JP2019080139A - 無線通信システム - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、キーユニットと施解錠装置との間の無線通信の強度を可及的に高くすることを目的とする。【解決手段】装置側通信モジュールを備える施解錠装置と、施解錠装置と通信を行うことで対象物の施解錠を指令するキーユニットであって、ユニット側通信モジュールを備えるキーユニットと、を有する無線通信システムにおいて、キーユニットは、ユニット側通信モジュールと装置側通信モジュールとの距離が、これら通信モジュール間での通信が可能な所定距離内になるように、且つユニット側通信モジュールが有するユニット側アンテナコイルの軸が、装置側通信モジュールが有する装置側アンテナコイルの軸と略平行になるように、対象物に設置される。【選択図】図９

Description

本発明は、無線通信システムに関する。

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、ＶＩＣＳ(登録商標）受信機と該ＶＩＣＳ受信機とは異なる無
線通信機とを搭載した車両用ナビゲーション装置において、これらの通信機で通信される電波の電波干渉を抑制する技術が開示されている。

特開２００６−１１８１２２号公報 特開２００４−２４２１３８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、車両の施解錠装置がドアの解錠等を行うシステムである。また、当該システムを利用した、携帯端末による車両の施解錠が検討されており、これ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、該キーユニットは、スマートフォンなどの携帯端末との間で行った認証の結果に基づいて、車両の施解錠装置と通信を行う。このようにすることで、車両を改造することなく、携帯端末による車両の施解錠を行うことができる。

ここで、キーユニットが車両等の対象物に設置されるとき、該キーユニットが施解錠装置と通信不良となる位置や向きに設置されてしまうと、携帯端末による車両の施解錠ができなくなる虞がある。

また、先行文献等に記載の技術は、電波干渉を抑制するものであって、キーユニットと施解錠装置との間の通信を良好に保つにはまだ改良の余地がある。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、対象物の施解錠装置と、対象物の施解錠を制御するキーユニットと、を有する無線通信システムにおいて、キーユニットと施解錠装置との間の無線通信の強度を可及的に高くすることを目的とする。

本発明に係るキーユニットは、施解錠装置と通信を行うことで対象物の施解錠を制御するキーユニットである。そして、キーユニットおよび施解錠装置がそれぞれ通信モジュールを備えることで、これら通信モジュール間で通信が行われる無線通信システムが構成さ
れる。

詳しくは、本発明に係る無線通信システムは、対象物の施解錠装置であって、第一の周波数帯を有する第一信号の通信を行うための装置側通信モジュールを備える施解錠装置と、前記対象物に設置され前記施解錠装置と通信を行うことで前記対象物の施解錠を指令するキーユニットであって、前記第一信号の通信を行うためのユニット側通信モジュールを備えるキーユニットと、を有する。

そして、前記装置側通信モジュールは、通信用の装置側アンテナコイルを有し、前記ユニット側通信モジュールは、通信用のユニット側アンテナコイルを有する。これらアンテナコイルは、指向性を有しており、例えばアンテナコイルから電波が送信される場合、アンテナコイルの軸方向において電波強度が比較的強くなる。一方、アンテナコイルに電波が受信される場合、電波の方向とアンテナコイルの軸とが略平行になると、受信強度が比較的強くなる。

そこで、前記キーユニットは、前記ユニット側通信モジュールと前記装置側通信モジュールとの距離が、これら通信モジュール間での通信が可能な所定距離内になるように、且つ前記ユニット側アンテナコイルの軸が前記装置側アンテナコイルの軸と略平行になるように、前記対象物に設置される。このような構成によれば、キーユニットと施解錠装置との間の無線通信の強度を可及的に高くすることができる。そうすると、仮にキーユニットの周囲にノイズ源が存在していたとしても、Ｓ／Ｎ比が比較的大きく維持され得るため、キーユニットと施解錠装置との間の良好な無線通信が実現可能となる。なお、キーユニットがノイズ源から離れた位置に設置される場合には、より良好な無線通信が実現可能となる。

更に、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。詳しくは、前記装置側通信モジュールは、前記第一信号を前記キーユニットに送信するための装置側送信モジュールであって、前記ユニット側通信モジュールは、前記第一信号を受信するためのユニット側受信モジュールであって、前記キーユニットは、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を有する第二信号を前記施解錠装置に送信するためのユニット側送信モジュールを更に備え、前記ユニット側受信モジュールが前記第一信号を受信すると、前記ユニット側送信モジュールから前記第二信号を送信することで車両の施解錠を指令し、前記施解錠装置は、前記車両に搭載され、前記第二信号を受信するための装置側受信モジュールを更に備え、前記装置側受信モジュールが前記第二信号を受信すると、前記車両の施解錠を行ってもよい。

このように、対象物が車両である場合、施解錠装置は、車両の施解錠装置として特定され、キーユニットは、車両に設置される。ここで、車両には複数のノイズ源（例えば、ＥＴＣ（登録商標）車載器、エアコン、ワイパー、プラズマクラスター等）が存在し得るため、キーユニットが車両において適切な位置や向きに設置されないと、ノイズや電波干渉によって、キーユニットが施解錠装置と通信不良となる虞がある。そこで、キーユニットが車両に設置される態様においても、キーユニットは、ユニット側アンテナコイルの軸が装置側アンテナコイルの軸と略平行になるように、車両に設置される。これにより、キーユニットと施解錠装置との間の無線通信の強度を可及的に高くすることができる。

ここで、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、車両側からのポーリング（検索）信号に応答する形で、施解錠装置に対して指令信号（応答信号）を送信する。つまり、上述したように、キーユニットは、ユニット側受信モジュールが第一信号（ポーリング信号）を受信すると、ユニット側送信モジュールから第二信号（応答信号）を送信することで車両の施解錠を指令する。そして、施解錠装置は、装置側受信モジュールが
第二信号（応答信号）を受信すると、車両の施解錠を行う。

なお、キーユニットは、電源回路を備えていてもよく、電源回路を備えたキーユニットが車両に設置される場合、キーユニットは、車両のシステム電源がオフにされた状態であっても該キーユニットに常時電源を供給可能な位置に設置される。更に、キーユニットは、車両に適切に固定可能な位置に設置される。これにより、車両の走行中や車両に備えられた他のデバイス（例えば、エアバッグ）の作動時であっても、キーユニットは車両に固定されることになるため、車両の乗員保護やキーユニットの損傷防止を図ることができる。

以上に述べた車両の施解錠を行う形態において、前記キーユニットは、前記車両の車室内に設置されてもよい。ここで、車両の施解錠装置の装置側送信モジュールは、該装置側送信モジュールからの第一信号（ポーリング信号）が車両の車室内に到達可能な位置（例えば、センターコンソールやインストルメントパネル等）に内蔵される傾向がある。したがって、キーユニットが車両の車室内（例えば、センターコンソール内やグローブボックス内、シート下、天井等）に設置されることによって、キーユニットと施解錠装置との間の無線通信の強度を可及的に高くすることができる。また、車室内にアクセス可能な人物は、特定の人物に限られるため、キーユニットが車室内に設置されることによって、キーユニットの盗難防止やキーユニットに対するいたずらの防止を図ることができる。

また、前記ユニット側アンテナコイルの軸は１軸であることを特徴としてもよい。このような構成によれば、ノイズの影響が可及的に抑制されるため、キーユニットと施解錠装置との間のより良好な無線通信が実現可能となる。

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。これによれば、長波帯（３０〜３００ｋＨｚ）の電波によって無線通信を行うシステムに本発明を好適に適用することができる。

なお、本発明は、上記無線通信システム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、キーユニットと施解錠装置との間の無線通信の強度を可及的に高くすることができる。

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。 ＬＦ送信機３０１の搭載例を示す図である。 ＬＦ送信アンテナコイル３０１ａから送信される電波を模式的に示す図である。 ＬＦ受信アンテナコイル１０１ａの設置態様の一例を示す第一の図である。 ＬＦ受信アンテナコイル１０１ａの設置態様の一例を示す第二の図である。

＜第一の実施形態＞
（施解錠システムの概要）
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、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。

（施解錠システムの構成）
施解錠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、車両の電子キーである携帯機（従来、これを車両のユーザが所持する。）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、ユーザが携帯機を所持する代わりに、車両１０に搭載されたキーユニット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。

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、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（本発明における第一信号）を車室内外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（本発明における第二信号）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３０５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に設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。

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コイルを有している。

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３０
０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）
施解錠システムの動作の詳細な説明に入る前に、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、本実施形態では、キーユニット１００と通信を行うことにより、キーユニット１００が車室内にあることを検出する。

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を施解錠装置３００に近接ないし略接触させる。これにより、施解錠装置３００からキーユニット１００に登録用の信号が供給され、これを検出したキーユニット１００が施解錠装置３００に対してキー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。

（施解錠システムの動作）
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）。

（無線通信システム）
次に、本実施形態に係る無線通信システムについて説明する。本実施形態に係る無線通信システムは、ＬＦ送信機３０１およびＬＦ受信機１０１を介して、施解錠装置３００とキーユニット１００との間で行われる無線通信システムとして定義される。

上述したように、施解錠装置３００の照合ＥＣＵ３０３に含まれるＬＦ送信処理部３０３１は、ＬＦ送信機３０１を介して一定の周期でポーリング信号を送信する。そして、キーユニット１００は、ＬＦ受信機１０１を介してポーリング信号を受信する。ここで、ＬＦ帯の電波であるポーリング信号は、ノイズの影響を受けやすい傾向がある。そして、車両１０には複数のノイズ源（例えば、ＥＴＣ（登録商標）車載器、エアコン、ワイパー、プラズマクラスター等）が存在し得る。したがって、キーユニット１００が車両１０において適切な位置や向きに設置されないと、ノイズや電波干渉によって、ＬＦ受信機１０１
がポーリング信号を適切に受信することができなくなる虞がある。

なお、施解錠装置３００のＬＦ送信機３０１は、図７に示すように、車両１０のセンターコンソールやインストルメントパネルに内蔵される。ここで、ＬＦ送信機３０１は、ＬＦ帯の電波を送信するＬＦ送信アンテナコイル３０１ａを有している。このＬＦ送信アンテナコイル３０１ａから送信される電波は、指向性を有しており、アンテナコイルの軸方向においてその電波強度が比較的強くなる。図８は、ＬＦ送信機３０１がセンターコンソールに内蔵される場合に、ＬＦ送信アンテナコイル３０１ａから送信される電波を模式的に示す図である。図８に示すように、ＬＦ送信アンテナコイル３０１ａから送信される電波の放射特性は、アンテナコイルを中心にドーナツ状に放射されたものとなる。したがって、上述したように、アンテナコイルの軸方向においてその電波強度が比較的強くなる。

そこで、本実施形態に係る無線通信システムでは、キーユニット１００は、キーユニット１００のＬＦ受信機１０１と、施解錠装置３００のＬＦ送信機３０１との距離が、これら通信機間での通信が可能な所定距離内になるように、且つＬＦ受信機１０１が有するＬＦ受信アンテナコイル１０１ａの軸がＬＦ送信アンテナコイル３０１ａの軸と略平行になるように、車両１０に設置される。なお、本実施形態では、キーユニット１００は、車室内に設置される。なぜなら、ＬＦ送信アンテナコイル３０１ａから送信されるポーリング信号は、車室内の全域に到達する傾向があり、キーユニット１００が車室内に設置されると、ＬＦ受信機１０１とＬＦ送信機３０１とが良好に通信可能となるからである。

更に、キーユニット１００が車室内に設置されることによって、キーユニット１００の盗難防止やキーユニット１００に対するいたずらの防止を図ることができる。なぜなら、車室内にアクセス可能な人物は、特定の人物に限られるからである。

ただし、本発明に係る無線通信システムにおいて、キーユニット１００が車室内に設置されることに限定する意図はなく、上述したように、キーユニット１００は、ＬＦ受信機１０１とＬＦ送信機３０１との距離が所定距離内になるように、且つＬＦ受信アンテナコイル１０１ａの軸がＬＦ送信アンテナコイル３０１ａの軸と略平行になるように、車両１０に設置されればよい。また、後述するように、キーユニット１００の設置対象は、車両１０に限定されず、キーユニット１００は、所定の施設に設置されてもよい。この場合、施解錠装置３００は、所定の施設の施解錠装置として機能する。

次に、ＬＦ受信アンテナコイル１０１ａの軸がＬＦ送信アンテナコイル３０１ａの軸と略平行になるように、キーユニット１００が車室内に設置される態様について説明する。図９は、ＬＦ送信機３０１がセンターコンソールに内蔵され、且つＬＦ送信アンテナコイル３０１ａの軸が車両１０の走行方向（該方向を、以下「車両１０の長手方向」と称する場合もある。）を向いている場合における、ＬＦ受信アンテナコイル１０１ａの設置態様の一例を示す図である。図９に示す設置態様によれば、キーユニット１００は、センターコンソール内において、ＬＦ受信アンテナコイル１０１ａの軸がＬＦ送信アンテナコイル３０１ａの軸と略一致する向きに設置されている。このような設置態様では、図９に示すように、ＬＦ送信アンテナコイル３０１ａから送信される電波が、ＬＦ受信アンテナコイル１０１ａの軸に入射し易くなる。また、このようにＬＦ送信アンテナコイル３０１ａからＬＦ受信アンテナコイル１０１ａの軸に入射する電波の電波強度は比較的強い。つまり、ＬＦ受信アンテナコイル１０１ａにおけるポーリング信号の受信強度が可及的に高くされる。

また、図１０は、ＬＦ送信機３０１がインストルメントパネルに内蔵され、且つＬＦ送信アンテナコイル３０１ａの軸が車両１０の短手方向を向いている場合における、ＬＦ受信アンテナコイル１０１ａの設置態様の一例を示す図である。このような設置態様でも、
ＬＦ送信アンテナコイル３０１ａから送信される比較的強度が強い電波が、ＬＦ受信アンテナコイル１０１ａの軸に入射し易くなるため、ＬＦ受信アンテナコイル１０１ａにおけるポーリング信号の受信強度が可及的に高くされる。

なお、図９および図１０では、ＬＦ受信アンテナコイル１０１ａの軸がＬＦ送信アンテナコイル３０１ａの軸と略一致する向きにキーユニット１００が設置されているが、これに限定する意図はなく、キーユニット１００は、ＬＦ受信アンテナコイル１０１ａの軸がＬＦ送信アンテナコイル３０１ａの軸と略平行になる向きに設置されればよい。したがって、ＬＦ送信機３０１がセンターコンソールに内蔵される場合であっても、キーユニット１００は、ＬＦ受信アンテナコイル１０１ａの軸がＬＦ送信アンテナコイル３０１ａの軸と略平行になる向きで、グローブボックス内やシート下や天井等に設置することができる。

以上に述べたようにキーユニット１００が設置されることによって、キーユニット１００と施解錠装置３００との間の無線通信の強度、詳しくは、キーユニット１００のＬＦ受信機１０１と、施解錠装置３００のＬＦ送信機３０１と、の間の無線通信の強度を可及的に高くすることができる。また、仮に、キーユニット１００が、ＥＴＣ（登録商標）車載器、エアコン、ワイパー、プラズマクラスターといったノイズ源近傍に設置されたとしても、ＬＦ受信機１０１がポーリング信号を受信する際のＳ／Ｎ比が比較的大きく維持され得るため、ＬＦ受信機１０１とＬＦ送信機３０１との間の良好な無線通信が実現可能となる。

なお、キーユニット１００が上記のノイズ源から離れた位置に設置される場合には、より良好な無線通信が実現可能となる。この場合、キーユニット１００は、例えばグローブボックス内に設置される。

また、図９および図１０に示すＬＦ受信アンテナコイル１０１ａでは、該アンテナコイルの軸が１軸である。これにより、ノイズの影響が可及的に抑制されるため、ＬＦ受信機１０１とＬＦ送信機３０１との間のより良好な無線通信が実現可能となる。

ただし、本発明に係る無線通信システムでは、ＬＦ受信アンテナコイル１０１ａの軸を１軸に限定する意図はなく、ＬＦ受信アンテナコイル１０１ａの軸は３軸であってもよい。ＬＦ受信アンテナコイル１０１ａの軸が３軸であっても、該アンテナコイルの軸の１つがＬＦ送信アンテナコイル３０１ａの軸と略平行になるように、キーユニット１００が設置されることによって、ＬＦ受信機１０１とＬＦ送信機３０１との間の無線通信の強度が可及的に高くされる。

また、キーユニット１００は、電源回路（不図示）を備えている。この電源回路は、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。ここで、キーユニット１００は、車両１０のシステム電源がオフにされた状態であっても、該キーユニット１００に常時電源を供給可能な位置に設置される。そうすると、車両１０のシステム電源がオフにされた状態であっても、キーユニット１００には、車両１０に搭載される不図示の補機バッテリから電力が供給される。

また、キーユニット１００は、車両１０に適切に固定可能な位置（例えば、グローブボックス内）に設置される。これにより、車両１０の走行中や車両１０に備えられた他のデバイス（例えば、エアバッグ）の作動時であっても、キーユニット１００は車両１０に固定されることになるため、車両１０の乗員保護やキーユニット１００の損傷防止を図ることができる。

上述した実施形態の説明では、キーユニット１００が車両１０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、上述し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。

＜第二の実施形態＞
上述した第一の実施形態は、キーユニット１００が車両に設置される例である。これに対して、本実施形態では、キーユニット１００が所定の施設に設置される。このとき、施解錠装置３００は、所定の施設の施解錠装置として機能し、キーユニット１００は、施解錠装置３００と通信を行うことで所定の施設の施解錠を指令する。

そして、本実施形態においても、無線通信システムは、ＬＦ送信機３０１およびＬＦ受信機１０１を介して、施解錠装置３００とキーユニット１００との間で行われる無線通信システムとして定義され得る。このような無線通信システムにおいても、キーユニット１００は、ＬＦ受信機１０１とＬＦ送信機３０１との距離が所定距離内になるように、且つＬＦ受信アンテナコイル１０１ａの軸がＬＦ送信アンテナコイル３０１ａの軸と略平行になるように、所定の施設に設置される。これにより、ＬＦ受信機１０１とＬＦ送信機３０１との間の無線通信の強度を可及的に高くすることができる。

なお、本実施形態に係る無線通信システムは、上記に限定されず、ＲＦ送信機１０２およびＲＦ受信機３０２を介して、施解錠装置３００とキーユニット１００との間で行われる無線通信システムとして定義することもできる。このような無線通信システムでは、キーユニット１００は、ＲＦ送信機１０２とＲＦ受信機３０２との距離が所定距離内になるように、且つＲＦ送信機１０２が有するアンテナコイルの軸が、ＲＦ受信機３０２が有するアンテナコイルの軸と略平行になるように、所定の施設に設置される。これにより、ＲＦ送信機１０２とＲＦ受信機３０２との間の無線通信の強度を可及的に高くすることができる。

１０・・・車両
１００・・・キーユニット
１０１・・・ＬＦ受信機
１０１ａ・・ＬＦ受信アンテナコイル
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
３０１ａ・・ＬＦ送信アンテナコイル
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 (5)

1. 対象物の施解錠装置であって、第一の周波数帯を有する第一信号の通信を行うための装置側通信モジュールを備える施解錠装置と、前記対象物に設置され前記施解錠装置と通信を行うことで前記対象物の施解錠を指令するキーユニットであって、前記第一信号の通信を行うためのユニット側通信モジュールを備えるキーユニットと、を有する無線通信システムにおいて、
   前記装置側通信モジュールは、通信用の装置側アンテナコイルを有し、
   前記ユニット側通信モジュールは、通信用のユニット側アンテナコイルを有し、
   前記キーユニットは、前記ユニット側通信モジュールと前記装置側通信モジュールとの距離が、これら通信モジュール間での通信が可能な所定距離内になるように、且つ前記ユニット側アンテナコイルの軸が前記装置側アンテナコイルの軸と略平行になるように、前記対象物に設置される、
   無線通信システム。
2. 前記装置側通信モジュールは、前記第一信号を前記キーユニットに送信するための装置側送信モジュールであって、
   前記ユニット側通信モジュールは、前記第一信号を受信するためのユニット側受信モジュールであって、
   前記キーユニットは、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を有する第二信号を前記施解錠装置に送信するためのユニット側送信モジュールを更に備え、前記ユニット側受信モジュールが前記第一信号を受信すると、前記ユニット側送信モジュールから前記第二信号を送信することで車両の施解錠を指令し、
   前記施解錠装置は、前記車両に搭載され、前記第二信号を受信するための装置側受信モジュールを更に備え、前記装置側受信モジュールが前記第二信号を受信すると、前記車両の施解錠を行う、
   請求項１に記載の無線通信システム。
3. 前記キーユニットは、前記車両の車室内に設置されることを特徴とする、
   請求項２に記載の無線通信システム。
4. 前記ユニット側アンテナコイルの軸は１軸である、
   請求項１から３のいずれか１項に記載の無線通信システム。
5. 前記第一の周波数帯は長波帯である、
   請求項１から４のいずれか１項に記載の無線通信システム。

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