JP5990470B2 - 車両の無線通信システム - Google Patents

Description

本発明は、車両に設けられた車載機と携帯機との間で無線通信を行う車両の無線通信システムに関する。

携帯機により車両のエンジンの始動を遠隔操作することのできる、いわゆるエンジンスタータシステムが知られている。従来、このようなエンジンスタータシステムとしては、特許文献１に記載のシステムが知られている。特許文献１に記載のエンジンスタータシステムでは、ユーザが携帯機を操作すると、携帯機から車載機にエンジン始動要求信号が無線送信される。車載機はエンジン始動要求信号を受信すると、スタータモータを駆動させてエンジンを始動させる。このようなシステムによれば、ユーザは乗車前にエンジンを予め始動させて車両のエアコン装置を作動させることにより、車室内の温度が快適な温度となった後に乗車することができる。このため寒冷地や極暑地域でも快適な運転環境を得ることができる。

特開平１０−１３６４６３号公報

ところで、エンジンスタータシステムに用いられる携帯機には、いわゆる特定小電力無線機と呼ばれるものが採用されており、その送信周波数は製造時に予め決定される。また市場には、送信周波数の異なる複数種の携帯機が販売されている。このためユーザが自車両でエンジンスタータシステムを利用するためには、自車両の受信周波数に対応した携帯機を購入する必要がある。

一方、車両の走行地域の電波環境によっては、携帯機及び車載機の間で送受信される無線信号にノイズが混入してしまい、エンジンを始動させることができない場合がある。このような場合、車載機及び携帯機の通信用周波数を変更すれば電波障害を回避することができる。しかしながら、車載機については、例えばディーラに車両を持ち込んで受信周波数を変更してもらう必要があり、また携帯機については、自車両の変更後の受信周波数に対応した携帯機を新たに購入する必要がある。こうした作業が非常に煩雑であり、利便性を悪化させていた。

なおこのような課題は、エンジンスタータシステムに限らず、車載機と携帯機との間で無線通信を行う車両の無線通信システムに共通する課題である。
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、車載機及び携帯機の通信用周波数を容易に変更することのできる車両の無線通信システムを提供することにある。

上記課題を解決するために、車両に搭載された車載機と、前記車載機と無線通信を行う携帯機と、を備える車両の無線通信システムにおいて、前記車載機及び前記携帯機のいずれか一方の機器は、その送信周波数を、予め定められた複数の周波数の中から選択される登録用周波数及び通信用周波数に設定可能であり、前記通信用周波数の情報を含む登録要求信号を前記登録用周波数で送信するものであり、前記車載機及び前記携帯機のいずれか他方の機器は、その受信周波数を前記複数の周波数に設定可能であり、前記受信周波数を前記登録用周波数に設定した状態で前記登録要求信号を受信し、同登録要求信号に基づいて前記通信用周波数の情報を取得するものであり、前記携帯機及び前記車載機は、それらの前記一方の機器が前記送信した前記通信用周波数を用いつつ、前記他方の機器が前記取得した前記通信用周波数を用いることによって、前記登録要求信号の送受信以外の無線通信を同一の前記通信用周波数を用いて行い、前記一方の機器の前記登録用周波数及び前記通信用周波数は、それぞれ予め設定された固定値であり、前記一方の機器として、前記登録用周波数が共通であり、前記通信用周波数が異なる複数種の機器を備えることとした。

この構成によれば、例えば一方の機器が携帯機である場合、携帯機は、通信用周波数の情報を含む登録要求信号を登録用周波数で送信する。一方、他方の機器である車載機は、その受信周波数を登録用周波数に設定することにより携帯機からの登録要求信号を受信し、同登録要求信号に基づいて携帯機の通信用周波数を取得する。そしてこれ以降、携帯機及び車載機は同一の通信用周波数を用いて無線通信を行うことができる。これにより携帯機側の通信用周波数を変更するだけで、車載機の通信用周波数を変更することができるため、通信用周波数を容易に変更することができる。なお一方の機器が車載機であり、他方の機器が携帯機である場合にも同様に通信用周波数を容易に変更することができる。
また、一方の機器の機種を変更するだけで、他方の機器の通信用周波数を容易に変更することができる。

上記車両の無線通信システムについて、前記一方の機器は前記携帯機であり、前記他方の機器は前記車載機であることが好ましい。
この構成によれば、通信用周波数の変更を携帯機側で行うことができるため、車載機側で通信用周波数を変更する場合と比較すると、通信用周波数を変更する際の利便性が向上する。

上記車両の無線通信システムについて、前記携帯機は、前記登録要求信号を送信する際、前記登録要求信号に自身の認証情報を更に含めるものであり、前記車載機は、前記登録要求信号を受信したとき、前記登録要求信号に含まれる認証情報を記憶部に記憶することが好ましい。

車両の無線通信システムには、車載機が携帯機との無線通信に基づいて携帯機の電子的な認証を行うものがある。この点、上記構成によれば、車載機が通信用周波数の情報を取得するのと同時に、携帯機の認証情報を取得することができる。すなわち車載機への通信用周波数の登録と認証情報の登録とを同時に行うことができる。これにより通信用周波数及び認証情報のそれぞれの登録を別々に行う場合と比較すると、作業効率を改善することができる。

この車両の無線通信システムによれば、車載機及び携帯機の通信用周波数を容易に変更することができる。

車両の無線通信システムをエンジンスタータシステムに具体化した一実施形態についてその構成を示すブロック図。 （ａ），（ｂ）は、実施形態のエンジンスタータシステムについて第１携帯機１ａ及び第２携帯機１ｂにそれぞれ登録されている周波数情報を示す図表。 実施形態のエンジンスタータシステムについて車載機２に登録されている周波数情報を示す図表。 実施形態のエンジンスタータシステムの動作例を示すシーケンス図。

以下、車両の無線通信システムをエンジンスタータシステムに具体化した一実施形態について説明する。はじめにエンジンスタータシステムの概要について説明する。
図１に示すように、このエンジンスタータシステムは、特定小電力無線機に該当する携帯機１、及び車両に搭載された車載機２を備えている。

携帯機１は、ＶＨＦ（Ｖｅｒｙ Ｈｉｇｈ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）帯の無線信号を送信する送信機１０、及び押圧操作式のスタータスイッチ１１を有している。スタータスイッチ１１は、ユーザにより押圧操作されると、その旨の信号を携帯機制御装置１２に出力する。また携帯機１は、送信機１０の送信周波数を変更する送信周波数変更部１３を有している。送信周波数変更部１３は、送信機１０の送信周波数を登録用周波数ｆｒ及び通信用周波数ｆｃのいずれかに設定する。登録用周波数ｆｒ及び通信用周波数ｆｃは互いに異なる周波数であり、特定小電力無線機の規格で定められた周波数帯域に属するｎ個の周波数ｆ（１）〜ｆ（ｎ）の中から選択される。なお周波数ｆ（１）〜ｆ（ｎ）は互いに異なる周波数であり、ｎは３以上の整数である。

詳しくは、携帯機制御装置１２の記憶部としてのメモリ１２ａには、登録用周波数ｆｒ及び通信用周波数ｆｃがｎ個の周波数ｆ（１）〜ｆ（ｎ）のいずれに設定されているかを示す周波数情報が記憶されている。登録用周波数ｆｒ及び通信用周波数ｆｃは、それぞれ予め設定された固定値としてメモリ１２ａに記憶されている。登録用周波数ｆｒは携帯機１の全ての機種で共通であるのに対し、通信用周波数ｆｃは携帯機１の機種によって異なる。例えば登録用周波数ｆｒが周波数ｆ（１）に設定されている場合、図２（ａ）に示すように通信用周波数ｆｃが周波数ｆ（２）に設定された第１携帯機１ａや、図２（ｂ）に示すように通信用周波数ｆｃが周波数ｆ（３）に設定された第２携帯機１ｂなどが有る。携帯機制御装置１２は、メモリ１２ａに記憶された周波数情報に基づき送信周波数変更部１３を介して送信機１０の送信周波数を登録用周波数ｆｒ及び通信用周波数ｆｃのいずれかに設定する。

携帯機制御装置１２は通常、送信機１０の送信周波数を通信用周波数ｆｃに設定する。そして携帯機制御装置１２は、スタータスイッチ１１の出力信号に基づいて同スイッチ１１が押圧操作されたことを検出すると、メモリ１２ａに記憶された識別コード（ＩＤコード）を含む始動要求信号Ｓｓを生成し、これを送信機１０から送信する。本実施形態では、識別コードが認証情報となる。

また携帯機制御装置１２は、スタータスイッチ１１の出力信号に基づいて、同スイッチ１１に対して例えば長押し操作や連続した押圧操作などの予め定められた特定な操作が行われたことを検出すると、登録モードに移行する。登録モードに移行した携帯機制御装置１２は、送信機１０の送信周波数を登録用周波数ｆｒに設定した後、メモリ１２ａに記憶されたＩＤコード及び通信用周波数ｆｃの情報を含む登録要求信号Ｓｒを生成し、これを送信機１０から送信する。そして登録要求信号Ｓｒの送信が完了した後、送信機１０の送信周波数を通信用周波数ｆｃに戻し、登録モードを終了する。

一方、車載機２は、携帯機１から送信されるＶＨＦ帯の無線信号を受信する受信機２０、及び車両ドアの開閉状態を検出するドアカーテシスイッチ２１を有している。受信機２０は、携帯機１からの始動要求信号Ｓｓ及び登録要求信号Ｓｒを受信した場合、これを受信処理して車載制御装置２２に出力する。ドアカーテシスイッチ２１は、車両ドアの開閉状態に応じた検出信号を車載制御装置２２に出力する。また車載機２は、受信機２０の受信周波数を変更する受信周波数変更部２３を有している。受信周波数変更部２３は、受信機２０の受信周波数を登録用周波数ｆｒ及び通信用周波数ｆｃのいずれかに設定する。

詳しくは、車載制御装置２２の記憶部としてのメモリ２２ａには、登録用周波数ｆｒ及び通信用周波数ｆｃがｎ個の周波数ｆ（１）〜ｆ（ｎ）のいずれに設定されているかを示す周波数情報が記憶されている。図３に示すように、車載制御装置２２では、例えば登録用周波数ｆｒが周波数ｆ（１）に設定されている場合、通信用周波数ｆｃが、周波数ｆ（１）を除く残りの周波数ｆ（２）〜ｆ（ｎ）のいずれかに設定される。車載制御装置２２は、メモリ２２ａに記憶されている周波数情報に基づき受信周波数変更部２３を介して受信機２０の受信周波数を登録用周波数ｆｒ及び通信用周波数ｆｃのいずれかに設定する。

車載制御装置２２は通常、受信機２０の受信周波数を通信用周波数ｆｃに設定しており、携帯機１から送信される始動要求信号Ｓｓを受信できるようにしている。そして車載制御装置２２は、受信機２０を介して始動要求信号Ｓｓを受信すると、これに含まれるＩＤコードと、メモリ２２ａに予め記憶されたＩＤコードとを照合する。そして互いのＩＤコードが一致した場合には、携帯機１の認証が成立したと判定して、車両のスタータモータ２４を駆動させる。これにより車両のエンジンが始動する。

また車載制御装置２２は、ドアカーテシスイッチ２１の出力信号に基づいて、例えば車両ドアを連続して開閉させるなどの予め定められた特定の操作が行われたことを検出すると登録モードに移行する。登録モードに移行した車載制御装置２２は、受信機２０の受信周波数を登録用周波数ｆｒに設定することにより、携帯機１から送信される登録要求信号Ｓｒを受信できるようにする。そして車載制御装置２２は、受信機２０を介して登録要求信号Ｓｒを受信すると、これに含まれるＩＤコード及び通信用周波数ｆｃの情報をメモリ２２ａに記憶させる。その後、登録モードに移行してから所定時間が経過した時点で、受信機２０の受信周波数を、メモリ２２ａに新たに記憶された通信用周波数ｆｃに設定し、登録モードを終了する。

次に、本実施形態のエンジンスタータシステムの動作例（作用）について説明する。なおここでは、携帯機１として、図２（ａ）に例示した第１携帯機１ａが用いられているとする。また、車載制御装置２２のメモリ２２ａには、登録用周波数ｆｒとして周波数ｆ（１）が記憶され、通信用周波数ｆｃとして周波数ｆ（２）が記憶されているとする。

本実施形態のエンジンスタータシステムでは、第１携帯機１ａ及び車載機２が通信用周波数ｆｃで始動要求信号Ｓｓの授受を行う。このため通信用周波数ｆｃである周波数ｆ（２）にノイズが混入すると、エンジンを始動させることができなくなる。このような状況で、ユーザが電波障害を解消すべく、通信用周波数ｆｃが周波数ｆ（３）に設定された第２携帯機１ｂを新たに購入したとする。この場合、ユーザは第２携帯機１ｂのＩＤコード及び通信用周波数ｆｃを車載機２に登録する必要がある。その登録作業の手順を示したものが図４のシーケンス図である。

図４に示すように、ユーザが車両ドアに対して特定の開閉操作を行うと、この操作を車載制御装置２２が検出し（ステップＳ１０）、登録モードに移行する（ステップＳ１１）。これにより車載制御装置２２は、受信機２０の受信周波数を登録用周波数ｆｒに設定する（ステップＳ１２）。

一方、ユーザが携帯機１のスタータスイッチ１１に対して特定の操作を行うと、この操作を携帯機制御装置１２が検出し（ステップＳ２０）、登録モードに移行する（ステップＳ２１）。これにより携帯機制御装置１２は送信機１０の送信周波数を登録用周波数ｆｒに設定した後（ステップＳ２２）、ＩＤコード及び通信用周波数ｆｃの情報を含む登録要求信号Ｓｒを送信する（ステップＳ２３）。続いて送信機１０の送信周波数を通信用周波数ｆｃに、すなわち周波数ｆ（３）に戻した後（ステップＳ２４）、登録モードを終了する。

車載制御装置２２は、携帯機１から送信される登録要求信号Ｓｒを受信すると（ステップＳ１３）、登録要求信号Ｓｒに含まれるＩＤコード及び通信用周波数ｆｃの情報をメモリ２２ａに記憶する（ステップＳ１４）。続いて受信機２０の受信周波数を、メモリ２２ａに記憶された新たな通信用周波数ｆｃに、すなわち周波数ｆ（３）に設定した後（ステップＳ１５）、登録モードを終了する（ステップＳ１６）。そしてこれ以降、第２携帯機１ｂ及び車載機２は、同一の周波数ｆ（３）で始動要求信号Ｓｓの授受を行うことができる。

このように本実施形態によれば、通信用周波数ｆｃの異なる携帯機１を購入した後、図３に示す登録作業を行えば、車載機２の通信用周波数ｆｃを変更することができる。すなわちユーザが自身で車載機２の通信用周波数ｆｃを変更することができる。これにより車両をディーラに持ち込んで車載機２の通信用周波数ｆｃを変更してもらう場合と比較すると、通信用周波数ｆｃを容易に変更することができる。

また携帯機１のＩＤコードを車載機２に登録する作業を行えば、それと同時に携帯機１の通信用周波数ｆｃが車載機２に登録される。すなわち車載機２への通信用周波数ｆｃの登録とＩＤコードの登録とを同時に行うことができる。これにより通信用周波数ｆｃの登録作業と認証情報の登録作業とを別々に行う場合と比較すると、作業効率を改善することもできる。

以上説明したように、本実施形態のエンジンスタータシステムによれば以下の効果が得られる。
（１）携帯機１では、その送信周波数を、予め定められた周波数ｆ（１）〜ｆ（ｎ）の中から選択される登録用周波数ｆｒ及び通信用周波数ｆｃに設定可能とした。また携帯機１では、通信用周波数ｆｃの情報を含む登録要求信号Ｓｒを登録用周波数ｆｒで送信することとした。一方、車載機２では、その受信周波数を予め定められた周波数ｆ（１）〜ｆ（ｎ）に設定可能とした。また車載機２では、受信周波数を登録用周波数ｆｒに設定した状態で登録要求信号Ｓｒを受信し、この登録要求信号Ｓｒに基づいて携帯機１の通信用周波数ｆｃの情報を取得することとした。そして携帯機１及び車載機２では、始動要求信号Ｓｓの授受を通信用周波数ｆｃを用いて行うこととした。これにより携帯機１側の通信用周波数ｆｃを変更するだけで、車載機２の通信用周波数ｆｃを変更することができるため、通信用周波数ｆｃを容易に変更することができる。

（２）携帯機１では、登録要求信号Ｓｒに自身のＩＤコードを含めた上で、登録要求信号Ｓｒの送信を行うこととした。また車載機２では、登録要求信号Ｓｒを受信したとき、これに含まれるＩＤコードをメモリ２２ａに記憶させることとした。これにより車載機２に対する携帯機１の通信用周波数ｆｃの登録とＩＤコードの登録とを同時に行うことができるため、作業効率を改善することができる。

（３）携帯機１の登録用周波数ｆｒ及び通信用周波数ｆｃを、それぞれ予め設定された固定値とした。そして携帯機１として、登録用周波数ｆｒが共通であり、通信用周波数ｆｃが異なる複数種の機器を用意することとした。これにより、携帯機１の機種を変更するだけで、携帯機１及び車載機２の通信用周波数ｆｃを容易に変更することができる。

なお、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することもできる。
・上記実施形態では、携帯機１においてユーザの操作可能な部分がスタータスイッチ１１のみであったが、携帯機１の構成はこれに限らない。携帯機１には、例えばエンジンを停止させるためのストップスイッチなどの各種操作部が設けられていてもよい。この場合、携帯機制御装置１２は、各種操作部に対する操作に基づいて登録モードに移行してもよい。また車載制御装置２２についても、例えばブレーキペダルの踏み込み操作など、車両に対する各種操作に基づいて登録モードに移行してもよい。

・上記実施形態では、携帯機１の通信用周波数ｆｃを固定値としたが、これに代えて、携帯機１の通信用周波数ｆｃを変更可能としてもよい。具体的には、スタータスイッチ１１などの携帯機１に設けられた各種操作部の操作に基づいて、ｎ個の周波数ｆ（１）〜ｆ（ｎ）から登録用周波数ｆｒを除いた残りの周波数の中から通信用周波数ｆｃを選択できるようにしてもよい。これによりユーザは携帯機１の操作部を操作することにより、通信用周波数ｆｃを任意に変更することができるため、汎用性を向上させることができる。なおこの場合、携帯機１にディスプレイを設け、このディスプレイに選択可能な周波数を表示することが有効である。これによりユーザが通信用周波数ｆｃを選択する際にの利便性が大幅に向上する。

・上記実施形態では、車載機２に対する携帯機１のＩＤコードの登録及び通信用周波数ｆｃの登録を同時に行うこととしたが、これらを別々に行ってもよい。具体的には、携帯機制御装置１２は、スタータスイッチ１１に対して第１の特定の操作が行われたことを検出したとき、通信用周波数ｆｃのみを含む第１登録要求信号を送信する。また携帯機制御装置１２は、スタータスイッチ１１に対して第１の特定の操作とは別の第２の特定の操作が行われたことを検出したとき、ＩＤコードのみを含む第２登録要求信号を送信する。一方、車載制御装置２２は、第１登録要求信号を受信した場合、それに含まれる通信用周波数ｆｃをメモリ２２ａに記憶し、第２登録要求信号を受信した場合、それに含まれるＩＤコードをメモリ２２ａに記憶する。

・上記実施形態では、携帯機１の認証方法としてＩＤコード認証を採用したが、これに代えて、例えばチャレンジレスポンス認証を採用してもよい。この場合、チャレンジレスポンス認証に用いられる暗号鍵が認証情報となる。このため携帯機１は、登録要求信号Ｓｒの送信の際、ＩＤコードに代えて、チャレンジレスポンス認証に用いられる暗号鍵を登録要求信号Ｓｒに含める必要がある。

・上記実施形態では、携帯機１の通信用周波数ｆｃを固定値とし、車載機２の通信用周波数ｆｃを可変値とした。これに代えて、携帯機１の通信用周波数ｆｃを可変値とし、車載機２の通信用周波数ｆｃを固定値としてもよい。なおこの場合、車載機２の通信用周波数ｆｃを携帯機１に登録する必要がある。これは例えば次のように行う。まず車載機２に送信機を設け、携帯機１に受信機を設ける。そして車載制御装置２２は、登録モードになったとき、送信機の送信周波数を登録用周波数ｆｒに設定し、自身の通信用周波数ｆｃを含む登録要求信号を送信する。なお、この登録要求信号は通信用周波数ｆｃの登録にのみ用いられる信号であり、携帯機１のＩＤコードの登録の際には登録要求信号とは別の無線信号が用いられるとする。一方、携帯機制御装置１２は、登録モードになったとき、受信機の受信周波数を登録用周波数ｆｒに設定する。そして携帯機制御装置１２は、車載機２からの登録要求信号を受信した場合、この登録要求信号に基づいて携帯機１の通信用周波数ｆｃの情報を取得する。このような構成であっても、携帯機１及び車載機２の通信周波数を容易に変更することができる。

・上記実施形態では、携帯機１が特定小電力無線機に該当するものであったが、携帯機１はこれに限らない。すなわち携帯機１は、特定小電力無線機の規格で定められる周波数帯域以外の周波数を用いて車載機２と無線通信を行うものであってもよい。

・上記実施形態では、本発明の車両の無線通信システムをエンジンスタータシステムに適用したが、これに代えて、例えば携帯機１及び車載機２の間の双方向の無線通信を通じて車両ドアの施解錠を許可したり、エンジンの始動を許可する、いわゆるスマートシステムに適用することも可能である。また、携帯機１に設けられた操作ボタンが操作されたときに携帯機１から車載機２に施解錠要求信号を無線送信し、この施解錠要求信号に基づいて車載機２が車両ドアの施解錠を行う、いわゆるワイヤレスリモートコントロールシステムに本発明を適用することも可能である。さらに、車両に対して不正な操作が行われたときに車載機２から携帯機１に異常検出信号を無線送信し、この異常検出信号に基づいて携帯機１から警報が発せられる車両の警報システムにも本発明を適用することが可能である。要は、携帯機１及び車載機２の間で無線通信を行う車両の無線通信システムであれば、本発明は適用可能である。

ｆ（１）〜ｆ（ｎ）…周波数、ｆｃ…通信用周波数、ｆｒ…登録用周波数、Ｓｒ…登録要求信号、１，１ａ，１ｂ…携帯機、２…車載機、２２ａ…メモリ（記憶部）。

Claims (3)

1. 車両に搭載された車載機と、前記車載機と無線通信を行う携帯機と、を備える車両の無線通信システムにおいて、
   前記車載機及び前記携帯機のいずれか一方の機器は、その送信周波数を、予め定められた複数の周波数の中から選択される登録用周波数及び通信用周波数に設定可能であり、前記通信用周波数の情報を含む登録要求信号を前記登録用周波数で送信するものであり、
   前記車載機及び前記携帯機のいずれか他方の機器は、その受信周波数を前記複数の周波数に設定可能であり、前記受信周波数を前記登録用周波数に設定した状態で前記登録要求信号を受信し、同登録要求信号に基づいて前記通信用周波数の情報を取得するものであり、
   前記携帯機及び前記車載機は、それらの前記一方の機器が前記送信した前記通信用周波数を用いつつ、前記他方の機器が前記取得した前記通信用周波数を用いることによって、前記登録要求信号の送受信以外の無線通信を同一の前記通信用周波数を用いて行い、
   前記一方の機器の前記登録用周波数及び前記通信用周波数は、それぞれ予め設定された固定値であり、
   前記一方の機器として、前記登録用周波数が共通であり、前記通信用周波数が異なる複数種の機器を備えることを特徴とする車両の無線通信システム。
2. 請求項１に記載の車両の無線通信システムにおいて、
   前記一方の機器は前記携帯機であり、前記他方の機器は前記車載機であることを特徴とする車両の無線通信システム。
3. 請求項２に記載の車両の無線通信システムにおいて、
   前記携帯機は、前記登録要求信号を送信する際、前記登録要求信号に自身の認証情報を更に含めるものであり、
   前記車載機は、前記登録要求信号を受信したとき、前記登録要求信号に含まれる認証情報を記憶部に記憶することを特徴とする車両の無線通信システム。