JP2001115703A - キーレスエントリ受信機 - Google Patents

キーレスエントリ受信機

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JP2001115703A JP29761999A JP29761999A JP2001115703A JP 2001115703 A JP2001115703 A JP 2001115703A JP 29761999 A JP29761999 A JP 29761999A JP 29761999 A JP29761999 A JP 29761999A JP 2001115703 A JP2001115703 A JP 2001115703A
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修 下村
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史生 浅倉
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 キーレスエントリ制御システムの受信機にお
いて、安価でかつ同調精度がよく、しかも消費電力の少
ない構成を提案することである。 【解決手段】 受信機1をスーパーヘテロダイン方式に
構成し、局部発振器104の発振周波数を掃引手段2b
により掃引自在とし、掃引手段2bを制御する掃引制御
手段2aを、発振周波数の掃引時の受信信号強度がピー
クをとるタイミングをピークタイミング検出手段200
により検出して同調をとる構成として送信機4aや局部
発振器104の発振子4031,1041がさ程安定性
がよくない安価なものでも確実な同調を可能とするとと
もに、発振周波数の掃引範囲内で受信信号強度が所定の
基準電圧よりも低いと入感無しと判定する入感判定手段
2cを具備せしめて無駄なコード解読を行わないように
する。

Description

【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4
01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40
32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40
5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50
4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(B
PF)505に入力し、455kHz の中間周波数(I
F)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50
8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(R
SSI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SA
W4031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B
PF101およびRFアンプ102を介してミキサ10
3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1
03は、局部発振器たる電圧制御発振器(VCO)10
4と周波数変換回路を構成し、受信波信号とVCO10
4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1
07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V
RSSI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SAW104
1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VC
O104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3.967
5MHz 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20
1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S
AW1041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、VCO1
04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3
13.895MHz ±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RSS
I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、RS
SI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R
SSI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VC
O104の発振周波数を4msecの時間をかけて31
3.895MHz −0.3MHz 〜313.895MH
z +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S0
05)。
【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S0
09)、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RSS
I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S00
4)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S
011)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R
SSI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
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 浅倉 史生 愛知県西尾市下羽角町岩谷14番地 株式会 社日本自動車部品総合研究所内 (72)発明者 内田 明 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 株式会 社デンソー内 Fターム(参考) 2E250 AA21 BB08 BB35 BB66 DD06 FF24 FF36 HH01 JJ03 KK03 LL01 TT03 5K020 AA00 DD13 DD21 GG04 GG11 HH01 KK04 5K061 AA02 AA11 BB11 CC14 CC21 CD01 HH08

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【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。
  2. 【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。
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