JP2006144370A - 車載用電子キーシステム - Google Patents

Abstract

【課題】コスト増を抑制してシンプルな構成でスマートキーシステムを装備可能とすると共に、部品点数や電線コストや車両重量の低減を図る。
【解決手段】キーレス発信器２２の操作により車両Ｃとの間で無線通信してドアロック認証を行うキーレスエントリーシステムを装備すると共に、スマートキー２３と車両Ｃとの間で無線によりドアロック認証を行うスマートキーシステムを装備可能な電子キーシステム２０において、キーレス発信器２２からの電波の受信とスマートキー２３からの電波の受信とを兼用する受信部４１をセンターパネル２４に備えると共に、受信部４１の制御を行うＣＰＵとしてセンターパネル２４内の既存のＣＰＵ３９を用いて兼用し、キーレス発信器２２から受信部４１で受信する信号に基づいてドアロック認証を行うＣＰＵをドア制御ＥＣＵ２６のＣＰＵ５２に兼用させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、車載用電子キーシステムに関し、詳しくは、スマートキーシステムを装備可能なキーレスエントリーシステムの効率的なシステム構成に関するものである。

従来、キーを鍵穴に挿入して操作することなく車両ドアのロック操作及びアンロック操作が可能なキーレスエントリーシステムが種々提供されている。
例えば、キーレスエントリーシステムが実用化された初期から利用されているものとして、キーに付設された発信器のボタン操作により車両と無線で通信してドアロック解除／施錠を行うものがある。このタイプのシステムは、ドアロックの解錠のためにキーを鍵穴に挿入せずに済むものの、発信器をボタン操作する必要がある。

そこで、近年では、特開２０００−３５２２４３号公報や特開２００１−９７１８６号公報等で開示されているスマートキーシステムと呼ばれるキーレスエントリーシステムが実用化され始めている。
スマートキーシステムは、スマートキーを携帯するだけでドアの解錠／施錠を可能としており、スマートキーを所持したユーザが車両に近づくと自動的にアンロックがなされ、スマートキーを所持するユーザが車両から遠ざかると自動的にロックされる。

図４及び図５にスマートキーシステムをオプション装備としている車両１のキーレスエントリーシステムの一般的な構成を示す。
車両１の車載ＬＡＮには、ドアロックの解除／施錠や窓の開閉の制御を行うドア制御ＥＣＵ２等の各種電子制御ユニットが接続されていると共に、標準装備としてのキーレス受信器５をドア制御ＥＣＵ２に接続し、オプション装備としてのスマート受信機６及びスマートＥＣＵ７を車載ＬＡＮに接続している。
一方、ユーザはキー１０に付設されて入力部（発信ボタン）付きのキーレス発信器８と、カード型のスマートキー９を携帯している。

ユーザは、標準装備のキーレスエントリーシステムで車両１に乗ろうと思えば、車両１から一定の距離範囲内でキーレス発信器８の入力部（発信ボタン）を押すことで、ＩＤコード（識別コード）等の信号が無線送信されて、キーレス受信器５で受信される。キーレス受信器５では受信した信号のＩＤコードが自己のものと一致するかを確認し、一致すればドアロック解除信号を車載ＬＡＮ（もしくは専用線）を介してドア制御ＥＣＵ２に送信しドアを開錠する。

一方、スマートキーシステムで車両１に乗る場合には、スマート受信器６が要求信号を間欠的に送信しており、ユーザが携帯するスマートキー９が該要求信号の受信可能エリア内に入った時もしくはドアに付設されたタッチセンサ等を触れることで、スマートキー９からＩＤコード等の応答信号が無線送信される。スマート受信器６が該応答信号を受信すると、該応答信号をスマートＥＣＵ７に送信してＩＤコードの一致を確認する。認証が一致すればドアロック解除信号を車載ＬＡＮを介してドア制御ＥＣＵ３に送信しドアを開錠する。

また、夫々の機器の設置場所については、スマート受信器９は車両１の後方部分に搭載し、スマートＥＣＵ７はインストルメントパネル内の奥まった場所に搭載している。
スマート受信器６は、複数配置するとコスト面で不利となるため１台で効果的に受信できること考慮しており、スマートキー９を持つユーザが運転席や後部座席やバックドアの周辺にいる時に受信確保できるようにするため、車両１の後方部分で受信感度のとれる位置に設置している。
逆に、スマートＥＣＵ７は、盗難者が容易に交換できないようにするため、手が届き難いインストルメントパネル内の奥の方に設置している。

しかしながら、図４に示す構成の場合、スマートキーシステムをオプション装備として搭載する際に、既に無線受信機能を有するキーレス受信器５が存在するにも関わらず、スマート受信器６を追加しなければならず、受信機能の重複によるコストアップを招いていた。
また、車両１に搭載する機器として、キーレス受信器５、スマート受信器６及びスマートＥＣＵ７の計３つのユニットが必要となり部品点数が増加するため、車両内で各ユニットを設置する占有スペースが大きくなり車両重量も増大すると共に、コストアップにも繋がる。
さらに、スマート受信器６とスマートＥＣＵ７とは互いの距離が離れており、スマート受信器６とスマートＥＣＵ７とを接続するワイヤハーネスが長くなるため、電線コストおよび車両重量が増加してしまう。特に、この信号線はノイズ防止のためシールド電線を用いる必要があり、電線コストが大きくなる問題がある。
特開２０００−３５２２４３号公報 特開２００１−９７１８６号公報

本発明は、前記問題に鑑みてなされたもので、コスト増を抑制してシンプルな構成でスマートキーシステムを装備可能にすると共に、部品点数や電線コストや車両重量の低減等を図ることを課題としている。

前記課題を解決するため、本発明は、ユーザが携帯するキーレス発信器の操作により車両との間で通信してドアロック認証を行うキーレスエントリーシステムを装備すると共に、ユーザが携帯するスマートキーと車載されたスマートＥＣＵとの間で自動的に通信してドアロック認証を行うスマートキーシステムを装備可能な車載用電子キーシステムにおいて、
前記キーレス発信器からの無線信号の受信機能と前記スマートキーからの無線信号の受信機能とを兼用する受信手段を車両のセンターパネルまたはインストルメントパネルに備えると共に、前記受信手段の制御を行う演算手段として前記センターパネルまたはインストルメントパネル内の既存の演算手段を用いて兼用し、
前記キーレス発信器から送信されて前記受信手段で受信する信号に基づいてドアロック認証を行う演算手段を、車両動作に必須な既存ＥＣＵの演算手段に兼用させていることを特徴とする車載用電子キーシステムを提供している。

例えば、受信手段を何れかのＥＣＵと統合することを考えた場合、通信相手となるスマートＥＣＵに統合させるのが最も安価であるが、スマートＥＣＵはセキュリティ上の理由から車両構造物の奥まった部分に設置して盗難を防止するのが通例であるため、受信感度が重要視される受信手段をスマートＥＣＵに統合させるのは現実的ではない。さらに、スマートＥＣＵのサイズは受信手段（例えば、ＲＦトランシーバ）に比べて大きく、取付角度等の制約を受けて受信感度が悪化することからも両者を統合すべきではない。

一方、一般的にはキーレスエントリーシステムのキーレス発信器から送信される信号の受信範囲は車両の全周に設定し、スマートキーシステムのスマートキーから送信される信号の受信範囲は運転席、助手席から車体後方に向けた範囲に設定しているが、本発明者らの研究の結果、インストルメントパネル周辺、特に、センターパネル周辺に電波の受信手段を配置しても両者とも十分に受信感度を確保できることが分かった。
そこで、前記構成のように、キーレス発信器用の受信機能とスマートキー用の受信機能とを統合して、センターパネルあるいはインストルメントパネルに共用化された受信手段を配置することで、受信感度を安定的に確保しながら且つ受信手段を重複して設ける必要がなくなり、機器の共用化やコスト低減を図ることができる。

また、該受信手段を制御する演算手段もセンターパネルあるいはインストルメントパネル内の既存の演算手段に統合させ、かつ、キーレス発信器からの信号のドアロック認証を行う演算手段を既存ＥＣＵに統合させているため、従来必要であったキーレス受信器およびスマート受信器の各ユニットが不要となり、共通部品となる制御回路、電源回路やケースなどを削減することができる。また、それによりユニット類を設置する車両内の占有スペースを削減することができ、かつ車両重量も低減できる。

前記既存ＥＣＵは、ドアロックの解除／施錠を制御するドア制御ＥＣＵとしていることが好ましい。
即ち、キーレス発信器から送信されて前記受信手段で受信する信号に基づいてドアロック認証を行う演算手段をドア制御ＥＣＵ内の演算手段に統合すれば、ドア制御ＥＣＵはドアロックの解除／施錠を制御するものであるので、ドアロック解除／施錠に関する信号の通信経路が最短となり、通信効率が向上する利点がある。

前記センターパネルまたはインストルメントパネル内の前記受信手段で受信した前記スマートキーからの信号の認証処理を行う前記スマートＥＣＵを、前記車両のインストルメントパネル内に配置して前記受信手段と電線で接続していることが好ましい。

前記構成とすると、受信手段をセンターパネルあるいはインストルメントパネルに配置して且つスマートＥＣＵを近傍のインストルメントパネル内に配置しているので、受信手段とスマートＥＣＵとを接続する電線長を短尺化することできる。したがって、電線コストを低減することができると共に、ワイヤハーネスの軽量化による車両重量の低減を図ることが可能となる。

前記センターパネル内の既存の演算手段は、ディスプレイ表示部の表示制御を行う演算手段としていると好ましい。
センターパネルのディスプレイ表示部の表示制御を行う演算手段は、駐車時には利用されていない資源であるという特徴がある。一方、キーレス発信器およびスマートキーから信号を受信する受信手段を制御する演算手段は、ドアロックの解除／施錠を行う認証を行う際、即ち、主として駐車時に稼働するという特徴がある。
したがって、前記受信手段用の演算手段として、センターパネルのディスプレイ表示部の演算手段を活用することにより、車載資源の有効利用を図ることができ、演算手段を共用化しても処理負荷を分散することが可能となる。

前記キーレスエントリーシステムは標準装備とする一方、前記スマートキーシステムはオプション装備としていると好ましい。
該構成とすると、スマートキーシステムをオプションで追加する場合でも、共用化された受信手段は標準装備で既に搭載されているのでスマートＥＣＵを追加するだけで足り、オプションコストを低減できると共にオプション車の設計作業も容易になる。

以上の説明より明らかなように、本発明によれば、キーレス発信器用の受信機能とスマートキー用の受信機能とを統合してセンターパネルまたはインストルメントパネルに共用化された受信手段を配置しているので、受信手段を重複して設ける必要がなくなり、機器の共用化やコスト低減を図ることができる。また、受信手段を制御する演算手段もセンターパネルまたはインストルメントパネル内の既存の演算手段に統合させ、かつ、キーレス発信器からの信号に基づいてドアロック認証を行う演算手段も既存ＥＣＵに統合させているため、従来必要であったキーレス受信器およびスマート受信器の各ユニットが不要となり、部品点数や車載スペースや車両重量を低減できる。さらに、スマートＥＣＵをインストルメントパネル内に配置して受信手段へと接続する電線を短尺化することで、電線コストの低減やワイヤハーネスの軽量化を実現できる。

本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図１乃至図３は、キーレス発信器２２から発信される電波によりドアロック認証を行うキーレスエントリーシステムを標準装備すると共に、スマートキー２３との間で自動的に無線交信してドアロック認証を行うスマートキーシステムをオプション装備とする車載用電子キーシステム２０を示している。

車両Ｃは、ワイヤハーネスＷ／Ｈを通信媒体として車載ＬＡＮを構築しており、車載ＬＡＮには、センターパネル２４と、スマートＥＣＵ２５と、ドア制御ＥＣＵ２６とを接続している。
センターパネル２４は、インストルメントパネルＩの運転席と助手席との間の中央開口に取り付けられるモジュールであり、各種演算機能を有するＣＰＵ（演算手段）３９と、エアコンの温度やマーク類等を表示するディスプレイである表示部４０と、キーレス発信器２２およびスマートキー２３からの無線信号を受信する受信部（受信手段）４１と、スマートキー２３へ無線信号を送信する送信部４２と、車載ＬＡＮへの信号の入出力を行うバスＩ／Ｏ部４３と、スマートＥＣＵ２５への信号の送受信を行う入出力部４４とを備えている。なお、車両Ｃには、キーレス発信器２２およびスマートキー２３からの無線信号を受信する受信手段（および送信手段）として、センターパネル２４に設けた受信部４１（および送信部４２）の１台のみを搭載としている。

ＣＰＵ３９は、表示部４０の制御を行うと共に、受信部４１および送信部４２等の制御も行う構成としている。
受信部４１および送信部４２は、所定のエリア内でキーレス発信器２２およびスマートキー２３と無線通信可能となっており、送信部４２はスマートＥＣＵ２５から出力される要求信号を所定の周波数の電波に変換して送信する。受信部４１は、キーレス発信器２２からの信号を受信し、該信号に含まれるＩＤコードをパルス信号に変調してドア制御ＥＣＵ２６に出力すると共に、スマートキー２３からの信号を受信し、該信号に含まれるＩＤコードをパルス信号に変調してスマートＥＣＵ２５に出力する。

スマートＥＣＵ２５は、インストルメントパネルＩ内の奥まった位置（盗難者の手が容易に届かない位置）に設置され、各種演算機能を有するＣＰＵ（演算手段）４６と、スマートキー２３との間での認証作業を処理するためのプログラムが保存された制御プログラム保存部４７と、スマートキー２３との間でセンターパネル２４を介して信号の送受信を行う入出力部４９と、車載ＬＡＮへの信号の入出力を行うバスＩ／Ｏ部５０とを備えている。
スマートＥＣＵ２５は、センターパネル２４を介したスマートキー２３からのＩＤコード信号の入力に応答して、ＩＤコード保存部４８に保存された自己のＩＤコードとの照合を実行する。

ドア制御ＥＣＵ２６は、インストルメントパネルＩ内に設置され、各種演算機能を有するＣＰＵ（演算手段）５２と、ドアロックの解除／施錠を制御するプログラムが保存された制御プログラム保存部５３と、キーレス発信器２２との認証作業に用いるＩＤコードが保存されたＩＤコード保存部５４と、車載ＬＡＮへの信号の入出力を行うバスＩ／Ｏ部５５とを備えている。ＣＰＵ５２は、ドアロックの解除／施錠の制御を行うと共に、キーレス発信器２２からセンターパネル２４を介して受信した信号に基づいた所定の認証作業も行う。

キー２１に取り付けられてユーザが携帯するキーレス発信器２２は、ドア制御ＥＣＵ２６との認証作業を行うためのＩＤコードを保存したＩＤコード保存部３１と、ＩＤコードを含む信号を電波で送信する送信部３０と、ユーザが押下するための発信ボタンであって送信部３０の送信動作のトリガーとなる入力部３２とを備えている。

ユーザが携帯するスマートキー２３は、カードタイプであって、スマートＥＣＵ２５との認証作業を行うためのＩＤコードを保存したＩＤコード保存部３５と、ＩＤコードを含む信号を電波で送信する送信部３６と、センターパネル２４の送信部４２からの電波を受信する受信部３７と、信号の送受信を制御するＣＰＵ３４とを備えている。
なお、キーレス発信器２２およびスマートキー２３には電池（図示せず）を内蔵している。また、前述したセンターパネル２４、スマートＥＣＵ２５、ドア制御ＥＣＵ２６にはワイヤハーネスＷ／Ｈから給電される電力を各部に供給する電源回路（図示せず）を設けている。

次に、車載用電子キーシステム２０の動作について説明する。
まず、標準装備のキーレスエントリーシステムの動作について説明する。
ユーザが、車両Ｃ周囲の所定のエリア内でキーレス発信器２２の入力部３２である発信ボタンを押すと、送信部３０からＩＤコードを含む信号が無線送信される。センターパネル２４の受信部４１は該信号を受信し、該信号に含まれるＩＤコードがＣＰＵ３９によりバスＩ／Ｏ部４３を介して車載ＬＡＮを介してドア制御ＥＣＵ２６に送信される。ドア制御ＥＣＵ２６では、受信したＩＤコードが自己のＩＤコードと一致するか否かを確認し、一致すればドアロック駆動装置（図示せず）を作動してドアロックを解錠する。

次に、オプション装備のスマートキーシステムの動作について説明する。
スマートキーシステムは、ユーザがスマートキー２３を携帯して車両Ｃのドアに近づけば、ドアロックが自動で解錠され、遠ざかれば自動で施錠されるキーレス機能を有している。
スマートＥＣＵ２５は、センターパネル２４の送信部４２を介してドアロック認証用の要求信号を間欠的に発信する。スマートキー２３を携帯したユーザが車両Ｃ近傍の受信可能エリア内に入ると、スマートキー２３は受信部３７により該要求信号を受信し、ＣＰＵ３４を作動させて送信部３６からＩＤコードを含む応答信号を発信する。このように、スマートキー２３は、スタンバイ状態で要求信号を受信したときのみＩＤコードを含む応答信号を自動で送信する。

該応答信号を受信部４１で受信したセンターパネル２４は、ＣＰＵ３９により該応答信号に含まれるＩＤコードを入出力部４４を介してスマートＥＣＵ２５に送信する。スマートＥＣＵ２５は、この受信したＩＤコードとＩＤコード保存部４８に記憶した自己のＩＤコードとを照合する。両者のＩＤコードが一致すれば、車載ＬＡＮを介してドア制御ＥＣＵ２６にドアロック解除の指令信号を送信し、ドア制御ＥＣＵ２７がドアロック駆動装置（図示せず）を作動してドアロックを解錠する。一方、両者のＩＤコードが一致しなければドアロックの解錠を行わない。

以上で説明したように、本発明の車載用電子キーシステム２０によれば、キーレス発信器２２用の受信機能とスマートキー２３用の受信機能とを統合して、センターパネル２４内に共用化された受信部４１（および送信部４２）を配置しているので、受信手段（送信手段）を重複して設ける必要がなくなり、機器の共用化およびコスト低減を図ることができる。また、受信部４１の配置箇所をセンターパネル２４に選定することで、キーレス発信器２３とスマートキー２３の両者の受信感度を安定的に確保することができる。

また、受信部４１を制御するＣＰＵもセンターパネル２４内の既存のＣＰＵ３９に統合させ、かつ、キーレス発信器２２からの信号に基づいたドアロック認証を行うＣＰＵもドア制御ＥＣＵ２６のＣＰＵ５２に統合させているため、従来必要であったキーレス受信器およびスマート受信器の各ユニットが不要となる。よって、車両Ｃに搭載する部品点数を低減できると共に、車両Ｃ内の機器設置スペースが削減され、かつ車両重量も低減できる。

さらに、受信部４１をセンターパネル２４に配置して且つスマートＥＣＵ２５を近傍のインストルメントパネルＩ内に配置しているので、互いを接続する電線の長さを短縮でき、電線コストやハーネス重量を低減することができる。
また、センターパネル２４のＣＰＵ３９はもともと表示部４０の表示制御を行うものであり、駐車時には利用されていない資源であるため、主として駐車時に稼働する受信部４１の制御をＣＰＵ３９で行っても、ＣＰＵ処理負荷が集中するのを防止することが可能となる。
なお、本実施形態では受信部４１および送信部４２をセンターパネル２４内に設けているが、インストルメントパネルＩ内に既存の演算手段がある場合にはそれを利用してインストルメントパネルＩ内に受信部４１および送信部４２を設けてもよい。

本発明の実施形態を示すブロック図である。 センターパネル周辺を示す一部透視斜視図である。 車両を示す概略図である。 従来例を示すブロック図である。 従来例の車両を示す概略図である。

符号の説明

２０ 車載用電子キーシステム
２２ キーレス発信器
２３ スマートキー
２４ センターパネル
２５ スマートＥＣＵ
２６ ドア制御ＥＣＵ
３９、５１ ＣＰＵ（演算手段）
４１ 受信部（受信手段）
Ｃ 車両
Ｉ インストルメントパネル
Ｗ／Ｈ ワイヤハーネス

Claims (5)

1. ユーザが携帯するキーレス発信器の操作により車両との間で通信してドアロック認証を行うキーレスエントリーシステムを装備すると共に、ユーザが携帯するスマートキーと車載されたスマートＥＣＵとの間で自動的に通信してドアロック認証を行うスマートキーシステムを装備可能な車載用電子キーシステムにおいて、
   前記キーレス発信器からの無線信号の受信機能と前記スマートキーからの無線信号の受信機能とを兼用する受信手段を車両のセンターパネルまたはインストルメントパネルに備えると共に、前記受信手段の制御を行う演算手段として前記センターパネルまたはインストルメントパネル内の既存の演算手段を用いて兼用し、
   前記キーレス発信器から送信されて前記受信手段で受信する信号に基づいてドアロック認証を行う演算手段を、車両動作に必須な既存ＥＣＵの演算手段に兼用させていることを特徴とする車載用電子キーシステム。
2. 前記既存ＥＣＵは、ドアロックの解除／施錠を制御するドア制御ＥＣＵとしている請求項１に記載の車載用電子キーシステム。
3. 前記センターパネルまたはインストルメントパネル内の前記受信手段で受信した前記スマートキーからの信号の認証処理を行う前記スマートＥＣＵを、前記車両のインストルメントパネル内に配置して前記受信手段と電線で接続している請求項１または請求項２に記載の車載用電子キーシステム。
4. 前記センターパネル内の既存の演算手段は、ディスプレイ表示部の表示制御を行う演算手段としている請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の車載用電子キーシステム。
5. 前記キーレスエントリーシステムは標準装備とする一方、前記スマートキーシステムはオプション装備としている請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の車載用電子キーシステム。

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