JP2018003469A - ドアハンドルに組み込まれる車載装置 - Google Patents

Abstract

【課題】アンテナ機能と照明機能とをドアハンドルに搭載した車載装置を提供する。【解決手段】車両本体に搭載の制御装置と電気的に接続される第１信号線および第２信号線と、第１信号線と第２信号線との間に接続され、制御装置によって２本の信号線間に交流電圧が印加されると所定の電波を発信するアンテナ部と、アンテナ部と並列に接続され、制御装置によって２本の信号線間に直流電圧が印加されると発光素子を発光させて照明する照明部と、を備える。照明部は、２本の信号線間に印加される電圧を入力し、直流電圧の印加時には第１積分値を交流電圧の印加時には第２積分値を、出力する積分回路、積分回路が出力する積分値と所定の基準値とを比較し、積分回路から第１積分値の出力期間にオン信号を第２積分値の出力期間にオフ信号を、出力する比較回路、および比較回路が出力するオン信号に応答して、発光素子に電流を流して発光させる駆動回路を含む。【選択図】図２

Description

本発明は、照明機能付きキーレスエントリーシステム用のドアハンドルに組み込まれる車載装置に関する。

例えば、特許文献１に、自動で定期的にリクエスト信号を送信することができるアンテナ機能と、このアンテナ機能を用いて手動で単発的にリクエスト信号を送信することができるリクエスト機能とを、ドアハンドルに搭載したキーレスエントリーシステムが、開示されている。

特開２０１４−１４８７８７号公報

近年、ドアハンドルに照明機能を持たせて、キーレスエントリーシステムの動作と連動して車両ドアの施解錠や開閉の操作時にドアハンドル付近を照明させることにより、ユーザの利便性を向上させる技術がある。

ここで、上述したアンテナ機能（およびリクエスト機能）とは全く性質の異なる照明機能を、アンテナ機能と一緒にドアハンドルに搭載しようとした場合、一般的にはアンテナ機能を実行する回路と照明機能を実行する回路とを、別個でドアハンドルに組み込む構成が考えられる。

しかしながら、アンテナ機能を実行する回路と照明機能を実行する回路とを別個でドアハンドルに組み込む構成では、ドアハンドルと車両本体（例えば車両ドア）とを接続するハーネスに、少なくともアンテナ機能を実行する回路用の２本と照明機能を実行する回路用の２本との、合計４本の配線が必要となる。ハーネスの配線数は、配線を通す隙間の制約やコストアップなどの観点から、できるだけ少ないことが好ましい。

本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、照明機能付きキーレスエントリーシステム用であって、アンテナ機能と照明機能との双方をドアハンドルに搭載しつつ、ドアハンドルと車両本体とを接続するハーネスの配線数を２本で済ませることができる、ドアハンドルに組み込まれる車載装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の一態様は、照明機能付きキーレスエントリーシステム用のドアハンドルに組み込まれる車載装置であって、車両本体に搭載される制御装置と電気的に接続される第１信号線および第２信号線と、第１信号線と第２信号線との間に接続され、制御装置によって第１信号線と第２信号線との間に交流電圧が印加されると、所定の電波を発信するアンテナ部と、第１信号線と第２信号線との間にアンテナ部と並列に接続され、制御装置によって第１信号線と第２信号線との間に直流電圧が印加されると、発光素子を発光させて照明する照明部と、を備え、照明部は、第１信号線と第２信号線との間に印加される電圧を入力し、直流電圧の印加時には第１積分値を、交流電圧の印加時には第２積分値を、それぞれ出力する積分回路、積分回路が出力する積分値と所定の基準値とを比較し、積分回路から第１積分値が出力されている期間にオン信号を、積分回路から第２積分値が出力されている期間にオフ信号を、それぞれ出力する比較回路、および比較回路が出力するオン信号に応答して、発光素子に電流を流して発光させる駆動回路を含む、ことを特徴とする。

上記本発明の車載装置は、交流電圧の印加によって駆動するアンテナ部と、直流電圧の印加によって駆動する照明部とを、第１信号線と第２信号線との間に並列接続する構成を有している。従って、２本の信号線間に印加する電圧を交流／直流と切り替えるだけで、ドアハンドルにおいて実行される機能をアンテナ機能／照明機能と排他的に実行させることができる。

この接続構成により、ドアハンドルにおいてアンテナ機能と照明機能との２つの機能を実行させるために、ドアハンドルと車両本体とを接続するハーネスの配線数を２本で済ませることができる。

よって、例えば、ドアハンドルと車両本体（車両ドアなど）との隙間が狭くても、ハーネスを通し易くなる。また、ハーネスの配線数が２本で済むため、例えばドアロック用やパワーウインドウ用などの他の配線と干渉する虞を抑制することができる。また、ハーネスの配線数が２本なので、部品コストを抑制することができる。さらに、ハーネスの配線数が２本とかさばらないため、ドアハンドルに対する意匠制約の緩和も期待できる。

本発明の照明機能付きキーレスエントリーシステム用のドアハンドルに組み込まれる車載装置によれば、アンテナ機能と照明機能との双方をドアハンドルに搭載できると共に、ドアハンドルと車両本体とを接続するハーネスの配線数を２本で済ませることができる。

照明機能付きキーレスエントリーシステムの概略を説明する図 本発明の一実施形態に係るドアハンドルに組み込まれる車載装置の概略図 本実施形態の車載装置で実行される制御の手順を説明するフローチャート 本実施形態の車載装置で実行される制御の手順を説明するフローチャート 制御装置から出力される電圧の切り替え例

［概要］
本発明の車載装置は、照明機能付きキーレスエントリーシステム用のドアハンドルなどに組み込まれる。本車載装置では、交流電圧の印加によって電波を発信するアンテナ部と、直流電圧の印加によって発光素子を発光させて照明する照明部とを、２本の信号線の間に並列接続している。２本の信号線間に印加する交流電圧と直流電圧とを適切に切り替えて、アンテナ部と照明部とを排他的に作動させる。これにより、アンテナ機能と照明機能との双方をドアハンドルに搭載しつつ、ドアハンドルと車両本体とを接続するハーネスの配線数を２本で済ませることができる。

［照明機能付きキーレスエントリーシステムの概略］
図１は、照明機能付きキーレスエントリーシステムの概略を説明する図である。この照明機能付きキーレスエントリーシステムは、車両５に設置される車両搭載機１と、ユーザなどに携帯されて持ち運びが可能な電子キー（携帯機とも称される）２と、を備えて構成される。

車両搭載機１は、ドアハンドルに組み込まれる車載装置１０と、車両５の本体（車両ドアなど）に搭載される制御装置２０と、を含んで構成される。車載装置１０には、後述するアンテナ機能と照明機能とが搭載されている。

この照明機能付きキーレスエントリーシステムでは、車両搭載機１と電子キー２との間で認証処理を実行する場合には、車載装置１０に搭載されたアンテナ機能を用いて、アンテナによって形成される検知エリアにリクエスト信号の電波が発信される（図１中の矢印を参照）。このアンテナ機能によって、検知エリアに存在する電子キー２を検知することができる。

そして、電子キー２からレスポンス信号の応答を受けてキー認証が成功した後、照明機能付きキーレスエントリーシステムでは、車載装置１０に搭載された照明機能を用いて、ドアハンドルの付近、例えばドアハンドル内側やドアハンドル下方向（足元）などが照明される（図１中の網掛け部を参照）。この照明機能によって、例えば夜間などドアハンドルの位置をユーザに知らせることなどの支援ができる。

上述したアンテナ機能は、キー認証が成功すると作動しておく必要がなくなる。本実施形態は、キー認証の成功後などのアンテナ機能が必要なくなる期間では、アンテナ機能に代えて照明機能を作動させることで、以下に説明する有用な作用効果を発揮することができる。

なお、照明機能付きキーレスエントリーシステムの車両搭載機１には、上述した機能以外にも、車両ドアの施錠／解錠やエンジン始動などの機能を実現するための様々な装置が備えられている。しかし、これらの装置は本発明の主眼ではないため、本実施形態では説明および図示を省略する。

［車載装置の構成］
図２は、本発明の一実施形態に係るドアハンドルに組み込まれる車載装置１０と、車両５の本体に搭載される制御装置２０とを、ハーネス３０で接続した構成の一例を概略的に示した図である。ハーネス３０は、２本の配線によって、車載装置１０の第１信号線Ｓ１および第２信号線Ｓ２と、制御装置２０の第１出力端子ＯＵＴ１および第２出力端子ＯＵＴ２とを、接続している。

図２において、車両本体に搭載される制御装置２０は、制御部２１と、駆動部２２と、を備えている。

駆動部２２は、４つのスイッチング素子Ｔａ〜Ｔｄからなる、いわゆるＨブリッジ回路を構成している。この４つのスイッチング素子Ｔａ〜Ｔｄは、例えばｎ型ＭＯＳトランジスタとすることができる。

スイッチング素子Ｔａは、ドレインが所定の電源＋Ｂに接続され、ソースがスイッチング素子Ｔｂのドレインと接続され、ゲートが制御部２１の出力端子Ｄａに接続されている。スイッチング素子Ｔｂは、ソースが接地され、ゲートが制御部２１の出力端子Ｄｂに接続されている。このスイッチング素子Ｔａのソースとスイッチング素子Ｔｂのドレインとが接続された第１出力端子ＯＵＴ１は、ハーネス３０を介して車載装置１０の第１信号線Ｓ１と接続される。

同様に、スイッチング素子Ｔｃは、ドレインが所定の電源＋Ｂに接続され、ソースがスイッチング素子Ｔｄのドレインに接続され、ゲートが制御部２１の出力端子Ｄｃに接続されている。スイッチング素子Ｔｄは、ソースが接地され、ゲートが制御部２１の出力端子Ｄｄに接続されている。このスイッチング素子Ｔｃのソースとスイッチング素子Ｔｄのドレインとが接続された第２出力端子ＯＵＴ２は、ハーネス３０を介して車載装置１０の第２信号線Ｓ２と接続される。

上述のように接続されたスイッチング素子Ｔａ〜Ｔｄは、制御装置２１の出力端子Ｄａ〜Ｄｄから出力される駆動信号（後述する）に応じて各々のスイッチング動作を行うことで、第１出力端子ＯＵＴ１および第２出力端子ＯＵＴ２に出力するアンテナ駆動用交流電圧および照明駆動用直流電圧を、ハーネス３０を介して車載装置１０へ供給する。

制御部２１は、車両搭載機１で実行される処理に応じて、駆動部２２を制御する。車載装置１０においてアンテナ機能を実行させる場合、制御部２１は、出力端子Ｄａ〜Ｄｄから出力する駆動信号を次のように制御し、駆動部２２からアンテナ駆動用交流電圧を出力させる。具体的に、制御部２１は、駆動部２２のスイッチング素子ＴａおよびＴｄをオン動作させ、かつスイッチング素子ＴｂおよびＴｃをオフ動作させる駆動信号を出力する期間と、駆動部２２のスイッチング素子ＴａおよびＴｄをオフ動作させ、かつスイッチング素子ＴｂおよびＴｃをオン動作させる駆動信号を出力する期間とを、交互に切り替える。この制御により、駆動部２２の第１出力端子ＯＵＴ１および第２出力端子ＯＵＴ２からは、アンテナ駆動用交流電圧が出力される。

一方、車載装置１０において照明機能を実行させる場合、制御部２１は、出力端子Ｄａ〜Ｄｄから出力する駆動信号を次のように制御し、駆動部２２から照明駆動用直流電圧を出力させる。具体的に、制御部２１は、駆動部２２のスイッチング素子ＴａおよびＴｄをオン動作させ、かつスイッチング素子ＴｂおよびＴｃをオフ動作させる駆動信号を、固定的に出力する。この制御により、駆動部２２の第１出力端子ＯＵＴ１および第２出力端子ＯＵＴ２からは、照明駆動用直流電圧が出力される。

なお、上述した制御部２１は、典型的には中央演算処理装置（ＣＰＵ：Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、メモリ、および入出力インタフェースなどを含んだ電子制御ユニット（ＥＣＵ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）として構成され得る。この電子制御ユニットは、メモリに格納された所定のプログラムをＣＰＵが読み出して解釈実行することによって上述した機能を実現することが可能である。

図２において、ドアハンドルに組み込まれる車載装置１０は、アンテナ部１１と、照明部１２と、を備えている。

アンテナ部１１は、第１信号線Ｓ１と第２信号線Ｓ２との間に接続され、ハーネス３０を介して第１信号線Ｓ１と第２信号線Ｓ２との間に印加されるアンテナ駆動用交流電圧に応じて、所定の周波数（例えば、ＬＦ（Ｌｏｗ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ：低周波））によるリクエスト信号の電波を発信する。

このアンテナ部１１は、例えば、インダクタＬ１とキャパシタＣ１とを直列に接続したＬＣ直列共振回路で構成されており、第１信号線Ｓ１と第２信号線Ｓ２との間にアンテナ駆動用交流電圧が印加された時にだけ、リクエスト信号の周波数に共振して電波を発信することができる。このアンテナ部１１は、第１信号線Ｓ１と第２信号線Ｓ２との間に照明駆動用直流電圧が印加された時には、何も作動しない。

照明部１２は、第１信号線Ｓ１と第２信号線Ｓ２との間にアンテナ部１１と並列に接続され、ハーネス３０を介して第１信号線Ｓ１と第２信号線Ｓ２との間に印加される照明駆動用直流電圧に応じて、所定の発光素子を発光させて照明する。

この照明部１２は、例えば、ダイオードＤ１およびＤ２、インダクタＬ２、並びにキャパシタＣ２から構成される積分回路と、抵抗Ｒ１〜Ｒ３、ツェナーダイオードＤ３、およびオペアンプＡ１から構成される比較回路と、スイッチング素子Ｔ１、抵抗Ｒ４、および発光素子Ｄ４から構成される駆動回路と、を含んで構成される。スイッチング素子Ｔ１は、例えばｎ型ＭＯＳトランジスタとすることができる。発光素子Ｄ４は、例えばＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）とすることができる。

照明駆動用直流電圧の印加時において、積分回路は、第１信号線Ｓ１に現れる直流電圧成分をインダクタＬ２とキャパシタＣ２とで積分し、第１積分値Ｖ１を得る。積分回路で得られた第１積分値Ｖ１は、比較回路において抵抗Ｒ１およびＲ２で分圧されて値Ｖｉｎとなった後、オペアンプＡ１においてツェナーダイオードＤ３で定まる基準値Ｖｒｅｆと比較される。この比較回路は、積分回路で第１積分値Ｖ１が得られた場合に、オペアンプＡ１の入力値Ｖｉｎが基準値Ｖｒｅｆよりも高くなるように構成されており、この場合にオペアンプＡ１からオン信号を出力する。駆動回路は、比較回路の出力がスイッチング素子Ｔ１のゲートに接続されており、比較回路からオン信号が出力されるとスイッチング素子Ｔ１が動作する。このスイッチング素子Ｔ１の動作によって発光素子Ｄ４に電流が流れ発光する。

一方、アンテナ駆動用交流電圧の印加時において、積分回路は、第１信号線Ｓ１と第２信号線Ｓ２とに交互に現れる直流電圧成分をインダクタＬ２とキャパシタＣ２とで積分し、第２積分値Ｖ２を得る。この第２積分値Ｖ２は、上述した第１積分値Ｖ１よりも小さい。この積分回路で第２積分値Ｖ２が得られた場合には、抵抗Ｒ１およびＲ２で分圧されてオペアンプＡ１の入力値Ｖｉｎが基準値Ｖｒｅｆよりも低くなり、比較回路のオペアンプＡ１からはオン信号が出力されずに、オフ信号が出力される。よって、駆動回路では、オフ信号によってスイッチング素子Ｔ１が動作せず、発光素子Ｄ４は発光しない。

このように、車載装置１０では、アンテナ駆動用交流電圧と照明駆動用直流電圧とを切り替えることによって、アンテナ部１１によるアンテナ駆動の期間と、照明部１２による照明駆動の期間とを、所定のタイミングで切り分けることができる。

［車両搭載機による制御］
図３および図４をさらに参照して、上述した構成を有する本実施形態に係るドアハンドルに組み込まれる車載装置１０によって実行される、アンテナ機能および照明機能の切り替え制御を説明する。

図３は、例えば駐車している車両５のドアを解錠してユーザが乗車する際に、車載装置１０で実行される制御の手順を説明するフローチャートである。図３において、駐車している車両５では、電子キー２が近接した（ユーザが乗車しそうである）ことを車両搭載機１が検知するために、車載装置１０のアンテナ機能を駆動させる。すなわち、制御装置２０の駆動部２２からアンテナ駆動用交流電圧が出力され、車載装置１０のアンテナ部１１が駆動を開始する（ステップＳ３０１）。

車載装置１０のアンテナ部１１の駆動が開始された後、電子キー２のキー認証処理が完了するか（ステップＳ３０２：Ｙｅｓ）、電子キー２を使用したリモート操作による車両ドアの解錠が行われると（ステップＳ３０３：Ｙｅｓ）、アンテナ機能の駆動に代えて照明機能の駆動に切り替えられる。すなわち、制御装置２０の駆動部２２からは、アンテナ駆動用交流電圧に代えて照明駆動用直流電圧が出力される。これにより、車載装置１０の照明部１２が駆動を開始する（ステップＳ３０４）。

車載装置１０の照明部１２の駆動が開始された後、車両ドアが一旦開いて閉じるか（ステップＳ３０５：Ｙｅｓ、Ｓ３０６：Ｙｅｓ）、車両ドアが開いたまま所定の時間が経過するか（ステップＳ３０５：Ｙｅｓ、Ｓ３０６：Ｎｏ、Ｓ３０７：Ｙｅｓ）、車両ドアが開かなくても解錠が行われるか（ステップＳ３０５：Ｎｏ、Ｓ３０８：Ｙｅｓ、Ｓ３０９：Ｙｅｓ）のいずれかの行為を判断する。これらの行為が判断されることによって、車両ドアを照明してユーザを支援するという目的を達成できたものと見なされて、車載装置１０の照明部１２の駆動が停止する（ステップＳ３１０）。

なお、車載装置１０の照明部１２の駆動が開始された後、所定の時間が経過しても車両ドアが解錠されなければ（ステップＳ３０５：Ｎｏ、Ｓ３０８：Ｙｅｓ、Ｓ３０９：Ｎｏ）、制御装置２０の駆動部２２からの出力が照明駆動用直流電圧からアンテナ駆動用交流電圧に切り替えられる（ステップＳ３０１）。

上述した制御装置２０から出力される電圧の切り替えの一例を、図５に示す。図５の例では、アンテナ駆動用交流電圧による車載装置１０のアンテナ部１１の駆動が開始された後に行われたリモート操作による車両ドアの解錠によって、アンテナ部１１の駆動から照明駆動用直流電圧による照明部１２の駆動へと切り替えられている。そして、例えば車両ドアが閉じられる行為によって、照明駆動用直流電圧の出力を止めて照明部１２の駆動を停止させている。

また、図４は、車室内からユーザが降車してドアを施錠する際に、車載装置１０で実行される制御の手順を説明するフローチャートである。図４において、閉まっていた車両ドアが開いた（ユーザが降車した）と車両搭載機１に判断されると（ステップＳ４０１：Ｙｅｓ）、ユーザを支援するために照明機能を駆動させる。すなわち、制御装置２０の駆動部２２から照明駆動用直流電圧が出力され、車載装置１０の照明部１２が駆動を開始する（ステップＳ４０２）。

車載装置１０の照明部１２の駆動が開始された後、車両ドアが閉じてスマート操作で車両ドアが施錠されれば（ステップＳ４０３：Ｙｅｓ、Ｓ４０５：Ｙｅｓ）、車両ドアを照明してユーザを支援するという目的が完了したと判断され、照明機能の駆動に代えてアンテナ機能の駆動に切り替えられる。すなわち、制御装置２０の駆動部２２からは、照明駆動用直流電圧に代えてアンテナ駆動用交流電圧が出力される。これにより、車載装置１０のアンテナ部１１が駆動を開始する（ステップＳ４０６）。アンテナ部１１の駆動が開始されると、電子キー２とのキー認証を確認し、キー認証がＮＧであればステップＳ４０５に戻り、キー認証がＯＫであれば処理を終了する（ステップＳ４０７：Ｙｅｓ）。

また、車載装置１０の照明部１２の駆動が開始された後、車両ドアが閉じずに所定の時間が経過するか（ステップＳ４０３：Ｎｏ、Ｓ４０４：Ｙｅｓ）、車両ドアが閉じても所定の時間が経過するまでにスマート操作やリモート操作で車両ドアが施錠されなければ（ステップＳ４０３：Ｙｅｓ、Ｓ４０５：Ｎｏ、Ｓ４０８、Ｓ４０９：Ｙｅｓ）、車両ドアを照明してユーザを支援するという目的を達成できたものと見なされて、車載装置１０の照明部１２の駆動が停止される（ステップＳ４１０）。

［本実施形態における作用効果］
以上説明したように、本発明の一実施形態に係るドアハンドルに組み込まれる車載装置１０は、交流電圧の印加によって駆動するアンテナ部１１と、直流電圧の印加によって駆動する照明部１２とを、第１信号線Ｓ１と第２信号線Ｓ２との間に並列接続している。

従って、第１信号線Ｓ１と第２信号線Ｓ２との間に印加する電圧をアンテナ駆動用の交流／照明駆動用の直流に切り替えるだけで、ドアハンドルにおいて実行される機能をアンテナ機能／照明機能と排他的に切り替えて実行させることができる。

また、このアンテナ部１１と照明部１２との並列接続構成により、ドアハンドルにおいてアンテナ機能と照明機能との２つの機能を実行させるために、ドアハンドル（の車載装置１０）と車両本体（の制御装置２０）とを接続するハーネス３０の配線数を２本で済ませることができる。

よって、例えば、ドアハンドルと車両本体（車両ドアなど）との隙間が狭くても、ハーネス３０を通し易くなる。また、ハーネス３０の配線数が２本で済むため、例えばドアロック用やパワーウインドウ用などの他の配線と干渉する虞を抑制することができる。また、ハーネスの配線数が２本なので、部品コストを抑制することができる。さらに、ハーネス３０の配線数が２本とかさばらないため、ドアハンドルに対する意匠制約の緩和も期待できる。

本発明の車載装置は、照明機能付きキーレスエントリーシステム用のドアハンドルに組み込むことが可能である。

１ 車両搭載機
２ 電子キー
５ 車両
１０ 車載装置
１１ アンテナ部
１２ 照明部
２０ 制御装置
２１ 制御部
２２ 駆動部
３０ ハーネス

Claims (1)

1. 照明機能付きキーレスエントリーシステム用のドアハンドルに組み込まれる車載装置であって、
   車両本体に搭載される制御装置と電気的に接続される第１信号線および第２信号線と、
   前記第１信号線と前記第２信号線との間に接続され、前記制御装置によって前記第１信号線と前記第２信号線との間に交流電圧が印加されると、所定の電波を発信するアンテナ部と、
   前記第１信号線と前記第２信号線との間に前記アンテナ部と並列に接続され、前記制御装置によって前記第１信号線と前記第２信号線との間に直流電圧が印加されると、発光素子を発光させて照明する照明部と、を備え、
   前記照明部は、
   前記第１信号線と前記第２信号線との間に印加される電圧を入力し、直流電圧の印加時には第１積分値を、交流電圧の印加時には第２積分値を、それぞれ出力する積分回路、
   前記積分回路が出力する積分値と所定の基準値とを比較し、前記積分回路から前記第１積分値が出力されている期間にオン信号を、前記積分回路から前記第２積分値が出力されている期間にオフ信号を、それぞれ出力する比較回路、および
   前記比較回路が出力する前記オン信号に応答して、前記発光素子に電流を流して発光させる駆動回路を含む、
   車載装置。

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