JP4727892B2 - 例えばｉｄ発生器を検出するための送受信方法 - Google Patents

Description

【０００１】
本発明は、例えば車両を開錠及び／又は施錠するために、少なくとも１つの第１の送受信機器と少なくとも１つの別の送受信器との間で信号を送受信する方法並びに送受信機器及びこの方法のためのそのような送受信機器からなる装置に関する。
【０００２】
このような方法ならびに送受信機器は、車両ないし車両のドアの開錠及び／又は盗難防止装置の解除を操作者にとって可能な限り快適なやり方で実現するために、車両技術において使用されている。
【０００３】
ここで受動的アクセスシステムがますます使用されてきている。このアクセスシステムでは操作者がＩＤ発生器を携帯し、このＩＤ発生器は能動的なシステムと異なりボタンまたは類似のものによって操作される必要は無く、車両ないしベースステーションに対して所定の距離に近付くと直ぐに、自動的に車両内の相応のベースステーションと通信する。
【０００４】
このような能動的なキーシステム及び例えば受動的で電子的な大部分は無線を基礎とするキーシステムに対しては、不当なアクセスに対する安全性が高く要求される。ここでＩＤ発生器及び／又はベースステーションのエネルギ源は大部分が自立的であるので、機能を比較的長い期間にわたって保証するためにエネルギ消費は可能な限り僅かであることが望ましい。
【０００５】
したがって本発明の課題は、不当な介入操作に対して高度の安全性を保証し、それと同時にエネルギ消費が可能な限り僅かであることを保証する、少なくとも１つの第１の送受信機器と少なくとも１つの別の送受信機器との間における信号の送受信方法ならびに送受信機器及びこれに関する装置を提供することである。
【０００６】
この課題は本発明によれば、請求項１の特徴を有する方法と、請求項１３の特徴を有する送受信機器と、請求項１６の特徴を有する装置とによって解決される。
【０００７】
第１の通信区間を介して伝送される要求信号に依存する所定の期間にのみ、少なくとも１つの別の通信区間が形成されることによって、通信の不所望な記録または監視は困難とされる。何故ならばこのような通信は従来技術によれば考慮されていないからである。
【０００８】
ここで本発明の方法によって第２の伝送区間を形成することが可能である。この第２の伝送区間は確かにエネルギ消費においてはより高くなるが、アクセスコードを間接的または直接的に模造することによる不当なアクセスに対して高度の保護を提供する。エネルギ消費は所定の短時間のμｓ範囲にある時間ウィンドウ中にのみ高くなるので、全体のエネルギ消費は要求信号が有効である場合にのみ発生する非常に短時間のこの比較的高いエネルギ消費によっては殆ど認識されない程度だけしか上昇しない。
【０００９】
したがって第２の通信区間を双方向にも単方向にも構成することができる。ここで短い期間を基礎とするこの区間は、例えば送信側における高周波数、高振幅のようなエネルギコストが著しい伝送方法、または非常に感度の良い、例えば測定増幅器ユニットを用いて構成されたエネルギコストが著しい受信器も使用する。
【００１０】
殊に有利には第２の通信区間はＬＦシステムとして形成されており、このＬＦシステムでは信号伝送は実質的に磁気誘導結合によって行われる。車両内のベースステーションによって通常の場合、ＩＤ発生器を検出できる所定の範囲、例えば周囲１から３メートルの範囲がカバーされるべきなので、このようなシステムはエネルギコストが著しい。
【００１１】
機能する通信区間を少なくとも単方向に形成するために、送信側ではベースステーションにおいてアンテナ、例えばフレームアンテナを使用し、場合によっては出力増幅器を介して高出力でもって動作することができる。
【００１２】
受信側では、受信器のＩＤ発生器において測定増幅器ユニットを介して感度をより良くすることができ、その結果既に（出力は増幅されていない）通常のＬＦ送信器と共働して到達距離は拡大し、また例えば出力が増幅された前述のＬＦ送信器を用いて到達距離をより長くすることができる。
【００１３】
有利には磁気誘導結合は、強い電界成分を用いる方式（大部分は比較的高い周波数領域）に比べ有機性材料及び反射によって影響及び妨害されない。それに加え非常に小さい時間ウィンドウ内の所定の期間によって、この時間ウィンドウ以外の妨害は考慮されないので、この措置によって全体のシステムの妨害に対する安全性が実質的に高まる。それに加え主として磁界成分の遮蔽及び反射はないので、場所及びこの領域内の物体または人間に依存せずに正確な距離を調整することができ、その結果有利には過剰到達距離及びそれに応じた不所望なトリガ作用は回避される。
【００１４】
ＬＦ通信区間が相応の到達距離において受信器側の測定増幅器ユニットの使用により実現される場合には、それに加え送信側では僅かな出力でもって送信することができ、またエネルギ消費を送信側で低減することができ、その結果車両内のエネルギ源、例えばバッテリへの負荷はより小さくなる。それに加え送信出力が比較的小さいことによって、照射の負荷はより小さくなり、したがって他のコンポーネントへの妨害照射はより少なくなり、ならびに何らかの人体への危険は回避される。
【００１５】
本発明の方法によれば、受信出力が別の送受信機器、例えばＩＤ発生器において測定装置を用いて測定される。これに関しては種々の実施形態、例えば１つまたは複数の閾値の形式が考えられる。この閾値に達することによって、この閾値の表示、閾値の記憶、受信する複数の閾値の評価のようなアクション、またはそのような測定結果または評価自体を少なくとも１つの第１の送受信機器、例えば車両内のベースステーションに伝送することもできる。
【００１６】
したがって相応の評価及びこの評価に依存するアクション、例えばドアの施錠または開錠、盗難防止装置の起動または解除を、ベースステーションによっても相応の制御ユニットを用いて行うことができる。
【００１７】
勿論所定の期間の開始は、要求信号を正確に受信した時点と一致する必要は無く、所定の期間だけ時間的にずらすことも可能である。ここで期間が開始する将来の時点を情報として要求信号に統合することも考えられる。所定の期間の継続時間を相応の電子装置、例えばＲＦ素子またはＩＤ発生器における相応のディジタルカウンタによって設定または調整することができるか、または同様に情報として要求信号に包含させることができる。
【００１８】
本発明の方法は、複数回異なるパラメータを用いて実施され、相応の測定結果が求められるときには殊に有利である。例えば送信出力及び／又は受信感度を変化することができ及び／又は場所的に異なる送信領域によって、例えば異なる場所に配置された複数のアンテナまたは異なる放射角度を有する複合アンテナを用いることによって変化することができる。
【００１９】
相応の測定結果を別個に他の送受信機器に伝送することができるか、または予め収集して１つのブロックにおいて伝送することができる。ここではまた、この測定結果の更なる評価を少なくとも第１の送受信機器において行うだけではなく、伝送前に最終結果又は途中結果として別の送受信機器においても行うことができる。
【００２０】
本発明の別の有利な実施形態においては、受信した電界強度値を可能な限り正確に評価するために、電界の歪み及び送受信機器の較正値も、評価ユニットにデータとして記憶されているテーブルを用いて使用することができる。
【００２１】
スイッチオン可能な送信ユニット及び／又は受信ユニットを介して少なくとも２つの送受信機器間で形成されるエネルギコストのかかる第２の通信区間とは異なり、第１の通信区間は有利にはエネルギを殆ど消費しない通信区間として形成されている。このことはＭＨｚの範囲、例えば４３３ＭＨｚまたは８６７ＭＨｚの通常のＲＦシステムの場合、有利には非常にスペースを節約しまたその広範な使用に基づき非常に安価に実現することができる。
【００２２】
本発明の別の有利な従属請求項に記載されている。
【００２３】
本発明を以下図面に図示した実施例に基づき詳細に説明する。ここで図１は、自動車内のベースステーションの概略的なブロック図である。図２は、ＩＤ発生器の概略的なブロック図である。
【００２４】
図１に図示したベースステーションは制御ユニット１、送信ユニット３、受信ユニット５及びＬＦ送信器、例えばＰｉｎｇ生成器７を有する。ここで送信ユニット３は、受信ユニット５がアンテナ６と接続されているように、同様に概略的に図示されたアンテナ４と接続されている。勿論、ここでは別個に図示した送信ユニット３と受信ユニット５とを、組み合わされた送受信ユニットとして形成することも考えられ、この送受信ユニットは送信アンテナ４とも受信アンテナ６とも接続されているか、または送信アンテナとしても受信アンテナとしても機能する１つのアンテナを有する。別の送信ユニットとしてベースステーションはいわゆるＰｉｎｇ生成器７を有し、このＰｉｎｇ発生器７は例えばフレームアンテナであるアンテナ８を介して、主として磁界成分である例えば１００から３００ＫＨｚのＬＦ領域において非常に低周波の場を送出する。
【００２５】
図２に図示したＩＤ発生器は、ベースステーションと同様に制御ユニット１０、アンテナ（受信アンテナ１４及び送信ユニット１６）とそれぞれ接続されている受信ユニット１３、送信ユニット１５を有する。ベースステーションとの違いは、ＩＤ発生器においてはＬＦ送信器の代わりにＰｉｎｇ受信器であるＬＦ受信器１７があり、このＬＦ受信器１７は受信アンテナ１８を介してベースステーションのＰｉｎｇ発生器７及び送信アンテナ８と共働して磁気誘導結合を生じせしめる。
【００２６】
勿論、ベースステーションに関して前述したように、別個に設けられている送信ユニット１５及び受信ユニット１３の代わりに、組み合わされた送受信ユニットを使用することもでき、この送受信ユニットは１つの送受信アンテナまたは別個の送信アンテナ１４及び受信アンテナ１６を有する。
【００２７】
ＩＤ発生器がベースステーションの領域内にあれば、送信ユニット３、１５及び受信ユニット５、１３を介して、例えばエネルギの乏しいＲＦ領域において、双方向の通信（第１の通信区間）が行われ、ここでは従来のシステムのようにＩＤ発生器が検出すべき程度に接近していることを検出することができる。
【００２８】
過剰到達距離、反射、遮蔽または全く権限のないアクセス介入操作に基づくこの比較的安全ではない状態とは異なり、本発明の方法では検出及びこの検出に依存して、ドアの施錠／開錠、防犯装置の起動／解除のような相応のアクションを、別の結果の伝送に成功し相応に評価されたときに始めて行われる。
【００２９】
これに関して、第１の通信区間を用いてＩＤ発生器が検出された場合には、ベースステーションからこの第１の通信区間を介して要求信号が送信される。この要求信号はＩＤ発生器に、所定の時点に短い時間ウィンドウ内において信号が第２の通信区間を介して伝送されることを通知する。
【００３０】
ここで通信区間としてＬＦ区間が選択され、このＬＦ区間は有利には磁気誘導結合を可能にする。この磁気誘導結合は、遮蔽、反射及び不当な介入操作のような前述の欠点の影響を僅かに受けるかまたは全く受けない。
【００３１】
簡単な実施形態においては、図示したように、ベースステーションにおいてはＰｉｎｇ生成器７が１つだけあり、またＩＤ発生器においてはＰｉｎｇ受信器１７が１つだけあるので、この別の通信区間は単一方向の性質しか有さない。通知した時点にベースステーションは、制御ユニット１を介してＰｉｎｇ生成器７をオンにし、このＰｉｎｇ生成器７はフレームアンテナ８を介して磁気誘導信号を放射する。
【００３２】
さらにＩＤ発生器においては制御ユニット１０を用いて通知された時点に、同様に短い期間、有利には実質的に同時の期間にわたりＰｉｎｇ受信器１７がオンにされ、このＰｉｎｇ受信器１７はベースステーションのＰｉｎｇ生成器７から送出された信号をアンテナ１８を用いて受信する。
【００３３】
ベースステーションのＰｉｎｇ生成器の送信出力を可能な限り小さく保持するために、ＩＤ発生器は僅かな送信出力のこのような信号を正確に受信するよう図２には詳細に図示していない測定増幅器を有する。Ｐｉｎｇ生成器の送信出力が可能な限り小さく保持されることによって、有利には他のコンポーネントへの妨害放射の影響は少なく、またコストのかからない構成部材を使用することができる。
【００３４】
Ｐｉｎｇ受信器１７または制御ユニット１０に組み込むことができるか、または固有の構成ユニットとしてフレームアンテナ１８から制御ユニット１０までの区間において配置することができるこの測定増幅器によって、Ｐｉｎｇ受信器１７の感度が、例えば数メートル、１から３メートルまでの所望の領域内でこの磁気誘導通信区間を正確に形成できるようにするために相応に高められる。
【００３５】
ＩＤ発生器においては受信出力が詳細には図示していない測定ユニットを用いて、例えば１つまたは種々の到達可能な閾値として求められる。期間の終了時にはベースステーションにおいてもＩＤ発生器においても、Ｐｉｎｇ生成器７及びＰｉｎｇ受信器１７及び／又は図示していない測定増幅器がオフにされることによって通信区間は遮断される。
【００３６】
求められた測定結果は、次にＩＤ発生器から第１の通信区間、すなわち送信器１５を介してベースステーションの受信器５に通知され、このベースステーションによって正確に受信された場合にはドアの開錠及び／又は盗難防止装置の解除のために使用される。
【００３７】
これとは反対に逆のアクション、すなわちドアの施錠及び盗難防止装置の起動を既にドアが閉じている場合、または第２の通信区間の確立が失敗に終わった場合にのみ実施されることも考えられる。
【００３８】
システムの能力を、前述のステップ「要求信号」、「少なくとも１つの別の通信区間を介する信号の送出」及び「受信出力の測定」が複数回行われる場合にさらに高めることができる。何故ならば例えば１つのアンテナまたは同一のアンテナ８を介して種々の結果に基づき接近の速度を求めることができるからである。
【００３９】
さらには車両に複数のフレームアンテナ８を取り付けることも考えられ、その結果このフレームアンテナ８と接続された１つまたは複数のＰｉｎｇ生成器７を介して車両の種々の場所、例えば左側のドア、右側のドア、後部などから送信場が送出され、ＩＤ発生器において確定された受信出力に依存してＩＤ発生器の位置、すなわちベースステーションに関する方向を検出することができる。この受信出力は、結果として別個にベースステーションに通知されるか、予めＩＤ発生器において収集され、場合によってはそこで既に部分的にまたは完全に評価されるか、またはベースステーションにおいてこのように評価される。
【００４０】
これによって死角が回避されるだけでなく、方向及び／又は前述した接近の速度に依存して、例えば左方から接近した場合には左側のドアの開錠、右方から接近した場合には右側のドアの開錠、後方から接近した場合には後部ドアまたはトランクの開錠などの種々のアクションも実現される。
【００４１】
上述した実施例は車両のための受動的アクセスシステムに基づく本発明の方法を説明したが、本発明の方法をもちろん能動的アクセスシステム、すなわちＩＤ発生器におけるボタンまたは類似のものの操作に基づく第１の通信区間の実現にも使用することができる。さらに本発明の方法ならびにこの方法を実施するための本発明の送信及び受信機器の装置は車両技術に制限されるのではなく、家庭技術、監視技術、カウントシステムなどのような種々の領域に使用することができる。
【００４２】
例えば家のドア、ガレージのドアなどに対するこのようなアクセス制御も考えられる。他方では本発明を、アクセス制御の代わりに、例えば人間のような動く物体が存在する場所においてそのような可動性の物体を監視する送信及び受信機器を確実に検出するためにも、またはどれほどの頻度でその物体が所定の位置を通過したかを検出するためにも使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 車両内のベースステーションの概略的なブロック図である。
【図２】 ＩＤ発生器の概略的ブロック図である。

Claims (15)

1. 例えば車両を開錠及び／又は施錠するための、少なくとも１つの第１の送受信機器（３，５）と少なくとも１つの別の送受信機器（１５，１３）との間における信号の送受信方法において、
   ａ）双方向の第１の通信区間を用いて前記第１の送受信機器（３，５）によって、前記別の送受信機器（１５，１３）の存在を監視するステップと、
   ｂ）前記第１の送受信機器（３，５）は前記別の送受信機器（１５，１３）を検出した場合には、該別の送受信機器（１５，１３）に前記第１の通信区間を介して要求信号を伝送するステップと、
   ｃ）該要求信号に依存して、前記第１の送受信機器（３，５）と前記別の送受信機器（１５，１３）との間において、所定の時間にわたり第２の通信区間を形成するステップと、
   ｄ）前記所定の時間内に、送信ユニット（７）を用いて、前記第１の送受信機器（３，５）から前記別の送受信機器（１５，１３）に前記第２の通信区間を介して信号を送信するステップと、
   ｅ）受信出力を前記別の送受信機器（１５，１３）において、受信ユニット（１７）を用いて受信した前記信号に基づき求めるステップと、
   ｆ）求められた受信出力を、前記第１の通信区間を介して前記第１の送受信機器（３，５）に伝送するステップとを
   実施することを特徴とする、少なくとも１つの第１の送受信機器と少なくとも１つの別の送受信機器との間における信号の送受信方法。
2. 前記第１の送受信機器（３，５）または前記別の送受信機器（１５，１３）は前記求められた受信出力を評価ユニットを用いて評価する、請求項１記載の方法。
3. 前記第１及び第２の通信区間は異なる周波数領域である、請求項１または２記載の方法。
4. 前記第２の通信区間を形成するために前記別の送受信機器（１５，１３）に測定増幅器ユニットを接続する、請求項１から３のいずれか１項記載の方法。
5. 前記所定の時間の開始及び継続時間を前記要求信号の情報内容から導出する、請求項１から４のいずれか１項記載の方法。
6. 前記第２の通信区間はＬＦ領域にある、請求項１から５のいずれか１項記載の方法。
7. 前記第２の通信区間は単一方向である、請求項１から６のいずれか１項記載の方法。
8. 前記別の送受信機器（１５，１３）の位置を検出するために、請求項１におけるステップａ）からｄ）を複数回、異なる送信出力及び／又は場所的に異なる送信領域を用いて実施する、請求項１から７のいずれか１項記載の方法。
9. 求められた複数の受信出力を前記第１の送受信機器（３，５）において評価ユニットを用いて評価する、請求項８記載の方法。
10. 前記評価ユニットは前記別の送受信機器（１５，１３）を検出するための求められた複数の受信出力を固定のテーブルを用いて評価する、請求項９記載の方法。
11. 請求項１から１０のいずれか１項記載の方法を実施する送受信機器において、
    第１の通信区間のための第１の送受信機器（３，５）を有し
    別の送受信機器（１５，１３）を有し、
    要求信号に依存して、前記第１の送受信機器（３，５）と前記別の送受信機器（１５，１３）との間において、所定の時間にわたり第２の通信区間が形成され、
    送受信機器は少なくとも１つのスイッチオン及びスイッチオフされる別の送信ユニット及び／又は受信ユニットを有し、
    前記送信ユニット（７）は、前記所定の時間内に、前記第１の送受信機器（３，５）から前記別の送受信機器（１５，１３）に前記第２の通信区間を介して信号を送信し、
    前記受信ユニットは、送信された前記信号を受信し、受信した前記信号に基づき、前記別の送受信機器（１５，１３）の受信出力を求め、
    求められた受信出力を、前記第１の通信区間を介して前記第１の送受信機器（３，５）に伝送することを特徴とする、請求項１から１０のいずれか１項記載の方法を実施する送受信機器。
12. 前記第１の送受信機器（３，５）はＲＦ送信器及びＲＦ受信器として構成されている、請求項１１記載の送受信機器。
13. 前記別の送受信機器（１５，１３）はＬＦ送信器またはＬＦ受信器として構成されている、請求項１１または１２記載の送受信機器。
14. 請求項１１から１３のいずれか１項記載の少なくとも１つの第１の送受信機器（３，５）と少なくとも１つの別の送受信機器（１５，１３）とから構成されていることを特徴とする装置。
15. 前記第１の送受信機器（３，５）は別の送信ユニット及び／又は受信ユニットとしてＬＦ送信器（７）を有し、前記別の送受信機器（１５，１３）は別の送信及び／又は受信ユニットとしてＬＦ受信器（１７）を有する、請求項１４記載の装置。

Images