JP4628445B2

JP4628445B2 - 電子キー装置

Info

Publication number: JP4628445B2
Application number: JP2008138088A
Authority: JP
Inventors: 幸弘濱村
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2008-05-27
Filing date: 2008-05-27
Publication date: 2011-02-09
Anticipated expiration: 2028-05-27
Also published as: JP2009287202A

Description

この発明は、例えば、車両用の携帯器と車載器の通信により、ＩＤコードを照合してドア、ハンドルロック、トランクの施開錠、エンジン始動などを行なう電子キー装置に関するものである。

従来、車両のドア施開錠、エンジン始動を行なう場合、使用者がキーを鍵穴に挿入し回転させて行なうものや、いわゆるＦＯＢキーのように、使用者のポケット、またはバッグに入れたまま、一切キーに触れることなく車載器とキー（携帯器）の間で無線通信を行ない、携帯器からのＩＤコードを車載器が記憶しているコードと照合し、合致した場合、ドアノブに取り付けられたセンサに触れるだけで車載器がドアを開錠、または施錠することができる車両用電子キー装置があった。

また、上記のような車両用電子キー装置において、車載器からの照合を行なうためのリクエスト要求を定期的に無線信号の送信で行ない、車両のアンロック可能なエリアに登録された携帯器が近づくと登録された携帯器は無線信号により応答し、車載器は携帯器から応答した信号を照合するものであった（例えば、特許文献１参照）。

特開２００７−６３８００号公報

上述したような従来の車両用電子キー装置では、携帯器と被制御機器の通信において、認証時間の短縮を図ることを目的として交信信号を携帯器毎に所定の時間差をもって、かつ、時間的に重ならない状態で返信を行なうものであった。このため、検出エリアに携帯器が無くても複数登録した場合にその登録個数分の時間を待つ必要があり、認証時間が長くなり、ドアロック／アンロックが遅延するという問題点があった。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、その目的は、認証時間を短縮することができ、車載器の電力消費の抑制、応答性を向上することができる電子キー装置を得るものである。

この発明に係る電子キー装置は、乗物に搭載された搭載器と、前記乗物の特定のエリアに存在する携帯器との間で通信することにより、搭載器は携帯器のＩＤコードを認証した場合、乗物に搭載された制御機器を作動させる電子キー装置において、乗物に搭載され、高周波が受信可能なカットオフ周波数をもつ第１のローパスフィルタ、低周波が受信可能なカットオフ周波数をもつ第２のローパスフィルタ、及び前記第１のローパスフィルタと前記第２のローパスフィルタを切り換えるＬＰＦ変更手段を含む受信器と、定期的にリクエスト信号を送信した後、前記受信器のＬＰＦ変更手段を制御して、前記受信器のフィルタを前記第２のローパスフィルタ側に切り換える搭載器と、前記リクエスト信号を受信すると、同じアンサ信号を同時に送信する複数の携帯器とを設け、前記搭載器は、前記受信器の前記第２のローパスフィルタを通じて、前記アンサ信号を同時に受信し、前記携帯器が前記アンサ信号として所定の周波数の所定の波形信号を第１の複数周期だけ送信した場合、前記所定の周波数の所定の波形信号を前記第１の複数周期より少ない第２の複数周期だけ受信できたときには、前記アンサ信号を正常に受信できたと判定するアンサ信号類似度判定手段を有するのである。

この発明に係る電子キー装置は、登録した複数の携帯器から同時に応答したアンサ信号を判断するため、携帯器が無い場合は登録数に関わらず時間が一定になり、複数の携帯器それぞれ固有の時間を待つ必要が無いため認証時間を短縮でき、車載器の電力消費の抑制、応答性を向上することができるという効果を奏する。

また、同時に応答したアンサが正常に受信できない場合や、一過性のノイズによりアンサ信号が正常に信号が受信できない場合においてもアンサ信号の類似度を判断することにより２番目のリクエスト信号を送信できるため、不検知を防止できる。

実施の形態１．
この発明の実施の形態１に係る電子キー装置について図１から図３までを参照しながら説明する。図１は、この発明の実施の形態１に係る電子キー装置の構成を示す図である。

図１において、この発明の実施の形態１に係る電子キー装置は、車両の所定の場所に配置された車載器（搭載器）１０と、車両の所定の場所に搭載され、同時送信または個別送信に応じてＬＰＦを変更する受信器２０と、携帯器４０Ａと、携帯器４０Ｂとが設けられている。

車載器１０は、送信アンテナ１１と、送受信手段１２と、ＣＰＵ１３と、アンサ信号類似度判定手段１４と、メモリ１５と、駆動手段１６とが設けられている。

受信器２０は、受信アンテナ２１と、この受信アンテナ２１と送受信手段１２の間に接続されたフィルタ回路と、このフィルタ回路を切り換えるＬＰＦ変更手段（スイッチ）２４とが設けられている。また、フィルタ回路は、高周波が受信可能なカットオフ周波数をもつローパスフィルタ（ＬＰＦ１）２２と、低周波が受信可能なカットオフ周波数をもつローパスフィルタ（ＬＰＦ２）２３とが設けられている。ＬＰＦ変更手段（スイッチ）２４は、ローパスフィルタ２２とローパスフィルタ２３を切り換える。

携帯器４０Ａは、送受信アンテナを含む送受信手段４１と、ＣＰＵ４２と、メモリ４３と、電池４４とが設けられている。なお、携帯器４０Ｂも同様である。

この他に、図１には、例えば、ドア施開錠装置、エンジン始動装置などの車両の制御機器３０や、車両に備えられたスイッチ３１が描かれている。

車載器１０のメモリ１５には、登録されている車載器１０のＩＤの一部が内在している第１のリクエスト信号と、登録されている車載器１０のＩＤの全部が内在している第２のリクエスト信号と、携帯器番号が内在している第３のリクエスト信号と、第１のアンサ信号と、第２のアンサ信号と、携帯器４０Ａ、４０ＢのＩＤを含む第３のアンサ信号などが予め登録されている。なお、携帯器４０Ａ、４０Ｂの登録順に優先順位が定まる。

携帯器４０Ａ、４０Ｂのそれぞれのメモリ４３には、第１のアンサ信号と、第２のアンサ信号と、携帯器固有のＩＤを含む第３のアンサ信号と、当該携帯器のＩＤと、登録されている車載器のＩＤと、携帯器番号などが予め登録されている。

つぎに、この実施の形態１に係る電子キー装置の動作について図面を参照しながら説明する。

図２は、この発明の実施の形態１に係る電子キー装置の動作を示すタイミングチャートである。また、図３は、この発明の実施の形態１に係る電子キー装置の車載器の動作を示すフローチャートである。

車載器１０の基本動作は、次の通りである。まず、ＣＰＵ１３、送受信手段１２が作動し、メモリ１５から読出した第１のリクエスト信号を定期的に送信アンテナ１１から送信する。登録された携帯器があるかどうかの判定を行なう第１のリクエスト信号は、使用者の携帯器４０Ａ、４０Ｂに対して送信される。携帯器４０Ａ、４０Ｂがこれに応答して第１のアンサ信号を送信する。

車載器１０は、これをアンテナ２１、ＬＰＦ変更手段２４、送受信手段１２を介して受信する。ＣＰＵ１３は、この受信内容を解読し、メモリ１５に記憶された第１のアンサを読出し、照合する。メモリ１５に保存された第１のアンサ信号と、受信した第１のアンサ信号が合致すると、登録された携帯器の番号を検出するための第２のリクエスト信号を使用者の携帯器４０Ａ、４０Ｂに対して送信する。携帯器４０Ａ、４０Ｂがこれに応答して登録された携帯器番号に対応した第２のアンサ信号を送信する。

車載器１０のＣＰＵ１３は、受信した第２のアンサ信号と、メモリ１５から読出し、メモリ１５に保存された第２のアンサとを照合する。車載器１０は、その照合が合致した場合、第２のリクエスト信号送信終了から第２のアンサ信号受信完了までの時間から登録された携帯器番号を解読し、第２のアンサ信号により検出した携帯器に対して登録されている携帯器かどうかの認証を行なうための第３のリクエスト信号を送信する。この第３のリクエスト信号に対して要求された携帯器は、メモリ４３から読み出されたＩＤ情報を含んだ第３のアンサ信号を送信する。

車載器１０のＣＰＵ１３は、受信した第３のアンサ信号を解読し、メモリ１５に保存されたＩＤＡ、ＩＤＢを含む第３のアンサ信号を読出し、照合する。メモリ１５に保存されたＩＤと受信した内容が合致すると、いわゆる認証が完了し、駆動手段１６を介して制御信号をＣＰＵ１３が出力する。これにより、制御機器３０は、例えば車両に備えられたスイッチ３１の入力によりドアを開錠したり、エンジン始動を許可したりするように作動する。

一方、携帯器４０Ａ、４０Ｂは、同一構成であるため、携帯器４０Ａについて説明する。携帯器４０Ａの基本動作は、次の通りである。車載器１０から送信された第１のリクエスト信号、第２のリクエスト信号、第３のリクエスト信号を送受信手段４１が受信し、ＣＰＵ４２はその内容から自分に対してリクエストされたか否かをまず判断する。

第１のリクエスト信号には登録されている車載器１０のＩＤの一部が内在しており、第２のリクエスト信号には登録されている車載器１０のＩＤ、第３のリクエスト信号には携帯器番号が内在しているので、メモリ４３に登録されていない車載器１０のＩＤや携帯器番号の場合は一切アンサ信号を送信しない。リクエスト信号が携帯器４０Ａ用であった場合、ＣＰＵ４２はメモリ４３に保存された第３のアンサ信号を読み出し、暗号化して送受信手段４１から送信する。

ここで、車載器１０は、使用者がどの携帯器を使用しているか不明のため、車両の特定のエリア（例えば、ドアを開錠する場合はドア付近のエリア）に登録された携帯器があるか定期的にリクエスト信号を送信することになる。応答性（例えば、ドアのアンロックの応答性）を向上するためには、車両の特定のエリアに携帯器が存在しなくても定期的にリクエスト信号を送信する必要がある。しかし、定期的な認証毎に必要な全ての情報を毎回送信すると時間的にも電力的にも無駄である。また、各携帯器からのアンサ信号を干渉が発生しないように登録された携帯器毎に時間を遅延させて送信した場合には、さらに通信及び認証に時間を要することになる。

そこで、各携帯器のアンサ信号の送信を同時に行ない、車載器１０は通信信号データの照合のみではなく、受信強度でも判断すれば最初から通信をリトライする必要がなくなるため通信時間、電力を抑制することができる。

次に、使用者が登録された携帯器４０Ａと４０Ｂの両方を所持した状態で車両の特定のエリア（例えば、ドアを開錠する場合はドア付近のエリア）に近づいた場合の通信方法について図２及び図３を用いて説明する。

図２は、車両の特定のエリアに使用者が登録した携帯器４０Ａ、４０Ｂを所持した場合の通信タイミングについて時間に沿って表したものである。また、図３は、第１のリクエスト信号を送信してから第２のリクエスト信号を送信するかどうかの判断を示したフローチャートである。

登録した携帯器４０Ａ、４０Ｂに対して特定のエリアに近づいたかどうかを判定するために、図２（ａ）に示すように、車載器１０のＣＰＵ１３は、定期的に第１のリクエスト信号１０１を送信する（ステップ２０１）。

第１のリクエスト信号１０１を受信した携帯器４０Ａは、図２（ｂ）に示すように、その信号に対する第１のアンサ信号４１１を送信する。その同じ第１のリクエスト信号１０１を受信した携帯器４０Ｂは、図２（ｃ）に示すように、携帯器４０Ａと同じ第１のアンサ信号４２１を同じタイミングで送信する。

ここで、第１のアンサ信号４１１、４２１を異なる携帯器４０Ａ，４０Ｂが同時に送信した場合、固体の精度ばらつきによって送信タイミングの時間差が発生し、受信器２０で受信したデータにノイズが発生し、第１のアンサ信号４１１、４２１を正常に受信できない可能性が出てくる。

そこで、受信する信号に時間差が発生したとしても、通常時の携帯器のデータ信号よりも低周波のアンサ信号が受信可能なように、図２（ｄ）に示すように、車載器１０のＣＰＵ１３は、第１のリクエスト信号１０１を送信した後、第１のアンサ信号が受信される前のタイミングで、受信器２０のＬＰＦ変更手段２４に対して制御信号を送り、このＬＰＦ変更手段２４により、フィルタ回路を、低周波が受信可能なカットオフ周波数をもつローパスフィルタ（ＬＰＦ２）２３側に切り換える（ステップ２０２）。

また、図２（ｄ）に示すように、第１のアンサ信号の受信期間を過ぎたタイミングで、再び通常時の携帯器のデータ信号を受信可能にするため、車載器１０のＣＰＵ１３は、受信器２０のＬＰＦ変更手段２４に対して制御信号を送り、このＬＰＦ変更手段２４により、フィルタ回路を、高周波が受信可能なカットオフ周波数をもつローパスフィルタ（ＬＰＦ１）２２側に切り換える（ステップ２０４及び２０６）。

次に、車載器１０は、第１のアンサ信号を正常に受信したかを判断する（ステップ２０３）。つまり、ＣＰＵ１３は、同じタイミングで送信された第１のアンサ信号４１１と４２１を受信して、受信した第１のアンサ信号４１１と、メモリ１５に記憶された第１のアンサ信号の照合を行ない、合致した場合（ステップ２０３のＹＥＳ）には、登録された携帯器番号を識別するための第２のリクエスト信号１０２を送信する（ステップ２０５）。

第２のリクエスト信号１０２を受信した携帯器４０Ａは、その信号に対する第２のアンサ信号４１２を送信する。その同じ第２のリクエスト信号１０２を受信した、登録順が後の携帯器４０Ｂは、携帯器４０Ａと同じ第２のアンサ信号４２２を、第２のアンサ信号４１２と重ならない携帯器番号固有の時間経過（例えば、５ｍｓ）したタイミングで送信する。

車載器１０のＣＰＵ１３は、異なるタイミングで送信された第２のアンサ信号４１２と第２のアンサ信号４２２を受信し、第２のリクエスト信号１０２を送信した後から、メモリ１５に記憶された第２のアンサ信号と、受信した第２のアンサ信号４１２の照合を行う。合致した場合には、検出された特定の携帯器４０Ａに対して登録された携帯器を認証するための第３のリクエスト信号１０３を送信する。

第３のリクエスト信号１０３を受信した携帯器４０Ａは、その信号に対してメモリ４３に記憶された携帯器番号と照合を行ない、合致している場合には、第３のリクエスト信号１０３に対応した、携帯器固有のＩＤを含んだ第３のアンサ信号４１３を送信する。

車載器１０のＣＰＵ１３は、受信した第３のアンサ信号４１３を解読して、メモリ１５に記憶された携帯器４０ＡのＩＤが合致して暗号通信による認証が成立していれば、例えば、ドア付近に搭載されたスイッチ３１の入力があるとアンロック制御を行なう。

このように、複数の携帯器４０Ａ、４０Ｂから同時に第１のアンサ信号４１１、４２１を送信することができるため、第１のアンサ信号が応答してくるまでの待ち時間が短くなり通信時間や、認証時間を短縮することができ、ひいては使用電力を抑制することができる。

実施の形態２．
この発明の実施の形態２に係る電子キー装置について説明する。

上記の実施の形態１では、第１のアンサ信号を受信するタイミングで、車載器１０が正常に信号を受信できた場合のケースであるが、この実施の形態２では、第１のアンサ信号を正常に送信したにもかかわらず、受信信号にノイズが発生して車載器１０が正常に受信できなかった場合や、登録された第１のアンサ信号と受信した第１のアンサ信号を照合した結果、合致しない場合に、受信した第１のアンサ信号の解読より判断し類似度が高いときには、第１のアンサ信号を受信したと判断（ステップ２０７のＹＥＳ）し、第２のリクエスト信号１０２を送信する（ステップ２０５）。

この実施の形態２では、車載器１０のＣＰＵ１３上で動作するアンサ信号類似度判定手段１４の類似度の判定を行う方式について説明する。

車載器１０のＣＰＵ１３は、携帯器４０Ａが第１のアンサ信号４１１としてデータ信号より高周波でバックグラウンドノイズと区別が可能な周波数（１．６ｋＨｚ）のＯＮ／ＯＦＦ信号を複数周期（例えば、６周期）送信した場合、複数周期（例えば、６周期）の信号が正常に受信できたときには（ステップ２０３のＹＥＳ）、第２のリクエスト信号１０２の送信を行うが、ノイズ等により６周期全ての信号が正常に受信できなくても、アンサ信号類似度判定手段１４により、メモリ１５に保存された第１のアンサ信号と受信した第１のアンサ信号４１１の類似度の判定を行う（ステップ２０７）。

すなわち、第１のアンサ信号４１１の受信期間中に類似度が規定値（例えば、４周期）の信号が受信できれば、アンサ信号類似度判定手段１４により、第１のアンサ信号４１１に類似していると判定し、携帯器４０Ａがあると判断（ステップ２０７のＹＥＳ）し、第２のリクエスト信号１０２の送信を行う（ステップ２０５）。使用する周波数、送信する周期、判定する周期については、使用するシステムや使用環境に応じて設定すればよい。

この手順により、正常に応答した携帯器４０Ａからの信号を検出できない現象を回避することが可能となる。仮に、実際に登録されていない携帯器があると誤判定したとしても、第２のリクエスト信号１０２、第３のリクエスト信号１０３による応答した信号によって誤判定による誤作動にはならないので問題が無い。

この発明は、自動車などの車両のみならず、２輪車、船舶、航空機等の同様な電子キー装置にも用いることができる。

この発明の実施の形態１及び実施の形態２に係る電子キー装置の構成を示す図である。この発明の実施の形態１及び実施の形態２に係る電子キー装置の動作を示すタイミングチャートである。この発明の実施の形態１及び実施の形態２に係る電子キー装置の車載器の動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１０車載器、１１送信アンテナ、１２送受信手段、１３ＣＰＵ、１４アンサ信号類似度判定手段、１５メモリ、１６駆動手段、２０受信器、２１受信アンテナ、２２ローパスフィルタ、２３ローパスフィルタ、２４ＬＰＦ変更手段、３０制御機器、３１スイッチ、４０Ａ携帯器、４０Ｂ携帯器、４１送受信手段、４２ＣＰＵ、４３メモリ、４４電池。

Claims

乗物に搭載された搭載器と、前記乗物の特定のエリアに存在する携帯器との間で通信することにより、搭載器は携帯器のＩＤコードを認証した場合、乗物に搭載された制御機器を作動させる電子キー装置において、
乗物に搭載され、高周波が受信可能なカットオフ周波数をもつ第１のローパスフィルタ、低周波が受信可能なカットオフ周波数をもつ第２のローパスフィルタ、及び前記第１のローパスフィルタと前記第２のローパスフィルタを切り換えるＬＰＦ変更手段を含む受信器と、
定期的にリクエスト信号を送信した後、前記受信器のＬＰＦ変更手段を制御して、前記受信器のフィルタを前記第２のローパスフィルタ側に切り換える搭載器と、
前記リクエスト信号を受信すると、同じアンサ信号を同時に送信する複数の携帯器とを備え、
前記搭載器は、
前記受信器の前記第２のローパスフィルタを通じて、前記アンサ信号を同時に受信し、
前記携帯器が前記アンサ信号として所定の周波数の所定の波形信号を第１の複数周期だけ送信した場合、前記所定の周波数の所定の波形信号を前記第１の複数周期より少ない第２の複数周期だけ受信できたときには、前記アンサ信号を正常に受信できたと判定するアンサ信号類似度判定手段を有する
ことを特徴とする電子キー装置。