JP2019078038A - キーユニット - Google Patents
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Abstract
Description
また、特許文献2には、車両の施解錠を遠隔で行うための通信システムが開示されている。
対象物が車両である場合、施解錠装置は、車両に搭載され、ドアの施解錠を制御する装置である。この場合、キーユニットは車両の内部に設置され、車内から施解錠装置に対して信号を送信する。当該信号は、スマートキーシステムにおいて利用される鍵信号であってもよい。
ここで、電源回路に付随する部品と受信アンテナとを同一面に実装した場合、受信アンテナと筐体との距離が長くなるため、必然的に、受信アンテナと車両側アンテナとの距離も長くなる。すなわち、通信を行う際の感度が低下するという課題が発生する。
また、前記基板は、前記施解錠装置に対して、前記第二の周波数帯で応答信号を送信する送信回路をさらに含むことを特徴としてもよい。
第一の領域に実装され、前記携帯端末から取得した情報に基づいて前記携帯端末の認証を行うことを特徴としてもよい。
施解錠装置に対して信号を送信することで対象物の施解錠を行うキーユニットであって、前記施解錠装置から第一の周波数帯で送信されるリクエスト信号を、受信アンテナを介して受信する受信回路が実装された基板と、前記基板が組み込まれる筐体と、を有し、前記基板が前記筐体に組み込まれた状態において、前記基板の表面および裏面のうち、前記筐体の内面により近くなる側の面に前記受信アンテナが実装されていることを特徴としてもよい。
施解錠装置に対して信号を送信することで対象物の施解錠を行うキーユニットであって、電源回路と、前記施解錠装置から第一の周波数帯で送信されるリクエスト信号を、受信アンテナを介して受信する受信回路と、が実装された基板と、前記基板が組み込まれる筐体と、を有し、前記電源回路に付随する部品のうち前記基板表面からの高さが最も高い部品が、前記基板の第一の面に実装されており、前記受信アンテナが、前記第一の面と反対側の面である第二の面に実装されており、前記基板が前記筐体に組み込まれた状態において、前記第二の面に実装された前記受信アンテナの基板側面と反対の面から前記筐体の内面までの距離が、前記第一の面に実装された前記基板表面からの高さが最も高い部品の基板面側と反対の面から前記筐体の内面までの距離よりも短いことを特徴としてもよい。
実施形態に係る施解錠システムの概要について、図1を参照しながら説明する。本実施形態に係る施解錠システムは、車両に搭載されたキーユニット100および施解錠装置300、携帯端末200、サーバ装置400を含んで構成される。
本実施形態に係る施解錠システムでは、キーユニット100が、スマートキーの電子キー(携帯機)と同様の無線インタフェースを有しており、既設の施解錠装置300と通信を行うことで、物理的な鍵を用いることなく車両の施解錠を行うことができる。また、キーユニット100は、携帯端末200と近距離無線通信を行い、携帯端末200を認証した結果に基づいて、自身が車両10の電子キーとして振る舞うか否かを決定する。すなわち、システムのユーザは、車両10の外部から携帯端末200を操作することにより、車両の施解錠を行うことができる。
システムの構成要素について、詳しく説明する。
図2は、図1に示したキーユニット100、携帯端末200、施解錠装置300、サーバ装置400の構成の一例を概略的に示したブロック図である。このうち、キーユニット100および施解錠装置300が、施解錠(施錠および解錠)の対象である車両10に搭載される。
波を介して送信される施錠信号および解錠信号に応じて、車両10のドアを施錠および解錠する。また、携帯機を検索するための、低周波(Low Frequency,以下、LFと称する
)帯の電波を送信する機能を有している。
なお、以下の説明において、施錠信号と解錠信号を施解錠信号と総称する。施解錠信号という語は、施錠信号と解錠信号の少なくともいずれかを表す。
RF受信処理部3032は、RF受信機302を介して、キーユニット100からRF帯の電波として送信された施解錠信号(本発明における応答信号)を受信する制御を行う。
認証部3033は、キーユニット100から送信された施解錠信号が、正当な装置から送信されたものであることを認証する。具体的には、施解錠信号に含まれるキーIDが、照合ECU303が有する記憶手段(不図示)に予め記憶されたキーIDと一致するか否かを判定する。具体的な内容については後述する。
キーユニット100は、車両10の内部に配置された装置であり、携帯端末200と近距離無線通信を行って当該携帯端末200を認証する機能と、携帯端末200を認証した結果に基づいて、RF帯の電波を用いて施解錠信号を送信する機能を有している。キーユニット100は、LF受信機101、RF送信機102、近距離通信部103、制御部104を有して構成される。
ンテナ(以下、LFアンテナ)を有している。
なお、本実施形態ではBLEを例示するが、他の無線通信規格も利用可能である。例えば、NFC(Near Field Communication)、UWB(Ultra Wideband)、WiFi(登録商標)などを利用することもできる。
RF送信処理部1042は、RF送信機102を介して、RF帯の電波として施解錠信号を送信する制御を行う。施解錠信号は、後述する認証部1044が携帯端末200の認証を成功させた場合に、後述する通信処理部1043によって生成される。
なお、生成された施解錠信号は、一時的に記憶され、後述する認証部1044が携帯端末200の認証に成功したタイミングで出力される。
なお、認証部1044が行う認証の方式は、認証情報同士を単純に比較して同一性を検証する方式であってもよいし、非対称暗号を用いた方式であってもよい。
以降、説明の必要に応じて、キーユニット100に記憶される認証情報を装置認証情報、携帯端末200から送信される認証情報を端末認証情報と称するものとする。
認証部1044が、認証状況に基づいてキーユニット100の電源を制御してもよい。例えば、携帯端末200の認証が行われていない状況においては、通信処理部1043および認証部1044を除く全ての構成要素をサスペンド状態とし、認証が成功した場合に、所定の期間において(例えば、送信した施解錠信号に対するレスポンスが施解錠装置300からあるまで)、すべての構成要素を通電状態とするようにしてもよい。認証が成功した場合にのみ施解錠信号を送信できれば、その実現方法は限定されない。
携帯端末200は、例えばスマートフォン、携帯電話、タブレット端末、個人情報端末、ウェアラブルコンピュータ(スマートウォッチ等)といった小型のコンピュータである。携帯端末200は、近距離通信部201、通信部202、制御部203、入出力部204を有して構成される。
通信部202は、携帯端末200をネットワークに接続するための通信手段である。本実施形態では、3GやLTE等の移動体通信サービスを利用して、ネットワーク経由で他の装置(例えばサーバ装置400)と通信を行うことができる。
入出力部204は、ユーザが行った入力操作を受け付け、ユーザに対して情報を提示する手段である。具体的には、タッチパネルとその制御手段、液晶ディスプレイとその制御手段から構成される。タッチパネルおよび液晶ディスプレイは、本実施形態では一つのタッチパネルディスプレイからなる。
なお、ユーザが行う操作は、タッチパネルディスプレイを介したものに限られない。例えば、ハードウェアスイッチ等によるものであってもよい。
なお、携帯端末200が端末認証情報を有していない場合、操作画面からの施錠操作お
よび解錠操作は不可能となる。
システムの詳細な説明に入る前に、既設の施解錠装置300が行う動作の概要について説明する。施解錠装置300は、従来のスマートキーシステムを構成する装置であり、ユーザが所持する携帯機と通信を行うことにより、携帯機が車両の近傍もしくは車室内にあることを検出する。なお、前述した通り、本実施形態ではキーユニット100が携帯機の役割を果たす。
キーユニット100の認証に成功した場合、その旨をボディECU304に通知し、これにより、車両に所定の動作(例えば、ドアの解錠、イモビライザーの解除等)を行わせることが可能になる。
本実施形態に係る施解錠システムでは、車両内に設置されたキーユニット100が携帯機の代わりにキーIDを施解錠装置300に送信することで、携帯機を用いることなく車両の施解錠が可能になる。
図6を参照して、本実施形態に係る施解錠システムの動作について説明する。図6は、
各構成要素間で送受信されるデータの流れ、および、各構成要素が行う処理を説明するフロー図である。
携帯端末200が、端末を識別する情報をサーバ装置400に送信すると、サーバ装置400が、携帯端末200に固有な端末認証情報を取得し(ステップS12)、取得した端末認証情報を携帯端末200に送信する(ステップS13)。
これにより、携帯端末200上において、車両10を解錠する操作が可能になる。
なお、ステップS11〜S13の処理は、施解錠を行うための準備処理であるため、事前に行っておくことが好ましい。
携帯端末200のユーザが、入出力部204を介して車両10を解錠する操作を行うと、ステップS21で、携帯端末200が、サーバ装置400に対して解錠要求および端末認証情報を送信する。そして、ステップS22で、キーユニット100が、携帯端末200から送信された端末認証情報と、事前に記憶された装置認証情報とを比較し、認証処理を行う。
携帯端末200のユーザが、タッチパネルスクリーンを介して車両10を施錠する操作を行うと、ステップS31で、携帯端末200が、サーバ装置400に対して施錠要求および端末認証情報を送信する。そして、ステップS32で、キーユニット100が、携帯端末200から送信された端末認証情報と、事前に記憶された装置認証情報とを比較し、認証処理を行う。
前述したように、キーユニット100は、車両が有する補機バッテリから電源の供給を受けて動作する。よって、LF受信機101、RF送信機102、近距離通信部103、
制御部104に所定電圧の電源を供給するための電源回路が必要となる。
図7は、キーユニット100の各構成要素を実装した基板の斜視図である。図7(A)が基板の表面を表し、図7(B)が基板の裏面を表す。本実施形態では、図示したように、電源回路に付随する部品、制御部104であるマイコン、近距離通信部103であるICが基板の表面に実装され、LF受信機101(具体的にはLFアンテナ。以降、LFアンテナ101Aとして図示する)が基板の裏面に実装されている。
図8は、筐体に収納した基板をX軸正方向から観察した透視図である。基板は、図示したように箱型の筐体に収納される。図からもわかるように、基板の表面には、電源回路に付随する部品が配置されているため、基板表面から筐体内面までの距離H1を長く取らなければならない。一方、基板の裏面には、背の高い部品が存在しないため、LFアンテナ101Aを基板の裏面に配置することで、基板表面から筐体内面までの距離(H2)を短くすることができる(H2<H1)。すなわち、LFアンテナ101Aから筐体表面までの距離をより短くすることができるため、キーユニット100の登録時において、LFアンテナ101Aを施解錠装置300により近接させることができるようになる。これにより、登録作業における通信状態をより良好なものにすることが可能になる。
なお、基板の中間に接地層を設けることで、ノイズをよりよく低減することができるが、これ以外の構成であっても、LFアンテナ101Aをノイズ源から遠ざけることができるため、ある程度のノイズ低減効果を得ることができる。
上記の実施形態はあくまでも一例であって、本発明はその要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施しうる。
また、図8で例示した筐体はプラスチック製を想定しているが、筐体のいずれかの面を金属によって構成し、接地させるようにしてもよい。LF送信機301が有するアンテナとキーユニット100が有するLFアンテナ101Aとの位置関係、または、LFアンテナ101Aの指向性に応じて、適切な素材を選択することもできる。
また、筐体を加工するのではなく、基板側に段差等(Z軸方向)を設けることで、LFアンテナ101A自体を嵩上げしてもよい。かかる構成によっても、LFアンテナ101
A上部から筐体までの距離を小さくすることができる。
100・・・キーユニット
101・・・LF受信機
102・・・RF送信機
103,201・・・近距離通信部
104,203・・・制御部
200・・・携帯端末
202・・・通信部
204・・・入出力部
300・・・施解錠装置
301・・・LF送信機
302・・・RF受信機
303・・・照合ECU
304・・・ボディECU
305・・・ドアロックモータ
400・・・サーバ装置
Claims (9)
- 施解錠装置に対して信号を送信することで対象物の施解錠を行うキーユニットであって、
電源回路と、
前記施解錠装置から第一の周波数帯で送信されるリクエスト信号を、受信アンテナを介して受信する受信回路と、
が実装された基板と、
前記基板が組み込まれる筐体と、を有し、
前記電源回路に付随する部品のうち前記基板表面からの高さが最も高い部品が、前記基板の第一の面に実装されており、前記受信アンテナが、前記第一の面と反対側の面である第二の面に実装されており、
前記基板が前記筐体に組み込まれた状態において、前記第二の面における基板表面から前記筐体の内面までの距離が、前記第一の面における基板表面から前記筐体の内面までの距離よりも短い、
キーユニット。 - 前記基板は、接地層を中間に有する複層基板である、
請求項1に記載のキーユニット。 - 前記施解錠装置は、車両に搭載され、前記第一の周波数帯で前記リクエスト信号を送信し、前記第一の周波数帯より高い周波数帯である第二の周波数帯で応答信号を受信するスマートキーシステムによって前記車両の施解錠を行う装置である、
請求項1または2に記載のキーユニット。 - 前記基板は、前記施解錠装置に対して、前記第二の周波数帯で応答信号を送信する送信回路をさらに含む、
請求項3に記載のキーユニット。 - 前記基板の第一の辺を含む、前記第一の面の第一の領域に、前記電源回路が実装され、
前記第一の辺に対向する第二の辺を含む、前記第二の面の第二の領域に、前記受信アンテナが実装される、
請求項1から4のいずれかに記載のキーユニット。 - 携帯端末と近距離無線通信を行う通信回路が前記第一の領域に実装され、
前記携帯端末から取得した情報に基づいて前記携帯端末の認証を行う、
請求項5に記載のキーユニット。 - 前記第一の周波数帯は長波帯である、
請求項1から6のいずれかに記載のキーユニット。 - 施解錠装置に対して信号を送信することで対象物の施解錠を行うキーユニットであって、
前記施解錠装置から第一の周波数帯で送信されるリクエスト信号を、受信アンテナを介して受信する受信回路が実装された基板と、
前記基板が組み込まれる筐体と、を有し、
前記基板が前記筐体に組み込まれた状態において、前記基板の表面および裏面のうち、前記筐体の内面により近くなる側の面に前記受信アンテナが実装されている、
キーユニット。 - 施解錠装置に対して信号を送信することで対象物の施解錠を行うキーユニットであって、
電源回路と、
前記施解錠装置から第一の周波数帯で送信されるリクエスト信号を、受信アンテナを介して受信する受信回路と、
が実装された基板と、
前記基板が組み込まれる筐体と、を有し、
前記電源回路に付随する部品のうち前記基板表面からの高さが最も高い部品が、前記基板の第一の面に実装されており、前記受信アンテナが、前記第一の面と反対側の面である第二の面に実装されており、
前記基板が前記筐体に組み込まれた状態において、前記第二の面に実装された前記受信アンテナの基板面側と反対の面から前記筐体の内面までの距離が、前記第一の面に実装された前記基板表面からの高さが最も高い部品の基板面側と反対の面から前記筐体の内面までの距離よりも短い、
キーユニット。
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