触手検出装置および車両制御システム
【課題】構成部品点数の増加や構成部品取り付けの作業工数の増加を抑制することで、コストを低減できる触手検出装置および車両制御システムを提供する。
【解決手段】ドアハンドル３に人体２が触れていると、人体２、ドアハンドル３を含む分布定数回路の信号経路が所定の周波数で共振するように前記信号経路の信号経路長をあらかじめ調整しておく。そして、前記所定の周波数の高周波信号を前記信号経路に供給したときの共振現象を利用して、ドアハンドル３に人が触れている状態を間接的に識別し、従来のようなドアハンドルに人が触れているか否かを検出する触手検出センサを設ける必要をなくす。
【解決手段】ドアハンドル３に人体２が触れていると、人体２、ドアハンドル３を含む分布定数回路の信号経路が所定の周波数で共振するように前記信号経路の信号経路長をあらかじめ調整しておく。そして、前記所定の周波数の高周波信号を前記信号経路に供給したときの共振現象を利用して、ドアハンドル３に人が触れている状態を間接的に識別し、従来のようなドアハンドルに人が触れているか否かを検出する触手検出センサを設ける必要をなくす。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、たとえば自動車のドアロックの施錠、解錠、エンジンの始動を含む各種操作に用いて好適な触手検出装置および車両制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子キーを携帯するだけで、自動車のドアロックの施錠、解錠、エンジンの始動を可能にする車両制御システムとしては、スマートエントリーシステムと呼ばれる機能が実現されている。
このスマートエントリーシステムでは、低周波数帯域（Ｌｏｗ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ帯）の電波にのせて自動車本体から送信される暗号化のための信号を運転者の携帯する電子キーが受信する。
そして、電子キーでは受信した前記暗号化のための信号をもとに暗号化演算を行い、得られた暗号化演算結果をＵＨＦ（Ｕｌｔｒａ Ｈｉｇｈ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）帯の電波にのせて前記自動車に送信する双方向通信を行い、これにより自動車のドアロック機構の施錠、解錠制御、エンジンの始動制御などといった特徴的な機能を実現する。
【０００３】
図６は、従来のスマートエントリーシステムの構成を示す機能ブロック図である。この
スマートエントリーシステムは、運転者１０５が携帯する電子キー１０１と、自動車のドア１０３のドアハンドル１０４に運転者１０５が触れた状態を検出する触手検出センサ１０２と、低周波数帯域の電波にのせて自動車本体から電子キー１０１へ暗号化のための信号を送信する自動車本体に設けられたＬＦ送信アンテナ１０６と、電子キー１０１から送り返された暗号化演算結果を受信するための自動車本体に設けられたＵＨＦ受信アンテナ１０７と、各部の制御を行う制御部１０８とを備えている。
触手検出センサ１０２、ＬＦ送信アンテナ１０６、ＵＨＦ受信アンテナ１０７および制御部１０８は自動車本体に取り付けられている。
【０００４】
この従来のスマートエントリーシステムでは、触手検出センサ１０２は、運転者１０５がドアハンドル１０４に触れることによる静電容量の変化、電界の変化を電気的に検出することでドアハンドル１０４に運転者１０５が触れた状態を検出する。
制御部１０８は、運転者１０５がドアハンドル１０４に触れた状態を触手検出センサ１０２により検出すると、ＬＦ送信アンテナ１０６から低周波数帯域の電波にのせて電子キー１０１へ暗号化のための信号を送信する。
電子キー１０１では、受信した暗号化のための信号をもとに暗号化演算を行い、得られた暗号化演算結果をＵＨＦ帯の電波にのせて送信する。
自動車本体に取り付けられている制御部１０８では、ＵＨＦ受信アンテナ１０７により前記暗号化演算結果を受信すると、受信した暗号化演算結果をもとに電子キー１０１に対し認証を行い、ドアロック機構の施錠、解錠制御、エンジンの始動制御などを行う。
【０００５】
このような電子キーを用いた車両制御システムとして、携帯機と車載器間でＬＦ−ＵＨＦ通信を行う構成とし、オートロック距離を遠距離または近距離にユーザが指定可能なオートロック距離スイッチを設けたスマートエントリーシステムが提案されている（特許文献１参照）。
このシステムでは、オートロック距離スイッチにより近距離が指定されている場合、前記車載器から前記携帯機へのＬＦ通信が成立しなくなったことに基づいてオートロック機能を実行し、遠距離が指定されている場合には、前記携帯機から前記車載器へのＵＨＦ通信が成立しなくなったことに基づいてオートロック機能を実行する。
【特許文献１】特開２００３−２６９０２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従って従来の車両制御システムでは、触手検出センサ１０２、ＬＦ送信アンテナ１０６およびＵＨＦ受信アンテナ１０７を含む構成部品をドアや車両本体に配置する必要がある。
そのため、これら各構成部品点数の増加や、各構成部品取り付けの作業工数が増加することによるコストアップが避けられないという課題があった。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、構成部品点数の増加や構成部品取り付けの作業工数の増加を抑制することで、コストを低減できる触手検出装置および車両制御システム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】
【０００７】
上述の目的を達成するため、本発明にかかる触手検出装置は、車両の一部に設けられた電極部と、高周波信号を発生させる高周波信号供給部と、前記電極部と前記高周波信号供給部との間を接続し、前記電極部に人体が触れているかいないかに応じて前記高周波信号供給部から供給された前記高周波信号の周波数における共振状態が変化する信号伝送路と、前記信号伝送路の共振状態を検出し検出信号を出力する共振検出部と、前記高周波信号が送信信号により変調された被変調波を生成する変調部と、前記共振検出部が出力する前記検出信号をもとに前記信号伝送路の共振状態を判定し、前記判定結果をもとに前記信号伝送路を経由する通信先へ送信する前記送信信号を前記変調部へ出力し前記高周波信号が前記送信信号により変調された被変調波を生成させ、前記被変調波を前記電極部を含む信号伝送路へ出力する制御部とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
上述の目的を達成するため、本発明にかかる車両制御システムは、車両の一部に設けられた電極部と、高周波信号を発生させる高周波信号供給部と、前記電極部と前記高周波信号供給部との間を接続し、前記電極部に人体が触れているかいないかに応じて前記高周波信号供給部から供給された前記高周波信号の周波数における共振状態が変化する信号伝送路と、前記信号伝送路の共振状態を検出し検出信号を出力する共振検出部と、前記高周波信号が送信信号により変調された被変調波を生成する変調部と、前記共振検出部が出力する前記検出信号をもとに前記信号伝送路の共振状態を判定し、前記判定結果をもとに前記信号伝送路を経由する通信先へ送信する前記送信信号を前記変調部へ出力し前記高周波信号が前記送信信号により変調された被変調波を生成させ、前記被変調波を前記電極部を含む信号伝送路へ出力する送信制御部と、前記通信先から、前記信号伝送路とは異なる通信経路で車両制御信号を受信する受信装置とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、高周波信号が供給された状態で、電極部に人体が触れているかいないかに応じて信号伝送路の共振状態が変化するように前記信号伝送路を調整し、前記信号伝送路の共振状態を判定し、前記判定結果をもとに前記高周波信号が送信信号により変調された被変調波を前記電極部を含む信号伝送路へ出力するように構成したので、前記電極部に人体が触れていると前記信号伝送路を共振している状態に調整でき、前記信号伝送路の共振状態の判定結果をもとに前記電極部に人体が触れているかいないかを検出できるため、前記電極部に人体が触れているかいないかを検出する触手検出センサが不要となり、構成部品点数の増加や構成部品取り付けの作業工数の増加が抑制でき、コストを低減できる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１は、本発明の実施の形態である触手検出装置を適用した車両制御システムの構成を示すブロック図である。
この車両制御システムは、たとえば運転者が携帯する電子キー通信装置１と、自動車本体の一部であるドアのドアハンドル（電極部）３、搬送波発振部（高周波信号供給部）４、送信信号処理部５、変調部６、共振検出部７、切り替え部８、ＵＨＦ受信アンテナ（受信装置）９、局部発信器（受信装置）１０、周波数変換部（受信装置）１１、信号処理部（受信装置）１２および制御部（送信制御部）１３を備えている。
【００１１】
電子キー通信装置１は、携帯している運転者がドアハンドル３に触れていると、ドアハンドル３を介して運転者の人体２を信号経路とする人体通信により、自動車本体に設けられた制御部１３から送信された送信信号や暗号化演算情報を受信する機能、前記受信した暗号化演算情報をもとに暗号化演算を行う機能、前記暗号化演算の結果を前記人体通信とは異なる信号経路の無線通信によるＵＨＦ波にのせて送り返す機能を含む各種機能を備えている。
【００１２】
図４は、電子キー通信装置１の構成を示すブロック図である。
図４に示すように、電子キー通信装置１は、人体通信用の受信アンテナ３１、増幅器３２、送信信号復調器３３、変調器４１、搬送波発振部４２、増幅器４３、ＵＨＦ送信アンテナ４４、制御部５１および操作部６１を備えている。
受信アンテナ３１は人体通信用の受信アンテナであり、電界または微弱電流によりドアハンドル３に触れている運転者の人体２を経由して自動車本体から送られてくる高周波信号を受信するアンテナである。
この受信アンテナ３１は、運転者が携帯しているだけで、分布定数回路を構成する運転者の人体２と高周波的に結合し、ドアハンドル３に触れている運転者の人体２を経由して自動車本体から送られてくる高周波信号を受信することができる。
【００１３】
増幅器３２は、受信アンテナ３１により受信した高周波信号を増幅する回路である。
送信信号復調器３３は、増幅器３２で増幅した高周波信号の周波数変換、自動車本体に設けられた制御部１３から送信されてきた送信信号や暗号化演算情報の抽出などの復調処理を行う回路である。
【００１４】
制御部５１はマイクロコンピュータにより構成され、暗号化演算部５２を備えている。
暗号化演算部５２は、自動車本体から送られてきた前記暗号化演算情報をもとに暗号化演算を行う機能を備えている。
この暗号化演算結果は制御部５１から変調器４１へ出力される。
操作部６１は、ドアロックの施錠、解錠や、エンジンの始動などを遠隔操作するための操作ボタンを含むキー入力部を備えている。
制御部５１では、前記キー入力部において入力操作された操作情報を、Ｉ／Ｏポートを介して取り込み、前記入力操作に応じたドアロックの施錠、解錠や、エンジンの始動などの対応する機能を識別し、識別した機能に応じた送信情報を暗号化演算部５２により暗号化し、暗号化情報として出力する。
変調器４１は、搬送波発振部４２で生成した搬送波を前記送信情報により所定の変調方式で変調し被変調波を生成し、さらに前記被変調波をＵＨＦ帯へ周波数変換するなどの変調処理を行う回路である。
増幅器４３は、前記周波数変換された被変調波を増幅する回路である。
ＵＨＦ送信アンテナ４４は、増幅器４３により増幅された前記被変調波をＵＨＦ帯の電波信号として自動車本体へ送信する。
【００１５】
図１に示すように、ドアハンドル３は、ドアを開閉する際に人体２と接触する人が把持する取手であり金属製である。
一般にアンテナから指定の周波数帯の電波を放射する場合、整合を良好にして反射をなくし効率よくアンテナから電波が放射されるようするためにアンテナを含めた回路が所定の周波数に共振するようにアンテナ長、伝送路のキャパシタやインダクタンスを含む回路定数を調整する。
このドアハンドル３を含む高周波回路についても、ドアハンドル３に人が触れている状態でドアハンドル３へ所定の周波数の高周波信号を供給したときに、ドアハンドル３と人体２を含む高周波信号経路の回路特性が、前記所定の周波数で共振し、人体２を含む高周波信号経路を介して信号が効率よく伝搬するように信号源を含む伝送路長、伝送路のキャパシタやインダクタンスなどの回路定数が調整されている。
つまり、ドアハンドル３と人体２を含む高周波信号経路と前記所定の周波数の高周波信号源との間の整合が確立するように調整されている。
すなわち、ドアハンドル３に人体２が触れた状態になると、ドアハンドル３と人体２を含む高周波信号経路の回路特性が、前記所定の周波数で共振し、人体２を含む高周波信号経路を介して信号が効率よく伝搬するようになっている。
【００１６】
搬送波発振部４は、前記所定の周波数の搬送波を生成し出力する回路である。
この搬送波の周波数は、ドアハンドル３を含む高周波信号経路に供給される高周波信号の周波数、波長λと経路長とにより規定されるドアハンドル３に人体２が触れている共振している状態における共振周波数ｆ０と一致するように設定されている。
送信信号処理部５は、制御部１３から出力された送信信号に対し、増幅や変調部６の変調方式に応じた信号処理を行う回路である。
変調部６は、搬送波発振部４で発振出力させた搬送波を前記送信信号により所定の変調方式で変調処理し被変調波として出力する回路である。
【００１７】
共振検出部７は、搬送波発振部４で発振出力させた所定周波数ｆ０の搬送波をドアハンドル３へ供給したときのドアハンドル３を含む高周波信号経路が、共振している状態にあるか否かを検出する回路である。
ドアハンドル３に人体２が触れた状態で所定周波数ｆ０の搬送波が供給されると、高周波信号源からのドアハンドル３と人体２を含む高周波信号経路は共振した状態となり、また、搬送波発振部４の高周波信号源との間の整合が確立する状態となる。
一方、ドアハンドル３に人体２が触れていない状態では、所定周波数ｆ０の搬送波が供給されてもドアハンドル３を含む高周波信号経路は共振した状態とはならず、搬送波発振部４の高周波信号源との間の整合は確立しない。
共振検出部７は共振している状態を検出すると共振検出信号を出力する。
この結果、共振検出部７が共振している状態を検出できれば、ドアハンドル３に人体２が触れた状態と判定でき、共振している状態を検出できなければ、ドアハンドル３に人体２が触れていない状態と判定できることになる。
【００１８】
図２は、共振検出部７における共振状態の検出原理を示す説明図である。
図２において実線で示す共振特性は、ドアハンドル３に人体が触れているときの人体とドアハンドル３を含む高周波的に分布定数回路を構成する信号経路の共振曲線である。
このときの共振周波数がｆ０となるように高周波信号の給電点からの人体とドアハンドル３を含む信号経路長が設定されている。
図２において破線で示す共振特性は、ドアハンドル３に人体が触れていないときの共振曲線であり、このときの共振周波数はｆ１となる。
従って、ドアハンドル３に人体が触れていない状態で所定周波数ｆ０の搬送波が供給されると、定在波比ＶＳＷＲは破線で示す共振特性のＰ１点の値となり、共振状態とはならない。
一方、ドアハンドル３に人体が触れた状態で所定周波数ｆ０の搬送波が供給されると、定在波比ＶＳＷＲは実線で示す共振特性のＰ０点の値“１”となり、共振状態となる。
従って、所定周波数ｆ０の搬送波を供給した状態で定在波比ＶＳＷＲを測定することで共振状態であるか否か、ドアハンドル３に人が触れている状態であるか否かを判定することができる。
【００１９】
図１に示すように、切り替え部８は、制御部１３から出力される制御信号をもとに、ドアハンドル３へ供給される信号の経路を切り替える切り替えスイッチを備えている。
この替えスイッチにより、切り替え部８は、ドアハンドル３へ供給される信号を、共振検出部７を経由した搬送波発振部４で発振出力させた所定周波数ｆ０の搬送波、または変調部６を経由した前記搬送波が送信信号により所定の変調方式で変調されてなる被変調波のいずれかに切り替える。
この切り替えスイッチは、信号経路を切り替える前記制御信号が供給される制御端子を備えている。そして、この切り替えスイッチは、たとえば前記制御信号がオンとなっているときには信号経路を共振検出部７を経由する信号経路に切り替え、前記制御信号がオフとなっているときには変調部６を経由する信号経路に切り替える。
【００２０】
ＵＨＦ受信アンテナ９は、電子キー通信装置１のＵＨＦ送信アンテナ４４から送信されたＵＨＦ帯の電波を無線周波数の電気信号として受信する。
局部発振器１０は、周波数変換のための局部発振出力を生成する。
周波数変換部１１は、ＵＨＦ受信アンテナ９で受信した、電子キー通信装置１から送信された前記暗号化情報が含まれる前記無線周波数の電気信号の周波数を、局部発振器１０により生成された局部発振出力により中間周波信号へ周波数変換し出力する回路である。
信号処理部１２は、前記中間周波信号へ周波数変換された前記暗号化情報が含まれる信号の振幅制限や周波数選別などの信号処理を行い、電子キー通信装置１から送信された前記暗号化情報を復調し抽出し、制御部１３へ出力する回路である。
制御部１３は、この電子キー通信装置が適用されるドアロック制御システムの中枢部分であり、各部の制御を行うマイクロコンピュータにより構成されている。
そして、制御部１３は暗号化演算部１４を備えており、切り替え部８の切り替え制御処理、共振検出部７から出力される共振検出信号をもとに行う共振状態の判定処理、搬送波発振部４の制御処理、暗号化情報の読み出し処理、認証処理を含む各種処理を実行し、ドアロックの施錠、解錠の制御やエンジンの始動制御を行う。
暗号化演算部１４は、暗号化されて電子キー通信装置１から送られてきた認証信号や電子キーデータを含む各種暗号化情報に対する暗号の解読、電子キー通信装置１へ送られる応答要求信号、認証許可信号および受信応答信号を含む各種送信信号の暗号化を行う。
【００２１】
次に動作について説明する。
図３は、車両制御システムにおける自動車本体に設けられた制御部１３の動作を示すフローチャートである。
図５は、たとえば自動車の運転者が携帯する電子キー通信装置１の制御部５１の動作を示すフローチャートである。
以下、これら図３および図５に示すフローチャートを参照して車両制御システムの動作を説明する。
先ず、自動車本体に設けられた制御部１３は、切り替え部８を制御して信号経路切替制御を行う（ステップＳ１）。このため、制御部１３は、制御信号を一定の周期で切り替え部８へ出力している。
この制御信号がオンになると切り替え部８は信号経路を共振検出部７を経由する信号経路に切り替え、次に搬送波制御を行う（ステップＳ２）。
この搬送波制御では、搬送波発振部４において所定周波数ｆ０の搬送波を発振させ、この搬送波を共振検出部７および変調部６に供給する。
切り替え部８により信号経路は共振検出部７を経由する信号経路に切り替えられているため、所定周波数ｆ０の搬送波は共振検出部７と切り替え部８とを経由してドアハンドル３へ供給される。
このとき、ドアハンドル３に人体２が触れていると、ドアハンドル３の先には高周波的に分布定数回路が人体２を含む信号経路として形成されることから、所定周波数ｆ０の搬送波が供給されているドアハンドル３を含む信号経路は共振している状態となる。
したがって、図２に示す定在波比ＶＳＷＲは“１”となり、共振検出部７は共振している状態を検出し共振検出信号を出力する。
【００２２】
制御部１３は、制御部１３は、共振検出部７から出力された共振検出信号を検出すると、所定周波数ｆ０の搬送波が供給されているドアハンドル３を含む信号経路が共振している状態であると判定し（ステップＳ３）、続いて信号経路切替制御を行う（ステップＳ４）。
この信号経路切替制御では、それまで出力していた制御信号をオンからオフへ切り替える。この結果、切り替え部８により信号経路が変調部６を経由する信号経路へ切り替えられる。
【００２３】
次に、この状態で制御部１３は送信信号制御を行う（ステップＳ５）。
この送信信号制御では、制御部１３は、ドアハンドル３に触れている運転者の人体２が携帯する電子キー通信装置１に対し応答要求信号を出力する。
この応答要求信号は、暗号化演算部１４において暗号化され送信信号処理部５を経由して変調部６へ出力される。
変調部６では、搬送波発振部４において発振している搬送波を前記暗号化された応答要求信号により変調し被変調波を生成する。そして、この被変調波を切り替え部８を経由してドアハンドル３へ供給する。
このときドアハンドル３には人体２が触れている状態であることから、ドアハンドル３の先には高周波的に分布定数回路が人体２を含む信号経路として形成されている。そのため、ドアハンドル３を含む信号経路は共振している状態にあり、定在波比ＶＳＷＲは“１”で前記暗号化情報が効率よくドアハンドル３の先の人体２を含む信号経路へ伝播する。
【００２４】
一方、電子キー通信装置１では、自動車本体の制御部１３から送信された応答要求信号の受信判定を行なっている（ステップＳ２１）。
すなわち電子キー通信装置１は、受信アンテナ３１によりドアハンドル３に触れている人体２と高周波的に結合しており、人体通信用の受信アンテナ３１にて制御部１３から送信された前記暗号化された応答要求信号により変調された被搬送波を受信する。
この被搬送波は高周波の微弱電流あるいは電界を媒介として受信アンテナ３１により受信される。
そして、電子キー通信装置１では増幅器３２により増幅処理を行い、送信信号復調器３３において周波数変換を含む復調処理を行なって前記暗号化されている応答要求信号を抽出し制御部５１へ出力する。
制御部５１では、送られてきた前記暗号化されている応答要求信号を受信すると、暗号化演算部５２により暗号解読を行い、電子キー通信装置１固有のたとえば内部メモリにあらかじめ設定されている応答要求に対する認証用コードとの一致判定を行い、一致すると認証した旨を示す認証信号を出力する（ステップＳ２２）。
この認証信号は、たとえば暗号化演算部５２で暗号化した後、制御部５１から送信情報として変調器４１へ出力される。
変調器４１では、搬送波発振部４２で発振させた搬送波を前記認証信号により変調し被変調波を生成し、ＵＨＦ帯の無線周波数への周波数変換を行うなどの変調処理を行う。
そして、増幅器４３で増幅した後、送信アンテナ４４を介して自動車本体へＵＨＦ帯の電波にのせて前記認証信号の返信を行う。
【００２５】
図３のフローチャートに戻り、制御部１３では、ステップＳ５の処理を行なった後、電子キー通信装置１から返信されてくる前記認証信号の受信判定を行なっている（ステップＳ６）。
ＵＨＦ受信アンテナ９により受信された前記認証信号は、暗号化されたＵＨＦ帯の被変調波として受信されるため、周波数変換部１１において、局部発振器１０から出力される局部発振信号により周波数変換され、復調処理により前記認証信号を抽出した後、制御部１３へ出力される。
この認証信号に対しては、暗号化演算部１４により暗号の解読が行われ、制御部１３は解読された認証信号により電子キー通信装置１の認証を行う（ステップＳ７）。
制御部１３では、電子キー通信装置１の認証を行うと、認証許可信号を電子キー通信装置１へ返信する（ステップＳ８）。
この認証許可信号においても、前記応答要求の送信において説明したように暗号化演算部１４において暗号化され、ドアハンドル３を経由した人体通信により人体通信用の受信アンテナ３１を介して電子キー通信装置１へ送信される。
【００２６】
電子キー通信装置１では、ステップＳ２２の処理を行なった後、自動車本体の制御部１３から返信されてくる前記認証許可信号の受信判定を行なっており（ステップＳ２３）、前記認証許可信号を受信すると電子キーデータを自動車本体の制御部１３へ送信する（ステップＳ２４）。
この電子キーデータは、ドアロックの施錠、解錠、エンジンの始動を遠隔制御するためのデータである。この電子キーデータは、暗号化演算部１４において暗号化された後、送信アンテナ４４を介してＵＨＦ帯の電波にのせて自動車本体へ送信される。
【００２７】
自動車本体の制御部１３では、ステップＳ８において認証許可信号を電子キー通信装置１へ送信した後、電子キー通信装置１から返信される電子キーデータの受信判定を行なっている（ステップＳ９）。
このためＵＨＦ受信アンテナ９を介して電子キー通信装置１から送られてきた電子キーデータを受信すると、電子キーデータを受信した旨の応答、電子キーデータの受信応答を電子キー通信装置１に対し行う（ステップＳ１０）。
この電子キーデータの受信応答についても暗号化演算部１４で暗号化され、ドアハンドル３を経由した人体通信により人体通信用の受信アンテナ３１を介して電子キー通信装置１へ送信される。
また、ＵＨＦ受信アンテナ９により受信した電子キー通信装置１から送られてきた電子キーデータは暗号化されており、ＵＨＦ帯の被変調波として受信されるため、周波数変換部１１において、局部発振器１０から出力される局部発振信号により周波数変換され、信号処理部１２において復調処理が行われ電子キーデータが抽出され、制御部１３へ出力される。
制御部１３では、暗号化されている電子キーデータに対し暗号化演算部１４により暗号の解読を行い、解読した電子キーデータに応じてドアロックの施錠、解錠、エンジンの始動を制御する（ステップＳ１１、ステップＳ１２）。
【００２８】
電子キー通信装置１では、ステップＳ２４の電子キーデータの送信後、自動車本体の制御部１３から返信される電子キーデータを受信した旨を示す電子キーデータの受信応答の受信判定を行う（ステップＳ２５）。
このため自動車本体の制御部１３から電子キーデータの受信応答が送られてこない場合、ステップＳ２４に戻り、再度、送信アンテナ４４を介して電子キーデータをＵＨＦ帯の電波にのせて自動車本体へ送信する。
【００２９】
以上説明したように、この実施の形態によれば、ドアハンドル３に人体が触れていると、人体を含む分布定数回路の信号経路が所定の周波数で共振するように前記信号経路の信号経路長をあらかじめ調整しておき、前記所定の周波数の高周波信号を前記信号経路に供給したときの共振現象を利用して、ドアハンドル３に人が触れている状態を間接的に識別するように構成した。
したがって、従来のようなドアハンドルに人が触れているか否かを検出する触手検出センサを設ける必要がなくなり、触手検出センサとその取り付けに要する費用が不要となり、構成部品点数の増加や構成部品取り付けの作業工数の増加を抑制することで、コストを低減できる触手検出装置および車両制御システムを提供できる効果がある。
【００３０】
また、この実施の形態によれば、人体を利用した人体通信により電子キー通信装置１に対し通信を行うことが出来るため、電子キー通信装置に対し通信を行うためのＬＦ送信アンテナなどの通信手段を設ける必要がなくなり、その分、構成部品点数の増加や構成部品取り付けの作業工数の増加を抑制でき、コストを低減できる触手検出装置および車両制御システムを提供できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施の形態である触手検出装置を適用した車両制御システムの構成を示すブロック図である。
【図２】共振検出部における共振状態の検出原理を示す説明図である。
【図３】車両制御システムにおける自動車本体に設けられた制御部の動作を示すフローチャートである。
【図４】電子キー通信装置の構成を示すブロック図である。
【図５】自動車の運転者が携帯する電子キー通信装置の制御部の動作を示すフローチャートである。
【図６】従来のスマートエントリーシステムの構成を示す機能ブロック図である。
【符号の説明】
【００３２】
１……電子キー通信装置、３……ドアハンドル（電極部）、４……搬送波発振部（高周波信号供給部）、６……変調部、７……共振検出部、９……ＵＨＦ受信アンテナ（受信装置）、１０……局部発信器（受信装置）、１１……周波数変換部（受信装置）、１２……信号処理部（受信装置）、１３……制御部（送信制御部）。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、たとえば自動車のドアロックの施錠、解錠、エンジンの始動を含む各種操作に用いて好適な触手検出装置および車両制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子キーを携帯するだけで、自動車のドアロックの施錠、解錠、エンジンの始動を可能にする車両制御システムとしては、スマートエントリーシステムと呼ばれる機能が実現されている。
このスマートエントリーシステムでは、低周波数帯域（Ｌｏｗ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ帯）の電波にのせて自動車本体から送信される暗号化のための信号を運転者の携帯する電子キーが受信する。
そして、電子キーでは受信した前記暗号化のための信号をもとに暗号化演算を行い、得られた暗号化演算結果をＵＨＦ（Ｕｌｔｒａ Ｈｉｇｈ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）帯の電波にのせて前記自動車に送信する双方向通信を行い、これにより自動車のドアロック機構の施錠、解錠制御、エンジンの始動制御などといった特徴的な機能を実現する。
【０００３】
図６は、従来のスマートエントリーシステムの構成を示す機能ブロック図である。この
スマートエントリーシステムは、運転者１０５が携帯する電子キー１０１と、自動車のドア１０３のドアハンドル１０４に運転者１０５が触れた状態を検出する触手検出センサ１０２と、低周波数帯域の電波にのせて自動車本体から電子キー１０１へ暗号化のための信号を送信する自動車本体に設けられたＬＦ送信アンテナ１０６と、電子キー１０１から送り返された暗号化演算結果を受信するための自動車本体に設けられたＵＨＦ受信アンテナ１０７と、各部の制御を行う制御部１０８とを備えている。
触手検出センサ１０２、ＬＦ送信アンテナ１０６、ＵＨＦ受信アンテナ１０７および制御部１０８は自動車本体に取り付けられている。
【０００４】
この従来のスマートエントリーシステムでは、触手検出センサ１０２は、運転者１０５がドアハンドル１０４に触れることによる静電容量の変化、電界の変化を電気的に検出することでドアハンドル１０４に運転者１０５が触れた状態を検出する。
制御部１０８は、運転者１０５がドアハンドル１０４に触れた状態を触手検出センサ１０２により検出すると、ＬＦ送信アンテナ１０６から低周波数帯域の電波にのせて電子キー１０１へ暗号化のための信号を送信する。
電子キー１０１では、受信した暗号化のための信号をもとに暗号化演算を行い、得られた暗号化演算結果をＵＨＦ帯の電波にのせて送信する。
自動車本体に取り付けられている制御部１０８では、ＵＨＦ受信アンテナ１０７により前記暗号化演算結果を受信すると、受信した暗号化演算結果をもとに電子キー１０１に対し認証を行い、ドアロック機構の施錠、解錠制御、エンジンの始動制御などを行う。
【０００５】
このような電子キーを用いた車両制御システムとして、携帯機と車載器間でＬＦ−ＵＨＦ通信を行う構成とし、オートロック距離を遠距離または近距離にユーザが指定可能なオートロック距離スイッチを設けたスマートエントリーシステムが提案されている（特許文献１参照）。
このシステムでは、オートロック距離スイッチにより近距離が指定されている場合、前記車載器から前記携帯機へのＬＦ通信が成立しなくなったことに基づいてオートロック機能を実行し、遠距離が指定されている場合には、前記携帯機から前記車載器へのＵＨＦ通信が成立しなくなったことに基づいてオートロック機能を実行する。
【特許文献１】特開２００３−２６９０２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従って従来の車両制御システムでは、触手検出センサ１０２、ＬＦ送信アンテナ１０６およびＵＨＦ受信アンテナ１０７を含む構成部品をドアや車両本体に配置する必要がある。
そのため、これら各構成部品点数の増加や、各構成部品取り付けの作業工数が増加することによるコストアップが避けられないという課題があった。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、構成部品点数の増加や構成部品取り付けの作業工数の増加を抑制することで、コストを低減できる触手検出装置および車両制御システム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】
【０００７】
上述の目的を達成するため、本発明にかかる触手検出装置は、車両の一部に設けられた電極部と、高周波信号を発生させる高周波信号供給部と、前記電極部と前記高周波信号供給部との間を接続し、前記電極部に人体が触れているかいないかに応じて前記高周波信号供給部から供給された前記高周波信号の周波数における共振状態が変化する信号伝送路と、前記信号伝送路の共振状態を検出し検出信号を出力する共振検出部と、前記高周波信号が送信信号により変調された被変調波を生成する変調部と、前記共振検出部が出力する前記検出信号をもとに前記信号伝送路の共振状態を判定し、前記判定結果をもとに前記信号伝送路を経由する通信先へ送信する前記送信信号を前記変調部へ出力し前記高周波信号が前記送信信号により変調された被変調波を生成させ、前記被変調波を前記電極部を含む信号伝送路へ出力する制御部とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
上述の目的を達成するため、本発明にかかる車両制御システムは、車両の一部に設けられた電極部と、高周波信号を発生させる高周波信号供給部と、前記電極部と前記高周波信号供給部との間を接続し、前記電極部に人体が触れているかいないかに応じて前記高周波信号供給部から供給された前記高周波信号の周波数における共振状態が変化する信号伝送路と、前記信号伝送路の共振状態を検出し検出信号を出力する共振検出部と、前記高周波信号が送信信号により変調された被変調波を生成する変調部と、前記共振検出部が出力する前記検出信号をもとに前記信号伝送路の共振状態を判定し、前記判定結果をもとに前記信号伝送路を経由する通信先へ送信する前記送信信号を前記変調部へ出力し前記高周波信号が前記送信信号により変調された被変調波を生成させ、前記被変調波を前記電極部を含む信号伝送路へ出力する送信制御部と、前記通信先から、前記信号伝送路とは異なる通信経路で車両制御信号を受信する受信装置とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、高周波信号が供給された状態で、電極部に人体が触れているかいないかに応じて信号伝送路の共振状態が変化するように前記信号伝送路を調整し、前記信号伝送路の共振状態を判定し、前記判定結果をもとに前記高周波信号が送信信号により変調された被変調波を前記電極部を含む信号伝送路へ出力するように構成したので、前記電極部に人体が触れていると前記信号伝送路を共振している状態に調整でき、前記信号伝送路の共振状態の判定結果をもとに前記電極部に人体が触れているかいないかを検出できるため、前記電極部に人体が触れているかいないかを検出する触手検出センサが不要となり、構成部品点数の増加や構成部品取り付けの作業工数の増加が抑制でき、コストを低減できる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１は、本発明の実施の形態である触手検出装置を適用した車両制御システムの構成を示すブロック図である。
この車両制御システムは、たとえば運転者が携帯する電子キー通信装置１と、自動車本体の一部であるドアのドアハンドル（電極部）３、搬送波発振部（高周波信号供給部）４、送信信号処理部５、変調部６、共振検出部７、切り替え部８、ＵＨＦ受信アンテナ（受信装置）９、局部発信器（受信装置）１０、周波数変換部（受信装置）１１、信号処理部（受信装置）１２および制御部（送信制御部）１３を備えている。
【００１１】
電子キー通信装置１は、携帯している運転者がドアハンドル３に触れていると、ドアハンドル３を介して運転者の人体２を信号経路とする人体通信により、自動車本体に設けられた制御部１３から送信された送信信号や暗号化演算情報を受信する機能、前記受信した暗号化演算情報をもとに暗号化演算を行う機能、前記暗号化演算の結果を前記人体通信とは異なる信号経路の無線通信によるＵＨＦ波にのせて送り返す機能を含む各種機能を備えている。
【００１２】
図４は、電子キー通信装置１の構成を示すブロック図である。
図４に示すように、電子キー通信装置１は、人体通信用の受信アンテナ３１、増幅器３２、送信信号復調器３３、変調器４１、搬送波発振部４２、増幅器４３、ＵＨＦ送信アンテナ４４、制御部５１および操作部６１を備えている。
受信アンテナ３１は人体通信用の受信アンテナであり、電界または微弱電流によりドアハンドル３に触れている運転者の人体２を経由して自動車本体から送られてくる高周波信号を受信するアンテナである。
この受信アンテナ３１は、運転者が携帯しているだけで、分布定数回路を構成する運転者の人体２と高周波的に結合し、ドアハンドル３に触れている運転者の人体２を経由して自動車本体から送られてくる高周波信号を受信することができる。
【００１３】
増幅器３２は、受信アンテナ３１により受信した高周波信号を増幅する回路である。
送信信号復調器３３は、増幅器３２で増幅した高周波信号の周波数変換、自動車本体に設けられた制御部１３から送信されてきた送信信号や暗号化演算情報の抽出などの復調処理を行う回路である。
【００１４】
制御部５１はマイクロコンピュータにより構成され、暗号化演算部５２を備えている。
暗号化演算部５２は、自動車本体から送られてきた前記暗号化演算情報をもとに暗号化演算を行う機能を備えている。
この暗号化演算結果は制御部５１から変調器４１へ出力される。
操作部６１は、ドアロックの施錠、解錠や、エンジンの始動などを遠隔操作するための操作ボタンを含むキー入力部を備えている。
制御部５１では、前記キー入力部において入力操作された操作情報を、Ｉ／Ｏポートを介して取り込み、前記入力操作に応じたドアロックの施錠、解錠や、エンジンの始動などの対応する機能を識別し、識別した機能に応じた送信情報を暗号化演算部５２により暗号化し、暗号化情報として出力する。
変調器４１は、搬送波発振部４２で生成した搬送波を前記送信情報により所定の変調方式で変調し被変調波を生成し、さらに前記被変調波をＵＨＦ帯へ周波数変換するなどの変調処理を行う回路である。
増幅器４３は、前記周波数変換された被変調波を増幅する回路である。
ＵＨＦ送信アンテナ４４は、増幅器４３により増幅された前記被変調波をＵＨＦ帯の電波信号として自動車本体へ送信する。
【００１５】
図１に示すように、ドアハンドル３は、ドアを開閉する際に人体２と接触する人が把持する取手であり金属製である。
一般にアンテナから指定の周波数帯の電波を放射する場合、整合を良好にして反射をなくし効率よくアンテナから電波が放射されるようするためにアンテナを含めた回路が所定の周波数に共振するようにアンテナ長、伝送路のキャパシタやインダクタンスを含む回路定数を調整する。
このドアハンドル３を含む高周波回路についても、ドアハンドル３に人が触れている状態でドアハンドル３へ所定の周波数の高周波信号を供給したときに、ドアハンドル３と人体２を含む高周波信号経路の回路特性が、前記所定の周波数で共振し、人体２を含む高周波信号経路を介して信号が効率よく伝搬するように信号源を含む伝送路長、伝送路のキャパシタやインダクタンスなどの回路定数が調整されている。
つまり、ドアハンドル３と人体２を含む高周波信号経路と前記所定の周波数の高周波信号源との間の整合が確立するように調整されている。
すなわち、ドアハンドル３に人体２が触れた状態になると、ドアハンドル３と人体２を含む高周波信号経路の回路特性が、前記所定の周波数で共振し、人体２を含む高周波信号経路を介して信号が効率よく伝搬するようになっている。
【００１６】
搬送波発振部４は、前記所定の周波数の搬送波を生成し出力する回路である。
この搬送波の周波数は、ドアハンドル３を含む高周波信号経路に供給される高周波信号の周波数、波長λと経路長とにより規定されるドアハンドル３に人体２が触れている共振している状態における共振周波数ｆ０と一致するように設定されている。
送信信号処理部５は、制御部１３から出力された送信信号に対し、増幅や変調部６の変調方式に応じた信号処理を行う回路である。
変調部６は、搬送波発振部４で発振出力させた搬送波を前記送信信号により所定の変調方式で変調処理し被変調波として出力する回路である。
【００１７】
共振検出部７は、搬送波発振部４で発振出力させた所定周波数ｆ０の搬送波をドアハンドル３へ供給したときのドアハンドル３を含む高周波信号経路が、共振している状態にあるか否かを検出する回路である。
ドアハンドル３に人体２が触れた状態で所定周波数ｆ０の搬送波が供給されると、高周波信号源からのドアハンドル３と人体２を含む高周波信号経路は共振した状態となり、また、搬送波発振部４の高周波信号源との間の整合が確立する状態となる。
一方、ドアハンドル３に人体２が触れていない状態では、所定周波数ｆ０の搬送波が供給されてもドアハンドル３を含む高周波信号経路は共振した状態とはならず、搬送波発振部４の高周波信号源との間の整合は確立しない。
共振検出部７は共振している状態を検出すると共振検出信号を出力する。
この結果、共振検出部７が共振している状態を検出できれば、ドアハンドル３に人体２が触れた状態と判定でき、共振している状態を検出できなければ、ドアハンドル３に人体２が触れていない状態と判定できることになる。
【００１８】
図２は、共振検出部７における共振状態の検出原理を示す説明図である。
図２において実線で示す共振特性は、ドアハンドル３に人体が触れているときの人体とドアハンドル３を含む高周波的に分布定数回路を構成する信号経路の共振曲線である。
このときの共振周波数がｆ０となるように高周波信号の給電点からの人体とドアハンドル３を含む信号経路長が設定されている。
図２において破線で示す共振特性は、ドアハンドル３に人体が触れていないときの共振曲線であり、このときの共振周波数はｆ１となる。
従って、ドアハンドル３に人体が触れていない状態で所定周波数ｆ０の搬送波が供給されると、定在波比ＶＳＷＲは破線で示す共振特性のＰ１点の値となり、共振状態とはならない。
一方、ドアハンドル３に人体が触れた状態で所定周波数ｆ０の搬送波が供給されると、定在波比ＶＳＷＲは実線で示す共振特性のＰ０点の値“１”となり、共振状態となる。
従って、所定周波数ｆ０の搬送波を供給した状態で定在波比ＶＳＷＲを測定することで共振状態であるか否か、ドアハンドル３に人が触れている状態であるか否かを判定することができる。
【００１９】
図１に示すように、切り替え部８は、制御部１３から出力される制御信号をもとに、ドアハンドル３へ供給される信号の経路を切り替える切り替えスイッチを備えている。
この替えスイッチにより、切り替え部８は、ドアハンドル３へ供給される信号を、共振検出部７を経由した搬送波発振部４で発振出力させた所定周波数ｆ０の搬送波、または変調部６を経由した前記搬送波が送信信号により所定の変調方式で変調されてなる被変調波のいずれかに切り替える。
この切り替えスイッチは、信号経路を切り替える前記制御信号が供給される制御端子を備えている。そして、この切り替えスイッチは、たとえば前記制御信号がオンとなっているときには信号経路を共振検出部７を経由する信号経路に切り替え、前記制御信号がオフとなっているときには変調部６を経由する信号経路に切り替える。
【００２０】
ＵＨＦ受信アンテナ９は、電子キー通信装置１のＵＨＦ送信アンテナ４４から送信されたＵＨＦ帯の電波を無線周波数の電気信号として受信する。
局部発振器１０は、周波数変換のための局部発振出力を生成する。
周波数変換部１１は、ＵＨＦ受信アンテナ９で受信した、電子キー通信装置１から送信された前記暗号化情報が含まれる前記無線周波数の電気信号の周波数を、局部発振器１０により生成された局部発振出力により中間周波信号へ周波数変換し出力する回路である。
信号処理部１２は、前記中間周波信号へ周波数変換された前記暗号化情報が含まれる信号の振幅制限や周波数選別などの信号処理を行い、電子キー通信装置１から送信された前記暗号化情報を復調し抽出し、制御部１３へ出力する回路である。
制御部１３は、この電子キー通信装置が適用されるドアロック制御システムの中枢部分であり、各部の制御を行うマイクロコンピュータにより構成されている。
そして、制御部１３は暗号化演算部１４を備えており、切り替え部８の切り替え制御処理、共振検出部７から出力される共振検出信号をもとに行う共振状態の判定処理、搬送波発振部４の制御処理、暗号化情報の読み出し処理、認証処理を含む各種処理を実行し、ドアロックの施錠、解錠の制御やエンジンの始動制御を行う。
暗号化演算部１４は、暗号化されて電子キー通信装置１から送られてきた認証信号や電子キーデータを含む各種暗号化情報に対する暗号の解読、電子キー通信装置１へ送られる応答要求信号、認証許可信号および受信応答信号を含む各種送信信号の暗号化を行う。
【００２１】
次に動作について説明する。
図３は、車両制御システムにおける自動車本体に設けられた制御部１３の動作を示すフローチャートである。
図５は、たとえば自動車の運転者が携帯する電子キー通信装置１の制御部５１の動作を示すフローチャートである。
以下、これら図３および図５に示すフローチャートを参照して車両制御システムの動作を説明する。
先ず、自動車本体に設けられた制御部１３は、切り替え部８を制御して信号経路切替制御を行う（ステップＳ１）。このため、制御部１３は、制御信号を一定の周期で切り替え部８へ出力している。
この制御信号がオンになると切り替え部８は信号経路を共振検出部７を経由する信号経路に切り替え、次に搬送波制御を行う（ステップＳ２）。
この搬送波制御では、搬送波発振部４において所定周波数ｆ０の搬送波を発振させ、この搬送波を共振検出部７および変調部６に供給する。
切り替え部８により信号経路は共振検出部７を経由する信号経路に切り替えられているため、所定周波数ｆ０の搬送波は共振検出部７と切り替え部８とを経由してドアハンドル３へ供給される。
このとき、ドアハンドル３に人体２が触れていると、ドアハンドル３の先には高周波的に分布定数回路が人体２を含む信号経路として形成されることから、所定周波数ｆ０の搬送波が供給されているドアハンドル３を含む信号経路は共振している状態となる。
したがって、図２に示す定在波比ＶＳＷＲは“１”となり、共振検出部７は共振している状態を検出し共振検出信号を出力する。
【００２２】
制御部１３は、制御部１３は、共振検出部７から出力された共振検出信号を検出すると、所定周波数ｆ０の搬送波が供給されているドアハンドル３を含む信号経路が共振している状態であると判定し（ステップＳ３）、続いて信号経路切替制御を行う（ステップＳ４）。
この信号経路切替制御では、それまで出力していた制御信号をオンからオフへ切り替える。この結果、切り替え部８により信号経路が変調部６を経由する信号経路へ切り替えられる。
【００２３】
次に、この状態で制御部１３は送信信号制御を行う（ステップＳ５）。
この送信信号制御では、制御部１３は、ドアハンドル３に触れている運転者の人体２が携帯する電子キー通信装置１に対し応答要求信号を出力する。
この応答要求信号は、暗号化演算部１４において暗号化され送信信号処理部５を経由して変調部６へ出力される。
変調部６では、搬送波発振部４において発振している搬送波を前記暗号化された応答要求信号により変調し被変調波を生成する。そして、この被変調波を切り替え部８を経由してドアハンドル３へ供給する。
このときドアハンドル３には人体２が触れている状態であることから、ドアハンドル３の先には高周波的に分布定数回路が人体２を含む信号経路として形成されている。そのため、ドアハンドル３を含む信号経路は共振している状態にあり、定在波比ＶＳＷＲは“１”で前記暗号化情報が効率よくドアハンドル３の先の人体２を含む信号経路へ伝播する。
【００２４】
一方、電子キー通信装置１では、自動車本体の制御部１３から送信された応答要求信号の受信判定を行なっている（ステップＳ２１）。
すなわち電子キー通信装置１は、受信アンテナ３１によりドアハンドル３に触れている人体２と高周波的に結合しており、人体通信用の受信アンテナ３１にて制御部１３から送信された前記暗号化された応答要求信号により変調された被搬送波を受信する。
この被搬送波は高周波の微弱電流あるいは電界を媒介として受信アンテナ３１により受信される。
そして、電子キー通信装置１では増幅器３２により増幅処理を行い、送信信号復調器３３において周波数変換を含む復調処理を行なって前記暗号化されている応答要求信号を抽出し制御部５１へ出力する。
制御部５１では、送られてきた前記暗号化されている応答要求信号を受信すると、暗号化演算部５２により暗号解読を行い、電子キー通信装置１固有のたとえば内部メモリにあらかじめ設定されている応答要求に対する認証用コードとの一致判定を行い、一致すると認証した旨を示す認証信号を出力する（ステップＳ２２）。
この認証信号は、たとえば暗号化演算部５２で暗号化した後、制御部５１から送信情報として変調器４１へ出力される。
変調器４１では、搬送波発振部４２で発振させた搬送波を前記認証信号により変調し被変調波を生成し、ＵＨＦ帯の無線周波数への周波数変換を行うなどの変調処理を行う。
そして、増幅器４３で増幅した後、送信アンテナ４４を介して自動車本体へＵＨＦ帯の電波にのせて前記認証信号の返信を行う。
【００２５】
図３のフローチャートに戻り、制御部１３では、ステップＳ５の処理を行なった後、電子キー通信装置１から返信されてくる前記認証信号の受信判定を行なっている（ステップＳ６）。
ＵＨＦ受信アンテナ９により受信された前記認証信号は、暗号化されたＵＨＦ帯の被変調波として受信されるため、周波数変換部１１において、局部発振器１０から出力される局部発振信号により周波数変換され、復調処理により前記認証信号を抽出した後、制御部１３へ出力される。
この認証信号に対しては、暗号化演算部１４により暗号の解読が行われ、制御部１３は解読された認証信号により電子キー通信装置１の認証を行う（ステップＳ７）。
制御部１３では、電子キー通信装置１の認証を行うと、認証許可信号を電子キー通信装置１へ返信する（ステップＳ８）。
この認証許可信号においても、前記応答要求の送信において説明したように暗号化演算部１４において暗号化され、ドアハンドル３を経由した人体通信により人体通信用の受信アンテナ３１を介して電子キー通信装置１へ送信される。
【００２６】
電子キー通信装置１では、ステップＳ２２の処理を行なった後、自動車本体の制御部１３から返信されてくる前記認証許可信号の受信判定を行なっており（ステップＳ２３）、前記認証許可信号を受信すると電子キーデータを自動車本体の制御部１３へ送信する（ステップＳ２４）。
この電子キーデータは、ドアロックの施錠、解錠、エンジンの始動を遠隔制御するためのデータである。この電子キーデータは、暗号化演算部１４において暗号化された後、送信アンテナ４４を介してＵＨＦ帯の電波にのせて自動車本体へ送信される。
【００２７】
自動車本体の制御部１３では、ステップＳ８において認証許可信号を電子キー通信装置１へ送信した後、電子キー通信装置１から返信される電子キーデータの受信判定を行なっている（ステップＳ９）。
このためＵＨＦ受信アンテナ９を介して電子キー通信装置１から送られてきた電子キーデータを受信すると、電子キーデータを受信した旨の応答、電子キーデータの受信応答を電子キー通信装置１に対し行う（ステップＳ１０）。
この電子キーデータの受信応答についても暗号化演算部１４で暗号化され、ドアハンドル３を経由した人体通信により人体通信用の受信アンテナ３１を介して電子キー通信装置１へ送信される。
また、ＵＨＦ受信アンテナ９により受信した電子キー通信装置１から送られてきた電子キーデータは暗号化されており、ＵＨＦ帯の被変調波として受信されるため、周波数変換部１１において、局部発振器１０から出力される局部発振信号により周波数変換され、信号処理部１２において復調処理が行われ電子キーデータが抽出され、制御部１３へ出力される。
制御部１３では、暗号化されている電子キーデータに対し暗号化演算部１４により暗号の解読を行い、解読した電子キーデータに応じてドアロックの施錠、解錠、エンジンの始動を制御する（ステップＳ１１、ステップＳ１２）。
【００２８】
電子キー通信装置１では、ステップＳ２４の電子キーデータの送信後、自動車本体の制御部１３から返信される電子キーデータを受信した旨を示す電子キーデータの受信応答の受信判定を行う（ステップＳ２５）。
このため自動車本体の制御部１３から電子キーデータの受信応答が送られてこない場合、ステップＳ２４に戻り、再度、送信アンテナ４４を介して電子キーデータをＵＨＦ帯の電波にのせて自動車本体へ送信する。
【００２９】
以上説明したように、この実施の形態によれば、ドアハンドル３に人体が触れていると、人体を含む分布定数回路の信号経路が所定の周波数で共振するように前記信号経路の信号経路長をあらかじめ調整しておき、前記所定の周波数の高周波信号を前記信号経路に供給したときの共振現象を利用して、ドアハンドル３に人が触れている状態を間接的に識別するように構成した。
したがって、従来のようなドアハンドルに人が触れているか否かを検出する触手検出センサを設ける必要がなくなり、触手検出センサとその取り付けに要する費用が不要となり、構成部品点数の増加や構成部品取り付けの作業工数の増加を抑制することで、コストを低減できる触手検出装置および車両制御システムを提供できる効果がある。
【００３０】
また、この実施の形態によれば、人体を利用した人体通信により電子キー通信装置１に対し通信を行うことが出来るため、電子キー通信装置に対し通信を行うためのＬＦ送信アンテナなどの通信手段を設ける必要がなくなり、その分、構成部品点数の増加や構成部品取り付けの作業工数の増加を抑制でき、コストを低減できる触手検出装置および車両制御システムを提供できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施の形態である触手検出装置を適用した車両制御システムの構成を示すブロック図である。
【図２】共振検出部における共振状態の検出原理を示す説明図である。
【図３】車両制御システムにおける自動車本体に設けられた制御部の動作を示すフローチャートである。
【図４】電子キー通信装置の構成を示すブロック図である。
【図５】自動車の運転者が携帯する電子キー通信装置の制御部の動作を示すフローチャートである。
【図６】従来のスマートエントリーシステムの構成を示す機能ブロック図である。
【符号の説明】
【００３２】
１……電子キー通信装置、３……ドアハンドル（電極部）、４……搬送波発振部（高周波信号供給部）、６……変調部、７……共振検出部、９……ＵＨＦ受信アンテナ（受信装置）、１０……局部発信器（受信装置）、１１……周波数変換部（受信装置）、１２……信号処理部（受信装置）、１３……制御部（送信制御部）。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の一部に設けられた電極部と、
高周波信号を発生させる高周波信号供給部と、
前記電極部と前記高周波信号供給部との間を接続し、前記電極部に人体が触れているかいないかに応じて前記高周波信号供給部から供給された前記高周波信号の周波数における共振状態が変化する信号伝送路と、
前記信号伝送路の共振状態を検出し検出信号を出力する共振検出部と、
前記高周波信号が送信信号により変調された被変調波を生成する変調部と、
前記共振検出部が出力する前記検出信号をもとに前記信号伝送路の共振状態を判定し、前記判定結果をもとに前記信号伝送路を経由する通信先へ送信する前記送信信号を前記変調部へ出力し前記高周波信号が前記送信信号により変調された被変調波を生成させ、前記被変調波を前記電極部を含む信号伝送路へ出力する制御部と、
を備えた触手検出装置。
【請求項２】
前記通信先から、前記信号伝送路とは異なる通信経路で信号を受信する受信装置を備えた請求項１記載の触手検出装置。
【請求項３】
前記信号伝送路は、前記電極部に人体が触れている状態で前記高周波信号が供給されると共振している状態となるように調整された信号伝送路である請求項１記載の触手検出装置。
【請求項４】
車両の一部に設けられた電極部と、
高周波信号を発生させる高周波信号供給部と、
前記電極部と前記高周波信号供給部との間を接続し、前記電極部に人体が触れているかいないかに応じて前記高周波信号供給部から供給された前記高周波信号の周波数における共振状態が変化する信号伝送路と、
前記信号伝送路の共振状態を検出し検出信号を出力する共振検出部と、
前記高周波信号が送信信号により変調された被変調波を生成する変調部と、
前記共振検出部が出力する前記検出信号をもとに前記信号伝送路の共振状態を判定し、前記判定結果をもとに前記信号伝送路を経由する通信先へ送信する前記送信信号を前記変調部へ出力し前記高周波信号が前記送信信号により変調された被変調波を生成させ、前記被変調波を前記電極部を含む信号伝送路へ出力する送信制御部と、
前記通信先から、前記信号伝送路とは異なる通信経路で車両制御信号を受信する受信装置と、
を備えた車両制御システム。
【請求項５】
前記通信先は、前記電極部に人体が触れたときの前記信号伝送路を経由して高周波的に結合する電子キー通信装置である請求項４記載の車両制御システム。
【請求項６】
前記信号伝送路は、前記電極部に人体が触れている状態で前記高周波信号が供給されると共振している状態となるように調整された信号伝送路である請求項４記載の車両制御システム。
【請求項１】
車両の一部に設けられた電極部と、
高周波信号を発生させる高周波信号供給部と、
前記電極部と前記高周波信号供給部との間を接続し、前記電極部に人体が触れているかいないかに応じて前記高周波信号供給部から供給された前記高周波信号の周波数における共振状態が変化する信号伝送路と、
前記信号伝送路の共振状態を検出し検出信号を出力する共振検出部と、
前記高周波信号が送信信号により変調された被変調波を生成する変調部と、
前記共振検出部が出力する前記検出信号をもとに前記信号伝送路の共振状態を判定し、前記判定結果をもとに前記信号伝送路を経由する通信先へ送信する前記送信信号を前記変調部へ出力し前記高周波信号が前記送信信号により変調された被変調波を生成させ、前記被変調波を前記電極部を含む信号伝送路へ出力する制御部と、
を備えた触手検出装置。
【請求項２】
前記通信先から、前記信号伝送路とは異なる通信経路で信号を受信する受信装置を備えた請求項１記載の触手検出装置。
【請求項３】
前記信号伝送路は、前記電極部に人体が触れている状態で前記高周波信号が供給されると共振している状態となるように調整された信号伝送路である請求項１記載の触手検出装置。
【請求項４】
車両の一部に設けられた電極部と、
高周波信号を発生させる高周波信号供給部と、
前記電極部と前記高周波信号供給部との間を接続し、前記電極部に人体が触れているかいないかに応じて前記高周波信号供給部から供給された前記高周波信号の周波数における共振状態が変化する信号伝送路と、
前記信号伝送路の共振状態を検出し検出信号を出力する共振検出部と、
前記高周波信号が送信信号により変調された被変調波を生成する変調部と、
前記共振検出部が出力する前記検出信号をもとに前記信号伝送路の共振状態を判定し、前記判定結果をもとに前記信号伝送路を経由する通信先へ送信する前記送信信号を前記変調部へ出力し前記高周波信号が前記送信信号により変調された被変調波を生成させ、前記被変調波を前記電極部を含む信号伝送路へ出力する送信制御部と、
前記通信先から、前記信号伝送路とは異なる通信経路で車両制御信号を受信する受信装置と、
を備えた車両制御システム。
【請求項５】
前記通信先は、前記電極部に人体が触れたときの前記信号伝送路を経由して高周波的に結合する電子キー通信装置である請求項４記載の車両制御システム。
【請求項６】
前記信号伝送路は、前記電極部に人体が触れている状態で前記高周波信号が供給されると共振している状態となるように調整された信号伝送路である請求項４記載の車両制御システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１０−１１６７５５（Ｐ２０１０−１１６７５５Ａ）
【公開日】平成２２年５月２７日（２０１０．５．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２９２３００（Ｐ２００８−２９２３００）
【出願日】平成２０年１１月１４日（２００８．１１．１４）
【出願人】（０００００６２８６）三菱自動車工業株式会社 (2,892)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年５月２７日（２０１０．５．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１１月１４日（２００８．１１．１４）
【出願人】（０００００６２８６）三菱自動車工業株式会社 (2,892)
【Ｆターム（参考）】
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