JP2011024332A - 電子キーシステム及び電子キーの電力供給方法 - Google Patents

Abstract

【課題】電子キーに内蔵された電池の消耗を、極力少なく抑えることができる電子キーシステム及び電子キーの電力供給方法を提供する。
【解決手段】電子キー２（ＡＦＥ３０）が待機状態をとるときに必要な電源を、車両１から発信される電力電波Ｓvvによってまかない、スマート通信やワイヤレス通信の実際の通信動作の際には、電子キー２に内蔵された電池２７の電力を使用する。
【選択図】図２

Description

本発明は、電子キーとその通信相手とが無線通信を介してキー照合を行う電子キーシステム及び電子キーの電力供給方法に関する。

従来から周知のように、車両のキーシステムとしては、利便性等の面から、車両キーとしての電子キーからキーコードとしてＩＤコードを無線通信により車両に発信して、車両にＩＤ照合を実行させる電子キーシステム（特許文献１等参照）が広く使用されている。この種の電子キーシステムには、車両からのリクエストに応答してＩＤコードを車両に自動発信して車両にＩＤ照合を実行させるキー操作フリーシステムがある。同システムには、車外でＩＤ照合が成立すれば実際のキー操作無しにドアロックが施解錠されるスマートエントリーシステムや、車内でＩＤ照合が成立すればエンジンスイッチの単なる押し操作のみでエンジンがかかるワンプッシュエンジンスタートシステムがある。

特開２００５−２６２９１５号公報

ところで、キー操作フリーシステムにおいて、電子キーは自身がリクエストを受け付けているか否かを確認するために、電波受信有無を監視する受信準備動作（待機状態）を常時とっていなくてはならない。なお、受信準備動作とは、車両から発信された電波を受信するために、キー側の受信機に待機電流を流して受信機能を起動させる動作のことをいう。このため、キー内蔵の電池はＩＤ照合の実通信の実行有無に拘わらず常に消費されることになるので、電池切れが早く起きてしまう状況となっていた。よって、電池交換のコストや手間をユーザに課さないようにするためにも、電池寿命を長くする新たな技術が要望されていた。

本発明の目的は、電子キーに内蔵された電池の消耗を、極力少なく抑えることができる電子キーシステム及び電子キーの電力供給方法を提供することにある。

前記問題点を解決するために、本発明では、電子キーとその通信相手とが無線通信によってキー照合を実行する電子キーシステムにおいて、前記電子キーが待機状態の際に必要とする電源を、前記通信相手から無線により発信された電力電波によってまかなう電力供給手段と、前記電子キーが実通信に入った際、前記電子キーの電源を、それまでの前記電力電波からキー内蔵の電池に切り換える実通信実行手段とを備えたことを要旨とする。

この構成によれば、電子キーが待機状態の際には、通信相手から無線により発信された電力電波を電源として動き、電子キーが実通信に入った際には、電子キーが内蔵する電池を電源として動く。このため、電子キーにおいて待機状態の際に必要となる電力は、通信相手から発信された無線電力によってまかなわれるので、待機状態の際にキー内蔵の電池を消費せずに済む。よって、キー内蔵の電池を常時消費する状態をとらせずに済むので、キー内蔵の電池を長寿命化することが可能となる。

本発明では、前記待機状態は、前記電子キーのキー受信機を電源オンとするものの、前記電子キーを統括制御する通信制御部を電源オフとした状態であり、前記電子キーは、前記待機状態の際に前記通信相手から起動要求としてウェイク信号を受信すると、当該ウェイク信号により前記通信制御部が電源オンに切り換わるとともに、該電子キーの電源が前記電池に切り換わることを要旨とする。

この構成によれば、電子キーがウェイク信号を受信する前は、電子キーの通信制御部が電源オフ状態をとる。このため、電子キーが待機状態をとっている際、通信制御部によってキー内蔵の電池が消費されずに済むので、電池の更なる長寿命化に効果が高い。

本発明では、前記電子キーのキー受信機は、常時、前記電力電波を電源として動くことを要旨とする。
この構成によれば、キー受信機を動かすのに必要な電力が、通信相手から発信される電力電波により常時まかなわれる。このため、キー受信機の電源がキー内蔵の電池に寄らなくなるので、電池を一層長寿命化することが可能となる。

本発明では、前記電子キーのキー照合には、前記通信相手からのリクエストに応答してＩＤコードを自動で返信することにより、ＩＤ照合を前記通信相手に実行させるスマート通信と、前記電子キーでのボタン操作によって、前記ＩＤコードを遠隔発信してＩＤ照合を前記通信相手に実行させるワイヤレス通信とが含まれ、前記電源の切り換えは、前記スマート通信と前記ワイヤレス通信との両方に対応していることを要旨とする。

この構成によれば、電源の切り換えがスマート通信とワイヤレス通信との両方に対応しているので、電子キー１つで、スマート通信とワイヤレス通信の両方を実行することが可能となる。このため、本構成の電子キーシステムを、システムとして機能性の高いものとすることが可能となる。

本発明では、通信相手との間で無線通信によってキー照合を実行する電子キーの電力供給方法において、前記通信相手から無線により発信された電力電波によって、前記電子キーが待機状態の際に必要とする電力をまかなうとともに、電子キーが実通信動作に入った際には、前記電子キーの電源を、それまでの前記電力電波からキー内蔵の電池に切り換えることを要旨とする。

本発明によれば、電子キーに内蔵された電池の消耗を、極力少なく抑えることができる。

第１実施形態における電子キーシステムの概略構成を示すブロック図。 無線電力伝送システムの概略構成を示すブロック図。 無線電力伝送システムの具体的な動作態様を示すタイムチャート。 第２実施形態における無線電力伝送システムの概略構成を示すブロック図。 無線電力伝送システムの具体的な動作態様を示すタイムチャート。

（第１実施形態）
以下、本発明を具体化した電子キーシステム及び電子キーの電力供給方法の第１実施形態を図１〜図３に従って説明する。

図１に示すように、車両１には、車両キーとして使用される電子キー２との間で無線通信によりキー照合を行って、このキー照合の成立を条件にドアロックの施解錠やエンジン始動等が許可又は実行される電子キーシステム３が設けられている。電子キー２は、車両１との間で狭域無線通信が可能であって、電子キー２が固有に持つＩＤコードをキーコードとして無線通信により車両１に発信して、車両１にキー照合を行わせることが可能なキーのことをいう。なお、車両１が通信相手に相当する。

電子キーシステム３には、電子キー２からキーコードとしてＩＤコードを発信するときに個別のキー操作が不要であるキー操作フリーシステムが含まれている。このキー操作フリーシステムには、ドアロックの施解錠操作の際にキー操作を必要としない機能としてスマートエントリーシステムがある。この場合、車両１には、電子キー２との間でキー照合（ＩＤ照合）を行う照合ＥＣＵ（Electronic Control Unit）４と、車載モータやリレー等の動作を管理するメインボディＥＣＵ５とが設けられ、これらＥＣＵ４，５が車内の一ネットワークであるＬＩＮ（Local Interconnect Network）６を介して接続されている。照合ＥＣＵ４には、車外にＬＦ（Low Frequency）帯の電波（約134KHz）を発信可能な車外発信機７と、車内に同様のＬＦ電波を発信可能な車内発信機８と、ＵＨＦ（Ultra High Frequency）帯の一種であるＲＦ（Radio Frequency：約312MHz）の電波を受信可能な車両チューナ９とが接続されている。また、メインボディＥＣＵ５には、ドアロックの施解錠を実行するときの駆動源としてドアロックモータ１０が接続されている。

また、電子キー２には、電子キー２の各種動作を統括制御する通信制御回路１１が設けられている。この通信制御回路１１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１２やメモリ１３等の各種デバイスを持ち、電子キー２が持つ固有のキーコードとしてＩＤコードがメモリ１３に登録されている。通信制御回路１１には、ＬＦ電波を受信可能なキー受信アンテナ１４と、ＲＦ電波を発信可能なキー発信アンテナ１５とが接続されている。通信制御回路１１は、キー受信アンテナ１４における電波受信有無を逐次監視するとともに、キー発信アンテナ１５からの電波発信の動作を管理する。なお、キー受信アンテナ１４がキー受信機を構成する。

照合ＥＣＵ４は、車両駐車時、車外発信機７からＬＦ帯のリクエスト信号Ｓrqを断続的に発信させることにより、車両周辺にリクエスト信号Ｓrqの車外通信エリアを形成して、狭域無線通信（以降、スマート通信と記す）の成立を試みる。電子キー２がこの車外通信エリアに入り込んでリクエスト信号Ｓrqを受信すると、電子キー２はリクエスト信号Ｓrqに応答する形で、自身に登録されたＩＤコードを乗せたＩＤ信号ＳidをＲＦ帯の電波で返信する。照合ＥＣＵ４は、車両チューナ９でＩＤ信号Ｓidを受信してスマート通信（車外通信）が確立すると、自身のメモリ１６に登録されたＩＤコードと電子キー２のＩＤコードとを照らし合わせてＩＤ照合、いわゆるスマート照合（車外照合）を行う。照合ＥＣＵ４は、この車外照合が成立したことを確認すると、メインボディＥＣＵ５によるドアロック施解錠動作を許可又は実行する。

また、キー操作フリーシステムには、エンジン始動停止操作の際に実際の車両キー操作を必要とせずに単なるスイッチ操作のみでエンジン１７の始動停止操作を行うことが可能な機能としてワンプッシュエンジンスタートシステムがある。この場合、車内には、同システムの操作スイッチとしてプッシュモーメンタリ式のエンジンスイッチ１８が設けられている。エンジンスイッチ１８は、照合ＥＣＵ４及びメインボディＥＣＵ５に接続されている。エンジンスイッチ１８の操作機能には、エンジン始動停止機能の他に、電源遷移機能も割り当てられている。

メインボディＥＣＵ５には、エンジン１７の点火制御や燃料噴射制御を管理するエンジンＥＣＵ１９が、車内の一ネットワークであるＣＡＮ（Controller Area Network）２０を介して接続されている。メインボディＥＣＵ５には、車載アクセサリに繋がるＡＣＣ（Accessory）リレー２１と、走行系の各種電装品に繋がるＩＧ（Ignition）リレー２２と、エンジンスタータ（図示略）に繋がるスタータリレー２３とが接続されている。

照合ＥＣＵ４は、例えばカーテシスイッチ（図示略）により運転者の車内への乗車を確認すると、今度は車内発信機８からリクエスト信号Ｓrqを発信して、車内全域に車内通信エリアを形成する。照合ＥＣＵ４は、電子キー２がこの車内通信エリアに入り込んで返信してきたＩＤ信号Ｓidを車両チューナ９で受信してスマート通信（車内通信）が確立すると、自身に登録されたＩＤコードと電子キー２のＩＤコードとを照らし合わせてＩＤ照合、いわゆるスマート照合（車内照合）を行う。照合ＥＣＵ４は、この車内照合が成立したことを確認すると、エンジンスイッチ１８のプッシュ操作による電源状態切り換えを許可する。

電子キーシステム３には、電子キー２のボタン操作による遠隔操作によってドアロックを施解錠可能なワイヤレスキーシステムが含まれている。この場合、電子キー２には、例えば押しボタン式の施錠ボタン２４及び解錠ボタン２５が設けられている。例えば、施錠ボタン２４が操作されると、電子キー２のＩＤコードと、車両１にドアロック施錠の動作開始を要求する機能コード（施錠要求コード）とを含んだワイヤレス信号Ｓwlが、キー発信アンテナ１５からＲＦ電波により発信される。そして、このワイヤレス信号Ｓwlを車両１が受信して無線通信（ワイヤレス通信）が確立し、ワイヤレス信号ＳwlのＩＤコードのＩＤ照合（ワイヤレス照合）が成立すると、続く施錠要求コードによってドアロックが施錠する。

図２に示すように、車両１には、車両１から電子キー２の電源となり得る電波（以降、電力電波Ｓvvと記す）を電子キー２に発信して、この電力電波Ｓvvによって電子キー２を動作させる無線電力伝送システム２６が設けられている。本例の無線電力伝送システム２６は、電子キー２が待機状態において必要とする電源（待機電流）を電力電波Ｓvvによってまかない、実通信時における電源としてキー内蔵の電池２７を使用するシステムとなっている。ここで、待機状態とは、電子キー２が車両１からの無線電波を受けるのを待つ受信準備動作を繰り返し行う、いわゆるポーリング動作をキー受信機において行っている状態のことをいう。受信準備動作は、キー受信機に電流（待機電流）を流して、受信機の回路群を動作させる状態をいう。実通信とは、車両１と電子キー２の通信が確立して、これら２者が実際の照合通信を実行する動作状態のことをいう。電力電波Ｓvvは、スマート通信が実行されている期間中、スマート通信に並行して電子キー２に供給される。

この場合、車両１には、電力電波Ｓvvの発信元として電力伝送装置２８が設けられている。電力伝送装置２８は、発信機７，８や車両チューナ９とともに照合ＥＣＵ４に接続され、動作が照合ＥＣＵ４によって管理されている。電力伝送装置２８は、照合ＥＣＵ４からの指令に基づき、電力電波ＳvvをＲＦ電波により電子キー２に向けて発信可能となっている。また、電力電波Ｓvvの発信エリア（電力電波エリア）は、リクエスト信号Ｓrqよりも少し広いエリアに設定されている。なお、電力伝送装置２８が電力供給手段を構成する。

また、照合ＥＣＵ４には、電力伝送装置２８の動作を管理する電力伝送管理部２８ａが設けられている。電力伝送管理部２８ａは、発信機７，８からのＬＦ電波の発信に同期して電力伝送装置２８から電力電波Ｓvvを発信させ、より具体的には、電子キー２がＬＦ電波を受け取る若干前に電子キー２が電力電波Ｓvvを受信できるように、ＬＦ電波よりも少し早いタイミングで電力電波Ｓvvを発信させる。例えば、リクエスト信号Ｓrqで見るならば、電力電波Ｓvvはリクエスト信号Ｓrqよりも少し早いタイミングで発信される。なお、電力伝送管理部２８ａが電力供給手段を構成する。

電子キー２の通信制御回路１１には、電子キー２の動作を統括管理する通信制御部２９と、電子キー２の受信回路として機能するＡＦＥ（Analog Front End）３０とが設けられている。通信制御部２９は、前述したＣＰＵ１２やメモリ１３等を備える回路であって、電力線３１を介して電池２７に接続されるとともに、信号線３２を介してキー発信回路３３に接続されている。また、ＡＦＥ３０は、キー受信アンテナ１４に接続されるとともに、キー受信アンテナ１４で受信した受信電波を増幅して復調したり、或いは復調後の受信電波を解読したりして、処理後の受信データを通信制御部２９に出力する。キー発信回路３３は、通信制御部２９からの信号をＲＦ電波に変換したり、増幅したりする回路である。なお、ＡＦＥ３０がキー受信機を構成する。

また、電子キー２には、電子キー２において電力電波Ｓvvを受信する受電通信部３４が設けられている。受電通信部３４は、電力電波Ｓvvの受電アンテナ３５と、電力電波Ｓvvを整流及び電圧変換する受電回路３６とからなる。受電回路３６は、電子キー２内の電気配線を介してＡＦＥ３０に接続されている。受電回路３６は、受電アンテナ３５で受信した電力電波Ｓvvを整流するとともに、ＡＦＥ３０が必要とするレベルの電圧値に変換して、この電圧を無線電力ＪｍとしてＡＦＥ３０に出力する。なお、受電通信部３４が電力供給手段を構成する。

ＡＦＥ３０には、受電回路３６から出力された無線電力Ｊｍを取り込む無線電力入力部３７が設けられている。また、ＡＦＥ３０には、無線電力入力部３７で入力した無線電力Ｊｍを電源としてＡＦＥ３０を動作させる無線電力動作部３８が設けられている。即ち、無線電力動作部３８は、無線電力入力部３７において受電回路３６から無線電力Ｊｍを受け付ける間、この無線電力ＪｍによってＡＦＥ３０を動作させる。本例の無線電力動作部３８は、ＡＦＥ３０（電子キー２）の受信動作の電源を無線電力Ｊｍによりまかない、ＡＦＥ３０のポーリング動作時のみならず、スマート通信確立後の実際の電波受信の際も、無線電力Ｊｍを電源としてＡＦＥ３０を動作させる。なお、無線電力入力部３７及び無線電力動作部３８が電力供給手段を構成する。

また、通信制御部２９には、通信制御部２９における無線通信（スマート通信、ワイヤレス通信）の各種動作を、キー内蔵の電池２７により実行させる電池駆動源動作部３９が設けられている。電池駆動源動作部３９は、スマート通信において車両１にＲＦ電波を返信する際の各種動作を、キー内蔵の電池２７を電源として実行させる。また、電池駆動源動作部３９は、電子キー２のワイヤレス通信用の各種ボタン（施錠ボタン２４、解錠ボタン２５）の操作を基に電子キー２が車両とワイヤレス通信を行う際も、キー内蔵の電池２７を電源として電波発信を実行させる。なお、電池駆動源動作部３９が実通信実行手段に相当する。

次に、本例の電子キーシステム３がとる通信動作の具体例を図３に従って説明する。
照合ＥＣＵ４は、車外の電子キー２とスマート通信を実行する際、まずは停止状態（スリープ状態）になっている電子キー２を起動させるべく、車外発信機７からウェイク信号４０をＬＦ電波により発信させる。このウェイク信号４０は、車外発信機７から一定間隔をおいて繰り返し発信され、車両周囲における電子キー２の有無が監視される。ウェイク信号４０には、電子キー２（ＡＦＥ３０）の動作状態を安定させるバースト信号４１と、ウェイク信号４０の発信元を表すウェイクパターン４２とが含まれている。ウェイクパターン４２は、所定の車両群毎、言い換えるならばシステム単位で割り当てられるコード列からなる。なお、ウェイク信号４０が起動要求に相当する。

このとき、電力伝送装置２８は、車外発信機７がウェイク信号４０を発信するのに先立ち、電力電波ＳvvをＲＦ電波により発信する。この電力電波Ｓvvは、ウェイク信号４０よりも若干早いタイミングで発信されるとともに、電子キー２がウェイク信号４０を受信している期間中、電子キー２において電力電波Ｓvvによる電源供給が継続されるように、ウェイク信号４０の発信が終わるまで出力される。また、電力電波Ｓvvの停止は、ウェイク信号４０の発信停止の直後に行うのではなく、電子キー２が通信エリア内にいた場合にアック返信を行うであろう時間まで継続される。例えば、車両１が電波を出した際に電子キー２がこれに応答して電波を返す際にかかる相互通信の時間を１ブロックとして見た場合、電力電波Ｓvvはこの１ブロック単位で発信される。

電子キー２を所持したユーザが車両１に近づくと、まずは電力電波Ｓvvの発信エリアに入り込む。このとき、電子キー２は、この電力電波Ｓvvを受電アンテナ３５で受信する。受電アンテナ３５で受信された電力電波Ｓvvは、受電回路３６によって整流されるとともに、ＡＦＥ３０の電源として好適な電圧値に値が変換され、これが無線電力ＪｍとしてＡＦＥ３０に供給される。ＡＦＥ３０は、無線電力入力部３７においてこの無線電力Ｊｍを受け付けると、それまでの電源オフ状態から、無線電力Ｊｍを電源として起動した電源オン状態に切り換わる。この電源オン状態は、ＡＦＥ３０に電源が投入されて、ＡＦＥ３０において各種動作が可能となった状態のことをいう。

ＡＦＥ３０は、電源オン状態に切り換わると、自身に待機電流が供給されて、キー受信アンテナ１４において無線電波の受信有無を監視する受信準備動作を実行する。ＡＦＥ３０は、電子キー２のサーチ時、無線電力Ｊｍを受け付ける度にこの受信準備動作を行うことにより、この一連の動作をポーリング動作として実行する。なお、このポーリング動作時、通信制御部２９のＣＰＵ１２は未だ電源オフ状態をとっており、電源オン状態には移行していない。

電子キー２が更に車両１に近づくと、今度は電子キー２がウェイク信号４０の通信エリアに入り込み、ウェイク信号４０をキー受信アンテナ１４で受信する。このとき、ＡＦＥ３０は、無線電力Ｊｍにより電源オンに切り換わった後に、ウェイク信号４０を問題なく取得する。ＡＦＥ３０は、ウェイク信号４０を受信すると、まずはウェイク信号４０に含まれるバースト信号４１によって安定化され、続いてウェイクパターン４２のコード列を自身のものと照らし合わせるウェイクパターン照合を実行する。ＡＦＥ３０は、ウェイクパターン照合が成立することを確認すると、その旨を伝える通知としてウェイクパターン照合成立通知を通信制御部２９に出力する。

通信制御部２９は、ＡＦＥ３０から出力されたウェイクパターン照合成立通知を入力すると、それまでの電源オフ状態（待機状態）から電源オン状態に切り換わって、キー内蔵の電池２７を電源としてスマート通信を開始する。このときのスマート通信は、電池駆動源動作部３９により管理されるとともに、キー内蔵の電池２７によって動作が継続される。通信制御部２９は、ＡＦＥ３０からウェイクパターン照合成立通知を正常に入力すると、ウェイク信号４０の受信に対する応答として、アック信号４３をキー発信アンテナ１５からＲＦ電波によって車両１に向けて発信させる。

照合ＥＣＵ４は、ウェイク信号４０を発信した後の所定時間内にアック信号４３を受信すると、車両周囲に電子キー２が存在すると認識する。照合ＥＣＵ４は、車両周囲に電子キー２が存在することを認識すると、電力伝送装置２８に電力電波Ｓvvの発信を、次の１ブロック分延長させる。即ち、ＡＦＥ３０が途中で電源オフになってしまうと、ＡＦＥ３０を最初から動作させる必要が生じるので、ＡＦＥ３０には電源が常時入った状態にしておく。ＡＦＥ３０は、この電力電波Ｓvvを受電アンテナ３５で受信すると、この電力電波Ｓvvを電源として再度、電源オン状態をとる。

照合ＥＣＵ４は、電力伝送装置２８に電力電波Ｓvvの発信を継続させた後、車両固有のＩＤとしてビークルＩＤ４４を、車外発信機７からＬＦ電波で発信させる。このとき、ＡＦＥ３０は、電力電波Ｓvvによって電源オン状態をとっているので、キー受信アンテナ１４でビークルＩＤ４４を問題なく受信する。ＡＦＥ３０は、ビークルＩＤ４４を受信すると、このビークルＩＤ４４を通信制御部２９に転送する。なお、ＡＦＥ３０は、ビークルＩＤ４４の受信後も、電力電波Ｓvvを継続受信して、電源オン状態を維持する。

通信制御部２９は、ＡＦＥ３０からビークルＩＤ４４を入力すると、ビークルＩＤ４４の正否を見るビークルＩＤ照合を行い、通信相手の車両１が正規のものか否かを確認する。このように、ビークルＩＤ照合を実施するのは、電子キー２の周囲に車両が複数存在して通信が混在する状況になっても、この中の正規車両のみとスマート通信を行うためである。通信制御部２９は、ビークルＩＤ照合が成立したことを確認すると、その旨を通知すべくアック信号４５をＲＦ電波により車両１に返信する。

照合ＥＣＵ４は、ビークルＩＤ４４を発信した後の所定時間内にアック信号４５を受信すると、ビークルＩＤ照合が成立したことを認識する。そして、照合ＥＣＵ４は、続いてチャレンジレスポンス認証を開始するが、このときも電力伝送装置２８に電力電波Ｓvvを、次の１ブロック分延長させる。この電力電波Ｓvvは、この後に続いて車外発信機７から発信されるチャレンジ４６の応答を受信するまで発信が継続される。ＡＦＥ３０は、この電力電波Ｓvvを受電アンテナ３５で受信すると、電力電波Ｓvvを電源として電源オン状態を継続する。

照合ＥＣＵ４は、電力伝送装置２８に電力電波Ｓvvを継続発信させた後、チャレンジ４６をＬＦ電波により発信させる。チャレンジ４６には、発信の度に毎回値が変わるチャレンジコード（乱数コード）と、電子キー２のキー番号とが含まれている。なお、キー番号は、何番目のマスターキーであるのか、又は何番目のサブキーであるのかを通知するものである。このように、キー番号の照合を実施するのは、もし仮に通信エリア内にマスターキー及びサブキーの両方が存在していても、これらが同時に通信を開始しないようにするためである。

このとき、ＡＦＥ３０は、電力電波Ｓvvによって電源オン状態をとっているので、このチャレンジ４６をキー受信アンテナ１４で問題なく受信する。ＡＦＥ３０は、チャレンジ４６を受信すると、このチャレンジ４６を通信制御部２９に転送する。このとき、ＡＦＥ３０は、チャレンジ４６の受信後も、電力電波Ｓvvを継続受信して、電源オン状態を維持する。

通信制御部２９は、ＡＦＥ３０からチャレンジ４６を入力すると、まずはこのチャレンジ４６の中のキー番号の正否を見る番号照合を実行し、自身がこのときのスマート通信の通信対象であるか否かを判断する。そして、この番号照合が成立すると、通信制御部２９は、同じチャレンジ４６内に含まれるチャレンジコードを、自身の暗号鍵によって演算することにより、レスポンスコードを生成する。通信制御部２９は、レスポンスの生成作業が終了すると、自身に登録されたＩＤコードとこのレスポンスコードとを、レスポンス４７としてキー発信アンテナ１５からＲＦ電波により車両１に返信する。通信制御部２９は、レスポンス４７の発信が終了すると、電子キー２側のスマート通信は終了したと認識し、電池２７を電源とする動作を終了する。

照合ＥＣＵ４は、チャレンジ４６を電子キー２に発信する際、自身が持つ暗号鍵によってチャレンジコードを演算して、自らもレスポンスコードを作成する。そして、照合ＥＣＵ４は、電子キー２からレスポンス４７を受信すると、電子キー２のレスポンスコードと、自身が演算したレスポンスコードとを照らし合わせて、レスポンス照合を実行する。照合ＥＣＵ４は、このレスポンス照合が成立することを確認すると、同じレスポンス４７内に含まれるＩＤコードの正否を照合する。そして、照合ＥＣＵ４は、レスポンス照合及びＩＤ照合の両方が成立することを確認すると、スマート照合を成立として処理する。

電力伝送装置２８は、レスポンス４７を正しく受信し、このレスポンス照合が成立したことを確認すると、はじめて電力電波Ｓvvの発信を停止する。これは、例えば通信環境下に発生したノイズによりレスポンス４７が妨害された場合には、車両１がチャレンジ４６を再発信してチャレンジレスポンス認証のリトライが行われるので、レスポンス４７の正規受け付けの確認前に電力電波Ｓvvの発信は停止できない現状があることが理由となっている。

なお、例えばスマート通信の途中で、通信環境下に発生したノイズ等によりスマート通信が一定時間に亘り継続できなくなると、その時点でスマート通信が中断される。このとき、照合ＥＣＵ４は、車外発信機７からのＬＦ電波発信を停止するので、それに伴って電力伝送装置２８からの電力電波Ｓvvの発信も停止する。また、ここでは、車外照合時に車両１及び電子キー２がとる動作について説明したが、車内照合のときも同様の動作をとるので、車内照合の説明は省略する。

また、電子キー２において施錠ボタン２４や解錠ボタン２５が操作された際には、その操作信号が通信制御部２９に出力される。通信制御部２９は、これら操作信号を入力すると、キー内蔵の電池２７を電源としてワイヤレス通信を開始する。このときのワイヤレス通信は、電池駆動源動作部３９により管理される。通信制御部２９は、操作ボタンに応じた機能コードを持つワイヤレス信号Ｓwlを、キー発信アンテナ１５からＲＦ電波により車両１にさせ、操作ボタンに応じた各種機能を車両１に実行させる。

さて、本例においては、電子キー２（ＡＦＥ３０）が待機状態をとるときに必要な電源を、車両１から発信される電力電波Ｓvvによってまかない、スマート通信やワイヤレス通信の実際の通信動作の際には、電子キー２に内蔵された電池２７の電力を使用する。このため、実通信に関係しない待機時は、電池２７の電力が消費されなくなるので、電池２７を長寿命化することが可能となる。また、電子キー２は殆どの時間において待機状態をとる現状があるので、待機時における電池２７の消費を抑えることが可能となれば、これは電池２７の省エネルギー化に非常に効果が高いといえる。

本実施形態の構成によれば、以下に記載の効果を得ることができる。
（１）車両１から無線発信された電力電波Ｓvvによって、電子キー２が待機状態の際に必要とする電力をまかない、電子キー２が実通信に入った後には、電子キー２の電源を、それまでの電力電波Ｓvvからキー内蔵の電池２７に切り換える。このため、電池２７の使用頻度（使用時間）が低く抑えられるので、キー内蔵の電池２７の長寿命化を図ることができる。

（２）車両１から電力として発信する電力電波Ｓvvは、ＡＦＥ３０のみに使用されるので、小電力の発信でよい。このため、電力電波Ｓvvの発信に際して、車両１に搭載されたバッテリの電力を過度に使用せずに済むので、車両１から電力電波Ｓvvを発信させるにしても、車載バッテリの省エネルギー化を図ることもできる。

（３）無線電力伝送システム２６は、車両１側の電力伝送装置２８と、電子キー２側の受電通信部３４及びＡＦＥ３０のソフトウェア群とからなる。このため、大掛かりな部品や装置が不要であるので、この種のシステム構成を簡素なもので済ますことができる。

（４）電子キー２が待機状態をとる際、電子キー２の通信制御部２９は電源オフ状態をとっている。このため、電子キー２が待機状態の際、キー内蔵の電池２７が通信制御部２９により消費されないので、電池２７を一層長寿命化することができる。

（５）ＡＦＥ３０を電源オンとするのに必要な電力が、車両１から発信される電力電波Ｓvvによって常時まかなわれる。このため、キー内蔵の電池２７がＡＦＥ３０に使用されなくなるので、電池２７の更なる長寿命化に効果が高くなる。

（６）無線電力伝送システム２６はスマート通信及びワイヤレス通信の両方に対応しているので、電池２７の省エネルギー化を図る本例の無線電力伝送システム２６を電子キー２に搭載しても、今まで通りスマート通信及びワイヤレス通信の両方を問題なく実行することができる。

（７）通信制御部２９、キー発信回路３３及びキー発信アンテナ１５は、従来システムと同じ電池２７により動くシステムとなっている。このため、本例の無線電力伝送システム２６を採用する場合であっても、通信制御部２９、キー発信回路３３及びキー発信アンテナ１５は従来と同じものが使用可能となるので、これら部品群を新たな部品に乗せ換える必要がない。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態を図４及び図５に従って説明する。なお、第２実施形態は、第１実施形態に対して、通信シーケンスの一部を変更したのみの構成であって、基本的な構成は第１実施形態と同様である。よって、第１実施形態と同一部分は同一符号を付して詳しい説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。

図４に示すように、本例のＡＦＥ３０は、電力線３１を介して電池２７と接続されている。即ち、ＡＦＥ３０は、電力電波Ｓvvによってのみならず、キー内蔵の電池２７からも電力を取得することが可能となっている。また、ＡＦＥ３０には、ＡＦＥ３０の電源を電力電波Ｓvvからキー内蔵の電池２７に切り換えることが可能な電源切換部４８が設けられている。電源切換部４８は、ＡＦＥ３０においてウェイク信号４０を受信してスマート通信が確立した際に、以降の電子キー２の電源を、それまでの電力電波Ｓvvからキー内蔵の電池２７に切り換える。なお、スマート通信の確立は、電子キー２が車両１の通信エリアに入り込んで、スマート通信の実行が可能となった状態をいう。

さて、電子キー２が電力電波Ｓvvの発信エリアに入り込むと、電力電波ＳvvによってＡＦＥ３０が電源オン状態に切り換わる。なお、このときの電力電波Ｓvvは、第１実施形態の例とは異なり、ウェイク信号４０の発信終了の直後に停止される。これは、第２実施形態の場合は、通信成立後のＡＦＥ３０の電源を電力電波Ｓvvではなく電池２７からまかなうので、電力電波Ｓvvをウェイク信号４０の発信終了直後に止めても何ら問題はないからである。

ＡＦＥ３０は、電源オン状態に切り換わった後にウェイク信号４０を受信すると、ウェイク信号４０に含まれるウェイクコードを照合する。ＡＦＥ３０は、このウェイクパターン照合が成立することを確認すると、その旨を伝える通知としてウェイクパターン照合成立通知を通信制御部２９に出力する。また、このとき、ＡＦＥ３０の電源切換部４８は、ＡＦＥ３０の電源を、それまでの無線電力Ｊｍからキー内蔵の電池２７に切り換える。これにより、ＡＦＥ３０は、スマート通信の動作が終了するまで、キー内蔵の電池２７を電源として動作する。

通信制御部２９は、ＡＦＥ３０から出力されたウェイクパターン照合成立通知を入力すると、それまでの電源オフ状態から電源オン状態に切り換わって、キー内蔵の電池２７を電源としてスマート通信を開始する。通信制御部２９は、ＡＦＥ３０からウェイクパターン照合成立通知を入力すると、ウェイク信号４０の受信に対する応答として、アック信号４３をキー発信アンテナ１５からＲＦ電波によって車両１に向けて発信させる。

照合ＥＣＵ４は、ウェイク信号４０を発信した後の所定時間内にアック信号４３を受信すると、車両周囲に電子キー２が存在すると認識する。このとき、照合ＥＣＵ４は、電子キー２の電源が電池２７に切り換わったことを認識して、電力伝送装置２８からの電力電波Ｓvvの発信を停止する。そして、照合ＥＣＵ４は、第１実施形態に記載した内容に沿ってスマート照合を行い、スマート照合が成立することを確認すると、ドアロックの施解錠動作を許可又は実行する。

本実施形態の構成によれば、第１実施形態に記載の（１）〜（４），（６），（７）の効果に加え、以下の効果を得ることができる。
（８）電子キー２が実通信に入った後、電子キー２（ＡＦＥ３０及び通信制御部２９の両方）はキー内蔵の電池２７を電源として動作する。ところで、ＡＦＥ３０の電源を車両１からの電力電波Ｓvvとする場合において、電子キー２が実通信に入った際に、もし仮に通信環境下にノイズが発生して電力電波Ｓvvを正常に受け付けられない状態となってしまうと、ＡＦＥ３０は電源を得ることができず、動けない状態に陥ってしまう。しかし、本例のように、電子キー２が実通信に入った後の電子キー２の全電源を電池２７に依存するようにすれば、通信環境下にノイズが発生していても、ＡＦＥ３０に電源を問題なく行き渡らせることができる。

なお、実施形態はこれまでに述べた構成に限らず、以下の態様に変更してもよい。
・ 第１及び第２実施形態において、ワイヤレスキーシステムは、遠隔操作によりドアロックを施解錠するワイヤレスドアロックシステムに限定されない。例えば、パワースライドドア機能や、カーファインダ機能に応用してもよい。

・ 第１及び第２実施形態において、電力電波Ｓvvは、必ずしもＲＦ電波で出力されることに限らず、例えばＬＦ電波としてもよい。
・ 第１及び第２実施形態において、電力電波Ｓvvは、電子キー２（ＡＦＥ３０）の電源となり得るものであれば、どのような形式をとっていてもよい。

・ 第１及び第２実施形態において、待機状態とは、電子キー２（ＡＦＥ３０）が少なくとも電波受信有無の確認動作を行っている状態をいい、このときに通信制御部２９（ＣＰＵ１２）が電源オン又は電源オフのどちらにあるのかは、特に限定されるものではない。

・ 第１及び第２実施形態において、通信制御部２９の電源オフ状態は、電池２７から電気的に遮断された状態と、電池２７と電気的に繋がりつつも動作を停止している状態とのどちらでもよい。

・ 第１及び第２実施形態において、スマート通信の際、レスポンス照合の成立が確認できると、車両１がその旨を電子キー２に通知して、スマート通信を終了させる形式を採用してもよい。

・ 第１及び第２実施形態において、電子キーシステム３は、キー操作フリーシステムやワイヤレスキーシステムに限定されず、例えばイモビライザーシステムを採用してもよい。

・ 第１及び第２実施形態において、電子キーシステム３で使用する電波の周波数は、必ずしもＬＦやＲＦに限定されず、他の周波数を使用してもよい。
・ 第１及び第２実施形態において、キー操作フリーシステムは、車両１から電子キー２に電波を飛ばす往路と、電子キー２から車両１に電波を飛ばす復路とで、電波の周波数が必ずしも異なることに限らず、往路と復路とで同じ周波数としてもよい。

・ 第１及び第２実施形態において、無線電力伝送システム２６は、スマート通信及びワイヤレス通信の両方に対応することに限らず、例えばスマート通信のみに対応するものでもよい。

・ 第１及び第２実施形態において、電子キー２は、ＩＤ照合の成立を条件に通信相手側において動作実行を伴う端末に限定されず、単に認証のみを行う種々の通信端末を広義に含むものとする。

・ 第１及び第２実施形態において、無線電力伝送システム２６の搭載対象は、必ずしも車両１に限らず、通信端末とその通信相手との間で無線通信を行うシステムであれば、その搭載先は特に限定されない。

次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について、それらの効果とともに以下に追記する。
（イ）請求項１〜４のいずれかにおいて、前記電子キーが待機状態の際に必要とする電力は、前記電子キーのキー受信機がその動作の際に必要とする電力である。この構成によれば、キー受信機が必要とする電力を、通信相手から発信される電力電波により供給することが可能となる。

（ロ）請求項１〜４、前記技術的思想（イ）のいずれかにおいて、前記電子キーのキー受信機は、実通信時における電源をキー内蔵の前記電池によりまかなう。この構成によれば、キー受信機の実通信時における動作が、通信環境下に発生するノイズに寄らなくなるので、キー受信機の動作安定性を確保することが可能となる。

１…通信相手としての車両、２…電子キー、３…電子キーシステム、１４…キー受信機を構成するキー受信アンテナ、２７…電池、２８…電力供給手段を構成する電力伝送装置、２８ａ…電力供給手段を構成する電力伝送管理部、２９…通信制御部、３０…キー受信機を構成するＡＦＥ、３４…電力供給手段を構成する受電通信部、３７…電力供給手段を構成する無線電力入力部、３８…電力供給手段を構成する無線電力動作部、３９…実通信実行手段としての電池駆動源発信動作部、４０…ウェイク信号、Ｓvv…電力電波、Ｊｍ…無線電力。

Claims (5)

1. 電子キーとその通信相手とが無線通信によってキー照合を実行する電子キーシステムにおいて、
   前記電子キーが待機状態の際に必要とする電源を、前記通信相手から無線により発信された電力電波によってまかなう電力供給手段と、
   前記電子キーが実通信に入った際、前記電子キーの電源を、それまでの前記電力電波からキー内蔵の電池に切り換える実通信実行手段と
   を備えたことを特徴とする電子キーシステム。
2. 前記待機状態は、前記電子キーのキー受信機を電源オンとするものの、前記電子キーを統括制御する通信制御部を電源オフとした状態であり、
   前記電子キーは、前記待機状態の際に前記通信相手から起動要求としてウェイク信号を受信すると、当該ウェイク信号により前記通信制御部が電源オンに切り換わるとともに、該電子キーの電源が前記電池に切り換わることを特徴とする請求項１に記載の電子キーシステム。
3. 前記電子キーのキー受信機は、常時、前記電力電波を電源として動くことを特徴とする請求項１又は２に記載の電子キーシステム。
4. 前記電子キーのキー照合には、前記通信相手からのリクエストに応答してＩＤコードを自動で返信することにより、ＩＤ照合を前記通信相手に実行させるスマート通信と、前記電子キーでのボタン操作によって、前記ＩＤコードを遠隔発信してＩＤ照合を前記通信相手に実行させるワイヤレス通信とが含まれ、
   前記電源の切り換えは、前記スマート通信と前記ワイヤレス通信との両方に対応していることを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか一項に記載の電子キーシステム。
5. 通信相手との間で無線通信によってキー照合を実行する電子キーの電力供給方法において、
   前記通信相手から無線により発信された電力電波によって、前記電子キーが待機状態の際に必要とする電力をまかなうとともに、電子キーが実通信動作に入った際には、前記電子キーの電源を、それまでの前記電力電波からキー内蔵の電池に切り換えることを特徴とする電子キーの電力供給方法。

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