JP2011073568A

JP2011073568A - 車載機

Info

Publication number: JP2011073568A
Application number: JP2009226931A
Authority: JP
Inventors: Masashi Ikeura; 正史池浦
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2009-09-30
Filing date: 2009-09-30
Publication date: 2011-04-14

Abstract

【課題】主に自動車のドアの施解錠や開閉等に用いられる車載機に関し、異常が発生している部位の判断が的確でメンテナンスの容易なものを提供することを目的とする。
【解決手段】車載機５０の制御手段４３に送信アンテナ４５が接続され、制御手段４３で生成した検査信号Ａ１が送信アンテナ４５を介して送信され、検査信号Ａ１の高調波となる帰還信号Ｃ１が受信回路４２を介して制御手段４３に帰還され、制御手段４３で帰還信号Ｃ１に基づき受信回路４２の異常を判定しているため、異常が発生している部位の判断が的確でメンテナンスの容易な車載機を得ることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、主に自動車に装着され、ドアの施解錠や開閉等の遠隔制御に使用される車両通信システムに用いられる車載機に関するものである。

近年、運転者が携帯機を持って車両に近づいて車両のドア等に配置されたスイッチを操作するだけで、車両のドアを解錠等すると共に、車両から離れるだけで車両のドアを施錠等するパッシブ・キーレスエントリ動作可能な車両通信システムが徐々に広まっている。

このような、従来の車両通信システムについて、図５を用いて説明する。

図５は従来の車両通信システムの回路ブロック図であり、同図において、１は例えば３５０ＭＨｚの超高周波帯（ＵｌｔｒａＨｉｇｈＦｒｅｑｕｅｎｃｙＢａｎｄ）（以下、ＵＨＦ帯と記載する）に共振周波数を有する受信アンテナ、２は受信アンテナ１に接続された電子部品などで構成された受信回路、３は電子部品で構成された例えば１２５ｋＨｚの低周波帯（ＬｏｗＦｒｅｑｕｅｎｃｙＢａｎｄ）（以下、ＬＦ帯と記載する）の電波を送信するＬＦ回路で、外部端子４、５と接続されている。

さらに、６はマイコンなどで構成された制御手段で、制御手段６が受信回路２、ＬＦ回路３及び外部端子７と電気的に接続されて、車載機１０が構成されていた。

そして、このような車載機１０が運転席前方のインスツルメントパネル内部などの所定位置に配置されており、車載機１０の外部端子４、５が、１１で示す例えば１２５ｋＨｚのＬＦ帯の車載アンテナに、コネクタやハーネスを介して電気的に接続される。

また、車載機１０の外部端子７は、ドアの施解錠スイッチの施錠動作や解錠動作を行うモータなどの駆動装置（図示せず）と電気的に接続される。

一方、２１は例えば３５０ＭＨｚのＵＨＦ帯に共振周波数を有する送信アンテナ、２２は送信アンテナ２１に接続された電子部品などにより構成された送信回路、２３は例えば１２５ｋＨｚのＬＦ帯に共振周波数を有する受信アンテナで、送信アンテナ２１が送信回路２２に接続されている。

さらに、２４はマイコンなどの半導体素子で構成された制御手段で、円筒形状のリチウム電池などの電池２５から電源を供給されると共に、送信回路２２と受信アンテナ２３に接続されて、携帯機３０が構成されていた。

そして、車載機１０、車載アンテナ１１および携帯機３０から従来の車両通信システムが構成されていた。

以上の構成において、従来の車両通信システムでは、いわゆるパッシブ・キーレスエントリ動作として、まず車載機１０の制御手段６が、例えば車両のドア等に設けられたボタン状のスイッチ（図示せず）を運転者が押圧操作した後に、携帯機の有無を問い合わせる要求信号１２を、車載アンテナ１１を介して送信する。

そして、携帯機３０を所有している運転者が車両の近傍に近づくと、携帯機３０の受信アンテナ２３を介して要求信号１２が入力された制御手段２４が、要求信号１２が正規の信号であることを確認した後、解錠信号１３を自動的に出力する。

そして解錠信号１３を受信した車載機１０の制御手段６は、解錠信号１３が正規の信号であることを確認した後、モータなどの駆動装置を駆動させ、例えばフロントドアのロックを解除する。

なお、この時、車載機１０、車載アンテナ１１および携帯機３０のいずれかに異常が発生している場合はフロントドアのロックの解除が行われないものの、車載アンテナ１１あるいは車載機１０のＬＦ回路３に異常が発生している場合、つまり要求信号１２が送信されない状況では携帯機３０ではなく、車両に搭載された車載機１０あるいは車載アンテナ１１に異常の発生原因があることを特定することができる。

つまり、要求信号１２を送信する際に流れる外部端子４、５間の電流を、車載機１０の制御手段６が監視しており、電流が所定の範囲内に無ければ車載機１０あるいは車載アンテナ１１に異常が発生していると判定するものである。

しかしながら、携帯機３０の送信回路２２あるいは車載機１０の受信回路２に異常が発生している場合には、いずれの場合も車載機１０の制御手段６で解錠信号１３が受信できないため、携帯機３０あるいは車載機１０いずれに故障の原因があるか判別できなかった。

なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。

特開平９−７８９１３号公報

上述したように、従来の車両通信システムに用いる車載機においては、携帯機３０の送信回路２２と車載機１０の受信回路２のいずれかに異常が発生している場合には、いずれの場合も車載機１０の制御手段６で解錠信号１３が受信できないため、車載機１０あるいは携帯機３０いずれに異常が発生しているか判別できないという課題があった。

本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、車載機の受信回路の故障を検出することにより、異常が車載機１０と携帯機３０のいずれにあるか判別することができ、異常が発生している部位の判断が的確でメンテナンスの容易な車載機を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、以下の構成を有するものである。

本発明の請求項１に記載の発明は、車載機の制御手段に送信アンテナが接続され、制御手段で生成した検査信号が送信アンテナを介して送信され、検査信号の高調波となる帰還信号が受信回路を介して制御手段に帰還され、制御手段で帰還信号に基づき受信回路の異常を判定することにより、異常が車載機１０と携帯機３０のいずれにあるか判別することができ、異常が発生している部位の判断が的確でメンテナンスの容易な車載機を提供しうるという作用を有する。

請求項２に記載の発明は、車載機の送信アンテナをプリント基板上に配線された配線パターンで構成することにより、車載機の受信回路などの配線パターン形成と同時に形成することができ、これにより別途加工などする必要がなく低コストに異常が発生している部位の判断が的確でメンテナンスの容易な車載機を提供しうるという作用を有する。

請求項３に記載の発明は、車載機の送信アンテナの共振周波数は、受信アンテナの共振周波数の１／５倍以上５倍以下に設定することにより、基本波が送信アンテナから送信されることなく、車載機内部の制御手段や受信回路への放射ノイズを抑制しうる車載機を提供しうるという作用を有する。

以上のように本発明によれば異常が発生している部位の判断が的確でメンテナンスの容易な車載機を実現することができるという有利な効果が得られる。

本発明の一実施の形態による車両通信システムの回路ブロック図高調波を説明する信号波形図本発明の一実施の形態による車両通信システムの信号波形図同部分回路図従来の車両通信システムの回路ブロック図

以下、本発明の実施の形態について、図１〜図４を用いて説明する。

なお、背景技術の項で説明した構成と同一構成の部分には同一符号を付して、詳細な説明を簡略化する。

（実施の形態）
図１は本発明の一実施の形態による車両通信システムの回路ブロック図であり、同図において、４１は例えば３５０ＭＨｚのＵＨＦ帯に共振周波数を有する受信アンテナで、例えばＬ字状に折り曲げられた金属製の導線をプリント基板上に垂直に立てて半田付けするなどして線状アンテナとして構成される。

また、４２は受信アンテナ４１から入力された信号を増幅、検波など行う電子部品などで構成された受信回路である。

さらに、４３はマイコンなどで構成された制御手段で、受信回路４２に直接あるいは所定の回路を介して間接的に接続されると共に、外部端子４４に接続されている。

そして、４５は制御手段４３の信号出力端子４３Ａに接続された送信アンテナで、送信アンテナ４５はプリント基板上に配線パターンとして形成されており、例えば基板上面または下面にフォトレジストを施し、所定のパターンを残して露光するフォトリソグラフィを行うことで作成する。

なお、送信アンテナ４５は共振周波数が、例えば受信アンテナ４１の共振周波数の１／５倍以上、５倍以下になるよう形成されると共に、受信アンテナ４１の一端は信号出力端子４３Ａに接続されており、他端（図示せず）は開放端あるいは基板に接続されたコネクタ端子（図示せず）などに接続されている。

また、４７は電子部品で構成されたＬＦ帯の電波を送信するＬＦ回路で、外部端子４８、４９と接続されると共に、制御手段４３と接続している。

そして、これらの受信アンテナ４１、受信回路４２、制御手段４３、送信アンテナ４５、ＬＦ回路４７から、車載機５０が構成されている。

そして、車載機５０は運転席前方のインスツルメントパネル内部などの所定位置に配置されており、車載機５０の外部端子４８、４９が、１１で示す例えば１２５ｋＨｚのＬＦ帯の車載アンテナとコネクタやハーネスを介して電気的に接続されている。

なお、車載機５０の外部端子４４は、ドアの施解錠スイッチの施錠動作や解錠動作を行うモータなどの駆動装置（図示せず）と電気的に接続されている。

一方、２１は例えば３５０ＭＨｚのＵＨＦ帯に共振周波数を有する送信アンテナ、２２は送信アンテナ２１に接続された電子部品などにより構成された送信回路、２３は例えば１２５ｋＨｚのＬＦ帯に共振周波数を有する受信アンテナである。

さらに、２４はマイコンなどの半導体素子で構成された制御手段で、円筒形状のリチウム電池などの電池２５から電源を供給されると共に、送信回路２２と受信アンテナ２３に接続され、携帯機３０が構成されている。

そして、車載機５０、車載アンテナ１１および携帯機３０から車両通信システム６０が構成されている。

以上のように構成される車両通信システム６０において、いわゆるパッシブ・キーレスエントリ動作として、まず車載機５０の制御手段４３が携帯機の有無を問い合わせる要求信号１２を、例えば車両のドア等に設けられたボタン状のスイッチ（図示せず）を運転者が押圧操作した信号を検出した後に、車載アンテナ１１を介して送信する。

そして、携帯機３０を所有している運転者が車両の近傍に近づくと、携帯機３０の受信アンテナ２３を介して要求信号１２が入力された制御手段２４が、要求信号１２が正規の信号であることを確認した後、解錠信号１３を送信回路２２と送信アンテナ２１を介して自動的に出力する。

そして解錠信号１３を受信した車載機５０の制御手段４３は、解錠信号１３が正規の信号であることを確認した後、外部端子４４を介してモータなどの駆動装置を駆動させ、例えばフロントドアのロックを解除する。

なお、車載機５０、車載アンテナ１１および携帯機３０のいずれかに異常が発生している場合はフロントドアのロックの解除が行われないものの、要求信号１２が送信されない状況では携帯機３０ではなく、車両に搭載された車載機５０あるいは車載アンテナ１１に異常の発生原因があることを特定することができる。

この場合、要求信号１２を送信する際の外部端子４８、４９間を流れる電流を、車載機５０の制御手段４３が監視しており、電流が所定の範囲内に無ければ故障と判定するものである。

一方、車載機５０の制御手段４３で解錠信号１３が受信できない場合、制御手段４３は、例えば車両のドア等に設けられたボタン状のスイッチ（図示せず）を運転者が押圧操作した後に、信号出力端子４３Ａから検査信号Ａ１を出力する。

ここで、図２の信号波形図において、検査信号Ａ１は例えば図２（ａ）で示すような方形波であり、制御手段４３が動作するためのクロック信号を元に生成する、例えば１ＭＨｚの周期の信号である。

このような方形波の信号は、異なる振幅を持った複数の周波数の正弦波波形を有する信号の集合からなる。

これを、図２（ｂ）を用いて説明するが、ここで図２（ｂ）は、組み合わせる波形の数が増えることで、図２（ａ）の方形波の検査信号Ａ１に波形が近似される様子を示している。

ここで、一点鎖線で示す信号Ａ２は図２（ａ）の検査信号Ａ１と同じ周期の周波数の信号であり、これが基本波と呼ばれるものである。

それに対し、点線で示す信号Ａ３は、信号Ａ２に基本波の３倍の周波数で振幅が１／３倍の信号を組み合わせたもの、実線で示す信号Ａ４は信号Ａ３に基本波の５倍の周波数で振幅が１／５倍の信号波形を組み合わせたもので、徐々に検査信号Ａ１と同じ方形波の信号波形に近づく。

これらの基本波の整数倍の周波数を有する信号が高調波で、方形波の信号波形は基本波と基本波の奇数倍の周波数の高調波により構成されている。

すなわち、図１において、例えば１ＭＨｚの周期の方形波からなる検査信号Ａ１を制御手段４３が送信すると、送信アンテナ４５を介して検査信号Ａ１に含まれる例えば３１５ＭＨｚの高調波の送信信号Ｂ１を送信する。

この送信信号Ｂ１は、受信アンテナ４１を介して帰還信号Ｃ１として帰還され、受信回路４２で増幅、検波などされた後、復調信号Ｄ１として、制御手段４３に入力される。

さらに、図３の信号波形図を用いて説明すると、図３（ａ）に示すのが検査信号Ａ１で、例えば１ＭＨｚの信号が所定時間Ｔ１の出力と所定時間Ｔ２の非出力が繰り返された信号となっている。

そして、図３（ｂ）に示すのが送信信号Ｂ１で、送信アンテナ４５の共振周波数が例えば受信アンテナ４１と同じ３１５ＭＨｚであれば、検査信号Ａ１として１ＭＨｚの信号が出力されている時間Ｔ１の間、３１５ＭＨｚの周波数の信号が出力され、１ＭＨｚの信号が非出力の時間Ｔ２の間は非送信となる。

また、図３（ｃ）に示すのは帰還信号Ｃ１で、送信信号Ｂ１が車載機５０の筐体内を減衰しながら伝搬してきた信号で、送信信号Ｂ１として３１５ＭＨｚの信号が送信されている時間Ｔ１の間、帰還信号Ｃ１も振幅が非常に小さな３１５ＭＨｚの信号が受信され、３１５ＭＨｚの信号が非送信の時間Ｔ２の間は非受信となる。

さらに、図３（ｄ）に示すのは復調信号Ｄ１で、帰還信号Ｃ１が受信回路４２で増幅され、更に検波されて、Ｈｉ／Ｌｏのデジタル信号に復調されたもので、帰還信号Ｃ１として、３１５ＭＨｚの信号が受信されている時間Ｔ１の間はＨｉの信号となり、非受信の時間Ｔ２の間はＬｏの信号となる。

そして、制御手段４３により、復調信号Ｄ１が正規の信号か判断し、正規の信号と確認できれば、「受信回路４２に異常なし」、正規の信号で無ければ、「受信回路４２に異常あり」と判定する。

つまり、図３（ｄ）の復調信号Ｄ１が、Ｈｉの信号が時間Ｔ１、Ｌｏの信号が時間Ｔ２となる信号の繰り返しであれば、検査信号Ａ１を基にする信号が帰還され受信回路４２が正常に動作したものと制御手段４３が判定して、「受信回路４２に異常なし」とし、復調信号Ｄ１が認識できなかったり、認識できたとしてもＨｉの信号が時間Ｔ１、Ｌｏの信号が時間Ｔ２となる信号の繰り返しで無ければ「受信回路４２に異常あり」とするものである。

なお、制御手段４３は受信回路４２で増幅された帰還信号Ｃ１が入力されるものとして構成することも可能で、その場合、増幅された帰還信号Ｃ１の強度が所定の閾値を越えている場合には「受信回路４２に異常なし」、所定の閾値を越えない場合に「受信回路４２に異常あり」と判定しても良い。

上述したように制御手段４３で判定した後、例えば、「受信回路４２に異常あり」と判定した場合には、車載機５０に接続されたハザードランプ（図示せず）やブザー（図示せず）などの報知手段を所定時間継続して点滅あるいは鳴音させることにより運転者に通知し、一方、制御手段４３が「受信回路４２に異常なし」と判定した場合には、報知手段の作動をせず運転者に通知しない報知制御を制御手段４３が行う。

なお、逆に制御手段４３が「受信回路４２に異常なし」と判定した場合に報知手段の作動をし、「受信回路４２に異常あり」と判定した場合に報知手段の作動をしない報知制御を制御手段４３が行っても良い。

つまり、運転者は車載機５０の受信回路４２に異常が発生したことを知ることができるため、車載機５０の制御手段４３で解錠信号１３が受信できない場合でも、車載機５０に異常の発生原因があることを判別することができる。

そのため、運転者は携帯機３０だけに異常が発生している場合には、携帯機３０を郵送して修理することができるほか、街歩きなどの際に車両販売店などに立ち寄って故障の修理などを行うことができ、運転者の手間や車両販売店での検査を減らすことができる。

したがって、これにより、車載機５０と携帯機３０のいずれに異常が発生しているのか判別することができるため、異常が発生している部位の判断が的確でメンテナンスの容易な車載機を提供することが可能となる。

なお、図３（ａ）の検査信号Ａ１において図３（ｂ）の送信信号Ｂ１として送信された部分を除く残りの電力は、制御手段４３に送信アンテナ４５を直接接続した場合、送信アンテナ４５先端で反射波として反射され制御手段４３の信号出力端子４３Ａに戻ってくる。

このように制御手段４３に送信アンテナ４５を直接接続した場合、信号出力端子４３Ａの耐電力を考慮して、検査信号Ａ１の出力を下げて反射波を小さくする必要があるが、図４の部分回路図のように例えばコンデンサ６１と抵抗６２で構成されたハイパスフィルター回路６３を制御手段４３の信号出力端子４３Ａと送信アンテナ４５の間に配置すれば、検査信号Ａ１の出力を大きくすることができる。

つまり、検査信号Ａ１の反射波の成分の殆どは基本波近傍の周波数が低い成分であるため、ハイパスフィルター回路６３により反射波の成分の殆どをプリント基板のグランドに逃がすことができ、反射波を考慮せず検査信号Ａ１の出力を大きくできるものである。

このように本実施の形態によれば、車載機５０の制御手段４３に送信アンテナ４５が接続され、制御手段４３で生成した検査信号Ａ１が送信アンテナを介して送信され、検査信号Ａ１の高調波となる帰還信号Ｃ１が受信回路４２を介して制御手段４３に帰還され、制御手段４３で帰還信号Ｃ１に基づき受信回路４２の異常を判定するもので、車載機５０の受信回路４２に異常が発生したことを検出することにより、異常が車載機５０と携帯機３０のいずれにあるか判別することができ、異常が発生している部位の判断が的確でメンテナンスの容易な車載機を得ることができるものである。

また、車載機５０の送信アンテナ４５をプリント基板上に配線された配線パターンで構成することにより、車載機５０の受信回路４２などの配線パターン形成と同時に形成することができ、これにより別途加工などする必要がなく低コストに異常が発生している部位の判断が的確でメンテナンスの容易な車載機を得ることができるものである。

さらに、車載機５０の送信アンテナ４５の共振周波数は、受信アンテナ４１の共振周波数の１／５倍以上５倍以下に設定されているため、例えば制御手段４３のクロック信号の周波数の基本波が送信アンテナ４５から送信されなくなるため、制御手段４３や受信回路４２に基本波の周波数の放射ノイズが侵入することを防ぐことができ、安定して動作可能な車載機を得ることができる。

なお、上述の説明は、車載機５０が携帯機３０に要求信号１２を送信し、携帯機３０が解錠信号１３を返信するパッシブ・キーレスエントリ動作を行う車両通信システム６０について記載したが、本発明はこれに限定されるものではなく、単に運転者が携帯機３０に設けられたスイッチなどを操作し携帯機３０が車載機５０に解錠信号１３を送信するキーレスエントリ動作を行う車両通信システム、すなわち車載アンテナ１１やＬＦ回路４７を備えない車両通信システムに用いても良い。

また、制御手段４３が検査信号Ａ１を出力するタイミングとして、車両のドアに設けられたスイッチなどを操作した際に、制御手段４３が検査信号Ａ１を出力するものに本発明は限定されず、例えば１２時間等の所定時間ごとに制御手段４３が検査信号Ａ１を出力する構成としても良い。

本発明による車載機は、異常が発生している部位の判断が的確でメンテナンスの容易なものが得られ、主に自動車のドアの施解錠や開閉制御用として有用である。

１１車載アンテナ
１２要求信号
１３解錠信号
２１送信アンテナ
２２送信回路
２３受信アンテナ
２４制御手段
２５電池
３０携帯機
４１受信アンテナ
４２受信回路
４３制御手段
４４、４８、４９外部端子
４７ＬＦ回路
５０車載機
６０車両通信システム

Claims

受信アンテナと受信回路からなる受信手段と、前記受信手段から信号が入力される制御手段と、前記制御手段と電気的に接続された送信アンテナとを備え、前記制御手段で生成した検査信号が前記送信アンテナを介して送信され、前記検査信号の高調波となる帰還信号が前記受信回路を介して前記制御手段に帰還され、前記制御手段で前記帰還信号に基づき前記受信回路の異常を判定する車載機。
送信アンテナが、プリント基板上に配線された配線パターンで構成された請求項１記載の車載機。
送信アンテナの共振周波数を、受信アンテナの共振周波数の１／５倍以上５倍以下とする請求項１記載の車載機。