(57)【要約】【課題】１つの通信マスタで通信方式の異なる複数の通信端末と通信することができ、かつ複数種類の通信端末との通信を可能としても、通信マスタの消費電力も抑制することができる無線通信システムを提供する。【解決手段】通常時、リーダライタ制御ＥＣＵ１１は、基準通信方式（第１通信方式）で駆動電波Ｓｖをアンテナ１３から断続送信する。このとき、接近距離検出回路２４は、Ｈｉインピーダンス抵抗２３の誘起電圧Ｖｓを基にアンテナ電流Ｉａを検出し、電子キー２の接近有無を監視する。接近距離検出回路２４は、タグ接近を検出すると、タグ接近通知Ｓａを通信成立可否確認部２５に出力する。通信成立可否確認部２５は、通信が確立していないことを確認すると、通信方式変更要求Ｓｂを通信方式切換部２６に出力する。通信方式切換部２６は、通信方式変更要求Ｓｂを入力すると、通信方式を切り換えて駆動電波Ｓｖを再送信し、通信を再実行させる。【選択図】図１
2011259386.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信マスタが近距離無線通信を介して問い合せ電波を送信し、当該問い合せ電波を通信端末が受信すると、当該通信端末が応答電波を前記通信マスタに送信する無線通信システムにおいて、
前記通信端末が前記通信マスタに接近したか否かを検出する接近検出手段と、
前記通信マスタの通常時の通信方式を基準通信方式とすると、前記接近検出手段が前記通信端末の接近を検出したとき、前記基準通信方式で送信された前記問い合せ電波に前記通信端末が応答して、これらの通信が確立したか否かを確認する確認手段と、
前記基準通信方式で前記通信が確立しない場合、通信方式を変えて前記問い合せ電波を再送信することにより、通信を再実行する再送信手段と
を備えたことを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
前記再送信手段は、前記基準通信方式以外の通信方式で前記問い合せ電波を送信したとき、当該通信方式で通信が確立しなければ、前記通信マスタに登録された他の通信方式に変えて前記問い合せ電波を再送信する動作を、通信不確立となる度に繰り返す
ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項３】
前記基準通信方式は、前記通信端末に登録された複数の通信方式のうち、使用頻度が最も多い通信方式である
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の無線通信システム。
【請求項４】
前記再送信手段は、前記他の通信方式に変えて前記問い合せ電波を再送信する際、使用頻度の多い順に当該問い合せ電波を送信していく
ことを特徴とする請求項２又は３に記載の無線通信システム。
【請求項５】
前記通信マスタが車両に搭載され、車外通信マスタと前記通信端末との車外通信において前記通信端末の認証が成立すると、車外用の車載機器の動作が許可又は実行され、車内通信マスタと前記通信端末との車内通信において前記通信端末の認証が成立すると、車内用の車載機器の動作が許可又は実行される無線通信システムであって、
前記車外通信において通信が確立できた通信方式で、前記車内通信を最初から実行させる車内通信方式設定手段を備えた
ことを特徴とする請求項１〜４のうちいずれか一項に記載の無線通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信マスタと通信端末とが近距離無線によって通信を行う無線通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、通信システムの一種には、通信距離が例えば十cm以下と非常に短い近距離無線通信システム（特許文献１等参照）がある。近距離無線通信システムには、例えばＮＦＣ（Near Field Communication）と呼ばれるものが普及し、ＮＦＣには、例えばFelica、Mifare、TypeB（全て登録商標）等の複数種類の通信方式がある。これら通信方式では、主に電波の変調方式が異なる。ＮＦＣでは、例えばリーダライタにタグをかざし、リーダライタから送信された駆動電波をタグが受信すると、タグが起動する。そして、タグは、応答電波をリーダライタに返信し、通信が確立する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１３７１３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、今日においては、これら様々な変調方式のタグが出回っているため、これらどのタグとも通信できるように、１つのリーダライタを複数種類対応としたい要望がある。これを可能とするには、図１４に示すように、例えばリーダライタから各々の変調方式ごとに駆動電波Ｓｖをポーリング方式により順に送信し、これら駆動電波Ｓｖのうち、どれかをタグに受け取らせて、通信を確立させる方式が想定される。しかし、この方式では、複数種類の駆動電波Ｓｖを常時送信させなければならないので、消費電力が増加する問題があった。
【０００５】
本発明の目的は、１つの通信マスタで通信方式の異なる複数の通信端末と通信することができ、かつ複数種類の通信端末との通信を可能としても、通信マスタの消費電力も抑制することができる無線通信システム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、通信マスタが近距離無線通信を介して問い合せ電波を送信し、当該問い合せ電波を通信端末が受信すると、当該通信端末が応答電波を前記通信マスタに送信する無線通信システムにおいて、前記通信端末が前記通信マスタに接近したか否かを検出する接近検出手段と、前記通信マスタの通常時の通信方式を基準通信方式とすると、前記接近検出手段が前記通信端末の接近を検出したとき、前記基準通信方式で送信された前記問い合せ電波に前記通信端末が応答して、これらの通信が確立したか否かを確認する確認手段と、前記基準通信方式で前記通信が確立しない場合、通信方式を変えて前記問い合せ電波を再送信することにより、通信を再実行する再送信手段とを備えたことを要旨とする。
【０００７】
この構成によれば、通常時においては、通信マスタから問い合せ電波を基準通信方式で送信するようにし、通信マスタに通信端末が接近したことが検出されたとき、基準通信方式で通信マスタと通信端末との通信が確立したか否かを確認する。このとき、基準通信方式に準じた通信を行う通信端末が接近していれば、通信端末は問い合せ電波により起動して応答電波を通信マスタに返信するので、通信が成立する。よって、このときは、基準通信方式で通信が成立したとして処理する。
【０００８】
一方、基準通信方式とは異なる方式に準じて通信する通信端末が通信マスタに接近したときは、基準通信方式では通信が成立しない。よって、このときは、通信マスタの通信方式を切り換えて問い合せ電波を再送信し、通信を再実行する。従って、他の通信方式の通信端末が通信マスタに接近したときには、通信マスタの通信方式が、この通信端末に応じた方式に変更されるので、通信が確立する。このため、他の通信方式を通信マスタに近づけたときにも、同様に通信を成立させることが可能となる。
【０００９】
従って、本構成の場合は、通信端末を通信マスタに接近させたとき、通信が確立しなければ、通信方式が他の方式に切り換えられて通信が実行されるので、１つの通信端末で複数の通信端末と通信することが可能となる。また、通常は通信マスタから基準通信方式で問い合せ電波を送信しておき、基準通信方式で通信が確立しないときに、他の通信方式に切り換えるようにしたので、問い合せ電波を複数の通信方式で常時送信させておく必要がない。よって、通信マスタの電波送信の電力も低く抑えることが可能となる。
【００１０】
本発明では、前記再送信手段は、前記基準通信方式以外の通信方式で前記問い合せ電波を送信したとき、当該通信方式で通信が確立しなければ、前記通信マスタに登録された他の通信方式に変えて前記問い合せ電波を再送信する動作を、通信不確立となる度に繰り返すことを要旨とする。
【００１１】
この構成によれば、通信マスタに３以上の通信方式を登録しておき、基準通信方式で通信が成立しないときには、通信マスタに登録された他の通信方式を使用して問い合せ電波を再送信する動作を、通信が成立するまで繰り返し実行する。このため、１つの通信マスタで対応できる通信端末の種類が３以上となるので、ユーザにとって利便性が高くなる。
【００１２】
本発明では、前記基準通信方式は、前記通信端末に登録された複数の通信方式のうち、使用頻度が最も多い通信方式であることを要旨とする。
この構成によれば、使用頻度が最も多い通信方式を基準通信方式としたので、正規ユーザによる使用の可能性が非常に高い通信方式を、基準通信方式として設定することが可能となる。
【００１３】
本発明では、前記再送信手段は、前記他の通信方式に変えて前記問い合せ電波を再送信する際、使用頻度の多い順に当該問い合せ電波を送信していくことを要旨とする。
この構成によれば、早い時期に通信が確立する可能性が高くなるので、通信成立のスループットを向上することが可能となる。
【００１４】
本発明では、前記通信マスタが車両に搭載され、車外通信マスタと前記通信端末との車外通信において前記通信端末の認証が成立すると、車外用の車載機器の動作が許可又は実行され、車内通信マスタと前記通信端末との車内通信において前記通信端末の認証が成立すると、車内用の車載機器の動作が許可又は実行される無線通信システムであって、前記車外通信において通信が確立できた通信方式で、前記車内通信を最初から実行させる車内通信方式設定手段を備えたことを要旨とする。
【００１５】
この構成によれば、ユーザが車両に乗車したとき、車内通信マスタからは、このときユーザが所持する通信端末の通信方式で最初から問い合せ電波が送信されるので、１番目に送信される問い合せ電波によって、車内通信を確立することが可能となる。このため、車内通信の通信スループットを向上することが可能となる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、１つの通信マスタで通信方式の異なる複数の通信端末と通信することができ、かつ複数種類の通信端末との通信を可能としても、通信マスタの消費電力も抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第１実施形態の電子キーシステムのブロック図。
【図２】リーダライタの設置位置及び通信エリアを示す模式図。
【図３】アンテナの直列共振回路のＱ値をダンプする説明図。
【図４】接近距離とアンテナ電流との相関関係を示すグラフ。
【図５】第１通信方式で通信が確立するときのタイムチャート。
【図６】第２通信方式で通信が確立するときのタイムチャート。
【図７】第３通信方式で通信が確立するときのタイムチャート。
【図８】どの通信方式でも通信が確立しないときのタイムチャート。
【図９】第２実施形態の電子キーシステムのブロック図。
【図１０】接近距離に応じたインピーダンスの移り変わりを示すスミスチャート。
【図１１】（ａ），（ｂ）は、スミスチャートの構成原理を示す説明図。
【図１２】第３実施形態の電子キーシステムのブロック図。
【図１３】接近距離と通信回路消費電流との相関関係を示すグラブ。
【図１４】従来の通信シーケンスを示すタイムチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
（第１実施形態）
以下、本発明を車両に具体化した無線通信システムの第１実施形態を図１〜図８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との近距離無線通信によりＩＤ照合を実行する電子キーシステム３が設けられている。近距離無線通信は、いわゆるＮＦＣ（Near Field Communication）であって、例えばFelica、Mifare、TypeB（全て登録商標）等の通信方式が使用されている。この電子キーシステム３において、車外でＩＤ照合（車外照合）が成立すれば、ドアロック施解錠が許可又は実行され、車内でＩＤ照合（車内照合）が成立すれば、エンジン始動が許可される。なお、電子キー２が通信端末に相当する。
【００１９】
この場合、車両１には、電子キー２のＩＤコードを照合するキー照合装置４と、車両ドアの施解錠動作を管理するドアロック装置５と、エンジンの動作を管理するエンジン始動装置６とが設けられ、これらが車内バス７を介して接続されている。このうち、キー照合装置４には、ＩＤコードの照合動作を実行する照合ＥＣＵ８が設けられている。エンジン始動装置６には、車両１の電源状態を切り換える際に操作するエンジンスイッチ９が接続されている。なお、ドアロック装置５が車外用の車載機器に相当し、エンジン始動装置６が車内用の車載機器に相当する。
【００２０】
照合ＥＣＵ８には、電子キーシステム３の車両１側の通信装置としてリーダライタ１０が接続されている。リーダライタ１０は、通信相手である電子キー２への各種データの書き込み及び読み出しを行うものである。図２に示すように、リーダライタ１０は、車外用及び車内用にそれぞれ設置され、車外リーダライタ１０ａが例えば運転席ドア及び助手席ドアの各ドアトリムに配置され、車内リーダライタ１０ｂが例えばセンターコンソールに配置されている。
【００２１】
リーダライタ１０には、電子キー２との近距離無線通信を管理するリーダライタ制御ＥＣＵ１１が設けられている。リーダライタ制御ＥＣＵ１１には、通信回路１２を介して近距離無線通信用のアンテナ１３が接続されている。アンテナ１３は、電波として磁界を送信する磁界アンテナであって、例えばループアンテナが使用されている。アンテナ１３は、送受信アンテナであって、例えばＨＦ（High Frequency）帯の電波を送受信する。アンテナ１３は、インダクタンスＬとしてのアンテナコイル１４と、複数のキャパシタンスＣを持つマッチング回路１５とを備える。通信回路１２は、アンテナ１３から送信する電波を変調したり、或いはアンテナ１３で受信した電波を復調したりする。アンテナ１３は、ＨＦ帯の磁界アンテナであるため、図２に示すように、平面視において略円形状の通信エリアＥａを形成する。なお、リーダライタ制御ＥＣＵ１１が通信マスタに相当する。
【００２２】
電子キー２は、リーダライタ１０と近距離無線通信を行う、いわゆるＩＣタグである。電子キー２には、電子キー２の動作を管理する通信制御回路１７が設けられている。通信制御回路１７には、電子キー２のＩＤコードが登録されている。なお、電子キー２が通信端末に相当する。
【００２３】
通信制御回路１７には、近距離無線通信用にアンテナ１８が接続されている。アンテナ１８は、磁界アンテナの一種として例えばループアンテナが使用されている。アンテナ１８は、アンテナコイル１９と共振用のコンデンサ２０との並列共振回路からなる。電子キー２は、電磁誘導で発生した電圧を最大化するよう動作するため、並列共振をとる。アンテナ１８は、送受信アンテナであって、例えばＨＦ帯の電波を送受信する。
【００２４】
リーダライタ制御ＥＣＵ１１は、電子キー２の電源として駆動電波Ｓｖを断続的に送信して、電子キー２から応答としてＩＤ信号Ｓidを受信できるかどうかを監視する。つまり、リーダライタ制御ＥＣＵ１１は、ポーリングによって電子キー２からの応答有無を開始する。なお、車外リーダライタ１０ａは、車両１が駐車中に駆動電波Ｓｖの断続送信を実行して、車外通信の成立可否を確認する。また、車内リーダライタ１０ｂは、例えばカーテシスイッチ等で運転者の乗車を確認すると、駆動電波Ｓｖの断続送信を開始して、車内通信の成立可否を確認する。なお、駆動電波Ｓｖが問い合せ電波に相当する。
【００２５】
電子キー２は、駆動電波Ｓｖの通信エリアＥａ内に進入して駆動電波Ｓｖを受信すると、駆動電波Ｓｖを電源として起動して、ＩＤ信号Ｓidをアンテナ１８から送信する。ＩＤ信号Ｓidには、電子キー２のＩＤコードが含まれる。リーダライタ制御ＥＣＵ１１は、ＩＤ信号Ｓidをアンテナ１３で受信すると、ＩＤ信号Ｓid内のＩＤコードを照合ＥＣＵ８に転送する。照合ＥＣＵ８は、リーダライタ制御ＥＣＵ１１からＩＤコードを入力すると、ＩＤ照合を行い、ＩＤ照合が成立すれば、ドアロック施解錠やエンジン始動を許可又は実行する。なお、ＩＤ信号Ｓidが応答電波に相当する。
【００２６】
電子キーシステム３には、リーダライタ１０の通信方式を切り換える通信方式設定装置２１が設けられている。通信方式設定装置２１は、まずリーダライタ１０に基準通信方式で駆動電波Ｓｖを送信させ、この駆動電波Ｓｖで電子キー２からＩＤ信号Ｓidを取得することができない場合、通信方式を順次変化させて駆動電波Ｓｖを送信し、通信成立可否を試みるものである。本例の場合、Felica、Mifare、TypeB等で変調方式が各々異なるので、通信方式として変調方式を変更する。
【００２７】
この場合、通信回路１２とアンテナ１３との間には、共振回路の共振鋭さ（Ｑ値）を低く抑えるダンプ抵抗（ダンピング抵抗）２２が接続されている。アンテナ１３は、アンテナコイル１４のＬと、マッチング回路１５のＣと、ダンプ抵抗２２のＲとのＲＬＣ直列共振回路からなる。リーダライタ１０は、磁界電波を強く発生する必要があるため、アンテナ１３に大電流が流れる直列共振をとる。図３に示すように、Ｑ値を低い値に抑えれば、送信帯域が広がり、結果、送信電波の変調波形が矩形波に近づくことになる。よって、正確なビット判定確保のために、アンテナ１３にダンプ抵抗２２を接続して、Ｑ値を低くするようにしている。
【００２８】
ダンプ抵抗２２には、アンテナ１３に流れる電流（以降、アンテナ電流Ｉａと記す）を検出するＨｉインピーダンス抵抗２３が並列接続されている。ところで、図４に示すように、電子キー２とリーダライタ１０との間の距離（以降、接近距離ｒと記す）とアンテナ電流Ｉａとの間には、接近距離ｒが短くなるに連れて、アンテナ電流Ｉａが低下する相関関係がある。これは、電子キー２の接近によってアンテナ１３の電力が電子キー２に伝送されるので、アンテナ１３の磁界エネルギーの源となるアンテナ電流Ｉａが減少するためである。言い換えるならば、アンテナ１３の磁界エネルギーが電子キー２に移動し、アンテナ１３の直列共振回路に逆方向の誘起電流が流れるため、磁界を損失する方向にエネルギーが作用するからである。Ｈｉインピーダンス抵抗２３は、ダンプ抵抗２２の端子間における誘起電圧Ｖｓ（図１参照）を検出することにより、アンテナ電流Ｉａを検出する。なお、Ｈｉインピーダンス抵抗２３が接近検出手段を構成する。
【００２９】
図１に示すように、車両１には、アンテナ電流Ｉａを基に電子キー２との接近距離ｒを検出する接近距離検出回路２４が設けられている。接近距離検出回路２４は、リーダライタ制御ＥＣＵ１１とは別の独立した回路から構成される。接近距離検出回路２４は、誘起電圧Ｖｓを基に接近距離ｒを算出し、接近距離ｒが閾値未満のとき、タグ接近通知Ｓａをリーダライタ制御ＥＣＵ１１に出力する。なお、接近距離検出回路２４が接近検出手段を構成する。
【００３０】
リーダライタ制御ＥＣＵ１１には、近距離無線通信の成立可否を確認する通信成立可否確認部２５が設けられている。通信成立可否確認部２５は、接近距離検出回路２４からタグ接近通知Ｓａを入力したとき、送信した駆動電波Ｓｖに対するＩＤ信号Ｓidを電子キー２から受信できたか否かを見ることにより、近距離無線通信の成立可否を確認する。このとき、通信成立可否確認部２５は、タグ接近通知Ｓａの取得時にＩＤ信号Ｓidの受信を検出できないことを確認すると、通信方式の変更を要求する通信方式変更要求Ｓｂを出力する。なお、通信成立可否確認部２５が確認手段に相当する。
【００３１】
リーダライタ制御ＥＣＵ１１には、通信成立可否確認部２５の確認結果を基に、リーダライタ１０の通信方式を変更する通信方式切換部２６が設けられている。通信方式切換部２６は、通信成立可否確認部２５から通信方式変更要求Ｓｂを入力すると、通信方式を切り換えて駆動電波Ｓｖの再送信を実行し、通信方式を切り換えて駆動電波Ｓｖを再送信する動作を、近距離無線通信が成立するまで繰り返し実行する。なお、通信方式切換部２６が再送信手段に相当する。
【００３２】
リーダライタ制御ＥＣＵ１１には、基準通信方式を設定する基準通信方式設定部２７が設けられている。基準通信方式設定部２７は、通信方式の使用頻度を計測し、最も使用頻度の多い通信方式を、基準通信方式として設定する。
【００３３】
リーダライタ制御ＥＣＵ１１には、車内リーダライタ１０ｂの通信方式を、車外リーダライタ１０ａの通信成立結果を基に設定する車内通信方式設定部２８が設けられている。車内通信方式設定部２８は、車外通信において通信が確立できた通信方式で、車内通信を最初から実行させる。なお、車内通信方式設定部２８が車内通信方式設定手段に相当する。
【００３４】
次に、本例の通信方式設定装置２１の動作を、図５〜図７に従って説明する。
図５に示すように、車両駐車時、車外リーダライタ１０ａは、駆動電波Ｓｖを断続的に送信するポーリングにより、車両１への電子キー２の接近を監視する。このとき、車外リーダライタ１０ａは、まず駆動電波Ｓｖを基準通信方式で断続送信する通常モードで電波送信を行う。例えば、ここまで使用頻度の最も多い通信方式が第１通信方式であれば、基準通信方式設定部２７は第１通信方式で駆動電波Ｓｖを断続送信させる。
【００３５】
リーダライタ制御ＥＣＵ１１は、ポーリング動作時、通信回路１２を送信動作状態にして、アンテナ１３を送信アンテナとして動作させ、アンテナ１３から駆動電波Ｓｖを送信する。そして、リーダライタ制御ＥＣＵ１１は、駆動電波Ｓｖの送信後、直ちに通信回路１２を受信動作状態にして、アンテナ１３を受信アンテナとして動作させる。よって、駆動電波Ｓｖを送信したアンテナ１３で、電子キー２からのＩＤ信号Ｓidを受信可能となる。
【００３６】
駐車中の車両１のドアロックを解錠するには、電子キー２を車外リーダライタ１０ａにかざす操作をとる。このとき、電子キー２が車外リーダライタ１０ａに接近すると、車外リーダライタ１０ａの磁界エネルギーが電子キー２に奪われることにより、アンテナ電流Ｉａが低下する。アンテナ電流Ｉａの低下は、近距離無線通信の成立有無に関係なく生じる。アンテナ電流Ｉａが低下すると、誘起電圧Ｖｓも低下する。接近距離検出回路２４は、誘起電圧Ｖｓが閾値未満となることを確認すると、タグ接近通知Ｓａを通信成立可否確認部２５に出力する。
【００３７】
通信成立可否確認部２５は、接近距離検出回路２４からタグ接近通知Ｓａを入力したとき、駆動電波Ｓｖに対する応答として、制限時間内に電子キー２からＩＤ信号Ｓidを取得できたか否かを確認する。このとき、第１通信方式対応の電子キー２が車外リーダライタ１０ａに接近していれば、通信が確立する。通信成立可否確認部２５は、制限時間内に電子キーからのＩＤ信号Ｓidをアンテナ１３で受信できたことを確認すると、基準通信方式で通信が成立したと認識して通信を終了する。
【００３８】
一方、通信成立可否確認部２５は、接近距離検出回路２４からタグ接近通知Ｓａを入力したとき、電子キー２からＩＤ信号Ｓidを受信できないことを確認すると、通信方式変更要求Ｓｂを通信方式切換部２６に出力する。通信方式切換部２６は、接近距離検出回路２４から通信方式変更要求Ｓｂを入力すると、車外リーダライタ１０ａの動作モードを、通常モードから通信方式切換モードに変更して、駆動電波Ｓｖの送信を実行する。通信方式切換モードは、電子キー２からのＩＤ信号Ｓidをアンテナ１３で受信するまで、通信方式を切り換えて駆動電波Ｓｖを再送信する動作を繰り返し行う動作モードである。
【００３９】
このとき、図６に示すように、通信方式切換部２６は、まず２番目に使用頻度が多い第２通信方式で駆動電波Ｓｖを再送信する。この状態において、第２通信方式対応の電子キー２が車外リーダライタ１０ａに接近していれば、通信が確立する。通信成立可否確認部２５は、第２通信方式の駆動電波Ｓｖを送信後、電子キー２からのＩＤ信号Ｓidをアンテナ１３で受信したことを確認すると、第２通信方式で通信が成立したと確認して通信を終了する。
【００４０】
また、第２通信方式でもＩＤ信号Ｓidが受信できないと、図７に示すように、通信方式切換部２６は、３番目に使用頻度が多い第３通信方式で駆動電波Ｓｖを再送信する。このとき、第３通信方式対応の電子キー２が車外リーダライタ１０ａに接近していれば、通信が確立する。通信成立可否確認部２５は、第３通信方式の駆動電波Ｓｖを送信後、制限時間内に電子キー２からのＩＤ信号Ｓidをアンテナ１３で受信したことを確認すると、第３通信方式で通信が成立したと確認して通信を終了する。
【００４１】
一方、図８に示すように、第３通信方式でもＩＤ信号Ｓidが受信できないと、車外リーダライタ１０ａに登録された通信方式で駆動電波Ｓｖの送信が一通り終了して、ポーリングの一単位動作が終了する。そして、次のポーリングの立ち上がりで、駆動電波Ｓｖが第１通信方式→第２通信方式→第３通信方式の順に再送信され、この動作がポーリングの実行タイミングで繰り返される。通信方式切換部２６は、この動作を所定回数繰り返しても通信が確立しないことを確認すると、車外リーダライタ１０ａの動作モードを、単なる通常モードのみの動作とする。つまり、通信方式切換モードに移行しない。
【００４２】
車外リーダライタ１０ａで車外通信が確立した際、車内通信方式設定部２８は、車外通信で確立した通信方式を、車内通信の基準通信方式として設定する。このため、例えば車外通信において第２通信方式で通信が確立すれば、車内リーダライタ１０ｂの通常モードは、駆動電波Ｓｖを第２通信方式で断続送信するものに設定される。よって、第２通信方式の電子キー２を車内リーダライタ１０ｂにかざし操作した際には、最初から送信されている第２通信方式の駆動電波Ｓｖによって、電子キー２との通信が直ぐに確立する。
【００４３】
以上により、本例においては、リーダライタ１０で使用頻度の最も多い通信方式を、リーダライタ１０の基準通信方式として設定しておき、電子キー２の接近を検出したにも拘らず通信が確立しないとき、リーダライタ１０の通信方式を順次切り換えて、通信が確立するか否かを試みる。よって、通信方式の異なる電子キー２をリーダライタ１０に近づけても、切り換え後の通信方式で通信が確立する。従って、１つのリーダライタ１０で複数の異なる電子キー２と通信することが可能となる。
【００４４】
また、通常動作時は、最も使用頻度の多い第１通信方式を基準通信方式として設定しておき、この通信方式で通信が成立しないとき、初めて通信方式を切り換える。このため、通常から駆動電波Ｓｖを複数の通信方式で送信させ続ける必要がないので、リーダライタ１０の電波送信に要する消費電流を少なく抑えることが可能となる。よって、１つのリーダライタ１０で複数の種類の異なる電子キー２を通信可能となるようにしても、アンテナ１３にかかる消費電力を低く抑えることが可能となる。
【００４５】
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）通常動作時、リーダライタ１０から基準通信方式で駆動電波Ｓｖを送信させ、電子キー２がリーダライタ１０に接近したとき、基準通信方式で通信が成立しなければ、通信方式を順に変更して駆動電波Ｓｖを順次送信し、通信が確立するか否かを試みる。よって、１つのリーダライタ１０で、複数の種類の異なる電子キー２と通信することができる。また、１つのリーダライタ１０で複数の電子キー２と通信可能としても、必要なときにだけ駆動電波Ｓｖを他の通信方式で送信するだけで済むので、リーダライタ１０の電波送信に必要な消費電力を低く抑えることもできる。
【００４６】
（２）リーダライタ１０に３つの通信方式を登録しておき、基準通信方式で通信が確立しないときには、通信方式を他の方式に変更して駆動電波Ｓｖを再送信する動作を、通信が確立するまで、登録された通信方式の数だけ繰り返し実行する。このため、１つのリーダライタ１０で対応できる電子キー２の種類が３以上となるので、ユーザにとっての利便性を確保することができる。
【００４７】
（３）使用頻度が最も多い通信方式を基準通信方式としたので、正規ユーザによる使用の可能性が非常に高い通信方式を、基準通信方式として設定することができる。
（４）車外通信で通信が確立した通信方式を、車内通信の基準通信方式として設定するので、ユーザが車内に乗車した際には、ユーザが所持する電子キー２の通信方式で、最初から車内通信を確立することができる。このため、車内通信の通信スループットを向上することができる。
【００４８】
（５）リーダライタ１０の動作モードを通信切換えモードとして通信の確立有無を何度か確認しても、通信が確立しないときは、通信切換モードに変更する動作を実行しない。よって、通信確立があり得ないときに通信切換モードを無駄に実行せずに済むので、リーダライタ１０をより省電力化することができる。
【００４９】
（６）リーダライタ１０にＨｉインピーダンス抵抗２３を設け、電子キー２の接近を、Ｈｉインピーダンス抵抗２３から求まるアンテナ電流Ｉａによって検出する。よって、リーダライタ１０のアンテナ１３にＨｉインピーダンス抵抗２３を搭載するという簡素な構成によって、電子キー２の接近を検出することができる。
【００５０】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態を図９〜図１１に従って説明する。なお、第２実施形態は、電子キー２の接近検知方法を第１実施形態とは異なるものとし、他の基本的な部分は同じである。よって、同一部分には同一符号を付して詳しい説明を省略し、異なる箇所についてのみ説明する。
【００５１】
通信回路１２から見たＲＦ回路（アンテナ回路）のインピーダンスは、一般的に通信回路１２の出力インピーダンスに対して高めに設定されている。これは、リーダライタ１０のアンテナ１３（アンテナコイル１４）が純粋なコイル（インダクタンス）であるため、アンテナ１３の抵抗を上げて、直列共振回路のＱ値をダンプしなければならないからである。これにより、通信帯域が広がり、無線通信が可能となる。ここで、ＲＦ回路とは、通信回路１２より先のアンテナ方向の回路群のことを言う。また、通信回路から見たＲＦ回路のインピーダンスとは、アンテナコイル１４、マッチング回路１５、ダンプ抵抗２２等から決まるインピーダンスのことである。
【００５２】
ここで、Ｑ値をダンプするために、例えば仮に直列共振回路に単純に抵抗を入れたとすると、抵抗によってエネルギーが消費されてしまうので、エネルギー効率がよくない。よって、マッチング回路１５のキャパシタンスＣを調整して、ＲＦ回路のインピーダンスを見た目に大きくすることにより、Ｑ値がダンプされている。このような前提があるため、通信回路１２の出力インピーダンスと、通信回路１２から見たＲＦ回路のインピーダンス（図１０に示すプロット点のＺ）とには、所定の差がある。
【００５３】
図１０に示すように、通信回路１２から見たＲＦ回路のインピーダンスは、電子キー２との接近距離ｒが短くなるに連れて、値が小さくなる関係をとる現状がある。これは、電子キー２とアンテナ１３とが大きく離れているときには、アンテナ１３より先がオープンな回路（接近距離ｒが∞）をとるのに対し、アンテナ１３に電子キー２が接近すると、通信回路１２が電子キー２と結合することにより、１つのインピーダンスとなった回路をとるためである。
【００５４】
よって、本例では、通信回路１２から見たＲＦ回路のインピーダンス変化から電子キー２の接近距離ｒを検出する。この場合、図９に示すように、接近距離検出回路２４には、通信回路１２から見たＲＦ回路のインピーダンスＺを検出するインピーダンス検出部３１が設けられている。また、接近距離検出回路２４には、インピーダンス検出部３１が求めたＺを基に接近距離ｒを算出する接近距離算出部３２が設けられている。なお、インピーダンス検出部３１及び接近距離算出部３２が接近検出手段を構成する。
【００５５】
さて、図１０に示すスミスチャートは、周波数を掃引して測定したインピーダンスがプロットされたチャートとなっている。ところで、図１１（ａ）に示すように、インピーダンスは複素数Ｒ＋ｊＸで表される。等抵抗線Ｌａは、周波数によってリアクタンスが変わるが、抵抗が一定の軌跡である。一方、等リアクタンス線Ｌｂは、抵抗が変わるが、リアクタンスが一定の軌跡である。なお、抵抗は正の値であるため、Ｘ軸の正方向のみ軌跡が現われる。
【００５６】
そして、図１１（ｂ）に示すように、Ｙ軸を円にするとともに、Ｘ軸の＋∞とＹ軸の±∞とを繋げたものが、スミスチャートである。スミスチャートを円形とすると、インピーダンスと反射係数とが一対一で対応するため、値の比較が分かり易くなる。なお、スミスチャートでは、等抵抗線Ｌａが等抵抗円Ｌ１となり、等リアクタンス線Ｌｂが等リアクタンス円Ｌ２となる。
【００５７】
図１０のスミスチャートには、周波数が12〜15ＭＨｚのインピーダンス軌跡３３がプロットされている。このうち、インピーダンス軌跡３３上のＺが、周波数が13.56ＭＨｚの搬送波の点、つまり通信回路１２から見たＲＦ回路のインピーダンスＺである。よって、同図からも分かるように、電子キー２がｒ３→ｒ２→ｒ１とリーダライタ１０に接近するに連れて、Ｚの値が小さくなる。つまり、リーダライタ制御ＥＣＵ１１側に移動するので、このＺの動きによって電子キー２の接近距離ｒを算出する。
【００５８】
本実施形態の構成によれば、第１実施形態に記載の（１）〜（５）に加え、以下の効果を得ることができる。
（７）リーダライタ制御ＥＣＵ１１から見た通信回路１２のインピーダンスＺを基に接近距離ｒを検出するので、第１実施形態の場合に必要であったＨｉインピーダンス抵抗２３が不要となる。よって、抵抗を別途設ける必要なく、接近距離ｒを検出することができる。
【００５９】
（第３実施形態）
次に、第３実施形態を図１２及び図１３に従って説明する。なお、第３実施形態も、電子キー２の接近検知方法を変更したのみであるので、変更した箇所のみ詳述する。
【００６０】
図１２に示すように、リーダライタ制御ＥＣＵ１１と通信回路１２との間には、リーダライタ制御ＥＣＵ１１から出力される電流（以降、通信回路消費電流Ｉｂと記す）を検出する電流検出部４１が接続されている。電流検出部４１は、いわゆる電流計であって、検出値を接近距離検出回路２４に出力する。通信回路消費電流Ｉｂは、非通信時において固定電流を消費するため、リーダライタ制御ＥＣＵ１１から供給される電流変化分でもよい。接近距離検出回路２４は、電流検出部４１から入力した通信回路消費電流Ｉｂを基に、電子キー２との接近距離ｒを算出する。
【００６１】
ところで、図１３に示すように、電子キー２との接近距離ｒと通信回路消費電流Ｉｂとの間には、接近距離ｒが短くなるに連れてアンテナ電流Ｉａが増加する相関関係がある。これは、第２実施形態で述べたように、電子キー２がアンテナ１３に接近すると、通信回路１２から見たＲＦ回路のインピーダンスＺが低下するため、リーダライタ制御ＥＣＵ１１の低インピーダンスと整合するからである。このように、２者のインピーダンスが近くなると、反射が減少する減少が生じ、結果として通信回路消費電流Ｉｂが増加する。
【００６２】
よって、接近距離検出回路２４は、通信回路消費電流Ｉｂが閾値よりも高い値をとれば、電子キー２が接近していないと判断する。一方、接近距離検出回路２４は、通信回路消費電流Ｉｂが閾値以下の値をとれば、電子キー２が接近していると判断して、タグ接近通知Ｓａをリーダライタ制御ＥＣＵ１１に出力する。よって、リーダライタ制御ＥＣＵ１１は、リーダライタ１０に電子キー２が接近したことが認識可能となる。
【００６３】
本実施形態の構成によれば、第１実施形態に記載の（１）〜（５）に加え、以下の効果を得ることができる。
（８）リーダライタ制御ＥＣＵ１１から流れ出る通信回路消費電流Ｉｂを基に接近距離ｒを検出するので、リーダライタ制御ＥＣＵ１１から出力される電流を単に見るという簡素な構成によって接近距離ｒを検出することができる。
【００６４】
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。
・第１〜第３実施形態において、基準通信方式での通信不成立時に他の通信方式で通信成立を確認するとき、再送信の順番は登録順に限定されない。例えば、使用頻度の多い順に通信方式を順に切り換えていくものでもよい。この場合、通信が早い時期に成立する可能性が高くなるので、通信成立のスループットを向上することができる。
【００６５】
・第１〜第３実施形態において、基準通信方式は、使用頻度が最も多い通信方式であることに限定されない。例えば、直近に使用された通信方式を基準通信方式としてもよい。
・第１〜第３実施形態において、接近検出手段は、リーダライタ１０に別途設けた近接センサでもよい。
【００６６】
・第１実施形態において、アンテナ電流Ｉａの検出は、ダンプ抵抗２２の端子間電圧を見る方式に限定されない。例えば、直列共振回路に電流計を設け、電流計の値から直にアンテナ電流Ｉａを検出してもよい。
【００６７】
・第１〜第３実施形態において、電子キー２は、例えばＩＣカードのようなものも広義として含む。
・第１〜第３実施形態において、電子キーシステム３は、ポーリング式及びトリガ式のどちらを採用してもよい。なお、ポーリング式とは、駆動電波Ｓｖを常時発信して電子キー２の有無を探査するものである。また、トリガ式とは、例えば車外ドアハンドルがタッチ操作されるなどの所定操作をトリガとして駆動電波Ｓｖの送信を開始するものである。
【００６８】
・第１〜第３実施形態において、近距離無線通信は、電波として磁界を用いるものであれば、どのような通信形式を採用してもよい。
・第１〜第３実施形態において、近距離無線通信の周波数は、ＨＦに限らず、例えばＬＦ（Low Frequency）やＵＨＦ（Ultra High Frequency）等の他の帯域を採用してもよい。
【００６９】
・第１〜第３実施形態において、リーダライタ１０のアンテナは、送受信共用の１本のアンテナ１３に限定されず、送信及び受信で各々別に設けてもよい。
・第１〜第３実施形態において、近距離無線通信は、ＮＦＣに限らず、他の方式を採用してもよい。
【００７０】
・第１〜第３実施形態において、問い合せ電波は、駆動電波Ｓｖに限定されず、例えば起動中の電子キー２を単に応答させる信号としてもよい。また、応答電波は、ＩＤ信号Ｓidに限定されず、ＩＤを含まない信号としてもよい。
【００７１】
・第１〜第３実施形態において、変更する通信方式は、変調方式に限定されず、例えば周波数等の他の要素としてもよい。
・第１〜第３実施形態において、車外用の車載機器は、ドアロック装置５に限定されず、例えばラッゲージドア装置としてもよい。また、車内用の車載機器は、エンジン始動装置６に限定されず、例えばカーナビゲーション装置やオーディオ装置等としてもよい。
【００７２】
・第１〜第３実施形態において、通信方式設定装置２１は、車両１に使用されることに限らず、他の機器や装置に応用してもよい。
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。
【００７３】
（イ）請求項１〜５のいずれかにおいて、前記問い合せ電波をポーリングの動作間隔に従って繰り返し送信する電波送信手段を備えた。この構成によれば、問い合せ電波をポーリングによって断続的に送信することが可能となる。
【００７４】
（ロ）請求項１〜５、前記技術的思想（イ）のいずれかにおいて、前記接近検出手段は、前記通信マスタのアンテナに流れる電流を基に、前記接近距離を検出するアンテナ電流検出手段である。この構成によれば、アンテナ電流によって接近距離を検出するので、電流値を検出する素子を通信マスタに搭載するだけで接近距離を検出することが可能となる。
【００７５】
（ハ）請求項１〜５、前記技術的思想（イ）のいずれかにおいて、前記接近検出手段は、前記距離検出手段は、前記通信マスタにおける通信回路のインピーダンス変化を基に、前記接近距離を検出するインピーダンス検出手段である。この構成によれば、通信マスタにおける通信回路のインピーダンス変化を基に接近距離を検出するので、アンテナ電流で接近距離を検出する場合に必要であった素子等を用いることなく、接近距離を検出することが可能となる。
【００７６】
（二）請求項１〜５、前記技術的思想（イ）のいずれかにおいて、前記距離検出手段は、前記通信マスタの制御回路から流れ出る電流を基に、前記接近距離を検出する消費電流検出手段である。この構成によれば、通信マスタの制御回路から流れ出る電流を基に接近距離を検出するので、制御回路から流れ出る電流を直に見るという簡素な構成によって接近距離を検出することが可能となる。
【符号の説明】
【００７７】
１…車両、２…通信端末としての電子キー、５…車外用の車載機器としてのドアロック装置、６…車内用の車載機器としてのエンジン始動装置、１１…通信マスタとしてのリーダライタ制御ＥＣＵ、２３…接近検出手段を構成するＨｉインピーダンス抵抗、２４…接近検出手段を構成する接近距離検出回路、２５…確認手段としての通信成立可否確認部、２６…再送信手段としての通信方式切換部、２８…車内通信方式設定手段としての車内通信方式設定部、３１…接近検出手段を構成するインピーダンス検出部、３２…接近検出手段を構成する接近距離算出部、４１……接近検出手段を構成する電流検出部、Ｓｖ…問い合せ電波としての駆動電波、Ｓid…応答電波としてのＩＤ信号。
【図１】
2011259386.tif 000003
【図２】
2011259386.tif 000004
【図３】
2011259386.tif 000005
【図４】
2011259386.tif 000006
【図５】
2011259386.tif 000007
【図６】
2011259386.tif 000008
【図７】
2011259386.tif 000009
【図８】
2011259386.tif 000010
【図９】
2011259386.tif 000011
【図１０】
2011259386.tif 000012
【図１１】
2011259386.tif 000013
【図１２】
2011259386.tif 000014
【図１３】
2011259386.tif 000015
【図１４】
2011259386.tif 000016