JP6104344B1

JP6104344B1 - 無線通信システム

Info

Publication number: JP6104344B1
Application number: JP2015210542A
Authority: JP
Inventors: 平墳　浩司; 浩司平墳
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2015-10-27
Filing date: 2015-10-27
Publication date: 2017-03-29
Anticipated expiration: 2035-10-27
Also published as: JP2017085304A

Abstract

【課題】少ない車内用アンテナ本数で、精度の高い携帯機の車内外判定を行うことができる無線通信システムを得る。【解決手段】複数のＬＦ送信アンテナは、車両の前席の左右ドアおよび車内後方ドアのそれぞれのドア下部に計３本設けられ、車両の前席の左右ドアおよび車内後方ドアのそれぞれのドア下部に設けられたＬＦ送信アンテナは、ドア下隙間付近に設けられている。【選択図】図１

Description

この発明は、車両に搭載された車載無線通信装置と、ユーザによって携帯される携帯無線通信装置とを備えた無線通信システムに関する。

従来から、車載無線通信装置と携帯無線通信装置との間で通信を行い、携帯無線通信装置からの遠隔操作によって車両のドアの施錠や解錠を行うキーレスエントリシステムが知られている。以下、車載無線通信装置を「車載機」と称し、携帯無線通信装置を「携帯機」と称する。

また、ユーザが携帯機を操作することなく、ドアの施錠や解錠を行うスマートキーレスエントリシステムも知られている。スマートキーレスエントリシステムでは、車載機に設けられたＬＦ（ＬｏｗＦｒｅｑｕｅｎｃｙ）送信アンテナと携帯機との距離を測定し、携帯機が車内にあると判定された場合に、車両の駆動動力源であるエンジンやモータの始動操作を許可したり、携帯機が車内にある状態で車外からドアを施錠しようとしたときに、閉じ込めに対する警告を発したりする。

ここで、車載機に設けられたＬＦ送信アンテナと携帯機との距離を測定する方法として、携帯機に内蔵された受信信号強度測定回路（ＲＳＳＩ：ＲｅｃｅｉｖｅｄＳｉｇｎａｌＳｔｒｅｎｇｔｈＩｎｄｉｃａｔｏｒ）を用いて、車載機からの信号の信号強度と車両毎に設定された閾値とを比較することで、車載機に設けられたＬＦ送信アンテナと携帯機との距離を測定するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００６−３１９８４５号公報

従来のスマートキーレスエントリシステムでは、携帯機の車内外判定が正確でないと、誤った動作をするという問題がある。すなわち、車内判定の距離閾値が長すぎると、携帯機が車内にあると判定する距離が伸びて、携帯機が車外にあるにも関わらず車内にあると判定することになる。また、車内判定の距離閾値が短すぎると、携帯機が車内にあるにも関わらず車外にあると判定することになる。

ここで、車外のロック／アンロック操作スイッチが３か所以上設けられている車両において、ＬＦ送信アンテナを３本以下に削減する場合には、いくつかのＬＦ送信アンテナは、車内のエリア検出と車外のエリア検出とを兼用して行う必要が出てくる。

なお、ＬＦ送信波は、電磁波、すなわち交流磁界の特性を示す。そのため、金属ループに磁束を通すと、金属ループには、電磁誘導により誘導電流が流れる。このとき、誘導電流により、金属ループには、受けた磁束を打ち消す方向に磁束が発生し、元の磁束が減衰される。

例えば、金属製の車体におけるドア等の開口部も一種の金属ループと考えることができ、この開口部を磁束が通過する際には、磁束強度の減衰が起こる。そのため、１本のＬＦ送信アンテナで車内のエリア検出と車外のエリア検出とを兼用して行う場合には、この開口部での磁束の減衰を考慮する必要がある。

また、ＬＦ送信アンテナの出力には、法規制等による上限があり、ＬＦ受信感度もアンテナのサイズやコスト、耐ノイズ性の制約で無制限に引き上げることができない。そのため、開口部での磁束の減衰を小さくして効率よく磁束を通さなければならないという問題がある。

また、車内のエリア検出と車外のエリア検出とを同じアンテナで兼用して行う場合、アンテナの設置場所は、車内の真ん中よりも車内と車外との境界付近であるほうが効率がよい。このとき、比較的隙間の多いドア内部にアンテナを設置する方法が考えられるが、ドアを開いたときにアンテナの位置が変化し、特に車内のエリア検出に狂いが生じるという問題もある。

また、ＬＦ送信アンテナを３本まで削減する場合、具体的なアンテナレイアウトの条件は、ロック／アンロック操作スイッチの近くで、かつ何れかのドア開口部の下隙間付近であり、さらに位置の判定がしやすいようにアンテナ同士が互いに離れている必要がある。これらを満たすレイアウトは、前席の左右ドアおよび車内後方ドアのそれぞれのドア下隙間付近となる。

ここで、アンテナを前席のドア下隙間付近に設置した場合、アンテナを設置した側と車両の左右反対側の後席ドア辺りからから大きな漏れが発生し、そのままでは誤検出の可能性がある。そこで、通常は、不要となるエリアを、別の手段により検出したエリアで特定し、その不要エリア部分を元の検出エリアから差し引くのが一般的である。

しかしながら、この漏れエリアは、漏れが発生する側と反対側の前席ドア下隙間付近に設置したアンテナからは届きにくく、車内後方ドア下隙間付近に設置したアンテナからの位置で残りの不要エリアの範囲を指定する必要がある。このとき、車両中央の車内後方アンテナから位置を特定しようとすると、車両左右の識別概念がないため、車内後方アンテナから不要な漏れエリアと同距離にある必要なエリアについても不要エリアと誤判定し、必要なエリアが大きく切り取られるという問題もある。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、少ない車内用アンテナ本数で、精度の高い携帯機の車内外判定を行うことができる無線通信システムを得ることを目的とする。

この発明に係る無線通信システムは、車両に搭載された無線通信機能を有する車載機と、車両のユーザによって携帯され、車載機との間で無線通信機能を有する携帯機と、により構成される無線通信システムであって、車載機は、車載機ＣＰＵと、認証コードを記憶する車載機メモリと、電界強度測定用信号および認証要求信号を携帯機に送信するＬＦ送信回路および複数のＬＦ送信アンテナと、携帯機からの認証応答信号を受信する受信回路と、を備え、車載機ＣＰＵは、携帯機から受信した認証応答信号に含まれる認証コードと、車載機メモリ内の認証コードとの照合を行い、携帯機は、携帯機ＣＰＵと、認証コードを記憶する携帯機メモリと、電界強度測定用信号および認証要求信号を受信する複数の受信アンテナおよびＬＦ受信回路と、携帯機メモリ内の認証コードおよび認証応答信号を車載機に送信する送信回路と、電界強度測定用信号の受信電界強度を測定する電界強度測定部と、を備え、複数のＬＦ送信アンテナは、車両の前席の左右ドアおよび車内後方ドアのそれぞれのドア下部に計３本設けられ、車両の前席の左右ドアおよび車内後方ドアのそれぞれのドア下部に設けられたＬＦ送信アンテナは、ドア下隙間付近に設けられているものである。

この発明に係る無線通信システムによれば、複数のＬＦ送信アンテナは、車両の前席の左右ドアおよび車内後方ドアのそれぞれのドア下部に計３本設けられ、車両の前席の左右ドアおよび車内後方ドアのそれぞれのドア下部に設けられたＬＦ送信アンテナは、ドア下隙間付近に設けられている。
そのため、少ない車内用アンテナ本数で、精度の高い携帯機の車内外判定を行うことができる。

この発明の実施の形態１に係る無線通信システムを概略的に示す平面構成図である。図１に示した車載機の回路構成を示すブロック図である。図１に示した携帯機の回路構成を示すブロック図である。携帯機の車内判定をする際、車外を車内と誤判定する範囲を許容範囲内に抑え、かつ車内に不検知領域が発生しないように、２本のＬＦ送信アンテナで車内判定する場合の車内の所定エリアを示す説明図である。携帯機の車外判定をする際、ロック／アンロック操作スイッチ付近に携帯機２があることを確認するために、車外の各スイッチ付近に設置した専用のＬＦ送信アンテナで車外判定する場合の車外の所定エリアを示す説明図である。金属製の車体のドア開口部に磁束を通した場合に、ドア開口部の周囲に誘導電流が流れることを示す説明図である。ドア開口部の周囲に流れる誘導電流により、誘導電流を引き起こした磁束を打ち消す方向に磁束が発生することを示す説明図である。アンテナコイルからの磁束に直交する向きに金属製ループを置いた場合を示す説明図である。アンテナコイルからの磁束に平行な向きに金属製ループを置いた場合を示す説明図である。ドア開口部における磁束の減衰を低減するために、ＬＦ送信アンテナをドア開口部に対して平行な向きに設置した場合を示す説明図である。車内／車外兼用アンテナ３本だけで、車内のエリア検出と各リクエストスイッチに対する車外のエリア検出とを成立させるためのアンテナレイアウトを示す説明図である。車内／車外兼用アンテナ３本だけで、車内のエリア検出と各リクエストスイッチに対する車外のエリア検出とを成立させるための、左アンテナのアンテナレイアウトを示す説明図である。車内／車外兼用アンテナ３本だけで、車内のエリア検出と各リクエストスイッチに対する車外のエリア検出とを成立させるための、後方アンテナのアンテナレイアウトを示す説明図である。車内／車外兼用アンテナを、可動部であるドアに設置した場合を示す説明図である。車内／車外兼用アンテナを、可動部でない車体側に設置した場合を示す説明図である。前席右ドアのドア下隙間付近であって、ドア開口部の前後中央付近にアンテナを設置した場合に、磁束の等磁束面が車両反対側に漏れている状態を示す説明図である。前席右ドアのドア下隙間付近に設置したアンテナの磁束が左側に漏れるエリアを、前席左ドアのドア下隙間付近に設置したアンテナからのエリアで検知しようとした場合に、検知できないエリアが残ることを示す説明図である。前席右ドアのドア下隙間付近に設置したアンテナの磁束が車両反対側に漏れたエリアを、後方ドアのドア下隙間付近に設置したアンテナからの磁束の強さで判定し排除しようとした場合に、車両右側の必要なエリアも排除されることを示す説明図である。前席右ドアのドア下隙間付近に設置したアンテナの磁束が車両反対側に漏れたエリアと、車両右側の必要なエリアとを精度よく判別するため、後方アンテナからの磁束強度に応じて、右アンテナのエリア内外判定の閾値を変化させる方法を示す説明図である。

以下、この発明に係る無線通信システムの好適な実施の形態につき図面を用いて説明するが、各図において同一、または相当する部分については、同一符号を付して説明する。なお、以下の実施の形態では、この発明に係る無線通信システムを、スマートキーレスエントリシステムに適用した場合を例に挙げて説明する。

実施の形態１．
以下、図１〜３を参照しながら、この発明の実施の形態１に係る無線通信システムの構成について説明する。図１は、この発明の実施の形態１に係る無線通信システムを概略的に示す平面構成図である。

図１において、この無線通信システムは、車両１００に搭載された車載機１と、車両１００のユーザ２００が携帯する携帯機２とにより構成されている。車両１００には、車載機１と協働する他の回路要素として、制御装置４と、ＬＦ送信アンテナ３１ａ〜３１ｅと、ＲＦ受信アンテナ３２と、リクエストスイッチ３３ａ〜３３ｃと、スタートスイッチ３４とが設けられている。

車載機１は、ＲＦ受信アンテナ３２を介して、携帯機２からの遠隔操作信号を受信した際に、制御装置４を介してドアの解錠操作や施錠操作等を行う。また、車載機１は、ユーザ２００によるドアの開閉動作や、リクエストスイッチ３３ａ〜３３ｃまたはスタートスイッチ３４の操作に応答して、ＬＦ送信アンテナ３１ａ〜３１ｅから携帯機２に対してＬＦ信号の近距離送信を行い、携帯機２の位置検知等を行う。

ここで、ＬＦ送信アンテナ３１ａ〜３１ｅは、車両１００の車室内、前席の左右ドアおよび車内後方ドアに設置されており、リクエストスイッチ３３ａ〜３３ｃは、ユーザ２００が操作しやすいように、車両１００の前席の左右ドアおよび車内後方ドアに設置されている。

ＬＦ送信アンテナ３１ａ〜３１ｅは、携帯機２に対して無線送信を行い、ＲＦ受信アンテナ３２は、携帯機２からの無線送信を受信する。リクエストスイッチ３３ａ〜３３ｃは、ユーザ２００の施錠および解錠の意思を受け付け、スタートスイッチ３４は、ユーザ２００の操作によるエンジン始動や走行スタンバイ状態への移行要求を受け付ける。制御装置４は、車両１００の図示しないイグニッションスイッチに関する制御を行うとともに、車両１００のドアの施錠および解錠を制御する。

図１に示した無線通信システムにおいて、車載機１は、携帯機２から送信される信号を受信し、受信信号の内容に応じて、イグニッション操作の許可または禁止を判定し、制御装置４に対してイグニション操作の許可または禁止を指示する。また、車載機１は、携帯機２からの受信信号の内容に応じて、ドアの施錠または解錠を判定し、制御装置４に対してドアの施錠または解錠を指示する。

なお、以下の説明において、車載機１から携帯機２への通信は、ＬＦ通信方式（ＬｏｗＦｒｅｑｕｅｎｃｙＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎＭｅｔｈｏｄ）を使用し、変調処理後の信号を使用するものとする。一方、携帯機２から車載機１への通信は、代表的に、最も一般的なＲＦ通信方式（ＲａｄｉｏＦｒｅｑｕｅｎｃｙＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎＭｅｔｈｏｄ）を使用し、変調処理後の信号を使用するものとする。

図２は、図１に示した車載機の回路構成を示すブロック図である。図２において、車載機１は、各種演算処理機能を有する車載機ＣＰＵ１０と、車載機ＣＰＵ１０に属するＲＯＭおよびＲＡＭを含む車載機メモリ１１と、ＬＦ送信回路１２と、ＲＦ受信回路１３と、スイッチ入力回路１７とを備えている。以下、車載機ＣＰＵ１０を単に「ＣＰＵ１０」とも称する。また、車載機メモリ１１を単に「メモリ１１」とも称する。

ＣＰＵ１０には、ＬＦ送信回路１２を介してＬＦ送信アンテナ３１ａ〜３１ｅが接続され、ＲＦ受信回路１３を介してＲＦ受信アンテナ３２が接続され、スイッチ入力回路１７を介してリクエストスイッチ３３ａ〜３３ｃおよびスタートスイッチ３４が接続されている。以下、ＬＦ送信アンテナ３１ａ〜３１ｅを単に「送信アンテナ３１ａ〜３１ｅ」とも称する。

ＣＰＵ１０は、車載機１の統合的な制御を行い、あらかじめメモリ１１に記憶されたプログラムを実行することにより各種機能を実現する。メモリ１１内には、携帯機２から送信されてくる認証応答信号のデータを認証する、すなわち後述する認証コード２２０の照合を行うための認証コード１１０が記憶されており、メモリ１１は、受信データの認証時に認証コード１１０をＣＰＵ１０に入力する。

ＬＦ送信回路１２は、変調回路１２１および増幅回路１２２を有している。ＬＦ送信回路１２内の変調回路１２１は、ＣＰＵ１０からの電界強度測定用信号および認証要求信号を含む送信信号をＬＦ周波数帯の搬送波で変調し、変調後の送信信号を生成する。また、ＬＦ送信回路１２内の増幅回路１２２は、変調回路１２１により変調された送信信号を増幅してＬＦ送信アンテナ３１ａ〜３１ｅに送る。

ＬＦ送信アンテナ３１ａ〜３１ｅは、増幅後の送信信号を気中に送信する。５本のＬＦ送信アンテナ３１ａ〜３１ｅのうち、１本のＬＦ送信アンテナ３１ａは、車両１００の車室内への送信に使用され、他の３本のＬＦ送信アンテナ３１ｂ、３１ｃ、３１ｅは、車両１００の車外への送信に使用される。また、残りのＬＦ送信アンテナ３１ｄは予備で、送信アンテナ３１ａと同様に車両１００の車室内にあり、送信アンテナ３１ａだけでは車両１００の車室内の全域を検知できないときに使用される。

ＲＦ受信回路１３は、ＲＦ復調回路１３１および増幅回路１３２を有している。ＲＦ受信回路１３内の増幅回路１３２は、気中の無線信号を受信するＲＦ受信アンテナ３２に接続され、ＲＦ受信アンテナ３２から入力される受信信号を増幅する。ＲＦ復調回路１３１は、増幅後の受信信号を復調し、得られた復調信号をＣＰＵ１０に入力する。

図３は、図１に示した携帯機の回路構成を示すブロック図である。図３において、携帯機２は、各種演算処理機能を有する携帯機ＣＰＵ２０と、ユーザ２００の操作信号を携帯機ＣＰＵ２０に入力する入力回路２１と、携帯機ＣＰＵ２０に属するＲＯＭおよびＲＡＭを含む携帯機メモリ２２と、ＲＦ送信回路２３と、ＬＦ通信回路２４と、ＲＦ送信アンテナ２５と、３本のＬＦ受信アンテナ２６ａ〜２６ｃとを備えている。

以下、携帯機ＣＰＵ２０を単に「ＣＰＵ２０」とも称する。また、携帯機メモリ２２を単に「メモリ２２」とも称する。また、ＬＦ受信アンテナ２６ａ〜２６ｃを単に「受信アンテナ２６ａ〜２６ｃ」とも称する。

スマートキーレスエントリシステムにおいては、車載機１側のＬＦ送信アンテナ３１ｂ、３１ｃ、３１ｅに対する携帯機２の向きおよび位置により、携帯機２における磁束の向きも変化することから、一方向の受信アンテナのみでは磁束を捉えられない状況が発生する。そのため、複数の方向の受信アンテナ２６ａ〜２６ｃを設置することにより、受信不能に陥らないように工夫されている。

ＣＰＵ２０には、ＲＦ送信回路２３を介してＲＦ送信アンテナ２５が接続され、ＬＦ通信回路２４を介して受信アンテナ２６ａ〜２６ｃが接続されている。入力回路２１は、携帯機２のユーザ２００による操作入力、すなわちドアやトランクを施錠または解錠する操作入力等を検出し、操作入力に応じた信号をＣＰＵ２０に入力する。

ＣＰＵ２０は、携帯機２の統合的な制御を行い、あらかじめメモリ２２に記憶されたプログラムを実行することにより各種機能を実現する。メモリ２２内には、認証コード２２０があらかじめ記憶されている。認証コード２２０は、携帯機２から車載機１への送信時に、車載機１において携帯機２を認証する、すなわち認証コード１１０と照合するために必要なデータである。

ＲＦ送信回路２３は、ＣＰＵ２０からの送信信号に基づき、ＲＦ周波数帯の搬送波を変調した認証コード２２０、認証応答信号および電界強度測定値を含む送信信号を生成し、ＲＦ送信アンテナ２５は、ＲＦ送信回路２３からの送信信号を気中に送信する。なお、ここでは図示を省略するが、ＲＦ送信回路２３は、ＣＰＵ２０からの送信信号をＲＦ周波数帯の搬送波で変調する変調回路と、変調後の送信信号を増幅する増幅回路とを有している。

ＬＦ通信回路２４内のＬＦ受信回路２４０は、増幅回路２４００と、復調回路２４０１と、ＲＳＳＩ回路２４０２とを備えている。増幅回路２４００およびＲＳＳＩ回路２４０２は、それぞれ各受信アンテナ２６ａ〜２６ｃに対応して並列構成されているものとする。

増幅回路２４００は、気中の無線信号を受信する受信アンテナ２６ａ〜２６ｃからの受信信号を増幅する。復調回路２４０１は、増幅後の受信信号を復調し、得られた復調信号をＣＰＵ２０に入力する。ＲＳＳＩ回路２４０２は、増幅回路２４００での増幅度合いに基づき、各受信アンテナ２６ａ〜２６ｃの受信電界強度、すなわちＲＳＳＩ値を測定し、受信電界強度信号をＣＰＵ２０に入力する。

以下、この発明の実施の形態１に係る無線通信システムにおいて、ＬＦ送信アンテナを３本まで削減しようとしたときの問題点と、その問題点を解決するためのＬＦ送信アンテナのレイアウトに関する理論と、このアンテナレイアウトを行った場合に発生する弊害に対する解決方法について説明する。

図４は、携帯機の車内判定をする際、車外を車内と誤判定する範囲を許容範囲内に抑え、かつ車内に不検知領域が発生しないように、２本のＬＦ送信アンテナで車内判定する場合の車内の所定エリアを示す説明図である。以下、車内の所定エリアを「車内エリア」と称する。

多くの車両では、図４に示すように、車室内１０１の前寄りにＬＦ送信アンテナ３１ａを設置し、後寄りにＬＦ送信アンテナ３１ｂを設置している。送信アンテナ３１ａからの出力に対して、携帯機２での受信電界強度、すなわちＲＳＳＩ値が、あらかじめ定められた所定の閾値ＴＨ１を超える車内エリアを３１０ａで示す。閾値ＴＨ１は、車内エリア３１０ａが、右側車内エリア到達許容限界１０２および左側車内エリア到達許容限界１０３よりも外に到達しないような値に設定する。

また、送信アンテナ３１ｂからの出力に対して、携帯機２での受信電界強度、すなわちＲＳＳＩ値が、あらかじめ定められた所定の閾値ＴＨ２を超える車内エリアを３１０ｂで示す。閾値ＴＨ２は、車内エリア３１０ｂが、右側車内エリア到達許容限界１０２、左側車内エリア到達許容限界１０３および後方車内エリア到達許容限界１０４よりも外に到達しないような値に設定する。このように、車内エリア３１０ａと車内エリア３１０ｂの何れかで携帯機２が検出されるエリアにて車室内１０１全域を検出している。

図５は、携帯機の車外判定をする際、ロック／アンロック操作スイッチ付近に携帯機２があることを確認するために、車外の各スイッチ付近に設置した専用のＬＦ送信アンテナで車外判定する場合の車外の所定エリアを示す説明図である。以下、車外の所定エリアを「車外エリア」と称する。

図５において、ＬＦ送信アンテナ３１ｃ、３１ｄ、３１ｅは、それぞれ車外エリアを示す３１０ｃ、３１０ｄ、３１０ｅ内に携帯機２があるか否かを判定し、施錠／解錠の許可を行うための車外判定用アンテナである。ここで、携帯機２が車外エリア３１０ｃ、３１０ｄ、３１０ｅの何れかにあって、かつ図４の車内エリア３１０ａと車内エリア３１０ｂの何れかで検出される車室内１０１にない場合に、施錠／解錠の許可を行う。

なお、多くの車両では、図４の車内エリアと図５の車外エリアとを、別々のＬＦ送信アンテナを用いて行っており、車内検出用の送信アンテナと車外検出用の送信アンテナとの共用化は行っていない。そのため、ＬＦ送信アンテナの本数の削減が進んでいない。以下、車内検出用の送信アンテナと車外検出用の送信アンテナとの共用化が進まない背景について説明する。

図６は、金属製の車体のドア開口部に磁束を通した場合に、ドア開口部の周囲に誘導電流が流れることを示す説明図である。図６において、金属製の車体のドア枠部分１４０に開いた車両ドア開口部分１４１を通過する磁束の、あるタイミングで増加する磁束の向き１４２に対して、電磁誘導により誘導電流１４３が流れる。

図７は、ドア開口部の周囲に流れる誘導電流により、誘導電流を引き起こした磁束を打ち消す方向に磁束が発生することを示す説明図である。図７において、ドア枠部分１４０に誘導電流１４３が流れると、元の磁束の向き１４２を打ち消す方向１４４に磁束が発生し、元の磁束を減衰させる。

図８は、アンテナコイルからの磁束に直交する向きに金属製ループを置いた場合を示す説明図である。すなわち、図８では、ＬＦ送信アンテナ１５０から発生する磁束１５１に対して、開口面が直交する向きに金属製ループ１５２を置いた場合を示している。図８において、金属製ループ１５２を沢山の磁束が通過し、上述した誘導電流が多く流れることにより、磁束を減衰する力が強く働く。

図９は、アンテナコイルからの磁束に平行な向きに金属製ループを置いた場合を示す説明図である。すなわち、図９では、ＬＦ送信アンテナ１５０から発生する磁束１５１に対して、開口面が平行な向きに金属製ループ１５３を置いた場合を示している。図９において、金属ループ１５３を通過する磁束は少なく、誘導電流も少ないため、通過磁束に対する磁束の減衰作用も弱い。つまり、この場合には、磁束が減衰しにくい。

図１０は、ドア開口部における磁束の減衰を低減するために、ＬＦ送信アンテナをドア開口部に対して平行な向きに設置した場合を示す説明図である。図１０では、車両１００の前席左ドアのドア下隙間付近にＬＦ送信アンテナ１５４を設置した場合を模したものである。

図１０において、ドア開口部を金属ループと見立てると、ドア開口部を通過する磁束の減衰を極力抑えるために、ドア開口部に対して、ＬＦ送信アンテナ１５４の長手方向を平行に設置する。これにより、ＬＦ送信アンテナ１５４からの磁束１５５は、ドア開口部と直交する成分が少なく、効率よく車外に磁束１５５を出すことができる。

また、磁束１５５は、ドア開口部を通過して車外に出た後、再びドア開口部を通ってＬＦ送信アンテナ１５４に戻る。このとき、ドア開口部を磁束が往復逆向きに通過するので、誘導電流が相殺され、磁束の減衰を低減することができる。

また、ドア開口部の前端部１５６と後端部１５７との中央付近にＬＦ送信アンテナ１５４を設置することにより、磁束１５５のドア開口部から出て行く量と戻る量とが釣り合い、最も効率よく車外に磁束１５５を出すことができる。なお、中央付近とは、中央より開口幅の±１０％程度以内を想定している。

図１１は、車内／車外兼用アンテナ３本だけで、車内のエリア検出と各リクエストスイッチに対する車外のエリア検出とを成立させるためのアンテナレイアウトを示す説明図である。すなわち、図１１では、車両１００の車内のエリア検出と車外のエリア検出とを、３本のＬＦ送信アンテナで行うためのアンテナレイアウト位置を示している。

図１１において、ドアの施錠または解錠に係るリクエストスイッチが設けられた前席の左右ドアおよび車内後方ドアのドア開口部の前後または左右中央付近に、ドア開口部に対して平行な向きにＬＦ送信アンテナが設置されている。すなわち、右アンテナ３５ａは前席右ドアのドア下隙間付近に、左アンテナ３５ｂは前席左ドアのドア下隙間付近に、後方アンテナ３５ｃは車内後方ドアのドア下隙間付近に設置されている。

図１２は、車内／車外兼用アンテナ３本だけで、車内のエリア検出と各リクエストスイッチに対する車外のエリア検出とを成立させるための、左アンテナのアンテナレイアウトを示す説明図であり、車両１００を側面視した状態を示している。図１２において、左アンテナ３５ｂは、前席左ドアのドア下隙間付近に、アンテナ長手方向を前後に向けて設置されている。また、反対側の右アンテナ３５ａについても同様に、前席右ドアのドア下隙間付近に、アンテナ長手方向を前後に向けて設置されている。

図１３は、車内／車外兼用アンテナ３本だけで、車内のエリア検出と各リクエストスイッチに対する車外のエリア検出とを成立させるための、後方アンテナのアンテナレイアウトを示す説明図であり、車両１００を後方から見た状態を示している。図１３において、後方アンテナ３５ｃは、後方ドアのドア下隙間付近に、アンテナ長手方向を左右に向けて設置されている。

図１４は、車内／車外兼用アンテナを、可動部であるドアに設置した場合を示す説明図である。図１４では、車内外兼用のＬＦ送信アンテナであるアンテナ３５ａ〜３５ｃを、車両１００のドア側に設置した場合に、ドアが開けられてアンテナ位置が移動した状況を示している。このような状況では、正確に車内のエリア検出および車外のエリア検出を行うことができなくなる。

図１５は、車内／車外兼用アンテナを、可動部でない車体側に設置した場合を示す説明図である。図１５では、車内外兼用のＬＦ送信アンテナであるアンテナ３５ａ〜３５ｃを、車両１００の車体側に設置した場合に、ドアが開けられた状況を示している。このような状況では、ドアが開けられた場合であっても、アンテナ位置が移動することを防止することができる。

また、ドア開口部からの磁束漏れに関しても、ドア閉時よりも効率よくドア下隙間から磁束を車外に出していたので、大幅な磁束分布変化が発生しない。そのため、ある程度の精度で車内のエリア検出および車外のエリア検出を行うことができる。

図１６は、前席右ドアのドア下隙間付近であって、ドア開口部の前後中央付近にアンテナを設置した場合に、磁束の等磁束面が車両反対側に漏れている状態を示す説明図である。すなわち、図１６は、車内外兼用のＬＦ送信アンテナである右アンテナ５３ａを、車両１００の前席右ドアのドア下隙間の前後中央付近に取付けたときの検知エリア形状を示している。この検知エリアは、携帯機２が車両１００の右側車外にあるか否かを判定するのに用いられる。

右アンテナ３５ａからの出力に対して、携帯機２での受信電界強度、すなわちＲＳＳＩ値が、あらかじめ定められた所定の閾値ＴＨ１０を超える車外エリアを３５０ａで示す。閾値ＴＨ１０は、車両右側の検知エリアサイズの確保ができ、かつ車両左側への漏れが対策可能な値に設定する。このとき、右アンテナ３５ａは、車外に効率よく磁束を出すことが可能であるが、その弊害として、車両左側の後席ドア辺りにコブのようなエリアが発生する。

図１７は、前席右ドアのドア下隙間付近に設置したアンテナの磁束が左側に漏れるエリアを、前席左ドアのドア下隙間付近に設置したアンテナからのエリアで検知しようとした場合に、検知できないエリアが残ることを示す説明図である。すなわち、図１７では、図１６の車外エリア３５０ａの車両反対側への漏れエリアに対して、簡単な対策では不十分であることを示している。

なお、簡単な対策として、前席左ドアのドア下隙間の前後中央付近に取付けた左アンテナ３５ｂからの検知エリア３５０ｂ内に携帯機２があれば、エリア３５０ａの車両左側に漏れたエリアに携帯機２があると判定し、車外エリア３５０ａには携帯機２がない扱いとする方法が考えられる。

ここで、左アンテナ３５ｂからの出力に対して、携帯機２での受信電界強度、すなわちＲＳＳＩ値が、あらかじめ定められた所定の閾値ＴＨ１１を超える排他エリアを３５０ｂで示す。閾値ＴＨ１１は、排他エリア３５０ｂが車両１００の右側に漏れ出さない値に設定する。

しかしながら、この場合には、車外エリア３５０ａから排他エリア３５０ｂを排除した後も、車両１００の後席左ドア付近に排除しきれなかった排除不能エリア３５００ａが残る。このとき、携帯機２がエリア３５００ａにあると、携帯機２が車両右側のエリア３５０ａにある場合と区別することができず、携帯機２が車両左側にあるにも関わらず、施錠／解錠を受け付けることとなる。よって、排除不能エリア３５００ａを検出し排除する必要がある。

図１８は、前席右ドアのドア下隙間付近に設置したアンテナの磁束が車両反対側に漏れたエリアを、後方ドアのドア下隙間付近に設置したアンテナからの磁束の強さで判定し排除しようとした場合に、車両右側の必要なエリアも排除されることを示す説明図である。

すなわち、図１８では、排除不能エリア３５００ａを後方アンテナ３５ｃからの磁束強度で単純に切り分けようとすると、車両１００の右側の必要な車外エリアまで排除されることを示している。

ここで、後方アンテナ３５ｃからの出力に対して、携帯機２での受信電界強度、すなわちＲＳＳＩ値が、あらかじめ定められた所定の閾値ＴＨ１２を超える検知エリアを３５０ｃで示す。閾値ＴＨ１２は、排除不能エリア３５００ａが検知エリア３５０ｃ内に含まれる値に設定する。

これにより、携帯機２が車外エリア３５０ａ内にあっても、検知エリア３５０ｃ内にある場合には、車外エリア３５０ａ内として扱わないことで、排除不能エリア３５００ａでの施錠／解錠を防ぐことができる。

しかしながら、この場合には、車外エリア３５０ａ内である車両１００の右側の３５０１ａのエリアも、検知エリア３５０ｃ内にあるため、排除不能エリア３５００ａと同様に車外エリア３５０ａとして扱われなくなる。そこで、排除不能エリア３５００ａを排除しながらも、車外エリア３５０ａから排除されるエリア３５０１ａをできるだけ狭くする工夫が必要となる。

図１９は、前席右ドアのドア下隙間付近に設置したアンテナの磁束が車両反対側に漏れたエリアと、車両右側の必要なエリアとを精度よく判別するため、後方アンテナからの磁束強度に応じて、右アンテナのエリア内外判定の閾値を変化させる方法を示す説明図である。

すなわち、図１９では、後方アンテナ３５ｃからの距離により車外エリア３５０ａの判定閾値を変化させることで、排除不能エリア３５００ａの大部分を排除し、図１８の残したかったエリア３５０１ａの排除される部分を最小限に減らすことを示している。

ここで、後方アンテナ３５ｃからの出力に対して、携帯機２での受信電界強度、すなわちＲＳＳＩ値が、あらかじめ定められた所定の閾値ＴＨ１３を超える検知エリアを３５１ｃで示し、閾値ＴＨ１３よりも高いあらかじめ定められた所定の閾値ＴＨ１４を超える検知エリアを３５２ｃで示す。

また、右アンテナ３５ａからの出力に対して、携帯機２での受信電界強度、すなわちＲＳＳＩ値が、上述した所定の閾値ＴＨ１０を超える車外エリアを３５０ａで示し、閾値ＴＨ１０よりも高いあらかじめ定められた所定の閾値ＴＨ２０を超える検知エリアを３５１ａで示し、閾値ＴＨ２０よりも高いあらかじめ定められた所定の閾値ＴＨ２１を超える検知エリアを３５２ａで示す。

このとき、携帯機２が後方アンテナ３５ａの検知エリア３５１ｃの内側にない場合には、右アンテナ３５ａからの車外エリアを３５０ａとする。また、携帯機２が後方アンテナ３５ｃの検知エリア３５１ｃの内側かつ検知エリア３５２ｃの外側にある場合には、右アンテナ３５ａからの車外エリアを３５１ａとする。さらに、携帯機２が後方アンテナ３５ｃの検知エリア３５２ｃの内側にある場合には、右アンテナ３５ａからの車外エリアを３５２ａとする。

なお、閾値ＴＨ１３は、図１８の排除不能エリア３５００ａのうちで排除の必要な部分が検知エリア３５１ｃ内に含まれる値に設定する。また、閾値ＴＨ１４は、右アンテナ３５ａからの車外エリア３５１ａが車両１００の左側に漏れることが許容できなくなる値に設定する。

また、閾値ＴＨ２０は携帯機２が後方アンテナからの検知エリア３５１ｃの内側にあり、検知エリア３５２ｃの外側にあるとき、右アンテナからの車外エリアが車両１００の左側に漏れても許容可能な値に設定する。また、閾値ＴＨ２１は、右アンテナ３５ａからの車外エリア３５２ａが、車両１００の左側にはみ出さない値に設定する。

このように、後方アンテナ３５ｃからの出力に対して、携帯機２での受信電界強度、すなわちＲＳＳＩ値に応じて、右アンテナ３５ａの車外エリア閾値を切り換えることで、車両１００の右側での車外エリアの確保と、車両１００の左側への車外エリアの漏れの排除を効率よく調整することができる。なお、左アンテナ３５ｂからの車外エリアについても、同様の方法により、車両１００の右側への車外エリアの漏れを効率よく排除することができる。なお、この車外エリア閾値を切り換えは、ＣＰＵ１０によって実行される。

以上のように、実施の形態１によれば、複数のＬＦ送信アンテナは、車両の前席の左右ドアおよび車内後方ドアのそれぞれのドア下部に計３本設けられ、車両の前席の左右ドアおよび車内後方ドアのそれぞれのドア下部に設けられたＬＦ送信アンテナは、ドア下隙間付近に設けられている。
そのため、少ない車内用アンテナ本数で、精度の高い携帯機の車内外判定を行うことができる。

なお、上記実施の形態１では、右アンテナ３５ａからの車外エリアを３段階に切り換えているが、これに限定されず、さらに切り換え段数を増やして必要エリアと排除エリアとを細かく識別してもよい。

１車載機、２携帯機、４制御装置、１０ＣＰＵ、１１メモリ、１２ＬＦ送信回路、１３ＲＦ受信回路、１７スイッチ入力回路、２０ＣＰＵ、２１入力回路、２２メモリ、２３ＲＦ送信回路、２４ＬＦ通信回路、２５ＲＦ送信アンテナ、２６ａ〜２６ｃＬＦ受信アンテナ、３１ａ〜３１ｅＬＦ送信アンテナ、３２ＲＦ受信アンテナ、３３ａ〜３３ｃリクエストスイッチ、３４スタートスイッチ、３５ａ右アンテナ、３５ｂ左アンテナ、３５ｃ後方アンテナ、１００車両、１０１車室内、１０２右側車内エリア到達許容限界、１０３左側車内エリア到達許容限界、１０４後方車内エリア到達許容限界、１１０認証コード、１２１変調回路、１２２増幅回路、１３１ＲＦ復調回路、１３２増幅回路、１４０ドア枠部分、１４１車両ドア開口部分、１４２、１４４磁束の向き、１４３誘導電流、１５０ＬＦ送信アンテナ、１５１発生磁束、１５２、１５３金属製ループ、１５４ＬＦ送信アンテナ、１５５磁束、１５６ドア開口部の前端、１５７ドア開口部の後端、２００ユーザ、２２０認証コード、２４０ＬＦ受信回路、２４３メモリ、３１０ａ、３１０ｂ車内アンテナエリア、３１０ｃ、３１０ｄ、３１０ｅ車外アンテナエリア、３５０ａ、３５１ａ、３５２ａ右アンテナエリア、３５０ｂ左アンテナエリア、３５０ｃ、３５１ｃ、３５２ｃ後方アンテナエリア、２４００増幅回路、２４０１ＬＦ復調回路、２４０２ＲＳＳＩ回路、３５００ａ右アンテナエリア、３５０１ａ右アンテナエリア。

Claims

車両に搭載された無線通信機能を有する車載機と、
前記車両のユーザによって携帯され、前記車載機との間で無線通信機能を有する携帯機と、
により構成される無線通信システムであって、
前記車載機は、
車載機ＣＰＵと、
認証コードを記憶する車載機メモリと、
電界強度測定用信号および認証要求信号を前記携帯機に送信するＬＦ送信回路および複数のＬＦ送信アンテナと、
前記携帯機からの認証応答信号を受信する受信回路と、を備え、
前記車載機ＣＰＵは、前記携帯機から受信した認証応答信号に含まれる認証コードと、前記車載機メモリ内の認証コードとの照合を行い、
前記携帯機は、
携帯機ＣＰＵと、
前記認証コードを記憶する携帯機メモリと、
前記電界強度測定用信号および前記認証要求信号を受信する複数の受信アンテナおよびＬＦ受信回路と、
前記携帯機メモリ内の認証コードおよび前記認証応答信号を前記車載機に送信する送信回路と、
前記電界強度測定用信号の受信電界強度を測定する電界強度測定部と、を備え、
前記複数のＬＦ送信アンテナは、前記車両の前席の左右ドアおよび車内後方ドアのそれぞれのドア下部に計３本設けられ、
前記車両の前席の左右ドアおよび車内後方ドアのそれぞれのドア下部に設けられたＬＦ送信アンテナは、ドア下隙間付近に設けられている
無線通信システム。
前記車両の前席の左右ドアおよび車内後方ドアのそれぞれのドア下部に設けられたＬＦ送信アンテナは、ドア開口部の幅方向中央付近に設けられている
請求項１に記載の無線通信システム。
前記車両の前席の左右ドアおよび車内後方ドアのそれぞれのドア下部に設けられたＬＦ送信アンテナは、ドア開口部に対して、長手方向が平行になるように設けられている
請求項１または請求項２に記載の無線通信システム。
前記車両の前席の左右ドアおよび車内後方ドアのそれぞれのドア下部に設けられたＬＦ送信アンテナは、可動部であるドアではなく、車体側に設けられている
請求項１から請求項３までの何れか１項に記載の無線通信システム。
前記車載機ＣＰＵは、前記車内後方ドアに設けられたＬＦ送信アンテナからの電界強度測定用信号の受信電界強度に基づいて、前席の左右ドアに設けられたＬＦ送信アンテナに対して、前記携帯機が前記車両内にあるか否かを判定するための判定閾値を切り換える
請求項１から請求項４までの何れか１項に記載の無線通信システム。