JP2008536456A - 訓練可能な送信器システム用の受信器閾値を決定するためのシステムおよび方法 - Google Patents
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Abstract
訓練可能な送信器は受信器回路および制御回路を含む。受信器回路は信号を受信するように構成される。制御回路は受信器回路に結合され、受信器回路の周波数範囲に対するノイズレベルを決定するように構成される。制御回路はさらに、受信器閾値を選択して受信器回路に供給するように構成される。受信器閾値はノイズレベルに基づいて変動する。訓練可能な送信器は車両、特に車室内要素に一体化することができる。
Description
本発明は一般的に、車両と共に使用するための訓練可能な送信器およびトランシーバの分野に関する。さらに詳しくは、本発明は、遠隔制御システムと共に使用するように構成された訓練可能なトランシーバに関する。
ガレージドア解放器システム、ホームセキュリティシステム、家庭照明システム、ゲート制御装置等のような電子的に動作する遠隔制御システムは通常、可搬性手持ち型送信器(つまりオリジナル送信器)を使用して、遠隔制御システムに配置された受信器に制御信号を送信する。例えばガレージドア解放器システムは通常、家の所有者のガレージ内に配置されてガレージドア解放器に結合された受信器を含む。使用者はオリジナル送信器のボタンを押して、無線周波数信号を受信器に送信させ、ガレージドア解放器を作動させてガレージドアを開閉させる。したがって、受信器は関連するオリジナル送信器の周波数に同調され、ガレージドアを作動させるために、オリジナル送信器および受信器の両方にプログラムされた所定のコードを復調する。ガレージドア解放器システムのような無線制御システムのセキュリティを向上させるために、製造者は一般的に暗号化技術を使用して、送信器から受信器に送信される無線周波数信号を暗号化する。1つのそのような暗号化方法として、送信器から受信器に送信される各デジタルメッセージが前のデジタルメッセージとは異なるコードを有する、ローリングコードシステムがある。
可搬性手持ち型オリジナル送信器の代替物として、遠隔制御システムと共に使用するために、訓練可能な送信器またはトランシーバを車両内に設けることができる。訓練可能な送信器は、異なる無線周波数メッセージを使用して、複数の異なる無線制御システム受信器の1つまたはそれ以上を作動させるように使用者によって設定可能である。使用者は、2つの送信器を近距離に保持し、オリジナル送信器および訓練可能な送信器のボタンを押すことによって、訓練可能な送信器を既存のオリジナル送信器向けに訓練する。訓練可能な送信器は、オリジナル送信器から受信した無線周波数信号に基づいて、オリジナル送信器に関連する遠隔制御システムの型を識別する。例えば、訓練可能な送信器は、オリジナル送信器の無線周波数制御信号の制御コードおよびRF搬送波周波数を識別して保存することができる。加えて、受信器は訓練可能な送信器の送信器識別子を学習することができる。ローリングコード(または他の暗号化方法)を使用するシステムの場合、訓練可能な送信器および受信器のカウンタが同じ値から始まるように、訓練可能なトランシーバおよび受信器も「同期」させなければならない。したがって、使用者は遠隔制御システム受信器のボタンを押して、受信器を訓練モードにする。次いで訓練可能なトランシーバのボタンを例えば2、3回押して、受信器が送信器の識別子を学習できるようにメッセージを送信し、受信器および訓練可能な送信器の同期化を完了し、訓練が成功したことを確認する。ひとたび訓練されると、訓練可能なトランシーバを使用して、RF信号を送信し、遠隔制御システムを制御することができる。
述べた通り、訓練可能な送信器の訓練プロセス中に、オリジナル送信器からの無線周波数信号は訓練可能な送信器によって受信される。したがって、訓練可能な送信器は、オリジナル送信器からの無線周波数信号を受信するために使用される受信器を含むか、あるいはそれに結合される(または代替的に、受信回路構成を含むトランシーバである)。受信器は、到来信号を受信するために受信器閾値を使用する。通常、受信器閾値は、データが到来アナログ信号に変調されている場合を識別するために、かつアナログ信号のデータをデジタルデータに変換するために(例えば、到来信号が0を表わすかそれとも1を表わすかを識別するために)、受信器によって使用される設定電圧レベルである。受信器閾値(例えば閾電圧)は、訓練可能な送信器の製造中に計算し、訓練可能な送信器にプログラムすることができる。事前にプログラムされた受信器閾値は次いで、訓練可能な送信器がその後に訓練を試みる中で、到来信号を受信するために受信器によって使用される。しかし、予め定められた受信器閾値が間違っているか、あるいは間違ってプログラムされている場合、訓練可能な送信器の訓練の遂行に悪影響を及ぼすかもしれない。例えば、事前にプログラムされた受信器閾値が高すぎるか低すぎる場合、到来信号の受信は不可能であるかもしれない。
実施形態では、訓練可能な送信器の受信器閾値を決定するための方法は、訓練モードに入る要求を使用者から受け取ること、訓練可能な送信器の受信器の周波数範囲のノイズレベルを決定すること、かつノイズレベルに基づいて受信器閾値を選択することを含む。
別の実施形態では、訓練可能な送信器は、信号を受信するように構成された受信器回路と、受信器回路に結合された制御回路であって、受信器回路の周波数範囲のノイズレベルを決定し、ノイズレベルに基づいて変動する受信器閾値を選択して、受信器回路に供給するように構成された制御回路とを含む。
別の実施形態では、訓練可能な送信器を訓練するための方法は、訓練モードに入る要求を使用者から受け取ること、訓練可能な送信器の受信器の周波数範囲のノイズレベルを決定すること、ノイズレベルに基づいて受信器閾値を選択すること、訓練可能な送信器の受信器に受信器閾値を供給すること、かつ訓練可能な送信器の訓練モードを開始することを含む。
図1は、実施形態に係る訓練可能な送信器を含む車両の斜視図である。乗用車、トラック、スポーツユーティリティビークル(SUV)、ミニバン、または他の車両とすることのできる車両10は、訓練可能な送信器16を含む。代替的実施形態では、訓練可能な送信器は、可搬収容体、キーフォブ、キーチェーン、または他の手持ち型装置のような他のシステムに具現することができる。図1で、訓練可能な送信器16は、車両10のオーバヘッドコンソールに取り付けられた状態で図示される。代替的に、訓練可能な送信器16の要素の1つまたはそれ以上を、日よけ板17、計器盤18、バックミラー(図示せず)、ダッシュボード、シート、センタコンソール、ドアパネルのような他の車室内要素、または車両の他の適切な位置に取り付けることができる。
訓練可能な送信器16は、ガレージドア解放器、ホームセキュリティシステム、家庭照明システム、ゲート制御装置等のような遠隔制御システム14を制御するように構成することができる。訓練可能な送信器16は、遠隔制御システム14を制御するために用いられるオリジナル送信器12を使用して訓練される。オリジナル送信器12は、遠隔制御システム14と共に、またはアフタマーケット品目として販売される送信器、通常は手持ち型送信器であって、所定の搬送周波数で、遠隔制御システム14を作動させるように構成された制御データを有する、起動信号を送信するように構成された送信器である。例えば、オリジナル送信器12は、355メガヘルツ(MHz)のような周波数でガレージドア解放器信号を送信するように構成された、手持ち型ガレージドア解放器送信器とすることができ、起動信号は、固定コードまたは暗号法により符号化されたコード(例えばローリングコード)とすることのできる制御データを有する。この実施例では、遠隔制御システム14は、オリジナル送信器12から起動信号を受信することに応答してガレージドアを解放するように構成された、ガレージドア解放器システムとすることができる。したがって遠隔制御システム14は、遠隔制御システム14を制御する制御データを含む無線信号を受信するためのアンテナ(図示せず)を含む。
訓練可能な送信器16を訓練するために、起動または制御信号Aが、車両10内でオリジナル送信器12から訓練可能な送信器16に送信される。訓練可能な送信器16は制御信号を受信し、制御データ(例えば固定またはローリングコードデータ)および制御信号の搬送周波数を識別し、後で再送信するためにこの情報を格納する。次いで訓練可能な送信器16を使用して、学習した周波数および制御データを持つ制御信号Tを選択的に生成して、制御信号に反応するガレージドア解放器のような遠隔制御システム14に送信することができる。訓練可能な送信器16の訓練および動作について、下でさらに詳述する。
図2は、実施形態に係る訓練可能な送信器の略ブロック図である。訓練可能な送信器16は、アンテナ38に結合された送信器回路20および受信器21を含む。別の実施形態では、別々の受信器および送信器の代わりに、送受信回路構成を有する単一の二重機能トランシーバを設けることができる。送信器回路20および受信器21は制御回路22にも結合される。制御回路22はデジタルおよび/またはアナログの様々な型の制御回路構成を含むことができ、様々な入力/出力、制御、解析、および本書に記載する他の機能を実行するように構成されたマイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、特定用途向け集積回路(ASIC)、または他のデジタルおよび/またはアナログ回路構成を含むことができる。スイッチインタフェース24は、多数のボタンまたはスイッチに結合される。代替的に、使用者入力を受信するために、ノブ、ダイヤル等のような他の使用者入力装置、または車両乗員からの音声信号を受信するように構成された音声作動入力制御回路を設けることができる。例示的実施形態では、スイッチインタフェース24は3個の押しボタンスイッチ26、28、および30の各々の1つの端子に結合され、それらの残りの端子は接地される。スイッチ26、28、および30は各々、制御される別々の遠隔制御システムに関連付けることができ、それらは各々それ自体の独自の動作RF周波数、変調方式、および/または制御データを有する。したがって、スイッチ26、28、および30は各々、送信器回路20の異なる無線周波数チャネルに対応する。しかし、各チャネルは、希望するならば同一のオリジナル送信器向けに、あるいは異なるオリジナル送信器向けに訓練することができることを理解されたい。
インタフェース回路24は、スイッチ26、28、および30からの信号情報を制御回路22の入力端子に結合する。制御回路22は、スイッチ26、28、および30の閉状態を示す信号をスイッチインタフェース24から受信するためのデータ入力端子を含む。電源32は、従来の方法で必要な動作電力を供給するために、従来通り様々な構成部品に結合される。
制御回路22はまた、発光ダイオード(LED)のような表示要素を含むディスプレイ36にも結合される。ディスプレイ36は代替的に、液晶ディスプレイ(LCD)、真空蛍光ディスプレイ(VFD)、または他の表示要素を含むことができる。制御回路22は、例えば本書に記載する機能を実行するためにコンピュータプログラムまたは他のソフトウェアを格納するように、揮発性および/または不揮発性メモリをはじめとするメモリ34を含む。メモリ34は、スイッチ26、28、および30に関連付けることのできる、制御データおよび搬送周波数情報のような学習した情報を格納するように構成される。加えて、ローリングコードまたは他の暗号法により符号化された遠隔制御システムの場合、各システムのローリングコードまたは暗号化アルゴリズムに関する情報を事前に格納し、かつ特定の型の遠隔制御システム、およびしたがって遠隔制御システムのための適切な暗号化アルゴリズムを識別するために使用することのできる周波数および制御データに関連付けることができる。前述の通り、各スイッチまたはボタン26、28、および30は、異なるガレージドア解放器、電子的に動作するアクセスゲート、家庭照明制御装置、および他の遠隔制御システムのような別々の遠隔制御システムに関連付けることができ、それらは各々それ自体の独自の動作RF周波数、変調方式、および制御データを持つことができる。
送信器回路20および受信器21は、アンテナ38を介して、遠隔制御システム14およびオリジナル送信器12と通信する。受信器21はアンテナ38を介して信号を受信するために使用することができ、送信器回路20はアンテナ38を介して信号を送信するために使用することができる。代替的実施形態では、送信器20および受信器21に別々のアンテナを使用することができる(例えば別々の送信および受信アンテナを訓練可能な送信器に設けることができる)。ひとたび訓練可能な送信器16のチャネルが訓練されると、訓練可能な送信器16は、遠隔制御システム14を制御する制御データを有する無線制御信号を送信するように構成される。例えばスイッチ26のようなスイッチの作動に応答して、送信器回路20は、制御回路22からの制御下で、特定の訓練されたチャネルに関連付けられる搬送周波数および制御データを有する制御信号を生成するように構成される。制御データは、例えば周波数偏移(FSK)変調、振幅偏移(ASK)変調、または他の変調技術を用いて、制御信号に変調することができる。制御信号内の制御データは固定コードもしくはローリングコード、または遠隔制御システム14に使用するのに適した他の暗号法により符号化された制御コードとすることができる。前述の通り、訓練可能な送信器16は、遠隔制御システム14用のオリジナル送信器12を使用して、遠隔制御システムのための制御コードおよび搬送周波数を学習することができる。
図3は、実施形態に係る訓練可能な送信器を訓練するための方法を示す。ブロック40で、訓練モードに入る要求が、使用者から訓練可能な送信器で受信される。例えば、使用者は、訓練可能な送信器の押しボタン(例えば、図2の押しボタン26)を作動させることによって、要求を供給することができる。一実施形態では、使用者は、チャネルの訓練が完了したというフィードバックが供給されるまで、押しボタンを押し続ける。代替的に、使用者は、予め定められた量の時間(例えば3秒、10秒等)、押しボタンを押し続けることができる。ディスプレイを使用して、訓練モードが開始されたことを使用者に示すことができる。例えば、LEDインジケータのような表示要素が点滅して、使用者にフィードバックを供給することができる。加えて、表示要素はチャネルが訓練されたことを示すために使用することができる(例えば、LEDは速く点滅することができる)。代替的実施形態では、訓練モードに入る要求は、訓練可能な送信器の入力装置を使用してキー押しの組合せにより、車両バスでメッセージを受信することにより、オリジナル送信器からの制御信号の受信により、またはディスプレイ上でメニュー項目を選択することにより、供給することができる。ブロック42で、訓練可能な送信器の受信器21(図2に示す)のための受信器閾値(例えば、受信器閾電圧)が決定される。
図4は、実施形態に係る訓練可能な送信器の受信器閾値を決定するための方法を示す。ブロック60で、訓練可能な送信器の受信器は受信器の周波数範囲を走査して、周囲ノイズレベルを検査する。一実施形態では、受信器21は制御回路22(図2に示す)と共に、受信器の周波数範囲全域で周囲ノイズレベルの周期的サンプル採取を行なう(例えば、予め定められた間隔で)。例えば、周囲ノイズレベルのサンプルは、受信器の周波数範囲全域で規則的な周波数間隔で採取することができる。一実施形態では、周囲ノイズレベルを決定するために、周波数範囲全域で受信信号強度インジケータ(RSSI)のサンプルを採取する。ブロック62で、周波数の範囲全域の周囲RFノイズレベルが決定される。例えば、当業界で一般的に公知の方法を用いて、受信器の周波数範囲の周囲RFノイズの平均強度または値を決定する(例えば、算出する)ことができる。一実施形態では、制御回路22(図2に示す)は、受信器の周波数範囲の走査中に採取されたサンプルの平均を算出することによって、平均RFノイズレベルを決定するように構成される。別の実施形態では、平均RFノイズレベルにオフセットを加えることができる。ひとたび訓練可能な送信器の受信器の周波数範囲全域の周囲RFノイズレベル(例えば、周囲RFノイズの平均値)が決定されると、ブロック64で周囲ノイズレベルに基づいて受信器閾値(例えば、電圧レベル)が選択される。例えば、周囲ノイズレベルに基づいて、最適受信器閾値を選択することができる。平均RFノイズレベルまたはそれ以上の受信器閾値を選択することが好ましい。
受信器閾値がブロック66で設定される。例えば、制御回路22(図2に示す)は、選択された受信器閾値を表わすアナログ電圧レベルを受信器21(図2に示す)に供給するように構成することができる。一実施形態では、受信器閾値は、PWM出力およびRC(受信器コンデンサ)回路を使用する制御回路によって生成される。代替的に、個々のハードウェアコンポーネントの代わりに、デジタルアナログ変換器(DAC)回路要素を使用することができ、あるいはアナログ電圧レベルを生成する他の公知の方法を使用することができる。制御回路22(図2に示す)は、変動するデューティサイクルでデジタル信号(例えばPWM出力)を生成する。デューティサイクルは、適切な受信器閾電圧レベルがもたらされるように選択される。次いで該デジタル信号はRC回路に供給され、デジタル信号をアナログ電圧レベル(すなわち受信器閾値)に変換する。次いで該受信器閾電圧レベルは、訓練可能な送信器の受信器21(図2に示す)に供給される。受信器閾値は、訓練可能な送信器の訓練の各試みまたはサイクルの開始時に決定されることが好ましい。したがって受信器閾値は、訓練可能な送信器が訓練されるノイズ状態および環境に適応させることができる。
図5A〜5Cは、実施形態に係る適応受信器閾値の例示的グラフ表現である。図5Aは、訓練可能な送信器によって決定された周囲ノイズレベル70、および決定されたノイズレベル70に応答して、第1訓練サイクルの受信器閾値74を設定するために生成されたデジタル信号72(例えばPWM出力)を示す。上述の通り、デジタル信号72はアナログ電圧レベル74に変換される。図5Bは、訓練可能な送信器によって決定された高い周囲ノイズレベル80、および決定されたノイズレベル80に応答して、第2訓練サイクルの受信器閾値84を設定するために生成されたデジタル信号82(例えばPWM出力)を示す。上述の通り、デジタル信号82はアナログ電圧レベル84に変換される。図5Cは、訓練可能な送信器によって決定された低い周囲ノイズレベル90、および決定されたノイズレベル90に応答して、第3訓練サイクルの受信器閾値94を設定するために生成されたデジタル信号92を示す。上述の通り、デジタル信号92はアナログレベル94に変換される。したがって受信器閾値は、訓練可能な送信器の各訓練サイクルのノイズ状態および環境に適応させることができる。
図3に戻って、ブロック44で、訓練可能な送信器は訓練モードに入り、チャネルを訓練するために制御信号を探し始める。例示的実施形態では、オリジナル送信器は訓練可能な送信器の近傍内に運ばれ、ブロック46で起動されてRF制御信号を送信する(例えばオリジナル送信器の使用者入力装置が作動される)。ブロック48で、訓練可能な送信器はオリジナル送信器から制御信号を受信し、制御信号を復調し、制御信号の制御データおよび周波数を識別することができる。訓練可能な送信器の受信器は、制御信号を受信するときに、訓練モードに入る前に決定された受信器閾値を使用する。特に、受信器は到来信号を受信器閾値と比較する。一実施形態では、受信器21(図2に示す)は、到来信号を受信器閾値と比較するために使用されるアナログ比較器(図示せず)を含む。到来信号を受信器閾値と比較して、データが到来信号に変調されている場合を決定し、かつ到来信号をデジタルデータに変換する。例えば到来信号電圧が受信器閾値より大きい場合、データは変調されていて、到来信号電圧は論理「1」を表わす。到来信号電圧が受信器閾値より低い場合、データは変調されておらず、到来信号電圧は論理「0」出力を表わす。識別された搬送周波数および制御データは、オリジナル送信器に関連付けられる遠隔制御システムの型、および制御データが固定コードであるか、それともローリングコードであるかを決定するために使用することができる。
ブロック50で、遠隔制御システムが固定コードシステムである場合、固定コードおよび搬送周波数は、後で訓練可能な送信器の動作モード中に再送信するために、ブロック52でメモリに格納される。制御信号がローリングコードである場合、ステップ54で、ローリングコードデータ(例えばローリングコードアルゴリズムおよび搬送周波数)は、遠隔制御システムの識別された型に基づいてメモリから検索され、訓練されるチャネルに関連付けられる。ひとたび訓練可能な送信器チャネルがローリングコード信号向けに訓練されると、使用者はブロック56で遠隔制御システムの受信器の訓練モードを開始する。例えば、使用者は、遠隔制御システム受信器に結合されたボタンのような入力装置を作動させることができる。ブロック58で、遠隔制御システム受信器は、例えば訓練可能な送信器の識別子を学習し、かつ、ローリングコードシステムの場合、訓練可能な送信器および遠隔制御システム受信器のカウンタを同期させることによって訓練される。例示的実施形態では、受信器が送信器の識別子を学習し、受信器および訓練可能な送信器の同期化を完了し、かつ訓練が成功したことを確認することができるように、訓練可能な送信器のボタンを例えば2〜3回押して、訓練可能な送信器から受信器に信号を送信することができる。前述の通り、ひとたび訓練されると、訓練可能な送信器は、制御信号を送信して遠隔制御システムを制御するために使用することができる。
図に示しかつ上述した例示的実施形態は現在好適であるが、これらの実施形態は単なる例として提示するものであることを理解されたい。例えば、オフィス用照明もしくはセキュリティシステムまたは駐車場のガレージドアを制御する商業市場向けには、代替的実施形態が適しているかもしれない。したがって、本発明は特定の実施形態に限定されず、添付の特許請求の範囲に記載の範囲内に依然として含まれる様々な変形に拡張される。プロセスまたは方法のいずれのステップもその順序またはシーケンスは、代替的実施形態に従って変動または再配列することができる。
Claims (20)
- 訓練可能な送信器の受信器閾値を決定するための方法であって、
訓練モードに入る要求を使用者から受け取るステップと、
前記訓練可能な送信器の受信器の周波数範囲のノイズレベルを決定するステップと、
前記ノイズレベルに基づいて受信器閾値を選択するステップと、
を含む方法。 - 前記ノイズレベルが周囲RFノイズレベルである、請求項1に記載の方法。
- 前記ノイズレベルを決定するステップが平均周囲RFノイズレベルを決定するステップを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記受信器閾値を前記訓練可能な送信器の前記受信器に供給するステップをさらに含む、請求項1に記載の方法。
- 前記受信器閾値が閾電圧信号である、請求項4に記載の方法。
- 前記訓練可能な送信器が車両に一体化される、請求項1に記載の方法。
- 前記訓練可能な送信器が車室内要素に一体化される、請求項6に記載の方法。
- 信号を受信するように構成された受信器回路と、
前記受信器回路に結合された制御回路であって、前記受信器回路の周波数範囲のノイズレベルを決定し、かつ前記ノイズレベルに基づいて変動する受信器閾値を選択して前記受信器回路に供給するように構成された制御回路と、
を含む、訓練可能な送信器。 - 前記受信器閾値が閾電圧信号である、請求項8に記載の訓練可能な送信器。
- 前記ノイズレベルが周囲RFノイズレベルである、請求項8に記載の訓練可能な送信器。
- 前記制御回路が前記受信器回路の周波数範囲の平均周囲RFノイズレベルを決定するように構成される、請求項8に記載の訓練可能な送信器。
- 前記受信器回路がトランシーバに含まれる、請求項8に記載の訓練可能な送信器。
- 前記制御回路に結合された使用者入力装置をさらに含み、
前記使用者入力装置の作動に応答して、前記制御回路が前記ノイズレベルを決定し、かつ前記ノイズレベルに基づいて受信器閾値を選択する、請求項8に記載の訓練可能な送信器。 - 前記訓練可能な送信器が車両に一体化される、請求項8に記載の訓練可能な送信器。
- 前記訓練可能な送信器が車室内要素に一体化される、請求項14に記載の訓練可能な送信器。
- 訓練可能な送信器を訓練するための方法であって、
訓練モードに入る要求を使用者から受け取るステップと、
前記訓練可能な送信器の受信器の周波数範囲のノイズレベルを決定するステップと、
前記ノイズレベルに基づいて受信器閾値を選択するステップと、
前記訓練可能な送信器の前記受信器に前記受信器閾値を供給するステップと、
前記訓練可能な送信器の訓練モードを開始するステップと、
を含む方法。 - 前記ノイズレベルが周囲RFノイズレベルである、請求項16に記載の方法。
- 前記ノイズレベルを決定することが平均周囲RFノイズレベルを決定するステップを含む、請求項16に記載の方法。
- 前記訓練可能な送信器の訓練モードが、
遠隔制御システムに関連付けられるオリジナル送信器から制御信号を受信するステップと、
前記制御信号の周波数および制御データを検出するステップと、
前記制御信号の前記周波数および制御データに基づいて遠隔制御システムの型を識別するステップと、
を含む、請求項16に記載の方法。 - 前記訓練可能な送信器が車両に一体化される、請求項16に記載の方法。
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