JP6274031B2 - 車両用通信システム、車載機、携帯機及びコンピュータプログラム - Google Patents

車両用通信システム、車載機、携帯機及びコンピュータプログラム Download PDF

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Description

本願は車両用通信システム、該車両用通信システムを構成する車載機及び携帯機、並びにコンピュータプログラムに関する。
メカニカルキーを用いずに車両ドアの施錠及び開錠を行う車両用通信システムが実用化されている。具体的には、使用者が所持する携帯機からの遠隔操作により車両ドアの施錠又は開錠を行うキーレスエントリシステム、携帯機を所持した使用者が車両に近づき、又はドアハンドルに触れるのみで車両ドアの開錠を行うスマートエントリー（登録商標）システム等が実用化されている。
また、メカニカルキー（イグニッションキー）を用いることなしに、車両のエンジン又は駆動用バッテリシステムを始動させることを可能とする車両用通信システムも実用化されている。具体的には、携帯機を所持した使用者がスタートボタンを押すだけで、エンジン又は駆動用バッテリシステムが始動するプッシュスタートシステム等と呼ばれるシステムが実用化されている。プッシュスタートシステムでは、車両用通信システムを構成する車載機が、車両に対応する正規の携帯機が車室内に存在するか否かを判定する車室内外判定処理を実行し、正規の携帯機が車室内に存在すると判定された場合にのみエンジン又は駆動用バッテリシステムを始動させることで、利便性及び安全性を高めるようにしてある。
車室内外判定処理には、車載機及び携帯機間の無線信号の送受信による位置推定技術が利用される（特許文献１〜３等）。無線信号の送受信による位置推定技術は、レンジベース方式とレンジフリー方式とに大別される。レンジベース方式は、車室内外判定処理においては、車両の異なる位置に設けられた複数の車載アンテナと携帯機との間で送受信される無線信号に係る特殊な情報、例えば無線信号の受信信号強度（ＲＳＳＩ：Received Signal Strength Indication ）、到来時刻（ＴＯＡ：Time Of Arrival ）、到来時間差（ＴＤＯＡ：Time Difference Of Arrival）、到来方向（ＡＯＡ：Angle Of Arrival）等を車載機又は携帯機にて測定し、測定結果の差異に基づいて携帯機の位置を推定する方法である。これに対しレンジフリー方式は、車室内外判定処理においては、位置が分かっている車載アンテナ及び携帯機間での検出信号に対する応答信号の有無により、車載機又は携帯機にて相対位置（存在の有無）を推定する方法である。
特許文献１には、車室内外に設けられたアンテナから夫々へ信号を送信し、携帯機がいずれのアンテナからの信号に対して応答したか否かにより携帯機の位置の車室内外を判定するキーレスエントリー装置が開示されている。つまり特許文献１に開示されている車室内外の判定は、車載機側から送信される信号に対する携帯機からの応答の有無のみで判定するレンジフリー方式が採用されている。
特許文献２には、携帯機の車室内外又はドアから所定の距離内外等の境界面内外判定を行うキーレスエントリー装置に関する発明が開示されている。特許文献２には、車載アンテナから送信される信号の受信信号強度を携帯機側で測定し、内外判定を行うレンジベース方式による境界面内外判定の方法が開示されている。特に特許文献２では、車載アンテナがドアミラー、シート又はハンドルなどの可動体に取り付けられる構成であっても、境界面内外の判定が精度よく行われることが開示されている。具体的には、予め取得してある境界面内外で異なる電波強度及び車載アンテナの識別符号を関連付けたデータ群及びパラメータとの類似度をマハラノビス距離の算出によって求めるようにしてあり、更に、類似の際に比較対象とするデータ群及びパラメータを、可動体の動きの前後の状態に応じて切り替えることが開示されている。
特許文献３には、特許文献２に開示されている発明に関連するキーレスエントリー装置に関する発明が開示されている。特許文献３では特に、車載アンテナに故障が生じた場合であっても、携帯機の位置判定の精度をできるだけ維持するため、予め取得してある境界面内外で異なる電波強度と測定した電波強度との類似度を、マハラノビス距離を算出して求めるに際し、故障した車載アンテナからの電波強度はゼロとして演算を行うことが開示されている。
特許第４４８３２３６号公報 特許第４６７３２３０号公報 特許第５１６５６１８号公報
特許文献１に開示されているようなレンジフリー方式による携帯機の車室内外の判定では、高精度な判定が困難である。特許文献２では、受信信号強度に基づくレンジベース方式による高精度な判定が可能であるが、一部の車載アンテナが故障した場合の受信信号強度の変化が考慮されていない。
特許文献３に開示されている発明により、車載アンテナに故障が発生した場合には故障した車載アンテナを使用しないようにして判定精度を維持することができる。しかしながら、車両に設けられる複数のアンテナの位置は、全てを利用することを想定して前後左右を適切に設計してあるため、故障したアンテナを除く残りのアンテナ全てからの信号の受信信号強度を用いるのでは、判定精度が低下する可能性がある。
本願の目的は、車両に設けられた複数の車載アンテナの一部が故障した場合に、精度よく携帯機の車室内外判定を行うことができる車両用通信システム、該車両用通信システムを構成する車載機及び携帯機、並びにコンピュータプログラムを提供することにある。
本発明の一態様に係る車両用通信システムは、車両の異なる位置に設けられた複数のアンテナにより信号を送受信する車載機と、前記複数のアンテナの内の一又は複数から送信された信号を受信し、受信した信号に応じた信号を送信する携帯機とを備える車両用通信システムであって、前記車載機は、前記複数のアンテナの内の一部のアンテナから送信される信号の受信信号強度を予め測定して得られる統計値を、測定箇所の車室内外別に、送信元のアンテナを識別する情報と対応付けて記憶しておく記憶部と、前記複数のアンテナの内の故障アンテナを検知する故障検知部と、該故障検知部が検知した故障アンテナを除く残りのアンテナから使用するアンテナを選択する選択部と、選択したアンテナに対応する統計値を前記記憶部から読み出す読出部と、該読出部が読み出した統計値と、前記残りのアンテナから送信される信号の前記携帯機にて測定される受信信号強度との間の統計距離を内外別に算出して比較することにより、前記携帯機が前記車両の車室内外のいずれに存在するかを判定する判定部とを備える。
本発明の一態様に係る車載機は、車両の異なる位置に設けられた複数のアンテナにより他の機器と信号を送受信する車載機であって、前記複数のアンテナの内の一部のアンテナから送信される信号の受信信号強度を予め測定して得られる統計値を、測定箇所の車室内外別に、送信元のアンテナを識別する情報と対応付けて記憶しておく記憶部と、前記複数のアンテナの内の故障アンテナを検知する故障検知部と、該故障検知部が検知した故障アンテナを除く残りのアンテナから使用するアンテナを選択する選択部と、選択したアンテナに対応する統計値を前記記憶部から読み出す読出部と、該読出部が読み出した車室内外別の統計値と、前記他の機器から受信する受信信号強度の測定結果との間の統計距離を内外別に算出して比較することにより、前記他の機器が前記車両の車室内外のいずれに存在するかを判定する判定部とを備える。
本発明の一態様に係る携帯機は、車両の異なる位置に設けられた複数のアンテナから送信された信号を受信し、受信した信号に応じた信号を送信する携帯機であって、前記複数のアンテナから送信される信号の受信信号強度を予め車室内外で測定して得られる統計値を、測定箇所の車室内外別に、送信元のアンテナを識別する情報と対応付けて記憶しておく記憶部と、前記複数のアンテナの使用アンテナの通知を受ける通知受付部と、該通知受付部が受けた通知により特定される使用アンテナから送信される信号の受信信号強度に係る車室内外別の統計値を前記記憶部から読み出す読出部と、前記使用アンテナから送信される信号の受信信号強度を測定する測定部と、前記読出部が読み出した統計値と、前記測定部が測定した受信信号強度との間の統計距離を内外別に算出して比較することにより、該携帯機が前記車両の車室内外のいずれに存在するかを判定する判定部とを備える。
本発明の一態様に係るコンピュータプログラムは、車両の異なる位置に設けられた複数のアンテナにより他の機器と信号を送受信する送受信部、及び、前記複数のアンテナの内の一部のアンテナから送信する信号の受信信号強度を予め車室内外で測定して得られる統計値を、測定箇所の車室内外別に送信元のアンテナを識別する情報と対応付けて記憶する記憶部を有するコンピュータに、前記他の機器が車室内外のいずれに存在するかを判定させるコンピュータプログラムであって、前記コンピュータを、前記複数のアンテナの内の故障アンテナを検知する故障検知部、該故障検知部が検知した故障アンテナを除く残りのアンテナから使用するアンテナを選択する選択部、選択したアンテナから送信される信号の受信信号強度に係る統計値を前記記憶部から読み出す読出部、及び、該読出部が読み出した統計値と、前記残りのアンテナから送信される信号の前記他の機器にて測定される受信信号強度との間の統計距離を内外別に算出して比較することにより、前記他の機器が前記車両の車室内外のいずれかに存在するかを判定する判定部として機能させる。
本発明の一態様に係るコンピュータプログラムは、車両に設けられた他の機器との間で無線信号を送受信する送受信部、受信信号強度を測定する測定部、及び、前記車両に設けられた複数のアンテナの内の一部のアンテナから送信する信号の受信信号強度を予め車室内外で測定して得られる統計値を、測定箇所の車室内外別に送信元のアンテナを識別する情報と対応付けて記憶する記憶部を備えるコンピュータに、該コンピュータが、前記車両の車室内外のいずれに存在するかを判定させるコンピュータプログラムであって、前記コンピュータを、前記複数のアンテナの内の使用アンテナの通知を受ける故障通知受付部、該故障通知受付部が受けた通知により特定される使用アンテナから送信される信号の受信信号強度に係る統計値を前記記憶部から読み出す読出部、及び、該読出部が読み出した車室内外別の統計値と、前記使用アンテナから送信される信号の受信信号強度を前記測定部により測定して得られる測定値との間の統計距離を内外別に算出して比較することにより、該コンピュータが前記車両の車室内外のいずれかに存在するかを判定する判定部として機能させる。
なお本願は、このような特徴的な処理部を備える車両用通信システム、車載機及び携帯機として実現することができるだけでなく、かかる特徴的な処理をステップとする車両通信方法として実現したり、かかるステップをコンピュータに実行させるためのプログラムとして実現したりすることができる。また、車両用通信システム、車載機及び携帯機の一部又は全部を実現する半導体集積回路として実現したり、車両用通信システム、車載機及び携帯機を含むその他のシステムとして実現したりすることができる。
上記によれば、車両に設けられた複数の車載アンテナの一部が故障した場合であっても携帯機の位置の高精度な車室内外判定を行うことができる車両用通信システム、該車両用通信システムを構成する車載機及び携帯機、並びにコンピュータプログラムを提供することが可能となる。
実施形態１に係る車両用通信システムの一構成例を示すブロック図である。 実施形態１の車載機の内部構成を示すブロック図である。 実施形態１の携帯機の内部構成を示すブロック図である。 車室内空間を概念的に示す模式図である。 第１領域を示す概念図である。 図５に示した第１領域に係る標本値抽出箇所を示す概念図である。 第２領域を示す概念図である。 図７に示した第２領域に係る標本値抽出箇所を示す概念図である。 第３領域及び第４領域を示す概念図である。 第１領域〜第４領域を示す概念図である。 記憶部に記憶してある送信アンテナの組み合わせを示す概念図である。 実施形態１の車載機における車室内外判定処理手順の一例を示すフローチャートである。 実施形態１の携帯機側における処理手順の一例を示すフローチャートである。 実施形態２における記憶部に記憶されている優先度の情報を示す説明図である。 実施形態３における記憶部に記憶されている優先度の情報を示す説明図である。 実施形態３の車載機における車室内外判定処理手順の一例を示すフローチャートである。 １番目の送信アンテナが故障している場合に領域毎に選択されるタイプを示す説明図である。 ２番目の送信アンテナが故障している場合に領域毎に選択されるタイプを示す説明図である。 ３番目の送信アンテナが故障している場合に領域毎に選択されるタイプを示す説明図である。 ４番目の送信アンテナが故障している場合に領域毎に選択されるタイプを示す説明図である。 実施形態４の車載機の内部構成を示すブロック図である。 実施形態４の携帯機の内部構成を示すブロック図である。 実施形態４の車載機における処理手順の一例を示すフローチャートである。 実施形態４の携帯機における車室内外判定に係る処理手順の一例を示すフローチャートである。 実施形態４の携帯機における車室内外判定に係る処理手順の一例を示すフローチャートである。
［本発明の実施形態の説明］
最初に本発明の実施態様を列記して説明する。また、以下に記載する実施形態の少なくとも一部を任意に組み合わせてもよい。
（１）本発明の一態様に係る車両用通信システムは、車両の異なる位置に設けられた複数のアンテナにより信号を送受信する車載機と、前記複数のアンテナの内の一又は複数から送信された信号を受信し、受信した信号に応じた信号を送信する携帯機とを備える車両用通信システムであって、前記車載機は、前記複数のアンテナの内の一部のアンテナから送信される信号の受信信号強度を予め測定して得られる統計値を、測定箇所の車室内外別に、送信元のアンテナを識別する情報と対応付けて記憶しておく記憶部と、前記複数のアンテナの内の故障アンテナを検知する故障検知部と、該故障検知部が検知した故障アンテナを除く残りのアンテナから使用するアンテナを選択する選択部と、選択したアンテナに対応する統計値を前記記憶部から読み出す読出部と、該読出部が読み出した統計値と、前記残りのアンテナから送信される信号の前記携帯機にて測定される受信信号強度との間の統計距離を内外別に算出して比較することにより、前記携帯機が前記車両の車室内外のいずれに存在するかを判定する判定部とを備える。
本願にあっては、車載機側から携帯機へ向けて信号を送信するために用いる複数のアンテナの内の一部に故障が発生していることが検知された場合、故障アンテナを除く残りのアンテナの内、使用するアンテナが選択され、更に、車室内外を判定するために予め測定して記憶してある受信信号強度の統計値から、選択されたアンテナに対応する統計値が読み出され、読み出された統計値と選択されたアンテナから送信される信号の受信信号強度との間の統計距離が車室内外別に算出され、統計距離の遠近に基づいて車室内外判定がなされる。
故障アンテナを除く残りのアンテナから、使用するアンテナが適宜選択されるため、正常なアンテナの内、精度よく車室内外を判定することが可能なアンテナからの受信信号強度を使用することが可能となる。また、複数のアンテナから各送信される信号の受信信号強度の統計値が、後に送信元のアンテナを特定して読み出すことができるように記憶してあるため、複数設けられたアンテナの内、故障アンテナがいずれの場合であっても、残りのアンテナから適宜選択されたアンテナにより送信される信号の受信信号強度を用いて統計距離の算出等の演算が可能である。
（２）前記記憶部は、前記車両の車室内空間を共通に包含する相異なる複数の領域毎に、前記複数のアンテナから送信される信号の受信信号強度を前記複数の領域の内外で測定して得られる内外別の統計値を、異なるアンテナの組別に記憶しておき、前記読出部は、前記選択部が選択したアンテナに対応する組の統計値を、前記複数の領域毎に、前記記憶部に記憶されている組別の統計値から読み出し、前記判定部は、前記複数の領域毎に、前記読出部が読み出した統計値と、前記選択部が選択したアンテナから送信される信号の前記携帯機にて測定される受信信号強度との間の統計距離を内外別に算出して比較することにより、前記携帯機が前記領域の内外のいずれに存在するかを判定する領域判定部を備え、該領域判定部が全領域の内側にあると判定した場合に、前記携帯機が前記車両の車室内に存在すると判定する。
本願にあっては、予め記憶してある内外判定に係る統計値は、車両に設けられている複数のアンテナの内の一部を組み合わせた複数の異なる組毎の統計値として求めてある。更に統計値は、車両内外に係る車室内空間を共通に包含する相異なる複数の領域毎に、各領域の内外で測定して得られた統計値が用いられる。車室内空間を包含する領域毎に、対応する組の統計値を用いて内外を判定することにより、１つの車室内空間の内外で測定された内外別の統計値との比較を行う場合よりも、統計値の作成に要する工数を効果的に抑え、統計距離の演算の簡易化を図りつつ高精度な判定を行うことができる。
（３）前記記憶部には、前記複数の組に夫々、優先度が対応付けられて記憶してあり、前記読出部は、前記記憶部に高い優先度が対応付けられて記憶されている組の統計値を読み出す。
本願では、故障アンテナを除く残りのアンテナを選択するに際し、残り全てを使用する必要はなく寧ろ、残りのアンテナの内の一部を用いない方が、判定精度が高まる場合がある。したがって、故障アンテナが存在する場合に、高精度な判定を実現するために優先して選択されるべきアンテナの組に高い優先度が対応付けられて記憶されていることにより、いずれのアンテナを選択し、いずれの統計値を読み出すべきかが明確となる。これにより、故障アンテナが存在する場合であっても、高精度な判定を実行することができる。
（４）前記記憶部には、前記複数の領域別に異なる優先度が前記複数の組に記憶してある。
故障アンテナを除く残りのアンテナを選択するに際し、判定対象の領域毎に判定精度を良好にする使用アンテナの組み合わせが異なる。本願にあっては、複数の領域毎に異なる優先度が対応付けられることによって、複数の領域毎に使用するアンテナの組及び対応する統計値を異ならしめることが可能となり、故障アンテナが存在する場合であっても、高精度な判定を実行することができる。
（５）本発明の一態様に係る車載機は、車両の異なる位置に設けられた複数のアンテナにより他の機器と信号を送受信する車載機であって、前記複数のアンテナの内の一部のアンテナから送信される信号の受信信号強度を予め測定して得られる統計値を、測定箇所の車室内外別に、送信元のアンテナを識別する情報と対応付けて記憶しておく記憶部と、前記複数のアンテナの内の故障アンテナを検知する故障検知部と、該故障検知部が検知した故障アンテナを除く残りのアンテナから使用するアンテナを選択する選択部と、選択したアンテナに対応する統計値を前記記憶部から読み出す読出部と、該読出部が読み出した車室内外別の統計値と、前記他の機器から受信する受信信号強度の測定結果との間の統計距離を内外別に算出して比較することにより、前記他の機器が前記車両の車室内外のいずれに存在するかを判定する判定部とを備える。
本願にあっては、車室内外判定を車載機側で実行するに際し、上述の態様（１）同様に、故障アンテナを除く残りのアンテナから選択されたアンテナに対応する統計値が読み出され、選択されたアンテナから送信された信号に対して測定された受信信号強度との統計距離の車室内外別の比較がされる。
複数設けられたアンテナの内、故障したアンテナがいずれの場合であっても、適宜選択されたアンテナにより送信される信号の受信信号強度を用いて統計距離の算出等の演算が可能であり、高精度な車室内外判定を実行することができる。
（６）本発明の一態様に係る携帯機は、車両の異なる位置に設けられた複数のアンテナから送信された信号を受信し、受信した信号に応じた信号を送信する携帯機であって、前記複数のアンテナから送信される信号の受信信号強度を予め車室内外で測定して得られる統計値を、測定箇所の車室内外別に、送信元のアンテナを識別する情報と対応付けて記憶しておく記憶部と、前記複数のアンテナの使用アンテナの通知を受ける通知受付部と、該通知受付部が受けた通知により特定される使用アンテナから送信される信号の受信信号強度に係る車室内外別の統計値を前記記憶部から読み出す読出部と、前記使用アンテナから送信される信号の受信信号強度を測定する測定部と、前記読出部が読み出した統計値と、前記測定部が測定した受信信号強度との間の統計距離を内外別に算出して比較することにより、該携帯機が前記車両の車室内外のいずれに存在するかを判定する判定部とを備える。
本願にあっては、車室内外判定を携帯機側で実行するに際し、車室内外判定に係る統計値が複数種類携帯機に記憶されており、故障アンテナを除く使用アンテナを特定する情報が車載機側から通知されることによって、携帯機側で故障アンテナを除く残りのアンテナから適宜選択されたアンテナに対応する統計値の読み出しが可能である。携帯機においても上述の態様（１）同様に、適宜選択されたアンテナから送信された信号に対して測定された受信信号強度と、読み出した統計値との統計距離が車室内外別に算出され、比較される。
複数設けられたアンテナの内、一部が故障した場合であっても、残りのアンテナから適宜選択されたアンテナにより送信される信号の受信信号強度を用いて、携帯機における統計距離の算出に基づく高精度な車室内外判定を実行することができる。
（７）本発明の一態様に係るコンピュータプログラムは、車両の異なる位置に設けられた複数のアンテナにより他の機器と信号を送受信する送受信部、及び、前記複数のアンテナの内の一部のアンテナから送信する信号の受信信号強度を予め車室内外で測定して得られる統計値を、測定箇所の車室内外別に送信元のアンテナを識別する情報と対応付けて記憶する記憶部を有するコンピュータに、前記他の機器が車室内外のいずれに存在するかを判定させるコンピュータプログラムであって、前記コンピュータを、前記複数のアンテナの内の故障アンテナを検知する故障検知部、該故障検知部が検知した故障アンテナを除く残りのアンテナから使用するアンテナを選択する選択部、選択したアンテナから送信される信号の受信信号強度に係る統計値を前記記憶部から読み出す読出部、及び、該読出部が読み出した統計値と、前記残りのアンテナから送信される信号の前記他の機器にて測定される受信信号強度との間の統計距離を内外別に算出して比較することにより、前記他の機器が前記車両の車室内外のいずれかに存在するかを判定する判定部として機能させる。
コンピュータは、車載機側から携帯機へ向けて信号を送信するために用いる複数のアンテナの内の一部に故障が発生していることが検知された場合、故障アンテナを除く残りのアンテナの内、使用するアンテナが選択され、更に、車室内外を判定するために予め測定して記憶してある受信信号強度に係る統計値から、対応する統計値を読み出し、読み出した統計値と選択されたアンテナから送信される信号の受信信号強度との間の統計距離を車室内外別に算出し、統計距離の遠近に基づいて車室内外判定を行う。
故障アンテナを除く残りのアンテナから、使用するアンテナが適宜選択されるため、正常なアンテナの内、精度よく車室内外を判定することが可能なアンテナからの受信信号強度を使用することが可能となる。また、複数のアンテナから各送信される信号の受信信号強度の統計値が、後に送信元のアンテナを特定して読み出すことができるように記憶してあるため、複数設けられたアンテナの内、故障アンテナがいずれの場合であっても、残りのアンテナから適宜選択されたアンテナにより送信される信号の受信信号強度を用いて統計距離の算出等の演算が可能である。従って複数設けられたアンテナの内、一部が故障した場合であっても、統計距離の算出に基づく高精度な車室内外判定を実行することができる。
（８）本発明の一態様に係るコンピュータプログラムは、車両に設けられた他の機器との間で無線信号を送受信する送受信部、受信信号強度を測定する測定部、及び、前記車両に設けられた複数のアンテナの内の一部のアンテナから送信する信号の受信信号強度を予め車室内外で測定して得られる統計値を、測定箇所の車室内外別に送信元のアンテナを識別する情報と対応付けて記憶する記憶部を備えるコンピュータに、該コンピュータが、前記車両の車室内外のいずれに存在するかを判定させるコンピュータプログラムであって、前記コンピュータを、前記複数のアンテナの内の使用アンテナの通知を受ける故障通知受付部、該故障通知受付部が受けた通知により特定される使用アンテナから送信される信号の受信信号強度に係る統計値を前記記憶部から読み出す読出部、及び、該読出部が読み出した車室内外別の統計値と、前記使用アンテナから送信される信号の受信信号強度を前記測定部により測定して得られる測定値との間の統計距離を内外別に算出して比較することにより、該コンピュータが前記車両の車室内外のいずれかに存在するかを判定する判定部として機能させる。
コンピュータは、受信信号強度を測定するに際し、信号の送信元として使用されるアンテナを特定する情報を得ることが可能であり、車室内外を判定するために予め測定して記憶してある受信信号強度に係る統計値から、適宜選択されたアンテナに対応する統計値を記憶部から読み出し、読み出した統計値と、測定した受信信号強度との間の統計距離を内外別に算出し、統計距離の遠近に基づいて車室内外判定を行う。
複数設けられたアンテナの内、一部が故障した場合であっても、使用されるアンテナを特定する情報を得て対応する適切な統計値を読み出すことができるので、残りのアンテナから適宜選択されたアンテナにより送信される信号の受信信号強度を用いて、統計距離の算出に基づく高精度な車室内外判定を実行することができる。
［本発明の実施形態の詳細］
本発明の実施形態に係る車両用通信システムの具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
（実施形態１）
図１は、実施形態１に係る車両用通信システムの一構成例を示すブロック図である。実施形態１に係る車両用通信システムは、車両Ｃに搭載される車載機１と、車両Ｃの使用者が携帯所持する携帯機２と、車両Ｃに設けられた複数の送信アンテナ３１，３２，３３，３４及び受信アンテナ４とを備える。
車載機１は、車両Ｃに搭載される複数のＥＣＵ（Electronic Controller Unit）の内の１つである。車載機１は携帯機２の位置を推定し、推定位置に応じて制御を行う装置である。また車載機１は、車両ドアの開閉制御、各車両ドアの施錠／開錠制御、ウィンドウの開閉制御、ヘッドライト及びテールライトの点灯／消灯制御、ルームランプの点灯／消灯制御等、ボディ系の装置に関する制御を行う。勿論、車載機１の構成は一例であるから、車載機１は後述する車室内外判定処理のみを行うＥＣＵであって、各アクチュエータの制御は他のＥＣＵが実行するようにしてもよい。
携帯機２は、車両Ｃの使用者が所持する電子キーである。携帯機２は、車両ドアの開錠／施錠、及び、車両Ｃのエンジン又は駆動用バッテリシステムの始動を可能とするための無線信号を送受信する機能を有する。
複数の送信アンテナ３１，３２，３３，３４及び受信アンテナ４は、車載機１が携帯機２との間で無線信号を送受信するためのアンテナである。送信アンテナ３１，３２，３３，３４は夫々、車両Ｃの異なる位置に設けられている。例えば図１に示すように、送信アンテナ３１は運転席側側面のピラーに、送信アンテナ３２は助手席側側面のピラーに、送信アンテナ３３はバックドアに、送信アンテナ３４は車両Ｃの前部インストルメントパネル内に設けられている。なお、図１においては車両Ｃの進行方向右側が運転席側、進行方向左側が助手席側である。受信アンテナ４は例えば車両Ｃのルーフの内張り内に設けられている。
実施形態１に係る車両用通信システムでは、携帯機２が車両Ｃの近傍に近づき所定の範囲内に入ったか否かを車載機１が検知して車両ドアの開錠を行ったり、携帯機２が車室内に存在し、使用者によってスタートボタンをオンにする操作が行われた場合にエンジン又は駆動用バッテリシステムを始動させたりする制御を行う。実施形態１に係る車両用通信システムでは、車載機１は、携帯機２が車室内に存在するか否かを、携帯機２で測定される送信アンテナ３１〜３４からの各信号の信号受信強度に基づき、車室内空間として定義される空間に沿った複数の境界面に対して内外を判定する。特に実施形態１における車載機１は、送信アンテナ３１〜３４の内のいずれかが故障した場合にこれを検知し、故障していない残りの送信アンテナ３１〜３４の内適宜使用するアンテナを選択し、選択されたアンテナからの信号を携帯機２で受信した場合の受信信号強度に基づき判定を行う。
以下、このような制御を実現する各構成について詳細を説明する。
図２は、実施形態１の車載機１の内部構成を示すブロック図である。車載機１は、制御部１１、車載受信部１２、車載送信部１３、及び記憶部１４を備える。
制御部１１は、例えば一若しくは複数のＣＰＵ（Central Processing Unit ）又はマルチコアＣＰＵを用い、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、入出力インタフェース、タイマ等を有するマイクロコントローラである。制御部１１のＣＰＵは入出力インタフェースを介して車載受信部１２、車載送信部１３、及び記憶部１４に接続されている。制御部１１は、記憶部１４に記憶されているコンピュータプログラムを読み出して実行することによって各構成部の動作を制御し、特に、後述のコンピュータプログラム１Ｐを実行することにより、携帯機２の車室内外判定、及び車室内外判定に係る判定方式の選択機能を発揮する。
記憶部１４は、フラッシュメモリ等の不揮発性メモリである。記憶部１４は、制御部１１が車載機１の各構成部の動作を制御することにより、携帯機２の車室内外判定、及び、車室内外判定に係る判定方式の選択機能を実現させるコンピュータプログラム１Ｐを記憶している。また記憶部１４には、車両Ｃ自身の車両識別子と、車両Ｃに対する正規な携帯機２であるか否かを区別するための携帯機識別子とが記憶してある。更に記憶部１４には携帯機２の車室内外判定のための統計値が予め記憶されている。統計値の詳細は説明する。なお、図２では制御部１１及び記憶部１４を夫々別体の構成部として図示しているが、制御部１１の内部に記憶部１４を備える構成としてもよい。
記憶部１４に記憶されているコンピュータプログラム１Ｐは、コンピュータが読み取り可能な記録媒体１０に記録されている態様でもよい。記憶部１４は、図示しない読出装置によって記録媒体１０から読み出されたコンピュータプログラム１Ｐを記憶する。記録媒体１０はＣＤ（Compact Disc）−ＲＯＭ、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）−ＲＯＭ、ＢＤ（Blu-ray （登録商標） Disc ）等の光ディスク、フレキシブルディスク、ハードディスク等の磁気ディスク、磁気光ディスク、半導体メモリ等である。また、図示しない通信網に接続されている図示しない外部コンピュータから本実施形態１に係るコンピュータプログラム１Ｐをダウンロードし、記憶部１４に記憶させてもよい。
車載受信部１２は、受信アンテナ４と有線で接続している。車載受信部１２は、携帯機２から無線により送信される信号を、受信アンテナ４を通じて受信する。車載受信部１２は、受信した信号から搬送波の成分を除去して受信信号を抽出し、抽出した受信信号を制御部１１へ出力する回路である。実施形態１では、携帯機２から受信アンテナ４への無線信号の搬送波の周波数帯として３００ＭＨｚ〜３ＧＨｚのUltra High Frequency帯（ＵＨＦ帯）を使用する例を示す。しかしながら、受信アンテナ４で使用する周波数帯はＵＨＦ帯に限定されない。
車載送信部１３は、内部に切替器１３ａを有し、該切替器１３ａを介して選択的に複数の送信アンテナ３１〜３４と接続されている。車載送信部１３は、制御部１１から出力される信号を、搬送波を用いて無線信号に変調し、変調後の無線信号を制御部１１と切替器１３ａにより選択された一の送信アンテナ３１〜３４から携帯機２へ送信する回路である。実施形態１では、送信アンテナ３１〜３４から携帯機２への信号の搬送波の周波数帯として、受信アンテナ４で用いられる周波数帯とは異なる３０ｋＨｚ〜３００ＭＨｚのLow Frequency 帯（ＬＦ帯）又は３ｋＨｚ〜３０ｋＨｚのVery Low Frequency帯（ＶＬＦ帯）を使用する例を示す。しかしながら、送信アンテナ３１〜３４で使用する周波数帯はＬＦ帯又はＶＬＦ帯に限定されない。
また車載送信部１３は、内部に故障検知部１３ｂを有し、送信アンテナ３１〜３４の故障を、故障アンテナを特定して検知する。故障検知部１３ｂは例えば、送信アンテナ３１〜３４の開放、短絡を検出する回路である。詳細には、故障検知部１３ａは当該部に設けられている抵抗における抵抗値を測定して抵抗値が既定の範囲内に収まるか否かを判断し、開放、短絡を検出する。故障検知部１３ａは、開放、短絡を検出した場合、検出結果を制御部１１へ通知するようにしてある。制御部１１は、故障検知部１３ｂから通知される検出結果に基づき、送信アンテナ３１〜３４をそれぞれ特定して故障を検知することができる。なお故障検知部１３ｂは抵抗値を測定して開放、短絡を検出する構成に限られず、制御部１１から各送信アンテナ３１〜３４への制御信号の送信タイミングに電流値又は電圧値を測定し、測定した値が既定の範囲内に収まるか否かによって故障を検知する構成としてもよい。
また制御部１１のＣＰＵは入出力インタフェースを介して、複数のリクエストスイッチ１５と接続されている。複数のリクエストスイッチ１５の内の１つは例えば、運転席側又は助手席側の車両ドアを施錠又は開錠するためのドアロックスイッチであり、車両ドア外側のドアハンドルに設けられている。ドアロックスイッチは、押ボタンを用いてもよいし、使用者の手の接触を検出する接触センサを用いてもよい。複数のリクエストスイッチ１５の内の他の１つは例えば、エンジン又は駆動用バッテリシステムを始動させるためのスタートボタンの操作状態を通知するスタートスイッチであり、インストルメントパネルの運転席側に設けられている。スタートボタンは押ボタンを用いてもよいし、使用者の手の接触を検出する接触センサを用いてもよい。またリクエストスイッチ１５の内の他の１つはカーテシスイッチであり、車両ドアの開閉を検知するスイッチであってもよい。
なお実施形態１では、複数のリクエストスイッチ１５が直接的に制御部１１に接続されている構成とするがこれに限らず、他のＥＣＵから信号線又は車内ネットワークを介してスイッチの情報を取得するようにしてもよい。
車載機１は、制御部１１が複数のリクエストスイッチ１５から各スイッチの操作状態を認識する。制御部１１は、認識した操作状態と、後述する車室内外判定処理による判定結果とに基づき、車両ドアの開錠／施錠、エンジン又は駆動用バッテリシステムの始動可否の出力、及び必要に応じて使用者への警告出力処理等を行う。例えば制御部１１は、使用者により車両ドアの開錠操作が行われたことがリクエストスイッチ１５から認識された場合、携帯機２が車両Ｃから所定の距離内に存在するか否か（車室外で可）を判定し、存在する場合に車両ドアの開錠指令信号を各車両ドアの錠装置へ出力する。また制御部１１は逆に、使用者により車両ドアの施錠操作が行われたことがリクエストスイッチ１５から認識された場合、携帯機２が車両Ｃの車室内に存在しているか否かを判定し、存在する場合はキー閉じ込めと判断して施錠せず、ホーンへ警告指令を出力したり、ヘッドライトの点灯指令を出力したりする。また制御部１１は、使用者がスタートボタンをオンにする操作を行ったことがリクエストスイッチ１５から認識された場合、携帯機２が車両Ｃの車室内に存在しているか否かを判定し、存在する場合のみエンジン又は駆動用バッテリシステムの始動可を示す信号を、エンジン制御又は駆動用バッテリ制御システムへ出力する。このように車載機１は、携帯機２の車室内外判定結果に基づいて各制御を行う。
次に、使用者が所持する携帯機２について説明する。図３は、実施形態１の携帯機２の内部構成を示すブロック図である。携帯機２は、制御部２１、送信部２２、受信部２３、信号強度測定部２３ｂ、及び記憶部２４を備える。
制御部２１は、例えば一若しくは複数のＣＰＵ又はマルチコアＣＰＵを用い、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力インタフェース、タイマ等を有するマイクロコントローラである。制御部２１のＣＰＵは入出力インタフェースを介して送信部２２、受信部２３、及び記憶部２４に接続されている。制御部２１は記憶部２４に記憶されている制御プログラムを実行することにより、各構成部の動作を制御する。
記憶部２４は、フラッシュメモリ等の不揮発性メモリである。記憶部２４は、制御部２１が携帯機２の各構成部の動作を制御することにより、携帯機２の車室内外判定、及び、車室内外判定に係る判定方式の選択機能を実現させる制御プログラムを記憶している。制御プログラムによって制御部２１は、車室内外判定に必要な情報を含む応答信号等を車載機１へ送信する処理を実行する。また、記憶部２４は、携帯機２自身を識別するための携帯機識別子、対応する車両Ｃの車両識別子、及び、認証用の固有鍵を記憶している。なお、図３では制御部２１及び記憶部２４を夫々別体の構成部として図示しているが、制御部２１の内部に記憶部２４を備える構成としてもよい。
受信部２３は、制御部２１の制御に従って、切替器２３ｃにより３軸アンテナ２３ａにて受信された３つの無線信号から１つの無線信号を選択し、選択した無線信号から搬送波の成分を除去して受信信号を抽出し、抽出した受信信号を制御部２１へ出力する回路である。３軸アンテナ２３ａは、３つのコイルを互いに直交する方向に向けて配置したアンテナである。実施形態１では、３軸アンテナ２３ａが受信する無線信号の搬送波の周波数帯としてＬＦ帯又はＶＬＦ帯を使用する。しかしながら、３軸アンテナ２３ａで使用する周波数帯は、車載機１側の送信アンテナ３１〜３４と対応するのであればこの周波数帯に限定されない。
信号強度測定部２３ｂは、３軸アンテナ２３ａを通じて受信される各無線信号の内、切替器２３ｃにより選択された無線信号の受信信号強度を測定し、測定した受信信号強度を制御部２１へ出力する。制御部２１は、３軸アンテナ２３ａからの３つの無線信号を夫々選択し、選択した無線信号の受信信号強度を信号強度測定部２３ｂによって測定し、直交する３つの方向における各測定結果からベクトル演算を行って受信信号強度を算出する。従って、制御部２１は、車両Ｃに対する携帯機２の向き又は姿勢によらずに、車両Ｃに設けられた送信アンテナ３１〜３４からの受信信号強度を得ることが可能である。以下では特に断らない限り、ベクトル演算によって算出された受信信号強度を受信信号強度と呼んで用いる。なお、実施形態１では制御部２１が受信信号強度を算出する構成としたが、携帯機２がベクトル演算前の前記３つの無線信号の受信信号強度を車載機１へ各送信し、車載機１の制御部１１にて受信信号強度を算出するようにしてもよい。
送信部２２は、制御部２１により入力される信号を、搬送波を用いて変調し、送信アンテナ２２ａを通じて無線信号を送信する回路である。実施形態１では、送信アンテナ２２ａから送信する信号の搬送波の周波数帯としてＵＨＦ帯を使用する。しかしながら送信アンテナ２２ａで使用する周波数帯は、車載機１の車載受信部１２と対応するのであればこの周波数帯に限定されない。
このように構成される車載機１及び携帯機２の間で送受信される無線信号に基づき、車載機１で携帯機２の車室内外判定を行う方法について詳細に説明する。実施形態１では、車両Ｃの異なる位置に設けられた複数（４つ）の送信アンテナ３１〜３４から各々送信する測定用信号の受信信号強度を携帯機２にて測定する。そして車載機１にて、測定された複数（４つ）の受信信号強度を成分として有する受信信号強度ベクトルを求め、予め判定対象の領域内外で測定してある受信信号強度ベクトルに係る統計値との比較に基づいて内外を判定する。より具体的には、車載機１は、測定されて得られた受信信号強度ベクトル（測定値）を、予め車室内で測定された受信信号強度から求められた受信信号強度ベクトル（内側の標本値）、及び、予め車室外で測定された受信信号強度から求められた受信信号強度ベクトル（外側の標本値）の両者と比較し、測定値が内側の標本値及び外側の標本値のいずれと類似しているかを判断して内外を判定する。但し、測定値は、標本値が測定された場所と全く同じ場所で測定できることはなく、更に、受信信号強度は周囲の環境に影響されるものであって測定値が標本値と一致することはないため、比較対象として複数箇所で予め測定した標本値の平均値を含む統計値を用いる。更に詳細には、実施形態１における車室内外判定処理には、測定値が判定対象の領域内側の標本値及び領域外側の標本値のいずれと類似しているかを判断するべくマハラノビス距離を利用するために、予め測定した受信信号強度ベクトルの平均ベクトルと、その逆分散共分散行列を統計値として用いる。
ここで、上述の平均ベクトル（標本値の平均）は下記式（１）及び（２）により算出され、逆分散共分散行列は下記式（３）及び（４）により算出される。
Figure 0006274031
実施形態１における車室内外判定では、このように得られる標本値に基づく統計値を判定対象の領域内外別に算出しておき、車室内外判定時に測定して得られる下記式（５）に示す受信信号強度ベクトルが、領域内側の統計値及び領域外側の統計値のいずれに類似するかを、式（６）のようにマハラノビス距離を算出して判断することによって車室内外が判定される。なお、領域内側の統計値を第１統計値、領域内側の統計値を第２統計値という。
Figure 0006274031
車室内外判定における内外の判定対象とする車室内空間とは例えば、車両Ｃの車室内に居る使用者が所持する又は所持していたことにより携帯機２が存在することが可能な空間である。図４は、車室内空間を概念的に示す模式図である。図４Ａは、車室内空間の上面図を示し、図４Ｂは車室内空間の立面図を示している。図４Ａ，Ｂ中、ハッチングを付した部分が車室内空間である。実施形態１の４つの送信アンテナ３１〜３４を用いる構成では、車室内空間１つを判定対象の領域として内外を高精度に判定することは困難である。
そこで実施形態１では、車室内空間を共通の空間として包含し、車室内空間の境界面の内のいずれかを境界面として持つ相異なる複数の領域（３次元空間）毎に内外を判定し、いずれの領域に対しても内側に存在すると判定した場合のみ、携帯機２は車室内に存在すると判定する。このため、実施形態１の車両用通信システムでは、内外を判定するための測定値の比較対象である第１統計値及び第２統計値を複数の領域毎に算出しておくものとする。
複数の領域の具体例を示す。実施形態１における車室内外判定では、第１領域６１〜第４領域６４の４つの領域が判定対象として用いられる。図５は、第１領域６１を示す概念図である。図５Ａは第１領域６１の平面図であり、図５Ｂは第１領域６１の立面図である。第１領域６１は、図５に示すように車室の右側面に倣う境界面を有し、ハッチングで示す共通の車室内空間を包含する形状である。また第１領域６１は、車室を構成する左側壁、後壁及びフロントガラス部分も包含する。第１領域６１の境界面の一部は、車室の右側面と略一致しているため、携帯機２が車両Ｃの右側壁近傍にある場合、第１領域６１の内外の判定により、携帯機２の車室内外を精度よく判定することができる。
次に、各領域に対する内外を判定するための第１統計値及び第２統計値に係る標本値の抽出箇所の具体例を示す。図６は、図５に示した第１領域６１に係る標本値抽出箇所を示す概念図である。図６は、図５の平面図（図５Ａ）に対応する。図６Ａは、第１領域６１内側の標本値の抽出箇所を示し、図６Ｂは、第１領域６１外側の標本値の抽出箇所を示している。第１領域６１に対する内外を判定するための第１統計値及び第２統計値は夫々、上述したように、予め判定対象の領域内外で測定された標本値の平均を各成分に有する平均ベクトル及び逆分散共分散行列である。図６Ａ，Ｂ中の破線の楕円により第１領域６１の第１統計値及び第２統計値を算出する元になる標本値を得るための測定位置を示し、黒丸により第１統計値及び第２統計値夫々に含まれる平均ベクトルに対応する概念的な位置を示している。
第１領域６１の第１統計値及び第２統計値は、次のようにして得られる。車両Ｃに車両用通信システムを構築する製造工程にて、携帯機２又はモデル測定機器により、図６中の破線の楕円内の複数の抽出箇所にて、予め送信アンテナ３１〜３４からの測定用信号の受信信号強度を測定する。複数の抽出箇所にて測定された受信信号強度を、第１領域６１の内外別に、（１）〜（４）により平均ベクトル及び逆分散共分散行列を算出して夫々第１領域６１の第１統計値、第１領域６１の第２統計値とする。
第１領域６１に対する内外を判定するための第１統計値及び第２統計値は、上述したように、携帯機２が車両Ｃの右側壁近傍にある場合に、右側壁に倣う境界面の内外を精度よく判定するための値である。従って、図６Ｂに示すように、第１領域６１の外側を規定する第２統計値を算出するために車室の右側壁の車室外側に沿う複数箇所で標本値が収集されるのに対し、第１領域６１の内側を規定する第１統計値を算出するために、第１領域６１内の標本値の平均が右側面側で測定される受信信号強度の標本値に偏重しないように、図６Ａに示すように車両の左側面車室外を含む箇所で標本値が収集される。
図７は、第２領域６２を示す概念図である。図７Ａは第２領域６２の平面図であり、図７Ｂは第２領域６２の立面図である。第２領域６２は、図７に示すように車室の左内側面に倣う境界面を有し、ハッチングで示す共通の車室内空間を包含する形状である。また第２領域６２は、車室を構成する右側壁、後壁及びフロントガラス部分も包含する。第２領域６２の境界面の一部は、車室の左側面と略一致しているため、携帯機２が車両Ｃの左側壁近傍にある場合、第２領域６２の内外の判定により、携帯機２の車室内外を精度よく判定することができる。
図８は、図７に示した第２領域６２に係る標本値抽出箇所を示す概念図である。図８は、図７の平面図（図７Ａ）に対応する。図８Ａは、第２領域６２内側の標本値の抽出箇所を示し、図８Ｂは、第２領域６２外側の標本値の抽出箇所を示している。図８Ａ，Ｂ中の破線の楕円により第２領域６２の第１統計値及び第２統計値を算出する元になる標本値を得るための測定位置を示し、黒丸により第２領域６２の第１統計値及び第２統計値夫々に含まれる平均ベクトルに対応する概念的な位置を示している。第２領域６２の第１統計値及び第２統計値も、第１領域６１の第１統計値及び第２統計値と同様にして得られる。
図９は、第３領域６３及び第４領域６４を示す概念図である。図９Ａは第３領域６３を示し、図９Ｂは第４領域６４を示す。図９Ａに示すように第３領域６３は車室の後側の内面に倣う境界面を有し、共通の車室内空間を包含する形状である。図９Ｂに示すように第４領域６４は車室の前側の内面に倣う境界面を有し、共通の車室内空間を包含する形状である。
図１０は、第１領域６１〜第４領域６４を示す概念図である。図１０中、ハッチングで示す領域が車室内空間に対応する領域である。図１０に示すように、第１領域６１〜第４領域６４は相異なる空間であるが、車室内空間を共通に包含している。また、第１領域６１〜第４領域６４は夫々、車室の右側面、左側面、後面及び前面に倣っているため、第１領域６１〜第４領域６４の全ての内側にある空間は車室内空間と略一致する。
記憶部１４には、上述の通り、各領域についての製造工程にて標本値を携帯機２又はモデル測定機器によって測定して得られた第１統計値及び第２統計値が第１領域６１〜第４領域６４別に記憶してある。車載機１は、記憶部１４に記憶してあるこれらの統計値に基づき、車室内外判定を行う。
実施形態１では更に、送信アンテナ３１〜３４のいずれかが故障した場合に備えて、故障したアンテナを除いた残りの送信アンテナ３１〜３４の内、いずれのアンテナからの信号の受信信号強度を用いるかを示す情報と、各情報に対応する統計値とが記憶されている。具体的には、故障時に用いる送信アンテナ３１〜３４の異なる組み合わせを示す情報と、各組み合わせに対応する統計値とが記憶されている。
図１１は、記憶部１４に記憶してある送信アンテナ３１〜３４の組み合わせを示す概念図である。図１１中のハッチングで示す領域は、車室内空間を示している。図１１Ａは、１番目の送信アンテナ３１と２番目の送信アンテナ３２を用いるタイプ１、図１１Ｂは２〜４番目の送信アンテナ３２〜３４を用いるタイプ２、図１１Ｃは１，３〜４番目の送信アンテナ３１，３３〜３４を用いるタイプ３、図１１Ｄは３，４番目の送信アンテナ３３，３４を用いるタイプ４、図１１Ｅは１〜３番目の送信アンテナ３１〜３３を用いるタイプ５、図１１Ｆは１〜２，４番目の送信アンテナ３１〜３２，３４を用いるタイプ６を示している。記憶部１４には例えば、タイプ１〜６を識別する識別情報（タイプ）毎に、各識別情報で識別されるタイプ１〜６で用いられる送信アンテナ３１〜３４の識別情報（第ｎ番目）が、タイプ１＝（１，２）、タイプ２＝（２，３，４）、…のように記憶されている。なお、全送信アンテナ３１〜３４の組み合わせはタイプ０（ゼロ）として記憶されていてもよい。
また記憶部１４には、領域毎の第１統計値及び第２統計値が、各タイプについて予め算出されて記憶されている。例えば第１領域６１におけるタイプ１の第１統計値は、図６Ａで示した範囲内の複数箇所での１番目の送信アンテナ３１からの信号の受信信号強度の平均値と、同範囲内の複数箇所での２番目の送信アンテナ３２からの信号の受信信号強度の平均値とを各成分とする２次元の平均ベクトル及び逆分散共分散行列である。第１領域６１におけるタイプ１の第２統計値は、図６Ｂで示した範囲内の複数箇所での１番目の送信アンテナ３１からの信号の受信信号強度の平均値と、同範囲内の複数箇所での２番目の送信アンテナ３２からの信号の受信信号強度の平均値とを各成分とする２次元平均ベクトル及び逆分散共分散行列である。第１領域６１におけるタイプ２の第１統計値は、図６Ａで示した範囲内の複数箇所での２番目の送信アンテナ３２からの信号の受信信号強度の平均値と、同範囲内の複数箇所での３番目の送信アンテナ３３からの信号の受信信号強度の平均値と、同範囲内の複数箇所での４番目の送信アンテナ３４からの信号の受信信号強度の平均値とを各成分とする３次元平均ベクトル及び逆分散共分散行列である。第１領域６１における他のタイプ３〜６、第２領域６２〜第３領域６３についても同様である。
なお、携帯機２の移動は開扉されたドアなどの開口部からなされる。したがって、携帯機２が移動するに際して通過し得ない境界面に関しては、内外判定対象としての優先度が低い。したがって、車両Ｃがドアを有していない前面を境界面として有する第４領域６４に関しては、送信アンテナ３１〜３４の一部が故障した場合は内外の判定対象から省略する。そのため、第４領域６４のタイプ１〜６についての統計値（第１統計値及び第２統計値）は記憶部１４に記憶されていなくともよい。
上述のように構成される車載機１及び携帯機２を含む車両用通信システムにおいて行なわれる処理について説明する。
図１２は、実施形態１の車載機１における車室内外判定処理手順の一例を示すフローチャートである。
車載機１の制御部１１は、故障検知部１３ｂにより故障アンテナを特定する（ステップＳ１０１）。制御部１１は、送信アンテナ３１〜３４の内、故障していない送信アンテナ３１〜３４の内の一部又は全部（例えば送信アンテナ３４のみ）から、記憶部１４に記憶してある自身の車両識別子の情報を含むウェイクアップ信号を送信し（ステップＳ１０２）、送信したウェイクアップ信号に応じたレスポンス信号を受信アンテナ４により受信したか否かを判断する（ステップＳ１０３）。ステップＳ１０３において制御部１１は、レスポンス信号を受信する所定の猶予時間を設け、猶予時間が経過するまでにレスポンス信号を受信できた場合、レスポンス信号を受信したと判断し、猶予時間が経過した場合には受信しなかったと判断する。
制御部１１は、レスポンス信号を受信したと判断した場合（Ｓ１０３：ＹＥＳ）、レスポンス信号に含まれている携帯機識別子の情報を抽出し、記憶部１４に記憶してある携帯機識別子と合致するか否かにより、携帯機２が正当であるか否かを判断する（ステップＳ１０４）。
制御部１１は、ステップＳ１０４で正当であると判断した場合（Ｓ１０４：ＹＥＳ）、チャレンジ・レスポンス認証用のデータを作成して、作成したデータを含むチャレンジ信号を送信アンテナ３１〜３４の内の故障していない送信アンテナ３１〜３４から送信し（ステップＳ１０５）、チャレンジ信号に対するレスポンス信号を受信したか否かを判断する（ステップＳ１０６）。
制御部１１は、レスポンス信号を受信したと判断した場合（Ｓ１０６：ＹＥＳ）、受信したレスポンス信号からレスポンスデータを抽出し、抽出したレスポンスデータに基づき、携帯機２の認証に成功したか否かを判断する（ステップＳ１０７）。
制御部１１は、認証に成功したと判断した場合（Ｓ１０７：ＹＥＳ）、携帯機２における受信信号強度の測定を指示するべく、まず、送信アンテナ３１〜３４の内、故障アンテナを除く残りのアンテナを選択する（ステップＳ１０８）。ステップＳ１０８において制御部１１は、図１１に示した送信アンテナ３１〜３４の組を示すタイプを選択するとよい。また、ステップＳ１０８において制御部１１は、ステップＳ１０１にて故障アンテナが特定されていない場合、全ての送信アンテナ３１〜３４を選択する。
次に制御部１１は、選択したアンテナの内の一部又は全部（例えば送信アンテナ３４のみ）から測定コマンド信号を送信する（ステップＳ１０９）。このとき制御部１１は、用いる送信アンテナ３１〜３４を携帯機２に通知する情報（図１１に示したタイプを識別する情報）を測定コマンド信号に含める。
制御部１１は、コマンド信号の送信後から所定時間が経過するまでの間に、送信アンテナ３１〜３４の内、ステップＳ１０８で選択したアンテナを順次、切替器１３ａにより選択して選択したアンテナから測定用信号を送信する（ステップＳ１１０）。
次に制御部１１は、測定用信号の送信後に、測定結果を含む測定結果信号を受信アンテナ４により受信する（ステップＳ１１１）。制御部１１は、受信した測定結果信号から測定結果を抽出する（ステップＳ１１２）。具体的には、抽出される測定結果は、制御部１１が選択したタイプの各送信アンテナ３１〜３４から送信した測定用信号夫々の受信信号強度を含む。
制御部１１は、判定対象となる複数の領域別に、ステップＳ１０９で選択したタイプの統計値を記憶部１４から読み出し（ステップＳ１１３）、受信した測定結果の受信信号強度と、読み出した統計値とに基づき、内外における統計距離を算出する（ステップＳ１１４）。制御部１１は、判定対象の領域について、携帯機２は領域内に存在するか否かを判定する（ステップＳ１１５）。ステップＳ１１４にて詳細には、制御部１１は、測定結果の受信信号強度ベクトルと、選択したタイプの第１統計値とのマハラノビス距離と、選択したタイプの第２統計値とのマハラノビス距離とを上述の式（５）及び（６）により各算出する。そしてステップＳ１１５において制御部１１は、算出した結果を比較し、第１統計値とのマハラノビス距離が第２統計値とのマハラノビス距離よりも統計距離が近いと判断される場合、携帯機２は判定対象の領域の内側に存在すると判定する。
制御部１１は、ステップＳ１１５にて領域内に存在すると判定した場合（Ｓ１１５：ＹＥＳ）、全領域について判定を終了したか否かを判断する（ステップＳ１１６）。なおステップＳ１１６において、ステップＳ１０１で故障アンテナが存在せず、特定していない場合には４つの領域全てが判定対象領域であるが、故障アンテナが存在し、ステップＳ１０１にて故障アンテナを特定している場合には第１領域６１〜第３領域６３の３つの領域が全ての判定対象領域である。制御部１１は、ステップＳ１１６にて全領域について判定を終了していないと判断した場合（Ｓ１１６：ＮＯ）、ステップＳ１１３へ処理を戻す。
制御部１１は、全領域について判定を終了したと判断した場合（Ｓ１１６：ＹＥＳ）、全領域について携帯機２が内側にあると判定されていると判定されているので、携帯機２が車両Ｃの車室内に存在すると判定し（ステップＳ１１７）、車室内外判定処理を終了する。
制御部１１は、ステップＳ１１５にて複数の領域のいずれか１つでも領域外に存在すると判定した場合（Ｓ１１５：ＮＯ）、携帯機２が車両Ｃの車室外に存在すると判定し（ステップＳ１１８）、車室内外判定処理を終了する。
また制御部１１は、ステップＳ１０３にて、レスポンス信号を受信しないと判断した場合（Ｓ１０３：ＮＯ）、ステップＳ１０４にて合致しないと判断した場合（Ｓ１０４：ＮＯ）、ステップＳ１０６にてチャレンジ信号に対するレスポンス信号を受信しないと判断した場合（Ｓ１０６：ＮＯ）、又はステップＳ１０７にて認証が失敗したと判断した場合（Ｓ１０７：ＮＯ）はいずれも、携帯機２は車室外（車両Ｃから所定の距離外）に存在すると判定する（ステップＳ１１９）。この場合も制御部１１は車室内外判定処理を終了する。
図１３は、実施形態１の携帯機２側における処理手順の一例を示すフローチャートである。図１３のフローチャートに示す処理手順は、図１２のフローチャートに示した車載機１側の処理手順に対応する。
携帯機２の制御部２１は、３軸アンテナ２３ａによりウェイクアップ信号を受信したか否かを判断する（ステップＳ２０１）。制御部２１は、ウェイクアップ信号を受信したと判断した場合（Ｓ２０１：ＹＥＳ）、ウェイクアップ信号に含まれている車両識別子の情報と、記憶部２４に記憶してある対応する車両識別子とを照合することにより、車載機１の正当性を判断する（ステップＳ２０２）。
制御部２１は、ステップＳ２０２にて正当であると判断した場合（Ｓ２０２：ＹＥＳ）、記憶部２４に記憶してある携帯機識別子のデータを含めたレスポンス信号を送信アンテナ２２ａにより送信し（ステップＳ２０３）、スリープ状態から起動する（ステップＳ２０４）。制御部２１は、次いで車載機１側から送信されるチャレンジ信号を受信し（ステップＳ２０５）、チャレンジ信号に含まれるデータと記憶部２４に記憶されている固有鍵を用いて所定の暗号化演算を行うことによりレスポンスデータを作成し、作成したレスポンスデータを含むレスポンス信号を返信する（ステップＳ２０６）。
次に制御部２１は、返信したレスポンス信号による認証が成功し、車載機１から測定コマンド信号を受信するか否かを判断する（ステップＳ２０７）。制御部２１は、測定コマンド信号を受信したと判断した場合（Ｓ２０７：ＹＥＳ）、測定コマンド信号に含まれる通知により使用アンテナを特定する（ステップＳ２０８）。
制御部２１は、測定コマンド信号の受信後所定時間が経過するまでの間に、ステップＳ２０８で特定した使用アンテナから送信される測定用信号を３軸アンテナ２３ａにて受信し（ステップＳ２０９）、切替器２３ｃにより３軸アンテナ２３ａからの３つの無線信号を順次選択して信号強度測定部２３ｂにより夫々測定する（ステップＳ２１０）。つまり、１つの測定用信号に対し、３軸アンテナ２３ａの３軸方向夫々の成分に対応する受信信号強度を測定する。
制御部２１は、全ての測定用信号について測定を完了したか否かを判断し（ステップＳ２１１）、未完であると判断した場合（Ｓ２１１：ＮＯ）、処理をステップＳ２０９へ戻して使用アンテナから送信される複数（２〜４回）の測定用信号を順次受信し測定する（Ｓ２０９、Ｓ２１０）。
制御部２１は、測定を完了したと判断した場合（Ｓ２１１：ＹＥＳ）、各測定用信号に対し、測定した３つの無線信号の受信信号強度成分に基づき受信信号強度をベクトル演算により算出する（ステップＳ２１２）。制御部２１は、求めた受信信号強度を測定結果として含む測定結果信号を送信アンテナ２２ａにより送信し（ステップＳ２１３）、スリープ状態へ戻り（ステップＳ２１４）、処理を終了する。
制御部２１は、ステップＳ２０７で測定コマンド信号を受信しなかったと判断した場合（Ｓ２０７：ＮＯ）、認証に失敗したのでそのままスリープ状態へ戻り（Ｓ２１４）、処理を終了する。
制御部２１は、ステップＳ２０１でウェイクアップ信号を受信しなかったと判断した場合（Ｓ２０１：ＮＯ）、又はステップＳ２０２にて正当でないと判断した場合（Ｓ２０２：ＮＯ）、そのまま処理を終了する。
図１２及び図１３のフローチャートに示した処理手順により、故障アンテナが存在する場合であっても精度よい判定が行われることについて、具体例を挙げて説明する。
例えば、使用者がエンジンを停止して停車している車両Ｃに搭乗するために、携帯機２を所持して車両ドアの開錠操作を行った際に、送信アンテナ３１〜３４の内、車両Ｃの右側に設けられている送信アンテナ３１が故障していた場合の処理について説明する。車載機１１は、リクエストスイッチ１５により車両ドアの開錠操作を認識し、図１２のフローチャートに示した車室内外判定処理を実行する。このとき、制御部１１は、ステップＳ１０１にて車載アンテナ３１の故障を特定する（Ｓ１０１）。制御部１１は、使用者が所持する携帯機２との信号のやり取りに基づいて認証に成功した場合（Ｓ１０７：ＹＥＳ）、ステップＳ１０８にて、１番目の送信アンテナ３１を含まないタイプ２＝（２，３，４）（図１１）を選択する。制御部１１は、選択したタイプ２の送信アンテナ３２〜３４を特定する通知を含む測定コマンド信号を送信する（Ｓ１０９）。携帯機２側では、測定コマンド信号に含まれる通知により、２番目〜４番目の送信アンテナ３２〜３４が用いられることを特定し（Ｓ２０８）、例えばχ＝（０，χ2 ，χ3 ，χ4 ）のように１番目の送信アンテナ３１からの受信信号強度の測定結果をゼロに設定した受信信号強度ベクトルの形式で測定結果信号を送信する（Ｓ２１３）。車載機１の制御部１１は、第１領域６１から順に、選択したタイプ２に対応する第１統計値及び第２統計値を読み出し（Ｓ１１３）、統計距離を算出し（Ｓ１１４）、第１統計値との統計距離及び第２統計値との統計距離を比較することにより、領域内外を判定する（Ｓ１１５）。
この場合、車両ドアは開錠されておらず使用者は車室外に存在するため、携帯機２は第１領域６１の領域外に存在すると判定され（Ｓ１１５：ＮＯ）、車室内外判定処理は終了する。車両ドアの外側から開錠操作が行われた場合の制御に係る携帯機２の車室内外の期待値は０（車室外）であって、期待値と車室内外判定結果とが整合するから、車載機１はドアを開錠する。これにより使用者は、ドアを開けて車室内に入り込み、運転席に着座できる。
上述のように、送信アンテナ３１〜３４のいずれかに故障が発生した場合であっても、車載機１にてこれを検知し、残りのアンテナから適切なアンテナを選択して高精度の車室内外判定を継続することができる。
また実施形態１で示したように、アンテナ故障が発生した場合に選択するアンテナの組（タイプ）毎に、予め平均ベクトル及び逆分散共分散行列である統計値を演算により求めて記憶してあるため、車室内外判定処理時に統計値を求める必要がなく、演算の工数を削減することができる。
なお実施形態１では、車載機１側の送信アンテナ３１〜３４及び携帯機２側の受信用３軸アンテナ２３ａはＬＦ帯又はＶＬＦ帯に対応し、車載機１側の受信アンテナ４及び携帯機２側の送信アンテナ２２ａはＵＨＦに対応する構成としたが、これらの周波数帯に限定するものではない。また送信アンテナ３１，３２，３３，３４の数は４つとは限られないことは勿論である。送信アンテナ３１〜３４及び受信アンテナ４の位置も上述したような位置には限られないことは勿論である。
実施形態１において車載機１は、記憶部１４に異なる４つの第１領域６１〜第４領域６４の内外を夫々特徴づける統計値を記憶している構成とした。しかしながら、領域の数は４つに限られないことは勿論である。例えば第１領域６１及び第２領域６２の２つであっても、運転席側ドアの境界面又は助手席側ドアの境界面に対する内外の判定を精度よく実施することができる。
また実施の形態１において車載機１の記憶部１４に、統計値として携帯機２又はモデル測定機器にて領域別に実測した受信信号強度の平均ベクトル及び逆分散共分散行列を記憶する構成とした。しかしながら統計値に限らず、各領域に対して内外を判別するための判別式を記憶しておく構成としてもよい。判別式は例えば、予め測定される第１領域６１の内側を特徴付ける標本群と、第１領域６１の外側を特徴付ける標本群とのマハラノビス距離が等しくなる受信信号強度の集合を表す曲線の近似式である。近似式に、測定した受信信号強度の内、一の受信信号強度を当てはめて得られる関数値と、他の受信信号強度とを夫々比較することにより、内外判定を行うことができる。
（実施形態２）
実施形態２における記憶部１４には更に、故障時にいずれのタイプの送信アンテナ３１〜３４の組み合わせを優先的に用いるかの優先度の情報が記憶されている。実施形態２における車両用通信システムのハードウェア構成は、実施形態１の構成と同様である。従って、実施の形態１と共通する構成については同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
図１４は、実施形態２における記憶部１４に記憶されている優先度の情報の例を示す説明図である。記憶部１４には、図１４に示すようにアンテナの組の識別番号（識別情報）毎に、組に含まれるアンテナの番号、各組の優先度が記憶されている。優先度は例えば、図１４に示すように、タイプ２、タイプ３、タイプ１、タイプ４、タイプ５、タイプ６の順に高く設定されている。
図１４に示す優先度によってどのようにアンテナが選択されるかについて説明する。なお実施形態２においては、車載機１は実施形態１で示した図１２のフローチャートの処理手順と同様の処理を実行するが、ステップＳ１０８におけるアンテナの選択処理の詳細が実施形態１と異なるので、詳細な処理内容について以下に説明する。
車載機１の制御部１１は、携帯機２の認証に成功した場合（Ｓ１０７：ＹＥＳ）、記憶部１４に記憶してある送信アンテナ３１〜３４の組の内、故障アンテナを含まず最も優先度が高い組のアンテナを選択する（Ｓ１０８）。
図１４に示した優先度の具体例に基づき説明する。例えば１番目の送信アンテナ３１が故障している場合、制御部１１は、ステップＳ１０８において、故障アンテナとして特定される送信アンテナ３１を含まないタイプ２及びタイプ４の内、優先度がより高いタイプ２の送信アンテナ３２〜３４を選択する。２番目の送信アンテナ３２が故障している場合、制御部１１は、故障アンテナとして特定される送信アンテナ３２を含まないタイプ３及びタイプ４の内、優先度がより高いタイプ３の送信アンテナ３１，３３〜３４を選択する。同様に、３番目の送信アンテナ３３が故障している場合、制御部１１は、故障アンテナとして特定される送信アンテナ３３を含まないタイプ１及びタイプ６の内、優先度がより高いタイプ１の送信アンテナ３１，３２を選択する。４番目の送信アンテナ３４が故障している場合、制御部１１は、故障アンテナとして特定される送信アンテナ３４を含まないタイプ１及びタイプ５の内、優先度がより高いタイプ１の送信アンテナ３１，３２を選択する。
このように、送信アンテナ３１〜３４の組に優先度を対応付けて記憶しておくことにより、故障アンテナが存在する場合に、でき得る限り高精度に判定するための残りのアンテナを選択する際の基準とすることができる。
（実施形態３）
実施形態３における記憶部１４には、故障時に判定対象とする第１領域６１〜第３領域６３毎に、故障時に送信アンテナ３１〜３４の組み合わせの内のいずれを優先的に用いるかの優先度の情報が記憶されている。判定対象の領域毎に、何番目の送信アンテナ３１〜３４からの信号の受信信号強度を用いるか否かによって、判定精度への影響が異なるからである。
図１５は、実施形態３における記憶部１４に記憶されている優先度の情報を示す説明図である。記憶部１４には、図１５に示すように、判定対象の境界面毎に、優先して用いるべき送信アンテナ３１〜３４の組の情報が記憶されてある。例えば、車両Ｃの右側面の境界面を判定対象とする第１領域６１の内外を精度よく判定するためには、受信信号強度の差異が大きくなる複数のアンテナ、即ち、左側に異なる距離で設けられているよりアンテナをより多く用いることが望ましい。したがって、第１領域６１の内外を判定するためのアンテナの組み合わせとしては、送信アンテナ３２〜３４を用いるタイプ２が最も優先度が高く、次いでタイプ１，５，６に同一の優先度が設定され、次いでタイプ３、タイプ４の順に優先度が設定されている。同様にして、車両Ｃの左側面の境界面を判定対象とする第２領域６２の内外を精度よく判定するためには、右側に異なる距離で設けられているアンテナをより多く含むタイプ３が最も優先度が高く、次いでタイプ１，５，６に同一の優先度が設定され、次いでタイプ２、タイプ４の順に優先度が設定されている。車両Ｃの後面の境界面を判定対象とする第３領域６３の内外を精度よく判定するためには、車両Ｃの後部に設けられたアンテナ３３を含むタイプ５が最も優先度が高く、次いでタイプ４の優先度が高く、続いてタイプ２，３，６に同一の優先度が設定され、最後にタイプ１の順となるように優先度が設定されている。
図１５に示す優先度に基づいてどのように車室内外判定がなされるかを説明する。図１６は、実施形態３における車載機１における車室内外判定処理手順の一例を示すフローチャートである。なお、図１６のフローチャートに示す処理手順の内、実施形態１の図１２のフローチャートに示した処理手順と共通する処理については、同一のステップ番号を付して詳細な説明を省略する。
車載機１の制御部１１は、ステップＳ１０８において、故障アンテナとして特定されるアンテナ以外の残りのアンテナを全て選択する（Ｓ１０８）。後述するように、実施形態３では、判定対象領域毎に、使用する受信信号強度に係る送信元の送信アンテナ３１〜３４の組が変わりうるので、残りのアンテナ全てで受信信号強度を測定するためである。制御部１１は、選択したアンテナを示す通知を含む測定コマンド信号を送信する（Ｓ１０９）。制御部１１は、残りのアンテナから測定用信号を順次送信し（Ｓ１１０）、携帯機２にて得られる測定結果を受信した測定結果信号から抽出する（Ｓ１１１，Ｓ１１２）。
次に制御部１１は、判定対象領域毎に、優先度が高いタイプのアンテナの組の内、故障アンテナとして特定されるアンテナを含まない組に対応する判定パラメータを記憶部１４から読み出す（ステップＳ１２１）。記憶部１４には、実施形態１にて説明したように、第１領域６１〜第４領域６４毎に、各タイプについて使用するアンテナに対応する成分からなる第１統計値及び第２統計値、又は、各タイプについて各領域に対し内外を判別するための判別式が算出されて判定パラメータとして記憶してある。
制御部１１は、測定結果信号から抽出した測定結果から判定対象領域に対応する受信信号強度を用い、読み出した判定パラメータに基づく統計的な演算を実行し（ステップＳ１２２）、演算結果に基づいて領域内外を判定する（Ｓ１１５）。
ステップＳ１２２においては例えばマハラノビス距離の比較を行う場合、携帯機２からχ＝（０，χ2 ，χ3，χ4 ）のように使用しないアンテナ（例えば送信アンテナ３１）からの受信信号強度の測定結果をゼロに設定した受信信号強度ベクトルの形式で測定結果信号を受信しているので、制御部１１は、優先度が高いタイプのアンテナの組に対応する成分からなる受信信号強度ベクトルを算出する。例えば仮に、送信アンテナ３１が故障しており、送信アンテナ３３，３４を用いるタイプ４の組が選択される場合、ステップＳ１２２にて制御部１１は、携帯機２からのχ＝（０，χ2 ，χ3，χ4 ）の受信信号強度ベクトルからχ＝（０，０，χ3，χ4 ）又はχ＝（χ3，χ4 ）を算出してこれを用いるなどする。
またステップ１２２において、判別式を用いる場合には、携帯機２からのχ＝（０，χ2 ，χ3，χ4 ）のような受信信号強度ベクトルの形式の各成分の内、優先度が高いタイプのアンテナの組に対応する受信信号強度を選択し、これを用いた判別式による関数値を演算によって求めるなどする。
図１５に示した優先度の例に基づき図１６のフローチャートに示した処理を、具体例を挙げて説明する。１番目の送信アンテナ３１が故障している場合、制御部１１は、ステップＳ１０８において、故障アンテナとして特定される送信アンテナ３１を含まない残りの送信アンテナ３２〜３４を選択する。そして制御部１１は、ステップＳ１２１において、第１領域６１を判定対象領域とする場合、第１領域６１に対して記憶部１４に記憶してある図１５に示した優先度を参照する。制御部１１は、優先度が高い順にタイプを参照し、最も優先度が高いタイプ２には故障アンテナである送信アンテナ３１を含まないので、タイプ２に対応付けて記憶してある判定パラメータ（例えば第１統計値及び第２統計値）を読み出す。第１領域６１内と判定した場合は（Ｓ１１５：ＹＥＳ）、次に第２領域６２に対し優先度が高い順にタイプを参照する。制御部１１は、最も優先度が高いタイプ３は、故障アンテナである送信アンテナ３１を含むので次に優先度が高いタイプ１，５，６を参照するが、いずれも故障アンテナである送信アンテナ３１を含むので、次に優先度が高く（５番目）送信アンテナ３１を含まないタイプ２に対応付けてある判定パラメータを読み出す（Ｓ１２１）。同様に、第３領域６３に対しては、最も優先度が高いタイプ５は、故障アンテナである送信アンテナ３１を含むので次に優先度が高いタイプ４を参照する。制御部１１は、タイプ４には送信アンテナ３１を含まないのでタイプ４に対応付けてある判定パラメータを読み出し（Ｓ１２１）、領域内外を判定する。図１７は、１番目の送信アンテナ３１が故障している場合に領域毎に選択されるタイプを示す説明図である。図１７に示すように１番目の送信アンテナ３１が故障している場合には第１領域６１及び第２領域６２に対してはタイプ２に対応付けてある判定パラメータに基づく判定がなされ、第３領域６３に対してはタイプ４に対応付けてある判定パラメータに基づく判定がなされる。
２番目の送信アンテナ３２が故障している場合も同様である。図１８は、２番目の送信アンテナ３２が故障している場合に領域毎に選択されるタイプを示す説明図である。ステップＳ１２１において制御部１１は、第１領域６１に対しては、故障している送信アンテナ３２を含まず優先度が高い（５番目の）タイプ３に対応付けてある判定パラメータを読み出す（Ｓ１２１）。第２領域６２に対して制御部１１は、故障している送信アンテナ３２を含まず最も優先度が高い（１番目の）タイプ３に対応付けてある判定パラメータを読み出す（Ｓ１２１）。第３領域６３に対して制御部１１は、故障している送信アンテナ３２を含まず最も優先度が高い（２番目の）タイプ４に対応付けてある判定パラメータを読み出す（Ｓ１２１）。図１８に示すように、２番目の送信アンテナ３２が故障している場合には第１領域６１及び第２領域６２に対してはタイプ３に対応付けてある判定パラメータに基づく判定がなされ、第３領域６３に対してはタイプ４に対応付けてある判定パラメータに基づく判定がなされる。
３番目の送信アンテナ３３が故障している場合も同様である。図１９は、３番目の送信アンテナ３３が故障している場合に領域毎に選択されるタイプを示す説明図である。ステップＳ１２１において制御部１１は、第１領域６１に対しては、故障している送信アンテナ３３を含まず優先度が高い（２番目の）タイプ１，６の内、識別情報の番号がより小さいタイプ１に対応付けてある判定パラメータを読み出す（Ｓ１２１）。第２領域６２に対して制御部１１は、故障している送信アンテナ３３を含まず優先度が高い（２番目の）タイプ１，６の内、識別情報の番号がより小さいタイプ１に対応付けてある判定パラメータを読み出す（Ｓ１２１）。第３領域６３に対して制御部１１は、故障している送信アンテナ３３を含まず優先度が高い（３番目の）タイプ６に対応付けてある判定パラメータを読み出す（Ｓ１２１）。図１９に示すように、３番目の送信アンテナ３３が故障している場合には第１領域６１及び第２領域６２に対してはタイプ１に対応付けてある判定パラメータに基づく判定がなされ、第３領域６３に対しては、タイプ６に対応付けてある判定パラメータに基づく判定がなされる。
４番目の送信アンテナ３４が故障している場合も同様である。図２０は、３番目の送信アンテナ３３が故障している場合に領域毎に選択されるタイプを示す説明図である。ステップＳ１２１において制御部１１は、第１領域６１に対しては、故障している送信アンテナ３４を含まず優先度が高い（２番目の）タイプ１，５の内、識別情報の番号がより小さいタイプ１に対応付けてある判定パラメータを読み出す（Ｓ１２１）。第２領域６２に対して制御部１１は、故障している送信アンテナ３４を含まず優先度が高い（２番目の）タイプ１，５の内、識別情報の番号がより小さいタイプ１に対応付けてある判定パラメータを読み出す（Ｓ１２１）。第３領域６３に対して制御部１１は、故障している送信アンテナ３４を含まず優先度が高い（１番目の）タイプ５に対応付けてある判定パラメータを読み出す（Ｓ１２１）。図２０に示すように、４番目の送信アンテナ３４が故障している場合には第１領域６１及び第２領域６２に対してはタイプ１に対応付けてある統計値に基づく判定がなされ、第３領域６３に対してはタイプ５に対応付けてある統計値に基づく判定がなされる。
このように、実施形態３では、使用するアンテナの複数の組に対し、判定対象とする複数の領域毎に異なる優先度が対応付けられていることにより、故障アンテナ以外の残りのアンテナからの受信信号強度の内、領域毎に異なる受信信号強度を選択して高精度に判定することが可能となる。
なお、故障アンテナが存在しない場合であっても、実施形態３の図１６のフローチャートに示した処理を実行し、判定領域対象の領域毎に、優先度に基づいて用いる受信信号強度の情報を選択して判定するようにしてもよい。
（実施形態４）
実施形態１〜３では、車室内外判定を車載機１側で判定する構成とした。これに対し実施形態４では受信信号強度を測定し演算する携帯機２側で車室内外判定を行う。実施形態４における車両用通信システムのハードウェア構成は、実施形態１の構成と同様である。従って、実施の形態１と共通する構成については同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
図２１は、実施形態４の車載機１の内部構成を示すブロック図である。実施形態１と比較して、実施形態２における車載機１は、記憶部１４に車室内外判定に係るコンピュータプログラム１Ｐ、及び車室内外判定のための統計値を記憶していない。記憶部１４には、車両Ｃ自身の車両識別子と、車両Ｃに対する正規な携帯機２であるか否かを区別するための携帯機識別子とが記憶してある。
実施形態４における車載機１は、制御部１１が複数のリクエストスイッチ１５から各スイッチの操作状態を認識し、また、カーテシスイッチによって車両ドアの開閉状態を認識する。制御部１１は、認識した操作状況及び開閉状態と、後述するように携帯機２から受信する車室内外判定結果とに基づき、車両ドアの開錠／施錠、エンジン又は駆動用バッテリシステムの始動可否の出力、及び必要に応じて使用者への警告出力処理等を行う。
図２２は、実施形態４の携帯機２の内部構成を示すブロック図である。実施形態２と比較して、実施形態４における携帯機２は、記憶部２４に、制御部２１が携帯機２の各構成部の動作を制御することにより、携帯機２の車室内外判定、及び、車室内外判定に係る判定方式の選択機能を実現させるコンピュータプログラム２Ｐを記憶している。また、記憶部２４には、車室内外判定のための領域毎及び使用アンテナの組み合わせのタイプ毎に統計値が記憶されている。統計値の詳細は実施形態１と同様であるので詳細な説明を省略する。
なお、記憶部２４に記憶されているコンピュータプログラム２Ｐは、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＢＤ等の光ディスク、フレキシブルディスク、ハードディスク等の磁気ディスク、磁気光ディスク、半導体メモリ等の記録媒体２０から図示しない他の外部コンピュータにより読み出されて記憶されたもの、又は、通信網を介してダウンロードされて外部コンピュータにより記憶されたものであってよい。
実施形態４の携帯機２の制御部２１は、信号強度測定部２３ｂにより測定した各無線信号の受信信号強度に基づき、３軸方向のベクトル演算によって受信信号強度を算出し、算出した受信信号強度に基づき車室内外判定をも行う。
実施形態４における車載機１は、間欠的に、又は各種制御のために車室内外判定が必要な場合、以下に示す車室内外判定結果を携帯機２から取得する処理を実行する。図２３は、実施形態４の車載機１における処理手順の一例を示すフローチャートである。なお、以下に示す図２３のフローチャートに示す処理手順の内、実施形態１の図１２のフローチャートに示した処理手順と共通する手順については、同一のステップ番号を付し、詳細な説明を省略する。
実施形態４における車載機１の制御部１１は、送信アンテナ３１〜３４の内、ステップＳ１０８で選択したアンテナを順次、切替器１３ａにより選択して選択したアンテナから測定用信号を送信し（Ｓ１１０）、携帯機２にて判定した結果を含む測定結果信号を受信アンテナ４により受信する（Ｓ１１１）。制御部１１は、受信した測定結果信号に含まれる判定結果を抽出し（ステップＳ１３１）、車室内外判定処理を終了する。
図２４及び図２５は、実施形態４の携帯機２における車室内外判定に係る処理手順の一例を示すフローチャートである。図２４及び図２５のフローチャートに示す処理手順は、図２３のフローチャートに示した車載機１側による処理手順と対応する。なお、以下に示す図２４及び図２５のフローチャートに示す処理手順の内、実施形態１の図１３のフローチャートに示した処理手順と共通する手順については、同一のステップ番号を付し、詳細な説明を省略する。
携帯機２の制御部２１は、車載機１側から送信された測定用信号全てに対して測定を完了したと判断した場合（Ｓ２１１：ＹＥＳ）、各測定用信号に対し、測定した３つの無線信号の受信信号強度成分に基づき受信信号強度をベクトル演算により算出し（Ｓ２１２）、判定対象となる複数の領域別に、ステップＳ２０８で特定される使用アンテナの組み合わせのタイプの統計値を記憶部１４から読み出す（ステップＳ２２１）。
制御部２１は、測定して得られる受信信号強度と、読み出した統計値とに基づき、内外における統計距離を算出する（ステップＳ２２２）。制御部２１は、判定対象の領域について、携帯機２は領域内に存在するか否かを判定する（ステップＳ２２３）。ステップＳ２２２にて詳細には、制御部２１は、測定結果の受信信号強度ベクトルと、選択したタイプの第１統計値とのマハラノビス距離と、選択したタイプの第２統計値とのマハラノビス距離とを上述の式（５）及び（６）により各算出する。そしてステップＳ２２３において制御部２１は、算出した結果を比較し、第１統計値とのマハラノビス距離が第２統計値とのマハラノビス距離よりも統計距離が近いと判断される場合、携帯機２は判定対象の領域の内側に存在すると判定する。
制御部２１は、ステップＳ２２３にて領域内に存在すると判定した場合（Ｓ２２３：ＹＥＳ）、全領域について判定を終了したか否かを判断する（ステップＳ２２４）。なおステップＳ２２４において、ステップＳ２０８で特定される使用アンテナが全アンテナであって故障アンテナが存在しない場合には４つの領域全てが判定対象領域であるが、故障アンテナが存在し、ステップＳ２０８にて特定される使用アンテナが一部のアンテナである場合には第１領域６１〜第３領域６３の３つの領域が全ての判定対象領域である。制御部２１は、ステップＳ２２４にて全領域について判定を終了していないと判断した場合（Ｓ２２４：ＮＯ）、ステップＳ２２１へ処理を戻す。
制御部２１は、全領域について判定を終了したと判断した場合（Ｓ２２４：ＹＥＳ）、全領域について携帯機２が内側にあると判定されていると判定されているので、携帯機２が車両Ｃの車室内に存在すると判定する（ステップＳ２２５）。制御部２１は、判定結果を含む測定結果信号を送信アンテナ２２ａから送信し（Ｓ２１３）、スリープ状態へ戻り（Ｓ２１４）、処理を終了する。
制御部２１は、ステップＳ２２３にて複数の領域のいずれか１つでも領域外に存在すると判定した場合（Ｓ２２３：ＮＯ）、携帯機２が車両Ｃの車室外に存在すると判定し（ステップＳ２２６）、判定結果を含む測定結果信号を送信し（Ｓ２１３）、スリープ状態へ戻り（Ｓ２１４）、処理を終了する。
制御部２１は、ステップＳ２０１にてウェイクアップ信号を受信しなかったと判断した場合（Ｓ２０１：ＮＯ）、又はステップＳ２０２で正当でないと判断した場合（Ｓ２０２：ＮＯ）、携帯機２は車室外（車両Ｃから所定の距離外）に存在すると判定し（ステップＳ２２７）、処理を終了する。
上述の通り、携帯機２にて車室内外判定を行う構成とした場合であっても、送信アンテナ３１〜３４に故障アンテナが存在するときに、車載機１にて検知した結果を携帯機２にてこれを認識することで、残りのアンテナを用いた高精度の車室内外判定を継続することができる。
実施形態４においても、実施形態２又は３で示したように、送信アンテナ３１〜３４を異なるパターンで組み合わせたタイプに優先順位を携帯機２の記憶部２４に記憶しておき、携帯機２の制御部２１が上述のステップＳ２２１において、優先順位の高い順に選択するようにするようにしてよい。これにより、携帯機２にて車室内外判定を行う構成とした場合であっても、できる限り高精度に判定するように受信信号強度を選択したり、領域毎に異なる受信信号強度を選択したりすることが可能となる
今回開示された実施形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
１ 車載機
２ 携帯機
３１，３２，３３，３４ 送信アンテナ
４ 受信アンテナ
１０ 記録媒体
１１ 制御部
１２ 車載受信部
１３ 車載送信部
１３ａ 切替器
１３ｂ 故障検知部
１４ 記憶部
１５ リクエストスイッチ
１Ｐ コンピュータプログラム
２ 携帯機
２０ 記録媒体
２１ 制御部
２２ 送信部
２２ａ 送信アンテナ
２３ 受信部
２３ａ ３軸アンテナ
２３ｂ 信号強度測定部
２３ｃ 切替器
２４ 記憶部
２Ｐ コンピュータプログラム
６１ 第１領域
６２ 第２領域
６３ 第３領域
６４ 第４領域
Ｃ 車両

Claims (5)

  1. 車両の異なる位置に設けられた複数のアンテナにより信号を送受信する車載機と、前記複数のアンテナの内の一又は複数から送信された信号を受信し、受信した信号に応じた信号を送信する携帯機とを備える車両用通信システムであって、
    前記車載機は、
    前記複数のアンテナの内の一部のアンテナから送信される信号の受信信号強度を予め測定して得られる統計値を、測定箇所の車室内外別に、送信元のアンテナを識別する情報と対応付けて記憶しておく記憶部と、
    前記複数のアンテナの内の故障アンテナを検知する故障検知部と、
    用いられるアンテナの異なる組み合わせと、該異なる組み合わせに対し、より精度よく判定可能な組に他よりも高く設定されてある優先度とを予め記憶しておき、該異なる組み合わせの内、前記故障検知部が検知した故障アンテナを除く残りのアンテナのいずれかを含み、且つ前記故障アンテナを含まない組み合わせのアンテナを前記優先度に基づき選択する選択部と、
    選択したアンテナに対応する統計値を前記記憶部から読み出す読出部と、
    該読出部が読み出した統計値と、前記選択したアンテナから送信される信号の前記携帯機にて測定される受信信号強度との間の統計距離を内外別に算出して比較することにより、前記携帯機が前記車両の車室内外のいずれに存在するかを判定する判定部と
    を備える車両用通信システム。
  2. 車両の異なる位置に設けられた複数のアンテナにより他の機器と信号を送受信する車載機であって、
    前記複数のアンテナの内の一部のアンテナから送信される信号の受信信号強度を予め測定して得られる統計値を、測定箇所の車室内外別に、送信元のアンテナを識別する情報と対応付けて記憶しておく記憶部と、
    前記複数のアンテナの内の故障アンテナを検知する故障検知部と、
    用いられるアンテナの異なる組み合わせと、該異なる組み合わせの内、より精度よく判定可能な組に対し他よりも高く設定されてある優先度とを予め記憶しておき、該異なる組み合わせの内、前記故障検知部が検知した故障アンテナを除く残りのアンテナのいずれかを含み、且つ前記故障アンテナを含まない組み合わせのアンテナを前記優先度に基づき選択する選択部と、
    選択したアンテナに対応する統計値を前記記憶部から読み出す読出部と、
    該読出部が読み出した車室内外別の統計値と、前記他の機器から受信する受信信号強度の測定結果との間の統計距離を内外別に算出して比較することにより、前記他の機器が前記車両の車室内外のいずれに存在するかを判定する判定部と
    を備える車載機。
  3. 車両の異なる位置に設けられた複数のアンテナから送信された信号を受信し、受信した信号に応じた信号を送信する携帯機であって、
    前記複数のアンテナから送信される信号の受信信号強度を予め車室内外で測定して得られる統計値を、測定箇所の車室内外別に、送信元のアンテナを識別する情報と対応付けて記憶しておく記憶部と、
    用いられるアンテナの異なる組み合わせの内、故障アンテナを除く残りのアンテナのいずれかを含み、且つ前記故障アンテナを含まず、予め前記組み合わせの内、より精度よく判定可能な組に対し高く設定されてある優先度に基づき選択された組み合わせに対応する使用アンテナの通知を受ける通知受付部と、
    該通知受付部が受けた通知により特定される使用アンテナから送信される信号の受信信号強度に係る車室内外別の統計値を前記記憶部から読み出す読出部と、
    前記使用アンテナから送信される信号の受信信号強度を測定する測定部と、
    前記読出部が読み出した統計値と、前記測定部が測定した受信信号強度との間の統計距離を内外別に算出して比較することにより、該携帯機が前記車両の車室内外のいずれに存在するかを判定する判定部と
    を備える携帯機。
  4. 車両の異なる位置に設けられた複数のアンテナにより他の機器と信号を送受信する送受信部、及び、前記複数のアンテナの内の一部のアンテナから送信する信号の受信信号強度を予め車室内外で測定して得られる統計値を、測定箇所の車室内外別に送信元のアンテナを識別する情報と対応付けて記憶する記憶部を有するコンピュータに、前記他の機器が車
    室内外のいずれに存在するかを判定させるコンピュータプログラムであって、
    前記コンピュータを、
    前記複数のアンテナの内の故障アンテナを検知する故障検知部、
    用いられるアンテナの異なる組み合わせと、該異なる組み合わせに対し、より精度よく判定可能な組に他よりも高く設定されてある優先度とを予め記憶しておき、該異なる組み合わせの内、前記故障検知部が検知した故障アンテナを除く残りのアンテナのいずれかを含み、且つ前記故障アンテナを含まない組み合わせのアンテナを前記優先度に基づき選択する選択部、
    選択したアンテナから送信される信号の受信信号強度に係る統計値を前記記憶部から読み出す読出部、及び、
    該読出部が読み出した統計値と、前記残りのアンテナから送信される信号の前記他の機器にて測定される受信信号強度との間の統計距離を内外別に算出して比較することにより、前記他の機器が前記車両の車室内外のいずれかに存在するかを判定する判定部
    として機能させるためのコンピュータプログラム。
  5. 車両に設けられた他の機器との間で無線信号を送受信する送受信部、受信信号強度を測定する測定部、及び、前記車両に設けられた複数のアンテナの内の一部のアンテナから送信する信号の受信信号強度を予め車室内外で測定して得られる統計値を、測定箇所の車室内外別に送信元のアンテナを識別する情報と対応付けて記憶する記憶部を備えるコンピュータに、該コンピュータが、前記車両の車室内外のいずれに存在するかを判定させるコンピュータプログラムであって、
    前記コンピュータを、
    用いられるアンテナの異なる組み合わせの内、故障アンテナを除く残りのアンテナのいずれかを含み、且つ前記故障アンテナを含まず、予め前記組み合わせの内、より精度よく判定可能な組に対して高く設定されてある優先度に基づき選択された組み合わせに対応する使用アンテナの通知を受ける故障通知受付部、
    該故障通知受付部が受けた通知により特定される使用アンテナから送信される信号の受信信号強度に係る統計値を前記記憶部から読み出す読出部、及び、
    該読出部が読み出した車室内外別の統計値と、前記使用アンテナから送信される信号の受信信号強度を前記測定部により測定して得られる測定値との間の統計距離を内外別に算出して比較することにより、該コンピュータが前記車両の車室内外のいずれかに存在するかを判定する判定部
    として機能させるためのコンピュータプログラム。
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