JP6294638B2 - 電子キーの充電システム - Google Patents

Description

本発明は、電子キーの充電システムに関する。

従来、車両に識別情報を無線送信する電子キーを用いて、この電子キーからの識別情報に基づき車両の各種機能を実行することができる電子キーシステムが知られている。このような電子キーシステムに関して、例えば特許文献１には、電子キーが手動式の発電機と２次電池とを備え、手動操作により発電機を発電させて２次電池を充電することで、この電子キーの動作のための電力を確保することができる技術が開示されている。

特開２０１３−２１３９号公報

しかしながら、手動操作による発電にて２次電池を充電する場合、電子キーの電力が不足するたびに手動で発電を繰り返す必要があり、電力の確保に手間を要するものであった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、電力を簡便に確保できる電子キーの充電システムを提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明に係る電子キーは、車両に対して少なくとも１つ以上の動作を実行させるための指令信号を前記車両に無線送信する電子キーであって、振動を電力に変換する圧電素子と、前記圧電素子により前記振動から変換された前記電力を蓄電し、少なくとも前記指令信号を出力するための電力を供給する二次電池と、を備える電子キーと、前記車両に設けられ、前記電子キーを着脱自在に収容し、かつ前記車両の走行中に発生する振動を増幅して前記電子キーに伝達する振動増幅手段と、を備えることを特徴とする。

また、上記の電子キーにおいて、前記圧電素子の共振周波数は、前記車両の走行中に発生頻度の高い振動数と同一に設定されることが好ましい。

本発明によれば、電子キーが外部から受ける振動を利用して二次電池を自動的に充電することが可能となり、電子キーの動作のための電力を簡便に確保することができるという効果を奏する。

図１は、本発明の一実施形態に係る電子キーを含む電子キーシステムの概略構成を示すブロック図である。 図２は、本発明の一実施形態に係る電子キーの車室内の収容手法の一例を示す模式図である。 図３は、図２中の電子キー収容ポケットの概略構成を示す断面図である。 図４は、電子キーの車室内の収容方法の他の例を示す模式図である。

以下に、本発明に係る電子キー及びこの電子キーの充電システムの実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の図面において、同一または相当する部分には同一の参照番号を付し、その説明は繰り返さない。

［実施形態］
まず図１を参照して、本実施形態に係る電子キー２を含む電子キーシステム１について説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る電子キーを含む電子キーシステムの概略構成を示すブロック図である。

電子キー２は、車両３に対して少なくとも１つの動作を実行させるための指令信号を車両３に無線送信することができる。電子キーシステム１は、この電子キー２を利用して、電子キー２から無線送信された指令信号に基づき、車両３に対して動作を実行させることができる。このような電子キーシステム１で実行させる車両３のぢ動作としては、例えば、ドアやトランクの解錠または施錠や、エンジンの始動などが挙げられる。

図１に示すように、電子キー２は、上記の機能に関する要素として、制御回路２１、通信回路２２、及びバッテリ２３を備える。

制御回路２１は、電子キー２の動作を管理する。制御回路２１は、車両３に対して所定の動作を実行させるための指令信号を、通信回路２２を介して車両３に送信する機能を制御する。指令信号は、電子キー２に割り当てられた固有の識別情報を含み、指令信号に関する各種情報は例えば制御回路２１に記憶されている。制御回路２１は、例えば、車両３のユーザが、電子キー２に設けられ、車両３の動作に関連付けられるボタンを押下したこと、または、電子キー２を持つユーザが車両３のドアやトランクなどの周囲の所定領域内に入ったこと、または所定領域から出たこと、などのトリガを検知するのに応じて、指令信号を車両３に送信するよう動作することができる。

通信回路２２は、車両３に電波を無線送信可能な送信手段であり、制御回路２１の制御に応じて、上記の指令信号を車両３に無線送信する。

バッテリ２３は、電子キー２の主電源であり、制御回路２１や通信回路２２に電力を供給する。バッテリ２３は、電子キー２の機能のうち少なくとも指令信号を車両３に出力するための電力を供給することができる。バッテリ２３は、電子キー２の動作電源として消費されるたびに、電源電圧（電池残量）が低下する。バッテリ２３は、例えばリチウム電池等の二次電池であり、充電を行うことによって電気を蓄えて繰り返し使用することができる。

また、電子キーシステム１は、図１に示すように、車両３側に上記の機能に関する要素として、通信回路３１、照合部３２、及び制御部３３を備える。

通信回路３１は、電子キー２から無線送信された電波を受信可能な受信手段であり、電子キー２の通信回路２２から送信された指令信号を受信する。

照合部３２は、電子キー２から受信した指令信号に含まれる識別情報が、所定の識別情報と一致するか否かの照合を行う。この「所定の識別情報」とは、予め車両３に登録されている電子キー２の識別情報であり、例えば照合部３２に記憶されている。

制御部３３は、電子キー２による実行が可能な車両３の各種機能の動作を制御する。制御部３３は、照合部３２による照合が一致する場合に、車両３の各種機能を実行する。

このような電子キーシステム１では、まず、電子キー２のボタン押下等のトリガ検知に応じて、電子キー２の制御回路２１が、通信回路２２を介して、車両３に対して所定の動作を実行させるための指令信号を車両３に送信する。車両３の通信回路３１は、この指令信号を受信すると、受信した指令信号を照合部３２に出力する。照合部３２は、電子キー２から受信した指令信号に含まれる電子キー２の識別情報が、車両３に登録されている所定の識別情報と一致するか否かの照合を行い、両者が一致するとの照合結果が出た場合には、その旨の照合一致信号を制御部３３に出力する。制御部３３は、照合部３２からの照合一致信号の入力に応じて、ドアやトランクの解錠／施錠やエンジン始動など、車両３の所定の動作を実行させる。

なお、上記の照合部３２や制御部３３は、物理的には、例えば車両３に搭載されるＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ：電子制御ユニット）など、周知のマイクロコンピュータを主体とする電子回路により構成される。この電子回路は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）及びインターフェースなどを含む。照合部３２や制御部３３の各機能は、ＲＯＭに保持されるアプリケーションプログラムをＲＡＭにロードしてＣＰＵで実行することによって、ＣＰＵの制御のもとで車両３内の各種装置を動作させると共に、ＲＡＭやＲＯＭにおけるデータの読み出し及び書き込みを行うことで実現される。

そして、特に本実施形態では、図１に示すように、上記の電子キーシステム１の電子キー２が圧電素子２４を備えている。

圧電素子２４は、圧電効果を備えた物質、すなわち圧電体を利用した電子デバイスである。圧電効果とは、物質に圧力を与えると電圧が発生する、もしくは電圧を印加すると物質自体が変形する現象である。本実施形態では、圧電素子２４は、図１に示すように、外部から電子キー２に伝達された振動を電力に変換する発電機能を発揮するために電子キー２に設けられている。圧電素子２４は、バッテリ２３に電気的に接続されており、振動により生成した電力をバッテリ２３に供給する。バッテリ２３は、圧電素子２４により生成された電力を蓄電する。すなわち、本実施形態の電子キー２は、圧電素子２４の発電機能を利用して自動的にバッテリ２３の充電を行うことができるよう構成されている。

ここで、本実施形態では、圧電素子２４により発電を行わせるための「振動」として、車両３の走行中に車室内に発生する振動を利用する構成を例示する。図２，３を参照して、このような車両３の走行中の振動を利用して、圧電素子２４によりバッテリ２３を充電する手法について説明する。図２は、本発明の一実施形態に係る電子キーの車室内の収容手法の一例を示す模式図であり、図３は、図２中の電子キー収容ポケットの概略構成を示す断面図である。

図２に示すように、車両３のドア４の車内側には、ウインドウ開閉スイッチ等を備えるパネル部５が設けられるのが一般的である。本実施形態では、このパネル部５に、電子キー２を収容するための電子キー収容ポケット６が設けられている。電子キー収容ポケット６の形状は、図３に示すように、電子キー２の外形寸法に合わせて成型されており、電子キー２を収容したときに電子キー２の表面と電子キー収容ポケット６の内周面とが密着し、パネル部５（すなわち車両３）の振動が電子キー２に好適に伝達できるよう構成されている。

電子キー２を持ったユーザが車両３を運転中には、電子キー２がこの電子キー収容ポケット６に収容される。したがって、車両３の走行中に車室内に発生した振動は、電子キー収容ポケット６を介して電子キー２に伝達される。電子キー２の圧電素子２４は、電子キー収容ポケット６から伝達された振動によって発電し、生成した電力をバッテリ２３に供給する。そして、バッテリ２３が発電素子２４から供給された電力を蓄電することで、バッテリ２３の充電が行われる。

さらに本実施形態では、図３に示すように、電子キー収容ポケット６と、車両３の本体側のパネル部５との間がバネ７で連結されている。このバネ７によって、車両３の振動を増幅させた上で電子キー２に伝達することができる。つまり、本実施形態では、電子キー収容ポケット６及びバネ７が、「車両３に設けられ、車両３の走行中に発生する振動を増幅して電子キー２に伝達する振動増幅手段」として機能する。電子キー収容ポケット６及びバネ７（振動増幅手段）によって、車両３の振動が増幅された上で電子キー２に伝達されるので、振動量に対する圧電素子２４の発電量を増大させることができ、バッテリ２３の充電速度を向上できる。本実施形態に係る電子キーの充電システムは、電子キー２と、振動増幅手段としての電子キー収容ポケット６及びバネ７とを備えるものである。

このように、本実施形態に係る電子キー２は、車両３に対して少なくとも１つの動作を実行させるための指令信号を車両３に無線送信するものであって、振動を電力に変換する圧電素子２４と、圧電素子２４により振動から変換された電力を蓄電し、少なくとも指令信号を出力するための電力を供給するバッテリ２３と、を備える。この構成により、電子キー２が外部から受ける振動を利用してバッテリ２３を自動的に充電することが可能となり、電子キー２の動作のための電力を簡便に確保することができる。

ここで、電子キー２の圧電素子２４の共振周波数は、車両３の走行中に発生頻度の高い振動の周波数と同一であるよう設定されている。これにより、車両３の走行中の振動によって圧電素子２４が共振する頻度を増加させ、この振動に応じた圧電素子の振幅を増大できるので、圧電素子２４による発電量を増加させることができる。

以上、本発明の実施形態を説明したが、上記実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。上記実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行なうことができる。上記実施形態及びその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

電子キー２を収容する電子キー収容ポケット６の設置位置は、車両３の車室内であればよく、上記実施形態で例示したドア４のパネル部５以外の場所とすることもできる。図４は、電子キーの車室内の収容方法の他の例を示す模式図である。例えば図４に示すように、車両３の車室内で運転席及び助手席の前方かつ両席の中間に配置され、エアコン等の各種スイッチ類が収められているセンターコンソール部８に電子キー収容ポケット６ａを設けてもよい。または、ハンドル９に電子キー収容ポケット６ｂを設けてもよい。なお、ハンドル９に電子キー収容ポケット６ｂを設ける構成では、電子キー２の圧電素子２４の共振周波数を上記実施形態のものから変更し、車両３の運転時のハンドル操作によって生じる頻度の高い周波数に合わせるのが好ましい。

また、上記実施形態では、電子キー２の圧電素子２４の発電に利用する振動として、車両３の走行中に車室内に発生する振動を例示したが、例えば、ユーザがポケットやカバンに電子キー２を持ち運んでいる際にユーザの歩行等に伴い生じる振動など、車両３の振動以外のものを利用してもよい。

また、上記実施形態では、電子キー収容ポケット６と、車両３の本体側のパネル部５との間にバネ７を設ける構成を例示したが、車両３の走行中に発生する振動を増幅して電子キー２に伝達する振動増幅手段として機能させることができれば、バネ７以外の要素に置き換えてもよい。

また、上記実施形態では、電子キー２を収容する電子キー収容ポケット６，６ａ，６ｂと車両３の本体側との間にバネ７を設ける構成を例示したが、電子キー収容ポケット６，６ａ，６ｂを車両３の本体側に直接固定して、車両３の振動をそのまま電子キー２に伝達する構成でもよい。

１ 電子キーシステム
２ 電子キー
３ 車両
６ 電子キー収容ポケット（振動増幅手段）
７ バネ（振動増幅手段）
２３ バッテリ（二次電池）
２４ 圧電素子

Claims (2)

1. 車両に対して少なくとも１つ以上の動作を実行させるための指令信号を前記車両に無線送信する電子キーであって、
   振動を電力に変換する圧電素子と、
   前記圧電素子により前記振動から変換された前記電力を蓄電し、少なくとも前記指令信号を出力するための電力を供給する二次電池と、
   を備える電子キーと、
   前記車両に設けられ、前記電子キーを着脱自在に収容し、かつ前記車両の走行中に発生する振動を増幅して前記電子キーに伝達する振動増幅手段と、
   を備えることを特徴とする電子キーの充電システム。
2. 前記圧電素子の共振周波数は、前記車両の走行中に発生頻度の高い振動の周波数と同一であることを特徴とする、請求項１に記載の電子キーの充電システム。

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