JP5755019B2 - 車載用電子キーシステムおよび車載装置 - Google Patents

Description

本発明は、車載用電子キーシステムに関する。

無線通信を利用して、携帯電子キーを用いて車両のドアロックをロック・アンロックするキーレスエントリシステムが知られている。たとえば、携帯電子キーに備えられたロックボタンを押したときに車両のドアをロックし、また、アンロックボタンを押したときにアンロックするシステムや、携帯電子キーを持った運転者が車両に近づいたときに自動でアンロックし、また、車両から離れたときに自動的にロックするシステム等が知られている。

さらに携帯電子キーを用いて車両のドアロック・アンロックを行うキーレスエントリシステムにおいて、車両側の電力消費を抑える技術も検討されている（例えば、下記特許文献１参照）。

特開２００３−１５５８５８号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載のキーレスエントリシステムでは、駐車中に物体が接近してきたか否かを常時監視しており、このため駐車中は常に電力を消費し続ける。従って、長期に駐車していた場合などに、車両のバッテリーが上がってしまう、という問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、車両のバッテリーの電力を消費せずに、駐車中に運転者が近づいた時に携帯電子キーの車両の操作を可能にすることにより、運転者の利便性を損なわず、駐車中のバッテリー上がりを防ぐことができる車載用電子キーシステムを得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、車両に搭載される車載装置と、前記車載装置に無線信号を送信する携帯キーと、で構成される車載用電子キーシステムであって、前記車載装置は、前記車両に搭載されるバッテリーと前記車載装置内の電力を消費する機器との接続を制御するスイッチと、非接触方式により受電し、受電した場合に前記スイッチに電力を供給し、受電が停止した場合には前記スイッチへの電力の供給を停止する受電装置と、前記バッテリーから供給される電力を用いて前記無線信号を受信する車両搭載送受信装置と、を備え、前記携帯キーは、前記車載装置に対して電力を送る送電装置と、前記無線信号を送信する携帯キー搭載送受信装置と、を備え、前記スイッチは、前記受電装置から電力が供給されている場合に前記バッテリーと前記機器とを接続し、前記受電装置からの電力供給が停止すると前記バッテリーと前記機器とを切り離すことを特徴とする。

本発明にかかる車載用電子キーシステムは、車両のバッテリーの電力を消費せずに、駐車中に運転者が近づいた時に携帯電子キーからの車両の操作を可能にすることにより、運転者の利便性を損なわず、駐車中のバッテリー上がりを防ぐことができる、という効果を奏する。

図１は、実施の形態１の車載用電子キーシステムの構成例を示す図である。 図２は、停車時における実施の形態１の動作の一例を示すフローチャートである。 図３は、乗車時における実施の形態１の動作の一例を示すフローチャートである。 図４は、実施の形態２の車載用電子キーシステムの構成例を示す図である。 図５は、実施の形態３の車載用電子キーシステムの構成例を示す図である。

以下に、本発明にかかる車載用電子キーシステムの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、本発明にかかる車載用電子キーシステムの実施の形態１の構成例を示す図である。図１に示すように、本実施の形態の車載用電子キーシステムは、車両１に搭載される車載装置８と、携帯キー９と、で構成される。また、車両１はバッテリー７を搭載している。

車載装置８は、受電装置２と、受電装置２から電力が供給されている間はバッテリー７と電力を消費する機器（車両搭載送受信装置５、開錠制御部４等）とを接続し、受電装置２からの電力供給が停止するとバッテリー７と電力を消費する機器とを切り離すスイッチ３と、開錠制御部４と、車両搭載送受信装置５と、アンテナ６と、を備える。受電装置２は、車両側コイル２１と整流器２２を備える。また、携帯キー９は、送電装置１０と、電池１３と、携帯キー搭載送受信装置１４と、アンテナ１５と、で構成される。送電装置１０は、携帯キー側コイル１１と、交流発生器１２と、で構成される。送電装置１０および携帯キー搭載送受信装置１４は、電池１３から電力を供給される。

次に、本実施の形態の動作を説明する。まず、車両１の停車時の動作を説明する。図２は、停車時における本実施の形態の動作の一例を示すフローチャートである。初期状態では、スイッチ３は、受電装置２からの電力供給はなく、オフ状態（バッテリー７と電力を消費する機器が切り離されている）であるとする。車両１が駐車し、エンジン停止状態になると（ステップＳ１）、車両搭載送受信装置５は、アンテナ６経由でエンジンが停止したことを示す信号を電波１０１として携帯キー９に送信する（ステップＳ２）。携帯キー９では、携帯キー搭載送受信装置１４がアンテナ１５経由でこの信号を受信し、送電装置１０に対して、車両１への電力開始供給の開始を指示し、送電装置１０はこの指示に基づいて電力供給を開始し、車両１の受電装置２が送電装置１０からの電力供給によりスイッチ３へ電力を供給する（ステップＳ３）。これにより、スイッチ３はオンとなり、バッテリー７と電力を消費する機器とが接続される。

なお、携帯キー９から離れた車両１に電力を供給する方法としては、非接触方式の方法を用いる。非接触方式の電力供給の方法は、例えば電磁誘導やマイクロ波などによるものが知られている。図１では、電磁誘導による方法を示しており、送電装置９の交流発生器１２から出力された交流の電流を携帯キー側コイル１１に流すことにより、携帯キー側コイル１１の周辺の磁界１００が変化し、この磁界の変化により車両１の車両側コイル２１周辺の磁界も変化することになる。これにより、車両側コイル２１に電流が発生する。車両側コイル２１により発生した電流はその整流器２２によって整流され、スイッチ３に供給される。

そして、車両１の運転者が携帯キー９を保持したまま、車両１から離れ、携帯キー９から車両１に電力が供給されなくなる（携帯キー側コイル１１による磁界の変化が車両側コイル２１の周辺での磁界の変化をほとんど引き起こさなくなる）と（ステップＳ４）、スイッチ３は電力有りからスイッチ無し状態となったことを検出した場合（ステップＳ５ Ｙｅｓ）、スイッチ３はオフ状態となり、バッテリー７は電力を消費する機器（車両搭載送受信装置５、開錠制御部４等）から切り離される（ステップＳ６）。また、スイッチ３は電力有りからスイッチ無し状態となったことを検出しない場合（ステップＳ５ Ｎｏ）、ステップＳ５を繰り返す。なお、スイッチ３は例えば、リレーで構成される。

次に、運転者が乗車する際の動作を説明する。図３は、乗車時における本実施の形態の動作の一例を示すフローチャートである。携帯キー９を保持した運転者は、ある程度以上車両１から離れており、上述のようにバッテリー７は電力を消費する機器が切り離されているとする（ステップＳ１１）。この状態から、携帯キー９を保持した運転者が車両１にある程度以上近づくと（ステップＳ１２）、携帯キー９の送電装置１０から車両１の受電装置２に電力が供給される（ステップＳ１３）。これにより、スイッチ３に受電装置２から電力が供給され、スイッチ３がオンとなりバッテリー７と電力を消費する機器との接続が回復する（ステップＳ１４）。また、携帯キー９の携帯キー搭載送受信装置１４は、車両１の車両搭載送受信装置５に予め記憶されている認証を行うためのキーコードを送信する（ステップＳ１５）。

車両１の車両搭載送受信装置５は、携帯キー９から受信したキーコードと、予め保持しているキーコードとを照合し、両者が一致するか否かを判断する（ステップＳ１６）。両者が一致した場合（ステップＳ１６ Ｙｅｓ）、車両搭載送受信装置５は開錠制御部４へ車両１のドア等の開錠を指示し、開錠制御部４は指示に基づいて開錠を行う（ステップＳ１７）。

両者が一致しない場合（ステップＳ１６ Ｎｏ）、開錠は行われず、異なる携帯キーの所持者（一致しないキーコードを送信した携帯キーの保持者）が車両１から離れる（ステップＳ１８）と、携帯キー９からの電力供給がなくなり、ステップＳ１１に戻りスイッチ３がオフし電力を消費する機器から切り離される。

なお、停車時の処理としては、ステップＳ３の後、運転者が車両１を離れる（ステップＳ４）前に、車両１を施錠することが多い。施錠を行う場合は、ステップＳ３とステップＳ４の間に、施錠処理が行われる。施錠処理は、通常キーレスシステムで行われているどのような手順を用いてもよいが、例えば、開錠の場合のステップＳ１５〜ステップＳ１７と同様に、キーコードの後に、キーコードが一致した場合に施錠を行うようにする。

以上のように、本実施の形態では、携帯キー９が送電装置１０を備え、車両１の駐車時に送電装置１０からの送電を開始する。車両１に搭載される車載装置８は、受電装置２と、バッテリー７および受電装置２に接続するスイッチ３を備える。そして、受電装置２は、送電装置１０から電力を供給されるとスイッチ３へ電力を供給する。スイッチ３は、受電装置２から電力を供給されている間は、バッテリー７と電力を消費する機器とを接続し、受電装置２からの電力供給が停止されるとバッテリー７と電力を消費する機器とを切り離すようにした。このため、車両１のバッテリー７の電力を消費せずに、駐車中に運転者が近づいた時に携帯キー９を用いて車両１を開錠することがある。すなわち、運転者の利便性を損なわず、駐車中のバッテリー上がりを防ぐことができる。

実施の形態２．
図４は、本発明にかかる車載用電子キーシステムの実施の形態２の構成例を示す図である。図４に示すように、本実施の形態の車載用電子キーシステムは、実施の形態１と同様の車載装置８と、携帯キー９ａと、で構成される。車両１はバッテリー７を搭載している。実施の形態１と同様の機能を有する構成要素は、実施の形態１と同一の符号を付して説明を省略する。

本実施の形態の携帯キー９ａは、実施の形態１の携帯キー９の電池１３の代わりに二次電池１６および発電装置１７を備える以外は実施の形態１の携帯キー９と同様である。

実施の形態１では、携帯キー９に搭載されている電源である電池１３が一次電池であり、電池１３が切れた場合、車両１の開錠・施錠ができなくなる問題がある。本実施の携帯では、発電装置１７として、太陽光発電素子を利用した光発電装置や圧電素子を利用した振動や回転力を電力に換える装置を使用することにより、電池切れにより車両１の開錠・施錠ができなくなることを防ぐ。

電池が切れた場合の本実施の携帯の開錠動作を説明する。電池切れの状態では、携帯キー９ａを保持する運転者が車両１に近づいても、携帯キー９ａから車両１に電力が供給されない為、開錠はされない。

例えば、携帯キー９ａの発電装置１７が光発電装置の場合、運転者は、発電装置１７（光発電装置）の受光部分に光をあて、二次電池１６に電力が蓄えられるのを待つ。また、携帯キー９ａの発電装置１７が圧電素子を利用した発電装置の場合、携帯キー９ａを振ったり、レバーを回転させたりすることにより、圧電素子を利用した発電装置１７による発電がおこなわれ二次電池１６に電力が蓄えられるのを待つ。その後、携帯キー９ａから車両１に電力が供給され、実施の形態１と同様に開錠の動作が実施される。電池切れが生じた場合以外の本実施の形態の動作は、実施の形態１と同様である。

なお、発電装置１７が圧電素子を利用した発電装置の場合、運転者の歩行中の振動により発電し得るものであれば、そもそも電池切れ状態になることはない。

以上のように、本実施の形態では、携帯キー９ａは二次電池１６および電源装置１７を備え、電池切れとなった場合にも、発電により電力を回復できるようにした。このため、実施の形態１と同様の効果が得られるとともに、電池切れとなった場合も車両１の開錠・施錠を実施することができる。

実施の形態３．
図５は、本発明にかかる車載用電子キーシステムの実施の形態３の構成例を示す図である。図５に示すように、本実施の形態の車載用電子キーシステムは、車載装置８ａと、携帯キー９ｂと、で構成される。車両１はバッテリー７を搭載している。実施の形態２と同様の機能を有する構成要素は、実施の形態２と同一の符号を付して説明を省略する。

本実施の形態の車載装置８ａは、実施の形態１の受電装置２を送受電装置２ａに代える以外は実施の形態１の受電装置２と同様である。本実施の形態の携帯キー９ｂは、実施の形態２の携帯キー９ａの発電装置１７を削除し、送電装置１０を送受電装置１０ａに代える以外は実施の形態２の携帯キー９ａと同様である。

実施の形態２では、携帯キー９ａに搭載されている二次電池１６は、発電装置１７から充電できる仕組みとなっているが、強い光のない場所や携帯キー９ａが静止した状態が保たれた場合は、電池切れが発生してしまう。本実施の形態では、車載装置８ａから携帯キー９ｂへの送電を可能とすることにより、携帯キー９ａの二次電池１６を充電できるようにしている。

本実施の形態では、施錠・開錠動作時には、実施の形態１と同様に、送受電装置１０ａが送電し、送受電装置２ａが受電する。一方、車両１が走行している時には、車両１の車載装置８ａでは、バッテリー７の電力により交流発生器２３が交流の電流を送受電装置２ａの車両側コイル２１に流すことにより携帯キー９ｂへ送電する。携帯キー９ｂでは、送受電装置１０ａの携帯キー側コイル１１および整流器１８により受電し、二次電池１６を充電する。以上述べた以外の本実施の形態の動作は、実施の形態２と同様である。

以上のように、本実施の形態では、車載装置８ａが送受電装置２ａを備え、携帯キー９ｂが送受電装置１０ａを備える。そして、車両１が走行している時には、バッテリー７の電力を送受電装置２ａが携帯キー９ｂで送電し、携帯キー９ｂの二次電池１６を充電するようにした。このため、実施の形態１と同様の効果が得られるとともに、携帯キーが電池切れとなることを防ぐことができる。

１ 車両
２ 受電装置
２ａ，１０ａ 送受電装置
３ スイッチ
４ 開錠制御部
５ 車両搭載送受信装置
６,１５ アンテナ
７ バッテリー
８ 車載装置
９，９ａ，９ｂ 携帯キー
１０ 送電装置
１１ 携帯キー側コイル
１２，２３ 交流発生器
１３ 電池
１４ 携帯キー搭載送受信装置
１６ 二次電池
１７ 発電装置
１８ 整流器
２１ 車両側コイル
２２ 整流器
２３ 交流発生器

Claims (9)

1. 車両に搭載される車載装置と、前記車載装置に無線信号を送信する携帯キーと、で構成される車載用電子キーシステムであって、
   前記車載装置は、
   前記車両に搭載されるバッテリーと前記車載装置内の電力を消費する機器との接続を制御するスイッチと、
   非接触方式により受電し、受電した場合に前記スイッチに電力を供給し、受電が停止した場合には前記スイッチへの電力の供給を停止する受電装置と、
   前記バッテリーから供給される電力を用いて前記無線信号を受信する車両搭載送受信装置と、
   を備え、
   前記携帯キーは、
   前記車載装置に対して電力を送る送電装置と、
   前記無線信号を送信する携帯キー搭載送受信装置と、
   を備え、
   前記スイッチは、前記受電装置から電力が供給されている場合に前記バッテリーと前記機器とを接続し、前記受電装置からの電力供給が停止すると前記バッテリーと前記機器とを切り離すことを特徴とする車載用電子キーシステム。
2. 前記送電装置は、電磁誘導により送電を行い、
   前記受電装置は、電磁誘導により受電する、ことを特徴とする請求項１に記載の車載用電子キーシステム。
3. 前記携帯キーは、
   一次電池、
   を備え、
   前記送電装置は前記一次電池から供給される電力により動作する、ことを特徴とする請求項１または２に記載の車載用電子キーシステム。
4. 前記携帯キーは、
   二次電池と、
   発電を行い、発電した電力により前記二次電池を充電する発電装置と、
   を備え、
   前記送電装置は前記二次電池から供給される電力により動作する、ことを特徴とする請求項１または２に記載の車載用電子キーシステム。
5. 前記発電装置を、光発電装置とする、ことを特徴とする請求項４に記載の車載用電子キーシステム。
6. 前記発電装置を、圧電素子を用いた発電装置とする、ことを特徴とする請求項４に記載の車載用電子キーシステム。
7. 前記携帯キーは、
   二次電池、
   を備え、
   前記受電装置は、電力を送る送電機能を有し、
   前記送電装置は、前記受電装置から送電された電力を受電し、受電した電力により前記二次電池を充電し、
   前記送電装置は前記二次電池から供給される電力により動作する、ことを特徴とする請求項１または２に記載の車載用電子キーシステム。
8. 前記送電装置は、前記車両が停車した場合に送電を開始する、ことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載の車載用電子キーシステム。
9. 車両に搭載され、無線信号を送信する携帯キーからの無線信号を受信する車載装置であって、
   前記車両に搭載されるバッテリーと前記車載装置内の電力を消費する機器との接続を制御するスイッチと、
   前記携帯キーから送電された電力を非接触方式により受電し、受電した場合に前記スイッチに電力を供給し、受電が停止した場合には前記スイッチへの電力の供給を停止する受電装置と、
   前記バッテリーから供給される電力を用いて前記無線信号を受信する車両搭載送受信装置と、
   を備え、
   前記スイッチは、前記受電装置から電力が供給されている場合に前記バッテリーと前記機器とを接続し、前記受電装置からの電力供給が停止すると前記バッテリーと前記機器とを切り離すことを特徴とする車載装置。
   

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