(57)【要約】【課題】ノイズ発生源の近傍でも携帯機と通信できるアンテナ装置を提供することを課題とする。【解決手段】  利用者の携帯機１０に応答を求めるリクエスト信号を発信するための複数の主アンテナ素子４ａ〜４ｃが車室２内に配設される。この車室２内にはノイズ発生源となる接続部１４がある。この接続部１４は、ハイブリッドバッテリ１２と電源ケーブル１３の接合部である。ワイヤハーネス７ａ〜７ｃは、主アンテナ素子４ａ〜４ｃとアンテナドライバ９ａ〜９ｃとの間に接続される。ノイズ発生源１４から最も遠い主アンテナ素子４ｃに接続されるワイヤハーネス７ｃには、分岐ワイヤハーネス１８が接続されている。この分岐ワイヤハーネス１８に接続される補助アンテナ素子１６は、接続部１４の近傍に配設され、通信困難領域６ａ内に通信領域１７を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノイズ発生源がある空間内で利用者の携帯機に応答を求めるリクエスト信号を発信するための第１アンテナ素子と、
前記ノイズ発生源の近傍に配設され、前記リクエスト信号を発信するための第２アンテナ素子と
を備えるアンテナ装置。
【請求項２】
前記第１アンテナ素子を複数備えるとともに、各第１アンテナ素子は前記リクエスト信号を出力する出力手段に別々のワイヤハーネスで接続されており、
前記第２アンテナ素子は、
前記ノイズ発生源から最も遠い第１アンテナ素子と前記出力手段とを接続するワイヤハーネスから分岐する分岐ワイヤハーネスに接続されることを特徴とする請求項１記載のアンテナ装置。
【請求項３】
ノイズ発生源がある空間内に配設され、利用者の携帯機に応答を求めるリクエスト信号を発信するための複数の第１アンテナ素子と、
前記リクエスト信号を前記複数の第１アンテナ素子に別々に送るために、前記複数の第１アンテナ素子の各々に各一端が接続されるとともに、前記複数の第１アンテナの各々に対して前記リクエスト信号を出力する出力手段に各他端が接続される複数のワイヤハーネスと、
前記ノイズ発生源から最も遠い第１アンテナ素子に接続されるワイヤハーネスから分岐する分岐ワイヤハーネスと、
前記分岐ワイヤハーネスに接続され、前記ノイズ発生源に最も近い第１アンテナ素子が当該ノイズ発生源から生じるノイズにより前記携帯機と通信することが困難となる通信困難領域内に、前記携帯機と通信することができる通信領域を有するように配設される第２アンテナ素子と
を備えるアンテナ装置。
【請求項４】
前記空間は、内燃機関とモータとを動力源とするハイブリッド車両の室内空間であり、前記ノイズ発生源は、前記モータの駆動によって生じるノイズの発生源であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかの項に記載のアンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スマートキーシステム搭載車のアンテナ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年では、車両に搭載される送受信装置と携帯機との間で微弱電波により双方向通信を行い、送受信装置が応答を求めるリクエスト信号に対して携帯機から返信されるＩＤコードを確認することにより正当なユーザの車両への接近を検出し、ドアアウターハンドルの操作の検出と同時に車両のドアロックを解除するスマートキーシステムが提案されている。このスマートキーシステムでは、ユーザがドア開閉後に運転席に着座した際にも通信が行われ、リクエスト信号に対して携帯機から返信される正当なＩＤコードを確認することで、イモビライザ機能の解除及びステアリングロックのロック解除が実行される。その後、ユーザは、携帯機（キー）をイグニッションシリンダに差し込むことなく、ダイヤルスイッチ等を手動操作してイグニッションスイッチをオンにし、エンジンを始動することができる。更に、このスマートキーシステムでは、ユーザがイグニッションスイッチをオフにしドア開閉後に車両から離れる際にも通信が行われ、正当なＩＤコードを持つ携帯機の離間を検出することで、上述の各種装置をロック状態にする。このように、スマートキーシステムでは、ユーザが携帯機を所持していれば、携帯機による各種操作が不要となり、利便が図られている。
【０００３】
このようなスマートキーシステムの搭載車種は年々増加しており、その中には、ハイブリッド車（Hybrid Vehicle:以下ＨＶ車と略す）も含まれている。エンジンと電動モータを動力源とするＨＶ車には、モータ駆動用の電源として高圧（約３００Ｖ）のハイブリットバッテリが搭載されている。このハイブリットシステムの動作中は、モータのドライバから広帯域の高圧系制御ノイズ及び高圧系スイッチングノイズ（例えば、インバータからのキャリア１０ｋＨｚの高調波ノイズ）が発生する。このような高圧系制御ノイズ等によってスマートキーシステムに通信障害が生じないようにするために、通信時に動力源の動作を制限するエンジン制御装置が開発されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−１９７６４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述のようなスマートキーシステムにおいて、車両側の送受信装置及びユーザ側の携帯機が発する微弱電波は、国内電波法により最大出力が制限されている。このため、上述のスマートキーシステムで使用する周波数帯域内にノイズが存在する場合であっても、ノイズの影響を受けない大きな送信電力を確保することは困難である。
【０００５】
また、スマートキーシステムがユーザの携帯機に応答を求めるリクエスト信号を発信するためのアンテナは、車室内における通信領域を広くとるとともに、車室外への電波漏れを最小限にするために、一般的に、車幅中心線上で前後にわたって複数配設される。
【０００６】
このため、アンテナとノイズ発生源の位置関係によっては、ノイズ発生源の近傍にユーザの携帯機と通信することが困難となる通信困難領域が生じる可能性がある。
【０００７】
特に、ＨＶ車は、高圧系スイッチングノイズを発生するノイズ発生源があるため、特許文献１のように通信時にシステムの動作を制限する発明はなされていたが、通信領域自体を改良するアプローチは行われていなかった。
【０００８】
スマートキーシステムは、内燃機関又はハイブリッドシステムの始動後も所定時間毎に携帯機と双方向通信を実行するため、通信困難領域が生じると、車室内に携帯機があってもスマートキーシステムと携帯機の通信を十分に行えなくなる可能性があった。
【０００９】
そこで、本発明は、ノイズ発生源の近傍でも携帯機と通信できるアンテナ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一局面のアンテナ装置は、ノイズ発生源がある空間内で利用者の携帯機に応答を求めるリクエスト信号を発信するための第１アンテナ素子と、前記ノイズ発生源の近傍に配設され、前記リクエスト信号を発信するための第２アンテナ素子とを備える。これにより、ノイズ発生源の近傍における通信状態が改善される。
【００１１】
また、前記第１アンテナ素子を複数備えるとともに、各第１アンテナ素子は前記リクエスト信号を出力する出力手段に別々のワイヤハーネスで接続されており、前記第２アンテナ素子は、前記ノイズ発生源から最も遠い第１アンテナ素子と前記出力手段とを接続するワイヤハーネスから分岐する分岐ワイヤハーネスに接続されていてもよい。これにより、ノイズ発生源に最も近い第１アンテナ素子と、第２アンテナ素子との間での電波干渉を抑制できる。
【００１２】
本発明の他の局面のアンテナ装置は、ノイズ発生源がある空間内に配設され、利用者の携帯機に応答を求めるリクエスト信号を発信するための複数の第１アンテナ素子と、前記リクエスト信号を前記複数の第１アンテナ素子に別々に送るために、前記複数の第１アンテナ素子の各々に各一端が接続されるとともに、前記複数の第１アンテナの各々に対して前記リクエスト信号を出力する出力手段に各他端が接続される複数のワイヤハーネスと、前記ノイズ発生源から最も遠い第１アンテナ素子に接続されるワイヤハーネスから分岐する分岐ワイヤハーネスと、前記分岐ワイヤハーネスに接続され、前記ノイズ発生源に最も近い第１アンテナ素子が当該ノイズ発生源から生じるノイズにより前記携帯機と通信することが困難となる通信困難領域内に、前記携帯機と通信することができる通信領域を有するように配設される第２アンテナ素子とを備える。これにより、ノイズ発生源の近傍における通信状態が改善される。
【００１３】
また、前記空間は、内燃機関とモータとを動力源とするハイブリッド車両の室内空間であって、前記ノイズ発生源は、前記モータの駆動によって生じるノイズの発生源であってもよい。これにより、ハイブリッド車のノイズ発生源の近傍における通信状態が改善される。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、ノイズ発生源の近傍でも携帯機にリクエスト信号を発信することができるアンテナ装置を低コストで提供できるという特有の効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明を適用したアンテナ装置をスマートキーシステム搭載のＨＶ車に搭載した実施の形態について説明する。
【００１６】
ＨＶ車では、モータを駆動するためのモータドライバに含まれるスイッチング素子から高圧系ノイズ（例えば１０ｋＨｚの高調波ノイズのような広帯域の高圧系制御ノイズや高圧系スイッチングノイズ）が発生する。仮にモータドライバ自体がシールドされていたとしても、例えばこのモータドライバに接続される電源ケーブルやハイブリッドバッテリにシールドされていない部分があれば、その部分がノイズ発生源となり得る。
【００１７】
以下では、電源ケーブルのハイブリッドバッテリ側の接続部がシールドされておらず、ノイズ発生源になり得る場合を例として説明する。特に、スマートキーシステムの通信には、周波数が例えば１３４ＫＨｚのＬＦ（Ｌｏｗ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）帯域の微弱電波を用いる場合があるため、上述のような高圧系ノイズがシステム通信の妨げになる可能性が生じる。
【００１８】
[実施の形態１]
図１は、実施の形態１のアンテナ装置を車室内に装着したＨＶ車を上面側から見た断面構造を概略的に示す図である。図中では、アンテナ装置の構造を説明する便宜上、シート、センターコンソール及びダッシュボード等の構造物を破線で示す。
【００１９】
このＨＶ車１は、車室２内に３列のシート（運転席３ａ、助手席３ｂ、２列目シート３ｃ及び３列目シート３ｄ）を備える３列シート車であり、スマートキーシステムのリクエスト信号を発信するための主アンテナ素子４ａ〜４ｃを備える。主アンテナ素子４ａは、センターコンソール５内に配設され、主アンテナ素子４ｂ及び４ｃは、２列目と３列目のシート３ｃ、３ｄの近傍におけるフロア上に配設される。
【００２０】
主アンテナ素子４ａ〜４ｃは、放射状に広がる通信領域６ａ〜６ｃを有し、その直径は、車室内の幅と略同一の寸法に設定されている。このような主アンテナ素子４ａ〜４ｃを車幅中心付近において前後にわたって所定の間隔をおいて配設することにより、３つの主アンテナ素子４ａ〜４ｃで車室２内の全体を通信可能にしている。
【００２１】
主アンテナ素子４ａ〜４ｃは、ワイヤハーネス７ａ〜７ｃを介してインパネ内に配設された照合ＥＣＵ８に接続されている。
【００２２】
照合ＥＣＵ８は、各アンテナ素子４ａ〜４ｃを駆動するためのアンテナドライバ９ａ〜９ｃ（出力手段）を内蔵する。このアンテナドライバ９ａ〜９ｃは、各主アンテナ素子４ａ〜４ｃに対して一つずつ設けられており、順番にリクエスト信号を出力する。
【００２３】
スマートキーシステムでは、照合ＥＣＵ８から各アンテナ素子４ａ〜４ｃを介して、車室２内に室内起動信号又は室内リクエスト信号が発信される。これらの信号は、車室２内において、利用者の携帯機１０に応答を求めるためのリクエスト信号であり、このリクエスト信号を受信した携帯機１０からは、レスポンスコードが室内受信装置（図示せず）に返信される。照合ＥＣＵ８は、携帯機１０から受信したレスポンスコードを用いて携帯機１０の判別／照合を行い、ステアリングロックの解除やエンジン始動等の許可／不許可を判定する。なお、図中には、運転席３ａで携帯機１０が所持されている場合を示す。
【００２４】
各ワイヤハーネス７ａ〜７ｃはノイズを発しないようにシールドされており、また、各ワイヤハーネス７ａ〜７ｃと各主アンテナ素子４ａ〜４ｃとの接続部、及び、各ワイヤハーネス７ａ〜７ｃと照合ＥＣＵ８との接続部も同様にシールドされている。
【００２５】
このＨＶ車１は、ダッシュボード１１の下にハイブリッドバッテリ１２を備える。このハイブリッドバッテリ１２と電源ケーブル１３との接続部１４は、助手席３ｂの前方に位置する。上述したように、接続部１４はシールドされていないため、この接続部１４の周囲には、リクエスト信号の通信が困難な通信困難領域１５が存在する。この通信困難領域１５は、主アンテナ素子４ａの通信領域６ａの一部を通信困難にしている。
【００２６】
上述したように、リクエスト信号としては、例えば、周波数が１３５ＫＨｚのＬＦ帯域の電波が用いられるため、ＨＶ車１のモータを駆動するモータドライバが発する高圧系スイッチングノイズが約１０ＫＨｚである場合には、この高圧系ノイズがリクエスト信号のＳ／Ｎ比を低下させるノイズとなる。
【００２７】
このため、通信困難領域１５としては、例えば、主アンテナ素子４ａからの距離が長くなることによる電波減衰によりＳ／Ｎ比が低下することにより携帯機１０と主アンテナ素子４ａが通信困難になる領域があり得る。
【００２８】
本実施の形態のアンテナ装置は、主アンテナ素子４ａ〜４ｃに加えて、補助アンテナ素子１６（第２アンテナ素子）を備える。
【００２９】
この補助アンテナ素子１６は、ハイブリッドバッテリ１２と電源ケーブル１３との接続部１４の近傍におけるフロア上において、その通信領域１７が通信困難領域１５を含むように配設される。これは、通信困難領域１５内のＳ／Ｎ比を改善するためである。ここで、近傍とは、接続部１４の真上においても、補助アンテナ素子１６から発信されるリクエスト信号のＳ／Ｎ比が所定の閾値以上となるほど補助アンテナ素子１６が接続部１４に近いことをいう。
【００３０】
また、補助アンテナ素子１６は、ノイズ発生源である接続部１４から最も遠い主アンテナ素子４ｃと照合ＥＣＵ８とを接続するワイヤハーネス７ｃから分岐する分岐ワイヤハーネス１８に接続されている。このため、補助アンテナ素子１６は、主アンテナ素子４ｃと同一のアンテナドライバ９ｃによって駆動される。
【００３１】
このように、補助アンテナ素子１６をノイズ発生源である接続部１４から最も遠い主アンテナ素子４ｃ用のワイヤハーネス７ｃに接続するのは、仮に接続部１４から最も近い主アンテナ素子４ａ用のワイヤハーネス７ａから分岐させると、通信領域６ａと通信領域１７の重複する領域においてリクエスト信号の干渉が生じ、信号レベルが著しく低下して通信が困難になる可能性があるため、このような弊害を避けるためである。
【００３２】
なお、ノイズ発生源である接続部１４から最も遠い主アンテナ素子４ｃと、補助アンテナ素子１６とは、それぞれの通信領域（６ｃと１７）が重複しないように配設されている。
【００３３】
上述したように、主アンテナ素子４ａ〜４ｃからは、それぞれ異なるタイミングでリクエスト信号が発信される。従って、接続部１４から最も遠い主アンテナ素子４ｃと補助アンテナ素子１６からは、同一のタイミングでリクエスト信号が発信される。すなわち、接続部１４に最も近い主アンテナ素子４ａと補助アンテナ素子１６とからは異なるタイミングでリクエスト信号が発信されることになる。
【００３４】
このため、アンテナドライバ９ａによって主アンテナ素子４ａが駆動されるときは、通信領域６ａ内から通信領域１７を除いた部分領域内にリクエスト信号が発信される。また、アンテナドライバ９ｂによって主アンテナ素子４ｂが駆動されるときは、通信領域６ｂ内にリクエスト信号が発信される。また、アンテナドライバ９ｃによって主アンテナ素子４ｃが駆動されるときは、主アンテナ素子４ｃから通信領域６ｃ内にリクエスト信号が発信されるとともに、補助アンテナ素子１６から通信領域１７内にリクエスト信号が発信される。
【００３５】
このように、通信領域１７と通信領域６ａには互いに異なるタイミングでリクエスト信号が発信されるため、これらの領域内に発信されたリクエスト信号同士が干渉し合うことはなく、信号レベルの低下により通信が困難になる領域も生じない。
【００３６】
また、通信領域１７と通信領域６ｃには同じタイミングでリクエスト信号が発信されるが、互いの通信領域（６ｃと１７）は重複しないため、リクエスト信号同士の干渉は生じない。
【００３７】
＜検証例＞
主アンテナ素子４ａと接続部１４との距離を計測したところ、その距離は約６０ｃｍであった。また、通信困難領域１５は接続部１４を中心として放射状に拡がっており、その直径は約２０ｃｍであった。
【００３８】
補助アンテナ素子１６を接続部１４から１５ｃｍ離れた場所（ダッシュボード１１の下）に設置し、補助アンテナ素子１６からリクエスト信号を発信したところ、通信が困難な領域は確認されなかった。
【００３９】
このように、補助アンテナ素子１６を設けたことにより、車室２内全体でリクエスト信号の通信が可能になることが確認された。
【００４０】
以上、本実施の形態によれば、高価なアンテナドライバを増設することなく、既存のワイヤハーネス７ｃから分岐させた分岐ワイヤハーネス１８に補助アンテナ素子１６を接続し、この補助アンテナ素子１６をノイズ発生源（接続部１４）の近傍に配設することにより、ノイズ発生源の近傍におけるリクエスト信号のＳ／Ｎ比を改善でき、ノイズ発生源がある車室２内の全領域にリクエスト信号を発信することのできるアンテナ装置を提供することができる。
【００４１】
なお、以上では、照合ＥＣＵ６がアンテナ素子４ａ〜４ｃから検知信号を送信する場合について説明したが、アンテナ素子４ａ〜４ｃを介して検知信号の送信及びレスポンスコードの受信を行うようにしてもよい。
【００４２】
また、以上では、スマートキーシステム搭載のＨＶ車に本実施形態のアンテナ装置を装着した場合について説明したが、スマートキーシステムのリクエスト信号の通信障害となり得るノイズ発生源のある車両であれば、装着車両はＨＶ車に限定されるものではなく、ＨＶ車以外の例えば電気自動車やＦＣ(Fuel Cell)車両にも装着することができる。
【００４３】
[実施の形態２]
本実施の形態のアンテナ素子は、ノイズ発生源の近傍に新たなアンテナ素子を配設するのではなく、ノイズ発生源に最も近いアンテナ素子の設置箇所を通信困難領域が生じないようにノイズ発生源に近づけた点が実施の形態１と異なる。
【００４４】
図２は、実施の形態２のアンテナ装置を車室内に装着したＨＶ車を上面側から見た断面構造を概略的に示す図である。図中では、アンテナ装置の構造を説明する便宜上、シートやダッシュボード等の構造物を破線で示す。
【００４５】
また、実施の形態１のアンテナ装置と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００４６】
本実施の形態のアンテナ装置は、アンテナ素子２４ａ（第２アンテナ素子）、アンテナ素子２４ｂ（第１アンテナ素子）、及びアンテナ素子２４ｃ（第１アンテナ素子）を備える。各アンテナ素子２４ａ〜２４ｃは、放射状に広がる通信領域２６ａ〜２６ｃを有する。
【００４７】
ノイズ発生源１４に最も近いアンテナ素子２４ａは、通信困難領域が生じないようにノイズ発生源である接続部１４の近傍に配設される。ここで、近傍とは、接続部１４の真上においても、アンテナ素子２４ａから発信されるリクエスト信号のＳ／Ｎ比が所定の閾値以上となるほどアンテナ素子２４ａが接続部１４に近いことをいう。
【００４８】
アンテナ素子２６ｂ及び２６ｃは、実施の形態１の主アンテナ素子４ｂ及び４ｃと同様に車幅中心付近において前後にわたって所定の間隔をおいて配設されており、その通信領域２６ｂ及び２６ｃの直径は、車室内の幅と略同一の寸法に設定されている。
【００４９】
これらのようなアンテナ素子２４ａ〜２４ｃにより、実施の形態２のアンテナ装置は、車室２内の全体を通信可能にしている。
【００５０】
なお、アンテナ素子２４ａは、ダッシュボード１１上に配設され、アンテナ素子２４ｂ及び２４ｃは、２列目と３列目のシートの近傍のフロア上に配設されている。
【００５１】
アンテナ素子２４ａ〜２４ｃは、ワイヤハーネス２７ａ〜２７ｃを介してインパネ内に配設された照合ＥＣＵ８に接続されている。各アンテナ素子２４ａ〜２４ｃは、照合ＥＣＵ８に内蔵されたアンテナドライバ９ａ〜９ｃによってそれぞれ駆動される。
【００５２】
本実施の形態では、アンテナ素子２４ａは車幅中心から助手席３ｂ側にオフセットして配設されるが、アンテナドライバ９ａの出力は、通信領域２６ａが特に運転席３ａ側において通信圈外の領域を生じないように、かつ、助手席３ｂ側における車室外への漏れを最小限にするように調整される。
【００５３】
その他の構成は、実施の形態１に準ずる。
【００５４】
アンテナ素子２４ａ〜２４ｃは、アンテナドライバ９ａ〜９ｃによって、それぞれ異なるタイミングで駆動される。
【００５５】
通信領域２６ａ〜２６ｃには互いに異なるタイミングでリクエスト信号が発信されるため、これらの領域内に発信されたリクエスト信号同士が干渉し合うことはなく、干渉によって通信が困難になる領域は生じない。
【００５６】
＜検証例＞
通信困難領域１５は接続部１４から放射状に拡がっており、その直径は約２０ｃｍであった。
【００５７】
アンテナ素子２４ａを接続部１４から１５ｃｍ離れた場所（ダッシュボード１１の下）に設置したところ、アンテナ素子２４ａからリクエスト信号を発信しても通信が困難な領域は確認されなかった。
【００５８】
このように、アンテナ素子２４ａをノイズ発生源である接続部１４の近傍に配設したことにより、車室２内全体でリクエスト信号の通信が可能になることが確認された。
【００５９】
以上、本実施の形態によれば、高価なアンテナドライバを増設することなく、ノイズ発生源に最も近いアンテナ素子をノイズ発生源の近傍に配設することにより、ノイズ発生源の近傍におけるリクエスト信号のＳ／Ｎ比を改善でき、ノイズ発生源がある車室２内の全領域にリクエスト信号を発信することのできるアンテナ装置を提供することができる。
【００６０】
以上、本発明の例示的な実施の形態のアンテナ装置について説明したが、本発明は、具体的に開示された実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明のアンテナ装置は、スマートキーシステム搭載車に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】実施の形態１のアンテナ装置を車室内に装着したＨＶ車を上面側から見た断面構造を概略的に示す図である。
【図２】実施の形態２のアンテナ装置を車室内に装着したＨＶ車を上面側から見た断面構造を概略的に示す図である。
【符号の説明】
【００６３】
１…ＨＶ車、２…車室２、４ａ、４ｂ、４ｃ…主アンテナ素子、６ａ、６ｂ、６ｃ、２６ａ、２６ｂ、２６ｃ…通信領域、７ａ、７ｂ、７ｃ、２７ａ、２７ｂ、２７ｃ…ワイヤハーネス、８…照合ＥＣＵ、９ａ、９ｂ、９ｃ…アンテナドライバ、１０…携帯機、１２…ハイブリッドバッテリ、１４…接続部、１５、通信困難領域、１６…補助アンテナ素子、１７…通信領域、２４ａ、２４ｂ、２４ｃ…アンテナ素子。
【図１】
2008118283.tif 000003
【図２】
2008118283.tif 000004