CN103368620B - 便携式设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种容易接收无线信号的便携式设备。在实施例中便携式设备是电子钥匙20。电子钥匙20在识别了来自车辆10的要求信号时，作为和所述要求信号相对应的应答发出应答信号，其中，电子钥匙20具备：多个天线（天线22x，22y，22z），其在能接收所述要求信号的待机状态和不能接收所述要求信号的非待机状态之间进行切换；以及电子钥匙控制电路21，所述多个天线（天线22x，22y，22z）中的处于待机状态的天线和处于非待机状态的天线的个数被预先设定，所述控制电路21在通过处于待机状态的天线不能接收所述要求信号的情况下，把处于待机状态的该天线切换到非待机状态，并且，把处于非待机状态的所述多个天线切换到待机状态。

Description

便携式设备

技术领域

本发明涉及一种便携式设备，其通过和通信目标进行无线通信，从而可对搭载在通信目标上的设备进行操作。

背景技术

日本专利文献特开2005-194799号公报中公开了一种与车辆之间进行无线通信的电子钥匙（便携式设备）。当车辆和电子钥匙之间的无线通信建立时，该车辆就允许对车辆的车门进行锁定∕解锁、对发动机进行起动等。例如，车辆在停车时向车辆周围发送无线唤醒信号。当电子钥匙接收到唤醒信号，就以无线形式发送出显示已接收到唤醒信号的确认信号。当车辆接收到确认信号时，该车辆就发送出要求ID码的请求信号（request signal）。当电子钥匙接收到请求信号时，就发送出包含其自身的ID码的响应信号（responsesignal）。当车辆接收到响应信号时，就把包括在所述响应信号中的ID码和其自身的ID码进行校验。然后，如果校验结果是满意的话，就允许对车辆的车门进行锁定∕解锁。在该状态下，例如当车辆检测出对设置在门把手上的开关有操作时，就对该车辆的车门的锁定∕解锁状态进行切换。

在这样的电子钥匙中，作为用于接收无线电信号的天线往往采用彼此正交的三个天线。因为三个天线在三个轴向具有灵敏度，所以比起一个天线的情况更容易接收无线信号。另一方面，如果把三个天线都保持在接收状态，那么电子钥匙的电池功耗就较大。此外，只要三个天线中的任意一个能够接收无线信号就可以。因此，电子钥匙利用接收到的唤醒信号，来选择能够接收到来自车辆的唤醒信号的天线，并使用该选择的天线对请求信号进行接收。

然而，由于用户随身携带着电子钥匙，所以电子钥匙接收信号的情况随时间的变化而变化。换句话说，接收到唤醒信号的天线并一定是能够最好地接收请求信号的天线。

本发明就是鉴于这些情况所作出的，其目的之一是提供一种很容易接收无线电信号的便携式设备。

发明内容

为了解决上述课题，本发明提供了一种便携式设备，其在识别了来自通信主机装置的要求信号时，作为和所述要求信号相对应的应答发出应答信号，其中，所述便携式设备具备：多个天线，其在能接收所述要求信号的待机状态和不能接收所述要求信号的非待机状态之间进行切换；以及控制电路，所述多个天线中的处于待机状态的天线和处于非待机状态的天线的个数被预先设定，所述控制电路在通过处于待机状态的天线不能接收所述要求信号的情况下，把处于待机状态的该天线切换到非待机状态，并且，把处于非待机状态的所述多个天线切换到待机状态。

根据上述结构，便携式设备在不能识别对要求信号的接收时，就切换到接收到该要求信号的天线。这样，比起把不能接收要求信号的天线保持在待机状态来说，这样的便携式设备比较容易接收要求信号。

所述便携式设备在识别了来自所述通信主机装置的第1要求信号时，作为和所述第1要求信号相对应的应答发送出第1应答信号；在发送所述第1应答信号之后，在识别了来自所述通信主机装置的第2要求信号时，作为和所述第2要求信号相对应的应答发送出第2应答信号，所述控制电路在有超过应该处于待机状态的设定个数的天线能够接收所述第1要求信号时，使所述设定个数的天线处于待机状态，并使其它的天线处于非待机状态；在处于待机状态的天线不能接收第2要求信号时，把处于非待机状态的天线中的、能够接收所述第1要求信号的天线从非待机状态切换到待机状态。

和没有能够接收到所述第1要求信号的天线相比,接收到第1要求信号的天线很可能接收到第2要求信号。根据该结构，控制电路就优先把很可能接收到第2要求信号的天线从非待机状态切换到待机状态。因此，和切换到其它天线情况相比，这样的便携式设备更容易接收第2要求信号。

所述便携式设备在识别了来自所述通信主机装置的第1要求信号时，作为和所述第1要求信号相对应的应答发送出第1应答信号；在发送所述第1应答信号之后，在识别了来自所述通信主机装置的第2要求信号时，作为和所述第2要求信号相对应的应答发送出第2应答信号，所述控制电路按照所述第1要求信号的信号强度由高到低的顺序，把所述第1要求信号从非待机状态切换到待机状态。

和接收到信号强度比较弱的第1要求信号相比，接收到信号强度比较强的第1要求信号的天线很可能接收到信号强度比较强的第2要求信号。根据这样的结构，控制电路把很可能接收到信号强度比较强的第2要求信号的天线从非待机状态切换到待机状态。因此，和切换到其它天线相比，这样的便携式设备容易接收第2要求信号。

所述便携式设备的所述控制电路在即使尝试了之前被判断为能够接收第1要求信号的所有的天线，仍然不能接收第2要求信号的情况下，把被判断为不能接收所述第1要求信号的天线从非待机状态切换到待机状态。

因为用户所携带的便携式设备和通信主机装置之间的位置关系一直处于变化之中，所以接收到第1要求信号的天线未必能够接收到第2要求信号。因此，根据这样的结构，在接收到第1要求信号的天线不能接收到第2要求信号的情况下，就把不能接收到第1要求信号的天线从非待机状态切换到待机状态。这样，比起把此前的天线保持在待机状态，更容易接收第2要求信号。

所述便携式设备的所述多个天线中的至少3个是处于彼此互相正交的位置关系。

根据这样的结构，便携式设备具备彼此正交的3个天线，所以，比较容易接收来自任一方向的要求信号。

附图说明

图1是一框图，其示出了电子钥匙系统的概略结构。

图2是一流程，其图示出了电子钥匙控制部的处理。

图3是一时序图，其示出了各个天线所接收的要求信号的信号强度，以及各个天线的待机状态和非待机状态之间的切换。

图4是一时序图，其示出了各个天线所接收的要求信号的信号强度，以及各个天线的待机状态和非待机状态之间的切换。

图5是一时序图，其示出了各个天线所接收的要求信号的信号强度，以及各个天线的待机状态和非待机状态之间的切换。

符号说明

1…电子钥匙系统,10…车辆，11…车辆控制部，11a…存储器，12…LF发送部，13…UHF接收部，14…门锁装置,15…门把手传感器，20…电子钥匙,21…电子钥匙控制部（控制电路），21a…存储器，22…LF接收部，22a…LF接收天线，22b…RSSI电路，23…UHF发送部，23a…UHF发送天线

具体实施方式

以下，参照图1-5来说明把本发明的便携式设备具体化为和车辆间之间进行无线通信的电子钥匙的一个实施例。

如图1所示，车辆10上搭载着电子钥匙系统1，该电子钥匙系统1通过和电子钥匙20之间进行无线通信来进行ID校验。电子钥匙系统1具有把来自车辆10的无线信号作为触发进行ID校验的智能通信功能。

<车辆的配置>

车辆10具备：车载控制部11，其控制各种车载设备；LF发送部12，其和车载控制部11电连接，并且发送LF（低频，Low Frequency）频带的要求信号；以及，UHF接收部13，其接收UHF（超高频，Ultra High Frequency）频带的应答信号。应当指出，要求信号是唤醒信号Swk和请求信号（request signal）Srq的总称；应答信号是确认信号Sac和响应信号（responsesignal）Sre的总称。LF发送部12包括LF发送天线。LF发送部12对车载控制部11所生成的作为要求信号的脉冲信号进行调制，并把调制得到的信号经由LF发送天线以无线形式发送。UHF接收部13具有UHF接收天线。UHF接收部13通过UHF接收天线来接收UHF频段的无线信号，并将接收到的信号解调为脉冲信号。

此外，车辆10具备也和车载控制部11电连接的门锁装置14以及门把手传感器15。门锁装置14对车门进行锁定∕解锁。车门把手传感器15检测出用户是否接触了门把手（未示出）。

车辆控制部11上设置着非易失性存储器11a。存储器11a中存储着对车辆10来说是唯一的ID码。车辆控制部11通过LF发送部12以及UHF接收部13来进行和电子钥匙20的无线通信。车辆控制部11通过和电子钥匙20之间的对无线信号的接收∕发送，来判断通信中的电子钥匙是否和其本身相对应。该判断通过对包括在来自电子钥匙20的无线信号中的ID码以及存储在存储器11a中的ID码是否匹配来进行判断。然后，在确定是和其自身相对应的情况下，就允许对门锁装置14进行驱动。详细地来说，车辆控制部11定期地发送唤醒信号Swk。然后，在车载控制部11接收到作为对唤醒信号Swk应答的确认信号Sac的情况下，就多次（这里作为一个例子是3次）发送出请求信号Srq。当车载控制部11在发送请求信号Srq后而接收到响应信号Sres时，并且判断为所述响应信号是来自和其本身相对应的电子钥匙20的情况下，就允许驱动门锁14。在此状态下，在通过门把手传感器15检测到门把手被接触的情况下，车辆控制部11就执行对门锁装置14的驱动。

<电子钥匙的构成>

电子钥匙20包括电子钥匙控制部21，该电子钥匙控制部21通过由具有诸如CPU的计算机单元来构成。电子钥匙控制器21和接收LF频带无线信号的LF接收部22以及发送UHF频带无线信号的UHF发送部23电连接。LF接收部22具有LF接收天线22a。LF接收部22通过LF接收天线22a来接收LF频带的无线信号，并把该接收到的无线信号解调为脉冲信号。UHF发送部23具有UHF发送天线23a。UHF发送部23对作为由电子钥匙控制部21所生成的作为应答信号的脉冲信号进行调制，并通过UHF发送天线23a将该调制得到的信号以无线形式发送。

此外，如图1中的放大图所示，LF接收天线22a具有：由具有互相正交的检测轴的X轴天线22x、Y轴天线22y、以及Z轴天线22z所构成。X轴天线22x、Y轴天线22y、以及Z轴天线22z分别响应于沿其自身的磁通量的变化而感应电压，从而接收LF频带的无线信号。LF接收部22在待机状态（消耗电池（未图示）而处于可接收LF频带的无线信号）和非待机状态（不消耗电池从而不接收LF频带的无线信号）之间进行切换。

如图1所示，LF接收部22设有RSSI电路22b，其用于检测接收到的无线信号的接收信号强度（RSSI）的值。该RSSI电路22b通过各个X轴天线22x、Y轴天线22y和Z轴天线22z来检测出接收到的无线信号的RSSI的值。然后，将检测结果输出到电子钥匙控制部21。

电子钥匙控制部21具备非易失性存储器21a，该存储器21a中存储有对电子钥匙20来说是唯一的唤醒模式（wake pattern），其和电子钥匙20的唯一的ID码相类似。电子钥匙控制部21执行模式判断，并对各个天线22x、22y、22z所接收到的唤醒信号Swk的接收信号强度进行判断（RSSI判断）。电子钥匙控制部21在X轴天线22x、Y轴天线22y和Z轴天线22z中的任一个接收到信号强度大于预先设定的、适合于读取所接收的无线信号的信号强度（必要的信号强度）时，就把接收到该无线信号的天线选为通信用天线。在多个天线接收到具有必要的信号强度的无线信号的情况下，就根据预先设定的优先顺序而选定用于通信的天线。在电子钥匙控制部21选择用于通信的天线之后，就对该天线所接收的无线信号的模式（pattern）进行判断。电子钥匙控制部21在所接收到的无线信号的模式和预先存储在存储器21a中的唤醒模式相匹配时，就把该信号识别为唤醒信号Swk。然后，电子钥匙控制部21通过LF接收部22就把所选定的天线保持在待机状态，并把其它的天线从待机状态切换到非待机状态。

此外，当和唤醒模式不匹配时，电子钥匙控制部21就把到现在为止处于待机状态下的天线切换为非待机状态，并且，如果还存在其它天线接收到必要的信号强度时，就把该天线从待机状态切换到非切换状态。

当电子钥匙控制部21识别为唤醒信号Swk时，就产生表示接收到该信号的确认信号Sac，并把所产生的确认信号Sac输出到UHF发送部23。UHF发送部23对确认信号Sac进行调制，并把调制的确认信号Sac经由UHF天线23a进行无线发送。

此外，电子钥匙控制部21在发送确认信号Sac之后，如果识别为请求信号Srq时，就生成作为应答该信号的响应信号Sre。响应信号Sre包括存储在存储器21a中的ID码。电子钥匙控制部21就对响应信号Sre进行调制，并把调制后的响应信号Sre经由UHF发送天线23a以无线形式发送。

<天线的切换>

其次，参照如图2所示的流程图，就LF接收天线22a（天线22x，22y，22z）在待机状态和非待机状态之间的切换进行说明。该流程图由电子钥匙控制器21执行。在电子钥匙控制部21判断为天线22x，22y，22z中的任一个所接收到的无线信号的模式和预先存储在存储器21a中的唤醒模式相匹配的情况下，也就是说，在识别为唤醒信号Swk的情况下，就开始该处理。此外，使天线22x，22y，22z处于待机状态。

首先，电子钥匙控制部21判断是否多个天线接收到唤醒信号Swk（步骤S1）。

如果在步骤S1中的判断为YES，即，在多个天线接收到唤醒信号Swk的情况下，电子钥匙控制部21对多个天线所接收到的唤醒信号Swk进行RSSI判断（步骤S2）。然后，转到步骤S3进一步处理。此外，如果在步骤1中的判断为NO，即，即使当接收到唤醒信号Swk的天线是一个的情况下，电子钥匙控制部21也转到步骤S3进一步处理。

在步骤S3中，电子钥匙控制部21确定天线22x，22y，22z的切换顺序。例如，如果有多个天线接收到唤醒信号Swk时，就把切换顺序设定为唤醒信号Swk的RSSI从高到低的顺序。例如，如图3所示，所有三个天线22x，22y，22z接收到的唤醒信号Swk超过必要的信号强度，并且，如果信号强度从高到低的顺序是22x，22z，22y的话，那么天线的切换顺序就为22x，22z，22y。另外，例如，如果只有一个天线接收到大于必要的信号强度的唤醒信号Swk时，就把该天线设定为第一个天线，其它的天线设定为按字母顺序。例如，如图4所示，在天线22y接收到大于必要的信号强度的唤醒信号Swk，并且其它的天线22x，22z不能接收到唤醒信号Swk的情况下，天线的切换顺序为天线22y，22x，22z。此外，在多个天线接收到大于必要的信号强度的唤醒信号Swk，并且，还有天线不能接收大于必要的信号强度的唤醒信号Swk的情况下，就对接收到大于必要的信号强度的唤醒信号Swk的天线进行优先切换。例如，如图5所示的例子中，天线22x，22y接收到大于必要的信号强度的唤醒信号Swk，并且，信号强度从22x，22y由高到低，其它的天线22z不能接收到唤醒信号Swk时，天线的切换顺序为天线22x，22y，22z。

如图2中所示，在电子钥匙控制部21确定天线22x，22y，22z的切换顺序后，就发送作为应答唤醒信号Swk的确认信号（步骤S4）。然后，电子钥匙控制部21根据在步骤3中所确定的切换顺序，而把一个天线保持在待机状态，并把其它的二个天线从待机状切换到非待机状态（步骤S5）。

接着，电子钥匙控制部21就判断是否能够识别请求信号Srq（步骤S6）。如果步骤6为YES时，即，当能够识别请求信号Srq时，就发送响应信号Sre（步骤S7），然后就结束这一系列的处理。

此外，如果在步骤6中为NO，即，不能识别请求信号Srq时，根据在步骤3中所确定的为了接收请求信号Srq的天线的切换顺序，把处于非待机状态的二个天线中的一个切换到待机状态，并把一直处于待机状态的天线切换到非待机状态（步骤S8）。之后，转到步骤6进一步处理。

车载控制部11在识别了响应信号Sre的状态下，当门把手传感器15检测出有接触时，就致动门锁装置14，从而对车辆的车门的锁定∕解锁进行切换。

正如上面所详细描述的那样，根据本实施例可以得到以下效果。

（1）电子钥匙控制部21从天线22x，22y，22z中选择出能够接收大于必要的强度的唤醒信号Swk的天线，优先把选择的天线切换为待机状态，并把其它的天线切换为非待机状态。唤醒信号Swk以及请求信号Srq是从相同的车辆10发送来的，所以能够接收唤醒信号Swk的天线很可能能够接收请求信号Srq。另一方面，能够接收到大于必要的强度的唤醒信号的天线不一定能够很好地接收请求信号Srq。在这方面，电子钥匙控制部21在接收到唤醒信号Swk后，如果不能够接收请求信号Srq时，就把处于待机状态的天线切换为非待机状态，并把非待机状态的天线切换为待机状态。这样，电子钥匙控制部21比较容易地接收请求信号Srq。

（2）电子钥匙控制部21对天线22x，22y，22z接收到的唤醒信号Swk进行接收信号强度判定（RSSI判定）。然后，把接收到最强的信号强度的唤醒信号Swk的天线保持在待机状态，并且，把其它的天线从待机状态切换到非待机状态。接收到最强的信号强度的唤醒信号Swk的天线尝试接收请求信号Srq，如果不能接收的话，就由接收到信号强度次之的唤醒信号的天线来尝试接收请求信号Srq。唤醒信号Swk以及请求信号Srq是从相同的车辆10发送来的，所以能够接收信号强度最强的唤醒信号Swk的天线很可能能够接收请求信号Srq。这样，电子钥匙控制部21比较容易地接收请求信号Srq。

（3）电子钥匙控制部21在如果为了接收请求信号Srq而切换的天线不能接收请求信号Srq时，就把为了接收该请求信号Srq的天线切换到不能够接收大于必要的信号强度的唤醒信号的天线。由于用户的移动等原因电子钥匙20和车辆10的位置关系发生变化，所以，不能接收唤醒信号Swk的天线未必不能接收请求信号Srq。因此，和把不能接收请求信号Srq的天线保持在待机状态并试图接收请求信号Srq的情况相比，电子钥匙控制部21容易接收请求信号Srq。

另外，也可以如下修改上述实施例。

在上述实施例中，电子钥匙控制部21在不能识别请求信号Srq的情况下，把天线22x，22y，22z中的不能接收到唤醒信号的天线优先从非待机状态切换到了待机状态。但是，也可不优先切换。也就是说，把处于非待机状态的2个天线中的一个切换到待机状态，并且，把一直处于待机状态的天线切换到非待机状态。在这样构成的情况下，和把不能接收请求信号Srq的天线保持在待机状态并试图接收请求信号Srq的情况相比，电子钥匙控制部21容易接收请求信号Srq。

在上述实施例中，电子钥匙控制部21在不能识别请求信号Srq的情况下，就把天线22x，22y，22z中的接收到唤醒信号Swk的天线按照其信号强度从高到低的顺序，将其从非待机状态切换到待机状态。但是，也可不按照其信号强度从高到低的顺序来切换。也就是说，把处于非待机状态的2个天线中的一个切换到待机状态，并且，把一直处于待机状态的天线切换到非待机状态。在这样构成的情况下，和把不能接收请求信号Srq的天线保持在待机状态并试图接收请求信号Srq的情况相比，电子钥匙控制部21容易接收请求信号Srq。

在上述实施例中，电子钥匙控制部21，在只有一个天线接收到唤醒信号Swk，且该天线不能接收请求信号Srq的情况下，把不能够接收到唤醒信号Swk的天线中的天线按照字母顺序来从非待机状态切换到待机状态。但是也可不按照字母顺序来切换。也就是说，把处于非待机状态的2个天线中的一个切换到待机状态，并且，把一直处于待机状态的天线切换到非待机状态。在这样构成的情况下，和把不能接收请求信号Srq的天线保持在待机状态并试图接收请求信号Srq的情况相比，电子钥匙控制部21容易接收请求信号Srq。

在上述实施例中，把天线22x，22y，22z中的其中一个作为用于接收请求信号Srq而处于待机状态的天线。但是，也可以是其中2个。即使以这种方式来配置，比起使3个天线都处于待机状态的情况，可以抑制电力的消费。

在上述实施例中，作为LF接收天线22a，采用了天线22x，22y，22z，但是天线的个数并不限于3个。LF接收天线只要是2个以上都可以。

在上述实施例中，天线22x，22y，22z处于彼此正交的位置关系。但是不限于这种位置关系。只不过是如果位置关系为彼此正交的话，那么天线22x，22y，22z中的任一个就容易接收来自车辆10的要求信号。

在上述实施例中，要求信号为LF频带的无线信号，应答信号为UHF频带的无线信号，但是也可以反过来。此外，可以是相同的频带。另外，也可以是上述以外的频带的无线信号。即使这样进行配置，也可以得到和上述实施例相同的效果。

在上述实施例中，要求信号是唤醒信号Swk以及请求信号Srq这2种，应答信号是确认信号以及响应信号Sre这2种。但是，并不限于此。也可是由3种以上的信号来构成。

在上述实施例中，车辆控制部11在识别确认信号Sac之后，就发送3次请求信号Srq。但是，该次数可以任意地改变。另外，车辆控制部11在发送请求信号Srq后，如果在预定时间内未能识别响应信号Sre，也可以再次发送请求信号Srq。

在上述实施例中，车辆10和电子钥匙20之间的无线通信是为了对门锁装置14中的车门进行锁定∕解锁。但是，也可对发动机的开∕关等其他设备进行切换。

在上述实施例中，电子钥匙20并不限于与车辆10之间的通信。例如，电子钥匙20也可和住宅或类似物之间进行通信。即使在这样配置的情况下，也可以得到而后上述实施例相同的效果。

Claims (5)

1.一种便携式设备，其在识别了来自通信主机装置的要求信号时，作为和所述要求信号相对应的应答发出应答信号，其中，所述便携式设备具备：

多个天线，其在能接收所述要求信号的待机状态和不能接收所述要求信号的非待机状态之间进行切换；以及

控制电路，所述多个天线中的处于待机状态的天线和处于非待机状态的天线的个数被预先设定，所述控制电路在通过处于待机状态的天线不能接收所述要求信号的情况下，把处于待机状态的该天线切换到非待机状态，并且，把处于非待机状态的所述多个天线切换到待机状态，

所述便携式设备在识别了来自所述通信主机装置的第1要求信号时，作为和所述第1要求信号相对应的应答发送出第1应答信号；在发送所述第1应答信号之后，在识别了来自所述通信主机装置的第2要求信号时，作为和所述第2要求信号相对应的应答发送出第2应答信号，

所述控制电路在有超过应该处于待机状态的设定个数的天线能够接收所述第1要求信号时，使所述设定个数的天线处于待机状态，并使其它的天线处于非待机状态。

2.根据权利要求1所述的便携式设备，其中

所述控制电路在处于待机状态的天线不能接收第2要求信号时，把处于非待机状态的天线中的、能够接收所述第1要求信号的天线从非待机状态切换到待机状态。

3.根据权利要求1所述的便携式设备，其中，

所述控制电路按照所述第1要求信号的信号强度由高到低的顺序把所述天线从非待机状态切换到待机状态。

4.根据权利要求1所述的便携式设备，其中，

所述控制电路在即使尝试了之前被判断为能够接收第1要求信号的所有的天线，仍然不能接收第2要求信号的情况下，把被判断为不能接收所述第1要求信号的天线从非待机状态切换到待机状态。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的便携式设备，其中，

所述多个天线中的至少3个是处于彼此互相正交的位置关系。