DE112020000644T5

DE112020000644T5 - Fahrzeugpositionsschätzsystem

Info

Publication number: DE112020000644T5
Application number: DE112020000644.1T
Authority: DE
Inventors: Kenichiro Sanji; Youhei SEKIYA; Takashi Shinoda; Kazuhiro Nakashima
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2019-01-31
Filing date: 2020-01-08
Publication date: 2021-11-11
Also published as: US20210356555A1; WO2020158308A1; JP7183829B2; JP2020122725A; CN113366334A

Abstract

Ein Fahrzeugpositionsschätzsystem bestimmt eine Tragbares-Endgerät-Position in Bezug auf ein Fahrzeug, indem es mehrere In-Vehicle-Kommunikationsvorrichtungen (12), die an verschiedenen Positionen des Fahrzeugs platziert sind, dazu veranlasst, drahtlos mit einem tragbaren Endgerät zu kommunizieren. Jede der mehreren In-Vehicle-Kommunikationsvorrichtungen kann mit mindestens zwei der mehreren Vorrichtungen drahtlos kommunizieren. Das Fahrzeugpositionsschätzsystem weist auf: einen Abstandsindexwert-Erfassungsabschnitt (S203), der einen Abstandsindexwert erfasst, der einen Abstand zwischen den mehreren In-Vehicle-Kommunikationsvorrichtungen anzeigt, indem die mehreren In-Vehicle-Kommunikationsvorrichtungen veranlasst werden, eine drahtlose Kommunikation für jede Kombination der mehreren In-Vehicle-Kommunikationsvorrichtungen mit einem Positionsverhältnis durchzuführen, die die drahtlose Kommunikation miteinander ermöglicht; einen Normalbereichsspeicherabschnitt (M1), der Daten speichert, die einen Normalbereich des Abstandsindexwertes anzeigen; und einen Kommunikationsvorrichtungsdiagnoseabschnitt (F6), der bestimmt, ob die In-Vehicle-Kommunikationsvorrichtung normal ist. Wenn der Abstandsindexwert zwischen einer Diagnosezielvorrichtung und mindestens einer anderen Vorrichtung in einem Normalbereich liegt, bestimmt der Kommunikationsvorrichtungsdiagnoseabschnitt, dass in der Diagnosezielvorrichtung kein Fehler vorliegt.

Description

QUERVERWEIS AUF IN BEZIEHUNG STEHENDE ANMELDUNG
Diese Anmeldung basiert auf der am 31. Januar 2019 eingereichten japanischen Patentanmeldung Nr. 2019-15240 , auf deren Offenbarung hiermit vollinhaltlich Bezug genommen ist.
TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Technologie, die eine relative Position einer von einem Benutzer mitgeführten Kommunikationsvorrichtung (im Folgenden tragbares Endgerät) in Bezug auf ein Fahrzeug unter Verwendung von elektrischen Wellen schätzt.
STAND DER TECHNIK
Bekannt ist ein Verfahren, bei dem mindestens drei Referenzstationen, deren Positionen bekannt sind, mit einem tragbaren Endgerät, wie z. B. einem Smartphone, kommunizieren, um einen Abstand zwischen jeder Referenzstation und dem tragbaren Endgerät zu spezifizieren, und eine Position des tragbaren Endgeräts auf der Grundlage der Abstandsinformation von jeder Referenzstation geschätzt wird. Der Abstand von der Referenzstation zum tragbaren Endgerät wird z. B. durch Multiplizieren einer gemessenen Laufzeit elektrischer Welle (d. h. Flugzeit) mit einer Laufzeit elektrischer Welle spezifiziert. Positionsbestimmungsverfahren (im Folgenden Laufzeitverfahren), die die Laufzeit elektrischer Welle verwenden, umfassen ein TOA-Verfahren (Time Of Arrival bzw. Ankunftszeit), ein TDOA-Verfahren (Time Difference Of Arrival bzw. Ankunftszeitunterschied) und dergleichen.
Ferner ist in Patentdokument 1 jede Referenzstation in der Lage, mit einem tragbaren Endgerät über UWB (Ultra-wideband bzw. Ultra-Breitband) zu kommunizieren. Die Referenzstation schätzt den Abstand zum tragbaren Endgerät auf der Grundlage einer Zeit (im Folgenden Round-Trip- bzw. Umlaufzeit) von einer Zeit des Sendens eines für eine UWB-Kommunikation verwendeten Impulssignals bis zu einer Zeit des Empfangs eines Antwortsignals von dem tragbaren Endgerät.
STAND-DER-TECHNIK-LITERATUR
PATENTLITERATUR
Patentdokument 1: JP 6 093 647 B2
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Bei dem Laufzeitverfahren hat ein Messfehler der Laufzeit elektrischer Welle einen großen Einfluss auf die Schätzgenauigkeit des Abstands (oder einer Position) von der Referenzstation zum tragbaren Endgerät. Insbesondere wird, auch wenn die Laufzeit um 1 ns verschoben wird, der geschätzte Abstand von der Referenzstation zum tragbaren Endgerät um 30 cm (Zentimeter) verschoben. Wenn aufgrund eines Fehler bzw. einer Fehlfunktion einer Kommunikationsvorrichtung als die Referenzstation die Laufzeit nicht genau gemessen werden kann, kann sich die Schätzgenauigkeit der Position des tragbaren Endgeräts verschlechtern. In Anbetracht solcher Umstände ist bei dem Laufzeitverfahren eine Konfiguration zum Bestimmen, ob die Kommunikationsvorrichtung als die Referenzstation normal arbeitet, notwendig.
Als eine Konfiguration zum Bestimmen, ob jede Referenzstation normal arbeitet, kann z. B. eine Konfiguration angenommen werden (im Folgenden angenommene Konfiguration), in der die Referenzstationen miteinander kommunizieren, um die Signallaufzeit zwischen den Stationen sequentiell zu spezifizieren oder die Signallaufzeit nach Bedarf zu spezifizieren. Gemäß der angenommenen Konfiguration ist es möglich zu erfassen, dass ein Fehler in der Referenzstation vorliegt, basierend auf einem Zustand, bei dem die Laufzeit außerhalb eines Normalbereichs liegt.
Die Ursache für den Fehler in der Laufzeit ist jedoch nicht auf den Fehler der Referenzstation beschränkt. Nach wiederholten Simulationen und Studien zu der angenommenen Konfiguration haben die Erfinder herausgefunden, dass die Laufzeit in Abhängigkeit von einer Umgebung zwischen den Referenzstationen zunimmt. D. h., wenn ein Objekt (im Folgenden Abschirmung) wie ein Metallkörper oder ein menschlicher Körper, der eine geradlinige Ausbreitung der elektrischen Wellen behindert, zwischen den Referenzstationen vorhanden ist, weisen die elektrischen Wellen eine Länge in Übereinstimmung mit einer Umleitungsroute auf, da sich die elektrischen Wellen ausbreiten, um die Abschirmung zu umgehen. D. h., die Differenz zwischen der Länge der Umleitungsroute und dem kürzesten Abstand erscheint als der Fehler in der Laufzeit. In der oben beschriebenen angenommenen Konfiguration kann die Laufzeit auch bei normalem Betrieb der Kommunikationsvorrichtung als die Referenzstation je nach Art der Inklusion bzw. Einbindung von dem Normalbereich abweichen. In einer solchen Situation ist es möglich, die Möglichkeit der fehlerhaften Bestimmung zu reduzieren, indem der Normalbereich auf den großen Bereich eingestellt wird. Es ist jedoch nicht möglich, den Fehler zu erfassen, der die sehr geringe bzw. winzige Verzögerung wie z. B. mehrere ns (Nanosekunden) verursacht.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, ein Fahrzeugpositionsschätzsystem bereitzustellen. Das Fahrzeugpositionsschätzsystem kann, als einen Fehler bzw. eine Fehlfunktion einer In-Vehicle-Kommunikationsvorrichtung, den Fehler, die eine winzige Verzögerung verursacht, als einen Beobachtungswert der Laufzeit erfassen und eine Möglichkeit der fehlerhaften Bestimmung, dass der Fehler in der In-Vehicle-Kommunikationsvorrichtung auftritt, reduzieren.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung bestimmt ein Fahrzeugpositionsschätzsystem eine Tragbares-Endgerät-Position in Bezug auf ein Fahrzeug, indem es mehrere In-Vehicle-Kommunikationsvorrichtungen, die an verschiedenen Positionen des Fahrzeugs platziert sind, dazu veranlasst, drahtlos mit einem tragbaren Endgerät zu kommunizieren, das von einem Benutzer des Fahrzeugs mitgeführt wird. In dem Fahrzeugpositionsschätzsystem kann jede der mehreren In-Vehicle-Kommunikationsvorrichtungen drahtlos mit mindestens zwei von mehreren verschiedenen Vorrichtungen kommunizieren, die am Fahrzeug montiert sind und die mehreren In-Vehicle-Kommunikationsvorrichtungen sind. Das Fahrzeugpositionsschätzsystem weist auf: einen Abstandsindexwert-Erfassungsabschnitt, der einen Abstandsindexwert erfasst, der direkt oder indirekt einen Abstand zwischen den mehreren In-Vehicle-Kommunikationsvorrichtungen anzeigt, indem die mehreren In-Vehicle-Kommunikationsvorrichtungen veranlasst werden, eine drahtlose Kommunikation für jede Kombination der mehreren In-Vehicle-Kommunikationsvorrichtungen durchzuführen, die eine Positionsbeziehung aufweisen, die die drahtlose Kommunikation miteinander ermöglicht; einen Normalbereichsspeicherabschnitt, der Daten speichert, die einen Normalbereich des Abstandsindexwertes in Übereinstimmung mit einer Kombination der mehreren In-Vehicle-Kommunikationsvorrichtungen anzeigen; und einen Kommunikationsvorrichtungsdiagnoseabschnitt, der bestimmt, ob die mehreren In-Vehicle-Kommunikationsvorrichtungen normal sind, basierend auf dem Abstandsindexwert für jede Kombination, der durch den Abstandsindexwerterfassungsabschnitt erfasst wird, der mehreren In-Vehicle-Kommunikationsvorrichtungen. Wenn der Abstandsindexwert zwischen einer zu diagnostizierenden Diagnosezielvorrichtung unter den mehreren In-Vehicle-Kommunikationsvorrichtungen und mindestens einer der mehreren anderen Vorrichtungen innerhalb des Normalbereichs in Übereinstimmung mit der Kombination der mehreren In-Vehicle-Kommunikationsvorrichtungen liegt, bestimmt der Kommunikationsvorrichtungsdiagnoseabschnitt, dass kein Fehler in der Diagnosezielvorrichtung vorliegt.
Der oben beschriebene Kommunikationsvorrichtungsdiagnoseabschnitt bestimmt, dass der Fehler in der Diagnosezielvorrichtung nicht auftritt, wenn in mindestens einer aller Kombinationen, die die Diagnosezielvorrichtung als ein Konfigurationselement enthalten, die Laufzeit im Normalbereich liegt. Mit anderen Worten, der oben beschriebene Kommunikationsvorrichtungsdiagnoseabschnitt bestimmt, dass der Fehler in der Diagnosezielvorrichtung auftritt, wenn in allen Kombinationen, die die Diagnosezielvorrichtung als das Konfigurationselement enthalten, die Laufzeit außerhalb des Normalbereichs liegt.
Hier ist eine Möglichkeit, dass die Abschirmung zwischen Kommunikationsvorrichtungen in allen Kombinationen bezogen auf die Diagnosezielvorrichtung interveniert, relativ gering. Daher ist es gemäß der oben beschriebenen Konfiguration möglich, die Möglichkeit der irrtümlichen Bestimmung aufgrund des Vorhandenseins der Abschirmung (und somit Beugung) dahingehend, dass die In-Vehicle-Kommunikationsvorrichtung, die keinen Fehler aufweist, die Fehlervorrichtung ist, zu reduzieren.
Ferner wird der oben beschriebene Effekt erzielt, ohne dass der Normalbereich ähnlich wie bei der angenommenen Konfiguration groß eingestellt wird. D. h., gemäß der oben beschriebenen Konfiguration ist es möglich, den Fehler, der die winzige Verzögerung wie einige ns verursacht, als einen Beobachtungswert der Laufzeit zu erfassen, während eine Möglichkeit der irrtümlichen Bestimmung, dass der Fehler in der In-Vehicle-Kommunikationsvorrichtung auftritt, die keinen Fehler aufweist, reduziert wird. Zusätzlich kann spezifiziert werden, welche der beiden In-Vehicle-Kommunikationsvorrichtungen, die die Kombination bilden, in der die Laufzeit vom Normalbereich abweicht, einen Fehler aufweist.
Figurenliste
Die Aufgabe, Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Offenbarung sind aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher ersichtlich. In den beigefügten Zeichnungen zeigt:

1 eine Abbildung zur Veranschaulichung einer Gesamtkonfiguration eines elektronischen Fahrzeugschlüsselsystems;
2 ein funktionales Blockdiagramm zur Veranschaulichung einer Konfiguration eines tragbaren Endgeräts;
3 ein funktionales Blockdiagramm zur Veranschaulichung einer Konfiguration eines In-Vehicle-Systems;
4 eine Abbildung zur Veranschaulichung eines Beispiels für eine Montageposition einer UWB-Kommunikationsvorrichtung;
5 eine Abbildung zur Veranschaulichung einer Kombination von UWB-Kommunikationsvorrichtungen, deren Positionen Positionen sind, an denen eine gegenseitige Kommunikation möglich ist;
6 eine Abbildung zur Veranschaulichung einer Wirkung der Empfangsintensität auf eine Laufzeit;
7 ein Blockdiagramm zur Veranschaulichung von Konfigurationen einer intelligenten bzw. Smart-ECU und der UWB-Kommunikationsvorrichtung;
8 eine Abbildung zur Veranschaulichung eines Beispiels für einen Normalbereich für jede Kombination der UWB-Kommunikationsvorrichtungen;
9 ein Ablaufdiagramm eines Positionsschätzprozesses;
10 eine Abbildung zur Veranschaulichung eines Verhältnisses zwischen der Laufzeit und einer Umlaufzeit;
11 ein Ablaufdiagramm eines diagnosebezogenen Prozesses;
12 eine Abbildung zur Veranschaulichung eines Einflusses auf die Laufzeit, wenn ein Drahtlos-Signal durch eine Abschirmung gebeugt wird und sich ausbreitet;
13 eine Abbildung zur Veranschaulichung von Betrieben eines elektronischen Fahrzeugschlüsselsystems gemäß einer ersten Modifikation;
14 eine Abbildung zur Veranschaulichung von Betrieben eines Kommunikationsvorrichtungsdiagnoseabschnitts gemäß einer dritten Modifikation;
15 eine Abbildung zur Veranschaulichung von Betrieben eines Kommunikationsvorrichtungsdiagnoseabschnitts gemäß einer vierten Modifikation;
16 eine Abbildung zur Veranschaulichung von Betrieben des Kommunikationsvorrichtungsdiagnoseabschnitts gemäß der vierten Modifikation; und
17 eine Abbildung zur Veranschaulichung einer Modifikation von Montagepositionen der UWB-Kommunikationsvorrichtungen und der Anzahl von UWB-Kommunikationsvorrichtungen.

BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
[Ausführungsform]
Nachstehend ist, als ein Beispiel für eine Ausführungsform eines Fahrzeugpositionsschätzsystems der vorliegenden Offenbarung, ein elektronisches Fahrzeugschlüsselsystem, auf das das Fahrzeugpositionsschätzsystem angewandt wird, unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Wie in 1 gezeigt, enthält das elektronische Fahrzeugschlüsselsystem der vorliegenden Offenbarung ein In-Vehicle-System 1, das an einem Fahrzeug Hv montiert ist, und ein tragbares Endgerät 2, das ein Kommunikationsendgerät ist, das von einem Benutzer des Fahrzeugs Hv mitgeführt wird.
<Überblick>
Das In-Vehicle-System 1 und das tragbare Endgerät 2 können eine drahtlose Kommunikation vom Typ UWB (Ultra-wideband bzw. Ultra-Breitband) durchführen (im Folgenden UWB-Kommunikation). D. h., das In-Vehicle-System 1 und das tragbare Endgerät 2 können impulsförmige elektrische Wellen (im Folgenden Impulssignale) senden und empfangen, die in der UWB-Kommunikation verwendet werden. Die in der UWB-Kommunikation verwendeten Impulssignale weisen eine Impulsbreite von extrem kurzer Zeit (z. B. 2 ns) und eine Bandbreite von 500 MHz oder mehr (d. h. Ultrabreitbandigkeit) auf.
Zu den Frequenzbändern, die in der UWB-Kommunikation verwendet werden können (im Folgenden UWB-Band), gehören 3,2 GHz bis 10,6 GHz, 3,4 GHz bis 4,8 GHz, 7,25 GHz bis 10,6 GHz, 22 GHz bis 29 GHz und dergleichen. Unter diesen verschiedenen Frequenzbändern wird das Impulssignal in der vorliegenden Ausführungsform unter Verwendung von elektrischen Wellen im Band von 3,1 GHz bis 10,6 GHz realisiert. Das für das Impulssignal verwendete Frequenzband kann entsprechend dem Land, in dem das Fahrzeug Hv verwendet wird, gewählt werden. Es ist lediglich erforderlich, dass die Bandbreiten der Impulssignale größer oder gleich 500 MHz sind, und die Impulssignale können Bandbreiten von größer oder gleich 1,5 GHz aufweisen.
Als Modulationsverfahren für die UWB-IR-Kommunikation können verschiedene Verfahren, wie beispielsweise ein PPM-Verfahren (Puls-position modulation oder Pulspositionsmodulation) zur Modulation an einer Pulserzeugungsposition, angewandt werden. Insbesondere können ein OOK-Verfahren (On-off keying oder Ein-Aus-Modulation), ein PWM-Verfahren (Pulsweitenmodulation), ein PAM-Verfahren (Pulsamplitudenmodulation), ein PCM-Verfahren (Puls-Code-Modulation) und dergleichen angewandt werden. Das On-off-Keying-Verfahren ist ein Verfahren zum Beschreiben von Information (z. B. 0 und 1) durch das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein eines Impulssignals, und das Pulsbreitenmodulationsverfahren ist ein Verfahren zum Beschreiben von Information durch eine Pulsbreite. Das Pulsamplitudenmodulationsverfahren ist ein Verfahren zum Beschreiben von Information durch die Amplitude eines Impulssignals. Das Puls-Code-Modulationsverfahren ist ein Verfahren zum Beschreiben von Information durch Kombinieren von Impulsen.
Weiterhin können das In-Vehicle-System 1 und das tragbare Endgerät 2 der vorliegenden Ausführungsform eine drahtlose Kommunikation gemäß einem Bluetooth^® Low Energy Standard (im Folgenden BLE-Kommunikation) als ein zweites Kommunikationsverfahren ausführen. Ein erstes Kommunikationsverfahren bezieht sich auf die oben beschriebene UWB-Kommunikation. Als das zweite Kommunikationsverfahren können neben Bluetooth Low Energy (BLE) auch verschiedene drahtlose Kurzstrecken-Kommunikationsverfahren wie z. B. ein Wi-Fi^® und ZigBee^® angewandt werden. Bei dem drahtlosen Kurzstrecken-Kommunikationsverfahren kann eine Kommunikationsdistanz von etwa 10 m eingestellt werden. Das zweite Kommunikationsverfahren kann ein beliebiges sein, das eine Kommunikationsdistanz von z. B. einigen Metern bis zu einigen zehn Metern ermöglicht. Um das UWB-Kommunikationssignal vom BLE-Kommunikationssignal zu unterscheiden, ist das Drahtlos-Signal gemäß dem BLE-Standard im Folgenden auch als BLE-Signal bezeichnet. Nachstehend sind die spezifischen Konfigurationen des In-Vehicle-Systems 1 und des tragbaren Endgeräts 2 der Reihe nach beschrieben.
<Konfiguration von tragbarem Endgerät>
Zunächst sind die Konfiguration und die Betriebe des tragbaren Endgeräts 2 beschrieben. Das tragbare Endgerät 2 ist mit dem In-Vehicle-System 1 verknüpft und ist eine Vorrichtung, die als ein elektronischer Schlüssel des Fahrzeugs Hv fungiert. Das tragbare Endgerät 2 kann unter Verwendung eines Kommunikationsendgeräts realisiert werden, das für verschiedene Zwecke eingesetzt wird. Das tragbare Endgerät 2 ist zum Beispiel ein Smartphone. Das tragbare Endgerät 2 kann ein Informationsverarbeitungsendgerät, wie z. B. ein Tablet-Endgerät (Tablet), sein. Ferner kann das tragbare Endgerät 2 eine rechteckige, elliptische (Fob- bzw. Anhänger-Typ) oder kartenähnliche kleine Vorrichtung sein, die üblicherweise als Smart-Key bekannt ist. Ferner kann das tragbare Endgerät 2 als eine tragbare Vorrichtung (Wearable) konfiguriert sein, die an einem Finger, einem Arm oder dergleichen eines Benutzers getragen wird.
Wie in 2 gezeigt, enthält das tragbare Endgerät 2 einen UWB-Kommunikationsabschnitt 21, einen BLE-Kommunikationsabschnitt 22 und einen Tragbares-Endgerät-Controller 23. Der Tragbares-Endgerät-Controller 23 ist mit dem UWB-Kommunikationsabschnitt 21 sowie dem BLE-Kommunikationsabschnitt 22 verbunden, um mit beiden kommunizieren zu können.
Der UWB-Kommunikationsabschnitt 21 ist ein Kommunikationsmodul zum Senden und Empfangen des Impulssignals des UWB. Der UWB-Kommunikationsabschnitt 21 erzeugt ein Modulationssignal, während er ein vom Tragbares-Endgerät-Controller 23 eingegebenes Basisbandsignal elektrisch verarbeitet, wie beispielsweise das Basisbandsignal moduliert, und sendet dieses Modulationssignal per UWB-Kommunikation. Das Modulationssignal ist ein Signal, das durch Modulieren von Sendedaten mit einem vorbestimmten Modulationsverfahren (wie beispielsweise PCM-Modulationsverfahren) erhalten wird. Das modulierte Signal ist eine Signalfolge (im Folgenden Impulsfolgesignal), in der mehrere Impulssignale in Zeitabständen angeordnet sind, die den Sendedaten entsprechen. Ferner demoduliert der UWB-Kommunikationsabschnitt 21 bei Empfang der Reihe von Modulationssignalen (d. h. des Impulsfolgesignals), die aus mehreren vom In-Vehicle-System 1 gesendeten Impulssignalen bestehen, das Empfangssignal und stellt die Daten vor der Modulation wieder her. Anschließend werden die Empfangsdaten an den Tragbares-Endgerät-Controller 23 ausgegeben.
Ferner enthält der UWB-Kommunikationsabschnitt 21, als einen Betriebsmodus, einen Reflexionsantwortmodus und einen Normalmodus. Wenn der UWB-Kommunikationsabschnitt 21 im Reflexionsantwortmodus das Impulssignal empfängt, sendet der UWB-Kommunikationsabschnitt 21 das Impulssignal reflexartig (d. h. sofort oder so schnell wie möglich) zurück. Ob der Betrieb im Reflexionsantwortmodus erfolgen soll, wird durch den Tragbares-Endgerät-Controller 23 z. B. auf der Grundlage eines Befehlssignals vom In-Vehicle-System 1 geschaltet. Vom Empfang des Impulssignals von dem In-Vehicle-System 1 bis zum Senden des Impulssignals als das Antwortsignal durch das tragbare Endgerät 2 vergeht eine vorbestimmte Zeit (im Folgenden Antwortverarbeitungszeit Tb). Die Antwortverarbeitungszeit Tb wird in Übereinstimmung mit einer Hardwarekonfiguration des tragbaren Endgeräts 2 bestimmt. Ein Annahmewert der Antwortverarbeitungszeit Tb kann im Voraus durch einen Test oder dergleichen spezifiziert werden.
Der Normalmodus ist ein Modus, in dem eine Reihe von Impulsfolgesignalen von der Präambel bis zum Ende empfangen wird und ein Antwortsignal entsprechend dem Inhalt der Empfangsdaten retourniert wird. Das tragbare Endgerät 2 im Reflexionsantwortmodus kann das Antwortsignal des Inhalts der Empfangsdaten erzeugen und das Antwortsignal nach reflexartigem Retournieren der Reihe von Impulssignalen retournieren, ähnlich dem vom In-Vehicle-System 1 gesendete Impulsfolgesignal.
Der BLE-Kommunikationsabschnitt 22 ist ein Kommunikationsmodul zum Ausführen der BLE-Kommunikation. Der BLE-Kommunikationsabschnitt 22 ist mit dem Tragbares-Endgerät-Controller 23 verbunden, um miteinander zu kommunizieren. Der BLE-Kommunikationsabschnitt 22 empfängt das vom Fahrzeug Hv gesendete BLE-Signal und gibt das BLE-Signal an den Tragbares-Endgerät-Controller 23, und moduliert die vom Tragbares-Endgerät-Controller 23 eingegebenen Daten und sendet die Daten an das Fahrzeug Hv.
Der Tragbares-Endgerät-Controller 23 steuert den Betrieb des UWB-Kommunikationsabschnitts 21 oder des BLE-Kommunikationsabschnitts 22. Der Tragbares-Endgerät-Controller 23 wird beispielsweise unter Verwendung eines Computers realisiert, der mit einer CPU, einem RAM und einem ROM ausgestattet ist.
Der Tragbares-Endgerät-Controller 23 sendet ein Drahtlos-Signal mit Sendequelleninformation zu vorbestimmten Sendeintervallen an den BLE-Kommunikationsabschnitt 22. Dadurch meldet der tragbares-Endgerät-Controller dem In-Vehicle-System 1 und dergleichen die eigene Existenz (d. h., zeigt die eigene Existenz an). Nachstehend ist das zum Anzeigen bzw. Bekanntmachen periodisch gesendete Drahtlos-Signal der Einfachheit halber als Anzeigesignal bezeichnet. Die Sendequelleninformation ist z. B. eindeutige Identifikationsinformation (im Folgenden als Endgerät-ID bezeichnet), die dem tragbaren Endgerät 2 vorab zugewiesen wurden. Die Endgerät-ID dient als Information zum Identifizieren des tragbaren Endgeräts 2 von einem anderen Kommunikationsendgerät bzw. -anschluss. Das In-Vehicle-System 1 erkennt durch den Empfang dieses Anzeigesignals, dass sich das tragbare Endgerät 2 im BLE-Kommunikationsbereich des Fahrzeugs Hv befindet. Bei einem anderen Aspekt kann das tragbare Endgerät 2 das Anzeigesignal basierend auf der Anfrage von dem In-Vehicle-System 1 senden.
Ferner erzeugt der Tragbares-Endgerät-Controller 23 beim Empfang der Empfangsdaten vom UWB-Kommunikationsabschnitt 21 das dem Antwortsignal entsprechende Basisbandsignal in Übereinstimmung mit diesen Empfangsdaten und gibt dieses Basisbandsignal an den UWB-Kommunikationsabschnitt 21 aus. Das vom Tragbares-Endgerät-Controller 23 an den UWB-Kommunikationsabschnitt 21 ausgegebene Basisbandsignal wird durch den UWB-Kommunikationsabschnitt 21 moduliert und als das Drahtlos-Signal gesendet. Ein solcher Tragbares-Endgerät-Controller 23 entspricht einer Konfiguration, die das Impulssignal als das Antwortsignal sendet, wenn er das Impulssignal vom In-Vehicle-System 1 empfängt, indem er mit dem UWB-Kommunikationsabschnitt 21 zusammenarbeitet.
Darüber hinaus umfasst der Betriebsmodus des tragbaren Endgeräts 2 einen aktiven Modus und einen Schlafmodus. Der aktive Modus ist ein Betriebsmodus, der in der Lage ist, einen Prozess (Prozess in Bezug auf Empfang und Antwort) auszuführen, wie z. B. die Erzeugung des Antwortsignals für das vom In-Vehicle-System 1 gesendete Signal. Der Schlafmodus ist ein Betriebsmodus, der einen elektrischen Energieverbrauch reduziert, indem ein Teil der Funktionen oder alle Funktionen des Tragbares-Endgerät-Controllers 23 gestoppt werden. Der Schlafmodus kann z. B. auf einen Modus eingestellt werden, der den Betrieb eines Taktoszillators (nicht gezeigt) stoppt. Der Tragbares-Endgerät-Controller 23 kann in den aktiven Modus wechseln, wenn der UWB-Kommunikationsabschnitt 21 im Schlafmodus das elektrische Signal mit der Intensität entsprechend dem Impulssignal empfängt. Ferner kann der Tragbares-Endgerät-Controller 23 in den aktiven Modus wechseln, wenn der BLE-Kommunikationsabschnitt 22 ein elektrisches Signal entsprechend dem BLE-Signal im Schlafmodus empfängt. Das elektrische Signal, das dem BLE-Signal entspricht, ist z. B. ein Signal mit einer vorbestimmten Präambel, die im BLE-Signal enthalten sein sollte, oder ein Signal mit einer vorbestimmten Intensität.
<In-Vehicle-System>
Das In-Vehicle-System 1 realisiert ein PEPS-System (Passive Entry Passive Start), das eine vorbestimmte Fahrzeugsteuerung in Übereinstimmung mit der Position des tragbaren Endgeräts 2 ausführt, indem es die drahtlose Kommunikation mit dem tragbaren Endgerät 2 unter Verwendung der elektrischen Wellen in dem vorbestimmten Frequenzband ausführt.
Beispielsweise führt das In-Vehicle-System 1 die Steuerung wie das Öffnen oder Schließen einer Tür auf der Grundlage einer nachstehend noch beschriebenen Benutzerbedienung einer Türtaste 14 aus, wenn bestätigt wurde, dass sich das tragbare Endgerät 2 in einem vorab festgelegten Aktivierungsbereich in Bezug auf das Fahrzeug Hv befindet. Ferner führt das In-Vehicle-System 1 eine Startsteuerung des Motors auf der Grundlage der nachstehend noch beschriebenen Benutzerbedienung einer Starttaste 15 aus, wenn durch die drahtlose Kommunikation mit dem tragbaren Endgerät 2 bestätigt werden kann, dass sich das tragbare Endgerät 2 im Fahrzeuginnenraum befindet.
Der Aktivierungsbereich ist ein Bereich, in dem das In-Vehicle-System 1 die vorbestimmte Fahrzeugsteuerung, wie z. B. das Ver- oder Entriegeln der Tür, basierend auf dem Vorhandensein des tragbaren Endgeräts 2 in dem Bereich ausführt. Beispielsweise ist der Nahbereich einer Tür für einen Fahrersitz, der Nahbereich einer Tür für einen Beifahrersitz oder der Nahbereich einer Kofferraumklappe als der Aktivierungsbereich festgelegt. Der Nahbereich der Tür bezieht sich auf einen Bereich innerhalb eines vorbestimmten Aktivierungsabstands von einem äußeren Türgriff. Der äußere Türgriff zeigt ein Greifelement, das an der Außenseitenoberfläche der Tür zum Öffnen und Schließen der Tür vorgesehen ist. Der Aktivierungsabstand, der die Größe des Aktivierungsbereichs definiert, beträgt z. B. 0,7 m. Natürlich kann der Aktivierungsabstand 1 m, aber auch 1,5 m betragen. Der Aktivierungsabstand wird aus Sicht der Kriminalprävention vorzugsweise kleiner als 2 m eingestellt.
Wie in 3 gezeigt, enthält das In-Vehicle-System 1 eine Smart-ECU 11, mehrere UWB-Kommunikationsvorrichtungen 12, eine BLE-Kommunikationsvorrichtung 13, die Türtaste 14, die Starttaste 15, eine Motor-ECU 16, eine Karosserie-ECU 17 und eine HCU 18. Des Weiteren enthält das In-Vehicle-System 1 einen In-Vehicle-Aktuator 171, einen In-Vehicle-Sensor 172, ein Display 181, einen Indikator 182, einen Lautsprecher 183 und dergleichen. Die in den Bezeichnungen verwendete ECU ist eine Abkürzung für Electronic Control Unit und beschreibt eine elektronische Steuervorrichtung.
Die Smart-ECU 11 ist eine ECU, die die Fahrzeugsteuerung wie z. B. das Entriegeln der Tür oder das Starten des Motors durch UWB-Kommunikation mit dem tragbaren Endgerät 2 ausführt. Die Smart-ECU 11 ist mit der Motor-ECU 16, der Karosserie-ECU 17 und der HCU 18 über ein im Fahrzeug vorgesehenes Kommunikationsnetz wechselseitig verbunden. Ferner ist die Smart-ECU 11 elektrisch mit der UWB-Kommunikationsvorrichtung 12, der BLE-Kommunikationsvorrichtung 13, der Türtaste 14 und der Starttaste 15 verbunden. Die Smart-ECU 11 wird z. B. unter Verwendung eines Computers realisiert. D. h., die Smart-ECU 11 enthält eine CPU 111, einen Flash-Speicher 112, ein RAM 113, eine E/A (I/O) 114, eine Busleitung, die diese Konfigurationen verbindet, und dergleichen.
Eine dem tragbaren Endgerät 2 im Besitz des Benutzers zugewiesene Endgerät-ID ist im Flash-Speicher 112 registriert. Ferner speichert der Flash-Speicher 112 ein Programm (im Folgenden als Positionsschätzprogramm bezeichnet), das einen Computer als die Smart-ECU 11 und dergleichen fungieren lässt. Das oben beschriebene Positionsschätzprogramm kann in einem nichtflüchtigen, greifbaren Speichermedium gespeichert werden. Das Ausführen des Positionsschätzprogramms durch die CPU 111 entspricht dem Ausführen eines Verfahrens entsprechend dem Positionsschätzprogramm. Die Smart-ECU 11 ist nachstehend noch näher beschrieben.
Die UWB-Kommunikationsvorrichtung 12 ist ein Kommunikationsmodul zum Ausführen einer UWB-Kommunikation mit dem tragbaren Endgerät 2. Jede der mehreren UWB-Kommunikationsvorrichtungen 12 kann die UWB-Kommunikation mit einer anderen UWB-Kommunikationsvorrichtung 12 durchführen, die am Fahrzeug Hv montiert ist. D. h., jede UWB-Kommunikationsvorrichtung 12 kann drahtlos mit dem tragbaren Endgerät 2 und der anderen UWB-Kommunikationsvorrichtung 12 kommunizieren. Der Einfachheit halber ist eine andere UWB-Kommunikationsvorrichtung 12 für eine bestimmte UWB-Kommunikationsvorrichtung 12 als eine andere Vorrichtung bezeichnet. Die UWB-Kommunikationsvorrichtung 12 entspricht einer In-Vehicle-Kommunikationsvorrichtung.
Jede UWB-Kommunikationsvorrichtung 12 ist über eine dedizierte Kommunikationsleitung oder ein In-Vehicle-Netzwerk mit der Smart-ECU 11 verbunden, um mit der Smart-ECU 11 zu kommunizieren. Der Betrieb jeder UWB-Kommunikationsvorrichtung 12 wird von der Smart-ECU 11 gesteuert. Jeder UWB-Kommunikationsvorrichtung 12 ist eine eindeutige Kommunikationsvorrichtungsnummer zugeordnet. Die Kommunikationsvorrichtungsnummer ist Information entsprechend einer Endgerät-ID des tragbaren Endgeräts 2. Die Kommunikationsvorrichtungsnummer dient als Information zum Identifizieren der mehrere UWB-Kommunikationsvorrichtungen 12. Anbringungspositionen oder elektrische Konfigurationen der mehreren UWB-Kommunikationsvorrichtungen 12 sind nachstehend noch beschrieben.
Die BLE-Kommunikationsvorrichtung 13 ist ein Kommunikationsmodul zum Ausführen der BLE-Kommunikation. Die BLE-Kommunikationsvorrichtung 13 ist mit der Smart-ECU 11 verbunden, um miteinander zu kommunizieren. Die BLE-Kommunikationsvorrichtung 13 empfängt das vom tragbaren Endgerät 2 gesendete BLE-Signal und gibt das BLE-Signal an die Smart-ECU 11. Ferner moduliert die BLE-Kommunikationsvorrichtung 13 die von der Smart-ECU 11 eingegebenen Daten und sendet die Daten drahtlos an das tragbare Endgerät 2. Die BLE-Kommunikationsvorrichtung 13 wird an einer beliebigen Position des Fahrzeugs Hv angebracht. Die BLE-Kommunikationsvorrichtung 13 wird z. B. an einer Instrumententafel, einem oberen Endabschnitt einer Windschutzscheibe, einer B-Säule, einem Schwellerabschnitt und dergleichen angebracht. Die Anzahl der BLE-Kommunikationsvorrichtungen 13 kann bei eins oder mehreren liegen.
Die Türtaste 14 ist eine Taste, mit der der Benutzer die Tür des Fahrzeugs Hv entriegeln und verriegeln kann. Die Türtaste 14 ist z. B. an jedem Türgriff des Fahrzeugs Hv platziert. Die Türtaste 14 gibt das elektrische Signal, das anzeigt, dass die Taste bzw. der Taster vom Benutzer gedrückt wurden, an die Smart-ECU 11 aus. Die Türtaste 14 entspricht einer Konfiguration für die Smart-ECU 11, um den Entriegelungsbefehl und den Verriegelungsbefehl zu empfangen. Ein Berührungssensor kann als die Konfiguration zum Empfangen von wenigstens entweder dem Entriegelungsbefehl oder dem Verriegelungsbefehl von dem Benutzer verwendet werden. Der Berührungssensor ist eine Vorrichtung, die eine vom Benutzer vorgenommene Berührung des Türgriffs erfasst.
Die Starttaste 15 ist z. B. ein Druckschalter, mit dem der Benutzer eine Antriebsquelle (z. B. Motor) des Fahrzeugs Hv starten kann. Wenn der Benutzer die Starttaste 15 drückt, gibt die Starttaste 15 ein elektrisches Signal, das das Drücken anzeigt, an die Smart-ECU 11 aus. Gemäß einem Beispiel ist das Fahrzeug Hv ein Fahrzeug, das mit einem Motor als die Antriebsquelle ausgestattet ist, ist jedoch nicht auf dieses Beispiel beschränkt. Das Fahrzeug Hv kann ein Elektrofahrzeug oder ein Hybridfahrzeug sein. Wenn das Fahrzeug Hv ein Fahrzeug ist, das mit einem Motor als die Antriebsquelle ausgestattet ist, ist die Starttaste 15 ein Schalter zum Starten des Motors zum Fahren.
Die Motor-ECU 16 ist eine ECU zum Steuern des Betriebs des am Fahrzeug Hv montierten Motors. Wenn die Motor-ECU 16 beispielsweise ein Startbefehlssignal, das ein Starten des Motors anweist, von der Smart-ECU 11 erfasst, startet die Motor-ECU 16 den Motor.
Die Karosserie-ECU 17 ist eine ECU, die den In-Vehicle-Aktuator 171 im Ansprechen auf eine Anfrage von der Smart-ECU 11 steuert. Die Karosserie-ECU 17 ist kommunikativ mit verschiedenen In-Vehicle-Aktuatoren 171 und verschiedenen In-Vehicle-Sensoren 172 verbunden. Bei den In-Vehicle-Aktuatoren 171 handelt es sich z. B. um einen Türverriegelungsmotor, der einen Verriegelungsmechanismus jeder Tür konfiguriert, einen Sitzaktuator zum Einstellen einer Sitzposition oder dergleichen. Hier handelt es sich bei den In-Vehicle-Sensoren 172 um einen Bedienungsschalter (courtesy switch) oder dergleichen, der an jeder Tür angebracht ist. Die Bedienungsschalter sind Sensoren, die ein Öffnen und Schließen der Tür erfassen. Die Karosserie-ECU 17 gibt z. B. ein vorbestimmtes Steuersignal an die Türverriegelungsmotoren, die an den jeweiligen Türen des Fahrzeugs Hv vorgesehen sind, basierend auf einer Anfrage von der Smart-ECU 11 aus, wodurch die Türen des Fahrzeugs Hv ver- und entriegelt werden.
Die HCU 18 ist eine Vorrichtung, die die Darstellung der Information bzw. Insation wie Anzeige oder Sprache für einen Insassen (hauptsächlich für den Fahrer) umfassend steuert. Die HCU 18 steuert den Betrieb einer HMI (Human Machine Interface bzw. Mensch-Maschine-Schnittstelle) wie das Display 181, den Indikator 182 und den Lautsprecher 183. HCU steht für HMI-Steuereinheit (HMI Control Unit). Auch die HCU 18 wird ähnlich wie der ECU durch einen Computer realisiert. Die HCU 18 führt einen Prozess (im Folgenden Fehlerbenachrichtigungsprozess) aus, um den Insassen über das Vorhandensein der UWB-Kommunikationsvorrichtung 12 zu benachrichtigen, in der ein Fehler aufgetreten ist, basierend auf der Anfrage von der Smart-ECU 11. Zum Beispiel zeigt die HCU 18 auf dem Display 181 ein Bild (im Folgenden Fehlerbenachrichtigungsbild), das diejenige UWB-Kommunikationsvorrichtung 12 anzeigt, in der ein Fehler aufgetreten ist, auf der Grundlage der Anfrage von der Smart-ECU 11 an.
Die Anzeige 181 ist z. B. eine Zähleranzeige, die vor dem Fahrersitz in der Instrumententafel angebracht ist. Das Display 181 kann ein Head-Up-Display, ein Multi-Informations-Display, ein Zentral-Informations-Display und dergleichen sein. Der Indikator 182 ist eine Vorrichtung, die den Insassen durch Aussenden von Licht darüber informiert, dass die einen Fehler aufweisende UWB-Kommunikationsvorrichtung 12 vorhanden ist. Der Lautsprecher 183 ist eine Vorrichtung, die die Stimme oder den Ton ausgibt, die von der HCU 18 eingegeben werden.
<Anbringungsposition und elektrische Konfiguration von jeder UWB-Kommunikationsvorrichtung>
Wie in 4 gezeigt, enthält das In-Vehicle-System 1 der vorliegenden Ausführungsform, als die UWB-Kommunikationsvorrichtungen 12, eine rechte vordere Kommunikationsvorrichtung 12A, eine linke vordere Kommunikationsvorrichtung 12B, eine rechte hintere Kommunikationsvorrichtung 12C und eine linke hintere Kommunikationsvorrichtung 12D. Die rechte vordere Kommunikationsvorrichtung 12A wird z. B. in einem oberen Bereich einer A-Säule auf der rechten Seite des Fahrzeugs platziert. Die A-Säule ist die erste Säule von vorne im Fahrzeug Hv. Die A-Säule wird auch als Frontsäule bezeichnet. Der obere Bereich der Säule bezieht sich auf einen Bereich, der die obere Hälfte der Säule darstellt. Der obere Bereich der Säule umfasst ebenso das obere Ende der Säule. Die linke vordere Kommunikationsvorrichtung 12B wird z. B. im oberen Bereich der A-Säule auf der linken Seite des Fahrzeugs platziert. Die rechte hintere Kommunikationsvorrichtung 12C wird im oberen Bereich der C-Säule auf der rechten Seite des Fahrzeugs platziert. Die linke hintere Kommunikationsvorrichtung 12D wird im oberen Bereich der C-Säule auf der linken Seite des Fahrzeugs platziert. Die C-Säule ist die dritte Säule von vorne. Die C-Säule wird auch als Hecksäule bezeichnet.
Jede UWB-Kommunikationsvorrichtung 12 kann, wie vorstehend beschrieben, mit der anderen Vorrichtung kommunizieren. Zum Beispiel kann die rechte vordere Kommunikationsvorrichtung 12A die UWB-Kommunikation mit jeder der linken vorderen Kommunikationsvorrichtung 12B, der rechten hinteren Kommunikationsvorrichtung 12C und der linken hinteren Kommunikationsvorrichtung 12D durchführen. Nachstehend ist der Einfachheit halber, wie in 5 gezeigt, als eine Kombination der UWB-Kommunikationsvorrichtungen 12, die eine bidirektionale Kommunikation ausführen, eine Kombination aus der rechten vorderen Kommunikationsvorrichtung 12A und der linken vorderen Kommunikationsvorrichtung 12B als eine erste Kombination bezeichnet. Eine Kombination aus der rechten hinteren Kommunikationsvorrichtung 12C und der linken hinteren Kommunikationsvorrichtung 12D ist als eine zweite Kombination bezeichnet. Eine Kombination aus der rechten vorderen Kommunikationsvorrichtung 12A und der rechten hinteren Kommunikationsvorrichtung 12C ist als eine dritte Kombination bezeichnet. Eine Kombination aus der linken vorderen Kommunikationsvorrichtung 12B und der linken hinteren Kommunikationsvorrichtung 12D ist als eine vierte Kombination bezeichnet. Eine Kombination aus der rechten vorderen Kommunikationsvorrichtung 12A und der linken hinteren Kommunikationsvorrichtung 12D ist als eine fünfte Kombination bezeichnet. Eine Kombination aus der linken vorderen Kommunikationsvorrichtung 12B und der rechten hinteren Kommunikationsvorrichtung 12C ist als eine sechste Kombination bezeichnet.
Übrigens werden bei der UWB-Kommunikation verwendete elektrische Wellen leicht durch Metall reflektiert. Ferner werden elektrische Wellen, die bei der UWB-Kommunikation verwendet werden, leicht vom menschlichen Körper absorbiert. Daher werden die elektrischen Wellen an einem Objekt (im Folgenden Abschirmung), das die elektrischen Wellen reflektiert oder absorbiert, wie z. B. einem Metallkörper oder einem menschlichen Körper, gebeugt und breiten sich aus. In einer Konfiguration, die den Abstand zwischen Kommunikationsvorrichtungen unter Verwendung der Laufzeit der elektrischen Wellen schätzt, tritt, wenn sich die elektrischen Wellen durch Beugung ausbreiten, ein Fehler (im Folgenden Beugungsfehler) bei der Schätzung des Abstands zwischen den Kommunikationsvorrichtungen auf.
Ferner wird in einem Ausbreitungsmodus, in dem die elektrischen Wellen durch Beugung der Abschirmung übertragen werden, die Empfangssignalintensität in einer Empfangsvorrichtung gesenkt. In einem Fall, in dem die Empfangssignalintensität verringert wird, wie in 6 gezeigt, kann, selbst wenn ein Timing, zu dem der Peak einer elektrischen Empfangsleistung eines Impulssignals eintrifft, derselbe ist, ein Timing, zu dem die elektrische Empfangsleistung einen Empfangsbestimmungsschwellenwert Th überschreitet, um etwa 0,5 ns bis 1 ns verzögert sein. Bei dem Laufzeitverfahren tritt bei einer Verzögerung der Laufzeit von ca. 0,5 ns bis 1 ns ein Abstandsfehler von ca. 15 cm bis 30 cm auf. Hier beschreibt der Empfangsbestimmungsschwellenwert Th einen elektrischen Empfangsleistungspegel zum Bestimmen, dass das Impulssignal empfangen wird. dT in 6 beschreibt eine Erfassungsverzögerungszeit aufgrund der Differenz in der elektrischen Empfangsleistung.
D. h., wie in der vorliegenden Ausführungsform, ist es in einer Konfiguration, die den Abstand unter Verwendung der Laufzeit der elektrischen Wellen misst, vorzugsweise so, dass die Abschirmung wahrscheinlich nicht zwischen der Position, an der jede UWB-Kommunikationsvorrichtung 12 platziert ist, und der Position, an der die andere Vorrichtung platziert ist, vorhanden ist. Ferner ist es aus einem anderen Blickwinkel betrachtet wünschenswert, dass jede UWB-Kommunikationsvorrichtung 12 an einer Position platziert ist, an der die Sicht bzw. Sichtbarkeit sowohl in Bezug auf das Innere des Fahrzeugs als auch auf die Außenseite des Fahrzeugs gut ist. Die Stellen mit guter Sicht in Bezug auf das Innere und Äußere des Fahrzeugs sind z. B. eine Innenraumdecke und jede der Säulen. D. h., wie oben beschrieben, entspricht der Anordnungsaspekt jeder UWB-Kommunikationsvorrichtung 12 einem Beispiel für einen Aspekt, bei dem jede UWB-Kommunikationsvorrichtung 12 an einer Position mit guter Sichtbarkeit in Bezug auf die Innen- und Außenseite des Fahrzeugs platziert ist.
Die Einbauposition jeder UWB-Kommunikationsvorrichtung 12 im Fahrzeug Hv kann als Punkt eines dreidimensionalen orthogonalen Koordinatensystems ausgedrückt werden, in dem ein beliebiger Punkt des Fahrzeugs als ein Referenzpunkt (mit anderen Worten, der Ursprung) festgelegt ist. Hier wird gemäß einem Beispiel der Mittelpunkt der Vorderradachse auf den Ursprung gesetzt und die Einbauposition als ein Punkt in einem dreidimensionalen Koordinatensystem (im Folgenden dreidimensionales Fahrzeugkoordinatensystem) beschrieben, dessen X-, Y- und Z-Achse orthogonal zueinander stehen. Die X-Achse, die das dreidimensionale Fahrzeugkoordinatensystem bildet, verläuft parallel zu einer Fahrzeugquerrichtung, und die rechte Seite des Fahrzeugs stellt eine positive Richtung der X-Achse dar. Die Y-Achse verläuft parallel zur Front-Heck-Richtung des Fahrzeugs. Die Front des Fahrzeugs stellt eine positive Richtung der Y-Achse dar. Die Z-Achse verläuft parallel zur Höhenrichtung des Fahrzeugs. Die Oberseite des Fahrzeugs stellt eine positive Richtung der Z-Achse dar. Der Mittelpunkt des dreidimensionalen Koordinatensystems kann beliebig verändert werden, z. B. auf den Mittelpunkt der Hinterradachse. Natürlich kann gemäß einem weiteren Aspekt die Montageposition jeder UWB-Kommunikationsvorrichtung 12 durch Polarkoordinaten beschrieben werden. Kommunikationsvorrichtungspositionsdaten, die die Einbauposition jeder UWB-Kommunikationsvorrichtung 12 anzeigen, werden im Flash-Speicher 112 gespeichert. Die Platzierungsposition jeder UWB-Kommunikationsvorrichtung 12 kann in Verbindung mit der Kommunikationsvorrichtungsnummer gespeichert werden.
Jede der mehreren UWB-Kommunikationsvorrichtungen 12 enthält, wie in 7 gezeigt, einen Sendeabschnitt 31, einen Empfangsabschnitt 32 und einen Laufzeitmessabschnitt 33. Der Sendeabschnitt 31 erzeugt das Impulssignal, während er das Impulssignal elektrisch verarbeitet, z. B. durch Modulation des von der Smart-ECU 11 eingegebenen Basisbandsignals, und strahlt dieses Impulssignal als die elektrische Welle ab. Der Sendeabschnitt 31 wird beispielsweise unter Verwendung einer Modulationsschaltung 311 und einer Sendeantenne 312 realisiert.
Die Modulationsschaltung 311 ist eine Schaltung, die das von der Smart-ECU 11 eingegebene Basisbandsignal moduliert. Die Modulationsschaltung 311 erzeugt ein Modulationssignal, das den Daten (im Folgenden Sendedaten) entspricht, die durch das von der Smart-ECU 11 eingegebene Basisbandsignal angezeigt werden, und sendet das Modulationssignal an die Sendeantenne 312. Das Modulationssignal ist ein Signal, das durch Modulation von Sendedaten anhand eines vorbestimmten Modulationsverfahrens erhalten wird. Wie oben beschrieben, entspricht das Modulationssignal der vorliegenden Ausführungsform einer Signalfolge, in der mehrere Impulssignale in zeitlichen Abständen entsprechend den Sendedaten angeordnet sind. Die Modulationsschaltung 311 enthält eine Schaltung, die ein elektrisches Impulssignal erzeugt (im Folgenden Impulserzeugungsschaltung), und eine Schaltung, die das Impulssignal verstärkt oder formt.
Die Sendeantenne 312 wandelt das von der Modulationsschaltung 311 ausgegebene elektrische Impulssignal in eine elektrische Welle um und strahlt die elektrische Welle in den Raum ab. D. h., die Sendeantenne 312 strahlt eine impulsartige elektrische Welle mit einer vorbestimmten Bandbreite im UWB-Band als Impulssignal ab. Ferner gibt, wenn die Modulationsschaltung 311 das elektrische Impulssignal an die Sendeantenne 312 ausgibt, die Modulationsschaltung 311 gleichzeitig ein Signal (im Folgenden Sendebenachrichtigungssignal) an den Laufzeitmessabschnitt 33 aus, das anzeigt, dass das Impulssignal ausgegeben wurde.
Der Sendeabschnitt 31 der vorliegenden Ausführungsform ist so konfiguriert, dass eine Anstiegszeit des Impulssignals 1 ns beträgt. Die Anstiegszeit ist eine Zeit, die erforderlich ist, damit eine Signalintensität 90% der maximalen Amplitude überschreitet, nachdem die Signalintensität zum ersten Mal 10% der maximalen Amplitude überschritten hat. Die Anstiegszeit des Impulssignals wird in Übereinstimmung mit der HardwareKonfiguration wie z. B. der Schaltungskonfiguration des Sendeabschnitts 31 bestimmt. Die Anstiegszeit des Impulssignals kann anhand einer Simulation oder eines realen Tests spezifiziert werden. Eine Anstiegszeit Tr eines bei der UWB-Kommunikation verwendeten Impulssignals beträgt typischerweise etwa 1 ns.
Der Empfangsabschnitt 32 enthält beispielsweise eine Empfangsantenne 321 und eine Demodulationsschaltung 322. Die Empfangsantenne 321 ist eine Antenne zum Empfangen eines Impulssignals. Die Empfangsantenne 321 gibt ein elektrisches Impulssignal, das dem vom tragbaren Endgerät 2 gesendeten Impulssignal entspricht, an die Demodulationsschaltung 322 aus.
Wenn die Empfangsantenne 321 das bei der UWB-Kommunikation verwendete Impulssignal empfängt, erzeugt die Demodulationsschaltung 322 ein Empfangssignal, während sie das Signal elektrisch verarbeitet, wie z. B. das Signal demoduliert, und gibt das Empfangssignal an die Smart-ECU 11 aus. Das von der Demodulationsschaltung 322 erfasste Impulsfolgesignal ist ein Signal, das durch Anordnen mehrerer von der Empfangsantenne 321 eingegebener Impulssignale in Zeitreihen zu aktuellen Empfangsintervallen erhalten wird. Die Demodulationsschaltung 322 demoduliert eine Reihe von modulierten Signalen (d. h. Impulsfolgesignalen) einschließlich mehrerer Impulssignale, die von dem tragbaren Endgerät 2 oder der anderen Vorrichtung gesendet werden, und stellt die Daten vor der Modulation wieder her.
Die Demodulationsschaltung 322 enthält eine Frequenzumwandlungsschaltung, die die Frequenz des von der Empfangsantenne 321 empfangenen Impulssignals in das Basisband umwandelt und ein Signal im Basisband ausgibt, eine Verstärkungsschaltung, die einen Signalpegel verstärkt, und dergleichen. Ferner gibt der Empfangsabschnitt 32, wenn das Impulssignal von der Empfangsantenne 321 eingegeben wird, ein Signal, das den Empfang des Impulssignals anzeigt (im Folgenden Empfangsbenachrichtigungssignal), an den Laufzeitmessabschnitt 33 aus.
Der Laufzeitmessabschnitt 33 ist ein Zeitgeber bzw. Timer, der eine Zeit (im Folgenden Umlaufzeit) misst, bis der Empfangsabschnitt 32 das Impulssignal empfängt, nachdem der Sendeabschnitt 31 das Impulssignal gesendet hat. Das Timing, zu dem der Sendeabschnitt 31 das Impulssignal sendet, wird durch den Eingang des Sendebenachrichtigungssignals spezifiziert. Ferner wird das Timing, zu dem der Empfangsabschnitt 32 das Impulssignal empfängt, durch den Eingang des Empfangsbenachrichtigungssignals spezifiziert. D. h., der Laufzeitmessabschnitt 33 misst eine Zeitspanne von einer Zeit, zu der die Modulationsschaltung 311 das Sendebenachrichtigungssignal ausgibt, bis zu einer Zeit, zu der die Demodulationsschaltung 322 das Empfangsbenachrichtigungssignal ausgibt. Die Umlaufzeit entspricht einer Zeit, die sich aus der Addition der Antwortverarbeitungszeit der Gegenvorrichtung (d. h. der Antwortvorrichtung) und der Signalflugzeit für den Hin- und Rückweg ergibt.
Der Laufzeitmessabschnitt 33 zählt ein Taktsignal, das von einem Taktoszillator (nicht gezeigt) eingegeben wird, um eine verstrichene Zeit ab dem Senden des Impulssignals von dem Sendeabschnitt 31 zu messen. Das Zählen durch den Laufzeitmessabschnitt 33 wird gestoppt, wenn das Empfangsbenachrichtigungssignal eingegeben wird oder wenn ein Zählwert einen vorbestimmten oberen Grenzwert erreicht, und der Zählwert wird an die Smart-ECU 11 ausgegeben. D. h., die Umlaufzeit wird an die Smart-ECU 11 gemeldet. Wenn die Umlaufzeit an die Smart-ECU 11 gemeldet wird, kehrt der Zählwert des Laufzeitmessabschnitts 33 auf 0 zurück (d.h. wird zurückgesetzt).
Wenn die Messung der Umlaufzeit abgeschlossen ist, berechnet der Laufzeitmessabschnitt 33 die Laufzeit basierend auf der Umlaufzeit und liefert die Laufzeit an die Smart-ECU 11. Der Laufzeitmessabschnitt 33 entspricht einem Laufzeitidentifizierungsabschnitt. Der Laufzeitmessabschnitt 33, der sich auf die Berechnung der Laufzeit bezieht, ist nachstehend noch beschrieben. Der Laufzeitmessabschnitt 33 wird z. B. unter Verwendung eines IC realisiert. Darüber hinaus verfügt die UWB-Kommunikationsvorrichtung 12 über einen Reflexionsantwortmodus, ähnlich wie der UWB-Kommunikationsabschnitt 21 des tragbaren Endgeräts 2. Der Reflexionsantwortmodus der UWB-Kommunikationsvorrichtung 12 ist dem Reflexionsantwortmodus des UWB-Kommunikationsabschnitts 21 ähnlich.
Hier ist der Aspekt der UWB-Kommunikationsvorrichtung 12 beschrieben worden, bei dem die Antenne (d. h. die Sendeantenne 312) zum Senden und die Antenne (d. h. die Empfangsantenne 321) zum Empfangen voneinander getrennt sind. Der Modus der UWB-Kommunikationsvorrichtung 12 ist jedoch nicht hierauf beschränkt. Die UWB-Kommunikationsvorrichtung 12 kann ein Antennenelement zum Senden und Empfangen unter Verwendung eines Richtkopplers enthalten. Ferner kann die Modulationsschaltung 311 oder die Demodulationsschaltung 322 in den IC eingebaut sein, der eine Funktion als der Laufzeitmessabschnitt 33 bereitstellt. D. h., die UWB-Kommunikationsvorrichtung 12 kann durch eine Antenne und einen dedizierten IC mit verschiedenen Schaltungsfunktionen realisiert werden.
<Funktion von Smart-ECU>
Die Smart-ECU 11 programmiert eine Funktion, die den verschiedenen in 7 gezeigten Funktionsblöcken entspricht, indem sie das oben beschriebene Positionsschätzprogramm ausführt. Mit anderen Worten, die Smart-ECU 11 enthält, als Funktionsblöcke, einen Fahrzeuginformationserfassungsabschnitt F1, einen Kommunikationsverarbeitungsabschnitt F2, einen Authentifizierungsverarbeitungsabschnitt F3, einen Positionsschätzabschnitt F4, einen Fahrzeugsteuerungsabschnitt F5 und einen Kommunikationsvorrichtungsdiagnoseabschnitt F6.
Der Fahrzeuginformationserfassungsabschnitt F1 erfasst verschiedene Teile von Information, die einen Zustand des Fahrzeugs Hv anzeigen (im Folgenden Fahrzeuginformation), von Sensoren, ECUs (z. B. Karosserie-ECU 17), Schaltern und dergleichen, die am Fahrzeug Hv angebracht sind. Die Fahrzeuginformation umfasst z. B. einen Offen-Geschlossen-Zustand der Tür, einen Verriegelt-Entriegelt-Zustand jeder Tür, ob die Türtaste 14 gedrückt wird, ob die Starttaste 15 gedrückt wird oder dergleichen. Der Fahrzeuginformationserfassungsabschnitt F1 spezifiziert einen aktuellen Zustand des Fahrzeugs Hv auf der Grundlage der verschiedenen Information, die vorstehend beschrieben ist. Wenn beispielsweise der Motor abgestellt ist und alle der Türen verriegelt sind, bestimmt der Fahrzeuginformationserfassungsabschnitt F1, dass das Fahrzeug Hv einen geparkten Zustand aufweist. Natürlich kann die Bedingung zum Bestimmen, dass das Fahrzeug Hv geparkt ist, entsprechend gestaltet werden kann, und es sind verschiedene Bestimmungsbedingungen anwendbar.
Die Erfassung der Information, die den Verriegelt-Entriegelt-Zustand jeder Tür anzeigt, entspricht der Bestimmung des Verriegelt-Entriegelt-Zustands jeder Tür und der Erfassung der Verriegelung/Entriegelung der Tür durch den Benutzer. Ferner entspricht die Erfassung von elektrischen Signalen von der Türtaste 14 und der Starttaste 15 der Erfassung der Benutzerbedienung an diesen Tasten. D. h., der Fahrzeuginformationserfassungsabschnitt F1 entspricht einer Konfiguration zum Erfassen der Benutzerbedienung an dem Fahrzeug Hv, wie z. B. Öffnen und Schließen der Tür 14, Drücken der Türtaste 14, Drücken der Starttaste 15 und dergleichen. Die im Folgenden beschriebene Fahrzeuginformation beinhaltet die Benutzerbedienung an dem Fahrzeug Hv. Darüber hinaus sind die Arten von Information, die in der Fahrzeuginformation enthalten ist, nicht auf die oben beschriebenen Beispiele beschränkt. Die Fahrzeuginformation umfasst ebenso eine Schaltposition, die von einem Schaltpositionssensor (nicht gezeigt) erfasst wird, ein Erfassungsergebnis eines Bremssensors zum Erfassen der Betätigung eines Bremspedals und dergleichen. Der Betriebszustand der Feststellbremse kann ebenfalls in der Fahrzeuginformation enthalten sein.
Der Kommunikationsverarbeitungsabschnitt F2 sendet Daten an das tragbare Endgerät 2 und empfängt Daten von dem tragbaren Endgerät 2 in Zusammenarbeit mit der UWB-Kommunikationsvorrichtung 12 oder der BLE-Kommunikationsvorrichtung 13. Beispielsweise erzeugt der Kommunikationsverarbeitungsabschnitt F2 Daten, die an das tragbare Endgerät 2 adressiert sind, und gibt die Daten an die BLE-Kommunikationsvorrichtung 13 aus. Dabei sendet der Kommunikationsverarbeitungsabschnitt F2 ein den Daten entsprechendes Signal als die elektrische Welle. Der Kommunikationsverarbeitungsabschnitt F2 empfängt Daten von dem tragbaren Endgerät 2 über die BLE-Kommunikationsvorrichtung 13. In der vorliegenden Ausführungsform wird die drahtlose Kommunikation zwischen der Smart-ECU 11 und dem tragbaren Endgerät 2 vorzugsweise verschlüsselt ausgeführt. Als Verschlüsselungsverfahren der verschlüsselten Kommunikation können verschiedene Verfahren, wie z. B. ein von Bluetooth definiertes Verschlüsselungsverfahren, angewandt werden.
In der vorliegenden Ausführungsform verschlüsseln die Smart-ECU 11 und das tragbare Endgerät 2 eine Datenkommunikation und führen die Datenkommunikation zum Authentifizieren oder dergleichen aus, um die Sicherheit zu verbessern. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt. Gemäß einem weiteren Aspekt können die Smart-ECU 11 und das tragbare Endgerät 2 die Datenkommunikation ohne Verschlüsselung durchführen.
Der Kommunikationsverarbeitungsabschnitt F2 erkennt anhand der Herstellung der BLE-Kommunikation mit dem tragbaren Endgerät 2, dass sich der Benutzer in der Nähe des Fahrzeugs Hv befindet. Ferner erfasst der Kommunikationsverarbeitungsabschnitt F2 die Endgerät-ID des tragbaren Endgeräts 2, das mit der BLE-Kommunikationsvorrichtung 13 kommunikativ verbunden ist, von der BLE-Kommunikationsvorrichtung 13. Gemäß einer solchen Konfiguration kann die Smart-ECU 11 selbst dann, wenn das Fahrzeug Hv ein von mehreren Benutzern gemeinsam genutztes Fahrzeug ist, einen Benutzer, der sich in der Nähe des Fahrzeugs Hv befindet, basierend auf der Endgerät-ID des tragbaren Endgeräts 2 spezifizieren, mit dem die BLE-Kommunikationsvorrichtung 13 kommunikativ verbunden ist.
Ferner erfasst der Kommunikationsverarbeitungsabschnitt F2 Daten von dem tragbaren Endgerät 2 über die UWB-Kommunikationsvorrichtung 12. Außerdem erzeugt der Kommunikationsverarbeitungsabschnitt F2 die an das tragbare Endgerät 2 adressierten Daten und gibt die Daten an die UWB-Kommunikationsvorrichtung 12 aus. Dabei wird das den vorbestimmten Daten entsprechende Impulsfolgesignal drahtlos übertragen. Ferner veranlasst der Kommunikationsverarbeitungsabschnitt F2 eine beliebige UWB-Kommunikationsvorrichtung 12, das Impulssignal basierend auf Befehlen von dem Positionsschätzabschnitt F4 oder dem Kommunikationsvorrichtungsdiagnoseabschnitt F6 zu senden. Die UWB-Kommunikationsvorrichtung 12, die zum Senden des Impulssignals veranlasst wird, wird durch den Positionsschätzabschnitt F4 oder den Kommunikationsvorrichtungsdiagnoseabschnitt F6 ausgewählt.
Der Authentifizierungsverarbeitungsabschnitt F3 führt in Zusammenarbeit mit der BLE-Kommunikationsvorrichtung 13 einen Prozess der Bestätigung aus, dass der Kommunikationspartner das tragbare Endgerät 2 des Benutzers ist (mit anderen Worten, eine Authentifizierung des tragbaren Endgeräts 2). Die Kommunikation zum Authentifizieren erfolgt verschlüsselt über die BLE-Kommunikationsvorrichtung 13. D. h., der Authentifizierungsprozess erfolgt durch eine verschlüsselte Kommunikation. Der Authentifizierungsprozess selbst kann anhand verschiedener Verfahren, wie z. B. eines Challenge-Response-Verfahrens (Aufforderung-Antwort-Verfahren), erfolgen. Auf eine detaillierte Beschreibung des Authentifizierungsprozesses ist an dieser Stelle verzichtet. Es wird angenommen, dass die für den Authentifizierungsprozess erforderlichen Daten (z. B. Verschlüsselungsschlüssel) oder dergleichen sowohl in dem tragbaren Endgerät 2 als auch in der Smart-ECU 11 gespeichert werden. Zum Beispiel kann ein Timing, zu dem der Authentifizierungsverarbeitungsabschnitt F3 den Authentifizierungsprozess ausführt, auf ein Timing gesetzt werden, zu dem die Kommunikationsverbindung zwischen der BLE-Kommunikationsvorrichtung 13 und dem tragbaren Endgerät 2 hergestellt wird. Der Authentifizierungsverarbeitungsabschnitt F3 kann konfiguriert sein, um den Authentifizierungsprozess in einem vorbestimmten Zyklus auszuführen, während die BLE-Kommunikationsvorrichtung 13 und das tragbare Endgerät 2 in Kommunikationsverbindung sind. Ferner kann der Authentifizierungsverarbeitungsabschnitt F3 so konfiguriert sein, dass die verschlüsselte Kommunikation für den Authentifizierungsprozess ausgeführt wird, indem eine vorbestimmte Benutzerbedienung am Fahrzeug Hv als Auslöser verwendet wird, z. B. im Ansprechen auf eine vom Benutzer vorgenommene Betätigung der Starttaste 15.
Im Bluetooth-Standard bedeutet der Aufbau der Kommunikationsverbindung zwischen der BLE-Kommunikationsvorrichtung 13 und dem tragbaren Endgerät 2, dass ein Kommunikationspartner der BLE-Kommunikationsvorrichtung 13 das tragbare Endgerät 2 ist, das im Voraus registriert wird. Daher kann die Smart-ECU 11 basierend auf der Bedingung, dass die Kommunikationsverbindung zwischen der Daten-BLE-Kommunikationsvorrichtung 13 und dem tragbaren Endgerät 2 hergestellt wurde, bestimmen, dass das tragbare Endgerät 2 erfolgreich authentifiziert wurde.
Der Positionsschätzabschnitt F4 führt einen Prozess zum Schätzen der Position des tragbaren Endgeräts 2 aus. Der Positionsschätzabschnitt F4 schätzt den Abstand von jeder UWB-Kommunikationsvorrichtung 12 zu dem tragbaren Endgerät 2, indem er jede UWB-Kommunikationsvorrichtung 12 veranlasst, das Impulssignal an das tragbare Endgerät 2 zu senden und das Impulssignal von dem tragbaren Endgerät 2 zu empfangen, und zwar in einer vorbestimmten Reihenfolge. Anschließend wird die Position des tragbaren Endgeräts 2 auf der Grundlage der Abstandsinformation von jeder UWB-Kommunikationsvorrichtung 12 zum tragbaren Endgerät 2 geschätzt. Ein Positionsschätzprozess durch den Positionsschätzabschnitt F4 ist nachstehend noch beschrieben.
Der Fahrzeugsteuerungsabschnitt F5 führt eine Fahrzeugsteuerung in Übereinstimmung mit der Position des tragbaren Endgeräts 2 (mit anderen Worten des Benutzers) und dem Zustand des Fahrzeugs Hv in Zusammenarbeit mit der Karosserie-ECU 17 oder dergleichen aus, wenn die vom Authentifizierungsverarbeitungsabschnitt F3 ausgeführte Authentifizierung des tragbaren Endgeräts 2 erfolgreich ist. Der Zustand des Fahrzeugs Hv wird durch den Fahrzeuginformationserfassungsabschnitt F1 bestimmt. Die Position des tragbaren Endgeräts 2 wird durch den Positionsschätzabschnitt F4 bestimmt.
Wenn sich das tragbare Endgerät 2 beispielsweise außerhalb des Fahrzeuginnenraums befindet und der Benutzer die Türtaste 14 drückt, während das Fahrzeug Hv geparkt ist, entriegelt der Fahrzeugsteuerungsabschnitt F5 in Zusammenarbeit mit der Karosserie-ECU 17 den Türverriegelungsmechanismus. Ferner, wenn beispielsweise durch den Positionsschätzabschnitt F4 bestimmt wird, dass sich das tragbare Endgerät 2 im Fahrzeug befindet, und erfasst wird, dass die Starttaste 15 vom Benutzer gedrückt wurde, startet der Fahrzeugsteuerungsabschnitt F5 den Motor in Zusammenarbeit mit der Motor-ECU 16. Auf diese Weise führt der Fahrzeugsteuerungsabschnitt F5 eine Fahrzeugsteuerung entsprechend der Position des Benutzers und dem Zustand des Fahrzeugs Hv mit der Benutzerbedienung am Fahrzeug Hv als Auslöser aus. Einige Fahrzeugsteuerungen, die durch den Fahrzeugsteuerungsabschnitt F5 ausgeführt werden können, können jedoch automatisch entsprechend der Position des Benutzers ausgeführt werden, ohne dass eine Bedienung des Benutzers am Fahrzeug Hv erforderlich ist.
Der Kommunikationsvorrichtungsdiagnoseabschnitt F6 bestimmt, ob jede UWB-Kommunikationsvorrichtung 12 einen normalen Zustand aufweist (mit anderen Worten, ob ein Fehler aufgetreten ist). Die Details des Kommunikationsvorrichtungsdiagnoseabschnitts F6 sind nachstehend noch beschrieben. Hier ist der Fehler z. B. ein schlechter Kontakt zwischen einer Signalleitung und einem Schaltungselement oder eine Verstärkerfehlfunktion. Wenn der schlechte Kontakt der Signalleitung vorliegt oder der Verstärker nicht arbeitet, ist der Empfangspegel (mit anderen Worten, die Empfangsempfindlichkeit) des Impulssignals niedriger als im Normalzustand, und das Timing, zu dem die elektrische Empfangsleistung des Impulssignals den vorbestimmten Erfassungsschwellenwert überschreitet, kann um etwa 0,5 ns bis 1 ns verzögert sein. Hier umfasst der Fehler einen Fehler, der eine winzige Verzögerung von etwa einigen ns verursacht. Natürlich umfasst der Fehler einen internen Fehler, der einen Zustand verursacht, in dem die Kommunikation nicht durchgeführt werden kann, wie z. B. eine Unterbrechung der Signalleitung oder eine IC-Abnormität oder eine Kommunikationsverzögerung (z. B. eine ms oder mehr), die den Erfassungsbereich der Position des tragbaren Endgeräts 2 stark überschreitet. Hier umfasst der hierin beschriebene Fehler neben dem internen Ausfall ebenso einen Zustand, in dem die Kommunikationsvorrichtung von der vorbestimmten Anbringungsposition entfernt ist.
Der Kommunikationsvorrichtungsdiagnoseabschnitt F6 enthält einen Diagnosedatenspeicherabschnitt M1, der Daten (im Folgenden Diagnosedaten) speichert, um zu bestimmen, ob sich jede UWB-Kommunikationsvorrichtung 12 in einem normalen Zustand befindet. Der Diagnosedatenspeicherabschnitt M1 speichert, als die Diagnosedaten, wie in 8 gezeigt, Daten, die einen Normalbereich der Signallaufzeit für jede Kombination der UWB-Kommunikationsvorrichtungen 12 angeben. Die Signallaufzeit (im Folgenden einfach als die Laufzeit bezeichnet) ist eine Zeit, bis das von einer UWB-Kommunikationsvorrichtung 12 gesendete Drahtlos-Signal von einer anderen Vorrichtung empfangen wird. Eine solche Laufzeit entspricht einer TOF (Time Of Flight) für die Einwegstrecke. Ferner fungiert die Laufzeit als Index für einen Abstand (im Folgenden Kommunikationsvorrichtung-zu-Kommunikationsvorrichtung-Abstand) zwischen den UWB-Kommunikationsvorrichtungen.
Der Normalbereich der Laufzeit für jede Kombination der UWB-Kommunikationsvorrichtungen 12 wird durch ein Zeitkonzept wie z. B. [ns] (Nanosekunden) beschrieben. Der Normalbereich kann ein Bereich von einem Referenzwert in Übereinstimmung mit dem Kommunikationsvorrichtung-zu-Kommunikationsvorrichtung-Abstand bis zu einem vorbestimmten zulässigen Wert sein. Gemäß einem anderen Gesichtspunkt entspricht der Referenzwert einem Zentralwert des Normalbereichs. Der Normalbereich für jede Kombination der UWB-Kommunikationsvorrichtungen 12 kann im Voraus durch einen Test gemessen werden. Der Normalbereich für jede Kombination der UWB-Kommunikationsvorrichtungen 12 kann ein Entwurfswert sein, der auf einer Simulation oder dergleichen basiert. Nachfolgend ist der Einfachheit halber der im Werk, bei einem Händler oder dergleichen registrierte Normalbereich auch als Standard-Normalbereich bezeichnet. Ferner ist der Zentralwert des Standard-Normalbereichs auch als Standard-Referenzwert bezeichnet. Der Zentralwert (d. h. der Referenzwert) des Normalbereichs für jede Kombination der UWB-Kommunikationsvorrichtungen 12 kann auf einen Wert in Übereinstimmung mit einem linearen Abstand zwischen den Kommunikationsvorrichtungen gesetzt werden.
Die in 8 gezeigten Normalbereiche der ersten Kombination und der zweiten Kombination zeigen ein Beispiel für einen Fall, in dem ein linearer Abstand zwischen der rechten vorderen Kommunikationsvorrichtung 12A und der linken vorderen Kommunikationsvorrichtung 12B und ein linearer Abstand zwischen der rechten hinteren Kommunikationsvorrichtung 12C und der linken hinteren Kommunikationsvorrichtung 12D 1,8 m beträgt. Da die Lichtgeschwindigkeit 3,0 × 10⁸ [m/s] beträgt, entspricht die Laufzeit für 1,8 m etwa 5,5 ns. Die Normalbereiche der ersten Kombination und der zweiten Kombination in 8 entsprechen einem Bereich, der erhalten wird, indem zu den 5,5 ns, die ein theoretischer Wert für die Laufzeit sind, eine Breite von ±0,5 ns (also ein Spielraum) addiert wird.
Die in 8 gezeigten Normalbereiche der dritten Kombination und der vierten Kombination zeigen ein Beispiel für einen Fall, in dem ein linearer Abstand zwischen der rechten vorderen Kommunikationsvorrichtung 12A und der rechten hinteren Kommunikationsvorrichtung 12C und ein linearer Abstand zwischen der linken vorderen Kommunikationsvorrichtung 12B und der linken hinteren Kommunikationsvorrichtung 12D 2,5 m beträgt. Die Laufzeit, die 2,5 m entspricht, beträgt etwa 7,6 ns. Die Normalbereiche der dritten Kombination und der vierten Kombination in 8 entsprechen einem Bereich, der erhalten wird, indem zu den 7,6 ns, die der theoretische Wert der Laufzeit sind, eine Breite von ±0,5 ns addiert wird.
Die in 8 gezeigten Normalbereiche der fünften Kombination und der sechsten Kombination zeigen ein Beispiel für einen Fall, in dem ein linearer Abstand zwischen der rechten vorderen Kommunikationsvorrichtung 12A und der linken hinteren Kommunikationsvorrichtung 12D und ein linearer Abstand zwischen der linken vorderen Kommunikationsvorrichtung 12B und der rechten hinteren Kommunikationsvorrichtung 12C 3,1 m beträgt. Die Laufzeit, die 3,1 m entspricht, beträgt etwa 9,3 ns. Die Normalbereiche der fünften Kombination und der sechsten Kombination in 8 entsprechen Bereichen, die erhalten werden, indem zu den 9,3 ns, die der theoretische Wert der Laufzeit sind, eine Breite von ±0,5 ns addiert wird.
Die elektrische Welle breitet sich in 0,5 ns etwa 15 cm aus. D. h., die oben beschriebene Konfiguration entspricht einem Aspekt, bei dem der Bereich, der erhalten wird, indem etwa ±15 cm zum linearen Abstand zwischen den Kommunikationsvorrichtungen addiert wird, als der Normalbereich eingestellt wird. Ferner ist in der vorliegenden Ausführungsform, gemäß einem Beispiel, der Normalbereich durch das Zeitkonzept definiert. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt. Gemäß einem weiteren Aspekt kann der Normalbereich durch ein Abstandskonzept wie [m] (Meter) definiert sein. Das oben beschriebene Beispiel entspricht einem Aspekt, bei dem der theoretische Wert der Laufzeit als der Referenzwert übernommen und der zulässige Wert auf 0,5 ns gesetzt wird. Das Doppelte des zulässigen Wertes entspricht einer Breite des Normalbereichs. Die Breite (d. h. die Normalbereichsbreite) von dem oberen Grenzwert bis zu dem unteren Grenzwert des Normalbereichs wird vorzugsweise so eingestellt, dass sie unter dem Gesichtspunkt der Gewährleistung der Schätzgenauigkeit des tragbaren Endgeräts 2 kleiner ist als ein Wert, der 2 m entspricht. Der Wert, der 2 m entspricht, ist 6,7 ns in Bezug auf die Laufzeit. Der Diagnosedatenspeicherabschnitt M1 entspricht einem Normalbereichsspeicher.
<Positionsschätzprozess>
Nachstehend ist der von der Smart-ECU 11 ausgeführte Positionsschätzprozess unter Bezugnahme auf das in 9 gezeigte Ablaufdiagramm beschrieben. Der Positionsschätzprozess ist ein Prozess zum Bestimmen der Position des tragbaren Endgeräts 2. Der Positionsschätzprozess erfolgt z. B. in einem vorbestimmten Positionsschätzzyklus in einem Zustand, in dem die Kommunikationsverbindung zwischen den BLE-Kommunikationsvorrichtungen 13 und dem tragbaren Endgerät 2 hergestellt ist. Der Positionsschätzzyklus kann z. B. auf 200 ms eingestellt sein. Natürlich kann der Positionsschätzzyklus auf 100 ms oder 300 ms eingestellt sein. In der vorliegenden Ausführungsform umfasst der Positionsschätzprozess gemäß einem Beispiel die Schritte S101 bis S107. Jeder Prozessinhalt wird hauptsächlich durch den Positionsschätzabschnitt F4 in Zusammenarbeit mit der UWB-Kommunikationsvorrichtung 12, der BLE-Kommunikationsvorrichtung 13, dem Kommunikationsverarbeitungsabschnitt F2 oder dergleichen ausgeführt.
Zunächst wird in Schritt S101 in Zusammenarbeit mit dem Kommunikationsverarbeitungsabschnitt F2 die BLE-Kommunikationsvorrichtung 13 veranlasst, ein an das tragbare Endgerät 2 adressiertes Reflexionsantwortbefehlssignal zu senden. Das Reflexionsantwortbefehlssignal ist ein Signal, das das tragbare Endgerät 2 anweist, im Reflexionsantwortmodus zu arbeiten. Dadurch arbeitet das tragbare Endgerät 2 so, dass es das Impulssignal jedes Mal reflexartig retourniert, wenn es das vom In-Vehicle-System 1 gesendete Impulssignal empfängt.
Anschließend, in Schritt S102, wird die beliebige UWB-Kommunikationsvorrichtung 12 als eine Host-Vorrichtung bestimmt. Die Host-Vorrichtung entspricht der UWB-Kommunikationsvorrichtung 12, die die Umlaufzeit unter bzw. zwischen den mehreren UWB-Kommunikationsvorrichtungen 12 misst. Wenn der Prozess in Schritt S102 abgeschlossen ist, erfolgt Schritt S103. In Schritt S103 sendet die Host-Vorrichtung das Impulssignal. Dadurch wird, in Schritt S104, eine Laufzeit Ta, d. h. die Zeit, bis das tragbare Endgerät 2 das von der Host-Vorrichtung gesendete Drahtlos-Signal empfängt, erfasst. Anschließend wird die UWB-Kommunikationsvorrichtung 12, die nicht die Host-Vorrichtung ist, gesteuert, um den Betrieb zu stoppen oder um das Impulssignal nicht als das Antwortsignal zu retournieren, selbst wenn das Impulssignal empfangen wird.
In den Schritten S103 bis S104, die vorstehend beschrieben sind, misst der Laufzeitmessabschnitt 33 der Host-Vorrichtung eine Umlaufzeit Tp basierend auf dem Befehl des Positionsschätzabschnitts F4, wie in 10 gezeigt. Anschließend wird der Annahmewert der Antwortverarbeitungszeit Tb in dem tragbaren Endgerät 2 von der Umlaufzeit Tp subtrahiert. Der Annahmewert der Antwortverarbeitungszeit Tb kann als Parameter für die Berechnung im Flash-Speicher 112 registriert sein. Der Wert, der sich aus der Subtraktion der Antwortverarbeitungszeit Tb von der Umlaufzeit Tp ergibt, entspricht einer Flugzeit für den Hin- und Rückweg. Daher entspricht ein Wert, der erhalten wird, wenn der Wert, der durch Subtraktion der Antwortverarbeitungszeit Tb von der Umlaufzeit Tp erhalten wird, durch 2 teilt, einer Flugzeit für die Einwegstrecke des Drahtlos-Signals. Der Laufzeitmessabschnitt 33 liefert, als die Laufzeit Ta, den Wert, der sich aus der Division des Wertes, der sich aus der Subtraktion der Antwortverarbeitungszeit Tb von der Umlaufzeit Tp ergibt, durch 2 ergibt, an die Smart-ECU 11. Der Laufzeitmessabschnitt 33 kann einen Wert, der anzeigt, dass die Laufzeit Ta unbekannt ist, an die Smart-ECU 11 liefern, wenn das Impulssignal als das Antwortsignal in einem Fall, in dem eine vorbestimmte Antwortwartezeit nach dem Senden des Impulssignals verstrichen ist, nicht empfangen wurde. Die Antwortwartezeit kann z. B. auf einen Wert wie 33 ns eingestellt sein, wenn ein Zustand angenommen wird, bei dem der Benutzer ausreichend vom Fahrzeug Hv entfernt ist (z. B. 10 m).
In Schritt S105 wird bestimmt, ob alle UWB-Kommunikationsvorrichtungen 12 zum Messen der Laufzeit Ta veranlasst wurden. Wenn die Laufzeiten Ta von allen UWB-Kommunikationsvorrichtungen 12 erfasst wurden, ist die Bestimmung in Schritt S105 positiv und erfolgt Schritt S107. Wenn demgegenüber eine UWB-Kommunikationsvorrichtung 12 vorhanden ist, die die Laufzeit Ta noch nicht gemessen hat, ist die Bestimmung in Schritt S105 negativ und erfolgt Schritt S106.
In Schritt S106 wird eine beliebige UWB-Kommunikationsvorrichtung 12, die die Laufzeit Ta noch nicht gemessen hat, als die Host-Vorrichtung bestimmt, woraufhin Schritt S103 erfolgt. Die Reihenfolge, in der die Host-Vorrichtung bestimmt wird (d. h. die Reihenfolge, in der das Impulssignal gesendet wird), kann in geeigneter Weise ausgelegt werden. Zum Beispiel bestimmt der Positionsschätzabschnitt F4 die rechte vordere Kommunikationsvorrichtung 12A, die linke vordere Kommunikationsvorrichtung 12B, die rechte hintere Kommunikationsvorrichtung 12C und die linke hintere Kommunikationsvorrichtung 12D in dieser Reihenfolge als die Host-Vorrichtung. Wie oben beschrieben, entspricht die von jeder UWB-Kommunikationsvorrichtung 12 gemessene Laufzeit Ta Abstandsinformation zum tragbaren Endgerät 2 (mit anderen Worten, einem Abstandsindexwert). Daher entspricht eine Reihe von Prozessen von Schritt S103 bis Schritt S106 einem Prozess zum Sammeln der Abstandsinformation von jeder UWB-Kommunikationsvorrichtung 12 zum tragbaren Endgerät 2, indem jede UWB-Kommunikationsvorrichtung 12 veranlasst wird, das Impulssignal zu senden.
In Schritt S107 wird die Position des tragbaren Endgeräts 2 basierend auf der Einbauposition jeder UWB-Kommunikationsvorrichtung 12 und der Abstandsinformation von jeder UWB-Kommunikationsvorrichtung 12 zum tragbaren Endgerät 2 berechnet.
Die im Flash-Speicher 112 gespeicherten Kommunikationsvorrichtungspositionsdaten können für die Einbauposition jeder UWB-Kommunikationsvorrichtung 12 verwendet werden. Den Abstand von jeder UWB-Kommunikationsvorrichtung 12 zum tragbaren Endgerät 2 kann auf einen Wert eingestellt werden, der sich aus einer Multiplikation der Laufzeit Ta jeder UWB-Kommunikationsvorrichtung 12 mit der Lichtgeschwindigkeit ergibt. Die Positionsschätzung basierend auf der Einbauposition jeder UWB-Kommunikationsvorrichtung 12 und der Abstandsinformation von jeder UWB-Kommunikationsvorrichtung 12 zum tragbaren Endgerät 2 kann mit Hilfe des Triangulationsprinzips erfolgen. Als das Positionsschätzverfahren unter Verwendung der Einbauposition jeder UWB-Kommunikationsvorrichtung 12 und der Abstandsinformation zum tragbaren Endgerät 2 können verschiedene Algorithmen wie die Methode der kleinsten Quadrate, die Newton-Raphson-Methode oder die MMSE-Methode (Minimum Mean Square Estimate) angewandt werden.
Auf die auf die obige Weise berechnete Position (im Folgenden Endgerätposition) des tragbaren Endgeräts 2 nimmt der Fahrzeugsteuerungsabschnitt F5 oder dergleichen Bezug. Es wird z. B. bestimmt, ob die in Schritt S107 berechnete Endgerätposition im Aktivierungsbereich oder innerhalb des Fahrzeugs liegt. Wenn sich die Endgerätposition im Aktivierungsbereich befindet, verriegelt oder entriegelt der Fahrzeugsteuerungsabschnitt F5 die Tür basierend auf dem Bestimmungsergebnis. Wenn sich die Endgerätposition innerhalb des Fahrzeugs befindet, startet der Fahrzeugsteuerungsabschnitt F5 ferner die Fahrantriebsquelle basierend auf dem Bestimmungsergebnis.
<Diagnosebezogener Prozess>
Nachstehend ist ein von der Smart-ECU 11 ausgeführter diagnosebezogener Prozess unter Bezugnahme auf das in 11 gezeigte Ablaufdiagramm beschrieben. Der diagnosebezogene Prozess ist ein Prozess zum Bestimmen, ob sich jede UWB-Kommunikationsvorrichtung 12 im Normalzustand befindet. Der diagnosebezogene Prozess wird periodisch ausgeführt, z. B. in einem vorbestimmten Eigendiagnosezyklus. Der Eigendiagnosezyklus beträgt z. B. 1 Stunde. Natürlich kann der diagnosebezogene Prozess zusätzlich zu einem vorbestimmten Timing ausgeführt werden, wie z. B. zu einem Timing, zu dem das Fahrzeug Hv geparkt wird, zu einem Timing, zu dem eine vorbestimmte Zeit verstrichen ist, nachdem das Fahrzeug Hv geparkt wurde, oder zu einem Timing, zu dem die Annäherung des Benutzers an das Fahrzeug Hv erfasst wird. Die Annäherung des Benutzers an das Fahrzeug Hv kann z. B. anhand des Empfangs des Anzeigesignals durch die BLE-Kommunikationsvorrichtung 13 von dem tragbaren Endgerät 2 erfasst werden. Der diagnosebezogene Prozess wird vorzugsweise ausgeführt, wenn sich kein Insasse im Fahrzeug befindet, d. h. das Fahrzeug geparkt ist, und dergleichen. Ferner kann der oben beschriebene Positionsschätzprozess nach der Ausführung des diagnosebezogenen Prozesses ausgeführt werden.
In der vorliegenden Ausführungsform umfasst der diagnosebezogene Prozess gemäß einem Beispiel die Schritte S201 bis S212. Jeder Prozessinhalt wird hauptsächlich durch den Kommunikationsvorrichtungsdiagnoseabschnitt F6 in Zusammenarbeit mit der UWB-Kommunikationsvorrichtung 12, der BLE-Kommunikationsvorrichtung 13, dem Kommunikationsverarbeitungsabschnitt F2 oder dergleichen ausgeführt.
Zunächst wird in Schritt S201 k, ein variabler Parameter, der im nachfolgenden Prozess verwendet wird, auf 1 gesetzt (d. h. initialisiert), woraufhin Schritt S202 erfolgt. In Schritt S202 wird die k-te Kombination als eine Kombination der UWB-Kommunikationsvorrichtungen 12 ausgewählt, die bidirektionale drahtlose Kommunikation ausführen. Anschließend wird die bidirektionale drahtlose Kommunikation unter Verwendung einer beliebigen der UWB-Kommunikationsvorrichtungen 12, die die k-te Kombination bilden, als die Host-Vorrichtung ausgeführt. Dadurch wird die Laufzeit Ta als die Abstandsinformation zwischen den Kommunikationsvorrichtungen der k-ten Kombination erfasst (S203). Der Kommunikationsvorrichtungsdiagnoseabschnitt F6, der Schritt S203 ausführt, entspricht einem Abstandsindexwert-Erfassungsabschnitt. Ferner entspricht die durch den oben beschriebenen Prozess erfasste Laufzeit Ta dem Abstandsindexwert. Daher entspricht die bidirektionale drahtlose Kommunikation, die von den UWB-Kommunikationsvorrichtungen 12 der k-ten Kombination in Schritt S202 ausgeführt wird, einer drahtlosen Kommunikation zum Erfassen des Abstandsindexwerts.
Als der Inhalt der drahtlosen Kommunikation zum Erfassen des Distanzindexwertes wird angenommen, dass ein einzelnes Impulssignal gesendet und empfangen wird. Von den beiden UWB-Kommunikationsvorrichtungen, die die k-te Kombination bilden, kann die UWB-Kommunikationsvorrichtung 12, die als die Host-Vorrichtung arbeitet, in geeigneter Weise ausgewählt werden. Von den beiden UWB-Kommunikationsvorrichtungen 12, die die k-te Kombination bilden, arbeitet die UWB-Kommunikationsvorrichtung 12, die nicht die Host-Vorrichtung ist, im Reflexionsantwortmodus. Die UWB-Kommunikationsvorrichtung 12, die nicht zu den beiden UWB-Kommunikationsvorrichtungen 12 gehört, die die k-te Kombination bilden, wird gesteuert, um den Betrieb zu stoppen oder das Einzelimpulssignal nicht als das Antwortsignal zu retournieren, selbst wenn sie das Impulssignal empfängt.
Wenn z. B. k gleich 1 ist, senden und empfangen, in Schritt S202, die rechte vordere Kommunikationsvorrichtung 12A und die linke vordere Kommunikationsvorrichtung 12B, die die erste Kombination bilden, das Impulssignal. Genauer gesagt ist die rechte vordere Kommunikationsvorrichtung 12A bestimmt, um die Host-Vorrichtung zu sein, und die linke vordere Kommunikationsvorrichtung 12B auf den Reflexionsantwortmodus eingestellt. Anschließend wird die rechte vordere Kommunikationsvorrichtung 12A veranlasst, das Impulssignal zu senden, und die Laufzeit Ta des Drahtlos-Signals von der rechten vorderen Kommunikationsvorrichtung 12A zu der linken vorderen Kommunikationsvorrichtung 12B wird erfasst. Der Rechenprozess der Laufzeit Ta ist vorstehend unter Bezugnahme auf 10 beschrieben. Die Laufzeit Ta kann auf einen Wert gesetzt werden, der sich aus der Division eines Wertes, der sich aus der Subtraktion der vorbestimmten Antwortverarbeitungszeit Tb von der Umlaufzeit Tp ergibt, durch 2 ergibt. Die Laufzeit Ta ist eine Laufzeit Ta der ersten Kombination.
In Schritt S204 wird bestimmt, ob k, der variable Parameter, größer oder gleich N, der Gesamtzahl von Kombinationen von UWB-Kommunikationsvorrichtungen 12, für die die Laufzeit Ta gemessen werden soll, ist (d. h. ob k ≥ N ist). In der vorliegenden Ausführungsform ist N gleich 6. Wenn k größer oder gleich N ist, ist die Bestimmung in Schritt S204 positiv und erfolgt Schritt S206. Wenn k demgegenüber kleiner als N ist, ist die Bestimmung in Schritt S204 negativ und erfolgt Schritt S205. In Schritt S205 wird der Wert von k inkrementiert, woraufhin Schritt S202 erfolgt. D. h., die Prozesse der Schritte S202 bis S205 werden solange wiederholt, bis k gleich N ist. Dadurch werden die Laufzeiten Ta für alle der Kombinationen gesammelt, für die die Laufzeit Ta gemessen werden soll.
In Schritt S206 wird eine beliebige UWB-Kommunikationsvorrichtung 12 als eine Diagnosezielvorrichtung bestimmt, woraufhin Schritt S207 erfolgt. In Schritt S207 wird bestimmt, ob die Laufzeit Ta innerhalb des Normalbereichs liegt, für alle der Kombinationen in Bezug auf die Diagnosezielvorrichtung. Alle Kombinationen in Bezug auf die Diagnosezielvorrichtung sind Kombinationen mit den Diagnosezielvorrichtungen als Konfigurationselemente. Zum Beispiel sind alle der Kombinationen in Bezug auf die rechte vordere Kommunikationsvorrichtung 12A die erste Kombination, die dritte Kombination und die fünfte Kombination. Ferner sind alle Kombinationen, die sich auf die linke vordere Kommunikationsvorrichtung 12B beziehen, die erste Kombination, die vierte Kombination und die sechste Kombination. Der Normalbereich für jede Kombination wird durch Bezugnahme auf die im Diagnosedatenspeicherabschnitt M1 gespeicherten Diagnosedaten spezifiziert.
Wenn in allen Kombinationen in Bezug auf die Diagnosezielvorrichtung die Laufzeit Ta außerhalb des Normalbereichs liegt, ist die Bestimmung in Schritt S208 positiv und schreitet der Prozess zu Schritt S209 voran. Demgegenüber ist, wenn in mindestens einer aller Kombinationen, die sich auf die Diagnosezielvorrichtung beziehen, die Laufzeit Ta innerhalb des Normalbereichs liegt, die Bestimmung in Schritt S208 negativ und schreitet der Prozess zu Schritt S210 voran.
In Schritt S209 wird bestimmt, dass die Diagnosezielvorrichtung eine Kommunikationsvorrichtung mit einem Fehler ist (im Folgenden Fehlervorrichtung), woraufhin der Prozess zu Schritt S211 voranschreitet. In Schritt S210 wird bestimmt, dass die Diagnosezielvorrichtung normal ist, woraufhin der Prozess zu Schritt S211 voranschreitet. Die Kommunikationsvorrichtung, die normal ist, ist auch als normale Vorrichtung bezeichnet.
In Schritt S211 wird bestimmt, ob die Prozesse (im Folgenden Diagnoseprozess) von Schritt S207 bis Schritt S210 an allen UWB-Kommunikationsvorrichtungen 12 ausgeführt wurden. Wenn alle UWB-Kommunikationsvorrichtungen 12 diagnostiziert wurden, ist die Bestimmung in Schritt S211 positiv, woraufhin dieser Ablauf endet. Demgegenüber wird, wenn eine UWB-Kommunikationsvorrichtung 12, die den Diagnoseprozess nicht ausgeführt hat, übrig bleibt, die UWB-Kommunikationsvorrichtung 12, die nicht diagnostiziert ist, als die Diagnosezielvorrichtung bestimmt, woraufhin Schritt S207 ausgeführt wird.
Wenn die Fehlervorrichtung gefunden wird, fordert die Smart-ECU 11 (z. B. der Kommunikationsvorrichtungsdiagnoseabschnitt F6) die HCU 18 auf, den Fehlerbenachrichtigungsprozess auszuführen. Der Fehlerbenachrichtigungsprozess ist, wie oben beschrieben, ein Prozess zum Benachrichtigen des Benutzers darüber, dass die Fehlervorrichtung vorhanden ist, über die Benachrichtigungsvorrichtung, wie z. B. das Display 181, den Indikator 182 oder den Lautsprecher 183. Als die Benachrichtigungsvorrichtung kann das tragbare Endgerät 2 des Benutzers übernommen werden. Wenn zum Beispiel die Fehlervorrichtung gefunden wird, kann das vorbestimmte BLE-Signal an das tragbare Endgerät 2 gesendet werden, und das Fehlerbenachrichtigungsbild kann auf einem Display des tragbaren Endgeräts 2 angezeigt werden. Gemäß einem solchen Aspekt kann der Benutzer das Vorhandensein der Fehlervorrichtung erkennen. Eine Diagnose-ECU (nicht gezeigt) kann über das Diagnoseergebnis informiert werden, und das Diagnoseergebnis kann für einen bestimmten Zeitraum als Protokoll (Log) gespeichert werden.
Ferner kann, wenn das Ergebnis des oben beschriebenen diagnosebezogenen Prozesses zeigt, dass die Fehlervorrichtung gefunden wurde, dem Positionsschätzabschnitt F4 außerdem eine Kommunikationsvorrichtungsnummer der Fehlervorrichtung mitgeteilt werden. In einer solchen Konfiguration kann bzw. darf der Positionsschätzabschnitt F4 die Abstandsinformation mit dem tragbaren Endgerät 2, die durch die Fehlervorrichtung beobachtet wird, nicht für den Positionsschätzprozess verwenden. Gemäß dem Steuerungsaspekt ist es möglich, die Möglichkeit einer fehlerhaften Bestimmung der Endgerätposition aufgrund des Vorhandenseins der Fehlervorrichtung zu reduzieren.
<Effekte der oben beschriebenen Ausführungsform>
Hier sind die Effekte der vorliegenden Ausführungsform durch die Einführung einer Vergleichskonfiguration beschrieben. Bei der Vergleichskonfiguration handelt es sich ebenfalls um eine Konfiguration, die die Fehlervorrichtung auf der Grundlage der Laufzeit zwischen den Kommunikationsvorrichtungen erfasst. Wenn es jedoch in der Vergleichskonfiguration mindestens eine Kombination gibt, in der die Laufzeit außerhalb des Normalbereichs liegt, unter den mehreren Kombinationen, die sich auf die Diagnosezielvorrichtung beziehen, wird die Diagnosezielvorrichtung als die Fehlervorrichtung bestimmt.
Selbst in einem solchen Vergleichsbeispiel ist es durch Einstellen eines engen Normalbereichs für jede Kombination möglich, den Fehler zu erfassen, der die winzige Verzögerung verursacht, wie z. B. einige ns, ähnlich wie in der vorliegenden Ausführungsform. Die Ursache für den Fehler in der Laufzeit ist jedoch nicht auf die Fehlfunktion der Komponente beschränkt. Wie in 12 gezeigt, breitet sich die elektrische Welle, wenn sich zwischen den beiden UWB-Kommunikationsvorrichtungen 12 eine Abschirmung 4 aus dem Metallkörper oder dem menschlichen Körper befindet, so aus, dass sie um die Inklusion herumgeht. Die Laufzeit ist somit eine Länge, die der Umgehungs- bzw. Umleitungsroute entspricht. D. h., die Differenz zwischen der Länge der Umleitungsroute und der kürzesten Strecke erscheint als der Fehler. Ferner wird, wenn das Drahtlos-Signal einen Umweg in Bezug auf die Abschirmung nimmt und sich ausbreitet, die Ausbreitungsstrecke lang, so dass die Empfangssignalintensität abnimmt. Infolgedessen wird, wie mit Bezug auf 6 beschrieben, auch das Timing selbst, zu dem die elektrische Empfangsleistung den Empfangsbestimmungsschwellenwert Th überschreitet, verzögert.
Daher kann in der Vergleichskonfiguration selbst in einem Fall, in dem jede UWB-Kommunikationsvorrichtung 12 normal arbeitet, wenn die Inklusion zwischen den Kommunikationsvorrichtungen vorhanden ist, die Laufzeit vom Normalbereich abweichen, abhängig von der Art oder der Größe der Inklusion. Obwohl es möglich ist, die Möglichkeit einer fehlerhaften Bestimmung aufgrund der Beugung zu reduzieren, indem z. B. der Normalbereich groß eingestellt wird, ist es nicht möglich, den Fehler zu erfassen, der die winzige Verzögerung wie einige ns verursacht. Außerdem kann nicht spezifiziert werden, welche der beiden UWB-Kommunikationsvorrichtungen 12, die die Kombination bilden, bei der die Laufzeit vom Normalbereich abweicht, einen Fehler aufweist.
Demgegenüber wird in der vorliegenden Ausführungsform, wenn in allen Kombinationen, die sich auf die Diagnosezielvorrichtung beziehen, die Laufzeit Ta außerhalb des Normalbereichs liegt, bestimmt, dass der Fehler in der Diagnosezielvorrichtung vorliegt. Mit anderen Worten, wenn in mindestens einer Kombination unter allen Kombinationen, die sich auf die Diagnosezielvorrichtung beziehen, die Laufzeit Ta innerhalb des Normalbereichs liegt, wird bestimmt, dass die Diagnosezielvorrichtung normal ist.
Normalerweise ist es unwahrscheinlich, dass die Abschirmung zwischen Kommunikationsvorrichtungen in allen Kombinationen in Bezug auf die Diagnosezielvorrichtung interveniert. Gemäß dem Kommunikationsvorrichtungsdiagnoseabschnitt F6 der vorliegenden Ausführungsform ist es möglich, die Möglichkeit zu verringern, dass die UWB-Kommunikationsvorrichtung 12, die keinen Fehler aufweist, aufgrund des Vorhandenseins der Abschirmung (und damit der Beugung) fälschlicherweise als die Fehlervorrichtung bestimmt wird. Außerdem wird der oben beschriebene Effekt erzielt, ohne dass der Normalbereich zu groß eingestellt wird. D. h., gemäß der Konfiguration der vorliegenden Ausführungsform ist es möglich, den Fehler zu erfassen, der die winzige Verzögerung, wie z. B. einige ns, verursacht, während die Möglichkeit der irrtümlichen Bestimmung, dass die UWB-Kommunikationsvorrichtung 12, die keinen Fehler aufweist, die Fehlervorrichtung ist, reduziert wird. Außerdem kann spezifiziert werden, welche der beiden UWB-Kommunikationsvorrichtungen 12, die die Kombination bilden, bei der die Laufzeit vom Normalbereich abweicht, einen Fehler aufweist. Das oben beschriebene Diagnoseverfahren entspricht einem Verfahren, das jede UWB-Kommunikationsvorrichtung 12 dazu veranlasst, drahtlos mit der anderen Vorrichtung zu kommunizieren, und auf der Grundlage aller Kombinationen bestimmt, dass die UWB-Kommunikationsvorrichtung 12, deren Abstandsindexwert anormal ist, die Fehlervorrichtung ist.
Außerdem ist in der vorliegenden Ausführungsform jede UWB-Kommunikationsvorrichtung 12 an einer Position angebracht, die es dem menschlichen Körper erschwert, zwischen die Kommunikationsvorrichtungen zu gelangen, wie beispielsweise in der Nähe einer Säule oder einer Decke. Bei dieser Art von Befestigung bzw. Anbringung ist es möglich, den Einfluss der Beugung auf die Diagnosegenauigkeit der UWB-Kommunikationsvorrichtung 12 weiter zu reduzieren. Ferner verwendet der Positionsschätzabschnitt F4 der vorliegenden Ausführungsform nicht die von der Fehlervorrichtung beobachtete bzw. erfasste Abstandsinformation für die Positionsschätzung des tragbaren Endgeräts 2. Gemäß einer solchen Konfiguration ist es möglich, die Möglichkeit einer fehlerhaften Bestimmung der Endgerätposition zu reduzieren.
Außerdem wird in der vorliegenden Ausführungsform die Umlaufzeit durch Senden und Empfangen des Einzelimpulssignals gemessen. Je nach Konfiguration ist die Antwortverarbeitungszeit weniger wahrscheinlich in der Umlaufzeit enthalten. Dadurch ist es möglich, die Schätzgenauigkeit des Abstands zwischen den Kommunikationsvorrichtungen zu verbessern.
Vorstehend ist die Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung beschrieben. Die vorliegende Offenbarung ist jedoch nicht auf die obige Ausführungsform zu beschränken, sondern weist einen technischen Umfang auf, der verschiedene Modifikationen einschließt, die im Folgenden beschrieben sind, und ist ebenso mit verschiedenen, im Folgenden nicht beschriebenen Änderungen in einem Umfang umsetzbar, der nicht vom Zweck der vorliegenden Offenbarung abweicht. So sind z. B. verschiedene Modifikationen, die im Folgenden beschrieben sind, in geeigneter Kombination innerhalb eines Umfangs realisierbar, der keine technische Inkonsistenz zur Folge hat.
Elemente, die eine identische Funktion wie die in der obigen Ausführungsform beschriebenen Elemente aufweisen, sind mit identischen Bezugszeichen versehen und nicht wiederholt beschrieben. Wenn nur ein Teil der Konfiguration beschrieben ist, kann die in der vorangegangenen Ausführungsform beschriebene Konfiguration auf andere Teile angewandt werden.
[Erste Modifikation]
Das Signal, das zum Schätzen der Laufzeit (und damit des Abstands) gesendet und empfangen wird, kann ebenso nicht das Einzelimpulssignals sein, sondern ein Impulsfolgesignal mit konstanter Länge, wie in 13 gezeigt. Das Impulsfolgesignal enthält vorzugsweise Sendequelleninformation und Zielinformation. Wenn das Impulsfolgesignal die Sendequelleninformation und die Zielinformation enthält, ist es ohne Einschränkung des Betriebs der UWB-Kommunikationsvorrichtung (im Folgenden Nicht-Zielvorrichtung), die nicht an der Kommunikation zum Schätzen der Laufzeit beteiligt ist, möglich, die Nicht-Zielvorrichtung am Senden des Antwortsignals zu hindern. In der vorliegenden Modifikation kann die Laufzeit Ta aus der Umlaufzeit Tp berechnet werden, indem ein Annahmewert einer Länge (im Folgenden Signallänge) Tc des Impulsfolgesignals verwendet wird. D. h., die Laufzeit Ta kann als Ta = (Tp - Tb - Tc × 2) / 2 berechnet werden.
[Zweite Modifikation]
In der oben beschriebenen Ausführungsform meldet jede UWB-Kommunikationsvorrichtung 12 die Laufzeit an die Smart ECU 11, und die Smart ECU 11 berechnet den Kommunikationsvorrichtung-zu-Kommunikationsvorrichtung-Abstand auf der Grundlage der Laufzeit, die von jeder UWB-Kommunikationsvorrichtung 12 bereitgestellt wird. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt. Jede UWB-Kommunikationsvorrichtung 12 kann die Funktion zum Berechnen des Kommunikationsvorrichtung-zu-Kommunikationsvorrichtung-Abstands auf der Grundlage der Laufzeit aufweisen. D. h., jede UWB-Kommunikationsvorrichtung 12 berechnet den Abstand von der eigenen Vorrichtung zu der anderen Vorrichtung als Kommunikationspartner auf der Grundlage der Laufzeit, die durch eine drahtlose Kommunikation mit der anderen Vorrichtung erfasst wird. Anschließend werden den Abstand anzeigende Daten in Verbindung mit der Kommunikationsvorrichtungsnummer für den Kommunikationspartner sowie die eigene Vorrichtung an die Smart-ECU 11 gemeldet. Eine solche Konfiguration erzielt ebenso die gleichen Effekte wie die oben beschriebene Ausführungsform. Weiterhin ist es möglich, die Rechenlast der Smart-ECU 11 zu unterdrücken.
[Dritte Modifikation]
Wie in 14 gezeigt, kann die Smart-ECU 11 mit einer Insassenpositionserfassungsvorrichtung 19 verbunden sein, die Daten ausgibt, die die Anzahl von Insassen oder eine Sitzposition anzeigen. Die Insassenpositionserfassungsvorrichtung 19 ist z. B. eine Fahrzeuginnenraumkamera 19A, ein Sitzsensor 19B oder dergleichen. In einem Fall, in dem die Smart-ECU 11 mit der Insassenpositionserfassungsvorrichtung 19 verbunden ist, kann der Kommunikationsvorrichtungsdiagnoseabschnitt F6 den diagnosebezogenen Prozess ausführen, wenn anhand der Ausgangsdaten der Insassenpositionserfassungsvorrichtung 19 bestätigt wurde, dass sich der Insasse nicht im Fahrzeug befindet. Gemäß einer solchen Konfiguration ist es möglich, die Möglichkeit zu verringern, dass die normale UWB-Kommunikationsvorrichtung 12 aufgrund der Beugung durch den menschlichen Körper fälschlicherweise als die Fehlervorrichtung bestimmt wird.
Die Fahrzeuginnenraumkamera 19A ist z. B. eine Kamera, die am oberen Ende der Windschutzscheibe oder an der Decke installiert ist, um den gesamten Fahrzeuginnenraum zu erfassen. Wenn die Smart-ECU 11 direkt oder indirekt mit der Fahrzeuginnenraumkamera 19A verbunden ist, kann die Smart-ECU 11 das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein des Insassen oder die Sitzposition durch Analyse eines aufgenommenen Bildes der Fahrzeuginnenraumkamera 19A spezifizieren. Der Sitzsensor 19B erfasst, ob ein Fahrgast auf dem Sitz des Fahrzeugs Hv sitzt (d. h. den Sitzzustand), und kann z. B. auf jedem Sitz des Fahrzeugs Hv installiert sein. Zusätzlich kann als die Insassenpositionserfassungsvorrichtung 19 ein Sicherheitsgurtsensor, der einen Anlegezustand des Sicherheitsgurtes erfasst, oder ein Infrarotsensor, der den Fahrzeuginnenraum als den Erfassungsbereich abdeckt, übernommen werden. Der Kommunikationsvorrichtungsdiagnoseabschnitt F6 kann einen geparkten Zustand als einen Zustand bestimmen, in dem sich kein Insasse im Fahrzeuginnenraum befindet.
[Vierte Modifikation]
Der Kommunikationsvorrichtungsdiagnoseabschnitt F6 kann einen Referenzwertanpassungsprozess ausführen, der einen Referenzwert des Normalbereichs in Übereinstimmung mit dem tatsächlich gemessenen Wert der Laufzeit anpasst. Zum Beispiel führt der Kommunikationsvorrichtungsdiagnoseabschnitt F6 als den Referenzwertanpassungsprozess die Prozesse entsprechend S201 bis S205 aus und erfasst die Laufzeit für jede Kombination von Kommunikationsvorrichtungen. So wird z. B. die tatsächlich beobachtete Laufzeit als der Referenzwert verwendet und ein Bereich zwischen dem Referenzwert und dem zulässigen Wert als neuer Normalbereich registriert. Ein solcher Referenzwertanpassungsprozess entspricht einem Prozess, der den Normalbereich für jede Kombination von Kommunikationsvorrichtungen korrigiert. Der zulässige Wert, der die Breite des Normalbereichs definiert, ist vorzugsweise konstant und wird nicht verändert. Eine solche Konfiguration entspricht einer Konfiguration, die den Normalbereich in Übereinstimmung mit der Differenz zwischen dem Standard-Referenzwert und der tatsächlichen Laufzeit verschiebt (mit anderen Worten versetzt). Der Referenzwertanpassungsprozess kann in dem Zustand ausgeführt werden, in dem sich niemand im Fahrzeug befindet, z. B. bei der Inspektion in einer Händlerwerkstatt oder dergleichen. Weiterhin ist es vorteilhaft, dass der Referenzwertanpassungsprozess ausgeführt wird, wenn bestätigt wurde, dass die UWB-Kommunikationsvorrichtung 12 normal arbeitet, indem ein spezielles Diagnosewerkzeug verwendet oder ein vorbestimmter Verhaltenstest ausgeführt wird.
Entsprechend der Konfiguration kann jede UWB-Kommunikationsvorrichtung 12 unter Verwendung des Normalbereichs in Übereinstimmung mit der tatsächlichen Umgebung diagnostiziert werden. In der vorliegenden Modifikation erfolgt die Referenzwertaktualisierung (d. h. die Normalbereichsaktualisierung) vorzugsweise nicht, wenn die durch den Referenzwertanpassungsprozess beobachtete Laufzeit signifikant vom Standard-Referenzwert abweicht (z. B. größer oder gleich als ein vorbestimmter Aktualisierungsverbotswert ist). Dies dient dazu, die Möglichkeit zu reduzieren, mit der der Normalbereich unter Verwendung der Laufzeit korrigiert wird, die in dem Zustand erfasst wird, in dem der Fehler in der UWB-Kommunikationsvorrichtung 12 auftritt. Der Aktualisierungsverbotsschwellenwert kann z. B. auf einen Wert von etwa 1 m in Bezug auf den Abstand eingestellt werden, wie z. B. 3 ns.
[Fünfte Modifikation]
In der oben beschriebenen Ausführungsform wird, im diagnosebezogenen Prozess, das Impulssignal in beiden Richtungen gesendet und empfangen und die Laufzeit gemessen, in allen Kombinationen mit einem Positionsverhältnis, das die gegenseitige Kommunikation ermöglicht. Beispielsweise kann, wie in 15 gezeigt, für die fünfte und sechste Kombination die Laufzeit auch nicht gemessen werden. Die Laufzeit kann beispielsweise nur für die erste bis vierte Kombination gemessen werden.
Ferner kann der Kommunikationsvorrichtungsdiagnoseabschnitt F6 bestimmen, ob der Fehler aufgetreten ist, indem er die Kommunikationsvorrichtungen nur für eine Kombination, bei der die Fahrzeuginnenraumkamera 19A bestätigt hat, dass sich die Abschirmung nicht zwischen den Kommunikationsvorrichtungen befindet, veranlasst, um die Laufzeit zu messen. Wenn beispielsweise, wie in 16 gezeigt, der Insasse auf dem Fahrersitz sitzt und sich ein Kopf 4A des Insassen als die Abschirmung 4 zwischen der rechten vorderen Kommunikationsvorrichtung 12A und der linken hinteren Kommunikationsvorrichtung 12D befindet, die die fünfte Kombination bilden, wird die Laufzeit nur für andere Kombinationen als die fünfte Kombination gemessen. Gemäß einer solchen Konfiguration ist es möglich, die Möglichkeit der irrtümlichen Bestimmung aufgrund der Abschirmung, dass die normale Kommunikationsvorrichtung die Fehlervorrichtung ist, weiter zu reduzieren.
[Sechste Modifikation]
Der Einbauaspekt (insbesondere die Einbauposition oder die Anzahl der Installationen) der UWB-Kommunikationsvorrichtungen 12 ist nicht auf den oben beschriebenen Aspekt beschränkt. Beispielsweise kann die rechte vordere Kommunikationsvorrichtung 12A oder die linke vordere Kommunikationsvorrichtung 12B in der Nähe eines Vorderrads oder in der Nähe der Vorderräder oder am Seitenspiegel platziert sein. Ferner kann die rechte hintere Kommunikationsvorrichtung 12C oder die linke hintere Kommunikationsvorrichtung 12D in der Nähe der Hinterräder oder einer hinteren Ecke montiert sein. Die Nähe eines bestimmten Elements ist ein Bereich von dem Element bis z. B. 30 cm.
Darüber hinaus können, als die Anbringungspositionen der UWB-Kommunikationsvorrichtungen 12, die B-Säule (Mittelsäule), ein Armaturenbrett, eine Mittelkonsole, eine Dachkonsole, ein Nahbereich eines Rückspiegels, ein oberes Ende einer Heckscheibe und dergleichen übernommen werden. Die UWB-Kommunikationsvorrichtung 12 kann in der Nähe (im Folgenden Seitenoberflächenendabschnitt) einer Grenze zwischen einem Seitenoberflächenabschnitt des Fahrzeugs Hv und einem Dachabschnitt platziert sein. Eine solche Konfiguration entspricht einer Konfiguration, in der die UWB-Kommunikationsvorrichtung 12 an einem Rahmenabschnitt platziert ist, der sich oberhalb eines Seitenfensters befindet.
Wenn die Karosserie des Fahrzeugs Hv unter Verwendung eines Materials (z. B. Harz) realisiert ist, durch das die elektrischen Wellen hindurchgehen, können als die Anbringungspositionen der UWB-Kommunikationsvorrichtungen 12 ein äußerer Türgriff für den Fahrersitz und den Beifahrersitz, der Nahbereich eines inneren Türgriffs für den Fahrersitz und den Beifahrersitz, ein Seitenschweller und dergleichen übernommen werden. Das In-Vehicle-System 1 kann die UWB-Kommunikationsvorrichtung 12 enthalten, die an einer Außenfläche des Fahrzeugs Hv angebracht ist. Hier ist die Außenfläche des Fahrzeugs ein Abschnitt der Fahrzeugkarosserie bzw. des Fahrzeugaufbaus, der mit einem Außenraum des Fahrzeugs Hv in Berührung ist. Die Außenfläche des Fahrzeugs umfasst eine Seitenfläche, eine Rückfläche und eine Vorderfläche des Fahrzeugs Hv. Darüber hinaus kann das In-Vehicle-System 1 die UWB-Kommunikationsvorrichtung 12 enthalten, die in einem Kofferraum angebracht ist, oder die UWB-Kommunikationsvorrichtung 12, die in der Nähe eines Kofferraumtürgriffs angebracht ist.
Ferner kann die Anzahl von UWB-Kommunikationsvorrichtungen 12, die mit der Smart-ECU 11 verbunden ist, drei, fünf, sechs oder mehr betragen. Beispielsweise kann, wie in 17 gezeigt, die Smart-ECU 11 mit drei UWB-Kommunikationsvorrichtungen 12 verbunden sein, d. h. der rechten vorderen Kommunikationsvorrichtung 12A, der linken vorderen Kommunikationsvorrichtung 12B und einer hinteren zentralen Kommunikationsvorrichtung 12E. Die hintere zentrale Kommunikationsvorrichtung 12E ist z. B. eine UWB-Kommunikationsvorrichtung 12, die in einer Fahrzeugquerrichtung an einem mittleren Abschnitt einer Decke über einem Rücksitz angebracht ist. Die Smart-ECU 11 kann die Endgerätposition schätzen, wenn sie mit mindestens drei normalen UWB-Kommunikationsvorrichtungen 12 verbunden ist.
[Siebte Modifikation]
In der oben beschriebenen Ausführungsform wird die Laufzeit für einen Weg (Einwegstrecke) als der Abstandsindexwert verwendet. Als der Abstandsindexwert kann jedoch ebenso die Umlaufzeit Tp verwendet werden. In der oben beschriebenen Ausführungsform wird die Laufzeit aus der Umlaufzeit Tp berechnet. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt. Zum Beispiel kann in einem Fall, in dem jede UWB-Kommunikationsvorrichtung 12 vollständig unter der Steuerung der Smart-ECU 11 synchronisiert ist, jede UWB-Kommunikationsvorrichtung 12 die Laufzeit basierend auf der Differenz zwischen einer Zeit, zu der die andere Vorrichtung das Signal sendet, und einer Zeit, zu der das Signal tatsächlich empfangen wird, berechnen. Die Laufzeit kann z. B. berechnet werden, indem ein Zeitpunkt vordefiniert wird, zu dem jede UWB-Kommunikationsvorrichtung 12 das Signal sendet.
Ferner kann der Abstandsindexwert ein Abstandswert sein, der sich aus der Multiplikation der Laufzeit mit der Lichtgeschwindigkeit ergibt. Wenn der Abstand selbst als der Abstandsindexwert übernommen wird, kann der Normalbereich durch den Abstand anstelle der Laufzeit definiert sein.
[Achte Modifikation]
In der oben beschriebenen Ausführungsform erfassen das In-Vehicle-System 1 und das tragbare Endgerät 2 den Abstandsindexwert zwischen den Kommunikationsvorrichtungen unter Verwendung des Impulssignals der UWB-Kommunikation. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt. Beispielsweise können das In-Vehicle-System 1 und das tragbare Endgerät 2 den Abstandsindexwert zwischen den Kommunikationsvorrichtungen unter Verwendung eines Drahtlos-Signals erfassen, das mit einem drahtlosen Kurzstrecken-Kommunikationsstandard wie Bluetooth, Wi-Fi oder ZigBee konform ist. Vorzugsweise erfassen das In-Vehicle-System 1 und das tragbare Endgerät 2 den Abstandsindexwert zwischen den Kommunikationsvorrichtungen unter Verwendung eines Drahtlos-Signals von 1 GHz oder mehr.
Der Controller und das zugehörige Verfahren, die in der vorliegenden Offenbarung beschrieben sind, werden durch einen dedizierten Computer realisiert, der durch Konfigurieren eines Prozessors und eines Speichers bereitgestellt ist, die programmiert sind, um eine oder mehrere Funktionen auszuführen, die durch ein Computerprogramm verkörpert werden. Alternativ können der Controller und das Verfahren, die in der vorliegenden Offenbarung beschrieben sind, durch einen dedizierten Computer realisiert sein, der durch Konfigurieren eines Prozessors mit einer oder mehreren dedizierten Hardware-Logikschaltungen bereitgestellt ist. Alternativ basieren der Controller und das zugehörige Verfahren, die in der vorliegenden Offenbarung beschrieben sind, auf einer Kombination aus einem Prozessor und einem Speicher, die programmiert sind, eine oder mehrere Funktionen auszuführen, und einem Prozessor, der durch eine oder mehrere Hardware-Logikschaltungen konfiguriert ist. Sie ist durch einen oder mehrere konfigurierte dedizierte Computer realisierbar. Die Computerprogramme können als von einem Computer auszuführende Befehle auf einem materiellen, nichtflüchtigen, computerlesbaren Speichermedium gespeichert sein.
Der Controller ist hier z. B. die Smart-ECU 11. Ferner kann der Tragbares-Endgerät-Controller 23 ebenso in dem oben beschriebenen Controller enthalten sein. Die durch die Smart-ECU 11 bereitgestellten Verfahren oder Funktionen können durch Software, die in einer greifbaren Speichervorrichtung gespeichert ist, und einen Computer, der die Software ausführt, nur durch Software, nur durch Hardware oder durch eine Kombination aus Software und Hardware bereitgestellt werden. Einige oder alle der Funktionen der Smart-ECU 11 können als Hardware konfiguriert sein. Eine Konfiguration, in der eine bestimmte Funktion als Hardware implementiert ist, schließt eine Konfiguration ein, in der die Funktion unter Verwendung eines oder mehrerer ICs oder dergleichen implementiert ist. In der oben beschriebenen Ausführungsform ist die Smart-ECU 11 unter Verwendung der CPU implementiert bzw. realisiert. Die Konfiguration der Smart-ECU 11 ist jedoch nicht hierauf beschränkt. Die Smart-ECU 11 ist unter Verwendung einer MPU (Micro Processor Unit bzw. Mikroprozessoreinheit), einer GPU (Graphics Processing Unit bzw. Grafikprozessoreinheit) oder eines DFP (Data Flow Processor bzw. Datenflussprozessor) anstelle der CPU 111 implementierbar. Ferner kann die Smart-ECU 11 durch eine Kombination verschiedener Prozessoren wie der CPU 111, der MPU, der GPU und des DFP implementiert werden. Darüber hinaus können einige der von der Smart-ECU 11 bereitzustellenden Funktionen beispielsweise unter Verwendung eines FPGA (Field-Programmable Gate Array), eines ASIC (Application Specific Integrated Circuit) oder dergleichen implementiert werden. Selbiges gilt für den Tragbares-Endgerät-Controller 23.
Es wird darauf hingewiesen, dass ein Ablaufdiagramm oder der Prozess des Ablaufdiagramms in der vorliegenden Offenbarung mehrere Schritte (auch als Abschnitte bezeichnet) umfasst, von denen jeder z. B. als S101 gekennzeichnet ist. Außerdem kann jeder Schritt in mehrere Teilschritte unterteilt werden, während mehrere Schritte zu einem einzigen Schritt zusammengefasst werden können.
Vorstehend sind die Ausführungsform, die Konfiguration und der Aspekt des Fahrzeugpositionsschätzsystems der vorliegenden Offenbarung beispielhaft erläutert. Die vorliegende Offenbarung ist jedoch nicht auf jede Ausführungsform, jede Konfiguration und jeden Aspekt in Bezug auf die vorliegende Offenbarung, die beispielhaft erläutert sind, beschränkt. Beispielsweise fallen Ausführungsformen, Konfigurationen und Beispiele, die sich aus einer geeigneten Kombination technischer Elemente ergeben, die in verschiedenen Ausführungsformen, Konfigurationen und Beispielen offenbart sind, ebenso in den Umfang der Ausführungsformen, Konfigurationen und Beispiele der vorliegenden Offenbarung.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 201915240 [0001]
JP 6093647 B2 [0005]

Claims

Fahrzeugpositionsschätzsystem, das konfiguriert ist, um eine Tragbares-Endgerät-Position in Bezug auf ein Fahrzeug zu bestimmen, indem es mehrere In-Vehicle-Kommunikationsvorrichtungen (12), die an verschiedenen Positionen am Fahrzeug platziert sind, dazu veranlasst, drahtlos mit einem tragbaren Endgerät zu kommunizieren, das von einem Benutzer des Fahrzeugs mitgeführt wird, wobei jede der mehreren In-Vehicle-Kommunikationsvorrichtungen konfiguriert ist, um drahtlos mit mindestens zwei von mehreren anderen Vorrichtungen zu kommunizieren, die am Fahrzeug angebracht sind und die mehreren In-Vehicle-Kommunikationsvorrichtungen sind, wobei das Fahrzeugpositionsschätzsystem aufweist: - einen Abstandsindexwert-Erfassungsabschnitt (S203), der konfiguriert ist, um einen Abstandsindexwert zu erfassen, der direkt oder indirekt einen Abstand zwischen den mehreren In-Vehicle-Kommunikationsvorrichtungen anzeigt, indem die mehreren In-Vehicle-Kommunikationsvorrichtungen veranlasst werden, eine drahtlose Kommunikation für jede Kombination der mehreren In-Vehicle-Kommunikationsvorrichtungen durchzuführen, die ein Positionsverhältnis aufweisen, das die drahtlose Kommunikation miteinander ermöglicht; - einen Normalbereichsspeicherabschnitt (M1), der konfiguriert ist, um Daten zu speichern, die einen Normalbereich des Abstandsindexwerts in Übereinstimmung mit einer Kombination der mehreren In-Vehicle-Kommunikationsvorrichtungen anzeigen; und - einen Kommunikationsvorrichtungsdiagnoseabschnitt (F6), der konfiguriert ist, um zu bestimmen, ob die mehreren In-Vehicle-Kommunikationsvorrichtungen normal sind, basierend auf dem durch den Abstandsindexwert-Erfassungsabschnitt erfassten Abstandsindexwert für jede Kombination der mehreren In-Vehicle-Kommunikationsvorrichtungen, wobei - wenn der Abstandsindexwert zwischen einer Diagnosezielvorrichtung, die unter den mehreren In-Vehicle-Kommunikationsvorrichtungen zu diagnostizieren ist, und mindestens einer der mehreren anderen Vorrichtungen innerhalb des Normalbereichs in Übereinstimmung mit der Kombination der mehreren In-Vehicle-Kommunikationsvorrichtungen liegt, der Kommunikationsvorrichtungsdiagnoseabschnitt bestimmt, dass in der Diagnosezielvorrichtung kein Fehler vorliegt.
Fahrzeugpositionsschätzsystem nach Anspruch 1, wobei, wenn jeder Abstandsindexwert zwischen der Diagnosezielvorrichtung und jeder der mehreren anderen Vorrichtungen, die konfiguriert sind, um mit der Diagnosezielvorrichtung zu kommunizieren, außerhalb des Normalbereichs liegt, der Kommunikationsvorrichtungsdiagnoseabschnitt bestimmt, dass in der Diagnosezielvorrichtung ein Fehler vorliegt.
Fahrzeugpositionsschätzsystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei eine Breite von einem oberen Grenzwert des Normalbereichs zu einem unteren Grenzwert des Normalbereichs so eingestellt ist, dass sie kleiner ist als ein Wert, der zwei Metern entspricht.
Fahrzeugpositionsschätzsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Kommunikationsvorrichtungsdiagnoseabschnitt, wenn sich kein Insasse im Fahrzeug befindet, die mehreren In-Vehicle-Kommunikationsvorrichtungen veranlasst, die drahtlose Kommunikation zum Erfassen des Abstandsindexwertes durchzuführen.
Fahrzeugpositionsschätzsystem nach Anspruch 4, wobei der Kommunikationsvorrichtungsdiagnoseabschnitt, wenn das Fahrzeug geparkt ist, die mehreren In-Vehicle-Kommunikationsvorrichtungen veranlasst, die drahtlose Kommunikation zum Erfassen des Abstandsindexwertes durchzuführen.
Fahrzeugpositionsschätzsystem nach Anspruch 4 oder 5, ferner eine Insassenpositionserfassungsvorrichtung (19) aufweisend, die konfiguriert ist, um eine Position zu erfassen, an der ein Insasse in dem Fahrzeug sitzt, wobei auf der Grundlage eines Erfassungsergebnisses der Insassenpositionserfassungsvorrichtung, für die Kombination der mehreren In-Vehicle-Kommunikationsvorrichtungen, die ein Positionsverhältnis aufweisen, in dem ein Drahtlos-Signal durch den Insassen gebeugt wird und sich ausbreitet, die drahtlose Kommunikation zum Erfassen des Abstandsindexwertes nicht durchgeführt wird.
Fahrzeugpositionsschätzsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei jede der mehreren In-Vehicle-Kommunikationsvorrichtungen an einer Position angebracht ist, an der Signale von den mehreren anderen Vorrichtungen in einem Zustand, in dem sich der Insasse nicht im Fahrzeug befindet, direkt empfangen werden.
Fahrzeugpositionsschätzsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei jede der mehreren In-Vehicle-Kommunikationsvorrichtungen an einer Säule oder einer Decke angebracht ist.
Fahrzeugpositionsschätzsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der Kommunikationsvorrichtungsdiagnoseabschnitt konfiguriert ist, um - den Abstandsindexwert für jede Kombination der mehreren In-Vehicle-Kommunikationsvorrichtungen zu erfassen, indem die mehreren In-Vehicle-Kommunikationsvorrichtungen veranlasst werden, die drahtlose Kommunikation für jede Kombination der mehreren Kommunikationsvorrichtungen in dem Zustand durchzuführen, in dem sich der Insasse nicht im Fahrzeug befindet, und - den Normalbereich für jede Kombination, der im Normalbereichsspeicherabschnitt gespeichert ist, der mehreren In-Vehicle-Kommunikationsvorrichtungen auf der Grundlage eines erfassten Abstandsindexwertes zu korrigieren.
Fahrzeugpositionsschätzsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei jede der mehreren In-Vehicle-Kommunikationsvorrichtungen konfiguriert ist, um - eine Laufzeit eines Ultrabreitband-Impulssignals zwischen den mehreren In-Vehicle-Kommunikationsvorrichtungen durch Senden des Impulssignals an die mehreren anderen Vorrichtungen und Empfangen des Impulssignals von der mehreren anderen Vorrichtungen zu spezifizieren, und - dem Kommunikationsvorrichtungsdiagnoseabschnitt eine spezifizierte Laufzeit bereitzustellen.