JP2005290901A - キーレスエントリシステム - Google Patents

Abstract

【課題】キーの電池切れに対して、電池またはメカニカルキーを携帯しなくても、効率よくドアの解錠を行う。
【解決手段】キーレスエントリシステムに使用されるキー４３の電源として熱電素子４１を利用する。この熱電素子４１に体温を伝達するだけで、熱電素子４１が発電し、無線回路４５に電力を供給することができる。誘導給電を利用せずに効率よくドアの解錠を行うことができるので、電磁波発振装置を搭載するためのスペースが必要なく、しかも、電磁波発振装置を稼動させるための多大な電力を必要としないので便利である。
【選択図】図１

Description

本発明は、キーレスエントリシステム及びそれに関連する技術に関するものである。

従来の自動車においては、メカニカルキーをドアのキースロットに挿入してドアを解錠することが行われてきたが、最近では、携帯用送信機よりリモートコントロール信号を出力して車載用受信機によりこれを受信し、アクチュエータを駆動してドアのロック機構を制御するキーレスエントリシステムが搭載されつつある。

このキーリスエントリシステムとしては、例えば図３に示したものがある（従来技術１）。この従来技術１では、キー１側のスイッチ３を押すことにより、このスイッチ３からのトリガ信号が３００ＭＨｚ帯送信部５に入力され、この３００ＭＨｚ帯送信部５から自動車７側の３００ＭＨｚ帯受信部９に対して、キー１側内に予め記憶しておいたＩＤの情報を含めた暗号化された無線信号が送信される。そして、自動車７側においては、３００ＭＨｚ帯受信部９が無線信号を受信した時点で、その中に含まれるＩＤの情報を、マイコン等を有する施解錠制御手段１１に伝送する。施解錠制御手段１１は、ＩＤの認証を行った後、アクチュエータ１３のドアの解錠（アンロック）の駆動制御を行う。

かかる従来技術１は、キー１側から自動車７側への片方向通信により、無線でドアの解錠を行うものである。

これとは別のキーリスエントリシステムの例（従来技術２）を図４に示す。この従来技術２は、運転者等がキー２１を携帯した状態で、ドアノブに設置された感熱センサ等のタッチセンサを触ったり、ドアノブの近傍に配置された押し釦式スイッチを押したり、あるいはキー２１が自動車２３側を中心とする一定範囲内に近づくだけで、自動車２３側がその旨を判断して自動的にドアの解錠（アンロック）を行うもので、自動車２３側に設置されたトリガ手段２５からのトリガ信号が１００ｋHz帯送信部２７に入力されると、この１００ｋHz帯送信部２７から１００ｋHz帯の信号がキー２１側に内蔵された１００ｋHz帯受信部２９に無線送信され、これを契機として、キー２１側に内蔵された３００ＭＨｚ帯送信部３１から自動車２３側の３００ＭＨｚ帯受信部３３に対して、キー２１側内に予め記憶しておいたＩＤの情報を含めた無線信号が送信される。そして、自動車２３側においては、３００ＭＨｚ帯受信部３３が無線信号を受信した時点で、その中に含まれるＩＤの情報を、マイコン等を有する施解錠制御手段３５に伝送する。施解錠制御手段３５は、ＩＤの認証を行った後、アクチュエータ３７のドアの解錠（アンロック）の駆動制御を行う。

かかる従来技術２は、自動車２３側とキー２１側との双方向通信により、無線でドアの解錠を行うものである。

図３及び図４にそれぞれ示した両従来技術とも、キー１，２１側の内部に電池が必要とされるが、このキー１，２１側の電池が切れた場合は、その電池を取り替えるか、あるいはメカニカルキーをドアのキースロットに挿入してドアを解錠する必要があった。

この場合、キー１，２１側の電池切れに対応するために、運転者等は常に電池またはメカニカルキーを携帯していなければならず、いずれも運転者に負担を強いることとなっていた。

そこで、例えば自動車側からキーに対して誘導給電を行うことも考えられる。この誘導給電は、主に２５０ＫＨｚ以下または１３．５６ＭＨｚ帯の長・中波帯の電磁波を利用して、ＩＤタグやリーダライタのアンテナとしてコイルを用い、二つのコイルの誘導磁束による誘起電圧を利用することで交信する。この誘導給電を利用すれば、キー１，２１側の電池が切れた場合に、自動車７，２３側からキー１，２１側に電磁波エネルギーを与え、この電磁波エネルギーによる誘起電圧によりキー１，２１側から自動車７，２３側に信号を無線送信できるため、キー１，２１側の電池切れにも対応することが可能である。

しかしながら、かかる誘導給電を利用する場合は、自動車７，２３側に電磁波を発信するための大がかりな電磁波発振装置を必要とするため、そのためのコストが増大するだけでなく、電磁波発振装置を搭載するためのスペースが必要となる。しかも、電磁波発振装置を稼動させるためには多大な電力が必要となることから、自動車７，２３側での省電力化に逆行するという欠点がある。

そこで、本発明の課題は、キーの電池切れに対して、電池またはメカニカルキーを携帯しなくても、誘導給電を利用せずに効率よくドアの解錠を行うことができるキーレスエントリシステムを提供することにある。

上記課題を解決すべく、請求項１に記載の発明は、使用者が携帯する携帯器からの無線信号により自動車のドアの解錠を行うキーレスエントリシステムであって、前記携帯器と、自動車内に設置され、前記携帯器からの無線信号を受信してドアの解錠を制御する施解錠制御手段とを備え、前記携帯器は、前記自動車に対して通信するための無線回路と、少なくとも体温により電力を発電して前記無線回路に給電する熱電素子とを備えるものである。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のキーレスエントリシステムであって、携帯器は、前記無線回路の前記自動車に対する通信を操作するためのスイッチをさらに備え、前記熱電素子は、前記スイッチ自体の構成部品として、または前記スイッチの近傍に設置されるものである。

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載のキーレスエントリシステムであって、前記携帯器は電池を備え、前記携帯器の前記無線回路は、前記自動車からの無線信号を受信し、且つこの受信に応じて前記自動車に対する無線信号を送信し、前記熱電素子は、前記電池と並列して前記無線回路に電圧を印加するものである。

請求項１〜請求項３に記載の発明のキーレスエントリシステムは、ユーザーが所持する携帯器の電池切れを心配することなく、体温を熱電素子に伝達するだけで、携帯器から自動車側に対する無線送信を行ってドアの解錠を行うことができるので、もしものときのキーの電池切れやメカニカルキーがない場合の安心感を得ることができる。特に、誘導給電を利用せずに効率よくドアの解錠を行うことができるので、電磁波発振装置を搭載するためのスペースが必要なく、しかも、電磁波発振装置を稼動させるための多大な電力を必要としないので便利である。

請求項２に記載の発明のキーレスエントリシステムは、携帯器のスイッチを操作して自動車に対する通信を行うようになっている場合に、熱電素子を、スイッチ自体の構成部品として、またはスイッチの近傍に設置されるので、スイッチ操作する際に体温を熱電素子に容易に伝達でき便利である。

請求項３に記載の発明のキーレスエントリシステムは、ユーザーが所持する携帯器の電池が充分である場合、ユーザーは携帯器を鞄やポケットに入れるなどして、その携帯器に手を一切触れることなく、ドアの解錠を自動的に行うことができる。一方、携帯器の電池の出力電圧が低下した場合には、その携帯器に手を触れて体温を伝達するだけで、携帯器から自動車側に対する無線送信を行ってドアの解錠を容易に行うことができる。また、電池として蓄電池を使用する場合は、この電池が切れても、熱電素子での発電電圧を電池に印加することで、この電池の充電を容易に行うことかでき便利である。

｛第１の実施の形態｝
＜構成＞
図１は本発明の第１の実施の形態に係るキーレスエントリシステムに使用されるキーの電源経路を示すブロック図である。このキーレスエントリシステムは、図３に示した従来のキーレスエントリシステムと同様に、キー（携帯器：図３中の符号１参照）側から自動車（図３中の符号７参照）側への片方向通信により無線でドアの解錠を行うものであって、特に、無線通信に際してキー１の電池切れを心配する必要がないように、図１のように熱電素子４１を使用した体温発電システムにより電力供給を行うものである。尚、図１に示したキー４３は図３中のキー１に相当し、図１中の無線回路４５は図３中の３００ＭＨｚ帯送信部５に相当する。

具体的に、この実施形態のキーレスエントリシステムでは、図３に示した従来技術１と同様に、キー１側のスイッチ３を押すことにより、このスイッチ３からのトリガ信号が３００ＭＨｚ帯送信部５に入力され、この３００ＭＨｚ帯送信部５から自動車７側の３００ＭＨｚ帯受信部９に対して、キー１側内に予め記憶しておいたＩＤの情報を含めた無線信号が送信される。

そして、自動車７側においては、図３の如く、３００ＭＨｚ帯受信部９が無線信号を受信した時点で、その中に含まれるＩＤの情報を、マイコン等を有する施解錠制御手段１１に伝送する。施解錠制御手段１１は、ＩＤの認証を行った後、アクチュエータ１３のドアの解錠（アンロック）の駆動制御を行う。

そして、このキーレスエントリシステムに使用されるキー４３は、図１の如く、自動車７側に対して無線通信を行う無線回路４５（図３中の３００ＭＨｚ帯送信部５に相当する）と、無線回路４５で無線通信するＩＤ情報等のデータが予め格納された記憶部４７と、ユーザーの体温を電力に変換する熱電素子４１と、この熱電素子４１で得られた電圧を昇圧制御する昇圧制御ＩＣ４９と、電池５１とを備える。

ここで、熱電素子４１は、２種類の金属や半導体の接合部に生じる温度により電位差が発生する「ゼーベック効果」を利用して、人の体温と外気温との温度差により発電を行うものであり、例えば図２の如く、ｎ型半導体５３と、このｎ型半導体５３に接合されたｐ型半導体５５と、各半導体５３，５５の放熱側に形成された電極５７，５９とを備える。そして、互いに接合された両半導体５３，５５の一端を体温６１で過熱したとき、ゼーベック効果により各半導体５３，５５の内部のイオンが放熱側に移動し、よってその放熱側に形成された両電極５７，５９に電位差が発生するため、これを発電電圧として無線回路４５に印加する。ただし実際には、図１の如く、昇圧制御ＩＣ４９により熱電素子４１からの電圧が昇圧されてから無線回路４５に印加される。

そして、熱電素子４１は、キー１側のスイッチ３の表面等、スイッチ３自体の構成部品として構成されてもよいし、あるいはスイッチ３の近傍など、ユーザーの手での接触が容易な位置に配置される。

＜動作＞
上記構成のキーレスエントリシステムを用いた搭乗時の動作を説明する。まず搭乗者は、図３の如く、キー１側のスイッチ３を押すことにより、このスイッチ３からのトリガ信号が３００ＭＨｚ帯送信部５（無線回路４５）に入力される。

この際、搭乗者が熱電素子４１に手を触れなかったときには、図１に示した電池５１から無線回路４５（３００ＭＨｚ帯送信部５）及び記憶部４７に給電がなされる。

一方、搭乗者が熱電素子４１を手で触った場合は、その体温が図２に示した熱電素子４１の一端に伝達される。そうすると、ゼーベック効果により各半導体５３，５５の内部のイオンが放熱側に移動し、よってその放熱側に形成された両電極５７，５９に電位差が発生する。かかる電位差を発電電圧として、図１に示した昇圧制御ＩＣ４９で昇圧した後、無線回路４５（３００ＭＨｚ帯送信部５）及び記憶部４７への給電がなされる。

そして、３００ＭＨｚ帯送信部５からは、例えば記憶部４７内に予め格納されたＩＤ情報等を含めて、自動車７側の３００ＭＨｚ帯受信部９に対して無線信号が送信される。

そして、自動車７側においては、図３の如く、３００ＭＨｚ帯受信部９が無線信号を受信した時点で、その中に含まれるＩＤの情報を、マイコン等を有する施解錠制御手段１１に伝送する。施解錠制御手段１１は、ＩＤの認証を行った後、アクチュエータ１３のドアの解錠（アンロック）の駆動制御を行う。

また、無線回路４５が非使用の時点で熱電素子４１の発電が行われた場合は、かかる発電電圧が電池５１に印加されて蓄電に供される。

以上のように、このキーレスエントリシステムでは、ユーザーが所持するキー（図３中の符号１）の電池切れを心配することなく、体温を伝達するだけで、キー４３から自動車７側に対する無線送信を行ってドアの解錠を行うことができるので、もしものときのキーの電池切れやメカニカルキーがない場合の安心感を得ることができる。

特に、誘導給電を利用せずに効率よくドアの解錠を行うことができるので、電磁波発振装置を搭載するためのスペースが必要なく、しかも、電磁波発振装置を稼動させるための多大な電力を必要としないので便利である。

｛第２の実施の形態｝
＜構成＞
本発明の第２の実施の形態に係るキーレスエントリシステムは、図４に示した従来のキーレスエントリシステムと同様に、キー（携帯器：図４中の符号２１参照）側と自動車（図４中の符号２３参照）側と間の双方向通信により無線でドアの解錠を行うものであって、特に、無線通信に際してキー２１の電池が切れた場合に、この電池の代替エネルギーとして、図１に示した第１の実施の形態と同様に、熱電素子４１を使用した体温発電システムにより電力供給を行うものである。尚、図１に示したキー４３は図４中のキー２１に相当し、図１中の無線回路４５は図４中の１００ＭＨｚ帯受信部２９及び３００ＭＨｚ帯送信部３１に相当する。

具体的に、この実施形態のキーレスエントリシステムでは、図４に示した従来技術２と同様に、運転者等がキー２１を携帯した状態で、ドアノブに設置された感熱センサ等のタッチセンサを触ったり、ドアノブの近傍に配置された押し釦式スイッチを押したり、あるいはキー２１が自動車２３側を中心とする一定範囲内に近づくだけで、自動車２３側がその旨を判断して自動的にドアの解錠（アンロック）を行うもので、自動車２３側に設置されたトリガ手段２５からのトリガ信号が１００ｋHz帯送信部２７に入力されると、この１００ｋHz帯送信部２７から１００ｋHz帯の信号がキー２１側に内蔵された１００ｋHz帯受信部２９に無線送信され、これを契機として、キー２１側に内蔵された３００ＭＨｚ帯送信部３１から自動車２３側の３００ＭＨｚ帯受信部３３に対して、キー２１側内に予め記憶しておいたＩＤの情報を含めた無線信号が送信される。そして、自動車２３側においては、３００ＭＨｚ帯受信部３３が無線信号を受信した時点で、その中に含まれるＩＤの情報を、マイコン等を有する施解錠制御手段３５に伝送する。施解錠制御手段３５は、ＩＤの認証を行った後、アクチュエータ３７のドアの解錠（アンロック）の駆動制御を行うようになっている。

そして、このキーレスエントリシステムに使用されるキー４３は、第１の実施の形態と同様に、図１の如く、自動車７側に対して無線通信を行う無線回路４５（図４中の３００ＭＨｚ帯送信部５に相当する）と、無線回路４５で無線通信するＩＤ情報等のデータが予め格納された記憶部４７と、ユーザーの体温を電力に変換する熱電素子４１と、この熱電素子４１で得られた電圧を昇圧制御する昇圧制御ＩＣ４９と、電池５１とを備える。

ここで、熱電素子４１が「ゼーベック効果」を利用して発電する点は第１の実施の形態と同様であり、その構成原理は図２の通りである。

＜動作＞
上記構成のキーレスエントリシステムを用いた搭乗時の動作を説明する。

まず、キー４３（２１）内の電池５１が充電状態にある場合について説明する。この場合は、図４において、キー２１側の１００ｋHz帯受信部２９及び３００ＭＨｚ帯送信部３１は、電池５１からの給電を受けて動作する。

即ち、自動車２３側に設置されたトリガ手段２５からのトリガ信号が１００ｋHz帯送信部２７に入力されると、この１００ｋHz帯送信部２７から１００ｋHz帯の信号がキー２１側に内蔵された１００ｋHz帯受信部２９に無線送信される。

搭乗者は、キー２１（４３）を手で触ることなく、例えばポケットや鞄内に収納したままであっても、１００ｋHz帯送信部２７からの信号を１００ｋHz帯受信部２９で受信した時点で、キー２１側内に予め記憶しておいたＩＤの情報を含めた無線信号が３００ＭＨｚ帯送信部３１から自動車２３側の３００ＭＨｚ帯受信部３３に自動的に送信される。

そして、自動車２３側においては、３００ＭＨｚ帯受信部３３が無線信号を受信した時点で、その中に含まれるＩＤの情報を、マイコン等を有する施解錠制御手段３５に伝送する。施解錠制御手段３５は、ＩＤの認証を行った後、アクチュエータ３７のドアの解錠（アンロック）の駆動制御を行う。

しかしながら、キー４３（２１）内の電池５１が切れている場合、即ち電池の出力電圧が低下した場合は、１００ｋHz帯送信部２７から１００ｋHz帯の信号が送られてきても、キー２１側の１００ｋHz帯受信部２９は無線信号を受信できず、また３００ＭＨｚ帯送信部３１の動作できないことから、自動的なドアの解錠は行われない。

そこで、搭乗者は、キー４３を手で握るなどして、体温をキー４３の熱電素子４１に伝達する。そうすると、熱電素子４１が発電し、図１に示した昇圧制御ＩＣ４９で昇圧した後、無線回路４５に印加される。

以上のように、このキーレスエントリシステムでは、ユーザーが所持するキー４３（図１：図４中の符号２１参照）の電池５１が充分である場合には、キー４３に手を一切触れることなく、ドアの解錠を行うことができる一方、キー４３の電池５１の出力電圧が低下した場合には、そのキー４３に手を触れて体温を伝達するだけで、キー４３から自動車７側に対する無線送信を行ってドアの解錠を行うことができる。したがって、もしものときのキー４３の電池５１の出力電圧が低下した場合に、しかもメカニカルキーを所持していない場合にも、支障無くドアの解錠を行うことができる。

特に、誘導給電を利用せずに効率よくドアの解錠を行うことができるので、電磁波発振装置を搭載するためのスペースが必要なく、しかも、電磁波発振装置を稼動させるための多大な電力を必要としないので便利である。

また、電池５１として蓄電池を使用する場合は、この電池５１が切れても、熱電素子４１での発電電圧を電池５１に印加することで、この電池５１の充電を容易に行うことかでき便利である。

尚、上記第１の実施の形態では、ドアの解錠のみを説明したが、さらにこのドアの解錠に付随して、エンジンの始動を自動的に開始してもよい。これにより、メカニカルキーを忘れて搭乗しようとした場合にも、エンジン始動までメカニカルキー無しで実行させることができる便利である。ただし、この場合のエンジン始動は、セキュリティ状の安全性等を考慮して、１回だけに限定して許可を行うことが望ましい。

本発明の第１の実施の形態に係るキーレスエントリシステムに使用されるキーの内部構成を示すブロック図である。 本発明の第１の実施の形態に係るキーレスエントリシステムのキーの熱電素子を示す模式図である。 従来技術１のキーレスエントリシステムを示すブロック図である。 従来技術２のキーレスエントリシステムを示すブロック図である。

符号の説明

１，２１，４３ キー
１１，３５ 施解錠制御手段
１３，３７ アクチュエータ
７，２３ 自動車
２５ トリガ手段
２７ 帯送信部
２９ 帯受信部
３ スイッチ
４１ 熱電素子
４５ 無線回路
４７ 記憶部
５１ 電池

Claims (3)

1. 使用者が携帯する携帯器からの無線信号により自動車のドアの解錠を行うキーレスエントリシステムであって、
   前記携帯器と、
   自動車内に設置され、前記携帯器からの無線信号を受信してドアの解錠を制御する施解錠制御手段と
   を備え、
   前記携帯器は、
   前記自動車に対して通信するための無線回路と、
   少なくとも少なくとも体温により電力を発電して前記無線回路に給電する熱電素子と
   を備えるキーレスエントリシステム。
2. 請求項１に記載のキーレスエントリシステムであって、
   携帯器は、前記無線回路の前記自動車に対する通信を操作するためのスイッチをさらに備え、
   前記熱電素子は、前記スイッチ自体の構成部品として、または前記スイッチの近傍に設置されることを特徴とするキーレスエントリシステム。
3. 請求項１に記載のキーレスエントリシステムであって、
   前記携帯器は電池を備え、
   前記携帯器の前記無線回路は、前記自動車からの無線信号を受信し、且つこの受信に応じて前記自動車に対する無線信号を送信し、
   前記熱電素子は、前記電池と並列して前記無線回路に電圧を印加することを特徴とするキーレスエントリシステム。

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