JP4391546B2

JP4391546B2 - 車両通信システム

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Publication number: JP4391546B2
Application number: JP2007100524A
Authority: JP
Inventors: 正信平峰
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2007-04-06
Filing date: 2007-04-06
Publication date: 2009-12-24
Anticipated expiration: 2027-04-06
Also published as: CN101280651A; US20080246586A1; CN101280651B; JP2008255702A; US8836477B2; DE102008017184A1; DE102008017184B4

Description

本発明は、車両ドアの解錠・施錠、エンジン始動等の遠隔操作、車載情報機器操作、或いは車両状態の確認・監視等を行いたい場合に好適な車両通信システムに関する。

従来、自動車の利便性を向上する車両通信システムとしては、例えば、特許文献１に記載されているように、携帯通信機の操作スイッチを操作することで送信される赤外線等の無線信号により、ドアロックの解錠、施錠を遠隔操作するキーレスエントリーシステムが知られている。このキーレスエントリーシステムでは、携帯通信機は、当該携帯通信機を識別するための識別データを含む信号を送信し、この信号を車載機が受信、照合して車両のドアを解錠、施錠する。

更に、利便性を向上するため、特許文献２に記載されているように、携帯通信機を携帯した使用者が、例えば携帯通信機を鞄から取り出してスイッチ操作する替わりに、車両のドア側に設けたスイッチを操作することにより、車載機と携帯通信機の間で識別データの通信、信号処理が自動的に行われるキーレスエントリーシステムも知られている。このキーレスエントリーシステムでは、ドア側のスイッチ操作に応じて、車載機が携帯通信機へLF信号によるリクエスト信号を送信する。前記携帯通信機は、このリクエスト信号を受信すると待機状態からウェイクアップし、識別データを含む信号を送信する。さらに、この信号を車載機が受信、照合して車両のドアを解錠、施錠するものである。

また、近年、普及が著しい携帯電話やPDA等の携帯端末を活用したキーレスエントリーシステムも提案されている。携帯電話やPDAを自動車用の携帯通信機として利用することで、携帯電話やPDAを携帯すれば、自動車の鍵を持ち歩く必要がなくなり便利になる。このようなキーレスエントリーシステムとしては、例えば、特許文献３乃至５がある。それぞれ、携帯電話と車載機との通信媒体が異なっており、特許文献３では、車載機と携帯電話との通信は、公衆回線網を介して通信が行われる。特許文献４では、携帯電話周波数帯の微弱電波やBluetooth規格による電波を利用して通信が行われる。特許文献５では、PDA等の携帯機器と車載機との通信は、Bluetooth規格による電波を利用して通信が行われる。

その他の、車両通信システムとしては、使用者から遠方にある車両のセキュリティを含む車両情報を携帯通信機で表示し、確認する車両情報確認システムが知られている。例えば、特許文献６では、携帯通信機からのリクエスト信号を受信した車載機が、ドアロックやブレーキの状態、車両位置画像等の車両情報を前記携帯通信機へ送信し、携帯通信機がこの信号を表示する。

この車両情報確認システムにおいても、前記キーレスエントリーシステム同様、携帯電話を携帯通信機として活用する車両情報確認システムが提案されている。例えば、特許文献７は、Bluetooth規格の無線通信を介して、車両情報を送受信している。携帯電話を利用することで、携帯電話に標準で装備されている高精彩な表示デバイスや、入力手段などのユーザーインタフェースが利用でき、ソフトウエアを変更することで、利便性を向上することが可能である。

また、近年、カーナビゲーション装置等の情報機器を搭載する車両が増加しており、この目的地等の設定に、キーレスエントリーシステムの携帯通信機を利用するシステムが提案されている。例えば、特許文献８では、カーナビゲーション装置に対する目的地設定用の制御データをパソコンで作成し、キーレスエントリーの携帯通信機と車載機の受信手段を介してカーナビゲーション装置へ送信することで、目的地設定操作を簡略化し、利便性を向上している。

特開平１−１９２９７０号公報特開平１０−１７６４４８号公報特開平８−２３４５２４号公報特開２００１−１９３３２４号公報特開２００２−１１５４３８号公報特開２０００−２６６５６３号公報特開２００５−２９７８１９号公報特開２００４−１０８０１６号公報

しかしながら、上記特許文献１と２に記載された従来のキーレスエントリーシステムと、上記文献６に記載された従来の車両情報確認システムでは、類似した無線部を持つ構成でありながら、操作スイッチや車両上の表示手段が共通化できず、キーレスエントリー機能と車両情報確認機能の両方を望む使用者は、それぞれ専用の携帯通信機を携帯する不便さがある。また、従来のキーレスエントリーシステムの携帯通信機と、従来の車両情報確認システムの携帯通信機を統合した場合、携帯通信機が大型化する問題があり、キーレスエントリーシステムを主に使用するユーザにとっては、利便性が向上するとは言い難い。

一方、上記特許文献３、４、５に記載された従来のキーレスエントリーシステムと、上記文献７に記載された従来の車両情報確認システムのように、携帯電話やPDA等の携帯端末を携帯通信機として利用する通信システムでは、キーレスエントリーシステムと車両情報確認システムのそれぞれの専用携帯通信機を携帯端末に統合できる可能性がある。しかしながら、携帯電話等の携帯端末では、専用の携帯通信機と比較し、電池の消耗が大きい。特にキーレスエントリーの携帯通信機は、通常の操作状態で１年から２年程度電池交換なく動作することが望まれている。携帯端末は、キーレスエントリー機能や車両情報確認機能以外の使用状況による電池消耗が大きく、頻繁な充電が必要となる問題がある。

また、すべての使用者が携帯端末を保有しているとは限らず、たとえば、家族や知人などの第３者に鍵を預けたい場合に、携帯端末そのものを提供しなければならない問題がある他、携帯端末は専用の携帯通信機と比較して、サイズが大きいこと、単純なドアロック制御などは、専用の携帯通信機の方が使い勝手が良いなど、利便性に問題を含んでいる。
更に、上記特許文献３、４、５、７で記載された携帯端末を用いる方式では、携帯端末と車載機の通信方式を合わせる必要があり、携帯端末の選択が制限されるか、あるいは、携帯端末の通信方式に合わせて車載機を交換しなければならないという問題がある。

また、上記特許文献８は、キーレスエントリーシステムを利用して、車載情報機器の操作を簡便化するが、携帯通信機の無線通信手段として、パソコンと、車載機に共通な赤外線などの通信方式に限定されるため、現在一般に使用されている電波方式への対応が困難であると共に、車載機の受信手段の利用が前提であるため、車載機と情報機器の間を通信するための特別なハーネスが必要となる問題がある。
本発明は、上記事情を考慮してなされたもので、キーレスエントリーシステムおよび車両情報確認システムおよび車載情報機器制御補助システムのいずれにも適した携帯性、操作性、メンテナンス性を実現する携帯通信機と車両通信システムを提供することを主たる目的とする。

上記目的を達成するために本願発明の車両通信システムは、制御対象の車両に設けられる車載機への送信データを、あらかじめ登録した固有の識別データと車両の制御データを用いて生成するRFデータ生成手段と、前記RFデータ生成手段が生成したデータを変調してRF信号としてアンテナから車載機へ送信するRF無線送信手段と、前記車載機から送信されるRF信号を受信し復調するRF無線受信手段と、前記RF無線受信手段が出力したデータを解析するRFデータ解析手段と、使用者が車両の制御を指示するためのキー操作手段と、制御対象車両の車載情報機器に関する制御データを格納する記憶手段と、前記RFデータ生成手段と、RFデータ解析手段と、キー操作手段と、記憶手段を制御する制御手段とを有する携帯通信部と、上記携帯通信部と外部機器との間でデータ通信を行う外部機器通信手段と、上記外部機器通信手段を駆動する電池とを有する外部通信部とからなる携帯通信機であって、上記携帯通信部と外部通信部とは汎用入出力インターフェースを境界として着脱可能な構成とし、両者の離脱時にあっては、前記携帯通信部のキー操作手段に制御を割り当てることによって車両ドアの制御を行い、結合時にあっては、前記外部機器通信手段を介して外部機器を利用した制御を行うようにしたものである。

この発明によれば、キーレスエントリーシステムおよび車両情報確認システムおよび車載情報機器制御補助システムのいずれにも適した携帯性、操作性、メンテナンス性を実現する携帯通信機と車両通信システムを提供することができる。

実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１における携帯通信機100の内部構成を示すブロック図と、これを使用した車両通信システムを示すものである。携帯通信機100は、RFデータ生成手段101、無線送信手段102、RF無線受信手段103、RFデータ解析手段104、キー操作手段105、制御手段106、LF無線受信手段108、LFデータ解析手段109、表示手段110及び記憶手段111とからなる携帯通信部100aと、外部機器通信手段107と電池112とからなる外部通信部100bとから構成されている。

RFデータ生成手段101は、制御手段106の制御によって、携帯通信機100から制御対象車両10の車載機30へRF信号として送信する送信データを生成する。送信データは、制御内容を表す制御データに、携帯通信機100を識別する識別コードを加えて構成される。さらに、RFデータ生成手段101は、このデータを暗号化して、好ましくは、誤り訂正のための符号化を追加して送信データを生成して無線送信手段102に出力する。また、RFデータ生成手段101は、スペクトラム拡散の通信方式を行う場合は、RF送信用拡散符号による拡散処理を実施する。

RF無線送信手段102は、RFデータ生成手段101から入力された送信データを変調し、これをアンテナから送信する。例えば、300MHz程度の放射電磁波として送信する。以下の説明では、この放射電磁をRF信号として表現する。変調方式としては、様々な方式を採用することができ、例えば、振幅変調方式、周波数変調方式、位相変調方式あるいは、他の方式でもよい。

RF無線受信手段103は、アンテナで受信した制御対象車両が送信したRF信号を復調する。例えば、数百MHｚ、好ましくは、300MHz程度の電波を受信する。RFデータ解析手段104は、RF無線受信手段103が出力したデータがスペクトラム拡散の場合、RF受信用拡散符号を用いて逆拡散を行う。その後、暗号の復号化を行って識別データと制御データを抽出して制御手段106に出力する。

LF無線受信手段108は、アンテナで受信した制御対象車両10が送信したLF電波を復調するものである。例えば、LF電波は、数百KHz程度の周波数で、車両内全域、および車外近傍に通信エリアを形成し、このエリア内に携帯通信機100が存在するとき、前記LF無線受信手段108はLF電波を正常に復調する。好ましくは、LF信号を受信すると、低消費電力の待機状態から通常動作状態へウェイクアップするように設計されている。

LFデータ解析手段109は、復調されたLF信号を復号化して、識別データと制御データを抽出する。LF無線受信手段108が出力したデータがスペクトラム拡散の場合、LF受信用拡散符号を用いて逆拡散を行う。その後、暗号の復号化を行ってデータを抽出し、制御手段106に出力する。キー操作手段105は、使用者が車両の制御を指示するためのユーザーインターフェースであり、携帯通信機100に配置されたスイッチ(図示していない)が操作されたことを検知し、このスイッチ操作の状態を制御手段106に報知する。

表示手段110は、制御手段106によって制御され、車両制御の作動結果、すなわちRFデータ解析手段104またはLFデータ解析手段109が出力するデータに基づき、通信状態ならびに受信データ内容を表示する。また、キー操作手段105の操作内容（操作メニュー）を表示する。表示手段110を設けるには、例えば、LEDでもよいが、制御結果などの制御情報を液晶表示器により文字や絵で表示するのが好ましい。

一方、外部機器通信手段107は、様々な外部機器200あるいは車載情報機器300との間で直接データを送受信するための通信インターフェースを構成するものであり、例えばBluetooth通信規格による通信により外部機器（携帯電話）と当該外部機器通信手段との間でデータ通信を行う。上記Bluetooth通信以外にも、例えば、UART(UniversalAsynchronous Receiver Transmitter)、USB(Universal Serial Bus)規格、赤外線通信、または携帯電話I/Fでもよく、また、外部機器が備えるその他の通信方式で実現してもよい。外部機器通信手段107は携帯通信部100aとの間に汎用インターフェースを装備し、後述するように、これを境界として容易に分離、結合できる着脱可能な構造としている。

また、外部機器通信手段107と、携帯通信機100の本体側の制御手段106との間は、UARTに準拠したシリアル通信で実現するようにしているが、他の通信方式でもよい。
記憶手段111は、車載情報機器に関する制御データを格納するためのもので、例えば、車載情報機器300がカーナビゲーション装置の場合、制御データはその目的地や経路情報である。この制御データは、例えば、パソコンや携帯電話等の外部機器で作成され、前記外部機器通信手段107により受信される。この記憶手段111には、前記RF無線受信手段103で受信した車両情報を一時的に格納し、必要時にここから取り出すことも可能である。また、記憶手段111は、RFデータ解析手段104が出力した車両情報を、一時的に格納する場合にも使用される。格納されたデータは、外部機器200からの入力要求に基づき、外部機器通信手段107を介して、外部機器200へ送信される。

制御手段106は、前記RFデータ生成手段101、前記RFデータ解析手段104、前記キー操作手段105、前記表示手段110、前記記憶手段111、および前記外部機器通信手段107と接続して、信号の流れを制御する。例えば、キー操作手段105の操作を検知し、RFデータ生成手段101に対し、制御対象の車両10に搭載された車載機30に送信するデータの生成と送信を指令する。また、RFデータ解析手段104に対し、RF無線受信手段103が受信したデータの復号処理を指令する。

また、制御手段106は、RFデータ解析手段104およびLFデータ解析手段109が出力するデータの内容に応じて、表示手段110を利用して使用者に報知する。また、外部機器通信手段107が受信したデータが外部機器200からの要求に対応した車両の制御命令である場合、RFデータ生成手段101に対し、制御命令に対応したデータ生成と送信を指令する。一方、外部機器通信手段107が受信したデータが車載情報機器への制御データである場合、これを記憶手段111に格納する。また、制御手段106は、記憶手段111に格納した制御データを外部機器通信手段107を介して外部機器200へ送信する指示も行う。

電池112は、外部機器通信手段107へ電力を供給するためのもので、使い捨てタイプの電池でもよく、また、充電タイプの電池でもよい。
外部機器200において、ユーザ入力処理手段201は、外部機器200に配置されたキーが操作されたことを検知し、このキー操作に関連付けられたデータを携帯通信機100へ送信する。また、データ表示手段202は、携帯通信機100から受信したデータの内容を表示する。本実施例で、外部機器200を携帯電話としたが、ユーザ入力処理手段201とデータ表示手段202を設けたものであればよく、例えばPDAやパーソナルコンピュータでも実現可能である。

このように本実施形態によれば、例えば、ドアロック、アンロックのような使用頻度の高い基本的な制御については、携帯通信機100の前記キー操作手段105に制御を割り当てることで、外部機器なしで車両ドアの制御が行える。また、携帯通信機100の前記外部機器通信手段107を介して、外部機器200を利用すれば、携帯通信機のキー操作手段105では不可能な車両制御への指令や、車載制御装置への設定、および車両から得られたデータを表示するための高度な処理や高精彩な表示が可能となる。従って、外部機器と携帯通信機を一体化した携帯通信機のように、常に比較的大きな外部機器を持ち歩く必要はなく、必要な場合のみ外部機器を利用すればよい。また、外部機器の電池消耗により、基本的な車両制御が行えないという事態は発生しない。

次に図２乃至図６により、本発明の携帯通信機の具体的構成例を説明する。図２にはキー操作手段105と表示手段110とを備え、外部機器通信手段を着脱可能に接続する携帯通信機100の斜視図を示しており、この外部機器通信手段の部位を分離し、携帯通信機単体で使用する状態を示している。外部機器通信手段の部位を装着する場合は、キャップ50を図のように取り外し、これに代えてここに装着する。
図３には、図２の携帯通信機に、Bluetooth通信規格を用いた外部機器通信手段107aを装着する具体例を示している。

また、図４には、図２の携帯通信機に、USB通信規格を用いた外部機器通信手段107ｂを装着する具体例を示している。いずれもキャップ50を取り外したところに外部機器通信手段107aあるいは107bを取り付けたものである。
図５は、携帯電話を外部機器200として利用し、これと、図３で示した携帯通信機100と組合わせた場合の車両通信システムの具体例を示している。

図６は、ノート型パソコンを外部機器200として利用し、これに、図４で示した携帯通信機100をUSBコードで直接接続した場合の車両通信システムの具体例を示している。
図５、図６の携帯電話やノート型パソコンは、キーレスエントリーの制御命令の入力や、車両情報の表示を実施するために使用する。また、近年、これらの外部機器の多くは、インターネットへの接続機能を有している。本実施例においても、外部機器200はインターネットと接続し、そこからカーナビゲーション装置の設定で必要な目的地を検索し、その位置情報や経路情報を取得する。取得した目的地や経路の情報は、携帯通信機100の記憶手段111に格納することが可能である。

以上のように、この発明になる車両通信システムでは、携帯通信機に外部機器とデータを送受信できる外部機器通信手段を備えたことにより、携帯電話等の既存の外部機器をハードウエアの変更なしに、キーレスエントリーシステムおよび車両情報システムの携帯端末、あるいは車載情報機器の補助端末として容易に活用することが可能となる。また、外部機器のキーボードや、高解像度表示パネル等の高機能なユーザーインタフェースや、高性能な処理能力や、インターネット機能を活用できることから、制御データの生成や入力が容易になり、かつ多くの車両情報を表示することができるなど、使用者の使い勝手を向上した車両通信システムを構築することが可能となる。

また、従来の携帯通信機と外部機器を一体化した携帯端末では、携帯端末の電池残量が低下すると全てのキーレス操作が行えなくなるが、本実施の形態では、車両通信システムを携帯通信機と外部機器の構成としたので、外部機器の電池残量に関係なく、携帯通信機によるキーレス操作が行える。なお、外部機器通信手段部を電池で駆動するようにしたので、携帯通信機と外部機器との通信を行っても、キーレスエントリーに必要な電池の消耗を少なくできる効果がある。

また、キーレスエントリーのみを使用する使用者においては、小型の携帯通信機のみを持ち歩けばよく、必要に応じて、外部機器と組み合わせればよいため可搬性が向上する。
さらに本実施例では、外部機器通信手段は、汎用入出力インタフェースを備えて着脱可能な構成にしたので、外部機器や車載情報機器の様々な通信規格に対して、外部機器通信手段を交換するだけで、様々な外部機器に対応することができる。そのため、使用する外部機器や車載情報機器に応じて、外部機器通信手段だけを選択すればよく、車両通信システムを構成するための費用を小さくすることができる。また、外部機器や車載制御機器と組み合せる必要がない場合は、外部機器通信手段を取り外せるため、携帯通信機が小型になり、持ち運びが容易になる。
なお、上記実施の形態では、外部機器通信手段を着脱可能な構成としたが、これを一体化した場合でもよく、また、表示手段を設けない構成としてもよい。

本発明の実施の形態１に係る携帯通信機と車両通信システムの構成を示すブロック図である。本発明の実施の形態１に係る携帯通信機の外部機器通信手段を取り外した基本構成を示す図である。本発明の実施の形態１に係る携帯通信機に外部機器通信手段を装着した構成を示す図である。本発明の実施の形態１に係る携帯通信機に外部機器通信手段を装着した構成を示す図である。本発明の実施の形態１に係る携帯通信機と携帯電話で車両通信システムを構成した図である。本発明の実施の形態１に係る携帯通信機とノートパソコンで車両通信システムを構成した図である。

符号の説明

１００携帯通信機、１００a 携帯通信機キャップ、
１０１ RFデータ生成手段、１０２ RF無線送信手段、
１０３ RF無線受信手段、１０４ RFデータ解析手段、
１０５キー操作手段、１０６制御手段、
１０７外部機器通信手段、１０７a、１０７b 外部機器通信手段例、
１０８ LF無線受信手段、１０９ LFデータ解析手段、
１１０表示手段、１１１記憶手段、
１１２電池、２００外部機器、
２０１ユーザ入力処理手段、２０２データ表示手段。

Claims

制御対象の車両に設けられる車載機への送信データを、あらかじめ登録した固有の識別データと車両の制御データを用いて生成するRFデータ生成手段と、前記RFデータ生成手段が生成したデータを変調してRF信号としてアンテナから車載機へ送信するRF無線送信手段と、前記車載機から送信されるRF信号を受信し復調するRF無線受信手段と、前記RF無線受信手段が出力したデータを解析するRFデータ解析手段と、使用者が車両の制御を指示するためのキー操作手段と、制御対象車両の車載情報機器に関する制御データを格納する記憶手段と、前記RFデータ生成手段と、RFデータ解析手段と、キー操作手段と、記憶手段を制御する制御手段とを有する携帯通信部と、上記携帯通信部と外部機器との間でデータ通信を行う外部機器通信手段と、上記外部機器通信手段を駆動する電池とを有する外部通信部とからなる携帯通信機であって、上記携帯通信部と外部通信部とは汎用入出力インターフェースを境界として着脱可能な構成とし、両者の離脱時にあっては、前記携帯通信部のキー操作手段に制御を割り当てることによって車両ドアの制御を行い、結合時にあっては、前記外部機器通信手段を介して外部機器を利用した制御を行うようにしたことを特徴とする車両通信システム。
前記キー操作手段に対応した操作内容及び車両制御の作動結果を表示する表示手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の車両通信システム。
前記車載機が送信するLF信号（誘導電磁波）を受信するLF無線受信手段と、前記LF無線受信手段が受信したデータを解析するLFデータ解析手段とを備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の車両通信システム。
前記外部機器はデータ表示手段とユーザ入力処理手段とを備えていることを特徴とする請求項１に記載の車両通信システム。
前記外部機器は携帯電話機であることを特徴とする請求項４に記載の車両通信システム。
前記外部機器はＰＤＡあるいはパーソナルコンピュータであることを特徴とする請求項４に記載の車両通信システム。
前記外部機器通信手段は、UART(Universal Asynchronous Receiver Transmitter)に準拠した通信、Bluetooth（登録商標）規格による通信、赤外線通信規格による通信、USB (Universal Serial Bus)規格による通信のいずれかにより、外部機器と当該携帯通信機との間でデータ通信を行うことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の車両通信システム。