JP4387395B2 - 車両用通信装置 - Google Patents

Description

この発明は、電子キーシステムなどの携帯機の位置特定機能を有する車両用通信装置に関し、特に、携帯機を所持しているだけで車両ドアの施錠または解錠を作動させるパッシブエントリ技術に適用した場合に好適な車両用通信装置に関するものである。

従来から、自動車の車載機器を遠隔制御する通信装置として、携帯機を所持した利用者が車両に接近したときに車両ドアが自動的に解錠され、利用者が車両から離れると車両ドアが自動的に施錠される機能を有する車両用通信装置が提案されている。

しかし、このような従来装置においては、携帯機が車両内にある場合に携帯機の閉じ込めを防止するために、自動でドアが施錠されないように対策されているので、携帯機を車両内に置き忘れたまま利用者が車両を離れると、ドアが施錠されないまま放置されることになり、防犯上問題となる。
そこで、利用者が車両から離れるときに、携帯機を車両内に置き忘れた場合には、その状態を利用者に報知することが必要となる。つまり、携帯機が車両内にあるのか車両外にあるのかを判定する機能が要求されている。

携帯機が車両内にあるか否かを判定するための技術（以下、「車内外判定技術」という）として、例えば高周波帯を使用した非接触通信技術を適用し、リーダライタのリーダ機能を携帯機と車載器とに分離することにより、安価な携帯機を実現することが提案されている。この提案では、車両の各所にＩＤ発信機の一種であるＲＦタグを配置し、ＲＦタグに対して電力を供給する車載器が車両に設置される。そして、車載器から放射される電波を受信したＲＦタグは自身が保有する発信機ＩＤ（以下、「タグＩＤ」という）をＲＦタグの近傍に送信する。携帯機がＲＦタグの近傍に存在するとき、携帯機はＲＦタグのタグＩＤを受信し、車載器に送信することにより、携帯機が車内外のどちらに存在するかを車載器が判定している（例えば、特許文献１参照）。

また、車両用に用いられる通信装置としての車両用施錠制御装置は、送受信アンテナ、受信・復調回路、マイクロコンピュータ、メモリ、変調回路、キャリア発生回路によって構成され、その通信動作にはそれぞれの回路を駆動するための電源および電源回路が備えられる（例えば、特許文献２参照）。

特開２００３−２２１９５４号公報 特公平０３−６０６９６号公報

しかし、従来技術を用いた車両用通信装置の場合、携帯機で変調波を復調してタグＩＤを確認するので、携帯機には発振回路、変復調回路を含めた送受信回路、マイクロコンピュータ、メモリそれぞれを駆動するための電源および電源回路が必要となる。また、このような携帯機の場合、電源としては電池が考えられるが、車両側との通信が頻繁に行われるような車両用通信装置においては、電力消費量が増えるため電池寿命が短く、電池交換の頻度が多くなるという問題がある。

この発明の目的は、消費電力が少なく、電池交換頻度が少ない携帯機の位置特定機能を有する車両用通信装置を提供することである。

この発明に係わる車両用通信装置は、車両に設置され、電波を受信したとき自身を特徴付ける発信機ＩＤ情報を含む変調波を近傍に発信する少なくとも１つのＩＤ発信機と、
上記車両の上記近傍を除く領域に設置され、上記ＩＤ発信機に上記電波を放射する車載器と、上記ＩＤ発信機の近傍に置かれたときだけ上記ＩＤ発信機が発信する上記発信機ＩＤ情報を含む変調波を受信する携帯機と、を備え、上記携帯機は、受信した変調波を増幅して上記車載器に送信し、上記車載器は、上記携帯機から受信した変調波を復調して得られた上記発信機ＩＤ情報に基づき、上記携帯機の位置を判定する。

この発明に係わる車両用通信装置は、ＩＤ発信機が発信する発信機ＩＤ情報を含む変調波を、携帯機が発振回路、変復調回路を含めた送受信回路、マイクロコンピュータ、メモリなどの回路を用いた複雑な復調動作をせず、受信した変調波を増幅して車載器に送信するので、復調動作は車載器にて行われ、携帯機では単純に増幅動作のみが行われるため、携帯機にて復調動作をした場合に比べて消費電力を低減することができ、携帯機内蔵の電池の寿命が延び、その交換頻度も軽減できるという効果がある。

実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１に係わる車両用通信装置ついて図面を用いて説明する。
図１は、この発明の実施の形態１に係わる車両用通信装置の構成を示すブロック図である。
この発明の実施の形態１に係わる車両用通信装置は、図１に示すように、車載器１、車載器送受信アンテナ２、ＩＤ発信機としてのＲＦタグ３、携帯機４、携帯機受信アンテナ５ａ、５ｂ、携帯機送信アンテナ５ｃ、電源６、電源６を起動する起動手段としての起動回路７、増幅器８、車載装置９を備える。車載器１およびＲＦタグ３は車両に設置される。

車両内に設置された車載器１は、電力供給用の電波を送信し、且つ携帯機４からの電波を受信するためのアンテナ２を備える。
ＲＦタグ３は、ＩＤ発信機として機能し、車載器１からの電波の受信に応答して、自身が保有する発信機ＩＤとしてのタグＩＤを発信する。
なお、ここでは、ＲＦタグ３として、複数個のＲＦタグ３ａ、３ｂ、・・・を使用する場合を示しているが、１個のＲＦタグ３（単数または複数の場合を総称して「ＲＦタグ３」という）であってもよい。
また、ＲＦタグ３（３ａ、３ｂ、・・・）の使用周波数は、９００ＭＨｚ付近、または２．４５ＧＨｚ付近が適しているが、高周波帯域であればよく、必ずしもこれらの周波数に限定されるものではない。

また、図示を省略するが、ＲＦタグ３（３ａ、３ｂ、・・・）は、たとえば、車載器１からの電波を受信するアンテナおよびアンテナ回路と、受信した電波から電圧を取り出すレクテナと呼ばれる公知技術を用いた電圧抽出回路と、抽出した電圧で動作する各種回路と、発信機ＩＤを電波として発信する発信回路とを含む。

車載器１および携帯機４は、使用するＲＦタグ３の周波数に応じて設計される。
携帯機４は、利用者が持ち運びやすい形状からなり、車載器１が発信した起動信号を受信するための携帯機受信アンテナ５ａと、ＲＦタグ３が発信したタグＩＤを受信するための携帯機受信アンテナ５ｂと、車載器１にデータを送信するための携帯機送信アンテナ５ｃと、を備えている。
なお、携帯機受信アンテナ５ｂと携帯機送信アンテナ５ｃは、車載器１との間で送受信可能に構成された一体化された送受信アンテナで構成されてもよい。

次に、携帯機４が車内外のいずれに存在しているかを判定する車内外判定動作について図２を参照して詳細に説明する。図２は、実施の形態１に係わる車両用通信装置における社内外判定動作の手順を示すフローチャートである。
まず、ステップＳ１０１において、車載器１からスリープ状態の携帯機４を起動するため、起動信号を車載器送受信アンテナ２を介して携帯機４へ送信する。
ステップＳ１０２において、携帯機４は携帯機受信アンテナ５ａを介して起動信号を受信し、起動信号を起動回路７に入力する。そこで、起動信号が入力された起動回路７は電源６を動作状態に遷移する。この時点にて増幅器８は入力信号待ちの状態となる。

次にステップＳ１０３において、車載器１はＲＦタグ３に電力を供給するために、車載器１から車載器送受信アンテナ２を介して電波を放射する。
ステップＳ１０４において、ＲＦタグ３は供給された電力を使ってＲＦタグ３自身が保有するタグＩＤ情報を用いて、搬送波を例えばＡＳＫ変調し、変調波を放射する。
ステップＳ１０５において、携帯機４は携帯機受信アンテナ５ｂを介して変調波を受信し、増幅器８で増幅し、携帯機送信アンテナ５ｃを介して車載器１へ転送する。なお、変調波を転送した後、携帯機４の電源６は非動作状態に遷移する。

ステップＳ１０６において、車載器１は車載器送受信アンテナ２を介して変調波を受信する。
ステップＳ１０７において、車載器１内部の復調回路にて変調波を復調する。
ステップＳ１０８において、復調信号にタグＩＤ情報が含まれているか否かを判断し、復調信号にタグＩＤ情報が含まれているときステップＳ１０９に進み、復調信号にタグＩＤ情報が含まれていないときステップＳ１１０に進む。
ステップＳ１０９において、車載器１は携帯機４がＲＦタグ３の近傍にあり、携帯機４が車内に存在すると判定して動作を終了する。
ステップＳ１１０において、車載器１は携帯機４がＲＦタグ３の近傍に存在せず、携帯機４が車外に存在すると判定して動作を終了する。

この実施の形態１に係わる携帯機４は、車載器１から起動信号を受信して動作状態となり、ＲＦタグ３のタグＩＤ情報を含む変調波を転送して休眠状態になるまでの一連の動作で消費される電力は、電源６および増幅器８での電力消費だけであり、従来のようにマイコン、メモリおよび発振回路を動作するために消費される電力に比べて大幅に少なくすることができる。
そのため、電力消費による電池交換などの手間がかからず、携帯機４自体の回路構成も簡略化でき、小型化、低コスト化が実現できる。

実施の形態２．
以下、この発明の実施の形態２に係わる車両用通信装置について図面を用いて説明する。図３は、この発明の実施の形態２に係わる車両用通信装置の構成を示すブロック図である。
この発明の実施の形態２に係わる車両用通信装置は、実施の形態１に係わる車両用通信装置と携帯機４Ｂが異なっており、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記して説明は省略する。
この実施の形態２に係わる携帯機４Ｂは、実施の形態１に係わる携帯機４に方向性結合器１１とレベル検出回路１２を追加し、増幅器８の代わりに利得可変増幅器１０を使用していることが異なっており、それ以外は同様であるので同様な部分に同じ符号を付記して説明は省略する。

方向性結合器１１は、携帯機受信アンテナ５ｂを介して受信した変調波を電力が９対１の割合になるように分け、電力が９の割合の変調波を利得可変増幅器１０に、電力が１の割合の変調波をレベル検出回路１２に分配する。このように９対１の割合に分けているので、利得可変増幅器１０への変調波電力が大きくは減衰しない。なお、分配の割合はこれに限るものではない。
レベル検出回路１２は、分配された変調波の受信電力を検出し、電源６に変調波の受信電力に対応した制御信号を出力する。
電源６は、レベル検出回路１２から得た制御信号に基づいて利得可変増幅器１０の利得を制御する。利得の制御量は、受信した変調波の受信電力が低いときには大きく、逆に受信電力が高いときには小さく設定する。

次に、この実施の形態２に係わる携帯機４Ｂの動作を説明する。
携帯機４Ｂは、携帯機受信アンテナ５ａを介して起動信号を受信し、起動信号を起動回路７に入力する。そこで、起動信号が入力された起動回路７は電源６を動作状態に遷移する。この時点にて利得可変増幅器１０は入力信号待ちの状態となる。
次に、携帯機４は、携帯機受信アンテナ５ｂを介して変調波を受信し、方向性結合器１１で変調波を利得可変増幅器１０とレベル検出回路１２に分配する。そして、レベル検出回路１２は、変調波の受信電力レベルを検出し、受信電力レベルに対応する制御信号を電源６に送信する。電源６では、制御信号に基づいて利得可変増幅器１０の利得を制御する。一方、利得可変増幅器１０に分配された変調波は、利得が制御された利得可変増幅器１０で増幅され、携帯機送信アンテナ５ｃから車載器１に転送される。最後に、変調波を転送した後、携帯機４の電源６は非動作状態に遷移する。

このように実施の形態２に係わる車両用通信装置は、携帯機４Ｂでの変調波の増幅が変調波の受信電力レベルに対応して利得が可変され、受信電力レベルが高いときにも利得が小さいので利得可変増幅器１０が飽和せず、逆に、受信電力レベルが低いときには利得が大きいので車載器１へ送信できるレベルまで変調波が増幅され、安定した電力レベルの変調波を車載器１へ転送することができる。

また、実施の形態２に係わる携帯機４Ｂに追加した方向性結合器１１およびレベル検出回路１２は、電源を必要としないので、車載器１から起動信号を受信して動作状態となり、ＲＦタグ３のタグＩＤ情報を含む変調波を転送して休眠状態になるまでの一連の動作で消費される電力は、電源６、利得可変増幅器１０での電力消費だけであり、従来のようにマイコン、メモリ、発振回路を動作するために消費される電力に比べて大幅に少なくすることができる。
そのため、電力消費による電池交換などの手間がかからず、携帯機４Ｂ自体の回路構成も簡略化でき、小型化、低コスト化が実現できる。

実施の形態３．
以下、この発明の実施の形態３に係わる車両用通信装置について図面を用いて説明する。図４は、この発明の実施の形態３に係わる車両用通信装置の構成を示すブロック図である。
この発明の実施の形態３に係わる車両用通信装置は、実施の形態１に係わる車両用通信装置と携帯機４Ｃが異なっており、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記して説明は省略する。
この実施の形態３に係わる携帯機４Ｃは、実施の形態１に係わる携帯機４の起動回路７および電源６の代わりに検波・電圧発生回路１３を使用していることが異なっており、それ以外は同様であるので同様な部分に同じ符号を付記して説明は省略する。

この実施の形態３に係わる検波・電圧発生回路１３は、車載器１から携帯機４Ｃに対して送信される電力供給用の電波を携帯機受信アンテナ５ａを介して受信し、受信した電力を電圧に変換し、増幅器８の駆動電源として供給する。
なお、実施の形態３に係わる車載器１は、携帯機４Ｃが変調波を受信し、増幅し、車載器１に送信する間、電力供給用の電波を車載器送受信アンテナ２から送信する。

次に、この実施の形態３に係わる携帯機４Ｃの動作を説明する。
携帯機４Ｃは、携帯機受信アンテナ５ａを介して車載器１から送信される電力供給用の電波を受信し、受信した電力を電圧に変換し、増幅器８に駆動電源を供給する。一方、携帯機受信アンテナ５ｂで受信した変調波は、検波・電圧発生回路１３から駆動電源が供給されて入力信号待ちの状態になった増幅器８に入力され、増幅され、携帯機送信アンテナ５ｃを介して車載器１に送信される。

ところで、実施の形態１に係わる携帯機４では、携帯機４に搭載されている増幅器８を動作させるために、携帯機４に内蔵されている電源６を使用しているが、実施の形態３に係わる携帯機４Ｃでは、検波・電圧発生回路１３を搭載しているため、携帯機４Ｃ用の電源およびそれに付随する電源回路を必要としないので、携帯機４Ｃ自体の回路構成も簡略化でき、小型化、低コスト化が実現できる。

この発明の実施の形態１に係わる車両用通信装置の構成を示すブロック図である この発明の実施の形態１に係わる携帯機の位置を特定するときのフローチャートである この発明の実施の形態２に係わる車両用通信装置の構成を示すブロック図である。 この発明の実施の形態３に係わる車両用通信装置の構成を示すブロック図である。

符号の説明

１ 車載器、２ 車載器送受信アンテナ、３、３ａ、３ｂ ＲＦタグ、４、４Ｂ、４Ｃ 携帯機、５ａ、５ｂ 携帯機受信アンテナ、５ｃ 携帯機送信アンテナ、６ 電源、７ 起動回路、８ 増幅器、９ 車載装置、１０ 利得可変増幅器、１１ 方向性結合器、１２ レベル検出回路、１３ 検波・電圧発生回路。

Claims (3)

1. 車両に設置され、電波を受信したとき自身を特徴付ける発信機ＩＤ情報を含む変調波を近傍に発信する少なくとも１つのＩＤ発信機と、
   上記車両の上記近傍を除く領域に設置され、上記ＩＤ発信機に上記電波を放射する車載器と、
   上記ＩＤ発信機の近傍に置かれたときだけ上記ＩＤ発信機が発信する上記発信機ＩＤ情報を含む変調波を受信する携帯機と、
   を備え、
   上記携帯機は、受信した変調波を増幅して上記車載器に送信し、
   上記車載器は、上記携帯機から受信した変調波を復調して得られた上記発信機ＩＤ情報に基づき、上記携帯機の位置を判定することを特徴とする車両用通信装置。
2. 上記携帯機は、上記ＩＤ発信機が発信する発信機ＩＤ情報を含む変調波の受信電力に応じて利得を可変して増幅することを特徴とする請求項１に記載の車両用通信装置。
3. 上記携帯機は、上記車載器から放射される電力供給用の電波を検波して、変調波を増幅する回路に電力を供給する検波・電力発生回路を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の車両用通信装置。

Images