JP4466730B2 - 携帯型通信機器、車両側通信機器及び通信システム - Google Patents

Description

本発明は、携帯型通信機器、車両側通信機器及びこれらの通信機器からなる通信システムに関し、より特定的には車両側通信機器の受信信号の濾波処理に関する。

近年、自動車等の移動体に備えられているタイヤの空気圧などの車両情報を定期的に検出し、検出結果に基づいて、運転者に対する車両情報の表示、警告をすること及び当該移動体の制御をするための様々な技術が考案されている。このような技術の一例として、特許文献１に示すようなタイヤ空気圧推定装置がある。特許文献１に記載の技術では、車輪の回転速度の共振周波数とタイヤ空気圧との間の一定の関係に基づき、車輪の回転速度からタイヤ空気圧を推定している。この車輪の回転速度を示す車輪速度信号には、白色ノイズである路面外乱がタイヤ・サスペンション系に入力として加わることにより、ノイズが含まれてしまう。したがって、特許文献１に記載の技術では、この車輪速度信号に含まれるノイズを除去して、タイヤ空気圧を推定するための共振周波数成分を抽出する必要がある。このために、特許文献１に記載の技術では、カットオフ周波数が互いに異なる複数のフィルタを用いて、複数回のフィルタ処理をした結果に基づき、共振周波数成分を抽出している。そして、抽出した結果に基づいてタイヤ空気圧を推定している。

しかしながら、特許文献１に記載の技術では、仮に、共振周波数成分のみを抽出できたとしても、得られたタイヤ空気圧は、推定された結果に過ぎない。つまり、特許文献１に記載の技術によって得られたタイヤ空気圧は、実際のタイヤ空気圧とは異なる可能性がある。

これに対して、それぞれのタイヤにタイヤ空気圧センサを直接設けることにより、タイヤ空気圧を直接測定して、測定したタイヤ空気圧を示す情報をそれぞれのタイヤから車両に設けられた受信機に対して無線送信することが考えられる。すなわち、車両情報の被測定対象に直接センサを設け、直接測定した車両情報を無線送信することが考えられる。また、複数回のフィルタ処理をすることなく、一度のフィルタ処理で必要な周波数成分からなる信号を抽出する技術としては、一般的に知られており、フィルタ係数を用いてフィルタ処理をする適応フィルタが一例として挙げられる。

適応フィルタは、入力される信号をノイズも含めて全ての周波数成分の信号を除去するようにフィルタ係数を逐次更新しながら、入力される信号に対してフィルタ処理をする。したがって、上述したタイヤ空気圧などの車両情報を示す無線送信された信号を適応フィルタを用いて抽出するためには、信号を抽出するタイミングでフィルタ係数の更新を停止しなければならない。信号を抽出するタイミングでフィルタ係数の更新を停止しなければ、当該信号をも除去するフィルタ係数に更新されてしまうからである。信号を抽出するタイミングでフィルタ係数の更新を停止するためには、車両情報を示す信号を受信したことを車両側の受信機が検知したときに、フィルタ係数の更新を停止することが考えられる。

しかしながら、それぞれのタイヤに直接設けられたタイヤ空気圧センサのように、運動している複数の被測定対象に設けられたセンサに常に電力を供給することは困難である。このため、それぞれのセンサに電力を供給するためには、小型の蓄電池をタイヤ空気圧センサに取り付けることにより、常に電力を供給することができる。しかし、蓄電池が供給できる電力には限りがあるため、省電力化をする必要がある。省電力化をする方法としては、測定したタイヤ空気圧を示す情報を常に無線送信するのではなく、一定の時間間隔で定期的に無線送信し、無線送信された信号が車両側の受信機に到達するために必要な最低限の電力で、当該信号を無線送信することが考えられる。

ただし、車両情報を示す信号が、複数の被測定対象に設けられたセンサから、同期を取らない非同期通信によって、それぞれ一定の時間間隔で無線送信されると、互いの信号が重畳することを確実に防ぐことはできない。そして、車両に設けられた受信機が、重畳した信号を受信したときには、車両情報を示す信号を受信したことを確実に検知することができない。つまり、上述した方法では、重畳した信号を受信したときに適応フィルタのフィルタ係数の更新を停止することができず、車両側の受信機によって受信された信号から、重畳した信号を除去するようにフィルタ係数が更新されてしまう。重畳した信号を除去するようなフィルタ係数を用いて、車両側の受信機が受信した信号に対してフィルタ処理をすると、重畳していない車両情報を示す信号も除去されてしまう。
特開２００２−３３７５２１号公報

本発明は、上記課題を解決するために、非同期通信によって無線送信される車両情報信号を、ノイズを除去しながら確実に受信することのできる通信システムを提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するために以下に示すような特徴を有する。
第１の発明は、車両に搭載された複数のセンサから非同期に送信される車両情報を受信する通信システムであって、携帯型通信機器と、携帯型通信機器と同期通信をする車両側通信機器とを備え、携帯型通信機器は、予め定められた第１の期間において、センサから送信される車両情報を模した疑似信号を車両側通信機器に対して送信し、車両側通信機器は、第１の期間及び疑似信号が送信されない予め定められた第２の期間において、受信した信号に対する濾波処理をするための第１及び第２の濾波係数をそれぞれ学習して記憶し、第１及び第２の濾波係数に基づき、受信した信号に混入するノイズを除去するための第３の濾波係数を演算し、第３の濾波係数を用いて受信した信号に対して濾波処理をする。

第２の発明は、第１の発明において、車両側通信機器は、携帯型通信機器が車両内に存在するとき、疑似信号の送信を開始する指示を当該携帯型通信機器に対して与えると同時に第１の濾波係数の学習を開始する。

第３の発明は、上記第１乃至第２のいずれか１つの発明において、車両側通信機器は、第１の期間が経過したとき、疑似信号の送信を停止する指示を携帯型通信機器に対して与えると同時に第２の濾波係数の学習を開始する。

第４の発明は、上記第１乃至第３のいずれか１つの発明において、車両側通信機器は、第１の期間の経過時及び第２の期間の経過時にそれぞれ記憶した第１及び第２の濾波係数に基づき、第３の濾波係数を演算する。

第５の発明は、上記第１乃至第４のいずれか１つの発明において、携帯型通信機器及び車両側通信機器は、スマートエントリー＆スタートシステムに用いられる。

第６の発明は、上記第１乃至第５のいずれか１つの発明において、複数のセンサは、それぞれ車両のタイヤ空気圧を車両情報として送信する。

上記第１の発明によれば、非同期に送信される車両情報を模した疑似信号を受信している期間において学習して記憶した第１の濾波係数と、疑似信号を受信していない期間において学習して記憶した第２の濾波係数とに基づき、受信した信号に混入するノイズを除去するための第３の濾波係数を演算することができ、ノイズを除去しながら車両情報を確実に受信することのできる通信システムを提供できる。

上記第２の発明によれば、携帯型通信機器が車両内に存在するときに疑似信号を受信して第１の期間における学習をする。このため、疑似信号の特徴をより強く反映した濾波係数に基づいて第３の濾波係数を演算することができ、受信信号に含まれる車両情報以外の信号、すなわち、ノイズの除去精度の高い濾波係数を用いてフィルタ処理をすることができる。

上記第３の発明によれば、第１の期間の終了時に第２の期間における学習を即座に開始することができ、第１の濾波係数の学習及び記憶に要する期間と、第２の濾波係数の学習及び記憶に要する期間との合計期間を可能な限り短くすることができる。

上記第４の発明によれば、予め定められた第１の期間及び第２の期間をそれぞれ全て使うことにより濾波係数の学習及び記憶をすることができ、学習の効果が高い濾波係数を用いて、第３の濾波係数を演算することができる。

上記第５の発明によれば、一般的に知られているスマートエントリー＆スタートシステムの一部の構成を用いて、低コストで本発明に係る通信システムを構成することができる。

上記第６の発明によれば、タイヤ空気圧測定システムを備えた車両において、それぞれのタイヤに備えられたセンサから非同期に送信されるタイヤ空気圧を示す車両情報をノイズを除去しながら確実に受信することのできる通信システムを提供できる。

（第１の実施形態）
図１は、本実施形態に係る通信システム１の概略構成を示すブロック図である。図１に示す通信システム１は、携帯型通信機器１０と車両側通信機器２０とからなる。車両側通信機器２０は、受信部２０１と、前処理部２０２と、Ａ／Ｄ変換部２０３と、フィルタ演算部２０４と、混合部２０５と、フィルタ係数処理部２０６と、第１の記憶部２０７と、第２の記憶部２０８と、第１の指示部２０９と、第２の指示部２１０と、演算部２１１と、指示送信部２１２とを備える。また、通信システム１は、非同期通信部３１及び３２から無線送信される信号を受信する。

携帯型通信機器１０は、非同期通信部３１及び非同期通信部３２からそれぞれ送信される車両情報信号を模した疑似信号を、予め定められた第１の期間において、同期通信により、受信部２０１に対して送信する。

受信部２０１は、携帯型通信機器１０から無線送信される疑似信号と非同期通信部３１から無線送信される車両情報信号と非同期通信部３２から無線送信される車両情報信号とをそれぞれ受信信号として受信する。

前処理部２０２は、受信部２０１によって受信された受信信号に対して、受信信号の周波数を中間周波数へダウンコンバートするなどの前処理をする。

Ａ／Ｄ変換部２０３は、前処理部２０２によって前処理された受信信号をデジタル信号へ変換する。

フィルタ演算部２０４は、Ａ／Ｄ変換部２０３によってデジタル信号へ変換された受信信号に対してフィルタ処理をするためのフィルタ係数を用いて、フィルタ演算処理をする。フィルタ演算部２０４によるフィルタ演算処理の一例には、デジタル信号へ変換された受信信号とフィルタ係数とをそれぞれ乗算する演算処理が挙げられる。

混合部２０５は、Ａ／Ｄ変換部２０３によってデジタル信号に変換された受信信号とフィルタ演算部２０４によってフィルタ演算処理をされた受信信号とを混合（加算又は減算）する。混合部２０５によって混合された受信信号は、フィルタ演算部２０４のフィルタ係数によって定まる特定の信号が除去された信号となる。つまり、本実施形態に係る通信システム１では、Ａ／Ｄ変換部２０３によってデジタル信号に変換された受信信号と、デジタル信号に変換された受信信号に対してフィルタ演算部２０４によるフィルタ演算処理をした信号とを混合することで、受信部２０１によって受信された受信信号から不要な信号を除去するフィルタ処理をしている。

フィルタ係数処理部２０６は、予め定められた第１の期間及び第２の期間において、混合部２０５によって混合された受信信号に含まれる全ての信号のレベルがゼロとなるようにフィルタ演算部２０４のフィルタ係数を逐次更新（学習）する。また、フィルタ係数処理部２０６は、予め定められた第３の期間において、フィルタ演算部２０４のフィルタ係数を演算部２１１によって算出されたフィルタ係数に更新する。

第１の記憶部２０７は、携帯型通信機器１０から無線送信される疑似信号を含む信号を受信部２０１が受信している第１の期間において、フィルタ係数処理部２０６によって逐次更新（学習）されるフィルタ演算部２０４のフィルタ係数を逐次記憶する。

第２の記憶部２０８は、疑似信号を含まない信号を受信部２０１が受信している予め定められた第２の期間において、フィルタ演算部２０４によって逐次更新（学習）されるフィルタ係数を逐次記憶する。尚、第１の期間、第２の期間及び第３の期間の具体的な説明については、後述する。

第１の指示部２０９は、上述した第１の期間の開始タイミングが到来したとき、疑似信号の送信を開始する指示を携帯型通信機器１０に与え、フィルタ係数処理部２０６によって逐次更新されるフィルタ演算部２０４のフィルタ係数の逐次記憶を開始する指示を第１の記憶部２０７に与える。また、第１の指示部２０９は、第１の期間の終了タイミングが到来したとき、疑似信号の送信を停止する指示を携帯型通信機器１０に与える。

第２の指示部２１０は、上述した第２の期間の開始タイミングが到来したとき、フィルタ係数処理部２０６によって逐次更新（学習）されるフィルタ演算部２０４のフィルタ係数の逐次記憶を開始する指示を第２の記憶部２０８に与える。また、第２の指示部２１０は、第２の期間の終了タイミングが到来したときに、フィルタ係数の逐次記憶を停止する指示を第２の記憶部２０８に与える。

演算部２１１は、第１の期間の経過後において第１の記憶部２０７に記憶されているフィルタ係数と、第２の期間の経過後において第２の記憶部２０８に記憶されているフィルタ係数とに基づき、受信部２０１によって受信される受信信号に混入するノイズを当該受信信号から除去するフィルタ係数を演算し、フィルタ演算部２０４がフィルタ演算処理に用いるフィルタ係数を、演算したフィルタ係数に更新させる指示をフィルタ係数処理部２０６に対して与える。

指示送信部２１２は、第１の指示部２０９の携帯型通信機器１０に対する上述した指示を携帯型通信機器１０へ無線信号として送信する。

図１に示す非同期通信部３１及び非同期通信部３２は、それぞれ車両側通信機器２０に対して、車両情報を示す車両情報信号を非同期通信によって無線送信する（以下、非同期通信部が定期的に非同期で無線送信することを、単に非同期送信するという）。

尚、図１には２つの非同期通信部３１及び３２を示しているが、非同期通信部の数は、２未満であってもよいし、３以上であってもよい。また、非同期通信部の一例としては、ＴＰＭＳ（Tire Pressure Monitoring System：タイヤ空気圧測定システム）のために、車両に備えられているタイヤの空気圧を測定して、測定したタイヤの空気圧を示す情報を車両情報信号として送信する送信機能を有するセンサが挙げられる。上述した非同期通信部がＴＰＭＳに適用される場合は、本実施形態における非同期通信部の数は４つとなる（車両がタイヤを４つ備えている場合）。

また、本実施形態では、携帯型通信機器１０及び車両側通信機器２０が、同期通信をするスマートエントリー＆スタートシステムに用いられる場合を想定して説明をする。図２は、一例として、スマートエントリー＆スタートシステムの一部を用いて、本実施形態に係る携帯型通信機器１０及び車両側通信機器２０とを備える通信システム１を構成するときの、システム全体の概略構成を示すブロック図である。

スマートエントリー＆スタートシステムは、従来から一般的に用いられており、携帯型通信機器と車両側通信機器との間で同期を取りながら、スマートエントリー＆スタートシステムのための無線信号も受信する統合受信機を介して、必要な情報の双方向無線通信をするための構成を予め有している。このことは、スマートエントリー＆スタートシステムＥＣＵ（Electronic Contorl Unit）から携帯型通信機器に対して何らかの情報が無線信号として送信されてから、当該無線信号を受信した携帯型通信機器により、スマートエントリー＆スタートシステムＥＣＵに対して何らかの情報が無線信号として送信（返信）され、車両側通信機器に到達するまでの期間が、スマートエントリー＆スタートシステムＥＣＵに予め定められていることを意味する。

一方、本実施形態では、第１の指示部２０９が、上述したように、疑似信号の送信の開始及び停止のいずれか一方の指示を携帯型通信機器１０に対して与えると共に、携帯型通信機器１０が疑似信号を送信及び送信停止するいずれか一方のタイミングに応じて、フィルタ係数の逐次記憶の開始及び停止のいずれか一方の指示を第１の記憶部２０７に対して与える。そして、第２の指示部２１０は、携帯型通信機器１０が疑似信号の送信を停止するタイミングに応じて、フィルタ係数の逐次記憶の開始の指示を第２の記憶部２０８に対して与える。つまり、本実施形態においても、第１の指示部２０９及び第２の指示部２１０が、携帯型通信機器１０から送信される疑似信号の送信及び送信停止のタイミングに応じて、第１の記憶部２０７及び第２の記憶部２０８の逐次記憶の開始及び停止のタイミングをそれぞれ指示することにより、同期を取っている。

したがって、本実施形態に係る車両側通信機器２０の第１の指示部２０９及び第２の指示部２１０の機能の内、同期を取るための機能などのスマートエントリー＆スタートシステムＥＣＵが予め有している機能を利用できる機能については、本実施形態に係る通信システム１においても図２に示すように当該機能を利用するものとする。

このことは、第１の指示部２０９により携帯型通信機器１０に対して上記指示を含む何らかの指示や情報が無線信号として送信されてから、当該無線信号を受信した携帯型通信機器１０により車両側通信機器２０に対して上記疑似信号を含む何らかの指示や情報が無線信号として送信（返信）され、車両側通信機器２０に到達するまでの期間が、携帯型通信機器１０及び車両側通信機器２０に予め定められていることを意味する。したがって、本実施形態の説明では、携帯型通信機器１０と車両側通信機器２０とが互いに信号を送受信するタイミングの同期を取る処理などについては、必要な場合を除き、説明を省略する。これにより、本実施形態では、従来から一般的に用いられているスマートエントリー＆スタートシステムの構成を用いて、新たに追加する構成を最小限に抑え、低コストで本実施形態に係る通信システム１を実現することができる。

図１に示す通信システム１を、図２に示すように従来から一般的に知られているスマートエントリー＆スタートシステムの一部を用いて実現するときには、スマートエントリー＆スタートシステムＥＣＵが予め有している同期通信を制御する制御部（図示せず）に対して、本実施形態に係る第１の指示部２０９及び第２の指示部２１０の機能を追加し、その他の車両側通信機器２０の構成を統合受信機の構成に追加してもよい。

尚、第１の指示部２０９及び第２の指示部２１０の機能を追加するＥＣＵは、必ずしもスマートエントリー＆スタートシステムＥＣＵに限られるものではなく、同期通信を制御する構成を有するＥＣＵであれば、どのようなＥＣＵであってもよい。

以上が、本実施形態に係る通信システム１の構成及び非同期通信部３１及び３２の説明である。次に、それぞれの非同期通信部が、車両情報信号を非同期送信するタイミングについて説明する。本実施形態では、上述したＴＰＭＳに非同期通信部が適用される場合、すなわち、４つの非同期通信部から非同期送信される車両情報信号を通信システム１がそれぞれ受信する場合を一例として説明する。

図３は、４つの非同期通信部からそれぞれ非同期送信される車両情報信号の送信タイミングを示すタイミングチャートである。図３には、車両前輪右側ＦＲ（Front Right）、車両後輪右側ＲＲ（Rear Right）、車両後輪左側ＲＬ（Rear Left）及び車両前輪左側ＦＬ（Front Left）のタイヤにそれぞれ取り付けられた４つの非同期通信部から送信される車両情報信号のタイミングが示されている。以下、図３に示すそれぞれの送信タイミングにおける車両情報信号を、それぞれ車両情報信号ＦＲ、車両情報信号ＲＲ、車両情報信号ＲＬ及び車両情報信号ＦＬという。

尚、図３には、車両情報信号ＦＲ、ＲＲ、ＲＬ及びＦＬがそれぞれ期間ａの間だけ間隔ｂ１、ｂ２、ｂ３といった間隔をおいてそれぞれ順番に１つずつ非同期送信される１つの期間Ｔのみのタイミングチャートが示されている。ただし、ＴＰＭＳでは、図３に示すように４つの車両情報信号ＦＲ〜ＲＬの全ての非同期送信が完了する期間Ｔを１つの周期として、当該周期における動作を繰り返すことにより、継続的に車両情報信号が非同期通信部からそれぞれ非同期送信される。以上が、本実施形態に係る非同期通信部の車両情報信号の送信タイミングの説明である。図３に示すＴの値は典型的には約１分間である。また、ａの値は典型的には１０ｍｓｅｃである。また、図３における間隔ｂ１、ｂ２、ｂ３などの長さには、互いに同じ長さである場合、略同じ長さである場合、互いに異なる長さである場合など様々な場合を想定することができる。

図３に示すように、４つの非同期通信部は、互いに送信する車両情報信号が連続して重畳しないように、車両情報信号の送信タイミングが予め設定されている。しかしながら、これらの送信タイミングは、互いの非同期通信部の間で同期を取っていないため、それぞれの車両情報信号の送信間隔がずれることにより、重畳する場合がある。そして、重畳した車両情報信号を受信し、そのままフィルタ演算部２０４のフィルタ係数の更新を続け、当該更新後のフィルタ係数を用いてフィルタ演算処理をすると、上述したように、重畳しない車両情報信号もノイズとして誤って除去されてしまう。

したがって、本実施形態に係る通信システム１は、受信部２０１が受信する受信信号から、重畳しない車両情報信号を誤って除去することなく、当該受信信号に混入するノイズを除去することができるフィルタ係数を演算する。このために、本実施形態に係る通信システム１は、上述したように第１の期間及び第２の期間においてそれぞれフィルタ係数を逐次記憶し、第３の期間において演算したフィルタ係数を用いてフィルタ演算処理をする。

次に、図４を参照しながら、本実施形態に係る通信システム１の第１の期間、第２の期間及び第３の期間における動作を説明し、通信システム１の一連の動作の説明をする。図４は、上述した第１の期間、第２の期間及び第３の期間を説明する図である。図４には、携帯型通信機器１０が疑似信号を送信する予め定められた第１の期間と、携帯型通信機器１０から疑似信号が送信されない予め定められた第２の期間と、演算部２１１によって演算されたフィルタ係数を用いてフィルタ演算処理をする第３の期間が示されている。

また、図４には、上述したように継続的に送信される車両情報信号ＦＲ〜ＲＬの送信タイミングも示されている。車両情報信号ＦＲ〜ＲＬは、それぞれの非同期通信部が携帯型通信機器１０及び車両側通信機器２０によって制御されないため、上述した第１の期間、第２の期間及び第３の期間のいずれの期間においても、上述したように継続的に非同期送信されている。尚、図４では、図３で示した期間ａ、間隔ｂ１〜ｂ３及び周期Ｔの図示は省略している。

本実施形態に係る通信システム１では、図４に示す第１の期間の開始タイミングが到来すると、第１の指示部２０９が第１の記憶部２０７に対して、フィルタ係数処理部２０６により逐次更新されるフィルタ演算部２０４のフィルタ係数を逐次記憶することを開始する指示を与える。この指示を与えると同時に、第１の指示部２０９は、携帯型通信機器１０に対して、疑似信号の送信を開始する指示を与える。

第１の記憶部２０７は、第１の指示部２０９から逐次記憶することを開始する指示を与えられると、フィルタ演算部２０４のフィルタ係数を逐次記憶することを開始する。そして、携帯型通信機器１０は、第１の指示部２０９から疑似信号の送信を開始する指示を与えられると、疑似信号の送信を開始する。

そして、図４に示す第１の期間の終了タイミングが到来すると、第１の指示部２０９は、第１の記憶部２０７に対して、フィルタ係数処理部２０６によって逐次更新されるフィルタ演算部２０４のフィルタ係数を逐次記憶することを終了する指示を与える。この指示を与えると同時に、第１の指示部２０９は、携帯型通信機器１０に対して、疑似信号の送信を停止する指示を与える。

第１の記憶部２０７は、第１の指示部２０９から逐次記憶することを終了する指示を与えられると、フィルタ演算部２０４のフィルタ係数を逐次記憶することを終了する。そして、携帯型通信機器１０は、第１の指示部２０９から疑似信号の送信を停止する指示を与えられると、疑似信号の送信を停止する。尚、第１の指示部２０９が第１の期間の開始タイミングが到来したと判断する方法には、一例として、図示しないタイマを用いて判断する方法が挙げられる。

次に、図４に示す第２の期間の開始タイミングが到来すると、本実施形態に係る通信システム１では、第２の指示部２１０が、第２の記憶部２０８に対して、フィルタ係数処理部２０６により逐次更新されるフィルタ演算部２０４のフィルタ係数を逐次記憶することを開始する指示を与える。第２の記憶部２０８は、第２の指示部２１０から逐次記憶することを開始する指示を与えられると、フィルタ演算部２０４のフィルタ係数を逐次記憶することを開始する。

そして、図４に示す第２の期間の終了タイミングが到来すると、第２の指示部２１０は、第２の記憶部２０８に対して、フィルタ係数処理部２０６により逐次更新されるフィルタ演算部２０４のフィルタ係数を逐次記憶することを停止する指示を与える。第２の記憶部２０８は、第２の指示部２１０から逐次記憶することを停止する指示を与えられると、フィルタ演算部２０４のフィルタ係数を逐次記憶することを停止する。尚、第２の指示部２１０が第２の期間の開始タイミングが到来したと判断する方法には、一例として、図示しないタイマを用いて、第１の期間の開始タイミングからの期間を基準とする、或いは、第１の期間の終了タイミングを基準として、予め定められた期間が到来したときに第２の開始タイミングが到来したと判断するなどの方法が挙げられる。

次に、第１の記憶部２０７及び第２の記憶部２０８がそれぞれ第１の期間及び第２の期間において逐次更新（学習）されるフィルタ係数の記憶を終了すると、演算部２１１は、第１の期間において、第１の記憶部２０７によって記憶されたフィルタ係数と第２の期間において、第２の記憶部２０８によって記憶されたフィルタ係数とに基づき、重畳しない車両情報信号を誤って除去することなく、受信部２０１の受信信号に混入するノイズを除去することができるフィルタ係数を演算する。演算部２１１は、フィルタ係数の演算が終了すると、フィルタ係数処理部２０６に対して、フィルタ演算部２０４のフィルタ係数を演算部２１１によって演算されたフィルタ係数に更新させる指示を与える。

フィルタ演算部２０４は、第３の期間の開始タイミングが到来すると、演算部２１１によって演算されたフィルタ係数を用いてフィルタ演算処理を開始する。尚、第３の期間においては、フィルタ係数処理部２０６は、フィルタ演算部２０４のフィルタ係数の逐次更新を停止する。尚、フィルタ演算部２０４が第３の期間の開始タイミングが到来したと判断する方法には、一例として、図示しないタイマを用いて、第１の期間の開始タイミング、第１の期間の終了タイミング、第２の期間の開始タイミング及び第２の期間の終了タイミングのいずれかのタイミングを基準として、予め定められた期間が到来したときに、第３の開始タイミングが到来したと判断するなどの方法が挙げられる。

以上が、本実施形態に係る通信システム１の一連の動作の説明である。ただし、実際には、受信部２０１の受信信号に混入するノイズは、様々な要因によって、時間が経過すると変化する場合がある。このため、上述した一連の動作、すなわち、第１の期間における逐次更新（学習）と逐次記憶、第２の期間における逐次更新（学習）と逐次記憶及び演算部２１１によって演算されたフィルタ係数を用いてフィルタ演算処理をする第３の期間を、一定の期間毎に繰り返してもよい。これにより、本実施形態に係る通信システム１は、時間の経過に応じて変化するノイズも精度よく除去することができる。尚、図４における第１の期間の長さは、一例として、３０秒としてもよい。

また、上述した第１の期間、第２の期間及び第３の期間の内、演算部２１１によって演算されたフィルタ係数を用いてフィルタ演算処理をする第３の期間を、最も長くしてもよい。演算されたフィルタ係数を用いて実際にフィルタ処理をする期間が長くなる、すなわち、ノイズを除去しながら車両情報信号を受信できる期間が長くなるからである。このことは、第３の期間に対して、第１の期間及び第２の期間の合計期間をできるだけ短くしてもよいことを意味する。

したがって、上述した通信システム１の一連の動作の説明では、第２の期間の開始タイミングが第１の期間の経過後であればどのようなタイミングでもよい場合を一例として説明をしたが、第２の期間の開始タイミングを第１の期間の終了タイミングと同時、或いは第１の期間の終了直後としてもよい。第１の期間及び第２の期間の合計期間を可能な限り短くすることができるからである。

また、本実施形態に係る通信システム１において、第１の期間及び第２の期間のそれぞれの開始タイミングにおいて、フィルタ演算部２０４のフィルタ係数を、それぞれ第１の記憶部２０７及び第２の記憶部２０８によって以前に記憶されたフィルタ係数にしてもよい。つまり、第１の期間及び第２の期間のそれぞれの期間におけるフィルタ演算部２０４のフィルタ係数の初期値（学習の初期値）を以前に記憶されたフィルタ係数としてもよい。

ここで、以前に記憶されたフィルタ係数とは、設計者や使用者などの経験に基づいて定められたフィルタ係数であってもよい。また、本実施形態に係る通信システム１では、上述したように、第１の期間、第２の期間及び第３の期間を一定の周期で繰り返すことが好ましいとしたが、上述したフィルタ係数の初期値を、１つ以上前のいずれかの周期における第１の期間及び第２の期間のそれぞれの期間において第１の記憶部２０７及び第２の記憶部２０８によってそれぞれ記憶されたフィルタ係数を以前に記憶されたフィルタ係数として、上述した初期値として用いてもよい。

以前に学習されたフィルタ係数を初期値とすることで、以前に学習をしたときにおけるノイズの状態と後の期間における学習時のノイズの状態との間の変化が少ないときに、フィルタ係数が収束するまでの時間を短縮することができる。すなわち、初期値を定めないでフィルタ係数の逐次更新（学習）を開始するときよりも学習の効果が高い（車両情報信号の抽出精度の高い）フィルタ係数を、演算部２１１が短時間で演算できる。

また、上述した通信システム１の一連の動作の説明では、演算部２１１が演算のために用いる第１の記憶部２０７及び第２の記憶部２０８にそれぞれ記憶されているフィルタ係数は、それぞれ第１の期間及び第２の期間内であれば、どの時点において記憶されたフィルタ係数でもよい場合を一例として説明した。しかしながら、演算部２１１が演算のために用いる第１の記憶部２０７及び第２の記憶部２０８にそれぞれ記憶されているフィルタ係数として、それぞれ第１の期間の経過時及び第２の期間の経過時において記憶されたフィルタ係数を用いてもよい。第１の期間の経過時及び第２の期間の経過時において記憶されたフィルタ係数は、それぞれ予め定められた期間（第１の期間及び第２の期間）をそれぞれ全て使うことにより、フィルタ係数処理部２０６によって逐次更新（学習）されたフィルタ係数であり、学習の効果が高いフィルタ係数となるからである。

また、上述した通信システム１の一連動作の説明では、第１の指示部２０９は、第１の期間の終了タイミングが到来したときに、疑似信号の送信を停止する指示を携帯型通信機器１０に対して与え、フィルタ係数の逐次記憶を停止する指示を第１の記憶部２０７に対して与えていた。さらに、第２の指示部２１０は、第２の期間の終了タイミングが到来したときに、フィルタ係数の逐次記憶を停止する指示を第２の記憶部２０８に対して与えていた。

ただし、本実施形態に係る通信システム１では、上述したように第１の期間及び第２の期間は予め定められている。したがって、本実施形態において、第１の指示部２０９及び第２の指示部２１０は、それぞれ第１の期間及び第２の期間の終了タイミングが到来したときに、必ずしも上述した指示を与えなくてもよい。この場合には、第１の期間を携帯型通信機器１０に予め設定しておき、携帯型通信機器１０は疑似信号の送信開始の指示を受けてから図示しないタイマなどを用いて第１の期間の終了タイミングが到来したと判断したときに、自動的に疑似信号の送信を停止してもよい。さらに、この場合には、第１の記憶部２０７はフィルタ係数の逐次記憶を開始する指示を与えられてから図示しないタイマを用いて第１の期間の終了タイミングが到来したと判断したときに、自動的にフィルタ係数の逐次記憶を停止してもよい。さらに、この場合には、第２の記憶部２０８はフィルタ係数の逐次記憶を開始する指示を与えられてから図示しないタイマを用いて第２の期間の終了タイミングが到来したと判断したときに、自動的にフィルタ係数の逐次記憶を停止してもよい。これにより、第１の指示部２０９及び第２の指示部２１０の処理の負担を軽減することができる。

次に、第１の記憶部２０７及び第２の記憶部２０８によって逐次記憶されるフィルタ係数及び演算部２１１によって演算されるフィルタ係数について説明する。

図５Ａは、上記第２の期間において受信部２０１によって受信される信号のレベルを示す図である。より具体的には、図５Ａは、図４に示す時刻Ａの時点において、車両情報信号とノイズとを含む受信信号のレベルを示す図である。上述したようにフィルタ係数処理部２０６は第２の期間において、受信信号に含まれる全ての信号のレベルがゼロになるようにフィルタ演算部２０４のフィルタ係数を逐次更新する。より具体的には、フィルタ係数処理部２０６は、第２の期間において、受信信号に含まれる車両情報信号及びノイズのレベルがそれぞれゼロになるようにフィルタ演算部２０４のフィルタ係数を逐次更新する。つまり、第２の期間において、第２の記憶部２０８に記憶されるフィルタ係数は、受信部２０１によって受信された受信信号から、車両情報信号とノイズとを除去するフィルタ係数となる。したがって、第２の期間において、第２の記憶部２０８に記憶されたフィルタ係数のみを用いてフィルタ演算処理をすると、受信部２０１によって受信された受信信号から車両情報信号も除去されてしまう。

一方、図５Ｂは、上記第１の期間において受信部２０１によって受信される信号のレベルを示す図である。より具体的には、図５Ｂは、図４に示す時刻Ｂの時点において、疑似信号と車両情報信号とノイズとを含む受信信号のレベルを示す図である。第１の期間において、フィルタ演算部２０４のフィルタ係数は、受信信号に含まれる全ての信号のレベルがゼロになるようにフィルタ係数処理部２０６によって逐次更新されるため、疑似信号、車両情報信号及びノイズのレベルがそれぞれゼロになるように逐次更新される。

ここで、疑似信号のレベルが、他の車両情報信号及びノイズのレベルと略同じレベルであれば、第１の期間において第１の記憶部２０７に記憶されるフィルタ係数は、単に、受信部２０１によって受信される受信信号から、疑似信号、車両情報信号及びノイズのレベルをそれぞれゼロにして除去するためのフィルタ係数となる。しかしながら、図５Ｂに示すように、第１の期間において疑似信号のレベルが他の車両情報信号及びノイズのレベルよりも十分に高いレベルであれば、第１の記憶部２０７に記憶されるフィルタ係数は、疑似信号に対する除去の度合がより高いフィルタ係数となる。つまり、受信部２０１によって受信される受信信号に含まれる疑似信号のレベルが、当該受信信号に含まれる他の車両情報信号及びノイズのレベルよりも十分に高ければ、第１の期間において第１の記憶部２０７に記憶されるフィルタ係数は、疑似信号の特徴が反映されたフィルタ係数となり、車輌情報信号が、逐次更新されるフィルタ係数に与える影響はなくなる。

したがって、演算部２１１は、第２の期間において、第２の記憶部２０８に記憶される、受信部２０１によって受信された受信信号から車両情報信号及びノイズを除去するフィルタ係数と、第１の期間において第１の記憶部２０７に記憶される、疑似信号の特徴が反映されたフィルタ係数とから、ノイズを除去しつつ疑似信号を抽出することのできるフィルタ係数を演算することができる。疑似信号は、上述したように非同期通信部から送信される車両情報信号を模した信号であるため、演算部２１１によって演算されたフィルタ係数は、結果的に、受信部２０１によって受信された受信信号に混入するノイズを除去しつつ、当該受信信号から車両情報信号を抽出することのできるフィルタ係数となる。

以上が、第１の記憶部２０７及び第２の記憶部２０８によって記憶されるフィルタ係数及び演算部２１１によって演算されるフィルタ係数の説明である。

尚、第１の期間において受信部２０１によって受信される受信信号の内、疑似信号のレベルの高さが他の車両情報信号及びノイズのレベルの高さに対して高ければ高いほど、第３の期間において受信信号に含まれる車両情報信号以外の信号の除去精度が高まる。したがって、第１の指示部２０９が、疑似信号の送信を開始する指示を携帯型通信機器１０に与え、フィルタ係数の記憶を開始する指示を第１の記憶部２０７に与えるのは、携帯型通信機器１０が、車両側通信機器２０を搭載している車両内に存在するときにしてもよい。

これは、図６に示すように、車両側通信機器２０の受信部２０１、すなわち、スマートエントリー＆スタートシステムの受信機を兼ね、車両に搭載されている無線通信機器などの無線信号を受信する統合受信機は、車両内に持ち込まれた携帯型通信機器１０が存在すると想定される場所に近い車両のリヤピラー（Ｃピラー）などに設置されており、疑似信号の受信レベルが高くなるからである。また、携帯型通信機器１０が車両内に存在するか否かを判断する方法は、様々な方法が考えられるが、一例として、車両側通信機２０などの車両に搭載されている機器が、当該車両のイグニッションスイッチがＯｎになっているか否かを判断する方法が挙げられる。

（第１の実施形態の変形例）
第１の実施形態に係る通信システム１では、上述した一連の動作を一定の期間毎に繰り返してもよいこととした。この動作によっても、第１の実施形態に係る通信システム１によれば、ノイズを除去しながら確実に車両情報信号を受信することができる。しかしながら、通信システム１では、第１の期間及び第２の期間ではフィルタ係数の逐次更新及び逐次記憶をする。このため、通信システム１は、第１の期間及び第２の期間において演算部２１１によって演算されたフィルタ係数を用いてフィルタ処理をすることができない。つまり、第１の実施形態に係る通信システム１では、フィルタ処理できない期間を避けることはできない。

そこで、どのような期間においても演算部２１１によって演算されたフィルタ係数を用いてフィルタ処理をすることができるように、第１の実施形態に係る通信システム１を変形した通信システム２を図７に示す。図７は、第１の実施形態の変形例に係る通信システム２の概略構成を示すブロック図である。尚、図７における通信システム２において、第１の実施形態に係る通信システム１と同一の構成には同一の参照符号を付して説明を省略する。

第１の実施形態の変形例に係る通信システム２は、演算部２１１によって演算されたフィルタ係数を用いて常にフィルタ演算処理をするフィルタ演算部３０１、及び、Ａ／Ｄ変換部２０３によってデジタル信号に変換された受信信号とフィルタ演算部３０１によってフィルタ演算処理をされた受信信号とを混合（加算又は減算）する混合部３０２を備える。

通信システム２の構成の内、通信システム１と同一の構成は、第１の実施形態の変形例においては、それぞれ上述した第３の期間における動作をせずに、上述した第１の期間及び第２の期間のみの動作を常に繰り返す。つまり、第１の実施形態の変形例では、フィルタ係数処理部２０６が常にフィルタ演算部２０４のフィルタ係数を逐次更新（学習）し、逐次更新されるフィルタ係数を第１の期間及び第２の期間において第１の記憶部２０７及び第２の記憶部２０８がそれぞれ逐次記憶をする。そして、演算部２１１は、第１の期間及び第２の期間におけるフィルタ係数の記憶が終了する度にフィルタ係数の演算をする。

フィルタ演算部３０１のフィルタ係数は、演算部２１１によってフィルタ係数が演算される度に、演算されたフィルタ係数に更新される。これにより、フィルタ演算部３０１は、演算部２１１によって演算されたフィルタ係数を用いて常にフィルタ演算処理を続けることができる。つまり、第１の実施形態の変形例に係る通信システム２は、フィルタ演算部と混合部とをそれぞれ１つずつ追加した構成であるため、フィルタ係数の逐次更新（学習）と、演算部２１１によって演算されたフィルタ係数によるフィルタ演算処理とを常に並行することができる。これにより通信システム２は、通信システム１と比較して、時間の経過に応じて変化するノイズに対して、より高速にフィルタ係数を更新することができる。

尚、図７に示す通信システム２の構成を図２で説明したようにスマートエントリー＆スタートシステムのための構成の一部を利用して実現することができるのはいうまでもない。

また、図１、図２及び図７に示す構成は、それぞれの構成が１つの集積回路によって実現されてもよいし、１部の構成が１つの集積回路によって実現されてもよい。さらに、上述した一連の動作は、図１、図２及び図７に示すそれぞれの構成要素が、図示しない制御部からの指示に応じて動作することによって実現されてもよい。そして、この制御部は、従来から知られているＲＯＭ又はＲＡＭなどの記憶媒体に記憶されたプログラムによって動作するＣＰＵによって実現されてもよい。

本発明によれば、非同期通信によって無線送信される車両情報をノイズを除去しながら確実に受信することができ、例えば、車両などの移動体に搭載される通信システムなどに利用することができる。

第１の実施形態に係る通信システムの概略構成を示すブロック図 スマートエントリー＆スタートシステムの一部の構成を通信システムの構成として用いたときの概略構成を示すブロック図 非同期送信される車両情報の送信タイミングを示す図 第１の期間、第２の期間及び第３の期間を説明する図 第２の期間における受信信号に含まれるそれぞれの信号のレベルを示す図 第１の期間における受信信号に含まれるそれぞれの信号のレベルを示す図 車両における受信部の設置位置を示す図 第1の実施形態の変形例に係る通信システムの概略構成を示すブロック図

符号の説明

１ 通信システム
２ 通信システム
１０ 携帯型通信機器
２０ 車両側通信機器
３０ 車両側通信機器
３１ 非同期通信部
３２ 非同期通信部
２０１ 受信部
２０２ 前処理部
２０３ Ａ／Ｄ変換部
２０４ フィルタ演算部
２０５ 混合部
２０６ フィルタ係数処理部
２０７ 第１の記憶部
２０８ 第２の記憶部
２０９ 第１の指示部
２１０ 第２の指示部
２１１ 演算部
２１２ 指示送信部
３０１ フィルタ演算部
３０２ 混合部

Claims (14)

1. 車両に搭載された複数のセンサから非同期に送信される車両情報を受信する通信システムであって、
   携帯型通信機器と、
   前記携帯型通信機器と同期通信をする車両側通信機器とを備え、
   前記携帯型通信機器は、
   予め定められた第１の期間において、前記センサから送信される前記車両情報を模した疑似信号を前記車両側通信機器に対して送信し、
   前記車両側通信機器は、
   前記第１の期間及び前記疑似信号が送信されない予め定められた第２の期間において、受信した信号に対する濾波処理をするための第１及び第２の濾波係数をそれぞれ学習して記憶し、
   前記第１及び第２の濾波係数に基づき、受信した信号に混入するノイズを除去するための第３の濾波係数を演算し、
   前記第３の濾波係数を用いて受信した信号に対して濾波処理をする、通信システム。
2. 前記車両側通信機器は、前記携帯型通信機器が前記車両内に存在するとき、前記疑似信号の送信を開始する指示を当該携帯型通信機器に対して与えると同時に前記第１の濾波係数の学習を開始する、請求項１に記載の通信システム。
3. 前記車両側通信機器は、前記第１の期間が経過したとき、前記疑似信号の送信を停止する指示を前記携帯型通信機器に対して与えると同時に前記第２の濾波係数の学習を開始する、請求項１乃至２のいずれか１つに記載の通信システム。
   
4. 前記車両側通信機器は、前記第１の期間の経過時及び前記第２の期間の経過時にそれぞれ記憶した前記第１及び第２の濾波係数に基づき、前記第３の濾波係数を演算する、請求項１乃至３のいずれか１つに記載の通信システム。
5. 前記携帯型通信機器及び前記車両側通信機器は、スマートエントリー＆スタートシステムに用いられる、請求項１乃至４のいずれか１つに記載の通信システム。
6. 前記複数のセンサは、それぞれ前記車両のタイヤ空気圧を前記車両情報として送信する、請求項１乃至５のいずれか１つに記載の通信システム。
7. 車両に搭載された複数のセンサから非同期に送信される車両情報を受信し、携帯型通信機器と同期通信をする車両側通信機器であって、
   前記車両情報を模した疑似信号を受信する予め定められた第１の期間及び前記疑似信号を受信しない予め定められた第２の期間において、受信した信号に対する濾波処理をするための第１及び第２の濾波係数をそれぞれ学習して記憶し、
   前記第１及び第２の濾波係数に基づき、受信した信号に混入するノイズを除去するための第３の濾波係数を演算し、
   前記第３の濾波係数を用いて受信した信号に対して濾波処理をする、車両側通信機器。
8. 前記携帯型通信機器が前記車両内に存在するとき、前記疑似信号の送信を開始する指示を当該携帯型通信機器に対して与えると同時に前記第１の濾波係数の学習を開始する、請求項７に記載の車両側通信機器。
9. 前記第１の期間が経過したとき、前記疑似信号の送信を停止する指示を前記携帯型通信機器に対して与えると同時に前記第２の濾波係数の学習を開始する、請求項７乃至８のいずれか１つに記載の車両側通信機器。
10. 前記第１の期間の経過時及び前記第２の期間の経過時にそれぞれ記憶した前記第１及び第２の濾波係数に基づき、前記第３の濾波係数を演算する、請求項７乃至９のいずれか１つに記載の車両側通信機器。
11. スマートエントリー＆スタートシステムに用いられる、請求項７乃至１０のいずれか１つに記載の車両側通信機器。
12. 前記複数のセンサは、それぞれ前記車両のタイヤ空気圧を前記車両情報として送信する、請求項７乃至１１のいずれか１つに記載の車両側通信機器。
13. 車両に搭載された複数のセンサから非同期に送信される車両情報を受信する車両側通信機器と通信可能な携帯型通信機器であって、
    前記車両側通信機器が受信した信号に混入するノイズを除去するための濾波係数を学習するための予め定められた期間において前記車両情報を模した疑似信号を送信する、携帯型通信機器。
14. スマートエントリー＆スタートシステムに用いられる、請求項１３に記載の携帯型通信機器。

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