JP4897502B2 - キーレスエントリー装置 - Google Patents

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に関し、特に携帯機が所定境界面内外のいずれにあるかを判定することのできる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、携帯機がどの領域にあるかによって動作内容が異なるため、車両を基準とした所定境界面の内外いずれに携帯機が位置しているかを判定することが必要である。ここで、車両側装置には信号を送信する送信アンテナが設けられ、携帯機は送信アンテナからの信号強度を検出することによって、当該送信アンテナとの距離を算出することができる。この距離に閾値を設けて実際に検出した信号強度から算出された距離と比較することで、携帯機が送信アンテナの位置を中心とする球状の境界面の内外いずれに位置しているかを判定することができる。

また、車両に複数の送信アンテナを設け、各送信アンテナと携帯機の距離をそれぞれ算出し、各送信アンテナと携帯機の距離を所定の閾値と比較していくことで、各送信アンテナを中心とした複数の球状の境界面を繋げた境界面について、携帯機が内外いずれに位置しているかを判定することもできる。このように送信アンテナからの距離を信号強度を基に算出し、境界面の内外判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

しかし、車両は水平方向の断面形状が概ね長方形状であるため、従来のように送信アンテナを中心とした球面またはそれを複数組み合わせた境界面の内外いずれに携帯機が位置するかを判定することとすると、境界面が車両の形状と合わないために判定の精度が低いという問題があった。また、携帯機で複数の送信アンテナからの信号強度を検出し、それらから携帯機の絶対位置を求めて、その位置が所定の範囲にあるか否かを判別することも考えられるが、絶対位置を求めて判別を行うための処理が煩雑とな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、携帯機の位置を判定する境界面をできるだけ車体の形状に近づけることができ、簡易に携帯機の位置判定を行うことのできる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に接続される車両側送信部と、アンサー信号を受信する車両側受信部とを備えた車両側装置と、前記リクエスト信号を受信する携帯機受信部と、アンサー信号を送信する携帯機送信部とを備えた携帯機とを有したキーレスエントリー装置において、
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、
前記車両側制御部または携帯機制御部は、前記携帯機で検出した複数の送信アンテナからの信号強度についてそれぞれ前記携帯機と送信アンテナ間の距離を算出し、該算出した距離のうち前記携帯機と２つの異なる前記送信アンテナ間の２つの距離または該２つの距離に所定の係数を乗じた数値を和した合計距離を算出すると共に、該合計距離と所定の閾値を比較することで前記携帯機が所定境界面の内外いずれに位置するかを判定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は、前記車両側制御部または携帯機制御部は、前記複数の送信アンテナのうちいずれか２つで１組を作り、また該１組の送信アンテナとは異なる他の組を作り、これによって１対のアンテナからなる複数の組を作り、該複数の組について、各送信アンテナからの距離または該距離に所定の係数を乗じた数値を和した合計距離をそれぞれ算出すると共に、各合計距離と所定の閾値を比較することで前記携帯機が所定境界面の内外いずれに位置するかを判定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は、前記車両側制御部または携帯機制御部は、前記合計距離と所定の閾値を比較し、さらに各送信アンテナからの距離と所定の閾値も比較することで前記携帯機が所定境界面の内外いずれに位置するかを判定することを特徴として構成されている。

さらにまた、本発明に係るキーレスエントリー装置は、前記送信アンテナは前記車両の前後方向に複数設けられることを特徴として構成されている。

そして、本発明に係るキーレスエントリー装置は、前記車両側制御部または携帯機制御部が判別する所定境界面が、前記車両の車体近傍の面となるように前記閾値が設定され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によれば、車両側制御部または携帯機制御部は、携帯機で検出した複数の送信アンテナからの信号強度についてそれぞれ携帯機と送信アンテナ間の距離を算出し、該算出した距離のうち携帯機と２つの異なる送信アンテナ間の２つの距離または該２つの距離に所定の係数を乗じた数値を和した合計距離を算出すると共に、該合計距離と所定の閾値を比較することで携帯機が所定境界面の内外いずれに位置するかを判定することにより、所定境界面を楕円球状に設定することができるので、車体の形状に近い境界面により簡易に携帯機の位置判定を行うことができる。

また、本発明に係るキーレスエントリー装置によれば、車両側制御部または携帯機制御部は、複数の送信アンテナのうちいずれか２つで１組を作り、また該１組の送信アンテナと異なる他の組を作り、これによって１対のアンテナからなる複数の組を作り、該複数の組について、各送信アンテナからの距離または該距離に所定の係数を乗じた数値を和した合計距離をそれぞれ算出すると共に、各合計距離と所定の閾値を比較することで携帯機が所定境界面の内外いずれに位置するかを判定することにより、複数の楕円球を繋げた外縁の面を所定境界面として設定することができるので、より車体の形状に近い境界面を設定することができる。

さらに、本発明に係るキーレスエントリー装置によれば、車両側制御部または携帯機制御部は、合計距離と所定の閾値を比較し、さらに各送信アンテナからの距離と所定の閾値も比較することで携帯機が所定境界面の内外いずれに位置するかを判定することにより、楕円球状及び球状の面を組み合わせた外縁の面を所定境界面として設定することができるので、さらに車体の形状に近い境界面を設定することができる。

さらにまた、本発明に係るキーレスエントリー装置によれば、送信アンテナは車両の前後方向に複数設けられることにより、所定境界面を前後方向に長く設定することができ、車体の形状に近い境界面を設定することができる。

そして、本発明に係るキーレスエントリー装置によれば、車両側制御部または携帯機制御部が判別する所定境界面が、車両の車体近傍の面となるように閾値が設定されることにより、携帯機が車内外のいずれに位置するかを簡易に判定することができる。

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。

以下、使用者が車両１に近づいて、ドア１ａを解錠する場合について主に説明する。本実施形態では、携帯機３を持った使用者がドア１ａを解錠するには、ドア１ａのドアノブ１ｂ近傍に設けられたリクエストスイッチ１６を押すことを必要としている。リクエストスイッチ１６が押されると、車両側装置２と携帯機３との間で認証等の通信が行われ、認証がなされた場合に車両側装置２はドア１ａを解錠する。

次に、車両側装置２及び携帯機３の構成について説明する。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、アンサー信号を受信した際やリクエストスイッチ１６が押された際に各種制御を行う車両側制御部１２とを有している。

また、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メモリ１３と、上述したリクエストスイッチ１６が接続されている。さらに、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等を記憶したメモリ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、携帯機受信部２０で受信する車両側装置２からのリクエスト信号に含まれるウェークアップ信号によって、消費電力が略ゼロの状態であるスリープ状態と受信可能状態が切り替わる間欠受信状態から受信可能状態が継続する通常状態に切り替わる。また、携帯機制御部２２は、リクエスト信号に含まれるコマンドに基づいて各種動作を行う。さらに、携帯機制御部２２は、三軸アンテナ２３によって受信した信号の強度を検出することができる。

図３には、車両１における受信アンテナ１４及び送信アンテナ１５の配置並びに位置判定のために設定される領域について示している。図３において示す車両１のラインは、車体面を模式的に表している。受信アンテナ１４は、車両１内に１か所設けられており、一方で送信アンテナ１５は、送信アンテナ１５ａ〜１５ｆまで車両１の車室内外に複数設けられている。本実施形態においては、送信アンテナ１５ａ〜１５ｃまでの３つが車両１の車室の内側において前後方向に設けられ、送信アンテナ１５ｄ〜１５ｆまでの３つが車両１の車室内の外側に設けられている。

本実施形態では、携帯機３が車両１の内外いずれに位置しているかを判定する。その判定は、まず精度は高くないものの簡易な方法によって、携帯機３が領域α、β、γのいずれに位置しているかを判定する。この判定は、携帯機３が送信アンテナ１５ａ〜１５ｃから受信した信号の強度に基づいてなされるもので、携帯機３が車両１の内側に設定される第１の境界面３０の内外いずれに位置しているか、また携帯機３が車両１の外側に設定される第２の境界面３１の内外いずれに位置しているかを判別することでなされる。具体的には、携帯機３が第２の境界面３１の外側に位置している場合には、携帯機３が領域αに位置していると判定し、携帯機３が第２の境界面３１の内側であって第１の境界面３０の外側に位置している場合には、携帯機３が領域βに位置していると判定し、携帯機３が第１の境界面３０の内側に位置している場合には、携帯機３が領域γに位置していると判定する。ここで第１の境界面３０と第２の境界面３１は、いずれも予め設定された仮想的な面である。

携帯機３が領域α、β、γのいずれに位置しているかを判定し、このうち携帯機３が車両１の車体面からある程度以上離隔している領域αと領域γに位置している場合には、そのまま車内外の判定を行い、一方で携帯機３が車両１の車体面近傍である領域βに位置している場合には、より精度の高い方法によって位置の判別を行う。

第１の境界面３０の設定は以下のように行われる。まず、予め車体面に沿って携帯機３を移動させ、該車体面の近傍位置での携帯機３における車両１の送信アンテナ１５からの信号強度を複数の位置で測定し、当該信号強度を基に各送信アンテナ１５までの距離を算出する。なお、信号強度と送信アンテナ１５までの距離の関係については、予め測定しておく。ここでは、携帯機３を所定位置に位置させた状態で、車両１の内側に設けられる送信アンテナ１５ａ〜１５ｃからの信号強度をそれぞれ検出し、該信号強度から該所定位置における携帯機３から各送信アンテナ１５ａ〜１５ｃまでの距離をそれぞれ算出して該位置におけるデータとする。この場合には、該位置におけるデータは３つの距離データによって構成される。

次に、車体面に沿って測定した全ての位置における取得データについて、送信アンテナ１５ａとの距離Ｌａと送信アンテナ１５ｂとの距離Ｌｂとを和した合計距離（Ｌａ＋Ｌｂ）をそれぞれ求める。そして、その値が最小となるｍｉｎ（Ｌａ＋Ｌｂ）を特定する。また、送信アンテナ１５ｂと送信アンテナ１５ｃについても同様に、全ての位置における取得データについて合計距離（Ｌｂ＋Ｌｃ）を、それぞれ求めると共に、その値が最小となるｍｉｎ（Ｌｂ＋Ｌｃ）を特定する。

ところで、（Ｌｂ＋Ｌｃ）で表される値は、送信アンテナ１５ａと送信アンテナ１５ｂの各位置を焦点とし、且つ、位置携帯機３の位置を通る楕円球状の面を特定することを意味し、ｍｉｎ（Ｌａ＋Ｌｂ）を特定することにより、送信アンテナ１５ａと送信アンテナ１５ｂの各位置を焦点とし、長軸半径がｍｉｎ（Ｌａ＋Ｌｂ）／２の楕円球状の面が特定される。ｍｉｎ（Ｌａ＋Ｌｂ）で表される値は送信アンテナ１５ａと送信アンテナ１５ｂの各位置を焦点とした最も小さな楕円球状の面を特定することを意味し、ｍｉｎ（Ｌａ＋Ｌｂ）となる携帯機３の位置は、車体面近傍であって、送信アンテナ１５ａと送信アンテナ１５ｂ間の中央位置の側方（図３において水平方向）の地点であり、この楕円球状の面は図３で実線及び点線で示す第１楕円球面３５となる。この例においては、Ｌａが２つの距離の一方に相当し、Ｌｂが２つの距離の他方に相当し、（Ｌａ＋Ｌｂ）あるいはｍｉｎ（Ｌａ＋Ｌｂ）が合計距離に相当する。

また、ｍｉｎ（Ｌｂ＋Ｌｃ）によって、送信アンテナ１５ｂと送信アンテナ１５ｃの各位置を焦点とし、長軸半径がｍｉｎ（Ｌｂ＋Ｌｃ）／２の楕円球状の面が特定される。ｍｉｎ（Ｌｂ＋Ｌｃ）となる位置は、車体面近傍であって、送信アンテナ１５ｂと送信アンテナ１５ｃ間の中央位置の側方（図３において水平方向）の地点であり、この楕円球状の面は図３で実線及び点線で示す第２楕円球面３６となる。これらの楕円球状の面を、第１の境界面３０の一部として設定する。この例においては、Ｌｂが２つの距離の一方に相当し、Ｌｃが２つの距離の他方に相当し、（Ｌｂ＋Ｌｃ）あるいはｍｉｎ（Ｌｂ＋Ｌｃ）が合計距離に相当する。

また送信アンテナ１５ａと送信アンテナ１５ｂとで１組を作り、また送信アンテナ１５ｂと送信アンテナ１５ｃとで、少なくとも一方の送信アンテナ１５ｃが該１組の送信アンテナ１５ａ、１５ｂと異なる他の組を作り、これによって１対のアンテナからなる複数、この場合は２つ、の組を作る。

また、車体面に沿って測定した全ての位置の距離データのうち、送信アンテナ１５ａとの距離が最も小さくなる位置を特定し、その位置と送信アンテナ１５ａとの距離をｍｉｎＬａとして特定する。送信アンテナ１５ｂ、１５ｃについても同様にｍｉｎＬｂ、ｍｉｎＬｃを特定する。これらによって、送信アンテナ１５ａを中心とし半径がｍｉｎＬａの球状の面、送信アンテナ１５ｂを中心とし半径がｍｉｎＬｂの球状の面、及び送信アンテナ１５ｃを中心とし半径がｍｉｎＬｃの球状の面が、それぞれ特定される。なお、Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃは、それぞれ送信アンテナ１５ａ、１５ｂ、１５ｃを中心とした球面のうち、周面が携帯機３の位置を通る球面を特定するので、通常、送信アンテナ１５ａとの距離が最小と評価される位置は、車体面近傍であってフロントガラスの中央位置であり、送信アンテナ１５ｂ、１５ｃとの距離が最小と評価される位置は、車体面近傍であって、これら送信アンテナの側方（図３において水平方向）の地点である。これら各球状の面を、図３において実線及び点線で示すように第１球面３７、第２球面３８、及び第３球面３９とする。これら球状の面を、第１の境界面３０の一部として設定する。

図３に示すように、第１楕円球面３５と第２楕円球状面３６、第１球面３７、第２球面３８、及び第３球面３９を繋いだ外縁の面が、実線で示す第１の境界面３０として設定される。なお、球面及び楕円球の大きさは、距離に所定の係数を乗じることにより調整することができる。すなわち、例えば第１楕円球面３５は、（Ｌａ＋Ｌｂ）が一定値（ｍｉｎ（Ｌａ＋Ｌｂ））となる楕円球状の面であるが、各データに係数ｋを乗じた（ｋＬａ＋ｋＬｂ）が一定値となる楕円球状の面を特定してもよい。この場合、ｋを１より大きくすることで距離が大きくなり楕円球の大きさを大きくし、またｋを１未満とすることで距離が小さくなり楕円球の大きさを小さくすることができる。

次に、第２の境界面３１の設定について説明する。第２の境界面３１は、携帯機３を車体に沿って移動させた際における車両１の各送信アンテナ１５からの信号強度によって特定する。具体的には測定した全ての地点において、それぞれのアンテナとの距離を示す3つのデータのうち、どの送信アンテナ１５との距離が最小であるかを特定し、送信アンテナ１５ａとの距離が最小の集合ａと、送信アンテナ１５ｂとの距離が最小の集合ｂと、送信アンテナ１５ｃとの距離が最小の集合ｃを作成する。車両１の前方領域は送信アンテナ１５ａとの距離が最小でありこの領域で取得したデータは前記集合ａのデータに対応し、車両１の後方領域は送信アンテナ１５ｃとの距離が最小でありこの領域で取得したデータは前記集合ｃのデータに対応し、車両１の前後方向中間領域は送信アンテナ１５ｂとの距離が最小となるのでこの領域で取得したデータは前記集合ｂのデータに対応する。次に、集合ａにおいて送信アンテナ１５ａとの距離の最大値を特定し、これに１を超える所定の数値を掛ける。そして、この値が半径となる送信アンテナ１５を中心とした球状の面４０を特定する。同様に集合ｂ、集合ｃについても同様に行なってそれぞれ球状の面４１、４２を特定する。これらの球状の面を繋いだ外縁の面が、第２の境界面３１として設定される。

なお、この例においては携帯機３を車体の車内側に沿って移動させた際のデータを用いることとするが、車外側に沿って移動させた際のデータを用いても良く、また１を超える値を乗じたが所定の数値を足すようしても良く、さらに１未満の値を乗じて第２の境界面３１を若干小さくしても良い。

車両側装置２のメモリ１３には、携帯機３の認証に必要なＩＤと、第１の境界面３０及び第２の境界面３１の内外判定を行うための各閾値と、車両内外境界面近傍における携帯機３の位置を判別するためのデータとが記憶されている。領域βにおける携帯機３の位置を判別するためのデータは、車両１の内側と外側のそれぞれについて、各送信アンテナ１５からの電波の強度と送信アンテナ１５の識別符号を関連付けたデータを多数有した内側データ群と外側データ群から算出されるもので、実際に測定された強度データについてマハラノビス距離を算出するためのパラメータ値である。

内側データ群の各データは、車両１内の車体近傍における各送信アンテナ１５からの電波強度のうち、強度の大きいものから４つについて、どの送信アンテナ１５であるかの識別情報とそれに対応する電波強度とを有している。このようなデータを、あらかじめ車両１の内側の略全周に渡って取得し内側データ群を構成する。外側データ群についても、車両１外の車体近傍の略全周に渡って、内側データ群と同様にあらかじめデータを取得し、これを構成する。

これらのデータの取得は、製品の開発時に、携帯機３あるいは強度測定装置を用いて実際の車両１について行う。または、製造ラインにおいてデータの取得を行うこともできる。また、内側データ群と外側データ群からマハラノビス距離を算出するためのパラメータを算出し、メモリ１３に記憶させておく。

携帯機３が領域βにある場合において、その位置を判別する際には、各送信アンテナ１５から所定の時間間隔をおいて連続的に信号を送信し、携帯機３は各送信アンテナ１５から送信される信号の受信タイミングによって、どのアンテナに対する強度データかを識別すると共に強度データを測定する。そして該情報を含む信号を車両側に送信する。車両側では強度の大きいものから４つのデータを用いて、携帯機３の位置を特定し、メモリ１３に記憶されたパラメータを用いて内側データ群とのマハラノビス距離及び外側データ群とのマハラノビス距離をそれぞれ算出し、マハラノビス距離の小さい方、すなわちどちらの集合により近似しているかを判断して、そちら側に携帯機３が位置しているものと判別する。

次に、キーレスエントリー装置の動作について説明する。図４には、ドアを解錠する際の動作についてのフローチャートを示している。また、図５には、図４のフローにおいて車両側装置２と携帯機３からそれぞれ送信される信号のチャート図を示している。本実施形態のキーレスエントリー装置は、車両１に設けられたリクエストスイッチ１６が押されることで、車両側装置２と携帯機３との間で無線通信がなされ、ドアの解錠がされるものである。したがって、まず使用者が車両１のリクエストスイッチ１６を押すことでフローが開始する（Ｓ１）。

リクエストスイッチ１６が押されると、車両側制御部１２は車両側送信部１１にリクエスト信号ＬＦ１を送信させる（Ｓ２）。図７に示すように、リクエスト信号ＬＦ１は、ウェークアップ信号を含む信号Ａと、コマンド信号ＣＭＤとからなっている。コマンド信号ＣＭＤには、車固有の識別符号であるＶ−ＩＤ（Ｖｈｉｃｌｅ−ＩＤ）の情報が含まれている。

携帯機３は、携帯機受信部２０でリクエスト信号ＬＦ１を受信すると、携帯機制御部２２がウェークアップ信号により間欠受信状態から連続受信状態となり、リクエスト信号ＬＦ１に含まれるＶ−ＩＤが、自機が保持するＶ−ＩＤと一致するか否かを判定する。ここでＶ−ＩＤが一致しなければ、そこでフローは終了する。Ｖ−ＩＤが一致すれば、携帯機制御部２２は携帯機送信部２１にアンサー信号ＲＦ１を送信させる（Ｓ５）。

車両側受信部１０がアンサー信号ＲＦ１を受信すると（Ｓ６）、車両側制御部１２は車両側送信部１１に位置確認信号ＬＦ２を送信させる。位置確認信号ＬＦ２は、図７に示すようにリクエスト信号ＬＦ１と同様にウェークアップ信号を含むと共に、携帯機のＩＤを含む信号Ａと、コマンド信号ＣＭＤを含む信号及び各送信アンテナ１５ａ〜１５ｆから順に送信される複数のＲｓｓｉ測定用信号とからなっている。

各送信アンテナ１５ａ〜１５ｆから送信されるＲｓｓｉ測定用信号は、図５に示すように所定強度を有し所定時間に渡って継続するパルス状の信号であり、携帯機３側で受信強度を測定するために用いられる。各Ｒｓｓｉ測定用信号は、携帯機からのＲＦ１信号を受信後に所定の時間経過して後、車両側送信部１１によって各送信アンテナ１５ａ〜１５ｆから所定の順序かつ所定の時間間隔で送信される。携帯機３は、車両側でＲＦ１の信号受信からどのタイミングでどのアンテナからの信号が送信されるかの情報を記憶しており、また、ＲＦ１の信号を受信した時間からタイマーを起動させて受信時間を測定する。そして、両者を比較することでどの送信アンテナ１５からのＲｓｓｉ測定用信号であるかを識別することができる。また、各送信アンテナ１５ａ〜１５ｆから送信される信号の時間間隔は、十分に短く設定されている。従って、全ての各送信アンテナ１５ａ〜１５ｆから送信されるのに必要な１周期の間において、人によって携帯される或いは置かれた携帯機３の位置は大きく移動しないと見なせる。携帯機が移動している場合、厳密には、一定の位置での強度データではないが、このように十分短い時間間隔としているので取得したデータは携帯機の所定位置における距離データと見なせる。なお、１周期が十分に早い場合、には必ずしも１つの周期におけるデータとせず、次の周期との平均値等しても良い。

各送信アンテナ１５ａ〜１５ｆから送信されたＲｓｓｉ測定用信号を含む位置確認信号ＬＦ２は、携帯機３の携帯機受信部２０によって受信される（Ｓ８）。携帯機制御部２２は、上述のように各Ｒｓｓｉ測定用信号の強度を三軸アンテナ２３で測定し、その三軸アンテナ２３から求めた各送信アンテナ毎の強度データの情報をアンサー信号ＲＦ２として車両側装置２に送信する（Ｓ９）。またこの際、アンサー信号ＲＦ２には、個々の携帯機に一義的に設定されているＩＤであるＨＵ−ＩＤも含めて送信される。なお、信号の強度測定は、車両１側からＲｓｓｉ測定用信号を送信して、携帯機３側でその強度を測定するものには限られず、車両１側から送信されるリクエスト信号そのものの強度を測定するものであってもよい。

車両側装置２の車両側送信部１１は、携帯機３からのアンサー信号ＲＦ２を受信する（Ｓ１０）。アンサー信号ＲＦ２を受信したら、車両側制御部１２はそれに含まれるＨＵ−ＩＤについて、車両に登録されたものと一致するか否かを判別する（Ｓ１１）。ここでＨＵ−ＩＤが車両に登録されたものと一致しない場合には、そこでフローを終了する。一方、ＨＵ−ＩＤが車両に登録されたものと一致する場合には、次に携帯機３が車両１の内外いずれに位置するかを判定する（Ｓ１２）。

リクエスト信号ＬＦ１の送受信時においては、当該リクエスト信号ＬＦ１を送信してから各携帯機３毎に異なる時間の後にアンサー信号ＲＦ１を送信し、この時間を測定することによって複数の携帯機３のうちどれから応答があるかによって迅速かつ簡易に携帯機３を特定する。リクエスト信号ＬＦ２の送受信時には、リクエスト信号ＬＦ１において検出した携帯機３に対して最初により情報量の大きい携帯機の個別ＩＤを用いた正確な認証と位置の確認を行う。そして、認証ができなかった場合にはそれぞれの携帯機３に対して同様の動作を行う。なお、リクエスト信号ＬＦ１での携帯機３の特定を省略して、ここの携帯機３の認証のみを行う、あるいは個々の携帯機３の認証をＲｓｓｉ測定信号の送信の後に行うようにすることもできる。

携帯機３の位置判定は、以下のフローに沿ってなされる。図６には、携帯機３の位置判定のフローチャートを示している。まず車両側制御部１２は、携帯機３から送信されたアンサー信号ＲＦ２に含まれるデータから、強度と該強度がどの送信アンテナから送信された信号であるか送信アンテナを特定する（Ｓ１２−１）。次に該強度を判定することで携帯機３の車両１に対する位置が図３に示す領域α、β、γのいずれに該当するかを判別する。

第１の境界面３０及び第２の境界面３１の内外いずれに携帯機３が位置しているかを判定するため、車両側制御部１２は、Ｓ１２−１で取得した強度データのうち、送信アンテナ１５ａ〜１５ｃからの強度データにつきそれぞれ距離Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃを算出する（Ｓ１２−２）。また、距離Ｌａと距離Ｌｂとを和した合計距離（Ｌａ＋Ｌｂ）と、距離Ｌｂと距離Ｌｃを和した合計距離（Ｌｂ＋Ｌｃ）を算出する（Ｓ１２−３）。

次に、距離Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃと第１の境界面３０の内外を判定するための所定の閾値との大小を比較する（Ｓ１２−４）。ここでの距離Ｌａについての閾値はｍｉｎＬａであり、距離Ｌｂについての閾値はｍｉｎＬｂであり、距離Ｌｃについての閾値はｍｉｎＬｃであり、これらはメモリ１３に記憶されている。車両側制御部１２は、メモリ１３から各閾値を読み出し、各距離と比較する。また、前述したように、測定された距離Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃに対して所定の係数を乗じた上で、各閾値と比較するようにしてもよい。距離Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃのいずれか１つ以上が閾値より小さかった場合には、携帯機３は第１の境界面３０の内側、すなわち領域γに位置していると判別し、携帯機３は車内に位置するものと判定する（Ｓ１２−５）。距離Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃが全て閾値より大きかった場合には、次に合計距離（Ｌａ＋Ｌｂ）と合計距離（Ｌｂ＋Ｌｃ）について所定の閾値との大小を比較する（Ｓ１２−６）。ここでの合計距離（Ｌａ＋Ｌｂ）についての閾値はｍｉｎ（Ｌａ＋Ｌｂ）であり、合計距離（Ｌｂ＋Ｌｃ）についての閾値はｍｉｎ（Ｌｂ＋Ｌｃ）である。また、前述したように、測定された各距離Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃに対して所定の係数を乗じた上で合計距離を算出し、各閾値と比較するようにしてもよい。合計距離（Ｌａ＋Ｌｂ）と合計距離（Ｌｂ＋Ｌｃ）の少なくとも１つが閾値より小さかった場合には、携帯機３は第１の境界面３０の内側、すなわち領域γに位置していると判別し、携帯機３は車内に位置するものと判定する（Ｓ１２−７）。合計距離（Ｌａ＋Ｌｂ）と合計距離（Ｌｂ＋Ｌｃ）のいずれもが閾値より大きかった場合には、携帯機３は第１の境界面の外側に位置していると判別する（Ｓ１２−８）。

続いて、距離Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃと第２の境界面３１の内外を判定するための所定の閾値との大小を比較する（Ｓ１２−９）。ここでの距離Ｌａについての閾値は面４０の半径であり、距離Ｌｂについての閾値は面４１の半径であり、距離Ｌｃについての閾値は面４２の半径であり、これらはメモリ１３に記憶されている。車両側制御部１２は、メモリ１３から各閾値を読み出し、各距離と比較する。距離Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃが全て閾値より大きかった場合には、携帯機３は第２の境界面３１の外側、すなわち領域αに位置していると判別し、携帯機３は車外に位置するものと判定する（Ｓ１２−１０）。一方で距離Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃのいずれか１つ以上が閾値より小さかった場合には、携帯機３は第２の境界面３１の内側に位置していると判別する（Ｓ１２−１１）。これはすなわち、携帯機３が領域βに位置していると判別することを意味している。

このようにして強度データから距離を算出し、求めた携帯機３の絶対位置の精度はあまり高くないが、携帯機３がいずれの領域にあるかの判別は充分に行うことができる。そして、領域α及び領域γは、図３に示すように車両内外境界面からはある程度離れた領域であるので、携帯機３の位置が領域αまたは領域γと判別されれば、携帯機３の位置の精度そのものはあまり高くなくても、携帯機３が車内外のいずれにあるかについては充分な精度で判定を行うことができる。すなわち測定される強度データのうち、正規の値に対する誤差を考慮しても、誤った判定は行わない事が確認・或いは計算されているデータの場合には、該データによって直ちに位置を判定するようにしている。

一方、携帯機３が領域βに位置すると判別された場合には、車両側制御部１２はメモリ１３からマハラノビス距離の算出に必要なパラメータを読み出し（Ｓ１２−１２）、携帯機３から得た強度データと内側データ群とのマハラノビス距離と、携帯機３から得た強度データと外側データ群とのマハラノビス距離とをそれぞれ算出する（Ｓ１２−１３）。

マハラノビス距離を算出したら、車両側制御部１２は携帯機３から得た強度データからのマハラノビス距離が、内側データ群よりも外側データ群に近いか否かを判別する（Ｓ１２−１４）。外側データ群に近い場合、車両側制御部１２は携帯機３が車外に位置すると判定し（Ｓ１２−１５）、位置判定のフローを終了する。外側データ群よりも内側データ群に近い場合は、車両側制御部１２は携帯機３が車内に位置すると判定し（Ｓ１２−１６）、位置判定のフローを終了する。

車両側制御部１２は、携帯機３が車内にあるか、車外にあるかによってその後、異なる制御を行う（Ｓ１３）。携帯機３の位置が車内にあると判別した場合には、そのままフローを終了する。リクエストスイッチ１６を押してドアを解錠させる際には、携帯機３は車外にあるはずであって、使用者と共に携帯機３が車内にある場合にドアを解錠させると、携帯機３を持っていない人でもリクエストスイッチ１６を押してドアを解錠させることができてしまう。これを防ぐために、携帯機３が車内にある場合には、ドアを解錠しないようにしている。一方、携帯機３の位置が車外にあると判別した場合には、ドアの施錠装置（図示しない）に対して解錠の指令信号を出力し、ドアを解錠する（Ｓ１４）。

ここではリクエストスイッチ１６を押してドアを解錠する動作について示したが、ドアを施錠する動作についても同様に携帯機３の位置判別を行って、その結果に応じた制御を行うことができる。また、ドアの施錠・解錠動作に限らず、携帯機３の位置に応じてエンジンを起動させるなどの動作についても、同様に携帯機３の位置判別を行って、その結果に応じて動作させることができる。

以上のように、携帯機３で検出した複数の送信アンテナ１５からの信号強度に基づいて算出された距離について、２つの距離を和した合計距離を算出し、それと所定の閾値との大小を比較することにより、判別を行う境界面を楕円球状とすることができるので、車体面の形状に近い境界面によって携帯機３の位置判定を行うことができる。また、車両１の内側に設けられた３つの送信アンテナ１５のうち２つを有する複数の組（送信アンテナ１５ａと１５ｂの組及び送信アンテナ１５ｂと１５ｃの組）について、それぞれ合計距離を算出して閾値と比較することとしたので、複数の楕円球状の面を境界面として設定でき、境界面を車体面の形状により近づけることができる。さらには、各送信アンテナ１５からの距離も閾値と比較することとしたので、各送信アンテナ１５を中心とする球状の面も境界面の一部とすることができるので、これらを組み合わせてその外縁の面を境界面として設定でき、境界面を車体面の形状により近づけることができる。

また、まず簡易な方法で携帯機３が位置する領域を判別し、車体面から車外側または車内側にある程度離れた領域に携帯機３が位置している場合には、領域の判別結果を基に直ちに車内外の位置判定を行い、車体面近傍の領域に携帯機３が位置している場合には、マハラノビス距離を算出しそれを基に車内外の位置判定を行うようにしたので、マハラノビス距離算出のための細かいデータを、車体面近傍だけ取得しておけばよいので、工数を大幅に削減することができる。また、車体面からある程度離れた領域に携帯機３が位置している場合には、マハラノビス距離の算出を行うことなく位置判定を行うことができるので、処理にかかる時間も短くすることができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の適用はこれら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。これまで説明した実施形態では、強度データを対応する距離に変換しているが、必ずしも距離に変換する必要はなく、距離に対応するものであれば良い。例えば距離に変換することなく直接、強度データに所定の演算を行ない値を求めて、これによって境界面を特定しても良い。なお、この場合は、携帯機の位置判別をする際に用いるデータも取得した強度データとできる。
また、図３に示すように送信アンテナ１５を車両１内外にそれぞれ３つずつ設けているが、送信アンテナ１５の数と配置はこれに限られない。ただし、合計距離を算出するため、車両１の内側には少なくとも２つ以上の送信アンテナ１５が必要である。なお、送信アンテナ１５は多くあった方がより精度よく位置を判別することができる。

また、第１の境界面３０の設定についても、図３に示す本実施形態のものには限られない。車両１の内側には、前述のように少なくとも２つの送信アンテナ１５が設けられるので、これらを焦点とした一つの楕円球状の面を境界面としてもよいし、より多くの送信アンテナ１５を車両１の内側に設けて、楕円球状の面を多数重ねてその外縁の面を境界面としてもよい。それに対しさらに各送信アンテナ１５を中心とする球状の面を重ねてその外縁の面を境界面とすることで、より車両１の車体面に近い形状の境界面を設定することができる。また本実施例においては車室の内外判定のためにもちいているがこれには限られず例えば車両から１０ｃｍ離れた仮想面を境界面として、その境界面に対する内外判定の為に用いても良い。また、その他、座席の境界を境界面とする、或いは車両を基準とした周辺に楕円を規定しこれを境界面とし、この境界面内に携帯機を持った人が侵入したときにアンロックを行なう等する事もできる。

さらに、本実施形態では車両側装置２側の車両側制御部１２で、領域の判別及び携帯機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ているが、携帯機３にメモリ１３と同様のメモリを設けて領域判別のための各閾値及びマハラノビス距離算出に必要なパラメータを記憶しておき、携帯機制御部２２において領域の判別やマハラノビス距離の算出を行って、携帯機３の内外判定を行うようにしてもよい。

また、本実施形態では第１の境界面３０と第２の境界面３１のそれぞれについて内外の判別を行い、領域α、γの場合はそのまま車内外の判定を、領域βの場合はマハラノビス距離を用いて車内外の判定を行うこととしたが、境界面を車体面とほぼ重なるように１つ設定し、その内外判別だけで車内外の判定を行うこともできる。ただし、その場合にはマハラノビスの距離を使わないので判定の精度は低下する。

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。 車両に設けられるアンテナの位置及び携帯機位置判別の領域設定を示した図である。 解錠動作の際のフローチャートである。 車両側装置と携帯機からの信号のチャート図である。 携帯機の位置判別のフローチャートである。

符号の説明

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 メモリ
１４ 受信アンテナ
１５ 送信アンテナ
１６ リクエストスイッチ
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

Claims (5)

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に接続される車両側送信部と、アンサー信号を受信する車両側受信部とを備えた車両側装置と、前記リクエスト信号を受信する携帯機受信部と、アンサー信号を送信する携帯機送信部とを備えた携帯機とを有したキーレスエントリー装置において、
   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、
   前記車両側制御部または携帯機制御部は、前記携帯機で検出した複数の送信アンテナからの信号強度についてそれぞれ前記携帯機と送信アンテナ間の距離を算出し、該算出した距離のうち前記携帯機と２つの異なる前記送信アンテナ間の２つの距離または該２つの距離に所定の係数を乗じた数値を和した合計距離を算出すると共に、該合計距離と所定の閾値を比較することで前記携帯機が所定境界面の内外いずれに位置するかを判定することを特徴とするキーレスエントリー装置。
2. 前記車両側制御部または携帯機制御部は、前記複数の送信アンテナのうちいずれか２つで１組を作り、また該１組の送信アンテナとは異なる他の組を作り、これによって１対のアンテナからなる複数の組を作り、該複数の組について、各送信アンテナからの距離または該距離に所定の係数を乗じた数値を和した合計距離をそれぞれ算出すると共に、各合計距離と所定の閾値を比較することで前記携帯機が所定境界面の内外いずれに位置するかを判定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。
3. 前記車両側制御部または携帯機制御部は、前記合計距離と所定の閾値を比較し、さらに各送信アンテナからの距離と所定の閾値も比較することで前記携帯機が所定境界面の内外いずれに位置するかを判定することを特徴とする請求項２記載のキーレスエントリー装置。
4. 前記送信アンテナは前記車両の前後方向に複数設けられることを特徴とする請求項２または３記載のキーレスエントリー装置。
5. 前記車両側制御部または携帯機制御部が判別する所定境界面が、前記車両の車体近傍の面となるように前記閾値が設定されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のキーレスエントリー装置。

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