JP7087356B2 - 車両システム及び車載装置 - Google Patents

Description

本開示は、電波を用いて携帯機の位置を判定する車両システム、並びにこの車両システムで用いられる車載装置に関するものである。

従来、車載装置と携帯機との間で送受信する電波を利用して、携帯機の位置を判定する技術が知られている。例えば特許文献１には、車室外に設けられたアンテナからのリクエスト信号と車室内に設けられたアンテナからのリクエスト信号とのいずれに対して携帯機からの返送が行われるかによって、携帯機が車室内外のいずれに存在するかを判定する技術が開示されている。

また、特許文献２には、車両の複数箇所に配置されたアンテナから送信されたリクエスト信号のＲＳＳＩに基づいて携帯機の位置を判定する技術が開示されている。特許文献２では、車両の複数箇所に配置されたアンテナから送信されたリクエスト信号のＲＳＳＩを携帯機が計測して、ＲＳＳＩを含むレスポンス信号を車載装置に送信する。そして、車載装置が、異なるアンテナから送信されたリクエスト信号のＲＳＳＩを少なくとも３つ取得した場合に、それらのＲＳＳＩに基づいて三角測量の原理によって携帯機の位置を判定する。

特開２０００－１４５２２８号公報 特開２０１６－１２４７７号公報

車両の軽量化のために、車両のボデーが金属から樹脂化されることが考えられるが、ボデーが樹脂化された場合、ボデーで電波が遮蔽されずに透過する。よって、特許文献１に開示の技術では、車室外に設けられたアンテナの通信エリアと車室内に設けられたアンテナの通信エリアとが分けて形成しにくくなり、携帯機が車室内外のいずれに存在するかを精度良く判定できなくなってしまう。

また、特許文献２に開示の技術のように、リクエスト信号のＲＳＳＩに基づいて携帯機の位置を判定する場合、リクエスト信号を送信するアンテナからの距離が遠くなるほど測距精度が劣化するため、車室内外の境界付近では携帯機が車室内外のいずれに存在するかまで精度良く判定することは困難である。

この開示のひとつの目的は、車両のボデーが樹脂化された場合であっても、携帯機の位置の判定において携帯機が車室内外のいずれに存在するかまで、より精度良く判定することを可能にする車両システム及び車載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、開示の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、ひと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、本開示の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に、第１の車両システムは、ユーザに携帯され、車両に配置される送信アンテナ（３１，３１ａ，３１ｂ，３１ｃ）から電波にのせて送信される信号を受信したことをもとに応答信号を返信する返信部（２３）を備える携帯機（２）と、車両で用いられ、携帯機の位置を判定する位置判定部（３０６）を備える車載装置（３０）とを含む車両システムであって、送信アンテナは、車両の車室内外の境界領域に、その境界領域を境に磁界ベクトルの方向が異なるように複数配置されるものであり、携帯機は、送信アンテナから受信する信号の受信信号強度を測定する測定部（２２０）と、送信アンテナから信号をのせて送信される電波をもとにその送信アンテナの磁界ベクトルの方向を特定するベクトル方向特定部（２０１）とを備え、返信部は、複数の送信アンテナから順番に送信される信号を受信したことをもとに、送信アンテナ別に、測定部で測定する受信信号強度及びベクトル方向特定部で特定する磁界ベクトルの方向を含む応答信号を返信し、車載装置は、返信部から返信される応答信号を取得する取得部（３０３）を備え、位置判定部は、取得部で取得する送信アンテナ別の応答信号にそれぞれ含まれる受信信号強度に加え、送信アンテナ別の応答信号にそれぞれ含まれる磁界ベクトルの組み合わせから、携帯機が車両の車室内外のいずれに位置するかの内外判定を行って、携帯機の位置を判定する。

また、上記目的を達成するために、第１の車載装置は、車両で用いられ、ユーザに携帯され、車両に配置される送信アンテナ（３１，３１ａ，３１ｂ，３１ｃ）から電波にのせて送信される信号を受信したことをもとに応答信号を返信する携帯機の位置を判定する位置判定部（３０６）を備える車載装置であって、送信アンテナは、車両の車室内外の境界領域に、その境界領域を境に磁界ベクトルの方向が異なるように複数配置されるものであり、携帯機から、複数の送信アンテナから順番に送信される信号を受信したことをもとに送信アンテナ別に返信される、携帯機で測定される送信アンテナから受信する信号の受信信号強度と、送信アンテナから信号をのせて送信される電波をもとに携帯機で特定されるその送信アンテナの磁界ベクトルの方向とを含む応答信号を取得する取得部（３０３）を備え、位置判定部は、取得部で取得する送信アンテナ別の応答信号にそれぞれ含まれる受信信号強度に加え、送信アンテナ別の応答信号にそれぞれ含まれる磁界ベクトルの組み合わせから、携帯機が車両の車室内外のいずれに位置するかの内外判定を行って、携帯機の位置を判定する。

これらによれば、携帯機で測定される送信アンテナから受信する信号の受信信号強度は、送信アンテナとの距離が遠くなるのに応じて減衰するので、この受信信号強度を用いることで車両に対する携帯機の大まかな位置を判定することが可能になる。また、送信アンテナは、車両の車室内外の境界領域に、その境界領域を境に磁界ベクトルの方向が異なるように配置されるので、受信信号強度からはこの境界領域付近に携帯機が位置することまでしか判定できない場合であっても、送信アンテナの磁界ベクトルの方向を用いれば、車室内外のいずれに位置するかをより精度良く判定することが可能になる。これは、車両のボデーが樹脂化され、ボデーで電波が遮蔽されずに透過する場合であっても成立する。これに対し、位置判定部は、取得部で取得する応答信号に含まれる受信信号強度に加え、磁界ベクトルの方向を用いて携帯機が車両の車室内外のいずれに位置するかの内外判定を行って携帯機の位置を判定する。よって、以上の構成によれば、車両のボデーが樹脂化された場合であっても携帯機が車室外にあるか車室内にあるかをより精度良く判定することが可能になる。

また、上記目的を達成するために、第２の車両システムは、ユーザに携帯され、車両に複数配置される送信アンテナ（３１，３１ａ，３１ｂ，３１ｃ）から順番に電波にのせて送信される信号を受信したことをもとに送信アンテナ別に応答信号を返信する返信部（２３ａ）を備える携帯機（２ａ）と、車両で用いられ、携帯機の位置を判定する位置判定部（３０６ａ）を備える車載装置（３０ａ）とを含む車両システムであって、送信アンテナは、車両の車室内外の境界領域に、その境界領域を境に磁界ベクトルの方向が異なるように配置されるものであり、携帯機は、送信アンテナから信号をのせて送信される電波をもとにその送信アンテナの磁界ベクトルの方向を特定するベクトル方向特定部（２０１）を備え、返信部は、ベクトル方向特定部で特定する磁界ベクトルの方向を含む応答信号を返信し、車載装置は、返信部から返信される応答信号を取得する取得部（３０３ａ）を備え、位置判定部は、取得部で取得する送信アンテナ別の応答信号にそれぞれ含まれる磁界ベクトルの方向の組み合わせから携帯機が車両の車室内外のいずれに位置するかの内外判定を行う。

また、上記目的を達成するために、第２の車載装置は、車両で用いられ、ユーザに携帯され、車両に複数配置される送信アンテナ（３１，３１ａ，３１ｂ，３１ｃ）から順番に電波にのせて送信される信号を受信したことをもとに送信アンテナ別に応答信号を返信する携帯機の位置を判定する位置判定部（３０６ａ）を備える車載装置であって、送信アンテナは、車両の車室内外の境界領域に、その境界領域を境に磁界ベクトルの方向が異なるように配置されるものであり、携帯機から返信される、送信アンテナから信号をのせて送信される電波をもとに携帯機で特定されるその送信アンテナの磁界ベクトルの方向を含む応答信号を取得する取得部（３０３ａ）を備え、位置判定部は、取得部で取得する送信アンテナ別の応答信号にそれぞれ含まれる磁界ベクトルの方向の組み合わせから携帯機が車両の車室内外のいずれに位置するかの内外判定を行う。

これらによれば、複数の送信アンテナは、車両の車室内外の境界領域に、その境界領域を境に磁界ベクトルの方向が異なるように配置されるので、携帯機がこの境界領域付近に位置する場合であっても、携帯機が車室内外のいずれに位置するかによって、複数の送信アンテナの磁界ベクトルの方向の組み合わせが異なる。よって、複数の送信アンテナの磁界ベクトルの方向の組み合わせから、車室内外のいずれに位置するかをより精度良く判定することが可能になる。これは、車両のボデーが樹脂化され、ボデーで電波が遮蔽されずに透過する場合であっても成立する。これに対し、位置判定部は、取得部で取得する送信アンテナ別の応答信号にそれぞれ含まれる磁界ベクトルの方向の組み合わせから携帯機が車両の車室内外のいずれに位置するかの内外判定を行って携帯機の位置を判定する。よって、以上の構成によれば、車両のボデーが樹脂化された場合であっても携帯機が車室外にあるか車室内にあるかをより精度良く判定することが可能になる。

車両システム１の概略的な構成の一例を示す図である。 携帯機２の概略的な構成の一例を示す図である。 ＬＦ送信アンテナ３１の磁界ベクトルの方向の求め方について説明するための模式図である。 車両側ユニット３の概略的な構成の一例を示す図である。 ＬＦ送信アンテナ３１の配置の一例について説明するための模式図である。 ＢＣＭ３０の概略的な構成の一例を示す図である。 ＬＦ送信アンテナ３１別の磁界ベクトルの方向の組み合わせを用いた内外判定の一例について説明を行うための模式図である。 ＢＣＭ３０での携帯機２の位置判定関連処理の流れの一例を示すフローチャートである。 携帯機２ａの概略的な構成の一例を示す図である。 ＢＣＭ３０ａの概略的な構成の一例を示す図である。

図面を参照しながら、開示のための複数の実施形態を説明する。なお、説明の便宜上、複数の実施形態の間において、それまでの説明に用いた図に示した部分と同一の機能を有する部分については、同一の符号を付し、その説明を省略する場合がある。同一の符号を付した部分については、他の実施形態における説明を参照することができる。

（実施形態１）
＜車両システム１の概略構成＞
図１に示すように車両システム１は、ユーザに携帯される携帯機２と、車両で用いられる車両側ユニット３とを含む。なお、「ユーザに携帯される」とは、ユーザに携帯されている状態に限るものではなく、置き忘れといったユーザに携帯されていない状態も含むものとする。

携帯機２と車両側ユニット３とは、それぞれが無線通信によって、電波にのせて信号を送受信可能となっている。また、携帯機２と車両側ユニット３とは、お互いの通信範囲内に存在する場合、無線通信によって一方が送信した信号をもう一方が受信する。本実施形態では、車両システム１は、携帯機２と車両側ユニット３との間で無線通信を介した照合によって認証を行い、認証が成立した場合に、認証対象としての車両の制御を可能にする機能を有している場合を例に挙げて説明を行う。認証によって可能となる車両の制御の一例としては、ドアの施解錠、走行駆動源の始動等が挙げられる。

＜携帯機２の概略構成＞
次に、図２を用いて携帯機２についての説明を行う。図２に示すように、携帯機２は、制御装置２０、ＬＦ受信アンテナ２１、ＬＦ受信部２２、ＲＦ送信部２３、及びＲＦ送信アンテナ２４を備えている。

ＬＦ受信アンテナ２１は、後述するＬＦ送信アンテナ３１からＬＦ帯の電波にのせて送信されてくる信号（以下、ＬＦ信号）を受信する。ＬＦ帯とは、例えば３０ｋＨｚ～３００ｋＨｚの低周波の周波数帯である。携帯機２が受信するＬＦ信号としては、例えば照合のためのコードの送信を要求するチャレンジ信号，受信信号強度（以下、ＲＳＳＩ）測定用のバースト信号等がある。チャレンジ信号は、暗号通信のための信号であって、乱数からなるコードの信号である。ＬＦ受信アンテナ２１は、磁界型アンテナであり、一例として、それぞれが互いに直交するように配置された２軸のコイルアンテナであるものとして以降の説明を行う。なお、以降では、この２軸を便宜上、Ｘ軸，Ｙ軸と呼ぶ。

ＬＦ受信部２２は、ＬＦ受信アンテナ２１で受信したＬＦ信号を電気的に処理しつつ受信信号を生成し、生成した受信信号を制御装置２０に出力する。また、ＬＦ受信部２２は、ＲＳＳＩ測定回路２２０及び電流検出部２２１を有する。ＲＳＳＩ測定回路２２０は、ＲＳＳＩを測定する回路であって、ＬＦ受信アンテナ２１で受信するバースト信号のＲＳＳＩを測定し、測定したＲＳＳＩを制御装置２０に出力する。ＲＳＳＩ測定回路２２０が測定部に相当する。電流検出部２２１は、ＬＦ受信アンテナ２１のＸ軸，Ｙ軸の２軸のコイルアンテナのそれぞれに流れる電流を検出し、電流量及び電流方向といった検出結果を制御装置２０に出力する。

ＲＦ送信部２３は、制御装置２０から入力される原信号を電気的に処理しつつ、ＬＦ受信アンテナ２１で受信したＬＦ信号に対する応答信号を生成し、この応答信号をＲＦ送信アンテナ２４から送信する。このＲＦ送信部２３が返信部に相当する。ＲＦ送信アンテナ２４は、ＲＦ（Radio Frequency）帯の電波にのせて応答信号を送信する。ＲＦ帯とは、例えば３００Ｈｚ～３ＴＨｚの高周波の周波数帯である。

制御装置２０は、ＩＣ若しくはマイクロコンピュータ等であって、ＬＦ受信部２２からチャレンジ信号の受信信号が入力された場合に、チャレンジ信号のコードを共通鍵暗号方式で用いる秘密鍵及び暗号化アルゴリズムで暗号化した暗号化コードを生成する。

また、制御装置２０は、ベクトル方向特定部２０１を有し、ベクトル方向特定部２０１は、ＬＦ受信アンテナ２１でのＬＦ信号の受信時に電流検出部２２１で検出した検出結果から、このＬＦ信号の送信元のＬＦ送信アンテナ３１の磁界ベクトルの方向を特定する。一例としては、バースト信号の受信時に電流検出部２２１で検出した検出結果から、このバースト信号の送信元のＬＦ送信アンテナ３１の磁界ベクトルの方向を特定すればよい。磁界ベクトルの方向は、図３に示すように、ＬＦ受信アンテナ２１のＸ軸のコイルアンテナの電流量及び電流方向から特定されるＸ軸の磁界Ｈｘと、ＬＦ受信アンテナ２１のＹ軸のコイルアンテナの電流量及び電流方向から特定されるＹ軸の磁界Ｈｙとを合成して磁界ベクトルＨを求めることで特定すればよい。

そして、制御装置２０は、ＲＳＳＩ測定回路２２０で測定したバースト信号のＲＳＳＩ及びベクトル方向特定部２０１で特定した磁界ベクトルの方向を含む応答信号の原信号を生成し、この原信号をＲＦ送信部２３に出力する。これにより、ＲＦ送信部２３によってＲＳＳＩ及び磁界ベクトルの方向を含む応答信号が送信されることになる。なお、同一のＬＦ送信アンテナ３１からチャレンジ信号に続いてバースト信号をＬＦ受信アンテナ２１で受信する場合には、上述の暗号化コードも応答信号に含ませて返信することになる。また、複数のＬＦ送信アンテナ３１から順番にＬＦ信号が送信されてくる場合には、ＬＦ信号が送信されてくるタイミング別に応答信号を返信するので、ＬＦ送信アンテナ３１別に応答信号を返信することになる。

＜車両側ユニット３の概略構成＞
続いて、図４を用いて、車両側ユニット３の概略的な構成について説明を行う。図４に示すように車両側ユニット３は、ＢＣＭ（Body Control Module）３０、ＬＦ送信アンテナ３１ａ～３１ｃ、及びＲＦレシーバ３２を備えている。

ＬＦ送信アンテナ３１ａ～３１ｃは、ＬＦ帯の電波にて信号を送信する送信アンテナである。ＬＦ送信アンテナ３１ａ～３１ｃの個々を区別せずに説明を行う場合、以降ではＬＦ送信アンテナ３１と呼ぶ。ＬＦ送信アンテナ３１は、アンテナコイルを用いる磁界型アンテナであり、一例として１軸のバーアンテナであるものとする。また、ＬＦ送信アンテナ３１は、図５に示すように、車両の車室内外の境界領域に、その境界領域を境に磁界ベクトルの方向が異なるように配置されるものとする。図５の矢印が車両を天井方向から見た場合の磁界ベクトルの方向を示している。車両の車室内外の境界領域は、例えば車両のボデーにあたる領域とすればよい。なお、ここで言うところのボデーには、車両のドアも含まれるものとする。また、本実施形態では、ボデーは樹脂化されているものとする。なお、ボデーの樹脂化は、ボデーの全てが樹脂化されている場合に限らず、少なくともＬＦ送信アンテナ３１が配置される境界領域の大半以上など、ボデーが大幅に樹脂化されている場合も含むものとする。

ＬＦ送信アンテナ３１ａは、車両のボデーのうちの車両右側に配置される。一例として、以降では、車両の運転席（つまり、Ｄ席）のアウタードアハンドルに、軸が車両の前後方向に沿うように内蔵される場合を例に挙げて説明を行う。ＬＦ送信アンテナ３１ｂは、車両のボデーのうちの車両左側に配置される。一例として、以降では、車両の助手席（つまり、Ｐ席）のアウタードアハンドルに、軸が車両の前後方向に沿うように内蔵される場合を例に挙げて説明を行う。また、ＬＦ送信アンテナ３１ａとＬＦ送信アンテナ３１ｂとは、車両の左右に同方向でそれぞれ配置されるものとして以降の説明を行う。ここで言うとことの同方向とは、アンテナコイルの軸の方向に加え、アンテナコイルに流れる電流の方向も同じであることを示す。ＬＦ送信アンテナ３１ｃは、車両のボデーのうちの車両後側に配置される。一例として、以降では、リアバンパに、軸が車両の左右方向に沿うように内蔵される場合を例に挙げて説明を行う。

ＲＦレシーバ３２は、ＲＦ帯の電波にて携帯機２側から送信されてくる応答信号を受信する。ＢＣＭ３０は、プロセッサ、メモリ、Ｉ／Ｏ、これらを接続するバスを備え、メモリに記憶された制御プログラムを実行することで車両での認証に関する各種の処理を実行する。ここで言うところのメモリは、コンピュータによって読み取り可能なプログラム及びデータを非一時的に格納する非遷移的実体的記憶媒体（non-transitory tangible storage medium）である。また、非遷移的実体的記憶媒体は、半導体メモリ又は磁気ディスクなどによって実現される。このＢＣＭ３０が車載装置に相当する。

＜ＢＣＭ３０の概略構成＞
次に、図６を用いて、ＢＣＭ３０の概略的な構成の一例について説明を行う。図６に示すように、ＢＣＭ３０は、マイコン３００及びＬＦドライバＩＣ３１０を備えている。ＢＣＭ３０は、ドアロックモータ等のアクチュエータ，車両の走行駆動源を制御するパワーユニットＥＣＵ等の他の電子制御装置，ＲＦレシーバ３２等と接続されるものとする。

マイコン３００は、図６に示すように、車両状態判定部３０１、要求部３０２、応答取得部３０３、記憶部３０４、照合部３０５、位置判定部３０６、及び車両制御許可部３０７を、機能ブロックとして備える。

車両状態判定部３０１は、車両状態に関するセンシング結果をもとに、車両の状態を判定する。例えば、車速センサで検出する車速，シフトポジションセンサで検出するシフトポジション，パーキングブレーキスイッチの信号等をもとに、車両が駐車中か否か判定する。

要求部３０２は、ＢＣＭ３０での認証に関連するスイッチ（以下、ＳＷ）から入力される信号，車両状態判定部３０１で判定する車両状態に応じて、所定の状況において、ＬＦドライバＩＣ３１０にチャレンジ信号及びそれに続くバースト信号の送信を要求する。ＢＣＭ３０での認証に関連するスイッチとしては、車両の走行駆動源の始動を要求するためのプッシュＳＷ，車両ドアのアウタードアハンドルに設けられたドアハンドルＳＷ，車両のリアバンパに設けられたリアバンパＳＷ等がある。

上述の所定の状況の一例としては、車室外照合及び車室内照合が挙げられる。車室外照合は、車両状態判定部３０１で自車が駐車していると判定しており、且つ、ドアハンドルＳＷ若しくはリアバンパＳＷが操作されたことを示す信号が入力された場合に実施される。車室外照合では、要求部３０２が、ＬＦ送信アンテナ３１ａ～３１ｃから順番にＬＦ信号を送信させるようＬＦドライバＩＣ３１０に要求する。また、車室内照合は、車両状態判定部３０１で自車が駐車していると判定しており、且つ、プッシュＳＷが操作されたことを示す信号が入力された場合に実施される。車室内照合でも、要求部３０２が、ＬＦ送信アンテナ３１ａ～３１ｃから順番にＬＦ信号を送信させるようＬＦドライバＩＣ３１０に要求する。

一例として、車室外照合及び車室内照合時には、ＬＦ送信アンテナ３１ａ～３１ｃのうちの１つのＬＦ送信アンテナ３１からチャレンジ信号を送信させた後にバースト信号を送信させ、残りのＬＦ送信アンテナ３１からはチャレンジ信号を送信させずにバースト信号を送信させる構成とすればよい。なお、ＬＦ送信アンテナ３１ａ～３１ｃのいずれからも、チャレンジ信号とバースト信号とを送信させる構成としてもよい。

ＬＦドライバＩＣ３１０は、ＬＦ送信アンテナ３１ａ～３１ｃからＬＦ信号を送信させるＩＣである。ＬＦドライバＩＣ３１０は、要求部３０２からの要求に従って、ＬＦ信号をＬＦ送信アンテナ３１ａ～３１ｃから順番に送信させる。

携帯機２は、ＬＦ送信アンテナ３１ａ～３１ｃから順番に送信させるＬＦ信号に対して、ＬＦ送信アンテナ３１別に応答信号を返信する。また、ＢＣＭ３０では、ＬＦ送信アンテナ３１ａ～３１ｃのうちのどのＬＦ送信アンテナ３１の送信タイミングに応じた応答信号であるかによって、ＬＦ送信アンテナ３１別の応答信号を区別する。

応答取得部３０３は、ＲＦレシーバ３２で携帯機２から受信する応答信号を取得する。応答取得部３０３は、応答信号に暗号化コードが含まれている場合には、この暗号化コードを照合部３０５に出力する。また、応答取得部３０３は、応答信号に含まれているＬＦ送信アンテナ３１別のＲＳＳＩ及び磁界ベクトルの方向を位置判定部３０６に出力する。

記憶部３０４は、認証のための情報として、例えば共通鍵暗号方式で用いる秘密鍵を記憶している。照合部３０５は、応答取得部３０３で取得した応答信号に含まれる暗号化コードと、ＬＦ送信アンテナ３１から送信したチャレンジ信号のコードを記憶部３０４に記憶されている秘密鍵で暗号化して得られる暗号化コードとの照合を行う。

位置判定部３０６は、応答取得部３０３で取得したＬＦ送信アンテナ３１別のＲＳＳＩに加え、応答取得部３０３で取得したＬＦ送信アンテナ３１別の磁界ベクトルの方向の組み合わせを用いて携帯機２の位置を判定する。

位置判定部３０６は、応答取得部３０３で取得したＬＦ送信アンテナ３１別のＲＳＳＩから大まかな携帯機２の位置を推定する。ＲＳＳＩは、ＬＦ送信アンテナ３１と携帯機２との距離が遠くなるのに応じて減衰するので、一例としては、特許文献２に開示されているのと同様にして、ＬＦ送信アンテナ３１ａ～３１ｃの３つのＬＦ送信アンテナ３１別のＲＳＳＩから、各ＬＦ送信アンテナ３１から携帯機２までの距離をそれぞれ算出する。そして、算出した距離、及び各ＬＦ送信アンテナ３１の車両における配置位置に基づいて、三角測量の原理によって携帯機２の位置を推定する。

なお、ＬＦ信号のＲＳＳＩに基づいて携帯機２の位置を推定する場合、ＬＦ送信アンテナ３１からの距離が遠くなるほど測距精度が劣化するため、前述したように三角測量の原理によって携帯機２の位置を推定する場合であっても、携帯機２が車両の車室内外のいずれに位置するかまで精度良く判定することは困難である。

そこで、位置判定部３０６は、ＲＳＳＩから推定した位置に加え、ＬＦ送信アンテナ３１別の磁界ベクトルの方向の組み合わせから、携帯機２が車両の車室内外のいずれに位置するかの内外判定を行う。ここで、図７を用いて、ＬＦ送信アンテナ３１別の磁界ベクトルの方向の組み合わせによる内外判定の一例について説明を行う。図７では、ＲＳＳＩからＬＦ送信アンテナ３１ａ～３１ｃのうち、ＬＦ送信アンテナ３１ａに携帯機２が最も近いことまでは推定している場合を例に挙げて説明を行う。図７の実線の矢印が、車両を天井方向から見た場合のＬＦ送信アンテナ３１ａの磁界ベクトルの方向を示しており、破線の矢印が、車両を天井方向から見た場合のＬＦ送信アンテナ３１ｂの磁界ベクトルの方向を示している。また、図７のＩｎが車室内に位置する場合の携帯機２を示しており、Ｏｕｔが車室外に位置する場合の携帯機２を示している。

本実施形態では、ＬＦ送信アンテナ３１ａとＬＦ送信アンテナ３１ｂとは、車両の左右に同じ方向でそれぞれ配置されるものであって、車両の車室内外の境界領域に、その境界領域を境に磁界ベクトルの方向が異なるように配置される。よって、ＬＦ送信アンテナ３１ｃよりもＬＦ送信アンテナ３１ａ，３１ｂに携帯機２が近い位置にある場合、携帯機２が車室内外のいずれに位置するかで、ＬＦ送信アンテナ３１ａとＬＦ送信アンテナ３１ｂとの磁界ベクトルの方向の組み合わせがより精度良く定まる。例えば、携帯機２が車室内に位置する場合には、図７に示すように、ＬＦ送信アンテナ３１ａの磁界ベクトルの方向とＬＦ送信アンテナ３１ｂの磁界ベクトルの方向とが逆傾向となる。一方、携帯機２が車室外に位置する場合には、図７に示すように、ＬＦ送信アンテナ３１ａの磁界ベクトルの方向とＬＦ送信アンテナ３１ｂの磁界ベクトルの方向とが同傾向となる。このように、携帯機２が車室内外のいずれに位置するかに応じたＬＦ送信アンテナ３１別の磁界ベクトルの方向の組み合わせから、内外判定を精度良く行うことができる。よって、位置判定部３０６は、ＲＳＳＩから推定した位置に加え、ＬＦ送信アンテナ３１別の磁界ベクトルの方向の組み合わせから内外判定を行うことで、携帯機２が車室内外のいずれに位置するかをより精度良く判定する。

ここでは、ＬＦ送信アンテナ３１ａとＬＦ送信アンテナ３１ｂとが、車両の左右に同じ方向でそれぞれ配置される場合を例に挙げて説明したが、必ずしもこれに限らない。ＬＦ送信アンテナ３１ａとＬＦ送信アンテナ３１ｂとが、車両の左右にお互いが逆方向にそれぞれ配置される場合には、磁界ベクトルの方向の組み合わせの車室内外に応じた傾向が逆になる。詳しくは、携帯機２が車室内に位置する場合にＬＦ送信アンテナ３１ａの磁界ベクトルの方向とＬＦ送信アンテナ３１ｂの磁界ベクトルの方向とが同傾向となる一方、携帯機２が車室外に位置する場合には、ＬＦ送信アンテナ３１ａの磁界ベクトルの方向とＬＦ送信アンテナ３１ｂの磁界ベクトルの方向とが逆傾向となる。

このように、ＬＦ送信アンテナ３１ａとＬＦ送信アンテナ３１ｂとの方向の組み合わせによって、磁界ベクトルの方向の組み合わせの車室内外に応じた傾向が定まる。よって、位置判定部３０６は、各ＬＦ送信アンテナ３１の方向の組み合わせ別の、磁界ベクトルの方向の組み合わせの車室内外に応じた傾向をもとにすることで、上述した例に挙げたＬＦ送信アンテナ３１及びＬＦ送信アンテナ３１の方向の組み合わせに限らず、磁界ベクトルの方向の組み合わせから内外判定を行う構成としてもよい。例えば、ＬＦ送信アンテナ３１ａとＬＦ送信アンテナ３１ｃとの組み合わせ，ＬＦ送信アンテナ３１ｂとＬＦ送信アンテナ３１ｃとの組み合わせ，ＬＦ送信アンテナ３１ａ～３１ｃの組み合わせについても、内外判定に用いることができる。

また、ここでは、ＬＦ送信アンテナ３１別のＲＳＳＩから三角測量の原理によって携帯機２の位置を推定する構成を示したが、必ずしもこれに限らない。例えば、ＬＦ送信アンテナ３１別のＲＳＳＩが閾値以上か否かで大まかに携帯機２の位置するエリアを絞り込んで推定する構成としてもよい。

車両制御許可部３０７は、例えば車室外照合時に照合部３０５での照合が成立し、且つ、位置判定部３０６で携帯機２が車室外に位置すると判定した場合に、車両のドアの施解錠を制御するための駆動信号をドアロックモータに出力し、車両のドアの施解錠を行わせる。また、車両制御許可部３０７は、例えば車室内照合時に照合部３０５での照合が成立し、且つ、位置判定部３０６で携帯機２が車室内に位置すると判定した場合に、始動許可信号をパワーユニットＥＣＵに出力し、車両の走行駆動源を始動させる。位置判定部３０６で携帯機２が車室外に位置すると判定した場合には、車両の走行駆動源を始動させないようにすればよい。これによれば、第３者が中継器を用いて、ＬＦ送信アンテナ３１から送信されたチャレンジ信号を遠くまで飛ばし、ＢＣＭ３０と携帯機２との無線通信を間接的に実現させることでコード照合を不正に成立させるリレーアタックによる車両の持ち出しを防ぐことが可能になる。

なお、本実施形態では、一例として、位置判定部３０６での判定結果を車両の制御の許可に利用する構成を示したが、必ずしもこれに限らない。例えば、車両からの乗員の降車時の携帯機２の車室内への閉じ込めを検出して警告を出力するといった他のアプリケーションに位置判定部３０６での判定結果を利用する構成としてもよい。

＜ＢＣＭ３０での位置判定関連処理＞
続いて、ＢＣＭ３０での携帯機２の位置の判定に関連する処理（以下、位置判定関連処理）について、図８のフローチャートを用いて説明を行う。図８のフローチャートは、ＢＣＭ３０の要求部３０２が、所定の状況において、ＬＦドライバＩＣ３１０にチャレンジ信号及びそれに続くバースト信号の送信を要求した場合に開始される構成とすればよい。

まず、ステップＳ１では、ＬＦドライバＩＣ３１０が、各ＬＦ送信アンテナ３１から順番にＬＦ信号を送信させる。一例として、前述したように、ＬＦ送信アンテナ３１ａ～３１ｃのうちの１つのＬＦ送信アンテナ３１からチャレンジ信号を送信させた後にバースト信号を送信させ、残りのＬＦ送信アンテナ３１からはチャレンジ信号を送信させずにバースト信号を送信させる構成とすればよい。

ステップＳ２では、応答取得部３０３が、各ＬＦ送信アンテナ３１からのＬＦ信号の送信に対してＲＦレシーバ３２で順次受信する応答信号に含まれる、ＲＳＳＩ及び磁界ベクトルの方向を取得する。ステップＳ３では、位置判定部３０６が、Ｓ２で取得する応答信号に含まれるＬＦ送信アンテナ３１別のＲＳＳＩから携帯機２の位置を推定する。ステップＳ４では、位置判定部３０６が、Ｓ３で推定する携帯機の位置に加え、Ｓ２で取得する応答信号に含まれるＬＦ送信アンテナ３１別の磁界ベクトルの方向から、携帯機２が車両の車室内外のいずれに位置するかの内外判定を行って、携帯機２の位置を判定し、位置判定関連処理を終了する。

＜実施形態１のまとめ＞
携帯機２で測定される、ＬＦ送信アンテナ３１から受信する信号のＲＳＳＩは、ＬＦ送信アンテナ３１との距離が遠くなるのに応じて減衰するので、このＲＳＳＩを用いることで車両に対する携帯機２の大まかな位置を判定することが可能になる。また、ＬＦ送信アンテナ３１は、車両の車室内外の境界領域に、その境界領域を境に磁界ベクトルの方向が異なるように配置されるので、ＲＳＳＩからはこの境界領域付近に携帯機２が位置することまでしか判定できない場合であっても、ＬＦ送信アンテナ３１の磁界ベクトルの方向を用いることで、車室内外のいずれに位置するかをより精度良く判定することが可能になる。これは、車両のボデーが樹脂化され、ボデーで電波が遮蔽されずに透過する場合であっても成立する。これに対し、実施形態１の構成によれば、位置判定部３０６が、応答取得部３０３で取得する応答信号に含まれるＲＳＳＩに加え、磁界ベクトルの方向を用いて内外判定を行って携帯機２の位置を判定する。よって、車両のボデーが樹脂化され、ボデーで電波が遮蔽されずに透過する場合であっても、磁界ベクトルの方向を用いることで、携帯機２が車室内外のいずれに位置するかをより精度良く判定することが可能になる。

（実施形態２）
実施形態１では、複数のＬＦ送信アンテナ３１別のＲＳＳＩ及び磁界ベクトルの方向の組み合わせから携帯機２の位置を判定する構成を示したが、必ずしもこれに限らない。例えば、１つのＬＦ送信アンテナ３１のＲＳＳＩ及び磁界ベクトルの方向から携帯機２の位置を判定する構成としてもよい。

一例としては、車両のＤ席近傍に限って携帯機２の位置を判定する構成とする場合には、ＬＦ送信アンテナ３１ａから送信したバースト信号についてのＲＳＳＩが閾値以上であることを条件とすることで、ＬＦ送信アンテナ３１ａの磁界ベクトルの方向に応じて携帯機２がＤ席近傍の車室内外のいずれに位置するかを精度良く判定することができる。

（実施形態３）
実施形態１では、ＬＦ送信アンテナ３１ａ～３１ｃの３つのＬＦ送信アンテナ３１を用いる場合を例に挙げて説明を行ったが、必ずしもこれに限らず、３つ以外の数のＬＦ送信アンテナ３１を用いる構成としてもよい。例えば、車両の左右に１つずつの２つのＬＦ送信アンテナ３１を用いる構成としてもよいし、車両の左右に２つずつの４つのＬＦ送信アンテナ３１を用いる構成としてもよい。また、車両の左右に２つずつと車両の後部に１つとの、合わせて５つのＬＦ送信アンテナ３１を用いる構成としてもよい。

（実施形態４）
前述の実施形態では、ＬＦ送信アンテナ３１から送信したバースト信号についてのＲＳＳＩを携帯機２の位置の判定に用いる構成を示したが、必ずしもこれに限らない。例えば、このＲＳＳＩを携帯機２の位置の判定に用いない構成（以下、実施形態４）としてもよい。以下、実施形態４の構成について説明する。実施形態４の車両システム１は、ユーザに携帯される携帯機２ａと、車両で用いられる車両側ユニット３ａとを含む。携帯機２ａは、一部の処理が異なる点を除けば、実施形態１の携帯機２と同様である。車両側ユニット３ａは、ＢＣＭ３０の代わりにＢＣＭ３０ａを含む点を除けば、実施形態１の車両側ユニット３と同様である。

まず、図９を用いて携帯機２ａについての説明を行う。図９に示すように、携帯機２ａは、制御装置２０ａ、ＬＦ受信アンテナ２１、ＬＦ受信部２２ａ、ＲＦ送信部２３ａ、ＲＦ送信アンテナ２４を備えている。携帯機２ａは、制御装置２０、ＬＦ受信部２２、及びＲＦ送信部２３の代わりに制御装置２０ａ、ＬＦ受信部２２ａ、及びＲＦ送信部２３ａを備えている点を除けば、実施形態１の携帯機２と同様である。

ＬＦ受信部２２ａは、図９に示すように電流検出部２２１を有する。ＬＦ受信部２２ａは、ＲＳＳＩ測定回路２２０を有していない点を除けば、実施形態１のＬＦ受信部２２と同様である。制御装置２０ａは、ベクトル方向特定部２０１を有し、ベクトル方向特定部２０１で特定した磁界ベクトルの方向を含む応答信号の原信号を生成し、この原信号をＲＦ送信部２３ａに出力する。制御装置２０ａは、ＲＳＳＩを含まない応答信号の原信号を生成する点を除けば、実施形態１の制御装置２０と同様である。ＲＦ送信部２３ａは、ＬＦ送信アンテナ３１別に、磁界ベクトルの方向を含む応答信号をＲＦ送信アンテナ２４から送信する。ＲＦ送信部２３ａは、応答信号にＲＳＳＩを含まない点を除けば、実施形態１のＲＦ送信部２３と同様である。

続いて、図１０を用いてＢＣＭ３０ａについての説明を行う。図１０に示すように、ＢＣＭ３０ａは、マイコン３００ａ及びＬＦドライバＩＣ３１０を備えている。ＢＣＭ３０ａは、マイコン３００の代わりにマイコン３００ａを備えている点を除けば、実施形態１のＢＣＭ３０と同様である。また、マイコン３００ａは、図１０に示すように、車両状態判定部３０１、要求部３０２、応答取得部３０３ａ、記憶部３０４、照合部３０５、位置判定部３０６ａ、及び車両制御許可部３０７を、機能ブロックとして備える。マイコン３００ａは、応答取得部３０３及び位置判定部３０６の代わりに応答取得部３０３ａ及び位置判定部３０６ａを備える点を除けば、実施形態１のマイコン３００と同様である。

応答取得部３０３ａは、ＲＦレシーバ３２で携帯機２から受信する応答信号を取得する。また、応答取得部３０３ａは、応答信号に含まれているＬＦ送信アンテナ３１別の磁界ベクトルの方向を位置判定部３０６ａに出力する。応答取得部３０３ａは、ＬＦ送信アンテナ３１別のＲＳＳＩを取得しない点を除けば、実施形態１の応答取得部３０３と同様である。

位置判定部３０６ａは、ＬＦ送信アンテナ３１別の磁界ベクトルの方向の組み合わせから、携帯機２が車両の車室内外のいずれに位置するかの内外判定を行う。ＬＦ送信アンテナ３１は、車両の車室内外の境界領域に、その境界領域を境に磁界ベクトルの方向が異なるように配置する場合、車室外には見られるが車室内には見られない磁界ベクトルの方向が存在する。よって、複数のＬＦ送信アンテナ３１の磁界ベクトルの方向の組み合わせに、この車室外には見られるが車室内には見られない磁界ベクトルの方向が１つでも含まれる場合には携帯機２が車室外に位置すると判定する。一方、この車室外には見られるが車室内には見られない磁界ベクトルの方向が１つ含まれない場合には携帯機２が車室内に位置すると判定する。位置判定部３０６ａでの内外判定の精度をより高めるためには、複数のＬＦ送信アンテナ３１が、車両の左右，車両の左右と後部といったように車室を囲むように配置されることが好ましい。

以上のように、実施形態４の構成によっても、複数のＬＦ送信アンテナ３１の磁界ベクトルの方向の組み合わせから、携帯機２が車室内外のいずれに位置するかをより精度良く判定することが可能になる。

なお、実施形態４では、３つ以外の数のＬＦ送信アンテナ３１を用いる構成としてもよい。例えば、車両の左右に１つずつの２つのＬＦ送信アンテナ３１を用いる構成としてもよいし、車両の左右に２つずつの４つのＬＦ送信アンテナ３１を用いる構成としてもよい。また、車両の左右に２つずつと車両の後部に１つとの、合わせて５つのＬＦ送信アンテナ３１を用いる構成としてもよい。

本開示は、上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本開示の技術的範囲に含まれる。

１ 車両システム、２，２ａ 携帯機、３，３ａ 車両側ユニット、２０ 制御装置、２１ ＬＦ受信アンテナ、２２ ＬＦ受信部、２３，２３ａ ＲＦ送信部（返信部）、２４ ＲＦ送信アンテナ、３０，３０ｃ ＢＣＭ（車載装置）、３１，３１ａ，３１ｂ，３１ｃ ＬＦ送信アンテナ、３２ ＲＦレシーバ、２０１ ベクトル方向特定部、２２０ ＲＳＳＩ測定回路、２２１ 電流検出部、３００ マイコン、３０３ 応答取得部（取得部）、３０６ 位置判定部、３１０ ＬＦドライバＩＣ

Claims (6)

1. ユーザに携帯され、車両に配置される送信アンテナ（３１，３１ａ，３１ｂ，３１ｃ）から電波にのせて送信される信号を受信したことをもとに応答信号を返信する返信部（２３）を備える携帯機（２）と、
   前記車両で用いられ、前記携帯機の位置を判定する位置判定部（３０６）を備える車載装置（３０）とを含む車両システムであって、
   前記送信アンテナは、前記車両の車室内外の境界領域に、その境界領域を境に磁界ベクトルの方向が異なるように複数配置されるものであり、
   前記携帯機は、
   前記送信アンテナから受信する信号の受信信号強度を測定する測定部（２２０）と、
   前記送信アンテナから信号をのせて送信される電波をもとにその送信アンテナの磁界ベクトルの方向を特定するベクトル方向特定部（２０１）とを備え、
   前記返信部は、複数の前記送信アンテナから順番に送信される信号を受信したことをもとに、前記送信アンテナ別に、前記測定部で測定する前記受信信号強度及び前記ベクトル方向特定部で特定する前記磁界ベクトルの方向を含む前記応答信号を返信し、
   前記車載装置は、
   前記返信部から返信される前記応答信号を取得する取得部（３０３）を備え、
   前記位置判定部は、前記取得部で取得する前記送信アンテナ別の前記応答信号にそれぞれ含まれる前記受信信号強度に加え、前記送信アンテナ別の前記応答信号にそれぞれ含まれる前記磁界ベクトルの組み合わせから、前記携帯機が前記車両の車室内外のいずれに位置するかの内外判定を行って、前記携帯機の位置を判定する車両システム。
2. ユーザに携帯され、車両に複数配置される送信アンテナ（３１，３１ａ，３１ｂ，３１ｃ）から順番に電波にのせて送信される信号を受信したことをもとに前記送信アンテナ別に応答信号を返信する返信部（２３ａ）を備える携帯機（２ａ）と、
   前記車両で用いられ、前記携帯機の位置を判定する位置判定部（３０６ａ）を備える車載装置（３０ａ）とを含む車両システムであって、
   前記送信アンテナは、前記車両の車室内外の境界領域に、その境界領域を境に磁界ベクトルの方向が異なるように配置されるものであり、
   前記携帯機は、
   前記送信アンテナから信号をのせて送信される電波をもとにその送信アンテナの磁界ベクトルの方向を特定するベクトル方向特定部（２０１）を備え、
   前記返信部は、前記ベクトル方向特定部で特定する前記磁界ベクトルの方向を含む前記応答信号を返信し、
   前記車載装置は、
   前記返信部から返信される前記応答信号を取得する取得部（３０３ａ）を備え、
   前記位置判定部は、前記取得部で取得する前記送信アンテナ別の前記応答信号にそれぞれ含まれる前記磁界ベクトルの方向の組み合わせから前記携帯機が前記車両の車室内外のいずれに位置するかの内外判定を行う車両システム。
3. 前記送信アンテナは、少なくとも前記車両の左右に同じ方向でそれぞれ配置されるものであって、
   前記位置判定部は、前記車両の左側に配置される前記送信アンテナについての前記応答信号に含まれる前記磁界ベクトルの方向と、前記車両の右側に配置される前記送信アンテナについての前記応答信号に含まれる前記磁界ベクトルの方向とが、同傾向の場合には前記携帯機が前記車両の車室外に位置すると前記内外判定を行う一方、逆傾向の場合には前記携帯機が前記車両の車室内に位置すると前記内外判定を行う請求項１又は２に記載の車両システム。
4. 前記送信アンテナは、少なくとも前記車両の左右に逆方向でそれぞれ配置されるものであって、
   前記位置判定部は、前記車両の左側に配置される前記送信アンテナについての前記応答信号に含まれる前記磁界ベクトルの方向と、前記車両の右側に配置される前記送信アンテナについての前記応答信号に含まれる前記磁界ベクトルの方向とが、逆傾向の場合には前記携帯機が前記車両の車室外に位置すると前記内外判定を行う一方、同傾向の場合には前記携帯機が前記車両の車室内に位置すると前記内外判定を行う請求項１又は２に記載の車両システム。
5. 車両で用いられ、
   ユーザに携帯され、前記車両に配置される送信アンテナ（３１，３１ａ，３１ｂ，３１ｃ）から電波にのせて送信される信号を受信したことをもとに応答信号を返信する携帯機の位置を判定する位置判定部（３０６）を備える車載装置であって、
   前記送信アンテナは、前記車両の車室内外の境界領域に、その境界領域を境に磁界ベクトルの方向が異なるように複数配置されるものであり、
   前記携帯機から、複数の前記送信アンテナから順番に送信される信号を受信したことをもとに前記送信アンテナ別に返信される、前記携帯機で測定される前記送信アンテナから受信する信号の受信信号強度と、前記送信アンテナから信号をのせて送信される電波をもとに前記携帯機で特定されるその送信アンテナの磁界ベクトルの方向とを含む前記応答信号を取得する取得部（３０３）を備え、
   前記位置判定部は、前記取得部で取得する前記送信アンテナ別の前記応答信号にそれぞれ含まれる前記受信信号強度に加え、前記送信アンテナ別の前記応答信号にそれぞれ含まれる前記磁界ベクトルの組み合わせから、前記携帯機が前記車両の車室内外のいずれに位置するかの内外判定を行って、前記携帯機の位置を判定する車載装置。
6. 車両で用いられ、
   ユーザに携帯され、前記車両に複数配置される送信アンテナ（３１，３１ａ，３１ｂ，３１ｃ）から順番に電波にのせて送信される信号を受信したことをもとに前記送信アンテナ別に応答信号を返信する携帯機の位置を判定する位置判定部（３０６ａ）を備える車載装置であって、
   前記送信アンテナは、前記車両の車室内外の境界領域に、その境界領域を境に磁界ベクトルの方向が異なるように配置されるものであり、
   前記携帯機から返信される、前記送信アンテナから信号をのせて送信される電波をもとに前記携帯機で特定されるその送信アンテナの磁界ベクトルの方向を含む前記応答信号を取得する取得部（３０３ａ）を備え、
   前記位置判定部は、前記取得部で取得する前記送信アンテナ別の前記応答信号にそれぞれ含まれる前記磁界ベクトルの方向の組み合わせから前記携帯機が前記車両の車室内外のいずれに位置するかの内外判定を行う車載装置。

Images