(57)【要約】【課題】車両の室内におけるノイズレベルが高い場合でも、携帯機と制御装置との双方向通信の成功確率の向上を図ることができるスマートキーシステムを提供する。【解決手段】本発明のスマートキーシステムによれば、車車両制御装置２から車内用送信アンテナ２１２に代えて、車内用送信アンテナ２１２よりも送信信号のレベルが高い車外用送信アンテナ２１１を通じて同期信号が送信される。これにより、車内用通信アンテナ２１２を通じて同期信号が送信された場合には受信信号のレベルの高低に鑑みて有効アンテナとして指定されえない受信アンテナが、携帯機１により有効アンテナとして指定されうる。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
携帯機と前記携帯機との双方向通信の成功を要件として車両に搭載されている機器の動作を制御する車両制御装置とを備え、前記携帯機が、指向性が異なる複数の受信アンテナと送信アンテナとを備え、前記複数の受信アンテナのうち前記車両制御装置から前記同期信号が送信されている期間において受信信号のレベルが最高の１つの受信アンテナを前記車両制御装置からの送信信号を受信するための有効アンテナとして指定するスマートキーシステムであって、
前記車両制御装置が、前記車両に搭載されている車内用送信アンテナと、前記車内用送信アンテナの送信信号のレベルと比較して送信信号のレベルが同等以上の車外用送信アンテナとのうち、前記車内用アンテナに代えて前記車外用送信アンテナを通じて同期信号を送信した後、前記車内用送信アンテナを通じて起動コードを送信することを特徴とするスマートキーシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯機とこの携帯機との双方向通信の成功を要件として車両に搭載されている機器の動作を制御する車両制御装置とを備えているスマートキーシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
スマートキーシステムにおいて、電磁波ノイズの影響により携帯機および車両制御装置の双方向通信が失敗することを回避するため、携帯機に内蔵されている指向性が異なる３つの受信アンテナのうち、受信強度が高い１つを優先的に選択して用いる手法が提案されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００５−０７２９７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、車両室内におけるノイズレベルが高いために一の受信アンテナを通じた受信信号のレベルが高くなり、当該一の受信アンテナが有効アンテナとして指定された場合、携帯機および車両制御装置の通信がこのノイズによって妨げられて失敗に終わる可能性が高い。たとえば、図５右側上段、中段および下段のそれぞれに示されている波形信号が第１、第２および第３受信アンテナのそれぞれにより受信されうる状況を考える。図５右側上段、中段および下段のそれぞれに示されている波形信号は、図５左側上段、中段および下段のそれぞれに示されている同期信号および起動コードと車両周辺のノイズとの重畳信号である。この状況で時刻ｔ0において図５右側に示されている各受信アンテナによる受信信号のレベルが測定された場合、当該レベルが最高の第１受信アンテナが有効アンテナとして指定される。しかるに、第１受信アンテナを通じた受信信号においてはノイズ波形が妨げとなって起動コードが認識できず、携帯機と車両制御装置との双方向通信が失敗したと判定される（図５右側上段／ＮＧ参照）。
【０００４】
そこで、本発明は、車両の室内におけるノイズレベルが高い場合でも、携帯機と制御装置との双方向通信の成功確率の向上を図ることができるスマートキーシステムを提供することを解決課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明のスマートキーシステムは、携帯機と前記携帯機との双方向通信の成功を要件として車両に搭載されている機器の動作を制御する車両制御装置とを備え、前記携帯機が、指向性が異なる複数の受信アンテナと送信アンテナとを備え、前記複数の受信アンテナのうち前記車両制御装置から前記同期信号が送信されている期間において受信信号のレベルが最高の１つの受信アンテナを前記車両制御装置からの送信信号を受信するための有効アンテナとして指定するスマートキーシステムであって、前記車両制御装置が、前記車両に搭載されている車内用送信アンテナと、前記車内用送信アンテナの送信信号のレベルと比較して送信信号のレベルが同等以上の車外用送信アンテナとのうち、前記車内用アンテナに代えて前記車外用送信アンテナを通じて同期信号を送信した後、前記車内用送信アンテナを通じて起動コードを送信することを特徴とする。
【０００６】
本発明のスマートキーシステムによれば、車両制御装置から車内用送信アンテナに代えて、車内用送信アンテナよりも送信信号のレベルが高い車外用送信アンテナを通じて同期信号が送信される。これにより、車内用通信アンテナを通じて同期信号が送信された場合には受信信号のレベルの高低に鑑みて有効アンテナとして指定されえない受信アンテナ、携帯機により有効アンテナとして指定されうる。したがって、車両の室内におけるノイズレベルが高いにもかかわらず、車内用送信アンテナからの送信信号を受信するためには不適当な受信アンテナが有効アンテナとして指定されたままの状態が維持され、携帯機と車両制御装置との双方向通信が失敗する事態が回避されうる。よって、車両の室内におけるノイズレベルが高い場合でも、携帯機と車両制御装置との双方向通信の成功確率の向上が図られる。なお、車両搭載機器の動作とは、エンジン始動、または、車両室内空間に携帯機が存在することの確認もしくは当該確認結果に応じた通報等、車両室内に存在する携帯機と車両制御装置との双方向通信の成功（またはこれに伴う携帯機の認証成功）を要件として制御されるあらゆる車載機器の動作を意味する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明のスマートキーシステムの実施形態について図面を用いて説明する。図１に示されているスマートキーシステムは、携帯機１と、車両に搭載されている車両制御装置２とにより構成されている。
【０００８】
携帯機１は樹脂製ケース（図示略）に内蔵されている携帯機制御装置１０と、受信回路１１と、送信回路１２と、選択回路１０２と、第１受信アンテナ１１１、第２受信アンテナ１１２および第３受信アンテナ１１３と、送信アンテナ１２０とを備えている。携帯機制御装置１０はコンピュータ（ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ，Ｉ／Ｏ回路等により構成されている。）により構成されている。携帯機１のケースはたとえば矩形板状であり、３つのアンテナ１１１、１１２および１１３のそれぞれはケースの長辺方向（ｘ方向）、短辺方向（ｙ方向）および厚さ方向（ｚ方向）等に平行に定義された、相互に直交する３つの方向のそれぞれへの指向性を有するように構成または配置されている。携帯機１が有する受信アンテナは複数である限り任意に変更されてもよい。携帯機１は車両の運転者等のユーザにより衣類のポケットに入れられる等の形で携帯されうるように軽量かつコンパクトに形成されている。各受信アンテナの受信感度は同一であってもよく、第１受信アンテナ１１１の受信感度が第２受信アンテナ１１２の受信感度より高く、第２受信アンテナ１１２の受信感度が第３受信アンテナ１１３の受信感度より高い等、各受信アンテナの受信感度が相違していてもよい。受信回路１１は有効アンテナを通じて信号を外部から受信し、この信号をパルス信号に復調して携帯機制御装置１０に出力する。送信回路１２は携帯機制御装置１０から出力される信号を所定周波数の信号に変調し、送信アンテナ１２０を通じて外部に送信する。
【０００９】
携帯機制御装置１０は３つの受信アンテナ１１１、１１２および１１３のうち１つを車両制御装置２からの送信信号を受信するための「有効アンテナ」として指定する。携帯機制御装置１０は選択回路１０２に制御信号を送信することにより、選択回路１０２に有効アンテナを切り替えさせる。なお、選択回路１０２に加えてまたは代えて各受信アンテナ１１１〜１１３と携帯機制御装置１０との連結および遮断を切り替える無効化回路が設けられ、当該無効化回路により有効アンテナが切り替えられてもよい。
【００１０】
車両制御装置２はＥＣＵ（電子制御ユニット（ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ，Ｉ／Ｏ回路およびこれらを連結するデータバス等により構成されている。））により構成されている。車両には送信回路２１と、受信回路２２と、車外用送信アンテナ２１１と、車内用送信アンテナ２１２と、車外用受信アンテナ２２１と、車内用受信アンテナ２２２と、第１タスク実行機器２４１と、第２タスク実行機器２４２とが搭載されている。車外用送信アンテナ２１１は運転席ドアおよび助手席ドアまたはドアミラー内部に配設され、車内用送信アンテナ２１２は車両１の室内空間中央付近に配設されている。送信回路２１は、車両制御装置２から出力された信号を所定周波数の信号に変調し、この信号を車外用送信アンテナ２１１または車内用送信アンテナ２１２を介して送信する。車外用受信アンテナ２２１は運転席ドアおよび助手席ドアに配置され、室内用受信アンテナ２２２は車両の室内空間中央付近に配置されている。受信回路２２は、車外用受信アンテナ２２１または室内用受信アンテナ２２２を介して携帯機１から信号を受信し、この信号を復調して車両制御装置２に出力する。
【００１１】
車両制御装置２は、車外用送信アンテナ２１１および車外用受信アンテナ２２１を通じた携帯機１との双方向通信の成功（または当該双方向通信に伴う携帯機１の認証成功）を要件として第１タスク実行機器２４１に「第１タスク」を実行させる。たとえば「第１タスク」がドアのロックまたはアンロックである場合、車両制御装置２により第１タスク実行機器２４１としてのドアロックアクチュエータによりドアがロックまたはアンロックされる。また「第１タスク」がウィンドウの一部または全部開放である場合、第１タスク実行機器２４１としてのウィンドウアクチュエータによりウィンドウが開かれる。車両制御装置２は、車内用送信アンテナ２１２または車外用送信アンテナ２１１および車内用受信アンテナ２２２を通じた携帯機１との双方向通信の成功（または当該双方向通信に伴う携帯機１の認証成功）を要件として第２タスク実行機器（本発明の「車両に搭載されている機器」に該当する。）２４２に「第２タスク」を実行させる。たとえば「第２タスク」がエンジン始動である場合、第２タスク実行機器２４２としてのエンジンスタータによりエンジンが始動される。また「第２タスク」が車内温度の制御である場合、第２タスク実行要素２４２としてのエアコン装置により車内温度が制御される。さらに「第２タスク」が車両室内空間における携帯機１の存在確認である場合、第２タスク実行機器２４２としての通報機器により携帯機１の有無に応じた通報態様が調節される。
【００１２】
前記構成のスマートキーシステムにより実行される第１実施形態の処理について説明する。まず、携帯機１により実行される処理内容について説明する。各受信アンテナ１１１〜１１３の受信信号のレベルが測定される（図２／Ｓ１０２）。そして、受信信号のレベルが最高の一の受信アンテナが有効アンテナとして指定される（図２／Ｓ１０４）。たとえば、図４右側上段、中段および下段のそれぞれに示されている波形信号が受信アンテナ１１１〜１１３のそれぞれにより受信されうる状況を考える。図４右側上段、中段および下段のそれぞれに示されている波形信号は、図４左側上段、中段および下段のそれぞれに示されている同期信号および起動コードと車両周辺のノイズとの重畳信号である。この状況では、後述するように車外用送信アンテナ２１１を通じて同期信号が送信されている一方、車外用送信アンテナ２１１よりも送信信号のレベルが低い車内用送信アンテナ２１２を通じて起動コードが送信されているので、同期信号のレベルが起動コードのレベルよりも高くなっている。この状況で同期信号が送信されている期間に含まれる時刻ｔ0において各受信アンテナ１１１〜１１３による受信信号のレベルが測定された場合、当該レベルが最高の第３受信アンテナ１１３が有効アンテナとして指定される。その一方、図５に示されている状況で時刻ｔ0において各受信アンテナ１１１〜１１３による受信信号、具体的には、車内用送信アンテナ２１２を通じて送信された同期信号のレベルが測定された場合、当該レベルが最高の第１受信アンテナ１１１が有効アンテナとして指定される。
【００１３】
さらに、有効アンテナを通じた受信信号に基づいて起動コードの認識の成否が判定される（図２／Ｓ１０６）。たとえば、図４右側下段に示されているように車両室内におけるノイズがあるものの図４左側下段に示されている起動コードが認識されうる場合、起動コードの認識は成功したと判定される（図４右側下段／ＯＫ参照）。その一方、図５右側上段に示されているように車両室内におけるノイズによって図５左側上段に示されている起動コードが認識されえない場合、起動コードの認識は失敗したと判定される（図５右側上段／ＮＧ参照）。
【００１４】
起動コードの認識が成功したと判定された場合（図２／Ｓ１０６‥ＹＥＳ）、送信アンテナ１２０を通じてＩＤコードが送信される（図２／Ｓ１０８）。有効アンテナを通じた受信信号に基づくチャレンジコード（後述するようにＩＤコードに基づく携帯機１の認証が成功したことを要件として車両制御装置２から送信される。）の認識の成否が判定される（図２／Ｓ１１０）。そして、チャレンジコードの認識が成功したと判定された場合（図２／Ｓ１１０‥ＹＥＳ）、送信アンテナ１２０を通じてレスポンスコードが送信される（図２／Ｓ１１２）。後述するように車両制御装置２によりレスポンスコードの受信に応じて第２タスク、すなわち、車両のエンジンの始動が実行される。一方、起動コードの認識が失敗した場合（図２／Ｓ１０６‥ＮＯ）、または、チャレンジコードの認識が失敗した場合（図２／Ｓ１１０‥ＮＯ）、ＩＤコードまたはレスポンスコードの送信がされないまま処理が終了する。
【００１５】
続いて、車両制御装置２により実行される処理内容について説明する。エンジンの始動の契機となるイベントの有無が感知される（図３／Ｓ２０２）。たとえば、ユーザが車両の運転席に配置されているエンジンスイッチを操作したことが当該イベントとして感知される。イベントが感知された場合（図３／Ｓ２０２‥ＹＥＳ）、携帯機１および車両制御装置２の双方向通信の失敗回数を表わす指数ｆが「０」にリセットされ（図３／Ｓ２０４）、指数ｆが第１閾値Ｆ１未満であるか否かが判定される（図３／Ｓ２０６）。指数ｆが第１閾値Ｆ１未満であると判定された場合（図３／Ｓ２０６‥ＹＥＳ）、車内用送信アンテナ２１２を通じて同期信号が送信される（図３／Ｓ２０８）。その一方、指数ｆが第１閾値Ｆ１以上であると判定された場合（図３／Ｓ２０６‥ＮＯ）、車内用送信アンテナ２１２に代えて車外用送信アンテナ２１１を通じて同期信号が送信される（図３／Ｓ２１０）。これにより、たとえば図５左側上段、中段および下段のそれぞれに示されている通常の同期信号よりもレベルが高い、図４左側上段、中段および下段のそれぞれに示されている同期信号が車外用送信アンテナ２１１を通じて送信される。
【００１６】
続いて、起動コードが車外用送信アンテナ２１１を通じて送信され（図３／Ｓ２１２）、前記のように起動コードに応じて携帯機１から送信されるＩＤコードの受信成否が判定される（図３／Ｓ２１４）。ＩＤコードの受信が成功したと判定された場合（図３／Ｓ２１４‥ＹＥＳ）、ＩＤコードに基づく携帯機１の認証成否が判定される（図３／Ｓ２１６）。具体的には、ＩＤコードが車両制御装置１のメモリに格納されているＩＤコードに合致するか否かに応じて携帯機１の認証成否が判定される。携帯機１の認証が成功したと判定された場合（図３／Ｓ２１６‥ＹＥＳ）、チャレンジコードが車外用送信アンテナ２１１を通じて送信される（図３／Ｓ２１８）。また、前記のようにチャレンジコードに応じて携帯機１から送信されるレスポンスコードの受信成否が判定される（図３／Ｓ２２０）。そして、レスポンスコードの受信が成功したと判定された場合（図３／Ｓ２２０‥ＹＥＳ）、第２タスク実行機器２４２によってエンジンが始動される（図３／Ｓ２２２）。一方、ＩＤコードの受信が失敗したと判定された場合（図３／Ｓ２１４‥ＮＯ）、ＩＤコードの受信が失敗したと判定された場合（図３／Ｓ２１６‥ＮＯ）、または、レスポンスコードの受信が失敗したと判定された場合（図３／Ｓ２２０‥ＮＯ）、指数ｆが「１」だけ増加され（図３／Ｓ２２４）、指数ｆが第２閾値Ｆ２（第１閾値Ｆ１より大きい。）以上であるか否かが判定される（図３／Ｓ２２６）。指数ｆが第２閾値Ｆ２未満であると判定された場合（図３／Ｓ２２６‥ＮＯ）、指数ｆが第１閾値Ｆ１未満であるか否かの判定以降の処理が再び実行される（図３／Ｓ２０６等参照）。一方、指数ｆが第２閾値Ｆ２以上であると判定された場合（図３／Ｓ２２６‥ＹＥＳ）、双方向通信が失敗した旨がユーザに対して報知される（図３／Ｓ２２８）。たとえば、車両に搭載されている音声出力装置を通じて携帯機１と車両制御装置２との双方向通信が失敗したことを示すメッセージや音声が出力され、これに加えてまたは代えて車両に搭載されているＬＥＤが点灯される。すなわち、車両制御装置２はイベントの発生を感知すると、認証の失敗を示す指数ｆの値が第１閾値Ｆ１に達するまで車内用送信アンテナ２１２を通じて同期信号を送信し、その後、同期信号の送信アンテナを車外用送信アンテナ２１１に切り替え、なおも指数ｆが第２閾値Ｆ２に達した場合に携帯機１の認証に失敗した旨をユーザに報知した上で処理を終了する。
【００１７】
第１実施形態の処理を実行するスマートキーシステムによれば、車両制御装置２から車内用送信アンテナ２１２に代えて、車内用送信アンテナ２１２よりも送信信号のレベルが高い車外用送信アンテナ２１１を通じて同期信号が送信される（図３／Ｓ２０８‥ＮＯ、Ｓ２１０、図４、図５参照）。これにより、車内用通信アンテナ２１２を通じて同期信号が送信された場合には受信信号のレベルの高低に鑑みて有効アンテナとして指定されえない受信アンテナが、携帯機１により有効アンテナとして指定されうる（図４、図５参照）。したがって、車両の室内におけるノイズレベルが高いにもかかわらず、車内用送信アンテナ２１２からの送信信号を受信するためには不適当な受信アンテナが有効アンテナとして指定されたままの状態が維持され、携帯機１と車両制御装置２との双方向通信が失敗する事態が回避されうる。よって、車両の室内におけるノイズレベルが高い場合でも、携帯機１と車両制御装置２との双方向通信の成功確率の向上が図られる。
【００１８】
続いて、前記構成のスマートキーシステムにより実行される第２実施形態の処理について説明する。携帯機１および車両制御装置２の双方向通信の失敗回数を表わす指数ｆが第１閾値Ｆ１以上になった場合（図３／Ｓ２０６‥ＮＯ参照）、車両制御装置２により車内用送信アンテナ２１２を通じて「指定信号」が送信される。指定信号は携帯機１が有する受信アンテナ１１１〜１１３のうち１つを指定するための信号であり、たとえば起動コード（図４左側上段、中段および下段参照）の一部として車両制御装置２により送信される。そして、携帯機１により有効アンテナを通じて指定信号が受信されるとともに、複数の受信アンテナのうち１つが当該指定信号に基づいて有効アンテナとして指定される。
【００１９】
第２実施形態の処理を実行するスマートキーシステムによれば、受信信号のレベルに基づいては有効アンテナとして指定されえない受信アンテナが、携帯機１により有効アンテナとして指定されうる。したがって、車両の室内におけるノイズレベルが高いにもかかわらず、車内用送信アンテナ２１２からの送信信号を受信するためには不適当な受信アンテナが有効アンテナとして指定されたままの状態が維持され、携帯機１と車両制御装置２との双方向通信が失敗する事態が回避されうる。よって、車両の室内におけるノイズレベルが高い場合でも、携帯機１と車両制御装置２との双方向通信の成功確率の向上が図られる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明のスマートキーシステムの構成説明図
【図２】携帯機による実行処理内容を表わすフローチャート
【図３】車両制御装置による実行処理内容を表わすフローチャート
【図４】スマートキーシステムの通信成功例に関する説明図
【図５】スマートキーシステムの通信失敗例に関する説明図
【符号の説明】
【００２１】
１‥携帯機、２‥車両制御装置、１１１〜１１３‥受信アンテナ、１２０‥送信アンテナ、２１１‥車外用送信アンテナ、２１２‥車内用送信アンテナ、２２１‥車外用受信アンテナ、２２２‥車内用受信アンテナ
【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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