JP7192506B2 - 携帯機位置推定システムおよび車載機 - Google Patents

Description

携帯機位置推定システムおよびその携帯機位置推定システムが備える車載機に関し、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に開示されている技術では、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。そして、この３つ以上の距離から携帯機の位置を推定する。

従来、車両のボディは全周にわたって金属製である場合が多い。したがって、車両外にある携帯機を検出するためのアンテナは、車両のボディで遮蔽されないように、車両のボディの外面に配置される。

特開２０１７－４４５６３号公報

車両のボディの一部に樹脂が使われることが増えてきている。車両ボディの一部に樹脂が使われている場合、車両ボディよりも車両内側に車載アンテナを設置しても、車載アンテナが送信する電波が車両の外に到達する。そのため、車両のボディが車両全周に渡って金属製になっている場合と異なり、車両内にある携帯機と通信するための車載アンテナと、車両外にある携帯機と通信するための車載アンテナとを、別々に備える必要がない。この理由等により、車両ボディよりも内側に複数の車載アンテナが設けられることがある。

しかし、複数の車載アンテナを車両ボディよりも内側に配置した場合において、車両の外に携帯機があると、車載アンテナが送信した電波が車両ボディの金属部分により減衰してしまい、受信信号強度から求める距離に大きな誤差が含まれてしまう恐れがあった。距離に大きな誤差が含まれてしまうと、携帯機の位置推定精度が低下してしまう。

本開示は、この事情に基づいて成されたものであり、その目的とするところは、携帯機が車両の外にあっても精度よく携帯機の位置を推定できる携帯機位置推定システムおよび車載機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、一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、開示した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の携帯機位置推定システムは、
ボディに樹脂部分と金属部分とがある車両（５）に搭載され、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、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、
車載アンテナは、ボディよりも車両の内側に配置され、
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（２１１）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に基づいて、車載アンテナから携帯機までの距離である携帯機距離を、３つ以上の車載アンテナについて決定する距離決定部（１１２）と、
距離決定部が３つ以上の車載アンテナについて決定した携帯機距離に基づいて、携帯機の位置を推定する位置推定部（１１３）とを備え、
距離決定部は、位置推定部が推定した携帯機の位置が車両の外である場合、３つ以上の車載アンテナのうちの少なくとも１つについて、受信強度検出部が検出した受信信号強度を車両のボディの金属部分による電波減衰を考慮して補正した補正受信信号強度とした場合の携帯機距離を再決定し、
位置推定部は、距離決定部が補正受信信号強度に基づいて携帯機距離を再決定した場合には、補正前の携帯機距離に代えて補正受信信号強度に基づいて決定した携帯機距離を用いて、携帯機の位置を再推定する。

この携帯機位置推定システムでは、まず、車載アンテナが送信して携帯機が受信した電波の受信信号強度を補正せずに用いて車載アンテナから携帯機までの携帯機距離を決定し、３つ以上の携帯機距離をもとに携帯機の位置を推定する。

携帯機の位置が車両の外である場合には、携帯機が受信した電波は、ボディの金属部分による電波減衰の影響を受けているはずである。そこで、推定した携帯機の位置が車両の外である場合には、受信信号強度をボディの金属部分による電波減衰を考慮して補正した補正受信信号強度とした場合の携帯機距離を再決定し、再決定した携帯機距離を用いて携帯機の位置を再推定する。このようにすることで、携帯機が車両の外にあっても、精度よく携帯機の位置を推定できる。

また、上記目的を達成するための車載機は、上記携帯機位置推定システムが備える車載機である。すなわち、上記目的を達成するための車載機は、
ボディに樹脂部分と金属部分とがある車両（５）に搭載され、電波を送信する３つ以上の車載アンテナ（１８１）を備え、車両を使用するユーザに携帯される携帯機（２００）が存在する位置を推定する車載機（１００）であって、
車載アンテナは、ボディよりも車両の内側に配置され、
携帯機から送信され、携帯機が車載アンテナから受信した電波の受信信号強度を含む携帯機信号を受信する受信部（１９０）と、
受信部が受信した携帯機信号に含まれている受信信号強度に基づいて、車載アンテナから携帯機までの距離である携帯機距離を、３つ以上の車載アンテナについて決定する距離決定部（１１２）と、
距離決定部が３つ以上の車載アンテナについて決定した携帯機距離に基づいて、携帯機の位置を推定する位置推定部（１１３）とを備え、
距離決定部は、位置推定部が推定した携帯機の位置が車両の外である場合、３つ以上の車載アンテナのうちの少なくとも１つについて、受信信号強度を車両のボディの金属部分による電波減衰を考慮して補正した補正受信信号強度とした場合の携帯機距離を再決定し、
位置推定部は、距離決定部が補正受信信号強度に基づいて携帯機距離を再決定した場合には、補正前の携帯機距離に代えて補正受信信号強度に基づいて決定した携帯機距離を用いて、携帯機の位置を再推定する。

電子キー位置推定システム１の概略構成を示す図である。 車両５におけるＬＦアンテナ１８１の位置を示す図である。 各ＬＦアンテナ１８１から電子キー２００までのキー距離Ｄに対応する円３０２を示す図である。 ＲＳＳＩ距離関係１３５を概念的に示す図である。 電子キー２００のキー側制御部２３０が実行する処理を説明するフローチャートである。 車載機１００の車側制御部１２０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る。 第２実施形態における車載機側処理を示すフローチャートである。 第３実施形態における車載機側処理を示すフローチャートである。

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、携帯機である電子キー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。なお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。なお、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、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。このように、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、上記の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１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、記憶部１３０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。記憶部１３０は、不揮発性メモリを備えており、図４に示すＲＳＳＩ距離関係１３５を記憶している。

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。４つのＬＦアンテナ１８１はいずれも、車室内に設けられている。したがって、４つのＬＦアンテナ１８１は、いずれも、ボディシェルの内部に設けられている。各ＬＦアンテナ１８１の具体的な位置は次の通りである。

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ている。右側ＬＦアンテナ１８１Ｒは運転席下に設けられている。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ている。左側ＬＦアンテナ１８１Ｌは助手席下に設けられている。なお、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。

ただし、車両５の幅方向中心線を基準として左右にそれぞれＬＦアンテナ１８１が配置され、かつ、車室の前後方向中心基準として、前後にそれぞれＬＦアンテナ１８１が配置されていることが好ましい。このようにすれば、ＬＦアンテナ１８１が分散して配置されていることになり、電子キー２００が車内外のどこにあるか不明である状況でも、高精度に電子キー２００の位置を推定できる。

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。また、検知可能エリア３００は、たとえば半径数ｍ～５ｍ程度調整される。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。このような車内外に亘って形成される検知可能エリア３００は、車両５のボディの一部が樹脂製だからである。本実施形態では、車両５のボディのうち、ドア部分が樹脂、その他の部分は金属製であるとする。なお、車両５は、運転席、助手席、右後席、左後席の各座席の側方にドアが存在する４ドアの車両である。

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。

説明を図１に戻す。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。そして、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。なお、キー信号は携帯機信号である。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を含むキー信号は上記した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。

次に電子キー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で受信した電波の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。上記した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の位置推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ＥＣＵ１１０の機能］
次に、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、機能ブロックとして、ＲＳＳＩ取得部１１１と、距離決定部１１２と、位置推定部１１３とを備える。

ＲＳＳＩ取得部１１１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。

距離決定部１１２は、ＬＦアンテナ１８１別に、ＬＦアンテナ１８１から電子キー２００までの距離を決定する。以下、この距離をキー距離Ｄと記載する。キー距離Ｄは携帯機距離に相当する。図３には、ＬＦアンテナ１８１ごとに、キー距離Ｄを半径とする円３０２を示している。円３０２ＦはＬＦアンテナ１８１Ｆを中心とし、円３０２ＲはＬＦアンテナ１８１Ｒを中心とし、円３０２ＢはＬＦアンテナ１８１Ｂを中心とし、円３０２ＬはＬＦアンテナ１８１Ｌを中心としている。

各円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は実験に基づいて決定された関係であり、記憶部１３０に記憶されている。距離決定部１１２は、ＲＳＳＩ取得部１１１がＲＳＳＩを取得した場合に、取得できたすべてのＲＳＳＩをもとにキー距離Ｄを決定する。したがって、３つ以上のＬＦアンテナ１８１に対応するキー距離Ｄを決定することがある。

さらに、距離決定部１１２は、次に説明する位置推定部１１３が推定したキー位置が、車両５の外である場合には、ＲＳＳＩを補正した補正ＲＳＳＩと図４に示す関係からキー距離Ｄを再決定する。

本実施形態では、車両５の一部が樹脂であるため、ＬＦアンテナ１８１がボディよりも車両５の内側にあっても、ＬＦアンテナ１８１が送信する電波が車両５の外にまで到達する。しかし、車両５のボディの一部は金属であるため、電子キー２００が車外にある場合、ボディの金属部分によって、電波強度は自由空間を伝播する場合よりも大きく減衰する。その一方、電子キー２００が車両５の内部にある場合には、ボディの金属部分による電波強度の減衰は小さい。したがって、電子キー２００の位置が車内にあると推定された場合には、ＲＳＳＩを補正する必要性は低い。

そこで、本実施形態では、まずは、ＲＳＳＩを補正しないで電子キー２００の位置を推定する。そして、補正していないＲＳＳＩをもとにして推定した電子キー２００の位置が車外である場合、車両５のボディの金属部分の影響を考慮してＲＳＳＩを補正した補正ＲＳＳＩを決定する。なお、補正ＲＳＳＩは補正受信信号強度である。

本実施形態では、補正ＲＳＳＩは、補正前のＲＳＳＩに予め設定した一定値を加えた値である。一定値を加えることから、補正ＲＳＳＩは、補正前のＲＳＳＩよりも大きな値になる。よって、補正ＲＳＳＩから決定するキー距離Ｄは、補正前のＲＳＳＩから決定するキー距離Ｄよりも短い距離になる。以下、補正ＲＳＳＩから決定するキー距離Ｄを補正キー距離Ｄｃとする。

位置推定部１１３は、距離決定部１１２が３つ以上のＬＦアンテナ１８１について決定したキー距離Ｄに基づいて、電子キー２００の位置を推定する。キー距離Ｄが、３つ以上のＬＦアンテナ１８１について得られている場合、３つ以上の円３０２が得られる。３つ以上の円３０２が得られれば、理想的には、その円３０２は、図３に示すように１点で交わり、その交点が電子キー２００の位置であると推定できる。

このような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。したがって、３つ以上の円３０２は、通常、１点では交わらない。３つ以上の円３０２が１点では交わらない場合、各円３０２からの距離の合計値が最小となる位置を、電子キー２００が存在する位置として推定することになる。

さらに、距離決定部１１２が補正キー距離Ｄｃを決定した場合、位置推定部１１３は、補正前のキー距離Ｄに代えて補正キー距離Ｄｃを用いて、補正前のキー距離Ｄを用いた場合と同じ処理により、キー位置を再推定する。

［キー側制御部２３０の機能］
次に、電子キー２００の位置推定を照合ＥＣＵ１１０と協働して行う際のキー側制御部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。

また、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。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。

さらに、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。そして、取得した車両信号の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。

［キー側処理］
次に、電子キー２００の位置推定を照合ＥＣＵ１１０と協働して行う際のキー側制御部２３０が実行するキー側処理を、図５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。

ステップ（以下、ステップを省略）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、受信した車両信号に対する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］
次に、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が実行する車載機側処理を、図６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。

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いず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を電子キー２００が受信した際のＲＳＳＩを示すＲＳＳＩ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１１１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ＲＳＳＩを取得する。次のＳ１４０、Ｓ１５０は距離決定部１１２が実行する。Ｓ１４０では、Ｓ１３０で、前側ＲＳＳＩ、右側ＲＳＳＩ、後側ＲＳＳＩ、左側ＲＳＳＩのうち、３つ以上を取得したか否かを判断する。Ｓ１４０で否定判断がなされた場合には、今回の車載機側処理を終了する。Ｓ１４０で肯定判断がなされた場合にはＳ１５０に進む。

Ｓ１５０では、Ｓ１３０で取得したＲＳＳＩとＲＳＳＩ距離関係１３５とから、キー距離Ｄを、Ｓ１３０で取得した各ＲＳＳＩについて決定する。Ｓ１６０は位置推定部１１３が実行する処理であり、Ｓ１５０で決定した３つ以上のキー距離Ｄを用いてキー位置を推定する。

Ｓ１７０からＳ１９０は距離決定部１１２が実行する。Ｓ１７０では、Ｓ１６０で推定したキー位置が車外であるか否かを判断する。推定したキー位置が車外であればＳ１８０に進む。Ｓ１８０では、Ｓ１３０で取得した全部のＲＳＳＩに一定値を加算して補正ＲＳＳＩとする。

ここで、補正として、全部のＲＳＳＩに一定値を加算する理由を説明する。全てのＬＦアンテナ１８１から見てボディの金属部分が電子キー２００との間に存在している方向に電子キー２００の真の位置がある場合には、全てのＲＳＳＩがボディの金属部分による電波減衰の影響を受けているはずである。したがって、全部のＲＳＳＩに一定値を加算する補正をすることで精度が向上する。

一定値は、種々の位置に電子キー２００がある場合の電波減衰の程度を測定して得た、電波減衰の平均値とすることができる。また、電子キー２００の位置によらず、受けると推定できる電波減衰の最低値としてもよい。

次に、ある１つのＬＦアンテナ１８１から電子キー２００との間にあるボディが樹脂である場合を考える。たとえば、電子キー２００が左前ドアの近くにあるとする。この場合、左側ＬＦアンテナ１８１Ｌから送信される電波はボディによる電波減衰の影響が少ない。また、この場合、右側ＬＦアンテナ１８１Ｒも、電子キー２００との直線上にはボディの金属部分はない。しかし、右側ＬＦアンテナ１８１Ｒは、電子キー２００までの距離が、左側ＬＦアンテナ１８１Ｌよりも相対的に遠く、距離が遠いほど回折して受信される電波が増加する。換言すれば、距離が遠いほど、電子キー２００とＬＦアンテナ１８１とを結ぶ直線部分以外のその周囲の金属による電波減衰の影響を受けることになる。そのため、左前ドア付近に電子キー２００がある場合、左側ＬＦアンテナ１８１Ｌとは異なり、右側ＬＦアンテナ１８１Ｒが送信する電波はボディの金属部分により電波減衰の影響をある程度受けるのである。以上のことから、ＬＦアンテナ１８１が車室に分散して配置されている場合には、１つのＬＦアンテナ１８１が送信する電波を除く、他の３つのＬＦアンテナ１８１が送信する電波は、ボディの金属部分による電波減衰の影響を受ける。

そのため、仮に１つのＬＦアンテナ１８１が送信した電波のＲＳＳＩは補正する必要性が低かったとしても、他のＬＦアンテナ１８１が送信した電波のＲＳＳＩは補正したほうがよいことになる。この場合、全部のＲＳＳＩを補正しても、全体としては補正したほうが、ＲＳＳＩは自由空間で受信した場合のＲＳＳＩとの差分が減少する。したがって、ある１つのＬＦアンテナ１８１から電子キー２００との間にあるボディが樹脂である場合であっても、全部のＲＳＳＩに一定値を加算する補正により、キー位置の推定精度が向上する。

Ｓ１９０では、補正ＲＳＳＩとＲＳＳＩ距離関係１３５とから、補正キー距離Ｄｃを、全部の補正ＲＳＳＩについて決定する。Ｓ２００は位置推定部１１３が実行する処理であり、Ｓ１９０で決定した補正キー距離Ｄｃを用い、キー距離Ｄと同じ処理を行ってキー位置を再推定する。

Ｓ２００を実行した場合、または、Ｓ１７０で否定判断がなされた場合にはＳ２１０に進む。Ｓ２１０では、キー位置に応じた制御を実行する。たとえば、キー位置が車室内であれば、プッシュスタートボタンが押された場合にエンジン始動を許可する制御を実行する。キー位置が車外であれば、車両ドアの開錠を許可する制御を実行するなどである。

［第１実施形態のまとめ］
本実施形態の電子キー位置推定システム１では、まず、ＬＦアンテナ１８１が送信して電子キー２００が受信した電波のＲＳＳＩを補正せずに用いてキー距離Ｄを決定し（Ｓ１５０）、３つ以上のキー距離Ｄをもとにキー位置を推定する（Ｓ１６０）。

電子キー２００の位置が車外である場合には、電子キー２００が受信した電波は、車両５のボディの金属部分による電波減衰の影響を受けているはずである。そこで、Ｓ１６０で推定したキー位置が車外である場合には、ＲＳＳＩをボディの金属部分による電波減衰を考慮して補正した補正ＲＳＳＩをもとに補正キー距離Ｄｃを決定し（Ｓ１９０）、その補正キー距離Ｄｃを用いてキー位置を再推定する（Ｓ２００）。このようにすることで、電子キー２００が車外にあっても、精度よく電子キー２００の位置を推定できる。

＜第２実施形態＞
次に、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実施形態は、照合ＥＣＵ１１０が実行する車載機側処理が第１実施形態と相違する。図７に、第２実施形態において照合ＥＣＵ１１０が実行する車載機側処理の一部を示す。図７において省略している部分は図６と同じである。

第２実施形態では、距離決定部１１２が、Ｓ１８０に代えてＳ１８１、Ｓ１８２を実行する。Ｓ１８１では、Ｓ１３０で取得したＲＳＳＩのうち、最大のＲＳＳＩを決定する。そして、続くＳ１８２では、Ｓ１３０で取得したＲＳＳＩのうち、Ｓ１８１で決定した最大のＲＳＳＩ以外のＲＳＳＩに対して、第１実施形態と同じ一定値を加算して補正ＲＳＳＩとする。Ｓ１８２を実行後は、第１実施形態と同じＳ１９０以下を実行する。

つまり、第２実施形態では、最大のＲＳＳＩに対しては補正をしない。この理由は以下の通りである。車載機１００が搭載されている車両５はドア部分が樹脂製である。電子キー２００がこのドアに近い場合には、車外であっても、ＲＳＳＩはボディの金属部分による減衰の影響が少ない。したがって、電子キー２００の真の位置がドア付近である場合には、そのドアに最も近い１つＬＦアンテナ１８１が送信した電波に対するＲＳＳＩについては補正しないほうがよい。

電子キー２００の真の位置は不明であるので、電子キー２００が、全部のＬＦアンテナ１８１との間に車両５のボディの金属部分がある位置に存在している可能性もある。しかし、この場合であっても、１つを除く少なくとも２つのＲＳＳＩは補正することになるので、全部のＲＳＳＩを補正しないよりも、キー位置の推定精度は向上する。

さらに、電子キー２００が、全部のＬＦアンテナ１８１との間に車両５のボディの金属部分がある位置に存在する場合には、複数のＲＳＳＩが大きく減衰し、検出可能な大きさのＲＳＳＩを３つ以上取得できない場合も多いと考えられる。換言すれば、３つ以上のＲＳＳＩを取得できている時点で、ある１つのＬＦアンテナ１８１からの電波を、ボディの金属部分による電波減衰の影響が少ない状態で受信できる位置に電子キー２００がある可能性が高い。

これらのことから、電子キー２００の真の位置が不明であっても、最大のＲＳＳＩを除いた残りのＲＳＳＩにのみ一定値を加算する補正の方が、全部のＲＳＳＩに一定値を加算する補正をするよりも、キー位置の推定精度が向上する可能性が高いと言える。

＜第３実施形態＞
次に第３実施形態を説明する。第３実施形態は、照合ＥＣＵ１１０が実行する車載機側処理が第１、第２実施形態と相違する。図８に、第３実施形態において照合ＥＣＵ１１０が実行する車載機側処理の一部を示す。図８において省略している部分は図６と同じである。

第３実施形態では、距離決定部１１２が、Ｓ１８０に代えてＳ１８３、Ｓ１８４を実行する。Ｓ１８３では、Ｓ１３０で取得したＲＳＳＩが小さいほど大きくなる補正係数を決定する。この補正係数は１よりも大きい値である。ＲＳＳＩを電波減衰がない場合の値に補正するための係数だからである。

続くＳ１８４では、Ｓ１３０で取得したＲＳＳＩにＳ１８３で決定した補正係数を乗じて補正ＲＳＳＩとする。Ｓ１８４を実行後は、第１実施形態と同じＳ１９０以下を実行する。

このように、第１実施形態では、補正前のＲＳＳＩに一定値を加算して補正ＲＳＳＩとしていたのに対して、第３実施形態ではＲＳＳＩが小さいほど大きくなる補正係数を、そのＲＳＳＩに乗じて補正ＲＳＳＩとしている。補正係数が、ＲＳＳＩが小さいほど大きい値になっている理由は、ＲＳＳＩが小さいほどボディの金属部分による電波減衰の影響が大きいと推定できるからである。

なお、ＲＳＳＩは、電波発信源からの距離が遠いほど小さい値になる。したがって、Ｓ１３０で取得したＲＳＳＩが小さい値になっている理由として、ＬＦアンテナ１８１からの距離が遠いという理由もある。しかし、ＬＦアンテナ１８１からの距離が遠いと、距離による電波減衰が生じるとともに、自由空間であれば回折により電子キー２００に受信されたはずであるが、ボディの金属部分により遮蔽されて電子キー２００に受信されない割合も増加する。したがって、第３実施形態のようにすることで、一定値を加算する補正よりも、電子キー２００とＬＦアンテナ１８１との距離を正しく表す補正ＲＳＳＩにすることができる。その結果、より精度よくキー位置を推定できるようになる。

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＞
第２実施形態では、最大のＲＳＳＩの大きさによらず、最大のＲＳＳＩは補正しなかった。しかし、電子キー２００が、全部のＬＦアンテナ１８１との間に車両５のボディの金属部分がある位置に存在している場合には、最大のＲＳＳＩについても、補正をしたほうがよい。

そして、電子キー２００の真の位置が、全部のＬＦアンテナ１８１との間に車両５のボディの金属部分がある位置である場合、最大のＲＳＳＩもそれほど大きくないと推定できる。そこで、最大のＲＳＳＩが予め設定された閾値以上の場合に、最大のＲＳＳＩを除いたＲＳＳＩを補正して補正ＲＳＳＩとするが、最大のＲＳＳＩがその閾値よりも小さい場合には、最大のＲＳＳＩも補正して補正ＲＳＳＩとしてもよい。

＜変形例２＞
また、第２実施形態のように、最大のＲＳＳＩを補正せず残りのＲＳＳＩを補正する場合において、補正の方法として、第３実施形態のように、ＲＳＳＩが小さいほど大きくなる補正係数を乗じてもよい。

＜変形例３＞
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４＞
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、たとえば、ブルートゥース（登録商標）がある。

＜変形例５＞
実施形態では、車載機１００が、距離決定部１１２と位置推定部１１３とを備えていた。しかし、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、キー距離Ｄ、補正キー距離Ｄｃを決定することができる。なお、この場合、ＬＦアンテナ１８１の位置は緯度および経度で示す。また、車載機１００と電子キー２００は相互に通信可能である。したがって、図６、７、８に示す車載機側処理の一部または全部を電子キー２００が実行することもできる。つまり、電子キー２００が、距離決定部１１２および位置推定部１１３の一方または両方を備えていてもよい。なお、電子キー２００がキー位置を推定した場合には、電子キー２００は、そのキー位置を車載機１００に通知する。

＜変形例６＞
実施形態では、ＲＳＳＩを補正して補正ＲＳＳＩとし、その補正ＲＳＳＩをもとに補正キー距離Ｄｃを決定していた。これは、ＲＳＳＩの段階で電波減衰を考慮した補正を行ったことになる。しかし、ＲＳＳＩからキー距離Ｄを求めた後、キー距離Ｄを電波減衰を考慮して補正し、補正キー距離Ｄｃを決定してもよい。

１：電子キー位置推定システム ５：車両 １００：車載機 １１０：照合ＥＣＵ １１１：ＲＳＳＩ取得部 １１２：距離決定部 １１３：位置推定部 １２０：車側制御部 １３０：記憶部 １３５：ＲＳＳＩ距離関係 １８０：車側送信部 １８１：ＬＦアンテナ（車載アンテナ） １９０：車側受信部 １９５：車載ＲＦアンテナ ２００：電子キー（携帯機） ２１０：キー側受信部 ２１１：ＲＳＳＩ検出回路（受信強度検出部） ２１５：キー側ＬＦアンテナ ２２０：キー側送信部 ２２１：キー側ＲＦアンテナ ２３０：キー側制御部 ３００：検知可能エリア

Claims (7)

1. ボディに樹脂部分と金属部分とがある車両（５）に搭載され、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、前記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、
   前記車載アンテナは、ボディよりも車両の内側に配置され、
   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受信信号強度に基づいて、前記車載アンテナから前記携帯機までの距離である携帯機距離を、３つ以上の前記車載アンテナについて決定する距離決定部（１１２）と、
   前記距離決定部が３つ以上の前記車載アンテナについて決定した前記携帯機距離に基づいて、前記携帯機の位置を推定する位置推定部（１１３）とを備え、
   前記距離決定部は、前記位置推定部が推定した前記携帯機の位置が前記車両の外である場合、３つ以上の前記車載アンテナのうちの少なくとも１つについて、前記受信強度検出部が検出した受信信号強度を前記車両のボディの金属部分による電波減衰を考慮して補正した補正受信信号強度とした場合の前記携帯機距離を再決定し、
   前記位置推定部は、前記距離決定部が前記補正受信信号強度に基づいて前記携帯機距離を再決定した場合には、補正前の前記携帯機距離に代えて前記補正受信信号強度に基づいて決定した前記携帯機距離を用いて、前記携帯機の位置を再推定する、携帯機位置推定システム。
2. 前記距離決定部は、前記携帯機距離を決定する全部の受信信号強度を補正して前記補正受信信号強度とする、請求項１に記載の携帯機位置推定システム。
3. 前記距離決定部は、３つ以上の前記車載アンテナにより受信された電波の受信信号強度のうち、最大の受信信号強度を除いた受信信号強度を補正して前記補正受信信号強度とする、請求項１に記載の携帯機位置推定システム。
4. 前記距離決定部は、３つ以上の前記車載アンテナにより受信された電波の受信信号強度のうち、最大の受信信号強度が予め設定された閾値以上の場合に、最大の受信信号強度を除いた受信信号強度を補正して前記補正受信信号強度とし、最大の受信信号強度が前記閾値よりも小さい場合には、最大の受信信号強度も補正して前記補正受信信号強度とする、請求項１に記載の携帯機位置推定システム。
5. 前記距離決定部は、前記受信信号強度を一定値で補正して前記補正受信信号強度とする、請求項１～４のいずれか１項に記載の携帯機位置推定システム。
6. 前記距離決定部は、前記受信信号強度が小さいほど大きくなる補正係数を前記受信信号強度に乗じて前記補正受信信号強度とする、請求項１～４のいずれか１項に記載の携帯機位置推定システム。
7. ボディに樹脂部分と金属部分とがある車両（５）に搭載され、電波を送信する３つ以上の車載アンテナ（１８１）を備え、前記車両を使用するユーザに携帯される携帯機（２００）が存在する位置を推定する車載機（１００）であって、
   前記車載アンテナは、ボディよりも車両の内側に配置され、
   前記携帯機から送信され、前記携帯機が前記車載アンテナから受信した電波の受信信号強度を含む携帯機信号を受信する受信部（１９０）と、
   前記受信部が受信した前記携帯機信号に含まれている前記受信信号強度に基づいて、前記車載アンテナから前記携帯機までの距離である携帯機距離を、前記３つ以上の前記車載アンテナについて決定する距離決定部（１１２）と、
   前記距離決定部が３つ以上の前記車載アンテナについて決定した前記携帯機距離に基づいて、前記携帯機の位置を推定する位置推定部（１１３）とを備え、
   前記距離決定部は、前記位置推定部が推定した前記携帯機の位置が前記車両の外である場合、３つ以上の前記車載アンテナのうちの少なくとも１つについて、前記受信信号強度を前記車両のボディの金属部分による電波減衰を考慮して補正した補正受信信号強度とした場合の前記携帯機距離を再決定し、
   前記位置推定部は、前記距離決定部が前記補正受信信号強度に基づいて前記携帯機距離を再決定した場合には、補正前の前記携帯機距離に代えて前記補正受信信号強度に基づいて決定した前記携帯機距離を用いて、前記携帯機の位置を再推定する、車載機。

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