JP2007162246A

JP2007162246A - キーレスドアロック装置

Info

Publication number: JP2007162246A
Application number: JP2005357127A
Authority: JP
Inventors: Yoshiyuki Kikuchi; 義行菊地
Original assignee: Calsonic Kansei Corp
Current assignee: Marelli Corp
Priority date: 2005-12-12
Filing date: 2005-12-12
Publication date: 2007-06-28

Abstract

【課題】 LFアンテナとタッチセンサをドアハンドルに設ける場合に、コストを抑制させることができ、LFアンテナとタッチセンサを良好に使用できるキーレスドアロック装置を提供すること。
【解決手段】 LFアンテナ２２ａとタッチセンサ２２ｂで共用化された発振回路４１及びハーネス５と、LFアンテナ２２ａとタッチセンサ２２ｂの周波数の関係を倍数倍となるようにした分周回路４２と、LFアンテナ２２ａとタッチセンサ２２ｂを、周波数を切り替えることで個別に動作させる車載機コントローラ２１で制御されるスイッチ回路４４とを備えた。
【選択図】図１

Description

本発明は、車載機のLFアンテナと、使用者がドアハンドル操作のために手をドアハンドルに近接させたことを検出するタッチセンサとを車両のドアハンドルに設け、携帯機と車載機とが通信により認証を行って、ドアロックの施錠、開錠をキー操作なしで行うキーレスドアロック装置の技術分野に属する。

従来では、ドアハンドル内にLFアンテナとタッチセンサを配置している（例えば、特許文献１参照。）。

また、複数のタッチセンサからなる多連タッチセンサでは、発振周波数の相互干渉を無くすために発振源を１つにしている（例えば、特許文献２参照。）。
特開２００４−１７６３４３号公報（２−１２頁、全図）特公平８−３０７２４号公報（２−５頁、全図）

しかしながら、従来のキーレスドアロック装置にあっては、タッチセンサとLFアンテナをドアハンドルに内蔵する場合、ドアハンドルを含む部分のコストが高いものになってしまうという問題があった。また、多連タッチセンサでは、同時に作動させた場合でも各センサの周波数の変動を電圧で検出できるが、タッチセンサとLFアンテナで同時に共振させた場合、LFアンテナのパワーが大きすぎて、周波数の変動を検出できないという問題があった。

本発明は、上記問題点に着目してなされたもので、その目的とするところは、LFアンテナとタッチセンサをドアハンドルに設ける場合に、コストを抑制させることができ、LFアンテナとタッチセンサを良好に使用できるキーレスドアロック装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明では、車載機のLFアンテナと、使用者がドアハンドル操作のために手をドアハンドルに近接させたことを検出するタッチセンサとを車両のドアハンドルに設け、携帯機と車載機とが通信により認証を行って、ドアロックの施錠、開錠をキー操作なしで行うキーレスドアロック装置において、前記LFアンテナと前記タッチセンサで共用化された発振回路及びハーネスと、前記LFアンテナと前記タッチセンサの周波数の関係を倍数倍となるようにした周波数生成手段と、前記LFアンテナと前記タッチセンサを周波数を切り替えることで個別に動作させる切替手段とを備える、ことを特徴とする。

よって、請求項１記載の発明にあっては、LFアンテナとタッチセンサをドアハンドルに設ける場合に、コストを抑制させることができ、LFアンテナとタッチセンサを良好に使用できる。

以下、本発明のキーレスドアロック装置を実現する実施の形態を、実施例１に基づいて説明する。

まず、構成を説明する。

図１は実施例１のキーレスドアロック装置の車載機と携帯機の構成を示すブロック図である。
実施例１のキーレスドアロック装置１は、車載機２と携帯機３を主要な構成としている。
車載機２は、車載機コントローラ２１、ハンドル部２２、RF受信回路部２３、室内アンテナ２４、ロック状態入力部２５、ロック出力部２６、アンロック出力部２７を主要な構成としている。

車載機コントローラ２１は、携帯機３との通信により認証を行い、また、タッチセンサ２２ｂやスイッチ２２ｃからの入力状態と合わせて、ロック、アンロックの判断を行って、図示しないドアロックアクチュエータへの制御出力を行う。
ハンドル部２２は、LF送信アンテナ２２ａ、タッチセンサ２２ｂ、スイッチ２２ｃを主要な構成とし、車両の各ドアのハンドル部分に設けられる。
LF送信アンテナ２２ａは、車室外となるドアハンドル部分から、車外へ向かってLF波による送信を携帯機３に向けて行う。このLF送信アンテナ２２ａについての詳細な構成は後述する。
タッチセンサ２２ｂは、センシングする部分に人が接触することによる静電容量の変化を検出するものであり、ドアハンドルへの接触を検出する。このタッチセンサ２２ｂの構成については後述する。
スイッチ２２ｃは、車両の使用者が押すことで操作入力を行うものであり、実施例１では施錠時に使用する。

RF受信回路部２３は、携帯機３からのRF波による送信を受信する。
室内アンテナ２４は、LF送信アンテナ２４ａ〜２４ｃからなり、車室内の携帯機３に向かって送信を行うものである。LF送信アンテナ２４ａ〜２４ｃを３つ設けているのは、異なる３箇所に配置して、車室内での死角がないようにするためである。
ロック状態入力部２５は、ドアロックアクチュエータ（図示しない）または、センサ（図示しない）から、ドアロックの状態がロック状態かアンロック状態かを入力する。

ロック出力部２６は、車載機コントローラ２１からの指令によりドアロックアクチュエータへドアをロック状態（施錠）にする出力を行う。
アンロック出力部２７は、車載機コントローラ２１からの指令によりドアロックアクチュエータへドアをアンロック状態（開錠）にする出力を行う。

携帯機３は、携帯機コントローラ３１、受信アンテナ部３２、RF送信回路部３３を主要な構成としている。
携帯機コントローラ３１は、個別に認識されるための識別データを記憶し、所定の通信、認証手順により車載機２との間で通信による認証を行う。
受信アンテナ部３２は、LF受信アンテナ３２ａ〜３２ｃにより構成され、３つのアンテナにより複数方向のいずれかからとなる車載機２からの送信を受信する。
RF送信回路部３３は、RF波により車載機２への送信を行う。

図２は実施例１のキーレスドアロック装置１のLF送信アンテナ２２ａ及びタッチセンサ２２ｂの回路構成を示すブロック図である。
実施例１のLF送信アンテナ２２ａ及びタッチセンサ２２ｂは、回路構成の１一部とハーネスを共用化し、切り替えて使用するものである。
LF送信アンテナ２２ａ及びタッチセンサ２２ｂの回路構成は、発振回路４１、分周回路４２、ローパスフィルタ４３ａ，４３ｂ、スイッチ回路４４、アンプＯＰ１、抵抗Ｒ１、ハーネス５、LF送信アンテナ２２ａ、タッチセンサ２２ｂにより構成されている。

発振回路４１は、所定の周波数、例えば１MHzの矩形波信号を出力する。
分周回路４２は、複数のフリップフロップ４２ａ〜４２ｃからなり、発振回路４１の出力を入力とし、これを分周する。フリップフロップ４２ｃからの出力はLF送信アンテナ２２ａで用いる例えば１２５Hzとなるようにし、その１段前のフリップフロップ４２ｂからの出力はタッチセンサ２２ｂで用いる例えば２５０kHzとなるようにしている。つまり１MHzの周波数を低くして、２５０kHzと１２５kHzを取り出すのである。

ローパスフィルタ４３ａ，４３ｂは、矩形波信号をサイン波信号に変換する。つまり、デジタル信号をアナログ信号に変換する。
スイッチ回路４４は、車載機コントローラ２１の制御により、ローパスフィルタ４３ａから出力される周波数１２５kHzの信号を通すか、ローパスフィルタ４３ｂから出力される周波数２５０kHzの信号を通すかを切り替える。
アンプＯＰ１は、信号を増幅する。
抵抗Ｒ１は信号の振幅を調整する。

LF送信アンテナ２２ａは、抵抗Ｒ２、コイルＬ１、コンデンサＣ１からなり、所定周波数電流、例えば１２５kHzの信号の入力により共振し、LF電波を放射する。
タッチセンサ２２ｂは、抵抗Ｒ３、コイルＬ２、コンデンサＣ２からなり、使用者の手が接触することで、擬似容量としてのコンデンサＣ３が
接続された状態となることで、共振周波数が変化し、その変化により接触したかどうかを検出する。

作用を説明する。
[キーレスドアロック処理]
図３に示すのは、実施例１のキーレスドアロック装置１の車載機コントローラ２１及び携帯機コントローラ３１で実行されるキーレスドアロック処理の流れを示すフローチャートで、以下各ステップについて説明する。

ステップＳ１では、ドアロックアクチュエータによりドアロックをロック状態（施錠）にする。

ステップＳ２では、タッチセンサ２２ｂに入力があったかどうかを判断し、入力があったならばステップＳ３へ進み、入力がないならばステップＳ１へ戻る。

ステップＳ３では、LF波信号を車載機２から携帯機３へ送信する。このLF波信号には、車載機２のID情報、又は車載機２と携帯機３で取り決めたID情報が含まれることになる。

ステップＳ４では、携帯機３が行う、車載機２からのLF波信号によるID照合により照合がOKかNGかを判断し、OKならばステップＳ５へ進み、NGならばステップＳ１へ戻る。

ステップＳ５では、RF波信号を携帯機３から車載機２へ送信する。このRF波信号には、携帯機３のID情報、又は車載機２と携帯機３で取り決めたID情報が含まれることになる。

ステップＳ６では、車載機２が行う、携帯機３からのRF波信号によるID照合により照合がOKかNGかを判断し、OKならばステップＳ７へ進み、NGならばステップＳ１へ戻る。

ステップＳ７では、ドアロックアクチュエータによりドアロックをアンロック状態（開錠）にする。

なお、上記ステップでは、説明しないが、本実施例１のキーレスドアロック装置１では、スイッチ２２ｃを設けているので、例えば、積極的に車両の使用者が施錠を行いたい場合に、スイッチ２２ｃを押すことにより、その時点でドアをロック状態にするのに用いればよい。

また、LF送信アンテナ２２ａによるLF波の送信は所定距離範囲内で行われるため、ID照合による認証が成立したことは、携帯機３が車両の所定距離範囲内にいることを意味する。

[LF送信アンテナとタッチセンサを切り替えて動作させる作用]
実施例１のキーレスドアロック装置１では、スイッチ回路４４による駆動周波数の切り替えにより、LFアンテナ２２ａとタッチセンサ２２ｂを使用する。
LFアンテナ２２ａは、ステップＳ３の処理の際に使用され、タッチセンサ２２ｂはステップＳ２の処理の際に使用される。そのため、ほとんどの期間はタッチセンサ２２ｂの使用期間となる。
タッチセンサ２２ｂが使用されている状態は、スイッチ回路４４によりローパスフィルタ４３ｂの出力が選択された状態である。この状態では、発振回路４１からの１MHzの矩形波を分周回路４２のフリップフロップ４２ａ〜４２ｃの途中のフリップフロップ４２ｂから取り出すことで、２５０kHzに分周した矩形波出力を取り出すことができる。この矩形波をローパスフィルタ４３ｂでサイン波に変換し、アンプＯＰ１で増幅し、共用化されたハーネス５によりタッチセンサ２２ｂへ送る。タッチセンサ２２ｂでは、この周波数信号により共振し、図５の符号２００の波形を得る。

車両の使用者が接触すると、図２に示すように擬似容量Ｃ３が接続された状態となり、図５の符号２００の波形から符号３００の波形へと共振周波数の波形が変移することになり、この変移を検出することで、使用者の接触を検出する。
具体的には、共振用のコイルＬ２とコンデンサＣ２との間の電圧、又は駆動側の電流値を検出すればよい。

なお、スイッチ回路４４による切り替えにより、選択された２５０kHzの駆動周波数信号は、LF送信アンテナ２２ａにも送られるが、共振周波数以外であるので、電圧、電流ともに小さく、影響は無視できる。

このようにして、タッチセンサ２２ｂの入力をステップＳ２の処理で監視し、入力を検出してステップＳ３の処理へ移行すると、車載機コントローラ２１はスイッチ回路４４を切り替えさせ、ローパスフィルタ４３ａを選択させる。
すると、発振回路４１から出力される１MHzの矩形波出力を分周回路４２のフリッププロップ４２ａ〜４２ｃで分周した、フリップフロップ４２ｃからの１２５kHzの出力を選択する。

フリップフロップ４２ｃからの出力は、ローパスフィルタ４３ａでサイン波へ変換され、アンプＯＰ１で増幅され、抵抗Ｒ１で振幅を調整し、共用化されたハーネスを通過してLF送信アンテナ２２ａへ送られる。
この周波数信号に対して共振することにより、図４に示すの符号１００の波形を得ることができる。また、この共振により電波信号を放射する。
なお、この１２５kHzの駆動周波数信号は、タッチセンサ２２ｂにも送られるが、共振しないため電圧、電流ともに小さく影響は無視できる。
このように実施例１のキーレスドアロック装置１では、発振回路４１、分周回路４２のフリップフロップ４２ａ，４２ｂ、アンプＯＰ１、ハーネス５を共用化して、切り替えてLF送信アンテナとタッチセンサであるLC共振回路を同一の回路にしながらも個別に動作させることができる。
この個別に動作させて使用できる点は、システム上支障なく使用できるため、非常に好ましい。

[LF送信アンテナとタッチセンサの共振周波数の関係について]
実施例１のキーレスドアロック装置では、LF送信アンテナ２２ａとタッチセンサ２２ｂの共振周波数を、LF送信アンテナ２２ａを低周波側、タッチセンサ２２ｂが高周波側になるようにしている。これによって、タッチセンサ２２ｂよりも大電流を扱うことになるLF送信アンテナ２２ａが、ラジオへの妨害となることを抑制できる。約５００kHz以上がラジオの周波数帯だからである。

さらに、LF送信アンテナ２２ａの共振周波数とタッチセンサ２２ｂの共振周波数の関係を倍数倍にしているため、図２に示すように分周回路４２のフリップフロップ４２ａ〜４２ｃの最終出力をLF送信アンテナ２２ａに使用し、その途中のフリップフロップ４２ｂから出力を取り出すことでタッチセンサ２２ｂに使用できるため、共用部分が増え、さらにコストが抑制できる。

[コストを抑制する作用]
実施例１のキーレスドアロック装置１では、LF送信アンテナ２２ａとタッチセンサ２２ｂの回路構成において、発振回路４１、分周回路４２のフリップフロップ４２ａ，４２ｂ、アンプＯＰ１、ハーネス５を共用化しているので、非常にコストが抑制できる。
特にハーネスは、図２では短いものと表現されているが、実際には、車両の各ドアハンドル部分から、車載機コントローラ２１へ配線されるため、その効果は大きい。

また、ハーネスの共用化は、接続部分となるコネクタを小型にすることができ、さらなるコスト低減、省スペース化につながる。
またさらに、ハーネスの共用化は、ハーネス回路の診断機能（断線、天絡、地絡の検出）の削減を可能にする。
このように車両装置において、ハーネスの共有化は、大きな効果をもたらすことになる。車両では、乗員の乗り心地を向上させるための車室の拡大が要求され、ドア等の構造部分は、より無駄のない省スペースな構造が求められる。実施例１が共用化したハーネスは、ドアハンドル部分からドア内部を配線されることになるため、共用化によりハーネスが半分になることは、非常に大きい効果となる。

次に、効果を説明する。

実施例１のキーレスドアロック装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。

(1)車載機２のLFアンテナ２２ａと、使用者がドアハンドル操作のために手をドアハンドルに近接させたことを検出するタッチセンサ２２ｂとを車両のドアハンドルに設け、携帯機３と車載機２とが通信により認証を行って、ドアロックの施錠、開錠をキー操作なしで行うキーレスドアロック装置１において、LFアンテナ２２ａとタッチセンサ２２ｂで共用化された発振回路４１及びハーネス５と、LFアンテナ２２ａとタッチセンサ２２ｂの周波数の関係を倍数倍となるようにした分周回路４２と、LFアンテナ２２ａとタッチセンサ２２ｂを、周波数を切り替えることで個別に動作させる車載機コントローラ２１で制御されるスイッチ回路４４とを備えるため、LFアンテナとタッチセンサをドアハンドルに設ける場合に、コストを抑制させることができ、LFアンテナとタッチセンサを良好に使用できる。

(2)LFアンテナ２２ａの共振周波数をタッチセンサ２２ｂの共振周波数より低周波側にしたため、電流が大きくなるLFアンテナ２２ａの周波数をラジオの周波数帯からより離間させて、ラジオへの影響を小さくすることができる。

(3)分周回路４２は、複数のフリップフロップ４２ａ〜４２ｃで分周を行い、その最終的な出力と、分周の途中の出力により、切り替える駆動周波数信号を構成するため、分周回路４２の一部が共用化され、さらにコストを抑制することができる。

以上、本発明のキーレスドアロック装置を実施例１に基づき説明してきたが、具体的な構成については、これらの実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。

図２に示した回路構成は、全部又は一部が車載機コントローラ２１の内部に設けられるものであってもよいし、全部が車載機コントローラ２１と別に設けられるものであってもよい。
図示しないドアロックアクチュエータのコントローラは、車載機コントローラと共用であっても、別のコントローラであってもよい。
キーレスドアロック装置は、携帯機３との認証により、他の動作、例えばエンジンをスタートさせる動作を有するものであってもよい。
スイッチは、キーレスドアロック装置において、実施例１以外に用いられてもよい。また、スイッチを有しない構成であってもよい。

実施例１のキーレスドアロック装置の車載機と携帯機の構成を示すブロック図である。実施例１のキーレスドアロック装置１のLF送信アンテナ２２ａ及びタッチセンサ２２ｂの回路構成を示すブロック図である。実施例１のキーレスドアロック装置１の車載機コントローラ２１及び携帯機コントローラ３１で実行されるキーレスドアロック処理の流れを示すフローチャートである。実施例１におけるLF送信アンテナとタッチセンサの共振周波数特性を示すグラフ図である。

符号の説明

１キーレスドアロック装置
２車載機
２１車載機コントローラ
２２ハンドル部
２２ａ LF送信アンテナ
２２ｂタッチセンサ
２２ｃスイッチ
２３ RF受信回路部
２４室内アンテナ
２４ａ〜２４ｃ LF送信アンテナ
２５ロック状態入力部
２６ロック出力部
２７アンロック出力部
３携帯機
３１携帯機コントローラ
３２受信アンテナ部
３２ａ〜３２ｃ LF受信アンテナ
３３ RF送信回路部
４１発振回路
４２分周回路
４２ａ〜４２ｃフリップフロップ
４３ａ，４３ｂローパスフィルタ
４４スイッチ回路
５ハーネス
１００（LF送信アンテナの共振周波数を示す）波形
２００（タッチセンサが非タッチ状態の共振周波数を示す）波形
３００（タッチセンサがタッチ状態の共振周波数を示す）波形
Ｃ１〜Ｃ３コンデンサ（但し、Ｃ３は擬似容量である）
Ｌ１，Ｌ２コイル
ＯＰ１アンプ
Ｒ１〜Ｒ３抵抗

Claims

車載機のLFアンテナと、使用者がドアハンドル操作のために手をドアハンドルに近接させたことを検出するタッチセンサとを車両のドアハンドルに設け、
携帯機と車載機とが通信により認証を行って、ドアロックの施錠、開錠をキー操作なしで行うキーレスドアロック装置において、
前記LFアンテナと前記タッチセンサで共用化された発振回路及びハーネスと、
前記LFアンテナと前記タッチセンサの周波数の関係を倍数倍となるようにした周波数生成手段と、
前記LFアンテナと前記タッチセンサを周波数を切り替えることで個別に動作させる切替手段と、
を備える、
ことを特徴とするキーレスドアロック装置。