＳ１３）、上記したステップＳ２に戻り、上記した一連の処理を繰返して実行する。また、ウェイクアップ回路２は、振動センサ７から入力した振動レベルが判定レベル以上である旨を判定し、車両の振動を検知すると（ステップＳ４にて「ＹＥＳ」）、この場合も、間欠動作を終了すると同時に連続動作を開始し、つまり、間欠動作から連続動作に切替えて連続動作を行い、これ以降、上記した一連の処理を実行する。
【００２７】
以上に説明したように本実施形態によれば、電波モジュール１において、ウェイクアップ回路２が間欠動作中に外部から受信した信号のパルス時間幅が路側機からのパイロット信号のバーストのパルス時間幅に相当する旨を検知すると、または、外部から受信した信号のパルス周期が路側機からのパイロット信号のバーストのパルス周期に相当する旨を検知すると、ウェイクアップ回路２が間欠動作から連続動作に切替えて連続動作を行うように構成したので、ウェイクアップ回路２が常時起動する従来のものとは異なって、ウェイクアップ回路２の低消費電力化を適切に実現することができる。
【００２８】
また、路側機からのパイロット信号を受信したタイミングで間欠動作から連続動作に切替えて連続動作を行うので、これ以降、ウェイクアップ回路３がメイン回路３を適切なタイミングで起動させることができ、メイン回路３が無線通信を正常に行うことができる。そして、このようにウェイクアップ回路２の低消費電力化を適切に実現することで、本実施形態のように電源として電池１２を採用する構成であれば、電池の小型化を実現することができ、その分、モジュール１全体の小型化をも実現することができる。
【００２９】
また、ウェイクアップ回路２が間欠動作中に振動センサ７が車両の振動を検知した場合にも、間欠動作から連続動作に切替えて連続動作を行うように構成したので、メイン回路３を起動させる必要がある通信エリア（例えば料金所の入口など）に予め振動センサ７が振動を検知することが可能な構造（例えば路面の段差など）を用意しておくことで、例えば移動速度が高速であるが故に本来通信すべき通信エリアを通過してしまった場合であっても、振動センサ７が振動を検知したタイミングでウェイクアップ回路２が間欠動作から連続動作に切替えて連続動作を行うことで、これ以降、ウェイクアップ回路２がメイン回路３を適切なタイミングで起動させることができる。
【００３０】
また、ウェイクアップ回路が連続動作中に外部から受信した信号のパルス時間幅が路側機からのパイロット信号のバーストのパルス時間幅に相当する旨を検知し且つ外部から受信した信号のパルス周期が路側機からのパイロット信号のバーストのパルス周期に相当する旨を検知すると、メイン回路３の動作を開始させるように構成したので、これから通信エリアに進入する可能性が高いと想定される適切なタイミングでメイン回路３を起動させることができる。
【００３１】
さらに、ウェイクアップ回路２が低周波クロックを動作クロックとして動作し、一方、
メイン回路３が高周波クロックを動作クロックとして動作を行うように構成したので、ウェイクアップ回路２では低消費電力化をより実現することができると共に、メイン回路３では高速処理を実現することができ、低消費電力化と高速処理とを両立することができる。
【００３２】
本発明は、上記した実施形態にのみ限定されるものではなく、以下のように変形または拡張することができる。
ウェイクアップ回路において、間欠動作で動作中では外部から受信した信号のパルス時間幅を判定する回路と外部から受信した信号のパルス周期を判定する回路との一方のみを動作させ、間欠動作から連続動作に切替えた後に双方の回路を動作させる構成であっても良く、そのように構成すれば、ウェイクアップ回路の低消費電力化をより実現することができる。
パルス周期を判定する場合に、信号の立上りのタイミングで判定する構成に限らず、信号の立下りタイミングで判定する構成であっても良く、また、それら両方で判定する構成であっても良い。
【００３３】
振動センサが振動を検知することが可能な構造にある程度の長さを持たせ、振動センサから入力した振動レベルが判定レベル以上である時間が規定時間連続した場合に、ウェイクアップ回路が間欠動作から連続動作に切替えて連続動作を行うように構成しても良く、そのように構成すれば、例えばエンジン始動による一時的な振動や単なる砂利や落下物による一時的な振動に起因してウェイクアップ回路が不必要に間欠動作から連続動作に切替えて連続動作を行ってしまうことを未然に回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の一実施形態を示す機能ブロック図
【図２】フローチャート
【図３】ウェイクアップ回路及びメイン回路の動作態様を示す図
【図４】微弱電界でのウェイクアップ検知回路の検波信号及び出力信号を示す図
【図５】強電界でのウェイクアップ検知回路の検波信号及び出力信号を示す図
【符号の説明】
【００３５】
図面中、１は電波モジュール、２はウェイクアップ回路、３はメイン回路、７は振動検知手段である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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