CN109695376B - 钥匙单元 - Google Patents

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Abstract

公开了一种钥匙单元。该钥匙单元通过向锁定和解锁装置发送信号来锁定和解锁目标，包括：基板，其上安装有电源电路和接收电路，接收电路经由接收天线接收来自锁定和解锁装置的在第一频段中发送的请求信号；壳体，其被配置为容纳基板。在与电源电路相关联的部件中，具有从基板表面起的最高高度的部件被安装在基板的第一表面上。接收天线安装在第二表面上。当基板容纳在壳体中时，从第二表面的基板表面到壳体的内表面的距离短于从第一表面的基板表面到壳体的内表面的距离。

Description

钥匙单元
技术领域
本公开涉及一种执行锁定和解锁的钥匙单元。
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 2006-118122 A))。在该系统中，车辆具有用于读取集成电路(IC)标签的装置，并且使用便携式终端和其中写入了钥匙信息的IC标签来执行解锁。日本未审查专利申请公开第2006-121278号(JP 2006-121278 A)公开了一种执行车辆的远程锁定和解锁的通信系统。
发明内容
出售的车辆具有智能钥匙系统。智能钥匙系统提供与车辆进行无线通信的便携式装置(电子钥匙)唯一的标识符(ID)，并且在通过通信获得的ID与在车辆中预先注册的ID匹配的情况下时能够进行门解锁和发动机起动。正在研究一种系统，该系统能够通过便携式终端锁定和解锁车辆，而无需通过使用智能钥匙系统来改装车辆。
例如，具有电子钥匙的角色的钥匙单元安装在车辆中，并且基于经由无线通信执行的认证的结果来切换电子钥匙的有效性/无效性。在如上所述的做法的情况下，可以使用诸如智能手机的便携式终端来锁定和解锁车辆。
智能钥匙系统使用长频段中的无线电波用于从车辆侧进行轮询，并且使用超高频段中的无线电波来将响应信号发送到车辆侧。因此，在使用智能钥匙系统的钥匙单元中，需要安装接收低频段中的无线电波的电路(低频(LF)电路)和发送高频段中的无线电波的电路(射频(RF)电路)。另外，还需要执行与便携式终端的无线通信的电路，以及还需要向电路供电的单元。也就是说，在使用智能钥匙系统设计钥匙单元的情况下，希望适当地布置电路。
本发明提供了一种钥匙单元，其中部件被最佳地布置并且其控制目标的锁定和解锁。
本发明的第一方案涉及一种通过向锁定和解锁装置发送信号来锁定和解锁目标的钥匙单元。在目标为车辆的情况下，锁定和解锁装置安装在车辆上并控制门的锁定和解锁。在这种情况下，钥匙单元安装在车辆内部并且从车辆内部向锁定和解锁装置发送信号。该信号可以是智能钥匙系统中使用的钥匙信号。
根据本发明第一方案的钥匙单元包括：基板，所述基板上安装有电源电路和接收电路，所述接收电路经由接收天线接收来自所述锁定和解锁装置的在第一频段中发送的请求信号；以及壳体，其被配置为容纳所述基板。在与所述电源电路相关联的部件中，具有从基板表面起的最高高度的部件被安装在所述基板的第一表面上。所述接收天线安装在第二表面上，所述第二表面是在与所述第一表面相对的一侧的表面。在所述基板被容纳在所述壳体中的情况下，从所述第二表面的基板表面到所述壳体的内表面的距离短于从所述第一表面的所述基板表面到所述壳体的所述内表面的距离。
与电源电路相关联的部件包括例如插头连接器和电解电容器。为了安装部件，需要一定程度的高度，因此，不可避免地，壳体的高度增加。另一方面，在锁定和解锁装置中注册新钥匙的情况下，可能需要使接收第一频段中的无线电波的天线靠近车辆侧天线。这里，在与电源电路和接收天线相关联的部件安装在同一表面上的情况下，接收天线与壳体之间的距离变长，从而，接收天线与车辆侧天线之间的距离不可避免地变长。也就是说，通信的灵敏度降低。
利用根据本发明第一方案的钥匙单元，在与电源电路相关联的部件中，具有最高高度的部件和接收天线分别布置在基板的不同表面上。根据该配置，可以减小安装接收天线的表面上的部件的高度，因此，接收天线可以更靠近车辆侧天线。也就是说，可以在注册时获得良好的通信灵敏度。
在根据本发明第一方案的钥匙单元中，所述基板可以是在中间具有接地层的多层基板。
通过在基板的中间布置接地层，可以抑制基板的前表面和后表面之间的噪声传播。也就是说，可以抑制在电源电路等中产生的噪声到达接收天线，并且可以更好地保持通信状态。
在根据本发明第一方案的钥匙单元中，所述锁定和解锁装置可以被配置为通过在所述第一频段中发送所述请求信号并且在第二频段中接收响应信号来锁定和解锁车辆，所述第二频段是高于所述第一频段的频段，所述锁定和解锁装置安装在所述车辆上。
在根据本发明第一方案的钥匙单元中，所述基板还可以包括发送电路，所述发送电路将所述第二频段中的所述响应信号发送到所述锁定和解锁装置。
本发明的第一方案可以适当地应用于使用现有智能钥匙系统锁定和解锁车辆的实施例。
在根据本发明第一方案的钥匙单元中，所述电源电路可以被安装在所述第一表面的第一区域上，所述第一区域包括所述基板的第一侧，以及所述接收天线可以被安装在所述第二表面的第二区域上，所述第二区域包括与所述第一侧相对的第二侧。
如上所述，在基板上的区域被划分为第一区域和第二区域的情况下，电源电路可以布置在第一区域上，接收天线可以布置在第二区域上。根据这种配置，可以保持电源电路和接收天线之间的距离，并且可以抑制由噪声引起的不利影响。
在根据本发明第一方案的钥匙单元中，在所述基板上，在所述第一区域内还可以安装有与便携式终端进行短距离无线通信的通信电路；以及所述基板还可以包括控制器，所述控制器被配置为基于从所述便携式终端获取的信息来认证所述便携式终端。
由于接收天线容易受到噪声的影响，因此优选将接收天线布置为远离其他通信装置。通过将通信电路安装在第一区域中，可以保持与接收天线的距离，并减小噪声的影响。
在根据本发明第一方案的钥匙单元中，所述第一频段可以是长波段。
本发明的第一方案可以适当地应用于通过长波段(30kHz至300kHz)中的无线电波发送请求(轮询)信号的系统。
在根据本发明第一方案的钥匙单元中，在与所述电源电路相关联的部件中，可以包括插头连接器和电解电容器。
本发明的第二方案涉及一种通过向锁定和解锁装置发送信号来锁定和解锁目标的钥匙单元。所述钥匙单元包括：基板，所述基板上安装有接收电路，所述接收电路经由接收天线接收来自所述锁定和解锁装置的在第一频段中发送的请求信号；以及壳体，其被配置为容纳所述基板。在所述基板被容纳在所述壳体中的情况下，所述接收天线安装在一个表面上，所述一个表面是所述基板的正面和所述基板的背面中的一个，所述一个表面在更靠近所述壳体的内表面的一侧。
本发明的第三方案涉及一种通过向锁定和解锁装置发送信号来锁定和解锁目标的钥匙单元。所述钥匙单元包括：基板，所述基板上安装有电源电路和接收电路，所述接收电路经由接收天线接收来自所述锁定和解锁装置的在第一频段中发送的请求信号；以及壳体，其被配置为容纳所述基板。在与所述电源电路相关联的部件中，具有从基板表面起的最高高度的部件被安装在所述基板的第一表面上。所述接收天线安装在第二表面上，所述第二表面是在与所述第一表面相对的一侧的表面。在所述基板被容纳在所述壳体中的情况下，从安装在所述第二表面上的所述接收天线的与基板表面侧相对的表面到所述壳体的内表面的距离短于从所述具有从基板表面起的最高高度的部件的相对表面到所述壳体的所述内表面的距离。
可以将本发明的方案指定为包括装置中的至少一些装置的钥匙单元。本发明的实施例可以被指定为包括钥匙单元的锁定和解锁系统。在没有技术上的不相容的情况下，可以对处理和装置进行自由组合和实施。
根据本发明的该方案，可以将部件最佳地布置在控制目标的锁定和解锁的钥匙单元中。
附图说明
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意义，其中相同的附图标记表示相同的元件，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部件的示例的框图；
图3是电子控制单元(ECU)中包括的功能模块的示例；
图4是控制器中包括的功能模块的示例；
图5是钥匙单元的设置流程图；
图6是部件之间的数据和处理的流程图；
图7A是安装有钥匙单元的各个部件的基板的透视图；
图7B是安装有钥匙单元的各个部件的基板的透视图；
图8是沿X轴方向观察容纳在壳体内的基板的截面图；以及
图9是沿X轴方向观察的根据修改例的基板的截面图。
具体实施方式
系统概要
将参照图1描述根据该实施例的锁定和解锁系统的概要。根据本实施例的锁定和解锁系统被配置为包括钥匙单元100和安装在车辆10上的锁定和解锁装置300、便携式终端200和服务器装置400。在根据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锁定和解锁车辆。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的结果来确定钥匙单元100是否起到车辆10的电子钥匙的作用。也就是说，系统的用户可以通过从车辆10的外部操作便携式终端200来锁定和解锁车辆。
系统配置
将详细描述系统的部件。图2是示意性地示出图1中所示的钥匙单元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。在系统的部件中，钥匙单元100以及锁定和解锁装置300安装在作为锁定和解锁(待锁定和待解锁)的目标的车辆10上。
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已有装置。具体地，车辆10的门根据从车辆用户所拥有的电子钥匙(下文中称为便携式装置)经由高频(射频，下文中简称射频)段无线电波发送的锁定信号和解锁信号而被锁定和解锁。包括以低频(下文中称为LF)段发送无线电波以检查便携式装置的功能。
在该实施例中，钥匙单元100而不是用户拥有的便携式装置发送和接收RF频段和LF频段中的无线电波，以便控制车辆的门的锁定和解锁。在下文中，除非另有说明，将对锁定和解锁装置300的通信目的地限于钥匙单元100进行描述。
锁定和解锁装置300被配置为包括LF发射器301、RF接收器302、核对ECU 303、车身ECU 304和门锁电动机305。锁定和解锁装置300利用从安装在车辆10上的辅助电池(未示出)供应的电力进行操作。
LF发射器301是用于在低频段(本发明的方案中的第一频段，例如，100KHz到300KHz)中发送无线电波以用于检查(轮询)钥匙单元100的装置。例如，LF发射器301被构建在车厢中的中央控制台或方向盘附近。
RF接收器302是用于接收从钥匙单元100发送的高频段(在本发明的方案中的第二频段，例如，100MHz至1GHz)中的无线电波的装置。RF接收器302可以被构建在车厢内的任何地方。
核对ECU 303是基于从钥匙单元100经由RF频段中的无线电波发送的信号(锁定信号或解锁信号)来执行控制以锁定和解锁车辆10的门的计算机。例如，核对ECU 303由微型计算机构成。在下面的描述中，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中包括的功能模块。图3中示出的每个功能模块可以通过由中央处理单元(CPU)执行存储在诸如只读存储器(ROM)的存储装置(均未示出)中的程序来实现。
LF发送处理单元3031执行控制以经由LF发射器301将作为LF频段中的无线电波的轮询信号(在本发明的方案中的请求信号)发送到车厢。RF接收处理单元3032执行控制以经由RF接收器302接收从钥匙单元100发送的作为RF频段中的无线电波的锁定和解锁信号(在本发明的方案中的响应信号)。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是从合法装置发送的。具体地，判定在锁定和解锁信号中包含的钥匙ID是否与预先存储在核对ECU 303的存储装置(未示出)中的钥匙ID匹配。具体细节将在后面进行描述。
钥匙控制器3034基于由认证单元3033执行的认证结果，将解锁命令或锁定命令发送到后面将描述的车身ECU 304。该信号是通过诸如控制器局域网(CAN)的车载网络发送的。
车身ECU 304是控制车身的计算机。车身ECU 304具有基于所接收的解锁命令或锁定命令通过控制稍后描述的门锁电动机115来解锁和锁定车辆的门的功能。车身ECU 304还可以具有控制与车身相关联的部件的功能，例如电动车窗控制、座椅调节、防盗、安全带控制和前灯控制。
门锁电动机305是锁定和解锁车辆10的门的致动器(包括后备箱以及用于上下车的门和后门)。门锁电机305基于从车身ECU 304发送的信号进行操作。
钥匙控制器3034可以仅向车身ECU 304发送认证成功的信息，而不发送解锁命令或锁定命令。根据这样的配置，可以通过用户的动作作为触发事件(例如，按下解锁按钮并触摸门把手)来使锁定或解锁操作被执行。
将对钥匙单元100进行描述。钥匙单元100是布置在车辆10内部的装置，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的结果而使用RF频段中的无线电波来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发射器102、短距离通信单元103和控制器104。
在该实施例中，钥匙单元100被布置在车厢中的预定位置处(例如，在杂物箱中)，并且利用从安装在车辆10上的辅助电池(未示出)供应的电力进行操作。
LF接收器101是用于经由LF频段中的无线电波接收从锁定和解锁装置300发送的轮询信号的装置。LF接收器101具有接收LF频段中的无线电波的天线(下文中称为LF天线)。
RF发射器102是用于经由RF频段中的无线电波将锁定和解锁信号发送到钥匙单元100的装置。
短距离通信单元103是用于与用户拥有的便携式终端200进行通信的装置。短距离通信单元103使用预定的无线通信标准在短距离内(到能够在车厢内外执行通信的程度)执行通信。
在该实施例中，短距离通信单元103通过蓝牙(注册商标)低能量标准(下文中称为BLE)执行数据通信。BLE是基于蓝牙的低功率通信标准，并且具有通过检测搭档而无需进行装置之间的配对就能够立即开始通信的特征。在该实施例中，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)、无线保真(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、执行控制以认证便携式终端200、以及基于认证结果执行控制以发送锁定和解锁信号的计算机。例如控制器104由微型计算机构成。
图4中示出了控制器104中包括的功能模块。图4所示的每个功能模块可以通过CPU执行存储在存储装置(ROM等)(均未示出)中的程序来实现。
LF接收处理单元1041执行控制以经由LF接收器101接收从锁定和解锁装置300发送的作为LF频段中的无线电波的轮询信号。RF发送处理单元1042执行控制以经由RF发射器102发送作为RF频段中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(下文中统称为锁定和解锁请求)，根据接收的请求来生成锁定和解锁信号。生成的锁定和解锁信号被临时地存储，并且在稍后描述的认证单元1044成功认证便携式终端200时输出。
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含的认证信息来认证便携式终端200。具体地，将存储在存储装置(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匹配的情况下，做出认证成功的判定。在两条认证信息不匹配的情况下，做出认证失败的判定。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执行的认证方法可以是简单地比较多条认证信息以确认身份的方法或使用非对称加密的方法。在下文中，为描述的需要，存储在钥匙单元100中的认证信息被称为装置认证信息，并且从便携式终端200发送的认证信息被称为终端认证信息。
在本实施例中，认证单元1044被设置为生成锁定和解锁信号的发送触发事件；然而，认证单元1044可以基于认证状态来控制钥匙单元100的电力供应。例如，在未执行便携式终端200的认证的情况下，除了通信处理单元1043和认证单元1044之外的所有部件都被设置为处于暂停状态，并且在认证成功的情况下，在预定时间段内(例如，直到锁定和解锁装置300对发送的锁定和解锁信号做出响应)，所有部件可以处于激活状态。只要可以仅在认证成功的情况下发送锁定和解锁信号，实现认证的方法不受限制。
钥匙单元100同时将锁定和解锁信号以及电子钥匙的ID(下文中称为钥匙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中或者可以以通过便携式终端200特有的密码加密的状态存储。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。
将对便携式终端200进行描述。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以及输入和输出单元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进行通信的装置。通信单元202是用于将便携式终端200连接到网络的通信装置。在该实施例中，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)进行通信。
控制器203是控制便携式终端200的计算机。例如，控制器203执行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和终端认证信息发送至钥匙单元100的处理。例如，控制器203由微型计算机构成。控制器203可以实现诸如通过由CPU执行存储在存储装置(ROM等)(均没有示出)中的程序的处理的功能。
控制器203经由输入和输出单元204与用户交互。输入和输出单元204是用于接收由用户执行的输入操纵并向用户呈现信息的装置。具体地，输入和输出单元由触摸面板、触摸面板的控制装置、液晶显示器和液晶显示器的控制装置构成。在该实施例中，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在输入和输出单元204上显示操纵屏幕，并基于用户执行的操纵来生成解锁请求或锁定请求。例如，控制器203输出用于解锁的图标和用于锁定到触摸面板显示器的图标，并基于用户执行的操纵来生成解锁请求或锁定请求。用户执行的操纵不限于通过触摸面板显示器的操作。例如，操作可以是通过硬件开关的操作。
控制器203执行获取终端认证信息的处理。在该实施例中，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，不可以进行来自操纵屏幕的锁定操作和解锁操纵。
便携式终端200获取的终端认证信息可以用于不变的钥匙或用于一次性钥匙。在任何一种情况下，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。
锁定和解锁装置概要
在详细描述系统之前，将对由现有锁定和解锁装置300执行的操作的概要进行描述。锁定和解锁装置300是构成普通智能钥匙系统的装置，并且与用户拥有的便携式装置进行通信，以便检测便携式装置是在车辆附近或是在车厢内。如上所述，在该实施例中，钥匙单元100起到便携式装置的作用。
更具体地，核对ECU 303经由LF发射器301以预定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响应于轮询信号而发送的返回信号。返回信号中包括钥匙单元100唯一的钥匙ID，并且钥匙单元100的注册钥匙ID存储在核对ECU 303中。核对ECU303通过使用接收到的钥匙ID和存储的钥匙ID来执行钥匙单元100的认证处理。如上所述，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，并且可以使车辆执行预定操作(例如，门解锁、解除防盗阻断器)。
此处，将对在锁定和解锁装置300中注册钥匙单元100的钥匙ID的作业进行描述。该作业由车辆的制造商或所有者执行。这里，将参照图5对作业流程进行描述。
首先，在步骤S1中，锁定和解锁装置300切换到用于注册新钥匙ID的模式。此时，锁定和解锁装置300可以请求与先前注册的便携式装置(即，具有先前存储的钥匙ID的便携式装置)的通信。如上所述，可以确认执行注册作业的人是车辆的合法所有者。
在步骤S2中，用户使钥匙单元100的LF天线接近锁定和解锁装置300的天线线圈(未示出)(通常内置在车辆的按下启动开关附近)或基本上与之接触。如上所述，从天线线圈通过电磁感应向钥匙单元100供应电力，并且钥匙单元100使用该电力发送钥匙ID(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注册钥匙ID(通常称为应答器通信)。发送的钥匙ID由锁定和解锁装置300接收并注册为有效钥匙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之间执行的通信和处理。在根据该实施例的锁定和解锁系统中，安装在车辆中的钥匙单元100将钥匙ID发送到锁定和解锁装置300而不是便携式装置，因此可以在不使用便携式装置的情况下锁定和解锁车辆。
系统的操作
将参照图6对根据该实施例的锁定和解锁系统的操作进行描述。图6是用于描述在部件之间发送和接收的数据以及由每个部件执行的处理的流程图。
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获取便携式终端200特有的终端认证信息(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执行解锁车辆10的操纵。由于步骤S11至S13中的处理是对于锁定和解锁的准备处理，因此处理不受特别限制，并且优选的是提前执行处理。
步骤S21至S24是用于使用便携式终端200解锁车辆10的处理。在步骤S21中，当便携式终端200的用户经由输入和输出单元204执行解锁车辆10的操纵时，便携式终端200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，并执行认证处理。
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基于所接收的钥匙ID来执行认证处理。结果，在认证成功的情况下，车辆10的门被解锁。此时，可以执行回复等。
步骤S31至S36是用于使用便携式终端200锁定车辆10的处理。在步骤S31中，当便携式终端200的用户经由触摸面板屏幕执行锁定车辆10的操纵时，便携式终端200将锁定请求和终端认证信息发送至服务器装置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，并执行认证处理。
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基于所接收的钥匙ID来执行认证处理。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向便携式终端200发送锁定完成的通知(锁定通知)(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时无效。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)。
将对钥匙单元100的设计问题进行描述。如上所述，钥匙单元100通过接收来自车辆的辅助电池的电力供应来进行操作。因此，需要向LF接收器101、RF发射器102、短距离通信单元103和控制器104供应预定电压的电力的电源电路。
这里出现的第一个问题是由于布置部件的方法导致的通信缺陷。在锁定和解锁装置300中注册钥匙单元100的情况下，如上所述，需要使LF天线与便携式装置中的锁定和解锁装置接触。然而，由于诸如电源连接器、电解电容器之类的较高部件聚集并布置在钥匙单元100的电源电路中，所以在其上布置有部件的基板被容纳在壳体中的情况下，根据部件的高度，从基板到壳体的距离变长。因此，在与朝向锁定和解锁装置300的基板表面进行通信的情况下，随着部件的高度变得越长，LF天线与锁定和解锁装置300之间的距离变得越长。如上所述，存在超过良好通信所需的距离的可能性，并且可能发生通信缺陷。
第二个问题是当电路中产生的噪声环绕LF接收器101时发生的通信缺陷。如上所述，LF接收器101接收长波段中的无线电波，因此特别容易受到噪声影响。噪声通常从由电源电路产生，此外，噪声可以由短距离通信单元103产生。当噪声进入时，存在无法正确接收轮询信号的可能性。
为了解决上述问题，在根据本实施例的钥匙单元100中，在基板上，接收低频段中的无线电波的LF天线安装在与电源电路相关的部件安装在其上的表面相对的一侧的表面上。图7A和图7B是其上安装有钥匙单元100的每个部件的基板的透视图。图7A表示基板的前表面，图7B表示基板的后表面。在该实施例中，如图所示，与电源电路、作为控制器104的微型计算机以及作为短距离通信单元103的IC相关联的部件安装在基板的前表面上，并且LF接收器101(具体为LF天线。下文中，示出为LF天线101A)安装在基板的后表面上。
在图7A和图7B中，基板被示出为半透明的。因此，安装在后表面上的部件可以在图7A中在视觉上被识别，并且安装在前表面上的部件可以以相同的方式在图7B中在视觉上被识别。
在该实施例中，通过将LF天线101A布置在基板的后表面上，可以获得减少钥匙单元100的注册操作中的通信缺陷的效果。图8是沿正X轴方向观察的容纳在壳体中的基板的截面图。如图所示，基板容纳在盒形壳体中。从该视图可以看出，由于与电源电路相关联的部件布置在基板的前表面上，因此需要延长从基板表面到壳体内表面的距离H1。另一方面，由于在基板的后表面上没有高的部件，通过将LF天线101A布置在基板的后表面上，可以缩短从基板表面到壳体的内表面的距离H2(H2<H1)。也就是说，由于可以使从LF天线101A到壳体表面的距离更短，因此在钥匙单元100的注册时可以使LF天线101A更靠近锁定和解锁装置300。如上所述，能够改善注册操作中的通信状态。换句话说，从LF天线101A的上部到壳体的内表面的距离短于从与电源电路相关联的部件的上部到壳体的内表面的距离。
该实施例中的基板是多层基板，在中间包括接地层。根据这样的构造，可以减小安装在基板的前表面上的部件产生的噪声对安装在基板的后表面上的部件的影响。也就是说，能够减小在电源电路或短距离通信单元103中产生的噪声对LF接收器101的影响。通过在基板中间设置接地层可以进一步降低噪声；然而，同样，利用除了上述配置之外的配置，LF天线101A可以远离噪声源，并且可以获得一定程度的降噪效果。
在该实施例中，与电源电路和短距离通信单元相关联的部件布置在包括基板的第一侧(附图标记701)的第一区域702中，并且LF天线101A布置在第二区域704中，第二区域704包括与第一侧相对的第二侧(附图标记703)。如上所述，可以保持电源电路和LF天线101A之间的距离，因此可以减小LF频段中的通信中的噪声的影响。
修改
上述实施例仅是示例，并且可以在不脱离本发明的主旨的范围内适当地修改和实现本发明。
例如，在本实施例的描述中，已经举例说明了安装在车辆上的锁定和解锁装置；然而，与根据本发明的方案的钥匙单元结合使用的锁定和解锁装置可以安装在除车辆之外的设施或建筑物中。图8中所示的壳体被假设由塑料制成；然而，壳体的任何表面可以由金属制成并接地。可以根据LF发射器301的天线与钥匙单元100的LF天线101A之间的位置关系或LF天线101A的方向性来选择适当的材料。
尽管在实施例的描述中举例说明了便携式终端200，但是便携式终端200可以不一定是具有网络通信功能的终端装置，只要便携式终端可以保存认证信息并执行与钥匙单元100的短距离无线通信即可。例如，可以使用非接触式IC卡或其他装置。
在实施例的描述中，示出了钥匙单元100仅执行车辆的锁定和解锁的示例；然而，可以使钥匙单元100执行除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，以使能车辆的发动机起动。根据这样的配置，可以用便携式终端替代用户拥有的现有技术类型的便携式装置(电子钥匙)。
在实施例的描述中，描述了钥匙单元100接收经由LF频段中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而发送锁定和解锁信号。通过响应于轮询信号而发送钥匙ID，可以使锁定和解锁装置300识别出有效电子钥匙在车辆内；然而，锁定和解锁信号可以仅通过RF频段中的无线电波发送。
在实施例的描述中，钥匙单元100通过使用安装在车辆上的智能钥匙系统来控制锁定和解锁；然而，只要可以通过无线通信执行锁定和解锁，作为钥匙单元100的通信目的地的锁定和解锁装置就可以使用除智能钥匙以外的锁定和解锁装置。例如，可以使用无钥匙进入系统。
在实施例的描述中，举例说明了其中与电源电路相关联的部件安装在基板的一侧的表面上并且LF天线101A安装在与基板相对侧的表面上的实施例；然而，只要可以使从LF天线101A的上部到壳体的距离短于从与电源电路相关的部件的上部到壳体的距离，实施例不必限于该实施例。例如，如图9所示，在将部件安装在基板的前表面上之后，可以降低设置了LF天线101A的部分的壳体的高度。根据该配置，可以缩短从LF天线101A到壳体内表面的距离。代替处理壳体，可以通过在基板侧布置台阶等(Z轴方向)来升高LF天线101A本身。同样根据该配置，可以缩短从LF天线101A的上部到壳体的距离。
该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围内适当地修改和实现。

Claims (8)

1.一种钥匙单元，通过向锁定和解锁装置发送信号来锁定和解锁目标，所述钥匙单元的特征在于包括：
基板，所述基板上安装有电源电路和接收电路，所述接收电路经由接收天线接收来自所述锁定和解锁装置的在第一频段中发送的请求信号；以及
壳体，其被配置为容纳所述基板，其中：
在与所述电源电路相关联的部件中，具有从基板表面起的最高高度的部件被安装在所述基板的第一表面上；
所述接收天线安装在第二表面上，所述第二表面是在与所述第一表面相对的一侧的表面；并且
在所述基板被容纳在所述壳体中的情况下，从所述第二表面的基板表面到所述壳体的内表面的距离短于从所述第一表面的所述基板表面到所述壳体的所述内表面的距离，
所述电源电路被安装在所述第一表面的第一区域上，所述第一区域包括所述基板的第一侧；以及，所述接收天线被安装在所述第二表面的第二区域上，所述第二区域包括与所述第一侧相对的第二侧，并且
在所述基板上，在所述第一区域内还安装有与便携式终端进行短距离无线通信的通信电路；以及，所述基板还包括控制器，所述控制器被配置为基于从所述便携式终端获取的信息来认证所述便携式终端。
2.根据权利要求1所述的钥匙单元，其特征在于，所述基板是在中间具有接地层的多层基板。
3.根据权利要求1或2所述的钥匙单元，其特征在于，所述锁定和解锁装置被配置为通过在所述第一频段中发送所述请求信号并且在第二频段中接收响应信号来锁定和解锁车辆，所述第二频段是高于所述第一频段的频段，所述锁定和解锁装置安装在所述车辆上。
4.根据权利要求3所述的钥匙单元，其特征在于，所述基板还包括发送电路，所述发送电路将所述第二频段中的所述响应信号发送到所述锁定和解锁装置。
5.根据权利要求1或2所述的钥匙单元，其特征在于，所述第一频段是长频段。
6.根据权利要求1或2所述的钥匙单元，其特征在于，在与所述电源电路相关联的所述部件中，包括插头连接器和电解电容器。
7.一种通过向锁定和解锁装置发送信号来锁定和解锁目标的钥匙单元，所述钥匙单元的特征在于包括：
基板，所述基板上安装有接收电路，所述接收电路经由接收天线接收来自所述锁定和解锁装置的在第一频段中发送的请求信号；以及
壳体，其被配置为容纳所述基板，
其中，在所述基板被容纳在所述壳体中的情况下，所述接收天线安装在第一表面上，所述第一表面是所述基板的正面和所述基板的背面中的一个，所述第一表面在更靠近所述壳体的内表面的一侧，
电源电路安装在第二表面上，所述第二表面是所述基板的所述正面和所述基板的所述背面的另一个，所述第二表面相对于所述第一表面在更远离所述壳体的所述内表面的一侧，
所述电源电路被安装在所述第二表面的第一区域上，所述第一区域包括所述基板的第一侧；以及，所述接收天线被安装在所述第一表面的第二区域上，所述第二区域包括与所述第一侧相对的第二侧，并且
在所述基板上，在所述第一区域内还安装有与便携式终端进行短距离无线通信的通信电路；以及，所述基板还包括控制器，所述控制器被配置为基于从所述便携式终端获取的信息来认证所述便携式终端。
8.一种通过向锁定和解锁装置发送信号来锁定和解锁目标的钥匙单元，所述钥匙单元的特征在于包括：
基板，所述基板上安装有电源电路和接收电路，所述接收电路经由接收天线接收来自所述锁定和解锁装置的在第一频段中发送的请求信号；以及
壳体，其被配置为容纳所述基板，其中：
在与所述电源电路相关联的部件中，具有从基板表面起的最高高度的部件被安装在所述基板的第一表面上，所述具有从基板表面起的最高高度的部件具有面向所述第一表面的安装表面和相对的外表面；
所述接收天线安装在第二表面上，所述第二表面是在与所述第一表面相对的一侧的表面，所述接收天线具有面向所述第二表面的安装表面和相对的外表面；并且
在所述基板被容纳在所述壳体中的情况下，从所述接收天线的所述外表面到所述壳体的内表面的距离短于从所述具有从基板表面起的最高高度的部件的所述外表面到所述壳体的所述内表面的距离。
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