JP4897554B2 - キーレスエントリー装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両側装置と携帯機の間で無線通信を行うことでドアの施錠・解錠等を行うキーレスエントリー装置に関し、特に携帯機が車内外のいずれに位置するかを精度よく判別することのできるキーレスエントリー装置に関する。

従来、車両に設けられた車両側装置と使用者が携帯する携帯機の間で無線通信を行い、車両のドアを施錠・解錠するキーレスエントリー装置が知られている。また近年、携帯機が車両に近づくと、車両側装置と携帯機の間で自動的に通信が行われ、個々の携帯機に固有に設定されているＩＤの認証がなされれば車両のドアの施錠・解錠動作を行うパッシブ・キーレスエントリー装置も知られている。このようなキーレスエントリー装置としては、例えば特許文献１に挙げるようなものがある。
特開２００２−７７９７２号公報

ところで、パッシブ・キーレスエントリー装置においては、携帯機が車両の外側にあるか内側にあるかを判別できることが重要である。このために、車両側装置には、車両の各所に複数の送信アンテナが設けられ、携帯機では各送信アンテナから受信した信号の強度をそれぞれ検出し、これら強度情報から携帯機の位置を算出して、携帯機が車内外のいずれに位置しているかを判別するようにしていた。

車両に設けられる送信アンテナは、少なくともドアミラーなど車外側に面した位置に設けられる。車外側に面した位置に設けられる送信アンテナは、車内を配線される信号線によって、制御部等を有した回路部と接続されている。ここで、信号が送信されている信号線からは電波の漏れが生じるため、回路部と送信アンテナとを繋ぐ信号線の近傍に携帯機が位置している場合、携帯機で検出する信号強度は、送信アンテナからの信号強度に信号線から漏れる信号強度も加わったものとなって、本来の強度よりも大きくなる。この場合に携帯機で検出した信号強度から送信アンテナまでの距離を算出すると、本来の距離よりも短い距離が算出される。このため、複数の送信アンテナまでの各距離から携帯機の位置を算出することができず、携帯機の位置判別も行うことができないことがあった。

具体的には、例えば、３つの送信アンテナから信号を送信した場合、該３つのアンテナからの強度データの組合せは携帯機の位置する特定点に対応するが、受信強度が本来より大きくなった場合には、１つの送信アンテナからの強度に対応する携帯機までの距離が、他の２つの送信アンテナからの強度によって特定される携帯機の位置に重ならない場合があり、この場合の強度データの組合せが異常なデータとなる。なお、２つの送信アンテナの場合にも同様の現象を生じることがある。この原因となる信号線からの漏れ量は車両毎に異なり、主に信号線の縒られ方に依存しているため、平準化することは困難である。

本発明は前記課題を鑑みてなされたものであり、携帯機が信号線の近傍に位置していても車内外の判定を確実に行うことのできるキーレスエントリー装置を提供することを目的とする。

前記課題を解決するため、本発明に係るキーレスエントリー装置は、車両に設けられ、リクエスト信号を送信する複数の送信アンテナに信号線を介して接続される車両側送信部と、アンサー信号を受信する車両側受信部とを備える車両側装置と、前記リクエスト信号を受信する携帯機受信部と、アンサー信号を送信する携帯機送信部とを備えた携帯機とを有したキーレスエントリー装置において、
前記車両側装置は前記携帯機からのアンサー信号を認証すると所定の制御を行う車両側制御部を備え、前記携帯機は前記車両側装置の複数の送信アンテナから送信される信号の各強度を検出する携帯機制御部を備え、
前記車両側制御部または携帯機制御部は、前記携帯機制御部が検出した前記複数の送信アンテナからの強度データのうち２つのデータから算出される各距離の合計が所定の閾値より小さい場合には、前記携帯機が車内側に位置すると判定することを特徴として構成されている。

また、本発明に係るキーレスエントリー装置は、前記所定の閾値は前記２つのデータに対応する２つの送信アンテナ間の距離未満の値に設定されることを特徴として構成されている。

さらに、本発明に係るキーレスエントリー装置は、前記所定の閾値は前記２つのデータに対応する２つの送信アンテナ間の距離の２分の１以下の値に設定されることを特徴として構成されている。

本発明に係るキーレスエントリー装置によれば、車両側装置は携帯機からのアンサー信号を認証すると所定の制御を行う車両側制御部を備え、携帯機は車両側装置の複数の送信アンテナから送信される信号の各強度を検出する携帯機制御部を備え、車両側制御部または携帯機制御部は、携帯機制御部が検出した複数の送信アンテナからの強度データのうち２つのデータから算出される各距離の合計が所定の閾値より小さい場合には、携帯機が車内側に位置すると判定することにより、信号線からの電波の漏れにより、複数の強度データから算出した距離の整合性が取れない場合であっても、確実に携帯機の位置判別を行うことができる。

また、本発明に係るキーレスエントリー装置によれば、所定の閾値は２つのデータに対応する２つの送信アンテナ間の距離未満の値に設定されることにより、強度データによって求めたアンテナから携帯機の距離が、実際にはありえない短い距離の場合は、信号線からの電波の漏れの影響と判断し、この範囲においてのみ、上記手段による判別判別を行うことができる。

また、本発明に係るキーレスエントリー装置によれば、所定の閾値は２つのデータに対応する２つの送信アンテナ間の距離の２分の１以下の値に設定されることにより、測定誤差等を考慮に入れても確実に信号線からの電波の漏れの影響のある範囲においてのみ、上記手段による判別判別を行うことができる。

本発明の実施形態について、図面に沿って詳細に説明する。図１には、本実施形態におけるキーレスエントリー装置の概要図を示している。本実施形態におけるキーレスエントリー装置は、車両１のドア１ａを施錠または解錠するものであり、車両１側には車両側装置２が設けられ、使用者は携帯機３を携帯し、車両側装置２と携帯機３の間で無線通信を行って認証や施錠・解錠の指令等をなすものである。車両側装置２は、車両１内に回路部２ａを有すると共に、車両１の各所に複数の送信アンテナ１５を有しており、各送信アンテナ１５から携帯機３に対してリクエスト信号が送信される。

本実施形態では、携帯機３を持った使用者がドア１ａを解錠するには、ドア１ａのドアノブ１ｃ近傍に設けられたリクエストスイッチ１６を押すことを必要としている。リクエストスイッチ１６が押されると、車両側装置２と携帯機３との間で認証等の通信が行われ、認証がなされて、かつ携帯機３が車外にあると判別された場合に、車両側制御部１２はドア１ａを解錠する制御を行う。

次に、車両側装置２及び携帯機３の構成について説明する。図２にはキーレスエントリー装置のブロック図を示している。この図に示すように、車両側装置２は、携帯機３からのアンサー信号を受信する車両側受信部１０と、携帯機３に対してリクエスト信号を送信する車両側送信部１１と、アンサー信号を受信した際やリクエストスイッチ１６が押された際に各種制御を行う車両側制御部１２とを有している。

また、車両側制御部１２には、車固有の識別符号であるＶ−ＩＤ（Ｖｈｉｃｌｅ−ＩＤ）や１台の車両を操作可能な複数の携帯機のＩＤなど制御に必要な情報を記憶するメモリ１３と、上述したリクエストスイッチ１６が接続されている。さらに、車両側受信部１０にはアンサー信号を受信するための受信アンテナ１４が接続され、車両側送信部１１にはリクエスト信号を送信するための複数の送信アンテナ１５、１５が接続される。なお、図１に示した回路部２ａは、車両側受信部１０と車両側送信部１１、車両側制御部１２及びメモリ１３を有している。

携帯機３は、車両側装置２からのリクエスト信号を受信する携帯機受信部２０と、車両側装置２に対してアンサー信号を送信する携帯機送信部２１と、リクエスト信号を受信した際に各種制御を行う携帯機制御部２２と、自機に設定されているＩＤ及びＶ−ＩＤ等を記憶したメモリ２４とを有している。また、携帯機受信部２０と携帯機送信部２１には、リクエスト信号やアンサー信号の送受信を行う互いに直行する方向の指向特性を有する三軸アンテナ２３が接続される。

携帯機制御部２２は、携帯機受信部２０で受信する車両側装置２からのリクエスト信号に含まれるウェークアップ信号によって、消費電力が略ゼロの状態であるスリープ状態から通常状態に切り替わる。また、携帯機制御部２２は、リクエスト信号に含まれるコマンドに基づいて各種動作を行う。さらに、携帯機制御部２２は、三軸アンテナ２３によって受信した信号の強度を検出することができる。

次に、車両１における送信アンテナ１５の配置及び接続について説明する。図３には、車両１の概要的な平面図を示している。この図に示すように、送信アンテナ１５は、車両１の両側に設けられるドアミラー１ｂにそれぞれ１つずつ、また車両１の後方部に１つ、配置される。それぞれの送信アンテナ１５は、車内を配線される信号線１７によって回路部２ａに接続されている。また、各送信アンテナ１５から送信される電波は、車両１の内側及び外側に送信され、携帯機３が車内外のいずれに位置していても、これを受信することができる。

次に、キーレスエントリー装置の動作について説明する。図４には、ドアを解錠する際の動作についてのフローチャートを示している。また、図５には、図４のフローにおいて車両側装置２と携帯機３からそれぞれ送信される信号のチャート図を示している。本実施形態のキーレスエントリー装置は、車両１に設けられたリクエストスイッチ１６が押されることで、車両側装置２と携帯機３との間で無線通信がなされ、ドアの解錠がされるものである。したがって、まず使用者が車両１のリクエストスイッチ１６を押すことでフローが開始する（Ｓ１）。

リクエストスイッチ１６が押されると、車両側制御部１２は車両側送信部１１にリクエスト信号ＬＦ１を送信させる（Ｓ２）。図５に示すように、リクエスト信号ＬＦ１は、ウェークアップ信号を含む信号Ａと、コマンド信号ＣＭＤとからなっている。コマンド信号ＣＭＤには、車固有の識別符号であるＶ−ＩＤ（Ｖｈｉｃｌｅ−ＩＤ）の情報が含まれている。

携帯機３は、携帯機受信部２０でリクエスト信号ＬＦ１を受信すると、携帯機制御部２２がウェークアップ信号によりスリープ状態から通常状態となり、リクエスト信号ＬＦ１に含まれるＶ−ＩＤが、自機が保持するＶ−ＩＤと一致するか否かを判定する。ここでＶ−ＩＤが一致しなければ、そこでフローは終了する。Ｖ−ＩＤが一致すれば、携帯機制御部２２は携帯機送信部２１にアンサー信号ＲＦ１を送信させる（Ｓ５）。

車両側受信部１０がアンサー信号ＲＦ１を受信すると（Ｓ６）、車両側制御部１２は車両側送信部１１に位置確認信号ＬＦ２を送信させる。位置確認信号ＬＦ２は、図５に示すようにリクエスト信号ＬＦ１と同様にウェークアップ信号を含むと共に、携帯機のＩＤを含む信号Ａと、コマンド信号ＣＭＤを含む信号及び各送信アンテナ１５から順に送信される複数のＲｓｓｉ測定用信号とからなっている。

各送信アンテナ１５から送信されるＲｓｓｉ測定用信号は、図５に示すように所定強度を有し所定時間に渡って継続するパルス状の信号であり、携帯機３側で受信強度を測定するために用いられる。各Ｒｓｓｉ測定用信号は、携帯機からのＲＦ１信号を受信後に所定の時間経過して後、車両側送信部１１によって各送信アンテナ１５から所定の順序かつ所定の時間間隔で送信される。携帯機３は、車両側でＲＦ１の信号受信からどのタイミングでどのアンテナからの信号が送信されるかの情報を記憶しており、また、ＲＦ１の信号を受信した時間からタイマーを起動させて受信時間を測定する。そして、両者を比較することでどの送信アンテナ１５からのＲｓｓｉ測定用信号であるかを識別することができる。

各送信アンテナ１５から送信されたＲｓｓｉ測定用信号を含む位置確認信号ＬＦ２は、携帯機３の携帯機受信部２０によって受信される（Ｓ８）。携帯機制御部２２は、上述のように各Ｒｓｓｉ測定用信号の強度を三軸アンテナ２３で測定し、その三軸アンテナ２３から求めた各送信アンテナ毎の強度データの情報をアンサー信号ＲＦ２として車両側装置２に送信する（Ｓ９）。またこの際、アンサー信号ＲＦ２には、個々の携帯機に一義的に設定されているＩＤであるＨＵ−ＩＤも含めて送信される。なお、信号の強度測定は、車両１側からＲｓｓｉ測定用信号を送信して、携帯機３側でその強度を測定するものには限られず、車両１側から送信されるリクエスト信号そのものの強度を測定するものであってもよい。

車両側装置２の車両側送信部１１は、携帯機３からのアンサー信号ＲＦ２を受信する（Ｓ１０）。アンサー信号ＲＦ２を受信したら、車両側制御部１２はそれに含まれるＨＵ−ＩＤについて、車両に登録されたものと一致するか否かを判別する（Ｓ１１）。ここでＨＵ−ＩＤが車両に登録されたものと一致しない場合には、そこでフローを終了する。一方、ＨＵ−ＩＤが車両に登録されたものと一致する場合には、次に携帯機３の位置を判別する（Ｓ１２）。

リクエスト信号ＬＦ１の送受信時においては、当該リクエスト信号ＬＦ１を送信してから各携帯機３毎に異なる時間の後にアンサー信号ＲＦ１を送信し、この時間を測定することによって、複数の携帯機３のうちどれから応答があるかに応じ迅速かつ簡易に携帯機３を特定する。リクエスト信号ＬＦ２の送受信時には、リクエスト信号ＬＦ１において検出した携帯機３に対して最初により情報量の大きい携帯機の個別ＩＤを用いた正確な認証と位置の確認を行う。そして、認証ができなかった場合にはそれぞれの携帯機３に対して同様の動作を行う。なお、リクエスト信号ＬＦ１での携帯機３の特定を省略して、ここの携帯機３の認証のみを行う、あるいは個々の携帯機３の認証をＲｓｓｉ測定信号の送信の後に行うようにすることもできる。

車両側制御部１２における携帯機３の位置判別は、以下のように行われる。まず車両側制御部１２は、携帯機３から送信されたアンサー信号ＲＦ２に含まれる識別情報及び強度データを抽出し、この強度データから携帯機３と各送信アンテナ１５との距離をそれぞれ算出する。送信アンテナ１５は車両１に３つ設けられているので、携帯機３と送信アンテナ１５との距離として、３つの値が算出される。

図６には、車両１の概要的な平面図であって、各送信アンテナ１５との距離の関係を表した図を示している。この図では携帯機３は車内に位置している。携帯機３により検出した強度データからは、携帯機３と左側のドアミラー１ｂに設けられた送信アンテナ１５との距離はＬ₁と、携帯機３と右側のドアミラー１ｂに設けられた送信アンテナ１５との距離はＬ₂と、携帯機３と後方の送信アンテナ１５との距離はＬ₃と、それぞれ算出される。

この場合、携帯機３の位置は、左側のドアミラー１ｂに設けられた送信アンテナ１５を中心とした半径Ｌ₁の球面と、右側のドアミラー１ｂに設けられた送信アンテナ１５を中心とした半径Ｌ₂の球面と、後方の送信アンテナを中心とした半径Ｌ₃の球面の交点であると特定される。したがって、この場合には携帯機３は車内に位置すると判別できる。逆に、３つの球面の交点が車外の領域にある場合には、携帯機３は車外に位置すると判別できる。

図６に示す場合のように、携帯機３が、送信アンテナ１５と回路部２ａとを繋ぐ信号線１７から離れた位置にある場合には、携帯機３が受信した信号の強度から、携帯機３と送信アンテナ１５との距離を正確に算出することができる。しかし、携帯機３が信号線１７の近傍に位置していた場合には、信号線１７から漏れる電波が、携帯機３が受信する信号の強度に影響を及ぼす。

図７には、携帯機３が信号線１７の近傍に位置している場合における車両１の概要的な平面図であって、各送信アンテナ１５との距離の関係を表した図を示している。この図では、携帯機３は左右のドアミラー１ｂにそれぞれ設けられる送信アンテナ１５と回路部２ａとを繋ぐ信号線１７の近傍に位置している。なお、携帯機３は、後方に設けられる送信アンテナ１５と回路部２ａとを繋ぐ信号線１７からは充分離れているものとする。

この場合、携帯機３により検出した強度データからは、携帯機３と後方の送信アンテナ１５との距離はＬ₃と正しい値を算出することができるが、携帯機３と左側のドアミラー１ｂに設けられた送信アンテナ１５との距離については正しい値とはならない。これは、検出した強度データには、信号線１７から漏れた電波の強度が加わっているため、算出される距離Ｌ₁’は本来の距離Ｌ₁よりも小さい値となるためである。また、携帯機３と右側のドアミラー１ｂに設けられた送信アンテナ１５との距離についても、同様に本来の距離Ｌ₂よりも小さいＬ₂’が算出される。

このように本来よりも小さい距離が算出されると、図７に示すように、各送信アンテナ１５を中心とし、携帯機３との距離を半径とする３つの球面が交わらないため、携帯機３の位置を特定することができない。しかし、このように信号線１７の影響によって携帯機３との距離が小さく算出されるのは、信号線１７が配線されている車内に限られるので、このような場合、車両側制御部１２は、携帯機３が車内に位置すると判別する。

具体的な判別は、予め設定された閾値に基づいて行う。閾値は、左右のドアミラー１ｂにそれぞれ設けられた送信アンテナ１５間の距離Ｌ₁₂の半分以下の値に設定する。例えば、Ｌ₁₂が２ｍであった場合に、閾値を８０ｃｍと設定する。そして、携帯機３で検出された強度データから算出されたＬ₁とＬ₂を足した値（Ｌ₁＋Ｌ₂）が閾値より小さいか否かを判定し、小さい場合には携帯機３が車内に位置すると判別する。（Ｌ₁＋Ｌ₂）が閾値より大きい場合には、前述のように各強度データから携帯機３の位置を特定し、車内外を判別する。なお、（Ｌ₁＋Ｌ₂）が閾値より大きい場合でも、誤差により携帯機３の位置を厳密には特定できないことが考えられるが、強度データから算出された３つの距離の関係が、所定範囲内にあるか否かで車内外を判別することができる。

車両側制御部１２は、携帯機３が車内に位置するか、車外に位置するかによってその後、異なる制御を行う（Ｓ１３）。携帯機３が車外に位置しない、すなわち携帯機３が車内に位置すると判別した場合には、そのままフローを終了する。

リクエストスイッチ１６を押してドアを解錠させる際には、携帯機３は車外に位置するはずであって、使用者と共に携帯機３が車内にある場合にドアを解錠させると、携帯機３を持っていない人でもリクエストスイッチ１６を押してドアを解錠させることができてしまう。これを防ぐために、携帯機３が車内に位置する場合には、ドアを解錠しないようにしている。一方、携帯機３が車外に位置すると判別した場合には、ドアの施錠装置（図示しない）に対して解錠の指令信号を出力し、ドアを解錠する（Ｓ１４）。

ここではリクエストスイッチ１６を押してドアを解錠する動作について示したが、ドアを施錠する動作についても同様に携帯機３の位置判別を行って、その結果に応じた制御を行うことができる。また、ドアの施錠・解錠動作に限らず、携帯機３の位置に応じてエンジンを起動させるなどの動作についても、同様に携帯機３の位置判別を行って、その結果に応じて動作させることができる。

このように、携帯機３の車内外の判別において、携帯機３が検出した複数の強度データのうち、２つのデータから算出される各距離の合計値が、所定の閾値より小さい場合には、携帯機３が車内に配線された信号線１７の近傍にあるものとして、車内に位置すると判別することとしたので、信号線１７からの電波の漏れにより、複数の強度データから算出した距離の整合性が取れない場合であっても、確実に携帯機３の位置判別を行うことができる。また、その判別の閾値を、送信アンテナ１５間の距離の２分の１より小さい値に設定したことで、確実に信号線１７からの電波の漏れの影響のある範囲において、携帯機位置を車内と判別することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の適用はこれら実施形態には限られず、その技術的思想の範囲内において様々に適用されうるものである。例えば、本実施形態では、３つの送信アンテナ１５を車両１の外側に設けたものについて示したが、送信アンテナ１５は車内に複数設けてあってもよい。また、本実施形態では左右のドアミラー１ｂにそれぞれ設けられた送信アンテナ１５と車両側制御部１２とを繋ぐ信号線１７について、その近傍に携帯機３があると位置を特定できないことを想定したが、それ以外の信号線１７においても同様の問題が生じる場合には、その信号線１７が繋がれた送信アンテナ１５を含む２つの送信アンテナ１５から算出される各距離の合計値が、所定の閾値よりも小さい場合に、車内と判定することができる。なお、その際の所定の閾値は少なくともアンテナ１５間の距離よりも小さく設定される必要があり、本実施例においては測定精度等を考慮し１／２以下に設定している。実験で正しい事が確認できればアンテナ１５間の距離より小さい値で且つ１／２を越える距離を設定しても良い。

さらに、本実施形態では、車両側制御部１２で携帯機３の位置判別を行うこととしたが、信号の強度を検出した携帯機制御部２２で位置判別を行い、その結果を車両側装置２側に送信するようにしてもよい。なお本実施形態における距離の算出は、実際の長さを求める形態のみを意味するものではない。強度データ自体が距離に対応するものであるから強度データ自体を直接、比較する概念も含む。

本実施形態におけるキーレスエントリー装置の概要図である。 キーレスエントリー装置のブロック図である。 車両の概要的な平面図である。 解錠動作の際のフローチャートである。 車両側装置と携帯機からの信号のチャート図である。 車両の概要的な平面図であって、各送信アンテナとの距離の関係を表した図である。 携帯機が信号線の近傍に位置している場合における車両の概要的な平面図であって、各送信アンテナとの距離の関係を表した図である。

符号の説明

１ 車両
２ 車両側装置
３ 携帯機
１０ 車両側受信部
１１ 車両側送信部
１２ 車両側制御部
１３ メモリ
１４ 受信アンテナ
１５ 送信アンテナ
１６ リクエストスイッチ
２０ 携帯機受信部
２１ 携帯機送信部
２２ 携帯機制御部
２３ 三軸アンテナ

Claims (3)

1. 車両に設けられ、リクエスト信号を送信する複数の送信アンテナに信号線を介して接続される車両側送信部と、アンサー信号を受信する車両側受信部とを備える車両側装置と、前記リクエスト信号を受信する携帯機受信部と、アンサー信号を送信する携帯機送信部とを備えた携帯機とを有したキーレスエントリー装置において、
   前記車両側装置は前記携帯機からのアンサー信号を認証すると所定の制御を行う車両側制御部を備え、前記携帯機は前記車両側装置の複数の送信アンテナから送信される信号の各強度を検出する携帯機制御部を備え、
   前記車両側制御部または携帯機制御部は、前記携帯機制御部が検出した前記複数の送信アンテナからの強度データによって各アンテナから携帯機までの距離を求め前記強度データのうち２つのデータから算出される各距離の合計が所定の閾値より小さい場合には、前記携帯機が車内側に位置すると判定することを特徴とするキーレスエントリー装置。
2. 前記所定の閾値は前記２つのデータに対応する２つの送信アンテナ間の距離未満の値に設定されることを特徴とする請求項１記載のキーレスエントリー装置。
3. 前記所定の閾値は前記２つのデータに対応する２つの送信アンテナ間の距離の２分の１以下の値に設定されることを特徴とする請求項２記載のキーレスエントリー装置。

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