(57)【要約】【課題】車両内で無線通信を行う場合に、車外の電子機器に対しての電波の影響・干渉を少なくすることができる車載用通信装置を提供する。【解決手段】車両内のエンジンルーム１１と客室１２との間に設けられたダッシュボード１３の開口部以外の部分を、導電性膜で覆う。ダッシュボード１３内に設けられた通信装置３１及び３２から出力される信号の送信電波の周波数を、ダッシュボード１３の開口部枠を導波管と見立てた場合に、この導波管の遮断周波数以下に設定している。【選択図】      図２
2004193831.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両内部に設けられ、開口部を有する導電性膜に覆われた空間内で、無線通信を行うために設けられた送信手段を備え、
前記送信手段から出力される信号の送信電波の周波数を、前記導線性膜の開口部枠を導波管と見立てた場合に、この導波管の遮断周波数以下に設定する
ことを特徴とする車載用通信装置。
【請求項２】
請求項１記載の車載用通信装置であって、
前記空間は、車両内のエンジンルームと客室との間に設けられたダッシュボードの開口部以外の部分を、導電性膜で覆うことにより設ける
ことを特徴とする車載用通信装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の車載用通信装置であって、
前記送信電波の周波数を、前記空間内に複数設けられている導電性膜の開口部枠のうち、開口寸法が最も大きい開口部枠を導波管と見立てた場合に、この導波管の遮断周波数以下に設定する
ことを特徴とする車載用通信装置。
【請求項４】
請求項１、２又は３記載の車載用通信装置であって、
前記遮断周波数以下の電波を受信するための受信手段
をさらに備えたことを特徴とする車載用通信装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、車載用通信装置に係わり、特に、車両内で無線通信を行うための車載用通信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両内のエンジンルームと客室との間に設けられたダッシュボード内には、エンジンルーム側から得た車両の状態情報等（例えば、エンジン回転数、速度、湿度、その他アラーム等）を、客室側にある計器類に送信したり、客室側から得た車両の操作情報等（例えば、フロントライト、ウインカライトのオンオフ情報等）をエンジンルーム側に送信したりするためなどに、大量の配線類がなされている。
【０００３】
このため、上述した大量の配線類をダッシュボード内に配索する作業が極めて面倒になり、また、車体の重量が大きくなるという問題があった。このような問題を解決するために、上記エンジンルーム側と客室側との間で、無線を用いて、上述した状態情報や、操作情報の授受を行うことが考えられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このようにダッシュボード内において無線により通信を行うと、無線の性質上、電波が、樹脂などで作られたダッシュボードを突き抜けて、ダッシュボード外に出されてしまう。また、ダッシュボード外に出された電波は、さらに車両の開口部を通過して車外に出されてしまう。このため、電波は、ダッシュボード外の車両内又は車外周辺の機器、とりわけ無線を利用している電子機器に対する有害電波となり得ることもある。
【０００５】
更に、ダッシュボード外の車内や、自車両と隣接する場所に、ダッシュボード内の通信装置と同周波数付近の周波数の信号で動作する電子機器が存在する場合、その電子機器はダッシュボード内で発生した電波の影響で誤動作を起こすこともありえる。
【０００６】
そこで、ダッシュボードを導電性膜で覆い、導電性膜の閉空間を設け、その閉空間内で通信を行うことが考えられる。しかしながら、ダッシュボードには、内部に設けられた装置−ダッシュボード外に設けた装置間を接続するための配線が貫通する開口部や、ハンドルのシャフトをダッシュボードに貫通する開口部等の複数の開口部が設けられているため、完全な閉空間を設けることができない。このため、導電性膜で覆っても、上記開口部からダッシュボード外に電波が出されてしまう。
【０００７】
この発明は上記のような問題点を解消するためになされたもので、車両内で無線通信を行う場合に、車外の電子機器に対しての電波の影響・干渉を少なくすることができる車載用通信装置を得ることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するためになされた請求項１記載の発明は、車両内部に設けられ、開口部を有する導電性膜に覆われた空間内で、無線通信を行うために設けられた送信手段を備え、前記送信手段から出力される信号の送信電波の周波数を、前記導線性膜の開口部枠を導波管と見立てた場合に、この導波管の遮断周波数以下に設定することを特徴とする車載用通信装置に存する。
【０００９】
請求項１記載の発明によれば、導波管において遮断周波数以下の周波数の電波は、導波管内を伝播する際に減衰することに着目し、送信手段から出力される信号の送信電波の周波数を、開口部を有し導電性膜に覆われた空間の開口部枠を導波管と見立てた場合に、この導波管の遮断周波数以下に設定している。従って、導電性膜に覆われた空間に開口部があったとしても、その空間内で発生した電波が、開口部を通過して空間外にでる際に、開口部枠（＝導波管）により減衰されるため、外部の電子機器に影響を与える電界強度レベルで電波が空間外に出ることがない。
【００１０】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の車載用通信装置であって、前記空間は、車両内のエンジンルームと客室との間に設けられたダッシュボードの開口部以外の部分を、導電性膜で覆うことにより設けることを特徴とする車載用通信装置に存する。
【００１１】
請求項２記載の発明によれば、空間が、車両内のエンジンルームと客室との間に設けられたダッシュボードの開口部以外の部分を、導電性膜で覆うことにより設けられている。従って、導電性膜に覆われたダッシュボードに開口部があったとしても、そのダッシュボード内で発生した電波が、開口部を通過してダッシュボード外にでる際に、開口部枠（＝導波管）により減衰されるため、外部の電子機器に影響を与える電界強度レベルで電波がダッシュボード外に出ることがない。
【００１２】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の車載用通信装置であって、前記送信電波の周波数を、前記空間内に複数設けられている導電性膜の開口部枠のうち、開口寸法が最も大きい開口部枠を導波管と見立てた場合に、この導波管の遮断周波数以下に設定することを特徴とする車載用通信装置に存する。
【００１３】
請求項３記載の発明によれば、導波管において開口寸法が大きくなる程、遮断周波数が小さくなることに着目し、送信電波の周波数を、空間に複数設けられている開口部枠のうち、開口面積が最も大きい開口部枠を導波管と見立てた場合に、この導波管の遮断周波数以下に設定している。従って、送信電波の周波数を、導電性膜で覆われた空間内に設けられている全ての開口部枠（＝導波管）の遮断周波数以下に設定することができ、その空間内に設けられた全ての開口部から、外部の電子機器に影響を与える電界強度レベルで電波が車外に出ることはない。
【００１４】
請求項４記載の発明は、請求項１、２又は３記載の車載用通信装置であって、前記遮断周波数以下の電波を受信するための受信手段をさらに備えたことを特徴とする車載用通信装置に存する。
【００１５】
請求項４記載の発明によれば、導波管において遮断周波数以下の周波数の電波は、導波管内を伝播する際に減衰することに着目し、送信手段及び受信手段間で無線通信される信号の送信電波を、車両の開口部枠を導波管と見立てた場合に、この導波管の遮断周波数以下に設定している。従って、導電性膜に覆われた空間に開口部があったとしても、その空間内で発生した電波が、開口部を通過して空間外にでる際に、開口部枠（＝導波管）により減衰されるため、外部の電子機器に影響を与える電界強度レベルで電波が空間外に出ることがない。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について説明するが、その前に、導波管の開口寸法と遮断周波数との一般的関係について説明する。
【００１７】
図１は、モデルケースとしての方形導波管の開口端付近の要部斜視図である。このような方形導波管を使って電波を伝搬させる場合に、その伝搬特性を司る方形導波管内の電界は、内部に誘電体が一様に分布しているものとすると、方形導波管の長辺方向両内面においてゼロとなるという境界条件を満たす限り、方形導波管の内面に対する電波の入射波や反射波の線形結合によって定まる。
【００１８】
したがって、電波の伝搬について考えるこのケースでは、導波方向と直交する方形導波管の断面方向における磁界がゼロであるものとして（ＴＥモード）、マックスウェルの波動方程式の解を求めることで、方形導波管を伝搬する電波の波形や周波数の計算上の値が、いくつか決まる。
【００１９】
但し、方形導波管の長辺の２倍以上の波形では、電波が方形導波管内に収まりきれないので、実際には、上記したようにしていくつか求まる計算上の波長のうち、方形導波管の長辺の２倍以下の波長の電波が、方形導波管を使って伝搬させることのできる電波であることになる。
【００２０】
そして、上記した計算により求まる波長や周波数の組み合わせ、すなわち、方形導波管を伝導する電波の形（モード）は、複数存在し（波長の大きいものから順にＴＥ１０、ＴＥ２０、ＴＥ０１、ＴＥ２１、…）、それぞれのモードに、それ以上でないと方形導波管内を電波が伝搬しない遮断周波数が存在する。
【００２１】
つまり、導波方向と直交する方形導波管の断面方向における磁界がゼロであるＴＥ（Ｔｏｒａｎｓｖｅｒｓｅ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃｆｉｅｌｄ）モードでは、電界が方形導波管の断面方向成分しか存在しないので、各モードの遮断周波数以下の周波数の電波については、方形導波管を使って伝搬させることができないわけである。
【００２２】
よって、この性質を利用して、波長の最も大きい（周波数の最も低い）モード（この場合にはＴＥ１０モード）の遮断周波数以下の電波を発生させれば、その電波を、方形導波管により減衰させることができる。
【００２３】
ちなみに、方形導波管の長辺寸法をＬ、方形導波管の短辺寸法をＭとして、方形導波管の場合のＴＥモードにおける遮断周波数ｆを一般式で表すと、
ｆｌｍ＝ｃ｛［（ｌ／Ｌ）２＋（ｍ／Ｍ）２］１／２｝／２
となり、ＴＥ１０モードにおける遮断周波数ｆ１０は、ｌ＝１、ｍ＝０を代入して、
ｆ１０＝ｃ｛［（１／Ｌ）２＋（０／Ｍ）２］１／２｝／２＝ｃ／２Ｌ
となる。
【００２４】
なお、ここでは方形導波管を例に取って説明したが、円形導波管の場合には、境界条件を考慮に入れてベッセル関数を解くことで、円形導波管を伝搬する電波（ＴＥモード）の波長や周波数の計算上の値をいくつか求めることができる。また、任意断面形状の導波管の場合には、やはり境界条件を考慮に入れてヘルムホルツ方程式（ラプラス方程式）を解くことで、任意断面積形状の導波管を伝搬する電波（ＴＥモード）の波長や周波数の計算上の値をいくつか求めることができる。
【００２５】
そして、上記のようにしていくつか求めた各形状・寸法の導波管を伝搬する電波（ＴＥモード）の周波数から定まる、いくつかの遮断周波数のうち、最も低い遮断周波数以下の周波数の電波を発生させれば、その電波は何れの形状・形状の導波管によっても減衰される。
【００２６】
次に、本発明の一実施の形態を、図面を参照して説明する。図２は、本発明の車載用通信装置が設けられた車両の一実施の形態を示す図である。
同図に示すように、車両１０は、エンジンが設けられているエンジンルーム１１、座席が設けられている客室１２及び上記エンジンルーム１１と客室１２との間に設けられたダッシュボード１３を備えている。
【００２７】
上記ダッシュボード１３内には、センサ群２１や、ランプ群２２といったエンジンルーム１１内に設置されている各種装置と有線で接続されるエンジンルーム側の通信装置３１が配置されている。上記センサ群２１としては、エンジン回転センサ、車速センサ、水温センサなどが挙げられる。また、ランプ群２２としては、フロントライト、ウインカライトなどが挙げられる。
【００２８】
上記ダッシュボード１３内には、さらに、客室１２内に設置されている各種装置と接続される客室側の通信装置３２とが配置されている。客室１２内に設置されている各種装置としては、例えば、センサ群２１が計測した計測値を表示する計器群２３、ランプ群２２のオンオフ操作を行うための操作スイッチ群２４などが挙げられる。上述した通信装置３１及び３２は、無線通信を利用して、センサ群２１が計測した車両の状態情報や、操作スイッチ群２４の操作情報の授受を行っている。
【００２９】
上記ダッシュボード１３は、例えば樹脂などに覆われた空間である。しかし、ダッシュボード１３は、完全な閉空間ではなく、内部に設けられた装置−ダッシュボード１３外に設けられた装置間を接続する配線が貫通する開口部や、ハンドル４１と連結しているシャフト４２が貫通する開口部など、複数の開口部が設けられている。上述したダッシュボード１３の内側には、上記開口部を除いた部分に導電性膜（図示せず）が設けられている。導電性膜は、ダッシュボード１３の樹脂内側に、導電性の塗料を塗布することにより設けられる。
【００３０】
次に、上述した通信装置３１及び３２の詳細な構成について、図３を参照して以下説明する。同図において、通信装置３１及び３２はそれぞれ、アンテナＡＴと、ワイヤレストランシーバ３３と、ワイヤレストランシーバ３３を制御するマイクロコンピュータ３４（以下、μＣＯＭ３４）とを備えている。
【００３１】
このμＣＯＭ３４は、予め定めたプログラムに従って通信装置３１又は３２全体の動作の制御を行うＣＰＵ３４ａと、プログラムなどを格納した読み出し専用のメモリであるＲＯＭ３４ｂと、各種のデータを格納すると共に、ＣＰＵ３４ａの処理作業に必要な各種エリアを有する読み出し書き込み自在のメモリであるＲＡＭ３４ｃとを有している。
【００３２】
図４はワイヤレストランシーバ３３における信号送信部（＝送信手段）の概略構成図である。この信号送信部は、ダッシュボード１３に設けられている導電性膜の開口部枠のうち、最大の開口寸法（一辺の長さ）を持つ開口部枠を導波管と見立てた場合に、この導波管の遮断周波数以下の搬送波周波数を設定する搬送波周波数設定部３３ａ、設定された周波数の搬送波を発生する搬送波発生部３３ｂ、通信装置３１又は３２に入力された送信信号で搬送波発生部３３ｂから発生した搬送波を変調する変調部３３ｃ、被変調波を電力増幅してアンテナＡＴにのせる増幅部３３ｄを備えている。
【００３３】
ワイヤレストランシーバ３３は、図示しないが、受信された電波を復調する復調部を有する信号受信部（＝受信手段）も備える。
【００３４】
以上の構成から、先ず、ダッシュボード１３に設けられた寸法が最も大きい開口枠を導波管と見立てたときの遮断周波数が求められたならば、ダッシュボード１３内で情報データを伝播する電波の搬送波周波数を遮断周波数以下に決め、搬送波周波数を搬送波周波数設定部３３ａで設定する。
【００３５】
次に、搬送波発生部３３ｂは設定された遮断周波数以下の周波数の搬送波信号を発生して変調部３３ｃに送る。変調部３３ｃにおいては、送信信号で搬送波信号を変調し被変調波として増幅部３３ｄに出力する。ここで被変調波は電力増幅されてアンテナＡＴに送られる。アンテナＡＴは、上記被変調波に応じた遮断周波数以下の電波を発生する。
【００３６】
ここで、最初に説明した導波管の性質より、導波管では遮断周波数以下の電波は導波管内を伝搬しない。すなわち、ダッシュボード１３において導電性膜の開口寸法が最大の開口部枠を導波管と見立てた場合に、その導波管の遮断周波数以下の電波を利用してダッシュボード１３内で通信を行うと、その電波は、導電性膜の開口部枠を通過して、ダッシュボード１３外に出る際に、開口部枠（＝導波管）により減衰され、ダッシュボード１３外や、車両外の電子機器に影響を与える電界強度レベルで車外に出ることはないと考えられる。また、その逆に周波数が遮断周波数以下の電波が、外部から導電性膜の開口部枠を通過してダッシュボード１３内に入る際にも、開口部枠（＝導波管）により減衰される。
【００３７】
従って、通信装置３１及び３２の一方に備えられたアンテナＡＴから発生する電波は、通信装置３１及び３２の他方に備えられたアンテナＡＴに伝播されるのであるが、ダッシュボード１３外の電子機器に影響を与える電界強度レベルで車外に出ることはない。
【００３８】
車外において遮断周波数以下の電波が発生しても、電波は導波管と見立てた開口部枠により減衰され、外来電波によりダッシュボード１３内の電子機器が誤動作することが阻止される。
【００３９】
なお、上述した実施形態では、ダッシュボード１３を、請求項中の開口部を有する導電性膜に覆われた空間としていたが、この空間は、ダッシュボード１３内だけに限らず、例えば、トランクルームを活用したり、車内に任意に上記空間を作りだして無線通信することも可能である。
【００４０】
また、上述した実施形態では、導電性の塗料を塗布することにより、導電性膜を設けていたが、必要に応じて、金属のような導電性板でダッシュボード１３を設けたり、ダッシュボード１３に上記導電性板を貼り付けたりすることも考えられる。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１記載の発明によれば、導電性膜に覆われた空間に開口部があったとしても、その空間内で発生した電波が、開口部を通過して空間外にでる際に、開口部枠（＝導波管）により減衰されるため、外部の電子機器に影響を与える電界強度レベルで電波が空間外に出ることがないので、上記空間内で無線通信を行う場合に、その空間以外の車両内又は車外の電子機器に対しての電波の影響・干渉を少なくすることができる車載用通信装置を得ることができる。
【００４２】
請求項２記載の発明によれば、導電性膜に覆われたダッシュボードに開口部があったとしても、そのダッシュボード内で発生した電波が、開口部を通過してダッシュボード外にでる際に、開口部枠（＝導波管）により減衰されるため、外部の電子機器に影響を与える電界強度レベルで電波がダッシュボード外に出ることがないので、ダッシュボード内で無線通信を行う場合に、そのダッシュボード以外の車両内又は車外の電子機器に対しての電波の影響・干渉を少なくすることができる車載用通信装置を得ることができる。
【００４３】
請求項３記載の発明によれば、送信電波の周波数を、導電性膜で覆われた空間内に設けられている全ての開口部枠（＝導波管）の遮断周波数以下に設定することができ、その空間内に設けられた全ての開口部から、外部の電子機器に影響を与える電界強度レベルで電波が車外に出ることはないので、上記空間内で無線通信を行う場合に、その空間以外の車両内又は車外の電子機器に対しての電波の影響・干渉を、確実に、少なくすることができる車載用通信装置を得ることができる。
【００４４】
請求項４記載の発明によれば、導電性膜に覆われた空間に開口部があったとしても、その空間内で発生した電波が、開口部を通過して空間外にでる際に、開口部枠（＝導波管）により減衰されるため、外部の電子機器に影響を与える電界強度レベルで電波が空間外に出ることがないので、上記空間内で無線通信を行う場合に、その空間以外の車両内又は車外の電子機器に対しての電波の影響・干渉を少なくすることができる車載用通信装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】方形導波管の開口端付近の要部斜視図である。
【図２】本発明の車載用通信装置が設けられた車両の一実施の形態を示す図である。
【図３】図２の車載用通信装置を構成する通信装置３１又は３２の詳細な構成を示す図である。
【図４】図３の通信装置３１又は３２を構成するワイヤレストランシーバ３３の詳細な構成を示す図である。
【符号の説明】
３１  通信装置
３２  通信装置
３３  ワイヤレストランシーバ（送信手段、受信手段）
１１  エンジンルーム
１２  客室
１３  ダッシュボード
【図１】
2004193831.tif 000003
【図２】
2004193831.tif 000004
【図３】
2004193831.tif 000005
【図４】
2004193831.tif 000006