JP2009019439A

JP2009019439A - スマートキーレスエントリシステム

Info

Publication number: JP2009019439A
Application number: JP2007183878A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Hamada; 康浜田
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2007-07-13
Filing date: 2007-07-13
Publication date: 2009-01-29
Anticipated expiration: 2027-07-13
Also published as: JP5088026B2

Abstract

【課題】他の無線装置の通信を妨害することを抑制する。
【解決手段】本発明は、車両に搭載される車載機と乗員が携帯する携帯機とからなり、車載機の送信アンテナ１０２ｂ（１０２ｅ）から携帯機の受信手段に信号を送信するとともに、車載機が携帯機からの信号を受信して車載制御機器を制御するスマートキーレスエントリシステムであって、送信アンテナ１０２ｂ（１０２ｅ）は、送信する信号に対応する磁界をその周りに形成するように構成されているとともに、携帯機の受信手段が送信アンテナ１０２ｂ（１０２ｅ）周りの磁界を検出し、その検出磁界に基づいて前記信号を受信するように構成されており、送信アンテナ１０２ｂ（１０２ｅ）は、磁界を形成する磁界形成手段１０２０と、磁界形成手段１０２０を覆いつつ該磁界形成手段１０２０が形成した磁界を透過するメッシュ状の電界シールドカバー部材１０２２とを有する。
【選択図】図４

Description

本発明は、キーを用いなくても車両のドアをロック/アンロックし、或いはエンジンの始動を許可するスマートキーレスエントリシステムに関し、スマートキーレスエントリシステムにおける無線通信の技術分野に属する。

従来、乗員が携帯する携帯機からの信号に基づいて車両のドアをロックまたはアンロックし、或いはエンジンの始動を許可する制御システムが存在する（例えば、特許文献１参照。）。このシステムにおいては、従来のキーのように手による操作を実行することなく、携帯機を携帯するだけで従来のキーと同様の操作をすることができる。それゆえ、このシステムはスマートキーレスエントリシステムと呼ばれている。

スマートキーレスエントリシステムは、車両に搭載される車載機と乗員が携帯する携帯機とから構成され、これらの間で無線通信を実行することにより、車載機が車両のドアをロックまたはアンロックし、或いはエンジンの始動を許可する制御を実行する。例えば、携帯機を携帯する乗員が乗車するとエンジンの始動が許可される。

このようなスマートキーレスシステムにおいて、無線通信に磁界を利用したものがある。例えば、車載機の送信手段である送信アンテナがその周りに送信する信号に対応する磁界を形成し、携帯機の受信手段（例えば磁界検出回路）が、送信アンテナ周りに形成された磁界を検出し、その検出磁界に基づいて信号を受信するというものがある。アンテナ周りに形成される磁界は該アンテナから遠ざかるに従いその強度が小さくなるので、携帯機と車載機との通信は近距離通信となる。すなわち、車両に近い乗員が携帯する携帯機、言い換えると車両の乗車意思を持つ乗員が携帯する携帯機のみと車載機は通信することになる。その結果、例えば、車両の乗車意思を持たない該車両に遠い乗員が無意識に誤って携帯機を操作し、操作された携帯機が車載機と通信し、通信した車載機がドアをアンロックするなどの誤動作が抑制される。

特開２００６−１０４６６４公報

ところが、磁界を利用して無線通信するための送信アンテナは、その周りに磁界を形成するだけでなく電界も形成する。この電界により、他の無線装置の通信、例えば車載ラジオの受信が妨害されることがある。

そこで、本発明は、他の無線装置の通信の妨害を抑制する送信アンテナを備える車載機と、該送信アンテナと通信する受信機を備える携帯機とから構成されるスマートキーレスエントリシステムを提供することを課題とする。

上述の課題を解決するために、本願の請求項１に記載の発明は、車両に搭載される車載機と乗員が携帯する携帯機とからなり、前記車載機の送信アンテナから前記携帯機の受信手段に信号を送信するとともに、前記車載機が前記携帯機からの信号を受信して車載制御機器を制御するスマートキーレスエントリシステムであって、前記送信アンテナは、送信する信号に対応する磁界をその周りに形成するように構成されているとともに、前記携帯機の受信手段が前記送信アンテナ周りの磁界を検出し、その検出磁界に基づいて前記信号を受信するように構成されており、かつ、前記送信アンテナは、磁界を形成する磁界形成手段と、前記磁界形成手段を覆いつつ該磁界形成手段が形成した磁界を透過するメッシュ状の電界シールドカバー部材とを有することを特徴とする。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のスマートキーレスエントリシステムにおいて、前記送信アンテナは、前記磁界形成手段と前記電界シールドカバー部材とを成形樹脂内に配置して構成されることを特徴とする。

さらに、請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載のスマートキーレスエントリシステムにおいて、前記送信アンテナは、放送用受信アンテナ近傍の車両位置に配置されることを特徴とする。

さらにまた、請求項４に記載の発明は、請求項１から３のいずれかに記載のスマートキーレスエントリシステムにおいて、前記送信アンテナは、リヤガラスに設けられたガラスアンテナに近い車両後部に配置されていることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、送信アンテナの磁界形成手段を覆う電界シールドカバー部材により、磁界形成手段から発生した電界が該カバー部材外部に漏れないようにシールドされ、送信アンテナの周りに電界が形成されることが抑制される。これにより、電界による他の無線装置の通信への妨害が抑制される。一方、電界シールドカバー部材がメッシュ状であるため、磁界形成手段から発生した磁界は電界シールドカバー部材を透過することができる。これにより、送信アンテナ周りに携帯機の受信手段と通信するために必要な磁界が形成される。

また、請求項２に記載の発明によれば、送信アンテナは、磁界形成手段と電界シールドカバー部材とを成形樹脂内に配置して構成される。これにより、磁界形成手段と電界シールドカバー部材は、成形樹脂によって保護されつつ、車両の所定の位置に取り付けやすい一体化された送信アンテナを構成する。

さらに、請求項３に記載の発明によれば、送信アンテナは、電界シールドカバー部材によって該送信アンテナの周りに電界が形成されることが抑制されているため、放送用受信アンテナ近傍の車両位置に配置することができる。これにより、放送用受信アンテナは、電界に影響されることなく良好に受信できる。

さらにまた、請求項４に記載の発明によれば、送信アンテナは、電界シールドカバー部材によって該カバー部材の外部に電界が形成されることが抑制されているため、リヤガラスに設けられたガラスアンテナに近い車両後部に配置することができる。れにより、ガラスアンテナは、電界に影響されることなく良好に受信できる。

図１は本発明の一実施形態に係るスマートキーレスエントリシステムが搭載された車両と該システムの携帯機が示されている。また、図２には、スマートキーレスエントリシステムの構成が示されている。

図２に示すように、スマートキーレスエントリシステムは、図１に示す車両１０に搭載される車載機１００と、乗員に携帯される携帯機２００とから構成される。

車載機１００は、携帯機２００に信号を送信するための複数のＬＦ送信アンテナ１０２ａ〜１０２ｅと、携帯機２００からの信号を受信するためのＵＨＦ受信機１０４と、複数のＬＦ送信アンテナ１０２ａ〜１０２ｅに種々の信号を送信させるとともに、ＵＨＦ受信機１０４が受信した信号に基づいて車両１０に搭載された制御機器を制御する制御装置１０６とから構成される。

複数のＬＦ送信アンテナ１０２ａ〜１０２ｅそれぞれは、図１に示すように、車両１０の所定の位置に配置されている。ＬＦ送信アンテナ１０２ａは助手席１２側の前側ドア１４内に、１０２ｂはリヤドア１６内に、１０２ｃは運転席側のドア内１８に、１０２ｄは助手席１２の前側に、そして１０２ｅは、車室の中央の後部席２０の下に配置されている。

また、複数のＬＦ送信アンテナ１０２ａ〜１０２ｅそれぞれは、制御装置１０６に制御されてその周りに送信する信号に対応するＬＦ帯の磁界を形成し、図２に示すように後述する携帯機２００の磁界検出回路に形成したＬＦ帯の磁界を検出させてその検出磁界に基づいて上述の信号（磁界信号）を受信させることにより、アンテナから携帯機への近距離通信（磁界通信）を実行するように構成されている。ＬＦ帯の磁界を利用した通信であるため、図３に示すように、ＬＦ送信アンテナ１０２ａ〜１０２ｅの送信範囲（通信可能範囲）は小さい。ＬＦ送信アンテナ１０２ａは助手席側ドア１４の外側を送信範囲Ａ１とし、１０２ｂはリヤドア１６の外側を送信範囲Ａ２とし、１０２ｃは運転席側ドア１８の外側を送信範囲Ａ３とし、１０２ｄは車室内前側を送信範囲Ａ４とし、そして１０２ｅは車室内後側を送信範囲Ａ５としている。

さらに、図１に示すように、リヤドア１６のガラス窓（リヤガラス）に設けられたガラスアンテナ２２に近いＬＦ送信アンテナ１０２ｂと１０２ｅは、ガラスアンテナ２２を用いた無線通信を妨害しないように構成されている。

具体的に、ＬＦ送信アンテナ１０２ｂ（１０２ｅ）の構造を示す図４を参照しつつ説明する。

図４に示すＬＦ送信アンテナ１０２ｂ（１０２ｅ）は、磁界を形成する手段であるコイル１０２０と、コイル２４を覆う電界シールドカバー部材１０２２と、コイル１０２０と電界シールド部材１０２２とを内部に配置して保持する成形樹脂１０２４とから構成される。

コイル１０２０は、フェライトなどの磁性体（コア）１０２６に、磁性体１０２６の長尺方向１０２８と直交する方向を巻回方向として表面を絶縁被覆した電線１０３０を巻回したものである。この電線１０３０に流れる電流を車載機１００の制御装置１０６が制御することにより、磁性体１０２６の長尺方向一端から他端に向かう磁界、すなわちＬＦ送信アンテナ１０２ｂ（１０２ｅ）の周りに形成される磁界が送信する種々の信号に対応する種々の磁界に変化される。

電界シールドカバー部材１０２２は、コイル１０２０全体を覆い包むメッシュ状のカバー部材であって、コイル１０２０から発生する電界をカバー部材１０２２外部に漏れないように（カバー部材１０２２の外部に電界が形成されることを抑制するために）シールドするためのものである。

電界が電界シールドカバー部材１０２２の外部に形成されることを抑制する理由は、ＬＦ送信アンテナ１０２ｂ（１０２ｅ）の近くにガラスアンテナ２２が存在し、このガラスアンテナ２２を介する通信を妨害しないためである。例えば、ガラスアンテナ２２がテレビやラジオなどの放送を受信するためのアンテナである場合、ガラスアンテナ２２がＬＦ送信アンテナ１０２ｂ（１０２ｅ）が形成する電界（アンテナ１０２ｂ（１０２ｅ）が電界シールドカバー部材１０２２を備えていない場合に形成される電界）内に存在すると、ガラスアンテナ２２が良好に放送を受信できないことがある。

また、電界シールドカバー部材１０２２がメッシュ状、すなわち無数の開口を備える構造である理由は、コイル１０２０から発生する磁界を透過させるためである。電界シールドカバー部材１０２２が電界のみならず磁界までシールドするとＬＦ送信アンテナ１０２ｂ（１０２ｅ）と携帯機２００の磁界検出回路との通信が実行できないためである。

そのため、電界シールドカバー部材１０２２は、電界をシールドするために導電性が高い材料であって磁界をシールドしない透磁率が低い材料である、金、銀、銅、アルミニウムなどの導電性体から作製されている。また、電界シールドカバー部材１０２２は、電気的に接地されている。

成形樹脂１０２４は、コイル１０２０と電界シールドカバー部材１０２２とを保護しつつ、これらを一体にしてＬＦ送信アンテナ１０２ｂ（１０２ｅ）を取り扱いやすい１つの部材（部品）として構成するためのものである。

図１や図３に戻り、ＵＨＦ受信機１０４は、運転席の前側に配置されている。また、ＵＨＦ受信機１０４は、図２に示すように、後述する携帯機２００のＵＨＦ送信アンテナからのＵＨＦ帯の電波信号を受信するように、また受信した電波信号に対応する信号を制御装置１０６に出力するように構成されている。

制御装置１０６は、ＵＨＦ受信機１０４からの信号に基づいて、車両１０に搭載されているドアロックアクチュエータ５０、エンジン制御ユニット（ＥＣＵ）５２、警報器５４などの車載制御機器を制御するように構成されている。ドアロックアクチュエータ５０は、助手席側ドア１４、リヤドア１６、運転席側ドア１８、および後部座席ドアそれぞれに設けられており、これらのドアをロックするまたはアンロックするものである。ＥＣＵ５２は、エンジンを制御するためのもので、制御装置１０６がＥＣＵ５２にエンジンの始動を許可するように構成されている。なお、エンジンの始動は、制御装置１０６がエンジンの始動をＥＣＵ５２に許可した後、イグニッションノブスイッチ（図示せず）が乗員によりＯＮされることにより実行される。また、警報機器５４は、運転中に携帯機２００が車室内部から外部に持ち出されたときに警報するものである。これらの制御機器に対して制御装置１０６が実行する制御の詳細については後述する。

一方、携帯機２００は、図１に示すように携帯可能な大きさのカード状であって、図２に示すように車載機１００の複数のＬＦ送信アンテナ１０２ａ〜１０２ｅのいずれかからの信号を受信するための磁界検出回路２０２と、車両外の乗員がドアをロックするロックスイッチ２０４ａおよびドアをアンロックするアンロックスイッチ２０４ｂと、車載機１００のＵＨＦ受信機１０４にＵＨＦ送信アンテナ２０６を介してＵＨＦ帯の電波を送信するＵＨＦ送信回路２０８と、ＵＨＦ送信回路２０８を制御して種々の信号を送信させる制御装置２１０とを有する。

磁界検出回路２０２は、車載機１００の複数のＬＦ送信アンテナ１０２ａ〜１０２ｅのいずれかの送信範囲内に携帯機２００が存在し、その送信範囲内のＬＦ送信アンテナが磁界信号を出力すると、その磁界信号を受信するように構成されている。また、受信した磁界信号に対応する信号を制御装置２１０に出力するように構成されている。

ロックスイッチ２０４ａおよびアンロックスイッチ２０４ｂは、図１に示すように乗員が押すボタン状の操作スイッチであって携帯機１００に設けられている。乗員が押す操作を実行すると、ロックスイッチ２０４ａおよびアンロックスイッチ２０４ｂは操作されたことを示す信号を制御装置２１０に出力するように構成されている。

ＵＨＦ送信回路２０８は、制御装置２１０に制御されて種々の信号をＵＨＦ送信アンテナ２０６を介して送信できるように構成されている。なお、車載機１００から携帯機２００への送信は磁界信号であるのに対し、携帯機２００から車載機１００への送信にＵＨＦ帯の電波信号を使用する理由は、携帯機２００に内蔵するＵＨＦ送信アンテナ２０６を小型化できるためである、すなわち携帯機２００をカード状に小型化することを可能にするためである。

制御装置２１０は、磁界検出回路２０２やロックスイッチ２０４ａ、アンロックスイッチ２０４ｂからの信号に基づいてＵＨＦ送信回路２０８を制御するように構成されている。制御内容については後述する。

ここからは、スマートキーレスエントリシステムの動作、すなわち車載機１００と携帯機２００の動作を説明しつつスマートキーレスエントリシステムの各構成要素の詳細について説明する。

まず、携帯機２００を携帯する乗員が車両１０に乗車するためにドアをアンロックするまたは降車してドアをロックするために、ロックスイッチ２０４ａまたはアンロックスイッチ２０４ｂを操作した場合（すなわち、車室外の乗員が操作した場合）、携帯機２００の制御装置２１０は、ＵＨＦ送信回路２０８に信号を送信させる。

ドアをロックするためのロック信号またはアンロックするためのアンロック信号を車載機１００のＵＨＦ受信機１０４が受信すると、車載機１００の制御装置１０６は、リクエスト信号を複数のＬＦ送信アンテナ１０２ａ〜１０２ｅそれぞれを介して送信する。

このとき、携帯機２００がＬＦ送信アンテナ１０２ａ〜１０２ｅのいずれかの送信範囲内に存在するとき、携帯機２００の磁界検出回路２０２は携帯機２００が存在する送信範囲のアンテナからリクエスト信号を受信する。

そして、携帯機２００は、ＵＨＦ送信回路２０８を制御してＩＤ信号（携帯機２００のＩＤを示す信号）を送信する。

車載機１００のＵＨＦ受信機１０４がＩＤ信号を受信すると、車載機１００の制御装置１０６は受信したＩＤ信号に基づいてＩＤ認証を行う。ＩＤ認証が成立した場合、制御装置１０６は、ロックアクチュエータ５０を制御して車両のドアをアンロックするまたはロックする。

一方、ＩＤ認証が成立しない場合、またはＩＤ信号をリクエスト信号を送信してから所定の時間内にＵＨＦ受信機１０４が受信できなかった場合、制御装置１０６はドアをロックするまたはアンロックする制御を実行しない（タイムアウトとする。）。

次に、乗員が車両１０に乗車すると（例えば、携帯機２００によってドアがアンロックされた後、ドアが一度開けられ再び閉じられることをドアの開閉センサが検出すると）、車載機１００の制御装置１０６は、ＥＣＵ５２にエンジンの始動を許可するために、携帯機２００が車室内に存在することを確認する。すなわち携帯機２００を携帯する乗員が乗車しているか否かを確認する。

具体的には、車載機１００の制御装置１０６が車室用の送信アンテナ１０２ｄ、１０２ｅから携帯機２００が車室に存在することを確認するためのリクエスト信号を送信し、このリクエスト信号を受信した携帯機２００がＩＤ信号を送信し、車載機１００は、受信したＩＤ信号に基づいてＩＤ認証が成立したときに、携帯機２００が車室内に存在することを確認する。

携帯機２００が車両１０の車室内に存在することを確認すると、車載機１００の制御装置１０６は、ＥＣＵ５２にエンジンの始動を許可する。この状態で乗員がイグニッションスイッチ（図示せず）をＯＮすると、ＥＣＵ５２はエンジンを始動させる。

また、携帯機２００が車両１０の車室内に存在することの確認は、一度車室内に携帯機２００が存在することが確認されてからドアが開けられるまで（ドアを開けて携帯機２００を携帯する乗員が降車するまで）、定期的に行われる。これは、例えば、運転中にもかかわらず、車両１０が停車してドアのガラス窓が開けられ、この窓ガラスを介して荷物とともに携帯機２００が車室外に持ち出される可能性があるためである。携帯機２００が車室外に持ち出されると、停車状態から復帰する際にエンジンの再始動ができないことがある。

この対処のために、一度車室内に携帯機２００が存在することが確認されてからドアが開けられるまで、車載機１００の制御装置１０６は、定期的に携帯機２００が車室内に存在することを確認し、確認できなかった場合は警報器５４を制御して警報するように構成されている。

なお、携帯機２００が車両１０の車室内に存在することを確認するときにガラスアンテナ２２がテレビやラジオなどの放送を受信している場合、ＬＦ送信アンテナ１０２ｅのコイル１０２０が磁界と電界とを発生させることになるが、電界シールドカバー部材１０２２がコイル１０２０から発生した電界を該カバー部材１０２２の外部に漏れないようにシールドするため、ガラスアンテナ２２は、携帯機２００の車室存在確認以外のときと同様に良好に放送を受信することができる。

以上、上述の実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明はこれに限定されない。

上述の実施形態において、電界シールドカバー部材を備えるＬＦ送信アンテナは、複数のＬＦ送信アンテナ１０２ａ〜１０２ｅの中のガラスアンテナ２２に近い車両１０後部のアンテナ１０２ｂと１０２ｅだけであったが、全てのアンテナが電界シールドカバー部材を備えてもよい。また、ガラスアンテナ２２に限らず他の無線装置が近くに存在するＬＦ送信アンテナ、また他の無線装置が近くに一時的にも存在する可能性があるＬＦ送信アンテナに電界シールドカバー部材を備えてもよい。

なお、逆説的に言えば、本発明に係る磁界を利用して携帯機と通信する送信アンテナは、その周りの電界の形成を抑制したものであるため、他の無線装置によってレイアウトが制限されることがなく、車両のいずれの位置にも配置することが可能である。

以上のように本発明によれば、スマートキーレスエントリシステムの車載機の送信アンテナが、他の無線装置の通信を妨害することが抑制される。したがって、スマートキーレスエントリシステムを搭載した車両製造産業分野において好適に利用される可能性がある。

本発明の一実施形態に係るスマートキーレスエントリシステムを搭載した車両と、該システムの携帯機を示す図である。本発明の一実施形態に係るスマートキーレスエントリシステムの構成を示す図である。スマートキーレスエントリシステムの車載機が備える複数のＬＦ送信アンテナの送信範囲を示す図である。送信アンテナの構造を示す図である。

符号の説明

１０２ｂ（１０２ｅ）送信アンテナ（ＬＦ送信アンテナ）
１０２０磁界形成手段（コイル）
１２２２電界シールドカバー部材

Claims

車両に搭載される車載機と乗員が携帯する携帯機とからなり、前記車載機の送信アンテナから前記携帯機の受信手段に信号を送信するとともに、前記車載機が前記携帯機からの信号を受信して車載制御機器を制御するスマートキーレスエントリシステムであって、
前記送信アンテナは、送信する信号に対応する磁界をその周りに形成するように構成されているとともに、前記携帯機の受信手段が前記送信アンテナ周りの磁界を検出し、その検出磁界に基づいて前記信号を受信するように構成されており、かつ、
前記送信アンテナは、磁界を形成する磁界形成手段と、前記磁界形成手段を覆いつつ該磁界形成手段が形成した磁界を透過するメッシュ状の電界シールドカバー部材とを有することを特徴とするスマートキーレスエントリシステム。
請求項１に記載のスマートキーレスエントリシステムにおいて、
前記送信アンテナは、前記磁界形成手段と前記電界シールドカバー部材とを成形樹脂内に配置して構成されることを特徴とするスマートキーレスエントリシステム。
請求項１または２に記載のスマートキーレスエントリシステムにおいて、
前記送信アンテナは、放送用受信アンテナ近傍の車両位置に配置されることを特徴とするスマートキーレスエントリシステム。
請求項１から３のいずれかに記載のスマートキーレスエントリシステムにおいて、
前記送信アンテナは、リヤガラスに設けられたガラスアンテナに近い車両後部に配置されていることを特徴とするスマートキーレスエントリシステム。