JP2011140778A - 車載無線通信装置、携帯通信機及び無線通信システム - Google Patents

Abstract

【課題】スマートエントリー用として携帯通信機の所在の判断を速やかに行うことができる車載無線通信装置等を得る。
【解決手段】車載無線通信装置はアンテナ１Ａ及び１Ｄを有し、アンテナ１Ａから送信される送信信号ＳＬＦ１Ａは車両１０の外部領域２ＡＥ及び車内領域３を含む無線通信範囲２Ａを有している。アンテナ１Ｄから送信される送信信号ＳＬＦ１Ｄは車両１０の外部領域２ＤＥ及び車内領域３を含む無線通信範囲２Ｄを有している。無線通信範囲２Ａと無線通信範囲２Ｄとは、車両１０の外部において外部領域２ＡＥ及び外部領域２ＤＥ間に重複領域を有さず、車両１０の車内領域３を共通内部領域として重複させている。送信信号ＳＬＦ１Ａ及びＳＬＦ１Ｄはアンテナ１Ａ及び１Ｄから同時に送信される。
【選択図】図１

Description

この発明は、スマートエントリー用の車載無線通信装置及び携帯通信機に関する。

近年、一部の自動車等車両（以下、単に「車両」という）には、メカニカルキーを用いずに、小型の無線端末（以下、「携帯通信機」と呼ぶ）を車両の近くや車室内に持ち込むだけで、ドアの施解錠を行ったり、エンジンのスタートを許容したりできる便利なシステムが搭載されている。このようなシステムの呼び方は様々であり、例えば、スマートエントリーシステムやインテリジェントキーシステムなどと呼ばれる。以下、本明細書ではこのようなシステムをスマートエントリーシステムと呼ぶ。

スマートエントリー(システム)用に車両に搭載される車載無線通信装置として例えば特許文献１に開示された無線端末位置検出装置が挙げられる。この無線端末位置検出装置は、各々の通信可能エリアの一部が重複するように配置されたｎ 個の送信アンテナからリクエスト信号を送信し、そのリクエスト信号に応答して携帯通信機から返送されるアンサー信号に基づいて、上記携帯通信機の位置を検出する無線端末位置検出装置において、一つのリクエスト信号をｎ 分割する分割手段と、各分割部を前記ｎ 個の送信アンテナに振り分けて各送信アンテナから順次に送信する振り分け送信手段とを備えて構成されている。

また、特許文献１に開示された無線端末位置検出方法は、各々の通信可能エリアの一部が重複するように配置されたｎ 個の送信アンテナからリクエスト信号を送信し、そのリクエスト信号に応答して携帯通信機から返送されるアンサー信号に基づいて、上記携帯通信機の位置を検出する無線端末位置検出方法において、一つのリクエスト信号をｎ 分割する分割ステップと、各分割部を前記ｎ 個の送信アンテナに振り分けて各送信アンテナから順次に送信する振り分け送信ステップとを含んで実行されている。

特開２００５−７６３２９号公報

上述した特許文献１に開示された装置及び方法では、送信アンテナからｎ個のリクエスト信号を順次送信し、そのリクエスト信号に応答して携帯通信機から返送されるアンサー信号を順次返信して行っており、携帯通信機の位置を検出すべくｎ回のリクエスト信号，アンサー信号の送受信を行う必要があるため、位置検出に時間を要する結果、応答性が悪いという問題点があった。

この発明は上記問題点を解決するためになされたもので、スマートエントリー用として携帯通信機の所在の判断を速やかに行うことができる車載無線通信装置及びそれに対応する携帯通信機並びにこれらから構成される無線通信システムを得ることを目的とする。

この発明に係る請求項１記載の車載無線通信装置は、車両に搭載するスマートエントリー用の車載通信無線装置であって、第１の通信可能領域と有する第１の送信信号を送信する第１の送信機構と、第２の通信可能領域を有する第２の送信信号を前記第１の送信信号と同時にする送信する第２の送信機構とを備え、前記第１の通信可能領域は、車両内の共通内部領域及び車両外の第１の外部領域を含み、前記第２の通信可能領域は、前記共通内部領域及び前記第１の外部領域と重複しない車両外の第２の外部領域を含んでいる。

また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の車載無線通信装置であって、第１の送信信号は共通データ部分と第１の固有データ部分とを含み、第２の送信信号は前記共通データ部分と前記第１の固有データ部分と異なる第２の固有データ部分とを含んでいる。

また、請求項３の発明は、請求項１あるいは請求項２記載の車載無線通信装置であって、前記第１及び第２の送信機構のうち少なくとも一つは、前記共通内部領域を調整する領域調整機能を有している。

この発明に係る請求項４記載の携帯通信機は、請求項１ないし請求項３記載のうち、いずれか１項に記載の車載無線通信装置と送受信を行うスマートエントリー用の携帯通信機であって、前記第１及び第２の送信信号を受ける受信機構と、前記受信機構における前記第１及び第２の送信信号の受信状況に基づき、前記第１及び第２の送信信号の一方のみを正常に受信する正常受信、第１及び第２の送信信号の双方を競合して受信する競合受信、並びに第１及び第２の送信信号の双方の無受信を識別可能な制御部と、前記制御部による制御下で、少なくとも前記正常受信及び前記競合受信を指示する返信信号を前記車載無線装置に送信する送信機構とを備えている。

また、請求項５の発明は、請求項４記載の携帯通信機であって、前記車載無線通信装置は請求項２記載の車載無線通信装置を含み、前記制御部は、前記共通データ部分と前記第１及び第２の固有データ部分の一方とを正常に受信した場合に前記正常受信と判断し、前記共通データ部分のみを正常に受信した場合に前記競合受信と判断している。

この発明に係る請求項６記載の無線通信システムは、請求項１記載の車載無線通信装置と請求項４記載の携帯通信機とからなるスマートエントリー用の無線通信システムであって、前記車載無線通信装置は、前記送信信号を受け、前記返信信号の指示内容に基づき車両に関する制御動作を実行する制御部をさらに備えている。

この発明における請求項１記載の車載無線通信装置によれば、第１及び第２の送信機構により、第１及び第２の送信信号は同時に送信される。そして、第１の送信信号の第１の通信可能領域は、車両内の共通内部領域及び車両外の第１の外部領域を含み、第２の送信信号の第２の通信可能領域は、上記共通内部領域及び上記第１の外部領域と重複しない車両外の第２の外部領域を含んでいる。

したがって、第１及び第２の送信信号のうち一方のみが正常に受信される領域は必ず第１及び第２の外部領域のいずれかであり、第１及び第２の送信信号のうち双方が競合受信される領域は必ず共通内部領域となる。

このため、スマートエントリー用の送受信機能を有する所定の携帯通信器に第１及び第２の送信信号に対し一方のみを正常に受信する正常受信及び双方を競合して受信する競合受信を識別しその識別結果を返信する機能を持たせることにより、第１及び第２の送信信号を用いた本発明の車載通信無線装置と所定の携帯通信機との間において１回の送受信により、所定の携帯通信機の所在（車両内，車両外）を認識することができる。

その結果、スマートエントリー用として必要な所定の携帯通信機の所在の判断を速やかに行うことが可能な車載無線通信装置を得ることができる。

請求項２記載の車載無線通信装置の第１及び第２の送信信号は上記のように構成されるため、スマートエントリー用の送受信機能を有する所定の携帯通信器において第１及び第２の送信信号に対する以下の識別処理が可能となる。

すなわち、上記共通データ部分に加え上記第１及び第２の固有データ部分の一方とを正常に受信した場合に上記正常受信と判断し、上記共通データ部分のみを正常に受信した場合に上記競合受信と判断する。

その結果、スマートエントリー用として必要な所定の携帯通信機の所在の判断を正確に行うことが可能な車載無線通信装置を得ることができる。

請求項３記載の車載無線通信装置の第１及び第２の送信機構のうち少なくとも一つは領域調整機能を有するため、共通内部領域を比較的大きく変化させて共通内部領域の設定内容の細分化を図ったり、共通内部領域を微変化させて共通内部領域の精度を高めたりすることができる。

この発明における請求項４記載の携帯通信機において、制御部は、第１及び第２の送信信号の一方のみを正常に受信する正常受信、第１及び第２の送信信号の双方を競合して受信する競合受信を識別可能であり、送信機構は少なくとも上記正常受信及び上記競合受信を指示する返信信号を上記車載無線通信装置に送信可能である。このため、第１及び第２の送信信号を用いた上記車載通信無線装置と本発明の携帯通信機との間の１回の送受信により、自身の所在（車両内，車両外）を上記車載無線通信装置に認識させることができる。

したがって、スマートエントリー用として必要な自身の所在の判断を速やかに行うことが可能な携帯通信機を得ることができる効果を奏する。その結果、上記車載無線通信装置は本願発明の携帯通信機からの返信信号の有無及びその内容に基づき、本願発明の携帯通信機の所在の判断を速やかに認識することができる。

請求項５記載の携帯通信機の制御部は、上記共通データ部分と上記第１及び第２の固有データ部分の一方とを正常に受信した場合に上記正常受信と判断し、上記共通データ部分のみを正常に受信した場合に上記競合受信と判断する。

その結果、スマートエントリー用として必要な自身の所在の判断を正確に行うことが可能な携帯通信機を得ることができる効果を奏する。

この発明における請求項６記載の無線通信システムは、請求項１記載の車載無線通信装置と請求項４記載の携帯通信機とからなるため、スマートエントリー用として必要な上記携帯通信機の所在の判断を速やかに行いながら、車載無線通信装置は適切な車両に関する制御動作を行うことができる効果を奏する。

この発明の実施の形態である車載無線通信装置の送信アンテナ配置構成を示す説明図である。 携帯通信機の所在位置に基づく本実施の形態の車載無線通信装置の送信アンテナ，携帯通信機間の通信状態を表形式で示す説明図である。 車載無線通信装置及び携帯通信機からなる本実施の形態の無線通信システムの構成を示す説明図である。 車載無線通信装置の送信用のアンテナ及び携帯通信機の受信用のＬＦアンテナの構成を示す説明図である。 本実施の形態のスマートエントリー用無線通信システムにおける携帯通信機の位置検出方法を示すフローチャートである。 図４で示した送信アンテナコイルにおける各種パラメータを模式的に示す説明図である。 図４で示した送信アンテナコイルにおけるコア長とコア断面面積とによる電力増大方向を示すグラフである。 従来のスマートエントリー用車載無線通信装置としての一般的な送信アンテナ配置例を示す説明図である。

＜車載無線通信装置の送信アンテナ配置＞
（本実施の形態の配置）
図１はこの発明の実施の形態である車載無線通信装置２０の送信アンテナ配置構成を示す説明図である。

同図に示すように、本実施の形態の車載無線通信装置２０は車両１０内において、助手席側のサイドドア４近傍に配置された送信用のアンテナ１Ａ、運転席側のサイドドア４近傍に配置された送信用のアンテナ１Ｄ、バックドア５近傍に配置された送信用のアンテナ１Ｂを有している。これらアンテナ１Ａ、１Ｄ及び１Ｂから送信信号ＳＬＦ１Ａ、送信信号ＳＬＦ１Ｄ及び送信信号ＳＬＦアンテナ１Ｂが同時に送信される。

アンテナ１Ａは例えば助手席のサイドドア４のピラー部に設けられる等により、送信信号ＳＬＦ１Ａは車両１０の外部領域２ＡＥ及び車内領域３を含む無線通信範囲２Ａを有している。同様にして、アンテナ１Ｄは例えば運転席のサイドドア４のピラー部に設けられる等により、送信信号ＳＬＦ１Ｄは車両１０の外部領域２ＤＥ及び車内領域３を含む無線通信範囲２Ｄを有している。

このように、無線通信範囲２Ａと無線通信範囲２Ｄとは、車両１０の外部において外部領域２ＡＥ及び外部領域２ＤＥ間に重複領域を有さず、車両１０の車内領域３を共通内部領域として重複させている。また、無線通信範囲２Ａは必要外部通信範囲１２Ａを含んでおり、無線通信範囲２Ｄは必要外部通信範囲１２Ｄを含んでいる。なお、アンテナ１Ａ及びアンテナ１Ｄの送信能力は、車内領域３が実質的に車両１０の内の全領域を包含するように設定される。

なお、アンテナ１Ｂはバックドア５の例えば最後部近傍に設けられる等により、送信信号ＳＬＦ１Ｂは車両１０の必要外部通信範囲１２Ｂを含む無線通信範囲２Ｂを有している。

（従来の車載無線通信装置）
図８は従来のスマートエントリー用車載無線通信装置としての一般的な送信アンテナ配置例を示す説明図である。

同図に示すように、従来の車載無線通信装置は車両５０内において、車両５０の位置検出用に助手席側のサイドドア５４近傍に配置されたアンテナ５１Ａ、運転席側のサイドドア５４近傍に配置されたアンテナ５１Ｄ、バックドア５近傍に配置されたアンテナ５１Ｂを有している。さらに、従来の車載無線通信装置は車両５０の車室内の位置検出用に車室前方及び後方に設けられたアンテナ５１Ｆ及び５１Ｒを備えている。

アンテナ５１Ａは例えば助手席のサイドドア５４の外部に設けられる等により、車両５０の外部に無線通信範囲５２Ａを有している。同様にして、アンテナ５１Ｄ及び５１Ｂは例えば運転席のサイドドア５４及びバックドア５５の外部に設けられる等により、車両５０の外部に無線通信範囲５２Ｄ及び５２Ｂを有している。一方、アンテナ５１Ｆ及び５１Ｒは車両５０の内部に無線通信範囲５２Ｆ及び５２Ｒを有している。なお、無線通信範囲５２Ａ、５２Ｄ及び５２Ｂが、図１で示した実施の形態１の必要外部通信範囲１２Ａ、１２Ｄ及び１２Ｂに相当する。

このように、従来の車載無線通信装置は車両５０の外部並びに内部それぞれの位置検出用に独立したアンテナ５１Ａ、５１Ｄ及び５１Ｂ、並びに５１Ｆ及び５１Ｒを設けていた。図８で示す従来の車載無線通信装置は、アンテナ５１Ａ、５１Ｄ、５１Ｂ、５１Ｆ及び５１Ｒそれぞれから順次送信される送信信号に対する受信信号（返信信号）の有無により無線通信範囲が無線通信範囲５２Ａ、５２Ｄ、５２Ｂ、５２Ｆ及び５２Ｒのいずれかであるかを特定する方式を採用していた。

すなわち、図８で示す従来の車載無線通信装置は、アンテナ５１Ａ、５１Ｄ、５１Ｂ、５１Ｆ及び５１Ｒから順次、時間的に重複することなく、送信信号を送信し、これに対する返信信号が確認された時、当該送信信号を送信したアンテナ５１（５１Ａ、５１Ｄ、５１Ｂ、５１Ｆ及び５１Ｒのいずれか）に対応する無線通信範囲５２（５２Ａ、５２Ｄ、５２Ｒ、５２Ｆ及び５２Ｒのいずれか）に携帯通信機相当が存在することを認識している。

＜受信形態＞
図２は携帯通信機３０の所在位置に基づく図１で示した車載無線通信装置２０の送信用のアンテナ１（１Ａ，１Ｄ，１Ｂ），携帯通信機３０間の通信状態を表形式で示す説明図である。なお、携帯通信機３０は車両１０のサイドドア４等の鍵の機能を有している。

同図において、「１Ｄ外」は無線通信範囲２Ｄ内に含まれる外部領域２ＤＥを意味し、「１Ａ外」は無線通信範囲２Ａ内に含まれる外部領域２ＡＥを意味し、「１Ｂ外」は無線通信範囲２Ｂを意味し、「車室内」は無線通信範囲２Ａ及び無線通信範囲２Ｄの重複領域である車内領域３を意味する。

同図に示すように、携帯通信機３０が１Ｄ外（外部領域２ＤＥ）に存在するとき、アンテナ１Ｄ，携帯通信機３０間の通信が成立するため、携帯通信機３０はアンテナ１Ｄからの送信信号ＳＬＦ１Ｄの正常受信を認識することができる。この場合、無線通信範囲２Ａ及び２Ｂ外に携帯通信機３０が存在することから、携帯通信機３０は送信信号ＳＬＦ１Ａ及びＳＬＦ１Ｂを全く受信することなく、アンテナ１Ａ及び１Ｂと携帯通信機３０間の通信不成立となるため、アンテナ１Ｄ，携帯通信機３０間の通信は何ら影響を受けない。

同様にして、携帯通信機３０が１Ａ外（外部領域２ＡＥ）に存在するとき、アンテナ１Ａ，携帯通信機３０間の通信が成立するため、携帯通信機３０はアンテナ１Ａからの正常受信を認識する。この場合、無線通信範囲２Ｄ及び２Ｂ外に携帯通信機３０が存在することから、携帯通信機３０は送信信号ＳＬＦ１Ｄ及びＳＬＦ１Ｂを全く受信することなく、アンテナ１Ｄ及び１Ｂと携帯通信機３０間の通信不成立となるため、アンテナ１Ａ，携帯通信機３０間の通信は何ら影響を受けない。

同様にして、携帯通信機３０が１Ｂ外（無線通信範囲２Ｂ）に存在するとき、アンテナ１Ｂ，携帯通信機３０間の通信が成立するため、携帯通信機３０はアンテナ１Ｂからの正常受信を認識する。この場合、無線通信範囲２Ｄ及び２Ａ外に携帯通信機３０が存在することから、携帯通信機３０は送信信号ＳＬＦ１Ｄ及びＳＬＦ１Ａを全く受信することなく、アンテナ１Ｄ及び１Ａと携帯通信機３０間の通信不成立となるため、アンテナ１Ｂ，携帯通信機３０間の通信は何ら影響を受けない。

一方、携帯通信機３０が車内領域３に存在するとき、車内領域３はアンテナ１Ｄ，携帯通信機３０間及びアンテナ１Ａ，携帯通信機３０間の通信の重複領域であるため、携帯通信機３０の受信時に競合が生じ結果的に通信不成立となる。すなわち、携帯通信機３０は後述する送信信号ＳＬＦ１Ｄ，送信信号ＳＬＦ１Ａ間で共通のウェークアップ信号ＷＫＰのみ正常受信し、他の信号が競合して受信できない競合受信であると認識する。

＜無線通信システム＞
図３は車載無線通信装置２０及び携帯通信機３からなる本実施の形態の無線通信システムの構成を模試的に示す説明図である。

同図に示すように、車載無線通信装置２０はＬＦ（Low Frequency）アンテナ２５、ＵＨＦアンテナ２１、ＵＨＦ（Ultra High Frequency）帯受信部２２、制御部２３及びＬＦ帯送信部２４から構成され、携帯通信機３０はＬＦアンテナ３１、ＬＦ帯受信部３２、制御部３３、ＵＨＦ帯送信部３４及びＵＨＦアンテナ３５から構成される。

なお、ＬＦアンテナ２５はアンテナ１Ａ、アンテナ１Ｄ及びアンテナ１Ｂの総称として示している。すなわち、実際には、アンテナ１Ａ、アンテナ１Ｄ及びアンテナ１Ｂがそれぞれ独立して存在する。同様にして、ＬＦ帯送信部２４はアンテナ１Ａ、アンテナ１Ｄ及びアンテナ１Ｂそれぞれに対応して独立して存在するＬＦ帯送信部の総称として示している。

したがって、アンテナ１Ａ及びアンテナ１Ａ用のＬＦ帯送信部２４により第１の送信機構が構成され、アンテナ１Ｄ及びアンテナ１Ｄ用のＬＦ帯送信部２４により第２の送信機構が構成され、アンテナ１Ｂ及びアンテナ１Ｂ用のＬＦ帯送信部２４により第３の送信機構が構成される。なお、ＬＦ帯送信部２４をアンテナ１Ａ、アンテナ１Ｄ及びアンテナ１Ｂ間に共通に用いる構成で実現することも可能である。

以下、説明の都合上、ＬＦ帯送信部２４、アンテナ１Ａ、アンテナ１Ｄ及びアンテナ１Ｂの総称であるＬＦアンテナ２５、上記第１〜第３の送信機構の総称として送信機構、送信信号ＳＬＦ１Ａ、ＳＬＦ１Ｄ及びＳＬＦ１Ｂの総称である送信信号ＳＬＦを主に用いて図３の構成を説明する。

車載無線通信装置２０から携帯通信機３０への通信は１２５ＭＨｚ程度の低周波帯の搬送波周波数を利用して行われる。すなわち、制御部２３の制御下で動作するＬＦ帯送信部２４及びＬＦアンテナ２５からなる送信機構から送信信号ＳＬＦが送信される。なお、制御部２３は、送信信号ＳＬＦは車両１０のユーザがサイドドア４に装備されたボタンを押す等により発生するスタート信号ＳＴの入力をトリガとしたタイミングで送信信号ＳＬＦの送信制御を行う。この際、前述したように、アンテナ１Ａ、アンテナ１Ｄ及びアンテナ１Ｂから送信信号ＳＬＦ１Ａ、ＳＬＦ１Ｄ及びＳＬＦ１Ｂが同時に送信される。

一方、携帯通信機３０から車載無線通信装置２０への通信（返信）は３１５ＭＨｚ程度の高周波帯の搬送波周波数を利用して行われる。すなわち、携帯通信機３０の制御部３３の制御下でＵＨＦ帯送信部３４及びＵＨＦアンテナ３５からなる送信機構から返信信号として送信信号ＳＵＨＦが送信される。

車載無線通信装置２０からの送信信号ＳＬＦは携帯通信機３０のＬＦアンテナ３１及びＬＦ帯受信部３２による受信機構により受信可能であり、ＬＦ帯受信部３２における受信状況（正常受信、競合受信、無受信）を制御部３３にて認識する。制御部３３は、正常受信あるいは競合受信を認識すると、ＵＨＦ帯送信部３４を制御して正常受信あるいは競合受信を指示する送信信号ＳＵＨＦをＵＨＦアンテナ３５から送信させる制御を行う。一方、制御部３３は、無受信の場合、特に制御動作を行わないため、送信信号ＳＵＨＦが送信されることはない。

携帯通信機３０からの送信信号ＳＵＨＦは車載無線通信装置２０のＵＨＦアンテナ２１及びＵＨＦ帯受信部２２よりなる受信機構により受信可能であり、制御部２３はＵＨＦ帯受信部２２において受信された送信信号ＳＵＨＦの指示内容（正常受信、競合受信）を認識すると、認識結果に応じた車両１０に関する制御動作を行う。例えば、送信信号ＳＵＨＦから競合受信であることを認識すると、携帯通信機３０が車内領域３に存在するため、サイドドア４を解錠する制御動作を実行し、サイドドア４を施解錠する等の鍵の機能を有する携帯通信機３０の車内領域３内の閉じ込みを確実に防止することができる。

なお、送信信号ＳＵＨＦは送信信号ＳＬＦに比べて送信能力は高いため、ＵＨＦアンテナ２１及びＵＨＦ帯受信部２２は、車両１０の所定箇所にそれぞれ１つ多くとも２つ設ければ十分である。また、送信信号ＳＵＨＦが暗号化されている場合は、制御部２３は上述した送信信号ＳＵＨＦの認識に先がけて暗号解読処理を併せて行う。

＜ＬＦアンテナ詳細＞
図４は車載無線通信装置２０の送信用のＬＦアンテナ２５及び携帯通信機３０の受信用のＬＦアンテナ３１の構成を示す説明図である。

同図に示すように、ＬＦアンテナ２５は抵抗Ｒ１、キャパシタＣ１及び送信アンテナコイルＬ１の直列接続により構成される。抵抗Ｒ１の一端はＬＦ帯送信部２４に接続され、送信アンテナコイルＬ１の一端は接地される。ＬＦアンテナ２５はＬＦ帯送信部２４より供給される送信電流Ｉ２４に基づき、送信アンテナコイルＬ１から電磁誘導現象による磁界を発生させることにより、送信信号ＳＬＦを送信する。

ＬＦアンテナ３１はＬＦ帯受信部３２，接地レベル間に並列に設けられた受信アンテナコイルＬ２、キャパシタＣ２及び抵抗Ｒ２により構成され、送信信号ＳＬＦの受信時にＬＦアンテナ３１における受信アンテナコイルＬ２及びキャパシタＣ２による共振回路上に得られた受信電圧をＬＦ帯受信部３２にて検出することにより送信信号ＳＬＦを受信する。

＜携帯通信機３０の位置検出方法＞
図５は車載無線通信装置２０及び携帯通信機３０よりなる本実施の形態であるスマートエントリー用無線通信システムにおける携帯通信機３０の位置検出方法を示すフローチャートである。

同図において、ステップＳ１１〜Ｓ１４の処理は車載無線通信装置２０内の制御部２３の制御下で行われ、ステップＳ２１，Ｓ２２の処理は携帯通信機３０内の制御部３３の制御下で行われる。

以下、同図を参照して、図３で示した本実施の形態の無線通信システムによる携帯通信機３０の位置検出処理手順を説明する。

まず、ステップＳ１１において、車両１０のユーザがサイドドア４に設けられたボタンを押す等によりスタート信号ＳＴが車載無線通信装置２０の制御部２３に入力されると、制御部２３はスタート信号ＳＴの入力をトリガとしてステップＳ１２以降の処理を開始する。

ステップＳ１２の「送信処理」において、制御部２３の制御下でアンテナ１Ａ、アンテナ１Ｄ及びアンテナ１Ｂより送信信号ＳＬＦ１Ａ、ＳＬＦ１Ｄ及びＳＬＦ１Ｂが同時に送信される。

この際、送信信号ＳＬＦ１Ａ信号の送信フレームはウェークアップ信号ＷＫＰ及び識別信号ＩＤ１Ａにより構成され、送信信号ＳＬＦ１Ｄの送信フレームはウェークアップ信号ＷＫＰ及び識別信号ＩＤ１Ｄにより構成され、送信信号ＳＬＦ１Ｂの送信フレームはウェークアップ信号ＷＫＰ及び識別信号ＩＤ１Ｂからなる信号で構成される。

すなわち、送信信号ＳＬＦ１Ａ、ＳＬＦ１Ｄ及びＳＬＦ１Ｂとして、互いに共通するウェークアップ信号ＷＫＰ（共通データ部分）、互いに異なる固有の識別信号ＩＤ１Ａ、ＩＤ１Ｄ及びＩＤ１Ｂ（第１〜第３の固有データ部分）の順で送信される。この際、少なくとも送信信号ＳＬＦ１Ａ、ＳＬＦ１Ｄ及びＳＬＦ１Ｂそれぞれのウェークアップ信号ＷＫＰの送信タイミングは同一に設定されるため、アンテナ１Ａ、アンテナ１Ｄ及びアンテナ１Ｂから共通のウェークアップ信号ＷＫＰが同時に送信された後、識別信号ＩＤ１Ａ、ＩＤ１Ｄ及びＩＤ１Ｂが送信される。

続いて、ステップＳ２１において、携帯通信機３０による「受信処理（識別処理）」が実行される。ＬＦアンテナ３１より、送信信号ＳＬＦ１Ａ、ＳＬＦ１Ｄ及びＳＬＦ１Ｂの受信待ち状態である携帯通信機３０は、送信信号ＳＬＦ１Ａ、ＳＬＦ１Ｄ及びＳＬＦ１Ｂの受信状況に基づき３つの受信状態（正常受信、競合受信、無受信）のいずれであるかを認識する。

すなわち、外部領域２ＡＥ、外部領域２ＤＥあるいは無線通信範囲２Ｂに携帯通信機３０が存在するとき、送信信号ＳＬＦ１Ａ、ＳＬＦ１Ｄ及びＳＬＦ１Ｂのいずれか一に対してのみ、ウェークアップ信号ＷＫＰ及び識別信号ＩＤ１（ＩＤ１Ａ、ＩＤ１ＤあるいはＩＤ１Ｂ）を正常に受信した状態となるため、認識した識別信号ＩＤ１に基づき、送信信号ＳＬＦ１Ａ、ＳＬＦ１Ｄ及びＳＬＦ１Ｂのいずれかの正常受信を認識することができる。

一方、車内領域３に携帯通信機３０が存在するとき、送信信号ＳＬＦ１Ａ及びＳＬＦ１Ｄ双方から競合して受信する状態となる。この場合、車内領域３の受信機構は送信信号ＳＬＦ１Ａ及びＳＬＦ１Ｄに共通のウェークアップ信号ＷＫＰのみ正常に受信可能であり、異なる内容で競合する識別信号ＩＤ１Ａ及びＩＤ１Ｂの同時受信は不可能であるため、制御部３３は、送信信号ＳＬＦ１Ａ及び送信信号ＳＬＦ１Ｄの競合受信を認識することができる。

さらに、無線通信範囲２Ａ、無線通信範囲２Ｄ及び無線通信範囲２Ｂのいずれにも携帯通信機３０が存在しないとき、送信信号ＳＬＦ１Ａ、ＳＬＦ１Ｄ及びＳＬＦ１Ｂのいずれか全てが受信不能であるため、送信信号ＳＬＦ１Ａ、ＳＬＦ１Ｄ及びＳＬＦ１Ｂを未だ受信していないため携帯通信機３０は待ち状態を維持したままである。この携帯通信機３０の待ち状態維持状況を携帯通信機３０が無受信を認識した見なすことができる。

その後、ステップＳ２２において、携帯通信機３０は、ステップＳ２１の認識結果に基づく「送信処理」を行う。すなわち、(1)ステップＳ２１で受信状態として正常受信あるいは競合受信を認識した場合、認識した受信状態を指示する送信信号ＳＵＨＦを返信信号として送信し、(2)ステップＳ２１で無受信、すなわち、待ち状態を維持している場合、何もしない。すなわち、送信信号ＳＵＨＦが送信されることはない（無送信）。

一方、車載無線通信装置２０はステップＳ１３において、ステップＳ２２の送信処理に応じた「受信処理（認識処理）」を行う。すなわち、(1)送信信号ＳＵＨＦ信号を受信した場合、受信した送信信号ＳＵＨＦの指示内容（正常受信、競合受信）を認識し、(2)出力信号Ｓ１２の送信後から所定期間、送信信号ＳＵＨＦを受信しなかった場合、携帯通信機３０の受信状態が無受信であることを認識する。

その後、ステップＳ１４において、ステップＳ１３の携帯通信機３０の受信状態の認識結果に基づき、制御部２３の制御下で車両１０に関するサイドドア４の解錠等の制御動作を行う。

＜効果＞
このように本実施の形態の車載無線通信装置２０は、ＬＦアンテナ２５（アンテナ１Ａ、アンテナ１Ｄ及びアンテナ１Ｂ）及びＬＦ帯送信部２４からなる複数の送信機構により、送信信号ＳＬＦ１Ａ、ＳＬＦ１Ｄ及びＳＬＦ１Ｂを同時に送信する。そして、送信信号ＳＬＦ１Ａの無線通信範囲２Ａは、車両１０の共通内部領域である車内領域３及び車両１０外の外部領域２ＡＥ（第１の外部領域）を含み、送信信号ＳＬＦ１Ｄの無線通信範囲２Ｄは、車内領域３及び外部領域２ＡＥと重複しない車両１０の外部領域２ＤＥ（第２の外部領域）を含んでいる。

したがって、送信信号ＳＬＦ１Ａ，ＳＬＦ１Ｄ間において、一の送信信号が正常に受信される領域は必ず外部領域２ＡＥ及び外部領域２ＤＥのうちいずれか一方のみであり、送信信号ＳＬＦ１Ａ，ＳＬＦ１Ｄの双方が競合受信される領域は必ず共通の車内領域３となる。

このため、スマートエントリー用の送受信機能を有する所定の携帯通信器に、携帯通信機３０のように、送信信号ＳＬＦ１Ａ，ＳＬＦ１Ｄに対し一方のみを正常に受信する正常受信及び双方を競合して受信する競合受信を識別しその識別結果を返信する機能を持たせることにより、以下の効果を奏する。すなわち、送信信号ＳＬＦ１Ａ，ＳＬＦ１Ｄを用いた車載通信無線装置３０と所定の携帯通信機との間において１回の送受信により、所定の携帯通信機の所在（車内領域３，車両外）を認識することができる効果を奏する。

以下、この点を詳述する、所望の携帯通信機の所在の認識を図８で示した従来の一般的なアンテナ配置の車載無線通信装置で行う場合、前述したように、一のアンテナからの送信信号に対する受信信号（返信信号）の有無で無線通信範囲を特定する方式で行っている。すなわち、アンテナ５１Ａ、５１Ｄ、５１Ｂ、５１Ｆ及び５１Ｒから順次、送信信号を送信し、送信信号に対する返信信号の有無を確認することにより行う必要があるため、５回の送受信によってはじめて携帯通信機の所在（車内領域３，車両外）を認識することができる。

また、特許文献１に開示された無線端末位置検出装置においても前述したようにｎ回のリクエスト信号，アンサー信号の送受信を行う必要がある。

このように、本実施の形態の車載無線通信装置２０は、スマートエントリー用として必要な所定の携帯通信機の所在の判断を速やかに行うことができる効果を奏する。

加えて、送信信号ＳＬＦ１Ａはウェークアップ信号ＷＫＰ及び識別信号ＩＤ１Ａから構成され、送信信号ＳＬＦ１Ｄはウェークアップ信号ＷＫＰ及び識別信号ＩＤ１Ｄから構成されるため、携帯通信機３０のようにスマートエントリー用の送受信機能を有する所定の携帯通信器において送信信号ＳＬＦ１Ａ，ＳＬＦ１Ｄに対する以下の識別処理が可能となる。

すなわち、制御部３３は、上記ウェークアップ信号ＷＫＰと識別信号ＩＤ１Ａ及びＩＤＩＤの一方とを共に正常に受信した場合に上記正常受信と判断し、ウェークアップ信号ＷＫＰのみを正常に受信した場合に上記競合受信と判断する。

その結果、本実施の形態の車載無線通信装置２０は、スマートエントリー用として必要な携帯通信機３０相当の所定の携帯器の所在の判断を正確に行うことができる。

本実施の形態の携帯通信機３０における制御部３３は、送信信号ＳＬＦ１Ａ，ＳＬＦ１Ｄの一方のみを正常に受信する正常受信、送信信号ＳＬＦ１Ａ，ＳＬＦ１Ｄ双方を競合して受信する競合受信を識別可能であり、ＵＨＦ帯送信部３４及びＵＨＦアンテナ３５からなる送信機構は制御部３３の制御下で少なくとも上記正常受信及び上記競合受信を指示する返信信号である送信信号ＳＵＨＦを車載無線通信装置２０に送信可能である。このため、送信信号ＳＬＦ１Ａ，ＳＬＦ１Ｄを用いた車載通信無線装置２０と携帯通信機３０との間の１回の送受信により、自身の所在（車両内，車両外）を認識することができる。

したがって、本実施の形態の携帯通信機３０は、スマートエントリー用として必要な自身の所在の判断を速やかに行うことができる効果を奏する。その結果、車載無線通信装置２０は携帯通信機３０からの送信信号ＳＵＨＦの有無及びその内容に基づき、携帯通信機３０の所在の判断を速やかに認識することができる。

加えて、携帯通信機３０の制御部３３は、ウェークアップ信号ＷＫＰと識別信号ＩＤ１Ａ及びＩＤＩＤの一方とを正常に受信した場合に上記正常受信と判断し、上記ウェークアップ信号ＷＫＰのみを正常に受信した場合に上記競合受信と判断している。

その結果、本実施の形態の携帯通信機３０は、スマートエントリー用として必要な自身の所在の判断を正確に行うことができる効果を奏する。

したがって、車載無線通信装置２０及び携帯通信機３０からなる本実施の形態の無線通信システムは、スマートエントリー用として必要な携帯通信機３０の所在の判断を速やかに行いながら、車載無線通信装置２０は適切な車両１０に関する制御動作を行うことができる効果を奏する。

＜ＬＦアンテナの送信能力＞
図６は送信アンテナコイルＬ１における各種パラメータを模式的に示す説明図である。図７は送信アンテナコイルＬ１におけるコア長とコア断面面積とによる電力増大方向ＤＰを示すグラフである。なお、図７は巻数及び駆動電流を一定とした場合のグラフを示している。以下、図６及び図７を参照して、車載無線通信装置２０におけるアンテナ１の送信能力について説明する。

図６において、「ａ」は送信アンテナコイルＬ１の一方辺長、「ｂ」は送信アンテナコイルＬ１の他方辺長、「Ｐ」は観測点、「ｚ」は観測点Ｐまでの距離である。

このような送信アンテナコイルＬ１に関し観測点Ｐにおける磁束密度Ｂ（Ｔ）は、次の式(1)により導き出される。なお、式(1)における実効透磁率μ_eは次の式(2)により導き出される。

なお、式(1)において、Ｎ₁はコイル巻数、Ｉは送信アンテナコイルＬ１を流れる電流Ｉ、μ₀は真空中の透磁率であり、式(2)において、μ_iは初透磁率、Ｎは反磁界計数である。

上述した式(1)から、実効透磁率μ_e、コイル巻数Ｎ₁及び送信アンテナコイルＬ１を流れる電流Ｉ（図４の供給電流Ｉ２４に相当）を大きくすることにより、磁束密度Ｂ（Ｔ）を増加させてＬＦアンテナ２５による送信信号ＳＬＦの向上を図ることができる。

したがって、ＬＦ帯送信部２４からの供給電流Ｉ２４を調整することにより、送信信号ＳＬＦの能力を可変制御することにより、車内領域３の領域調整機能を持たせることができる。具体的には、アンテナ１Ａ及びアンテナ１Ｄそれぞれに対応するＬＦ帯送信部２４とから構成される２つの送信機構のうち少なくとも一つに上記領域調整機能を持たせることができる。

その結果、車載無線通信装置２０の２つの送信機構（ＬＦ帯送信部２４のＬＦアンテナ２５の組合せ）のうち少なくとも一つは上記領域調整機能を有するため、共通内部領域である車内領域３を比較的大きく変化させて多様な内容の車内領域３の設定することにより車内領域３の細分化を図ったり、車内領域３を微変化させてその精度を高めたりすることができる。

また、図７において、同一の磁束密度Ｂ（Ｔ）を等高線ＣＬとして示されており、等高線ＣＬの間隔は２ｄＢであり、電力増大方向ＤＰに磁束密度Ｂ（Ｔ）が増加していることが示されている。図７に示すように、コア長（実効透磁率μ_eと正の相関有り）及びコア断面積（ａ×ｂ）を大きくすれば、コイル巻数Ｎ₁及び送信アンテナコイルＬ１を流れる電流Ｉ（ＵＨＦ帯送信部３４からの供給電流Ｉ３４）を必要最小限に抑えながら、磁束密度Ｂ（Ｔ）の増大を図ることができる。

このように、実効透磁率μ_e、コイル巻数Ｎ₁、コイルを流れる電流Ｉ（供給電流Ｉ２４）、コア長、コア断面積等、送信アンテナコイルＬ１の磁束密度Ｂ（Ｔ）の相関の強いパラメータを調整することにより、図１で示した無線通信範囲２Ａ、２Ｄ及び２Ｂを実現するアンテナ１Ａ，１Ｄ及び１Ｂを実現することができる。さらに、アンテナ１Ａ、１Ｄ及び１Ｂの取り付け位置を工夫することにより、無線通信範囲２Ａ、２Ｄ及び２Ｂのさらなる精度向上が期待できる。

１Ａ，１Ｂ，１Ｄ，２５ （ＬＦ）アンテナ
２Ａ，２Ｂ，２Ｄ 無線通信範囲
２ＡＥ，２ＤＥ 外部領域
３ 車内領域
４ サイドドア
５ バックドア
２０ 車載無線通信装置
２１，３５ ＵＨＦアンテナ
２２ ＵＨＦ帯受信部
２３，３３ 制御部
２４ ＬＦ帯送信部
３０ 携帯通信機
３１ ＬＦアンテナ
３２ ＬＦ帯受信部
３４ ＵＨＦ帯送信部
Ｌ１ 送信アンテナコイル
Ｌ２ 受信アンテナコイル

Claims (6)

1. 車両に搭載するスマートエントリー用の車載通信無線装置であって、
   第１の通信可能領域と有する第１の送信信号を送信する第１の送信機構と、
   第２の通信可能領域を有する第２の送信信号を前記第１の送信信号と同時にする送信する第２の送信機構とを備え、
   前記第１の通信可能領域は、車両内の共通内部領域及び車両外の第１の外部領域を含み、
   前記第２の通信可能領域は、前記共通内部領域及び前記第１の外部領域と重複しない車両外の第２の外部領域を含むことを特徴とする、
   車載通信無線装置。
2. 請求項１記載の車載無線通信装置であって、
   第１の送信信号は共通データ部分と第１の固有データ部分とを含み、
   第２の送信信号は前記共通データ部分と前記第１の固有データ部分と異なる第２の固有データ部分とを含む、
   車載無線通信装置。
3. 請求項１あるいは請求項２記載の車載無線通信装置であって、
   前記第１及び第２の送信機構のうち少なくとも一つは、前記共通内部領域を調整する領域調整機能を有する、
   車載無線通信装置。
4. 請求項１ないし請求項３記載のうち、いずれか１項に記載の車載無線通信装置と送受信を行うスマートエントリー用の携帯通信機であって、
   前記第１及び第２の送信信号を受ける受信機構と、
   前記受信機構における前記第１及び第２の送信信号の受信状況に基づき、前記第１及び第２の送信信号の一方のみを正常に受信する正常受信、第１及び第２の送信信号の双方を競合して受信する競合受信、並びに第１及び第２の送信信号の双方の無受信を識別可能な制御部と、
   前記制御部による制御下で、少なくとも前記正常受信及び前記競合受信を指示する返信信号を前記車載無線装置に送信する送信機構とを備える、
   携帯通信機。
5. 請求項４記載の携帯通信機であって、
   前記車載無線通信装置は請求項２記載の車載無線通信装置を含み、
   前記制御部は、
   前記共通データ部分と前記第１及び第２の固有データ部分の一方とを正常に受信した場合に前記正常受信と判断し、前記共通データ部分のみを正常に受信した場合に前記競合受信と判断する、
   携帯通信機。
6. 請求項１記載の車載無線通信装置と請求項４記載の携帯通信機とからなるスマートエントリー用の無線通信システムであって、
   前記車載無線通信装置は、
   前記送信信号を受け、前記返信信号の指示内容に基づき車両に関する制御動作を実行する制御部をさらに備える、
   無線通信システム。

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