WO2023120307A1 - 位置判定装置、位置判定方法、車両用電子キーシステム - Google Patents
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Definitions
- the present disclosure relates to technology for determining the position of a vehicle portable device with respect to a vehicle based on the reception status of radio signals transmitted from the vehicle portable device carried by a user.
- Patent Literature 1 discloses a vehicle electronic key system that determines the position of a vehicle portable device with respect to a vehicle by communicating between an in-vehicle device and a vehicle portable device using LF (Low Frequency) band radio waves. ing. Specifically, the in-vehicle device transmits a response request signal using an LF band radio wave from a transmitter arranged at the driver's door, and based on the fact that the response signal to the response request signal has been received, the vehicle A configuration is disclosed for determining that a portable device exists in a locked/unlocked area.
- the locking/unlocking area is an area for the vehicle-mounted system to lock/unlock the door, and is an area outside the vehicle that is within a predetermined distance from the door.
- a vehicle portable device in the present disclosure is a dedicated device having a function as a vehicle key, and may be called a key fob, smart key, key card, or the like.
- the vehicle electronic key system from the viewpoint of theft prevention, when the user is away from the vehicle by a certain distance (for example, 2 m), automatic door unlocking is executed by wireless communication with the vehicle portable device. Not doing so may be required as a system requirement.
- the aforementioned locking/unlocking area is often set within 2 m from the vehicle, such as within 1 m from the door.
- a relay attack is a concern in the position determination method using the LF signal.
- a relay attack is a method of illegally unlocking a vehicle by relaying an LF signal to a vehicle portable device located away from the vehicle using a repeater, thereby causing the vehicle portable device to return a response signal.
- a predetermined communication device is caused to carry out ranging communication with the vehicle portable device, thereby measuring the distance to the vehicle portable device, and determining that the measured distance value is equal to or less than a predetermined area determination value.
- the area determination value is a threshold parameter for the distance measurement value for determining that the portable device exists within a predetermined area such as a locked/unlocked area.
- the measured distance value is a parameter indicating the measurement result of the distance to the vehicle portable device.
- an erroneous determination may occur depending on the mounting position of the communication device that performs distance measurement. If the distance measuring communication device is placed in a position deviated from the center of the locking/unlocking area, such as the left C-pillar of the vehicle, the threshold value for the distance measurement value (that is, the area judgment value ) should be set larger. However, if the area determination value is increased, areas other than the locked/unlocked area where the measured distance value is less than the area determination value may occur/increase. As a result, an erroneous determination that the vehicle is inside the locked/unlocked area may occur even though the vehicle exists outside the locked/unlocked area.
- the present disclosure has been made based on the above studies, and one of its purposes is to provide a position determination device, a position determination method, and a vehicle electronic device capable of reducing the possibility of erroneously determining the position of a vehicle portable device. To provide a key system.
- the position determination device disclosed herein uses at least one first communication device capable of transmitting a signal in a first frequency band and radio waves in a second frequency band different from the first frequency band.
- the second data indicating the distance between the second communication device and the vehicle portable device not only the second data indicating the distance between the second communication device and the vehicle portable device, but also the first data determined according to the state of wireless communication using radio waves in a different frequency band are used. to determine the position of the vehicle portable device.
- the number of criteria for determination increases compared to the configuration in which the position of the vehicle portable device is determined using only the second data. As a result, it is possible to reduce the possibility of erroneously determining the position of the vehicle portable device.
- the position determination method of the present disclosure uses at least one first communication device capable of transmitting a signal in a first frequency band and a radio wave in a second frequency band different from the first frequency band.
- a position determination method executed by at least one processor used in connection with each of at least one second communication device configured to be communicable with a vehicle portable device carried by a user of the vehicle, obtained from the mobile device, the first data indicating the reception status of the signal transmitted by the first communication device at the mobile device for vehicle, and causing the second communication device to communicate with the mobile device for vehicle. , obtaining second data indicating a distance from the second communicator to the portable vehicle, and determining a position of the portable vehicle based on the first data and the second data.
- a vehicle electronic key system of the present disclosure includes at least one first communication device configured to transmit a signal in a first frequency band, and a wireless communication device using radio waves in a second frequency band different from the first frequency band.
- a position-determining device comprising at least one processor for use in connection with each of at least one second communicator configured to enable communication; and receiving signals transmitted from the first communicator;
- a vehicle portable device which is a dedicated device for the user to operate the vehicle, configured to be able to perform wireless communication using the second frequency band, and a wireless communication using the second frequency band.
- a mobile terminal that is a general-purpose information processing terminal, wherein the vehicle mobile device is activated based on reception of a signal in a first frequency band, Starting a wireless communication connection using radio waves in the second frequency band with the position determination device, and transmitting data indicating the reception strength of the signal in the first frequency band in the wireless communication using the second frequency band.
- a code indicating that the device type is a mobile device for vehicle is transmitted, and when communication connection with the position determination device is established, 2 transmitting/receiving a signal for distance measurement to/from the communication device, and the mobile terminal performs processing related to communication connection with the position determination device using radio waves in the second frequency band;
- the device type is the mobile device for vehicle based on the transmission and reception of the signal for distance measurement with the second communication device and the establishment of the communication connection with the position determination device. transmitting a code indicating that it is not, and the position determination device indicates the distance from the second communication device to the communication partner determined by causing the second communication device to perform predetermined ranging communication.
- acquiring second data acquiring a signal indicating a device type from a communication partner using a second communication device; Determining whether or not it corresponds, and if the device type of the communication partner is a vehicle portable device, the vehicle portable device as the communication partner in response to the signal transmitted by the first communication device and determining the position of the vehicle portable device based on the first data and the second data if the device type of the communication partner is the vehicle portable device. and are configured to be executable.
- FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an in-vehicle system;
- FIG. It is a block diagram showing the configuration of a smart key.
- 1 is a block diagram showing the configuration of a mobile terminal;
- FIG. 3 is a diagram illustrating an example of mounting positions of an LF transmitter and a BLE communication device;
- 1 is a block diagram showing the configuration of a BLE communication device;
- FIG. 4 is a diagram for explaining an example of an intensity map configuration/generation method;
- FIG. 4 is a conceptual diagram showing an example of the configuration of an intensity map; 6 is a flowchart showing an example of map generation processing; 4 is a flowchart showing an example of vehicle control processing; 4 is a flowchart showing an example of position determination processing when a communication partner is a smart key; 8 is a flowchart showing an example of position determination processing when the communication partner is a mobile terminal; FIG. 10 is a diagram for explaining the effect of determining the device position using the intensity map when the communication partner is a smart key; FIG. 10 is a diagram showing a modification of mounting positions of the LF transmitter and the BLE communication device; 4 is a flow chart conceptually showing an example of the operation of a processor according to a communication partner; FIG. 10 is a diagram showing a modification of mounting positions of the LF transmitter and the BLE communication device;
- FIG. 1 is a diagram showing an example of a schematic configuration of a vehicle electronic key system.
- the vehicle electronic key system includes an in-vehicle system 1 and a smart key 2 .
- the vehicle electronic key system also includes one or more portable terminals 3 as optional elements.
- the in-vehicle system 1 is a system installed in a vehicle Hv.
- the smart key 2 is a dedicated device as an electronic key for the vehicle Hv.
- the mobile terminal 3 is a general-purpose information processing terminal carried by the user of the vehicle Hv.
- a vehicle Hv in the following description is a vehicle owned by an individual as an example. Therefore, the users of the vehicle Hv are the owner, his family, and the like.
- the vehicle Hv may be a company car owned by a company or a public car owned by a public institution. If the vehicle Hv is a company car or public vehicle, the user can be a person who belongs to an organization that manages the vehicle Hv.
- the vehicle Hv may be a vehicle provided for a rental service (so-called rental car) or a vehicle provided for a car-sharing service (so-called shared car).
- the vehicle Hv may be a vehicle provided for passenger transportation services, such as a robot taxi.
- the vehicle Hv is a vehicle provided for the above services (hereinafter referred to as a service vehicle), a contract for the use of those services has been made, and based on the reservation for use of the service, etc., the vehicle Hv is temporarily used.
- a person who has the right to use can be a user.
- the vehicle Hv is, for example, an engine vehicle.
- An engine vehicle is a vehicle that has only an engine as a drive source.
- Engine vehicles include diesel vehicles.
- the vehicle Hv may be an electric vehicle.
- the concept of electric vehicles includes not only electric vehicles but also hybrid vehicles and fuel cell vehicles.
- An electric vehicle is a vehicle that has only a motor as a drive source.
- a hybrid vehicle is a vehicle that has an engine and a motor as power sources.
- Hybrid vehicles also include plug-in hybrid vehicles.
- the vehicle Hv may be any vehicle provided with a door for the driver's seat, and can be mounted on various vehicles that can travel on roads, such as trailers, tank trucks, and convertibles.
- Vehicle Hv is a vehicle with a driver's seat on the right side.
- vehicle Hv may be a vehicle with a driver's seat on the left side.
- front-rear, left-right, and up-down directions are defined with reference to the vehicle Hv unless there is a note regarding the reference direction (that is, basically).
- the various flowcharts shown in the present disclosure are all examples, and the number of steps constituting the flowcharts and the execution order of the processes can be changed as appropriate. In addition, the following description can be modified as appropriate so as to comply with the laws and customs of the region where the vehicle Hv is used.
- the in-vehicle system 1, the smart key 2, and the portable terminal 3 are each configured to be capable of short-distance communication.
- the short-range communication means communication conforming to a predetermined short-range wireless communication standard in which the substantial communicable distance is, for example, 5m to 30m, and the maximum is about 100m.
- the short-range communication method here may be Bluetooth (registered trademark), Wi-Fi (registered trademark), or the like.
- the Bluetooth standard may be Bluetooth Classic or BLE (Bluetooth Low Energy).
- Wi-Fi standard various standards such as IEEE802.11n, IEEE802.11ac, and IEEE802.11ax can be adopted.
- IEEE registered trademark
- UWB-IR Ultra Wide Band-Impulse Radio
- a frequency band of 3 GHz or higher can also be adopted as a communication method between the in-vehicle system 1 and the mobile terminal 3, in other words, as a short-range communication method.
- Near field communication is implemented using high frequency radio waves.
- High-frequency radio waves in the present disclosure are radio waves of 900 MHz or higher, such as 2.4 GHz.
- High-frequency radio waves include not only radio waves of 1 GHz or higher, but also sub-gigaband radio waves such as 920 GHz.
- the in-vehicle system 1, the smart key 2, and the mobile terminal 3 each perform wireless communication conforming to the BLE standard (hereinafter referred to as BLE communication) as short-range communication.
- BLE communication radio signals transmitted and received in BLE communication are also referred to as BLE signals.
- a BLE signal transmitted from the smart key 2 or the mobile terminal 3 to the in-vehicle system 1 includes a device ID as information indicating the transmission source.
- the in-vehicle system 1 is set to act as a master in communication with the mobile terminal 3, and the mobile terminal 3 is set to act as a slave.
- the mobile terminal 3 may be set to operate as a master in communication with the in-vehicle system 1 .
- the in-vehicle system 1 and the smart key 2 are configured to be capable of wireless communication using radio waves in the LF (Low Frequency) band such as 125 kHz and 134 kHz. That is, the in-vehicle system 1 transmits an LF signal, which is a signal of a predetermined frequency belonging to the LF band, and the smart key 2 is configured to be able to receive the LF signal.
- the LF band here refers to a frequency band of 300 kHz or less, and includes frequencies such as 20 kHz to 30 kHz.
- the smart key 2 returns response data corresponding to the received LF signal to the in-vehicle system 1 via BLE communication.
- the smart key 2 and the mobile terminal 3 are devices that hold key information for using the vehicle Hv and function as an electronic key for the vehicle Hv using the key information.
- the key information here is data used in authentication processing, which will be described later.
- the key information is data for proving that the person trying to access the vehicle Hv is the user, that is, the legitimacy of the person trying to access the vehicle Hv.
- Key information can be called an authentication key, an encryption key, or a key code.
- the key information may be a character string (value) encrypted by inputting the password set by the user into a predetermined hash function. Key information may be generated based on the device ID.
- the smart key 2 and the mobile terminal 3 are also collectively referred to as a key device Kd.
- the following description of key device Kd can be replaced with smart key 2 or mobile terminal 3 .
- the key information can differ for each key device Kd.
- key information for each key device Kd is stored and registered in association with a device ID.
- a plurality of key devices Kd may be distinguished by key IDs assigned by the vehicle Hv in order of registration instead of device IDs.
- the device ID can be represented by a length of about 48 bits/128 bits, while the key ID can be represented by several bytes such as one byte.
- the smart key 2 is a dedicated device for the user to operate the vehicle Hv.
- the smart key 2 is a device provided to the owner together with the vehicle Hv when the vehicle Hv is purchased.
- the smart key 2 is basically owned by the owner.
- the smart key 2 can be understood as one of the accessories of the vehicle Hv.
- the smart key 2 can adopt various shapes such as a flat rectangular parallelepiped shape, a flat ellipsoidal shape (so-called fob type), and a card shape.
- the smart key 2 may be called a vehicle portable, key fob, key card, access key, or the like.
- the smart key 2 includes a key control unit 20, an operation unit 21, an LF reception unit 22, a BLE communication unit 23, and a built-in battery 24, as shown in FIG.
- the operation unit 21 is configured to accept user operations on the smart key 2 .
- a push switch or the like can be used as the operation unit 21 .
- the operation unit 21 may have a plurality of switches.
- the operation unit 21 can include a lock switch, which is a switch for locking the doors of the vehicle Hv, and an unlock switch, which is a switch for unlocking the doors of the vehicle Hv.
- the smart key 2 provides a so-called remote keyless entry system that executes control such as locking/unlocking of the vehicle doors by wirelessly transmitting a remote control signal corresponding to the switch operated by the user to the smart ECU 4. do.
- the LF receiving section 22 is configured to receive the LF signal.
- the LF receiver 22 is implemented using an antenna for receiving the LF signal and a circuit for demodulating the received signal (so-called demodulation circuit).
- the LF receiver 22 extracts data contained in the received signal by subjecting the signal received by the antenna to predetermined processing such as analog-to-digital conversion, demodulation, and decoding. Then, it provides the key control unit 20 with the extracted data.
- the LF receiver 22 outputs data indicating the reception strength of the LF signal transmitted from the in-vehicle system 1 to the key controller 20 in addition to the received data.
- the signal indicating the received strength or its measurement itself can also be called RSSI (Received Signal Strength Indicator/Indication).
- RSSI Receiveived Signal Strength Indicator/Indication
- the BLE communication unit 23 is a communication module for BLE.
- the BLE communication unit 23 operates under control of the key control unit 20 .
- the operation state of the BLE communication unit 23 is switched by the key control unit 20 .
- the BLE communication unit 23 has an active state in which an advertisement signal or the like can be transmitted and received, and an inactive state in which a BLE signal cannot be transmitted and received.
- the inactive state may be a non-energized state.
- the built-in battery 24 is a power source that supplies power for operating the smart key 2 .
- the built-in battery 24 is a primary battery such as a lithium battery.
- the key control unit 20 is configured as a microcomputer having a CPU (Central Processing Unit) 201 and a memory 202 .
- the key control unit 20 may be implemented using an IC (Integrated Circuit) or FPGA (Field-Programmable Gate Array).
- the memory 202 stores key-related information.
- the key-related information includes key information, the ID of the vehicle Hv associated with the smart key 2 (that is, the vehicle ID), and the like.
- the key control unit 20 is activated when the LF receiving unit 22 receives a wake signal having an intensity equal to or greater than a predetermined threshold, and shifts the entire smart key 2 from sleep mode to active mode.
- the active mode is an operation mode in which BLE communication is possible and corresponds to an operation mode in which the BLE communication unit 23 is set to an active state.
- Sleep mode is an operation mode that reduces power consumption by limiting executable functions compared to active mode.
- the sleep mode corresponds to an operation mode in which the BLE communication unit 23 is set in an inactive state.
- the key control unit 20 can shift from the sleep mode to the active mode not only when the wake signal is received but also when the operation unit 21 is operated. That is, the key control unit 20 activates the BLE communication unit 23 with reception of the wake signal or user operation on the operation unit 21 as a trigger. In the active mode, the key control unit 20 activates the smart key 2 when a state in which communication is not connected with the in-vehicle system 1 continues for a certain period of time, or when a state in which the operation unit 21 is not operated continues for a certain period of time. Switch to sleep mode.
- the key control unit 20 acquires information indicating the communication connection state with the in-vehicle system 1 and data received from the in-vehicle system 1 from the BLE communication unit 23 .
- the key control unit 20 When the BLE communication unit 23 receives the challenge code, the key control unit 20 generates a response code using the key information stored in the memory 202 and causes the BLE communication unit 23 to transmit the response code.
- the key control unit 20 also causes the BLE communication unit 23 to transmit a control signal according to the operation content when the operation unit 21 is operated.
- the key control section 20 associates the LF_RSSI with the information indicating the transmission source (for example, the transmitter number) and holds it for a certain period of time. Further, the key control unit 20 causes the BLE communication unit 23 to transmit the LF intensity report to the in-vehicle system 1 based on/voluntarily (periodically) a request from the in-vehicle system 1 .
- the LF strength report is a BLE signal containing data indicating LF_RSSI for each source. LF_RSSI for each transmission source corresponds to the first data.
- the smart key 2 will be used as a proof of the owner or as a physical master key for the vehicle. is foreseen to be sold/distributed as an accessory to Moreover, it is assumed that some users continue to use the smart key 2 instead of the portable terminal 3 as a vehicle key, depending on their preferences. In other words, the configuration of the in-vehicle system 1 is required to be able to communicate with both the smart key 2 and the mobile terminal 3 .
- the mobile terminal 3 is a portable general-purpose information processing terminal having a BLE communication function.
- various communication terminals such as smart phones and wearable devices can be adopted.
- a wearable device is a device worn on a user's body and used, and may have various shapes such as a wristband type, a wristwatch type, a ring type, an eyeglass type, and an earphone type.
- the mobile terminal 3 includes a BLE communication unit 31 and a device control unit 32, as shown in FIG.
- the BLE communication unit 31 is a communication module for implementing BLE communication.
- the device control unit 32 is configured to execute various arithmetic processing.
- the device control unit 32 is configured as a computer including a processor 33, a RAM (Random Access Memory) 34, a storage 35, and the like.
- a digital key application which is an application for making the mobile terminal 3 function as an electronic key for the vehicle Hv, is installed in the storage 35 . Key information is stored in the storage 35 .
- the device control unit 32 also performs processing related to communication connection and authentication with the in-vehicle system 1 . That is, it cooperates with the BLE communication unit 31 to periodically transmit an advertisement signal, return a response code, and the like.
- the in-vehicle system 1 includes a smart ECU 4, a door button 5, a start button 6, a BLE communication device 7, and an LF transmitter 8, as shown in FIG.
- the in-vehicle system 1 also includes a power supply ECU 11 , a body ECU 12 , a display 13 and an input device 14 .
- the ECU in the member name is an abbreviation for Electronic Control Unit and means an electronic control unit.
- the smart ECU 4 is connected to each of the door button 5, the start button 6, and the BLE communication device 7 via dedicated signal lines.
- the smart ECU 4 is also connected to the power supply ECU 11, the body ECU 12, and the like via an in-vehicle network Nw so as to be able to communicate with each other.
- the in-vehicle network Nw is a communication network built in the vehicle Hv. Any standard may be used for the in-vehicle network Nw.
- the form of connection between devices shown in FIG. 1 is an example, and the specific form of connection between devices can be changed as appropriate.
- the smart ECU 4 is an ECU that determines the device position relative to the vehicle Hv in cooperation with the BLE communication device 7 and the like, and performs vehicle control according to the determination result of the device position.
- Device location in this disclosure means the location of the key device Kd. Since the key device Kd is carried by the user, determining the device position corresponds to determining the user's position.
- the smart ECU 4 corresponds to a position determination device.
- Smart ECU4 is arranged in the instrument panel.
- the smart ECU 4 may be attached to the indoor side surface of the right or left C-pillar.
- the C-pillar means the third pillar from the front among the pillars provided in the vehicle Hv.
- the smart ECU 4 is realized using a computer. That is, the smart ECU 4 includes a processor 41, a RAM 42, a storage 43, an I/O 44, and a bus line connecting these components.
- the processor 41 is hardware for arithmetic processing (in other words, arithmetic core) coupled with the RAM 42 .
- the processor 41 is, for example, a CPU.
- the processor 41 accesses the RAM 42 to execute various processes for realizing the functions of the functional units, which will be described later.
- RAM 42 is a volatile storage medium.
- the storage 43 is configured to include a non-volatile storage medium such as flash memory.
- the storage 43 stores control programs executed by the processor 41 . Execution of the control program by the processor 41 corresponds to execution of the position determination method corresponding to the control program.
- the I/O 44 is a circuit module for communicating with other devices.
- a device ID for each key device Kd is registered in the storage 43 .
- the storage 43 stores communication device setting data indicating the mounting position of each BLE communication device 7 in the vehicle Hv.
- the mounting position of each BLE communication device 7 can be expressed as a point on a vehicle coordinate system, which is a two-dimensional coordinate system centered on an arbitrary position of the vehicle Hv and parallel to both the width direction and the front-rear direction of the vehicle Hv.
- the x-axis forming the vehicle coordinate system can be set parallel to the width direction of the vehicle, and the y-axis can be set parallel to the longitudinal direction of the vehicle.
- the center of the coordinate system may be any location such as the center of the vehicle body or the mounting position of the smart ECU 4 .
- the vehicle coordinate system may be a three-dimensional coordinate system including the z-axis parallel to the height direction. Details of the smart ECU 4 will be described separately later.
- the door button 5 is a switch for the user to unlock and lock the doors of the vehicle Hv.
- a door button 5 is provided on an outer door handle provided on each door.
- An outer door handle is a gripping member provided on the outer surface of a door for opening and closing the door.
- a touch sensor may be employed as a configuration for receiving at least one of the user's unlocking instruction and locking instruction.
- a touch sensor may be provided on the outer door handle instead of the door button 5 or together with the door button 5 .
- the start button 6 is a push switch for the user to turn on/off the running power supply.
- the running power source is a power source for the vehicle Hv to run. If the vehicle is an engine vehicle, the running power supply can also be called an ignition power supply. When the vehicle Hv is an electric vehicle or a hybrid vehicle, the running power supply can also be called a system main relay.
- the start button 6 corresponds to a switch for starting a driving source (for example, an engine). When the start button 6 is pressed by the user, it outputs an electrical signal to the smart ECU 4 to indicate that.
- the BLE communication device 7 is a communication module for performing wireless communication with the key device Kd in accordance with the BLE standard. At least one BLE communication device 7 is provided in the vehicle Hv. As an example, the in-vehicle system 1 of the present embodiment includes only one BLE communication device 7, as shown in FIG.
- the BLE communication device 7 is provided, for example, on the interior side surface of the left C-pillar.
- the location where the BLE communication device 7 is mounted is not limited to the C-pillar, and may be the B-pillar, the instrument panel, the center console, the interior ceiling, the upper end of the windshield, or the like.
- the B pillar is the second pillar from the front among the pillars provided in the vehicle Hv.
- the B-pillar may also be called a center pillar.
- the BLE communication device 7 is connected to the smart ECU 4 via a dedicated communication line or an in-vehicle network Nw so as to be able to communicate with each other.
- the BLE communication device 7 may be built in the smart ECU 4 .
- the BLE communication devices 7 may be distributed at a plurality of locations on the vehicle Hv.
- the BLE communication device 7 corresponds to the second communication device.
- the LF transmitter 8 is a device that transmits LF signals based on instructions from the smart ECU 4.
- LF transmitter 8 transmits a wake signal based on the input signal from smart ECU4.
- a wake signal is an LF signal for shifting the smart key 2 to the active mode.
- the LF transmitter 8 comprises an LF transmission circuit and an LF transmission antenna.
- the LF transmission circuit is a circuit that performs predetermined signal processing such as digital-to-analog conversion, frequency conversion, modulation, and the like.
- the smart ECU 4 may have the LF transmission circuit.
- the in-vehicle system 1 of this embodiment includes LF transmitters 8a, 8b, 8c, 8p, and 8q.
- the LF transmitter 8a is the LF transmitter 8 provided on the outside door handle for the driver's seat.
- the LF transmitter 8b is the LF transmitter 8 provided on the outside door handle for the front passenger seat.
- the LF transmitter 8c is the LF transmitter 8 provided near the trunk door.
- LF transmitters 8p and 8q are LF transmitters 8 arranged in the vehicle interior.
- the LF transmitter 8p is arranged in the vehicle width direction central portion of the instrument panel or in front of the driver's seat so that the front seats are included in the main communication area.
- the LF transmitter 8q is arranged on the seating surface of the rear seat or in the vicinity of the feet.
- Each LF transmitter 8 is assigned a unique transmitter number. The transmitter number corresponds to information indicating the source of the LF signal.
- the LF transmitter 8 corresponds to the first communication device.
- the power supply ECU 11 is an ECU that controls the on/off state of the traveling power supply mounted on the vehicle Hv.
- the power supply ECU 11 switches the driving power supply from off to on based on the instruction signal from the smart ECU 4 .
- the power supply ECU 11 starts the engine based on the instruction signal from the smart ECU 4 .
- the body ECU 12 is an ECU that controls the body system actuators based on requests from the smart ECU 4 and the user.
- the body ECU 12 is communicably connected to various body system actuators and various body system sensors.
- the body system actuator here is a door lock motor that constitutes a lock mechanism for each door.
- the body system sensors include a courtesy switch and the like arranged for each door.
- a courtesy switch is a sensor that detects opening and closing of a door.
- the body ECU 12 locks and unlocks each door by outputting a predetermined control signal to a door lock motor provided for each door of the vehicle Hv based on a request from the smart ECU 4 .
- the display 13 is a liquid crystal display or an organic EL display.
- a display 13 displays an image corresponding to an input signal from the smart ECU 4 .
- the display 13 is arranged in the center region of the instrument panel in the vehicle width direction or in the front region of the driver's seat.
- the display 13 corresponds to an in-vehicle display.
- the input device 14 is a device for accepting a user's instruction operation to the smart ECU 4 .
- the input device 14 may be a touch panel laminated on the display 13 .
- the input device 14 may be a mechanical switch provided on an instrument panel or the like.
- the input device 14 outputs to the smart ECU 4 an electrical signal corresponding to the operation performed by the user on the device as an operation signal.
- the operation signal output by the input device 14 indicates the content of the user's operation.
- the display 13 and the input device 14 correspond to an interface for a worker in a dealer shop/manufacturing factory to register intensity map data, which will be described later, in the smart ECU 4 .
- the display 13 and the input device 14 are collectively called an in-vehicle HMI.
- HMI stands for Human Machine Interface.
- the BLE communication device 7 includes an antenna 71, a transmission/reception section 72, and a communication microcomputer 73, as shown in FIG.
- the antenna 71 is a metal member for transmitting and receiving radio waves in the frequency band used for BLE communication, that is, the 2.4 GHz band.
- Antenna 71 is electrically connected to transmitter/receiver 72 .
- the antenna 71 may be configured as an array antenna formed by arranging a plurality of antenna elements.
- the 2.4 GHz band corresponds to the second frequency band. Note that the 2.4 GHz band can refer to the range from 2402 MHz to 2480 MHz (or 2495 MHz).
- the transmitting/receiving section 72 demodulates the signal received by the antenna 71 and provides it to the communication microcomputer 73 . Further, the transmitting/receiving unit 72 modulates a signal input from the smart ECU 4 via the communication microcomputer 73, outputs it to the antenna 71, and radiates it as radio waves.
- the transmission/reception unit 72 is connected to the communication microcomputer 73 so as to be able to communicate with each other.
- the transmission/reception unit 72 includes a reception intensity detection unit 721 and a distance measurement processing unit 722 in addition to the modulation/demodulation circuit.
- the reception strength detector 721 is configured to sequentially detect the strength of the signal received by the antenna 71 .
- the reception intensity detected by the reception intensity detection unit 721 is output to the communication microcomputer 73 together with the device ID indicating the transmission source of the reception signal and the frequency information of the reception signal.
- the reception strength of the BLE signal is also referred to as BLE_RSSI.
- the distance measurement processing unit 722 generates a distance correspondence value that indirectly indicates the distance from the BLE communication device 7 to the communication partner by performing distance communication with the communication partner.
- the distance correspondence value here is a parameter indicating the flight time of the signal transmitted from the key device Kd until the BLE communication device 7 receives the signal.
- the distance correspondence value is a parameter different from the reception strength.
- the distance corresponding value is specifically a round-trip time (RTT: Round-Trip Time) or a two-frequency phase difference. Ranging communication can be rephrased as communication for measuring RTT or two-frequency phase difference.
- the distance-corresponding value can be called a ToF-related value because it indicates the one-way or round-trip signal time of flight (ToF).
- a distance correspondence value such as an RTT or a two-frequency phase difference corresponds to the measured distance value and the second data.
- the RTT is measured as the time from when a response request signal is transmitted to the communication partner to when the response signal is received from the communication partner.
- the distance measurement processing unit 722 calculates an assumed value of the response processing time that occurs in the key device Kd and an assumed value of the delay time that may occur in the BLE communication device 7 with respect to the elapsed time from when the signal is actually transmitted until it is received.
- a value subjected to a predetermined correction process such as subtraction may be used as the RTT.
- the two-frequency phase difference is a parameter specified by the transmission and reception of continuous wave (CW) signals between the BLE communication device 7 and the key device Kd, and is the transmission and reception observed at each of the two frequencies. This is the difference in phase difference.
- the transmission/reception phase difference at a certain frequency corresponds to the phase difference between the CW signal of the target frequency transmitted to the target and the CW signal of the target frequency returned from the target.
- the transmission/reception phase difference can also be simply called the phase angle.
- the transmission/reception phase difference is the average value (or total value) of the phase differences between the transmission signal and the reception signal detected by each device when the BLE communication device 7 and the key device Kd mutually transmit and receive CW signals. good.
- the distance measurement processing unit 722 may directly adopt the reception phase of the CW signal transmitted from the key device Kd as the transmission/reception phase difference on the premise that the initial phases/local oscillators of the devices are synchronized. Initial phase/local oscillator synchronization between devices may be achieved, for example, by transmitting a predetermined synchronization signal.
- the transmission/reception phase difference for each frequency which is the source of the two-frequency phase difference, may also be treated as a type of distance measurement value.
- the two-frequency phase difference corresponds to the amount of change in the transmission/reception phase difference due to frequency change.
- the BLE communication device 7 performs distance communication with the smart key 2 or the mobile terminal 3 based on instructions from the smart ECU 4 , generates a distance corresponding value, and reports it to the processor 41 .
- the distance measurement processing unit 722 calculates both the RTT and the two-frequency phase difference.
- the ranging processing unit 722 calculates the two-frequency phase difference for each combination of frequencies used for BLE communication. Note that the generation (calculation) of the distance corresponding value may be performed by the communication microcomputer 73 or the smart ECU 4 .
- the distance measurement processing unit 722 may specify the transmission/reception phase difference for each frequency, and the smart ECU 4 may calculate the two-frequency phase difference for each combination of frequencies based on the transmission/reception phase difference for each frequency.
- the sharing of functions between the BLE communication device 7 and the smart ECU 4 can be changed as appropriate.
- the communication microcomputer 73 is a microcomputer that controls the exchange of data with the smart ECU 4.
- the communication microcomputer 73 is implemented using a CPU, RAM, ROM (Read Only Memory), and the like.
- the communication microcomputer 73 provides the smart ECU 4 with the reception data input from the transmission/reception unit 72 sequentially or based on a request from the smart ECU 4 .
- the communication microcomputer 73 outputs to the smart ECU 4 data relating to the reception status of the signal from the key device Kd and the distance corresponding value based on a request from the smart ECU 4 or spontaneously.
- the BLE communication device 7 may be configured to calculate the arrival direction of the signal as information indicating the reception status of the signal from the key device Kd and output it to the smart ECU 4 .
- the direction of arrival of a signal can be estimated by various methods such as the MUSIC method and the ESPRIT method.
- the reception intensity, phase, direction of arrival, etc. can be called received wave features.
- the smart ECU 4 provides functions corresponding to various functional blocks shown in FIG. 6 by executing programs stored in the storage 43 . That is, smart ECU4 is provided with the vehicle information acquisition part F1, the communication control part F2, the position determination part F3, the authentication process part F4, and the vehicle control part F5 as a function part.
- the communication control unit F2 includes an LF control unit F21 and a BLE control unit F22 as sub-function units.
- the smart ECU 4 also includes a key information storage unit M1 and an intensity map storage unit M2.
- the key information storage unit M1 and the strength map storage unit M2 are implemented using part of the storage area of the storage 43 . Either one or both of the key information storage unit M1 and the strength map storage unit M2 may be implemented using a non-volatile storage medium physically independent of the storage 43 .
- the key information storage unit M1 and the intensity map storage unit M2 are configured so that the processor 41 can write, read, and delete data.
- the key information storage unit M1 is a storage medium for storing information of the key device Kd used as the electronic key of the vehicle Hv.
- the key information storage unit M1 stores key information for each key device Kd and for each user in association with key ID, device ID, user ID, device type data, and the like.
- a user ID is an identifier for identifying a plurality of users and is set for each user.
- the type of device indicates whether it is the smart key 2 or the mobile terminal 3 . If the vehicle Hv is a service car, the smart ECU 4 may acquire in advance the device information of the user who has made a reservation for use from a digital key server that issues key information, and store the device information in the key information storage unit M1. .
- Information such as an expiration date, authority, and seat position may be associated with the key information for each user/device.
- the intensity map storage unit M2 is a storage medium that stores an intensity map indicating LF_RSSI for each measurement point set at predetermined intervals at least in the locking/unlocking area EA. Details of the intensity map will be described separately later.
- the vehicle information acquisition unit F1 acquires various vehicle information indicating the state of the vehicle Hv and the user's operation on the vehicle Hv from sensors, ECUs, switches, etc. mounted on the vehicle Hv.
- the vehicle information includes the state (on/off) of the driving power source, the open/closed state of each door, the locked/unlocked state of each door, the pressed state of the door button 5 and the start button 6, the shift position, and the like.
- An output value of a brake sensor that detects the depression amount/depression force of the brake pedal and a signal indicating the operating state of the parking brake may also correspond to vehicle information.
- Acquiring electrical signals from the door button 5 and the start button 6 corresponds to detecting user operations on these buttons.
- the vehicle information acquisition unit F1 corresponds to a configuration that detects user operations on the vehicle Hv, such as pressing the door button 5, opening and closing the door, and pressing the start button 6, in one aspect.
- the vehicle information acquisition unit F1 acquires the current state of the vehicle Hv based on the various information described above.
- the vehicle information acquisition unit F1 determines that the vehicle Hv is parked when the driving power source is off and all the doors are locked.
- the condition for determining that the vehicle Hv is parked may be appropriately designed, and various determination conditions are applicable.
- acquisition in the present disclosure also includes generation/detection/determination by internal calculation based on data input from other devices/sensors. This is because the functional arrangement within the system can be changed as appropriate.
- the communication control unit F2 controls the operations of the BLE communication device 7 and the LF transmitter 8.
- a configuration for controlling the LF transmitter 8 corresponds to the LF control unit F21
- a configuration for controlling the BLE communication device 7 corresponds to the BLE control unit F22.
- the communication control unit F2 as the LF control unit F21 causes a plurality of LF transmitters 8 to sequentially transmit wake signals at predetermined polling intervals while the vehicle Hv is parked.
- the wake signal includes at least a transmitter number as source information.
- the polling interval is set to 200 milliseconds, for example.
- transmitting a wake signal based on detection of a user operation on the door button 5, the start button 6, etc. is also referred to as trigger transmission.
- the communication control unit F2 may stop/discontinue the transmission of the LF signal when connected to the smart key 2 by BLE communication.
- the communication control unit F2 as the BLE control unit F22 uses the BLE communication device 7 to perform data communication with the key device Kd.
- the communication control unit F ⁇ b>2 generates data addressed to the key device Kd connected for communication, and outputs the data to the BLE communication device 7 .
- a signal corresponding to desired data is transmitted as radio waves.
- the communication control unit F2 also receives data from the key device Kd that the BLE communication device 7 has received.
- data communication between the smart ECU 4 and the key device Kd is encrypted as a more preferable aspect.
- the communication control unit F2 recognizes that the user exists around the vehicle Hv based on the reception of the BLE signal transmitted from the key device Kd. That is, the BLE communication device 7x detects the key device Kd existing around the vehicle by passive scanning.
- the in-vehicle system 1 may search for the key device Kd by an active scan method that involves transmission of a scan request.
- the two types of scanning methods may be used differently depending on the scene. While the passive scanning method is adopted in the standby scene while the vehicle is parked, the active scanning method may be adopted when a predetermined collation event such as pressing of the door button 5 occurs.
- the communication control unit F2 acquires the device ID of the key device Kd that is connected for communication from the BLE communication device 7.
- the smart ECU 4 identifies users present around the vehicle Hv based on the received device ID.
- the communication control unit F2 determines whether the device type of the communication partner corresponds to the smart key 2 based on the device ID.
- the communication control unit F2 acquires the reception status of the signal from the key device Kd and the distance correspondence value from the BLE communication device 7.
- the communication control unit F2 acquires the reception intensity and transmission/reception phase difference for each frequency as data indicating the reception status of the signal from the key device Kd.
- the communication control unit F2 also provides other function/circuit modules such as the position determination unit F3 with data indicating the reception status/distance correspondence value of the signal from the key device Kd in each BLE communication device 7 .
- the position determination unit F3 is configured to determine the position of the key device Kd with respect to the vehicle Hv based on the distance correspondence value and the like observed by the BLE communication device 7 .
- the position determination unit F3 determines in which area the key device Kd is located, the locking/unlocking area EA, the indoor area, or the other area, based on the communication status with the key device Kd.
- the locking/unlocking area EA is an area for the in-vehicle system 1 to execute predetermined vehicle control such as locking and unlocking the doors based on the existence of the key device Kd in the area.
- the locking/unlocking area EA is a kind of outdoor operation area, and can also be called a passive entry area.
- the locking/unlocking area EA may be set within a predetermined working distance from the outer door handles provided on the driver's door, the passenger's door, and the trunk door.
- the working distance that defines the size of the locking/unlocking area EA is, for example, 1.5 m. Of course, the working distance may be 1 m or 0.7 m.
- the working distance may be set to be smaller than 2m for security reasons.
- the right locking/unlocking area EA is also referred to as a right side area EA_A, the left locking/unlocking area EA as a left side area EA_B, and the rear locking/unlocking area EA as a rear area EA_C.
- the indoor area corresponds to the vehicle interior.
- the indoor area may be subdivided into a start-permitted area set based on the driver's seat and a start-prohibited area.
- the start-permitted area is an area for the in-vehicle system 1 to switch the traveling power supply from off to on based on the presence of the key device Kd in the area.
- the start permission area is a portion within 0.5 m from the shift lever or the start button 6 in the vehicle interior.
- the start-prohibited area is a portion of the vehicle interior other than the start-permitted area.
- the interior area may be divided into a front seat area and a rear seat area.
- a start permitted area can be called a passive start area.
- the other area is outside the passenger compartment and corresponds to the outside of the locking/unlocking area EA.
- the other area may be divided into a distant area and an intermediate area.
- the distant area is an area that is 6 m or more away from the vehicle Hv.
- the intermediate area is within 6 m from the vehicle Hv and is a vehicle exterior area other than the locking/unlocking area EA.
- the position determination unit F3 considers that the key device Kd that is not connected for communication exists in the other area. Further, when the position determining unit F3 determines that the key device Kd connected for communication does not exist in either the indoor area or the locking/unlocking area EA, it determines that the key device Kd exists in the other area. judge.
- the locking/unlocking area EA and the indoor area correspond to the target area. Note that the target area of the present disclosure may be either one of the locking/unlocking area EA and the indoor area.
- the position determination unit F3 When determining the device position, the position determination unit F3 applies different position determination algorithms depending on whether the communication partner is the smart key 2 or the mobile terminal 3. When the communication partner is the smart key 2, the position determination unit F3 determines the position of the smart key 2 using both the distance correspondence value and LF_RSSI, as will be described later. On the other hand, when the communication partner is the mobile terminal 3, the position determination unit F3 determines based on the distance correspondence value and BLE_RSSI without using LF_RSSI.
- the position determination unit F3 has a function of calculating the device distance, which is the distance from the BLE communication device 7 to the communication partner, based on the observed distance correspondence value. sell.
- the device distance corresponds to a parameter that converts the two-frequency phase difference or RTT into the dimension of distance.
- the device distance is a one-way distance.
- the device distance may be a round trip distance.
- the BLE communication device 7 may have the function of converting the distance correspondence value into the device distance.
- a device distance calculated based on the distance correspondence value can also be regarded as a type of distance measurement value. A method for determining the position of the smart key 2 will be described separately later.
- the authentication processing unit F4 cooperates with the BLE communication device 7x to perform processing to confirm (in other words, authenticate) that the communication partner is the key device Kd. Communication for authentication is encrypted. The authentication process itself may be performed using various methods such as a challenge-response method.
- the authentication processing unit F4 transmits a predetermined/randomly generated challenge code to the key device Kd.
- a verification code is generated according to a predetermined procedure using key information corresponding to the device ID/key ID of the communication partner in the challenge code. Then, the response code returned from the communication partner is compared with the verification code, and if the two match, it is determined that the authentication has succeeded.
- Such an authentication process involves matching the response code generated by the key device Kd based on the key information with the verification code retained or dynamically generated by the smart ECU 4, so it can also be referred to as a matching process. can.
- Successful authentication of the key device Kd corresponds to determination that the person attempting to access the vehicle Hv is a legitimate user.
- the timing at which the authentication processing unit F4 performs the authentication process may be the timing at which the communication connection between the BLE communication device 7 and the key device Kd is established.
- the authentication processing unit F4 may be configured to perform authentication processing at predetermined intervals while the BLE communication device 7 and the key device Kd are connected for communication. Further, communication for authentication processing may be performed using a predetermined user operation on the vehicle Hv as a trigger, such as when the start button 6 is pressed by the user or when a door is opened and closed.
- the vehicle control unit F5 cooperates with the body ECU 12 and the like to execute vehicle control according to the device position and the state of the vehicle Hv on condition that the key device Kd is successfully authenticated by the authentication processing unit F4. Configuration.
- the vehicle control unit F5 detects that the user has pressed the door button 5. Work together to unlock the door.
- the vehicle control unit F5 detects that the position determination unit F3 has determined that the key device Kd is present in the vehicle interior and that the start button 6 has been pressed by the user, the vehicle control unit F5 cooperates with the power supply ECU 11 to Switch the driving power supply from off to on.
- the smart ECU 4 registers, deletes, and invalidates the key device Kd based on the input signal from the input device 14.
- the processor 41 registers/deletes the key device Kd based on the user's operation.
- the smart ECU 4 acquires the type of the device to be newly registered from an operation signal input from the input device 14 .
- the type information of the key device Kd acquired by the smart ECU 4 is stored in the key information storage unit M1 in association with the key information.
- the smart key 2 can be registered as a key device Kd at a dealer shop or the like.
- the smart ECU 4 described above can perform map generation processing, vehicle control processing, position determination processing, etc., as described below.
- the intensity map stored in the intensity map storage unit M2 indicates LF_RSSI for each relative measurement point determined with the vehicle Hv as a reference.
- the measurement points are arranged in a three-dimensional grid at predetermined intervals within a range of 2 m from the vehicle Hv. As shown in FIG. 7, the measurement points can be arranged at intervals of, for example, 5 cm or 10 cm in the front, rear, left, and right directions. Other values such as 20 cm may be used for the arrangement interval D of the measurement points.
- the measurement points can also be arranged at predetermined intervals in the height direction. The measurement point may be set only in the locking/unlocking area EA or the vehicle interior.
- the intensity map storage unit M2 may be data obtained by mapping LF_RSSI for each point in the locking/unlocking area EA or the vehicle interior.
- the intensity map includes data sets of observable device distances and LF intensity ranges for each measurement point, as shown in FIG.
- Each measurement point is distinguished by a measurement number or coordinates.
- the data about the device distance for a certain point may not be a pinpoint value, but may have a certain width such as an observed value of ⁇ 0.1 m in consideration of the distance measurement error.
- LF intensity range data for a certain measurement point indicates the range of LF_RSSI observed by the smart key 2 when the smart key 2 is present at the measurement point.
- LF intensity range data is prepared for each LF transmitter 8 that is a transmission source.
- the LF strength range data for each transmission source for the locking/unlocking area EA and the indoor area can also be called strength condition data indicating the LF_RSSI conditions for permitting system operation for each device distance.
- the intensity map corresponds to judgment data.
- the intensity map storage section M2 corresponds to the determination data storage section. Note that the intensity map may be a data set that indicates the correspondence relationship between distance correspondence values such as RTT and two-frequency phase difference and the LF intensity range for each transmission source instead of/in parallel with the device distance.
- the intensity map may contain information indicating the type of area to which the corresponding point belongs.
- the area type may be represented by a number. For example, “1B” shown in FIG. 8 indicates the left side area EA_B.
- the right area EA_A may be represented by “1B”, the rear area EA_C by “1C”, the indoor area by "2”, and the other areas by "0".
- the intensity map includes the area type information of each measurement point, it may be possible to quickly identify which area the identified device position corresponds to.
- the “ANT” shown in FIG. 8 is an abbreviation for Antenna and refers to LF Transmitter/LF Antenna in this disclosure.
- ANT.A refers to the LF transmitter 8a
- ANT.P refers to the LF transmitter 8p.
- ⁇ 80 described in the second line of the "ANT.A” column in FIG. 8 indicates that the received strength of the LF signal transmitted from the LF transmitter 8a is less than -80 dBm.
- "-10 ⁇ ” described in the second line of the "ANT.B” column indicates that the reception strength of the LF signal transmitted from the LF transmitter 8b is greater than -10 dBm.
- 50 ⁇ 5" indicates that the observable LF_RSSI falls within the range of -45 dBm to -55 dBm.
- the map generation process is a process for generating an intensity map and storing it in the intensity map storage unit M2.
- the map generation process can be started based on a predetermined registration start operation performed on the input device 14 by a staff member of a dealer shop, factory, or the like.
- the map generation process includes steps S101 to S107 as an example.
- Step S101 is a step for determining whether or not the smart key 2 is placed at an arbitrary measurement point.
- the processor 41 detects that the smart key 2 has been placed at an arbitrary measurement point based on input from the input device 14 of an operation signal indicating that placement of the smart key 2 has been completed. Upon detecting the completion of placement of the smart key 2, the processor 41 executes step S102.
- Step S102 is a step of acquiring the information, coordinates, and measurement point number of the measurement point to be registered.
- the processor 41 also acquires information on the measurement points based on the worker/user's operation on the input device 14 . After obtaining the information on the measurement point, the processor 41 executes step S103.
- Step S103 is a step of measuring LF_RSSI.
- Step S103 includes causing each LF transmitter 8 to transmit an LF signal (for example, a wake signal) and causing the smart key 2 to measure LF_RSSI for each transmission source. Further, step S103 includes obtaining an observed value of LF_RSSI for each transmission source from the smart key 2 through BLE communication. The smart key 2 may spontaneously report the observed value of LF_RSSI for each transmission source after BLE communication connection with the smart ECU 4, or may report based on receiving a transmission request from the smart ECU 4. good.
- step S103 the processor 41 generates LF intensity range data for each transmission source at the measurement point.
- the LF_RSSI measurement for each transmission source may be performed multiple times.
- the processor 41 may generate LF intensity range data for each transmission source by statistically processing (for example, averaging) multiple measurement results.
- processor 41 executes step S104.
- step S104 the distance from the BLE communication device 7 to the measurement point is obtained by causing the BLE communication device 7 to perform ranging communication.
- the processor 41 obtains the device distance based on the RTT and the two-frequency phase difference obtained by causing the BLE communication device 7 to perform ranging communication.
- the distance value acquired here is a value observed when actually communicating. A propagation path of a radio signal can be longer than a straight line distance due to wraparound and the like. Instead of a simple straight line distance from the mounting position of the BLE communication device 7 to the target measurement point, the distance value observed by actually performing communication is adopted as the distance information linked to the LF intensity range data. This makes it possible to reduce the risk of erroneous determination of the device position.
- the processor 41 executes step S105.
- step S105 the LF intensity range data for each transmission source observed in step S103 and the observed value of the device distance obtained in step S104 are temporarily stored in the RAM 42 in association with the number/coordinates of the measurement point. Also, the processor 41 sets the value of the area type based on the number/coordinates of the measurement point. When the linking of each data about the measurement point to be registered is completed, the processor 41 executes step S106.
- Step S106 is a step for determining whether or not there are any remaining measurement points for which LF_RSSI and the like have not yet been measured. If unmeasured points remain, the processing from step S101 onward is executed for any one unmeasured point. On the other hand, when the distance information and LF intensity range data for all measurement points have been acquired, the process proceeds to step S107, and a dataset obtained by packaging the data for each measurement point is stored as intensity map data in the intensity map storage unit M2. Register and end this flow.
- map generation process may be performed for each vehicle Hv, or may be performed only for a specific vehicle.
- Intensity map data generated by another vehicle may be stored in the intensity map storage unit M2 of a certain vehicle Hv.
- Common intensity map data may be stored in smart ECUs 4 used in the same vehicle model.
- the vehicle control process is a process for executing vehicle control such as unlocking and locking of doors and on/off switching of power supply for running according to the position of the smart key 2 or the mobile terminal 3 .
- the vehicle control process is executed at predetermined intervals such as 200 milliseconds while the power source for running is off.
- the vehicle control process may be triggered by detection of user operations on the vehicle Hv, such as pressing the door button 5, pressing the start button 6, opening and closing the door, and depressing the brake pedal.
- the vehicle control process includes steps S201 to S211 as an example.
- Step S201 is a step of transmitting wake signals from each LF transmitter 8 in a predetermined order. After completing step S201, the processor 41 executes step S202.
- Step S202 is a step of searching (so-called scanning) for the key device Kd. If no key device Kd is detected as a result of the scanning in step S202 (S203 NO), the process from step S204 onwards is omitted and this flow ends. If the key device Kd is found as a result of scanning in step S202, the processor 41 executes step S204.
- step S204 the BLE communication device 7 is connected for communication with the key device Kd detected by scanning in step S202.
- a communication connection can be realized by exchanging the transmission of a connection request and its response.
- the processor 41 identifies the communication partner based on the source information and the like included in the advertising signal and the like. A detailed sequence from scanning to communication connection and start of encrypted communication can be implemented in compliance with the BLE standard. After completing the communication connection with the key device Kd, the processor 41 executes step S205.
- Step S205 is a step of executing communication for authenticating the wireless communication partner.
- the processor 41 uses the challenge code and the key information of the communication partner stored in the key information storage unit M1 to perform authentication processing for the key device Kd. If the authentication is successful (S206 YES), processor 41 executes step S207. On the other hand, if wireless authentication fails (S206 NO), this flow ends.
- Step S207 is a step for determining whether or not the communication partner is the smart key 2.
- the processor 41 compares the device ID of the communication partner with the device type information for each device ID stored in the key information storage unit M1 to determine whether the communication partner is the smart key 2 or not.
- the processor 41 may determine whether or not the communication partner is the smart key 2 by acquiring a device type code or provided function code, which will be described later, from the communication partner via BLE communication. If it is determined that the communication partner is the smart key 2 (S207 YES), the processor 41 executes step S208. If it is determined that the communication partner is not the smart key 2 (S207 NO), the processor 41 executes step S209.
- Step S208 is a step for performing smart key position determination processing. Position determination processing for the smart key will be described separately later.
- the processor 41 determines in which of the locking/unlocking area EA, the indoor area, and the other area the smart key 2 as a communication partner is located. After completing step S208, the processor 41 executes step S210.
- Step S209 is a step for performing position determination processing for a mobile terminal. Position determination processing for mobile terminals will also be described separately later.
- the processor 41 determines in which of the locked/unlocked area EA, the indoor area, and the other area the mobile terminal 3 as a communication partner is located. After completing step S209, the processor 41 executes step S210.
- step S210 it is a step of determining whether or not the key device Kd as a communication partner exists within the operation area based on the result of processing in step S208 or step S209.
- the operation area here is an area in which vehicle control such as unlocking can be executed.
- the locking/unlocking area EA and the indoor area correspond to the operating area. Other areas do not correspond to the operation area.
- the smart ECU 4 is set with a welcome area, which is an area outside the vehicle where the outside lighting equipment is turned on as the user approaches, the welcome area may also be included in the operation area.
- a remote parking area which is an area outside the vehicle in which the vehicle Hv is semi-automatically parked by remote control
- the remote parking area can also be included in the operation area.
- the welcome area and remote parking area are set within 6m from the vehicle Hv.
- the processor 41 determines that the key device Kd exists within the operating area (S210 YES), it executes vehicle control according to the device position (S211). On the other hand, if the processor 41 does not determine that the key device Kd exists within the operation area (S210 NO), it ends this flow.
- step S211 may be a step of shifting to a standby state in which vehicle control can be executed in response to a user's operation of a predetermined operation member instead of executing vehicle control such as unlocking.
- the standby state corresponds to a state of waiting for a user operation on an operation member corresponding to vehicle control content, such as the door button 5 .
- the processor 41 detects a predetermined user operation in the standby state, the processor 41 immediately executes vehicle control corresponding to the operation members and device positions.
- the smart key position determination process includes steps S301 to S307 as shown in FIG.
- the flowchart (sequence) shown in FIG. 11 is executed as step S208 in FIG.
- Step S301 is a step of receiving an LF strength report, which is a data set/message indicating LF_RSSI for each source, from smart key 2.
- the LF intensity report itself is transmitted and received through BLE communication.
- the per-source LF_RSSI reported here is the strength observation for the wake signal transmitted in step S201.
- step S301 may include a step of transmitting an LF signal for LF intensity measurement from each LF transmitter 8 . In that case, step S301 corresponds to a step of obtaining an observed value of received strength for the LF signal transmitted from each LF transmitter 8 for LF strength measurement.
- processor 41 executes step S302.
- Step S302 is a step of performing distance measurement processing, similar to step S104. That is, the processor 41 obtains the RTT and the two-frequency phase difference by causing the BLE communication device 7 to perform ranging communication. In addition, the processor 41 converts each of the RTT ranging value, which is the calculated distance value based on the observed RTT, and the phase difference ranging value, which is the calculated distance value based on the observed two-frequency phase difference, to the device distance.
- the processor 41 obtains the RTT and the two-frequency phase difference by causing the BLE communication device 7 to perform ranging communication.
- the processor 41 converts each of the RTT ranging value, which is the calculated distance value based on the observed RTT, and the phase difference ranging value, which is the calculated distance value based on the observed two-frequency phase difference, to the device distance.
- D_rtt shown in FIG. 11 is the RTT ranging value
- D_ ⁇ indicates the phase difference ranging value.
- a combination of ranging frequencies which are frequencies used to calculate the two-frequency phase difference, may be set in advance or may be determined dynamically.
- the ranging frequency may be a frequency for advertising or may be a frequency for data communication. In BLE communication, frequency hopping is performed after connection establishment.
- Processor 41 may obtain the transmit and receive phase difference at the current frequency upon frequency switching.
- the current frequency is the frequency that is currently in use (ie, in use).
- the processor 41 may dynamically select a combination in which the difference frequency ⁇ f, which is the frequency difference, is 10 MHz or more and less than 70 MHz as the frequencies for distance measurement, and perform phase difference distance measurement.
- the processor 41 may calculate phase difference ranging values at a combination of multiple frequencies.
- a final phase difference ranging value may be determined by calculating a phase difference ranging value for each combination of frequencies with four or more frequencies as a population and combining them.
- Step S303 is a step of determining whether or not the RTT distance measurement value (D_rtt) is less than a predetermined value.
- the threshold here is set to 6m, 10m, 15m, or the like. If the RTT ranging value is less than the predetermined value, processor 41 performs step S304. On the other hand, when the RTT distance measurement value is equal to or greater than the predetermined value, processor 41 performs step S307. Note that the RTT distance measurement value is proportional to the RTT. Step S303 corresponds to a step of determining whether or not the observed value of RTT is less than a predetermined value.
- the RTT observable in BLE communication is less accurate than the RTT observable in UWB communication. Also, the accuracy of ranging using RTT in BLE communication is not as high as ranging using a two-frequency phase difference.
- An RTT range measurement value in BLE communication may contain an error of about several meters.
- the threshold used in step S303 is preferably set to be approximately 1 to 2 m larger than the assumed maximum distance, which is the distance from the mounting position of the BLE communication device 7 to the farthest point of the locking/unlocking area EA.
- Step S303 corresponds to a primary filter for determining whether the smart key 2 exists in the locking/unlocking area EA or in the vehicle interior from the viewpoint of the RTT distance measurement value.
- step S304 it is determined whether or not the phase difference ranging value (D_ ⁇ ) is less than or equal to a predetermined value.
- the threshold here may be set to the assumed maximum distance, such as 5 m.
- Step S304 corresponds to a secondary filter for determining whether the smart key 2 exists in the locking/unlocking area EA or the indoor area from the viewpoint of the phase difference ranging value. If the phase difference ranging value is less than the predetermined value, processor 41 performs step S305. On the other hand, if the phase difference ranging value is greater than or equal to the predetermined value, processor 41 executes step S307.
- Step S305 is a step of referring to the intensity map and acquiring data of the measurement point corresponding to the device distance acquired in the above process. If there are multiple measurement points corresponding to the device distance, all the data are extracted. Step S305 corresponds to a step of acquiring data of measurement points linked to the observed device distance from the intensity map data using the device distance as a search key.
- the measurement point data includes LF intensity range data for each LF antenna.
- the processor 41 adopts the phase difference ranging value as the device distance, out of the RTT ranging value and the phase difference ranging value.
- processor 41 may employ the RTT range measurement as the device range.
- the processor 41 may employ an average value or a weighted average value of the RTT ranging value and the phase difference ranging value as the device distance.
- step S306 the position of the smart key 2 is determined based on the device distance observed this time, the combination of LF_RSSI for each transmission source, and the intensity map. Specifically, the processor 41 compares the observed value of LF_RSSI for each transmission source acquired in step S301 with the LF intensity range data for each measurement point read in step S305, and performs measurement suitable for the combination of observed values. Determine whether a point exists.
- the device position is determined to be unknown. Also, if there is a measurement point matching the current observation result in the intensity map, it is determined that the smart key 2 is present at the measurement point. If there is no measurement point matching the current observation result in the intensity map, the device position may be determined to be the measurement point that is most similar to the current observation result. Also, if there are multiple measurement points matching the current observation result in the intensity map, the measurement point having the highest similarity to the current observation result may be determined as the device position.
- the processor 41 determines whether the smart key 2 exists in any of the locking/unlocking area EA, the indoor area, and other areas based on the coordinates or area type that are linked to the device position determined in the above process in the intensity map. determine whether Determining whether or not the smart key 2 exists in the locking/unlocking area EA based on the state of reception of the signal from the smart key 2 means that the state of reception of the signal from the smart key 2 is in the locking/unlocking area EA. It corresponds to determining whether or not a predetermined condition regarding the existence of is satisfied. The same can be said for determination of other areas such as indoor areas. The same can be said for the mobile terminal 3 as well.
- Step S307 is a step for determining that the device location is in the other area.
- Step S307 may be a step of determining that the device location is unknown. If the processor 41 determines that the device location is unknown, it may consider that the key device Kd exists in the other area.
- the determination result of the device position can be managed by an area flag, for example.
- the area flag may be set to 0 when the location of the smart key 2 is determined to be other area/unknown.
- the area flag corresponds to a parameter indicating the determination result of the area to which the smart key 2 belongs, in other words, the determination result of the device position.
- the area flag can be rephrased as an area code.
- the values of flags (codes) indicating various determination results may be changed as appropriate.
- the mobile terminal position determination process includes steps S401 and S402 as shown in FIG.
- the flowchart (sequence) shown in FIG. 12 is executed as step S209 in FIG.
- Step S401 is a step of performing distance measurement processing, similar to step S302.
- the processor 41 acquires the RTT ranging value and the phase difference ranging value in at least one set of frequency combinations, and determines the device distance based on them.
- the processor 41 also acquires the reception strength (BLE_RSSI) of the signal from the mobile terminal 3 from the BLE communication device 7 .
- BLE_RSSI reception strength
- Step S402 is a step of determining the device position based on the combination of the reception intensity and the device distance obtained in step S401.
- Processor 41 determines that the device exists in an indoor area when BLE_RSSI is greater than or equal to a predetermined first intensity threshold and the device distance is less than the first distance.
- the first distance may be set to a value obtained by adding 0.5 m to the distance from the left C-pillar where the BLE communication device 7 is attached to the steering wheel.
- the processor 41 determines that the device exists in the left area EA_B when the BLE_RSSI is less than the predetermined second intensity threshold and the device distance is less than the second distance.
- the second strength threshold can be set to a value smaller than the first strength threshold by a predetermined amount, considering that the BLE communication device 7 is arranged on the interior side of the C-pillar.
- the second distance may be set to a value obtained by adding a predetermined value (for example, 0.5 m) to the distance from the left C-pillar to the outer door handle for the left front seat.
- the processor 41 determines that the device exists in the right area EA_A or the rear area EA_C when the BLE_RSSI is less than the third intensity threshold and the device distance is greater than or equal to the third distance and less than the fourth distance.
- the third strength threshold can be set to a value equal to or smaller than the second strength threshold, considering that there is an obstacle such as a right door between the left C-pillar and the right area EA_A.
- the third distance is set to a value obtained by subtracting a predetermined value (for example, 0.5 m) from the distance from the left C-pillar to the right B-pillar.
- the fourth distance is set to a value obtained by adding a predetermined value (for example, 0.5 m) to the distance from the left C-pillar to the outer door handle for the right front seat.
- a predetermined value for example, 0.5 m
- the processor 41 is configured not to unlock the door even if the door button 5 for the left front seat is pressed when it is determined that the portable terminal 3 exists in the right area EA_A or the rear area EA_C. preferably.
- the mobile terminal 3 is moved to the other area. Determine that it exists.
- the in-vehicle system 1 has only one BLE communication device 7 and the BLE communication device 7 is arranged in a position that is biased to either the left or right from the center of the vehicle, such as the left C-pillar, the device It is difficult to form an appropriate locking/unlocking area EA only by the distance. If the area within 2 m from the BLE communication device 7 (left C pillar) is set to be regarded as the locking/unlocking area EA, the space that functions as the right side area EA_A will be reduced/disappeared, and the convenience of the user trying to board from the right side will be reduced.
- the range regarded as the locking/unlocking area EA on the left side of the vehicle becomes larger and the security level can be lowered.
- the processor 41 configured as described above determines the device position by combining the received strength of the LF signal for each transmission source and the device distance. Thereby, the processor 41 can accurately determine whether or not the smart key 2 is present in the locking/unlocking area EA or the indoor area.
- a first point k1 and a second point k2 shown in FIG. 13 are both points at a distance of 3 m from the BLE communication device 7 .
- the first point k1 is located in the right area, while the second point k2 belongs to the other area on the left side of the vehicle. Since the first point k1 and the second point k2 are both at the same distance from the BLE communication device 7, the device distance itself observed by ranging communication is substantially the same. Therefore, the first point k1 and the second point k2 cannot be distinguished only by the device distance.
- the LF intensity for each transmission source observed by the smart key 2 may differ greatly.
- the LF_RSSI for the LF transmitter 8a can be large and the LF_RSSI for the LF transmitter 8b can be very small.
- the LF_RSSI for the LF transmitter 8a can be very small and the LF_RSSI for the LF transmitter 8b can be large.
- the processor 41 changes the algorithm used to determine the device position depending on whether the communication partner is the smart key 2 or not. According to this configuration, it is possible to apply an appropriate position determination algorithm according to the function installed in the communication partner, and effects such as improvement in position determination accuracy and omission of unnecessary processing in the processor 41 can be expected. Note that changing the determination algorithm corresponds to changing the number, combination, and parameters of communication devices used for determination.
- the processor 41 uses BLE_RSSI together with the distance measurement result from one BLE communication device 7 to determine the position. According to this configuration, it is possible to improve the determination accuracy as compared with the configuration in which position determination is performed based only on the device distance.
- ⁇ Supplement to distance measurement method using two-frequency phase difference The value of the two-frequency phase difference rotates once at the differential wavelength ⁇ d corresponding to the differential frequency ⁇ f. If the two-frequency phase difference is ⁇ , the processor 41 normally cannot distinguish between ⁇ and ⁇ +2 ⁇ N (N is an integer). Therefore, in general, the distance measurement method using the two-frequency phase difference can only be applied in a range where the two-frequency phase difference does not exceed 2 ⁇ or 360° (that is, one period). Also, the differential wavelength ⁇ d is a parameter determined by 2 ⁇ / ⁇ f. Therefore, the distance measurement range based on the two-frequency phase difference can differ depending on the combination of frequencies.
- the distance measurement range for the above frequency combination is 3.85 m in round trip distance and about 1.93 m in one-way distance.
- the processor 41 preferably selects a combination of frequencies such that a desired ranging range is obtained.
- the processor 41 may perform phase difference ranging using a frequency combination that provides a one-way ranging range of 20 m or more. According to this configuration, it is possible to suppress erroneous determination of the device position due to the periodicity of the phase difference.
- the processor 41 may determine the device distance by combining phase difference ranging values in a combination of multiple frequencies. According to this configuration, it is possible to improve the position determination accuracy while relaxing the restrictions on the frequency used for ranging.
- the in-vehicle system 1 may include multiple BLE communication devices 7 .
- the in-vehicle system 1 may include BLE communication devices 7a, 7b, 7c, 7p, and 7x as shown in FIG.
- the BLE communication device 7x is built in the smart ECU 4.
- the BLE communication device 7a is arranged on the right outer surface of the vehicle Hv
- the BLE communication device 7b is arranged on the left outer surface of the vehicle Hv.
- the BLE communication devices 7a and 7b are arranged on the outside surface of the B-pillar and the outside door handle.
- the BLE communication device 7c is arranged at an arbitrary location at the rear end of the vehicle, such as inside a trunk door or a rear bumper.
- the BLE communication device 7p is arranged at an arbitrary location inside the vehicle, such as an instrument panel or a center console.
- the B-pillars of the vehicle Hv can be divided into the door-side B-pillars of the door module and the vehicle-body-side B-pillars that serve as struts/frames that include the roof of the vehicle body.
- the door-side B-pillar corresponds to a portion of the front-seat door or the rear-seat door that comes into contact with the vehicle-body-side pillar.
- the BLE communication devices 7a and 7b may be arranged in a portion of the door-side B-pillar adjacent to the side window, that is, in a resin portion above the lower end of the side window.
- the in-vehicle system 1 includes a BLE communication device 7 arranged on the interior side of the driver's door, a BLE communication device 7 arranged on the interior side of the left B pillar, and a BLE communication device 7 arranged in the trunk. and so on.
- the mounting position of the BLE communication device 7 in the vehicle interior it is preferable that the position is 0.1 m or more below the lower end of the side window.
- the in-vehicle system 1 may include a BLE communication device 7 arranged on the ceiling of the vehicle.
- the BLE communication device 7x is used for data communication with the key device Kd.
- the communicator used for data communication with the key device Kd is also called a gateway communicator.
- the BLE communication device 7 (that is, gateway communication device) used for data communication with the key device Kd can also be called a representative device, a central device, a data communication device, or the like.
- the BLE communication device 7 as a gateway communication device may be used not only for data communication but also for observing RTT and transmission/reception phase difference.
- the processor 41 uses the BLE communication device 7 other than the BLE communication device 7x as a communication device for determining the device position/distance (that is, for position determination).
- the BLE communication device 7 for position determination is also referred to as a rangefinder in the present disclosure.
- a rangefinder corresponds to a communication device for observing RTT, transmission/reception phase difference, and reception strength.
- a range finder may, in one aspect, correspond to a communicator that does not communicate data with the key device Kd.
- the BLE communication devices 7a, 7b, 7c, and 7p correspond to range finders.
- the rangefinder can also be called an observation device or a satellite communication device.
- the smart ECU 4 may cause each of the plurality of BLE communication devices 7 to perform data communication with the key device Kd.
- the processor 41 When the in-vehicle system 1 includes a plurality of BLE communication devices 7, the processor 41 first uses the BLE communication device 7x as a gateway communication device to authenticate and identify the communication partner. When the processor 41 determines that the communication partner is the smart key 2 (Fig. 15 S501 YES), the processor 41 determines the device position based on the combination of the observed value such as the RTT at the BLE communication device 7x and the LF_RSSI for each transmission source. Determine (S502). Note that when the in-vehicle system 1 includes a plurality of BLE communication devices 7, the processor 41 may cause the BLE communication device 7 other than the BLE communication device 7x to perform ranging communication with the smart key 2. FIG.
- the processor 41 determines that the communication partner is not the smart key 2 (S501 NO), it activates the BLE communication device 7 as a rangefinder (S503). Then, the device position is determined based on the device distances and reception strengths from the plurality of BLE communication devices 7 (S504). In this manner, the processor 41 may change the number and types of communication devices used to determine the device position depending on whether the communication partner is the smart key 2 or not.
- the rangefinder is preferably set to an inactive state for power saving until the gateway communication device connects to the key device Kd.
- the processor 41 can suppress the activation frequency of the BLE communication device 7 because there is no need to drive multiple rangefinders.
- the position estimation accuracy of the mobile terminal 3 is higher than in the above-described embodiment because the distance measurement values/receiving strengths of a plurality of BLE communication devices 7 are used to determine the device position. can be improved.
- the mobile terminal 3 carries out ranging communication with a plurality of BLE communication devices 7, while the smart key 2 carries out ranging communication only with the gateway communication device.
- the number of BLE communication devices 7 with which the smart key 2 communicates is smaller than that of the mobile terminal 3 for one-time position determination.
- the transmission frequency of the ranging signal is lower than in the portable terminal 3 . Therefore, according to the above configuration, the power consumption of the smart key 2 can be suppressed more than that of the mobile terminal 3 .
- step S502 may be the processing of determining the device position using the LF intensity map, similar to the flow shown in FIG.
- the processor 41 determines that the mobile terminal 3 exists in the indoor area when the device distance based on the BLE communication device 7p is within 0.6 m. Further, the processor 41 determines that the mobile terminal 3 exists in the right area EA_A when the device distance with respect to the BLE communication device 7a is within 0.6 m. If there is no BLE communication device 7 whose distance from the mobile terminal 3 is less than a predetermined value, the processor 41 can determine that the device location is in other areas.
- the number and manner of arrangement of the LF transmitters 8 described above are examples and can be changed as appropriate.
- the LF transmitters 8a, 8b may be arranged on the outer surface of the B-pillar or C-pillar. Also, the LF transmitter 8 placed in the room may be only one LF transmitter 8p as shown in FIG. Three or more LF transmitters 8 may be placed in the vehicle.
- the in-vehicle system 1 may comprise an LF transmitter 8b located in the trunk.
- the smart key 2 and the mobile terminal 3 may transmit the device type code as a response to the inquiry from the in-vehicle system 1 .
- the device type code is a code indicating the device type such as whether it is the smart key 2 or not.
- the smart key 2 can transmit a BLE signal in which a bit string indicating that it is the smart key 2 is placed in a data field in which the device type code should be placed.
- the processor 41 may use the device type code instead of the device ID to determine whether the communication partner is the smart key 2 or not.
- the smart key 2 and the mobile terminal 3 may transmit the device type code and the device type code as a response to the inquiry from the in-vehicle system 1, indicating the variation of the communication function that they themselves have.
- the smart key 2 may be configured to transmit a BLE signal in which a bit string indicating that the LF reception function is provided is placed in a data field in which a function code should be placed in response to a question from the in-vehicle system 1.
- the processor 41 may determine whether or not the communication partner is the smart key 2 using the provided function code instead of the device ID. Also, the processor 41 may switch the position determination algorithm depending on whether or not the communication partner has the LF reception function.
- the processor 41 performs position determination using the intensity map when the communication partner has the LF reception function, and determines the device position by a method that does not use the intensity map when the communication partner does not have the LF reception function. may
- the smart ECU 4 may be configured to be able to delete/invalidate the information of the smart key 2 from the key information storage unit M1 by user operation. Only the mobile terminal 3 may be registered as the key device Kd in the key information storage unit M1.
- the smart ECU 4 may be configured so that only the smart key 2 can be used as the key device Kd. In that case, the smart ECU 4 may be configured to terminate the flow if the smart key 2 cannot be found.
- the processor 41 may be configured to execute the smart key position determination process (S208) when the authentication of the communication partner is successful (Fig. 10 S206 YES).
- the smart key 2 is generally configured to operate with a primary battery.
- the other party of communication when the other party of communication is the smart key 2, it is preferable that the power consumption of the other party of communication can be further suppressed than when the other party of communication is the portable terminal 3. This is because the primary battery is non-rechargeable.
- the processor 41 suppresses the execution frequency of the distance measurement communication to be less frequent (for example, less than half) than when the communication partner is the mobile terminal 3. good too.
- the processor 41 does not necessarily need to acquire both the RTT and the transmission/reception phase difference.
- Processor 41 may determine device distance based on RTT alone. Also, the processor 41 may calculate the device distance based only on the two-frequency phase difference without using the RTT.
- the functions provided by the smart ECU 4 may be divided into a position determination ECU that is in charge of determining the device position and a vehicle control ECU that mediates the execution of vehicle control according to the position determination result.
- the position determination ECU transmits data indicating the position determination result of the key device Kd as a communication partner to the vehicle control ECU.
- the data can be received by the vehicle control ECU via the in-vehicle network Nw.
- the body ECU 12 and the power supply ECU 11 correspond to an example of a vehicle control ECU.
- the second frequency band may be the 5.2 GHz band from 5150 MHz to 5250 MHz, or the 5.6 GHz band from 5470 MHz to 5730 MHz.
- the first frequency band may be a frequency band lower than the second frequency band, and its specific range can be changed as appropriate.
- the smart ECU 4 and smart key 2 may be configured to calculate at least one of the RTT and transmission/reception phase difference using the LF signal.
- the first data may be data on parameters relating to the time of flight (ToF) of radio signals, such as RTT, transmission/reception phase difference, and two-frequency phase difference, in addition to reception intensity.
- the first data and second data may be data about parameters whose values change according to the distance from the LF transmitter 8 and BLE communication device 7 to the smart key 2 .
- the first frequency band is not limited to the LF frequency band, and may be a frequency band of 900 MHz or higher.
- the description of the device distance in the above description can be appropriately read as a distance correspondence value, an RTT ranging value, a phase difference ranging value, or the like.
- a device distance, a distance correspondence value, an RTT distance measurement value, a phase difference distance measurement value, etc. correspond to the distance measurement value.
- a processor included in a mobile terminal (3) which is a general-purpose information processing terminal configured to be able to wirelessly communicate with a position determination device mounted on a vehicle, performing processing related to communication connection with the position determination device; When a communication connection is established with the position determination device, transmitting and receiving signals for distance measurement periodically or based on a request from the position determination device;
- a control program including instructions for transmitting a code indicating that the mobile terminal is not a vehicle mobile device based on establishment of a communication connection with the position determination device.
- the above control program is a control program for the mobile terminal 3, and the mobile terminal 3 operating according to the above control program transmits a signal indicating the device type to the smart ECU 4.
- the smart ECU 4 can determine whether or not the communication partner is the smart key 2, and there is an advantage that a determination method corresponding to the type of the communication partner can be applied.
- the apparatus, systems, and techniques described in the present disclosure may be implemented by a special purpose computer comprising a processor programmed to perform one or more functions embodied by the computer program. .
- the apparatus and techniques described in this disclosure may also be implemented using dedicated hardware logic.
- the apparatus and techniques described in this disclosure may be implemented by one or more special purpose computers configured in combination with a processor executing a computer program and one or more hardware logic circuits. Some or all of the functions provided by the processor 41 may be implemented as hardware. Implementation of a function as hardware includes implementation using one or more ICs.
- the processor (arithmetic core) may be a CPU, MPU, GPU, DFP (Data Flow Processor), or the like.
- processor 41 may be implemented using a system-on-chip (SoC), FPGA, ASIC, or the like.
- SoC system-on-chip
- FPGA Field-Programmable Gate Array
- ASIC is an abbreviation for Application Specific Integrated Circuit.
- Computer programs may also be stored as computer-executable instructions on a computer-readable, non-transitory tangible storage medium.
- the control program storage medium may be any device/circuit such as a HDD (Hard-disk Drive), SSD (Solid State Drive), flash memory, or the like.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Abstract
スマートECUは、複数のLF送信機から、送信元を示す送信機番号を含むLF信号を送信するとともに、BLE通信機を用いてスマートキーとの距離を計測する。スマートキーは、送信元ごとのLF受信強度を示すBLE信号を、所定のタイミングでスマートECUに向けて送信する。スマートECUは、スマートキーが車両ドア付近又は車室内といった所定エリアに存在する場合に観測されうる、距離とLF受信強度の組み合わせを示すマップを保持している。スマートECUは、距離とLF受信強度にかかる実際の観測値と、マップに登録されている内容とを照らし合わせることで、スマートキーが対象エリアに存在するか否かを判定する。
Description
この出願は、2021年12月21日に日本に出願された特許出願第2021-207406号を基礎としており、基礎の出願の内容を、全体的に、参照により援用している。
本開示は、ユーザによって携帯される車両用携帯機から送信される無線信号の受信状況に基づいて車両に対する車両用携帯機の位置を判定する技術に関する。
特許文献1には、LF(Low Frequency)帯の電波を用いて車載装置と車両用携帯機とが通信することにより、車両に対する車両用携帯機の位置を判定する車両用電子キーシステムが開示されている。具体的には、車載装置が運転席ドアに配置された送信機からLF帯の電波を用いて応答要求信号を送信するとともに、当該応答要求信号に対する応答信号を受信できたことに基づいて、車両用携帯機が施開錠エリアに存在すると判定する構成が開示されている。施開錠エリアは、車載システムがドアの施錠/開錠するためのエリアであって、車室外のうち、ドアから所定距離以内となる領域である。本開示における車両用携帯機とは、車両の鍵としての機能を備える専用的なデバイスであって、キーフォブ、スマートキー、キーカードなどと呼ばれうる。
車両用電子キーシステムでは、盗難防止等の観点から、車両からユーザが一定距離(例えば2m)以上離れている場合には、車両用携帯機との無線通信による自動的なドアの開錠は実行しないことがシステム要件として求められることがある。前述の施開錠エリアは、上記のセキュリティの観点から、ドアから1m以内など、車両から2m以内の領域に設定されることが多い。
多くの車両用電子キーシステム/位置判定システムにおいて、車両から携帯機への信号送信にLF帯の電波が用いられる理由は、無線信号の到達範囲を車両近傍に限定しやすいためである。車両においてLF帯の電波を送信するためのアンテナは、無線信号が当該施開錠エリアにのみ到達するように、送信電力等が調整されている。
LF信号を用いた位置判定方法では、リレーアタックが懸念される。リレーアタックは、中継器によって、車両から離れた位置にある車両用携帯機までLF信号を中継することにより、車両用携帯機に応答信号を返送させ、車両を不正に開錠する方法である。このような課題に対し、所定の通信機に車両用携帯機と測距通信を実施させることで、車両用携帯機までの距離を測定し、当該測距値が所定のエリア判定値以下である場合に、車両用携帯機が施開錠エリア内に存在すると判定する技術も検討されている。エリア判定値は、施開錠エリアなどの所定エリア内に携帯機が存在すると判定するための測距値に対する閾値パラメータである。測距値とは、車両用携帯機との距離の測定結果を示すパラメータである。
しかしながら、当該検討構成では、測距を行う通信機の搭載位置によっては誤判定が起こりうる。車両の左側Cピラーなど、施開錠エリアの中心からずれた位置に測距通信機が配置されている場合には、施開錠エリアを包含するように測距値に対する閾値(つまりエリア判定値)を大きめに設定する必要がある。しかし、エリア判定値を大きくすると、施開錠エリア以外においても測距値がエリア判定値未満となるエリアが発生/増大しうる。その結果、施開錠エリア外に存在するにもかかわらず、施開錠エリア内に存在すると誤判定する事象が生じうる。
本開示は、上記の検討に基づいて成されたものであり、その目的の1つは、車両用携帯機の位置を誤判定する恐れを低減可能な位置判定装置、位置判定方法、車両用電子キーシステムを提供することにある。
ここに開示される位置判定装置は、第1周波数帯の信号を送信可能に構成されている少なくとも1つの第1通信機、及び、第1周波数帯とは異なる第2周波数帯の電波を用いて車両のユーザによって携帯される車両用携帯機と通信可能に構成されている少なくとも1つの第2通信機のそれぞれと接続されて使用される、少なくとも1つのプロセッサを用いてなる位置判定装置であって、プロセッサは、第1通信機が送信した信号に対する車両用携帯機での受信状況を示す第1データを取得することと、第2通信機に車両用携帯機と通信を実施させることによって定まる、第2通信機から車両用携帯機までの距離を示す第2データを取得することと、第1データ及び第2データに基づいて、車両用携帯機の位置を判定することと、を実施するように構成されている。
上記の構成によれば、第2通信機と車両用携帯機との距離を示す第2データだけでなく、別の周波数帯の電波を用いた無線通信の状況に応じて定まる第1データも用いて、車両用携帯機の位置を判定する。当該構成によれば、第2データだけで車両用携帯機の位置を判定する構成に比べて判断材料が増える。その結果、車両用携帯機の位置を誤判定する恐れを低減可能となる。
また本開示の位置判定方法は、第1周波数帯の信号を送信可能に構成されている少なくとも1つの第1通信機、及び、第1周波数帯とは異なる第2周波数帯の電波を用いて車両のユーザによって携帯される車両用携帯機と通信可能に構成されている少なくとも1つの第2通信機のそれぞれと接続されて使用される、少なくとも1つのプロセッサが実行する位置判定方法であって、車両用携帯機から、第1通信機が送信した信号に対する車両用携帯機での受信状況を示す第1データを取得することと、第2通信機に車両用携帯機と通信を実施させることによって定まる、第2通信機から車両用携帯機までの距離を示す第2データを取得することと、第1データ及び第2データに基づいて、車両用携帯機の位置を判定することと、を含む。
本開示の車両用電子キーシステムは、第1周波数帯の信号を送信可能に構成されている少なくとも1つの第1通信機、及び、第1周波数帯とは異なる第2周波数帯の電波を用いる無線通信を実施可能に構成されている少なくとも1つの第2通信機のそれぞれと接続されて使用される、少なくとも1つのプロセッサを備える位置判定装置と、第1通信機から送信された信号を受信するとともに、第2周波数帯を用いた無線通信を実施可能に構成されている、ユーザが車両を操作するための専用デバイスである車両用携帯機と、第2周波数帯を用いた無線通信を実施可能に構成されている、汎用的な情報処理端末である携帯端末と、を含む車両用電子キーシステムであって、車両用携帯機は、第1周波数帯の信号を受信したことに基づいて起動し、位置判定装置と第2周波数帯の電波を用いた無線通信の接続を開始することと、第2周波数帯を用いる無線通信にて、第1周波数帯の信号の受信強度を示すデータを送信することと、位置判定装置と通信接続が確立したことに基づいて、デバイス種別が車両用携帯機であることを示すコードを送信することと、位置判定装置と通信接続が確立している場合には第2通信機と測距用の信号を送受信することと、を実行し、携帯端末は、第2周波数帯の電波を用いて位置判定装置との通信接続にかかる処理を実施することと、位置判定装置と通信接続が確立している場合には、第2通信機と測距用の信号を送受信することと、位置判定装置と通信接続が確立したことに基づいて、デバイス種別が車両用携帯機ではないことを示すコードを送信することと、を実行し、位置判定装置は、第2通信機に所定の測距通信を実施させることによって定まる、第2通信機から通信相手までの距離を示す第2データを取得することと、第2通信機を用いて通信相手からデバイス種別を示す信号を取得することと、通信相手から取得した信号に基づき、通信相手のデバイス種別が車両用携帯機に該当するか否かを判別することと、通信相手のデバイス種別が車両用携帯機である場合には、通信相手としての車両用携帯機から、第1通信機が送信した信号に対する車両用携帯機での受信状況を示す第1データを取得することと、通信相手のデバイス種別が車両用携帯機である場合には、第1データ及び第2データに基づいて、車両用携帯機の位置を判定することと、を実施可能に構成されている。
上記位置判定方法/車両用電子キーシステムによっても、位置判定装置と同様の作用により、同様の効果を得ることができる。なお、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、本開示の技術的範囲を限定するものではない。
以下、本開示の実施形態について図を用いて説明する。図1は、車両用電子キーシステムの概略的な構成の一例を示す図である。図1に示すように車両用電子キーシステムは、車載システム1と、スマートキー2と、を含む。また、車両用電子キーシステムは、任意の要素として、1つ又は複数の携帯端末3を含む。車載システム1は、車両Hvに搭載されているシステムである。スマートキー2は、車両Hvの電子キーとしての専用デバイスである。携帯端末3は、車両Hvのユーザによって携帯される汎用的な情報処理端末である。
<前置き>
以下の説明における車両Hvは、一例として個人によって所有される車両である。故に、車両Hvのユーザは、所有者(オーナー)や、その家族などである。もちろん、車両Hvは会社組織が保有する社用車や、公的機関が保有する公用車であってもよい。車両Hvが社用車や公用車である場合には、当該車両Hvを管理する組織に属する人物がユーザとなりうる。さらに、車両Hvは、貸出サービスに供される車両(いわゆるレンタカー)であってもよいし、カーシェアリングサービスに供される車両(いわゆるシェアカー)であってもよい。車両Hvは、ロボットタクシーなど、旅客輸送サービスに供される車両でもよい。車両Hvが上記サービスに供される車両(以下、サービス車両)である場合には、それらのサービスの利用契約を行っており、且つ、サービスの利用予約等に基づき、一時的に当該車両Hvを利用する権限を有する人物がユーザとなりうる。
以下の説明における車両Hvは、一例として個人によって所有される車両である。故に、車両Hvのユーザは、所有者(オーナー)や、その家族などである。もちろん、車両Hvは会社組織が保有する社用車や、公的機関が保有する公用車であってもよい。車両Hvが社用車や公用車である場合には、当該車両Hvを管理する組織に属する人物がユーザとなりうる。さらに、車両Hvは、貸出サービスに供される車両(いわゆるレンタカー)であってもよいし、カーシェアリングサービスに供される車両(いわゆるシェアカー)であってもよい。車両Hvは、ロボットタクシーなど、旅客輸送サービスに供される車両でもよい。車両Hvが上記サービスに供される車両(以下、サービス車両)である場合には、それらのサービスの利用契約を行っており、且つ、サービスの利用予約等に基づき、一時的に当該車両Hvを利用する権限を有する人物がユーザとなりうる。
車両Hvは例えばエンジン車である。エンジン車は駆動源としてエンジンのみを備える車両である。エンジン車にはディーゼル車も含まれる。他の態様として車両Hvは、電動車であってもよい。電動車の概念には、電気自動車の他、ハイブリッド車や、燃料電池車も含まれる。電気自動車は、モータのみを駆動源として備える車両である。ハイブリッド車は動力源としてエンジンとモータを備える車両である。ハイブリッド車には、プラグインハイブリッド車も含まれる。また、車両Hvは運転席用のドアが設けられた車両であればよく、トレーラや、タンクローリー、オープンカーなど、道路上を走行可能な多様な車両に搭載可能である。
車両Hvは、右側に運転席が設けられた車両である。他の態様として、車両Hvは左側に運転席が設けられた車両でも良い。以下の説明における前後、左右、上下の各方向は、基準方向に関する注釈がない場合には(つまり基本的には)、車両Hvを基準として規定される。本開示に示す種々のフローチャートは何れも一例であって、フローチャートを構成するステップの数や、処理の実行順は適宜変更可能である。その他、以下の説明は、車両Hvが使用される地域の法規及び慣習に適合するように適宜変更して実施可能である。
<全体概要>
車載システム1、スマートキー2、及び、携帯端末3はそれぞれ、近距離通信可能に構成されている。ここでの近距離通信とは、実質的な通信可能距離が例えば5mから30m、最大でも100m程度となる所定の近距離無線通信規格に準拠した通信を意味する。ここでの近距離通信の方式は、Bluetooth(登録商標)や、Wi-Fi(登録商標)等であってよい。Bluetooth規格は、Bluetooth Classicでもよいし、BLE(Bluetooth Low Energy)でもよい。Wi-Fi規格としても、IEEE802.11nや、IEEE802.11ac、IEEE802.11axなど、多様な規格を採用可能である。尚、IEEE(登録商標)は、Institute of Electrical and Electronics Engineersの略であり、米国電気電子学会である。その他、車載システム1と携帯端末3との通信方式、換言すれば、近距離通信方式としては、3GHz以上の周波数帯を用いるUWB-IR(Ultra Wide Band - Impulse Radio)も採用可能である。近距離通信は高周波電波を用いて実施される。本開示における高周波電波とは、2.4GHzなど、900MHz以上の電波である。高周波電波には1GHz以上の電波に限らず、920GHzなどのサブギガ帯の電波も含まれる。
車載システム1、スマートキー2、及び、携帯端末3はそれぞれ、近距離通信可能に構成されている。ここでの近距離通信とは、実質的な通信可能距離が例えば5mから30m、最大でも100m程度となる所定の近距離無線通信規格に準拠した通信を意味する。ここでの近距離通信の方式は、Bluetooth(登録商標)や、Wi-Fi(登録商標)等であってよい。Bluetooth規格は、Bluetooth Classicでもよいし、BLE(Bluetooth Low Energy)でもよい。Wi-Fi規格としても、IEEE802.11nや、IEEE802.11ac、IEEE802.11axなど、多様な規格を採用可能である。尚、IEEE(登録商標)は、Institute of Electrical and Electronics Engineersの略であり、米国電気電子学会である。その他、車載システム1と携帯端末3との通信方式、換言すれば、近距離通信方式としては、3GHz以上の周波数帯を用いるUWB-IR(Ultra Wide Band - Impulse Radio)も採用可能である。近距離通信は高周波電波を用いて実施される。本開示における高周波電波とは、2.4GHzなど、900MHz以上の電波である。高周波電波には1GHz以上の電波に限らず、920GHzなどのサブギガ帯の電波も含まれる。
以下では一例として、車載システム1、スマートキー2、及び、携帯端末3はそれぞれ、近距離通信として、BLE規格に準拠した無線通信(以降、BLE通信)を実施する場合を例にとって各部の作動を説明する。本開示では、BLE通信で送受信される無線信号をBLE信号とも記載する。スマートキー2や携帯端末3が車載システム1に向けて送信するBLE信号には、送信元を示す情報としてデバイスIDが含まれる。
なお、以下では車載システム1が携帯端末3との通信におけるマスターとして振る舞い、携帯端末3がスレーブとして振る舞うように設定されている場合について説明する。他の態様として、携帯端末3が車載システム1との通信におけるマスターとして動作するように設定されていても良い。
加えて、車載システム1とスマートキー2は、125kHzや134kHzなどのLF(Low Frequency)帯の電波を用いて無線通信可能に構成されている。すなわち車載システム1は、LF帯に属する所定の周波数の信号であるLF信号を送信するとともに、スマートキー2は当該LF信号を受信可能に構成されている。ここでのLF帯とは300kHz以下の周波数帯を指し、20kHz~30kHzなどの周波数も含む。スマートキー2は、受信したLF信号に応じた応答データを、BLE通信にて車載システム1に返送する。
スマートキー2及び携帯端末3は、車両Hvを使用するための鍵情報を保持しており、当該鍵情報を用いて車両Hvの電子キーとして機能するデバイスである。ここでの鍵情報とは、後述する認証処理で使用されるデータである。鍵情報は、車両Hvにアクセスしようとしている人物がユーザであること、つまり、車両Hvにアクセスしようとしている人物の正当性を証明するためのデータである。鍵情報は、認証鍵や、暗号鍵、鍵コードと呼ぶことができる。鍵情報は、ユーザが設定したパスワードを所定のハッシュ関数に入力して暗号化した文字列(値)であってよい。鍵情報は、デバイスIDをもとに生成されても良い。本開示では、スマートキー2及び携帯端末3のことをまとめてキーデバイスKdとも称する。以下のキーデバイスKdとの記載は、スマートキー2又は携帯端末3と置き換える事ができる。
鍵情報は、キーデバイスKd毎に異なりうる。車載システム1には、キーデバイスKd毎の鍵情報がデバイスIDと対応付けられて保存登録されている。複数のキーデバイスKdは、デバイスIDの代わりに、車両Hvが登録順に割り当てるキーIDで区別されてもよい。デバイスIDは、48ビット/128ビット程度の長さで表現される一方、キーIDは、1バイトなど数バイトで表現されうる。
<スマートキー2について>
スマートキー2は、ユーザが車両Hvを操作するための専用デバイスである。スマートキー2は、車両Hvの購入時に、車両Hvとともにオーナに提供されるデバイスである。スマートキー2は、基本的にオーナによって所持される。スマートキー2は車両Hvの付属物の1つと解することができる。スマートキー2は、扁平な直方体型や、扁平な楕円体型(いわゆるフォブタイプ)、カード型など、多様な形状を採用可能である。スマートキー2は、車両用携帯機、キーフォブ、キーカード、アクセスキーなどと呼ばれうる。
スマートキー2は、ユーザが車両Hvを操作するための専用デバイスである。スマートキー2は、車両Hvの購入時に、車両Hvとともにオーナに提供されるデバイスである。スマートキー2は、基本的にオーナによって所持される。スマートキー2は車両Hvの付属物の1つと解することができる。スマートキー2は、扁平な直方体型や、扁平な楕円体型(いわゆるフォブタイプ)、カード型など、多様な形状を採用可能である。スマートキー2は、車両用携帯機、キーフォブ、キーカード、アクセスキーなどと呼ばれうる。
スマートキー2は図2に示すように、キー制御部20、操作部21、LF受信部22、BLE通信部23、及び内蔵電池24を備える。
操作部21は、スマートキー2に対するユーザ操作を受け付けるための構成である。操作部21としては、プッシュスイッチなどを採用可能である。操作部21は複数のスイッチを備えていてもよい。操作部21は、車両Hvのドアを施錠するためのスイッチである施錠スイッチと、車両Hvのドアを開錠するためのスイッチである開錠スイッチとを含みうる。スマートキー2は、ユーザによって操作されたスイッチに応じた遠隔制御信号をスマートECU4に向けて無線送信することで、車両ドアの施錠/開錠等の制御を実行する、いわゆるリモートキーレスエントリーシステムを提供する。
LF受信部22は、LF信号を受信するための構成である。LF受信部22は、LF信号を受信するためのアンテナや、受信信号を復調する回路(いわゆる復調回路)を用いて実現されている。LF受信部22は、アンテナで受信した信号に対して、アナログデジタル変換や、復調、復号などといった、所定の処理を施すことで、受信信号に含まれるデータを抽出する。そして、その抽出したデータをキー制御部20に提供する。LF受信部22は、受信データの他、車載システム1から送信されてきたLF信号の受信強度を示すデータをキー制御部20に出力する。受信強度を示す信号又はその測定値そのものは、RSSI(Received Signal Strength Indicator/Indication)とも呼ばれうる。本開示では、スマートキー2が検出するLF信号の受信強度のことを、LF強度又はLF_RSSIとも記載する。
BLE通信部23は、BLE用の通信モジュールである。BLE通信部23は、キー制御部20の制御のもと動作する。例えばBLE通信部23は、キー制御部20によってその動作状態が切り替えられる。BLE通信部23は、アドバタイズ信号等を送受信可能な状態であるアクティブ状態と、BLE信号を送受信不能な非アクティブ状態とを備える。非アクティブ状態は通電されていない状態であってよい。内蔵電池24は、スマートキー2の作動のための電力を供給する電源である。内蔵電池24は、リチウム電池等の1次電池である。
キー制御部20は、CPU(Central Processing Unit)201やメモリ202を備えるマイクロコンピュータとして構成されている。キー制御部20はIC(Integrated Circuit)やFPGA(Field-Programmable Gate Array)を用いて実現されていてもよい。メモリ202には、鍵関連情報が保存されている。鍵関連情報には、鍵情報や、スマートキー2と紐付けられている車両HvのID(つまり車両ID)などが含まれる。
キー制御部20は、LF受信部22が所定の閾値以上の強度を有するウェイク信号を受信したことに基づいて起動し、スマートキー2全体をスリープモードからアクティブモードに移行させる。アクティブモードはBLE通信可能な動作モードであってBLE通信部23をアクティブ状態に設定している動作モードに相当する。スリープモードは、アクティブモードと比較して実行可能な機能を限定することで消費電力を抑制する動作モードである。スリープモードは、BLE通信部23を非アクティブ状態に設定している動作モードに相当する。
なお、キー制御部20はウェイク信号を受信した場合以外にも、操作部21が操作された場合にもスリープモードからアクティブモードへと移行しうる。すなわち、キー制御部20はウェイク信号の受信や操作部21へのユーザ操作をトリガとしてBLE通信部23を起動させる。キー制御部20は、アクティブモードにおいて、車載システム1と通信接続していない状態が一定間継続した場合、又は、操作部21が操作されていない状態が一定時間継続した場合に、スマートキー2をスリープモードに移行させる。
アクティブモード時においてキー制御部20は、車載システム1との通信接続状態を示す情報や、車載システム1からの受信データをBLE通信部23から取得する。キー制御部20は、BLE通信部23がチャレンジコードを受信した場合にはメモリ202に保存されている鍵情報を用いたレスポンスコードを生成し、BLE通信部23に送信させる。キー制御部20は、操作部21が操作された場合にも、操作内容に応じた制御信号をBLE通信部23から送信させる。
キー制御部20は、LF受信部22がウェイク信号を受信した場合には、そのLF_RSSIを、送信元を示す情報(例えば送信機番号)と対応付けて一定時間保持する。また、キー制御部20は、車載システム1からの要求に基づき/自発的に(定期的に)、LF強度報告をBLE通信部23から車載システム1に向けて送信させる。LF強度報告は、送信元ごとのLF_RSSIを示すデータを含むBLE信号である。送信元ごとのLF_RSSIが第1データに相当する。
なお、本開示のように携帯端末3を電子キーとして利用可能に構成されている車載システム1においても、スマートキー2は、オーナであることの証明、又は、実体を有するマスターキーとして今後も車両の付属品として販売/配布されることが予見される。また、ユーザの中には、その好みによって、あえて携帯端末3ではなくスマートキー2を車両の鍵として使用し続けるユーザの存在も想定される。つまり、車載システム1の構成としては、スマートキー2と携帯端末3の双方と通信可能であることが求められうる。
<携帯端末3について>
携帯端末3は、BLE通信機能を備えた、携帯可能かつ汎用的な情報処理端末である。携帯端末3としては、スマートフォンや、ウェアラブルデバイス等など、多様な通信端末を採用することができる。ウェアラブルデバイスは、ユーザの身体に装着されて使用されるデバイスであって、リストバンド型、腕時計型、指輪型、メガネ型、イヤホン型など、多様な形状を有していてよい。
携帯端末3は、BLE通信機能を備えた、携帯可能かつ汎用的な情報処理端末である。携帯端末3としては、スマートフォンや、ウェアラブルデバイス等など、多様な通信端末を採用することができる。ウェアラブルデバイスは、ユーザの身体に装着されて使用されるデバイスであって、リストバンド型、腕時計型、指輪型、メガネ型、イヤホン型など、多様な形状を有していてよい。
携帯端末3は、図3に示すように、BLE通信部31、及び、デバイス制御部32を備える。BLE通信部31は、BLE通信を実施するための通信モジュールである。デバイス制御部32は、種々の演算処理を実行する構成である。デバイス制御部32は、プロセッサ33、RAM(Random Access Memory)34、ストレージ35等を備えた、コンピュータとして構成されている。ストレージ35には、携帯端末3を車両Hvの電子キーとして機能させるためのアプリケーションであるデジタルキーアプリがインストールされている。また、ストレージ35には、鍵情報が保存されている。デバイス制御部32もまた、キー制御部20と同様に、車載システム1との通信接続及び認証に係る処理を実施する。すなわち、定期的なアドバタイズ信号の送信や、レスポンスコードの返送等をBLE通信部31との協働により実施する。
<車載システム1の構成について>
ここでは、車載システム1の構成及び作動について述べる。車載システム1は、図1に示すように、スマートECU4、ドアボタン5、スタートボタン6、BLE通信機7、及びLF送信機8を備える。また車載システム1は、電源ECU11、ボディECU12、ディスプレイ13、及び入力装置14を備える。部材名称中のECUは、Electronic Control Unitの略であり、電子制御装置を意味する。
ここでは、車載システム1の構成及び作動について述べる。車載システム1は、図1に示すように、スマートECU4、ドアボタン5、スタートボタン6、BLE通信機7、及びLF送信機8を備える。また車載システム1は、電源ECU11、ボディECU12、ディスプレイ13、及び入力装置14を備える。部材名称中のECUは、Electronic Control Unitの略であり、電子制御装置を意味する。
スマートECU4は、ドアボタン5、スタートボタン6、及びBLE通信機7のそれぞれと専用の信号線で接続されている。また、スマートECU4は、電源ECU11やボディECU12などと、車両内ネットワークNwを介して相互通信可能に接続されている。車両内ネットワークNwは、車両Hv内に構築されている通信ネットワークである。車両内ネットワークNwの規格は、任意の規格であってよい。図1に示す装置同士の接続形態は一例であって、具体的な装置同士の接続態様は適宜変更可能である。
スマートECU4は、BLE通信機7等との協働により、車両Hvに対するデバイス位置を判定するとともに、デバイス位置の判定結果に応じた車両制御を実施するECUである。本開示でのデバイス位置とは、キーデバイスKdの位置を意味する。キーデバイスKdは、ユーザに携帯されるものであるため、デバイス位置を判定することは、ユーザの位置を判定することに相当する。スマートECU4が位置判定装置に相当する。スマートECU4は、インストゥルメントパネル内に配置されている。スマートECU4は、右側又は左側のCピラーの室内側面に取り付けられていてもよい。Cピラーは、車両Hvが備えるピラーのうち、前から3番目のピラーを意味する。
スマートECU4は、コンピュータを用いて実現されている。すなわち、スマートECU4は、プロセッサ41、RAM42、ストレージ43、I/O44、及びこれらの構成を接続するバスラインなどを備えている。
プロセッサ41はRAM42と結合された演算処理のためのハードウェア(換言すれば演算コア)である。プロセッサ41は、例えばCPUである。プロセッサ41は、RAM42へのアクセスにより、後述する各機能部の機能を実現するための種々の処理を実行する。RAM42は揮発性の記憶媒体である。ストレージ43は、フラッシュメモリ等の不揮発性の記憶媒体を含む構成である。ストレージ43には、プロセッサ41によって実行される制御プログラムが格納されている。プロセッサ41が制御プログラムを実行することは、当該制御プログラムに対応する位置判定方法が実行されることに相当する。I/O44は、他装置と通信するための回路モジュールである。
ストレージ43には、キーデバイスKd毎のデバイスIDが登録されている。また、ストレージ43には、各BLE通信機7の車両Hvにおける搭載位置を示す通信機設定データが格納されている。各BLE通信機7の搭載位置は、車両Hvの任意の位置を中心とし、車両Hvの幅方向及び前後方向の両方に平行な2次元座標系である車両座標系上の点として表現されうる。車両座標系を形成するx軸は車幅方向に平行に設定し、y軸は車両の前後方向に平行に設定可能である。座標系の中心は、車体の中心、スマートECU4の取り付け位置など任意の箇所であってよい。もちろん、車両座標系は、高さ方向に平行なz軸を含む、3次元座標系であってもよい。スマートECU4の詳細については別途後述する。
ドアボタン5は、ユーザが車両Hvのドアを開錠及び施錠するためのスイッチである。ドアボタン5は、各ドアに設けられている外側ドアハンドルに設けられている。外側ドアハンドルとは、ドアの外側面に設けられた、ドアを開閉するための把持部材である。ドアボタン5は、ユーザによって押下されると、その旨を示す電気信号を、スマートECU4に出力する。なお、ユーザの開錠指示及び施錠指示の少なくとも何れか一方を受け付けるための構成としては、タッチセンサを採用することもできる。タッチセンサはドアボタン5の代わりに、又は、ドアボタン5とともに外側ドアハンドルに設けられうる。
スタートボタン6は、ユーザが走行用電源をオン/オフを切り替えるためのプッシュスイッチである。走行用電源は、車両Hvが走行するための電源である。車両がエンジン車である場合、走行用電源はイグニッション電源とも呼ばれうる。車両Hvが電気自動車やハイブリッド車である場合、走行用電源はシステムメインリレーとも呼ばれうる。スタートボタン6は駆動源(例えばエンジン)を始動させるためのスイッチに相当する。スタートボタン6は、ユーザによって押下されると、その旨を示す電気信号をスマートECU4に出力する。
BLE通信機7は、BLE規格に則ってキーデバイスKdと無線通信を実施するための通信モジュールである。BLE通信機7は、車両Hvに少なくとも1つ設けられている。本実施形態の車載システム1は一例として、図4に示すように、BLE通信機7を1つだけ備える。BLE通信機7は例えば左側Cピラーの室内側面に設けられている。BLE通信機7の搭載箇所はCピラーに限らず、Bピラーや、インストゥルメントパネル、センターコンソール、室内天井部、フロントガラスの上端部などであっても良い。Bピラーは、車両Hvが備えるピラーのうち、前から2番目のピラーである。Bピラーはセンターピラーとも呼ばれうる。BLE通信機7は、専用の通信線又は車両内ネットワークNwを介してスマートECU4と相互通信可能に接続されている。他の態様としてBLE通信機7は、スマートECU4に内蔵されていても良い。また、BLE通信機7は車両Hvの複数箇所に分散配置されていても良い。BLE通信機7が第2通信機に相当する。
LF送信機8は、スマートECU4からの指示に基づき、LF信号を送信する装置である。LF送信機8は、スマートECU4からの入力信号に基づき、ウェイク信号を送信する。ウェイク信号は、スマートキー2をアクティブモードに移行させるためのLF信号である。LF送信機8は、LF送信回路とLF送信アンテナとを備える。LF送信回路は、デジタルアナログ変換、周波数変換、変調等といった所定の信号処理を行う回路である。LF送信回路はスマートECU4が備えていても良い。
本実施形態の車載システム1はLF送信機8a、8b、8c、8p、8qを備える。LF送信機8aは運転席用の外側ドアハンドルに設けられたLF送信機8である。LF送信機8bは助手席用の外側ドアハンドルに設けられたLF送信機8である。LF送信機8cはトランクドア付近に設けられたLF送信機8である。LF送信機8p、8qは、車室内に配置されたLF送信機8である。LF送信機8pは、前部座席を主たる通信エリアに含むように、インストゥルメントパネルの車幅方向中央部又は運転席正面部に配置されている。LF送信機8qは、後部座席の着座面や足元付近に配置されている。各LF送信機8には、固有の送信機番号が設定されている。送信機番号は、LF信号の送信元を示す情報に相当する。LF送信機8が第1通信機に相当する。
電源ECU11は、車両Hvに搭載された走行用電源のオンオフ状態を制御するECUである。電源ECU11は、スマートECU4からの指示信号に基づき、走行用電源をオフからオンに切り替える。なお、車両Hvがエンジン車である場合には、電源ECU11はスマートECU4からの指示信号に基づきエンジンを始動させる。
ボディECU12は、スマートECU4やユーザからの要求に基づいて、ボディ系アクチュエータを制御するECUである。ボディECU12は、種々のボディ系アクチュエータや、種々のボディ系センサと通信可能に接続されている。ここでのボディ系アクチュエータとは、各ドアのロック機構を構成するドアロックモータである。ボディ系センサには、ドア毎に配置されているカーテシスイッチなどが含まれる。カーテシスイッチは、ドアの開閉を検出するセンサである。ボディECU12は、スマートECU4からの要求に基づいて、車両Hvの各ドアに設けられたドアロックモータに所定の制御信号を出力することで各ドアを施錠したり開錠したりする。
ディスプレイ13は、液晶ディスプレイや有機ELディスプレイである。ディスプレイ13はスマートECU4からの入力信号に応じた画像を表示する。ディスプレイ13は、インストゥルメントパネルの車幅方向の中央領域、又は、運転席の正面領域に配置されている。ディスプレイ13が車載ディスプレイに相当する。
入力装置14は、スマートECU4に対するユーザの指示操作を受け付けるための装置である。入力装置14は、ディスプレイ13に積層されたタッチパネルであってよい。入力装置14はインストゥルメントパネル等に設けられた機械式スイッチであっても良い。入力装置14は、当該装置に対してユーザが行った操作に対応する電気信号を操作信号としてスマートECU4に出力する。入力装置14が出力する操作信号は、ユーザの操作内容を示す。ディスプレイ13及び入力装置14は、ディーラショップ/製造工場等の作業員が、スマートECU4に後述する強度マップデータを登録するためのインターフェースに相当する。ディスプレイ13及び入力装置14をまとめて、車載HMIとも称する。HMIはヒューマンマシンインターフェース(Human Machine Interface)の略である。
<BLE通信機の構成について>
BLE通信機7は、図5に示すようにアンテナ71、送受信部72、及び通信マイコン73を備える。アンテナ71は、BLE通信に用いられる周波数帯、すなわち2.4GHz帯の電波を送受信するための金属部材である。アンテナ71は送受信部72と電気的に接続されている。アンテナ71は複数のアンテナ素子を並べてなるアレーアンテナとして構成されていても良い。2.4GHz帯が第2周波数帯に相当する。なお、2.4GHz帯とは2402MHzから2480MHz(又は2495MHz)までを指しうる。
BLE通信機7は、図5に示すようにアンテナ71、送受信部72、及び通信マイコン73を備える。アンテナ71は、BLE通信に用いられる周波数帯、すなわち2.4GHz帯の電波を送受信するための金属部材である。アンテナ71は送受信部72と電気的に接続されている。アンテナ71は複数のアンテナ素子を並べてなるアレーアンテナとして構成されていても良い。2.4GHz帯が第2周波数帯に相当する。なお、2.4GHz帯とは2402MHzから2480MHz(又は2495MHz)までを指しうる。
送受信部72は、アンテナ71で受信した信号を復調し、通信マイコン73に提供する。また、送受信部72は通信マイコン73を介してスマートECU4から入力された信号を変調して、アンテナ71に出力し、電波として放射させる。送受信部72は、通信マイコン73と相互通信可能に接続されている。送受信部72は、変復調回路の他に、受信強度検出部721及び測距処理部722を備える。受信強度検出部721は、アンテナ71で受信した信号の強度を逐次検出する構成である。受信強度検出部721が検出した受信強度は、受信信号の送信元を示すデバイスID及び受信信号の周波数情報とともに通信マイコン73に向けて出力される。本開示ではBLE信号の受信強度のことをBLE_RSSIとも記載する。
測距処理部722は、通信相手と測距通信を実施することにより、BLE通信機7から通信相手までの距離を間接的に示す距離対応値を生成する。ここでの距離対応値とは、キーデバイスKdから送信された信号がBLE通信機7で受信されるまでの信号の飛行時間を示すパラメータである。距離対応値は、受信強度とは異なるパラメータである。距離対応値とは、具体的には、ラウンドトリップ時間(RTT:Round-Trip Time)または2周波位相差である。測距通信とは、RTT又は2周波位相差を測定するための通信と言い換えることができる。距離対応値は、片道分又は往復分の信号飛行時間(ToF:Time of Flight)を示すため、ToF関連値と呼ぶことができる。RTTや2周波位相差といった距離対応値が測距値及び第2データに相当する。
なお、RTTは、通信相手に向けて応答要求信号を送信してから、通信相手からの応答信号を受信するまでの時間として計測される。測距処理部722は、実際に信号を送信してから受信するまでの経過時間に対して、キーデバイスKdで生じる応答処理時間の想定値やBLE通信機7で生じうる遅延時間の想定値を減算するなどの所定の補正処理を施した値をRTTとして用いてもよい。
また、2周波位相差は、BLE通信機7とキーデバイスKdとが連続波(CW:Continuous Wave)信号を送受信することで特定されるパラメータであって、2つの周波数のそれぞれで観測された送受信位相差の差である。或る周波数での送受信位相差は、ターゲットに向けて送信した対象周波数のCW信号と、ターゲットから返ってくる対象周波数のCW信号の位相差に相当する。
送受信位相差は、単純に位相角とも呼ばれうる。送受信位相差は、BLE通信機7とキーデバイスKdとがCW信号を互いに送受信し合うことによって各装置で検出される送信信号と受信信号との位相差の平均値(又は合計値)であってよい。測距処理部722は、デバイス間での初期位相/ローカル発振器が同期していることを前提として、キーデバイスKdから送信されたCW信号の受信位相をそのまま送受信位相差として採用してもよい。デバイス間での初期位相/ローカル発振器の同期は、例えば所定の同期用信号を送信することで実現されうる。2周波位相差のもととなる周波数ごとの送受信位相差も、測距値の一種として取り扱われてよい。2周波位相差は、周波数の変化による送受信位相差の変位量に対応する。
BLE通信機7は、スマートECU4からの指示に基づき、スマートキー2又は携帯端末3と測距通信を実施し、距離対応値を生成してプロセッサ41に報告する。本実施形態ではより好ましい態様として、測距処理部722は、RTTと2周波位相差の両方を算出する。また、測距処理部722は、2周波位相差に関しては、BLE通信に供される周波数の組み合わせごとに算出する。なお、距離対応値の生成(演算)は、通信マイコン73やスマートECU4が実施しても良い。測距処理部722が周波数ごとの送受信位相差を特定し、スマートECU4が周波数ごとの送受信位相差に基づいて、周波数の組み合わせごとの2周波位相差を算出しても良い。BLE通信機7とスマートECU4との機能分担は適宜変更可能である。
通信マイコン73は、スマートECU4とのデータの受け渡しを制御するマイクロコンピュータである。通信マイコン73は、CPUやRAM、ROM(Read Only Memory)等を用いて実現されている。通信マイコン73は、送受信部72から入力された受信データを順次又はスマートECU4からの要求に基づいてスマートECU4に提供する。また、通信マイコン73は、スマートECU4からの要求に基づいて、又は自発的に、キーデバイスKdからの信号の受信状況や距離対応値に関するデータをスマートECU4に出力する。
なお、BLE通信機7は、キーデバイスKdからの信号の受信状況を示す情報として、信号の到来方向を算出してスマートECU4に出力するように構成されていても良い。信号の到来方向の推定は、MUSIC法やESPRIT法などの多様な手法にて実施可能である。受信強度や、位相、到来方向などは受信波特徴と呼ぶことができる。
<スマートECU4の機能について>
ここではスマートECU4の機能及び作動について説明する。スマートECU4は、ストレージ43に保存されているプログラムを実行することにより、図6に示す種々の機能ブロックに対応する機能を提供する。すなわち、スマートECU4は機能部として、車両情報取得部F1、通信制御部F2、位置判定部F3、認証処理部F4、及び車両制御部F5を備える。通信制御部F2はサブ機能部として、LF制御部F21及びBLE制御部F22を備える。
ここではスマートECU4の機能及び作動について説明する。スマートECU4は、ストレージ43に保存されているプログラムを実行することにより、図6に示す種々の機能ブロックに対応する機能を提供する。すなわち、スマートECU4は機能部として、車両情報取得部F1、通信制御部F2、位置判定部F3、認証処理部F4、及び車両制御部F5を備える。通信制御部F2はサブ機能部として、LF制御部F21及びBLE制御部F22を備える。
また、スマートECU4は、キー情報記憶部M1及び強度マップ記憶部M2を備える。キー情報記憶部M1及び強度マップ記憶部M2は、ストレージ43が備える記憶領域の一部を用いて実現されている。キー情報記憶部M1及び強度マップ記憶部M2の何れか一方又は両方は、ストレージ43とは物理的に独立した不揮発性の記憶媒体を用いて実現されていても良い。キー情報記憶部M1及び強度マップ記憶部M2はプロセッサ41によるデータの書き込み、読出、削除等が実施可能に構成されている。
キー情報記憶部M1は、車両Hvの電子キーとして利用されるキーデバイスKdの情報を保存するための記憶媒体である。キー情報記憶部M1には、キーデバイスKd毎及びユーザ毎の鍵情報が、キーIDや、デバイスID、ユーザID、デバイス種別データなどと対応づけられて保存されている。ユーザIDは複数のユーザを識別するための識別子であってユーザごとに設定される。デバイスの種別とは、スマートキー2か、携帯端末3かを表す。なお、車両Hvがサービスカーである場合、スマートECU4は、鍵情報を発行するデジタルキーサーバから、利用予約しているユーザのデバイス情報を事前取得し、キー情報記憶部M1に保存しても良い。ユーザ毎/デバイス毎の鍵情報には、有効期限や、権限、シートポジションなどの情報が紐付けられていてもよい。
強度マップ記憶部M2は、少なくとも施開錠エリアEA内において所定の間隔で設定される計測ポイントごとのLF_RSSIを示す強度マップが保存される記憶媒体である。強度マップの詳細については別途後述する。
車両情報取得部F1は、車両Hvに搭載されたセンサやECU、スイッチなどから、車両Hvの状態、及び、車両Hvに対するユーザの操作を示す種々の車両情報を取得する。車両情報には、走行用電源の状態(オン/オフ)や、各ドアの開閉状態、各ドアの施錠/開錠状態、ドアボタン5及びスタートボタン6の押下状態、シフトポジション等が含まれる。ブレーキペダルの踏込量/踏込力を検出するブレーキセンサの出力値や、パーキングブレーキの作動状態を示す信号もまた車両情報に該当しうる。なお、ドアボタン5やスタートボタン6からの電気信号を取得することは、これらのボタンに対するユーザ操作を検出することに相当する。車両情報取得部F1は、1つの局面においてドアボタン5の押下や、ドアの開閉、スタートボタン6の押下などといった、車両Hvに対するユーザの操作を検出する構成に相当する。
車両情報取得部F1は、上述した種々の情報に基づいて、車両Hvの現在の状態を取得する。車両情報取得部F1は、走行用電源がオフであり、全てのドアが施錠されている場合に、車両Hvは駐車されていると判定する。車両Hvが駐車されていると判定する条件は適宜設計されればよく、多様な判定条件を適用可能である。なお、本開示における「取得」には、他の装置/センサから入力されたデータなどを元に内部演算によって生成/検出/判定することも含まれる。システム内の機能配置は適宜変更可能であるためである。
通信制御部F2は、BLE通信機7及びLF送信機8の動作を制御する。LF送信機8を制御する構成がLF制御部F21に相当し、BLE通信機7を制御する構成がBLE制御部F22に相当する。
LF制御部F21としての通信制御部F2は、車両Hvが駐車されている間、所定のポーリング間隔で複数のLF送信機8から順番にウェイク信号を送信させる。ウェイク信号は、少なくとも送信元情報としての送信機番号を含む。ポーリング間隔は200ミリ秒などに設定されている。通信制御部F2は、ドアボタン5や、スタートボタン6、ブレーキペダル等といった、車両Hvに設けられた操作部材に対するユーザの操作を検出した場合に、操作された部材に対応するLF送信機8からウェイク信号を送信させても良い。通信制御部F2は、左側ドアに設けられたドアボタン5が押下されたことに反応して、LF送信機8bからウェイク信号を送信させても良い。本開示ではドアボタン5やスタートボタン6等に対するユーザ操作を検知したこと基づいてウェイク信号を送信することを、トリガ送信とも称する。通信制御部F2は、スマートキー2とBLE通信で接続中である場合にはLF信号の送信を停止/中止しても良い。
BLE制御部F22としての通信制御部F2は、BLE通信機7を用いてキーデバイスKdとデータ通信を実施する。通信制御部F2は、通信接続しているキーデバイスKd宛のデータを生成し、BLE通信機7に出力する。これにより、所望のデータに対応する信号を電波として送信させる。また、通信制御部F2は、BLE通信機7が受信したキーデバイスKdからのデータを受信する。本実施形態ではより好ましい態様としてスマートECU4とキーデバイスKdとのデータ通信は、暗号化して実施される。
通信制御部F2は、キーデバイスKdから送信されるBLE信号を受信したことに基づいて、ユーザが車両Hv周辺に存在することを認識する。つまりBLE通信機7xは、パッシブスキャン方式にて車両周辺に存在するキーデバイスKdを検出する。なお、車載システム1は、スキャン要求の送信を伴うアクティブスキャン方式によってキーデバイスKdを探索しても良い。2種類のスキャン方式はシーンによって使い分けられても良い。駐車中の待機シーンにおいてはパッシブスキャン方式を採用する一方、ドアボタン5の押下などの所定の照合イベント発生時にはアクティブスキャン方式が採用されても良い。
また、通信制御部F2は、BLE通信機7から、通信接続しているキーデバイスKdのデバイスIDを取得する。スマートECU4は、受信したデバイスIDに基づいて車両Hv周辺に存在するユーザを特定する。通信制御部F2は、デバイスIDに基づいて、通信相手のデバイス種別がスマートキー2に該当するか否かを判定する。
通信制御部F2は、BLE通信機7からキーデバイスKdからの信号の受信状況や距離対応値を取得する。通信制御部F2は、キーデバイスKdからの信号の受信状況を示すデータとして、周波数ごとの受信強度及び送受信位相差を取得する。通信制御部F2は、各BLE通信機7でのキーデバイスKdからの信号の受信状況/距離対応値を示すデータを位置判定部F3など、他の機能/回路モジュールにも提供する。
位置判定部F3は、BLE通信機7で観測された距離対応値等に基づいて、車両Hvに対するキーデバイスKdの位置を判定する構成である。位置判定部F3は、キーデバイスKdとの通信状況に基づき、キーデバイスKdが施開錠エリアEA、室内エリア、及び、その他エリアの何れのエリアに存在するかを判定する。
施開錠エリアEAとは、当該エリア内にキーデバイスKdが存在することに基づいて、車載システム1がドアの施錠や開錠といった所定の車両制御を実行するためのエリアである。施開錠エリアEAは、室外作動エリアの一種であって、パッシブエントリエリアと呼ぶこともできる。運転席用のドア、助手席用のドア、及びトランクドアのそれぞれに設けられた外側ドアハンドルから所定の作動距離以内となる範囲が施開錠エリアEAに設定されていてよい。施開錠エリアEAの大きさを規定する作動距離は、例えば1.5mである。もちろん、作動距離は1mであってもよいし、0.7mであってもよい。作動距離は、セキュリティの観点から2mよりも小さく設定されていてよい。本開示では右側の施開錠エリアEAを右側エリアEA_A、左側の施開錠エリアEAを左側エリアEA_B、後方の施開錠エリアEAを後方エリアEA_Cとも記載する。
室内エリアは車室内に相当する。室内エリアは、運転席を基準として設定される始動許可エリアと、始動禁止エリアに細分化されていても良い。始動許可エリアは、当該エリア内にキーデバイスKdが存在することに基づいて、車載システム1が走行用電源をオフからオンに切り替えるためのエリアである。始動許可エリアは、車室内において例えばシフトレバー又はスタートボタン6から0.5m以内となる部分である。始動禁止エリアは、車室内のうち、始動許可エリア以外の部分である。室内エリアは、前席エリアと後席エリアに分けられていても良い。始動許可エリアは、パッシブスタートエリアと呼ぶことができる。
その他エリアは、車室外であって、施開錠エリアEAの外側に相当する領域である。その他エリアは、遠方エリアと、中間エリアに分けられていても良い。遠方エリアは、車両Hvから6m以上遠方となる領域である。中間エリアは、車両Hvから6m以内であって、施開錠エリアEA以外の車室外領域である。
位置判定部F3は、通信接続していないキーデバイスKdに関してはその他エリアに存在するとみなす。また、位置判定部F3は、通信接続しているキーデバイスKdが室内エリア及び施開錠エリアEAの何れにも存在しないと判定している場合には、当該キーデバイスKdはその他エリアに存在すると判定する。施開錠エリアEA及び室内エリアが対象エリアに相当する。なお、本開示の対象エリアは、施開錠エリアEA及び室内エリアの何れか一方であってもよい。
デバイス位置の判定に際して、位置判定部F3は、通信相手がスマートキー2か携帯端末3かに応じて、異なる位置判定アルゴリズムを適用する。位置判定部F3は、通信相手がスマートキー2である場合には、別途後述するように、距離対応値とLF_RSSIを併用してスマートキー2の位置を判定する。一方、位置判定部F3は、通信相手が携帯端末3である場合には、LF_RSSIを用いずに、距離対応値とBLE_RSSIをもとに判定する。
なお、位置判定部F3は、デバイス位置の判定にかかるサブ機能として、観測されている距離対応値をもとに、BLE通信機7から通信相手までの距離であるデバイス距離を算出する機能を備えうる。デバイス距離は、2周波位相差又はRTTを距離の次元に換算したパラメータに相当する。デバイス距離は、片道分の距離である。他の態様としてデバイス距離は、往復分の距離であってもよい。距離対応値をデバイス距離に換算する機能はBLE通信機7が備えていても良い。距離対応値をもとに算出されたデバイス距離もまた測距値の一種とみなされうる。スマートキー2の位置判定方法等については別途後述する。
認証処理部F4は、BLE通信機7xと連携して、通信相手がキーデバイスKdであることを確認(換言すれば認証)する処理を実施する。認証のための通信は、暗号化されて実施される。認証処理自体は、チャレンジ-レスポンス方式など多様な方式を用いて実施されればよい。認証処理部F4は、所定の/ランダムに生成されるチャレンジコードをキーデバイスKdに向けて送信する。また、当該チャレンジコードに、通信相手のデバイスID/キーIDに応じた鍵情報を用いて所定の手順により検証用コードを生成する。そして、通信相手から返送されてきたレスポンスコードと検証用コードとを照らし合わせ、両者が一致していることに基づいて認証成功と判定する。このような認証処理は、鍵情報を元にキーデバイスKdで生成されたレスポンスコードと、スマートECU4が保持又は動的に生成した検証コードとを照合する処理を伴うため、照合処理と言い換えることもできる。キーデバイスKdの認証が成功したということは、車両Hvにアクセスしようとしている人物が正規のユーザであると判定することに相当する。
認証処理部F4が認証処理を実施するタイミングは、BLE通信機7とキーデバイスKdとの通信接続が確立したタイミングであってよい。認証処理部F4は、BLE通信機7とキーデバイスKdとが通信接続している間、所定の周期で認証処理を実施するように構成されていても良い。また、ユーザによってスタートボタン6が押下された場合やドアが開閉された場合など、車両Hvに対する所定のユーザ操作をトリガとして認証処理のための通信を実施するように構成されていても良い。
車両制御部F5は、認証処理部F4によるキーデバイスKdの認証が成功していることを条件として、デバイス位置及び車両Hvの状態に応じた車両制御を、ボディECU12等と協働して実行する構成である。車両制御部F5は、位置判定部F3によってキーデバイスKdは施開錠エリアEAに存在すると判定されており、かつ、ドアボタン5がユーザによって押下されたことを検出した場合には、ボディECU12と協働してドアを開錠する。車両制御部F5は、位置判定部F3によってキーデバイスKdは車室内に存在すると判定されており、かつ、スタートボタン6がユーザによって押下されたことを検出した場合には、電源ECU11と連携して走行用電源をオフからオンに切り替える。
その他、スマートECU4は、入力装置14からの入力信号に基づいて、キーデバイスKdの登録、削除、無効化を実施する。プロセッサ41は、ユーザ操作に基づき、キーデバイスKdを登録/削除する。キーデバイス登録時、スマートECU4は、入力装置14から入力される操作信号により、新規登録するデバイスの種別を取得する。スマートECU4が取得したキーデバイスKdの種別情報は、キー情報記憶部M1に、鍵情報と対応付けられて保存される。なお、スマートキー2は、ディーラショップなどでキーデバイスKdとして登録されうる。
以上で述べたスマートECU4は、以下に説明するように、マップ生成処理や、車両制御処理、位置判定処理などを実施しうる。
<強度マップについて>
強度マップ記憶部M2に保存されている強度マップは、車両Hvを基準として定まる相対的な計測地点ごとのLF_RSSIを示す。計測地点は、車両Hvから2m以内となる範囲において、所定の配置間隔で3次元格子状に配置される。計測地点は、図7に示すように、前後左右方向に例えば5cm又は10cm間隔で配置されうる。計測地点の配置間隔Dは、20cmなど、その他の値であってもよい。計測地点は、高さ方向にも所定間隔で配置されうる。計測地点は、施開錠エリアEAや車室内に限って設定されていても良い。強度マップ記憶部M2は、施開錠エリアEAや車室内における地点ごとのLF_RSSIをマップ化したデータであってもよい。
強度マップ記憶部M2に保存されている強度マップは、車両Hvを基準として定まる相対的な計測地点ごとのLF_RSSIを示す。計測地点は、車両Hvから2m以内となる範囲において、所定の配置間隔で3次元格子状に配置される。計測地点は、図7に示すように、前後左右方向に例えば5cm又は10cm間隔で配置されうる。計測地点の配置間隔Dは、20cmなど、その他の値であってもよい。計測地点は、高さ方向にも所定間隔で配置されうる。計測地点は、施開錠エリアEAや車室内に限って設定されていても良い。強度マップ記憶部M2は、施開錠エリアEAや車室内における地点ごとのLF_RSSIをマップ化したデータであってもよい。
本実施形態では一例として、強度マップは図8に示すように、計測地点ごとの観測されうるデバイス距離とLF強度範囲のデータセットを含む。各計測地点は、計測番号又は座標で区別される。或る地点についてのデバイス距離についてのデータは、ピンポイントの値ではなく、測距誤差を考慮して観測値±0.1mなど、一定の幅が設けられていても良い。或る計測地点についてのLF強度範囲データは、当該計測地点にスマートキー2が存在する場合に、スマートキー2で観測されるLF_RSSIの範囲を示す。LF強度範囲データは、送信元となるLF送信機8毎に用意されている。
施開錠エリアEA及び室内エリアについての送信元ごとのLF強度範囲データは、デバイス距離ごとに、システム作動を許可するLF_RSSIの条件を示す強度条件データと呼ぶこともできる。強度マップが判定用データに相当する。強度マップ記憶部M2が判定用データ記憶部に相当する。なお、強度マップは、デバイス距離の代わりに/並列的に、RTTや2周波位相差などの距離対応値と、送信元ごとのLF強度範囲との対応関係を示すデータセットであってもよい。
ところで、強度マップが複数種類のエリアについてのデータを含む場合、強度マップは該当地点が属するエリア種別を示す情報を含んでいても良い。エリア種別は、番号で表現されてよい。例えば図8に示す「1B」は左側エリアEA_Bを示す。その他、右側エリアEA_Aは「1B」、後方エリアEA_Cは「1C」、室内エリアは「2」、その他エリアは「0」などで表現されてよい。強度マップが各計測地点のエリア種別情報を備える構成によれば、特定されたデバイス位置が何れのエリアに該当するのかを速やかに特定可能となりうる。
尚、図8に示す地点番号「100001」は、図7に示す計測地点kを指す。図8に示す「ANT」はアンテナの略であり、本開示においてはLF送信機/LFアンテナを指す。「ANT.A」はLF送信機8aを指し、「ANT.P」はLF送信機8pを指す。図8中の「ANT.A」欄の2行目に記載の「<80」は、LF送信機8aから送信されるLF信号の受信強度が-80dBm未満となる事を示す。「ANT.B」欄の2行目に記載の「-10<」は、LF送信機8bから送信されるLF信号の受信強度が-10dBmよりも大きくなる事を示す。「-50±5」は、観測されうるLF_RSSIが-45dBmから-55dBmの範囲に収まることを示す。
<マップ生成処理>
ここでは図9に示すフローチャートを用いてスマートECU4がスマートキー2と連携して実施するマップ生成処理について説明する。マップ生成処理は、強度マップを生成し、強度マップ記憶部M2に保存するための処理である。マップ生成処理は、ディーラショップや工場などのスタッフが入力装置14に対して所定の登録開始操作を実施したに基づいて開始されうる。マップ生成処理は、一例としてステップS101~S107を備える。
ここでは図9に示すフローチャートを用いてスマートECU4がスマートキー2と連携して実施するマップ生成処理について説明する。マップ生成処理は、強度マップを生成し、強度マップ記憶部M2に保存するための処理である。マップ生成処理は、ディーラショップや工場などのスタッフが入力装置14に対して所定の登録開始操作を実施したに基づいて開始されうる。マップ生成処理は、一例としてステップS101~S107を備える。
ステップS101は、スマートキー2が任意の計測地点に配置されたか否かを判定するステップである。プロセッサ41は、入力装置14から、スマートキー2の配置が完了したことを示す操作信号が入力されたことに基づき、スマートキー2が任意の計測地点に配置されたことを検出する。スマートキー2の配置完了を検知するとプロセッサ41はステップS102を実行する。
ステップS102は、登録対象とする計測地点の情報、座標や計測地点番号を取得するステップである。プロセッサ41は、計測地点の情報もまた、入力装置14に対する作業員/ユーザの操作に基づき取得する。計測地点の情報を取得するとプロセッサ41はステップS103を実行する。
ステップS103は、LF_RSSIを計測するステップである。ステップS103は、各LF送信機8からLF信号(例えばウェイク信号)を送信させ、スマートキー2に送信元ごとのLF_RSSIを計測させることを含む。また、ステップS103は、BLE通信にて、スマートキー2から送信元ごとのLF_RSSIの観測値を取得することを含む。スマートキー2は、スマートECU4とのBLE通信接続後、送信元ごとのLF_RSSIの観測値を自発的に報告しても良いし、スマートECU4からの送信要求を受信したことに基づいて報告しても良い。
当該ステップS103により、プロセッサ41は、計測地点での送信元ごとのLF強度範囲データを生成する。なお、送信元ごとのLF_RSSIの計測は複数回実施されても良い。プロセッサ41は、複数回の計測結果を統計処理(例えば平均化)することにより、送信元ごとのLF強度範囲データを生成してもよい。送信元ごとのLF強度範囲データの生成が完了するとプロセッサ41はステップS104を実行する。
ステップS104はBLE通信機7に測距通信を実施させることにより、BLE通信機7から計測地点までの距離を取得する。プロセッサ41は、BLE通信機7に測距通信を実施させることにより得られるRTT及び2周波位相差に基づいて、デバイス距離を取得する。ここで取得される距離値は、実際に通信した際に観測される値である。無線信号の伝播経路は回り込み等によって直線距離よりも長くなりうる。BLE通信機7の搭載位置から対象とする計測地点までの単純な直線距離ではなく、実際に通信を実施させることで観測される距離値を、LF強度範囲データに紐付ける距離情報として採用することにより、デバイス位置を誤判定する恐れを低減可能となる。距離情報の登録が完了するとプロセッサ41はステップS105を実行する。
ステップS105では、ステップS103で観測された送信元ごとのLF強度範囲データ及びステップS104で取得したデバイス距離の観測値を、計測地点の番号/座標と紐付けてRAM42に一時保存する。また、プロセッサ41は、計測地点の番号/座標に基づいてエリア種別の値を設定する。登録対象とする計測地点についての各データの紐付けが完了するとプロセッサ41はステップS106を実行する。
ステップS106は、まだLF_RSSI等の計測をしていない計測地点が残っているか否かを判定するステップである。未計測地点が残っている場合には、任意の1つの未計測地点に対してステップS101以降の処理を実行する。一方、全ての計測地点についての距離情報及びLF強度範囲データを取得している場合にはステップS107に移り、計測地点ごとのデータをパッケージ化したデータセットを強度マップデータとして強度マップ記憶部M2に登録し、本フローを終了する。
なお、マップ生成処理は、車両Hvごとに実施されても良いし、特定の車両でのみ実施されても良い。或る車両Hvの強度マップ記憶部M2には、別の車両で生成された強度マップデータが保存されてもよい。同一の車両モデルで使用されるスマートECU4には、共通の強度マップデータが保存されていてもよい。
<車両制御処理>
ここでは図10に示すフローチャートを用いてスマートECU4が実施する車両制御処理について説明する。車両制御処理は、スマートキー2又は携帯端末3の位置に応じて、ドアの開錠や施錠、走行用電源のオン/オフ切り替えといった車両制御を実施するための処理である。車両制御処理は、走行用電源がオフである間、200ミリ秒などの所定の周期で実行される。なお、車両制御処理は、ドアボタン5の押下や、スタートボタン6の押下、ドアの開閉、ブレーキペダルの踏み込みといった車両Hvに対するユーザ操作を検出したことをトリガとして実行されても良い。車両制御処理は、一例としてステップS201~S211を備える。
ここでは図10に示すフローチャートを用いてスマートECU4が実施する車両制御処理について説明する。車両制御処理は、スマートキー2又は携帯端末3の位置に応じて、ドアの開錠や施錠、走行用電源のオン/オフ切り替えといった車両制御を実施するための処理である。車両制御処理は、走行用電源がオフである間、200ミリ秒などの所定の周期で実行される。なお、車両制御処理は、ドアボタン5の押下や、スタートボタン6の押下、ドアの開閉、ブレーキペダルの踏み込みといった車両Hvに対するユーザ操作を検出したことをトリガとして実行されても良い。車両制御処理は、一例としてステップS201~S211を備える。
ステップS201は、各LF送信機8から所定の順番にウェイク信号を送信させるステップである。ステップS201が完了すると、プロセッサ41はステップS202を実行する。
ステップS202は、キーデバイスKdの探索(いわゆるスキャニング)を実施するステップである。ステップS202でのスキャニングの結果、キーデバイスKdが1つも検出されなかった場合には(S203 NO)、ステップS204以降の処理は省略して本フローを終了する。ステップS202でのスキャニングの結果、キーデバイスKdを発見した場合には、プロセッサ41はステップS204を実行する。
ステップS204では、BLE通信機7にステップS202でのスキャニングで検出したキーデバイスKdと通信接続させるステップである。通信接続は、接続要求の送信とその応答とをやり取りすることで実現されうる。プロセッサ41は、アドバタイズ信号等に含まれる送信元情報等に基づき、通信相手を特定する。スキャニングから通信接続、暗号通信の開始にかかる詳細なシーケンスは、BLE規格に準拠して実施されうる。キーデバイスKdとの通信接続が完了すると、プロセッサ41はステップS205を実行する。
ステップS205では、無線通信相手を認証するための通信を実行するステップである。プロセッサ41は、チャレンジコードと、キー情報記憶部M1に保存されている通信相手の鍵情報とを用いて、キーデバイスKdの認証処理を実施する。認証が成功した場合には(S206 YES)、プロセッサ41はステップS207を実行する。一方、無線認証が失敗した場合には(S206 NO)、本フローを終了する。
ステップS207は、通信相手がスマートキー2であるか否かを判定するステップである。プロセッサ41は通信相手のデバイスIDと、キー情報記憶部M1に保存されているデバイスIDごとのデバイス種別情報とを照らし合わせることで、通信相手がスマートキー2であるか否かを判定する。他の態様として、プロセッサ41は、BLE通信により通信相手から後述するデバイス種別コード又は具備機能コードを取得することにより、通信相手がスマートキー2か否かを判定しても良い。通信相手がスマートキー2であると判定した場合には(S207 YES)、プロセッサ41はステップS208を実行する。通信相手がスマートキー2ではないと判定した場合には(S207 NO)、プロセッサ41はステップS209を実行する。
ステップS208は、スマートキー用位置判定処理を実施するステップである。スマートキー用の位置判定処理については別途後述する。スマートキー用位置判定処理を実行することにより、プロセッサ41は通信相手としてのスマートキー2が施開錠エリアEA、室内エリア、及び、その他エリアの何れに存在するのかが決定される。ステップS208が完了するとプロセッサ41はステップS210を実行する。
ステップS209は、携帯端末用位置判定処理を実施するステップである。携帯端末用の位置判定処理についても別途後述する。携帯端末用位置判定処理を実行することにより、プロセッサ41は通信相手としての携帯端末3が施開錠エリアEA、室内エリア、及び、その他エリアの何れに存在するのかが決定される。ステップS209が完了するとプロセッサ41は、ステップS210を実行する。
ステップS210では、ステップS208又はステップS209での処理結果を受けて、通信相手としてのキーデバイスKdが作動エリア内に存在するか否かを判定するステップである。ここでの作動エリアとは、開錠等の車両制御を実行可能なエリアである。具体的には施開錠エリアEA及び室内エリアが作動エリアに該当する。その他エリアは、作動エリアには該当しない。なお、ユーザの接近に伴って車外照明設備を点灯させる車外エリアであるウェルカムエリアがスマートECU4に設定されている場合、ウェルカムエリアもまた、作動エリアに含まれうる。さらに、車両Hvを遠隔操作で半自動的に駐車させる車外エリアであるリモート駐車エリアがスマートECU4に設定されている場合、リモート駐車エリアもまた、作動エリアに含まれうる。ウェルカムエリアやリモート駐車エリアは車両Hvから6m以内に設定される。
プロセッサ41は、キーデバイスKdが作動エリア内に存在すると判定している場合には(S210 YES)、デバイス位置に応じた車両制御を実行する(S211)。一方、プロセッサ41は、キーデバイスKdが作動エリア内に存在するとは判定していない場合には(S210 NO)、本フローを終了する。
なお、ステップS211は、開錠等の車両制御を実行するのではなく、所定の操作部材へのユーザ操作に反応して車両制御を実行可能なスタンバイ状態に移行するステップであっても良い。スタンバイ状態は、ドアボタン5などといった、車両制御の内容に対応する操作部材へのユーザ操作を待機する状態に相当する。プロセッサ41はスタンバイ状態において所定のユーザ操作を検知した場合には速やかに、操作部材やデバイス位置に対応する車両制御を実行する。
<スマートキー用の位置判定処理について>
ここでは通信相手がスマートキー2と特定されている場合の位置確認処理について説明する。スマートキー用位置判定処理は、図11に示すようにステップS301~S307を含む。図11に示すフローチャート(シーケンス)は図10のステップS208として実行される。
ここでは通信相手がスマートキー2と特定されている場合の位置確認処理について説明する。スマートキー用位置判定処理は、図11に示すようにステップS301~S307を含む。図11に示すフローチャート(シーケンス)は図10のステップS208として実行される。
ステップS301はスマートキー2から送信元ごとのLF_RSSIを示すデータセット/メッセージであるLF強度報告を受信するステップである。LF強度報告自体は、BLE通信にて送受信される。ここで報告される送信元ごとのLF_RSSIは、ステップS201で送信されたウェイク信号についての強度観測値である。なお、他の態様として、ステップS301は、各LF送信機8からLF強度計測用のLF信号を送信する工程を含んでいても良い。その場合には、ステップS301は、LF強度計測用に各LF送信機8から送信されたLF信号に対する受信強度の観測値を取得するステップに相当する。LF強度報告の受信が完了すると、プロセッサ41はステップS302を実行する。
ステップS302は、ステップS104と同様に、測距処理を実施するステップである。つまり、プロセッサ41は、BLE通信機7に測距通信を実施させることにより、RTT及び2周波位相差を取得する。また、プロセッサ41は、観測されたRTTに基づく距離の算出値であるRTT測距値と、観測された2周波位相差に基づく距離の算出値である位相差測距値のそれぞれを、デバイス距離として生成する。
図11に示すD_rttはRTT測距値であり、D_ΔΦは、位相差測距値を示す。2周波位相差の算出に使用する周波数である測距用周波数の組み合わせは、予め設定されていても良いし、動的に決定されても良い。測距用周波数はアドバタイズ用の周波数であってもよいし、データ通信用の周波数であってもよい。BLE通信では、コネクション確立後、周波数ホッピングが行われる。プロセッサ41は、周波数が切り替わることに現行周波数での送受信位相差を取得してもよい。現行周波数とは、その時点で使用されている(つまり使用中の)周波数である。プロセッサ41は、測距用周波数として、周波数の差である差分周波数Δfが10MHz以上、70MHz未満となる組み合わせを動的に選択して位相差測距を行ってもよい。プロセッサ41は、複数の周波数の組み合わせにおいて位相差測距値を算出しても良い。4以上の周波数を母集団とする周波数の組み合わせごとに位相差測距値を算出し、それらを組み合わせることにより、最終的な位相差測距値を決定しても良い。ステップS302での測距処理が完了すると、プロセッサ41はステップS303を実行する。
ステップS303は、RTT測距値(D_rtt)が所定値未満であるか否かを判定するステップである。ここでの閾値は6mや10m、15mなどに設定されている。RTT測距値が所定値未満である場合にはプロセッサ41はステップS304を実施する。一方、RTT測距値が所定値以上である場合にはプロセッサ41はステップS307を実施する。なお、RTT測距値はRTTに比例する。ステップS303は、RTTの観測値が所定値未満であるか否かを判定するステップに相当する。
なお、BLE通信でやり取りされる信号は、UWB-IRで使用されるパルス信号よりも長いため、BLE通信で観測可能なRTTは、UWB通信で観測可能なRTTに比べて精度が低い。また、BLE通信におけるRTTを用いた測距の精度は、2周波位相差を用いた測距ほど高くない。BLE通信におけるRTT測距値は、数m程度の誤差を含むことが起こりうる。ステップS303で使用される閾値は、BLE通信機7の搭載位置から施開錠エリアEAの最遠点までの距離である想定最大距離よりも1~2m程度大きく設定されていることが好ましい。ステップS303はRTT測距値の観点からスマートキー2が施開錠エリアEA又は車室内に存在する可能性があるかを切り分ける1次フィルタに相当する。
ステップS304では、位相差測距値(D_ΔΦ)が所定値未満以下であるか否かを判定するステップである。ここでの閾値は、5mなど、想定最大距離に設定されていてよい。ステップS304は位相差測距値の観点からスマートキー2が施開錠エリアEA又は室内エリアに存在する可能性があるかを切り分ける2次フィルタに相当する。位相差測距値が所定値未満である場合にはプロセッサ41はステップS305を実施する。一方、位相差測距値が所定値以上である場合にはプロセッサ41はステップS307を実施する。
ステップS305は、強度マップを参照し、上記処理で取得したデバイス距離に対応する計測地点のデータを取得するステップである。デバイス距離に対応する計測地点が複数存在する場合には、それら全てのデータを抽出する。ステップS305はデバイス距離を検索キーとして、強度マップデータから、観測されたデバイス距離に紐付けられている計測地点のデータを取得するステップに相当する。計測地点のデータには、LFアンテナ毎のLF強度範囲データが含まれる。なお、プロセッサ41はRTT測距値と位相差測距値のうち、位相差測距値をデバイス距離として採用する。他の態様として、プロセッサ41はRTT測距値をデバイス距離として採用してもよい。また、プロセッサ41はRTT測距値と位相差測距値の平均値、又は重み付け平均値をデバイス距離として採用してもよい。
ステップS306では、今回観測されたデバイス距離と、送信元ごとのLF_RSSIの組み合わせと、強度マップとをもとに、スマートキー2の位置を判定するステップである。具体的にはプロセッサ41は、ステップS301で取得した送信元ごとのLF_RSSIの観測値と、ステップS305で読みだした計測地点ごとのLF強度範囲データとを照らし合わせ、観測値の組み合わせに適合する計測地点が存在するか否かを判定する。
強度マップ内に今回の観測結果に適合する計測地点/データセットが存在しない場合には、デバイス位置は不明と判定する。また、強度マップ内に、今回の観測結果に適合する計測地点が存在する場合には、スマートキー2は当該計測地点に存在すると判定する。なお、強度マップ内に今回の観測結果に適合する計測地点が存在しない場合には、今回の観測結果と最も類似性が高い計測地点をデバイス位置と判定してもよい。また、強度マップ内に今回の観測結果に適合する計測地点が複数存在する場合には、今回の観測結果と最も類似性が高い計測地点をデバイス位置と判定してもよい。
プロセッサ41は、強度マップにおいて上記処理で決定したデバイス位置に紐付けられている座標又はエリア種別に基づいて、スマートキー2が、施開錠エリアEA、室内エリア、及びその他エリアの何れに存在するのかを判定する。なお、スマートキー2からの信号の受信状況に基づいて施開錠エリアEAに存在するか否かを判定することは、スマートキー2からの信号の受信状態が施開錠エリアEAにスマートキー2が存在するとみなす所定条件を充足しているか否かを判定することに対応する。室内エリアなど、その他のエリアの判定についても同様のことが言える。また、携帯端末3についても同様のことが言える。
ステップS307は、デバイス位置はその他エリアと判定するステップである。ステップS307は、デバイス位置は不明と判定するステップであってもよい。プロセッサ41は、デバイス位置が不明と判定した場合、キーデバイスKdはその他エリアに存在するとみなしてもよい。デバイス位置の判定結果は、例えばエリアフラグで管理されうる。ここでは一例として、スマートキー2の位置がその他エリア/不明と判定している場合、エリアフラグを0に設定されてよい。また、スマートキー2が施開錠エリアEAに存在すると判定している状態はエリアフラグ=1で表現され、スマートキー2が室内エリアに存在すると判定している状態は、エリアフラグ=2で表現されてよい。エリアフラグは、スマートキー2の所属エリアの判定結果、換言すればデバイス位置の判定結果を示すパラメータに相当する。エリアフラグはエリアコードと言い換え可能である。種々の判定結果を示すフラグ(コード)の値は適宜変更されて良い。
<携帯端末用の位置判定処理について>
携帯端末用位置判定処理は、図12に示すようにステップS401~S402を含む。図12に示すフローチャート(シーケンス)は図10のステップS209として実行される。
携帯端末用位置判定処理は、図12に示すようにステップS401~S402を含む。図12に示すフローチャート(シーケンス)は図10のステップS209として実行される。
ステップS401は、ステップS302と同様に、測距処理を実施するステップである。本ステップの実行により、プロセッサ41はRTT測距値、及び、少なくとも1組の周波数の組み合わせにおける位相差測距値を取得し、それらをもとにデバイス距離を決定する。また、プロセッサ41は、BLE通信機7から携帯端末3からの信号の受信強度(BLE_RSSI)を取得する。
ステップS402は、ステップS401で取得した受信強度とデバイス距離の組み合わせに基づいて、デバイス位置を判定するステップである。プロセッサ41は、BLE_RSSIが所定の第1強度閾値以上でありかつデバイス距離が第1距離未満である場合には、室内エリアに存在すると判定する。第1距離は、BLE通信機7が取り付けられている左側Cピラーからハンドルまでの距離に0.5mを加算した値などに設定されうる。
また、プロセッサ41は、BLE_RSSIが所定の第2強度閾値未満であり、デバイス距離が第2距離未満である場合には、左側エリアEA_Bに存在すると判定する。第2強度閾値は、BLE通信機7がCピラーの室内側面に配置されていることを踏まえ、第1強度閾値よりも所定量小さい値に設定されうる。第2距離は、左側Cピラーから左側前席用の外側ドアハンドルまでの距離に所定値(例えば0.5m)を加算した値などに設定されうる。さらに、プロセッサ41はBLE_RSSIが第3強度閾値未満であり、デバイス距離が第3距離以上第4距離未満である場合には、右側エリアEA_A又は後方エリアEA_Cに存在すると判定する。第3強度閾値は、左側Cピラーと右側エリアEA_Aとの間に右側ドア等の遮蔽物があることを踏まえ、第2強度閾値と同じか、第2強度閾値よりも小さい値に設定されうる。第3距離は、左側Cピラーから右側Bピラーまでの距離から所定値(例えば0.5m)を減算した値に設定されている。第4距離は、左側Cピラーから右側前席用の外側ドアハンドルまでの距離に所定値(例えば0.5m)を加算した値に設定されている。なお、プロセッサ41は、携帯端末3が右側エリアEA_A又は後方エリアEA_Cに存在すると判定されている場合には、左側前席用のドアボタン5が押されても開錠は実施しないように構成されていることが好ましい。
その他、プロセッサ41は、観測されたBLE_RSSIとデバイス距離との組み合わせが、施開錠エリアEA又は室内エリアに存在すると判定するための条件を充足しなかった場合には、携帯端末3はその他エリアに存在すると判定する。
<効果>
車載システム1が備えるBLE通信機7が1つだけであって、当該BLE通信機7が左側Cピラーのように、車両の中心から左右のどちらかに偏った位置に配置されている場合、デバイス距離だけでは、適正な施開錠エリアEAを形成することが難しい。BLE通信機7(左側Cピラー)から2m以内を施開錠エリアEAとみなすように設定すると、右側エリアEA_Aとして機能する空間が小さくなり/消失し、右側から搭乗しようとするユーザの利便性を損ないうる。また、右側から搭乗しようとするユーザの利便性を確保するために、BLE通信機7から4m以内を施開錠エリアEAとみなすように設定すると、車両左側において施開錠エリアEAとみなされる範囲が大きくなり、セキュリティレベルが低下しうる。
車載システム1が備えるBLE通信機7が1つだけであって、当該BLE通信機7が左側Cピラーのように、車両の中心から左右のどちらかに偏った位置に配置されている場合、デバイス距離だけでは、適正な施開錠エリアEAを形成することが難しい。BLE通信機7(左側Cピラー)から2m以内を施開錠エリアEAとみなすように設定すると、右側エリアEA_Aとして機能する空間が小さくなり/消失し、右側から搭乗しようとするユーザの利便性を損ないうる。また、右側から搭乗しようとするユーザの利便性を確保するために、BLE通信機7から4m以内を施開錠エリアEAとみなすように設定すると、車両左側において施開錠エリアEAとみなされる範囲が大きくなり、セキュリティレベルが低下しうる。
そのような課題に対し、上記構成のプロセッサ41は、送信元ごとのLF信号の受信強度とデバイス距離とを組み合わせてデバイス位置を判定する。これによりプロセッサ41は、スマートキー2が施開錠エリアEA又は室内エリアに存在するか否かを精度良く判別可能となる。
より具体的には次の通りである。図13に示す第1地点k1と第2地点k2は、何れもBLE通信機7からの距離が3mとなる地点である。第1地点k1は右側エリア内に位置するのに対し、第2地点k2は、車両左側のその他エリアに属する地点である。第1地点k1と第2地点k2は何れもBLE通信機7からの距離が等しいため、測距通信によって観測されるデバイス距離自体は略同一となる。そのため、デバイス距離だけでは第1地点k1と第2地点k2を区別できない。
ただし、第1地点k1と第2地点k2とでは、各種LF送信機8に対する相対位置が異なるため、スマートキー2で観測される送信元ごとのLF強度は大きく異なりうる。第1地点k1においてはLF送信機8aについてのLF_RSSIは大きく、LF送信機8bについてのLF_RSSIは微小となりうる。一方、第2地点k2においてはLF送信機8aについてのLF_RSSIは微小となり、LF送信機8bについてのLF_RSSIは大きくなりうる。よって、デバイス距離に、LF信号の受信強度を組み合わせる事により、スマートキー2が施開錠エリアEAに存在しないにも関わらず、施開錠エリアEAに存在すると誤判定する恐れを低減できる。
また、プロセッサ41は、通信相手がスマートキー2か否かに応じてデバイス位置の判定に使用するアルゴリズムを変更する。当該構成によれば、通信相手の搭載機能に応じた適切な位置判定アルゴリズムを適用可能となり、位置判定精度の向上や、プロセッサ41における不要な処理の省略といった効果が期待できる。なお、判定アルゴリズムを変えることは、判定に使用する通信機の数や組み合わせ、パラメータを変更することに対応する。
さらに、プロセッサ41は、通信相手がLF通信不能な携帯端末3である場合には、1つのBLE通信機7での測距結果だけでなく、BLE_RSSIを併用して位置判定を行う。当該構成によればデバイス距離だけで位置判定を行う構成よりも、判定精度を高められる。
以上、本開示の実施形態を説明したが、本開示は上述の実施形態に限定されるものではなく、以降で述べる種々の変形例も本開示の技術的範囲に含まれ、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することができる。下記の種々の補足や変形例などは、技術的な矛盾が生じない範囲において適宜組み合わせて実施することができる。なお、以上で述べた部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略することがある。また、構成の一部のみに言及している場合、他の部分については上記説明を適用することができる。
<2周波位相差を用いた測距方法の補足>
2周波位相差の値は、差分周波数Δfに対応する差分波長λdで1回転してしまう。2周波位相差をΔΦとすると、プロセッサ41は通常、ΔΦとΔΦ+2π×N(Nは整数)を区別できない。そのため、一般的には2周波位相差を用いる測距方式は、2周波位相差が2π又は360°(つまり1周期)を超えないレンジでしか適用できない。また、差分波長λdは、2π/Δfにて定まるパラメータである。そのため、2周波位相差による測距レンジは、周波数の組み合わせによって異なりうる。
2周波位相差の値は、差分周波数Δfに対応する差分波長λdで1回転してしまう。2周波位相差をΔΦとすると、プロセッサ41は通常、ΔΦとΔΦ+2π×N(Nは整数)を区別できない。そのため、一般的には2周波位相差を用いる測距方式は、2周波位相差が2π又は360°(つまり1周期)を超えないレンジでしか適用できない。また、差分波長λdは、2π/Δfにて定まるパラメータである。そのため、2周波位相差による測距レンジは、周波数の組み合わせによって異なりうる。
例えば、第1周波数f1=2402MHz、第2周波数f2=2480MHzである場合には、差分周波数Δf=78MHz、差分波長λd=3.85mとなる。よって、上記周波数の組み合わせにおける測距レンジは、往復距離で3.85m、片道距離で約1.93mとなる。上記周波数の組み合わせでは、プロセッサ41は、デバイス距離が0.5mである場合と、0.5+1.93=2.43mである場合とを区別できない。
プロセッサ41は、所望の測距レンジが得られるように、周波数の組み合わせを選択することが好ましい。BLE通信の接続が生じうる距離として20mが想定される場合、プロセッサ41は、片道距離の測距レンジが20m以上となる周波数の組み合わせを用いて位相差測距を行ってもよい。当該構成によれば、位相差の周期性によるデバイス位置の誤判定を抑制可能となる。なお、前述の通り、プロセッサ41は、複数の周波数の組み合わせにおける位相差測距値を組み合わせることで、デバイス距離を確定させても良い。当該構成によれば、測距に使用する周波数の制限を緩和しつつ、位置判定精度を向上可能となる。
また、他の構成として、プロセッサ41は、RTTベースの測距値を用いて、前述の周期数Nの値を推定してもよい。つまり、RTT測距値をもとに、2周波位相差がN=0,1,2,3,…の何れの場合に該当するかを推定しても良い。また、プロセッサ41は、推定された周期数(N)の値を踏まえて、位相差測距値を決定しても良い。当該構成によれば、差分波長を超えるレンジでも、位相差測距が可能となりうる。上記のように、RTT測距値は、位相差測距における周期数(N)の判断材料に使用されてよい。
<BLE通信機の配置態様についての補足>
車載システム1は複数のBLE通信機7を備えていてもよい。車載システム1は、図14に示すようにBLE通信機7a、7b、7c、7p、及び7xを備えていても良い。BLE通信機7xは、スマートECU4に内蔵されている。BLE通信機7aは車両Hvの右側外面部に配置されており、BLE通信機7bは車両Hvの左側外面部に配置されている。BLE通信機7a、7bは、Bピラーの外側面や外側ドアハンドルに配置されている。BLE通信機7cは、車両後端部の任意の箇所、例えばトランクドアやリアバンパ内などに配置されている。BLE通信機7pは車室内の任意の箇所、例えばインストゥルメントパネルやセンターコンソールなどに配置されている。
車載システム1は複数のBLE通信機7を備えていてもよい。車載システム1は、図14に示すようにBLE通信機7a、7b、7c、7p、及び7xを備えていても良い。BLE通信機7xは、スマートECU4に内蔵されている。BLE通信機7aは車両Hvの右側外面部に配置されており、BLE通信機7bは車両Hvの左側外面部に配置されている。BLE通信機7a、7bは、Bピラーの外側面や外側ドアハンドルに配置されている。BLE通信機7cは、車両後端部の任意の箇所、例えばトランクドアやリアバンパ内などに配置されている。BLE通信機7pは車室内の任意の箇所、例えばインストゥルメントパネルやセンターコンソールなどに配置されている。
なお、車両Hvが備えるBピラーは、ドアモジュールが備えるドア側Bピラーと、車体の屋根部を備える支柱/フレームとしての車体側Bピラーに区分可能である。ドア側Bピラーは、前席用ドア又は後席用ドアにおいて車体側ピラーと当接する部分に相当する。BLE通信機7a、7bは、ドア側Bピラーのうち、サイドウインドウに隣接する部分、すなわちサイドウインドウの下端部よりも上側の樹脂部分に配置されていてもよい。
その他、車載システム1は、運転席用ドアの室内側面に配置されたBLE通信機7や、左側Bピラーの室内側面に配置されているBLE通信機7、トランク内に配置されたBLE通信機7などを備えていても良い。車室内におけるBLE通信機7の取り付け位置としては、サイドウインドウの下端部よりも0.1m以上下側となる位置が好ましい。車載システム1は車内天井部に配置されたBLE通信機7を備えていても良い。
なお、BLE通信機7xは、キーデバイスKdとのデータ通信に使用される。本開示ではキーデバイスKdとのデータ通信に使用される通信機をゲートウェイ通信機とも称する。キーデバイスKdとのデータ通信に使用されるBLE通信機7(つまりゲートウェイ通信機)は、代表機、中心機、データ通信機などと呼ぶこともできる。ゲートウェイ通信機としてのBLE通信機7は、データ通信だけでなく、RTTや送受信位相差の観測に使用されても良い。
一方、プロセッサ41は、1つの制御態様として、BLE通信機7x以外のBLE通信機7を、デバイス位置/距離を判定するための(つまり位置判定用の)通信機として使用する。位置判定用のBLE通信機7のことを本開示では測距機とも称する。測距機は、RTTや送受信位相差、受信強度の観測のための通信機に相当する。測距機は、1つの局面においてキーデバイスKdとデータ通信しない通信機に相当しうる。図14に示す例ではBLE通信機7a、7b、7c、及び7pが測距機に相当する。なお、測距機は、観測機、あるいはサテライト通信機と呼ぶこともできる。もちろん、他の態様として、スマートECU4は、複数のBLE通信機7のそれぞれにキーデバイスKdとデータ通信させても良い。
車載システム1が複数のBLE通信機7を備える場合、プロセッサ41は、まずはゲートウェイ通信機としてのBLE通信機7xを用いて通信相手の認証及び特定等を実施する。プロセッサ41は、通信相手がスマートキー2と判定した場合には(図15 S501 YES)、BLE通信機7xでのRTT等の観測値と、送信元ごとのLF_RSSIの組み合わせに基づいて、デバイス位置を判定する(S502)。なお、車載システム1が複数のBLE通信機7を備える場合、プロセッサ41は、BLE通信機7x以外のBLE通信機7にスマートキー2と測距通信を実施させてもよい。
一方、プロセッサ41は、通信相手がスマートキー2ではないと判定した場合には(S501 NO)、測距機としてのBLE通信機7を起動させる(S503)。そして、複数のBLE通信機7からのデバイス距離及び受信強度に基づいてデバイス位置を判定する(S504)。このようにプロセッサ41は通信相手がスマートキー2か否かに応じてデバイス位置の判定に使用する通信機の数や種別を変更してもよい。なお、測距機に関してはゲートウェイ通信機がキーデバイスKdと接続するまでは、節電のため、非アクティブ状態に設定されていることが好ましい。
上記構成によれば、通信相手がスマートキー2の場合には、複数の測距機を駆動させる必要がないため、プロセッサ41はBLE通信機7の起動頻度を抑制できる。また、通信相手が携帯端末3の場合には、デバイス位置の判定に複数のBLE通信機7での測距値/受信強度を使用するため、上述した実施形態よりも携帯端末3の位置推定精度を向上可能となる。また、携帯端末3は1つの動作例においては複数のBLE通信機7と測距通信を実施する一方、スマートキー2はゲートウェイ通信機とのみ測距通信を実施する。つまり、一度の位置判定に際してスマートキー2が通信するBLE通信機7の数は、携帯端末3よりも少ない。スマートキー2においては携帯端末3よりも測距用信号の送信頻度が低減される。故に、上記構成によれば、スマートキー2での消費電力を携帯端末3よりも抑制可能となりうる。
なお、図15に示す処理フローは、前述の種々の処理と並列的に、又は、組み合わせて、又は置き換えて実施可能である。ステップS502の具体的な処理内容は、図11に示すフローと同様に、LF強度マップを用いてデバイス位置を判定する処理であってよい。ステップS504では、携帯端末3との距離が所定値未満となっている通信機に対応するエリアに、携帯端末3が存在すると判定する。プロセッサ41は、BLE通信機7pを基準とするデバイス距離が0.6m以内である場合には携帯端末3は室内エリアに存在すると判定する。またプロセッサ41は、BLE通信機7aを基準とするデバイス距離が0.6m以内である場合には携帯端末3は右側エリアEA_Aに存在すると判定する。プロセッサ41は、携帯端末3との距離が所定値未満となっているBLE通信機7が存在しない場合、デバイス位置はその他エリアと判定しうる。
<LF送信機の配置態様についての補足>
上述したLF送信機8の配置数及び配置態様は一例であって適宜変更可能である。LF送信機8a、8bはBピラーやCピラーの外側面に配置されていてもよい。また、室内に配置されているLF送信機8は、図16に示すようにLF送信機8pの1つだけであってもよい。車内に配置されたLF送信機8は、3つ以上であっても良い。車載システム1は、トランク内に配置されたLF送信機8bを備えていても良い。
上述したLF送信機8の配置数及び配置態様は一例であって適宜変更可能である。LF送信機8a、8bはBピラーやCピラーの外側面に配置されていてもよい。また、室内に配置されているLF送信機8は、図16に示すようにLF送信機8pの1つだけであってもよい。車内に配置されたLF送信機8は、3つ以上であっても良い。車載システム1は、トランク内に配置されたLF送信機8bを備えていても良い。
<変形例(1)>
スマートキー2及び携帯端末3は、車載システム1から問い合わせに対する応答として、デバイス種別コードを送信してもよい。デバイス種別コードは、スマートキー2か否かといったデバイス種別を示すコードである。スマートキー2は、車載システム1からの問いかけに対し、デバイス種別コードが配置されるべきデータフィールドに、自身がスマートキー2であることを示すビット列を配置したBLE信号を送信しうる。プロセッサ41は、デバイスIDの代わりに、当該デバイス種別コードを用いて通信相手がスマートキー2かどうかを判別しても良い。
スマートキー2及び携帯端末3は、車載システム1から問い合わせに対する応答として、デバイス種別コードを送信してもよい。デバイス種別コードは、スマートキー2か否かといったデバイス種別を示すコードである。スマートキー2は、車載システム1からの問いかけに対し、デバイス種別コードが配置されるべきデータフィールドに、自身がスマートキー2であることを示すビット列を配置したBLE信号を送信しうる。プロセッサ41は、デバイスIDの代わりに、当該デバイス種別コードを用いて通信相手がスマートキー2かどうかを判別しても良い。
スマートキー2及び携帯端末3は、デバイス種別コードの代わりにデバイス種別コードと合わせて、車載システム1から問い合わせに対する応答として、自身が備える通信機能のバリエーションを示す具備機能コードを送信してもよい。スマートキー2は、車載システム1からの問いかけに対し、具備機能コードが配置されるべきデータフィールドに、LF受信機能を備えることを示すビット列を配置したBLE信号を送信するように構成されていてよい。プロセッサ41は、デバイスIDの代わりに、当該具備機能コードを用いて通信相手がスマートキー2かどうかを判別しても良い。また、プロセッサ41は通信相手がLF受信機能を具備しているか否かに応じて、位置判定アルゴリズムを切り替えてもよい。プロセッサ41は、通信相手がLF受信機能を備える場合には強度マップを用いた位置判定を行う一方、通信相手がLF受信機能を備えない場合には強度マップを使用しない方式でデバイス位置を判定してもよい。
<変形例(2)>
スマートECU4は、ユーザ操作により、キー情報記憶部M1から、スマートキー2の情報を削除/無効化可能に構成されていても良い。キー情報記憶部M1には、携帯端末3のみがキーデバイスKdとして登録されていても良い。
スマートECU4は、ユーザ操作により、キー情報記憶部M1から、スマートキー2の情報を削除/無効化可能に構成されていても良い。キー情報記憶部M1には、携帯端末3のみがキーデバイスKdとして登録されていても良い。
以上では携帯端末3をキーデバイスKdとして利用可能に構成されている態様について述べたが、これに限らない。スマートECU4は、スマートキー2のみがキーデバイスKdとして利用可能に構成されていても良い。その場合、スマートECU4は、スマートキー2が発見できなかった場合には、フローを終了するように構成されていても良い。具体的には、プロセッサ41は通信相手の認証が成功した場合には(図10 S206 YES)、スマートキー用の位置判定処理(S208)を実行するように構成されていても良い。
<その他>
スマートキー2は1次電池で動作する構成が一般的である。そのような事情を踏まえると、通信相手がスマートキー2である場合には、通信相手が携帯端末3である場合よりも、通信相手における電力消費がより一層抑制できることが好ましい。1次電池は再充電不能であるためである。そのような事情を踏まえ、プロセッサ41は通信相手がスマートキー2である場合には、通信相手が携帯端末3である場合よりも測距通信の実施頻度を疎(例えば半分以下)に抑制してもよい。
スマートキー2は1次電池で動作する構成が一般的である。そのような事情を踏まえると、通信相手がスマートキー2である場合には、通信相手が携帯端末3である場合よりも、通信相手における電力消費がより一層抑制できることが好ましい。1次電池は再充電不能であるためである。そのような事情を踏まえ、プロセッサ41は通信相手がスマートキー2である場合には、通信相手が携帯端末3である場合よりも測距通信の実施頻度を疎(例えば半分以下)に抑制してもよい。
また、プロセッサ41は、必ずしもRTTと送受信位相差の両方を取得する必要はない。プロセッサ41は、RTTのみに基づいてデバイス距離を決定しても良い。また、プロセッサ41は、RTTは用いずに、2周波位相差のみに基づいてデバイス距離を算出しても良い。
上記スマートECU4が備える機能はデバイス位置の判定を担当する位置判定ECUと、位置判定結果に応じて車両制御の実行を調停する車両制御ECUとに分けられていても良い。その場合、位置判定ECUは、車両制御ECUに向けて、通信相手としてのキーデバイスKdの位置判定結果を示すデータを送信する。当該データは車両内ネットワークNwを介して車両制御ECUで受信されうる。なお、ボディECU12や電源ECU11が車両制御ECUの一例に相当する。
その他、第2周波数帯は、5150MHzから5250MHzまでの5.2GHz帯であっても良いし、5470MHzから5730MHzまでの5.6GHz帯であっても良い。第1周波数帯は第2周波数帯よりも低い周波数帯であればよく、その具体的な範囲は適宜変更可能である。
スマートECU4とスマートキー2は、LF信号を用いてRTT及び送受信位相差の少なくとも何れか一方を算出するように構成されていてもよい。第1データは、受信強度のほか、RTTや送受信位相差、2周波位相差といった、無線信号の飛行時間(ToF:Time of Flight)に関するパラメータについてのデータであってもよい。第1データ及び第2データは、LF送信機8及びBLE通信機7からスマートキー2までの距離に応じて値が変化するパラメータについてのデータであればよい。第1周波数帯はLF周波数帯に限らず、900MHz以上の周波数帯であってもよい。上記説明におけるデバイス距離との記載は、適宜、距離対応値やRTT測距値、位相差測距値などに読み替え可能である。デバイス距離や、距離対応値、RTT測距値、位相差測距値などが測距値に相当する。
<付言(1)>
本開示には以下の構成も含まれる。
本開示には以下の構成も含まれる。
[技術思想(1)]
車両に搭載されている位置判定装置と無線通信可能に構成されている、汎用的な情報処理端末である携帯端末(3)が備えるプロセッサに、
位置判定装置との通信接続にかかる処理を実施することと、
記位置判定装置と通信接続が確立している場合には、定期的に又は位置判定装置からの要求に基づき、測距用の信号を送受信することと、
位置判定装置と通信接続が確立したことに基づいて、携帯端末が車両用携帯機ではないことを示すコードを送信することと、を実行させる命令を含む制御プログラム。
車両に搭載されている位置判定装置と無線通信可能に構成されている、汎用的な情報処理端末である携帯端末(3)が備えるプロセッサに、
位置判定装置との通信接続にかかる処理を実施することと、
記位置判定装置と通信接続が確立している場合には、定期的に又は位置判定装置からの要求に基づき、測距用の信号を送受信することと、
位置判定装置と通信接続が確立したことに基づいて、携帯端末が車両用携帯機ではないことを示すコードを送信することと、を実行させる命令を含む制御プログラム。
上記の制御プログラムは携帯端末3用の制御プログラムであり、上記制御プログラムに従って動作する携帯端末3は、スマートECU4に向けてデバイス種別を示す信号を送信する。当該構成によればスマートECU4は、通信相手がスマートキー2であるか否かを判別可能となり、通信相手の種別に応じた判定方式を適用可能となるといった利点が得られる。
<付言(2)>
本開示に記載の装置、システム、並びにそれらの手法は、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。また、本開示に記載の装置及びその手法は、専用ハードウェア論理回路を用いて実現されてもよい。さらに、本開示に記載の装置及びその手法は、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ェ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。プロセッサ41が備える機能の一部又は全部はハードウェアとして実現されても良い。或る機能をハードウェアとして実現する態様には、1つ又は複数のICなどを用いて実現する態様が含まれる。プロセッサ(演算コア)は、CPUや、MPU、GPU、DFP(Data Flow Processor)などであってよい。プロセッサ41が備える機能の一部又は全部は、システムオンチップ(SoC:System-on-Chip)や、FPGA、ASICなどを用いて実現されていても良い。FPGAはField-Programmable Gate Arrayの略である。ASICはApplication Specific Integrated Circuitの略である。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(non- transitory tangible storage medium)に記憶されていてもよい。制御プログラムの保存媒体は、HDD(Hard-disk Drive)やSSD(Solid State Drive)、フラッシュメモリ等、任意の装置/回路であってよい。
本開示に記載の装置、システム、並びにそれらの手法は、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。また、本開示に記載の装置及びその手法は、専用ハードウェア論理回路を用いて実現されてもよい。さらに、本開示に記載の装置及びその手法は、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ェ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。プロセッサ41が備える機能の一部又は全部はハードウェアとして実現されても良い。或る機能をハードウェアとして実現する態様には、1つ又は複数のICなどを用いて実現する態様が含まれる。プロセッサ(演算コア)は、CPUや、MPU、GPU、DFP(Data Flow Processor)などであってよい。プロセッサ41が備える機能の一部又は全部は、システムオンチップ(SoC:System-on-Chip)や、FPGA、ASICなどを用いて実現されていても良い。FPGAはField-Programmable Gate Arrayの略である。ASICはApplication Specific Integrated Circuitの略である。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(non- transitory tangible storage medium)に記憶されていてもよい。制御プログラムの保存媒体は、HDD(Hard-disk Drive)やSSD(Solid State Drive)、フラッシュメモリ等、任意の装置/回路であってよい。
Claims (16)
- 第1周波数帯の信号を送信可能に構成されている少なくとも1つの第1通信機(8)、及び、前記第1周波数帯とは異なる第2周波数帯の電波を用いて車両のユーザによって携帯される車両用携帯機と通信可能に構成されている少なくとも1つの第2通信機(7)のそれぞれと接続されて使用される、少なくとも1つのプロセッサを用いてなる位置判定装置であって、
前記プロセッサは、
前記第1通信機が送信した信号に対する前記車両用携帯機での受信状況を示す第1データを取得することと、
前記第2通信機に前記車両用携帯機と通信を実施させることによって定まる、前記第2通信機から前記車両用携帯機までの距離を示す第2データを取得することと、
前記第1データ及び前記第2データに基づいて、前記車両用携帯機の位置を判定することと、を実施するように構成されている位置判定装置。 - 複数の前記第1通信機と接続されて使用される、請求項1に記載の位置判定装置であって、
所定の対象エリア内に前記車両用携帯機が存在する場合に観測されうる前記第1通信機ごとの前記第1データと、前記第2データとを関連づけたデータセットである判定用データが保存されている判定用データ記憶部(M2)を備え、
前記プロセッサは、実際に観測された前記第1データ及び前記第2データを前記判定用データと照らし合わせることで、前記車両用携帯機の前記対象エリア内に存在するか否かを判定するように構成されている位置判定装置。 - 前記車両用携帯機の他に、前記第2通信機と通信可能な汎用的な情報処理端末である携帯端末(3)を前記車両の電子キーとして利用可能に構成されている、請求項2に記載の位置判定装置であって、
前記プロセッサは、
前記第2通信機との協働により、通信相手からデバイス種別を示す信号を取得すること、
通信相手から取得した前記信号に基づき、通信相手のデバイス種別が前記車両用携帯機に該当するか否かを判別することと、
通信相手のデバイス種別が前記車両用携帯機であるか否かに応じて通信相手の位置を判定するためのアルゴリズムを変更するように構成されている位置判定装置。 - 請求項3に記載の位置判定装置であって、
前記プロセッサは、通信相手のデバイス種別が前記車両用携帯機である場合には、前記判定用データを用いて通信相手の位置を判定する一方、通信相手が前記携帯端末である場合には前記判定用データを用いずに前記通信相手の位置を判定するように構成されている位置判定装置。 - 請求項1から4の何れか1項に記載の位置判定装置であって、
前記第1データは、前記車両用携帯機で観測された前記第1周波数帯の無線信号の受信強度を示すデータである位置判定装置。 - 請求項1から5の何れか1項に記載の位置判定装置であって、
前記プロセッサは、
前記第2データとして、前記車両用携帯機に向けて応答要求信号を送信してから前記車両用携帯機からの応答信号を受信するまでの時間であるラウンドトリップ時間を示すデータを取得し、
前記ラウンドトリップ時間が所定値以上である場合には、前記車両用携帯機は所定の対象エリアには存在しないと判定するように構成されている位置判定装置。 - 請求項1から5の何れか1項に記載の位置判定装置であって、
前記プロセッサは、
前記第2データとして、前記第2周波数帯に属する複数の周波数の連続波信号を送受信することで得られる、前記周波数ごとの送受信位相差を示すデータを取得することと、
前記周波数ごとの前記送受信位相差に基づいて前記第2通信機から前記車両用携帯機までの距離を示す位相差測距値を取得することと、
前記位相差測距値が所定値以上である場合には、前記車両用携帯機は所定の対象エリアには存在しないと判定することと、を実施するように構成されている位置判定装置。 - 請求項1から5の何れか1項に記載の位置判定装置であって、
前記プロセッサは、
第2データとして、前記車両用携帯機に向けて応答要求信号を送信してから前記車両用携帯機からの応答信号を受信するまでの時間であるラウンドトリップ時間と、前記第2周波数帯に属する複数の周波数の連続波信号を送受信することで得られる前記周波数ごとの送受信位相差を取得することと、
前記周波数ごとの前記送受信位相差に基づいて前記第2通信機から前記車両用携帯機までの距離を示す位相差測距値を取得することと、
前記ラウンドトリップ時間が所定値以上である場合、又は、前記ラウンドトリップ時間が所定値未満である場合であっても前記位相差測距値が所定値以上である場合には、前記車両用携帯機は所定の対象エリアには存在しないと判定することと、を実施するように構成されている位置判定装置。 - 請求項8に記載の位置判定装置であって、
前記プロセッサは、前記ラウンドトリップ時間が所定値未満であり、かつ、前記位相差測距値が所定値未満であることを条件として、前記第1データを用いた前記車両用携帯機の位置判定処理を実施するように構成されている位置判定装置。 - 請求項1から9の何れか1項に記載の位置判定装置であって、
前記プロセッサは、
前記車両に設けられた所定の操作部材が操作されたことを示す信号が入力されたことに反応して、又は、定期的に、前記車両用携帯機に前記第2通信機との通信を開始させるための無線信号を前記第1通信機から送信させることと、
前記車両用携帯機と前記第2通信機との通信接続が確立したことに反応して、前記第2通信機に測距通信を実施させることと、
前記測距通信の結果として前記第2データを取得することと、を実施するように構成されている位置判定装置。 - 請求項1から10の何れか1項に記載の位置判定装置であって、
前記第1周波数帯は前記第2周波数帯よりも低い周波数帯である、位置判定装置。 - 請求項1から11の何れか1項に記載の位置判定装置であって、
前記第1周波数帯は20kHzから300kHzまでの一部または全部であり、
前記第2周波数帯は2.4GHz帯である位置判定装置。 - 請求項1から12の何れか1項に記載の位置判定装置であって、
前記プロセッサは、前記車両用携帯機の位置判定結果に基づいて前記車両用携帯機の位置に応じた所定の車両制御を実施する位置判定装置。 - 請求項1から13の何れか1項に記載の位置判定装置であって、
前記プロセッサは、前記車両用携帯機の位置判定結果を示すデータを、前記車両に搭載されている他の装置に向けて送信するように構成されている位置判定装置。 - 第1周波数帯の信号を送信可能に構成されている少なくとも1つの第1通信機(8)、及び、前記第1周波数帯とは異なる第2周波数帯の電波を用いて車両のユーザによって携帯される車両用携帯機と通信可能に構成されている少なくとも1つの第2通信機(7)のそれぞれと接続されて使用される、少なくとも1つのプロセッサが実行する位置判定方法であって、
前記車両用携帯機から、前記第1通信機が送信した信号に対する前記車両用携帯機での受信状況を示す第1データを取得することと、
前記第2通信機に前記車両用携帯機と通信を実施させることによって定まる、前記第2通信機から前記車両用携帯機までの距離を示す第2データを取得することと、
前記第1データ及び前記第2データに基づいて、前記車両用携帯機の位置を判定することと、を含む位置判定方法。 - 第1周波数帯の信号を送信可能に構成されている少なくとも1つの第1通信機(8)、及び、前記第1周波数帯とは異なる第2周波数帯の電波を用いる無線通信を実施可能に構成されている少なくとも1つの第2通信機(7)のそれぞれと接続されて使用される、少なくとも1つのプロセッサ(41)を備える位置判定装置(4)と、
前記第1通信機から送信された信号を受信するとともに、前記第2周波数帯を用いた無線通信を実施可能に構成されている、ユーザが車両を操作するための専用デバイスである車両用携帯機(2)と、
前記第2周波数帯を用いた無線通信を実施可能に構成されている、汎用的な情報処理端末である携帯端末(3)と、を含む車両用電子キーシステムであって、
前記車両用携帯機は、
前記第1周波数帯の信号を受信したことに基づいて起動し、前記位置判定装置と前記第2周波数帯の電波を用いた無線通信の接続を開始することと、
前記第2周波数帯を用いる前記無線通信にて、前記第1周波数帯の信号の受信強度を示すデータを送信することと、
前記位置判定装置と通信接続が確立したことに基づいて、デバイス種別が前記車両用携帯機であることを示すコードを送信することと、
前記位置判定装置と通信接続が確立している場合には前記第2通信機と測距用の信号を送受信することと、を実行し、
前記携帯端末は、
前記第2周波数帯の電波を用いて前記位置判定装置との通信接続にかかる処理を実施することと、
前記位置判定装置と通信接続が確立している場合には、前記第2通信機と測距用の信号を送受信することと、
前記位置判定装置と通信接続が確立したことに基づいて、デバイス種別が前記車両用携帯機ではないことを示すコードを送信することと、を実行し、
前記位置判定装置は、
前記第2通信機に所定の測距通信を実施させることによって定まる、前記第2通信機から通信相手までの距離を示す第2データを取得することと、
前記第2通信機を用いて通信相手からデバイス種別を示す信号を取得することと、
通信相手から取得した前記信号に基づき、通信相手のデバイス種別が前記車両用携帯機に該当するか否かを判別することと、
通信相手のデバイス種別が前記車両用携帯機である場合には、通信相手としての前記車両用携帯機から、前記第1通信機が送信した信号に対する前記車両用携帯機での受信状況を示す第1データを取得することと、
通信相手のデバイス種別が前記車両用携帯機である場合には、前記第1データ及び前記第2データに基づいて、前記車両用携帯機の位置を判定することと、を実施可能に構成されている車両用電子キーシステム。
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- 2022-12-13 WO PCT/JP2022/045880 patent/WO2023120307A1/ja unknown
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