キー電波受信機のアンテナ指向性設定装置及びアンテナ指向性設定方法
【課題】電子キー及びその通信相手の間の通信性能を向上することができるキー電波受信機のアンテナ指向性設定装置及びアンテナ指向性設定方法を提供する。
【解決手段】通信が成立する通常受信エリアＥa1よりも外側のエリア（微弱電波感知エリアＥa1）で電子キーから電波が送信されると、車両チューナ９には通信が成立しない微弱電波として届く。車両チューナ９で微弱電波を受信すると、車両チューナ９のアンテナ指向性を他向きに切り換え、受信エリアを通常受信エリアＥa1から比較受信エリアＥｂに切り換える。このとき、受信電波の受信強度が高い値に変化すれば、車両チューナ９のアンテナ指向性をそのままにして通信を継続し、受信強度が高い値に変化しなければ、車両チューナ９のアンテナ指向性を元の通常向きに戻して、以降の通信開始に待機する。
【解決手段】通信が成立する通常受信エリアＥa1よりも外側のエリア（微弱電波感知エリアＥa1）で電子キーから電波が送信されると、車両チューナ９には通信が成立しない微弱電波として届く。車両チューナ９で微弱電波を受信すると、車両チューナ９のアンテナ指向性を他向きに切り換え、受信エリアを通常受信エリアＥa1から比較受信エリアＥｂに切り換える。このとき、受信電波の受信強度が高い値に変化すれば、車両チューナ９のアンテナ指向性をそのままにして通信を継続し、受信強度が高い値に変化しなければ、車両チューナ９のアンテナ指向性を元の通常向きに戻して、以降の通信開始に待機する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子キーの通信相手に搭載された受信機のアンテナ指向性を設定するキー電波受信機のアンテナ指向性設定装置及びアンテナ指向性設定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から周知のように、車両のキーシステムとしては、利便性等の面から、車両キーとしての電子キーからキーコードとしてＩＤコードを無線通信により車両に送信して、車両にＩＤ照合を実行させる電子キーシステム（特許文献１等参照）が広く使用されている。この種の電子キーシステムには、車両からのリクエストに電子キーを応答させて、車両にＩＤ照合を自動実行させるキー操作フリーシステムや、電子キーでのボタン操作によって遠隔操作により車載機器を動作させるワイヤレスキーシステム等がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２６２９１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
車両には、図１１に示すように、電子キーからの電波を受信する車両チューナ８１が設けられるが、この種の車両チューナ８１は、アンテナ指向性が円形となるように形成されてはいるものの、実施のところは、同図に示すように、受信エリア８２に局地的にヌル地点８３が存在してしまう現状がある。よって、このようなヌル地点８３に電子キーが位置してしまうと、車両チューナ８１は電子キーからの電波を受け取ることができず通信が成立しないので、通信成立性を高めるためにも何らかの対策が必要とされていた。
【０００５】
本発明の目的は、電子キー及びその通信相手の間の通信性能を向上することができるキー電波受信機のアンテナ指向性設定装置及びアンテナ指向性設定方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記問題点を解決するために、本発明では、電子キーから送信された識別ＩＤをその受信機に受信させ、当該受信機でＩＤ照合を行う電子キーシステムに使用されるキー電波受信機のアンテナ指向性設定装置において、前記受信機のアンテナ指向性を切り換え可能な指向性切換成分と、アンテナ指向性が一向きとなった前記受信機で、少なくともノイズレベルより高い受信強度の電波を受信しているか否かを判定する判定手段と、当該電波を受信した際、前記指向性切換成分によって前記受信機のアンテナ指向性を、前記一向き時に生じる受信のヌル地点を補完した他向きに切り換える切換手段と、前記アンテナ指向性の切り換え後の電波の受信強度が、通信可能な受信レベルより高くなるか否かを確認する確認手段と、前記確認手段の確認結果を基に、前記受信機のアンテナ指向性を前記一向き及び他向きのどちらかに設定する指向性設定手段とを備えたことを要旨とする。
【０００７】
この構成によれば、少なくともノイズレベルより高い電波（微弱電波）を受信機で受信した際、受信機のアンテナ指向性をそれまでの一向きから他向きに切り換え、この他向きで同じ電波を受信する。このとき、電波の受信強度が高くなれば、元の指向性では電子キーがヌル地点に入って通信が成立できないとして、受信機のアンテナ指向性を他向きのままとし、通信を継続する。一方、電波の受信強度が高くならないのであれば、受信機は元のアンテナ指向性で通信が成立するとして、受信機のアンテナ指向性を元に戻し、以降の通信開始に待機する。これにより、もし仮に受信機のアンテナ指向性が一向きの際に、電子キーがヌル地点に位置していても、通信を成立させることが可能となる。
【０００８】
本発明では、前記指向性切換成分は、前記受信機の共振値を切り換え可能なコンデンサからなることを要旨とする。
この構成によれば、指向性切換成分をコンデンサとしたので、入手し易い部品を指向性切換成分とすることが可能となる。
【０００９】
本発明では、前記受信機は、Ｌ字形状のアンテナエレメントを逆向きに基板に取り付けた逆Ｌアンテナにより構成されていることを要旨とする。
この構成によれば、例えば逆Ｌアンテナの先端に指向性切換成分を付加すると、アンテナ指向性が激変する特性があるので、この特性を効果的に利用して、ヌル地点を埋めるアンテナ指向性をより確実に形成することが可能となる。
【００１０】
本発明では、電子キーから送信された識別ＩＤをその受信機に受信させ、当該受信機でＩＤ照合を行う電子キーシステムに使用されるキー電波受信機のアンテナ指向性設定方法において、前記受信機にそのアンテナ指向性を切り換え可能な指向性切換成分を設け、アンテナ指向性が一向きとなった前記受信機で、少なくともノイズレベルより高い受信強度の電波を受信しているか否かを判定し、当該電波を受信した際、前記指向性切換成分によって前記受信機のアンテナ指向性を、前記一向き時に生じる受信のヌル地点を補完した他向きに切り換え、前記アンテナ指向性の切り換え後の電波の受信強度が、通信可能な受信レベルより高くなるか否かを確認し、この確認結果を基に、前記受信機のアンテナ指向性を前記一向き及び他向きのどちらかに設定することを要旨とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、電子キー及びその通信相手の間の通信性能を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】一実施形態における電子キーシステムの概略構成を示すブロック図。
【図２】車両チューナアンテナ指向性設定装置の具体的構成を示す構成図。
【図３】通常受信エリアとその微弱電波感知エリアの範囲を示す概念図。
【図４】比較受信エリアの範囲を示す概念図。
【図５】車両チューナにおける受信電波の受信強度変化を示す波形図。
【図６】電子キーが通常受信エリアに位置している状態を示す概念図。
【図７】電子キーが微弱電波感知エリアに位置しつつもヌル地点に位置していない状態を示す概念図。
【図８】電子キーが微弱電波感知エリアに位置しつつ、かつヌル地点に位置している状態を示す概念図。
【図９】車両チューナの実行動作を示すフローチャート。
【図１０】別例における車両チューナの構成を示す模式図。
【図１１】従来における車両チューナの受信エリアの概念を示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を車両の電子キーシステムに具体化したキー電波受信機のアンテナ指向性設定装置及びアンテナ指向性設定方法の一実施形態を図１〜図９に従って説明する。
図１に示すように、車両１には、電子キー２による遠隔操作によってドアロックの施解錠を切り換えるワイヤレスキーシステム３が設けられている。この場合、電子キー２には、電子キー２の動作を統括管理する通信制御部４が設けられている。この通信制御部４には、キー固有のＩＤ（Identification）としてＩＤコード（識別ＩＤ）が登録されている。また、通信制御部４には、ＵＨＦ（Ultra High Frequency）帯の電波を送信するＵＨＦ送信機５が接続されている。なお、ワイヤレスキーシステム３が電子キーシステムに相当する。
【００１４】
電子キー２には、ドアロックを施錠する際に操作する施錠ボタン６と、ドアロックを解錠する際に操作する解錠ボタン７とが設けられている。これらボタン６，７の操作は、通信制御部４により管理される。通信制御部４は、施錠ボタン６や解錠ボタン７が操作されたことを検出すると、各ボタンに応じたワイヤレス信号ＳwlをＵＨＦ送信機５から送信する。ワイヤレス信号Ｓwlには、ＩＤコードと機能コードとが含まれ、施錠ボタン６の操作時には、施錠要求信号が送信され、解錠ボタン７の操作時には、解錠要求信号が送信される。なお、ワイヤレス信号Ｓwlが電波に相当する。
【００１５】
また、車両１には、電子キー２のＩＤコードをＩＤ照合する照合ＥＣＵ（Electronic Control Unit）８が設けられている。この照合ＥＣＵ８には、車両１と組みをなす電子キー２のＩＤコードが登録されている。また、照合ＥＣＵ８には、ＵＨＦ帯の電波を受信可能な車両チューナ９が接続されている。照合ＥＣＵ８には、ドアロックの施解錠を管理するドアロック装置１０が車内バス１１を介して接続されている。なお、車両チューナ９が受信機に相当する。
【００１６】
照合ＥＣＵ８は、電子キー２からのワイヤレス信号Ｓwlを車両チューナ９で受信してワイヤレス通信が確立すると、このワイヤレス信号Ｓwl内のＩＤコードでＩＤ照合を行う。そして、ＩＤ照合が成立すれば、それに続く機能コードによりドアロックを施解錠する。即ち、照合ＥＣＵ８は、電子キー２から施錠要求信号を受信すると、ＩＤ照合が成立すれば、ドアロック装置１０にドアロックを施錠させる。一方、照合ＥＣＵ８は、電子キー２から解錠要求信号を受信すると、ＩＤ照合が成立すれば、ドアロック装置１０のドアロックを解錠させる。
【００１７】
図１及び図２に示すように、車両１には、車両チューナ９のアンテナ指向性を選択的に切り換え可能な車両チューナアンテナ指向性設定装置１２が設けられている。ところで、車両チューナ９のアンテナ指向性には、図３に示すように、局所的に鋭いヌル地点１３が存在する場合がある。電子キー２がヌル地点１３に位置していると、電子キー２が車両１の近傍に位置しているにもかからず、電子キー２の電波を車両チューナ９で受信することができない。よって、ワイヤレス通信が確立せず、電子キー２でボタン６，７を押し操作してもドアロックが動かないので、ストレスを感じる問題に繋がる。なお、車両チューナアンテナ指向性設定装置１２がアンテナ指向性設定装置に相当する。
【００１８】
ところで、図３に示すように、車両チューナ９には、実際の通信を実行できる受信エリア（通常受信エリアＥa1）の外側に、実際の通信を実行することはできないが、電子キー２からの電波を微弱ながら受信できる受信エリア（以降、微弱電波感知エリアＥa2（図３のドット領域）と記す）が存在する。この微弱電波感知エリアＥa2では、通信相手が何であるのかを正確に把握することはできないが、何らかの受信周波数の電波を受信している状況にあることは分かる。即ち、車両１の近傍に電子キー２が位置している可能性があることは認識できる。
【００１９】
そこで、本例の場合、車両チューナ９が通常向き（一向き）のアンテナ指向性をとる際、電波を通信不可の低い受信強度（弱いレベル）で受信すると、車両１に電子キー２が近づいているとみなす。そして、このとき、図４に示すように、車両チューナ９のアンテナ指向性を、それまでの通常向きから他向きに切り換えて、同向きの受信エリア（以降、比較受信エリアＥｂと記す）を車両１の周囲に形成する。この比較受信エリアＥｂは、通常受信エリアＥa1に発生するヌル地点１３を補完するエリアであって、通常受信エリアＥa1との差領域（図４の斜線領域：以降、補償領域Ｅｋと記す）に位置する電子キー２との通信成立を確保するためのものである。そして、車両チューナ９が比較受信エリアＥｂをとるときの電波の受信強度Ｖｘを求め、受信強度Ｖｘが高くなれば、そのまま受信を継続し、受信強度Ｖｘが高くならなければ、車両チューナ９のアンテナ指向性を元の通常向きに戻して、車両チューナ９のアンテナ指向性を設定する。
【００２０】
図２に示すように、車両チューナ９は、アンテナエレメント１４が逆Ｌ字形状をとる逆Ｌアンテナとなっている。アンテナエレメント１４は、車両チューナ９の電子部品の実装先である基板１５に取り付けられている。アンテナエレメント１４には、車両チューナ９のアンテナ指向性の切り換え要素としてコンデンサ１６がスイッチ１７を介して接続されている。コンデンサ１６は、車両チューナ９の共振値をずらすためのもので、アンテナエレメント１４と繋がるときと繋がらないときとで、車両チューナ９の受信パワーを変えずに車両チューナ９のアンテナ指向性を切り換えることが可能である。なお、コンデンサ１６が指向性切換成分を構成し、スイッチ１７が切換手段を構成する。
【００２１】
ここで、コンデンサ１６がアンテナエレメント１４に付加されていないと、車両チューナ９の受信エリアは、通常受信エリアＥa1をとる。また、コンデンサ１６がアンテナエレメント１４に付加されると、車両チューナ９の受信エリアが大きく変化し、比較受信エリアＥｂをとる。なお、比較受信エリアＥｂは、車両チューナ９が通常受信エリアＥa1をとる際に、同エリアＥa1に生じてしまうヌル地点１３を補完、つまりカバーする受信エリアとして形成されている。ヌル地点１３は、通常受信エリアＥa1が理想としてとるべき受信エリアを円形とすると、この円形に対して車両１側に鋭く切れ込む電波の届きづらい箇所に相当する。
【００２２】
ところで、図５に示すように、車両チューナ９の受信強度Ｖｘ（受信レベル）は、近くで電波を受信できれば高い値をとり、値が閾値Ｖth0を超えると、受信電波のデータが読み取れてワイヤレス通信（ＩＤ照合）が可能となるが、受信電波が閾値Ｖth0を超えていなくても、ノイズレベル（Ｖnoise）よりも高い値をとれば、通信を実行できないが何らかの微弱電波を受信していることは判断可能である。即ち、受信強度がＶth0〜Ｖnoiseの間の電波は、微弱電波として感知可能である。
【００２３】
そこで、図１及び図２に示すように、照合ＥＣＵ８には、車両チューナ９が通常受信エリアＥa1をとる際、ノイズレベルＶnoiseよりも高い微弱レベルの電波、即ち微弱電波を受信したか否かを見る微弱電波検出部１８が設けられている。本例の微弱電波検出部１８は、この微弱電波の有無を見ることにより、微弱電波受信の有り無し、即ち電子キー２が微弱電波感知エリアＥa2に位置しているか否かを判定する。なお、微弱電波検出部１８が判定手段に相当し、閾値Ｖth0が通信可能な受信レベルに相当する。
【００２４】
照合ＥＣＵ８には、車両チューナ９で微弱電波を受信した際に車両チューナ９のアンテナ指向性を他向きに切り換える指向性切換部１９が設けられている。指向性切換部１９は、スイッチ１７をオンしてコンデンサ１６をアンテナエレメント１４に繋ぐことにより、車両チューナ９のアンテナ指向性を他向き切り換え、同じ電波を今度は比較受信エリアＥｂで受信させる。なお、指向性切換部１９が切換手段を構成する。
【００２５】
照合ＥＣＵ８には、車両チューナ９のアンテナ指向性を他向きに切り換えた際の受信電波の受信強度Ｖｘが、閾値Ｖth0よりも高くなるか否かを確認する受信強度確認部２０が設けられている。このとき、受信強度Ｖｘが高い値に切り換われば、電子キー２が比較受信エリアＥｂに位置することが分かり、同エリアＥｂで電波受信をとれば、ヌル地点１３が補完できることが分かる。一方、受信強度Ｖｘが高い値に切り換わらなければ、電子キー２がヌル地点１３に無いので、指向性切り換え前の通常受信エリアＥa1で受信を行う方がよいことが分かる。なお、受信強度確認部２０が確認手段に相当する。
【００２６】
照合ＥＣＵ８には、受信強度確認部２０の確認結果を基に、車両チューナ９のアンテナ指向性を設定する指向性設定部２１が設けられている。指向性設定部２１は、車両チューナ９のアンテナ指向性を他向きに切り換えたときの受信強度Ｖｘが閾値Ｖth0よりも高くなれば、スイッチ１７のオンを継続して車両チューナ９のアンテナ指向性を他向きのままとする。一方、指向性設定部２１は、車両チューナ９のアンテナ指向性を他向きに切り換えたときの受信強度Ｖｘが閾値Ｖth0以下となれば、スイッチ１７をオフに戻し、車両チューナ９のアンテナ指向性を通常向きに戻す。なお、指向性設定部２１が指向性設定手段に相当する。
【００２７】
次に、本例の車両チューナアンテナ指向性設定装置１２の動作を図６〜図８に従って説明する。
まず、図６に示すように、電子キー２が通常受信エリアＥa1に位置するときに、電子キー２で施錠ボタン６（解錠ボタン７）が操作されたとする。なお、前提として、車両チューナ９は、最初、通常向きのアンテナ指向性をとるものとする。このとき、車両チューナ９には、電子キー２からの電波が閾値Ｖth0よりも高い値で届くので、これら２者間の通信が成立する。よって、微弱電波検出部１８は、微弱電波を検出する状態をとらず、動作しない。これにより、車両チューナ９のアンテナ指向性は通常向きのままに設定され、以降の通信が継続される。
【００２８】
続いては、図７に示すように、電子キー２が補償領域Ｅｋ以外の微弱電波感知エリアＥa2に位置するときに、電子キー２で施錠ボタン６（解錠ボタン７）が操作されたとする。このとき、車両チューナ９には、電子キー２からの電波が、ノイズレベルＶnoiseよりも高いが閾値Ｖth0よりは低い値で届く。よって、微弱電波検出部１８は、Ｖｘ＞Ｖnoiseが成立することを認識し、電子キー２が車両１に近づきつつあるかもしれないことを認識する。
【００２９】
このとき、指向性切換部１９は、直ちにスイッチ１７をオンしてアンテナエレメント１４にコンデンサ１６を付加して、車両チューナ９のアンテナ指向性を、それまでの通常向きから他向きに切り換える。車両チューナ９が他向きに切り換えられると、車両チューナ９の受信エリアが比較受信エリアＥｂに切り換わる。そして、車両チューナ９は、アンテナ指向性が通常向きのときに受信した電波を、今度は他向きに切り換えて受信する。受信強度確認部２０は、車両チューナ９のアンテナ指向性を他向きに切り換えたときの受信電波の受信強度Ｖｘが、閾値Ｖth0よりも高くなるか否かを確認する。
【００３０】
ここでは、電子キー２が補償領域Ｅｋ以外の微弱電波感知エリアＥa2に位置する場合を想定しているので、車両チューナ９の受信エリアが比較受信エリアＥｂに切り換わった際、電子キー２は比較受信エリアＥｂ内に位置しない状態をとる。このため、車両チューナ９で受信される電波は、車両チューナ９のアンテナ指向性を他向きに切り換えても、高い値に切り換わらず、閾値Ｖth0よりも低いままの値をとる。即ち、車両チューナ９のアンテナ指向性を通常向きから他向きに切り換えても、車両１と電子キー２とのワイヤレス通信は成立しない。
【００３１】
よって、受信強度確認部２０は、電子キー２が補償領域Ｅｋ以外の微弱電波感知エリアＥa2に位置する際、車両チューナ９のアンテナ指向性を通常向きから他向きに切り換えても、結果、Ｖｘ＞Ｖth0が不成立となることを認識する。指向性設定部２１は、Ｖｘ＞Ｖth0が不成立となることを確認すると、車両チューナ９のアンテナ指向性を元の通常向きに戻し、車両チューナ９のアンテナ指向性を同向きに設定する。よって、車両チューナ９は、電子キー２が車両１に近づきつつあることを把握し、電子キー２が通常受信エリアＥa1に近々進入することを認識する。
【００３２】
今度は、図８に示すように、電子キー２が補償領域Ｅｋに位置するときに、電子キー２で施錠ボタン６（解錠ボタン７）が操作されたとする。補償領域Ｅｋは、微弱電波感知エリアＥa2の一部であるので、電子キー２からの電波は、閾値Ｖth0よりも低い値で車両チューナ９に届く。よって、微弱電波検出部１８は、微弱電波の受信を検出することになり、電子キー２が車両１に近づきつつあるかもしれないことを認識する。
【００３３】
このとき、指向性切換部１９は、図７の例と同様に、直ちにスイッチ１７をオンしてアンテナエレメント１４にコンデンサ１６を付加して、車両チューナ９のアンテナ指向性を他向きに切り換え、車両チューナ９の受信エリアを比較受信エリアＥｂとする。そして、車両チューナ９は、アンテナ指向性が通常向きのときに受信した電波を、今度は他向きに切り換えて受信する。
【００３４】
ここでは、電子キー２が補償領域Ｅｋに位置する場合を想定しているので、車両チューナ９の受信エリアが比較受信エリアＥｂに切り換えられると、電子キー２はこの比較受信エリアＥｂ内に位置する状態をとる。このため、車両チューナ９で受信される電波は、高い値に切り換わり、結果として閾値Ｖth0よりも高い値に変化する。即ち、車両チューナ９のアンテナ指向性を通常向きから他向きに切り換えると、車両１と電子キー２とのワイヤレス通信が確立する。
【００３５】
よって、受信強度確認部２０は、電子キー２が補償領域Ｅｋに位置する際、車両チューナ９のアンテナ指向性を通常向きから他向きに切り換えると、結果、Ｖｘ＞Ｖth0が成立することを認識する。指向性設定部２１は、Ｖｘ＞Ｖth0が成立することを確認すると、車両チューナ９のアンテナ指向性を他向きのままとし、この状態で以てワイヤレス通信を継続する。これにより、電子キー２がヌル地点１３に位置していても、電子キー２からの電波が車両チューナ９に届くようになるので、電子キー２でのドアロック操作を問題無く実行することが可能となる。
【００３６】
次に、車両チューナ９の実行動作を図９のフローチャートに従って説明する。なお、同図のフローチャートは、車両チューナ９が電源オン状態をとったときに繰り返し実行される。
【００３７】
ステップ１００では、車両チューナ９で受信した電波の受信強度Ｖｘが閾値Ｖth0を超えるか否かを判定する。即ち、電子キー２が微弱電波感知エリアＥa2に位置しているか否かが判定される。なお、閾値Ｖth0は、電子キー２が微弱電波感知エリアＥa2に位置しているか否かを見る際の基準となる値であって、図５に示すスレッショルド値に相当する。ここで、Ｖｘ＞Ｖth0が成立すれば、電波の受信レベルが充分であるとしてステップ１０１に移行し、Ｖｘ＞Ｖth0が成立しなければ、ステップ１０２に移行する。
【００３８】
ステップ１０１では、電波の受信動作を実行する。即ち、コンデンサ１６を付加しない状態、即ち通常向きのアンテナ指向性で電波受信を実行する。
ステップ１０２では、受信強度ＶｘがノイズレベルＶnoiseを超えるか否かを判定する。ここで、Ｖｘ＞Ｖnoiseが成立すれば、ステップ１０３に移行する。また、Ｖｘ＞Ｖnoiseが成立しなければ、電波受信が付加であるので、リターンに進み、フローを終了する。
【００３９】
ステップ１０３では、オフ状態にあるスイッチ１７をオンに切り換えて、車両チューナ９にコンデンサ１６を付加する。これにより、車両チューナ９のアンテナ指向性が通常向きから他向きに切り換わり、車両周囲に比較受信エリアＥｂが形成される。
【００４０】
ステップ１０４では、受信強度Ｖｘが閾値Ｖth0よりも高くなるか否かを判定する。このとき、受信強度Ｖｘが閾値Ｖth0よりも高い値をとれば、車両チューナ９のアンテナ指向性は、通常向きよりも他向きの方が好ましいことが分かる。よって、Ｖｘ＞Ｖth0が成立すればステップ１０５に以降し、Ｖｘ＞Ｖth0が成立しなければステップ１０６に以降する。
【００４１】
ステップ１０５では、電波の受信動作を実行する。即ち、コンデンサ１６を付加した状態、即ち他向きのアンテナ指向性で、電波受信が可能かどうかを試みる。
ステップ１０６では、オン状態に切り換えたスイッチ１７をオフに戻し、車両チューナ９のコンデンサ１６をオフする。即ち、車両チューナ９をアンテナエレメント１４のみで動作させて、車両チューナ９のアンテナ指向性を元の通常位置に戻す。これにより、車両周囲には、車両チューナ９の受信エリアとして通常受信エリアＥa1が形成され、同エリアＥa1による通信開始が待たれる。
【００４２】
従って、本例の場合、アンテナ指向性を通常向きとした車両チューナ９で微弱電波を受信すると、車両チューナ９のアンテナ指向性を、それまでの通常向きから他向きに切り換える。そして、指向性切り換え後の受信強度Ｖｘが閾値Ｖth0よりも高くなるかを見ることによって、電子キー２の位置を判定する。このとき、受信強度Ｖｘが閾値Ｖth0よりも高くならなければ、車両チューナ９のアンテナ指向性を元の通常向きに戻して以降のワイヤレス通信の実行開始を待ち、受信強度Ｖｘが閾値Ｖth0よりも高くなれば、車両チューナ９のアンテナ指向性を他向きのままとして、ワイヤレス通信を継続する。
【００４３】
このため、もし仮に電子キー２がヌル地点１３に位置していても、このときの電子キー２からの送信電波は、アンテナ指向性を他向きに切り換えた車両チューナ９で受信することが可能となる。よって、電子キー２がヌル地点１３に位置していても、電子キー２からの電波を車両チューナ９に届かせることが可能となるので、この状況下であってもワイヤレス通信を成立させることが可能となる。このため、ワイヤレス通信の通信成立性を高いものとすることが可能となる。
【００４４】
本実施形態の構成によれば、以下に記載の効果を得ることができる。
（１）車両チューナ９のアンテナ指向性が通常向きをとる際、同指向性のヌル地点１３に電子キー２が位置していても、本例の通信シーケンスを使用することにより、電子キー２からの送信電波を車両チューナ９に受信させることができる。よって、ヌル地点１３における通信不成立状況が解消されるので、ワイヤレス通信の通信成立性を高いものとすることができる。
【００４５】
（２）車両チューナ９のアンテナ指向性を切り換える成分としてコンデンサ１６を使用するので、コンデンサ１６という入手し易い安価な部品によって車両チューナ９のアンテナ指向性を切り換えることができる。
【００４６】
（３）逆Ｌアンテナの先端にコンデンサ１６を付加すると、アンテナ指向性が激変する特性がある。本例の場合、この特性を利用して車両チューナ９のアンテナ指向性を切り換えるので、ヌル地点１３を埋める比較受信エリアＥｂを、効率よく作り出すことができる。
【００４７】
なお、実施形態はこれまでに述べた構成に限らず、以下の態様に変更してもよい。
・車両チューナ９のアンテナ指向性を変える要素は、コンデンサ１６に限定されない。例えば、図１０に示すように、金属板５１等のように受信のアンテナ指向性を変えることができるものであれば、何を用いてもよい。
【００４８】
・車両チューナ９のアンテナ指向性を通常向きから他向きに切り換える際、通常はオフ状態をとるスイッチ１７をオンすることで向きを切り換えることに限定されない。例えば、スイッチ１７は通常、オン状態をとりものとし、オン状態のスイッチ１７をオフに切り換えることにより、車両チューナ９のアンテナ指向性を通常向きから他向きに切り換えるようにしてもよい。
【００４９】
・比較受信エリアＥｂは、ヌル地点１３を補完（カバー）できていれば、どのようなエリア形状をとっていてもよい。
・車両チューナ９は、逆Ｌアンテナにより構成されることに限らず、例えばダイポールアンテナやスロットアンテナ等の他のアンテナとしてもよい。
【００５０】
・ワイヤレスキーシステム３の周波数は、ＵＨＦに限定されず、これ以外の帯域を使用してもよい。
・車両チューナアンテナ指向性設定装置１２は、ワイヤレスキーシステム３を利用した構成のものに限定されない。例えば、ワイヤレスキーシステム３とは独立したシステムとしてもよい。
【００５１】
・車両チューナアンテナ指向性設定装置１２は、ワイヤレスキーシステム３に応用されることに限定されず、例えばキー操作フリーシステムに応用してもよい。なお、キー操作フリーシステムとは、車両からキーＩＤ返信のリクエストを自動送信し、このリクエストに応答して電子キーが返信してきたＩＤコードでＩＤ照合を行うシステムである。
【００５２】
・車両チューナアンテナ指向性設定装置１２は、車両１のみに搭載されることに限らず、無線によりキー照合を行う機器、装置、システムであれば、その搭載先は別に問わない。
【００５３】
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について、それらの効果とともに以下に追記する。
（イ）請求項１〜３のいずれかにおいて、前記電子キーには、前記受信機が設置された操作対象を動作させる際に操作する操作手段が設けられ、当該操作手段が操作されると、前記電子キーの前記識別ＩＤとともに、当該操作手段に応じた機能コードとを含む送信信号が送信され、当該送信信号を基に前記車両チューナのアンテナ指向性が設定される。この構成によれば、電子キーからの送信信号を利用して、車両チューナのアンテナ指向性を設定することが可能となる。
【符号の説明】
【００５４】
２…電子キー、３…電子キーシステムとしてのワイヤレスキーシステム、９…受信機としての車両チューナ、１２…アンテナ指向性設定装置としての車両チューナアンテナ指向性設定装置、１３…ヌル地点、１４…アンテナエレメント、１５…基板、１６…指向性切換成分を構成するコンデンサ、１７…切換手段を構成するスイッチ、１８…判定手段としての微弱電波検出部、１９…切換手段を構成する指向性切換部、２０…確認手段としての受信強度確認部、２１…指向性設定手段としての指向性設定部、５１…指向性切換成分を構成する金属板、Ｓwl…電波としてのワイヤレス信号、Ｖｘ…受信強度、Ｖth0…閾値、Ｖnoise…ノイズレベル。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子キーの通信相手に搭載された受信機のアンテナ指向性を設定するキー電波受信機のアンテナ指向性設定装置及びアンテナ指向性設定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から周知のように、車両のキーシステムとしては、利便性等の面から、車両キーとしての電子キーからキーコードとしてＩＤコードを無線通信により車両に送信して、車両にＩＤ照合を実行させる電子キーシステム（特許文献１等参照）が広く使用されている。この種の電子キーシステムには、車両からのリクエストに電子キーを応答させて、車両にＩＤ照合を自動実行させるキー操作フリーシステムや、電子キーでのボタン操作によって遠隔操作により車載機器を動作させるワイヤレスキーシステム等がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２６２９１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
車両には、図１１に示すように、電子キーからの電波を受信する車両チューナ８１が設けられるが、この種の車両チューナ８１は、アンテナ指向性が円形となるように形成されてはいるものの、実施のところは、同図に示すように、受信エリア８２に局地的にヌル地点８３が存在してしまう現状がある。よって、このようなヌル地点８３に電子キーが位置してしまうと、車両チューナ８１は電子キーからの電波を受け取ることができず通信が成立しないので、通信成立性を高めるためにも何らかの対策が必要とされていた。
【０００５】
本発明の目的は、電子キー及びその通信相手の間の通信性能を向上することができるキー電波受信機のアンテナ指向性設定装置及びアンテナ指向性設定方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記問題点を解決するために、本発明では、電子キーから送信された識別ＩＤをその受信機に受信させ、当該受信機でＩＤ照合を行う電子キーシステムに使用されるキー電波受信機のアンテナ指向性設定装置において、前記受信機のアンテナ指向性を切り換え可能な指向性切換成分と、アンテナ指向性が一向きとなった前記受信機で、少なくともノイズレベルより高い受信強度の電波を受信しているか否かを判定する判定手段と、当該電波を受信した際、前記指向性切換成分によって前記受信機のアンテナ指向性を、前記一向き時に生じる受信のヌル地点を補完した他向きに切り換える切換手段と、前記アンテナ指向性の切り換え後の電波の受信強度が、通信可能な受信レベルより高くなるか否かを確認する確認手段と、前記確認手段の確認結果を基に、前記受信機のアンテナ指向性を前記一向き及び他向きのどちらかに設定する指向性設定手段とを備えたことを要旨とする。
【０００７】
この構成によれば、少なくともノイズレベルより高い電波（微弱電波）を受信機で受信した際、受信機のアンテナ指向性をそれまでの一向きから他向きに切り換え、この他向きで同じ電波を受信する。このとき、電波の受信強度が高くなれば、元の指向性では電子キーがヌル地点に入って通信が成立できないとして、受信機のアンテナ指向性を他向きのままとし、通信を継続する。一方、電波の受信強度が高くならないのであれば、受信機は元のアンテナ指向性で通信が成立するとして、受信機のアンテナ指向性を元に戻し、以降の通信開始に待機する。これにより、もし仮に受信機のアンテナ指向性が一向きの際に、電子キーがヌル地点に位置していても、通信を成立させることが可能となる。
【０００８】
本発明では、前記指向性切換成分は、前記受信機の共振値を切り換え可能なコンデンサからなることを要旨とする。
この構成によれば、指向性切換成分をコンデンサとしたので、入手し易い部品を指向性切換成分とすることが可能となる。
【０００９】
本発明では、前記受信機は、Ｌ字形状のアンテナエレメントを逆向きに基板に取り付けた逆Ｌアンテナにより構成されていることを要旨とする。
この構成によれば、例えば逆Ｌアンテナの先端に指向性切換成分を付加すると、アンテナ指向性が激変する特性があるので、この特性を効果的に利用して、ヌル地点を埋めるアンテナ指向性をより確実に形成することが可能となる。
【００１０】
本発明では、電子キーから送信された識別ＩＤをその受信機に受信させ、当該受信機でＩＤ照合を行う電子キーシステムに使用されるキー電波受信機のアンテナ指向性設定方法において、前記受信機にそのアンテナ指向性を切り換え可能な指向性切換成分を設け、アンテナ指向性が一向きとなった前記受信機で、少なくともノイズレベルより高い受信強度の電波を受信しているか否かを判定し、当該電波を受信した際、前記指向性切換成分によって前記受信機のアンテナ指向性を、前記一向き時に生じる受信のヌル地点を補完した他向きに切り換え、前記アンテナ指向性の切り換え後の電波の受信強度が、通信可能な受信レベルより高くなるか否かを確認し、この確認結果を基に、前記受信機のアンテナ指向性を前記一向き及び他向きのどちらかに設定することを要旨とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、電子キー及びその通信相手の間の通信性能を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】一実施形態における電子キーシステムの概略構成を示すブロック図。
【図２】車両チューナアンテナ指向性設定装置の具体的構成を示す構成図。
【図３】通常受信エリアとその微弱電波感知エリアの範囲を示す概念図。
【図４】比較受信エリアの範囲を示す概念図。
【図５】車両チューナにおける受信電波の受信強度変化を示す波形図。
【図６】電子キーが通常受信エリアに位置している状態を示す概念図。
【図７】電子キーが微弱電波感知エリアに位置しつつもヌル地点に位置していない状態を示す概念図。
【図８】電子キーが微弱電波感知エリアに位置しつつ、かつヌル地点に位置している状態を示す概念図。
【図９】車両チューナの実行動作を示すフローチャート。
【図１０】別例における車両チューナの構成を示す模式図。
【図１１】従来における車両チューナの受信エリアの概念を示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を車両の電子キーシステムに具体化したキー電波受信機のアンテナ指向性設定装置及びアンテナ指向性設定方法の一実施形態を図１〜図９に従って説明する。
図１に示すように、車両１には、電子キー２による遠隔操作によってドアロックの施解錠を切り換えるワイヤレスキーシステム３が設けられている。この場合、電子キー２には、電子キー２の動作を統括管理する通信制御部４が設けられている。この通信制御部４には、キー固有のＩＤ（Identification）としてＩＤコード（識別ＩＤ）が登録されている。また、通信制御部４には、ＵＨＦ（Ultra High Frequency）帯の電波を送信するＵＨＦ送信機５が接続されている。なお、ワイヤレスキーシステム３が電子キーシステムに相当する。
【００１４】
電子キー２には、ドアロックを施錠する際に操作する施錠ボタン６と、ドアロックを解錠する際に操作する解錠ボタン７とが設けられている。これらボタン６，７の操作は、通信制御部４により管理される。通信制御部４は、施錠ボタン６や解錠ボタン７が操作されたことを検出すると、各ボタンに応じたワイヤレス信号ＳwlをＵＨＦ送信機５から送信する。ワイヤレス信号Ｓwlには、ＩＤコードと機能コードとが含まれ、施錠ボタン６の操作時には、施錠要求信号が送信され、解錠ボタン７の操作時には、解錠要求信号が送信される。なお、ワイヤレス信号Ｓwlが電波に相当する。
【００１５】
また、車両１には、電子キー２のＩＤコードをＩＤ照合する照合ＥＣＵ（Electronic Control Unit）８が設けられている。この照合ＥＣＵ８には、車両１と組みをなす電子キー２のＩＤコードが登録されている。また、照合ＥＣＵ８には、ＵＨＦ帯の電波を受信可能な車両チューナ９が接続されている。照合ＥＣＵ８には、ドアロックの施解錠を管理するドアロック装置１０が車内バス１１を介して接続されている。なお、車両チューナ９が受信機に相当する。
【００１６】
照合ＥＣＵ８は、電子キー２からのワイヤレス信号Ｓwlを車両チューナ９で受信してワイヤレス通信が確立すると、このワイヤレス信号Ｓwl内のＩＤコードでＩＤ照合を行う。そして、ＩＤ照合が成立すれば、それに続く機能コードによりドアロックを施解錠する。即ち、照合ＥＣＵ８は、電子キー２から施錠要求信号を受信すると、ＩＤ照合が成立すれば、ドアロック装置１０にドアロックを施錠させる。一方、照合ＥＣＵ８は、電子キー２から解錠要求信号を受信すると、ＩＤ照合が成立すれば、ドアロック装置１０のドアロックを解錠させる。
【００１７】
図１及び図２に示すように、車両１には、車両チューナ９のアンテナ指向性を選択的に切り換え可能な車両チューナアンテナ指向性設定装置１２が設けられている。ところで、車両チューナ９のアンテナ指向性には、図３に示すように、局所的に鋭いヌル地点１３が存在する場合がある。電子キー２がヌル地点１３に位置していると、電子キー２が車両１の近傍に位置しているにもかからず、電子キー２の電波を車両チューナ９で受信することができない。よって、ワイヤレス通信が確立せず、電子キー２でボタン６，７を押し操作してもドアロックが動かないので、ストレスを感じる問題に繋がる。なお、車両チューナアンテナ指向性設定装置１２がアンテナ指向性設定装置に相当する。
【００１８】
ところで、図３に示すように、車両チューナ９には、実際の通信を実行できる受信エリア（通常受信エリアＥa1）の外側に、実際の通信を実行することはできないが、電子キー２からの電波を微弱ながら受信できる受信エリア（以降、微弱電波感知エリアＥa2（図３のドット領域）と記す）が存在する。この微弱電波感知エリアＥa2では、通信相手が何であるのかを正確に把握することはできないが、何らかの受信周波数の電波を受信している状況にあることは分かる。即ち、車両１の近傍に電子キー２が位置している可能性があることは認識できる。
【００１９】
そこで、本例の場合、車両チューナ９が通常向き（一向き）のアンテナ指向性をとる際、電波を通信不可の低い受信強度（弱いレベル）で受信すると、車両１に電子キー２が近づいているとみなす。そして、このとき、図４に示すように、車両チューナ９のアンテナ指向性を、それまでの通常向きから他向きに切り換えて、同向きの受信エリア（以降、比較受信エリアＥｂと記す）を車両１の周囲に形成する。この比較受信エリアＥｂは、通常受信エリアＥa1に発生するヌル地点１３を補完するエリアであって、通常受信エリアＥa1との差領域（図４の斜線領域：以降、補償領域Ｅｋと記す）に位置する電子キー２との通信成立を確保するためのものである。そして、車両チューナ９が比較受信エリアＥｂをとるときの電波の受信強度Ｖｘを求め、受信強度Ｖｘが高くなれば、そのまま受信を継続し、受信強度Ｖｘが高くならなければ、車両チューナ９のアンテナ指向性を元の通常向きに戻して、車両チューナ９のアンテナ指向性を設定する。
【００２０】
図２に示すように、車両チューナ９は、アンテナエレメント１４が逆Ｌ字形状をとる逆Ｌアンテナとなっている。アンテナエレメント１４は、車両チューナ９の電子部品の実装先である基板１５に取り付けられている。アンテナエレメント１４には、車両チューナ９のアンテナ指向性の切り換え要素としてコンデンサ１６がスイッチ１７を介して接続されている。コンデンサ１６は、車両チューナ９の共振値をずらすためのもので、アンテナエレメント１４と繋がるときと繋がらないときとで、車両チューナ９の受信パワーを変えずに車両チューナ９のアンテナ指向性を切り換えることが可能である。なお、コンデンサ１６が指向性切換成分を構成し、スイッチ１７が切換手段を構成する。
【００２１】
ここで、コンデンサ１６がアンテナエレメント１４に付加されていないと、車両チューナ９の受信エリアは、通常受信エリアＥa1をとる。また、コンデンサ１６がアンテナエレメント１４に付加されると、車両チューナ９の受信エリアが大きく変化し、比較受信エリアＥｂをとる。なお、比較受信エリアＥｂは、車両チューナ９が通常受信エリアＥa1をとる際に、同エリアＥa1に生じてしまうヌル地点１３を補完、つまりカバーする受信エリアとして形成されている。ヌル地点１３は、通常受信エリアＥa1が理想としてとるべき受信エリアを円形とすると、この円形に対して車両１側に鋭く切れ込む電波の届きづらい箇所に相当する。
【００２２】
ところで、図５に示すように、車両チューナ９の受信強度Ｖｘ（受信レベル）は、近くで電波を受信できれば高い値をとり、値が閾値Ｖth0を超えると、受信電波のデータが読み取れてワイヤレス通信（ＩＤ照合）が可能となるが、受信電波が閾値Ｖth0を超えていなくても、ノイズレベル（Ｖnoise）よりも高い値をとれば、通信を実行できないが何らかの微弱電波を受信していることは判断可能である。即ち、受信強度がＶth0〜Ｖnoiseの間の電波は、微弱電波として感知可能である。
【００２３】
そこで、図１及び図２に示すように、照合ＥＣＵ８には、車両チューナ９が通常受信エリアＥa1をとる際、ノイズレベルＶnoiseよりも高い微弱レベルの電波、即ち微弱電波を受信したか否かを見る微弱電波検出部１８が設けられている。本例の微弱電波検出部１８は、この微弱電波の有無を見ることにより、微弱電波受信の有り無し、即ち電子キー２が微弱電波感知エリアＥa2に位置しているか否かを判定する。なお、微弱電波検出部１８が判定手段に相当し、閾値Ｖth0が通信可能な受信レベルに相当する。
【００２４】
照合ＥＣＵ８には、車両チューナ９で微弱電波を受信した際に車両チューナ９のアンテナ指向性を他向きに切り換える指向性切換部１９が設けられている。指向性切換部１９は、スイッチ１７をオンしてコンデンサ１６をアンテナエレメント１４に繋ぐことにより、車両チューナ９のアンテナ指向性を他向き切り換え、同じ電波を今度は比較受信エリアＥｂで受信させる。なお、指向性切換部１９が切換手段を構成する。
【００２５】
照合ＥＣＵ８には、車両チューナ９のアンテナ指向性を他向きに切り換えた際の受信電波の受信強度Ｖｘが、閾値Ｖth0よりも高くなるか否かを確認する受信強度確認部２０が設けられている。このとき、受信強度Ｖｘが高い値に切り換われば、電子キー２が比較受信エリアＥｂに位置することが分かり、同エリアＥｂで電波受信をとれば、ヌル地点１３が補完できることが分かる。一方、受信強度Ｖｘが高い値に切り換わらなければ、電子キー２がヌル地点１３に無いので、指向性切り換え前の通常受信エリアＥa1で受信を行う方がよいことが分かる。なお、受信強度確認部２０が確認手段に相当する。
【００２６】
照合ＥＣＵ８には、受信強度確認部２０の確認結果を基に、車両チューナ９のアンテナ指向性を設定する指向性設定部２１が設けられている。指向性設定部２１は、車両チューナ９のアンテナ指向性を他向きに切り換えたときの受信強度Ｖｘが閾値Ｖth0よりも高くなれば、スイッチ１７のオンを継続して車両チューナ９のアンテナ指向性を他向きのままとする。一方、指向性設定部２１は、車両チューナ９のアンテナ指向性を他向きに切り換えたときの受信強度Ｖｘが閾値Ｖth0以下となれば、スイッチ１７をオフに戻し、車両チューナ９のアンテナ指向性を通常向きに戻す。なお、指向性設定部２１が指向性設定手段に相当する。
【００２７】
次に、本例の車両チューナアンテナ指向性設定装置１２の動作を図６〜図８に従って説明する。
まず、図６に示すように、電子キー２が通常受信エリアＥa1に位置するときに、電子キー２で施錠ボタン６（解錠ボタン７）が操作されたとする。なお、前提として、車両チューナ９は、最初、通常向きのアンテナ指向性をとるものとする。このとき、車両チューナ９には、電子キー２からの電波が閾値Ｖth0よりも高い値で届くので、これら２者間の通信が成立する。よって、微弱電波検出部１８は、微弱電波を検出する状態をとらず、動作しない。これにより、車両チューナ９のアンテナ指向性は通常向きのままに設定され、以降の通信が継続される。
【００２８】
続いては、図７に示すように、電子キー２が補償領域Ｅｋ以外の微弱電波感知エリアＥa2に位置するときに、電子キー２で施錠ボタン６（解錠ボタン７）が操作されたとする。このとき、車両チューナ９には、電子キー２からの電波が、ノイズレベルＶnoiseよりも高いが閾値Ｖth0よりは低い値で届く。よって、微弱電波検出部１８は、Ｖｘ＞Ｖnoiseが成立することを認識し、電子キー２が車両１に近づきつつあるかもしれないことを認識する。
【００２９】
このとき、指向性切換部１９は、直ちにスイッチ１７をオンしてアンテナエレメント１４にコンデンサ１６を付加して、車両チューナ９のアンテナ指向性を、それまでの通常向きから他向きに切り換える。車両チューナ９が他向きに切り換えられると、車両チューナ９の受信エリアが比較受信エリアＥｂに切り換わる。そして、車両チューナ９は、アンテナ指向性が通常向きのときに受信した電波を、今度は他向きに切り換えて受信する。受信強度確認部２０は、車両チューナ９のアンテナ指向性を他向きに切り換えたときの受信電波の受信強度Ｖｘが、閾値Ｖth0よりも高くなるか否かを確認する。
【００３０】
ここでは、電子キー２が補償領域Ｅｋ以外の微弱電波感知エリアＥa2に位置する場合を想定しているので、車両チューナ９の受信エリアが比較受信エリアＥｂに切り換わった際、電子キー２は比較受信エリアＥｂ内に位置しない状態をとる。このため、車両チューナ９で受信される電波は、車両チューナ９のアンテナ指向性を他向きに切り換えても、高い値に切り換わらず、閾値Ｖth0よりも低いままの値をとる。即ち、車両チューナ９のアンテナ指向性を通常向きから他向きに切り換えても、車両１と電子キー２とのワイヤレス通信は成立しない。
【００３１】
よって、受信強度確認部２０は、電子キー２が補償領域Ｅｋ以外の微弱電波感知エリアＥa2に位置する際、車両チューナ９のアンテナ指向性を通常向きから他向きに切り換えても、結果、Ｖｘ＞Ｖth0が不成立となることを認識する。指向性設定部２１は、Ｖｘ＞Ｖth0が不成立となることを確認すると、車両チューナ９のアンテナ指向性を元の通常向きに戻し、車両チューナ９のアンテナ指向性を同向きに設定する。よって、車両チューナ９は、電子キー２が車両１に近づきつつあることを把握し、電子キー２が通常受信エリアＥa1に近々進入することを認識する。
【００３２】
今度は、図８に示すように、電子キー２が補償領域Ｅｋに位置するときに、電子キー２で施錠ボタン６（解錠ボタン７）が操作されたとする。補償領域Ｅｋは、微弱電波感知エリアＥa2の一部であるので、電子キー２からの電波は、閾値Ｖth0よりも低い値で車両チューナ９に届く。よって、微弱電波検出部１８は、微弱電波の受信を検出することになり、電子キー２が車両１に近づきつつあるかもしれないことを認識する。
【００３３】
このとき、指向性切換部１９は、図７の例と同様に、直ちにスイッチ１７をオンしてアンテナエレメント１４にコンデンサ１６を付加して、車両チューナ９のアンテナ指向性を他向きに切り換え、車両チューナ９の受信エリアを比較受信エリアＥｂとする。そして、車両チューナ９は、アンテナ指向性が通常向きのときに受信した電波を、今度は他向きに切り換えて受信する。
【００３４】
ここでは、電子キー２が補償領域Ｅｋに位置する場合を想定しているので、車両チューナ９の受信エリアが比較受信エリアＥｂに切り換えられると、電子キー２はこの比較受信エリアＥｂ内に位置する状態をとる。このため、車両チューナ９で受信される電波は、高い値に切り換わり、結果として閾値Ｖth0よりも高い値に変化する。即ち、車両チューナ９のアンテナ指向性を通常向きから他向きに切り換えると、車両１と電子キー２とのワイヤレス通信が確立する。
【００３５】
よって、受信強度確認部２０は、電子キー２が補償領域Ｅｋに位置する際、車両チューナ９のアンテナ指向性を通常向きから他向きに切り換えると、結果、Ｖｘ＞Ｖth0が成立することを認識する。指向性設定部２１は、Ｖｘ＞Ｖth0が成立することを確認すると、車両チューナ９のアンテナ指向性を他向きのままとし、この状態で以てワイヤレス通信を継続する。これにより、電子キー２がヌル地点１３に位置していても、電子キー２からの電波が車両チューナ９に届くようになるので、電子キー２でのドアロック操作を問題無く実行することが可能となる。
【００３６】
次に、車両チューナ９の実行動作を図９のフローチャートに従って説明する。なお、同図のフローチャートは、車両チューナ９が電源オン状態をとったときに繰り返し実行される。
【００３７】
ステップ１００では、車両チューナ９で受信した電波の受信強度Ｖｘが閾値Ｖth0を超えるか否かを判定する。即ち、電子キー２が微弱電波感知エリアＥa2に位置しているか否かが判定される。なお、閾値Ｖth0は、電子キー２が微弱電波感知エリアＥa2に位置しているか否かを見る際の基準となる値であって、図５に示すスレッショルド値に相当する。ここで、Ｖｘ＞Ｖth0が成立すれば、電波の受信レベルが充分であるとしてステップ１０１に移行し、Ｖｘ＞Ｖth0が成立しなければ、ステップ１０２に移行する。
【００３８】
ステップ１０１では、電波の受信動作を実行する。即ち、コンデンサ１６を付加しない状態、即ち通常向きのアンテナ指向性で電波受信を実行する。
ステップ１０２では、受信強度ＶｘがノイズレベルＶnoiseを超えるか否かを判定する。ここで、Ｖｘ＞Ｖnoiseが成立すれば、ステップ１０３に移行する。また、Ｖｘ＞Ｖnoiseが成立しなければ、電波受信が付加であるので、リターンに進み、フローを終了する。
【００３９】
ステップ１０３では、オフ状態にあるスイッチ１７をオンに切り換えて、車両チューナ９にコンデンサ１６を付加する。これにより、車両チューナ９のアンテナ指向性が通常向きから他向きに切り換わり、車両周囲に比較受信エリアＥｂが形成される。
【００４０】
ステップ１０４では、受信強度Ｖｘが閾値Ｖth0よりも高くなるか否かを判定する。このとき、受信強度Ｖｘが閾値Ｖth0よりも高い値をとれば、車両チューナ９のアンテナ指向性は、通常向きよりも他向きの方が好ましいことが分かる。よって、Ｖｘ＞Ｖth0が成立すればステップ１０５に以降し、Ｖｘ＞Ｖth0が成立しなければステップ１０６に以降する。
【００４１】
ステップ１０５では、電波の受信動作を実行する。即ち、コンデンサ１６を付加した状態、即ち他向きのアンテナ指向性で、電波受信が可能かどうかを試みる。
ステップ１０６では、オン状態に切り換えたスイッチ１７をオフに戻し、車両チューナ９のコンデンサ１６をオフする。即ち、車両チューナ９をアンテナエレメント１４のみで動作させて、車両チューナ９のアンテナ指向性を元の通常位置に戻す。これにより、車両周囲には、車両チューナ９の受信エリアとして通常受信エリアＥa1が形成され、同エリアＥa1による通信開始が待たれる。
【００４２】
従って、本例の場合、アンテナ指向性を通常向きとした車両チューナ９で微弱電波を受信すると、車両チューナ９のアンテナ指向性を、それまでの通常向きから他向きに切り換える。そして、指向性切り換え後の受信強度Ｖｘが閾値Ｖth0よりも高くなるかを見ることによって、電子キー２の位置を判定する。このとき、受信強度Ｖｘが閾値Ｖth0よりも高くならなければ、車両チューナ９のアンテナ指向性を元の通常向きに戻して以降のワイヤレス通信の実行開始を待ち、受信強度Ｖｘが閾値Ｖth0よりも高くなれば、車両チューナ９のアンテナ指向性を他向きのままとして、ワイヤレス通信を継続する。
【００４３】
このため、もし仮に電子キー２がヌル地点１３に位置していても、このときの電子キー２からの送信電波は、アンテナ指向性を他向きに切り換えた車両チューナ９で受信することが可能となる。よって、電子キー２がヌル地点１３に位置していても、電子キー２からの電波を車両チューナ９に届かせることが可能となるので、この状況下であってもワイヤレス通信を成立させることが可能となる。このため、ワイヤレス通信の通信成立性を高いものとすることが可能となる。
【００４４】
本実施形態の構成によれば、以下に記載の効果を得ることができる。
（１）車両チューナ９のアンテナ指向性が通常向きをとる際、同指向性のヌル地点１３に電子キー２が位置していても、本例の通信シーケンスを使用することにより、電子キー２からの送信電波を車両チューナ９に受信させることができる。よって、ヌル地点１３における通信不成立状況が解消されるので、ワイヤレス通信の通信成立性を高いものとすることができる。
【００４５】
（２）車両チューナ９のアンテナ指向性を切り換える成分としてコンデンサ１６を使用するので、コンデンサ１６という入手し易い安価な部品によって車両チューナ９のアンテナ指向性を切り換えることができる。
【００４６】
（３）逆Ｌアンテナの先端にコンデンサ１６を付加すると、アンテナ指向性が激変する特性がある。本例の場合、この特性を利用して車両チューナ９のアンテナ指向性を切り換えるので、ヌル地点１３を埋める比較受信エリアＥｂを、効率よく作り出すことができる。
【００４７】
なお、実施形態はこれまでに述べた構成に限らず、以下の態様に変更してもよい。
・車両チューナ９のアンテナ指向性を変える要素は、コンデンサ１６に限定されない。例えば、図１０に示すように、金属板５１等のように受信のアンテナ指向性を変えることができるものであれば、何を用いてもよい。
【００４８】
・車両チューナ９のアンテナ指向性を通常向きから他向きに切り換える際、通常はオフ状態をとるスイッチ１７をオンすることで向きを切り換えることに限定されない。例えば、スイッチ１７は通常、オン状態をとりものとし、オン状態のスイッチ１７をオフに切り換えることにより、車両チューナ９のアンテナ指向性を通常向きから他向きに切り換えるようにしてもよい。
【００４９】
・比較受信エリアＥｂは、ヌル地点１３を補完（カバー）できていれば、どのようなエリア形状をとっていてもよい。
・車両チューナ９は、逆Ｌアンテナにより構成されることに限らず、例えばダイポールアンテナやスロットアンテナ等の他のアンテナとしてもよい。
【００５０】
・ワイヤレスキーシステム３の周波数は、ＵＨＦに限定されず、これ以外の帯域を使用してもよい。
・車両チューナアンテナ指向性設定装置１２は、ワイヤレスキーシステム３を利用した構成のものに限定されない。例えば、ワイヤレスキーシステム３とは独立したシステムとしてもよい。
【００５１】
・車両チューナアンテナ指向性設定装置１２は、ワイヤレスキーシステム３に応用されることに限定されず、例えばキー操作フリーシステムに応用してもよい。なお、キー操作フリーシステムとは、車両からキーＩＤ返信のリクエストを自動送信し、このリクエストに応答して電子キーが返信してきたＩＤコードでＩＤ照合を行うシステムである。
【００５２】
・車両チューナアンテナ指向性設定装置１２は、車両１のみに搭載されることに限らず、無線によりキー照合を行う機器、装置、システムであれば、その搭載先は別に問わない。
【００５３】
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について、それらの効果とともに以下に追記する。
（イ）請求項１〜３のいずれかにおいて、前記電子キーには、前記受信機が設置された操作対象を動作させる際に操作する操作手段が設けられ、当該操作手段が操作されると、前記電子キーの前記識別ＩＤとともに、当該操作手段に応じた機能コードとを含む送信信号が送信され、当該送信信号を基に前記車両チューナのアンテナ指向性が設定される。この構成によれば、電子キーからの送信信号を利用して、車両チューナのアンテナ指向性を設定することが可能となる。
【符号の説明】
【００５４】
２…電子キー、３…電子キーシステムとしてのワイヤレスキーシステム、９…受信機としての車両チューナ、１２…アンテナ指向性設定装置としての車両チューナアンテナ指向性設定装置、１３…ヌル地点、１４…アンテナエレメント、１５…基板、１６…指向性切換成分を構成するコンデンサ、１７…切換手段を構成するスイッチ、１８…判定手段としての微弱電波検出部、１９…切換手段を構成する指向性切換部、２０…確認手段としての受信強度確認部、２１…指向性設定手段としての指向性設定部、５１…指向性切換成分を構成する金属板、Ｓwl…電波としてのワイヤレス信号、Ｖｘ…受信強度、Ｖth0…閾値、Ｖnoise…ノイズレベル。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子キーから送信された識別ＩＤを受信する電子キーシステムに使用されるキー電波受信機のアンテナ指向性設定装置において、
前記受信機のアンテナ指向性を切り換え可能な指向性切換成分と、
アンテナ指向性が一向きとなった前記受信機で、少なくともノイズレベルより高い受信強度の電波を受信しているか否かを判定する判定手段と、
当該電波を受信した際、前記指向性切換成分によって前記受信機のアンテナ指向性を、前記一向き時に生じる受信のヌル地点を補完した他向きに切り換える切換手段と、
前記アンテナ指向性の切り換え後の電波の受信強度が、通信可能な受信レベルより高くなるか否かを確認する確認手段と、
前記確認手段の確認結果を基に、前記受信機のアンテナ指向性を前記一向き及び他向きのどちらかに設定する指向性設定手段と
を備えたことを特徴とするキー電波受信機のアンテナ指向性設定装置。
【請求項２】
前記指向性切換成分は、前記受信機の共振値を切り換え可能なコンデンサからなる
ことを特徴とする請求項１に記載のキー電波受信機のアンテナ指向性設定装置。
【請求項３】
前記受信機は、Ｌ字形状のアンテナエレメントを逆向きにして基板に取り付けた逆Ｌアンテナにより構成されている
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のキー電波受信機のアンテナ指向性設定装置。
【請求項４】
電子キーから送信された識別ＩＤを受信する電子キーシステムに使用されるキー電波受信機のアンテナ指向性設定方法において、
前記受信機にそのアンテナ指向性を切り換え可能な指向性切換成分を設け、アンテナ指向性が一向きとなった前記受信機で、少なくともノイズレベルより高い受信強度の電波を受信しているか否かを判定し、当該電波を受信した際、前記指向性切換成分によって前記受信機のアンテナ指向性を、前記一向き時に生じる受信のヌル地点を補完した他向きに切り換え、前記アンテナ指向性の切り換え後の電波の受信強度が、通信可能な受信レベルより高くなるか否かを確認し、この確認結果を基に、前記受信機のアンテナ指向性を前記一向き及び他向きのどちらかに設定する
ことを特徴とするキー電波受信機のアンテナ指向性設定方法。
【請求項１】
電子キーから送信された識別ＩＤを受信する電子キーシステムに使用されるキー電波受信機のアンテナ指向性設定装置において、
前記受信機のアンテナ指向性を切り換え可能な指向性切換成分と、
アンテナ指向性が一向きとなった前記受信機で、少なくともノイズレベルより高い受信強度の電波を受信しているか否かを判定する判定手段と、
当該電波を受信した際、前記指向性切換成分によって前記受信機のアンテナ指向性を、前記一向き時に生じる受信のヌル地点を補完した他向きに切り換える切換手段と、
前記アンテナ指向性の切り換え後の電波の受信強度が、通信可能な受信レベルより高くなるか否かを確認する確認手段と、
前記確認手段の確認結果を基に、前記受信機のアンテナ指向性を前記一向き及び他向きのどちらかに設定する指向性設定手段と
を備えたことを特徴とするキー電波受信機のアンテナ指向性設定装置。
【請求項２】
前記指向性切換成分は、前記受信機の共振値を切り換え可能なコンデンサからなる
ことを特徴とする請求項１に記載のキー電波受信機のアンテナ指向性設定装置。
【請求項３】
前記受信機は、Ｌ字形状のアンテナエレメントを逆向きにして基板に取り付けた逆Ｌアンテナにより構成されている
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のキー電波受信機のアンテナ指向性設定装置。
【請求項４】
電子キーから送信された識別ＩＤを受信する電子キーシステムに使用されるキー電波受信機のアンテナ指向性設定方法において、
前記受信機にそのアンテナ指向性を切り換え可能な指向性切換成分を設け、アンテナ指向性が一向きとなった前記受信機で、少なくともノイズレベルより高い受信強度の電波を受信しているか否かを判定し、当該電波を受信した際、前記指向性切換成分によって前記受信機のアンテナ指向性を、前記一向き時に生じる受信のヌル地点を補完した他向きに切り換え、前記アンテナ指向性の切り換え後の電波の受信強度が、通信可能な受信レベルより高くなるか否かを確認し、この確認結果を基に、前記受信機のアンテナ指向性を前記一向き及び他向きのどちらかに設定する
ことを特徴とするキー電波受信機のアンテナ指向性設定方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１１−１０９５８８（Ｐ２０１１−１０９５８８Ａ）
【公開日】平成２３年６月２日（２０１１．６．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２６５１３９（Ｐ２００９−２６５１３９）
【出願日】平成２１年１１月２０日（２００９．１１．２０）
【出願人】（０００００３５５１）株式会社東海理化電機製作所 (3,198)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年６月２日（２０１１．６．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１１月２０日（２００９．１１．２０）
【出願人】（０００００３５５１）株式会社東海理化電機製作所 (3,198)
【Ｆターム（参考）】
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