JP2020133303A - アンテナ装置、ドアハンドル装置、車両制御装置、車両制御システム - Google Patents

アンテナ装置、ドアハンドル装置、車両制御装置、車両制御システム Download PDF

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和宏 根来
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Abstract

【課題】使用者の操作を検知するための電気回路の配線数の減少と、処理時間の短縮とを実現する。【解決手段】LF送信用アンテナ装置3は、コアに巻回されたコイルLを有するLFアンテナ12d、12pと、このLFアンテナ12d、12pに電流を供給して、LFアンテナ12d、12pからLF信号を送信させる駆動部13と、使用者により操作される操作部と、操作部の操作を検知する操作検知部17と、LFアンテナ12d、12pに流れる電流を検出する電流検出部15とを備える。操作部は、コイルLの近傍に設けられていて、使用者により操作されることでコイルLとの間隔が変化するように変位して、LFアンテナ12d、12pに流れる電流を変化させる。操作検知部17は、電流検出部15によるLFアンテナ12d、12pの電流の検出結果に基づいて操作部の操作を検知する。【選択図】図2

Description

本発明は、アンテナから電気信号を送信しかつ使用者の操作を検知するアンテナ装置と、該アンテナ装置を備えたドアハンドル装置、車両制御装置、および車両制御システムに関する。
車両に搭載された車両制御装置と、車両の使用者が携帯する携帯機との無線通信結果に基づいて、車載機器の動作を制御する車両制御システムがある。車両制御装置には、携帯機へ電気信号を送信する送信部、携帯機から送信された電気信号を受信する受信部、および車載機器の動作を制御する制御部が備わっている。送信部には、車両の車外にある携帯機へ電気信号を送信する車外送信部と、車内にある携帯機へ電気信号を送信する車内送信部とがある。
送信部は、コアと該コアに巻回されたコイルとを有するアンテナと、交流の電流を供給することによりアンテナを駆動する駆動部とを備えたアンテナ装置により構成されている。また、車外送信部は、アンテナと駆動部に加えて、使用者により操作される操作部と、該操作部の操作を検知する操作検知部とを備えたアンテナ装置により構成されることもある。
たとえば特許文献1〜3では、車外用のアンテナ装置の操作部は、車両のドアの外側に設けられたドアハンドルから成る。操作検知部は、ドアハンドルに内蔵されたセンサ電極と、該センサ電極とドアのアウタパネルとの間の静電容量の変化を検出する静電容量検出部とから構成されている。また、ドアハンドルには、センサ電極以外に、アンテナのコアとコイルも内蔵されている。操作検知部の静電容量検出部と、アンテナを駆動する駆動部とは、ドア内または車体に設けられている。そして、このようなアンテナ装置とドアハンドルにより、ドアハンドル装置が構成されている。使用者が手でドアハンドルとアウタパネルとの間に接近操作または接触操作することで、当該間の静電容量が変化する。このため、操作検知部は、静電容量検出部の検出結果に基づいて、上記使用者によるドアハンドル操作を検知する。
上記のようなドアハンドル装置を備えた車両制御装置は、たとえばポーリング方式で、アンテナ装置から車外にある携帯機に対して応答要求信号を送信する。携帯機は、応答要求信号を受信すると、応答信号を返信する。車両制御装置は、携帯機からの応答信号を受信部により受信すると、該応答信号に含まれるIDコードに基づいて携帯機の認証を行う。そして、車両制御装置は、携帯機の認証結果と、アンテナ装置の操作検知部による使用者のドアハンドル操作の検知結果とに基づいて、車載機器の動作を制御する。具体的には、たとえば車両制御装置は、携帯機の認証が成功し、かつ使用者のドアハンドル操作を検知すると、ドア施解錠装置により車両のドアを解錠する。
車両の外側に設けられたドアハンドルには、外観の意匠性、大きさ、ある程度の強度などの様々な制約がある。そのため、ドアハンドルに内蔵されるアンテナ装置も、アンテナやセンサ電極や配線などの電気部品の小型化や削減が求められている。また、車両のドアを外側から開けるために、ドアハンドルは回動操作される。そのため、アンテナ装置のドアハンドル内に設けた電気部品と、ドアハンドル外に設けた電気部品とが、ハーネスやコネクタなどの配線で電気的に接続されている。このハーネスの電線数やコネクタのピン数が多くなると、コストが嵩んでしまう。また、組み立て時に、ドアハンドルとドアの間へのハーネスの噛み込みや、ハーネスの引き回しに注意を要し、組み立て性が低下してしまう。このため、ハーネスやコネクタなどの、ドアハンドル外への引き出し配線の削減も求められている。
上記に対して、特許文献1および特許文献2では、ドアハンドル内のアンテナの駆動用の交流電流と、センサ電極の駆動用の直流電流とを、外部の電源供給部から共通の電線および端子を介して、ドアハンドルに供給している。そして、ドアハンドル内に設けたセンサICで、アンテナが駆動中であることを検出すると、スイッチング素子を切り替えて、センサ電極への電流供給を停止している。
また、特許文献3では、アンテナのコアの一部をセンサ電極として使用している。そして、コアに巻回されたコイルと駆動部とを接続する配線に対して、センサ電極の静電容量の変化を検出する静電容量検出部を接続している。
特開2017−8539号公報 特開2017−8538号公報 特許第4428388号公報
従来のように、ドアハンドルにアンテナ装置のセンサ電極を設けると、該センサ電極の静電容量の変化を検出するための配線もドアハンドルに設けなければならないので、ドアハンドルへの各部品の配置が困難になる。その対策として、ドアハンドルの内部空間や外形を大きくしようとすると、ドアハンドルの意匠性、大きさ、強度などの様々な制約条件を満たすことが困難になる。また、アンテナからの信号送信とセンサ電極の静電容量の検出とを別々のタイミングで行うと、これらを切り替えるための処理が必要になるので、全体の処理時間が長くなる。この結果、車両制御装置により車載機器の動作を制御するまでの処理時間も長くなり、応答性が低くなる。
本発明の課題は、使用者の操作を検知するための電気回路の配線数の減少と、処理時間の短縮とを実現することである。
本発明によるアンテナ装置は、コアと該コアに巻回されたコイルとを有するアンテナと、このアンテナに電流を供給して、アンテナを駆動し、アンテナから電気信号を送信させる駆動部と、使用者により操作される操作部と、この操作部の操作を検知する操作検知部と、アンテナに流れる電流を検出する電流検出部とを備える。操作部は、コイルの近傍に設けられていて、使用者により操作されることでコイルとの間隔が変化するように変位して、アンテナに流れる電流を変化させる。操作検知部は、電流検出部による電流の検出結果に基づいて、操作部の操作を検知する。
また、本発明によるドアハンドル装置は、上記アンテナ装置と、車両のドアの外側に設けられたドアハンドルとを備え、上記アンテナ装置に備わるアンテナと操作部とは、ドアハンドルに設けられている。
また、本発明による車両制御装置は、上記ドアハンドル装置と、車両の使用者が携帯する携帯機から送信された電気信号を受信する受信部と、上記ドアハンドル装置に備わるアンテナ装置と受信部とにより車両の車外にある携帯機と通信し、該通信結果に基づいて車両に搭載された車載機器の動作を制御する制御部とを備えている。
また、本発明による車両制御システムは、上記車両制御装置と、上記車両制御装置が搭載された車両の使用者により携帯され、上記車両制御装置と無線で通信する携帯機とを備えている。
上記によると、アンテナ装置において、使用者の操作により操作部が変位して、操作部とコイルとの間隔が変化することで、アンテナに流れる電流が変化する。そして、そのアンテナに流れる電流を電流検出部により検出し、該検出結果に基づいて、操作検知部により操作部の押圧操作を検知する。このため、アンテナや操作検知部やその他の電気的構成に対して、操作部を電気的に接続する必要はなく、使用者の操作を検知するための電気回路の配線数を減少させることができる。また、駆動部によりアンテナに電流を供給して、アンテナから電気信号を送信しているときに、操作検知部により操作部の押圧操作を検知することができるので、全体の処理時間を短縮することが可能となる。そして、車両制御装置や車両制御システムにおいて、携帯機と通信してから、操作部の押圧操作を検知して、車載機器の動作を制御するまでの処理時間を短縮して、応答性を向上させることが可能となる。
また、ドアハンドル装置においては、ドアハンドルにアンテナのコイルとコアと操作部を設けても、ドアハンドルに設ける配線はコイルに電流を流す配線だけでよく、ドアハンドルの配線数を低減することができる。このため、ドアハンドル装置の組み立て時や、車両のドアへのドアハンドルの取り付け時に、ドアハンドルの配線の取扱いが容易になって、該配線をドアハンドルとドアのアウタパネルとの間に噛み込み難くなり、組み立て性を向上させることが可能となる。また、ドアハンドルに設ける配線数が低減した分、アンテナのコイルとコアと操作部をドアハンドルに配置し易くなるので、ドアハンドルの内部空間や外形を無理に大きくする必要はなく、ドアハンドルの意匠性、大きさ、強度などの様々な制約条件を満たすことが可能となる。
本発明では、上記アンテナ装置において、操作部は、導体から成り、使用者により押圧操作されることでコイルに接近し、押圧操作が解除されることで、操作部自体または操作部を支持する支持部材が有する弾性力により、コイルから所定の間隔で離間するようにしてもよい。
また、本発明では、上記アンテナ装置において、アンテナのコイルを含む直列共振回路と、電流検出部による電流の検出結果に基づいて、アンテナに流れる電流を制御する電流制御部とをさらに備え、駆動部は、直列共振回路の共振周波数でアンテナに電流を供給し、電流制御部は、電流検出部により検出した電流の振幅が所定の制御限界閾値以上である場合に、電流が所望の振幅でアンテナに流れるように、駆動部によりアンテナに供給する電流を制御し、操作検知部は、電流検出部により検出した電流の振幅と、制御限界閾値より小さい所定の操作検知閾値との比較結果に基づいて、操作部の操作を検知してもよい。
また、本発明では、上記アンテナ装置において、電流検出部により検出した電流の検出結果に基づいて、アンテナを含む電流経路の故障を検知する故障検知部をさらに備え、故障検知部は、電流検出部により検出した電流の振幅が、制御限界閾値未満でかつ操作検知閾値より大きい場合、または操作検知閾値より小さい所定の故障検知閾値以下である場合に、故障が発生したことを検知し、操作検知部は、電流検出部により検出した電流の振幅が、操作検知閾値以下でかつ故障検知閾値より大きい場合に、操作部が操作されたことを検知してもよい。
また、本発明では、上記アンテナ装置において、駆動部、操作検知部、電流検出部、電流制御部、および故障検知部は、単一のドライバICに設けられていてもよい。
また、本発明では、上記アンテナ装置のアンテナと操作部とは、上記ドアハンドルに内蔵されてもよい。また、上記ドアハンドルが使用者の手により把持されたときに、該手で押圧される上記ドアハンドルの押圧位置に設けられ、当該押圧力を操作部に伝達する操作ノブをさらに備えてもよい。
さらに、本発明では、上記車両制御装置において、制御部は、アンテナ装置に備わるアンテナから、車外にある携帯機に対して応答要求信号を所定の周期で間欠的に送信し、この応答要求信号を受信した携帯機から返信される応答信号を、受信部により受信すると、該応答信号に基づいて第1認証を実行してもよい。また、第1認証が成功してから所定時間内に、アンテナ装置に備わる操作検知部により操作部の操作を検知すると、使用者による正当なエントリがあったと判断し、また携帯機からの応答信号を受信部により受信すると、該応答信号に基づいて第2認証を実行し、該第2認証が成功しかつ正当なエントリがあったことを確認すると、車載機器の動作を実行してもよい。さらに、第1認証が成功する前に、操作検知部により操作部の操作を検知すると、不正なエントリがあったと判断してもよい。
本発明によれば、使用者の操作を検知するための電気回路の配線数の減少と、処理時間の短縮とを実現するが可能となる。
本発明の実施形態による車両制御システムの電気的構成図である。 図1のLF送信用アンテナ装置の電気的構成図である。 図1のドアハンドル装置の要部断面図である。 図1のLFアンテナに流れる電流を示した図である。 図1のLFアンテナに流れる電流を示した図である。 図1のLFアンテナに流れる電流を示した図である。 図1のLFアンテナに流れる電流を示した図である。 図1の車両制御システムの動作を示したタイムチャートである。 図1の車両制御システムのスリープモードのフローチャートである。 図1の車両制御システムのウェイクアップモードのフローチャートである。 図1の車両制御システムのウェイクアップモードのフローチャートである。 本発明の他の実施形態によるドアハンドル装置の要部断面図である。 本発明の他の実施形態によるドアハンドル装置の要部断面図である。 本発明の他の実施形態による直列共振回路を示した図である。
以下、本発明の実施形態につき、図面を参照しながら説明する。各図において、同一の部分または対応する部分には、同一符号を付してある。
まず、実施形態の車両制御システム100について説明する。
図1は、車両制御システム100の電気的構成図である。車両制御システム100には、車両制御装置10と携帯機20とが備わっている。車両制御装置10は、自動四輪車から成る車両50に搭載されている。携帯機20は、車両50の利用者により携帯されるFOBなどから構成されている。
車両制御装置10には、制御部1、昇圧電源回路2、LF(Low Frequency)送信用アンテナ装置3、ドアハンドル装置4、UHF(Ultra High Frequency)受信部5、および車内通信部6が備わっている。
制御部1は、CPUとメモリなどから構成されている。昇圧電源回路2は、車両50に搭載されたバッテリ41の電圧を昇圧して、LF送信用アンテナ装置(以下、単に「アンテナ装置」という。)3に出力する。
アンテナ装置3には、単一のLFドライバIC11と複数のLFアンテナ12d、12p、12iとが備わっている。各LFアンテナ12d、12p、12iは、コアと該コアに巻回されたコイルとを有している。LFアンテナ12dは、車両50の運転席のドアの外側に設けられたドアハンドルに内蔵されている。LFアンテナ12pは、車両50の助手席のドアの外側に設けられたドアハンドルに内蔵されている。LFアンテナ12iは、車両50の車内に設けられている。
LFドライバIC11は、昇圧電源回路2から入力された電圧に基づいて、各LFアンテナ12d、12p、12iに交流の電流を供給して、各LFアンテナ12d、12p、12iを駆動し、各LFアンテナ12d、12p、12iからLF信号を送信させる。LFアンテナ12dは、車両50の運転席側の外側方へLF信号を送信する。LFアンテナ12pは、車両50の助手席側の外側方へLF信号を送信する。LFアンテナ12iは、車両50の車室内へLF信号を送信する。
アンテナ装置3は、ドアハンドル装置4に含まれている。ドアハンドル装置4の詳細は後述する。
UHF受信部5には、UHFアンテナ7と受信回路8とが備わっている。UHFアンテナ7は、車両50の車内または車外に設けられている。UHF受信部5は、UHFアンテナ7と受信回路8によりUHF信号を受信する。車内通信部6は、CAN(Controller Area Network)などにより車両50に搭載されたドア施解錠装置40と通信するための回路から成る。
携帯機20は、制御部21、LFアンテナ23、受信回路24、UHFアンテナ25、および送信回路26を備えている。制御部21は、LFアンテナ23と受信回路24によりLF信号を受信し、UHFアンテナ25と送信回路26によりUHF信号を送信する。
車両制御装置10の制御部1は、アンテナ装置3により車外や車内にある携帯機20へLF信号を送信し、携帯機20から送信されたUHF信号をUHF受信部5により受信する。アンテナ装置3により送信するLF信号には、応答要求信号が含まれている。携帯機20から受信するUHF信号には、応答信号が含まれている。携帯機20の制御部21は、車両制御装置10からの応答要求信号をLFアンテナ23と受信回路24により受信すると、UHFアンテナ25と送信回路26により応答信号を返信する。
また、車両制御装置10の制御部1は、車内通信部6によりドア施解錠装置40と通信して、ドア施解錠装置40の動作を制御する。ドア施解錠装置40は、バッテリ41から供給される電力で駆動され、車両50のドアを施錠したり解錠したりする。ドア施解錠装置40は、本発明の「車載機器」の一例である。
車両制御装置10のLFアンテナ12d、12p、12i、およびUHFアンテナ7以外の各部は、単一のECU(電子制御装置)30に設けられている。ECU30は、車両50の車体に設けられている。
次に、アンテナ装置3の構成について説明する。
図2は、アンテナ装置3の電気的構成図である。アンテナ装置3のLFドライバIC11には、駆動部13、フルブリッジ回路14d、14p、14i、電流検出部15、電流制御部16、操作検知部17、故障検知部18、およびインタフェイス19が備わっている。
フルブリッジ回路14dには、2つのP型FETQ1、Q3と2つのN型FETQ2、Q4とが含まれている。各P型FETQ1、Q3のソースは、LFドライバIC11のポートP2を介して、昇圧電源回路2の出力側に接続されている。P型FETQ1のドレインとN型FETQ2のドレインとは、互いに接続されている。P型FETQ3のドレインとN型FETQ4のドレインも、互いに接続されている。各N型FETQ2、Q4のソースは接地されている。
図2で上側にあるP型FETQ1のゲートとN型FETQ2のゲートとは、互いに接続されているとともに、駆動部13に接続されている。下側にあるP型FETQ3のゲートとN型FETQ4のゲートも、互いに接続されているとともに、駆動部13に接続されている。
また、P型FETQ1のドレインとN型FETQ2のドレインとは、ポートP3を介して、抵抗R1の一端に接続されている。抵抗R1の他端は、コンデンサ(キャパシタ)C1の一端に接続されている。コンデンサC1の他端は、ECU30の端子T1を介して、LFアンテナ12dに接続されている。図2では、コイル(インダクタ)Lの巻線抵抗R2をコイルLの一端側に示している。このため、LFアンテナ12dに備わるコイルLの一端は、巻線抵抗R2と端子T1を介して、コンデンサC1の他端に接続されている。
P型FETQ3のドレインとN型FETQ4のドレインとは、ポートP4を介して、抵抗R3の一端に接続されている。抵抗R3の他端は、コンデンサC2の一端に接続されている。コンデンサC2の他端は、ECU30の端子T2を介して、LFアンテナ12dのコイルLの他端に接続されている。
駆動部13は、フルブリッジ回路14dの各FETQ1〜Q4のオン・オフを切り替えることにより、昇圧電源回路2で昇圧された電圧に基づく交流の電流をLFアンテナ12dに流す(図2の矢印)。詳しくは、フルブリッジ回路14dから電流が、ポートP3、抵抗R1、コンデンサC1、および端子T1を通って、巻線抵抗R2とコイルLに流れる。そして、コイルLから流れ出た電流が、端子T2、コンデンサC2、抵抗R3、およびポートP4を通って、フルブリッジ回路14dに流れる。このようにコイルLに電流が流れることで、LFアンテナ12dからLF信号が送信される。
上述した電流経路には、抵抗R1、R2、コンデンサC1、およびコイルLから成る直列共振回路31が形成されている。駆動部13は、直列共振回路31の共振周波数でLFアンテナ12dに交流の電流を供給する。
他のフルブリッジ回路14p、14iも、フルブリッジ回路14dと同様の構成になっている(図示省略)。また、他のフルブリッジ回路14p、14iと対応する他のLFアンテナ12p、12iの電流経路にも、上記と同様の直列共振回路が形成されている(符号省略)。駆動部13は、フルブリッジ回路14p、14iに備わるFETのオン・オフを切り替えることにより、昇圧電源回路2で昇圧された電圧に基づく交流の電流を、対応する直列共振回路の共振周波数で各LFアンテナ12p、12iに流して、各LFアンテナ12p、12iからLF信号を送信させる。
電流検出部15は、LFドライバIC11内において、フルブリッジ回路14dからポートP3へ流れる電流と、ポートP4からフルブリッジ回路14dへ流れる電流とを検出する。すなわち、電流検出部15は、LFアンテナ12dに流れて行く往路電流と、LFアンテナ12dから流れて来る復路電流の、それぞれの電流値を検出する。また、電流検出部15は、他のLFアンテナ12p、12iについての往路電流と復路電流の、それぞれの電流値も検出する。
電流制御部16は、ポートP1を介して昇圧電源回路2と接続されている。電流制御部16は、電流検出部15により検出した各LFアンテナ12d、12p、12iの電流(往路電流値と復路電流値)に基づいて、昇圧電源回路2の昇圧動作を制御し、駆動部13とフルブリッジ回路14d、14p、14iによりLFアンテナ12d、12p、12iに供給する電流をフィードバック制御する。
操作検知部17は、電流検出部15により検出したLFアンテナ12d、12pの電流値に基づいて、使用者による操作部33(図3)の操作を検知する。故障検知部18は、電流検出部15により検出したLFアンテナ12d、12pの電流値に基づいて、LFアンテナ12d、12pを含む電流経路の故障を検知する。インタフェイス19は、制御部1と通信するための回路から成る。
次に、ドアハンドル装置4の構成について説明する。
図3は、ドアハンドル装置4の要部断面図である。ドアハンドル装置4には、車両50の運転席のドアの外側に設けられたドアハンドル34dと、助手席のドアの外側に設けられたドアハンドル34pとが備わっている。ドアハンドル34dとドアハンドル34pの構造は同様であるので、図3では、便宜上同一図にドアハンドル34d、34pとその近傍にある各部を示している。
運転席や助手席のドアのアウタパネル39d、39pとドアハンドル34d、34pとの間には、使用者の手を差し込むための空間60が設けられている。ドアハンドル34d、34pの一端には、軸部35が設けられ、他端には、爪部36が設けられている。軸部35と爪部36は、アウタパネル39d、39pに設けられた貫通孔39h、39iを貫通して、ドア内に突出している。軸部35は、当該ドア内で回転可能に支持されている(詳細図示省略)。ドアハンドル34d、34pは、使用者の手で把持されて、軸部35を中心に回動する。その際、爪部36がアウタパネル39d、39pに当接することで、ドアハンドル34d、34pの回動量が制限される。
ドアハンドル34d内には、アンテナ装置3に備わるLFアンテナ12dのコイルLとコア32と操作部33とが設けられている。ドアハンドル34p内には、アンテナ装置3に備わるLFアンテナ12pのコイルLとコア32と操作部33とが設けられている。
コア32は磁性材料で棒状に形成されている。コア32はドアハンドル34d、34pに対して固定されている。コイルLは、コア32の周囲に巻回されている。コイルLの両端に接続された1対のリード線42は、ドアハンドル34d、34pの爪部36側の端部から、アウタパネル39d、39pの貫通孔39iを通って、ドア内に引き回され、図2のECU30に接続されている。
操作部33は、板状の導体から成り、コア32の長手方向(図3で左右方向)に沿うように、コイルLの近傍に設けられている。操作部33は、コイルLの周囲に渦電流を生じさせる。コイルLと操作部33との間には、支持部材37が設けられている。支持部材37は、弾性体から成り、操作部33をコイルLから所定の間隔で離間するように支持している。
ドアハンドル34d、34pが使用者の手により把持されたときに、該手で押圧されるドアハンドル34d、34pの押圧位置には、操作ノブ38が設けられている。操作ノブ38は、絶縁性と弾性を有している。また、操作ノブ38は、操作部33と対向していて、ドアハンドル34d、34pからアウタパネル39d、39p側へ突出するように湾曲している。
ドアハンドル34d、34pが把持されていないときは、図3(a)に示すように、操作ノブ38がドアハンドル34d、34pからアウタパネル39d、39p側へ突出するように湾曲している。また、操作部33が、支持部材37によりコイルLから遠ざかる方向(図3で上方向)に付勢されて、コイルLから所定の間隔で離間している。
使用者の手によるドアハンドル34d、34pの把持時には、手からの押圧力で、図3(b)に示すように、操作ノブ38が弾性変形して、ドアハンドル34d、34p側に押し込まれ、当該押圧力を操作部33に伝達する。すると、操作部33が押圧されて、支持部材37の弾性力に抗してコイルLに接近する。つまり、操作部33は、ドアハンドル34d、34pの把持時に、操作ノブ38を介して押圧操作される。
使用者の手によるドアハンドル34d、34pの把持が解除されると、操作ノブ38が弾性変形して、図3(a)に示すように、ドアハンドル34d、34pからアウタパネル39d、39p側へ突出した状態に復帰する。また、操作ノブ38を介した操作部33の押圧操作が解除されるので、操作部33が支持部材37の弾性力により、コイルLから遠ざかって所定の間隔で離間する。
LF信号を送信するために、コイルLに電流を流している状態で、図3(b)に示すように、操作部33が押圧操作されてコイルLに接近すると、導体である操作部33に流れる渦電流が変化して、コイルLに流れる電流も変化する。
詳しくは、図3(b)に示すように、操作部33が操作ノブ38を介して押圧操作されて、コイルLに接近することで、操作部33の渦電流が増大して、コイルLに流れる電流の振幅が低下する。そして、操作部33の押圧操作が解除されると、図3(a)に示すように、操作部33がコイルLから所定の間隔で離れるので、操作部33の渦電流が減少して、コイルLに流れる電流の振幅が大きくなる。
次に、アンテナ装置3の動作について説明する。
図4〜図7は、LFアンテナ12d、12pに流れる電流を示した図である。図4〜図7において、各図の(a)には、LFアンテナ12d、12pに流れる交流電流と該電流の周波数との関係を示し、各図の(b)には、LFアンテナ12d、12pに流れる電流の波形を示している。
車両50に設置されたLFアンテナ12d、12pが周囲の金属の影響を受けた状態で、直列共振回路31の共振周波数fでLFアンテナ12d、12pに電流を供給する。このとき、LFアンテナ12d、12pに流れる電流の振幅が共振電流値Iと同等になるように(図4(a)、(b))、コンデンサ(キャパシタ)C1、C2やコイル(インダクタ)Lの値が設定されている。直列共振回路31は、共振周波数fを中心としたフィルタのような特性を有する。周波数fで振幅Iの交流電流がLFアンテナ12d、12pのコイルLに流れることで、LFアンテナ12d、12pの出力が最大になり、LFアンテナ12d、12pから最も効率良くLF信号を送信することができる。
しかし、周囲環境の変化や各部の経年劣化などにより、LFアンテナ12d、12pに流れる電流は変化する。それらをある程度考慮して、LFアンテナ12d、12pに周波数fで電流を供給したときに、電流検出部15で検出したLFアンテナ12の電流の振幅が所望値I±ΔIとなるように(図4(b)、I)ΔI)、電流制御部16でLFアンテナ12d、12pに供給する電流をフィードバック制御する。詳しくは、電流制御部16が、電流検出部15で検出したLFアンテナ12d、12pの電流値に基づいて、昇圧電源回路2と駆動部13とフルブリッジ回路14d、14pを制御して、LFアンテナ12d、12pに流れる電流の振幅を所望値I±ΔIに調整する。
上記のような電流制御部16による電流のフィードバック制御は、電流検出部15で検出したLFアンテナ12d、12pの電流の振幅が、所定の制御限界閾値I(図5(a)、(b)、I<I−ΔI)以上である場合に有効である。つまり、故障などにより、電流検出部15で検出したLFアンテナ12d、12pの電流の振幅が制御限界閾値I未満になった場合は、LFアンテナ12d、12pに供給する電流の振幅を、電流制御部16により所望値I±ΔIに調整することができない。
前述したように、図3のドアハンドル34d、34pが把持されて、操作ノブ38を介して操作部33が押圧操作されると、LFアンテナ12d、12pのコイルLに流れる電流の振幅が低下する。これにより、電流検出部15で検出されたLFアンテナ12d、12pの電流の振幅が、図6(a)、(b)に示すように、制御限界閾値Iより小さい所定の操作検知閾値I以下となる。
図2に示したLFアンテナ12d、12pを含む電流経路において、LFドライバIC11内やECU30内に設けられた内部配線より、ECU30外に設けられた外部配線(図2や図3のリード線42)の方が故障し易い。これは、LFアンテナ12d、12pを内蔵したドアハンドル34d、34pを車両50のドアへ組み付ける際に、ドアハンドル34d、34pとアウタパネル39d、39pとの間にリード線42を噛み込んで、リード線42が地絡するおそれがあるからである。
1対のリード線42の少なくとも一方が地絡すると、LFアンテナ12d、12pのコイルLに流れる電流が低下する。これにより、電流検出部15で検出されたLFアンテナ12d、12pの電流の振幅が、図7(a)、(b)に示すように、操作検知閾値Iより小さい所定の故障検知閾値I以下となる。
電流検出部15で検出したLFアンテナ12d、12pの電流の振幅が、図6に示すように、操作検知閾値I以下となり、かつ故障検知閾値Iより大きくなると、操作検知部17は、操作部33が押圧操作されたことを検知する。また、電流検出部15で検出したLFアンテナ12d、12pの電流の振幅が、図7に示すように、故障検知閾値I以下になると、故障検知部18は、LFアンテナ12d、12pを含む電流経路に地絡故障が発生したことを検知する。
次に、車両制御システム100の動作について説明する。
図8は、車両制御システム100の動作を示したタイムチャートである。図9は、車両制御システム100のスリープモードのフローチャートである。図10Aおよび図10Bは、車両制御システム100のウェイクアップモードのフローチャートである。
図8(1)に示すように、携帯機20が車両50の車外における、LFアンテナ12d、12pのLF信号送信領域Rd、Rpに存在していないときは、車両制御装置10がスリープモードになる(図8(f))。
スリープモードでは、車両制御装置10の制御部1が、車内通信部6により車両50側(ドア施解錠装置40など)に対して通信および制御することを停止する。アンテナ装置3のLFドライバIC11は、電流制御部16により昇圧電源回路2を制御し、かつ駆動部13によりフルブリッジ回路14d、14pを駆動して、LFアンテナ12d、12pに電流を供給する。そして、LFアンテナ12d、12pから車外にある携帯機20に対して、応答要求信号(LF信号)をポーリングにより所定の周期で間欠的に送信させる(図8(a)、図9のステップS1)。
そして、携帯機20から応答信号(UHF信号)をUHF受信部5により受信しない間は(図9のステップS2:NO)、電流検出部15が所定の周期でLFアンテナ12d、12pに流れる電流を検出する(図8(b)、図9のステップS3)。
電流検出部15で検出したLFアンテナ12d、12pの電流のうち、いずれかの電流の振幅Iが、制御限界閾値I以上となると(図9のステップS4:YES)、電流制御部16が、昇圧電源回路2と駆動部13とフルブリッジ回路14d、14pにより、LFアンテナ12d、12pに流れる電流の振幅を所望値I±ΔIに調整する電流フィードバック制御を行う(図9のステップS5)。
また、いずれかのLFアンテナ12d、12pに電流を供給するための配線の導通不良や、昇圧電源回路2、フルブリッジ回路14d、14p、および直列共振回路31の動作不良などが生じると、電流検出部15で検出したいずれかのLFアンテナ12d、12pの電流の振幅Iが、制御限界閾値I未満となり(図9のステップS4:NO)、かつ操作検知閾値Iより大きくなる(図9のステップS6:YES)。この場合、故障検知部18が、当該LFアンテナ12d、12pを含む電流経路の故障を検知する(図9のステップS7)。そして、当該検知結果が故障検知部18からインタフェイス19を介して制御部1に通知される。この場合の故障は、上記電流経路上の配線の導通不良または回路の動作不良などである。故障検知部18は、上記故障の検知結果に加えて、該検知時における電流検出部15の検出結果を、制御部1に通知してもよい。制御部1は、当該故障の通知内容を内部メモリに記憶する。また、電流制御部16が、故障のあった電流経路上の電流制御系(昇圧電源回路2、駆動部13、フルブリッジ回路14d、またはフルブリッジ回路14p)を、所定の状態で駆動する(図9のステップS8)。このとき、たとえば、故障のあった電流経路上のLFアンテナ12d、12pに流れる電流が可能な限り大きくなるように、上記電流制御系の少なくとも1つを駆動してもよい。
また、携帯機20がLF信号送信領域Rd、Rpに存在していない状態で、たとえば他人や異物などにより、いずれかのドアハンドル34d、34pの操作ノブ38を介して操作部33が押圧されると、前述したように、対応するLFアンテナ12d、12pに流れる電流が低下する。そして、電流検出部15により検出した当該LFアンテナ12d、12pの電流の振幅Iが、操作検知閾値I以下でかつ故障検知閾値Iより大きくなる(図9のステップS9:YES)。この場合、操作検知部17が、対応するドアハンドル34d、34pの操作部33の押圧操作を検知する(図9のステップS10)。そして、当該検知結果が操作検知部17からインタフェイス19を介して制御部1に通知される。当該通知を受信した制御部1は、このときスリープモードにあるので、不正なエントリがあったと判断し(図9のステップS11)、該結果を内部メモリに記録する。そして、スリープモードが継続される。
また、いずれかのLFアンテナ12d、12pのコイルLのリード線42が地絡して、当該LFアンテナ12d、12pに流れる電流が低下すると、電流検出部15により検出した当該電流の振幅Iが、故障検知閾値I以下になる(図9のステップS12:YES)。この場合、故障検知部18が、当該LFアンテナ12d、12pを含む電流経路の故障を検知する(図9のステップS13)。そして、当該検知結果が故障検知部18からインタフェイス19を介して制御部1に通知される。この場合の故障は、上記リード線42の地絡故障であるが、リード線42やその他の電流経路上の配線の断線や導通不良などが生じた場合も、それらに対応するLFアンテナ12d、12pの電流の振幅Iが故障検知閾値I以下となり、故障検知部18で故障が検知される。故障検知部18は、上記故障の検知結果に加えて、該検知時における電流検出部15の検出結果を、制御部1に通知してもよい。制御部1は、当該故障の通知内容を内部メモリに記憶する。
使用者が車両50の運転席側に近づいて行って、図8(2)に示すように、使用者の携帯機20がいずれかのLF信号送信領域Rd、Rpに進入すると、携帯機20が、対応するLFアンテナ12d、12pから送信された応答要求信号を受信して、応答信号を返信する。この携帯機20による応答要求信号の受信と応答信号の返信は、携帯機20がLF信号送信領域Rd、Rp内に存在する間繰り返される。
携帯機20からの応答信号をUHF受信部5により受信すると(図8(c)、図9のステップS2:YES)、制御部1がウェイクアップモードに移行する(図9のステップS14)。そして、図10AのステップS15の処理が実行される。
ウェイクアップモードに移行すると、制御部1は、車内通信部6により、車両50に対する通信および制御を開始する。また、制御部1は、携帯機20からUHF受信部5が受信した応答信号に基づいて、事前認証(第1認証)を実行する(図8(d)、図10AのステップS15)。このとき、制御部1は、受信した応答信号に含まれる携帯機20の固有情報(IDコードなど)と、予め登録された携帯機20に関する固有情報とを照合する。そして、両方の固有情報が一致しなければ、制御部1は、事前認証が成功しなかったと判断し(図10AのステップS16:NO)、スリープモードに移行する(図10AのステップS39)。この後、図9のステップS1から以降の処理が実行される。
対して、上記の応答信号に含まれる固有情報と登録された固有情報とが一致すると、制御部1は、事前認証が成功したと判断する(図8(d)、図10AのステップS16:YES)。そして、制御部1は、内部に設けられたタイマによる時間の計測を開始する(図10AのステップS17)。
タイマの計測時間が所定時間内の間は(図10AのステップS18:NO)、LFドライバIC11が、LFアンテナ12d、12pなどにより車外にある携帯機20に対して、応答要求信号をポーリングにより所定の周期で間欠的に送信する(図8(a)、図10AのステップS19)。
そして、携帯機20から応答を示すUHF信号をUHF受信部5により受信しない間は(図10AのステップS20:NO)、電流検出部15が所定の周期でLFアンテナ12d、12pに流れる電流を検出する(図8(b)、図10AのステップS21)。
電流検出部15で検出したLFアンテナ12d、12pの電流のうち、いずれかの電流の振幅Iが、制御限界閾値I以上となると(図10AのステップS22:YES)、電流制御部16が、LFアンテナ12d、12pに流れる電流の振幅を所望値I±ΔIに調整する電流フィードバック制御を行う(図10AのステップS23)。
また、いずれかのLFアンテナ12d、12pの電流経路上の配線や回路の不良などが原因で、電流検出部15で検出したいずれかのLFアンテナ12d、12pの電流の振幅Iが、制御限界閾値I未満で(図10AのステップS22:NO)、かつ操作検知閾値Iより大きくなると(図10AのステップS24:YES)、故障検知部18が、当該電流経路の故障を検知する(図10AのステップS25)。そして、当該検知結果が故障検知部18からインタフェイス19を介して制御部1に通知される。このときも故障検知部18は、上記故障の検知結果に加えて、該検知時における電流検出部15の検出結果を、制御部1に通知してよい。電流制御部16は、故障のあった電流経路上の電流制御系を、所定の状態で駆動する(図10AのステップS26)。
携帯機20を携帯した使用者により、いずれかのドアハンドル34d、34pが把持されると(図8(3))、当該ドアハンドル34d、34pに設けられた操作ノブ38を介して操作部33が押圧され、対応するLFアンテナ12d、12pに流れる電流が低下する(図8(b))。そして、電流検出部15で検出した当該LFアンテナ12d、12pの電流の振幅Iが、操作検知閾値I以下で(図10AのステップS24:NO)、かつ故障検知閾値Iより大きくなる(図10AのステップS27:YES)。この場合、操作検知部17が、いずれかのドアハンドル34d、34pの操作部33が押圧操作されたことを検知する(図10AのステップS28)。そして、当該検知結果が操作検知部17からインタフェイス19を介して制御部1に通知される。当該通知を受信した制御部1は、このときウェイクアップモードにあるので、正当なエントリがあったと判断し(図10AのステップS29)、その判断結果を記録する。そして、未だ携帯機20の暗号認証が成功していなければ(図10BのステップS30:NO)、制御部1は、図10AのステップS18から以降の処理を繰り返し実行する。
また、いずれかのLFアンテナ12d、12pのコイルLのリード線42の地絡などが原因で、当該LFアンテナ12d、12pに流れる電流が低下すると、電流検出部15により検出した当該LFアンテナ12d、12pの電流の振幅Iが、故障検知閾値I以下になる(図10AのステップS31:YES)。この場合、故障検知部18が、当該LFアンテナ12d、12pの電流経路の故障を検知する(図10AのステップS32)。そして、当該検知結果が故障検知部18からインタフェイス19を介して制御部1に通知される。このときも、故障検知部18は、検知した故障の内容や、電流検出部15により検出したLFアンテナ12d、12pの電流の情報なども、制御部1に通知する。制御部1は、故障検知部18からの通知の内容を、内部メモリに記録する。
そして、タイマの計測時間が所定時間内の間に(図10AのステップS18:NO)、携帯機20からの応答信号をUHF受信部5により受信すると(図10AのステップS20:YES)、制御部1は、受信した応答信号に基づいて暗号認証(第2認証)を実行する(図8(d)、図10BのステップS33)。このとき、制御部1は、受信した応答信号に含まれる暗号化された携帯機20の固有情報(IDコードなど)を所定の演算処理により復元し、復元後の固有情報と、予め登録された携帯機20に関する固有情報とを照合する。そして、応答信号に含まれる固有情報の復元が成功しなかった場合、または復元後の固有情報と登録された固有情報とが一致しなかった場合、制御部1は、暗号認証が成功しなかったと判断する(図10BのステップS34:NO)。この後、制御部1は、図10AのステップS21から以降の処理を実行する。
対して、携帯機20から受信した応答信号に含まれる固有情報の復元が成功し、かつ該復元後の固有情報と登録された固有情報とが一致した場合、制御部1は、暗号認証が成功したと判断する(図10BのステップS34:YES)。そして、制御部1は、当該認証結果を内部メモリに記録する(図10BのステップS35)。このとき、未だ正当なエントリがなければ(図10BのステップS36:NO)、制御部1は、図10AのステップS21から以降の処理を実行する。
その後、タイマの計測時間が所定時間内の間に(図10AのステップS18:NO)、制御部1は、暗号認証に成功して(図10BのステップS34:YES)、既に正当なエントリがあったことを確認する(図10BのステップS36:YES)。または、制御部1は、正当なエントリがあったと判断して(図10AのステップS29)、既に暗号認証に成功していることを確認する(図10BのステップS30:YES)。これらの場合、制御部1は、車内通信部6によりドア施解錠装置40を制御して、車両50のドアを解錠する(図8(e)、図10BのステップS37)。また、制御部1は、タイマによる時間の計測を停止して、タイマのカウント値をクリアする(図10BのステップS38)。
また、ウェイクアップモードで、制御部1は、携帯機20からの応答信号の受信、暗号認証の成功、および正当なエントリの検知のいずれも無いまま、タイマの計測時間が所定時間を経過した場合(図10AのステップS18:YES)スリープモードへ移行する(図10AのステップS39)。そして、図9のステップS1から以降の処理が実行される。この場合、車両50のドアは解錠されない。
以上の実施形態によると、アンテナ装置3において、使用者の押圧操作により操作部33が変位して、操作部33とLFアンテナ12d、12pのコイルLとの間隔が変化することで、LFアンテナ12d、12pに流れる電流が変化する。そして、そのLFアンテナ12d、12pに流れる電流を電流検出部15により検出し、該検出結果に基づいて、操作検知部17により操作部33の押圧操作を検知する。このため、LFアンテナ12d、12pや操作検知部17やその他の電気的構成に対して、操作部33を電気的に接続する必要はなく、操作部33の押圧操作を検知するための電気回路の配線数を減少させることができる。また、駆動部13などによりLFアンテナ12d、12pに電流を供給して、LFアンテナ12d、12pからLF信号(応答要求信号)を送信しているときに、操作検知部17により操作部33の押圧操作を検知することができるので、全体の処理時間を短縮することが可能となる。
そして、車両制御装置10や車両制御システム100において、携帯機20と通信してから、操作部33の押圧操作を検知して、ドア施解錠装置40により車両50のドアの解錠を制御するまでの処理時間を短縮して、応答性を向上させることが可能となる。
また、ドアハンドル装置4においては、ドアハンドル34d、34pにLFアンテナ12d、12pのコイルLとコア32と操作部33を設けても、ドアハンドル34d、34pに設ける配線はコイルLに電流を流すリード線42だけでよく、ドアハンドル34d、34pの配線数を低減することができる。このため、ドアハンドル装置4の組み立て時や、車両50のドアへのドアハンドル34d、34pの取り付け時に、ドアハンドル34d、34pのリード線42の取扱いが容易になって、リード線42をドアハンドル34d、34pとドアのアウタパネル39d、39pとの間に噛み込み難くなり、組み立て性を向上させることが可能となる。また、ドアハンドル34d、34pに設ける配線数が低減した分、コイルLとコア32と操作部33をドアハンドル34d、34pに配置し易くなるので、ドアハンドル34d、34pの内部空間や外形を無理に大きくする必要はなく、ドアハンドル34d、34pの意匠性、大きさ、強度などの様々な制約条件を満たすことが可能となる。特に、ドアハンドル34d、34p内に、使用者の操作を検知する専用の配線や回路を設ける必要がないので、たとえばドアハンドル34d、34pの内部空間を小さく抑えて、その分ドアハンドル34d、34pの側壁の厚みを厚くして、ドアハンドル34d、34pの剛性を高めることができる。
また、以上の実施形態では、導体から成る操作部33を押圧操作して、LFアンテナ12d、12pのコイルLに接近させることで、当該操作部33に流れる渦電流が増大し、LFアンテナ12d、12pに流れる電流が減少する。このため、電流検出部15により検出したLFアンテナ12d、12pの電流の変化に基づいて、操作検知部17により操作部33が押圧操作されたことを検知することができる。また、操作部33が押圧操作されていないときや、操作部33の押圧操作が解除されたときに、支持部材37の弾性力により、操作部33がコイルLから所定の間隔で離間して、当該操作部33の渦電流が減少し、LFアンテナ12d、12pに流れる電流が増大する。このため、操作部33の非押圧操作時には、コイルLに効率良く電流を流し、LFアンテナ12d、12pからLF信号を送信する送信性能を高めることができる。
また、以上の実施形態では、アンテナ装置3の駆動部13、電流検出部15、および電流制御部16により、直列共振回路31の共振周波数fでLFアンテナ12d、12p、12iに交流電流を供給し、かつ、該電流が所望の振幅I±ΔIでLFアンテナ12d、12p、12iに流れるように、該電流をフィードバック制御する。このため、LFアンテナ12d、12p、12iに交流電流を最も効率良く供給し続けて、LFアンテナ12d、12p、12iから送信させるLF信号の強度を大きくすることができる。
また、以上の実施形態では、電流検出部15により検出したLFアンテナ12d、12pの電流の検出結果に基づいて、故障検知部18によりLFアンテナ12d、12pを含む電流経路の故障を検知する。このため、当該故障検知用の配線や回路を、LFドライバIC11とLFアンテナ12d、12pとの間に設ける必要がなく、アンテナ装置3の配線数と構成要素を低減し、全体の処理時間を短縮することができる。然も、電流検出部15により検出したLFアンテナ12d、12pの電流の検出結果を、電流のフィードバック制御、操作部33の押圧操作の検知、およびLFアンテナ12d、12pの電流経路の故障検知のために共用している。このため、アンテナ装置3の配線数と構成要素をより低減し、全体の処理時間をより短縮することができる。
また、以上の実施形態では、単一のLFドライバIC11に、駆動部13、電流検出部15、電流制御部16、操作検知部17、および故障検知部18を設けている。このため、アンテナ装置3のハードウェア構成数を少なく抑えて、LFドライバIC11の外部の配線数をより低減することができる。また、駆動部13、電流検出部15、電流制御部16、操作検知部17、および故障検知部18をLFドライバIC11の内部配線で接続することができるので、LFドライバIC11の外部に設ける配線が、LFアンテナ12d、12p、12i、昇圧電源回路2、および制御部1をLFドライバIC11に接続する配線だけで済む。このため、アンテナ装置3における、LFドライバIC11とは別体の配線数を一層低減することができる。
また、以上の実施形態では、ドアハンドル装置4のドアハンドル34d、34p内にLFアンテナ12d、12pと操作部33とを設け、ドアハンドル34d、34pが使用者の手により把持されたときに、手で押圧されるドアハンドル34d、34pの押圧位置に操作ノブ38を設けている。このため、使用者が手でドアハンドル34d、34pを把持したときに、手の押圧力を操作ノブ38から操作部33に伝達して、操作部33を確実に押圧操作することができる。そして、操作部33をコイルLに接近させて、LFアンテナ12d、12pに流れる電流を確実に減少させることができる。また、使用者はドアハンドル34d、34pを把持するという簡単な操作を行うだけでよいので、利便性を向上させることができる。さらに、使用者により操作部33が直接押圧操作されないので、操作部33の摩耗や経年劣化を抑制することができる。
また、以上の実施形態では、車両制御システム100において、携帯機20が車両50の車外にある場合、車両制御装置10が、アンテナ装置3とUHF受信部5により携帯機20と通信した結果に基づいて事前認証を実行する前は、スリープモードになっている。このため、車両50側の消費電力を低減することができる。
そして、車両制御装置10は、事前認証を実行する際に、ウェイクアップモードになる。また、車両制御装置10は、事前認証が成功してから所定時間内に、アンテナ装置3の操作検知部17で操作部33の押圧操作を検知すると、使用者による正当なエントリがあったと判断している。このため、車両50の正当な使用者が、携帯機20を携帯した状態で車両50に近づいて、ドアハンドル34d、34pと動作ノブ38を介して操作部33を押圧操作するという、意図的で正当なエントリを確実に検出することができる。
また、車両制御装置10は、事前認証が成功してから所定時間内に、正当なエントリを検知し、かつ携帯機20と通信した結果に基づいて暗号認証に成功すると、ドア施解錠装置40の動作を制御して、車両50のドアを解錠している。このため、携帯機20を携帯した正当な使用者が車両50を使用する際に、速やかにドアを解錠することができ、利便性をより向上させることが可能となる。また、車両制御装置10が携帯機20との通信結果に基づいて、段階的に事前認証と暗号認証を実行するので、防犯性を向上させることができる。また、車両制御装置10が車外の携帯機20との通信中に、2段階の認証を実行し、かつ正当なエントリを検知するので、携帯機20と通信してからドアを解錠するまでの処理時間を短縮して、応答性を向上させることが可能となる。
さらに、車両制御装置10は、事前認証が成功する前に、操作検知部17により操作部33の押圧操作を検知すると、不正なエントリがあったと判断している。このため、携帯機20を携帯していない他人や異物などにより、操作ノブ38を介して操作部33が押圧されても、車両50のドアが誤って解錠されることはなく、防犯性を一層向上させることができる。
本発明は、上述した以外にも種々の実施形態を採用することができる。たとえば、以上の実施形態では、図3に示したように、ドアハンドル34d、34p内において、支持部材37の弾性力で、操作部33をコイルLから離間させた例を示したが、本発明はこれのみに限定されるものではない。これ以外に、たとえば図11や図12に示すように、操作部33’自身が有する弾性力または操作ノブ38が有する弾性力により、操作部33をコイルLから離間させてもよい。
図11の実施形態では、操作部33’と操作ノブ38は共に弾性力を有している。図11(a)に示すように、操作部33’と操作ノブ38は、非操作状態において、それぞれの端部から中央部に向かうに連れてコイルLから離れるように湾曲している。使用者によりドアハンドル34d、34pが把持されることで、図11(b)に示すように、操作ノブ38の中央部がドアハンドル34d、34p側に押し込まれて、該押圧力が操作ノブ38から操作部33’に伝達される。そして、当該押圧力により操作部33’が押圧操作されて、操作部33’の中央部がコイルLに接近すると、操作部33’の渦電流が増大して、コイルLに流れる電流が減少する。ドアハンドル34d、34pの把持操作が解除されると、操作部33’と操作ノブ38の弾性力により、図11(a)に示すように、操作部33’と操作ノブ38の中央部がコイルLから離れるように湾曲して、操作部33’の渦電流が減少し、コイルLに流れる電流が増大する。
図12の実施形態では、操作ノブ38’は、ドアハンドル34d、34pの側壁に対して、コア32の長手方向と直交する方向(図12で上下方向)に移動可能に、ドアハンドル34d、34pに設けられている。操作部33’は弾性力を有している。図12(a)に示すように、操作部33’は、非操作状態において、端部から中央部に向かうに連れてコイルLから離れるように湾曲している。操作ノブ38’は、非操作状態において、ドアハンドル34d、34pの側壁に対して面一になるように、操作部33’の弾性力によりコイルLと反対側へ付勢されている。使用者によりドアハンドル34d、34pが把持されることで、図12(b)に示すように、操作ノブ38’がドアハンドル34d、34p側に押し込まれて、該押圧力が操作ノブ38’から操作部33’に伝達される。そして、当該押圧力により操作部33’の中央部がコイルLに接近すると、操作部33’の渦電流が増大し、コイルLに流れる電流が減少する。ドアハンドル34d、34pの把持が解除されると、操作部33’の弾性力により、図12(a)に示すように、操作部33’の中央部がコイルLから離れるように湾曲して、操作部33’の渦電流が減少し、コイルLに流れる電流が増大する。操作ノブ38’は、操作部33’の中央部に押圧されて、ハンドル34d、34pの側壁に対して面一になる。
また、図3に示した実施形態では、操作部33に常時渦電流が生じる例を示したが、本発明はこれのみに限定されるものではなく、たとえば、操作部33が、押圧操作時にだけ、渦電流を生じるようにしてもよい。また、他の例として、操作部33、33’や操作ノブ38、38’は、コイルLに対してドアのアウタパネル39d、39pと反対側または地面側などに配置してもよい。また、コイルが間に介在するように、操作部と操作ノブとを配置してもよい。この場合、たとえば、非操作時に操作部がコイルに近接していて、操作ノブが押圧操作されることで、該押圧力が操作ノブから操作部に伝達され、操作部がコイルから引き離されて、操作部の渦電流が減少するようにしてもよい。また、操作部とコイルとは、接近時に、微小な間隔で離間してもよいし、接触してもよい。また、操作部は、導体以外に、半導体や磁性体で形成されてもよい。
また、以上の実施形態では、図2に示したように、直列共振回路31のコンデンサC1を、車両50に搭載されたECU30に設けた例を示したが、本発明はこれのみに限定されるものではない。これ以外に、たとえば図13に示すように、LFアンテナ12d側にコンデンサC1を設けてもよい。また、LFアンテナ12dからフルブリッジ回路14dへ電流が流れる復路電流経路上のコンデンサC2も、LFアンテナ12d側に設けてもよい。
また、以上の実施形態では、各LFアンテナ12d、12p、12iに電流を供給するため、LFドライバIC11内にフルブリッジ回路14d、14p、14iを設けた例を示したが、本発明はこれのみに限定されるものではない。フルブリッジ回路14d、14p、14iに代えて、ハーフブリッジ回路をLFドライバIC11内に設けてもよい。
また、以上の実施形態では、図3に示したように、車両50の運転席と助手席の各ドアの外側に設けられたドアハンドル34d、34pに、LFアンテナ12d、12pを設けた例を示したが、本発明はこれのみに限定されるものではない。車両50の左右後部座席や後部ドアなどの外側に設けられたドアハンドルにも、LFアンテナを設けてもよい。または、たとえば運転席のドアの外側に設けられたドアハンドルだけに、使用者の操作を検知するLFアンテナを設けてもよい。つまり、LFアンテナの設置場所や設置数は適宜選択すればよい。また、車外へLF信号を送信するためのLFアンテナを車両50に複数設ける場合、そのうち少なくとも1つのLFアンテナのコイルの近傍に操作部を設けて、該操作部の使用者による操作を検知すればよい。
また、以上の実施形態では、携帯機20との通信結果に基づく2つの認証(事前認証と暗号認証)に成功し、かつ使用者によるエントリ操作を検知した場合に、車両制御装置10が、車載機器としてドア施解錠装置40の動作を制御して、車両50のドアを解錠した例を示したが、本発明の制御対象はこれのみに限定されるものではない。たとえば、車両50のドアを開閉するドア開閉装置や、車両50の照明装置などのような他の車載機器の動作を、車両制御装置10が制御してもよい。
さらに、以上の実施形態では、自動四輪車から成る車両50に搭載されるアンテナ装置3、ドアハンドル装置4、車両制御装置10、および車両制御システム100に、本発明を適用した例を挙げた。然るに、たとえば自動二輪車や大型自動車などの他の車両に搭載されるアンテナ装置、ドアハンドル装置、車両制御装置、および車両制御システムに対しても、本発明を適用することは可能である。また、車両用以外の用途のアンテナ装置やドアハンドル装置に対しても、本発明は適用が可能である。
1 制御部
3 LF送信用アンテナ装置(アンテナ装置)
4 ドアハンドル装置
5 UHF受信部(受信部)
10 車両制御装置
11 LFドライバIC(ドライバIC)
12d、12p LFアンテナ(アンテナ)
13 駆動部
15 電流検出部
16 電流制御部
17 操作検知部
18 故障検知部
20 携帯機
31 直列共振回路
32 コア
33、33’ 操作部
34d、34p ドアハンドル
37 支持部材
38、38’ 操作ノブ(支持部材)
40 ドア施解錠装置(車載機器)
50 車両
100 車両制御システム
共振周波数
±ΔI 電流の振幅の所望値
制御限界閾値
操作検知閾値
故障検知閾値
電流の振幅
L コイル

Claims (10)

  1. コアと該コアに巻回されたコイルとを有するアンテナと、
    前記アンテナに電流を供給して、前記アンテナを駆動し、前記アンテナから電気信号を送信させる駆動部と、
    使用者により操作される操作部と、
    前記操作部の操作を検知する操作検知部と、を備えたアンテナ装置において、
    前記アンテナに流れる電流を検出する電流検出部をさらに備え、
    前記操作部は、前記コイルの近傍に設けられていて、使用者により操作されることで前記コイルとの間隔が変化するように変位して、前記アンテナに流れる電流を変化させ、
    前記操作検知部は、前記電流検出部による前記電流の検出結果に基づいて、前記操作部の操作を検知する、ことを特徴とするアンテナ装置。
  2. 請求項1に記載のアンテナ装置において、
    前記操作部は、導体から成り、使用者により押圧操作されることで、前記コイルに接近し、前記押圧操作が解除されることで、前記操作部自体または前記操作部を支持する支持部材が有する弾性力により、前記コイルから所定の間隔で離間する、ことを特徴とするアンテナ装置。
  3. 請求項1または請求項2に記載のアンテナ装置において、
    前記アンテナの前記コイルを含む直列共振回路と、
    前記電流検出部による電流の検出結果に基づいて、前記アンテナに流れる電流を制御する電流制御部と、をさらに備え、
    前記駆動部は、前記直列共振回路の共振周波数で前記アンテナに電流を供給し、
    前記電流制御部は、前記電流検出部により検出した前記電流の振幅が所定の制御限界閾値以上である場合に、電流が所望の振幅で前記アンテナに流れるように、前記駆動部により前記アンテナに供給する電流を制御し、
    前記操作検知部は、前記電流検出部により検出した前記電流の振幅と、前記制御限界閾値より小さい所定の操作検知閾値との比較結果に基づいて、前記操作部の操作を検知する、ことを特徴とするアンテナ装置。
  4. 請求項3に記載のアンテナ装置において、
    前記電流検出部により検出した前記電流の検出結果に基づいて、前記アンテナを含む電流経路の故障を検知する故障検知部をさらに備え、
    前記故障検知部は、前記電流検出部により検出した前記電流の振幅が、前記制御限界閾値未満でかつ前記操作検知閾値より大きい場合、または前記操作検知閾値より小さい所定の故障検知閾値以下である場合に、前記故障が発生したことを検知し、
    前記操作検知部は、前記電流検出部により検出した前記電流の振幅が、前記操作検知閾値以下でかつ前記故障検知閾値より大きい場合に、前記操作部が操作されたことを検知する、ことを特徴とするアンテナ装置。
  5. 請求項4に記載のアンテナ装置において、
    前記駆動部、前記操作検知部、前記電流検出部、前記電流制御部、および前記故障検知部は、単一のドライバICに設けられている、ことを特徴とするアンテナ装置。
  6. 請求項1ないし請求項5のいずれかに記載のアンテナ装置と、
    車両のドアの外側に設けられたドアハンドルと、を備え、
    前記アンテナ装置に備わる前記アンテナと前記操作部とは、前記ドアハンドルに設けられている、ことを特徴とするドアハンドル装置。
  7. 請求項6に記載のドアハンドル装置において、
    前記アンテナと前記操作部とは、前記ドアハンドルに内蔵され、
    前記ドアハンドルが使用者の手により把持されたときに、該手で押圧される前記ドアハンドルの押圧位置に設けられ、当該押圧力を前記操作部に伝達する操作ノブをさらに備えた、ことを特徴とするドアハンドル装置。
  8. 請求項6または請求項7に記載のドアハンドル装置と、
    車両の使用者が携帯する携帯機から送信された電気信号を受信する受信部と、
    前記ドアハンドル装置に備わるアンテナ装置と前記受信部とにより前記車両の車外にある前記携帯機と通信し、該通信結果に基づいて前記車両に搭載された車載機器の動作を制御する制御部と、を備えたことを特徴とする車両制御装置。
  9. 請求項8に記載の車両制御装置において、
    前記制御部は、
    前記アンテナ装置に備わる前記アンテナから、前記車外にある前記携帯機に対して応答要求信号を所定の周期で間欠的に送信し、
    前記応答要求信号を受信した前記携帯機から返信される応答信号を、前記受信部により受信すると、該応答信号に基づいて第1認証を実行し、
    前記第1認証が成功してから所定時間内に、前記アンテナ装置に備わる前記操作検知部により前記操作部の操作を検知すると、使用者による正当なエントリがあったと判断し、また前記携帯機からの前記応答信号を前記受信部により受信すると、該応答信号に基づいて第2認証を実行し、該第2認証が成功しかつ正当なエントリがあったことを確認すると、前記車載機器の動作を実行し、
    前記第1認証が成功する前に、前記操作検知部により前記操作部の操作を検知すると、不正なエントリがあったと判断する、ことを特徴とする車両制御装置。
  10. 請求項8または請求項9に記載の車両制御装置と、
    前記車両制御装置が搭載された車両の使用者により携帯され、前記車両制御装置と無線で通信する携帯機と、を備えたことを特徴とする車両制御システム。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN113246877A (zh) * 2021-05-28 2021-08-13 联合汽车电子有限公司 降低燃油车polling功能静态功耗的策略

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