JP4157452B2 - 車両周辺監視装置 - Google Patents

Description

本発明は、自動車など特に駐車中の車両の周辺を監視する車両周辺監視装置に関し、キーレスエントリーシステム、または車両盗難防止用セキュリティ装置を含めた消費電力を低減したものである。

車両（自動車）のドアのキーを無線や赤外線によりリモートコントロールで開錠／施錠するシステムがありキーレスエントリシステムと称されている。キーレスエントリシステムは車両側から呼び出し電波を送信して、キー側から応答があれば開錠する準備を行うように仕組まれている。また、動作の確実性を得るため送信電波はある程度強力であることが要求されるので、その消費電力も少なくはない。そのため、施錠後車両を放置しておくだけでバッテリのある程度の消耗が避けられない。キーレスエントリシステムの一般的な使用方法では、開錠／施錠などの操作が行われている時間に比して、待機時間の方が極めて長時間であるので、その間の消費電力を抑えるため、呼び出し電波（車両側からときどき電波を送信してキー側の応答の有無を確認する）の送信電波の電波送信間隔を長くしたり、応答が無い状態の継続時間が長い場合は、電波を送信しなくすることにより電力消費を低減するシステムが知られている。

また、車両側から周辺にレーダ電波（音波の場合もある）を放射して、他物体に反射した信号を検出することにより、駐車操作時の接触防止など車両の安全性の向上に役立てる車両周辺監視センサ１０５がある。
また、盗難被害にあうことを防止する車両セキュリティ装置１０４がある。この車両セキュリティ装置も駐車中のバッテリ消費があるので、消費電力を抑えるため、車両周辺を監視する監視エリアを小さくしたり、車両の起動用の主蓄電池の他に、セキュリティのために用いる二次電池なるものを付加するなどの方法が提案されている。
これらの工夫について具体的な文献を紹介する。
キーレスエントリーシステムでは、例えば、特許文献１には、キーレスエントリシステムとは別に、より小電力で作動する対人センサなるものを設け、そのセンサが人の接近を感知しないときには電波を発射せず、そのセンサが人の接近を検出したときに、キーレスエントリシステムの呼び出し電波を送信することにより消費電力を抑制する装置が開示されている。

また、例えば、特許文献２には、エリアセンサなるものを設け、そのセンサから送信された電波の反射波を検出することで物体の有無または物体の存在の変化を確認し、この確認後にキーレスエントリーシステムの呼び出し電波を送信するシステムが開示されている。
このように、従来のシステムではキーレスエントリシステム以外に、他の検出装置を設け、その出力によりキーレスエントリシステムの動作を開始させるものであるので、他の検出装置の消費電力がよほど小さくなければ効果が得られないし、その各々のセンサも電力を消費するため、全体としては十分な電力抑制にならないという課題があった。
特開２００１−２９５５２３ 特開平１０−１５３０２５号公報

従来のキーレスエントリシステムでは、消費電力を抑制するため他の検出装置の出力を利用しているため、別に対人センサ、エリアセンサなどを設ける必要があり、その各々のセンサも電力を消費するため、全体としては十分な電力抑制にならないという課題があった。
また、キーレスエントリーとセキュリティ装置が同時に作動することで、さらに消費電力を増やし、バッテリ上がりとなってしまう恐れが多くなるという課題があった。

本発明は、上記のような課題を解消し、キーレスエントリシステムを含めた電力消費を極めて少なくすることができる車両周辺監視装置を提供することを目的とする。

この発明の車両周辺監視装置は、 車両に搭載されレーダ電波を暗証番号コードでパルス変調して送信し、他物体からの反射波を受信してこの車両周辺に監視エリアを構成する送受信機と、前記監視エリア内の移動物体の存在とその移動物体までの距離とを検知し、前記距離に応じた信号を出力する距離レベル制御出力手段とを有し、この監視エリア内での他物体の接近距離を監視する車両周辺監視センサ、
ユーザーが携行所持し、前記レーダ電波を受信して前記暗証番号コードに対応するコード番号を送信する携帯送受信機、
前記コード番号を受信し前記車両の扉の施錠または開錠を行うキーレスエントリーユニット、
振動センサまたは対人センサまたは開扉センサのいずれかを有するとともに、外部からの指令に応じて感度レベルまたは警戒信号出力レベルを制御可能なレベル制御手段を有し、前記車両周辺監視センサの前記距離レベル制御出力手段の出力した前記信号により、前記振動センサまたは前記対人センサまたは前記開扉センサの少なくとも一つを起動するセキュリティ装置を備えたものである。

本発明の車両周辺監視装置は、そのレーダー電波がキーレスエントリーシステム用の電波を兼ねているので、キーレスエントリシステムの電波発射装置を省略することができ、送信する電波が１種類なので、消費電力を小さくすることが可能であり、さらに、キーレスエントリシステムの小型化により搭載自由度を向上させることが可能である。

また、車両周辺監視装置の電波レーダーで接近する物体の距離や相対速度を検出し、これに基づいて電波の送信間隔を変化させることで、物体が周辺に存在しない時には、電波の送信間隔を長くすることができ、結果として消費電力を抑えることが可能である。

実施の形態1．
本発明の実施の形態１の車両周辺監視装置について説明する。本実施の形態における車両周辺監視装置の構成を図1に示す。本車両周辺監視装置１０は、図１に示す車両に搭載された電波送受信部１と、電波送受信部１に接続されたキーレスエントリユニット１０３とを含む。ユーザが携行所持する携帯送受信機１０２はキーレスエントリユニット１０３に付随する装置である。
図にはセキュリティ装置１０４も記載してあるが、これは実施の形態２で説明する。
電波送受信部１は、図示しない車両が駐車している時にも動作するものであり、内部に車両送受信機（アンテナ１００を含む）１０１と、車両周辺を監視する車両周辺監視センサ１０５（車両周辺監視手段）を備えている。
キーレスエントリユニット１０３は、携帯送受信機１０２が手動、もしくは自動で送信する暗証信号を車両側で受信することによりドアロックを解除する（施錠も可能）。

ここで、電波送受信部１の詳細構成を図２に示す。車両送受信機１０１の送受信部２は、車両周辺監視センサ１０５の送受信部２と共用となっている。当然、両者は同じ周波数の電波を送受信できるよう、図３に示すようにある基本周波数ｆの連続波に暗証コード化したパルス変調を加えたものとしている。このパルス変調された電波は、図４に示すように、パルス変調した送信波と、この送信波が図示しない他の物体（以下、移動物体と言うが必ずしも移動していなくてもよい）により反射した反射波との遅延時間差を測定することにより、その移動物体までの距離（距離の変化から接近速度も求められる）を求めることが可能となる。また、携帯送受信機１０２は、車両側より送信された送信波を受信することで、携帯送受信機１０２の内部のマイクロコンピュータが起動し、車両からの送信波に含まれる暗証コードをもとに、車両側のシステムがユーザー認証をするための暗証コードを内部で生成し、生成した暗証コードを含む電波を車両側へ送信する。携帯送受信機１０２側から送信される電波のコードは、物体からの反射波と混同しないようにするため、あるいは互いの干渉防止の為、互いに異なるコードの暗証コードを用いている。

次に動作についてさらに詳しく説明する。従来知られている車両周辺を監視するためのレーダ電波は一定の周期で送信され、物体に反射してかえってきた反射波を受信して、送信波に対する反射波の遅延時間を測定することで物体までの距離Ｓ（および接近速度）を求めるものである。
図１の装置では、連続波に図３に示すようにキーレスエントリシステムのコード番号でパルス変調を加え電波を送信することで、送信周期は一定にはならないが、図４、図５に示すように物体に反射してかえってきた反射波を受信、送信波と反射波の遅延時間を測定することで移動体の距離Ｓ（および接近速度）を求めることができる。

こうして得た物体の存在を検知して周辺監視を行うが、このとき、図２に示す距離送信間隔制御手段４は、距離情報にもとづいて、車両周辺監視センサ１０５で図６に示すように距離に応じて電波の送信間隔を変える。例えば、車両１ｍ以内の範囲に５Ｋｍ／ｈのスピードで接近してきた移動物体が、車両に到達するまでの時間内に２回以上電波が送信されるように周辺監視センサの送信間隔を設定する。
無論、送信周期には上限と下限とがあらかじめ定めてあり、この範囲内で周期を調整する。この周期は、図５に一例を示すように監視エリアの初期値を１０ｍとすると、１０ｍの位置にあって、５Ｋｍ／ｈ＝１．４ｍ／ｓで接近する移動物体に対しては、約３．２秒間隔以下で送信すればよいこととなる。仮に５ｍに移動物体が観測されたときには、約１．４秒間隔以下というように、順次間隔を変化させる。
距離が所定のレベルを下回ったときにはあらかじめ定めた一定間隔、たとえば１秒間隔で送信し、距離が１０ｍを超えるか、他物体の存在が検知されないときには例えば３．５秒間隔とする。
以上のように距離に応じて送信間隔を変え、物体が遠いか、存在が検知されないときには送信周期を長くして、一定時間内の送信回数を減らすことにより、同じ送信間隔で送信を繰り返すよりも、電力消費を減らすことができる。

実施の形態２．
図７に実施の形態２による車両周辺監視装置の電波送受信部１の構成を示す。周辺監視センサ１０５は速度送信間隔制御手段５を備えている。他物体の相対速度（図８に示す接近速度）は、実施の形態１で説明した距離の測定結果の時間的変化から求めることができるが、連続波にパルス変調を加えているので、連続波のドップラ周波数を求めても相対速度が求められるし、パルス変調された信号間隔のドップラ周波数を測定することでも求めることができる。いずれの方法によるものかは問わず、車両周辺監視センサ１０５により相対速度を求める。そして図９に示すように相対速度に応じて送信間隔を変える。例えば、車両１０ｍ以内の範囲に１０Ｋｍ／ｈのスピードで侵入してきた移動物体が到達するまでの時間内に２回以上電波が送信されるように周辺監視センサの送信間隔を設定する。図７のように監視最大受信エリアを１０ｍとすると、１０Ｋｍ／ｈ＝２．８ｍ／ｓで接近する移動物体は、約１．７秒間隔以下で送信すればよいこととなる。仮に最大受信エリアが５ｍの場合は、約０．７秒間隔以下と設定できる。以上のように相対速度に応じて送信間隔を変えることにより、同じ送信間隔で送信を繰り返すよりも、送信波の送信回数を減らすことができ電力消費を低減することができる。

実施の形態３．
実施の形態３の車両周辺監視装置について説明する。本実施の形態における周辺監視装置の構成の説明は図１０で行う。図１０において、車両セキュリティ装置１０４は車両盗難を防止するため、例えば、振動センサ、対人（赤外線）センサ、ドア開検出センサ（電流センサ）など、不審者が車室内に入るまたは、入ろうとする不正行為に反応し、警報または、撃退する装置である。図１１は図１０の電波送受信部１の構成を詳細に示す図である。図１１において、周辺監視装置１０５は距離起動信号出力手段６を備えている。距離起動信号出力手段６はセキュリティ装置１０４の電源をオン・オフ制御する信号を出力することができる。

次に図１０の車両周辺監視装置１０の動作について説明する。周辺監視装置１０５は連続波にパルス変調を加え電波を送信し、物体に反射してかえってきた反射波を受信、送信波と反射波の遅延時間を測定することで移動体の距離を求めることができる。その距離に応じて距離起動信号出力手段６はセキュリティ装置１０４を起動したり停止させたりする信号を出力する。ここで、セキュリティ装置１０４とは、前述の通り振動センサ、対人（赤外線）センサ、ドア開検出センサ（電流センサ）など、不審者が車室内に入るまたは、入ろうとする不正行為に反応し、警報または、撃退する装置であるから、周辺監視装置１０５が周辺に他の物体の存在を検知しないときには、動作させる必要がない。

例として、仮に１０ｍ以上車両から離れた位置に物体を検知したとする。距離が１０ｍもあれば、この物体が車両に危害を与える可能性は低いことから、セキュリティ装置１０４はまだ起動する必要がない。また、１ｍ以内の範囲に物体を検知した場合で、かつ、キーレスエントリーシステムに応答しないため車両ユーザーと認識されない物体が存在した場合、車両に危害を与える恐れがあることから、セキュリティ装置１０４を起動し、車両を盗難、車上あらしから守る。具体的な距離の設定は１ｍ〜１０ｍの範囲で決定することが出来る。

実施の形態４．
また、車両周辺監視センサ１０５が、実施の形態２で説明したように、ドップラ周波数を測定することで移動体の相対速度を求めることができる場合、図１２に示すように周辺監視センサ１０５に速度起動信号出力手段７を設ける。速度起動信号出力手段７は、相対速度の大きさに応じてセキュリティ装置７の起動／停止を行う。例えば最大受信エリアを車両２ｍ以内の範囲に設定した場合、相対速度１０Ｋｍ／ｈのスピードで侵入してきた移動物体を検知したとする。しかし、２ｍ以内の範囲に１０Ｋｍ／ｈ以上の速度で物体が接近した場合、車両に当たらずに止まることができないので、この場合は車両近傍を通過する移動物体と思われるので、セキュリティ装置１０４を起動しないよう設定する。また、２ｍ以内の範囲に１０Ｋｍ／ｈ未満の速度で物体が接近し、しかもこの車両のユーザであると認識されない場合は自車両に危害を加えられる可能性があることから、セキュリティ装置１０４を起動させる。
なお、実施の形態３と実施の形態４において、セキュリティ装置１０４の動作停止時には、図示しない振動センサ、ドア開検知用電流センサ（いずれも図示しない）など、セキュリティ装置１０４への入力信号を検出するのに使用しているセンサの電源も停止し、不必要なセンサの消費電力を減らしてもよい。

実施の形態５．
実施の形態３と実施の形態４の説明においては、検出物体の距離または速度に応じて、セキュリティ装置１０４の起動または非起動を設定している。しかし、セキュリティ装置の種類によっては起動に若干の時間を要するものもあり、物体の検出後に起動したのでは間に合わない場合もある。そこでセキュリティ装置１０４は連続的に運転状態に保持し、その警戒レベルを変化、例えばセキュリティ感度として、振動センサの反応感度やドア開検知用電流センサの変動量（感度）を普段は低くして置き、物体検知後に一時的に高くするなどの調整をしてもよい。このレベルの変更は図示しないレベル制御手段により行う。
また、物体までの距離に応じてレベルを制御する信号をレベル制御手段に出力するものを距離レベル制御手段（図示しない）という。
また、物体の相対速度に応じてレベルを制御する信号をレベル制御手段に出力するものを速度レベル制御手段（図示しない）という。

この発明は、自動車だけでなく広く陸上／海上の移動体、航空機に利用することが出来る。

実施の形態1による車両周辺監視装置のブロック構成図である。 図１の部分詳細構成図である。 図１の装置に用いる呼び出し電波の変調波形の参考である。 呼び出し電波の送信波と受信波の時間差から距離を求める説明図である。 図１の動作を説明する車両周辺状況説明図である。 図１の装置における物体の距離Ｓと呼び出し送信電波の送信時間間隔との関係を示したグラフである。 実施の形態２の部分詳細構成図である。 図７の動作を説明するための車両周辺状況説明図である。 図７の物体の相対速度Ｖと呼び出し送信電波の時間間隔を示したグラフである。 実施の形態３の車両周辺監視装置のブロック構成図である。 図１０の部分詳細構成図である。 実施の形態４の部分詳細構成図である。

符号の説明

１ 送受信部、 ２ 送受信部、 ４ 距離送信間隔制御手段、
５ 速度送信間隔制御手段、 ６ 距離起動信号出力手段、
７ 速度起動信号出力手段、 １０ 車両周辺監視装置、 １００ アンテナ、
１０１ 車両送受信機、
１０２ 周辺監視センサ、
１０３ キーレスエントリユニット、 １０４セキュリティ装置。

Claims (2)

1. 車両に搭載されレーダ電波を暗証番号コードでパルス変調して送信し、他物体からの反射波を受信してこの車両周辺に監視エリアを構成する送受信機と、前記監視エリア内の移動物体の存在とその移動物体までの距離とを検知し、前記距離に応じた信号を出力する距離レベル制御出力手段とを有し、この監視エリア内での他物体の接近距離を監視する車両周辺監視センサ、
   ユーザーが携行所持し、前記レーダ電波を受信して前記暗証番号コードに対応するコード番号を送信する携帯送受信機、
   前記コード番号を受信し前記車両の扉の施錠または開錠を行うキーレスエントリーユニット、
   振動センサまたは対人センサまたは開扉センサのいずれかを有するとともに、外部からの指令に応じて感度レベルまたは警戒信号出力レベルを制御可能なレベル制御手段を有し、前記車両周辺監視センサの前記距離レベル制御出力手段の出力した前記信号により、前記振動センサまたは前記対人センサまたは前記開扉センサの少なくとも一つを起動するセキュリティ装置を備えたことを特徴とする車両周辺監視装置。
2. 車両に搭載されレーダ電波を暗証番号コードでパルス変調して送信し、他物体からの反射波を受信してこの車両周辺に監視エリアを構成する送受信機と、前記監視エリア内の移動物体の存在とこの移動物体の相対速度とを検知し、前記相対速度に応じた信号を出力する速度レベル制御出力手段とを有し、この監視エリア内での他物体の接近速度を監視する車両周辺監視センサ、
   ユーザーが携行所持し、前記レーダ電波を受信して前記暗証番号コードに対応するコード番号を送信する携帯送受信機、
   前記コード番号を受信し前記車両の扉の施錠または開錠を行うキーレスエントリーユニット、
   振動センサまたは対人センサまたは開扉センサのいずれかを有するとともに、外部からの指令に応じて感度レベルまたは警戒信号出力レベルを制御可能なレベル制御手段を有し、前記車両周辺監視センサの前記速度レベル制御出力手段の出力した前記信号により、前記振動センサまたは前記対人センサまたは前記開扉センサの少なくとも一つを起動するセキュリティ装置を備えたことを特徴とする車両周辺監視装置。

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