JP2010265642A - 電子キーシステム - Google Patents

Abstract

【課題】携帯機に対して無線による電力伝送が行われる電子キーシステムにおいて、安定した通信エリアを形成し、併せて防犯性をも確保することができる電子キーシステムを提供する。
【解決手段】ＵＨＦ帯の無線信号である駆動電波Ｓｖｖの受信エリアＡｖｖは、規定の通信エリアＡｒの外側にはみ出るように、且つそのヌル点Ｐｎが規定の通信エリアＡｒの境界Ｌｂｒｄ上に位置するように設定した。また、ＬＦ帯の無線信号である応答要求信号Ｓｒｑの受信エリアＡｒｑは、規定の通信エリアＡｒに合致するように設定した。そして、駆動電波Ｓｖｖの受信エリアＡｖｖと応答要求信号Ｓｒｑの受信エリアＡｒｑとの重複する領域を、携帯機と車両との実際の通信エリアＡｐとした。
【選択図】図２

Description

本発明は、制御対象と電子キーとの間の無線通信を通じて制御対象の各種制御を実行する電子キーシステムに関する。

従来、例えば特許文献１に示されるように、ユーザが携帯機を所持した状態で車両ドアに接近することにより車両ドアの解錠が自動的に実行されるとともに、ユーザが車室内に入ることによりエンジンの始動などが許可される、いわゆる車両の電子キーシステムが周知である。この電子キーシステムでは、車両ドアの周辺あるいは車室内に設定された通信エリアに携帯機が進入したときに、車載装置と携帯機との間で無線信号を通じた各種信号の授受を実行する。車載装置は、こうした各種信号の授受を通じて、内蔵するメモリに記憶されているＩＤコードと携帯機のＩＤコードとの照合を通じて携帯機の電子的な認証を行うとともに、当該認証を通じて正規の携帯機である旨を判断すると、前記車両ドアの解錠あるいはエンジンの始動許可などの車両制御を実行する。

こうした電子キーシステムでは、例えば携帯機の動作電源となる電池が消耗した場合に、車載装置と携帯機との間で無線通信を行うことができなくなるおそれがある。すなわちこの場合には、携帯機を所持したユーザが前記車両ドアの周辺あるいは車室内に設定された通信エリアに進入したとしても車両ドアの解錠あるいはエンジンの始動許可などが行われなくなる。このため、携帯機側での電池の消耗を抑える観点から、携帯機は通常はスリープ状態（節電状態）を維持する。そして、携帯機は、車両ドア周辺の通信エリアに進入して車両側から送信されるＬＦ帯の応答要求信号を受信したときに起動して、自身のＩＤコード等の応答信号を車両側へ送信する。

しかし近年では、身の回りは、携帯電話、テレビジョンあるいは各種のセンサをはじめとする電子機器であふれかえっている。それらの中には、自発的に、あるいはノイズ（雑音）として、ＬＦ帯の無線電波を出力するものも多い。このため、携帯機を所持するユーザは、知らず知らずのうちにそのノイズの発生源の近くに携帯機を置く等して、気が付くと電池が消耗している、という状況の発生が想定される。すなわち、前述した受信ノイズの増加に伴い、これを携帯機が受信する機会も増大することが想定されるところ、携帯機はその使用周波数帯であるＬＦ帯の受信ノイズを受信するたびに起動し、これにより電池の消耗が助長される。その結果、電池の交換頻度の増大が懸念され、これはユーザにとって煩雑である。

携帯機の電池が消耗した場合に備えて、携帯機には通常、車両に設けられているキーシリンダに挿し込むことにより車両ドアの施解錠、あるいはエンジン始動などの操作を機械的に行うメカニカルキーが収容されている。また、エンジン始動に際しては、携帯機に内蔵されるトランスポンダと車両側との無線通信を通じてユーザ認証を行うようにしたものも知られている。トランスポンダは、車両ドアの開閉動作などを契機として車両側から発信される駆動電波を動作電源として自動駆動し、自身に固有のＩＤコード等を無線送信するものである。ところが、ユーザの中には、携帯機の電池が消耗した際の前述した対処法について知らない者、あるいは当該対処法については知っているもののメカニカルキーによる操作等に対して煩雑に感じる者も存在する。

このため、本願の出願人は、動作電源としての電池を必要としない携帯機、例えば特許文献２に示されるようなパッシブ型のＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）技術を携帯機と車両との間の無線通信に応用することを検討している。すなわち、車両側から送信される駆動電波に基づき駆動電力を生成し、この生成される電力を使用して車載機器との間の無線通信を行う。この構成によれば、電池を携帯機に内蔵する必要はない。

特開２００７−２５８８７７号公報 特開２００６−３１１４１５号公報

ところが、前記パッシブ型のＲＦＩＤ技術を携帯機と車両との間の無線通信に応用する場合には、次のような問題があった。すなわち、車両ドアの周辺に設定される通信エリア（車外通信エリア）には、携帯機に対する応答を要求する応答要求信号として例えばＵＨＦ帯の周波数を有する駆動電波が所定の制御周期で発信される。携帯機は、車外に形成される通信エリアに進入したときに受信する駆動電波を動作電源として駆動して前記応答信号を送信する。このＵＨＦ帯の電波は、例えば特許文献１に示される従来の電子キーシステムにおいて使用されるＬＦ帯の電波に比べて波長が短いため、アンテナあるいは送信出力を小さくすることが可能であり、且つ通信距離も長いという特徴を有するものの、金属あるいは大地の反射等に起因してヌル点（不感点）が現れることが多い。ヌル点とは、車両と携帯機との間の無線通信が可能とされる距離であるにもかかわらず、すなわち携帯機が通信エリア内に存在しているにもかかわらず無線信号の送受信ができない位置をいい、車両側から送信される駆動電波と金属あるいは大地等に反射してできた逆位相の電波が打ち消し合うこと等に起因して発生する。

また、前述のヌル点は、次のような理由によっても発生する。すなわち、ＵＨＦ帯等の高い周波数の電波を発生させるアンテナは、周波数の低い電波を発生させるものに比べて小さく作ることができる。また、当該高い周波数の電波を発生させるアンテナは、高利得のものを作ることも可能であり、ときにはそのために複雑な形状を有する。そのようなアンテナから発せられる電波は、アンテナ形状及び波長に起因して、特定の方向に放射される電波（正確には、その信号強度）が著しく弱くなることがある。この電波の著しく弱い位置がヌル点である。

このように、ＵＨＦ帯の駆動電波を使用する場合には、前述したヌル点が現れることにより、ＵＨＦ帯の駆動電波により形成される通信エリアは歪んだ形状になる。この通信エリアの形状を制御することは困難である。

通信エリアは、電子キーシステムの製品性能を確保する上で必要とされる携帯機の作動距離に基づき設定されるところ、ＵＨＦ帯の電波を使用する場合には、前述したヌル点が現れることから予め規定される通信エリアが安定して形成されず、携帯機の作動距離（携帯機が車両側から発信される駆動電波を受信することができる車両との距離）にばらつきが生じるおそれがある。

例えば、図３（ａ）にハッチングで示されるように、ＵＨＦ帯の駆動電波の伝送距離が最大となる点を規定の通信エリアの境界に設定することが考えられるところ、この場合には、前述したヌル点では通信ができないことから実質的に車両との通信距離が短くなるポイントが存在する。すなわち、携帯機は、規定される通信エリアの境界付近で車両からの駆動電波を受信する場合もあれば、当該境界の内側に入ってある程度まで車両に近接しなければ車両からの駆動電波を受信することができない場合もある。このような携帯機の作動距離のばらつきは、電子キーシステムとしての製品性能の均質化の点で問題となる。

この問題を解決するために、例えば図３（ｂ）に示されるように、ＵＨＦ帯の駆動電波の伝送距離が最小となるヌル点を規定の通信エリアの境界に設定することが考えられる。この場合には、規定の通信エリア内に万遍なく駆動電波が送信されることにより、当該通信エリア内における携帯機の作動距離のばらつきは抑制される。しかし、この場合には、駆動電波の伝送距離が最大となる点は規定の通信エリアよりも遠方に存在する。すなわち、図３（ｂ）にハッチングで示される実際の通信エリアは規定の通信エリアの外側にはみだして形成される。このため、携帯機が規定の通信エリアの外側に存在する場合であれ、当該携帯機と車両との間で無線信号の授受を通じた認証（ＩＤ照合）が実行されて車両ドアの解錠が実行され、この際に、車両の近傍に存在する第三者に入室されるおそれがある。これは防犯上の問題となる。

このように、携帯機の動作電源として例えばＵＨＦ帯の無線信号を使用する場合には、ヌル点の現出に起因して、安定した通信エリアを形成しようとしたときには前述した防犯上の問題が発生し、当該防犯性を確保しようとしたときには安定した通信エリアの形成が困難になる。こうした相反する問題を如何に解消するかが、無線により携帯機側へ電力伝送する電子キーシステムを実用化する上での重要な課題となっていた。

本発明は上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、携帯機に対して無線による電力伝送が行われる電子キーシステムにおいて、安定した通信エリアを形成し、併せて防犯性をも確保することができる電子キーシステムを提供することにある。

請求項１に記載の発明は、特定の扉の施解錠動作を制御する制御装置から当該扉の周辺に設定される通信領域へ無線送信される無線信号を受信するとともに、当該受信される無線信号の電磁エネルギに基づき自動駆動されて当該無線信号に対する応答信号を無線送信する携帯機を備え、前記制御装置は、前記応答信号に含まれる識別情報が妥当である旨判断されるとき、前記扉の施解錠動作の制御に係る処理を実行する電子キーシステムにおいて、前記制御装置は、前記扉の周辺に前記通信領域からはみ出すように設定される第１の送信領域へ第１の無線信号を無線送信するとともに、前記扉の周辺に前記通信領域に合致するように設定される第２の送信領域へ前記第１の無線信号よりも長い波長を有する第２の無線信号を無線送信することにより、当該第１及び第２の送信領域の重複する領域を前記通信領域として形成し、前記携帯機は、前記第１の送信領域において受信する第１の無線信号の電磁エネルギに基づき自動駆動するとともに、当該第１及び第２の送信領域の重複する領域である通信領域において受信する第２の無線信号に基づき前記応答信号を無線送信することをその要旨とする。

本発明によれば、第１及び第２の送信領域の重なる部分が制御装置と携帯機との通信領域となる。第１の無線信号が送信される第１の送信領域は、所定の通信領域をはみ出して設定されるものの、第２の無線信号が送信される第２の送信領域は所定の通信領域に合致するように設定される。携帯機は、第１の無線信号の電磁エネルギに基づき自動駆動するので、第１の送信領域に存在する場合には、応答信号の送信が可能となる。そして第１の送信領域に存在し、かつ第２の送信領域にも存在する場合には、携帯機は第２の無線信号の受信を契機に応答信号を送信する。第２の送信領域のみに存在する場合には、第１の無線信号を受信できないので自動駆動することはない。

第１の無線信号を通じて携帯機への電力伝送及び応答信号の送信要求の双方を行うことも考えられるところ、この場合には、所定の通信領域の外側において扉の解錠が実行され、この際に扉の近傍に存在する第三者に入室される等の懸念がある。この点、本発明によれば、所定の通信領域の外側において第１の無線信号を受信することにより携帯機は自動駆動するものの、第２の無線信号を受信しない限り応答信号を送信することはない。このため、前述した第三者の入室等に対する懸念は解消されて、防犯性が確保される。

また、第１及び第２の送信領域のうち特に、第２の無線信号よりも波長の短い第１の無線信号が送信される第１の送信領域においては、当該領域に発信される第１の無線信号の信号強度が著しく弱くなる、いわゆるヌル点の現出が想定される。そしてこのヌル点の発生に起因して第１の無線信号の到達距離、すなわち携帯機の作動距離にばらつきが発生するおそれがある。この点、本発明のように、第１の無線信号が送信される第１の送信領域を所定の通信領域の外側にはみ出して設定することにより、第１の送信領域に発生するヌル点を、所定の通信領域のなるべく外側にもってくることが可能になる。これは、第１の無線信号の発信特性（指向性など）が同じ場合、当該無線信号の出力強度の調整及び前記制御装置側における搭載位置の異なる複数のアンテナによる制御などを通じて、第１の送信領域が拡大または縮小されたとき、当該拡大または縮小後の第１の送信領域に現出するヌル点の位置は、拡大または縮小前の第１の送信領域に現出するヌル点の位置に対して相似的な位置となるからである。例えば、第１の送信領域を所定の通信領域内に収めた場合に発生するヌル点の位置と、第１の送信領域を所定の通信領域からはみ出すように拡大した場合に発生するヌル点の位置とでは、後者のヌル点の方が所定の通信領域の外側に位置する。このため、所定の通信領域の内部における第１の無線信号の到達距離のばらつきの発生を抑制することができる。したがって、第１及び第２の送信領域の重複する領域である通信領域が安定して形成される。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の電子キーシステムにおいて、前記第１の送信領域は、当該領域内における前記第１の無線信号の到達距離の最も小さい地点が前記通信領域の内側と外側との境界上に位置するように設定されてなることをその要旨とする。

本発明によれば、第１の無線信号は所定の通信領域の範囲内に万遍なく送信される。このため、第１及び第２の送信領域の重複する領域である通信領域がいっそう安定的に形成される。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の電子キーシステムにおいて、前記携帯機は、前記第１の無線信号の電磁エネルギを蓄える充電回路を有してなることをその要旨とする。

本発明のように、携帯機に充電回路が設けられる場合には、第１の無線信号を受信してから充電回路に所定の電力が蓄えられるまでに多少なりとも時間が必要となる。この点、前述したように、第１の無線信号が送信される第１の送信領域は、第１及び第２の送信領域により規定される所定の通信領域の外側にはみ出て設定される。このため、携帯機には所定の通信領域に近づく過程で第１の無線信号の受信を通じて電力が蓄えられて起動し得る。そして、携帯機が起動状態で通信領域内に進入することにより、第２の無線信号を受信した際には即時に応答信号を送信することが可能となる。したがって、第１及び第２の送信領域により規定される通信領域に進入してから起動する場合に比べ、携帯機の第２の無線信号に対する応答性が高められる。

なお、請求項４に記載されるように、請求項１〜請求項３のうちいずれか一項に記載の電子キーシステムにおいて、前記第１の無線信号としてＵＨＦ帯の周波数を有する電波信号を、前記第２の無線信号としてＬＦ帯の周波数を有する電波信号を採用することができる。

本発明によれば、携帯機に対して無線による電力伝送が行われる電子キーシステムにおいて、安定した通信エリアを形成し、併せて防犯性をも確保することができる。

本実施の形態の電子キーシステムの概略構成を示すブロック図。 （ａ）は、同じくＬＦ帯及びＵＨＦ帯の無線信号の送信領域を重ねて示す平面図、（ｂ）は、ＬＦ帯及びＵＨＦ帯の無線信号により形成される通信領域を示す平面図。 （ａ），（ｂ）は、従来のＵＨＦ帯の無線信号による通信エリアを示す平面図。

以下、本発明を電子キーシステムに具体化した一実施の形態を図１及び図２に従って説明する。この電子キーシステムは、ユーザにより所持される携帯機と車両との間の無線通信を通じて車両ドアの施解錠及びエンジンの始動許可などを行うものである。すなわち、車両のユーザが所持する携帯機が、車両周辺に設定される車外通信エリア、あるいは車室内に設定される車内通信エリア内に存在するときに、車両と携帯機との間の無線通信を通じて携帯機の識別情報が車両に送信されて、当該車両側で当該携帯機の識別情報を使用したユーザ認証処理が行われる。本例では、このような電子キーシステムにおける車両と携帯機との間の無線通信に、パッシブ型のＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）技術を採用することにより、車両から送信される無線信号により携帯機を活性化して当該携帯機から車両へと識別情報が送信される。こうした構成を採用することにより、従来必要とされていた携帯機の動作電源としての電池を省略可能としたものである。

＜車両側の電気的構成＞
図１に示すように、電子キーシステムが搭載された車両１１には、ユーザに所持される携帯機（電子キー）１２との間の無線通信を通じて携帯機側の識別情報と車両側の識別情報との照合を行う照合ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１３が設けられている。この照合ＥＣＵ１３には、車内ネットワーク網の一を構成する車内ＬＡＮ（Local Area Network）１４を介してドアロックシステム１５及びエンジンシステム１６が接続されている。ドアロックシステム１５は、照合ＥＣＵ１３による識別情報の照合結果に基づき車両ドアの施解錠を行う。エンジンシステム１６は、照合ＥＣＵ１３による照合結果に基づき車両１１の電源状態並びにエンジンの始動及び停止を制御する。

また、照合ＥＣＵ１３には、車外ＵＨＦ発信機１７、車内ＵＨＦ発信機１８、チューナ１９、車外ＬＦ発信機２０、及び車内ＬＦ発信機２１が図示しないワイヤハーネス等を介して接続されている。車外ＵＨＦ発信機１７及び車外ＬＦ発信機２０は車両ドア等に、車内ＵＨＦ発信機１８及び車内ＬＦ発信機２１は車内の床等に設けられる。チューナ１９は、車両１１の屋根を支持するピラー等に配設される。

車外ＵＨＦ発信機１７及び車内ＵＨＦ発信機１８は、照合ＥＣＵ１３からの指令に基づき、電池を持たない携帯機１２を起動させ得る電力供給用の電波としてＵＨＦ帯の無変調キャリア（搬送波）である駆動電波Ｓｖｖを車室内外に発信する。このＵＨＦ帯の駆動電波Ｓｖｖが所定の制御周期で発信されることにより、車両ドアの周辺及び車室内の全域に駆動電波Ｓｖｖの受信エリアＡｖｖが形成される。なお、ここでは、ＵＨＦ帯（３００ＭＨｚ〜３ＧＨｚ）における８６０ＭＨｚ〜９６０ＭＨｚの電波が使用される。

車外ＬＦ発信機２０及び車内ＬＦ発信機２１は、照合ＥＣＵ１３からの指令に基づき、ＬＦ帯の無線信号である応答要求信号Ｓｒｑを車室内外に発信する。この応答要求信号Ｓｒｑは、携帯機１２に対して応答を要求する旨の指令信号である。この応答要求信号Ｓｒｑが所定の制御周期で発信されることにより、車両ドアの周辺及び車室内の全域に応答要求信号Ｓｒｑの受信エリアＡｒｑが形成される。なお、ここでは、ＬＦ帯（３０ｋＨｚ〜３００ｋＨｚ）における１３４ｋＨｚの電波が使用される。

そして本例では、これら受信エリアＡｖｖ，Ａｒｑにより、携帯機１２からの応答が期待される領域である携帯機１２との通信エリアＡｒが規定される。この通信エリアＡｒは、電子キーシステムの製品仕様等に応じて、必要とされる携帯機の作動距離（携帯機が車両側から発信される無線信号を受信することができる車両との距離）等に基づき設定される。本例では、この仕様等に基づき予め規定される通信エリアＡｒが形成されるように、駆動電波Ｓｖｖの受信エリアＡｖｖ及び応答要求信号Ｓｒｑの受信エリアＡｒｑが設定される。これら受信エリアＡｖｖ，受信エリアＡｒｑの設定を通じた通信エリアＡｒの規定方法については、後に詳述する。

チューナ１９はＵＨＦ帯の無線信号を受信するとともに、当該受信される信号を復調しその復調信号を照合ＥＣＵ１３に出力する。
照合ＥＣＵ１３の記憶装置であるＥＥＰＲＯＭ等のメモリ１３ａには、自身に対応する正規の携帯機１２の識別情報であるＩＤコードが記憶されている。照合ＥＣＵ１３は、携帯機１２との間で車外照合及び車内照合を行う際の無線通信を利用して、電池を持たない携帯機１２に電力伝送を行い、当該電力により駆動する携帯機１２から送信される後述の応答信号に含まれるＩＤコードと自身のメモリ１３ａに記憶されたＩＤコードとの照合を通じて携帯機１２の正当性を判断する。

＜携帯機の電気的構成＞
携帯機１２には、ＵＨＦ帯の無線信号を受信するＵＨＦ受信回路３１、及びＬＦ帯の無線信号を受信するＬＦ受信ＩＣ３２、ＵＨＦ帯の無線信号を送信するＵＨＦ送信回路３４及び通信制御等の各種動作を統括制御する制御ＩＣ３３が設けられている。

ＵＨＦ受信回路３１は、ＵＨＦ受信アンテナ４１を通じてＵＨＦ帯の無線信号を受信する。また、ＵＨＦ受信回路３１は、整流回路及び平滑回路等からなる電源再生回路４２、並びにコンデンサ等からなる充電回路４３を備えて構成されている。電源再生回路４２は、ＵＨＦ受信アンテナ４１に誘起される電圧を整流及び平滑して携帯機１２の動作電源として再生する。すなわち、電源再生回路４２は、車両１１側から発信される電力供給用の駆動電波Ｓｖｖを使用して、制御ＩＣ３３の初期動作に必要とされる電気エネルギを生成する。充電回路４３は、電源再生回路４２により生成された電気エネルギを蓄え、この蓄えられる電力を制御ＩＣ３３に供給する。制御ＩＣ３３は、充電回路４３からの電力を使用して動作する。このため、携帯機１２は、その動作電源として電池を内蔵する必要はない。

ＬＦ受信ＩＣ３２は、自身に接続されたＬＦ受信アンテナ４４を通じて受信されるＬＦ帯の無線信号を復調し、その復調信号を制御ＩＣ３３に出力する。
ＵＨＦ送信回路３４は、制御ＩＣ３３から入力される指令信号を変調し、その変調信号を、ＵＨＦ送信アンテナ３４ａを通じてＵＨＦ帯の無線信号として送信する。

制御ＩＣ３３は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）４５、及び記憶装置としてＥＥＰＲＯＭ等のメモリ４６を備えてなる。メモリ４６には携帯機１２に固有の識別情報であるＩＤコードが記憶されている。制御ＩＣ３３は、ＵＨＦ受信回路３１及びＵＨＦ送信回路３４を通じたＵＨＦ帯の無線信号の送受信、あるいはＬＦ受信ＩＣ３２を通じたＬＦ帯の無線信号の受信を行う。制御ＩＣ３３は、駆動電波Ｓｖｖの受信を通じて電力が供給された状態で、ＬＦ受信ＩＣ３２を通じて車両１１側から送信されるＬＦ帯の無線信号（応答要求信号Ｓｒｑ）を受信したときには、自身のメモリ４６に記憶されているＩＤコード等の情報を含むＵＨＦ帯の無線信号（応答信号Ｓｒｐ）を、ＵＨＦ送信回路３４を介して発信する。

＜通信エリアの規定方法＞
次に、駆動電波Ｓｖｖの受信エリアＡｖｖ及び応答要求信号Ｓｒｑの受信エリアＡｒｑの設定を通じた通信エリアＡｒの規定方法について説明する。ここでは、車室外に形成される通信エリアＡｒについて説明する。また、車両１１を上方から見たときの規定の通信エリアＡｒの形状は、図２（ａ）に示されるように、車両ドアの特定のポイントＰ０を中心とする半円状あるいは半楕円状をなすものとする。すなわち、当該ポイントＰ０を仮想的な無線信号（電波）の発信源として設定する。また、図２（ａ），（ｂ）において、規定の通信エリアＡｒの内外の境界Ｌｂｒｄを破線で示す。

まず、図２（ａ）に示されるように、ＵＨＦ帯の無線信号である駆動電波Ｓｖｖの受信エリアＡｖｖは、これに現れるヌル点Ｐｎが規定の通信エリアＡｒの境界Ｌｂｒｄに一致するように設定される。すなわち、車両ドアに設定される前記ポイントＰ０を基準とする駆動電波Ｓｖｖの最小到達距離Ｄｍｉｎが、当該ポイントＰ０と規定の通信エリアＡｒの境界Ｌｂｒｄ上のいずれかのポイント（点）とを結ぶ線分の長さと等しくなるように、駆動電波Ｓｖｖの受信エリアＡｖｖは設定される。規定の通信エリアＡｒが前記ポイントＰ０を中心とする半円状とされる場合には、駆動電波の最小到達距離Ｄｍｉｎが規定の通信エリアＡｒの半径となる。駆動電波Ｓｖｖの受信エリアＡｖｖは、車両１１側での駆動電波Ｓｖｖの送信出力の調節、アンテナ形状、あるいはアンテナの設置位置の調節等を通じて行われる。

なお、図２（ａ）では、２つのヌル点Ｐｎが現れているところ、本例では、車両側のポイントＰ０と両ヌル点Ｐｎとを結ぶ線分の長さ、すなわちポイントＰ０から両ヌル点Ｐｎまでの駆動電波Ｓｖｖの到達距離はそれぞれ等しい。また、ヌル点は、図示しない試験用の受信装置を使用して駆動電波Ｓｖｖの受信信号強度（ＲＳＳＩ）を測定すること等により検出可能である。例えば、受信信号強度が急激に落ち込む地点がヌル点である。

車両からの駆動電波Ｓｖｖの到達距離が最も短い地点であるヌル点Ｐｎが規定の通信エリアＡｒの境界Ｌｂｒｄに一致するように駆動電波Ｓｖｖの受信エリアＡｖｖが設定されることから、駆動電波Ｓｖｖの受信エリアＡｖｖの一部分（ヌル点Ｐｎ以外の部分）は、規定の通信エリアＡｒの境界Ｌｂｒｄからはみ出る。また、ＵＨＦ帯の無線信号（電波）は、指向性を狭めてエネルギ密度を高める、ということを行う場合が多いところ、その場合には、図２（ａ）に示されるように、駆動電波Ｓｖｖは、車両１１の前後方向へ発信されなくなることもある。そしてこの場合には、車両の前後方向（図２（ａ）中の上下方向）において、規定の通信エリアＡｒの境界Ｌｂｒｄと受信エリアＡｖｖとの間には、駆動電波Ｓｖｖの不感知領域Ａｎｏが形成される。

次に、図２（ａ）に示されるように、ＬＦ帯の無線信号である応答要求信号Ｓｒｑの受信エリアＡｒｑは、規定の通信エリアＡｒに一致するように設定される。すなわち、応答要求信号Ｓｒｑの受信エリアＡｒｑは、規定の通信エリアＡｒと一致する半円状あるいは楕円状をなす。

そして、図２（ｂ）に示されるように、これら駆動電波Ｓｖｖの受信エリアＡｖｖ及び応答要求信号Ｓｒｑの受信エリアＡｒｑの重複する扇状の部分が実際の通信エリアＡｐとなる。同図に示されるように、この実際の通信エリアＡｐは、規定の通信エリアＡｒの形状に近似する。そしてこの実際の通信エリアＡｐにおいてのみ、携帯機１２はその動作電源となる駆動電波Ｓｖｖ、及び車両１１側からの指令である応答要求信号Ｓｒｑの双方を受信することができる。

すなわち、携帯機１２は、この実際の通信エリアＡｐに進入しない限り応答信号Ｓｒｐを発信することはない。携帯機１２が駆動電波Ｓｖｖの受信エリアＡｖｖのみに存在する場合には、駆動電波Ｓｖｖの受信を通じて作動はするものの、応答要求信号Ｓｒｑの受信エリアＡｒｑの範囲外であることから応答要求信号Ｓｒｑを受信することはない。また、携帯機１２が応答要求信号Ｓｒｑの受信エリアＡｒｑのみに存在する場合、すなわち前述した駆動電波Ｓｖｖの不感知領域Ａｎｏに存在する場合には、駆動電波Ｓｖｖの受信エリアＡｖｖの範囲外であることから携帯機１２には電力が供給されない。すなわち、携帯機１２は作動することがないので、応答要求信号Ｓｒｑの受信も行われない。

なお、図示しない車室内の通信エリアも車室外の通信エリアＡｒと同様にして、車室内に発信される駆動電波及び応答要求信号により規定される。車室内に規定される通信エリアは、車室内の全域とされている。そして駆動電波の受信エリア及び応答要求信号の受信エリアにより規定される実際の通信エリアが車室内の全域に形成されるように、駆動電波の受信エリア及び応答要求信号の受信エリアが設定される。なお、駆動電波の受信エリアは、応答要求信号の受信エリア、あるいは規定の車内通信エリアよりも大きめ（広め）に設定することも可能である。

＜電子キーシステムの動作概要＞
さて、車両１１が駐車状態に維持されている際には、照合ＥＣＵ１３は、車外ＵＨＦ発信機１７を通じて駆動電波Ｓｖｖを所定の制御周期で発信し、車両周辺に駆動電波Ｓｖｖの受信エリアＡｖｖを形成する。またこのとき、照合ＥＣＵ１３は、車外ＬＦ発信機２０を通じて応答要求信号Ｓｒｑを所定の制御周期で発信し、車両周辺に応答要求信号Ｓｒｑの受信エリアＡｒｑを形成する。

ユーザに所持される携帯機１２がこの駆動電波Ｓｖｖの受信エリアＡｖｖ内に進入して当該駆動電波Ｓｖｖを受信すると、当該駆動電波ＳｖｖによりＵＨＦ受信アンテナ４１に誘起される電圧は、ＵＨＦ受信回路３１の電源再生回路４２を通じて動作電源として再生される。この再生される動作電源は充電回路４３を構成するコンデンサに蓄えられ、このコンデンサに蓄えられた電荷が制御ＩＣ３３に供給される。制御ＩＣ３３は、この充電回路４３からの電力供給を受けて活性化する。すなわち、制御ＩＣ３３は、それまでの動作電力が供給されない不活性な状態から、動作電力の供給を受けて作動する起動状態に、その動作状態が切り換わる。また、ＬＦ受信ＩＣ３２にも電力が供給されてＬＦ帯の無線信号を受信可能な状態となる。

そして、携帯機１２が実際の通信エリアＡｐに進入して車両１１側からの応答要求信号Ｓｒｑを受信すると、携帯機１２はこの応答要求信号Ｓｒｑに応答して、自身のメモリ４６に記憶されたＩＤコードを含む応答信号ＳｒｐをＵＨＦ帯の電波信号として送信する。ここで、携帯機１２は、通信エリアＡｐに進入する際にはすでに活性化しているので、車両１１側からの応答要求信号Ｓｒｑに対し即時に応答することが可能となる。

なお、携帯機１２がヌル点Ｐｎ側、あるいは不感知領域Ａｎｏ側から進入する場合には、通信エリアＡｐに進入した後に携帯機１２は活性化する。これらヌル点Ｐｎあるいは不感知領域Ａｎｏは、駆動電波Ｓｖｖが到達しにくい位置だからである。この場合には、携帯機１２が通信エリアＡｐに進入してから充電回路４３のコンデンサに所定の電荷が蓄えられるまでの間、携帯機１２は不活性状態を維持する。このため、駆動電波Ｓｖｖの受信エリアＡｖｖにおいて、規定の通信エリアＡｒからはみ出した部分から携帯機１２が進入する場合に比べて、若干応答性は低くなる。しかし、駆動電波Ｓｖｖの受信エリアＡｖｖの大部分は、規定の通信エリアＡｒの外側へはみ出しているので、携帯機１２を所持するユーザが車両１１へ接近する際には、駆動電波Ｓｖｖの受信エリアＡｖｖにおいて規定の通信エリアＡｒの外側にはみ出している部分を通過する蓋然性が高い。

車両１１側の照合ＥＣＵ１３は、チューナ１９を介して携帯機１２からの応答信号Ｓｒｐを受信すると、自身のメモリ１３ａに記憶されたＩＤコードと携帯機１２のＩＤコードとの照合（車外照合）を行う。照合ＥＣＵ１３は、この車外照合が成立する旨判断すると、ドアロックシステム１５を通じて車両ドアの解錠動作を実行、あるいはドアロックシステム１５を通じた解錠動作を許可する。

そして照合ＥＣＵ１３は、ユーザによる車両ドアの開閉、すなわちユーザが乗車した旨図示しないドアカーテシスイッチを通じて検出すると、それまでの車外ＵＨＦ発信機１７を通じての駆動電波Ｓｖｖ、及び車外ＬＦ発信機２０を通じての応答要求信号Ｓｒｑの発信を停止する。そして今度は、照合ＥＣＵ１３は、車内ＵＨＦ発信機１８を通じて駆動電波Ｓｖｖを車室内に発信するとともに、車内ＬＦ発信機２１を通じて応答要求信号Ｓｒｑを車室内に発信する。これにより、車室内の全域には、駆動電波Ｓｖｖ及び応答要求信号Ｓｒｑの双方を受信可能となる車内通信エリアが形成される。

なお、車外ＵＨＦ発信機１７及び車外ＬＦ発信機２０を通じた駆動電波Ｓｖｖ及び応答要求信号Ｓｒｑの発信停止のタイミングは、携帯機１２からの応答信号Ｓｒｐを受信したとき、としてもよい。

照合ＥＣＵ１３は、この車内通信エリアに進入した携帯機１２から送信される応答信号Ｓｒｐを、チューナ１９を介して受信すると、自身のメモリ１３ａに記憶されたＩＤコードと携帯機１２のＩＤコードとを照合（室内照合）する。照合ＥＣＵ１３は、この車内照合が成立する旨判断すると、エンジンシステム１６による車両１１の電源状態の切り換えを許可する。なお、この車内照合時においても携帯機１２は車内ＵＨＦ発信機１８を通じて発信される駆動電波Ｓｖｖを動作電源として動作する。

図示しないエンジンが停止した状態でもあるこの状態で、且つ図示しないブレーキペダルが踏み込まれた状態で運転席に設けられる図示しないエンジンスイッチが操作されると、これら操作を検出したエンジンシステム１６によりエンジンの始動制御が実行される。また、このエンジンが稼動している状態（アイドリング状態）で、且つ図示しないセレクトレバーのレンジ位置が駐車位置（Ｐレンジ）に保持された状態でエンジンスイッチが操作されると、これらの状態を検出したエンジンシステム１６によりエンジンが停止される。さらに、エンジンが停止状態の際、ブレーキペダルの踏み込み操作が行われない状態でエンジンスイッチのみが操作されると、当該操作の度に車両１１の電源状態が電源オフ（ＯＦＦ）→アクセサリオン（ＡＣＣ−ＯＮ）→イグニッションオン（ＩＧ−ＯＮ）の順に繰り返し切り替えられる。このように、携帯機１２の操作をすることなくエンジンスイッチの操作のみでエンジンの始動及び停止を行うことが可能とされている。

＜実施の形態の効果＞
したがって、本実施の形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）駆動電波Ｓｖｖの受信エリアＡｖｖを規定の通信エリアＡｒの外側にはみ出して設定することにより、この規定の通信エリアＡｒの内部における駆動電波Ｓｖｖの到達距離のばらつきの発生を抑制することが可能となる。すなわち、駆動電波Ｓｖｖの信号強度が著しく弱くなる位置であるヌル点Ｐｎが、規定の通信エリアＡｒの内外の境界Ｌｂｒｄ上、あるいはその外側に位置するように、駆動電波Ｓｖｖの受信エリアＡｖｖは設定される。これにより、駆動電波Ｓｖｖは、規定の通信エリアＡｒ内に万遍なく送信される。ここで、ＬＦ帯の無線信号である応答要求信号Ｓｒｑの送受信は誘導電磁界を使用するものであるため、コイル型のアンテナによる単調な指向性を有し、磁界強度の急峻な減少による明確なエリア形成が可能である。また、ＵＨＦ帯の無線信号と異なり周囲環境の影響を受けにくい。このため、応答要求信号Ｓｒｑの受信エリアＡｒｑは安定して形成される。したがって、駆動電波Ｓｖｖの受信エリアＡｖｖと応答要求信号Ｓｒｑの受信エリアＡｒｑとの重複する領域である実際の通信エリアＡｐは安定して形成される。なお、駆動電波Ｓｖｖのヌル点Ｐｎが規定の通信エリアＡｒの境界Ｌｂｒｄの若干内側に位置する場合であれ、ある程度の通信安定性を確保することができる。

（２）ＵＨＦ帯の無線信号を通じて携帯機１２への電力伝送及び応答信号Ｓｒｐの送信要求の双方を行うことも考えられるところ、この場合には、規定の通信エリアＡｒの外側において扉の解錠が実行され、この際に扉の近傍に存在する第三者に入室される等の懸念がある。この点、本例によれば、規定の通信エリアＡｒの外側において駆動電波Ｓｖｖを受信することにより携帯機１２は自動駆動する。しかし、携帯機１２は、応答要求信号Ｓｒｑの受信エリアＡｒｑ、正確には駆動電波Ｓｖｖの受信エリアＡｖｖ及び応答要求信号Ｓｒｑの受信エリアＡｒｑの重複した領域である実際の通信エリアＡｐに進入して応答要求信号Ｓｒｑを受信しない限り、応答信号Ｓｒｐを送信することはない。このため、前述した第三者の入室等に対する懸念は解消されて、防犯性が確保される。

（３）携帯機１２は、駆動電波Ｓｖｖの電磁エネルギを蓄える充電回路４３を有してなる。この場合には、携帯機１２が駆動電波Ｓｖｖを受信してから充電回路４３に所定の電力が蓄えられるまでに多少なりとも時間（充電時間）が必要となる。この点、駆動電波Ｓｖｖの受信エリアＡｖｖは、規定の通信エリアＡｒの外側にはみ出て設定される。このため、携帯機１２には規定の通信エリアＡｒに近づく過程で駆動電波Ｓｖｖの電磁エネルギが蓄えられて起動する。そして、携帯機１２は起動状態で規定の通信エリアＡｒ内に進入することにより、応答要求信号Ｓｒｑを受信した際には即時に応答信号Ｓｒｐを送信することが可能となる。したがって、規定の通信エリアＡｒに進入してから起動する場合に比べ、携帯機１２の応答要求信号Ｓｒｑに対する応答性が高められる。ひいては、ユーザの利便性も確保される。

（４）データ通信（本例では、ＩＤコードの授受）は、車両１１の近くで行うことが望ましい。近年における無線技術の進展により通信傍受などのおそれがあるからである。本例では、ＵＨＦ帯の無線信号に比べて通信距離の短いＬＦ帯の無線信号を使用して応答要求を発信するようにしている。このため、携帯機１２からＩＤコード等の情報が応答されるのは、当該携帯機１２が車両１１の近傍に設定される応答要求信号Ｓｒｑの受信エリアＡｒｑに進入してからである。このため、携帯機１２から送信されるＩＤコードの傍受等は困難である。また、ＬＦ帯の無線信号は、ＵＨＦ帯の無線信号に比べてヌル点が現れにくいので、車両１１と携帯機１２との間の無線通信を通じたＩＤコード等の情報の授受を確実に行うことができる。

（５）なお、駆動電波Ｓｖｖのヌル点は、規定の通信エリアＡｒの境界Ｌｂｒｄの外側に設定することも可能であるところ、この構成を採用した場合には、駆動電波Ｓｖｖの受信エリアＡｖｖにおいて規定の通信エリアＡｒの境界Ｌｂｒｄから外側にはみだす部分が多くなるので、確実に事前の充電が可能となる。

（６）以上のように、携帯機１２への無線通信を通じた電力伝送は通信距離を確保することができるＵＨＦ帯の無線信号を使用して行うとともに、ＩＤコード等の情報の授受は外部環境の影響を受けにくいＬＦ帯の無線信号を使用して行うことにより、ユーザの利便性、防犯性、通信の安定性等のいずれをも好適に確保することができる。

＜他の実施の形態＞
なお、前記実施の形態は、次のように変更して実施してもよい。
・本例では、駆動電波Ｓｖｖの受信エリアＡｖｖに現れるヌル点Ｐｎを、規定の通信エリアＡｒの境界Ｌｂｒｄ上に設定したが、当該ヌル点Ｐｎを当該境界Ｌｂｒｄの外側に設定してもよい。このようにすれば、駆動電波Ｓｖｖの受信エリアＡｖｖにおいて、規定の通信エリアＡｒの外側にはみ出る部分が増大する。すなわち、規定の通信エリアＡｒの外側において、携帯機１２に対して無線による電力伝送が行われる領域が増大する。このため、車両１１に接近する携帯機１２が規定の通信エリアＡｒに進入する前に、当該携帯機１２に対して無線による電力伝送が行われる蓋然性が高められる。ただし、駆動電波Ｓｖｖの受信エリアＡｖｖを拡げる程大きな送信電力が必要となり、車両１１側での消費電力は増大する。この点が問題にならなければ当該構成を採用することもできる。また、実際には、電波法による出力規制等についても考慮する必要がある。

・本例では、車室内外の双方において、携帯機１２に対する電力供給はＵＨＦ帯の無線信号を、携帯機１２に対する応答要求等の情報の送信はＬＦ帯の無線信号を使用して行うようにした。しかし、例えば車室内においては、ＵＨＦ帯の無線信号を使用して携帯機１２に対する電力伝送及び応答要求の双方を行うようにしてもよい。

この場合、車両側の車内ＬＦ発信機２１は省略可能である。また、携帯機１２のＵＨＦ受信回路３１には復調回路（図示略）を設ける。そして車内ＵＨＦ発信機１８は、照合ＥＣＵ１３からの指令に基づき応答要求信号Ｓｒｑを送信する際に、これに電力電波を付加して発信させる。すなわち、車内ＵＨＦ発信機１８は、応答要求信号Ｓｒｑを発信するに際して、電池を持たない携帯機１２を起動させ得る電力供給用の電波として無変調のキャリア（搬送波）である駆動電波Ｓｖｖを発信しつつ、これに続けて応答要求信号Ｓｒｑの主データであるリクエストコードを変調して発信する。このリクエストコードは、携帯機１２に対して応答信号Ｓｒｐ（正確には、携帯機１２に固有のＩＤコード）の送信を指令する情報である。車内ＵＨＦ発信機１８は、この後さらに前述の駆動電波Ｓｖｖを続けて発信する。このように、駆動電波Ｓｖｖ及びリクエストコードから車内照合用の応答要求信号Ｓｒｑが構成される。そしてこのＵＨＦ帯の応答要求信号Ｓｒｑが所定の制御周期で発信されることにより、車室内の全域に携帯機１２との間の車内通信エリアが形成される。携帯機１２は、当該車内通信エリアに進入した際には、駆動電波Ｓｖｖの受信を通じて起動するとともに、応答要求信号Ｓｒｑの主データ列であるリクエストコードを復調して解釈し、無変調キャリア（搬送波）の部分で反射波にＩＤコード等の情報を乗せて発信する。すなわち、応答用の駆動電波Ｓｖｖの一部はＵＨＦ受信アンテナ４１によって反射されるところ、制御ＩＣ３３は、この反射される駆動電波Ｓｖｖを車両側へ送る情報である自身のＩＤコードに応じて変調し、この変調された駆動電波Ｓｖｖを応答信号ＳｒｐとしてＵＨＦ受信アンテナ４１を介して送信する。なお、このような電波反射型の通信を行う場合、ＵＨＦ受信アンテナ４１に負荷変調回路を付加し、当該負荷変調回路を制御ＩＣ３３により制御する必要がある。ちなみに、こうしたいわゆる電波反射型の通信態様を採用することなく、前記実施の形態と同様に、ＵＨＦ送信回路３４を通じて応答信号Ｓｒｐを発信するようにしてもよい。

・本例では、ＵＨＦ受信回路３１には電源再生回路４２により生成された電力を蓄える充電回路４３を設け、当該充電回路４３に蓄えられた電力を動作電源として制御ＩＣ３３に供給するようにしたが、次のような構成を採用することもできる。すなわち、本例のような充電式ではなく、電源再生回路４２により生成される電力が制御ＩＣ３３に対して直接的に供給されるようにしてもよい。この場合には、充電回路４３は省略可能となり、携帯機１２の電気的な構成の簡素化が図られる。

・本例では、車両用の電子キーシステムを一例に挙げたが、住宅用の電子キーシステムに適用することもできる。
・本例では、携帯機１２への無線による電力伝送をＵＨＦ帯の電波を使用して行ったが、例えば２．４５ＧＨｚ帯の電波を使用することも可能である。この場合にもヌル点が現れることから、ＵＨＦ帯の電波を使用する場合と同様の課題が存在する。そして当該課題は、本例と同様にして解消される。すなわち、ＬＦ帯の無線信号の受信エリアＡｒｑを規定の通信エリアＡｒに一致させるとともに、２．４５ＧＨｚの無線信号の受信エリア（図示略）に現れるヌル点を規定の通信エリアＡｒの境界Ｌｂｒｄに一致させる。

＜他の技術的思想＞
次に、前記実施の形態から把握できる技術的思想を以下に追記する。
・請求項１に記載の電子キーシステムにおいて、前記第１の送信領域は、前記第１の無線信号の到達距離の最も小さい地点が前記通信領域の内側と外側との境界の外側に位置するように設定されてなる電子キーシステム。この構成によれば、第１の無線信号の送信領域において、規定の通信領域の境界から外側にはみだす部分が多くなるので、携帯機が規定の通信領域に進入する前に第１の無線信号の受信を通じて起動状態となる蓋然性が高められる。

１２…携帯機、１３…照合ＥＣＵ（制御装置）、４３…充電回路、Ａｐ…実際の通信エリア、Ａｒ…規定の通信エリア、Ａｒｑ…応答要求信号の受信エリア（第２の送信領域）、Ａｖｖ…駆動電波の受信エリア（第１の送信領域）、Ｓｒｑ…応答要求信号（第２の無線信号）、Ｓｖｖ…駆動電波（第１の無線信号）。

Claims (4)

1. 特定の扉の施解錠動作を制御する制御装置から当該扉の周辺に設定される通信領域へ無線送信される無線信号を受信するとともに、当該受信される無線信号の電磁エネルギに基づき自動駆動されて当該無線信号に対する応答信号を無線送信する携帯機を備え、前記制御装置は、前記応答信号に含まれる識別情報が妥当である旨判断されるとき、前記扉の施解錠動作の制御に係る処理を実行する電子キーシステムにおいて、
   前記制御装置は、前記扉の周辺に前記通信領域からはみ出すように設定される第１の送信領域へ第１の無線信号を無線送信するとともに、前記扉の周辺に前記通信領域に合致するように設定される第２の送信領域へ前記第１の無線信号よりも長い波長を有する第２の無線信号を無線送信することにより、当該第１及び第２の送信領域の重複する領域を前記通信領域として形成し、
   前記携帯機は、前記第１の送信領域において受信する第１の無線信号の電磁エネルギに基づき自動駆動するとともに、当該第１及び第２の送信領域の重複する領域である通信領域において受信する第２の無線信号に基づき前記応答信号を無線送信する電子キーシステム。
2. 請求項１に記載の電子キーシステムにおいて、
   前記第１の送信領域は、前記第１の無線信号の到達距離の最も小さい地点が前記通信領域の内側と外側との境界上に位置するように設定されてなる電子キーシステム。
3. 請求項１又は請求項２に記載の電子キーシステムにおいて、
   前記携帯機は、前記第１の無線信号の電磁エネルギを蓄える充電回路を有してなる電子キーシステム。
4. 請求項１〜請求項３のうちいずれか一項に記載の電子キーシステムにおいて、
   前記第１の無線信号はＵＨＦ帯の周波数を有し、前記第２の無線信号はＬＦ帯の周波数を有する電子キーシステム。

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