JP2012009970A - 制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】ポーリング方式のスマートシステムにおいて、常にＬＦ電波を送信しつづける必要がなく、そのためスマートシステムが原因のバッテリー上がりの可能性を低減することができる制御システムを提供する。
【解決手段】ＬＦ送信部４１を常時動作させず、赤外線センサ４０によって車両２の周辺の生体が検知されたら、ＬＦ送信部４１を動作させて、キー３へ向けて識別信号（ＩＤ）の返送を指令する指令信号の送信を開始する。照合ＥＣＵ４は、返信された識別信号とマスターＩＤとを照合して、照合成功ならばドアロック５１の解除を許可する。
【選択図】図１

Description

本発明は、制御システムに関する。

車両のスマートキーシステムが普及している。現状のスマートキーシステムにおいては、スマートキーが通信エリア内にはいると通信を開始し、照合がとれた時点でスタンバイ状態となる。その後ユーザがドアハンドルに触れるなどの動作を行うとドアがアンロックとなる。

例えば下記特許文献１には、スマートシステムにおいて、乗員に運転継続の意思があるか否かを判定する手段を装備して、携帯機が車両から離間し、携帯機の不所持者に運転継続の意思がある場合には内燃機関の再始動を許可し、車両の盗難をより確実に防止するシステムが開示されている。

特開２００７−１５３１９０号公報

現状のポーリング方式によるスマートキーシステムでは、ウェーク信号のＬＦ電波を間欠的に送信しているが、ＬＦ電波送信時の消費電力が大きいため、ある期間（例えば１週間）を過ぎるとＬＦ電波の送信を停止して、車両のバッテリー上がりを抑制している。そのためにポーリング方式のスマートシステムの利便性が低下している。

ＬＦ電波の送信が必要なときのみ送信するシステムが構築できれば、消費電力が抑制できるので、ＬＦ電波の送信を停止することが回避できて、スマートシステムの利便性を低下させずにすむことが考えられるが、従来技術においてそうした提案は行われていない。

そこで本発明が解決しようとする課題は、上記問題点に鑑み、ポーリング方式のスマートシステムにおいて、常にＬＦ電波を送信しつづける必要がなく、そのためスマートシステムが原因のバッテリー上がりの可能性を低減することができる制御システムを提供することにある。

課題を解決するための手段及び発明の効果

上記課題を達成するために、本発明に係る制御システムは、車両に備えられて、車両周辺における生体の存在を検出する検出手段と、使用者が携帯可能で、無線通信機能を有する携帯機と、前記車両に備えられて、車両周辺に前記携帯機の識別信号の返信を指令する指令信号を送信する送信手段と、前記携帯機に備えられて、前記指令信号を受信したら前記携帯機固有の識別信号を返信する返信手段と、前記車両に備えられて、前記返信手段が返信した識別信号を受信して、それが前記携帯機固有の識別信号と一致するか否かを照合し、一致したら前記車両のドアの開錠を許可する照合手段と、前記車両に備えられて、前記車両のドアが施錠された状態で、前記検出手段が生体の存在を検出していない期間は前記送信手段を動作させず、前記検出手段が生体の存在を検出したら前記送信手段を動作させるように制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする。

これにより本発明に係る制御システムでは、携帯機に向けて識別信号の返信を指令する信号を送信する送信手段を備えて、その指令を受けて携帯機から返信された識別信号によって車両側で携帯機の照合を行い、照合が成功ならば車両のドアを開錠するいわゆるスマート（エントリ）システムにおいて、車両周辺における生体の存在を検出する手段を備えて、それを用いて生体が検出できていない期間は、携帯機に向けて識別信号の返信を指令する信号を送信する送信手段を起動せず、生体が検出できたら、送信手段を起動する。したがって従来技術のように常時送信手段を動作させないので、送信手段で消費される分のエネルギーを削減することができて、車両における省エネルギーに貢献できる。

また前記検出手段及び送信手段は、ともに電力を供給されることによって動作し、前記検出手段は前記送信手段よりも消費電力が少ないとしてもよい。

これにより携帯機へ識別信号の返信を指令する指令信号を送信する送信手段を常時動作させず、検出手段が車両周辺の生体を検出したら送信手段を動作させるスマートシステムにおいて、検出手段の方が送信手段よりも消費電力が少ないので、従来技術のように送信手段を常時動作させる場合よりも、本発明では、スマートシステムによる消費電力を低減できる。したがって車両における消費電力を低減して、バッテリー上がりなどが回避できる。

また前記検出手段による生体の存在の検出可能範囲は、前記送信手段から送信される前記指令信号の到達可能範囲よりも広いとしてもよい。

これにより携帯機へ向けた識別信号の返信を指令する指令信号の到達範囲よりも遠くにいるユーザの存在を検知することができるので、送信手段による指令信号の到達範囲内にいるユーザの存在は検知することができる。したがって指令信号の到達範囲内にユーザがはいったときには、指令信号の送信を開始した状態にしておくことができる。そして相対的に遠くのユーザを検知して、識別信号の返信を指令する信号の送信を開始して、余裕をもってスマートシステムにおける照合処理を実行することができる。

また前記制御手段は、前記車両のドアが施錠された状態で、前記検出手段を間欠的に動作させるとしてもよい。

これにより車両周辺の生体を検知するための検出手段を常時動作させずに、間欠的に動作させるので、上述のとおり、携帯機へ識別信号の返信を指令する指令信号を送信する送信手段を常時動作させないことによる消費電力削減に加えて、さらにスマートシステムによる消費電力を削減できる。したがって車両による省エネルギーをさらに向上させ、バッテリー上がりの可能性が一層低減できる。

また前記検出手段は、前記車両における車体の外表面に装備されて車両周辺における赤外線を検知する赤外線センサであるとしてもよい。

これにより車両の外表面に装備して車両周辺における赤外線を検知する赤外線センサによって上記検出手段を構成するので、広く用いられている赤外線センサを用いることで確実に車両周辺における生体を検知できる。さらに赤外線センサは、携帯機に向けて識別信号の返信を指令する信号を送信する送信手段よりも消費電力が少ないことが知られている。したがって、赤外線センサによって車両周辺の生体が検知されるまでは送信手段をオフにすることで、スマートシステムによる消費電力が効果的に低減できてバッテリー上がりなどが抑制できる。

本発明における制御システムの実施例の構成図。 本発明のスマートシステムにおける処理手順を示すフローチャート。 通信範囲や検知範囲の例を示す図。

以下、本発明の実施形態を図面を参照しつつ説明する。まず図１は、本発明に係る車両の制御システム１（システム、制御装置）の装置構成の概略図である。図１に示されたシステム１は、車両２に備えられた照合制御ユニット（ＥＣＵ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）４、ドア５、及びユーザが携帯可能なキー３（スマートキー、携帯機、通信機）を備える。車両２は何ら限定されず、例えばガソリンエンジン車、ディーゼルエンジン車や、電気自動車、ハイブリッド車でもよい。

照合ＥＣＵ４は、赤外線センサ４０、ＬＦ送信部４１、ＲＦ受信部４２を備える。赤外線センサ４０は赤外線を検知（感知）するセンサであり、熱を持った物体（以下、発熱物体）を検知することができる。当然、発熱物体には生体（生物）が含まれ、生体には人体、特に車両２のユーザも含まれる。赤外線センサ４０は例えば公知の焦電型赤外線センサ、量子型赤外線検出素子（光導電型、光起電力型）などとすればよい。

赤外線センサ４０は、例えばドアハンドル（ドアノブ）に装備すればよい。赤外線センサ４０により、車両２の周辺、特に車両２のドア周辺における発熱物体を検知する。ＬＦ送信部４１からはＬＦ（長波）帯域の電磁波によってポーリング信号を車両２の周辺の所定距離内に送信する。ＲＦ受信部４２は、そのポーリング信号に対して車両２の周辺から返信された電磁波を受信する。

照合ＥＣＵ４は、通常のコンピュータの構造を有するとし、各種演算や情報処理を司るＣＰＵ、ＣＰＵの作業領域としての一時記憶部であるＲＡＭ、各種情報を記憶するための不揮発性のメモリ４３を備える。メモリ４３には、後述するマスターＩＤ４４が記憶されているとする。

車両のドア５は、接触を感知するタッチセンサ５０、ドアをロック（施錠）するドアロック５０を備える。タッチセンサ５０はドアハンドルに装備すればよい。なおドア５は、車両２の運転席ドア、助手席ドア、後部座席ドアのいずれでもよく、さらには車両２のトランクとしてもよい。照合ＥＣＵ４，及び赤外線センサ４０、ＬＦ送信部４１、ＲＦ受信部４２は、車両２に搭載された図示しないバッテリーから電力が供給されて動作するとする。ＬＦ送信部４１、ＲＦ受信部４２は例えばドアハンドル（ドアノブ）に装備すればよい。

キー３はスマートシステムに関わる電子キーであり、ユーザが携帯可能で、ＬＦ受信部３０、ＲＦ送信部３１、制御部３２、メモリ３３を備える。メモリ３３には、当該キー３に固有の識別信号３４（ＩＤコード、ＩＤ）が記憶されている。ＬＦ受信部３０は、上述のポーリング信号を受信する。ＲＦ送信部３１は、ポーリング信号の受信を受けて、当該キー３固有のＩＤコード３６を送信する。制御部３２は、通常のコンピュータと同様の構造を有するとし、各種情報処理のためのＣＰＵや、ＣＰＵの作業領域としての一時記憶部のＲＡＭなどを備えるとする。制御部３２によってＲＦ送信部３１、制御部３２、メモリ３３を制御する。

以上の構成のもとで、システム１は、車両２におけるスマートエントリーに関わる処理、すなわちキー３の照合処理や、ドア５の開錠処理を実行する。その処理手順は図２に示されている。図２の処理手順は予めプログラム化して例えばメモリ４３やメモリ３３に記憶しておき、照合ＥＣＵ４や制御部３２が呼び出して自動的に実行するとすればよい。

図２の処理ではまず、手順Ｓ１０で照合ＥＣＵ４は、車両２のドア５が施錠されているか否かを判定する。施錠されている場合（Ｓ１０：ＹＥＳ）の場合はＳ２０へ進み、施錠されていない場合（Ｓ１０：ＮＯ）の場合は施錠されるまで待ち状態となる。

Ｓ２０で照合ＥＣＵ４は、赤外線センサ４０を起動する（赤外線センサ４０の動作を開始する）。赤外線センサ４０はＳ２０後に常時動作させるとしてもよいが、必ずしも常時動作させる必要はなく、間欠的に動作させるとしてもよい。間欠的な動作の場合には、動作間の時間的な間隔（期間）は、通常の人間の可能な動作速度で、赤外線センサ４０の検出範囲外から車両２のドアまで到着できる時間よりも短く（例えばその１０分の１程度）すればよい。そのようにすれば、赤外線センサ４０による消費電力が抑制でき、同時に赤外線センサ４０が車両２に接近してくるユーザの補足に失敗することも回避できる。

次に照合ＥＣＵ４は、Ｓ３０で赤外線センサ４０によって車両周辺に発熱物体が検知されたか否かを判定する。発熱物体が検知された場合（Ｓ３０：ＹＥＳ）はＳ３１に進み、発熱物体が検知されていない場合（Ｓ３０：ＮＯ）は検知されるまでＳ３０を繰り返す。Ｓ３１に進んだら照合ＥＣＵ４は、赤外線強度の検出値が増加したか否かを判定する。赤外線強度が増加した場合（Ｓ３１：ＹＥＳ）は、Ｓ３５に進み、増加していない場合はＳ３０に戻って上記処理を繰り返す。ここで増加とは、例えば直前の強度の検出値からの増加や、過去の所定期間の強度の平均値からの増加（所定幅以上の増加）などとすればよい。

Ｓ３５に進んだら照合ＥＣＵ４は、車両２に近づいてきた車両２の乗員が検知された可能性があると判断する。そして以下で説明するスマートシステムに係る照合処理に移行する。Ｓ４０のＬＦ送信部、ＲＦ受信部を起動させる前にＳ３５で赤外線センサ４０の動作を停止する。これにより赤外線センサ４０の省電力化を計ることができる。

続いてＳ４０で照合ＥＣＵ４は、ＬＦ送信部４１、ＲＦ受信部４２を起動する（動作を開始する）。そしてＳ５０で照合ＥＣＵ４は、ＬＦ信号（ポーリング信号）を送信する。この信号はキー３に向けてＩＤ３４の返信を要求する信号である。

キー３は、Ｓ２００でポーリング信号を受信したら、それを受けてＳ２１０でＩＤコード３４を含む応答信号（ＲＦ信号）を返信する。応答信号は、ＲＦ波による搬送波信号を、ＩＤコード３４の内容が反映されたベースバンド信号で変調したＲＦ信号とすればよい。

照合ＥＣＵ４はＳ６０で、Ｓ２１０で送信された応答信号（ＲＦ信号）を受信したか否かを判定する。ＲＦ信号を受信した場合（Ｓ６０：ＹＥＳ）は、Ｓ７０に進み、ＲＦ信号を受信していない場合（Ｓ６０：ＮＯ）は、Ｓ６５に進む。

Ｓ６５では、ＬＦ信号の送信開始から所定時間経過したか否かを判定する。既に所定時間経過している場合（Ｓ６５：ＹＥＳ）はＳ２０に戻って再び赤外線センサ４０を起動して、上記処理を繰り返す。まだ所定時間経過していない場合（Ｓ６５：ＮＯ）は、Ｓ６０に戻ってＲＦ信号受信を待つ。このようにＬＦ信号の送信開始から所定時間経過してもＲＦ信号を受信しない場合はＳ２０に戻るので、例えば赤外線センサ４０がＳ３０で検知した発熱物体が車両２のユーザ以外であった場合には当然、所定時間経過してもＲＦ信号を受信することはないので、再び赤外線の検知に戻ることとなる。

Ｓ７０に進んだら照合ＥＣＵ４は、受信したＲＦ信号とマスターＩＤ４４とを照合する。照合が成功、すなわち受信したＲＦ信号にマスターＩＤと同じ識別信号が含まれている場合（Ｓ７０：ＹＥＳ）は、Ｓ８０に進み、照合が不成功の場合（Ｓ７０：ＮＯ）は、Ｓ２０に戻って再び赤外線センサ４０を起動して、上記処理を繰り返す。

Ｓ８０に進んだら照合ＥＣＵ４は、車両２のドアハンドル（ドアノブ）に装備されたタッチセンサ５０が接触を検出したか否かを判定する。接触を検出した場合（Ｓ８０：ＹＥＳ）はＳ９０に進み、接触を検出していない場合（Ｓ８０：ＮＯ）は接触を検出するまでＳ８０を繰り返す。

Ｓ９０に進んだら照合ＥＣＵ４は、ユーザによるドア開放の要求であると判断して、ドアロック５１を開錠する。そしてＳ１００でＬＦ送信部４１、ＲＦ受信部４２の動作を停止する。これによりＬＦ送信部４１、ＲＦ受信部４２の消費電力を可能な限り抑制する。以上が図２の処理手順である。

図２の処理では、Ｓ３０における赤外線の検知、Ｓ３１における赤外線強度の増加の判定があって初めてＳ４０でＬＦ送信部４１、ＲＦ受信部４２を起動する。それ以前はＬＦ送信部４１、ＲＦ受信部４２はオフ状態とされている。一般に赤外線センサ４０の消費電力はＬＦ送信部４１、ＲＦ受信部４２の消費電力よりも小さい。したがって常時ＬＦ送信部４１を動作させる従来技術と比較して、スマートシステムにおける消費電力が抑制され、車両２のバッテリー上がりが抑制できる。そして従来のようにバッテリー上がりを避けるためにポーリング信号の送信を停止する必要性も低くなるので、スマートシステムの利便性を低下させることもない。

さらに図３に示されているように、赤外線センサ４０の検知範囲はＬＦ送信部４１の通信範囲（ＬＦ送信部４１から送信された信号の到達範囲）よりも広いので、車両２から比較的遠くにいるユーザも検知する。したがってＬＦ送信部４１の通信範囲にユーザがはいったときは既にポーリング信号の送信を開始した状態にすることができる。そして、余裕をもって照合処理を行うことができる。

なお上記実施例では車両周辺のユーザを検出することを目的として赤外線センサ４０を用いたが、本発明はこれに限定せず、人体（生体）の存在を感知する機能を有する人感センサであればよい。その場合、赤外線センサ４０を例えば、移動物体を検知する超音波センサ（検出原理は公知）に変更してもよい。

なお上記実施例は上記のスマートエントリーシステムに加えて、スマートスタートシステムも含むとすればよい。すなわち、上記の処理に続けてユーザが車両２に乗車したら、照合ＥＣＵ４によって、上記の車室外照合と同様の処理により、携帯機３と車室内照合を行って、その照合が成功であれば、車室内に装備された例えばプッシュボタンを押下することによってエンジンが始動（イグニッションオン）となる。

上記実施例において、赤外線センサ４０が検出手段を構成する。キー３が携帯機を構成する。ＬＦ送信部４１が送信手段を構成する。ＲＦ送信部３１が返信手段を構成する。照合ＥＣＵ４が照合手段を構成する。Ｓ３０からＳ４５の手順と照合ＥＣＵ４とが制御手段を構成する。

１ 制御システム
２ 車両
３ 携帯機
４ 照合ＥＣＵ
４０ 赤外線センサ

Claims (5)

1. 車両に備えられて、車両周辺における生体の存在を検出する検出手段と、
   使用者が携帯可能で、無線通信機能を有する携帯機と、
   前記車両に備えられて、車両周辺に前記携帯機の識別信号の返信を指令する指令信号を送信する送信手段と、
   前記携帯機に備えられて、前記指令信号を受信したら前記携帯機固有の識別信号を返信する返信手段と、
   前記車両に備えられて、前記返信手段が返信した識別信号を受信して、それが前記携帯機固有の識別信号と一致するか否かを照合し、一致したら前記車両のドアの開錠を許可する照合手段と、
   前記車両に備えられて、前記車両のドアが施錠された状態で、前記検出手段が生体の存在を検出していない期間は前記送信手段を動作させず、前記検出手段が生体の存在を検出したら前記送信手段を動作させるように制御する制御手段と、
   を備えたことを特徴とする制御システム。
2. 前記検出手段及び送信手段は、ともに電力を供給されることによって動作し、前記検出手段は前記送信手段よりも消費電力が少ない請求項１に記載の制御システム。
3. 前記検出手段による生体の存在の検出可能範囲は、前記送信手段から送信される前記指令信号の到達可能範囲よりも広い請求項１又は２に記載の制御システム。
4. 前記制御手段は、前記車両のドアが施錠された状態で、前記検出手段を間欠的に動作させる請求項１ないし３のいずれか１項に記載の制御システム。
5. 前記検出手段は、前記車両における車体の外表面に装備されて車両周辺における赤外線を検知する赤外線センサである請求項１ないし４のいずれか１項に記載の制御システム。

Images