CN110691980A - 车载设备、车辆用通信系统及到来方向推定方法 - Google Patents

车载设备、车辆用通信系统及到来方向推定方法 Download PDF

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Abstract

提供一种车载设备、车辆用通信系统及到来方向推定方法。车载设备从分隔配置于车辆的多个发送天线发送信号，根据来自接收到信号的便携设备的响应信号而进行处理，其中，所述车载设备具备：接收部，通过分隔配置于车辆的多个接收天线的每一个来接收响应信号；及推定部，基于通过多个接收天线的每一个接收到的响应信号的相位差，来推定响应信号的到来方向。

Description

车载设备、车辆用通信系统及到来方向推定方法
技术领域
本发明涉及车载设备、车辆用通信系统及到来方向推定方法。
本申请主张基于在2017年6月19日提出申请的日本申请第2017-119775号的优先权，并援引所述日本申请记载的全部的记载内容。
背景技术
不使用机械钥匙而进行车辆车门的上锁及开锁的车辆用通信系统正在实际应用。具体而言，通过使用了使用者持有的便携设备的无线远距离操作而进行车辆车门的上锁或开锁的无钥进入系统、仅通过持有便携设备的使用者接近车辆或者抓握车门把手而进行车辆车门的开锁的智能进入(注册商标)系统等正在实际应用。
另外，不使用机械钥匙而进行车辆的发动机起动的车辆用通信系统也被实际应用。具体而言，持有便携设备的使用者仅通过按下发动机起动按钮而进行发动机的起动的按下起动系统也被实际应用。
此外，在持有便携设备的使用者接近车辆时使车内灯或车外灯点亮的迎客灯系统被实际应用。
在上述的车辆用通信系统中，车载设备与便携设备进行无线通信。该无线通信如下进行：从车载设备的发送天线使用LF(Low Frequency：低频)带的电波将各种信号向便携设备发送，接收到该信号的便携设备使用UHF(Ultra High Frequency：超高频)带的电波发送响应信号。车载设备在进行了认证及便携设备的位置确认之后进行开锁、上锁、发动机起动、迎客灯点亮等的控制。
然而，从车载设备发送的信号为LF带，该信号的发送范围被限定在车辆周边的规定范围内。为了高精度地检测便携设备的位置或者提前检测到接近车辆的便携设备，只要将便携设备对信号的接收灵敏度设定为高灵敏度即可，但是对便携设备进行驱动的电池的寿命缩短。
专利文献1公开了如下技术：在判断为便携设备存在于车室内或者距车辆为规定距离以内时，将便携设备的接收灵敏度设定为高灵敏度，在判断为便携设备不存在于车室内及距车辆为规定距离以内时，将便携设备的接收灵敏度设定为低灵敏度。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2015-113644号公报
发明内容
发明要解决的课题
然而，在专利文献1中，在便携设备接近车辆之前，便携设备的接收灵敏度仍保持低灵敏度，因此无法提前检测到接近车辆的便携设备。而且，在误判断为便携设备距车辆不在规定距离以内的情况下，便携设备的接收灵敏度处于低灵敏度的状态，因此具有便携设备的位置检测变得困难这样的问题点。
本发明的目的在于提供一种能够扩大从车载设备的发送天线发送的信号的发送范围并能够推定从便携设备发送的响应信号的到来方向的车载设备、车辆用通信系统及到来方向推定方法。
用于解决课题的方案
本发明的一形态的车载设备从分隔配置于车辆的多个发送天线发送信号，根据来自接收到该信号的便携设备的响应信号进行处理，其中，所述车载设备具备：接收部，通过分隔配置于所述车辆的多个接收天线的每一个来接收所述响应信号；及推定部，基于通过所述多个接收天线的每一个接收到的所述响应信号的相位差，来推定所述响应信号的到来方向。
本发明的一形态的车辆用通信系统具备：前述的车载设备；分隔配置于车辆的多个发送天线；接收从所述车载设备发送的所述信号并根据接收到的所述信号来发送响应信号的便携设备；及分隔配置于所述车辆并各别地接收来自所述便携设备的响应信号的多个接收天线。
本发明的一形态的到来方向推定方法从分隔配置于车辆的多个发送天线发送信号，基于来自接收到该信号的便携设备的响应信号，来推定该响应信号的到来方向，其中，通过分隔配置于所述车辆的多个接收天线的每一个来接收所述响应信号，基于通过所述多个接收天线的每一个接收到的所述响应信号的相位差，来推定所述响应信号的到来方向。
需要说明的是，本申请不仅能够作为具备这样的特征性的处理部或发送部的车载设备实现，而且能够作为将上述特征性的处理设为步骤的信号发送方法实现，或者作为用于使上述步骤由计算机执行的程序实现。而且，可以作为实现车载设备的一部分或全部的半导体集成电路实现，或者作为包含车载设备的其他的系统实现。
发明效果
根据上述，能够扩大从车载设备的发送天线发送的信号的发送范围，并推定从便携设备发送的响应信号的到来方向。
附图说明
图1是说明实施方式1的车辆用通信系统的构成例的示意图。
图2是表示车载设备1的构成例的框图。
图3A是说明从LF发送天线各别地发送信号时的发送范围的说明图。
图3B是说明从LF发送天线各别地发送信号时的发送范围的说明图。
图4A是说明从2个LF发送天线同时发送信号时的发送范围的说明图。
图4B是说明从2个LF发送天线同时发送信号时的发送范围的说明图。
图5是表示检测装置的构成例的框图。
图6是表示便携设备的构成例的框图。
图7是表示车载设备及便携设备的处理次序的流程图。
图8是说明实施方式2的车载发送部的构成例的框图。
图9是表示从LF发送天线发送的信号波的磁场分布的一例的分布图。
具体实施方式
列举本发明的实施方式进行说明。而且，也可以将以下记载的实施方式的至少一部分任意组合。
本发明的一形态的车载设备从分隔配置于车辆的多个发送天线发送信号，根据来自接收到该信号的便携设备的响应信号进行处理，具备：接收部，通过分隔配置于所述车辆的多个接收天线的每一个来接收所述响应信号；及推定部，基于通过所述多个接收天线的每一个接收到的所述响应信号的相位差，来推定所述响应信号的到来方向。
在本形态中，通过多个接收天线的每一个接收来自便携设备的响应信号，基于接收到的响应信号的相位差，来推定响应信号的到来方向。而且，使用推定结果，能够检测作为响应信号的发送源的便携设备的位置及移动方向。
本发明的一形态的车载设备从所述多个发送天线发送LF带的所述信号。
在本形态中，从各发送天线同时发送的信号是LF带的信号，因此在车辆周边，该信号的振幅相同。由此，在从各个发送天线发出的信号波的磁场的朝向一致的区域中，信号不会干涉而彼此减弱，通过各信号的单纯的重叠而信号强度增大。
本发明的一形态的车载设备中，所述多个发送天线中的至少两个发送天线在所述车辆的行驶方向上的前后或左右分隔配置，从在前后或左右分隔配置的所述两个发送天线同时发送所述信号。
在本形态中，从在车辆的行驶方向上的前后分隔配置的两个发送天线同时发送信号的情况下，信号的发送范围例如沿车辆的左右方向扩大。同样从在车辆的行驶方向上的左右分隔配置的两个发送天线同时发送信号的情况下，信号的发送范围例如沿车辆的前后方向扩大。需要说明的是，从在车辆的行驶方向上的前后左右方向配置的多个发送天线同时发送信号的情况下，信号的发送范围沿车辆的前后及左右方向扩大。
本发明的一形态的车载设备具备相位控制部，该相位控制部控制从所述两个发送天线同时发送的信号的相位。
在本形态中，通过控制同时发送的信号的相位，能够控制使信号的发送范围扩大的方向。
本发明的一形态的车载设备通过所述多个发送天线发送用于使所述便携设备起动的信号。
在本形态中，能够扩大使便携设备起动的信号的发送范围。因此，能够使距车辆更远方的便携设备起动。
本发明的一形态的车载设备中，所述多个发送天线分别配置于所述车辆的设置多个轮胎的轮胎位置，从配置于各轮胎位置的所述发送天线向分别设置于所述多个轮胎并对于检测该轮胎的气压而得到的气压信号进行无线发送的多个检测装置发送信号。
在本形态中，车载设备能够使用多个发送天线与检测轮胎的气压的检测装置进行通信，使用该发送天线也能够与便携设备通信。
本发明的一形态的车辆用通信系统具备：前述的车载设备；分隔配置于车辆的多个发送天线；接收从所述车载设备发送的所述信号并根据接收到的所述信号来发送响应信号的便携设备；及分隔配置于所述车辆并各别地接收来自所述便携设备的响应信号的多个接收天线。
在本形态中，能够扩大从车载设备的发送天线发送的信号的发送范围。因此，车载设备与更远方的便携设备也能够进行无线通信，能够执行与无线通信的结果相对应的处理。
本发明的一形态的到来方向推定方法从分隔配置于车辆的多个发送天线发送信号，基于来自接收到该信号的便携设备的响应信号，推定该响应信号的到来方向，其中，通过分隔配置于所述车辆的多个接收天线的每一个来接收所述响应信号，基于通过所述多个接收天线的每一个接收到的所述响应信号的相位差，来推定所述响应信号的到来方向。
在本形态中，通过多个接收天线的每一个接收来自便携设备的响应信号，基于接收到的响应信号的相位差，推定响应信号的到来方向。而且，使用推定结果，能够检测作为响应信号的发送源的便携设备的位置及移动方向。
以下，基于表示本发明的实施方式的附图而具体说明本发明。
(实施方式1)
图1是说明实施方式1的车辆用通信系统的构成例的示意图。本实施方式的车辆用通信系统具备在车身的适当部位设置的车载设备1、在设置于车辆C的多个轮胎3的车轮分别设置的多个检测装置2、通知装置4、便携设备5、车外照明部6，构成轮胎气压监视系统及迎客灯系统。
在车载设备1连接有第一LF发送天线14a、第二LF发送天线14b、第三LF发送天线14c及第四LF发送天线14d。第一至第四LF发送天线14a、14b、14c、14d例如在安装4个轮胎3的车辆C的右前、右后、左前及左后的轮胎位置分别分隔配置。轮胎位置是轮胎壳体及其周边的位置，是设置于各轮胎3的检测装置2能够各别地接收从第一至第四LF发送天线14a、14b、14c、14d分别发送的信号的位置。
需要说明的是，在以下的说明中，在不需要区分第一至第四LF发送天线14a、14b、14c、14d进行说明的情况下，将第一至第四LF发送天线14a、14b、14c、14d也仅记为LF发送天线。
在作为轮胎气压监视系统发挥作用的车辆用通信系统中，车载设备1使要求轮胎3的气压信息的气压信息要求信号从第一至第四LF发送天线14a、14b、14c、14d利用LF带的电波向各检测装置2分别各别地发送。检测装置2根据气压信息要求信号来检测轮胎3的气压，利用UHF带的电波将包含检测得到的气压信息及自身的传感器标识符的气压信号向车载设备1进行无线发送。车载设备1具备分隔配置的RF接收天线13a、13b，利用RF接收天线13a、13b接收从各检测装置2发送的气压信号，从该气压信号取得各轮胎3的气压信息。车载设备1经由通信线连接通知装置4，车载设备1将取得的气压信息向通知装置4发送。通知装置4接收从车载设备1发送的气压信息，并通知各轮胎3的气压信息。而且，通知装置4在轮胎3的气压小于规定的阈值的情况下发出警告。
另一方面，在作为迎客灯系统发挥作用的车辆用通信系统中，车载设备1利用LF带的电波将用于检测处于车辆C的周围的便携设备5的信号(位置检测信号)从第一至第四LF发送天线14a、14b、14c、14d向便携设备5发送。便携设备5接收从第一至第四LF发送天线14a、14b、14c、14d发送的信号，利用UHF带的电波将与接收到的信号相对应的响应信号向车载设备1发送。车载设备1利用RF接收天线13a、13b接收从便携设备5发送的响应信号。车载设备1通过与便携设备5的无线通信，当便携设备5的认证成功时，使车外照明部6点亮。通过车外照明部6的点亮，为了迎接使用者而将车辆C的周围照亮。
需要说明的是，在本实施方式的车辆用通信系统中使用的LF带及UHF带是在进行无线通信时使用的电波带域的一例，未必限定于此。
图2是表示车载设备1的构成例的框图。车载设备1具备对该车载设备1的各构成部的动作进行控制的控制部11。在控制部11连接有存储部12、车载接收部13、车载发送部14及车内通信部15。
控制部11具备例如CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)及输入输出接口等。控制部11的CPU经由输入输出接口而与存储部12、车载接收部13、车载发送部14及车内通信部15连接。控制部11通过执行在存储部12中存储的控制程序而对各构成部的动作进行控制，执行与检测便携设备5的位置的功能、迎客灯功能及轮胎气压监视功能有关的处理。
需要说明的是，控制部11没有限定为上述的结构，只要是包含单核CPU、多核CPU、微机、易失性或非易失性的存储器等的一个或多个处理电路即可。而且，控制部11也可以具备对时刻进行计时的时钟、计测从赋予计测开始指示起至赋予计测结束指示为止的经过时间的计时器、对个数进行计数的计数器等的功能。
存储部12是EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM：电可擦除只读存储器)、闪存器等非易失性存储器。存储部12存储有控制程序，该控制程序通过控制部11控制车载设备1的各构成部的动作而用于实现迎客灯功能及轮胎气压监视功能。
在车载接收部13连接有分隔配置于车辆C的多个RF接收天线13a、13b。车载接收部13利用RF接收天线13a、13b接收从便携设备5或检测装置2使用RF带的电波发送的信号。车载接收部13是对接收到的信号进行解调并将解调后的信号向控制部11输出的电路。作为载波，使用300MHz～3GHz的UHF带，但是没有限定为该频带。需要说明的是，在本实施方式中，说明了将2个RF接收天线13a、13b连接的方式，但是也可以搭载3个以上的RF接收天线。
在车载发送部14连接有第一至第四LF发送天线14a、14b、14c、14d。第一至第四LF发送天线14a、14b、14c、14d具备由铁素体构成的棒状的磁性体芯和在该磁性体芯的外周卷绕的线圈。在线圈连接有电容器，构成共振电路。共振电路与车载发送部14连接。车载发送部14是将从控制部11输出的信号调制成LF带的信号，并将调制后的信号从第一至第四LF发送天线14a、14b、14c、14d同时地或各别地向便携设备5或检测装置2发送的电路。车载发送部14以从第一至第四LF发送天线14a、14b、14c、14d发送的信号的发送范围成为车辆周边的一定范围内的方式使电流向所述线圈流动，并发送信号。发送范围是便携设备5能够接收所述信号的范围。需要说明的是，作为载波而使用30kHz～300kHz的LF带，但是没有限定为该频带。
图3A及图3B是说明从LF发送天线14a、14b、14c、14d各别地发送信号时的发送范围的说明图。图3A概念性地表示从第一至第四LF发送天线14a、14b、14c、14d各别地发送信号时的发送范围7a、7b、7c、7d。图3B是从第一至第四LF发送天线14a、14b、14c、14d发送的信号的时间图。横轴为时间，由四角形包围的“信号”表示信号的发送时间。
从单独的第一LF发送天线14a发送的信号的发送范围7a停留于以该第一LF发送天线14a为中心的规定范围内。同样，从单独的第二LF发送天线14b发送的信号的发送范围7b停留于以该第二LF发送天线14b为中心的规定范围内。因此，车辆C的前后方向中央部的信号的强度弱，处于图3A所示那样的位置的便携设备5无法接收从第一及第二LF发送天线14a、14b发送的信号。
同样，从第三及第四LF发送天线14c、14d各别地发送的信号的发送范围7c、7d分别停留于以第三及第四LF发送天线14c、14d为中心的规定范围内。
图4A及图4B是说明从2个LF发送天线14a、14b(14c、14d)同时发送信号时的发送范围的说明图。图4A概念性地示出从第一及第二LF发送天线14a、14b同时发送信号时的发送范围7ab、从第三及第四LF发送天线14c、14d同时发送信号时的发送范围7cd。图4B是从第一至第四LF发送天线14a、14b、14c、14d发送的信号的时间图。横轴为时间，由四角形包围的“信号”表示信号的发送时间。
如图4A所示，从第一及第二LF发送天线14a、14b同时发送的信号的发送范围7ab比从单独的第一LF发送天线14a(或第二LF发送天线14b)发送的信号的发送范围7a(7b)扩大。从第一及第二LF发送天线14a、14b发送的信号为LF带，因此在车辆C的周围，该信号的振幅相同，从第一及第二LF发送天线14a、14b分别发送的信号不会发生由于干涉而抵消的情况地重叠，振幅增大。因此，例如处于图4A所示那样的位置的便携设备5能够接收从第一及第二LF发送天线14a、14b同时发送的信号。
同样，从第三及第四LF发送天线14c、14d同时发送的信号的发送范围7cd比从单独的第三LF发送天线14c(或第四LF发送天线14d)发送的信号的发送范围7c(7d)扩大。从第三及第四LF发送天线14c、14d发送的信号为LF带，因此在车辆C的周围，该信号的振幅相同，从第三及第四LF发送天线14c、14d分别发送的信号不会发生由于干涉而抵消的情况地重叠，振幅增大。
这样从多个LF发送天线同时发送信号的情况下，能够扩大发送范围。另一方面，由于同时发送信号，因此无法判断在从哪个LF发送天线发送了信号时能得到响应信号的情况，无法确定便携设备5的位置及移动方向。在本实施方式中，为了扩大从车载设备1发送的信号的发送范围并确定便携设备5的位置及移动方向，车载设备1基于在多个RF接收天线13a、13b中分别接收到的信号的相位差，来推定信号的到来方向。关于到来方向的推定方法在后文详细叙述。
另一方面，车载发送部14在发送用于使各轮胎3的检测装置2起动的唤醒信号的情况下，或者向各检测装置2发送气压信息要求信号的情况下，从第一至第四LF发送天线14a、14b、14c、14d各别地发送唤醒信号或气压信息要求信号。
在本实施方式中，主要说明从2个以上的第一至第四LF发送天线14a、14b、14c、14d同时发送的信号相同的情况，但是这为一例，不需要为完全相同的信号。而且，只要从2个以上的第一至第四LF发送天线14a、14b、14c、14d同时发送的信号重叠而振幅增大即可，各信号的相位也可以偏离。此外，从2个以上的第一至第四LF发送天线14a、14b、14c、14d发送的信号不需要在完全相同的时间发送，只要信号重叠而振幅增大即可，各信号的发送时间也可以错开。
车内通信部15是按照CAN(Controller Area Network)或LIN(LocalInterconnect Network)等通信协议进行通信的通信电路，与通知装置4及车外照明部6连接。车内通信部15按照控制部11的控制，将轮胎3的气压信息向通知装置4发送。而且，在检测到处于车辆C的周围的便携设备5的情况下，车内通信部15按照控制部11的控制，将点亮控制信号向车外照明部6发送。
通知装置4是例如将从车内通信部15发送的轮胎3的气压信息通过图像或声音进行通知的显示部或具备扬声器的音频设备、在仪表板的仪表设置的显示部等。显示部是液晶显示器、有机EL显示器、平视显示器等。例如，通知装置4显示设置于车辆C的各轮胎3的气压信息。
车外照明部6例如具备后视镜或在车辆C的车门设置的光源、向光源供给电力而使光源点亮的驱动电路、接收从车内通信部15发送的点亮控制信号的接收电路等。车外照明部6在接收到从车内通信部15发送的点亮控制信号的情况下，使光源点亮。当车外照明部6点亮时，将车辆C的周围照明。
需要说明的是，在本实施方式中，作为实现迎客灯功能的照明，例示了将车外照明的车外照明部6，但也可以是将车内照明的结构。
图5是表示检测装置2的构成例的框图。检测装置2具备对该检测装置2的各构成部的动作进行控制的传感器控制部21。传感器控制部21连接有传感器用存储部22、传感器发送部23、传感器接收部24及气压检测部25。
传感器控制部21具备例如CPU、ROM、RAM、输入输出接口等。传感器控制部21的CPU经由输入输出接口而与传感器用存储部22、传感器发送部23、传感器接收部24及气压检测部25连接。传感器控制部21将在传感器用存储部22中存储的控制程序读出，对各部进行控制。检测装置2具备未图示的电池，通过来自该电池的电力而进行动作。
需要说明的是，传感器控制部21没有限定为上述的结构，只要是包括单核CPU、多核CPU、微机、易失性或非易失性的存储器等的1个或多个处理电路即可。而且，传感器控制部21也可以具备对时刻进行计时的时钟、计测从赋予计测开始指示起至赋予计测结束指示为止的经过时间的计时器、对个数进行计数的计数器等的功能。
传感器用存储部22是非易失性存储器。在传感器用存储部22存储有传感器控制部21用于进行与轮胎3的气压检测及气压信号的发送有关的处理的控制程序。而且，存储有用于辨别自身与其他的检测装置2的固有的传感器标识符。
气压检测部25具备例如膜片，基于根据压力的大小而变化的膜片的变形量，来检测轮胎3的气压。将气压检测部25检测到的表示轮胎3的气压的信号向传感器控制部21输出。传感器控制部21通过执行控制程序而从气压检测部25取得轮胎3的气压，生成包含气压信息及检测装置2固有的传感器标识符等的气压信号，并向传感器发送部23输出。
需要说明的是，也可以具备检测轮胎3的温度并将表示检测到的温度的信号向传感器控制部21输出的温度检测部(未图示)。这种情况下，传感器控制部21生成包含气压信息、温度信息及传感器标识符等的气压信号，并向传感器发送部23输出。
在传感器发送部23连接有RF发送天线23a。传感器发送部23将传感器控制部21生成的气压信号调制成UHF带的信号，并使用RF发送天线23a发送调制后的气压信号。
在传感器接收部24连接有LF接收天线24a。传感器接收部24利用LF接收天线24a接收从车载设备1使用LF带的电波发送的气压信息要求信号，并将接收到的气压信息要求信号向传感器控制部21输出。
图6是表示便携设备5的构成例的框图。便携设备5具备控制该便携设备5的各构成部的动作的便携控制部51。便携控制部51是例如具有一个或多个CPU、多核CPU等的微机。在便携控制部51设有便携设备用存储部52、便携发送部53及便携接收部54。便携设备5具备未图示的电池，通过来自该电池的电力而动作。
便携控制部51将在便携设备用存储部52中存储的后述的控制程序读出，控制各构成部的动作。便携控制部51具有消耗电力小的休止状态和消耗电力大的起动状态。在休止状态下，便携设备5在接收到从车载设备1发送的信号(例如唤醒信号)的情况下，便携控制部51从休止状态向起动状态转移，开始动作。在起动状态下，在结束所需的处理之后，在便携设备5未接收来自车载设备1的信号而经过了规定时间的情况下，再次向休止状态转移。
便携设备用存储部52是与存储部12同样的非易失性存储器。便携设备用存储部52存储有用于执行如下处理的控制程序，该处理是通过便携控制部51控制便携设备5的各构成部的动作而用于确认正确的便携设备5存在于车辆C的周围的情况的处理。
便携发送部53与RF发送天线53a连接，按照便携控制部51的控制，发送与从车载设备1发送的信号相对应的响应信号。便携发送部53使用UHF带的电波来发送响应信号。需要说明的是，UHF带是发送信号的电波带域的一例，未必限定于此。
便携接收部54经由接收信号强度检测部55而与LF接收天线54a连接，接收从车载设备1使用LF带的电波发送的各种信号，向便携控制部51输出。LF接收天线54a例如是3轴天线，无论便携设备5相对于车辆C的朝向或姿势如何，都能得到一定的接收信号强度。
接收信号强度检测部55是检测LF接收天线54a接收到的信号的接收信号强度，特别是用于检测便携设备5的位置的检测用信号的接收信号强度，并将检测到的接收信号强度向便携控制部51输出的电路。接收信号强度也可以在检测便携设备5相对于车辆C的位置时利用。
以下，说明由本实施方式的车载设备1进行的便携设备5的检测方法。
图7是表示车载设备1及便携设备5的处理次序的流程图。车载设备1的控制部11例如在车辆C的点火开关为断开状态且车门上锁之后的适当的时间执行以下的处理。控制部11选择搭载于车辆C的第一至第四LF发送天线14a、14b、14c、14d中的2个LF发送天线(步骤S101)，通过控制车载发送部14而从选择的2个LF发送天线同时发送位置检测信号(步骤S102)。例如，控制部11选择第一及第二LF发送天线14a、14b作为第一组合，从选择的第一及第二LF发送天线14a、14b同时发送位置检测信号。
便携设备5即使在休止状态下也监视从外部发送的信号，当从车载设备1发送位置检测信号时，利用便携接收部54接收位置检测信号(步骤S151)。接收到位置检测信号的便携设备5的便携控制部51从休止状态向起动状态转移(步骤S152)，利用便携发送部53将包含自身的标识符的响应信号向车载设备1发送(步骤S153)。
利用步骤S102的处理而发送了位置检测信号的车载设备1的控制部11判断在规定的等待时间内，利用2个RF接收天线13a、13b是否接收到从便携设备5发送的响应信号(步骤S103)。
在判断为接收到响应信号的情况下(S103：是)，控制部11基于利用2个RF接收天线13a、13b接收到的响应信号的相位差，来推定响应信号的到来方向(步骤S104)。作为推定响应信号的到来方向的方法，可以使用波束形成法、Capon法、线形预测法、最小范数法、MUSIC法(MUSIC：Multiple Signal Classification：多重信号分类)、ESPRIT法(Estimation ofSignal Parameters via Rotational Invariance Techniques：经由旋转不变技术的信号参数估计)等已知的方法。
作为一例，说明基于MUSIC法的到来方向的推定方向。首先，将K设为2以上的整数，考虑K元件的阵列天线。将到来波的波长设为λ、将到来波数设为L、将第i到来波的到来角设为θi(i＝1,…,L)时，对于第i到来波的阵列响应向量a(θi)由下式赋予。
a(θi)＝[exp{jΨ1(θi)},…,exp{jΨK(θi)}]T
在此，Ψn(θi)＝-(2π/λ)dnsin(θi)，表示第n个阵列元件中的第i波的接收相位。需要说明的是，dn表示从基准点至各元件的距离。
此时，自相关矩阵R由下式赋予。
R＝E[x(t)xH(t)]
在此，x(t)是以第n元件(1≤n≤K)的接收信号为要素的K维的接收信号向量，R成为K×K矩阵。E[…]表示集合平均，xH(t)表示x(t)的复共轭转置。
将自相关矩阵R进行固有展开，求出与非常小的固有值对应的固有向量ei(1≤i≤L)。L是噪声部分空间的维度，能够使用AIC(Akaike Information Criteria：赤池信息量准则)等维度推定法进行推定。
如果将到来角θ的阵列响应向量设为a(θ)，则在θ与入射波的到来角一致时，a(θ)与噪声部分空间正交，因此满足ei Ha(θ)＝0(1≤i≤L)。根据该式，可以如下定义MUSIC频谱PMU(θ)。
PMU(θ)＝aH(θ)a(θ)/(Σ|ei Ha(θ)|2)
在θ与入射波的到来角θi(1≤i≤L)一致的情况下，MUSIC频谱PMU(θ)具有L个尖锐的峰值。在本实施方式中，在2个RF接收天线13a、13b的每一个中接收到的接收信号从车载接收部13向控制部11输入。控制部11例如如果将从车载接收部13输入的2个接收信号中的一方的接收信号的相位固定，并以MUSIC频谱PMU(θ)成为峰值的方式搜索另一方的接收信号的相位，则能够推定接收到的响应信号的到来角θi(i＝1,…,L)。
在本实施方式中，作为一例，说明了利用MUSIC法推定响应信号的到来角(到来方向)的次序，但是也可以使用前述的波束形成法、Capon法、线形预测法、最小范数法、ESPRIT法等任意的方法来推定响应信号的到来方向。
车载设备1的控制部11基于利用步骤S104推定的响应信号的到来方向，检测便携设备5的位置及移动方向(步骤S105)。需要说明的是，在本实施方式中，不需要检测便携设备5的严格的位置，也可以是区别地检测车辆C的前方、侧方、后方等的位置的结构。
车载设备1的控制部11在检测到便携设备5的位置及移动方向的情况下，执行与检测结果相对应的处理(步骤S106)。例如，控制部11也可以通过将点亮控制信号向车外照明部6发送而进行使设置在与检测到的位置对应的位置上的车外照明部6点亮的处理。而且，控制部11通过向使车门旋钮上推的驱动控制部(未图示)发送控制信号而进行使设置在与检测到的位置对应的位置上的车门旋钮上推的处理。
在步骤S103中，在规定的等待时间内未接收到来自便携设备5的响应信号的情况下(S103：否)，控制部11选择发送位置检测信号的其他的LF发送天线的组合(例如，第三及第四LF发送天线14b、14c)(步骤S107)，使处理返回步骤S102，继续进行便携设备5的位置检测处理。
根据这样构成的车载设备1及车辆用通信系统，通过从2个LF发送天线同时发送信号，能够扩大信号的发送范围。而且，车载设备1基于使用2个RF接收天线13a、13b接收到的响应信号的相位差，能够推定发送范围内的响应信号的到来方向，能够推定便携设备5的位置及移动方向。
需要说明的是，在本实施方式中，说明了使用构成轮胎气压监视系统的第一至第四LF发送天线14a、14b、14c、14d实现迎客灯功能的结构，但是不言自明的是，也可以使用构成智能进入(注册商标)、其他的任意系统的LF发送天线来实现迎客灯功能。
另外，在本实施方式中，说明了从2个LF发送天线的组合同时发送同一信号的例子，但是不言自明的是，也可以构成为从3个以上的LF发送天线的组合同时发送同一信号。
此外，在本实施方式中，设为在各轮胎位置分别配置有LF发送天线的结构，但是LF发送天线的配置没有限定为各轮胎位置。例如，也可以是除了各轮胎位置之外还在车辆的后部配置LF发送天线的结构，而且还可以是在车辆的右侧面、左侧面、后部等配置LF发送天线的结构。
此外，本发明不仅适用于实现迎客灯功能的系统，也能适用于走开关闭功能、智能进入(注册商标)功能、以及其他需要与便携设备5通信的任意的系统。
此外，在本实施方式中，说明了车载设备1使用LF带的电波来发送信号的例子，但是在需要与便携设备5的通信的范围内，从2个LF发送天线发送的信号只要不相互干涉而抵消即可，信号的频率没有特别限定。
(实施方式2)
在实施方式2中，说明控制从2个LF发送天线同时发送的信号的相位的结构。
图8是说明实施方式2的车载发送部14的构成例的框图。车载发送部14具备分别生成从第一至第四LF发送天线14a、14b、14c、14d发送的LF带的信号的第一至第四发送部140a、140b、140c、140d。需要说明的是，在实施方式2中，第一至第四LF发送天线14a、14b、14c、14d具备由铁素体构成的棒状的磁性体芯和在磁性体芯卷绕的线圈，在磁性体芯卷绕的线圈的绕组方向彼此相同。
第一发送部140a包括信号生成电路141a及移相电路142a。信号生成电路141a将从控制部11输入的信号(例如位置检测信号)的信号波重叠于载波(carrier)，调制成LF带的信号。需要说明的是，载波利用图中未示出的RC振荡电路、晶体振荡电路等生成。向移相电路142a输入由信号生成电路141a调制后的信号波(被调制波)。移相电路142a基于例如从控制部11输入的移相控制信号来控制输入的信号波(被调制波)的相位。第一发送部140a将利用移相电路142a控制了相位的信号波通过第一LF发送天线14a向外部发送。
关于第二至第四发送部140b、140c、140d的结构也与第一发送部140a的结构相同。即，第二发送部140b具备信号生成电路141b及移相电路142b，第三发送部140c具备信号生成电路141c及移相电路142c，第四发送部140d具备信号生成电路141d及移相电路142d。第二至第四发送部140b、140c、140d将从控制部11输入的信号(例如位置检测信号)的信号波重叠于载波而调制成LF带的信号之后，基于从控制部11输入的移相控制信号来控制相位，并将控制了相位的信号波从第二至第四LF发送天线14b、14c、14d向外部发送。
图9是表示从LF发送天线发送的信号波的磁场分布的一例的分布图。在图9的例子中，示出从第一及第二LF发送天线14a、14b同时发送相反相位的信号的情况下产生的磁场的方向。在图9所示的分布图中，将X轴取为与车辆C的左右方向一致的方向，将Y轴取为与车辆C的前后方向一致的方向。第一及第二LF发送天线14a、14b都配置在Y轴上，设置在距X轴为等距离的位置(例如从X轴为1.2m的位置)。而且，第一及第二LF发送天线14a、14b具备的磁性体芯的轴向与Y轴平行，在磁性体芯卷绕的线圈的绕组方向相互相同。
在从第一及第二LF发送天线14a、14b发送了相互为相反相位的信号波的情况下，分别发出的信号波的磁场的方向在Y轴附近成为相反方向。其结果是可知，Y轴附近(特别是第一及第二LF发送天线14a、14b之间的区域)的信号强度与单独驱动一方的LF发送天线的情况相比变小。
另一方面，在从Y轴分离的区域中，从第一及第二LF发送天线14a、14b发送的信号波的磁场分别具有X轴方向的分量。在从第一及第二LF发送天线14a、14b发送相互为相反相位的信号波的情况下，分别发出的信号的磁场的方向在X轴附近成为大致相同的方向。其结果是可知，从Y轴分离的X轴附近的区域(例如图4A所示的便携设备5的位置附近)的信号强度与单独地驱动一方的LF发送天线的情况相比变大。
需要说明的是，在第一及第二LF发送天线14a、14b的输出不强的情况下，从各LF发送天线分隔的位置处的磁场强度减小，因此一方的磁场给另一方的磁场造成的影响减小。因此，比第一LF发送天线14a靠前方的磁场强度、及比第二LF发送天线14b靠后方的磁场强度表现出与单独驱动各LF发送天线时的磁场强度同样的值。
如实施方式1中说明那样，单独使用第一LF发送天线14a时的信号的发送范围7a停留于以第一LF发送天线14a为中心的规定范围内。同样，单独使用第二LF发送天线14b时的发送范围7b停留于以第二LF发送天线14b为中心的规定范围内。
相对于此，在从第一LF发送天线14a及第二LF发送天线14b同时发送了反相的信号波的情况下，分别发出的信号波在从Y轴分离的X轴附近重叠，通过合成磁场而确定的发送范围7ab在车辆C的前后方向的中心附近沿左右方向扩展。
虽然未图示，但是从第三及第四LF发送天线14c、14d同时发送反相的信号波时也同样，能够在车辆C的前后方向的中心附近沿左右方向扩大信号波的发送范围。
如以上所述，在实施方式2中，能够在车辆C的前后方向的中心附近沿左右方向扩大信号波的发送范围。使用该结构，通过扩大例如用于检测便携设备5的位置检测信号的发送范围，能够从横向接近车辆C而更早地检测到便携设备5。
需要说明的是，在实施方式2中，构成第一至第四LF发送天线14a、14b、14c、14d的线圈的绕组方向设为相同，因此设为通过发送反相的信号波来扩大发送范围的结构，但是例如在构成第一及第二LF发送天线14a、14b的线圈的绕组方向为反向的情况下，也可以设为通过从上述的第一及第二LF发送天线14a、14b发送同相的信号波来扩大发送范围的结构。
另外，在实施方式2中，说明了控制沿前后方向排列的第一及第二LF发送天线14a、14b(第三及第四LF发送天线14c、14d)的相位的结构，但也可以设为控制沿左右方向排列的第一及第三LF发送天线14a、14c(第二及第四LF发送天线14b、14d)的相位的结构。
应考虑的是本次公开的实施方式在全部的点上为例示而不是限制性内容。本发明的范围不是由上述的意思而是由权利要求书公开，并意图包含与权利要求书等同的意思及范围内的全部变更。
标号说明
1 车载设备
2 检测装置
3 轮胎
4 通知装置
5 便携设备
6 车外照明部
7a、7b、7c、7d 发送范围
7ab、7cd 发送范围
11 控制部(推定部)
12 存储部
13 车载接收部(接收部)
13a、13b RF接收天线
14 车载发送部
14a 第一LF发送天线(发送天线)
14b 第二LF发送天线(发送天线)
14c 第三LF发送天线(发送天线)
14d 第四LF发送天线(发送天线)
15 车内通信部
21 传感器控制部
22 传感器用存储部
23 传感器发送部
23a RF发送天线
24 传感器接收部
24a LF接收天线
25 气压检测部
51 便携控制部
52 便携设备用存储部
53 便携发送部
53a RF发送天线
54 便携接收部
54a LF接收天线
55 接收信号强度检测部
140a 第一发送部
140b 第二发送部
140c 第三发送部
140d 第四发送部
141a、141b、141c、141d 信号生成电路
142a、142b、142c、142d 移相电路(相位控制部)
C 车辆。

Claims (9)

1.一种车载设备，从分隔配置于车辆的多个发送天线发送信号，根据来自接收到该信号的便携设备的响应信号进行处理，其中，所述车载设备具备：
接收部，通过分隔配置于所述车辆的多个接收天线的每一个来接收所述响应信号；及
推定部，基于通过所述多个接收天线的每一个接收到的所述响应信号的相位差，来推定所述响应信号的到来方向。
2.根据权利要求1所述的车载设备，其中，
所述车载设备具备发送控制部，该发送控制部在未接收到针对从所述多个发送天线发送的信号的来自所述便携设备的响应信号的情况下，改变发送信号的多个发送天线的组合。
3.根据权利要求1或2所述的车载设备，其中，
从所述多个发送天线发送LF(Low Frequency)带的所述信号。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的车载设备，其中，
所述多个发送天线中的至少两个发送天线在所述车辆的行驶方向上的前后或左右分隔配置，
从在前后或左右分隔配置的所述两个发送天线同时发送所述信号。
5.根据权利要求4所述的车载设备，其中，
所述车载设备具备相位控制部，该相位控制部控制从所述两个发送天线同时发送的信号的相位。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的车载设备，其中，
通过所述多个发送天线发送用于使所述便携设备起动的信号。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的车载设备，其中，具备：
所述多个发送天线分别配置于所述车辆的设置多个轮胎的轮胎位置，
从配置于各轮胎位置的所述发送天线向多个检测装置发送信号，所述多个检测装置分别设置于所述多个轮胎并对检测该轮胎的气压而得到的气压信号进行无线发送。
8.一种车辆用通信系统，具备：
权利要求1～7中任一项所述的车载设备；
分隔配置于车辆的多个发送天线；
接收从所述车载设备发送的所述信号并根据接收到的所述信号来发送响应信号的便携设备；及
分隔配置于所述车辆并各别地接收来自所述便携设备的响应信号的多个接收天线。
9.一种到来方向推定方法，从分隔配置于车辆的多个发送天线发送信号，基于来自接收到该信号的便携设备的响应信号，来推定该响应信号的到来方向，其中，
通过分隔配置于所述车辆的多个接收天线的每一个来接收所述响应信号，
基于通过所述多个接收天线的每一个接收到的所述响应信号的相位差，来推定所述响应信号的到来方向。
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