JP5185217B2 - 電子キーシステム及び電子キー - Google Patents

Description

本発明は、電子キーから無線によりＩＤコードを発信させてＩＤ照合を実行する電子キーシステム及び電子キーに関する。

従来から周知のように、車両のキーシステムとしては、利便性等の面から、車両キーとしての電子キーからキーコードとしてＩＤコードを無線通信により車両に発信して、車両にＩＤ照合を実行させる電子キーシステム（特許文献１等参照）が広く使用されている。この種の電子キーシステムには、車両からのリクエストに応答してＩＤコードを車両に自動発信して車両にＩＤ照合を実行させるキー操作フリーシステムがある。同システムには、車外でＩＤ照合が成立すれば実際のキー操作無しにドアロックが施解錠されるスマートエントリーシステムや、車内でＩＤ照合が成立すればエンジンスイッチの単なる押し操作のみでエンジンがかかるワンプッシュエンジンスタートシステムがある。

ところで、この種の電子キーは、車両から発信されたリクエストを受信するため、常に待機電力を消費し、これが電池容量の大きな部分を占めている。加えて、リクエストと同じ周波数のノイズを受信すると、このノイズで電子キーの制御ＩＣが起動して処理作業を行ってしまうため、無駄な電力消費が顕著となっている。以上のような理由で、電子キーは電池切れが生じ易い現状があり、電池切れでキーが動作しなかったり、或いは電池交換をしなければならない手間がかかったりするなどの課題があった。

よって、例えば電子キーを電池以外の他の電源で動かすことにより電子キーを電池レスとして、電池交換等のメンテナンスをフリーとしたい要望がある。そこで、例えば電子キーの電源を、車両から発信される電力電波によってまかなう技術（特許文献２等参照）が提案されている。

特開２００５−２６２９１５号公報 特開２００１−２２７２１８号公報

ところで、この種の電子キーシステムには、電子キーにおけるボタン操作に基づく遠隔操作によって車載機器を動作させるワイヤレスキーシステムがある。しかし、このワイヤレスキーシステムは、電子キーにおけるボタン操作をトリガに動作するものであるので、電子キーが自ら持つ電源によって動作することが条件となっており、もし仮に電子キーを電池レスとした場合には、ワイヤレス通信を実行することができなくなってしまう。よって、車両から発信する電力電波を電子キーの電源としつつも、ワイヤレス通信もこれまでと同様に実行することが可能な新たな技術が要望されていた。

本発明の目的は、スマート通信時の電子キーを、通信相手から発信された無線電波を電源として動作させるようにしても、ワイヤレス通信も問題なく実行することができる電子キーシステム及び電子キーを提供することにある。

前記問題点を解決するために、本発明では、通信相手からのリクエストに応答して電子キーがＩＤコードを自動で発信して、当該電子キーのＩＤコードを照合するスマート通信と、前記電子キーに設けられた操作手段の遠隔操作により、このとき発信された前記ＩＤコードの照合成立を条件に前記通信相手を動作させるワイヤレス通信との両方の通信が実行可能な電子キーシステムにおいて、前記通信相手から無線により電力電波を発信させ、当該電力電波を前記スマート通信時に前記電子キーが必要とする電源として供給する電力伝送手段と、前記ワイヤレス通信時に行う前記遠隔操作の操作有無を監視する監視手段と、前記遠隔操作が行われた際に、前記電子キーの電源を、当該電子キーに内蔵された電池に切り換える電源切換手段とを備えたことを要旨とする。

この構成によれば、スマート通信の際には、車両から発信される電力電波により電子キーの電源をまかない、ワイヤレス通信の際には、電子キーに内蔵された電池を電源として電子キーを動作させる。このため、電子キーの電源の省エネルギー化を図るために、スマート通信時の電子キーの電源を、車両から発信される電力電波によりまかなうようにしても、通信の際に電子キーが自電源により動作する必要のあるワイヤレス通信を、通常通り実行することが可能となる。

本発明では、前記電子キーの電源を前記電池に切り換えた状態を、一定時間の間において保持する保持手段を備えたことを要旨とする。
この構成によれば、ワイヤレス通信のための操作手段の操作が、もし仮に一瞬の操作としてしか行われない場合であっても、この操作によって電子キーの電源を電池に切り換えた状態が、保持手段により一定時間の間において保持される。このため、電子キーの電源が電池に切り換えられた状態がワイヤレス通信の完了まで継続されるので、操作手段が一瞬の操作で行われた場合であっても、ワイヤレス通信を通信完了の最後まで実行することが可能となる。

本発明では、通信相手からリクエストを受信した際、これに応答してＩＤコードを自動で返信してＩＤコードを照合させるスマート通信と、自身に設けられた操作手段による遠隔操作により、このときに発信する前記ＩＤコードの照合成立を条件に前記通信相手を動作させるワイヤレス通信との両方の通信が実行可能な電子キーにおいて、前記通信相手から無線により電力電波を発信させ、当該電力電波を前記スマート通信時に前記電子キーが必要とする電源として供給する電力伝送手段と、前記ワイヤレス通信時に行う前記遠隔操作の操作有無を監視する監視手段と、前記遠隔操作が行われた際に、前記電子キーの電源を、当該電子キーに内蔵された電池に切り換える電源切換手段とを備えたことを要旨とする。

本発明によれば、スマート通信時の電子キーを、通信相手から発信された無線電波を電源として動作させるようにしても、ワイヤレス通信も問題なく実行することができる。

一実施形態における電子キーシステムの概略構成を示すブロック図。 無線電力伝送システムの概略構成を示すブロック図。 スマート通信の動作の流れを示すタイムチャート。 ワイヤレス通信時に電子キーがとる回路状態を示す回路図。 スイッチオン保持機構の概略構成を示す回路図。 スイッチオン保持機構が動作した状態を示す回路図。

以下、本発明を具体化した電子キーシステム及び電子キーの一実施形態を図１〜図６に従って説明する。
図１に示すように、車両１には、車両キーとして使用される電子キー２との間で無線通信によりキー照合を行って、このキー照合の成立を条件にドアロックの施解錠やエンジン始動等が許可又は実行される電子キーシステム３が設けられている。電子キー２は、車両１との間で狭域無線通信が可能であって、電子キー２が固有に持つＩＤコードをキーコードとして無線通信により車両１に発信して、車両１にキー照合を行わせることが可能なキーのことをいう。なお、車両１が通信相手に相当する。

電子キーシステム３には、電子キー２からキーコードとしてＩＤコードを発信するときに個別のキー操作が不要であるキー操作フリーシステムが含まれている。このキー操作フリーシステムには、ドアロックの施解錠操作の際にキー操作を必要としない機能としてスマートエントリーシステムがある。この場合、車両１には、電子キー２との間でキー照合（ＩＤ照合）を行う照合ＥＣＵ（Electronic Control Unit）４と、車載モータやリレー等の動作を管理するメインボディＥＣＵ５とが設けられ、これらＥＣＵ４，５が車内の一ネットワークであるＬＩＮ（Local Interconnect Network）６を介して接続されている。照合ＥＣＵ４には、車外にＬＦ（Low Frequency）帯の電波（約134KHz）を発信可能な車外発信機７と、車内に同様のＬＦ電波を発信可能な車内発信機８と、ＵＨＦ（Ultra High Frequency）帯の一種であるＲＦ（Radio Frequency：約312MHz）の電波を受信可能な車両チューナ９とが接続されている。また、メインボディＥＣＵ５には、ドアロックの施解錠を実行するときの駆動源としてドアロックモータ１０が接続されている。

また、電子キー２には、電子キー２の各種動作を統括制御する通信制御回路１１が設けられている。この通信制御回路１１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１２やメモリ１３等の各種デバイスを持ち、電子キー２が持つ固有のキーコードとしてＩＤコードがメモリ１３に登録されている。通信制御回路１１には、ＬＦ電波を受信可能なキー受信アンテナ１４ａと、ＲＦ電波を発信可能なキー発信アンテナ１４ｂとが接続されている。通信制御回路１１は、キー受信アンテナ１４ａにおける電波受信有無を逐次監視するとともに、キー発信アンテナ１４ｂからの電波発信の動作を管理する。

照合ＥＣＵ４は、車両駐車時、車外発信機７からＬＦ帯のリクエスト信号Ｓrqを断続的に発信させることにより、車両周辺にリクエスト信号Ｓrqの車外通信エリアを形成して、狭域無線通信（以降、スマート通信と記す）の成立を試みる。電子キー２がこの車外通信エリアに入り込んでリクエスト信号Ｓrqを受信すると、電子キー２はリクエスト信号Ｓrqに応答する形で、自身に登録されたＩＤコードを乗せたＩＤ信号ＳidをＲＦ帯の電波で返信する。照合ＥＣＵ４は、車両チューナ９でＩＤ信号Ｓidを受信してスマート通信（車外通信）が確立すると、自身のメモリ１５に登録されたＩＤコードと電子キー２のＩＤコードとを照らし合わせてＩＤ照合、いわゆるスマート照合（車外照合）を行う。照合ＥＣＵ４は、この車外照合が成立したことを確認すると、メインボディＥＣＵ５によるドアロック施解錠動作を許可又は実行する。

また、キー操作フリーシステムには、エンジン始動停止操作の際に実際の車両キー操作を必要とせずに単なるスイッチ操作のみでエンジン１６の始動停止操作を行うことが可能な機能としてワンプッシュエンジンスタートシステムがある。この場合、車内には、同システムの操作スイッチとしてプッシュモーメンタリ式のエンジンスイッチ１７が設けられている。エンジンスイッチ１７は、照合ＥＣＵ４及びメインボディＥＣＵ５に接続されている。エンジンスイッチ１７の操作機能には、エンジン始動停止機能の他に、電源遷移機能も割り当てられている。

メインボディＥＣＵ５には、エンジン１６の点火制御や燃料噴射制御を管理するエンジンＥＣＵ１８が、車内の一ネットワークであるＣＡＮ（Controller Area Network）１９を介して接続されている。メインボディＥＣＵ５には、車載アクセサリに繋がるＡＣＣ（Accessory）リレー２０と、走行系の各種電装品に繋がるＩＧ（Ignition）リレー２１と、エンジンスタータ（図示略）に繋がるスタータリレー２２とが接続されている。

照合ＥＣＵ４は、例えばカーテシスイッチ（図示略）により運転者の車内への乗車を確認すると、今度は車内発信機８からリクエスト信号Ｓrqを発信して、車内全域に車内通信エリアを形成する。照合ＥＣＵ４は、電子キー２がこの車内通信エリアに入り込んで返信してきたＩＤ信号Ｓidを車両チューナ９で受信してスマート通信（車内通信）が確立すると、自身に登録されたＩＤコードと電子キー２のＩＤコードとを照らし合わせてＩＤ照合、いわゆるスマート照合（車内照合）を行う。照合ＥＣＵ４は、この車内照合が成立したことを確認すると、エンジンスイッチ１７のプッシュ操作による電源状態切り換えを許可する。

電子キーシステム３には、電子キー２のボタン操作による遠隔操作によってドアロックを施解錠可能なワイヤレスキーシステムが含まれている。この場合、電子キー２には、例えば押しボタン式の施錠ボタン２３、解錠ボタン２４及びトランクボタン２５等が設けられている。施錠ボタン２３は、遠隔操作によりドアロックを施錠するときに操作する。解錠ボタン２４は、遠隔操作によりドアロックを解錠するときに操作する。また、トランクボタン２５は、トランクを遠隔操作により解錠するときに操作する。なお、施錠ボタン２３、解錠ボタン２４、トランクボタン２５が操作手段を構成する。

例えば、施錠ボタン２３が操作されると、電子キー２のＩＤコードと、車両１にドアロック施錠の動作開始を要求する機能コード（施錠要求コード）とを含んだワイヤレス信号Ｓwlが、キー発信アンテナ１４ｂからＲＦ電波により発信される。そして、このワイヤレス信号Ｓwlを車両１が受信して無線通信（ワイヤレス通信）が確立し、ワイヤレス信号ＳwlのＩＤコードのＩＤ照合（ワイヤレス照合）が成立すると、続く施錠要求コードによってドアロックが施錠する。

図２に示すように、車両１には、車両１から電子キー２の電源となり得る電波（以降、電力電波Ｓvvと記す）を電子キー２に発信して、この電力電波Ｓvvによって電子キー２を動作させる電力伝送システム２６が設けられている。ところで、スマート通信の際、電子キー２は車両１から電波受け付けが可能であり、一方のワイヤレス通信の際には、電子キー２は自身が自ら動く動作をとらなければならない。このため、本例の電力伝送システム２６は、スマート通信時の電子キー２の電源を電力電波Ｓvvにより供給しつつ、ワイヤレス通信時には電子キー２の電源をキー内蔵の電池２７に切り換え、電池２７を電子キー２の電源とするシステムとなっている。

この場合、車両１には、電力電波Ｓvvの発信元として電力伝送装置２８が設けられている。電力伝送装置２８は、発信機７，８や車両チューナ９とともに照合ＥＣＵ４に接続され、動作が照合ＥＣＵ４によって管理されている。電力伝送装置２８は、照合ＥＣＵ４からの指令に基づき、電力電波ＳvvをＲＦ電波により電子キー２に向けて発信可能となっている。また、電力電波Ｓvvの発信エリア（電力電波エリア）は、リクエスト信号Ｓrqよりも少し広いエリアに設定されている。なお、電力伝送装置２８が電力伝送手段を構成する。

また、照合ＥＣＵ４には、電力伝送装置２８の動作を管理する電力伝送管理部２８ａが設けられている。電力伝送管理部２８ａは、発信機７，８からのＬＦ電波の発信に同期して電力伝送装置２８から電力電波Ｓvvを発信させ、より具体的には、電子キー２がＬＦ電波を受け取る若干前に電子キー２が電力電波Ｓvvを受信できるように、ＬＦ電波よりも少し早いタイミングで電力電波Ｓvvを発信させる。例えば、リクエスト信号Ｓrqで見るならば、電力電波Ｓvvはリクエスト信号Ｓrqよりも少し早いタイミングで発信される。電力伝送管理部２８ａが電力伝送手段を構成する。

電子キー２の通信制御回路１１には、電子キー２の動作を統括管理する通信制御部２９と、受信電波や発信電波に各種処理を加える処理回路として送受信回路３０とが設けられている。通信制御部２９は、前述したＣＰＵ１２やメモリ１３等を備える回路であって、信号線３１を介して送受信回路３０に接続されている。通信制御部２９は、アンテナ１４ａ，１４ｂ及び送受信回路３０を介して車両１と電波のやり取りを行うことによりスマート通信を実行するとともに、送受信回路３０からキー発信アンテナ１４ｂを介して電波発信を行うことによりワイヤレス通信を実行する。

また、電子キー２には、電子キー２において電力電波Ｓvvを受信する受電機３２が設けられている。受電機３２は、電力電波Ｓvvを受信するためのアンテナとして受電アンテナ３３と、電力電波Ｓvvを整流及び電圧変換する受電回路３４とからなる。受電機３２は、電力線３５を介して通信制御部２９及び送受信回路３０に接続されている。受電機３２は、受電アンテナ３３で受信した電力電波Ｓvvを整流するとともに、通信制御部２９や送受信回路３０が必要とするレベルの電圧値に変換して、この電圧を無線電力Ｊｍとして通信制御部２９や送受信回路３０に出力する。なお、受電機３２が電力伝送手段を構成する。

通信制御部２９には、受電回路３４から出力された無線電力Ｊｍを取り込む無線電力入力部３６が設けられている。また、通信制御部２９には、無線電力入力部３６で入力した無線電力Ｊｍを電源として送受信回路３０を動作させる無線電力動作部３７が設けられている。無線電力動作部３７は、受電回路３４が電力電波Ｓvvを受信している際、受信動作又は発信動作の実行タイミングで受電回路３４から無線電力入力部３６を介して無線電力Ｊｍを引き込み、この無線電力Ｊｍによって送受信回路３０を動作させる。

また、送受信回路３０には、前述した通信制御部２９と同様に無線電力入力部３８及び無線電力動作部３９が設けられている。無線電力動作部３９は、受電回路３４が電力電波Ｓvvを受信している際、受信動作又は発信動作の実行タイミングで受電回路３４から無線電力入力部３８を介して無線電力Ｊｍを引き込み、この無線電力Ｊｍによって送受信回路３０を動作させる。なお、無線電力入力部３６，３８及び無線電力動作部３７，３９が電力伝送手段を構成する。

通信制御部２９及び送受信回路３０には、受電機３２と並列する状態で電池２７と接続されている。電池２７は、電力線３５において電池２７側に分岐する分岐線３５ａの経路を介して通信制御部２９と接続されている。この分岐線３５ａの経路上には、ワイヤレス通信用の各種ボタン（施錠ボタン２３、解錠ボタン２４、トランクボタン２５）の操作により接点状態のオンオフが切り換わるスイッチ４０が接続されている。本例のスイッチ４０には、施錠ボタン用スイッチ４０ａと、解錠ボタン用スイッチ４０ｂと、トランクボタン用スイッチ４０ｃとが設けられている。これらスイッチ４０ａ〜４０ｃは、例えばモーメンタリ式のスイッチであって、自身に繋がるワイヤレス用のボタンが押し操作されている期間中、オン状態を維持する。

また、これらスイッチ４０ａ〜４０ｃは、電源側とＧＮＤ側との２つの接点部４１，４２を持ち、電源側の接点部４１が電池２７と通信制御部２９との経路上に設けられるとともに、ＧＮＤ側の接点部４２が通信制御部２９とＧＮＤとの経路上に設けられている。よって、ワイヤレス通信用の操作ボタンが操作された際には、この操作ボタンのスイッチ４０がオン状態をとることにより、電池２７→通信制御部２９（送受信回路３０）→ＧＮＤという電流ループが形成される。これにより、通信制御部２９及び送受信回路３０に電流が流れて、操作ボタンに応じたワイヤレス通信が実行可能となる。

通信制御部２９には、スイッチ４０ａ〜４０ｃの操作状態を監視するスイッチ状態監視部４３が設けられている。スイッチ状態監視部４３は、複数のスイッチ４０ａ〜４０ｃのうち、どのスイッチによって通信制御部２９に通電動作が行われるかどうかを見ることにより、スイッチ４０ａ〜４０ｃのうちどれが操作されたのかを確認する。通信制御部２９には、スイッチ状態監視部４３の監視結果を基にワイヤレス通信を実行させる電池駆動源動作部４４が設けられている。電池駆動源動作部４４は、複数のスイッチ４０ａ〜４０ｃのうち、操作スイッチに基づくワイヤレス通信を実行させる。なお、スイッチ状態監視部４３が監視手段に相当し、電池駆動源動作部４４が電源切換手段に相当する。

次に、本例の電子キーシステム３がとる通信動作の具体例を図３〜図６に従って説明する。
まずは、スマート通信について述べる。照合ＥＣＵ４は、車外の電子キー２とスマート通信を実行する際、まずは停止状態（スリープ状態）になっている電子キー２を起動させるべく、車外発信機７からウェイク信号４５をＬＦ電波により発信させる。このウェイク信号４５は、車外発信機７から一定間隔をおいて繰り返し発信され、車両周囲における電子キー２の有無が監視される。ウェイク信号４５には、電子キー２（送受信回路３０）の動作状態を安定させるバースト信号４６と、ウェイク信号４５の発信元を表すウェイクパターン４７とが含まれている。ウェイクパターン４７は、各車両１がそれぞれ持つ個別のコード列からなっている。

電力伝送装置２８は、車外発信機７がウェイク信号４５を発信するのに先立ち、電力電波ＳvvをＲＦ電波により発信する。この電力電波Ｓvvは、ウェイク信号４５よりも若干早いタイミングで発信されるとともに、電子キー２がウェイク信号４５を受信してから、これに応答する動作をとることができるように、ウェイク信号４５に対するアック返信が終わるまで出力される。

電子キー２を所持したユーザが車両１に近づくと、まずは電力電波Ｓvvの発信エリアに入り込む。このとき、電子キー２は、この電力電波Ｓvvを受電アンテナ３３で受信する。受電アンテナ３３で受信された電力電波Ｓvvは、受電回路３４によって整流されるとともに、通信制御部２９及び送受信回路３０の電源として好適な電圧値に値が変換され、これが無線電力Ｊｍとして通信制御部２９及び送受信回路３０に供給される。

送受信回路３０は、この無線電力Ｊｍを受け付けると、無線電力動作部３９が働いて、それまでの電源オフ状態から、無線電力Ｊｍを電源として起動した電源オン状態に切り換わる。送受信回路３０は、電源オン状態に切り換わると、自身に待機電流が流れて、キー受信アンテナ１４ａにおいて無線電波の受信有無を監視する受信準備動作を実行する。送受信回路３０は、電子キー２のサーチ時、無線電力Ｊｍを受け付ける度にこの受信準備動作を行うことにより、この一連の動作をポーリング動作として実行する。一方、通信制御部２９は、この無線電力Ｊｍを受け付けると、それまでの電源オフ状態から、ウェイク信号４５による起動を待つ待機状態をとる。

続いて、電子キー２が更に車両１に近づくと、今度は電子キー２がウェイク信号４５の通信エリアに入り込み、ウェイク信号４５をキー受信アンテナ１４ａで受信する。このとき、通信制御部２９及び送受信回路３０は、無線電力Ｊｍを電源として受信動作を行うとともに、電力電波Ｓvvの後に引き続いて車両１から発信されるウェイク信号４５の受信を待機する。

送受信回路３０は、無線電力Ｊｍにより電源オンに切り換わった後にウェイク信号４５を受信すると、まずはウェイク信号４５に含まれるバースト信号４６によって安定化され、続いてウェイクパターン４７のコード列を自身のものと照らし合わせるウェイクパターン照合を実行する。送受信回路３０は、ウェイクパターン照合が成立することを確認すると、その旨を伝える通知としてウェイクパターン照合成立通知を通信制御部２９に出力する。通信制御部２９は、送受信回路３０から出力されたウェイクパターン照合成立通知を入力すると、電源状態がそれまでの電源オフ状態から電源オン状態に切り換わり、スマート通信を開始する。

このとき、通信制御部２９は、無線電力動作部３７が働いて、無線電力Ｊｍを電源として動作を開始し、送受信回路３０及びキー発信アンテナ１４ｂを介してアック返信の動作を実行する。この場合、電子キー２は、車両１から発信される電力電波Ｓvvを電源として受信しているので、これを電源として発信動作を実行する。このとき、通信制御部２９は、送受信回路３０及びキー発信アンテナ１４ｂを介して、アック信号４８をＲＦ電波により車両１に向けて発信させる。

照合ＥＣＵ４は、ウェイク信号４５を発信した後の所定時間内にアック信号４８を受信すると、車両周囲に電子キー２が存在すると認識する。照合ＥＣＵ４は、車両周囲に電子キー２が存在することを認識すると、電力電波Ｓvvの発信を継続する。即ち、電力伝送装置２８は、１セット分の電力電波Ｓvvを発信した後も、これに連続して、１セット単位の電力電波Ｓvvの発信を継続する。また、続きの電力電波Ｓvvは、この後に続いて車外発信機７から発信されるビークルＩＤ４９の発信タイミングに合わせて出力される。

電子キー２は、アック信号４８を返信すると、その後、車両１から発信される電力電波Ｓvvを継続して受信することにより、これを電源として受信動作を継続する。即ち、通信制御部２９及び送受信回路３０は、無線電力Ｊｍを電源として受信動作を継続し、この後に続いて車両１から発信されるビークルＩＤ４９の受信に待機する。

照合ＥＣＵ４は、アック信号４８を受信してから所定のタイムラグを経た後に、車両固有のＩＤとしてビークルＩＤ４９を、車外発信機７からＬＦ電波で発信させる。このとき、送受信回路３０は、受信中の電力電波Ｓvvによって電源オン状態をとっているので、キー受信アンテナ１４ａでビークルＩＤ４９を問題なく受信する。送受信回路３０は、ビークルＩＤ４９を受信すると、このビークルＩＤ４９を通信制御部２９に転送する。通信制御部２９は、送受信回路３０からビークルＩＤ４９を入力すると、ビークルＩＤ４９の正否を見るビークルＩＤ照合を行い、通信相手の車両１が正規のものか否かを確認する。このように、ビークルＩＤ照合を実施するのは、電子キー２の周囲に車両が複数存在して通信が混在する状況になっても、この中の正規車両のみとスマート通信を行うためである。

通信制御部２９は、ビークルＩＤ照合の成立を確認すると、その旨を通知するために、車両１にアック返信の発信動作を開始する。このとき、電子キー２は、車両１から発信される電力電波Ｓvvを受信しているので、これを電源として発信動作を実行する。この場合、通信制御部２９は、送受信回路３０及びキー発信アンテナ１４ｂを介して、アック信号５０をＲＦ電波により車両１に向けて発信させる。

照合ＥＣＵ４は、ビークルＩＤ４９を発信した後の所定時間内にアック信号５０を受信すると、ビークルＩＤ照合が成立したことを認識する。照合ＥＣＵ４は、ビークルＩＤ照合が成立することを確認すると、電力電波Ｓvvの発信を継続する。即ち、１セット分の電力電波Ｓvvが発信された後も、これに連続して電力電波Ｓvvの発信が継続される。

電子キー２は、アック信号５０を返信すると、その後、車両１から発信される電力電波Ｓvvを継続して受信することにより、これを電源として受信動作を継続する。即ち、通信制御部２９及び送受信回路３０は、車両１から継続して発信される無線電力Ｊｍを電源として受信動作を継続し、この後に続いて車両１から発信されるチャレンジ５１の受信に待機する。

照合ＥＣＵ４は、アック信号５０を受信してから所定のタイムラグを経た後に、チャレンジ５１をＬＦ電波により発信させる。チャレンジ５１には、発信の度に毎回値が変わるチャレンジコード（乱数コード）と、電子キー２のキー番号とが含まれている。なお、キー番号は、何番目のマスターキーであるのか、又は何番目のサブキーであるのかを通知するものである。このように、キー番号の照合を実施するのは、もし仮に通信エリア内にマスターキー及びサブキーの両方が存在していても、これらが同時に通信を開始しないようにするためである。

通信制御部２９は、送受信回路３０からチャレンジ５１を入力すると、まずはこのチャレンジ５１の中のキー番号の正否を見る番号照合を実行し、自身がこのときのスマート通信の通信対象であるか否かを判断する。そして、この番号照合が成立すると、通信制御部２９は、同じチャレンジ５１内に含まれるチャレンジコードを、自身の暗号鍵によって演算することにより、レスポンスコードを生成する。

通信制御部２９は、レスポンスコードの生成が完了すると、これを車両１に通知するために、レスポンスコード返信の発信動作を開始する。このとき、電子キー２は、車両１から発信される電力電波Ｓvvを受信しているので、これを電源として発信動作を実行する。この場合、通信制御部２９は、レスポンスの生成作業が終了すると、自身に登録されたＩＤコードとこのレスポンスコードとを、レスポンス５２としてキー発信アンテナ１４ｂからＲＦ電波により車両１に返信する。

照合ＥＣＵ４は、チャレンジ５１を電子キー２に発信する際、自身が持つ暗号鍵によってチャレンジコードを演算して、自らもレスポンスコードを作成する。そして、照合ＥＣＵ４は、電子キー２からレスポンス５２を受信すると、電子キー２のレスポンスコードと、自身が演算したレスポンスコードとを照らし合わせて、レスポンス照合を実行する。照合ＥＣＵ４は、このレスポンス照合が成立することを確認すると、同じレスポンス５２内に含まれるＩＤコードの正否を照合する。そして、照合ＥＣＵ４は、レスポンス照合及びＩＤ照合の両方が成立することを確認すると、スマート照合を成立として処理する。

なお、例えばスマート通信の途中で、通信環境下に発生したノイズ等によりスマート通信が実行できなくなると、その時点でスマート通信が中断される。このとき、照合ＥＣＵ４は、車外発信機７からのＬＦ電波発信を停止するので、それに伴って電力伝送装置２８からの電力電波Ｓvvの発信も停止する。また、ここでは、車外照合時に車両１及び電子キー２がとる動作について説明したが、車内照合のときも同様の動作をとるので、車内照合の説明は省略する。

続いて、今度はワイヤレス通信について述べる。ここでは、例えば図４に示すように、施錠ボタン２３が操作された場合を想定する。施錠ボタン２３が押し操作されると、施錠ボタン用スイッチ４０ａと繋がる電流ループ（施錠ボタン用電流ループＬと記す）が閉ループをとり、この電流ループＬに電池２７を電源とした電流が流れることになる。これにより、電池２７から施錠ボタン用電流ループＬを介して電池電力Ｖｄが通信制御部２９及び送受信回路３０の両方に流れ込み、通信制御部２９及び送受信回路３０がこの電池電力Ｖｄを電源として動作可能となる。

このとき、スイッチ状態監視部４３は、施錠ボタン用電流ループＬに電流が流れることを確認するので、施錠ボタン２３が操作されたことを認識する。そして、電池駆動源動作部４４は、電池２７から取得する電池電力Ｖｄを電源として、施錠ボタン２３が操作されたときにとるワイヤレス動作、即ちワイヤレスドアロック動作を実行する。これにより、電池駆動源動作部４４は、ワイヤレス信号Ｓwlとして施錠要求をキー発信アンテナ１４ｂからＲＦ電波により発信し、遠隔操作によって車両１のドアロックを施錠する。

また、図５及び図６に示すように、スイッチ４０（４０ａ〜４０ｃ）の途中解除の対策として、スイッチ４０のオン状態を一定時間Ｔの間において保持するスイッチオン保持機構５３を電子キー２に設けてよい。一定時間Ｔは、ワイヤレス通信が最後まで完了させるのに必要な時間である。この場合、スイッチ４０の各接点部４１，４２には、電池２７との間の電流経路としてそれぞれトランジスタ５４，５５が接続されている。これらトランジスタ５４，５５は、接点部４１，４２と並列状態に接続されるとともに、ゲート端子が通信制御部２９に接続されている。また、通信制御部２９には、これらトランジスタ５４，５５のスイッチング動作を管理するスイッチ保持管理部５６が設けられている。スイッチ保持管理部５６は、トランジスタ５４，５５をオンすることにより、この経路を電池２７との間の電流経路とするよう動作する。なお、スイッチオン保持機構５３が保持手段に相当する。

スイッチ保持管理部５６は、スイッチ４０のオン切り換えに伴って電流の流れ込みを検知すると、オン状態に切り換わったスイッチ４０のトランジスタ５４，５５を、それまでのオフ状態から一定時間Ｔの間に亘りオンする。これにより、電池２７から流れ出す電流がトランジスタ５４，５５を迂回する流れをとり、通信制御部２９に流れ込む。このため、もし仮にスイッチ４０が一瞬だけ操作されて、直ぐにスイッチ４０から手が離された場合であっても、ワイヤレス通信が完了するまでの一定時間Ｔの間、電池２７の電流が通信制御部２９及び送受信回路３０に供給され、ワイヤレス通信が最後まで実行される。

さて、本例の場合、スマート通信の際は、車両１から発信される電力電波Ｓvvを電子キー２の電源とし、ワイヤレス通信の際には、キー内蔵の電池２７を電源として電子キー２を動作させる。このため、スマート通信時には、電子キー２において電源が不要となるので、その分だけ電子キー２の省エネルギー化を図ることが可能となる。また、電子キー２にワイヤレス通信用の電池２７を搭載しておき、ワイヤレス通信時にはこの電池２７を電源として電子キー２を動作させる。このため、スマート通信時に必要な電子キー２の電力を、車両１から発信される電力電波Ｓvvによりまかなうようにしても、これまでと同様にワイヤレス通信も実行することが可能となる。

また、電子キー２にスイッチオン保持機構５３を設ければ、もし仮にワイヤレス通信用の各種ボタンが瞬間的に押し操作される操作態様がとられたとしても、このときはスイッチオン保持機構５３が働いて、ワイヤレス通信が終了するまでの間、電池２７の電流が通信制御部２９に供給される状態が維持される。よって、電子キー２に、このようなフィードバック機能を持たせれば、より確実にワイヤレス通信を最後まで完了させることが可能となる。このため、スイッチ操作のやり直しをユーザに課す必要がなくなり、装置としての機能性が高いものとなる。

本実施形態の構成によれば、以下に記載の効果を得ることができる。
（１）スマート通信時の電子キー２の電源を、車両１から発信される電力電波Ｓvvによってまかない、ワイヤレス通信時には、電子キー２の電源が電力電波Ｓvvからキー内蔵の電池２７に切り換えられる。このため、電子キー２の電源の省エネルギー化を図るために、スマート通信時の電子キー２の電源を車両１からの電力電波Ｓvvによって供給するようにしても、通信の際に電子キー２が自電源で動作する必要のあるワイヤレス通信を、通常通り実行することができる。これにより、電子キー２のスマート通信の電源を車両１からの電力電波Ｓvvによりまかなうようにしても、スマート通信とワイヤレス通信との両方の機能を電子キー２に持たせることができる。

（２）電子キー２に、電池２７と通信制御部２９との電気接続を保持するスイッチオン保持機構５３を設けた場合、ワイヤレス通信のためのボタン押し操作が、もし仮に一瞬の操作としてしか行われない場合であっても、このボタン操作によって電子キー２の電源が電池２７に電気接続した状態が、スイッチオン保持機構５３によって一定時間Ｔの間において保持される。このため、電子キー２の電源が電池２７に切り換えられた状態がワイヤレス通信が完了するまで継続されるので、仮にワイヤレス通信のボタン操作が一瞬の押し操作で行われた場合であっても、ワイヤレス通信を通信完了の最後まで実行することができる。

（３）スマート通信時の電子キー２の電源を、車両１からの電力電波Ｓvvによりまかなうので、スマート通信の際に電子キー２の電池２７を消耗せずに済む。このため、キー内蔵の電池２７をワイヤレス通信のときのみ使用するだけで済むので、電池２７の長寿命化を図ることができる。また、１つの電池２７を長期間に亘り使用することが可能となるので、その分だけ電池交換の回数を減らすこともできる。

（４）キー内蔵の電池２７はワイヤレス通信時にのみ通信制御部２９と電気的に繋がって電力が消費されるので、もし仮にディスプレイ（テレビ）やモータ等から生じるノイズを受け付ける状況となっても、電子キー２がこのノイズで動くことはない。よって、このような家庭内で生じ得るノイズで電子キー２が起きて自電力を消費する状況とならずに済むので、この点からも電池２７の長寿命化に効果が高いといえる。

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。
・ 送受信回路３０は、必ずしも自ら１つで電波受信と電波発信との両方が可能なものとなっていることに限らず、受信と発信とでそれぞれが別部品となっていてもよい。

・ ワイヤレス通信が行われたか否かの監視は、電流ループＬに電流が流れたかどうかを見る形式に限定されず、ワイヤレス通信の実行操作の有無を見ることができれば、どのような形式を採用してもよい。

・ スイッチ４０がオンに切り換わると、電池２７の電力がこのスイッチ４０を介して直に通信制御部２９や送受信回路３０に供給される構造をとることに限定されない。例えば、ワイヤレス通信用の操作ボタンの操作が検出された際、電池２７と繋がるトランジスタ等のスイッチング素子のスイッチ状態を切り換えて、電池２７との電気接続を変更するものでもよい。

・ 電池２７は、必ずしも一次電池であることに限定されず、例えば二次電池やコンデンサ等を採用してもよい。この場合、電子キー２に発電装置を設け、この発電装置から発生した電力を二次電池に蓄えるようにしてもよい。なお、発電装置としては、例えば振動を電力に変えるものや、太陽光により発電するものが想定される。

・ スイッチオン保持機構５３は、スイッチ４０の接点部４１，４２に並列接続されたトランジスタ５４，５５により構成されるものに限らず、一定時間Ｔの間でスイッチ４０のオン状態を保持できれば、どのような構成をとっていてもよい。

・ トランジスタ５４，５５は、バイポーラトランジスタ等の種々のスイッチング素子を採用することが可能である。
・ 車両１及び電子キー２の間の相互通信は、スマート通信に限定されず、２者の間で電波のやり取りを行うものであれば、どのような種のものでもよい。

・ ワイヤレスキーシステムは、遠隔操作によりドアロック（トランクロック）を施解錠するワイヤレスドアロックシステムに限定されない。例えば、パワースライドドア機能や、カーファインダ機能に応用してもよい。

・ 電力電波Ｓvvは、必ずしもＲＦ電波で出力されることに限らず、例えばＬＦ電波としてもよい。
・ 電力電波Ｓvvは、電子キー２（通信制御部２９や送受信回路３０）の電源となり得るものであれば、どのような波形形状をとっていてもよい。

・ スマート通信の際、レスポンス照合の成立が確認できると、車両１がその旨を電子キー２に通知して、スマート通信を終了させる形式を採用してもよい。
・ 電子キーシステム３は、キー操作フリーシステムやワイヤレスキーシステムに限定されず、例えばイモビライザーシステムを採用してもよい。

・ 電子キーシステム３で使用する電波の周波数は、必ずしもＬＦやＲＦに限定されず、他の周波数を使用してもよい。
・ キー操作フリーシステムは、車両１から電子キー２に電波を飛ばす往路と、電子キー２から車両１に電波を飛ばす復路とで、電波の周波数が必ずしも異なることに限らず、往路と復路とで同じ周波数としてもよい。

・ 電子キー２は、ＩＤ照合の成立を条件に通信相手側において動作実行を伴う端末に限定されず、単に認証のみを行う種々の通信端末を広義に含むものとする。
・ 電力電波Ｓvvの発信元は、必ずしも車両１に限らず、車両１以外の箇所から発信されるものでもよい。

・ 無線電力伝送システム２６の搭載対象は、必ずしも車両１に限らず、通信端末とその通信相手との間で無線通信を行うシステムであれば、その搭載先は特に限定されない。
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について、それらの効果とともに以下に追記する。

（イ）請求項１又は２において、前記スマート通信は、通信完了までに種々の電波のやり取りを複数回繰り返す通信である。この構成によれば、スマート通信を認証性の高いものとすることが可能となる。

（ロ）請求項１又は２，前記技術的思想（イ）のいずれかにおいて、前記電子キーには、自ら電力を生成可能な発電装置が設けられ、当該発電装置により生成した電力が前記電池に充電可能となっている。この構成によれば、発電装置により電池に充電が可能となるので、電池の長寿命化に一層効果が高くなる。

（ハ）通信相手からのリクエストに応答して電子キーがＩＤコードを自動で発信して、当該電子キーのＩＤコードを照合するスマート通信と、前記電子キーに設けられた操作手段の遠隔操作により、このとき発信された前記ＩＤコードの照合成立を条件に前記通信相手を動作させるワイヤレス通信との両方の通信が実行可能な電子キーシステムの電子キー電力供給方法において、前記スマート通信時における前記電子キーの電源を、前記通信相手から発信された電力電波によりまかない、前記ワイヤレス通信の際には、前記電子キーに内蔵された電池を電源として、前記電子キーを動作させる電子キー電力供給方法。

１…通信相手としての車両、２…電子キー、３…電子キーシステム、２３…操作手段を構成する施錠ボタン、２４…操作手段を構成する解錠ボタン、２５…操作手段を構成するトランクボタン、２７…電池、２８…電力伝送手段を構成する電力伝送装置、２８ａ…電力伝送手段を構成する電力伝送管理部、３２…電力伝送手段を構成する受電機、３６…電力伝送手段を構成する無線電力入力部、３７…電力伝送手段を構成する無線電力動作部、３８…電力伝送手段を構成する無線電力入力部、３９…電力伝送手段を構成する無線電力動作部、４３…監視手段としてのスイッチ状態監視部、４４…電源切換手段としての電池駆動源動作部、５３…保持手段としてのスイッチオン保持機構、Ｓvv…電力電波、Ｔ…一定時間。

Claims (3)

1. 通信相手からのリクエストに応答して電子キーがＩＤコードを自動で発信して、当該電子キーのＩＤコードを照合するスマート通信と、前記電子キーに設けられた操作手段の遠隔操作により、このとき発信された前記ＩＤコードの照合成立を条件に前記通信相手を動作させるワイヤレス通信との両方の通信が実行可能な電子キーシステムにおいて、
   前記通信相手から無線により電力電波を発信させ、当該電力電波を前記スマート通信時に前記電子キーが必要とする電源として供給する電力伝送手段と、
   前記ワイヤレス通信時に行う前記遠隔操作の操作有無を監視する監視手段と、
   前記遠隔操作が行われた際に、前記電子キーの電源を、当該電子キーに内蔵された電池に切り換える電源切換手段と
   を備えたことを特徴とする電子キーシステム。
2. 前記電子キーの電源を前記電池に切り換えた状態を、一定時間の間において保持する保持手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の電子キーシステム。
3. 通信相手からリクエストを受信した際、これに応答してＩＤコードを自動で返信してＩＤコードを照合させるスマート通信と、自身に設けられた操作手段による遠隔操作により、このときに発信する前記ＩＤコードの照合成立を条件に前記通信相手を動作させるワイヤレス通信との両方の通信が実行可能な電子キーにおいて、
   前記通信相手から無線により電力電波を発信させ、当該電力電波を前記スマート通信時に前記電子キーが必要とする電源として供給する電力伝送手段と、
   前記ワイヤレス通信時に行う前記遠隔操作の操作有無を監視する監視手段と、
   前記遠隔操作が行われた際に、前記電子キーの電源を、当該電子キーに内蔵された電池に切り換える電源切換手段と
   を備えたことを特徴とする電子キー。

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