JP5529787B2 - 電子キー及び電子キーシステム - Google Patents

Description

この発明は、通信対象と相互通信することにより通信対象の機器の操作を可能とする電子キー、及び通信対象と電子キーとが相互通信することにより通信対象の機器の操作を可能とする電子キーシステムに関する。

近年、車両のキーシステムにおいては、車両キーとしての電子キーからキーコードとしてＩＤコードを車両へ無線発信してＩＤ照合を実行させる電子キーシステムが種々の車種で採用されている。この電子キーシステムでは、車両の周囲にＩＤコードの返信要求としてＬＦ帯の信号でリクエストの通信エリアを形成し、この通信エリアに電子キーが入り込んでリクエストを受け取ると、電子キーがＩＤコードをＲＦ帯の信号で車両に返信する。そして、車両は、このＩＤコードを受信するとＩＤ照合を行い、ＩＤ照合が成立すれば、ドアロックの施解錠やエンジンの始動を許可又は実行する（例えば、特許文献１参照）。

この電子キーシステムでは、車両からリクエストが定期的に発信され、車外において電子キーがリクエストを受信して、リクエストに応答する形で電子キーが返信したＩＤコードで車両がＩＤ照合（車外照合）を実行する。車両は、車外照合が成立した場合にはドアロックの施解錠を許可又は実行する。また、電子キーシステムでは、車内において電子キーがＩＤコードを受信して、リクエストに応答する形で電子キーが返信したＩＤコードで車両がＩＤ照合（車内照合）を実行する。車両は、車内照合が成立した場合にはエンジンの始動を許可又は実行する。

上記の電子キーは、電池を電源として稼働しているため、使用年月（使用回数）の経過に伴って電池電圧が限界動作電圧付近に至ると、ＩＤ照合ができなくなる状況に陥る。なお、目安として電池は交換しないで１年以上使用可能である。そこで、このような電子キーの電池切れに備えて、電子キーにはメカニカルキーが収納され、電池切れ時のドアロック施解錠はメカニカルキーを使用することによって対応する。さらに、電子キーにはトランスポンダが内蔵され、電池切れ時のエンジン始動は電子キーを車内のコイルアンテナに近づけて、トランスポンダによるＩＤ照合（トラポン照合）を成立させることによって対応する。

特開２０００−１８５６２８号公報

しかし、このように電子キーにメカニカルキーやトランスポンダを搭載することで電子キーに電池切れ対策を施しておいても、電子キーが電池切れになる状況は稀である。このため、実際に電池切れになった際には、メカニカルキーやトランスポンダを使用すれば対処可能であるにも拘わらず、実際のところユーザは電子キーを所持していても車両を操作することができない状況に直面することで、困惑する状況に陥ってしまう現状があった。よって、電子キーが電池切れに陥る前に、電池交換を促す新たな技術が要望されていた。

この発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、電子キーが良好状態にないことをユーザに通知することができ、電子キーの利便性も確保することができる電子キー及び電子キーシステムを提供することにある。

以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について説明する。
請求項１に記載の発明は、車両からの無線信号を契機に前記車両との無線通信を行うことでＩＤ照合が可能であり、当該ＩＤ照合が成立することを条件に前記車両に設置された機器の操作が可能となる電子キーにおいて、電源を供給する電池の電圧が所定値以下であるか否かを判定する電池電圧判定手段と、前記電池電圧判定手段が前記所定値以下であると判定した場合に、電波受信の指向性を切り替えて無線通信成立確率を下げることにより、受信機能を制限する指向性切替手段と、前記無線信号の受信を判定する受信判定手段と、前記受信判定手段が前記無線信号を受信したと判定した際に一定時間のみ前記制限を解除して、前記受信機能を通常状態に復帰させる制限一時解除手段と、を備えることをその要旨としている。

同構成によれば、電池切れに陥る前に電池電圧が所定値以下となると、受信アンテナの指向性が切り替えられて無線通信成立確率が下がることで受信機能が制限されるので、電子キーが良好ではない状態（例えば電池残量が著しく低下した状態）にあることをユーザに認識させることが可能となる。このとき、無線信号を受信したと判定した際に無線信号の受信機能の制限が解除され、一定時間のみ通常状態に復帰されるので、時間制限はあるが無線通信の受信を通常通り実行可能である。よって、１度目の無線通信において電子キーが良好状態でないことをユーザに認識させつつ、２度目の無線通信においてユーザは通常通りの行為で利便性を大きく損なうことなく車両を操作することが可能となる。また、ユーザに電池交換を促すことにもなるので、電子キーが電池切れに陥る状況も生じ難い。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の電子キーにおいて、前記指向性切替手段は、前記電池電圧の低下に合わせて前記指向性を順に低下させていくことにより、前記無線通信成立確率を段階的に下げていくことをその要旨としている。

同構成によれば、電池電圧の低下に合わせて指向性の方向が順に減らされることで無線通信成立確率が段階的に低下するので、ユーザが使用する度に違和感を徐々に増加させ、電子キーが通常の状態でないことを認識させることが可能となる。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の電子キーにおいて、前記無線信号を受信する複数の受信アンテナを備え、前記指向性切替手段は、動作する前記受信アンテナの数量を少なくしていくことにより、前記指向性を低下させて前記受信機能を制限することをその要旨としている。

同構成によれば、動作する受信アンテナの数量を減少することで指向性が減らされ、無線信号の受信機能が制限される。このため、例えば複数の受信アンテナで良好な指向性を確保している場合には、ある方向において無線信号の受信が難しくなり、ユーザは電子キーの向きを変えなければならないことで電子キーが良好状態でないことを認識することが可能となる。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の電子キーにおいて、自身からの通信を契機に前記車両との無線通信を開始する第２通信の実行時に操作される操作手段が操作されたことを検出する操作検出手段を備え、前記制限一時解除手段は、前記操作検出手段が操作を検出した際に一定時間のみ前記制限を解除して、前記受信機能を通常状態に復帰させることをその要旨としている。

同構成によれば、操作手段が操作された際に無線信号の受信機能の制限が一定時間のみ解除され、通常状態に復帰されるので、時間制限はあるが無線通信の受信を通常通り実行可能である。よって、電子キーが良好状態でないことをユーザが認識して、操作手段を操作した際にも、ユーザは通常通りの行為で、利便性を大きく損なうことなく車両を操作することが可能となる。また、ユーザに電池交換を促すことにもなるので、電子キーが電池切れに陥る状況も生じ難い。

請求項５に記載の発明は、前記制限一時解除手段は、前記一定時間のみ前記制限を解除することにより、前記制限時に通信が成立した場所とは別の領域で行われる前記無線通信を、制限なく実行可能とすることをその要旨としている。

同構成によれば、別の領域で行われる通信は通常通りの操作態様で実行することが可能となるので、その通信においては利便性が確保される。
請求項６に記載の発明は、車両からの無線信号を契機に前記車両と電子キーとが無線通信を行うことでＩＤ照合が可能であり、当該ＩＤ照合が成立することを条件に前記車両に設置された機器の操作が可能となる電子キーシステムにおいて、電源を供給する電池の電圧が所定値以下であるか否かを判定する電池電圧判定手段と、前記電池電圧判定手段が前記所定値以下であると判定した場合に、電波受信の指向性を切り替えて無線通信成立確率を下げることにより、受信機能を制限する指向性切替手段と、前記無線信号の受信を判定する受信判定手段と、前記受信判定手段が前記無線信号を受信したと判定した際に一定時間のみ前記制限を解除して、前記受信機能を通常状態に復帰させる制限一時解除手段と、を前記電子キーに備えることをその要旨としている。

同構成によれば、電池切れに陥る前に電池電圧が所定値以下となると、受信の指向性が切り替えられて無線通信成立確率が下がることで受信機能が制限されるので、電子キーが良好ではない状態（例えば電池残量が著しく低下した状態）にあることをユーザに認識させることが可能となる。このとき、無線信号を受信したと判定した際に無線信号の受信機能の制限が解除され、一定時間のみ通常状態に復帰されるので、時間制限はあるが無線通信の受信を通常通り実行可能である。よって、１度目の無線通信において電子キーが良好状態でないことをユーザに認識させつつ、２度目の無線通信においてユーザは通常通りの行為で利便性を大きく損なうことなく車両を操作することが可能となる。また、ユーザに電池交換を促すことにもなるので、電子キーが電池切れに陥る状況も生じ難い。

本発明によれば、電子キーが良好状態にないことをユーザに通知することができ、電子キーの利便性も確保することができる。

電子キーシステムの概略構成を示すブロック図。 電子キーの電池電圧低下による動作変更を示す図。 電子キーの向きによる電波の受信可否を示す図。 電子キーの電池電圧による動作を示すフローチャート。

以下、本発明を車両の電子キーシステムに具体化した一実施形態について図１〜図４を参照して説明する。
図１に示されるように、車両２には、例えば運転者が実際に車両キーを操作しなくてもドアロックの施解錠やエンジンの始動及び停止等の車両動作を行うことが可能な電子キーシステム３が搭載されている。電子キーシステム３は、キー固有のＩＤコードを無線通信で発信可能な電子キー１が車両キーとして使用され、車両２と狭域無線通信（通信範囲：数ｍ）によりＩＤ照合を実行する。なお、車両２が通信対象に相当する。また、ドアロックやエンジンが機器に相当する。

電子キーシステム３には、車両２からの通信を契機に双方向通信（スマート通信）を開始してＩＤ照合を行うキー操作フリーシステムがある。これを以下に説明すると、車両２には、電子キー１との間でＩＤ照合を行う照合ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）２１と、ドアロックの施解錠等を管理するメインボディＥＣＵ３１とが設けられている。照合ＥＣＵ２１には、車両２のドアに埋設されてＬＦ（Ｌｏｗ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）帯の無線信号を車室外に発信可能な車室外ＬＦ発信機２２と、車室内の車体等に埋設されてＬＦ帯の無線信号を車室内に発信可能な車室内ＬＦ発信機２３と、車室内の車体等に埋設されてＵＨＦ（Ｕｌｔｒａ Ｈｉｇｈ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）帯の無線信号を受信可能なＵＨＦ受信機２４とが接続されている。なお、車室内ＬＦ発信機２３が無線信号を発信する車室内が別の領域に相当する。

一方、電子キー１には、車両２との間で電子キーシステム３に準じた無線通信を行う際のコントロールユニットとして通信制御部１１が設けられている。通信制御部１１は、固有のキーコードとしてＩＤコードが記憶されたメモリ１１ａを備えている。通信制御部１１には、外部で発信されたＬＦ帯の無線信号を受信可能なＬＦ受信部１２と、通信制御部１１の指令に従いＵＨＦ帯の無線信号を発信可能なＵＨＦ発信部１５とが接続されている。

照合ＥＣＵ２１は、車室外ＬＦ発信機２２からリクエスト信号Ｓｒｑを間欠的に発信させ、スマート通信の成立を試みる。電子キー１は、リクエスト信号ＳｒｑをＬＦ受信部１２で受信してスマート通信が確立すると、リクエスト信号Ｓｒｑに応答する形で、自身のメモリ１１ａに登録されたＩＤコードを含ませたＩＤコード信号ＳｉｄをＵＨＦ発信部１５から返信する。照合ＥＣＵ２１は、電子キー１が返信するＩＤコード信号ＳｉｄのＩＤコードと自身のメモリ２１ａに登録されたＩＤコードとを照らし合わせてＩＤ照合を行い、このＩＤ照合が成立することを確認すると、電子キー１が車室外に位置するとして、車室外照合成立として処理する。

照合ＥＣＵ２１は、車室外照合が成立することを確認すると、ドアロックの施解錠を許可する。そして、この許可状態において、照合ＥＣＵ２１は、ロックセンサ２５がタッチ操作された際には、メインボディＥＣＵ３１にドアロック装置３４を駆動させてドアロックを施錠させる。一方、照合ＥＣＵ２１は、アンロックセンサ２６がタッチ操作された際には、メインボディＥＣＵ３１にドアロック装置３４を駆動させてドアロックを解錠させる。つまり、電子キー１を所持して車両２に近づいてアンロックセンサ２６をタッチ操作するだけで、ドアロックが解錠される。

ここで、ユーザが車両２から降りた際には、ロックセンサ２５又はアンロックセンサ２６がタッチ操作されたことをトリガとして、照合ＥＣＵ２１は、車室外ＬＦ発信機２２からリクエスト信号Ｓｒｑを間欠的に発信させ、スマート通信の成立を試みる。

また、車両２には、照合ＥＣＵ２１のＩＤ照合成立結果を基に、エンジンの点火制御及び燃料噴射制御を行うエンジンＥＣＵ３２が設けられている。エンジンＥＣＵ３２は、車内ＬＡＮ３０を通じて照合ＥＣＵ２１等の各種ＥＣＵに接続されている。車両２の運転席には、車両２の電源状態（電源ポジション）を切り換える際に操作されるエンジンスイッチ３３が設けられている。エンジンスイッチ３３は、照合ＥＣＵ２１に接続されている。

照合ＥＣＵ２１は、エンジンスイッチ３３が押し操作されると、車室内ＬＦ発信機２３からリクエスト信号Ｓｒｑを発信させて、車室内におけるＩＤ照合を実行する。照合ＥＣＵ２１は、ＩＤ照合が成立することを確認すると、電子キー１が車室内に位置するとして、車室内照合を成立として処理する。

照合ＥＣＵ２１は、車室内照合が成立することを確認すると、エンジンスイッチ３３の操作を許可する。照合ＥＣＵ２１は、電子キー１が車室内に存在する場合に、エンジンスイッチ３３が押し操作される度に電源状態をＡＣＣオン→ＩＧオン→電源オフの順に繰り返し遷移させる。また、照合ＥＣＵ２１は、電子キー１が車室内に存在する場合に、エンジン停止時にブレーキペダルが踏み込み操作された状態でエンジンスイッチ３３が操作されると、エンジンＥＣＵ３２にエンジンを始動させる。

また、車両２には、電子キー１からの通信を契機に単方向通信（ワイヤレス通信）にてＩＤ照合を行うワイヤレスキーシステムが設けられている。電子キー１には、押しボタン式の車両２のドアロックを解錠させる解錠ボタン１６と、ドアロックを施錠させる施錠ボタン１７とが設けられている。解錠ボタン１６及び施錠ボタン１７は、通信制御部１１に接続されている。なお、解錠ボタン１６及び施錠ボタン１７が操作手段に相当する。また、ワイヤレス通信が第２通信に相当する。

通信制御部１１は、解錠ボタン１６が操作された際には、固有のＩＤコードと、解錠操作情報とが含まれた解錠信号ＳｕｌをＵＨＦ発信部１５から送信する。照合ＥＣＵ２１は、ＵＨＦ受信機２４でドアロックの解錠情報を含む解錠信号Ｓｕｌを受信すると、自身のメモリ２１ａに登録されたＩＤコードと解錠信号ＳｕｌのＩＤコードとを照らし合わせてＩＤ照合（ワイヤレス照合）を行う。そして、照合ＥＣＵ２１は、ＩＤ照合成立を確認すると、ドアロック装置３４にドアロックの解錠指令を出力し、ドアロックを解錠させる。

また、通信制御部１１は、施錠ボタン１７が操作された際には、固有のＩＤコードと、解錠操作情報とが含まれた施錠信号ＳｌをＵＨＦ発信部１５から送信する。照合ＥＣＵ２１は、ＵＨＦ受信機２４でドアロックの施錠情報を含む施錠信号Ｓｌを受信すると、自身のメモリ２１ａに登録されたＩＤコードと施錠信号ＳｌのＩＤコードとを照らし合わせてＩＤ照合（ワイヤレス照合）を行う。そして、照合ＥＣＵ２１は、ＩＤ照合成立を確認すると、ドアロック装置３４にドアロックの施錠指令を出力し、ドアロックを施錠させる。

図２に示されるように、本実施例の電子キー１には、自身の電池１８の電圧が所定値以下となると電池切れが近いことを知らせるお知らせ機能が設けられている。同図から分かるように、電子キー１の電池電圧が不動作電圧以下である、いわゆる電池切れの不動作領域では、電子キー１は不動作となる。そして、電子キー１の電池電圧が不動作電圧よりも高めであって、ユーザに電池切れが近いことを知らせるお知らせ電圧以下であるお知らせ領域では、電子キー１は無線通信成立確率を通常よりも低下させ、通信がし難くなることを以て、電子キー１の電池切れが近いことをユーザに気付かせる。電子キー１は、受信通信成立確率を低下することで、通常よりもスマート通信が難しくなる。

図１に示されるように、電子キー１のＬＦ受信部１２には、電波がいずれの方向から到来しても受信できるよう３軸の受信アンテナ１２ａ，１２ｂ，１２ｃが設けられている。また、ＬＦ受信部１２には、電波の有無を判定するとともに受信した電波を処理するアナログフロントエンド（ＡＦＥ：Ａｎａｌｏｇ Ｆｒｏｎｔ Ｅｎｄ）１３が設けられている。なお、ＡＦＥ１３が受信判定手段として機能する。

電子キー１の通信制御部１１には、電池１８の電圧が所定値以下であるか否かを判定する電池電圧判定部１１ｂと、３軸の受信アンテナ１２ａ，１２ｂ，１２ｃを切り替えるアンテナ切替スイッチ１４の動作を制御するアンテナ切替制御部１１ｃと、ボタン操作を検出するボタン操作検出部１１ｄと、時間をカウントするタイマ１１ｅとが設けられている。なお、電池電圧判定部１１ｂが電池電圧判定手段として機能する。アンテナ切替制御部１１ｃが指向性切替手段及び制限一時解除手段として機能する。また、ボタン操作検出部１１ｄが操作検出手段として機能する。

電池電圧判定部１１ｂは、お知らせ電圧と現在の電池電圧とを比較して、現在の電池電圧がお知らせ電圧以下であるか否かを判定する。また、電池電圧判定部１１ｂは、現在の電池電圧がお知らせ電圧以下である場合には、不動作電圧と現在の電池電圧とを比較して、現在の電池電圧が不動作電圧以下であるか否かを判定する。

アンテナ切替制御部１１ｃは、電池電圧判定部１１ｂによって電池電圧が不動作電圧よりも高く、お知らせ電圧以下であると判定された場合には、３軸の受信アンテナ１２ａ，１２ｂ，１２ｃのうち動作する受信アンテナの数量をアンテナ切替スイッチ１４に減少させる。つまり、電子キー１の動作アンテナを減らして受信可能な方向を減らすことにより、電子キー１の受信機能を制限し、電子キー１においてスマート通信成立確立を低下させる。

また、アンテナ切替制御部１１ｃは、電子キー１の受信機能が制限された状況下で、ＡＦＥ１３がリクエスト信号Ｓｒｑを受信したと判定した場合、或いはボタン操作検出部１１ｄがボタン操作を検出した場合には、動作するアンテナの数量を所定時間Ｔの間のみアンテナ切替スイッチ１４に復帰させる。つまり、電子キー１の受信機能が制限されているとき、車外照合やワイヤレス照合が成立すれば、車内照合を通常通り実行可能とするために、電子キー１の受信機能制限を解除して、元の通常状態に一時的に復帰させる。なお、この所定時間Ｔは、ドアを開けて、車両２に乗り込んで車室内照合を成立させるまでの時間に相当する。また、所定時間Ｔが一定時間に相当する。

アンテナ切替スイッチ１４は、アンテナ切替制御部１１ｃから受信確率低下指令があると、動作する受信アンテナを３軸から１軸のみに切り替える。なお、動作する受信アンテナが３軸から１軸のみになっているので電波の受信が難しくなっているが、車両２に通常よりも近づいたり、電子キー１をポケット等から取り出したりして、電子キー１の向きが変われば電波の受信が可能となり、スマート通信が実行可能となっている。また、アンテナ切替スイッチ１４は、アンテナ切替制御部１１ｃから受信確率復帰指令があると、動作する受信アンテナを１軸から３軸に切り替える。

図３に示されるように、Ｘ軸に対して垂直、Ｙ軸及びＺ軸に対して平行な電波（搬送波）が電子キー１に到達した際には、アンテナ軸がＹ軸又はＺ軸に位置する受信アンテナによって電波を受信可能である。ここで、電子キー１の第１受信アンテナ１２ａのみが動作している場合には、第１受信アンテナ１２ａのアンテナ軸がＸ軸に位置しているので電波を受信することができず、スマート通信はできない。そこで、電子キー１の向きを変えると、電子キー１の第３受信アンテナ１２ｃに対して垂直、第１受信アンテナ１２ａ及び第２受信アンテナ１２ｂに対して平行に電波が到達するので、第１受信アンテナ１２ａ及び第２受信アンテナ１２ｂによって電波を受信可能となる。よって、第１受信アンテナ１２ａのみが動作している場合には、電波を受信することができるようになり、スマート通信ができる。このように、動作する受信アンテナの数量が減少された際には、電波に対する電子キー１の向きによっては電子キー１の向きを変える必要があり、電子キー１の状態がいつもと異なることをユーザが認識することができる。

次に、電子キー１の電池電圧が低下した際の動作について図４を参照して説明する。
まず、電子キー１は、リクエスト信号Ｓｒｑを受信した際、或いはボタン１６，１７が操作された際に、電池電圧がお知らせ電圧以下であると判定されたことにより、電子キー１の受信機能が制限されているとする。すなわち、アンテナ切替スイッチ１４によって第１受信アンテナ１２ａのみ動作状態に切り替えられている。このため、ユーザが車両２に通常よりも更に近づいたり、電子キー１をポケット等から取り出したりすれば、電子キー１の向きが変わって、車両２から発信されたリクエスト信号Ｓｒｑを電子キー１が受信する。

図４に示されるように、通信制御部１１は、リクエスト信号Ｓｒｑの受信又はワイヤレス操作があると、通信動作を開始する。すなわち、ＡＦＥ１３は、無線信号としてリクエスト信号Ｓｒｑを受信して、電池電圧判定部１１ｂに電池電圧を判定させる。また、ボタン操作検出部１１ｄは、解錠ボタン１６又は施錠ボタン１７に対する操作を検出して、電池電圧判定部１１ｂに電池電圧を判定させる。電池電圧判定部１１ｂは、電池電圧がお知らせ電圧以下であるか否かを判定する（ステップＳ１）。通信制御部１１は、電池電圧がお知らせ電圧より大きい場合（ステップＳ１：ＮＯ）には、電池１８が交換されたとして、受信機能を通常状態に設定する（ステップＳ６）。すなわち、アンテナ切替制御部１１ｃは、アンテナ切替スイッチ１４によって第１受信アンテナ１２ａのみ動作する状態から全ての受信アンテナ１２ａ，１２ｂ，１２ｃが動作するように第２受信アンテナ１２ｂ及び第３受信アンテナ１２ｃを動作状態に復帰する。つまり、通常モードに復帰し、リクエスト信号Ｓｒｑを通常通り受信可能となる。

一方、通信制御部１１は、電池電圧がお知らせ電圧以下の場合（ステップＳ１：ＹＥＳ）には、電池電圧が不動作電圧より大きいか否かを判定する（ステップＳ２）。通信制御部１１は、電池電圧が不動作電圧より小さい場合（ステップＳ２：ＮＯ）には、電池切れになったとして、不動作に設定する（ステップＳ７）。すなわち、通信制御部１１は、電子キー１自体の動作を停止する。

一方、通信制御部１１は、電池電圧が不動作電圧より大きい場合（ステップＳ２：ＹＥＳ）には、一定時間のみ、受信機能の制限を解除する（ステップＳ３）。すなわち、アンテナ切替制御部１１ｃは、アンテナ切替スイッチ１４によって第２受信アンテナ１２ｂ及び第３受信アンテナ１２ｃを動作状態に復帰させる。これにより、ユーザは乗車後、通常通りの操作態様にて車室内照合を実行することが可能である。そして、通信制御部１１は、所定時間Ｔが経過したか否かを判定する（ステップＳ４）。所定時間Ｔは、タイマ１１ｅによってカウントする。

ここで、通信制御部１１は、電池電圧が不動作電圧より大きい場合（ステップＳ２：ＹＥＳ）には、受信制限を解除するとともに、リクエスト信号Ｓｒｑの受信があればＩＤコード信号Ｓｉｄを、解錠ボタン１６への操作があれば解錠信号ＳｕｌをＵＨＦ発信部１５から送信する。照合ＥＣＵ２１は、ＩＤコード信号ＳｉｄをＵＨＦ受信機２４で受信して、車室外照合が成立すると、ドアロック装置３４に施解錠を許可する。また、照合ＥＣＵ２１は、解錠信号ＳｕｌをＵＨＦ受信機２４で受信して、ワイヤレス照合が成立すると、ドアロック装置３４にドアロックを解錠させる。ユーザは、ドアを開けて車室内に乗り込む。このとき、照合ＥＣＵ２１は、ユーザが乗り込んだことで、車室内にリクエスト信号Ｓｒｑを送信する。電子キー１の受信機能は、一時的に通常状態に戻されているので、このリクエスト信号Ｓｒｑを通常通り受信する。そして、電子キー１は、リクエスト信号Ｓｒｑに応答してＩＤコード信号Ｓｉｄを返信する。これにより、照合ＥＣＵ２１は、車室内照合を行い、車室内照合が成立するので、エンジンの始動操作を許可する。よって、ユーザがエンジンスイッチ３３を操作することでエンジンを始動することができる。

通信制御部１１は、所定時間Ｔが経過すると、受信機能を制限状態に戻す（ステップＳ５）。すなわち、アンテナ切替制御部１１ｃは、アンテナ切替スイッチ１４によって全ての受信アンテナ１２ａ，１２ｂ，１２ｃが動作する状態から第１受信アンテナ１２ａのみ動作するように第２受信アンテナ１２ｂ及び第３受信アンテナ１２ｃを停止状態に切り替える。

さて、本実施例では、電子キー１の電池電圧がお知らせ電圧以下となると、電子キー１の指向性が３軸から１軸に減らされる、つまり電子キー１の受信機能が制限されるので、スマート通信の通信成立確立が低くなる。このため、ユーザが車両２に通常よりも更に近づいたり、電子キー１をポケット等から取り出したりして、電子キー１の向きを変えないと、スマート通信が成立しない状況となる。よって、電子キー１の電池が電池切れに近いことを、ユーザに感覚的に知らせることが可能となる。

また、電子キー１の受信機能が制限されているとき、電子キー１は、リクエスト信号Ｓｒｑを受信する、或いは解錠ボタン１６（施錠ボタン１７）が操作されると、所定時間Ｔだけ受信機能が通常状態に復帰して、車室内照合は通常通り成立させることができる。このため、エンジン始動における利便性は低下させずに済む。よって、電子キー１の異常を認識させることで、電池交換を施すことができる。つまり、電子キー１の電池切れを感覚的に通知でき、かつエンジン始動操作時の利便性も確保することが可能となる。

以上、説明した実施形態によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）電池切れに陥る前に電池電圧がお知らせ電圧以下となると、受信アンテナの指向性が切り替えられて無線通信成立確率が下がることで受信機能が制限されるので、受信動作による電池１８の消耗を抑制することができるとともに、ユーザに電子キー１が車外におけるスマート通信によるＩＤ照合が通常通りにできないことを認識させることができる。そして、リクエスト信号Ｓｒｑを受信した際に無線信号の受信機能の制限が解除され、所定時間Ｔのみ通常状態に復帰するので、ユーザは電子キー１が良好状態でないことを認識しつつ、通常の車内におけるスマート通信による利便性を維持することができる。よって、ユーザに電子キー１の異常を認識させることで、電池切れに陥る前に電池交換を促すことができる。

（２）電池電圧の低下に合わせて指向性の方向が順に減らされることで無線通信成立確率が段階的に低下するので、ユーザが使用する度に違和感を徐々に増加させ、電子キー１が通常の状態でないことを認識させることができる。

（３）動作する受信アンテナの数量を減少することで指向性が減らされ、無線信号の受信機能が制限される。このため、複数の受信アンテナ１２ａ，１２ｂ，１２ｃで良好な指向性を確保している場合には、ある方向において無線信号の受信が難しくなり、ユーザは電子キー１の向きを変えなければならないことで電子キー１が良好状態でないことを認識することができる。

（４）解錠ボタン１６又は施錠ボタン１７が操作された際に無線信号の受信機能の制限が所定時間Ｔのみ解除され、通常状態に復帰するので、ユーザは電子キー１が良好状態でないことを認識しつつ、通常の車内におけるスマート通信による利便性を維持することができる。よって、ユーザに電子キー１の異常を認識させることで、電池切れに陥る前に電池交換を促すことができる。

（５）車室内で行われるスマート通信は通常通りの操作態様で実行することができるので、車室内通信においては利便性が確保される。
（６）電池電圧がお知らせ電圧以下となると電子キー１は受信の指向性が切り替えられて無線通信成立確率が低下されてＩＤ照合が通常通り成立しないので、ユーザは通常よりも車両２に近づくか電子キー１を取り出すことで電子キー１の向きが変わることでリクエスト信号Ｓｒｑを受信する。または、ユーザは電子キー１を取り出して解錠ボタン１６又は施錠ボタン１７を操作することで無線信号を送信してドアロックの解錠又は施錠を行う。そして、電子キー１はリクエスト信号Ｓｒｑを受信した、或いは解錠ボタン１６又は施錠ボタン１７が操作されたことによって、エンジンの始動操作が行われるのに必要な時間だけ無線通信成立確率が通常状態に設定されるので、ＩＤ照合が通常通り成立し、エンジンの始動ができる。よって、ドアロックの操作の応答性が低下することで電池切れが近いことを認識し、スマート通信によるエンジンの始動は通常通り行うことができる。

（７）リクエスト信号Ｓｒｑの受信、或いは解錠ボタン１６又は施錠ボタン１７への操作があった際に電池電圧の判定を行うので、電子キー１自体が動作する直近の電池電圧を判定することができる。

なお、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することができる。
・上記実施形態において、電池電圧がお知らせ電圧以下である際に、無線通信成立確率の低下に加えて、無線信号の受信感度を低下させてもよい。例えば、図１に示されるように、通信制御部１１に設けられるＡＦＥ動作制御部１１ｆによって、ＡＦＥ１３における無線信号の受信有無判定に用いる受信信号強度の閾値を通常よりも上昇することで、無線信号の受信感度を低下させる。なお、ＡＦＥ動作制御部１１ｆが受信感度低下手段及び制限一時解除手段として機能する。このようにすれば、電子キー１の無線信号の受信が通常状態に比べて悪化して、電子キー１が良好ではない状態（例えば電池残量が著しく低下した状態）にあることをユーザに更に認識させることができる。

・上記実施形態では、無線通信成立確率を低下するために、お知らせ電圧以下となった際に、動作する受信アンテナの数量を３個から１個に減少させたが、電池電圧に応じて動作する受信アンテナの数量を段階的に減少させてもよい。例えば、電池電圧がお知らせ電圧以下となった時点で動作する受信アンテナの数量を３個から２個に設定として、さらに電池電圧が低下した際に動作する受信アンテナの数量を２個から１個に設定する。

・上記実施形態では、無線通信成立確率を低下するためにアンテナ切替スイッチ１４によって動作する受信アンテナを切り替えたが、各受信アンテナが受信した無線信号の処理の有無を切り替えてもよい。

・上記実施形態では、解錠ボタン１６又は施錠ボタン１７への操作があった際に、無線通信成立確率を所定時間Ｔのみ通常状態に復帰したが、解錠ボタン１６又は施錠ボタン１７への操作があっても、無線通信成立確率をそのまま維持してもよい。

・上記実施形態では、無線信号を受信した際に、無線通信成立確率を所定時間Ｔのみ通常状態に復帰したが、電子キー１に対応する車両２から発信された無線信号である場合にのみ無線通信成立確率を所定時間Ｔのみ通常状態に復帰してもよい。

・上記実施形態では、受信アンテナの数量を３個としたが、３個に限らず、任意に選択可能である。
・上記実施形態では、リクエスト信号Ｓｒｑの受信、或いは解錠ボタン１６又は施錠ボタン１７への操作があった際に電池電圧の判定を行ったが、電池電圧の判定を随時行ってもよい。

・上記実施形態において、電子キーシステム３で使用する無線信号の周波数は、必ずしもＬＦやＵＨＦに限定されず、これら以外の周波数が使用可能である。また、車両２から電子キー１に無線信号を発信するときの周波数と、電子キー１から車両２に無線信号を返信するときの周波数とは、必ずしも異なるものに限定されず、これらを同じ周波数としてもよい。

・上記構成において、ＬＦ発信機２２，２３の位置は任意に変更可能である。
・上記構成において、ＬＦ発信機２２，２３の数量は任意に変更可能である。
・上記実施形態では、ドアロックの施錠と解錠とに対応したロックセンサ２５及びアンロックセンサ２６を設けたが、１つのセンサのみ設けて、操作される度に施錠と解錠とを行ってもよい。

・上記実施形態では、スマート通信を行ったが、例えば近距離無線通信でもよい。
・仮に１つのアンテナが指向性を可変とすることが可能な場合、指向性を低下させることにより、電子キー１の受信機能を制限してもよい。

・上記実施形態では、電池電圧がお知らせ電圧以下となった際に、車室外において車室外通信が成立すると、車室内においてスマート通信を可能としたが、車室外と車室内とを逆にしてもよい。すなわち、電池電圧がお知らせ電圧以下となった際に、車室内において車室内通信が成立すると、車室外においてスマート通信を可能としてもよい。

次に、上記実施形態から把握できる技術的思想をその効果と共に記載する。
（イ）請求項１〜５のいずれか一項に記載の電子キーにおいて、前記電池電圧判定手段が前記所定値以下であると判定した場合に、前記無線信号の受信感度を低下することにより、受信機能を制限する受信感度低下手段と、前記受信判定手段が前記無線信号を受信したと判定した際に一定時間のみ前記制限を解除して、前記受信機能を通常状態に復帰させる制限一時解除手段と、備えることを特徴とする電子キー。

同構成によれば、電池切れに陥る前に電池電圧が所定値以下となると、無線通信成立確率を低下するとともに、無線信号の受信感度を低下することで受信機能を制限する。このため、電子キーの無線信号の受信が通常状態に比べて悪化して、電子キーが良好ではない状態（例えば電池残量が著しく低下した状態）にあることをユーザに更に認識させることが可能となる。

（ロ）請求項１〜５及び技術的思想（イ）のいずれか一項に記載の電子キーにおいて、前記機器は、ドアロック及びエンジンであって、前記一定時間は、前記エンジンの始動操作を可能とする前記ＩＤ照合を行うのに必要な時間であることを特徴とする電子キー。

同構成によれば、電池電圧が所定値以下となると電子キーは無線通信成立確率が低下し、ユーザは通常よりも車両に近づく、又はユーザは電子キーを取り出すと向きが変わることで無線信号を受信し、ＩＤ照合が成立してドアロックの解錠を行う。そして、電子キーはＩＤ照合が成立したことによって、エンジンの始動操作が行われるのに必要な時間だけ無線通信成立確率が通常状態に復帰されるので、通常通りＩＤ照合が成立し、エンジンの始動が可能となる。よって、電子キーの受信がし難いことで電池切れが近いことを認識し、エンジンの始動は通常通り行うことが可能である。

１…電子キー、２…車両、３…電子キーシステム、１１…通信制御部、１１ａ…メモリ、１１ｂ…電池電圧判定手段としての電池電圧判定部、１１ｃ…指向性切替手段及び制限一時解除手段としてのアンテナ切替制御部、１１ｄ…操作検出手段としてのボタン操作検出部、１１ｅ…タイマ、１２…ＬＦ受信部、１２ａ…第１受信アンテナ、１２ｂ…第２受信アンテナ、１２ｃ…第３受信アンテナ、１３…受信判定手段としてのアナログフロントエンド（ＡＦＥ），１４…アンテナ切替スイッチ、１５…ＵＨＦ発信部、１６…操作手段としての解錠ボタン、１７…操作手段としての施錠ボタン、１８…電池、２１…照合ＥＣＵ、２２…車室外ＬＦ発信機、２３…車室内ＬＦ発信機、２４…ＵＨＦ受信機、３０…車内ＬＡＮ、３１…メインボディＥＣＵ、３２…エンジンＥＣＵ、３３…エンジンスイッチ、３４…ドアロック装置、Ｓｉｄ…ＩＤコード信号、Ｓｌ…施錠信号、Ｓｒｑ…リクエスト信号、Ｓｕｌ…解錠信号。

Claims (6)

1. 車両からの無線信号を契機に前記車両との無線通信を行うことでＩＤ照合が可能であり、当該ＩＤ照合が成立することを条件に前記車両に設置された機器の操作が可能となる電子キーにおいて、
   電源を供給する電池の電圧が所定値以下であるか否かを判定する電池電圧判定手段と、
   前記電池電圧判定手段が前記所定値以下であると判定した場合に、電波受信の指向性を切り替えて無線通信成立確率を下げることにより、受信機能を制限する指向性切替手段と、
   前記無線信号の受信を判定する受信判定手段と、
   前記受信判定手段が前記無線信号を受信したと判定した際に一定時間のみ前記制限を解除して、前記受信機能を通常状態に復帰させる制限一時解除手段と、を備える
   ことを特徴とする電子キー。
2. 請求項１に記載の電子キーにおいて、
   前記指向性切替手段は、前記電池電圧の低下に合わせて前記指向性を順に低下させていくことにより、前記無線通信成立確率を段階的に下げていく
   ことを特徴とする電子キー。
3. 請求項１又は２に記載の電子キーにおいて、
   前記無線信号を受信する複数の受信アンテナを備え、
   前記指向性切替手段は、動作する前記受信アンテナの数量を少なくしていくことにより、前記指向性を低下させて前記受信機能を制限する
   ことを特徴とする電子キー。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の電子キーにおいて、
   自身からの通信を契機に前記車両との無線通信を開始する第２通信の実行時に操作される操作手段が操作されたことを検出する操作検出手段を備え、
   前記制限一時解除手段は、前記操作検出手段が操作を検出した際に一定時間のみ前記制限を解除して、前記受信機能を通常状態に復帰させる
   ことを特徴とする電子キー。
5. 前記制限一時解除手段は、前記一定時間のみ前記制限を解除することにより、前記制限時に通信が成立した場所とは別の領域で行われる前記無線通信を、制限なく実行可能とする
   ことを特徴とする請求項１〜４のうちいずれか一項に記載の電子キー。
6. 車両からの無線信号を契機に前記車両と電子キーとが無線通信を行うことでＩＤ照合が可能であり、当該ＩＤ照合が成立することを条件に前記車両に設置された機器の操作が可能となる電子キーシステムにおいて、
   電源を供給する電池の電圧が所定値以下であるか否かを判定する電池電圧判定手段と、
   前記電池電圧判定手段が前記所定値以下であると判定した場合に、電波受信の指向性を切り替えて無線通信成立確率を下げることにより、受信機能を制限する指向性切替手段と、
   前記無線信号の受信を判定する受信判定手段と、
   前記受信判定手段が前記無線信号を受信したと判定した際に一定時間のみ前記制限を解除して、前記受信機能を通常状態に復帰させる制限一時解除手段と、を前記電子キーに備える
   ことを特徴とする電子キーシステム。

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