JP2019078038A - キーユニット - Google Patents

Abstract

【課題】対象物の施解錠を制御するキーユニットにおいて、部品の配置を最適化する。【解決手段】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。【選択図】図７

Description

本発明は、施解錠を行う装置に関する。

車両を解錠するための認証情報を、ネットワークを介して携帯端末がサーバ装置から取得し、当該携帯端末を電子キーとして利用できる鍵管理システムが知られている（特許文献１）。当該システムでは、車両がＩＣタグを読み取るための手段を有しており、携帯端末を介して鍵情報が書き込まれたＩＣタグを用いて解錠を行う。
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。

特開２００６−１１８１２２号公報 特開２００６−１２１２７８号公報

近年販売されている車両にはスマートキーシステムが備わっている。スマートキーシステムは、車両と無線通信を行う携帯機（電子キー）に固有のＩＤを与え、通信によって得られたＩＤと、車両に事前に登録されたＩＤとが一致する場合にドアの解錠やエンジンの始動を可能にするシステムである。また、当該システムを利用することで、携帯端末による車両の施解錠を、車両の改造を伴わずに可能にするシステムが検討されている。

例えば、電子キーの役割を持つキーユニットを車内に設置し、無線通信を介して行った認証の結果に基づいて電子キーの有効／無効を切り替える。このようにすることで、スマートフォンなどの携帯端末を用いて車両を施解錠することが可能になる。

スマートキーシステムは、車両側からのポーリングに長波帯の電波を、車両側への応答信号の送信に極超短波帯の電波を利用している。よって、スマートキーシステムを用いたキーユニットにおいては、低周波数帯の電波を受信する回路（ＬＦ回路）と、高周波数帯の電波を送信する回路（ＲＦ回路）を搭載する必要がある。さらに、携帯端末との無線通信を行う回路や、これらの回路に電源を供給するためのユニットも必要になる。すなわち、スマートキーシステムを用いたキーユニットを設計する場合、これらの回路の適切な配置が課題となる。

本発明は上記の課題を考慮してなされたものであり、対象物の施解錠を制御するキーユニットにおいて、部品の配置を最適化することを目的とする。

本発明に係るキーユニットは、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。

また、本発明に係るキーユニットは、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ことを特徴とする。

電源回路に付随する部品とは、例えば、プラグコネクタや電解コンデンサなどである。これらの部品を実装するためには、ある程度の高さが必要となるため、必然的に筐体の高さが増加する。一方、施解錠装置に新しい鍵を登録する場合、第一の周波数帯の電波を受信するアンテナと車両側のアンテナとを近接させる作業が必要となる場合がある。
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。

そこで、本実施形態に係るキーユニットは、電源回路に付随する部品のうち最も背が高い部品と、受信アンテナとを、基板のそれぞれ異なる面に配置する。かかる構成によると、受信アンテナが実装された面における部品の高さを低く抑えることができるため、受信アンテナを車両側アンテナにより近接させることができるようになる。すなわち、登録時において良好な通信感度を得ることができる。

また、前記基板は、接地層を中間に有する複層基板であることを特徴としてもよい。

基板の中間に接地層を設けることで、基板の表面と裏面との間におけるノイズの伝播を抑制することができるようになる。すなわち、電源回路等において発生したノイズが、受信アンテナに到達することを防ぐことができ、通信状態をより良好に保つことができるようになる。

また、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ことを特徴としてもよい。
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。

本発明は、既設のスマートキーシステムを利用して車両の施解錠を行う形態に好適に適用することができる。

また、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ことを特徴としてもよい。

このように、基板上の領域を第一の領域と第二の領域に分けた場合、第一の領域に電源回路を、第二の領域に受信アンテナを配置することが好ましい。かかる構成によると、電源回路と受信アンテナとの距離を確保できるため、ノイズによる悪影響を抑えることができる。

また、本発明に係るキーユニットは、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ことを特徴としてもよい。

受信アンテナはノイズの影響を受けやすいため、他の通信手段と離して配置することが好ましい。第一の領域に通信回路を実装することで、受信アンテナとの距離を確保することができ、ノイズの影響を低減することができる。

また、前記第一の周波数帯は長波帯であることを特徴としてもよい。

本発明は、長波帯（３０〜３００ｋＨｚ）の電波によってリクエスト（ポーリング）信号を送信するシステムに好適に適用することができる。

また、本発明に係るキーユニットは、
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。

また、本発明に係るキーユニットは、
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。

なお、本発明は、上記手段の少なくとも一部を含むキーユニットとして特定することができる。また、前記キーユニットを含む施解錠システムとして特定することもできる。上記処理や手段は、技術的な矛盾が生じない限りにおいて、自由に組み合わせて実施することができる。

本発明によれば、対象物の施解錠を制御するキーユニットにおいて、部品の配置を最適化することができる。

実施形態に係る施解錠システムのシステム概要図である。 施解錠システムが有する構成要素の一例を概略的に示したブロック図である。 照合ＥＣＵ３０３に含まれる機能モジュールの例である。 制御部１０４に含まれる機能モジュールの例である。 キーユニット１００のセットアップフロー図である。 各構成要素間におけるデータおよび処理のフロー図である。 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。 筐体に収納した基板をＸ軸方向から観察した透視図である。 変形例に係る基板をＸ軸方向から観察した透視図である。

（システム概要）
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。

（システム構成）
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。

施解錠装置３００は、車両のドアを施錠および解錠するための装置であり、スマートキーシステムの一部を構成する既設の装置である。具体的には、車両のユーザが所持する電子キー（以下、携帯機）から、高周波（Radio Frequency，以下、ＲＦと称する）帯の電
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。

本実施形態では、ユーザが所持する携帯機の代わりに、キーユニット１００がＲＦ帯およびＬＦ帯の電波を送受信することで、車両のドアの施解錠を制御する。以降、断りがない限り、施解錠装置３００の通信先をキーユニット１００に限定して説明を行う。

施解錠装置３００は、ＬＦ送信機３０１、ＲＦ受信機３０２、照合ＥＣＵ３０３、ボディＥＣＵ３０４、ドアロックモータ３０５を含んで構成される。施解錠装置３００は、車両１０に搭載される不図示の補機バッテリから供給される電力で動作する。

ＬＦ送信機３０１は、キーユニット１００を検索（ポーリング）するための低周波数帯（本発明における第一の周波数帯。例えば、１００ＫＨｚ〜３００ＫＨｚ）の電波を送信する手段である。ＬＦ送信機３０１は、例えば、車室内のセンターコンソールやハンドルの近傍に内蔵される。

ＲＦ受信機３０２は、キーユニット１００から送信された高周波数帯（本発明における第二の周波数帯。例えば、１００ＭＨｚ〜１ＧＨｚ）の電波を受信する手段である。ＲＦ受信機３０２は、車室内のいずれかの場所に内蔵される。

照合ＥＣＵ３０３は、キーユニット１００からＲＦ帯の電波を介して送信された信号（施錠信号または解錠信号）に基づいて、車両１０のドアを施錠および解錠する制御を行うコンピュータである。照合ＥＣＵ３０３は、例えば、マイクロコンピュータによって構成される。
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。

照合ＥＣＵ３０３に含まれる機能モジュールを図３に示す。図３に示した各機能モジュールは、ＲＯＭ（Read Only Memory）等の記憶手段に記憶されたプログラムをＣＰＵ（Central Processing Unit）（いずれも不図示）によって実行することで実現してもよい。

ＬＦ送信処理部３０３１は、ＬＦ送信機３０１を介して、ＬＦ帯の電波としてポーリング信号（本発明におけるリクエスト信号）を車室内に送信する制御を行う。
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。

鍵制御部３０３４は、認証部３０３３が行った認証の結果に基づいて、後述するボディＥＣＵ３０４に解錠指令または施錠指令を送信する。当該信号は、ＣＡＮ（Controller Area Network）等の車内ネットワークを介して送信される。

ボディＥＣＵ３０４は、車両のボディ制御を行うコンピュータである。ボディＥＣＵ３０４は、受信した解錠指令または施錠指令に基づいて、後述するドアロックモータ１１５を制御することで、車両のドアの解錠および施錠を行う機能を有している。なお、ボディＥＣＵ３０４は、パワーウインドウ制御、シート調節、盗難防止、シートベルト制御、ヘッドライト制御など、車体に関連付いた要素の制御を行う機能をさらに有していてもよい。

ドアロックモータ３０５は、車両１０のドア（乗降用ドアやリアゲートのほか、トランクも含む）を施錠および解錠するアクチュエータである。ドアロックモータ３０５は、ボディＥＣＵ３０４から送信された信号に基づいて動作する。

なお、鍵制御部３０３４は、解錠指令または施錠指令の代わりに、認証に成功した旨の情報のみをボディＥＣＵ３０４に送信するようにしてもよい。かかる構成によると、ユーザによるアクション（例えば、解錠ボタンの押下、ドアノブへのタッチ等）をトリガとして、施錠または解錠動作を行わせることが可能になる。

次に、キーユニット１００について説明する。
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。

本実施形態では、キーユニット１００は、車室内の所定の位置（例えばグローブボックス内）に配置され、車両１０に搭載される不図示の補機バッテリから供給される電力で動作する。

ＬＦ受信機１０１は、施解錠装置３００から、ＬＦ帯の電波を介して送信されたポーリング信号を受信する手段である。ＬＦ受信機１０１は、ＬＦ帯の電波を受信するためのア
ンテナ（以下、ＬＦアンテナ）を有している。

ＲＦ送信機１０２は、ＲＦ帯の電波を介して、キーユニット１００に対して施解錠信号を送信する手段である。

近距離通信部１０３は、ユーザが所持する携帯端末２００と通信を行う手段である。近距離通信部１０３は、所定の無線通信規格を用いて、近距離（車室内と車室外で通信が行える程度）における通信を行う。

本実施形態では、近距離通信部１０３は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）ＬｏｗＥｎｅｒｇｙ規格（以下、ＢＬＥ）によるデータ通信を行う。ＢＬＥとは、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈによる低電力通信規格であり、機器同士のペアリングを必要とせず、相手を検知することですぐに通信を開始できるという特徴を有する。
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。

制御部１０４は、近距離通信部１０３を介して携帯端末２００と近距離無線通信を行い、携帯端末２００を認証する制御と、認証結果に基づいて施解錠信号を送信する制御を行うコンピュータである。制御部１０４は、例えば、マイクロコンピュータによって構成される。

制御部１０４に含まれる機能モジュールを、図４に示す。図４に示した各機能モジュールは、記憶手段（ＲＯＭ等）に記憶されたプログラムをＣＰＵ（いずれも不図示）によって実行することで実現してもよい。

ＬＦ受信処理部１０４１は、ＬＦ受信機１０１を介して、施解錠装置３００からＬＦ帯の電波として送信されたポーリング信号を受信する制御を行う。
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。

通信処理部１０４３は、近距離通信部１０３を介して行う携帯端末２００との通信を処理する。具体的には、携帯端末２００から施錠要求または解錠要求（以下、施解錠要求と総称する）を受信し、受信した要求に応じて、施解錠信号を生成する。
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。

認証部１０４４は、携帯端末２００から送信された施解錠要求に含まれる認証情報に基づいて、携帯端末２００の認証を行う。具体的には、不図示の記憶手段に記憶された認証情報と、携帯端末２００から送信された認証情報とを比較し、これらが一致した場合に、認証成功と判断する。双方の認証情報が一致しない場合、認証失敗と判断する。認証部１０４４が携帯端末２００の認証に成功した場合、通信処理部１０４３が生成した施解錠信号が、ＲＦ送信処理部１０４２へ出力され、施解錠装置３００へ無線送信される。
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。

なお、本例では、認証部１０４４が施解錠信号の送信トリガを生成するものとしたが、
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。

また、キーユニット１００は、施解錠信号とともに、電子キーのＩＤ（以下、キーＩＤ）を同時に施解錠装置３００に送信する。キーＩＤは、平文の状態で予めキーユニット１００に記憶されていてもよいし、携帯端末２００に固有な暗号によって暗号化した状態で記憶されていてもよい。キーＩＤが暗号化した状態で記憶される場合、携帯端末２００から送信された認証情報によって暗号化されたキーＩＤを復号し、本来のキーＩＤを得るようにしてもよい。

次に、携帯端末２００について説明する。
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。

近距離通信部２０１は、近距離通信部１０３と同一の通信規格によって、キーユニット１００との間で通信を行う手段である。
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。

制御部２０３は、携帯端末２００の制御を司るコンピュータである。制御部２０３は、例えば、施解錠要求を生成する処理、前述した端末認証情報を取得する処理、施解錠要求および端末認証情報をキーユニット１００に送信する処理などを行う。制御部２０３は、例えば、マイクロコンピュータによって構成される。制御部２０３は、記憶手段（ＲＯＭ等）に記憶されたプログラムをＣＰＵ（いずれも不図示）によって実行することでこれらの機能を実現してもよい。

制御部２０３は、入出力部２０４を介してユーザとのインタラクションを行う。
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。

制御部２０３は、入出力部２０４に操作画面を表示し、ユーザが行った操作に基づいて、解錠要求また、施錠要求を生成する。例えば、制御部２０３は、タッチパネルディスプレイに、解錠を行うためのアイコン、施錠を行うためのアイコン等を出力し、ユーザによって行われた操作に基づいて、解錠要求ないし施錠要求を生成する。
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。

また、制御部２０３は、端末認証情報を取得する処理を行う。本実施形態では、端末認証情報は、サーバ装置４００において生成され、通信部２０２を介して携帯端末２００へ伝送される。
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。

携帯端末２００が取得する端末認証情報は、不変のキーであってもよいし、ワンタイムキーであってもよい。いずれの場合も、端末認証情報に対応する装置認証情報が、キーユニット１００に事前に記憶される。

（施解錠装置の概要）
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。

具体的には、照合ＥＣＵ３０３が、ＬＦ送信機３０１を介して一定の周期でポーリング信号を車内外に送信し、当該ポーリング信号に応答してキーユニット１００が送信した返信信号を受信する。返信信号には、キーユニット１００に固有なキーＩＤが含まれており、また、照合ＥＣＵ３０３には、登録されたキーユニット１００のキーＩＤが記憶されており、照合ＥＣＵ３０３は、受信したキーＩＤと、記憶されたキーＩＤを用いてキーユニット１００の認証処理を行う。
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。

ここで、キーユニット１００のキーＩＤを施解錠装置３００に登録する作業について説明する。当該作業は、車両の製造者またはオーナーによって行われる。ここで、図５を参照しながら、当該作業のフローについて説明する。

まず、ステップＳ１にて、施解錠装置３００が、新規のキーＩＤを登録するモードへの切り替えを行う。この際、施解錠装置３００は、既に登録されている携帯機（すなわち、既に記憶されているキーＩＤを持つ携帯機）との通信を要求してもよい。これにより、登録作業を行っている者が正当な車両のオーナーであることを確認することができる。

次に、ステップＳ２にて、ユーザが、キーユニット１００のＬＦアンテナを、施解錠装置３００が有する不図示のアンテナコイル（典型的には車両のプッシュスタートスイッチ付近に内蔵される）に近接ないし略接触させる。これにより、電磁誘導によってアンテナコイルからキーユニット１００に電力が供給され、当該電力を用いて、キーユニット１００がキーＩＤを送信する（ステップＳ３）。当該動作は、自動車用のスマートキーシステムにおいて、車両側にキーＩＤを登録するためのものとして知られている（一般的にトランスポンダ通信と呼ばれる）。送信されたキーＩＤは、施解錠装置３００によって受信され、有効なキーＩＤとして登録される（ステップＳ４）。すなわち、施解錠装置とキーユニットとの紐付けが行われる。

以上、施解錠装置３００とキーユニット１００との間で行われる通信および処理について説明した。
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。

（システムの動作）
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。

まず、ステップＳ１１で、携帯端末２００が、サーバ装置４００に対して端末認証情報の発行を要求する。ここで説明する端末認証情報は、施解錠装置３００がキーユニット１００を認証するための情報ではなく、キーユニット１００が携帯端末２００を認証するための情報である。
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。

ステップＳ２１〜Ｓ２４は、携帯端末２００を用いて車両１０を解錠するための処理である。
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。

認証に成功した場合、ステップＳ２３で、キーユニット１００が、施解錠装置３００に対して解錠信号およびキーＩＤを送信する。そして、ステップＳ２４で、施解錠装置３００が、受信したキーＩＤに基づいて認証処理を行う。この結果、認証に成功した場合、車両１０のドアが解錠される。なおこの際、アンサーバック等を行ってもよい。

ステップＳ３１〜Ｓ３６は、携帯端末２００を用いて車両１０を解錠するための処理である。
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。

認証に成功した場合、ステップＳ３３で、キーユニット１００が、施解錠装置３００に対して施錠信号およびキーＩＤを送信する。そして、ステップＳ３４で、施解錠装置３００が、受信したキーＩＤに基づいて認証処理を行う。この結果、認証に成功した場合、車両１０のドアが施錠される。

また、キーユニット１００は、施錠信号を送信した後で、携帯端末２００に対して施錠が完了した旨の通知（施錠通知）を送信する（ステップＳ３５）。これにより、携帯端末２００のタッチパネルスクリーン上に、施錠が完了した旨の通知が出力される。なお、認証情報がワンタイムキーである場合、ステップＳ３５のタイミングでワンタイムキーを無効化してもよい。携帯端末２００は、システムの利用が終了した旨の通知を生成し、サーバ装置４００に送信する（ステップＳ３６）。

次に、キーユニット１００の設計上の課題について説明する。
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。

ここで発生する第一の問題は、部品の配置に起因する通信不良である。キーユニット１００を施解錠装置３００に登録する場合、前述したように、携帯機と同様にＬＦアンテナを施解錠装置に接触させる必要がある。しかし、キーユニット１００が有する電源回路には、電源コネクタ、電解コンデンサなどの比較的背の高い部品が集まって配置されるため、これらの部品が配置された基板を筐体内に収容する場合、基板から筐体までの距離が、部品の高さに応じて長くなる。そのため、基板面を施解錠装置３００へ向けて通信を行う場合、部品の背が高いほど、ＬＦアンテナと施解錠装置３００との距離が長くなる。これにより、良好な通信を行うために必要な距離を超えてしまい、通信不良が生じるおそれがある。

第二の問題は、回路において発生したノイズが、ＬＦ受信機１０１に回り込むことで発生する通信不良である。前述したように、ＬＦ受信機１０１は長波帯の電波を受信するため、特にノイズの影響を受けやすい。ノイズは、典型的には電源回路から発生するほか、近距離通信部１０３からも発生しうる。これらのノイズが混入すると、ポーリング信号が正しく受信されなくなるおそれがある。

これらの問題を解決するため、本実施形態に係るキーユニット１００は、低周波数帯の電波を受信するＬＦアンテナを、基板上の、電源回路に付随する部品が実装された面と反対側の面に実装する。
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。

なお、図７において、基板は半透明で図示している。よって、裏面に実装された部品が図７（Ａ）においても視認でき、表面に実装された部品が図７（Ｂ）においても視認できる。

本実施形態では、ＬＦアンテナ１０１Ａを基板の裏面に配置することで、キーユニット１００の登録作業における通信不良を低減できるという効果を得ることができる。
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。

また、本実施形態における基板は、中間に接地層を含む複層基板である。かかる構成によると、基板の表面に実装された部品から発生したノイズが、基板の裏面に実装された部品に与える影響を少なくすることができる。すなわち、電源回路や近距離通信部１０３において発生したノイズが、ＬＦ受信機１０１に与える影響を少なくすることができる。
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。

また、本実施形態では、基板の第一の辺（符号７０１）を含む第一の領域７０２に、電源回路に付随する部品と近距離通信部を配置し、第一の辺に対向する第二の辺（符号７０３）を含む第二の領域７０４にＬＦアンテナ１０１Ａを配置している。これにより、電源回路とＬＦアンテナ１０１Ａとの距離を確保できるようになるため、ＬＦ帯の通信におけるノイズの影響を低減することができる。

（変形例）
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。

例えば、実施形態の説明では、車両に搭載された施解錠装置を例示したが、本発明に係るキーユニットと組み合わせて利用される施解錠装置は、車両以外の施設や建物に搭載されたものであってもよい。
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、実施形態の説明では、携帯端末２００を例示したが、携帯端末２００は、認証情報を保持し、キーユニット１００と近距離無線通信を行うことができれば、必ずしもネットワーク通信機能を持った端末装置でなくてもよい。例えば、非接触ＩＣカードやその他の装置であってもよい。

また、実施形態の説明では、キーユニット１００が車両の施解錠のみを行う形態を例示したが、キーユニット１００によって施解錠以外の動作を行わせてもよい。例えば、キーユニット１００が、エンジンを管理する制御装置に対して通信を行うことで、車両のエンジン始動を可能にしてもよい。かかる形態によると、ユーザが所持する従来型の携帯機（電子キー）を携帯端末に完全に置き換えることができる。

また、実施形態の説明では、ＬＦ帯の電波を介して送信されたポーリング信号をキーユニット１００が受信すると述べたが、施解錠信号は必ずしもポーリング信号に応答して送信しなくてもよい。ポーリング信号に応答してキーＩＤを送信することで、有効な電子キーが車内にあると施解錠装置３００に認識させることができるが、単にＲＦ帯の電波を介して施解錠信号を送信するのみであってもよい。

また、実施形態の説明では、車載されたスマートキーシステムを利用してキーユニット１００が施解錠を制御したが、無線通信によって施解錠を行うことができれば、キーユニット１００の通信先となる施解錠装置はスマートキー以外を利用するものであってもよい。例えば、キーレスエントリーシステム等を利用するものであってもよい。

また、実施形態の説明では、電源回路に付随する部品と、ＬＦアンテナ１０１Ａとが基板の反対側の面にそれぞれ実装されている形態を例示したが、ＬＦアンテナ１０１Ａ上部から筐体までの距離を、電源回路に付随する部品の上部から筐体までの距離より小さくすることができれば、必ずしもこの形態に限定されない。例えば、図９のように、前述した構成要素を基板の表面に実装したうえで、ＬＦアンテナ１０１Ａが設けられている部分の筐体の高さを低くしてもよい。かかる構成によっても、ＬＦアンテナ１０１Ａから筐体内面までの距離を短くすることができる。
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。

１０・・・車両
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)

1. 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。
2. 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。
3. 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。
4. 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。
5. 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。
6. 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。
7. 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。
8. 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。
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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