CN109693641B - 无线通信系统 - Google Patents

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Abstract

一种无线通信系统包括：锁定和解锁装置，其被配置为控制目标的锁定和解锁，所述锁定和解锁装置包括装置侧通信模块，所述装置侧通信模块被配置为通信具有第一频带的第一信号；以及钥匙单元，其被配置为通过与所述锁定和解锁装置通信来命令所述目标的所述锁定和解锁。所述钥匙单元包括通信所述第一信号的单元侧通信模块。所述钥匙单元在所述目标中安装成使得所述单元侧通信模块与所述装置侧通信模块之间的距离在所述单元侧通信模块与所述装置侧通信模块之间能够进行通信的预定距离之内，并且所述单元侧通信模块的单元侧天线线圈的轴线平行于装置侧天线线圈的轴线。

Description

无线通信系统
技术领域
本发明涉及一种无线通信系统。
背景技术
已知一种钥匙管理系统，其中用于解锁车辆的认证信息由便携式终端经由网络从服务器装置获取，并且便携式终端可以用作电子钥匙(日本未审查专利申请公开第2006-118122号(JP 2006-118122A))。在该系统中，车辆具有用于读取集成电路(IC)标签的部件，并且使用便携式终端和写入有钥匙信息的IC标签来进行解锁。
在日本未审查专利申请公开第2004-242138号(JP 2004-242138A)中，公开了一种用于车辆的导航装置的技术，该车辆上安装有VICS(注册商标)接收器和不同于VICS接收器的无线通信装置，其中这两个无线通信装置的安装位置非常接近，并且抑制了无线通信装置的无线通信的无线电波干扰。
发明内容
出售的车辆具有智能钥匙系统。智能钥匙系统是给出对与车辆进行无线通信的便携式装置(电子钥匙)而言唯一的标识符(ID)的系统，并且在该系统中，在通过通信获得的ID与预先登记在车辆中的ID一致的情况下，车辆的锁定和解锁装置进行门解锁等。正在研究使用智能钥匙系统的便携式终端进行车辆的锁定和解锁，并且正在研究在不重新改造车辆的情况下通过便携式终端使车辆能够锁定和解锁的系统。
例如，具有电子钥匙的作用的钥匙单元(下文中，可以简称为“钥匙单元”)安装在车辆中，并且钥匙单元基于在诸如智能电话的便携式终端上进行的认证的结果而与车辆的锁定和解锁装置通信。通过如上所述的做法，可以在不重新改造车辆的情况下通过便携式终端控制车辆的锁定和解锁。
这里，当钥匙单元安装在诸如车辆的目标(下文中简称为“目标”)中时，以及在钥匙单元安装在发生与锁定和解锁装置通信不良的位置或方向的情况下，通过便携式终端可能无法锁定和解锁车辆。
现有技术公开了抑制无线电波干扰的方法，并且在维持钥匙单元与锁定和解锁装置之间的良好通信方面仍存在改进的空间。
本发明提供一种无线通信系统，包括目标的锁定和解锁装置以及控制目标的锁定和解锁的钥匙单元，其中钥匙单元与锁定和解锁装置之间的无线通信的强度尽可能地增加。
钥匙单元通过与锁定和解锁装置通信来控制目标的锁定和解锁。钥匙单元以及锁定和解锁装置中的每一个包括通信模块，从而配置了在通信模块之间进行通信的无线通信系统。
本发明的方案涉及一种无线通信系统。所述无线通信系统包括：锁定和解锁装置，其被配置为控制目标的锁定和解锁，所述锁定和解锁装置包括装置侧通信模块，所述装置侧通信模块被配置为通信具有第一频带的第一信号；以及钥匙单元，其被配置为与所述锁定和解锁装置通信并通过与所述锁定和解锁装置通信来命令所述目标的所述锁定和解锁，所述钥匙单元安装在所述目标中。所述钥匙单元包括通信所述第一信号的单元侧通信模块。
所述装置侧通信模块具有用于通信的装置侧天线线圈。所述单元侧通信模块具有用于通信的单元侧天线线圈。所述天线线圈具有方向性，例如，在从天线线圈发送无线电波的情况下，场强在天线线圈的轴向上变得相对较强。另一方面，在天线线圈接收到无线电波的情况下，当无线电波的方向平行于天线线圈的轴线时(在本说明书中，“平行”的含义包括“大致平行”)，接收强度变得相对较强。
所述钥匙单元在所述目标中安装成使得所述单元侧通信模块与所述装置侧通信模块之间的距离在所述单元侧通信模块与所述装置侧通信模块之间能够进行通信的预定距离之内，并且所述单元侧天线线圈的轴线平行于所述装置侧天线线圈的轴线。根据该配置，可以尽可能地增加钥匙单元与锁定和解锁装置之间的无线通信的强度。然后，即使在钥匙单元周围存在噪声源时，也可以维持相对高的信噪比，从而可以实现钥匙单元与锁定和解锁装置之间的良好的无线通信。在钥匙单元安装在远离噪声源的位置的情况下，可以实现更好的无线通信。
根据本发明的该方案，该方案可以适当地应用于通过使用现有的智能钥匙系统来控制车辆的锁定和解锁的实施例。
在根据本发明的方案所述的无线通信系统中，所述装置侧通信模块可以是被配置为将所述第一信号发送至所述钥匙单元的装置侧发送模块。所述单元侧通信模块可以是被配置为接收所述第一信号的单元侧接收模块。所述钥匙单元还可以包括单元侧发送模块，其被配置为将具有第二频带的第二信号发送到所述锁定和解锁装置，所述第二频带为高于所述第一频带的频带。所述锁定和解锁装置还可以包括装置侧接收模块，其被配置为接收所述第二信号并且安装在车辆上。所述钥匙单元可以被配置为当所述单元侧接收模块接收到所述第一信号时，从所述单元侧发送模块发送命令所述车辆的所述锁定和解锁的所述第二信号。所述锁定和解锁装置可以被配置为当所述装置侧接收模块接收到所述第二信号时控制所述车辆的所述锁定和解锁。
如上所述，在所述目标是车辆的情况下，锁定和解锁装置被指定为车辆的锁定和解锁装置，并且钥匙单元安装在车辆中。这里，由于多个噪声源(例如，ETC(注册商标)车载装置、空调、刮水器和净离子群)可能存在于车辆中，所以除非钥匙单元安装在车辆中的适当位置或方向中，否则由于噪声或无线电波干扰而在钥匙单元与锁定和解锁装置之间可能存在通信不良。在钥匙单元安装在车辆中的方案中，钥匙单元在车辆中安装成使得单元侧天线线圈的轴线平行于装置侧天线线圈的轴线。如上所述，可以尽可能地增加钥匙单元与锁定和解锁装置之间的无线通信的强度。
这里，在使用智能钥匙系统的钥匙单元中，命令信号(响应信号)以响应于来自车辆侧的轮询(检查)信号的方式而被发送到锁定和解锁装置。也就是说，如上所述，当单元侧通信模块接收到第一信号(轮询信号)时，钥匙单元从单元侧发送模块发送第二信号(响应信号)以命令车辆的锁定和解锁。然后，当装置侧接收模块接收到第二信号(响应信号)时，锁定和解锁装置控制车辆的锁定和解锁。
钥匙单元可以包括电源电路，并且在包括电源电路的钥匙单元安装在车辆中的情况下，钥匙单元被安装在即使在车辆的系统电源关闭的状态下也能够对钥匙单元不间断供电的位置。此外，钥匙单元安装在钥匙单元可以适当地固定到车辆的位置。如上所述，即使在车辆正在行驶或设置在车辆中的其他装置(例如，安全气囊)正在工作时，钥匙单元也固定到车辆，因此可以保护车辆中的乘员或减少对钥匙单元的损坏。
在根据本发明的方案所述的无线通信系统中，所述钥匙单元可以安装在所述车辆的车厢中。这里，车辆的锁定和解锁装置的装置侧通信模块倾向于内置于来自装置侧通信模块的第一信号(轮询信号)能够到达车厢内的位置(例如，中央控制台或仪表板)。因此，通过将钥匙单元安装在车辆的车厢中(例如，中央控制台中、杂物箱中、座椅下或在车顶上)，可以尽可能增加钥匙单元与锁定和解锁装置之间的无线通信的强度。由于能够进入车厢内部的人员限于特定人员，因此通过将钥匙单元安装在车厢中，可以减少钥匙单元被盗并减少对钥匙单元的蓄意破坏。
在根据本发明的方案所述的无线通信系统中，所述单元侧天线线圈可以具有一个轴线。根据如上所述的配置，由于尽可能地抑制了噪声的影响，因此可以实现钥匙单元与锁定和解锁装置之间的更好的无线通信。
在根据本发明的方案所述的无线通信系统中，所述锁定和解锁装置可以安装在所述车辆的仪表板中。
在根据本发明的方案所述的无线通信系统中，所述钥匙单元和所述锁定和解锁装置可以安装在所述车辆的中央控制台中。
在根据本发明的方案所述的无线通信系统中，所述钥匙单元和所述锁定和解锁装置可以安装在所述车辆的仪表板中。
在根据本发明的方案所述的无线通信系统中，所述第一频带可以是长波带。根据以上描述，本发明的方案可以适当地应用于通过长波带(30kHz至300kHz)中的无线电波进行无线通信的系统。
本发明的各方案可以被指定为包括无线通信系统的锁定和解锁系统。处理和部件可以在不会出现技术上的不一致的情况下自由组合和实施。
根据本发明的方案，可以尽可能地增加钥匙单元与锁定和解锁装置之间的无线通信的强度。
附图说明
下面将参照附图描述本发明的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业重要性，附图中相同的数字表示相同的元件，并且其中：
图1是根据实施例的锁定和解锁系统的系统概要图；
图2是示意性地示出锁定和解锁系统的组件的示例的框图；
图3是核对电子控制单元(ECU)中包括的各功能模块的示例；
图4是控制器中包括的各功能模块的示例；
图5是钥匙单元的设置流程图；
图6是各组件之间的数据和处理的流程图；
图7是示出低频(LF)发送器的安装例的图；
图8是示意性地示出从LF发送天线线圈发送的无线电波的图；
图9是示出LF接收天线线圈的安装方案的示例的第一个图；以及
图10是示出LF接收天线线圈的安装方案的示例的第二个图。
具体实施方式
第一实施例
锁定和解锁系统的概要
将参考图1描述根据本实施例的锁定和解锁系统的概要。根据第一实施例的锁定和解锁系统被配置为包括安装在车辆10上的钥匙单元100与锁定和解锁装置300、便携式终端200以及服务器装置400。在根据第一实施例的锁定和解锁系统中，钥匙单元100具有与智能钥匙的电子钥匙(便携式装置)相同的无线接口，并且可以通过与现有的锁定和解锁装置300通信而不使用物理钥匙来控制车辆的锁定和解锁。钥匙单元100与便携式终端200进行短距离无线通信，并基于认证便携式终端200的结果而判定钥匙单元100是否起到车辆10的电子钥匙的作用。即，用户可以通过从车辆10的外部操控便携式终端200来控制车辆的锁定和解锁。
锁定和解锁系统的配置
将详细描述锁定和解锁系统的组件。图2是示意性地示出图1所示的钥匙单元100、便携式终端200、锁定和解锁装置300以及服务器装置400的配置的示例的框图。在锁定和解锁系统的各组件中，钥匙单元100与锁定和解锁装置300安装在车辆10上，该车辆10是锁定和解锁(待锁定和解锁)的目标。
锁定和解锁装置300是锁定和解锁车辆的门的装置，并且是构成智能钥匙系统的一部分的现有的装置。具体地，根据经由高频(射频，以下称为RF)频带的无线电波从作为车辆的电子钥匙的便携式装置(在现有技术中，便携式装置由车辆的用户拥有)发送的锁定信号和解锁信号来锁定和解锁车辆10的门。发送低频(以下称为LF)频带的无线电波以检查便携式装置的功能包括在内。
在第一实施例中，安装在车辆10上的钥匙单元100，而不是用户拥有的便携式装置，发送和接收RF频带和LF频带的无线电波，以便控制锁定和解锁车辆的门。在下文中，除非另有说明，否则将对锁定和解锁装置300的通信目的地限于钥匙单元100来进行描述。
锁定和解锁装置300被配置为包括LF发送器301、RF接收器302、核对ECU 303、车身ECU 304和门锁电机305。锁定和解锁装置300通过从安装在车辆10上的辅助电池(未示出)供电来工作。LF发送器301用作装置侧通信模块或装置侧发送模块。RF接收器302用作装置侧接收模块。
LF发送器301是用于发送低频带(用作第一频带，例如100KHz到300KHz)的无线电波以用于检查(轮询)钥匙单元100的部件。
RF接收器302是用于接收由钥匙单元100发送的高频带(用作第二频带，例如100MHz至1GHz)的无线电波的部件。RF接收器302内置于车厢中的任何位置。
核对ECU 303是基于从钥匙单元100经由RF频带的无线电波发送的信号(锁定信号或解锁信号)来进行控制以锁定和解锁车辆10的门的计算机。核对ECU 303由例如微型计算机构成。在以下描述中，锁定信号和解锁信号统称为锁定和解锁信号。术语“锁定和解锁信号”表示锁定信号和解锁信号中的至少一个。
图3示出了核对ECU 303中包括的各功能模块。图3示出的每个功能模块可以通过由中央处理单元(CPU)运行存储在存储部件(诸如只读存储器(ROM))(均未示出)中的程序来实现。
LF发送处理单元3031进行控制以经由LF发送器301将轮询信号(用作第一信号)作为LF频带的无线电波发送到车厢的内部和外部。RF接收处理单元3032进行控制以经由RF接收器302接收从钥匙单元100发送的作为RF频带的无线电波的锁定和解锁信号(用作第二信号)。认证单元3033认证从钥匙单元100发送的锁定和解锁信号是否从合法装置发送。具体地，判定锁定和解锁信号中包括的钥匙ID是否与预先存储在核对ECU 303的存储部件(未示出)中的钥匙ID一致。具体细节将在后面描述。
钥匙控制器3034基于由认证单元3033进行的认证的结果，将解锁命令或锁定命令发送到后面将描述的车身ECU 304。该信号经由诸如控制器局域网(CAN)的车内网络发送。
车身ECU 304是控制车辆的车身的计算机。车身ECU 304具有基于接收到的解锁命令或锁定命令，通过控制稍后描述的门锁电机305来解锁和锁定车辆的门的功能。车身ECU304还可以具有控制与车身相关联的组件的功能，诸如电动车窗控制、座椅调节、防盗、安全带控制和前照灯控制。
门锁电机305是锁定和解锁车辆10的门(包括行李箱以及用于上下车的门和后板)的致动器。门锁电机305基于从车身ECU 304发送的信号工作。
钥匙控制器3034可以仅向车身ECU 304发送认证成功的信息，而不是解锁命令或锁定命令。根据这样的配置，可以以用户的动作(例如，按下解锁按钮并触摸门把手)作为触发来使锁定或解锁操作执行。
将描述钥匙单元100。钥匙单元100是安装在车辆10中的装置，并且具有通过与便携式终端200进行短距离无线通信来认证便携式终端200的功能，以及基于认证便携式终端200的结果使用RF频带的无线电波发送锁定和解锁信号的功能。钥匙单元100被配置为包括LF接收器101、RF发送器102、短距离通信单元103和控制器104。LF接收器101用作单元侧通信模块或单元侧接收模块。RF发送器102用作单元侧发送模块。
LF接收器101是用于经由LF频带的无线电波接收从锁定和解锁装置300发送的轮询信号的部件。LF接收器101具有接收LF频带的无线电波的天线线圈。
RF发送器102是用于经由RF频带的无线电波将锁定和解锁信号发送到钥匙单元100的部件。
短距离通信单元103是用于与用户拥有的便携式终端200通信的部件。短距离通信单元103使用预定的无线通信标准在短距离内(在可以在车厢内部和外部进行通信的程度)进行通信。
在第一实施例中，短距离通信单元103通过Bluetooth(蓝牙)(注册商标)低能耗标准(以下称为BLE)进行数据通信。BLE是基于Bluetooth的低功率通信标准，并且可以通过检测伙伴而不需要在装置之间配对来立即开始通信。在第一实施例中，举例说明了BLE，但是也可以使用其他无线通信标准。例如，可以使用近场通信(NFC)、超宽带(UWB)或WiFi(注册商标)。
控制器104是经由短距离通信单元103与便携式终端200进行短距离无线通信，进行对便携式终端200认证的控制，并且基于认证结果进行发送锁定和解锁信号的控制的计算机。控制器104由例如微型计算机构成。
控制器104中包括的各功能模块在图4中示出。图4所示的每个功能模块可以通过CPU运行存储在存储部件(ROM等)(均未示出)中的程序来实现。
LF接收处理单元1041进行控制以经由LF接收器101接收从锁定和解锁装置300作为LF频带的无线电波发送的轮询信号。RF发送处理单元1042进行控制以经由RF发送器102发送作为RF频带的无线电波的锁定和解锁信号。在稍后描述的认证单元1044成功认证便携式终端200的情况下，由稍后描述的通信处理单元1043生成锁定和解锁信号。
通信处理单元1043经由短距离通信单元103处理与便携式终端200的通信。具体地，通信处理单元1043从便携式终端200接收锁定请求或解锁请求(下文统称为锁定和解锁请求)，并且根据接收到的请求生成锁定和解锁信号。生成的锁定和解锁信号被临时存储，并且在稍后描述的认证单元1044成功认证便携式终端200的时刻输出。
认证单元1044基于从便携式终端200发送的锁定和解锁请求中包括的认证信息来认证便携式终端200。具体地，将存储在存储部件(未示出)中的认证信息与从便携式终端200发送的认证信息进行比较，并且在两条认证信息一致的情况下，判定认证成功。在两条认证信息不一致的情况下，判定认证失败。在认证单元1044成功认证便携式终端200的情况下，由通信处理单元1043生成的锁定和解锁信号被输出到RF发送处理单元1042，并且无线地发送到锁定和解锁装置300。由认证单元1044进行的认证方法可以是简单地比较多条认证信息以证实身份的方法或是使用非对称加密的方法。在下文中，存储在钥匙单元100中的认证信息被称为装置认证信息，并且根据描述的需要，从便携式终端200发送的认证信息被称为终端认证信息。
在第一实施例中，认证单元1044被设置为生成锁定和解锁信号的发送触发；然而，认证单元1044可以基于认证状态来控制钥匙单元100的电源。例如，在未进行便携式终端200的认证的情况下，除了通信处理单元1043和认证单元1044之外的所有组件都被设置为处于挂起状态，并且在认证成功的情况下，在预定时间段内(例如，在锁定和解锁装置300对发送的锁定和解锁信号作出响应之前)，所有部件可以处于通电状态。只要仅在认证成功的情况下可以发送锁定和解锁信号，实现认证的方法就不受限制。
钥匙单元100同时将锁定和解锁信号以及电子钥匙的ID(以下称为钥匙ID)发送到锁定和解锁装置300。钥匙ID可以以明文状态预先存储在钥匙单元100中，或者可以以用对便携式终端200而言唯一的密文加密的状态存储。在钥匙ID被加密并存储的情况下，通过从便携式终端200发送的认证信息，加密的钥匙ID可以被解密以获得原始钥匙ID。
将描述便携式终端200。便携式终端200是诸如智能手机、移动电话、平板终端、个人信息终端和可穿戴计算机(智能手表等)的小型计算机。便携式终端200被配置为包括短距离通信单元201、通信单元202、控制器203以及输入输出单元204。
短距离通信单元201是用于根据与短距离通信单元103相同的通信标准与钥匙单元100通信的部件。通信单元202是用于将便携式终端200连接到网络的通信部件。在第一实施例中，可以通过使用诸如第三代(3G)和长期演进(LTE)的移动通信服务，经由网络与其他装置(例如，服务器装置400)通信。
控制器203是控制便携式终端200的计算机。控制器203进行例如生成锁定和解锁请求的处理、获取终端认证信息的处理以及将锁定和解锁请求以及终端认证信息发送到钥匙单元100的处理。控制器203由例如微型计算机构成。控制器203可以通过CPU运行存储在存储部件(ROM等)(均没有示出)中的程序来实现诸如处理的各功能。
控制器203经由输入输出单元204与用户交互。输入输出单元204是用于接收由用户进行的输入操控并向用户呈现信息的部件。具体地，输入输出单元由触摸面板、触摸面板的控制部件、液晶显示器以及液晶显示器的控制部件构成。在第一实施例中，触摸面板和液晶显示器被配置为单个触摸面板显示器。
控制器203在输入输出单元204上显示操控屏幕，并基于用户进行的操控生成解锁请求或锁定请求。例如，控制器203将用于解锁的图标和用于锁定的图标输出到触摸面板显示器，并基于用户进行的操控生成解锁请求或锁定请求。用户进行的操控不限于经由触摸面板显示器的操控。例如，该操控可以是经由硬件开关的操控。
控制器203进行获取终端认证信息的处理。在第一实施例中，终端认证信息在服务器装置400中生成，并经由通信单元202发送到便携式终端200。在便携式终端200不具有终端认证信息的情况下，不能从操控屏幕进行锁定操控和解锁操控。
由便携式终端200获取的终端认证信息可以用于不变钥匙或用于一次性钥匙。在任一种情况下，对应于终端认证信息的装置认证信息被预先存储在钥匙单元100中。
锁定和解锁装置的概要
在详细描述锁定和解锁系统的操作之前，将描述由锁定和解锁装置300进行的操作的概要。锁定和解锁装置300是构成普通智能钥匙系统的装置，并且在第一实施例中，与钥匙单元100通信以便检测钥匙单元100处于车厢内。
更具体地，核对ECU 303经由LF发送器301以一定的周期将轮询信号发送到车辆的内部和外部，并且接收由钥匙单元100响应于轮询信号发送的返回信号。对钥匙单元100而言唯一的钥匙ID包括在返回信号中，并且登记的钥匙单元100的钥匙ID存储在核对ECU 303中。核对ECU 303通过使用接收到的钥匙ID和存储的钥匙ID进行钥匙单元100的认证处理。在钥匙单元100被成功认证的情况下，通知车身ECU 304认证成功，并且可以使车辆进行上述的预定操作(例如，门解锁和防盗阻断器的解除)。
这里，将描述在锁定和解锁装置300中登记钥匙单元100的钥匙ID的工作。该工作由车辆的制造商或所有者执行。这里，将参考图5描述工作流程。
首先，在步骤S1中，锁定和解锁装置300切换到用于登记新钥匙ID的模式。此时，锁定和解锁装置300可以请求与先前登记的便携式装置(即，具有先前存储的钥匙ID的便携式装置)的通信。如上所述，可以确认进行登记工作的人员是车辆的合法所有者。
在步骤S2中，用户使钥匙单元100接近或与锁定和解锁装置300基本上接触。如上所述，用于登记的信号从锁定和解锁装置300提供给钥匙单元100，并且检测到该信号的钥匙单元100将钥匙ID发送到锁定和解锁装置300(步骤S3)。已知该操作用于在汽车的智能钥匙系统中在车辆侧登记钥匙ID(通常称为应答器通信)。发送的钥匙ID被锁定和解锁装置300接收，并登记为有效钥匙ID(步骤S4)。也就是说，锁定和解锁装置与钥匙单元被链接。
上面已经描述了在锁定和解锁装置300与钥匙单元100之间进行的通信和处理。
锁定和解锁系统的操作
将参考图6描述根据第一实施例的锁定和解锁系统的操作。图6是用于描述在组件之间发送和接收的数据以及由每个组件进行的处理的流程图。
首先，在步骤S11中，便携式终端200请求服务器装置400发布终端认证信息。这里描述的终端认证信息不是用于锁定和解锁装置300认证钥匙单元100的信息，而是用于钥匙单元100认证便携式终端200的信息。当便携式终端200将识别终端的信息发送到服务器装置400时，服务器装置400获取对便携式终端200而言唯一的终端认证信息(步骤S12)，并将获取的终端认证信息发送到便携式终端200(步骤S13)。如上所述，可以通过便携式终端200进行解锁车辆10的操控。由于步骤S11至S13中的处理是用于控制锁定和解锁的准备处理，因此该处理不受特别限制，并且优选预先进行该处理。
步骤S21至S24是用于使用便携式终端200解锁车辆10的处理。当便携式终端200的用户经由输入输出单元204进行解锁车辆10的操控时，便携式终端200在步骤S21中将解锁请求和终端认证信息发送到服务器装置400。在步骤S22中，钥匙单元100将从便携式终端200发送的终端认证信息与预先存储的装置认证信息进行比较，并进行认证处理。
在认证成功的情况下，在步骤S23中，钥匙单元100将解锁信号和钥匙ID发送到锁定和解锁装置300。然后，在步骤S24中，锁定和解锁装置300基于接收到的钥匙ID进行认证处理。结果，在认证成功的情况下，车辆10的门被解锁。此时，可以进行应答等。
步骤S31至S36是用于使用便携式终端200锁定车辆10的处理。当便携式终端200的用户经由触摸面板屏幕进行锁定车辆10的操控时，在步骤S31中便携式终端200将锁定请求和终端认证信息发送到服务器装置400。然后，在步骤S32中，钥匙单元100将从便携式终端200发送的终端认证信息与预先存储的装置认证信息进行比较，并进行认证处理。
在认证成功的情况下，在步骤S33中，钥匙单元100将锁定信号和钥匙ID发送到锁定和解锁装置300。然后，在步骤S34中，锁定和解锁装置300基于接收到的钥匙ID进行认证处理。结果，在认证成功的情况下，车辆10的门被锁定。
在发送锁定信号之后，钥匙单元100将完成锁定的通知(锁定通知)发送到便携式终端200(步骤S35)。如上所述，完成锁定的通知被输出到便携式终端200的触摸面板屏幕。在认证信息用于一次性钥匙的情况下，一次性钥匙可以在步骤S35的时刻被无效。便携式终端200生成结束系统使用的通知，并将该通知发送到服务器装置400(步骤S36)。
无线通信系统
将描述根据第一实施例的无线通信系统。根据第一实施例的无线通信系统被定义为经由LF发送器301和LF接收器101在锁定和解锁装置300与钥匙单元100之间进行无线通信的系统。
如上所述，在锁定和解锁装置300的核对ECU 303中包括的LF发送处理单元3031经由LF发送器301以特定周期发送轮询信号。然后，钥匙单元100经由LF接收器101接收该轮询信号。这里，作为LF频带的无线电波的轮询信号易于受到噪声的影响。此外，车辆10中可以存在多个噪声源(例如，ETC(注册商标)车载装置、空调、刮水器和净离子群)。因此，除非钥匙单元100安装在车辆10中的适当位置或方向，否则由于噪声或无线电波干扰而存在LF接收器101无法适当地接收轮询信号的可能。
如图7所示，锁定和解锁装置300的LF发送器301内置在车辆10的中央控制台或仪表板中。这里，LF发送器301具有发送LF频带的无线电波的LF发送天线线圈301a。从LF发送天线线圈301a发送的无线电波具有方向性，并且天线线圈的轴向上的场强变得相对较强。图8是示意性地示出在LF发送器301内置在中央控制台中的情况下由LF发送天线线圈301a发送的无线电波的图。如图8所示，从LF发送天线线圈301a发送的无线电波的辐射特性是围绕天线线圈的环形辐射。因此，如上所述，天线线圈的轴向的场强变得相对较强。
在根据第一实施例的无线通信系统中，钥匙单元100在车辆10中安装成使得钥匙单元100的LF接收器101与锁定和解锁装置300的LF发送器301之间的距离在LF接收器101和LF发送器301之间能够进行通信的预定距离内，并且LF接收器101的LF接收天线线圈101a的轴线平行于LF发送天线线圈301a的轴线。在第一实施例中，钥匙单元100安装在车厢中。这是因为从LF发送天线线圈301a发送的轮询信号趋于到达车厢内的整个区域，并且当钥匙单元100安装在车厢内时，能够进行LF接收器101和LF发送器301之间的良好通信。
此外，通过将钥匙单元100安装在车厢中，可以减少钥匙单元100被盗并减少对钥匙单元100的损坏。这是因为能够进入车厢内部的人员限于特定人员。
另一方面，在根据本发明第一实施例的无线通信系统中，不意图限制钥匙单元100安装在车厢中，如上所述，只要钥匙单元100在车辆10中安装成使得LF接收器101和LF发送器301之间的距离在预定距离内并且LF接收天线线圈101a的轴线平行于LF发送天线线圈301a的轴线即可。如稍后所述，钥匙单元100的安装目标不限于车辆10，并且钥匙单元100可以安装在预定设施中。在这种情况下，锁定和解锁装置300用作预定设施的锁定和解锁装置。
将描述钥匙单元100在车厢中安装成使得LF接收天线线圈101a的轴线平行于LF发送天线线圈301a的轴线的方案。图9是示出在LF发送器301内置在中央控制台中并且LF发送天线线圈301a的轴线沿车辆10的行驶方向(下文中，该方向可以被称为“车辆10的纵向”)定向的情况下LF接收天线线圈101a的安装方案的示例的图。根据图9所示的安装方案，在中央控制台中，钥匙单元100被安装成使得LF接收天线线圈101a的轴线处于与LF发送天线线圈301a的轴线基本一致的定向。在如上所述的安装方案中，如图9所示，从LF发送天线线圈301a发送的无线电波容易入射到LF接收天线线圈101a的轴线上。如上所述，从LF发送天线线圈301a入射到LF接收天线线圈101a的轴线上的无线电波的场强相对较强。也就是说，LF接收天线线圈101a中的轮询信号的接收强度尽可能地增加。
图10是示出在LF发送器301内置在仪表板中并且LF发送天线线圈301a的轴线沿车辆10的宽度方向定向的情况下LF接收天线线圈101a的安装方案的示例的图。同样在上述安装方案中，从LF发送天线线圈301a发送的相对高强度的无线电波容易入射到LF接收天线线圈101a的轴线上。因此，LF接收天线线圈101a中的轮询信号的接收强度尽可能地增加。
在图9和图10中，钥匙单元100被安装成使得LF接收天线线圈101a的轴线处于与LF发送天线线圈301a的轴线基本一致的定向，并且不意图限制钥匙单元100的安装。可以应用其中LF接收天线线圈101a的轴线处于与LF发送天线线圈301a的轴线平行的定向的钥匙单元100的任意安装。因此，同样在LF发送器301内置在中央控制台中的情况下，在LF接收天线线圈101a的轴线与LF发送天线线圈301a的轴线平行的定向中，钥匙单元100可以安装在杂物箱中、座椅下、车顶上等。
通过如上所述地安装钥匙单元100，钥匙单元100与锁定和解锁装置300之间的无线通信的强度，具体地，钥匙单元100的LF接收器101与锁定和解锁装置300的LF发送器301之间的无线通信的强度，能够尽可能地增加。即使在钥匙单元100安装在诸如ETC(注册商标)车载装置、空调、刮水器和净离子群的噪声源附近的情况下，当LF接收器101接收到轮询信号时的信噪比可以保持相对较高，能够实现LF接收器101和LF发送器301之间的良好的无线通信。
在钥匙单元100安装在远离噪声源的位置的情况下，能够实现更好的无线通信。在这种情况下，例如，钥匙单元100安装在杂物箱中。
在图9和图10所示的LF接收天线线圈101a中，天线线圈具有一个轴线。如上所述，由于尽可能地抑制了噪声的影响，因此可以实现LF接收器101和LF发送器301之间的更好的无线通信。
另一方面，在根据本发明第一实施例的无线通信系统中，意图不将LF接收天线线圈101a的轴线数限制为1，而是LF接收天线线圈101a可以有三个轴线。同样地，在LF接收天线线圈101a具有三个轴线的情况下，通过将钥匙单元100安装成使得天线线圈的轴线之一平行于LF发送天线线圈301a的轴线，LF接收器101和LF发送器301之间的无线通信的强度尽可能地增加。
钥匙单元100包括电源电路(未示出)。电源电路向LF接收器101、RF发送器102、短距离通信单元103和控制器104提供预定电压的电源。这里，即使当车辆10的系统电源关闭时，钥匙单元100也可以安装在对钥匙单元100能够进行不间断供电的位置。然后，即使当车辆10的系统电源关闭时，也可以从安装在车辆10上的辅助电池(未示出)向钥匙单元100供电。
钥匙单元100安装在钥匙单元100可以适当地固定到车辆10的位置中(例如，在杂物箱中)。如上所述，即使当车辆10正在行驶或者设置在车辆10中的另一装置(例如，安全气囊)正在工作时，钥匙单元100也固定到车辆10，因此可以保护车辆10中的乘员并且减少对钥匙单元100的损坏。
在实施例的描述中，示出了钥匙单元100仅进行车辆10的锁定和解锁的示例；然而，可以使钥匙单元100进行锁定和解锁之外的操作。例如，钥匙单元100可以与管理发动机的控制装置通信，以便能进行车辆的发动机起动。根据这样的配置，可以用便携式终端替换用户拥有的现有的便携式装置(电子钥匙)。
在第一实施例的描述中，描述了钥匙单元100接收经由LF频带的无线电波发送的轮询信号；然而，可以不必响应于轮询信号发送锁定和解锁信号。通过响应于轮询信号发送钥匙ID，可以使锁定和解锁装置300识别出有效电子钥匙处于车辆内；然而，锁定和解锁信号可以仅经由RF频带的无线电波发送。
第二实施例
第一实施例是钥匙单元100安装在车辆中的示例。与以上描述相反，在第二实施例中，钥匙单元100安装在预定设施中。此时，锁定和解锁装置300用作预定设施的锁定和解锁装置，并且钥匙单元100与锁定和解锁装置300通信以命令预定设施的锁定和解锁。
同样在第二实施例中，无线通信系统可以被定义为经由LF发送器301和LF接收器101在锁定和解锁装置300与钥匙单元100之间进行无线通信的系统。同样在如上所述的无线通信系统中，钥匙单元100在预定设施中安装成使得LF接收器101和LF发送器301之间的距离处于预定距离内，并且LF接收天线线圈101a的轴线平行于LF发送天线线圈301a的轴线。如上所述，可以尽可能地增加LF接收器101和LF发送器301之间的无线通信的强度。
根据第二实施例的无线通信系统不限于此，并且可以被定义为经由RF发送器102和RF接收器302在锁定和解锁装置300与钥匙单元100之间进行无线通信的系统。在如上所述的无线通信系统中，钥匙单元100在预定设施中安装成使得RF发送器102和RF接收器302之间的距离处于预定距离内，并且RF发送器102的天线线圈的轴线平行于RF接收器302的天线线圈的轴线。如上所述，可以尽可能地增加RF发送器102和RF接收器302之间的无线通信的强度。
本实施例仅是用于实现本发明的示例。因此，本发明不限于此，并且可以在不脱离权利要求中描述的本发明的范围的范畴内适当地变型和实施。

Claims (8)

1.一种无线通信系统，其特征在于包括：
锁定和解锁装置，其被配置为控制目标的锁定和解锁，所述锁定和解锁装置包括装置侧通信模块，所述装置侧通信模块被配置为通信具有第一频带的第一信号，所述装置侧通信模块具有用于通信的装置侧天线线圈；以及
钥匙单元，其被配置为与所述锁定和解锁装置通信并通过与所述锁定和解锁装置通信来命令所述目标的所述锁定和解锁，所述钥匙单元固定在所述目标中并且包括通信所述第一信号的单元侧通信模块，所述单元侧通信模块具有用于通信的单元侧天线线圈，
其中，所述钥匙单元在所述目标中固定成使得所述单元侧通信模块与所述装置侧通信模块之间的距离在所述单元侧通信模块与所述装置侧通信模块之间能够进行通信的预定距离之内，并且所述单元侧天线线圈的轴线平行于所述装置侧天线线圈的轴线。
2.根据权利要求1所述的无线通信系统，其特征在于：
所述装置侧通信模块是被配置为将所述第一信号发送至所述钥匙单元的装置侧发送模块；
所述单元侧通信模块是被配置为接收所述第一信号的单元侧接收模块；
所述钥匙单元还包括单元侧发送模块，其被配置为将具有第二频带的第二信号发送到所述锁定和解锁装置，所述第二频带为高于所述第一频带的频带；
所述锁定和解锁装置还包括装置侧接收模块，其被配置为接收所述第二信号并且安装在车辆上；
所述钥匙单元被配置为当所述单元侧接收模块接收到所述第一信号时，从所述单元侧发送模块发送命令所述车辆的所述锁定和解锁的所述第二信号；以及
所述锁定和解锁装置被配置为当所述装置侧接收模块接收到所述第二信号时控制所述车辆的所述锁定和解锁。
3.根据权利要求2所述的无线通信系统，其特征在于，所述钥匙单元安装在所述车辆的车厢中。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的无线通信系统，其特征在于，所述单元侧天线线圈具有一个轴线。
5.根据权利要求2所述的无线通信系统，其特征在于，所述锁定和解锁装置安装在所述车辆的仪表板中。
6.根据权利要求2所述的无线通信系统，其特征在于，所述钥匙单元和所述锁定和解锁装置安装在所述车辆的中央控制台中。
7.根据权利要求2所述的无线通信系统，其特征在于，所述钥匙单元和所述锁定和解锁装置安装在所述车辆的仪表板中。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的无线通信系统，其特征在于，所述第一频带是长波带。
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