JP2016000905A - 車両通信システム - Google Patents

Abstract

【課題】ユーザへのおもてなし効果が高い車両通信システムを提供する。
【解決手段】電子キー２は、リクエスト信号の信号強度（ＲＳＳＩ）を検出するＲＳＳＩ回路２２ａと、重力加速度を検出するＧセンサ２４と、を備える。電子キー２は、リクエスト信号に対するレスポンス信号にリクエスト信号の信号強度及び重力加速度の検出結果から算出した歩行速度をそれぞれ示す情報を含ませて、無線送信する。車両３のＥＣＵ３１は、受信する信号強度の時間変化から車両３に対して電子キー２が近づいているか否かを判断し、近づいている場合には、空調装置３５を駆動させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両通信システムに関する。

従来、特許文献１に示されるように、電子キーとの間の無線通信を通じて車両ドアのロックとアンロックとを切り替える等、車載機器の動作を実行又は許可する車両通信システムが知られている。このようなシステムの中には、車両と電子キーとの間で授受される無線信号の信号強度から車両と電子キーとの間の距離を判断し、この距離が所定の距離よりも短い場合に車両ドアをロックからアンロックに切り替えるシステムも存在する。このようなシステムでは、車両ドアをロックからアンロックへ切り替えることに限らず、例えばエアコンを動作させて車内環境を快適にしたりナビゲーションに電源を供給し車内に乗り込んだユーザがスムーズにナビゲーションを操作できるようにしたりするなど、ユーザをもてなすことも可能である。

特開２０１３−２１１４号公報

ところで、車両を使用する意志を有するユーザは、車両に近づき最終的に車両に乗り込む。特許文献１では、車両と携帯機との間の距離があらかじめ設定される距離よりも短くなった、すなわちユーザが車両に近づいた場合に、車両ドアのロック装置を作動させている。しかしながら、エアコンを駆動させて車内環境の改善を図る場合など、効果があらわれるまでに時間のかかる車載機器を動作させる場合、上記システムのようにユーザが車両に近づいてから車載機器を駆動させても、その駆動による効果は低い。

本発明は、こうした実状に鑑みてなされたものであり、その目的は、ユーザへのおもてなし効果が高い車両通信システムを提供することにある。

上記課題を解決するために、車両と携帯機との間で行われる無線通信が成立する場合に、車載機器の動作が実行又は許可される車両通信システムは、前記車両と前記携帯機との間で授受される無線信号の信号強度を検出する強度検出部と、前記強度検出部を通じて検出される信号強度の時間変化から、前記車両に対して前記携帯機が近づいているか否かを判断し、近づいている場合には、前記車載機器の動作を実行又は許可する車載制御装置と、を備えてなることを要旨とする。

このシステムによれば、従来のシステムが車載機器を動作させる車両と携帯機との間の距離よりも、車両と携帯機との間の距離が遠い状況であっても、車両に対して携帯機が近づいている場合であれば、車載機器の動作を実行又は許可する。これにより、従来のシステムよりも車載機器の駆動を早めることができるので、ユーザが車両に乗り込む段階では、その車載機器による効果が発揮され車両が使用しやすい状況となる。このように、このシステムによれば、ユーザへのおもてなし効果が高い。

上記システムにおいて、前記携帯機にかかる加速度を検出する加速度センサを備え、前記車載制御装置は、前記加速度センサの検出結果に基づいて前記携帯機を所持するユーザの歩行速度を算出し、この歩行速度に基づき推定される信号強度の時間変化と前記強度検出部を通じて検出される信号強度の時間変化とが対応するか否かを通じて、前記車両に対して前記携帯機が近づいているか否かを判断することが好ましい。

このシステムによれば、例えば、車両の前方を横切る場合など車両に近づくつもりがないにもかかわらず結果として車両に近づく場合と、車両を使用するために車両に近づく場合とを区別することができる。これにより、従来のシステムと比較して、車載機器の不要な動作が抑制される。

上記システムにおいて、前記車載機器は、車両ドアのロックとアンロックとを切り替えるロック装置を含み、前記車載制御装置は、前記強度検出部を通じて検出される信号強度の時間変化から、前記車両に対して前記携帯機が遠ざかるか否かを判断し、遠ざかる場合には、前記ロック装置を通じて車両ドアのロックとアンロックとを切り替えることが好ましい。

このシステムによれば、例えば、降車したユーザがトランクの荷物を取ろうとする場合など、車両から携帯機が遠ざからない場合、車両ドアは、アンロックに維持される。これにより、ロック装置の不要な動作が抑制される。

上記システムにおいて、前記加速度センサは、少なくとも重力加速度を検出することが好ましい。
ユーザが歩行するとき、一歩踏み出すたびに重力加速度が上昇と下降とを繰り返すことが周知である。すなわち、少なくとも重力加速度を検出する加速度センサであれば、携帯機を所持しているユーザの歩数を算出することができる。そして、単位時間あたりの歩数に一歩あたりの距離をかけることにより、ユーザの歩行速度を算出することができる。

上記システムにおいて、前記車両は、前記携帯機との間で授受する無線信号を通じて、その携帯機に固有の情報を取得し、その固有の情報に対応づけられた状態となるように前記車載機器の動作を実行又は許可することが好ましい。

このシステムによれば、携帯機毎に設定された状態となるように車載機器を動作させることができるので、ユーザへのおもてなし効果が高い。

本発明の車両通信システムは、おもてなし効果が高い。

車両通信システムの概略構成を示すブロック図。 歩行速度の違いによる重力加速度の時間変化を示すグラフ。 車両に近づく場合の動線及び車両前方を横切る場合の動線を示す車両の俯瞰図。 （ａ）は、車両に近づく動線を移動した場合（状況Ａ）の信号強度の時間変化、車両前方を横切る動線を移動した場合（状況Ｂ）の信号強度の時間変化、及びこれらを区別するための信号強度の時間変化（判定値）を示すグラフ、（ｂ）は、車両に近づく動線を移動した場合（状況Ａ）の信号強度の時間変化、状況Ａよりも歩行速度が遅い場合において車両に近づく動線を移動した場合（状況Ａ’）の信号強度の時間変化、及び状況Ａよりも歩行速度が遅い場合に用いられる判定値を示すグラフ。 車両から遠ざかる場合の動線及び車両を降りたユーザがトランクに向かう場合の動線を示す車両の俯瞰図。 （ａ）は、車両から遠ざかる動線を移動した場合（状況Ｃ）の信号強度の時間変化、車両を降りてからトランクに向かう動線を移動した場合（状況Ｄ）の信号強度の時間変化、及びこれらを区別するための信号強度の時間変化（判定値）を示すグラフ、（ｂ）は、車両から遠ざかる動線を移動した場合（状況Ｃ）の信号強度の時間変化、状況Ｃよりも歩行速度が遅い場合において車両から遠ざかる動線を移動した場合（状況Ｃ’）の信号強度の時間変化、及び状況Ｃよりも歩行速度が遅い場合に用いられる判定値を示すグラフ。

以下、車両通信システムの一実施形態について説明する。
図１に示すように、車両通信システム１は、ユーザに所持される電子キー２と車両３との間の無線通信を通じて各種の車両制御を行う。

＜電子キーの構成＞
電子キー２は、マイコン２１と、ＬＦ受信部２２と、ＵＨＦ送信部２３と、Ｇセンサ２４と、を備えている。これらＬＦ受信部２２、ＵＨＦ送信部２３、及びＧセンサ２４は、それぞれマイコン２１と電気的に接続され、このマイコン２１によって制御される。

ＬＦ受信部２２は、ＬＦ（Ｌｏｗ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）帯の無線信号を受信するとともに、受信した信号を電気信号に復調する。なお、ＬＦ受信部２２は、受信するＬＦ帯の無線信号の信号強度（ＲＳＳＩ）を検出するＲＳＳＩ回路２２ａを備えている。なお、ＲＳＳＩ回路２２ａが強度検出部に相当する。

ＵＨＦ送信部２３は、電気信号をＵＨＦ（Ｕｌｔｒａ Ｈｉ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）帯の無線信号に変調するとともに、変調した無線信号を送信する。
Ｇセンサ２４は、重力加速度を検出する。

マイコン２１は、車両３と共通のＩＤコードが記憶されているメモリ２１ａと、時間カウンタ２１ｂとを備えている。なお、メモリ２１ａには、ユーザが歩行するとき一歩あたり進む距離も記憶されている。

マイコン２１は、Ｇセンサ２４を通じて検出する重力加速度の変化からユーザの歩行速度を算出する。詳述すると、図２において実線及び破線で示すように、歩行速度の早い遅いにかかわらず、ユーザが歩行するとき、一方の足を踏み出してから着地するまでの間、重力加速度は、一度下降してから上昇に転ずる。この重力加速度の変化から、ユーザの単位時間あたりの歩数を割り出し、その単位時間あたりの歩数に一歩あたり進む距離を掛けることにより、ユーザの歩行速度を算出する。なお、ユーザの一歩あたりに進む距離については、あらかじめメモリ２１ａに記憶されている。

マイコン２１は、ＬＦ受信部２２を通じて後述のリクエスト信号を受信すると、メモリ２１ａに記憶されたＩＤコード、ＲＳＳＩ回路２２ａを通じて検出した信号強度、及び歩行速度の各情報を含ませたレスポンス信号を生成する。レスポンス信号は、ＵＨＦ送信部２３により変調され、無線送信される。

＜車両の構成＞
図１に示すように、車両３は、ＥＣＵ３１と、ＬＦ送信部３２と、ＵＨＦ受信部３３と、ドアロック装置３４と、空調装置３５と、を備えている。これらＬＦ送信部３２、ＵＨＦ受信部３３、ドアロック装置３４、及び空調装置３５は、ＥＣＵ３１と電気的に接続され、このＥＣＵ３１によって制御される。なお、ＥＣＵ３１が車載制御装置に相当する。

ＬＦ送信部３２は、電気信号をＬＦ帯の無線信号に変調するとともに、変調した無線信号を送信する。
ＵＨＦ受信部３３は、ＵＨＦ帯の無線信号を受信するとともに、受信した信号を電気信号に復調する。

ドアロック装置３４は、車両ドアのロックとアンロックとを切り替える。
空調装置３５は、車内を空調する。
ＥＣＵ３１は、電子キー２と共通のＩＤコードが記憶されているメモリ３１ａを備えている。このメモリ３１ａには、歩行速度とその歩行速度で電子キー２を所持したユーザが車両３に近づく場合に推定される信号強度の時間変化とが対応づけられて記憶されている。

ＥＣＵ３１は、ＩＤコード、信号強度を要求する情報、及び歩行速度を要求する情報の各情報を含ませたリクエスト信号を定期的に生成する。リクエスト信号は、ＬＦ送信部３２により変調され、無線送信される。

ＥＣＵ３１は、ＵＨＦ受信部３３を通じて、リクエスト信号に対する応答としてのレスポンス信号を受信すると、このレスポンス信号に含まれるＩＤコードとメモリ３１ａに記憶されているＩＤコードとを照合する。照合が成立する場合、ＥＣＵ３１は、このレスポンス信号に含まれる信号強度及び歩行速度を一時的に記憶する。なお、一時的に記憶する信号強度及び歩行速度は直近５回分とされている。直近５回分の信号強度及び歩行速度が記憶されている状態で、先の照合が成立した場合、ＥＣＵ３１は、最古のデータを最新のデータに更新する。なお、ここでは、直近５回分のデータとされたが、データの個数は任意に設定してもよい。

ＥＣＵ３１は、電子キー２を所持したユーザが車両３に近づいていると判断した場合には、空調装置３５を通じて車内を空調する。また、ＥＣＵ３１は、運転を終えたユーザが車両３から遠ざかると判断した場合には、ドアロック装置３４を通じて、車両ドアをアンロックからロックに切り替える。

＜車両通信システムの作用＞
次に、車両通信システム１の作用について説明する。まず、電子キー２を所持したユーザが車両３に近づく場合について説明する。

ＥＣＵ３１は、ＩＤ照合が成立する状態で、直近５回分のデータが揃うと、直近５回の信号強度の時間変化と、直近５回のうち最も歩行速度が遅い速度で電子キー２を所持したユーザが車両３に近づく場合に推定される信号強度の時間変化である判定値とを比較する。

図３に示すように、電子キー２を所持したユーザが車両３へ近づく状況Ａの場合、図４（ａ）に示すように、直近５回の信号強度の時間変化は、直近５回のうち最も歩行速度が遅い速度で電子キー２を所持したユーザが車両３に近づく場合に推定される信号強度の時間変化である判定値よりも常時高くなる。一方、図３に示すように、電子キー２を所持したユーザが車両３の前方を横切る状況Ｂの場合、図４（ａ）に示すように、直近５回の信号強度の時間変化は、判定値を下回る。

なお、図４（ｂ）に示すように、状況Ａよりも歩行速度が遅い状況Ａ’の場合、直近５回の信号強度の時間変化は状況Ａと比較して緩やかになるが、判定値の時間変化も緩やかになる。このように、ユーザの歩行速度によらず、電子キー２を所持するユーザが、車両に近づいているか否かを判断することができる。

次に、車両３の運転を終えたユーザが運転席から降車してトランクにある荷物をとる場合について説明する。
ＥＣＵ３１は、直近５回の信号強度の時間変化と、直近５回のうち最も歩行速度が遅い速度で電子キー２を所持したユーザが車両３に近づく場合に推定される信号強度の時間変化である判定値とを比較する。

図５に示すように、運転を終えたユーザが車両３から遠ざかる状況Ｃの場合、図６（ａ）に示すように、直近５回の信号強度の時間変化は、直近５回のうち最も歩行速度が遅い速度で電子キー２を所持したユーザが車両３に近づく場合に推定される信号強度の時間変化である判定値よりも常時低くなる。一方、図５に示すように、運転を終えたユーザが車両３の後部にあるトランクに近づく状況Ｄの場合、図６（ａ）に示すように、直近５回の信号強度の時間変化は、判定値を上回る。

なお、図６（ｂ）に示すように、状況Ｃよりも歩行速度が遅い状況Ｃ’の場合、直近５回の信号強度の時間変化は状況Ｃと比較して緩やかになるが、判定値の時間変化も緩やかになる。このように、ユーザの歩行速度によらず、電子キー２を所持するユーザが、車両３から遠ざかるか否かを判断することができる。

以上詳述したように、本実施形態によれば、以下に示す効果が得られる。
（１）ＥＣＵ３１は、電子キー２と車両３との間で授受される無線信号の信号強度の時間変化から、電子キー２が車両３に近づいているか否かを判断し、近づいている場合には、空調装置３５を使用して車内を空調する。これにより、従来のシステムよりも空調装置３５の駆動を早めることができるので、ユーザが車両３に乗り込む段階では、車内環境が改善された車両が使用しやすい状況となる。このように、このシステムによれば、ユーザへのおもてなし効果が高い。

（２）電子キー２に重力加速度を検出するＧセンサ２４を設けた。マイコン２１は、Ｇセンサ２４を通じて重力加速度の変化から、ユーザの単位時間あたりの歩数を算出し、その歩数に一歩あたりの距離をかけることにより、ユーザの歩行速度を算出し、これをＥＣＵ３１に送るようにした。そして、ＥＣＵ３１は、歩行速度に基づき推定される信号強度の時間変化である判定値と、実際の信号強度の時間変化とを比較し、電子キー２が車両に対して近づいているか否かを判断するようにした。

これにより、例えば、車両の前方を横切る場合など車両に近づくつもりがないにもかかわらず結果として車両に近づく場合と、車両を使用するために車両に近づく場合とを区別し、後者の場合のみ空調装置３５を駆動するようにした。このため、従来のシステムと比較して、空調装置３５の不要な動作が抑制される。ひいては、空調装置３５が有する各種部位やパーツなどの不要な摩耗や消耗が抑制される。

（３）ＥＣＵ３１は、運転後、電子キー２と車両３との間で授受される無線信号の信号強度の時間変化から、車両３に対して電子キー２が遠ざかるか否かを判断し、遠ざかる場合には、ドアロック装置３４を通じて車両ドアのロックとアンロックとを切り替えるようにした。

このシステムによれば、例えば、降車したユーザがトランクの荷物を取ろうとする場合など、車両３から電子キー２が遠ざからない場合、車両ドアは、アンロックに維持される。これにより、ドアロック装置３４の不要な動作が抑制される。ひいては、ドアロック装置３４が有する各種部位やパーツなどの不要な摩耗や消耗が抑制される。

なお、上記実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施形態において、電子キー２から当該電子キー２に固有の情報を送信させ、ＥＣＵ３１は、受信する固有の情報に基づき車載機器を駆動させてもよい。例えば、図１に破線で示すように、電子キー２のメモリ２１ａに電子キー２に固有の識別コードを記憶させる。そして、マイコン２１は、識別コードを含ませたレスポンス信号を生成し、これを無線送信する。

図１に破線で示すように、ＥＣＵ３１は、車載機器としてモータの駆動を通じてシートの前後位置やリクライニング角度を調整するシート装置３６を採用するとともに、車両３のメモリ３１ａに識別コードに対応づけられたシート情報を記憶させる。このように構成すれば、電子キー２を所持するユーザが車両３に近づくことにより、シート装置３６がそのユーザが使いやすいようにシートを調整することができる。

なお、運転席に限らず、助手席やその他の席について、上記実施形態及び別例を適用してもよい。
・また、固有の識別コードを有するものであれば、電子キー２毎に特定の車載機器だけ駆動するようにしてもよい。

・上記実施形態において、判定値は、直近５回のうち最も歩行速度が遅い速度で電子キー２を所持したユーザが車両３に近づく場合又は遠ざかる場合に推定される信号強度の時間変化と、これを上回るか下回るかで電子キー２を所持するユーザの車両３へ近づくか否か及び車両３から遠ざかるか否かを判断したが、判断方式はこれに限らない。

例えば、歩行速度が最も遅い場合に推定される信号強度の時間変化と最も早い場合に推定される信号強度の時間変化とを間に実際の信号強度の時間変化が含まれる場合に、車両３へ近づくか否か及び車両３から遠ざかるか否かを判断してもよい。

また、平均速度を基準に車両３へ近づくか否か及び車両３から遠ざかるか否かを判断するための信号強度の時間変化の範囲を設定し、これに基づいて、車両３へ近づくか否か及び車両３から遠ざかるか否かを判断してもよい。

・上記実施形態において、空調装置３５を省略してもよい。この場合、ＥＣＵ３１は、電子キー２が車両３に近づいた場合には、ドアロック装置３４を通じてドアをロックからアンロックへ切り替えてもよい。

また、空調装置３５に代えてナビゲーションをはじめとする他の車載機器としてもよい。
・上記実施形態において、加速度センサとして、重力加速度を検出するＧセンサ２４を採用したがこれに限らない。２軸や３軸方向の加速度を検出する加速度センサを採用し、歩行の有無を検出できればよい。

・上記実施形態において、ＲＳＳＩ回路２２ａは、電子キー２に設けられたが、車両３、ここではＵＨＦ受信部３３に設けてもよい。このように構成した場合、レスポンス信号の信号強度の検出を通じて、上記実施形態の効果と同様の効果を得ることができる。

・上記実施形態では、ＥＣＵ３１は、電子キー２が近づいている又は遠ざかると判断すると車載機器を動作させたが、動作を許可するようにしてもよい。そして、許可後に何らかのアプローチをトリガとして車載機器を動作させてもよい。

・上記実施形態において、電子キー２と車両３との間の無線信号の授受は、ＬＦ帯、ＵＨＦ帯を使用したが、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）などの各種通信規格を使用してもよい。

・上記実施形態において、電子キー２に代えて車両キーとしての機能を有するスマートフォンなどの携帯端末を採用してもよい。
なお、スマートフォンのように、携帯端末がタッチパネルディスプレイなどの報知手段を有しているものであれば、車載機器が動作したことを報知してもよい。

１…車両通信システム、２…電子キー、３…車両、２１…マイコン、２１ａ，３１ａ…メモリ、２１ｂ…時間カウンタ、２２…ＬＦ受信部、２２ａ…ＲＳＳＩ回路、２３…ＵＨＦ送信部、２４…Ｇセンサ、３１…ＥＣＵ、３２…ＬＦ送信部、３３…ＵＨＦ受信部、３４…ドアロック装置、３５…空調装置、３６…シート装置。

Claims (5)

1. 車両と携帯機との間で行われる無線通信が成立する場合に、車載機器の動作が実行又は許可される車両通信システムにおいて、
   前記車両と前記携帯機との間で授受される無線信号の信号強度を検出する強度検出部と、
   前記強度検出部を通じて検出される信号強度の時間変化から、前記車両に対して前記携帯機が近づいているか否かを判断し、近づいている場合には、前記車載機器の動作を実行又は許可する車載制御装置と、を備えてなる車両通信システム。
2. 請求項１に記載の車両通信システムにおいて、
   前記携帯機にかかる加速度を検出する加速度センサを備え、
   前記車載制御装置は、前記加速度センサの検出結果に基づいて前記携帯機を所持するユーザの歩行速度を算出し、この歩行速度に基づき推定される信号強度の時間変化と前記強度検出部を通じて検出される信号強度の時間変化とが対応するか否かを通じて、前記車両に対して前記携帯機が近づいているか否かを判断する車両通信システム。
3. 請求項１又は２に記載の車両通信システムにおいて、
   前記車載機器は、車両ドアのロックとアンロックとを切り替えるロック装置を含み、
   前記車載制御装置は、前記強度検出部を通じて検出される信号強度の時間変化から、前記車両に対して前記携帯機が遠ざかるか否かを判断し、遠ざかる場合には、前記ロック装置を通じて車両ドアのロックとアンロックとを切り替える車両通信システム。
4. 請求項２に記載の車両通信システムにおいて、
   前記加速度センサは、少なくとも重力加速度を検出する車両通信システム。
5. 請求項１〜４のうちいずれか一項に記載の車両通信システムにおいて、
   前記車両は、前記携帯機との間で授受する無線信号を通じて、その携帯機に固有の情報を取得し、その固有の情報に対応づけられた状態となるように前記車載機器の動作を実行又は許可する車両通信システム。