JP2016056598A - 携帯機および車両通信システム - Google Patents

Abstract

【課題】高機能化を可能としつつ、高機能化しない構成と比較して、電池寿命を同等以上にできる携帯機、並びに、このような携帯機を有する車両通信システムを提供すること。
【解決手段】この携帯機は、車両の装備を遠隔制御するために車両に搭載された車両通信装置と電波を用いて通信する携帯機であって、第１周波数の信号を受信する第１通信部と、第１周波数より高い第２周波数の信号を送信および受信する第２通信部と、第２通信部が車両通信装置と通信したときに、第１通信部をアクティブにする制御部と、を備えている。
【選択図】図４

Description

本発明は、車両の装備を遠隔操作するために電波を用いて通信を行う携帯機および車両通信システムに関する。

車両の装備を遠隔操作するために携帯機と車両通信装置とが電波を用いて通信を行う車両通信システムがある。車両通信システムとしては、キーレスエントリシステム、および、スマートエントリシステムがある。キーレスエントリシステムは、ユーザが携帯機の操作部を押して車両の開錠または施錠等を行うことができる。スマートエントリシステムは、携帯機を所持したユーザが、車両に近づく、或いは、ドアノブに触れるだけでドアが開錠したり、エンジンスタートボタンが操作可能になったりする。

従来、携帯機に、ブルートゥース（登録商標）の通信部を搭載して、携帯機の高機能化を図る提案がなされている（例えば特許文献１を参照）。特許文献１では、常時、ブルートゥースの通信部が車両通信装置に接続されて無駄な電力消費が生じるという課題を解決する提案がなされている。

特許第５１５２０１０号公報

携帯機は電池の電力で動作する。また、軽量化の要求から携帯機に搭載される電池の容量は比較的に小さい。よって、携帯機の消費電力が少しでも増えると電池の寿命が短くなって好ましくない。

特許文献１の携帯機は、従来の一般的な車両通信システムが有する長波帯の信号を受信する通信部が、常時、動作する。そして、必要なときだけ、ブルートゥースの通信部が動作する。このため、携帯機の電力は、ブルートゥースを搭載しない一般的な携帯機と比較して、ブルートゥースの動作分だけ増加する。つまり、ブルートゥースを有さない携帯機よりも、消費電力が増して、電池の寿命が短くなる。

本発明は、高機能化を可能としつつ、高機能化しない構成と比較して、電池寿命を同等以上にできる携帯機、並びに、このような携帯機を有する車両通信システムを提供することである。

本発明の一態様に係る携帯機は、車両の装備を遠隔制御するために車両に搭載された車両通信装置と電波を用いて通信する携帯機であって、第１周波数の信号を受信する第１通信部と、前記第１周波数より高い第２周波数の信号を送信および受信する第２通信部と、前記第２通信部が前記車両通信装置と通信したときに、前記第１通信部をアクティブにする制御部と、を備えている構成を採る。

本発明の一態様に係る車両通信システムは、車両の装備を遠隔制御するために電波を用いて通信する車両通信装置と携帯機とを有す車両通信システムであって、前記携帯機は、第１周波数の信号を受信する第１通信部と、前記第１周波数より高い第２周波数の信号を送信および受信する第２通信部と、前記第２通信部が前記車両通信装置と通信したときに、前記第１通信部をアクティブにする制御部と、を備え、前記車両通信装置は、前記第１周波数の信号を送信する第３通信部と、前記第２周波数の信号を送信および受信する第４通信部と、を備える構成を採る。

本発明によれば、第２通信部の通信により高機能化が可能となる。さらに、第２通信部を搭載せずに、第１通信部が常時アクティブな構成と比較して、携帯機の電池寿命を同等以上にすることができる。

本発明の実施の形態の車両通信システムを示すブロック図 車両通信システムの動作の概要を説明する図 車両通信システムの動作を説明するタイムチャート 携帯機の制御を示すフローチャート

以下、本発明の各実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の実施の形態の車両通信システムを示すブロック図である。

本実施の形態の車両通信システムは、車両１００に搭載される車両通信装置１０と、ユーザが所持する携帯機４０とを備える。

携帯機４０は、第１周波数の電波を用いる第１通信部４１と、第１周波数より高い第２周波数の電波を用いる第２通信部４２と、装置の統括的な制御を行う制御部４３とを備える。さらに、携帯機４０は、ユーザが操作するキースイッチ（操作部に相当）４４と、電力を供給する電池４５と、第１通信部４１への電力供給を遮断可能なスイッチＳＷとを備えている。

第１通信部４１は、第１周波数の電波として、長波帯の信号を受信する。スイッチＳＷの開閉により、制御部４３は、第１通信部４１に電源が供給される状態と遮断される状態とを切り換えることができる。電源が遮断されれば、第１通信部４１は非アクティブとなって、信号の受信を行わず、電力消費が低下する。電源が供給されれば、第１通信部４１はアクティブになって、信号の受信が可能となり、電力消費が生じる。

なお、第１通信部４１をアクティブと非アクティブとに切り換える方法は、電源の供給と遮断とを切り換える方法に限られず、信号受信に必要な発振器を動作または停止に切り換える方法、信号受信の一部をデジタル処理により行う場合に、動作クロックの供給と遮断とを切り換える方法など、様々な方法を採用することができる。要は、信号受信を行わずに第１通信部４１の消費電力が低減（例えば略ゼロ）される非アクティブな状態と、信号受信可能なアクティブな状態とに、切り換えられればよい。

第２通信部４２は、第２周波数の電波として、長波帯より周波数の高い信号の送信と受信とを行う。具体的には、第２通信部４２は、ブルートゥース（登録商標）−ＬＥ（Low Energy）の規格に準じた通信を行う。ブルートゥース−ＬＥ規格の通信では、通信相手との通信が間欠的に行われる。また、この通信は、ブルートゥース規格の通信よりも電力消費が低い。また、この通信規格では、通信相手が通信範囲を離れると、自動的に通信が切断される。さらに、この通信規格では、通信相手の通信が切断されると、自動的に、通信相手を探索し、通信相手が見つかった場合に、自動的に通信相手と可能なように接続する。第２通信部４２の通信可能距離は、第１通信部４１の通信可能距離より長い。

制御部４３は、第１通信部４１の受信データおよび第２通信部４２の受信データの解析を行う。また、制御部４３は、第２通信部４２の送信データを作成する。また、制御部４３は、第１通信部４１をアクティブまたは非アクティブに切り換える。

キースイッチ４４は、例えば車両１００のドアロックの施錠と解錠とを指示する操作部を含む。キースイッチ４４は、ユーザにより操作可能であり、操作信号は制御部４３に送られる。

車両通信装置１０は、第１周波数の電波を送信する第３通信部１１と、第２周波数の信号を送信および受信する第４通信部１２と、装置を統括的に制御する制御部１３と、車両１００の装備と信号を入出力するインターフェース１４とを備えている。インターフェース１４には、例えば、車両１００のドアロック装置１０１、および、ドアハンドルセンサ１０２が接続されている。ドアハンドルセンサ１０２は、ドアのハンドルに設けられたタッチセンサである。

なお、車両通信装置１０が制御する車両１００の装備は、ドアロック装置１０１に限られない。車両通信装置１０が制御する車両１００の装備は、ライト、エンジンスタートスイッチなどを含んでいてもよい。

第３通信部１１は、第１周波数の電波として、長波帯の信号を出力する。この信号は、携帯機４０の第１通信部４１が受信する。第３通信部１１は、携帯機４０が通信範囲に居るか探索する信号を送信する。また、第３通信部１１は、車両１００の装備を制御するのに必要なデータ、すなわち、携帯機４０を認証するためのデータ、携帯機４０のデータを暗号化するための鍵データなどを送信する。

第４通信部１２は、例えば、ブルートゥース−ＬＥの規格に準じた通信を行う。第４通信部１２は、携帯機４０の第２通信部４２と通信接続して、車両１００の装備の制御に付随した、様々な高機能化を図るデータを送信および受信する。

第３通信部１１が送信した長波帯の信号に対する、携帯機４０からの応答データは、ブルートゥース−ＬＥの通信により、携帯機４０の第２通信部４２が送信し、第４通信部１２が受信する。

なお、別途、車両通信装置１０の第３通信部１１が受信部を有し、携帯機４０の第１通信部４１が送信部を有するように構成してもよい。この場合、車両通信装置１０の第３通信部１１と携帯機の第１通信部４１とにより、車両１００の装備を制御するためのデータの送信および受信を完結することができる。この場合、携帯機４０の第１通信部４１から車両通信装置１０の第３通信部１１へ送信される信号は、長波帯より高い周波数の信号を用いてもよい。

制御部１３は、第４通信部１２の受信データを解析し、第３通信部１１と第４通信部１２との送信データを作成する。制御部１３は、第４通信部１２の受信データから、携帯機４０の認証処理を行う。制御部１３は、インターフェース１４を介して車両１００の装備からセンサ信号を入力し、また、車両１００の装備を制御する。

＜動作の概要＞
車両通信システムの動作の一例を説明する。

図２は、車両通信システムの動作の概要を説明する図である。図３は、車両通信システムの動作を説明するタイムチャートである。図３（ａ）〜（ｄ）は携帯機４０の動作、図３（ｅ）〜（ｈ）は車両通信装置１０の動作、図３（ｉ）は車両通信装置１０と携帯機４０との距離を示す。図３中、「ＢＬＥ送信、ＢＬＥ受信」とは、ブルートゥース−ＬＥの送信および受信を示し、携帯機４０の第２通信部４２の送信および受信と、車両通信装置１０の第４通信部１２の送信および受信とを示す。図３中、「ＬＦ受信、ＬＦ送信」とは、携帯機４０の第１通信部４１および車両通信装置１０の第３通信部１１による長波帯（Low Frequency）の信号の受信および送信を示す。

図２（ａ）に示すように、携帯機４０を所持したユーザＵか、車両１００を中心としたブルートゥース−ＬＥの通信範囲Ｅ１の外に居るとき、携帯機４０と車両通信装置１０とは通信を行っていない。このとき、図３（ｉ）の始端「１０ｍ以上」の期間に示すように、携帯機４０の第２通信部４２は、自己の存在を知らしめるための信号Ｓｉｇ０を完結的に送信する。

このとき、第１通信部４１の電源は切断されており、第１通信部４１の電力消費は低減されている。

ユーザＵが通信範囲Ｅ１に入ると、信号Ｓｉｇ０が車両通信装置１０の第４通信部１２に受信されて、第２通信部４２から通信接続するための信号Ｓｉｇ１が送られる。これにより、第２通信部４２と第４通信部１２とが通信接続される。

この通信接続により、携帯機４０の第１通信部４１に電源が供給され、第１通信部４１がアクティブになる。

図２（ｂ）に示すように、ユーザＵが、第３通信部１１の通信範囲Ｅ２に入って、ドアのハンドルに接触すると、ドアハンドルセンサ１０２が検出して、車両通信装置１０の第３通信部１１から携帯機４０へ認証等を行う信号Ｓｉｇ２が送信される。携帯機４０の第１通信部４１はアクティブになっているので、この信号Ｓｉｇ２を受信できる。

携帯機４０は、第２通信部４２から応答信号Ｓｉｇ３を送信する。車両通信装置１０がこれを受信して、制御部１３がドアロックを解除する制御を行う。

ユーザＵが、再び、遠方に離れるなどして、ブルートゥース−ＬＥの通信が切断されたら、図３（ｉ）の終端「１０ｍ以上」の期間に示すように、所定時間後に、携帯機４０の第１通信部４１の電源が切断され、第１通信部４１が非アクティブになる。

＜制御動作＞
続いて、上記の動作を実現する携帯機４０の制御動作の一例について詳細に説明する。

図４は、携帯機の制御を示すフローチャートである。

携帯機４０の制御部４３は、図４のループ処理を、起動時から継続的に実行する。

ステップＳ１では、制御部４３は、第２通信部４２のブルートゥース−ＬＥ（図４において「ＢＬＥ」と略す）の通信を実行する。携帯機４０の第２通信部４２と車両通信装置１０の第４通信部１２とが通信接続されていなければ、ステップＳ１では、第２通信部４２から自己の存在を知らしめる信号を送信する。これにより、携帯機４０が通信範囲Ｅ１（図２参照）に進入したときに、車両通信装置１０の第４通信部１２と通信接続できる。車両通信装置１０の第４通信部１２と通信接続されていれば、ステップＳ１では、車両通信装置１０から車両１００の様々な情報を受信する。車両１００の情報としては、例えば、燃料の残量、バッテリの充電残量、エンジンの状況、ドアロックの状況、車室内の空調情報などを含んでいてよい。

また、ステップＳ１では、携帯機４０の第２通信部４２は、携帯電話機（例えばスマートフォン）と通信を行ってもよい。第２通信部４２は、過去又は直前に受信した車両１００の情報を、携帯電話機に送ってユーザに表示出力させることができる。このような通信により、車両通信システムの高機能化が図れる。

ステップＳ２では、制御部４３は、車両通信装置１０の第４通信部１２と通信接続されているか判別する。その結果、通信接続していれば、ステップＳ３で第１通信部４１の電源をオンにする。既にオンの場合には、そのままとする。さらに、ステップＳ４で、制御部４３は、電源タイマを所定値（例えば３分）にセットする。電源タイマとは、第１通信部４１の電源をオフにするタイミングを計時するカウントダウンタイマである。携帯機４０と車両通信装置１０とブルートゥース−ＬＥの通信接続中は、電源タイマはゼロまでカウントダウンされる前に、ステップＳ４の処理により、すぐに所定値に戻される。

ステップＳ５では、制御部４３は、電源タイマがゼロになったか判別する。電源タイマは、携帯機４０と車両通信装置１０とのブルートゥース−ＬＥの通信接続がされてなく、キースイッチ４４の操作もなく、第１通信部４１が長波帯の信号（図４において「ＬＦ」と略す）の受信もなければ、カウントダウンされていく。電源タイマがゼロであれば、ステップＳ６で、制御部４３は第１通信部４１の電源をオフにする。既にオフの場合には、そのままとする。

ステップＳ５，Ｓ６の処理により、第１通信部４１の電源が適宜なタイミングでオフされて、第１通信部４１で消費される電力が低減されるようになっている。

ステップＳ７では、制御部４３は、キースイッチ４４のオン操作がされたか判別する。その結果、オン操作があれば、制御部４３は、ステップＳ８で、キーレス通信処理を行い、ステップＳ９で、第１通信部４１の電源をオンにし、ステップＳ１０で電源タイマを所定値にセットする。

ステップＳ８のキーレス通信処理とは、キースイッチ４４の操作があったときに、車両通信装置１０が車両１００の装備を制御するために必要な通信処理である。キーレス通信処理には、車両通信装置１０が携帯機４０の認証を行う通信処理を含む。キーレス通信処理では、車両通信装置１０から携帯機４０へのデータ送信は、長波帯の信号を用いて行い、携帯機４０から車両通信装置１０へのデータ送信は、ブルートゥース−ＬＥの通信により行う。ここで、ユーザが長波帯の信号の通信範囲Ｅ２（図２を参照）に居るか、或いは、第１通信部４１の電源がオフであれば、キーレス通信処理は、途中で失敗に終わる。しかし、ステップＳ９の処理により、その後、暫くは、第１通信部４１の電源がオンとなり、キースイッチ４４の操作に備えることができる。

ステップＳ１１では、制御部４３は、第１通信部４１が長波帯の信号を受信したか判別する。その結果、受信があれば、制御部４３は、ステップＳ１２でＬＦ通信処理を行い、ステップＳ１３で電源タイマを所定値にセットする。

ステップＳ１２のＬＦ通信処理とは、第１通信部４１の受信データを解析し、これに応答する送信データを作成する処理である。応答する送信データは、ステップＳ１のブルートゥース−ＬＥの通信により車両通信装置１０へ送信される。

上記ステップＳ１１の判別処理と、ステップＳ１３のタイマセット処理とにより、第１通信部４１の通信が行われているときには、急に、第１通信部４１の電源がオフにされることがないように制御される。

ステップＳ１１で否と判定された場合、或いは、肯定と判定されて、ステップＳ１２、Ｓ１３の処理を行ったら、制御部４３は、再び、ステップＳ１からの処理を繰り返す。

以上のように、本実施の形態の車両通信システムおよび携帯機４０によれば、第２周波数の信号を送信および受信する第２通信部４２が車両通信装置１０と接続した場合に、第１周波数の信号を受信する第１通信部４１がアクティブにされる。よって、第１周波数の信号を受信する第１通信部４１が、多くの期間に非アクティブにされて、消費電力の低減を図ることができる。第２周波数の信号を用いた通信は、例えば、ブルートゥース−ＬＥ規格の通信など、消費電力を低く抑えることができるので、第１通信部４１の消費電力の低減により、従来一般の車両通信システムの消費電力と同等以下にすることも可能である。

また、図４のステップＳ７〜Ｓ１０の処理に示すように、キースイッチ４４の操作後の所定時間は、第１通信部４１がアクティブにされる。よって、例えば、何らかの影響で車両１００の近傍でブルートゥース−ＬＥの通信ができなかった場合でも、長波帯の信号を用いた通信を可能とすることができる。

以上、本発明の各実施の形態について説明した。

なお、実施の形態では、第１周波数として長波帯を、第２周波数としてブルートゥース−ＬＥ規格の周波数を適用した例を示したが、第１周波数より第２周波数が高ければ、実施の形態の周波数からずれていてもよい。また、第２通信部４２と第４通信部１２とがブルートゥース−ＬＥ規格の通信を行うと説明したが、少ない消費電力で通信できれば、この規格に限られるものではない。

また、上記実施の形態では、本発明をハードウェアで構成する場合を例にとって説明したが、本発明はハードウェアとの連携においてソフトウェアで実現することも可能である。

また、上記実施の形態の説明に用いた各機能ブロックは、典型的には集積回路であるＬＳＩとして実現される。これらは個別に１チップ化されてもよいし、一部又は全てを含むように１チップ化されてもよい。ここでは、ＬＳＩとしたが、集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。

また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路又は汎用プロセッサで実現してもよい。ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサを利用してもよい。

本発明は、車両の装備を制御するために携帯機と車両通信装置とで通信を行う車両通信システム、並びに、この携帯機に利用できる。

１０ 車両通信装置
１１ 第３通信部
１２ 第４通信部
１３ 制御部
１４ インターフェース
４０ 携帯機
４１ 第１通信部
４２ 第２通信部
４３ 制御部
４４ キースイッチ
４５ 電池
ＳＷ スイッチ
１００ 車両
１０１ ドアロック装置
１０２ ドアハンドルセンサ

Claims (6)

1. 車両の装備を遠隔制御するために車両に搭載された車両通信装置と電波を用いて通信する携帯機であって、
   第１周波数の信号を受信する第１通信部と、
   前記第１周波数より高い第２周波数の信号を送信および受信する第２通信部と、
   前記第２通信部が前記車両通信装置と通信したときに、前記第１通信部をアクティブにする制御部と、
   を備えている携帯機。
2. 前記第１通信部は、前記第１周波数の信号として、長波帯の信号を受信し、
   前記第２通信部は、ブルートゥース−ローエナジー規格に基づく通信を行う、
   請求項１記載の携帯機。
3. 前記車両の装備を遠隔操作するための操作部を有し、
   前記制御部は、前記第２通信部が前記車両通信装置と通信していなくても、前記操作部が操作された場合に、前記第１通信部をアクティブにする、
   請求項１記載の携帯機。
4. 前記制御部は、前記第１通信部をアクティブにした後、前記第２通信部と前記車両通信装置との通信が遮断された場合に、所定時間経過後に前記第１通信部を非アクティブにする、
   請求項１記載の携帯機。
5. 前記制御部は、
   前記第１通信部が前記車両通信装置と通信した場合に、少なくとも所定時間、前記第１通信部を継続してアクティブにする、
   請求項１記載の携帯機。
6. 車両の装備を遠隔制御するために電波を用いて通信する車両通信装置と携帯機とを有す車両通信システムであって、
   前記携帯機は、
   第１周波数の信号を受信する第１通信部と、
   前記第１周波数より高い第２周波数の信号を送信および受信する第２通信部と、
   前記第２通信部が前記車両通信装置と通信したときに、前記第１通信部をアクティブにする制御部と、
   を備え、
   前記車両通信装置は、
   前記第１周波数の信号を送信する第３通信部と、
   前記第２周波数の信号を送信および受信する第４通信部と、
   を備える、
   車両通信システム。
   

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