JP2018101871A - 携帯機検出装置、携帯機検出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】パッシブエントリーシステムの電力消費を抑制する。
【解決手段】車両に搭載された複数のアンテナの中から、所定のアンテナを用いて要求信号を送信し、携帯機から返信されてきた応答信号を受信することによって、携帯機の存在を検知する。そして、携帯機の存在が検知されたら、今度は、携帯機に対して返信信号を要求する返信要求信号を送信し、複数のアンテナを用いて返信信号を受信することによって、携帯機の存在位置を検出する。こうすれば、携帯機からの応答信号を受信してから、複数のアンテナを用いて携帯機の存在位置を検出すればよいので、パッシブエントリーシステムの電力消費を抑制することが可能となる。
【選択図】図７

Description

本発明は、複数のアンテナを搭載した車両に適用されて、車両との間で通信可能な範囲内に存在する携帯機の存在を検出する技術に関する。

今日の車両では、その車両のユーザーが鍵を携帯して近付いていくと、自動的に車両の扉が解錠されて車両に乗り込めるようにしたパッシブエントリーシステムと呼ばれる技術が広く使用されている。この技術は、次のようにして実現されている。
先ず、車両の複数の扉（後部扉を備える車両の場合は後部扉も含む）にアンテナを搭載しておき、それぞれのアンテナから車両の周辺に向けて電波を送信するようにしておく。また、ユーザーが携帯する鍵にも電波を送受信する機能を搭載しておき、車両からの電波を受け取ると応答信号を返信するようにしておく。こうすれば、車両側では、応答信号を何れのアンテナで受信したかに基づいて、ユーザーが何れの方向から近付いてくるかを認識することができる。
そして、その後は、応答信号を受信したアンテナを用いてユーザーの鍵と通信することによって、その鍵が正規の鍵か否かを認証し、認証が通ってユーザーが携帯する鍵が正規の鍵であると判断されたら、車両の扉を解錠する。この結果、正規の鍵を携帯するユーザーは、鍵を用いて解錠する操作を行うことなく、扉を開いて車両に乗り込むことが可能となる（例えば、特許文献１）。尚、このように、パッシブエントリーシステムで用いられる鍵には電波を送受信する機能が搭載されていることから、パッシブエントリーシステムで用いられる鍵は「携帯機」と称されることが通常である。

このようなパッシブエントリーシステムでは、車両から送信する電波の強度は、電波の届く範囲が車両の周辺（例えば、車両から１．５メートル程度の範囲）に留まるように設定されている。この理由は、例えば、車両から３０メートルの距離まで電波が届いてしまうと、携帯機を携帯したユーザーが、知らない間に車両から３０メートルの範囲内を通ると勝手に車両の扉が解錠されてしまうので、防犯の観点から望ましくないためである。

また、車両からの電波の強度がこのような強度に設定されている関係上、車両が周囲に電波を送信する頻度は、比較的高い頻度に設定されている。この理由は、次のようなものである。例えば、携帯機を携帯したユーザーが車両に乗り込もうとして近付いてきた場合を想定すると、車両側では、ユーザーが車両の周辺（例えば、車両から１．５メートル）まで近付かなければ携帯機を認識することができない。従って、携帯機が正規の携帯機であるか否かを確認して、扉を解錠するまでに要する時間を考慮すると、ユーザーが車両の周辺に近付いたら出来るだけ早くそのことを認識しなければ、扉の解錠が間に合わずにユーザーを待たせることになってしまう。そこで、車両は比較的高い頻度（例えば、１秒間に１回程度。複数のアンテナが搭載されている場合には、それぞれのアンテナについて１秒間に１回程度）で電波を送信することによって、車両の周辺に近付いたら、直ちにそのことを認識できるようになっている。

当然のことながら、車両側では、携帯機を携帯したユーザーが、いつ、どちらの方向から車両に近付いてくるかは分からない。従って、パッシブエントリーシステムを搭載した車両では、ユーザーが携帯機を携帯して車室内に乗り込むまでの間は、常に複数のアンテナから、比較的高い頻度で電波を送信し続けているのが実状である。

特開２０１３−１８５３７６号公報

しかし、上述したパッシブエントリーシステムでは、車両に搭載された複数のアンテナから、比較的高い頻度で電波を送信し続ける必要があるので、電力消費が増加するという問題がある。

この発明は、従来技術が有する上述した課題に鑑みてなされたものであり、パッシブエントリーシステムの電力消費を抑制することが可能な技術の提供を目的とする。

上述した課題を解決するために本発明の携帯機検出装置および携帯機検出方法では、車両に搭載された複数のアンテナの中から、所定のアンテナを用いて要求信号を送信し、携帯機から返信されてきた応答信号を受信することによって、携帯機の存在を検知する。そして、携帯機の存在が検知されたら、今度は、携帯機に対して返信信号を要求する返信要求信号を送信し、複数のアンテナを用いて返信信号を受信することによって、携帯機の存在位置を検出する。
こうすれば、携帯機からの応答信号を受信してから、複数のアンテナを用いて携帯機の存在位置を検出すればよいので、パッシブエントリーシステムの電力消費を抑制することが可能となる。

本実施例の携帯機認証装置１００を備えた車両１の大まかな構造を示す説明図である。 一般的な携帯機認証装置が携帯機２０の位置を検出する方法を示した説明図である。 本実施例の携帯機認証装置１００の内部構造を示したブロック図である。 本実施例の携帯機認証装置１００が実行する携帯機認証処理のフローチャートである。 本実施例の携帯機認証装置１００が携帯機２０の存在を検知する様子を示した説明図である。 本実施例の携帯機認証装置１００が携帯機２０の位置を検出する様子を示した説明図である。 本実施例の携帯機認証装置１００では電力消費が抑制される理由を示した説明図である。 第1変形例の携帯機認証装置１５０を備えた車両１の大まかな構成を示す説明図である。 第１変形例の携帯機認証装置１５０が携帯機２０の存在を検知する様子を示した説明図である。 第２変形例の携帯機認証装置１５０が実行する携帯機認証処理のフローチャートである。

以下では、上述した本願発明の内容を明確にするために実施例について説明する。
Ａ．装置構成 ：
図１には、本実施例の携帯機認証装置１００を備えた車両１の大まかな構造が示されている。図示されるように、車両１は、周辺に存在する携帯機２０を認証するための携帯機認証装置１００と、携帯機２０を認証するために用いる認証用アンテナ１０ａ〜１０ｅと、携帯機２０の存在を検知するための検知用アンテナ１１などを備えており、認証用アンテナ１０ａ〜１０ｅおよび検知用アンテナ１１は、携帯機認証装置１００に接続されている。
尚、本実施例の携帯機認証装置１００は、車両の周辺に存在する携帯機２０を認証するに先立って、携帯機２０が存在する位置を検出していることから、本実施例の携帯機認証装置１００は、本発明における「携帯機検出装置」に対応する。

５つの認証用アンテナ１０ａ〜１０ｅの中で、認証用アンテナ１０ａは運転席側の扉に内蔵されており、認証用アンテナ１０ｂは運転席側の後部座席の扉に内蔵されている。また、認証用アンテナ１０ｃはトランクリッドに内蔵されており、認証用アンテナ１０ｄは助手席側の後部座席の扉に内蔵されており、認証用アンテナ１０ｅは運転席側の扉に内蔵されている。これらの認証用アンテナ１０ａ〜１０ｅは車室外に向けて電波を送信し、車室外からの電波を受信する。
ここで、認証用アンテナ１０ａ〜１０ｅが電波を送信可能な距離は、比較的短い距離（代表的には１．５メートル程度）に設定されている。この理由は、認証用アンテナ１０ａ〜１０ｅは携帯機２０の認証に用いられるので、車両１からあまりに遠くの携帯機２０を認証して車両１の扉を解錠などしてしまうと、防犯上の問題が生じるためである。尚、図１で、認証用アンテナ１０ａ〜１０ｅの周囲に破線で表示された同心円状の円弧は、認証用アンテナ１０ａ〜１０ｅから送信される電波を表している。

また、本実施例の認証用アンテナ１０ａ〜１０ｅは、電波を送信する際には、ＬＦ波と呼ばれる比較的長波長の電波を使用し、電波を受信する際にはＲＦ波と呼ばれる比較的短波長の電波を使用している。従って、厳密には、送信用のアンテナと、受信用のアンテナとは別体となっているが、図１では図示が煩雑となることを避ける目的で、送信用のアンテナおよび受信用のアンテナが１つのアンテナとして表示されている。

検知用アンテナ１１は、車両１の車室内に搭載されており、認証用アンテナ１０ａ〜１０ｅよりも短波長の電波を用いて、車両１の外部と電波を送受信することができる。検知用アンテナ１１が電波を送信可能な距離は、認証用アンテナ１０ａ〜１０ｅが電波を送信可能な距離よりも、十分に長い距離（代表的には３０〜５０メートル程度）に設定されている。図１で、車両１の周囲に一点鎖線で表示された同心円状の大きな円弧は、検知用アンテナ１１から送信される電波を表している。

携帯機認証装置１００は、認証用アンテナ１０ａ〜１０ｅを用いて携帯機２０との間で電波を送受信することによって、携帯機２０を認証する。もっとも、前述したように、認証用アンテナ１０ａ〜１０ｅが電波を送信可能な距離は、比較的短い距離に設定されているから、認証用アンテナ１０ａ〜１０ｅの何れを用いても携帯機２０を認証できるわけではない。認証に用いることができるのは、送信した電波が携帯機２０に届く距離にあるアンテナに限られる。そこで、携帯機認証装置１００は、以下のような方法で、携帯機２０の認証に使用可能なアンテナを特定する。

図２には、本実施例の携帯機認証装置１００が、携帯機２０の認証に使用可能なアンテナを特定する様子が例示されている。尚、図示した例では、車両１の左側後方に携帯機２０が存在するものとしている。
認証に使用可能なアンテナを特定する際には、認証用アンテナ１０ａ〜１０ｅから順番に、携帯機２０に対して返信を要求する信号（以下、返信要求信号）を送信する。図２に示した例では、先ず始めに、運転席側の扉に内蔵された認証用アンテナ１０ａから返信要求信号を送信する（図２（ａ）参照）。図２（ａ）中に破線で示した同心円状の円弧は、認証用アンテナ１０ａが返信要求信号を送信する様子を表している。認証用アンテナ１０ａの次は、運転席側の後部座席の扉に内蔵された認証用アンテナ１０ｂから送信する（図２（ｂ）参照）。認証用アンテナ１０ｂの次は、トランクリッドに内蔵された認証用アンテナ１０ｃから送信し（図２（ｃ）参照）、その次は、助手席側の後部座席の扉に内蔵された認証用アンテナ１０ｄから（図２（ｄ）参照）、そして最後に、助手席側の扉に内蔵された認証用アンテナ１０ｅから返信要求信号を送信する（図２（ｅ）参照）。また、認証用アンテナ１０ｅから返信要求信号を送信した後は、再び、運転席側の認証用アンテナ１０ａから順番に、認証用アンテナ１０ｂ、認証用アンテナ１０ｃ、認証用アンテナ１０ｄ、認証用アンテナ１０ｅと、返信要求信号を送信する。

前述したように、認証用アンテナ１０ａ〜１０ｅが送信する電波の届く距離は比較的短い距離に設定されているから、認証用アンテナ１０ａ〜１０ｃや、認証用アンテナ１０ｅから返信要求信号を送信しても、車両１の左後方に存在する携帯機２０には届かない。従って、これらのアンテナから送信した返信要求信号に対しては、携帯機２０からの返信（以下、返信信号）が戻ってくることはない。これに対して、図２（ｄ）に示したように、認証用アンテナ１０ｄから送信した返信要求信号は携帯機２０に届くので、携帯機２０からの返信信号を受信することができる。
このように、認証用アンテナ１０ａ〜１０ｅから順番に返信要求信号を送信してみて、携帯機２０からの返信信号が戻ってきたら、そのアンテナの電波が届く範囲内に携帯機２０が存在すると考えられる。そこで、認証用アンテナ１０ａ〜１０ｅの中で、返信信号を受信したアンテナ（以下、受信アンテナ）を、携帯機２０の認証に使用可能なアンテナとして選択する。

もちろん、認証用アンテナ１０ａ〜１０ｅの何れについても、携帯機２０からの返信信号を受信しなかった場合も起こり得る。このような場合は、少なくとも、電波が届く範囲内には携帯機２０は存在しないと考えられるが、その範囲の直ぐ外側には携帯機２０が存在している可能性もある。そこで、携帯機２０からの返信信号を受信しなかった場合でも、再び、認証用アンテナ１０ａ〜１０ｅから順番に返信要求信号を送信する。こうして、認証用アンテナ１０ａ〜１０ｅから順番に返信要求信号を送信していれば、やがては何れかのアンテナで返信信号を受信することができるので、その受信アンテナを用いて携帯機２０を認証すればよい。

もっとも、このような方法では、認証用アンテナ１０ａ〜１０ｅから常に返信要求信号を送信し続ける必要があり、そのための電力消費も増加してしまう。そこで、電力消費を抑制するために、本実施例の携帯機認証装置１００には、認証用アンテナ１０ａ〜１０ｅに加えて、検知用アンテナ１１も接続されている。更に、検知用アンテナ１１が電波を送受信可能な距離は、認証用アンテナ１０ａ〜１０ｅが電波を送受信可能な距離よりも十分に長い距離に設定されている。こうすれば、以下に詳しく説明するように、携帯機認証装置１００の電力消費を大幅に抑制することが可能となる。

図３には、本実施例の携帯機認証装置１００の大まかな内部構造が示されている。図示されるように本実施例の携帯機認証装置１００は、要求信号送信部１０１と、応答信号受信部１０２と、存在検知部１０３と、位置検出部１０４と、信号送信部１０５と、信号受信部１０６と、認証実行部１０７とを備えている。
尚、これらの「部」は、携帯機２０の位置を検出し、更に、携帯機２０を認証するために携帯機認証装置１００が備える機能に着目して、携帯機認証装置１００の内部を便宜的に分類した抽象的な概念である。従って、携帯機認証装置１００がこれらの「部」に物理的に区分されていることを表すものではない。これらの「部」は、ＣＰＵで実行されるコンピュータープログラムとして実現することもできるし、ＬＳＩやメモリーを含む電子回路として実現することもできるし、更にはこれらを組合せることによって実現することもできる。本実施例では、携帯機認証装置１００は、ＣＰＵやＲＯＭやＲＡＭなどを備えたマイクロコンピューターによって主に形成されており、従って上記の「部」はＣＰＵが実行するコンピュータープログラムによって主に実現されている。

要求信号送信部１０１は、検知用アンテナ１１に接続されており、検知用アンテナ１１から要求信号を送信する。ここで、要求信号とは、携帯機２０に対して応答信号を返信するように要求する信号である。また、検知用アンテナ１１が送信する電波の強度は、認証用アンテナ１０ａ〜１０ｅに比べて、十分に長い距離（代表的には３０〜５０メートル程度）まで電波が届くような強度に設定されている。
応答信号受信部１０２も、検知用アンテナ１１に接続されている。検知用アンテナ１１からの電波が届く範囲内に携帯機２０が存在していれば、携帯機２０が要求信号に対して応答信号を返信するので、その応答信号を、検知用アンテナ１１を介して応答信号受信部１０２で受信することができる。また、応答信号受信部１０２は、携帯機２０からの応答信号を受信すると、その旨の情報を存在検知部１０３に出力する。

存在検知部１０３は、一定周期で、要求信号送信部１０１に対して要求信号の送信を指示すると共に、応答信号受信部１０２が応答信号を受信した場合には、その旨の情報を応答信号受信部１０２から取得する。従って、存在検知部１０３は、検知用アンテナ１１からの電波が届く範囲内に携帯機２０が入ってくると、携帯機２０の存在を直ちに検知することができる。
もっとも、存在検知部１０３で検知できるのは、検知用アンテナ１１からの電波が届く範囲内に携帯機２０が存在していることであって、その範囲内で携帯機２０が存在している位置までは検出することができない。そこで存在検知部１０３は、携帯機２０の存在を検知すると、携帯機２０が検知された旨の情報を位置検出部１０４に出力する。

位置検出部１０４は、携帯機２０が検知された旨の情報を受け取ると、信号送信部１０５を制御することによって、認証用アンテナ１０ａ〜１０ｅから順番に返信要求信号を送信する。すなわち、信号送信部１０５は認証用アンテナ１０ａ〜１０ｅに接続されており、位置検出部１０４から指定されたアンテナを用いて返信要求信号を送信するようになっている。
そこで、位置検出部１０４は、先ず始めに認証用アンテナ１０ａを指定して、認証用アンテナ１０ａから返信要求信号を送信させ、次は、認証用アンテナ１０ｂを指定して返信要求信号を送信させる。その次は、認証用アンテナ１０ｃを指定し、更にその次は認証用アンテナ１０ｄを指定し、最後は認証用アンテナ１０ｅを指定して返信要求信号を送信させる。こうすることによって、図２を用いて前述したように、認証用アンテナ１０ａ〜１０ｅから順番に返信要求信号を送信することができる。

また、認証用アンテナ１０ａ〜１０ｅは、信号受信部１０６にも接続されている。従って、携帯機２０が返信要求信号を受信して返信信号を送信すると、認証用アンテナ１０ａ〜１０ｅの何れかで返信信号を受信することができる。そして、信号受信部１０６は、返信信号を受信すると、その旨の情報を直ちに位置検出部１０４に出力する。

このように、位置検出部１０４は、認証用アンテナ１０ａ〜１０ｅから順番に返信要求信号を送信してみて、携帯機２０からの返信信号を受信したアンテナを受信アンテナとして特定する。また、前述したように認証用アンテナ１０ａ〜１０ｅの電波が届く距離は比較的短い距離（代表的には１．５メートル程度）に設定されているから、受信アンテナを特定するということは、携帯機２０が存在する位置についても、事実上は大まかに特定していることになる。
位置検出部１０４は、こうして受信アンテナを特定したら、特定した受信アンテナを認証実行部１０７に出力する。

認証実行部１０７は、位置検出部１０４から指定された受信アンテナを用いて、携帯機２０の認証を開始する。すなわち、認証実行部１０７は、信号送信部１０５および信号受信部１０６を介して、認証用アンテナ１０ａ〜１０ｅに接続されている。そこで、認証実行部１０７は、認証用アンテナ１０ａ〜１０ｅの中から受信アンテナを指定して、認証のためのチャレンジ信号を信号送信部１０５から送信させる。そして、そのチャレンジ信号に対して携帯機２０から返信されたレスポンス信号を、受信アンテナが受信すると、そのレスポンス信号を信号受信部１０６から受け取った後、携帯機２０の認証を開始する。その結果、認証が通った場合には、図示しないアクチュエーターを用いて車両１の扉を解錠する。

このように、本実施例の携帯機認証装置１００は、検知用アンテナ１１を用いて携帯機２０の存在を探索し、携帯機２０の存在が検知されたら、認証用アンテナ１０ａ〜１０ｅの中から受信アンテナを特定することによって、携帯機２０の位置を検出する。以下では、本実施例の携帯機認証装置１００の内部で行われている具体的な処理の内容について説明する。

Ｂ．携帯機認証処理 ：
図４には、本実施例の携帯機認証装置１００が実行する携帯機認証処理のフローチャートが示されている。図示されるように、携帯機認証処理を開始すると先ず始めに、検知用アンテナ１１から要求信号を送信する（Ｓ１００）。前述したように、検知用アンテナ１１が電波を送信可能な距離は、認証用アンテナ１０ａ〜１０ｅが電波を送信可能な距離よりも、十分に長い距離（代表的には３０〜５０メートル程度）に設定されている。また、要求信号とは、携帯機２０に対して返信信号を送信するように要求する信号である。

続いて、送信した要求信号に対する携帯機２０からの応答信号を、検知用アンテナ１１で受信したか否かを判断する（Ｓ１０１）。尚、本実施例では、要求信号の送信および応答信号の受信を、同じ検知用アンテナ１１で行うものとしているが、要求信号の送信と、応答信号の受信とを、異なるアンテナを用いて行うようにしても構わない。
要求信号に対する応答信号を受信していない場合は（Ｓ１０１：ｎｏ）、検知用アンテナ１１からの電波が届く範囲内には携帯機２０が存在していないと考えられる。そこで、検知用アンテナ１１から要求信号を送信してからの経過時間が、要求信号の送信時間間隔が経過したか否かを判断する（Ｓ１０２）。

その結果、要求信号の送信時間間隔に達していない場合は（Ｓ１０２：ｎｏ）、まだ、次の要求信号を送信する必要はないので、先に送信した要求信号に対する応答信号を受信したか否かを判断する（Ｓ１０１）。そして、応答信号を受信していない場合は（Ｓ１０１：ｎｏ）、再び、要求信号の送信時間間隔が経過したか否かを判断する（Ｓ１０２）。
このような判断を繰り返しているうちに、要求信号の送信時間間隔が経過したと判断したら（Ｓ１０２：ｙｅｓ）、Ｓ１００に戻って、検知用アンテナ１１から要求信号を送信した後、要求信号に対する応答信号を受信したか否かを判断する（Ｓ１０１）。

このように、本実施例の携帯機認証処理でも、一定の時間間隔で検知用アンテナ１１から要求信号を送信する。但し、図１を用いて前述したように、検知用アンテナ１１からの電波は、認証用アンテナ１０ａ〜１０ｅから送信する電波よりも遠くまで届くことに対応して、検知用アンテナ１１が要求信号を送信する時間間隔は、認証用アンテナ１０ａ〜１０ｅが返信要求信号を送信する時間間隔よりも、十分に長い時間（例えば、５〜１０秒）に設定されている。
そして、このようにして検知用アンテナ１１から要求信号を繰り返して送信しているうちに、要求信号が届く範囲内に携帯機２０が入ると、その携帯機２０からの応答信号が受信されることになる。

図５には、本実施例の携帯機認証装置１００が、一定の時間間隔で検知用アンテナ１１から要求信号を送信しながら、応答信号を受信する様子が例示されている。図の上段は、検知用アンテナ１１から要求信号を送信する様子を表しており、図の下段は、要求信号に対する応答信号を受信する様子を表している。
図の上段に示されるように、要求信号は一定の時間間隔で送信されているが、多くの場合は、要求信号に対する応答信号が受信できるわけではない。しかし、図の下段に示されるように、破線で示した要求信号の到達範囲内に携帯機２０が存在している場合は、携帯機２０からの応答信号が受信されるようになる。

このように、要求信号に対する応答信号を受信したか否かを判断して（図４のＳ１０１）、応答信号を受信した場合には（Ｓ１０１：ｙｅｓ）、要求信号の到達範囲内に携帯機２０が存在していると考えることができる。もっとも、検知用アンテナ１１からの電波は、認証用アンテナ１０ａ〜１０ｅの電波に比べて十分に遠くまで届くので、要求信号の到達範囲内の何処かに携帯機２０が存在していることを検知したに過ぎない。

そこで、携帯機２０が存在している位置を検出するべく、認証用アンテナ１０ａ〜１０ｅから返信要求信号を送信して（Ｓ１０３）、返信要求信号に対する返信信号を受信したか否かを判断する（Ｓ１０４）。すなわち、図２を用いて前述したように、５つの認証用アンテナ１０ａ〜１０ｅから順番に返信要求信号を送信しながら、携帯機２０からの返信信号を受信したか否かを判断する。もちろん、５つの認証用アンテナ１０ａ〜１０ｅが独立して電波を送受信可能としておき、５つの認証用アンテナ１０ａ〜１０ｅから一斉に返信要求信号を送信して、返信信号を受信したか否かを、それぞれの認証用アンテナ１０ａ〜１０ｅが同時並行的に判断するようにしても良い。

そして、５つ全ての認証用アンテナ１０ａ〜１０ｅから返信要求信号を送信して（Ｓ１０３）、それぞれの認証用アンテナ１０ａ〜１０ｅで返信信号を受信したか否かを判断したら（Ｓ１０４）、検知用アンテナ１１から要求信号を送信するための時間間隔（すなわち、要求信号の送信時間間隔）が経過したか否かを判断する（Ｓ１０５）。
その結果、要求信号の送信時間間隔が経過していない場合は（Ｓ１０５：ｎｏ）、Ｓ１０３に戻って、再び、認証用アンテナ１０ａ〜１０ｅから返信要求信号を送信して（Ｓ１０３）、返信要求信号に対する返信信号を受信したか否かを判断する（Ｓ１０４）。
これに対して、要求信号の送信時間間隔が経過していた場合は（Ｓ１０５：ｙｅｓ）、今度は、処理の先頭に戻って、検知用アンテナ１１から要求信号を送信する（Ｓ１００）。

図６には、本実施例の携帯機認証装置１００が、認証用アンテナ１０ａ〜１０ｅから順番に返信要求信号を送信しながら、検知用アンテナ１１から要求信号を送信する様子が示されている。図の上段には、検知用アンテナ１１から所定の送信時間間隔で要求信号を送信して、要求信号に対する応答信号を受信する様子が示されている。図４を用いて前述したように、携帯機認証装置１００は応答信号を受信すると、認証用アンテナ１０ａ〜１０ｅから順番に返信要求信号を送信する。
図の下段には、認証用アンテナ１０ａ〜１０ｅから順番に返信要求信号を送信する様子が示されている。すなわち、先ず始めに、認証用アンテナ１０ａから返信要求信号ａを送信し、次に、認証用アンテナ１０ｂから返信要求信号ｂを送信し、その次に、認証用アンテナ１０ｃから返信要求信号ｃを送信し、更に、認証用アンテナ１０ｄから返信要求信号ｄを送信し、最後に認証用アンテナ１０ｅから返信要求信号ｅを送信する（図４のＳ１０３を参照）。また、返信要求信号ａ〜ｅを送信する度に、携帯機２０からの返信信号を受信したか否かを判断する（Ｓ１０４を参照）。

こうして、認証用アンテナ１０ａ〜１０ｅから順番に返信要求信号を送信し（Ｓ１０３）、更に、返信要求信号に対する返信信号を受信していなかった場合には（Ｓ１０４：ｎｏ）、要求信号の送信時間間隔が経過したか否かを判断する（Ｓ１０５）。
図６に示した例では、要求信号に対する応答信号を受信して、最初の一巡目の返信要求信号ａ〜ｅ（図中では丸印を付けて表示）を送信し終わった時点では、未だ、要求信号の送信時間間隔が経過していない。そこで、図４のＳ１０５では「ｎｏ」と判断して、二巡目の返信要求信号ａ〜ｅの送信を開始する（図４のＳ１０３）。そして、図６に示されるように、二巡目の返信要求信号ａ〜ｅの送信を送信し終わった時点でも、要求信号の送信時間間隔が経過していないので、三巡目の返信要求信号ａ〜ｅを送信する。

このようにして、認証用アンテナ１０ａ〜１０ｅから順番に返信要求信号ａ〜ｅを送信しているうちに、要求信号の送信時間間隔が経過して、図４のＳ１０５で「ｙｅｓ」と判断される。すると、本実施例の携帯機認証装置１００は検知用アンテナ１１から要求信号を送信して（Ｓ１００）、要求信号に対する携帯機２０からの応答信号を受信していれば（Ｓ１０１：ｙｅｓ）、再び、認証用アンテナ１０ａ〜１０ｅから順番に返信要求信号ａ〜ｅを送信する（Ｓ１０３）。

以上のように、本実施例の携帯機認証装置１００は、検知用アンテナ１１からの要求信号に対して携帯機２０からの応答信号を受信している間は、認証用アンテナ１０ａ〜１０ｅから順番に返信要求信号ａ〜ｅを送信し続ける。そして、そのようなことを繰り返しているうちに、携帯機２０が車両１に接近してきて、認証用アンテナ１０ａ〜１０ｅの何れかから送信された返信要求信号を受信すると、返信信号を送信する（図２参照）。
すると、この返信信号が、認証用アンテナ１０ａ〜１０ｅの何れかで受信されて、図４のＳ１０４で「ｙｅｓ」と判断される。上述したように、携帯機認証装置１００は認証用アンテナ１０ａ〜１０ｅから順番に返信要求信号を送信しているから、返信信号を受信したタイミングから、認証用アンテナ１０ａ〜１０ｅの何れが、返信信号を受信した受信アンテナであるかを特定することができる（Ｓ１０７）。尚、前述したように、認証用アンテナ１０ａ〜１０ｅの電波が届く距離は比較的短い距離（代表的には１．５メートル程度）に設定されているから、受信アンテナを特定するということは、携帯機２０の存在位置についても、事実上は特定していることになる。

こうして受信アンテナを特定したら、特定した受信アンテナを用いて携帯機２０を認証する（Ｓ１０８）。携帯機２０を認証する方法については、一般的な方法を用いることができる。すなわち、認証用アンテナ１０ａ〜１０ｅの中で受信アンテナとして特定したアンテナを用いて、認証のためのチャレンジ信号を送信する。すると、そのチャレンジ信号に対するレスポンス信号が携帯機２０から返信されてくるので、レスポンス信号を受信して解析することによって、携帯機２０が正規の携帯機２０であるか否かを認証する。
こうして携帯機２０を認証した後は（Ｓ１０８）、再び、処理の先頭に戻って、検知用アンテナ１１から要求信号を送信した後（Ｓ１００）、上述した続く一連の処理を繰り返す。

本実施例の携帯機認証装置１００は、携帯機２０を認証するために、以上のような携帯機認証処理を行うので、携帯機認証装置１００の電力消費を大幅に低減させることができる。
図７には、本実施例の携帯機認証装置１００が電力消費を大幅に低減させるメカニズムが示されている。図７（ａ）に示されるように、本実施例の携帯機認証装置１００は、一定の時間間隔で検知用アンテナ１１から要求信号を送信しており、要求信号に対する応答信号を受信すると、認証用アンテナ１０ａ〜１０ｅから順番に返信要求信号ａ〜ｅを送信する（図６を参照のこと）。しかし、要求信号に対する応答信号を受信しない間は、認証用アンテナ１０ａ〜１０ｅから返信要求信号ａ〜ｅを送信する必要はない。加えて、要求信号に対する応答信号を受信している期間と、応答信号を受信していない期間とを比較すると、受信していない期間の方が長いことが通常である。従って、要求信号に対する応答信号を受信しない間は、返信要求信号を送信しないこととすることで、返信要求信号を送信するために要する電力を大幅に低減することが可能となる。

図７（ｂ）には、参考として、従来の携帯機認証装置が、認証用アンテナ１０ａ〜１０ｅから返信要求信号ａ〜ｅを送信し続ける様子が示されている。図７（ａ）と図７（ｂ）とを比較すれば、要求信号に対する応答信号を受信しない間は、返信要求信号を送信しないこととすることで、返信要求信号を送信するために要する電力を大幅に低減可能なことが、直ちに了解できる。

もちろん、本実施例の携帯機認証装置１００でも、検知用アンテナ１１から送信する要求信号については、一定の時間間隔で送信し続ける必要がある。
しかし、前述したように、認証用アンテナ１０ａ〜１０ｅから送信する電波は携帯機２０の認証に用いられるのに対して、検知用アンテナ１１から送信する電波は携帯機２０の存在を検知するために用いられ、認証に用いられるわけではない。このため、検知用アンテナ１１からの電波が届く距離は、認証用アンテナ１０ａ〜１０ｅからの電波が届く距離よりも、十分に長い距離に設定することが可能であり、その結果、検知用アンテナ１１から要求信号を送信する時間間隔は、認証用アンテナ１０ａ〜１０ｅから返信要求信号を送信する時間間隔よりも、十分に長い時間に設定することができる。
このため、認証用アンテナ１０ａ〜１０ｅから返信要求信号を送信する頻度に比べて、検知用アンテナ１１から要求信号を送信する頻度を小さくすることができるので、この点からも、携帯機認証装置１００の電力消費を低減することが可能である。
更に加えて、検知用アンテナ１１から送信する電波には、２ＧＨｚ前後の帯域の電波を利用することが可能であり、この帯域の電波については、従来よりも少ない電力で送受信可能とする技術が実用化されつつある。従って、この技術を適用すれば、携帯機認証装置１００の電力消費を更に低減することも可能となる。

Ｃ．変形例 ：
上述した本実施例の携帯機認証装置１００には、幾つかの変形例が存在する。以下では、これらの変形例について、本実施例との相違点を中心に簡単に説明する。

Ｃ−１．第１変形例 ：
上述した本実施例では、携帯機２０の存在位置は、電波の届く距離が短い認証用アンテナ１０ａ〜１０ｅから返信要求信号を送信して、携帯機２０からの返信信号を受信するか否かに基づいて検出するものとして説明した。
しかし、携帯機２０からの返信信号を受信するか否かではなく、返信信号を受信したときの信号強度に基づいて、携帯機２０の存在位置を検出しても良い。以下では、このような第１変形例の携帯機認証装置１５０について説明する。

図８には、第１変形例の携帯機認証装置１５０を備えた車両１の大まかな構造が示されている。
図示されるように、第１変形例の携帯機認証装置１５０を備えた車両１には、検知用アンテナ１１よりも電波の届く距離が短い認証用アンテナ１０ａ〜１０ｅの代わりに、検知用アンテナ１１と同様に電波の届く距離が長い認証用アンテナ１２ａ〜１２ｅが搭載されている。そして、第１変形例の携帯機認証装置１５０には、認証用アンテナ１０ａ〜１０ｅの代わりに、認証用アンテナ１２ａ〜１２ｅが接続されている。
この第１変形例の携帯機認証装置１５０も、上述した本実施例の携帯機認証装置１００と同様に、認証用アンテナ１２ａ〜１２ｅから順番に返信要求信号を送信することによって、携帯機２０の存在位置を検出することができる。

図９には、第１変形例の携帯機認証装置１５０が携帯機２０の存在位置を検出する様子が示されている。尚、図９に示した例でも、車両１の左側後方に携帯機２０が存在するものとしている。
第１変形例の場合も、認証用アンテナ１２ａ〜１２ｅから順番に返信要求信号を送信する。尚、第１変形例の認証用アンテナ１２ａ〜１２ｅは、前述した本実施例の認証用アンテナ１０ａ〜１０ｅに比べて電波が届く距離が十分に長い距離に設定されている。このため、認証用アンテナ１２ａ〜１２ｅの何れかから送信した返信要求信号が携帯機２０に届く状況であれば、多くの場合は、他の認証用アンテナ１２ａ〜１２ｅからの返信要求信号も携帯機２０に届いている。
そこで、図９（ａ）に示すように、先ず始めに認証用アンテナ１２ａから返信要求信号を送信して、携帯機２０から返信されてきた返信信号の信号強度を検出する。一般に、アンテナから送信された電波の強度は、アンテナからの距離が遠くなるほど小さくなるから、返信信号の信号強度を検出すれば、携帯機２０からの大まかな距離を求めることができる。

続いて、図９（ｂ）に示すように、認証用アンテナ１２ｂからも返信要求信号を送信して、携帯機２０からの返信信号の信号強度を検出する。そして、認証用アンテナ１２ｂで検出した信号強度に基づいて、携帯機２０から認証用アンテナ１２ｂまでの大まかな距離を取得する。他の認証用アンテナ１２ｃ〜ｅについても同様に、順番に返信要求信号を送信して、携帯機２０からの返信信号の信号強度を検出することによって、携帯機２０からの大まかな距離を取得する。
こうして、全ての認証用アンテナ１２ａ〜ｅについて、携帯機２０からの大まかな距離を取得したら、それらの距離に基づいて、携帯機２０の最も確度が高いと考えられる存在位置を決定する。そして、決定した存在位置が、携帯機２０の認証が必要な程に車両１に近い位置（例えば、車両１からの距離が１．５メートル以内の位置）であった場合には、認証用アンテナ１２ａ〜１２ｅの中から携帯機２０に近い側のアンテナを選択し、そのアンテナを用いて携帯機２０と通信することによって、携帯機２０を認証する。

このような第１変形例の携帯機認証装置１５０の場合でも、前述した本実施例の携帯機認証装置１００と同様に、検知用アンテナ１１から一定の時間間隔で要求信号を送信する。そして、要求信号に対する応答信号を受信した場合に、図９を用いて説明したように、認証用アンテナ１２ａ〜１２ｅから返信要求信号を送信することによって、携帯機２０の存在位置を検出する。
こうすれば、要求信号に対する応答信号を受信しない間は、認証用アンテナ１２ａ〜１２ｅから返信要求信号を送信する必要はない。このため、前述した本実施例と同様な理由から、返信要求信号を送信するために要する電力を大幅に低減することができる。

また、第１変形例の場合も、検知用アンテナ１１から要求信号を送信する時間間隔は、認証用アンテナ１２ａ〜１２ｅのそれぞれから返信要求信号を送信する時間間隔よりも、長い時間に設定することができる。これは次のような理由による。
先ず、携帯機２０の認証が必要となる位置が、例えば、車両１から１．５メートル以内の位置であったとする。この場合、仮に、認証用アンテナ１２ａ〜１２ｅを用いて検出された携帯機２０の存在位置が、車両１から２．５メートルの位置であったとすると、その携帯機２０は、１秒以内に、認証が必要な位置まで移動する可能性がある。従って、認証用アンテナ１２ａ〜１２ｅは、ある程度の短い時間間隔で返信要求信号を送信する必要がある。
これに対して、検知用アンテナ１１は、十分に遠くに存在する携帯機２０を検知することができるので、検知用アンテナ１１が要求信号を送信する時間間隔は、認証用アンテナ１２ａ〜１２ｅが返信要求信号を送信する時間間隔よりも長くすることができる。このため、第１変形例の携帯機認証装置１５０においても、前述した本実施例と同様な理由から、携帯機認証装置１５０の電力消費を低減することが可能となる。

Ｃ−２．第２変形例 ：
また、上述した第１変形例では、認証用アンテナ１２ａ〜１２ｅから順番に返信要求信号を送信して、返信要求信号を送信したアンテナが、携帯機２０からの返信信号を受信するものとして説明した。
しかし、認証用アンテナ１２ａ〜１２ｅ、あるいは検知用アンテナ１１の中の何れかのアンテナから返信要求信号を送信して、その返信要求信号に対する返信信号を、認証用アンテナ１２ａ〜１２ｅが同時に受信してもよい。

図１０には、このような第２変形例の携帯機認証装置１５０が実行する携帯機認証処理のフローチャートが示されている。図示されるように、第２変形例の場合も、携帯機認証処理を開始すると先ず始めに、検知用アンテナ１１から要求信号を送信する（Ｓ１５０）。そして、送信した要求信号に対する応答信号を、検知用アンテナ１１で受信したか否かを判断する（Ｓ１５１）。尚、ここでは、検知用アンテナ１１を用いて要求信号を送信し、検知用アンテナ１１を用いて応答信号を受信しているものとして説明するが、検知用アンテナ１１の代わりに、認証用アンテナ１２ａ〜１２ｅの何れかを用いても良い。

要求信号に対する応答信号を受信していない場合は（Ｓ１５１：ｎｏ）、検知用アンテナ１１からの電波が届く範囲内には携帯機２０が存在していないと考えられるので、要求信号の送信時間間隔を、標準の時間に設定する（Ｓ１５２）。ここで、第２変形例では、要求信号の送信時間間隔として、標準の時間間隔と、標準よりも短い時間間隔の２種類が設定されている。そして、詳しくは後述するが、検知用アンテナ１１からの電波が届く範囲内には携帯機２０が存在している場合（従って、要求信号に対する応答信号を受信していた場合）には、要求信号の送信時間間隔が短い時間に設定されるようになっている。そこで、要求信号に要求信号に対する応答信号を受信していない場合は（Ｓ１５１：ｎｏ）、要求信号の送信時間間隔が短い時間に設定されていた場合に備えて、標準の時間に設定するのである。

続いて、認証用アンテナ１２ａ〜１２ｅの動作を停止する（Ｓ１５３）。すなわち、認証用アンテナ１２ａ〜１２ｅは、検知用アンテナ１１からの電波が届く範囲内には携帯機２０が存在している場合（従って、要求信号に対する応答信号を受信していた場合）に、携帯機２０の存在位置を検出するために使用されるので、応答信号を受信していない場合（Ｓ１５１：ｎｏ）は、認証用アンテナ１２ａ〜１２ｅが使用されることはないと考えられる。そこで、携帯機認証装置１５０の電力消費を抑制するために、認証用アンテナ１２ａ〜１２ｅの動作を停止しておく。

そして、検知用アンテナ１１から要求信号を送信してからの経過時間が、要求信号の送信時間間隔が経過したか否かを判断する（Ｓ１５４）。その結果、要求信号の送信時間間隔に達していない場合は（Ｓ１５４：ｎｏ）、要求信号に対する応答信号を受信したか否かを判断するが（Ｓ１５１）、要求信号の送信時間間隔が経過したら（Ｓ１５４：ｙｅｓ）、Ｓ１５０に戻って、再び、検知用アンテナ１１から要求信号を送信した後、要求信号に対する応答信号を受信したか否かを判断する（Ｓ１５１）。

このような処理を繰り返しているうちに、要求信号に対する応答信号を受信したら（Ｓ１５１：ｙｅｓ）、要求信号の到達範囲内に携帯機２０が存在していると考えられるので、携帯機２０の存在位置を検出するべく、認証用アンテナ１２ａ〜１２ｅを起動させる（Ｓ１５５）。そして、今度は、返信要求信号を、検知用アンテナ１１から送信する（Ｓ１５６）。
すると、その返信要求信号に対する返信信号が携帯機２０から返信されてくるので、起動しておいた認証用アンテナ１２ａ〜１２ｅを用いて返信信号の信号強度を検出する。そして、前述した第１変形例と同様にして、認証用アンテナ１２ａ〜１２ｅで検出した信号強度に基づいて、携帯機２０の存在位置を検出する（Ｓ１５７）。
尚、このとき、検知用アンテナ１１でも返信信号の信号強度を検出しても良い。こうすれば、より多くのアンテナについて、携帯機２０までの距離が求められるので、携帯機２０の存在位置の検出精度を向上させることができる。

こうして携帯機２０の存在位置を検出したら、今度は、携帯機２０を認証するか否かを判断する（Ｓ１５８）。前述した第１変形例と同様に、検出した携帯機２０の存在位置が、車両１から所定距離（例えば、１．５メートル）以内か否かを判断して、所定距離以内であった場合には、携帯機２０を認証すると判断する（Ｓ１５８：ｙｅｓ）。
そして、この場合（Ｓ１５８：ｙｅｓ）は、認証用アンテナ１２ａ〜１２ｅの中から携帯機２０に近い側のアンテナを選択し、そのアンテナを用いて携帯機２０と通信することによって、携帯機２０を認証する（Ｓ１６０）。

これに対して、携帯機２０を認証しないと判断した場合は（Ｓ１５８：ｎｏ）、要求信号の送信時間間隔を、標準よりも短い時間（例えば、１秒）に設定する（Ｓ１５９）。すなわち、携帯機２０を認証しないと判断した場合は（Ｓ１５８：ｎｏ）、携帯機２０は車両１の周辺に存在するが、認証が必要な程には車両１に接近していない状態と考えられる。そこで、携帯機２０が車両１に近付いたら、直ぐにそのことを検出して認証を開始することができるように、要求信号の送信時間間隔を短い時間に設定しておくのである。
要求信号の送信時間間隔を短い時間に設定したら（Ｓ１５９）、再び、処理の先頭に戻って、検知用アンテナ１１から要求信号を送信した後（Ｓ１５０）、上述した続く一連の処理を繰り返す。

以上に説明した第２変形例の場合は、要求信号に対する応答信号を受信していない間は、認証用アンテナ１２ａ〜１２ｅの動作が停止されており、応答信号を受信したら、認証用アンテナ１２ａ〜１２ｅを起動すればよいので、携帯機認証装置１５０の電力消費を抑制することができる。
加えて、要求信号に対する応答信号を受信していない間は、要求信号の送信時間間隔を、応答信号を受信している間よりも長くすることができる。このため、要求信号の送信に要する電力も低減することが可能となる。

以上、本実施例および変形例について説明したが、本発明は上記の実施例および変形例に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様で実施することができる。

１…車両、 １０ａ〜ｅ…認証用アンテナ、 １１…検知用アンテナ、
１２ａ〜ｅ…認証用アンテナ ２０…携帯機、 １００…携帯機認証装置、
１０１…要求信号送信部、 １０２…応答信号受信部、 １０３…存在検知部、
１０４…位置検出部、 １０５…信号送信部、 １０６…信号受信部、
１０７…認証実行部、 １５０…携帯機認証装置。

Claims (6)

1. 複数のアンテナ（１０ａ〜１０ｅ、１１、１２ａ〜１２ｅ）を備えた車両（１）に搭載されて、前記車両との間で通信可能な範囲内に存在する携帯機（２０）の存在位置を検出する携帯機検出装置（１００、１５０）であって、
   前記携帯機に対して応答を要求する要求信号を、前記複数のアンテナ中の所定のアンテナから送信し、前記携帯機から返信されてきた応答信号を受信することによって、前記携帯機の存在を検知する存在検知部（１０３）と、
   前記携帯機の存在が検知されると、前記携帯機に対して返信信号を要求する返信要求信号を送信し、前記複数のアンテナを用いて前記携帯機からの前記返信信号を受信することによって、前記携帯機の存在位置を検出する位置検出部（１０４）と
   を備える携帯機検出装置。
2. 請求項１に記載の携帯機検出装置（１００）であって、
   前記位置検出部は、前記複数のアンテナの中から前記返信信号を受信した受信アンテナを特定することによって、前記携帯機の存在位置を検出しており、
   前記存在検知部は、前記位置検出部が前記携帯機の存在位置を検出する範囲よりも広い範囲に前記要求信号を送信することによって、前記携帯機の存在を検知する
   ことを特徴とする携帯機検出装置。
3. 請求項２に記載の携帯機検出装置であって、
   前記位置検出部は、前記複数のアンテナから互いに異なるタイミングで前記返信要求信号を送信し、前記携帯機からの前記返信信号を受信したタイミングに基づいて、前記受信アンテナを特定する
   ことを特徴とする携帯機検出装置。
4. 請求項１に記載の携帯機検出装置（１５０）であって、
   前記存在検知部は、前記要求信号に対する前記応答信号の有無に基づいて、前記携帯機の存在の有無を検知しており、
   前記位置検出部は、前記複数のアンテナで受信された前記返信信号の信号強度に基づいて、前記携帯機の存在位置を検出する
   ことを特徴とする携帯機検出装置。
5. 請求項４に記載の携帯機検出装置であって、
   前記位置検出部は、前記存在検知部によって前記携帯機の存在が検知されると起動される
   ことを特徴とする携帯機検出装置。
6. 複数のアンテナ（１０ａ〜１０ｅ、１１、１２ａ〜１２ｅ）を備えた車両に適用されて、前記車両との間で通信可能な範囲内に存在する携帯機（２０）の存在位置を検出する携帯機検出方法であって、
   前記携帯機に対して応答を要求する要求信号を、前記複数のアンテナ中の所定のアンテナから送信する工程（Ｓ１００、Ｓ１５０）と、
   前記携帯機から返信されてきた応答信号を受信することによって、前記携帯機の存在を検知する工程（Ｓ１０１、Ｓ１５１）と、
   前記携帯機の存在が検知されると、前記携帯機に対して返信信号を要求する返信要求信号を送信する工程（Ｓ１０３、Ｓ１５６）と、
   前記複数のアンテナを用いて前記携帯機からの前記返信信号を受信することによって、前記携帯機の存在位置を検出する工程（Ｓ１０４〜Ｓ１０７、Ｓ１５７）と
   を備える携帯機検出方法。

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