JP2006295421A - 送信機及び受信機 - Google Patents

Abstract

【課題】 送信する信号データ長を長くすることなく、送信情報量を増加する。
【解決手段】 携帯機１００の第１の変調器１０６では、ドアの施錠・解錠情報を有する制御信号Ｓ１により搬送波αを変調して第１の被変調波βを発生する。被変調波βはパルスの時間間隔を制御信号Ｓ１の暗号情報に応じて変化させている。第２の変調機１０７では、被変調波βをＩＤ信号Ｓ２により振幅変調して第２の被変調波γを発生する。つまり、搬送波の同一期間に対して、２回の変調をかけている。これにより被変調波のデータ長の短縮化を図っている。この被変調波γを無線信号としてのレスポンス信号ａとして無線送信する。車載器２００では、レスポンス信号ａを受信し、検波器２０４により制御信号Ｓ１の施錠・解錠情報を復調し、検波器２０６によりＩＤ信号Ｓ２のＩＤ情報を復調する。復調したＩＤ情報及び施錠・解錠情報により施錠・解錠制御をする。
【選択図】 図１

Description

本発明は送信機及び受信機に関し、第１の情報のみならず、第２の情報（暗号情報）を付加しても、送信する信号データ長を短くして送信負担を軽減し、ひいては電源に対する負荷を小さくすることができるように変・復調に工夫をしたものである。

最近の自動車には、メカニカルキーを使用せずに、無線通信によりドアの施錠・解錠をする、いわゆる「パッシブエントリーシステム」や「キーレスエントリーシステム」と称されるシステムが採用されている。

このようなパッシブエントリーシステム等では、ドライバ等の所持者が携帯する携帯機と、自動車に備える車載器に同じＩＤコードを付与しており、携帯機と車載器との間で無線通信を行ない、携帯機から送信した送信データに含まれているＩＤ（識別）コードと、車載器に設定しているＩＤコードが一致したときに、ドアの施錠・解錠動作が行なわれるようになっている。

パッシブエントリーシステムの送受信手順としては各種のものがあるが、その一例をここで説明する。一例として挙げるパッシブエントリーシステムでは、車載器から、ＩＤコードを含むＬＦ（Low Frequency）のリクエスト信号が発信される。携帯機は、リクエスト信号を受信すると、リクエスト信号に含まれているＩＤコードと、当該携帯機に設定されているＩＤコードが一致するか否かを判定し、一致している場合には、ＩＤコードを含むレスポンス信号を発信する。車載器では、レスポンス信号を受信すると、このレスポンス信号に含まれているＩＤコードと、当該車載器に設定されているＩＤコードが一致するか否かを判定し、一致している場合には、ドアロック装置のアクチュエータの作動により解錠が行なわれる。

一方、車載器が、レスポンス信号を受信できなくなったら、つまり、携帯機が車載器から遠く離れてこの携帯機から発信されたレスポンス信号を車載器で受信できなくなったら、ドアロック装置のアクチュエータの作動により施錠が行なわれる。

このようなパッシブエントリーシステムでは、携帯機を携帯した所持者が、車載器を搭載した自動車に近づくと自動的に解錠がされ、携帯機を携帯した所持者が自動車から離れると自動的に施錠がされるようになっている。

このようにパッシブエントリーシステム等では、同一のＩＤコードを有する携帯機と車載器との間で双方向無線通信がされて施錠・解錠動作が行なわれる。しかし、異なるＩＤコードを有する携帯機と車載器との間では、双方向無線通信が行なわれず、この結果、施錠・解錠動作は行なわれず盗難防止等に役立っている。

パッシブエントリーシステム等では、ＩＤコードが無線送信されるため、ＩＤコードを含む信号が空間を伝播する間に、この信号が傍受されてＩＤコードが盗まれる恐れがある。そこで、仮にＩＤコードが盗まれたとしても、その解読や、利用ができないようにするために、ＩＤコードの難易度を上げ秘匿性の高いものとする工夫が各種なされている。

ＩＤコードの難易度を上げ秘匿性の高いものとする工夫の一つとしては、ＩＤコードそのものを複雑で長くする（データ量を多くする）手法がある。
また、ＩＤコードの難易度を上げ秘匿性の高いものとする工夫の他の例つとしては、携帯機側のＩＤコードと車載器側のＩＤコードを、携帯機を操作する毎に、または予め設定した周期毎に、同時に変更していく（勿論、変更後の携帯機と車載器のＩＤコードは一致させる）手法がある（特許文献１参照）。

なお、上述したパッシブエントリーシステム等は、自動車に限らず、ガレージのシャッタや、ビルや家屋のドア等の施錠・解錠をする場合等にも利用されている。

特開平８−５６３８７号公報

ＩＤコードの難易度を上げ秘匿性の高いものとするために、ＩＤコードそのものを複雑で長くした（データ量を多くした）場合には、携帯機と車載器との間で送受される信号の、１回毎の送信における送信時間が長くなってしまう。
携帯機や車載器では、電源容量に制限があるため、信号の送信時間が長くなると、使用電力が多くなり電源容量が不足したり、システム稼働時間が限られたりするという問題が生じてくる。

ＩＤコードの難易度を上げ秘匿性の高いものとするために、携帯機を操作する毎に、または予め設定した周期毎に、携帯機側と車載器側とでＩＤコードを同時に変更していくようにした場合には、制御回路が複雑で高度となり、ひいては使用電力が多くなり電源容量が不足したり、システム稼働時間が限られたりするという問題が生じてくる。

パッシブエントリーシステムのみならず、電源容量に制限がある送信機等を用いてＩＤコードなどの暗号情報を付加して情報信号を無線伝送する一般的なシステムにおいても、かかる問題は生じている。

本発明は、上記従来技術に鑑み、電源容量に制限がある機器から、暗号情報（ＩＤコード等）を付加した情報信号を送付するにあたり、送信する信号データ長を短くして送信負担を軽減し、電源への負担を増加することなく暗号情報を付加することができる送信機及び受信機を提供することを目的とする。

上記課題を解決する本発明の送信機の構成は、
第１の情報信号にて搬送波を変調することにより、パルス信号でなる第１の被変調波を発生し、しかも、第１の情報信号の情報に応じて、予め決めた基準時点から前記パルス信号までの時間間隔を変化させる第１の変調手段と、
第２の情報信号にて前記第１の被変調波を変調することにより、第２の被変調波を発生する第２の変調手段と、
前記第２の被変調波を無線信号として発信する発信手段とを有することを特徴とする。
この場合、
前記第１の変調手段は、変調の際に当該変調手段からマーカ信号を発生し、このマーカ信号の発生時点を前記基準時点としたり、
前記第１の変調手段は、変調の際に当該変調手段から最初に発生したパルス信号の発生時点を前記基準時点としたり、
前記第１の変調手段は、他の装置から信号を受信した時点を、前記基準時点とすることを特徴とする。
更に、前記第２の変調手段は、前記第１の被変調波を、振幅変調または周波数変調または位相変調することを特徴とする。

また本発明の受信機の構成は、
前述の送信機から発信された第２の被変調波を受信する受信手段と、
受信された第２の被変調波の中から第１の情報信号を取り出して復調することにより、第１の情報信号に含まれている情報を検出する第１の検波手段と、
受信された第２の被変調波の中から第２の情報信号を取り出して復調することにより、第２の情報信号に含まれている情報を検出する第２の検波手段とを有することを特徴とする。

また本発明の携帯機の構成は、
自動車のドアの施錠・解錠情報を有する第１の情報信号にて搬送波を変調することにより、パルス信号でなる第１の被変調波を発生し、しかも、第１の情報信号の施錠・解錠情報に応じて、予め決めた基準時点から前記パルス信号までの時間間隔を変化させる第１の変調手段と、
暗号情報を有する第２の情報信号にて前記第１の被変調波を変調することにより、第２の被変調波を発生する第２の変調手段と、
前記第２の被変調波を無線信号として発信する発信手段とを有することを特徴とする。
この場合、
前記第１の変調手段は、変調の際に当該変調手段からマーカ信号を発生し、このマーカ信号の発生時点を前記基準時点としたり、
前記第１の変調手段は、変調の際に当該変調手段から最初に発生したパルス信号の発生時点を前記基準時点としたり、
前記第１の変調手段は、車載器から信号を受信した時点を、前記基準時点とすることを特徴とする。
更に、前記第２の変調手段は、前記第１の被変調波を、振幅変調または周波数変調または位相変調することを特徴とする。

また本発明の車載器は、
前述した携帯機から発信された第２の被変調波を受信する受信手段と、
受信された第２の被変調波の中から第１の情報信号を取り出して復調することにより、第１の情報信号に含まれている施錠・解錠情報を検出する第１の検波手段と、
受信された第２の被変調波の中から第２の情報信号を取り出して復調することにより、第２の情報信号に含まれている暗号情報を検出する第２の検波手段と、
前記第２の検波手段により検出された暗号情報が、予め設定された暗号情報と一致する場合に、前記第１の検波手段により検出された施錠・解錠情報に応じて施錠・解錠制御をする制御手段とを有することを特徴とする。

本発明によれば、第１の情報信号に応じて変調した第１の被変調波に対して、第２の情報信号（暗号情報）により変調をかけている。このため、第１の情報信号の情報と、第２の情報信号の情報が、同一の期間内において重畳的に含まれているため、無線送信する信号（第２の被変調波を無線信号にしたもの）を時間的に短くでき、送信する信号データを短くして送信負担を軽減すると共に、使用する電力の節減をすることができる。
このため、電源容量が制限されている機器においても、本発明を適用することにより、電源容量の不足やシステム稼働時間の制限という問題が大幅に改善され、また、送信負担が軽減される。

以下に本発明を実施するための最良の形態を実施例に基づき詳細に説明する。

図１は、自動車のパッシブエントリーシステムに用いる携帯機と車載器に本発明を適用した実施例を示す。

まず自動車のパッシブエントリーシステムの全体構成を概略説明する。
図１に示す携帯機１００は、ドライバ等の所有者が携帯する機器であり、車載器２００から発信されたＬＦ帯の電波信号であるリクエスト信号ｂを受信すると、ＩＤコードが一致したことを条件に、ＵＨＦ帯の電波信号であるレスポンス信号ａを発信するものである。
車載器２００は、自動車に搭載されるものであり、レスポンス信号ａを受信すると、ＩＤコードが一致したことを条件に、レスポンス信号ａに含まれている施錠・解錠に関する情報に応じて、自動車のドアの施錠・解錠の制御をするものである。
この車載器２００は車両のメインＥＣＵ３００に接続されている。

次に個々の機器の構成及び動作、ならびに機器相互の動作について説明する。

携帯機１００は、受信アンテナ１０１と、増幅器１０２と、検波器１０３と、携帯機ＥＣＵ１０４と、発振器１０５と、第１の変調器１０６と、第２の変調器１０７と、増幅器１０８と、送信アンテナ１０９と、内蔵電池１１０を備えている。

車載器２００は、受信アンテナ２０１と、増幅器２０２と、分配器２０３と、第１の検波器２０４と、周波数変換器２０５と、第２の検波器２０６と、車載器ＥＣＵ２０７と、増幅器２０８と、送信アンテナ２０９を有している。

メインＥＣＵ３００は、ドアの開閉やロックの施錠・解錠情報を車載器ＥＣＵ２０７に伝達したり、ドアロック装置（図示省略）のアクチュエータを作動させる制御や、車両全体に係わる各種の制御などを行なう。

車載器２００及びメインＥＣＵ３００には、自動車に搭載したバッテリ（図示省略）から電力が供給されている。そして、車載器２００からは、車載器ＥＣＵ２０７の指令により、ＬＦ帯の電波信号であるリクエスト信号ｂが発信される。つまり、車載器ＥＣＵ２０７から出力されたリクエスト信号ｂが車載器２００の増幅器２０８にて増幅され、送信アンテナ２０９から電波信号としてリクエスト信号ｂが発信される。このリクエスト信号ｂには、車載器ＥＣＵ２０７に予め設定しているＩＤコード（暗号情報）が含まれている。

ドライバ等により携帯された携帯機１００は、車載器２００が搭載された自動車から離れた位置にあるときにはリクエスト信号ｂを受信することはできない。
一方、携帯機１００を携帯したドライバ等が自動車に近づき、リクエスト信号ｂの送信範囲（携帯機１００との交信範囲）に入ると、携帯機１００では、受信アンテナ１０１がリクエスト信号ｂを受信する。

受信アンテナ１０１で受信されたリクエスト信号ｂは、増幅器１０２にて増幅され検波器１０３にて検波される。検波器１０３にてリクエスト信号ｂが検波されると、携帯機ＥＣＵ１０４は、受信・検波されたリクエスト信号ｂに含まれているＩＤコードと、当該携帯機ＥＣＵ１０４に予め設定されているＩＤコードが一致するか否かを判定する。
双方のＩＤコードが一致した場合には、携帯機ＥＣＵ１０４は、レスポンス信号ａを発信するために、次のような変調動作制御をする。なお、双方のＩＤコードが一致しない場合には、以降の制御動作はしない。

携帯機ＥＣＵ１０４は、受信・検波されたリクエスト信号ｂに含まれているＩＤコードと、当該携帯機ＥＣＵ１０４に予め設定されているＩＤコードが一致すると判定した場合には、自動車のドアの施錠・解錠情報を有する制御信号（第１の情報信号）Ｓ１を、第１の変調器１０６に送る。なお、制御信号Ｓ１としては、例えば、ドア解錠を指令する解錠情報である。

変調器１０６は、発振器１０５から出力された搬送波α（図２（ａ）参照）に対して、制御信号Ｓ１により変調をかけて第１の被変調波β（図２（ｂ）参照）を発生する。この被変調波βはマーカ信号ＭＰと複数（本例では例えば３個）のパルス信号Ｐとからなる。マーカ信号ＭＰは、変調器１０６から発生するものであり、マーカ信号ＭＰと各パルス信号Ｐとの時間間隔ｔ１，ｔ２，ｔ３は、制御信号Ｓ１の施錠・解錠情報の種類に応じて変えるように変調処理をしている。

このようにして変調された第１の被変調波βは、第２の変調器１０７に送られる。また、携帯機ＥＣＵ１０４は、この携帯機ＥＣＵ１０４に設定されているＩＤコード（暗号情報）を有するＩＤ信号（第２の情報信号）Ｓ２を変調器１０７に送る。

変調器１０７は、変調器１０６から出力された第１の変調波β（図２（ｂ）参照）に対して、ＩＤ信号Ｓ２により変調（例えば振幅変調）をかけて第２の被変調波γ（図２（ｃ）参照）を発生する。つまり、第１の被変調波βの各パルスＰに対して、振幅変調をかけて、ＩＤ信号Ｓ２に含まれているＩＤコード（暗号情報）に応じて各パルスＰを振幅変調してパルス振幅を変化させたパルスＰａｍを発生している。換言すると、第２の被変調波γの各パルスＰａｍの振幅変化情報が、ＩＤコードを表している。

なお、第２の被変調波γにおけるマーカ信号ＭＰと各パルス信号Ｐａｍとの時間間隔ｔ１，ｔ２，ｔ３は、第１の被変調波βにおけるマーカ信号ＭＰと各パルス信号Ｐとの時間間隔ｔ１，ｔ２，ｔ３のままである。
この結果、第２の被変調波γは、マーカ信号ＭＰと各パルス信号Ｐａｍとの時間間隔ｔ１，ｔ２，ｔ３により施錠・解錠情報（第１の情報）を有すると共に、各パルスＰａｍの振幅変化情報によりＩＤコード（暗号情報）を有している。

第２の被変調波βは増幅器１０８にて電力増幅され、送信アンテナ１０９からＵＨＦ帯の電波信号であるレスポンス信号ａとして発信される。

この携帯機１００では、被変調波βに、施錠・解錠情報（第１の情報）とＩＤコード（第２の情報）を、時間的にずらすことなく、同一の時間期間において重畳的に含めているため、２つの情報（第１と第２の情報）を含む第２の被変調波γの時間間隔は短くてすみ、送信負担を軽減し使用電力を節減することができる。
仮に、第１の情報と第２の情報を時間的にずらして信号に含めたとすると、発信する信号が時間的に長くなり、使用電力が多くなるという問題があるが、本実施例では、第１の情報と第２の情報を時間的に重畳して、送信する信号（第２の被変調波γ）に含めているため、送信負担を軽減し使用電力の節減ができるのである。

車載器２００では、携帯機１００から発信されたレスポンス信号ａを、受信アンテナ２０１で受信する。受信されたレスポンス信号ａは、増幅器２０２にて増幅され分配器２０３にて分配されて、第１の検波器２０４と、周波数変換器２０５に供給される。

検波器２０４は、レスポンス信号ａを復調して、マーカ信号ＭＰ及びパルス信号Ｐａｍの有無を判定し、マーカ信号ＭＰと各パルス信号Ｐａｍとの時間間隔ｔ１，ｔ２，ｔ３を求め、この時間間隔で示す施錠・解錠情報を検出する。検出された施錠・解錠情報は車載器ＥＣＵ２０７に送られる。

周波数変換器２０５は、レスポンス信号ａを低周波信号に周波数変換し、周波数変換されたレスポンス信号ａが検波器２０６に供給される。

検波器２０６は、低周波変換されたレスポンス信号ａを復調、つまり各パルスＰａｍの振幅変化を求め、この振幅変化情報からＩＤ情報を検出する。検出されたＩＤ情報は車載器ＥＣＵ２０７に送られる。

車載器ＥＣＵ２０７は、検波器２０６で検出したＩＤ情報が、車載器ＥＣＵ２０７に予め設定しているＩＤ情報と一致しているか否かを判定する。両ＩＤ情報が一致している場合には、車載器ＥＣＵ２０７は、検出器２０４で検出した施錠・解錠情報をメインＥＣＵ３００に送る。

メインＥＣＵ３００は、施錠・解錠情報（例えばこの実施例ではドアを開く解錠情報だとする）に応じて、ドアロック装置のアクチュエータ（図示省略）を作動制御して、ドアロック装置を解錠状態にする。

＜変形例＞
上記実施例では、変調器１０６は、マーカ信号ＭＰの発生時点を基準時点として、この基準時点とパルス信号Ｐとの時間間隔を、制御信号Ｓ１の施錠・解錠情報の種類に応じて変化させている。
上記「基準時間」としては、マーカ信号ＭＰを用いることなく、最初に発生したパルス信号の発生時点を「基準時点」としたり、車載器２００からリクエスト信号ｂを受信した時点を「基準時点」とすることができる。

また上記実施例では、変調器１０７は被変調波βを振幅変調しているが、周波数変調や位相変調をするようにしてもよい。

本発明は、自動車に用いるパッシブエントリーシステムやキーレスエントリーシステムのみならず、ＩＤ情報などの暗号情報を付加して情報を無線伝送する各種のシステムに適用することができる。

また実施例では、自動車のドアの施錠・解錠の制御について述べたが、それに限定することなく、例えばステアリングロックの制御に関して本発明を適用してもよい。

本発明の実施例に係る携帯機及び車載器を備えたパッシブエントリーシステムを示すブロック構成図である。 本発明の実施例で行なう信号処理状態を示す信号状態図である。

符号の説明

１００ 携帯機
１０１ 受信アンテナ
１０２ 増幅器
１０３ 検波器
１０４ 携帯機ＥＣＵ
１０５ 発振器
１０６ 第１の変調器
１０７ 第２の変調器
１０８ 増幅器
１０９ 送信アンテナ
１１０ 内蔵電池
２００ 車載器
２０１ 受信アンテナ
２０２ 増幅器
２０３ 分配器
２０４ 第１の検波器
２０５ 周波数変換器
２０６ 第２の検波器
２０７ 車載器ＥＣＵ
２０８ 増幅器
２０９ 送信アンテナ
３００ メインＥＣＵ

Claims (12)

1. 第１の情報信号にて搬送波を変調することにより、パルス信号でなる第１の被変調波を発生し、しかも、第１の情報信号の情報に応じて、予め決めた基準時点から前記パルス信号までの時間間隔を変化させる第１の変調手段と、
   第２の情報信号にて前記第１の被変調波を変調することにより、第２の被変調波を発生する第２の変調手段と、
   前記第２の被変調波を無線信号として発信する発信手段とを有することを特徴とする送信機。
2. 請求項１において、
   前記第１の変調手段は、変調の際に当該変調手段からマーカ信号を発生し、このマーカ信号の発生時点を前記基準時点とすることを特徴とする送信機。
3. 請求項１において、
   前記第１の変調手段は、変調の際に当該変調手段から最初に発生したパルス信号の発生時点を前記基準時点とすることを特徴とする送信機。
4. 請求項１において、
   前記第１の変調手段は、他の装置から信号を受信した時点を、前記基準時点とすることを特徴とする送信機。
5. 請求項１乃至請求項４において、
   前記第２の変調手段は、前記第１の被変調波を、振幅変調または周波数変調または位相変調することを特徴とする送信機。
6. 請求項１乃至請求項５の何れかの送信機から発信された第２の被変調波を受信する受信手段と、
   受信された第２の被変調波の中から第１の情報信号を取り出して復調することにより、第１の情報信号に含まれている情報を検出する第１の検波手段と、
   受信された第２の被変調波の中から第２の情報信号を取り出して復調することにより、第２の情報信号に含まれている情報を検出する第２の検波手段とを有することを特徴とする受信機。
7. 自動車のドアの施錠・解錠情報を有する第１の情報信号にて搬送波を変調することにより、パルス信号でなる第１の被変調波を発生し、しかも、第１の情報信号の施錠・解錠情報に応じて、予め決めた基準時点から前記パルス信号までの時間間隔を変化させる第１の変調手段と、
   暗号情報を有する第２の情報信号にて前記第１の被変調波を変調することにより、第２の被変調波を発生する第２の変調手段と、
   前記第２の被変調波を無線信号として発信する発信手段とを有することを特徴とする携帯機。
8. 請求項７において、
   前記第１の変調手段は、変調の際に当該変調手段からマーカ信号を発生し、このマーカ信号の発生時点を前記基準時点とすることを特徴とする携帯機。
9. 請求項７において、
   前記第１の変調手段は、変調の際に当該変調手段から最初に発生したパルス信号の発生時点を前記基準時点とすることを特徴とする携帯機。
10. 請求項７において、
    前記第１の変調手段は、車載器から信号を受信した時点を、前記基準時点とすることを特徴とする携帯機。
11. 請求項７乃至請求項１０において、
    前記第２の変調手段は、前記第１の被変調波を、振幅変調または周波数変調または位相変調することを特徴とする携帯機。
12. 請求項７乃至請求項１１の何れかの携帯機から発信された第２の被変調波を受信する受信手段と、
    受信された第２の被変調波の中から第１の情報信号を取り出して復調することにより、第１の情報信号に含まれている施錠・解錠情報を検出する第１の検波手段と、
    受信された第２の被変調波の中から第２の情報信号を取り出して復調することにより、第２の情報信号に含まれている暗号情報を検出する第２の検波手段と、
    前記第２の検波手段により検出された暗号情報が、予め設定された暗号情報と一致する場合に、前記第１の検波手段により検出された施錠・解錠情報に応じて施錠・解錠制御をする制御手段とを有することを特徴とする車載器。

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