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Channel selection communication system

阅读:45发布:2022-11-30

专利汇可以提供Channel selection communication system专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a channel selection communication system shortening a communication time required when the wireless signal of another channel is acquired under occurrence of noise. SOLUTION: Wireless communication includes a channel selection function for performing wireless communication by a channel which is not adversely affected by the noise among a plurality of channels. During the wireless communication, frame numbers K for advising what number of CH 1 frame 22a a self frame is are added to respective CH1 frames 22a transmitted by a wireless key 2. When reception errors are detected when an RF receiver 10 receives the CH 1 frames 22a, the frame number K inside the CH 1 frame 22a acquired then is referred to and a time of day when a leading frame arrives in a plurality of CH 2 frames 22b to follow is predicted. Then, data reception operation of the CH2 frame is started at the predicted time of day to acquire the leading CH 2 frame. COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT,下面是Channel selection communication system专利的具体信息内容。

  • 通信端末で信号発信要求操作が行われた際、その要求操作に応じた指令内容を持つフレームを複数有しつつ括りのフレーム群毎にチャネルが切り換えられた通信データを、前記チャネル毎の受信準備動作を一定周期で繰り返し行いつつ当該受信準備動作時に受け付けた前記チャネルにおいてデータ受信を行う信号受信装置に向けて前記通信端末が発信することにより、ノイズ発生下でもその時に受信できる前記チャネルで当該フレームを前記信号受信装置で取り込ませることでデータ通信を行うチャネル選択式通信システムにおいて、
    前記通信端末は、前記フレームがどのフレームであるのかを見分ける際に使用する個別情報を各々の前記フレームに付与して前記通信データを発信するデータ発信手段を備え、
    前記信号受信装置は、データ受信時においてその時のデータ通信に用いた前記チャネルに対してのノイズ有無を判定するノイズ有無判定手段と、前記ノイズが存在する際、前記データ受信の過程時に読み取った前記フレーム内の前記個別情報を参照して、前記ノイズ影響下以外の他チャネルを持つ前記フレームのうち先頭に位置するものをいつ受信するのかを予測する予測手段と、前記予測手段の予測時刻時に前記他チャネルでのデータ受信を開始して、前記他チャネルの中の先頭フレームを受け付けて前記通信データを取得する受信制御手段とを備えたことを特徴とするチャネル選択式通信システム。
  • 前記個別情報は、前記フレームの先頭寄りの位置に配置されていることを特徴とする請求項1に記載のチャネル選択式通信システム。
  • 前記ノイズ有無判定手段は、前記受信準備動作で信号を受け付けてデータ受信動作を開始してからの処理時間が、予め設定された設定時間を超えるか否かを見ることにより、前記ノイズ有無を判定することを特徴とする請求項1又は2に記載のチャネル選択式通信システム。
  • 说明书全文

    本発明は、複数のチャネルの中からノイズに影響を受けない周波数帯のチャネルを選び、そのチャネルで無線通信を行うチャネル選択式通信システムに関する。

    近年、多くの車両には、各々のキーが固有に持つIDコードを無線により発信する電子キーで車両のドアロック施解錠やエンジン始動停止の許可又は実行を行う電子キーシステムが搭載されている。 この電子キーシステムの一種としては、例えば各種操作ボタンを持つワイヤレスキーでロックボタンが押し操作されると、ワイヤレスキーからキーコード及び施錠要求が無線発信されて車両のドアロックが施錠状態となり、ワイヤレスキーでアンロックボタンが押し操作されると、ワイヤレスキーからキーコード及び解錠要求が無線発信されて車両のドアロックが解錠状態となるワイヤレスキーシステムがある。 車両にワイヤレスキーシステムを搭載すれば、車両のドアロック施解錠操作時においてキーをキーシリンダに挿し込んでこれを回すという実際のキー操作が不要となり、ドアロック施解錠の操作を楽に行うことが可能となる。

    ところで、近年では多くの機器や装置において各種情報のやり取りに無線通信が使用されていることから、空間中には種々の電波(浮遊電波)が飛び交っているが、この浮遊電波の中には、ワイヤレスキー及び車両がワイヤレスキーシステムに準じた無線通信として行うワイヤレス通信に悪影響を及ぼす周波数帯を持つ電波も存在する。 このため、駐車車両の周辺にこの種の浮遊電波が発生している状況下においては、浮遊電波が正規電波を打ち消してワイヤレスキー及び車両間のワイヤレス通信が成立し難くなる可能性も否定できず、この状況下ではワイヤレスキーで各種ボタンを押し操作しても車両が施解錠動作を開始しない状況が生じてしまい、キー操作者にストレスを感じさせてしまう問題があった。

    そこで、無線通信システムの一種には、例えば複数のチャネル(周波数)の中から周囲のノイズに影響を受けないチャネルを選択的に選び、その周波数帯の信号で無線通信を行うチャネル選択式通信システムというものが開発されている。 この種のチャネル選択式通信システムは、例えば特許文献1等に開示されている。 また、チャネル選択式通信システムの他の一例としては、例えば通信端末から送信信号を複数種の周波数帯で通信先に向けて1チャネルずつ順次発信させ、信号受信装置がその中からノイズに影響を受けないものを受け取ることにより、通信端末から発信される発信信号を信号受信装置に伝達するものも想定される。

    この種型のチャネル選択式通信システムを応用したワイヤレスキーシステムの具体的な動作例を説明すると、図8に示すように、ワイヤレスキー81でロックボタンやアンロックボタンが押圧操作されると、この時のワイヤレスキー81は、そのボタン操作に応じた指令内容を持つ動作要求Sdsを自身のアンテナから発信する。 この動作要求Sdsは、発信信号の1データ単位として定義されたフレーム82を複数持ち、このフレーム82が連続して並んだデータ形式をとっている。 このようにフレーム82を複数発信するのは、信号受信装置である車両が受信機(チューナ)83でこの動作要求Sdsを受信した際、これをフレーム82を途中で受け付ける場合もあるので、このような状況に対応するためである。 これらフレーム82には、ワイヤレスキー81の固有のキーコードが書き込まれたIDコードと、動作要求Sdsの具体的な指令内容(施錠又は解錠)が書き込まれた機能コードとが、主として含まれている。

    また、ワイヤレスキー81は、動作要求Sdsを発信するに際して、これらフレーム82を複数種の周波数帯で発信する。 図8に示す例においては、まず最初に第1チャネル(以下、CH1と記す)の周波数でフレーム82(以下、CH1フレーム82aと記す)を3つ発信し、続けて第2チャネル(以下、CH2と記す)の周波数でフレーム82(以下、CH2フレーム82bと記す)を4つ発信する。 即ち、ワイヤレスキー81は、ロックボタンやアンロックボタンが押圧操作されると、CH1フレーム82aが3つ並びつつその後にCH2フレーム82bが4つ並んだ動作要求Sdsを車両に向けて発信する。

    車両の受信機83は、外部で発信された無線信号を自身が受け付けているか否かの確認動作としてポーリングを一定周期間隔で行っている。 このポーリングにおいては、まず最初にCH1の無線信号を受け付けているか否かの確認動作としてCH1受信準備動作を行い、続いてCH2の無線信号を受け付けているか否かの確認動作としてCH2受信準備動作を行い、このCH1受信準備動作とCH2受信準備動作とを連続的に行う処理を、ポーリング周期のサイクルで繰り返し行う。 なお、これら準備動作は、十数ms(例えば17ms)という短い時間の確認処理である。

    ここで、図8に示すように、例えばCH1フレーム82aに影響を及ぼすノイズが車両周囲に存在していない場合を想定すると、この時はCH1フレーム82aが受信機83に正常に伝達されるので、受信機83はCH1受信準備動作の時にCH1フレーム82aを受け取り、そのままCH1フレーム82aを取り込んで、ワイヤレスキー81からの動作要求Sdsを受け付ける状態をとる。 一方、図9に示すように、CH1フレーム82aに影響を及ぼすノイズが車両周囲に存在している場合を想定すると、この時はCH1フレーム82aがノイズにより掻き消されて受信機83にCH1フレーム82aが正常に伝達されないので、受信機83はCH1受信準備動作の時に信号受信を行えず、CH2受信準備動作の時にCH2フレーム82bを受信する動作をとる。 このため、受信機83は、CH2受信準備動作をとった時にCH2フレーム82bを受け付ける動作を以て、ワイヤレスキー81の動作要求Sdsを受け付ける状態をとる。

    特開平2007−028569号公報

    ところで、受信機83がワイヤレスキー81の動作要求Sdsをそのフレーム途中で受信した際には、その途中フレームに続く次フレームの先頭を検索するスタートビット検索を行い、その次フレームを受信データとして取得する受信動作を経る。 このため、図9に示す例のように、対CH1ノイズ発生下でCH2フレーム82bを受信する場合には、CH2フレーム82bの受信は1フレーム目の途中で開始されることから、CH2フレーム82bのデータ取得は2フレーム目から行われることになる。 よって、対CH1ノイズ発生下でCH2フレーム82bを取得する際には、4つ存在するCH2フレーム82b,82b…のうち2フレーム目からしかデータを取ることができないので、その分だけ動作要求Sdsの受信動作、即ちワイヤレス通信に時間を要する問題があった。

    ここで、ワイヤレス通信に影響を及ぼすノイズとしては、無線信号に含まれるフレーム82のフォーマット自体は同じであるものの具体的なデータ内容が異なる無線信号が正規信号に被るフォーマットノイズがある。 このフォーマットノイズは、例えば他社のワイヤレスキーから発信された無線信号が原因となることが多い。 また、これ以外のノイズとしては、ワイヤレスキーから発信される信号に、このワイヤレス通信で使用される信号と同一の周波数のランダムなノイズが重畳して、ワイヤレスキーから発信される無線信号が受信側で正しく受信できなくなるおそれのあるランダムノイズ(アンフォーマットノイズとも言う)がある。 しかし、対CH1ノイズ下でCH2フレーム82bを取得する際に2フレーム目からしか取得できない問題は、ノイズがフォーマットノイズやランダムノイズのどちらの時も同様に起こり得る問題である。

    本発明の目的は、ノイズ発生下で他チャネルの無線信号を取得する場合であっても、その時に要する通信時間を短く抑えることができるチャネル選択式通信システムを提供することにある。

    前記問題点を解決するために、本発明では、通信端末で信号発信要求操作が行われた際、その要求操作に応じた指令内容を持つフレームを複数有しつつ括りのフレーム群毎にチャネルが切り換えられた通信データを、前記チャネル毎の受信準備動作を一定周期で繰り返し行いつつ当該受信準備動作時に受け付けた前記チャネルにおいてデータ受信を行う信号受信装置に向けて前記通信端末が発信することにより、ノイズ発生下でもその時に受信できる前記チャネルで当該フレームを前記信号受信装置で取り込ませることでデータ通信を行うチャネル選択式通信システムにおいて、前記通信端末は、前記フレームがどのフレームであるのかを見分ける際に使用する個別情報を各々の前記フレームに付与して前記通信データを発信するデータ発信手段を備え、前記信号受信装置は、データ受信時においてその時のデータ通信に用いた前記チャネルに対してのノイズ有無を判定するノイズ有無判定手段と、前記ノイズが存在する際、前記データ受信の過程時に読み取った前記フレーム内の前記個別情報を参照して、前記ノイズ影響下以外の他チャネルを持つ前記フレームのうち先頭に位置するものをいつ受信するのかを予測する予測手段と、前記予測手段の予測時刻時に前記他チャネルでのデータ受信を開始して、前記他チャネルの中の先頭フレームを受け付けて前記通信データを取得する受信制御手段とを備えたことを要旨とする。

    この構成によれば、通信端末で信号発信要求操作が行われると、この要求操作を受け付けた通信端末は、その時の信号発信要求操作に応じた指令内容を持つフレームを複数有しつつ括りのフレーム群毎にチャネルが切り換えられた通信データを外部に発信する。 なお、この信号発信要求操作の例としては、例えば通信端末がワイヤレスキーの場合、ロックボタンの押圧操作や、アンロックボタンの押圧操作等が挙げられる。 また、この時の通信データのデータ構造例としては、例えば複数の第1フレームが第1チャネルで発信されるとともに、この第1フレームに並ぶ状態で複数の第2フレームが第2チャネルで発信される例が挙げられる。

    信号受信装置は、第1チャネルの受信準備動作を行い、もしこの準備動作後にデータ受け付けが行われない場合には、続いて第2チャネルの受信準備動作に移行して、第2チャネルのデータ受け付けの有無を確認し、この一連の受信準備動作を一定周期のサイクルで繰り返し行う。 このため、例えば通信端末及び信号受信装置間の通信領域に対第1チャネルのノイズが発生していない場合、信号受信装置は、第1チャネルの受信準備動作の後に第1チャネルでフレームを受信し、これを以て無線通信及び信号受信装置間の無線通信が成立する。 一方、通信端末及び信号受信装置間の通信領域に、例えば第1チャネルに影響を及ぼすノイズが発生していた場合を想定すると、この時の信号受信装置は、対第1チャネルの受信準備動作の時ではなく、対第2チャネルの受信準備動作の後に第2チャネルで発信されたフレームを受け付ける動作をとり、これを以て通信端末及び信号受信装置間の無線通信が成立する。

    ところで、信号受信装置が行う受信準備動作は一定周期のサイクルで繰り返し行われる動作であるので、第1チャネルで信号受信を行うことができなかった時に次の第2チャネルでフレームを受け付ける動作というのは、どうしても第2フレームをそのフレーム途中で受信する状態をとる。 ところで、信号受信装置は受信データの読み込みに際してデータの先頭からでないとデータ内容を読み取れない現状があり、先に述べたように第2フレームの途中でフレームを受け付ける状態をとると、この後に続く次の第2フレームの先頭が来るまでデータ受信を待つ必要が発生してしまう。 こうなると、信号受信装置が第2チャネルでフレームを受信する際に、直近の第2フレームを受信できない状態となるので、次フレーム待ちに要する時間分だけ受信動作が余計にかかることになり、受信動作即ち通信動作に時間がかかる問題があった。

    しかし、本構成においては、信号受信装置が先に受信したチャネルでフレームのデータ受信動作を行っている時に正常に受信動作が行われたか否かをノイズ有無判定部で監視し、もし仮にノイズが発生している場合には、次チャネルのフレームのうち先頭に位置するものがいつ信号受信装置に到達するのかを予測手段が予測する。 そして、その予測時刻に到達した際にその次チャネルでの受信準備動作を受信制御手段が行い、次チャネルのフレームのうち先頭に位置するものを受け付けてフレーム取得を行う。 このため、先に受け付けるチャネルに影響を及ぼすノイズが発生していて次チャネルでフレームを取り込む動作をとったとしても、この時は次チャネルのフレームのうち先頭のものを取得可能となるので、フレームの不要な待ち時間が発生しない。 よって、通信端末が信号受信装置と無線通信を行う際に、その待ち時間省略分だけ受信時間即ち通信時間を短縮することが可能となる。

    本発明では、前記個別情報は、前記フレームの先頭寄りの位置に配置されていることを要旨とする。
    この構成によれば、個別情報をフレームの先頭寄りに配置するので、フレームを読み込んでいる途中でノイズが発生する状態に状況が変わる場合であっても、個別情報を読み取ることができる確率が高くなる。 このため、チャネル切換時に要する通信時間の短縮という効果を一層享受することが可能となる。

    本発明では、前記ノイズ有無判定手段は、前記受信準備動作で信号を受け付けてデータ受信動作を開始してからの処理時間が、予め設定された設定時間を超えるか否かを見ることにより、前記ノイズ有無を判定することを要旨とする。

    この構成によれば、ノイズ有無判定は、受信準備動作で信号を受け付けてデータ受信動作を開始してからの処理時間が、予め設定された設定時間を超えるか否かを見ることにより行う。 このため、例えばこの設定時間を、1フレームを読み取るのに必要な時間に設定すれば、ノイズが有ると判定されてデータ受信動作が強制終了された際に、この停止タイミングが次チャネルのフレーム受信にずれ込み難くなる。 よって、次チャネルのフレームを取り込む際に、このフレームを先頭以外のもので受け付けてしまう状況が生じ難くなり、受信時間(通信時間)の短縮化に一層効果が高い。

    本発明によれば、ノイズ発生下で他チャネルの無線信号を取得する場合であっても、その時に要する通信時間を短く抑えることができる。

    以下、本発明を具体化したチャネル選択式通信システムの一実施形態を図1〜図7に従って説明する。
    図1に示すように、車両1には、車両用電子キーであるワイヤレスキー2のボタン操作(信号発信要求操作)により車両1のドア3の施解錠操作を行うワイヤレスキーシステム4が搭載されている。 このワイヤレスキーシステム4は、ワイヤレスキー2のロックボタン5が押圧操作されると、ワイヤレスキー2から施錠要求Srkを車両1に向けて発信し、この時にドア3が解錠状態であればドア3を施錠状態とし、ワイヤレスキー2のアンロックボタン6が押圧操作されると、ワイヤレスキー2から解錠要求Surを車両1に向けて発信し、この時にドア3が施錠状態であればドア3を解錠状態とする。 なお、ワイヤレスキー2が通信端末に相当する。

    このワイヤレスキーシステム4を以下に説明すると、図2に示すように、車両1には、このワイヤレスキーシステム4のコントロールユニットとして照合ECU(照合Electric Control Unit)7が設けられている。 この照合ECU7は、例えばCPU8やメモリ9等の各種電子部品を持った電子制御ユニットであって、メモリ9に書き込まれたワイヤレスキーシステム動作用の制御プログラムDpaに従って動作することにより、ワイヤレスキーシステム4を動作させる。

    また、照合ECU7には、RF帯の信号を受信可能なRF受信機10が接続されている。 このRF受信機10は、例えば車内のインナーミラー(バックミラー)等に埋設され、ハーネス(図示略)を介して照合ECU7に接続されている。 RF受信機10は、RF受信アンテナ11でRF信号を受信した際、この受信信号をRF受信回路12で復調及び増幅しつつこれを照合ECU7に出する。 また、照合ECU7には、ドアロックの施解錠を管理するドアECU13が車内LAN14を介して接続されている。 ドアECU13には、ドアロック施解錠時のロック箇所として働くデッドボルト(図示略)の駆動源としてドアロックモータ15が接続されている。 なお、照合ECU7及びRF受信機10が信号受信装置を構成する。

    ワイヤレスキー2には、このワイヤレスキー2のコントロールユニットとして通信制御部16が設けられている。 この通信制御部16は、例えばCPU17やメモリ18等の電子部品からなり、メモリ18に書き込まれたワイヤレスキーシステム動作用の制御プログラムDpbに従って動作する。 ロックボタン5及びアンロックボタン6は、この通信制御部16に接続され、押圧操作されると例えばオン信号を通信制御部16に出力する。 通信制御部16は、ロックボタン5やアンロックボタン6からの信号入力状態を監視することにより、ロックボタン5やアンロックボタン6の操作有無を検出し、その操作に応じたデータ内容を持つ通信データSwk(施錠要求Srk、解錠要求Sur)をワイヤレスキー2から発信させる。

    また、通信制御部16には、通信制御部16からの指令に沿いRF帯の信号を外部に発信可能なRF発信機19が接続されている。 RF発信機19は、通信制御部16から通信データSwkを得るとこれをRF発信回路20で変調し、その変調後の通信データSwkをRF発信アンテナ21から外部に発信可能である。 通信制御部16は、ロックボタン5やアンロックボタン6が押圧操作された事を検出すると、そのボタン操作に応じた指令内容を持つ通信データSwkをRF発信機19からRF帯の信号で車両1に向けて発信する。 即ち、通信制御部16は、ロックボタン5が押圧操作された事を検出すると通信データSwkとして施錠要求SrkをRF発信機19から発信させ、アンロックボタン6が押圧操作された事を検出すると通信データSwkとして解錠要求SurをRF発信機19から発信させる。

    この通信データSwkは、図3に示すように、データ一括りの単位であるフレーム22が複数(本例は7つ)並んだデータ配列をとっている。 これらフレーム22,22…は、全て同じデータ内容(データ列)をとり、これら複数フレーム22,22…のうちの1つでも読み取ることができれば、そのフレーム読み込みを以て通信データSwkの受信動作が成立する。 このように、通信データSwkの無線通信に際して複数のフレーム22,22…を発信するのは、無線通信環境下に偶発的なノイズが発生して一時的にフレーム取得ができない状況に陥った場合や、或いはRF受信機10が通信データSwkを受け付けた時にそれがフレーム途中であった場合でも、1つのフレーム22を先頭から正しく受信できるようにするためである。

    これら一つひとつのフレーム22,22…は、データ先頭側から順に、フレーム22の始まりを通知するフレームスタートビット23と、ワイヤレスキー2が固有のキーコードとして持つIDコード24と、ロックボタン5やアンロックボタン6を操作する度にコードが変わるローリングコード25と、その時のボタン操作の操作内容を通知する機能コード26とからなる。 よって、このフレーム22においては、フレームスタートビット23を読み取ることでフレーム22の先頭を認識し、続くIDコード24及びローリングコード25を車両1側のそれと照らし合わせることでキー照合を行い、更にそれに続く機能コード26でその時のキー操作が施錠操作及び解除操作のどちらであるのかを判別する。 このIDコード24やローリングコード25は、ワイヤレスキー2のメモリ18に登録されたデータ群である。

    これらフレームスタートビット23、IDコード24、ローリングコード25及び機能コード26は、各フレーム22,22…において同じ内容をとるデータ列であって、2値情報である「0」及び「1」の信号組み合わせにより表現されている。 図4に示すように、本例の信号「0」は、信号周期をTzとした場合に先頭から一定時間(図4では時間Ta)の間においてHレベルをとるデータで表現されている。 また、本例の信号「1」は、信号周期をTzとした場合にこの周期Tz間においてHレベルを常時とるデータで表現されている。 フレーム22は、例えば128ビットのデータ量を持ち、このデータ領域をフレームスタートビット23、IDコード24、ローリングコード25及び機能コード26で振り分けている。

    ワイヤレスキーシステム4には、ワイヤレス通信の通信環境下にノイズが発生することを考慮して、複数のチャネル(周波数帯)の中からその時に通信できるチャネルを選択的に選び出してそのチャネルでワイヤレス通信を行うチャネル選択式通信システム27が設けられている。 このチャネル選択式通信システム27を以下に説明すると、ワイヤレスキー2は、図3に示すように、ボタン操作時に通信データSwk(施錠要求Srk、解錠要求Sur)として複数のフレーム22,22…を発信するが、この時にこれらフレーム22を複数のチャネルで発信する。 本例においては、まず最初に第1チャネル(以下、CH1と記す)の周波数でフレーム(以下、CH1フレーム22aと記す)を3つ発信し、これに連続して第2チャネル(以下、CH2と記す)の周波数でフレーム(以下、CH2フレーム22bと記す)を4つ発信する。

    照合ECU7は、RF受信機10が今現在どのチャネルの無線信号を受け付けているかの確認する受信準備動作を、ポーリング周期の周期サイクルで繰り返し実行する。 本例の照合ECU7は、この受信準備動作としてまず最初に、RF受信機10でCH1の無線信号を受け付けているか否かの確認としてCH1受信準備動作を行い、これに連続してRF受信機10でCH2の無線信号を受け付けているか否かの確認としてCH2受信準備動作を行い、このように連続するCH1受信準備動作及びCH2受信準備動作を、ポーリング周期の周期間隔で繰り返し行う。 CH1受信準備動作は、待機中のRF受信機10を起動させるスタートアップ動作を最初に行い、RF受信機10の起動後にCH1の無線信号の受け付けの有り無しを確認する受信有無確認動作に移る。 CH2受信準備動作は、CH2の無線信号の有り無しを確認する受信有無確認動作のみであるが、本例においてはCH1受信準備動作と同じ処理時間に設定されている。 これら受信準備動作は、例えば十数ms(17ms)という短い時間間隔に設定されている。

    ここで、ワイヤレスキー2が車両1とワイヤレス通信を行う際に、CH1に影響を及ぼすノイズが発生していない場合(背景技術で述べた図8の例)を想定すると、この時の照合ECU7は、CH1受信準備動作の際に、RF受信機10でCH1の無線信号(即ち、CH1フレーム22a)を受信する状態をとる。 ところで、この時のRF受信機10はCH1フレーム22aをフレーム途中で受信しつつ、しかも照合ECU7はフレーム22のデータ内容の読み込みに際してこれをフレーム先頭から行う動作をとる。 よって、照合ECU7は、CH1受信準備動作の際にCH1の無線信号を受け付けてデータ受信動作を開始すると、フレーム22の先頭位置を検索するスタートビット検索を行って、以降に続く次のCH1フレーム22aのフレームスタートビット23を検索する。

    照合ECU7は、スタートビット検索でフレームスタートビット23を正常に読み取ることができれば、この時に取得したフレーム22が正規のものであると認識し、続くデータ内容の読み取りを継続する。 そして、照合ECU7は、フレームスタートビット23に続くIDコード24及びローリングコード25を、自身のメモリ9に登録されたIDコード28及びローリングコード29と照らし合わせることにより、キー照合を行う。 照合ECU7は、このキー照合が成立すれば、通信データSwk内においてIDコード24及びローリングコード25に続く機能コード26を参照して、その機能コード26の指令内容に従ってドアロックモータ15を駆動することによりドア3の施解錠を行う。

    一方、ワイヤレスキー2が車両1とワイヤレス通信を行う際に、CH1の無線信号に影響を及ぼし得るCH1狭帯域ノイズとして、CH1の無線信号を打ち消すランダムノイズ等のノイズがワイヤレス通信の全期間に亘り発生した場合(背景技術で述べた図9の例)を想定する。 ワイヤレスキー2が通信データSwkを発信する際、最初はCH1フレーム22aを続けて3つ発信するが、ノイズを受けてCH1フレーム22aが打ち消されるので、照合ECU7はCH1受信準備動作の際にCH1フレーム22aを受け取れず、CH2受信準備動作の時はワイヤレスキー2からCH2フレーム22bが発信されていないので、CH2フレーム22bを受け付ける状態もとらない。

    ワイヤレスキー2はCH1フレーム22aを3つ発信すると、この後はCH2フレーム22bを4つ発信する動作に移るので、照合ECU7はワイヤレスキー2がこの信号発信状態をとった時に、CH2受信準備動作のタイミングでCH2フレーム22bを受け付ける。 そして、照合ECU7は、前述したCH1フレーム22aを受信する時と同様に、まずはスタートビット検索を行って次に続くCH2フレーム22bの先頭を検索し、CH2フレーム22bの先頭を見つけると、そのCH2フレーム22bのデータ群を取り込んで通信データSwkを取得する。 よって、ワイヤレス通信環境下にCH1に影響を及ぼすCH1狭帯域ノイズが発生していても、この時はCH2でフレーム受信を行うので、問題なくワイヤレス通信が成立する。

    ところで、このように対CH1のノイズ発生環境下でワイヤレス通信を成立可能としても、この時にフレーム受け付けの対象となるCH2フレーム22bは、受信準備動作及びスタートビット検索を行う関係上、取り込むのは2番目に位置する第2CH2フレーム22bbとなる。 このため、CH1フレーム22aに代えてCH2フレーム22bを受け付けるワイヤレス通信においては、1番目に位置する第1CH2フレーム22baを取得できない分だけの待ち時間が発生する。 よって、CH2フレーム22bを取得するに際して、受信時間がその待ち時間分だけ余計にかかる問題があった。 特に、CH1フレーム22aを取得できないことで時間を余分に要している上、更にCH2フレーム22bの取得に時間を要するとなれば、ワイヤレスキー2をキー操作してから実際にドアロックの施解錠が開始されるまでに大きなタイムラグが生じ、キー操作者がストレスを感じる問題にも繋がる。

    そこで、本例のチャネル選択式通信システム27には、ノイズ発生下において他チャネルで信号受信を行う時の受信時間の短縮を図るべく、次チャネルのフレーム先頭を予測してポーリングを行う次チャネル受信時刻予測機能が設けられている。 この次チャネル受信時刻予測機能を説明すると、図2に示すように、ワイヤレスキー2の制御プログラムDpbには、ワイヤレスキー2が通信データSwkを発信する際に、自身がCH1フレーム22a,…において何番目のものであるのかを通知するフレーム番号Kを各CH1フレーム22a,…に付加するフレーム番号付加プログラムDfbが書き込まれている。

    ワイヤレスキー2のCPU17は、ボタン操作時において通信データSwkを発信する際、フレーム番号付加プログラムDfbを実行することにより、各CH1フレーム22a,…にフレーム番号Kが付加された通信データSwkを、RF発信機19からRF帯の信号で発信する。 このフレーム番号Kは、各々のCH1フレーム22aにおいて先頭寄りの位置に書き込まれ、本例の場合、フレームスタートビット23に書き込まれている。 このフレーム番号Kは、2値情報である「0」及び「1」の信号値の組み合わせにより表現された順番を表す数値からなる。 なお、フレーム番号Kが個別情報に相当する。

    また、照合ECU7のメモリ9には、次チャネル受信時刻予測機能の制御プログラムとして次チャネル受信タイミング予測プログラムDctが書き込まれている。 この次チャネル受信タイミング予測プログラムDctは、CH1フレーム22aを受信している際にこれを正常に受け取れずエラーが発生したと判定した際、複数存在するCH2フレーム22b,22b…のうち先頭に位置する第1CH2フレーム22baの到達時刻を予測し、経過時刻がその予測時刻Tk(図6参照)に到達する時にはRF受信機10が既に対CH2の受信有無確認動作をとるように、RF受信機10の動作状態を制御するプログラムである。 照合ECU7は、ワイヤレスキー2とワイヤレス通信を行う際、この次チャネル受信タイミング予測プログラムDctを毎回実行して、ノイズ発生下において他チャネルを受信する際の受信時間、即ちワイヤレス通信の通信時間の低減を図っている。

    図5に示すように、ワイヤレスキー2には、ボタン操作が行われて通信データSwkを車両1に発信する際に、各々のCH1フレーム22a,22a…にフレーム番号Kを付加してデータ通信を行うデータ発信部30が設けられている。 また、照合ECU7には、CH1フレーム22aの受信時に受信エラーが生じたか否かを見ることで対CH1のノイズの有無を判定するノイズ有無判定部31と、ノイズ有無判定部31がノイズ有りと判定した際に、照合ECU7が先頭の第1CH2フレーム22baを受け付ける時刻を予測するCH2フレーム到達時刻予測部32と、経過時刻がその予測時刻Tk(図6参照)となる時にRF受信機10が既に対CH2の受信有無確認動作をとるように、RF受信機10の動作状態を制御する受信制御部33とが設けられている。

    なお、データ発信部30は、CPU17がフレーム番号付加プログラムDfbを実行した際に機能的に生成されるものであり、図5ではこれをブロック図で表現している。 また、ノイズ有無判定部31、CH2フレーム到達時刻予測部32及び受信制御部33は、CPU8が次チャネル受信タイミング予測プログラムDctを実行した際に機能的に生成されるものであり、図5ではこれらをブロック図で表現している。 なお、データ発信部30がデータ発信手段に相当し、ノイズ有無判定部31がノイズ有無判定手段に相当し、CH2フレーム到達時刻予測部32が予測手段に相当し、受信制御部33が受信制御手段に相当する。

    次に、本例の次チャネル受信時刻予測機能の動作を説明する。
    例えば、図6に示すように、ワイヤレス通信時において、CH1に影響を及ぼすCH1狭帯域ノイズの一種としてCH1フォーマットノイズ34が発生した場合を想定する。 この種のフォーマットノイズ34は、無線信号のフォーマット(周波数)がCH1フレーム22aと同じであるものの、具体的なデータ配列(データやコードの種類や割り振り)がCH1フレーム22aとは異なるノイズ信号であって、例えば他社のワイヤレスキーにより発信される通信データがこれに相当する。 ワイヤレスキー2でボタン操作が行われると、データ発信部30はこの時のボタン操作に応じた指令内容を持つ通信データSwkを車両1に向けて発信する。

    照合ECU7は、CH1フォーマットノイズ34の発生下でCH1受信準備動作を行うと、CH1受信準備動作で受信有無確認動作を行っている際にフォーマットノイズ34を受信するが、この時はフォーマットが同じであるので、データ受信動作自体は開始し、このデータ受信に伴ってスタートビット検索を実行する。 ところで、データ受信動作時はその受信データ内のフレームスタートビット23を探すスタートビット検索を行っているが、この時に正常データ(即ち、フレーム22)を受け付けているのであれば、1フレーム分を正常に読み取るのに必要な設定時間Tta(本例は180ms)の時間内にフレームスタートビット23を受け付けることが可能なはずである。 逆に、データ受信動作を開始してからの処理時間Tt1がこの設定時間Ttaを超えても未だフレームスタートビット23が読み取れないのであれば、この時に受け付けている受信データは不正データであると見なせる。

    よって、ノイズ有無判定部31は、CH1受信準備動作(受信有無確認動作)の際にCH1の無線信号を受け付けてからの処理時間Tt1を計測し、この処理時間Tt1が設定時間Tta内のうちに、フレームスタートビット23が読み取れた否かを見ることにより、CH1に影響を及ぼすCH1狭帯域ノイズの発生有無を判定する。 CH1受信準備動作の際にRF受信機10がフォーマットノイズ34を受信した場合、この時の受信データは正規データではないので、データ受信動作の処理時間Tt1が設定時間Tta内の時間をとる間にフレームスタートビット23を読み取ることができない。 よって、ノイズ有無判定部31は、この処理時間Tt1が設定時間Ttaを超えると、この時はノイズを受け付けていると認識して、処理時間Tt1が設定時間Ttaを超えた時点でCH1のデータ受信動作を強制終了する。 そして、照合ECU7は、対CH1のデータ受信動作を強制終了した後、CH2受信準備動作を行ってCH2フレーム22bの受け付け有無を確認する。

    ところで、この種の狭帯域ノイズ(図6ではフォーマットノイズ34)は、必ずしもワイヤレスキー2が通信データSwkを発信する際の全期間において生じるものとは限らず、図6に示すように、ワイヤレス通信途中でノイズが切れて断片的に発生する場合が多い。 このような状況になった時は、一時的ではあるが照合ECU7はワイヤレスキー2から発信された通信データSwkを読み込める状態になる。

    そこで、図6に示すように、ワイヤレスキー2がCH1フレーム22aを発信している途中、フォーマットノイズ34が一時的に切れ、その時に照合ECU7がCH1受信準備動作を行った状況を想定する。 この時、照合ECU7は、CH1受信準備動作(受信有無確認動作)の際にCH1フレーム22aを受け付け、このフレーム受け付けを以てCH1のスタートビット検索を行う。 照合ECU7は、フォーマットノイズ34が発生していない期間においてCH1フレーム22aを正常に取得する。 この時、CH2フレーム到達時刻予測部32は、フレームスタートビット23の読み取り時に、フレームスタートビット23に書き込まれたフレーム番号Kを読み取り、例えば図6に示すように前から3番目に位置する第3CH1フレーム22acを一時的に受信する際には、このフレーム22ac内の第2フレーム番号Kcを読み取る動作をとる。

    そして、第3CH1フレーム22acの読み取り途中でフォーマットノイズ34が再度発生したとすると、このノイズ再発生時点から照合ECU7は正常にCH1フレーム22aを読み取ることができなくなり、CH1のデータ受信動作を開始してからの処理時間Tt1が設定時間Ttaを超える状況となる。 よって、ノイズ有無判定部31は、CH1フレーム22aが一時的に読めたとしても、CH1のデータ受信動作の処理時間Tt1が設定時間Ttaを超えてしまうと、その時点でCH1ノイズの再発生を認識する。 ノイズ有無判定部31は、対CH1ノイズの発生を認識すると、この時にフレーム番号Kが読み取れているのであれば、CH1のデータ受信動作を強制的に打ち切り、照合ECU7の動作状態を第1CH2フレーム22baの受け付けを待つ待機状態にする。

    この時、CH2フレーム到達時刻予測部32は、一時的にCH1フレーム22aを読み取った際に取得したフレーム番号Kを参照して、この後に続く複数のCH2フレーム22b,22b…のうち先頭の第1CH2フレーム22baをRF受信機10がいつ受信するのかその予測時刻Tkを算出する。 ところで、CH1フレーム22aを正常に1フレーム分受信する時に要する受信時間(本例は180ms)は予め分かるので、一時的にCH1フレーム22aが取得可能となった際に、CH1フレーム22aを今どのビット位置で読み込んでいるのかが分かれば、その時点からいつ第1CH2フレーム22baがRF受信機10に到達するのかが分かる。 よって、CH2フレーム到達時刻予測部32は、このように一時的にCH1フレーム22aを読み取っている時に、残りのCH1フレーム22aのビットを読み取るのに要する時間を予測することにより、第1CH2フレーム22baが車両1に到達するその予測時刻Tkを演算する。

    受信制御部33は、照合ECU7が待機状態をとると待機状態をとってからの経過時間Tkxの計測を開始し、その経過時間Tkxが予測時刻Tkに到達するか否かを逐次確認する。 この時、受信制御部33は、経過時間Tkxが予測時刻Tkとなった際にRF受信機10が対CH2の受信有無確認動作をとるように、経過時間Tkxが予測時刻Tkになる少し前に、CH2受信準備動作(スタートアップ動作)を開始する。 よって、ワイヤレスキー2が先頭の第1CH2フレーム22baを発信するタイミングをとる際には、RF受信機10は対CH2の無線信号の受け付け有無を確認する対CH2の受信有無確認動作をとる。

    よって、ワイヤレスキー2から第1CH2フレーム22baが発信されるタイミングとなると、この時にRF受信機10の対CH2の受信有無確認動作が開始されるので、RF受信機10が対CH2の受信有無動作を開始したタイミングで第1CH2フレーム22baを受け付け、第1CH2フレーム22baのデータ受信動作を開始する。 即ち、受信制御部33は、照合ECU7が待機状態をとってからの経過時間Tkxが予測時刻Tkに到達した際にCH2のデータ受信動作を開始し、複数存在するCH2フレーム22b,22b…のうち先頭に位置する第1CH2フレーム22baを受信する。 照合ECU7は、先頭の第1CH2フレーム22baを受信すると、スタートビット検索を始めとする一連の処理を行い、この受信データが正規のものであると確認できればドアロックを施解錠させる。

    また、図7に示すように、ワイヤレス通信時において、CH1に影響を及ぼすCH1狭帯域ノイズの他の種類としてランダムノイズ35が発生した場合を想定する。 このランダムノイズ35は、例えばCH1フレーム22aの伝送電波であるCH1よりも電波強度が高く、このCH1を打ち消してCH1フレームの伝達を妨害するノイズ信号である。 この例の場合、一時的にCH1フレーム22aを受信している時にランダムノイズ35によってCH1が影響を受けると、その時点でCH1の信号受信が途絶える。 ノイズ有無判定部31は、CH1のデータ受信動作を開始してからの処理時間Tt1が設定時間Ttaを超えた時点でノイズ有りと判定し、この時にフレーム番号Kの読み取りに成功しているのであれば、前述した通りの動作内容に沿ってCH2フレーム22bの取得動作に移る。

    従って、本例においては、ワイヤレス通信時においてCH1がノイズにより受信できずにCH2で信号受信を行う際、先のCH1フレーム22aの部分的取得時に読み取ったフレーム番号Kを参照して、複数のCH2フレーム22bの中で先頭に位置する第1CH2フレーム22baの到達時刻を予測し、その予測時刻Tkとなった時にCH2フレーム22baのデータ受信動作が開始されるように、RF受信機10のCH2受信準備動作を実行する。 このため、CH1フレーム22aに代えてCH2フレーム22bを読み取る際に、最初に車両1に至る第1CH2フレーム22baの取得が可能となるので、短い時間間隔でCH2フレーム22bを取り込むことが可能となる。 よって、ワイヤレス通信時に要する受信時間(通信時間)の短縮化を図ることが可能となる。

    本実施形態の構成によれば、以下に記載の効果を得ることができる。
    (1)ワイヤレス通信にワイヤレスキー2から発信されるCH1フレーム22aの各々に、自身が先頭から何番目のフレームであるのかを通知するフレーム番号Kを付加する。 そして、照合ECU7がCH1フレーム22aを受信している時にこれを正常に行えずにエラーを検出した場合、受信エラー前に受け付けたCH1フレーム22a内のフレーム番号Kを手掛かりに、この後に続く複数のCH2フレーム22b,22b…のうち先頭に位置する第1CH2フレーム22baの到達時刻を予測し、その予測時刻TkのタイミングでCH2フレーム22baを受け付けるように、RF受信機10のCH2受信準備動作を実行する。 このため、複数のCH2フレーム22b,22b…の中から先頭の第1CH2フレーム22bが取得可能となる。 よって、対CH1のノイズ発生が原因でCH1フレーム22aに代えてCH2フレーム22bを取得する際に、直ぐにCH2フレーム22bを取得することが可能となるので、その分だけワイヤレス通信の通信時間を短縮することができる。

    (2)ワイヤレス通信の通信時間を少なく抑えることが可能となれば、その分だけ受信機10に要する消費電流を少なく抑えることができる。 このように、消費電流が少なくなれば車載バッテリにかかる負荷も軽減されるので、車載バッテリの省エネルギー化を図ることもできる。

    (3)対CH1のノイズが発生した場合、先に受け付けるCH1フレーム22aを取り込めずに、次に受け付けるCH2フレーム22bを取り込んでワイヤレス通信を成立させるので、CH1フレーム22aの通信に要した処理時間は必然的にタイムラグとして生じる。 よって、この前提を踏まえ、もし仮に更にCH2フレーム22bの取得に時間を要した場合を想定すると、この場合はワイヤレス通信の通信時間の間延びは更に顕著になってしまう。 しかし、本例はCH2フレーム22bを取得する際に要する通信時間の短縮化が図られているので、相対的に長くなってしまいがちな処理時間をできる限り短く抑えることができ、この点からも効果が高いと言える。

    (4)各々のCH1フレーム22aにフレーム番号Kを付加するに際しては、このフレーム番号KをCH1フレーム22aのフレームスタートビット23に書き込んでいる。 このため、フレーム番号KがCH1フレーム22aにおいて先頭寄りに位置することになるので、CH1フレーム22aを読み込んでいる時に途中で対CH1のノイズが発生する状況となる際に、フレーム番号Kを最後まで読み取ることができる確率が高くなる。 よって、フレーム番号Kが読み取れずに第1CH2フレーム22baの到達時刻を予測できない状況が生じ難くなり、ワイヤレス通信の通信時間短縮化という効果を一層享受することができる。

    (5)対CH1のノイズ有無判定は、CH1の無線信号を受け付けてからのデータ受信動作の処理時間Tt1が、1フレームを読み取るのに必要な設定時間Ttaを超える下否かを見ることによって行う。 このため、このため、ノイズ判定処理の終了タイミングがCH2フレーム22bの受信動作にずれ込んでしまう状況が生じ難くなるので、ワイヤレス通信の通信時間短縮化という効果をより一層享受することができる。

    なお、本実施形態はこれまでに述べた構成に限らず、以下の態様に変更してもよい。
    ・ 対CH1のノイズ有無判定は、CH1の無線信号を受け付けてからのデータ受信動作の処理時間Tt1が、1フレームを読み取るのに必要な設定時間Ttaを超えるか否かを見ることによって行う処理に限定されない。 例えば、ノイズ有無判定は、RF受信機10で受け付ける受信データの信号強度を見ることによって行ってもよい。

    ・ 対CH1ノイズ発生環境下で先頭の第1CH2フレーム22baを読み取るに際しては、必ずしも対CH2の受信有無確認動作の始まりと、第1CH2フレーム22baの受け付けとが一致することに限らず、対CH2の受信有無確認動作が開始されてから所定時間後に第1CH2フレームbaを受け付ける動作をとってもよい。

    ・ 通信データSwkに含まれるCHの数は、必ずしも2つに限らず、これは3つ以上の数値をとってもよい。 また、1フレーム群のフレーム数は、必ずしも3つや4つに限定されず、これら以外の値としてもよい。

    ・ 個別情報は、必ずしもフレーム番号Kに限らず、自身が何番目に位置するかが分かれば、その具体的なデータ内容は特に限定されない。
    ・ フレーム番号Kは、必ずしもフレーム22の先頭寄りの位置に配置されることに限らず、その配置位置は特に限定されない。 また、フレーム番号Kをフレーム22の先頭寄りの位置に配置する場合、その配置位置はフレームスタートビット23に組み込むことに限定されず、例えばフレームスタートビット23の後ろでもよい。

    ・ 設定時間Ttaは、必ずしも1フレーム22を読み取る際に要する時間(180ms)に限定されず、この時間は種々の値に変更可能である。
    ・ 通信端末は、必ずしもワイヤレスキー2等の電子キーに限定されず、複数のフレーム群からなるデータ群を無線発信できる機器であればよい。

    ・ 通信端末が発信する通信データSwkのフレーム22は、チャネル単位で括られたフレーム群がCH1→CH2の順に順番に並ぶ配列をとることに限定されない。 例えば、CH1フレーム22aとCH2フレーム22bとが交互に並ぶ配置順序をとってもよい。

    ・ 車両1に搭載する電子キーシステムは、必ずしもワイヤレスキーシステム4のみに限定されない。 例えば、車両1からキーコード返信のリクエストを受け付けると電子キーがこれに応答してキーコードを車両に返信し、この時のキー照合が成立すればドアロック施解錠やエンジン始動停止が許可又は実行されるキー操作フリーシステムを車両1に追加搭載してもよい。

    ・ ワイヤレスキー2に設けられる操作手段は、必ずしもロックボタン5やアンロックボタン6に限定されず、例えば車両1のスライドドアの開動作を実行する操作ボタンでもよい。

    ・ チャネル選択式通信システム27は、必ずしも車両1のキーシステムに採用されることに限らず、これ以外の各種機器や装置に用いてもよい。
    次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について、それらの効果とともに以下に追記する。

    (1)請求項1〜3のうちいずれかにおいて、前記通信データに含まれる各々の前記フレームの先頭には、当該フレームの先頭を表すスタートビットが設けられ、前記個別情報は前記スタートビットの中に書き込まれている。 この構成によれば、個別情報はフレームにおいてより先頭寄りに位置するので、フレームを読み込んでいる途中でノイズが発生する状態に状況が変わる場合であっても、個別情報を読み取ることができる確率が高くなり、チャネル切換時に要する通信時間の短縮という効果を一層享受することが可能となる。

    (2)請求項1又は2前記技術的思想(1)において、前記ノイズ有無判定手段は、前記フレームの先頭位置検索であるスタートビット検索でフレーム先頭を割り出してから行う前記データ受信動作の処理時間を計測し、その設定時間内において前記フレームの受信が完了したか否かを見ることにより前記ノイズ有無の判定を行う。 この場合、フレーム先頭を読み取ってからの計測時間が設定時間内の間にフレーム受け付けを完了するか否かを見るという単なる経過時間の大小比較という簡単な処理でノイズ判定を行うことが可能となる。

    一実施形態におけるワイヤレスキーシステムの概略を示すイメージ図。

    チャネル選択式通信システムの概略構造を示すブロック図。

    ワイヤレスキーが発信する通信データのデータ構造を示すモデル図。

    通信データを構成する2値情報の具体例を示す波形図。

    チャネル選択式通信システムの構造を機能的に示す機能ブロック図。

    ワイヤレス通信時のキー及び受信機の動作状態を示すタイミングチャート。

    ワイヤレス通信時のキー及び受信機の動作状態を示すタイミングチャート。

    従来におけるワイヤレス通信の通信動作を示すタイミングチャート。

    ノイズ環境下のワイヤレス通信の通信動作を示すタイミングチャート。

    符号の説明

    2…通信端末としてのワイヤレスキー、7…信号受信装置を構成する照合ECU、10…信号受信装置を構成するRF受信機、17…データ発信手段を構成するCPU、22(22a,22ac,22b,22ba,22bb)…フレーム、27…チャネル選択式通信システム、31…ノイズ有無判定手段としてのノイズ有無判定部、32…予測手段としてのCH2フレーム到達時刻予測部、33…受信制御手段としての受信制御部、Swk…通信データ、K(Kc)…個別情報としてのフレーム番号、Dfb…データ発信手段を構成するフレーム番号付加制御プログラム、Tk…予測時刻、Tt1…処理時間、Tta…設定時間。

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