JP2014227112A - 電子キーシステム - Google Patents

Abstract

【課題】仮に開閉体を開けたままにしても、ＩＤ照合で必要とされる通信エリアを形成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３は、車両１の送信アンテナ１０，１１から送信された電波に対する電子キー２の応答組み合わせから、電子キー２の車内外位置を判定しながらＩＤ照合を行う方式をとる。送信アンテナ１０，１１は、車両ドア１３に配置される。車両ドア開閉状態判定部２４は、ドアカーテシスイッチ２３の検出信号を基に、車両ドア１３が開状態又は閉状態のいずれにあるのかを判定する。判定ロジック設定部２５は、車両ドア１３が閉状態のとき、キー位置の車内外判定のロジックとして第１判定ロジックＬ１を設定し、車両ドア１３が開状態のとき、キー位置の車内外判定のロジックとして第２判定ロジックＬ２を設定する。【選択図】図１

Description

本発明は、電子キーと無線によってＩＤ照合を行う電子キーシステムに関する。

従来、図６に示すように、例えば車両８１の左右に一対の送信アンテナ８２，８３を搭載し、これら送信アンテナ８２，８３から送信される電波（リクエスト信号）に対する電子キー８４の応答（ＩＤ信号）の組み合わせを確認することにより、電子キー８４の車内外位置を判定しながら電子キー８４をＩＤ照合する電子キーシステムが周知である（特許文献１，２等参照）。

この方式の場合、右部送信アンテナ８２から送信される電波、及び左部送信アンテナ８３から送信される電波に対し、一方の電波にのみ電子キー８４から応答があった場合は、電子キー８４が車外に位置すると判定される（図６のパターン）。また、右部送信アンテナ８２から送信される電波、及び左部送信アンテナ８３から送信される電波の両方に対し、電子キー８４が応答を返してきた場合は、電子キー８４が車内に位置すると判定される。

特開２００４−８４４０６号公報 特開２００５−７６３２９号公報

送信アンテナ８２，８３は、例えば車体のＢピラー等に搭載されるのが一般的である。しかし、Ｂピラーでは、部品の搭載スペースが限られるので、例えば車両ドアに送信アンテナ８２，８３を配置したいニーズがある。

しかし、図７に示すように、車両ドアに送信アンテナ８２，８３を搭載した場合、車両ドアを開けた状態にすると、形成される車内エリアが通常よりも小さい面積になってしまう。こうなると、例えば車両ドアを開けながらエンジンを始動したいにも関わらず、ＩＤ照合が成立しないことにより、エンジンを始動できない不便さがあった。

本発明の目的は、仮に開閉体を開けたままにしても、ＩＤ照合で必要とされる通信エリアを形成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。

前記問題点を解決する電子キーシステムは、車両に複数配置されたアンテナから順に電波を送信し、当該電波に対する電子キーの応答の組み合わせを確認することにより、前記電子キーの位置を判定しながら、前記電子キーのＩＤ照合を行う構成において、前記アンテナが配設された開閉体の開閉を検出する開閉状態検出部から検出信号を入力し、当該検出信号を基に前記開閉体の状態を判定する開閉状態判定部と、前記開閉状態判定部の判定結果を基に、前記電子キーの位置を判定する判定ロジックを設定する判定ロジック設定部とを備えた。

本構成によれば、車両側のアンテナを開閉体に設けた電子キーシステムにおいて、ＩＤ照合時に確認するキー位置の判定ロジックを、開閉体の開閉状態に応じたロジックに設定するので、開閉体が開状態又は閉状態のいずれであっても、判定ロジックの最適化が可能となる。よって、たとえ開閉体が開状態をとっていても、その状態下において最適の判定ロジックが設定されるので、電子キーの位置を精度よく判定することが可能となる。

前記電子キーシステムにおいて、前記開閉体は、車内外を開閉する車両ドアであることが好ましい。この構成によれば、車両ドアを開閉体の取り付け場所とするので、車両ドアに存在するスペースを、アンテナの配置スペースとして有効利用することができる。

前記電子キーシステムにおいて、前記判定ロジックは、第１アンテナ及び第２アンテナの両方の電波に対して前記電子キーから応答を受信できたとき、前記電子キーが前記車両の監視対象エリアに位置すると判定する第１判定ロジックと、前記第１アンテナ及び第２アンテナの一方の電波に対して前記電子キーから応答を受信できたとき、前記電子キーが前記監視対象エリアに位置すると判定する第２判定ロジックとを備え、前記判定ロジック設定部は、前記開閉体が閉状態のとき、前記第１判定ロジックを選択し、前記開閉体が開状態のとき、前記第２判定ロジックを選択することが好ましい。この構成によれば、開閉体が開状態又は閉状態のいずれにかかわらず、電子キーが車両の監視対象エリアに位置するか否かを精度よく判定することが可能となる。

前記電子キーシステムにおいて、前記監視対象エリアは、前記電子キーが車内にあるときに位置する車内エリアであることが好ましい。この構成によれば、開閉体が開状態又は閉状態のいずれにかかわらず、電子キーが車内エリアに位置しているか否かを精度よく判定することが可能となる。

前記電子キーシステムにおいて、複数の前記アンテナは、前記車両の車幅方向おいて対称に配置されていることが好ましい。この構成によれば、車両に複数設けるアンテナを車幅方向に対称配置したので、ＩＤ照合時において車両に形成する通信エリアを、車幅方向において対称に形成することが可能となる。よって、車幅方向のどちら側から電子キーがアンテナの通信エリアに進入しても、同様の進入位置において電子キーを検出することが可能となる。

本発明によれば、電子キーシステムにおいて、仮に開閉体を開けたままにしても、ＩＤ照合で必要とされる通信エリアを形成することができる。

一実施形態の電子キーシステムの構成図。 車両ドアの外観を示す側視図。 ドア閉時に車両に形成され、電子キーが車内に位置するときの通信エリア図。 ドア閉時に車両に形成され、電子キーが車外に位置するときの通信エリア図。 ドア開時に車両に形成される通信エリア図。 従来の車両に形成される通信エリア図。 車両ドアにアンテナを配置したときに車両に形成される通信エリア図。

以下、電子キーシステムの一実施形態を図１〜図５に従って説明する。
図１に示すように、車両１には、電子キー２と無線通信によってＩＤ照合する電子キーシステム３が設けられている。電子キーシステム３は、車両１において複数場所から狭域無線（通信距離：数ｍ）により送信する電波に対して電子キー２が返信してきた応答の論理判定により、電子キー２の車内外位置を判定しながらＩＤ照合（スマート照合）を実行する方式をとる。

車両１には、電子キー２をＩＤ照合する照合ＥＣＵ（Electronic Control Unit）４と、車載電装品の電源を管理するボディＥＣＵ５と、エンジン７を制御するエンジンＥＣＵ６とが設けられ、これらが車内のバス８を通じて接続されている。照合ＥＣＵ４のメモリ９には、車両１に登録された電子キー２の電子キーＩＤが書き込み保存されている。照合ＥＣＵ４には、車両１の右側においてＬＦ（Low Frequency）帯の電波を送信可能な右部送信アンテナ１０と、車両１の左側においてＬＦ電波を送信可能な左部送信アンテナ１１と、ＵＨＦ（Ultra High Frequency）帯の電波を受信可能な車両受信機１２とが接続されている。ボディＥＣＵ５には、車両ドア１３の施解錠の機械部分であるドアロック機構１４が接続されている。照合ＥＣＵ４には、車両１の電源状態（ＩＧオフ、ＡＣＣオン、ＩＧオン、エンジンスタート）を切り替える際に操作するプッシュモーメンタリ式のエンジンスイッチ１５が接続されている。なお、右部送信アンテナ１０が第１アンテナの一例であり、左部送信アンテナ１１が第２アンテナの一例であり、車両ドア１３が開閉体の一例である。

電子キー２には、電子キー２の動作を制御するキー制御部１６が設けられている。キー制御部１６のメモリ１７には、各キー固有のＩＤである電子キーＩＤが書き込み保存されている。キー制御部１６には、ＬＦ電波を受信可能な受信部１８と、ＵＨＦ電波を送信可能な送信部１９とが設けられている。

図２に示すように、右部送信アンテナ１０は、右部車両ドア（右前ドア）２０のドア本体部２０ａにおいて、ドア開閉時に開放される側の端部２０ｂに位置に配置されている。なお、図示はしないが、左部送信アンテナ１１も左部車両ドア（左前ドア）２１において右部送信アンテナ１０と同様の配置位置をとる。

図３に示すように、右部送信アンテナ１０は、右部車両ドア２０が閉状態において電波を送信するとき、少なくとも車体２２の右側車外及び車内全域を、電波が届く第１通信エリアＥ１として形成する。左部送信アンテナ１１は、左部車両ドア２１が閉状態において電波を送信するとき、少なくとも車体２２の左側車外及び車内全域を、電波が届く第２通信エリアＥ２として形成する。右部送信アンテナ１０及び左部送信アンテナ１１は、右部送信アンテナ１０の電波のみ受信可能な右側単一電波エリアＥａと、第２通信エリアＥ２の電波のみ受信可能な左側単一電波エリアＥｂと、第１通信エリアＥ１及び第２通信エリアＥ２の両方の電波を受信可能な電波重複エリアＥｃとを形成する。右部送信アンテナ１０及び左部送信アンテナ１１は、交互に電波を送信する動作をとる。

図１に示すように、電子キーシステム３には、ＩＤ照合時における電子キー２の車内外位置判定のロジックを、車両ドア２０，２１の開閉に応じて切り替える判定ロジック切替機能が設けられている。これは、本例のように車両ドア２０，２１に送信アンテナ１０，１１を設けた場合、車両ドア２０，２１が閉じているときと開いているときとでは、電子キー２の車内外判定の際に必要となる通信エリアが異なるからである。即ち、車両ドア２０，２１が開状態となっても、電子キー２が車内に位置することを精度よく判定するためである。

照合ＥＣＵ４のメモリ９には、車両ドア２０，２１が閉状態のときに使用するキー位置判定ロジックとしての第１判定ロジックＬ１と、車両ドア２０，２１が開状態のときに使用するキー位置判定ロジックとしての第２判定ロジックＬ２とが記憶されている。第１判定ロジックＬ１は、右部送信アンテナ１０及び左部送信アンテナ１１の送信される電波に対して両方とも電子キー２から応答があったときに、電子キー２が車内エリアに位置していると判定するロジック（キー車内外位置判定ロジック）である。第２判定ロジックＬ２は、右部送信アンテナ１０及び左部送信アンテナ１１のいずれかの電波に対して電子キー２から応答があったときに、電子キー２が存在していると判定するロジック（キー有無判定ロジック）である。

照合ＥＣＵ４には、例えばドアカーテシスイッチ２３から出力される検出信号を基に車両ドア２０，２１の開閉状態を判定する車両ドア開閉状態判定部２４と、車両ドア開閉状態判定部２４の判定結果を基にＩＤ照合時の車内外位置の判定ロジックを切り替える判定ロジック設定部２５とが設けられている。車両ドア開閉状態判定部２４は、ドアカーテシスイッチ２３からドア開信号を入力すると、車両ドア２０，２１が開状態であると判定する。判定ロジック設定部２５は、車両ドア２０，２１が閉状態のとき、使用するロジックを第１判定ロジックＬ１に設定し、車両ドア２０，２１が開状態のとき、使用するロジックを第２判定ロジックＬ２に設定する。なお、ドアカーテシスイッチ２３が開閉状態検出部の一例であり、車両ドア開閉状態判定部２４が開閉状態判定部の一例である。

次に、図３〜図５を用いて、電子キーシステム３の動作を説明する。
［車両ドアが閉状態のときのスマート照合の動作］
図３に示すように、車両ドア２０，２１が閉状態のとき、車両ドア開閉状態判定部２４は、ドアカーテシスイッチ２３からの出力される検出信号を基に、車両ドア２０，２１が閉状態であると判定する。判定ロジック設定部２５は、車両ドア２０，２１が閉状態と判定されているとき、使用するキー位置判定ロジックを第１判定ロジックＬ１に設定する。即ち、キー位置判定の車内エリアは、右部送信アンテナ１０及び左部送信アンテナ１１から送信される電波に対する電子キー２の応答の「ＡＮＤエリア（電波重複エリアＥｃ）」となる。

照合ＥＣＵ４は、例えばドアカーテシスイッチ２３によりユーザの乗車を確認したとき、ユーザ降車時において電子キー２の車内置き忘れを検知するとき、車両ドア２０，２１を施解錠するために車外ドアハンドルが操作されたときなどにおいて、スマート通信を開始する。このとき、右部送信アンテナ１０及び左部送信アンテナ１１は、順にリクエスト信号Ｓrqを送信する。リクエスト信号Ｓrqは、待機中の電子キー２を起動させて、電子キーＩＤを返信させる信号である。

電子キー２が車内エリア（電波重複エリアＥｃ）に位置するときのスマート通信時、電子キー２は、右部送信アンテナ１０からリクエスト信号Ｓrqが送信されたとき、及び左部送信アンテナ１１のリクエスト信号Ｓrqが送信されたとき、いずれもリクエスト信号Ｓrqを受信する。電子キー２は、リクエスト信号Ｓrqを受信する度、ＩＤ信号Ｓidを送信する。ＩＤ信号Ｓidは、電子キー２に登録された電子キーＩＤを少なくとも含む信号である。

照合ＥＣＵ４は、ＩＤ信号Ｓidを車両受信機１２で受信したとき、送信アンテナ１０，１１から送信されたリクエスト信号Ｓrqに対する電子キー２の応答の組み合わせを確認することにより電子キー２の位置を判定しつつ、電子キー２から受信した電子キーＩＤの正当性を確認するスマート照合を実行する。この場合、照合ＥＣＵ４は、右部送信アンテナ１０からリクエスト信号Ｓrqを送信したとき、及び左部送信アンテナ１１からリクエスト信号Ｓrqを送信したときの両方において、電子キー２からＩＤ信号Ｓidを受信するので、電子キー２が車内に位置すると認識した状況下でのスマート照合、つまり車内スマート照合を実行する。照合ＥＣＵ４は、車内スマート照合が成立することを確認すると、車内に正規キーが存在すると判断し、エンジンスイッチ１５による電源遷移操作（エンジン始動操作等）を許可する。

図４に示すように、電子キー２が右側単一電波エリアＥａ（左側単一電波エリアＥｂでも可）に位置するときのスマート通信時、電子キー２は、右部送信アンテナ１０からリクエスト信号Ｓrqが送信されたとき、及び左部送信アンテナ１１のリクエスト信号Ｓrqが送信されたとき、一方のリクエスト信号Ｓrqを受信する。電子キー２は、右部送信アンテナ１０及び左部送信アンテナ１１の一方のリクエスト信号Ｓrqを受信したとき、ＩＤ信号Ｓidを車両受信機１２に向けて送信する。

この場合、照合ＥＣＵ４は、右部送信アンテナ１０からリクエスト信号Ｓrqに送信したときのみ電子キー２からＩＤ信号Ｓidを受信するので、電子キー２が右側車外（右側単一電波エリアＥａ）に位置すると認識した状況下でのスマート照合、つまり車体右側の車外スマート照合を実行する。照合ＥＣＵ４は、この車外スマート照合が成立することを確認すると、車外に正規キーが存在すると判断し、ドアロック機構１４による施解錠の動作を許可／実行する。なお、電子キー２が左側車外（左側単一電波エリアＥｂ）に位置するときも、同様の車外スマート照合が実行される。

［車両ドアが開状態のときのスマート照合の動作］
図５に示すように、車両ドア２０，２１が開状態のとき、車両ドア開閉状態判定部２４は、ドアカーテシスイッチ２３から出力される検出信号を基に、車両ドア２０，２１が開状態であると判定する。判定ロジック設定部２５は、車両ドア２０，２１が開状態と判定されているとき、使用するキー位置判定ロジックを第２判定ロジックＬ２に設定する。即ち、キー位置判定の車内エリアは、左部送信アンテナ１１及び左部送信アンテナ１１から送信される電波に対する電子キー２の応答の「ＯＲエリア（第１通信エリアＥ１又は第２通信エリアＥ２）」となる。

例えば、車両ドア２０，２１が開状態のままエンジン７を始動させるべく、エンジンスイッチ１５が押圧操作されることがある。この場合、照合ＥＣＵ４は、第２判定ロジックＬ２を使用して電子キー２の位置を判定する。即ち、照合ＥＣＵ４は、右部送信アンテナ１０及び左部送信アンテナ１１から送信されるリクエスト信号Ｓrqのうち、一方に対して電子キー２から応答を受信できれば、電子キー２が存在すること、つまり電子キー２が車内に位置すると判断し、車内スマート照合を実行する。この車内スマート照合が成立すれば、エンジンスイッチ１５による電源遷移操作（エンジン始動操作等）が許可される。よって、車両ドア２０，２１を開けたままであっても、エンジン７を始動することが可能となる。

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の送信アンテナ１０，１１から送信された電波に対する電子キー２の応答組み合わせから電子キー２の車内外位置を判定しながらＩＤ照合を行う電子キーシステム３において、送信アンテナ１０，１１を車両ドア２０，２１に設ける。ドア閉時のキー位置判定で使用する第１判定ロジックＬ１と、ドア開時のキー位置判定で使用する第２判定ロジックＬ２とを、照合ＥＣＵ４のメモリ９に用意し、電子キー２の車内外判定に用いる判定ロジックを、車両ドア２０，２１の開閉状態に基づくロジックに設定する。よって、たとえ車両ドア２０，２１が開状態をとっていても、車両ドア２０，２１が開状態となっているときのキー位置判定に最適な第２判定ロジックＬ２が設定されるので、電子キー２の位置を精度よく判定することができる。従って、車両ドア２０，２１を開状態としていても、スマート照合を成立に移行することができ、エンジン７を始動することができる。

（２）車両ドア１３（２０，２１）を送信アンテナ１０，１１の取り付け場所とするので、車両ドア１３（２０，２１）に存在するスペースを、送信アンテナ１０，１１の配置スペースとして有効利用することができる。

（３）車両ドア２０，２１が開状態のときは、キー位置の判定ロジックが第１判定ロジックＬ１に設定され、車両ドア２０，２１が閉状態のときは、キー位置の判定ロジックが第２判定ロジックＬ２に設定される。よって、車両ドア２０，２１が開状態又は閉状態のそれぞれに適したキー位置の判定ロジックが設定されるので、車両ドア２０，２１が開閉のいずれをとっていても、電子キー２の位置を精度よく判定することができる。

（４）電子キーシステム３は、送信アンテナ１０，１１から送信される電波に対して、電子キー２が一方のみ受信できるのか、又は電子キー２が両方の電波を受信できるのかを確認することにより、電子キー２の車内外位置を判定する方式である。よって、車両１に設けるアンテナ数が少なく済むので、電子キーシステム３に必要となる部品点数を少なく抑えることができる。

（５）電子キーシステム３は、電子キー２が車内外のいずれに位置するのかを判定する方式である。よって、本例は、電子キー２が車内に位置することを精度よく判定することができる。

（６）一対の送信アンテナ１０，１１は、右部車両ドア２０及び左部車両ドア２１の各々配置されることにより、車幅方向に対称に配置される。このため、スマート照合時において車両１に形成する通信エリアを、車幅方向において対称に形成することができる。よって、車幅方向のどちら側から電子キー２が車両１の通信エリアに進入しても、同様の進入位置において電子キー２を検出することができる。

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。
・送信アンテナ１０，１１は、車両ドア２０，２１のどの位置にも配置することができる。

・ラッゲージドアに送信アンテナを設けて、この送信アンテナもキー位置判定のロジックの対象に加えてもよい。
・車両１は、４ドアタイプでもよい。この場合、例えば４つの各車両ドア２０，２１に送信アンテナを設け、これらアンテナから送信される電波に対する電子キー２の応答組み合わせから、電子キー２の位置を詳細に判定することができる。

・電子キーシステム３で使用する電波の周波数は、ＬＦ及びＵＨＦに限らず、他の周波数を使用することが可能である。また、往路と復路とで周波数が異なることに限らず、同じとしてもよい。

・選択可能な判定ロジックは、第１判定ロジックＬ１及び第２判定ロジックＬ２の２つに限らず、３つ以上としてもよい。
・送信アンテナ１０，１１は、車幅方向において対象配置されることに限らず、非対称配置されてもよい。

・開閉体は、車両ドア２０，２１に限らず、例えば車外ドアミラーなど、他の部材に変更可能である。
・開閉状態検出部は、ドアカーテシスイッチ２３に限らず、種々のスイッチやセンサを採用できる。

・キー位置判定は、車内外位置の判定に限らず、例えば車外のどの位置にあるのかを判定する形式や、車内のどの位置にあるのかを判定する形式でもよい。
・キー位置判定時に車両１から送信される電波は、リクエスト信号Ｓrqに限らず、他の電波に変更可能である。

・監視対象エリアは、車内エリアに限らず、電子キー２の位置を把握した箇所であれば、他のエリアに変更可能である。
・電子キーシステム３は、右部送信アンテナ１０の電波を受信できる右側単一電波エリアＥａと、左部送信アンテナ１１の電波を受信できる左側単一電波エリアＥｂと、両方の電波を受信できる電波重複エリアＥｃの３エリアを形成して、電子キー２の位置を判定する形式に限定されない。即ち、車両１に形成される通信エリアはどのような範囲をとってもよく、電子キー２の位置を判定できれば、どのような判定ロジックを使用してもよい。

・車両ドア２０，２１が開状態とは、必ずしも両方の車両ドア２０，２１が開状態となっていることに限らず、車両ドア２０，２１の片側のみが開状態となった状態も含む。

１…車両、２…電子キー、３…電子キーシステム、１０…第１アンテナとしての右部送信アンテナ、１１…第２アンテナとしての左部送信アンテナ、１３（２０，２１）…開閉体としての車両ドア、２３…開閉状態検出部としてのドアカーテシスイッチ、２４…開閉状態判定部としての車両ドア開閉状態判定部、２５…判定ロジック設定部、Ｌ１…第１判定ロジック、Ｌ２…第２判定ロジック。

Claims (5)

1. 車両に複数配置されたアンテナから順に電波を送信し、当該電波に対する電子キーの応答の組み合わせを確認することにより、前記電子キーの位置を判定しながら、前記電子キーのＩＤ照合を行う電子キーシステムにおいて、
   前記アンテナが配設された開閉体の開閉を検出する開閉状態検出部から検出信号を入力し、当該検出信号を基に前記開閉体の状態を判定する開閉状態判定部と、
   前記開閉状態判定部の判定結果を基に、前記電子キーの位置を判定する判定ロジックを設定する判定ロジック設定部と
   を備えたことを特徴とする電子キーシステム。
2. 前記開閉体は、車内外を開閉する車両ドアである
   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. 前記判定ロジックは、第１アンテナ及び第２アンテナの両方の電波に対して前記電子キーから応答を受信できたとき、前記電子キーが前記車両の監視対象エリアに位置すると判定する第１判定ロジックと、前記第１アンテナ及び第２アンテナの一方の電波に対して前記電子キーから応答を受信できたとき、前記電子キーが前記監視対象エリアに位置すると判定する第２判定ロジックとを備え、
   前記判定ロジック設定部は、前記開閉体が閉状態のとき、前記第１判定ロジックを選択し、前記開閉体が開状態のとき、前記第２判定ロジックを選択する
   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. 前記監視対象エリアは、前記電子キーが車内にあるときに位置する車内エリアである
   ことを特徴とする請求項３に記載の電子キーシステム。
5. 複数の前記アンテナは、前記車両の車幅方向おいて対称に配置されている
   ことを特徴とする請求項１〜４のうちいずれか一項に記載の電子キーシステム。