WO2019244495A1 - 携帯機位置推定システム - Google Patents

Abstract

携帯機位置推定システムは、３つ以上の車載アンテナ（１８１）を備えた車載機（１００）と、ユーザに携帯される携帯機（２００）とを備え、携帯機が存在する位置を推定する。携帯機は、電波の受信信号強度を検出する受信強度検出部（２１１）を備える。車載機および携帯機の一方は、受信信号強度を補正した補正受信信号強度に基づいて、携帯機検知エリア（３０２）を決定しつつ、車載アンテナ別に決定された携帯機検知エリアが１点で交わる状態に最も近くなるように受信感度誤差を決定する感度誤差決定部（１２２）と、受信信号強度の誤差範囲を受信感度誤差が補正された場合の誤差範囲とし、携帯機が存在する環状エリア（３１０）を車載アンテナ別に決定する環状エリア決定部（１２３）と、複数の環状エリアが重複する重複エリア（３２０）を、携帯機存在エリアであると推定する携帯機エリア推定部（１２４）とを備える。

Description

携帯機位置推定システム 関連出願の相互参照

　本出願は、２０１８年６月２１日に出願された日本国特許出願２０１８－１１８１４８号に基づくものであり、ここにその記載内容を参照により援用する。

　携帯機位置推定システムに関し、特に、携帯機の位置推定精度の向上に関する。

　携帯機の位置を推定する技術が知られている。特許文献１では、携帯機が３つ以上の車載機から受信する電波の受信信号強度から、それぞれ車載機と携帯機との間の距離を推定する。この３つ以上の距離から携帯機の位置を推定する。

ＪＰ　２０１７－４４５６３　Ａ

　受信信号強度に基づいて携帯機の位置を推定する場合、受信信号強度から得られる距離を半径とし、信号発信源を中心とする円上に携帯機が存在すると推定する。この円が３つあると、理想的には、３つの円は１点で交わるので、その点を携帯機の位置と推定する。

　しかし、受信信号強度には誤差がある。したがって、受信信号強度に基づいて携帯機の位置を推定する場合、受信信号強度から得られる距離を半径とする円ではなく、受信信号強度の誤差範囲を考慮して定まる円環領域内に携帯機が存在すると推定することになる。

　３つの円環領域が得られたとしても、３つの円環領域の重なりは１点ではなくエリアになる。携帯機の位置推定精度を高くするためには、携帯機が存在すると推定するエリアを狭くする必要がある。

　本開示は、携帯機が存在すると推定するエリアを狭くすることができる携帯機位置推定システムを提供することを目的とする。

　本開示の一態様によれば、携帯機位置推定システムは、電波を送信する３つ以上の車載アンテナを備えた車載機と、車両を使用するユーザに携帯される携帯機とを備え、携帯機が存在する位置を推定する。携帯機は、車載アンテナが送信した電波を受信した場合に、電波の受信信号強度を検出する受信強度検出部を備え、車載機および携帯機の一方は、受信強度検出部が検出した受信信号強度を携帯機の受信感度誤差で補正した補正受信信号強度に基づいて、車載アンテナ別に携帯機の存在を検知したエリアである携帯機検知エリアを決定しつつ、車載アンテナ別に決定された携帯機検知エリアが１点で交わる状態に最も近くなるように受信感度誤差を決定する感度誤差決定部と、受信信号強度の誤差範囲を受信感度誤差が補正された場合の誤差範囲とし、補正受信信号強度と、受信信号強度の誤差範囲と、車載アンテナの位置とに基づいて、携帯機が存在する環状エリアを車載アンテナ別に決定する環状エリア決定部と、環状エリア決定部が車載アンテナ別に決定した複数の環状エリアが重複する重複エリアを、携帯機が存在する携帯機存在エリアであると推定する携帯機エリア推定部とを備える。

　感度誤差決定部は、受信強度検出部が検出した受信信号強度を携帯機の受信感度誤差で補正した補正受信信号強度に基づいて、車載アンテナ別に携帯機の存在を検知したエリアである携帯機検知エリアを決定する。車載アンテナ別に決定された携帯機検知エリアは、受信感度誤差を最もよく補正できている場合に、１点で交わる状態に最も近くなる。そこで、車載アンテナ別に決定された携帯機検知エリアが１点で交わる状態に最も近くなるように、受信感度誤差を決定する。

　この受信感度誤差により受信信号強度を補正した補正受信信号強度を用いて、車載アンテナ別に携帯機が存在する環状エリアを決定する。補正受信信号強度に受信感度誤差が反映されていることから、受信信号強度の誤差範囲は、受信感度誤差が補正された場合の誤差範囲とすることができる。この誤差範囲は、受信感度誤差を考慮しない分、受信感度誤差が補正されていない場合の誤差範囲よりも狭くなる。したがって、環状エリアは、受信感度誤差が補正されていない場合の誤差範囲を適用する場合に比較して細い環状になる。

　環状エリアが細い環状になることから、環状エリアが重複するエリアである重複エリアは小さくなる。この重複エリアを携帯機が存在する携帯機存在エリアとして推定することから、携帯機存在エリアを狭くすることができる。

　本開示についての上記および他の目的、特徴や利点は、添付図面を参照した下記詳細な説明から、より明確になる。添付図面において、
図１は、第１実施形態の電子キー位置推定システムの概略構成を示す図であり、 図２は、車両におけるＬＦアンテナの位置を示す図であり、 図３は、各ＬＦアンテナに対応するキー検知エリアを示す図であり 図４は、ＲＳＳＩ距離関係を概念的に示す図であり、 図５は、ＲＳＳＩの誤差要因を説明する図であり、 図６は、電子キーが存在する距離範囲である環状エリアを示す図であり、 図７は、重複エリアを示す図であり、 図８は、補正ＲＳＳＩを用いて作成した環状エリアおよび重複エリアを示す図であり、 図９は、電子キーのキー側制御部が実行する処理を説明するフローチャートであり、 図１０は、車載機の車側制御部が実行する車載機側処理を説明するフローチャートであり、 図１１は、図１０のＳ１５０の詳細処理を示すフローチャートであり、 図１２は、内側領域判定アンテナの位置を示す図である。

　以下、図面を参照しながら、携帯機位置推定システムの複数の実施形態を説明する。以下に示す実施形態は、携帯機が電子キーである。すなわち、以下に示す実施形態は、電子キー位置推定システムである。

　（第１実施形態）
　図１に、第１実施形態の電子キー位置推定システム１の概略構成を示す。電子キー位置推定システム１は、車載機１００と電子キー２００との間の無線通信に基づいて、電子キー２００の照合を照合ＥＣＵ１１０により実行し、照合が成立した場合、所定処理を実行あるいは許可する機能を有する。ＥＣＵは、電子制御装置（ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｕｎｉｔ）の略称である。

　電子キー２００の照合とは、電子キー２００が車載機１００に予め対応づけられている正規の電子キー２００であるか否かを確認することであり、たとえば次のように実行される。車載機１００の照合ＥＣＵ１１０は、前側ＬＦアンテナ１８１Ｆ、右側ＬＦアンテナ１８１Ｒ、左側ＬＦアンテナ１８１Ｌ、後側ＬＦアンテナ１８１Ｂからリクエスト信号を送信させる。以下、前側ＬＦアンテナ１８１Ｆ、右側ＬＦアンテナ１８１Ｒ、左側ＬＦアンテナ１８１Ｌ、後側ＬＦアンテナ１８１Ｂを区別しないときはＬＦアンテナ１８１と記載する。ＬＦアンテナ１８１は車載アンテナである。

　電子キー２００は、リクエスト信号を受信すると、自身に固有のＩＤを含むレスポンス信号を送信する。車載機１００は、リクエスト信号の応答としてのレスポンス信号を車載ＲＦアンテナ１９５で受信すると、照合ＥＣＵ１１０がレスポンス信号に含まれるＩＤを照合することにより、電子キー２００を照合する。

　照合成立の場合に許可あるいは実行される所定処理としては、たとえば次のものが挙げられる。正規の電子キー２００が車両５（図２参照）の車室内に位置する場合に車両エンジンの始動を許可する。その他にも、正規の電子キー２００が車外の所定領域内に位置する場合に車両ドアの開錠を許可する。また、正規の電子キー２００が車両５に所定距離近づいた場合に車両５のハザードランプを点灯等させるウェルカム処理を実行する。電子キー位置推定システム１は、車両５に対する電子キー２００の位置に応じて異なる処理を許可あるいは実行する。

　電子キー位置推定システム１は、照合による所定処理を実行あるいは許可するにあたり、車両５に対する電子キー２００の位置を推定する。以下、車両５に対する電子キー２００の位置を推定するための電子キー位置推定システム１の構成を説明する。

　（電子キー位置推定システムの構成）
　図１に示すように電子キー位置推定システム１は、車載機１００と電子キー２００とを備える。車載機１００は車両５に設けられ、電子キー２００はユーザにより携帯される。

　車載機１００は、照合ＥＣＵ１１０と、入力部１４０と、車側送信部１８０と、前側ＬＦアンテナ１８１Ｆ、右側ＬＦアンテナ１８１Ｒ、左側ＬＦアンテナ１８１Ｌ、後側ＬＦアンテナ１８１Ｂと、車側受信部１９０と、車載ＲＦアンテナ１９５とを備える。

　照合ＥＣＵ１１０は、マイクロコンピュータを主体として構成される。照合ＥＣＵ１１０は、たとえばＲＯＭ等の記憶装置に記憶されたプログラムをＣＰＵ等のプロセッサが実行することにより、電子キー２００の照合および電子キー２００の位置推定を含む各種処理を電子キー２００と協働して実行する。なお、照合ＥＣＵ１１０の機能の少なくとも一部は、専用のＩＣ等によって提供されてもよい。

　入力部１４０は、ユーザが誤差推定開始操作を行う際に操作する。入力部１４０は、たとえば、車両５の車室内に備えられるスイッチである。

　車側送信部１８０は、照合ＥＣＵ１１０の制御の下で、ＬＦ波あるいはＶＬＦ波で車両信号を、変調および増幅してＬＦアンテナ１８１から電波として送信させる。ＬＦアンテナ１８１から送信される電波が車載アンテナ電波である。ＬＦは、Ｌｏｗ　Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙの略称であり、ＶＬＦは、Ｖｅｒｙ Ｌｏｗ　Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙの略称である。本明細書ではＶＬＦを含めてＬＦという用語を用いる。車両信号としてリクエスト信号が送信される場合、固有ＩＤを含むレスポンス信号の返信を電子キー２００に要求する情報が含まれる。各車両信号には、送信元が、どのＬＦアンテナ１８１であるかを識別可能とする識別情報が含まれる。

　図２にＬＦアンテナ１８１の位置を示している。前側ＬＦアンテナ１８１Ｆは、車室前端において車幅方向中央付近に設けられる。右側ＬＦアンテナ１８１Ｒは車両右側ドアの車内側ドアノブに設けられる。後側ＬＦアンテナ１８１Ｂは、車室後端において車幅方向中央付近に設けられる。左側ＬＦアンテナ１８１Ｌは左側ドアの車外側ドアノブに設けられる。ＬＦアンテナ１８１の位置は種々変更が可能であり、また、ＬＦアンテナ１８１の数も種々の変更が可能である。

　これらのＬＦアンテナ１８１の周囲には、それぞれ検知可能エリア３００が形成される。具体的には、前側ＬＦアンテナ１８１Ｆの周囲には前側検知可能エリア３００Ｆが形成される。右側ＬＦアンテナ１８１Ｒの周囲には右側検知可能エリア３００Ｒが形成される。後側ＬＦアンテナ１８１Ｂの周囲には後側検知可能エリア３００Ｂが形成され、左側ＬＦアンテナ１８１Ｌの周囲には左側検知可能エリア３００Ｌが形成される。これら、前側検知可能エリア３００Ｆ、右側検知可能エリア３００Ｒ、後側検知可能エリア３００Ｂ、左側検知可能エリア３００Ｌを区別しない場合に検知可能エリア３００と記載する。

　検知可能エリア３００は、ＬＦアンテナ１８１から送信された車両信号を電子キー２００が所定閾値以上の受信信号強度（以下、ＲＳＳＩ）で受信可能なエリアである。図２では、検知可能エリア３００の形状は、いずれも円形かつ相互に同じ大きさに単純化して示している。ただし、検知可能エリア３００の大きさは、ＬＦアンテナ１８１の送信出力、電子キー２００の受信感度等を設定する等により、ある程度の調整が可能である。また、アンテナ形状の変更等により検知可能エリア３００の形状も調整可能である。

　図２に示すように、検知可能エリア３００は、いずれも車内外に亘って形成される。車内外に亘って形成される検知可能エリア３００は、たとえば車両ボディを樹脂で形成する等により車両ボディの電磁シールド機能を制限することで実現される。４つの検知可能エリア３００がいずれも車内外に亘って形成されることで、４つの検知可能エリア３００の重なりは、車内だけでなく、車両５の外側において車両５の周囲３６０度に亘り生じている。

　図１に示すように、車側受信部１９０は、電子キー２００からＲＦ（Ｒａｄｉｏ　Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）波で送信されるキー信号を、車載ＲＦアンテナ１９５を介して受信する。車側受信部１９０は、車載ＲＦアンテナ１９５から取得した電気信号を増幅し、かつ、その電気信号からキー信号を復調し、キー信号を照合ＥＣＵ１１０に出力する。車載ＲＦアンテナ１９５は、車両５において適宜設定される位置に設けられる。たとえば、車載ＲＦアンテナ１９５は、車室内において車両５の中央付近となる位置に設けられる。

　リクエスト信号の返信として電子キー２００から送信される固有ＩＤを含むキー信号はレスポンス信号である。キー信号にはさらに車両信号を電子キー２００が受信した際のＲＳＳＩを示すＲＳＳＩ情報が含まれ得る。ＲＳＳＩ情報には、ＲＳＳＩおよび車両信号の送信元がどのＬＦアンテナ１８１であるかを識別可能とする識別情報が含まれる。

　電子キー２００の構成を説明する。電子キー２００は、キー側受信部２１０と、キー側ＬＦアンテナ２１５と、キー側送信部２２０と、キー側ＲＦアンテナ２２１と、キー側制御部２３０とを備える。

　キー側受信部２１０は、ＬＦアンテナ１８１から送信された車載アンテナ電波を示す電気信号をキー側ＬＦアンテナ２１５を介して取得する。キー側受信部２１０は、その電気信号を復調および増幅して車両信号を取り出し、キー側制御部２３０に出力する。

　ＲＳＳＩ検出回路２１１は、キー側受信部２１０に設けられる。ＲＳＳＩ検出回路２１１は、キー側ＬＦアンテナ２１５で受信した車載アンテナ電波すなわち車両信号のＲＳＳＩを検出する回路である。ＲＳＳＩ検出回路２１１は、検出したＲＳＳＩをキー側制御部２３０に出力する。ＲＳＳＩ検出回路２１１は受信強度検出部に相当する。

　キー側送信部２２０は、キー側制御部２３０の制御の下で、ＲＦ波でキー信号を変調および増幅してキー側ＲＦアンテナ２２１から送信させる。キー信号はキー側制御部２３０が生成する。キー信号には、車両信号のＲＳＳＩを示すＲＳＳＩ情報や電子キー２００の固有ＩＤが含まれる。レスポンス信号もキー信号であるので、レスポンス信号にも固有ＩＤが含まれる。

　キー側制御部２３０は、マイクロコンピュータを主体として構成される。キー側制御部２３０は、たとえばＲＯＭ等の記憶装置に記憶されたプログラムをＣＰＵ等のプロセッサが実行することにより、電子キー２００の照合および後述する電子キー２００の位置定を含む各種処理を車載機１００と協働して実行する機能を有する。キー側制御部２３０の機能の少なくとも一部は、専用のＩＣ等によって提供されてもよい。

　（照合ＥＣＵの機能）
　車両５に対する電子キー２００の位置推定を行うための照合ＥＣＵ１１０の機能を説明する。図１に示すように、照合ＥＣＵ１１０は、車側制御部１２０と記憶部１３０とを備える。

　車側制御部１２０は、機能ブロックとして、ＲＳＳＩ取得部１２１と、感度誤差決定部１２２と、環状エリア決定部１２３と、キーエリア推定部１２４とを備える。

　ＲＳＳＩ取得部１２１は、車側受信部１９０で受信したキー信号にＲＳＳＩ情報が含まれている場合、そのＲＳＳＩ情報から、車両信号を電子キー２００が受信した際のＲＳＳＩを取得する。以下では、前側ＬＦアンテナ１８１Ｆから送信された車両信号を電子キー２００が受信した際のＲＳＳＩを前側ＲＳＳＩとし、右側ＬＦアンテナ１８１Ｒから送信された車両信号を電子キー２００が受信した際のＲＳＳＩを右側ＲＳＳＩとする。また、後側ＬＦアンテナ１８１Ｂから送信された車両信号を電子キー２００が受信した際のＲＳＳＩを後側ＲＳＳＩとし、左側ＬＦアンテナ１８１Ｌから送信された車両信号を電子キー２００が受信した際のＲＳＳＩを左側ＲＳＳＩとする。

　感度誤差決定部１２２は、電子キー２００の受信感度誤差を決定する。そのために、ＲＳＳＩ取得部１２１が取得したＲＳＳＩに電子キー２００の受信感度誤差を加えた補正ＲＳＳＩ（すなわち補正受信信号強度）に基づいて、ＬＦアンテナ１８１別に電子キー２００の存在を検知したエリアを決定する。このエリアを、以下、キー検知エリア３０２とする。キー検知エリア３０２は携帯機検知エリアに相当する。

　図３には、各ＬＦアンテナ１８１に対応するキー検知エリア３０２を示している。キー検知エリア３０２ＦはＬＦアンテナ１８１Ｆに対応し、キー検知エリア３０２ＲはＬＦアンテナ１８１Ｒに対応し、キー検知エリア３０２ＢはＬＦアンテナ１８１Ｂに対応し、キー検知エリア３０２ＬはＬＦアンテナ１８１Ｌに対応する。

　各キー検知エリア３０２は、各ＬＦアンテナ１８１から送信された車両信号を電子キー２００が受信したときのＲＳＳＩと、図４に示すＲＳＳＩ距離関係１３５から決定する。図４は、ＲＳＳＩ距離関係１３５を概念的に示す図である。図４に示すようにＲＳＳＩ距離関係１３５における横軸は距離である。この距離は、ＬＦアンテナ１８１から電子キー２００までの距離である。縦軸は、ＬＦアンテナ１８１から送信された車両信号を電子キー２００が受信した際に検出されるＲＳＳＩである。

　ＲＳＳＩは通信距離が長くなるのに応じて低下することが知られている。ＲＳＳＩ距離関係１３５は、ＲＳＳＩと通信距離との関係である。ＲＳＳＩ距離関係１３５は実験に基づいて決定された関係であり、記憶部１３０などに記憶されている。

　図３では、各キー検知エリア３０２は円形である。キー検知エリア３０２は、この円の円周上に電子キー２００が存在することを意味する。キー検知エリア３０２は、必ずしも円形である必要はなく、楕円など、円以外の形状でもよい。キー検知エリア３０２を円以外の形状にする場合には、たとえば、検出したＲＳＳＩにＲＳＳＩ距離関係１３５を適用して得た距離に、ＬＦアンテナ１８１の指向性に基づいて定まる方位別の係数を乗じてキー検知エリア３０２を作成すればよい。

　図３に示した各キー検知エリア３０２は、理想的な状態を示しており、電子キー２００が存在する位置で、全部のキー検知エリア３０２が交わっている。図３に示すように、理想的な状態になるには、ＲＳＳＩ検出回路２１１が検出したＲＳＳＩが真値である必要がある。しかしながら、ＲＳＳＩは、ＬＦアンテナ１８１と電子キー２００との距離が同じであっても種々の誤差により変動する。

　図５に示すように、ＲＳＳＩの誤差要因には、大きく分けて、送信誤差と受信誤差とがある。送信誤差は送信出力の変動範囲を意味し、受信誤差は、受信感度の変動範囲を意味する。

　送信誤差は、送信個体誤差と送信繰り返し誤差に分けられる。送信個体誤差は、車側送信部１８０の個体差に起因する変動範囲である。送信繰り返し誤差は、同じ車側送信部１８０が繰り返し同じ信号を送信したときの変動範囲である。受信誤差は、受信感度誤差とキー繰り返し誤差に分けられる。受信感度誤差は、キー側受信部２１０の個体差に起因する変動範囲である。キー繰り返し誤差は、同じキー側受信部２１０が繰り返し同じ電力の電波を受信したときの変動範囲である。

　これらの誤差を考慮すると、ＲＳＳＩ検出回路２１１が検出したＲＳＳＩは真値からずれている可能性がある。真値は送信側および受信側ともに誤差がない場合の値を意味する。

　ただしＲＳＳＩの誤差は、設計仕様により上限が決まっている。図５に示す各数値は、その上限の一例を示している。図５の例では、受信感度誤差は±２．４ｄＢ以内であり、キー繰り返し誤差は±０．４ｄＢ以内である。その結果、受信誤差は±２．８ｄＢ以内である。また、送信誤差は±０．８ｄＢ以内である。そして、送信誤差と受信誤差を含むＲＳＳＩの誤差範囲は±３．６ｄＢ以内である。図５の例では、ＲＳＳＩの誤差は３．６ｄＢが許容誤差範囲である。ＲＳＳＩ検出回路２１１が検出したＲＳＳＩは、この許容誤差範囲内で真値からずれている可能性がある。

　図５に示すように、ＲＳＳＩの誤差範囲が±３．６ｄＢであれば、ＲＳＳＩの真値は、ＲＳＳＩの検出値±３．６ｄＢの範囲にある。このとき、ＲＳＳＩの真値は、ＲＳＳＩの検出値－３．６ｄＢからＲＳＳＩの検出値＋３．６ｄＢの範囲内にある。以下、この範囲の最小値を最小ＲＳＳＩとし、この範囲の最大値を最大ＲＳＳＩとする。

　これら最小ＲＳＳＩと最大ＲＳＳＩをＲＳＳＩ距離関係１３５に適用すると、最小距離Ｄｍｉｎと最大距離Ｄｍａｘが得られる。ＲＳＳＩの誤差範囲を考慮すると、各ＬＦアンテナ１８１から電子キー２００までの距離は、最小距離Ｄｍｉｎと最大距離Ｄｍａｘとの間である。

　図６には、ＬＦアンテナ１８１を中心とし最大距離Ｄｍａｘを半径とする円と、ＬＦアンテナ１８１を中心とし最小距離Ｄｍｉｎを半径とする円を示している。電子キー２００は、これら２つの円により定まる環状エリア３１０に存在することになる。

　複数のＬＦアンテナ１８１をそれぞれ中心とする複数の環状エリア３１０が得られる場合、全部の環状エリア３１０が互いに重なる重複エリア３２０に電子キー２００が存在していると推定できる。

　図７に重複エリア３２０を示している。図７において、キー検知エリア３０２Ｆを示す円を２つ示している。これら２つのキー検知エリア３０２Ｆにより定まる範囲が、前側ＬＦアンテナ１８１Ｆに対応する環状エリア３１０Ｆである。同様に、２つのキー検知エリア３０２Ｒにより定まる範囲が、右側ＬＦアンテナ１８１Ｒに対応する環状エリア３１０Ｒである。また、２つのキー検知エリア３０２Ｂにより定まる範囲が、後側ＬＦアンテナ１８１Ｂに対応する環状エリア３１０Ｂである。また、２つのキー検知エリア３０２Ｌにより定まる範囲が、左側ＬＦアンテナ１８１Ｌに対応する環状エリア３１０Ｌである。そして、これら４つの環状エリア３１０Ｆ、３１０Ｒ、３１０Ｂ、３１０Ｌが重なる範囲が重複エリア３２０である。

　電子キー２００の位置推定精度を高くするためには、各環状エリア３１０を定める最大距離Ｄｍａｘと最小距離Ｄｍｉｎとの差を小さくする必要がある。図７に示す各環状エリア３１０は、ＲＳＳＩの誤差範囲を最大の許容誤差範囲、すなわち図５の例では±３．６ｄＢとした場合の環状エリア３１０である。

　ＲＳＳＩの誤差範囲を許容誤差範囲よりも狭い誤差範囲にできれば、各環状エリア３１０を定める最大距離Ｄｍａｘと最小距離Ｄｍｉｎとの差を小さくできる。ここで、キー側受信部２１０は１つであり、かつ、個体毎に定まる固定値である。したがって、図５に示す種々の誤差のうち、受信感度誤差は、どのＬＦアンテナ１８１が送信した車両信号をキー側受信部２１０が検出した場合にも同じ値である。

　以上を基に、感度誤差決定部１２２では、受信感度誤差を決定する。具体的には、受信感度誤差の変動範囲である±２．４ｄＢの範囲で変化させ、その受信感度誤差を検出したＲＳＳＩに加えた値を、補正ＲＳＳＩ（すなわち補正受信信号強度）とする。検出した全部のＲＳＳＩに対して同じ受信感度誤差を加えて補正ＲＳＳＩを算出する。そして、補正ＲＳＳＩを図４に適用して距離を算出する。この距離を半径として、各キー検知エリア３０２を作成する。

　検出したＲＳＳＩに誤差が含まれていると、複数のキー検知エリア３０２は１点では交わらない。誤差の影響により実際よりも距離が大きくなれば、全部のキー検知エリア３０２が互いに重なるエリアが生じる。一方、誤差の影響により実際よりも距離が短くなれば、全部のキー検知エリア３０２が重なるエリアは生じない。よって、検出したＲＳＳＩに加える受信感度誤差の値が、本当の受信感度誤差に最も近い値であるとき、全部のキー検知エリア３０２は１点で交わる状態に最も近くなる。

　受信感度誤差の値を受信感度誤差の変動範囲で変化させつつ、各ＬＦアンテナ１８１から受信した車両信号のＲＳＳＩに同じ受信感度誤差の値を加えた補正ＲＳＳＩにてそれぞれキー検知エリア３０２を作成する。全部のキー検知エリア３０２が１点で交わる状態に最も近くなったときの受信感度誤差の値を、ＲＳＳＩを検出した電子キー２００の受信感度誤差に決定する。そして、決定した受信感度誤差を記憶部１３０に記憶する。

　環状エリア決定部１２３は、環状エリア３１０を、ＬＦアンテナ１８１別に決定する。そのために、ＲＳＳＩ取得部１２１が取得したＲＳＳＩに、記憶部１３０に記憶されている受信感度誤差を加えて補正ＲＳＳＩとする。

　その補正ＲＳＳＩにＲＳＳＩの誤差範囲の最小値および最大値を加えることで、最小ＲＳＳＩと最大ＲＳＳＩとを算出する。ただし、ここでのＲＳＳＩの誤差範囲は、図５に示す各誤差要因のうち、受信感度誤差を除いた誤差要因によって生じる誤差範囲である。受信感度誤差は決定して補正ＲＳＳＩに反映させているからである。図５の例では、ここでの誤差範囲は±１．２ｄＢである。

　図８には、決定した各環状エリア３１０を示している。図７に示す各環状エリア３１０と比較して、図８に示す各環状エリア３１０は環が細くなっている。

　キーエリア推定部１２４は、環状エリア決定部１２３が決定した全部の環状エリア３１０が重なる重複エリア３２０を電子キー２００が存在するエリアすなわち携帯機存在エリアとする。キーエリア推定部１２４は携帯機エリア推定部である。

　（キー側制御部の機能）
　車両５に対する電子キー２００の位置推定を照合ＥＣＵ１１０と協働して行うための電子キー２００のキー側制御部２３０の機能を説明する。

　キー側制御部２３０は、車両信号をキー側受信部２１０を介して取得すると、車両信号を送信したＬＦアンテナ１８１がどれであるかを、車両信号に含まれる識別情報に基づいて特定する機能を有する。

　キー側制御部２３０は、所定時間以内に、車両信号を３つ以上のＬＦアンテナ１８１からキー側受信部２１０が受信したか否かを判定する機能を有する。所定時間は、全部のＬＦアンテナ１８１が順次車両信号を送信する際に要する送信時間から予め定めることができる。

　キー側制御部２３０は、各ＬＦアンテナ１８１から送信されてキー側受信部２１０で受信した車両信号のＲＳＳＩを取得する機能を有する。また、キー側制御部２３０は、車両信号のＲＳＳＩと、その車両信号を送信したＬＦアンテナ１８１とを示すＲＳＳＩ情報を含むキー信号をキー側ＲＦアンテナ２２１から送信させる機能を有する。

　（キー側処理）
　車両５に対する電子キー２００の位置推定を照合ＥＣＵ１１０と協働して行うために電子キー２００のキー側制御部２３０が実行するキー側処理を、図９を参照して説明する。キー側処理は、所定周期で周期的に実行される。

　Ｓ１０では、各ＬＦアンテナ１８１から所定時間間隔で順次送信された車両信号を、キー側受信部２１０で受信した否かを判定する。Ｓ１０で肯定判断がなされるとＳ２０に進む。一方、Ｓ１０で否定判断がなされると、今回のキー側処理を終了する。

　Ｓ２０では、各ＬＦアンテナ１８１からの車両信号を受信した際にＲＳＳＩ検出回路２１１で検出されたＲＳＳＩを取得する。

　Ｓ３０では、キー側送信部２２０を制御して、前側ＲＳＳＩ、右側ＲＳＳＩ、後側ＲＳＳＩおよび左側ＲＳＳＩを示すＲＳＳＩ情報を含むキー信号をキー側ＲＦアンテナ２２１から送信してキー側処理を終了する。

　（車載機側処理）
　車両５に対する電子キー２００の位置推定を電子キー２００と協働して行うために照合ＥＣＵ１１０の車側制御部１２０が実行する車載機側処理を、図１０を参照して説明する。車載機側処理は、所定周期で周期的に実行される。あるいは、車室内に設けられた車両エンジン始動用プッシュスイッチが押下された場合、入力部１４０に対して誤差推定開始操作が行われた場合など、随時開始条件が成立した場合に開始されてもよい。車両エンジン始動用プッシュスイッチを押下する操作を誤差推定開始操作とすることもできる。

　Ｓ１１０では、全部のＬＦアンテナ１８１から、所定の時間間隔で順次、車両信号を送信させる。各車両信号あるいは何れかの車両信号には、電子キー２００に対してＲＳＳＩ情報を含むキー信号の返信を要求する情報が含まれる。

　Ｓ１２０では、Ｓ１１０で送信した車両信号の各々を電子キー２００が受信した際のＲＳＳＩを示すＲＲＳＩ情報を含むキー信号を、車載ＲＦアンテナ１９５を介して受信した否かを判断する。Ｓ１２０で否定判断がなされた場合、今回の車載機側処理を終了する。Ｓ１２０で肯定判断がなされた場合はＳ１３０に進む。

　Ｓ１３０は、ＲＳＳＩ取得部１２１が実行する処理であり、Ｓ１２０で受信したキー信号に含まれるＲＳＳＩ情報から、前側ＲＳＳＩ、右側ＲＳＳＩ、後側ＲＳＳＩおよび左側ＲＳＳＩを取得する。

　Ｓ１４０は感度誤差決定部１２２が実行する処理であり、受信感度誤差が決定済みであるか否かを判断する。この判断は、記憶部１３０に受信感度誤差が記憶されているか否かにより判断する。Ｓ１４０の判断が否定判断であればＳ１５０に進み、Ｓ１４０の判断が肯定判断であればＳ１６０に進む。

　Ｓ１５０では感度誤差決定処理を行う。Ｓ１５０は感度誤差決定部１２２が実行する処理である。Ｓ１５０の処理は、図１１に詳細を示している。

　Ｓ１５１では、受信感度誤差を初期値とする。受信感度誤差の許容範囲が±２．４ｄＢであれば、初期値はたとえば－２．４ｄＢである。Ｓ１５２では、Ｓ１３０で取得したＲＳＳＩに、現在の受信感度誤差を加えることで補正ＲＳＳＩを算出する。

　Ｓ１５３では、Ｓ１５２で算出した補正ＲＳＳＩを図４に例示したＲＳＳＩ距離関係１３５に適用して距離を算出する。その距離をもとに、ＬＦアンテナ１８１別にキー検知エリア３０２を決定する。

　Ｓ１５４では、キー検知エリア３０２は、これまでで最適か否かを判断する。換言すると、キー検知エリア３０２は、Ｓ１５４までにおいて、最適か否かを判断する。具体的には、全部のキー検知エリア３０２の相対関係が、これまでで、１点で交わる状態に最も近いか否かを判断する。Ｓ１５４の判断がＹＥＳであればＳ１５５に進む。また、初回のＳ１５４の判断時もＳ１５５に進む。

　Ｓ１５５では、記憶部１３０に記憶されている受信感度誤差を今回用いた値に更新する。記憶部１３０にまだ受信感度誤差が記憶されていない場合には、今回用いた受信感度誤差を記憶部１３０に記憶する。

　Ｓ１５５を実行後はＳ１５６に進む。また、Ｓ１５４が否定判断である場合もＳ１５６に進む。Ｓ１５６では、受信感度誤差を、許容変動範囲の全範囲で変化させたか否かを判断する。判断結果が否定判断であればＳ１５７に進む。

　Ｓ１５７では、受信感度誤差を所定値だけ変化させる。所定値は許容変動範囲を複数に分割できる値であり、任意に設定可能である。Ｓ１５７を実行後はＳ１５２に戻る。Ｓ１５２からＳ１５７を繰り返すうちに、Ｓ１５６が肯定判断になれば、図１１に示す処理は終了する。

　図１０に示すように、Ｓ１５０を実行した場合、あるいは、Ｓ１４０が否定判断である場合にはＳ１６０へ進む。Ｓ１６０～Ｓ１９０は環状エリア決定部１２３が実行する。Ｓ１６０では受信感度誤差を記憶部１３０から取得する。

　Ｓ１７０では、Ｓ１３０で取得した各ＲＳＳＩにＳ１６０で取得した受信感度誤差を加えることで、Ｓ１３０で取得した各ＲＳＳＩに対応する補正ＲＳＳＩを算出する。Ｓ１８０では、Ｓ１７０で算出した各補正ＲＳＳＩに、受信感度誤差を除いた誤差要因によって生じる誤差範囲の最小値および最大値を加えることで、最小ＲＳＳＩと最大ＲＳＳＩを、各補正ＲＳＳＩに対して算出する。

　Ｓ１９０では、Ｓ１８０で算出した最小ＲＳＳＩと最大ＲＳＳＩを元にして、ＬＦアンテナ１８１別に環状エリア３１０を作成する。

　Ｓ２００はキーエリア推定部１２４が実行する処理である。Ｓ２００では、Ｓ１９０で作成した全部の環状エリア３１０が重なる重複エリア３２０を決定し、その重複エリア３２０を電子キー存在エリアとする。

　本実施形態では、各ＲＳＳＩには同じ受信感度誤差が含まれていること、および、全部のキー検知エリア３０２が１点で交わる状態に最も近くなるときが、受信感度誤差が最もよく補正できていることを利用して、受信感度誤差を決定する。

　すなわち、本実施形態では、受信感度誤差を順次変化させつつ、検出したＲＳＳＩに受信感度誤差を加えた補正ＲＳＳＩにより、ＬＦアンテナ１８１別にキー検知エリア３０２を作成する。ＬＦアンテナ１８１別のキー検知エリア３０２が１点で交わる状態に最も近くなったときの受信感度誤差の値を正しい受信感度誤差として、電子キー２００の位置を推定する際に使う補正ＲＳＳＩを決定する。受信感度誤差を１つの値に決定することで、環状エリア３１０を作成する際の誤差範囲には受信感度誤差を考慮する必要がなくなる。そのため、環状エリア３１０を細い環状にすることができる。その結果、重複エリア３２０すなわちキー存在エリアも狭くすることができる。

　本実施形態では、決定した受信感度誤差を記憶部１３０に記憶する。そして、記憶部１３０に受信感度誤差が記憶されている場合には、記憶部１３０に記憶されている受信感度誤差を用いて補正ＲＳＳＩを算出する。これにより、電子キー２００が存在するエリアを推定する都度、Ｓ１５０に示す感度誤差決定処理を実行する必要がなくなる。

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

　第２実施形態では、車載機１００は、図１に示した構成に加えて、図１２に示す内側領域判定アンテナ４０１を備える。内側領域判定アンテナ４０１は車載ＲＦアンテナ１９５と同様、キー信号を受信することができる。ただし、キー信号の検知領域４０２が図１２に示すように、車両５の内部になるように調整されている。検知領域４０２は、より詳しくは、４つのＬＦアンテナ１８１により囲まれる領域（以下、内側領域）である。

　第２実施形態では、内側領域判定アンテナ４０１がキー信号を受信したこと、すなわち、内側領域判定アンテナ４０１により車載機１００と電子キー２００とが通信可能であることを条件に受信感度誤差を決定する。

　図４に示すＲＳＳＩ距離関係１３５から分かるように、ＬＦアンテナ１８１からの距離が遠いと、ＲＳＳＩの少しの違いにより距離が大きく変化する。よって、電子キー２００がＬＦアンテナ１８１から遠い状態では、受信感度誤差を少し変化させただけで、キー検知エリア３０２が大きく変化することになる。したがって、電子キー２００がＬＦアンテナ１８１から遠い状態では、受信感度誤差を精度よく決定することが困難となる恐れがある。

　換言すれば、電子キー２００が全部のＬＦアンテナ１８１に対して近い位置にあるときに受信感度誤差を決定したほうが、受信感度誤差を精度よく決定することができる。第２実施形態では、内側領域判定アンテナ４０１がキー信号を受信したことを条件に受信感度誤差を決定する。内側領域判定アンテナ４０１がキー信号を受信した場合、電子キー２００は内側領域にあり、電子キー２００が内側領域にあれば、電子キー２００は全部のＬＦアンテナ１８１から近い位置にあるからである。

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

　（変形例１）
　ＬＦアンテナ１８１の位置は、上記例に限定されない。ＬＦアンテナ１８１は、車両５に離間して設けられていれば、いかなる位置に設けられてもよい。ただし、複数のＬＦアンテナ１８１の間が離れているほど好ましい。また、ＬＦアンテナ１８１の数は４つに限られず、３つ以上であればよい。

　（変形例２）
　実施形態では、携帯機として電子キー２００を開示したが、キー機能を持たない携帯機を採用することもできる。

　（変形例３）
　実施形態では、車載機１００は、電波を送信するアンテナとしてＬＦ波を送信するＬＦアンテナ１８１を備えていたが、送信する電波はＬＦ波以外の周波数帯でもよい。たとえば、ＬＦアンテナ１８１に代えてＲＦ波を送信するアンテナを備えていてもよい。

　ＲＦ波はＵＨＦ波と呼ばれることもある。ＲＦ波の具体的な周波数は、たとえば、３１５Ｈｚ、９２０ＭＨｚ、２．４ＧＨｚなどがある。これらの周波数を用いる通信方式には、互いを予め認証するペアリングを実行する通信方式がある。たとえば、ブルートゥース（登録商標）ではペアリングを実行する。車載機１００と電子キー２００との間もペアリングを実行可能となっていてもよい。

　ペアリング開始を指示する操作はユーザが行う。ペアリング自体は、相互に通信する機器が通信可能な範囲にあれば実行可能であるが、ユーザは、相互に通信する機器が近くにあるときにペアリング開始指示をするはずである。つまり、ペアリングを実行中である場合、または、その後一定期間は、電子キー２００は車載機１００の近くにあると推定できる。

　ペアリングを実行中またはペアリング後の一定期間内に感度誤差決定処理を行うようにしてもよい。このように感度誤差決定処理を行う場合においても、受信感度誤差を精度よく決定できる。一定期間は十秒程度など、適宜設定する。

　（変形例４）
　実施形態では、感度誤差決定処理を実行して受信感度誤差を決定した後は、受信感度誤差を更新しない。しかし、受信感度誤差を逐次更新し、記憶部１３０に記憶されている受信感度誤差を最新の受信感度誤差とするようにしてもよい。たとえば、受信感度誤差を決定してからの経過時間が一定時間以上であることを条件に、受信感度誤差を更新するようにしてもよい。換言すると、前回決定した時からの経過時間が一定時間以上であることを条件に、受信感度誤差を更新するようにしてもよい。一定時間以上経過すると、電子キー２００の電池消耗等に受信感度誤差が変化する可能性があることを考慮したものである。

　（変形例５）
　記憶部１３０に記憶されている受信感度誤差を決定したときの電子キー２００の位置よりも、電子キー２００が全部のＬＦアンテナ１８１の重心位置に近いことを条件に、受信感度誤差を更新してもよい。電子キー２００が全部のＬＦアンテナ１８１の重心位置により近いときに受信感度誤差を決定するほど、受信感度誤差を精度よく決定できる可能性があるからである。

　（変形例６）
　実施形態では、車載機１００が受信感度誤差を決定していた。しかし、車側制御部１２０の構成をキー側制御部２３０が備え、かつ、ＬＦアンテナ１８１の位置を車載機１００が電子キー２００に通知すれば、電子キー２００において、図１０のＳ１３０以下の処理を実行することもできる。ＬＦアンテナ１８１の位置は、緯度および経度で示す。電子キー２００が電子キー存在エリアを決定した場合、電子キー２００は車載機１００に電子キー存在エリアを通知するようにしてもよい。

　車載機１００と電子キー２００は通信可能であることから、車載機１００が実行する処理の一部のみを、電子キー２００が実行することもできる。例えば、電子キー２００が車載制御部１２０の動作の一部を実行してもよい。

　（変形例７）
　入力部１４０を電子キー２００が備えていてもよい。

　以上、本開示の一態様に係る携帯機位置推定システムの実施形態、構成、態様を例示したが、本開示に係る実施形態、構成、態様は、上述した各実施形態、各構成、各態様に限定されるものではない。例えば、異なる実施形態、構成、態様にそれぞれ開示された技術的部を適宜組み合わせて得られる実施形態、構成、態様についても本開示に係る実施形態、構成、態様の範囲に含まれる。

　本開示に記載の制御及びその手法は、コンピュータプログラムにより具体化された一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサを構成する専用コンピュータにより、実現されてもよい。あるいは、本開示に記載の制御及びその手法は、専用ハードウエア論理回路によってプロセッサを構成する専用コンピュータにより、実現されてもよい。もしくは、本開示に記載の制御及びその手法は、コンピュータプログラムを実行するプロセッサと一つ以上のハードウエア論理回路との組み合わせにより構成された一つ以上の専用コンピュータにより、実現されてもよい。また、コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されていてもよい。

　ここで、本開示に記載されるフローチャート、あるいは、フローチャートの処理は、複数のステップ（あるいはセクションと言及される）から構成され、各ステップは、たとえば、Ｓ１０と表現される。さらに、各ステップは、複数のサブステップに分割されることができる、一方、複数のステップが合わさって一つのステップにすることも可能である。

 

Claims (8)

1. 　電波を送信する３つ以上の車載アンテナ（１８１）を備えた車載機（１００）と、車両を使用するユーザに携帯される携帯機（２００）とを備え、前記携帯機が存在する位置を推定する携帯機位置推定システムであって、
   　前記携帯機は、前記車載アンテナが送信した電波を受信した場合に、前記電波の受信信号強度を検出する受信強度検出部（２１１）を備え、
   　前記車載機および前記携帯機の一方は、
   　前記受信強度検出部が検出した前記受信信号強度を前記携帯機の受信感度誤差で補正した補正受信信号強度に基づいて、前記車載アンテナ別に前記携帯機の存在を検知したエリアである携帯機検知エリア（３０２）を決定しつつ、前記車載アンテナ別に決定された前記携帯機検知エリアが１点で交わる状態に最も近くなるように前記受信感度誤差を決定する感度誤差決定部（１２２）と、
   　前記受信信号強度の誤差範囲を前記受信感度誤差が補正された場合の誤差範囲とし、前記補正受信信号強度と、前記受信信号強度の誤差範囲と、前記車載アンテナの位置とに基づいて、前記携帯機が存在する環状エリア（３１０）を前記車載アンテナ別に決定する環状エリア決定部（１２３）と、
   　前記環状エリア決定部が前記車載アンテナ別に決定した複数の前記環状エリアが重複する重複エリア（３２０）を、前記携帯機が存在する携帯機存在エリアであると推定する携帯機エリア推定部（１２４）とを備える携帯機位置推定システム。
2. 　前記感度誤差決定部が決定した前記受信感度誤差を記憶する記憶部（１３０）を更に備え、
   　前記環状エリア決定部は、前記記憶部から前記受信感度誤差を取得して、その受信感度誤差に基づいて前記受信強度検出部が検出した前記受信信号強度を補正して、前記補正受信信号強度を算出する、請求項１に記載の携帯機位置推定システム。
3. 　前記携帯機と前記車載機とは、互いを予め認証するペアリングを実行可能であり、
   　前記感度誤差決定部は、前記ペアリングを実行中またはペアリング後の一定期間内に前記受信感度誤差を決定する請求項１または２に記載の携帯機位置推定システム。
4. 　前記車載機は、複数の前記車載アンテナとは別に、前記携帯機が複数の前記車載アンテナの内側領域にあるときに前記携帯機と通信可能な内側領域判定アンテナ（４０１）を備え、
   　前記感度誤差決定部は、前記内側領域判定アンテナと前記携帯機とが通信可能である状態で前記受信感度誤差を決定する請求項１または２に記載の携帯機位置推定システム。
5. 　前記感度誤差決定部は、前記受信感度誤差を逐次決定し、前記記憶部に記憶されている前記受信感度誤差を最新の前記受信感度誤差に更新する請求項２に記載の携帯機位置推定システム。
6. 　前記感度誤差決定部は、前記携帯機存在エリアが、これまでに前記受信感度誤差を決定したときの前記携帯機存在エリアよりも、複数の前記車載アンテナの重心に近い場合に前記受信感度誤差を更新する請求項５に記載の携帯機位置推定システム。
7. 　前記感度誤差決定部は、前回、前記受信感度誤差を決定してからの経過時間が一定時間以上であることを条件に、前記受信感度誤差を更新する請求項５に記載の携帯機位置推定システム。
8. 　前記車載機および前記携帯機のいずれか一方は、ユーザが誤差推定開始操作を行う入力部（１４０）を備え、
   　前記感度誤差決定部は、前記入力部に対して前記誤差推定開始操作がされたことに基づいて、前記受信感度誤差を決定する請求項２に記載の携帯機位置推定システム。

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