CN109695379A - 钥匙单元和具有钥匙单元的车辆 - Google Patents

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Abstract

一种钥匙单元基于从便携式终端获取的信息来认证所述便携式终端，并通过向锁定和解锁装置发送信号来控制对象的锁定和解锁。所述钥匙单元包括：第一通信模块，其被配置为接收来自所述锁定和解锁装置的在第一频段内发送的请求信号；控制模块，其被配置为认证所述便携式终端并处理发送到所述锁定和解锁装置的信号以及从所述锁定和解锁装置接收的信号；第二通信模块，其被配置为与所述便携式终端在第二频段内进行短距离无线通信；和基板，其上安装有所述第一通信模块、所述控制模块和所述第二通信模块。所述第一通信模块和所述第二通信模块安装在所述基板上的隔所述控制模块彼此面对的位置处。

Description

钥匙单元和具有钥匙单元的车辆
技术领域
本发明涉及一种进行锁定和解锁的钥匙单元以及一种具有钥匙单元的车辆。
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(JP2006-118122A))。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写入有钥匙信息的IC标签来进行解锁。日本未审查专利申请公开第2006-121278号(JP2006-121278A)公开了一种通信系统，其进行车辆的锁定和解锁的远程控制。
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。
本发明提供了一种各部件被最佳地布置的钥匙单元，其控制对象的锁定和解锁和具有钥匙单元的车辆。
本发明的第一方案涉及一种钥匙单元，其被配置为基于从便携式终端获取的信息来认证该便携式终端，并通过向锁定和解锁装置发送信号来控制对象的锁定和解锁。在对象是车辆的情况下，锁定和解锁装置安装在车辆上并控制门的锁定和解锁。钥匙单元安装在车辆内部，并基于便携式终端的认证结果将信号发送到锁定和解锁装置。该信号可以是智能钥匙系统中使用的信号。
根据本发明的第一方案所述的钥匙单元包括：第一通信模块，其被配置为接收来自所述锁定和解锁装置的在第一频段内发送的请求信号；控制模块，其被配置为认证所述便携式终端并处理发送到所述锁定和解锁装置的信号以及从所述锁定和解锁装置接收的信号；第二通信模块，其被配置为与所述便携式终端在第二频段内进行短距离无线通信；和基板，其上安装有所述第一通信模块、所述控制模块和所述第二通信模块。所述第一通信模块和所述第二通信模块安装在所述基板上的隔所述控制模块彼此面对的位置处。
根据本发明第一方案的钥匙单元接收来自锁定和解锁装置的在第一频段内发送的请求信号，并使用第二频段与便携式终端进行通信。即，由于具有不同频段的多个通信装置安装在同一基板上，并且根据电路的布置方法和频段而相互受到噪声的影响，因此在进行通信时灵敏度降低。
因此，根据本发明的第一方案，使用第一频段的第一通信模块和使用第二频段的第二通信模块布置在隔控制模块彼此面对的位置处。根据这样的配置，首先，由于用于在不同频段发送和接收无线电波的部件可以在物理上彼此分开地布置，因此可以抑制噪声的影响。其次，可以使控制模块和第一通信模块之间的距离以及控制模块和第二通信模块之间的距离相对较短。也就是说，可以获得更好的通信灵敏度。
在根据本发明的第一方案所述的钥匙单元中，所述第二频段可以是高于所述第一频段的频段。
根据本发明的第一方案所述的钥匙单元还可以包括安装在所述基板上的电源电路。所述第一通信模块和所述电源电路可以安装在所述基板上的隔所述控制模块彼此面对的位置处。
通过将电源电路设置在这样的位置，可以抑制从电源电路产生的噪声对第一通信模块的影响。电源电路和第二通信模块之间的位置关系不受特别限制。
在根据本发明的第一方案所述的钥匙单元中，所述第二通信模块可以具有天线。所述第二通信模块可以安装在所述基板上，使得所述天线位于所述基板的外缘侧。
根据本发明的第一方案，通过将第二通信模块使用的天线布置在基板的外缘侧，可以维持到第一通信模块的距离。
在根据本发明的第一方案所述的钥匙单元中，所述控制模块的至少一部分可以布置在连接所述第一通信模块的中心点和所述第二通信模块的中心点的直线上。
在根据本发明的第一方案所述的钥匙单元中，所述控制模块的至少一部分可以布置在所述第一通信模块和所述第二通信模块都被内接的区域中。
通过将第一通信模块和第二通信模块布置在隔控制模块彼此面对的这些位置处，第一通信模块和第二通信模块可以彼此分开布置。
在根据本发明的第一方案所述的钥匙单元中，所述第一通信模块的至少一部分可以布置在由所述控制模块的第一侧边的两个端点以及所述基板的位于所述第一侧边那一侧且面对所述第一侧边的侧边的两个端点围绕的区域内。所述第二通信模块的至少一部分可以布置在由与所述控制模块的所述第一侧边平行的所述控制模块的第二侧边的两个端点以及所述基板的位于所述第二侧边那一侧且面对所述第二侧边的侧边的两个端点围绕的区域内。
在根据本发明的第一方案所述的钥匙单元中，所述第一通信模块的至少一部分可以布置在具有相对侧边的矩形区域内，所述相对侧边中的一个侧边是所述控制模块的第一侧边，而另一个侧边是所述基板的面对所述控制模块的所述第一侧边且位于所述第一侧边那一侧的侧边。所述第二通信模块的至少一部分可以布置在具有相对侧边的矩形区域内，所述相对侧边中的一个侧边是与所述控制模块的所述第一侧边平行的所述控制模块的第二侧边，而另一个侧边是所述基板的面对所述第二侧边且位于所述第二侧边那一侧的侧边。
根据本发明的第一方案，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。
在根据本发明的第一方案所述的钥匙单元中，所述第一频段可以是长波带。
本发明的第一方案可以适当地应用于通过在长波带(30kHz至300kHz)的无线电波发送请求(轮询)信号的系统。
可以将本发明的第一方案指定为包括至少一些部件的钥匙单元。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。处理和部件可以在没有技术上的不一致的情况下自由组合和实施。
本发明的第二方案涉及一种车辆。所述车辆包括：根据本发明的第一方案所述的钥匙单元；和锁定和解锁装置，其被配置为将请求信号在第一频段内发送到所述钥匙单元，并且通过智能钥匙系统控制所述车辆的锁定和解锁，所述智能钥匙系统接收在第二频段内从所述钥匙单元发送的响应信号，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。
根据本发明的各方案，可以将各部件最佳地布置在控制对象的锁定和解锁的钥匙单元和具有钥匙单元的车辆中。
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是各组件之间的数据和处理的流程图；
图6是安装有钥匙单元的各组件的基板的立体图；
图7是在Z轴方向上观察的基板的图；
图8是在Z轴方向上观察的根据变型例的基板的图；
图9是在Z轴方向上观察的根据变型例的基板的图；以及
图10是在Z轴方向上观察的根据变型例的基板的图。
具体实施方式
系统概述
将参考图1描述根据本实施例的锁定和解锁系统的概述。根据本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和锁定和解锁装置300，便携式终端200和服务器装置400。在根据本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，并且通过与现有的锁定和解锁装置300进行通信可以不使用的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的结果来判定钥匙单元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的外部操纵便携式终端200来控制车辆的锁定和解锁。
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)。门锁电动机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(本发明的方案中的第一通信模块)是经由LF频段中的无线电波接收从锁定和解锁装置300发送的轮询信号的模块。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的模块。
短距离通信单元103(本发明的方案中的第二通信模块)是与用户拥有的便携式终端200进行通信的模块。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)、WiFi(注册商标)。
控制器104(本发明的方案中的控制模块)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模块。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)。
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5对根据该实施例的锁定和解锁系统的操作进行描述。图5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控制的准备处理，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钥匙单元100。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钥匙单元100。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)。
将描述钥匙单元100的设计问题。如上所述，钥匙单元100被配置为包括LF接收器101、RF发射器102和短距离通信单元103。在这些组件中，从锁定和解锁装置300接收轮询信号的LF接收器101以及响应于来自便携式终端200的请求而进行通信的短距离通信单元103分别在独立的时刻进行通信。
这里出现的问题是当在短距离通信单元103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接收长波带的无线电波，因此特别容易受到噪音的影响。噪声通常从短距离通信单元103产生，并且噪声也从电源电路产生。当噪声进入时，可能无法正确接收轮询信号。
为了解决上述问题，在根据本实施例的钥匙单元100中，发送和接收高频段的无线电波的短距离通信单元103和接收低频段的无线电波的LF天线布置在相隔作为控制器104的微型计算机而彼此面对的位置处。电源电路和LF天线布置在相隔作为控制器104的微型计算机而彼此面对的位置处。
图6是安装有钥匙单元100的各个组件的基板的立体图。在本实施例中，如图中所示，诸如电源电路(和相关部件)和短距离通信单元103的噪声源布置在从LF接收器101(具体为LF天线。以下，作为LF天线101A而示出)越过作为控制器104的微型计算机的位置处。
将描述更具体的布置方法。在以下描述中，将主要描述LF天线101A和短距离通信单元103之间的位置关系；然而，LF天线101A和电源电路之间的位置关系也可以以相同的方式定义。在上述情况下，电源电路和短距离通信单元103之间的相对位置关系不受特别限制。
图7是在正Z轴方向上观察的钥匙单元100的基板的图。如图中所示，在本实施例中，LF天线101A、短距离通信单元103和控制器104分别布置成使得连接LF天线101A的中心点和短距离通信单元103的中心点的直线经过控制器104的至少一部分。如图中所示，这些组件分别按照LF天线101A、控制器104和短距离通信单元103的排列顺序布置在基板上。
图8是用于描述根据变型例的布置方法的图。如图中所示，在该变形例中，分别布置LF天线101A、短距离通信单元103和控制器104，使得控制器104的至少一部分位于LF天线101A和短距离通信单元103两者内接的区域801内。区域801可以是矩形或梯形。
图9是用于描述根据另一变型例的布置方法的图。在另一变型例中，LF天线101A的至少一部分布置在由作为控制器104的微型计算机的第一侧边(附图标记901)的两个端点以及基板的面对第一侧边的那一侧边(附图标记902)的两个端点所围绕的区域(由附图标记911示出的阴影区域)内。短距离通信单元103的至少一部分布置在由作为控制器104的微型计算机的第二侧边(附图标记903)的两个端点以及基板的面对第二侧边的那一侧边(附图标记904)的两个端点所围绕的区域(由附图标记912示出的阴影区域)内。
通过将钥匙单元100的组件布置在如图7至图9所示的位置处，可以将可能是噪声源的短距离通信单元103(或电源电路)与LF天线101A彼此分开布置。此外，可以使连接LF接收器101与控制器104的路径以及连接短距离通信单元103与控制器104的路径相对较短。如上所述，可以获得可以减少噪声的进入并且可以减少通信缺陷的效果。
图10是用于描述根据又一变型例的布置方法的视图。在另一变型例中，LF天线101A的至少一部分布置在具有相对侧边的矩形区域(由附图标记1011示出的阴影区域)内，相对侧边的一个侧边是作为控制器104的微型计算机的第一侧边(附图标记901)，而其相对侧边是基板的面对第一侧边的那一侧边的部分(附图标记1001)。短距离通信单元103的至少一部分布置在具有相对侧边的矩形区域(由附图标记1012示出的阴影区域)内，相对侧边的一个侧边是作为控制器104的微型计算机的第二侧边(附图标记903)，而其相对侧边是基板的面对第二侧边的那一侧边的部分(附图标记1002)。根据这种布置，可以使连接LF接收器101与控制器104的路径以及连接短距离通信单元103与控制器104的路径相对较短。也就是说，在一定程度上保持LF天线101A与短距离通信单元103之间的距离的同时，可以使基板上的布线相对较短。
在短距离通信单元103包括独立天线的情况下，优选地将天线布置在基板的外缘侧，如每个附图中的附图标记103A所示。通过如上所述这样做，可以保持到LF天线101A的距离，并且可以进一步减少噪声的影响。
变型例
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对本发明进行适当地变型和实现本发明。
例如，在实施例的描述中，示出了LF天线101A、电源电路和短距离通信单元103安装在基板的一个侧面上的示例；然而，这些组件可以分开地布置在基板的两个侧面上。在各组件分别布置在基板的两个侧面上的情况下，基板可以是多层基板，并且可以在中间设置接地层。这样做，可以抑制噪声的传播。
即使在各组件分别布置在基板的两个侧面上的情况下，将与电源电路和短距离通信单元103相关联的部件安装在同一表面上也是优选的。这是因为，例如，由于诸如电解电容器和连接器的部件较高，可以将短距离通信单元103容纳在与壳体的间隙中。然而，LF天线101A不限于此。在锁定和解锁装置300是构成智能钥匙系统的装置的情况下，为了链接钥匙，需要使锁定和解锁装置300与LF天线101A彼此接触或彼此靠近的操作。换句话说，通过将LF天线101A布置在与布置有与电源电路相关联的部件的表面相对的一侧的表面上，使锁定和解锁装置300与LF天线101A彼此接触或彼此靠近的操作可以较容易进行。
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来控制锁定和解锁，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。
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主旨的范围内适当地修改和实现。

Claims (10)

1.一种钥匙单元，其被配置为基于从便携式终端获取的信息来认证所述便携式终端，并通过向锁定和解锁装置发送信号来控制对象的锁定和解锁，所述钥匙单元的特征在于包括：
第一通信模块，其被配置为接收来自所述锁定和解锁装置的在第一频段内发送的请求信号；
控制模块，其被配置为认证所述便携式终端并处理发送到所述锁定和解锁装置的信号以及从所述锁定和解锁装置接收的信号；
第二通信模块，其被配置为与所述便携式终端在第二频段内进行短距离无线通信；和
基板，其上安装有所述第一通信模块、所述控制模块和所述第二通信模块，
其中，所述第一通信模块和所述第二通信模块安装在所述基板上的隔所述控制模块彼此面对的位置处。
2.根据权利要求1所述的钥匙单元，其特征在于，所述第二频段是高于所述第一频段的频段。
3.根据权利要求1或2所述的钥匙单元，其特征在于，还包括安装在所述基板上的电源电路，
其中，所述第一通信模块和所述电源电路安装在所述基板上的隔所述控制模块彼此面对的位置处。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的钥匙单元，其特征在于：
所述第二通信模块具有天线；并且
所述第二通信模块安装在所述基板上，使得所述天线位于所述基板的外缘侧。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的钥匙单元，其特征在于，所述控制模块的至少一部分布置在连接所述第一通信模块的中心点和所述第二通信模块的中心点的直线上。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的钥匙单元，其特征在于，所述控制模块的至少一部分布置在所述第一通信模块和所述第二通信模块都被内接的区域中。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的钥匙单元，其特征在于：
所述第一通信模块的至少一部分布置在由所述控制模块的第一侧边的两个端点以及所述基板的位于所述第一侧边那一侧且面对所述第一侧边的侧边的两个端点围绕的区域内；并且
所述第二通信模块的至少一部分布置在由与所述控制模块的所述第一侧边平行的所述控制模块的第二侧边的两个端点以及所述基板的位于所述第二侧边那一侧且面对所述第二侧边的侧边的两个端点围绕的区域内。
8.根据权利要求1至4中任一项所述的钥匙单元，其特征在于：
所述第一通信模块的至少一部分布置在具有相对侧边的矩形区域内，所述相对侧边中的一个侧边是所述控制模块的第一侧边，而另一个侧边是所述基板的面对所述控制模块的所述第一侧边且位于所述第一侧边那一侧的侧边；并且
所述第二通信模块的至少一部分布置在具有相对侧边的矩形区域内，所述相对侧边中的一个侧边是与所述控制模块的所述第一侧边平行的所述控制模块的第二侧边，而另一个侧边是所述基板的面对所述第二侧边且位于所述第二侧边那一侧的侧边。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的钥匙单元，其特征在于，所述第一频段是长波带。
10.一种车辆，其特征在于，包括：
根据权利要求1至9中任一项的所述钥匙单元；和
锁定和解锁装置，其被配置为将所述请求信号在所述第一频段内发送到所述钥匙单元，并且通过智能钥匙系统控制所述车辆的锁定和解锁，所述智能钥匙系统接收在所述第二频段内从所述钥匙单元发送的响应信号，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。
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