車両用制御システム
【課題】 車両とユーザーに携行される携帯キーとの間での無線通信によるコード照合の結果に応じた車両制御を実施する車両用制御システムにおいて、その携帯キーが家庭内の電子機器から発生するノイズの影響を受け難く、なおかつシステムの小型化・低コスト化を図る。
【解決手段】 車両１０と携帯キー２０との間での無線通信によるコード照合の結果に応じて、少なくとも車両１０のドアの施開錠に係る制御を実施させる車両用制御システム１において、車両１０は、車外の特定の送信エリア内に所定の送信信号を無線送信し、その送信信号に対する車外からの応答信号を無線受信する車両側アンテナ１１０を備え、携帯キー２０は、車両１０からの送信信号を無線受信するとともにその送信信号に対応する応答信号を無線送信する送受信共用のアンテナ２４を備え、それら無線送受信で使用される電磁波の周波数帯がＲＦ帯域である。
【解決手段】 車両１０と携帯キー２０との間での無線通信によるコード照合の結果に応じて、少なくとも車両１０のドアの施開錠に係る制御を実施させる車両用制御システム１において、車両１０は、車外の特定の送信エリア内に所定の送信信号を無線送信し、その送信信号に対する車外からの応答信号を無線受信する車両側アンテナ１１０を備え、携帯キー２０は、車両１０からの送信信号を無線受信するとともにその送信信号に対応する応答信号を無線送信する送受信共用のアンテナ２４を備え、それら無線送受信で使用される電磁波の周波数帯がＲＦ帯域である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用制御システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年の車両には、車両外の所定の送信エリア内に定期的にポーリング信号を無線送信する送信手段と、上記送信エリア内に存在する携帯キー（スマートキー）が上記ポーリング信号に対する返送信号として無線送信するＩＤコードを無線受信する受信手段と、受信した該ＩＤコードと予め記憶されたマスターコードとを照合する照合手段と、その照合結果に基づいて所定の車両制御を実施する車両制御手段とを備えた車両用制御システムを搭載するものがある。例えば、その照合結果に基づいて、車両のドアロックを所定の開錠操作により開錠可能となる開錠許可状態と開錠不可となる開錠禁止状態との間で切り替えるスマートエントリーシステムや、照合結果に基づいて、車両のエンジンを所定の始動操作により始動させたり、始動を禁止したりするスマートスタートシステム等である（特許文献１）。
【０００３】
こうした車両用制御システムにおいては、車両側から携帯キー側に送信される送信電磁波には所定のＬＦ（長波）帯域の電磁波が使用され、携帯キー側から車両側に送信される送信電磁波にはＲＦ（高周波）帯域の電磁波が使用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−２０５１８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、この場合、ＬＦ帯域の電磁波を受信する携帯キーは、家庭内での保管位置次第では、家庭内の電子機器から発生するＬＦ帯域のノイズの影響を受けて頻繁にウェイクアップし、これにより電池を消耗して、通常よりも電池寿命が短くなってしまうという課題がある。一方で、ＬＦ帯域の電磁波受信のためのアンテナはコストの高い部品であり、システム全体のコストアップの要因になっているという課題もある。特に、ＬＦ帯域の電磁波を送信する車両側の送信アンテナは巻線アンテナとして形成されており、サイズも大きく、かつコストも高いため、小型化・低コスト化が求められている。
【０００６】
本発明の課題は、車両とユーザーに携行される携帯キーとの間での無線通信によるコード照合の結果に応じた車両制御を実施する車両用制御システムにおいて、その携帯キーが家庭内の電子機器から発生するノイズの影響を受け難く、なおかつシステムの小型化・低コスト化を図ることにある。
【課題を解決するための手段および発明の効果】
【０００７】
上記課題を解決するための車両用制御システムは、
車両とユーザーに携行される携帯キーとの間での無線通信によるコード照合の結果に応じて、少なくとも前記車両のドアの施開錠に係る制御を実施させる車両用制御システムであって、
前記車両は、車外の特定の送信エリア内に所定の送信信号を無線送信する送信アンテナと、その送信信号に対する車外からの応答信号を無線受信する受信アンテナとを有した車両側アンテナを備え、それら無線送受信で使用される電磁波の周波数帯がＲＦ帯域であり、
前記携帯キーは、前記送信信号を無線受信するとともに無線受信した送信信号に対応する前記応答信号を無線送信する送受信共用のアンテナであって、それら無線送受信で使用される電磁波の周波数帯がＲＦ帯域であり、前記送信信号が予め定められたＩＤコード要求信号であった場合には、前記応答信号として前記コード照合に用いる当該携帯キー固有のＩＤコードのデータを無線送信するキー側アンテナを備えることを特徴とする。
【０００８】
上記本発明の構成によれば、無線通信に使用される電磁波の周波数帯がＲＦ帯域に設定されているため、家庭内で多く発生するＬＦ帯域のノイズ電磁波の影響を受けることが無くなる。また、ＬＦ帯域よりも高い周波数帯を使用しているため、アンテナを小型化することも可能となり、コストダウンを図ることもできる。なお、ＲＦ帯域とは、３００ＭＨｚ〜５００ＭＨｚの範囲の周波数帯である。
【０００９】
また、上記本発明における前記携帯キーは、
車両から前記送信信号として無線送信される起動信号を、前記送受信共用のアンテナを介して受信するべく常時動作保持される受信部と、
制御モードとして、通常制御モードと該通常制御モードよりも低消費電力な低消費電力制御モードとを有した制御部であって、前記低消費電力制御モードに設定された状態において前記受信部にて前記起動信号が受信された場合には、前記制御モードを前記通常制御モードに切り替える制御モード切替手段と、前記通常制御モードに切り替わった後に、当該起動信号に対応する前記応答信号を、前記送受信共用のアンテナを介して前記車両に無線送信させる送信指示手段と、を有した制御部と、を備えて構成することができる。
【００１０】
上記本発明の構成によれば、携帯キー側では、周波数帯がＲＦ帯域の送信信号を常時受信できるように、内蔵する受信部（受信ＩＣ）に対して常に電源（電池）から電力を供給して受信待機状態を継続しておく一方で、それとは別に設けられた制御部に関しては、車両側から起動用の信号（起動信号）を受信した場合にのみ起動（ウェイクアップ）し、それ以外の未使用時においてはスリープモード（低消費電力状態）が設定されるように構成されるから、無駄な電力消耗を抑制することができる。家庭内の電子機器から多く発生するＬＦ帯域のノイズの影響を受けることもないため、制御部が頻繁に起動して、電源（電池）の電力を無駄に消費することもない。
【００１１】
本発明における車両側アンテナは、前記送信アンテナと前記受信アンテナとが兼用された送受信共用のアンテナとして構成できる。送信アンテナと受信アンテナが兼用化されることにより、システム全体の小型化・低コスト化を図ることができる。
【００１２】
本発明における車両側アンテナは、前記車両のドアの施開錠に係る制御を実施させるための無線通信を行う前記送信アンテナを、該車両に対し１つだけ設けるようにすることもできる。ＲＦ帯域の電磁波であれば車両を中心とする１０ｍ程度の送信エリアを形成できるから、従来のように多数の送信アンテナを設ける必要が無く、システム全体の小型化・低コスト化を図ることができる。この場合、当該送信アンテナは、前記車両の天井部に設けることができる。これにより、車両周辺に存在するユーザーが携行する携帯キーとの間でより確実に無線通信を行うことができる。特に、当該送信アンテナは、前記車両の車室内側の天井部に設けられ、車両の窓ガラスを介して車外に送信信号を無線送信可能に構成することで、より車両に接近したユーザーが携行する携帯キーとの間でも、より確実に無線通信を行うことができる。
【００１３】
本発明における車両側アンテナは、前記受信アンテナとして、前記車両のドアの施開錠に係る第一の車両制御を実施させるための無線通信を行うための第一の受信アンテナと、前記車両のエンジン始動に係る第二の車両制御を実施させるための無線通信を行うための第二の受信アンテナとを有し、前記第一の受信アンテナが車外側に、前記第二の受信アンテナが車室内側に設けられるとともに、前記車両は、それら受信アンテナが受信した受信信号に基づいて受信強度が大きい方の受信アンテナを特定する受信アンテナ特定手段と、特定された受信アンテナに対応する車両制御を実施させる制御指令手段（特定された受信アンテナに対応する車両制御を実施する車両制御手段に対し制御指令を出力する制御指令手段）と、を備えて構成することができる。これにより、携帯キーが車外にあるのか車内にあるのかを特定することができ、その存在位置に適した車両制御を行うことが可能となる。
【００１４】
本発明における車両側アンテナの送信アンテナは、前記車両のドア、あるいはドアミラー等に設けることができる。これにより、携帯キーを携行してドアの施開錠を行うユーザーがいた場合に、その携帯キーとの無線通信がより確実に可能となる。具体的にいえば、本発明の車両側アンテナの送信アンテナは、車両のドアのドアノブ下の所定領域に設けることができる。ドアノブ下にはキーシリンダーやドアノブを掴みやすくするための窪みなどが設けられているため、送信アンテナをこの部分に設けることで、アンテナ自体が目立たなくなる。
【００１５】
本発明における車両側アンテナは、車両の所定構造物上に又は車両に取り付けられた基板上にパターン印刷されたパターンアンテナとすることができる。これにより、システム全体の小型化・低コスト化を図ることができる。例えば、車両側アンテナの送信アンテナは、車両の窓ガラス（例えばサイドガラス等）上にパターン印刷されたパターンアンテナとすることができる。これにより、車両周辺に存在するユーザーが携行する携帯キーとの間でより確実に無線通信を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の車両用制御システムの概略的な構成を示す模式図。
【図２】本発明の車両用制御システムの第一実施形態を示すブロック図。
【図３】携帯キーの制御部起動処理の流れをフローチャート。
【図４】本発明の車両用制御システムの第二実施形態を示すブロック図。
【図５】本発明の車両用制御システムの第三実施形態を示すブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の車両用制御システムの一実施形態を、図面を用いて説明する。
【００１８】
本発明の車両用制御システムは、車両とユーザーに携行される携帯キーとの間での無線通信によるコード照合の結果に応じて、少なくとも前記車両のドアの施開錠に係る制御を実施させるものであって、図１は、その一実施形態の概略的な構成を示す模式図であり、図２は、図１の実施形態の構成を簡略的に示すブロック図である。
【００１９】
図１及び図２に示す本実施形態の車両用制御システム１は、車両１０に搭載される照合ＥＣＵ１００と、スマートキー（いわゆる電子キー等と称される携帯型無線通信装置であって、本発明の携帯キーに相当する）２０とを含んで構成される。この構成により、車外周辺の所定のキー探索エリア内にポーリング用の送信信号を無線出力し、その応答信号の無線受信に基づいて該キー探索エリア内に存在するスマートキー２０を探索するとともに、当該スマートキー２０から無線受信するＩＤコードを照合し、その照合結果に基づいてドアロックの開錠許可を与え、そのドアロックの開錠許可状態において所定のドアロック開錠操作が検知された場合にドアロック機構を作動して開錠する、という一連のスマートエントリー機能が実現される。
【００２０】
照合ＥＣＵ１００は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ，メモリ，入出力部（Ｉ／Ｏ）等からなるマイクロコンピュータを主要構成部品としている。また、照合ＥＣＵ１００には、外部の記憶装置１０１、送信部１２０、受信部１１１が接続されている。照合ＥＣＵ１００内の記憶部（ＲＯＭ等）には、上述したようなスマートエントリー機能を実現するための各種プログラムが記憶されている。外部の記憶装置１０１には、車両照合用のＩＤコードが記憶されている。
【００２１】
送信部１２０は、車外の特定の送信エリア内に所定の送信信号を、周波数帯がＲＦ帯域（例えば３００ＭＨｚ）の電磁波として、送信アンテナ１２０Ａから無線送信させる発信機であり、送信信号として、例えば、車外の特定の送信エリア内に定期的に送信されるポーリング用の信号や、ＩＤコード要求用の信号等を送信する。この送信信号は、送信部１２０から約１０ｍ程度の予め定められた車外の送信エリア（キー応答エリア）内に届くようになっている。これにより、上記の車外の送信エリア内に存在するスマートキー２０だけがこの送信信号を受信することができ、照合処理の対象となりうる。そして、照合が一致した場合には車両ドアのスイッチの操作によりドアの施錠／開錠を行うことが可能となる。ここではドアノブに設けられたタッチスイッチへのタッチ操作がドアロック開錠操作であり、ドアノブに設けられたプッシュスイッチへのプッシュ操作がドアロック施錠操作である。
【００２２】
なお、本実施形態の送信アンテナ１２０Ａは、車両１０の運転席や助手席のドア及びトランク開閉用ドアにそれぞれ設けられている。ただし、図２では、それらのうちの１つのみを代表して図示している。送信アンテナ１２０Ａは、車両に取り付けられる基板上にパターン印刷されたパターンアンテナであり、ここでは、各ドアのドアノブ（ドアハンドル）、あるいは各ドアのドアノブ下の所定領域（例えばドアノブ下のキーシリンダーやドアノブ下の窪みなど）に内蔵されている。
【００２３】
受信部１１１は、周波数帯がＲＦ帯域（例えば３００ＭＨｚ帯）の電磁波として受信アンテナ１１１Ａが無線受信したスマートキー２０からの応答信号の入力を受ける周知のチューナー機能を有し、応答信号に含まれるデータを照合ＥＣＵ１００に送信する。
【００２４】
なお、本実施形態の受信アンテナ１１１Ａは、車両に取り付けられる基板上にパターン印刷されたパターンアンテナであり、ここでは車両１０の各ドアに設けられた各送信アンテナ１２０Ａのそれぞれの送信エリアに存在するスマートキー２０から応答信号が受信可能となるように（例えば車両天井部等）設けられている。
【００２５】
さらに、本発明のスマートエントリー機能は、照合ＥＣＵ１００と通信接続される各席のドアＥＣＵ２００と連携する形で実現されている。照合ＥＣＵ１００と各席のドアＥＣＵ２００とは車載ＬＡＮ５０を介して互いに通信可能とされている。
【００２６】
各席のドアＥＣＵ２００は、車両１０のドア（トランクのドアを含む）の施開錠制御を司る制御主体であり、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ，メモリ，入出力部（Ｉ／Ｏ）等からなるマイクロコンピュータを主要構成部品としている。各席のドアＥＣＵ２００にはそれぞれ、車外開錠操作部（例えばタッチセンサ）と、車外施錠操作部（タッチスイッチ）と、さらには、対応するドアのロック機構においてロック状態（施錠状態）とアンロック状態（開錠状態）との間の切り換えを実行するドアロック駆動部（アクチュエータやその駆動回路）と、そのロック機構が開錠状態であるか施錠状態であるかを検出するロック状態検出部（ロックポジションスイッチ）、ドアの開閉状態を検知するドア開閉検出部（ドアカーテシスイッチ）等が接続されている。
【００２７】
なお、ドアＥＣＵ２００は各席のドア毎に対応して設けられるが、ここでは運転席のドアに係るもののみを図示し、それ以外の図示は省略している。ただし、他のドアＥＣＵ２００についても運転席のドアＥＣＵ２００と同様の機能を果たすよう構成されている。
【００２８】
スマートキー２０（携帯キー）は、照合ＥＣＵ１００との間でデータを送受信可能な携帯型無線通信装置としての機能を果たすものであり、本実施形態においては、制御部２１に対し、受信部２２、送信部２３及び各種操作部２５が接続する構成を有する。
【００２９】
制御部２１は、車両に固有のＩＤコードを記憶するためのメモリ２１ａを有するとともに、キーレスエントリー機能としてユーザー操作によりドアロックの開錠／施錠を実施する操作部やドア開閉等を実施する操作部などの周知の操作部２５と接続している。また、制御部２１は、キー２０に内蔵された電源である電池から駆動電源の供給を受けて駆動するが、制御モードとして、通常制御モードと、該通常制御モードよりも低消費電力な低消費電力制御モード（ここではスリープモード）とを設定可能とされている。
【００３０】
受信部２２は、車両１０から周波数帯がＲＦ帯域（例えば３００ＭＨｚ帯）の電磁波として無線送信される各種信号を受信するアンテナ２４と接続する受信ＩＣであり、ＲＦ帯域の電磁波が常に受信できるように構成されている。つまり、受信部２２は、キー２０に内蔵された電池から駆動電源の供給を受けて常時動作状態を保持している。受信部２２は、アンテナ２４を介して受信した受信信号に含まれるデータを制御部２１に送信し、これを受信する制御部２１は、そのデータに基づいて、当該受信信号に対応した応答信号を車両に送信するべく送信部２３に送信データを含む送信用の制御信号を送信する。
【００３１】
送信部２３は、制御部２１から上記制御信号を受信するとともに当該制御信号に基づいて駆動し、上記応答信号を周波数帯がＲＦ帯域（例えば３００ＭＨｚ帯）の電磁波としてアンテナ２４から外部に無線送信する。なお、アンテナ２４は、携帯キー２０に内蔵された基板上にプリント印刷されたパターンアンテナである。
【００３２】
即ち、本実施形態においては、車両１０は、車外の特定の送信エリア内に所定の送信信号を無線送信する送信アンテナ１２０Ａと、その送信信号に対する車外のスマートキー２０からの応答信号を無線受信する受信アンテナ１１１Ａとを有した車両側アンテナ１１０を備える一方、スマートキー２０は、車両１０側からの送信信号を無線受信するとともに無線受信した送信信号に対応する上記応答信号を無線送信する送受信共用のアンテナ（キー側アンテナ）２４を備える。そして、車両１０とスマートキー２０との間でなされるそれらの無線送受信で使用される電磁波の周波数帯がＲＦ帯域に定められている。スマートキー２０は、受信した車両１０からの送信信号が予め定められたＩＤコード要求信号であった場合、その応答信号として照合ＥＣＵ１００でのコード照合に用いる当該スマートキー２０固有のＩＤコードのデータを無線送信する。
【００３３】
なお、ここでいうＲＦ帯域とは、３００ＭＨｚ〜５００ＭＨｚの範囲の周波数帯である。
【００３４】
ここで、スマートエントリー機能として実施されるドアロック開錠処理について説明する。
【００３５】
照合ＥＣＵ１００は、エンジンＯＦＦで全ドアロックが施錠状態であることを前提に、予め定められた送信周期で、車外の携帯キーを探索するためのポーリング用の送信信号（起動信号）の送信を送信部１２０に指示し、送信部１２０が送信アンテナ１２０Ａからポーリング用の送信信号を無線出力する。これに対し、スマートキー２０を携行したユーザーが、このスマートキー２０を上記した車外の送信エリア内に位置させるようにする動作（操作）を行うと、スマートキー２０は、アンテナ２４にてポーリング用の送信信号を無線受信してその受信信号が受信部２２に入力されるとともに、制御部２１がこれに応答する所定の応答信号を送信部２３から無線出力する。
【００３６】
この応答信号は、受信アンテナ１１１Ａにて無線受信され、その受信信号が受信部１１１に入力される。受信部１１１は、その受信信号から所定のデータを抽出して照合ＥＣＵ１００に送信する。照合ＥＣＵ１００は、受信したデータに基づいて、自車１０に対応するスマートキー２０の存在確認を実施する。対応するスマートキー２０の存在が確認された場合には、その対応するスマートキー２０に対しキー固有のＩＤコードを要求するためのＩＤコード要求用の信号（ＩＤコード要求信号：いわゆるリクエスト信号）の送信を送信部１２０に指示し、送信部１２０が送信アンテナ１２０ＡからＩＤコード要求用の信号（ＩＤコード要求信号）を無線出力する。対応するスマートキー２０であれば、このＩＤコード要求用の信号を受信部２２にて無線受信すると、その制御部２１が、これに応答する応答信号として、メモリ２１ａに記憶されているＩＤコードを含む信号を送信部２３から無線出力する。
【００３７】
この応答信号は、受信アンテナ１１１Ａにて無線受信され、その受信信号が受信部１１１に入力される。受信部１１１は、その受信信号からＩＤコードのデータを抽出して照合ＥＣＵ１００に送信する。照合ＥＣＵ１００は、受信したＩＤコードと、自身が記憶装置１０１にて記憶するマスターコードとを照合し（照合処理）、その照合結果に基づいて、各席のドアＥＣＵ２００に対しドアロックの開錠許可を与える。これに伴いドアＥＣＵ２００は、ドアロックの開錠が禁止された開錠禁止モードから開錠が許可された開錠許可モードに切り替わり、所定のドアロック開錠操作が検知された場合にドアロック機構を作動してドアロックを開錠させる。即ち、照合ＥＣＵ１００は、受信したＩＤコードに基づく照合結果に応じて、車両のドアロックを、所定の開錠操作により開錠可能となる開錠許可状態と開錠不可となる開錠禁止状態との間で切り替える。
【００３８】
ところで、本実施形態のスマートキー２０において、制御部２１は、未使用時においてはスリープモード（低消費電力制御モード）に設定されており、これにより、未使用時の電力消費が抑制されている。一方で、制御部２１は、受信部２２からのウェイクアップ信号を受信すると起動して、スリープモードから通常制御モードに切り替わる。
【００３９】
以下では、制御部２１に設定されている制御モードをスリープモードから通常制御モードに切り替えるために、受信部２２が実施する制御部起動処理について、図３のフローチャートを用いて説明する。
【００４０】
まずＳ１では、受信部２２が、アンテナ２４において所定のＲＦ帯域（例えば３００ＭＨｚ帯）の電磁波として無線送信された起動信号を受信したか否かを判定する。受信が無ければ受信待機状態を継続し、受信があった場合にはＳ２に進む。
【００４１】
Ｓ２では、受信した信号の信号レベル（信号強度）が、予め定められた閾レベルを上回るか否かを判定する。閾レベルを上回らない場合にはＳ１に戻る。閾レベルを上回る場合にはＳ３に進み、特定された受信信号の信号データを読み取る。
【００４２】
続くＳ４では、受信部２２が、受信した信号が正規の起動信号であるか否かを判定する（起動信号判定手段）。信号データには、数ビット（例えば４ビット）程度のコードが含まれているので、Ｓ４にて受信部２２が読み取った信号データが正規の起動信号であるか否かを、上記数ビットの所定コードに基づいて判定する。正規の起動信号でなければＳ１に戻る。正規の起動信号である場合にはＳ５に進む。
【００４３】
なお、本実施形態においては、上述したポーリング用又はＩＤコード要求用の信号のいずれかを起動信号とすることができる。
【００４４】
Ｓ５では、受信部２２が、制御部２１にウェイクアップ信号（起動指令信号）を出力する（通常制御モード切替指令手段）。これにより、受信部２２における本処理は終了となる。本処理は所定周期にて繰り返し実施される。
【００４５】
一方、制御部２１は、このウェイクアップ信号の入力を受けることで、起動（ウェイクアップ）する。つまり、制御部２１の制御モードがスリープモード（低消費電力制御モード）から通常制御モードに切り替わる（制御モード切替手段：通常制御モード設定手段）。切り替わった後には、アンテナ２４において無線受信した起動信号（ポーリング用の信号）に対応する応答信号を車両１０に無線送信させるための制御信号を、送信部２３に出力する。つまり、制御部２１は送信部２３に対する送信指示手段として機能する。送信部２３では、この制御信号を受信するとともに当該制御信号に基づいて、上記応答信号をアンテナ２４から無線送信する。その後、制御部２１は、予め定められた終了条件（例えば所定時間の経過）を満たすと、通常制御モードからスリープモードに切り替わる（制御モード切替手段：低消費電力制御モード設定手段）。
【００４６】
本実施形態によれば、Ｓ１で受信する起動信号がＲＦ帯域の周波数帯の電磁波として送信されるため、家庭内の電子機器から多く発生するＬＦ帯域のノイズによって、制御部が誤って起動（ウェイクアップ）することがない。また、全てのアンテナ１１１Ａ，１２０Ａ，２４がＲＦ帯域の周波数帯の電磁波を送信ないし受信するものであるから、従来のＬＦ帯域の電磁波を受信するアンテナよりも周波数が高いため、より小型化することができ、例えばパターンアンテナ等ととすることも可能であり、小型化・低コスト化を図ることができる。
【００４７】
以上、本発明の一実施形態を説明したが、これらはあくまで例示にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではなく、特許請求の範囲の趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。
【００４８】
例えば、システム全体の小型化・低コスト化を図るために、図４に示すように、車両側アンテナ１１０は、送信アンテナと受信アンテナとが兼用された送受信共用のアンテナ１１０Ａを備える形で構成できる。
【００４９】
また、ＲＦ帯域の電磁波であれば車両を中心とする１０ｍ程度の比較的広い送信エリアを形成できるから、従来のように、ドアの数に応じて複数の送信アンテナを設けてもよいが、それよりも少なくすることも可能となる。このため、例えば車両側アンテナ１１０に関して、車両１０のドアの施開錠に係る制御を実施させるための無線通信を行う送信アンテナ１２０Ａ（図２）や１１０Ａ（図４）を、該車両１０に対し１つだけ設ける形で構成できる。この場合、その送信アンテナは、例えば車両の天井部、特に天井中心部に設けることで、送信エリアが車両を中心に比較的バランスよく形成できる。特に、送信機能を有するアンテナ１２０Ａや１１０Ａは、車両１０の窓ガラスを介して車外に送信信号が送出されるように車両１０の車室内側の天井部に設けることで、より車両に近い位置にいる接近したユーザーが携行する携帯キーとの間で、より確実な無線通信を行うことができる。
【００５０】
なお、図４の場合、車両側アンテナ１１０は、送信アンテナだけでなく受信アンテナも１つであるといえる。さらにいえば、それら送信アンテナ及び受信アンテナが、双方が兼用される送受信共用のアンテナ１１０Ａとして１つだけ存在しており、この場合も、唯一の送受信共用のアンテナ１１０Ａを、上記したように、車両の天井部、特に天井中心部に設けることができる。
【００５１】
また、上記実施形態における車両用制御システム１は、車両のドアの施開錠に係る制御を実施させるための構成について説明しているが、車両のエンジン始動に係る制御を実施させるための構成を有していてもよい。例えば、図５に示すように、車両側アンテナ１１０は、受信アンテナとして、車両１０のドアの施開錠に係る制御を実施させるための無線通信を行うための第一の受信アンテナ１１２Ａと、車両１０のエンジン始動に係る制御を実施させるための無線通信を行うための第二の受信アンテナ１１３Ａとを有し、第一の受信アンテナ１１２Ａを第二の受信アンテナ１１３Ａよりも車外側に、第二の受信アンテナ１１３Ａを第一の受信アンテナ１１２Ａよりも車室内側に位置させる形で設けるとともに、車両１０側では、照合ＥＣＵ１００が、それら受信アンテナ１１２Ａ，１１３Ａが受信した受信信号に基づいて受信強度が大きい方の受信アンテナ１１２Ａ，１１３Ａを特定し（受信アンテナ特定手段）、特定された受信アンテナ１１２Ａ，１１３Ａに対応する制御を実施するＥＣＵ（車両制御手段）２００，３００，４００に対し制御指令を出力する（制御指令手段）ように構成することができる。
【００５２】
具体的にいえば、送信アンテナ１２０Ａから送信される送信信号は、車両を中心とする１０ｍ程度の比較的広い送信エリアに送信されるため、仮に送信アンテナ１２０Ａを１つのみ設けるような構成の場合は、車室内も送信エリアに含む形で構成される。この場合、受信した応答信号が、車室内にあるスマートキー２０からのものなのかを、車外にあるスマートキー２０からのものなのかを、受信した応答信号によって識別することができない。このため、第一の受信アンテナ１１２Ａを車外側、第二の受信アンテナ１１３Ａを車室内側に位置させる。このようにすれば、車外にスマートキー２０がある場合には、第一の受信アンテナ１１２Ａが受信する応答信号の受信強度が第二の受信アンテナ１１３Ａで受信する応答信号の受信強度よりも強く、車室内にスマートキー２０がある場合には、第二の受信アンテナ１１３Ａが受信する応答信号の受信強度が第一の受信アンテナ１１２Ａで受信する応答信号の受信強度よりも強くなるから、車外と車室内のいずれにスマートキー２０が存在するのかを特定することができる。信号受信強度の強弱は、受信信号の振幅等の比較によって容易に判定できるため、照合ＥＣＵ１００は、各受信アンテナ１１２Ａ，１１３Ａに対応する各受信部１１２，１１３から、受信信号の信号強度情報を取得し、これらを比較する。
【００５３】
照合ＥＣＵ１００は、取得した双方の信号強度情報に基づいて、第一の受信アンテナ１１２Ａが受信した応答信号の信号強度の方が強いと判定された場合には、スマートキー２０が車外にあると判断できるから、照合ＥＣＵ１００は、エンジンＯＦＦで全ドアロックが施錠状態であることを前提に、上記実施形態と同様、ＩＤコード要求用の信号を送信してスマートキー２０からＩＤコードを取得して、これに基づく照合処理を実施し、その照合結果に基づいて、車両１０のドアロックを、所定の開錠操作により開錠可能となる開錠許可状態と開錠不可となる開錠禁止状態との間で切り替える制御を実施する。具体的にいえば、照合ＯＫの場合に限り、ドアＥＣＵ２００に対しドアロックの開錠許可が与えられ、その許可状態において所定のドアロック開錠操作が検出されることにより、ドアＥＣＵ２００が、ドアロック機構を作動してドアを開錠させる（スマートエントリー機能）。
【００５４】
他方、照合ＥＣＵ１００は、取得した双方の信号強度情報に基づいて、第二の受信アンテナ１１３Ａが受信した応答信号の信号強度の方が強いと判定された場合には、スマートキー２０が車室内にあると判断できるから、上記実施形態と同様、ＩＤコード要求用の信号を送信してスマートキー２０からＩＤコードを取得して、これに基づく照合処理を実施し、その照合結果に基づいて、所定のエンジン始動操作により車両１０のエンジンが始動可能となる始動許可状態と始動不可となる始動禁止状態との間で切り替える制御を実施する。具体的にいえば、照合ＯＫの場合に限り、ボデーＥＣＵ３００に対し、イグニッション電源及びアクセサリー電源の電源投入許可、及びエンジンの始動許可が与えられ、その許可状態において所定のエンジン始動操作（エンジンスイッチへのプッシュ操作）が検出されることにより、ボデーＥＣＵ３００が、イグニッション電源及びアクセサリー電源といった電源投入を実施する一方で、エンジンＥＣＵ４００に対しエンジン始動要求を送信して、エンジンＥＣＵ４００がエンジンを始動させる（スマートスタート機能）。
【００５５】
また、上記実施形態においては、車両側アンテナ１１０をドアに設ける構成であったが、ドアに設ける構成に限られるものではない。例えば、車両側アンテナ１１０の送信アンテナ１２０Ａ，１１０Ａは、車両１０のドアミラーに設けることができる。また、本発明における車両側アンテナは、車両１０のフロントガラスやサイドガラス等の窓ガラス上に設けてもよい。また、これらの場合も、車両側アンテナ１１０は車両の所定構造物（ドアやドアミラー、窓ガラス等）そのものの上に、あるいは車両に取り付けられた基板上にパターン印刷されたパターンアンテナとすることができる。
【００５６】
また、上記実施形態のスマートキー２０は、ユーザーが携行する非接触型のＩＣカードとして構成もよい。例えば、パターンアンテナ２４から給電される電力を使用して照合用のＩＤコードを車両に返送するＩＣカードとして構成できる。これによれば、電池不要の薄型のカードキーを実現することができる。具体的に言えば、携帯キー２０をなすＩＣカードにおいて、車両１０の車両側アンテナ１１０から送信信号として送信されるＲＦ帯域（例えば３００ＭＨｚ帯）の電磁波を、電磁誘導により交流の誘導電圧に変換し、さらに整流して直流電圧に変換する。そして、この直流電力を利用して制御部２１を駆動し、対応する応答信号としてＲＦ帯域（例えば３００ＭＨｚ帯）の電磁波を、パターンアンテナ２４から車両側アンテナ１１０に送信するように構成する。
【符号の説明】
【００５７】
１ 車両用制御システム
１０ 車両
２０ スマートキー（携帯キー）
２１ 制御部
２２ 受信部
２３ 送信部
２４ アンテナ
２５ 操作部
１００ 照合ＥＣＵ
１１０ 車両側アンテナ
１１１，１１２，１１３ 受信部
１１１Ａ，１１２Ａ，１１３Ａ 受信アンテナ
１２０ 送信部
１２０Ａ 送信アンテナ
２００ ドアＥＣＵ
３００ ボデーＥＣＵ
４００ エンジンＥＣＵ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用制御システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年の車両には、車両外の所定の送信エリア内に定期的にポーリング信号を無線送信する送信手段と、上記送信エリア内に存在する携帯キー（スマートキー）が上記ポーリング信号に対する返送信号として無線送信するＩＤコードを無線受信する受信手段と、受信した該ＩＤコードと予め記憶されたマスターコードとを照合する照合手段と、その照合結果に基づいて所定の車両制御を実施する車両制御手段とを備えた車両用制御システムを搭載するものがある。例えば、その照合結果に基づいて、車両のドアロックを所定の開錠操作により開錠可能となる開錠許可状態と開錠不可となる開錠禁止状態との間で切り替えるスマートエントリーシステムや、照合結果に基づいて、車両のエンジンを所定の始動操作により始動させたり、始動を禁止したりするスマートスタートシステム等である（特許文献１）。
【０００３】
こうした車両用制御システムにおいては、車両側から携帯キー側に送信される送信電磁波には所定のＬＦ（長波）帯域の電磁波が使用され、携帯キー側から車両側に送信される送信電磁波にはＲＦ（高周波）帯域の電磁波が使用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−２０５１８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、この場合、ＬＦ帯域の電磁波を受信する携帯キーは、家庭内での保管位置次第では、家庭内の電子機器から発生するＬＦ帯域のノイズの影響を受けて頻繁にウェイクアップし、これにより電池を消耗して、通常よりも電池寿命が短くなってしまうという課題がある。一方で、ＬＦ帯域の電磁波受信のためのアンテナはコストの高い部品であり、システム全体のコストアップの要因になっているという課題もある。特に、ＬＦ帯域の電磁波を送信する車両側の送信アンテナは巻線アンテナとして形成されており、サイズも大きく、かつコストも高いため、小型化・低コスト化が求められている。
【０００６】
本発明の課題は、車両とユーザーに携行される携帯キーとの間での無線通信によるコード照合の結果に応じた車両制御を実施する車両用制御システムにおいて、その携帯キーが家庭内の電子機器から発生するノイズの影響を受け難く、なおかつシステムの小型化・低コスト化を図ることにある。
【課題を解決するための手段および発明の効果】
【０００７】
上記課題を解決するための車両用制御システムは、
車両とユーザーに携行される携帯キーとの間での無線通信によるコード照合の結果に応じて、少なくとも前記車両のドアの施開錠に係る制御を実施させる車両用制御システムであって、
前記車両は、車外の特定の送信エリア内に所定の送信信号を無線送信する送信アンテナと、その送信信号に対する車外からの応答信号を無線受信する受信アンテナとを有した車両側アンテナを備え、それら無線送受信で使用される電磁波の周波数帯がＲＦ帯域であり、
前記携帯キーは、前記送信信号を無線受信するとともに無線受信した送信信号に対応する前記応答信号を無線送信する送受信共用のアンテナであって、それら無線送受信で使用される電磁波の周波数帯がＲＦ帯域であり、前記送信信号が予め定められたＩＤコード要求信号であった場合には、前記応答信号として前記コード照合に用いる当該携帯キー固有のＩＤコードのデータを無線送信するキー側アンテナを備えることを特徴とする。
【０００８】
上記本発明の構成によれば、無線通信に使用される電磁波の周波数帯がＲＦ帯域に設定されているため、家庭内で多く発生するＬＦ帯域のノイズ電磁波の影響を受けることが無くなる。また、ＬＦ帯域よりも高い周波数帯を使用しているため、アンテナを小型化することも可能となり、コストダウンを図ることもできる。なお、ＲＦ帯域とは、３００ＭＨｚ〜５００ＭＨｚの範囲の周波数帯である。
【０００９】
また、上記本発明における前記携帯キーは、
車両から前記送信信号として無線送信される起動信号を、前記送受信共用のアンテナを介して受信するべく常時動作保持される受信部と、
制御モードとして、通常制御モードと該通常制御モードよりも低消費電力な低消費電力制御モードとを有した制御部であって、前記低消費電力制御モードに設定された状態において前記受信部にて前記起動信号が受信された場合には、前記制御モードを前記通常制御モードに切り替える制御モード切替手段と、前記通常制御モードに切り替わった後に、当該起動信号に対応する前記応答信号を、前記送受信共用のアンテナを介して前記車両に無線送信させる送信指示手段と、を有した制御部と、を備えて構成することができる。
【００１０】
上記本発明の構成によれば、携帯キー側では、周波数帯がＲＦ帯域の送信信号を常時受信できるように、内蔵する受信部（受信ＩＣ）に対して常に電源（電池）から電力を供給して受信待機状態を継続しておく一方で、それとは別に設けられた制御部に関しては、車両側から起動用の信号（起動信号）を受信した場合にのみ起動（ウェイクアップ）し、それ以外の未使用時においてはスリープモード（低消費電力状態）が設定されるように構成されるから、無駄な電力消耗を抑制することができる。家庭内の電子機器から多く発生するＬＦ帯域のノイズの影響を受けることもないため、制御部が頻繁に起動して、電源（電池）の電力を無駄に消費することもない。
【００１１】
本発明における車両側アンテナは、前記送信アンテナと前記受信アンテナとが兼用された送受信共用のアンテナとして構成できる。送信アンテナと受信アンテナが兼用化されることにより、システム全体の小型化・低コスト化を図ることができる。
【００１２】
本発明における車両側アンテナは、前記車両のドアの施開錠に係る制御を実施させるための無線通信を行う前記送信アンテナを、該車両に対し１つだけ設けるようにすることもできる。ＲＦ帯域の電磁波であれば車両を中心とする１０ｍ程度の送信エリアを形成できるから、従来のように多数の送信アンテナを設ける必要が無く、システム全体の小型化・低コスト化を図ることができる。この場合、当該送信アンテナは、前記車両の天井部に設けることができる。これにより、車両周辺に存在するユーザーが携行する携帯キーとの間でより確実に無線通信を行うことができる。特に、当該送信アンテナは、前記車両の車室内側の天井部に設けられ、車両の窓ガラスを介して車外に送信信号を無線送信可能に構成することで、より車両に接近したユーザーが携行する携帯キーとの間でも、より確実に無線通信を行うことができる。
【００１３】
本発明における車両側アンテナは、前記受信アンテナとして、前記車両のドアの施開錠に係る第一の車両制御を実施させるための無線通信を行うための第一の受信アンテナと、前記車両のエンジン始動に係る第二の車両制御を実施させるための無線通信を行うための第二の受信アンテナとを有し、前記第一の受信アンテナが車外側に、前記第二の受信アンテナが車室内側に設けられるとともに、前記車両は、それら受信アンテナが受信した受信信号に基づいて受信強度が大きい方の受信アンテナを特定する受信アンテナ特定手段と、特定された受信アンテナに対応する車両制御を実施させる制御指令手段（特定された受信アンテナに対応する車両制御を実施する車両制御手段に対し制御指令を出力する制御指令手段）と、を備えて構成することができる。これにより、携帯キーが車外にあるのか車内にあるのかを特定することができ、その存在位置に適した車両制御を行うことが可能となる。
【００１４】
本発明における車両側アンテナの送信アンテナは、前記車両のドア、あるいはドアミラー等に設けることができる。これにより、携帯キーを携行してドアの施開錠を行うユーザーがいた場合に、その携帯キーとの無線通信がより確実に可能となる。具体的にいえば、本発明の車両側アンテナの送信アンテナは、車両のドアのドアノブ下の所定領域に設けることができる。ドアノブ下にはキーシリンダーやドアノブを掴みやすくするための窪みなどが設けられているため、送信アンテナをこの部分に設けることで、アンテナ自体が目立たなくなる。
【００１５】
本発明における車両側アンテナは、車両の所定構造物上に又は車両に取り付けられた基板上にパターン印刷されたパターンアンテナとすることができる。これにより、システム全体の小型化・低コスト化を図ることができる。例えば、車両側アンテナの送信アンテナは、車両の窓ガラス（例えばサイドガラス等）上にパターン印刷されたパターンアンテナとすることができる。これにより、車両周辺に存在するユーザーが携行する携帯キーとの間でより確実に無線通信を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の車両用制御システムの概略的な構成を示す模式図。
【図２】本発明の車両用制御システムの第一実施形態を示すブロック図。
【図３】携帯キーの制御部起動処理の流れをフローチャート。
【図４】本発明の車両用制御システムの第二実施形態を示すブロック図。
【図５】本発明の車両用制御システムの第三実施形態を示すブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の車両用制御システムの一実施形態を、図面を用いて説明する。
【００１８】
本発明の車両用制御システムは、車両とユーザーに携行される携帯キーとの間での無線通信によるコード照合の結果に応じて、少なくとも前記車両のドアの施開錠に係る制御を実施させるものであって、図１は、その一実施形態の概略的な構成を示す模式図であり、図２は、図１の実施形態の構成を簡略的に示すブロック図である。
【００１９】
図１及び図２に示す本実施形態の車両用制御システム１は、車両１０に搭載される照合ＥＣＵ１００と、スマートキー（いわゆる電子キー等と称される携帯型無線通信装置であって、本発明の携帯キーに相当する）２０とを含んで構成される。この構成により、車外周辺の所定のキー探索エリア内にポーリング用の送信信号を無線出力し、その応答信号の無線受信に基づいて該キー探索エリア内に存在するスマートキー２０を探索するとともに、当該スマートキー２０から無線受信するＩＤコードを照合し、その照合結果に基づいてドアロックの開錠許可を与え、そのドアロックの開錠許可状態において所定のドアロック開錠操作が検知された場合にドアロック機構を作動して開錠する、という一連のスマートエントリー機能が実現される。
【００２０】
照合ＥＣＵ１００は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ，メモリ，入出力部（Ｉ／Ｏ）等からなるマイクロコンピュータを主要構成部品としている。また、照合ＥＣＵ１００には、外部の記憶装置１０１、送信部１２０、受信部１１１が接続されている。照合ＥＣＵ１００内の記憶部（ＲＯＭ等）には、上述したようなスマートエントリー機能を実現するための各種プログラムが記憶されている。外部の記憶装置１０１には、車両照合用のＩＤコードが記憶されている。
【００２１】
送信部１２０は、車外の特定の送信エリア内に所定の送信信号を、周波数帯がＲＦ帯域（例えば３００ＭＨｚ）の電磁波として、送信アンテナ１２０Ａから無線送信させる発信機であり、送信信号として、例えば、車外の特定の送信エリア内に定期的に送信されるポーリング用の信号や、ＩＤコード要求用の信号等を送信する。この送信信号は、送信部１２０から約１０ｍ程度の予め定められた車外の送信エリア（キー応答エリア）内に届くようになっている。これにより、上記の車外の送信エリア内に存在するスマートキー２０だけがこの送信信号を受信することができ、照合処理の対象となりうる。そして、照合が一致した場合には車両ドアのスイッチの操作によりドアの施錠／開錠を行うことが可能となる。ここではドアノブに設けられたタッチスイッチへのタッチ操作がドアロック開錠操作であり、ドアノブに設けられたプッシュスイッチへのプッシュ操作がドアロック施錠操作である。
【００２２】
なお、本実施形態の送信アンテナ１２０Ａは、車両１０の運転席や助手席のドア及びトランク開閉用ドアにそれぞれ設けられている。ただし、図２では、それらのうちの１つのみを代表して図示している。送信アンテナ１２０Ａは、車両に取り付けられる基板上にパターン印刷されたパターンアンテナであり、ここでは、各ドアのドアノブ（ドアハンドル）、あるいは各ドアのドアノブ下の所定領域（例えばドアノブ下のキーシリンダーやドアノブ下の窪みなど）に内蔵されている。
【００２３】
受信部１１１は、周波数帯がＲＦ帯域（例えば３００ＭＨｚ帯）の電磁波として受信アンテナ１１１Ａが無線受信したスマートキー２０からの応答信号の入力を受ける周知のチューナー機能を有し、応答信号に含まれるデータを照合ＥＣＵ１００に送信する。
【００２４】
なお、本実施形態の受信アンテナ１１１Ａは、車両に取り付けられる基板上にパターン印刷されたパターンアンテナであり、ここでは車両１０の各ドアに設けられた各送信アンテナ１２０Ａのそれぞれの送信エリアに存在するスマートキー２０から応答信号が受信可能となるように（例えば車両天井部等）設けられている。
【００２５】
さらに、本発明のスマートエントリー機能は、照合ＥＣＵ１００と通信接続される各席のドアＥＣＵ２００と連携する形で実現されている。照合ＥＣＵ１００と各席のドアＥＣＵ２００とは車載ＬＡＮ５０を介して互いに通信可能とされている。
【００２６】
各席のドアＥＣＵ２００は、車両１０のドア（トランクのドアを含む）の施開錠制御を司る制御主体であり、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ，メモリ，入出力部（Ｉ／Ｏ）等からなるマイクロコンピュータを主要構成部品としている。各席のドアＥＣＵ２００にはそれぞれ、車外開錠操作部（例えばタッチセンサ）と、車外施錠操作部（タッチスイッチ）と、さらには、対応するドアのロック機構においてロック状態（施錠状態）とアンロック状態（開錠状態）との間の切り換えを実行するドアロック駆動部（アクチュエータやその駆動回路）と、そのロック機構が開錠状態であるか施錠状態であるかを検出するロック状態検出部（ロックポジションスイッチ）、ドアの開閉状態を検知するドア開閉検出部（ドアカーテシスイッチ）等が接続されている。
【００２７】
なお、ドアＥＣＵ２００は各席のドア毎に対応して設けられるが、ここでは運転席のドアに係るもののみを図示し、それ以外の図示は省略している。ただし、他のドアＥＣＵ２００についても運転席のドアＥＣＵ２００と同様の機能を果たすよう構成されている。
【００２８】
スマートキー２０（携帯キー）は、照合ＥＣＵ１００との間でデータを送受信可能な携帯型無線通信装置としての機能を果たすものであり、本実施形態においては、制御部２１に対し、受信部２２、送信部２３及び各種操作部２５が接続する構成を有する。
【００２９】
制御部２１は、車両に固有のＩＤコードを記憶するためのメモリ２１ａを有するとともに、キーレスエントリー機能としてユーザー操作によりドアロックの開錠／施錠を実施する操作部やドア開閉等を実施する操作部などの周知の操作部２５と接続している。また、制御部２１は、キー２０に内蔵された電源である電池から駆動電源の供給を受けて駆動するが、制御モードとして、通常制御モードと、該通常制御モードよりも低消費電力な低消費電力制御モード（ここではスリープモード）とを設定可能とされている。
【００３０】
受信部２２は、車両１０から周波数帯がＲＦ帯域（例えば３００ＭＨｚ帯）の電磁波として無線送信される各種信号を受信するアンテナ２４と接続する受信ＩＣであり、ＲＦ帯域の電磁波が常に受信できるように構成されている。つまり、受信部２２は、キー２０に内蔵された電池から駆動電源の供給を受けて常時動作状態を保持している。受信部２２は、アンテナ２４を介して受信した受信信号に含まれるデータを制御部２１に送信し、これを受信する制御部２１は、そのデータに基づいて、当該受信信号に対応した応答信号を車両に送信するべく送信部２３に送信データを含む送信用の制御信号を送信する。
【００３１】
送信部２３は、制御部２１から上記制御信号を受信するとともに当該制御信号に基づいて駆動し、上記応答信号を周波数帯がＲＦ帯域（例えば３００ＭＨｚ帯）の電磁波としてアンテナ２４から外部に無線送信する。なお、アンテナ２４は、携帯キー２０に内蔵された基板上にプリント印刷されたパターンアンテナである。
【００３２】
即ち、本実施形態においては、車両１０は、車外の特定の送信エリア内に所定の送信信号を無線送信する送信アンテナ１２０Ａと、その送信信号に対する車外のスマートキー２０からの応答信号を無線受信する受信アンテナ１１１Ａとを有した車両側アンテナ１１０を備える一方、スマートキー２０は、車両１０側からの送信信号を無線受信するとともに無線受信した送信信号に対応する上記応答信号を無線送信する送受信共用のアンテナ（キー側アンテナ）２４を備える。そして、車両１０とスマートキー２０との間でなされるそれらの無線送受信で使用される電磁波の周波数帯がＲＦ帯域に定められている。スマートキー２０は、受信した車両１０からの送信信号が予め定められたＩＤコード要求信号であった場合、その応答信号として照合ＥＣＵ１００でのコード照合に用いる当該スマートキー２０固有のＩＤコードのデータを無線送信する。
【００３３】
なお、ここでいうＲＦ帯域とは、３００ＭＨｚ〜５００ＭＨｚの範囲の周波数帯である。
【００３４】
ここで、スマートエントリー機能として実施されるドアロック開錠処理について説明する。
【００３５】
照合ＥＣＵ１００は、エンジンＯＦＦで全ドアロックが施錠状態であることを前提に、予め定められた送信周期で、車外の携帯キーを探索するためのポーリング用の送信信号（起動信号）の送信を送信部１２０に指示し、送信部１２０が送信アンテナ１２０Ａからポーリング用の送信信号を無線出力する。これに対し、スマートキー２０を携行したユーザーが、このスマートキー２０を上記した車外の送信エリア内に位置させるようにする動作（操作）を行うと、スマートキー２０は、アンテナ２４にてポーリング用の送信信号を無線受信してその受信信号が受信部２２に入力されるとともに、制御部２１がこれに応答する所定の応答信号を送信部２３から無線出力する。
【００３６】
この応答信号は、受信アンテナ１１１Ａにて無線受信され、その受信信号が受信部１１１に入力される。受信部１１１は、その受信信号から所定のデータを抽出して照合ＥＣＵ１００に送信する。照合ＥＣＵ１００は、受信したデータに基づいて、自車１０に対応するスマートキー２０の存在確認を実施する。対応するスマートキー２０の存在が確認された場合には、その対応するスマートキー２０に対しキー固有のＩＤコードを要求するためのＩＤコード要求用の信号（ＩＤコード要求信号：いわゆるリクエスト信号）の送信を送信部１２０に指示し、送信部１２０が送信アンテナ１２０ＡからＩＤコード要求用の信号（ＩＤコード要求信号）を無線出力する。対応するスマートキー２０であれば、このＩＤコード要求用の信号を受信部２２にて無線受信すると、その制御部２１が、これに応答する応答信号として、メモリ２１ａに記憶されているＩＤコードを含む信号を送信部２３から無線出力する。
【００３７】
この応答信号は、受信アンテナ１１１Ａにて無線受信され、その受信信号が受信部１１１に入力される。受信部１１１は、その受信信号からＩＤコードのデータを抽出して照合ＥＣＵ１００に送信する。照合ＥＣＵ１００は、受信したＩＤコードと、自身が記憶装置１０１にて記憶するマスターコードとを照合し（照合処理）、その照合結果に基づいて、各席のドアＥＣＵ２００に対しドアロックの開錠許可を与える。これに伴いドアＥＣＵ２００は、ドアロックの開錠が禁止された開錠禁止モードから開錠が許可された開錠許可モードに切り替わり、所定のドアロック開錠操作が検知された場合にドアロック機構を作動してドアロックを開錠させる。即ち、照合ＥＣＵ１００は、受信したＩＤコードに基づく照合結果に応じて、車両のドアロックを、所定の開錠操作により開錠可能となる開錠許可状態と開錠不可となる開錠禁止状態との間で切り替える。
【００３８】
ところで、本実施形態のスマートキー２０において、制御部２１は、未使用時においてはスリープモード（低消費電力制御モード）に設定されており、これにより、未使用時の電力消費が抑制されている。一方で、制御部２１は、受信部２２からのウェイクアップ信号を受信すると起動して、スリープモードから通常制御モードに切り替わる。
【００３９】
以下では、制御部２１に設定されている制御モードをスリープモードから通常制御モードに切り替えるために、受信部２２が実施する制御部起動処理について、図３のフローチャートを用いて説明する。
【００４０】
まずＳ１では、受信部２２が、アンテナ２４において所定のＲＦ帯域（例えば３００ＭＨｚ帯）の電磁波として無線送信された起動信号を受信したか否かを判定する。受信が無ければ受信待機状態を継続し、受信があった場合にはＳ２に進む。
【００４１】
Ｓ２では、受信した信号の信号レベル（信号強度）が、予め定められた閾レベルを上回るか否かを判定する。閾レベルを上回らない場合にはＳ１に戻る。閾レベルを上回る場合にはＳ３に進み、特定された受信信号の信号データを読み取る。
【００４２】
続くＳ４では、受信部２２が、受信した信号が正規の起動信号であるか否かを判定する（起動信号判定手段）。信号データには、数ビット（例えば４ビット）程度のコードが含まれているので、Ｓ４にて受信部２２が読み取った信号データが正規の起動信号であるか否かを、上記数ビットの所定コードに基づいて判定する。正規の起動信号でなければＳ１に戻る。正規の起動信号である場合にはＳ５に進む。
【００４３】
なお、本実施形態においては、上述したポーリング用又はＩＤコード要求用の信号のいずれかを起動信号とすることができる。
【００４４】
Ｓ５では、受信部２２が、制御部２１にウェイクアップ信号（起動指令信号）を出力する（通常制御モード切替指令手段）。これにより、受信部２２における本処理は終了となる。本処理は所定周期にて繰り返し実施される。
【００４５】
一方、制御部２１は、このウェイクアップ信号の入力を受けることで、起動（ウェイクアップ）する。つまり、制御部２１の制御モードがスリープモード（低消費電力制御モード）から通常制御モードに切り替わる（制御モード切替手段：通常制御モード設定手段）。切り替わった後には、アンテナ２４において無線受信した起動信号（ポーリング用の信号）に対応する応答信号を車両１０に無線送信させるための制御信号を、送信部２３に出力する。つまり、制御部２１は送信部２３に対する送信指示手段として機能する。送信部２３では、この制御信号を受信するとともに当該制御信号に基づいて、上記応答信号をアンテナ２４から無線送信する。その後、制御部２１は、予め定められた終了条件（例えば所定時間の経過）を満たすと、通常制御モードからスリープモードに切り替わる（制御モード切替手段：低消費電力制御モード設定手段）。
【００４６】
本実施形態によれば、Ｓ１で受信する起動信号がＲＦ帯域の周波数帯の電磁波として送信されるため、家庭内の電子機器から多く発生するＬＦ帯域のノイズによって、制御部が誤って起動（ウェイクアップ）することがない。また、全てのアンテナ１１１Ａ，１２０Ａ，２４がＲＦ帯域の周波数帯の電磁波を送信ないし受信するものであるから、従来のＬＦ帯域の電磁波を受信するアンテナよりも周波数が高いため、より小型化することができ、例えばパターンアンテナ等ととすることも可能であり、小型化・低コスト化を図ることができる。
【００４７】
以上、本発明の一実施形態を説明したが、これらはあくまで例示にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではなく、特許請求の範囲の趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。
【００４８】
例えば、システム全体の小型化・低コスト化を図るために、図４に示すように、車両側アンテナ１１０は、送信アンテナと受信アンテナとが兼用された送受信共用のアンテナ１１０Ａを備える形で構成できる。
【００４９】
また、ＲＦ帯域の電磁波であれば車両を中心とする１０ｍ程度の比較的広い送信エリアを形成できるから、従来のように、ドアの数に応じて複数の送信アンテナを設けてもよいが、それよりも少なくすることも可能となる。このため、例えば車両側アンテナ１１０に関して、車両１０のドアの施開錠に係る制御を実施させるための無線通信を行う送信アンテナ１２０Ａ（図２）や１１０Ａ（図４）を、該車両１０に対し１つだけ設ける形で構成できる。この場合、その送信アンテナは、例えば車両の天井部、特に天井中心部に設けることで、送信エリアが車両を中心に比較的バランスよく形成できる。特に、送信機能を有するアンテナ１２０Ａや１１０Ａは、車両１０の窓ガラスを介して車外に送信信号が送出されるように車両１０の車室内側の天井部に設けることで、より車両に近い位置にいる接近したユーザーが携行する携帯キーとの間で、より確実な無線通信を行うことができる。
【００５０】
なお、図４の場合、車両側アンテナ１１０は、送信アンテナだけでなく受信アンテナも１つであるといえる。さらにいえば、それら送信アンテナ及び受信アンテナが、双方が兼用される送受信共用のアンテナ１１０Ａとして１つだけ存在しており、この場合も、唯一の送受信共用のアンテナ１１０Ａを、上記したように、車両の天井部、特に天井中心部に設けることができる。
【００５１】
また、上記実施形態における車両用制御システム１は、車両のドアの施開錠に係る制御を実施させるための構成について説明しているが、車両のエンジン始動に係る制御を実施させるための構成を有していてもよい。例えば、図５に示すように、車両側アンテナ１１０は、受信アンテナとして、車両１０のドアの施開錠に係る制御を実施させるための無線通信を行うための第一の受信アンテナ１１２Ａと、車両１０のエンジン始動に係る制御を実施させるための無線通信を行うための第二の受信アンテナ１１３Ａとを有し、第一の受信アンテナ１１２Ａを第二の受信アンテナ１１３Ａよりも車外側に、第二の受信アンテナ１１３Ａを第一の受信アンテナ１１２Ａよりも車室内側に位置させる形で設けるとともに、車両１０側では、照合ＥＣＵ１００が、それら受信アンテナ１１２Ａ，１１３Ａが受信した受信信号に基づいて受信強度が大きい方の受信アンテナ１１２Ａ，１１３Ａを特定し（受信アンテナ特定手段）、特定された受信アンテナ１１２Ａ，１１３Ａに対応する制御を実施するＥＣＵ（車両制御手段）２００，３００，４００に対し制御指令を出力する（制御指令手段）ように構成することができる。
【００５２】
具体的にいえば、送信アンテナ１２０Ａから送信される送信信号は、車両を中心とする１０ｍ程度の比較的広い送信エリアに送信されるため、仮に送信アンテナ１２０Ａを１つのみ設けるような構成の場合は、車室内も送信エリアに含む形で構成される。この場合、受信した応答信号が、車室内にあるスマートキー２０からのものなのかを、車外にあるスマートキー２０からのものなのかを、受信した応答信号によって識別することができない。このため、第一の受信アンテナ１１２Ａを車外側、第二の受信アンテナ１１３Ａを車室内側に位置させる。このようにすれば、車外にスマートキー２０がある場合には、第一の受信アンテナ１１２Ａが受信する応答信号の受信強度が第二の受信アンテナ１１３Ａで受信する応答信号の受信強度よりも強く、車室内にスマートキー２０がある場合には、第二の受信アンテナ１１３Ａが受信する応答信号の受信強度が第一の受信アンテナ１１２Ａで受信する応答信号の受信強度よりも強くなるから、車外と車室内のいずれにスマートキー２０が存在するのかを特定することができる。信号受信強度の強弱は、受信信号の振幅等の比較によって容易に判定できるため、照合ＥＣＵ１００は、各受信アンテナ１１２Ａ，１１３Ａに対応する各受信部１１２，１１３から、受信信号の信号強度情報を取得し、これらを比較する。
【００５３】
照合ＥＣＵ１００は、取得した双方の信号強度情報に基づいて、第一の受信アンテナ１１２Ａが受信した応答信号の信号強度の方が強いと判定された場合には、スマートキー２０が車外にあると判断できるから、照合ＥＣＵ１００は、エンジンＯＦＦで全ドアロックが施錠状態であることを前提に、上記実施形態と同様、ＩＤコード要求用の信号を送信してスマートキー２０からＩＤコードを取得して、これに基づく照合処理を実施し、その照合結果に基づいて、車両１０のドアロックを、所定の開錠操作により開錠可能となる開錠許可状態と開錠不可となる開錠禁止状態との間で切り替える制御を実施する。具体的にいえば、照合ＯＫの場合に限り、ドアＥＣＵ２００に対しドアロックの開錠許可が与えられ、その許可状態において所定のドアロック開錠操作が検出されることにより、ドアＥＣＵ２００が、ドアロック機構を作動してドアを開錠させる（スマートエントリー機能）。
【００５４】
他方、照合ＥＣＵ１００は、取得した双方の信号強度情報に基づいて、第二の受信アンテナ１１３Ａが受信した応答信号の信号強度の方が強いと判定された場合には、スマートキー２０が車室内にあると判断できるから、上記実施形態と同様、ＩＤコード要求用の信号を送信してスマートキー２０からＩＤコードを取得して、これに基づく照合処理を実施し、その照合結果に基づいて、所定のエンジン始動操作により車両１０のエンジンが始動可能となる始動許可状態と始動不可となる始動禁止状態との間で切り替える制御を実施する。具体的にいえば、照合ＯＫの場合に限り、ボデーＥＣＵ３００に対し、イグニッション電源及びアクセサリー電源の電源投入許可、及びエンジンの始動許可が与えられ、その許可状態において所定のエンジン始動操作（エンジンスイッチへのプッシュ操作）が検出されることにより、ボデーＥＣＵ３００が、イグニッション電源及びアクセサリー電源といった電源投入を実施する一方で、エンジンＥＣＵ４００に対しエンジン始動要求を送信して、エンジンＥＣＵ４００がエンジンを始動させる（スマートスタート機能）。
【００５５】
また、上記実施形態においては、車両側アンテナ１１０をドアに設ける構成であったが、ドアに設ける構成に限られるものではない。例えば、車両側アンテナ１１０の送信アンテナ１２０Ａ，１１０Ａは、車両１０のドアミラーに設けることができる。また、本発明における車両側アンテナは、車両１０のフロントガラスやサイドガラス等の窓ガラス上に設けてもよい。また、これらの場合も、車両側アンテナ１１０は車両の所定構造物（ドアやドアミラー、窓ガラス等）そのものの上に、あるいは車両に取り付けられた基板上にパターン印刷されたパターンアンテナとすることができる。
【００５６】
また、上記実施形態のスマートキー２０は、ユーザーが携行する非接触型のＩＣカードとして構成もよい。例えば、パターンアンテナ２４から給電される電力を使用して照合用のＩＤコードを車両に返送するＩＣカードとして構成できる。これによれば、電池不要の薄型のカードキーを実現することができる。具体的に言えば、携帯キー２０をなすＩＣカードにおいて、車両１０の車両側アンテナ１１０から送信信号として送信されるＲＦ帯域（例えば３００ＭＨｚ帯）の電磁波を、電磁誘導により交流の誘導電圧に変換し、さらに整流して直流電圧に変換する。そして、この直流電力を利用して制御部２１を駆動し、対応する応答信号としてＲＦ帯域（例えば３００ＭＨｚ帯）の電磁波を、パターンアンテナ２４から車両側アンテナ１１０に送信するように構成する。
【符号の説明】
【００５７】
１ 車両用制御システム
１０ 車両
２０ スマートキー（携帯キー）
２１ 制御部
２２ 受信部
２３ 送信部
２４ アンテナ
２５ 操作部
１００ 照合ＥＣＵ
１１０ 車両側アンテナ
１１１，１１２，１１３ 受信部
１１１Ａ，１１２Ａ，１１３Ａ 受信アンテナ
１２０ 送信部
１２０Ａ 送信アンテナ
２００ ドアＥＣＵ
３００ ボデーＥＣＵ
４００ エンジンＥＣＵ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両とユーザーに携行される携帯キーとの間での無線通信によるコード照合の結果に応じて、少なくとも前記車両のドアの施開錠に係る制御を実施させる車両用制御システムであって、
前記車両は、車外の特定の送信エリア内に所定の送信信号を無線送信する送信アンテナと、その送信信号に対する車外からの応答信号を無線受信する受信アンテナとを有した車両側アンテナを備え、それら無線送受信で使用される電磁波の周波数帯がＲＦ帯域であり、
前記携帯キーは、前記送信信号を無線受信するとともに無線受信した送信信号に対応する前記応答信号を無線送信する送受信共用のアンテナであって、それら無線送受信で使用される電磁波の周波数帯がＲＦ帯域であり、前記送信信号が予め定められたＩＤコード要求信号であった場合には、前記応答信号として前記コード照合に用いる当該携帯キー固有のＩＤコードのデータを無線送信するキー側アンテナを備えることを特徴とする車両用制御システム。
【請求項２】
前記携帯キーは、
前記車両から前記送信信号として無線送信される起動信号を、前記送受信共用のアンテナを介して受信するべく常時動作保持される受信部と、
制御モードとして、通常制御モードと該通常制御モードよりも低消費電力な低消費電力制御モードとを有した制御部であって、前記低消費電力制御モードに設定された状態において前記受信部にて前記起動信号が受信された場合には、前記制御モードを前記通常制御モードに切り替える制御モード切替手段と、前記通常制御モードに切り替わった後に、当該起動信号に対応する前記応答信号を、前記送受信共用のアンテナを介して前記車両に無線送信させる送信指示手段と、を有した制御部と、を備える請求項１に記載の車両用制御システム。
【請求項３】
前記車両側アンテナは、前記送信アンテナと前記受信アンテナとが兼用された送受信共用のアンテナである請求項１又は請求項２に記載の車両用制御システム。
【請求項４】
前記車両側アンテナは、前記車両のドアの施開錠に係る制御を実施させるための無線通信を行う前記送信アンテナが、前記車両の天井部に設けられている請求項３に記載の車両用制御システム。
【請求項５】
前記車両側アンテナは、前記車両のドアの施開錠に係る制御を実施させるための無線通信を行う前記送信アンテナが、該車両に対し１つ設けられている請求項３又は請求項４に記載の車両用制御システム。
【請求項６】
前記車両側アンテナは、前記受信アンテナとして、前記車両のドアの施開錠に係る制御を実施させるための無線通信を行うための第一の受信アンテナと、前記車両のエンジン始動に係る制御を実施させるための無線通信を行うための第二の受信アンテナとを有し、前記第一の受信アンテナが車外側に、前記第二の受信アンテナが車室内側に設けられるとともに、前記車両は、それら受信アンテナが受信した受信信号に基づいて受信強度が大きい方の受信アンテナを特定する受信アンテナ特定手段と、特定された受信アンテナに対応する制御を実施する車両制御手段に対し制御指令を出力する制御指令手段と、を備える請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の車両用制御システム。
【請求項７】
前記車両側アンテナの前記送信アンテナは、前記車両のドアに設けられている請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の車両用制御システム。
【請求項８】
前記車両側アンテナの前記送信アンテナは、前記車両のドアのドアミラーに設けられている請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の車両用制御システム。
【請求項９】
前記車両側アンテナは、車両に取り付けられた基板上にパターン印刷されたパターンアンテナである請求項１ないし請求項８のいずれか１項に記載の車両用制御システム。
【請求項１０】
前記車両側アンテナの前記送信アンテナは、前記車両の窓ガラス上にパターン印刷されたパターンアンテナである請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の車両用制御システム。
【請求項１１】
前記車両側アンテナの前記送信アンテナは、前記車両のサイドガラスに設けられている請求項１０に記載の車両用制御システム。
【請求項１】
車両とユーザーに携行される携帯キーとの間での無線通信によるコード照合の結果に応じて、少なくとも前記車両のドアの施開錠に係る制御を実施させる車両用制御システムであって、
前記車両は、車外の特定の送信エリア内に所定の送信信号を無線送信する送信アンテナと、その送信信号に対する車外からの応答信号を無線受信する受信アンテナとを有した車両側アンテナを備え、それら無線送受信で使用される電磁波の周波数帯がＲＦ帯域であり、
前記携帯キーは、前記送信信号を無線受信するとともに無線受信した送信信号に対応する前記応答信号を無線送信する送受信共用のアンテナであって、それら無線送受信で使用される電磁波の周波数帯がＲＦ帯域であり、前記送信信号が予め定められたＩＤコード要求信号であった場合には、前記応答信号として前記コード照合に用いる当該携帯キー固有のＩＤコードのデータを無線送信するキー側アンテナを備えることを特徴とする車両用制御システム。
【請求項２】
前記携帯キーは、
前記車両から前記送信信号として無線送信される起動信号を、前記送受信共用のアンテナを介して受信するべく常時動作保持される受信部と、
制御モードとして、通常制御モードと該通常制御モードよりも低消費電力な低消費電力制御モードとを有した制御部であって、前記低消費電力制御モードに設定された状態において前記受信部にて前記起動信号が受信された場合には、前記制御モードを前記通常制御モードに切り替える制御モード切替手段と、前記通常制御モードに切り替わった後に、当該起動信号に対応する前記応答信号を、前記送受信共用のアンテナを介して前記車両に無線送信させる送信指示手段と、を有した制御部と、を備える請求項１に記載の車両用制御システム。
【請求項３】
前記車両側アンテナは、前記送信アンテナと前記受信アンテナとが兼用された送受信共用のアンテナである請求項１又は請求項２に記載の車両用制御システム。
【請求項４】
前記車両側アンテナは、前記車両のドアの施開錠に係る制御を実施させるための無線通信を行う前記送信アンテナが、前記車両の天井部に設けられている請求項３に記載の車両用制御システム。
【請求項５】
前記車両側アンテナは、前記車両のドアの施開錠に係る制御を実施させるための無線通信を行う前記送信アンテナが、該車両に対し１つ設けられている請求項３又は請求項４に記載の車両用制御システム。
【請求項６】
前記車両側アンテナは、前記受信アンテナとして、前記車両のドアの施開錠に係る制御を実施させるための無線通信を行うための第一の受信アンテナと、前記車両のエンジン始動に係る制御を実施させるための無線通信を行うための第二の受信アンテナとを有し、前記第一の受信アンテナが車外側に、前記第二の受信アンテナが車室内側に設けられるとともに、前記車両は、それら受信アンテナが受信した受信信号に基づいて受信強度が大きい方の受信アンテナを特定する受信アンテナ特定手段と、特定された受信アンテナに対応する制御を実施する車両制御手段に対し制御指令を出力する制御指令手段と、を備える請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の車両用制御システム。
【請求項７】
前記車両側アンテナの前記送信アンテナは、前記車両のドアに設けられている請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の車両用制御システム。
【請求項８】
前記車両側アンテナの前記送信アンテナは、前記車両のドアのドアミラーに設けられている請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の車両用制御システム。
【請求項９】
前記車両側アンテナは、車両に取り付けられた基板上にパターン印刷されたパターンアンテナである請求項１ないし請求項８のいずれか１項に記載の車両用制御システム。
【請求項１０】
前記車両側アンテナの前記送信アンテナは、前記車両の窓ガラス上にパターン印刷されたパターンアンテナである請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の車両用制御システム。
【請求項１１】
前記車両側アンテナの前記送信アンテナは、前記車両のサイドガラスに設けられている請求項１０に記載の車両用制御システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−２５２５３（Ｐ２０１２−２５２５３Ａ）
【公開日】平成２４年２月９日（２０１２．２．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１６４９３０（Ｐ２０１０−１６４９３０）
【出願日】平成２２年７月２２日（２０１０．７．２２）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年２月９日（２０１２．２．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年７月２２日（２０１０．７．２２）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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