以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づき具体的に説明する。図1は本実施の形態に係る車輌施錠システム1の構成を示すブロック図であり、図2は本実施の形態に係る無線キー3の構成を示すブロック図である。車輌100には、ユーザによる操作を受け付ける各種スイッチ、車載機器の状態を検出する各種センサ、受け付けられた操作に基づき動作する各種車載機器が搭載されている。本実施の形態では、車輌100は、図1に示すように各種スイッチ及びセンサとしてIGスイッチ40、ドアロックスイッチ41、ドア開閉センサ42等を備え、各種車載機器としてドアロック機構51、音声出力制御装置52等を備える。車載制御システム1は、上述のスイッチ、センサ、車載機器、該車載機器を制御する無線キー制御装置2、及び無線キー3を備え、車輌100のドアのロック/アンロック制御、IGスイッチ制御等を行う。尚、無線キー制御装置2は本発明における制御装置として機能し、無線キー3は本発明における無線通信機として機能する。
まず、各種スイッチ及びセンサについて説明する。IGスイッチ40は、運転者がボタンを押下することによってエンジンを始動させる押しボタン式のスイッチ等である。IGスイッチ40は、後述するように無線キー制御装置2と無線キー3との間で行われる識別情報に基づく認証処理により無線キー3が正規であるとされた場合に切替えが許可される。IGスイッチ40は、ユーザの押し操作(長押し操作を含む。)によって、オフ位置、アクセサリ位置(以下、ACC位置と表記する。)、オン位置、及びエンジン始動位置に段階的に切替えられる。尚、ここでの位置とは物理的な位置ではなく、機能的な状態を示す。
一般的にオフ位置ではヘッドライト等の照明装置(図示略)、ドアロック機構51が動作可能であり、ACC位置では音声出力制御装置52(及びスピーカ52a)、カーナビゲーション装置(図示略)等が動作可能となる。このように、オフ位置及びACC位置では電力消費量の小さい一部の車載機器のみが動作可能である。一方、オン位置では、パワーアシストウィンドウ装置、空気調和装置、ターンランプ、ワイパー、メータ機器等(図示略)の多くの車載機器が動作可能となる。さらにエンジン始動位置では点火プラグに点火してエンジンが始動し、エンジン始動後はオン位置に戻る。無線キー制御装置2は、後述する入力部23にIGスイッチ40の操作信号(ボタン押下による操作信号)が入力され、IGスイッチ40の位置を取得することができる。尚、IGスイッチ40は、本発明における原動機(エンジン)を動作/非動作状態に切替えるための操作部として機能する。
ドアロックスイッチ41は、車輌100における運転席、助手席、後部座席等に乗降するための各ドアの外側及び内側に夫々設けられた接触式又は機械式等のスイッチであり、ドアのロック/アンロックの操作を受け付けて無線キー制御装置2へ通知する。ドアの外側(例えばドアノブ等)に設けられたスイッチの操作により、ユーザは車輌の外からドアのロック/アンロック操作を行うことができ、ドアの内側(例えばドアの車室内側の側面等)に設けられたスイッチの操作により、ユーザは車室内でドアのロック/アンロック操作を行うことができる。尚、ドアロックスイッチ41は本発明における運転席部分及び助手席部分の扉に設けられた施錠/解錠用の操作部として機能する。
ドア開閉センサ42は、車輌100の運転席、助手席及び後部座席等にそれぞれ設けられたドア4が開状態又は閉状態のいずれであるかをそれぞれ検知し、検知結果を無線キー制御装置2へ与える。ドア開閉センサ42は、例えばドアの開閉に応じてオン/オフするスイッチなどにより実現される。
次に各種車載機器について説明する。ドアロック機構51は車輌100の各ドアをロック/アンロックするための機械機構、及び該機械機構を電気的に動作させるためのアクチュエータ等を有する。ドアロック機構51は、ドアロックスイッチ41の操作入力に基づき無線キー制御装置2から出力されるロック/アンロックを示す2値の制御信号に応じてアクチュエータを動作させることにより、ドアのロック/アンロックを行う。図1では、無線キー制御装置2により、ドアロック機構51を制御する形態を示したが、無線キー制御装置2とは別体の制御装置をドアロック機構51用に設ける構成としてもよい。尚、ドアロック機構51は本発明における施錠装置として機能する。
音声出力制御装置52は、無線キー制御装置2及び他の車載機器(例えば、ラジオや音楽プレーヤなど)から音声出力制御信号を取得し、音声信号をスピーカ52aに出力する。また、音声出力制御装置52は、所定のチャイム音やブザー音を音声番号とともにプリセットとして記憶しており、報知指令に付加されている音声番号に従って、アナログの音声信号をスピーカ52aに出力する。音声出力制御装置52は、報知指令とともに音声データを取得し、取得した音声データをアナログの音声信号に変換してスピーカ52aに出力する構成としてあってもよい。音声出力制御装置52は、IGスイッチ40がオフ位置にある場合でも、無線キー制御装置2から出力される報知指令に基づいて動作し、音声信号をスピーカ52aに出力するものとする。
次に無線キー制御装置2について説明する。無線キー制御装置2は、CPU(Central Processing Unit)20と、フラッシュメモリ、EPROM(Erasable Programmable Read Only Memory)、EEPROM(Electrically EPROM)等の不揮発性メモリを利用したROM21と、DRAM(Dynamic Random Access Memory)、SRAM(Static Random Access Memory)等のメモリを利用したRAM22と、各種スイッチ及びセンサの入力を受け付ける入力部23と、各種車載機器へ制御信号を出力する出力部24と、無線キー3との間で無線通信を行うための無線通信部25とを備える。CPU20、ROM21、RAM22、入力部23、出力部24及び無線通信部25はバスMで接続されており、相互に信号の入出力を行うことができる。CPU20、ROM21、RAM22、入力部23、出力部24、無線通信部25及びバスMでマイクロコンピュータを構成してもよい。
ROM21には、CPU20が読み出して実行する制御プログラム21a、及び無線キー3との間で相互に識別するための識別情報21bが記憶されている。識別情報21bは、例えば無線キー3のID(IDentifier)情報、無線キー制御装置2自身のID番号、及び、暗号処理に用いる鍵情報等である。RAM22には、CPU20の処理の過程で発生する情報が一時的に記憶される。
入力部23には、IGスイッチ40、ドアロックスイッチ41及びドア開閉センサ42が接続されており、これらのスイッチ及びセンサからの信号が入力される。出力部24には、ドアロック機構51及び音声出力制御装置52が接続されており、CPU20からの制御信号をこれらの車載機器に出力する。
無線通信部25は、送信部25a、アンテナ切替部25b、受信部25cを備え、車輌100の内外にてユーザが所持する無線キー3との間で無線通信を行う。車輌100には、複数の送信アンテナ61,62,63,64・・・及び受信アンテナ7を配置してあり、無線通信部25はこれらのアンテナを利用して無線通信を行う。尚、以下の説明においては送信アンテナ61,62,63,64・・・は、纏めて説明する場合には記載の簡潔のため送信アンテナ61等と表記する。送信部25aは、無線キー制御装置2のID番号及び鍵情報、並びに制御信号等を符号化した後、符号化した信号により搬送波を変調する機能を有し、無線キー3を呼び出す呼出信号を生成してアンテナ切替部25bへ出力する。アンテナ切替部25bは、CPU20からの指令に基づき呼出信号の出力先を送信アンテナ61等のいずれかに切替える。受信部25cは、受信アンテナ7に接続されており、無線キー3からの応答信号に含まれる無線キー3のID番号及び鍵情報、並びに後述する受信強度情報等を復調する復調機能を有し、復調により取得した情報をCPU20へ出力する。尚、送信部25aは本発明における制御装置が有する送信手段として機能し、受信部25cは本発明における受信手段として機能する。
ここで、送信アンテナ61等の配置について説明する。図3は車輌100に3つの送信アンテナを配置する態様を説明するための模式図、図4は車輌100に4つの送信アンテナを配置する態様を説明するための模式図である。図3及び図4において、紙面の上方を車輌100の前方、紙面の下方を車輌100の後方としている。一般的に、車輌100は車種によって大きさや形が異なるため、施錠システム1における送信アンテナ61等の配置及び必要数は車種毎に異なる。例えば、図3に示す車輌100は全長が比較的短い車種であり、3本の送信アンテナ61,62,63を配置することによって、車室内、並びに車輌100から両側方及び後方へ数mまでの車外の領域を通信可能範囲としている。具体的には、送信アンテナ61は車輌100の右部の運転席部分に、送信アンテナ62は左部の助手席部分に、送信アンテナ63は車輌100の後部(例えば後部座席部分など)に配置されている。受信アンテナ7は車輌100のほぼ中心位置に配置されており、車輌100から数十m離れた位置に存在する無線キー3からの応答信号を受信する。従って、送信アンテナ61,62,63による通信可能範囲よりも、受信アンテナ7による通信可能範囲の方が広くしてある。これは、無線キー3について後述するリモートコントロールの操作可能範囲を広くしてユーザの利便性を向上するためである。
一方、図4に示す車輌100は全長が比較的長い車種であるため、無線通信部25から出力される呼出信号の送信電力が同等で、アンテナ利得等の仕様が同一の送信アンテナを図3と同様に3つ配置した場合には、車輌100の左後方及び右後方等における車外の通信可能範囲が狭くなる。従って、図4に示す態様においては、送信アンテナ61等を増設して、4本の送信アンテナ61,62,63,64を配置している。具体的には、送信アンテナ61及び62は図3に示す態様と同じ配置としつつ、送信アンテナ63は車輌100の後部に、送信アンテナ64は車輌100の中央に配置している。例えば、車輌100の全長が長くなる3列シート装備の車輌(後部座席が前後に2列ある車輌)では、送信アンテナ63は後部座席の後列側に、送信アンテナ64は後部座席の前列側に配置する。このように、車輌施錠システム1は、送信特性が共通の無線通信部25、及びアンテナ利得等の仕様が同一の送信アンテナを用い、送信アンテナ61等の数を増減することで適用可能な車種を増加させることができる。尚、受信アンテナ7は、図3と同様に車輌100のほぼ中心位置に配置されており、車輌100から数十m離れた位置に存在する無線キー3からの応答信号を受信する。
CPU20は、ROM21に記憶されている制御プログラム21aを実行することにより無線キー制御装置2の各部を機能させて、ドアのロック/アンロック制御、IGスイッチ制御等を行う。CPU20は、これらの制御の過程で、呼出信号の送信制御処理、無線キー3が正規であるかどうかの認証処理、及び無線キー3の位置特定を行う。
CPU20は、ドアロックスイッチ41のうちドアの外側に設けられたスイッチに対する操作がなされた場合に、無線通信部25にて送信アンテナ61等を利用して無線キー3を呼び出す呼出信号を送信する。図5は呼出信号の送信について説明するための模式図である。呼出信号は、時間的に順次送信されるウェイクアップ信号、ID信号、送信アンテナ61等の数と同数の無線信号S1,S2,S3,S4・・・からなる。尚、以下の説明においては無線信号S1,S2,S3,S4・・・は、纏めて説明する場合には記載の簡潔のため無線信号S1等と表記する。ウェイクアップ信号は所定時間長の無変調信号であり、無線キー3に呼出信号の到来を知らせる。ID信号は、無線キー制御装置2のID番号及び鍵情報等の情報により搬送波を変調した変調信号である。変調方式は、振幅変調、位相変調等の種々の変調方式を用いることができるが、呼出信号の情報伝送速度は低速である場合は、振幅変調を用いればよい。また、送信する情報を符号化する方式は、種々の方式を用いることができるが、マンチェスター符号化方式を用いることで、汎用性が高くビット誤り率の低い無線通信系を構築することができる。
無線信号S1等は、CPU20から出力される制御信号により変調された少なくとも1つの変調信号を含み、該変調信号以外の信号は無変調信号としている。図5に示す例では無線信号S3を変調信号としており、他の無線信号S1,S2,S4は無変調信号としている。ウェイクアップ信号、ID信号及び無線信号S1は送信アンテナ61から、無線信号S2は送信アンテナ62から、無線信号S3は送信アンテナ63から、無線信号S4は送信アンテナ64から順次送信されるように、無線通信部25のアンテナ切替部25bにより送信アンテナが切り替えられる。尚、CPU20は、本発明における制御信号を送信する出力手段、及び送信制御手段として機能する。
また、無線信号S1等は、各送信アンテナから略同一振幅の信号として出力されているが、無線信号S3は、制御信号により変調されているため、信号デューティの分だけ送信電力は低下している。例えば、マンチェスター符号化により制御信号を符号化した場合には、信号デューティが50%となるので無線信号S3の送信電力は他の無線信号S1,S2,S4の50%になる。
さて、本実施の形態では、標準仕様の送信アンテナ数を例えば3本とし、車種に合わせて送信アンテナを増設できる車輌施錠システム1について考慮する。標準仕様の車輌施錠システム1では、3本の送信アンテナから夫々1つの無線信号を送信するため、呼出信号には無線信号S1〜S3が含まれる。送信アンテナを1本増設した車輌施錠システム1では、送信アンテナ数が4本となり、呼出信号には無線信号S1〜S4が含まれる。無線キー制御装置2は、送信する無線信号のうち3番目に送信される無線信号S3を制御信号により変調した無線信号とし、制御信号として、後続する無線信号の数を指定する。例えば、制御信号は8ビットで構成し、上位4ビットを制御コード(「0001」等)とし、下位4ビットを後続する無線信号の数を2進数化した値(「0000」、「0001」、「0011」など)とする。無線キー3は、無線信号S3を復調することにより、制御コード及び後続する無線信号の数を取得する。無線キー3は、無線信号の数として「0000」を取得すれば、呼出信号に含まれる情報に基づく認証を行って応答信号を送信し、「0001」を取得すれば、さらに無線信号S4を取得した後、呼出信号に含まれる情報に基づく認証を行って応答信号を送信する。
CPU20は、無線キー3からの応答信号を受信した場合、受信した応答信号に含まれる情報に基づく認証処理、及び無線キー3の位置特定を行う。CPU20は、認証処理及び無線キー3の位置特定の結果に基づいて、ドアロック機構51を動作させて、車輌100のドアのロック/アンロックを行う。またCPU20は、IGスイッチ40に対する操作がなされた場合にも、無線キー3との無線通信、認証処理、及び無線キー3の位置特定等を行い、IGスイッチ40の位置がACC位置、オン位置、エンジン始動位置に切り替えられる。尚、無線キー3の位置特定については後述する。
次に無線キー3について説明する。無線キー3は、CPU30と、フラッシュメモリ、EPROM、EEPROM等の不揮発性メモリを利用したROM31と、DRAM、SRAM等のメモリを利用したRAM32と、操作ボタン入力を受け付ける入力部33と、表示部34と、無線キー制御装置2との間で無線通信を行うための無線通信部35とを備える。CPU30、ROM31、RAM32、入力部33、表示部34及び無線通信部35はバスNで接続されており、相互に信号の入出力を行うことができる。CPU30、ROM31、RAM32、入力部33、無線通信部35及びバスNでマイクロコンピュータを構成してもよい。
ROM31には、CPU30が読み出して実行する制御プログラム31a、及び無線キー制御装置2との間で相互に識別するための識別情報31bが記憶されている。識別情報31bは、例えば無線キー3自身のID番号、無線キー制御装置2のID番号、及び暗号処理に用いる鍵情報等である。RAM32には、CPU30の処理の過程で発生する情報が一時的に記憶される。入力部33には、ロックボタン33a、アンロックボタン33bが接続されており、これらの操作ボタンからの信号が入力される。表示部34は、LED(Light Emitting Diode)や液晶ディスプレイ等を有し、CPU30からの指令に基づき表示を行う。尚、表示部34は本発明における報知部として機能する。
無線通信部35は、受信部35a、受信強度測定部35b、送信部35cを備える。受信部35aは、無線キー制御装置2からの呼出信号を受信アンテナ36により受信し、呼出信号に含まれる情報(無線キー制御装置2のID番号及び鍵情報、制御信号等)を復調し、更に復号してCPU30へ出力する。受信強度測定部35bは、無線信号S1等の受信強度を測定し、受信強度測定値P1,P2,P3,P4・・・をCPU30へ出力する。尚、以下の説明においては受信強度測定値P1,P2,P3,P4・・・は、纏めて説明する場合には記載の簡潔のため受信強度測定値P1等と表記する。送信部35cは、CPU30からの制御信号に基づいて応答信号を送信アンテナ37から送信する。尚、送信部35cは本発明における無線通信機が有する送信手段として機能し、受信強度測定部35bは本発明における受信強度測定手段として機能し、受信部35aは本発明における復調手段として機能し、CPU30は本発明における制御手段として機能する。
CPU30は、ROM31に記憶されている制御プログラム31aを実行することにより無線キー3の各部を機能させる。CPU30は、無線キー制御装置2からの呼出信号を無線通信部35にて受信した場合に、ROM31に記憶した識別情報31bに基づく認証処理を行う(なお認証処理の詳細な手順については説明を省略する)。認証に成功した場合、CPU30は、応答信号の送信を指令する制御信号を無線通信部35へ出力する。図6は応答信号のフォーマットの一例を説明するための模式図である。応答信号は、ID信号及び受信強度情報からなる。ID信号は、無線キー制御装置2のID番号及び鍵情報等の情報により搬送波を変調した変調信号である。また受信強度情報は、受信強度測定値P1等により搬送波を変調した変調信号である。尚、無線キー制御装置2のID番号及び鍵情報等の情報、並びに受信強度測定値P1等を、マンチェスター符号化方式等に基づいて符号化することで、汎用性が高くビット誤り率の低い無線通信系を構築することができる。
また、CPU30は、ロックボタン33a/アンロックボタン33bの操作信号が入力部33に入力された場合、車輌100のドアをリモートコントロールするためのロック信号/アンロック信号の送信を指令する制御信号を無線通信部35へ出力する。この制御信号に対して、無線通信部35は、識別情報(無線キー3のID番号及び鍵情報等)及びロック又はアンロックを示す情報を含む無線信号を送信アンテナ37から送信し、該無線信号を無線キー制御装置2が受信することにより、車輌100のドアのロック/アンロックが行われる。
次に無線キー制御装置2のCPU20が行う無線キー3の位置特定について説明する。上述のように、無線キー3から送信される応答信号は、受信強度測定値P1等を含んでいる。標準仕様の車輌施錠システム1では、送信アンテナの数を3本とすれば、応答信号は受信強度測定値P1〜P3を含む。無線キー3で測定される受信強度は、送信アンテナ61等と無線キー3との距離の2乗に反比例し、距離が離れるほど小さくなる。図3を参照し、無線キー3と送信アンテナ61等との各距離がL1<L3<L2となっていれば、応答信号に含まれる受信強度測定値についてP1>P3>P2となる。但し、無線信号S3に係る受信強度測定値P3は、無線キー3の受信強度測定部35b又はCPU30により信号デューティ比の逆数を乗算して補正するか、又は無線キー制御装置2のCPU20により同様に補正してあるものとする。例えば、マンチェスター符号化の場合は、上述のように信号デューティ比が50%であるので、受信強度測定値P3を2倍することにより補正する。また、図4を参照し、無線キー3と送信アンテナ61等との各距離がL1<L4<L2<L3となっていれば、応答信号に含まれる受信強度測定値についてP1>P4>P2>P3となる。
CPU20は、受信強度測定値P1等のうち少なくとも3つの測定値を取得することにより、距離L1,L2,L3,L4・・・のうち3つの測定値に対応する距離を電界強度の関係式を用いて算出し、算出した3つの距離から幾何学的な計算を行うことにより無線キー3の位置を特定することができる。受信強度測定値P1等の全ての測定値が得られた場合には、比較的に小さい値の測定値を考慮しないか、または検証用として用いればよい。このような位置特定によって、車輌100のドアを境にして、無線キー3が車室内又は車外にあるかを例えば数cm単位の分解能で特定する。
またCPU20は、受信強度測定値P1等のうち2つの測定値が0より大きい有効値として取得され、他の2つの測定値が0に近く有効値として取得できない場合でも、無線キー3の位置を特定することは可能である。例えば、図4において、CPU20は、受信強度測定値P3及びP4が有効な測定値として取得された場合に、無線キー3が地面から一定高さにあると仮定して、少なくとも無線キー3は車輌100から後方に離れた位置にあることを特定できる。またCPU20は、受信強度測定値P1等のうち1つの測定値が0より大きい有効値として取得され、他の3つの測定値が0に近く有効値として取得できない場合でも、無線キー3の位置は、有効な測定値に対応する送信アンテナが配置された側にあって、車輌100の外部における一定距離分だけ離れた位置にあることを特定できる。尚、無線キー制御装置2のCPU20は、本発明における位置特定手段として機能する。
次に、車輌施錠システム1によるドアロック制御について説明する。図7は、ドアロック制御処理の手順を示すフローチャートであり、無線キー制御装置2のCPU20が行う処理である。CPU20は、車輌100のドアの外側に設けられたドアロックスイッチ41に対する操作がなされたか否かを判定し(ステップS1)、操作がなされていない場合には(S1:NO)、スイッチに対する操作がなされるまで待機する。
ドアロックスイッチ41に対する操作がなされた場合(S1:YES)、CPU20は、車輌100の全てのドアが閉状態であるか否かをドア開閉センサ42からの信号に基づいて判定する(ステップS2)。車輌100のいずれかのドアが開状態である場合(S2:NO)、CPU20は、処理を終了する。
車輌100の全てのドアが閉状態の場合(S2:YES)、CPU20は、無線キー3を呼び出す呼出信号の送信制御を行う(ステップS3)。CPU20は、呼出信号の送信後、無線通信部25にて無線キー3からの応答信号を受信し(ステップS4)、受信した応答信号に含まれる識別情報(無線キー3のID番号及び鍵情報)に対して認証処理を行い(ステップS5)、認証に成功したか否かを判定する(ステップS6)。CPU20は、認証に成功した場合(S6:YES)、応答信号に含まれる受信強度情報(受信強度測定値P1等)に基づいて無線キー3の位置特定を行い(ステップS7)、認証に失敗した場合(S6:NO)、処理を終了する。
CPU20は、ステップS7による無線キー3の位置特定の結果に基づいて、無線キー3が車外に存在するか否かを判定する(ステップS8)。CPU20は、無線キー3が車外に存在する場合(S8:YES)、ドアのロック又はアンロックを指令する制御信号をドアロック機構51へ出力し、該制御信号に基づいてドアロック機構51によって全てのドアのロック/アンロックがトグル的に行われ(ステップS9)、処理を終了する。無線キー3が車外にはなく、車室内にある場合(S8:NO)、CPU20は、無線キー3が車室内にある旨をユーザに知らせるべく音声出力制御装置52に報知指令を出力し、音声出力制御装置52にて報知音を鳴らし(ステップS10)、ドアのロック/アンロック制御を行うことなく処理を終了する。
次に、車輌施錠システム1によるエンジン始動制御について説明する。図8は、車輌100のエンジン始動制御処理の手順を示すフローチャートである。無線キー制御装置2のCPU20は、車輌100内の運転席近傍に設けられたIGスイッチ40に対する操作がなされたか否かを判定し(ステップS11)、IGスイッチ40に対する操作がなされていない場合には(S11:NO)、IGスイッチ40に対する操作がなされるまで待機する。
IGスイッチ40に対する操作がなされた場合(S11:YES)、CPU20は、無線キー3を呼び出す呼出信号の送信制御を行う(ステップS12)。尚、CPU20は、呼出信号の送信制御を行う前に、車輌100のブレーキペダルが踏み込まれているか、車輌100のシフトレバーのポジションが「P(パーキング)」又は「N(ニュートラル)」であるかなどを判定し、ブレーキペダルが踏み込まれ、かつシフトレバーのポジションが「P」若しくは「N」である場合にステップS12を実行するようにしてもよい。
CPU20は、呼出信号の送信後、無線通信部25にて無線キー3からの応答信号を受信し(ステップS13)、受信した応答信号に含まれる識別情報(無線キー3のID番号及び鍵情報)に対して認証処理を行い(ステップS14)、認証に成功したか否かを判定する(ステップS15)。CPU20は、認証に成功した場合(S15:YES)、応答信号に含まれる受信強度情報(受信強度測定値P1等)に基づいて無線キー3の位置特定を行い(ステップS16)、認証に失敗した場合(S15:NO)、処理を終了する。
CPU20は、ステップS16による無線キー3の位置特定の結果に基づいて、無線キー3が車室内に存在するか否かを判定する(ステップS17)。CPU20は、無線キー3が車室内に存在する場合(S17:YES)、エンジンの始動を指令する制御信号をエンジン始動装置(図示略)へ出力し、該制御信号に基づいてエンジン始動装置によってエンジンが始動されて(ステップS18)、処理を終了する。無線キー3が車室内にはなく、車外にある場合(S17:NO)、CPU20は、無線キー3が車外にある旨をユーザに知らせるべく音声出力制御装置52に報知指令を出力し、音声出力制御装置52にて報知音を鳴らし(ステップS19)、エンジンを始動することなく処理を終了する。
次に、図7に示すステップS3及び図8に示すステップS12による呼出信号の送信制御について説明する。図9は呼出信号の送信制御処理の手順を示すフローチャートである。標準仕様の車輌施錠システム1における送信アンテナ61等の数をk本(kは正の整数)とし、車種に応じて送信アンテナを増設した車輌施錠システム1における送信アンテナ61等の数をn本(nは正の整数、n≧k)とする。また、制御信号により変調された無線信号は、無線信号S1等のうちk番目に送信するものとする。標準仕様の車輌施錠システム1では送信アンテナ61等の数は3本以上とすることが好ましい。まず、無線キー制御装置2のCPU20は、ステップS21により送信アンテナ61等の切替順序を決定する。
送信アンテナ61等の切替順序は、デフォルト値を送信アンテナ61,62,63,64の順としておき、特に必要がない限りデフォルト値を用いるものとすればよい。また、無線キー3を所持したユーザが運転席側のドアロックスイッチ41a(図4参照)を操作した場合に、ユーザから遠いと考えられる助手席部分の送信アンテナ62から制御信号により変調された無線信号を送信するように決定してもよい。即ち、送信アンテナ61等の切替順序は、送信アンテナ62がk番目になるように決定する。これにより、信号デューティによって送信電力が低下する無線信号について、無線キー3の位置特定への寄与を小さくして、位置特定の精度を高めることができる。同様に、ユーザが助手席側のドアロックスイッチ41b(図4参照)を操作した場合に、ユーザから遠いと考えられる運転席部分の送信アンテナ61がk番目となるようにアンテナ切替順序を決定する。また、ユーザがエンジンスイッチ40(図4参照)を操作した場合に、ユーザから遠いと考えられる車輌100の後部の送信アンテナ63がk番目となるようにアンテナ切替順序を決定する。さらに、ユーザが後部トランクにおけるドアロックスイッチ(図示略)を操作した場合に、ユーザから遠いと考えられる運転席部分の送信アンテナ61又は助手席部分の送信アンテナ62がk番目となるようにアンテナ切替順序を決定する(ステップS21)。
CPU20は、アンテナ切替順序を決定した後、制御信号を出力する(ステップS22)。制御信号は、制御コードと後続する信号の数であり、例えば上位4ビットが制御コード「0001」であり、下位4ビットが(n−k)の値を2進数化したデータとする。尚、CPU20から出力された制御信号は、RAM22に一時記憶される。CPU20は、変数iを1に設定し(ステップS23)、アンテナ切替部25bに対してアンテナ切替順序が1番目の送信アンテナへの切替えを指令する制御信号を出力して送信アンテナを切替える(ステップS24)。CPU20は、ウェイクアップ信号及びID信号を無線通信部25により送信し(ステップS25)、変数iが標準仕様の送信アンテナ数を表わすk値に等しいか否かを判定する(ステップS26)。CPU20は、変数iがk値に等しくない場合(S26:NO)、無線通信部25にて無変調の無線信号Siを出力し、選択されている送信アンテナから送信する(ステップS28)。CPU20は、変数iに1を加算し(ステップS29)、変数iが車輌施錠システム1における送信アンテナ数を表わすn値より大きいか否かを判定する(ステップS30)。変数iがn値より大きくない場合には、CPU20は、アンテナ切替部25bに対してアンテナ切替順序がi番目の送信アンテナへの切替えを指令する制御信号を出力して送信アンテナを切替え(ステップS31)、ステップS26へ戻って変数iがk値に等しいか否かを判定する。
CPU20は、変数iがk値に等しい場合(S26:YES)、RAM22に一時記憶した制御信号を読み出して無線通信部25に与え、無線通信部25の送信部25aにて制御信号で変調した無線信号Si(この場合、無線信号Skとなる。)を出力し、選択されている送信アンテナから送信する(ステップS27)。CPU20は、ステップS27による無線信号Skの送信後、ステップS29に移行して変数iに1を加算する。変数iがn値よりも大きくなった場合(S30:YES)、CPU20は、呼出信号の送信制御を終了し、ドアロック制御又はエンジン始動制御の処理フローへ戻る。
次に、無線キー3における応答制御について説明する。図10は無線キー3における応答制御処理の手順を示すフローチャートである。無線キー3では、標準仕様の車輌施錠システム1における送信アンテナ61等の数がk本であり、制御信号により変調された無線信号が無線信号S1等のうちk番目に送信されることが既知となっている。一方、車種に応じて送信アンテナを増設した車輌施錠システム1における送信アンテナ61等の本数nについては未知の状態である。
無線キー3の受信部35aは、ウェイクアップ信号及びID信号を受信する(ステップS41)。ウェイクアップ信号が受信されると、CPU30が起動し、CPU30による制御処理が開始される。ウェイクアップ信号に続けて受信するID信号から識別情報に基づく認証処理を行う。図10では、ステップS41にてID信号に基づく認証処理を行って、認証に成功したものとしているが、認証に失敗した場合には更にウェイクアップ信号及びID信号の到来を待つ。CPU30は、ステップS41の後、変数iを1に設定し(ステップS42)、受信強度測定部35bにて受信強度Piを測定する(ステップS43)。CPU30は、変数iがk値であるか否を判定し(ステップS44)、変数iがk値でない場合(S44:NO)、変数iに1を加算し(ステップS45)、受信強度Piの測定を繰り返す。CPU30は、変数iがk値となった場合(S44:YES)、受信信号から制御信号を復調して後続する信号数mを取得する(ステップS46)。ここで、mは、制御信号に含まれる増設した送信アンテナの数(nーk)である。
CPU30は、変数jを1に設定し(ステップS47)、変数jがm値より大きいか否かを判定し(ステップS48)、変数jがm値より大きくない場合(S48:NO)、受信強度測定部35bにて受信強度Pk+jを測定する(ステップS49)。CPU30は、変数jに1を加算し(ステップS50)、ステップS48に戻って変数jがm値より大きくなるまで受信強度測定を繰り返す。CPU30は、変数jがm値よりも大きくなった場合(S48:YES)、受信強度測定を終了し、測定した受信強度Pi(i=1、2、・・・n)からなる受信強度情報及び識別情報を含む応答信号を送信し(ステップS51)、応答制御を終了する。
以上のとおり、本実施形態によれば、ドアロック機構51により車輌100のドアのロック/アンロックを電気的に行い、無線キー3と無線キー制御装置2との無線通信の結果に基づいてドアをロック/アンロックする制御を行う。無線キー制御装置2は、無線通信部25により、車輌100に配置された複数の送信アンテナ61等から無線キー3を呼び出す呼出信号を送信し、該呼出信号に対する無線キー3からの応答信号を受信する。無線キー制御装置2のCPU20は、受信した応答信号に基づいて無線キー3の位置を特定し、特定した位置に基づいてドアロック機構51によりドアをロック/アンロックする制御を行う。CPU20は、無線キー3の動作を制御する制御信号を出力し、制御信号で変調された一の無線信号(例えば無線信号S3)を含み、送信アンテナの数と同数の無線信号(無線信号S1等)を呼出信号に付加し、複数の送信アンテナ毎に複数の無線信号のいずれか1つを対応させ、複数の送信アンテナから順次的に送信する制御を行う。無線キー3は、受信強度測定部35bにより複数の無線信号夫々の受信強度を測定し、送信部35cにより受信強度の情報が付加された応答信号を送信し、受信部35aにより、前記一の無線信号から制御信号を復調する。無線キー3のCPU30は、制御信号に基づいて自機の動作を制御する。これにより、無線キー3の位置特定を行うとともに、制御信号に基づく無線キー3の制御が行われて利便性が向上する。
また本実施形態によれば、受信キー3の受信強度測定部35bにより、前記一の無線信号の受信強度を該無線信号の変調に係るデューティ比で補正することで、制御信号による変調のために変化した送信電力を補正することができる。
また本実施形態によれば、無線キー制御装置2のCPU20は、無線通信部25の受信部25cにより受信した応答信号から取得する受信強度の情報のうち前記一の無線信号に係る受信強度を該無線信号の変調に係るデューティ比によって補正ので、制御信号による変調のために変化した送信電力を補正することができる。
また本実施形態によれば、無線キー制御装置2のCPU20が出力する制御信号が、該制御信号により変調された前記一の無線信号に続けて到来する無線信号を受信して受信強度を測定するように指令する信号であるので、無線キー3は、無線信号の数が増えた場合に対応して受信強度を測定できる。例えば、3本の送信アンテナを備え、各送信アンテナから無線信号S1,S2,S3を送信する標準仕様の車輌施錠システムに対して、送信アンテナを増設した場合にも、無線信号S1,S2,S3を受信した後、さらに後続して送信されている無線信号を無線キー3で受信し、受信強度を測定できる。
また本実施形態によれば、複数の送信アンテナ61等は少なくとも車輌100の運転席部分及び助手席部分に配置され、運転席部分及び助手席部分のドアにロック/アンロック用のドアロックスイッチ41a及び41b(図3及び図4参照)が設けられている。無線キー制御装置2のCPU20は、運転席部分のドアに設けられたドアロックスイッチ41aが操作された場合には、助手席部分に配置された送信アンテナ62から前記一の無線信号を送信し、助手席部分のドアに設けられたドアロックスイッチ41bが操作された場合には、運転席部分に配置された送信アンテナ61から前記一の無線信号を送信する。これにより、制御信号により変調されて送信電力が低下する前記一の無線信号は、無線キー3を所持したユーザがドアロックスイッチ41a又は41bを操作した位置から比較的に離れた位置にある送信アンテナから送信され、該無線信号が無線キー3の位置特定に与える影響を小さくすることができる。
また本実施形態によれば、複数の送信アンテナ61等は少なくとも車輌100の後部に配置され、車輌100のエンジンを動作/非動作状態に切替えるためのIGスイッチ40が車輌100の運転席部分に設けられている。無線キー制御装置2のCPU20は、IGスイッチ40が操作された場合に後部に配置された送信アンテナ(例えば図3に示す送信アンテナ63)から前記一の無線信号を送信する。これにより、制御信号により変調されて送信電力が低下する前記一の無線信号は、無線キー3を所持したユーザがIGスイッチ40を操作した位置から比較的に離れた位置にある送信アンテナから送信され、該無線信号が無線キー3の位置特定に与える影響を小さくすることができる。
(変形例)
上述の実施の形態では、無線キー制御装置2が無線信号S1等により無線キー3へ与える制御信号は、後続する無線信号を受信するかどうかを指令する受信制御指令であったが、該制御信号は、車載電源の電力残存量を無線キー3へ報知する指令、無線キー3の内蔵電源の電力残存量を送信させる送信指令等であってもよい。図11は、無線キー制御装置2が送信する制御指令の例を示す図表である。
無線キー制御装置2のCPU20は、車載電源(図示略)から電力残存量のデータを取得し、報知指令であることを示す制御コード「0010」、及び該電力残存量のデータ(例えば「1100」)を制御信号として含む呼出信号を送信する。無線キー3は報知指令に基づいて表示部34のLEDや液晶ディスプレイに車載電源の電力残存量を表示する。報知指令は、車載電源の電力残存量以外にも、例えば車輌100のランプの消灯状態、ドアロック状態等の車載機器の状態に係る情報を無線キー3にて報知するように指令するものとしてもよい。無線キー3で車載機器の情報が報知されることにより、ユーザの利便性が向上する。特に車載電源の電力残存量が無線キー3の表示部34によって表示されることで、ユーザに車載電源の交換を促し、また電気自動車やハイブリッド車では車載電源への充電を促すことになるので、利便性が向上する。
無線キー制御装置2のCPU20は、無線キー3の内蔵電源の電力残存量を送信させるべく、送信指令であることを示す制御コード「0101」を制御信号として含む呼出信号を送信する。図12は送信指令に対応して無線キー3が送信する応答信号のフォーマットを説明するための模式図である。無線キー3のCPU30は、送信指令に基づいて内蔵電源の電力残存量を取得し、送信指令に対する応答コード「0101」、及び電力残存量のデータ(例えば「1000」)を含む応答信号を送信する。この応答信号を無線キー制御装置2で受信することで、無線キー制御装置2のCPU20は、無線キー3の内蔵電源の電力残存量を把握することができ、例えば、電力残存量が低下してきた場合に、ユーザに電池交換を促すメッセージを音声出力制御装置52に指令して報知することもできる。
これらの報知指令及び送信指令を表わす制御信号は、無線信号S1等のいずれかを該制御信号によって変調して送信する。上述の受信制御指令が無線信号のうち特定の無線信号(例えば無線信号S3)に割り当てられている場合、無線キー制御装置2は特定の無線信号以外の無線信号(無線信号S1,S2,S4・・・)に、報知指令及び送信指令を表わす制御信号を割り当てて送信すればよい。また、無線キー制御装置2のCPU20は、無線キー3の位置特定を行わない呼出信号を送信するようにしても良く、上述の受信制御指令が無線信号のうち特定の無線信号(例えば無線信号S3)に割り当てられているか否かに関わらず、無線信号S1等のいずれかに、報知指令及び送信指令を表わす制御信号を割り当てて送信すればよい。無線キー3は、このような受信制御指令以外の制御信号を受信した場合に、呼出信号の受信を終了して、表示部34による表示処理、応答信号の送信処理を行う。
また、上述の実施の形態では、ドアロックスイッチ41をユーザが操作することに起因して、無線キー制御装置2のCPU20が呼出信号の送信制御を行うようにしているが、無線キー制御装置2のCPU20は、ドアロックスイッチ41の操作に関わらず、定期的に呼出信号の送信制御を行うようにしても良い。また、ユーザが車輌100に接近してきたことを赤外線センサ等により検知して、自動的に呼出信号を送信するようにしてもよい。このような呼出信号の送信によって、ドアロックスイッチ41を操作することなく、車輌100に無線キー3を所持したユーザが接近することで、車輌100のドアをアンロックする制御が行える。
なお、開示された実施の形態は、全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上述の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。