(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
受信波信号と局部発振器の局部発振信号との中間周波数信号を中間周波数フィルタに入力するスーパーヘテロダイン方式の受信部を有し、コード信号により変調され送信機から送信された電波を受信してコード信号を復調し、コード信号に対応した制御信号を車両制御部に出力するキーレスエントリ受信機において、上記局部発振器に水晶発振子よりも安定性の低い発振子を用い、上記受信部に、受信信号強度を検出する受信信号強度検出手段と、局部発振器を制御して局部発振器の発振周波数を掃引する掃引手段と、該掃引手段を制御する掃引制御手段とを具備せしめ、該掃引制御手段を、上記発振周波数を予め設定した所定範囲内で掃引した時に、上記受信信号強度が最大値をとるタイミングを検出するタイミング検出手段を具備し受信信号強度検出手段により検出された受信信号強度がピーク値をとるタイミングに基づいて上記局部発振器の発振周波数を固定する構成とし、かつ、上記受信信号強度を予め設定した下限値と比較し上記所定範囲内の全域において上記受信信号強度が下限値を下回ると入感なしと判定する入感判定手段を具備せしめたことを特徴とするキーレスエントリ受信機。
【請求項２】
請求項１記載のキーレスエントリ受信機において、上記受信部が作動する作動期間と、受信部が作動を休止するスリープ期間とを交互に繰り返すように、受信部を間欠作動せしめる間欠作動制御手段を具備せしめ、該間欠作動制御手段は、上記入感判定手段が入感なしと判定すると上記受信部の作動を休止せしめてスリープ期間に切り替える設定としたキーレスエントリ受信機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はキーレスエントリ受信機に関し、特に受信性能の向上に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両のドア等のロック／アンロック等は、イグニッションキーと共通の機械式のキーをドアのキーシリンダに挿入して行うようにしたものが一般的であるが、近年、ドアのロック／アンロック等に機械式のキーを用いない遠隔操作のキーレスエントリ制御システムが採用されるようになっている。このキーレスエントリ制御システムは、運転者の操作で送信機から車両ごとに割り振られたコードを車両側のキーレスエントリ受信機に送信し、これを復調して車両側に記憶したコードと照合して一致すると電磁アクチュエータ等の作動により車両のロックの解除等を行うもので、夜間等のドアのロック／アンロック等が楽になるという長所がある。
【０００３】
図５はかかるキーレスエントリ制御システムの構成の一例を示すもので、送信機４ｂは運転者が所持するキー４の把手部分に内蔵され、スイッチ（ドアロック、ドアアンロック、トランクオープン、パニック）４００と、スイッチ４００に対応するＩＤコードを記憶する記憶部４０１と、スイッチ４００に応じて記憶部４０１からＩＤコードを読み込む制御部４０２とを備えており、運転者がいずれかのスイッチ４００を押すと、制御部４０２からスイッチ４００に応じたコード信号が発振部４０３に出力される。発振部４０３は、キャリア信号をつくるための３１４．３５ＭＨz の水晶発振子４０３２を有し、コード信号を変調信号として周波数変調（ＦＭ）信号がつくられ、アンテナ４０４から送信される。送信機４ｂはこれら各部に給電するための電池４０５および電圧制御部４０６を備えている。
【０００４】
キーレスエントリ受信機５は、受信部５ａと制御部５ｂとを有し、受信部５ａは、アンテナ５００で受信した電波を第１のバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）５０１、高周波（ＲＦ）アンプ５０２、ミキサ５０３、局部発振器５０４を備えたスーパーヘテロダイン方式のものである。局部発振器５０４は３１３．８９５ＭＨz の水晶発振子５０４１を用いた発振周波数固定のもので、受信波信号は、ミキサ５０３により局部発振器５０４の発振信号との中間周波数信号に周波数変換され、中心周波数４５５ｋＨz の第２のバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）５０５に入力し、４５５ｋＨz の中間周波数（ＩＦ）の信号を通過せしめる。このＩＦ信号は、ＩＦアンプ５０６で増幅された後、検波回路５０７、移相器５０８およびローパスフィルタ（ＬＰＦ）５０９、波形整形回路５１０によりデジタル化されたコード信号が復調される。
【０００５】
制御部５ｂは、受信信号強度検出回路（ＲＳＳＩ回路）５１１より知られる受信信号強度が十分かどうかを判定し、十分であればコード信号をボデーコンピュータ６にそのまま出力し、ボデーコンピュータ６は、復調されたコードを判定してコードに対応した制御信号を上記電磁アクチュエータの駆動回路等に出力する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記キーレスエントリ受信機の安定性は、送受信周波数の安定性に依存し、特に送受信機で用いられる発振子の性能に強く依存する。したがって発振子に周波数偏差が少なく安定性のよいものを用いることが必要になり、コストが高くなる。一方、第２のＢＰＦの帯域幅を広くすると、周波数の安定性が多少悪くとも送信機からの電波を拾うことができるが、ノイズが入り易くなるためＳ／Ｎが劣化し、結果的に感度が悪くなる。
【０００７】
この方式の受信機は局部発振器に安定性は十分であるが高価な水晶発振子を用いているため、発明者らは特願平１０−３５９０２８号において、局部発振器の発振周波数の変動幅をカバーする範囲で発振周波数を掃引し、その時の受信信号強度に基づいて同調をとることで安定性がさほど高くはない発振子を用いていても正確な受信の可能なキーレスエントリ受信機を提案している。その中で、上記発振周波数の掃引時にＲＳＳＩ信号がピークとなるタイミングを検知することで同調をとるものを提案している。このＲＳＳＩ信号のピークタイミングに基づいて同調をとるものでは、復調信号からのコードの読み込みの失敗を以て受信波信号が入感していないことが判明する。すなわち、正しい受信波信号か否かを判定するのにコードの読み込み作動を待つ必要があり、正しい受信波信号を捉えるまでの時間の短縮化、消費電力の低減という課題が存在する。
【０００８】
本発明は上記実情に鑑みなされたもので、送信機の発振部や受信機の局部発振器に必ずしも性能の十分ではない発振子を用いても、高い感度で受信することができ、しかも正しい受信波信号を捉えるまでの時間の短縮化、消費電力の低減を図ることのできるキーレスエントリ受信機を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明では、受信波信号と局部発振器の局部発振信号との中間周波数信号を中間周波数フィルタに入力するスーパーヘテロダイン方式の受信部を有し、コード信号により変調され送信機から送信された電波を受信してコード信号を復調し、コード信号に対応した制御信号を車両制御部に出力するキーレスエントリ受信機において、受信部の局部発振器に水晶発振子よりも安定性の低い発振子を用いる。また、受信部に、受信信号強度を検出する受信信号強度検出手段と、局部発振器を制御して局部発振器の発振周波数を掃引する掃引手段と、該掃引手段を制御する掃引制御手段とを具備せしめる。該掃引制御手段を、上記発振周波数を予め設定した所定範囲内で掃引した時に、上記受信信号強度が最大値をとるタイミングを検出するタイミング検出手段を具備し受信信号強度検出手段により検出された受信信号強度がピーク値をとるタイミングに基づいて上記局部発振器の発振周波数を固定する構成とする。かつ、上記受信信号強度を予め設定した下限値と比較し上記所定範囲内の全域において上記受信信号強度が下限値を下回ると入感なしと判定する入感判定手段を具備せしめる。
【００１０】
局部発振器の発振周波数を掃引することで受信波信号を同調せしめるので、送信機の発振器や受信機の局部発振器の発振周波数の周波数偏差が大きく安定性がさ程よくなくとも、送信機からの電波を高感度で受信することができる。
【００１１】
しかも、受信信号強度が所定値を下回る場合は、復調信号からコードの読み取りを行う時間を待たずに入感のないことが知られるので、正しい受信波信号を捉えるまでの時間を短縮することができ、消費電力を抑えることができる。
【００１２】
請求項２記載の発明では、上記受信部が作動する作動期間と、受信部が作動を休止するスリープ期間とを交互に繰り返すように、受信部を間欠作動せしめる間欠作動制御手段を具備せしめる。該間欠作動制御手段は、上記入感判定手段が入感なしと判定すると上記受信部の作動を休止せしめてスリープ期間に切り替える設定とする。
【００１３】
入感がなければ則、受信部の作動が休止するので、消費電力をさらに抑えることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１に、本発明のキーレスエントリ受信機（以下、単に受信機）を適用したキーレスエントリ制御システムの構成を示す。イグニッションキー４に内蔵される送信機４ａは発振部４０３の発振子が水晶発振子に代えて安価ではあるがやや安定性の落ちるＳＡＷ４０３１を用いている以外、従来の技術で説明したものと実質的に同じであるので説明を省略し、受信機１を中心に説明する。
【００１５】
受信機１は、受信部１ａおよび制御部１ｂからなり、ボデーコンピュータ３とともに車両に搭載される。受信部１ａはスーパーヘテロダイン方式の構成で、アンテナ１００から入感した受信波信号が第１のＢＰＦ１０１およびＲＦアンプ１０２を介してミキサ１０３に入力している。ＢＰＦ１０１の通過帯域は、送信機４ａの送信周波数が発振部４０１のドリフト等でばらついても送信電波が入感し得るように設定する。ミキサ１０３は、局部発振器たる電圧制御発振器（ＶＣＯ）１０４と周波数変換回路を構成し、受信波信号とＶＣＯ１０４の発振信号との中間周波数信号を生成するようになっている。中間周波数フィルタたる第２のＢＰＦ１０５は中心周波数が４５５ｋＨz のもので、セラミックフィルタ等で構成されている。
【００１６】
第２のＢＰＦ１０５を通過した中間周波数（ＩＦ）信号はＩＦアンプ１０６で増幅され、検波器１０７および移相器１０８に入力する。検波器１０７および移相器１０８は周波数弁別回路を構成し、周波数変化を振幅変化に変換するようになっている。検波器１０７から出力された受信波信号は、さらに高周波成分を除去するＬＰＦ１０９および波形整形回路１１０を通過してコード信号が復調され、コード信号は制御部１ｂに入力する。
【００１７】
また受信部１ａは、受信信号強度検出手段たるＲＳＳＩ回路１１１を備えており、ＲＳＳＩ電圧ＶRSSIを出力するようになっている。ＲＳＳＩ電圧ＶRSSIは、ＩＦアンプ１０６への入力が大きいほど高くなり、受信信号強度を検出することができる。
【００１８】
ＶＣＯ１０４は発振子としてＳＡＷ１０４１を用いて構成してあり、受信部１ａはＶＣＯ１０４の周波数制御用の制御電圧を出力するスキャニング回路２が設けてある。ＶＣＯ１０４はスキャニング回路２から入力する制御電圧が高いと発振周波数が高く、制御電圧が低いと発振周波数が低くなる構成としてある。
【００１９】
スキャニング回路２は、掃引手段２ｂを構成するカウンタ２０２およびＤＡ変換器２０３とを有し、カウンタ２０２のカウンタ値が、ＤＡ変換器２０３においてアナログ信号に変換され、制御電圧としてＶＣＯ１０４の発振周波数を掃引（スキャニング）せしめるようになっている。ここでＤＡ変換器２０３の分解能すなわちビット数は、ＶＣＯ１０４の発振周波数の可変範囲を、ＶＣＯ１０４の発振周波数を合わせ込みたい周波数で除した値以上のものを用いる。なおＶＣＯ１０４を合わせ込みたい周波数は、発振周波数の最小変量であり、第２のＢＰＦ１０５の帯域幅が狭いほど小さなものが必要になる。またＶＣＯのスキャニング速度を規定するカウンタ２０２のクロック周波数は、クロック信号が第２のＢＰＦ１０５へ混入しないように、中間周波数である４５５ｋＨz の整数倍ではない値に設定するのが望ましい。例えば４５５ｋＨz を８．５倍して３．９６７５ＭＨz というように設定する。
【００２０】
カウンタ２０２は第１の制御ロジック２０１により制御される。制御ロジック２０１は後述する制御フローを実行する論理演算回路等で構成され、制御ロジック２０１とともに掃引制御手段２ａを構成するピークタイミング検知回路２００の出力結果に基づいてカウント初期値、カウントのアップ／ダウン方向、カウント速度を与えてカウンタ２０２に所定の動作をさせ、最終的に同調がとられた状態でＶＣＯ１０４の発振周波数を固定する。
【００２１】
ここでカウンタ２０２がカウントアップ／ダウンする範囲は、後述するように複数用意され、その最大となる範囲は、ＶＣＯ１０４の発振周波数が、送信機４ａの送信周波数のばらつき（ドリフト等）およびＳＡＷ１０４１の安定性に起因するＶＣＯ１０４の発振周波数のばらつき（ドリフト等）に追随可能な範囲とする。例えば、送信機４ａの送信周波数とそのばらつきが、３１４．３５ＭＨz ±０．１５ＭＨz で、ＶＣＯ１０４の発振周波数のばらつきが±０．１５ＭＨz のとき、ミキサ１０３において、４５５ｋＨz の中間周波数信号を得るには、ＶＣＯ１０４の発振周波数の範囲が３１３．８９５ＭＨz ±０．３ＭＨz であればよいことになる。しかしてかかる周波数範囲内で可変となるように、カウンタ２０２の最大のカウントアップ／ダウン範囲を決定する。
【００２２】
ピークタイミング検知回路２００はＲＳＳＩ電圧ＶRSSIを入力として設けてあり、ＶＣＯ１０４の発振周波数が所定範囲内でスキャニングした時に、ＲＳＳＩ電圧ＶRSSIがピーク値をとるタイミングを検出し、第１の制御ロジック２０１において、ＲＳＳＩ電圧がピークとなるタイミングすなわちカウンタ２０２のカウント値が知られるようになっている。
【００２３】
また、ＲＳＳＩ電圧ＶRSSIおよび基準電圧発生器２０５から出力される基準電圧を入力としてコンパレータ２０４が設けてあり、「Ｈ」または「Ｌ」の信号を第２の制御ロジック２０６に出力する。コンパレータ２０４と基準電圧発生器２０５と制御ロジック２０６とにより入感判定手段２ｃを構成する。ここで上記基準電圧は復調信号からコードが解読可能な受信波信号のＲＳＳＩ電圧ＶRSSIの下限値を目安に設定され、制御ロジック２０６において入感の有り無しが判定できるようになっている。
【００２４】
制御部１ｂは、波形整形回路１１０から入力する復調されたコード信号を予め記憶したＩＤコードと照合し、合致すれば車両制御部たるボデーコンピュータ３に送信機４ａのスイッチ４００操作に対応した制御信号を出力するようになっている。ボデーコンピュータ３は、制御信号にしたがって、例えばドア開閉用のアクチュエータを駆動してドアの開閉等を行う。
【００２５】
また間欠作動制御手段たる制御部１ｂは、受信部１ａの立ち上げ制御等を行うようになっており、タイマー制御にて受信部１ａが作動期間とスリープ期間とを交互に繰り返す間欠作動をするように制御し、暗電流の低減を図っている。
【００２６】
図２は第１の制御ロジック２０１において実行される制御フローで、図３はＶＣＯ１０４の発振周波数およびＶＣＯ１０４へ出力される制御電圧を示すタイミングチャートである。ステップＳ００１では１回目のスキャニングを行う。１回目のスキャニングではＶＣＯ１０４の発振周波数を４ｍｓｅｃの時間をかけて３１３．８９５ＭＨz −０．３ＭＨz 〜３１３．８９５ＭＨz ＋０．３ＭＨz の範囲でスイープする（１回目のスイープ）。このスイープ範囲は送信機４ａの送信周波数のばらつき等に追随可能な範囲である。第１の制御ロジック２０１はＲＳＳＩ電圧ＶRSSIがピークをとる時のカウンタ値Ｃａをレジスタに格納しておく。
【００２７】
次いで、２回目のスキャニングを行う。カウンタ値Ｃａからオフセット値Ｏａを減じた値Ｃｂをロードし（ステップＳ００３）、カウンタ値Ｃｂを初期値として２回目のスイープを行う（ステップＳ００４）。このスイープでは１回目のスイープのカウント範囲の１／４を４ｍｓｅｃの時間をかけて行う。すなわち１回目スイープの時の１／４のスイープ速度で行う。なおオフセット値Ｏａは例えば２回目スイープ範囲の１／２程度に設定する。
【００２８】
ＲＳＳＩ電圧ＶRSSIがピークをとる時のカウンタ値Ｃｃをレジスタに格納しておく（ステップＳ００５）。
【００２９】
次いで、３回目のスキャニングを行う。カウンタ値Ｃｃからオフセット値Ｏｂを減じた値Ｃｄをロードし（ステップＳ００６）、カウンタ値Ｃｄを初期値として３回目のスイープを行う（ステップＳ００７）。このスイープはステップＳ００７および後述するステップＳ００８，Ｓ００９を繰り返すことで計１６回行う。この１６回のスイープは同じ条件で行われ、以下の説明において行われた順に３−ｋ回目（ｋ＝１〜１６）というように記載する。３回目スイープの各スイープは、１回目スイープのカウント範囲の１／１６、したがって２回目スイープのカウント範囲の１／４を０．５ｍｓｅｃの時間をかけて行う。
【００３０】
この３回目スイープにおいてＲＳＳＩ電圧ＶRSSIがピークをとる時のカウンタ値Ｃｅ１をレジスタに格納しておく（ステップＳ００８）。そして上記カウンタ値Ｃｄを再び初期値としてロードし（ステップＳ００９）、ステップＳ００７〜Ｓ００９が繰り返されて３−１回目スイープに続き順次、３−２回目スイープから３−１６回目スイープまでが行われる。かくしてＲＳＳＩ電圧ＶRSSIがピークをとった時のカウンタ値Ｃｅｋ（ｋ＝１〜１６）を得る。
【００３１】
そして３−１回目から３−１６回目までのスイープが完了して最後のカウンタ値Ｃｅ１６が得られるとステップＳ０１０に進む。
【００３２】
ステップＳ０１０では、レジスタに格納されたカウンタ値Ｃｅｋ（ｋ＝１〜１６）の平均を計算しＣｆとする。この平均値Ｃｆはピークタイミング検知時のカウンタ値の代表値であるが、ＲＳＳＩ回路１１１等の応答遅延を含んでいるため、平均値Ｃｆからこの応答遅延に相当するオフセット値Ｏｃを減じてＣｇとし、このカウンタ値ＣｇをロードしてＶＣＯ１０４の発振周波数を固定する。
【００３３】
スイープ速度は遅いほどピーク周波数の検出誤差は小さくなる。本受信機１では、上記のごとく、高速広範囲の１回目のスイープ（ステップＳ００１）に続いて低速狭範囲の２回目のスイープ（ステップＳ００４）が行われるので次の効果を奏する。１回目スイープでは、誤差は大きいものの、送信機４の送信周波数ずれ等をカバーする１回目スイープ範囲を短時間でスキャニングしピーク周波数を略特定する（カウント値Ｃｂ）ことができる。そして２回目スイープでは、１回目スイープにおいてピーク周波数が略特定されているのでスイープ範囲を上記のごとく減じることが可能となり、スイープ速度を低速とすることでさらに同調周波数を絞り込むことができる。
【００３４】
本受信機では、３回目スイープ（ステップＳ００７）を行うことで、さらにピーク周波数のばらつきを抑えることができる（例えば検出ピーク周波数の最大値−最小値で１０ｋＨz の範囲）。
【００３５】
したがって、上記のごとく３回目のスイープを行いカウント値ＣｇにてＶＣＯ１０４の発振周波数を固定することにより、同調精度を高めることができる。しかも、本実施形態では３回目スイープを行う前にステップＳ００１〜Ｓ００５を行うことで同調周波数がある程度特定されているから、３回目スイープではスイープ範囲はかなり狭くて済み、３回目のスイープにおいて複数回のスイープを行っても同調完了までが長時間化することはない。
【００３６】
このような制御を行うことにより短時間で精度の高いスキャニングを行うことができる。
【００３７】
さて、第１の制御ロジック２０１は１回目のスイープ（ステップＳ００１）が終了するとその旨を第２の制御ロジック２０６に出力し、第２の制御ロジック２０６は、最も広範囲の上記１回目のスイープ中にコンパレータ２０４から上記ＲＳＳＩ電圧ＶRSSIが上記基準電圧を上回っている旨の信号が入力していない場合、入感無しと判断し、その旨を制御部１ｂに送信する。
【００３８】
制御部１ｂは第２の制御ロジック２０６から入感無しである旨の信号を受け取ると、スリープモードに切り替える。これにより、ＲＳＳＩ電圧ＶRSSIが基準電圧を上回らない受信波信号に対しては２回目スイープ（ステップＳ００４）以降の手順が実行されない。したがって、制御部１ｂにおけるコード信号の照合も行われない。
【００３９】
図４は、正しい受信波信号が入感しないときにスリープモードに入るという構成を備えている本キーレスエントリ受信機（本発明）、備えていないキーレスエントリ受信機（比較例）の受信機の受信部の通電状態を示すもので、正しい受信波信号が入感しないとき（入力がないとき）のものである。
【００４０】
上記比較例ではＲＳＳＩ電圧ＶRSSIの程度にかかわらず、すなわち受信波信号の入感があってもなくてもＶＣＯ１０４の発振周波数のロック（ステップＳ０１１）まで行うのに対し、本発明では１回目のスイープ（ステップＳ００１）でＲＳＳＩ電圧ＶRSSIの大きさが基準電圧に達しない場合にはスリープモードに入るので、通電時間が比較例に比して短くて済み、消費電力を小さく抑えることができる。
【００４１】
なお本実施形態では、ＶＣＯの発振周波数を固定するまでに発振周波数のスイープを２回、順次低速狭範囲化しながら段階的に行っているが、回数は必ずしもこれに限定されるものではなく、送信機の送信周波数やＶＣＯの発振周波数の安定性等（ドリフト量、ばらつき）によっては３回以上に増やしてもよいし、逆に１回に減らしてもよい。１回の場合もスイープ期間中にＲＳＳＩ電圧ＶRSSIが基準電圧を上回らない場合は則スリープモードに移行することで、コードの解読に時間が費やされないので、消費電力を小さく抑えることができる。
【００４２】
また、本実施形態では、３回目スイープのスイープ速度を２回目スイープのスイープ速度よりも速くしているが、遅くしてもよい。この場合、ピーク周波数平均値のばらつきはスイープ速度が遅いほど小さくなるから、その分、平均回数を減らすことができる。
【００４３】
なお、上記各実施形態は、ＦＭ電波を用いたキーレスエントリ制御システムに適用したが、振幅変調（ＡＭ）電波等の他の電波形式を用いたものに適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のキーレスエントリ受信機を適用したキーレスエントリ制御システムの全体構成図である。
【図２】上記キーレスエントリ受信機の作動を説明するフローチャートである。
【図３】上記キーレスエントリ受信機の作動を説明する第１のタイムチャートである。
【図４】上記キーレスエントリ受信機の作動を説明する第２のタイムチャートである。
【図５】従来のキーレスエントリ受信機を有するキーレスエントリ制御システムの全体構成図である。
【符号の説明】
１  キーレスエントリ受信機
１ａ  受信部
１０３  ミキサ
１０４  ＶＣＯ（局部発振器）
１０５  第２のバンドパスフィルタ（中間周波数フィルタ）
１１１  ＲＳＳＩ回路（受信信号強度検出手段）
１ｂ  制御部（間欠作動制御手段）
２  スキャニング回路
２ａ  掃引制御手段
２００  ピークタイミング検知回路
２０１  制御ロジック
２ｂ  掃引手段
２０２  カウンタ
２０３  ＤＡ変換器
２ｃ  入感判定手段
２０４  コンパレータ
２０５  基準電圧発生器
２０６  制御ロジック
３  ボデーコンピュータ（車両制御部）
４  キー
４ａ  送信機
【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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