JP5449231B2 - 車両無線装置 - Google Patents
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Description
本発明は、携帯機が車両の車室内に存在するか、或いは車室外に存在するかを判別する車載無線機の装置構成と判定手順に関するものであり、先ず、そ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による車両無線装置の全体構成図である。
図2は、この発明の実施の形態1による車両無線装置を搭載した車両の斜視図である。
これらの図において、車両1には、車両1の車外に設置され携帯機2からの無線信号を受信するための車外用アンテナ3,4,5が設置されている。また、車両1の車内には、携帯機2からの無線信号を受信するための車内用アンテナ6,7,8が設置されている。車外用アンテナ3と車内用アンテナ6は、車両1の運転席ドアを挟んで対となるよう設置され、また、車外用アンテナ4と車内用アンテナ7は、車両1の助手席ドアを挟んで対となるよう設置されている。さらに、車外用アンテナ5と車内用アンテナ8は、車両1後方のドアを挟んで対となるよう設置されている。
尚、車両1の両側面ドアは運転席側のドアと助手席側のドアを示し、車両の後方ドアは車両1の形状がセダンタイプであればトランク(ラゲッジ)ドアを、ミニバンタイプ等であればハッチバックドアを示す。また、検出器9〜検出器11は、それぞれ携帯機2からの無線信号の信号強度を算出する検出手段を構成している。
また、車載無線機は、以上の車外用アンテナ3〜ドアロック解除スイッチ16の構成を含むものである。
本発明では、データ通信用と車室内外判定用の無線信号の周波数を315MHzに共通化することで、車載アンテナの共通化、小型化、低コスト化が可能となる。
尚、無線信号の周波数は315kHz以外に、従来の車室内外判定に用いる130kHzでも、さらにRF−IDタグで用いられる915MHzや2.45GHzとしても、本発明で記載の車室内外判定機能を実現することは可能である。
受信強度33は車外用アンテナ3で受信した携帯機2からの無線信号の受信強度を示し、受信強度34は車内用アンテナ6で受信した携帯機2からの無線信号の受信強度を示している。図3(b)における受信強度分布35は、図3(a)に示すラインA−A’に沿って携帯機2を移動させた際に、車外用アンテナ3で受信する受信強度の分布を示し、受信強度分布36は同じくラインA−A’での車内用アンテナ6で受信する受信強度の分布である。また、強度差分布37は、図3(a)に示すラインA−A’での車外用アンテナ3の受信強度分布35と車内用アンテナ6の受信強度分布36から求められる強度差の分布である。図3(c)における受信強度分布38は、図3(a)に示すラインB−B’での車外用アンテナ3で受信する受信強度の分布を示し、受信強度分布39は車内用アンテナ6で受信する受信強度の分布である。また、強度差分布40は車外用アンテナ3の受信強度分布38と車内用アンテナ6の受信強度分布39から求められる強度差の分布である。
車外用アンテナ3は、車室内または車室外に存在する携帯機2の無線信号を受信する。携帯機2と車外用アンテナ3の距離が近いと受信強度が大きく、距離が離れるに従って受信強度は弱くなる。車内用アンテナ6は、金属体である運転席ドア31を挟んだ車内側で、車外用アンテナ3と対をなす位置に取り付けられ、車室外または車室内に存在する携帯機2の無線信号を受信する。車内用アンテナ6の受信強度34は、車外用アンテナ3の受信強度33と同様に、車内用アンテナ6から離れるに従ってその値が弱くなる。
これにより、図1に示す判定境界21,22,23のように、車両ドアを挟んで内外に対をなす位置に設置することで、車内外の判定境界を車両ボディに沿った直線で設定することができ、車両ボディに沿って車内外位置を判定することができる。
これにより、図2に示す様に、車両ドアを挟んで内外に対をなす位置に設置することで、車内外の判定境界を車両ボディに沿った面で設定することができ、車両ボディに沿って車内外位置を判定することができる。
以上では、運転席ドア、助手席ドア、後部ドアの3箇所に、車載アンテナを取り付ける構成を説明したが、運転席側の後部座席ドア、助手席側の後部座席ドアに車載アンテナを追加した構成でもよい。
図4において、検出器9は、増幅器91,92、帯域フィルタ93,94、検波器95,96、データ伝送手段97を備えている。増幅器91は車外用アンテナ3からの信号を増幅する増幅器であり、増幅器92は、車内用アンテナ6からの信号を増幅する増幅器である。帯域フィルタ93,94は、それぞれ増幅器91,92で増幅された信号を入力し、所定周波数帯域のみを透過させるバンドパスフィルタである。検波器95,96は、帯域フィルタ93,94から出力された信号に基づき、車外用アンテナ3と車内用アンテナ6における受信強度を算出するための検波器であり、データ伝送手段97は、それぞれの検波器95,96で検出された信号強度データをECU12に伝送するための手段である。
図5に示すように、検波器95は、内部発振器951、乗算器952,953、移相器954、ローパスフィルタ955,956、演算器957を備えている。
内部発振器951は、携帯機2から送信される無線信号と同一周波数の検波信号(正弦波信号)を生成する。次に、車外用アンテナ3もしくは車内用アンテナ6で受信し、増幅器91,92と帯域フィルタ93,94を通過した無線信号と、内部発振器951で生成した検波信号を乗算器952で乗算する。乗算した波形の高調波成分は、ローバスフィルタ955で除去し、In−Phase信号成分(以降、I成分と呼ぶ)が出力される。また移相器954で90度の位相回転を行った検波信号と、上記無線信号を乗算器953で乗算し、出力信号の高調波成分をローパスフィルタ956で除去し、Quadrature−Phase信号成分(以降、Q成分と呼ぶ)が出力される。演算器957は、I成分とQ成分を入力として、Sqrt(I成分2+Q成分2)の演算を行い、受信した無線信号の信号強度を算出する。
尚、検波器95、96は、このようなI/Q検波の他にダイオードを用いた整流回路(全波整流、半波整流)や対数アンプ回路といった回路を用いて信号強度を算出する構成でもよい。
先ず、ステップST100では、車両1のドアはロック状態で、携帯機2を保持するユーザは車両1の車外に位置する。携帯機2を持ったユーザが車両1に近づき、ドアを開くために車両1のドアノブを引く、またはドアノブに設置されたドアロック解除スイッチ16を押したことをトリガとして、ドア・スイッチ信号(入力信号122b)がECU12へ伝達される。ステップST101で、ドア・スイッチ信号がONとなったことで、処理手順は、次にステップST102へ移行する。
先ず、ステップST200では、車両1のエンジンは停止状態である。携帯機2を保持するユーザが、エンジンを始動するためのエンジンスタートスイッチ15を押し、スイッチ信号(入力信号122b)がECU12へ伝達される。ステップST201で、エンジンスタートスイッチ15がONになったことを判断し、処理手順は次のステップST202へ移行する。
ステップST202では、携帯機2を起動させるために、起動無線信号をデータ通信用アンテナ13から送信する。起動無線信号を受信した携帯機2は、応答として自身のメモリに記録されたキー情報を変調して、無線信号として車載無線機へ送信する。車載無線機では、携帯機2からの無線信号を車外用アンテナ3〜5と、車内用アンテナ6〜8で受信する。
ステップST206の別の車室内外判定の処理手順には、車室内外判定結果(個別判定結果)の多数決をとり、最も多かった判定結果を最終判定結果とする処理がある。
本実施の形態での車両ドアを挟んで対で設置された車外用アンテナ3〜5と車内用アンテナ6〜8は、上述したように、運転席ドアに設置された車外用アンテナ3と車内用アンテナ6、助手席ドアに設置された車外用アンテナ4と車内用アンテナ7、ドランクドアに設置された車外用アンテナ5と車内用アンテナ8である。
ステップST303では、助手席ドアに設置された車外用アンテナ4と車内用アンテナ7の受信強度での車内外判定結果が車内の判定であれば、ステップST304で多数決データに1を加算しステップST305へ移行する。車外の判定であればステップST305へ直接移行する。
ステップST305では後部ドアに設置された車外用アンテナ5と車内用アンテナ8の受信強度での車内外判定結果が車内の判定であれば、ステップST306で多数決データに1を加算しステップST307へ移行する。車外の判定であればステップST307へ直接移行する。
ステップST307で、多数決データの値が3または2であれは、多数決判定の結果として携帯機2が車室内に存在すると最終判定する。逆に、多数決データが1または0であれば、多数決判定の結果として携帯機2が車室外に存在すると最終判定する。
本実施の形態で多数決判定に用いる判定データは、運転席ドアに設置した車外用アンテナ3と車内用アンテナ6の受信強度で求めた内外判定結果、助手席ドアに設置した車外用アンテナ4と車内用アンテナ7の受信強度で求めた内外判定結果、ドランクドアに設置した車外用アンテナ5と車内用アンテナ8の受信強度で求めた内外判定結果である。よって各ドアに設置した車内外アンテナでの判定結果の組合せは8ケースとなり、図9に示す多数決データの値が2以上で、携帯機2が車室内に存在すると判定し、多数決データの値が1以下であれば、形態機2が車室外に存在すると判定する。
車外用アンテナと車内用アンテナでの受信強度を比較する携帯機の車室内外判定では、マルチパスフェージングによる受信強度の低下が内外判定の誤判定要因となる。マルチパスフェージングにより受信強度の低下が生じると、携帯機が車外にある場合でも、車外用の車載アンテナでの受信強度が低下し、車内用の車載アンテナの受信強度が相対的に強くなる。そのため強度差が逆転し、内外判定の誤判定につながることがある。
そこで、実施の形態2では、車外用アンテナを垂直偏波と水平偏波を受信する構成とし、偏波の受信強度の大きい方を車外用アンテナでの受信強度としたものである。尚、実施の形態2の車両無線装置における全体の基本的な構成は図1及び図2で示した実施の形態1と同様であるため、全体構成についてはその説明を省略する。
図10において、車外用アンテナ3a〜5a,3b〜5bは、車両1の車外に設置され、携帯機2の無線通信を受信するアンテナである。また、車内用アンテナ6〜8は、車両1の車室内に設置され携帯機2の無線通信を受信するアンテナであり、車内用アンテナ6〜8の構成は実施の形態1と同様である。車外用アンテナ3a〜5aは、携帯機2の無線信号について、垂直偏波を選択的に受信するアンテナであり、車外用アンテナ3b〜5bは、携帯機2の無線信号について、水平偏波を選択的に受信するアンテナである。また、増幅器91a,91b、帯域フィルタ93a,93b、検波器95a,95bは、それぞれ、車外用アンテナ3aからの信号と車外用アンテナ3bからの信号に対応した構成であり、それぞれの機能は、実施の形態1における増幅器91、帯域フィルタ93、検波器95と同様である。また、増幅器92、帯域フィルタ94、検波器96は実施の形態1と同様である。データ伝送手段97は、検波器95a,95b,96の出力信号をECU12aに伝送する手段である。
図11は、本発明の実施の形態3の車両無線装置を説明するための検出器9b〜11bとECU12bの装置構成を示すブロック図である。尚、車両無線装置における全体構成は実施の形態1と同様である。また、検出器10b,11bの内部構造は検出器9bと同一である。
図11において、発振器98は、携帯機2の無線信号と同じ周波数の正弦波を生成する発振器である。検波器99,100は、それぞれ受信した携帯機2からの無線信号の位相差を算出する検波手段である。データ伝送手段97は、検出器99,100からの出力信号である位相差データをECU12bに伝送する手段である。また、ECU12bの判定手段121bは、検出器9b〜11bからデータ伝送された位相差データを元に、携帯機2の車室内外判定を行うよう構成されている。その他の構成については、実施の形態1と同様であるため、対応する部分に同一符号を付してその説明を省略する。
車外用アンテナ3と車内用アンテナ6で受信された無線信号の位相データは、検波器99,100にてそれぞれで算出される。位相データを算出する検波器99,100の構成は、実施の形態1の図5で説明したI/Q検波回路を用いる。この場合、図5の演算器957は、I成分とQ成分を入力として、tan−1(Q成分/I成分)の演算を行い、受信した無線信号の位相データを算出する。
尚、実施の形態3において、携帯機2の車室内外判定に位相データを用いること以外の動作は実施の形態1と同様であるため、他の動作の説明は省略する。
Claims (6)
- 無線通信機能を有する携帯機と、前記携帯機との間で無線通信を行う車載無線機とを備えた車両無線装置において、
前記車載無線機は、
車両のボディを挟んで内外に対をなすよう設置され、それぞれが、前記携帯機からの無線信号を受信する車外用アンテナ及び車内用アンテナと、
前記車外用アンテナと前記車内用アンテナで受信した前記携帯機からの無線信号の信号強度を算出する検出手段と、
前記検出手段で算出した前記車外用アンテナにおける信号強度と前記車内用アンテナにおける信号強度とを比較し、前記携帯機が車室内外の何れに存在するかを判定する判定手段とを備えた車両無線装置。 - 車外用アンテナと車内用アンテナは3対以上設置され、
判定手段は、前記対をなす車外用アンテナと車内用アンテナ毎の受信強度を比較して、それぞれの結果を個別判定結果とし、3箇所以上の前記個別判定結果を用いて多数決判定を行うことを特徴とする請求項1記載の車両無線装置。 - 車外用アンテナは、垂直偏波と水平偏波を受信する構成を有し、前記偏波の受信強度の大きい方を前記車外用アンテナでの受信強度とすることを特徴とする請求項1または請求項2記載の車両無線装置。
- 車外用アンテナと車内用アンテナは、金属面の両側に、当該金属面と各アンテナの間隔が無線信号に用いる波長の10%より近い位置に設置することを特徴とする請求項1から請求項3のうちのいずれか1項記載の車両無線装置。
- 無線通信機能を有する携帯機と、前記携帯機との間で無線通信を行う車載無線機とを備えた車両無線装置において、
前記車載無線機は、
車両のボディを挟んで内外に対をなすよう設置され、それぞれが、前記携帯機からの無線信号を受信する車外用アンテナ及び車内用アンテナと、
前記車外用アンテナと前記車内用アンテナで受信した前記携帯機からの無線信号の位相差を算出する検出手段と、
前記検出手段で算出した位相差を比較し、前記携帯機が車室内外の何れに存在するかを判定する判定手段とを備えた車両無線装置。 - 車外用アンテナと車内用アンテナは、車両の両側面ドアと後部ドアとをそれぞれ挟んで複数対設置されることを特徴とする請求項1から請求項5のうちのいずれか1項記載の車両無線装置。
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