通信端末及びデータ通信システム
【課題】通信端末が電源として備え持つ電池の長寿命化を図ることができる通信端末及びデータ通信システムを提供する。
【解決手段】スマート通信を実行しない通常時は、第１スイッチ２５をオフして通信制御回路１２を電池１９から切り離して、通信制御回路１２を電源オフ状態とする。車両１の発信機８（９）から発信された電力電波Ｓvcを電子キー２が受信すると、この電力電波Ｓvcは充電回路２１で充電される。そして、充電回路２１の充電値が閾値を超えると、第１スイッチ２５がオンに切り換わり、通信制御回路１２が電池１９と電気的に繋がった状態になり、電源オン状態に切り換わる。これにより、電子キー２が起動し、車両１とのスマート通信が実行可能となる。
【解決手段】スマート通信を実行しない通常時は、第１スイッチ２５をオフして通信制御回路１２を電池１９から切り離して、通信制御回路１２を電源オフ状態とする。車両１の発信機８（９）から発信された電力電波Ｓvcを電子キー２が受信すると、この電力電波Ｓvcは充電回路２１で充電される。そして、充電回路２１の充電値が閾値を超えると、第１スイッチ２５がオンに切り換わり、通信制御回路１２が電池１９と電気的に繋がった状態になり、電源オン状態に切り換わる。これにより、電子キー２が起動し、車両１とのスマート通信が実行可能となる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種データを無線通信により外部に発信可能な通信端末及びデータ通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、車両のキーシステムとしては、キーが固有に持つキーコードを無線で発信する電子キーを車両キーとして使用する電子キーシステム（特許文献１等参照）が広く使用されている。電子キーシステムは、電子キーから発信されたキーコードを車両が受信すると、車両がＩＤ照合を行い、電子キーのキーコードが車両と一致してＩＤ照合が成立すれば、車両ドアロック施解錠やエンジン始動を許可又は実行する。この種の電子キーシステムには、キーコード発信にキー側でボタン操作を必要とするワイヤレスキーシステムや、車両から出されたリクエストに応答して自動でキーコードを車両に返信するキー操作フリーシステム等がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２３１７３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般的に、電子キーは、キー内部に収納した電池を電源として動く。ところで、電池はキーの各種電子部品に対し、例えばプリント基板上の配線を介して常時繋がった状態をとっているので、キーの電気回路には、通信を実行していない間も電流が流れる、いわゆる待機電流が流れる状態をとってしまう。このように、キーの電気回路に待機電流が流れると、その分だけ電池の電力を余計に消費することになるので、これが電池寿命を悪化させる要因となっていた。
【０００５】
特に、この種の電子キーの通信は、車両のドアロック施解錠やエンジン始動の操作という例えば１日に数回のみ実行されるものであることから、電子キーは、殆どの時間帯において待機状態をとる現状がある。このため、電子キーの電池寿命は、待機電流によって大きく影響を受ける現状があるので、待機電流を極力少なくすることは、電子キーの長寿命化に非常に効果が高いということも、待機電流抑制は非常に意味がある。また、キー操作フリーシステムは、リクエストを探査してキーコードを発信する動作をとるので、大きな電力が必要となり、この場合は電池の電力浪費が顕著になる現状もあった。
【０００６】
本発明の目的は、通信端末が電源として備え持つ電池の長寿命化を図ることができる通信端末及びデータ通信システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記問題点を解決するために、本発明では、データ通信の実行動作を管理する制御回路が、自身が持つ電池の電力によって動作することにより、データ発信及びデータ受信の少なくとも一方のデータ通信動作を実行する通信端末において、前記制御回路及び前記電池の間に設けられ、通常は前記電池を前記制御回路から電気的に切り離して、前記制御回路を電源オフするスイッチ手段と、電力になり得る電波として外部から発信された電力電波をアンテナで受信すると、当該電力電波を充電するとともに、この充電値が設定値を超えると、前記電池と前記制御回路とが電気的に繋がる状態に前記スイッチ手段を切り換えて前記制御回路を電源オンすることにより、前記制御回路のデータ通信動作を可能とする充電手段とを備えたことを要旨とする。
【０００８】
この構成によれば、外部から発信された電力電波を通信端末が受信すると、この電波が充電手段によって充電される。そして、この充電値が設定値を超えると、それまで電気的に切り離されていた制御回路と電池とが繋がり、この電池を電源として制御回路が電源オンし、データ通信の実行動作、即ちデータ通信動作が実行可能となる。よって、本構成の場合は、データ通信動作を実行しない間は、電池を制御回路から切り離して通信端末の電気回路をオープン回路とするので、通信端末の電気回路に待機電流を流さずに済む。このため、待機電流を要因とする電力消費の問題が生じず、電池の長寿命化を図ることが可能となる。また、このようにデータ通信しないとき、制御回路を電源オフで待機するようにしても、外部から得る電力電波によって制御回路を起動させるので、制御回路を電池から切り離して待機させる動作をとらせても、データ通信を実行したい電力必要時には、制御回路を問題なく起動させることが可能となる。
【０００９】
本発明では、電源オンした前記制御回路によるデータ発信動作が完了したか否かを監視する監視手段と、前記データ発信動作が完了した際、前記充電手段に充電された電力を外部に放電することにより、前記スイッチ手段を元のスイッチ状態に戻して、前記制御回路を元の電源オフに戻す放電手段とを備えたことを要旨とする。
【００１０】
この構成によれば、通信端末のデータ発信動作が完了すると、スイッチ手段を動作状態（即ち、電池を制御回路に繋げる状態）に切り換えるのに必要とした充電電圧を、放電手段により放電して、スイッチ手段を元の非動作状態（即ち、電池を制御回路から切り離した状態）に戻す動作がとられる。このため、データ発信動作完了後は、スイッチ手段を動作前の元の状態に直ちに戻すことが可能となる。
【００１１】
本発明では、データ受信及びデータ発信の両通信を可能とするデータ送受信手段と、前記充電によって前記制御回路を前記電池に繋げた後、前記データ送受信手段で受信する通信データのデータ内容を確認し、当該通信データが正常でない場合に、前記放電手段により前記充電手段を強制的に放電して、前記スイッチ手段を元の状態に直ちに復帰させる復帰手段とを備えたことを要旨とする。
【００１２】
この構成によれば、例えば仮に電力電波としてノイズを受信して、このノイズによって制御回路が電池と繋がって動作可能となっても、このときは正規データを受信できないので、制御回路は電池から直ちに切り離される。このため、仮に制御回路がノイズによって電源オン状態をとっても、この電源オン状態のまま放置されないので、電池の長寿命化を図る上で非常に効果が高くなる。
【００１３】
本発明では、データ通信を管理する制御回路が、端末の電源である電池の電力によって動作することにより、データ発信及びデータ受信の少なくとも一方のデータ通信動作を実行する通信端末と、当該通信端末の通信相手として通信機とを備えたデータ通信システムであって、前記制御回路及び前記電池の間に設けられ、通常は前記電池を前記制御回路から電気的に切り離して、前記制御回路を電源オフするスイッチ手段と、電力になり得る電波として前記通信機から発信された電力電波をアンテナで受信すると、当該電力電波を充電するとともに、この充電値が設定値を超えると、前記電池と前記制御回路とが電気的に繋がる状態に前記スイッチ手段を切り換えて前記制御回路を電源オンすることにより、前記制御回路のデータ通信動作を可能とする充電手段とを備えたことを要旨とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、通信端末が電源として備え持つ電池の長寿命化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】一実施形態における電子キーシステムの概略構成を示すブロック図。
【図２】無線電力伝送システムを応用した電子キーシステムの概略構成を示すブロック図。
【図３】電力電波により通信制御回路が電池に繋がった状態を示すブロック図。
【図４】充電回路が放電されて通信制御回路が電池から切り離された状態を示すブロック図。
【図５】電力電波及びリクエスト電波の具体的な波形を示す波形図。
【図６】充電回路の充電時間と充電値との関係を示すグラフ。
【図７】別例における電子キーシステムの車両側の他構成例を示すブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明を具体化した通信端末及びデータ通信システムの一実施形態を図１〜図６に従って説明する。
図１に示すように、車両１には、車両キーとして使用される電子キー２との間でキーコードによりキー照合を行う電子キーシステム３と、車両ドア（座席ドア及びラッゲージドアも含む）のドアロックを施解錠するドアロックシステム４と、車両１の電源状態（電源ポジション）及びエンジン始動停止を管理するエンジンシステム５とが設けられている。なお、電子キー２は、車両１との間で狭域無線通信が可能であって、電子キー２が固有に持つＩＤコードを無線通信により車両１に発信して車両１にキー照合を行わせることが可能なキーのことをいう。なお、車両１が通信機に相当し、電子キー２が通信端末に相当する。
【００１７】
電子キーシステム３には、電子キー２がＩＤコードを発信するときに個別のキー操作が不要であるキー操作フリーシステム６がある。キー操作フリーシステム６には、ドアロック施解錠操作の際にキー操作を必要としない機能としてスマートエントリーシステムがある。このスマートエントリーシステムでは、車両１に、電子キー２との間でキー照合（ＩＤ照合）を行う照合ＥＣＵ（Electronic Control Unit）７が設けられている。照合ＥＣＵ７には、車外にＲＦ帯（Radio Frequency：約312MHz）の信号を発信すべく例えば車両ドア等に設置された車外発信機８と、車内に同じＲＦ帯の信号を発信すべく車内床等に設置された車内発信機９と、ＲＦ帯の信号を受信可能な車両チューナ１０とが接続されている。また、照合ＥＣＵ７は、車内の一ネットワークである車内ＬＡＮ（Local Area Network）１１を介してドアロックシステム４及びエンジンシステム５に接続されている。
【００１８】
また、電子キー２には、電子キー２の各種動作を統括制御する通信制御回路（制御ＩＣ：Integrated Circuit）１２が設けられている。この通信制御回路１２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１３やメモリ１４等の各種デバイスを持ち、電子キー２が持つ固有のキーコードとしてＩＤコードがメモリ１４に登録されている。通信制御回路１２には、ＲＦ帯の無線信号を受信可能なキー受信機１５と、ＲＦ帯の無線信号を発信可能なキー発信機１６とが接続されている。通信制御回路１２は、キー受信機１５でどの種の無線信号を受け付けたか否かを逐次監視するとともに、キー発信機１６からの信号発信の動作を管理する。なお、通信制御回路１２が制御回路及びデータ送受信手段を構成し、キー受信機１５及びキー発信機１６もデータ受信機を構成する。
【００１９】
車両１が駐車状態の際、照合ＥＣＵ７は、車外発信機８からＲＦ帯のリクエスト信号Ｓrqを断続的に発信させ、車両周辺にリクエスト信号Ｓrqの車外通信エリアを形成して、狭域無線通信（以降、スマート通信と記す）の成立を試みる。電子キー２がこの車外通信エリアに入り込んでリクエスト信号Ｓrqを受信すると、電子キー２はリクエスト信号Ｓrqに応答する形で、自身のメモリ１４に登録されたＩＤコードを乗せたＩＤ信号ＳidをＲＦ帯の信号で返信する。照合ＥＣＵ７は、チューナ１０でＩＤ信号Ｓidを受信してスマート通信（車外通信）が確立すると、自身のメモリ１７に登録されたＩＤコードと電子キー２のＩＤコードとを照らし合わせてＩＤ照合、いわゆるスマート照合（車外照合）を行う。照合ＥＣＵ７は、この車外照合が成立したことを確認すると、ドアロックシステム４によるドアロック施解錠動作を許可又は実行する。なお、リクエスト信号Ｓrqが通信データに相当する。
【００２０】
また、キー操作フリーシステム６には、エンジン始動停止操作の際に実際の車両キー操作を必要とせずに単なる車両１でのスイッチ操作のみでエンジン（図示略）の始動停止操作を行うことが可能な機能としてワンプッシュエンジンスタートシステムがある。このワンプッシュエンジンスタートシステムでは、例えばカーテシスイッチ（図示略）により運転者の車内への乗車が確認されると、照合ＥＣＵ７はそれまでの車外発信機８からではなく、今度は車内発信機９からリクエスト信号Ｓrqを発信して、車内全域に車内通信エリアを形成する。照合ＥＣＵ７は、電子キー２がこの車内通信エリアに入り込んで返信してきたＩＤ信号Ｓidをチューナ１０で受信してスマート通信（車内通信）が確立すると、自身に登録されたＩＤコードと電子キー２のＩＤコードとを照らし合わせてＩＤ照合、いわゆるスマート照合（車内照合）を行う。照合ＥＣＵ７は、この車内照合が成立したことを確認すると、エンジンシステム５による電源状態切り換えを許可する。
【００２１】
これにより、エンジンが停止状態の際、ブレーキペダルが踏み込まれた状態でプッシュモーメンタリ式のエンジンスイッチ（図示略）がプッシュ操作されると、停止状態であったエンジンが起動状態に切り換わる。また、エンジンが可動状態の際、セレクトレバーのレンジ位置が駐車位置（Ｐレンジ）の状態でエンジンスイッチがプッシュ操作されると、今度はエンジンが停止状態に切り換わる。更に、エンジンが停止状態の際、ブレーキペダルは踏み込み操作されずにエンジンスイッチのみがプッシュ操作されると、このプッシュ操作の度に電源状態が電源オフ→ＡＣＣオン（アクセサリオン）→ＩＧオン（イグニッションオン）の順に繰り返し切り換わる。
【００２２】
図２に示すように、電子キーシステム３には、電子キー２の電源になり得る電力電波Ｓvcを車両１から発信させ、この電力電波Ｓvcによって電子キー２を動作させることにより電子キー２にスマート通信を実行させる無線電力伝送システム１８が設けられている。本例の無線電力伝送システム１８は、車両１からのリクエスト信号Ｓr qの発信の際に、電子キー２の駆動電源となり得る電波として電力電波Ｓvcも同時に発信し、この電力電波Ｓvcの無線電力によって、電子キー２の電池接続をオン状態、即ち電子キー２が自身の駆動源として持つ電池１９を通信制御回路１２と電気的に繋げる状態に切り換えて、電子キー２によるスマート通信を実行可能とするシステムである。
【００２３】
この場合、車両１の車外発信機８（車内発信機９）には、リクエスト信号Ｓrqの発信に際してこれに電力電波Ｓvcを付加して発信させる電力伝送処理部２０が設けられている。電力伝送処理部２０は、発信機８，９がリクエスト信号Ｓrqを電子キー２に発信するに先んじて、電力電波ＳvcをＲＦ帯の周波数により車両１に向けて発信する。この電力電波Ｓvcは、電子キー２の電源のための電波として使用できればよいものであるので、特別なデータ内容を含むものではなく、ＲＦ帯の周期に沿う波形を持った電波である。車外発信機８（車内発信機９）は、リクエスト信号Ｓrqを電子キー２に発信するに際して、まずは最初に電力伝送処理部２０で電力電波Ｓvcを発信し、この発信に続けてリクエスト信号Ｓrqを発信する動作をとってスマート通信を実行する。また、スマート通信の通信規格には、例えばRFID（Radio Frequency Identification）が採用されている。
【００２４】
電子キー２には、車両１から発信された電力電波Ｓvcの無線電力を充電する充電回路２１が設けられている。この充電回路２１は、電力電波Ｓvcの受信アンテナ２２と、電力充電箇所としてダイオード２３及びコンデンサ２４の直列回路とが設けられている。充電回路２１は、受信アンテナ２２で電力電波Ｓvcを受信した際、この電力電波Ｓvcから生じ得る電力成分をコンデンサ２４に電荷として貯めることにより、電力電波Ｓvcが持っている無線電力を充電する。なお、ダイオード２３は、充電回路２１において電流の逆流を防ぐ素子として働くものである。また、充電回路２１が充電手段に相当し、受信アンテナ２２がアンテナに相当する。
【００２５】
また、通信制御回路１２と電池１９との間には、これら２者の電気的な接続のオンオフを切り換える第１スイッチ２５が設けられている。この第１スイッチ２５は、通信制御回路１２を電池１９に電気接続された状態とするのか、或いは電池１９から電気的に切り離された状態にするのかを設定するものである。本例の第１スイッチ２５は、例えばバイポーラ等のトランジスタが使用され、エミッタ端子が通信制御回路１２に接続され、ベース端子がダイオード２３及びコンデンサ２４の中間端子（ノード）に接続され、コレクタ端子が電池１９を介してＧＮＤ（グランド）に接続されている。第１スイッチ２５により通信制御回路１２が電池１９から電気的に切り離されると、電子キー２内の電気回路、即ち通信制御回路１２を含む周辺回路がオープン回路となって、電源オフ状態をとる。なお、第１スイッチ２５がスイッチ手段に相当する。
【００２６】
本例において、第１スイッチ２５のオンオフは、充電回路２１の充電値（充電量）によって管理されている。即ち、充電回路２１の充電値が閾値Ｖｋ（図６参照）を超えると、充電回路２１から第１スイッチ２５のベース端子に高電圧が供給され、第１スイッチ２５がそれまでのオフ状態からオン状態に動作が切り換わる。これにより、図３に示すように、電池１９から通信制御回路１２に駆動電流が流れ、通信制御回路１２がそれまでの電源オフから電源オンに動作状態が切り換わる。第１スイッチ２５のオンにより通信制御回路１２が電池１９と電気的に繋がって電源オン状態になると、通信制御回路１２によるデータ通信（例えば、データ受信やデータ発信）の各種動作が実行可能となる。以上により、本例の電子キー２（通信制御回路１２）は、スマート通信を実行していない通信実行を待つ通常時、動作が休止した電源オフ状態をとり、スマート通信を実行するタイミングで電源オン状態に切り換わる動作推移をとる。なお、閾値Ｖｋが設定値に相当する。
【００２７】
電子キー２には、充電回路２１に充電された電力を放電する放電回路２６が設けられている。放電回路２６は、充電回路２１に貯められた電荷を放電することにより、オン状態に入った第１スイッチ２５を元のオフ状態に切り換えるものである。本例の放電回路２６は、第２スイッチ２７及び抵抗２８の直列回路からなる。第２スイッチ２７は、例えばバイポーラ等のトランジスタが使用され、エミッタ端子が抵抗２８を介してＧＮＤに接続され、ベース端子が通信制御回路１２に接続され、コレクタ端子が充電回路２１及び第１スイッチ２５の中間端子（ノード）に接続されている。なお、放電回路２６が放電手段に相当する。
【００２８】
通信制御回路１２には、放電回路２６の動作を管理する放電回路制御部２９が設けられている。放電回路制御部２９は、電池１９を電源として通信制御回路１２により実行されたスマート通信が完了したか否かを監視し、スマート通信が完了したことを確認すると、第２スイッチ２７をオンする。これにより、図４に示すように、充電回路２１に充電された電力が放電電流としてＧＮＤ側に流れて充電回路２１が放電され、暫くすると第１スイッチ２５がオフに切り換わる。よって、通信制御回路１２が電池１９に対して電気的に切り離された電源オフ状態となって、電子キー２が通信不可の状態をとる。なお、放電回路制御部２９が監視手段に相当する。
【００２９】
また、通信制御回路１２には、電源オンの起動後にキー受信機１５で受信するデータが正規データか否かを確認するデータ確認部３０が設けられている。データ確認部３０は、第１スイッチ２５がオンして通信制御回路１２が電源オン状態となった際に起動し、この後にキー受信機１５で受信する受信データが正常なものか否かを確認する。そして、データ確認部３０は、受信データが正常なものであることを確認すると、通信動作を継続し、受信データが正常でないことを確認すると、直ちに放電回路２６を作動させて充電回路２１の電力を放電し、第１スイッチ２５を強制的にオフに切り換えて通信制御回路１２をオフし、通信動作を強制終了する。なお、データ確認部３０が復帰手段に相当する。
【００３０】
次に、本例の無線電力伝送システム１８を用いた電子キーシステム３が実行するスマート通信の動作を図３〜図６に従って説明する。
照合ＥＣＵ７は、キー操作フリーシステム６で行う動作として、スマート通信（車外照合、車内照合）の通信エリア内に電子キー２が存在するか否かを確認すべく、車外発信機８（車内発信機９）からリクエスト信号Ｓrqを断続的に発信させて、リクエスト信号Ｓrqの通信エリアを形成する。例えば、車外照合を行う際は、車外発信機８からリクエスト信号Ｓrqを車外周囲に断続的に発信して、車両周囲にリクエスト信号Ｓrqの通信エリアを形成する。また、車内照合を行う際は、車内発信機９からリクエスト信号Ｓrqを車内全域に発信して、車内全域にリクエスト信号Ｓrqの通信エリアを形成する。なお、以降の説明では、車外照合の例を挙げることとする。
【００３１】
照合ＥＣＵ７は、車外照合を実行するに際して、図５に示すように、リクエスト信号Ｓrqを発信するのに先立ち、まずは電力伝送処理部２０を動作させて、車外発信機８から電力電波ＳvcをＲＦ帯の信号で発信させる。そして、照合ＥＣＵ７は、電力電波Ｓvcの発信後、この電力電波Ｓvcに続けて、電力電波Ｓvcと同じＲＦ帯の信号でリクエスト信号Ｓrqを発信する。即ち、照合ＥＣＵ７は、電力電波Ｓvc→リクエスト信号Ｓrqの順に、これら無線信号を連続的にＲＦ帯の信号で発信し、この発信動作を間欠的に実行して、車両周囲にリクエスト信号Ｓrqの通信エリアを形成する。
【００３２】
そして、電子キー２を所持したユーザが車両１に近づき、この車外通信エリアに電子キー２が入り込むと、電子キー２は、車両１から発信された２電波のうち、まずは電力電波Ｓvcを充電回路２１の受信アンテナ２２で受信する状態をとる。このとき、受信した電力電波Ｓvcによって充電回路２１が充電状態に入り、電力電波Ｓvcの継続受信に伴って、充電回路２１が徐々に充電されていく。そして、充電回路２１の充電値が閾値Ｖｋを超えると、第１スイッチ２５のベース電圧が高電圧をとり、第１スイッチ２５がオン（図３の状態）する。これにより、通信制御回路１２が電池１９と電気的に繋がり、動作するのに必要な電源を得た電源オン状態をとる。これにより、通信制御回路１２が作動可能状態となり、スマート通信動作の実行が可能となる。
【００３３】
車両１からは、電力電波Ｓvcに引き続いてリクエスト信号Ｓrqが発信されているので、電力電波Ｓvcによって起動状態をとった通信制御回路１２は、電力電波Ｓvcの受信の後に引き続いて、今度はキー受信機１５でリクエスト信号Ｓrqを受信する。通信制御回路１２は、電源オン状態で受信データを受け付けると、この受信データをデータ処理し、受信データがリクエスト信号Ｓrqであることを確認すると、このリクエスト信号Ｓrqに応答してスマート通信の動作を実行する。この場合、通信制御回路１２は、ＩＤ信号Ｓidを車両１に返信し、車両１にＩＤ照合を実行させる。そして、車両１との間のＩＤ照合が成立すれば、ドアロック施解錠やエンジン始動が許可又は実行される。
【００３４】
放電回路制御部２９は、電子キー２がスマート通信の実行下に入ると、このスマート通信がいつ終了するのかを監視する。そして、放電回路制御部２９は、スマート通信のデータ転送が全て終了したことを確認すると、実行中であったスマート通信が終了したと認識し、放電回路２６の第２スイッチ２７をオン（図４の状態）する。これにより、充電回路２１に蓄えられた電力が放電回路２６を通ってＧＮＤに流れ、充電回路２１が放電される。そして、充電回路２１の電力が閾値以下となると、それまでオン状態をとっていた第１スイッチ２５がオフし、通信制御回路１２が電池１９から電気的に切り離された状態となる。これにより、通信制御回路１２は電源オフ状態に戻り、待機電流を発生しない状態に戻る。また、通信制御回路１２が電源オフ状態になると、通信制御回路１２が休止に入るので、この休止動作に伴って放電動作も終了する。
【００３５】
また、通信制御回路１２が電池１９と電気的に繋がった電源オン状態をとった際、データ確認部３０は、このときに電子キー２が受け付けている受信データが正規データか否かを確認する。データ確認部３０は、例えば受信データの先頭に存在するスタートビットを参照することにより、受信データが正規データか否かを確認する。データ確認部３０は、受信データが正規データであることを確認できれば、通信動作を継続する。一方、受信データが正規データでないことを確認すると、通信制御回路１２が例えばノイズ等の他の電波によって起動してしまったと判断する。よって、データ確認部３０は、直ちに放電回路２６の第２スイッチ２７をオンして充電回路２１の電力を放電し、通信制御回路１２を元の電源オフ状態に強制的に戻す動作をとる。
【００３６】
よって、本例においては、スマート通信を実行しない通常時、通信制御回路１２を第１スイッチ２５のオフ状態によって電池１９から電気的に切り離して電源オフで待機させる。これにより、電子キー２内の電気回路がオープン回路となって電子キー２に待機電流が流れずに済むので、その分だけ電池１９の長寿命化を図ることが可能となる。また、車両１から発信された電力電波Ｓvcを電子キー２が受信すると、この電力電波Ｓvcの電力によって第１スイッチ２５がオン状態に切り換わり、通信制御回路１２が電池１９と電気的に繋がった状態になり、データ通信の実行動作が可能となる。よって、スマート通信を実行しない通常時に電子キー２を電源オフとしても、外部から受け付ける無線電力によって電子キー２は起動するので、通常時に電子キー２を休止させても、通信実行時には電子キー２を問題なく起動させることが可能となる。
【００３７】
本実施形態の構成によれば、以下に記載の効果を得ることができる。
（１）スマート通信を実行しない通常時、通信制御回路１２を電池１９から切り離して電子キー２を電源オフしておき、電子キー２がスマート通信の通信エリアに入って電力電波Ｓvcを受信すると、この電力電波Ｓvcによって通信制御回路１２を電池１９に繋げて電子キー２を電源オンし、スマート通信を実行させる。このため、スマート通信を実行しない電源不必要時には、電子キー２の電源が切られるので、電子キー２内の電気回路に待機電流が流れずに済み、その分だけ電池１９の長寿命化を図ることができる。また、通常時に電子キー２を電源オフさせても、車両１から発信される電力電波Ｓvcによって電子キー２を起動させるので、通常時に電子キー２を休止させても、通信時には問題なく電子キー２を動作させることができる。
【００３８】
（２）電子キーシステム３は１日に例えば数回のみ実行されるものであるので、電子キー２は１日において殆どの時間が通信実行待ちの待機状態をとる現状がある。このため、本例のように、電子キー２が通信を実行しない間、通信制御回路１２を電池１９から切り離して電子キー２の電源をオフするようにすれば、その長時間の間に亘って電子キー２に待機電流を流させずに済むので、電子キーシステム３に本例の無線電力伝送システム１８を応用すれば、電池１９の長寿命化に非常に効果が高いといえる。
【００３９】
（３）電子キー２に、スマート通信に沿うデータ発信が完了した際に充電回路２１の充電電力を放電する放電回路２６を設けた。このため、スマート通信のデータ発信が完了した際に、通信制御回路１２を電池１９から切り離された元の電源オフ状態に直ちに戻すことができる。
【００４０】
（４）充電回路２１の充電電力により第１スイッチ２５がオンし、通信制御回路１２が電池１９と電気的に繋がって電子キー２が電源オンした際、このときにキー受信機１５で受信する受信データが正規データでなければ、放電回路２６により充電回路２１の充電電力を放電して、通信制御回路１２を元の電源オフ状態に直ちに戻す動作をとる。このため、もし仮にノイズによって通信制御回路１２が電池１９に繋がって電子キー２が電源オンしても、直ちに通信制御回路１２を電池１９から切り離した元の電源オフ状態に戻すことができる。このため、ノイズで電子キー２が起動するという通信を実行しない状況下で、電子キー２内の電気回路に待機電流が流れてしまう状況が生じなくなり、電池１９の長寿命化に効果が高くなる。
【００４１】
（５）リクエスト信号ＳrqにＲＦ帯を使用したので、リクエスト信号Ｓrqを車両１の遠くの位置まで飛ばすことができる。
なお、実施形態はこれまでに述べた構成に限らず、以下の態様に変更してもよい。
【００４２】
・ リクエスト信号Ｓrqと電力電波Ｓvcとは、必ずしも同じ周波数をとることに限定されず、例えば図７に示すように、例えばリクエスト信号ＳrqがＬＦ（Low Frequency）帯で電力電波ＳvcがＲＦ帯というように、各々が異なる周波数をとっていてもよい。この場合は、発信機８，９には、ＬＦのリクエスト信号Ｓrqを発信する専用の発信回路（リクエスト発信部４１）と、電力電波Ｓvcを発信する専用の発信回路（電力伝送処理部２０）とを各々個別に設け、キー受信機１５をＬＦ受信用とする。そして、これら発信回路を選択的に動作させることで、リクエスト信号Ｓrqと電力電波Ｓvcとを各々異なる周波数で発信させ、リクエスト信号ＳrqをＬＦのキー受信機１５で、電力電波ＳvcをＲＦの受信アンテナ２２で受けさせることで対応する。
【００４３】
・ 電力電波Ｓvcの周波数は、必ずしもＲＦであることに限定されず、例えばＬＦ等の他の周波数を採用してもよい。即ち、リクエスト信号Ｓrq及び電力電波Ｓvcの周波数は、ＲＦやＬＦに限定されず、種々の周波数が採用可能である。
【００４４】
・ 充電回路２１の受信アンテナ２２は、必ずしも充電専用のアンテナとして設ける必要はなく、例えばキー受信機１５のアンテナを共用してもよい。
・ 充電回路２１は、ダイオード２３及びコンデンサ２４からなる構成に限らず、電力電波Ｓvcを充電できれば、その回路構成は特に限定されない。
【００４５】
・ 放電回路２５は、必ずしもスイッチ２７及び抵抗２８から構成されることに限定されず、充電回路２１の電力を放電できれば、どのような構成のものでもよい。
・ 放電回路２６は、必ずしも必要ではなく、これを省略してもよい。
【００４６】
・ 電子キー２が持つ種々のアンテナは、必ずしも機能ごとに個別に設けられるものに限らず、複数の機能間で共用されてもよい。
・ 電子キーシステム３は、必ずしもキー操作フリーシステム６に限定されず、ワイヤレスキーシステムを採用してもよい。即ち、電子キー２はデータ受信及びデータ送信の両方が可能な双方向式に限定されず、例えばキー上のボタン操作によってデータ発信のみが可能な単方向式でもよい。また、１つの電子キー２に、両方のシステムが組み込まれていてもよい。
【００４７】
・ スイッチ２５，２７で使用するトランジスタは、必ずしもバイポーラトランジスタに限定されず、電界降下トランジスタ（FET：Field Effect Transistor）を使用してもよい。また、スイッチ２５，２５は、必ずしもトランジスタに限定されず、例えばコイルの電磁誘導でスイッチ接点を切り換えるものなど、他の種類のものを採用してもよい。
【００４８】
・ 通信端末は、必ずしもデータ発信の動作をとるものに限らず、例えばデータ通信としてデータ受信のみを実行可能な端末でもよい。
・ 受信データが正常か否かの確認は、受信データ先頭のスタートビットを見て判断する方式に限定されない。例えば、データそのものが読み取れるか否かで見たり、或いは一定時間内に全データを読み取れるかを見たりする方式を採用してもよい。
【００４９】
・ 通信端末は、必ずしも電子キー２に限らず、データ通信が可能な端末であれば、その種類は特に限定されない。また、データ通信システムも必ずしも電子キーシステム３（車両１に採用されるもの）であることに限定されず、データを無線でやり取りするシステムであればよい。
【００５０】
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について、それらの効果とともに以下に追記する。
（１）請求項１〜３のいずれかにおいて、データ受信及びデータ発信の両通信を可能とするデータ送受信手段を備え、前記制御回路は、前記電池と接続状態となると、当該電池によって前記データ送受信手段におけるデータ受信動作を開始し、この受信データのデータ処理を実行しつつ、当該受信データの応答として、前記データ送受信手段からのデータ発信動作を実行する。この構成によれば、通信端末をデータ送受信可能な端末として使用することが可能となる。
【００５１】
（２）前記技術的思想（１）において、前記データ受信のアンテナと、前記データ発信のアンテナとは、各々別部材として個別に設けられている。この構成によれば、アンテナの動作管理を簡素なものとすることが可能となる。
【００５２】
（３）請求項１〜３のいずれかにおいて、データ発信動作が可能なデータ発信手段を備え、前記制御回路は、接続された前記電池によって前記データ発信手段におけるデータ発信動作を実行する。この構成によれば、通信端末をデータ発信のみ可能な単方向通信の端末として応用可能となる。
【００５３】
（４）通信端末がその通信相手である通信機とデータ発信及びデータ受信の少なくとも一方のデータ通信動作を実行する際、当該通信端末においてデータ通信を管理する制御回路が、同端末の電源である電池の電力によって動作することにより、前記データ通信を実行するデータ通信方法において、前記制御回路及び前記電池の間に、通常は前記電池を前記制御回路から電気的に切り離して前記制御回路を電源オフとしておくスイッチ手段を設け、電力になり得る電波として前記通信機から発信された電力電波を前記電子キーがアンテナで受信すると、当該電力電波を充電手段で充電するとともに、この充電値が設定値を超えると、前記電池と前記制御回路とが電気的に繋がる状態に前記スイッチ手段を切り換えて前記制御回路を電源オンすることにより、前記制御回路のデータ通信動作を可能とするデータ通信方法。
【符号の説明】
【００５４】
１…通信機としての車両、２…通信端末としての電子キー、１２…制御回路及びデータ送受信手段を構成する通信制御回路、１５…データ送受信手段を構成するキー受信機、１６…データ送受信手段を構成するキー発信機、１９…電池、２１…充電手段としての充電回路、２２…アンテナとしての受信アンテナ、２５…スイッチ手段としての第１スイッチ、２６…放電手段としての放電回路、２９…監視手段としての放電回路制御部、３０…復帰手段としてのデータ確認部、Ｓvc…電力電波、Ｖｋ…設定値としての閾値、Ｓrq…通信データとしてのリクエスト信号。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種データを無線通信により外部に発信可能な通信端末及びデータ通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、車両のキーシステムとしては、キーが固有に持つキーコードを無線で発信する電子キーを車両キーとして使用する電子キーシステム（特許文献１等参照）が広く使用されている。電子キーシステムは、電子キーから発信されたキーコードを車両が受信すると、車両がＩＤ照合を行い、電子キーのキーコードが車両と一致してＩＤ照合が成立すれば、車両ドアロック施解錠やエンジン始動を許可又は実行する。この種の電子キーシステムには、キーコード発信にキー側でボタン操作を必要とするワイヤレスキーシステムや、車両から出されたリクエストに応答して自動でキーコードを車両に返信するキー操作フリーシステム等がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２３１７３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般的に、電子キーは、キー内部に収納した電池を電源として動く。ところで、電池はキーの各種電子部品に対し、例えばプリント基板上の配線を介して常時繋がった状態をとっているので、キーの電気回路には、通信を実行していない間も電流が流れる、いわゆる待機電流が流れる状態をとってしまう。このように、キーの電気回路に待機電流が流れると、その分だけ電池の電力を余計に消費することになるので、これが電池寿命を悪化させる要因となっていた。
【０００５】
特に、この種の電子キーの通信は、車両のドアロック施解錠やエンジン始動の操作という例えば１日に数回のみ実行されるものであることから、電子キーは、殆どの時間帯において待機状態をとる現状がある。このため、電子キーの電池寿命は、待機電流によって大きく影響を受ける現状があるので、待機電流を極力少なくすることは、電子キーの長寿命化に非常に効果が高いということも、待機電流抑制は非常に意味がある。また、キー操作フリーシステムは、リクエストを探査してキーコードを発信する動作をとるので、大きな電力が必要となり、この場合は電池の電力浪費が顕著になる現状もあった。
【０００６】
本発明の目的は、通信端末が電源として備え持つ電池の長寿命化を図ることができる通信端末及びデータ通信システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記問題点を解決するために、本発明では、データ通信の実行動作を管理する制御回路が、自身が持つ電池の電力によって動作することにより、データ発信及びデータ受信の少なくとも一方のデータ通信動作を実行する通信端末において、前記制御回路及び前記電池の間に設けられ、通常は前記電池を前記制御回路から電気的に切り離して、前記制御回路を電源オフするスイッチ手段と、電力になり得る電波として外部から発信された電力電波をアンテナで受信すると、当該電力電波を充電するとともに、この充電値が設定値を超えると、前記電池と前記制御回路とが電気的に繋がる状態に前記スイッチ手段を切り換えて前記制御回路を電源オンすることにより、前記制御回路のデータ通信動作を可能とする充電手段とを備えたことを要旨とする。
【０００８】
この構成によれば、外部から発信された電力電波を通信端末が受信すると、この電波が充電手段によって充電される。そして、この充電値が設定値を超えると、それまで電気的に切り離されていた制御回路と電池とが繋がり、この電池を電源として制御回路が電源オンし、データ通信の実行動作、即ちデータ通信動作が実行可能となる。よって、本構成の場合は、データ通信動作を実行しない間は、電池を制御回路から切り離して通信端末の電気回路をオープン回路とするので、通信端末の電気回路に待機電流を流さずに済む。このため、待機電流を要因とする電力消費の問題が生じず、電池の長寿命化を図ることが可能となる。また、このようにデータ通信しないとき、制御回路を電源オフで待機するようにしても、外部から得る電力電波によって制御回路を起動させるので、制御回路を電池から切り離して待機させる動作をとらせても、データ通信を実行したい電力必要時には、制御回路を問題なく起動させることが可能となる。
【０００９】
本発明では、電源オンした前記制御回路によるデータ発信動作が完了したか否かを監視する監視手段と、前記データ発信動作が完了した際、前記充電手段に充電された電力を外部に放電することにより、前記スイッチ手段を元のスイッチ状態に戻して、前記制御回路を元の電源オフに戻す放電手段とを備えたことを要旨とする。
【００１０】
この構成によれば、通信端末のデータ発信動作が完了すると、スイッチ手段を動作状態（即ち、電池を制御回路に繋げる状態）に切り換えるのに必要とした充電電圧を、放電手段により放電して、スイッチ手段を元の非動作状態（即ち、電池を制御回路から切り離した状態）に戻す動作がとられる。このため、データ発信動作完了後は、スイッチ手段を動作前の元の状態に直ちに戻すことが可能となる。
【００１１】
本発明では、データ受信及びデータ発信の両通信を可能とするデータ送受信手段と、前記充電によって前記制御回路を前記電池に繋げた後、前記データ送受信手段で受信する通信データのデータ内容を確認し、当該通信データが正常でない場合に、前記放電手段により前記充電手段を強制的に放電して、前記スイッチ手段を元の状態に直ちに復帰させる復帰手段とを備えたことを要旨とする。
【００１２】
この構成によれば、例えば仮に電力電波としてノイズを受信して、このノイズによって制御回路が電池と繋がって動作可能となっても、このときは正規データを受信できないので、制御回路は電池から直ちに切り離される。このため、仮に制御回路がノイズによって電源オン状態をとっても、この電源オン状態のまま放置されないので、電池の長寿命化を図る上で非常に効果が高くなる。
【００１３】
本発明では、データ通信を管理する制御回路が、端末の電源である電池の電力によって動作することにより、データ発信及びデータ受信の少なくとも一方のデータ通信動作を実行する通信端末と、当該通信端末の通信相手として通信機とを備えたデータ通信システムであって、前記制御回路及び前記電池の間に設けられ、通常は前記電池を前記制御回路から電気的に切り離して、前記制御回路を電源オフするスイッチ手段と、電力になり得る電波として前記通信機から発信された電力電波をアンテナで受信すると、当該電力電波を充電するとともに、この充電値が設定値を超えると、前記電池と前記制御回路とが電気的に繋がる状態に前記スイッチ手段を切り換えて前記制御回路を電源オンすることにより、前記制御回路のデータ通信動作を可能とする充電手段とを備えたことを要旨とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、通信端末が電源として備え持つ電池の長寿命化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】一実施形態における電子キーシステムの概略構成を示すブロック図。
【図２】無線電力伝送システムを応用した電子キーシステムの概略構成を示すブロック図。
【図３】電力電波により通信制御回路が電池に繋がった状態を示すブロック図。
【図４】充電回路が放電されて通信制御回路が電池から切り離された状態を示すブロック図。
【図５】電力電波及びリクエスト電波の具体的な波形を示す波形図。
【図６】充電回路の充電時間と充電値との関係を示すグラフ。
【図７】別例における電子キーシステムの車両側の他構成例を示すブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明を具体化した通信端末及びデータ通信システムの一実施形態を図１〜図６に従って説明する。
図１に示すように、車両１には、車両キーとして使用される電子キー２との間でキーコードによりキー照合を行う電子キーシステム３と、車両ドア（座席ドア及びラッゲージドアも含む）のドアロックを施解錠するドアロックシステム４と、車両１の電源状態（電源ポジション）及びエンジン始動停止を管理するエンジンシステム５とが設けられている。なお、電子キー２は、車両１との間で狭域無線通信が可能であって、電子キー２が固有に持つＩＤコードを無線通信により車両１に発信して車両１にキー照合を行わせることが可能なキーのことをいう。なお、車両１が通信機に相当し、電子キー２が通信端末に相当する。
【００１７】
電子キーシステム３には、電子キー２がＩＤコードを発信するときに個別のキー操作が不要であるキー操作フリーシステム６がある。キー操作フリーシステム６には、ドアロック施解錠操作の際にキー操作を必要としない機能としてスマートエントリーシステムがある。このスマートエントリーシステムでは、車両１に、電子キー２との間でキー照合（ＩＤ照合）を行う照合ＥＣＵ（Electronic Control Unit）７が設けられている。照合ＥＣＵ７には、車外にＲＦ帯（Radio Frequency：約312MHz）の信号を発信すべく例えば車両ドア等に設置された車外発信機８と、車内に同じＲＦ帯の信号を発信すべく車内床等に設置された車内発信機９と、ＲＦ帯の信号を受信可能な車両チューナ１０とが接続されている。また、照合ＥＣＵ７は、車内の一ネットワークである車内ＬＡＮ（Local Area Network）１１を介してドアロックシステム４及びエンジンシステム５に接続されている。
【００１８】
また、電子キー２には、電子キー２の各種動作を統括制御する通信制御回路（制御ＩＣ：Integrated Circuit）１２が設けられている。この通信制御回路１２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１３やメモリ１４等の各種デバイスを持ち、電子キー２が持つ固有のキーコードとしてＩＤコードがメモリ１４に登録されている。通信制御回路１２には、ＲＦ帯の無線信号を受信可能なキー受信機１５と、ＲＦ帯の無線信号を発信可能なキー発信機１６とが接続されている。通信制御回路１２は、キー受信機１５でどの種の無線信号を受け付けたか否かを逐次監視するとともに、キー発信機１６からの信号発信の動作を管理する。なお、通信制御回路１２が制御回路及びデータ送受信手段を構成し、キー受信機１５及びキー発信機１６もデータ受信機を構成する。
【００１９】
車両１が駐車状態の際、照合ＥＣＵ７は、車外発信機８からＲＦ帯のリクエスト信号Ｓrqを断続的に発信させ、車両周辺にリクエスト信号Ｓrqの車外通信エリアを形成して、狭域無線通信（以降、スマート通信と記す）の成立を試みる。電子キー２がこの車外通信エリアに入り込んでリクエスト信号Ｓrqを受信すると、電子キー２はリクエスト信号Ｓrqに応答する形で、自身のメモリ１４に登録されたＩＤコードを乗せたＩＤ信号ＳidをＲＦ帯の信号で返信する。照合ＥＣＵ７は、チューナ１０でＩＤ信号Ｓidを受信してスマート通信（車外通信）が確立すると、自身のメモリ１７に登録されたＩＤコードと電子キー２のＩＤコードとを照らし合わせてＩＤ照合、いわゆるスマート照合（車外照合）を行う。照合ＥＣＵ７は、この車外照合が成立したことを確認すると、ドアロックシステム４によるドアロック施解錠動作を許可又は実行する。なお、リクエスト信号Ｓrqが通信データに相当する。
【００２０】
また、キー操作フリーシステム６には、エンジン始動停止操作の際に実際の車両キー操作を必要とせずに単なる車両１でのスイッチ操作のみでエンジン（図示略）の始動停止操作を行うことが可能な機能としてワンプッシュエンジンスタートシステムがある。このワンプッシュエンジンスタートシステムでは、例えばカーテシスイッチ（図示略）により運転者の車内への乗車が確認されると、照合ＥＣＵ７はそれまでの車外発信機８からではなく、今度は車内発信機９からリクエスト信号Ｓrqを発信して、車内全域に車内通信エリアを形成する。照合ＥＣＵ７は、電子キー２がこの車内通信エリアに入り込んで返信してきたＩＤ信号Ｓidをチューナ１０で受信してスマート通信（車内通信）が確立すると、自身に登録されたＩＤコードと電子キー２のＩＤコードとを照らし合わせてＩＤ照合、いわゆるスマート照合（車内照合）を行う。照合ＥＣＵ７は、この車内照合が成立したことを確認すると、エンジンシステム５による電源状態切り換えを許可する。
【００２１】
これにより、エンジンが停止状態の際、ブレーキペダルが踏み込まれた状態でプッシュモーメンタリ式のエンジンスイッチ（図示略）がプッシュ操作されると、停止状態であったエンジンが起動状態に切り換わる。また、エンジンが可動状態の際、セレクトレバーのレンジ位置が駐車位置（Ｐレンジ）の状態でエンジンスイッチがプッシュ操作されると、今度はエンジンが停止状態に切り換わる。更に、エンジンが停止状態の際、ブレーキペダルは踏み込み操作されずにエンジンスイッチのみがプッシュ操作されると、このプッシュ操作の度に電源状態が電源オフ→ＡＣＣオン（アクセサリオン）→ＩＧオン（イグニッションオン）の順に繰り返し切り換わる。
【００２２】
図２に示すように、電子キーシステム３には、電子キー２の電源になり得る電力電波Ｓvcを車両１から発信させ、この電力電波Ｓvcによって電子キー２を動作させることにより電子キー２にスマート通信を実行させる無線電力伝送システム１８が設けられている。本例の無線電力伝送システム１８は、車両１からのリクエスト信号Ｓr qの発信の際に、電子キー２の駆動電源となり得る電波として電力電波Ｓvcも同時に発信し、この電力電波Ｓvcの無線電力によって、電子キー２の電池接続をオン状態、即ち電子キー２が自身の駆動源として持つ電池１９を通信制御回路１２と電気的に繋げる状態に切り換えて、電子キー２によるスマート通信を実行可能とするシステムである。
【００２３】
この場合、車両１の車外発信機８（車内発信機９）には、リクエスト信号Ｓrqの発信に際してこれに電力電波Ｓvcを付加して発信させる電力伝送処理部２０が設けられている。電力伝送処理部２０は、発信機８，９がリクエスト信号Ｓrqを電子キー２に発信するに先んじて、電力電波ＳvcをＲＦ帯の周波数により車両１に向けて発信する。この電力電波Ｓvcは、電子キー２の電源のための電波として使用できればよいものであるので、特別なデータ内容を含むものではなく、ＲＦ帯の周期に沿う波形を持った電波である。車外発信機８（車内発信機９）は、リクエスト信号Ｓrqを電子キー２に発信するに際して、まずは最初に電力伝送処理部２０で電力電波Ｓvcを発信し、この発信に続けてリクエスト信号Ｓrqを発信する動作をとってスマート通信を実行する。また、スマート通信の通信規格には、例えばRFID（Radio Frequency Identification）が採用されている。
【００２４】
電子キー２には、車両１から発信された電力電波Ｓvcの無線電力を充電する充電回路２１が設けられている。この充電回路２１は、電力電波Ｓvcの受信アンテナ２２と、電力充電箇所としてダイオード２３及びコンデンサ２４の直列回路とが設けられている。充電回路２１は、受信アンテナ２２で電力電波Ｓvcを受信した際、この電力電波Ｓvcから生じ得る電力成分をコンデンサ２４に電荷として貯めることにより、電力電波Ｓvcが持っている無線電力を充電する。なお、ダイオード２３は、充電回路２１において電流の逆流を防ぐ素子として働くものである。また、充電回路２１が充電手段に相当し、受信アンテナ２２がアンテナに相当する。
【００２５】
また、通信制御回路１２と電池１９との間には、これら２者の電気的な接続のオンオフを切り換える第１スイッチ２５が設けられている。この第１スイッチ２５は、通信制御回路１２を電池１９に電気接続された状態とするのか、或いは電池１９から電気的に切り離された状態にするのかを設定するものである。本例の第１スイッチ２５は、例えばバイポーラ等のトランジスタが使用され、エミッタ端子が通信制御回路１２に接続され、ベース端子がダイオード２３及びコンデンサ２４の中間端子（ノード）に接続され、コレクタ端子が電池１９を介してＧＮＤ（グランド）に接続されている。第１スイッチ２５により通信制御回路１２が電池１９から電気的に切り離されると、電子キー２内の電気回路、即ち通信制御回路１２を含む周辺回路がオープン回路となって、電源オフ状態をとる。なお、第１スイッチ２５がスイッチ手段に相当する。
【００２６】
本例において、第１スイッチ２５のオンオフは、充電回路２１の充電値（充電量）によって管理されている。即ち、充電回路２１の充電値が閾値Ｖｋ（図６参照）を超えると、充電回路２１から第１スイッチ２５のベース端子に高電圧が供給され、第１スイッチ２５がそれまでのオフ状態からオン状態に動作が切り換わる。これにより、図３に示すように、電池１９から通信制御回路１２に駆動電流が流れ、通信制御回路１２がそれまでの電源オフから電源オンに動作状態が切り換わる。第１スイッチ２５のオンにより通信制御回路１２が電池１９と電気的に繋がって電源オン状態になると、通信制御回路１２によるデータ通信（例えば、データ受信やデータ発信）の各種動作が実行可能となる。以上により、本例の電子キー２（通信制御回路１２）は、スマート通信を実行していない通信実行を待つ通常時、動作が休止した電源オフ状態をとり、スマート通信を実行するタイミングで電源オン状態に切り換わる動作推移をとる。なお、閾値Ｖｋが設定値に相当する。
【００２７】
電子キー２には、充電回路２１に充電された電力を放電する放電回路２６が設けられている。放電回路２６は、充電回路２１に貯められた電荷を放電することにより、オン状態に入った第１スイッチ２５を元のオフ状態に切り換えるものである。本例の放電回路２６は、第２スイッチ２７及び抵抗２８の直列回路からなる。第２スイッチ２７は、例えばバイポーラ等のトランジスタが使用され、エミッタ端子が抵抗２８を介してＧＮＤに接続され、ベース端子が通信制御回路１２に接続され、コレクタ端子が充電回路２１及び第１スイッチ２５の中間端子（ノード）に接続されている。なお、放電回路２６が放電手段に相当する。
【００２８】
通信制御回路１２には、放電回路２６の動作を管理する放電回路制御部２９が設けられている。放電回路制御部２９は、電池１９を電源として通信制御回路１２により実行されたスマート通信が完了したか否かを監視し、スマート通信が完了したことを確認すると、第２スイッチ２７をオンする。これにより、図４に示すように、充電回路２１に充電された電力が放電電流としてＧＮＤ側に流れて充電回路２１が放電され、暫くすると第１スイッチ２５がオフに切り換わる。よって、通信制御回路１２が電池１９に対して電気的に切り離された電源オフ状態となって、電子キー２が通信不可の状態をとる。なお、放電回路制御部２９が監視手段に相当する。
【００２９】
また、通信制御回路１２には、電源オンの起動後にキー受信機１５で受信するデータが正規データか否かを確認するデータ確認部３０が設けられている。データ確認部３０は、第１スイッチ２５がオンして通信制御回路１２が電源オン状態となった際に起動し、この後にキー受信機１５で受信する受信データが正常なものか否かを確認する。そして、データ確認部３０は、受信データが正常なものであることを確認すると、通信動作を継続し、受信データが正常でないことを確認すると、直ちに放電回路２６を作動させて充電回路２１の電力を放電し、第１スイッチ２５を強制的にオフに切り換えて通信制御回路１２をオフし、通信動作を強制終了する。なお、データ確認部３０が復帰手段に相当する。
【００３０】
次に、本例の無線電力伝送システム１８を用いた電子キーシステム３が実行するスマート通信の動作を図３〜図６に従って説明する。
照合ＥＣＵ７は、キー操作フリーシステム６で行う動作として、スマート通信（車外照合、車内照合）の通信エリア内に電子キー２が存在するか否かを確認すべく、車外発信機８（車内発信機９）からリクエスト信号Ｓrqを断続的に発信させて、リクエスト信号Ｓrqの通信エリアを形成する。例えば、車外照合を行う際は、車外発信機８からリクエスト信号Ｓrqを車外周囲に断続的に発信して、車両周囲にリクエスト信号Ｓrqの通信エリアを形成する。また、車内照合を行う際は、車内発信機９からリクエスト信号Ｓrqを車内全域に発信して、車内全域にリクエスト信号Ｓrqの通信エリアを形成する。なお、以降の説明では、車外照合の例を挙げることとする。
【００３１】
照合ＥＣＵ７は、車外照合を実行するに際して、図５に示すように、リクエスト信号Ｓrqを発信するのに先立ち、まずは電力伝送処理部２０を動作させて、車外発信機８から電力電波ＳvcをＲＦ帯の信号で発信させる。そして、照合ＥＣＵ７は、電力電波Ｓvcの発信後、この電力電波Ｓvcに続けて、電力電波Ｓvcと同じＲＦ帯の信号でリクエスト信号Ｓrqを発信する。即ち、照合ＥＣＵ７は、電力電波Ｓvc→リクエスト信号Ｓrqの順に、これら無線信号を連続的にＲＦ帯の信号で発信し、この発信動作を間欠的に実行して、車両周囲にリクエスト信号Ｓrqの通信エリアを形成する。
【００３２】
そして、電子キー２を所持したユーザが車両１に近づき、この車外通信エリアに電子キー２が入り込むと、電子キー２は、車両１から発信された２電波のうち、まずは電力電波Ｓvcを充電回路２１の受信アンテナ２２で受信する状態をとる。このとき、受信した電力電波Ｓvcによって充電回路２１が充電状態に入り、電力電波Ｓvcの継続受信に伴って、充電回路２１が徐々に充電されていく。そして、充電回路２１の充電値が閾値Ｖｋを超えると、第１スイッチ２５のベース電圧が高電圧をとり、第１スイッチ２５がオン（図３の状態）する。これにより、通信制御回路１２が電池１９と電気的に繋がり、動作するのに必要な電源を得た電源オン状態をとる。これにより、通信制御回路１２が作動可能状態となり、スマート通信動作の実行が可能となる。
【００３３】
車両１からは、電力電波Ｓvcに引き続いてリクエスト信号Ｓrqが発信されているので、電力電波Ｓvcによって起動状態をとった通信制御回路１２は、電力電波Ｓvcの受信の後に引き続いて、今度はキー受信機１５でリクエスト信号Ｓrqを受信する。通信制御回路１２は、電源オン状態で受信データを受け付けると、この受信データをデータ処理し、受信データがリクエスト信号Ｓrqであることを確認すると、このリクエスト信号Ｓrqに応答してスマート通信の動作を実行する。この場合、通信制御回路１２は、ＩＤ信号Ｓidを車両１に返信し、車両１にＩＤ照合を実行させる。そして、車両１との間のＩＤ照合が成立すれば、ドアロック施解錠やエンジン始動が許可又は実行される。
【００３４】
放電回路制御部２９は、電子キー２がスマート通信の実行下に入ると、このスマート通信がいつ終了するのかを監視する。そして、放電回路制御部２９は、スマート通信のデータ転送が全て終了したことを確認すると、実行中であったスマート通信が終了したと認識し、放電回路２６の第２スイッチ２７をオン（図４の状態）する。これにより、充電回路２１に蓄えられた電力が放電回路２６を通ってＧＮＤに流れ、充電回路２１が放電される。そして、充電回路２１の電力が閾値以下となると、それまでオン状態をとっていた第１スイッチ２５がオフし、通信制御回路１２が電池１９から電気的に切り離された状態となる。これにより、通信制御回路１２は電源オフ状態に戻り、待機電流を発生しない状態に戻る。また、通信制御回路１２が電源オフ状態になると、通信制御回路１２が休止に入るので、この休止動作に伴って放電動作も終了する。
【００３５】
また、通信制御回路１２が電池１９と電気的に繋がった電源オン状態をとった際、データ確認部３０は、このときに電子キー２が受け付けている受信データが正規データか否かを確認する。データ確認部３０は、例えば受信データの先頭に存在するスタートビットを参照することにより、受信データが正規データか否かを確認する。データ確認部３０は、受信データが正規データであることを確認できれば、通信動作を継続する。一方、受信データが正規データでないことを確認すると、通信制御回路１２が例えばノイズ等の他の電波によって起動してしまったと判断する。よって、データ確認部３０は、直ちに放電回路２６の第２スイッチ２７をオンして充電回路２１の電力を放電し、通信制御回路１２を元の電源オフ状態に強制的に戻す動作をとる。
【００３６】
よって、本例においては、スマート通信を実行しない通常時、通信制御回路１２を第１スイッチ２５のオフ状態によって電池１９から電気的に切り離して電源オフで待機させる。これにより、電子キー２内の電気回路がオープン回路となって電子キー２に待機電流が流れずに済むので、その分だけ電池１９の長寿命化を図ることが可能となる。また、車両１から発信された電力電波Ｓvcを電子キー２が受信すると、この電力電波Ｓvcの電力によって第１スイッチ２５がオン状態に切り換わり、通信制御回路１２が電池１９と電気的に繋がった状態になり、データ通信の実行動作が可能となる。よって、スマート通信を実行しない通常時に電子キー２を電源オフとしても、外部から受け付ける無線電力によって電子キー２は起動するので、通常時に電子キー２を休止させても、通信実行時には電子キー２を問題なく起動させることが可能となる。
【００３７】
本実施形態の構成によれば、以下に記載の効果を得ることができる。
（１）スマート通信を実行しない通常時、通信制御回路１２を電池１９から切り離して電子キー２を電源オフしておき、電子キー２がスマート通信の通信エリアに入って電力電波Ｓvcを受信すると、この電力電波Ｓvcによって通信制御回路１２を電池１９に繋げて電子キー２を電源オンし、スマート通信を実行させる。このため、スマート通信を実行しない電源不必要時には、電子キー２の電源が切られるので、電子キー２内の電気回路に待機電流が流れずに済み、その分だけ電池１９の長寿命化を図ることができる。また、通常時に電子キー２を電源オフさせても、車両１から発信される電力電波Ｓvcによって電子キー２を起動させるので、通常時に電子キー２を休止させても、通信時には問題なく電子キー２を動作させることができる。
【００３８】
（２）電子キーシステム３は１日に例えば数回のみ実行されるものであるので、電子キー２は１日において殆どの時間が通信実行待ちの待機状態をとる現状がある。このため、本例のように、電子キー２が通信を実行しない間、通信制御回路１２を電池１９から切り離して電子キー２の電源をオフするようにすれば、その長時間の間に亘って電子キー２に待機電流を流させずに済むので、電子キーシステム３に本例の無線電力伝送システム１８を応用すれば、電池１９の長寿命化に非常に効果が高いといえる。
【００３９】
（３）電子キー２に、スマート通信に沿うデータ発信が完了した際に充電回路２１の充電電力を放電する放電回路２６を設けた。このため、スマート通信のデータ発信が完了した際に、通信制御回路１２を電池１９から切り離された元の電源オフ状態に直ちに戻すことができる。
【００４０】
（４）充電回路２１の充電電力により第１スイッチ２５がオンし、通信制御回路１２が電池１９と電気的に繋がって電子キー２が電源オンした際、このときにキー受信機１５で受信する受信データが正規データでなければ、放電回路２６により充電回路２１の充電電力を放電して、通信制御回路１２を元の電源オフ状態に直ちに戻す動作をとる。このため、もし仮にノイズによって通信制御回路１２が電池１９に繋がって電子キー２が電源オンしても、直ちに通信制御回路１２を電池１９から切り離した元の電源オフ状態に戻すことができる。このため、ノイズで電子キー２が起動するという通信を実行しない状況下で、電子キー２内の電気回路に待機電流が流れてしまう状況が生じなくなり、電池１９の長寿命化に効果が高くなる。
【００４１】
（５）リクエスト信号ＳrqにＲＦ帯を使用したので、リクエスト信号Ｓrqを車両１の遠くの位置まで飛ばすことができる。
なお、実施形態はこれまでに述べた構成に限らず、以下の態様に変更してもよい。
【００４２】
・ リクエスト信号Ｓrqと電力電波Ｓvcとは、必ずしも同じ周波数をとることに限定されず、例えば図７に示すように、例えばリクエスト信号ＳrqがＬＦ（Low Frequency）帯で電力電波ＳvcがＲＦ帯というように、各々が異なる周波数をとっていてもよい。この場合は、発信機８，９には、ＬＦのリクエスト信号Ｓrqを発信する専用の発信回路（リクエスト発信部４１）と、電力電波Ｓvcを発信する専用の発信回路（電力伝送処理部２０）とを各々個別に設け、キー受信機１５をＬＦ受信用とする。そして、これら発信回路を選択的に動作させることで、リクエスト信号Ｓrqと電力電波Ｓvcとを各々異なる周波数で発信させ、リクエスト信号ＳrqをＬＦのキー受信機１５で、電力電波ＳvcをＲＦの受信アンテナ２２で受けさせることで対応する。
【００４３】
・ 電力電波Ｓvcの周波数は、必ずしもＲＦであることに限定されず、例えばＬＦ等の他の周波数を採用してもよい。即ち、リクエスト信号Ｓrq及び電力電波Ｓvcの周波数は、ＲＦやＬＦに限定されず、種々の周波数が採用可能である。
【００４４】
・ 充電回路２１の受信アンテナ２２は、必ずしも充電専用のアンテナとして設ける必要はなく、例えばキー受信機１５のアンテナを共用してもよい。
・ 充電回路２１は、ダイオード２３及びコンデンサ２４からなる構成に限らず、電力電波Ｓvcを充電できれば、その回路構成は特に限定されない。
【００４５】
・ 放電回路２５は、必ずしもスイッチ２７及び抵抗２８から構成されることに限定されず、充電回路２１の電力を放電できれば、どのような構成のものでもよい。
・ 放電回路２６は、必ずしも必要ではなく、これを省略してもよい。
【００４６】
・ 電子キー２が持つ種々のアンテナは、必ずしも機能ごとに個別に設けられるものに限らず、複数の機能間で共用されてもよい。
・ 電子キーシステム３は、必ずしもキー操作フリーシステム６に限定されず、ワイヤレスキーシステムを採用してもよい。即ち、電子キー２はデータ受信及びデータ送信の両方が可能な双方向式に限定されず、例えばキー上のボタン操作によってデータ発信のみが可能な単方向式でもよい。また、１つの電子キー２に、両方のシステムが組み込まれていてもよい。
【００４７】
・ スイッチ２５，２７で使用するトランジスタは、必ずしもバイポーラトランジスタに限定されず、電界降下トランジスタ（FET：Field Effect Transistor）を使用してもよい。また、スイッチ２５，２５は、必ずしもトランジスタに限定されず、例えばコイルの電磁誘導でスイッチ接点を切り換えるものなど、他の種類のものを採用してもよい。
【００４８】
・ 通信端末は、必ずしもデータ発信の動作をとるものに限らず、例えばデータ通信としてデータ受信のみを実行可能な端末でもよい。
・ 受信データが正常か否かの確認は、受信データ先頭のスタートビットを見て判断する方式に限定されない。例えば、データそのものが読み取れるか否かで見たり、或いは一定時間内に全データを読み取れるかを見たりする方式を採用してもよい。
【００４９】
・ 通信端末は、必ずしも電子キー２に限らず、データ通信が可能な端末であれば、その種類は特に限定されない。また、データ通信システムも必ずしも電子キーシステム３（車両１に採用されるもの）であることに限定されず、データを無線でやり取りするシステムであればよい。
【００５０】
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について、それらの効果とともに以下に追記する。
（１）請求項１〜３のいずれかにおいて、データ受信及びデータ発信の両通信を可能とするデータ送受信手段を備え、前記制御回路は、前記電池と接続状態となると、当該電池によって前記データ送受信手段におけるデータ受信動作を開始し、この受信データのデータ処理を実行しつつ、当該受信データの応答として、前記データ送受信手段からのデータ発信動作を実行する。この構成によれば、通信端末をデータ送受信可能な端末として使用することが可能となる。
【００５１】
（２）前記技術的思想（１）において、前記データ受信のアンテナと、前記データ発信のアンテナとは、各々別部材として個別に設けられている。この構成によれば、アンテナの動作管理を簡素なものとすることが可能となる。
【００５２】
（３）請求項１〜３のいずれかにおいて、データ発信動作が可能なデータ発信手段を備え、前記制御回路は、接続された前記電池によって前記データ発信手段におけるデータ発信動作を実行する。この構成によれば、通信端末をデータ発信のみ可能な単方向通信の端末として応用可能となる。
【００５３】
（４）通信端末がその通信相手である通信機とデータ発信及びデータ受信の少なくとも一方のデータ通信動作を実行する際、当該通信端末においてデータ通信を管理する制御回路が、同端末の電源である電池の電力によって動作することにより、前記データ通信を実行するデータ通信方法において、前記制御回路及び前記電池の間に、通常は前記電池を前記制御回路から電気的に切り離して前記制御回路を電源オフとしておくスイッチ手段を設け、電力になり得る電波として前記通信機から発信された電力電波を前記電子キーがアンテナで受信すると、当該電力電波を充電手段で充電するとともに、この充電値が設定値を超えると、前記電池と前記制御回路とが電気的に繋がる状態に前記スイッチ手段を切り換えて前記制御回路を電源オンすることにより、前記制御回路のデータ通信動作を可能とするデータ通信方法。
【符号の説明】
【００５４】
１…通信機としての車両、２…通信端末としての電子キー、１２…制御回路及びデータ送受信手段を構成する通信制御回路、１５…データ送受信手段を構成するキー受信機、１６…データ送受信手段を構成するキー発信機、１９…電池、２１…充電手段としての充電回路、２２…アンテナとしての受信アンテナ、２５…スイッチ手段としての第１スイッチ、２６…放電手段としての放電回路、２９…監視手段としての放電回路制御部、３０…復帰手段としてのデータ確認部、Ｓvc…電力電波、Ｖｋ…設定値としての閾値、Ｓrq…通信データとしてのリクエスト信号。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
データ通信の実行動作を管理する制御回路が、自身が持つ電池の電力によって動作することにより、データ発信及びデータ受信の少なくとも一方のデータ通信動作を実行する通信端末において、
前記制御回路及び前記電池の間に設けられ、通常は前記電池を前記制御回路から電気的に切り離して、前記制御回路を電源オフするスイッチ手段と、
電力になり得る電波として外部から発信された電力電波をアンテナで受信すると、当該電力電波を充電するとともに、この充電値が設定値を超えると、前記電池と前記制御回路とが電気的に繋がる状態に前記スイッチ手段を切り換えて前記制御回路を電源オンすることにより、前記制御回路のデータ通信動作を可能とする充電手段と
を備えたことを特徴とする通信端末。
【請求項２】
電源オンした前記制御回路によるデータ発信動作が完了したか否かを監視する監視手段と、
前記データ発信動作が完了した際、前記充電手段に充電された電力を外部に放電することにより、前記スイッチ手段を元のスイッチ状態に戻して、前記制御回路を元の電源オフに戻す放電手段と
を備えたことを特徴とする請求項１に記載の通信端末。
【請求項３】
データ受信及びデータ発信の両通信を可能とするデータ送受信手段と、
前記充電によって前記制御回路を前記電池に繋げた後、前記データ送受信手段で受信する通信データのデータ内容を確認し、当該通信データが正常でない場合に、前記放電手段により前記充電手段を強制的に放電して、前記スイッチ手段を元の状態に直ちに復帰させる復帰手段と
を備えたことを特徴とする請求項２に記載の通信端末。
【請求項４】
データ通信を管理する制御回路が、端末の電源である電池の電力によって動作することにより、データ発信及びデータ受信の少なくとも一方のデータ通信動作を実行する通信端末と、当該通信端末の通信相手として通信機とを備えたデータ通信システムであって、
前記制御回路及び前記電池の間に設けられ、通常は前記電池を前記制御回路から電気的に切り離して、前記制御回路を電源オフするスイッチ手段と、
電力になり得る電波として前記通信機から発信された電力電波をアンテナで受信すると、当該電力電波を充電するとともに、この充電値が設定値を超えると、前記電池と前記制御回路とが電気的に繋がる状態に前記スイッチ手段を切り換えて前記制御回路を電源オンすることにより、前記制御回路のデータ通信動作を可能とする充電手段と
を備えたことを特徴とするデータ通信システム。
【請求項１】
データ通信の実行動作を管理する制御回路が、自身が持つ電池の電力によって動作することにより、データ発信及びデータ受信の少なくとも一方のデータ通信動作を実行する通信端末において、
前記制御回路及び前記電池の間に設けられ、通常は前記電池を前記制御回路から電気的に切り離して、前記制御回路を電源オフするスイッチ手段と、
電力になり得る電波として外部から発信された電力電波をアンテナで受信すると、当該電力電波を充電するとともに、この充電値が設定値を超えると、前記電池と前記制御回路とが電気的に繋がる状態に前記スイッチ手段を切り換えて前記制御回路を電源オンすることにより、前記制御回路のデータ通信動作を可能とする充電手段と
を備えたことを特徴とする通信端末。
【請求項２】
電源オンした前記制御回路によるデータ発信動作が完了したか否かを監視する監視手段と、
前記データ発信動作が完了した際、前記充電手段に充電された電力を外部に放電することにより、前記スイッチ手段を元のスイッチ状態に戻して、前記制御回路を元の電源オフに戻す放電手段と
を備えたことを特徴とする請求項１に記載の通信端末。
【請求項３】
データ受信及びデータ発信の両通信を可能とするデータ送受信手段と、
前記充電によって前記制御回路を前記電池に繋げた後、前記データ送受信手段で受信する通信データのデータ内容を確認し、当該通信データが正常でない場合に、前記放電手段により前記充電手段を強制的に放電して、前記スイッチ手段を元の状態に直ちに復帰させる復帰手段と
を備えたことを特徴とする請求項２に記載の通信端末。
【請求項４】
データ通信を管理する制御回路が、端末の電源である電池の電力によって動作することにより、データ発信及びデータ受信の少なくとも一方のデータ通信動作を実行する通信端末と、当該通信端末の通信相手として通信機とを備えたデータ通信システムであって、
前記制御回路及び前記電池の間に設けられ、通常は前記電池を前記制御回路から電気的に切り離して、前記制御回路を電源オフするスイッチ手段と、
電力になり得る電波として前記通信機から発信された電力電波をアンテナで受信すると、当該電力電波を充電するとともに、この充電値が設定値を超えると、前記電池と前記制御回路とが電気的に繋がる状態に前記スイッチ手段を切り換えて前記制御回路を電源オンすることにより、前記制御回路のデータ通信動作を可能とする充電手段と
を備えたことを特徴とするデータ通信システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１０−２００４１５（Ｐ２０１０−２００４１５Ａ）
【公開日】平成２２年９月９日（２０１０．９．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−３９８７７（Ｐ２００９−３９８７７）
【出願日】平成２１年２月２３日（２００９．２．２３）
【出願人】（０００００３５５１）株式会社東海理化電機製作所 (3,198)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月９日（２０１０．９．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年２月２３日（２００９．２．２３）
【出願人】（０００００３５５１）株式会社東海理化電機製作所 (3,198)
【Ｆターム（参考）】
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