JP5521179B2 - 電子キーシステムの位置推定装置 - Google Patents
電子キーシステムの位置推定装置Info
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Description
請求項1に記載の発明は、通信マスタの発信機からID返信要求信号を送信し、当該ID返信要求信号に応答して電子キーがID信号を送信し、当該ID信号を前記通信マスタがアレーアンテナで受信すると、当該アレーアンテナを使用した位置推定アルゴリズムによって当該ID信号の電波到来方向を算出しつつ、前記ID信号に含まれるIDコードを照合してID照合成立可否を確認する電子キーシステムの位置推定装置において、どの前記発信機から送信された前記ID返信要求信号に応答して前記電子キーが前記ID信号を返信してきたのかを確認することにより、前記位置推定アルゴリズムの演算に必要な初期位置を算出する初期位置算出手段と、前記初期位置算出手段が算出した前記初期位置を基に、前記位置推定アルゴリズムを使用して前記電子キーの位置を推定するキー位置推定手段とを備えたことをその要旨としている。
図1に示されるように、車両2には、例えば運転者が実際に車両キーを操作しなくてもドアロックの施解錠やエンジンの始動及び停止等の車両動作を行うことが可能な電子キーシステム、いわゆるキー操作フリーシステムが搭載されている。キー操作フリーシステムは、キー固有のIDコードを無線通信で送信可能な電子キー1が車両キーとして使用され、電子キー1と車両2との狭域無線通信によりID照合が実行される。なお、ドアロックやエンジンが車載機器に相当する。
まず、図4に示されるように、照合ECU21は、各LF発信機22〜26からリクエスト信号Srqを時分割で各通信エリアA1,A2,A3,A4,A5に送信させる(ステップS1)。すなわち、図3に示されるように、各LF発信機22〜26からのリクエスト信号Srqの送信タイミングが重ならないよう第1LF発信機22から順にリクエスト信号Srqを送信する。本実施形態では、第1LF発信機22に続いて第2LF発信機23、その次に第3LF発信機24、第4LF発信機25、第5LF発信機26と順番に、各LF発信機22〜26からリクエスト信号Srqを送信する。照合ECU21は、各LF発信機22〜26からリクエスト信号Srqがそれぞれ1回送信される一巡を1セットとして、この1セットを間欠的に繰り返すよう各LF発信機22〜26からリクエスト信号Srqを送信させる。
波源の個数をLとする。図5は(x,y)=(xl,yl)=βlに位置する第l波(l=1,2,…,L)の狭帯域波源と、x軸上に配置された素子間隔dのK素子等間隔リニアアレーとの位置関係を示した図である。L波の到来波がアレーアンテナに入射した場合、k番目(k=1,2,…,K)のアンテナ素子の受信信号xkは次式のように表すことができる。
ESPRIT法は、波源が十分遠方であり、到来波が平面波とみなせることを前提として成立する。今、十分遠方に存在するl番目(l=1,2,・・・,L)の波源が、y軸となす角θl(反時計回り方向を正とする)から到来する場合を考える。すると、波源が近傍である場合に式(8)で表されたモードベクトルa(βl)の成分ak(βl)は、次式のように変更される。
上記では、波源が遠方である場合にはESPRIT法の適用が可能であることを確認した。しかし、波源が近傍である場合には、等間隔アレーであるにも関わらず、隣接素子間の受信信号の位相差が一定ではない不等間隔アレーで受信したような状態となる。したがって、ESPRIT法の原理式である回転不変式(17)を満たすような、同形のサブアレーのペアを取り出すことができない。
次に、照合ECU21の照合部21bは、IDコード信号SidのIDコードと、メモリ21aのIDコードとを照らし合わせてID照合を行う(ステップS7)。そして、照合部21bは、ID照合が成立しない(ステップS7:NO)と、処理を終了する。
(1)電子キー1がどのLF発信機22〜26から送信されたリクエスト信号Srqに応答してIDコード信号Sidを返信したかを見ることにより、電子キー1がどのLF発信機22〜26の通信エリアA1〜A5に位置するのかを確認し、電子キー1が位置する通信エリアの1点を位置推定アルゴリズムの初期位置として使用する。よって、位置推定アルゴリズムの計算に必要な初期位置を、複雑な計算を用いて算出せずに済むので、初期位置の計算負荷を軽減でき、ひいてはキー位置推定に要する演算負荷も軽減することができる。また、LF発信機22〜26は、電子キー1が車両2にある程度近づいたら、電子キー1を起動させられる信号を送信できればよいので、通信エリアを大まかに設定しても問題はない。よって、LF発信機22〜26の通信エリアを厳密に設定する必要がないので、LF発信機22〜26の通信エリア設定作業を簡素化することができる。
・上記実施形態では、照合部21bによるID照合をステップS3〜S6の電子キー1の位置算出後に行うようにしたが、IDコード信号Sidの受信後ステップS3の前に行ってもよいし、ステップS3〜S6の電子キー1の位置算出と同時行ってもよい。すなわち、電子キー1の位置算出とID照合成立との両方に基づいて車載機器の制御が行えるようになっていればよい。
・上記構成において、図1に示されるように、電子キー1に施錠スイッチ18及び解錠スイッチ19を設け、この施錠スイッチ18及び解錠スイッチ19を操作することで、車両2へ施錠信号Sl又は解錠信号SulをUHF発信部13から送信して、車両2のUHF受信機27が受信することで車両2のドアロックの解錠又は施錠を可能としてもよい。
次に、上記実施形態から把握できる技術的思想をその効果と共に記載する。
(イ)請求項1〜4のいずれか一項に記載の電子キーシステムの位置推定装置において、前記初期位置算出手段は、前記初期位置を前記通信エリアの中心とすることを特徴とする電子キーシステムの位置推定装置。
Claims (4)
- 通信マスタの発信機からID返信要求信号を送信し、当該ID返信要求信号に応答して電子キーがID信号を送信し、当該ID信号を前記通信マスタがアレーアンテナで受信すると、当該アレーアンテナを使用した位置推定アルゴリズムによって当該ID信号の電波到来方向を算出しつつ、前記ID信号に含まれるIDコードを照合してID照合成立可否を確認する電子キーシステムの位置推定装置において、
どの前記発信機から送信された前記ID返信要求信号に応答して前記電子キーが前記ID信号を返信してきたのかを確認することにより、前記位置推定アルゴリズムの演算に必要な初期位置を算出する初期位置算出手段と、
前記初期位置算出手段が算出した前記初期位置を基に、前記位置推定アルゴリズムを使用して前記電子キーの位置を推定するキー位置推定手段とを備えた
ことを特徴とする電子キーシステムの位置推定装置。 - 請求項1に記載の電子キーシステムの位置推定装置において、
前記初期位置算出手段は、複数の前記発信機から前記ID返信要求信号を時分割で送信し、前記アレーアンテナで受信した前記ID信号がどの前記発信機に対する応答なのかを確認することにより、前記電子キーがどの前記発信機の通信エリアに位置しているのかを見るとともに、その割り出した当該通信エリアの1点を前記初期位置として設定する
ことを特徴とする記載の電子キーシステムの位置推定装置。 - 請求項1又は2に記載の電子キーシステムの位置推定装置において、
前記発信機の各通信エリアは、隣に位置するもの同士と縁部がオーバーラップする
ことを特徴とする電子キーシステムの位置推定装置。 - 請求項1〜3のいずれか一項に記載の電子キーシステムの位置推定装置において、
前記発信機は、前記通信マスタとしての車両の各ドアに設けられ、前記発信機の通信エリアは、前記車両の各ドアの周囲に形成される
ことを特徴とする電子キーシステムの位置推定装置。
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2010
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