JP2004044257A

JP2004044257A - 電子キー

Info

Publication number: JP2004044257A
Application number: JP2002204209A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Yoshida; 吉田　豊; Yoshihisa Hirano; 平野　善久; Shoichi Harada; 原田　昇一; Noriyasu Onishi; 大西　徳靖; Akinari Tomiyasu; 富安　晃也
Original assignee: Tokai Rika Co Ltd; Toyota Motor Corp
Current assignee: Tokai Rika Co Ltd; Toyota Motor Corp
Priority date: 2002-07-12
Filing date: 2002-07-12
Publication date: 2004-02-12

Abstract

【課題】ＩＤ要求信号とトランスポンダ信号との混信が防止され、トランスポンダと車両側の送受信装置との通信機能が向上する電子キーを提供する。
【解決手段】電子キー１２は、ケース本体部４１と、車両側のキー差込口に差し込まれるキー部４２とを備えている。ケース本体部４１には、ＩＤ要求信号を受信するＬＦ帯受信アンテナ５０ａ，５０ｂが収容されている。キー部４２には、トランスポンダ２２が収容されており、トランスポンダ２２とその収容凹部４９との間には緩衝材５１が介在されている。
【選択図】　図４

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば自動車等の車両に用いられる電子キーに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、電子キーを利用した装置としてスマートイグニッション装置が知られている。この装置における電子キーは、車両側の送受信装置からＩＤ要求信号を受信し、そのＩＤ要求信号に応答してＩＤ信号を車両側の送受信装置に送信する。ＩＤ信号を受信した送受信装置は、ＩＤ照合を行った後に、エンジン始動許可信号をエンジン始動許可装置に出力するようになっている。図６に示すように、電子キー１０３は、図示しない電池を駆動源としていることから、電池切れを考慮した場合の非常用として、電磁界に応答してトランスポンダ信号を送信するトランスポンダ１０５を備えている。車両側の送受信装置は、電子キー１０３内のトランスポンダ１０５を駆動させるために、電磁界を間欠的に発生させている。操作者が所持する電子キー１０３が電磁界の伝播範囲（通信エリア）内に入ると、電子キー１０３内のトランスポンダ１０５に電磁界が届く。すると、トランスポンダ１０５内のコイルに起電力が発生し、トランスポンダ１０５は、ＩＤコードを含むトランスポンダ信号を送信する。トランスポンダ信号を受信した車両側の送受信装置は、トランスポンダ信号に含まれたＩＤコードの照合を行った後に、エンジン始動許可信号をエンジン始動許可装置に出力するようになっている。
【０００３】
電子キー１０３には、ＩＤ要求信号を受信するＬＦ帯受信アンテナ１０４が収納されている。近年、電子キー１０３は、携帯性等の理由からより一層の小型化が要求されている。しかし、電子キー１０３の高機能化に伴い電子部品の数が増える傾向にある。また、従来から用いられているメカキー１０６等の部品は小型化に限界がある。このような理由から、ＬＦ帯受信アンテナ１０４及びトランスポンダ１０５は、電子キー１０３に設けられた収容空間１０８における限られたスペースに近接した状態で配置されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来の電子キー１０３においては、トランスポンダ信号の周波数と、ＩＤ要求信号の周波数とがほぼ同じ周波数であると以下に示す問題があった。
【０００５】
車両側の送受信装置から送信されたＩＤ要求信号は、本来電磁界を受信すべくトランスポンダ１０５に誤って受信されることがある。この場合、トランスポンダ１０５内のコイルが、そのＩＤ要求信号により起電力を発生させ、トランスポンダ１０５内の電子回路に駆動電力が発生することとなる。すると、トランスポンダ１０５は、ＩＤコードを含むトランスポンダ信号を送信する。その結果、電子キー１０３は、ＩＤ要求信号とトランスポンダ信号とが混信した電波を受信してしまい、本来の通信機能が果たせなくなる可能性があった。
【０００６】
従って、本発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものであり、その目的はＩＤ要求信号とトランスポンダ信号との混信が防止され、トランスポンダと車両側の送受信装置との通信機能が向上する電子キーを提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、内蔵された電源によって駆動し、ＩＤ要求信号を受信するアンテナと、外部から受ける電磁界により誘導された起電力により駆動し、トランスポンダ信号を送信するトランスポンダと、前記アンテナ及び前記トランスポンダを収容するケースとを備えた電子キーにおいて、前記ケースはケース本体部と車両側に設けられたキー差込口に差し込まれるキー部とからなり、前記アンテナと前記トランスポンダとは所定の距離をおいて離間配置され、前記アンテナは前記ケース本体部内に収容されるとともに前記トランスポンダは前記キー部内に収容されることをその要旨とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記アンテナは、前記キー部が配置されている前記ケース本体部の端部とは反対側の端部に配置されていることをその要旨とする。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、前記キー部内には前記トランスポンダを収容するための収容部が形成され、前記収容部と前記トランスポンダとの間には緩衝材が介在されていることをその要旨とする。
【００１０】
以下、本発明の「作用」について説明する。
請求項１に記載の発明によると、トランスポンダ信号を送信するトランスポンダはキー部内に収容され、リクエスト信号を受信するアンテナはケース本体部内に収容されているため、トランスポンダとアンテナとの間の距離は長くなる。このようにすることで、ＩＤ要求信号としてのリクエスト信号とトランスポンダ信号とが同じ周波数であっても、トランスポンダがリクエスト信号により誤って駆動することが抑制される。よって、リクエスト信号とトランスポンダ信号との混信を防止することができる。従って、トランスポンダと車両側の送受信装置との通信機能が向上する。
【００１１】
請求項２に記載の発明によると、アンテナはキー部が配置されたケース本体部の端部と反対側の端部に配置されているため、アンテナとトランスポンダとの距離はよりいっそう長くなる。よって、リクエスト信号とトランスポンダ信号との混信をよりいっそう防止することができる。
【００１２】
請求項３に記載の発明によると、キー部のトランスポンダ収容部とトランスポンダとの間には、緩衝材が介在されている。このため、電子キーの操作時に、キー部内のトランスポンダへの衝撃は緩衝材により吸収される。よって、トランスポンダと車両側の送受信装置との通信機能がよりいっそう向上する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図１〜図５に従って説明する。
図１に示すように、車両用遠隔操作装置１１は、車両側に設けられる送受信装置１３と、ユーザによって所持される電子キー１２とを備えている。
【００１４】
送受信装置１３は、車両側送信回路３１、車両側受信回路３２，３３、マイクロコンピュータ（マイコン）３４及び切換回路３５を備えている。車両側送信回路３１及び車両側受信回路３２，３３は、それぞれマイコン３４に接続されている。そして、車両側送信回路３１及び車両側受信回路３３には、切換回路３５を介して電磁界としてのトランスポンダ駆動電波及びトランスポンダ信号を送受信する送受信アンテナ３６が接続されている。この切換回路３５は、送受信アンテナ３６を、車両側送信回路３１または車両側受信回路３３に選択的に接続するための回路である。また、車両側受信回路３２には、電子キー１２からのＩＤ信号を受信する受信アンテナ３２ａが接続されている。
【００１５】
車両側送信回路３１は、マイコン３４から出力されるリクエスト信号を所定周波数の伝播に変換し、送受信アンテナ３６を介して出力するようになっている。また、車両側送信回路３１は、マイコン３４から出力されるトランスポンダ駆動信号を所定周波数の電波に変換してトランスポンダ駆動電波を生成し、送受信アンテナ３６を介して出力するようになっている。すなわち、リクエスト信号及びトランスポンダ駆動電波は、ともに送受信アンテナ３６から出力されるようになっている。つまり、リクエスト信号の出力アンテナとトランスポンダ駆動電波の出力アンテナとが共用されている。
【００１６】
車両側受信回路３２は、受信アンテナ３２ａを介して電子キー１２からのＩＤ信号を受信可能となっている。この車両側受信回路３２は、そのＩＤ信号をパルス信号に復調して受信信号を生成するとともに、その受信信号をマイコン３４へ出力するようになっている。また、車両側受信回路３３は、送受信アンテナ３６を介して電子キー１２からのトランスポンダ信号を受信可能となっている。このとき、送受信アンテナ３６は、切換回路３５によって車両側受信回路３３に接続されている。そして、車両側受信回路３３は、そのトランスポンダ信号をパルス信号に復調して受信信号を生成するとともに、その受信信号をマイコン３４へ出力するようになっている。
【００１７】
マイコン３４にはエンジン始動装置１７が電気的に接続されている。このマイコン３４は、図示しないＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等から構成されており、リクエスト信号及びトランスポンダ信号を択一的に出力するようになっている。
【００１８】
そして、マイコン３４は、ＩＤコードを含む受信信号が入力されたときに、予め設定されたＩＤコードと受信信号に含まれるＩＤコードとの比較（ＩＤコードの照合）を行うようになっている。そして、それらＩＤコード同士が一致したときに、マイコン３４は、エンジン始動装置１７に対して始動許可信号を出力するようになっている。
【００１９】
また、マイコン３４は、トランスポンダコードを含む受信信号が入力されたときには、予め設定されたトランスポンダコードと受信信号に含まれるトランスポンダコードとの比較（トランスポンダコードの照合）を行うようになっている。そして、それらトランスポンダコード同士が一致したときに、マイコン３４は、エンジン始動装置１７に対してエンジン始動許可信号を出力するようになっている。この信号が出力されている間に図示しない操作ノブを回すことにより、エンジンが始動される。
【００２０】
また、図１に示すように、電子キー１２は、携帯機側受信回路２０、マイクロコンピュータ（マイコン）２１、携帯機側送信回路２３及びトランスポンダ２２を備えている。携帯機側受信回路２０は、アンテナ５０を介して車両側に設けられた送受信装置１３からのリクエスト信号を受信する。携帯機側マイコン２１は、リクエスト信号が携帯機側受信回路２０から携帯機側マイコン２１に入力されたときに、予め設定された所定のＩＤコードを含むＩＤ信号を出力するようになっている。携帯機側送信回路２３は、ＩＤ信号を所定周波数の電波に変調し、アンテナ２５を解して車両側に設けられた送受信装置１３に送信するようになっている。
【００２１】
また、トランスポンダ２２はトランスポンダ制御部２４を備えている。トランスポンダ制御部２４は、電磁波によって十分なエネルギを受けると、予め設定された所定のトランスポンダ用のＩＤコード（トランスポンダコード）を含むトランスポンダ信号を出力するようになっている。詳しくは、このトランスポンダ制御部２４は、送受信装置１３からのトランスポンダ駆動電波を受信すると、トランスポンダ信号を出力するようになっている。
【００２２】
図２、図３、図４（ａ），（ｂ）に示すように、電子キー１２のケース４０は、ケース本体部４１とキー部４２とから構成され、それらは合成樹脂により一体的に形成されている。ケース本体部４１には、電子部品やメカキー４５等を収容する収容凹部４６が形成されている。収容凹部４６には、受信回路、送信回路、マイコン、アンテナ等の電子部品が実装された基板４７及び図示しない電源としての電池が収容されている。
【００２３】
基板４７の裏側には、従来から用いられているメカキー４５が非常用として収容されている。メカキー４５は、金属製のキープレート４５ａと合成樹脂製の支持部４５ｂとからなり、支持部４５ｂはケース本体部４１の一部を形成している。また、メカキー４５は、該基板４７とほぼ平行に配置されるとともに、キープレート４５ａの先端の向きとキー部４２の先端の向きとが一致するように配置されている。この場合、キープレート４５ａは、ＬＦ帯受信アンテナ５０ａ，５０ｂから基板４７を介して、所定の距離以上離間させて配置するのが好ましい。これは、磁性体であるキープレート４５ａが、ＬＦ帯受信アンテナ５０ａ，５０ｂに影響を与えないようにするためである。
【００２４】
図４（ａ）に示すように、車両側の送受信装置１３からのリクエスト信号を受信するＬＦ帯受信アンテナ５０ａ，５０ｂは、キー部４２が突設されているケース本体部４１の端部とは反対側の端部付近に２つ配置されている。ＬＦ帯受信アンテナ５０ａ，５０ｂはともに一軸アンテナであるため、多方向からのリクエスト信号を確実に受信できるように互いに異なる向きに配置されている。従って、ＬＦ帯受信アンテナ５０ａ，５０ｂは、それぞれの中心軸が直交するように配置されるのが最も望ましい。また、ＬＦ帯受信アンテナ５０ａ，５０ｂは、キー部４２内のトランスポンダ２２に対して離間配置されている。これは、トランスポンダ信号の周波数と、リクエスト信号の周波数とがほぼ同じ周波数である場合を考慮したものである。ＬＦ帯受信アンテナ５０ａ，５０ｂ及びトランスポンダ２２は、リクエスト信号とトランスポンダ信号との混信を防止するために、所定の距離以上離間させて配置するのが望ましい。
【００２５】
ケース本体部４１は、全体的に丸みを帯びた略直方体であり、その端部にはキー部４２が突設されている。電子キー１２のキー部４２は、後記する車両側に設けられたキー差込口５２に挿入し易くするために、先端側に向かうほど細く形成されている。また、キー部４２には、トランスポンダ２２が収容される収容部としての収容凹部４９がキー部４２の先端に延びるように形成されている。また、電子部品等を収容する収容凹部４６及びトランスポンダ２２を収容する収容凹部４９は、互いに繋がった状態でケース４０内に形成されている。キー部４２の収容凹部４９には、トランスポンダ２２が緩衝材５１を介して収容されている。トランスポンダ２２は、キー部４２の差込み方向における同キー部４２の中心軸Ｃ_１と平行に配置されている。また、トランスポンダ２２は、その中心軸Ｃ_２がキー部４２の中心軸Ｃ_１とほぼ一致するように配置されている。このように配置されたトランスポンダ２２は、緩衝材５１により収容凹部４９内にて、移動しないように固定されている。この場合、緩衝材５１は、例えばシリコーン樹脂製の接着剤等の弾力性を有する材質から形成されている。
【００２６】
電子キー１２の操作方法を図５に従って説明する。操作者は、電子キー１２が電池切れの場合、トランスポンダ２２が内蔵されたキー部４２を車両側に設けられたキー差込口５２に差し込む。すると、車両側の送受信装置１３から送信されたトランスポンダ駆動電波がキー部４２内のトランスポンダ２２に受信される。トランスポンダ２２は、トランスポンダ駆動電波に応答して車両側の送受信装置１３にＩＤコードを含むトランスポンダ信号を送信する。車両側の送受信装置１３内にてＩＤ照合を行った後に、操作者は、車室内に設けた操作ノブ５３のキー差込口５２に、キー部４２を挿入した状態で、電子キー１２を回動させる。そして、エンジン始動装置１７に対してエンジン始動許可信号を出力するようになっている。
【００２７】
本実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）トランスポンダ信号を送信するトランスポンダ２２は、キー部４２内に収容されている。一方、ＬＦ帯受信アンテナ５０ａ，５０ｂは、ケース本体部４１内に収容されており、キー部４２が配置されているケース本体部４１の端部とは反対側の端部に配置されている。このため、トランスポンダ２２とＬＦ帯受信アンテナ５０ａ，５０ｂとの間の距離は長くなる。このようにすることで、リクエスト信号とトランスポンダ信号とが同じ周波数である場合、本来トランスポンダ駆動電波を受信するトランスポンダ２２は、誤ってリクエスト信号を受信することが抑制される。よって、リクエスト信号とトランスポンダ信号との混信が防止され、電子キー１２と車両側の送受信装置１３との通信機能が向上する。
【００２８】
（２）トランスポンダ２２は、キー部４２の差込み方向における同キー部４２の中心軸Ｃ_１と平行に配置されるとともに、トランスポンダ２２の中心軸Ｃ_２がキー部４２の中心軸Ｃ_１と一致するように配置されている。このため、電子キー１２が車室内に設けた操作ノブ５３のキー差込口５２に差し込まれた際、車両側の送受信装置１３は、トランスポンダ２２から送信されるトランスポンダ信号を確実に受信することができる。従って、電子キー１２と車両側の送受信装置１３との通信機能がより向上する。
【００２９】
（３）トランスポンダ２２は、キー部４２に形成された収容凹部４９内に収容されているため、キー部４２が車両側のキー差込口５２に差し込まれた際、トランスポンダ２２と車両側の送受信装置１３との通信距離を短くすることができる。この場合、トランスポンダ２２及び車両側の送受信装置１３は、小さなコイルアンテナでも通信可能となる。よって、電子キー１２及び車両側の送受信装置１３をより安価に製造することができる。
【００３０】
（４）トランスポンダ２２のケース本体部４１側の端部２２ａは、ケース本体部４１とキー部４２との境界部（図３に示すＡ−Ａ線付近）よりもキー部４２側に配置される。この場合、トランスポンダ２２は、電子キー１２の回動操作時に応力が集中するケース本体部４１とキー部４２との境界部を避けて配置されている。このため、トランスポンダ２２は、車両側の送受信装置１３にトランスポンダ信号をより確実に送信することができる。従って、電子キー１２と車両側の送受信装置１３との通信機能がよりいっそう向上する。
【００３１】
（５）トランスポンダ２２はキー部４２内に収容されているため、その分、ケース本体部４１内の収容スペースは広くなる。従って、ケース本体部４１内に収容される電子部品及びメカキー４５等の配置の自由度が増す。
【００３２】
（６）トランスポンダ２２は、緩衝材５１を介してキー部４２の収容凹部４９内に収容される。このため、電子キー１２の回動操作時における応力負荷や、キー差込口５２に差し込んだときの衝撃等が、収容凹部４９内に充填された緩衝材５１により吸収される。また、トランスポンダ２２は、その周囲を緩衝材５１により完全に包囲されているため、キー部４２内の所定の位置に確実に保持される。従って、電子キー１２と車両側の送受信装置１３との通信機能が更に向上する。
【００３３】
（７）緩衝材５１は、シリコーン樹脂製の接着剤からなる。この場合、シリコーン樹脂は安価であるとともに取り扱いが簡単であるため、電子キー１２の製造コストを低減することができる。
【００３４】
なお、本実施形態は以下のように変更してもよい。
・前記実施形態では、キー部４２内に収容されるトランスポンダ２２は略平板状であった。しかし、トランスポンダ２２は、略平板以外の形状であってもよい。例えば略円柱体、略直方体等に形成されたトランスポンダ２２であってもよい。
【００３５】
・前記実施形態では、ＬＦ帯受信アンテナ５０ａ，５０ｂは、キー部４２が配置されたケース本体部４１の端部と反対側の端部に配置されていた。しかし、ＬＦ帯受信アンテナ５０ａ，５０ｂは、ケース本体部４１内の任意の位置に配置されてもよい。
【００３６】
・前記実施形態では、キー部４２及びケース本体部４１は一体的に形成されていた。しかし、キー部４２及びケース本体部４１をそれぞれ別体として形成し、それらを組み合わせてケース４０を構成してもよい。
【００３７】
次に、上記実施形態及び別例によって把握される技術的思想を以下に記載する。
（１）緩衝材は、シリコーン樹脂からなる接着剤であることを特徴とする請求項３に記載の電子キー。このようにすれば、シリコーン樹脂は、安価であるとともに取り扱いが簡単であるため、電子キーの製造コストを低減することができる。
【００３８】
（２）トランスポンダは、キー部の差込み方向における同キー部の中心軸と平行に配置されるとともに、同トランスポンダの中心軸がキー部の中心軸と一致するように配置されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項または技術的思想（１）に記載の電子キー。このようにすれば、トランスポンダと車両側の送受信装置との通信機能がよりいっそう向上する。
【００３９】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項１〜３に記載の発明によれば、リクエスト信号とトランスポンダ信号との混信が防止され、電子キーと車両側の送受信装置との通信機能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態における車両用遠隔操作装置の電気的構成を示すブロック図。
【図２】本実施形態における電子キーの斜視図。
【図３】本実施形態における電子キーの断面図
【図４】（ａ）は本実施形態における電子キーの断面図。（ｂ）は本実施形態におけるキー部の断面拡大図。
【図５】本実施形態における電子キーの操作方法を説明するための図。
【図６】従来の電子キーの断面図。
【符号の説明】
１１…車両用遠隔操作装置、１２…電子キー、１３…送受信装置、２２…トランスポンダ、２２ａ…端部、４０・・・ケース、４１…ケース本体部、４２…キー部、４６，４９…収容凹部（収容部）、４７…基板、５０ａ，５０ｂ…ＬＦ帯受信アンテナ、５１…緩衝材、５２…キー差込口。

Claims

内蔵された電源によって駆動し、ＩＤ要求信号を受信するアンテナと、外部から受ける電磁界により誘導された起電力により駆動し、トランスポンダ信号を送信するトランスポンダと、前記アンテナ及び前記トランスポンダを収容するケースとを備えた電子キーにおいて、
前記ケースはケース本体部と車両側に設けられたキー差込口に差し込まれるキー部とからなり、前記アンテナと前記トランスポンダとは所定の距離をおいて離間配置され、前記アンテナは前記ケース本体部内に収容されるとともに前記トランスポンダは前記キー部内に収容されることを特徴とする電子キー。
前記アンテナは、前記キー部が配置されている前記ケース本体部の端部とは反対側の端部に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の電子キー。
前記キー部内には前記トランスポンダを収容するための収容部が形成され、前記収容部と前記トランスポンダとの間には緩衝材が介在されていることを特徴とする請求項１または２に記載の電子キー。