JP2017175357A - 通信システム及び電子キー起動方法 - Google Patents

Abstract

【課題】操作の利便性を確保することができる通信システム及び電子キー起動方法を提供する。【解決手段】ウェアラブルデバイス３０に、ＬＦ帯の電波を送信可能なアンテナ部３２を設け、ウェアラブルデバイス３０で規定操作があったとき、電子キー２を起動させるための起動電波Ｓ１をアンテナ部３２からＬＦ送信する。待機状態となっている電子キー２は、ウェアラブルデバイス３０から起動電波Ｓ１を受信すると、これをトリガにして起動状態に切り替わる。これにより、電子キー２とウェアラブルデバイス３０とがブルートゥース通信が可能な状態となり、ウェアラブルデバイス３０を通じたキー操作が可能となる。【選択図】図１

Description

本発明は、ウェアラブルデバイスを通じて電子キーを作動させて、電子キーの通信対象を制御する通信システム及び電子キー起動方法に関する。

近年、人体に装着できるコンピュータの一種として、ウェアラブルデバイスが開発されている。そして、この種のウェアラブルデバイスで車両機器を制御する技術が周知である（特許文献１等参照）。このシステムの場合、電子キーをわざわざ取り出さなくとも車両を制御することが可能となるので、ユーザの利便性がよくなる。

特開２０１５−２１６６３４号公報

ところで、ウェアラブルデバイスで車両を作動させるにあたり、例えばウェアラブルデバイスと電子キーとをブルートゥース等で接続させ、この通信を経て、電子キーから車両に電波送信することにより、車両を制御するシステムが検討されている。この構成の場合、ウェアラブルデバイスを電子キーに通信接続するにあたり、電子キーを起動状態に切り替えておく必要がある。しかし、電子キーは使用されない間、待機状態をとっているので、ウェアラブルデバイスで車両を作動させるとき、わざわざ電子キーを取り出して起動状態に切り替える操作をしなくてはならず、これが面倒であった。

本発明の目的は、操作の利便性を確保することができる通信システム及び電子キー起動方法を提供することにある。

前記問題点を解決する通信システムは、電子キーの通信対象と当該電子キーとの間で無線により行われるＩＤ照合に基づき前記通信対象が作動される電子キーシステムを、前記電子キーとは別の端末によって当該電子キーを作動させることにより制御可能とする構成において、前記端末に設けられ、当該端末において行われる規定操作を検出する操作検出部と、前記規定操作が検出されたとき、待機状態の前記電子キーを起動させる起動電波を前記端末から前記電子キーに向けて送信する送信処理部とを備え、前記端末は、前記通信対象の機器を制御するための制御信号を、起動後の前記電子キーに送信することにより、当該電子キーを通じて前記電子キーシステムを作動させる。

本構成によれば、電子キーとは別の端末で電子キーシステムを作動させるとき、端末を規定操作すれば、端末から起動電波が送信され、この起動電波によって電子キーが起動状態に切り替えられる。これにより、電子キーをわざわざ鞄などから取り出さなくても電子キーを起動状態に切り替えて、電子キーシステム３を作動させることが可能となるので、利便性を確保することが可能となる。

前記通信システムにおいて、前記端末は、人体に装着可能なウェアラブルデバイスであることが好ましい。この構成によれば、人体に身に付けたウェアラブルデバイスを単に規定操作するだけで、電子キーを簡易に起動状態に切り替えることが可能となる。

前記通信システムにおいて、前記電子キーは、前記端末から制御信号を受信すると、自身に設けられた操作部が操作された際の電波送信のときと同じ送信部から、電波送信を実行することが好ましい。この構成によれば、端末を操作して電子キーを通じ通信対象を作動させるとき、既存の電子キーシステムを利用することが可能となるので、新たな構成を付加する必要がない。

前記通信システムにおいて、前記端末が送信する起動電波は、前記電子キーシステムの通信において前記通信対象が当該電子キーを起動させるために送信する起動電波と同じものであることが好ましい。この構成によれば、電子キーの構造に変更を加えることなく、端末からの電波をトリガにして、待機状態の電子キーを起動状態に切り替えることが可能となる。

前記通信システムにおいて、前記電子キー及び端末は、前記電子キーの起動後、ブルートゥースを介して通信することが好ましい。この構成によれば、電子キー及び端末が通信するにあたり、ブルートゥース通信のＢＬＥ等を使用することが可能となるので、電子キー及び端末の通信に要する消費電力を少なく抑えることが可能となる。

前記問題点を解決する電子キー起動方法は、前記通信システムにおいて、電子キーの通信対象と当該電子キーとの間で無線により行われるＩＤ照合に基づき前記通信対象が作動される電子キーシステムを、前記電子キーとは別の端末によって当該電子キーを作動させて制御するときに、待機状態の当該電子キーを起動させる方法であって、前記端末において行われる規定操作を、当該端末に設けられた操作検出部で検出するステップと、前記規定操作が検出されたとき、待機状態の前記電子キーを起動させる起動電波を前記端末から前記電子キーに向けて送信するステップと、前記起動電波を前記電子キーが受信したとき、当該起動電波を基に前記電子キーが起動状態に切り替わるステップと、前記端末から送信された制御信号を起動状態の前記電子キーが受信することを契機に、当該制御信号に基づく態様で前記電子キーシステムを作動させるステップとを備えた。

本発明によれば、操作の利便性を確保することができる。

一実施形態の通信システムの構成図。 ウェアラブルデバイスを規定操作したときの概要図。 ウェアラブルデバイスから電子キーに起動電波が送信されたときの概要図。 ウェアラブルデバイスで電子キーシステムを作動させるときの概要図。 電子キー起動方法の流れを示すフローチャート。

以下、通信システム及び電子キー起動方法の一実施形態を図１〜図５に従って説明する。
図１に示すように、車両１は、電子キー２と無線によりＩＤ照合を行う電子キーシステム３を備える。電子キー２には、キー固有のＩＤとして電子キーＩＤが書き込み保存されている。本例の電子キーシステム３は、車両１からの通信を契機に狭域通信を通じて電子キー２とＩＤ照合を実施するキー操作フリーシステムである。一般に、キー操作フリーシステムで実施されるＩＤ照合を「スマート照合」といい、その通信を「スマート通信」という。

車両１は、ＩＤ照合（スマート照合）を行う照合ＥＣＵ（Electronic Control Unit）４と、車載電装品の電源や駆動を管理するボディＥＣＵ５と、エンジン７を制御するエンジンＥＣＵ６とを備える。これらＥＣＵは、車内の通信線８を通じて電気接続されている。通信線８は、例えばＣＡＮ（Controller Area Network）やＬＩＮ（Local Interconnect Network）からなる。照合ＥＣＵ４には、車両１に登録された電子キー２の電子キーＩＤがメモリ（図示略）に書き込み保存されている。車両１は、室外に電波を送信する室外送信機９と、室内に電波を送信する室内送信機１０と、車両１において電波を受信する電波受信機１１とを備える。室外送信機９及び室内送信機１０は、例えばＬＦ（Low Frequency）帯の電波を送信する。電波受信機１１は、例えばＵＨＦ（Ultra High Frequency）帯の電波を受信する。すなわち、本例の電子キーシステム３は、ＬＦ−ＵＨＦの双方向通信となっている。ボディＥＣＵ５は、車両ドアに設けられたドアロック機構１２の作動を制御することにより、車両ドアの施解錠を切り替える。

電子キー２は、電子キー２の動作を制御するキー制御部１５と、電子キー２において電波受信を可能とする受信部１６と、電子キー２において電波送信を可能とする送信部１７とを備える。キー制御部１５には、キー固有のＩＤとして電子キーＩＤがメモリ（図示略）に書き込み保存されている。受信部１６は、例えばＬＦ電波を受信する。送信部１７は、例えばＵＨＦ電波を送信する。

室外送信機９からＬＦ電波によって定期送信されるウェイク信号Ｓwkの通信エリアに電子キー２が進入して、電子キー２がウェイク信号Ｓwkを受信すると、電子キー２が起動し、この応答としてアック信号Ｓackを車両１にＵＨＦ送信する。車両１がウェイク信号Ｓwkの送信後に電子キー２からアック信号Ｓackを受信して、これらの間で通信（室外スマート通信）が確立すると、ＬＦ−ＵＨＦの双方向通信によるスマート照合（室外スマート照合）が開始される。スマート照合には、車両１が持つ固有の車両コードを認証する車両コード照合と、暗号鍵（認証鍵）を使用したチャレンジレスポンス認証と、電子キーＩＤを認証する電子キーＩＤ照合とが含まれる。照合ＥＣＵ４は、車外に位置する電子キー２との間で、これら照合や認証の全てが成立するか否かを確認し、照合や認証が全て成立すれば、車両ドアの施解を許可又は実行する。

照合ＥＣＵ４は、電子キー２が室内送信機１０の通信エリアに進入して通信（室内スマート通信）が確立すると、室外のときと同様のスマート照合（室内スマート照合）を実行する。照合ＥＣＵ４は、室内スマート照合のときと同様に、車内に位置する電子キー２との間で、前述の各種照合や認証の全てが成立するか否かを確認し、照合や認証が全て成立すれば、車両電源の遷移操作（例えばエンジン始動操作）を許可する。

電子キーシステム３は、電子キー２からの通信を契機にＩＤ照合（ワイヤレス照合）の通信を行うワイヤレスキーシステムとしても作動する。すなわち、電子キー２に設けられた操作部２ａが操作されたとき、その操作部２ａに応じた作動要求Ｓｕを送信部１７からＵＨＦ送信する。操作部２ａには、車両ドア用のロックボタンやアンロックボタン等がある。作動要求Ｓｕは、電子キーＩＤと、操作された操作部２ａに応じた作動コマンドとを含む。照合ＥＣＵ４は、作動要求Ｓｕを受信すると、これに含まれる電子キーＩＤを照合し、照合が成立すれば、操作コマンドに応じた作動（ドアロックの施解錠等）を実行する。

電子キーシステム３は、電子キー２とは別の端末２０によって電子キーシステム３を作動させる通信機能（通信システム２１）を備える。通信システム２１は、スマート照合により電子キー２を認証する電子キーシステム３を、端末２０によって電子キー２を作動させることより制御可能となっている。すなわち、端末２０は、通信対象２２（本例は車両１：以下同様）の機器２３（本例はドアロック機構１２やエンジン７）を制御するための制御信号Ｓｔを電子キー２に送信することにより、電子キー２を通じて電子キーシステム３を作動させる。端末２０は、人体に装着可能なウェアラブルデバイス３０であることが好ましい。また、電子キー２及び端末２０（ウェアラブルデバイス３０）は、ブルートゥース（Bluetooth：登録商標）を介して通信することが好ましい。

ウェアラブルデバイス３０は、ウェアラブルデバイス３０の作動を制御するデバイス制御部３１を備える。デバイス制御部３１は、ウェアラブルデバイス３０において各種演算をしたり、ウェアラブルデバイス３０に配設された画面の表示処理をしたりする。また、デバイス制御部３１には、狭域無線用（本例はＬＦ電波送信用）のアンテナ部３２が接続されている。すなわち、本例のウェアラブルデバイス３０は、電子キー２との間でブルートゥース通信が可能であることのみならず、アンテナ部３２から電子キー２にＬＦ電波を送信可能となっている。アンテナ部３２が送信するＬＦ電波は、例えば１２５ｋＨｚ又は１３４ｋＨｚの周波数であることが好ましい。

電子キー２は、ウェアラブルデバイス３０との無線通信を実行する通信機能部３５を備える。通信機能部３５は、キー制御部１５に設けられている。通信機能部３５は、電子キー２に設けられた通信部３５ａを介して、ウェアラブルデバイス３０とブルートゥース通信を実行する。なお、ブルートゥース通信は、ＢＬＥ（Bluetooth Low Energy）であることが好ましい。

通信システム２１は、端末２０において行われる規定操作を検出する操作検出部３６を備える。操作検出部３６は、ウェアラブルデバイス３０に設けられ、検出信号Ｓｖをデバイス制御部３１に出力する。本例の場合、規定操作は、例えばウェアラブルデバイス３０に設けられたスイッチ（メカスイッチや画面上のスイッチなど）を操作することや、ウェアラブルデバイス３０に特定の動きを与えるジェスチャー操作であることが好ましい。操作検出部３６は、スイッチ操作や動き操作を検出できるものであれば、種々のスイッチやセンサが採用可能である。

通信システム２１は、ウェアラブルデバイス３０で規定操作が検出されたときに、待機状態の電子キー２を起動させる起動電波Ｓ１を電子キー２に向けて送信可能な送信処理部３７を備える。送信処理部３７は、デバイス制御部３１に設けられている。端末２０が送信する起動電波Ｓ１は、電子キーシステム３の通信において通信対象２２（本例は車両１）が電子キー２を起動させるために送信する起動電波（本例はウェイク信号Ｓwk）と同じものであることが好ましい。送信処理部３７は、起動電波Ｓ１をアンテナ部３２から無線送信し、起動電波Ｓ１によって電子キー２を起動状態に切り替える。

次に、図２〜図５を用いて、通信システム２１の作用及び効果を説明する。
図２に示すように、待機状態の電子キー２を起動状態に切り替えるべく、ウェアラブルデバイス３０が規定操作（スイッチ操作やジェスチャー操作）されたとする。これは、例えば電子キー２が鞄などに収納されていて、電子キー２を鞄などから取り出さなくとも、待機状態の電子キー２を起動状態に切り替えるニーズに対応するためである。このとき、操作検出部３６は、ウェアラブルデバイス３０に付与された規定操作を検出し、これを検出信号Ｓｖとしてデバイス制御部３１に出力する。

送信処理部３７は、実施された規定操作が、予めウェアラブルデバイス３０に登録された規定操作と一致することを確認すると、電子キー２の起動させるための起動電波Ｓ１をＬＦ送信する。すなわち、ウェアラブルデバイス３０において規定のスイッチ操作が行われたり、予めウェアラブルデバイス３０に登録された規定のジェスチャー操作が行われたりしたことが確認されると、起動電波Ｓ１の送信を実施する。本例の起動電波Ｓ１は、スマート通信において車両１から送信されるウェイク信号Ｓwkと同一の電波となっている。送信処理部３７は、起動電波Ｓ１（ウェイク信号Ｓwk）を例えば一定時間、送信する。このとき、ウェアラブルデバイス３０を電子キー２に近づけるような操作をすると、起動電波Ｓ１が電子キー２に届き易い。

図３に示すように、電子キー２は、ウェアラブルデバイス３０から送信された起動電波Ｓ１を受信すると、それまでの待機状態から起動状態に切り替わる。なお、待機状態は、起動に切り替わるのを待つスリープ状態である。また、起動状態は、電子キー２において種々の機能を全て実行できる状態をいう。起動状態となった電子キー２は、ウェアラブルデバイス３０とのブルートゥース通信が可能となり、一定時間の間、ＢＬＥ接続可能状態をとる。このとき、電子キー２及びウェアラブルデバイス３０のマスタ側がスキャン城状態をとり、スレーブ側がアドバタイジング状態をとることにより、両者がブルートゥース通信可能となる。このように、電子キー２とウェアラブルデバイス３０とがＢＬＥ接続状態となると、ウェアラブルデバイス３０を通じたキー操作が可能となる。

図４に示すように、電子キー２及びウェアラブルデバイス３０がＢＬＥ接続状態となった後、ウェアラブルデバイス３０でキー操作がされたとする。このキー操作としては、例えば車両１の離れた位置から車両ドアを施解錠する操作や、車両１に設けられたパワースライドドアを開閉する操作や、車両電源の遷移操作（エンジン始動操作）などが挙げられる。ウェアラブルデバイス３０は、キー操作されたことを検出すると、同操作に応じた制御信号Ｓｔを、ＢＬＥを通じて電子キー２に送信する。

電子キー２は、キー操作に応じた制御信号Ｓｔを通信部３５ａで受信すると、制御信号Ｓｔに基づく作動要求Ｓｕを、電子キーシステム３の通信網を通じて車両１に送信する。このとき、電子キー２は、自身に設けられた操作部２ａが操作された際の電波送信のときと同じ送信部１７から、作動要求Ｓｕを送信する。なお、作動要求Ｓｕは、ＵＨＦ電波となっているので、例えば１０ｍ程度先まで届く。車両１は、電子キー２から送信された作動要求Ｓｕを受信すると、電子キーＩＤが正しいことを条件に、作動要求Ｓｕに含まれる作動コマンドに応じた機器２３を作動させる。

図５に、待機状態の電子キー２がウェアラブルデバイス３０によって起動状態に切り替えられるまでの処理の流れを図示する。ステップ１０１において、ウェアラブルデバイス３０は、ウェアラブルデバイス３０において行われる規定操作を、自身に設けられた操作検出部３６で検出する。

ステップ１０２において、ウェアラブルデバイス３０（送信処理部３７）は、ウェアラブルデバイス３０において規定操作が検出されたとき、待機状態の電子キー２を起動させる起動電波Ｓ１を電子キー２に向けてＬＦ送信する。ＬＦの起動電波Ｓ１は、例えばウェアラブルデバイス３０の周囲１ｍ程度の範囲に形成されることが好ましい。

ステップ１０３において、電子キー２は、ウェアラブルデバイス３０から起動電波Ｓ１を受信すると、これまでの待機状態から起動状態に切り替わる。
ステップ１０４において、電子キーシステム３は、ウェアラブルデバイス３０から送信される制御信号Ｓｔに基づく作動を実行する。すなわち、ウェアラブルデバイス３０から送信された制御信号Ｓｔを起動状態の電子キー２が受信することを契機に、制御信号Ｓｔに基づく態様で電子キーシステム３が作動する。これにより、ウェアラブルデバイス３０を操作することで、車両ドアの施解錠を行ったり、エンジン７を始動させたりすることが可能となる。

ところで、ウェアラブルデバイス３０で電子キーシステム３を作動させるとき、電子キー２及びウェアラブルデバイス３０をブルートゥース接続するには、両者を通信接続可能状態にする必要がある。すなわち、ブルートゥース通信を行うに先立って、電子キー２を起動状態に切り替えておく必要がある。本例の場合、ウェアラブルデバイス３０を規定操作すれば、ウェアラブルデバイス３０からＬＦの起動電波Ｓ１が送信され、この起動電波Ｓ１によって電子キー２が起動状態に切り替えられる。これにより、電子キー２をわざわざ鞄などから取り出さなくても電子キー２を起動状態に切り替えることが可能となるので、利便性を確保することができる。

端末２０は、人体に装着可能なウェアラブルデバイス３０である。よって、人体に身に付けたウェアラブルデバイス３０を単に規定操作するだけで、電子キー２を簡易に起動状態に切り替えることができる。

電子キー２は、ウェアラブルデバイス３０から制御信号Ｓｔを受信すると、自身に設けられた操作部２ａが操作された際の電波送信のときと同じ送信部１７から、電波送信を実行する。よって、ウェアラブルデバイス３０を操作して電子キー２を通じ車両１を作動させるとき、既存の電子キーシステム３を利用することが可能となるので、新たな構成を付加する必要がない。

ウェアラブルデバイス３０が電子キー２に送信する起動電波Ｓ１は、電子キーシステム３の通信において車両１が電子キー２に送信する起動電波（ウェイク信号Ｓwk）と同じものである。よって、電子キー２の構造に変更を加えることなく、ウェアラブルデバイス３０からの電波をトリガにして、待機状態の電子キー２を起動状態に切り替えることができる。

電子キー２及びウェアラブルデバイス３０は、電子キー２の起動後、ブルートゥースを介して通信する。よって、電子キー２及びウェアラブルデバイス３０が通信するにあたり、ブルートゥース通信のＢＬＥを使用することが可能となるので、電子キー２及びウェアラブルデバイス３０の通信に要する消費電力を少なく抑えることができる。

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。
・起動電波Ｓ１は、ＬＦ電波に限定されず、他の周波数の電波に変更してもよい。
・起動電波Ｓ１は、ウェイク信号Ｓwkに相当するものに限定されず、電子キー２の起動のトリガとなり得るものであれば、他の電波に変更してもよい。

・ウェアラブルデバイス３０で作動できる車両ドアは、例えばトランク（ラッゲージドア）としてもよい。
・ウェアラブルデバイス３０で実行可能なキー操作な、車両ドアの施解錠や電源遷移操作に限らず、車両制御に関わるものであれば、他に変更可能である。

・電子キーシステム３で使用する電波の周波数は、ＬＦやＵＨＦ以外の他の周波数に変更してもよい。
・電子キーシステム３の通信は、例えばブルートゥース（Bluetooth：登録商標）などの種々の規格を使用することができる。

・電子キーシステム３は、スマート通信のシステムに限定されず、通信対象２２からの通信を契機にＩＤ照合の通信が実行されるシステムであればよい。
・電子キーシステム３は、車内外で異なる送信機（室外送信機９、室内送信機１０）を有する構成に限定されず、例えば車内外共用の送信機を持つ構成としてもよい。

・ウェアラブルデバイス３０で電子キーシステム３を作動させるとき、車両１及び電子キー２の２者間は、ワイヤレスキーシステムで作動することに限定されない。例えば、ブルートゥース通信や赤外線通信などの他の通信を使用する態様をとってもよい。

・電子キー２は、例えば高機能携帯電話などの他の端末に変更してもよい。
・端末２０は、ウェアラブルデバイス３０に限定されず、電子キー２以外の端末であればよい。

・通信対象２２は、車両１に限定されず、例えば住宅など、種々の対象に変更可能である。すなわち、本例の通信システム２１は、種々の機器や装置に適用可能である。

１…通信対象の一例である車両、２…電子キー、２ａ…操作部、３…電子キーシステム、１７…電子キーの送信部、２０…端末、２１…通信システム、３０…端末の一例であるウェアラブルデバイス、３６…操作検出部、３７…送信処理部、Ｓ１…起動電波、Ｓｔ…制御信号、Ｓｕ…作動要求。

Claims (6)

1. 電子キーの通信対象と当該電子キーとの間で無線により行われるＩＤ照合に基づき前記通信対象が作動される電子キーシステムを、前記電子キーとは別の端末によって当該電子キーを作動させることにより制御可能とする通信システムにおいて、
   前記端末に設けられ、当該端末において行われる規定操作を検出する操作検出部と、
   前記規定操作が検出されたとき、待機状態の前記電子キーを起動させる起動電波を前記端末から前記電子キーに向けて送信する送信処理部とを備え、
   前記端末は、前記通信対象の機器を制御するための制御信号を、起動後の前記電子キーに送信することにより、当該電子キーを通じて前記電子キーシステムを作動させる
   ことを特徴とする通信システム。
2. 前記端末は、人体に装着可能なウェアラブルデバイスである
   請求項１に記載の通信システム。
3. 前記電子キーは、前記端末から制御信号を受信すると、自身に設けられた操作部が操作された際の電波送信のときと同じ送信部から、電波送信を実行する
   請求項１又は２に記載の通信システム。
4. 前記端末が送信する起動電波は、前記電子キーシステムの通信において前記通信対象が当該電子キーを起動させるために送信する起動電波と同じものである
   請求項１〜３のうちいずれか一項に記載の通信システム。
5. 前記電子キー及び端末は、前記電子キーの起動後、ブルートゥースを介して通信する
   請求項１〜４のうちいずれか一項に記載の通信システム。
6. 電子キーの通信対象と当該電子キーとの間で無線により行われるＩＤ照合に基づき前記通信対象が作動される電子キーシステムを、前記電子キーとは別の端末によって当該電子キーを作動させて制御するときに、待機状態の当該電子キーを起動させる電子キー起動方法であって、
   前記端末において行われる規定操作を、当該端末に設けられた操作検出部で検出するステップと、
   前記規定操作が検出されたとき、待機状態の前記電子キーを起動させる起動電波を前記端末から前記電子キーに向けて送信するステップと、
   前記起動電波を前記電子キーが受信したとき、当該起動電波を基に前記電子キーが起動状態に切り替わるステップと、
   前記端末から送信された制御信号を起動状態の前記電子キーが受信することを契機に、当該制御信号に基づく態様で前記電子キーシステムを作動させるステップと
   を備えたことを特徴とする電子キー起動方法。

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