JP4887928B2 - 車両用通信システムの受信装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両用通信システムの受信装置に関するものである。

従来より、自動車においては、キーレスエントリシステムやスマートエントリシステムが知られており、こうしたシステムでは、車載装置が、使用者に携帯される携帯機からの無線信号を受信すると共に、その受信した信号からデジタルデータを抽出し、そのデジタルデータ中のコードと当該車両に固有のコードとが一致していると判定すると、ドアロックアクチュエータの駆動によるドアの解錠といった車載機器の制御動作を行う（例えば、特許文献１〜３参照）。

そして、このようなキーレスエントリシステムやスマートエントリシステムなどの車両用通信システムにおいて、送信側の装置では、バイフェーズ符号やマンチェスタ符号といった符号化方式により送信対象のデジタルデータ（ＮＲＺ形式のデータ）を符号化し、その符号化後のデジタル信号で所定周波数（例えばＵＨＦ帯）の搬送波を変調した無線信号を、アンテナから送信する。このため、受信側の装置では、送信側装置からの無線信号を受信して復調し、その復調したアナログ復調信号の二値レベルがハイかローかを判定して、その判定結果に基づき上記送信対象のデジタルデータを復元（即ち再生）する。

尚、図１２（Ａ）に示すように、マンチェスタ符号は、論理値が１のビットであるビット１と、論理値が０のビットであるビット０とを、１ビット期間の中央で立ち下がる（ハイからローに変化する）か立ち上がる（ローからハイに変化する）かで区別する符号化方式である。よって、マンチェスタ符号では、例えば、ビット１が、１ビット期間の中央で立ち下がる信号に置換され、ビット０が、１ビット期間の中央で立ち上がる信号に置換される。

また、図１２（Ｂ）に示すように、バイフェーズ符号では、ビット０が、１ビット期間の中央でレベル反転する信号に置換され、ビット１が、１ビット期間の区切りでのみレベル反転する信号に置換されるが、更に、前のビットの信号がハイで終了していれば、次のビットの信号はローで始まり、前のビットの信号がローで終了してれば、次のビットの信号はハイで始まるように、各ビットの信号レベルが決定される。

このため、何れの符号化方式においても、デジタルデータの各ビットは、その各ビットの区間中と区切りとの少なくとも一方で必ずハイとローとの二値レベル変化が生じる信号に置換されることとなる。また、このため、符号化後のデジタル信号からはクロックを再生することが可能である。
特開平９−４１７５４号公報 特開２０００−１７０４２０号公報 特開２００１−９８８１０号公報

ところで、上記のような符号化を用いる車両用通信システムにおいて、受信側の装置が受信し復調したアナログ復調信号には、外来ノイズなどの影響によって本来の波形とは異なる歪みが生じる可能性がある。そして、受信側の装置にて、そのような歪みがアナログ復調信号の波形に生じた場合には、そのアナログ復調信号の二値レベルを誤判定してしまう可能性があり、延いては、最終的な受信データの論理値判定（即ち、送信されて来たデジタルデータの復元結果）にも誤りが生じてしまう。

本発明は、こうした問題に鑑みなされたものであり、送信側の装置（以下、送信機ともいう）から受信して復調したアナログ復調信号の波形がノイズの影響などにより歪んでも、受信データの論理値判定に誤りが生じることを防止可能な車両用通信システムの受信装置を提供することを目的としている。

請求項１の受信装置が受信側の装置として用いられる車両用通信システムにおいて、送信側の装置は、特定の符号化方式により送信対象のデジタルデータを符号化したデジタル信号で搬送波を変調し、その変調した無線信号を送信する。そして、送信対象のデジタルデータを符号化する符号化方式としては、データの各ビットを、その各ビットの区間中と区切りとの少なくとも一方で必ずハイとローとの二値レベル変化が生じる信号に置換する符号化方式である。更に、請求項１の受信装置が用いられる車両用通信システムでは、送信側の装置と受信側の装置とが別々のクロックで動作する。

このため、請求項１の受信装置は、送信側の装置とは別のクロックで動作する。そして、請求項１の受信装置は、送信側の装置からの無線信号を受信して復調し、その復調したアナログ復調信号の二値レベルがハイかローかを判定して、その判定結果に基づき前記デジタルデータ（即ち、送信側の装置から送られてきた送信対象のデジタルデータであり、受信データ）を復元するが、特に、アナログ復調信号の二値レベルを判定するための手段として、第１信号出力手段、第２信号出力手段、判定区間決定手段、判定手段、及び不定レベル補正手段を備えている。

そして、第１信号出力手段は、アナログ復調信号とハイレベル判定用の閾値とを比較して、その閾値よりもアナログ復調信号のレベルの方が高い場合にアクティブレベルとなるハイレベル判定用信号を出力し、第２信号出力手段は、アナログ復調信号とローレベル判定用の閾値とを比較して、その閾値よりもアナログ復調信号のレベルの方が低い場合にアクティブレベルとなるローレベル判定用信号を出力する。

また、判定区間決定手段は、ハイレベル判定用信号とローレベル判定用信号とに基づいて、アナログ復調信号の二値レベルを判定するための判定区間を逐次決定する。
そして、判定手段は、判定区間決定手段により逐次決定される判定区間毎に、ハイレベル判定用信号とローレベル判定用信号とに基づいて、アナログ復調信号の二値レベルを判定すると共に、ハイとローとの何れのレベルにも確定できない場合には不定レベルと判定する。そして更に、不定レベル補正手段は、判定手段の判定結果と前記符号化方式の法則とに基づいて、前記不定レベルをハイとローとの何れかのレベルに推定して補正する。

このような請求項１の受信装置によれば、判定手段が、第１信号出力手段からのハイレベル判定用信号と、第２信号出力手段からのローレベル判定用信号とに基づいて、アナログ復調信号の二値レベルを判定するため、ハイレベル判定用の閾値とローレベル判定用の閾値とを用いてアナログ復調信号の二値レベルを判定することとなる。このため、ただ単に「アナログ復調信号と１つの閾値と大小比較して、その閾値以上ならハイ、そうでなければロー」といった判定を行う従来装置よりも、アナログ復調信号の二値レベルを正確に判定することができる。

更に、ある判定区間での判定手段の判定結果が「不定レベル」であっても、その「不定レベル」は、不定レベル補正手段により、他の判定区間での判定結果（詳しくは、その不定レベルの判定区間に隣接する１つ以上の判定区間の判定結果）と符号化方式の法則とに基づいて、ハイとローとの何れかのレベルに推定して補正されることとなる。よって、アナログ復調信号の波形がノイズの影響などにより歪んでも、そのアナログ復調信号の二値レベルの判定結果を正確なものにすることができ、延いては、その判定結果に基づき実施される受信データの論理値判定（デジタルデータの復元結果）に誤りが生じることを防止することができる。

しかも、請求項１の受信装置では、アナログ復調信号の二値レベルを判定するための判定区間が、ハイレベル判定用信号とローレベル判定用信号とに基づいて逐次決定されるため、キーレスエントリシステムやスマートエントリシステムのように、送信側の装置と受信側の装置とが別々のクロックで動作する車両用通信システムであるにもかかわらず、アナログ復調信号の二値レベルを常に正確に判定していくことができる。

つまり、例えば、質問器としてのリーダライタと、応答器としてのＩＣカードとの間で、電磁結合方式により信号の授受を行う非接触式ＩＣカードシステムでは、ＩＣカード側にて、リーダライタから送出される特定周波数の信号から、自己の動作電力と動作クロックとを抽出するため、そのＩＣカードとリーダライタとは同じクロックで動作することとなる。このため、クロック自体に誤差や変動があったとしても、データの送受信におけるビット幅や周期は双方にとって常に一定であり、どれだけデータ量が増えたとしても、データを受信する側において、受信したアナログ復調信号の二値レベルを判定するタイミングが適切なタイミングからずれていってしまう心配は無い。尚、こうした非接触式ＩＣカードシステムは、例えば特開２０００−３０７４６５号公報に記載されている。

これに対して、送信側の装置と受信側の装置とが別々のクロックで動作する通信システムでは、送信されるデータ量が増えるほど、受信側の装置において、受信したアナログ復調信号の二値レベルを判定するタイミングが適切なタイミングからずれていく可能性が大きくなるが、請求項１の受信装置によれば、判定区間をハイレベル判定用信号とローレベル判定用信号とに基づき逐次決定するように構成されているため、そのような問題を回避することができる。

次に、請求項２の受信装置では、請求項１の受信装置において、信号出力手段が、不定レベル補正手段により不定レベルが補正された後の判定手段の判定結果を示すハイ又はローの二値レベル信号を、前記判定区間の切り替わりタイミングに同期して出力する。尚、判定結果を示すハイ又はローの二値レベル信号を判定区間の切り替わりタイミングに同期して出力するとは、換言すれば、信号の出力端子から、各判定結果のレベル（ハイ又はロー）を、判定区間の切り替わりタイミング毎に切り替えて順次出力する、ということである。そして、復号化手段が、その信号出力手段から出力される二値レベル信号を復号化してデジタルデータ（受信データ）を復元する。

そして特に、この受信装置において、判定区間決定手段は、判定区間を逐次決定する際に、現在の判定区間と次回の判定区間との長さの変化量が規定値以下となるように、次回の判定区間を設定するように構成されている。つまり、判定区間の長さの１度の変更量を規定値以下に制限するように構成されている。

このような請求項２の受信装置によれば、信号出力手段からは、アナログ復調信号をハイ又はローに波形整形した二値レベル信号（即ち、送信機側にて符号化されたデジタル信号と同じ二値レベルのデジタル信号）が、判定区間決定手段により逐次決定される判定区間の切り替わりタイミングに同期して出力されることとなるが、判定区間の長さの１度の変更量が規定値以下に制限されるため、その二値レベル信号における各レベルの継続時間（延いては、データの１ビット時間）がビット毎に大きく変動してしまうことを防止することができる。

このため、復号化手段が、信号出力手段とは同期せずに動作する（即ち、信号出力手段の動作クロックとは別のクロックで動作する）ように構成されていても、その信号出力手段からの二値レベル信号を精度良くＮＲＺ形式のデジタルデータに復号化することができるようになる。

つまり、復号化手段が、信号出力手段とは同期せずに動作する場合、その復号化手段は、信号出力手段からの二値レベル信号のハイ時間とロー時間とを、自分の動作クロックに基づくサンプリングにより計測して、その計測値によりビット１かビット０かの判定を行うこととなるが、判定区間の長さが急に大きく変動し、二値レベル信号において、あるビットに対応するあるレベルの継続時間が急に変動すると、復号化手段にて、そのビットの論理値を誤って判定する可能性が生じてしまう。これに対して、請求項２の構成によれば、そのような誤判定の可能性を低減することができる。

ところで、不定レベルをハイ又はローに補正する場合、その不定レベルの判定区間に隣接する他の判定区間の判定結果を参照することとなるが、ビットの区切りが判明してれば、ビットの区切りが不明な場合よりも、参照しなければならない判定結果の数は少なくて済む。

そこで、請求項３の受信装置では、請求項１，２の受信装置において、不定レベル補正手段は、アナログ復調信号におけるビットの区切りが不明な場合に、判定手段の判定結果と符号化方式の法則とに基づきビットの区切りを判定する処理（詳しくは、どの判定区間の切り替わりタイミングがビットの区切りに該当するかを判定する処理）を行うようになっており、更に、その処理の実施によってビットの区切りが判明している場合には、ビットの区切りが不明な場合よりも少ない数の判定手段の判定結果に基づいて、不定レベルの補正を行うように構成されている。そして、この構成によれば、不定レベルの補正を効率的に実施することができる。

一方、符号化方式が例えばバイフェーズ符号又はマンチェスタ符号である場合、常に、連続する４つの判定区間の判定結果を監視すれば、ビットの区切りの判定を含めた不定レベルの補正を行うことができる。このため、請求項４に記載のように、不定レベル補正手段は、判定手段の連続する４つの判定結果（即ち、連続する４つの判定区間の判定結果）に基づいて不定レベルの補正を行うように構成することもできる。

以下に、本発明が適用された実施形態の車両用通信システムとしてのキーレスエントリシステムについて説明する。尚、本実施形態のキーレスエントリシステムは、リモートキーレスエントリ（ＲＫＥ）システムとも呼ばれるものである。
［第１実施形態］
まず図１に示すように、第１実施形態のキーレスエントリシステム１は、車両の使用者に携帯される送信機としての電子キー３と、車両に搭載された車載装置５とからなる。

そして、電子キー３は、当該電子キー３の機能を司るマイコン７と、マイコン７の動作クロックを生成して出力するクロック生成部９と、車載装置５へ無線信号を送信するためのアンテナ１１と、無線信号の搬送波（キャリア）となる所定周波数（本実施形態では、例えば３００ＭＨｚ）の正弦波を生成して出力するキャリア生成部１３と、マイコン７から出力されるデジタル信号で上記搬送波をアナログ変調（本実施形態では、例えばＡＭ変調）すると共に、その変調後の信号を増幅してアンテナ１１に供給することにより、その変調後の信号をアンテナ１１から無線信号として送信させる変調増幅部１５と、車両のドアをロックする際に押されるボタン式のロック用スイッチ１７と、車両のドアをアンロックする際に押されるボタン式のアンロック用スイッチ１９とを備えている。

このような電子キー３において、マイコン７は、ロック用スイッチ１７が押されてオンしたことを検知すると、車載装置５に対してドアのロックを指令するためのロック指令コードを含むデジタル信号を、変調増幅部１５に出力する。すると、そのロック指令コードを含むデジタル信号で搬送波を変調した無線信号がアンテナ１１から送信されることとなる。

また、マイコン７は、アンロック用スイッチ１９が押されてオンしたことを検知すると、車載装置５に対してドアのアンロックを指令するためのアンロック指令コードを含むデジタル信号を、変調増幅部１５に出力する。すると、そのアンロック指令コードを含むデジタル信号で搬送波を変調した無線信号がアンテナ１１から送信されることとなる。

また更に、本実施形態において、マイコン７は、変調増幅部１５へのデジタル信号として、送信対象のデジタルデータ（即ち、ロック指令コード又はアンロック指令コードを含んだデジタルデータ）を図１２（Ｂ）に示したバイフェーズ符号の方式で符号化したデジタル信号を出力する。尚、ロック指令コードとアンロック指令コードは、当該電子キー３が用いられる車両に固有のコードである。

一方、車載装置５は、電子キー３からの無線信号を受信するアンテナ２１と、アンテナ２１が受信した信号を復調（本実施形態では、例えばＡＭ復調）して出力する受信回路２３と、その受信回路２３から出力されるアナログ復調信号（以下、アナログ受信信号という）を、電子キー３側で符号化されたデジタル信号と同じ二値レベルのデジタル信号に波形整形して出力するためのハイレベル判定部２５、ローレベル判定部２７、及び信号処理回路２９と、信号処理回路２９の動作クロックを生成して出力するクロック生成部３１と、信号処理回路２９からの波形整形後のデジタル信号が入力される認証制御用電子制御装置（以下、認証ＥＣＵという）３３とを備えている。

認証ＥＣＵ３３は、信号処理回路２９からのデジタル信号を復号化（本実施形態ではバイフェーズ符号の復号化）して、そのデジタル信号が表すＮＲＺ形式のデジタルデータ（以下、受信データともいう）を復元する。そして、その受信データに含まれていたコードが当該ＥＣＵ３３に記憶されているロック指令コード又はアンロック指令コード（即ち、当該ＥＣＵ３３が搭載された車両に固有のロック指令コード又はアンロック指令コード）と一致しているか否かを判定し、一致していたならば、その受信データに含まれていたコードの内容に応じて、ドアロックアクチュエータ（図示省略）を駆動させ、全ドアをロック又はアンロック状態にする。つまり、受信データに含まれていたコードがロック指令コードならば、全ドアをロック状態にし、また、受信データに含まれていたコードがアンロック指令コードならば、全ドアをアンロック状態にする。

よって、この認証ＥＣＵ３３により、車両の使用者は、正規の電子キー３のロック用スイッチ１７又はアンロック用スイッチ１９を押すことで、ドアのロック又はアンロックを故意に行うことができる。

尚、本実施形態において、認証ＥＣＵ３３は、クロック生成部３１とは別のクロック源で生成されるクロックに基づき動作する。つまり、認証ＥＣＵ３３と信号処理回路２９は、別々のクロックに基づき同期せずに動作するようになっている。

次に、ハイレベル判定部２５、ローレベル判定部２７、及び信号処理回路２９について説明する。
まず、ハイレベル判定部２５とローレベル判定部２７との各々には、受信回路２３からのアナログ受信信号が入力される。

そして、ハイレベル判定部２５は、図２に示すように、アナログ受信信号とハイレベル判定用の閾値（以下、ハイレベル閾値という）ＶＨとを大小比較して、ハイレベル判定用信号（図では、Ｈｉ判定用信号）を出力する。具体的には、「アナログ受信信号＞ＶＨ」ならば、ハイレベル判定用信号をアクティブレベル（本実施形態ではハイ）にし、「アナログ受信信号≦ＶＨ」ならば、ハイレベル判定用信号をローにする。

同様に、ローレベル判定部２７は、図２に示すように、アナログ受信信号とローレベル判定用の閾値（以下、ローレベル閾値という）ＶＬとを大小比較して、ローレベル判定用信号（図では、Ｌｏ判定用信号）を出力する。具体的には、「アナログ受信信号＜ＶＬ」ならば、ローレベル判定用信号をアクティブレベル（本実施形態ではハイ）にし、「アナログ受信信号≧ＶＬ」ならば、ローレベル判定用信号をローにする。

尚、このようなハイレベル判定部２５とローレベル判定部２７との各々は、例えばコンパレータで構成することができる。また、本実施形態において、ハイレベル閾値ＶＨは、アナログ受信信号の振幅の中心電圧よりも高い電圧に設定されており、ローレベル閾値ＶＬは、上記中心電圧よりも低い電圧に設定されている。

そして、図１に示すように、ハイレベル判定部２５から出力されるハイレベル判定用信号と、ローレベル判定部２７から出力されるローレベル判定用信号は、信号処理回路２９に入力されるが、その信号処理回路２９は、同期信号生成部３５と、データレベル判定部３７と、不定レベル補正部３９と、信号出力部４１とを備えている。

同期信号生成部３５は、アナログ受信信号から生成される上記ハイレベル判定用信号及びローレベル判定用信号に基づいて、アナログ受信信号の二値レベル（ハイ又はロー）を判定するための判定区間を逐次決定する部分であり、本実施形態では、その各判定区間の周期（長さ）と位相を示す同期信号を生成する。

以下に、同期信号生成部３５が行う処理内容について、図３を用い説明する。尚、図３に示すように、本実施形態では、同期信号におけるレベル変化エッジの各間隔が、各判定区間となっている。一方、以下の説明において、「ｂｉｔ」とは「ビット」のことであり、「１／２ｂｉｔ」とは１ビット分の１／２の時間幅のことであり、「１／４ｂｉｔ」とは１ビット分の１／４の時間幅のことであり、「３／４ｂｉｔ」とは１ビット分の３／４の時間幅のことである。また、ハイレベル判定用信号とローレベル判定用信号とを総称する場合には、判定用信号という。

まず、バイフェーズ符号の場合、データの１ビットは前半と後半の２区間のレベルで表現することができるため、１／２ｂｉｔきざみの判定区間が決定できれば良い。そして、判定区間は、受信した信号における各ビットのタイミングと同期していなければならないが、本キーレスエントリシステム１では、送信側の装置（電子キー３）と受信側の装置（車載装置５）とが別々のクロックで動作し、しかも、その双方のクロックの偏差や変動があるため、アナログ受信信号（実際にはハイレベル判定用信号とローレベル判定用信号）から１ビットの半分に相当する区間の周期と位相の情報を抽出し、その情報から判定区間を決定して同期信号を生成している。

そこで、同期信号生成部３５は、下記〈１〉〜〈４〉の処理を行う。
〈１〉ハイレベル判定用信号とローレベル判定用信号とをそれぞれサンプリングして、その各判定用信号のパルス幅（ハイレベル時間）を求める。

〈２〉上記〈１〉で求めたパルス幅が、１ビット分の幅と見なすことのできる規定値範囲（以下、１ｂｉｔ幅の公差という）内ならば、そのパルス幅の部分を「有効なロングパルス」と判定し、１／２ｂｉｔ分の幅と見なすことのできる規定値範囲（以下、１／２ｂｉｔ幅の公差という）内ならば、そのパルス幅の部分を「有効なショートパルス」と判定する（図３の４段目参照）。尚、以下では、有効なロングパルスと有効なショートパルスとを総称して、有効なパルスという。
〈３〉上記〈２〉で有効なパルスと判定された判定用信号が、ハイレベル判定用信号→ローレベル判定用信号、或いは、ローレベル判定用信号→ハイレベル判定用信号というように、交互に入力されてているときに、その各判定用信号のパルス幅の中点から、次の判定用信号のパルス幅の中点までの時間（以下、中点間の幅という）をサンプリングにより計測し、その計測値が下記「表１」のように規定周期を満足するか否かを判定する（図３の５段目参照）。

尚、表１において、「３／４ｂｉｔ幅の公差」とは、３／４ｂｉｔ分の幅と見なすことのできる規定範囲のことである。そして、１ｂｉｔ幅の公差と、３／４ｂｉｔ幅の公差と、１／２ｂｉｔ幅の公差とを、それぞれ、Ｈ［１］、Ｈ［３／４］、Ｈ［１／２］とすると、それらの関係は「Ｈ［１］＞Ｈ［３／４］＞Ｈ［１／２］」となっている。また、図３の５段目における「○」印は、上記中点間の幅が表１の規定周期を満足していることを意味している。
〈４〉上記〈２〉で判定用信号のパルス幅が有効なパルスと判定され、且つ、上記〈３〉で、その有効なパルスの中点間の幅が「表１」の規定周期を満足すると判定された場合に、「同期確定」と判断し、同期信号の次のレベル変化タイミング（論理変化点）を下記「表２」のタイミングに設定する（図３の最終段参照）。これにより、同期信号のエッジ間隔の補正が実施される。また、「同期確定」と判断しなかった場合には、同期信号の次のレベル変化タイミングを、前回のレベル変化タイミングから１／２ｂｉｔ分の時間後に設定する。つまり、この場合には、同期信号のエッジ間隔を補正せずに、同期信号を１／２ｂｉｔ分の時間毎にレベル反転させる。

上記〈１〉〜〈４〉の処理を繰り返すことで、入力される信号に対して逐次同期信号のタイミング補正がかかるため、常に安定した判定区間（即ち、受信した信号における各ビットのタイミングと同期した判定区間）を得ることができる。

尚、処理を簡単化するために、ショートパルス或いはロングパルスの一方のみを判定するように構成しても良い。
一方、データレベル判定部３７は、ハイレベル判定用信号とローレベル判定用信号とに基づいてアナログ受信信号の二値レベル（詳しくは、アナログ受信信号における各ビットの論理値を判別するための１／２ｂｉｔ分毎の二値レベルであり、以下、データレベルという）を判定する部分である。以下に、データレベル判定部３７が行う処理内容について図４を用い説明する。

図４（Ａ）に示すように、データレベル判定部３７は、同期信号生成部３５によって生成される同期信号の各エッジ間隔である判定区間毎に、その判定区間におけるハイレベル判定用信号とローレベル判定用信号とのハイレベル時間を計測すると共に、その２つの判定用信号についての計測値同士を比較し、アナログ受信信号のデータレベルを、基本的にハイレベル時間の長い方のレベルに判定する。つまり、判定区間におけるハイレベル判定用信号のハイレベル時間（以下、ハイ信号幅という）と、判定区間におけるローレベル判定用信号のハイレベル時間（以下、ロー信号幅という）とのうち、前者の方が大きければハイ（Ｈ）と判定し、後者の方が大きければロー（Ｌ）と判定する。但し、ハイ信号幅とロー信号幅とが同じであったり、その両方の信号幅が０であったり、更には信号幅が０でなくても非常に小さい場合があるため、下記の不定判定式が成立しているならば、データレベルを不定レベル（以下単に、不定ともいう）と判定する。

｜ハイ信号幅−ロー信号幅｜＜規定値 …不定判定式
ここで、データレベル判定部３７が行う処理内容を更に具体的に説明すると、データレベル判定部３７は、判定区間毎に図４（Ｂ）の処理を行う。

即ち、まず、ハイ信号幅とロー信号幅とを計測して、その両信号幅の差の絶対値（｜ハイ信号幅−ロー信号幅｜）を判定値とする（Ｓ１１０）。
そして、判定値が規定値よりも小さくなく（Ｓ１２０：ＮＯ）、且つ、ハイ信号幅がロー信号幅よりも小さければ（Ｓ１３０：ＹＥＳ）、データレベルをローと判定する（１４０）。

また、判定値が規定値よりも小さくなく（Ｓ１２０：ＮＯ）、且つ、ハイ信号幅がロー信号幅よりも小さくなければ（Ｓ１３０：ＮＯ）、データレベルをハイと判定する（１５０）。

一方、判定値が規定値よりも小さければ（Ｓ１２０：ＹＥＳ）、データレベルを不定と判定する（Ｓ１６０）。
このような処理により、ノイズによる誤判定を回避でき、更にはハイとローとの切り替わり部分がジッタやデューティの変動によって不安定であっても正しく判定区間毎のデータレベル判定を行うことができる。

次に、不定レベル補正部３９は、データレベル判定部３７による不定の判定結果を、他の判定区間の判定結果と符号化の法則とに基づいて、ハイとローとの何れかに推定して補正する部分である。以下に、不定レベル補正部３９が行う処理内容について図５及び図６を用い説明する。

まず、本実施形態で用いているバイフェーズ符号の場合、直前のビットの終了レベルと逆になるように次のビットの開始レベルを決定させる法則がある。このため、ビットの前半に相当する判定区間でのデータレベルの判定結果が不定であれば、不定レベル補正部３９は、その不定を図５（ａ）の規則に従ってハイ又はローに補正する。つまり、前ビットの後半に相当する判定区間（後半区間）でのデータレベルの判定結果と逆のレベルに補正する。

また、ビットの後半に相当する判定区間でのデータレベルの判定結果が不定であれば、不定レベル補正部３９は、その不定を図５（ｂ）の規則に従ってハイ又はローに補正する。つまり、次ビットの前半に相当する判定区間（前半区間）でのデータレベルの判定結果と逆のレベルに補正する。

よって、図６（Ａ）に例示するように、最初のビットがハイ→ローの０で、以降のビットが１→０→１と続いていた場合、例えば［４］の判定区間のデータレベルがノイズ等の影響で不定と判定されたとしても、その不定は、［４］の判定区間がビットの後半であることから、次の［５］の判定区間（即ち、次ビットの前半区間）の判定結果と逆のレベルであると推定されて、ハイに補正されることとなる。

尚、符号化方式がマンチェスタ符号である場合には、前後のビット同士での相関は無いものの、各ビットの前半と後半とで必ず逆のレベルになる法則がある。このため、不定レベル補正部３９は、ビットの後半区間の判定結果が不定であれば、その不定を、同じビットの前半区間の判定結果と逆のレベルに補正し、また、ビットの前半区間の判定結果が不定であれば、その不定を、同じビットの後半区間の判定結果と逆のレベルに補正するように構成される。よって、例えば図６（Ｂ）における［４］の判定区間の判定結果が不定であった場合、その不定は、［３］の判定区間の判定結果からローと補正されることとなる。

次に、信号出力部４１は、不定レベル補正部３９により不定が補正された後のデータレベル判定部３７の判定結果を示すハイ又はローの二値レベル信号を、同期信号のレベル変化タイミング（判定区間の切り替わりタイミング）に同期して出力する。つまり、図６（Ａ）のように記憶された時系列の各判定結果のレベル（ハイ又はロー）を、信号の出力端子から、同期信号のレベル変化タイミング毎に切り替えて順次出力する。

尚、信号出力部４１はシフトレジスタ等によって構成することができる。また、不定レベル補正部３９による補正後の判定結果が不定の場合（即ち、不定レベル補正部３９によってハイ又はローに補正できないようなパターンで不定が発生した場合）、その不定はロー又はハイの何れか一方（例えばロー）で出力するように構成することができる。また更に、不定が２回連続した場合、つまり、１ビット分が不定であった場合には、“データ無し”と判断し、同期信号生成部３５をリセットして再起動させるように構成することもできる。

このような信号出力部４１から出力される二値レベル信号が、前述した波形整形後のデジタル信号として認証ＥＣＵ３３へ入力される。そして、認証ＥＣＵ３３が、この信号出力部４１からのデジタル信号を復号化して受信データを復元し、前述したコードの判定を行うこととなる。

尚、本第１実施形態では、ハイレベル判定部２５が第１信号出力手段に相当し、ローレベル判定部２７が第２信号出力手段に相当し、同期信号生成部３５が判定区間決定手段に相当し、データレベル判定部３７が判定手段に相当し、不定レベル補正部３９が不定レベル補正手段に相当し、信号出力部４１が信号出力手段に相当し、認証ＥＣＵ３３が復号化手段に相当している。

以上のようなキーレスエントリシステム１の車載装置５によれば、信号処理回路２９のデータレベル判定部３７が、ハイレベル判定部２５からのハイレベル判定用信号と、ローレベル判定部２７からのローレベル判定用信号とに基づいて、アナログ受信信号のデータレベルを判定するため、ハイレベル閾値ＶＨとローレベル閾値ＶＬとを用いてアナログ受信信号のデータレベルを判定することとなる。よって、データレベルを正確に判定することができる。

更に、ある判定区間での判定結果が不定であっても、その不定は、不定レベル補正部３９により、他の判定区間での判定結果と符号化方式の法則とに基づいて、ハイとローとの何れかのレベルに補正されることとなる。

よって、アナログ受信信号の波形がノイズの影響などにより歪んでも、そのアナログ受信信号のデータレベルの判定結果を正確なものにすることができ、延いては、その判定結果に基づき認証ＥＣＵ３３で実施される受信データの復元の結果に誤りが生じることを防止することができる。

しかも、本実施形態では、アナログ受信信号のデータレベルを判定するための判定区間が、同期信号生成部３５により、ハイレベル判定用信号とローレベル判定用信号とに基づいて逐次決定されるため、送信側と受信側との各装置が別々のクロックで動作する通信システムでありながら、アナログ受信信号のデータレベルを常に正確に判定していくことができる。

以上のことから、本実施形態の車載装置５によれば、アナログ受信信号がノイズの影響で歪んだとしても、電子キー３からのデータを正しく取得することができるようになる。
［第２実施形態］
次に、第２実施形態のキーレスエントリシステムについて説明する。尚、以下の説明において、構成要素の符号としては、第１実施形態と同じものを用いる。そして、このことは、後述する他の実施形態についても同様である。

まず、本第２実施形態で解決しようとしている懸念について、図７（Ａ）を用い説明する。
図７（Ａ）は、上記〈２〉で述べた「有効なショートパルス」が連続していると共に、アナログ受信信号の一部に歪みが生じた場合を示している。

この場合において、アナログ受信信号が歪んだ時に対応するハイレベル判定用信号のパルス幅の中点（図における真ん中のパルスの中点であり、以下、歪み発生時中点という）と、それより１つ前のローレベル判定用信号のパルス幅の中点との間隔（中点間の幅）が１／２ｂｉｔ幅の公差内であれば、上記〈４〉の動作により、「同期確定」と判断されて、同期信号の次のレベル変化タイミングが、上記歪み発生時中点から１／４ｂｉｔ分後のタイミングに設定されることとなる（表２参照）。

すると、同期信号に大きなデューティ変化が現れ、その同期信号のレベル変化エッジに同期して信号出力部４１から認証ＥＣＵ３３へ出力される二値レベル信号（波形整形後のデジタル信号）にも、ジッタやデューティの大きな変動が現れてしまう。つまり、その二値レベル信号における各レベルの継続時間が大きく変動してしまう。

そして、このような変動が発生すると、認証ＥＣＵ３３にて、その二値レベル信号を精度良くＮＲＺ形式のデジタルデータに復号化することができなくなる可能性がある。つまり、認証ＥＣＵ３３は、信号出力部４１からの二値レベル信号のハイ時間とロー時間とを、自分の動作クロックに基づくサンプリングにより計測して、その計測値によりビット１かビット０かの判定を行うこととなるが、同期信号のエッジ間隔が急に大きく変動し、二値レベル信号において、あるビットに対応するあるレベルの継続時間が急に変動すると、認証ＥＣＵ３３において、そのビットの論理値を誤って判定する可能性が生じてしまうからである。

そこで、第２実施形態のキーレスエントリシステムでは、第１実施形態のキーレスエントリシステム１と比較すると、信号処理回路２９の同期信号生成部３５が、前述した〈４〉の動作で「同期確定」と判断して、同期信号の次のレベル変化タイミングを設定する際（即ち、同期信号のエッジ間隔を補正する際）に、そのレベル変化タイミングを、同期信号のエッジ間隔の変化量が規定値以下となるように制限して設定する。具体的には、同期信号生成部３５は、図８に示す内容の処理を追加して行う。

即ち、同期信号生成部３５は、まずＳ２１０に示すように、上記〈２〉の動作で有効なパルスと今回判定した判定用信号のパルス（以下、今回パルスという）の中点の時刻ｔａ（図７（Ｂ）参照）を算出する。例えば、この時刻ｔａは、今回パルスの開始時におけるフリーランカウンタのカウント値ＣＴ１と、今回パルスの終了時におけるフリーランカウンタのカウント値ＣＴ２とを足した値を、２で割った値（＝（ＣＴ１＋ＣＴ２）／２）として算出される。

次に、Ｓ２２０に示すように、同期信号のエッジ間隔の変化量を制限しない場合の、次回のレベル変化時刻ｔｂ（図７（Ｂ）参照）を、表２に従い算出する。例えば、今回パルスが有効なショートパルスであった場合には、ｔｂは、「ｔｂ＝ｔａ＋１／４ｂｉｔ分のフリーランカウンタのカウント値」として算出される。また、今回パルスが有効なロングパルスであった場合には、ｔｂは、「ｔｂ＝ｔａ＋１／２ｂｉｔ分のフリーランカウンタのカウント値」として算出される。

次に、Ｓ２３０に示すように、同期信号のエッジ間隔を補正しない場合の、次回のレベル変化時刻ｔｃ（図７（Ｂ）参照）を算出する。例えば、ｔｃは、同期信号の前回のレベル変化時におけるフリーランカウンタのカウント値に、１／２ｂｉｔ分のフリーランカウンタのカウント値を足した値として算出される。

そして、Ｓ２４０及びＳ２５０に示すように、「ｔｂ−ｔｃ」を判定値として、その判定値の絶対値が規定値より小さいか否かを判定し、判定値の絶対値（＝｜ｔｂ−ｔｃ｜）が規定値より小さければ、Ｓ２６０に示すように、同期信号の次回のレベル変化時刻をｔｂに設定する。つまり、この場合には、同期信号の次回のレベル変化時刻を、表２に示された本来のタイミングに設定する。

一方、上記判定値の絶対値（＝｜ｔｂ−ｔｃ｜）が規定値より小さくなければ、Ｓ２７０に示すように、その判定値が０より小さいか否かを判定し、判定値が０より小さければ、Ｓ２８０に示すように、同期信号の次回のレベル変化時刻を、ｔｃよりも規定値だけ前の時刻（＝ｔｃ−規定値）に設定する。また逆に、判定値が０より大きければ、Ｓ２９０に示すように、同期信号の次回のレベル変化時刻を、ｔｃよりも規定値だけ後の時刻（＝ｔｃ＋規定値）に設定する。

そして、このような処理により、本第２実施形態では、図７（Ｂ）に示すように、アナログ受信信号に歪みが生じても、同期信号のエッジ間隔の１度の変化量（補正量）は規定値以下に制限されることとなる。換言すれば、同期信号の現在のエッジ間隔と次回のエッジ間隔との変化量が規定値以下となるように、次回のエッジ間隔が設定されることとなる。尚、図７（Ｂ）は、上記Ｓ２８０の動作が行われる場合を示している。

このため、本第２実施形態の車載装置５によれば、認証ＥＣＵ３３は、信号出力部４１からの二値レベル信号を精度良くＮＲＺ形式のデジタルデータに復号化することができるようになる。尚、同期信号のエッジ間隔（判定区間）の変化量を制限することは、アナログ受信信号のデータレベルを判定するという面においては、僅かではあるが一時的な同期ずれが発生することを意味するが、その場合でもデータレベル判定部３７においては、僅かなジッタが発生した場合と同等であり、データレベルの判定結果に大きく影響することはない。
［第３実施形態］
ところで、前述した不定レベル補正部３９は、アナログ受信信号におけるビットの区切り（本実施形態では、どの判定区間がビットの前半に相当し、どの判定区間がビットの後半に相当するかということ）が判明していることを前提にして、図５（ａ），（ｂ）の規則により、不定レベルをハイ又はローに補正するように構成されていた。

但し、例えば、通信データのプリアンプル（データの最初につける、０又は１が連続したダミーデータ）が約束されていない通信システムなどでは、最初からビットの区切りが分かるとは限らない。

そこで、第３実施形態の車載装置５における不定レベル補正部３９は、ビットの区切りが判明している場合には、前述した図５（ａ），（ｂ）の補正ロジックによって不定レベルの補正を行うが、ビットの区切りが不明な場合には、図９（Ａ），（Ｂ）の補正ロジックによって不定レベルの補正を行うようになっている。尚、以下の説明において、判定区間のことを、ただ単に、区間とも言う。また、不定区間とは、データレベル判定部３７による判定結果が不定となった判定区間のことであり、換言すれば、補正対象の判定区間のことである。

即ち、まず、図９（Ａ）のように、不定区間の前後の区間における判定結果が同じレベルである場合には、「前のビットの終了レベルと次のビットの開始レベルは逆になる」というバイフェーズ符号の法則から、同じレベルが３区間連続することは無いと言う法則が導き出せるため、その不定区間のレベルを、前後の区間の判定結果とは逆のレベルに補正する。

また、図９（Ｂ）に示すように、不定区間の前後の区間における判定結果が違うレベルである場合には、同じレベルが３区間連続することは無いという法則に基づき、４区間の観測により不定の補正を行う。

ここで、図５と図９との比較からも分かるように、ビットの区切りが不明であると、不定の補正ロジックが複雑になるばかりか、例えば図９（Ｂ）にて、不定区間の２つ後の区間における判定結果がまた不定だった場合には補正が不可能となり、言い換えると補正能力の低下を生じる。尚、当然ながら、より多くの判定区間（６区間とかそれ以上）を観測して、バイフェーズ符号では「Ｈ→Ｈ」もしくは「Ｌ→Ｌ」、即ち論理１に相当する部分を見つけ、そこから遡れば補正能力の低下は防げるものの、これでは処理遅延が大きくなってしまう。

そこで更に、本第３実施形態において、不定レベル補正部３９は、ビットの区切りが判明しているか否かで、動作モードが図１０のように切り替わるようになっている。
即ち、不定レベル補正部３９は、ビットの区切りが不明である場合は（Ｓ３１０：ＮＯ）、図９（Ａ）又は（Ｂ）の補正ロジックで不例の補正を行うと共に、補正後の４区間の判定結果を観測して、図９（Ｃ）の判定ロジックによりビットの区切りを判定する（Ｓ３３０）。そして、その判定処理の実施によってビットの区切りが判明している場合には（Ｓ３１０：ＹＥＳ）、図５（ａ）又は（ｂ）の補正ロジックで不定の補正を行う（Ｓ３２０）。

そして、こうすることにより、大幅な処理遅延を招くことなく補正能力の低い状態から速やかに脱することが可能となり、不定の補正を効率的に実施することができる。
尚、図９（Ｂ）の補正ロジックで不定の補正を行った後の補正結果の羅列は、図９（Ｃ）における何れかのパターン（具体的には、３段目又は５段目のパターン）に該当することとなる。よって、図９（Ｂ）の補正ロジックで不定の補正を実施した時点で、ビットの区切りを同時に判定する構成を採ることもできる。
［第１変形例］
第３実施形態で述べたように、４区間を同時に観測すれば、大きな処理遅延を招くことなく不定を補正することができる。

そこで、不定レベル補正部３９は、ビットの区切りが判明しているか否か、あるいは不定の補正をするのかビットの区切りを判定するのかに関わらず、常に４区間を同時に観測して不定の補正を行うように構成しても良い。つまり、図９（Ｃ）における何れかのパターンに当てはまるように不定を補正しつつ、ビットの区切りを判定していく。また、この場合、判定ロジックのみ状況に応じて変更するように構成することができる。

そして、このようにすれば不定レベル補正部３９の構成を簡素化することができ、延いては、信号処理回路２９を論理回路で実現するならばゲート数を節約でき、信号処理回路２９をマイコンで実現するならばソフトウェアのメモリサイズを節約できる可能性を高めることができる。
［第２変形例］
上記各実施形態の車載装置５は、図１１に示すように変形しても良い。即ち、ハイレベル判定部２５から出力されるハイレベル判定用信号と、ローレベル判定部２７から出力されるローレベル判定用信号との各々から、所定幅以下の微細なパルス（例えば、クロック生成部３１により生成される動作クロックの１周期分以下のパルス）を除去するための細パルス除去部４５，４７を設けても良い。

そして、このような細パルス除去部４５，４７を設ければ、後段（即ち、同期信号生成部３５、データレベル判定部３７）での判定をより正確に且つ容易に実施することができるようになる。

尚、細パルス除去部４５，４７としては、例えば、入力信号のレベルが動作クロックの２発分以上連続して同じレベルになったら出力レベルが入力レベルと同じレベルに変化する、といった簡単なフィルタ処理を行う回路を用いることができる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。

例えば、本発明は、キーレスエントリシステムに限らず、スマートエントリシステムにも適用することができ、また、各車輪に設けられた検出装置がタイヤの空気圧を検出してそのデータを電波で送信し、車載装置が、その検出装置からの電波を受信することによりタイヤの空気圧を監視する、といったタイヤ空気圧モニタリングシステム（ＴＰＭＳ）にも同様に適用することができる。

また、本発明は、車両側の装置に限らず、その車両側の装置から送信される無線信号を受信する装置に適用することもできる。例えば、車両の使用者に携帯される電子キーと車載装置とが双方向に無線通信を行う通信システムにおいて、その電子キー側の受信装置部分に、本発明を適用することもできる。

一方、信号処理回路２９は、論理回路で構成しても良いし、マイコンを中心に構成しても良い。
また、ハイレベル判定部２５とローレベル判定部２７とで用いる２つの閾値ＶＨ，ＶＬは同じ値に設定することも可能である。

一方、上記各実施形態において、信号処理回路２９と認証ＥＣＵ３３とを統合し、認証ＥＣＵ３３の動作クロックで信号処理回路２９も動作するように構成しても良い。また、この場合、信号出力部４１を削除して、不定レベル補正部３９により不定が補正された後のデータレベルの判定結果から、直接、受信データを復元するように構成することもできる。

一方、上記各実施形態では、符号化方式がバイフェーズ符号であったが、マンチェスタ符号でも良く、また、それら以外の符号化方式（例えば、ＢＰＳＫ変調信号の符号化方式や、サブキャリアマンチェスタ信号の符号化方式など）でも良い。

第１実施形態のキーレスエントリシステムの構成を表す構成図である。 ハイレベル判定部とローレベル判定部を説明する説明図である。 同期信号生成部が行う処理内容を表す説明図である。 データレベル判定部が行う処理内容を表す説明図である。 不定レベル補正部が不定レベルを補正する際の規則を表す説明図である。 不定レベル補正部の作用を説明する説明図である。 第２実施形態の同期信号生成部が行う処理内容を説明するタイムチャートである。 第２実施形態の同期信号生成部が行う処理内容を表すフローチャートである。 ビットの区切りが不明な場合の不定レベルの補正ロジックと、ビットの区切りの判定ロジックを説明する説明図である。 第３実施形態の不定レベル補正部における動作モードの切り替わり状態を表すフローチャートである。 変形例の説明図である。 マンチェスタ符号とバイフェーズ符号を説明する説明図である。

符号の説明

１…キーレスエントリシステム、３…電子キー、５…車載装置、７…マイコン、９，３１…クロック生成部、１１，２１…アンテナ、１３…キャリア生成部、１５…変調増幅部、１７…ロック用スイッチ、１９…アンロック用スイッチ、２３…受信回路、２５…ハイレベル判定部、２７…ローレベル判定部、２９…信号処理回路、３３…認証ＥＣＵ、３５…同期信号生成部、３７…データレベル判定部、３９…不定レベル補正部、４１…信号出力部、４５，４７…細パルス除去部

Claims (4)

1. データの各ビットを、その各ビットの区間中と区切りとの少なくとも一方で必ずハイとローとの二値レベル変化が生じる信号に置換する符号化方式により、送信対象のデジタルデータを符号化したデジタル信号で搬送波を変調した無線信号を、送信側の装置が送信し、受信側の装置は、前記無線信号を受信して復調し、その復調したアナログ復調信号の二値レベルがハイかローかを判定して、その判定結果に基づき前記デジタルデータを復元し、更に、前記送信側の装置と前記受信側の装置とが別々のクロックで動作する車両用通信システムにおいて、前記受信側の装置として用いられる受信装置であって、
   前記アナログ復調信号とハイレベル判定用の閾値とを比較して、その閾値よりも前記アナログ復調信号のレベルの方が高い場合にアクティブレベルとなるハイレベル判定用信号を出力する第１信号出力手段と、
   前記アナログ復調信号とローレベル判定用の閾値とを比較して、その閾値よりも前記アナログ復調信号のレベルの方が低い場合にアクティブレベルとなるローレベル判定用信号を出力する第２信号出力手段と、
   前記ハイレベル判定用信号と前記ローレベル判定用信号とに基づいて、前記アナログ復調信号の二値レベルを判定するための判定区間を逐次決定する判定区間決定手段と、
   前記判定区間毎に、前記ハイレベル判定用信号と前記ローレベル判定用信号とに基づいて、前記アナログ復調信号の二値レベルを判定すると共に、ハイとローとの何れのレベルにも確定できない場合には不定レベルと判定する判定手段と、
   前記判定手段の判定結果と前記符号化方式の法則とに基づいて、前記不定レベルをハイとローとの何れかのレベルに推定して補正する不定レベル補正手段と、
   を備えたことを特徴とする車両用通信システムの受信装置。
2. 請求項１に記載の車両用通信システムの受信装置において、
   前記不定レベル補正手段により不定レベルが補正された後の前記判定手段の判定結果を示すハイ又はローの二値レベル信号を、前記判定区間の切り替わりタイミングに同期して出力する信号出力手段と、
   前記信号出力手段から出力される二値レベル信号を復号化して前記デジタルデータを復元する復号化手段とを備え、
   前記判定区間決定手段は、前記判定区間を逐次決定する際に、現在の判定区間と次回の判定区間との長さの変化量が規定値以下となるように、次回の判定区間を設定するように構成されていること、
   を特徴とする車両用通信システムの受信装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の車両用通信システムの受信装置において、
   前記不定レベル補正手段は、前記アナログ復調信号におけるビットの区切りが不明な場合に、前記判定手段の判定結果と前記符号化方式の法則とに基づき前記ビットの区切りを判定する処理を行うようになっており、更に、その処理の実施によってビットの区切りが判明している場合には、ビットの区切りが不明な場合よりも少ない数の前記判定手段の判定結果に基づいて、前記不定レベルの補正を行うように構成されていること、
   を特徴とする車両用通信システムの受信装置。
4. 請求項１又は請求項２に記載の車両用通信システムの受信装置において、
   前記不定レベル補正手段は、前記判定手段の連続する４つの判定結果に基づいて前記不定レベルの補正を行うこと、
   を特徴とする車両用通信システムの受信装置。

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