(57)【要約】【課題】アンテナの搭載自由度の確保を可能にした電子キーを提供する。【解決手段】傾き検出部２７は、電子キー２（キー本体部２３）の傾きを検出する。通信態様制御部２８は、傾き検出部２７から入力する検出信号Ｓａを基に、特定の指向性が存在するアンテナ２４（送信アンテナ１９）の通信態様を制御する。具体的には、送信アンテナ１９が全方位に均一な指向性を有するように、送信アンテナ１９の出力が調整される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線を通じて通信相手と電子キーＩＤを照合する電子キーにおいて、
キー本体部の傾きを検出する傾き検出部と、
前記傾き検出部の検出信号を基に、特定の指向性が存在するアンテナの通信態様を制御する通信態様制御部と
を備えた電子キー。
【請求項２】
前記通信態様制御部は、前記傾き検出部の検出信号を基に、前記アンテナの電波特性を調整する
請求項１に記載の電子キー。
【請求項３】
前記通信態様制御部は、前記アンテナの指向性が全方位に均一となるように、当該アンテナの電波特性を調整する
請求項２に記載の電子キー。
【請求項４】
前記通信態様制御部は、前記キー本体部に設けられた操作部が操作された場合に、当該操作部に応じた機能コードを含む電波が前記アンテナから送信されるにあたり、前記傾き検出部の検出信号を基に、傾きに応じた前記機能コードを設定する
請求項１〜３のうちいずれか一項に記載の電子キー。
【請求項５】
前記通信態様制御部は、前記傾き検出部の検出信号を基に、キー動作を制御するキー制御部の機能のオンオフを切り替える
請求項１〜４のうちいずれか一項に記載の電子キー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線を通じて電子キーＩＤを照合する電子キーに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、無線を通じて電子キーＩＤを通信相手の車両に送信してＩＤ照合を実行させる電子キー（電子キーシステム）が周知である（特許文献１等参照）。この種の電子キーにおいて、送信アンテナは、全方位に対して均一な指向性を確保するために、ループ状に形成して実行面積を確保する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２６２９１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、送信アンテナをループ形状にした場合、送信アンテナが基板面積を占有してしまい、小型化の支障となる。このように、送信アンテナの搭載に制限があると、これが小型化に支障を来す問題となっていた。
【０００５】
本発明の目的は、アンテナの搭載自由度の確保を可能にした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】
【０００６】
前記問題点を解決する電子キーは、無線を通じて通信相手と電子キーＩＤを照合する構成において、キー本体部の傾きを検出する傾き検出部と、前記傾き検出部の検出信号を基に、特定の指向性が存在するアンテナの通信態様を制御する通信態様制御部とを備えた。
【０００７】
本構成によれば、アンテナに特定の指向性が存在する場合であっても、電子キー（キー本体部）の通信態様を電子キー（キー本体部）の傾きに応じた通信態様に適宜設定することが可能となる。このため、電子キーにアンテナを設けるにあたり、仮にアンテナに特有の指向性があったとしても、電子キー（キー本体部）の傾きに応じてアンテナの通信態様を切り替えるようにすれば、アンテナの通信態様を、都度最適化することが可能となる。よって、アンテナの搭載自由度を確保することが可能となる。
【０００８】
前記電子キーにおいて、前記通信態様制御部は、前記傾き検出部の検出信号を基に、前記アンテナの電波特性を調整することが好ましい。この構成によれば、アンテナの通信エリアが好適な範囲に設定されるので、電子キーとその通信相手との間の通信成立性を確保することが可能となる。
【０００９】
前記電子キーにおいて、前記通信態様制御部は、前記アンテナの指向性が全方位に均一となるように、当該アンテナの電波特性を調整することが好ましい。この構成によれば、アンテナの通信エリアにヌルが生じ難くなるので、電子キーとその通信相手との間の通信成立性を確保するのに一層有利となる。
【００１０】
前記電子キーにおいて、前記通信態様制御部は、前記キー本体部に設けられた操作部が操作された場合に、当該操作部に応じた機能コードを含む電波が前記アンテナから送信されるにあたり、前記傾き検出部の検出信号を基に、傾きに応じた前記機能コードを設定することが好ましい。この構成によれば、電子キーの傾きに応じて、電子キーから異なる機能コードを送信することが可能となるので、１つの操作部を複数の機能に共通使用することが可能となる。よって、操作部の個数を少なく抑えることが可能となる。
【００１１】
前記電子キーにおいて、前記通信態様制御部は、前記傾き検出部の検出信号を基に、キー動作を制御するキー制御部の機能のオンオフを切り替えることが好ましい。この構成によれば、例えば電子キーを傾けてキー機能をオフにしておけば、電子キーは作動しないので、仮に第三者が中継器等を用いて通信相手との間の通信を不正に成立させようとしても、通信を確立させることができない。よって、不正な通信成立に対するセキュリティ性を確保することが可能となる。また、電子キーを使用しない場合には、電子キーを傾けておけば、電子キーは作動しないので、電子キーの電源の電力消費を少なく抑えるのにも有利となる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、電子キーにおいてアンテナの搭載自由度を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】一実施形態の電子キー（電子キーシステム）の構成図。
【図２】スマート通信のシーケンス図。
【図３】電子キーに形成される指向性の変化を示す説明図。
【図４】傾きに応じて機能コードを切り替える態様の説明図。
【図５】キー機能のオンオフを切り替える態様の説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、電子キーの一実施形態を図１〜図５に従って説明する。
図１に示すように、車両１は、電子キー２との無線によりＩＤ照合を行って車載機器３の作動を実行又は許可する電子キーシステム４を備える。電子キーシステム４は、車両１からの通信を契機に狭域無線によりＩＤ照合（スマート照合）を実行するキー操作フリーシステム、又は電子キー２からの通信を契機にＩＤ照合（ワイヤレス照合）を実行するワイヤレスキーシステムのいずれでもよい。キー操作フリーシステムは、電子キー２を直に操作することなく自動で無線によりＩＤ照合が実行される。車載機器３は、例えばドアロック装置５やエンジン６などがある。
【００１５】
車両１は、ＩＤ照合を行う照合ＥＣＵ（Electronic Control Unit）９と、車載電装品の電源を管理するボディＥＣＵ１０と、エンジン６を制御するエンジンＥＣＵ１１とを備える。これらＥＣＵは、車内の通信線１２を介して電気接続されている。通信線１２は、例えばＣＡＮ（Controller Area Network）やＬＩＮ（Local Interconnect Network）である。照合ＥＣＵ９のメモリ（図省略）には、車両１に登録された電子キー２の電子キーＩＤと、ＩＤ照合の認証時に使用するキー固有鍵とが登録されている。ボディＥＣＵ１０は、車両ドア１３の施解錠を切り替えるドアロック装置５の作動を制御する。
【００１６】
車両１は、車両１において電波を送受信する電波送受信部１４を備える。本例の電波送受信部１４は、車両１において電波を送信する電波送信部と、車両１において電波を受信する電波受信部とからなる。また、電波送信部は、例えば室外に電波を送信する室外用と、室内に電波を送信する室内用とを備える。送信電波は、例えばＬＦ（Low Frequency）帯の電波であることが好ましい。受信電波は、例えばＵＨＦ（Ultra High Frequency）帯の電波であることが好ましい。電子キーシステム４は、ＬＦ−ＵＨＦの双方向通信となっている。
【００１７】
電子キー２は、電子キー２の作動を制御するキー制御部１７と、電子キー２において電波を受信する受信アンテナ１８と、電子キー２において電波を送信する送信アンテナ１９と、電子キー２で車両１を遠隔操作する際に操作する操作部２０とを備える。操作部２０は、例えば車両ドア１３を施錠するときに操作するロック操作部２０ａや、車両ドア１３を解錠するときに操作するアンロック操作部２０ｂなどがある。
【００１８】
電子キー２（電子キーシステム４）は、電子キー２が通信相手（本例は車両１）と通信するときの通信態様を適宜制御する通信態様制御機能を備える。本例の通信態様制御機能は、電子キー２のキー本体部２３の傾きを検出し、アンテナ２４（本例は送信アンテナ１９）の通信態様を、キー本体部２３の傾きに応じた態様に設定するものである。通信態様制御機能により制御される電子キー２の通信態様は、例えば電子キー２のアンテナ２４（本例は送信アンテナ１９）の電波特性（電波の指向性）であることが好ましい。
【００１９】
この場合、電子キー２（電子キーシステム４）は、キー本体部２３の傾きを検出する傾き検出部２７を備える。傾き検出部２７は、例えば加速度センサであることが好ましい。傾き検出部２７は、キー本体部２３の傾きを逐次検出し、その傾きに応じた検出信号Ｓａをキー制御部１７に出力する。
【００２０】
電子キー２（電子キーシステム４）は、傾き検出部２７の検出信号Ｓａを基に電子キー２の通信態様を制御する通信態様制御部２８を備える。通信態様制御部２８は、キー制御部１７に設けられている。通信態様制御部２８は、傾き検出部２７の検出信号Ｓａを基に、特定の指向性が存在する電子キー２のアンテナ２４（本例は送信アンテナ１９）の通信態様、すなわちアンテナ２４（本例は送信アンテナ１９）の電波特性（本例は電波送信の指向性）を制御する。
【００２１】
次に、図２〜図５を用いて、本実施形態の電子キー２（通信態様制御機能）の作用及び効果について説明する。
図２に示すように、照合ＥＣＵ９は、待機状態をとる電子キー２を起動状態に切り替えるために、電波送受信部１４から定期又は不定期にウェイク信号Ｓwkを送信する。電子キー２は、車両１から送信されたウェイク信号Ｓwkを受信すると起動し、キー制御部１７が動作を開始する。なお、電子キー２が受信するウェイク信号Ｓwkは、室外に送信されるもの又は室内に送信されるものを問わない。
【００２２】
通信態様制御部２８は、電子キー２が起動した場合、電子キー２の「傾き検出」を実行する。本例の場合、通信態様制御部２８は、傾き検出部２７から出力される検出信号Ｓａを取得し、キー本体部２３に生じている傾きを検出する。そして、通信態様制御部２８は、傾き検出部２７から入力した検出信号Ｓａを基に、「電子キー２の通信態様のセッティング」を実行する。本例の場合、通信態様制御部２８は、電子キー２に生じる傾きに応じて、送信アンテナ１９の指向性を切り替える。
【００２３】
図３に示すように、本例の送信アンテナ１９は、特定の指向性（図３の実線で示す通信エリアＥａ）を持つものが使用されている。同図からも分かるように、特定の指向性を持つ送信アンテナ１９の場合、出力強度が強い箇所と出力強度が弱い箇所とが生じ、安定した通信成立性を確保するのに支障を来す。
【００２４】
そこで、本例の場合、電子キー２の傾きを傾き検出部２７で検出し、電波送信前に、電子キー２の送信アンテナ１９の指向性を、電子キー２に生じている傾きに応じた指向性に自動で調整する。具体的には、通信態様制御部２８は、送信アンテナ１９の指向性が全方位に均一（図３の破線で示す通信エリアＥｂ）となるように、送信アンテナ１９の指向性を自動で調整する。本例の場合、電子キー２の傾きと送信アンテナ１９の指向性との関係付けが設定されたテーブルが電子キー２のメモリに用意され、このテーブルを参照することにより、電子キー２の傾きに応じた最適な送信アンテナ１９の指向性が選択される。また、送信アンテナ１９の指向性の切り替えは、例えば送信アンテナ１９の素子のパラメータを調整したり、電波送信に係るプログラム上の値を変更したりすることで実現するとよい。
【００２５】
図２に戻り、電子キー２は、通信態様のセッティング後（送信アンテナ１９の指向性切り替え後）、ウェイク信号Ｓwkに対する応答として、アックＳackを送信アンテナ１９から送信する。アックＳackの送信は、指向性が調整された送信アンテナ１９から送信されるので、問題なく車両１（電波送受信部１４）に届く。
【００２６】
照合ＥＣＵ９は、ウェイク信号Ｓwkの送信後の一定時間内に電子キー２からアックＳackを受信できると、引き続きチャレンジレスポンス認証を実行する。ここでは、まず照合ＥＣＵ９は、送信の度に値が毎回変わるチャレンジＳchを電子キー２に送信し、電子キー２に自身の暗号鍵を用いてレスポンスＳresを演算させる。電子キー２は、車両１からチャレンジＳchを受信すると、このチャレンジＳchに対するレスポンスＳresを演算する。
【００２７】
電子キー２は、演算したレスポンスＳresを車両１に送信するにあたり、前述の「傾き検出」及び「通信態様のセッティング」を実行する。これにより、電子キー２がレスポンスＳresを車両１に送信するにあたり、好適な指向性の送信アンテナ１９からレスポンスＳresを送信することが可能となる。なお、レスポンスＳresの送信の際、自身に登録された電子キーＩＤも車両１に送信する。
【００２８】
照合ＥＣＵ９は、電子キー２にレスポンスを演算させるにあたり、自身も自らの暗号鍵を用いてチャレンジＳchのレスポンスＳresを演算する。そして、照合ＥＣＵ９は、電子キー２からレスポンスＳresを受信すると、自身が演算したものとを比較することにより、チャレンジレスポンス認証を実行する。照合ＥＣＵ９は、チャレンジレスポンス認証及び電子キーＩＤ照合の両方が成立することを確認すると、電子キー２とのスマート照合を成立とする。
【００２９】
照合ＥＣＵ９は、室外に位置する電子キー２と車両１との間でスマート照合（室外スマート照合）が成立すれば、ボディＥＣＵ１０によるドアロックの施解錠を許可又は実行させる。また、照合ＥＣＵ９は、室内に位置する電子キー２と車両１との間でスマート照合（室内スマート照合）が成立すれば、車両１の電源遷移操作を許可する。これにより、室内スマート照合が成立する場合に、ブレーキペダルを踏み込みながら運転席のエンジンスイッチが操作されると、エンジン６が始動する。
【００３０】
さて、本例の場合、アンテナ２４に特定の指向性が存在する場合であっても、電子キー２（キー本体部２３）の通信態様を電子キー２（キー本体部２３）の傾きに応じた好適な態様に適宜設定することが可能となる。このため、電子キー２にアンテナ２４を設けるにあたり、仮にアンテナ２４に特有の指向性があったとしても、電子キー２（キー本体部２３）の傾きに応じてアンテナ２４の通信態様を適宜切り替えるようにすれば、アンテナ２４の通信態様を、都度最適化することが可能となる。よって、アンテナ２４の搭載自由度を確保することができる。
【００３１】
通信態様制御部２８は、傾き検出部２７の検出信号Ｓａを基に、アンテナ２４の電波特性を調整する。よって、アンテナ２４の通信エリア（本例は送信アンテナ１９の通信エリアＥａ）が好適な範囲に設定されるので、電子キー２とその通信相手３０（本例は車両１）との間の通信成立性を確保することができる。
【００３２】
通信態様制御部２８は、アンテナ２４の指向性が全方位に均一となるように、アンテナ２４の電波特性を調整する。よって、アンテナ２４の通信エリア（本例は送信アンテナ１９の通信エリアＥａ）にヌルが生じ難くなるので、電子キー２とその通信相手３０（本例は車両１）との間の通信成立性を確保するのに一層有利となる。
【００３３】
図４に示すように、ワイヤレスキーシステムを通じて電子キー２で車両１を作動させる場合、電子キー２の傾きに応じた機能コードを車両１に電波送信して、電子キー２の傾きに応じた作動を車両１に実行させてもよい。ところで、電子キー２で操作部２０が操作された場合、その操作部２０に応じた機能コードと電子キーＩＤとを含むワイヤレス信号Ｓwlが車両１に送信される。例えば、操作部２０としてロック操作部２０ａが操作された場合には、車両ドア施錠要求及び電子キーＩＤを含むワイヤレス信号Ｓwlが車両１に送信され、車両ドア１３が施錠される。
【００３４】
そこで、電子キー２が操作部２０の操作を通じて電波送信（ワイヤレス通信）を行う場合に、電子キー２の傾きに応じた機能コードを設定して、ワイヤレス信号Ｓwlを送信するようにしてもよい。すなわち、通信態様制御部２８は、キー本体部２３の操作部２０が操作された場合に、その操作部２０に応じた機能コードを含む電波が送信アンテナ１９から送信されるにあたり、電子キー２の傾きに応じた機能コードを設定する。
【００３５】
具体例としては、電子キー２を所定の傾きにすると、ロック操作部２０ａが他機能（例えばトランク開閉、パワースライドドア開閉、パニック作動）の操作部に設定されるようにする。この場合、電子キー２を傾けながらロック操作部２０ａを操作すると、通常ならば「車両ドア施錠要求」の機能コードが付加されるところ、「他機能」の機能コードが付加されて、車両１にワイヤレス信号Ｓwlが送信される。照合ＥＣＵ９は、このワイヤレス信号Ｓwlを受信すると、「他機能」の機能コードに従い、その機能コードに準じた作動を車両１に実行させる。
【００３６】
よって、この場合、電子キー２の傾きに応じて、電子キー２から異なる機能コードを送信することが可能となるので、１つの操作部２０を複数の機能に共通使用することが可能となる。よって、操作部２０の個数を少なく抑えることができる。また、電子キー２の意匠を操作部２０の個数毎に新設する必要もなくなるので、電子キー２の製造にかかるコストも低く抑えることができる。
【００３７】
図５に示すように、電子キー２のキー機能のオンオフを、電子キー２の傾きに応じて設定するようにしてもよい。本例の場合、通信態様制御部２８は、傾き検出部２７の検出信号Ｓａを基に、キー動作を制御するキー制御部１７の機能のオンオフを切り替える。具体例としては、電子キー２が表向きに操作される場合には、キー機能をオンにし、電子キー２が裏向きに操作される場合には、キー機能をオフにする。
【００３８】
この場合、例えば電子キー２を傾けてキー機能をオフにしておけば、電子キー２は作動しないので、例えば第三者が中継器等を用いて車両１との間の通信を不正に成立させようとしても、通信を確立させることができない。よって、不正な通信成立に対するセキュリティ性を確保することができる。また、電子キー２を使用しない場合には、電子キー２を傾けておけば、電子キー２は作動しないので、電子キー２の電源の電力消費を少なく抑えるのにも有利となる。
【００３９】
なお、本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・通信態様が制御されるアンテナ２４は、送信アンテナ１９に限定されず、受信アンテナ１８でもよい。また、例えば送受信両方が可能なアンテナ（送受信アンテナ）の通信態様を制御するようにしてもよい。
【００４０】
・アンテナ２４の電波特性とは、アンテナ２４の指向性に限定されず、電波強度などの他のパラメータに変更してもよい。
・制御対象とする通信態様は、アンテナ２４の指向性や、機能コードの設定や、キー機能のオンオフに限定されず、種々の態様に変更可能である。
【００４１】
・アンテナ２４は、Ｘ，Ｙ，Ｚの３軸対応（３軸アンテナ）に限定されず、例えば６軸アンテナなどに変更してもよい。
・アンテナ２４は、多軸アンテナに限定されず、１軸アンテナとしてもよい。
【００４２】
・傾き検出部２７は、加速度センサに限定されず、例えばジャイロセンサ等の種々のセンサに変更してもよい。
・電子キーシステム４は、車外用及び車内用のそれぞれに電波送信用のＬＦアンテナを設け、どちらのＬＦアンテナから電子キー２の応答が返ってきてＩＤ照合が成立するかを見ることで、電子キー２の車内外位置を判定することに限定されない。例えば、車体の左右のＬＦアンテナを設け、これらアンテナからの電波に対する電子キー２の応答の組み合わせから、電子キー２の車内外判定を行ってもよい。
【００４３】
・電子キーシステム４の通信は、ブルートゥース（Bluetooth：登録商標）を用いてもよい。
・車両１及び電子キー２の通信は、電波の周波数や通信方式を適宜変更してもよい。
【００４４】
・通信相手３０は、車両１（照合ＥＣＵ９）に限定されず、他の機器や装置に変更してもよい。
・電子キー２は、キー端末に限定されず、ＩＤ情報が登録された高機能携帯電話等の他の端末でもよい。
【符号の説明】
【００４５】
１…車両、２…電子キー、１７…キー制御部、１９…送信アンテナ、２３…キー本体部、２４…アンテナ、２７…傾き検出部、２８…通信態様制御部、Ｓａ…検出信号。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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