JP2010031589A

JP2010031589A - スマートキーシステム

Info

Publication number: JP2010031589A
Application number: JP2008196760A
Authority: JP
Inventors: Motoki Kono; 元紀河野; Takashi Arai; 高志荒井; Masahiko Asakura; 正彦朝倉
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2008-07-30
Filing date: 2008-07-30
Publication date: 2010-02-12
Anticipated expiration: 2028-07-30
Also published as: JP4931877B2

Abstract

【課題】車両の周辺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、携帯機１と車両制御装置２との通信が妨げられる程度に車両周辺の通信環境が悪い場合、車両制御装置２による同期信号の送信継続期間が延長される。これにより、車両周辺の通信環境が悪い状況において有効アンテナを通じて指定期間内における同期信号の送信継続期間の終了が認識されなくなるので、有効アンテナが指定されなおされる。そして、先の有効アンテナとは異なる受信アンテナが有効アンテナとして指定されうる。
【選択図】図４

Description

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。

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）。
特開２００５−０７２９７２号公報

しかし、車両の周辺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。その一方、前記のように受信信号のレベルの高低に基づいて有効アンテナが指定される以上、有効アンテナの指定をいったん解除してもそれまでと同じ受信アンテナが有効アンテナとして再度指定されてしまい、有効アンテナが切り替えられない状態が継続する。

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ｔ₁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同期信号の送信継続期間の終了が認識されえないので有効アンテナの指定しなおしが必要であると判定される（図５右側上段／ＮＧ１参照）。そこで、時刻ｔ₂（＞ｔ₁）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再び測定された場合、ノイズレベルが高いための当該レベルがなおも最高の第１受信アンテナが有効アンテナとして再び指定される。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同期信号の送信継続期間の終了の認識、ひいては、そこまでの通信が失敗したと判定される（図５右側上段／ＮＧ２参照）。

そこで、本発明は、車両の周辺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。

第１発明のスマートキーシステムは、携帯機と、前記携帯機との通信結果に基づい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、前記携帯機が前記車両制御装置による同期信号の送信継続期間の終了を検出したことに応じて前記車両制御装置との同期をとり、その後に前記車両制御装置から送信される第１信号を起動信号として認識するスマートキーシステムであって、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とともに、前記起動信号の認識に成功したことを要件として前記送信アンテナを通じて第２信号を送信する一方、指定期間における前記同期信号の送信継続期間の終了の認識に失敗した場合または前記起動信号の認識に失敗した場合には前記有効アンテナを指定しなおし、前記車両制御装置が前記第２信号を受信し、前記第２信号に基づいて前記携帯機の認証に成功したことを要件として前記機器を動作させ、前記車両の周辺におけるノイズレベルが閾値以上である場合、前記ノイズレベルが前記閾値未満である場合と比較して前記同期信号の送信継続期間を延長することを特徴とする。

第１発明のスマートキーシステムによれば、携帯機と車両制御装置との通信が妨げられる程度に車両周辺の通信環境が悪い場合、車両制御装置による同期信号の送信継続期間が延長される。これにより、車両周辺の通信環境が悪い状況において有効アンテナを通じて指定期間内における同期信号の送信継続期間の終了が認識されなくなると、有効アンテナが指定されなおされる。そして、先の有効アンテナとは異なる受信アンテナが有効アンテナとして指定されうるので、車両周辺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、ドアのロックまたはアンロック等、車両の外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。

第２発明のスマートキーシステムは、第１発明のスマートキーシステムにおいて、前記車両制御装置が前記車両の周辺に存在する前記携帯機と通信するための車外用通信アンテナを備え、前記車外用通信アンテナにより検知される前記車両の周辺における電磁波強度に基づいて前記車両の周辺におけるノイズレベルを感知する、あるいは、前記機器が動作されない状態における前記機器を動作させる契機となるイベントの感知回数を前記ノイズレベルとして測定することを特徴とする。

第２発明のスマートキーシステムによれば、車外用通信アンテナによりノイズレベルが検知され、あるいは、機器が動作しない状態における機器動作の契機となるイベントの検知回数がノイズレベルとして測定される。そして、前記のようにノイズレベルに応じて先の有効アンテナとは異なる受信アンテナが有効アンテナとして指定されうるので、車外用通信アンテナにより検知される電磁波強度に基づいて感知される車両周辺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。

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。

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。

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。携帯機制御装置１０は有効アンテナを通じた受信信号に基づいて指定期間内における同期信号の送信継続期間の終了の認識に失敗した場合には有効アンテナを指定しなおす。

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。

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（本発明の「車両に搭載されている機器」に該当する。）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タスク実行要素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。車両制御装置２は車外用受信アンテナ２２１を通じて車両の周辺におけるノイズレベルを測定し、あるいは、ドアのロックまたはアンロックの契機となるイベントを感知し、ノイズレベルまたはイベントの感知回数が閾値以上である場合には車外用送信アンテナ２１１を通じた同期信号の送信継続期間を延長する。

前記構成のスマートキーシステムの機能について説明する。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。この状況で時刻ｔ₁において図４右側に示されている各受信アンテナ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１受信アンテナ１１１が有効アンテナとして指定される。また、図５に示されている状況でも前記のように時刻ｔ₁における受信信号のレベルが最高の第１受信アンテナ１１１が有効アンテナとして指定される。

さらに、有効アンテナを通じた受信信号に基づき、指定期間における同期信号の送信継続期間の終了の認識の成否が判定される（図２／Ｓ１０６）。ここで、同期信号の送信継続期間の終了の認識に失敗したと判定された場合（図２／Ｓ１０６‥ＮＯ）、再び各受信アンテナ１１１〜１１３の受信信号のレベルが測定され（図２／Ｓ１０２）、有効アンテナが指定される（図２／Ｓ１０４）。たとえば、第１受信アンテナ１１１を通じた受信信号においては後述するように同期信号の送信継続期間が延長されることにより、図４左側上段に示されているように時刻ｔ₁において同期信号の送信継続期間の終了の認識に失敗したと判定される（図４右側上段／ＮＧ１参照）。そこで、時刻ｔ₂（＞ｔ₁）において図４右側に示されている各受信アンテナ１１１〜１１３による受信信号のレベルが再び測定された場合、後述するように送信継続期間が延長された同期信号のレベルが最高の第３受信アンテナ１１３が第１受信アンテナ１１１に代わって有効アンテナとして指定される。

その一方、同期信号の送信継続期間の終了の認識に成功したと判定された場合（図２／Ｓ１０６‥ＹＥＳ）、有効アンテナを通じた受信信号に基づいて起動コード（第１信号）の認識の成否がさらに判定される（図２／Ｓ１０８）。たとえば、新たな有効アンテナである第３受信アンテナ１１３を通じた受信信号においては同期信号の送信継続期間の終了の認識が成功したと判定される（図４右側下段／ＯＫ参照）。

起動コードの認識が成功したと判定された場合（図２／Ｓ１０８‥ＹＥＳ）、送信アンテナ１２０を通じてＩＤコードが送信される（図２／Ｓ１１０）。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／Ｓ１１２）。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／Ｓ１１２‥ＹＥＳ）、送信アンテナ１２０を通じてレスポンスコード（第２信号）が送信される（図２／Ｓ１１４）。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１タスク、すなわち、車両のドアのロックまたはアンロックが実行される。一方、起動コードの認識が失敗した場合（図２／Ｓ１０８‥ＮＯ）、または、チャレンジコードの認識が失敗した場合（図２／Ｓ１１２‥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。

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。ドアのロックまたはアンロック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、ユーザがドアノブに手を近づけたときのドアまたはドアノブの静電容量の変化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）、車外用受信アンテナ２２１を通じて車両周辺のノイズレベルが測定され（図３／Ｓ２０４）、測定されたノイズレベルが閾値以上であるか否かが判定される（図３／Ｓ２０６）。ノイズレベルが閾値以上であると判定された場合（図３／Ｓ２０６‥ＹＥＳ）、車外用送信アンテナ２１１を通じて送信される同期信号の継続期間が延長される（図３／Ｓ２０８）。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継続期間が長い、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。その一方、ノイズレベルが閾値未満であると判定された場合（図３／Ｓ２０６‥ＮＯ）、同期信号の送信継続期間は延長されない（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ように通常の継続期間を有す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。なお、ノイズレベルに代えて、ドアのロックまたはアンロックの契機となるイベントの繰り返し感知回数自体が測定され、当該回数が閾値以上である場合に同期信号の継続期間が延長されるように構成されていてもよい。また、同期信号の終了認識失敗回数が指定回数以上になった場合に同期信号の送信継続期間が延長されるように構成されてもよい。

続いて、起動コード（第１信号）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（第２信号）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１タスク実行機器２４１によってドアのロックまたはアンロックが実行される（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）、通信が失敗した旨がユーザに対して報知される（図３／Ｓ２２４）。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。なお、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）、報知が省略され、一連の処理が単に終了されてもよい。

前記機能を発揮するスマートキーシステムによれば、携帯機１と車両制御装置２との通信が妨げられる程度に車両周辺の通信環境が悪い場合、車両制御装置２から送信される同期信号の継続期間が延長される（図３／Ｓ２０６‥ＹＥＳ，Ｓ２０８、図４および図５参照）。これにより、車両周辺の通信環境が悪い状況において有効アンテナを通じて指定期間内における同期信号の送信継続期間の終了が認識されなくなるので、有効アンテナが指定されなおされる（図２／Ｓ１０６‥ＮＯ，Ｓ１０２，Ｓ１０４，図４／ＮＧ，時刻ｔ₂参照）。そして、先の有効アンテナとは異なる受信アンテナが有効アンテナとして指定されうるので、車両周辺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、ひいては、ドアのロックまたはアンロック等のタスクの成功確率の向上が図られる（図２、図３、図４／ＯＫ参照）。

本発明のスマートキーシステムの構成説明図携帯機による実行処理内容を表わすフローチャート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スマートキーシステムの通信成功例に関する説明図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

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

Claims

携帯機と、前記携帯機との通信結果に基づい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、前記携帯機が前記車両制御装置による同期信号の送信継続期間の終了を検出したことに応じて前記車両制御装置との同期をとり、その後に前記車両制御装置から送信される第１信号を起動信号として認識するスマートキーシステムであって、
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とともに、前記起動信号の認識に成功したことを要件として前記送信アンテナを通じて第２信号を送信する一方、指定期間における前記同期信号の送信継続期間の終了の認識に失敗した場合または前記起動信号の認識に失敗した場合には前記有効アンテナを指定しなおし、
前記車両制御装置が前記第２信号を受信し、前記第２信号に基づいて前記携帯機の認証に成功したことを要件として前記機器を動作させ、前記車両の周辺におけるノイズレベルが閾値以上である場合、前記ノイズレベルが前記閾値未満である場合と比較して前記同期信号の送信継続期間を延長することを特徴とするスマートキーシステム。
請求項１記載のスマートキーシステムにおいて、
前記車両制御装置が前記車両の周辺に存在する前記携帯機と通信するための車外用通信アンテナを備え、前記車外用通信アンテナにより検知される前記車両の周辺における電磁波強度に基づいて前記車両の周辺におけるノイズレベルを感知する、あるいは、前記機器が動作されない状態における前記機器を動作させる契機となるイベントの感知回数を前記ノイズレベルとして測定することを特徴とするスマートキーシステム。