JP2017172194A - スマートキーシステム - Google Patents

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Abstract

【課題】ユーザの利便性の低下や携帯機の電池寿命の低下を抑制しつつ、ノイズの影響を低減することが可能なスマートキーシステムを提供すること。【解決手段】車載機が車室外の所定領域に所定の送信周期で携帯機に対するポーリング信号を送信し、携帯機がポーリング信号を受信して返信信号を車両に送信し、車載機が返信信号を受信して携帯機の正当性の認証を行い、車両で所定の操作が行われ且つ携帯機の正当性が認証された場合、ドアの解錠を行うスマートキーシステムであって、携帯機の正当性が認証されていない状況で、所定の操作が行われた場合、所定の送信周期より短い所定時間だけ送信タイミングを変化させて、ポーリング信号を送信する。【選択図】図7

Description

本発明は、スマートキーシステムに関する。
従来から、車両(車載装置)から車室外の所定エリア(例えば、ドア近傍)に、一定の送信周期でポーリング信号を送信するスマートキーシステムが知られている。かかるスマートキーシステムでは、携帯機を所持するユーザが車室外の所定エリアに進入すると、携帯機がポーリング信号を受信し、返信信号を車両に送信する。車載装置は、返信信号を受信すると、携帯機が車室外の所定エリアにいると判断できるので、携帯機の認証処理を行う。そして、携帯機の認証が完了(成功)した後、ユーザが車両に対して所定操作を行うことで、車載機器に所定動作を行わせる(例えば、車両のドアの施解錠装置に解錠動作を行わせる、即ち、ドアを解錠する)ことができる。
かかるスマートキーシステムにおいて、ポーリング信号の送信タイミングを送信周期より短い期間だけずらす技術が提案されている(例えば、特許文献1等参照)。
特許文献1に開示の技術によれば、車両近傍のノイズ源からポーリング信号と同じ周波数帯のノイズが、ポーリング信号と同じ送信周期で出力されている場合に、携帯機がノイズ重畳等によりポーリング信号をうまく受信できない事態を抑制できる。
例えば、ユーザの自車両の隣に同じポーリング信号を送信する他車両が駐車されている場合、自車両と他車両のポーリング信号の送信周期が同じで、送信タイミングも重なると、携帯機は、自車両のポーリング信号をうまく受信できない可能性がある。これに対して、特許文献1のように、ポーリング信号の送信タイミングをずらすことにより、他車両のポーリング信号と、自車両のポーリング信号の重なりを回避することが可能となり、携帯機がポーリング信号を受信できる。
特開2014−34768号公報
しかしながら、特許文献1では、一例として、ポーリング信号を複数回送信しても、携帯機から車両に返信が無い場合、ポーリング信号の送信タイミングをずらす構成を採用する。即ち、必要性とは関係なく、ポーリング信号の送信タイミングが変更されるため、ポーリング信号とノイズの送信タイミングが重なっている状況では、ポーリング信号が複数回送信されるのを待つ必要がある等、ユーザの利便性を低下させる可能性がある。
また、特許文献1では、他の例として、携帯機がノイズを検出した場合に、携帯機から車両に送信タイミングを変更するトリガの信号を送信する構成を採用する。そのため、携帯機は、常時、ノイズを検出可能な状態を維持する必要があるため、携帯機の消費電流が無駄に増加し、携帯機の電池寿命が低下する可能性がある。
そこで、上記課題に鑑み、ユーザの利便性の低下や携帯機の電池寿命の低下を抑制しつつ、ノイズの影響を低減することが可能なスマートキーシステムを提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明の第1態様では、
車両と携帯機との間での双方向通信に基づき、車載機器に所定の動作を行わせるスマートキーシステムであって、
前記車両に搭載され、車室外の所定領域に所定の送信周期でポーリング信号を送信する第1送信部と、
前記車両に搭載され、前記携帯機から送信される信号を受信する第1受信部と、
前記携帯機に搭載され、前記第1送信部から送信される信号を受信する第2受信部と、
前記携帯機に搭載され、前記第2受信部が前記ポーリング信号を受信した場合、前記車両に返信信号を送信する第2送信部と、
前記車両に搭載され、前記第1受信部が前記返信信号を受信した場合、前記携帯機の認証処理を行う認証部と、
前記車両に搭載され、前記車両で所定の操作が行われ且つ前記認証部が前記携帯機を認証した場合、前記車載機器に前記所定の動作を行わせる制御部と、を備え、
前記第1送信部は、前記認証部が前記携帯機を認証していない状況で、前記所定の操作が行われた場合、当該所定の操作が行われる前の前記ポーリング信号を基準とする送信タイミングよりも、前記所定の送信周期より短い所定時間だけ遅い又は早い送信タイミングで、前記ポーリング信号を送信する、
スマートキーシステムが提供される。
本発明の第1態様によれば、車両に搭載される第1送信部が車室外の所定領域に所定の送信周期でポーリング信号を送信し、携帯機に搭載される第2受信部がポーリング信号を受信し、携帯機に搭載される第2送信部が返信信号を車両に送信し、車両に搭載される第1受信部が返信信号を受信する。また、車両に搭載される認証部は、第1受信部が携帯機からの返信信号を受信した場合、携帯機の認証処理を行い、車両に搭載される制御部は、車両で所定の操作が行われ且つ認証部が携帯機を認証した場合、車載機器に所定の動作を行わせる。そして、第1送信部は、認証部が携帯機を認証していない状況で、所定の操作が行われた場合、当該所定の操作が行われる前のポーリング信号を基準とする送信タイミングよりも、所定の送信周期より短い所定時間だけ遅い又は早い送信タイミングで、ポーリング信号を送信する。従って、ポーリング信号と同じ周波数帯且つ送信周期及び送信タイミングが重なるノイズ源が車両近傍にある場合であっても、ポーリング信号とノイズとの送信タイミングの重なりを解消することができる。そのため、携帯機は、ポーリング信号とノイズとを判別することが可能となり、ポーリング信号を受信することができる。また、通常、所定領域に携帯機を所持するユーザが進入すると、携帯機はポーリング信号を受信し、返信信号を車両に送信するため、先に携帯機の認証が完了し、その後、ユーザによる車載機器に所定の動作を行わせるためのトリガである所定の操作が行われる。しかし、携帯機の認証が完了していない状況で、車両に対する所定の操作が行われた場合、ノイズの影響で、携帯機がポーリング信号を受信できない或いは受信するタイミングが遅れていると判断することができる。従って、必要性を判断した上で、ポーリング信号の送信タイミングを変化させることが可能となり、特許文献1に開示の技術のように、ポーリング信号の送信タイミングが変化するのを待つ等の必要が無くなるため、ユーザの利便性の低下を抑制することができる。また、特許文献1に開示の技術のように、携帯機が常時ノイズの検出を行う等の必要もないため、携帯機の電池寿命の低下を抑制することもできる。即ち、本発明の第1態様によれば、ユーザの利便性の低下や携帯機の電池寿命の低下を抑制しつつ、ノイズの影響を低減することができる。
また、本発明の第2態様では、
前記車載機器は、前記車両のドアの施解錠装置であり、
前記所定の動作は、前記ドアの解錠動作である、
スマートキーシステムが提供される。
本発明の第2態様によれば、ポーリング信号に基づく携帯機の認証が完了することと、所定の操作が行われることを条件として、車両のドアの解錠を行うことができると共に、ポーリング信号に基づくドアの解錠を行う際のノイズの影響を低減することができる。
本実施の形態によれば、ユーザの利便性の低下や携帯機の電池寿命の低下を抑制しつつ、ノイズの影響を低減することが可能なスマートキーシステムを提供することができる。
スマートキーシステムの構成の一例を概略的に示す構成図である。 スマートECU内のマイコンの機能ブロック図である。 携帯ECU内のマイコンの機能ブロック図である。 車載装置における第1のスマートエントリ処理の一例を概略的に示すフローチャートである。 車載装置における第2のスマートエントリ処理の一例を概略的に示すフローチャートである。 携帯機における処理の一例を概略的に示すフローチャートである。 車載装置における送信タイミング変更処理の一例を概略的に示すフローチャートである。 比較例に係るスマートキーシステムの動作の一例を示すタイミングチャートである。 本実施形態に係るスマートキーシステムの動作の一例を示すタイミングチャートである
以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。
図1は、本実施形態に係るスマートキーシステム1の構成の一例を概略的に示す構成図である。
スマートキーシステム1は、車両2と携帯機(スマートキー)3との間での双方向通信に基づき、車両2の車載機器に所定の動作を行わせる。例えば、車両2(具体的には、後述する車載装置10)は、車室外の所定領域にLF(Low Frequency:低周波)帯のポーリング信号を一定の送信周期で送信し、携帯機3を所持したユーザが当該所定領域に進入すると、携帯機3は、ポーリング信号を受信する。そして、ポーリング信号を受信した携帯機3は、RF(Radio Frequency:高周波)帯の返信信号を車両2に送信し、車載装置10は、返信信号を受信すると、携帯機3の認証処理を開始する。かかる認証機能を用いることで、携帯機3を所持するユーザが後述する操作部30に対して所定操作を行うだけで、所定の車載機器に所定の動作を行わせることが可能なスマートエントリ機能を実現することができる。当該スマートエントリ機能により、例えば、車両2のドアの施解錠装置(後述するドアロックモータ40)に解錠(アンロック)動作を行わせる、即ち、車両2のドアを解錠させてよい。また、例えば、車両2のパワーウィンドウ装置にサイドウィンドウの開放動作を行わせる、即ち、サイドウィンドウを開けさせてもよい。また、例えば、車両2の可動ルーフ装置(サンルーフ、電動ソフトトップ、電動ハードトップ等)に開放動作を行わせる、即ち、可動ルーフ装置を開放させてもよい。以下、一例として、所定の車載機器がドアロックモータ40であり、所定の動作が解錠動作であることを前提に説明を進める。
尚、本実施形態において、「ドア」は、車両2の乗員が乗降するための前席ドア、後席ドア等のみならず、車両2の荷物の積み下ろしを行うリフトゲート、バックドア、トランクリッド等を含む概念で使用する。
車両2は、車載装置10、ボディECU(Electronic Control Unit)20、操作部30、ドアロックモータ40を含む。
車載装置10は、携帯機3との間での信号の送受信に基づき、ドアロックモータ40を駆動し、車両2のドアを解錠する。車載装置10は、スマートECU11、送信アンテナ12、チューナ13を含む。
スマートECU11は、スマートキーシステム1における主たる制御処理を実行する電子制御ユニットである。スマートECU11は、マイコン111、LF駆動回路112を含む。
マイコン111は、CPU、ROM、RAM、I/O、内部メモリ等を含み、ROMに格納される各種プログラムをCPUで実行することにより、各種制御処理を実現する。以下、図2を参照して、マイコン111の機能ブロックについて説明する。
図2は、マイコン111の機能ブロック図である。マイコン111は、LF信号送信処理部1111、RF信号受信処理部1112、認証処理部1113、車載機器制御部1114、送信タイミング変更部1115、記憶部1119を含む。LF信号送信処理部1111、RF信号受信処理部1112、認証処理部1113、車載機器制御部1114、及び送信タイミング変更部1115の各機能は、ROMに格納される1つ以上のプログラムをCPUで実行することにより実現される。また、記憶部1119は、不揮発性の内部メモリに予め規定される記憶領域として実現される。
LF信号送信処理部1111は、LF駆動回路112及び送信アンテナ12を介して、LF帯の電波で所定の信号(LF信号)を送信する処理を行う。具体的には、LF信号送信処理部1111は、送信データを生成すると共に、LF駆動回路112に出力し、LF駆動回路112は、送信データをLF信号に変調し、送信アンテナ12から車室外に出力する。
尚、LF帯の電波には、周波数が30kHz〜300kHzの電波が含まれる。
例えば、LF信号送信処理部1111は、携帯機3を検出するためのポーリング信号を所定の送信周期T(例えば、300msの周期)で車室外の所定領域に送信する処理を行う。また、例えば、LF信号送信処理部1111は、認証処理部1113による携帯機3の正当性の認証がされていない状況で、操作部30に対して車両2のドアの解錠を要求する所定操作(例えば、上記タッチセンサのタッチ操作やトリガスイッチの押し操作等)が行われた場合、車室外の所定領域にウェイク信号を送信する。ウェイク信号は、例えば、RF信号の受信機能等、最低限の機能のみが起動する省電力状態から携帯機3を起床させる(ウェイク状態にする)トリガである。
RF信号受信処理部1112は、チューナ13を介して、車両2の外部からRF帯の電波、例えば、携帯機3から送信されるRF信号(返信信号或いは後述するレスポンス信号等)を受信する処理を行う。具体的には、RF信号受信処理部1112は、チューナ13により復調されたRF信号(即ち、携帯機3からの送信データ)を受信する。
尚、RF帯の電波には、300MHz〜3GHzの電波が含まれる。
認証処理部1113は、RF信号受信処理部1112が携帯機3から返信信号を受信した場合、携帯機3の正当性を認証する処理(以下、単に認証処理と称する)を行う。携帯機3の正当性の認証方法としては、例えば、携帯機3に固有の識別子(ID:Identification)の照合、チャレンジレスポンス認証、或いは、それらの組み合わせ等の任意の方法が採用される。チャレンジレスポンス認証の場合、認証処理部1113は、携帯機3に対して固有に設定される暗号鍵で解読可能な暗号コード(所謂"チャレンジ")を生成し、LF信号送信処理部1111に送信要求を送る。また、LF信号送信処理部1111は、送信要求に応じて、暗号コード("チャレンジ")を含む信号(以下、「チャレンジ信号」と称する)を、LF駆動回路112及び送信アンテナ12を介して、携帯機3に送信する。また、携帯機3は、チャレンジ信号を受信すると、チャレンジ信号に含まれる暗号コードの解読結果(所謂"レスポンス")を含む信号(以下、「レスポンス信号」と称する)を車載装置10に送信する。そして、認証処理部1113は、"チャレンジ"の暗号鍵による解読結果と"レスポンス"とを比較し、一致する場合、携帯機3の正当性を認証する(認証成功)。
車載機器制御部1114は、認証処理部1113が携帯機3の正当性を認証し、且つ、操作部30に対して所定の操作が行われた場合、所定の車載機器に所定の動作を行わせる制御処理を行う。具体的には、認証処理部1113は、一例として、車両2のドアを解錠(アンロック)する処理を行う。具体的には、車載機器制御部1114は、ボディECU20に対して、解錠要求を出力する。これにより、ボディECU20は、ドアロックモータ40を駆動し、車両2のドアを解錠する。
送信タイミング変更部1115は、ポーリング信号の送信タイミングを変更する処理を行う。ポーリング信号は、上述の如く、送信周期Tで送信されるため、送信が開始されると、基準となる最初の信号で決定される送信タイミング(即ち、最初の信号の送信時刻を基準として、送信周期Tの1以上の整数倍の期間が経過したタイミング)で送信される。これに対して、送信タイミング変更部1115は、ポーリング信号の当該送信タイミングを送信周期Tよりも短い所定時間Aだけ変化させる処理を行う。詳細は、後述する。
尚、所定時間Aは、ポーリング信号の仕様(送信周期Tや信号の出力時間等)、想定されるノイズ源等に基づき、予め規定される適合値である。
記憶部1119は、予め行われる登録処理に基づき、認証処理部1113における処理で使用する携帯機3に固有のIDや暗号鍵等を格納する。
図1に戻り、LF駆動回路112は、LF信号送信処理部1111から入力される送信データを変調し、LF信号を送信アンテナ12に出力する。
送信アンテナ12は、LF駆動回路112から入力されるLF信号を電波として、車室外に向けて送信する。送信アンテナ12は、例えば、車両2の各ドアのドアハンドルに内蔵される。
チューナ13は、車室外からのRF帯の電波、例えば、携帯機3から送信されるRF信号を受信すると共に、復調し、復調したRF信号(携帯機3からの送信データ)をスマートECU11に出力する。チューナ13は、例えば、車両2の荷室内にトリムで覆われる態様で設置される。
ボディECU20は、ドアロックモータ40等の駆動制御を行う電子制御ユニットである。ボディECU20は、スマートECU11(具体的には、車載機器制御部1114)から受信する解錠要求に応じて、ドアロックモータ40を駆動し、解錠動作を行わせる。
操作部30は、ユーザが所定の車載機器に対して所定の動作を行わせるための所定操作、具体的には、一例として、車両2のユーザがドアの解錠を要求する所定操作を受け付ける。操作部30は、例えば、車両2のドアハンドルに内蔵されるタッチセンセンサやドアハンドルの表面に設けられるトリガスイッチ等である。操作部30は、1対1の通信線等を通じて、スマートECU11と通信可能に接続され、受け付ける所定操作に対応する信号をスマートECU11に出力する。
ドアロックモータ40は、車載機器の一例であり、車両2のドアの施錠及び解錠を行う既知の電動アクチュエータ(施解錠装置)である。
携帯機3は、携帯機ECU50、受信アンテナ60、送信アンテナ70を含む。
携帯機ECU50は、携帯機3における各種制御処理を行う電子制御ユニットである。携帯機ECU50は、マイコン501、受信回路502、送信回路503を含む。
マイコン501は、CPU、ROM、RAM、I/O、不揮発性の内部メモリ等を含み、ROMに格納される各種プログラムをCPUで実行することにより、各種制御処理を実現する。以下、図3を参照して、マイコン501の機能ブロックについて説明する。
図3は、マイコン501の機能ブロック図である。マイコン501は、LF信号受信処理部5011、RF信号送信処理部5012、認証情報生成部5013、記憶部5019を含む。LF信号受信処理部5011、RF信号送信処理部5012、認証情報生成部5013の各機能は、ROMに格納される1つ以上のプログラムをCPUで実行することにより実現される。また、記憶部5019は、不揮発性の内部メモリに予め規定される記憶領域として実現される。
LF信号受信処理部5011は、受信アンテナ60及び受信回路502を介して、外部からのLF帯の電波、例えば、車載装置10から送信されるLF信号(ポーリング信号、ウェイク信号、或いはチャレンジ信号等)を受信する処理を行う。具体的には、LF信号受信処理部5011は、受信アンテナ60で受信され、受信回路502で復調されたLF信号(車載装置10からの送信データ)を受信する。
RF信号送信処理部5012は、送信回路503及び送信アンテナ70を介して、RF信号を車両2(具体的には、車載装置10)に送信する処理を行う。具体的には、RF信号送信処理部5012は、送信データを生成すると共に、送信回路503に出力し、送信回路503は、送信データをRF信号に変調し、送信アンテナ70から車室外に出力する。
例えば、RF信号送信処理部5012は、LF信号受信処理部5011が車載装置10からのポーリング信号或いはウェイク信号を受信した場合、返信信号を車両2に送信する処理を行う。また、RF信号送信処理部5012は、認証情報生成部5013からの送信要求に応じて、レスポンス信号を車両に送信する。
認証情報生成部5013は、LF信号受信処理部5011が車載装置10からチャレンジ信号を受信した場合、記憶部5019に格納される情報(例えば、携帯機3に固有のIDや暗号鍵等)に基づき、認証用情報(固有のIDや"レスポンス"等)を生成する。そして、認証情報生成部5013は、RF信号送信処理部5012に認証用情報を含むRF信号(レスポンス信号)の送信要求を送る。
記憶部5019は、予め行われる登録処理に基づき、認証用情報を生成するための情報(例えば、固有のIDや暗号鍵等)を格納する。
次に、図4〜図6を参照して、本実施形態に係るスマートキーシステム1によるスマートエントリ機能の処理フローについて説明する。
図4〜図6は、本実施形態に係るスマートキーシステム1によるスマートエントリ処理の一例を概略的に示すフローチャートである。図4は、車載装置10における第1のスマートエントリ処理の一例を概略的に示すフローチャートである。図5は、車載装置10における第2のスマートエントリ処理の一例を概略的に示すフローチャートである。図6は、携帯機3におけるスマートエントリ処理の一例を概略的に示すフローチャートである。
図4のフローチャートによる処理は、例えば、車両2のイグニッションオフ(IG−OFF)後の終了処理完了からイグニッションオン(IG−OFF)までの間であって、車両2のドアが施錠されている場合に実行される。但し、携帯機3の認証がされていない状況で(換言すれば、図4のフローチャートの後述するステップS102〜S122の処理の実行中に)、操作部30に対して所定の操作が行われた場合、図4のフローチャートによる処理は、割り込み終了し、図5のフローチャートによる処理が開始される。図5のフローチャートによる処理の開始後、LF信号送信処理部1111が、後述する図7のフローチャートの処理によるポーリング開始要求を送信タイミング変更部1115から受信した場合、図4のフローチャートによる処理が再開される。また、図6のフローチャートによる処理は、所定時間間隔で繰り返し実行される。また、本例では、携帯機3の正当性を認証する認証方式がチャレンジレスポンス認証である前提で説明を行う。
まず、図4の車載装置10における第1のスマートエントリ処理について説明する。
ステップS102にて、LF信号送信処理部1111は、ポーリング信号を車室外の所定領域に送信する処理を行う。
ステップS104にて、LF信号送信処理部1111は、ポーリング信号の送信周期Tに相当するタイマTm1(Tm1=T)をセットする。
ステップS106にて、RF信号受信処理部1112は、携帯機3からの返信信号を受信したか否かを判定する。RF信号受信処理部1112は、携帯機3からの返信信号を受信していない場合、ステップS108に進み、携帯機3からの返信信号を受信した場合、ステップS110に進む。
ステップS108にて、LF信号送信処理部1111は、タイマTm1がタイムアウトしたか否かを判定する。LF信号送信処理部1111は、タイマTm1がタイムアウトしていない場合、ステップS106に戻って、ステップS106の処理を繰り返す。一方、LF信号送信処理部1111は、タイムアウトした場合、ステップS102に戻って、ポーリング信号を送信すると共に、ステップS104にて、タイマTm1をリセットし(Tm1=T)、ステップS106の処理を繰り返す。
ステップS110にて、LF信号送信処理部1111は、認証処理部1113からの送信要求に応じて、チャレンジ信号を車室外の所定領域に送信する。
ステップS112にて、LF信号送信処理部1111は、チャレンジ信号の待ち受け時間に対応するタイマTm2をセットする。
ステップS114にて、RF信号受信処理部1112は、携帯機3からレスポンス信号を受信したか否かを判定する。RF信号受信処理部1112は、携帯機3からレスポンス信号を受信していない場合、ステップS116に進み、携帯機3からレスポンス信号を受信した場合、ステップS118に進む。
ステップS116にて、LF信号送信処理部1111は、タイマTm2がタイムアウトしたか否かを判定する。LF信号送信処理部1111は、タイマTm2がタイムアウトしていない場合、ステップS114に戻って処理を繰り返す。一方、LF信号送信処理部1111は、タイムアウトした場合、ステップS102に戻って、ポーリング信号を送信すると共に、ステップS104にて、タイマTm1をリセットし(Tm1=T)、ステップS106の処理を繰り返す。
ステップS118にて、認証処理部1113は、RF信号受信処理部1112が受信したレスポンス信号に含まれる"レスポンス"と、認証処理部1113が生成した"チャレンジ"の解読結果とを比較し、一致するか否かを判定する。認証処理部1113は、一致する場合、即ち、携帯機3の正当性の認証に成功した場合、ステップS120に進む。一方、認証処理部1113は、一致しない場合、即ち、携帯機3の正当性の認証に失敗した場合、ステップS102に戻る。そして、LF信号送信処理部1111は、ポーリング信号を送信すると共に、ステップS104にて、タイマTm1をリセットし(Tm1=T)、ステップS106の処理を繰り返す。
ステップS120にて、車載機器制御部1114は、操作部30に対する所定操作の待ち受け時間に対応するタイマTm3をセットする。
ステップS122にて、車載機器制御部1114は、操作部30に対する所定操作が行われたか否かを判定する。車載機器制御部1114は、操作部30に対する所定操作が行われていない場合、ステップS124に進み、所定操作が行われた場合、ステップS126に進む。
ステップS124にて、車載機器制御部1114は、タイマTm3がタイムアウトしたか否かを判定する。車載機器制御部1114は、タイマTm3がタイムアウトしていない場合、ステップS122に戻って処理を繰り返す。一方、車載機器制御部1114は、タイムアウトした場合、ステップS102に戻る。そして、LF信号送信処理部1111は、ポーリング信号を送信すると共に、ステップS104にて、タイマTm1をリセットし(Tm1=T)、ステップS106の処理を繰り返す。
ステップS126にて、車載機器制御部1114は、車両2のドアの解錠を行う、即ち、ボディECU20に対して解錠要求を出力し、今回の処理を終了する。
続いて、図5の車載装置10における第2のスマートエントリ処理について説明する。
尚、後述するリトライ回数N1は、図5のフローチャート開始時に、初期値として、"0"に予め設定される。
ステップS202にて、LF信号送信処理部1111は、車室外の所定領域にウェイク信号を送信する。
ステップS204にて、LF信号送信処理部1111は、ウェイク信号の待ち受け時間に対応するタイマTm4をセットする。
ステップS206にて、RF信号受信処理部1112は、携帯機3からの返信信号を受信したか否かを判定する。RF信号受信処理部1112は、携帯機3からの返信信号を受信していない場合、ステップS208に進み、携帯機3からの返信信号を受信した場合は、ステップS214に進む。
ステップS208にて、LF信号送信処理部1111は、タイマTm4がタイムアウトしたか否かを判定する。LF信号送信処理部1111は、タイムアウトした場合、ステップS210に進み、タイムアウトしていない場合、ステップS206に戻って処理を繰り返す。
ステップS210にて、LF信号送信処理部1111は、リトライ回数N1が所定回数Nth1より少ないか否かを判定する。LF信号送信処理部1111は、リトライ回数N1が所定回数Nth1より少ない場合、ステップS212に進み、リトライ回数N1が所定回数Nth1より少なくない場合、今回の処理を終了する。
ステップS212にて、LF信号送信処理部1111は、リトライ回数N1を1だけインクリメントして、ステップS202に戻り、ステップS202〜S206の処理を繰り返す。
ステップS214にて、LF信号送信処理部1111は、認証処理部1113からの送信要求に応じて、チャレンジ信号を車室外の所定領域に送信する。
ステップS216にて、LF信号送信処理部1111は、チャレンジ信号の待ち受け時間に対応するタイマTm5をセットする。
ステップS218にて、RF信号受信処理部1112は、携帯機3からレスポンス信号を受信したか否かを判定する。RF信号受信処理部1112は、携帯機3からレスポンス信号を受信していない場合、ステップS220に進み、携帯機3からレスポンス信号を受信した場合、ステップS222に進む。
ステップS220にて、LF信号送信処理部1111は、タイマTm5がタイムアウトしたか否かを判定する。LF信号送信処理部1111は、タイムアウトしていない場合、ステップS218に戻って処理を繰り返し、タイムアウトしている場合、ステップS210に進む。
ステップS222にて、認証処理部1113は、RF信号受信処理部1112が受信したレスポンス信号に含まれる"レスポンス"と、認証処理部1113が生成した"チャレンジ"の解読結果とを比較し、一致するか否かを判定する。認証処理部1113は、一致する場合、即ち、携帯機3の正当性の認証に成功した場合、ステップS224に進み、一致しない場合、即ち、携帯機3の正当性の認証に失敗した場合、ステップS210に進む。
ステップS224にて、車載機器制御部1114は、車両2のドアの解錠を行う、即ち、ボディECU20に対して解錠要求を出力し、今回の処理を終了する。
続いて、図6の携帯機3におけるスマートエントリ処理について説明する。
ステップS302にて、LF信号受信処理部5011は、車両2(車載装置10)からのポーリング信号或いはウェイク信号を受信したか否かを判定する。LF信号受信処理部5011は、ポーリング信号或いはウェイク信号を受信した場合、ステップS304に進み、ポーリング信号及びウェイク信号を受信していない場合、今回の処理を終了する。
尚、携帯機3は、ポーリング信号或いはウェイク信号の受信をトリガとして、スリープ状態からウェイク状態に移行する(即ち、起床する)。
ステップS304にて、RF信号送信処理部5012は、返信信号を車両2(車載装置10)に送信する。
ステップS306にて、LF信号受信処理部5011は、チャレンジ信号の待ち受け時間に対応するタイマTm6をセットする。
ステップS308にて、LF信号受信処理部5011は、車両2(車載装置10)からのチャレンジ信号を受信したか否かを判定する。LF信号受信処理部50111は、チャレンジ信号を受信していない場合、ステップS310に進み、チャレンジ信号を受信した場合、ステップS312に進む。
ステップS310にて、LF信号受信処理部5011は、タイマTm6がタイムアウトしたか否かを判定する。LF信号受信処理部5011は、タイムアウトしていない場合、ステップS308に戻って処理を繰り返し、タイムアウトした場合、今回の処理を終了し、携帯機3は、スリープ状態に移行する。
ステップS312にて、認証情報生成部5013は、レスポンス信号を生成すると共に、RF信号送信処理部5012に送信要求を送信する。
ステップS314にて、RF信号送信処理部5012は、認証情報生成部5013からの送信要求に応じて、レスポンス信号を車両2(車載装置10)に送信し、今回の処理を終了する。
次に、図7を参照して、本実施形態に係るスマートキーシステム1の特徴的な処理、即ち、ポーリング信号の送信タイミングを変更する処理(送信タイミング変更処理)について説明する。
図7は、車載装置10(送信タイミング変更部1115)における送信タイミング変更処理の一例を概略的に示すフローチャートである。本フローチャートによる処理は、車両2のIG−OFF後の終了処理完了からIG−ONまでの間であって、車両2のドアが施錠されている場合に、所定時間間隔で繰り返し実行される。
ステップS402にて、送信タイミング変更部1115は、LF信号送信処理部1111によりポーリング信号が車室外の所定領域に送信されたか否かを判定する。送信タイミング変更部1115は、ポーリング信号が送信された場合、ステップS404に進み、ポーリング信号が送信されていない場合、今回の処理を終了する。
ステップS404にて、送信タイミング変更部1115は、タイミング変更タイマTm7をセットする。タイミング変更タイマTm7は、ポーリング信号の送信周期Tの整数倍に所定時間Aだけ加えた時間に設定される(Tm7=T・n+A(所定数nは、1以上の整数))。
尚、所定数nは、ステップS402に係るポーリング信号が送信された直後、図5の処理が開始された場合に、その処理の開始から、ステップS222の認証に成功することなく、図5の処理が終了するまでの時間よりタイミング変更タイマTm7が長くなるように設定される。
ステップS406にて、送信タイミング変更部1115は、LF信号送信処理部1111によりポーリング信号が車室外の所定領域に送信されたか否かを判定する。送信タイミング変更部1115は、ポーリング信号が送信された場合、ステップS404に戻って、タイミング変更タイマTm7をリセットし、本ステップにおける処理を繰り返す。一方、送信タイミング変更部1115は、ポーリング信号が送信されていない場合、ステップS408に進む。
ステップS408にて、送信タイミング変更部1115は、車両2のドアが解錠されたか否かを判定する。送信タイミング変更部1115は、車両2のドアが解錠されていない場合、ステップS410に進み、車両2のドアが解錠された場合、今回の処理を終了する。
ステップS410にて、送信タイミング変更部1115は、タイミング変更タイマTm7がタイムアウトしたか否かを判定する。送信タイミング変更部1115は、タイミング変更タイマTm7がタイムアウトしていない場合、ステップS406に戻って、ステップS406,S408の処理を繰り返し、タイムアウトした場合、ステップS412に進む。
ステップS412にて、送信タイミング変更部1115は、ポーリング開始要求をLF信号送信処理部1111に出力し、今回の処理を終了する。これにより、図5の処理(第2のスマートエントリ処理)の開始に際して、終了した図4の処理(第1のスマートエントリ処理)が再開される。この際、LF信号送信処理部1111は、図5の処理が開始される直前のポーリング信号の送信時刻から、タイミング変更タイマTm7に対応する時間が経過した時点で、ポーリング信号を送信する。
図7の送信タイミング変更処理によれば、ポーリング信号が送信されてから、車両2のドアの施錠が継続する状況で、タイミング変更タイマTm7に対応する時間が経過すると、図4におけるポーリング信号の送信が再開する。即ち、図4の処理の実行中、携帯機3の正当性の認証が完了していない状況で、操作部30に対する所定操作が行われて、図5の処理が開始されたものの、図5の処理による車両2のドアの解錠ができなかった場合、送信タイミングが所定時間Aだけ変更されてポーリング信号の送信が再開される。
次に、図8、図9を参照して、本実施系形態に係るスマートキーシステム1の作用について説明する。
図8及び図9は、それぞれ、比較例に係るスマートキーシステム及び本実施形態に係るスマートキーシステム1の動作を説明するタイミングチャートである。
比較例に係るスマートキーシステムは、本実施形態に係るスマートキーシステム1と同様、図4〜図6の処理を実行する。一方、比較例に係るスマートキーシステムは、主に、送信タイミング変更部1115を有さない(即ち、図7の処理を行わない)点で、本実施形態に係るスマートキーシステム1と異なる。より具体的には、比較例に係るスマートキーシステムは、図5の処理(第2のスマートエントリ処理)で車両2のドアが解錠されず、図4の処理(第1のスマートエントリ処理)が再開される際、ポーリング信号の送信タイミングは、図5の処理が開始される前のポーリング信号と同じままである。即ち、図4の処理が再開される場合、図5の処理が開始される直前のポーリング信号の送信時刻を基準として、送信周期Tの1以上の整数倍(n倍)の時間Δtc(=T・n)が経過したタイミングでポーリング信号の送信が再開される。以下、比較例に係るスマートキーシステムについて、本実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を行う。
まず、図8を参照して、比較例に係るスマートキーシステムの動作の一例について説明する。
図8(a)に示すように、時刻t1以前から、車載装置10(LF信号送信処理部1111)は、車室外の所定領域(送信エリア)に送信周期Tでポーリング信号P1を送信している(ステップS102〜S108)。
一方、図8(b)に示すように、車両2に隣接して他の車両(以下、「隣接車両」と称する)が駐車されており、かかる隣接車両からも同じ送信周期T、且つ、送信タイミングが重なる態様で、同じLF帯のポーリング信号P2が出力されている。
従って、図8(c)に示すように、携帯機3(LF信号受信処理部5011)は、ポーリング信号P1に対して、ノイズとしてのポーリング信号P2を部分的に重畳して受信する(混信する)。そのため、時刻t1にて、携帯機3を所持する車両2のユーザがポーリング信号P1の送信エリアである所定領域に進入しても、携帯機3(LF信号受信処理部5011)は、ポーリング信号P1を正しく認識することができない(ステップS302のNo)。よって、図8(d)に示すように、携帯機3(RF信号送信処理部5012)は、返信信号を送信しないため、車載装置10(認証処理部1113)は、携帯機3の認証処理を行わず、携帯機3が認証されていない状況が継続する。
時刻t1の後の時刻t2にて、車載装置10(LF信号送信処理部1111)がポーリング信号P1を送信した後、時刻t3にて、車両2のユーザが操作部30に対して所定の操作(例えば、ドアハンドルのタッチセンサへの接触操作)を行っている。しかし、車載装置10(認証処理部1113)による携帯機3の認証は完了していないため、ポーリング信号P1が送信される第1のスマートエントリ処理(図4)は終了する。そして、操作部30への所定操作をトリガにしてウェイク信号Wが送信される第2のスマートエントリ処理(図5)が開始される。
図8(a)に示すように、時刻t3の後の時刻t4にて、車載装置10は、ウェイク信号Wを送信している(ステップS202)。しかし、当該ウェイク信号Wは、ポーリング信号P1と同様、ポーリング信号P2と送信タイミングが部分的に重なっている。従って、図8(c)に示すように、携帯機3(LF信号受信処理部5011)は、時刻t4に送信されたウェイク信号Wに対して、ノイズとしてのポーリング信号P2を部分的に重畳して受信する(混信する)。そのため、携帯機3(LF信号受信処理部5011)は、ウェイク信号Wを正しく認識することができない(ステップS302のNo)。
また、上述の如く、携帯機3からの返信信号を車載装置10(RF信号受信処理部1112)が受信できない場合、車載装置10(LF信号送信処理部1111)は、上記タイマTm4に対応する時間間隔で、ウェイク信号Wを繰り返し送信する、即ち、リトライを行う(ステップS202〜S212)。しかし、図8(a)に示すように、通常、ポーリング信号の送信周期Tと同じ周期で、ウェイク信号Wの送信(リトライ)が繰り返されるため、ウェイク信号Wとポーリング信号P2との混信が継続する。そのため、図8(d)に示すように、携帯機3(LF信号受信処理部5011)は、継続して、ウェイク信号Wを正しく認識することができない。よって、図8(d)に示すように、携帯機3(RF信号送信処理部5012)は、返信信号を送信しないため、車載装置10(認証処理部1113)は、携帯機3の認証処理を行わず、携帯機3が認証されていない状況が引き続き継続する。
図8(a)に示すように、時刻t4の後の時刻t5にて、ウェイク信号Wを送信すると、リトライ回数N1が所定回数Nth1以上になるため、これ以上リトライは行われない(ステップS210のNo)。そのため、車両2のドアが解錠されないまま、第2のスマートエントリ処理(図5)が終了し、第1のスマートエントリ処理(図4)が再開される。
しかし、上述の如く、第1のスマートエントリ処理の再開後のポーリング信号P1は、第2のスマートエントリ処理が開始される前のポーリング信号P1と同じ送信タイミングで送信される。そのため、ポーリング信号P1は、隣接車両からのポーリング信号P2と同じ送信周期且つ送信タイミングが重なった状態で、送信される。
従って、図8(c)に示すように、携帯機3(LF信号受信処理部5011)は、ポーリング信号P1に対して、ノイズとしてのポーリング信号P2を部分的に重畳して受信する(混信する)。そのため、第1のスマートエントリ処理が再開されても、携帯機3(LF信号受信処理部5011)は、ポーリング信号P1を正しく認識することができない(ステップS302のNo)。よって、図8(d)に示すように、携帯機3(RF信号送信処理部5012)は、返信信号を送信しないため、車載装置10(認証処理部1113)は、携帯機3の認証処理を行わず、携帯機3が認証されていない状況が更に継続する。
このように、比較例に係るスマートキーシステムでは、ポーリング信号と同様のLF帯のノイズが、ポーリング信号と同じ送信周期で送信され且つ送信タイミングも重なると、携帯機3がポーリング信号を受信することができない状況が継続する可能性がある。そのため、ユーザはドアの解錠ができず、利便性が大きく低下してしまう可能性がある。
これに対して、図9を参照して、本実施形態に係るスマートキーシステム1の動作の一例について説明する。
尚、時刻t1〜t5までの動作は、図8(比較例に係るスマートキーシステム)における時刻t1〜時刻t5までの動作と同様であるため、説明を省略する。
図9(a)に示すように、時刻t4の後の時刻t5にて、ウェイク信号Wを送信すると、リトライ回数N1が所定回数Nth1以上になるため、これ以上リトライは行われない(ステップS210のNo)。そのため、車両2のドアが解錠されないまま、第2のスマートエントリ処理(図5)が終了する。そして、上述の如く、第2のスマートエントリ処理が開始される直前のポーリング信号P1が送信された時刻t2から、タイミング変更タイマTm7(=T・n+A)に対応する時間Δtが経過すると、送信タイミング変更部1115からポーリング開始要求が出力される(ステップS402〜S412)。即ち、時刻t2から、送信周期Tの所定数n(1以上の整数)倍に送信周期Tより短い所定時間Aだけ加えた時間Δtが経過した時刻t6にて、LF信号送信処理部1111は、送信タイミング変更部1115からのポーリング開始要求に応じて、ポーリング信号P1mを送信する。
ポーリング信号P1mは、第2のスマートエントリ処理が開始される前のポーリング信号P1に対して、送信周期Tより短い所定時間Aだけ送信タイミングが変化している。従って、図9(a)、(b)に示すように、ポーリング信号P1mは、隣接車両から送信されるポーリング信号P2との送信タイミングの重なりが解消される。そのため、図9(c)に示すように、携帯機3(LF信号受信処理部5011)は、ポーリング信号P1m(白塗り部分)と、隣接車両から送信されるポーリング信号P2(斜線部分)を判別することができる。即ち、時刻t6にて、携帯機3(LF信号受信処理部5011)は、ポーリング信号P1mを受信することができる(ステップS302のYes)。
その後、図9(d)に示すように、時刻t7にて、携帯機3(RF信号送信処理部5012)は、ポーリング信号P1mの受信に応じて、返信信号を送信する(ステップS304)。
その後、車載装置10のRF信号受信処理部1112が携帯機3からの返信信号を受信すると(ステップS106のYes)、図9(a)に示すように、時刻t8にて、車載装置10のLF信号送信処理部1111は、チャレンジ信号C1を車室外の所定領域に送信する(ステップS108)。
図9(a)、(b)に示すように、チャレンジ信号C1は、隣接車両が送信するポーリング信号P2と送信タイミングの重なりがない。そのため、図9(c)に示すように、時刻t8にて、携帯機3(LF信号受信処理部5011)は、チャレンジ信号C1を受信することができる(ステップS308のYes)。
その後、図9(d)に示すように、時刻t9にて、携帯機3(RF信号送信処理部5012)は、認証情報生成部5013からの送信要求に応じて、車両2(車載装置10)にレスポンス信号を送信する(ステップS312〜S314)。
その後、車載装置10のRF信号受信処理部1112がレスポンス信号を受信すると(ステップS114のYes)、車載装置10の認証処理部1113は、自身が生成した"チャレンジ"の解読結果と、"レスポンス"の比較を行う。そして、図9(f)に示すように、時刻t9にて、認証処理部1113は、携帯機3の正当性の認証に成功している(ステップS118のYes)。
その後、図9(e)に示すように、時刻t11にて、ユーザが操作部30に対して、2回目の所定操作を行うことにより(ステップS122のYes)、図9(f)に示すように、時刻t12にて、車載機器制御部1114は、車両2のドアを解錠する(ステップS126)。
このように、本実施形態では、認証処理部1113が携帯機3の正当性を認証していない状況で、操作部30に所定操作が行われた場合、LF信号送信処理部1111は、送信周期Tより短い所定時間Aだけ送信タイミングを変化させて、送信周期Tでポーリング信号を送信する。従って、ポーリング信号と同じ周波数帯且つ送信周期及び送信タイミングが重なるノイズ源が車両近傍にある場合であっても、ポーリング信号とノイズとの送信タイミングの重なりを解消することができる。そのため、携帯機3は、ポーリング信号とノイズとを判別することが可能となり、ポーリング信号を受信することができる。また、通常、ポーリング信号の送信エリアである所定領域に携帯機3を所持するユーザが進入すると、携帯機3はポーリング信号を受信し、返信信号を車両に送信するため、先に携帯機3の認証が完了し、その後、ユーザによる車両2のドアを解錠するためのトリガである所定操作が行われる。しかし、携帯機3の認証が完了していない状況で、操作部30に対する所定操作が行われた場合、ノイズの影響で、携帯機3がポーリング信号を受信できない或いは受信するタイミングが遅れていると判断することができる。従って、必要性を判断した上で、ポーリング信号の送信タイミングを変化させることが可能となり、従来技術のように、ポーリング信号の送信タイミングが変化するのを待つ等の必要が無くなるため、ユーザの利便性の低下を抑制することができる。また、従来技術のように、携帯機が常時ノイズの検出を行う等の必要もないため、携帯機3の電池寿命の低下を抑制することもできる。即ち、本実施形態に係るスマートキーシステム1によれば、ユーザの利便性の低下や携帯機3の電池寿命の低下を抑制しつつ、ノイズの影響を低減することができる。
尚、本実施形態では、携帯機3の認証が未完了の状況で、操作部30に所定操作が行われた場合、以前のポーリング信号を基準として、送信周期Tの1以上の整数倍に所定時間Aを加えた時間が経過した送信タイミングでポーリング信号が送信される。即ち、操作部30に対して所定操作が行われる前のポーリング信号を基準とする送信タイミングよりも所定時間Aだけ遅い送信タイミングでポーリング信号が送信される。しかし、当該構成には限定されず、例えば、操作部30に対して所定操作が行われる前のポーリング信号を基準とする送信タイミングよりも所定時間Aだけ早い送信タイミングでポーリング信号が送信されてもよい。
また、本実施形態では、携帯機3の認証が未完了の状況で、操作部30に所定操作が行われた場合、第1のスマートエントリ処理が終了すると共に、第2のスマートエントリ処理に移行するが、当該構成には限定されない。例えば、携帯機3の認証が未完了の状況で、操作部30に所定操作が行われた場合、第2のスマートエントリ処理を実行せず、直ぐに、送信タイミングを以前のポーリング信号から所定時間Aだけ変化させたポーリング信号が送信周期Tで送信されてもよい。
以上、本発明を実施するための形態について詳述したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
1 スマートキーシステム
2 車両
3 携帯機
10 車載装置
11 スマートECU
12 送信アンテナ
13 チューナ
20 ボディECU
30 操作部
40 ドアロックモータ
50 携帯機ECU
60 受信アンテナ
70 送信アンテナ
111 マイコン
112 LF駆動回路
501 マイコン
502 受信回路
503 送信回路
1111 LF信号送信処理部(第1送信部)
1112 RF信号受信処理部(第1受信部)
1113 認証処理部
1114 車載機器制御部(制御部)
1115 送信タイミング変更部
1119 記憶部
5011 LF信号受信処理部(第2受信部)
5012 RF信号送信処理部(第2送信部)
5013 認証情報生成部
5019 記憶部

Claims (2)

  1. 車両と携帯機との間での双方向通信に基づき、車載機器に所定の動作を行わせるスマートキーシステムであって、
    前記車両に搭載され、車室外の所定領域に所定の送信周期でポーリング信号を送信する第1送信部と、
    前記車両に搭載され、前記携帯機から送信される信号を受信する第1受信部と、
    前記携帯機に搭載され、前記第1送信部から送信される信号を受信する第2受信部と、
    前記携帯機に搭載され、前記第2受信部が前記ポーリング信号を受信した場合、前記車両に返信信号を送信する第2送信部と、
    前記車両に搭載され、前記第1受信部が前記返信信号を受信した場合、前記携帯機の認証処理を行う認証部と、
    前記車両に搭載され、前記車両で所定の操作が行われ且つ前記認証部が前記携帯機を認証した場合、前記車載機器に前記所定の動作を行わせる制御部と、を備え、
    前記第1送信部は、前記認証部が前記携帯機を認証していない状況で、前記所定の操作が行われた場合、当該所定の操作が行われる前の前記ポーリング信号を基準とする送信タイミングよりも、前記所定の送信周期より短い所定時間だけ遅い又は早い送信タイミングで、前記ポーリング信号を送信する、
    スマートキーシステム。
  2. 前記車載機器は、前記車両のドアの施解錠装置であり、
    前記所定の動作は、前記ドアの解錠動作である、
    請求項1乃至3の何れか一項に記載のスマートキーシステム。
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