JP2000275328A - 電子距離判定装置及びそれを備える電子セキュリティシステム - Google Patents

電子距離判定装置及びそれを備える電子セキュリティシステム

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Abstract

(57)【要約】 【課題】自動車用のロック装置及び／又は電子固定装置
のキーレス・ゴー装置として設計できる電子セキュリテ
ィ装置を提供する。 【解決手段】照会信号を生成しかつ伝送するための照会
信号生成手段と、応答信号受信手段と、一方の対象内に
評価装置を、もう一方の対象には照会信号受信手段と応
答信号生成手段とを備える、二つの対象間の距離を判定
するための電子装置に関し、また、キーレス・ゴー形式
の車輌ロック装置等の、これを備える電子セキュリティ
装置に関する。本発明に基づいて、照会信号と応答信号
との間の距離表示位相差を判定するために評価装置を設
定する。例えば、電子ロック装置及び／又は固定装置用
の識別認証要素と車輌との間の距離を判定するために用
いる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】本発明は、二つの対象間の距
離を判定するための電子装置及びそのような距離判定装
置等を備える電子セキュリティ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】電子距離判定装置は、例えば、伝播遅延
測定装置の形で知られている。これは、本発明の場合で
は照会信号（interrogation signal）と呼ばれる、ある
対象から送信された信号をもう一つの対象から反射させ
て、信号送信対象への反射応答信号として戻す装置であ
る。送信された照会信号と、反射して戻された応答信号
とを使用して評価装置が伝播遅延測定値から二つの対象
間の距離を推測するものである。
【０００３】応答信号が受動的に反射された信号から成
るこの形式の装置は、独国特許第４２４０４９１Ｃ２号
公報及び独国特許出願公開第４４０７３６９Ａ１号公報
に記載されている。
【０００４】独国特許出願公開第４４３６９８３Ａ１号
公報では、上記で述べられているこの形式の装置につい
て開示している。これは、ある車輌ともう一つの対象、
例えばもう一つの車輌との間の距離を判定するために、
拡張により一時的短照会パルスから生成された時間遅延
照会パルスがある対象から発して、もう一つの対象によ
り受ける。ここで圧縮により、一時的短照会パルスに戻
される。
【０００５】後者のパルスから時間遅延照会パルスを生
成して、第一の対象に送り返し、このパルスは、ここで
圧縮により短い応答パルスに変換される。
【０００６】前記応答パルスと発信された短い照会パル
スとの間の時間間隔は、二つの対象間の距離の測定値と
して用いられる。短時相照会パルスと応答パルスとの持
続時間は、例えば数ナノ秒というごく短時間に選択し
て、考察される典型的な距離の二つのパルス間の時間間
隔を判定することから、この形式の伝播遅延を可能にす
る。
【０００７】特に乗用車等の現代の自動車向けに、ロッ
ク装置及び／又は電子固定装置の形式で、電子セキュリ
ティ装置がますます使用されるようになっている。これ
ら装置は、車輌を基準として、この関連する車輌に対し
て有効な認証要素が存在する範囲内又は距離内で、許可
された一の車輌ユーザ又は複数のユーザにより起動する
ことができる。いわゆるキーレス・ゴー装置の場合にお
いては、もはやユーザが積極的に認証要素を起動させる
必要はなく、ユーザは、例えばスマートカードを備える
認証要素を携帯するだけでよい。対応する識別センサー
装置が認証許可装置を検出することにより、異るセキュ
リティ動作を実行することができる。優先日以前に公開
されたものではないが、本出願より以前の独国特許出願
公開第第１９８３９３５５号公報に、この形式の車輌ロ
ック装置が記載されている。
【０００８】係るロック装置及び／又は車輌用電子固定
装置及び同様の電子対象セキュリティ装置の場合におい
ては、特定のセキュリティ動作を、認証要素と守られる
対象との間の距離により起動するよう想定している。認
証要素と守られる対象との間の距離を、考えられうる最
も簡単な方法で判定する必要がある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明が基づく技術的
な問題は、比較的少ない費用で、比較的短い１ｍまでの
距離や、それより短い距離を判定可能な、イントロダク
ションで述べた形式の電子距離判定装置を提供するとい
う技術的な問題と、それを備える電子セキュリティ装置
や、特に自動車用のロック装置及び／又は電子固定装置
のキーレス・ゴー装置として設計できる電子セキュリテ
ィ装置を提供するという技術的な問題である。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
の、本発明に従う第１の態様としての特徴を有する電子
距離判定装置は、各送信装置と各受信装置とが、両方の
対象内に備えられており、二つの対象のうちの第一の対
象から送信された照会信号を、第二の対象の受信装置を
通して、第二の対象により受信する。その後第二の対象
が、自身の送信装置を通して第一の対象に応答信号を戻
す。第一の対象には適切な評価装置が備えられており、
送信した照会信号に応答して受信した応答信号との間の
位相差を判定する。位相差は、二つの対象間の距離を表
示し、位相差から求められる距離を判定できる。
【００１１】応答信号が関連する対象から受動的に反射
されるだけの信号である装置とは異り、応答信号を能動
的に生成し、かつ送信することにより、本装置は対象の
反射特性に左右されることがない。さらに、電磁波に基
づく信号を用いれば、照会信号及び応答信号間の位相差
を評価することにより、比較的短い１ｍまでの距離や、
それより短い距離も判定でき、これは、例えば圧縮によ
り、照会信号と応答信号とを非常に短時間にしておく必
要がない。
【００１２】本発明に従う第２の態様としての特徴を有
する電子距離判定装置は、第一の対象に遅延装置が備え
られており、戻された応答信号との位相比較に先立ち、
第二の対象内での信号処理時間に対応する時間で、遅延
装置により照会信号が内部的に遅延される。これは、照
会信号の受信開始と応答信号の送信開始との間の時間差
であるといえる。これにより、距離判定プロセスの開始
から、照会信号と応答信号とを正確な時間で比較するこ
とが可能になり、これにより、信号処理遅延に起因す
る、照会信号と応答信号との間の位相差を回避すること
ができる。
【００１３】本発明に従う第３の態様としての特徴を有
する電子距離判定装置は、第二の対象には、受信照会信
号によりトリガされる、同期位相ロックループ（ＰＬ
Ｌ）回路を有する信号生成装置が備えられており、応答
信号生成の目的で、照会信号を受信する。このことは、
照会信号と応答信号との間の連続的同期を確実にすると
いう、特に好適な点を有し、照会信号に対して応答信号
を生成する信号生成装置の周波数の変動による位相差を
回避する。
【００１４】本発明に従う第４の態様としての特徴を有
する電子距離判定装置は、評価装置が排他的論理和ゲー
トを備えており、各入力を介して照会信号及び応答信号
を供給する。排他的論理和ゲートは、同一の信号レベル
を有する時間周期を、照会信号及び応答信号の異る信号
レベルを有する時間周期と識別して、二つの信号間の位
相差を表し、かつ適切な方法でさらに処理が行える出力
信号を生成する。この更なる処理には、例えば、排他的
論理和ゲートの出力信号の実効値を形成することを備え
ることもできる。その後、形成された実効値が二つの対
象間の測定値を表す。
【００１５】この形式の実効値形成を、本発明に従う第
５の態様としての特徴を有する電子距離判定装置内の閾
値比較装置と組み合わせる。閾値比較装置は、排他的論
理和ゲートの出力信号から形成された実効値を、固定的
な、もしくは好ましくは可変的な、所定の閾値と比較す
る。
【００１６】閾値の仕様により、装置の各種構成要素の
信号処理許容差による、照会信号と応答信号との間のわ
ずかな位相差を抑制することができるし、もしくは、実
際に判定された距離が前記距離閾値を越えるか場合か否
かを識別する目的で、距離閾値に一致する閾値を設定す
ることができる。従って、例えば、二つの対象が所定の
最長距離を越えて離れているかどうかを確認することが
可能である。
【００１７】本発明に従う第６の態様としての特徴を有
する電子距離判定装置は、排他的論理和ゲートを有し、
排他的論理和ゲートの出力信号をチャージするために備
えられたコンデンサに、排他的論理和ゲートの出力信号
をチャージする。充電処理中の上昇するコンデンサの電
圧を、下流に接続された閾値比較装置内の所定の閾値電
圧と、固定的に又は好適には可変的に比較する。閾値電
圧までコンデンサを充電するために要した時間は、二つ
の対象間の距離の対応する閾値を表す。このようにし
て、例示により、最長距離を再び規定することができ、
二つの対象間の実際の距離が、最長距離を越えているか
をどうか確認することができる。
【００１８】本発明に従う第７の態様としての特徴を有
する電子距離判定装置は、比較的長い距離を判定するこ
とができる。これらの距離は、通常使用される、これら
の信号の単一のパルス幅を越える、照会信号と応答信号
との間の位相差に一致する。従って、周期性のために、
一定した連続的な個別パルスを備える信号の位相差評価
からは、位相差はもはや明白には判定できない。その目
的のために、照会信号送信対象は、距離コード語生成装
置を備えており、距離コード語生成装置は、この場合で
は比較的長い距離を判定するためのデジタルデータ語と
して、所定の距離コード語を生成する。照会信号データ
語を基準として、考えられうる距離記述時間オフセット
に対して、もう一つの対象に対する同一データ語の応答
として生成される応答信号を、評価装置によりチェック
する。１ビットを越えるデータ語のデジタル照会信号と
応答信号との間の距離記述シフトを、この手順により確
認できる。
【００１９】本発明に従う第８の態様としての特徴を有
するセキュリティシステムは、上記いずれかの態様の距
離判定装置を備えていることを特徴としている。これに
より、自分が許可されているセキュリティシステムに対
して、認証要素を携帯するユーザを証明する認証要素
と、セキュリティシステムの一以上のセキュリティ装置
により守られる対象との間の距離を判定することができ
る。
【００２０】特に、セキュリティ装置を、キーレス・ゴ
ー装置として設計する自動車用のロック装置及び／又は
電子固定装置にすることができる。例えば、認証要素と
この認証要素を携帯する装置のユーザが守られる対象の
所定の範囲内に存在する場合のみに、セキュリティ用の
特定の制御コマンドを許可する目的で、認証要素と保証
される対象との間の距離の判定を利用することができ
る。必要の場合には、セキュリティ装置に異るセキュリ
ティ動作をさせる別の距離範囲を定めることもできる。
【００２１】
【発明の実施の形態】本発明の好適な実施の形態につい
て、図面に基づいて以下に説明する。
【００２２】図１は、キーレス・ゴー（keyless-go）シ
ステムとして設計された車輌ロック装置における典型的
な認証プロセスを概略的に図示している。
【００２３】この例では、車輌ロック装置は、装置ユー
ザ２が携帯する認証要素３が関連する車輌１に対し有効
である場合にのみ、装置ユーザ２により乗車することが
できる車輌１へのアクセスを確実にする。これは、認証
プロセスによりチェックされる。
【００２４】この場合、車輌ロック装置は電子距離判定
装置を備え、この電子距離判定装置により、対応する無
線リンクを介して車輌内のロック装置部と通信している
認証要素３との距離Ｄが判定される。これにより、認証
要素３の判定された距離Ｄに基づいて、車輌扉及び後尾
扉に配置された施錠・解錠可能なロックユニットに対し
てロック装置が実行する各種ロック動作のうちの少なく
ともいくつかを開始させる。
【００２５】例として、認証要素３が車輌１から所定の
最長距離を越えていない場合にのみ、ロック装置により
ロック動作を開始させる用意がなされる。この最長距離
を、例えば数メートルの範囲とすることができる。この
手段により、有効な認証要素を携帯する許可された装置
ユーザが、車輌１から未だ比較的離れた場所にいて、一
方許可されていない人が許可された装置ユーザより先に
車を開けられるというような場合に、ロックユニットを
既に解錠されている状態とならないようにできる。
【００２６】認証要素３は、スマートカード、トランス
ポンダーあるいは、この目的で知られている別の装置に
より実現することができる。キーレス・ゴー形式の代わ
りに、車輌ロック装置についても、特に、車輌ユーザに
より起動させる、いわゆる電子キーにより認証要素を構
成するといった、別の形式にすることができる。
【００２７】この形式のロック装置や、例えば、電子固
定装置といった、自動車用の他のセキュリティ装置にも
備えることができるロック装置、あるいはセキュリティ
対象の他の移動体又は静止体用のロック装置にも備える
ことができる、一般的な任意の二つの対象間の距離を判
定する目的の電子距離判定装置を実現するための様々な
好適な可能性について、図２乃至図７を参照しながら以
下に詳細に説明する。
【００２８】これらの距離判定装置は全て、好ましくは
図１のロック装置の場合における車輌１といった、ある
対象内に照会及び評価部を備え、図１の場合の各認証要
素３といった、もう一つの対象内に応答部を備えるとい
う特徴を共有する。
【００２９】照会及び評価部は、照会信号を生成して送
信し、一方、応答部はこの送信された照会信号を受け取
り、その応答として、対応する応答信号を生成して返送
する。照会及び評価部は次に、照会信号と応答信号との
間の位相差を判定する。その位相差は、前記照会及び評
価部と応答部との間の距離を表し、その結果として照会
及び評価部と応答部とが備えられている二つの対象間の
距離が判定できる。
【００３０】距離を５ｍと仮定し、さらに、照会信号及
び応答信号とが光の速度で電磁波の形式で伝播すると仮
定する場合、その結果は、順方向の照会信号と戻り方向
の応答信号の直進伝播遅延は、ほぼ３３ナノ秒となる。
このことは、数ナノ秒から開始する実効値のオーダーの
伝播遅延差に一致する照会信号と応答信号との間の位相
差を確実に識別するように、照会信号と応答信号と、こ
れら信号を評価する評価部とを設計しなければならな
い。
【００３１】この場合においては、照会及び応答信号の
各々が、ただ一つのパルスの伝播遅延差だけを測定する
必要があるというよりもむしろ、パルス列相互の位相差
を判定するパルス列から構成されるように、距離判定装
置を設計する。
【００３２】この目的に好適な照会及び評価部に関する
第一の実施形態が、図２に示される。この照会及び評価
部の中心的な構成要素は、マイクロプロセッサ４であ
る。このマイクロプロセッサ４は、照会信号として、図
３の上から二番目に表される方形波パルス信号ＦＳを生
成し、送信装置（後に説明する図４に例示される。）を
介して従来の方法で送信する。
【００３３】求められる距離だけ照会及び評価部から離
れた位置にある応答部が、マイクロプロセッサ４から送
信された照会信号ＦＳを対応する受信装置を介して受信
した後、図３の最上列に示された同一の応答信号ＡＳを
生成し、対応する送信装置を介して送信する。
【００３４】照会及び評価部は、受信装置（後に説明す
る図４に例示される。）を介して応答信号ＡＳを受信し
て、受信装置が応答信号ライン５を介して応答信号ＡＳ
を排他的論理和ゲート６の第１の入力に送る。
【００３５】これと並行して、マイクロプロセッサ４
は、照会信号ＦＳを生成して遅延ライン７を介して遅延
装置８に出力する。遅延装置８は、照会信号ＦＳの受信
開始から応答信号ＡＳの送信開始までの信号処理をする
ために前記応答部が必要とする信号処理時間分だけ、正
確に照会信号ＦＳを遅延するように設計されている。
【００３６】このように遅延された照会信号ＦＳは、遅
延装置８により、排他的論理和ゲート６の第２の入力へ
と出力される。従って、照会信号ＦＳ及び応答信号ＡＳ
は、応答部の信号処理時間による位相差の要素がいずれ
も補償される形で、排他的論理和ゲート６の二つの入力
に存在する。
【００３７】その結果、照会信号ＦＳと応答信号ＡＳと
の間の同期を前提として、位相差Δｔを、時間的に同期
する図３のそれぞれの信号の例から考えられるように、
一方が照会及び評価部であり、他方が応答部であるその
間の距離のみに基づくものとすることができる。
【００３８】求められる距離が、照会信号ＦＳ及び応答
信号ＡＳの周期性長さよりも小さい信号伝播遅延差であ
る限り、生じる位相差Δｔは、前記距離の明白な測定値
となる。
【００３９】図３の上の二つの列に示されているよう
に、供給された応答信号ＡＳと適切に遅延された照会信
号ＦＳとの対応する論理の組み合わせから、図３の下か
ら二番目の列に示されるように、排他的論理和ゲート６
が出力信号ＯＳを生成する。排他的論理和の選択機能に
従い、照会信号ＦＳと応答信号ＡＳのうち一方が高レベ
ルで、もう一方が低レベルである時に前記出力信号は正
確に高レベルとなる。換言すると、排他的論理和ゲート
６の出力信号ＯＳは、距離を示す位相差Δｔに一致する
パルス幅を有する方形パルスから成っている。このよう
に、出力信号ＯＳは、信号自体に位相差情報を有してい
る。
【００４０】排他的論理和ゲート６の出力信号ＯＳは、
下流のＡＮＤゲート９の一の入力に送られ、ＡＮＤゲー
ト９のもう一方の入力には制御ライン１０を介してマイ
クロプロセッサ４の対応する制御信号が供給される。
【００４１】ＡＮＤゲート９は、排他的論理和ゲート６
の出力信号をさらに処理することにより距離評価が実行
されることを意図する、時間間隔を制御するためだけの
ものである。これは、精密には、マイクロプロセッサ４
が高い信号レベルをＡＮＤゲート９の対応する入力に加
える時間であって、その結果、ＡＮＤゲート９が排他的
論理和ゲート６の出力信号ＯＳを通過させ、そしてマイ
クロプロセッサ４が低い信号レベルをＡＮＤゲート９の
対応する入力に出している間は、この前進信号の出力は
抑止されたままである。
【００４２】図３の最下列に示されるように、ＡＮＤゲ
ート９の後段に実効値形成装置１１を有し、排他的論理
和ゲート６の方形波パルス出力信号ＯＳをＤＣ電圧信号
ＧＳに変換する。
【００４３】特に、排他的論理和ゲート６の出力信号Ｏ
Ｓの実効電圧値Ｖrmsまでの、ＤＣ電圧信号ＧＳの初期
上昇について示している。この実効電圧値Ｖrmsは、明
白に出力信号ＯＳのパルス幅に基づくので、出力信号の
方形波パルス幅と同じ方法で、これは二つの対象間の求
められる距離の判定値となる。従って、求められる対象
距離を、得られる実効値Ｖrmsから判定できる。
【００４４】さらに、閾値比較装置を、図２の電圧照会
及び評価部に備える。閾値比較装置により、実効値形成
装置１１で判定される実効電圧値Ｖrmsを、種々の所定
の閾値と比較できる。
【００４５】この目的のために、閾値比較装置は、比較
器１２を備える。比較器１２の非反転入力に対して、実
効値形成装置１１の出力信号ＧＳが供給される。一方、
Ｄ／Ａコンバータ１３と閾値ライン１４とを介してマイ
クロプロセッサ４から閾値電圧が前記比較器１２に供給
され、この閾値電圧は比較器１２の反転入力に印加され
る。
【００４６】所望の電圧閾値を、マイクロプロセッサ４
により各種の方法で調整できる。実効値形成装置１１に
より判定される、排他的論理和ゲート６の出力信号ＯＳ
の実効電圧値Ｖrmsが、設定された電圧閾値を越える
か、もしくは下回るかにより、比較器１２は、評価ライ
ン１５を通して異る出力信号をマイクロプロセッサ４に
出力する。
【００４７】実際の装置には照会信号ＦＳと応答信号Ａ
Ｓとの間の位相差を補償することができる対応の電圧閾
値が設定され、この位相差は製造許容誤差又は操作許容
誤差により生じ、照会及び評価部と応答部との間の照会
信号及び応答信号の有限信号伝播遅延に起因するもので
ない位相差であるという事実によって、閾値比較装置
は、各種の装置構成要素の特に、遅延装置８の許容誤差
と応答部の信号処理時間とを補償することができる。
【００４８】さらに、許容誤差を検知するこの手段に追
加又は代替として、閾値比較装置を使用して、対応する
電圧閾値を設定することにより、距離閾値を求めること
もできる。
【００４９】種々の信号についての上述の説明から明ら
かなように、この場合では電圧閾値が上昇すると、対応
する距離閾値も上昇させる。これに基づく更なる各種制
御手段を実行するため、次にマイクロプロセッサ４が比
較器出力信号を使用して、実際に今判定された距離が所
定の距離閾値を越えているか否かを識別する。
【００５０】従って、図１の車輌ロック装置の場合にお
いては、認証要素３と車輌１との間のある最長距離を定
めて、認証要素３が、車輌１からの所定の最長距離を超
えない位置にある場合のみ、ロック装置のロック動作を
開始するようにさせることができる。
【００５１】図４は、図２の実施例に関して説明した照
会信号ＦＳを送信し、応答部から送出される応答信号を
受信する機能を有する距離判定装置における実現例を示
す図である。
【００５２】図４において、照会及び評価部１００は図
２に示す構成に一致する。照会及び評価部１００のマイ
クロプロセッサ４から出力される照会信号ＦＳは、送信
部２００の変調器３１に変調信号として入力される。発
振器３０から出力される搬送信号が変調器３１に入力さ
れ、先の変調信号として入力される照会信号ＦＳにより
変調される。
【００５３】変調器３１からの変調搬送信号は電力増幅
器３２に入力され送信フィルタ３６を通してアンテナ４
００から送出される。さらに、送信部２００において、
電力増幅器３２の出力の一部は分岐され、検波器３３に
入力し、直流信号に変換される。
【００５４】検波器３３から出力される直流信号は比較
器３４の非反転入力に入力される。一方、比較器３４の
反転入力には、基準電圧ＶRefが入力される。したがっ
て、比較器３４は、電力増幅器３２の出力と基準電圧Ｖ
Refの差分に対応する制御信号を出力する。
【００５５】比較器３４の制御信号出力は、電流制御回
路３５により電力増幅器３２のバイアス電流信号を制御
する様に帰還される。これにより、電力増幅器３２の利
得が一定に制御される。これにより、安定した照会信号
が対象装置の応答部に送られる。
【００５６】一方、応答部から送られる信号は、アンテ
ナ４００で受信され、受信部３００の受信フィルタ３７
を通り復調器３８に入力する。復調器３８は、受信搬送
信号から応答信号ＡＳを復調し照会及び評価部１００に
送る。したがって、応答信号ＡＳは、照会及び評価部１
００の排他的論理和ゲート６に入力され、先に説明した
ように距離が測定される。なお、かかる、送信部２００
と受信部３００の構成は、以下に説明する更なる実施例
においても同様に適用可能である。
【００５７】図５及び図６は、図２の実施例装置と類似
の距離判定装置の照会及び評価部について、さらに二つ
の考えられ得る実施例の構成について図示したものであ
る。この場合、機能的に同一の構成要素には同じ参照番
号または記号を用いてあり、かかる同一の構成要素にに
関しては、上述の図２の実施例に関する説明を参照でき
る。
【００５８】閾値比較装置がマイクロプロセッサ４に完
全に組み込まれている点と、図２のアナログ比較器１２
及びＤ／Ａコンバータ１３が省略されている点を除い
て、図５の照会及び評価部は、図２の照会及び評価部と
一致する。
【００５９】この装置設計においてマイクロプロセッサ
４が、実効値形成装置１１の出力信号ＧＳが供給される
一体型のＡ／Ｄコンバーター４ａを含むように設計する
こともできる。このＡ／Ｄコンバーター４ａは、実効値
形成装置１１の出力信号ＧＳのアナログの実効電圧値を
対応するデジタル信号に変換する。このデジタル信号
を、マイクロプロセッサ４自体により、デジタルによる
所定の電圧閾値と比較することができる。
【００６０】ちなみに、図２の閾値比較装置１２に関す
る上述の説明は、図５のマイクロプロセッサ４に組み込
まれた閾値比較装置に対しても同様に当てはまる。
【００６１】図６の変形の場合は、排他的論理和ゲート
６の出力信号ＯＳを、コンデンサＣの充電時間を判定す
ることにより評価する。このため、前記出力信号ＯＳ
を、ダイオード１６と抵抗器Ｒ１とを介して、アースに
接続されている対向する端子である、コンデンサＣの端
子へ通過させる。
【００６２】スイッチングトランジスタＴ１には、コン
デンサＣが並列に備えられており、マイクロプロセッサ
４から制御ライン１７を通してトランジスタＴ１のベー
スに供給させる制御信号により、マイクロプロセッサ４
により、スイッチングトランジスタＴ１を任意にオン・
オフ切換えることができる。
【００６３】特にコンデンサＣを再び完全に放電するた
め、スイッチングトランジスタＴ１がオン状態となるよ
うにスイッチングトランジスタＴ１を制御する目的で、
一旦評価プロセスが終了すると、評価部を開始状態にリ
セットすることになる。
【００６４】距離判定プロセスを実行するために、切換
トランジスターＴ１がオフ状態であるようにスイッチン
グトランジスタＴ１を制御する。次に、照会信号ＦＳと
応答信号ＡＳとの間の位相差に基づいて、排他的論理和
ゲート６の出力信号ＯＳの連続方形波パルスにより、コ
ンデンサーＣをある程度早く充電する。指定のコンデン
サ電圧値に達するまでの時間経過は、従って求められる
対象までの距離の、照会信号ＦＳと応答信号ＡＳとの間
の位相差を表す。
【００６５】図６の実施例においては、コンデンサＣの
両端の電圧が可変的な所定電圧閾値を越える場合の要因
を確認するという意味で、閾値比較装置により、さらに
評価される。
【００６６】この場合、閾値比較装置は、比較器１２ａ
を備える。比較器１２ａの非反転入力に対してコンデン
サー電圧を印加し、閾値電圧はその反転入力に与える。
二つの抵抗器Ｒ２及びＲ３により形成される分圧器によ
り、閾値電圧を所望の値に設定できる。評価ライン１５
ａを介してマイクロプロセッサ４に供給された比較器出
力信号は、コンデンサー電圧が閾値電圧を越える瞬間に
変化する。
【００６７】マイクロプロセッサ４では、比較器出力信
号を内部カウンター４ｂのスタート／ストップ端子へ入
力させる。マイクロプロセッサ４内のこのカウンタ４ｂ
は、距離判定プロセスが開始される時に始動する。コン
デンサー電圧が閾値電圧を越えるやいなや、次の比較器
変更出力信号が、カウンタ４ｂを停止させて、対応する
対象の距離を導出する、コンデンサ変更時間を読み取る
ことができる。
【００６８】この場合では、排他的論理和ゲート６の出
力信号ＯＳの方形波が対象の距離が減少するに従って幅
が狭くなり、コンデンサー充電時間が増大する。
【００６９】マイクロプロセッサ４がスイッチングトラ
ンジスタＴ１のオン／オフを切り換えるのと同じ制御信
号により、カウンタ４ｂをリセットする。評価プロセス
を開始するためにこのリセット制御信号が存在しなくな
るやいなや、カウンター４ｂのカウントの実行を開始す
る。
【００７０】照会信号と応答信号との間の位相差の周期
長が整数で、且つ例えば、ほぼ１００ｍまでの特定の最
長距離までであるかぎりにおいて、上述の例示の実施例
を用いて述べたように、明白な距離の判定が可能であ
る。
【００７１】長い距離を測定するために距離判定装置に
次のような付加的機能を備えることもできる。１００ｍ
を越えるような長距離を測定するためには、上記実施例
において、照会及び評価部のマイクロプロセッサ４が、
所定のデジタルコード語の形式で照会信号を生成する。
【００７２】これに対応して、応答部においては、コー
ド語を受信した時に、応答信号として同一のコード語を
生成して返送する。したがって、照会及び評価部の受信
装置３００（図４参照）で受信した応答信号コード語
を、評価のために直接マイクロプロセッサ４に供給する
様にする。これと並行して、マイクロプロセッサ４は、
発信された照会信号コード語のコピーを信号遅延装置８
に供給する。信号遅延装置８は、応答部の信号処理時間
により遅延されるような方法で、マイクロプロセッサ４
にこれを再び戻す。
【００７３】次に、マイクロプロセッサ４は、遅延照会
信号コード語と応答信号コード語とを、二つのコード語
が対応しているか、更に時間的にどれだけシフトしてい
るかをチェックする。
【００７４】コード語の各々のパルスは、周期的にでは
なく別々にビットごとに互いに連続しているので、この
コード語比較によって、伝播遅延時間シフトを、つま
り、照会信号コード語と応答信号コード語との間の１ビ
ットを越える距離記述時間シフトを識別することもでき
る。この結果、この手順により、より長い距離を確実に
判定できる。
【００７５】この場合、所望の距離閾値の仕様を、特
に、照会信号コード語と応答信号コード語との間の所定
の最長ビットシフトの形式で、同様に用意することもで
きる。従って、距離閾値として、１ビットのビットシフ
トに一致する対象の距離を得るために備えることもでき
る。つまり、二つの対象が各々距離閾値を越えるか、も
しくは下回る距離にあるという事実に基づいて、異る判
定法を実行するため、比較されるコード語が、１ビット
を越えて、あるいは下回って時間的にシフトされている
かどうかに基づくことであると言える。
【００７６】ここで、照会信号を基準として応答部によ
り戻された応答信号の同期をできる限り正確に保つよう
にすることにより、比較的短い距離を判定する場合には
特に重要である距離判定の正確さを増すことができる。
【００７７】これは、かかる同期からの偏移が、距離に
対応しない照会信号と応答信号との間の位相差を導くこ
とになるからである。応答信号を照会信号と同期させる
ことを確実にするためのある好適な可能性を、図７に図
示される応答部の実施例により提供する。
【００７８】図７に示される距離判定装置の応答部は、
応答信号を生成するための電圧制御発振器（ＶＣＯ）１
８を備えている。出力ライン１９に出力される電圧制御
発振器１８の出力信号を、第一の電界効果スイッチング
トランジスタＴ２を通して伝送装置（図示せず）へ送
り、伝送装置がこれを応答信号として送信する。
【００７９】先に実施例として示した図２乃至図６の照
会及び評価部により伝送された照会信号を、受信装置
（図示せず）を通して受信し、照会信号ライン２０を介
して排他的論理和ゲート２１の一方の入力に供給する。
排他的論理和ゲート２１のもう一方の入力には排他的論
理和ゲート２１に送られる電圧制御発振器１８の出力端
１９に入力される。
【００８０】この排他的論理和ゲート２１の出力信号
を、第一の抵抗器Ｒ４と第二の電界効果スイッチングト
ランジスタＴ３とを通して、電圧制御発振器１８の制御
入力端２２に送る。電圧制御発振器１８の制御入力端２
２は、第二の抵抗器Ｒ５とコンデンサＣ１とを通してア
ースに接続されている。
【００８１】図７の実施例回路から明らかに判るよう
に、二つの抵抗器Ｒ４、Ｒ５及びコンデンサＣ１が、排
他的論理和ゲート２１の出力信号用の低域フィルタを形
成する。その結果、応答部が受信照会信号に対して位相
同期された同一の応答信号を生成して、発振することに
より、この低域フィルタと電圧制御発振器１８とともに
排他的論理和ゲート２１がＰＬＬ回路を形成する。
【００８２】この場合、電圧制御発振器１８と排他的論
理和ゲート２１とを、集積回路モジュール内に一緒に実
装することもできる。二つのスイッチングトランジスタ
ーＴ２及びＴ３は、次の操作方法を実現することができ
る、応答部のマイクロプロセッサ２３により制御され
る。
【００８３】照会及び評価部から伝送された照会方形波
パルス信号が応答部により受信されて、排他的論理和ゲ
ート２１の対応する入力端に入力すると、排他的論理和
ゲート２１は、抵抗器Ｒ４、Ｒ５及びコンデンサＣ１の
低域フィルタより電圧制御発振器１８の制御入力端２２
に対応する実効電圧値を生成する。
【００８４】電圧制御発振器１８は、その出力端１９に
受信した応答信号に一致する方形波パルス信号の供給を
ただちに開始する。この場合、第一の電界効果スイッチ
ングトランジスタＴ２は最初は開いており、第二の電界
効果スイッチングトランジスタＴ３は閉じたままであ
る。
【００８５】電圧制御発振器１８の出力信号が、排他的
論理和ゲート２１で受信応答信号とその位相角度につい
て比較されるＰＬＬ回路により、電圧制御発振器１８の
出力信号が、受信した応答信号に対して位相シフトをせ
ずに位相ロック（同期）することが確実になる。
【００８６】さらなる照会信号方形波パルスを受信する
前に充分な時間、第二の電界スイッチングトランジスタ
Ｔ３を開く。その結果、コンデンサＣ１が、電圧制御発
振器１８の制御入力２２の位置で一定の電圧を保持し、
その電圧を利用して、電圧制御発振器１８は、照会信号
と同一で、かつ照会信号に対して位相同期の出力信号を
生成し続ける。
【００８７】第一の電解効果スイッチングトランジスタ
Ｔ２を閉じることにより、電圧制御発振器１８のこの同
期出力信号は、応答信号として伝送装置に送られて、伝
送装置で応答信号として照会及び評価部に伝送される。
ＰＬＬ回路を使用して応答信号を照会信号と同期させる
ことにより、応答信号と照会信号とを比較する間に、照
会及び評価部で発生する二つの信号の位相差が距離のみ
により記述され、従って各対象の距離を表す。
【００８８】図７に関して述べられる信号同期は、特
に、比較的短距離に用いられる周期的な方形波パルス信
号と、好ましくは比較的長い距離の場合において、代替
として、あるいは周期的な方形波パルス信号に対する追
加として用いることのできる上述のコード語信号との両
方に適していることは言うまでもない。
【００８９】
【発明の効果】本発明に基づく電子距離判定装置を上述
のように実現すること及び、当業者によって可能に実現
される電子距離判定装置は、乗用車用のロック装置及び
電子固定装置の認証要素の距離判定のために適している
ばかりでなく、対応する照会及び評価部を備えた第一の
対象と、対応する応答部を備えた第二の対象との間の距
離判定を目的とする他の応用のいずれにも適している。
【図面の簡単な説明】
【図１】電子距離判定装置を有するキーレス・ゴー形式
の車輌ロック装置における、認証要素の距離判定に関す
る認証プロセスの概略図を示す図である。
【図２】車輌内にあって、図１の車輌ロック装置に使用
される距離判定装置の照会及び評価部のブロック図であ
る。
【図３】図２の照会及び評価部の操作方法を説明する信
号特性を示す図である。
【図４】図２の実施例に関して説明した照会信号ＦＳを
送信し、応答部から送出される応答信号を受信する機能
を有する距離判定装置における実現例を示す図である。
【図５】図２の照会及び評価部の変形例のブロック図で
ある。
【図６】図２の照会及び評価部の別の変形例のブロック
図である。
【図７】認証要素を配置した、図１の車輌ロック装置に
使用される距離判定装置の応答部のブロック図である。
【符号の説明】
１ 車輌 ２ 装置ユーザ２ ３ 認証要素 ４ マイクロプロセッサ ５ 応答信号ライン ６ 排他的論理和ゲート ７ 遅延ライン ８ 信号遅延装置 ９ ＡＮＤゲート １０ 制御ライン １１ 実効値形成装置 １２ 比較器 １３ Ｄ／Ａコンバータ １４ 閾値ライン １５ 評価ライン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｌ 9/32 Ｈ０３Ｌ 7/06 Ａ Ｈ０４Ｑ 9/00 ３０１ Ｈ０４Ｌ 9/00 ６７５Ｚ

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】二つの対象間の距離を判定するための電子
    距離判定装置であって、 照会信号を生成し、且つ伝送するための二つの対象のう
    ちの第一の対象内にある照会信号の生成手段と、 第二の対象内にあって、前記照会信号を受信するための
    照会信号受信手段と、前記照会信号に対する応答信号を
    生成しかつ伝送するための応答信号生成手段と、 応答信号を受信するための第一の対象内にある応答信号
    受信手段と、 前記照会信号と応答信号とを用いて前記二つの対象間の
    距離を判定するための第一の対象内にある評価装置とを
    有し、 前記評価装置は、前記照会信号と応答信号との間の距離
    を示す位相差を判定する様に設定されることを特徴とす
    る電子距離判定装置。
  2. 【請求項２】請求項１において、 前記第一の対象及び第二の対象は、車輌と電子車輌セキ
    ュリティシステムの認証要素であることを特徴とする電
    子距離判定装置。
  3. 【請求項３】請求項１において、 さらに、信号遅延装置が第一の対象に備えられ、照会信
    号伝送装置と並行して、前記信号遅延装置に対して、生
    成された照会信号を供給し、受信した応答信号と比較す
    るために、前記信号遅延装置は第二の対象での信号処理
    時間に一致する時間分遅延された前記照会信号を出力す
    ることを特徴とする電子距離判定装置。
  4. 【請求項４】請求項１乃至３のいずれかにおいて、 前記応答信号生成手段が、受信した照会信号によりトリ
    ガされて、受信した照会信号に対して同期される応答信
    号を生成する、信号生成装置を有するＰＬＬ回路を備え
    ることを特徴とする電子距離測定装置。
  5. 【請求項５】請求項１乃至４のいずれかにおいて、 前記評価装置が、入力側の一方には照会信号が、もう一
    方には応答信号が供給される、排他的論理和ゲートを備
    えることを特徴とする電子距離測定装置。
  6. 【請求項６】請求項５において、 前記評価装置が、排他的論理和ゲートの下流に接続され
    た実効値形成装置と、前記実効値形成装置の下流に接続
    され、固定もしくは可変の所定電圧閾値を用いて実効値
    形成装置より出力される実効電圧値を比較する閾値比較
    装置とを備えることを特徴とする電子距離測定装置。
  7. 【請求項７】請求項５において、 前記排他的論理和ゲートの出力信号が、コンデンサの充
    電端子に導かれ、固定もしくは可変の所定のコンデンサ
    電圧閾値に達するまでのコンデンサの充電時間を判定す
    る充電時間判定手段が備えられていることを特徴とする
    電子距離測定装置。
  8. 【請求項８】請求項１乃至７のいずれかにおいて、 照会信号としてデジタルコード語を生成するために前記
    照会信号生成手段が設定され、照会信号コード語に対応
    するコード語を応答信号として生成するために前記応答
    信号生成手段が設定され、前記評価装置が照会信号コー
    ド語と応答信号コード語との間の位相差を判定すること
    を特徴とする電子距離測定装置。
  9. 【請求項９】特に車輌ロック装置における電子セキュリ
    ティシステムであって、 守られる第一の対象に配置された一以上のセキュリティ
    装置と、 第二の対象として、ユーザにより携帯可能な少なくとも
    一つの認証要素と、 許可認証要素が守られる前記第一の対象の所定範囲内に
    あるかを確認するための認証要素識別手段とを備え、 前記認証要素識別手段は、守られる前記第一の対象から
    の識別された許可認証要素の距離を判定するために設定
    され、前記認証要素識別手段が請求項１乃至８のいずれ
    かに記載の電子距離測定装置を備えることを特徴とする
    電子セキュリティシステム。
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