JP6115731B2 - 車両用制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両のドアを開閉するための車両用ドアハンドルを含む車両用制御装置に関する。

車両の利用者が所持する携帯機とで構成されるスマートエントリーシステムが実用化されている。このスマートエントリーシステムは、車載装置と携帯機との間で無線通信による照合が成立すれば、機械式キーでの操作を行わなくても、ドアの施錠／解錠やエンジンの始動許可等の制御を実行できる。

また、スマートエントリーシステムにおいて、ドアハンドルに発光部材を内蔵し、無線通信を経てドアが解錠可能であることを発光部材の光でユーザに知らせる技術が開示されている（特許文献１参照）。

特許第３９０１０３４号公報

特許文献１では、発明の実施の形態の図３のように、ドアハンドルで発光部材を光らせるために、ＥＣＵ（車載装置）〜ドアハンドル内のイルミドライバ（発光部材を光らせるための回路）間のハーネス（制御線）と、ＥＣＵ内で実行するイルミ出力制御プログラムを必要とする。つまり、既存の車両でドアの発光機能を実現するためには、ドアハンドルの交換およびハーネスの追加に加え、ＥＣＵの交換（あるいは、プログラムの書き換え）の作業を行う必要があり、多くの時間・コストを要する。

上記問題点を背景として、本発明は、より低コストで、車両の状態に応じてドアハンドルで発光部材を光らせることができ、既存の車両にも適用可能な車両用制御装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するための車両用制御装置は、外部からの制御信号に基づいて、予め定められた機能動作を行う機能動作部と、機能動作部とは別に構成された、制御信号を取得する信号取得部と、取得した制御信号の周期を検知する検知部と、車両のドアを開閉するための車両用ドアハンドルに取り付けられた発光部材と、制御信号の周期に基づいて、発光部材に対して点灯または消灯の指令信号を出力する信号出力部と、を含む、点灯制御部と、を備える。

上記構成によって、ドアハンドルの交換（あるいは、ドアハンドルへの発光部材の追加）やハーネスの追加、および、例えば、ドアパネル内への点灯制御部の追加のみ行えばよく、ＥＣＵの交換やイルミ出力制御プログラムの追加は不要となる。よって、新たなＥＣＵやイルミ出力制御プログラムの設計を行う必要がないので、その分のコストを低減できる。

本発明の車両用制御装置をスマートエントリーシステムに適用した場合のシステムブロック図。 第１送信アンテナおよび第１オシレータの電気的構成を示す図。 ドアハンドルの断面概略図。 イルミドライバの詳細を示す図。 図４のイルミドライバの各端子の状態を示す図。 イルミドライバの詳細の別例を示す図。 図６のイルミドライバの各端子の状態を示す図。

図１に、本発明の車両用制御装置を車両のスマートエントリーシステム１に適用したシステムブロック図を示す。なお、本発明の構成のうち、特許文献１と同様のものについては、概略のみを述べる。スマートエントリーシステム１は、ドアパネル１０に取り付けられた第１オシレータ３０（本発明の機能動作部、リクエスト信号出力部）、ドアハンドル２０に取り付けられた発光部材２４、車両に取り付けられた車載装置４０、ユーザが所持する携帯機６０を含む。

ドアパネル１０には、車両のドアを解錠／施錠するドアロック機構１１、ドアロック機構１１の作動を制御するドアＥＣＵ１２、ドアパネルの車外側に取り付けられるとともに、車外と通信を行う第１送信アンテナ２１を内蔵するドアハンドル２０、ドアハンドル２０の第１送信アンテナ２１と接続する第１オシレータ３０とが設けられている。

ドアハンドル２０には、第１送信アンテナ２１の他に、ドア解錠用検出センサ電極２２、ドア施錠用検出センサ電極２３、および発光部材２４が内蔵される（図３参照）。

車載装置４０は、ＥＣＵ４４（本発明の照合部、動作許可部）と、ＥＣＵ４４に接続された、車内での通信を行う第２送信アンテナ４１と、第２送信アンテナ４１と接続する第２オシレータ４２と、受信チューナー４３（本発明の受信部）と、メモリ４５とを含む。第２送信アンテナ４１は車室のセンターコンソール等の、電波が車内に放射できる場所に設けられ、ＥＣＵ４４は第２オシレータ４２および受信チューナー４３と接続している。受信チューナー４３は、例えば車内のインナーミラー（図示せず）等に取り付けられている。

メモリ４５は、フラッシュメモリ等の不揮発性記憶媒体を用い、ドアの解錠／施錠を行うコード、エンジン（図示せず）の始動を行うコード、ＩＤコード照合のためのマスタコード等のコードを記憶する。

ＥＣＵ４４には、イグニッション等のスイッチ操作を検出する操作検出部５１、ドアの開閉を検出するドア開閉検出部５２、および車速や窓の開閉を各種センサにより検出するセンサ群５３が接続される。本実施形態ではシステム全体の制御を行うＥＣＵ４４と、ドアロック機構１１の作動を制御するドアＥＣＵ１２とを別体で設けているが、これらＥＣＵ４４、１２を一体のＥＣＵとしてもよい。

さらに、ＥＣＵ４４には、エンジンＥＣＵ５４、ステアリングロックＥＣＵ５５およびイモビライザＥＣＵ５６が接続される。ステアリングロックＥＣＵ５５は、ＥＣＵ４４の指示に基づき、機械的にステアリング操作の許可／禁止を制御する。イモビライザＥＣＵ５６は、携帯機６０の照合が正しく行われなかったときに、エンジン５４ＥＣＵに対し、燃料供給あるいは始動の禁止を指示する旨の制御信号を出力する。

ＥＣＵ４４は、第１オシレータ３０と第２オシレータ４２に各々リクエスト信号（車外リクエスト信号および車内リクエスト信号、本発明の制御信号）の送信を指示する。そして、第１オシレータ３０と第２オシレータ４２は、指示に基づいて、それぞれ、第１送信アンテナ２１と第２送信アンテナ４１から携帯機６０に対してリクエスト信号を送信する。本実施例では、リクエスト信号の周波数は、１３４ｋＨｚ（ＬＦ帯）を用いる。

リクエスト信号に応答して、携帯機６０から出力される応答信号は受信チューナー４３で受信する。本実施例では、応答信号の周波数は、３１５ＭＨｚ（ＲＦ帯）を用いる。ＩＤコードは、受信チューナー４３で復調してＥＣＵ４４に入力する。

携帯機６０は、送信アンテナ６２と受信アンテナ６４を含む。送信アンテナ６２は、ＩＤコードを含む応答信号を車両に対して送信する。受信アンテナ６４は、車両からのリクエスト信号を受信する。送信アンテナ６２と受信アンテナ６４は、コントローラ６８に接続される送受信回路６６に接続される。

受信アンテナ６４で受信したリクエスト信号（車外リクエスト信号）は、送受信回路６６で復調してコントローラ６８に入力する。コントローラ６８は、メモリ７０に記憶されたＩＤコードを送受信回路６６に送信する。送受信回路６６はＩＤコードを変調し、応答信号として送信アンテナ６２から車両の受信チューナー４３に対して送信する。

上述の構成が、「機能動作部は、車両に備えられた車載装置とユーザが所持する携帯機とを備え、車載装置は、携帯機に対してリクエスト信号を出力するリクエスト信号出力部と、該リクエスト信号の受信に基づいて携帯機から送信される応答信号を受信する受信部と、受信した応答信号に含まれるＩＤコードと予め記憶されたマスタコードとを照合する照合部と、その照合結果に基づいて予め定められた動作を許可する動作許可部と、を備えるスマートエントリーシステムのリクエスト信号出力部であり、制御信号は、リクエスト信号出力部からリクエスト信号を出力させるための出力指示信号である」ものである。

本構成によって、スマートエントリーシステムにおいて、例えば、通常のリクエスト信号の送信周期と、携帯機の照合結果のリクエスト信号の送信周期とを異なるものとすれば、携帯機の照合結果が正しいときのみ発光部材を点灯することができる。

図２に、第１送信アンテナ２１および第１オシレータ３０の電気的構成を示す。図３に、ドアハンドル２０の断面概略図を示す。図３のように、ドアハンドル２０は中央のグリップ部ＧＰを手で握り、これを動作させることによりドアを開作動可能とするグリップ型ハンドルである。グリップ型ハンドル以外の型式（例えば、逆手であけるプル式ハンドル）でもよい。

図２に戻り、第１オシレータ３０は、送信用アンプ３１と、センサドライバ３２と、イルミドライバ３３（本発明の点灯制御部、詳細は後述）とを含む。

ＥＣＵ４４から出力される車外リクエスト信号は、ＣＬＧ端子に入力されて送信用アンプ３１にて変調増幅され、ＡＮＴ１端子、ＡＮＴ２端子にそれぞれ接続された第１送信アンテナ２１に送られる。

ＳＥＬ端子には、ＥＣＵ４４からのセンサドライバ３２の起動／停止のための信号が入力される。センサドライバ３２は、例えば、起動信号（電源のオン／オフ信号でもよい）が入力されたとき、通常モードよりも消費電力の少ないスリープモードから通常モードに遷移する。また、停止信号が入力されたとき、通常モードからスリープモードに遷移する。センサドライバ３２は、ＳＧＴ１端子を介してドア施錠用センサ電極２３の検出を、ＳＧＴ２端子を介してドア解錠用センサ電極２２の検出をそれぞれ行う。

第１送信アンテナ２１は、直方体状のフェライトコア２１Ａと、フェライトコア２１Ａの長手方向に対して垂直に巻かれたコイル２１Ｂとで構成される。

ドア解錠用センサ電極２２およびドア施錠用センサ電極２３は、周知の静電容量式センサ電極である。ドア解錠用センサ電極２２は、ドアハンドル２０の裏側（図３の下側）に内蔵され、ユーザがドアを開ける際のドアハンドル２０の操作（ドアハンドル２０との接触）を検知する。ドア施錠用センサ電極２３は、ドアハンドル２０の表側（図３の上側）に内蔵され、ユーザがドアを閉じる際のドアハンドル２０の操作（ドアハンドル２０との接触）を検知する。なお、これらのセンサ電極２２、２３の代わりに、ユーザによるオン操作を検知する操作スイッチを用いてもよい。

ドア解錠用センサ電極２２からの信号はＳＧＴ２端子に入力され、ドア施錠用センサ電極２３からの信号はＳＧＴ１端子に入力される。センサドライバ３２は、ＳＧＴ１端子あるいはＳＧＴ２端子からの信号の変化を検出したときに、対応する信号を、ＳＥＮＳ端子からＥＣＵ４４へ出力する。

なお、第１送信アンテナ２１、両センサ電極２２、２３および発光部材２４の各端子と、第１オシレータ３０の対応する端子とは、信号線にて電気的に接続されている。

発光部材２４は、例えば高輝度ＬＥＤである発光ダイオードＤ０および電流制限用の抵抗Ｒｄを含む。図３のように、発光部材２４はケース状の光拡散樹脂２５に覆われて、さらに光拡散樹脂２５を覆う透明アクリル２６とともに、ドアハンドル２０の端部に形成される収容部２０Ａに収容される。光拡散樹脂２５は光を拡散する樹脂であり、光拡散樹脂２５で発光ダイオードＤ０を覆うことによって、点光源である発光ダイオードＤ０が均一な面光源となり、ユーザが視認しやすくなる。

上述のスマートエントリーシステム１の発光部材２４の点灯制御以外の動作は、特許文献１と同様であるため、ここでの説明は割愛する。

図４のように、イルミドライバ３３は、ＳＥＬ１端子、ＣＬＧ１端子、およびＩＬＭ１端子を備え、それぞれ、第１オシレータ３０のＳＥＬ端子、ＣＬＧ端子、およびＩＬＭ２端子に接続される。

ＳＥＬ１端子は、イルミドライバ３３内では、例えば周知のオペアンプで構成された比較器ＣＭＰ（本発明の信号出力部）の負電源端子Ｖｓｓに、抵抗Ｒ３を介して接続される。また、ＳＥＬ１端子は、比較器ＣＭＰの非反転入力端子ＩＮ（＋）に、可変抵抗Ｒ２（本発明の調整部）を介して接続される。

上述の構成が、「点灯制御部は、制御信号の取得状態に応じて基準電圧を調整するための調整部を備える」ものである。本構成によって、制御信号に関係なく、１つのハードウエアで対応できるので、製造コストを削減できるとともに、品番管理を省力化できる。

比較器ＣＭＰの非反転入力端子ＩＮ（＋）には、ＳＥＬ１端子からの入力電圧を可変抵抗Ｒ２で分圧したものが基準電圧Ｖｒｅｆとして印加される。比較器ＣＭＰの正電源端子Ｖｄｄは、接地に接続される。

上述の構成が、「基準電圧は、外部より信号出力部に供給される電源から生成する」ものである。本構成によって、点灯制御部は、独自の電源供給回路を備える必要はなく、製造コストを低減できる。

ＣＬＧ１端子は、比較器ＣＭＰの反転入力端子（−）に、逆流防止用ダイオードＤ１を介して接続される。逆流防止用ダイオードＤ１と反転入力端子ＩＮ（−）との間には、接地との間にコンデンサＣ１および抵抗Ｒ１（本発明の信号取得部、検知部）が並列接続されている。これらコンデンサＣ１および抵抗Ｒ１により、高周波フィルタを構成している。

上述の構成が、「信号取得部は、制御信号の取得状態に応じて電荷を蓄積するコンデンサを含み、検知部は、コンデンサが生ずる電圧に基づいて制御信号の周期を検知する」ものである。本構成によって、ハードウエアのみの簡易な構成で（すなわち、イルミ出力制御プログラムは不要）、制御信号の周期を検知できる。

ＣＬＧ１端子に車外リクエスト信号が入力されると、車外リクエスト信号の電圧に応じてコンデンサＣ１に電荷が蓄積され、車外リクエスト信号が入力されなくなると放電し、放電した電流は抵抗Ｒ１に流れる。このときの抵抗Ｒ１の両端の電圧Ｖｉｎが、反転入力端子ＩＮ（−）に印加され、比較器ＣＭＰにおいて基準電圧Ｖｒｅｆと比較される。

ＩＬＭ１端子は、比較器ＣＭＰの出力端子ＯＵＴに接続される。

比較器ＣＭＰの出力端子ＯＵＴは、以下のように比較結果（本発明の指令信号）を出力する。
・Ｖｉｎ＜Ｖｒｅｆのとき、Ｈレベル（ＯＮ）を出力する。このとき、発光部材２４は点灯する。
・Ｖｉｎ＞Ｖｒｅｆのとき、Ｌレベル（ＯＦＦ）を出力する。このとき、発光部材２４は消灯する。

上述の構成が、「信号出力部は、コンデンサが生ずる電圧と、予め定められた基準電圧との比較に基づいて、指令信号を出力する」ものである。本構成によって、ハードウエアのみの簡易な構成で、指令信号を出力できる。

図５に、図４の構成におけるイルミドライバ３３の各端子の状態を示す。図５の構成が、「リクエスト信号は、携帯機をポーリングするときは予め定められた第１周期で出力され、携帯機からの応答信号を受信したときは第１周期よりも長い第２周期で出力され、信号出力部は、リクエスト信号が第２周期で出力されたときに、発光部材に対して点灯の指令信号を出力する」ものである。本構成によって、携帯機との照合が正常に行われたときにのみ発光部材が点灯するので、ユーザは、ＩＤコードの照合が正しく行われたことが分かる。

時刻Ｔ１で、センサドライバ３２が起動されると、イルミドライバ３３にも電源が（あるいは起動信号）供給され、ＳＥＬ１端子がＯＮ状態となる。その後、時刻Ｔ２で、ＣＬＧ１端子に車外リクエスト信号Ａが周期Ｔａで入力される。車外リクエスト信号Ａは、例えば、複数のビット列からなる通信フレームとして構成され、１周期あたり１フレームあるいは、複数フレーム入力される。

車外リクエスト信号Ａが入力されると、コンデンサＣ１は充電され、時刻Ｔ２から所定時間（回路構成により決まる）遅れた時刻Ｔ３からＶｉｎは徐々に上昇する。一方、車外リクエスト信号が入力されなくなると放電が始まり、Ｖｉｎは徐々に降下する。しかし、完全に放電する前に、次の車外リクエスト信号Ａが入力されるので、Ｖｉｎは略階段状に上昇する。

ＳＥＬ１端子がＯＮ状態となった直後（時刻Ｔ１〜Ｔ４で示す期間）は、Ｖｉｎ＜Ｖｒｅｆとなり、ＩＬＭ１端子（すなわち、ＤＯＵＴ端子）はＨレベルを出力し、発光部材２４が点灯状態となる。しかし、センサドライバ３２およびイルミドライバ３３は、車両の状態によらず常時通電状態であるため、このような状況は、ドアハンドル２０を電源（例えば、バッテリ）に接続した直後（例えば、工場出荷時やディーラー等でのドアハンドル交換時）にのみ発生すると考えられる。よって、ユーザが実際に使用する状況で発生する確率は極めて低く、ユーザの利便性に支障を来すことはないと考えられる。

車外リクエスト信号Ａがある程度入力されて、時刻Ｔ４でＶｉｎ＞Ｖｒｅｆとなると、ＩＬＭ１端子（すなわち、ＤＯＵＴ端子）はＬレベルを出力し、発光部材２４は消灯状態となる。

時刻Ｔ５で、車外リクエスト信号に応答して携帯機６０がＩＤコードを含む応答信号Ｃを送信すると、携帯機６０と車載装置４０との間で、ＩＤコードの照合等に関連した詳細な通信が行われる。このときにＣＬＧ１端子に入力される車外リクエスト信号Ｂの延べ時間Ｔｂ１は、車外リクエスト信号Ａの延べ時間Ｔａ１よりも長い。

ＩＤコードの照合結果が正しいとき、これ以降に入力される車外リクエスト信号Ａは、周期Ｔａよりも長い周期Ｔｂで入力される。ここで、次の車外リクエスト信号Ａを受信するまでコンデンサは放電状態となり、ＶｉｎがＶｒｅｆを下回った時点（時刻Ｔ６）で、発光部材２４が点灯状態となる。

この後、車外リクエスト信号Ａに応答して携帯機６０が応答信号Ｃを送信すると、上述のような詳細な通信が行われ、Ｖｉｎが上昇する。しかし、ＶｉｎはＶｒｅｆを上回らないので（時刻Ｔ７の状態）、発光部材２４は点灯状態を維持する。

この後、携帯機６０からの応答が途絶すると（時刻Ｔ８以降）、車外リクエスト信号Ａが周期Ｔａで入力される。このとき、上述と同様に、時刻Ｔ９以降、Ｖｉｎが上昇し、Ｖｒｅｆを上回ったとき（時刻Ｔ１０以降）、発光部材２４は消灯状態となる。

コンデンサＣ１の容量、抵抗Ｒ１の値、Ｖｒｅｆ（すなわち、可変抵抗Ｒ２の値）は、車外リクエスト信号Ａが周期Ｔａで入力されるときは、速やかにＶｉｎ＞Ｖｒｅｆとなるように、かつ、周期Ｔｂで入力されるときは、ＶｉｎがＶｒｅｆを超えないように設定される。

上述したように、図４の回路構成では、ＳＥＬ１端子がＯＮ状態となった直後（時刻Ｔ１〜Ｔ４で示す期間）は、Ｖｉｎ＜Ｖｒｅｆとなり、発光部材２４が点灯状態となる。図６に、この期間における発光部材２４の点灯を回避する構成を示す。図４の構成と異なるのは、ＳＥＬ１端子から抵抗Ｒ３に至る信号線の、可変抵抗Ｒ２との接続点と抵抗Ｒ３との間に、周知のディレイ回路３３ａ（本発明の遅延部）を設けた点である。

上述の構成が、「点灯制御部は、信号出力部への電源の供給を予め定められた時間だけ遅らせる遅延部を備える」ものである。本構成によって、電源供給開始時から信号出力部の動作が安定するまでの期間のような、信号出力部が適切な指令信号を出力することができないときに、発光部材が点灯することを防止できる。

図７に、図６の構成におけるイルミドライバ３３の各端子の状態を示す。図５と異なるのは、ディレイ回路３３ａの出力（ディレイ出力ＤＯＵＴ）が追加された点である。センサドライバ３２が起動され、時刻Ｔ１で、ＳＥＬ１端子がＯＮ状態となり、時刻Ｔ２で、ＣＬＧ１端子に車外リクエスト信号Ａが周期Ｔａで入力される。これにより、時刻Ｔ３からＶｉｎは徐々に上昇する。また、Ｖｒｅｆも非反転入力端子ＩＮ（＋）に入力される。しかし、時刻Ｔ１〜Ｔ４（すなわちディレイ時間）の間は、ＤＯＵＴからの出力が０であるため、比較器ＣＭＰは動作せず、出力端子ＯＵＴ（すなわち、ＩＬＭ１端子）は、Ｌレベルとなり、発光部材２４は点灯状態とはならない。

そして、時刻Ｔ４で比較器ＣＭＰへの電源の供給が開始されたとき、Ｖｉｎ＝ＶｒｅｆあるいはＶｉｎ＞Ｖｒｅｆとなっているので、発光部材２４は消灯状態を維持する。時刻Ｔ５以降の状態は、図５と同様である。

ディレイ時間（すなわち、ＶｉｎがＶｒｅｆを上回るまでの時間）は、車外リクエスト信号Ａの送信態様（周期Ｔａおよび延べ時間Ｔａ１）、あるいは、コンデンサＣ１の容量、抵抗Ｒ１および可変抵抗Ｒ２の値に応じて設定される。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、これらはあくまで例示にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではなく、特許請求の範囲の趣旨を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識に基づく種々の変更が可能である。

１ スマートエントリーシステム
１０ ドアパネル（ドア）
２０ ドアハンドル
２４ 発光部材
３０ 第１オシレータ（機能動作部、リクエスト信号出力部）
３３ イルミドライバ（点灯制御部）
３３ａ ディレイ回路（遅延部）
ＣＭＰ 比較器（信号出力部）
Ｃ１ コンデンサ（信号取得部、検知部）
Ｒ１ 抵抗（信号取得部、検知部）
Ｒ２ 可変抵抗（調整部）
４０ 車載装置
４３ 受信チューナー（受信部）
４４ ＥＣＵ（照合部、動作許可部）
６０ 携帯機

Claims (7)

1. 外部からの制御信号に基づいて、予め定められた機能動作を行う機能動作部と、
   前記機能動作部とは別に構成された、
   前記制御信号を取得する信号取得部と、
   取得した前記制御信号の周期を検知する検知部と、
   車両のドアを開閉するための車両用ドアハンドルに取り付けられた発光部材と、
   前記制御信号の周期に基づいて、前記発光部材に対して点灯または消灯の指令信号を出力する信号出力部と、
   を含む、点灯制御部と、
   を備えることを特徴とする車両用制御装置。
2. 前記信号取得部は、前記制御信号の取得状態に応じて電荷を蓄積するコンデンサを含み、
   前記検知部は、前記コンデンサが生ずる電圧に基づいて前記制御信号の周期を検知する請求項１に記載の車両用制御装置。
3. 前記信号出力部は、前記コンデンサが生ずる電圧と、予め定められた基準電圧との比較に基づいて、前記指令信号を出力する請求項２に記載の車両用制御装置。
4. 前記基準電圧は、外部より前記信号出力部に供給される電源から生成する請求項３に記載の車両用制御装置。
5. 前記点灯制御部は、前記制御信号の取得状態に応じて前記基準電圧を調整するための調整部を備える請求項３または請求項４に記載の車両用制御装置。
6. 前記点灯制御部は、前記信号出力部への電源の供給を予め定められた時間だけ遅らせる遅延部を備える請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の車両用制御装置。
7. 前記機能動作部は、
   前記車両に備えられた車載装置とユーザが所持する携帯機とを備え、車載装置は、前記携帯機に対してリクエスト信号を出力するリクエスト信号出力部と、該リクエスト信号の受信に基づいて前記携帯機から送信される応答信号を受信する受信部と、受信した応答信号に含まれるＩＤコードと予め記憶されたマスタコードとを照合する照合部と、その照合結果に基づいて予め定められた動作を許可する動作許可部と、を備えるスマートエントリーシステムの前記リクエスト信号出力部であり、
   前記制御信号は、前記リクエスト信号である請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の車両用制御装置。

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