JPWO2006115159A1 - 自動車 - Google Patents
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Abstract
自動車において、自動車本体への出入り部を開閉する金属製のドア(6)と、ドア(6)の開閉操作を行うドアノブ(9)と、ドア(6)の施錠を行うドアロック装置と、ドアノブ(9)の取り付け位置に対応する部分に設けられた開口部(10)を覆う電波透過性の蓋(11)と、蓋(11)のドア内側に設けられたアンテナ(12)と、アンテナ(12)に接続されドアロック装置の開閉制御を行う制御装置と、アンテナ(12)との交信を行う携帯キーとを含む。
Description
本発明は、使用者がドアの開閉を携帯キーからの電波交信により行うようにした自動車に関する。
従来のこの種の自動車は、本体と、この本体への出入り部を開閉する金属製のドアと、このドアの開閉操作を行うドアノブと、ドアの施錠を行うドアロック装置とを備え、ドアの内外にそれぞれアンテナを設けた構成となっていた。
このような構成を有する従来の自動車においては、使用者が乗車する場合には、車外からドアに近づき、携帯キーを用いスイッチ操作する。すると、携帯キーからドアの外に設けた車外のアンテナとの間で交信が行われる。この交信によってドアロックが開放され使用者は車内に入ることができる。
車内に入った使用者は、この携帯キーと車内側のアンテナとの間の交信によって、使用者が車内に入ったことが判断される。これによって、使用者は、例えばエンジンをスタートすることができる。
また、使用者が車外に降りるときは、ドアを開放し車外に出た状態で車外アンテナとの交信を行い、使用者が外部に出たことが判断される。その後、車外アンテナと交信できない位置に離れた状態でドアロックが行われる。
なお、このような従来の技術に関する先行文献としては、日本特許出願特開2003−221954号公報がある。
しかしながら、従来のこの種の自動車においては、携帯キーとの交信を行うために、車内外にアンテナを設けなければならなかった。その結果、その分、取り付けスペースが大きくなってしまうという課題があった。近年、例えば省エネルギー効果を図るために、できるだけ自動車の軽量化が求められるが、このような軽量化を実現するためには、車両細部をできるだけコンパクトにしなければならない。その場合においても、上記従来の自動車のように、車内外に合計2個以上のアンテナを設けることは、その分、取り付けスペースが必要となって車両の軽量化が難しい。
本発明の自動車は、本体と、この本体への出入り部を開閉する金属製のドアと、このドアの開閉操作を行うドアノブと、ドアの施錠を行うドアロック装置と、ドアノブの取り付け位置に対応する部分に設けられた開口部を覆う電波透過性の蓋と、この蓋のドア内側に設けられたアンテナと、このアンテナに接続されドアロック装置の開閉制御を行う制御装置と、アンテナとの交信を行う携帯キーとを含む。
このように、ドアノブの取り付け位置に対応する部分に設けられた開口部を設け、この開口部を電波透過性の蓋で覆うとともに、この蓋のドア内側にアンテナを設ければ、このアンテナを用いて車内側において携帯キーとの交信ができる。一方、車外側においても、開口部を介してアンテナと携帯キーとの交信を行うことができる。この結果、本発明の自動車は、アンテナは1つで良く、その分、省スペースを実現できる。
1 本体
6 ドア
9 ドアノブ
10 開口部
11 蓋
12 アンテナ
13 ドアロック装置
14 制御装置
20 ドアリクエストスイッチ
21 携帯キー
6 ドア
9 ドアノブ
10 開口部
11 蓋
12 アンテナ
13 ドアロック装置
14 制御装置
20 ドアリクエストスイッチ
21 携帯キー
以下、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。図1は本発明の実施の形態における自動車の平面図である。図1において、自動車の本体1は、前方のエンジン部2、後方のトランク部3、およびこれらの間の乗車部4とから構成されている。この乗車部4には少なくとも2枚のドア5、6が設けられている。さらに乗車部4内には乗車用のシート7が設けられている。
ここで、図1に示すドア6の部分について説明する。図2は図1に示す自動車のドアの正面図、図3は図1に示す自動車のドアの断面図、図4は図1に示す自動車のドアノブの取り付け位置に対応する部分に設けられた開口部の正面図であり、図5は図4の断面図である。
図2および図3に示すように、金属製のドア6の上方には窓ガラス8が設けられている。ドア6にはドアノブ9が設けられている。また、このドアノブ9をドア6に取り付けるために、このドアノブ9部分に対応するドア6部分に開口部10が設けられ、この開口部10を利用してドアノブ9が取り付けられている。この開口部10は、電波透過性、例えば合成樹脂製の蓋11で覆われている。この蓋11の車内側にはアンテナ12が設けられている。
図4および図5に示すように、アンテナ12は、本実施の形態においては棒状であり、横長状態で設置されている。開口部10もまた横長状態のほぼ長方形であり、図4に示すように、アンテナ12の長辺方向の長さは、開口部10の長辺方向の長さよりも短くなっている。また、アンテナ12の短辺方向の長さは、開口部10の短辺方向の長さよりも短くなっている。すなわち、アンテナ12は、開口部10の内部において長辺方向および短辺方向に対しても、短い状態、すなわち開口部10内に収まる状態となっている。より具体的には、図4に示すように、開口部10の周縁からアンテナ12まで距離“A”および距離“B”離れた状態で、アンテナ12は開口部10内に収容されている。言い換えれば、アンテナ12の端部が、開口部の縁に接することを回避するよう構成されている。
また、図5に示すように、アンテナ12は、開口部10から距離“C”として数mmから数cm離れた状態で設置されている。これはアンテナ12と金属製のドア6が接近しすぎると、周波数ずれ等の問題が発生する虞があるためである。
次に、図6に示す本発明の実施の形態に関連する制御ブロック図について説明する。図6におけるドアロック装置13は、図1に示すドア6の施錠および開錠を指示するものである。ドアロック装置13は、制御装置14の制御部16に接続されている。図1に示すエンジン部2内に収納されたエンジン制御装置15もまた、制御装置14の制御部16に接続されている。この制御部16にはRF受信部17も接続されている。さらに、制御部16には図2に示すドアノブ9に使用者が触れると作動するドアリクエストスイッチ20も接続されている。また、制御部16には図1に示すイグニッションリクエストスイッチ30も接続されている。アンテナ12は、LFアンテナ出力切替部18を介してLFアンテナ送信部19に接続されている。
一方、使用者が携帯する携帯キー21は制御装置22を有している。この制御装置22には、LF受信部23を介してLFアンテナ24が接続され、さらにRF送信部25を介してRFアンテナ26が接続されている。アンテナ12が接続された制御装置14と携帯キー21との交信によって、ドアロック装置13の開閉制御を行うようになっている。
この場合、本実施の形態の特徴とするところは、携帯キー21との車側における交信を行うアンテナ12が、1本だけとなっていることである。
図7は本発明の実施の形態における自動車の通信エリアを示す図であり、アンテナ12の電波の到達範囲を示している。図7において、破線で示す範囲は車内側の通信エリア12Aであり、一点鎖線で示す範囲は車外側の通信エリア12Bである。
図7に示ように、アンテナ12は地上から約90cmの位置に設置されている。車外側の通信エリア12Bは90cm±60cmの範囲であり、最も上方位置は地上150cmである。これは使用者が胸ポケットに携帯キー21を保持している場合にも動作可能な高さを確保できるようしている。車外側の通信エリア12Bの最も下方位置は地上30cmである。これは使用者が鞄等に携帯キー21を収納している場合にも動作可能な高さを確保できるようになっている。
上記のような通信エリア12Bを確保するためにも、図7に示すようにアンテナ12は開口部10の中央部に図4に示すような状態で設けている。
したがって、図7に示すようにドア6内部にあるアンテナ12であったとしても、車外においてこのように地上30cmから150cmの範囲の通信エリア12Bが確保される。一方、このアンテナ12は車内側においても同様の通信エリア12Aが確保されるようになっている。この車内側の通信エリア12Aは、実際には自動車の天板または屋根と、底板とで上下方向は制限を受けた通信範囲となる。
さて、本実施の形態において、携帯キー21を持った使用者が車に乗り込む場合について説明する。まず、使用者は図7においてドア6の外側の通信エリア12Bに接近し、ドアノブ9に設けた図6に示すドアリクエストスイッチ20に触れると、図6に示すアンテナ12には、制御部16からLFアンテナ送信部19およびLFアンテナ出力切替部18を介して起動用信号が送られる。アンテナ12から送信された起動用信号は携帯キー21のLFアンテナ24で受信される。これにより携帯キー21の制御装置22は、この携帯キー21特有の識別信号を、RFアンテナ26を介してアンテナ12に送信する。アンテナ12によって受信した携帯キー21の識別信号がRF受信部17を介して制御部16に送られる。すると、制御装置14はドアロック装置13に対して開錠を指示する。これにより使用者はドア6を開放し車内に入り、シート7に着座することになる。このように本実施の形態においては、使用者が、携帯キー21を保持し、車外からドアロックされた車内に乗り込む際に携帯キー21の認証を起動する車外認証起動スイッチを有している。
使用者がシート7に着座した状態では、車内のイグニッションリクエストスイッチ30からアンテナ12を通じて起動用信号が発信される。すると、通信エリア12Aを使って、車外(通信エリア12B)の場合と同様に、アンテナ12と携帯キー21と交信を行い携帯キー21の識別信号を制御部16に伝える。これにより制御部16は、使用者が車内にいることを検知し、エンジン制御装置15を介してエンジンスタートができる。このように本実施の形態においては、使用者が、車内に乗り込んだ後、車内の携帯キー21の認証を起動する車内認証起動スイッチを有している。ここで、使用者の検知には、使用者がシート7に着座するとその使用者の体重による加重を検知することが可能なシート加重センサを用いるとよい。
さて次に、使用者がエンジンを止めて車外に出る場合には、ドア6を開放し車外に出た状態で、通信エリア12Bを使って携帯キー21に対して、車外での交信を行う。そして、通信エリア12Bの外に使用者が立ち去った場合、ドアロックを上記手順で施錠する。
以上のように本実施の形態の場合、携帯キー21に対して起動用信号を送信する車内および車外兼用のアンテナ12を有しているので、従来のようにこの起動用信号を送信するアンテナが、車内外にそれぞれ別々のアンテナを必要としたものに比べ、取り付けスペースを小さくできる。
また、本発明のシステムでは、携帯キー21から遠隔単方向送信手段であるRF信号を送信することにより、機械的なキーをキー穴に挿すことなくドアロックの施錠および開錠動作(キーレスエントリーとして動作)することも可能である。また、使用者が車内に乗り込んだ後、エンジン始動を行うときは、通常、携帯キー21が電池動作可能な場合、遠隔双方向通信手段で認証を行うスマートスタート動作を行い、電池動作が不可能になった場合、近接双方向通信手段で認証を行うイモビライザ動作を行うものにあっては、本発明のシステムでは、携帯キー21の全ての認証機能が、アンテナ12および制御装置14によって実施可能である。この時、近接双方向通信手段もアンテナ12によって可能なため、従来必要だった非常用の機械的なキーは不要であり、ドア6の開口部10に携帯キー21を近接させれば、非常時の認証および開錠制御が可能になる。
すなわち、携帯キー21は、近接双方向通信手段としての動作時は電源不要であり、遠隔双方向通信手段および遠隔単方向送信手段としての動作時は電池を必要とする。また、アンテナ12は、近接双方向通信手段として、携帯キー21が電源不要な認証可能な装置を共用できる。
本実施の形態におけるドアロック動作は、ドアリクエストスイッチ20での起動後認証が成功後、すなわち、制御装置14は、車外認証起動スイッチによる認証が合致した場合、その時点でのドアロックが施錠なら開錠へ、開錠なら施錠するような制御を基本とする。しかしながら、制御装置14は、車両に登録された複数の携帯キーが、車外認証起動スイッチで認証が合致した場合は、まだ別の使用者が存在するためドアロックが開錠の場合でも施錠を行わないように制御することもできる。
また、車内に使用者の存在が確認できる場合、例えば、エンジンがスタートした場合や、使用者検知装置などで使用者が確認できる場合は、不用意に車外から第三者の侵入を防止するため、開錠動作の制御を禁止する。言い換えれば、制御装置14は、使用者が車内に入り、ドア閉め後に車内の所定のスイッチ操作が有り、車内に使用者が検知された場合、車外認証起動スイッチで認証が合致した場合で、ドアロックが施錠状態の場合でも開錠をしないように制御することもできる。
次に、本実施の形態において、制御装置14は、アンテナ12と携帯キー21との交信における通信範囲をドアロック開錠状態の時は狭く、施錠状態の時は広くするようにしてもよい。すなわち、携帯キー21の車内閉じ込め防止のためにLFアンテナ出力切替部18によって通信範囲の大小を切り替え、ドアロックが開錠状態時には通信範囲を狭く、ドアロックが施錠状態には通信範囲を広くする。これにより不用意にドアロックを施錠しても、ドアロックが施錠状態の方が通信範囲が広いため閉じ込めを回避できる。
また、制御装置14は、携帯キー21の電池消耗状態を示す、すなわち電池電圧が所定の値を下回る場合には、車側で警告を所定回数行い、アンテナ12による交信を禁止して、近接認証、またはキーレス動作、すなわちキーレス単方向通信によるドアロック制御に切り替えることにより、電池が完全に消耗する前に使用者は電池の交換時期を気づくことができる。なお、本動作については、携帯キー21側でも管理し、所定の電池電圧を下回る場合には、キーレス単方向通信のみによるドアロック制御に切り替えることも可能である。
また、制御装置14は、ドアロック開錠状態の時は広く、施錠状態の時は狭くする交信の通信範囲を、認証通信速度に基づき制御するようにしてもよい。
キー閉じ込め防止機能が無い場合、車内に携帯キー21を置き忘れて、車外でドアリクエストスイッチ20で認証の起動を行い、携帯キー21の完全電池消耗の直前である場合、ドアロックが施錠されたものの、再度ドアロックを開錠する時点では既に完全電池消耗状態となり携帯キー21が動作できず、閉じ込めが発生する虞がある。本実施の形態ではそのような虞を回避することができる。
本発明の自動車は、携帯キーに対して信号を送るアンテナを1本だけで備えればよく、省スペースが図られ、その分、コンパクトかつ軽量化が実現できる。
【書類名】明細書
【発明の名称】自動車
【技術分野】
【0001】
本発明は、使用者がドアの開閉を携帯キーからの電波交信により行うようにした自動車に関する。
【背景技術】
【0002】
従来のこの種の自動車は、本体と、この本体への出入り部を開閉する金属製のドアと、このドアの開閉操作を行うドアノブと、ドアの施錠を行うドアロック装置とを備え、ドアの内外にそれぞれアンテナを設けた構成となっていた。
【0003】
このような構成を有する従来の自動車においては、使用者が乗車する場合には、車外からドアに近づき、携帯キーを用いスイッチ操作する。すると、携帯キーからドアの外に設けた車外のアンテナとの間で交信が行われる。この交信によってドアロックが開放され使用者は車内に入ることができる。
【0004】
車内に入った使用者は、この携帯キーと車内側のアンテナとの間の交信によって、使用者が車内に入ったことが判断される。これによって、使用者は、例えばエンジンをスタートすることができる。
【0005】
また、使用者が車外に降りるときは、ドアを開放し車外に出た状態で車外アンテナとの交信を行い、使用者が外部に出たことが判断される。その後、車外アンテナと交信できない位置に離れた状態でドアロックが行われる。
【0006】
なお、このような従来の技術に関する先行文献としては、日本特許出願特開2003−221954号公報がある。
【0007】
しかしながら、従来のこの種の自動車においては、携帯キーとの交信を行うために、車内外にアンテナを設けなければならなかった。その結果、その分、取り付けスペースが大きくなってしまうという課題があった。近年、例えば省エネルギー効果を図るために、できるだけ自動車の軽量化が求められるが、このような軽量化を実現するためには、車両細部をできるだけコンパクトにしなければならない。その場合においても、上記従来の自動車のように、車内外に合計2個以上のアンテナを設けることは、その分、取り付けスペースが必要となって車両の軽量化が難しい。
【発明の開示】
【0008】
本発明の自動車は、本体と、この本体への出入り部を開閉する金属製のドアと、このドアの開閉操作を行うドアノブと、ドアの施錠を行うドアロック装置と、ドアノブの取り付け位置に対応する部分に設けられた開口部を覆う電波透過性の蓋と、この蓋のドア内側に設けられたアンテナと、このアンテナに接続されドアロック装置の開閉制御を行う制御装置と、アンテナとの交信を行う携帯キーとを含む。
【0009】
このように、ドアノブの取り付け位置に対応する部分に設けられた開口部を設け、この開口部を電波透過性の蓋で覆うとともに、この蓋のドア内側にアンテナを設ければ、このアンテナを用いて車内側において携帯キーとの交信ができる。一方、車外側においても、開口部を介してアンテナと携帯キーとの交信を行うことができる。この結果、本発明の自動車は、アンテナは1つで良く、その分、省スペースを実現できる。
【発明の効果】
【0010】
本発明の自動車は、携帯キーに対して信号を送るアンテナを1本だけで備えればよく、省スペースが図られ、その分、コンパクトかつ軽量化が実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0011】
以下、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。図1は本発明の実施の形態における自動車の平面図である。図1において、自動車の本体1は、前方のエンジン部2、後方のトランク部3、およびこれらの間の乗車部4とから構成されている。この乗車部4には少なくとも2枚のドア5、6が設けられている。さらに乗車部4内には乗車用のシート7が設けられている。
【0012】
ここで、図1に示すドア6の部分について説明する。図2は図1に示す自動車のドアの正面図、図3は図1に示す自動車のドアの断面図、図4は図1に示す自動車のドアノブの取り付け位置に対応する部分に設けられた開口部の正面図であり、図5は図4の断面図である。
【0013】
図2および図3に示すように、金属製のドア6の上方には窓ガラス8が設けられている。ドア6にはドアノブ9が設けられている。また、このドアノブ9をドア6に取り付けるために、このドアノブ9部分に対応するドア6部分に開口部10が設けられ、この開口部10を利用してドアノブ9が取り付けられている。この開口部10は、電波透過性、例えば合成樹脂製の蓋11で覆われている。この蓋11の車内側にはアンテナ12が設けられている。
【0014】
図4および図5に示すように、アンテナ12は、本実施の形態においては棒状であり、横長状態で設置されている。開口部10もまた横長状態のほぼ長方形であり、図4に示すように、アンテナ12の長辺方向の長さは、開口部10の長辺方向の長さよりも短くなっている。また、アンテナ12の短辺方向の長さは、開口部10の短辺方向の長さよりも短くなっている。すなわち、アンテナ12は、開口部10の内部において長辺方向および短辺方向に対しても、短い状態、すなわち開口部10内に収まる状態となっている。より具体的には、図4に示すように、開口部10の周縁からアンテナ12まで距離“A”および距離“B”離れた状態で、アンテナ12は開口部10内に収容されている。言い換えれば、アンテナ12の端部が、開口部の縁に接することを回避するよう構成されている。
【0015】
また、図5に示すように、アンテナ12は、開口部10から距離“C”として数mmから数cm離れた状態で設置されている。これはアンテナ12と金属製のドア6が接近しすぎると、周波数ずれ等の問題が発生する虞があるためである。
【0016】
次に、図6に示す本発明の実施の形態に関連する制御ブロック図について説明する。図6におけるドアロック装置13は、図1に示すドア6の施錠および開錠を指示するものである。ドアロック装置13は、制御装置14の制御部16に接続されている。図1に示すエンジン部2内に収納されたエンジン制御装置15もまた、制御装置14の制御部16に接続されている。この制御部16にはRF受信部17も接続されている。さらに、制御部16には図2に示すドアノブ9に使用者が触れると作動するドアリクエストスイッチ20も接続されている。また、制御部16には図1に示すイグニッションリクエストスイッチ30も接続されている。アンテナ12は、LFアンテナ出力切替部18を介してLFアンテナ送信部19に接続されている。
【0017】
一方、使用者が携帯する携帯キー21は制御装置22を有している。この制御装置22には、LF受信部23を介してLFアンテナ24が接続され、さらにRF送信部25を介してRFアンテナ26が接続されている。アンテナ12が接続された制御装置14と携帯キー21との交信によって、ドアロック装置13の開閉制御を行うようになっている。
【0018】
この場合、本実施の形態の特徴とするところは、携帯キー21との車側における交信を行うアンテナ12が、1本だけとなっていることである。
【0019】
図7は本発明の実施の形態における自動車の通信エリアを示す図であり、アンテナ12の電波の到達範囲を示している。図7において、破線で示す範囲は車内側の通信エリア12Aであり、一点鎖線で示す範囲は車外側の通信エリア12Bである。
【0020】
図7に示ように、アンテナ12は地上から約90cmの位置に設置されている。車外側の通信エリア12Bは90cm±60cmの範囲であり、最も上方位置は地上150cmである。これは使用者が胸ポケットに携帯キー21を保持している場合にも動作可能な高さを確保できるようしている。車外側の通信エリア12Bの最も下方位置は地上30cmである。これは使用者が鞄等に携帯キー21を収納している場合にも動作可能な高さを確保できるようになっている。
【0021】
上記のような通信エリア12Bを確保するためにも、図7に示すようにアンテナ12は開口部10の中央部に図4に示すような状態で設けている。
【0022】
したがって、図7に示すようにドア6内部にあるアンテナ12であったとしても、車外においてこのように地上30cmから150cmの範囲の通信エリア12Bが確保される。一方、このアンテナ12は車内側においても同様の通信エリア12Aが確保されるようになっている。この車内側の通信エリア12Aは、実際には自動車の天板または屋根と、底板とで上下方向は制限を受けた通信範囲となる。
【0023】
さて、本実施の形態において、携帯キー21を持った使用者が車に乗り込む場合について説明する。まず、使用者は図7においてドア6の外側の通信エリア12Bに接近し、ドアノブ9に設けた図6に示すドアリクエストスイッチ20に触れると、図6に示すアンテナ12には、制御部16からLFアンテナ送信部19およびLFアンテナ出力切替部18を介して起動用信号が送られる。アンテナ12から送信された起動用信号は携帯キー21のLFアンテナ24で受信される。これにより携帯キー21の制御装置22は、この携帯キー21特有の識別信号を、RFアンテナ26を介してアンテナ12に送信する。アンテナ12によって受信した携帯キー21の識別信号がRF受信部17を介して制御部16に送られる。すると、制御装置14はドアロック装置13に対して開錠を指示する。これにより使用者はドア6を開放し車内に入り、シート7に着座することになる。このように本実施の形態においては、使用者が、携帯キー21を保持し、車外からドアロックされた車内に乗り込む際に携帯キー21の認証を起動する車外認証起動スイッチを有している。
【0024】
使用者がシート7に着座した状態では、車内のイグニッションリクエストスイッチ30からアンテナ12を通じて起動用信号が発信される。すると、通信エリア12Aを使って、車外(通信エリア12B)の場合と同様に、アンテナ12と携帯キー21と交信を行い携帯キー21の識別信号を制御部16に伝える。これにより制御部16は、使用者が車内にいることを検知し、エンジン制御装置15を介してエンジンスタートができる。このように本実施の形態においては、使用者が、車内に乗り込んだ後、車内の携帯キー21の認証を起動する車内認証起動スイッチを有している。ここで、使用者の検知には、使用者がシート7に着座するとその使用者の体重による加重を検知することが可能なシート加重センサを用いるとよい。
【0025】
さて次に、使用者がエンジンを止めて車外に出る場合には、ドア6を開放し車外に出た状態で、通信エリア12Bを使って携帯キー21に対して、車外での交信を行う。そして、通信エリア12Bの外に使用者が立ち去った場合、ドアロックを上記手順で施錠する。
【0026】
以上のように本実施の形態の場合、携帯キー21に対して起動用信号を送信する車内および車外兼用のアンテナ12を有しているので、従来のようにこの起動用信号を送信するアンテナが、車内外にそれぞれ別々のアンテナを必要としたものに比べ、取り付けスペースを小さくできる。
【0027】
また、本発明のシステムでは、携帯キー21から遠隔単方向送信手段であるRF信号を送信することにより、機械的なキーをキー穴に挿すことなくドアロックの施錠および開錠動作(キーレスエントリーとして動作)することも可能である。また、使用者が車内に乗り込んだ後、エンジン始動を行うときは、通常、携帯キー21が電池動作可能な場合、遠隔双方向通信手段で認証を行うスマートスタート動作を行い、電池動作が不可能になった場合、近接双方向通信手段で認証を行うイモビライザ動作を行うものにあっては、本発明のシステムでは、携帯キー21の全ての認証機能が、アンテナ12および制御装置14によって実施可能である。この時、近接双方向通信手段もアンテナ12によって可能なため、従来必要だった非常用の機械的なキーは不要であり、ドア6の開口部10に携帯キー21を近接させれば、非常時の認証および開錠制御が可能になる。
【0028】
すなわち、携帯キー21は、近接双方向通信手段としての動作時は電源不要であり、遠隔双方向通信手段および遠隔単方向送信手段としての動作時は電池を必要とする。また、アンテナ12は、近接双方向通信手段として、携帯キー21が電源不要な認証可能な装置を共用できる。
【0029】
本実施の形態におけるドアロック動作は、ドアリクエストスイッチ20での起動後認証が成功後、すなわち、制御装置14は、車外認証起動スイッチによる認証が合致した場合、その時点でのドアロックが施錠なら開錠へ、開錠なら施錠するような制御を基本とする。しかしながら、制御装置14は、車両に登録された複数の携帯キーが、車外認証起動スイッチで認証が合致した場合は、まだ別の使用者が存在するためドアロックが開錠の場合でも施錠を行わないように制御することもできる。
【0030】
また、車内に使用者の存在が確認できる場合、例えば、エンジンがスタートした場合や、使用者検知装置などで使用者が確認できる場合は、不用意に車外から第三者の侵入を防止するため、開錠動作の制御を禁止する。言い換えれば、制御装置14は、使用者が車内に入り、ドア閉め後に車内の所定のスイッチ操作が有り、車内に使用者が検知された場合、車外認証起動スイッチで認証が合致した場合で、ドアロックが施錠状態の場合でも開錠をしないように制御することもできる。
【0031】
次に、本実施の形態において、制御装置14は、アンテナ12と携帯キー21との交信における通信範囲をドアロック開錠状態の時は狭く、施錠状態の時は広くするようにしてもよい。すなわち、携帯キー21の車内閉じ込め防止のためにLFアンテナ出力切替部18によって通信範囲の大小を切り替え、ドアロックが開錠状態時には通信範囲を狭く、ドアロックが施錠状態には通信範囲を広くする。これにより不用意にドアロックを施錠しても、ドアロックが施錠状態の方が通信範囲が広いため閉じ込めを回避できる。
【0032】
また、制御装置14は、携帯キー21の電池消耗状態を示す、すなわち電池電圧が所定の値を下回る場合には、車側で警告を所定回数行い、アンテナ12による交信を禁止して、近接認証、またはキーレス動作、すなわちキーレス単方向通信によるドアロック制御に切り替えることにより、電池が完全に消耗する前に使用者は電池の交換時期を気づくことができる。なお、本動作については、携帯キー21側でも管理し、所定の電池電圧を下回る場合には、キーレス単方向通信のみによるドアロック制御に切り替えることも可能である。
【0033】
また、制御装置14は、ドアロック開錠状態の時は広く、施錠状態の時は狭くする交信の通信範囲を、認証通信速度に基づき制御するようにしてもよい。
【0034】
キー閉じ込め防止機能が無い場合、車内に携帯キー21を置き忘れて、車外でドアリクエストスイッチ20で認証の起動を行い、携帯キー21の完全電池消耗の直前である場合、ドアロックが施錠されたものの、再度ドアロックを開錠する時点では既に完全電池消耗状態となり携帯キー21が動作できず、閉じ込めが発生する虞がある。本実施の形態ではそのような虞を回避することができる。
【産業上の利用可能性】
【0035】
本発明の自動車は、携帯キーに対して信号を送るアンテナを1本だけで備えればよく、省スペースが図られ、その分、コンパクトかつ軽量化が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【0036】
【図1】本発明の実施の形態における自動車の平面図
【図2】図1に示す自動車のドアの正面図
【図3】図1に示す自動車のドアの断面図
【図4】図1に示す自動車のドアノブの取り付け位置に対応する部分に設けられた開口部の正面図
【図5】図4に示す開口部およびその近傍の断面図
【図6】本発明の実施の形態に関連する制御ブロック図
【図7】本発明の実施の形態における自動車の通信エリアを示す図
【符号の説明】
【0037】
1 本体
6 ドア
9 ドアノブ
10 開口部
11 蓋
12 アンテナ
13 ドアロック装置
14 制御装置
20 ドアリクエストスイッチ
21 携帯キー
【発明の名称】自動車
【技術分野】
【0001】
本発明は、使用者がドアの開閉を携帯キーからの電波交信により行うようにした自動車に関する。
【背景技術】
【0002】
従来のこの種の自動車は、本体と、この本体への出入り部を開閉する金属製のドアと、このドアの開閉操作を行うドアノブと、ドアの施錠を行うドアロック装置とを備え、ドアの内外にそれぞれアンテナを設けた構成となっていた。
【0003】
このような構成を有する従来の自動車においては、使用者が乗車する場合には、車外からドアに近づき、携帯キーを用いスイッチ操作する。すると、携帯キーからドアの外に設けた車外のアンテナとの間で交信が行われる。この交信によってドアロックが開放され使用者は車内に入ることができる。
【0004】
車内に入った使用者は、この携帯キーと車内側のアンテナとの間の交信によって、使用者が車内に入ったことが判断される。これによって、使用者は、例えばエンジンをスタートすることができる。
【0005】
また、使用者が車外に降りるときは、ドアを開放し車外に出た状態で車外アンテナとの交信を行い、使用者が外部に出たことが判断される。その後、車外アンテナと交信できない位置に離れた状態でドアロックが行われる。
【0006】
なお、このような従来の技術に関する先行文献としては、日本特許出願特開2003−221954号公報がある。
【0007】
しかしながら、従来のこの種の自動車においては、携帯キーとの交信を行うために、車内外にアンテナを設けなければならなかった。その結果、その分、取り付けスペースが大きくなってしまうという課題があった。近年、例えば省エネルギー効果を図るために、できるだけ自動車の軽量化が求められるが、このような軽量化を実現するためには、車両細部をできるだけコンパクトにしなければならない。その場合においても、上記従来の自動車のように、車内外に合計2個以上のアンテナを設けることは、その分、取り付けスペースが必要となって車両の軽量化が難しい。
【発明の開示】
【0008】
本発明の自動車は、本体と、この本体への出入り部を開閉する金属製のドアと、このドアの開閉操作を行うドアノブと、ドアの施錠を行うドアロック装置と、ドアノブの取り付け位置に対応する部分に設けられた開口部を覆う電波透過性の蓋と、この蓋のドア内側に設けられたアンテナと、このアンテナに接続されドアロック装置の開閉制御を行う制御装置と、アンテナとの交信を行う携帯キーとを含む。
【0009】
このように、ドアノブの取り付け位置に対応する部分に設けられた開口部を設け、この開口部を電波透過性の蓋で覆うとともに、この蓋のドア内側にアンテナを設ければ、このアンテナを用いて車内側において携帯キーとの交信ができる。一方、車外側においても、開口部を介してアンテナと携帯キーとの交信を行うことができる。この結果、本発明の自動車は、アンテナは1つで良く、その分、省スペースを実現できる。
【発明の効果】
【0010】
本発明の自動車は、携帯キーに対して信号を送るアンテナを1本だけで備えればよく、省スペースが図られ、その分、コンパクトかつ軽量化が実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0011】
以下、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。図1は本発明の実施の形態における自動車の平面図である。図1において、自動車の本体1は、前方のエンジン部2、後方のトランク部3、およびこれらの間の乗車部4とから構成されている。この乗車部4には少なくとも2枚のドア5、6が設けられている。さらに乗車部4内には乗車用のシート7が設けられている。
【0012】
ここで、図1に示すドア6の部分について説明する。図2は図1に示す自動車のドアの正面図、図3は図1に示す自動車のドアの断面図、図4は図1に示す自動車のドアノブの取り付け位置に対応する部分に設けられた開口部の正面図であり、図5は図4の断面図である。
【0013】
図2および図3に示すように、金属製のドア6の上方には窓ガラス8が設けられている。ドア6にはドアノブ9が設けられている。また、このドアノブ9をドア6に取り付けるために、このドアノブ9部分に対応するドア6部分に開口部10が設けられ、この開口部10を利用してドアノブ9が取り付けられている。この開口部10は、電波透過性、例えば合成樹脂製の蓋11で覆われている。この蓋11の車内側にはアンテナ12が設けられている。
【0014】
図4および図5に示すように、アンテナ12は、本実施の形態においては棒状であり、横長状態で設置されている。開口部10もまた横長状態のほぼ長方形であり、図4に示すように、アンテナ12の長辺方向の長さは、開口部10の長辺方向の長さよりも短くなっている。また、アンテナ12の短辺方向の長さは、開口部10の短辺方向の長さよりも短くなっている。すなわち、アンテナ12は、開口部10の内部において長辺方向および短辺方向に対しても、短い状態、すなわち開口部10内に収まる状態となっている。より具体的には、図4に示すように、開口部10の周縁からアンテナ12まで距離“A”および距離“B”離れた状態で、アンテナ12は開口部10内に収容されている。言い換えれば、アンテナ12の端部が、開口部の縁に接することを回避するよう構成されている。
【0015】
また、図5に示すように、アンテナ12は、開口部10から距離“C”として数mmから数cm離れた状態で設置されている。これはアンテナ12と金属製のドア6が接近しすぎると、周波数ずれ等の問題が発生する虞があるためである。
【0016】
次に、図6に示す本発明の実施の形態に関連する制御ブロック図について説明する。図6におけるドアロック装置13は、図1に示すドア6の施錠および開錠を指示するものである。ドアロック装置13は、制御装置14の制御部16に接続されている。図1に示すエンジン部2内に収納されたエンジン制御装置15もまた、制御装置14の制御部16に接続されている。この制御部16にはRF受信部17も接続されている。さらに、制御部16には図2に示すドアノブ9に使用者が触れると作動するドアリクエストスイッチ20も接続されている。また、制御部16には図1に示すイグニッションリクエストスイッチ30も接続されている。アンテナ12は、LFアンテナ出力切替部18を介してLFアンテナ送信部19に接続されている。
【0017】
一方、使用者が携帯する携帯キー21は制御装置22を有している。この制御装置22には、LF受信部23を介してLFアンテナ24が接続され、さらにRF送信部25を介してRFアンテナ26が接続されている。アンテナ12が接続された制御装置14と携帯キー21との交信によって、ドアロック装置13の開閉制御を行うようになっている。
【0018】
この場合、本実施の形態の特徴とするところは、携帯キー21との車側における交信を行うアンテナ12が、1本だけとなっていることである。
【0019】
図7は本発明の実施の形態における自動車の通信エリアを示す図であり、アンテナ12の電波の到達範囲を示している。図7において、破線で示す範囲は車内側の通信エリア12Aであり、一点鎖線で示す範囲は車外側の通信エリア12Bである。
【0020】
図7に示ように、アンテナ12は地上から約90cmの位置に設置されている。車外側の通信エリア12Bは90cm±60cmの範囲であり、最も上方位置は地上150cmである。これは使用者が胸ポケットに携帯キー21を保持している場合にも動作可能な高さを確保できるようしている。車外側の通信エリア12Bの最も下方位置は地上30cmである。これは使用者が鞄等に携帯キー21を収納している場合にも動作可能な高さを確保できるようになっている。
【0021】
上記のような通信エリア12Bを確保するためにも、図7に示すようにアンテナ12は開口部10の中央部に図4に示すような状態で設けている。
【0022】
したがって、図7に示すようにドア6内部にあるアンテナ12であったとしても、車外においてこのように地上30cmから150cmの範囲の通信エリア12Bが確保される。一方、このアンテナ12は車内側においても同様の通信エリア12Aが確保されるようになっている。この車内側の通信エリア12Aは、実際には自動車の天板または屋根と、底板とで上下方向は制限を受けた通信範囲となる。
【0023】
さて、本実施の形態において、携帯キー21を持った使用者が車に乗り込む場合について説明する。まず、使用者は図7においてドア6の外側の通信エリア12Bに接近し、ドアノブ9に設けた図6に示すドアリクエストスイッチ20に触れると、図6に示すアンテナ12には、制御部16からLFアンテナ送信部19およびLFアンテナ出力切替部18を介して起動用信号が送られる。アンテナ12から送信された起動用信号は携帯キー21のLFアンテナ24で受信される。これにより携帯キー21の制御装置22は、この携帯キー21特有の識別信号を、RFアンテナ26を介してアンテナ12に送信する。アンテナ12によって受信した携帯キー21の識別信号がRF受信部17を介して制御部16に送られる。すると、制御装置14はドアロック装置13に対して開錠を指示する。これにより使用者はドア6を開放し車内に入り、シート7に着座することになる。このように本実施の形態においては、使用者が、携帯キー21を保持し、車外からドアロックされた車内に乗り込む際に携帯キー21の認証を起動する車外認証起動スイッチを有している。
【0024】
使用者がシート7に着座した状態では、車内のイグニッションリクエストスイッチ30からアンテナ12を通じて起動用信号が発信される。すると、通信エリア12Aを使って、車外(通信エリア12B)の場合と同様に、アンテナ12と携帯キー21と交信を行い携帯キー21の識別信号を制御部16に伝える。これにより制御部16は、使用者が車内にいることを検知し、エンジン制御装置15を介してエンジンスタートができる。このように本実施の形態においては、使用者が、車内に乗り込んだ後、車内の携帯キー21の認証を起動する車内認証起動スイッチを有している。ここで、使用者の検知には、使用者がシート7に着座するとその使用者の体重による加重を検知することが可能なシート加重センサを用いるとよい。
【0025】
さて次に、使用者がエンジンを止めて車外に出る場合には、ドア6を開放し車外に出た状態で、通信エリア12Bを使って携帯キー21に対して、車外での交信を行う。そして、通信エリア12Bの外に使用者が立ち去った場合、ドアロックを上記手順で施錠する。
【0026】
以上のように本実施の形態の場合、携帯キー21に対して起動用信号を送信する車内および車外兼用のアンテナ12を有しているので、従来のようにこの起動用信号を送信するアンテナが、車内外にそれぞれ別々のアンテナを必要としたものに比べ、取り付けスペースを小さくできる。
【0027】
また、本発明のシステムでは、携帯キー21から遠隔単方向送信手段であるRF信号を送信することにより、機械的なキーをキー穴に挿すことなくドアロックの施錠および開錠動作(キーレスエントリーとして動作)することも可能である。また、使用者が車内に乗り込んだ後、エンジン始動を行うときは、通常、携帯キー21が電池動作可能な場合、遠隔双方向通信手段で認証を行うスマートスタート動作を行い、電池動作が不可能になった場合、近接双方向通信手段で認証を行うイモビライザ動作を行うものにあっては、本発明のシステムでは、携帯キー21の全ての認証機能が、アンテナ12および制御装置14によって実施可能である。この時、近接双方向通信手段もアンテナ12によって可能なため、従来必要だった非常用の機械的なキーは不要であり、ドア6の開口部10に携帯キー21を近接させれば、非常時の認証および開錠制御が可能になる。
【0028】
すなわち、携帯キー21は、近接双方向通信手段としての動作時は電源不要であり、遠隔双方向通信手段および遠隔単方向送信手段としての動作時は電池を必要とする。また、アンテナ12は、近接双方向通信手段として、携帯キー21が電源不要な認証可能な装置を共用できる。
【0029】
本実施の形態におけるドアロック動作は、ドアリクエストスイッチ20での起動後認証が成功後、すなわち、制御装置14は、車外認証起動スイッチによる認証が合致した場合、その時点でのドアロックが施錠なら開錠へ、開錠なら施錠するような制御を基本とする。しかしながら、制御装置14は、車両に登録された複数の携帯キーが、車外認証起動スイッチで認証が合致した場合は、まだ別の使用者が存在するためドアロックが開錠の場合でも施錠を行わないように制御することもできる。
【0030】
また、車内に使用者の存在が確認できる場合、例えば、エンジンがスタートした場合や、使用者検知装置などで使用者が確認できる場合は、不用意に車外から第三者の侵入を防止するため、開錠動作の制御を禁止する。言い換えれば、制御装置14は、使用者が車内に入り、ドア閉め後に車内の所定のスイッチ操作が有り、車内に使用者が検知された場合、車外認証起動スイッチで認証が合致した場合で、ドアロックが施錠状態の場合でも開錠をしないように制御することもできる。
【0031】
次に、本実施の形態において、制御装置14は、アンテナ12と携帯キー21との交信における通信範囲をドアロック開錠状態の時は狭く、施錠状態の時は広くするようにしてもよい。すなわち、携帯キー21の車内閉じ込め防止のためにLFアンテナ出力切替部18によって通信範囲の大小を切り替え、ドアロックが開錠状態時には通信範囲を狭く、ドアロックが施錠状態には通信範囲を広くする。これにより不用意にドアロックを施錠しても、ドアロックが施錠状態の方が通信範囲が広いため閉じ込めを回避できる。
【0032】
また、制御装置14は、携帯キー21の電池消耗状態を示す、すなわち電池電圧が所定の値を下回る場合には、車側で警告を所定回数行い、アンテナ12による交信を禁止して、近接認証、またはキーレス動作、すなわちキーレス単方向通信によるドアロック制御に切り替えることにより、電池が完全に消耗する前に使用者は電池の交換時期を気づくことができる。なお、本動作については、携帯キー21側でも管理し、所定の電池電圧を下回る場合には、キーレス単方向通信のみによるドアロック制御に切り替えることも可能である。
【0033】
また、制御装置14は、ドアロック開錠状態の時は広く、施錠状態の時は狭くする交信の通信範囲を、認証通信速度に基づき制御するようにしてもよい。
【0034】
キー閉じ込め防止機能が無い場合、車内に携帯キー21を置き忘れて、車外でドアリクエストスイッチ20で認証の起動を行い、携帯キー21の完全電池消耗の直前である場合、ドアロックが施錠されたものの、再度ドアロックを開錠する時点では既に完全電池消耗状態となり携帯キー21が動作できず、閉じ込めが発生する虞がある。本実施の形態ではそのような虞を回避することができる。
【産業上の利用可能性】
【0035】
本発明の自動車は、携帯キーに対して信号を送るアンテナを1本だけで備えればよく、省スペースが図られ、その分、コンパクトかつ軽量化が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【0036】
【図1】本発明の実施の形態における自動車の平面図
【図2】図1に示す自動車のドアの正面図
【図3】図1に示す自動車のドアの断面図
【図4】図1に示す自動車のドアノブの取り付け位置に対応する部分に設けられた開口部の正面図
【図5】図4に示す開口部およびその近傍の断面図
【図6】本発明の実施の形態に関連する制御ブロック図
【図7】本発明の実施の形態における自動車の通信エリアを示す図
【符号の説明】
【0037】
1 本体
6 ドア
9 ドアノブ
10 開口部
11 蓋
12 アンテナ
13 ドアロック装置
14 制御装置
20 ドアリクエストスイッチ
21 携帯キー
Claims (13)
- 本体と、
前記本体への出入り部を開閉する金属製のドアと、
前記ドアの開閉操作を行うドアノブと、
前記ドアの施錠を行うドアロック装置と、
前記ドアノブの取り付け位置に対応する部分に設けられた開口部を覆う電波透過性の蓋と、
前記蓋のドア内側に設けられたアンテナと、
前記アンテナに接続され、前記ドアロック装置の開閉制御を行う制御装置と、
前記アンテナとの交信を行う携帯キーとを含む自動車。 - 前記アンテナは、前記開口部内に収容される請求項1記載の自動車。
- 前記アンテナの端部が、前記開口部の周縁に接することを回避した請求項2記載の自動車。
- さらに、使用者が前記携帯キーを保持し車外からドアロックされた車内に乗り込む際に、前記携帯キーの認証を起動する車外認証起動スイッチと、
前記使用者が車内に乗り込んだ後、車内の前記携帯キーの認証を起動する車内認証起動スイッチとを設けた請求項1記載の自動車。 - 前記アンテナは、近接双方向通信手段として、前記携帯キーが電源不要な認証可能な装置を共用できる請求項1記載の自動車。
- 前記携帯キーは、近接双方向通信手段としての動作時は電源不要であり、遠隔双方向通信手段および遠隔単方向送信手段としての動作時は電池を必要とする請求項1記載の自動車。
- 前記制御装置は、前記車外認証起動スイッチで認証が合致した場合、ドアロックが施錠状態の場合は開錠、開錠の場合は施錠を行う請求項4記載の自動車。
- 前記制御装置は、前記ドア閉め後に車内に使用者が検知された場合でかつ前記車外認証起動スイッチで認証が合致した場合、ドアロックが施錠状態の場合でも開錠を禁止する請求項4記載の自動車。
- 前記使用者の検知には、シート加重センサを用いる請求項8記載の自動車。
- 前記制御装置は、前記自動車に登録された複数の前記携帯キーが、前記車外認証起動スイッチで認証が合致した場合、ドアロックが開錠の場合でも施錠を禁止する請求項4記載の自動車。
- 前記制御装置は、前記交信の通信範囲をドアロック開錠状態の時は狭く、施錠状態の時は広くする請求項4記載の自動車。
- 認証通信速度に基づき前記通信範囲を制御する請求項11記載の自動車。
- 前記制御装置は、前記携帯キーの電池消耗時には、所定の回数警告をして、近接認証またはキーレス動作に切り替える請求項4記載の自動車。
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