JP2006118156A - キーレスエントリーシステム - Google Patents

Abstract

【課題】 システム全体の構成が簡素で、コストの安価なキーレスエントリーシステムを提供することを目的とする。
【解決手段】 本発明に係るキーレスエントリーシステムは、携帯機１、単一の（送信用の）アンテナ２および電子制御ユニット（電子制御部と把握できる）３を備えている。単一のアンテナ２は、第一の無線信号を送信する。そして、第一の無線信号の送信範囲である指向性範囲５ａ〜５ｄを、少なくとも二以上規定する。ここで、指向性範囲５ａ〜５ｄ内に携帯機１が属すると、携帯機１は、第一の無線信号を受信し、車両に向けて第二の無線信号を送信する。電子制御部３は、第二の無線信号の受信に基いて、ドアのロックを制御する。
【選択図】 図１

Description

この発明は、車両のキーレスエントリーシステムに係る発明である。

従来の自動車では、メカニカルキーを用いてドアの開錠が行われていた。つまり、ドアのキースロットにカギを挿入することにより、自動車のドアの開錠が行われていた。

しかし、最近では、キーレスエントリーシステムを使用した、自動車のドアの開錠が行われてきている。当該キーレスエントリーシステムでは、以下の方法により自動車のドアの開錠が行われている（例えば、特許文献１）。

まず、携帯機を所持するユーザが自動車に接近したり、あるいはドアノブに手をかける。当該ユーザの接近またはドアノブへの接触後、送信用アンテナを介して、自動車から携帯機に対して第一の無線信号を送信する。次に、第一の無線信号を受信した携帯機は、これに応答して、第二の無線信号を自動車に設置されている（具体的には、後述する電子制御ユニット内に配設されている）受信用アンテナへ送信する。そして、自動車内の電子制御ユニット（ＥＣＵ）が携帯機からの第二の無線信号の受信を認識すると、当該ＥＣＵの制御の下、自動車のドアが開錠される。

このように、キーレスエントリーシステムでは、ユーザが携帯機を操作しなくても、携帯機を所持するユーザが自動車に接近したりドアノブに手をかけたりするだけで、自動車のドアは開錠される。

図８は、従来のキーレスエントリーシステムを採用した自動車の一例を示す図である。

図８に示すように、従来のキーレスエントリーシステムでは、自動車１００の各ドアごとに、携帯機１へ第一の無線信号を送信する送信用のアンテナ２（以下、単にアンテナ２と称する）が各々設置されていた。各アンテナ２は、ドア外側近傍に無線通信可能な範囲５を形成（規定）する。また、ＥＣＵ３も自動車１００内に設置されており、当該ＥＣＵ３と各アンテナ２とを接続する配線４も各々、自動車１００内に配設されていた。なお、配線４は、自動車１００内に配設されているので、点線にて図示している。また、受信用のアンテナの図示は省略している。

図８に示す従来のキーレスエントリーシステムの例では、携帯機１を所持するユーザが、アンテナ２が形成する無線通信可能な範囲５に入ると、携帯機１は、アンテナ２からの無線信号を受信できる。

図９に、図８で示した従来のキーレスエントリーシステムの自動車１００に搭載されている部分のブロック図を示す。

図９から分かるように、複数のアンテナ２は、配線４（送信部６を含む）を介してＥＣＵ３に接続されている。

特開平１０−１４０８９０号公報

上記従来のキーレスエントリーシステムでは、各ドアごとに、アンテナ２が各々設置されており、また、当該アンテナ２とＥＣＵ３とを接続する配線４が、複数本配設されていた（図８，９）。

したがって、当該システムを構成する機器の点数が増加する分、キーレスエントリーシステムの全体のコストが高くなっていた。さらに、点数が増える分、当該システムの構成が複雑となり、従来のキーレスエントリーシステムを自動車に搭載することは、非常に手間な作業を要していた。

そこで、この発明は、全体の構成が簡素で、コストの安価なキーレスエントリーシステムを提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明に係る請求項１に記載のキーレスエントリーシステムは、車両のドアのロックを制御するキーレスエントリーシステムにおいて、第一の無線信号を送信し、前記第一の無線信号の送信範囲である指向性範囲を、少なくとも二以上規定する単一のアンテナと、前記第一の無線信号を受信し、前記車両に向けて第二の無線信号を送信する携帯機と、前記第二の無線信号の受信に基いて、前記ドアのロックを制御する電子制御部とを、備える。

また、請求項２に記載のキーレスエントリーシステムは、請求項１に記載のキーレスエントリーシステムであって、前記ドアは複数であり、前記指向性範囲は、二以上の前記ドアを含むようにそれらの近傍の範囲が規定される。

また、請求項３に記載のキーレスエントリーシステムは、請求項１に記載のキーレスエントリーシステムであって、前記ドアは複数であり、前記指向性範囲は、各前記ドアの範囲に動的に変化する。

また、請求項４に記載のキーレスエントリーシステムは、請求項３に記載のキーレスエントリーシステムであって、前記アンテナは、前記第一の無線信号を送信する励振素子と、前記励振素子から所定の間隔だけ離れて設けられる非励振素子と、前記非励振素子に接続される可変リアクタンス素子とを、備えている。

また、請求項５に記載のキーレスエントリーシステムは、請求項２ないし請求項４のいずれかに記載のキーレスエントリーシステムであって、各前記ドアは、前記少なくとも二以上の前記指向性範囲の、いずれかの範囲内に属する。

本発明の請求項１に記載のキーレスエントリーシステムは、単一のアンテナが、携帯機への無線信号送信可能な指向性範囲を、少なくとも二以上規定できるので、アンテナの数および当該アンテナと電子制御部とを接続する配線の数を、減少させることができる。したがって、キーレスエントリーシステム全体のコストを削減することができ、また、当該システムを簡単に構築することができる。

また、請求項２に記載のキーレスエントリーシステムは、指向性範囲は、二以上のドアを含むようにそれらの近傍の範囲が規定されているので、当該指向性範囲に属するドアに、携帯機を所持するユーザが近づくことにより、ドアのロックを解除することができる。また、特段に特定のドアを指定することを要しないので、システム全体の構成が簡単となり、安価でのシステム構築が可能となる。

また、請求項３に記載のキーレスエントリーシステムは、指向性範囲が動的に変化するので、指向性範囲が静的な場合より、携帯機への第一の無線信号を創始する送信角度は、より狭い幅で設定できる。よって、どのドアの近傍に携帯機を有するユーザが接近しているのかを、認識可能となる。

また、請求項４に記載のキーレスエントリーシステムは、いわゆるエスパアンテナであるので、簡単な回路構成で、かつ安価なコストにより、動的に指向特性が変化するアンテナを提供することができる。また、当該エスパアンテナは小型であるので、キーレスエントリーシステム全体の構成の拡大を抑制することもできる。

また、請求項５に記載のキーレスエントリーシステムは、全てのドアの近傍が、携帯機への第一の無線信号の送信可能領域となるので、どのドアの方向から携帯機を所持するユーザが近づいたとしても、ドアのロックを開錠することができる。

以下、この発明をその実施の形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。

＜実施の形態１＞
図１に、本実施の形態に係るキーレスエントリーシステムの構成を示す。

本実施の形態に係るキーレスエントリーシステムは、携帯機１、単一の送信用アンテナ２（以下、単にアンテナ２と称する）と、電子制御ユニット（以下、ＥＣＵと称する）３とを備えている。なお、携帯機１からの無線信号を受信する受信用のアンテナも備えている。しかし、本発明は、（送信用）アンテナ２の構成が特徴であるので、受信用アンテナについては、以下では特に言及しない。

携帯機１は、ユーザが所持する機器であり、アンテナ２からの送信される第一の無線信号を受信する。そして、当該第一の無線信号の受信に基いて、携帯機１は、第二の無線信号を自動車に向けて（特に、受信用アンテナにむけて）送信する。

また、アンテナ２は、指向性を有する通信可能な範囲５ａ，５ｂを規定しており、当該通信可能な範囲内５ａ，５ｂにおいて、携帯機１への第一の無線信号を送信する。なお、図１では、上記指向性を有する通信可能な範囲５ａ，５ｂは、二つ規定されている。ここで、アンテナ２の形状を適正に調整することにより、上記指向性を有する通信可能な範囲５ａ，５ｂが規定される。

一方の通信可能な範囲５ａとして、自動車１００右側に存在する前方および後方のドアを含み当該ドアの近傍の範囲が規定されている。また、他方の通信可能な範囲５ｂとして、自動車１００左側に存在する前方および後方のドアを含み当該ドアの近傍の範囲が規定されている。当該二つの通信可能な範囲５ａ，５ｂ内には、自動車１００の全てのドア（より具体的には、全てのドアと、当該全てのドアの外側の近傍領域）が含まれている。

図１に示しているように、アンテナ２は、一箇所に（図１では、自動車１００車内のフロント部分に）、一つだけ設置されている。

また、自動車１００車内のフロント部分には、ＥＣＵ３が設置されている。当該ＥＣＵ３は、第一の無線信用に基いて送信される携帯機１からの第二の無線信号に基づいて、自動車１００のドアのロックを制御する。ＥＣＵ３とアンテナ２とは、配線４により接続されている。

ここで、ＥＣＵ３は、キーレスエントリーシステム以外の自動車が有する機能の電子制御をも担っていても良い。また、配線４は自動車１００内に配設されるので、図１では点線にて図示している。また、図示しないが、受信用アンテナはＥＣＵ３内に配設されている。

図２に、図１で示したキーレスエントリーシステムの自動車１００に搭載される部分の、ブロック図を示す。

図２に示すように、ＥＣＵ３には、配線４（送信部６も含む）を介して、一個のアンテナ２のみが接続されている。

次に、本実施の形態に係るキーレスエントリーシステムの動作について説明する。

図１に示すように、アンテナ２が指向性を有する通信可能な範囲５ａ，５ｂを規定（形成）している状態において、携帯機１を所持するユーザが自動車１００に接近する。

アンテナ２は、通信可能な範囲５ａ，５ｂ内において、第一の無線信号を送信する。上記ユーザが、一方の通信可能な範囲５ａ内に属すると、携帯機１は、当該第一の無線信号を受信する。そして、携帯機１は、当該第一の無線信号の受信に基いて、第二の無線信号を自動車１００に向けて送信する。

上記第二の無線信号の受信用アンテナ（図示せず）による受信に基づいて、ＥＣＵ３は、自動車１００の所定のドアのロック解除を制御する。ここで、当該ロックを開錠するドアは、全てのドアでも良く、また、通信可能な範囲５ａに属するドアでも良い。いずれのドアのロックを開錠するかは、任意に設定できる。

以上のように、本実施の形態に係るキーレスエントリーシステムでは、アンテナ２が指向性を有する通信可能な範囲５ａ，５ｂを、二つ規定している。したがって、当該指向性を有する通信可能な範囲５ａ，５ｂ内に、複数のドア（当該ドアの近傍の範囲も含む）が属するようにアンテナ２を設定することにより、一箇所に一のアンテナ２を設置するだけで済む。

よって、システムを構成する部材の点数を削減することができる。具体的に、従来のキーレスエントリーシステムでは、４個のアンテナ２と、４本の配線４とが必要であったが（図８、９）、本実施の形態に係るキーレスエントリーシステムでは、図１，２に示すように、一個のアンテナ２と一本の配線４のみで済む。

これにより、キーレスエントリーシステム全体のコストを削減することができる。また、簡素なシステム構成となるので、配線等の作業も容易となり、キーレスエントリーシステムを簡単に構築することができる。

なお、アンテナ２の設置位置は、自動車１００のフロント部に限る必要は無く、例えば図３に示すように、自動車１００内の中央部に設置しても良い。この場合、全てのドア（より具体的には、全てのドアおよび当該全てのドアの外側の近傍領域）を含むように、指向性を有する通信可能な範囲５ａ，５ｂを、図３に示すように規定することができる。ここで、配線４は自動車１００内に配設されるので、図３では点線にて図示している。

図１の場合と同様、図３の場合においても、自動車１００のドア（より具体的には、全てのドアおよび全てのドアの外側の近傍領域）が、指向性を有する通信可能な範囲５ａ，５ｂに属しているので、当該通信可能な範囲５ａ，５ｂに属するドアに、携帯機１を有するユーザが近づくことにより、所定のドアの開錠を行うことができる。

また、指向性を有する通信可能な範囲５ａ，５ｂは、二つに限る必要な無く、それ以上の数の通信可能な範囲により、全てのドア（より具体的には、全てのドアおよび当該全てのドアの外側の近傍領域）を包括しても良い。

さらに、指向性を有する通信可能な範囲５ａ，５ｂに、全てのドアが属する必要はなく、全てでは無い幾つかのドア（当該ドアの近傍の範囲も含む）のみが属する場合でも良い。

しかし、自動車１００の各ドアが、指向性を有する通信可能な範囲５ａ，５ｂの、いずれかに属するようにすれば、携帯機１を有するユーザがどのドアに向かって近づいても、所定のドアの開錠動作を起動させることができる。

＜実施の形態２＞
実施の形態１に係るキーレスエントリーシステムでは、指向性を有する通信可能な範囲は、静的に規定されていた。

これに対して、本実施の形態に係るキーレスエントリーシステムでは、指向性を有する通信可能な範囲を動的に規定することができる、（送信用）アンテナを採用することを特徴とする。それ以外のキーレスエントリーシステムの構成および動作は、実施の形態１と同様である。以下、本実施の形態に係るキーレスエントリーシステムについて説明する。

本実施の形態では、アンテナ２は、所定の時間経過ごとに、指向性を有する通信可能な範囲の指向性の向きを変化させる（制御する）ことができる。つまり、本実施の形態では、アンテナ２は、時間的に指向性が切り替えられる。当該機能を有するアンテナ２として、例えば、電子制御導波器アレーアンテナ装置（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃａｌｌｙ Ｓｔｅｅｒａｂｌｅ Ｐａｓｓｉｖｅ Ａｒｒａｙ Ｒａｄｉａｔｏｒ（ＥＳＰＡＲ）Ａｎｔｅｎｎａ；以下、エスパアンテナと称する）を採用することができる。

図４は、エスパアンテナ２００の概略構成を示すブロック図であり、また、エスパアンテナ２００、ＥＣＵ３および送信部６の接続構成を示すブロック図である。

図４に示すように、エスパアンテナ２００は、励振素子２０、複数の非励振素子２１および複数の可変リアクタンス素子２２を備えている。励振素子２０には、第一の無線信号が供給（送信）される。非励振素子２１には、無線信号は供給されず、指向性に影響する部分である。また、各非励振素子２１には、各々可変リアクタンス素子２２が接続されている。ここで、各非励振素子２１は、励振素子２０から所定の間隔だけ離れて設けられている。

エスパアンテナ２００では、可変リアクタンス素子２２のリアクタンス値を変化させることにより、アンテナの指向性特性を変化させている。

また、図４に示すように、励振素子２０は、送信部６を介してＥＣＵ３に接続されており、各可変リアクタンス素子２２には、直接ＥＣＵ３が接続されている。ここで、本実施の形態では、ＥＣＵ３の制御の下、各可変リアクタンス素子２２のリアクタンス値を変化させる。

本実施の形態に係るアンテナ２（または、２００）を、自動車１００のフロント部に設置し、通信可能な範囲の指向性が、動的に変化する様子を図５に示す。所定の時間経過するごとに、通信可能な範囲５ａ〜５ｄは、図５（ａ）〜図５（ｄ）に示すように変化する。

図５（ａ）では、自動車１００の前席右側ドア（より具体的には、前席右側ドアおよび当該前席右側ドアの外側の近傍領域）を含む領域が、通信可能な範囲５ａとなっている。

図５（ａ）で示した状態から所定の時間経過すると、図５（ｂ）に示すように、自動車１００の前席左側ドア（より具体的には、前席左側ドアおよび当該前席左側ドアの外側の近傍領域）を含む領域が、通信可能な範囲５ｂとなっている。

さらに、図５（ｂ）で示した状態から所定の時間経過すると、図５（ｃ）に示すように、自動車１００の後席右側ドア（より具体的には、後席右側ドアおよび当該後席右側ドアの外側の近傍領域）を含む領域が通信可能な範囲５ｃとなっている。

さらに、図５（ｃ）で示した状態から所定の時間経過すると、図５（ｄ）に示すように、自動車１００の後席左側ドア（より具体的には、後席左側ドアおよび当該後席左側ドアの外側の近傍領域）を含む領域が通信可能な範囲５ｄとなっている。

そして、図５（ｄ）で示した状態から所定の時間経過すると、再び図５（ａ）に示した状態に戻る。

以上のように、本実施の形態に係るキーレスエントリーシステムでは、動的に指向性が変化するアンテナ２（または、２００）を採用している。よって、指向性を有する通信可能な複数の範囲５ａ〜５ｄを動的に変化させ、複数のドアおよび当該ドアの近傍を順次アンテナ２で巡回送信することにより、一箇所に単一のアンテナ２を設置するだけで、複数のドアのいずれかに近づく携帯機１を検出することができる。

したがって、システムを構成する部材の点数を削減することができ、キーレスエントリーシステム全体のコストを削減することができる。また、簡素なシステム構成となるので、配線等の作業も容易となり、キーレスエントリーシステムを簡単に構築することができる。

実施の形態１の図１で示す場合には、携帯機１を有するユーザが自動車１００の右側若しくは、左側のどちらに存在するかを認識できた。

これに対して、本実施の形態の例えば図５に示す場合には、各ドアは、動的に指向性が変化する通信可能な範囲５ａ〜５ｄのいずれかに属する。したがって、自動車１００の全ドアの内、いずれのドア付近の位置に携帯機１を有するユーザがいるかを、判別することもできる。

また、実施の形態１に記載した指向性をアンテナ２が備えるためには、当該アンテナ２の形状が複雑化する場合がある。

しかし、本実施の形態に係るキーレスエントリーシステムとして、エスパアンテナ２００を採用することにより、動的に指向性を変化させることができるアンテナを、簡単な回路構成で得ることができる。

さらに、エスパアンテナ２００は、小型・安価であるので、キーレスエントリーシステム全体の構成を小さくすることができ、また、全体のコストも削減することができる。

なお、通信可能な範囲の変化のさせ方は、上記の場合に限る必要は無い。例えば、図６に示すように、指向性を有する通信可能な範囲５ａ，５ｂを動的に変化させても良い。また、図５，６では、各ドアは、指向性を有する複数の通信可能な範囲の、いずれかの範囲に属している。しかし、指向性を有する通信可能な範囲に、すべてのドアが属する必要はなく、いずれかのドアのみが属する場合であっても良い。

また、アンテナ２（または、２００）の設置位置も自動車１００のフロント部に限定する必要は無く、例えば図７に示すように、自動車１００の車内中央部に設置しても良い。

また、上記各実施の形態では、通信可能な範囲内に、携帯機１を有するユーザが属する場合にドアのロックが開錠される場合について言及した。しかし、ドアにセンサ（あるいはスイッチ）を設置しておき、携帯機１を有するユーザが通信可能な範囲に属し、かつユーザがドア（あるいはスイッチ）に触れることにより、自動車１００の所定のドアのロックが開錠される仕組みとしても良い。

実施の形態１に係るキーレスエントリーシステムの構成を示す図である。 実施の形態１に係るキーレスエントリーシステムの一部の構成を示すブロック図である。 実施の形態１に係るキーレスエントリーシステムの他の構成を示す図である。 エスパアンテナの構成およびその周辺の接続関係を示すブロック図である。 実施の形態２に係るキーレスエントリーシステムの通信可能な範囲の変化の様子を示す図である。 実施の形態２に係るキーレスエントリーシステムの通信可能な範囲の変化の様子を示す図である。 実施の形態２に係るキーレスエントリーシステムの他の構成を示す図である。 従来のキーレスエントリーシステムの構成を示す図である。 従来のキーレスエントリーシステムの一部の構成を示すブロック図である。

符号の説明

１ 携帯機
２ アンテナ
３ 電子制御ユニット（ＥＣＵ）
４ 配線
５、５ａ〜５ｄ 通信可能な範囲
６ 送受信部
２０ 励振素子
２１ 非励振素子
２２ 可変リアクタンス素子
１００ 自動車
２００ エスパアンテナ

Claims (5)

1. 車両のドアのロックを制御するキーレスエントリーシステムにおいて、
   第一の無線信号を送信し、前記第一の無線信号の送信範囲である指向性範囲を、少なくとも二以上規定する単一のアンテナと、
   前記第一の無線信号を受信し、前記車両に向けて第二の無線信号を送信する携帯機と、
   前記第二の無線信号の受信に基いて、前記ドアのロックを制御する電子制御部とを、
   備えることを特徴とするキーレスエントリーシステム。
2. 前記ドアは複数であり、
   前記指向性範囲は、二以上の前記ドアを含むようにそれらの近傍の範囲が規定される、
   ことを特徴とする請求項１に記載のキーレスエントリーシステム。
3. 前記ドアは複数であり、
   前記指向性範囲は、各前記ドアの範囲に動的に変化する、
   ことを特徴とする請求項１に記載のキーレスエントリーシステム。
4. 前記アンテナは、
   前記第一の無線信号を送信する励振素子と、
   前記励振素子から所定の間隔だけ離れて設けられる非励振素子と、
   前記非励振素子に接続される可変リアクタンス素子とを、備えている、
   ことを特徴とする請求項３に記載のキーレスエントリーシステム。
5. 各前記ドアは、
   前記少なくとも二以上の前記指向性範囲の、いずれかの範囲内に属する、
   ことを特徴とする請求項２ないし請求項４のいずれかに記載のキーレスエントリーシステム。

Images