JP5161695B2 - 位置教示機能通信周波数切換システム及び位置教示機能通信周波数切換方法 - Google Patents

Description

本発明は、例えば物品（対象物）の位置を見失ったユーザに、携帯端末により物品位置を教示する位置教示機能に係り、詳しくはその機能で使用される通信周波数が可変式をとる位置教示機能通信周波数切換システム及び位置教示機能通信周波数切換方法に関する。

近年、各地において郊外型の大型ショッピング施設が多く建設され、このような郊外型の大型ショッピング施設では、多数の客が訪れる関係上、非常に広大な敷地面積の駐車場を完備しているところが多い。よって、このショッピング施設に車両で訪れた客の中には、買い物を終えて帰宅の途に付く際に、駐車場に駐車しておいた車両の位置を忘れてしまう人もいる。よって、このような状況になっても簡単に車両を見つけ出せるようにするために、駐車車両の位置の発見を手助けするシステムとして、今日ではカーファインダシステムというものが開発されている。このカーファインダシステムの一例は、例えば特許文献１，２等に開示されている。

これら文献に開示される一般的なカーファインダシステムでは、ユーザが所持する携帯端末として車両キーや携帯電話等が使用される。そして、カーファインダシステムを動作させる要求操作が携帯端末で行われると、その操作に対応した操作信号が携帯端末から車両に無線発信され、車両がこの操作信号を受信すると、車両と携帯端末との間の位置関係を割り出し、携帯端末に車両の駐車位置を表示させる。よって、ユーザは携帯端末の表示位置を見れば車両の駐車位置が確認可能となるので、広大な敷地面積の駐車場において自車両の位置が分からなくなっても、携帯端末の案内によって自車両を簡単に発見することが可能となる。

ところで、車両キーと車両との間の位置関係の割り出しには、車両が車両キーから受信した操作信号を基に、車両キーの位置や方向を推定するキー位置推定方式を使用する場合が多い。このキー位置推定方式では、高い位置算出精度を持つ関係上、車載受信機の受信アンテナとしてアダプティブアレイアンテナを使用することが一般的である。アダプティブアレイアンテナは、複数のアンテナ素子を持ち、これら各アンテナ素子から得る受信電波を基にキー位置推定を行うものである。ここで、アンテナには受信対象の電波周波数が低いと、その分だけアンテナサイズが大きくなってしまう特性があるので、アダプティブアレイアンテナのような複数のアンテナ素子を持つアンテナでは、アンテナサイズを極力小さく抑えるためにも、電波は高い周波数が使用される。
特開２００６−３４７２９１号公報 特開２００７−２４１４７２号公報

ところで、車載受信機は、車両キーから発信された操作信号を自身の受信アンテナで受信するための動作として、通常時は待ち受け動作をとっている。しかし、受信機の待ち受け動作は、受信対象の電波が高い周波数の場合、受信機のＩＣで必要となる電力が多量に必要となる関係上、消費電力が大きくなる欠点がある。よって、キー位置推定を高精度で行うために、例えば受信アンテナとしてアダプティブアレイアンテナを使用しなければならない前提がある場合、アダプティブアレイアンテナは使用電波が高い周波数であることから、受信機の待ち受け動作で要する消費電力を大きく要してしまう問題があった。

本発明の目的は、受信機の待ち受け動作に要する消費電力を低く抑えることができる位置教示機能通信周波数切換システム及び位置教示機能通信周波数切換方法を提供することにある。

前記問題点を解決するために、本発明では、物品に位置教示を要求する要求操作が携帯端末で実行された際、当該携帯端末と前記物品との間の位置関係を割り出し、前記携帯端末上でユーザに物品位置を教示する位置教示機能を持った位置教示機能通信周波数切換システムにおいて、前記位置教示機能は、前記物品及び前記携帯端末の一方がこれらの他方から受信する高周波数の信号を用いて当該他方の位置を推定することにより互いの前記位置関係を割り出し、前記物品及び前記携帯端末のうち位置推定を行う側の受信機は、通常は低い周波数の待ち受け動作をとり、前記位置推定を行う際に、高い周波数に待ち受け動作が切り換わり、前記信号には、前記位置推定の実行を要求する位置推定要求と、前記位置推定の際に必要となる位置推定信号とが含まれ、前記位置教示機能は、前記物品及び前記携帯端末のうち前記位置推定を行う側に前記受信機として複数のアンテナ素子が設けられ、これらアンテナ素子が前記信号として受信する各々の電波が持つ受信パラメータを基に、前記他方の位置推定を行い、通信相手から前記受信機が前記位置推定要求を受け付けたとき、当該受信機の待ち受け動作の周波数を、それまでの低い周波数から高い周波数に切り換えることを要旨とする。

この構成によれば、ユーザが物品の配置位置を忘れてしまった場合には、携帯端末に備え付けられた位置教示機能により物品位置を確認するために、ユーザは位置教示機能を実行させる要求操作を携帯端末で行う。このとき、携帯端末が物品と無線通信を開始し、この通信の過程において物品及び携帯端末の一方がこれらの他方から受信する高周波数の信号を用いて他方の位置推定を求める。これにより、物品及び携帯端末の互いの位置関係が割り出され、携帯端末上に物品の配置位置が通知される。よって、ユーザは携帯端末により物品の配置位置を確認可能となることから、ユーザはもし仮に物品の配置位置を忘れてしまった場合でも、位置教示機能を使用すれば物品位置を知ることが可能となる。

また、本構成の場合、物品及び携帯端末のうち位置推定を行う側の受信機は、通常時の際、低い周波数で待ち受け動作をとり、位置推定を行うときにのみ、高い周波数での待ち受け動作をとるようにした。このため、例えば高い精度で位置推定を行うことを目的として、高い周波数の信号で位置推定を行う場合であっても、受信機は位置推定を行うときにのみ高い周波数での待ち受け動作をとる。ところで、この種の受信機は高い周波数で待ち受け動作をとるときに消費電力が大きくなってしまう特性がある。しかし、本構成においては、受信機の待ち受け動作を常時、高い周波数のもので行わずに済むので、その分だけ待ち受け動作に要する消費電力を低く抑えることが可能となる。

この構成によれば、位置推定の方式としては、高い位置推定結果を取得するために、複数のアンテナ素子からなる受信機を使用し、これらアンテナ素子の各々で受信する電波の受信パラメータ（例えば電波波形の位相）を使用して位置を推定する方式が採用される。ところで、この種のアンテナにおいては、隣同士のアンテナ素子の間隔を例えば受信電波のλ／２に設定するなどの諸条件が必要となるが、ここでもし仮に受信電波に低い周波数のものを採用すると、その分だけアンテナ素子を大きな間隔を開けて配置しなくてはならなくなり、受信機（アンテナサイズ）が大型化してしまう問題に繋がる。しかし、本構成では、受信信号に高い周波数の信号を使用するので、隣同士のアンテナ素子の間隔が狭く済むことになり、その分だけ受信機の小型化を図ることが可能となる。
この構成によれば、物品及び携帯端末のうち位置推定を行う側が受信機で位置推定要求を受信すると、位置教示機能の動作を開始する状態に入るとともに、受信機を高周波の待ち受け動作に切り換え、この位置推定要求の後に通信相手から続いて送られてくる高周波数の位置推定信号を使用して、通信相手の位置を推定する。このため、受信機が位置推定要求を受け付けたときに受信機の待ち受け動作が高い周波数のものに切り換えられるので、位置推定要求の後に続いて送られてくる位置推定信号により位置推定を行う本構成の場合において、好適なタイミングで受信機の待ち受け動作の周波数切り換えを行うことが可能となる。

本発明では、前記位置教示機能は、前記物品が前記位置推定として前記携帯端末の位置を推定し、その推定結果を前記携帯端末に送って、前記携帯端末に前記物品との間の位置関係を割り出させて前記位置教示を行うことを要旨とする。

この構成によれば、位置推定を物品側で行うので、この種の位置推定の機能を携帯端末に搭載せずに済む。よって、携帯端末の部品構造の簡素化を図ることが可能となり、例えば携帯端末が大型化してしまうなどの諸問題が発生しない。

本発明では、物品に位置教示を要求する要求操作が携帯端末で実行された際、当該携帯端末と前記物品との間の位置関係を割り出し、前記携帯端末上でユーザに物品位置を教示する位置教示機能に使用される位置教示機能通信周波数切換方法において、前記位置教示機能は、前記物品及び前記携帯端末の一方がこれらの他方から受信する高周波数の信号を用いて当該他方の位置を推定することにより互いの前記位置関係を割り出し、前記物品及び前記携帯端末のうち位置推定を行う側の受信機は、通常は低い周波数の待ち受け動作をとり、前記位置推定を行う際に、高い周波数に待ち受け動作が切り換わり、前記信号には、前記位置推定の実行を要求する位置推定要求と、前記位置推定の際に必要となる位置推定信号とが含まれ、前記位置教示機能は、前記物品及び前記携帯端末のうち前記位置推定を行う側に前記受信機として複数のアンテナ素子が設けられ、これらアンテナ素子が前記信号として受信する各々の電波が持つ受信パラメータを基に、前記他方の位置推定を行い、通信相手から前記受信機が前記位置推定要求を受け付けたとき、当該受信機の待ち受け動作の周波数を、それまでの低い周波数から高い周波数に切り換えることを要旨とする。

本発明によれば、受信機の待ち受け動作に要する消費電力を低く抑えることができる。

以下、本発明を具体化した位置教示機能通信周波数切換システム及び位置教示機能通信周波数切換方法の一実施形態を図１〜図５に従って説明する。
図１に示すように、車両１には、車両キーとして使用される電子キー２との間でキー照合を行う電子キーシステム３と、車両ドア（座席ドア及びラッゲージドアも含む）のドアロックを施解錠するドアロックシステム４と、エンジンの動作状態を管理するエンジンシステム５とが設けられている。なお、電子キー２は、車両１との間で狭域無線通信が可能であって、電子キー２が固有に持つＩＤコードを無線通信により車両１に発信して車両１にキー照合を行わせるキーである。なお、車両１が物品に相当し、電子キー２が携帯端末に相当する。

電子キーシステム３には、電子キー２がＩＤコードを発信するときに個別のキー操作が不要であるキー操作フリーシステム６がある。キー操作フリーシステム６には、ドアロック施解錠操作の際にキー操作を必要としない機能としてスマートエントリーシステムがある。このスマートエントリーシステムでは、車両１に、電子キー２との間でキー照合（ＩＤ照合）を行う照合ＥＣＵ７が設けられている。照合ＥＣＵ７には、車外にＬＦ帯（約130KHz）の信号を発信する車外ＬＦ発信機８と、車内に同じＬＦ帯の信号を発信する車内ＬＦ発信機９と、低ＲＦ帯（約312MHz）の信号を受信可能なＲＦ受信機１０とが接続されている。また、照合ＥＣＵ７は、車内の一ネットワークである車内ＬＡＮ１１を介してドアロックシステム４及びエンジンシステム５に接続されている。

また、電子キー２には、電子キー２の各種動作を統括制御する通信制御部１２が設けられている。この通信制御部１２は、ＣＰＵ１３やメモリ１４等の各種デバイスを持ち、電子キー２が持つ固有のキーコードとしてＩＤコードがメモリ１４に登録されている。通信制御部１２には、ＬＦ帯の信号を受信可能なＬＦ受信機１５と、低ＲＦ帯（約312MHz）の信号を発信可能なＲＦ発信機１６とが接続されている。通信制御部１２は、ＬＦ受信機１５でどの種の信号を受け付けたか否かを逐次監視するとともに、ＲＦ発信機１６からの信号発信の動作を管理する。

車両１が駐車状態の際、照合ＥＣＵ７は、車外ＬＦ発信機８からＬＦ帯のリクエスト信号Ｓrqを断続的に発信させ、車両周辺にリクエスト信号Ｓrqの車外通信エリアを形成して、狭域無線通信（以降、スマート通信と記す）の成立を試みる。電子キー２がこの車外通信エリアに入り込んでリクエスト信号Ｓrqを受信すると、電子キー２はリクエスト信号Ｓrqに応答する形で、自身のメモリ１４に登録されたＩＤコードを乗せたＩＤ信号Ｓidを低ＲＦ帯の信号で返信する。照合ＥＣＵ７は、ＲＦ受信機１０でＩＤ信号Ｓidを受信してスマート通信が確立すると、自身のメモリ１７に登録されたＩＤコードと電子キー２のＩＤコードとを照らし合わせてＩＤ照合、いわゆるスマート照合（車外照合）を行う。照合ＥＣＵ７は、この車外照合が成立したことを確認すると、ドアロックシステム４によるドアロック施解錠動作を許可又は実行する。

また、キー操作フリーシステム６には、エンジン始動停止操作の際に実際の車両キー操作を必要とせずに単なるスイッチ操作のみでエンジン（図示略）の始動停止操作を行うことが可能な機能としてワンプッシュエンジンスタートシステムがある。このワンプッシュエンジンスタートシステムでは、例えばカーテシスイッチ（図示略）により運転者の車内への乗車が確認されると、照合ＥＣＵ７はそれまでの車外ＬＦ発信機８からではなく、今度は車内ＬＦ発信機９からリクエスト信号Ｓrqを発信して、車内全域に車内通信エリアを形成する。照合ＥＣＵ７は、電子キー２がこの車内通信エリアに入り込んで返信してきたＩＤ信号ＳidをＲＦ受信機１０で受信すると、自身に登録されたＩＤコードと電子キー２のＩＤコードとを照らし合わせてＩＤ照合、いわゆるスマート照合（車内照合）を行う。照合ＥＣＵ７は、この車内照合が成立したことを確認すると、エンジンシステム５によるエンジン始動動作を許可する。

電子キーシステム３には、ドアロック施解錠を電子キー２のボタン操作により行うワイヤレスキーシステム１８がある。このワイヤレスキーシステム１８では、電子キー２に設けられたロックボタン１９やアンロックボタン２０が操作されると、各操作ボタンに応じた信号内容を持つワイヤレス信号Ｓwlが狭域無線通信（ワイヤレス通信）によりＲＦ発信機１６から車両１に向かって低ＲＦ帯の信号で発信される。このワイヤレス信号Ｓwlには、電子キー２のキーコードであるＩＤコードと、車両１への要求がドアロックの施錠及び解錠のどちらであるのかを指示する機能コードとが含まれている。

電子キー２でアンロックボタン２０が操作されると、電子キー２からワイヤレス信号Ｓwlとして解錠要求が低ＲＦ帯の信号で発信される。照合ＥＣＵ７は、この解錠要求をＲＦ受信機１０で受信すると、解錠要求内のＩＤコードが正しければ、同じ解錠要求内に含まれる解錠を指示する機能コードに従い、ドアロックシステム４にドアロックを解錠させる。また、電子キー２でロックボタン１９が操作されると、電子キー２からワイヤレス信号Ｓwlとして施錠要求が低ＲＦ帯の信号で発信される。照合ＥＣＵ７は、この施錠要求をＲＦ受信機１０で受信すると、施錠要求内のＩＤコードが正しければ、同じ施錠要求内に含まれる施錠を指示する機能コードに従い、ドアロックシステム４にドアロックを施錠させる。

車両１には、電子キー２を持つ車両ユーザに車両１の位置（駐車位置）を教示するシステムとしてカーファインダシステム２１が設けられている。本例のカーファインダシステム２１は、電子キー２から発信される電波（以降、カーファインダ機能トリガ電波Ｓcfと記す）を基に車両１が電子キー２の位置を推定し、その推定位置を電子キー２に送り返して、電子キー２に車両位置を通知させるシステムである。このカーファインダシステム２１では、車両１に、カーファインダシステム２１のコントロールユニットとしてカーファインダＥＣＵ２２が設けられている。また、カーファインダＥＣＵ２２は、車内ＬＡＮ１１を介して照合ＥＣＵ７等の他ＥＣＵに接続され、これらＥＣＵとデータやり取りが可能となっている。なお、カーファインダ機能トリガ電波Ｓc fが信号に相当する。

また、カーファインダＥＣＵ２２には、カーファインダシステム２１の車両側受信機としてカーファインダ車載受信機２３が接続されている。カーファインダ車載受信機２３は、各々受信周波数が異なる複数の受信回路（受信ユニット）を持ち、これら受信回路の中の１つを選択的に動作させることにより、受信周波数が選択的に切り換え可能となっている。本例のカーファインダ車載受信機２３は、高ＲＦ帯の電波（数GHz）と低ＲＦ帯の電波（約312MHz）との２種類を受信可能となっている。カーファインダ車載受信機２３の受信周波数切り換えは、カーファインダＥＣＵ２２によって管理されている。なお、カーファインダ車載受信機２３が受信機に相当する。

また、カーファインダ車載受信機２３は、電波を受信するときの実行動作、つまり受信できる電波を探査する動作として待ち受け動作をとり、この待ち受け動作をとっているときに電波を受信可能である。本例のようにカーファインダ車載受信機２３が２種類の周波数の電波を受信可能な場合、カーファインダ車載受信機２３は、一方の周波数の電波を受信する状態に入るとき、その周波数の電波受信を待つ待ち受け動作をとり、他方の周波数の電波を受信する状態に入るとき、その周波数の電波受信を待つ待ち受け動作に切り換わる。また、この待ち受け動作は、対応する周波数の受信機を動作状態に切り換えるスタートアップと、このスタートアップの後に実際に電波受信可能な状態に入る受信準備動作とからなる。さらに、待ち受け動作は、受信電波が正常に読み取れて受信が完了すると、その時点で動作が終了する。

カーファインダＥＣＵ２２には、カーファインダシステム２１の車両側発信機としてカーファインダ車載発信機２４が接続されている。このカーファインダ車載発信機２４は、低ＲＦ帯（312MHz）の信号を発信可能であって、信号発信動作がカーファインダＥＣＵ２２によって管理されている。また、車両１には、車両１の進行向きを割り出す車両用コンパス２５が搭載されている。車両用コンパス２５は、車両１がその都度とる方位に関連する情報としてコンパス情報をカーファインダＥＣＵ２２に出力する。

一方、電子キー２には、カーファインダシステム２１のカーファインダ機能を動作させるときに操作するカーファインダボタン２６が設けられている。カーファインダボタン２６は、プッシュモーメンタリ式のボタンからなり、電気配線を介して通信制御部１２に接続されている。また、電子キー２には、高ＲＦ帯（約数GHz）の信号を送信可能なＲＦ発信機２７と、低ＲＦ帯（312MHz）の信号を受信可能なＲＦ受信機３２とが通信制御部１２に接続された状態で設けられている。このＲＦ発信機２７は、カーファインダシステム２１用の高いＲＦ電波を発信可能な高周波数電波発信回路が組み込まれている。通信制御部１２は、カーファインダボタン２６が操作されたことを検出すると、カーファインダボタン２６が操作されたことを車両１に伝える通知としてカーファインダ機能トリガ電波Ｓcfを発信させる。このとき、図３に示すように、まずは位置推定要求ＤａがＲＦ発信機１６から低ＲＦ帯の信号で発信され、位置推定信号ＤｂがＲＦ発信機２７から高ＲＦ帯の信号で位置推定要求Ｄａより所定時間遅延させて発信される。なお、カーファインダ機能が位置教示機能に相当し、カーファインダ機能の実行が位置教示に相当し、カーファインダボタン２６の操作が要求操作に相当する。

また、電子キー２には、電子キー２の方位を検出するキー用コンパス２８が搭載されている。キー用コンパス２８は、電子キー２がその都度とる方位に関連する情報をコンパス情報として通信制御部１２に出力する。電子キー２には、車両１の位置をユーザに通知する表示系として表示部２９が設けられている。表示部２９は、通信制御部１２によって表示が管理され、電子キー２から見た車両１の位置（方向や距離）を画面表示する。

図２に示すように、電子キー２の通信制御部１２には、車両１とカーファインダ機能に準ずる無線通信を行う際に、そのときの発信電波の発信周波数を切り換え可能な発信周波数切換部３０が設けられている。一方、車両１のカーファインダＥＣＵ２２には、カーファインダ車載受信機２３の受信周波数を切り換え可能な受信周波数切換部３１が設けられている。なお、発信周波数切換部３０及び受信周波数切換部３１は、各々のＣＰＵがプログラムを実行することにより機能的に生成されるもので、同図ではこれらをブロック図で図示する。

次に、本例のカーファインダシステム２１の動作を図３〜図５に従って説明する。
例えば、ユーザが広大な敷地スペースの駐車場に車両１を停め、その駐車車両１から一旦離れて用事を済ませた後に駐車車両１に戻ろうとしたときに、駐車位置を忘れてしまった場合を想定する。このとき、電子キー２に備え付けのカーファインダ機能で車両位置を知ろうとした場合、ユーザは電子キー２のカーファインダボタン２６を操作する。通信制御部１２は、カーファインダボタン２６が操作されたことを検出すると、カーファインダ機能トリガ電波ＳcfをＲＦ発信機１６及びＲＦ発信機２７からＲＦ帯の信号で発信させる。

このカーファインダ機能トリガ電波Ｓcfには、図３に示すように、カーファインダ機能の動作開始を車両１に要求する位置推定要求Ｄａと、車両１が電子キー２の位置を算出する際に必要となる位置推定信号Ｄｂとが含まれている。位置推定要求Ｄａには、電子キー２のＩＤコードと、カーファインダ機能を実行させることを要求する機能コードとしてカーファインダ機能実行要求とが含まれている。また、位置推定信号Ｄｂは、特に決められたデータ内容を持つものではなく、車両１が電子キー２の位置を推定するときに使用するための電波である。

このカーファインダ機能トリガ電波Ｓcfの発信の際、発信周波数切換部３０は、図５に示すように、まずは最初に位置推定要求ＤａをＲＦ発信機１６から低ＲＦ帯（約312MHz）の信号で発信させる。そして、位置推定要求Ｄａの発信が完了した後、発信周波数切換部３０は、位置推定信号Ｄｂを今度はＲＦ発信機２７から高ＲＦ帯（約2数GHz）の信号で発信させる。また、発信周波数切換部３０は、位置推定信号Ｄｂを発信させた後、車両１（カーファインダＥＣＵ２２）から位置推定の演算結果が発信されるタイミングで、ＲＦ受信機３２を電波の待ち受け動作に入らせる。なお、このときにＲＦ受信機３２がとる待ち受け動作は、カーファインダ車載受信機２３が実行する待ち受け動作と同様の動作内容をとる。

ところで、カーファインダ車載受信機２３は、通常時において低い周波数、つまり低ＲＦ帯の電波受信を待つ待ち受け動作をとっている。電子キー２からカーファインダ機能トリガ電波Ｓcf、つまり位置推定要求Ｄａが発信された際、通常時のカーファインダ車載受信機２３は低い周波数の待ち受け動作をとることから、この待ち受け動作時に位置推定要求Ｄａを受信する状態をとって位置推定要求Ｄａを受け付ける。カーファインダ車載受信機２３が位置推定要求Ｄａを受信すると、カーファインダＥＣＵ２２はこの位置推定要求Ｄａの読み取りに入り、まずはこの位置推定要求Ｄａに含まれるＩＤコードを、車内ＬＡＮ１１を介して照合ＥＣＵ７に転送する。照合ＥＣＵ７は、カーファインダＥＣＵ２２からＩＤコードを受け付けると、このＩＤコードに関してＩＤ照合を行い、このＩＤ照合が成立することを確認すると、ＩＤ照合成立の確認結果を、車内ＬＡＮ１１を介してカーファインダＥＣＵ２２に出力する。

カーファインダＥＣＵ２２は、照合ＥＣＵ７からＩＤ照合成立の確認結果を受け付けると、同じ位置推定要求Ｄａ内に含まれるカーファインダ機能実行要求を指令として、カーファインダ機能の実行を開始する。このとき、受信周波数切換部３１は、カーファインダ車載受信機２３の待ち受け動作を、高ＲＦ帯での待ち受け動作に切り換える。よって、電子キー２からは位置推定要求Ｄａの後、高ＲＦ帯で位置推定信号Ｄｂが発信されてくるが、この位置推定信号Ｄｂを高ＲＦ帯での待ち受け動作のときに受信する状態をとる。これにより、カーファインダＥＣＵ２２は、問題なく位置推定信号Ｄｂを受信できる状態をとる。

そして、カーファインダＥＣＵ２２は、カーファインダ車載受信機２３で受け付ける位置推定信号Ｄｂを基に、車両１から見た電子キー２の位置を割り出すキー位置算出を開始する。このキー位置算出として、まずカーファインダＥＣＵ２２は、車載受信機２３で受信した位置推定信号Ｄｂを基に、カーファインダ機能トリガ電波Ｓcfの電波到来方向、即ち車両１から見た東西南北が対応付けられていない電子キー２の方向（相対方向）を演算する。なお、この絶対位置方向演算は、カーファインダシステム２１の電波受信機である車載受信機２３としてアダプティブアレイアンテナを使用する方式（アダプティブアレイアンテナ方式）が採用されている。アダプティブアレイアンテナ方式は、複数のアンテナ素子が配列されたアレーアンテナを用い、各々のアンテナ素子で受信した受信電波の振幅と位相の差により、受信電波の電波到来方向を割り出す方式である。この演算には、例えばビームフォーマ法、Capon法、線形予測法、最小ノルム法、MUSIC法、ESPRIT法等がある。なお、受信電波の振幅や位相が受信パラメータに相当する。

ところで、位置推定信号Ｄｂに高ＲＦ帯の電波を使用するのは、以下の理由からである。アダプティブアレイアンテナは、複数のアンテナ素子を使用しつつ、しかも隣同士のアンテナ素子を受信電波のλ／２ずつ間隔を開けて配置する必要がある。よって、位置推定に使用される位置推定信号Ｄｂに低ＲＦ帯のものを使用すると、その分だけ隣同士のアンテナ素子の間隔を広くとる必要が出てくるので、アダプティブアレイアンテナのアンテナサイズ、つまり車載受信機２３のサイズが相対的に大きくなってしまう問題が発生する。よって、本例の場合は、位置推定信号Ｄｂを高ＲＦ帯の電波で発信するようにして、車載受信機２３のサイズを極力小さく抑えるようにしている。なお、車載受信機２３は位置推定要求Ｄａを低ＲＦ帯で受信するようになっているが、位置推定要求Ｄａはアダプティブアレイアンテナの１つのアンテナ素子で受け付けられればよいので、何ら問題はない。

カーファインダＥＣＵ２２は、以上のようにして電子キー２の相対方向を割り出すと、電子キー２の相対方向情報と、車両用コンパス２５から取得する方位情報とを基に、車両１から見た東西南北が対応付けられた電子キー２の方向（絶対方向）を算出する。また、カーファインダＥＣＵ２２は、カーファインダ車載受信機２３で受け付けた位置推定信号を基に、車両１及び電子キー２との間の距離も演算する。この距離演算は、アダプティブアレイアンテナで受信した受信電波を逆フーリエ変換することによって割り出す演算方式が採用されている。カーファインダＥＣＵ２２は、先のキー位置算出として、このようにして電子キー２の絶対方向と、車両１及び電子キー２間の距離との算出を実行する。

カーファインダＥＣＵ２２は、このようにして電子キー２の絶対方向と、車両１及び電子キー２間の距離とを割り出すと、これら絶対方向及び距離を電子キー２に伝える通知として推定結果通知Ｓpsをカーファインダ車載発信機２４から車両１に向けて発信する。この推定結果通知Ｓpsには、図４に示すように、車両１に登録された電子キー２に対応したＩＤコードと、絶対方向及び距離に関連する情報としてキー位置関連情報とが含まれている。この推定結果通知Ｓpsは、例えば312MHzの低ＲＦ帯の信号により、カーファインダ車載発信機２４から電子キー２に向けて発信される。また、キー位置関連情報には、絶対方向に関連する情報として絶対方向情報と、距離に関連する情報として距離情報とが含まれている。また、カーファインダＥＣＵ２２は、カーファインダ車載発信機２４から推定結果通知Ｓpsの発信を完了すると、カーファインダ車載発信機２４をこれまでの高ＲＦ帯の待ち受け状態から、元の低ＲＦ帯の待ち受け状態に戻す。

通信制御部１２は、カーファインダ車載発信機２４から発信された推定結果通知ＳpsをＲＦ受信機３２で受信すると、まずはこの推定結果通知Ｓpsに含まれるＩＤコードについてＩＤ照合を行う。通信制御部１２は、このＩＤ照合が成立したことを認識すると、続いてはこの推定結果通知Ｓps内に含まれるキー位置関連情報の読み取りに移行する。このとき、通信制御部１２は、推定結果通知Ｓpsのキー位置関連情報に含まれる絶対方向情報を基に、電子キー２から見た東西南北が対応付けられた車両１の方向（相対方向）を算出する。なお、電子キー２から見た車両１の方向は、車両１から見た電子キー２の絶対方向の180度逆向きの値で算出される。

通信制御部１２は、電子キー２から見た車両１の相対方向を算出すると、この相対方向を表示部２９に矢印で表示する。また、通信制御部１２は、キー位置関連情報の読み取りの際、推定結果通知Ｓpsのキー位置関連情報に含まれる距離情報を基に、車両１及び電子キー２の間の距離も確認し、この距離も表示部２９に数字で表示する。これにより、表示部２９には、電子キー２から見た車両１の方向と、車両１及び電子キー２の間の距離とが表示されることから、ユーザは車両１の位置を見失っても、表示部２９の案内により所有車両１を簡単に見つけることが可能となる。

ところで、本例においては、車両１（カーファインダＥＣＵ２２）が電子キー２の位置を推定するときの演算方式としてアダプティブアレイアンテナ方式を採用しているが、このように位置推定の演算方式としてアダプティブアレイアンテナ方式を採用するのは、位置推定結果が高い精度で得られるからである。ここで、もし仮に位置推定に必要な電波（位置推定信号Ｄｂ）が低ＲＦ帯の場合を想定すると、この種のアダプティブアレイアンテナは複数のアンテナ素子が必要で、しかもこれらアンテナ素子を受信電波のλ／２の間隔ずつ開けて配置配する必要があるので、もし仮に位置推定信号Ｄｂが低ＲＦ帯をとると、その分だけアンテナ素子の間隔を広く取る必要が生じ、アダプティブアレイアンテナのアンテナサイズ、つまり車載受信機２３のサイズが大型化する懸念に繋がる。このため、位置推定の演算方式としてアダプティブアレイアンテナ方式を使用した場合には、アンテナサイズの小型化を図るためにも高ＲＦ帯の電波を使用する必要性が生じてくる。

また、この種の車載受信機２３は、大気中に浮遊する電波を捕らえるために、前述したような待ち受け動作をとらなければならない現状がある。ここで、本例のように車載受信機２３にアダプティブアレイアンテナを使用して電波を高ＲＦ帯のものとしなければならない場合、車載受信機２３には高ＲＦ帯での待ち受け動作をとらせなければならなくなる。しかし、この種の車載受信機２３は、待ち受け動作のときに扱う電波の周波数が高いと、受信回路内のＩＣで消費する電力が高くなる傾向があるので、車載受信機２３が高い周波数の待ち受け動作をとるときには、待ち受け動作時に要する消費電力が大きくなる。よって、もし仮に車載受信機２３が高い周波数の待ち受け動作を常時とってしまうと、電力を浪費する状態が長く続くので、消費電力が増大してしまう懸念に繋がってしまう。

しかし、本例においては、カーファインダ車載受信機２３の待ち受け動作を、通常は低ＲＦ帯の動作で行い、電子キー２から位置推定要求Ｄａを受信して電子キー２の位置推定の演算を行うときにのみ、高ＲＦ帯の待ち受け動作に切り換える。よって、高い周波数電波が必要なときにのみ、車載受信機２３の待ち受け動作が高周波数のものに切り換えられるので、待ち受け動作が高い周波数を常時とるときに比べて、消費電力を少なく抑えることが可能となる。このため、位置推定演算方式としてアダプティブアレイアンテナを使用することによる高い精度での位置推定結果の取得と、車載受信機２３の待ち受け動作に係る消費電力の抑制との両立を図ることが可能となる。

本実施形態の構成によれば、以下に記載の効果を得ることができる。
（１）カーファインダ車載受信機２３は、通常は低ＲＦ帯の待ち受け動作をとり、電子キー２から位置推定要求Ｄａを受信して電子キー２の位置推定の演算を行うときにのみ、高ＲＦ帯の待ち受け動作をとる。このため、高い精度での位置推定結果の取得と、車載受信機２３の待ち受け動作に要する消費電力の抑制との両立を図ることができる。

（２）カーファインダ車載受信機２３のアンテナとしてアダプティブアレイアンテナを使用し、このときにアンテナで受け付ける受信電波に高い周波数の電波を採用した。よって、この種のアダプティブアレイアンテナには複数のアンテナ素子が必要で、しかも隣同士のアンテナ素子の配置間隔は電波のλ／２が必要となるが、受信電波に高い周波数のものを使用すれば、隣同士のアンテナ素子の配置間隔は小さく済むので、カーファインダ車載受信機２３の装置サイズを大型化させずに済む。

（３）電子キー２からカーファインダ機能トリガ電波Ｓcfを発信させて、このカーファインダ機能トリガ電波Ｓcfを車両１に受け取らせ、車両１がカーファインダ機能トリガ電波Ｓcf（位置推定信号Ｄｂ）を基にこの電波到来方向を求めて電子キー２の位置推定を行い、この位置推定結果を電子キー２に返して、電子キー２に互いの位置関係を求めさせることで、車両１及び電子キー２の間の位置関係が求められる。よって、位置推定の演算は車両１側で行うことになるので、この種の演算機能（アンテナも含む）を電子キー２に搭載せずに済む。このため、電子キー２の部品構造の簡素化を図ることができ、例えば電子キー２が大型化してしまうなどの諸問題が発生しない。

（４）カーファインダＥＣＵ２２は、受信機２３で位置推定要求Ｄａを受信すると、カーファインダ機能の動作を開始する状態に入るとともに、自身の待ち受け動作の周波数を、それまでの低ＲＦ帯の動作から高ＲＦ帯の動作に切り換え、この位置推定要求Ｄａの後に続いて送られてくる位置推定信号Ｄｂを受け付けて、電子キー２の配置位置を推定する。このため、位置推定要求Ｄａの後に続けて送られてくる位置推定信号Ｄｂにより位置推定を行う本例の場合において、好適なタイミングで受信機２３の待ち受け動作の周波数切り換えを行うことができる。

（５）カーファインダ機能は、アダプティブアレイアンテナ式の受信機２３、車両用コンパス２５及びキー用コンパス２８を用い、これら部品群から取得する各種情報を基に、電子キー２から見た車両１の方向や距離を割り出す方式である。ところで、車両１や電子キー２の位置算出は例えばＧＰＳ（Global Positioning System）を使用して割り出すことも可能であるが、ＧＰＳではビルなどの大きな建造物に影響を受け易いという欠点があるので、細かな位置算出精度を確保できない問題がある。しかし、本例のような割り出し方式を用いれば、この種のコンパス式はＧＰＳ式に比べて高い位置算出精度を持つ特性があるので、電子キー２から見た車両１の方向や距離を精度よく算出することができる。

（６）カーファインダ機能トリガ電波Ｓcfの位置推定要求Ｄａと推定結果通知Ｓpsとは312ＭHzという同じ周波数の信号で発信されるので、例えば車両１が位置推定は実行できたものの、その推定結果を電子キー２に伝えることができないという状況を生じ難くすることができる。

なお、実施形態はこれまでに述べた構成に限らず、以下の態様に変更してもよい。
・ カーファインダ車載受信機２３が待ち受け動作時にとる周波数は、必ずしも312MHzや数GHzに限定されず、位置推定要求Ｄａや位置推定信号Ｄｂで使用する周波数に合わせて、どのような値をとってもよい。

・ カーファインダ車載受信機２３の待ち受け動作の周波数を切り換えるタイミングは、必ずしも車載受信機２３が電子キー２から位置推定要求Ｄａを受け付けたときであることに限定されない。例えば、待ち受け動作の周波数が一定の規則性を以て、交互に自動で切り換わるものでもよい。

・ カーファインダ機能は、アダプティブアレイアンテナ式の受信機２３、車両用コンパス２５及びキー用コンパス２８を用い、これら部品群から取得する各種情報を基に、電子キー２から見た車両１の方向や距離を割り出す方式に限定されない。例えば、複数のアンテナ素子で受信したそれぞれの電波強度（受信強度）から位置推定を行う方式を採用してもよい。

・ 電子キー２の車両１の位置表示は、必ずしも矢印に限定されない。例えば、車両１は電子キー２の位置（方向及び距離）を算出するとともに、車両１の現在位置を車載ＧＰＳ等から算出しつつ、車両１及び電子キー２の位置関係を表したマップデータを作成する。そして、車両１がこのマップデータを電子キー２に発信し、このマップデータ基づく地図が電子キー２の表示部２９に表示されるものでもよい。

・ 電子キー２は、例えばＧＰＳを搭載していれば、キー位置情報を車両１に送って、キー位置を車両１に通知する形式のものでもよい。
・ 電子キーシステム３のＲＦ受信機１０と、カーファインダシステム２１の車載受信機２３とは、１つに統合されてもよい。

・ 電子キーシステム３とカーファインダシステム２１との通信エリアは、各々異なることに限定されず、これらが同じ領域をとっていてもよい。また、信号周波数は、種々の周波数を使用できることは言うまでもない。

・ カーファインダ機能で使用する車両１及び電子キー２の間の無線通信網（カーファインダ機能無線通信網）の通信エリアは、スマート通信やワイヤレス通信の通信範囲と同じであってもよいし、或いは異なっていてもどちらでもよい。

・ カーファインダシステム２１は、電子キーシステム３に属する一機能をとることに限定されず、例えば電子キーシステム３から独立したシステムとなっていてもよい。
・ 位置推定（アダプティブアレイアンテナ方式に準ずる位置算出）は、必ずしも車両１側で行われることに限定されず、電子キー２側で行ってもよい。即ち、電子キー２にアダプティブアレイアンテナを組み込み、車両１から受け付けた電波を基に車両１の位置を推定して、この推定結果を矢印等でユーザに教示するものでもよい。

・ 位置推定は、必ずしも位置推定信号で行うことに限定されず、ＩＤコードや機能コードの電波で行ってもよい。
・ 携帯端末は、電子キー２（要はキー部品）であることに限定されず、例えば携帯電話や携帯型パーソナルコンピュータを用いてもよい。

・ 車両位置の教示形式は、必ずしも単なる矢印に限らず、例えば地図画面により車両位置を表すものでもよい。
・ 表示部２９における車両位置の表示（矢印及び距離表示）は、例えば一定時間において表示が行われた後に自動で消去されるものでもよいし、或いは例えばカーファインダボタン２６が押されるなどの所定操作が行われると消去されるものでもよい。

・ 位置教示は、必ずしも方向及び距離の両方を表示することに限らず、一方のみが表示されればよい。また、位置教示は、必ずしも画面表示をとることに限定されず、例えば音声報知を採用してもよい。

・ カーファインダ車載受信機２３をＲＦ受信機１０で共用してもよい。この場合、カーファインダ車載受信機２３を省略することができる。
・ カーファインダシステム２１は、必ずしも車両１に適用されることに限らず、使用時において照合を必要とする各種機器や装置に適用可能である。

次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について、それらの効果とともに以下に追記する。
（１）請求項１又は２において、前記携帯端末は、物品に対するキー位置付けの端末である。この構成によれば、物品を使用する際に必要となるキーと、位置教示機能用の端末とで別々の部品を用意せずに済むので、部品点数を削減することが可能となる。

一実施形態におけるカーファインダシステムの概略構成を示すブロック図。 カーファインダシステムの周波数切換機能を機能ブロックで表すブロック図。 カーファインダ機能トリガ電波のデータ構造を示すデータ概念図。 推定結果通知のデータ構造を示すデータ概念図。 受信機の待ち受け動作の周波数切り換わりの変化を示すタイミングチャート。

符号の説明

１…物品としての車両、２…携帯端末としての電子キー、２３…受信機としてのカーファインダ車載受信機、Ｓcf…信号としてのカーファインダ機能トリガ電波、Ｄａ…位置推定要求、Ｄｂ…位置推定信号。

Claims (3)

1. 物品に位置教示を要求する要求操作が携帯端末で実行された際、当該携帯端末と前記物品との間の位置関係を割り出し、前記携帯端末上でユーザに物品位置を教示する位置教示機能を持った位置教示機能通信周波数切換システムにおいて、
   前記位置教示機能は、前記物品及び前記携帯端末の一方がこれらの他方から受信する高周波数の信号を用いて当該他方の位置を推定することにより互いの前記位置関係を割り出し、
   前記物品及び前記携帯端末のうち位置推定を行う側の受信機は、通常は低い周波数の待ち受け動作をとり、前記位置推定を行う際に、高い周波数に待ち受け動作が切り換わり、
   前記信号には、前記位置推定の実行を要求する位置推定要求と、前記位置推定の際に必要となる位置推定信号とが含まれ、
   前記位置教示機能は、前記物品及び前記携帯端末のうち前記位置推定を行う側に前記受信機として複数のアンテナ素子が設けられ、これらアンテナ素子が前記信号として受信する各々の電波が持つ受信パラメータを基に、前記他方の位置推定を行い、通信相手から前記受信機が前記位置推定要求を受け付けたとき、当該受信機の待ち受け動作の周波数を、それまでの低い周波数から高い周波数に切り換えることを特徴とする位置教示機能通信周波数切換システム。
2. 前記位置教示機能は、前記物品が前記位置推定として前記携帯端末の位置を推定し、その推定結果を前記携帯端末に送って、前記携帯端末に前記物品との間の位置関係を割り出させて前記位置教示を行うことを特徴とする請求項１に記載の位置教示機能通信周波数切換システム。
3. 物品に位置教示を要求する要求操作が携帯端末で実行された際、当該携帯端末と前記物品との間の位置関係を割り出し、前記携帯端末上でユーザに物品位置を教示する位置教示機能に使用される位置教示機能通信周波数切換方法において、
   前記位置教示機能は、前記物品及び前記携帯端末の一方がこれらの他方から受信する高周波数の信号を用いて当該他方の位置を推定することにより互いの前記位置関係を割り出し、前記物品及び前記携帯端末のうち位置推定を行う側の受信機は、通常は低い周波数の待ち受け動作をとり、前記位置推定を行う際に、高い周波数に待ち受け動作が切り換わり、
   前記信号には、前記位置推定の実行を要求する位置推定要求と、前記位置推定の際に必要となる位置推定信号とが含まれ、
   前記位置教示機能は、前記物品及び前記携帯端末のうち前記位置推定を行う側に前記受信機として複数のアンテナ素子が設けられ、これらアンテナ素子が前記信号として受信する各々の電波が持つ受信パラメータを基に、前記他方の位置推定を行い、通信相手から前記受信機が前記位置推定要求を受け付けたとき、当該受信機の待ち受け動作の周波数を、それまでの低い周波数から高い周波数に切り換えることを特徴とする位置教示機能通信周波数切換方法。

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