JPH11177464A - 遠隔無鍵乗車システム用トランスポンダ - Google Patents

遠隔無鍵乗車システム用トランスポンダ

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JPH11177464A
JPH11177464A JP31576697A JP31576697A JPH11177464A JP H11177464 A JPH11177464 A JP H11177464A JP 31576697 A JP31576697 A JP 31576697A JP 31576697 A JP31576697 A JP 31576697A JP H11177464 A JPH11177464 A JP H11177464A
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low frequency
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Texas Instruments Deutschland GmbH
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 機能可能範囲の拡大を図った道路車両無鍵乗
車システムを提供する。 【解決手段】 道路車両無鍵乗車システム(10)は、
車内通信プロセッサ(11)と、遠隔トランスポンダ
(15)とを有する。通信プロセッサ(11)は、無線
周波数受信機(12)、低周波数送受信機(13)、お
よび低周波数送受信機(13)によって送信および受信
される信号の暗号化および読み込みが可能なコントロー
ラ(14)を有する。トランスポンダ(15)は、手動
操作による誘導を受けたときに通信プロセッサ(11)
に信号を送信する無線周波数送信機(16)と、通信プ
ロセッサ(11)から受信した暗号化信号を読み込み、
これに応答可能な低周波数送受信機(17)を有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、防犯および情報記
憶、アクセス制御、乗車認証および確認用システム、な
らびにこれらに匹敵する他のシステムにおいて有用であ
ることが知られている形式の小型無線周波数(RF)ト
ランスポンダの分野に関する。かかるシステムは、例え
ば、道路車両や建物の中に組み込まれた質問回路(in
terrogatorcircuit)と、鍵、鍵用小
ポケット(keyfob)、バッジ、タグまたはいずれ
かの類似した微小ハウジング内に入れて人が携行可能な
小型ケース内に送信および受信回路を内蔵した遠隔トラ
ンスポンダとを必要とする。更に特定すれば、本発明
は、能動および受動動作モードで動作可能な範囲の拡大
を図った、道路車両または自動車遠隔無鍵乗車および移
動不能化システムにおける、トランスポンダに関するも
のである。更に、本発明は、防犯用呼び掛け・応答暗号
化技法(securechallenge−respo
nse encryption technique)
を利用し、ユーザに対する安全性を高めたトランスポン
ダに関するものである。
【0002】
【従来の技術】例えば、134.2キロヘルツ(13
4.2kHz)の周波数を用いた受動型乗車および移動
不能化機能のための小型受動低周波数トランスポンダ
や、例えば、433メガヘルツ(433MHz)の周波
数を用いた自動車用遠隔無鍵乗車および防犯システムに
使用するための無線周波数遠隔制御送信機は、一般的に
公知である。これらのシステムは、トランスポンダが質
問器に接近して用いられている場合、電池電力を使用せ
ずに自動車へのアクセスを可能とし、更にドア、フード
およびトランクの施錠および開錠、車両の照明や点火の
制御、ならびに盗難防止用防犯システムの準備(arm
ing)および解除(disarming)というよう
な命令を、運転者は長い距離を隔てた車両に向かって送
信することができる。使用されるトランスポンダは、質
問器・応答器構成を採用し、EEPROMデータ記憶素
子およびエネルギ蓄積器として機能する小型コンデンサ
を有し、無線周波数の質問によって供給されるエネルギ
によってこの小型コンデンサを充電し、トランスポンダ
に電力を供給する。このように、トランスポンダは非常
に小さく、従来からの車両ドアおよび点火キーを補った
り、それに取って代わることができる。かかるトランス
ポンダは、Schuermann et al.の米国
特許第5,053,774号に開示されており、この言
及により本願にも含まれているものとする。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、現在使
用されているトランスポンダ・システムは、動作範囲に
限界がある。現在の遠隔制御トランスポンダ・システム
は、適正な動作のためには電池電力を必要とし、受動モ
ード、即ち、電池を用いずに動作させた場合、機能不能
となる。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、防犯用呼び掛
け・応答暗号化技法を用いることによって安全性を高め
ると共に、能動および受動動作モードにおいて機能可能
な範囲の拡張を図った、道路車両遠隔無鍵乗車システム
を提供する。車内通信プロセッサおよび遠隔小型化トラ
ンスポンダを有する道路車両無鍵乗車システムを提供す
る。通信プロセッサは、無線周波数受信機と、低周波数
送受信機と、低周波数送受信機を通じて信号の送受信が
可能であり、かつ無線周波数受信機を通じて信号の受信
が可能なコントローラとを有する。トランスポンダは、
手動操作による誘導を受けたときに通信プロセッサに信
号を送信する無線周波数送信機と、通信プロセッサから
受信した信号の読み込み、および通信プロセッサに送信
するための暗号化された応答の用意が可能な低周波数送
受信機とを有する。トランスポンダが、正しい車両コー
ドを含む暗号化応答を通信プロセッサに供給した場合、
通信プロセッサは、例えば、自動車の施錠または開錠、
盗難防止警報システムの準備または解除のような所望の
動作、またはシート、シート・ベルト、およびミラーの
調節や、車両内部の照明の点灯のような、車両に関連す
る初期化機能の実行を許可する。
【0005】更に、本発明は、車内通信プロセッサおよ
び遠隔トランスポンダから成る、防犯用道路車両無鍵乗
車システムを提供する。これらの通信プロセッサおよび
トランスポンダは並列経路で通信し、第1経路はトラン
スポンダから無線プロセッサへの無線周波数送信であ
り、第2経路は、トランスポンダおよび通信プロセッサ
間の低周波数暗号化双方向送信を行う。無線周波数送信
および低周波数暗号化送信は、無線プロセッサが所望の
動作を許可する前に、送信データまたは命令の認証のた
めに通信プロセッサによって比較することができ、一方
の通信チャネルが干渉による影響を受けた場合、第2通
信チャネルをバックアップとして使用することができ
る。
【0006】更に、通信プロセッサ内の無線周波数受信
機およびトランスポンダ内の無線周波数送信機を送受信
機とし、各々受信機能および送信機能双方を実行可能と
することも考えられる。無線周波数送受信機を用いる場
合、通信プロセッサおよびトランスポンダ間の無線周波
数通信ならびに低周波数通信は、これら2つの装置間で
データを送信するために使用される双方向送信となる。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明の道路車両無鍵乗車システ
ムにおいて、車両に施錠し警報システムの動作を開始さ
せる移動不能化機能(immobilization
function)は、例えば、警報システムをリセッ
トし、車両の開錠ならびにシート、シート・ベルト、お
よび車両ミラーの調節や車両の内部照明の点灯のような
車両に関係する初期化機能を許可する、遠隔無鍵乗車機
能とは別個となっている。
【0008】図面に移り、図1は、本発明の道路車両無
鍵乗車システムの一実施例における機能要素およびデー
タ経路を示す。本明細書では、「道路車両」という用語
は、自動車、トラック、バン、オートバイ、バス、およ
び移動住宅(motorhome)を含むがこれらには
限定されない、高速道路上で走行する種々の形式の車両
全てを意味するものとする。図1およびそれ以降の図面
に示す構成は、例示的なシステム構成として解釈される
こと、およびこの開示の範囲内には、特定のユーザの必
要性に一層適合化させた他の構成も存在することを意図
している。更に、同様の参照番号を用いて種々の図面に
おける構成要素を識別することにより、異なる図面の各
々に同様の要素があることを示す。
【0009】全体的に10で示す道路車両無鍵乗車シス
テムは、車両内に位置する通信プロセッサ11と、遠隔
微小トランスポンダ15とを含む。通信プロセッサ11
は、質問器(interrogator)と称すること
もあり、遠隔トランスポンダ15との間の情報の要求お
よび受信を行う装置として、その機能を示す他の名称で
呼んでもよい。通信プロセッサ11は、無線周波数受信
機12、低周波数送受信機13、および低周波数送受信
機13を通じて信号の送受信が可能であると共に、無線
周波数受信機12を通じて信号の受信が可能なコントロ
ーラ14を有する。コントローラ14には低周波数送受
信機13を組み合わせることが好ましく、これをTIR
ISリーダ(TIRIS reader)と呼ぶことが
できる。TIRISという用語は、Schuerman
et al.の米国特許第5,053,774号に開
示されているトランスポンダ構成およびTIRISリー
ダを利用した、ある種の装置または機器として、当業者
には公知の略語である。トランスポンダ15は、運転者
が複数の押しボタン18の内1つを作動させ、手動操作
によって生成された誘導を受けて、通信プロセッサ11
に信号を送信する無線周波数送信機16を有する。ここ
では便宜上押しボタン18を示しているが、例えば、ト
グル・スイッチまたは回転スイッチのような、あらゆる
手動動作可能なパルス発生スイッチを使用することがで
きる。また、トランスポンダ15は、通信プロセッサ1
1から受信した信号を読み込み、暗号化応答を用意し、
この暗号化応答を通信プロセッサ11に送信することが
できる低周波数送受信機17を有する。
【0010】本発明のこの実施例では、車両内に位置す
る通信プロセッサ11と遠隔トランスポンダ15が互い
に通信を行い、情報の流れを許可し、車両における動作
を開始する。これら2つの装置間の通信は、車両の運転
者がトランスポンダ15上の押しボタン18を押すこと
によって開始される。トランスポンダ15はこれに応答
して、無線周波数(RF)信号を通信プロセッサ11に
送信し、信号を低周波数送受信機17に送信し、通信プ
ロセッサ11による質問に対する準備を行わせる。防犯
用ローリング・コード(rolling code)を
用いる信号送信は、一方向通信、即ち、トランスポンダ
15から通信プロセッサ11への、例えば、433メガ
ヘルツ(43MHz)または他の適切な周波数を用いた
無線周波数信号データ転送である。トランスポンダ15
からの初期信号に応答して、通信プロセッサ11は、低
周波数質問をトランスポンダに送信し、元の無線周波数
信号の識別および認証を要求する。このように、例え
ば、134.2キロヘルツ(134.2kHz)のよう
な低周波数信号を用いて行われるこれら装置間の低周波
数通信は、呼び掛け・応答原理(challenge−
response principle)を用いた、同
一性認証または確認のための双方向データ交換である。
この低周波数信号の安全性は、車両内の通信プロセッサ
11および遠隔トランスポンダ15にのみ知られている
暗号キーを使用することによって維持される。トランス
ポンダ15が質問に応答して、正しい車両コードを含む
暗号化応答を通信プロセッサ11に供給すると、通信プ
ロセッサ11は、車両内の所望の動作を許可する。この
ように低周波数データ送信を通じた暗号化論理ならびに
質問および応答の使用に、無線周波数信号による防犯に
用いられるロール・コードを加えることにより、道路車
両無鍵乗車システムの安全性を格段に高めることができ
る。
【0011】先の説明では、無線周波数送信機および受
信機を用いた。更に、通信プロセッサ11内の無線周波
数受信機12およびトランスポンダ15内の無線周波数
送信機16は、送受信機としてもよく、各々受信機能お
よび送信機能の双方を実行可能とすることも考えられ
る。無線周波数送受信機を用いる場合、通信プロセッサ
11およびトランスポンダ15間の無線周波数通信およ
び低周波数通信は双方共、双方向送信となり、これら2
つの装置間でデータを送信するために用いられる。この
双方向無線周波数通信の使用は、無線周波数受信機12
および無線周波数送信機16間の実線および破線の信号
線によって示されている。
【0012】図2は、本発明の実施例における遠隔トラ
ンスポンダ15の機能要素およびデータ経路のブロック
図であり、無線周波数送信機16および低周波数送受信
機17を示す。例えば、内部車両照明の点灯、または防
犯システムの準備および解除のような遠隔防犯機能のた
めには、10メートルを越える機能範囲が望ましい。こ
の目的のために、トランスポンダ15は、防犯用ローリ
ング・コードを用いて433メガヘルツ(433MH
z)の周波数で動作する無線周波数送信機16を含む。
本実施例のトランスポンダ15は、更に、134.2キ
ロヘルツ(134.2kHz)の周波数を有する暗号化
信号を用いて車両内の通信プロセッサ11と双方向デー
タ交換を可能にする低周波数送受信機17も含む。低周
波数送受信機17の使用によって、例えば、プログラミ
ング、識別の交換および確認、暗号化論理の使用、なら
びに様々な所望の命令の車両への送信等のような追加機
構へのアクセスが可能となる。即ち、かかる機構の実施
が可能となる。これらは全て、道路車両遠隔無鍵乗車シ
ステムの安全性を格段に高めることができる。
【0013】車両の運転者は、遠隔トランスポンダ15
に手動操作による誘導を与え、命令を発する。即ち、運
転者は複数のスイッチまたは押しボタン18の内1つを
押すことによって、車両において望まれる動作を指示す
る。トランスポンダ15は無線周波数送信機16を含
み、これは、制御論理モジュール29、無線周波数変調
器/ドライバ28、および乱数発生器30を含む。運転
者の操作に応答して、無線周波数送信機16は、信号、
即ち、所望の命令を、車両の通信プロセッサ11内の無
線周波数受信機12に送信し、同時に直列インターフェ
ースを通じてこの命令を低周波数送受信機17に転送す
る。この命令信号の受信のために、受動型低周波数送受
信機17の制御論理モジュール21上の端子ACTに、
電池によって電力が供給され、データは、クロックおよ
びデータ入力ポート、即ち、端子SCおよびSIを用い
て受信される。制御論理モジュール21に加えて、低周
波数送受信機17は、暗号化論理モジュール22、メモ
リ23、無線周波数回路24、シフト・レジスタ25、
同調アンテナ、並列共振回路26、および充電または電
力コンデンサ27を含む。低周波数送受信機17は、遠
隔命令を低周波数送受信機13に送信する。低周波数送
受信機13は、無線周波数受信機12が無線周波数送信
機16からのキャリアおよび命令信号を検出したとき
に、コントローラ14によって受信モードに切り替えら
れている。したがって、外部の影響によって、所望の命
令の無線周波数送信に妨害が生じても、低周波数信号の
送信範囲が狭まるが、命令は通信プロセッサ11によっ
て受信可能である。命令の認証は、制御プロセッサ11
によって確認され、低周波数送受信器13を用いて、呼
び掛け(challenge)をトランスポンダ15に
送信する。呼び掛けが低周波数送受信機17によって受
信されると、暗号化論理モジュール22は、メモリ23
(読み出し不可)に格納されている暗号化キーを用い
て、この呼び掛けを暗号化し、この暗号化呼び掛けと共
に、同様にメモリ23に格納されている連続番号を、無
線周波数送信機16に転送する。暗号化呼び掛けおよび
連続番号は、繰り返し命令と共に、無線周波数送信機1
6および低周波数送受信機17双方によって、呼び掛け
に対する完全な応答として通信プロセッサ11に並行し
て送信され、第1命令送信を認証する。呼び掛けに応答
して正しい車両コードまたはサイン(signatur
e)が受信された場合、コントローラ14は、この命令
を実行するか、あるいは他の装置にこの命令の実行を許
可する。低周波数送受信機13および17を用いた双方
向通信によって、呼び掛け・応答機構は、ローリング・
コード・システムの安全性を大幅に高めることができ
る。また、低周波数送受信機17を用いることにより、
遠隔トランスポンダ15および通信プロセッサ11間で
追加のデータまたはプログラミング情報を送信すること
も可能となる。
【0014】先に論じたように、通信プロセッサ11内
の無線周波数受信機12およびトランスポンダ15内の
無線周波数送信機16は、送受信機としてもよく、各々
受信機能および送信機能の双方を実行可能とすることも
考えられる。無線周波数送受信機を用いる場合、通信プ
ロセッサ11およびトランスポンダ15間の無線周波数
通信および低周波数通信は、これら2つの装置間でデー
タを送信するために用いられる双方向通信となる。
【0015】遠隔無鍵乗車のためには、少なくとも1メ
ートル(1m)の機能範囲即ち送信範囲が必要である。
しかしながら、この範囲は、受動型トランスポンダで
は、クレジット・カードのサイズのアンテナを有してい
ても、到達が困難である。したがって、図3に示すよう
な電池を含ませることによって、能動機能を設ければよ
い。図3は、遠隔トランスポンダ15の低周波数送受信
機17の他の実施例である、低周波数送受信機50のブ
ロック図である。
【0016】低周波数送受信機50は、論理制御モジュ
ール51、受信機制御モジュール52、送信機制御モジ
ュール53、バースト終了検出器54、適応型プラック
論理モジュール55、信号レベル変換器56、クロック
再生器57、分周器58、スレシホルド検出器59、共
振回路60、充電用コンデンサ61、および図3に示す
ように接続されたダイオード62、63、64を含む。
共振回路60は、インダクタに並列に接続されたコンデ
ンサを有し、各構成要素の値は、134.2キロヘルツ
(134.2kHz)の無線周波数で共振する共振回路
が得られるように選択されている。充電用コンデンサ6
1のサイズは、完全に充電されたコンデンサが、低周波
数送受信機50の適正な機能を可能とするのに必要な電
力を供給するように選択されている。十分に大きなコン
デンサは、例えば、約0.12マイクロファラッド
(0.12μf)のコンデンサである。ダイオード6
2、63、64は、必要な一方向機能に対するシンボル
である。即ち、信号は一方向にのみ伝送される。ダイオ
ード62、63、64は、可能であれば、選択された半
導体プロセスにおいて、貫通電圧が低いショットキ・ダ
イオードであることが好ましいが、1N4148ダイオ
ードのような通常の半導体ダイオード、またはスイッチ
ング・ゲートを用いた電界効果トランジスタ(FET)
としてもよい。
【0017】車両の運転者は、命令を発する際、車両の
ドア・ハンドルにおいて、または遠隔トランスポンダ1
5を用いて、手動操作による誘導をを与える。即ち、運
転者は、ドア・ハンドルを操作するか、あるいは複数の
スイッチの内1つを押すかまたは押しボタン18を押す
ことによって、車両に望む動作を指示する。トランスポ
ンダ15からの無線周波数信号の受信後、通信プロセッ
サ11即ち質問器は、低周波数信号(134.2kH
z)を低周波数送受信機50に送信する。低周波数送受
信機50は、共振回路60でこれを受信すると、命令即
ち動作要求の確認をトランスポンダ15に要求すること
に加えて、充電用コンデンサ61を充電するための電気
エネルギを供給する。低周波数電圧は、ダイオード62
によって整流され、充電用コンデンサ61を充電する。
充電用コンデンサ61上で到達する電圧レベルは、通信
プロセッサ11とトランスポンダ15のアンテナとの距
離によって異なる。トランスポンダ15のアンテナは、
典型的に、高い性質係数を有する、例えば、共振回路6
0のような共振回路である。十分なエネルギが蓄積さ
れ、充電用コンデンサ61の電圧が、例えば、1ボルト
のようなある限度を越えた場合、スレシホルド検出器5
9は、端子VBATに供給される電池65からの電池供
給電圧を切り替え、接続部VCCを介して、電池電圧を
低周波数送受信機50の論理回路に接続する。スレシホ
ルド検出器59は、例えば、トランスポンダ15がテレ
ビジョン・セットの上に置かれている場合のように、ト
ランスポンダ15に電磁干渉が作用している場合に、電
池65の放電を防止する。充電用コンデンサ61の電圧
限度が低い場合、干渉の影響は増大するが、感度(信号
検出範囲)も上昇する。以下で説明するが、スレシホル
ド検出器59は、能動型装置でも受動型装置でもよい。
感度を高めるためには、電池65からのスタンバイ電流
を増やす必要があるが、その結果電池の寿命が短縮す
る。また、スレシホルド検出器59は、通常得られる信
号振幅が大きい、無線周波数信号入力に配置してもよ
い。電池65が使用できない場合でも、充電用コンデン
サ61によってダイオード63、64を通じて論理回路
に電圧は供給される。共振回路60は、通信プロセッサ
11からのデータ受信、即ち、書き込み段階の間集積回
路の電源から分離される。通信プロセッサ11およびト
ランスポンダ15間の距離が大きい場合、トランスポン
ダ15によって受信される信号および共振回路60の発
振のレベルは通常低くなる。電池65を用いて電圧を回
路に供給することによって、低周波数送受信機50の回
路は、受動動作モードの場合、即ち、電池の電力を用い
ない場合に可能なよりも小さな振幅を有する送信信号を
受信し、これに反応することができるようになる。電圧
は、バースト終了検出器54によって監視される。電圧
信号の振幅が小さくなり、共振回路60が、通信プロセ
ッサ11からの信号によって増強される代わりに、それ
自体の周波数で共振する場合、バースト終了検出器54
はクロック再生器57およびプラック論理モジュール
(plucklogicmodule)55を活性化す
る。プラック論理モジュール55は、好ましくは、ピー
ク・プラックおよび傾斜制御を行う。プラック論理モジ
ュール55は、共振回路60の損失係数によって発生し
た電圧振幅の低下が検出された場合はいつでも、発振を
強化する。プラック論理、プラック論理モジュール5
5、およびプラック論理において用いられるピーク検出
器は、米国特許第5,283,529号、米国特許第
5,227,740号、および米国特許第5,126,
745号に記載されている。これらの開示は、この言及
により、本願にも含まれるものとする。
【0018】電池電力を供給することにより、回路は、
受動モードにおいて可能なよりも低い信号振幅の受信に
よって適正に動作することが可能となる。書き込み段階
中およびその後では、バースト終了検出器54によって
電圧振幅の降下が検出される距離は長くなる。何故な
ら、受動動作モードにおいて必要とされるような、充電
用コンデンサ61によって受信された信号に頼って電力
を供給するのではなく、電池65が必要な電力を供給す
るので、低周波数送受信機50の内部電流源およびデジ
タル回路は既に完全に機能し得る状態となっているから
である。低周波数送受信機50は、小さな信号振幅でも
再生することができ、これは、自由動作時間中、書き込
み信号の受信中、および応答データの送信中に、プラッ
ク回路55が発振を強化するのを助ける。したがって、
パルス幅変調を用いてトランスポンダ15によってデー
タを受信可能な距離は、受動モードで動作するトランス
ポンダを用いる場合に可能な距離と比較すると、格段に
延長される。
【0019】充電用コンデンサ61に充電する期間の
後、通信プロセッサ11は、例えば、乱数のような呼び
掛けをトランスポンダ15に送信する。この呼び掛け
は、低周波数送受信機50によって受信され、そのメモ
リに格納されている暗号化キーを用いて暗号化され、ト
ランスポンダ15のサイン(signature)とな
る。このように発生されたサイン、暗号化乱数、および
トランスポンダ15の連続番号は、低周波数送受信機5
0によって通信プロセッサ11に送信されると共に、同
時に内部直列入出力インターフェース回路を用いて、ト
ランスポンダ15の無線周波数送信機16に転送され
る。内部直列入出力インターフェース回路が用いられ、
低周波数送受信機13は関与せず、コンデンサ61には
電圧が充電されない場合、低周波数送受信機50の端子
ACTの活性化信号は、端子VBATに供給される電池
65の電圧を切り替え、接続部VCCを介してレベル変
換器56に接続する。レベル変換器56は、あらゆる電
圧供給レベルにおいて、正しい入出力信号電圧レベルを
維持する。
【0020】バースト終了検出器54によって測定され
る、通信プロセッサ11からのバーストの終端、即ち、
送信の終了が、例えば、1.9ミリ秒(1.9ms)の
ようなある時間にわたって続いた場合、上述の開示にし
たがって、通信プロセッサ11に送信するために「タイ
ムアウト」即ち応答信号が発生される。分周器58は、
バースト終了期間の間クロック再生器57によって再生
される無線周波数発振をカウントし、いつ応答即ち「タ
イムアウト」信号を発生するかを決定し、端子VBAT
の電池電圧を共振回路60に切り替え、送信周波数振幅
を増大し、これにより、送信読み取り距離を延長し、か
つノイズまたは他の干渉に対する信号のロバスト性を高
める。こうして、受信距離の延長と同様、本発明のトラ
ンスポンダ15によって、周波数シフト・キーイング
(FSK)を用いてデータを送信可能な距離は、受動モ
ードで動作するトランスポンダを用いた場合に可能な距
離に比較して、延長される。無線周波数送信機16は、
命令と共にサインおよび連続番号を送信し、通信プロセ
ッサ11は並列低周波数応答を、バックアップとしてお
よび防犯用チェックとして受け取る。この二重信号、即
ち、無線周波数信号および低周波数信号の送信により、
ノイズに対する安全性および命令信号の操作性の向上を
図る。
【0021】通信プロセッサ11内の無線周波数受信機
12およびトランスポンダ15内の無線周波数送信機1
6として、送受信機を用いることにより、処理能力を更
に向上するこができる。無線周波数送受信機を用いる場
合、通信プロセッサ11およびトランスポンダ15間の
無線周波数通信および低周波数通信の双方は、双方向通
信となり、ノイズに対する安全性および命令信号の操作
性が一層改善される。
【0022】また、道路車両無鍵乗車システム10を使
用すれば、車両の点火キーと置き換えることも可能であ
る。車両の運転者が車両に乗車し、エンジンを起動しよ
うとする場合、運転者は、例えば、車両のダッシュボー
ド上またはその付近にある、押しボタンを手動操作で誘
導することによって、新しい命令プロセスを開始する。
この誘導は、低周波数送受信機を通じて、新しい呼び掛
け/応答段階を開始する。低周波数信号受信後の無鍵乗
車システム10の動作は、先に説明した通りである。
【0023】次に図4に移ると、図1の道路車両無鍵乗
車システム10の遠隔トランスポンダ15に対する変更
が、ブロック図で示されている。通信プロセッサ11が
車両内に位置し、微小トランスポンダ15が遠隔ユニッ
トとなり、車両の運転者が携行可能となっている。通信
プロセッサ11およびトランスポンダ15の構成および
動作は、図1に関して説明した通りであるが、無線周波
数送信機16および低周波数送受信機17間の直列入出
力インターフェース回路が、ドライバ/復調回路19お
よび結合回路20に置き換えられ、2つの回路間でデー
タの非接触転送が行われる。この実施例では、電池電圧
は無線周波数送信機16に供給され、結合コイル20を
通じた信号送信により電圧が低周波数送受信機17に転
送される。命令は、無線周波数送信機16上の複数の押
しボタン18の内1つを手動操作で誘導することによっ
て発せられる。無線周波数送信機16は、命令を通信プ
ロセッサ11に送信すると共に、同時に命令データを低
周波数送受信機17に転送する。上述のように、無線周
波数受信機12および無線周波数送信機16を送受信機
とし、双方向低周波数通信に加えて、双方向無線周波数
通信も可能とすることも考えられる。こうすれば、通信
プロセッサ11上に位置する押しボタン18と同様の押
しボタンの手動操作による誘導で、命令を発することも
可能となる。通信プロセッサ11は、この場合送受信機
である無線周波数送信機16に、命令を送信し、低周波
数送受信機17からデータを要求し、通信プロセッサ1
1からの命令に応答する。図4に示す実線および破線
は、無線周波数送受信機を用いることによる情報の双方
向の流れを示す。命令およびデータは、ドライバ/復調
回路19によって駆動される結合コイル20を通じて、
低周波数送受信機17に転送される。同様に結合コイル
20を通じての、低周波数送受信機17からの応答、即
ち、連続番号およびステータスは、ドライバ/復調回路
19によって復調され、無線周波数送信機16によって
読み取られる。これ以外の通信プロセッサ11およびト
ランスポンダ15の動作は、先に図1に関して説明した
通りである。本発明のこの実施例は、押しボタン18の
1つを操作するによって全ての命令を発する無線周波数
送信機16によって得られる命令機能を、トランスポン
ダ15および通信プロセッサ11間のデータ転送および
確認ための双方向通信を行う低周波数送受信機17によ
って得られる通信機能と分離することが望ましい場合
に、特に有用である。この場合、無線周波数送信機16
および低周波数送受信機17は、別個の小型ケースに収
容すればよく、短距離における動作のための受動型トラ
ンスポンダの個別使用、長距離における遠隔制御機能の
ための能動電池給電型無線周波数トランスポンダの個別
使用、および所望の動作範囲全体にわたる受動および能
動型トランスポンダ機能の総合的な使用を可能とし、こ
れによって、車両の運転者が携行したいと思うサイズ
に、トランスポンダのサイズを適応させることが可能と
なる。
【0024】図5は、図4の道路車両無鍵乗車システム
の遠隔トランスポンダに対する変更を示すブロック図で
ある。図5において、図4のドライバ/復調回路19の
インターフェースは、書き込み距離延長インターフェー
ス回路19aによって置き換えられている。あるいは書
き込み距離延長インターフェース回路19aを補足とし
てもよい。書き込み距離延長インターフェース回路19
aは、無線周波数送信機16および低周波数送受信機1
7と協同し、トランスポンダ15および通信プロセッサ
11間の距離が延長されても動作可能なトランスポンダ
15を提供する。この場合、低周波数送受信機17は、
受動モードで、即ち、電池による直接的な電圧の供給を
受けずに動作する。
【0025】道路車両無鍵乗車システム10は、通信プ
ロセッサ11およびトランスポンダ15を有する。通信
プロセッサ11の機能要素および動作は、先に説明した
通りである。トランスポンダ15は、例えば、134.
2キロヘルツ(134.2kHz)のような低周波数で
動作し通信プロセッサ11との双方向通信、即ち、呼び
掛けおよび暗号化応答を行う低周波数送受信機17を有
する。また、トランスポンダ15は、例えば、433メ
ガヘルツ(433MHz)のような無線周波数で動作す
る無線周波数送信機16も有する。無線周波数送信機1
6には電池が準備されており、トランスポンダ15が低
周波数信号を受信可能な範囲は、書き込み距離拡張イン
ターフェース回路19aによって拡張されている。無線
周波数送信機16および低周波数送受信機17は、延長
距離における動作のために、共通ハウジングに収容しな
ければならないが、基本的な動作を行う動作範囲を狭め
ることにより、互いから分離することも可能である。
【0026】無線周波数送信機16は、典型的に、例え
ば、照明の切り替え、警報の準備および解除のような防
犯機能、ならびに同様の機能を設けるために用いられ
る。低周波数送受信機17は、典型的に、受動動作モー
ドで用いられ、例えば、1メートル(1m)未満の距離
のような狭い範囲における無鍵乗車および移動不能化機
能を設けるために用いられる。トランスポンダ15上の
複数の押しボタン18の内1つの手動操作または車両ド
ア・ハンドルのような機械的スイッチにより、要求また
は命令が行われた場合、問い掛け即ち質問、あるいは乱
数が、フェライトまたは空気コア、および、例えば13
4.2キロヘルツ(134.2kHz)の周波数におけ
る、パルス・ポーズ変調(pulse pause m
odulation)を用いて、通信プロセッサ11か
らトランスポンダ15の低周波数送受信機17に送信さ
れる。低周波数送受信機17は、そのメモリに保持され
ている秘密の暗号化キー(読み出し不可)を用いて問い
掛けを暗号化してサインを生成し、例えば134.2キ
ロヘルツ(134.2kHz)の周波数の周波数シフト
・キーング即ち周波数変調信号を用いて、暗号化した問
い掛け、そのサイン、およびトランスポンダの連続番号
を通信プロセッサ11に送信することによって応答す
る。通信プロセッサ11およびトランスポンダ15間の
距離が離れすぎている場合、この通信は行われない。機
能可能範囲を拡大するためには、書き込み距離延長イン
ターフェース回路19aを設ける。
【0027】書き込み距離延長インターフェース回路1
9aの一実施例を図6にブロック図で示す。これは、延
長インターフェース回路19aの機能要素およびデータ
経路を示す。また、図7のブロック図を用いて、書き込
み距離延長インターフェース回路19aの第2実施例の
機能要素およびデータ経路も示す。
【0028】書き込み距離延長インターフェース回路1
9aは、結合回路としても作用するコイル81およびコ
ンデンサから成り134.2キロヘルツ(134.2k
Hz)の周波数に同調する共振回路80、電池充電回路
を有する無線周波数電圧リミッタ82、充電用コンデン
サ84に接続されたダイオード83、スレシホルド検出
器85、クロック再生器86、比較器として用いられる
演算増幅器、エンベロープ整流器87、バースト終了検
出器88、ならびに134.2キロヘルツ(134.2
kHz)クロック発生モジュール89を含む。クロック
発生モジュール89は、例えば、プラック論理モジュー
ル、または活性化信号TXCTによって動作を制御され
る分周器を有する別個の発振器としてもよい。
【0029】コイル81は、例えば、小型のフェライト
または空気コイルであり、低周波数送受信機17のアン
テナ付近で、コイル81が通信プロセッサ11および低
周波数送受信機17の共振回路からの無線周波数信号を
受信可能な位置に配置されている。書き込み距離延長イ
ンターフェース回路19aの共振回路80は、高い品質
係数を有し、トランスポンダ15および通信プロセッサ
11間の所望の最大読み取り距離において、少なくとも
約1ないし2ボルトの無線周波数電圧振幅を達成する。
通信プロセッサ11が問い掛けを通信プロセッサ11に
送信したが、これら2つの装置間の距離が大きすぎる場
合、低周波数送受信機17は、適正に機能しない。なぜ
なら、問い掛けが受信されないか、または信号が弱過ぎ
るからである。問い掛けが低周波数送受信機17によっ
て適正に受信されない場合、問い掛けの暗号化が開始さ
れず、通信プロセッサ11には応答が送信されない。書
き込み距離延長インターフェース回路19aは、スレシ
ホルド検出器85を有し、充電段階中における無線周波
数電圧の上昇を検出する。この充電段階の期間中、通信
プロセッサ11からの無線周波数信号を用いて、充電用
コンデンサ84が充電される。スレシホルド検出器85
は、能動型装置に対する供給電圧を活性化し、無線周波
数送信機16内のコントローラをオンに切り替える。ス
レシホルド検出器85は、ゲート−ソース間電圧が低い
NチャネルFET、即ち、FETが導通状態とならない
限り電力を消費しない回路とすることができる。また、
スレシホルド検出器85は、バッテリからある量のスタ
ンバイ電流を消費する能動型装置とすることもできる。
FET、即ち、能動素子のパルスは、再トリガ可能なモ
ノフロップ(monoflop)をトリガするために用
いることができ、あるいは、書き込み距離延長インター
フェース回路19aへの電力供給を活性化する、無線周
波数送信機16内のコントローラを直接オンに切り替え
るために用いることもできる。書き込み距離延長インタ
ーフェース回路19aの発振は、ダイオード83によっ
て整流され、充電用コンデンサ84によってフィルタ処
理され、比較器、クロック再生器86およびバースト終
了検出器88に対する基準電圧となる。
【0030】命令および問い掛けの低周波数送受信機1
7への送信の間、無線周波数信号はパルス化され、パル
ス・ポーズの長さが、低ビットまたは高ビットに対する
指示となる。エンベロープ整流器87は、クロック再生
器86の出力を整流することによって、パルス・ポーズ
を検出する。エンベロープ整流器87の出力信号は、バ
ースト終了検出器88によって、電圧基準レベルと比較
され、この信号は無線周波数送信機16のコントローラ
に伝導される。コントローラは、バースト終了検出器8
8からの出力を監視し、パルス・ポーズの長さを検出
し、低ビットまたは高ビットのどちらが受信されたのか
について判定を行う。スレシホルド検出器85、エンベ
ロープ整流器87、および比較器88は、最も単純な場
合、単純な書き込み距離延長インターフェース回路の例
示である、図8に示すようなゲート−ソース間電圧が低
い電界効果トランジスタ(FET)を用いて結合しても
よい。暗号化命令が受信された場合、問い掛けが受信さ
れ、コントローラのメモリに格納される。無線周波数送
信機16のコントローラは、低周波数送受信機17から
の応答が予測される場合、電池90によって供給される
電圧をクロック再生器86に切り替え、クロック再生器
86は、無線周波数信号の発振の増幅および制限を行
い、デジタル・クロック信号を発生する。このクロック
信号は、直接無線周波数送信機16のコントローラに伝
導されるか、あるいは、コントローラが信号を復調する
ことができない場合、デジタルまたはアナログ復調回路
を通じてコントローラに伝送される。コントローラは、
低周波数送受信機17からの周波数シフト・キーイング
(FSK)変調応答をチェックし、これが有効かつ完全
であるか否かについて判定を行う。通信プロセッサ11
からの問い掛けに対する暗号化応答は、低周波数送受信
機17によって送信され、応答、サイン、ステータス、
およびその他の所望の情報は、無線周波数送信機16に
よって並行して送られ、この応答の確認および認証を行
うことができる。無線周波数送信機16のコントローラ
によって、低周波数送受信機17から問い掛けのみが検
出され、応答が検出されない場合、コントローラは、1
34.2キロヘルツ(134.2kHz)のクロック発
生器89を用いて、メモリ内に格納されている問い掛け
を低周波数送受信機17に転送する。クロック発生器8
9は、復調回路91内に示すように、プラック論理回路
または分周器を有するゲート発振器(gated os
cillator)とすることができる。低周波数送受
信機17が問い掛けを受信した場合、問い掛けから暗号
化サインを発生し、この暗号化サインを、134.2キ
ロヘルツ(134.2kHz)の周波数で、通信プロセ
ッサ11に対する応答として送信する。また、この応答
は、無線周波数送信機16にも転送され、433メガヘ
ルツ(433MHz)の無線周波数で、応答の低周波数
送信と並行して、通信プロセッサ11に送信される。構
成要素を保護するために必要な無線周波数電圧リミッタ
回路82を用いて電池90に充電することができる。ス
レシホルド検出器85、および無線周波数送信機16の
コントローラが、ある長い時間期間にわたって連続無線
周波数信号を検出した場合、無線周波数電圧リミッタ回
路82は、電圧を高い方のレベルに切り替え、電池90
を充電するために用いる。書き込み距離延長インターフ
ェース回路19aの共振回路81(アンテナ・サイズ)
において発生する低周波数電圧、およびスレシホルド検
出器のレベル感度によって異なるが、トランスポンダ1
5および通信プロセッサ11間の距離が約1メートル
(1m)ないし約2メートル(2m)であれば、遠隔無
鍵乗車通信のための橋渡しが可能である。このように信
号受信距離の延長と、無線周波数遠隔制御送信機16の
送信距離延長との組み合わせにより、10メートル(>
10m)を越える距離であっても、運転者は車両に対す
るアクセスを得ることができ、更に遠い距離から、また
はトランスポンダ15をポケットから取り出すことな
く、他の車両動作を許可することができる。
【0031】これまでに記載した機能に加えて、書き込
み距離延長インターフェース回路19aは、受信および
送信機能を有する低コスト無線周波数モジュールとして
も用いることができる。かかるモジュールは、短距離に
用いるトランスポンダには使用可能である。
【0032】以上の説明を考慮することにより、本発明
により多くの利点が得られることがわかる。
【0033】これまでの記載は、本発明を実施する場合
に考えられる最良の態様についての説明を含むが、本発
明の範囲から逸脱することなく、ここに記載し図示した
構造において種々の変更も可能である。したがって、上
述の説明に含まれる内容および図示した内容は全て、限
定ではなく例示として解釈すべきであり、本発明は特許
請求の範囲にしたがってのみ規定されることを意図する
ものである。
【0034】以上の説明に関して更に以下の項を開示す
る。 (1)車内通信プロセッサと遠隔微小トランスポンダと
から成る道路車両無鍵乗車システムであって、前記通信
プロセッサは、無線周波数受信機と、低周波数送受信機
と、前記低周波数送受信機によって送信および受信され
る信号を読み込み可能なコントローラとを有し、前記ト
ランスポンダは、手動操作による誘導を受けたときに前
記通信プロセッサに信号を送信する無線周波数送信機
と、前記通信プロセッサから受信した信号の読み込み、
および前記通信プロセッサに対する暗号化応答の送信が
可能な低周波数送受信機とを有する道路車両無鍵乗車シ
ステム。
【0035】(2)前記トランスポンダの無線周波数送
信機、および前記通信プロセッサの無線周波数受信機
は、433メガヘルツの周波数を有する信号の送信およ
び受信を行う第1項記載の道路車両無鍵乗車システム。 (3)前記トランスポンダおよび前記通信プロセッサの
低周波数送受信機は、134.2キロヘルツの周波数を
有する信号の送信および受信を行う第1項記載の道路車
両無鍵乗車システム。
【0036】(4)前記トランスポンダの低周波数送受
信機は、受動モードで動作する第3項記載の道路車両無
鍵乗車システム。 (5)前記トランスポンダは、車両のドアおよび点火キ
ーを補うか、あるいはこれらに置き換わり、前記トラン
スポンダからの信号は前記通信プロセッサによって受信
され、該通信プロセッサは、アクセス・コードの受信お
よび確認の後、車両の開錠、ならびにシート、シート・
ベルト、および車両ミラーの調節のような車両に関係す
る初期化機能の実行を許可する第1項記載の道路車両無
鍵乗車システム。
【0037】(6)前記トランスポンダは、更に、前記
無線周波数送信機および前記低周波数送受信機間におい
て非接触データ転送を行うインターフェース回路と結合
コイルとを含む第1項記載の道路車両無鍵乗車システ
ム。 (7)前記トランスポンダの無線周波数送信機および低
周波数送受信機は別個のケースに収容される第6項記載
の道路車両無鍵乗車システム。 (8)前記通信プロセッサの無線周波数受信機および前
記トランスポンダの無線周波数送信機は、前記通信プロ
セッサおよび前記トランスポンダ間の双方向通信が可能
な無線周波数送受信機である第1項記載の道路車両無鍵
乗車システム。
【0038】(9)車内通信プロセッサと、遠隔トラン
スポンダとから成る道路車両無鍵乗車システムであっ
て、前記通信プロセッサは、無線周波数受信機と、低周
波数送受信機と、前記低周波数送受信機によって送信お
よび受信された信号の読み込みが可能なコントローラと
を有し、前記トランスポンダは、手動操作による誘導を
受けたときに信号を前記通信プロセッサに送信する無線
周波数送信機と、前記通信プロセッサから受信した信号
の読み取り、および前記通信プロセッサに対する暗号化
応答の送信が可能な低周波数送受信機と、前記無線周波
数送信機および前記低周波数送受信機間において非接触
データ転送を行うインターフェース回路および結合コイ
ルとを有する道路車両無鍵乗車システム。
【0039】(10)前記トランスポンダの無線周波数
送信機、および前記通信プロセッサの無線周波数受信機
は、433メガヘルツの周波数を有する信号の送信およ
び受信を行う第9項記載の道路車両無鍵乗車システム。 (11)前記トランスポンダおよび前記通信プロセッサ
の低周波数送受信機は、134.2キロヘルツの周波数
を有する信号の送信および受信を行う第9項記載の道路
車両無鍵乗車システム。 (12)前記手動操作による誘導は、複数の押しボタン
の内の1つに対する手による作用である第9項記載の道
路車両無鍵乗車システム。 (13)前記通信プロセッサの無線周波数受信機および
前記トランスポンダの無線周波数送信機は、前記通信プ
ロセッサおよび前記トランスポンダ間の双方向通信が可
能な無線周波数送受信機である第9項記載の道路車両無
鍵乗車システム。
【0040】(14)車内通信プロセッサと遠隔トラン
スポンダとから成る防犯道路車両無鍵乗車システムであ
って、前記通信プロセッサおよびトランスポンダは並列
経路で通信を行い、第1経路は前記トランスポンダから
前記通信プロセッサへの無線周波数送信であり、第2経
路は前記トランスポンダおよび前記通信プロセッサ間の
低周波数暗号化双方向送信である防犯道路車両無鍵乗車
システム。 (15)前記無線周波数送信および前記低周波数送信
は、送信データの認証のために比較される第14項記載
の防犯道路車両無鍵乗車システム。
【0041】(16)前記無線周波数送信は、前記トラ
ンスポンダおよび前記通信プロセッサ間の双方向送信で
ある第14項記載の防犯道路車両無鍵乗車システム。 (17)車内通信プロセッサ(11)と、遠隔トランス
ポンダ(15)とを有する道路車両無鍵乗車システム
(10)を提供する。通信プロセッサ(11)は、無線
周波数受信機(12)、低周波数送受信機(13)、お
よび低周波数送受信機(13)によって送信および受信
される信号の暗号化および読み込みが可能なコントロー
ラ(14)を有する。トランスポンダ(15)は、手動
操作による誘導を受けたときに通信プロセッサ(11)
に信号を送信する無線周波数送信機(16)と、通信プ
ロセッサ(11)から受信した暗号化信号を読み込み、
これに応答可能な低周波数送受信機(17)を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の道路車両無鍵乗車システムの一実施例
の機能要素およびデータ経路を示すブロック図。
【図2】本発明の図1の実施例における遠隔トランスポ
ンダの機能要素およびデータ経路を示すブロック図。
【図3】本発明の図1の実施例における遠隔トランスポ
ンダの低周波数送受信機を示すブロック図。
【図4】図1の遠隔車両無鍵乗車システムの遠隔トラン
スポンダに対する変更を示すブロック図。
【図5】図4の道路車両無鍵乗車システムの遠隔トラン
スポンダに対する変更を示すブロック図。
【図6】図5の遠隔トランスポンダにおける書き込み距
離延長インターフェース回路の一実施例の機能要素およ
びデータ経路を示すブロック図。
【図7】図5の遠隔トランスポンダにおける書き込み距
離延長インターフェース回路の第2実施例の機能要素お
よびデータ経路を示すブロック図。
【図8】書き込み距離延長インターフェース回路を示す
ブロック図。
【符号の説明】
10 道路車両無鍵乗車システム 11 通信プロセッサ 12 無線周波数受信機 13 低周波数送受信機 14 コントローラ 15 遠隔トランスポンダ 16 無線周波数送信機 17 低周波数送受信機 18 押しボタン 19 ドライバ/復調回路 19a 書き込み距離延長インターフェース回路 21 制御論理モジュール 22 暗号化論理モジュール 23 メモリ 24 無線周波数回路 25 シフト・レジスタ 26 並列共振回路 27 コンデンサ 28 無線周波数変調器/ドライバ 29 制御論理モジュール 30 乱数発生器 50 低周波数送受信機 51 論理制御モジュール 52 受信機制御モジュール 53 送信機制御モジュール 54 バースト終了検出器 55 適応型プラック論理モジュール 56 信号レベル変換器 57 クロック再生器 58 分周器 59 スレシホルド検出器 60 共振回路 61 充電用コンデンサ 62、63、64 ダイオード 65 電池 80 共振回路 82 無線周波数電圧リミッタ 83 ダイオード 84 充電用コンデンサ 85 スレシホルド検出器 86 クロック再生器 87 エンベロープ整流器 88 バースト終了検出器 89 クロック発生モジュール 90 電池 91 復調回路

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】車内通信プロセッサと遠隔微小トランスポ
    ンダとから成る道路車両無鍵乗車システムであって、 前記通信プロセッサは、無線周波数受信機と、低周波数
    送受信機と、前記低周波数送受信機によって送信および
    受信される信号を読み込み可能なコントローラとを有
    し、 前記トランスポンダは、手動操作による誘導を受けたと
    きに前記通信プロセッサに信号を送信する無線周波数送
    信機と、前記通信プロセッサから受信した信号の読み込
    み、および前記通信プロセッサに対する暗号化応答の送
    信が可能な低周波数送受信機とを有することを特徴とす
    る道路車両無鍵乗車システム。
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