JP2013127184A - 無線通信システム - Google Patents

Abstract

【課題】携帯機がアンテナ近傍に位置している場合であっても、携帯機に車両側からの１次信号を正確に受信させることができる無線通信システムを提供する。
【解決手段】車室内に設置されたフロント側発信機４１は車室内前方をカバーする通信エリア４１１にリクエスト信号を送信し、リア側発信機４２は車室内後方をカバーする通信エリア４２１にリクエスト信号を送信する。携帯機は、受信したリクエスト信号のＲＳＳＩ値を測定してそのＲＳＳＩ値を含むレスポンス信号を送信する。照合ＥＣＵはレスポンス信号に含まれたＲＳＳＩ値に基づいて、携帯機がフロント側発信機４１の近傍エリア４１２に位置しているか否かを判断する。近傍エリア４１２に位置しているときには、近傍エリア４１２を包含する通信エリアとなるようにリア側発信機４２の駆動電圧を大きくしてリア側発信機４２からリクエスト信号を再送信させる。
【選択図】図３

Description

本発明は、車両と携帯機との間で無線通信を行う無線通信システムに関する。

従来、車両と携帯機（電子キー）との間で無線通信を行い、その通信結果に基づいて車両ドアの施解錠を許可したり、エンジン始動を許可したりする電子キーシステムが知られている（例えば特許文献１〜３参照）。その電子キーシステムでは、車両に設置された送信アンテナから車室外又は車室内に設定された通信エリアにリクエスト信号（１次信号）を送信する。携帯機は、その通信エリアに位置している場合には、リクエスト信号に応答してレスポンス信号（２次信号）を車両に送信する。車両はレスポンス信号を受信して、そのレスポンス信号が所定の条件を満たしているときに車両ドアを解錠するなど所定の作動を実行する。

特許文献１の図３に記載のように、送信アンテナは、車両のドア毎、車室内のセンターコンソール内、リアシート付近など、車両の互いに異なる位置に複数設置されている。そして、各送信アンテナの通信エリア（特に車室内アンテナの通信エリアと車室外アンテナの通信エリア）は、互いに重ならないように適切に調整されている。

また、特許文献２、３のシステムでは、携帯機は、車両側からのリクエスト信号の信号強度（ＲＳＳＩ値、電波強度）を測定する機能を有している。特許文献２のシステムでは、携帯機は、測定したＲＳＳＩ値を含むレスポンス信号を車両側装置に送信し、車両側装置は、そのＲＳＳＩ値に基づいてリレーアタックを防止しようとしている。

特許第３６５９５８３号公報 特開２００８−２４０３１５号公報 特許第４３６６３７６号公報

ここで、図１２は、この種の携帯機に採用されているリクエスト信号の受信回路９００を示している。また、図５は、携帯機がアンテナから遠方に位置している場合（図５Ａ）と近傍に位置している場合（図５Ｂ）とで、受信回路９００の各部でリクエスト信号の復調波形がどのように変化するかを示している。受信回路９００は、アンテナコイル９１１及びコンデンサ９１２で共振回路を構成した受信部９１０、受信部９１０で受信された波形に対して包絡線検波を行う検波部９２０及び包絡線検波した波形を２値信号に波形整形する波形整形部９３０を備えている。波形整形部９３０は、しきい値設定回路９３１を含み、包絡線検波の波形の値とそのしきい値とを比較することでハイレベル信号又はローレベル信号（２値信号）を出力する。また、しきい値設定回路９３１は、検波部９２０による波形を鈍らせるローパスフィルタであり、そのローパスフィルタの出力がしきい値とされる。

図５の（１）はリクエスト信号のベースバンド波形を示しており、（２）は受信部９１０の出力点９１３の波形を示しており、（３）は検波部９２０の出力点９２１の波形を示しており、（４）は波形整形部９３０の出力点９３３の波形（復調波形）を示している。また、図５の（３）の破線９４１、９４２はしきい値設定回路９３１で設定されるしきい値（出力点９３２の値）の変化を示している。

アンテナコイル９１１のアンテナＱの影響で、リクエスト信号のベースバンド波形（図５の（１））に対して、受信部９１０で受信される波形の立ち上がり、立ち下がりが鈍っている（図５の（２）参照）。送信アンテナからの電界強度は距離の３乗に反比例して変化するため、携帯機が送信アンテナ近傍に置かれた場合、携帯機は非常に強い電波を受信しなければならない（図５Ｂの（２）参照）。この場合、包絡線検波の波形振幅が大きくなることと（図５Ｂの（３）参照）、しきい値設定回路９３１の時定数の影響とで、しきい値が包絡線検波の波形変化に追従できない区間が生じ得る（破線９４２参照）。この場合、復調波形において復調ビットが欠けてしまう（図５Ｂの（４）参照）。

このように、従来のシステムにおいては、携帯機のアンテナＱによる受信波形の鈍りや包絡線検波の波形に基づいてしきい値を設定していることなどに起因して、携帯機は、アンテナ近傍に位置している場合には、車両側からのリクエスト信号を正確に受信できないという問題点がある。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、携帯機がアンテナ近傍に位置している場合であっても、携帯機に車両側からの１次信号を正確に受信させることができる無線通信システムを提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、本発明の無線通信システムは、車両の互いに異なる位置に設置され、それぞれ、自身の設置位置及び自身の駆動電圧に応じた通信エリアに１次信号を送信する複数の送信アンテナと、
前記通信エリアに位置しているときに前記１次信号を受信する携帯機と、
前記車両に設けられ、それぞれの前記送信アンテナの前記駆動電圧を制御して前記送信アンテナから前記１次信号を送信させる送信制御手段と、
前記車両に設けられ、前記１次信号を送信した前記送信アンテナの近傍エリアに前記携帯機が接近したか否かを判断する接近判断手段と、を備え、
前記送信制御手段は、前記接近判断手段が前記携帯機が接近したと判断した場合には、前記携帯機が接近した前記送信アンテナである近傍アンテナの前記近傍エリアを包含する前記通信エリアとなるように前記近傍アンテナ以外の前記送信アンテナである遠方アンテナの前記駆動電圧を変更して、その遠方アンテナから前記１次信号を再送信させることを特徴とする。

これによれば、１次信号が送信された送信アンテナ（近傍アンテナ）の近傍エリアに携帯機が接近した場合には、送信制御手段は、近傍アンテナ以外の送信アンテナ（遠方アンテナ）から１次信号を再送信するので、その遠方アンテナからの１次信号を携帯機に受信させることができる。携帯機は、遠方アンテナに対しては近傍エリア外で１次信号を受信することになるので、その１次信号を正確に受信できる。

また、本発明において、前記携帯機は、前記携帯機が受信した前記１次信号の強度を測定する信号強度測定手段を備え、前記１次信号を受信した場合には前記信号強度測定手段が測定した前記強度を含む２次信号を前記車両に送信し、
前記車両に設けられ、前記２次信号を受信する受信手段を備え、
前記接近判断手段は、前記受信手段が受信した前記２次信号に含まれた前記強度に基づいて前記携帯機が接近したか否かを判断することを特徴とする。

これによれば、携帯機は、受信した１次信号の強度を測定する信号強度測定手段を備えている。その信号強度測定手段が測定する１次信号の強度は、携帯機と送信アンテナとの距離に応じて変化する。接近判断手段はその１次信号の強度に基づいて携帯機が近傍エリアに接近したか否かを判断しているので、正確にその判断をできる。

また、本発明において、前記携帯機は、前記携帯機が受信した前記１次信号の強度を測定する信号強度測定手段と、前記信号強度測定手段が測定した前記強度に基づいて前記携帯機が前記近傍エリアに接近したか否かを判断する携帯機側判断手段とを備え、その携帯機側判断手段が前記携帯機が接近したと判断した場合には、前記携帯機が前記近傍エリアに接近したことを通知する接近情報を含む２次信号を前記車両に送信し、
前記車両に設けられ、前記２次信号を受信する受信手段を備え、
前記接近判断手段は、前記受信手段が前記接近情報を含む前記２次信号を受信したことに基づいて前記携帯機が接近したと判断することを特徴とする。

このように、携帯機側で接近の有無を判断しても良い。これによっても、携帯機が近傍エリアに接近したか否かを正確に判断できる。

また、本発明において、前記携帯機は複数設けられており、それぞれの前記携帯機には自身と他の前記携帯機とを識別する識別情報が割り当てられており、
前記車両に設けられ、それぞれの前記識別情報を記憶する記憶手段と、
前記車両に設けられ、前記記憶手段に記憶されたいずれかの前記識別情報を指定する識別情報指定手段と、を備え、
前記送信制御手段は、前記識別情報指定手段が指定した前記識別情報を含む前記１次信号を送信させ、
前記携帯機は、前記１次信号に含まれた前記識別情報が自身の識別情報である場合にのみ前記２次信号を送信し、
前記識別情報指定手段は、前記送信制御手段が前記遠方アンテナから前記１次信号を再送信させるときには、前記近傍エリアに接近した前記携帯機の前記識別情報を指定することを特徴とする。

これによれば、遠方アンテナから１次信号を再送信するときには、その１次信号には、近傍アンテナの近傍エリアに接近した携帯機の識別情報を指定するので、他の携帯機がその１次信号に応答してしまうのを防止できる（混信を防止できる）。

車両側装置３の構成を示したブロック図である。 車室内発信機４０及び車室外発信機５０の構成を示した図である。 車室内発信機４０及び車室外発信機５０の設置位置を示した図である。 携帯機２０の構成を示した図である。 受信回路２０、９００によるリクエスト信号の復調波形の変化を示した図である。 携帯機２０とアンテナとの距離に対するＲＳＳＩ値の変化を示した図である。 携帯機２０が実行する処理のフローチャートである。 照合ＥＣＵ３０が実行する処理のフローチャートである。 図８の処理に続くフローチャートである。 リア側発信機４２の通信エリアの変化を示した図である。 携帯機が実行する処理のフローチャートの変形例である。 受信回路９００の構成を示した図である。

以下、本発明に係る無線通信システムの実施形態を説明する。本実施形態では、車両側装置と携帯機（電子キー）との間で双方向通信を行い、その通信結果に基づいてドアロックの施解錠を行ったり、エンジンを始動させたりするスマートエントリーシステム（電子キーシステム）に本発明を適用した例について説明する。図１は、車両に搭載された車両側装置３の構成を示したブロック図である。図２は、図１の車室内発信機４０及び車室外発信機５０の詳細な構成を示した図である。図３は、車室内発信機４０及び車室外発信機５０の車両１における設置位置を示した図である。

図１に示すように、車両側装置３は、車室内発信機４０、車室外発信機５０、チューナ７１、タッチセンサ７２、トリガスイッチ７３、プッシュスイッチ７４、ロック機構７５、エンジンＥＣＵ７６及びそれらと接続された照合ＥＣＵ３０を備えている。車室内発信機４０は、図３に示すように、車両１の車室内の前席１２、１３付近に設置されたフロント側発信機４１と、車室内の後席１４付近に設けられたリア側発信機４２とを有している。フロント側発信機４１は、例えば、運転席１２と助手席１３の間のセンターコンソール１１内に設置されている。フロント側発信機４１は車室内前方をカバーする通信エリア４１１にリクエスト信号を送信する。リア側発信機４２は、例えば後席１４の中央位置にて後席１４の下に設置されている。リア側発信機４２は、車室内後方をカバーする通信エリア４２１にリクエスト信号を送信する。

車室外発信機５０は、図３に示すように、車両１の前席右側ドアに設置された発信機５１、前席左側ドアに設置された発信機５２、後席右側ドアに設置された発信機５３及び後席左側ドアに設置された発信機５４を有している。各発信機５１〜５４は、詳細には、各ドアのドアハンドル内に設置されている。各発信機５１〜５４は、それぞれ、各ドア付近の車室外の通信エリア５１１、５２１、５３１、５４１にリクエスト信号を送信する。各通信エリア５１１、５２１、５３１、５４１は、各ドアから１ｍ程度のエリアとされている。

各発信機４１、４２、５１〜５４（車室内発信機４０、車室外発信機５０）は、図２に示す共通の構成を有している。具体的には、発信機４０、５０は、アンテナコイル６１と、そのアンテナコイル６１と共振回路６１０を構成する共振用コンデンサ６２とを備えている。また、発信機４０、５０は、共振回路６１０を駆動する駆動回路６３と、共振回路６１０に与える駆動電圧を調整するレギュレータ６４と、所定の周波数（ＬＦ帯の周波数（例えば１３４ｋＨｚ））の発振信号を生成する発振回路６５と、照合ＥＣＵ３０からのリクエスト信号と発振回路６５の発振信号とを混合してリクエスト信号を変調信号（ＡＳＫ変調）に変換する変換部６６とを備えている。駆動回路６３は、Ｐチャンネル型のＭＯＳＦＥＴ６３１及びＮチャンネル型のＭＯＳＦＥＴ６３２をハーフブリッジに接続したＣＭＯＳインバータである。

なお、レギュレータ６４は、照合ＥＣＵ３０の指示に基づいて共振回路６１０に与える駆動電圧を変更可能に構成されている。通常動作時（図４の携帯機２０が送信アンテナ（発信機４０、５０）の近傍エリアに位置していない時）には、各発信機４０、５０のレギュレータ６４は、図３に示す通信エリア４１１、４２１、５１１、５２１、５３１、５４１となる駆動電圧を共振回路６１０に与える。

次に、発信機４０、５０の動作を説明する。図１の照合ＥＣＵ３０からハイレベル信号とローレベル信号とを組み合わせたリクエスト信号が発信機４０、５０に入力されると、そのリクエスト信号は変換部６６によって変調信号に変換される。その変調信号は駆動回路６３に入力されて、駆動回路６３の両ＦＥＴ６３１、６３２はその変調信号によってオンオフされる。共振回路６１０には、ＦＥＴ６３１がオン及びＦＥＴ６３２がオフ時にレギュレータ６４によって調整された駆動電圧が印加され、ＦＥＴ６３１がオフ及びＦＥＴ６３２がオン時にグランドに接続される。これによって、共振回路６１０が共振動作を行い、アンテナコイル６１に交流電流が流れる。そして、その交流電流の周波数に応じた電波（リクエスト信号の電波）がアンテナコイル６１から送信される。

図１の説明に戻り、チューナ７１は後述する図４の携帯機２０から送信されたレスポンス信号の電波（ＲＦ帯（例えば３００〜４００ＭＨｚ帯）の電波）を受信して、そのレスポンス信号を復調して照合ＥＣＵ３０に出力する。チューナ７１は、例えば後席１４（図３参照）斜め後ろの柱（Ｃピラー）内に設置されている。タッチセンサ７２は、各ドアのドアハンドルの裏側に設けられ、ドアハンドルの裏面へのユーザのタッチを検出するセンサである。タッチセンサ７２として例えば静電容量センサが使用される。タッチセンサ７２による検出信号は照合ＥＣＵ３０に入力される。トリガスイッチ７３は、ドアハンドル付近に設けられ、ドアロックの施錠を指示するプッシュスイッチである。トリガスイッチ７３がプッシュ操作された場合には操作されたことを示す信号が照合ＥＣＵ３０に入力される。プッシュスイッチ７４は、車両１のインストルメントパネルに設けられ、アクセサリ電源、イグニッション電源のオンを指示したり、エンジン始動を指示したりするためのスイッチである。プッシュスイッチ７４の操作信号は照合ＥＣＵ３０に入力される。ロック機構７５は各ドアごとに設けられ、ドアロックモータ（図示外）を有し、そのドアロックモータの作動によって各ドアの施解錠を行う。エンジンＥＣＵ７６はエンジン（図示外）を制御するＥＣＵである。

照合ＥＣＵ３０は、ＣＰＵ３１やメモリ３２等から構成され、スマートエントリーシステムに関する各種処理を実行する。具体的には、照合ＥＣＵ３０は、車両１が駐車状態のときには、車室外発信機５０で間欠的にリクエスト信号を送信する。そのリクエスト信号は、携帯機２０に動作指令するコマンド、乱数で構成された第１チャレンジコード及び携帯機２０のＩＤを含む。なお、携帯機２０は複数設けられており、各携帯機２０にはＩＤが割り当てられている。照合ＥＣＵ３０のメモリ３２には各携帯機２０のＩＤが記憶されている。照合ＥＣＵ３０は、メモリ３２に記憶された複数のＩＤの中からいずれか一つのＩＤを読み出して、そのＩＤをリクエスト信号に含めている。

照合ＥＣＵ３０は、携帯機２０からのレスポンス信号をチューナ７１を介して受信した場合には、そのレスポンス信号に含まれた第２チャレンジコード（携帯機２０が第１チャレンジコードに所定の論理演算を行い、その論理演算によって得られたチャレンジコード）と、照合ＥＣＵ３０自身が論理演算したチャレンジコード（自身が送信した第１チャレンジコードに所定の論理演算を行い、その論理演算によって得られたチャレンジコード）とを照合する。そして、照合可の場合には、タッチセンサ７２を通電してスタンバイ状態にする。その後、ドアハンドルがタッチされたことをタッチセンサ７２が検出した場合には、照合ＥＣＵ３０は、ロック機構７５を制御してドアロックを解錠する。

また、ドアが閉められた状態でトリガスイッチ７３が操作された場合には、照合ＥＣＵ３０は、携帯機２０を所持してユーザが外に出たか否かを確認するために、車室内発信機４０で車室内にリクエスト信号を送信し、車室外発信機５０で車室外にリクエスト信号を送信する。そして、携帯機２０を所持してユーザが外に出たことを確認できた場合（車室内照合が不可で車室外照合か可の場合）、ロック機構７５を制御してドアロックを施錠する。さらに、照合ＥＣＵ３０は、プッシュスイッチ７４が操作された場合には、車室内に携帯機２０があることを確認するために、車室内発信機４０で車室内にリクエスト信号を送信する。そして、照合ＥＣＵ３０は、照合可の場合には、アクセサリ電源やイグニッション電源をオンにしたり、エンジンＥＣＵ７６に指示してエンジンを始動させたりする。なお、照合ＥＣＵ３０は、リクエスト信号の送信に先立って、スタンバイ状態（省電力状態）の携帯機２０を起動させるウェイクアップ信号を発信機４０、５０で送信している。そして、照合ＥＣＵ３０は、携帯機２０からウェイクアップ信号に対するレスポンス信号を受信した場合に上記リクエスト信号を送信している。なお、照合ＥＣＵ３０の詳細な処理は後述する。

次に、携帯機２０について説明する。携帯機２０は、車両１のユーザによって所持される携帯型の無線通信装置である。その携帯機２０は上記したように複数設けられており、具体的には、例えば、マスターキーに対応する携帯機とスペアキーに対応する携帯機の２つの携帯機２０が設けられている。ここで、図４は、各携帯機２０の構成を示した図である。図４に示すように、携帯機２０は、マイコン２１、受信回路２２、ＲＳＳＩ回路２７、ＲＦ送信回路２８及びバッテリ２９を備えている。受信回路２２は、発信機４０、５０から送信されたリクエスト信号の電波を受信してそのリクエスト信号を復調する回路である。受信回路２２は、上述した図１２の受信回路９００と同じ構成となっている。すなわち、受信回路２２は、アンテナコイル２３１及びコンデンサ２３２で共振回路を構成した受信部２３、受信部２３で受信した波形を増幅する増幅部２４、増幅部２４で増幅された波形に対して包絡線検波を行う検波部２５及び検波部２５で検波された波形を２値信号に波形整形する波形整形部２６を備えている。

受信部２３のアンテナコイル２３１が発信機４０、５０のアンテナコイル６１（図２参照）と電磁結合することで、受信部２３にはリクエスト信号の電波に応じた交流電流が流れる。ここで、上述の図５（２）は受信部２３の出力点２３３の波形を示している。図５（２）に示すように、出力点２３３の波形は、図５（１）のベースバンド波形（リクエスト信号の波形）のハイレベル部分に対応して振幅が大きくなっており、ベースバンド波形のローレベル部分に対応して振幅が小さくなっている。出力点２３３の波形は、理想的には、ベースバンド波形の立ち上がり、立ち下がりに追従できるのが望ましいが、実際は上述したようにアンテナＱの影響で鈍っている。すなわち、ベースバンド波形がハイレベルになっても直ちに受信波形の振幅が大きくなるわけではなく徐々に振幅が大きくなっていき、ベースバンド波形がローレベルになっても直ちに受信波形の振幅が小さくなるわけではなく徐々に振幅が小さくなっていく。

検波部２５は整流用ダイオード等で構成されている。図５（３）は検波部２５の出力点２５２の波形を示している。波形整形部２６は、抵抗及びコンデンサで構成されたローパスフィルタであるしきい値設定回路２６１及びコンパレータ２６３を含む。しきい値設定回路２６１は、検波部２５による検波波形から高周波成分を除去してその検波波形を鈍らせる回路である。なお、図５（３）の破線９４１、９４２はしきい値設定回路２６１で設定されるしきい値（出力点２６２の値）の変化を示している。コンパレータ２６３の一方の入力端子には検波部２５による検波信号が入力され、他方の入力端子にはしきい値設定回路２６１で設定されたしきい値が入力される。コンパレータ２６３は、検波信号がしきい値よりも大きいときにハイレベル信号を出力し、検波信号がしきい値よりも小さいときにローレベル信号を出力する。なお、図５（４）は、コンパレータ２６３の出力点２６４の波形を示している。コンパレータ２６３の出力信号はマイコン２１に入力される。

ＲＳＳＩ回路２７は、増幅部２４から出力された信号を取得して、その信号のＲＳＳＩ値（電界強度）を測定する回路である。ここで、図６は、携帯機２０と送信アンテナ（発信機４０、５０）との距離に対するＲＳＳＩ値の変化を示しており、詳細には、図６（Ａ）はＲＳＳＩ値の理論値を示しており、図６（Ｂ）はＲＳＳＩ回路２７による実測値を示している。図６（Ａ）に示すように、理論上、距離が小さくなるほどＲＳＳＩ値は大きくなっていく。しかし、実際は、図６（Ｂ）に示すように、ＲＳＳＩ回路２７の測定レンジを超えた場合には、ＲＳＳＩ値は飽和してしまう。図６（Ｂ）では、２５６ｄｅｃ以上でＲＳＳＩ値が飽和しており、飽和領域におけるアンテナとの距離は１０ｃｍ未満となっている。ＲＳＳＩ回路２７で測定されたＲＳＳＩ値はマイコン２１に入力される。

ＲＦ送信回路２８は、マイコン２１からのレスポンス信号が入力されて、そのレスポンス信号をＲＦ帯の信号に変調し、その変調信号を送信する回路である。

マイコン２１は、ＣＰＵやメモリ等から構成され、スマートエントリーシステムに関する処理を実行する。なお、マイコン２１は、バッテリ２９に接続されてそのバッテリ２９の電力によって動作するが、動作しないときには消費電力を抑えたスタンバイ状態（省電力状態）に自身を移行させている。ここで、図７は、マイコン２１が実行する処理のフローチャートである。以下、図７を参照してマイコン２１（携帯機２０）の処理を説明する。なお、図７の処理スタート時では、マイコン２１がスタンバイ状態になっている。

図７の処理がスタートすると、車両側からのウェイクアップ信号を待ち受ける（Ｓ５１）。受信回路２２からウェイクアップ信号の入力があった場合には（Ｓ５１：Ｙｅｓ）、自身をスタンバイ状態から通常状態に移行させるとともに、ウェイクアップ信号に対するレスポンス信号を送信する（Ｓ５２）。次いで、車両側からのリクエスト信号を待ち受ける（Ｓ５３）。所定時間が経過するまでにリクエスト信号を受信できなければ（タイムアウトになった場合）、スタンバイ状態に戻す。タイムアウトになる前に信号を受信した場合には、その信号がコマンド、第１チャレンジコード及びＩＤから構成されたリクエスト信号か否かを判断する（Ｓ５４）。リクエスト信号でない場合には（Ｓ５４：Ｎｏ）、スタンバイ状態に戻す。リクエスト信号の場合には（Ｓ５４：Ｙｅｓ）、リクエスト信号に含まれたＩＤが自身のＩＤと一致するか否かを判断する（Ｓ５５）。一致しなければ（Ｓ５５：Ｎｏ）、Ｓ５３の処理に戻って、自身のＩＤを含むリクエスト信号を待ち受ける。なお、マイコン２１のメモリには、自身のＩＤが記憶されており、マイコン２１は、メモリに記憶されたＩＤを読み出してＳ５５の判断を行う。

リクエスト信号に含まれたＩＤと自身のＩＤとが一致する場合は（Ｓ５５：Ｙｅｓ）、レスポンス信号を生成して、そのレスポンス信号をＲＦ送信回路２８で送信する（Ｓ５６）。具体的には、レスポンス信号に含まれた第１チャレンジコードに対して所定の論理演算を行う。なお、マイコン２１が行う論理演算と照合ＥＣＵ３０が照合の際に行う論理演算とは、共通の論理演算に設定されている。マイコン２１は、論理演算によって得られた第２チャレンジコード及びＲＳＳＩ回路２７から入力されたリクエスト信号のＲＳＳＩ値を含むレスポンス信号をＲＦ送信回路２８に出力する（Ｓ５６）。これによって、第２チャレンジコード及びＲＳＳＩ値を含むレスポンス信号がＲＦ送信回路２８から送信される。Ｓ５６の処理の後、マイコン２１はスタンバイ状態に戻す。

次に、照合ＥＣＵ３０が実行する処理の詳細を説明する。図８、図９は、照合ＥＣＵ３０が実行する処理のフローチャートである。なお、図８、図９の処理は、車室内発信機４０からリクエスト信号を送信する場面を想定している。そのため、例えばエンジン始動を指示するプッシュスイッチ７４が操作されたときに図８の処理が開始される。

図８の処理が開始されると、先ずリクエスト信号の送信回数Ｎを「１」（リセット）とする（Ｓ１１）。次いで、フロント側発信機４１からリクエスト信号（コマンド＋第１チャレンジコード＋ＩＤ）を送信する（Ｓ１２）。この際、メモリ３２（図１参照）に記憶された携帯機２０のＩＤの中からいずれか一つのＩＤを指定して、その指定したＩＤをリクエスト信号に含める（Ｓ１２）。次いで、送信回数Ｎが所定回数（図８の場合は「３」）未満か否かを判断する（Ｓ１３）。所定回数未満の場合は（Ｓ１３：Ｎｏ）、携帯機２０からのレスポンス信号の有無を判断する（Ｓ１４）。携帯機２０からのレスポンス信号が無い場合には（Ｓ１４：Ｙｅｓ）、リクエスト信号に含める携帯機２０のＩＤを変更して（Ｓ１５）、上述のＳ１２〜Ｓ１４の処理を行う。

Ｓ１４において、携帯機２０からのレスポンス信号を受信した場合には（Ｓ１４：Ｎｏ）、そのレスポンス信号に含まれたＲＳＳＩ値に基づいて携帯機２０がフロント側発信機４１（厳密にはフロント側発信機４１のアンテナコイル６１）の近傍エリア４１２（図３参照）に位置しているか否かを判断する（Ｓ１６）。近傍エリア４１２は、携帯機２０がリクエスト信号を受信した際にビット欠けが発生する（図５（Ｂ）の（４）参照）など、リクエスト信号を正常に受信できないおそれがあるエリア、又は携帯機２０が測定するＲＳＳＩ値の測定レンジがオーバーしてしまう（図６（Ｂ）参照）おそれがあるエリアとされている。具体的には、近傍エリア４１２は、フロント側発信機４１から約１０ｃｍ未満のエリアとされている。Ｓ１６では、近傍エリア４１２の内外を区分するＲＳＳＩ値のしきい値を予め定めておく。そして、レスポンス信号に含まれたＲＳＳＩ値がそのしきい値より大きい場合に携帯機２０が近傍エリア４１２に位置していると判断し、ＲＳＳＩ値がそのしきい値より小さい場合に携帯機２０が近傍エリア４１２の外に位置していると判断する（Ｓ１６）。なお、近傍エリア４１２をアンテナから１０ｃｍ未満のエリアとした場合、図６（Ｂ）より、ＲＳＳＩ値のしきい値は約２００となる。

Ｓ１６において、携帯機２０が近傍エリア４１２の外に位置している場合には（Ｓ１６：Ｎｏ）、受信したレスポンス信号にエラーが無いか否か（例えば、ビット欠けが発生していないか否か）を判断する（Ｓ１７）。レスポンス信号にエラーが無い場合は（Ｓ１７：Ｙｅｓ）、レスポンス信号に含まれた第２チャレンジコードを照合する（Ｓ１８）。そして、照合可の場合には（Ｓ１９：Ｙｅｓ）、所定の作動（例えばエンジン始動）を実行し（Ｓ２０）、照合不可の場合には（Ｓ１９：Ｎｏ）、何もしないで図８の処理を終了する。Ｓ１７において、レスポンス信号にエラーが有る場合には（Ｓ１７：Ｎｏ）、送信回数Ｎに「１」を加算して（Ｓ２１）、Ｓ１２の処理に戻る。この場合には、再度、同じ携帯機２０のＩＤを指定して、リクエスト信号を送信する（Ｓ１２）。

Ｓ１６において、携帯機２０が近傍エリア４１２に位置している場合には（Ｓ１６：Ｙｅｓ）、今回指定した携帯機２０のＩＤを、次のリクエスト信号に含めるＩＤとしてメモリ３２に記憶する（Ｓ２２）。次いで、図１０に示すように、リア側発信機４２の通信エリアが当初の通信エリア４２１（破線）から近傍エリア４１２を含む通信エリア４２３（実線）となるように、リア側発信機４２のレギュレータ６４（図２参照）を制御してリア側発信機４２のアンテナ６１の駆動電圧を大きくする（Ｓ２３）。駆動電圧を大きくした結果、通信エリア４２３が車室外にまで広がることとなる。

次いで、リア側発信機４２からリクエスト信号を再送信する（Ｓ２４）。この際、Ｓ２２で記憶したＩＤをリクエスト信号に含める。これによって、フロント側発信機４１（本発明の「近傍アンテナ」に相当する）の近傍エリア４１２に位置している携帯機２０に、リア側発信機４２（本発明の「遠方アンテナ」に相当する）からのリクエスト信号を受信させることができる。よって、その携帯機２０は、リクエスト信号を正常に受信できるとともに、正確なＲＳＳＩ値を測定できる。また、車室外にまで通信エリア４２３が広がったとしても、車室外に位置する他の携帯機２０がリクエスト信号に応答してしまうのを防止できる。

次いで、送信回数Ｎが所定回数（図８の場合は「３」）未満か否かを判断する（Ｓ２５）。所定回数未満の場合には（Ｓ２５：Ｙｅｓ）、Ｓ２６の処理に移行する。この場合には、フロント側発信機４１の近傍エリア４１２に位置した携帯機２０からのレスポンス信号を受信することになるので、Ｓ２６では、受信したレスポンス信号にエラーが無いか否かを判断する。エラーが無い場合には（Ｓ２６：Ｙｅｓ）、上述のＳ１８〜Ｓ２０の処理を実行する。エラーが有る場合には（Ｓ２６：Ｎｏ）、送信回数Ｎに「１」を加算して（Ｓ２７）、リクエスト信号を再送信する（Ｓ２４）。Ｓ２５において、送信回数Ｎが所定回数を超えた場合には（Ｓ２５：Ｎｏ）、図８の処理を終了する。

Ｓ１３において、送信回数Ｎが所定回数を超えた場合には（Ｓ１３：Ｎｏ）、フロント側発信機４１の通信エリア４１１には携帯機２０が無いとして、図９のリア側発信機４２の処理に移行する。図９の処理は、図８の処理と同様であるので、重複した処理は適宜説明を省略する。図９の処理では、先ず送信回数Ｎをリセットして（Ｓ３１）、リア側発信機４２からリクエスト信号を送信する（Ｓ３２）。携帯機２０からレスポンス信号を受信した場合には（Ｓ３４：Ｎｏ）、その携帯機２０がリア側発信機４２の近傍エリア４２２（図３参照）に位置しているか否かを判断する（Ｓ３６）。携帯機２０が近傍エリア４２２に位置している場合には（Ｓ３６：Ｙｅｓ）、その近傍エリア４２２を含む通信エリアとなるようにフロント側発信機４１の駆動電圧を大きくして（Ｓ４３）、そのフロント側発信機４１からリクエスト信号を再送信する（Ｓ４４）。これによって、携帯機２０に、フロント側発信機４１（遠方のアンテナ）からのリクエスト信号を受信させることができる。

以上説明したように、本実施形態では、携帯機がアンテナ近傍に位置していた場合であってもその携帯機にリクエスト信号を正常に受信させることができるので、正常にスマートエントリーシステムを機能させることができる。また、携帯機は正確にＲＳＳＩ値を測定できるので、そのＲＳＳＩ値を使用したシステム（例えば特許文献２のようにリレーアタックを防止するシステム）を正常に機能させることができる。

なお、本発明に係る無線通信システムは上記実施形態に限定されるわけではなく特許請求の範囲の記載を逸脱しない限度で種々変更できる。例えば、携帯機が、ＲＳＳＩ値に基づいて自身がアンテナの近傍エリアに接近しているか否かを判断するようにしても良い。この場合には、携帯機は、例えば図１１のフローチャートの処理を実行する。なお、図１１において、図７の処理と同一の処理には同一符号を付している。図１１に示すように、携帯機は、受信したリクエスト信号に含まれたＩＤが自身のＩＤと一致している場合には（Ｓ５５：Ｙｅｓ）、自身が測定したＲＳＳＩ値に基づいて自身がアンテナの近傍エリアに接近しているか否かを判断する（Ｓ５７）。アンテナの近傍エリアに接近している場合には、Ｓ５６で送信するレスポンス信号に、接近していることを通知する情報（接近情報）を含める。これに対して、アンテナの近傍エリアに接近していない場合には、通常のレスポンス信号（車両側でＲＳＳＩ値を他の用途で使用する場合にはＲＳＳＩ値を含むレスポンス信号、車両側でＲＳＳＩ値を使用しない場合にはＲＳＳＩ値を含まないレスポンス信号）を送信する（Ｓ５６）。車両側（照合ＥＣＵ）では、図８のＳ１６、図９のＳ３６において、受信したレスポンス信号に接近情報が含まれているか否かに基づいて、携帯機がアンテナの近傍エリアに接近したか否かを判断する。これによっても上記実施形態と同じ効果が得られる。

また、上記実施形態では、リクエスト信号のＲＳＳＩ値に基づいて携帯機がアンテナに接近したか否かを判断していたが、リクエスト信号に先だって送信されるウェイクアップ信号のＲＳＳＩ値でその判断を行っても良い。この場合には、例えば、図７のＳ５２で送信するレスポンス信号に、ウェイクアップ信号のＲＳＳＩ値を含める。

また、上記実施形態では車室内発信機に本発明を適用した例を説明したが、車室外発信機に本発明を適用しても良い。すなわち、例えば携帯機が車室内発信機の近傍エリアに位置している場合には、その近傍エリアを含む通信エリアとなるように車室外発信機の通信エリアを広げるようにしても良い。また、例えば、携帯機が車室外発信機の近傍エリアに位置している場合には、その近傍エリアを含む通信エリアとなるように、車室内発信機の通信エリア又は他の車室外発信機の通信エリアを広げるようにしても良い。

また、ＲＳＳＩ値以外の方法で、携帯機がアンテナに接近したか否かを判断しても良い。具体的には、例えば、アンテナの近傍エリアを撮影するカメラを車両に設け、そのカメラの撮影画像に基づいて携帯機がアンテナに接近したか否かを判断しても良い。また、発信機に、携帯機からの電波を受信できる機能を持たせて、その電波の強度に基づいて携帯機がアンテナに接近したか否かを判断しても良い。また、本発明は、スマートエントリーシステム以外の無線通信システム（車両の異なる位置に複数のアンテナが設置され、それらアンテナから携帯機に信号を送信するシステム）にも適用できる。

なお、上記実施形態において、発信機４０、５０が本発明の「送信アンテナ」に相当する。照合ＥＣＵ３０が本発明の「送信制御手段」に相当する。図８のＳ１６、図９のＳ３６の処理を実行する照合ＥＣＵ３０が本発明の「接近判断手段」に相当する。ＲＳＳＩ回路２７が本発明の「信号強度測定手段」に相当する。チューナ７１が本発明の「受信手段」に相当する。図１１のＳ５７の処理を実行するマイコン２１が本発明の「携帯機側判断手段」に相当する。メモリ３２が本発明の「記憶手段」に相当する。図８のＳ２２、図９のＳ４２の処理を実行する照合ＥＣＵ３０が本発明の「識別情報指定手段」に相当する。また、発信機４０、５０から送信される信号（ウェイクアップ信号、リクエスト信号）が本発明の「１次信号」に相当する。携帯機２０から送信されるレスポンス信号（ウェイクアップ信号に対するレスポンス信号も含む）が本発明の「２次信号」に相当する。携帯機２０のＩＤが本発明の「識別情報」に相当する。

１ 車両
３ 車両側装置
２０ 携帯機
２１ マイコン
２２ 受信回路
２７ ＲＳＳＩ回路
３０ 照合ＥＣＵ
３２ メモリ
４０ 車室内発信機
４１ フロント側発信機
４２ リア側発信機
５０ 車室外発信機
６１ アンテナコイル
６３ 駆動回路
６４ レギュレータ
４１１、４２１、４２３、５１１、５２１、５３１、５４１ 通信エリア
４１２、４２２ 近傍エリア

Claims (4)

1. 車両の互いに異なる位置に設置され、それぞれ、自身の設置位置及び自身の駆動電圧に応じた通信エリアに１次信号を送信する複数の送信アンテナと、
   前記通信エリアに位置しているときに前記１次信号を受信する携帯機と、
   前記車両に設けられ、それぞれの前記送信アンテナの前記駆動電圧を制御して前記送信アンテナから前記１次信号を送信させる送信制御手段と、
   前記車両に設けられ、前記１次信号を送信した前記送信アンテナの近傍エリアに前記携帯機が接近したか否かを判断する接近判断手段と、を備え、
   前記送信制御手段は、前記接近判断手段が前記携帯機が接近したと判断した場合には、前記携帯機が接近した前記送信アンテナである近傍アンテナの前記近傍エリアを包含する前記通信エリアとなるように前記近傍アンテナ以外の前記送信アンテナである遠方アンテナの前記駆動電圧を変更して、その遠方アンテナから前記１次信号を再送信させることを特徴とする無線通信システム。
2. 前記携帯機は、前記携帯機が受信した前記１次信号の強度を測定する信号強度測定手段を備え、前記１次信号を受信した場合には前記信号強度測定手段が測定した前記強度を含む２次信号を前記車両に送信し、
   前記車両に設けられ、前記２次信号を受信する受信手段を備え、
   前記接近判断手段は、前記受信手段が受信した前記２次信号に含まれた前記強度に基づいて前記携帯機が接近したか否かを判断することを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
3. 前記携帯機は、前記携帯機が受信した前記１次信号の強度を測定する信号強度測定手段と、前記信号強度測定手段が測定した前記強度に基づいて前記携帯機が前記近傍エリアに接近したか否かを判断する携帯機側判断手段とを備え、その携帯機側判断手段が前記携帯機が接近したと判断した場合には、前記携帯機が前記近傍エリアに接近したことを通知する接近情報を含む２次信号を前記車両に送信し、
   前記車両に設けられ、前記２次信号を受信する受信手段を備え、
   前記接近判断手段は、前記受信手段が前記接近情報を含む前記２次信号を受信したことに基づいて前記携帯機が接近したと判断することを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
4. 前記携帯機は複数設けられており、それぞれの前記携帯機には自身と他の前記携帯機とを識別する識別情報が割り当てられており、
   前記車両に設けられ、それぞれの前記識別情報を記憶する記憶手段と、
   前記車両に設けられ、前記記憶手段に記憶されたいずれかの前記識別情報を指定する識別情報指定手段と、を備え、
   前記送信制御手段は、前記識別情報指定手段が指定した前記識別情報を含む前記１次信号を送信させ、
   前記携帯機は、前記１次信号に含まれた前記識別情報が自身の識別情報である場合にのみ前記２次信号を送信し、
   前記識別情報指定手段は、前記送信制御手段が前記遠方アンテナから前記１次信号を再送信させるときには、前記近傍エリアに接近した前記携帯機の前記識別情報を指定することを特徴とする請求項２又は３に記載の無線通信システム。
   

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