JP2011184918A - キーレスエントリー装置の送信アンテナから携帯機までの距離測定方法及びキーレスエントリー装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両から送信される信号強度に個体差があっても、携帯機の位置を正確に測定することのできるキーレスエントリー装置の送信アンテナから携帯機までの距離測定方法を提供する。
【解決手段】車両１内の特定位置に携帯機３を配置し、携帯機制御部２２で送信アンテナ１５からの信号の強度を検出する第１ステップと、車両内の特定位置に携帯機３を配置する第２ステップと、携帯機制御部２２に信号の強度を検出させる第３ステップと、携帯機３を車両１の内外任意の位置に配置する第４ステップと、携帯機制御部２２に各信号の強度を検出させる第５ステップと、車両側制御部１２が、第１ステップで取得された各信号の強度の情報と、第３ステップで取得された各信号の強度の情報に基づいて、第５ステップで検出された各信号の強度の情報を補正し、携帯機３の位置測定に用いる第６ステップとを有する。
【選択図】図３

Description

本発明は、車両側装置と携帯機の間で無線通信を行うことで車両のドアを施錠・解錠するキーレスエントリー装置の携帯機位置測定方法に関し、特に携帯機で検出する車両側装置からの信号強度を補正して高精度に送信アンテナから携帯機までの距離を測定できるキーレスエントリー装置の携帯機距離測定方法及びキーレスエントリー装置に関する。

従来、車両に設けられた車両側装置と使用者が携帯する携帯機の間で無線通信を行い、車両のドアを施錠・解錠するキーレスエントリー装置が知られている。また近年、携帯機が車両に近づくと、車両側装置と携帯機の間で自動的に通信が行われ、個々の携帯機に固有に設定されているＩＤの認証がなされれば車両のドアの施錠・解錠動作を行うパッシブ・キーレスエントリー装置も知られている。

パッシブ・キーレスエントリー装置においては、携帯機が車内にある場合と車外にある場合によって動作内容が異なるため、携帯機の位置を測定することが必要である。このため、車両側に設けられる信号を送信する複数の送信アンテナからの信号強度を携帯機で検出することによって、それぞれの送信アンテナとの距離を算出し、携帯機の位置を測定することが行われている。このように送信アンテナからの距離について信号強度を基に算出し、携帯機の位置測定を行うものとしては、例えば特許文献１に挙げるようなものがある。

特開２００１−２０４０５８号公報

車両側に設けられる信号送信のための送信回路は、製造時のばらつき等の要因により、個別に特性が少しずつ異なっている。また、携帯機における受信回路は、製造時のばらつき等の要因により、個別に特性が少しずつ異なっている。このため、携帯機が同じ位置にあっても、携帯機で検出される信号強度が、車両毎に少しずつ異なることとなる。これにより、測定される携帯機の位置に誤差が生じるという問題があった。

本発明は前記課題を鑑みてなされたものであり、車両から送信される信号強度、あるいは受信強度に個体差があっても、送信アンテナから携帯機までの距離を正確に測定することのできるキーレスエントリー装置の送信アンテナから携帯機までの距離測定方法及びキーレスエントリー装置を提供することを目的とする。

前記課題を解決するため、本発明に係るキーレスエントリー装置の送信アンテナから携帯機までの距離測定方法は、車両に設けられリクエスト信号を送信する複数の送信アンテナを有する車両側装置と、前記リクエスト信号を受信しアンサー信号を送信する携帯機とを有し、前記車両側装置は前記携帯機からのアンサー信号を認証すると所定の制御を行う車両側制御部及び情報を記憶する記憶部を備え、前記携帯機は前記車両側装置の複数の送信アンテナから送信される信号の各強度を検出する携帯機制御部を備えたキーレスエントリー装置の携帯機位置測定方法において、
前記車両内の特定位置に前記携帯機が配置された状態で、前記携帯機が前記車両側装置の各送信アンテナからの信号を受信したときに、前記携帯機制御部で検出する各信号の強度あるいは強度に応じて算出される距離の設計値を前記記憶部に記憶させる第１ステップと、
前記車両内の特定位置に携帯機を配置する第２ステップと、
前記第２ステップの状態で、前記携帯機に前記車両側装置の各送信アンテナからの信号を受信させ、前記携帯機制御部に各信号の強度を検出させると共に、該強度あるいは強度に応じて算出される距離の情報を前記車両側装置に送信して前記記憶部に記憶させる第３ステップと、
前記携帯機を前記車両の内外任意の位置に配置する第４ステップと、
前記第４ステップの状態で、前記携帯機に前記車両側装置の各送信アンテナからの信号を受信させ、前記携帯機制御部に各信号の強度を検出させると共に、該強度あるいは強度に応じて算出される距離の情報を前記車両側装置に送信する第５ステップと、
前記車両側制御部が、前記第１ステップで記憶部に記憶された各信号の強度あるいは強度に応じて算出される距離の設計値と、前記第３ステップで記憶された各信号の強度あるいは強度に応じて算出される距離の情報に基づいて、前記第５ステップで検出された各信号の強度あるいは強度に応じて算出される距離の情報を補正し、前記送信アンテナから携帯機までの距離測定に用いる第６ステップと、
を有することを特徴として構成されている。

また、本発明に係るキーレスエントリー装置の送信アンテナから携帯機までの距離測定方法は、前記第３ステップにおいて、前記車両側制御部は、前記第１ステップで記憶された信号の強度あるいは強度に応じて算出される距離の設計値と前記第３ステップで検出された信号の強度あるいは強度に応じて算出される距離の情報との比を算出して前記記憶部に記憶させ、前記第６ステップにおいて、前記車両側制御部は、前記第５ステップで検出された信号の強度あるいは強度に応じて算出される距離の情報に前記記憶部に記憶された比を乗じることにより、各信号の強度あるいは強度に応じて算出される距離の情報を補正することを特徴として構成されている。

さらに、本発明に係るキーレスエントリー装置の送信アンテナから携帯機までの距離測定方法は、前記携帯機制御部または車両側制御部は、携帯機制御部で検出された各信号の強度あるいは強度に応じて算出される距離の情報を、携帯機と各送信アンテナとの距離に変換して前記携帯機の位置測定に用いることを特徴として構成されている。

本発明に係るキーレスエントリー装置の送信アンテナから携帯機までの距離測定方法によれば、予め携帯機を車両内の特定位置に配置し、携帯機で各送信アンテナからの信号強度あるいは強度に応じて算出される距離の実測値を測定しておき、この特定位置での実測値と設計値に基づいて、ユーザーが携帯機を使用する際に、携帯機で検出する信号強度あるいは強度に応じて算出される距離の情報を補正することにより、個体差による信号強度の誤差を、特定位置における測定結果に応じて補正し、より正確な送信アンテナと携帯機の距離測定を行うことができるので、携帯機の位置を誤判定することによる誤動作などを防止することができる。

本実施形態におけるキーレスエントリー装置の概要図である。 キーレスエントリー装置のブロック図である。 携帯機の位置測定を行うためのステップを表したフローチャートである。

本発明の実施形態について、図面に沿って詳細に説明する。図１には、本実施形態におけるキーレスエントリー装置の概要図を示している。本実施形態におけるキーレスエントリー装置は、車両１のドア１ａを施錠または解錠するものであり、車両１側には車両側装置２が設けられ、使用者は携帯機３を携帯し、車両側装置２と携帯機３の間で無線通信を行って認証や施錠・解錠の指令等をなすものである。車両側装置２は、車両１の各所に複数の送信アンテナ１５を有しており、各送信アンテナ１５から間欠的に所定の順番で携帯機３に対してリクエスト信号が送信される。なお、リクエスト信号は低周波信号からなっている。

車両側装置２は、リクエスト信号を間欠的に送信しており、ドア１ａが施錠状態にある場合において、携帯機３を持った使用者が車両１に近づいて、携帯機３においてリクエスト信号を受信すると、所定のアンサー信号を車両側装置２に対して送信する。この際、携帯機３では各送信アンテナ１５から送信される信号の強度を検出し、その情報から各送信アンテナ１５までの距離を算出してアンサー信号に含める。アンサー信号を車両側装置２が受信すると、認証が行われると共に、携帯機３から送信された各送信アンテナ１５までの距離の情報から携帯機３の位置が算出され、その位置に応じてドア１ａを解錠するか否かを判断する。一方、ドア１ａが解錠状態にある場合において、携帯機３を持った使用者が車両１から離れ、携帯機３からのアンサー信号を車両側装置２が受信する状態から受信しない状態となると、車両側装置２はドア１ａを施錠動作させる。

図２にはキーレスエントリー装置のブロック図を示している。この図に示すように、車両側装置２は、携帯機３からのアンサー信号を受信する車両側受信部１０と、携帯機３に対してリクエスト信号を送信する車両側送信部１１と、リクエスト信号の送信制御を行うと共に、アンサー信号を受信した際に各種制御を行う車両側制御部１２とを有している。

車両側制御部１２には、車固有の識別符号であるＶ−ＩＤ（Ｖｈｉｃｌｅ−ＩＤ）や１台の車両を操作可能な複数の携帯機のＩＤなど制御に必要な情報を記憶する車両側記憶部１３が接続されている。また、車両側受信部１０にはアンサー信号を受信するための受信アンテナ１４が接続され、車両側送信部１１にはリクエスト信号を送信するための複数の送信アンテナ１５、１５が接続される。複数の送信アンテナ１５、１５は、それぞれ車両１の内外各所に少なくとも３箇所以上設けられる。

携帯機３は、車両側装置２からのリクエスト信号を受信する携帯機受信部２０と、車両側装置２に対してアンサー信号を送信する携帯機送信部２１と、リクエスト信号を受信した際に各種制御を行う携帯機制御部２２と、自機に設定されているＩＤ及びＶ−ＩＤ等を記憶した記憶部２４とを有している。また、携帯機受信部２０と携帯機送信部２１には、リクエスト信号やアンサー信号の送受信を行う互いに直行する方向の指向特性を有する三軸アンテナ２３が接続される。

携帯機制御部２２は、三軸アンテナ２３で受信した車両側装置２からのリクエスト信号の強度を検出する機能を有しており、三軸の各アンテナで受信した強度からリクエスト信号を送信したアンテナ１５までの距離を算出する。また、リクエスト信号にはどのアンテナから送信したかを示す情報を付与しているので、携帯機制御部２２は各アンテナまでの距離を算出でき、ここで算出した各アンテナまでの距離の情報を、アンサー信号に含めて送信することができる。

次に、携帯機３の位置測定方法について説明する。図３には、携帯機３の位置測定を行うためのステップを表したフローチャートを示している。本実施形態の位置測定方法は、大きく分けて車両１の製造工程におけるステップ（第１ステップ）と、車両１の販売前におけるステップ（第２〜３ステップ）と、車両１をユーザーが使用する段階におけるステップ（第４〜６ステップ）とに分かれている。本発明の目的は、車両１をユーザーが使用する段階において、送信アンテナ１５から携帯機３までの位置を正確に測定できるようにすることにあり、第１ステップから第３ステップは、そのための準備を行う工程である。

所定の車両１の製造工程におけるステップである第１ステップでは、車両側装置２の車両側記憶部１３に、誤差がほとんどないとみなせる基準送信部から、誤差がほとんどないとみなせる基準携帯機に対し、リクエスト信号を送信した場合に、基準携帯機で、強度から算出される各アンテナまでの距離の情報、すなわち設計値を記憶させる。前述のように、使用時において携帯機３は、携帯機制御部２２において受信した車両側装置２からの信号強度を検出し距離を算出するが、この第１ステップで記憶させるのは、基準となる携帯機を基準となる車両内の特定位置に配置した状態で、携帯機制御部が検出する車両側装置の複数の送信アンテナからの各信号の距離の基準値である。本実施形態では、車両１の内外に６つの送信アンテナ１５が配置されており、各送信アンテナからの携帯機までの基準距離の情報Ｕ₀₁、Ｕ₀₂、Ｕ₀₃、Ｕ₀₄、Ｕ₀₅、Ｕ₀₆として記憶される。

なお、第１ステップにおいて基準となる携帯機を配置する基準となる車両内の特定位置は、後で実際に携帯機３を配置して信号強度を測定するのと対応した同じ位置であって、例えば運転席に設けられる携帯機３用のホルダーに、携帯機３を収納した状態における位置などに設定することができる。この特定位置は、車両１内のその他の位置に設定してもよいことは、言うまでもない。また、実際に基準となる車両側装置２及び基準となる携帯機３を用いて測定することなく、距離の設計値を直接記憶しても良い。

次に、実際に車両１内に、該車両１の実際の操作でユーザーに使用される携帯機３を配置して、実際に携帯機３で信号強度を測定する。まず、第２ステップにおいて、携帯機３を前述した車両１内の特定位置に配置する。続く第３ステップにおいては、携帯機３を第２ステップの状態のまま、車両側装置２の各送信アンテナ１５から信号を送信し、該信号を携帯機３に受信させて、携帯機制御部２２に各信号の各アンテナの各軸における受信強度を測定し、該強度から各アンテナまでの距離を算出させる。この第３ステップで算出される各送信アンテナ１５から距離の情報Ｕ₁₁、Ｕ₁₂、Ｕ₁₃、Ｕ₁₄、Ｕ₁₅、Ｕ₁₆は、携帯機３から車両側装置２に送信され、車両側制御部１２によって車両側記憶部１３に記憶される。

また、この第３ステップにおいて、車両側制御部１２は、第１ステップで記憶された送信アンテナから携帯機までの距離の情報と、第３ステップで記憶された距離の情報の比である係数を算出する。すなわち、Ｒ₁＝Ｕ₀₁／Ｕ₁₁、Ｒ₂＝Ｕ₀₂／Ｕ₁₂、Ｒ₃＝Ｕ₀₃／Ｕ₁₃、Ｒ₄＝Ｕ₀₄／Ｕ₁₄、Ｒ₅＝Ｕ₀₅／Ｕ₁₅、Ｒ₆＝Ｕ₀₆／Ｕ₁₆を、それぞれ算出し、これらの係数を車両側記憶部１３に記憶させる。

第２ステップ及び第３ステップは、車両１がユーザーにより実際に使用される前の段階で行われる。したがって、これらのステップは、車両１の製造工程において実施されてもよいし、また車の販売店などで実施されてもよい。

次に、ユーザーが実際に使用する際のステップに移る。第４ステップは、携帯機３を車両１の内外任意の位置に配置する過程である。これは、ユーザーが携帯機３を持って車両１に近づいたり、あるいは車内に携帯機３を持ち込んだ状態を想定している。この第４ステップの状態において、携帯機３と車両側装置２との間で通信が行われ、携帯機３で車両側装置２からの信号強度が検出されると共に、該信号強度から算出された各送信アンテナ１５までの距離の情報は車両側装置２に送信される（第５ステップ）。ここで検出される距離信号強度は、Ｕ₂₁、Ｕ₂₂、Ｕ₂₃、Ｕ₂₄、Ｕ₂₅、Ｕ₂₆である。

車両側制御部１２は、携帯機３からの距離の情報を含むアンサー信号を受信したら、第１ステップで記憶された距離の情報と、第３ステップで記憶された距離の情報の比である係数を、第５ステップで携帯機３が得た距離の情報に乗じる。すなわち、Ｕ₃₁＝Ｒ₁×Ｕ₂₁、Ｕ₃₂＝Ｒ₂×Ｕ₂₂、Ｕ₃₃＝Ｒ₃×Ｕ₂₃、Ｕ₃₄＝Ｒ₄×Ｕ₂₄、Ｕ₃₅＝Ｒ₅×Ｕ₂₅、Ｕ₃₆＝Ｒ₆×Ｕ₂₆を、それぞれ算出し、これを車両毎および携帯機毎の個体差による誤差が補正された距離の補正値とする。すなわち、実際には誤差を有する車両側送信部１１、携帯機受信部２０の測定によって算出された距離を、仮に基準送信部と基準受信部を使って測定を行った場合の距離に換算する。そして、この距離データを使って携帯機３の位置を検出する（第６ステップ）。

なお、携帯機３で検出された信号強度の情報は、３軸アンテナ２３によりＸ軸成分、Ｙ軸成分、Ｚ軸成分の強度が検出されるので、携帯機３の位置がどの向きに傾いたとしても携帯機３が受信する信号強度の大きさ（スカラー量）を求める事ができ、信号強度の大きさは携帯機３と各送信アンテナ１５との距離に対応し、該距離が大きいほど値が小さくなる関係にあるので、携帯機３は検出した信号強度の情報から各送信アンテナ１５までの距離を算出できる。そして車両側制御部１２は携帯機３から複数の送信アンテナ１５との各距離に基づき携帯機３の位置を特定できる。これから、車両１に対する携帯機３の相対的な位置を求め、該位置が車内にあるか車外にあるかを判定する。具体的に距離から位置を特定する方法としては、各アンテナ１５の配置されている位置は予め分かっているため、６つのデータのうち距離が小さい方（強度が大きい方）から上位３つのデータを用い、３つのアンテナからのそれぞれの携帯機までの距離を半径とする円を想定して、それらが交わる点が全ての距離の条件を満たす点であり携帯機３の位置と特定できる。また、より車内外を正確に行うためには、以下のようにすることもできる。予め車体面を境界線として設定し、該境界線の内側と外側において、携帯機３が検出する各送信アンテナ１５からの距離の情報を多数収集し、それぞれについてデータ群を作成しておき、前述のステップ１から６と同様に携帯機３が実際に受信した信号強度に基づいて算出した距離から補正距離を求めて、該補正距離の情報が、境界線の内側のデータ群と境界線の外側のデータ群のいずれに近似するかを統計的な手法を用いて判別し、それによって携帯機３が境界線の内側にあるか外側にあるかを判定する。この際の統計的な手法としては、例えば携帯機３からのデータと各データ群とのマハラノビス距離を算出し、どちらのデータ群に近似するかを対比する手法を用いることができる。

このように、携帯機３を車両１内の特定位置での強度の実測値と設計値に基づいてそれぞれ送信アンテナ１５までの距離の値を算出し、ユーザーが携帯機３を使用する際に、携帯機３で検出する信号強度に基づき算出される距離の情報を補正することにより、個体差による信号強度の誤差を、特定位置における測定結果に応じて補正することとなり、より正確な携帯機３の距離測定が可能となり、位置測定を精度よく行うことができるので、送信アンテナ１５から携帯機３までの距離を誤判定することによる誤動作などを防止することができる。

本実施形態では、携帯機３で検出した信号強度の情報を距離情報に変換し、距離情報を補正して携帯機３の位置の算出に用いているため、携帯機からの信号のデータ量を少なくすることができ、また簡単に計算することが可能であるが、強度情報のまま補正してもよい。この場合には、車両１内の特定位置での３軸のアンテナのそれぞれの強度データ強度の実測値と設計値から、ユーザーが携帯機３を使用する際に、携帯機３で検出する信号強度の情報を補正し、これに基づいて携帯機３と各送信アンテナ１５までの距離測定を行えばよい。また、携帯機３を所定位置において、測定した強度が所定の距離と計算されるように換算式を作ることで、同様の目的を達成することも考えられるが、この場合には複雑になってしまう。本実施形態においては、比で変換するだけなので簡単に済むし、携帯機３から送信するデータが距離データという１つのデータで済み、送信効率を向上できるという効果がある。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の適用は本実施形態には限られず、その技術的思想の範囲内において様々に適用されうるものである。

１ 車両
２ 車両側装置
３ 携帯機
１０ 車両側受信部
１１ 車両側送信部
１２ 車両側制御部
１３ 車両側記憶部
１４ 受信アンテナ
１５ 送信アンテナ
２０ 携帯機受信部
２１ 携帯機送信部
２２ 携帯機制御部
２３ 三軸アンテナ
２４ 記憶部

Claims (4)

1. 車両に設けられリクエスト信号を送信する複数の送信アンテナを有する車両側装置と、前記リクエスト信号を受信しアンサー信号を送信する携帯機とを有し、前記車両側装置は前記携帯機からのアンサー信号を認証すると所定の制御を行う車両側制御部及び情報を記憶する記憶部を備え、前記携帯機は前記車両側装置の複数の送信アンテナから送信される信号の各強度を検出する携帯機制御部を備えたキーレスエントリー装置の携帯機位置測定方法において、
   前記車両内の特定位置に前記携帯機が配置された状態で、前記携帯機が前記車両側装置の各送信アンテナからの信号を受信したときに、前記携帯機制御部で検出する各信号の強度あるいは強度に応じて算出される距離の設計値を前記記憶部に記憶させる第１ステップと、
   前記車両内の特定位置に携帯機を配置する第２ステップと、
   前記第２ステップの状態で、前記携帯機に前記車両側装置の各送信アンテナからの信号を受信させ、前記携帯機制御部に各信号の強度を検出させると共に、該強度あるいは強度に応じて算出される距離の情報を前記車両側装置に送信して前記記憶部に記憶させる第３ステップと、
   前記携帯機を前記車両の内外任意の位置に配置する第４ステップと、
   前記第４ステップの状態で、前記携帯機に前記車両側装置の各送信アンテナからの信号を受信させ、前記携帯機制御部に各信号の強度を検出させると共に、該強度あるいは強度に応じて算出される距離の情報を前記車両側装置に送信する第５ステップと、
   前記車両側制御部が、前記第１ステップで記憶部に記憶された各信号の強度あるいは強度に応じて算出される距離の設計値と、前記第３ステップで記憶された各信号の強度あるいは強度に応じて算出される距離の情報に基づいて、前記第５ステップで検出された各信号の強度あるいは強度に応じて算出される距離の情報を補正し、前記送信アンテナから携帯機までの距離測定に用いる第６ステップと、
   を有することを特徴とするキーレスエントリー装置の送信アンテナから携帯機までの距離測定方法。
2. 前記第３ステップにおいて、前記車両側制御部は、前記第１ステップで記憶された信号の強度あるいは強度に応じて算出される距離の設計値と前記第３ステップで検出された信号の強度あるいは強度に応じて算出される距離の情報との比を算出して前記記憶部に記憶させ、前記第６ステップにおいて、前記車両側制御部は、前記第５ステップで検出された信号の強度あるいは強度に応じて算出される距離の情報に前記記憶部に記憶された比を乗じることにより、各信号の強度あるいは強度に応じて算出される距離の情報を補正することを特徴とする請求項１記載のキーレスエントリー装置の送信アンテナから携帯機までの距離測定方法。
3. 前記携帯機制御部または車両側制御部は、携帯機制御部で検出された各信号の強度あるいは強度に応じて算出される距離の情報を、携帯機と各送信アンテナとの距離に変換して前記携帯機の位置測定に用いることを特徴とする請求項１または２記載のキーレスエントリー装置の送信アンテナから携帯機までの距離測定方法。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載のキーレスエントリー装置の送信アンテナから携帯機までの距離測定方法により送信アンテナから携帯機までの距離測定を行うキーレスエントリー装置。

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