JP2018199971A - 電子キー位置推定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電子キーシステムの構成の簡素化が可能な電子キー位置推定装置を提供する。【解決手段】車両３に搭載された複数のアレーアンテナ１１０、１３０と、複数のアレーアンテナ１１０、１３０が、電子キー２から受信した電波に基づいて、アレーアンテナ１１０、１３０別に、電波の到来方向を推定する方向推定部と、アレーアンテナ１１０、１３０から、当該アレーアンテナ１１０、１３０が受信した電波に基づいて方向推定部が推定した電波の到来方向に延びる直線である到来方向線を、アレーアンテナ１１０、１３０別に決定し、複数の到来方向線の交点に基づいて、電子キー２の位置を推定する位置推定部と、位置推定部が推定した電子キー２の位置に基づいて、電子キー２が車両内に設定された照合エリアおよび車両外に設定された照合エリアに存在しているか否かを判定するエリア判定部とを備える。【選択図】図１

Description

電子キーの位置を推定する電子キー位置推定装置に関する。

電子キーとの通信により、電子キーが車両内および車両外に設定された照合エリア内に存在しているか否かを判定する電子キー位置推定装置が知られている。電子キー位置推定装置は、電子キーとともに電子キーシステムの構成要素となっている。

電子キーシステムは、電子キーが車両外に設定された車外照合エリアに存在している場合、および、電子キーが車室内に設定された車室内照合エリアに存在している場合に、電子キーと通信を行ってコード照合を行う。

照合が成立した場合に動作させる車載機器は、電子キーが車外照合エリアに存在している場合と車室内照合エリアに存在している場合とで異なる。したがって、電子キーが車外照合エリアに存在しているか、車室内照合エリアに存在しているかを区別する必要がある。

この区別のために、特許文献１では、車外照合エリアを形成するためのアンテナと、車室内照合エリアを形成するためのアンテナを別々に備える。

これらの照合エリアを形成するために、これらの照合エリアを形成しやすいＬＦ帯のアンテナが、車外アンテナおよび車室内アンテナとして用いられる。これら車外アンテナおよび車室内アンテナは送信用のアンテナである。電子キーはＬＦ帯の電波を受信する受信用のアンテナを備える。

一方、電子キーは、車両への電波の送信にはＲＦ帯の電波を用いる。そのため、電子キーは、ＲＦ帯の電波を送信する送信用のアンテナも備える。また、車両も、ＲＦ帯の電波を受信するためのアンテナを備える。

特開２０１２−１８０７０７号公報

上述したように、従来の電子キーシステムは、車両は、電子キーが車外照合エリアに存在しているか、車室内照合エリアに存在しているかを区別するために、ＬＦ帯の電波を送信するアンテナを照合エリア毎に備える必要がある。当然、アンテナのみではなく、送信回路も必要である。また、電子キーも、ＬＦ帯の電波を受信するためのアンテナと受信回路が必要である。これらのことから、電子キーシステムの構成をより簡素化することが望まれていた。

本開示は、この事情に基づいて成されたものであり、その目的とするところは、電子キーシステムの構成の簡素化が可能な電子キー位置推定装置を提供することにある。

上記目的は独立請求項に記載の特徴の組み合わせにより達成され、また、下位請求項は更なる有利な具体例を規定する。特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、開示した技術的範囲を限定するものではない。

上記目的を達成するための１つの開示は、
電子キー（２）との通信により、電子キーが車両内および車両外に設定された照合エリアに存在しているか否かを判定する電子キー位置推定装置であって、
車両に搭載された複数のアレーアンテナ（１１０、１３０）と、
複数のアレーアンテナが電子キーから受信した電波に基づいて、アレーアンテナ別に、電波の到来方向を推定する方向推定部（Ｓ２５）と、
アレーアンテナから、当該アレーアンテナが受信した電波に基づいて方向推定部が推定した電波の到来方向に延びる直線である到来方向線を、アレーアンテナ別に決定し、複数の到来方向線の交点に基づいて、電子キーの位置を推定する位置推定部（Ｓ２６、Ｓ２７）と、
位置推定部が推定した電子キーの位置に基づいて、電子キーが車両内に設定された照合エリアおよび車両外に設定された照合エリアに存在しているか否かを判定するエリア判定部（Ｓ２８）とを備える。

開示した電子キー位置推定装置は、複数のアレーアンテナを用いて、電子キーから受信した電波の到来方向をそれぞれ推定する。そして、複数の到来方向線の交点に基づいて電子キーの位置を推定する。さらに、推定した電子キーの位置に基づいて、電子キーが車両内に設定された照合エリアおよび車両外に設定された照合エリアに位置しているか否かを判定する。

よって、電子キー位置推定システムは、電子キーと照合を行う照合エリア毎にアンテナを備える必要がない。そのため、電子キー位置推定装置の構成が簡素になる。また、電子キーも、電子キー位置推定装置が照合エリアを形成するためのアンテナが送信する電波を受信するための専用のアンテナを備える必要がない。よって、電子キーシステムの構成の簡素化が可能になる。

実施形態の電子キーシステム１の全体構成図である。 図１の電子キー２の構成を示すブロック図である。 距離推定モードで照合ＥＣＵ１５０が実行する処理を示すフローチャートである。 位置推定モードで照合ＥＣＵ１５０が実行する処理を示すフローチャートである。 電子キー２の位置を推定する方法を説明する図である。 追加アレーアンテナ１９０と到来方向線Ｌ３を示す図である。

＜第１実施形態＞
以下、実施形態を図面に基づいて説明する。

［全体構成］
図１は、電子キーシステム１の全体構成図である。電子キーシステム１は、ユーザに携帯される電子キー２と、車両３に搭載される車載照合システム１００を備える。車載照合システム１００が電子キー位置推定装置としての機能を備える。

電子キーシステム１は、ユーザが電子キー２を操作しなくても、電子キー２と車載照合システム１００との間で通信を行ってコード照合を行い、コード照合が成立したことに基づいて、所定の車載機器の作動を許可するシステムである。所定の車載機器は、たとえば、車両３のドアに設けられたドアロック機構、エンジンなどの駆動力源である。

［車載照合システム１００の構成］
車載照合システム１００は、第１アレーアンテナ１１０、第１通信部１２０、第２アレーアンテナ１３０、第２通信部１４０、照合ＥＣＵ１５０、アンロックセンサ１６０、ロックセンサ１７０、プッシュスタートボタン１８０を備える。

第１アレーアンテナ１１０は、３つのアンテナ素子１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃを備えるアレーアンテナである。以下、３つのアンテナ素子１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃを区別しないときはアンテナ素子１１１と記載する。アンテナ素子１１１は、ＲＦ帯の電波を送受信する電気長に調整されている。ＲＦ帯は、具体的には、たとえば３１５ＭＨｚあるいは９２０ＭＨｚである。低背化のために、誘電体がアンテナ素子１１１の端部に配置されていてもよい。

第１アレーアンテナ１１０は、公知の構成であり、３つのアンテナ素子１１１ａ、１１１ｂは、１１１ｃは、送受信する電波の波長に基づいて定まる間隔で配置されている。具体的には、３つのアンテナ素子１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃは、送受信する電波の波長に基づいて定まる半径の円状に、等角度間隔で配置されている。

第１通信部１２０は、第１アレーアンテナ１１０を用いて電波を送受信する送受信回路である。第１通信部１２０は、変調部、復調部、増幅部、ＡＤ変換部などを備える。

第２アレーアンテナ１３０は、第１アレーアンテナ１１０と同じ構成であり、３つのアンテナ素子１３１ａ、１３１ｂ、１３１ｃを備える。以下、３つのアンテナ素子１３１ａ、１３１ｂ、１３１ｃを区別しないときはアンテナ素子１３１と記載する。電気長および３つのアンテナ素子１３１ａ、１３１ｂ、１３１ｃの配置は、第１アレーアンテナ１１０が備えるアンテナ素子１１１と同じである。

第２通信部１４０は、第２アレーアンテナ１３０を用いて電波を送受信する送受信回路であり、構成は、第１通信部１２０と同じである。

第１アレーアンテナ１１０、第２アレーアンテナ１３０の設置位置は、種々の位置が可能である。第１アレーアンテナ１１０と第２アレーアンテナ１３０は、車両３の前後の方向の位置が互いに異なる位置に配置されることが好ましい。この理由は次の通りである。

電子キー２を携帯したユーザが車両３に近づく場合、車両３の側方から車両３に近づく。第１アレーアンテナ１１０と第２アレーアンテナ１３０の、車両３の前後方向の位置が異なると、電子キー２が車両３の側方に位置している場合に、２つのアレーアンテナ１１０、１３０を用いて推定する電子キー２の方向の違いを大きくできる。その結果、２つの方向から推定する電子キー２の位置精度を高くすることができる。したがって、第１アレーアンテナ１１０と第２アレーアンテナ１３０を、車両３の前後の方向の位置が互いに異なる位置に配置することが好ましいのである。

たとえば、第１アレーアンテナ１１０を、車両３の前後方向の中心よりも車両３の前側に配置し、第２アレーアンテナ１３０を、車両３の前後方向の中心よりも車両３の後側に配置する。第１アレーアンテナ１１０は、可能な限り車両３の前側に配置する。たとえば、車両３のボンネット上面に配置する。ボンネットに配置することが困難な場合には、ルーフ外面の前端、あるいは、車室内のルーフ裏側の前端などが、第１アレーアンテナ１１０の配置例である。

一方、第２アレーアンテナ１３０は、可能な限り車両３の後側に配置する。たとえば、車両３のトランク上面に配置する。あるいは、ルーフ外面の後端、車室内のルーフ裏側の後端などが、第２アレーアンテナ１３０の配置例である。

アンロックセンサ１６０は、車両３のドアハンドルあるいはその付近に設置され、車両３のドアのロックを解錠させる際にユーザが触れるセンサである。ロックセンサ１７０は、車両３のドアハンドルあるいはその付近に設置され、車両３のドアをロックさせる際にユーザが触れるセンサである。プッシュスタートボタン１８０は、車両３の駆動源を駆動状態あるいは駆動許可状態にする際にユーザが操作するボタンであり、車両３の車室に配置される。車両３の駆動源は、たとえば、エンジンおよびモータの一方または両方である。

照合ＥＣＵ１５０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を備えたコンピュータであり、ＣＰＵが、ＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつ、ＲＯＭなどの非遷移的実体的な記録媒体に記憶されているプログラムを実行する。これにより、照合ＥＣＵ１５０は、種々の制御を実行する。照合ＥＣＵ１５０が実行する機能は、図３、４を用いて後述する。なお、ＣＰＵが、上記プログラムを実行することは、プログラムに対応する方法が実行されることを意味する。また、照合ＥＣＵ１５０が実行する機能の一部または全部を、一つあるいは複数のＩＣ等によりハードウェア的に構成してもよい。

［電子キー２の構成］
図２に示すように、電子キー２は、通信部２１、施錠スイッチ２２、解錠スイッチ２３、キー制御部２４を備えている。なお、この他に、ドア開閉スイッチ、メカニカルキーなどを備えていてもよい。

通信部２１は、車載照合システム１００が備える第１通信部１２０および第２通信部１４０と通信可能な構成である。具体的には、通信部２１は、第１アレーアンテナ１１０、第２アレーアンテナ１３０と同じ周波数を送受信するためのアンテナ、変調部、復調部、増幅部、ＡＤ変換部などを備える。

施錠スイッチ２２および解錠スイッチ２３は、電子キー２の表面に配置され、ユーザが押すことができる。施錠スイッチ２２は、車両３のドアロックを解錠することを指示する際にユーザが押すスイッチである。解錠スイッチ２３は、車両３のドアロックを施錠することを指示する際にユーザが押すスイッチである。

キー制御部２４は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を備えたコンピュータであり、ＣＰＵが、ＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつ、ＲＯＭなどの非遷移的実体的な記録媒体に記憶されているプログラムを実行する。これにより、キー制御部２４は種々の制御を行う。ＣＰＵが上記プログラムを実行することは、プログラムに対応する方法が実行されることを意味する。また、キー制御部２４が実行する機能の一部または全部を、一つあるいは複数のＩＣ等によりハードウェア的に構成してもよい。

キー制御部２４は、たとえば、受信データの解析を行う。詳しくは、通信部２１が復調した信号を解析して、その信号がリクエスト信号であるか否かを判定する。また、キー制御部２４は、送信信号を生成し、生成した信号を通信部２１に出力する。生成する送信信号は、たとえば、リクエスト信号に応答して送信するレスポンス信号である。レスポンス信号には、予め記憶されているＩＤコードを含ませる。また、施錠スイッチ２２が押された場合には、車両３のドアロックを施錠することを指示する送信信号が生成され、解錠スイッチ２３が押された場合には、車両３のドアロックを解錠することを指示する送信信号が生成される。

［照合ＥＣＵ１５０が実行する機能］
照合ＥＣＵ１５０は、位置推定モードと距離推定モードの２つのモードに応じた処理を実行する。位置推定モードは、車両３から電子キー２までの距離が位置推定上限距離よりも短いと判定している場合のモードである。一方、距離推定モードは、電子キー２が車両３から位置推定上限距離の半径の円内に存在していないと判定している場合のモードである。

本実施形態での位置推定方法は、電子キー２までの距離が遠すぎると、位置推定精度が低下する。また、電子キー２までの距離が遠い場合には、電子キー２までの距離を推定すればよく、位置を推定する必要性は低い。これらの点を考慮して、位置推定上限距離は適宜設定される。位置推定上限距離は、たとえば２０ｍである。

距離推定モードでは、照合ＥＣＵ１５０は図３に示す処理を実行する。図３において、ステップＳ１１では、距離推定タイミングとなったか否かを判断する。なお、以下、ステップを省略する。

距離推定タイミングは、前回、リクエスト信号を送信してから距離推定周期が経過した時点である。本実施形態では、距離推定周期として、長距離推定周期と中距離推定周期の２種類の周期が設定されている。長距離推定周期は中距離推定周期よりも長い周期である。

長距離推定周期は、電子キー２までの距離が長距離であると推定できる場合に使用する周期であり、中距離推定周期は、電子キー２までの距離が中距離であると推定できる場合に使用する周期である。

中距離範囲の下限は、位置推定上限距離である。位置推定上限距離よりも短い距離範囲は、近距離範囲である。中距離範囲の上限は、位置推定上限距離よりも長い所定距離である。中距離範囲の上限よりも遠方は長距離範囲とする。中距離範囲の上限よりも遠方であれば、距離が推定できる限り、長距離とする。

Ｓ１１の判断がＮＯであればＳ１１を繰り返す。Ｓ１１の判断がＹＥＳになればＳ１２に進む。Ｓ１２では、リクエスト信号を、第１通信部１２０および第２通信部１４０のうち予め定めた側に出力する。たとえば、照合ＥＣＵ１５０は、リクエスト信号を第１通信部１２０に出力する。第１通信部１２０は、このリクエスト信号を、電波として第１アレーアンテナ１１０から送信する。これにより、第１アレーアンテナ１１０から、車両３の周囲の全体に向けてリクエスト信号が送信される。Ｓ１１、Ｓ１２は送信制御部としての処理である。

Ｓ１３では、リクエスト信号を送信してから、予め設定した時間内にレスポンス信号を受信したか否かを判断する。レスポンス信号を受信なかったと判断した場合には、図３の処理を終了する。図３の処理を終了した場合には、再度、Ｓ１１を実行する。また、この場合、電子キー２は、車載照合システム１００と通信できる範囲に存在しないと推定できる。

Ｓ１３の判断がＹＥＳであればＳ１４に進む。Ｓ１４では、ＲＳＳＩの大きさ（すなわち受信電波の強度）とＲＳＳＩとの間の予め設定した関係、および、レスポンス信号のＲＳＳＩの大きさから、電子キー２までの距離を推定する。ＲＳＳＩで推定できる距離は、後述する図４で推定する位置から算出することができる距離に比べて精度が良くない場合が多い。しかし、このＳ１４で推定した距離は、電子キー２が、近距離範囲、中距離範囲、長距離範囲のいずれに存在しているかを判断するための距離である。そのため、ＲＳＳＩから推定する距離を用いることができる。Ｓ１４は請求項の距離推定部に相当する。

Ｓ１５では、Ｓ１４で推定した距離が位置推定上限距離よりも短いか否かを判断する。この判断がＹＥＳであればＳ１６に進む。Ｓ１６では位置推定モードに移行する。Ｓ１６を実行した場合には、次に図４に示す処理を実行する。

一方、Ｓ１５の判断がＮＯであればＳ１７に進む。Ｓ１７では、Ｓ１４で推定した距離に基づいて、次のＳ１１で用いる距離推定周期を設定する。その後、Ｓ１１に戻る。

次に、図４に示す、位置推定モードにおいて照合ＥＣＵ１５０が実行する処理を説明する。Ｓ２１では、位置推定タイミングになったか否かを判断する。位置推定タイミングは、前回、リクエスト信号を送信してから位置推定周期が経過した時点である。位置推定周期は、前述した距離推定周期よりも短い周期に設定される。複数種類の距離推定周期が設定可能である場合、位置推定周期は、最も短い距離推定周期よりも短い周期に設定される。

Ｓ２１の判断がＮＯであればＳ２１を繰り返す。Ｓ２１の判断がＹＥＳになればＳ２２に進む。Ｓ２２では、リクエスト信号を送信する。Ｓ２２の処理はＳ１２と同じである。Ｓ２１、Ｓ２２は送信制御部としての処理である。

Ｓ２３では、レスポンス信号を受信したか否かを判断する。Ｓ２３の処理は、Ｓ１３と同じである。Ｓ２３の判断がＮＯであればＳ２４に進む。Ｓ２４では距離推定モードに移行する。Ｓ２４を実行した場合には、図３に示す処理を実行する。

一方、Ｓ２３の判断がＹＥＳであればＳ２５に進む。Ｓ２５は請求項の方向推定部に相当する。このＳ２５では、アレーアンテナ１１０、１３０毎に、レスポンス信号の到来方向を推定する。アレーアンテナ１１０、１３０による到来方向推定には公知の種々の方法を用いることができる。たとえば、アンテナ素子１１１、１１３間の距離と各アンテナ素子１１１、１１３が受信する電波の位相差あるいは到来時間差から到来方向を推定する方法、ＭＵＳＩＣ法、ＥＳＰＲＩＴ法などを用いることができる。また、アレーアンテナ１１０、１３０をアダプティブアレーアンテナとする場合には、ビームフォーマ等も用いることができる。

Ｓ２６では到来方向線Ｌを決定する。到来方向線Ｌは、アレーアンテナ１１０、１３０から、そのアレーアンテナ１１０、１３０が受信した電波に基づいて推定したレスポンス信号の到来方向に延びる直線である。

図５に、第１アレーアンテナ１１０に対応する到来方向線Ｌ１、第２アレーアンテナ１３０に対応する到来方向線Ｌ２を示す。到来方向線Ｌ１の基点は第１アレーアンテナ１１０の重心であり、到来方向線Ｌ２の基点は第２アレーアンテナ１３０の重心である。

Ｓ２７では、Ｓ２６で決定した到来方向線Ｌ１、Ｌ２の交点を電子キー２が存在している位置であると推定する。Ｓ２６、Ｓ２７が請求項の位置推定部に相当する。

Ｓ２８では、Ｓ２７で推定した電子キー２の位置が、予め設定した車内照合エリアＡｉあるいは車外照合エリアＡｏに入っているか否かを判断する。Ｓ２８は請求項のエリア判定部に相当する。

図５には、車内照合エリアＡｉおよび車外照合エリアＡｏも示している。車内照合エリアＡｉは、車両３から出ないエリアとして車両内に設定される。この車内照合エリアＡｉは、従来の車室内照合エリアに相当するものであり、従来、車室内に設置したＬＦアンテナを用いて形成していた車室内照合エリアと同じ範囲のエリアに設定すればよい。車外照合エリアＡｏは、従来、ドアハンドル内に設置したＬＦアンテナを用いて形成していた車外照合エリアと同じ範囲のエリアに設定すればよい。

Ｓ２８の判断がＮＯである場合、電子キー２の位置が、車内照合エリアＡｉの中でもなく、車外照合エリアＡｏの中でもないことになる。Ｓ２８の判断がＮＯであれば図４の処理を終了する。この場合、Ｓ２１以下を再度実行する。

Ｓ２８の判断がＹＥＳであればＳ２９に進む。Ｓ２９では、電子キー２と通信して照合処理を行う。この照合処理は、レスポンス信号を受信した後の公知の照合処理である。

Ｓ３０では、Ｓ２９の照合処理の結果、照合ＯＫとなったか否かを判断する。照合が成立しなかった場合には図４の処理を終了する。一方、照合ＯＫとなった場合にはＳ３１に進む。

Ｓ３１では、照合エリアに応じて定まる車載機器の作動を許可する。電子キー２が存在しているエリアが車外照合エリアであれば、作動が許可される車載機器は、ドアロック機構である。電子キー２が存在しているエリアが車室内照合エリアであれば、作動が許可される車載機器は、駆動力源である。

ドアロック機構の作動が許可された状態でアンロックセンサ１６０あるいはロックセンサ１７０が操作された場合には、照合ＥＣＵ１５０は、ドアロックＥＣＵ５へドアロック機構を作動させることを指示する信号を送信する。

駆動力源の作動が許可された状態でプッシュスタートボタン１８０が操作された場合には、照合ＥＣＵ１５０は、電源ＥＣＵ６へ駆動力源を作動させることを指示する信号を送信する。

［第１実施形態のまとめ］
以上、説明した第１実施形態の車載照合システム１００は、第１アレーアンテナ１１０と第２アレーアンテナ１３０を備え、これらアレーアンテナ１１０、１３０を用いて、電子キー２が送信する電波の到来方向を推定する（Ｓ２５）。そして、到来方向線Ｌ１、Ｌ２の交点を電子キー２が存在している位置であると推定し（Ｓ２７）、この位置が、車内照合エリアＡｉあるいは車外照合エリアＡｏに入っているか否かを判断する（Ｓ２８）。

このようにして、電子キー２が車内照合エリアＡｉあるいは車外照合エリアＡｏに入っているか否かを判断するので、電子キーシステム１は、従来必要であったＬＦ帯用の電波を送受信するアンテナが不要となる。そのため、電子キーシステム１は構成の簡素化が可能になる。また、車両３が樹脂ボディーであっても、電子キー２が車内照合エリアＡｉあるいは車外照合エリアＡｏに入っているか否かを判断することもできる。

また、本実施形態では、電子キー２が送信して車載照合システム１００が受信する電波のＲＳＳＩの大きさに基づいて車両３から電子キー２までの距離を推定する（Ｓ１４）。そして、推定した距離が位置推定上限距離よりも短いと判断した場合に、位置推定モードに移行して、電子キー２の位置を推定する。

到来方向線Ｌ１、Ｌ２の交点から電子キー２の位置を推定する方法は、到来方向線Ｌ１、Ｌ２の角度差が小さいほど誤差が大きくなる。また、電子キー２が遠くにあるほど、到来方向線Ｌ１、Ｌ２の角度差は小さくなる。そのため、電子キー２が遠くにある場合には、到来方向線Ｌ１、Ｌ２の交点から推定する電子キー２の位置は、推定精度が低下する。その一方で、ＲＳＳＩから推定する距離は、距離によらず精度がそれほど高くないけれども、電子キー２が遠くにあっても距離推定精度はそれほど低下しない。

そこで、本実施形態では、ＲＳＳＩの大きさに基づいて車両３から電子キー２までの距離を推定し、推定した距離が位置推定上限距離よりも短いと判断した場合に、電子キー２の位置を推定する。これにより、精度の低い位置を推定してしまうことを抑制できる。

また、電子キー２の位置が遠い場合には、高い頻度で電子キー２の距離を推定する必要性が低い。そこで、本実施形態では、電子キー２の距離を推定する処理を行う距離推定モードでは、位置推定モードよりもリクエスト信号を送信する周期を長くしている。これにより、必要以上に高い頻度で電子キー２の位置を推定してしまい、不要な電力を消費してしまうことを抑制できる。

＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態を説明する。この第２実施形態以下の説明において、それまでに使用した符号と同一番号の符号を有する要素は、特に言及する場合を除き、それ以前の実施形態における同一符号の要素と同一である。また、構成の一部のみを説明している場合、構成の他の部分については先に説明した実施形態を適用できる。

第２実施形態では、Ｓ２５において、第１アレーアンテナ１１０、第２アレーアンテナ１３０をそれぞれ用いてレスポンス信号の到来方向を推定することに加えて、追加アレーアンテナ１９０を用いて、レスポンス信号の到来方向を推定する。

追加アレーアンテナ１９０は、第１アレーアンテナ１１０が備えるアンテナ素子１１１と、第１アレーアンテナとは別のアレーアンテナすなわち第２アレーアンテナ１３０が備えるアンテナ素子１３１とを組み合わせることで構成される。図６に、追加アレーアンテナ１９０を示している。

図６に示す追加アレーアンテナ１９０は、第１アレーアンテナ１１０が備える２つのアンテナ素子１１１ｂ、１１１ｃと、第２アレーアンテナ１３０が備える１つのアンテナ素子１３１ｃとを備えている。追加アレーアンテナ１９０を用いて到来方向を推定する方法は、第１アレーアンテナ１１０、第２アレーアンテナ１３０を用いて到来方向を推定する方法と同じである。

Ｓ２６では、到来方向線Ｌ１、Ｌ２に加え、追加アレーアンテナ１９０を用いて推定した到来方向から定まる到来方向線Ｌ３も決定する。図６にはこの到来方向線Ｌ３も示している。到来方向線Ｌ３の基点は、追加アレーアンテナ１９０の重心位置である。

Ｓ２７では、３つの到来方向線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３から、電子キー２の位置を推定する。３つの到来方向線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３がある場合、２つの交点ができる可能性がある。２つの交点ができた場合には、２つの交点の平均位置を電子キー２の位置として推定する。

この第２実施形態では、第１アレーアンテナ１１０、第２アレーアンテナ１３０が備えているアンテナ素子１１１、１３１を組み合わせて追加アレーアンテナ１９０とする。そして、この追加アレーアンテナ１９０についても電波の到来方向を推定し、３本目の到来方向線Ｌ３を決定する。この到来方向線Ｌ３も用いて電子キー２の位置を推定するので、アレーアンテナを追加で備えることなく、電子キー２の位置精度を向上させることができる。

以上、実施形態を説明したが、開示した技術は上述の実施形態に限定されるものではなく、次の変形例も開示した範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できる。

＜変形例１＞
第１実施形態、第２実施形態では、２つのアレーアンテナ１１０、１３０を備えていたが、３つ以上のアレーアンテナを備えていてもよい。これにより、到来方向線Ｌの交点が複数できた場合には、交点の重心に基づいて電子キー２の位置を推定する。

＜変形例２＞
第１実施形態では、距離推定周期として、長距離推定周期と中距離推定周期の２種類の周期が設定されていたが、距離推定周期は、１種類でもよいし、３種類以上でもよい。

＜変形例３＞
第２実施形態では、アンテナ素子１１１ｂ、１１１ｃ、１３１ｃにより追加アレーアンテナ１９０を構成する例を示した。しかし、他のアンテナ素子を追加アレーアンテナ１９０の要素としてもよい。また、追加アレーアンテナ１９０が備えるアンテナ素子の数を、第１アレーアンテナ１１０、第２アレーアンテナ１３０とは異なる数にしてもよい。

＜変形例４＞
Ｓ２９の照合処理を、電子キー２が車内照合エリアＡｉあるいは車外照合エリアＡｏ内に位置していると判断したことに加えて、さらに照合条件が成立した場合に実行することにしてもよい。照合条件は、車外照合条件と車室内照合条件を設けることができる。

車外照合条件は、たとえば、電源オフかつドアロック状態である。アンロックセンサ１６０がオンになったこと、ロックセンサ１７０がオンなったことを車外照合条件に加えてもよい。

車室内照合条件は、たとえば、ドライバが車室内にいるときに可能な所定の操作が行われたとき、という条件である。この所定の操作は、たとえば、ブレーキペダルの踏み込み操作である。また、プッシュスタートボタン１８０の操作も、所定の操作の一例である。

１：電子キーシステム ２：電子キー ３：車両 ５：ドアロックＥＣＵ ６：電源ＥＣＵ ２１：通信部 ２２：施錠スイッチ ２３：解錠スイッチ ２４：キー制御部 １００：車載照合システム １１０：第１アレーアンテナ １１１：アンテナ素子 １１３：アンテナ素子 １２０：第１通信部 １３０：第２アレーアンテナ １３１：アンテナ素子 １４０：第２通信部 １５０：照合ＥＣＵ １６０：アンロックセンサ １７０：ロックセンサ １８０：プッシュスタートボタン １９０：追加アレーアンテナ Ａｉ：車内照合エリア Ａｏ：車外照合エリア Ｌ：到来方向線 Ｓ１１、Ｓ１２：送信制御部 Ｓ１４：距離推定部 Ｓ２１、Ｓ２２：送信制御部 Ｓ２５：方向推定部 Ｓ２６、Ｓ２７：位置推定部、 Ｓ２８：エリア判定部

Claims (5)

1. 電子キー（２）との通信により、前記電子キーが車両内および車両外に設定された照合エリアに存在しているか否かを判定する電子キー位置推定装置であって、
   前記車両に搭載された複数のアレーアンテナ（１１０、１３０）と、
   複数の前記アレーアンテナが前記電子キーから受信した電波に基づいて、前記アレーアンテナ別に、電波の到来方向を推定する方向推定部（Ｓ２５）と、
   前記アレーアンテナから、当該アレーアンテナが受信した電波に基づいて前記方向推定部が推定した電波の到来方向に延びる直線である到来方向線を、前記アレーアンテナ別に決定し、複数の前記到来方向線の交点に基づいて、前記電子キーの位置を推定する位置推定部（Ｓ２６、Ｓ２７）と、
   前記位置推定部が推定した前記電子キーの位置に基づいて、前記電子キーが前記車両内に設定された前記照合エリアおよび前記車両外に設定された前記照合エリアに存在しているか否かを判定するエリア判定部（Ｓ２８）とを備える電子キー位置推定装置。
2. 前記電子キーが送信して前記アレーアンテナが受信した電波の強度に基づいて、前記車両から前記電子キーまでの距離を推定する距離推定部（Ｓ１４）を備え、
   前記位置推定部は、前記距離推定部が推定した距離が予め設定した位置推定上限距離よりも短いことに基づいて、前記電子キーの位置を推定する請求項１に記載の電子キー位置推定装置。
3. 前記電子キーに対してレスポンス信号を送信させるために、前記アレーアンテナから周期的にリクエスト信号を送信する送信制御部（Ｓ１１、Ｓ１２、Ｓ２１、Ｓ２２）を備え、
   前記送信制御部は、前記距離推定部が推定した前記電子キーまでの距離が、前記位置推定上限距離よりも長い場合、前記車両から前記電子キーまでの距離が前記位置推定上限距離よりも短い場合よりも、前記リクエスト信号の送信周期を長くする請求項２に記載の電子キー位置推定装置。
4. 複数の前記アレーアンテナは、それぞれ複数のアンテナ素子（１１１、１３１）を備え、
   前記方向推定部は、複数の前記アレーアンテナのうちの１つの前記アレーアンテナを第１アレーアンテナ（１１０）とし、前記第１アレーアンテナが備える前記アンテナ素子（１１１）、および、前記第１アレーアンテナとは別の前記アレーアンテナが備える前記アンテナ素子とを組み合わせることで構成される追加アレーアンテナ（１９０）についても、電波の到来方向を推定し、
   前記位置推定部は、前記追加アレーアンテナについても前記到来方向線を決定し、前記追加アレーアンテナについて決定した前記到来方向線も用いて前記電子キーの位置を推定する請求項１〜３のいずれか１項に記載の電子キー位置推定装置。
5. 複数の前記アレーアンテナは、前記車両の前後方向において互いに異なる位置に配置されている請求項１〜４のいずれか１項に記載の電子キー位置推定装置。

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