JP5021523B2 - 電子キーシステム - Google Patents

Description

本発明は、車両に設けられる電子キーシステムに関する。

近年、自動車等の車両（対象物）においては、そのセキュリティレベル（安全性）のさらなる改善とともに車両のユーザの利便性の向上が強く求められている。このため、従来、ユーザに所持され、内蔵された電池によって動作する携帯型の電子キーと、車両に設けた車両側制御装置との間で双方向の無線通信を行い、該無線通信によるＩＤ照合が成立したことを条件として、ドア錠の施解錠操作を許可したり、エンジンの始動を可能な状態としたりする電子キーシステムが提案されている（例えば、特許文献１を参照）。

このため、ユーザは、メカニカルキー等を用いた手動操作によることなく前記車両側制御装置を用いることで、ドア施解錠装置やエンジン制御装置等の車載機器を制御することができて利便性が向上し、しかも電磁的なＩＤ照合が車両制御の開始要件となるため、車両のセキュリティレベルが高められる。

このような電子キーシステムにおいては、電子キーの電池が消耗すると、同電子キーと車両側制御装置との無線通信に基づく車載機器の制御が正常に行われなくなることから、車両のスピードメータパネルに設けたインジケータを介してユーザに電池消耗の旨を報知することで電子キーの電池の交換を促すものがある。
特開２００７−１４２８８６号公報

しかしながら、仮に車両のユーザに電池の消耗の旨が報知され、同ユーザが電池交換の意思を抱いた場合であっても、その際に交換用の電池を所持していないときには、車載機器を制御可能な状態に速やかに復帰させることが困難となり、ユーザの利便性が損なわれる。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、電子キーの電池消耗時において、その旨を確実に知ることができ、且つ、車載機器を制御可能な状態に迅速に復帰しうる電子キーシステムを提供することにある。

上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、車両のユーザにより所持され、認証用コードを含む電波を送信する電子キーと、該電波を受信し、前記認証用コードが正規のものであることを条件に前記車両に設けた車載機器の制御を許可する車両側制御装置とを具備した電子キーシステムであって、前記電子キーは、電源として二次電池を備えるとともに、前記車両は、外部に電力を供給する送電手段と、前記電子キーを収納することで前記送電手段を介して前記二次電池を充電させる電子キー収納部とを備え、前記電子キーは、前記二次電池の残量を検出する電池残量検出手段をさらに備え、該電池残量検出手段により取得される前記二次電池の残量についての残量情報を含む電池残量信号を前記車両側制御装置に無線送信し、前記車両側制御装置は、前記電池残量信号に基づいて前記二次電池の残量が所定量以下か否かを判断し、同残量が所定量以下の場合に、同電池が消耗している旨を前記車両に設けた報知手段を介して前記ユーザに報知するようにし、前記報知手段として、前記電子キー収納部をスポット光により照明する光照明手段を用いること、を要旨とする。

同構成によれば、車両に設けた報知手段によって電子キーの電池の残量が所定量以下となり、同電池が消耗している旨が報知されるため、同電池の消耗によって、電子キーを介した車載機器の制御が正常に行われなくなっている旨を車両のユーザに確実に意識させることができる。さらに、電子キーの電池は、車両に設けた送電手段によって充電される二次電池によって構成され、且つ、車両に設けた電子キー収納部に収納することで充電が可能となる。このため、ユーザは、報知手段を介して電子キーの電池が消耗していることに気付いたときに、車両に設けた電子キー収納部に電子キーを収納することで、同車両において速やかに且つ簡単に二次電池の充電を行うことができる。この結果、電子キーの電池消耗時において、ユーザはその旨を確実に知ることができ、且つ、車載機器を電子キーにより制御可能な状態に迅速に復帰させることが可能となる。
そして、報知手段として、電子キー収納部をスポット光により照明する光照明手段を用いる。このため、ユーザに対し、電子キーの二次電池が消耗している旨が確実に報知されるようになる。しかも、電子キーは、電子キー収納部に収納すれば充電が行われるので、同電子キー収納部への電子キーの収納による充電操作が促されることにもなる。さらに、電子キー収納部が車両の変速操作を行うシフトレバーの近傍に配設されている場合では、例えば、ユーザが車両の運転操作を開始すべく、シフトレバーの操作を行う際に、当該電子キー収納部がスポット光により照明されれば、同電子キー収納部に対するユーザの注意が強く促されるようにもなる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の電子キーシステムにおいて、前記送電手段は、外部の機器と電磁結合することにより同機器に電力を供給するように構成され、前記電子キーは、前記送電手段と電磁結合する受電手段をさらに備え、前記送電手段から前記受電手段を介して供給された電力を前記二次電池に蓄電するようにしたこと、を要旨とする。

同構成によれば、電子キーの二次電池は、同電子キーに設けた受電手段と車両に設けた送電手段との電磁結合によって非接触で充電される。このため、例えば、車両のインストルメントパネル等において、電子キー収納部を同インストルメントパネルの背後等の任意の位置に設けることができ、同電子キー収納部の配置の自由度が飛躍的に高められるようになる。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の電子キーシステムにおいて、前記電子キー収納部は、車両の変速操作を行うシフトレバーの近傍に配設されていること、を要旨とする。

同構成によれば、電子キー収納部は、車両の変速操作を行うシフトレバーの近傍に配設されている。このため、ユーザが車両を運転する場合において、電子キー収納部の位置が確認し易くなり、同電子キー収納部への電子キーの収納操作が容易に行えるようになる。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の電子キーシステムにおいて、前記車両には、車室内の空気環境を調節するエアコンの風量及び設定温度を画面に表示可能な表示手段が設けられ、前記報知手段として前記表示手段を用いるとともに、当該表示手段に前記二次電池が消耗している旨を表示させるようにしたこと、を要旨とする。

同構成によれば、報知手段として、車両に設けられ、車室内の空気環境を調節するエアコンの風量及び設定温度を画面に表示可能な表示手段を用いるようにしたので、専用の報知手段を特に設けないでも、ユーザに対し、電子キーの電池が消耗している旨を確実に報知することが可能となる。

本発明によれば、電子キーの電池消耗時において、その旨を確実に知ることができ、且つ、車載機器を制御可能な状態に迅速に復帰しうる電子キーシステムを提供することができる。

以下、本発明を具体化した実施形態について図面に従って説明する。
図１に示すように、本実施形態の電子キーシステム３は、車両（四輪自動車）２０のユーザが所持する電子キー１と、車両２０に設けた車両側制御装置２との間で双方向の無線通信を行い、該無線通信が成立したことを条件として、車両２０のドア錠の施解錠操作を許可したり、車両２０のエンジンの始動を可能な状態としたりするものである。同電子キー１は、電子キー側マイコン１１を備えており、車両側制御装置２は、車両側マイコン２１を備えている。

前記車両側制御装置２は、車両２０に設けた車載電源２８によって直流電力が供給されて駆動され、前記車両側マイコン２１が、予め設定されたリクエスト信号及び電池残量要求信号を車両側送信回路２３によって電波に変調し、アンテナ２３ａを介して車両周辺や車両室内に送信して送信エリアを形成する。

そして、その送信エリアに前記電子キー１が進入すると、同電子キー１では、前記電子キー側マイコン１１が、アンテナ１３ａ及び電子キー側受信回路１３を介してリクエスト信号又は電池残量要求信号を受信する。ここで、電子キー側マイコン１１は、リクエスト信号を受信した場合には、同リクエスト信号に応答し、メモリ１１ａに記憶されたＩＤコード（認証用コード）を含むＩＤコード信号を電子キー側送信回路１２によって電波に変調し、アンテナ１２ａを介して車両側制御装置２に無線送信する。

そして、前記車両側制御装置２では、前記車両側マイコン２１が、このＩＤコード信号をアンテナ２２ａ及び車両側受信回路２２を介して受信すると、メモリ２１ａに記憶されたＩＤコードと前記ＩＤコード信号に含まれるＩＤコードとの照合を行う。そして、それらＩＤコード同士が一致したこと（電子キー１が送信したＩＤコードが正規のものであること）を条件として電子キー１と車両側制御装置２との間で無線通信によるＩＤ照合が成立したものとし、ドア施解錠装置２５によってドア錠を施解錠可能な状態としたり、エンジンスイッチ２４の手動操作（押圧操作）により、エンジン制御装置２６を介してエンジン２６ａを始動可能な状態としたりする。即ち、電子キー１が送信したＩＤコードが正規のものである場合に、同車両２０に設けた車載機器としての前記ドア施解錠装置２５及びエンジン制御装置２６の制御が許可される。

図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、本実施形態において、車両２０は、左ハンドル仕様とされており、その車室内前方には、インストルメントパネル４が配設されている。そして、車両２０のインストルメントパネル４の略中央領域には、車両２０に関する各種情報を表示画面に表示する表示装置２７ａが設けられている。尚、この表示装置２７ａは、図１に示すように、車両側マイコン２１に電気的に接続されている。尚、図２（ｂ）に示す表示装置２７ａの表示画面には、車室内の空気環境を調節するエアコンの風量及び設定温度が表示されている。

そして、車両２０のインストルメントパネル４において、前記表示装置２７ａの下方には、角の丸い略三角形状のトレー部７が同インストルメントパネル４の表面から浅く陥没するように凹設されている。そして、同トレー部７内には、車両２０の変速操作を行うためのシフトレバー５が、同シフトレバー５の基端部を覆う略円形のカバー５ａとともに配設されている。さらに、前記トレー部７の左方隅部には、前記電子キー１が、その筐体が非導電性の樹脂材料を用いて略三角柱形状とされ、後述する電子キー収納部１ａ（図３参照）に収納された状態で配置されている。尚、図２（ｂ）に示す表示装置２７ａには、車両２０のエアコンの風量及び設定温度の設定を行ったり、同車両２０のオーディオ装置を操作したりするための操作ノブ６が設けられている。また、前記カバー５ａの左方側面には、前記エンジンスイッチ２４がその操作面を露出させた状態で設けられている。

図１に示すように、本実施形態において、車両２０には、前記車載電源２８によって直流電力が供給され、コイル２９ａを介して外部の機器と電磁結合することにより、同機器に電力を供給する送電手段としての送電回路２９が設けられている。尚、この送電回路２９は、図３に示す電子キー収納部１ａの下方に配設（埋設）されている。また、図３では、電子キー収納部１ａは、前記シフトレバー５の近傍に位置するように設けられている。詳しくは、図３において、同電子キー収納部１ａは、前記トレー部７の左方隅部において、同トレー部７の底面から、前記電子キー１の底面形状に合致するように、且つ、略三角柱形状に陥没するように凹設されている。

そして、前記電子キー１は、その電源としての二次電池１６と、前記送電回路２９とコイル１４ａを介して電磁結合する受電手段としての受電回路１４を備えており、前記送電回路２９から当該受電回路１４に非接触で供給された電力を、充放電制御回路１５を介して前記二次電池１６に蓄電するように構成されている。即ち、電子キー１は、図３に示す電子キー収納部１ａにその底面から収納することで前記送電回路２９と前記受電回路１４とが電磁結合され、電子キー１の充電が非接触で自動的に行われる。この場合、車両２０は左ハンドル仕様であり、電子キー収納部１ａは、前記トレー部７の左方隅部（運転者側）に設けられている（図２（ａ）及び図２（ｂ）参照）。このため、例えば、電子キー１を右手で把持し、同トレー部７内に載置して左方隅部に向けてスライド移動させることで、同電子キー１を電子キー収納部１ａにスムーズ且つ確実に収納できるようになっている。

図１に示すように、本実施形態の電子キー１において、前記二次電池１６には、その残量を出力電圧値に基づいて検出する電池残量検出手段としての電池残量検出回路１７が電気的に接続されている。そして、同電子キー１では、前記電池残量検出回路１７によって前記二次電池１６の残量についての残量情報が取得され、同残量情報を含む電池残量信号が同回路１７から前記電子キー側マイコン１１に出力されるように構成されている。そして、この電池残量信号は、電子キー側マイコン１１がアンテナ１３ａ及び電子キー側受信回路１３を介して、前記車両側マイコン２１（車両側通信装置２）から所定のタイミングで送信される電池残量要求信号を受信すると、その後直ちに同電子キー側マイコン１１から車両側制御装置２に無線送信される。そして、同電池残量信号は、アンテナ２２ａ及び車両側受信回路２２を介して当該車両側マイコン２１に入力される。ここで、所定のタイミングとは、電子キー１を所持したユーザが車両２０に乗車したことが図示しないセンサによって検知された時点のことをいう。

そして、前記車両側マイコン２１は、前記電池残量信号に基づいて、電子キー１の二次電池１６の残量を演算し、その残量が予め設定した所定量（閾値）以下であるかどうかを判断する。そして二次電池１６の残量が当該所定量以下である場合に、二次電池１６が消耗している旨を報知手段としての表示装置（表示手段）２７ａ及びスポットライト（光照明手段）２７を介して車両のユーザに報知する。尚、このスポットライト２７は、図１に示すように、車両側マイコン２１に電気的に接続されている。また、同スポットライト２７は、図３に示すように、前記表示装置２７ａの下方部位に配設されており、前記電子キー収納部１ａをスポット光により照明するようになっている。

具体的には、電子キー１の二次電池１６が消耗している旨を報知する場合、前記表示装置２７ａは、図４に示すように、英文で‘Ｐｕｔ Ｙｏｕｒ ｋｅｙ ｉｎ ｐｉｔ（電子キーを電子キー収納部１ａに置いて下さい。）’と画面表示する。そしてこれにより、車両２０のユーザに対し、前記二次電池１６が消耗している旨が報知されるとともに、電子キー１を電子キー収納部１ａに収納する（置く）ことによる充電操作が促される。尚、図４に示す表示装置２７ａでは、前記英文の表示に加え、同二次電池１６の電力が消耗された旨がイメージ画像、及び、’ＬＯＷ ＢＡＴＴＥＲＹ（電力低下）’なる英文が表示されている。これにより、電子キー１の二次電池１６の電力が消耗された旨が、視覚的な手段によって、さらに効果的にユーザに伝達されるようになっている。

一方、電子キー１の二次電池１６が消耗している旨を報知する場合、前記スポットライト２７は、図３に示すように、前記電子キー収納部１ａをスポット光により照明する。これにより、車両２０のユーザに対し、電子キー１の二次電池１６の残量が所定量以下となり、同二次電池１６が消耗している旨が報知されるとともに、電子キー１を電子キー収納部１ａに収納することによる充電操作が促される。また、図３に示したように、この電子キー収納部１ａは、車両２０の変速操作を行うシフトレバー５の近傍に配設されている。このため、車両２０の運転操作を開始すべくユーザがシフトレバー５の操作を行う際に、当該電子キー収納部１ａがスポット光により照明されれば、同電子キー収納部１ａに対するユーザの注意が強く促されるようになる。

尚、本実施形態では、電子キー１の二次電池１６の消耗状態の判断に使用される電池残量信号は、電子キー１を所持したユーザが車両２０に乗車した時点で電子キー１（電子キー１の）から車両側制御装置２に無線送信されることになる。このため、ユーザは、車両２０に乗車した時点で、前記表示装置２７ａ及びスポットライト２７を介して二次電池１６が消耗した旨を知ることができる。

本実施形態の電子キーシステム３によれば、以下のような作用・効果を得ることができる。
（１）車両２０に設けた表示装置２７ａ及びスポットライト２７によって電子キー１の電池の残量が所定量以下となり、同電池が消耗している旨が報知されるため、同電池の消耗によって、ドア施解錠装置２５やエンジン制御装置２６等の車載機器の制御が正常に行われなくなっている旨をユーザに確実に意識させることができる。さらに、電子キー１の電池は、車両２０に設けた送電回路２９によって充電される二次電池１６によって構成され、且つ、車両２０に設けた電子キー収納部１ａに収納することで充電が可能となる。このため、ユーザは、表示装置２７ａ又はスポットライト２７を介して電子キー１の電池（二次電池１６）が消耗していることに気付いたときに、車両２０に設けた電子キー収納部１ａに電子キー１を収納することで、同車両２０において速やかに且つ簡単に二次電池の充電を行うことができる。この結果、電子キー１の電池消耗時において、ユーザはその旨を確実に知ることができ、且つ、車載機器を制御可能な状態に迅速に復帰させることが可能となる。

（２）電子キー１の二次電池１６は、同電子キー１に設けた受電回路１４と車両２０の送電回路２９との電磁結合によって非接触で充電される。このため、車両２０のインストルメントパネル４において、電子キー収納部１ａをトレー部７の下方空間等の任意の位置に設けることができ、電子キー収納部１ａの配置の自由度が飛躍的に高められるようになる。

（３）電子キー収納部１ａは、車両２０の変速操作を行うシフトレバー５の近傍に配設されている。このため、ユーザが車両２０を運転する場合において、電子キー収納部１ａの位置が確認し易くなり、同電子キー収納部１ａへの電子キー１の収納操作が容易に行えるようになる。

（４）電子キー１の電池が消耗している旨を報知する報知手段として、電子キー収納部をスポット光により照明するスポットライト２７を用いる。このため、ユーザに対し、電子キー１の二次電池１６が消耗している旨が確実に報知されるようになる。しかも、電子キー１は、電子キー収納部１ａに収納すれば充電が自動的に行われるので、同電子キー収納部１ａへの収納による充電操作が促されることにもなる。さらに、電子キー収納部１ａが車両２０の変速操作を行うシフトレバー５の近傍に配設されているので、ユーザが車両２０の運転操作を開始すべく、シフトレバー５の操作を行う際に、当該電子キー収納部１ａがスポット光により照明されると、同電子キー収納部１ａに対するユーザの注意が強く促されるようにもなる。

尚、上記実施形態は以下のように変形してもよい。
・上記実施形態では、電子キー１は、その受電回路１４と車両２０に設けた送電回路２９との電磁結合によって非接触で充電されるようにした。しかし本発明の技術的思想はこれに限られず、電子キー１は、電子キー収納部１ａに収納することで充電が行われる限り、車両２０に設けた送電手段によって接触式で充電されるように構成することも可能である。

・上記実施形態では、電子キー１の二次電池１６の残量が所定量以下の場合に、その旨を報知する報知手段としてスポットライト２７及び表示装置２７ａの両方を用いたが、スポットライト２７及び表示装置２７ａのいずれか一方を用いることもできる。この場合、表示装置２７ａのみを用いることとすれば、二次電池１６が消耗した旨を表示するための専用の報知手段を特に設けないでも、ユーザに対し、電子キー１の電池が消耗している旨を確実に報知することが可能となる。

・上記実施形態では、電子キー収納部１ａは、車両２０の変速操作を行うシフトレバー５の近傍に配設したが、スポットライト２７のスポット光により照明されることで、当該電子キー収納部１ａに対するユーザの注意が促されるような場所であれば、その他の場所に配設しても構わない。

・上記実施形態では、電子キー収納部１ａは、車両２０のインストルメントパネル４に設けたトレー部７の左方隅部に設けた。しかしこれに限られず、同トレー部７の周縁部に設けることもできる。

さらに、前記した実施形態および変形例より把握できる技術的思想について以下に記載する。
○電子キーシステムにおいて、前記車両のインストルメントパネルには、トレー部が形成されており、前記電子キー収納部は、前記トレー部の周縁部又は隅部に設けられている電子キーシステム。

同構成によれば、電子キーをトレー部内に載置してスライド移動させることで、電子キー収納部にスムーズ且つ確実に収納できるようになり、ユーザの利便性が高められる。

本発明の実施形態に係る電子キーシステムの電気的構成を示すブロック図。 （ａ）は、車両のインストルメントパネルを示す斜視図、（ｂ）は、（ａ）のαで囲んだ領域（中央領域）を示す拡大図。 車両のインストルメントパネルにおいて、電子キー収納部の配設状態及び同電子キー収納部のスポットライトによる照明状態を示す拡大図。 車両の表示装置による画面表示状態を示す拡大図。

符号の説明

１…電子キー、１ａ…電子キー収納部、２…車両側制御装置、３…電子キーシステム、５…シフトレバー、１６…二次電池、２０…車両。

Claims (4)

1. 車両のユーザにより所持され、認証用コードを含む電波を送信する電子キーと、該電波を受信し、前記認証用コードが正規のものであることを条件に前記車両に設けた車載機器の制御を許可する車両側制御装置とを具備した電子キーシステムであって、
   前記電子キーは、電源として二次電池を備えるとともに、前記車両は、外部に電力を供給する送電手段と、前記電子キーを収納することで前記送電手段を介して前記二次電池を充電させる電子キー収納部とを備え、
   前記電子キーは、前記二次電池の残量を検出する電池残量検出手段をさらに備え、該電池残量検出手段により取得される前記二次電池の残量についての残量情報を含む電池残量信号を前記車両側制御装置に無線送信し、
   前記車両側制御装置は、前記電池残量信号に基づいて前記二次電池の残量が所定量以下か否かを判断し、同残量が所定量以下の場合に、同電池が消耗している旨を前記車両に設けた報知手段を介して前記ユーザに報知するようにし、
   前記報知手段として、前記電子キー収納部をスポット光により照明する光照明手段を用いることを特徴とする電子キーシステム。
2. 請求項１に記載の電子キーシステムにおいて、
   前記送電手段は、外部の機器と電磁結合することにより同機器に電力を供給するように構成され、
   前記電子キーは、前記送電手段と電磁結合する受電手段をさらに備え、前記送電手段から前記受電手段を介して供給された電力を前記二次電池に蓄電するようにした電子キーシステム。
3. 請求項１又は請求項２に記載の電子キーシステムにおいて、
   前記電子キー収納部は、車両の変速操作を行うシフトレバーの近傍に配設されている電子キーシステム。
4. 請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の電子キーシステムにおいて、
   前記車両には、車室内の空気環境を調節するエアコンの風量及び設定温度を画面に表示可能な表示手段が設けられ、
   前記報知手段として前記表示手段を用いるとともに、当該表示手段に前記二次電池が消耗している旨を表示させるようにした電子キーシステム。

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