JP2016017367A - 電子キーシステム - Google Patents

Abstract

【課題】ヌルを回避することが可能な電子キーシステムを提供すること。【解決手段】電子キーシステムは、車両１と電子キーとの間で双方向の無線通信を行い、当該通信によるキー照合を経て車両１の動作が可能となる。車両１にはアンテナユニット２１〜２６が搭載され、そのうちアンテナユニット２５からキー照合の開始の契機となるＷａｋｅ信号が発信される。このＷａｋｅ信号の効力の及ぶエリアが送信エリア２５ａである。複数本のアンテナから同時にＷａｋｅ信号を発信する構成とは異なり、Ｗａｋｅ信号同士の干渉が起こらない。したがって、ヌルを回避することができる。【選択図】図３

Description

本発明は、キー照合を経て制御対象の動作が可能となる電子キーシステムに関する。

特許文献１には、車両への携帯機の接近を監視するために、車両から起動要求信号を発信し、携帯機は、起動要求信号を受信すると、起動してＡＣＫ信号を返信し、次のフェーズで車両は、ＩＤ要求信号を送信し、携帯機は、ＩＤ要求信号を受けてＩＤコードを送信するキーレスエントリーシステムが開示されている。車両のＥＣＵは、携帯機から取得したＩＤコードと、車両に予め登録されたＩＤコードとを照合し、両者が一致すると、車両ドアをアンロックする。

特開２００５−３０７６４６号公報

図６に示すように、通常、車両には、起動要求信号を送信するＬＦアンテナが複数本搭載され、ここではそれらを運転席ドアのＬＦアンテナ５１、助手席ドアのＬＦアンテナ５２、後部右側ドアのＬＦアンテナ５３、後部左側ドアのＬＦアンテナ５４、車室内前部のＬＦアンテナ５５、車室内後部のＬＦアンテナ５６と規定する。車両への携帯機の接近を監視するにあたり、ＬＦアンテナ５１〜５４から同時に起動要求信号を発信すると、起動要求信号同士の干渉によりヌルのエリアの生じる懸念がある。

例えば、ＬＦアンテナ５１による起動要求信号の送信エリア５１ａとＬＦアンテナ５３による起動要求信号の送信エリア５３ａとが干渉するエリアの一部、或いは、ＬＦアンテナ５２による起動要求信号の送信エリア５２ａとＬＦアンテナ５４による起動要求信号の送信エリア５４ａとが干渉するエリアの一部がヌルのエリアとなる。このヌルのエリアに携帯機がある場合、当該エリアでは起動要求信号の効力が及ばないため、携帯機は起動せず、その結果、車両ドアをアンロックできないことになる。

本発明は、このような問題点に着目してなされたものであって、その目的は、ヌルを回避することが可能な電子キーシステムを提供することにある。

上記課題を解決する電子キーシステムは、キー照合を経て制御対象の動作が可能となる電子キーシステムにおいて、前記キー照合の開始の契機となるポーリング信号を発信する単一のポーリングアンテナを備えることをその要旨としている。

この構成によれば、複数本のポーリングアンテナから同時にポーリング信号を発信する構成とは異なり、ポーリング信号同士の干渉が起こらない。したがって、ヌルを回避することができる。

上記電子キーシステムについて、前記単一のポーリングアンテナによる前記ポーリング信号の送信エリアに前記キー照合の対象となる電子キーが存在するとき、その電子キーは、前記ポーリング信号を受けて起動して応答信号を返信することを前提に、前記単一のポーリングアンテナによる前記ポーリング信号の送信エリアが細分化され、その細分化された単位で、前記応答信号以降のフェーズの通信信号を送信可能な通信アンテナを備えることとしてもよい。

この構成によれば、制御対象の一例である車両の周辺にポーリング信号の送信エリアが形成され、当該エリアに電子キーが存在するとき、その電子キーは、ポーリング信号を受けて起動して応答信号を返信する。この応答信号が車両で受信されると、車両は、当該車両の周辺に電子キーが存在することを認識できる。そして、以降のフェーズでは、ポーリング信号の送信エリアが細分化された単位で、車両と電子キーとの通信が行われる。したがって、対象エリアでの通信を通じてキー照合を行うことができる。つまり、電子キーの位置を絞り込むことができる。

上記電子キーシステムについて、複数本の前記通信アンテナを１本ずつ動作させて当該通信アンテナから前記通信信号を送信させる制御手段を備え、前記ポーリング信号を受けて前記応答信号を返信した後、さらに前記通信信号を受信した前記電子キーは、その通信信号を受けて当該電子キーに固有のキー識別情報を含むキー信号を送信することを前提に、前記制御手段は、前記キー信号を取得したとき、当該キー信号の前提となる前記通信信号を送信した前記通信アンテナによる当該通信信号の送信エリアに、前記キー照合の対象となる電子キーが存在することを特定するとともに、当該キー信号に含まれたキー識別情報が基準識別情報と照合一致したことを条件に、当該送信エリアに電子キーが存在することを前提とする制御対象の動作を行うこととしてもよい。

この構成によれば、電子キーの位置に応じて制御対象を動作させることができる。
上記電子キーシステムについて、前記キー照合を経て可能となる制御対象の動作は、当該キー照合をパスした電子キーを対象に、その電子キーを所持したユーザをお迎えするウェルカム動作を含むこととしてもよい。

この構成によれば、車両でのウェルカム動作を例にとると、ドアミラーやドアハンドルに内蔵された光源から光を発してユーザの足元を照らす足元照明を実現できる。

本発明によれば、ヌルを回避することができる。

電子キーシステムでの双方向の無線通信を示すシーケンス図。 車両について、電子キーシステムに関する構成を示すブロック図。 Ｗａｋｅ信号の送信エリアを示す平面図。 （ａ）〜（ｄ）の順に車両コード信号の送信エリアが切り替えられる様子を示す平面図。 運転席ドア周辺の車室外のエリアに電子キーが進入した様子を示す平面図。 複数本のＬＦアンテナから同時に起動要求信号が発信される様子を示す平面図。

以下、電子キーシステムの一実施の形態について説明する。
図１に示すように、電子キーシステムは、車両１と電子キー２との間で双方向の無線通信を行い、当該通信によるキー照合を経て制御対象である車両１の動作が可能となる。

上記通信はスマート通信とも呼ばれ、このスマート通信では、まず車両１からＬＦ（low frequency ）帯の電波によるＷａｋｅ信号が発信される。Ｗａｋｅ信号はメーカ毎に車種単位で同じものが用いられる。Ｗａｋｅ信号は電子キー２を起動させる信号であり、キー照合の開始の契機となるポーリング信号に相当する。電子キー２は、Ｗａｋｅ信号を受信すると起動して、該当する車種のものであるか否かを判定し、肯定判断した場合、ＵＨＦ（ultra high frequency）帯の電波によるＡｃｋ信号を返信する。このＡｃｋ信号はＷａｋｅ信号に対する応答信号に相当する。

車両１は、Ｗａｋｅ信号に対するＡｃｋ信号を受信すると、Ｗａｋｅ信号の送信エリアに車種の適合するキーが存在することを認識し、ＬＦ帯の電波による車両コード信号を送信する。車両コード信号には車両に固有のＩＤ（identification）が含まれる。車両コード信号は、Ｗａｋｅ信号に対するＡｃｋ信号以降のフェーズの通信信号に相当する。電子キー２は、車両コード信号を受信すると、該当する車両のものであるか否かを判定し、肯定判断した場合、ＵＨＦ帯の電波によるＡｃｋ信号を返信する。

車両１は、車両コード信号に対するＡｃｋ信号を受信すると、Ｗａｋｅ信号の送信エリアに存在するキーが当該車両１に適合するキーであることを認識し、ＬＦ帯の電波によるチャレンジ信号を送信する。チャレンジ信号はキーＩＤを要求する信号であり、車両コード信号と同様、通信信号に相当する。電子キー２は、チャレンジ信号を受信すると、ＵＨＦ帯の電波によるレスポンス信号を送信する。レスポンス信号にはキーに固有のＩＤが含まれる。このＩＤはキー識別情報に相当し、レスポンス信号はキーＩＤを含むキー信号に相当する。

車両１は、レスポンス信号を受信すると、当該信号に含まれたＩＤを基準ＩＤと照合し、照合一致したことを条件に、当該車両１の動作を許可する。
図２に示すように、車両１は、電子キーシステムに関する一連の車両制御を司るＥＣＵ（electronic control unit ）１１の他、ＥＣＵ１１による制御のもとＬＦアンテナ１３からＬＦ信号を送信するＬＦ発信機１２と、ＵＨＦアンテナ１４で受信されたＵＨＦ信号を電気的に処理して受信信号をＥＣＵ１１に出力するＵＨＦ受信機１５とを備えている。ＬＦ信号には、上記Ｗａｋｅ信号の他、上記車両コード信号及び上記チャレンジ信号が含まれる。一方、ＵＨＦ信号には、Ｗａｋｅ信号或いは車両コード信号に対する上記Ａｃｋ信号の他、上記レスポンス信号が含まれる。

図３に示すように、車両１には、上記ＬＦアンテナ１３と上記ＬＦ発信機１２とで組をなすアンテナユニットが６組搭載されている。ここでは、それらを運転席ドアのアンテナユニット２１、助手席ドアのアンテナユニット２２、後部右側ドアのアンテナユニット２３、後部左側ドアのアンテナユニット２４、車室内前部のアンテナユニット２５、車室内後部のアンテナユニット２６と規定する。

次に、電子キーシステムの作用について説明する。
図３に示すように、ＥＣＵ１１は、車両１への電子キー２の接近を監視するために、アンテナユニット２１〜２６の中からアンテナユニット２５を選択し、そのアンテナユニット２５からＷａｋｅ信号を発信する。アンテナユニット２５によるＷａｋｅ信号の送信エリア２５ａは、車室内の全域を含む他、車両１からの離間距離が最大で数メートルの車室外のエリアを含む広範囲のエリアである。アンテナユニット２５のＬＦアンテナ１３は単一のポーリングアンテナに相当する。

Ｗａｋｅ信号の送信エリア２５ａに電子キー２が進入すると、この電子キー２は、Ｗａｋｅ信号を受けて起動してＷａｋｅ信号に対するＡｃｋ信号を返信する。
図４（ａ）に示すように、ＥＣＵ１１は、上記Ａｃｋ信号を受信すると、アンテナユニット２５によるＷａｋｅ信号の送信動作を停止するとともに、アンテナユニット２１〜２４の中から、まずアンテナユニット２１を選択し、そのアンテナユニット２１から車両コード信号を送信する。アンテナユニット２１による車両コード信号の送信エリア２１ａは、運転席ドア周辺の車室外のエリアである。アンテナユニット２１のＬＦアンテナ１３は、Ｗａｋｅ信号に対するＡｃｋ信号以降のフェーズのＬＦ信号を送信する通信アンテナに相当する。そして、ＥＣＵ１１は、アンテナユニット２１による車両コード信号の送信後の所定期間を、アンテナユニット２１からの車両コード信号に対するＡｃｋ信号の受信待機期間に設定し、この期間内に車両コード信号に対するＡｃｋ信号を受信すると、アンテナユニット２１からチャレンジ信号を送信する。

図４（ｂ）に示すように、ＥＣＵ１１は、上記期間内に車両コード信号に対するＡｃｋ信号を受信しなかった場合、アンテナユニット２１〜２４の中から、今度はアンテナユニット２２を選択し、そのアンテナユニット２２から車両コード信号を送信する。アンテナユニット２２による車両コード信号の送信エリア２２ａは、助手席ドア周辺の車室外のエリアである。アンテナユニット２２のＬＦアンテナ１３は、Ｗａｋｅ信号に対するＡｃｋ信号以降のフェーズのＬＦ信号を送信する通信アンテナに相当する。そして、ＥＣＵ１１は、アンテナユニット２２による車両コード信号の送信後の所定期間を、アンテナユニット２２からの車両コード信号に対するＡｃｋ信号の受信待機期間に設定し、この期間内に車両コード信号に対するＡｃｋ信号を受信すると、アンテナユニット２２からチャレンジ信号を送信する。

図４（ｃ）に示すように、ＥＣＵ１１は、上記期間内に車両コード信号に対するＡｃｋ信号を受信しなかった場合、アンテナユニット２１〜２４の中から、今度はアンテナユニット２３を選択し、そのアンテナユニット２３から車両コード信号を送信する。アンテナユニット２３による車両コード信号の送信エリア２３ａは、後部右側ドア周辺の車室外のエリアである。アンテナユニット２３のＬＦアンテナ１３は、Ｗａｋｅ信号に対するＡｃｋ信号以降のフェーズのＬＦ信号を送信する通信アンテナに相当する。そして、ＥＣＵ１１は、アンテナユニット２３による車両コード信号の送信後の所定期間を、アンテナユニット２３からの車両コード信号に対するＡｃｋ信号の受信待機期間に設定し、この期間内に車両コード信号に対するＡｃｋ信号を受信すると、アンテナユニット２３からチャレンジ信号を送信する。

図４（ｄ）に示すように、ＥＣＵ１１は、上記期間内に車両コード信号に対するＡｃｋ信号を受信しなかった場合、アンテナユニット２１〜２４の中から、今度はアンテナユニット２４を選択し、そのアンテナユニット２４から車両コード信号を送信する。アンテナユニット２４による車両コード信号の送信エリア２４ａは、後部左側ドア周辺の車室外のエリアである。アンテナユニット２４のＬＦアンテナ１３は、Ｗａｋｅ信号に対するＡｃｋ信号以降のフェーズのＬＦ信号を送信する通信アンテナに相当する。そして、ＥＣＵ１１は、アンテナユニット２４による車両コード信号の送信後の所定期間を、アンテナユニット２４からの車両コード信号に対するＡｃｋ信号の受信待機期間に設定し、この期間内に車両コード信号に対するＡｃｋ信号を受信すると、アンテナユニット２４からチャレンジ信号を送信する。

図４（ａ）に示すように、ＥＣＵ１１は、上記期間内に車両コード信号に対するＡｃｋ信号を受信しなかった場合、アンテナユニット２１〜２４の中から、今度は再びアンテナユニット２１を選択し、そのアンテナユニット２１から車両コード信号を送信する。

このようにＥＣＵ１１は、Ｗａｋｅ信号に対するＡｃｋ信号を受信すると、アンテナユニット２１〜２４を１本ずつ動作させて当該アンテナユニットから車両コード信号を送信する。そして、ＥＣＵ１１は、車両コード信号に対するＡｃｋ信号を受信することなく、Ｗａｋｅ信号に対するＡｃｋ信号を受信してからのトータルの経過時間が規定時間に達した場合には、車両コード信号の送信を打ち切る。ＥＣＵ１１は制御手段に相当する。

図５に示すように、アンテナユニット２１による車両コード信号の送信エリア２１ａに電子キー２が進入すると、この電子キー２は、車両コード信号に対するＡｃｋ信号を送信する。ＥＣＵ１１は、上記Ａｃｋ信号を受信すると、当該Ａｃｋ信号の前提となる車両コード信号を送信したアンテナユニット２１による当該車両コード信号の送信エリア２１ａに、キー照合の対象となるキーが存在することを特定するとともに、この場合、上記の通り、アンテナユニット２１からチャレンジ信号を送信する。アンテナユニット２１によるチャレンジ信号の送信エリアは、上記送信エリア２１ａと同じエリアである。

このエリアに電子キー２が存在することを前提に、電子キー２からレスポンス信号が送信されるところ、ＥＣＵ１１は、レスポンス信号に含まれたＩＤが基準ＩＤと照合一致したことを条件に、夜間等のように照度が低いとき、この場合、運転席側のドアミラーに内蔵された光源から光を発してユーザの足元を照らす足元照明を行う。

尚、アンテナユニット２５によるＷａｋｅ信号の送信エリア２５ａは、送信エリア２１ａ〜２４ａを全て含むエリアと同等、或いはそれよりも広いエリアである。言い換えれば、Ｗａｋｅ信号の送信エリア２５ａが細分化され、その細分化された単位には、ドア毎の送信エリア２１ａ〜２４ａが含まれている。

以上説明したように、本実施の形態によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）複数本のアンテナから同時にＷａｋｅ信号を発信する構成とは異なり、Ｗａｋｅ信号同士の干渉が起こらない。したがって、ヌルを回避することができる。

（２）車両１の周辺にＷａｋｅ信号の送信エリア２５ａが形成され、当該送信エリア２５ａに電子キー２が存在するとき、その電子キー２は、Ｗａｋｅ信号を受けて起動してＷａｋｅ信号に対するＡｃｋ信号を返信する。このＡｃｋ信号が車両１で受信されると、車両１は、当該車両１の周辺に電子キー２が存在することを認識できる。そして、以降のフェーズでは、Ｗａｋｅ信号の送信エリア２５ａが細分化された単位で、車両１と電子キー２との通信が行われる。したがって、対象エリアでの通信を通じてキー照合を行うことができる。つまり、電子キー２の位置を絞り込むことができる。

（３）ＥＣＵ１１は、車両コード信号に対するＡｃｋ信号を取得したとき、当該Ａｃｋ信号の前提となる車両コード信号を送信したアンテナユニット（２１〜２４のいずれか）による当該車両コード信号の送信エリア（２１ａ〜２４ａのいずれか）に、キー照合の対象となるキーが存在することを特定する。そして、ＥＣＵ１１は、次のフェーズのレスポンス信号に含まれたＩＤが基準ＩＤと照合一致したことを条件に、当該送信エリア（２１ａ〜２４ａのいずれか）に電子キー２が存在することを前提とする車両１の動作を行う。この構成によれば、電子キー２の位置に応じて車両１を動作させることができる。

（４）キー照合を経て可能となる車両１の動作には、当該キー照合をパスした電子キー２を対象に、その電子キー２を所持したユーザをお迎えするウェルカム動作が含まれる。この構成によれば、車両１でのウェルカム動作の一例として、ドアミラーやドアハンドルに内蔵された光源から光を発してユーザの足元を照らす足元照明を実現できる。

（５）アンテナユニット２５は、アンテナユニット２１〜２４によるＬＦ信号の送信エリア２１ａ〜２４ａを全て含む広範囲の送信エリア２５ａにＷａｋｅ信号を発信する。この構成によれば、広範囲の送信エリア２５ａにＷａｋｅ信号を発信するにあたり、ヌルを回避することができる。

（６）図６を援用して、ＬＦアンテナ５１〜５４から１本ずつ交互にＷａｋｅ信号を発信する構成に比べ、Ｗａｋｅ信号に対するレスポンスを向上できる。
尚、上記実施の形態は、次のように変更して具体化することも可能である。

・ウェルカム動作は足元照明に限らず、ＩＤに関連付けされた態様で座席シートの前後位置や高さ若しくは背もたれの角度を調節するもの或いはハンドルの高さやミラーの向きを調節するもの等であってもよい。

・ウェルカム動作に限らず、キー照合を経てドアを施解錠する電子キーシステムに本発明を適用してもよい。
・ドアが開けられたとき、そのドアが閉められたことを契機に、車室内でのキー照合が実施される電子キーシステムに本発明を適用してもよい。

・建物を制御対象として、ウェルカム動作やドアの施解錠動作を行う電子キーシステムに本発明を適用してもよい。
次に、上記実施の形態及び別例から把握できる技術的思想について記載する。

（イ）複数枚のドアを備える車両に適用され、キー照合を経て前記車両の動作が可能となる電子キーシステムにおいて、
前記キー照合の開始の契機となるポーリング信号を発信する単一のポーリングアンテナを備え、
前記単一のポーリングアンテナによる前記ポーリング信号の送信エリアに前記キー照合の対象となる電子キーが存在するとき、その電子キーは、前記ポーリング信号を受けて起動して応答信号を返信することを前提に、
ドア単位で、前記応答信号以降のフェーズの通信信号を送信可能な通信アンテナを備え、
前記単一のポーリングアンテナは、各通信アンテナによる前記通信信号の送信エリアを全て含む広範囲のエリアに前記ポーリング信号を発信する
ことを特徴とする電子キーシステム。

この構成によれば、広範囲のエリアにポーリング信号を発信するにあたり、ヌルを回避することができる。

１…車両（制御対象）、２…電子キー、１１…ＥＣＵ（制御手段）、１２…ＬＦ発信機、１３…ＬＦアンテナ、１４…ＵＨＦアンテナ、１５…ＵＨＦ受信機、２１〜２４…アンテナユニット（通信アンテナ）、２１ａ〜２４ａ…送信エリア、２５…アンテナユニット（ポーリングアンテナ）、２５ａ…送信エリア、２６…アンテナユニット。

Claims (4)

1. キー照合を経て制御対象の動作が可能となる電子キーシステムにおいて、
   前記キー照合の開始の契機となるポーリング信号を発信する単一のポーリングアンテナを備える
   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、
   前記単一のポーリングアンテナによる前記ポーリング信号の送信エリアに前記キー照合の対象となる電子キーが存在するとき、その電子キーは、前記ポーリング信号を受けて起動して応答信号を返信することを前提に、
   前記単一のポーリングアンテナによる前記ポーリング信号の送信エリアが細分化され、その細分化された単位で、前記応答信号以降のフェーズの通信信号を送信可能な通信アンテナを備える
   ことを特徴とする電子キーシステム。
3. 請求項２に記載の電子キーシステムにおいて、
   複数本の前記通信アンテナを１本ずつ動作させて当該通信アンテナから前記通信信号を送信させる制御手段を備え、
   前記ポーリング信号を受けて前記応答信号を返信した後、さらに前記通信信号を受信した前記電子キーは、その通信信号を受けて当該電子キーに固有のキー識別情報を含むキー信号を送信することを前提に、
   前記制御手段は、前記キー信号を取得したとき、当該キー信号の前提となる前記通信信号を送信した前記通信アンテナによる当該通信信号の送信エリアに、前記キー照合の対象となる電子キーが存在することを特定するとともに、当該キー信号に含まれたキー識別情報が基準識別情報と照合一致したことを条件に、当該送信エリアに電子キーが存在することを前提とする制御対象の動作を行う
   ことを特徴とする電子キーシステム。
4. 前記キー照合を経て可能となる制御対象の動作は、当該キー照合をパスした電子キーを対象に、その電子キーを所持したユーザをお迎えするウェルカム動作を含む
   請求項１〜３のいずれか一項に記載の電子キーシステム。