JPH11168415A

JPH11168415A - 自動車遠隔キーレス・エントリ・システム用受信機

Info

Publication number: JPH11168415A
Application number: JP25210198A
Authority: JP
Inventors: Kevin Joseph Hawes; ケヴィン・ジョセフ・ホーズ; Stephen Newton Rohr; スティーヴン・ニュートン・ローア; Franck Bruce Woloch; フランク・ブルース・ウィロク; John Allen Hite; ジョン・アレン・ハイテ
Original assignee: Delco Electronics LLC
Current assignee: Delco Electronics LLC
Priority date: 1997-09-11
Filing date: 1998-09-07
Publication date: 1999-06-22
Also published as: EP0903456A1

Abstract

(57)【要約】【課題】キーレス・エントリ・システムの遠隔ユニッ
トのための改良された無線周波数受信機を提供する。【解決手段】キーレス・エントリ・システムの遠隔ユ
ニット１２用の強化された無線周波数受信機は、少なく
とも２つの電気的に分離され且つ相互に垂直関係にある
アンテナ６０ａ、６０ｂと、個々に受信された信号を加
法的関係で組み合わせる受信機回路５４とを含む。遠隔
ユニットは、空芯アンテナ６０ａと、該空芯アンテナの
磁気軸に対して垂直な少なくとも１つのフェライト・コ
ア・アンテナ６０ｂとを含む。個々のアンテナにより受
信された無線周波数信号は、同時に増幅され且つ検出さ
れ、次いで組み合わされ且つ増幅され、遠隔ユニットの
制御器５２に対する入力を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車キーレス・
エントリ（鍵なし入場）・システムに関し、特に、信号
受信を強化した無線周波数受信機に関する。

【０００２】

【従来の技術】主に安全と利便性の特徴として開発され
たので、自動車遠隔キーレス・エントリ・システムは、
ドライバが遠隔で施錠し、又は施錠解除し、トランクを
開け、室内灯をターンオンし、又はパニック・アラーム
（非常用警報）を鳴らすようにさせる。遠隔でドアを開
けること、エンジンの始動、及び座席位置及びアクセサ
リの個人化のような遠隔の他の機能がまた提案されてき
た。それらの機能は、車両制御器と通信する遠隔ユニッ
トにより（しばしばキー・フォッブ（fob）の形式で）
初期化される。安全の目的のため、双方向通信を要する
全く精巧なパスワード方式が開発された。こうして、遠
隔ユニットは、送信機ばかりでなく、受信機でもある。

【０００３】一般に能動的と称される一つのタイプのシ
ステムにおいては、機能は、例えば遠隔ユニット上の対
応するボタンを押すドライバにより初期化される。一般
に受動的と称される他のシステムにおいては、或る一定
の機能は、遠隔ユニットが車両に接近するとき常に自動
的に初期化される。そのような受動的システムにおいて
は、遠隔ユニットの直ぐ近傍で或る一定の機能のみが初
期化されるように、複数のアンテナを車両の周り又はそ
の中に設置することも既知である。

【０００４】大抵の車両製造業者は、遠隔ユニットがほ
ぼ１０メートルまでの距離から信頼性良く機能すること
を要求する。更に、システムは、一般に、車両に関して
遠隔ユニットの向きに拘わらず受け入れ可能で且つおお
よそ等しい性能を達成するため要求される。遠隔ユニッ
トが通常ドライバのポケット又は財布にしまわれるの
で、この要件は特に受動的システムにおいて満たすのが
困難である。上記要件を満足させるため、車両又は遠隔
ユニットに同一場所に配置された２つ以上の相互に垂直
関係にあるアンテナを設けることが提案された。例え
ば、米国特許Ｎｏ．４，８９７，６４４においては、サ
イド・ゾーン（side-zone）・アンテナが、ドア・ガラ
ス上で外の後方視認ミラー表面直ぐ近くに設置されてい
る。そのようなシステムにおいては、マルチプレックス
回路（multiplex circuits）か多相復調かのいずれか
が、受信した通信を検出するため用いられきた。これら
のアプローチは、通常複雑で、従って実行するのにコス
トがかかる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題はキーレ
ス・エントリ・システムの遠隔ユニットのための改良さ
れた無線周波数受信機を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、少なくとも２
つの分離され且つ相互に垂直関係にあるアンテナと、個
々に受信された信号を加法的関係で組み合わせる受信機
回路とを含む、キーレス・エントリ・システムの遠隔ユ
ニットのための改良された無線周波数受信機を指向す
る。好適な実施形態において、遠隔ユニットは、空芯ア
ンテナ（それは、印刷回路基板上の導電性痕跡物（trac
e）により、又は通常の巻線コイルにより形成され得
る。）と、その回路基板に取り付けられ且つ空芯アンテ
ナの磁気軸に対して垂直の少なくとも１つのフェライト
・コアとを含む。所望ならば、追加のフェライト・コア
・アンテナが、回路基板上に、空芯アンテナと第１のフ
ェライト・コア・アンテナとの双方に対して相互に垂直
である向きに取り付けられてもよい。個々のアンテナに
より受信された無線周波数信号は、同時に増幅され且つ
検出され、次いで組み合わされて増幅され、遠隔ユニッ
トの制御器への入力を形成する。既知のマルチプレック
ス及び位相復調スキームと比較して、本発明の受信機
は、低減されたコストで帯域幅及び性能が改良されてい
る。本発明の例示的機械化（mechanization）におい
て、相互に垂直関係にある空芯アンテナとフェライト・
コア・アンテナとにより受信された振幅変調された信号
は、個々に増幅され、ショットキー・ダイオードで検出
され、ワイヤードＯＲされ、そして増幅され、遠隔ユニ
ット制御器のための複合入力を形成する。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明は、例示により、添付図面
を参照してここに記載される。本発明の信号加法の無線
周波数受信機が、図１において全体的に参照番号１０に
より示される受動的キーレス・エントリ・システムの文
脈において開示されている。受動的キーレス・エントリ
・システム１０は、遠隔ユニット即ちフォッブ１２、受
動エントリ制御器（ＰＥＣ）モジュール１４、及びキー
レス制御器（ＫＣ）モジュール１６を備える。車両の予
め規定された領域（zone）に配置された多数の受動的ア
ンテナ１８ａ〜１８ｄは、ＰＥＣモジュール１４に結合
され、１２５ｋＨｚ振幅変調された誘導性リンクを介す
る車両対フォッブ通信をサポートする。アンテナ１８ａ
及び１８ｂはドライバのドア及び乗客のドアの付近にそ
れぞれ配置され、アンテナ１８ｃはトランクの付近に配
置され、アンテナ１８ｄは車両の内部でステアリング・
ホイール（かじ取りハンドル）の近くに配置されてい
る。車両の中の中央に配置された能動アンテナ２０は、
ＰＥＣモジュール１４に結合され、３１５ＭＨｚの振幅
変調されたリンクを介するフォッブ対車両通信をサポー
トする。ＰＥＣモジュール１４は、ＫＣモジュール１６
とシリアル・データ・バス２２を介して通信し、ＫＣモ
ジュール１６は、ドアの施錠及びその施錠解除、トラン
クの施錠解除、安全システム及びエンジン始動及び運転
に関係する種々の車両モジュールとインタフェースす
る。ＰＥＣモジュール１４は、マイクロコントローラ３
０、該コントローラ３０をバス２２に結合するためのシ
リアル・インタフェース３２、タイマ・ユニット３４、
受動アンテナ１８ａ〜１８ｄに結合された１２５ｋＨｚ
送信機３６、及び能動アンテナ２０に結合された３１５
ＭＨｚ受信機３８を含む。ＫＣモジュール１６は、マイ
クロコントローラ４０及びシリアル・インタフェース４
２を含む。全体的に参照番号２４で示される多数のスイ
ッチ入力は、ＰＥＣモジュール１４及びＫＣモジュール
１６の双方に対する入力として与えられる。これらスイ
ッチは、ドア施錠／施錠解除スイッチ、トランク施錠解
除スイッチ、及びエンジン始動及び停止スイッチを含
む。

【０００８】図２及び図３に更に詳細に図示されている
フォッブ１２は、オペレータによって開始されるドア施
錠解除、ドア施錠、トランク施錠解除及びパニック・ア
ラームのための複数の押しボタン・スイッチ５０ａ〜５
０ｄを含む。これらのスイッチは、マイクロプロセッサ
５２に対する入力として印加される。マイクロプロセッ
サ５２は、ＲＦ受信機５４及びＲＦ送信機５６に結合さ
れている。マイクロプロセッサ５２、受信機５４及び送
信機５６は、全て内部３Ｖリチウム・バッテリ５７によ
り給電されている。バッテリ寿命を延長させるため、マ
イクロプロセッサ５２は、通常、約１．０μＡの電流の
みを消費するスタンドバイ（待機）状態又はスリープ状
態で動作する。受信機は、連続的に動作し、約１２μＡ
の電流を引き出す。送信機５６は、内部アンテナ５８を
介してＰＥＣモジュール１４の受信機３８に送信する。
ＰＥＣモジュール１４の送信機３６は、信号をフォッブ
１２に１つ又は複数の受動アンテナ１８ａ〜１８ｄを介
して送信し、フォッブ受信機５４は、該送信された信号
を１対の内部アンテナ６０ａ及び６０ｂを介して受信す
る。

【０００９】図３を参照して以下に説明されるように、
アンテナ６０ａ及び６０ｂは、受動アンテナ１８ａ〜１
８ｄとの全方向通信の改良のため相互に垂直関係の向き
に配置されている。前述のシステムは、受動的制御機能
と能動的制御機能の双方をサポートする。能動モードに
おいては、ドライバは、１つ又は複数のフォッブ・ボタ
ン５０ａ〜５０ｄを手動で押し、アンテナ５８及び２０
を介する適切なフォッブ対車両通信を開始する。受動モ
ードにおいては、ＰＥＣモジュール１４は、フォッブ１
２からの応答を導き出すため近接警告信号を受動アンテ
ナ１８ａ〜１８ｄを介して周期的に送信する。この場
合、フォッブ１２からの応答は車両ゾーン信号を含み、
ＰＥＣモジュール１４はＫＣモジュール１６に対してゾ
ーン特定機能を付勢するため信号を送る。例えば、フォ
ッブ１２が受動トランク・アンテナ１８ｃに近接される
ようになる場合、フォッブ応答はトランク・ゾーン信号
を含み、ＰＥＣモジュール１４に対して、丁度フォッブ
のトランク施錠解除ボタン５０ｃが押されたかのよう
に、トランクの施錠を解除するためＫＣモジュール１６
へ信号を送るよう指令する。車両の中に入る際に、類似
の通信が、エンジン始動及び停止を、乗客コンパートメ
ントに配置された始動及び停止ボタン２４を介して使用
可能にする。

【００１０】前述のシステムがフォッブ１２とＰＥＣモ
ジュール１４との間の信頼し得る通信を要求することは
明らかである。このことについて最も必要とする要件
は、車両対フォッブ通信をサポートする１２５ｋＨｚ誘
導性リンクである。そのような通信を容易にするため、
フォッブ１２には、上記に示したように、相互に垂直関
係にある２つの受信機アンテナ６０ａ及び６０ｂが設置
されている。図３は好適な機械化を図示し、そこにおい
てアンテナ６０ａは、一部分巻線コイル６０ａ′により
形成される空芯アンテナ、又はフォッブ回路基板６２上
の多数の導電性痕跡物であり、アンテナ６０ｂは、一部
分回路基板６２上に平らに取り付けられた別個のフェラ
イト・コア・インダクタ６０ｂ′により形成されたフェ
ライト・コア・アンテナである。所望ならば、第３のフ
ェライト・コア・アンテナが、更に別個のフェライト・
コア・インダクタを回路基板６２上にインダクタ６０
ｂ′及びコイル６０ａ′に対して垂直に取り付けられる
ことにより設けられてもよい。各々のフォッブ・アンテ
ナ６０ａ〜６０ｂは、その巻きと同軸の磁気軸を有し、
且つ近くの受動アンテナ１８ａ〜１８ｄとアンテナの相
対的向きに応じてより大きい又はより小さい程度で磁気
的に結合する。フォッブ・アンテナ６０ａ〜６０ｂは電
気的に分離されており、そのためどちらも他方の磁気結
合とインタフェースしないであろう。これは、たとえア
ンテナの一方が受動アンテナに対して垂直に向けられて
も、アンテナの他方が近くの受動アンテナと強力に結合
するので、車両対フォッブ通信を著しく改善する。

【００１１】本発明に従って、フォッブ１２は受信機５
４を含み、該受信機５４は、フォッブ・アンテナ６０ａ
及び６０ｂにより受信された信号を個々に増幅して検出
し、該信号を組み合わせ、次いで該組み合わされた信号
を増幅し、マイクロプロセッサ５２に対する入力を形成
する。受信機５４の電気回路図が図４に示され、その図
４において、アンテナ６０ａは、空芯インダクタ６０
ａ′とキャパシタ７０の並列の組合わせとして示され、
アンテナ６０ｂは、フェライト・コア・インダクタ６０
ｂ′とキャパシタ７２の並列の組合わせとして示されて
いる。各々のケースにおいて、インダクタ及び並列に結
合されたキャパシタは、ＰＥＣモジュール１４の１２５
ｋＨｚ送信機周波数に同調された共振回路を形成する。
一般に、アンテナ６０ａ及び６０ｂにより受信された振
幅変調された信号は、それぞれの前置増幅器７４、７６
に容量結合され、次いで陽極が接続点８２でダイオード
ＯＲされている逆方向に極性付け（pole）されたショッ
トキー・ダイオード７８及び８０により検出され、増幅
器８４に対する入力を形成する。ライン８６上の増幅器
８４の出力は、マイクロプロセッサ５２に対する入力と
して印加される。

【００１２】前置増幅器７４において、アンテナ６０ａ
で受信された信号は、トランジスタ９０のベースにキャ
パシタ９２を介してＡＣ結合される。入力抵抗９４及び
９６はＡＣ信号電圧に対するＤＣオフセットを与え、反
転された信号がコレクタ端子９８に現れる。次いで、該
コレクタ端子９８は、トランジスタ１００のベースにキ
ャパシタ１０２を介してＡＣ結合され、抵抗１０４及び
１０６はＤＣオフセット電圧を再確立する。これが、受
信された信号の増幅されたバージョンをコレクタ端子１
０８に生成し、次いで該受信された信号の増幅されたバ
ージョンはキャパシタ１１０を介してショットキー・ダ
イオード７８の陰極にＡＣ結合され、該ショットキー・
ダイオード７８は以下に記載される数個の受動構成要素
と一緒に受信された信号の振幅変調された包絡線を検出
する。典型的な信号が図５の（Ｂ）から（Ｄ）のグラフ
に見られ、これらのグラフは１対の受信されたＡＣ結合
された信号、及び検出された包絡線を示す。前置増幅器
７６は、前置増幅器７４と同じ要領で機能し、そこでそ
の動作をここで記載する必要性はなく、対応する構成要
素は類似のしかし′を付した参照番号が割り当てられて
いる。アンテナ６０ａ及び６０ｂに対して垂直に向けて
配置された第３のアンテナを組み込む機械化において
は、受信機５４は、前述したような同一の第３の前置増
幅器回路及びショットキー・ダイオードを含むことにな
る。

【００１３】２つのショットキー・ダイオード７８及び
８０の陽極は、接続点８２へ抵抗１１１及び１１２を介
して結合されている。接続点８２での通常又は定常状態
の電圧は抵抗１１４及び１１６により決定される。な
お、該抵抗１１４及び１１６は、バッテリ５７の両端間
に接続され、抵抗１１６に並列に接続されたキャパシタ
１１８のための充電回路を形成する。キャパシタ１１８
は、定常状態の電圧を維持するが、しかしダイオード７
８又は８０が導通するときは常に抵抗１１１又は１１２
を介してより低い電圧になるまで放電する。この回路
は、１０８及び１０８′での信号が等しくキャパシタ１
１８に跨がる電圧に作用するのでダイオードＯＲ回路と
して機能すると言い得る。こうして、各アンテナ６０ａ
及び６０ｂから受信され増幅され且つ検出された信号の
組合わせは、接続点８２に現れる。これは、図５の
（Ａ）から（Ｄ）にグラフで図示され且つ以下に説明さ
れる。

【００１４】接続点８２における検出された包絡線電圧
は、増幅器回路８４にキャパシタ１２０により結合さ
れ、ダイオード１２２は、ＡＣ信号の半波整流を実行す
る。増幅器８４は、トランジスタ１２４、１２６及び１
２８を介して３段の増幅を与え、その結果非常に大きく
増幅されるがしかし反転された信号をトランジスタのコ
レクタ端子１３０に生じる。参照番号１３２により全体
的に示されるＲＣフィードバック・ネットワークは、端
子１３０での出力信号のフィルタリングされたバージョ
ンをトランジスタ１２４のベースにフィードバックす
る。最後に、端子１３０での該増幅された信号電圧は、
抵抗１３４及び１３６により分圧され、トランジスタ１
３８のベースに印加され、該トランジスタ１３８はスレ
ッショルド検出及び別の電圧反転を与える。示されてい
るように、ライン８６上のコレクタ出力は、マイクロプ
ロセッサ５２に対する信号入力を形成する。

【００１５】動作において、受動アンテナ１８ａ〜１８
ｄは、磁気バーストを１２５ｋＨｚで送信し、電圧を、
同調された回路６０ａ′／７０及び６０ｂ′／７２の一
方又は双方において誘導する。該電圧は、前置増幅器７
４及び７６により個々に増幅され、トランジスタ１００
及び１００′のコレクタを１２５ｋＨｚで振動させるよ
うにする。ダイオード７８及び８０は、該振動の負の部
分で導通し、キャパシタ１１８を放電し、その結果接続
点８２で負に行く電圧パルスを生じる。該負に行くパル
スは、増幅器８４に印加され、その結果正に行くパルス
を端子１３０に生じ、該正に行くパルスはトランジスタ
１３８により反転され、ライン８６上のレベルが適切な
負に行く入力パルスをマイクロプロセッサ５２に与え
る。

【００１６】上記で示されたように、図５の（Ａ）から
（Ｄ）のグラフは、前述のシステムにおいて生じる信号
を図示する。図５の（Ａ）は、マイクロコントローラ３
０によりＰＥＣモジュール１４の送信機３６に与えられ
るデータを図示する。該データは、振幅変調され、アン
テナ１８ａ〜１８ｄを介して送信され、フォッブ・アン
テナ６０ａ及び６０ｂにより受信される。図５の（Ｂ）
及び（Ｃ）は、アンテナ６０ａ及び６０ｂに結合された
個々の電圧を示す。説明したように、受信された信号の
強度は、最も近いアンテナ１８ａ〜１８ｄに対するアン
テナ６０ａ及び６０ｂの向きに依存する。図５の（Ａ）
〜（Ｄ）の図示において、アンテナ６０ａに対する電磁
結合は、アンテナ６０ｂより強い。図５の（Ｄ）は、ラ
イン８６上の出力信号、即ち、増幅され検出され組み合
わされ次いで再び増幅された信号の表示である。

【００１７】要約すると、本発明は、電気的に分離され
且つ相互に垂直関係にあるアンテナにより個々に受信さ
れた少なくとも２つの信号を加法的に組み合わせる、キ
ーレス・エントリ・システムの遠隔ユニットに対する新
規な無線周波数受信機を提供する。個々に受信された信
号は、同時に増幅されて検出され、次いで組み合わされ
且つ増幅され、遠隔フォッブ・ユニットの制御器に対す
る入力を形成する。既知のマルチプレックス及び位相復
調スキームと比較して、前述の受信機は、安価な個別の
構成要素を用いてデータに対する応答時間を改良する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に従った遠隔トランシーバ・キー・フォ
ッブを含む受動的キーレス・エントリ・システムのシス
テム図である。

【図２】本発明に従った無線周波数受信機回路を含む、
図１の遠隔トランシーバ・キーレス・フォッブのブロッ
ク図である。

【図３】図１の遠隔トランシーバ・キー・フォッブの機
械的破断概略図である。

【図４】図２の受信機回路の回路図である。

【図５】図４の受信機回路に送信され、該受信機回路に
より受信される信号を図式的に示す。

【符号の説明】

１０受動的キーレス・エントリ・システム１２フォッブ１４受動エントリ制御モジュール１６キーレス制御器モジュール５４ RF受信機５６ RF送信機６０ａ、６０ｂアンテナ６２回路基板７４、７６前置増幅器８４増幅器７８、８０ショットキー・ダイオード１１０、１１０′、１１８キャパシタ１１１、１１２、１１４、１１６抵抗

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＨ０４Ｑ 9/00 ３０１Ｈ０４Ｑ 9/00 ３０１Ｂ (72)発明者スティーヴン・ニュートン・ローアアメリカ合衆国インディアナ州46033，カーメル，セント・チャールズ・プレイス 5088 (72)発明者フランク・ブルース・ウィロクアメリカ合衆国ミシガン州48003，アルモント，コチラネ・ロード 5215 (72)発明者ジョン・アレン・ハイテアメリカ合衆国インディアナ州46902，ココモ，イースト・00・ノース・サウス 2455

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】キーレス・エントリ車両からの短距離の
磁気放射された信号送信を受信するための遠隔ユニット
受信機回路において、相互に垂直関係に配設され、前記の放射された送信に応
答して第１及び第２の誘導された信号を発生する第１及
び第２の電気的に分離されたアンテナ（６０ａ、６０
ｂ）と、前記の第１及び第２の信号を個々に増幅する第１及び第
２の前置増幅器回路（７４、７６）と、前記の増幅された第１及び第２の信号の組み合わされた
包絡線電圧を表す電圧パルスを形成し、一方前記第１の
アンテナ（６０ａ）と前記第２のアンテナ（６０ｂ）と
の間の電気的分離を維持する検出回路（１１０、１１
０′、７８、８０、１１１、１１２、１１４、１１６、
１１８）と、前記電圧パルスを増幅して、前記キーレス・エントリ車
両からの送信に対応する信号を形成するための出力増幅
器（８４）とを備える遠隔ユニット受信機回路。
【請求項２】前記検出回路は、キャパシタ（１１８）と、前記キャパシタ（１１８）を定常状態電圧まで充電する
充電回路（１１４、１１６）と、前記キャパシタ（１１８）を前記の増幅された第１及び
第２の信号に結合する第１及び第２のダイオード（７
８、８０）を含む放電回路（７８、８０、１１１、１１
２）とを備える請求項１記載の遠隔ユニット受信機回
路。
【請求項３】前記放電回路（７８、８０、１１１、１
１２）は、前記第１及び第２のダイオード（７８、８
０）と直列に接続された第１及び第２の抵抗（１１１、
１１２）を更に含み、前記ダイオード（７８、８０）は、電流を前記キャパシ
タ（１１８）から前記第１及び第２の前置増幅器（７
４、７６）にそれぞれ導通させるよう極性付けされてい
る請求項２記載の遠隔ユニット受信機回路。
【請求項４】前記第１及び第２のダイオード（７８、
８０）がショットキー・ダイオードである請求項２記載
の遠隔ユニット受信機回路。
【請求項５】前記第１のアンテナ（６０ａ）は、空芯
コイルを含み、前記第２のアンテナ（６０ｂ）は、前記受信機回路を支
持する回路基板（６２）上に平らに取り付けられたフェ
ライト・コア・インダクタを含む請求項１記載の遠隔ユ
ニット受信機回路。