JP5985915B2 - 電子キーシステム - Google Patents

Description

この発明は、電子キーシステムに関する。

従来、この種の電子キーシステムとしては、たとえば、特許文献１に記載の車両ドアロック制御システムが知られている。この車両ドアロック制御システムでは、ワイヤレスキーと車載機との間の単方向通信を通じて車のドアの施解錠が実行される。たとえば、ワイヤレスキーのアンロックスイッチを操作したとき、ＩＤコードを含む解錠要求信号が車載機に送信され、この解錠要求信号によって、車両のすべてのドアが一斉に解錠される。

特開２００８−０８８７３７号公報

しかし、特許文献１に開示される構成では、解錠要求信号により車のすべてのドアが解錠される。このため、車両から離れた位置でアンロックスイッチの操作をした場合、第三者に乗り込まれる恐れがあった。

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、ドアの解錠時、第三者に乗り込まれることを抑制することで、セキュリティ性を向上させることができる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記載の発明は、ユーザに携帯されて識別信号を無線送信する電子キーと、前記識別信号の受信を通じてドアの施解錠を実行する車載機と、を備えた電子キーシステムにおいて、前記車載機は、車両進行方向に延びる中心線の左右に、かつ使用される無線通信方式の距離分解能以上離して設けられた複数の受信アンテナと、車載制御装置と、を備え、前記車載制御装置は、前記複数の受信アンテナの受信タイミングによりユーザの車両に対する位置を判定する判定部を備え、前記車載制御装置は、前記判定部の判定結果に基づきユーザがいる側のドアを解錠し、前記車載制御装置は、ユーザの位置が変わる度に、ドアの施錠とユーザがいる側のドアの解錠を繰り返し行うことを要旨とする。

同構成によれば、複数の受信アンテナは、車両進行方向に延びる中心線の左右に、かつ使用される無線通信方式の距離分解能以上離して設けられているので、電子キーからの識別信号の受信タイミングがそれぞれ異なる。つまり、電子キーとの距離が近い受信アンテナほど受信タイミングが早い。この為、受信アンテナの受信タイミングの判定を通じて電子キーがどの受信アンテナと近いか、ひいては車のどのドアの近くに存在するかを判定することができる。この為、車載制御装置は、判定部の判定結果に基づき、一番先に識別信号を受信したアンテナ側にユーザがいると認識することで、ユーザがいる側のドアのみ解錠することができる。従って、ドアのロックを解錠したとき、第三者が乗り込むことが抑制されるので、よりセキュリティ性を向上させることができる。

請求項２記載の発明は、請求項１に記載の電子キーシステムにおいて、前記電子キーは、前記車載機の制御を実行する際に操作される操作スイッチを備え、前記操作スイッチの操作により前記識別信号が無線送信されることを要旨とする。

同構成によれば、操作スイッチの操作により、ユーザがいる側のドアのみ解錠することができる。
請求項３記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の電子キーシステムにおいて、前記電子キーは、ＵＷＢ送信回路を、前記車載機は、前記受信アンテナと同数のＵＷＢ受信回路をそれぞれ備え、前記電子キーは、前記識別信号をインパルス信号で送信し、前記判定部は、前記インパルス信号の受信タイミングにより、ユーザの車両に対する位置を判定することを要旨とする。

同構成によれば、無線通信を距離分解能が高いインパルス方式のＵＷＢ通信で行うことで、ユーザの位置をより正確に判定することができる。

本発明によれば、ドアの解錠時、ユーザがいる側のドアのみ解錠するようにした。これにより、第三者に乗り込まれることが抑制されるので、よりセキュリティ性を向上することができる。

一実施形態におけるワイヤレスキーシステムの概略構成を示すブロック図。 （ａ）は、同実施形態における受信アンテナの配置図、（ｂ）は、同実施形態における受信信号のタイミングチャート図。 他の実施形態におけるワイヤレスキーの概略構成を示すブロック図。

以下、本発明を電子キーシステムの一種であるワイヤレスキーシステムに具体化した一実施形態について図１および図２を参照して説明する。
図１に示すように、ワイヤレスキーシステム１は、ユーザによって所持される電子キー２と、車両に搭載される車載機３とを備えている。そして、電子キー２を送信側として、車載機３を受信側とする単方向のインパルス方式のＵＷＢ（Ｕｌｔｒａ Ｗｉｄｅ Ｂａｎｄ）通信が行われる。ＵＷＢ通信とは、数ｎｓ程度の非常に短いパルスを使用する無線通信であり、本実施形態では、パルス幅を２ｎｓで３．１ＧＨｚ〜１０．２５ＧＨｚを対象とした５００ＭＨｚ以上の帯域幅を使用する。帯域を５００ＭＨｚとした場合、ＵＷＢ通信の距離分解能は０．３ｍ程度となる。

電子キー２は、ＵＷＢ送信回路２１と、マイコン２２と、送信アンテナ２３と、電池２４と、アンロックスイッチ２５と、ロックスイッチ２６とを備えている。送信アンテナ２３は、ＵＷＢ送信回路２１を介してマイコン２２に接続されている。また、電池２４、アンロックスイッチ２５およびロックスイッチ２６はそれぞれマイコン２２と接続されている。

アンロックスイッチ２５およびロックスイッチ２６は、プッシュ式のスイッチであるとともに、これらスイッチが操作されたときには、その旨の操作信号をマイコン２２に出力する。これにより、マイコン２２は、アンロックスイッチ２５またはロックスイッチ２６が操作されたことを認識する。なお、請求項の操作スイッチは、アンロックスイッチ２５とロックスイッチ２６の総称である。

マイコン２２は、アンロックスイッチ２５が操作されたとき、自身のメモリ２２ａに記憶されているＩＤコードを含む解錠要求信号を生成し、それをＵＷＢ送信回路２１に出力する。また、ロックスイッチ２６が操作されたとき、自身のメモリ２２ａに記憶されているＩＤコードを含む施錠要求信号を生成し、それをＵＷＢ送信回路２１に出力する。解錠要求信号および施錠要求信号は、請求項記載の識別信号に相当する。

ＵＷＢ送信回路２１は、マイコン２２から入力された解錠要求信号または施錠要求信号を所定の周波数の電波に変調する。この電波は、送信アンテナ２３を通じて送信される。
一方、車載機３は、互いに時間同期をされた二つのＵＷＢ受信回路３１ａ,３１ｂと、
車両の進行方向に延びる中心線５の左右両側に、かつＵＷＢ通信の距離分解能以上離して配置された二つの受信アンテナ３２ａ,３２ｂと、車載制御装置３３と、を備えている。二つの受信アンテナ３２ａ,３２ｂは、それぞれＵＷＢ受信回路３１ａ,３１ｂを介して車載制御装置３３と接続されている。また、車載制御装置３３には、ドアロック装置３４が接続されている。車載制御装置３３は、メモリ３３ａと、照合部３３ｂと、判定部３３ｃとを備えている。メモリ３３ａには、電子キー２のＩＤコードと同一のＩＤコードが記憶されている。

図２（ａ）に示すように、二つの受信アンテナ３２ａ,３２ｂは、電子キー２からＵＷＢで送信されてくる解錠要求信号または施錠要求信号を受信する。ＵＷＢ受信回路３１ａ,３１ｂは、受信アンテナ３２ａ,３２ｂを通じて受信した解錠要求信号または施錠要求信号を復調した上で、車載制御装置３３に出力する。

車載制御装置３３は、照合部３３ｂを通じてその復調後の解錠要求信号または施錠要求信号に含まれるＩＤコードと、自身のメモリ３３ａに記憶されているＩＤコードとの照合を行う。これと同時に、車載制御装置３３は、判定部３３ｃを通じて受信が早い受信アンテナを判定する。これにより、ユーザが左右のドアのどちら側にいるかを認識される。車載制御装置３３は、受信が早いアンテナが設けられた側にユーザがいると認識する。なお、解錠要求信号を入力されたときのみ判定部３３ｃによる判定が行われる。

車載制御装置３３は、解錠要求信号について照合部３３ｂによる照合が成立したとき、判定部３３ｃの結果に基づき、ユーザがいる側のドアのみ解錠する。また、車載制御装置３３は、施錠要求信号について照合部３３ｂによる照合が成立したとき、すべてのドアを一斉に施錠する。

次に、ワイヤレスキーシステムの動作、特にドアの解錠動作について説明する。図２（ａ）に示すように、ここでは電子キー２が車両の右側（運転席側）に位置している状態である。

ユーザがアンロックスイッチ２５の操作をしたとき、図２（ｂ）の上段に示されるように、解錠要求信号が電子キー２から送信される（時刻ｔ１）。車載機３は、二つの受信アンテナ３２ａ,３２ｂを介して解錠要求信号を受信する。ここで、前述したように電子
キー２は車両の右側に存在しているので左側の受信アンテナ３２ｂよりも右側の受信アンテナ３２ａのほうが電子キー２との距離が短い。この為、図２（ｂ）の中段に示されるように、右側の受信アンテナ３２ａが解錠要求信号を受信するタイミング（時刻ｔ２）は、図２（ｂ）の下段に示される左側の受信アンテナ３２ｂの受信タイミング（時刻ｔ３）よりも早い。車載制御装置３３の判定部３３ｃは二つの受信アンテナ３２ａ,３２ｂの受信タイミングの判定を行う。車載制御装置３３は、判定部３３ｃの判定結果に基づき早く受信したアンテナ側にユーザがいると認識する。そして、車載制御装置３３は、照合部３３ｂによるＩＤコードの照合が成立したとき、判定部３３ｃの判定結果に基づき、ユーザがいる側のドア、ここでは、車両の右側ドアのみ解錠する。なお、電子キー２が左側に存在する場合も前述と同様にして、左側のドアのみ解錠される。

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）電子キー２からの解錠要求信号をＵＷＢ受信回路３１ａ,３１ｂが受信したとき、車載制御装置３３は、照合部３３ｂでＩＤコードの照合を行うとともに、判定部３３ｃの判定結果に基づき、ユーザがいる側のドアのみ解錠するようにした。これにより、車から離れた位置でドアを解錠したとき、他のドアから第三者が乗り込むことが抑制されるので、よりセキュリティ性を向上することができる。

（２）電子キー２と車載機３間の通信方式として距離分解能が高いインパルスのＵＷＢ通信を採用した。この為、車の両側に設けた受信アンテナ３２ａ,３２ｂの受信タイミン
グの早さによってユーザの車両に対する位置を判定することができる。

（３）受信アンテナ３２ａ,３２ｂ間は、車両の進行方向に延びる中心線５の左右両側に、かつＵＷＢ通信の距離分解能以上離して設置した。これにより、二つの受信アンテナ３２ａ,３２ｂは、相互に干渉せず、ユーザの位置をより正確に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。
・本実施例は、ワイヤレスキーシステムに限らず、キー操作フリーシステムでもよい。具体的には、図３に示すようにキー操作フリーシステム４では、本実施形態と異なって電子キー２および車載機３間での双方向通信を通じて車両ドアの施解錠が可能である。従って、電子キー２には、ＬＦ受信回路２７およびＬＦ受信アンテナ２８を、車載機３には、ＬＦ送信回路３５およびＬＦ送信アンテナ３７を新たに設ける。

電子キー２を所持したユーザがＬＦ受信範囲外にいるときは、アンロックスイッチ２５またはロックスイッチ２６の操作によりドアの解錠または施錠を行う。電子キー２は、アンロックスイッチ２５またはロックスイッチ２６の操作されるＩＤコードを含む解錠要求信号または施錠要求信号を車載機３に送信する。解錠要求信号または施錠要求信号を受信した車載機３は、本実施形態の車載機３と同様な処理が行うので、説明は省略する。従って、電子キー２の操作スイッチの操作により、ユーザがいる側のドアのみ解錠またはすべてのドアの施錠することができる。

また、電子キー２を所持したユーザがＬＦ受信範囲内にいるときは、上記の操作スイッチによる操作も可能である一方、車載機３からの要求信号を受信したとき、電子キー２からＩＤコードを含む応答信号が自動的に車載機３に送信する。電子キー２からの応答信号を受信したとき、車載機３は、本実施形態の車載機３と同様な処理が行うので、説明は省略する。よって、電子キー２を所持したユーザがＬＦ受信範囲内に入ると、ユーザがいる側のドアが自動で解錠される。一方、電子キー２を所持したユーザがＬＦ受信範囲外になると、上述した操作スイッチの操作がない限り、すべてのドアが施錠される。よって、操作スイッチによる操作によってまたはキー操作フリーシステム４の双方向通信によってユーザがいる側のドアを解錠または施錠することができる。単一のＬＦ送信アンテナ３７により車両の周辺にＬＦ受信エリアを形成する場合、特に好適である。

・図３に示したキー操作フリーシステム４の電子キー２のアンロックスイッチ２５またはロックスイッチ２６は、省略してもよい。この場合であれ、電子キー２を所持したユーザがＬＦ受信範囲内にいるときは、上記のキー操作フリーシステム４と同様にユーザがいる側のドアが自動で解錠される。一方、ユーザがＬＦ受信範囲外になると、すべてのドアが施錠される。これによれば、操作スイッチが頼らずにユーザがいる側のドアの施解錠することができる。

・キー操作フリーシステム４では、要求信号の送信にはＬＦ帯の電波を使用したが、ＵＨＦ帯の電波を使用してもよい。これにより、従来のキー操作フリーシステムに比べてより遠い距離から要求信号を受信することができる。

・ドアの解錠操作に一定の時間制限を設けてもよい。この場合、車載制御装置３３のメモリ３３ａに、一定の時間を設定する。車載制御装置３３は、解錠要求信号を受信後、設定された一定時間内にドアの開閉があるか否かを検出する。一定の時間内にドアの開閉が検出されなかったら、すべてのドアを再び施錠される。これにより、セキュリティ性をさらに向上することができる。

・解錠要求信号は、一定の周期に繰り返し送信してもよい。ここでの周期は、解錠操作に一定の時間制限を設けた上記変形例の一定の時間より短くするのが好ましい。一定の周期で繰り返し送信されてくる解錠要求信号を受信する毎に、車載制御装置３３は、再びユーザの位置を判定し、常にユーザがいる側のドアが解錠される。これと同時に、ユーザの位置が更新される前に解錠されたドアは、再び施錠される。従って、ユーザの位置が変わる度に、ドアのロックとユーザがいる側のアンロックが繰り返し行われるので、常にユーザがいる側のドアを解錠することができる。

・受信アンテナの配置は、適宜に変更してもよい。たとえば、車の左右両側のＡピラーＢピラー、Ｃピラーの何れかのピラーまたは車の左右両側のドアなどにそれぞれに配置してもよい。この場合であっても、本実施形態の（１）〜（３）と同様な効果が得られる。

・本実施形態を、次のように変更してもよい。たとえば、左右のドアに加えてスライドドアまたはトランクルームのロック解錠も可能である。この場合、該当するスライドドアまたはトランクルームに受信アンテナを、車両進行方向に延びる中心線５の左右両側に、かつ各受信アンテナ同士間はＵＷＢ通信の距離分解能以上離して設置することで、ユーザがいる側のドア（スライドドアを含む）またはトランクルームのロックを解錠することができる。よって、従来の電子キーシステムと比べてアンロックスイッチ、特に左右のスライドドア解錠用のアンロックスイッチまたはトランクルーム解錠用のアンロックスイッチを省略して一つに纏めることができる。

・受信アンテナの数は、二つ以上にしてもよい。たとえば、各ドアにそれぞれ受信アンテナを、車両進行方向に延びる中心線５の左右両側に、かつ各受信アンテナ同士間はＵＷＢ通信の距離分解能以上離して設置してもよい。同構成にすれば、ユーザと一番近いドアのみ解錠することができる。

・本実施例では、電子キー２から車載機３への通信は、ＵＷＢを使用しているが、他の帯域にしてもよい。たとえば、ＵＨＦ帯を使用してもよい。この場合であっても、図１に示した電子キー２のＵＷＢの送信回路を従来のＵＨＦ送信回路に変え、車載機３の複数の受信アンテナは、ＵＨＦ通信の距離分解能以上離して設置する。これによれば、ＵＨＦ通信の場合でも、ユーザがいる側のドアのみ解錠することができる。

次に、前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）電子キーシステムにおいて、前記受信アンテナを各ドアに備えたこと。

同構成によれば、受信アンテナを各ドアに設けた。これにより、操作スイッチの操作またはキー操作フリーの通信機能によりユーザに近いドアのみ解錠することで、セキュリティ性をさらに向上させることができる。

（ロ）電子キーシステムにおいて、前記受信アンテナをさらにトランクルームに備えたこと。
同構成によれば、操作スイッチの操作またはキー操作フリーの通信により、トランクルームのみ解錠することができる。

（ハ）電子キーシステムにおいて、前記車載制御装置に一定の時間を設定し、前記車載制御装置は、ユーザがいる側のドアを解錠後、前記一定の時間内に当該ドアの開閉が検出されなかったときに当該ドアを再び施錠し、前記識別信号を、前記一定の時間より短い周期で繰り返し送信すること。

同構成によれば、一定の時間内に解錠したドアの開閉が検出されなかったら再び施錠するとともに、定期的に送信されてくる識別信号により常にユーザがいる側のドアを解錠することができる。

２…電子キー、３…車載機、２１…ＵＷＢ送信回路、３１ａ,３１ｂ…ＵＷＢ受信回路、３２ａ，３２ｂ…受信アンテナ、３３…車載制御装置、３３ｃ…判定部。

Claims (3)

1. ユーザに携帯されて識別信号を無線送信する電子キーと、
   前記識別信号の受信を通じてドアの施解錠を実行する車載機と、を備えた電子キーシステムにおいて、
   前記車載機は、車両進行方向に延びる中心線の左右に、かつ使用される無線通信方式の距離分解能以上離して設けられた複数の受信アンテナと、車載制御装置と、を備え、
   前記車載制御装置は、前記複数の受信アンテナの受信タイミングによりユーザの車両に対する位置を判定する判定部を備え、
   前記車載制御装置は、前記判定部の判定結果に基づきユーザがいる側のドアを解錠し、
   前記車載制御装置は、ユーザの位置が変わる度に、ドアの施錠とユーザがいる側のドアの解錠を繰り返し行う電子キーシステム。
2. 請求項１に記載の電子キーシステムにおいて、
   前記電子キーは、前記車載機の制御を実行する際に操作される操作スイッチを備え、
   前記操作スイッチの操作により前記識別信号が無線送信される電子キーシステム。
3. 請求項１または請求項２に記載の電子キーシステムにおいて、
   前記電子キーは、ＵＷＢ送信回路を、
   前記車載機は、前記受信アンテナと同数のＵＷＢ受信回路をそれぞれ備え、
   前記電子キーは、前記識別信号をインパルス信号で送信し、
   前記判定部は、前記インパルス信号の受信タイミングにより、ユーザの車両に対する位置を判定する電子キーシステム。