JP2011058243A - 電子キーシステム及び電子キーの電源供給方法 - Google Patents

Abstract

【課題】電池切れによってユーザが困惑してしまう状態に陥らせ難く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】電子キーシステムは、スマート通信と、ワイヤレス通信との両方の通信が可能である。電子キーシステムは、車両２に設けられ、スマート通信の際に、車両２に設置した車外発信機２２及び車内発信機２３から、電子キー１のスマート通信時における電源として電力電波Ｓｖｖを発信させる発信制御部２１ｂと、電子キー１に設けられ、スマート通信の際に電力電波Ｓｖｖを取得して、電子キー１に搭載されたコンデンサ１４に充電を行う充電制御部１１ｂと、電子キー１に設けられ、電子キー１がワイヤレス通信を行う際、コンデンサ１４を電源として電子キー１を動作させる電源選択部１１ｃとを備えた。
【選択図】図１

Description

この発明は、車両キーとして電子キーを用いる電子キーシステム及び電子キーの電源供給方法に関する。

近年、車両のキーシステムにおいては、車両キーとしての電子キーからキーコードとしてＩＤコードを車両へ無線発信してＩＤ照合を実行させる電子キーシステムが種々の車種で採用されている。この電子キーシステムでは、車両の周囲にＩＤコードの返信要求としてＬＦ帯の信号でリクエストの通信エリアを形成し、この通信エリアに電子キーが入り込んでリクエストを受け取ると、電子キーがＩＤコードをＲＦ帯の信号で車両に返信する。そして、車両は、このＩＤコードを受信するとＩＤ照合を行い、ＩＤ照合が成立すれば、ドアロックの施解錠やエンジンの始動を許可又は実行する（例えば、特許文献１参照）。

この電子キーシステムでは、車両からリクエストが定期的に発信され、車外において電子キーがリクエストを受信して、リクエストに応答する形で電子キーが返信したＩＤコードで車両がＩＤ照合（車外照合）を実行する。車両は、車外照合が成立した場合にはドアロックの施解錠を許可又は実行する。また、電子キーシステムでは、車内において電子キーがＩＤコードを受信して、リクエストに応答する形で電子キーが返信したＩＤコードで車両がＩＤ照合（車内照合）を実行する。車両は、車内照合が成立した場合にはエンジンの始動を許可又は実行する。

上記の電子キーは、電池を電源として稼働しているため、使用年月（使用回数）の経過に伴って電池電圧が限界動作電圧付近に至ると、ＩＤ照合ができなくなる状況に陥る。なお、目安として電池は交換しないで１年以上使用可能である。そこで、このような電子キーの電池切れに備えて、電子キーにはメカニカルキーが収納され、電池切れ時のドアロック施解錠はメカニカルキーを使用することによって対応する。さらに、電子キーにはトランスポンダが内蔵され、電池切れ時のエンジン始動は電子キーを車内のコイルアンテナに近づけて、トランスポンダによるＩＤ照合を成立させることによって対応する。

特開２００２−２９３８５号公報

しかし、このように電子キーにメカニカルキーやトランスポンダを搭載することで電子キーに電池切れ対策を施しておいても、電子キーが電池切れになる状況は稀である。このため、実際に電池切れになった際には、メカニカルキーやトランスポンダを使用すれば対処可能であるにも拘わらず、実際のところユーザは電子キーを所持していても車両を操作することができない状況に直面することで、困惑する状況に陥ってしまう現状があった。よって、電子キーが電池切れに陥ることを要因とする困惑状態にユーザを陥らせることのない新たな技術が要望されていた。

この発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、電池切れによってユーザが困惑してしまう状態に陥り難くすることができる電子キーシステム及び電子キーの電源供給方法を提供することにある。

以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について説明する。
請求項１に記載の発明は、通信対象から発信されたＩＤコードの返信要求に応答して電子キーがＩＤコードを発信してＩＤ照合を行うスマート通信と、前記電子キーに設けられた操作手段に対する操作により発信された前記ＩＤコードのＩＤ照合成立を条件に、前記通信対象に設置された機器の操作が可能となるワイヤレス通信との両方の通信が可能な電子キーシステムにおいて、前記通信対象に設けられ、前記スマート通信の際に、前記通信対象に設置した電力伝送装置から、前記電子キーのスマート通信時における電源として電力電波を発信させる電力発信手段と、前記電子キーに設けられ、前記スマート通信の際に前記電力伝送装置から出される前記電力電波を取得して、当該電子キーに搭載された充電部に充電を行う充電実行手段と、前記電子キーに設けられ、前記電子キーが前記ワイヤレス通信を行う際、前記充電部を電源として前記電子キーを動作させる電源切換手段とを備えたことをその要旨としている。

同構成によれば、電子キーが通信対象とスマート通信を行う際、通信対象の電力伝送装置から電力電波を発信させ、この電力電波を電源として電子キーにスマート通信を実行させる。また、このスマート通信時に通信対象から発信される電力電波を電子キーの充電部に充電し、電子キーがワイヤレス通信を行う際には、充電部を電源として電子キーにワイヤレス通信を実行させる。以上により、両通信ともに電子キーに個別の電池を持たせなくとも実行可能となるので、電子キーが電池切れになる状況を想定せずに済み、ユーザを電池切れによる困惑状態に陥らせずに済む。

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、前記通信対象に設けられ、前記スマート通信の照合成立後、前記電力伝送装置からの前記電力電波の発信を、一定時間の間において継続させる電力電波発信継続手段を備え、前記充電実行手段は、前記スマート通信の照合成立後に前記電力伝送装置から前記電力電波を得て、前記充電部への充電を実行することをその要旨としている。

同構成によれば、スマート通信の照合成立後、続けて電力伝送装置から受け付ける電力電波によって電子キーの充電部を充電する。このため、電力伝送装置から電子キーの電源として得る電力電波を、スマート通信の電源と充電部の充電とで時系列を分けて使用することが可能となるので、いずれにも十分な電力を供給することができる。また、これら２処理を同時に行わずに済むため、電源制御を容易にすることができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の電子キーシステムにおいて、前記通信対象に設けられ、前記電子キーに前記充電部への充電を開始させる要求として、充電要求を前記電力伝送装置から前記電子キーに向けて発信させる充電要求発信手段を備え、前記充電実行手段は、前記電力伝送装置から前記充電要求を受信すると、前記充電部への充電を実行することをその要旨としている。

同構成によれば、電力伝送装置から充電要求を受信することをトリガとして、充電実行手段は充電部への充電を開始するので、通信対象から充電開始の指示を受けるという好適なタイミングで充電を開始することが可能となる。このため、電子キーが充電するべきときを把握し、通信対象から発信される電力電波を的確に充電することができる。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の電子キーシステムにおいて、前記通信対象に設けられ、前記充電部の充電電圧が閾値未満であるか否かを判定する判定手段を備え、前記充電要求発信手段は、前記充電部の充電電圧が閾値未満であると前記判定手段が判定した際に、前記電子キーに充電部への充電を開始させるべく当該電子キーに前記充電要求を発信することをその要旨としている。

同構成によれば、電子キーの充電電圧が閾値未満であると通信対象が認識すると、通信対象が電子キーに対して充電要求を発信し、電子キーは充電要求を受信することをトリガとして充電部の充電を開始する。このため、充電部への充電が真に必要なときに、充電部への充電を実行することが可能となるので、充電部の充電残量が残っているにも拘わらず、充電動作を実行してしまうような無駄な処理を実行させずに済む。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載の電子キーシステムにおいて、前記充電部は、前記電子キーが少なくともワイヤレス通信を行うのに充分な電力を蓄電可能なコンデンサであることをその要旨としている。

同構成によれば、充電部としてコンデンサを使用したが、この種のコンデンサは二次電池と異なり電気化学反応を伴わないので、充放電回数の制限が無く、内部抵抗が低く短時間で充放電を行うことが可能である。

請求項６に記載の発明は、通信対象から発信されたＩＤコードの返信要求に応答してＩＤコードを発信してＩＤ照合を行うスマート通信と、自身に設けられた操作手段に対する操作により発信された前記ＩＤコードのＩＤ照合成立を条件に、前記通信対象に設置された機器の操作が可能となるワイヤレス通信との両方の通信が可能な電子キーの電源供給方法において、前記通信対象に設置した電力伝送装置から発信された電力電波を、前記電子キーのスマート通信時における電源とし、前記スマート通信の際に前記電力伝送装置から出される前記電力電波を取得して、当該電子キーに搭載された充電部に充電を行い、前記ワイヤレス通信を行う際、前記充電部を電源とすることをその要旨としている。

本発明によれば、電池切れによってユーザが困惑してしまう状態に陥らせ難くすることができる電子キーシステム及び電子キーの電源供給方法を提供することができる。

電子キーシステムの概略構成を示すブロック図。 スマート通信時の電子キー側の電力無線供給を示す概略構成図。 充電時の電子キー側の電力無線供給を示す概略構成図。 ＩＤ照合時の電子キーと車両との動作を示すタイムチャート。 ワイヤレス通信時の電子キー側の電力供給を示す概略構成図。 ワイヤレス通信時の通信動作を示すシーケンスチャート。 ＩＤ照合時の通信動作を示すシーケンスチャート。

以下、本発明にかかる電子キーシステムを車両に具体化した一実施形態について図１〜図６を参照して説明する。
図１に示されるように、車両２には、車両キーとして電子キー１を使用して、無線により電子キー１のＩＤコードを車両２に発信してＩＤ照合を行う電子キーシステムが搭載されている。この電子キーシステムには、例えば運転者が実際に車両キーを操作しなくても機器としてのドアロックの施解錠やエンジンの始動及び停止等の車両動作を行うことが可能なキー操作フリーシステムが含まれる。また、電子キーシステムには、電子キー１におけるボタン操作によって遠隔操作で車載機器を動作させるワイヤレスキーシステムも含まれている。

この電子キーシステムには、車両２から電子キー１の電源となる電波（以下、電力電波Ｓｖｖ）を電子キー１に発信して、この電力電波Ｓｖｖによって電子キー１を動作させる電力伝送システムが設けられている。本例の電子キーシステムは、キー操作フリーシステムの通信、いわゆるスマート通信時の電子キー１の電源を、車両２からの電力電波Ｓｖｖによってまかなう電力伝送式となっている。そして、本例の電子キーシステムは、この電力伝送システムの電力電波Ｓｖｖに情報を載せて、電子キー１と車両２との間で狭域無線通信（スマート通信）を行う。

車両２には、電子キー１との間で狭域無線通信を行う際にＩＤ照合を行う照合ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）２１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ＥＣＵ３１とが設けられている。照合ＥＣＵ２１には、車両２の各ドアに埋設されて車外にＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）帯の電波を発信可能な電力伝送装置としての車外発信機２２と、車内床下等に埋設されて車内にＲＦ帯の電波を発信可能な電力伝送装置としての車内発信機２３と、車内後方の車体等に埋設されてＲＦ帯の電波を受信可能なＲＦ受信機２４とが接続されている。これら車外発信機２２、車内発信機２３は、電子キーシステムに準ずる電波（以下、リクエスト信号Ｓｒｑ）と、前述した電力電波Ｓｖｖとの両方を発信可能となっている。

また、照合ＥＣＵ２１には、車外発信機２２及び車内発信機２３の発信動作を管理する電力発信手段としての発信制御部２１ｂが設けられている。発信制御部２１ｂは、スマート通信時において車外発信機２２及び車内発信機２３から、リクエスト信号Ｓｒｑ及び電力電波Ｓｖｖを定期的に発信させる。

照合ＥＣＵ２１には、例えばドアロック施解錠等を管理するメインボディＥＣＵ３１が車内ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）３０を介して接続されている。メインボディＥＣＵ３１には、例えば電気錠からなるドアロック装置３８が接続されている。

照合ＥＣＵ２１は、車外発信機２２からリクエスト信号Ｓｒｑを発信したときに、電子キー１が返信するＩＤコード信号Ｓｉｄによって、ＩＤ照合（車外照合）が成立することを確認すると、ドアロックの施解錠を許可する。そして、この許可状態において、照合ＥＣＵ２１は、操作手段としての車外ドアハンドル２７のタッチセンサ２８がタッチ操作された際にはドアロック装置３８を駆動させてドアロックを解錠させる。一方、照合ＥＣＵ２１は、車外ドアハンドル２７のロックボタン２９が押圧操作された際にはドアロック装置３８を駆動させてドアロックを施錠させる。

また、車両２には、照合ＥＣＵ２１のＩＤ照合成立結果を基に、エンジンの点火制御及び燃料噴射制御を行うエンジンＥＣＵ３２が設けられている。エンジンＥＣＵ３２は、車内ＬＡＮ３０を通じて照合ＥＣＵ２１等の各種ＥＣＵに接続されている。車両２の運転席には、車両２の電源状態（電源ポジション）を切り換える際に操作されるエンジンスイッチ３３が設けられている。エンジンスイッチ３３は、押し操作される度に電源状態をＡＣＣオン→ＩＧオン→電源オフの順に繰り返し遷移させ、エンジン停止時にブレーキペダルが踏み込み操作された状態で操作されると、エンジンを始動に切り換える。

照合ＥＣＵ２１は、車外照合が成立してドアロックが解錠された後、ドアが開けられて運転者が乗車したことを例えばカーテシスイッチ３７で認識すると、車内発信機２３からリクエスト信号Ｓｒｑを発信して、ＩＤ照合（車内照合）を実行する。照合ＥＣＵ２１は、車内照合が成立することを確認すると、エンジンスイッチ３３による電源状態の切り換えを許可する。

一方、電子キー１には、車両２との間で電子キーシステムに準じた無線通信を行う際のコントロールユニットとして通信制御部１１が設けられている。通信制御部１１は、固有のキーコードとしてＩＤコードが記憶されたメモリ１１ａを備えている。通信制御部１１には、スマート通信時にＲＦ電波を送受信するキー送受信部１２が接続されている。キー送受信部１２には、同キー送受信部１２において受信機能を満たす回路として受信回路１２ｂが設けられている。受信回路１２ｂは、受信電波を復調したり、又は増幅したりする回路である。この受信回路１２ｂには、車両２から受信した電力電波Ｓｖｖを直流変換して通信制御部１１に供給する整流回路１２ｃが設けられている。整流回路１２ｃは、整流後の電力（無線電力Ｊｗ）を、電子キー１（通信制御部１１及びキー送受信部１２）に電源として供給する。

また、キー送受信部１２には、同キー送受信部１２において発信機能を満たす回路として発信回路１２ａが設けられている。発信回路１２ａは、電子キー１から受信する電力電波Ｓｖｖを、そのまま「０」又は「１」の信号に変えて電波発信する電波反射型（パッシブ式）をとっている。即ち、発信回路１２ａは、受信した電力電波Ｓｖｖを変調することで反射して例えば「１」を生成し、電力電波Ｓｖｖを反射しないことで例えば「０」を生成して、これらを組み合わせて情報を返信する。

また、通信制御部１１には、通信制御部１１の指令に従いＲＦ帯の電波を発信可能なＲＦ発信部１５が接続されている。ＲＦ発信部１５は、通信制御部１１から得た通信データを変調し、発信電波として生成する。ＲＦ発信部１５は、ワイヤレスキーシステムの通信、いわゆるワイヤレス通信時において、電子キー１でのボタン操作（施錠ボタン１７、解錠ボタン１８）に応じてＲＦ電波、つまりワイヤレス信号（施錠信号Ｓｌ、解錠信号Ｓｕｌ）を発信可能となっている。

図１〜図３に示されるように、本例の電力伝送システムには、電子キー１に固有電源として搭載された充電部としてのコンデンサ１４を、電力電波Ｓｖｖによって充電する充電機能が設けられている。本例の電力伝送システムは、スマート通信時の電子キー１の電源を電力電波Ｓｖｖによって供給しつつ、スマート通信実行後、電力電波Ｓｖｖを一定時間において発信することにより、電子キー１のコンデンサ１４を電力電波Ｓｖｖによって充電するシステムである。

コンデンサ１４は、切換部１３を介して通信制御部１１及びキー送受信部１２（整流回路１２ｃ）の両者に接続されている。コンデンサ１４は、例えば電気二重層コンデンサが使用されている。電気二重層コンデンサは、内部抵抗が低く短時間で充放電を行うことが可能であり、充放電による劣化がないので長寿命である。また、電気二重層コンデンサは、他のコンデンサと比較して大容量であり、ワイヤレス通信を行う際には大きな電力が必要であるがこの電力をまかなうことが可能である。

切換部１３は、通信制御部１１及び受信回路１２ｂとコンデンサ１４との間に接続され、通信制御部１１の指令に基づいて電子キー１（通信制御部１１）の電源をコンデンサ１４と電力電波Ｓｖｖとのいずれかに切り換えるスイッチである。詳しくは、図２、図３、及び図５に示されるように、切換部１３は、通信制御部１１等の電源を整流回路１２ｃ及びコンデンサ１４のどちらか一方に切り換える電源スイッチ１３ａと、整流回路１２ｃ及びコンデンサ１４の接続を入り切りする充電スイッチ１３ｂとを備えている。切換部１３の電源スイッチ１３ａは、通常、整流回路１２ｃ側に接続されて無線電力Ｊｗを電源として電子キー１を動作させる。また、切換部１３の充電スイッチ１３ｂは、通常、ＯＦＦ状態をとり、通信制御部１１からの指令によってＯＮ状態に切り換わり可能となっている。なお、電源スイッチ１３ａは、電源切換手段として機能する。

また、通信制御部１１には、電子キー１の電源を無線電力Ｊｗ及び充電電力Ｊｃの一方に設定する電源切換手段としての電源選択部１１ｃが設けられている。本例の電源選択部１１ｃは、通常、電源スイッチ１３ａを整流回路１２ｃ側に繋げて、無線電力Ｊｗを電子キー１の電源として供給する。また、電源選択部１１ｃは、施錠ボタン１７又は解錠ボタン１８が押圧された際、即ち電子キー１においてワイヤレス通信の開始操作が行われた際には、電源スイッチ１３ａをコンデンサ１４側に繋げて、充電電力Ｊｃを電子キー１の電源として供給する。

通信制御部１１には、切換部１３の動作を制御する充電実行手段としての充電制御部１１ｂが設けられている。充電制御部１１ｂは、コンデンサ１４の電圧値を定期的に取得し、ＩＤコード信号Ｓｉｄの発信時に同ＩＤコード信号Ｓｉｄにコンデンサ電圧情報を含ませて発信する。ここで、コンデンサ電圧情報は、電子キー１の動作に必要な閾値、すなわち限界動作電圧以上である場合には「０」、限界動作電圧未満である場合には「１」で示す１ビットのコードである。コンデンサ電圧が充電電圧として機能する。

一方、照合ＥＣＵ２１には、コンデンサ１４の充電を車両２側において管理する電力電波発信継続手段としての充電実行部２１ｃが設けられている。充電実行部２１ｃは、スマート照合の成立後、同通信時に取得するコンデンサ電圧情報を基にコンデンサ電圧を確認し、コンデンサ電圧が限界動作電圧未満であることを確認すると、ワイヤレス通信を電子キー１のコンデンサ１４で実行できないと認識し、スマート通信の終了後に車外発信機２２（車内発信機２３）による電力電波Ｓｖｖの発信動作を継続させ、コンデンサ１４に充電させるべく供給する。

次に、本例のキー操作フリーシステムの動作を図２〜図６を参照して説明する。
まずは、スマート通信時の動作について図２〜図４に従って説明する。このとき、電子キー１は、通常のモードとして、図２に示されるように、電源スイッチ１３ａが整流回路１２ｃ側に繋がり、充電スイッチ１３ｂがＯＦＦ状態をとることで、無線電力電源モード（電池レススマートモード）をとっている。よって、電子キー１は、車両２から受信する電力電波Ｓｖｖを電源として取得し、自身が持つコンデンサ１４の電力は使わずに、同電力電波Ｓｖｖによって動作する。

図４に示されるように、照合ＥＣＵ２１は、駐車時において、電子キー１とスマート通信を実行する際、まず停止状態（スリープ状態）になっている電子キー１を起動させるべく、ウェイク電力電波Ｓｖｗを車外発信機２２から発信させる。ウェイク電力電波Ｓｖｗは、通信制御部１１を起動させるためのウェイクコードＳｗｋと、電力電波Ｓｖｖとを含む電波である。ウェイク電力電波Ｓｖｗは、車外発信機２２から一定間隔をおいて繰り返し発信され、車両２の周囲における電子キー１の有無が監視される。また、ウェイク電力電波Ｓｖｗは、電子キー１の発信動作も電力電波Ｓｖｖで賄えるように、電子キー１が発信動作を完了するであろう時間まで発信される。

電子キー１がウェイク電力電波Ｓｖｗの車外通信エリアに入り込むと、このとき電子キー１は無線電力電源モードに設定されているので、電子キー１は受信した無線電力Ｊｗを電源として、ウェイク電力電波Ｓｖｗに含まれるウェイクコードＳｗｋを受信する。キー送受信部１２は、ウェイクコードＳｗｋの正否を判定し、正規のものであれば、通信制御部１１をスリープ状態から起動状態に切り換える。通信制御部１１は、起動状態に切り換わると、アック信号Ｓａｃを反射電波によってキー送受信部１２から発信する。

車両２は、ウェイク電力電波Ｓｖｗを発信した後の所定時間内にアック信号Ｓａｃを受信すると、電子キー１が車外通信エリアに存在すると認識し、スマート通信を継続する。このとき、発信制御部２１ｂは、車外発信機２２からの電力電波Ｓｖｖの発信を継続し、これを電子キー１の電源としてスマート通信が終了するまで同電子キー１に供給し続ける。

照合ＥＣＵ２１は、ウェイク電力電波Ｓｖｗの応答としてアック信号Ｓａｃを受信した際、電力電波Ｓｖｖを継続発信するとともに、ビークルＩＤ信号Ｓｖｉを車外発信機２２から発信する。このビークルＩＤ信号Ｓｖｉには、車両２を識別するための車両固有のＩＤとしてビークルＩＤが含まれている。ビークルＩＤ信号Ｓｖｉを受信した電子キー１は、メモリ１１ａに登録されたコードと照らし合わせるビークルＩＤ照合を行い、照合が一致すると、アック信号Ｓａｃを反射電波によってキー送受信部１２から発信する。

車両２は、ビークルＩＤ信号Ｓｖｉを発信した後の所定時間内にアック信号Ｓａｃを受信すると、自身に対応する電子キー１が車外通信エリアに存在すると認識し、今度はチャレンジ信号Ｓｃｃを車外発信機２２から発信する。チャレンジ信号Ｓｃｃには、発信の度に毎回値が変わるチャレンジコードと、電子キー１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か、又は何番目のサブキーであるかを通知するものである。

電子キー１の通信制御部１１は、キー送受信部１２でチャレンジ信号Ｓｃｃを受信すると、このチャレンジ信号Ｓｃｃのキー番号の正否を見る番号照合を実行し、自身がこのときの通信相手であるか否かを判断する。なお、この番号照合は、通信相手の電子キー１についてマスター又はサブのキー種を判定する照合である。そして、この番号照合が成立すると、通信制御部１１は、チャレンジ信号Ｓｃｃ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１１は、レスポンスコードの生成が終了すると、自身のメモリ１１ａに登録されたＩＤコードと、このレスポンスコードとを含むレスポンス信号Ｓｒｅを反射電波によってキー送受信部１２から発信させる。なお、レスポンス信号Ｓｒｅ内におけるＩＤコードとレスポンスコードとの並び順は、適宜変更可能である。

また、充電制御部１１ｂは、レスポンス信号Ｓｒｅを車両２に発信する際、このレスポンス信号Ｓｒｅにコンデンサ電圧情報を含ませて発信する。このコンデンサ電圧情報は、照合時におけるコンデンサ電圧をビットにより表したものである。よって、充電制御部１１ｂは、チャレンジレスポンス認証のレスポンスを車両２に返す際、これと同時にコンデンサ電圧情報も車両２に通知する。

照合ＥＣＵ２１は、チャレンジ信号Ｓｃｃを発信する際、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生成する。そして、照合ＥＣＵ２１は、電子キー１からレスポンス信号ＳｒｅをＲＦ受信機２４で受信すると、電子キー１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ＥＣＵ２１は、このレスポンス照合が成立することを確認すると、レスポンス信号Ｓｒｅに含まれるＩＤコードの正否を照合する。そして、照合ＥＣＵ２１は、レスポンス照合及びＩＤコード照合が成立することを確認すると、これを以てスマート照合を成立として処理する。

また、照合ＥＣＵ２１は、レスポンス信号Ｓｒｅを受信した際、このレスポンス信号Ｓｒｅに含まれるコンデンサ電圧情報を判定手段としての充電実行部２１ｃによって判定する。このとき、充電実行部２１ｃは、コンデンサ電圧が限界動作電圧以上であることを確認すると、コンデンサ１４を電源としてワイヤレス通信が可能であると認識し、電力電波Ｓｖｖの発信を停止する。

一方、充電実行部２１ｃは、コンデンサ電圧が限界動作電圧未満であれば、コンデンサ１４を電源としてワイヤレス通信ができないと認識する。そして、充電実行部２１ｃは、コンデンサ電圧低下フラグをメモリ２１ａに立てる。これにより、充電実行部２１ｃは、電子キー１に充電動作を実行させる要求として充電要求電力電波Ｓｖｋを車外発信機２２から発信させる。充電要求電力電波Ｓｖｋには、前述した電力電波Ｓｖｖと、電子キー１にコンデンサ１４への充電開始を指示する充電要求信号Ｓｃｄとが含まれている。これにより、充電実行部２１ｃは、スマート通信後、電子キー１に電力電波Ｓｖｖを一定時間の間において供給し続ける。なお、充電実行部２１ｃは、充電要求発信手段として機能する。

充電制御部１１ｂは、車両２からの充電要求電力電波Ｓｖｋをキー送受信部１２で受信すると、この充電要求電力電波Ｓｖｋの中に含まれる充電要求信号Ｓｃｄによって、電子キー１を図３に示す充電モードに切り換える。この充電モードは、電源スイッチ１３ａが整流回路１２ｃ側に繋がった状態を維持しつつ、充電スイッチ１３ｂがＯＮ状態になったときのモードである。これにより、整流回路１２ｃから流れ出る無線電力Ｊｗがコンデンサ１４に至り、この無線電力Ｊｗによってコンデンサ１４が一定時間の間、充電される。

なお、ここでは、車外照合時における車両２及び電子キー１の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行うので、車内照合の説明は省略する。
続いて、ワイヤレス通信時の動作について図５及び図６に従って説明する。まず、図６に示されるように、電子キー１は通常状態において無線電力電源モードに設定されている（ステップＳ２１）。すなわち、電源スイッチ１３ａが整流回路１２ｃ側に接続され、充電スイッチ１３ｂがＯＦＦ状態に設定されている。

そして、通信制御部１１は、施錠ボタン１７又は解錠ボタン１８が操作される（ステップＳ２２）と、コンデンサ電源モードに設定する（ステップＳ２３）。すなわち、図５に示されるように、電源選択部１１ｃは、これらワイヤレス通信用のボタンが操作されたことを検出すると、電源スイッチ１３ａを整流回路１２ｃ側からコンデンサ１４側に切り換えさせる。そして、電子キー１は、コンデンサ１４からの充電電力Ｊｃを電源として動作する。そして、図６に示されるように、通信制御部１１は、自身のＩＤコードを含ませた施錠信号Ｓｌ又は解錠信号ＳｕｌをＲＦ発信部１５から発信する（ステップＳ２４）。

照合ＥＣＵ２１は、ＲＦ受信機２４で施錠信号Ｓｌ又は解錠信号Ｓｕｌを受信して無線通信（ワイヤレス通信）が確立し、自身のメモリ２１ａに登録されたＩＤコードと電子キー１のＩＤコードとを照らし合わせてＩＤ照合（ワイヤレス照合）を行う。そして、照合ＥＣＵ２１は、ワイヤレス照合が成立する（ステップＳ２５）と、メインボディＥＣＵ３１にドアロックの施錠指令又は解錠指令を出力し、ドアロック装置３８にドアロックを施錠又は解錠させる（ステップＳ２６）。

さて、本例の電子キーシステムでは、スマート通信時に車両２から電力電波Ｓｖｖを発信して、これを電源に電子キーを動作させるので、電子キー１にスマート通信用の個別の電源（例えば一次電池）を持たせずに済む。また、スマート通信時に受ける電力電波Ｓｖｖを電子キーのコンデンサ１４に充電し、ワイヤレス通信の際にはコンデンサ１４を電源として電子キーを動作させるので、電子キー１は自ら個別の電源を持たなくても、ワイヤレス通信を実行することが可能となる。このように、本例の電子キー１は電源管理、即ち電池交換に気を使わなくてもよいものとなるので、ユーザを電池切れによる困惑状態に陥らせずに済む。

以上、説明した実施形態によれば、以下の作用効果を奏することができる。
（１）電子キー１がスマート通信時に必要とする電源を電力電波Ｓｖｖによってまかない、スマート通信時においてこの電力電波Ｓｖｖを電子キー１のコンデンサ１４に充電し、ワイヤレス通信の際はコンデンサ１４を電源として電子キー１を動作させる。このため、電子キー１に例えば一次電池等の個別の電源を搭載せずに済むので、電池管理が不要となり、結果としてユーザを電池切れによる困惑状態に陥り難くすることができる。また、ユーザが意識することなくスマート通信の電力電波Ｓｖｖでコンデンサ１４に自動的に充電が行われる。そして、電力電波Ｓｖｖを使うことで電池レスの電子キー１とアンテナや回路などの大部分を共用することができる。

（２）スマート通信終了の後、電力電波Ｓｖｖの発信を継続してコンデンサ１４を充電する。このため、電力電波Ｓｖｖをスマート通信の電源と、コンデンサ１４の充電とに切り分けて使用することができ、いずれにも十分な電力を供給することができる。また、これら２処理を同時に行わずに済むため、電源制御を容易にすることができる。

（３）車両２から電子キー１に充電要求電力電波Ｓｖｋを発信し、この充電要求信号Ｓｃｄによって電子キー１にコンデンサ１４への充電を開始させる。このため、電子キー１は充電すべき好適なタイミングを把握可能となるので、車両２から発信される電力電波Ｓｖｖを的確に充電することができる。

（４）電子キー１のコンデンサ電圧が限界動作電圧未満であると車両２が認識すると、車両２が電子キー１に対して充電要求信号Ｓｃｄを発信し、充電要求信号Ｓｃｄを受信した電子キー１はコンデンサ１４への充電を開始する。このため、電子キー１は自身のコンデンサ電圧が低下して充電が必要なときに、コンデンサ１４への充電を実行することが可能となる。よって、充電すべきときを把握することができ、必要なタイミングで的確に充電することができる。

（５）電子キー１はコンデンサ１４に無線電力Ｊｗを充電する。このコンデンサ１４は、二次電池と異なり電気化学反応を伴わないので、充放電回数の制限が無く、内部抵抗が低く短時間で充放電を行うことが可能である。電子キー１に用いるには小型軽量、且つ長寿命なものが求められるため、ワイヤレス通信に用いる電源としてコンデンサ１４は種々の面で利点が多い。

（６）スマート通信時に電子キー１が車両２に返す種々の応答信号（例えば、ＩＤコード信号Ｓｉｄ等）は、電力電波Ｓｖｖをそのまま「０」又は「１」の２値情報で返す反射電波によって発信される。このため、新たに無線信号を発信する発信手段を設ける必要がなく、電力電波Ｓｖｖを利用して発振型の消費電力と比較して低消費電力で車両２へ無線信号を発信することができる。

（７）リクエスト信号Ｓｒｑと電力電波Ｓｖｖとを同じ１つの車外発信機２２及び車内発信機２３から発信可能としたので、各電波用に個別の発信機を用意しなくて済み、車両２に搭載する部品点数を少なく抑えることができる。

なお、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することができる。
・上記実施形態では、無線電力Ｊｗのコンデンサ１４への充電をスマート通信後に行うようにしたが、スマート通信前に行うようにしてもよい。例えば、図７に示されるように、車両２が前回スマート通信時に取得したコンデンサ電圧が限界動作電圧未満であった場合について説明する。電子キー１は、無線電力電源モードに設定されている（ステップＳ３１）。車両２は、コンデンサ電圧が限界動作電圧未満であれば、充電要求信号Ｓｃｄを載せた電力電波Ｓｖｖを一定時間発信する（ステップＳ３２）。充電制御部１１ｂは、起動し（ステップＳ３３）、充電モードに設定する（ステップＳ３４）。すなわち、充電制御部１１ｂは、充電スイッチ１３ｂにＯＮ信号を入力し、充電スイッチ１３ｂをＯＮ状態に設定する。そして、無線電力Ｊｗをコンデンサ１４に一定時間充電する（ステップＳ３５）。電子キー１は、充電が終了すると、無線電力電源モードに設定する（ステップＳ３６）。すなわち、充電制御部１１ｂは、充電スイッチ１３ｂにＯＦＦ信号を入力し、充電スイッチ１３ｂをＯＦＦ状態に設定する。車両２は、充電要求信号Ｓｃｄを載せた電力電波Ｓｖｖに続いて、リクエスト信号Ｓｒｑを載せた電力電波Ｓｖｖを発信する。電子キー１は、リクエスト信号Ｓｒｑを受信すると、ＩＤコード信号Ｓｉｄを載せた反射電波を発信する（ステップＳ３７）。車両２は、ＩＤコード信号Ｓｉｄを載せた反射電波を受信してスマート通信が確立すると、ＩＤ照合を行い、ドアロックの施解錠を許可する。

・スマート通信の前に充電を行う構成において、電力電波Ｓｖｖを受信すると充電スイッチ１３ｂをＯＮ状態に切り換える構成を採用してもよい。この場合、受信した電力電波Ｓｖｖの電力によって充電スイッチ１３ｂを切り換える構成として、充電スイッチ１３ｂにトランジスタを組み込む構成を採用してもよい。

・上記実施形態において、コンデンサ１４への充電は、スマート通信の前後に限らず、例えばスマート通信と並行して行われるものでもよい。
・上記実施形態では、電池電圧情報を「０」、「１」の１ビットのコードとしたが、例えば信号の内容を文章の情報として通知するデータでもよい。

・上記実施形態において、ワイヤレス通信時に施錠信号Ｓｌ又は解錠信号Ｓｕｌにコンデンサ電圧情報を含ませて発信するようにしてもよい。
・上記実施形態において、コンデンサ電圧情報の通知時期は、ＩＤ照合の通信課程の中に含ませることに限らず、独立した情報通知の形式としてもよい。例えば、電子キー１から車両２へのコンデンサ電圧の情報通知が、ＩＤ照合の通信に寄らず定期的に行われるものでもよい。

・上記実施形態では、無線電力Ｊｗをコンデンサ１４に充電するようにしたが、設置スペースを設けることが可能であればコンデンサ１４に代えて二次電池を採用してもよい。
・上記実施形態において、コンデンサ１４への充電は、車両２からの指示（充電要求信号Ｓｃｄ）によって行われることに限らず、例えば電力電波Ｓｖｖを受け付けている際に、車両２側からの指示に寄らず、自らが動作して充電を開始するものでもよい。

・上記実施形態において、電源スイッチ１３ａ及び充電スイッチ１３ｂは、必ずしもマイクロスイッチに限定されず、例えばトランジスタ等の他のスイッチング素子を使用してもよい。

・電子キー１は、通常時、電力電波電源モードをとることに限らず、例えば充電スイッチ１３ｂがＯＮ状態をとる充電モードをとっていてもよい。
・上記実施形態において、スマート通信時の電子キー１からの応答信号は、必ずしも反射電波によって発信されることに限らず、搬送波を自ら作り、発信データを変調、増幅して出す一般的な方式で発信されるものでもよい。

・上記実施形態では、車外発信機２２及び車内発信機２３とＲＦ受信機２４とを別々に設けたが、車外発信機２２及び車内発信機２３のアンテナをＲＦ受信機２４と共有してＲＦ通信機としてもよい。

・上記実施形態において、リクエスト信号Ｓｒｑ及び電力電波Ｓｖｖは、同じ車外発信機２２及び車内発信機２３から発信されることに限定されない。即ち、リクエスト信号Ｓｒｑの発信機と、電力電波Ｓｖｖの発信機とを、それぞれ個別の部品として設けてもよい。

・電子キー１は、電力電波Ｓｖｖを受信した際、この電力電波Ｓｖｖの電圧をモニタし、この電圧が閾値よりも高ければ、コンデンサ１４に充電を開始するものでもよい。
・上記構成において、車両２に電子キー１と近距離無線通信によりＩＤ照合を行うイモビライザーシステムを搭載してもよい。

・上記実施形態では、番号照合、レスポンス照合、ＩＤコード照合から認証を行うようにしたが、種々の認証形式が採用可能である。
・上記実施形態において、電子キーシステムで使用する電波の周波数は、必ずしもＲＦに限定されず、ＲＦ以外の周波数（例えば、ＬＦ帯）が使用可能である。また、車両２から電子キー１に電波発信するときの周波数と、電子キー１から車両２に電波を返すときの周波数とは、必ずしも同じものに限定されず、これらを異なる周波数としてもよい。

・上記実施形態において、本例の電子キーシステムは、必ずしも車両２のみに適用されることに限らず、電子キーを使用する通信対象であれば、その採用先は特に限定されない。

次に、前記実施形態から把握できる技術的思想をその効果と共に記載する。
（イ）請求項１に記載の電子キーシステムにおいて、前記通信対象に設けられ、前記スマート通信の実行前に、前記電力伝送装置からの前記電力電波の発信を、一定時間の間において継続させる電力電波発信前倒し手段を備え、前記充電実行手段は、前記スマート通信前に前記電力伝送装置から前記電力電波を得て、前記充電部への充電を実行することを特徴とする電子キーシステム。

同構成によれば、スマート通信の実行前に充電部への充電を行うので、早い段階で充電部に充電を行うことが可能となる。よって、各種通信に必要な電源をまず確保することができ、充電電圧が少ない状態を速やかに改善することができる。

（ロ）請求項１〜５及び（イ）のいずれかに記載の電子キーシステムにおいて、前記スマート通信の際に前記電子キーが前記通信対象に返す応答信号は、前記電力電波を「０」又は「１」の２値情報として返す反射電波から構築されていることを特徴とする電子キーシステム。

同構成によれば、電子キーから通信対象へ発信する無線信号を電子キーが受信した電力電波を利用して、変調を加える等を行った反射電波とした。このため、新たに無線信号を発信する発信手段を設ける必要がなく、電力電波を利用して効率よく通信対象へ無線信号を発信することができる。

（ハ）請求項１〜５、及び（イ）、（ロ）のいずれかに記載の電子キーシステムにおいて、前記通信対象は車両であって、前記ＩＤ照合が成立すると、ドアロックの施解錠やエンジンの始動又は停止が許可又は実行されることを特徴とする電子キーシステム。

同構成によれば、通信対象を車両として、ドアロックの施解錠やエンジンの始動又は停止が許可又は実行される電子キーシステムに用いるので、電子キーは電力電波を電源とすることで電池切れの心配がなく、ドアロックの施解錠やエンジンの始動停止が可能である。

１…電子キー、２…通信対象としての車両、１１…通信制御部、１１ａ…メモリ、１１ｂ…充電実行手段としての充電制御部、１１ｃ…電源切換手段としての電源選択部、１２…キー送受信部、１２ａ…発信回路、１２ｂ…受信回路、１２ｃ…整流回路、１３…切換部、１３ａ…電源切換手段としての電源スイッチ、１３ｂ…充電実行手段としての充電スイッチ、１４…コンデンサ、１５…ＲＦ発信部、１７…施錠ボタン、１８…解錠ボタン、２１…照合ＥＣＵ、２１ａ…メモリ、２１ｂ…電力発信手段としての発信制御部、２１ｃ…電力電波発信継続手段、充電要求発信手段、及び判定手段としての充電実行部、２２…電力電送装置としての車外発信機、２３…電力電送装置としての車内発信機、２４…ＲＦ受信機、２７…車外ドアハンドル、２８…タッチセンサ、２９…ロックボタン、３１…メインボディＥＣＵ、３２…エンジンＥＣＵ、３３…エンジンスイッチ、３７…カーテシスイッチ、３８…ドアロック装置、Ｊｃ…充電電力、Ｊｗ…無線電力、Ｓａｃ…アック信号、Ｓｃｃ…チャレンジ信号、Ｓｃｄ…充電要求信号、Ｓｉｄ…ＩＤコード信号、Ｓｒｅ…レスポンス信号、Ｓｒｑ…リクエスト信号、Ｓｖｉ…ビークルＩＤ信号、Ｓｖｗ…ウェイク電力電波、Ｓｖｖ…電力電波、Ｓｗｋ…ウェイクコード、Ｖｂ…電池電圧、Ｖｗ…電波電圧。

Claims (6)

1. 通信対象から発信されたＩＤコードの返信要求に応答して電子キーがＩＤコードを発信してＩＤ照合を行うスマート通信と、前記電子キーに設けられた操作手段に対する操作により発信された前記ＩＤコードのＩＤ照合成立を条件に、前記通信対象に設置された機器の操作が可能となるワイヤレス通信との両方の通信が可能な電子キーシステムにおいて、
   前記通信対象に設けられ、前記スマート通信の際に、前記通信対象に設置した電力伝送装置から、前記電子キーのスマート通信時における電源として電力電波を発信させる電力発信手段と、
   前記電子キーに設けられ、前記スマート通信の際に前記電力伝送装置から出される前記電力電波を取得して、当該電子キーに搭載された充電部に充電を行う充電実行手段と、
   前記電子キーに設けられ、前記電子キーが前記ワイヤレス通信を行う際、前記充電部を電源として前記電子キーを動作させる電源切換手段とを備えた
   ことを特徴と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、
   前記通信対象に設けられ、前記スマート通信の照合成立後、前記電力伝送装置からの前記電力電波の発信を、一定時間の間において継続させる電力電波発信継続手段を備え、
   前記充電実行手段は、前記スマート通信の照合成立後に前記電力伝送装置から前記電力電波を得て、前記充電部への充電を実行する
   ことを特徴とする電子キーシステム。
3. 請求項１又は２に記載の電子キーシステムにおいて、
   前記通信対象に設けられ、前記電子キーに前記充電部への充電を開始させる要求として、充電要求を前記電力伝送装置から前記電子キーに向けて発信させる充電要求発信手段を備え、
   前記充電実行手段は、前記電力伝送装置から前記充電要求を受信すると、前記充電部への充電を実行する
   ことを特徴とする電子キーシステム。
4. 請求項３に記載の電子キーシステムにおいて、
   前記通信対象に設けられ、前記充電部の充電電圧が閾値未満であるか否かを判定する判定手段を備え、
   前記充電要求発信手段は、前記充電部の充電電圧が閾値未満であると前記判定手段が判定した際に、前記電子キーに充電部への充電を開始させるべく当該電子キーに前記充電要求を発信する
   ことを特徴とする電子キーシステム。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載の電子キーシステムにおいて、
   前記充電部は、前記電子キーが少なくともワイヤレス通信を行うのに充分な電力を蓄電可能なコンデンサである
   ことを特徴とする電子キーシステム。
6. 通信対象から発信されたＩＤコードの返信要求に応答してＩＤコードを発信してＩＤ照合を行うスマート通信と、自身に設けられた操作手段に対する操作により発信された前記ＩＤコードのＩＤ照合成立を条件に、前記通信対象に設置された機器の操作が可能となるワイヤレス通信との両方の通信が可能な電子キーの電源供給方法において、
   前記通信対象に設置した電力伝送装置から発信された電力電波を、前記電子キーのスマート通信時における電源とし、
   前記スマート通信の際に前記電力伝送装置から出される前記電力電波を取得して、当該電子キーに搭載された充電部に充電を行い、前記ワイヤレス通信を行う際、前記充電部を電源とする
   ことを特徴とする電子キーの電源供給方法。

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