JP2010180619A - 電子キー探索システム - Google Patents

Abstract

【課題】電子キーが車室内外のいずれの位置にあっても、電子キーの正確な位置を検出することが可能な電子キー探索システムを提供する。
【解決手段】接続されたアンテナＡ〜Ｃがそれぞれ車両の異なる位置に配置された３個の送信機１０２，１０４，１０６と電子キー２００との間で行なわれる信号の送受信を通じて、車載ユニット１００は、各送信機１０２，１０４，１０６からの送信時刻と電子キー２００における受信時刻とのそれぞれの時刻差に基づく位置情報を取得する。送受信時刻の時刻差は、各アンテナＡ〜Ｃと電子キー２００との距離に対応しており、設置位置が既知の３個のアンテナＡ〜Ｃから電子キー２００までの距離が分かれば、電子キー２００が車室内外のいずれの位置にあっても、車両に対する電子キー２００の位置を求めることができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両のユーザに携帯される電子キーの位置を探索する電子キー探索システムに関する。

従来、例えば非特許文献１に示されるように、携帯型電子キーと車両側ユニット（車載ユニット）との双方向通信によるＩＤコードの照合結果をもとに、各ドアのロック・アンロック等の状態を切換制御したり、電子キーの携帯者が車室内にいる場合に、エンジンの始動を許可したりする電子キーシステムが知られている。

この電子キーシステムの車両側ユニットは、電子キーに対してリクエスト信号（送信要求信号）を送信する車室外送信機と車室内送信機、電子キーからのレスポンス信号（応答信号）を受信する受信機、及び電子キーとの送受信結果に基づいて、ドア等の車載機器を制御するＥＣＵから構成される。車室外送信機及び車室内送信機は、所定の送信出力でリクエスト信号を送信する。これにより、車室外送信機及び車室内送信機の信号到達範囲に電子キーの検知エリアが形成される。このようにして、電子キーの携帯者の車両への接近、車両への乗車や車両からの降車を監視している。

例えば、電子キーの携帯者が車両への乗車のために車両に接近し、検知エリアに進入すると、車室外送信機からのリクエスト信号に応答して電子キーがＩＤコードを含むレスポンス信号を車両側ユニットに送信する。車両側ユニットは、電子キーから取得したＩＤコードが登録ＩＤコードに一致する等、所定の関係を満足すると判定される場合に、車載機器としてのドアロック制御装置に対して、各ドアをアンロックスタンバイ状態にするように制御信号を与える。この状態となった時に、電子キーの携帯者がドアハンドルに触れると、ドアロック制御装置は、それをタッチセンサ等で検出し、ドアをアンロックする。

そして、電子キーの携帯者が車両に乗車することによって、電子キーが検知されるエリアが車外から車室内に移動すると、ＩＤコードの照合結果に基づいて、車両側ユニットは、車載機器の制御として、エンジンの始動許可を行なう。

また、電子キーの携帯者が、車両のエンジンを停止した後に降車すると、電子キーが検知されるエリアは、車室内から車室外へ移る。この場合、車両側ユニットは、ドアロック制御装置に対して、例えばドアハンドルの近傍に設けられたドアロックスイッチが操作された場合にドアロックするよう指示する。ただし、ドアロックスイッチが操作されても、電子キーの検知エリアが車室内である場合には、キーの閉じ込みを防止するために、車両側ユニットは、ドアロック制御装置に対してドアロックの実行を禁止する。

ＭＡＲＫ Ｘ 新型車解説書（トヨタ自動車株式会社サービス部 ２００４年１１月９日発行）

従来の電子キーシステムでは、上述したように、車室外送信機や車室内送信機を用いて電子キーの車室内外の位置を検出していた。

しかしながら、車室外送信機からのリクエスト信号が車室内に漏れたり、逆に車室内送信機からのリクエスト信号が車室外に漏れたりすることがある。このような場合、電子キーが車室内外の送信機からのリクエスト信号に反応してレスポンス信号を送信してしまうと、電子キーが車室内にあるのか、車室外にあるのか特定することができない。また、電子キーが車室外にあるにも係らず、車室外に漏れ出た車室内送信機からのリクエスト信号のみに反応したり、車室内にあるにも係らず、車室内に漏れで出た車室外送信機からのリクエスト信号のみに反応したりすると、電子キーの位置を誤検出してしまう。

また、各送信機からの信号到達範囲に応じた電子キーの検知エリアは、基本的に送信機（送信アンテナ）を中心とした球状に広がる。このため、例えば、車室内送信機は、車室外への漏れを極力防止する必要があるので、車室内の隅々まで漏れなく検知エリアを形成することは困難であり、車室内に、電子キーを検出できないエリアが残されてしまう。

本発明は、上述した点に鑑みてなされたものであり、電子キーが車室内外のいずれの位置にあっても、電子キーの正確な位置を検出することが可能な電子キー探索システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の電子キー探索システムは、ユーザに携帯される電子キーと車両に搭載された車載ユニットとの間で無線通信を行なうことにより、車載ユニットが、電子キーの位置を探索するものであって、
車載ユニットは、
時刻を計時する車載ユニット計時部と、
車載ユニット計時部が計時する時刻に基づいて、送信時刻を示す送信時刻情報を含む送信要求信号を作成する送信要求信号作成部と
車両の異なる位置に配置され、送信要求信号作成部によってそれぞれ作成された送信要求信号を、電子キーに対して異なるタイミングで送信する少なくとも３個の送信部と、
送信要求信号に対して、電子キーから返送された応答信号を受信する受信部と、
受信部にて受信した応答信号から、車両に対する電子キーの位置を検出する位置検出部と、を備え、
電子キーは、
車載ユニット計時手段の時刻と同期した時刻を計時する電子キー計時部と、
車載ユニットの各送信部からの送信要求信号を受信する受信部と、
車載ユニットの受信部へ向けて応答信号を送信する送信部と、
受信部において、車載ユニットの各送信部からの送信要求信号を受信したときに、前記電子キー計時部が計時する時刻に基づいて受信時刻を求め、受信した送信要求信号に含まれる送信時刻との時刻差に基づく位置情報を含む応答信号を作成して、前記送信部から送信させる制御部と、を備えることを特徴とする。

このように、請求項１に記載の電子キー探索システムでは、車両の異なる位置に配置された３個の送信部と電子キーとの間で行なわれる信号の送受信を通じて、車載ユニットは、各送信部からの送信時刻と電子キーにおける受信時刻とのそれぞれの時刻差に基づく位置情報を取得する。送受信時刻の時刻差は、送信部と電子キーとの距離に対応しており、設置位置が既知の３個の送信部から電子キーまでの距離が分かれば、電子キーが車室内外のいずれの位置にあっても、車両に対する電子キーの位置は演算などにより求めることができる。従って、車載ユニットは、取得した位置情報から、車室内外における正確な電子キーの位置を検出することができる。

請求項２に記載したように、少なくとも３個の送信部は、所定の順序で連続的に送信要求信号を送信し、電子キーは、少なくとも３個の送信部からの送信要求信号をそれぞれ受信して、各々の送信要求信号を受信した受信時刻と各送信時刻との時刻差をそれぞれ求め、それらの時刻差に基づく位置情報を含む応答信号を、１回の送信で車載ユニットに対して送信することが好ましい。このように、３個の送信部から連続的に送信要求信号を送信することにより、電子キーは、ほぼ同じ位置で、各送信部からの送信要求信号を受信することができ、送受信時刻の時刻差に基づいて、より正確な電子キーの位置を検出することができる。さらに、各送信部からの送信要求信号に応答して、電子キーが、個別に応答信号を送信する場合に比較して、一連の送受信処理を短時間で行なうことが可能になる。

請求項３に記載したように、少なくとも３個の送信部は、所定の順序で連続的に送信する送信要求信号を１セットとして、この送信要求信号のセットを繰り返し送信するものであり、同じセットに属する送信要求信号には、同一セットに属することを示す情報が含まれることが好ましい。これにより、電子キーが各送信部からの送信要求信号を受信した場合に、セットとなるべき送信要求信号を正しく認識して、それらの送信要求信号に関する送受信時刻の時刻差に基づく位置情報を含む応答信号を、１回の送信で送信することができる。

請求項４に記載したように、電子キーが車室内の所定位置に置かれたときに、電子キーと車載ユニットとの間で無線通信を行なうことにより、車載ユニットと前記電子キーのいずれかが、車載ユニット計時部と電子キー計時部との一方の時刻を他方の時刻に同期させる同期処理部を備えることが好ましい。電子キーが車室内の所定位置に置かれ、電子キーの位置が既知となった場合、送信部と電子キー間の距離も既知となる。このため、電子キーと車載ユニット間で無線通信を行ない、送信時刻を含む信号を送信したり、受信時刻を含む信号を返送したりすることにより、車載ユニット計時部と電子キー計時部との一方の時刻を他方の時刻に同期させるように修正することができる。このように、電子キー計時部と車載ユニット計時部とを同期させることで、電子キー計時部と車載ユニット計時部との同期誤差に基づいて、電子キーの検出位置に誤差が生じることを防止できる。

請求項５に記載したように、車載ユニットは、さらに、表示器と、位置検出部にて検出した電子キーの位置を表示器に表示する表示制御部と、を備えることが好ましい。これにより、例えば車室内或いは車両近傍においてユーザが電子キーを落としたりして紛失しても、容易に電子キーを発見することができる。

なお、送受信時刻の時刻差に基づく電子キーの位置の算出は、車載ユニットで行なっても良いし、電子キーで行なっても良い。すなわち、請求項６に記載したように、電子キーから送受信時刻の時刻差を含む信号を送信させ、車載ユニットにおいて、その時刻差から、車両に対する電子キーの位置を求めても良いし、請求項７に記載したように、電子キーにおいて、送受信時刻の時刻差に基づき、車両に対する電子キーの位置を求めても良い。

実施形態による、電子キー探索システムを含む電子キーシステムの全体構成を示すブロック図である。 アンテナＡ，Ｂ，Ｃからそれぞれ送信されるリクエスト信号による通信範囲の関係を示す図である。 電子キーの位置検出方法を説明するための説明図である。 車載ユニットと電子キーとの間で送受信される信号を示すタイムチャートである。 （ａ）は、電子キーの位置を検出し、その電子キーの位置に応じた制御を行なうため、車載ユニットにおいて実行される処理を示すフローチャートであり、（ｂ）は、電子キーにおいて実行される処理を示すフローチャートである。 （ａ）は、電子キーの内部時計を車載ユニットの内部時計に同期させるために、車載ユニットにおいて実行される処理を示すフローチャートであり、（ｂ）は電子キーにおいて実行される処理を示すフローチャートである。

以下、本発明に係る電子キー探索システムを含む電子キーシステムの一実施形態について、図を参照しつつ説明する。

図１は、本実施形態による電子キーシステムの全体構成を示すブロック図である。本実施形態の電子キーシステムは、電子キー２００と、車載ユニット１００との間の無線双方向通信を利用した、いわゆるスマートエントリ機能、及びイモビライザ機能を具備している。

図１に示すように、本実施形態による電子キーシステムは、車両（図示略）に搭載される車載ユニット及びユーザに携帯される電子キー２００から構成されている。はじめに、車載ユニット１００の構成及び機能について説明する。

車載ユニット１００は、第１〜第３送信機１０２、１０４，１０６を有している。これらの第１〜第３送信機１０２，１０４，１０６には、アンテナＡ，Ｂ，Ｃが接続されており、各送信機１０２，１０４，１０６は、電波を媒体として、対応するアンテナＡ，Ｂ，Ｃから電子キー２００を探索するための送信要求信号を送信する。アンテナＡ，Ｂ，Ｃは、例えば車両のルーフにおいて、それぞれ異なる位置に設置され、同等の送信出力で車室内及び車室外に向けて送信要求信号を送信する。

ここで、各アンテナＡ，Ｂ，Ｃからそれぞれ送信される送信要求信号による、電子キー２００との通信エリアを図２に示す。図２に示すように、各アンテナＡ，Ｂ，Ｃの通信エリアは、それぞれのアンテナＡ，Ｂ，Ｃを中心として、球状に広がる。そして、各アンテナＡ，Ｂ，Ｃの設置位置はそれぞれ異なり、同じ出力で送信要求信号を送信するので、各アンテナＡ，Ｂ，Ｃの通信エリアも相互にずれている。

本実施形態では、電子キー２００が各アンテナＡ，Ｂ，Ｃからの送信要求信号を全て受信できた場合に、探索ＥＣＵ１１２が電子キー２００の位置を検出し、その電子キー２００の位置に応じて各種の制御を行なう。従って、本実施形態において、電子キー２００の検知可能エリアは、各アンテナＡ，Ｂ，Ｃの通信エリアが重なったエリアとなる。この電子キー２００の検知可能エリアには、図２に示されるように、車室内はもちろんのこと、車室外における車両周辺の範囲が含まれる。

さらに、図１に示すように、車載ユニット１００は受信機１０８を有している。この受信機１０８は、車両内部の所定位置に設置されており、送信要求信号に対して電子キー２００から返送される応答信号を受信する。そして、受信機１０６は、受信した応答信号を探索ＥＣＵ１１２に出力する。

車載ユニット１００の探索ＥＣＵ１１２は、ＣＰＵ、メモリ等を備えた一般的なコンピュータであり、メモリに予め記憶保持されたプログラムに従って、電子キー２００との双方向通信処理、電子キー２００から受信した応答信号に含まれるＩＤコードの照合処理及びその応答信号に含まれる位置情報から電子キー２００の位置を検出する位置検出処理を実行する。これらの処理に関しては、後に詳細に説明する。さらに、探索ＥＣＵ１１２は、後述するボデーＥＣＵ１１４に対して、ドアのロック・アンロック許可信号を出力したり、エンジンＥＣＵ１２２に対してエンジン始動許可信号を出力したり、探索した電子キー２００の位置を表示器１２６に表示させるために、表示ＥＣＵ１２４に対して電子キーの位置情報を出力したりする。

内部時計１１０は、時刻を計時し、その計時した時刻を探索ＥＣＵ１１２に出力する。探索ＥＣＵ１１２は、内部時計１１０から取得した時刻を用いて、第１〜第３送信機１０２，１０４，１０６が所定の間隔で送信要求信号を送信する時刻である送信時刻をそれぞれ定め、各送信時刻を含む送信要求信号をそれぞれ作成する。そして、作成した送信要求信号を、そこに含まれる送信時刻に送信されるように、第１〜第３送信機１０２，１０４，１０６に所定の順序で出力する。

ボデーＥＣＵ１１４は、車両のドアに装備されたドアロック機構１２０を駆動してドアをロックあるいはアンロックしたり、車両のドアに設けられたスイッチやセンサによる検出信号を探索ＥＣＵ１１２に出力したりするものである。なお、図１では、ボデーＥＣＵ１１４及びそれに付随する構成が１組しか示されていないが、車両の複数のドアに対応して複数組設けられている。

例えば、車載ユニット１００は、図１に示すように、タッチセンサ１１６を有している。このタッチセンサ１１６は、車両の各ドアのドアアウトサイドハンドル（図示略、以下ドアハンドル）にそれぞれ設けられている。タッチセンサ１１６により、電子キー２００を携帯しているユーザがドアハンドルに触れたことが検出されると、ボデーＥＣＵ１１４は、ドアハンドル操作検出信号を探索ＥＣＵ１１２に出力する。なお、探索ＥＣＵ１１２において、ＩＤコードの照合が行なわれ、かつ電子キー２００の位置が車室外であることを検出していると、タッチセンサ１１６への通電が開始され、電子キー２００を携帯しているユーザによるドアハンドル操作を検出可能なアンロックスタンバイ状態となる。

探索ＥＣＵ１１２は、ドアハンドル操作検出信号が入力されると、ボデーＥＣＵ１１４に対して、ドアのアンロック指示信号を出力する。ボデーＥＣＵ１１４は、このアンロック指示信号に基づいて、ドアロック機構１２０を駆動して、全てのドアをアンロックする。

また、ドアハンドルの近傍には、ロックスイッチ１１８が設けられている。ユーザによりロックスイッチ１１８が操作されると、ボデーＥＣＵ１１４は、ロックスイッチ操作信号を探索ＥＣＵ１１２に出力する。探索ＥＣＵ１１２は、電子キー２００の位置が車室内であることを検出している場合には、電子キー２００の閉じ込めを防止するために、ボデーＥＣＵ１１４に対してロック指示信号を出力しない。一方、電子キー２００の位置が車室外であることを検出している場合には、探索ＥＣＵ１１２はボデーＥＣＵ１１４に対してロック指示信号を出力する。ボデーＥＣＵ１１４は、このロック指示信号に基づいて、ドアロック機構１２０を駆動して、全てのドアをロックする。このようにして、電子キーシステムにおいてスマートエントリ機能（スマートドアアンロック及びスマートドアロック）が実現される。

エンジンＥＣＵ１２２は、図示しないエンジンスタートスイッチが操作されたときに、探索ＥＣＵ１１２に対して、エンジンの始動の許可を問い合わせるものである。探索ＥＣＵ１１２は、各送信機１０２，１０４，１０６から送信要求信号を送信して電子キー２００の位置が車室内であることを検出している場合、エンジンＥＣＵ１２２に対してエンジン始動許可信号を出力する。一方、電子キー２００の位置が車室外であったり、電子キー２００からの応答信号が受信できず電子キー２００の位置を検出できていない場合には、エンジンＥＣＵ１２２に対してエンジン始動許可信号は出力されず、エンジンは停止したままとなる。このようにして、電子キーシステムにおいて、イモビライザ機能が実現される。

表示ＥＣＵ１２４は、ユーザによる指示があったときに、探索ＥＣＵ１１２が検出した電子キー２００の位置を表示器１２６に表示するための表示制御信号を出力するものである。このため、ユーザの指示があった場合、表示ＥＣＵ１２４は、探索ＥＣＵ１１２に対して、電子キー２００の位置を問い合わせる。このとき、探索ＥＣＵ１１２は、各送信機１０２，１０４，１０６から送信要求信号を送信させ、電子キー２００の位置の探索を行なう。電子キー２００の位置が検出された場合、探索ＥＣＵ１１２は、表示ＥＣＵ１２４に対して、検出した電子キー２００の位置を示す位置信号を出力する。なお、表示器１２６は専用の表示器であっても良いが、車両にナビゲーション装置や、表示器を備えたメータなどが装備されている場合には、それらの表示器を兼用しても良い。

次に、電子キー２００の構成について説明する。図１に示すように、電子キー２００は、受信部２０２、送信部２０４、ＥＣＵ２０６、及び内部時計２０８を備えている。なお、電子キー２００は、図示しない電池を電源として動作する。

内部時計２０８は、車載ユニット１００の内部時計と同期した時刻を計時するものであり、その計時している時刻をＥＣＵ２０６に出力する。

受信部２０２は、第１〜第３送信機１０２、１０４，１０６から送信される送信要求信号を受信し、この受信した送信要求信号をＥＣＵ２０６に出力する。

ＥＣＵ２０６は、受信部２０２から送信要求信号が入力されると、内部時計２０８が計時している時刻に基づき、受信した送信要求信号の受信時刻を求める。そして、送信要求信号に含まれている送信時刻と、求めた受信時刻との時刻差を算出する。車載ユニット１００の内部時計１１０と電子キー２００の内部時計２０８とは同期しているため、送信時刻と受信時刻との時刻差は、各アンテナＡ〜Ｃと電子キー２００間の距離に応じて変化する。各アンテナＡ〜Ｃと電子キー２００間の距離は、送信時刻と受信時刻との時刻差に、電波の伝播速度を乗じることにより求めることができる。ただし、送受信時刻の時刻差を、そのまま各アンテナＡ〜Ｃと電子キー２００間の距離として代用しても良い。

なお、第１〜第３送信機１０２，１０４，１０６は、所定の間隔で連続的に送信要求信号を送信するので、電子キー２００では、各アンテナＡ〜Ｃからの送信要求信号が順次受信される。電子キー２００のＥＣＵ２０６は、送信要求信号が受信されるごとに、送受信時刻の時刻差の算出及びアンテナＡ〜Ｃ間と電子キー２００との距離の演算を行なう。これにより、電子キー２００では、図３に示すように、アンテナＡとの距離ＡＸ，アンテナＢとの距離ＢＸ、及びアンテナＣとの距離ＣＸを求めることができる。

電子キー２００において、第１〜第３送信機１０２，１０４，１０６からの送信要求信号を全て受信し、各送信機１０２，１０４，１０６のアンテナＡ〜Ｃとの距離ＡＸ〜ＣＸが算出できた場合、電子キー２００のＥＣＵ２０６は、当該電子キー２００のＩＤコードと、位置情報として、算出した全ての距離ＡＸ〜ＣＸを含む応答信号を生成して送信部２０４から送信させる（無線双方向通信）。

このような無線双方向通信により、車載ユニット１００の探索ＥＣＵ１１２が、電子キー２００からの応答信号に含まれるＩＤコード及び位置情報を取得すると、ＩＤコードの照合処理及び電子キー２００の位置検出処理を行なう。ＩＤコードの照合処理では、探索ＥＣＵ１１２が、電子キー２００から取得したＩＤコードと、登録ＩＤコードとが一致する等、所定の関係を満足するか否かを判定する。このＩＤコードの照合が成立すると、電子キー２００の位置検出処理が行なわれる。この位置検出処理では、探索ＥＣＵ１１２は、取得した位置情報、すなわち、アンテナＡ〜Ｃと電子キー２００間の各距離ＡＸ〜ＣＸを用いて、例えば予め作成しておいた空間マップデータに基づき、車両に対する電子キー２００の位置を特定する。空間マップデータとは、例えば車両を中心とする３次元座標において、各アンテナＡ〜Ｃからの距離ＡＸ〜ＣＸと座標点とを関連付けるものであり、この空間マップデータを参照することにより、各アンテナＡ〜Ｃからの距離ＡＸ〜ＣＸの組み合わせに対応する座標点を求めることができる。なお、電子キー２００の位置に対応する座標点は、演算によって求めることも可能である。

次に、本実施形態における、車載ユニット１００の探索ＥＣＵ１１２において実行される制御処理の流れを図４（ａ）のフローチャートを用いて説明し、電子キー２００のＥＣＵ２０６において実行される制御処理の流れを図４（ｂ）のフローチャートを用いて説明する。なお、図４（ａ）のフローチャートに示す処理は、車両が停止しているとき、所定の周期で繰り返し実行され、車両が走行しているときには、その実行が停止される。また、図４（ｂ）のフローチャートに示す処理は、車載ユニット１００から送信要求信号を受信したときに実行される。

図４（ａ）のステップＳ１１０では、例えば図示しない車速センサからの信号に基づいて、車両が停止しているか否かを判定する。なお、車両が停止しているか否かの判定は、エンジンがオフされているか否か、あるいは車両のトランスミッションのギア位置がパーキングであるか否かによって判定しても良い。

車両が停止していないと判定された場合、以降の処理を実行することなく、処理を終了する。従って、車両が停止していないときには、送信要求信号の送信が停止されたままとなる。これにより、車両が走行している電子キー２００の探索が不要な状況において、電子キー２００のＥＣＵ２０６が図４（ｂ）のフローチャートの処理を実行することがなく、電子キー２００の電池の消耗を防ぐことができる。

車両が停止していると判定された場合には、ステップＳ１２０の処理が実行される。ステップＳ１２０では、各送信機１０２，１０４，１０６から送信するための送信要求信号を作成する。この送信要求信号は、実際に各送信機１０２，１０４，１０６から送信されるときの時刻である送信時刻を含んでいる。そして、ステップＳ１３０にて、作成した送信要求信号を、各送信機１０２，１０４，１０６から所定の周期で順番に送信させる。

ここで、図５を用いて、車載ユニット１００と電子キー２００との間で行なわれる無線双方向通信における送受信信号及び送受信タイミングについて説明する。

図５に示す例では、送信要求信号Ｔ１ｓａ１、Ｔ２ｓｂ１、Ｔ３ｓｃ１が、第１送信機１０２、第２送信機１０４、第３送信機１０６の順で、各々のアンテナＡ〜Ｃから送信される。各送信要求信号Ｔ１ｓａ１、Ｔ２ｓｂ１、Ｔ３ｓｃ１は、送信時刻を示す時刻情報（Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３）の他、アンテナＡ〜Ｃのうち、いずれのアンテナから送信されたかを示す送信アンテナ情報（Ｓａ、Ｓｂ，Ｓｃ）、及び送信要求信号が同一セットであることを示すセット情報（“１”）を含んでいる。なお、セット情報は、送信要求信号のセットが送信されるごとに１づつ増加する連番情報となっている。

本実施形態では、図５に示すように、各送信機１０２，１０４，１０６から所定の順序で連続的に送信する送信要求信号を１セットとして、この送信要求信号のセットを繰り返し送信する。このため、送信要求信号がセット情報を含むことで、同一セットに含まれる送信要求信号をすべて受信したかを確実に判断できる。さらに、同一セット以外の送信要求信号に基づいて算出されるアンテナＡ〜Ｃと電子キー２００との距離ＡＸ，ＢＸ，ＣＸを組み合わせて、電子キー２００の位置を誤って求めてしまうことを防止することができる。

また、図５に示すように、各送信機１０２，１０４，１０６が、所定の順序で連続的に送信要求信号を送信すると、電子キー２００は、それらの送信要求信号を、受信時刻Ｔ４，Ｔ５，Ｔ６においてそれぞれ受信する。すると、電子キー２００のＥＣＵ２０６が、各々の送信要求信号を受信した受信時刻Ｔ４〜Ｔ６と各送信時刻Ｔ１〜Ｔ３との時刻差（Ｔ４−Ｔ１，Ｔ５−Ｔ２，Ｔ６−Ｔ３）をそれぞれ求め、さらに、この時刻差から各アンテナＡ〜Ｃと電子キー２００との距離ＡＸ，ＢＸ，ＣＸを求める。そして、ＥＣＵ２０６は、求めた距離ＡＸ，ＢＸ，ＣＸとＩＤコードを含む１つの応答信号を作成し、この応答信号を、１回の送信で車載ユニット１００に返信する。

このように、各送信機１０２，１０４，１０６から連続的に送信要求信号を送信することにより、電子キー２００は、ほぼ同じ位置で、各送信部からの送信要求信号を受信することができる。この結果、送受信時刻の時刻差に基づいて、より正確な電子キー２００の位置を検出することができる。さらに、各送信機１０２，１０４，１０６からの送信要求信号に対して、電子キー２００が、個別に応答信号を送信するのではなく、送信要求信号の１セットに対して応答信号を１回送信するだけであるため、一連の送受信処理を短時間で行なうことが可能になる。

上述したような、車載ユニット１００と電子キー２００との無線双方向通信により、車載ユニット１００が応答信号を受信すると、図４（ａ）のフローチャートにおけるステップＳ１４０の判定処理において、その判定がＹｅｓとなり、ステップＳ１５０の処理に進む。一方、ステップＳ１４０でＮｏと判定された場合、一旦、処理を終了する。

ステップＳ１５０では、応答信号に含まれるＩＤコードと、登録ＩＤコードが一致して、ＩＤコードの照合が成立したか否かを判定する。ＩＤコードの照合が成立した場合には、ステップＳ１６０の処理に進み、ＩＤコードの照合が不成立の場合には、一旦、処理を終了する。

ステップＳ１６０では、応答信号に含まれる位置情報、すなわち、アンテナＡ〜Ｃと電子キー２００間の各距離ＡＸ〜ＣＸに基づき、車両に対する電子キー２００の位置を特定する。そして、ステップＳ１７０では、特定した電子キーの位置に応じて、上述したボデーＥＣＵ１１４，エンジンＥＣＵ１２２、及び表示ＥＣＵ１２４に、必要な信号を出力する。

次に、上述した探索ＥＣＵ１１２の処理に対応して、電子キー２００のＥＣＵ２０６にて実行される処理を図４（ｂ）のフローチャートを用いて説明する。

まず、ステップＳ２１０では、車載ユニット１００からの送信要求信号を受信したか否かを判定する。送信要求信号を受信した場合には、ステップＳ２２０の処理に進み、送信信号を受信していない場合には、なんら処理を実行しない。

ステップＳ２２０では、受信した送信要求信号の受信時刻を記憶する。そして、ステップＳ２３０では、１セットの送信要求信号の受信時刻をすべて記憶したか否かを判定する。この判定処理において、１セットの送信要求信号の受信時刻をすべて記憶したと判定されると、ステップＳ２３０の処理に進み、一方、１セットの送信要求信号の受信時刻をすべて記憶していないと判定されたときには、ステップＳ２３０以降の処理が実行されず、従って応答信号も返信されない。

このため、電子キー２００の携帯者が、例えば、図２に示される１つのアンテナの通信エリアもしくは２つのアンテナの通信エリアが重なるエリアに進入した場合、電子キー２００は、１つもしくは２つの送信要求信号を受信するだけであるため、応答信号の返信を行なわない。

ステップＳ２４０では、１セットの送信要求信号に関して、送信要求信号に含まれる送信時刻と、その送信要求信号を受信した受信時刻との時刻差を算出する。さらに、その時刻差からアンテナＡ〜Ｃと電子キー２００との距離ＡＸ，ＢＸ，ＣＸを算出する。ただし、上述したように、時刻差そのものを距離として代用して、応答信号に含ませても良い。

ステップＳ２５０では、算出した距離ＡＸ，ＢＸ，ＣＸ及びＩＤコードを含む応答信号を作成する。そして、ステップＳ２６０において、作成した応答信号を送信機２０４から送信する。

車載ユニット１００及び電子キー２００が上述したそれぞれの処理を実行することにより、車載ユニット１００は、電子キー２００が車室内外のいずれの位置にあっても、車両に対する電子キー２００の正確な位置を検出することができる。そして、車載ユニットは、検出した電子キー２００の位置に応じた適切な制御処理（スマートアンロック、スマートロック、イモビライザ解除など）を行なうことができる。また、本実施形態では、ユーザの指示に基づいて、表示器１２６に電子キー２００の位置を表示するようにしているので、例えば車室内或いは車両近傍においてユーザが電子キー２００を落としたりして紛失しても、容易に電子キー２００を発見することができる。

次に、車載ユニット１００の内部時計１１０と電子キー２００の内部時計２０８との同期処理について、図６（ａ），（ｂ）のフローチャートを用いて説明する。

本実施形態では、送信要求信号の送信時刻と、その送信要求信号の受信時刻との時刻差からアンテナＡ〜Ｃと電子キー２００との距離ＡＸ，ＢＸ，ＣＸを求めている。従って、２つの内部時計１１０，２０８が計時する時刻に誤差があると、アンテナＡ〜Ｃと電子キー２００との正確な距離が分からなくなり、電子キー２００の位置を正しく求めることができない。そのため、図６（ａ）、（ｂ）に示す同期処理を行なって、２つの内部時計１１０，２０８が計時する時刻を同期させる。

図６（ａ）のフローチャートに示す処理は、電子キー２００が車室内の所定位置に設けられたスロットに挿入された場合など、電子キー２００が車室内の所定位置に置かれたときに実行される。具体的には、ステップＳ３１０において、第１〜第３送信機１０２，１０４，１０６の少なくとも１つから、同期のための同期信号を送信させる。この同期信号には、同期信号が送信された時刻を示す送信時刻が含まれる。

一方、電子キー２００では、図６（ｂ）のフローチャートに示すように、まずステップＳ４１０において、同期信号が受信されたか否かを判定する。同期信号が受信された場合には、ステップＳ４２０の処理に進み、その同期信号を受信した受信時刻を記憶する。

ステップＳ４３０では、同期信号に含まれる送信時刻と、同期信号を送信したアンテナと電子キー２００との距離を考慮して、正しい受信時刻を算出する。つまり、電子キー２００が置かれる車室内の所定位置と、同期信号を送信したアンテナとの距離は予め測定しておくことができ、電波がその距離を伝播する時間も予め算出しておくことができる。そして、電子キー２００における受信時刻が、同期信号に含まれる送信時刻に対して電波の伝播時間分だけ遅れた時刻となっていれば、その受信時刻は正しい受信時刻であり、２つの内部時計１１０，２０８の同期がとれている状態とみなすことができる。ステップＳ４３０では、同期信号に含まれる送信時刻に対して、予め算出されている電波の伝播時間を加えて正しい受信時刻を算出する。

ステップＳ４４０では、ステップＳ４２０で記憶した受信時刻が、ステップＳ４３０にて算出した受信時刻からずれているか否かを判定し、ずれている場合には、そのずれがゼロとなるように、電子キー２００の内部時計２０８を修正する。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、上述した実施形態になんら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することができる。

例えば、上述した実施形態では、電子キー２００からの応答信号に含まれる位置情報（距離又は時刻差）に基づいて、車載ユニット１００において、電子キー２００の位置を求めるようにした。しかしながら、電子キー２００において、送受信時刻の時刻差に基づき、車両に対する電子キー２００の位置を求め、その求めた位置を含む応答信号を車載ユニット１００に返信するようにしても良い。

また、上述した実施形態では、電子キー２００において、１セットの送信要求信号がすべて受信されないとき、電子キー２００が、応答信号を送信しないように構成されていた。しかしながら、電子キー２００は、受信した送信要求信号に関する送受信時刻の時刻差あるいは距離を算出して、車載ユニット１００に送信するようにしても良い。この場合、車載ユニット１００は、１セットの送信要求信号に関する時刻差あるいは距離を取得できないため、正確な電子キー２００の位置を特定することはできないが、電子キー２００が存在する大まかなエリア（いずれか１つのアンテナのみの通信エリア、あるいは２つのアンテナの通信エリアが重なったエリアなど）を認識することができる。

また、上述した実施形態では、車両が停止しているときに、車載ユニット１００から繰り返し送信要求信号を送信させているが、車両が、ドアがロックされた状態で駐車されているときのみ、車載ユニット１００が定期的に送信要求信号の送信を繰り返し行なっても良い。この場合、ドアロックスイッチやエンジンスタートスイッチが操作されたときには、その操作をトリガとして、電子キー２００の位置探索を行なえば良い。

また、上述した実施形態では、３組の送信機及びアンテナを備えるものであったが、送信機及びアンテナは４組以上車両に設けても良い。

さらに、上述した実施形態では、内部時計１１０，２０８の同期処理において、電子キー２００の内部時計２０８を、車載ユニット１００の内部時計１１０に同期させるようにした。しかしながら、車載ユニット１００の内部時計１１０を、電子キー２００の内部時計２０８に同期させても良い。この場合、電子キー２００は同期信号の受信に応じて、その受信時刻を含む応答信号を返信する。そして、車載ユニット１００において、同期信号を送信した送信時刻が、応答信号に含まれる受信時刻よりも、電波の伝播時間分だけ早まるように、内部時計１１０を修正する。

１００…車載ユニット、１０２…第１送信機、１０４…第２送信機、１０６…第３送信機、１０８…受信機、１１０…内部時計、１１２…探索ＥＣＵ、１１４…ボデーＥＣＵ、１１６…タッチセンサ、１１８…ロックスイッチ、１２０…ドアロック、１２２…エンジンＥＣＵ、１２４…表示ＥＣＵ、１２６…表示器、２００…電子キー、２０２…受信機、２０４…送信機、２０６…ＥＣＵ、２０８…内部時計

Claims (7)

1. ユーザに携帯される電子キーと車両に搭載された車載ユニットとの間で無線通信を行なうことにより、前記車載ユニットが、前記電子キーの位置を探索する電子キー探索システムであって、
   前記車載ユニットは、
   時刻を計時する車載ユニット計時部と、
   前記車載ユニット計時部が計時する時刻に基づいて、送信時刻を示す送信時刻情報を含む送信要求信号を作成する送信要求信号作成部と
   車両の異なる位置に配置され、前記送信要求信号作成部によってそれぞれ作成された送信要求信号を、前記電子キーに対して異なるタイミングで送信する少なくとも３個の送信部と、
   前記送信要求信号に対して、前記電子キーから返送された応答信号を受信する受信部と、
   前記受信部にて受信した応答信号から、前記車両に対する前記電子キーの位置を検出する位置検出部と、を備え、
   前記電子キーは、
   前記車載ユニット計時部の時刻と同期した時刻を計時する電子キー計時部と、
   前記車載ユニットの各送信部からの送信要求信号を受信する受信部と、
   前記車載ユニットの受信部へ向けて応答信号を送信する送信部と、
   前記受信部において、前記車載ユニットの各送信部からの送信要求信号を受信したときに、前記電子キー計時部が計時する時刻に基づいて受信時刻を求め、受信した送信要求信号に含まれる送信時刻との時刻差に基づく位置情報を含む応答信号を作成して、前記送信部から送信させる制御部と、を備えることを特徴とする電子キー探索システム。
2. 前記少なくとも３個の送信部は、所定の順序で連続的に前記送信要求信号を送信し、
   前記電子キーは、前記少なくとも３個の送信部からの送信要求信号をそれぞれ受信して、各々の送信要求信号を受信した受信時刻と各送信時刻との時刻差をそれぞれ求め、それらの時刻差に基づく位置情報を含む応答信号を、１回の送信で前記車載ユニットに対して送信することを特徴とする請求項１に記載の電子キー探索システム。
3. 前記少なくとも３個の送信部は、所定の順序で連続的に送信する送信要求信号を１セットとして、この送信要求信号のセットを繰り返し送信するものであり、同じセットに属する送信要求信号には、同一セットに属することを示す情報が含まれることを特徴とする請求項２に記載の電子キー探索システム。
4. 前記電子キーが車室内の所定位置に置かれたときに、前記電子キーと前記車載ユニットとの間で無線通信を行なうことにより、前記車載ユニットと前記電子キーのいずれかが、前記車載ユニット計時部と前記電子キー計時部との一方の時刻を他方の時刻に同期させる同期処理部を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の電子キー探索システム。
5. 前記車載ユニットは、さらに、
   表示器と、
   前記位置検出部にて検出した前記電子キーの位置を前記表示器に表示する表示制御部と、を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の電子キー探索システム。
6. 前記電子キーの制御部は、前記位置情報として、前記各送信部の送信時刻と前記受信時刻との時刻差を含む信号を送信させ、
   前記車載ユニットの位置検出部は、受信した信号に含まれる時刻差から、前記車両に対する前記電子キーの位置を求めることによって前記電子キーの位置を検出することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の電子キー探索システム。
7. 前記電子キーの制御部は、前記各送信部の送信時刻と前記受信時刻との時刻差に基づいて、前記車両に対する前記電子キーの位置を求め、前記位置情報として、求めた電子キー位置を含む信号を送信させることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の電子キー探索システム。

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