JP6077406B2 - 通信制御装置、携帯機並びに通信制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、通信システムに関する。

機械的な鍵を使用せずに車両のドアの施錠又は開錠、機関の始動ができる自動車の機能が知られている。この機能は、スマートエントリー＆スタートシステムとも呼ばれる。

スマートエントリー＆スタートシステムでは、携帯機（鍵）と車両に搭載されている電子制御ユニット(ECU: Electronic Control Unit)やボディ制御モジュール(BCM: Body Control Module)との間で通信が行われる。携帯機と電子制御ユニットやボディ制御モジュールとの間で通信が成立した場合に、ドアの施錠又は開錠、機関の始動を実行できる。

さらに、携帯機に携帯電話やパソコンとの間で情報を送受信するインターフェースを搭載したものが開発されている。このインターフェースには近距離無線通信(NFC: Near Field Communication)が採用される。NFCは、ISO14443として国際的に標準化されているものもある。

携帯機から送信されるリクエスト信号に基づいて、携帯機の出力を可変させて応答するシステムが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開2007-77640号公報

携帯端末に携帯機をかざした状態で、携帯機からRF(Radio Frequency)信号の送信を行うと、携帯端末の金属部分の影響などにより、出力が減衰する場合がある。携帯機からのRF信号の出力が減衰することにより、携帯機による通信エリアが縮小する場合がある。携帯機による通信エリアが縮小することにより、携帯機からのRF信号によりなされる車両の制御がなされないことがある。具体的には、携帯機が、車載機からのリクエスト信号に対する応答信号を送信しても、車載機に受信されないおそれがある。

また、携帯機のかざし方によっても、携帯機からのRF信号の出力への影響の度合いが異なる。つまり、携帯機のかざし方によって、携帯機からのRF信号の出力の減衰量が異なる。この結果、携帯機を携帯端末にかざした状態で、携帯機からRF信号の送信を行うと、携帯機から出力されたRF信号が減衰し不安定になるため好ましくない。

また、携帯機を携帯端末にかざさないで、携帯機からRF信号の送信を行う場合に、出力強度を増加させると、携帯機の消費電流が増加し、電池の寿命が短くなるおそれがある。

本発明は、携帯機から送信されるRF信号が減衰することによる影響を低減することである。

開示の一実施例の通信制御装置は、
携帯端末との間で近距離無線通信を行うことが可能な携帯機に含まれる通信制御装置であって、
ＲＦ信号を送信するＲＦ信号送信部と、
前記携帯機と前記携帯端末との間で前記近距離無線通信が実行され、且つ前記ＲＦ信号の送信が実行されている場合に、前記近距離無線通信のアンテナに発生する電流を測定する電流測定回路と、
該電流測定回路による電流の測定結果に基づいて、前記ＲＦ信号の出力強度を制御する制御部と、を有する。

開示の一実施例の携帯機は、
ＲＦ信号を送信するＲＦ信号送信部と、
近距離無線通信を行う近距離無線通信部と、
前記近距離無線通信と、前記ＲＦ信号の送信が実行されている場合に、前記近距離無線通信のアンテナに発生する電流を測定する電流測定回路と、
該電流測定回路による電流の測定結果に基づいて、前記ＲＦ信号送信部によるＲＦ信号の出力強度を制御する制御部と、を有する。

開示の一実施例の通信制御方法は、
携帯端末との間で近距離無線通信を行うことが可能な携帯機に含まれる通信制御装置が実行する通信制御方法であって、
ＲＦ信号を送信するＲＦ信号送信ステップと、
前記携帯機と前記携帯端末との間で前記近距離無線通信が実行され、且つ前記ＲＦ信号の送信が実行されている場合に、前記近距離無線通信のアンテナに発生する電流を測定する電流測定ステップと、
該電流測定ステップにおける測定結果に基づいて、前記ＲＦ信号の出力強度を制御する制御ステップと、を含む。

開示の実施例によれば、携帯機から送信されるRF信号が減衰することによる影響を低減することができる。

通信システムの一実施例を示す図である。 携帯端末の一実施例を示す図である。 携帯機の一実施例を示す図である。 携帯機の一実施例を示す図である。 通信システムの動作の一実施例を示すフローチャートである。 通信システムの一実施例による効果を示す図である。

次に、本発明を実施するための形態を、以下の実施例に基づき図面を参照しつつ説明する。以下で説明する実施例は一例に過ぎず、本発明が適用される実施の形態は、以下の実施例に限られない。
なお、実施例を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を用い、繰り返しの説明は省略する。

＜実施例＞
＜通信システム＞
図１は、通信システムの一実施例を示す。

通信システムは、車両１などの移動体に搭載される車載機（図示なし）と、携帯端末２００と、携帯機３００とを備える。携帯端末２００は、リーダー・ライター、携帯電話、スマートフォン、携帯情報端末等である。

通信システムの一実施例では、車載機は、車両に搭載される。携帯端末２００、携帯機３００は、ユーザに所持されるのが好ましい。携帯機３００を携帯端末２００にかざすことにより、携帯機３００と携帯端末２００との間で近距離無線通信技術により無線通信が行われる。携帯機３００を携帯端末２００にかざすことにより、携帯機３００から車載機へ、携帯端末２００からのデータを無線送信できる。例えば、携帯端末２００からのデータとして、車両アンサーバックの音量の設定情報など、予め車載機に搭載される機能がある。

携帯機３００により携帯端末２００からのデータが無線送信される際に、携帯端末２００の影響により、携帯機３００から出力されたRF信号の強度値が減衰する場合がある。携帯機３００から出力されたRF信号の出力強度値が減衰することにより、携帯機３００の通信エリアが縮小する場合がある。

携帯機３００の一実施例は、出力するRF信号への携帯端末２００による影響の度合いを把握する。携帯機３００は、影響の度合いに基づいて、RF信号の出力を調整する。

＜携帯端末２００＞
図２は、携帯端末２００の一実施例を示す。

携帯端末２００は、近距離無線通信部２０２を有する。近距離無線通信部２０２は、近距離無線通信(NFC: near field communication)技術により、携帯機３００との間で無線通信を行う。近距離無線通信部２０２は、ISO/IEC 14443 Type Aに従って無線通信を行う。近距離無線通信部２０２は、FeliCaに従って無線通信を行うようにしてもよいし、ISO/IEC 14443 Type Ｂ、ISO/IEC 15693に従って無線通信を行うようにしてもよい。近距離無線通信部２０２の一実施例は、RFIDリーダー・ライターにより構成される。この場合、近距離無線通信部２０２は、周波数13.56MHzのHF(High Frequency)帯の無線信号を送信する。

＜携帯機３００＞
図３は、携帯機３００の一実施例を示す。

携帯機３００は、携帯機制御部３０２と、LF信号受信部３１０と、近距離無線通信部３１２と、RF信号送信部３１８とを有する。

LF信号受信部３１０は、LFアンテナ３０９を介して車載機からのLF(Low Frequency)信号を受信する。車載機によりリクエスト信号がLF帯の電波に変調され、送信アンテナを介して無線送信される。LF信号受信部３１０は、該変調信号を受信し、携帯機制御部３０２へ入力する。

近距離無線通信部３１２は、携帯端末２００との間で、近距離無線通信技術により、無線通信を行う。近距離無線通信部３１２は、ISO/IEC 14443 Type Aに従って無線通信を行う。近距離無線通信部３１２は、FeliCaに従って無線通信を行うようにしてもよいし、ISO/IEC 14443 Type Ｂ、ISO/IEC 15693に従って無線通信を行うようにしてもよい。近距離無線通信部３１２の一実施例は、RFIDリーダー・ライターにより構成される。

近距離無線通信部３１２は、HF信号送受信部３１４と、電流測定回路３１６とを有する。

HF信号送受信部３１４は、HFアンテナ３１１から周波数13.56MHzのHF帯の無線信号を送信する。また、HF信号送受信部３１４は、HFアンテナ３１１を介して携帯端末２００からのHF帯の無線信号を受信し、携帯機制御部３０２へ入力する。

電流測定回路３１６は、HF信号送受信部３１４によりHF帯の無線信号の送受信が行われているときに生成される磁界によりHFアンテナ３１１に誘起される電流を測定する。電流測定回路３１６は、RF信号送信部３１８からダミーコードが送信される間に、HFアンテナ３１１に誘起される電流を測定するのが好ましい。ダミーコードは、車載機と携帯機３００との間で既知のデータであるのが好ましい。ダミーコードを車載機と携帯機３００との間で既知のデータとすることにより、携帯機３００から送信されるデータが車載機で誤ったデータとして検出されるのを防止できる。また、ダミーコードを送信することにより、不用意に車載機との間で送信されるデータが送信されるのを防止できる。電流測定回路３１６は、携帯機制御部３０２へ電流の測定結果を入力する。

携帯機制御部３０２は、LF信号受信部３１０と、近距離無線通信部３１２と接続される。携帯機制御部３０２は、携帯機３００全体の制御を実行する。携帯機制御部３０２は、LF信号受信部３１０からのLF信号に基づいて、所定の処理を実行する。例えば、携帯機制御部３０２は、車載機からのリクエスト信号に対して、応答信号を作成する。携帯機制御部３０２は、携帯機３００のIDコードを付帯した応答信号を作成するのが好ましい。携帯機制御部３０２は、RF信号送信部３１８へ、応答信号を入力する。

携帯機制御部３０２は、RF信号送信条件設定部３０４と、HF受信信号判定部３０６と、メモリ３０８とを有する。

HF受信信号判定部３０６は、携帯機３００と携帯端末２００との間で近距離無線通信技術による無線通信が実行されているか否かを判定する。HF受信信号判定部３０６は、HF信号送受信部３１４から入力される信号に基づいて、携帯機３００と携帯端末２００との間で近距離無線通信技術による無線通信が実行されているか否かを判定するようにしてもよい。HF受信信号判定部３０６により携帯端末２００との間で近距離無線通信技術による無線通信が実行されていると判定した場合、携帯機制御部３０２は、ステータス状態を保持する。携帯機制御部３０２は、ステータス状態を保持している場合、RF信号送信部３１８からダミーコードを送信するように制御するのが好ましい。

また、HF受信信号判定部３０６は、RF信号送信条件設定部３０４へステータス状態を保持することを通知する。RF信号送信条件設定部３０４は、ステータス状態を保持することが通知された場合に、RF信号送信部３１８にRF信号送信条件を設定する。

メモリ３０８は、HFアンテナ３１１に誘起される電流値とRF信号送信条件設定値とが紐付けされたデータベースを格納する。RF信号送信条件設定値は、Qダンプ抵抗値であるのが好ましい。

Qダンプ抵抗値とは、LC共振回路の共振の鋭さ(Q)を抑制することによってノイズを減衰させるための電気抵抗である。Qダンプ抵抗値を制御することにより、RF信号送信部３１８の帯域幅や過渡特性、位相特性などを改善することができる。Qダンプ抵抗の抵抗値は数十Ω程度であるのが好ましい。Qダンプ抵抗は、共振回路と並列に接続されるのが好ましい。

RF信号送信条件設定部３０４は、HF受信信号判定部３０６からの判定結果に基づいて、携帯端末２００との間で近距離無線通信技術による無線通信が実行されている場合に、RF信号の送信条件を設定する。

RF信号送信条件設定部３０４は、メモリ３０８に格納されたデータベースを参照し、電流測定回路３１６により測定された電流値に紐付けされたRF信号送信条件設定値を特定する。RF信号送信条件設定部３０４は、RF信号送信部３１８にRF信号送信条件を設定する。

RF信号送信部３１８は、携帯機制御部３０２と接続される。RF信号送信部３１８は、携帯機制御部３０２による制御に従って、RFアンテナ３１９からRF信号を送信する。RF信号送信部３１８は、携帯機制御部３０２からの応答信号を無線送信する。RF信号送信部３１８は、携帯機制御部３０２にステータス状態が保持されている場合、ダミーコードを送信するのが好ましい。

RF信号送信部３１８は、パワーアンプ３２０と、Qダンプ設定部３２２とを有する。

パワーアンプ３２０は、RF信号送信部３１８からのRF信号の送信電力を制御する。

Qダンプ設定部３２２は、RF信号送信条件設定部３０４からのRF信号送信条件を設定する。例えば、共振回路と並列にQダンプ抵抗とスイッチが複数接続されていてもよい。この場合、Qダンプ設定部３２２は、複数のスイッチから、RF信号送信条件に対応するものをオンにするようにしてもよい。

＜携帯機３００のアンテナ構成＞
図４は、携帯機３００のアンテナ構成の一実施例を示す。

携帯機３００のアンテナ構成の一実施例は、RFアンテナ３１９、HFアンテナ３１１ともにループアンテナであり、両者は隣接して配置される。図４において、LFアンテナ３０９は省略される。

RFアンテナ３１９からRF信号が送信されているときには、紙面の裏から表の方向に磁界が発生する。該磁界によりHFアンテナ３１１に電流（図４では、「HFアンテナ電流」と記載）が誘起される。HFアンテナ３１１に誘起される電流は、近距離無線通信部３１２の電流測定回路３１６により測定される。

＜通信システムの動作＞
図５は、通信システムの動作の一実施例を示す。図５は、主に携帯機３００の動作を示す。

ステップＳ５０２では、携帯機３００は、携帯端末２００と近距離無線通信技術により通信中であるか否かを判定する。HF受信信号判定部３０６は、HF信号送受信部３１４からの入力信号に基づいて、近距離無線通信技術により通信中であるか否かを判定するのが好ましい。近距離無線通信技術により通信中でないと判定した場合、ステップＳ５０２に戻る。

ステップＳ５０４では、携帯機３００は、近距離無線通信技術により通信中であると判定した場合、ダミーコードを送信する。携帯機制御部３０２は、近距離無線通信技術により通信中であると判定した場合、ステータス状態を保持する。RF信号送信部３１８は、携帯機制御部３０２によりステータス状態が保持されている場合に、ダミーコードを送信するように制御するのが好ましい。

ステップＳ５０６では、携帯機３００は、HFアンテナに誘起される電流を測定する。電流測定回路３１６は、HF信号送受信部３１４によりHF帯の無線信号の送受信が行われているときに生成される磁界によりHFアンテナ３１１に誘起される電流を測定する。

ステップＳ５０８では、携帯機３００は、HFアンテナ３１１に誘起される電流に基づいて、RF信号送信条件を設定する。RF信号送信条件設定部３０４は、メモリ３０８に格納されたデータベースを参照し、電流測定回路３１６により測定された電流値に紐付けされたRF信号送信条件設定値を抽出する。RF信号送信条件設定部３０４は、RF信号送信部３１８にRF信号送信条件を設定する。

図６は、携帯機３００における共振周波数と出力されるRF信号の強度との関係の一実施例を示す。図６には、初期の回路特性、つまりRF信号の送信条件を設定しない場合の特性が示される。また、図６には、HFアンテナ３１１に誘起される電流値に基づいてパワーアンプ３２０による送信電力制御とQダンプ設定部３２２によりQダンプを調整した後の特性が示される。

初期の回路特性では、携帯端末２００に携帯機３００をかざすことにより、共振周波数がずれることなどにより出力強度が低下する。携帯機３００のRFアンテナ３１９が人体や金属物と近接することにより、アンテナ共振回路のマッチングずれが発生し、意図したRF信号の送信出力が得られない。

携帯機３００の一実施例は、HFアンテナ３１１に誘起される電流の測定結果がフィードバックされ、電流の測定結果に基づいて送信電力とQ値が調整されることにより、RF信号送信部３１８、RFアンテナ３１９に流れる電流を増加させる。このため、携帯端末２００に携帯機３００をかざした場合であっても、RF信号の出力の減衰の影響は低減する。従って、共振周波数がずれた場合でも、出力の減衰は最低限に抑えられる。

携帯機３００の一実施例は、HFアンテナ３１１に誘起される電流の測定結果に基づいて送信電力とQ値が調整される。HFアンテナ３１１に誘起される電流の測定結果に基づいて送信電力及びQ値の一方が調整されてもよい。

携帯機３００の一実施例では、HFアンテナ３１１に誘起される電流が測定されたが、HFアンテナ３１１に誘起される電流に限られない。例えば、RFアンテナ３１９のゲインなどのHFアンテナ３１１に誘起される電流以外に基づいて、RF信号の出力の度合いが検出されてもよい。RFアンテナ３１９のゲインなどのHFアンテナ３１１に誘起される電流以外に基づいて、送信条件が設定されてもよい。

通信システムの一実施例によれば、RF信号の送信によりHFアンテナに誘起される電流に基づいてQ値を調整する。Q値を調整することにより、携帯端末の金属物の影響などの外部の影響によるRF信号の出力の減衰を低減できる。

メモリに格納されるデータベースにおける電流値とQ値との紐付けにおいて、電流値を細かくすることにより、必要以上に出力が上昇するのを抑えることができる。必要以上に出力が上昇するのを抑えることができるため、携帯機の消費電力を低減できる。

以上、本発明は特定の実施例及び変形例を参照しながら説明されてきたが、各実施例及び変形例は単なる例示に過ぎず、当業者は様々な変形例、修正例、代替例、置換例等を理解するであろう。説明の便宜上、本発明の実施例に従った装置は機能的なブロック図を用いて説明されたが、そのような装置はハードウエアで、ソフトウエアで又はそれらの組み合わせで実現されてもよい。本発明は上記実施例に限定されず、本発明の精神から逸脱することなく、様々な変形例、修正例、代替例、置換例等が包含される。

１ 車両
２００ 携帯端末
２０２ 近距離無線通信部
３００ 携帯機
３０２ 携帯機制御部
３０４ RF信号送信条件設定部
３０６ HF受信信号判定部
３０８ メモリ
３０９ LFアンテナ
３１０ LF信号受信部
３１２ 近距離無線通信部
３１４ HF信号送受信部
３１６ 電流測定回路
３１８ RF信号送信部
３２０ パワーアンプ
３２２ Qダンプ設定部

Claims (7)

1. 携帯端末との間で近距離無線通信を行うことが可能な携帯機に含まれる通信制御装置であって、
   ＲＦ信号を送信するＲＦ信号送信部と、
   前記携帯機と前記携帯端末との間で前記近距離無線通信が実行され、且つ前記ＲＦ信号の送信が実行されている場合に、前記近距離無線通信のアンテナに発生する電流を測定する電流測定回路と、
   該電流測定回路による電流の測定結果に基づいて、前記ＲＦ信号の出力強度を制御する制御部と、を有する、
   通信制御装置。
2. 前記近距離無線通信のアンテナに発生する電流と前記ＲＦ信号の送信条件とを紐付けたデータベースを有し、
   前記制御部は、前記データベースから、前記電流測定回路による電流の測定結果に紐付けられた前記ＲＦ信号の送信条件を抽出し、前記ＲＦ信号を送信する前記ＲＦ信号送信部に設定する、
   請求項１に記載の通信制御装置。
3. 前記ＲＦ信号の前記送信条件には、送信電力及びＱダンプ抵抗値のうちの少なくとも一方が含まれる、
   請求項２に記載の通信制御装置。
4. 前記制御部は、前記携帯機と前記携帯端末との間で前記近距離無線通信が実行されている場合に、前記ＲＦ信号を送信する前記ＲＦ信号送信部にダミーコードを送信させる制御を実行する、
   請求項１ないし３のいずれか１項に記載の通信制御装置。
5. 前記電流測定回路は、前記ＲＦ信号送信部からダミーコードが送信されている間に、電流の測定を実行する、
   請求項４に記載の通信制御装置。
6. ＲＦ信号を送信するＲＦ信号送信部と、
   近距離無線通信を行う近距離無線通信部と、
   前記近距離無線通信と、前記ＲＦ信号の送信が実行されている場合に、前記近距離無線通信のアンテナに発生する電流を測定する電流測定回路と、
   該電流測定回路による電流の測定結果に基づいて、前記ＲＦ信号送信部によるＲＦ信号の出力強度を制御する制御部と、を有する、
   携帯機。
7. 携帯端末との間で近距離無線通信を行うことが可能な携帯機に含まれる通信制御装置が実行する通信制御方法であって、
   ＲＦ信号を送信するＲＦ信号送信ステップと、
   前記携帯機と前記携帯端末との間で前記近距離無線通信が実行され、且つ前記ＲＦ信号の送信が実行されている場合に、前記近距離無線通信のアンテナに発生する電流を測定する電流測定ステップと、
   該電流測定ステップにおける測定結果に基づいて、前記ＲＦ信号の出力強度を制御する制御ステップと、を含む、
   通信制御方法。
   

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