JP6451577B2 - 無線通信装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両用の無線通信装置に関する。

車車間通信や携帯電話網を使用した緊急通報のシステムにおいては、車両が事故を起こした場合などの緊急時に、その状態を無線により外部に通報する技術が採用されている。このとき、事故の状況によっては、車体に設置されたアンテナが破損するなど使用不能になることが想定される。この問題に対して、アンテナの異常時には、通信に使用するアンテナを、車両の通信装置内に設置された予備アンテナへ切り換える技術が提案されている（特許文献１参照）。

特開平１１−１７７４６２号公報

しかしながら、前述した特許文献１に記載の構成では、通信装置内に予備アンテナを設置するため、予備アンテナ設置のためのスペースを確保しなければならない問題があった。

本発明は、アンテナの異常時における車両と外部との通信を予備アンテナを用いずに実現することを目的としている。

本発明の一側面は、車両に搭載された無線通信装置であって、アンテナと、通信回路と、検出回路と、同軸ケーブルと、切替部と、を備える。アンテナは、車両の外部から無線送信された信号の受信及び車両の外部への信号の無線送信のうち少なくとも一方を行うための放射部を有する。通信回路は、アンテナを介して通信される信号を処理する回路であって、回路の接地電位となる接地部を有する。検出回路は、アンテナの異常状態を検出する。同軸ケーブルは、内部導体及び外部導体を備え、内部導体は、一端がアンテナの放射部に接続され、もう一端が通信回路に接続され、外部導体は、一端がアンテナの一部に接続され、もう一端が接地部に接続されている。検出回路により異常状態が検出された場合、切替部は外部導体の接地部との接続先を内部導体へ切り替える。

このような構成によれば、アンテナの異常が発生した場合でも、同軸ケーブルがアンテナとして機能するので、予備アンテナを用いることなく、車両と外部との通信が可能となる。

無線通信装置の構成を示す模式図である。 ＥＣＵの基板部分の斜視図である。 無線通信装置の要部の電気的構成を示すブロック図である。 第１実施形態のアンテナ通信部の回路図である。 第１実施形態のアンテナ監視処理のフローチャートである。 第２実施形態のアンテナ通信部の回路図である。 第３実施形態のアンテナ通信部の回路図である。 第３実施形態のアンテナ監視処理の一部のフローチャートである。 第３実施形態のアンテナ監視処理の残りのフローチャートである。

以下、本発明の例示的な実施形態について図面を参照しながら説明する。また、下記の実施形態の説明で用いる符号を特許請求の範囲にも適宜使用しているが、これは本発明の理解を容易にする目的で使用しており、本発明の技術的範囲を限定する意図ではない。

［１．第１実施形態］
［１−１．構成］
図１に示す無線通信装置１００は、車両１に搭載され、シャークフィンアンテナ２と、ＥＣＵ１０と、車車間・路車間通信用アンテナ用の２本の同軸ケーブル（以下「アンテナ用同軸ケーブル」という。）２００と、ＧＰＳ用同軸ケーブル２０１と、携帯電話網用同軸ケーブル２０２と、を備える。

シャークフィンアンテナ２は、車車間・路車間通信用アンテナ２１と、ＧＰＳアンテナ２２と、携帯電話網用アンテナ２３と、地板２４と、を備える。
車車間・路車間通信用アンテナ２１は、２本のモノポールアンテナで構成されているダイバーシティアンテナであり、車両１の外部から無線送信された信号の受信及び車両１の外部への信号の無線送信を行うための放射素子２１０を有する。また、車車間・路車間通信用アンテナ２１は、車両１のルーフ面に沿って設けられ当該車車間・路車間通信用アンテナ２１の接地部を構成する地板２４を有する。

また、車車間・路車間通信用アンテナ２１は、図２に示すように、アンテナ用同軸ケーブル２００を介してＥＣＵ１０のアンテナ用端子４に接続されている。具体的に、車車間・路車間通信用アンテナ２１が有する２つの放射素子２１０のうち一方は、２本のアンテナ用同軸ケーブル２００のうち一方を介して、２つのアンテナ用端子４のうち一方に接続されている。また、２つの放射素子２１０のうちもう一方は、２本のアンテナ用同軸ケーブル２００のうちのもう一方を介して、２つのアンテナ用端子４のうちのもう一方に接続されている。

アンテナ用同軸ケーブル２００は、高周波信号伝送用の同軸ケーブルで、周知のように、円形断面の導体線である図示しない内部導体と、当該導体を取り囲んで支持する管状の絶縁体の外周に所定の膜厚の被覆管状に形成された図示しない外部導体と、を備える。

ＧＰＳアンテナ２２は、ＧＰＳ用の人工衛星からの測位信号を受信可能なアンテナである。また、ＧＰＳアンテナ２２は、図２に示すように、ＧＰＳ用同軸ケーブル２０１を介してＥＣＵ１０のＧＰＳ用端子Ａに接続されている。

携帯電話網用アンテナ２３は、車両１と携帯電話網用の基地局との携帯電話網通信を行う。また、携帯電話網用アンテナ２３は、図２に示すように、携帯電話網用同軸ケーブル２０２を介してＥＣＵ１０の携帯電話網用端子Ｂに接続されている。また、携帯電話網用端子Ｂの隣には、インタフェース用ケーブル２０３を介してＥＣＵ１０の電源及び車両との接続を行うインタフェース用端子Ｃが配設されている。

図３に示すように、ＥＣＵ１０は、アンテナ通信部３を２つ備える。２つのアンテナ通信部３は同じ構成である。
各アンテナ通信部３は、それぞれ、アンテナ用同軸ケーブル２００を介して車車間・路車間通信用アンテナ２１に接続されている。より具体的に、２つのアンテナ通信部３のうち一方に接続されたアンテナ用同軸ケーブル２００の内部導体は、車車間・路車間通信用アンテナ２１が有する２つの放射素子２１０のうち一方に接続されている。また、２つのアンテナ通信部３のうちもう一方に接続されたアンテナ用同軸ケーブル２００の内部導体は、２つの放射素子２１０のうちのもう一方に接続されている。

アンテナ通信部３は、図４に示すように、アンテナ用端子４と、内部接続ライン５１と、外部接続ライン５２と、切替スイッチ６と、グランド７と、通信回路８と、検出制御部９と、を備える。

アンテナ用端子４は、図２にも示すように、アンテナ用同軸ケーブル２００を接続するための端子である。アンテナ通信部３と車車間・路車間通信用アンテナ２１とを接続するアンテナ用同軸ケーブル２００は、アンテナ通信部３においてはアンテナ用端子４に接続される。

アンテナ用同軸ケーブル２００がアンテナ用端子４に接続された状態で、アンテナ用同軸ケーブル２００の内部導体は、一端が車車間・路車間通信用アンテナ２１の放射素子２１０に接続され、もう一端が内部接続ライン５１に接続されている。内部接続ライン５１は、通信回路８及び検出制御部９に接続されている。一方、アンテナ用同軸ケーブル２００の外部導体は、一端が車車間・路車間通信用アンテナ２１の地板２４に接続され、もう一端が外部接続ライン５２に接続されている。外部接続ライン５２は、切替スイッチ６に接続されている。

切替スイッチ６は、図４に示すように、通信回路８の回路基板上に形成されたグランド７に接続されているグランド側端子６ａと、内部接続ライン５１に接続されている短絡側端子６ｂと、を備える。切替スイッチ６は、検出制御部９からの指示に応じて、外部接続ライン５２の接続先を、グランド７（グランド側端子６ａを介する）と、内部接続ライン５１（短絡側端子６ｂを介する）と、のいずれかに切り替える。

具体的には、車車間・路車間通信用アンテナ２１が正常状態である場合、外部接続ライン５２は、グランド側端子６ａに接続されている。事故などにより車車間・路車間通信用アンテナ２１が異常状態となった場合、検出制御部９は、後述するように、異常状態を検出し、その旨を伝える信号（以下、異常信号という）を切替スイッチ６に送る。そして、切替スイッチ６は、外部接続ライン５２の接続先を、グランド側端子６ａから短絡側端子６ｂへ切り替える。なお、切替スイッチ６は、例えばＰＩＮダイオードなど電子半導体で構成された周知の高周波電子式スイッチであってもよく、また、周知の機械式スイッチであってもよい。

通信回路８は、当該通信回路８の接地電位となるグランド７と、コンデンサ８１と、送信増幅器８２と、受信増幅器８３と、を備え、内部接続ライン５１に接続されている。通信回路８は、車車間・路車間通信用アンテナ２１を介して通信される信号を処理する。

送信増幅器８２は、図示しない送信信号生成回路から出力される高周波信号を増幅し、コンデンサ８１を介して送信信号を放射素子２１０へ出力する。なお、送信増幅器８２は、グランド７によって接地されている。

受信増幅器８３は、コンデンサ８１を介してアンテナ通信部３が受信した受信信号を増幅して図示しない受信信号処理回路へ出力する。なお、受信増幅器８３は、グランド７によって接地されている。

検出制御部９は、マイクロコンピュータを備え、当該マイクロコンピュータが備える図示しないＣＰＵが所定のプログラムを実行することにより、各種制御が実現される。検出制御部９により実現される各種制御の１つに、アンテナ監視制御がある。アンテナ監視制御は、主としてＣＰＵがアンテナ監視処理のプログラムを実行することにより実現される。アンテナ監視制御とは、具体的には、内部接続ライン５１の電圧を監視することによって、車車間・路車間通信用アンテナ２１の異常状態を検出し、異常と判定した際には切替スイッチ６に異常信号を送る、という制御である。

本実施形態において想定している車車間・路車間通信用アンテナ２１の異常状態には、一例として、車車間・路車間通信用アンテナ２１の短絡（以下、アンテナ短絡という）、及び車車間・路車間通信用アンテナ２１の開放（以下、アンテナ開放という）がある。アンテナ短絡とは、例えば、放射素子２１０と地板２４とが短絡した状態になることである。アンテナ短絡が生じると、アンテナ用同軸ケーブル２００の外部導体と内部導体も短絡した状態となる。アンテナ開放とは、例えば、放射素子２１０がアンテナ用同軸ケーブル２００から切り離された状態になることである。アンテナ短絡及びアンテナ開放は、車車間・路車間通信用アンテナ２１に対して生じ得る各種の異常状態のうち発生する可能性が最も高いケースの１つである。

本実施形態では、車車間・路車間通信用アンテナ２１が正常状態の場合と異常状態の場合とで、内部接続ライン５１の電圧のうち直流成分の値（以下、直流電圧レベルという）が変化するように構成されている。よって、検出制御部９は、内部接続ライン５１の直流電圧レベルに基づいて、車車間・路車間通信用アンテナ２１が正常か否かを検出することができる。

図４では図示を省略したが、本実施形態では、車車間・路車間通信用アンテナ２１が正常状態の場合と異常状態の場合とで内部接続ライン５１の直流電圧レベルを変化させるための特定の構成要素が設けられている。その特定の構成要素についての詳細説明は本実施形態では省略し、後述する第２実施形態において図６を用いて詳しく説明する。

なお、車車間・路車間通信用アンテナ２１の異常状態の検出方法は、上記のような、内部接続ライン５１の直流電圧レベルに基づく方法に限定されない。例えば、方向性結合器を用いて電圧定在波比を検出し、その電圧定在波比に基づいて異常状態を検出してもよい。電圧定在波比に基づいて車車間・路車間通信用アンテナ２１の異常状態を検出する方法については、後述する第３実施形態において図７を用いて詳しく説明する。なお、検出制御部９による制御は、ソフトウェアにて実現されている必要はなく、例えばその一部又は全部をロジック回路等のハードウェアにて実現してもよい。

［１−２．アンテナ監視制御の概要］
次に、本実施形態の検出制御部９により実現されるアンテナ監視制御の概要について説明する。アンテナ監視制御は、検出制御部９が（詳しくはＣＰＵが）アンテナ監視処理のプログラムを実行することにより実現される。そのアンテナ監視処理の具体的内容について、図５のフローチャートを用いて説明する。なお、検出制御部９は、ＥＣＵ１０に電力が供給されている間、車両１のエンジンがオン／オフの状態にかかわらず常時アンテナ監視処理を実行する。

まず、検出制御部９は、車車間・路車間通信用アンテナ２１の状態を検出する（Ｓ１０１）。本実施形態では、前述したように、車車間・路車間通信用アンテナ２１の状態は内部接続ライン５１の直流電圧レベルにより検出される。なお、図５では図示を省略したが、アンテナ監視処理の実行開始時には、初期処理として、切替スイッチ６へ正常信号を送ることにより、切替スイッチ６に対し、外部接続ライン５２をグランド側端子６ａに接続させる。つまり、車車間・路車間通信用アンテナ２１の異常状態が検出されていない通常時は、アンテナ用同軸ケーブル２００の外部導体はグランド７に接続された状態となる。

Ｓ１１０で車車間・路車間通信用アンテナ２１の状態を検出した後、検出制御部９は、その検出結果に基づいて、車車間・路車間通信用アンテナ２１が異常状態であるか否かを判定する（Ｓ１０２）。具体的には、当該電圧センサがアンテナ短絡又はアンテナ開放を検出した場合、異常状態であると判定する。

車車間・路車間通信用アンテナ２１が異常状態でないと判定された場合（Ｓ１０２：ＮＯ）、検出制御部９は、Ｓ１０１へ処理を戻す。なお、Ｓ１０２の判定処理において車車間・路車間通信用アンテナ２１が異常状態と判断されなかった場合は、切替スイッチ６へ正常信号を送るようにしてもよい。

車車間・路車間通信用アンテナ２１が異常状態であると判定された場合（Ｓ１０２：ＹＥＳ）、検出制御部９は、異常信号を切替スイッチ６に送った後（Ｓ１０３）、Ｓ１０１へ処理を戻す。

これにより、外部接続ライン５２の接続先が、切替スイッチ６によりグランド７から内部接続ライン５１へ切り替えられ、アンテナ用同軸ケーブル２００の内部導体と外部導体が電気的に接続される。このとき、アンテナ用同軸ケーブル２００は、送信増幅器８２及び受信増幅器８３のグランド７から切り離された状態となる。その結果、アンテナ用同軸ケーブル２００は単なる１つの導体としてアンテナ用端子４に接続された状態となり、アンテナ用同軸ケーブル２００自体が通信回路８のグランド７と合わせてアンテナとして機能する。

［１−３．第１実施形態の効果］
以上詳述した実施形態によれば、以下の効果が得られる。
無線通信装置１００の検出制御部９により、車車間・路車間通信用アンテナ２１の異常状態が検出された場合、切替スイッチ６が外部接続ライン５２のグランド７との接続先を内部接続ライン５１へ切り替える。これにより、アンテナ用同軸ケーブル２００の内部導体及び外部導体が電気的に単一導体とみなせる。その結果、アンテナ用同軸ケーブル２００自体がアンテナとして機能する。したがって、本実施形態によれば、車車間・路車間通信用アンテナ２１の異常が発生した場合でも、アンテナ用同軸ケーブル２００が車車間・路車間通信用アンテナ２１として機能するので、予備アンテナを用いることなく、車両１と外部との通信が可能となる。

なお、本実施形態では車車間・路車間通信用アンテナ２１がアンテナの一例に相当し、放射素子２１０が放射部の一例に相当する。また、検出制御部９が検出回路の一例に相当し、切替スイッチ６が切替部の一例に相当し、グランド７が接地部の一例に相当する。

［２．第２実施形態］
［２−１．第１実施形態との相違点］
第２実施形態について、図６を用いて説明する。なお、図６において、第１実施形態と共通する構成については、第１実施形態と同じ符号を付している。そして、第２実施形態では、第１実施形態と共通する構成については説明を省略し、第１実施形態との相違点を中心に説明する。

図６に示すように、第２実施形態のアンテナ通信部３０は、アンテナ整合回路３１と、整合切替スイッチ３２とを備えている。整合切替スイッチ３２の共通端子は、通信回路８及び検出制御部３５に接続されている。整合切替スイッチ３２は、共通端子と選択的に接続される２つの端子として、ライン側端子３２ａと回路側端子３２ｂとを備えている。ライン側端子３２ａは、内部接続ライン５１に接続されており、回路側端子３２ｂは、アンテナ整合回路３１に接続されている。また、アンテナ整合回路３１は、外部接続ライン５２に接続されている。つまり、外部接続ライン５２と整合切替スイッチ３２の回路側端子３２ｂとの間の通電経路上にアンテナ整合回路３１が設けられている。

整合切替スイッチ３２は、検出制御部３５からの正常信号及び異常信号によって、切替スイッチ６と連動するように制御される。即ち、検出制御部３５から正常信号が出力された場合（初期状態を含む）は、整合切替スイッチ３２はライン側端子３２ａに切り替えられ、これにより通信回路８及び検出制御部３５には内部接続ライン５１が接続された状態となる。なおこのとき、切替スイッチ６は、グランド側端子６ａに切り替えられた状態となっており、外部接続ライン５２がグランド７に接続された状態となっている。

一方、検出制御部３５から異常信号が出力された場合は、整合切替スイッチ３２は回路側端子３２ｂに切り替えられ、これにより通信回路８及び検出制御部３５にはアンテナ整合回路３１が接続された状態となる。なおこのとき、切替スイッチ６は、短絡側端子６ｂに切り替えられた状態となっており、外部接続ライン５２と内部接続ライン５１とが短絡された状態となっている。

このような構成により、本第２実施形態では、車車間・路車間通信用アンテナ２１が正常の場合は、電気的に第１実施形態と同じ状態となる。即ち、アンテナ用同軸ケーブル２００の内部導体は内部接続ライン５１及び整合切替スイッチ３２を経て通信回路８及び検出制御部３５に接続される。

一方、車車間・路車間通信用アンテナ２１が異常状態となった場合、切替スイッチ６により外部接続ライン５２と内部接続ライン５１が接続され（即ち、アンテナ用同軸ケーブル２００の外部導体と内部導体が短絡され）、アンテナ用同軸ケーブル２００の外部導体がグランド７から切り離されることによって、アンテナ用同軸ケーブル２００が単なる１つの導体となることは、第１実施形態と同様である。なお、このようにアンテナ用同軸ケーブル２００が単なる１つの導体となっている状態を、以下、単一導体状態という。

ただし本第２実施形態では、単一導体状態にされたアンテナ用同軸ケーブル２００は、第１実施形態のように通信回路８等に直接接続されるのではなく、アンテナ整合回路３１を介して通信回路８等に接続される。換言すれば、通信回路８は、アンテナ整合回路３１を介して、単一導体状態のアンテナ用同軸ケーブル２００に接続される。

アンテナ整合回路３１は、車車間・路車間通信用アンテナ２１の異常状態が検出されてアンテナ用同軸ケーブル２００が単一導体状態となった場合に、その単一導体状態のアンテナ用同軸ケーブル２００と通信回路８との整合が適切にとれるように設計されている。

即ち、アンテナ整合回路３１は、アンテナ短絡又はアンテナ開放の異常が発生した場合に、整合切替スイッチ３２から通信回路８側のインピーダンスと、整合切替スイッチ３２からアンテナ整合回路３１側をみたインピーダンスとの差が抑えられるように（理想的には一致するように）構成されている。アンテナ整合回路３１は、アンテナ短絡及びアンテナ開放の双方の異常に対して適用可能である。

なお、アンテナ整合回路３１における、アンテナ用端子４側の入出力端は、アンテナ用端子４のグランド側に接続されているため、アンテナ正常時は、グランド７接続され、よって通信回路８や車車間・路車間通信用アンテナ２１の動作に影響しない。

ここで、第１実施形態で図示を省略した特定の構成要素、即ち、車車間・路車間通信用アンテナ２１が正常状態の場合と異常状態の場合とで内部接続ライン５１の直流電圧レベルを変化させるための特定の構成要素について、説明する。

図６に示すように、第２実施形態のアンテナ通信部３０において、検出制御部３５は、異常判定部３６を備えている。異常判定部３６は、コイルＬを介して内部接続ライン５１に接続されている。コイルＬを設けている主な目的は、内部接続ライン５１の電圧のうち交流成分を抑えて直流成分を異常判定部３６へ入力させるためである。コイルＬと異常判定部３６の間の配線には、抵抗Ｒ１を介して直流の電源電圧Ｖｃｃが印加されている。

一方、シャークフィンアンテナ２の内部においては、放射素子２１０と地板２４との間に抵抗Ｒ２が接続されている。なお、抵抗Ｒ２の抵抗値は、通信回路８による通常の無線通信動作に影響しない値である。

このような構成により、車車間・路車間通信用アンテナ２１が正常状態のときは、異常判定部３６に入力される電圧の直流電圧レベル（以下、検出電圧Ｖｘという）は、電源電圧Ｖｃｃが２つの抵抗Ｒ１，Ｒ２で分圧された値となる。一方、アンテナ短絡が発生すると、検出電圧Ｖｘはほぼ０となる。また、アンテナ開放が発生すると、検出電圧Ｖｘは電源電圧Ｖｃｃとほぼ同じ値となる。よって、異常判定部３６は、検出電圧Ｖｘの値に基づいて、車車間・路車間通信用アンテナ２１が異常状態か否かを判定することができる。そして、検出制御部３５は、異常判定部３６による判定結果に従って、切替スイッチ６及び整合切替スイッチ３２に対して正常信号又は異常信号を出力することにより、各スイッチ６，２２を制御する。

［２−２．第２実施形態の効果］
以上詳述した第２実施形態によれば、前述した第１実施形態の効果に加え、以下の効果が得られる。即ち、車車間・路車間通信用アンテナ２１が異常状態となった場合、単一導体状態のアンテナ用同軸ケーブル２００が、アンテナ整合回路３１を介して通信回路８と接続される。そのため、車車間・路車間通信用アンテナ２１が異常状態となっても、単一導体状態のアンテナ用同軸ケーブル２００と通信回路８との間の信号の伝送ロスを抑え、効率良く信号を送受することができる。

［３．第３実施形態］
［３−１．第２実施形態との相違点］
第３実施形態について、図７を用いて説明する。なお、図７において、第２実施形態と共通する構成については、第２実施形態と同じ符号を付している。そして、第３実施形態では、第２実施形態と共通する構成については説明を省略し、第２実施形態との相違点を中心に説明する。

まず、本第３実施形態では、車車間・路車間通信用アンテナ２１が異常状態であるか否かを検出するための回路構成が、第２実施形態とは異なる。即ち、第２実施形態では、図６を用いて説明したように、２つの抵抗Ｒ１，Ｒ２を用い、内部接続ライン５１の直流電圧レベルに基づいて異常状態の有無を判定する構成であった。これに対し、本第３実施形態では、アンテナ通信部４０において、車車間・路車間通信用アンテナ２１の状態判定用に、ＶＳＷＲ測定用回路４４が設けられている。よって、本第３実施形態では、第２実施形態のように放射素子２１０と地板２４との間に抵抗Ｒ２は接続されておらず、また、検出制御部４５における異常判定方法も第２実施形態とは異なる。

ＶＳＷＲ測定用回路４４は、通信回路８と車車間・路車間通信用アンテナ２１との間の信号伝送用の伝送線路を備え、且つ、通信回路８から車車間・路車間通信用アンテナ２１へ送信用の信号が出力される際のＶＳＷＲ（電圧定在波比）を測定するための信号を出力する機能を有している。ＶＳＷＲ測定用回路４４自身がＶＳＷＲを直接検出して出力するように構成されていてもよいが、本第３実施形態のＶＳＷＲ測定用回路４４は、一例として、方向性結合器及び検波機能を有している。即ち、ＶＳＷＲ測定用回路４４は、送信時における進行波電力に比例した直流電圧である進行波信号Ｖｆと、反射波電力に比例した直流電圧である反射波信号Ｖｒとを出力する。

検出制御部４５は、ＶＳＷＲ測定用回路４４から入力される進行波信号Ｖｆ及び反射波信号ＶｒをそれぞれＡＤ変換し、そのＡＤ変換されたデータに基づいて、ＶＳＷＲを算出する。そして、その算出したＶＳＷＲに基づいて、車車間・路車間通信用アンテナ２１の異常状態を判定する。

また、図７に示すように、第３実施形態のアンテナ通信部４０は、第１切替スイッチ４１及び第２切替スイッチ４２を備えている。このうち第１切替スイッチ４１は、実質的に第２実施形態の整合切替スイッチ３２と同じ機能を有する。

第１切替スイッチ４１の共通端子は、ＶＳＷＲ測定用回路４４を介して通信回路８に接続されている。第１切替スイッチ４１は、共通端子と選択的に接続される２つの端子として、ライン側端子４１ａと回路側端子４１ｂとを備えている。ライン側端子４１ａは、第２切替スイッチ４２のライン側端子４２ａに接続されており、回路側端子４１ｂは、アンテナ整合回路４３に接続されている。

第２切替スイッチ４２の共通端子は、内部接続ライン５１に接続されている。第２切替スイッチ４２は、共通端子と選択的に接続される２つの端子として、ライン側端子４２ａと回路側端子４２ｂとを備えている。ライン側端子４２ａは、第１切替スイッチ４１のライン側端子４１ａに接続されており、回路側端子４２ｂは、アンテナ整合回路４３に接続されている。つまり、第１切替スイッチ４１の回路側端子４１ｂと第２切替スイッチ４２の回路側端子４２ｂとの間の通電経路上にアンテナ整合回路４３が設けられている。なお、第１切替スイッチ４１のライン側端子４１ａと第２切替スイッチ４２のライン側端子４２ａとの間の伝送ラインを、正常時伝送ライン４６と称する。

アンテナ整合回路４３は、第２実施形態のアンテナ整合回路３１と同様、車車間・路車間通信用アンテナ２１の異常状態（特にアンテナ短絡及びアンテナ開放）が判定されてアンテナ用同軸ケーブル２００が単一導体状態となった場合に整合が適切にとれるように設計されている。

第１切替スイッチ４１及び第２切替スイッチ４２の２つのスイッチは、検出制御部４５から出力される各種切替信号によって制御される。
検出制御部４５は、初期処理時、及び、算出したＶＳＷＲに基づいて車車間・路車間通信用アンテナ２１が正常状態と判定した場合は、切替スイッチ６、第１切替スイッチ４１、及び第２切替スイッチ４２の３つのスイッチに対して、第１切替信号を送る。

切替スイッチ６は、検出制御部４５から第１切替信号が入力された場合は、外部接続ライン５２をグランド側端子６ａに接続（ひいてはグランド７に接続）させる。また、第１切替スイッチ４１は、検出制御部４５から第１切替信号が入力された場合は、ＶＳＷＲ測定用回路４４をライン側端子４１ａに接続させる。また、第２切替スイッチ４２は、検出制御部４５から第１切替信号が入力された場合は、内部接続ライン５１をライン側端子４２ａに接続させる。

よって、検出制御部４５から第１切替信号が出力された場合は、結果として、アンテナ用同軸ケーブル２００の外部導体はグランド７に接続され、内部導体は各切替スイッチ４２，４１及びＶＳＷＲ測定用回路４４を介して通信回路８及び検出制御部４５に接続された状態となる。以下、この接続状態を、第１の接続状態という。

一方、検出制御部４５は、算出したＶＳＷＲに基づいて車車間・路車間通信用アンテナ２１が異常状態と判定した場合は、後述するように、３つのスイッチ６，４１，４２に対して、第２切替信号、第３切替信号、及び第４切替信号の３種類の切替信号を順次送る。

切替スイッチ６は、検出制御部４５から第２切替信号が入力された場合は、外部接続ライン５２を短絡側端子６ｂに接続（ひいては内部接続ライン５１に接続）させる。一方、第２切替信号に対する、第１切替スイッチ４１及び第２切替スイッチ４２の動作状態は、第１切替信号の入力時と同じである。

よって、検出制御部４５から第２切替信号が出力された場合は、結果として、アンテナ用同軸ケーブル２００は単一導体状態となり、その単一導体状態となったアンテナ用同軸ケーブル２００が、各切替スイッチ４２，４１及びＶＳＷＲ測定用回路４４を介して通信回路８及び検出制御部４５に接続された状態となる。以下、この接続状態を、第２の接続状態という。第２の接続状態は、第１実施形態及び第２実施形態における、アンテナ異常状態時の接続状態と同じである。

切替スイッチ６は、検出制御部４５から第３切替信号が入力された場合は、外部接続ライン５２を短絡側端子６ｂに接続（ひいては内部接続ライン５１に接続）させる。また、第１切替スイッチ４１は、検出制御部４５から第３切替信号が入力された場合は、ＶＳＷＲ測定用回路４４を回路側端子４１ｂに接続させる。また、第２切替スイッチ４２は、検出制御部４５から第３切替信号が入力された場合は、内部接続ライン５１を回路側端子４２ｂに接続させる。

よって、検出制御部４５から第３切替信号が出力された場合は、結果として、アンテナ用同軸ケーブル２００は単一導体状態となり、その単一導体状態となったアンテナ用同軸ケーブル２００が、アンテナ整合回路４３及びＶＳＷＲ測定用回路４４を介して、通信回路８及び検出制御部４５に接続された状態となる。以下、この接続状態を、第３の接続状態という。第３の接続状態は、第２の接続状態に対してアンテナ整合回路４３による整合補正を加えた状態である。

切替スイッチ６は、検出制御部４５から第４切替信号が入力された場合は、外部接続ライン５２をグランド側端子６ａに接続（ひいてはグランド７に接続）させる。一方、第４切替信号に対する、第１切替スイッチ４１及び第２切替スイッチ４２の動作状態は、第３切替信号の入力時と同じである。

よって、検出制御部４５から第４切替信号が出力された場合は、結果として、アンテナ用同軸ケーブル２００の外部導体はグランド７に接続され、内部導体は、アンテナ整合回路４３及びＶＳＷＲ測定用回路４４を介して、通信回路８及び検出制御部４５に接続された状態となる。以下、この接続状態を、第４の接続状態という。第４の接続状態は、第１の接続状態に対してアンテナ整合回路４３による整合補正を加えた状態である。

［３−２．アンテナ監視処理］
次に、第３実施形態のアンテナ監視処理について、図８、図９のフローチャートを用いて説明する。図８に示すように、検出制御部４５のＣＰＵは、アンテナ監視処理を開始すると、Ｓ２０１で、３つの各切替スイッチ６，４１，４２へ、第１切替信号を出力する。これにより、各切替スイッチ６，４１，４２の接続状態は、第１の接続状態となる。即ち、アンテナ用同軸ケーブル２００の外部導体はグランド７に接続され、内部導体は正常時伝送ライン４６及びＶＳＷＲ測定用回路４４を介して通信回路８及び検出制御部４５に接続された状態となる。

Ｓ２０２では、ＶＳＷＲ測定用回路４４からの各信号Ｖｆ、Ｖｒに基づいて、第１の接続状態におけるＶＳＷＲを算出する。そして、その算出したＶＳＷＲの値を第１ＶＳＷＲ値Ａ１としてメモリ（不図示）に記憶する。

Ｓ２０３では、Ｓ２０２で算出した第１ＶＳＷＲ値Ａ１が、予め設定された閾値より大きいか否か判断する。第１ＶＳＷＲ値Ａ１が閾値以下の場合は（Ｓ２０３：ＮＯ）、Ｓ２０１に戻る。第１ＶＳＷＲ値Ａ１が閾値以下ということは、車車間・路車間通信用アンテナ２１が正常状態であることを意味している。

一方、第１ＶＳＷＲ値Ａ１が閾値より大きい場合は、車車間・路車間通信用アンテナ２１の異常或いはその他の何らかの異常要因によって、整合状態が良好ではない状態になっている。そこでこの場合は（Ｓ２０３：ＹＥＳ）、Ｓ２０４以下の処理に進み、整合状態が最も良好な接続状態、即ちＶＳＷＲ値が最も低い接続状態を探索して、その最も良好な接続状態へと切り替える。

具体的に、Ｓ２０４では、３つの各切替スイッチ６，４１，４２へ、第２切替信号を出力する。これにより、各切替スイッチ６，４１，４２の接続状態は、第２の接続状態となる。即ち、アンテナ用同軸ケーブル２００は単一導体状態となり、その単一導体状態となったアンテナ用同軸ケーブル２００が、正常時伝送ライン４６及びＶＳＷＲ測定用回路４４を介して通信回路８及び検出制御部４５に接続された状態となる。

Ｓ２０５では、ＶＳＷＲ測定用回路４４からの各信号Ｖｆ、Ｖｒに基づいて、第２の接続状態におけるＶＳＷＲを算出する。そして、その算出したＶＳＷＲの値を第２ＶＳＷＲ値Ａ２としてメモリ（不図示）に記憶する。

Ｓ２０６では、３つの各切替スイッチ６，４１，４２へ、第３切替信号を出力する。これにより、各切替スイッチ６，４１，４２の接続状態は、第３の接続状態となる。即ち、アンテナ用同軸ケーブル２００は単一導体状態となり、その単一導体状態となったアンテナ用同軸ケーブル２００が、アンテナ整合回路４３及びＶＳＷＲ測定用回路４４を介して、通信回路８及び検出制御部４５に接続された状態となる。

Ｓ２０７では、ＶＳＷＲ測定用回路４４からの各信号Ｖｆ、Ｖｒに基づいて、第３の接続状態におけるＶＳＷＲを算出する。そして、その算出したＶＳＷＲの値を第３ＶＳＷＲ値Ａ３としてメモリ（不図示）に記憶する。

Ｓ２０８では、３つの各切替スイッチ６，４１，４２へ、第４切替信号を出力する。これにより、各切替スイッチ６，４１，４２の接続状態は、第４の接続状態となる。即ち、アンテナ用同軸ケーブル２００の外部導体はグランド７に接続され、内部導体は、アンテナ整合回路４３及びＶＳＷＲ測定用回路４４を介して、通信回路８及び検出制御部４５に接続された状態となる。

Ｓ２０９では、ＶＳＷＲ測定用回路４４からの各信号Ｖｆ、Ｖｒに基づいて、第４の接続状態におけるＶＳＷＲを算出する。そして、その算出したＶＳＷＲの値を第４ＶＳＷＲ値Ａ４としてメモリ（不図示）に記憶する。

Ｓ２１０では、上記算出した４つのＶＳＷＲ値、即ちメモリに記憶されている最新の４つのＶＳＷＲ値Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４のうち最小値を判定する。
Ｓ２１０の判定の結果、第１ＶＳＷＲ値Ａ１が最小値であった場合は、Ｓ２１１に進む。Ｓ２１１では、３つの各切替スイッチ６，４１，４２へ第１切替信号を出力することにより、各切替スイッチ６，４１，４２の接続状態を第１の接続状態にさせる。Ｓ２１１の処理後は、Ｓ２０１に戻る。

Ｓ２１０の判定の結果、第２ＶＳＷＲ値Ａ２が最小値であった場合は、Ｓ２１２に進む。Ｓ２１２では、３つの各切替スイッチ６，４１，４２へ第２切替信号を出力することにより、各切替スイッチ６，４１，４２の接続状態を第２の接続状態にさせる。Ｓ２１２の処理後は、Ｓ２０１に戻る。

Ｓ２１０の判定の結果、第３ＶＳＷＲ値Ａ３が最小値であった場合は、Ｓ２１３に進む。Ｓ２１３では、３つの各切替スイッチ６，４１，４２へ第３切替信号を出力することにより、各切替スイッチ６，４１，４２の接続状態を第３の接続状態にさせる。Ｓ２１３の処理後は、Ｓ２０１に戻る。

Ｓ２１０の判定の結果、第４ＶＳＷＲ値Ａ４が最小値であった場合は、Ｓ２１４に進む。Ｓ２１４では、３つの各切替スイッチ６，４１，４２へ第４切替信号を出力することにより、各切替スイッチ６，４１，４２の接続状態を第４の接続状態にさせる。Ｓ２１４の処理後は、Ｓ２０１に戻る。

［３−３．第３実施形態の効果］
以上詳述した第３実施形態によれば、前述した第２実施形態の効果に加え、以下の効果が得られる。即ち、ＶＳＷＲ値に基づいてアンテナの状態判定を行い、正常状態ではない場合は、４種類の接続状態のうちＶＳＷＲ値が最も小さい接続状態、即ち整合状態が最も良い接続状態に切り替える。

そのため、アンテナ短絡及びアンテナ開放の異常状態に限らず、整合状態が悪化するような他の様々な事象が発生した場合にも、可能な限り効率の良い状態で通信を継続することが可能となる。

［４．他の実施形態］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されることなく、種々の形態を採り得ることは言うまでもない。

（ａ）上記実施形態では、検出制御部９が、ＥＣＵ１０に電力が供給されている間、車両１のエンジンがオン／オフの状態にかかわらず常時アンテナ監視制御を行う構成を例示したが、これに限定されるものではない。例えば、車両１のエンジンがオンの状態にのみアンテナ監視制御を行う構成にしてもよい。

（ｂ）第１実施形態及び第２実施形態において、第３実施形態と同様にＶＳＷＲに基づいてアンテナの状態判定を行うようにしてもよい。
（ｃ）第３実施形態において、ＶＳＷＲを測定する方法として、上述したＶＳＷＲ測定用回路４４からの信号に基づく方法とは異なる他の方法を採用してもよい。即ち、検出制御部４５においてＶＳＷＲを適切に検出することができるような他の構成、方法を採用してもよい。またそもそも、ＶＳＷＲを測定すること自体、必須ではない。ＶＳＷＲは、通信回路８とアンテナ側との整合状態を示すパラメータである。そのため、通信回路８とアンテナ側との整合状態を適切に検出することができる他の構成、方法を採用してもよい。

（ｄ）上記実施形態では、車車間・路車間通信用アンテナ２１の他に、ＧＰＳアンテナ２２及び携帯電話網用アンテナ２３を備える構成の無線通信装置１００を例示したが、これに限定されるものではない。例えば、ＧＰＳアンテナ２２及び携帯電話網用アンテナ２３のうちいずれか一方のみを備える構成にしてもよく、また、いずれも備えない構成にしてもよい。

（ｅ）上記実施形態では、車車間・路車間通信用アンテナ２１として、モノポールアンテナ２本で構成されているダイバーシティアンテナを例示したが、これに限定されるものではない。例えば、１本のモノポールアンテナのみで構成してもよい。また例えば、３本以上のモノポールアンテナから構成されるダイバーシティアンテナにしてもよい。

（ｆ）上記実施形態では、車車間・路車間通信用アンテナ２１として、モノポールアンテナを例示したが、これに限定されるものではない。例えば、モノポールアンテナではなく、金属板状のアンテナによって構成してもよい。

（ｇ）上記実施形態では、車車間・路車間通信用アンテナ２１は、車両１のルーフ面に沿って設けられ当該車車間・路車間通信用アンテナ２１の接地部を構成する地板２４を有するとしたが、これに限定されるものではない。例えば、地板２４を有さない構成にしてもよい。

（ｈ）上記実施形態では、放射素子２１０が、車両１の外部から無線送信された信号の受信及び車両１の外部への信号の無線送信を行う構成を例示したが、これに限定されるものではない。例えば、放射素子２１０は、車両１の外部から無線送信された信号の受信のみ行うものであってもよい。また例えば、放射素子２１０は、車両１の外部への信号の無線送信のみ行うものであってもよい。

（ｉ）アンテナ用同軸ケーブル２００の長さは、例えば、本無線通信装置１００が使用する周波数の波長（λ）を考慮した長さ（例えば、λ／４の奇数倍数）に設計されていてもよい。こうすることにより、アンテナ異常時の無線通信の効率を向上させることが可能となる。

（ｊ）上記実施形態では、アンテナ用同軸ケーブル２００の外部導体の一端が、車車間・路車間通信用アンテナ２１の地板２４に接続されている構成を例示したが、これに限定されるものではない。例えば、地板２４ではなく、車両１のボディに接続されている構成にしてもよい。

（ｋ）上記実施形態では、通信回路８が、送信増幅器８２及び受信増幅器８３を備える構成としたが、これに限定されるものではない。例えば、通信回路８が信号の送信のみを行う場合、送信増幅器８２のみを備える構成としてもよい。また例えば、通信回路８が信号の受信のみを行う場合、受信増幅器８３のみを備える構成としてもよい。

（ｌ）上記実施形態では、同じ構成のアンテナ通信部を２つ有する例を示したが、アンテナ通信部を２つ有することは必須ではなく、１つ或いは３つ以上であってもよい。また、アンテナ通信部を複数有する場合に、それら複数のアンテナ通信部が全て同じ構成である必要はない。複数のアンテナ通信部がそれぞれ異なる構成であってもよい。

（ｍ）上記実施形態では、車車間・路車間通信に本発明を適用した構成を例示したが、これに限定されるものではなく、例えば携帯電話網を介した通信方式やその他の無線通信方式を使用する無線通信装置に本発明を適用してもよい。

（ｎ）上記実施形態における１つの構成要素が有する機能を複数の構成要素として分散させたり、複数の構成要素が有する機能を１つの構成要素に統合したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、同様の機能を有する公知の構成に置き換えてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を、課題を解決できる限りにおいて省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加、置換等してもよい。なお、特許請求の範囲に記載の文言から特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本発明の実施形態である。

（ｏ）本発明は、前述した無線通信装置１００の他、無線通信装置１００が備える検出制御部９、検出制御部９としてコンピュータを機能させるためのプログラム、このプログラムを記録した媒体、アンテナ監視制御方法など、種々の形態で実現することができる。

１…車両、２…シャークフィンアンテナ、３，３０，４０…アンテナ通信部、４…アンテナ用端子、６…切替スイッチ、６ａ…グランド側端子、６ｂ…短絡側端子、７…グランド、８…通信回路、９，３５，４５…検出制御部、１０…ＥＣＵ、２１…車車間・路車間通信用アンテナ、２２…ＧＰＳアンテナ、２３…携帯電話網用アンテナ、２４…地板、３１，４３・・・アンテナ整合回路、３２・・・整合切替スイッチ、３２ａ，４１ａ，４２ａ・・・ライン側端子、３２ｂ，４１ｂ，４２ｂ・・・回路側端子、３６・・・異常判定部、４１・・・第１切替スイッチ、４２・・・第２切替スイッチ、４４・・・ＶＳＷＲ測定用回路、４６・・・正常時伝送ライン、５１…内部接続ライン、５２…外部接続ライン、８１…コンデンサ、８２…送信増幅器、８３…受信増幅器、１００…無線通信装置、２００…アンテナ用同軸ケーブル、２０１…ＧＰＳ用同軸ケーブル、２０２…携帯電話網用同軸ケーブル、２０３…インタフェース用ケーブル、２１０…放射素子、Ｒ１，Ｒ２・・・抵抗、Ｌ・・・コイル。

Claims (4)

1. 車両（１）に搭載された無線通信装置（１００）であって、
   前記車両の外部から無線送信された信号の受信及び前記車両の外部への信号の無線送信のうち少なくとも一方を行うための放射部（２１０）を有するアンテナ（２１）と、
   前記アンテナを介して通信される前記信号を処理する回路であって、前記回路の接地電位となる接地部（７）を有する通信回路（８）と、
   前記アンテナの異常状態を検出する検出回路（９，３５，４５）と、
   内部導体及び外部導体を備え、前記内部導体は、一端が前記アンテナの前記放射部に接続され、もう一端が前記通信回路に接続され、前記外部導体は、一端が前記アンテナの一部に接続され、もう一端が前記接地部に接続されている、同軸ケーブル（２００）と、
   前記検出回路により前記異常状態が検出された場合、前記外部導体における前記もう一端の接続先を前記接地部から前記内部導体へ切り替える切替部（６）と、
   を備える、無線通信装置。
2. 請求項１に記載の無線通信装置であって、
   前記アンテナは、当該アンテナの接地部を構成する地板（２４）と、前記放射部と、を備え、
   前記外部導体は、一端が前記地板に接続され、もう一端が前記通信回路における前記接地部に接続されている、無線通信装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の無線通信装置であって、
   前記通信回路と前記外部導体の間に接続され、前記切替部によって前記外部導体が前記内部導体へ接続された状態における前記アンテナと前記通信回路とを整合させるための整合回路（３１）と、
   前記通信回路の接続先を前記内部導体及び前記整合回路の何れか一方に選択的に切り替えるために設けられ、少なくとも前記検出回路により前記異常状態が検出された場合は、前記通信回路の接続先を前記整合回路に切り替えるように構成された整合用切替部（３２）と、
   を備える、無線通信装置。
4. 請求項１又は請求項２に記載の無線通信装置であって、
   前記通信回路と前記内部導体の間に接続され、前記信号を伝送させるための伝送部（４６）と、
   前記通信回路と前記内部導体の間において前記伝送部と並列に接続され、前記アンテナと前記通信回路とを整合させるための整合回路（４３）と、
   前記アンテナと前記通信回路との整合状態を検出する整合状態検出部（４４，４５）と、
   前記切替部を第１の切替部として、この第１の切替部とは別に設けられ、前記通信回路を前記伝送部及び前記整合回路のうち何れか一方に選択的に切り替える第２の切替部（４１，４２）と、
   前記整合状態検出部により検出された前記整合状態に基づいて、前記第１の切替部及び前記第２の切替部の動作を個別に制御する切替制御部（４５）と、
   を備える、無線通信装置。

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