JP4192954B2

JP4192954B2 - 受信回路

Info

Publication number: JP4192954B2
Application number: JP2006039440A
Authority: JP
Inventors: 広毅岡田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2006-02-16
Filing date: 2006-02-16
Publication date: 2008-12-10
Anticipated expiration: 2026-02-16
Also published as: DE102007000096A1; US20070205913A1; US7711345B2; JP2007221438A; DE102007000096B4

Description

本発明は、受信回路に関し、特に、複数システムのデジタル信号それぞれで略同一周波数の搬送波を変調して送信された信号を受信する受信回路に関する。

近年、普及しているワイヤレス・スマートキーシステムは、ユーザによる携帯機の操作または車載機からの要求に携帯機が応答することで、車両のドアのロック／アンロック及びエンジンのイグニッションオンの制御を行うもので、通信キャリアとして３００ＭＨｚ帯を使用している。

一方、タイヤ空気圧モニタシステム（以下、「ＴＰＭＳ」と略す）は車両の４輪（スペアを含めると５輪）のタイヤ空気圧をモニタするもので、米国では法規化され、今後ますます普及することが見込まれている。このシステムでも通信キャリアとして３００ＭＨｚ帯を使用している。

どちらのシステムも３００ＭＨｚ帯の電波を使用しているが、通信タイミングは両システムで非同期であり、電波干渉を発生するおそれがあるため、互いで周波数を例えば数ＭＨｚ〜数１０ＭＨｚ程度異ならしめて電波干渉が発生しないようにしている。つまり、システム毎に受信機を備える構成としている。

なお、特許文献１には、リモートキー、スマートキー及び空気圧検出手段の電波を受信し、受信した電波のベースバンド信号を抽出し、抽出されたベースバンド信号をカットオフ周波数が指令信号に応じて変更されるローパスフィルタを通して復調し、所望の信号を出力する受信機が記載されている。

また、特許文献２には、キーレスエントリーの信号とタイヤ空気圧モニタの信号を受信可能なキーレス受信ユニットが記載されている。また、特許文献３には、タイヤ空気圧センサからの信号を受信するキーレスエントリーシステム用受信機が記載されている。
特開２００５−２３６５５６号公報特開２００４−２４４８５１号公報特開２００３−７２３３０号公報

ワイヤレス・スマートキーシステムとＴＰＭＳの信号を一つのアナログ受信機で受信するためには、各システムの通信キャリア周波数を略同一とする必要があるが、その場合には電波干渉を発生する。

各システムが信号を送信するタイミングは非同期であり、各システムの信号の受信機における受信電界強度は変化するため、受信電界強度が強いいずれか一方の信号は受信できるものの、他方の信号は受信できなくなるという問題があった。

例えばワイヤレス・スマートキーシステムではユーザがどこにいるかでアナログ受信機における受信電界強度レベルが変わる。また、ＴＰＭＳでは送信機がタイヤのバルブに取り付けられており、タイヤの回転により送信位置が変化し、また、路面の違いによる反射率の違いや周囲の反射物の状況によってアナログ受信機における受信電界強度レベルが変わる。

このため、ワイヤレス・スマートキーシステムとＴＰＭＳのいずれの受信電界強度レベルが強いかは状況によって変わってしまう。特に、ワイヤレス・スマートキーシステムでは必要なときに通信ができなければ、ユーザが期待する動作が得られずユーザに違和感を与えてしまうという問題があった。

また、特許文献１では、ローパスフィルタのカットオフ周波数が指令信号に応じて変更されるので、スマートキーと空気圧検出手段の信号が同時に受信された場合、受信電界強度レベルが強いいずれか一方の信号しか受信できない。

また、図１（Ａ）に示すように、スマートキーの信号周波数を７００Ｈｚとし、ＴＰＭＳの信号周波数を５ＫＨｚとした場合、図１（Ｂ）に示すように、ローパスフィルタのカットオフ周波数をスマートキーの信号周波数を通過させるよう１ＫＨｚに設定すると、ＴＰＭＳの信号周波数（例えば５ＫＨｚ）は大きく減衰する。

これに対し、図１（Ｃ）に示すように、ＴＰＭＳの信号周波数を通過させるようローパスフィルタのカットオフ周波数を５．２ＫＨｚに設定すると、スマートキーの信号周波数は減衰されずＴＰＭＳの信号にノイズとして混入するという問題があった。

本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、一つの回路で複数システムのデジタル信号を受信し各システムのデジタル信号を取り出すことができる受信回路を提供することを目的とする。

本発明の受信回路は、ビットレートが異なるワイヤレス・スマートキーシステムとタイヤ空気圧モニタシステムのデジタル信号それぞれで略同一周波数の搬送波を変調して送信された信号を受信する受信回路であって、
アンテナで受信した信号を同調して出力するフロントエンド手段と、
前記フロントエンド手段の出力する同調信号をデジタル化するＡＤ変換手段と、
デジタル化した同調信号の信号処理を行って復調する信号処理手段と、
ドア施解錠時を含む停車中でも、走行中でも携帯機へリクエスト信号を送信する手段と、
前記リクエスト信号を送信した後、所定時間のみワイヤレス・スマートキーシステム用に通過帯域を切替え前記信号処理手段の出力する復調データから前記指示されたシステムのデジタル信号を取り出す可変デジタルフィルタ手段とを有することにより、一つの回路で複数システムのデジタル信号を受信し各システムのデジタル信号を取り出すことができる。

本発明によれば、一つの回路で複数システムのデジタル信号を受信し各システムのデジタル信号を取り出すことができる。

以下、図面に基づいて本発明の実施形態について説明する。

本発明の前提として、ワイヤレス・スマートキーシステムはビットレートが例えば７００ｂｐｓのデジタル信号で例えば周波数３１４ＭＨｚの搬送波をＦＳＫ（ＦｒｅｑｕｅｎｃｙＳｈｉｆｔＫｅｙｉｎｇ）変調して送信する。また、ＴＰＭＳはビットレートが例えば５Ｋｂｐｓのデジタル信号で例えば周波数３１４ＭＨｚの搬送波をＦＳＫ（ＦｒｅｑｕｅｎｃｙＳｈｉｆｔＫｅｙｉｎｇ）変調して送信する。なお、ワイヤレス・スマートキーシステムとＴＰＭＳで搬送波周波数を数１０ＫＨｚ程度であれば異ならせても良い。

＜第１実施形態＞
図２は、本発明の受信回路の第１実施形態の回路構成図を示す。同図中、アンテナ１０で受信された信号はフィルタ１１に供給され、ここで、例えば３１４ＭＨｚ帯の信号だけが通過する。フィルタ１１を通過した受信信号はプリアンプ１２で増幅されてミキサ１３に供給される。ミキサ１３は上記の受信信号に局部発振器１４からの局部発振信号を混合して中間周波信号（ＩＦ信号）とする。このＩＦ信号はＩＦフィルタ１５において不要周波数成分を除去される。上記のアンテナ１０からＩＦフィルタ１５までのブロックをアンテナ・フロントエンド１６と呼ぶ。

ＩＦフィルタ１５の出力するＩＦ信号は、リミッタアンプでリミッタをかけることなくデジタル復調部２０内のＡＤコンバータ２１に供給されてデジタル化される。このデジタルＩＦ信号は信号処理部２２で比較的広い周波数帯域（例えば３０ＫＨｚ以下）で処理されてＦＳＫ復調される。信号処理部２２の出力する復調データはデジタルフィルタ２３，２４に供給される。

デジタルフィルタ２３は図３に破線Ａで示すように、通過帯域の中心周波数が５ＫＨｚのバンドパスフィルタであり、ビットレート５ＫｂｐｓのＴＰＭＳ信号を分離してデコード回路２５に供給する。デコード回路２５では上記のＴＰＭＳ信号をデコードし、ＴＰＭＳコードを出力する。

一方、デジタルフィルタ２４は図３に破線Ｂで示すように、通過帯域の中心周波数が７００Ｈｚのバンドパスフィルタであり、ビットレート７００ｂｐｓのワイヤレス・スマートキー信号を分離してデコード回路２６に供給する。デコード回路２６では上記のワイヤレス・スマートキー信号をデコードし、ワイヤレス・スマートキー・コードを出力する。

ところで、特許文献１に記載されたような従来のアナログ回路では、ＩＦ信号をリミッタアンプでリミッタをかけたのちＦＳＫ検波を行うため、スマートキーと空気圧検出手段の信号が同時に受信されたとしても、検波信号として受信電界強度レベルが強い方の信号のみが現れ、受信電界強度レベルが弱い方の信号はＳＮ比が悪く得られない。この減少をキャプチャ効果という。

これに対して、本発明では、リミッタをかけることなくデジタル化して比較的広い周波数帯域（例えば３０ＫＨｚ以下）で処理を行ってＦＳＫ復調するため、受信電界強度レベルに拘わらず復調データにＴＰＭＳ信号とワイヤレス・スマートキー信号が含まれており、デジタルフィルタ２３，２４でＴＰＭＳ信号とワイヤレス・スマートキー信号を分離することができる。

＜第２実施形態＞
図４は、本発明の受信回路の第２実施形態の回路構成図を示す。同図中、アンテナ・フロントエンド１６、ＡＤコンバータ２１及び信号処理部２２は図２と同一構成のため、詳細な説明は省略する。

可変デジタルフィルタ３３は、車両側制御部３５からの指示に従って、通過帯域の中心周波数を５ＫＨｚと７００Ｈｚの間で切替えるバンドパスフィルタであり、通過帯域の中心周波数が５ＫＨｚのときビットレート５ＫｂｐｓのＴＰＭＳ信号を分離し、通過帯域の中心周波数が７００Ｈｚのときビットレート７００ｂｐｓのワイヤレス・スマートキー信号を分離してデコード回路３４に供給する。デコード回路３４ではＴＰＭＳ信号またはワイヤレス・スマートキー信号をデコードして、ＴＰＭＳコードまたはワイヤレス・スマートキー・コードを出力する。

車両側制御部３５は、ワイヤレス・スマートキーモジュール３６と、フィルタ定数指示部３７と、コード解読部３８を含む。デコード回路３４の出力するワイヤレス・スマートキー・コードはコード解読部３８で解読されワイヤレス・スマートキーモジュール３６に供給される。

車両側制御部３５は、ワイヤレス・スマートキーシステムの携帯機と通信する際にワイヤレス・スマートキーモジュール３６から携帯機にリクエスト信号を送信し、携帯機がリクエストに応答することで通信が行われる。

このため、ワイヤレス・スマートキーモジュール３６が送信するリクエスト信号をフィルタ定数指示部３７に供給し、フィルタ定数指示部３７ではリクエスト信号が供給されてから所定時間（例えば数秒）だけ、通過帯域の中心周波数を７００Ｈｚにすることを指示する指示信号を可変デジタルフィルタ３３に供給する。また、上記の所定時間以外は、通過帯域の中心周波数を５ＫＨｚにすることを指示する指示信号を可変デジタルフィルタ３３に供給する。

この実施形態では、ワイヤレス・スマートキーシステムの通信とＴＰＭＳの通信が同時に発生した場合はワイヤレス・スマートキーシステムの通信が優先される。しかし、ワイヤレス・スマートキーシステムの通信の頻度はそれほど高くない。また、ワイヤレス・スマートキーシステムによる車両のドアのロック／アンロック及びエンジンのイグニッションオンの制御は車両が停車しているときに行われる。これに対し、ＴＰＭＳによるタイヤ空気圧のモニタは車両が走行しているときに重要となる。例えば走行時のタイヤ空気圧の低下を検出した場合に停車させる等の制御を行う。このように、ワイヤレス・スマートキーシステムとＴＰＭＳで通信の必要な状況が異なるため、ワイヤレス・スマートキーシステムの通信を優先させても何ら問題は生じない。

この第２実施形態では可変デジタルフィルタ３３とデコード回路３４を共用化しているので第１実施形態に比して回路規模が小さくなる。

なお、ワイヤレス・スマートキーシステムとＴＰＭＳと共に、これらとはビットレートの異なる他のシステムのデジタル信号で略同一周波数の搬送波を変調して送信し、受信回路でワイヤレス・スマートキーシステムとＴＰＭＳと同様にして他のシステムのデジタル信号を分離しても良い。

なお、上記実施形態では、アンテナ・フロントエンド１６で受信信号をＩＦ信号（同調信号）に周波数変換したのち、ＡＤコンバータでデジタル化し信号処理部でＦＳＫ復調している。この他に、アンテナ・フロントエンドで周波数３１４ＭＨｚの信号（同調信号）を同調し、これをＡＤコンバータでデジタル化し信号処理部でＦＳＫ復調する方法、または、アンテナ・フロントエンドで周波数３１４ＭＨｚの受信信号から周波数７００Ｈｚ〜５ＫＨｚのベースバンド信号（同調信号）に周波数変換するダイレクトコンバージョンを行い、このベースバンド信号をＡＤコンバータでデジタル化し信号処理部でＦＳＫ復調する方法を用いても良い。

なお、アンテナ・フロントエンド１６が請求項記載のフロントエンド手段に相当し、ＡＤコンバータ２１がＡＤ変換手段に相当し、信号処理部２２が信号処理手段に相当し、デジタルフィルタ２３，２４が複数のデジタルフィルタ手段に相当し、可変デジタルフィルタ３３が可変デジタルフィルタ手段に相当する。

従来の受信回路を説明するための図である。本発明の受信回路の第１実施形態の回路構成図である。本発明のデジタルフィルタの特性を説明するための図である。本発明の受信回路の第２実施形態の回路構成図である。

符号の説明

１０アンテナ
１１フィルタ
１２プリアンプ
１３ミキサ
１４局部発振器
１５ＩＦフィルタ
１６アンテナ・フロントエンド
２０デジタル復調部
２１ＡＤコンバータ
２２信号処理部
２３，２４デジタルフィルタ
２５，２６，３４デコード回路
３３可変デジタルフィルタ
３５車両側制御部
３６ワイヤレス・スマートキーモジュール
３７フィルタ定数指示部
３８コード解読部

Claims

ビットレートが異なるワイヤレス・スマートキーシステムとタイヤ空気圧モニタシステムのデジタル信号それぞれで略同一周波数の搬送波を変調して送信された信号を受信する受信回路であって、
アンテナで受信した信号を同調して出力するフロントエンド手段と、
前記フロントエンド手段の出力する同調信号をデジタル化するＡＤ変換手段と、
デジタル化した同調信号の信号処理を行って復調する信号処理手段と、
ドア施解錠時を含む停車中でも、走行中でも携帯機へリクエスト信号を送信する手段と、
前記リクエスト信号を送信した後、所定時間のみワイヤレス・スマートキーシステム用に通過帯域を切替え前記信号処理手段の出力する復調データから前記指示されたシステムのデジタル信号を取り出す可変デジタルフィルタ手段と
を有することを特徴とする受信回路。