JP5106242B2 - スマートキーシステム - Google Patents

Description

本発明は、携帯機と、前記携帯機との通信成功を要件として車両に搭載されている機器の動作を制御する車両制御装置とを備えているスマートキーシステムに関する。

スマートキーシステムにおいて、携帯機が有する複数の送信アンテナのうち選択された１つの送信アンテナによる送信が失敗した場合、別の送信アンテナが新たに選択された上で当該別のアンテナによる送信を試みる技術が提案されている（特許文献１参照）。この技術によれば、携帯機が車両制御装置と通信可能な範囲に存在するにもかかわらず、携帯機から送信される信号が車両制御装置により受信されない事態が回避されうる。
特開２００７−０５１４７１号公報

しかし、前記先行技術によれば、携帯機が車両制御装置から送信された信号を受信できない場合の対策が講じられていない。

そこで、本発明は、車両制御装置から送信される信号の携帯機による受信成功確率の向上を図ることができるスマートキーシステムを提供することを解決課題とする。

第１発明のスマートキーシステムは、携帯機と、前記携帯機との通信成功を要件として車両に搭載されている機器の動作を制御する車両制御装置とを備えているスマートキーシステムであって、前記車両制御装置が起動信号を送信し、前記携帯機が、相互に異なる指向性を有する複数の受信アンテナと、前記複数の受信アンテナのそれぞれについて前記車両制御装置から送信された前記起動信号の受信成否の履歴を記憶する履歴記憶装置とを備え、前記履歴記憶装置に記憶されている前記履歴に基づいて前記複数の受信アンテナのうち１つを前記車両制御装置からの送信信号の受信用の有効アンテナとして指定することを特徴とする。

第１発明のスマートキーシステムによれば、車両制御装置から起動信号が送信され、携帯機が有する各受信アンテナを通じた起動信号の受信成否の履歴に基づいて有効アンテナが指定される。具体的には、有効アンテナを通じた起動信号の受信が失敗した場合でも、起動信号の受信成否の履歴に鑑みて現在の有効アンテナを通じた受信成功確率がなおも高いと予測される状況では有効アンテナは切り替えられない。その一方、起動信号の受信成否の履歴に鑑みて有効アンテナを通じた受信成功悪率が低いと予測される状況では有効アンテナは切り替えられる。したがって、車両制御装置から送信される信号の携帯機による受信成功確率の向上を図ることができる。

第２発明のスマートキーシステムは、第１発明のスマートキーシステムにおいて、前記携帯機が前記起動信号の受信失敗回数が許容回数以上となった前記受信アンテナを、指定期間にわたり前記有効アンテナとしての指定対象から除外し、前記指定期間の経過を要件として前記アンテナの前記受信失敗回数を前記許容回数未満に低下させることを特徴とする。

第２発明のスマートキーシステムによれば、起動信号の受信失敗回数に鑑みて受信成功確率が低いと予測される受信アンテナが有効アンテナとしての指定対象から除外される。そして、指定期間の経過を要件として、それまで有効アンテナとしての指定対象から除外されていた受信アンテナの受信失敗回数が許容回数未満に下げられることにより、指定期間経過後にこの受信アンテナが有効アンテナとして指定されうる。したがって、車両制御装置から送信される信号の携帯機による受信成功確率の向上を図ることができる。

第３発明のスマートキーシステムは、第１発明のスマートキーシステムにおいて、前記携帯機が前記履歴記憶装置に記憶されている前記履歴に基づいて前記複数の受信アンテナのそれぞれの優先順位を決定し、前記優先順位にしたがって前記有効アンテナを指定することを特徴とする。

第３発明のスマートキーシステムによれば、起動信号の受信失敗回数の多少に鑑みて受信成功確率が高いと予測される受信アンテナは、有効アンテナとして指定される頻度が高くなる。逆に、起動信号の受信失敗回数の多少に鑑みて受信成功確率が低いと予測される受信アンテナは、有効アンテナとして指定される頻度が低くなる。したがって、車両制御装置から送信される信号の携帯機による受信成功確率の向上を図ることができる。

本発明のスマートキーシステムの実施形態について図面を用いて説明する。

図１に示されているスマートキーシステムは、図１に示されているスマートキーシステムは、携帯機１と、車両に搭載されている車両制御装置２とにより構成されている。

携帯機１は樹脂製ケース（図示略）に内蔵されている携帯機制御装置１０と、受信回路１１と、送信回路１２と、選択回路１０２と、第１受信アンテナ１１１、第２受信アンテナ１１２および第３受信アンテナ１１３と、送信アンテナ１２０とを備えている。携帯機制御装置１０はコンピュータ（ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ，Ｉ／Ｏ回路等により構成されている。）により構成されている。携帯機１のケースはたとえば矩形板状であり、３つのアンテナ１１１、１１２および１１３のそれぞれはケースの長辺方向（ｘ方向）、短辺方向（ｙ方向）および厚さ方向（ｚ方向）等に平行に定義された、相互に直交する３つの方向のそれぞれへの指向性を有するように構成または配置されている。携帯機１が有する受信アンテナは複数である限り任意に変更されてもよい。携帯機１は車両の運転者等のユーザにより衣類のポケットに入れられる等の形で携帯されうるように軽量かつコンパクトに形成されている。各受信アンテナの受信感度は同一であってもよく、第１受信アンテナ１１１の受信感度が第２受信アンテナ１１２の受信感度より高く、第２受信アンテナ１１２の受信感度が第３受信アンテナ１１３の受信感度より高い等、各受信アンテナの受信感度が相違していてもよい。受信回路１１は有効アンテナおよび携帯機制御装置１０を連結する第２信号線Ｌ₂の途中に設けられ、有効アンテナを介して信号を外部から受信し、この信号をパルス信号に復調して携帯機制御装置１０に出力する。送信回路１２は携帯機制御装置１０から出力される信号を所定周波数の信号に変調し、送信アンテナ１２０を通じて外部に送信する。

携帯機制御装置１０は３つの受信アンテナ１１１、１１２および１１３のうち１つを車両制御装置２からの送信信号を受信するための「有効アンテナ」として指定する。携帯機制御装置１０は選択回路１０２に制御信号を送信することにより、選択回路１０２に有効アンテナを切り替えさせる。なお、選択回路１０２に加えてまたは代えて各受信アンテナと第１信号線Ｌ₁との連結および遮断を切り替える無効化回路が設けられ、当該無効化回路により有効アンテナが切り替えられてもよい。

車両制御装置２はＥＣＵ（電子制御ユニット（ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ，Ｉ／Ｏ回路およびこれらを連結するデータバス等により構成されている。））により構成されている。車両には送信回路２１と、受信回路２２と、車外用送信アンテナ２１１と、車内用送信アンテナ２１２と、車外用受信アンテナ２２１と、車内用受信アンテナ２２２と、第１タスク実行機器２４１と、第２タスク実行機器２４２とが搭載されている。車外用送信アンテナ２１１は運転席ドアおよび助手席ドアに配設され、車内用送信アンテナ２１２は車両１の室内空間中央付近に配設されている。送信回路２１は、車両制御装置２から出力された信号を所定周波数の信号に変調し、この信号を車外用送信アンテナ２１１または車内用送信アンテナ２１２を介して送信する。車外用受信アンテナ２２１は運転席ドアおよび助手席ドアに配置され、室内用受信アンテナ２２２は車両の室内空間中央付近に配置されている。受信回路２２は、車外用受信アンテナ２２１または室内用受信アンテナ２２２を介して携帯機１から信号を受信し、この信号を復調して車両制御装置２に出力する。

車両制御装置２は車外用送信アンテナ２１１および車外用受信アンテナ２２１を通じた携帯機１との双方向通信の成功を要件として第１タスク実行機器２４１に「第１タスク」を実行させる。たとえば「第１タスク」がドアのロックまたはアンロックである場合、車両制御装置２により第１タスク実行機器２４１としてのドアロックアクチュエータによりドアがロックまたはアンロックされる。また「第１タスク」がウィンドウの一部または全部開放である場合、第１タスク実行機器２４１としてのウィンドウアクチュエータによりウィンドウが開かれる。車両制御装置２は車内用送信アンテナ２１２および車内用受信アンテナ２２２を通じた携帯機１との双方向通信の成功を要件として第２タスク実行機器２４２に「第２タスク」を実行させる。たとえば「第２タスク」がエンジン始動である場合、第２タスク実行要素２４２としてのエンジンスタータによりエンジンが始動される。また「第２タスク」が車内温度の制御である場合、第２タスク実行要素２４２としてのエアコン装置により車内温度が制御される。

前記構成のスマートキーシステムの機能について説明する。まず、携帯機１において受信アンテナ１１１〜１１３のそれぞれの稼働状態ｐ_n（ｎ＝１，２，３）が「ＯＮ」に初期設定され、かつ、車両制御装置２から送信される起動信号の受信成否履歴を表わす通信履歴指数α_nが「０」に初期設定される（図３／Ｓ００２）。通信履歴指数α_nは携帯機制御装置１０を構成するメモリ（「履歴記憶装置」に該当する。）に記憶または保存される。また、受信待ち受け状態の受信アンテナ１１１〜１１３のそれぞれを通じた受信電波の有無が判定され（図２／Ｓ００４）、受信電波があった場合（図２／Ｓ００４‥ＹＥＳ）、稼動状態ｐ_nがＯＦＦに維持されている休眠期間ｔ_nが指定期間Ｔｓを超えている受信アンテナの有無が判定される（図２／Ｓ００６）。休眠期間ｔ_nが指定期間Ｔｓを超えている受信アンテナがあると判定された場合（図２／Ｓ００６‥ＹＥＳ）、当該受信アンテナの稼動状態ｐ_nが「ＯＮ」に設定され（図２／Ｓ００８）、通信履歴指数α_nが「−１」である受信アンテナの有無が判定される（図２／Ｓ０１０）。休眠期間ｔ_nが指定期間Ｔｓを超えている受信アンテナがないと判定された場合（図２／Ｓ００６‥ＮＯ）、単に通信履歴指数α_nが「−１」である受信アンテナの有無が判定される（図２／Ｓ０１０）。通信履歴指数α_nが「−１」であることは前回の通信成功時に第ｎ受信アンテナが有効アンテナとして指定されていたことを表わしている。

通信履歴指数α_nが「−１」である受信アンテナ（ｎ＝ｉ）があると判定された場合（図２／Ｓ０１０‥ＹＥＳ）、受信アンテナ１１１〜１１３のうち当該受信アンテナが有効アンテナとして指定される（図２／Ｓ０１２）。その一方、通信履歴指数α_nが「−１」である受信アンテナがないと判定された場合（図２／Ｓ０１０‥ＮＯ）、受信アンテナ１１１〜１１３のうち稼動状態ｐ_iがＯＮであり、かつ、受信信号のレベルが最高の受信アンテナが有効アンテナとして指定される（図２／Ｓ０１４）。これにより、たとえば図３上段に示されているように最初は第１受信アンテナ１１１が有効アンテナとして指定される。選択回路１０２から第１信号線Ｌ₁または第２信号線Ｌ₂を介して稼動指数を表わす信号が携帯機制御装置１０に入力されることにより、携帯機制御装置１０が３つの受信アンテナ１１１，１１２および１１３のうち有効アンテナに該当する１つのアンテナを認識する。なお、選択回路１０２に加えて受信アンテナごとに無効化回路が設けられている場合、一の無効化回路が該当する一の受信アンテナおよび第１信号線Ｌ₁を一時的に遮断したときに携帯機制御装置１０に入力される信号がこの遮断に応じた一時的なパルス信号を受信したときの、当該一のアンテナが有効アンテナとして認識されてもよい。その上で有効アンテナを通じた起動コードの認識を含む、携帯機１および車両制御装置２の双方向通信が試行され（図２／Ｓ０１６）、当該通信の成否が判定される（図２／Ｓ０１８）。

そして、通信が失敗したと判定された場合（図２／Ｓ０１８‥ＮＯ）、有効アンテナとして指定されている第ｉ受信アンテナの通信履歴指数α_iが「１」だけ増やされ（図２／Ｓ０２２）、通信履歴指数α_iが許容値（許容回数）Ａ_th未満であるか否かがさらに判定される（図２／Ｓ０２４）。たとえば、図３に示されているように有効アンテナとしての第１受信アンテナ１１１が起動信号の受信に失敗したことに応じて時刻ｔ₁においてその通信履歴指数α₁が初期値０から「１」に更新される。通信履歴指数α_iが許容値Ａ_th未満であると判定された場合（図２／Ｓ０２４‥ＹＥＳ）、受信電波の有無判定以降の処理が繰り返される（図２／Ｓ００４参照）。これにより、第ｉ受信アンテナが継続して有効アンテナとして指定されうる（図２／Ｓ０１４参照）。たとえば、図３に示されているように時刻ｔ₁以降、有効アンテナとしての第１受信アンテナ１１１の通信履歴指数α₁が「１」である期間は、許容値Ａ_th（＝２）未満なので引き続き第１受信アンテナ１１１が有効アンテナとして指定される。通信履歴指数α_iが許容値Ａ_th以上であると判定された場合（図２／Ｓ０２４‥ＮＯ）、当該第ｉ受信アンテナの稼動状態ｐ_iが「ＯＦＦ」に設定され、かつ、通信履歴指数α_iが「０」（または許容値Ａ_th未満の任意の値）に設定される（図２／Ｓ０２６）。たとえば、図３に示されているように有効アンテナとしての第１受信アンテナ１１１が起動信号の受信に失敗したことに応じて時刻ｔ₁＋Δｔ（Δｔ＞０）においてその通信履歴指数α₁が「１」から「２」に更新される。これにより、第１受信アンテナ１１１の通信履歴指数α₁（＝２）が許容値Ａ_th（＝２）以上となるので、時刻ｔ₂（＞ｔ₁＋Δｔ）において第１受信アンテナの稼動状態ｐ₁が「ＯＦＦ」に設定され、かつ、通信履歴指数α₁が「０」（または１（＜Ａ_th））に設定される。また、稼動状態ｐ_iがＯＦＦに維持されている継続期間ｔ_iの計測が開始され（図２／Ｓ０２８）、受信電波の有無判定以降の処理が繰り返される（図２／Ｓ００４参照）。これにより、第ｉ受信アンテナが有効アンテナとしての指定対象から除外される。たとえば、図３に示されているように指定期間ｔ₂〜ｔ₂＋Ｔｓにわたり第１受信アンテナ１１１が有効アンテナとしての指定対象から外される。また、第２受信アンテナ１１２および第３受信アンテナ１１３のうち、受信信号のレベルが最高の第３受信アンテナ１１３が有効アンテナとして指定される（図２／Ｓ０１４参照）。

その一方、通信が成功したと判定された場合（図２／Ｓ０１８‥ＹＥＳ）、有効アンテナとして指定されている第ｉ受信アンテナの通信履歴指数α_iが「−１」に設定され（図２／Ｓ０２０）、受信電波の有無判定以降の処理が繰り返される（図２／Ｓ００４参照）。たとえば、図３に示されているように第１受信アンテナ１１１の稼動状態ｐ₁がＯＦＦにされている指定期間ｔ₂〜ｔ₂＋Ｔｓに含まれる時刻ｔ₃において、起動信号等の受信に成功した有効アンテナとしての第３受信アンテナ１１３の通信履歴指数α₃が「−１」に設定される。これにより、双方向通信が成功し続ける限り、一の受信アンテナが有効アンテナとして指定されている状態が維持される（図２／Ｓ０１０，Ｓ０１２，Ｓ０２０参照）。

前記機能を発揮するスマートキーシステムによれば、車両制御装置２から起動信号が送信され、携帯機１が有する各受信アンテナ１１１〜１１３を通じた起動信号の受信成否の履歴に基づいて有効アンテナが指定される。具体的には、有効アンテナを通じた起動信号の受信が失敗した場合でも、起動信号の受信成否の履歴に鑑みて現在の有効アンテナを通じた受信成功確率がなおも高いと予測される状況では有効アンテナは切り替えられない。たとえば、図３に示されているように有効アンテナとしての第１受信アンテナ１１１を通じた起動信号の受信を含む双方向通信が失敗した場合でも、通信履歴指数（通信失敗回数）α₁が許容値Ａ_th未満である状態（時刻ｔ₁から時刻ｔ₁＋Δｔまでの期間）では、第１受信アンテナ１１１がなおも有効アンテナとして指定される。その一方、起動信号の受信成否の履歴に鑑みて有効アンテナを通じた受信成功悪率が低いと予測される状況では有効アンテナは切り替えられる。たとえば、図３に示されているように連続して２回通信に失敗したため、通信履歴指数α₁が許容値Ａ_th以上となった第１受信アンテナ１１１に代えて第３アンテナ１１３が有効アンテナとして指定される。また、起動信号の受信失敗回数（通信履歴指数α_i）に鑑みて受信成功確率が低いと予測される受信アンテナが有効アンテナとしての指定対象から除外される（図２／Ｓ０２４‥ＮＯ，Ｓ０２６参照）。そして、指定期間の経過を要件として、それまで有効アンテナとしての指定対象から除外されていた受信アンテナの通信履歴指数α_iが許容値Ａ_th未満に下げられることにより、指定期間経過後にこの受信アンテナが有効アンテナとして指定されうる。したがって、車両制御装置２から送信される信号の携帯機１による受信成功確率の向上を図ることができる。

なお、携帯機１が履歴記憶装置に記憶されている通信成否の履歴に基づいて受信アンテナ１１１〜１１３のそれぞれの優先順位を決定し、この優先順位にしたがって有効アンテナを指定してもよい。当該構成によれば、起動信号の受信失敗回数の多少に鑑みて受信成功確率が高いと予測される受信アンテナは、有効アンテナとして指定される頻度が高くなる。逆に、起動信号の受信失敗回数の多少に鑑みて受信成功確率が低いと予測される受信アンテナは、有効アンテナとして指定される頻度が低くなる。したがって、車両制御装置２から送信される信号の携帯機１による受信成功確率の向上を図ることができる。

本発明のスマートキーシステムの構成説明図 携帯機により実行される処理に関するフローチャート 複数の受信アンテナの稼動状態に関する説明図

符号の説明

１‥携帯機、１１１〜１１３‥受信アンテナ

Claims (3)

1. 携帯機と、前記携帯機との通信成功を要件として車両に搭載されている機器の動作を制御する車両制御装置とを備えているスマートキーシステムであって、
   前記車両制御装置が起動信号を送信し、
   前記携帯機が、相互に異なる指向性を有する複数の受信アンテナと、前記複数の受信アンテナのそれぞれについて前記車両制御装置から送信された前記起動信号の受信成否の履歴を記憶する履歴記憶装置とを備え、前記履歴記憶装置に記憶されている前記履歴に基づいて前記複数の受信アンテナのうち１つを前記車両制御装置からの送信信号の受信用の有効アンテナとして指定することを特徴とするスマートキーシステム。
2. 請求項１記載のスマートキーシステムにおいて、
   前記携帯機が前記起動信号の受信失敗回数が許容回数以上となった前記受信アンテナを、指定期間にわたり前記有効アンテナとしての指定対象から除外し、前記指定期間の経過を要件として前記アンテナの前記受信失敗回数を前記許容回数未満に低下させることを特徴とするスマートキーシステム。
3. 請求項１記載のスマートキーシステムにおいて、
   前記携帯機が前記履歴記憶装置に記憶されている前記履歴に基づいて前記複数の受信アンテナのそれぞれの優先順位を決定し、前記優先順位にしたがって前記有効アンテナを指定することを特徴とするスマートキーシステム。

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