車輛用便攜機的製作方法

2024-02-08 11:22:15

專利名稱：車輛用便攜機的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種通過車輛側裝置和便攜機之間的無線通信進行門的上鎖和開鎖 等的無匙進入裝置，尤其涉及到在車輛側裝置能夠準確判斷便攜機位於車內還是車外的車 輛用便攜機。
背景技術：
以往所公知的無匙進入裝置通過在設於車輛上的車輛側裝置和用戶所攜帶的便 攜機之間實施無線通信，進行車門的上鎖和開鎖。另外還公知一種被動式無匙進入裝置，當 便攜機靠近車輛時，車輛側裝置和便攜機之間就自動進行通信，認證便攜機的固有ID，進行 車門的上鎖和開鎖動作。上述被動式無匙進入裝置要求能夠判斷便攜機在車輛的外側或內側。為此，車輛 側裝置在車輛各處設置多個發送天線，便攜機分別檢測各發送天線所接收信號的強度，並 根據這些強度信息計算出便攜機的位置，從而判斷便攜機位於車內或車外(例如，參照專 利文獻1)。上述專利文獻1所述的無匙進入裝置在車輛側裝置內具備車輛側發送部和車輛 側接收部，該車輛側發送部通過信號線與發送請求信號的多個發送天線相連接，該車輛側 接收部接收應答信號。而且，便攜機具備便攜機接收部，接收請求信號；便攜機發送部，發 送應答信號；以及便攜機控制部，檢測車輛側裝置的多個發送天線所發送信號的各強度。當 根據便攜機控制部檢測到的來自多個發送天線的強度數據當中的兩個數據中算出的各距 離的合計小於指定閾值時，車輛側控制部或者便攜機控制部就判斷為上述便攜機位於車內 側。專利文獻1 (日本)特開2008-266955號公報但是，上述專利文獻1所述的無匙進入裝置存在如下問題。即，因便攜機位於在車內布線的信號線附近從而由信號線所發送的信號作為噪聲被便攜機接收時，上述無匙進入 裝置能夠防止錯誤地做出判斷便攜機位於車內或車外，但是便攜機位於車外時就不能解決 由噪聲引起的錯誤判斷問題。

發明內容
本發明是鑑於上述問題而提出的，其目的在於提供一種車輛用便攜機，在計算到車輛側裝置發送天線的距離時能夠排除噪聲成分的影響，得到高可靠性的距離數據，從而 能夠減少車輛側裝置錯誤地做出判斷便攜機位於車內或車外。本發明的車輛用便攜機的特徵在於，具備接收部，接收由車輛側裝置的多個發送天線發送的各發送信號；控制部，根據上述接收部所接收的各發送信號的信號強度求出到 上述各發送天線的距離；以及發送部，把上述控制部所求出的到各發送天線的距離數據發 送到上述車輛側裝置，上述控制部在不與上述車輛側裝置進行通信的期間測定上述接收部 所接收信號的信號強度並將該測定值作為噪聲成分來保存，而與上述車輛側裝置進行通信時，對上述各發送天線所發送的各發送信號的信號強度進行噪聲校正，求出與上述各發送 天線之間的距離。根據該結構，先只測定車輛用便攜機所處環境中的噪聲成分。對隨後被測定的、來 自車輛側裝置的各發送天線的發送信號的信號強度進行噪聲校正，求出到上述各發送天線 的距離。能夠在計算到車輛側裝置的發送天線的距離時排除噪聲成分的影響，能夠得到高 可靠性的距離數據，從而能夠減少車輛側裝置錯誤地做出判斷便攜機位於車內或車外。在上述車輛側便攜機中，通過從上述各發送天線所發送的各發送信號的信號強度中減去上述噪聲成分來進行校正，使各發送信號的信號強度所含有的噪聲成分被消除。上述車輛用便攜機的特徵還在於，上述控制部比較根據包括噪聲成分在內的發送 信號的信號強度中被計算出的距離Lsn和只根據噪聲成分中被計算出的距離Ln。當上述距 離Ln與上述距離Lsn之比大於指定值時，發送抑制上述車輛側裝置錯誤動作的代替數據， 作為到該發送天線的距離。通過上述方式，當因輸入到車輛用便攜機中的噪聲大而無法算出高可靠性的距離 數據時，就發送抑制車輛側裝置錯誤動作的代替數據，因此即使只靠噪聲校正不能得到充 分精度，也能夠抑制低可靠性的距離數據所引起的車輛側裝置的錯誤動作。而且，作為抑制車輛側裝置錯誤動作的代替數據，最理想的是最大距離。當只靠噪 聲校正不能得到充分的精度時，使車輛側裝置做出便攜機位於車外的判斷，從而能夠實現 更穩定的動作。根據本發明，就能夠在計算到車輛側裝置的發送天線的距離時排除噪聲成分的影 響，能夠得到高可靠性的距離數據，從而能夠減少車輛側裝置錯誤地做出便攜機位於車內 或車外的判斷。


圖1為本發明的一個實施方式所涉及到的無匙進入裝置的功能框圖。圖2為上述一個實施方式的無匙進入裝置的概要圖。圖3為有關噪聲測定時機和RSSI測定時機的時機圖。圖4為用於在便攜機中進行噪聲測定的流程圖。圖5為用於計算到各發送天線的距離的流程圖。符號說明1車輛，Ia 門，2車輛側裝置，2a 電子控制單元，3便攜機，10車輛側接收部，11 車輛側發送部，12車輛側控制部，13,24存儲器，14接收天線，20便攜機接收部，21便攜機發 送部，22便攜機控制部，23三軸天線，ANTl ANT3發送天線
具體實施例方式下面將參照附圖詳細說明本發明的具體實施方式
。圖1為本實施方式所涉及到的無匙進入裝置的功能框圖，圖2為本實施方式的無 匙進入裝置的概要圖。本實施方式的無匙進入裝置為，在車輛1側設有車輛側裝置2，用戶 攜帶便攜機3，並通過車輛側裝置2和便攜機3之間的無線通信進行認證、上鎖、開鎖以及其 他指令等的裝置。車輛側裝置2在車輛1內搭載集中處理各種開關的輸入處理、LAN(區域網，LocalArea Network)通信以及便攜機3的認證處理等的電子控制單元2a。而且，在車 輛1的各處設有多個發送天線ANTl ANT3，從各發送天線ANTl ANT3向便攜機3發送第 1頻率(低頻率)的發送信號。在本實施方式中，在車輛側裝置2和便攜機3之間進行認證等通信，認證通過並且 被判斷為便攜機3位於車外時，車輛側控制部12進行對車門Ia開鎖的控制。接著將說明車輛側裝置2和便攜機3的結構。車輛側裝置2具備車輛側接收部10，接收來自便攜機3的應答信號；車輛測發送 部11，向便攜機3發送發送信號(包含啟動信號、各種命令、ID等)；以及車輛側控制部12， 解析應答信號進行各種控制。而且，在車輛側控制部12上設有存儲器13，該存儲器13存儲 控制所需的信息，如汽車固有的ID和可操作1臺車輛的多個便攜機的ID等。另外，在車輛 側接收部10上連接用於接收應答信號的接收天線14，在車輛側發送部11上連接用於發送 發送信號的多個發送天線ANTl ANT3。便攜機3具備便攜機接收部20，接收來自車輛側裝置2的發送信號；便攜機發送 部21，向車輛側裝置2發送包含距離信息在內的應答信號；便攜機控制部22，具有後述的距 離計算功能並在接收了發送信號時進行各種控制；以及存儲器24，存儲被設定在本機中的 ID和車輛側ID等並存儲後述的測定噪聲數據。而且，在便攜機接收部20和便攜機發送部 21上連接三軸天線23，該三軸天線23發送並接收發送信號和應答信號而且具有指向互相 正交方向的定向特性。便攜機控制部22通過周期性啟動，測定車輛1側的發送天線ANTl ANT3在不輸 出發送信號的狀態下所接收信號的信號強度，取得僅為噪聲成分的RSSI (接收信號強度指 示器，Received Signal Strength Indicator)值。而且，便攜機控制部22通過在便攜機接 收部20接收的、來自車輛側裝置2的發送信號所包含的啟動信號，從作為功耗大致為零的 狀態的睡眠狀態切換到通常狀態。按順序接收來自各發送天線ANTl ANT3的發送信號， 測定RSSI，並計算到各發送天線ANTl ANT3的距離。此時，如後所述，還進行從各發送信 號的RSSI值當中消除噪聲成分的處理。發送根據噪聲校正被計算出來的距離數據作為應 答信號。另外，在本實施方式中，可通過三軸天線23檢測接收的信號的強度。接著，將說明本實施方式的無匙進入裝置中用於計算到各發送天線ANTl ANT3 的距離的動作。圖3為表示在便攜機3實施的噪聲測定時機和發送信號的RSSI測定時機的時機 圖。車輛側裝置2以指定周期從任意一個發送天線(在本例子中為發送天線ANT1)發送 啟動信號，啟動便攜機3。發送啟動信號之後，從多個發送天線ANTl ANT3錯開時機發送 RSSI測定用發送信號。在這裡，各發送天線ANTl ANT3發送的RSSI測定用發送信號為具有指定強度並 持續指定時間的脈衝狀的信號，用於在便攜機3側測定接收強度。接收來自便攜機3的具 有第2頻率(高頻)的應答信號即RF信號後經過指定時間，之後通過車輛側發送部11以 指定順序、且指定時間間隔從各發送天線ANTl ANT3發送RSSI測定用發送信號。在便攜機3中，在不與車輛側裝置2進行通信的期間，通過三軸天線23檢測接收 信號強度。不與車輛側裝置2進行通信的期間還可以換言為，不從車輛側裝置2接收發送 信號(啟動信號以及其他發送信號)的期間。根據在不接收發送信號(啟動信號以及其他發送信號)的期間的接收信號強度被計算出來的RSSI值可當作對RSSI測定用發送信號的噪聲成分，因此只檢測該噪聲成分並作為噪聲數據在存儲器24內存儲。把噪聲數據存儲到 存儲器24內之後轉移到睡眠狀態。如上所述，便攜機3通過從車輛側裝置2接收的啟動信號而啟動，但是必須根據其 後所接收的發送信號的RSSI值進行距離計算並迅速回復應答信號(距離信息)。因此，便 攜機3事先完成噪聲測定。另一方面，當便攜機3從車輛側裝置2接收啟動信號時，就從睡眠狀態進入通常狀 態，並按照順序接收各發送天線ANTl ANT3發送的RSSI測定用發送信號實施RSSI測定。由各發送天線ANTl ANT3發送的RSSI測定用發送信號可按照以下順序特定。首 先在便攜機3中判斷啟動信號所包含的ID是否與本機所持有的ID —致。如果ID —致，便 攜機控制部22就讓便攜機發送部21發送應答信號RFl。便攜機3存有在車輛側接收RFl 信號之後將以什麼時機、從哪個天線發送信號的信息，而且從接收RFl信號的時間起啟動 定時器測定接收時間。然後，可通過比較兩者來識別是來自哪一個發送天線ANTl ANT3 的RSSI測定用發送信號。另外，信號的強度測定並不只受限於從車輛1側發送RSSI測定 用發送信號並在便攜機3側測定其強度，也可以測定從車輛1側發送的其他信號的強度。如圖3所示，通過RSSI測定用發送信號的接收強度被計算出來的各RSSI值包含 依賴於周邊環境的量的噪聲成分。在本實施方式中，從存儲器24讀取事先已測定的噪聲成 分，然後進行從各RSSI值當中消除噪聲成分的校正，以此計算到各發送天線ANTl ANT3 的距離。將被計算出來的距離數據包含在應答信號內發送。圖4為用於在便攜機3上進行噪聲測定的流程圖。事先在便攜機3上設定噪聲測 定周期，當到了噪聲測定周期時，如果處在睡眠狀態就進入通常狀態(步驟Si)。此時，如果 正在從車輛側裝置2接收發送信號(啟動信號或RSSI測定用發送信號)(步驟S2)，就不 能正確地測定噪聲成分，所以結束處理。另一方面，當判斷為不處在接收發送信號的狀態時 (步驟S2)，就從對於固定的發送天線ANTl的接收強度測定RSSI值(步驟S3)。此時測定 的RSSI值不包含從車輛側發送的信號成分，所以視為只根據噪聲成分計算出來的RSSI值， 把該RSSI值作為噪聲成分存儲到存儲器24內(步驟S4)。以上述方式，事先在便攜機3的 存儲器24內存儲現有電波環境中的噪聲數據。圖5為用於在便攜機3根據RSSI測定用發送信號的RSSI值計算到各發送天線 ANTl ANT3的距離的流程圖。便攜機3接收啟動信號並從睡眠狀態轉移到通常狀態(步驟S10)。便攜機3若轉 移到通常狀態，就通過便攜機接收部20接收從各發送天線ANTl ANT3發送的RSSI測定 用發送信號(步驟Sll)。便攜機控制部22如上所述地用三軸天線23測定各RSSI測定用 發送信號的強度，並計算從該三軸天線23求出的每個發送天線的強度數據即RSSI值(步 驟 S12)。在測定RSSI測定用發送信號的RSSI值之後，讀取在上述步驟S4中被存儲於存儲 器24內的噪聲數據(步驟S13)，並根據消除了噪聲成分的RSSI值分別計算便攜機3與各 發送天線ANTl ANT3之間的距離(步驟S14)。便攜機控制部22根據下式(1)計算到發 送天線的距離Ls。formula see original document page 6
- (kx · Xn2+ky · Yn2+kz · Zn2) ]1/6(1)式在這裡，Ls為噪聲校正之後的距離計算值；K、kx、ky、kz為便攜機的校正值；Xsn、 Ysn.Zsn為根據包含各軸X、Y、Z方向的噪聲成分在內的接收信號強度計算出來的RSSI值； Xn, Yn, Zn為只根據各軸X、Y、Z方向的噪聲成分計算出來的RSSI值。如上式那樣，通過從包含噪聲成分在內的RSSI值(XsruYsruZsn)減去只為噪聲成 分的RSSI值(Xn、Yn、Zn)，能計算出噪聲校正之後的正確距離。另外，只要本發明包含利用僅為噪聲成分的RS SI值(Χη、Υη、Ζη)進行噪聲校正的 工序，就不只受限於上述(1)式。例如，也可以根據下式(2)計算到發送天線的距離Ls。Ls = K/ [ (kx (Xsn-Xn) 2+ky (Ysn-Yn)2+kz (Zsn-Zn)2]176(2)式如果根據上式(1)或(2)，對於所有發送天線ANTl ANT3計算距離Ls (步驟 S14)，就向車輛側裝置2發送包含距離Ls的應答信號(步驟S15)。此時，在應答信號中還 包含被設定在每個便攜機3內的ID進行發送。車輛側裝置2的車輛側發送部11接收來自便攜機3的應答信號，車輛側控制部12 辨別應答信號所包含的ID是否與被註冊在車輛上的ID —致，當一致時就解析該應答信號 所包含的、從各發送天線ANTl ANT3的距離Ls從而辨別便攜機3的位置。而且，因輸入到便攜機3中的噪聲大，所以即使進行了校正也得不到高可靠性的 距離數據時，可採用不發送通過上式(1)或(2)計算出來的距離Ls數據而發送能夠抑制車 輛側裝置2的錯誤動作的代替數據的結構。通過上式(1)或(2)計算到發送天線的距離Ls，而且組合以下的判斷處理確定最 終回復的距離數據。S卩，例如用下式(3)、(4)分別求出根據包含噪聲成分在內的RSSI值計算出來的距 離Lsn和僅根據噪聲成分計算出來的距離Ln。Lsn = K/ [ (kx · Xsn2+ky · Ysn2+kz · Zsn2) _kn]1/6(3)式Ln = K/ [ (kx · Xn2+ky · Yn2+kz · Zn2_kn) ]1/6 (4)式在這裡，kn為任意的校正項。使用根據上式(3)、(4)被計算出來的Ln、Lsn求出Ln/Lsn，評價噪聲對原來的信 號成分的影響程度。例如，對於Ln/Lsn >指定值Q判斷。如果設定指定值Q = 0. 5，就能 評價被包含在RSSI測定用發送信號內的噪聲成分是否比原來的信號成分大。當Ln/Lsn > Q時，到發送天線的距離不採用通過上式(1)或(2)計算出來的值，而是替換為最大距離= Lmax0 S卩，以能夠從便攜機3向車輛側裝置2通知的最大距離數據(例如，Ls = 255)作為 代替數據進行替換。因為被包含在RSSI測定用發送信號中的噪聲成分比原來的信號成分大，所以即 使消除噪聲成分也得不到所需精度時(Ln/Lsn > Q)，便攜機控制部22以最大距離=Lmax 代替在上述(1)式或(2)式求出的距離數據，作為從發送天線的距離進行回信。作為從便攜機3發送的應答信號所包含的距離數據接收了最大距離(=Lmax)的 車輛側裝置2，判斷為便攜機3位於車輛1的外部。
如上所述，因噪聲大所以便攜機3的位置判斷的可靠性低時，積極引導做出便攜機3處在車輛1外的判斷，因此，與錯誤判斷成便攜機3處在車輛1內並進行之後的處理時 相比，能夠實現更穩定的動作。如上所述，根據本實施方式所涉及到的便攜機3，在車輛1側的發送天線ANTl ANT3不輸出發送信號的狀態下測定接收信號的強度，取得僅為噪聲成分的RSSI值。在包含 噪聲成分的狀態下接收從各發送天線ANTl ANT3發送的發送信號，計算RSSI值。用僅為 噪聲成分的RSSI值校正包含噪聲成分在內的RSSI值，所以能夠計算出消除了噪聲成分的 高可靠性距離數據，能夠改善車輛側裝置2判斷便攜機3處在車輛1內外部時的精確度。而且，根據本實施方式所涉及到的便攜機3，當因輸入到便攜機3中的噪聲大而無 法計算出可靠性高的距離數據時，就不發送通過上述計算方式(1)或(2)計算的距離Ls數 據，而是以最大距離=Lmax作為從發送天線的距離作出回信，因此能夠以更穩定的動作控 制車輛側裝置2。另外，本發明並不受限於上述實施方式，在不超出本發明要點的情況下，可進行多 種變形實施。本發明可適用於無匙進入裝置用便攜機。
權利要求
一種車輛用便攜機，其特徵在於，具備接收部，接收由車輛側裝置的多個發送天線發送的各發送信號；控制部，根據上述接收部所接收的各發送信號的信號強度，求出到上述各發送天線的距離；以及發送部，把上述控制部求出的到各發送天線的距離數據發送給上述車輛側裝置，上述控制部在不與上述車輛側裝置之間進行通信的期間，測定上述接收部所接收的信號的信號強度並將該測定值作為噪聲成分來保存，當與上述車輛側裝置進行通信時，對上述各發送天線所發送的各發送信號的信號強度進行噪聲校正，求出與上述各發送天線之間的距離。
2.根據權利要求1所述的車輛用便攜機，其特徵在於，上述控制部通過從上述各發送 天線所發送的各發送信號的信號強度中減去上述噪聲成分來進行校正。
3.根據權利要求1所述的車輛用便攜機，其特徵在於，上述控制部比較根據包含噪聲 成分在內的發送信號的信號強度被計算出的距離Lsn和只根據噪聲成分被計算出的距離 Ln,當上述距離Ln與上述距離Lsn之比大於指定值時，發送抑制上述車輛側裝置錯誤動作 的代替數據，作為到該發送天線的距離。
4.根據權利要求3所述的車輛用便攜機，其特徵在於，上述控制部發送最大距離，作為 抑制上述車輛側裝置錯誤動作的代替數據。
全文摘要
本發明提供一種車輛用便攜機，在計算到車輛側裝置的發送天線的距離時排除噪聲成分的影響並得到高可靠性的距離數據。具備接收部(20)，接收車輛側裝置(2)的多個發送天線(ANT1)～(ANT3)所發送的各發送信號；控制部(22)，根據所接收的各發送信號的信號強度求出到各發送天線的距離；以及發送部(21)，把到各發送天線的距離數據無線發送給車輛側裝置(2)。在不與車輛側裝置(2)之間進行通信的期間，測定接收信號的信號強度並將該測定值作為噪聲成分保存在存儲器(24)內。在與車輛側裝置(2)進行通信時，對各發送天線所發送的各發送信號的信號強度進行噪聲校正，求出距離。
文檔編號H04W88/02GK101798888SQ20101000219
公開日2010年8月11日 申請日期2010年1月13日 優先權日2009年2月6日
發明者中島智, 佐藤正樹, 早坂哲, 高橋純 申請人:阿爾卑斯電氣株式會社