JP5039154B2 - 周辺ユニットを用いたワイヤレス通信のための制御機器 - Google Patents

Description

本発明は周辺ユニットを用いたワイヤレス通信のための制御機器に関する。

特に自動車においては既に現在においても多くの機能が遠隔制御を介してトリガまたは制御されている。それに対して通常は車両からの伝送と車両への伝送に対してライセンスフリーの周波数帯域が使用されている。車両へのアクセスと例えばエンジン始動に対しては例えばワイヤレス集中ロック機構に用いられているようないわゆるリモート型キーレスエントリーシステム（ＲＫＥシステム）が使用されている。その間にもこのキーレスエントリーシステム（ＲＫＥシステム）は、車両の快適な施錠／解錠機能のみでなく、さらに別の快適機能に使用される標準的な手段としても確立されてきている。このことは大抵は車両キーに統合化されて無線制御によって行われ、さらに次のようなことにも用いられている。すなわち車両ドアやトランクルームの施錠／解錠機能の他に、盗難防止装置やイモビライザーの相応の活動化若しくは非活動化にも用いられている。さらにこれらはさらなる別の機能、例えばウインドウ、スライドルーフ、スライドドア、ハッチバックドアなどの快適な開閉操作に統合されていてもよい。さらに別の快適機能及びセーフティ機能としては車両の前方領域照明が挙げられる。付加的なセキュリティ機能としてはキーに統合されたいわゆる非常ボタンが挙げられ、このボタンをプッシュすることによって音響的かつ視覚的警報アラームが車両側でトリガされる。公知文献ＤＥ１０２３３５９７Ａ１明細書にはこの種のＲＫＥシステムの機能方式と車両への不法なアクセスを警告するための方法が記載されている。

そのようなキーレスエントリーシステム（以下では単にＲＫＥシステムとも称する）はこの場合必要に応じて国際的に使用可能なＩＳＭ周波数領域の単方向若しくは双方向通信を用いて作動する。さらなる特徴としては、例えば比較的低いエネルギー消費で（双方向の）チャレンジレスポンス認証によって任意にセキュリティが高められる保護データ伝送が挙げられる。さらに別の適用領域は、ＲＫＥシステムの機能を、個人特定化によって選択された乗員のみに許可することである。そのようなＲＫＥシステムの到達範囲は通常は１００ｍ以内である。

無線通信を基礎とするさらなるシステムは、いわゆるＰＡＳＥシステムである。この場合の"ＰＡＳＥ"システムとは"パッシブ・スタート・エントリー"（Pasive Start Entry）の頭文字からからなる、キーレスエントリー方式のスタートシステムを表している。この車両用キーレスエントリーシステムではドライバーがＩＤ発信器（ＩＤ）を携帯するだけよく、その際にはドアノブを単に触れるだけで車両へのエントリー許可が受領される。そしてドライバーが当該車両内部にいる限り、始動ボタンをプッシュ操作するだけでエンジンが始動できる。ドライバーが車両から離れるときには、当該ＰＡＳＥシステムが車両を自動的に施錠するかまたはボタン操作によって施錠される。このドライバー認証デバイスは、従来の機械的なキー操作若しくは無線制御されたキー操作に代わって、最大限の快適性と簡単な取り扱いをドライバーに提供するものである。このシステムはここにおいても選択された乗員に対する個人特定化手段からなり、通常は多チャンネルの双方向データ伝送が使用され、それらはワイヤレスで暗号化されて例えば国際的に使用可能なＩＳＭ周波数領域で行われる。

さらにそれ以外にも今日の自動車分野においてはさらに別の機能、例えば状態情報の伝送を伴うシステムも確立されている。そのようなシステムは一般に広範囲な到達範囲、通常は数百メートルに亘って機能する。それに対する一例としていわゆるテレスタートシステムが挙げられ、この場合はかなり離れた距離からのエンジンスタート機能や、独立型ヒータ、自動空調装置の遠隔制御機能などが実行される。前述したＲＫＥシステムやＰＡＳＥシステムの説明で述べたものよりもさらに広範囲の無線区間を使用する例としては、自動車までのかなり離れた距離での呼出し可能な状態情報、例えば現下の施錠状態、現下の室内温度、技術的なシステムのチェックなどが挙げられる。また警報アラームの伝送に対してもかなり離れた距離に亘って行えることが望ましい。

以下の明細書では、広大な範囲ないし広大な距離に亘るワイヤレスデータ伝送を必要とする全ての機能を、１つの上位概念として"ロングレンジ用途"と称する。この"ロングレンジ用途"に対する目的は、少なくとも６００ｍの距離を介したデータ伝送ないし通信を確立することである。このロングレンジ用途に対して現段階で既に利用できる装置はこれまでは主に"分離された"装置、すなわち様々な理由から相応の識別機能（ＩＤ機能）を備えた別個のコントロールユニットと車両内に置かれる別個の制御機器しかなかった。

ユーザーにとって、取扱い操作の快適性を改善するにあたっての高い関心は、ＲＫＥシステムやＰＡＳＥシステム、あるいはロングレンジ用途において、唯一のシステムを実現することである。このことが意味していることはユーザーにとって１つの周辺ユニット（例えば携帯型操作機、リモコンなど）を用いるだけで済むということであり、それだけで全ての所望の機能を制御することができなければならないということでもある。同時にコストに関しても有利である。なぜなら車両側に前述した機能の全ての制御を実施できる唯一の制御機器を取り付けるだけでよいからである。

また望ましくは車両側の制御機器にタイヤ空気圧の監視とコントロール機能を備えさせることであり、その場合の周辺ユニットはタイヤ空気圧センサである。タイヤ空気圧のコントロール装置は例えば"タイヤガード"ないし"ＴＰＭＳ（タイヤ空気圧監視システム"Tire Pressure Monitoring System"）とも称される。この場合"タイヤガード"はいわゆる直接的なタイヤ空気圧監視システムであり、ここではタイヤに配設されバッテリーによって給電されるセンサによってタイヤ空気圧が連続的に測定される。現下のタイヤ空気圧に関する符号化された情報は、高周波な信号として受信機に伝送され、相応のデータが専用のソフトウエアによって制御機器内で評価され、インストルメントパネルに表示される。その際には自動車の車輪に設けられた複数のセンサもライセンスフリーの周波数帯域（通常は３１５ＭＨｚ〜４３３．９２ＭＨｚ）で動作し、そのためＲＫＥ及びＰＡＳＥ装置でも使用され得る周波数領域である。

複数の標準用途の装置、例えばＲＫＥシステム、ＰＡＳＥシステム、タイヤガード、ＴＰＭＳ装置やロングレンジ用途の装置を１つのシステム内に統合することはいろいろな理由から望ましいことである。ユーザーの側から見た観点ではこのことは例えば携帯型操作機器として構成された唯一つの周辺ユニットを持っているだけで、前述した全ての機能の制御ができることを意味する。また別の観点からは、例えばコストに関しても、車両側との無線通信と前述した機能に対する制御シーケンスを実行する唯１つの制御機器を車両側に設けるだけでよいことを意味する。

しかしながらその反面様々な部分で相対抗する要求を充たさなければならないことにも直面する。これらの異なる要求は例えばそのつど使用する周波数帯域、変調方法、データ伝送レート、所要の帯域幅、受信ユニットの感度や相応する信号の送受信に要する送信出力や各アンテナ特性などである。例えばＵＳ２００４／０１１３７６５Ａ１明細書には１つの制御機器と複数の周辺ユニットからなる装置が開示されており、ここでは前記制御機器が送信器を用いて低周波での送信を行い、受信機を用いて別の著しく高い周波数での受信を行っている。またこれとは別の、例えばＵＳ２００２／０１７７４０６Ａ１明細書及びＥＰ１１８７３４６Ａ２明細書から公知の装置では、通信が２つの異なる変調方式を用いて行われており、その場合には唯１つの受信機を別の変調方式に切り換えるために複数のチャネルのうちの１つを介していわゆるウエークアップ信号だけが送信されている。

発明が解決しようする課題
それ故に本発明の課題は、様々な要求を十分に満たすことのできる、ワイヤレス通信のための制御機器と、異なる標準用途及び／又はロングレンジ用途のための少なくとも１つの周辺ユニットとを提供することである。

課題を解決するための手段
前記課題は請求項１に記載された本発明による制御機器によって解決される。

標準用途の場合とロングレンジ用途の場合の通常の周波数領域が描写されているテーブル 専用アンテナを備えた実施例のブロック回路図 交互に若しくは平行して使用される切換型共通アンテナを備えた実施例のブロック回路図 交互に若しくは平行して使用される切換型共通アンテナと切換型専用アンテナとを備えた実施例のブロック回路図 交互に若しくは平行して使用される切換型共通アンテナと専用アンテナとが同時に利用される実施例のブロック回路図 スイッチングマトリックスを介して割り当てられる複数のアンテナを備えた実施例のブロック回路図 図２から図６による実施例において用いられる例示的な回路装置のブロック回路図 本発明による制御機器を備えたボディコントローラの実施例のブロック回路図 図８によるボディコンとローラに対する代替的実施例のブロック回路図

従属請求項には本発明の別の有利な実施例及び改善例が記載されている。

前記課題は特に、標準用途に対する無線信号の受信のための少なくとも１つの受信ユニットと、ロングレンジ用途に対する無線信号の受信のための少なくとも１つの受信ユニットを有し、前記信号は周辺ユニットから標準用途とロングレンジ使用に対して異なる周波数で送信される、少なくとも１つの周辺ユニットを用いたワイヤレス通信のための自動車用制御機器によって解決される。この制御機器はさらに前記２つの受信ユニットのうちの一方若しくは両方に対する少なくとも１つのアンテナと、前記２つの受信ユニットの制御並びに前記２つの受信ユニットの信号評価のためのコントロールユニットとを有している。

以下では本発明を図面に示されている実施例に基づいて詳細に説明する。この場合同じ構成要素には同じ参照符号が付されている。

実施例
従来のＲＫＥ、ＰＡＳＥ、ＴＰＭＳ装置（標準装置）は通常は、ロングレンジ装置に対して用いられる周波数帯域とは別の周波数帯域を使用する。図１にはテーブルが示されており、これは標準装置（ＲＫＥ，ＰＡＳＥ，ＴＰＭＳ）とロングレンジ装置に対して使用される周波数帯域に関する一覧が地理的に異なる設定に依存して描写されている。この場合このテーブル１はヨーロッパ共同体（ＥＣ）、アメリカ合衆国（ＵＳ）、日本、韓国、中国の地域毎に５つの列で表されている。そしてそれぞれの各列にはそれぞれ標準用途（ＲＫＥ，ＰＡＳＥ，ＴＰＭＳ）に対応する周波数領域とロングレンジに対応する周波数領域を備えた２つの行が含まれている。さらにこのテーブル１には、それぞれ表示すべき周波数帯域に所属する使用信号のレベル範囲が表示され、そこでは対応する標準規格若しくは要求がわかる（例えばＥＲＣ，ＦＣＣなど）。

このテーブル１からは、ロングレンジ用途が通常は前述したような標準サービスのときとは異なる別の周波数帯域と信号レベル（許容送信出力ｄＢｍ）を使用することがわかる。特に許容される送信出力はロングレンジ用途においては標準用途（例えばＲＫＥ，ＰＡＳＥ，ＴＰＭＳ）のものよりも高い方が望ましい。このことはより高いものが求められる到達範囲に基づいても必要である。そのため標準用途では望まれるような前述のロングレンジ用途よりも技術的に低コストな実現が可能である。

伝送された信号の変調に関しては、ロングレンジ用途では（例えば日本におけるＡＲＩＢ標準（ＡＲＩＢ ＳＴＤ−Ｔ６７）のように）狭帯域が目論まれるか、若しくは（例えばアメリカ合衆国のように）スペクトラム拡散伝送方式が使用される。この場合そのような手法において使用される変調方式には狭帯域な実施形態に対するＦＳＫ（Frequency Shift Keying）、ＡＳＫ（Amplitude Shift Keying）、若しくはダイレクトスペクトラム拡散方式（ＰＳＫ"位相シフトキーイング"）、周波数ホッピング（ＦＳＫ、００Ｋ＝ｏｎ／ｏｆｆキーイング）が含まれる。それに対して典型的なＲＫＥ装置、ＰＡＳＥ装置、タイヤガード装置若しくはＴＰＭＳ装置の場合は、シフトの大きな周波数シフトキーイング（ＦＳＫ）や振幅シフトキーイング（ＡＳＫ）に絞られる。

標準用途とロングレンジ用途の間のさらなる違いは、典型的に使用されるデータ伝送レートにある。この場合ロングレンジ用途においてはできるだけ高い感度を達成するために低いデータ伝送レートが用いられる。例えばこのロングレンジ用途に対するデータ伝送レートは概ね１ｋｂｉｔ／ｓｅｃである。それに対してＲＫＥ、ＰＡＳＥ、ＴＰＭＳまたはタイヤガードのような標準用途においてはそれよりも高いデータ伝送レート、例えば約５ｋｂｉｔ／ｓｅｃ〜１０ｋｂｉｔ／ｓｅｃの間の伝送レートが用いられる。

さらにロングレンジ用途はいくつかの用途ケースにおいては送受信信号に対して狭帯域なチャネル帯域幅を使用するために互換性がなければならない。このことは使用可能な周波数帯域と割り当てられた標準規格に従っていくつかの地域に当てはまる。このようなチャネル帯域幅はこの場合典型的にはテーブル１からも見てとれるように、韓国においては１２．５ｋＨｚ、日本においては２５ｋＨｚ、そして欧州においても２５ｋＨｚである。さらにロングレンジ用途はいくつかのケースにおいてはスペクトラム拡散伝送方式に対する伝送規定に対して互換性がなければならない。このことは例えばアメリカ合衆国に当てはまる。このケースでは使用され得る帯域幅は典型的には６００ｋＨｚであり、それによってこのロングレンジ用途のための送受信ユニットと所属のアンテナの実現に対しては全く別の要求が生じる。ＲＫＥ、ＰＡＳＥ、並びにタイヤガード用途のケースにおいては信号伝送に対して５０ｋＨｚ〜３００ｋＨｚの帯域幅が通常であり、そのためロングレンジ用途におけるものとは別の種類の要求が技術的な実現に対して求められる。

従来の標準用途に対する装置とロングレンジ用途に対する装置との間のさらに明らかな違いは、送受信ユニットに求められる感度にある。この場合ロングレンジ用途に求められる感度は−１１５ｄＢｍよりも小さい領域にあり、それに対してＲＫＥ，ＰＡＳＥ並びにタイヤガード装置に対して求められる受信ユニットの感度は例えば約−１０５ｄＢｍである。ロングレンジ用途のケースないしはそこに用いられる受信ユニットにおいては、この要求には例えば特に雑音の少ないプリアンプなどの特殊な回路技術的手段が必要とされる。しかしながらこのことは装置を複雑にし過度に高いコストにも結びつく。

その他にも一方のロングレンジ用途ともう一方の標準用途では送信出力に対して異なった要求が設定される。この場合ロングレンジ用途のための送信ユニットの送信出力に対しては少なくとも＋１４ｄＢｍ用の設計仕様が必要であり、それに対してＲＫＥ，ＰＡＳＥ並びにタイヤガード装置の送信出力は通常の許容される＋１０ｄＢｍよりも遙かに低い値となっている（すなわち典型的には−２０ｄＢｍ）。

さらに従来の標準用途に対する装置とロングレンジ用途に対する装置との間のさらなる大きな違いは、使用される送受信アンテナに対する要求から生じる。この場合もロングレンジ用度の領域における要求の方が、ＲＫＥ，ＰＡＳＥ並びにタイヤガード装置におけるものよりも明らかに高い。このことは、ロングレンジ用途においてダイバーシティアンテナ方式の利用頻度を高めることになる。このダイバーシティアンテナ方式とは送信機若しくは受信機毎に複数のアンテナを使用して、無線伝送における干渉作用を低減させるための方法と装置からなる。この方式は特にロングレンジ用途のケースのような遠く離れた距離を介した移動無線装置において必要となる。ここにおいて例えば複数のアンテナが受信アンテナとして使用されるならば、それらのアンテナのうちの少なくとも１つは信号の消失していない箇所に存在する確率が高くなる。それに応じて受信ユニットにおいても、どのアンテナがちょうど最良の信号を受信しているかを識別して、その信号を積極的に利用する機能が必要となる。

前述してきたロングレンジ用途に対するＲＫＥ，ＰＡＳＥ，タイヤガードなどの標準用途の送受信ユニットに対する要求の相違からは次のような結論が導き出せる。すなわち標準用途における無線伝送の実現においては所期の低コストな実現が前面に出されるのに対してロングレンジ用途の送受信ユニットのケースでは電力指向のデザインが要求されることである。しかしながらこのことは、唯一のワイヤレスコントロールユニットと唯一の所属の制御機器へのロングレンジ用途と標準用途の可及的にフレキシブルで低コストな統合において基本的な問題が存することを表している。

その上さらにそのような統合においてはきるだけ高い拡張性に対する要求も存在する。従来の自動車における標準装備においては一般にロングレンジ用途の領域に係わる機能は備わっていなかった。しかしながらそのような標準装備ができるだけ容易に低コストで実施可能であることあるいは追加装備可能であることは、ユーザーに自動車のワイヤレス制御に対して唯１つの操作ユニットのみを使用可能にさせる上で望ましいことである。

例えばロングレンジ用途の機能と標準用途の機能が統合化された公知の解決手段では、頻繁に同じ周波数帯域が信号伝送に使用される。それ故にロングレンジ用途に対して必要な送信出力は実現できない。このケースでの唯一の解決手段は、標準用途用の既存の送受信ユニットにおいて受信ユニットの感度をさらに高めるべく最適化することである。しかしながらその場合に得られるロングレンジ用途に対する到達範囲は典型的には１００ｍ弱でしかなく、それに対して望まれるのは少なくとも６００ｍの到達範囲が達成できることである。

標準用途とロングレンジ用途の統合化されたさらに別の公知装置では、この目的のために２つのサービスグループに対して異なる周波数帯域を用いている。その場合に車載側制御機器内の送受信ユニットの能力（送信出力など）に関してはロングレンジ用途向けに設計仕様されており、さらに２つの周波数帯域が用いられている。しかしながらこのいわゆる"デュアバンドモード"とも称される作動方式は、結果としてその高周波特性又はその適応化ないし切換に関して相当な妥協が強いられる。そのような妥協はとりわけ統合化されたロングレンジ用途に望まれる能力に対してマイナスの影響を及ぼす。さらにワイヤレス遠隔制御の"デュアルバンドモード"の周辺条件はそのような装置の望ましい拡張性にも悪影響を及ぼす。

それに対して本発明では少なくとも２つの別個の送受信ユニットが唯一のコントロールユニットと協働して用いられるだけである。その際には送受信ユニットの一方がＲＫＥ、ＰＡＳＥ、ＴＰＭＳ（タイヤガード）などの標準用途の技術的要求に向けられ、最適化される。そしてもう一方はロングレンジ用途の技術的要求に向けられ最適化される。さらに車載側制御機器は、相応のソフトウエアを備えたマイクロコントローラの中で完全に若しくは部分的に実現されてもよいし、状態機器として実施されてもよい。この制御機器はその場合唯１つのインターフェースのみを介して駆動制御されてもよい。その際にはＲＫＥ、ＰＡＳＥ、ＴＰＭＳ（タイヤガード）などの標準用途の機能制御もロングレンジ用途の機能制御もこのインターフェースを介して行われる。これはとりわけ少なくとも２つの送受信ユニットに対して唯１つのアンテナのみが使用される場合、若しくは少なくとも２つの送受信ユニットが同じアンテナ（ｎ）を同時に若しくは切り換えによって共通に使用する場合には特に有利となる。

以下の明細書で説明する実施例では、理解を容易にする理由から常に２つの分離された送受信ユニット（トランシーバ）のケースしか示していないが、しかしながら本発明ではそれ以上の数の送受信ユニットももちろん可能である。図２による実施例では、第１の送受信ユニット１と第２の送受信ユニット２が設けられている。さらにこの図２による実施例は、共通使用されるコンポーネント用の機能ブロック３とコントロールユニット４を含んでいる。さらにデータバス４を介して複数のいわゆる機能制御部が車載側制御機器のコントロールユニット４と接続されている。これらの機能制御部は、それぞれＲＫＥ（リモート型キーレスエントリーシステム）用機能制御部５と、ＰＡＳＥ（パッシブ・スタート・エントリーシステム）用機能制御部６と、タイヤガード用機能制御部７と、ロングレンジ用機能制御部８を含んでいる。

さらに図１によれば、コントロールユニット４は２つの送受信ユニット１及び２に接続されている。これらの送受信ユニット１，２は、それぞれ機能ブロック３にも接続されている。送受信ユニット１及び２の各々は、この場合完全な送信パスと受信パスを含んでおり、すなわち高周波回路部分からデータインターフェースまで含んでいる。この場合これらの送受信ユニット１及び２は、それが回路技術的に実現可能であってかつ例えばコスト的な観点からも有利である場合には、所定のコンポーネントを共通使用する。共通使用され得るコンポーネントとしては例えば水晶発振器や電圧制御発振器（ＶＣＯ）あるいはベースバンドコンポーネントなどが挙げられる。

送受信ユニット１は、ＲＫＥ，ＰＡＳＥ，タイヤガード（ＴＰＭＳ）用に対して生じる要求に向けて設計されている。その場合にこの送受信ユニット１は、次のような場合には純粋に受信機のみで構成されていてもよい。すなわち例えばＲＫＥ，ＰＡＳＥ，タイヤガード（ＴＰＭＳ）用の無線接続が単方向でのみ形成される場合、つまり周辺ユニットからの信号のみが制御機器に伝送され、周辺ユニットないし携帯ユニットへの信号は何も伝送されない場合である（例えばタイヤ空気圧監視システムであるタイヤガードにおいては空気圧センサ内の周辺ユニットから制御機器へ信号が伝送されるのみである）。送受信ユニット２は、ロングレンジ用途の作動に対して生じる要求に向けて設計されている。

コントロールユニット４は前記２つの送受信ユニット１，２を制御している。このことは特に送受信ユニット１及び／又は送受信ユニット２の活動化とこれらの送受信ユニットの作動モード、例えば送信、受信、ポーリングに該当する。さらにこの制御には次のような機能も含まれる。すなわちチャネル選択や、送信ないし受信特有のパラメータ、例えば送信出力、チャネルフィルタ、変調方式、データ伝送レート、プロトコルフォーマットなどの設定のための機能も含まれる。さらにコントロールユニット４のさらなる機能性は、そのつどの受信信号のプロパティの評価、例えば受信信号強度表示ＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indication）、周波数変動、巡回冗長検査（ＣＲＣ）などである。この場合コントロールユニット４は、ソフトウエア制御されたマイクロコントローラかまたは状態機器（State Machine）として実施されていてもよい。

その上さらにコントロールユニット４は通信の経過をいわゆる肯定応答信号の伝送とＡＲＱ（Automatic Repeat reQuest）プロトコルの利用によって制御してもよい。コントロールユニット４のさらなる目的は、機能制御部５〜８の様々な機能シーケンスの同期であり、特にそれらの優先付けである。コントロールユニット４のさらなる別の機能は、信号送信のためのデータ処理の実施（例えばフレーム形成、多重伝送、多重チャネル動作など）と、信号受信のためのデータ処理の実施（例えば受信したデータの妥当性チェック、エラー補正、メンバシップ検査／ＩＤ及びチャネル走査など）である。それ故に無線通信のための車載側制御機器には、一般にＯＳＩレイヤモデルに準拠した物理層（ＰＨＹ）及びデータリンク層（ＤＬＬ）のタスクが含まれる。またこれらの機能性から離れて、簡素化の理由からの規模の縮小や特定の特徴による補足も必要に応じて可能である。

図２において"バス"で表されているバスインターフェースを介して送信すべきデータないしは受信すべきデータがコントロールユニット４から相応の機能制御部５〜８へないしは相応の機能制御部５〜８からコントロールユニット４へ伝送される。車載側制御機器は、独立型の装置であり、例えば車両内に張り巡らされたインターフェースないしデータ交換用接続線路、例えばＬＩＮバス（Locol Interconnect Network Bus）ないしＣＡＮバス（Controller Area Network Bus）を介して機能制御部５〜８に接続されている。またその他の適したバス接続線路も使用可能である。実施形態に応じてこれらの機能制御部５〜８は、図２に例示的に示されているように相互に分離された制御装置であってもよいし、あるいは無線通信のための車載側制御機器内へ個別に若しくは完全に統合化されてもよい。

それぞれ具体的に選択されて実現される技術的特徴と基礎となる要求に依存して、送受信ユニット１及び２は様々に作動され得る。その際に生じ得る作動モードとして、２つの送受信ユニット１，２の排他的な作動モードがある。すなわち特定の時点において常に一方の送受信ユニットのみが作動（送信及び／又は受信）しているモードである。さらに可能な作動モードは受信モードにおける２つの送受信ユニット１，２のパラレル動作モードである（パラレル受信）。すなわちこの場合は２つの送受信ユニット１，２が同時に受信モードにはいるが、いずれにせよ同時に送信モードには入らない。その他に可能な作動モードは、受信モードと送信モードにおける２つの送受信ユニット１，２のパラレル動作である。すなわちこの場合は２つの送受信ユニット１，２が同時に受信モードにも送信モードにも入り得る。また特に車載側制御機器の装置が２つ以上の送受信ユニットを含んでいる場合には相応に送信モードと受信モードの組み合わせや混合形態も可能である。共通のコントロールユニット４の利用によって、２つの送受信ユニット１，２のパラレル動作のもとでは特にポーリング動作において大きな利点が得られる。ＲＫＥ，ＰＡＳＥ，ＴＰＭＳ（タイヤガードシステム）並びにロングレンジ用途のサービスでは部分的に同時の問い合わせが可能であり、複数の情報を同時に得ることができるため、システムの応答時間が大幅に短縮でき、少なくとも全てのチャネルの逐次問い合わせは、部分的に省くことが可能となる。それと同時にこれらのパラレル動作は電流消費に対しても有利に働く。なぜなら全体として長くかかる受信時間が、短時間の平行して行われる複数の受信過程に置き換わるからである。それにより電流消費が著しく低減される。

送受信アンテナと個々の送受信ユニットの接続形成と割当ては、様々な実施形態で行われる。それらのうちのいくつかの実施例が図２〜図６に示されており、これらは以下の明細書でも詳細に説明する。この場合図３〜図６の実施例においても図２において説明した構成要素が含まれている。図２による実施例では、２つの送受信ユニット１，２に対して別個の２つのアンテナＡＮＴ１，ＡＮＴ２が用いられている。すなわち２つの送受信ユニット１，２のそれぞれに対して固有のアンテナが排他的に使用されている。さらにここでのアンテナは、次のようなアンテナに関している。すなわち信号の送信にも受信にも使えるアンテナである。車載側制御機器の各送受信ユニット１，２に対するアンテナＡＮＴ１，ＡＮＴ２の排他的割当てによってそれぞれの周波数領域に対するアンテナの最適化が可能となる。その場合これらのアンテナは通信のために制御機器内でいわゆる内部アンテナとして統合されてもよいし、自動車において制御機器外部に例えば自動車の車体にいわゆる外部アンテナとして配置されてもよい。

標準用途（ＲＫＥ，ＰＡＳＥ，タイヤガード）のための送受信ユニット１とロングレンジ用途のための送受信ユニット２を有している図２に示されている装置では、アンテナＡＮＴ１が送受信ユニット１に対して有利には内部アンテナとして実施されており、これによって制御機器の自動車内への組みこみの際に僅かなサイズが達成される。内部アンテナとしての実施形態は良好に適する。なぜなら標準用途のデータ伝送に対してはロングレンジ用途のときのように広い無線通信の到達範囲は必要ないからである。それ故送受信ユニット２に対するアンテナＡＮＴ２は、ロングレンジ用途の作動モードのための図２による有利な外部アンテナとして実施され、これはそのサイズと自動車内外での配置に関連して到達範囲の向上に寄与する。

図３には、送受信ユニット１，２に対して共通のアンテナＡＮＴ１を備えた制御機器が示されている。このケースにおいて使用されているアンテナＡＮＴ１は、標準用途（ＲＫＥ，ＰＡＳＥ，タイヤガード）の周波数領域に対しても、ロングレンジ用途の周波数領域に対しても使用できるように設計されている。そのようなアンテナは一般にデュアルバンドアンテナとも称されている。このアンテナＡＮＴ１の送受信ユニット１，２への接続形成とこれらのユニットに対する割当ては、結合器９を介して行われている。この結合器９は切換えスイッチ又は分波器として実施されていてもよい。結合器９が切換えスイッチとして構成されている場合には、前述したような２つの送受信ユニット１，２の排他的な動作の作動モードが実現できる。すなわち所定の時点において常に送受信ユニット１，２のうちの一方のみが活動化（送信及び／又は受信）されてアンテナＡＮＴ１に接続される。それに対して分波器として実施された結合器９の場合には、２つの送受信ユニット１，２のパラレル動作が受信モード若しくは送受信モードにおいて唯一のアンテナＡＮＴ１を用いて実現される。車載側制御機器の装置が２以上の送受信ユニット１，２を含んでいる場合には、送受信動作の相応の組み合わせや混合形態がここでも実現可能である。

図４にはさらに別の実施例が示されており、ここでも図３の実施例のように送受信ユニット１，２によって共通使用されるデュアルバンドアンテナＡＮＴ１が用いられ、さらに専ら送受信ユニット２のロングレンジ用途の動作に対して使用される第２のアンテナＡＮＴ２も用いられている。アンテナＡＮＴ１の送受信ユニット１，２への接続形成とこれらのユニットへの割当てはここでも結合器９を介して行われている。第２のアンテナＡＮＴ２の送受信ユニット２への接続形成は図４においてはスイッチ１０を用いて行われており、それ故送受信ユニット２は排他的に使用され得る。このスイッチ１０を介して送受信ユニット２はアンテナＡＮＴ１か若しくはアンテナＡＮＴ２に割り当てられる。そのようにしてロングレンジ用途のための送受信ユニット２に対しては切り換えられたダイバーシティアンテナが可能である。送受信ユニット２はスイッチ１０を介してそれぞれのアンテナを選択するので、所与の条件のもとで最良の信号品質と、ロングレンジ用途のための到達範囲が得られるようになる。

図５による実施例においては、図４の実施例のように送受信ユニット１，２によって共通使用されるデュアルバンドアンテナＡＮＴ１が利用され、専ら送受信ユニット２のロングレンジ用途に対して使用される第２のアンテナＡＮＴ２も用いられている。アンテナＡＮＴ１の送受信ユニット１，２への接続形成とこれらのユニットへの割当てはここでも結合器９を介して行われている。しかしながら第２のアンテナＡＮＴ２の送受信ユニット２への接続形成はここにおいては切換スイッチ若しくは分波器なしで直接行われており、それ故送受信ユニット２は専ら連続的に使用される。この目的のために図５の送受信ユニット２は、アンテナＡＮＴ１とＡＮＴ２の同時の接続形成と使用のために２つの高周波入力側を含んでいる。それにより送受信ユニット２に対してはダイバーシティアンテナの同時利用の可能性が生じる。つまりアンテナＡＮＴ１とＡＮＴ２の２つの独立した信号が同時に利用され評価されることを意味する。その際に結合器９が分波器として実施される場合には、各時点毎にダイバーシティアンテナの同時利用が可能である。なぜならアンテナＡＮＴ１とＡＮＴ２の信号は永続的に得られるからである。代替的に結合器９がアンテナＡＮＴ１の信号を送受信ユニット１かまたは送受信ユニット２に切り換えるためのスイッチとして構成されている場合には、送受信ユニット２に対するダイバーシティアンテナはアンテナＡＮＴ１が送受信ユニット１によって利用されない場合にのみ使用可能となる。

図６には、ｎ個のアンテナＡｎｔ１，Ａｎｔ２…Ａｎｔｎがスイッチングマトリックス１１を介して送受信ユニット１，２と任意に接続され得る実施例が示されている。このスイッチングマトリックス１１を介すことによって所期の任意の状況ないしはそのつどの所与の送受信条件のもとで最適な状況がｎ個のアンテナＡｎｔ１，Ａｎｔ２…Ａｎｔｎから標準用途ＲＫＥ，ＰＡＳＥ，タイヤガードに対してとロングレンジ用途に対して選択される（ダイバーシティアンテナ）。その際にはこの実施形態に応じて送受信ユニット１に対してもダイバーシティアンテナが用いられてもよい。

図面を見やすくシンプルに表す目的で図２から図６には送受信ユニット１，２において送信モードと受信モードの間の切換のためのスイッチは何も示されていない。さらに図２から図６において可能な実施形態の間では統合化されたアンテナと外部アンテナとの間で区別は行っていない。なぜならそのつど用いられるアンテナと送受信ユニットとの間の可能な接続の描写に対する焦点が存するからである。この場合前述したアンテナの内部アンテナとしての実施形態あるいは外部アンテナとしての実施形態は、例えば受信特性や送信出力ないしは受信感度などの技術的な必要性と当該アンテナに対する既存の組み付け条件に応じて任意に選択可能である。既に前述したように、２以上の送受信ユニットを有する実施形態に対する送受信ユニットへのアンテナ接続のさらなる状況は、図２〜図６による既存の実施例から容易に導き出すことが可能である。

図７には、２つの送受信ユニットと所属のコントロールユニットが１つの集積回路１８（例えばＡＳＩＣ）において統合されている、本発明の例示的な実施形態が示されている。このケースにおいては複数の場合によっては割り当てられる高周波装置、例えば異なる入力側フィルタ及び／又は増幅器が個別に外部で実施されてもよい。それに応じてこれらの高周波装置は標準用途向け高周波装置１６とロングレンジ向け高周波装置１７の前に接続される。集積回路１８はコントロールユニット４と、伝送技術及び無線信号の変調ないし復調から公知の装置、すなわちベースバンド用装置１２と中間周波数用装置１３（中間周波用チャネルフィルタ、復調器）と、高周波用装置１４（高周波用ＬＮＡ／ＰＡミクサ、この場合前記ＬＮＡは"Low Noise Amplification"、ＰＡは"Power Amplifier"の略語である）を含んでいる。これらの送受信ユニットのコンポーネントとコントロールユニットの唯一の集積回路（例えばＡＳＩＣ）への統合によって、複数の昨日要素の共通使用が最大限得られ、車載側の無線通信用制御機器のコンパクトで低コストな実現の達成が可能となる。

送受信ユニットとコントロールユニットは、例えばいわゆるボディコントローラないしボディコントロールユニットの包括的な制御装置の一部として実施可能である。このボディコントロールユニット（ＢＣＵｓ）と称されるものは、複数の機能部が１つのケーシングに統合されている総合的な制御装置である。このボディコントロールユニットは使用される車両構造に応じて様々な実施形態が存在する。エンジンルーム内へ組み込まれるケースではボディコントロールユニットは例えばヘッドライトやウインカー、ワイパー装置などを制御する。自動車のトランクルームに組み込まれる場合には、ボディコントロールユニットは例えばバックランプ、モーターアンテナ、リアワイパー、スライドドアイージークローザー等の制御のために用いられる。中央のボディコントロールユニットは、集中ドアロックシステム、イモビライザー、空調装置、タイヤ空気圧監視装置などの制御を統括する。さらにスライドドアやサンルーフ機能に対しても補足的にボディコントロールユニットを用いてもよい。その際にはこのボディコントロールユニットは典型的にはモジュラー式の構成であり、そのため容易に拡張が可能で機能的な統合レベルも高い。車両全体としての電子構造部への組みこみは、プラグコネクタやワイやハーネスの数を低減させると同時に信頼性と経済性への貢献も高くなる。

図８には、ボディコントロールユニット内へ無線通信用制御機器が統合されている実施例が示されている。ここではボディコントロールユニットを単にボディコントローラとも称する。このボディコントローラは既に図２〜図６の説明から既知のコントロールユニット４と、共通使用コンポーネント用の機能ブロック３と、送受信ユニット１及び２が含まれている。さらにこのボディコントローラには、ＲＫＥ（キーレスエントリーシステム）用の機能制御部５と、ＰＡＳＥ（パッシブ・スタート・エントリーシステム）用の機能制御部６と、タイヤガード（ＴＰＭＳ）用の機能制御部７と、ロングレンジ用の機能制御部８も含まれている。この場合これらの機能制御部５〜８は図８にも示されているように例えばマイクロコントローラ１５内に統合されて実施されていてもよい。そのようなケースでは、コントロールユニット４への接続形成は別のバスインターフェースを介して行われる。当該の実施例ではいわゆるＳＰＩインターフェースとして実施されている。このシリアルペリフェラルインターフェース"ＳＰＩ"はここではホストプロセッサ（すなわちマイクロコントローラ１５）と周辺ユニット（すなわちコントロールユニット４）の間の非同期シリアル通信のために用いられる。

図９には、ボディコントロールユニット内へ無線通信用制御機器が統合されているさらに別の実施例が示されている。図８による実施例に対し、この図９による実施例においてもコントロールユニット４がマイクロコントローラ１５内で実現されている。図８と図９に示されているこれらの実施例は、既に自動車内へ組み込まれている制御機器の状態におけるそのつどの要求に対して非常にフレキシブルな対応が可能である。マイクロコントローラ１５内の種々異なるソフトウエアの利用によって自動車に組み込まれた状態で装置の構成と制御の変更を実施することが可能である。このことは例えば、自動車の完成時にはまだ備え付けられていなかったさらなる機能要素がＲＫＥ，ＰＡＳＥ，ＴＰＭＳ及びロングレンジ用途の領域から事後的に実現されるような場合に必要となる。

さらに図示の実施形態は車載側制御機器の拡張性に関する高い融通性によって秀でている。例えば装備変化の枠内で適用ケースに応じて不要な送受信ユニットないし所属のコンポーネントの省略が可能であり、それに応じて制御機器のコスト的に最適な実施形態が得られる。それにより例えばＲＫＥ，ＰＡＳＥ，ＴＰＭＳなどの標準用途とロングレンジ用途に対するデータ伝送ないしは通信の拡張が可能となり、フレキシブルに構成可能な唯一の制御機器への低コストな統合も可能となる。

Claims (17)

1. １つの周辺ユニットを用いたワイヤレス通信のための自動車用制御機器において、
   標準用途に対する無線信号受信のための少なくとも１つの受信ユニット（１）と、
   ロングレンジ用途に対する無線信号受信のための少なくとも１つの受信ユニット（２）を有し、前記無線信号は周辺ユニットによって標準用途とロングレンジ使用に対して異なる周波数で送信されており、さらに、
   前記２つの受信ユニット（１，２）のうちの一方若しくは両方に対する少なくとも１つのアンテナ（ＡＮＴ１）と、
   前記２つの受信ユニット（１，２）の制御並びに前記２つの受信ユニット（１，２）の信号評価のためのコントロールユニット（４）を有しており、
   前記受信ユニット（１，２）の各々は、それぞれ周辺ユニットへの信号送信も可能である、組合わされた送受信ユニット（１，２）の一部として構成されていることを特徴とする制御機器。
2. 前記受信ユニット（１，２）ないし送受信ユニット（１，２）は、異なる感度、異なる受信帯域、異なるデータ伝送レート及び異なる復調方法のうち少なくとも一方を有している、請求項１記載の制御機器。
3. ２つの送受信ユニット（１，２）が、異なる送信周波数、異なる送信出力、異なる送信帯域、異なるデータ伝送レート及び異なる変調方法のうち少なくとも一方を有している、請求項２記載の制御機器。
4. 前記受信ユニット（１，２）ないし送受信ユニット（１，２）の各々に専らそれぞれ１つのアンテナ（ＡＮＴ１，ＡＮＴ２）が対応付けられている、請求項１から３いずれか１項記載の制御機器。
5. 前記２つの受信ユニット（１，２）ないし送受信ユニット（１，２）は結合器（９）を介して１つのアンテナ（ＡＮＴ１）を使用可能である、請求項１から４いずれか１項記載の制御機器。
6. 前記結合器（９）は分波器であり、該分波器は２つの受信ユニット（１，２）ないし送受信ユニット（１，２）を永続的にアンテナ（ＡＮＴ１）に結合させる、請求項５記載の制御機器。
7. 前記結合器（９）は切換えスイッチであり、該切換えスイッチは２つの受信ユニット（１，２）の一方ないしは送受信ユニット（１，２）を選択的にアンテナ（ＡＮＴ１）に結合させる、請求項５記載の制御機器。
8. 少なくとも２つのアンテナ（ＡＮＴ１…ＡＮＴｎ）はスイッチングマトリックス（１１）を用いて受信ユニット（１，２）の少なくとも１つないしは送受信ユニット（１，２）を使用可能である、請求項５記載の制御機器。
9. 前記スイッチングマトリックス（１１）はダイバーシティアンテナ装置である、請求項５記載の制御機器。
10. 少なくとも２つのアンテナが設けられており、該アンテナは周波数経過、方向性効果、サイズ及び設置箇所のうち少なくとも一方が異なっている、請求項１から９いずれか１項記載の制御機器。
11. コントロールユニット（４）が周辺無線ユニット（５〜８）と結合されている、請求項１から１０いずれか１項記載の制御機器。
12. 前記コントロールユニット（４）は、周辺無線ユニット（５〜８）とインターフェース（ＢＵＳ）を介して結合されている、請求項１１記載の制御機器。
13. 前記インターフェース（ＢＵＳ）は、シリアル周辺インターフェース（ＳＰＩ）である、請求項１２記載の制御機器。
14. コントロールユニット（４）がマイクロコントローラ内で実行される、請求項１から１３いずれか１項記載の制御機器。
15. 前記無線ユニット（５〜８）は、マイクロコントローラ内で実行される、請求項１１から１４いずれか１項記載の制御機器。
16. 前記送受信ユニット（１，２）は、特定用途向けＩＣ（ＡＳＩＣ）内で実行される、請求項１から１５いずれか１項記載の制御機器。
17. コントロールユニット（４）が特定用途向けＩＣ（ＡＳＩＣ）内で実行される、請求項１から１５いずれか１項記載の制御機器。

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