JP2006118221A - 双方向通信のガレージオープナーシステム - Google Patents

Abstract

【課題】子機と親機との間の通信距離が最大１５０ｍ程度で、双方向通信を可能とし、子機からのドア開閉の指示に対してアンサーバックすると共に、ドア開閉の完了を子機に知らせることができるガレージオープナーシステムを提供する。
【解決手段】 通信方式にスペクトラム拡散方式を用い、微弱電波を用いて子機１０′と親機１０との間の双方向通信を実現し、親機１０ではガレージのドア開閉装置（オープナー）へ制御信号を出力すると共に、オープナーでの状態に関する信号を子機１０′に送信し、子機１０′ではオープナーにドア開閉の制御信号を送信し、親機１０からのオープナーの状態に関する信号を受信して表示又は音声出力するガレージオープナーシステムである。
【選択図】図１

Description

本発明は、ガレージオ−プナーシステムに係り、特に、子機からのドア開閉の指示に対してアンサーバックすると共に、ドア開閉の完了を子機に知らせることができる双方向通信のガレージオープナーシステムに関する。

従来、リモコンで操作可能なガレージオ−プナーシステムには、微弱無線を利用したものと、特定小電力を利用したものがある。
微弱無線を利用したタイプは、通信距離が最大でも２０ｍであり、特定小電力を利用したタイプは、通信距離が最大でも１００ｍとなっていた。
また、通常のガレージオープナーシステムでは、リモコンの子機からガレージ側に取り付けられた親機への一方向の通信となっている。

従来のガレージオープナーシステムの概要について図７〜９を参照しながら説明する。図７は、従来のガレージオープナーシステムにおいて子機と親機が１対１の関係にある概略図であり、図８は、従来のガレージオープナーシステムにおいて１つの子機に複数の親機及びドア開閉装置が対応した概略図であり、図９は、従来のガレージオープナーシステムにおいて複数台の車を駐車できる月極駐車場等のゲート等に適用され、複数の子機が１つの親機及び１つのゲートが対応した概略図である。

従来の一般的なガレージオープナーシステムは、図７に示すように、子機１００′と親機１００と、ガレージドアを開閉するドア開閉装置とを基本的に有している。
子機１００′から親機１００への通信は微弱無線又は特定小電力を用い、子機１００′からのガレージドア開の指示信号を親機１００が受信し、その指示信号を解析してドア開閉装置の制御部にその指示を出力する。ドア開閉装置の制御部は、その指示に従ってガレージのドアを開く。
また、子機１００′からのガレージドア閉の指示信号を親機１００が受信し、その指示信号を解析してドア開閉装置の制御部にその指示を出力する。ドア開閉装置の制御部は、その指示に従ってガレージのドアを閉じる。
このようにして、リモコン式のガレージオープナーシステムが動作する。

図８、図９の例においても、図７の例とほぼ同様の動作を行うものであるが、図８は、１つの子機１００′が、複数（２つ）の親機１００ａ，１００ｂに対して信号を送信して２つのドア開閉装置を制御するものであり、図９は、複数の子機１００′ａ〜１００′ｄが１つの親機１００に対して信号を送信して１つのゲート（ドア開閉装置）を制御するものである。

尚、ガレージオープナーシステムにおいて、子機と親機との間で双方向通信を行うものもある。例えば、平成１０（１９９８）年１月１３日公開の特開平１０−８８６１号公報「ガレージ開閉システム」（出願人：シャープ株式会社、発明者：山本洋司）がある。
この先行技術は、ガレージ側の光ビーコンから絶えず信号が発信され、その信号を車両側の光ビーコン受信装置が受信し、それに対して車両側の光ビーコンから車両ＩＤを発信して、それを受信したガレージ側がシャッター（ドア）を自動的に開閉することが記載されている（特許文献１）。

また、別の先行技術として、平成１１（１９９９）年１０月１２日公開の特開平１１−２８０２８２号公報「立体駐車場の入庫・出庫準備システム」（出願人：富士電機株式会社、発明者：川崎紀久雄他）がある。
この先行技術は、契約車が近づくと、その契約車の無線送信機からの無線情報を立体駐車場に設けた無線受信機で受信し、回転機構を動作させて入庫準備を行い、利用者の携帯する無線送信機が近づくと、その無線送信機からの無線情報を立体駐車場に設けた無線受信機で受信し、回転機構を動作させて出庫準備を行うものである（特許文献２）。

また、別の先行技術として、平成８（１９９６）年８月２７日公開の特開平８−２１８６６９号公報「開口部材の制御方法及び装置」（出願人：文化シャッター株式会社、発明者：尾登宏幸）がある。
この先行技術は、車庫内に庫内センサを、車庫外に庫外センサを設け、それらセンサによって車両を検知して、送信手段から操作者にシャッターの状態を通知してシャッターの開閉の指示を入力させて、受信手段でその指示を受信してシャッターの開閉を行うものである（特許文献３）。

特開平１０−００８８６１号公報 特開平１１−２８０２８２号公報 特開平０８−２１８６６９号公報

しかしながら、上記従来のガレージオープナーシステムでは、微弱無線を用いたタイプで通信距離が最大２０ｍ、特定小電力を用いたタイプで最大１００ｍと通信距離が短いため、ガレージドア（ドア開閉装置）の種類にもよるが、シャッター（ドア）が開くのに３０秒から１分程度の時間が掛かり、運転者はガレージ前でシャッターが開くのを待つことになって、交通量の多い道路では渋滞の原因となっていた。

また、子機から親機への一方向通信であるため、子機からのドア開閉の指示が親機で確実に受信されたのか否か、更にドアの開閉が完了したのか否かを子機側では、目視によってしか判断できず、不便であるとの問題点があった。

本発明は上記実状に鑑みて為されたもので、子機と親機との間の通信距離が最大１５０ｍ程度で、双方向通信を可能とし、子機からのドア開閉の指示に対してアンサーバックすると共に、ドア開閉の完了を子機に知らせることができるガレージオープナーシステムを提供することを目的とする。

上記従来例の問題点を解決するための本発明は、車両側に搭載される子機と、ガレージのドアの開閉を行う開閉装置と、開閉装置に接続する親機とを有し、子機と親機との間で無線通信により開閉装置のドア開閉を制御するガレージオープナーシステムであって、子機は、親機に開閉装置でのドア開閉の制御信号を送信すると共に、親機からの開閉装置の状態を示す信号を表示出力又は音声出力し、親機は、子機からの制御信号を開閉装置に出力すると共に、開閉装置からの当該装置の状態を示す信号を出力し、開閉装置は、制御信号に従ってドアの開閉を制御すると共に、ドア開閉の動作開始の信号を当該装置の状態を示す信号として親機に出力し、更にドア開閉の動作完了の信号を当該装置の状態を示す信号として親機に出力することを特徴とする。

本発明は、上記ガレージオープナーシステムにおいて、ドア開閉の動作において異常が発生した場合に、ドア開閉の動作を停止し、異常信号を当該装置の状態を示す信号として親機に出力することを特徴とする。

本発明は、上記ガレージオープナーシステムにおいて、子機は、定期的に特定信号を送信し、親機から当該特定信号への返信を受信し、当該返信を受信している間は通信圏内の表示を行い、当該返信を受信しなくなると通信圏外を表示し、親機は、特定信号を受信して子機に返信しており、特定信号を受信しなくなると子機が通信圏外となった信号を開閉装置に出力し、開閉装置は、子機が通信圏外となった信号を入力したときに、ドアが開状態である場合には当該ドアを閉じる動作を行うことを特徴とする。

本発明は、上記ガレージオープナーシステムにおいて、子機及び親機における無線機のアンテナフィルタとして、狭帯域の水晶フィルタを用い、通信方式を素ペクトラム拡散方式として、高周波の微弱電波で、子機と親機との間を双方向通信としたことを特徴とする。

本発明によれば、車両側に搭載される子機と、ガレージのドアの開閉を行う開閉装置と、開閉装置に接続する親機とを有し、子機と親機との間で無線通信により開閉装置のドア開閉を制御するガレージオープナーシステムであって、子機は、親機に開閉装置でのドア開閉の制御信号を送信すると共に、親機からの開閉装置の状態を示す信号を表示出力又は音声出力し、親機は、子機からの制御信号を開閉装置に出力すると共に、開閉装置からの当該装置の状態を示す信号を出力し、開閉装置は、制御信号に従ってドアの開閉を制御すると共に、ドア開閉の動作開始の信号を当該装置の状態を示す信号として親機に出力し、更にドア開閉の動作完了の信号を当該装置の状態を示す信号として親機に出力するものとしているので、子機ではドア開閉の開始と完了を知ることができ、操作者に対する利便性を向上させることができる効果がある。

本発明によれば、ドア開閉の動作において異常が発生した場合に、ドア開閉の動作を停止し、異常信号を当該装置の状態を示す信号として親機に出力する上記ガレージオープナーシステムとしているので、子機ではドア開閉の異常も知ることができ、当該異常への対応を迅速にできる効果がある。

本発明によれば、子機は、定期的に特定信号を送信し、親機から当該特定信号への返信を受信し、当該返信を受信している間は通信圏内の表示を行い、当該返信を受信しなくなると通信圏外を表示し、親機は、特定信号を受信して子機に返信しており、特定信号を受信しなくなると子機が通信圏外となった信号を開閉装置に出力し、開閉装置は、子機が通信圏外となった信号を入力したときに、ドアが開状態である場合には当該ドアを閉じる動作を行う上記ガレージオープナーシステムとしているので、子機からの定期的な特定信号により子機の圏内又は圏外を表示し、開閉装置のドアが開状態のときに子機が圏外となった場合にドアを閉状態にするものであり、子機からドアを閉じる指示を出し忘れても、ドアを自動的に閉じることができる効果がある。

本発明によれば、子機及び親機における無線機のアンテナフィルタとして、狭帯域の水晶フィルタを用い、通信方式を素ペクトラム拡散方式として、高周波の微弱電波で、子機と親機との間を双方向通信とした上記ガレージオープナーシステムとしているので、狭帯域の水晶フィルタが受信感度をよくし、従来より長い通信距離が可能となり、その通信距離において耐干渉性の高いスペクトラム拡散方式を用いることで、実用的なシステムを実現できる効果がある。

本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
本発明の実施の形態に係るガレージオープナーシステムは、通信方式にＳＳ（スペクトラム拡散：Spread Spectrum）を用い、微弱電波を用いて子機と親機との間の双方向通信を実現し、親機でガレージのドア開閉装置へ制御信号を出力すると共に、ドア開閉装置での状態に関する信号を子機に送信し、子機ではガレージのドア開閉装置にドア開閉の制御信号を送信し、親機からのドア開閉装置の状態に関する信号を受信して表示又は音声出力するものであり、運転者は子機からの指示が親機に到着したことを確認でき、更にその指示に対してドア開閉装置の状態を確認できるものである。

本発明の実施の形態に係るガレージオープナーシステムにおける子機及び親機の通信装置には、受信信号の帯域制限に数十ｋＨｚの狭帯域の水晶フィルタを用いることで、受信感度を向上させ、通信距離を最大１５０ｍにすることを可能とし、更に従来に比べて通信距離が伸びたことにより干渉を受けやすくなるため、通信方式も耐干渉性が低いＡＳＫ又はＦＳＫ方式から耐干渉性が高いＳＳ方式を採用し、従来よりも長い通信距離で双方向通信を実現している。

本発明の実施の形態に係るガレージオープナーシステムについて図１を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施の形態に係るガレージオープナーシステムの概略構成図である。
本発明の実施の形態に係るガレージオープナーシステム（本システム）は、図１に示すように、車両に搭載されるドア開閉のリモコンとなる子機１０′と、ガレージのドアの開閉を行うドア開閉装置（オープナー）５０と、そのドア開閉装置５０に接続する親機１０とを基本的に有している。

子機１０′と親機１０とは対応付けられており、双方向通信には、微弱無線のＳＳ方式を採用し、通信距離最大１５０ｍ程度を実現している。
子機１０′は、オープナー５０の状態を表示するための表示部と、その状態を音声にて通知するスピーカと、ドアの開閉の指示を入力するための入力部とを有している。

子機１０′は、親機１０に対してドア開閉の指示に関する制御信号を送信し、親機１０からアンサーバックとしてドア開閉の開始・終了を示す信号を受信し、当該信号を表示データ若しくは音声データに変換して表示出力若しくは音声出力する。
また、子機１０′は、親機１０からドア開閉時のトラブルがあった場合には、そのトラブルに関する信号を受信し、当該信号を表示データ若しくは音声データに変換して表示出力若しくは音声出力する。

また、子機１０′は、電源オン又は特定ボタン押下すると、上記の指示の制御信号とは別に定期的に特定信号を発信している。
更に、子機１０′は、親機１０への定期的な特定信号の送信に対して、親機１０から返信が得られる場合は、圏内の表示を行い、返信が得られない場合は、圏外の表示を行う。
子機１０′からの特定信号の送信を、子機１０′の電源をオンした時から特定期間（例えば、特定期間＝上記定期的な期間×３のように、定期的期間より長い期間）だけに限定するか、子機１０′の特定ボタンを押下して上記特定期間だけに限定するようにすれば、消費電力を抑えることができる。

親機１０は、子機１０′からのドア開閉の制御信号をオープナーに出力し、オープナーからの状態を示す信号を子機１０′に送信する。
尚、親機１０及び子機１０′の構成については後述する。
オープナー（ドア開閉装置）は、親機１０からの制御信号に従ってドア（シャッター）の開閉を行うものであって、ドアの開閉状態を監視し、その状態に関する情報を親機１０に出力する。
更に、親機１０は、子機１０′からの定期的な特定信号を受信し、子機１０′に返信する。親機１０は、特定信号を上記特定期間（定期的期間より長い期間）で受信しなければ、オープナー５０に子機１０′が圏外であるか子機１０′の電源がオフになっている旨の信号を出力する。
尚、オープナーの構成及び処理動作については後述する。

次に、子機及び親機を構成する高周波無線機の概略について図２を参照しながら説明する。図２は、本発明の実施の形態に係る高周波無線機の概略構成ブロック図である。
本発明の実施の形態に係る高周波無線機（本機）は、図２に示すように、無線部１と、信号処理部２と、アンテナ部３と、情報処理部４とを基本的に有している。

本システムの高周波無線機の各部を説明する。
無線部１は、アンテナ部３から取り込まれた信号を増幅し、帯域制限してＩＦ（中間周波数：Intermediate Frequency）周波数帯にダウンコンバートし、更に信号処理部２への入力レベルに増幅する。
また、無線部１は、信号処理部２から入力された信号をＲＦ（無線周波数：Radio Frequency）周波数帯に変換し、帯域制限して微弱無線局の電界強度レベル内で高周波増幅する。
尚、無線部１の内部の具体的構成は後述する。

信号処理部２は、無線部１から入力された信号をキャリア復調し、逆拡散して同期した信号を復調し、受信データの復号を行って情報処理部４に出力する。
また、信号処理部２は、情報処理部４から入力されたデータを拡散変調し、波形整形してキャリア変調し、無線部１に出力する。
尚、信号処理部２の内部の具体的構成は後述する。

情報処理部４は、信号処理部２で復号した受信データからＩＤを取得し、取得したＩＤ（相手からのＩＤ）が自己のＩＤと一致するか否かを判定し、一致する場合に、受信データを取り込む。また、接続するオープナー５０から入力されたデータを信号処理部２に出力する。

そして、親機の情報処理部４は、信号処理部２から入力されたデータを解析して、接続するオープナー５０へ当該データ内容に基づく制御信号を出力する。
例えば、本システムの親機における情報処理部４は、オープナー５０にドア（シャッター）の開閉の制御を行うための制御信号を出力するものである。
また、親機の情報処理部４は、オープナー５０から得られた状態を示すデータを子機１０′宛に送信するために信号処理部２に出力する。

子機の情報処理部４は、信号処理部２から入力されたデータを解析し、表示データ若しくは音声データに変換して表示部に表示出力し、若しくはスピーカに音声出力する。
また、子機の情報処理部４は、入力部から入力されたドア開閉の指示を制御データとして親機１０宛に送信するために信号処理部２に出力する。

ここで、情報処理部４は、情報処理を実行するものであるから、少なくとも制御部と記憶部を備え、プログラム実行により処理を行うものである。情報処理部４での処理内容をＤＳＰ（Digital Signal Processor）で実現してもよい。

尚、本システムにおいて、親機１０がオープナーを駆動する電源で動作してその情報処理部４がオープナー５０のインタフェースに接続し、子機１０′がカーバッテリー若しくは電池で動作してその情報処理部４が表示部及び入力部等のユーザインタフェースに接続する点で相違する。

次に、本システムにおける無線部１の構成について図３を参照しながら説明する。図３は、無線部１の構成ブロック図である。
無線部１は、図３に示すように、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）１１と、パワーアンプ（ＰＡ）１２と、低雑音増幅器（Low Noise Amplifier：ＬＮＡ）１３と、スイッチ（ＳＷ）１４、スイッチ（ＳＷ）１５、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）１６と、スイッチ（ＳＷ）１７、発振器（Oscillator：ＯＳＣ）１８、受信ミキサ１９、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）２０と、可変利得増幅器（Automatic Gain Control Amplifier：ＡＧＣ）２１と、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）２２と、送信ミキサ２３とを基本的に有している。

ここで、ＢＰＦ１６は、アンテナ部３で受信されたＶＨＦ帯以上の周波数のキャリア帯信号をフィルタリングする水晶フィルタ（３１５ＭＨｚ±２０ｋＨｚ）を用い、ＯＳＣ１８は、水晶振動子（３１５ＭＨｚ−４８ｋＨｚ）を具備する高周波ローカル発振器を用い、温度特性及び経年変化特性がそれぞれ互いに実質的に同じになる動作環境となる部位に実装する。

このような実装とすることで、仮に周波数のずれが発生した場合であっても、そのずれの方向が両者同じ方向になるので、不都合を回避することができる。
ここで、「同じ動作環境」とは、例えば、水晶フィルタ及び水晶振動子を、各々の温度特性を実質的に同じにする材質から成る一つのモジュール容器に同梱すること等をいう。

アンテナフィルタとして水晶フィルタを用いることは、従来のＳＡＷフィルタに比べて極めて狭帯域の帯域制限を実現できるものであり、キャリア帯信号が通過する帯域幅は数十ｋＨｚ程度であって、ＳＡＷフィルタに比べて格段に狭帯域となる。
そのため、エネルギー保存の法則により、同じエネルギー（送信時の電力）に対する受信側の受信感度を飛躍的に向上させることができる。

そもそも、水晶フィルタは、短波帯までの比較的短い周波数の無線機で使用されているが、水晶フィルタの実現可能範囲に一定の上限があるため、ガレージオープナーシステムのようなＶＨＦ帯（３０〜３０ＭＨｚ）又はＵＨＦ帯（３００ＭＨｚ〜３ＧＨｚ）の周波数での使用は考えられていなかった。そのため、高周波帯用に開発されたＳＡＷフィルタがガレージオープナーシステムに使用されたものの、広帯域のＳＡＷフィルタでは受信感度を高めることはできず、最大２０ｍ程度の通信距離での運用となっていた。

しかしながら、水晶フィルタを開発・製造する出願人の努力により、水晶フィルタが使用可能な周波数の範囲は拡大される方向にあり、更に、水晶は、基本波の他に、オーバートーン（基本波の周波数に対して奇数倍の周波数で使用可能であること）を利用し、水晶フィルタをＶＨＦ帯以上の高周波でもアンテナフィルタに適用できるに至った。

水晶フィルタは、例えば、ＡＴカットした水晶片を有している。ＡＴカットは、水晶のＸ軸に平行でＺ軸から３５度１５分近辺にカットしたもので、周波数温度特性が広い温度範囲にわたって３次曲線の極めて良好な特性を示す。
水晶フィルタは、例えば、３次オーバートーン、１００〜１３０ＭＨｚ、好ましくは１０５ＭＨｚのものを３１５ＭＨｚで使用する。
これにより、水晶フィルタの３ｄＢ減衰域での帯域幅は、数十ｋＨｚ程度となり、ＳＡＷフィルタの帯域幅と比較すると、格段に狭帯域となり、受信感度が飛躍的に向上でき、通信距離が最大１５０ｍ程度を実現できたものである。

次に、無線部１における動作を説明する。
まず、無線機１における受信の動作を説明する。
アンテナ部３から入力された信号は無線部１に入力され、ＢＰＦ１１を通過して帯域制限された後に、ＳＷ１４にて受信側に切り替えられ、ＬＮＡ１３で増幅され、ＳＷ１５でＢＰＦ１６に出力される。

そして、信号は、ＢＰＦ１６で帯域制限され、ＳＷ１７で受信側に切り替えられ、受信ミキサ１９でＯＳＣ１８からの発振周波数を用いて合成され、ＩＦ周波数帯へダウンコンバートされる。
ＩＦ周波数となった信号は、ＬＰＦ２０で受信ミキサ１９による高調波スプリアスを除去した後に、ＡＧＣ２１にて信号処理部２のアナログ／デジタル変換器（Ａ／Ｄ）３１に適切な一定の入力レベルに増幅される。

次に、無線機１における送信の動作を説明する。
信号処理部２から出力されたＩＦ信号は、ＬＰＦ２２にて高調波を除去してＯＳＣ１８からの発振周波数で送信ミキサ２３にてミキシングし、ＲＦ周波数帯に変換される。
その後にＳＷ１７でＲＦ周波数の信号はＢＰＦ１６に出力され、ＢＰＦ１６にて帯域制限され、ＳＷ１５が送信側に切り替えられ、ＰＡ１２にて微弱無線局の電界強度レベル内で高周波増幅される。
そして、ＳＷ１４を経由し、ＢＰＦ１１にて空間に放射される最後の帯域制限を行い、アンテナ部３からアンテナ送信される。

次に、本システムにおける信号処理部２の構成について図４を参照しながら説明する。図４は、信号処理部２の構成ブロック図である。
信号処理部２は、図４に示すように、アナログ／デジタル変換器（Ａ／Ｄ）３１と、キャリア復調回路３２と、ＡＧＣ制御回路３３と、キャリアデータ生成回路３４と、拡散符号生成回路３５と、逆拡散回路３６と、同期回路３７と、ＢＰＳＫ（２相位相変調方式：Binary Phase Shift Keying）復調回路３８と、データ受信回路３９と、データ生成回路４０と、拡散回路４１と、ＢＰＳＫ変調回路４２と、波形整形回路４３と、キャリア変調回路４４と、デジタル／アナログ変換器（Ｄ／Ａ）４５とを基本的に有している。

次に、信号処理部２における動作を説明する。
まず、信号処理部２における受信の動作を説明する。尚、以下の信号処理部２は、親機のものを想定している。
無線部１から入力された信号は、アナログ／デジタル変換器（Ａ／Ｄ）３１でデジタル値となった後にキャリア復調回路３２によりキャリアデータ生成回路３４から出力されるキャリアデータを用いて復調され、Ｉ成分とＱ成分の複素データに分割される。
このとき、ＡＧＣ２１の利得の制御をＡＧＣ制御回路３３で行う。具体的には、キャリア復調回路３２から出力されるＩ成分とＱ成分について、Ｉ成分の２乗とＱ成分の２乗との和の平方根を使って一定になるようＡＧＣ２１に制御信号を出力する。

次に、受信した複素データに対して、拡散符号生成回路３５から生成された拡散符号を用いて逆拡散回路３６でそれぞれ逆拡散処理を行う。逆拡散に使う符号は相手側（子機）の送信に使用された拡散符号を使って行われる。
次に、同期回路３７において、マッチドフィルタを用いて相関検出を行い、予め決められた閾値以上のピークを検出したときを同期タイミングとして、子局装置（子機）側と同期して受信が行われる。
同期した信号をＢＰＳＫ復調回路３８でＢＰＳＫ復調し、元のデータに復号してデータ受信回路３９に出力する。データ受信回路３９は、復号したデータを情報処理部４に出力する。

尚、同期回路３７で同期タイミングが得られると、同期回路３７は、当該同期タイミングに基づいて、無線部１、信号処理部２における全ての回路等に受信用同期タイミング、送信用同期タイミングを出力する。

次に、信号処理部２における送信の動作を説明する。
情報処理部４からの送信用のデータは、データ生成回路４０に入力され、データ生成回路４０は、送信用データを拡散回路４１に出力する。
拡散回路４１では、拡散符号生成回路３５から出力される予め決められた拡散符号により拡散変調を行い１、０の信号に拡散する。それをＢＰＳＫ変調回路４２でＢＰＳＫ変調し、１、−１にレベル変換し、波形整形回路４３におけるデジタルフィルタにて波形整形をする。

波形整形した送信データに対して、キャリア変調回路４４にてキャリアデータ生成回路３４から出力されるＩＦ周波数である送信キャリアのデータを乗算する。このデジタル値をＤ／Ａ４５にてアナログ値に変換し無線周波数帯のＩＦ信号が無線部１のＬＰＦ２２に出力される。

次に、本システムのオープナー５０の構成について図５を参照しながら説明する。図５は、本システムのオープナーの構成ブロック図である。
本システムのオープナー５０は、図５に示すように、親機１０の情報処理部４と接続するインタフェース部５１と、オープナーの制御を行うオープナー制御部５２と、駆動部としてのモータ５３と、モータ５３にて巻き上げ又は巻き下げられるシャッター（ドア）５４と、シャッター５４の状態を監視する監視部５５とを基本的に有している。

オープナー５０の各部を具体的に説明する。
インタフェース部５１は、親機１０の情報処理部４からのデータを入力し、オープナー５０内のデータ形式に変換してオープナー制御部５２に出力し、オープナー５０からのデータを親機１０の情報処理部４の形式に変換して出力するものである。

オープナー制御部５２は、少なくともＣＰＵ（Central Processing Unit）等の制御部と記憶部とを備え、記憶部に記憶されたプログラムを制御部で実行することで、処理を行うものである。尚、このオープナー制御部５２の処理をＤＳＰで実現してもよい。

オープナー制御部５２は、インタフェース部５１からのデータに従ってモータ５３を制御し、監視部５５に監視要求のデータを出力し、その監視部５５からのシャッター５４の状態を示すデータを入力し、インタフェース部５１に出力する。
また、オープナー制御部５２は、監視部５５からシャッター５４の開閉異常のデータを入力すると、モータ５３に直ちに動作停止のデータを出力してモータ５３を停止させ、開閉異常の状態を示すデータをインタフェース部５１に出力する。

また、オープナー制御部５２は、インタフェース部５１を介して親機１０から子機１０′が圏外であるか、子機１０′が電源オフになっている旨の信号が入力されると、監視部５５にシャッター５４の状態を問い合わせ、シャッター５４が開の状態のデータが入力されれば、シャッター５４を閉じる制御データをモータ５３に出力する。

つまり、子機１０′が圏外となった場合とは、車両がガレージから遠く離れてしまった場合であり、もしガレージのシャッター５４が閉め忘れられている場合には、シャッター５４を閉める動作を行うものである。
また、子機１０′が電源オフになっている場合とは、運転者がオープナー５０のシャッター５４を閉じ忘れて子機１０′の電源をオフにした場合であり、この場合、車両がガレージに納められてエンジンを停止してキーを抜いたと想定できるので、シャッター５４を閉める動作を行うものである。

尚、親機１０では、子機１０′からの定期的な特定信号を受信しなくなった原因が、子機１０′が圏外であるか、子機１０′が電源オフになっているのか判別できないので、単に定期的な特定信号を受信しなくなった旨の信号が、オープナー制御部５２に入力されるものである。
オープナー制御部５２における処理動作については後述する。

モータ５３は、オープナー制御部５２からの制御データによりシャッター５４を動作／停止させる。
具体的には、子機１０′からのシャッター開の指示に対して、オープナー制御部５２がシャッター５４を開する制御データを出力すると、モータ５３は、シャッター５４を巻き上げ、監視部５５がシャッター５４の開動作開始を検出して、開動作開始のデータをオープナー制御部５２に出力し、オープナー制御部５２は、開動作開始のデータをインタフェース部５１に出力し、そしてシャッター５４の開動作完了を検出すると、開動作完了のデータをオープナー制御部５２に出力し、オープナー制御部５２は、モータ５３に開動作を停止させる制御データを出力する。

また、シャッター閉の指示に対して、オープナー制御部５２がシャッター５４を閉する制御データを出力すると、モータ５３は、シャッター５４を巻き下げ、監視部５５がシャッター５４の閉動作開始を検出して、閉動作開始のデータをオープナー制御部５２に出力し、オープナー制御部５２は、閉動作開始のデータをインタフェース部５１に出力し、そして監視部５５がシャッター５４の閉動作完了を検出すると、閉動作完了のデータをオープナー制御部５２に出力し、オープナー制御部５２は、モータ５３に閉動作を停止させる制御データを出力する。

シャッター５４は、モータ５３の動力により開閉するものである。
監視部５５は、シャッター５４の状態を監視し、オープナー制御部５２に出力する。
具体的には、オープナー制御部５２がシャッター５４の開閉のデータを出力すると、監視部５５に監視要求を出力し、監視部５５は、その監視要求に従ってシャッター５４の開閉の動作開始を監視してオープナー制御部５２に出力する。
また、シャッター５４における開閉動作の開始に対して、監視部５５は、動作完了を監視し、動作が完了すると動作完了のデータをオープナー制御部５２に出力する。尚、動作完了の監視過程で、シャッター５４が何かにぶつかって若しくは引っ掛かって、正常に動作しない場合も、直ちに異常信号をオープナー制御部５２に出力する。

次に、本システムの動作処理について図６を参照しながら説明する。図６は、本システムのオープナーにおける処理を示すフローチャートである。オープナー５０における実際の処理は、オープナー制御部５２でプログラムの実行により実現される。尚、図６の例では、オープナー５０でシャッター５４の閉状態を前提としている。
まず、オープナー制御部５２は、親機１０において子機１０′からのシャッター５４開の信号又は定期的な特定信号を受信し、その信号がインタフェース部５１を介して入力されたか否かを判定する（Ｓ１）。
子機１０′からの信号を受信していなければ（Ｎｏの場合）、判定処理Ｓ１を繰り返す。

判定処理Ｓ１において、子機１０′からの信号を受信したのであれば（Ｙｅｓの場合）、オープナー制御部５２は、モータ５３にシャッター５４を開く開信号を出力し（Ｓ２）、シャッター５４に開動作を実現させる（Ｓ３）。

次に、オープナー制御部５２は、親機１０において子機１０′からシャッター５４閉の信号を受信し、その信号がインタフェース部５１を介して入力されたか否かを判定する（Ｓ４）。シャッター５４閉の信号の受信の場合は、車両がガレージから出て子機１０′からシャッター５４閉の信号が送信された場合、又は車両がガレージに入って子機１０′からシャッター５４閉の信号が送信された場合が想定される。

判定処理Ｓ４で子機１０′からのシャッター５４閉の信号を受信していなければ（Ｎｏの場合）、子機１０′からの信号を受信しなくなったか否かを判定する（Ｓ５）。子機１０′からの信号を定期的に受信しているのであれば（Ｎｏの場合）、判定処理Ｓ４に戻る。

判定処理Ｓ４で子機１０′からのシャッター５４閉の信号を受信したのであれば（Ｙｅｓの場合）、オープナー制御部５２は、モータ５３にシャッター５４を閉じる閉信号を出力し（Ｓ６）、シャッター５４に閉動作を実現させる（Ｓ７）。
また、判定処理Ｓ５で、子機１０′からの定期的な信号を受信しなくなった場合（Ｙｅｓの場合）、車両が通信圏内から遠ざかって圏外になった、若しくは子機１０′の電源オフとなったものとして、オープナー制御部５２は、モータ５３にシャッター５４を閉じる閉信号を出力し（Ｓ６）、シャッター５４に閉動作を実現させる（Ｓ７）。

シャッター５４を閉じないで子機１０′が圏外になった場合は、運転者がガレージのシャッターを閉め忘れて出かけてしまった場合が考えられ、シャッター５４を閉じないで子機１０′の電源をオフにした場合は、運転者がガレージに車両を納めてシャッターを閉めずにエンジンを止めてキーを抜いた場合が考えられる。
このようにして、オープナー５０での動作が為される。

本システムによれば、通信距離最大１５０ｍ程度で、子機と親機との間を双方向通信としているので、子機１０′から親機１０を介してオープナー５０のドア開閉を制御し、子機１０′の表示部にオープナーの状態を表示でき、利便性を向上させることができる効果がある。

特に、無線部１のアンテナフィルタに狭帯域な水晶フィルタを用いて受信感度を高め、従来のガレージオープナーシステムと比べて長い通信距離を実現し、更にＳＳ方式を採用することで、長い通信距離であっても干渉に強い実用的な無線システムにすることができる効果がある。

本発明は、子機と親機との間の通信距離が最大１５０ｍ程度で、双方向通信を可能とし、子機からのドア開閉の指示に対してアンサーバックすると共に、ドア開閉の完了を子機に知らせることができるガレージオープナーシステムに好適である。

本発明の実施の形態に係るガレージオープナーシステムの概略構成図である。 本発明の実施の形態に係る高周波無線機の概略構成ブロック図である。 無線部１の構成ブロック図である。 信号処理部２の構成ブロック図である。 本システムのオープナーの構成ブロック図である。 本システムのオープナーにおける処理を示すフローチャートである。 従来のガレージオープナーシステムにおいて子機と親機が１対１の関係にある概略図である。 従来のガレージオープナーシステムにおいて１つの子機に複数の親機及びドア開閉装置が対応した概略図である。 従来のガレージオープナーシステムにおいて複数台の車を駐車できる月極駐車場等のゲート等に適用され、複数の子機が１つの親機及び１つのゲートが対応した概略図である。

符号の説明

１…無線部、 ２…信号処理部、 ３…アンテナ部、 ４…情報処理部、 １０…親機、 １０′…子機、 １１…バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）、 １２…パワーアンプ（ＰＡ）、 １３…低雑音増幅器（ＬＮＡ）、 １４…スイッチ（ＳＷ）、 １５…スイッチ（ＳＷ）、 １６…バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）、 １７…スイッチ（ＳＷ）、 １８…発振器（ＯＳＣ）、 １９…受信ミキサ、 ２０…ローパスフィルタ（ＬＰＦ）、 ２１…可変利得増幅器（ＡＧＣ）、 ２２…ローパスフィルタ（ＬＰＦ）、 ２３…送信ミキサ、 ３１…アナログ／デジタル変換器（Ａ／Ｄ）、 ３２…キャリア復調回路、 ３３…ＡＧＣ制御回路、 ３４…キャリアデータ生成回路、 ３５…拡散符号生成回路、 ３６…逆拡散回路、 ３７…同期回路、 ３８…ＢＰＳＫ復調回路、 ３９…データ受信回路、 ４０…データ生成回路、 ４１…拡散回路、 ４２…ＢＰＳＫ変調回路、 ４３…波形整形回路、 ４４…キャリア変調回路、 ４５…デジタル／アナログ変換器（Ｄ／Ａ）、 １００…親機、 １００′…子機

Claims (5)

1. 車両側に搭載される子機と、ガレージのドアの開閉を行う開閉装置と、前記開閉装置に接続する親機とを有し、前記子機と前記親機との間で無線通信により前記開閉装置のドア開閉を制御するガレージオープナーシステムであって、
   前記子機は、前記親機に前記開閉装置でのドア開閉の制御信号を送信すると共に、前記親機からの前記開閉装置の状態を示す信号を表示出力又は音声出力し、
   前記親機は、前記子機からの制御信号を前記開閉装置に出力すると共に、前記開閉装置からの当該装置の状態を示す信号を出力し、
   前記開閉装置は、前記制御信号に従ってドアの開閉を制御すると共に、ドア開閉の動作開始の信号を当該装置の状態を示す信号として前記親機に出力し、更にドア開閉の動作完了の信号を当該装置の状態を示す信号として前記親機に出力することを特徴とするガレージオープナーシステム。
2. 開閉装置は、ドア開閉の動作において異常が発生した場合に、ドア開閉の動作を停止し、異常信号を当該装置の状態を示す信号として親機に出力することを特徴とする請求項１記載のガレージオープナーシステム。
3. 子機は、定期的に特定信号を送信し、親機から当該特定信号への返信を受信し、当該返信を受信している間は通信圏内の表示を行い、当該返信を受信しなくなると通信圏外を表示し、
   親機は、前記特定信号を受信して前記子機に返信しており、前記特定信号を受信しなくなると前記子機が通信圏外となった信号を開閉装置に出力し、
   開閉装置は、前記子機が通信圏外となった信号を入力したときに、ドアが開状態である場合には当該ドアを閉じる動作を行うことを特徴とする請求項１又は２記載のガレージオープナーシステム。
4. 開閉装置は、ドアに相当するシャッターと、前記シャッターを巻き上げ又は巻き下げする動力源となるモータと、前記シャッターの状態を監視する監視部と、前記モータの動作制御を行うと共に、前記監視部から前記シャッターの状態を示す信号を入力して、前記親機に出力する制御部とを有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか記載のガレージオープナーシステム。
5. 子機及び親機における無線機のアンテナフィルタとして、狭帯域の水晶フィルタを用い、通信方式を素ペクトラム拡散方式として、高周波の微弱電波で、子機と親機との間を双方向通信としたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか記載のガレージオープナーシステム。

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