(57)【要約】【課題】安定した通信が行えると共に回路構成の簡単化、小型化および低コスト化を図れる車載用無線通信システムを提供する。【解決手段】  所定の機器からの無線信号を受信する可変指向性のアンテナ部５ａと、アンテナ部５ａのアンテナ指向性を前記無線信号の受信レベルが最大となる方向に制御する制御部５ｃとを備えた車載用無線通信システム１であって、アンテナ部５ａがエスパアンテナであるものである。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の機器からの無線信号を受信する可変指向性のアンテナ部と、前記アンテナ部のアンテナ指向性を前記無線信号の受信レベルが最大となる方向に制御する制御手段とを車両に配設した車載用無線通信システムであって、
前記アンテナ部にエスパアンテナが用いられたことを特徴とする車載用無線通信システム。
【請求項２】
前記所定の機器が前記車載用無線通信システムの搭載された車両に設置されており、前記車載用無線通信システムが同一車両内の機器間通信に用いられることを特徴とする請求項１に記載の車載用無線通信システム。
【請求項３】
前記所定の機器が前記車載用無線通信システムの搭載された車両の外部に設置されており、前記車載用無線通信システムが対車外通信に用いられることを特徴とする請求項１に記載の車載用無線通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車載用無線通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
車両とその外部との間で無線通信（対車外通信）を行う場合（例えば車両に搭載される電子機器と路上に設置される電子機器との間の無線通信（路車間通信）や、異なる車両に搭載される電子機器間の無線通信（車車間通信）を行う場合）は、通信経路が見通しにならない場合が多く、そのため、車両の構造物や車外の建物等による電波の反射が起こり、受信レベルの空間的・時間的変動が発生して、安定した通信を行えないという問題が生じる。また、安定した通信を行うべく、同じ周波数帯を使用する他の無線機との干渉を考慮する必要もある。
【０００３】
一方、同一の車両に搭載される様々な電子機器間の通信は、従来、ワイヤーハーネスを介して行われてきたが、自動車の高機能化に伴い、使用されるワイヤーハーネスは増加の一途をたどり、重量増加や配線スペースの問題が浮上してきた。この問題を解決すべく、ワイヤーハーネスの無線化が検討されているが、この場合も、対車外通信の場合と同様に、通信経路（例えば、エンジンルームから車室内）が見通しにならない場合が多く、そのため、車両の構造物等による電波の反射が起こり、受信レベルの空間的・時間的変動が発生して、安定した通信を行えないという問題が生じる。また、この場合も、安定した通信を行うべく、同じ周波数帯を使用する他の無線機との干渉を考慮する必要がある。
【０００４】
これらの問題を解決すべく、従来の車載用無線通信システムでは、車両に可変指向性のアンテナとしてアダプティブアレイアンテナ（例えば特許文献１）を設置し、そのアンテナのアンテナ指向性を通信相手からの無線電波の受信レベルが最大となる方向に制御する様に構成することにより、安定した通信を行っている。
【０００５】
上記のアダプティブアレイアンテナ１００は、図６の様に、アンテナ部１０１を構成する複数のアンテナ素子１０１ａと、例えば各アンテナ素子１０１ａの受信信号および予め設定された所望電波に関する情報（中心周波数や変調方式等）に基づいて各アンテナ素子１０１ａの受信信号に付加すべき重み係数を算出する重み係数算出部１０３と、重み係数算出部１０３で算出された重み係数を各アンテナ素子１０１ａの受信信号に重み付けする重み付け部１０５と、重み付け部１０５により重み付けされた各アンテナ素子１０１ａの受信信号を合成してアンテナ部１０１に入射した種々の電波の中から前記所望電波を抽出する合成部１０７と、合成部１０７で抽出された所望電波を復調する復調部１０９とを備える。重み係数算出部１０３では、合成部１０７での合成処理によりアンテナ部１０１に入射した種々の電波の中から前記所望電波が抽出される様に、重み係数が算出される。
【０００６】
【特許文献１】特開平８−０６２３２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記のアダプティブアレイアンテナ１００は、構成上、重み係数算出部１０３、重み付け部１０５および合成部１０７を必要とするが、それらの構成回路は複雑であるので、当該アンテナ１００が大型化すると共に高コスト化するという問題がある。特に車両内では配設スペースに制限があるので、大型化するアンテナは車載用として不向きである。
【０００８】
そこで、この発明の課題は、安定した通信が行えると共に回路構成の簡単化、小型化および低コスト化を図れる車載用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】
【０００９】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、所定の機器からの無線信号を受信する可変指向性のアンテナ部と、前記アンテナ部のアンテナ指向性を前記無線信号の受信レベルが最大となる方向に制御する制御手段とを車両に設置した車載用無線通信システムであって、前記アンテナ部にエスパアンテナが用いられたものである。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、前記所定の機器が前記車載用無線通信システムの搭載された車両に設置されており、前記車載用無線通信システムが同一車両内の機器間通信に用いられるものである。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、前記所定の機器が前記車載用無線通信システムの搭載された車両の外部に設置されており、前記車載用無線通信システムが対車外通信に用いられるものである。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１〜請求項３に記載の発明によれば、所定の機器からの無線信号を受信する可変指向性のアンテナ部と、前記アンテナ部のアンテナ指向性を前記無線信号の受信レベルが最大となる方向に制御する制御手段とを車両に配設した車載用無線通信システムであってアンテナ部にエスパアンテナが用いられたものあるので、車両において安定した通信が行えると共に、従来のアダプティブアレイアンテナ１００と比べて重み係数算出部１０３、重み付け部１０５および合成部１０７を必要としない分、回路構成の簡単化、小型化および低コスト化を図れる。
【００１３】
特に請求項２の様に、当該車載用無線通信システムが同一車両内の車内機器間通信に用いられた場合には、通信の安定化、回路構成の簡単化、小型化および低コスト化を図れる他に、車内機器間を有線通信接続するワイヤーハーネスを省略できる利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
この実施の形態の車載用無線通信システム１は、図１の様に、同一車両３内に設置された複数の電子機器５，７，９，１１，１３間を無線通信接続しており、その無線通信により例えば各電子機器７，９，１１，１３から電子機器５に情報データが無線送信される。
【００１５】
ここでは、一例として、各電子機器７，９，１１，１３はそれぞれ、例えば車両３の前部、後部、左サイドミラーおよび右サイドミラーに設置された車両周辺視認用の車載カメラであり、電子機器５は、それら各車載カメラ７，９，１１，１３から取得する撮像画像を表示装置１５に表示させるカメラ制御装置である。このカメラ制御装置と表示装置１５とは、例えば有線通信接続されている。
【００１６】
各電子機器７，９，１１，１３はそれぞれ、図３の様に、アンテナ部ａと、送受信部ｂと、送信すべきデータを生成または保有するデータ生成／保有部（ここでは車両３周辺を撮像する撮像部）ｃと、データ生成／保有部ｃおよび送受信部ｂを制御する制御部ｄとを備える。
【００１７】
アンテナ部ａは、例えば指向性固定型の指向性アンテナであり、その指向性が例えば電子機器５の方向に向けられて設置される。
【００１８】
送受信部ｂは、アンテナ部ａを介して受信する電子機器５からの制御信号を復調して制御部ｄに出力する他、制御部ｄの制御に応じて、データ生成／保有部ｃで生成または保有されるデータ（ここでは撮像画像のデータ（情報データ））を所定の送信フォーマットでアンテナ部ａから電子機器５に無線送信する。
【００１９】
ここでは、上記の所定の通信フォーマット１７は、図４の様に、ヘッダ部（車両ＩＤ、送信元ＩＤ、送信先ＩＤ、データ種別）１７ａとデータ部１７ｂとから構成される。ヘッダ部１７ａの車両ＩＤは、車両を特定するＩＤであり、隣接する他の車両との間で車載無線通信システムが混信しない様に個別の識別番号が格納される。送信元ＩＤは、データを送信した機器を特定するものであり、各機器５，７，９，１１，１３に付与された機器ＩＤが格納される。送信先ＩＤは、データを受信する機器を特定するものであり、各機器５，９，１１，１３に付与さに機器ＩＤが格納される。データ種別は、データ部１７ｂに格納されたデータの種類（制御信号（データ種別＝０）か、撮像画像等の情報データ（データ種別＝１）か）を特定する符号が格納される。
【００２０】
制御部ｄは、電子機器５からの要求信号（制御信号）に応じて、データ生成／保有部ｃで生成または保有されるデータを送受信部ｂを介して電子機器５に無線送信する。
【００２１】
電子機器５は、図２の様に、可変指向性のアンテナ部５ａと、送受信部５ｂと、アンテナ部５ａの指向性を所望の電子機器７，９，１１，１３からの信号の受信レベルが最大となる方向に制御する制御部（制御手段）５ｃと、送受信部５ｂにより受信されたデータ（ここでは撮像画像のデータ）に画像処理を施して表示装置１５に表示する画像処理部５ｄとを備える。
【００２２】
アンテナ部５ａは、エスパアンテナとして構成されており、アンテナ部５ａを構成する単一の給電素子５ｅおよび給電素子５ｅの周囲に配置された複数の無給電素子５ｄ−１〜５ｄ−ｎと、各無給電素子５ｄ−１〜５ｄ−ｎにそれぞれ接続された可変リアクタンス素子５ｆ−１〜５ｆ−ｎと備える。給電素子５ｅは送受信部５ｂに接続され、各無給電素子５ｄ−１〜５ｄ−ｎは制御部５ｃに接続される。このアンテナ部５ａは、制御部５ｃにより、各可変リアクタンス素子５ｆ−１〜５ｆ−ｎのリアクタンス値が制御されることにより、そのアンテナ指向性が所望方向に制御され、または無指向性に制御される。
【００２３】
送受信部５ｂは、制御部５ｃの制御に応じて、所望の電子機器（例えば９）に対してデータの送信要求（制御信号）を所定の送信フォーマット（図４の送信フォーマット１７と同じもの）でアンテナ部５ａを介して無線送信する他、アンテナ部５ａを介して受信する所望の電子機器（例えば９）からのデータを復調して画像処理部５ｄおよび制御部５ｃに出力する。
【００２４】
制御部５ｃは、アンテナ部５ａに対してそのアンテナ指向性（受信方向）を例えば周囲全ての方向に亘って所定角度ずつ走査させながら所望の電子機器（例えば９）からの信号を受信させ、その受信レベルが最大となる受信方向にアンテナ部５ａのアンテナ指向性が向く様にアンテナ部５ａの各可変リアクタンス５ｆ−１〜５ｆ−ｎのリアクタンス値を制御する。
【００２５】
次に、図５に基づいて例えば電子機器５，９間のデータの送受信を例にあげて車載用無線通信システム１の動作を説明する。尚、ここでは、車両３の車両ＩＤは「０」、電子機器５の機器ＩＤは「０」、電子機器９の機器ＩＤは「１」とする。
【００２６】
まずステップＳ１〜Ｓ７で、電子機器５と所望の電子機器９との間で通信の確立が行われる。即ち、まず電子機器５から所望の電子機器９に情報データ（ここでは撮像画像のデータ）のデータ送信要求の制御信号が送信される。より詳細には、電子機器５側において、ステップＳ１で、制御部５ｃによりアンテナ部５ａのアンテナ指向性が無指向性に制御されると共に、ステップＳ２で、送受信部ｂにより上記のデータ送信要求の制御信号が所定の送信フォーマット１７（車両ＩＤ＝０、送信元ＩＤ＝０、送信先ＩＤ＝１、データ種別＝０に設定された送信フォーマット）のデータ部１７ｂに格納されて、アンテナ部５ａから全方向に送信される。
【００２７】
そして、電子機器９側では、ステップＳ３で、アンテナ部ａを介して送受信部ｂによりデータが受信されると、ステップＳ４で、制御部ｄによりその受信データが電子機器９に送信された制御信号であるか否か（即ちその受信データの送信フォーマット１７の送信先ＩＤおよびデータ種別がそれぞれ電子機器９の機器ＩＤ＝１および制御信号を示す「０」であるか否か）の確認が行われる。そして、その受信データが電子機器９に送信された制御信号でない場合は、ステップＳ５に進み、その受信データは制御部ｄにより無効とされてステップＳ３も戻り、他方、その受信データが電子機器９に送信された制御信号である場合は、ステップＳ６で、その制御信号（即ちデータ送信要求の制御信号）に従って、制御部ｄの制御の下、データ生成／保有部（ここでは撮像部）ｃで生成または保有されるデータ（ここでは撮像部ｃの撮像画像）が所定の送信フォーマット１７（車両ＩＤ＝０、送信元ＩＤ＝１、送信先ＩＤ＝０、データ種別＝１に設定された送信フォーマット）のデータ部１７ａに格納されて、送受信部ｂによりアンテナ部ａから電子機器５に向けて送信される。
【００２８】
そして、電子機器５側では、ステップＳ７で、アンテナ部５ａを介して送受信部５ｂによりデータが受信されると、ステップＳ８で、制御部５ｃによりその受信データが所望の電子機器９から電子機器５に送信された情報データ（撮像画像）か否か（即ちその受信データの送信フォーマット１７の送信元ＩＤ、送信先ＩＤおよびデータ種別がそれぞれ所望の電子機器９の機器ＩＤ＝１、電子機器５自身の機器ＩＤ＝０および情報データを示す「１」であるか否か）の確認が行われる。そして、その受信データが所望の電子機器９から電子機器５に送信されたものでない場合は、ステップＳ９で、そのデータは制御部５ｃにより無効とされてステップＳ７に戻り、他方、その受信データが所望の電子機器９から電子機器５に送信された情報データ（撮像画像のデータ）である場合は、制御部５ｃにより所望の電子機器９との間の通信が確立したと判定されると共に、制御部５ｃの制御の下、送受信部５ｂによりその受信した撮像画像のデータは画像処理部５ｄを介して表示装置１５に表示される。
【００２９】
そして、この様に通信が確立されて所望の電子機器９から電子機器５にデータ（撮像画像）が送信され始めると、ステップＳ１０で、制御部５ｃによりアンテナ部５ａのアンテナ指向性が周囲全ての方向に亘って走査され、その受信データの受信レベルが最大となる方向（主たる電波到来方向）にアンテナ部５ａのアンテナ指向性が向けられる。これにより所望の電子機器９からのデータが電子機器５側で良好に受信される。
【００３０】
そして、ステップＳ１１で、制御部５ｃにより当該受信データの主たる電波到来方向が変化したか否かの監視が行われる。ここでは、当該受信データの受信レベルが所定レベル以下になると、制御部５ｃにより受信データの電波到来方向が変化したと判定される。ここでは、例えば乗員や荷物の位置が変わると、受信データの電波到来方向が変化する場合がある。そして、その電波到来方向が変化した場合には、ステップＳ１０に戻り、制御部５ｃによりアンテナ部５ａのアンテナ指向性が再度周囲全ての方向に亘って走査され、そのデータの受信レベルが最大となる方向にアンテナ部５ａのアンテナ指向性が向けられる。この様にしてアンテナ部５ａのアンテナ指向性が主たる電波到来方向に追随される。他方、その電波到来方向が変化しない場合には、ステップＳ１２に進む。
【００３１】
そして、ステップＳ１２で、所望の電子機器９からのデータ送信を停止しない場合は、ステップＳ１１に戻り、他方、所望の電子機器９からのデータ送信を停止する場合は、その際のアンテナ部５ａのアンテナ指向性の状態で、制御部５ｃの制御の下、送受信部５ｂによりデータ送信停止要求の制御信号が所定の送信フォーマット１７（車両ＩＤ＝０，送信元ＩＤ＝０、送信先ＩＤ＝１、データ種別＝０に設定された送信フォーマット）のデータ部１７ｂに格納されて、電子機器５から所望の電子機器９に送信される。そして、ステップＳ１３、１４で、そのデータ送信停止要求の制御信号を受信した所望の電子機器９により当該データのデータ送信が停止される。
【００３２】
以上の様に構成された車載用無線通信システム１によれば、所定の機器７，９，１１，１３からの無線信号を受信する可変指向性のアンテナ部５ａと、アンテナ部５ａのアンテナ指向性を前記無線信号の受信レベルが最大となる方向に制御する制御部５ｃとを車両３に配設した車載用無線通信システムであって、電子機器５のアンテナ部５ａにエスパアンテナが用いられたものであるので、車両３において安定した通信が行えると共に、従来のアダプティブアレイアンテナ１００と比べて重み係数算出部１０３、重み付け部１０５および合成部１０７を必要としない分、システム１の回路構成の簡単化、小型化および低コスト化を図れる。
【００３３】
また、当該車載用無線通信システム１が同一車両３内の車内機器５，７，９，１１，１３間の通信に用いられるので、通信の安定化、システム１の回路構成の簡単化、小型化および低コスト化を図れる他に、当該車内機器５，７，９，１１，１３間を有線通信接続するワイヤーハーネスを省略できる利点がある。
【００３４】
尚、この実施の形態では、車載用無線通信システム１を同一車両３内の電子機器５、７，９，１１，１３間の通信に適用した場合で説明したが、車車間通信や路車間通信等の対車外通信に適用してもかまわない。即ち、車車間通信に適用する場合は、各電子機器７，９，１１，１３が他の車両３内にある電子機器とすればよく、路車間通信に適用する場合は、各電子機器７，９，１１，１３が路上の基地局等に設置された電子機器とすればよい。対車外通信に適用した場合も、上記と同様に、車両３側の電子機器５のアンテナ部５ａがエスパアンテナであるので、安定した通信が行えると共にシステム１の車両３側の回路構成の簡単化、小型化および低コスト化を図れる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の実施の形態の車載用無線通信システムが適用された電子機器の車両内における設定位置の例を示す図である。
【図２】図１の車載用無線通信システムにおける電気機器５の構成概略図である。
【図３】図１の車載用無線通信システムにおける電気機器７，９，１１，１３の構成概略図である。
【図４】図１の車載用無線通信システムにおける送信フォーマットの一例を示す図である。
【図５】図１の車載用無線通信システムの動作を説明する図である。
【図６】従来の車載用無線通信システムの構成を説明する図である。
【符号の説明】
【００３６】
１  車載用無線通信システム
３  車両
５，７，９，１１，１３  電子機器
５ａ  アンテナ部
５ｂ  送受信部
５ｃ  制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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