電子キー
【課題】電源が消耗した場合であれ、無線信号の授受を通じて電子機器を円滑に作動さることができる電子キーを提供する。
【解決手段】ソーラーパネル２７と、当該ソーラーパネル２７によって発電される電気による充電が可能とされたコンデンサ２６ｂと、当該コンデンサ２６ｂの電力を消費して車両１０との間で無線信号の授受を行う電子キー制御部２１とを備え、当該電子キー制御部２１は、無線信号の授受を通じて、車両１０に搭載された各種ドアロック装置１４を作動させる又は作動を許可する電子キーにおいて、電子キー制御部２１は、コンデンサ２６ｂの電圧が、無線信号の送信を完了するのに必要な電圧閾値を下回る場合には無線信号の送信を禁止し、充電によりコンデンサ２６ｂの電圧が電圧閾値に達したとき場合には無線信号の送信の開始を許可する電子キー。
【解決手段】ソーラーパネル２７と、当該ソーラーパネル２７によって発電される電気による充電が可能とされたコンデンサ２６ｂと、当該コンデンサ２６ｂの電力を消費して車両１０との間で無線信号の授受を行う電子キー制御部２１とを備え、当該電子キー制御部２１は、無線信号の授受を通じて、車両１０に搭載された各種ドアロック装置１４を作動させる又は作動を許可する電子キーにおいて、電子キー制御部２１は、コンデンサ２６ｂの電圧が、無線信号の送信を完了するのに必要な電圧閾値を下回る場合には無線信号の送信を禁止し、充電によりコンデンサ２６ｂの電圧が電圧閾値に達したとき場合には無線信号の送信の開始を許可する電子キー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子キーに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車においては、利便性の向上を目的として、ユーザに所持される電子キーと車載装置との間で無線通信を行い、当該無線通信が成立したことを条件としてドア錠の施解錠を許可又は実行する電子キーシステムが搭載されている。電子キーシステムには、特許文献１に示されるように、先の無線通信を、電子キーを所持したユーザが車両に近づくだけで自動的に実行するスマートシステムと、電子キーに設けられたスイッチが操作されたことを契機として実行するワイヤレスシステムとがある。多くの自動車には、これら両方のシステムが搭載されている。この場合、ユーザは、自身のおかれた状況に応じてスマートシステムとワイヤレスシステムとを選択して使用することができるので、使用勝手がよい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２１１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
通常、電子キーには、交換可能とされた電池（一次電池）が搭載されている。電子キーは、電池の電力を消費することで無線信号を生成し、車両との無線通信（スマート通信及びワイヤレス通信）を行う。こうした電子キーにおいては、電池が消耗すると、スマートシステム及びワイヤレスシステムの両方が使用できなくなる。
【０００５】
そこで、電子キーに、一次電池の他に、例えば太陽光パネル等の発電手段と、同発電手段において発電した電力を蓄えるコンデンサ等の蓄電手段を設けることが検討されている。電子キーは、電池が消耗したときには、蓄電手段の電力を消費して無線信号を生成し、車両との無線通信を行う。
【０００６】
しかしながら、このような電子キーにおいては、蓄電手段に蓄電されている電力量が、無線通信を完了するのに十分な量でなくても車両との通信が開始されるおそれがある。この場合、電子キーは、途中で無線通信が行えなくなり、ひいては、車両ドアの施解錠を行えなくなる。このため、ユーザにとって不便であった。
【０００７】
本発明は、こうした実状に鑑みてなされたものであり、その目的は、電源が消耗した場合であれ、無線信号の授受を通じて電子機器を円滑に作動さることができる電子キーを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、請求項１の発明は、発電手段と、当該発電手段によって発電される電気による充電が可能とされた蓄電手段と、当該蓄電手段の電力を消費して通信マスタとの間で無線信号の授受を行う制御手段とを備え、当該制御手段は、無線信号の授受を通じて、前記通信マスタに搭載された各種電子機器を作動させる又は作動を許可する電子キーにおいて、前記制御手段は、前記蓄電手段の蓄電量が、前記無線信号の送信を完了するのに必要な電力閾値を下回る場合には前記無線信号の送信を禁止し、前記充電により蓄電手段の蓄電量が前記電力閾値に達したとき場合には前記無線信号の送信の開始を許可することを要旨とする。
【０００９】
蓄電手段の蓄電量が電力閾値よりも少ない状態で、当該無線信号の送信を開始した場合、送信を継続できない。このため、通信マスタの電子機器を作動させる、又は作動を許可することができない。その点、同構成によれば、電子キーは、蓄電手段の蓄電量が電力閾値を下回る場合には、無線信号の送信を開始しない。すなわち、無線信号の送信に必要とされる電力が溜まるまで無線信号の送信が開始されることがない。このため、充電途中での無線信号の送信が抑制される。これにより、蓄電手段が充電中に、当該蓄電手段の電力が無駄に消費されることが抑制される。従って、蓄電手段が電力閾値まで充電されるのにかかる時間が短縮される。このため、ユーザは、蓄電手段が消耗した場合であっても、電子機器を円滑に作動さることができる。
【００１０】
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、前記蓄電手段が蓄電できる量は、電力閾値であることを要旨とする。
同構成によれば、蓄電手段に蓄電できる量が必要最小限とされる。従って、充電が完了するまでにかかる時間も少ない。このため、短時間の充電で無線信号を送信することが可能となる。
【００１１】
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、外部から操作可能とされたスイッチを備え、前記制御手段は、前記スイッチが操作されたことをトリガとして、前記蓄電手段の電力を消費して前記通信マスタに前記無線信号を送信し、当該無線信号の送信を通じて前記電子機器を作動させることを要旨とする。
【００１２】
同構成によれば、いわゆるワイヤレス通信を行う電子キーに設けられる蓄電手段の電力消費を抑制することができる。
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のうちいずれか一項に記載の電子キーにおいて、前記制御手段は、前記通信マスタからの応答を要求する無線信号を受信したことをトリガとして、前記蓄電手段の電力を消費して前記無線信号に対する応答としての無線信号を送信し、当該無線信号の授受を通じて前記電子機器を作動させる又は作動を許可することを要旨とする。
【００１３】
同構成によれば、いわゆるスマート通信を行う電子キーに設けられる蓄電手段の電力消費を抑制することができる。
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の電子キーにおいて、前記蓄電手段の蓄電量が前記電力閾値を下回る場合、前記通信マスタからの無線信号を受信しないことを要旨とする。
【００１４】
同構成によれば、受信を停止することで、当該受信に必要な分の電力消費を抑制することができる。
請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のうちいずれか一項に記載の電子キーにおいて、前記蓄電手段の他に、交換可能とされた一次電池を備え、当該一次電池の電力を消費して前記無線信号を送信することを要旨とする。
【００１５】
同構成によれば、一次電池の電力を使用して無線信号を送信することができるので、無線信号を送信する度に発電手段によって発電させる必要がない。
【発明の効果】
【００１６】
本発明では、電源が消耗した場合であれ、無線信号の授受を通じて電子機器を円滑に作動さることができる電子キーを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本実施形態における電子キーシステムの構成を示すブロック図。
【図２】本実施形態における車両と電子キーとのワイヤレス通信態様を示すシーケンスチャート。
【図３】従来形態における車両と電子キーとのワイヤレス通信態様を示すシーケンスチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明にかかる電子キーシステムを具体化した一実施形態について図１〜３に従って説明する。
図１に示すように、車両１０には、電子キー２０との間で交信される無線信号によりＩＤ照合を実行する電子キーシステム１が搭載されている。電子キーシステム１は、車両１０からの無線信号をトリガとしてＩＤ照合を実行するスマート通信機能（第１の通信機能）と、電子キー２０からの無線信号をトリガとしてＩＤ照合を実行するワイヤレス通信機能（第２の通信機能）とを有している。
【００１９】
＜車両の構成＞
車両１０は、各種の車載機器を制御する車載制御部１１と、その車載制御部１１に電気的に接続されてＬＦ（Ｌｏｗ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）帯の要求信号を送信するＬＦ送信部１２、並びにＵＨＦ（Ｕｌｔｒａ Ｈｉｇｈ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）帯の応答信号、及びワイヤレス信号Ｓｗｉを受信するＵＨＦ受信部１３とを備えている。なお、要求信号は、ウェイク信号Ｓｗｋ、ビークル信号Ｓｖｉ、チャレンジ信号Ｓｃｈの総称、応答信号は、アック信号Ｓａｃ、レスポンス信号Ｓｒｅの総称である。また、車両１０は、同じく車載制御部１１に電気的に接続されたドアロック装置１４及びドアハンドルセンサ１５を備えている。ドアロック装置１４は、ドア錠の施解錠を切り替える。ドアハンドルセンサ１５は、ユーザの図示しないドアハンドルへの接触を検出する。
【００２０】
車載制御部１１には、不揮発性のメモリ１１ａが設けられている。このメモリ１１ａには車両１０に固有のＩＤコードが記憶されている。車載制御部１１は、ＬＦ送信部１２及びＵＨＦ受信部１３を通じて電子キー２０と無線通信を行う。車載制御部１１は、電子キー２０との間で行われる無線信号の授受を通じて、交信している電子キー２０が自身に対応するものか否かを判断する。当該判断は、電子キー２０からの無線信号に含まれるＩＤコードと、メモリ１１ａに記憶されたＩＤコードとの照合により行う。そして、自身に対応するものと判断される場合には、ドアロック装置１４の作動を許可又は実行する。詳しくは、車載制御部１１は、電子キー２０からの応答信号の受信を通じて、当該電子キー２０が自身に対応するものと判断した場合には、ドアロック装置１４の作動を許可する。この状態で、ドアハンドルセンサ１５を通じてドアハンドルへの接触を検出した場合、車載制御部１１は、ドアロック装置１４の作動を実行する。一方、車載制御部１１は、電子キー２０からのワイヤレス信号Ｓｗｉの受信を通じて、当該電子キー２０が自身に対応するものと判断した場合には、ドアロック装置１４の作動を実行する。
【００２１】
＜電子キーの構成＞
電子キー２０は、ＣＰＵ等からなるコンピュータユニットによって構成された電子キー制御部２１を備える。この電子キー制御部２１には、ＬＦ帯の無線信号を受信するＬＦ受信部２２と、ＵＨＦ帯の無線信号を送信するＵＨＦ送信部２３とが電気的に接続されている。
【００２２】
ＬＦ受信部２２は、車両１０から送信されるＬＦ帯の無線信号である要求信号を受信すると、この要求信号をパルス信号に復調し、この復調された信号を電子キー制御部２１へ出力する。
【００２３】
電子キー制御部２１は、不揮発性のメモリ２１ａを備え、同メモリ１１ａには電子キー２０に固有のＩＤコードが記憶されている。電子キー制御部２１は、ＬＦ受信部２２により復調された要求信号を認識すると応答信号を生成する。正確には、認識した信号がウェイク信号Ｓｗｋである場合は当該信号を受信したことを示すアック信号Ｓａｃを、認識した信号がビークル信号Ｓｖｉである場合は当該信号を受信したことを示すアック信号Ｓａｃを、認識した信号がチャレンジ信号Ｓｃｈである場合は当該信号に対する応答としてのレスポンス信号Ｓｒｅを生成する。レスポンス信号Ｓｒｅには、メモリ２１ａに記憶されたＩＤコードが含まれる。電子キー制御部２１は、生成した応答信号をＵＨＦ送信部２３へ出力する。ＵＨＦ送信部２３は、応答信号を変調し、この変調した応答信号をＵＨＦ帯の無線信号として送信する。
【００２４】
また、電子キー２０は、ロックスイッチ２４とアンロックスイッチ２５とを備える。これらスイッチ２４，２５は、電子キー制御部２１に電気的に接続されている。電子キー制御部２１は、ロックスイッチ２４又はアンロックスイッチ２５が操作されて、その旨示す電気信号が入力されると、メモリ２１ａに記憶されたＩＤコードと、車両ドアの施錠又は解錠する旨示す動作内容とを含むワイヤレス信号Ｓｗｉを生成し、この信号をＵＨＦ送信部２３へ出力する。ＵＨＦ送信部２３は、ワイヤレス信号Ｓｗｉを変調するとともに、この変調したワイヤレス信号ＳｗｉをＵＨＦ帯の無線信号として送信する。ワイヤレス信号Ｓｗｉは、４つのフレームが連続する信号である。各フレームは、ＩＤコードと、車両ドアの施錠又は解錠する旨示す動作内容とを含んでいる。通常、車載制御部１１は、ＵＨＦ受信部１３の状態を、無線信号を受信可能とされた待機状態と、受信不能とされた非待機状態との間で間欠的に切り替える。
【００２５】
さらに、電子キー２０は、電源ユニット２６、及びソーラーパネル２７を備える。電源ユニット２６は、交換可能とされた電池（一次電池）２６ａと、充放電が可能とされたコンデンサ２６ｂとを備えている。電源ユニット２６は、電池２６ａ又はコンデンサ２６ｂの電力を電子キー制御部２１等の電子キー２０の各部に供給する。電子キー制御部２１は、電源ユニット２６から供給される電力を消費して作動する。なお、電子キー制御部２１は、コンデンサ２６ｂの電圧を監視する。当該監視を通じて、電子キー制御部２１は、コンデンサ２６ｂの消耗を判断する。コンデンサ２６ｂが消耗していないと判断される場合、電子キー制御部２１は、自身への電力供給をコンデンサ２６ｂから行う。コンデンサ２６ｂが消耗していると判断される場合、電子キー制御部２１は、自身への電力供給を電池２６ａから行う。ここでは、コンデンサ２６ｂが消耗しているかどうかの判断基準である電圧閾値は、車両１０への応答信号又はワイヤレス信号Ｓｗｉを送信できなくなる電圧とされている。
【００２６】
コンデンサ２６ｂには、ソーラーパネル２７が接続されている。ソーラーパネル２７は、電子キー２０のケースの外面に設けられている。ソーラーパネル２７は、太陽光などの光が照射されると、その光エネルギーを利用して発電する。発電された電力は、コンデンサ２６ｂに蓄えられる。なお、コンデンサ２６ｂの蓄電量は、ワイヤレス信号Ｓｗｉを１回分だけ送信できる電力量とされている。すなわち、コンデンサ２６ｂの蓄電量は少ない。このため、ソーラーパネル２７に太陽光を照射すれば、数秒でコンデンサ２６ｂへの充電が完了する。なお、コンデンサ２６ｂが満充電とされた状態の電圧をワイヤレス通信開始可能電圧Ｖ２（以下、第２の電圧Ｖ２）とする。
【００２７】
電子キー２０は、ＬＦ受信部２２の状態を、無線信号の受信が可能とされた待機状態と、無線信号の受信が不能とされた非待機状態との間で切り替える切替部２８を備えている。この切替部２８は、電子キー制御部２１と電気的に接続されており、当該電子キー制御部２１によって制御されている。電子キー制御部２１は、自身への電力供給が、電池２６ａから行われている場合には、切替部２８を通じてＬＦ受信部２２を待機状態に切り替える。また、自身への電力供給が、コンデンサ２６ｂから行われている場合で、コンデンサ２６ｂの電圧がスマート通信開始可能電圧Ｖ１（以下、第１の電圧Ｖ１）を上回るときには、切替部２８を通じてＬＦ受信部２２を待機状態に切り替える。この第１の電圧Ｖ１とは、電子キー制御部２１が、車両１０との間で行われる一連のスマート通信を１回実行するのに必要な電圧のことである。また、第１の電圧Ｖ１は、第２の電圧Ｖ２よりも小さい値である（Ｖ１＜Ｖ２）。一方、自身への電力供給が、コンデンサ２６ｂから行われている場合で、第１の電圧Ｖ１を下回るときには、切替部２８を通じてＬＦ受信部２２を非待機状態に切り替える。
【００２８】
また、電子キー２０は、外部から操作可能とされた切替スイッチ２９を備えている。この切替スイッチ２９は、スマート通信機能のオンオフを切り替える。切替スイッチ２９は、電子キー制御部２１と電気的に接続されており、切替スイッチ２９が操作されたときには、電子キー制御部２１が、切替部２８を通じてＬＦ受信部２２を待機状態と非待機状態との間で切り替える。電子キー制御部２１は、切替スイッチ２９がオンとされている場合で、自身への電力供給が電池２６ａから行われるとき、又は自身への電力供給がコンデンサ２６ｂから行われ当該コンデンサ２６ｂの電圧が第１の電圧Ｖ１を上回るときには、切替部２８を通じてＬＦ受信部２２を待機状態に切り替える。また、電子キー制御部２１は、切替スイッチ２９がオンとされている場合で、自身への電力供給がコンデンサ２６ｂから行われ当該コンデンサ２６ｂの電圧が第１の電圧Ｖ１を下回るときには、切替部２８を通じてＬＦ受信部２２を非待機状態に切り替える。一方、切替スイッチ２９がオフとされている場合、電子キー制御部２１は、自身への電力供給源、及びその電圧値に関係なく、切替部２８を通じてＬＦ受信部２２を非待機状態に切り替える。
【００２９】
なお、電子キー制御部２１は、切替スイッチ２９のオンオフにかかわらず、自身への電力供給がコンデンサ２６ｂから行われている場合には、当該コンデンサ２６ｂの電圧を監視する。コンデンサ２６ｂの電圧が第２の電圧Ｖ２に達している場合には、ロックスイッチ２４又はアンロックスイッチ２５が操作されたときにワイヤレス信号Ｓｗｉを生成する。一方、コンデンサ２６ｂの電圧が第２の電圧Ｖ２に達していない場合には、ロックスイッチ２４又はアンロックスイッチ２５が操作されてもワイヤレス信号Ｓｗｉを生成しない。
【００３０】
＜電子キーシステムの動作＞
はじめに、スマート通信機能を利用してドアロック装置１４を作動させる場合について説明する。まず、電子キー制御部２１への電力供給が電池２６ａから行われている場合について説明する。なお、切替スイッチ２９はオンとされているものとする。
【００３１】
この場合、ユーザは、電子キー２０を所持した状態で、ユーザが車両１０に近づくことにより、車両１０と電子キー２０との間でスマート通信が自動的に行われる。そして、ユーザが車両１０のドアハンドルに設けられたドアハンドルセンサ１５に触れることにより、ドアロック装置１４が作動する。
【００３２】
次に、電子キー制御部２１への電力供給がコンデンサ２６ｂから行われている場合について説明する。なお、切替スイッチ２９はオンとされているものとする。
電子キー制御部２１は、先の監視結果に基づきコンデンサ２６ｂの電圧が第１の電圧Ｖ１を上回っているか否かを判断する。図２に示すように、コンデンサ２６ｂの電圧が第１の電圧Ｖ１を下回っているとき、電子キー制御部２１は、切替部２８を通じてＬＦ受信部２２を非待機状態に切り替える。これにより、電子キー制御部２１は、車両１０から送信される要求信号、例えばウェイク信号Ｓｗｋを受信しない。従って、電子キー制御部２１は、ウェイク信号Ｓｗｋに対する応答としてのアック信号Ｓａｃを送信しない。すなわち、電子キー２０と車両１０との間でスマート通信が開始されない。
【００３３】
なお、このスマート通信が不可とされている間、ソーラーパネル２７における発電が可能である。スマート通信が不可とされているときは、コンデンサ２６ｂの電圧が第１の電圧Ｖ１を下回るときである。第１の電圧Ｖ１は、第２の電圧Ｖ２よりも低い。従って、スマート通信が不可である場合、ワイヤレス通信も不可である。このため、電子キー２０と車両１０との間の無線通信を利用してドアロック装置１４を作動させるには、コンデンサ２６ｂの蓄電量を増加させる必要がある。すなわち、ユーザは、電子キー２０のソーラーパネル２７に光を照射させるようにする。これにより、ソーラーパネル２７は発電を行い、当該発電によって得られた電気をコンデンサ２６ｂに送る。すると、図２の時刻Ｔ１以降、コンデンサ２６ｂの電圧は、徐々に上昇する。
【００３４】
図２に示されるように、コンデンサ２６ｂの電圧が第１の電圧Ｖ１を上回ると（時刻Ｔ１）、電子キー制御部２１は、切替部２８を通じてＬＦ受信部２２を待機状態に切り替える。これにより、電子キー制御部２１は、車両１０から送信される要求信号を受信することができる。すなわち、電子キー制御部２１は、車両１０との間でスマート通信を開始することが可能となる。電子キー制御部２１は、コンデンサ２６ｂの電圧が第１の電圧Ｖ１を上回っているとき、車両１０からのウェイク信号Ｓｗｋを受信すると、これに対する応答としてのアック信号Ｓａｃを送信する。この後、電子キー制御部２１は、車両１０からのビークル信号Ｓｖｉを受信すると、これに対する応答としてのアック信号Ｓａｃを送信する。さらにこの後、電子キー制御部２１は、車両１０からのチャレンジ信号Ｓｃｈを受信すると、これに対する応答としてのレスポンス信号Ｓｒｅを送信する。こうして、車両１０と電子キー２０との間のスマート通信が行われる。
【００３５】
電子キー制御部２１は、コンデンサ２６ｂの電力を消費して応答信号、すなわち、アック信号Ｓａｃ及びレスポンス信号Ｓｒｅを送信する。このため、これらアック信号Ｓａｃ及びレスポンス信号Ｓｒｅを送信する度にコンデンサ２６ｂの電圧が低下する。ここでは、ビークル信号Ｓｖｉに対するアック信号Ｓａｃを送信するとき、すなわち、図２において時刻Ｔ２を境に、コンデンサ２６ｂの電圧が第１の電圧Ｖ１を下回る。
【００３６】
一方で、時刻Ｔ２において、電子キー制御部２１は、車両１０との間でスマート通信の最中である。このため、時刻Ｔ２において、ＬＦ受信部２２を非待機状態に切り替えると、車両１０からのチャレンジ信号Ｓｃｈを受信することができない。そこで、本例の電子キー制御部２１は、一旦、第１の電圧Ｖ１に達した後は、一連のスマート通信が完了するまでＬＦ受信部２２における待機状態を維持する。ただし、時刻Ｔ２と時刻Ｔ３との間において、電子キー制御部２１は、受信した無線信号がチャレンジ信号Ｓｃｈ以外、すなわちウェイク信号Ｓｗｋ又はビークル信号Ｓｖｉである場合には、この信号に対する応答信号を送信しない。換言すれば、電子キー制御部２１は、時刻Ｔ２以降、進行中のスマート通信のみを実行し、新たなスマート通信を開始しない。このようにすることで、スマート通信の最中にコンデンサ２６ｂが消耗して、当該スマート通信が不能となることを抑制することができる。なお、電子キー制御部２１は、レスポンス信号Ｓｒｅの送信が終了した時刻Ｔ３で、切替部２８を通じてＬＦ受信部２２を非待機状態に切り替える。これにより、電子キー制御部２１は、車両１０からの要求信号を受信しないので、コンデンサ２６ｂの電力を消費しない。従って、時刻Ｔ３以降、コンデンサ２６ｂには、ソーラーパネル２７によって発電された電気が供給されるので、当該コンデンサ２６ｂの電圧は、徐々に上昇する。
【００３７】
次に、ワイヤレス通信機能を利用してドアロック装置１４を作動させる場合について説明する。まず、電子キー制御部２１への電力供給が電池２６ａから行われている場合について説明する。なお、切替スイッチ２９はオンとされているものとする。
【００３８】
電子キー制御部２１は、ユーザによりロックスイッチ２４又はアンロックスイッチ２５が操作されて、その旨示す電気信号が入力されると、電池２６ａの電力を消費して、メモリ２１ａに記憶されたＩＤコードと、車両ドアの施錠又は解錠する旨示す動作内容とを含むワイヤレス信号Ｓｗｉ生成する。そして、当該生成したワイヤレス信号ＳｗｉをＵＨＦ送信部２３を通じて送信する。車載制御部１１は、ＵＨＦ受信部１３を通じてワイヤレス信号Ｓｗｉを受信すると、当該ワイヤレス信号Ｓｗｉに含まれるＩＤコードが自身に対応するものかどうかを判断する。そして、自身に対応するものと判断した場合には、同じくワイヤレス信号Ｓｗｉに含まれる動作内容に基づきドアロック装置１４を作動させる。
【００３９】
次に、電子キー制御部２１への電力供給がコンデンサ２６ｂから行われている場合について説明する。なお、切替スイッチ２９はオンとされているものとする。
電子キー制御部２１は、先の監視結果に基づきコンデンサ２６ｂの電圧が第２の電圧Ｖ２に達しているか否かを判断する。図３に示すように、コンデンサ２６ｂの電圧が第２の電圧Ｖ２を下回るとき、電子キー制御部２１は、ロックスイッチ２４又はアンロックスイッチ２５が操作されても、ワイヤレス信号Ｓｗｉを生成しない。これにより、電子キー２０からワイヤレス信号が送信されないので、当該電子キー２０と車両１０との間でワイヤレス通信が行われない。なお、このとき、ユーザはソーラーパネル２７による充電を行う。従って、コンデンサ２６ｂの電圧は徐々に上昇する。
【００４０】
図３に示すように、電子キー制御部２１は、コンデンサ２６ｂの電圧が第２の電圧Ｖ２に達する時刻Ｔ４以降、当該コンデンサ２６ｂの電力を消費してワイヤレス信号Ｓｗｉを送信することができる。この時刻Ｔ４以降において、電子キー制御部２１は、ロックスイッチ２４又はアンロックスイッチ２５が操作されて、その旨示す電気信号が入力されると（時刻Ｔ５）、コンデンサ２６ｂの電力を消費して、ワイヤレス信号Ｓｗｉ生成する。そして、当該生成したワイヤレス信号ＳｗｉをＵＨＦ送信部２３を通じて送信する。車載制御部１１は、ＵＨＦ受信部１３を通じてワイヤレス信号Ｓｗｉを受信すると、当該ワイヤレス信号Ｓｗｉに含まれるＩＤコードが自身に対応するものかどうかを判断する。そして、自身に対応するものと判断した場合には、同じくワイヤレス信号Ｓｗｉに含まれる動作内容に基づきドアロック装置１４を作動させる。なお、コンデンサ２６ｂの蓄電量は、ワイヤレス信号Ｓｗｉを１回分送信できる量とされている。このため、電子キー制御部２１がワイヤレス信号Ｓｗｉの送信を終了した時刻Ｔ６でコンデンサ２６ｂの蓄電量は枯渇する。時刻Ｔ６以降、コンデンサ２６ｂには、ソーラーパネル２７によって発電された電気が供給されるので、当該コンデンサ２６ｂの電圧は、徐々に上昇する。
【００４１】
なお、本例の電子キー２０には、スマート通信機能のオンオフを切り替える切替スイッチ２９が設けられている。当該切替スイッチ２９をオフとすれば、電子キー制御部２１は、切替部２８を通じてＬＦ受信部２２を非待機状態に切り替える。このため、ワイヤレス通信機能を利用してドアロック装置１４を作動させたいとき、切替スイッチ２９をオフとすれば、電子キー２０と車両１０との間でスマート通信が行われることはない。換言すれば、コンデンサ２６ｂの電圧が第２の電圧Ｖ２となる前に、電子キー制御部２１は、コンデンサ２６ｂの電力を消費して車両１０との間でスマート通信を行うことはない。これにより、コンデンサ２６ｂの電圧が第２の電圧Ｖ２となる前に、スマート通信が繰り返され、ワイヤレス通信が行えない事態を防ぐことができる。
【００４２】
以上詳述したように、本実施形態によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
（１）電子キー２０に駆動電力を供給するコンデンサ２６ｂの電圧が、スマート通信を完了させることのできる基準値である第１の電圧Ｖ１を下回る場合には、車両１０からの要求信号、正確にはウェイク信号Ｓｗｋの受信を停止するようにした。これにより、電子キー２０は、ウェイク信号Ｓｗｋに対する応答としてのアック信号Ｓａｃを送信しない。このため、充電途中での無線信号の送信が抑制される。そして、ソーラーパネル２７を通じた充電によりコンデンサ２６ｂの電圧が第１の電圧Ｖ１に達したとき、電子キー２０は、要求信号の受信が可能な状態となる。これにより、ユーザは、車両１０と電子キー２０との間でスマート通信を行い、車両１０のドアロック装置１４を作動させることができる。
【００４３】
（２）コンデンサ２６ｂの電圧が、ワイヤレス信号Ｓｗｉの送信に必要な基準値である第２の電圧Ｖ２を下回る場合には、ロックスイッチ２４又はアンロックスイッチ２５が操作されても、ワイヤレス信号Ｓｗｉの送信を行わないようにした。そして、ソーラーパネル２７によるコンデンサ２６ｂへの充電の総量が、ワイヤレス信号Ｓｗｉに必要な電力量を超えたとき、ワイヤレス信号Ｓｗｉを送信可能とした。この場合も、充電途中でワイヤレス信号Ｓｗｉが送信されることがない。従って、電力十分の状態でワイヤレス信号Ｓｗｉが送信される。途中でワイヤレス信号Ｓｗｉの送信が途切れることがないので、車両１０のドアロック装置１４を作動させることができる。
【００４４】
（３）コンデンサ２６ｂが蓄電できる電力量は、ワイヤレス信号Ｓｗｉを１回分送信することができる量とした。このように構成したことにより、コンデンサ２６ｂが蓄電できる電力量がワイヤレス信号Ｓｗｉを１回分送信する量よりも多い場合に比べて、充電が完了するまでにかかる時間が短い。従って、コンデンサ２６ｂが消耗している場合であっても、短時間でワイヤレス通信を利用することが可能となる。
【００４５】
（４）電子キー制御部２１は、コンデンサ２６ｂが消耗しているときのみ電池２６ａの電力を消費して無線信号を送信するようにした。これにより、電池２６ａの電力が消費されることが抑制されるので、電池２６ａの寿命がながくなる。
【００４６】
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・上記実施形態において、コンデンサ２６ｂ以外の蓄電手段を採用してもよい。例えば、２次電池等がある。これらを利用した場合であっても、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００４７】
・上記実施形態において、ソーラーパネル以外の発電手段を採用してもよい。例えば、圧電素子、磁石とコイルとを利用した電磁誘導等がある。これらを利用した場合であっても、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。なお、これらを利用すれば、ユーザ歩行時の振動、あるいは意図的に電子キー２０を振ることにより得られる振動を利用して発電することもできる。
【００４８】
・上記実施形態において、電源ユニット２６は、蓄電手段のみで構成されてもよい。この場合、電子キー制御部２１が車両１０からの要求信号の受信を停止かどうかの判断基準となる電源ユニット２６の電圧閾値を、少なくともワイヤレス信号を１回分送信できる値とすればよい。このようにしても、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００４９】
・上記実施形態では、電子キー２０は、車両１０との間でスマート通信及びワイヤレス通信の両方を行うことができたが、どちらか一方のみ行える構成であってもよい。なお、スマート通信のみ行う場合には、コンデンサ２６ｂの満充電が第１の電圧Ｖ１としてもよい。
【００５０】
・上記実施形態において、切替部２８を通じてＬＦ受信部２２を非待機状態に切り替える切替スイッチ２９を設けたが、当該スイッチ２９は設けなくてもよい。このように構成した場合であっても、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００５１】
・上記実施形態において、コンデンサ２６ｂの電圧が第１の電圧Ｖ１を下回る場合、電子キー制御部２１は、切替部２８を通じてＬＦ受信部２２を非待機状態に切り替えたが、待機状態のままであってもよい。この場合、電子キー制御部２１は、車両１０からの要求信号（ウェイク信号Ｓｗｋ、ビークル信号Ｓｖｉ、チャレンジ信号Ｓｃｈ）に対する応答信号（アック信号Ｓａｃ、レスポンス信号Ｓｒｅ）を送信しなければよい。このように構成した場合であっても、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００５２】
・上記実施形態では、要求信号は、ウェイク信号Ｓｗｋ、ビークル信号Ｓｖｉ、及びチャレンジ信号Ｓｃｈの３つの信号であるとしたが、これらの信号が、１つないし２つの信号にまとめられていてもよい。この場合、電子キー２０の応答信号も１つないし２つの信号となる。このような相互通信態様であっても、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００５３】
・上記実施形態において、電子キー制御部２１は、コンデンサ２６ｂが消耗しているときのみ電池２６ａの電力を消費して無線信号を送信するようにしたが、逆に、電池２６ａが消耗しているときにコンデンサ２６ｂに充電を行い、当該コンデンサ２６ｂの電力を消費して、無線信号を送信するようにしてもよい。この場合、電池２６ａをすぐに交換することができなくとも、電子キー２０と車両１０との間の無線通信を行うことができる。
【００５４】
・上記実施形態において、電子キー２０は、車両１０と通信するものに限らない。例えば、電子キー２０と通信する住宅等であってもよい。このように構成しても上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００５５】
１…電子キーシステム、１０…車両、１１…制御手段としての車載制御部、１１ａ…メモリ、１２…ＬＦ送信部、１３…ＵＨＦ受信部、１４…ドアロック装置、１５…ドアハンドルセンサ、２０…電子キー、２１…電子キー制御部、２１ａ…メモリ、２２…ＬＦ受信部、２３…ＵＨＦ送信部、２４…ロックスイッチ、２５…アンロックスイッチ、２６…電源ユニット、２６ａ…電池、２６ｂ…コンデンサ、２７…ソーラーパネル、２８…切替部、２９…切替スイッチ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子キーに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車においては、利便性の向上を目的として、ユーザに所持される電子キーと車載装置との間で無線通信を行い、当該無線通信が成立したことを条件としてドア錠の施解錠を許可又は実行する電子キーシステムが搭載されている。電子キーシステムには、特許文献１に示されるように、先の無線通信を、電子キーを所持したユーザが車両に近づくだけで自動的に実行するスマートシステムと、電子キーに設けられたスイッチが操作されたことを契機として実行するワイヤレスシステムとがある。多くの自動車には、これら両方のシステムが搭載されている。この場合、ユーザは、自身のおかれた状況に応じてスマートシステムとワイヤレスシステムとを選択して使用することができるので、使用勝手がよい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２１１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
通常、電子キーには、交換可能とされた電池（一次電池）が搭載されている。電子キーは、電池の電力を消費することで無線信号を生成し、車両との無線通信（スマート通信及びワイヤレス通信）を行う。こうした電子キーにおいては、電池が消耗すると、スマートシステム及びワイヤレスシステムの両方が使用できなくなる。
【０００５】
そこで、電子キーに、一次電池の他に、例えば太陽光パネル等の発電手段と、同発電手段において発電した電力を蓄えるコンデンサ等の蓄電手段を設けることが検討されている。電子キーは、電池が消耗したときには、蓄電手段の電力を消費して無線信号を生成し、車両との無線通信を行う。
【０００６】
しかしながら、このような電子キーにおいては、蓄電手段に蓄電されている電力量が、無線通信を完了するのに十分な量でなくても車両との通信が開始されるおそれがある。この場合、電子キーは、途中で無線通信が行えなくなり、ひいては、車両ドアの施解錠を行えなくなる。このため、ユーザにとって不便であった。
【０００７】
本発明は、こうした実状に鑑みてなされたものであり、その目的は、電源が消耗した場合であれ、無線信号の授受を通じて電子機器を円滑に作動さることができる電子キーを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、請求項１の発明は、発電手段と、当該発電手段によって発電される電気による充電が可能とされた蓄電手段と、当該蓄電手段の電力を消費して通信マスタとの間で無線信号の授受を行う制御手段とを備え、当該制御手段は、無線信号の授受を通じて、前記通信マスタに搭載された各種電子機器を作動させる又は作動を許可する電子キーにおいて、前記制御手段は、前記蓄電手段の蓄電量が、前記無線信号の送信を完了するのに必要な電力閾値を下回る場合には前記無線信号の送信を禁止し、前記充電により蓄電手段の蓄電量が前記電力閾値に達したとき場合には前記無線信号の送信の開始を許可することを要旨とする。
【０００９】
蓄電手段の蓄電量が電力閾値よりも少ない状態で、当該無線信号の送信を開始した場合、送信を継続できない。このため、通信マスタの電子機器を作動させる、又は作動を許可することができない。その点、同構成によれば、電子キーは、蓄電手段の蓄電量が電力閾値を下回る場合には、無線信号の送信を開始しない。すなわち、無線信号の送信に必要とされる電力が溜まるまで無線信号の送信が開始されることがない。このため、充電途中での無線信号の送信が抑制される。これにより、蓄電手段が充電中に、当該蓄電手段の電力が無駄に消費されることが抑制される。従って、蓄電手段が電力閾値まで充電されるのにかかる時間が短縮される。このため、ユーザは、蓄電手段が消耗した場合であっても、電子機器を円滑に作動さることができる。
【００１０】
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、前記蓄電手段が蓄電できる量は、電力閾値であることを要旨とする。
同構成によれば、蓄電手段に蓄電できる量が必要最小限とされる。従って、充電が完了するまでにかかる時間も少ない。このため、短時間の充電で無線信号を送信することが可能となる。
【００１１】
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、外部から操作可能とされたスイッチを備え、前記制御手段は、前記スイッチが操作されたことをトリガとして、前記蓄電手段の電力を消費して前記通信マスタに前記無線信号を送信し、当該無線信号の送信を通じて前記電子機器を作動させることを要旨とする。
【００１２】
同構成によれば、いわゆるワイヤレス通信を行う電子キーに設けられる蓄電手段の電力消費を抑制することができる。
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のうちいずれか一項に記載の電子キーにおいて、前記制御手段は、前記通信マスタからの応答を要求する無線信号を受信したことをトリガとして、前記蓄電手段の電力を消費して前記無線信号に対する応答としての無線信号を送信し、当該無線信号の授受を通じて前記電子機器を作動させる又は作動を許可することを要旨とする。
【００１３】
同構成によれば、いわゆるスマート通信を行う電子キーに設けられる蓄電手段の電力消費を抑制することができる。
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の電子キーにおいて、前記蓄電手段の蓄電量が前記電力閾値を下回る場合、前記通信マスタからの無線信号を受信しないことを要旨とする。
【００１４】
同構成によれば、受信を停止することで、当該受信に必要な分の電力消費を抑制することができる。
請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のうちいずれか一項に記載の電子キーにおいて、前記蓄電手段の他に、交換可能とされた一次電池を備え、当該一次電池の電力を消費して前記無線信号を送信することを要旨とする。
【００１５】
同構成によれば、一次電池の電力を使用して無線信号を送信することができるので、無線信号を送信する度に発電手段によって発電させる必要がない。
【発明の効果】
【００１６】
本発明では、電源が消耗した場合であれ、無線信号の授受を通じて電子機器を円滑に作動さることができる電子キーを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本実施形態における電子キーシステムの構成を示すブロック図。
【図２】本実施形態における車両と電子キーとのワイヤレス通信態様を示すシーケンスチャート。
【図３】従来形態における車両と電子キーとのワイヤレス通信態様を示すシーケンスチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明にかかる電子キーシステムを具体化した一実施形態について図１〜３に従って説明する。
図１に示すように、車両１０には、電子キー２０との間で交信される無線信号によりＩＤ照合を実行する電子キーシステム１が搭載されている。電子キーシステム１は、車両１０からの無線信号をトリガとしてＩＤ照合を実行するスマート通信機能（第１の通信機能）と、電子キー２０からの無線信号をトリガとしてＩＤ照合を実行するワイヤレス通信機能（第２の通信機能）とを有している。
【００１９】
＜車両の構成＞
車両１０は、各種の車載機器を制御する車載制御部１１と、その車載制御部１１に電気的に接続されてＬＦ（Ｌｏｗ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）帯の要求信号を送信するＬＦ送信部１２、並びにＵＨＦ（Ｕｌｔｒａ Ｈｉｇｈ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）帯の応答信号、及びワイヤレス信号Ｓｗｉを受信するＵＨＦ受信部１３とを備えている。なお、要求信号は、ウェイク信号Ｓｗｋ、ビークル信号Ｓｖｉ、チャレンジ信号Ｓｃｈの総称、応答信号は、アック信号Ｓａｃ、レスポンス信号Ｓｒｅの総称である。また、車両１０は、同じく車載制御部１１に電気的に接続されたドアロック装置１４及びドアハンドルセンサ１５を備えている。ドアロック装置１４は、ドア錠の施解錠を切り替える。ドアハンドルセンサ１５は、ユーザの図示しないドアハンドルへの接触を検出する。
【００２０】
車載制御部１１には、不揮発性のメモリ１１ａが設けられている。このメモリ１１ａには車両１０に固有のＩＤコードが記憶されている。車載制御部１１は、ＬＦ送信部１２及びＵＨＦ受信部１３を通じて電子キー２０と無線通信を行う。車載制御部１１は、電子キー２０との間で行われる無線信号の授受を通じて、交信している電子キー２０が自身に対応するものか否かを判断する。当該判断は、電子キー２０からの無線信号に含まれるＩＤコードと、メモリ１１ａに記憶されたＩＤコードとの照合により行う。そして、自身に対応するものと判断される場合には、ドアロック装置１４の作動を許可又は実行する。詳しくは、車載制御部１１は、電子キー２０からの応答信号の受信を通じて、当該電子キー２０が自身に対応するものと判断した場合には、ドアロック装置１４の作動を許可する。この状態で、ドアハンドルセンサ１５を通じてドアハンドルへの接触を検出した場合、車載制御部１１は、ドアロック装置１４の作動を実行する。一方、車載制御部１１は、電子キー２０からのワイヤレス信号Ｓｗｉの受信を通じて、当該電子キー２０が自身に対応するものと判断した場合には、ドアロック装置１４の作動を実行する。
【００２１】
＜電子キーの構成＞
電子キー２０は、ＣＰＵ等からなるコンピュータユニットによって構成された電子キー制御部２１を備える。この電子キー制御部２１には、ＬＦ帯の無線信号を受信するＬＦ受信部２２と、ＵＨＦ帯の無線信号を送信するＵＨＦ送信部２３とが電気的に接続されている。
【００２２】
ＬＦ受信部２２は、車両１０から送信されるＬＦ帯の無線信号である要求信号を受信すると、この要求信号をパルス信号に復調し、この復調された信号を電子キー制御部２１へ出力する。
【００２３】
電子キー制御部２１は、不揮発性のメモリ２１ａを備え、同メモリ１１ａには電子キー２０に固有のＩＤコードが記憶されている。電子キー制御部２１は、ＬＦ受信部２２により復調された要求信号を認識すると応答信号を生成する。正確には、認識した信号がウェイク信号Ｓｗｋである場合は当該信号を受信したことを示すアック信号Ｓａｃを、認識した信号がビークル信号Ｓｖｉである場合は当該信号を受信したことを示すアック信号Ｓａｃを、認識した信号がチャレンジ信号Ｓｃｈである場合は当該信号に対する応答としてのレスポンス信号Ｓｒｅを生成する。レスポンス信号Ｓｒｅには、メモリ２１ａに記憶されたＩＤコードが含まれる。電子キー制御部２１は、生成した応答信号をＵＨＦ送信部２３へ出力する。ＵＨＦ送信部２３は、応答信号を変調し、この変調した応答信号をＵＨＦ帯の無線信号として送信する。
【００２４】
また、電子キー２０は、ロックスイッチ２４とアンロックスイッチ２５とを備える。これらスイッチ２４，２５は、電子キー制御部２１に電気的に接続されている。電子キー制御部２１は、ロックスイッチ２４又はアンロックスイッチ２５が操作されて、その旨示す電気信号が入力されると、メモリ２１ａに記憶されたＩＤコードと、車両ドアの施錠又は解錠する旨示す動作内容とを含むワイヤレス信号Ｓｗｉを生成し、この信号をＵＨＦ送信部２３へ出力する。ＵＨＦ送信部２３は、ワイヤレス信号Ｓｗｉを変調するとともに、この変調したワイヤレス信号ＳｗｉをＵＨＦ帯の無線信号として送信する。ワイヤレス信号Ｓｗｉは、４つのフレームが連続する信号である。各フレームは、ＩＤコードと、車両ドアの施錠又は解錠する旨示す動作内容とを含んでいる。通常、車載制御部１１は、ＵＨＦ受信部１３の状態を、無線信号を受信可能とされた待機状態と、受信不能とされた非待機状態との間で間欠的に切り替える。
【００２５】
さらに、電子キー２０は、電源ユニット２６、及びソーラーパネル２７を備える。電源ユニット２６は、交換可能とされた電池（一次電池）２６ａと、充放電が可能とされたコンデンサ２６ｂとを備えている。電源ユニット２６は、電池２６ａ又はコンデンサ２６ｂの電力を電子キー制御部２１等の電子キー２０の各部に供給する。電子キー制御部２１は、電源ユニット２６から供給される電力を消費して作動する。なお、電子キー制御部２１は、コンデンサ２６ｂの電圧を監視する。当該監視を通じて、電子キー制御部２１は、コンデンサ２６ｂの消耗を判断する。コンデンサ２６ｂが消耗していないと判断される場合、電子キー制御部２１は、自身への電力供給をコンデンサ２６ｂから行う。コンデンサ２６ｂが消耗していると判断される場合、電子キー制御部２１は、自身への電力供給を電池２６ａから行う。ここでは、コンデンサ２６ｂが消耗しているかどうかの判断基準である電圧閾値は、車両１０への応答信号又はワイヤレス信号Ｓｗｉを送信できなくなる電圧とされている。
【００２６】
コンデンサ２６ｂには、ソーラーパネル２７が接続されている。ソーラーパネル２７は、電子キー２０のケースの外面に設けられている。ソーラーパネル２７は、太陽光などの光が照射されると、その光エネルギーを利用して発電する。発電された電力は、コンデンサ２６ｂに蓄えられる。なお、コンデンサ２６ｂの蓄電量は、ワイヤレス信号Ｓｗｉを１回分だけ送信できる電力量とされている。すなわち、コンデンサ２６ｂの蓄電量は少ない。このため、ソーラーパネル２７に太陽光を照射すれば、数秒でコンデンサ２６ｂへの充電が完了する。なお、コンデンサ２６ｂが満充電とされた状態の電圧をワイヤレス通信開始可能電圧Ｖ２（以下、第２の電圧Ｖ２）とする。
【００２７】
電子キー２０は、ＬＦ受信部２２の状態を、無線信号の受信が可能とされた待機状態と、無線信号の受信が不能とされた非待機状態との間で切り替える切替部２８を備えている。この切替部２８は、電子キー制御部２１と電気的に接続されており、当該電子キー制御部２１によって制御されている。電子キー制御部２１は、自身への電力供給が、電池２６ａから行われている場合には、切替部２８を通じてＬＦ受信部２２を待機状態に切り替える。また、自身への電力供給が、コンデンサ２６ｂから行われている場合で、コンデンサ２６ｂの電圧がスマート通信開始可能電圧Ｖ１（以下、第１の電圧Ｖ１）を上回るときには、切替部２８を通じてＬＦ受信部２２を待機状態に切り替える。この第１の電圧Ｖ１とは、電子キー制御部２１が、車両１０との間で行われる一連のスマート通信を１回実行するのに必要な電圧のことである。また、第１の電圧Ｖ１は、第２の電圧Ｖ２よりも小さい値である（Ｖ１＜Ｖ２）。一方、自身への電力供給が、コンデンサ２６ｂから行われている場合で、第１の電圧Ｖ１を下回るときには、切替部２８を通じてＬＦ受信部２２を非待機状態に切り替える。
【００２８】
また、電子キー２０は、外部から操作可能とされた切替スイッチ２９を備えている。この切替スイッチ２９は、スマート通信機能のオンオフを切り替える。切替スイッチ２９は、電子キー制御部２１と電気的に接続されており、切替スイッチ２９が操作されたときには、電子キー制御部２１が、切替部２８を通じてＬＦ受信部２２を待機状態と非待機状態との間で切り替える。電子キー制御部２１は、切替スイッチ２９がオンとされている場合で、自身への電力供給が電池２６ａから行われるとき、又は自身への電力供給がコンデンサ２６ｂから行われ当該コンデンサ２６ｂの電圧が第１の電圧Ｖ１を上回るときには、切替部２８を通じてＬＦ受信部２２を待機状態に切り替える。また、電子キー制御部２１は、切替スイッチ２９がオンとされている場合で、自身への電力供給がコンデンサ２６ｂから行われ当該コンデンサ２６ｂの電圧が第１の電圧Ｖ１を下回るときには、切替部２８を通じてＬＦ受信部２２を非待機状態に切り替える。一方、切替スイッチ２９がオフとされている場合、電子キー制御部２１は、自身への電力供給源、及びその電圧値に関係なく、切替部２８を通じてＬＦ受信部２２を非待機状態に切り替える。
【００２９】
なお、電子キー制御部２１は、切替スイッチ２９のオンオフにかかわらず、自身への電力供給がコンデンサ２６ｂから行われている場合には、当該コンデンサ２６ｂの電圧を監視する。コンデンサ２６ｂの電圧が第２の電圧Ｖ２に達している場合には、ロックスイッチ２４又はアンロックスイッチ２５が操作されたときにワイヤレス信号Ｓｗｉを生成する。一方、コンデンサ２６ｂの電圧が第２の電圧Ｖ２に達していない場合には、ロックスイッチ２４又はアンロックスイッチ２５が操作されてもワイヤレス信号Ｓｗｉを生成しない。
【００３０】
＜電子キーシステムの動作＞
はじめに、スマート通信機能を利用してドアロック装置１４を作動させる場合について説明する。まず、電子キー制御部２１への電力供給が電池２６ａから行われている場合について説明する。なお、切替スイッチ２９はオンとされているものとする。
【００３１】
この場合、ユーザは、電子キー２０を所持した状態で、ユーザが車両１０に近づくことにより、車両１０と電子キー２０との間でスマート通信が自動的に行われる。そして、ユーザが車両１０のドアハンドルに設けられたドアハンドルセンサ１５に触れることにより、ドアロック装置１４が作動する。
【００３２】
次に、電子キー制御部２１への電力供給がコンデンサ２６ｂから行われている場合について説明する。なお、切替スイッチ２９はオンとされているものとする。
電子キー制御部２１は、先の監視結果に基づきコンデンサ２６ｂの電圧が第１の電圧Ｖ１を上回っているか否かを判断する。図２に示すように、コンデンサ２６ｂの電圧が第１の電圧Ｖ１を下回っているとき、電子キー制御部２１は、切替部２８を通じてＬＦ受信部２２を非待機状態に切り替える。これにより、電子キー制御部２１は、車両１０から送信される要求信号、例えばウェイク信号Ｓｗｋを受信しない。従って、電子キー制御部２１は、ウェイク信号Ｓｗｋに対する応答としてのアック信号Ｓａｃを送信しない。すなわち、電子キー２０と車両１０との間でスマート通信が開始されない。
【００３３】
なお、このスマート通信が不可とされている間、ソーラーパネル２７における発電が可能である。スマート通信が不可とされているときは、コンデンサ２６ｂの電圧が第１の電圧Ｖ１を下回るときである。第１の電圧Ｖ１は、第２の電圧Ｖ２よりも低い。従って、スマート通信が不可である場合、ワイヤレス通信も不可である。このため、電子キー２０と車両１０との間の無線通信を利用してドアロック装置１４を作動させるには、コンデンサ２６ｂの蓄電量を増加させる必要がある。すなわち、ユーザは、電子キー２０のソーラーパネル２７に光を照射させるようにする。これにより、ソーラーパネル２７は発電を行い、当該発電によって得られた電気をコンデンサ２６ｂに送る。すると、図２の時刻Ｔ１以降、コンデンサ２６ｂの電圧は、徐々に上昇する。
【００３４】
図２に示されるように、コンデンサ２６ｂの電圧が第１の電圧Ｖ１を上回ると（時刻Ｔ１）、電子キー制御部２１は、切替部２８を通じてＬＦ受信部２２を待機状態に切り替える。これにより、電子キー制御部２１は、車両１０から送信される要求信号を受信することができる。すなわち、電子キー制御部２１は、車両１０との間でスマート通信を開始することが可能となる。電子キー制御部２１は、コンデンサ２６ｂの電圧が第１の電圧Ｖ１を上回っているとき、車両１０からのウェイク信号Ｓｗｋを受信すると、これに対する応答としてのアック信号Ｓａｃを送信する。この後、電子キー制御部２１は、車両１０からのビークル信号Ｓｖｉを受信すると、これに対する応答としてのアック信号Ｓａｃを送信する。さらにこの後、電子キー制御部２１は、車両１０からのチャレンジ信号Ｓｃｈを受信すると、これに対する応答としてのレスポンス信号Ｓｒｅを送信する。こうして、車両１０と電子キー２０との間のスマート通信が行われる。
【００３５】
電子キー制御部２１は、コンデンサ２６ｂの電力を消費して応答信号、すなわち、アック信号Ｓａｃ及びレスポンス信号Ｓｒｅを送信する。このため、これらアック信号Ｓａｃ及びレスポンス信号Ｓｒｅを送信する度にコンデンサ２６ｂの電圧が低下する。ここでは、ビークル信号Ｓｖｉに対するアック信号Ｓａｃを送信するとき、すなわち、図２において時刻Ｔ２を境に、コンデンサ２６ｂの電圧が第１の電圧Ｖ１を下回る。
【００３６】
一方で、時刻Ｔ２において、電子キー制御部２１は、車両１０との間でスマート通信の最中である。このため、時刻Ｔ２において、ＬＦ受信部２２を非待機状態に切り替えると、車両１０からのチャレンジ信号Ｓｃｈを受信することができない。そこで、本例の電子キー制御部２１は、一旦、第１の電圧Ｖ１に達した後は、一連のスマート通信が完了するまでＬＦ受信部２２における待機状態を維持する。ただし、時刻Ｔ２と時刻Ｔ３との間において、電子キー制御部２１は、受信した無線信号がチャレンジ信号Ｓｃｈ以外、すなわちウェイク信号Ｓｗｋ又はビークル信号Ｓｖｉである場合には、この信号に対する応答信号を送信しない。換言すれば、電子キー制御部２１は、時刻Ｔ２以降、進行中のスマート通信のみを実行し、新たなスマート通信を開始しない。このようにすることで、スマート通信の最中にコンデンサ２６ｂが消耗して、当該スマート通信が不能となることを抑制することができる。なお、電子キー制御部２１は、レスポンス信号Ｓｒｅの送信が終了した時刻Ｔ３で、切替部２８を通じてＬＦ受信部２２を非待機状態に切り替える。これにより、電子キー制御部２１は、車両１０からの要求信号を受信しないので、コンデンサ２６ｂの電力を消費しない。従って、時刻Ｔ３以降、コンデンサ２６ｂには、ソーラーパネル２７によって発電された電気が供給されるので、当該コンデンサ２６ｂの電圧は、徐々に上昇する。
【００３７】
次に、ワイヤレス通信機能を利用してドアロック装置１４を作動させる場合について説明する。まず、電子キー制御部２１への電力供給が電池２６ａから行われている場合について説明する。なお、切替スイッチ２９はオンとされているものとする。
【００３８】
電子キー制御部２１は、ユーザによりロックスイッチ２４又はアンロックスイッチ２５が操作されて、その旨示す電気信号が入力されると、電池２６ａの電力を消費して、メモリ２１ａに記憶されたＩＤコードと、車両ドアの施錠又は解錠する旨示す動作内容とを含むワイヤレス信号Ｓｗｉ生成する。そして、当該生成したワイヤレス信号ＳｗｉをＵＨＦ送信部２３を通じて送信する。車載制御部１１は、ＵＨＦ受信部１３を通じてワイヤレス信号Ｓｗｉを受信すると、当該ワイヤレス信号Ｓｗｉに含まれるＩＤコードが自身に対応するものかどうかを判断する。そして、自身に対応するものと判断した場合には、同じくワイヤレス信号Ｓｗｉに含まれる動作内容に基づきドアロック装置１４を作動させる。
【００３９】
次に、電子キー制御部２１への電力供給がコンデンサ２６ｂから行われている場合について説明する。なお、切替スイッチ２９はオンとされているものとする。
電子キー制御部２１は、先の監視結果に基づきコンデンサ２６ｂの電圧が第２の電圧Ｖ２に達しているか否かを判断する。図３に示すように、コンデンサ２６ｂの電圧が第２の電圧Ｖ２を下回るとき、電子キー制御部２１は、ロックスイッチ２４又はアンロックスイッチ２５が操作されても、ワイヤレス信号Ｓｗｉを生成しない。これにより、電子キー２０からワイヤレス信号が送信されないので、当該電子キー２０と車両１０との間でワイヤレス通信が行われない。なお、このとき、ユーザはソーラーパネル２７による充電を行う。従って、コンデンサ２６ｂの電圧は徐々に上昇する。
【００４０】
図３に示すように、電子キー制御部２１は、コンデンサ２６ｂの電圧が第２の電圧Ｖ２に達する時刻Ｔ４以降、当該コンデンサ２６ｂの電力を消費してワイヤレス信号Ｓｗｉを送信することができる。この時刻Ｔ４以降において、電子キー制御部２１は、ロックスイッチ２４又はアンロックスイッチ２５が操作されて、その旨示す電気信号が入力されると（時刻Ｔ５）、コンデンサ２６ｂの電力を消費して、ワイヤレス信号Ｓｗｉ生成する。そして、当該生成したワイヤレス信号ＳｗｉをＵＨＦ送信部２３を通じて送信する。車載制御部１１は、ＵＨＦ受信部１３を通じてワイヤレス信号Ｓｗｉを受信すると、当該ワイヤレス信号Ｓｗｉに含まれるＩＤコードが自身に対応するものかどうかを判断する。そして、自身に対応するものと判断した場合には、同じくワイヤレス信号Ｓｗｉに含まれる動作内容に基づきドアロック装置１４を作動させる。なお、コンデンサ２６ｂの蓄電量は、ワイヤレス信号Ｓｗｉを１回分送信できる量とされている。このため、電子キー制御部２１がワイヤレス信号Ｓｗｉの送信を終了した時刻Ｔ６でコンデンサ２６ｂの蓄電量は枯渇する。時刻Ｔ６以降、コンデンサ２６ｂには、ソーラーパネル２７によって発電された電気が供給されるので、当該コンデンサ２６ｂの電圧は、徐々に上昇する。
【００４１】
なお、本例の電子キー２０には、スマート通信機能のオンオフを切り替える切替スイッチ２９が設けられている。当該切替スイッチ２９をオフとすれば、電子キー制御部２１は、切替部２８を通じてＬＦ受信部２２を非待機状態に切り替える。このため、ワイヤレス通信機能を利用してドアロック装置１４を作動させたいとき、切替スイッチ２９をオフとすれば、電子キー２０と車両１０との間でスマート通信が行われることはない。換言すれば、コンデンサ２６ｂの電圧が第２の電圧Ｖ２となる前に、電子キー制御部２１は、コンデンサ２６ｂの電力を消費して車両１０との間でスマート通信を行うことはない。これにより、コンデンサ２６ｂの電圧が第２の電圧Ｖ２となる前に、スマート通信が繰り返され、ワイヤレス通信が行えない事態を防ぐことができる。
【００４２】
以上詳述したように、本実施形態によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
（１）電子キー２０に駆動電力を供給するコンデンサ２６ｂの電圧が、スマート通信を完了させることのできる基準値である第１の電圧Ｖ１を下回る場合には、車両１０からの要求信号、正確にはウェイク信号Ｓｗｋの受信を停止するようにした。これにより、電子キー２０は、ウェイク信号Ｓｗｋに対する応答としてのアック信号Ｓａｃを送信しない。このため、充電途中での無線信号の送信が抑制される。そして、ソーラーパネル２７を通じた充電によりコンデンサ２６ｂの電圧が第１の電圧Ｖ１に達したとき、電子キー２０は、要求信号の受信が可能な状態となる。これにより、ユーザは、車両１０と電子キー２０との間でスマート通信を行い、車両１０のドアロック装置１４を作動させることができる。
【００４３】
（２）コンデンサ２６ｂの電圧が、ワイヤレス信号Ｓｗｉの送信に必要な基準値である第２の電圧Ｖ２を下回る場合には、ロックスイッチ２４又はアンロックスイッチ２５が操作されても、ワイヤレス信号Ｓｗｉの送信を行わないようにした。そして、ソーラーパネル２７によるコンデンサ２６ｂへの充電の総量が、ワイヤレス信号Ｓｗｉに必要な電力量を超えたとき、ワイヤレス信号Ｓｗｉを送信可能とした。この場合も、充電途中でワイヤレス信号Ｓｗｉが送信されることがない。従って、電力十分の状態でワイヤレス信号Ｓｗｉが送信される。途中でワイヤレス信号Ｓｗｉの送信が途切れることがないので、車両１０のドアロック装置１４を作動させることができる。
【００４４】
（３）コンデンサ２６ｂが蓄電できる電力量は、ワイヤレス信号Ｓｗｉを１回分送信することができる量とした。このように構成したことにより、コンデンサ２６ｂが蓄電できる電力量がワイヤレス信号Ｓｗｉを１回分送信する量よりも多い場合に比べて、充電が完了するまでにかかる時間が短い。従って、コンデンサ２６ｂが消耗している場合であっても、短時間でワイヤレス通信を利用することが可能となる。
【００４５】
（４）電子キー制御部２１は、コンデンサ２６ｂが消耗しているときのみ電池２６ａの電力を消費して無線信号を送信するようにした。これにより、電池２６ａの電力が消費されることが抑制されるので、電池２６ａの寿命がながくなる。
【００４６】
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・上記実施形態において、コンデンサ２６ｂ以外の蓄電手段を採用してもよい。例えば、２次電池等がある。これらを利用した場合であっても、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００４７】
・上記実施形態において、ソーラーパネル以外の発電手段を採用してもよい。例えば、圧電素子、磁石とコイルとを利用した電磁誘導等がある。これらを利用した場合であっても、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。なお、これらを利用すれば、ユーザ歩行時の振動、あるいは意図的に電子キー２０を振ることにより得られる振動を利用して発電することもできる。
【００４８】
・上記実施形態において、電源ユニット２６は、蓄電手段のみで構成されてもよい。この場合、電子キー制御部２１が車両１０からの要求信号の受信を停止かどうかの判断基準となる電源ユニット２６の電圧閾値を、少なくともワイヤレス信号を１回分送信できる値とすればよい。このようにしても、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００４９】
・上記実施形態では、電子キー２０は、車両１０との間でスマート通信及びワイヤレス通信の両方を行うことができたが、どちらか一方のみ行える構成であってもよい。なお、スマート通信のみ行う場合には、コンデンサ２６ｂの満充電が第１の電圧Ｖ１としてもよい。
【００５０】
・上記実施形態において、切替部２８を通じてＬＦ受信部２２を非待機状態に切り替える切替スイッチ２９を設けたが、当該スイッチ２９は設けなくてもよい。このように構成した場合であっても、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００５１】
・上記実施形態において、コンデンサ２６ｂの電圧が第１の電圧Ｖ１を下回る場合、電子キー制御部２１は、切替部２８を通じてＬＦ受信部２２を非待機状態に切り替えたが、待機状態のままであってもよい。この場合、電子キー制御部２１は、車両１０からの要求信号（ウェイク信号Ｓｗｋ、ビークル信号Ｓｖｉ、チャレンジ信号Ｓｃｈ）に対する応答信号（アック信号Ｓａｃ、レスポンス信号Ｓｒｅ）を送信しなければよい。このように構成した場合であっても、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００５２】
・上記実施形態では、要求信号は、ウェイク信号Ｓｗｋ、ビークル信号Ｓｖｉ、及びチャレンジ信号Ｓｃｈの３つの信号であるとしたが、これらの信号が、１つないし２つの信号にまとめられていてもよい。この場合、電子キー２０の応答信号も１つないし２つの信号となる。このような相互通信態様であっても、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００５３】
・上記実施形態において、電子キー制御部２１は、コンデンサ２６ｂが消耗しているときのみ電池２６ａの電力を消費して無線信号を送信するようにしたが、逆に、電池２６ａが消耗しているときにコンデンサ２６ｂに充電を行い、当該コンデンサ２６ｂの電力を消費して、無線信号を送信するようにしてもよい。この場合、電池２６ａをすぐに交換することができなくとも、電子キー２０と車両１０との間の無線通信を行うことができる。
【００５４】
・上記実施形態において、電子キー２０は、車両１０と通信するものに限らない。例えば、電子キー２０と通信する住宅等であってもよい。このように構成しても上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００５５】
１…電子キーシステム、１０…車両、１１…制御手段としての車載制御部、１１ａ…メモリ、１２…ＬＦ送信部、１３…ＵＨＦ受信部、１４…ドアロック装置、１５…ドアハンドルセンサ、２０…電子キー、２１…電子キー制御部、２１ａ…メモリ、２２…ＬＦ受信部、２３…ＵＨＦ送信部、２４…ロックスイッチ、２５…アンロックスイッチ、２６…電源ユニット、２６ａ…電池、２６ｂ…コンデンサ、２７…ソーラーパネル、２８…切替部、２９…切替スイッチ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電手段と、当該発電手段によって発電される電気による充電が可能とされた蓄電手段と、当該蓄電手段の電力を消費して通信マスタとの間で無線信号の授受を行う制御手段とを備え、当該制御手段は、無線信号の授受を通じて、前記通信マスタに搭載された各種電子機器を作動させる又は作動を許可する電子キーにおいて、
前記制御手段は、前記蓄電手段の蓄電量が、前記無線信号の送信を完了するのに必要な電力閾値を下回る場合には前記無線信号の送信を禁止し、前記充電により蓄電手段の蓄電量が前記電力閾値に達したとき場合には前記無線信号の送信の開始を許可する電子キー。
【請求項２】
請求項１に記載の電子キーにおいて、
前記蓄電手段が蓄電できる量は、電力閾値である電子キー。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の電子キーにおいて、
外部から操作可能とされたスイッチを備え、
前記制御手段は、前記スイッチが操作されたことをトリガとして、前記蓄電手段の電力を消費して前記通信マスタに前記無線信号を送信し、当該無線信号の送信を通じて前記電子機器を作動させる電子キー。
【請求項４】
請求項１〜３のうちいずれか一項に記載の電子キーにおいて、
前記制御手段は、前記通信マスタからの応答を要求する無線信号を受信したことをトリガとして、前記蓄電手段の電力を消費して前記無線信号に対する応答としての無線信号を送信し、当該無線信号の授受を通じて前記電子機器を作動させる又は作動を許可する電子キー。
【請求項５】
請求項４に記載の電子キーにおいて、
前記蓄電手段の蓄電量が前記電力閾値を下回る場合、前記通信マスタからの無線信号を受信しない電子キー。
【請求項６】
請求項１〜５のうちいずれか一項に記載の電子キーにおいて、
前記蓄電手段の他に、交換可能とされた一次電池を備え、当該一次電池の電力を消費して前記無線信号を送信する電子キー。
【請求項１】
発電手段と、当該発電手段によって発電される電気による充電が可能とされた蓄電手段と、当該蓄電手段の電力を消費して通信マスタとの間で無線信号の授受を行う制御手段とを備え、当該制御手段は、無線信号の授受を通じて、前記通信マスタに搭載された各種電子機器を作動させる又は作動を許可する電子キーにおいて、
前記制御手段は、前記蓄電手段の蓄電量が、前記無線信号の送信を完了するのに必要な電力閾値を下回る場合には前記無線信号の送信を禁止し、前記充電により蓄電手段の蓄電量が前記電力閾値に達したとき場合には前記無線信号の送信の開始を許可する電子キー。
【請求項２】
請求項１に記載の電子キーにおいて、
前記蓄電手段が蓄電できる量は、電力閾値である電子キー。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の電子キーにおいて、
外部から操作可能とされたスイッチを備え、
前記制御手段は、前記スイッチが操作されたことをトリガとして、前記蓄電手段の電力を消費して前記通信マスタに前記無線信号を送信し、当該無線信号の送信を通じて前記電子機器を作動させる電子キー。
【請求項４】
請求項１〜３のうちいずれか一項に記載の電子キーにおいて、
前記制御手段は、前記通信マスタからの応答を要求する無線信号を受信したことをトリガとして、前記蓄電手段の電力を消費して前記無線信号に対する応答としての無線信号を送信し、当該無線信号の授受を通じて前記電子機器を作動させる又は作動を許可する電子キー。
【請求項５】
請求項４に記載の電子キーにおいて、
前記蓄電手段の蓄電量が前記電力閾値を下回る場合、前記通信マスタからの無線信号を受信しない電子キー。
【請求項６】
請求項１〜５のうちいずれか一項に記載の電子キーにおいて、
前記蓄電手段の他に、交換可能とされた一次電池を備え、当該一次電池の電力を消費して前記無線信号を送信する電子キー。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１３−５００１０（Ｐ２０１３−５００１０Ａ）
【公開日】平成２５年３月１４日（２０１３．３．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１８９７５７（Ｐ２０１１−１８９７５７）
【出願日】平成２３年８月３１日（２０１１．８．３１）
【出願人】（０００００３５５１）株式会社東海理化電機製作所 (3,198)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月１４日（２０１３．３．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月３１日（２０１１．８．３１）
【出願人】（０００００３５５１）株式会社東海理化電機製作所 (3,198)
【Ｆターム（参考）】
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