(57)【要約】      （修正有）【課題】スマートキーのロケーションを求める方法を提供する。【解決手段】スマートキーのロケーションが、最初に受信機における受信アンテナのアレイの一組の候補頂点の座標を、スマートキーによる無線信号(ＲＦ)の送信に起因した受信アンテナにおける最大磁場電圧に基づいて求めることによって求められる。一組の頂点の座標に基づいて送信機の一組の候補ロケーションが求められる。電圧の所定の閾値に基づいて一組の最終的な候補ロケーションが求められる。次に、最終的な候補ロケーションを組み合わせて、スマートキーのロケーションを求める。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スマートキーのロケーションを求める方法であって、
受信機における受信アンテナのアレイの一組の候補頂点の座標を、前記スマートキーによる無線信号(ＲＦ)の送信に起因した前記受信アンテナにおける最大磁場電圧に基づいて求めるステップと、
前記一組の頂点の前記座標に基づいて送信機の一組の候補ロケーションを求めるステップと、
前記電圧の所定の閾値に基づいて一組の最終的な候補ロケーションを求めるステップと、
前記スマートキーの前記ロケーションを求めるために、前記最終的な候補ロケーションを組み合わせるステップと、
を含み、前記ステップは、プロセッサにおいて実行される、スマートキーのロケーションを求める方法。
【請求項２】
前記スマートキーの送信アンテナは指向性を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記周波数は、ほぼ２００ｋＨｚ未満である、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記アンテナのアレイの３次元幾何学的配列は、前記受信機において既知である、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記アンテナのアレイは、車両に配置されている、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記幾何学的配列は三角形である、請求項４に記載の方法。
【請求項７】
全ての前記アンテナは互いに共振する、請求項２に記載の方法。
【請求項８】
前記送信アンテナはコイルであり、該コイルと並列のキャパシタンスを有する、請求項２に記載の方法。
【請求項９】
前記ロケーションに基づいて前記受信機によって制御信号を生成するステップ、
を更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記座標を求めるステップは、許容範囲に基づいている、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記一組の候補ロケーションは、前記三角形の幾何学的配列に基づいている、請求項６に記載の方法。
【請求項１２】
前記組み合わせるステップは、前記ロケーションの平均に基づいている、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
スマートキーのロケーションを求めるシステムであって、
受信アンテナのアレイを備える受信機と、
前記スマートキーによる無線信号(ＲＦ)の送信に起因した前記受信アンテナにおける最大磁場電圧に基づいて、前記受信機における前記受信アンテナのアレイの一組の候補頂点の座標を求め、前記一組の頂点の前記座標に基づいて送信機の一組の候補ロケーションを求め、前記電圧の所定の閾値に基づいて一組の最終的な候補ロケーションを求め、前記最終的な候補ロケーションを組み合わせて、前記スマートキーの前記ロケーションを求めるように構成されたプロセッサと、
を備える、スマートキーのロケーションを求めるシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、包括的には無線通信に関し、より詳細にはスマートキーシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
スマートキーシステムは、電子アクセス及びエントリーの認可に用いることができる。例えば、スマートキーは、車両をロック、ロック解除、又は始動するのに用いることもできるし、他の動作をアクティブ化するのに用いることもできる。キーによって放射された無線信号は、車両に配置されたアンテナ素子によって受信される。これについては、特許文献１を参照されたい。通常、スマートキーシステムは、送信機と、受信機と、この受信機のアンテナに接続されて、送信機によって放射された無線信号に応答する制御ユニットとを備える。
【０００３】
通常のスマートキーシステムは、ループアンテナ又はコイルと、低い周波数(１００ｋＨｚ〜１３０ｋＨｚ)の無線周波数(ＲＦ：radio frequency)とを用いる。これについては、特許文献２を参照されたい。これらのシステムは、無線信号カバレッジを提供するように車体内に配置されるか又は埋め込まれた１つ又は複数の受信機素子に依拠している。その範囲は、信号強度に依存する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００８００４８８４６号
【特許文献２】米国特許出願公開第２０１１０２４８８１９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この発明は、受信アンテナのアレイ内に誘起される電圧を用いるとともにこれらの電圧を同電圧の近似値と照合して、スマートキーのロケーションを求める方法及びシステムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
具体的には、スマートキーのロケーションが、最初に受信機における受信アンテナのアレイの一組の候補頂点の座標を、スマートキーによる無線信号(ＲＦ)の送信に起因した受信アンテナにおける最大磁場電圧に基づいて求めることによって求められる。
【０００７】
一組の頂点の座標に基づいて送信機の一組の候補ロケーションが求められる。電圧の所定の閾値に基づいて一組の最終的な候補ロケーションが求められる。次に、最終的な候補ロケーションを組み合わせて、スマートキーのロケーションを求める。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】この発明の実施の形態によるスマートキーのための単一のループアンテナの概略図である。
【図２】この発明の実施の形態による受信機のためのマルチループアンテナの概略図である。
【図３】この発明の実施の形態によるスマートキーシステムの動作環境の概略図である。
【図４】この発明の実施の形態によるスマートキーのロケーションを求める方法のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１は、スマートキーシステムのための、この発明の実施の形態によって用いられるスマートキー３００を示している。送信機は、ボタン１０２が押下されたときに、コイルの巻き線に対して垂直な軸１００に沿って配向した磁場(無線信号)を放射することができる単一のコイル又はループアンテナ１０１、すなわち指向性アンテナを備える。したがって、法線の方向に沿って整列した磁場成分のみが送信される。送信機のロケーション１１０を求めることが所望されている(図３参照)。１つの実施の形態では、スマートキーは、従来のもの、例えば、Ｍｉｔｓｕｂｉｓｈｉ  ＦａｓｔＫｅｙである。この明細書で説明するロケーション及び位置は相対的なものであることが理解される。
【００１０】
図２は、２つの直交するループ２０１及び２０２を有するスマートキーシステムのための受信機アンテナ素子を概略的に示している。各アンテナは、磁場強度と、力線の方向とを検知することができる。他の２つのコイルに対して直交する第３のコイル２０３は、検知される方向の精度を高める。
【００１１】
図３は、この発明の実施の形態によるスマートキーシステムが動作することができる環境を示している。このシステムは、送信機及び単一のループアンテナを有する、或る未知のロケーションにあるスマートキー３００を備える。アンテナは、無線周波数(ＲＦ)信号(ＬＦ)３０５を放射する。この信号は、例えば１００ｋＨｚ〜２００ｋＨｚの範囲の比較的低い周波数を有する。
【００１２】
ＬＦ信号の受信機は、アンテナ３０１のアレイである。各アンテナは、図２に示すような互いに直交する(３０２)２つ以上のループを備える。これらの素子は、任意の幾何学的配列に配置することができるが、実験的な測定では、三角形の構成が他の幾何学的配列よりも良好な性能を提供することが示されている。車両におけるこれらの素子の展開は、三角形の配置を用いて単純化され、例えば、２つのアンテナ素子は、ドアハンドル、サイドミラー、又は搭乗者のヘッドレストに設置することができ、第３の素子は、車両の屋根又は車内灯のハウジングに設置することができる。したがって、車両におけるアンテナの合理的な配置は、三角形の構成を成す。いずれにしても、アンテナのアレイの構成の３Ｄ幾何学的配列は既知である。
【００１３】
送信機コイル及び受信機コイルは、コイルと並列にキャパシタンスを追加することによって共振させることができる。これによって、雑音、及びスマートキーシステムが用いられる環境内の障害物の影響が低減される。送信機コイル及び受信機コイルの共振周波数は同じであり、双方の周波数は、上記で指定したＬＦの範囲内にある。受信機コイルは、ＲＦ場の出力電圧(磁場の大きさ)を増加させるために無負荷である。
【００１４】
送信機コイルの周囲の磁場３０５はＨ(ｒ)である。ここで、ｒ３０４は、この磁場における座標である。或る位置における磁場Ｈ(ｒ)は、送信機の近接場伝搬特性(near field propagation characteristics)に基づく解析的な近似値とすることができる。代替的に、磁場は、放射された磁場３０５における測定から取得される。測定が受信アレイ及び車両の近くで実行される場合、磁場の表現はより正確になる。いずれの場合も、近似又は測定された磁場Ｈ(ｒ)は、均一な離散的空間間隔を得るためにメモリに記憶される。この間隔のサイズは、空間分解能の精度を制御する。
【００１５】
ボタン１０２を押下することによって送信機コイルに電圧が印加されると、送信機の磁場が、図２に示す直交するコイル構成を用いて、三角形の頂点において検知される。
【００１６】
図４に示すように、アンテナアレイ３０１に対する磁場３０５の相対的な配置は、次の方法ステップに従って求められる。これらの方法ステップは、メモリ及び入力インターフェース／出力インターフェースに接続されたプロセッサ３１０において実行することができる。メモリは、近似的な磁場の値を記憶し、入力インターフェースは、アンテナに接続されている。出力インターフェースは、構成要素又はデバイス３１０の所望の機能、例えば、ドアの開放、照明の点灯、コンピューターへのアクセス等を実行する制御信号３０７を供給することができ、また、車両に対するスマートキーのロケーションの座標を供給することができる。この制御信号は、ロケーション、例えば、スマートキーのユーザーが車両の内部、前方、後方、又は脇にいることに基づくことができる。
【００１７】
閾値又は許容範囲パラメーターＴｏｌが指定される(４１０)。アンテナアレイの幾何学的配列４１９、すなわち相対的な３Ｄ位置は既知であり、プロセッサのメモリに記憶することができる。最大磁場電圧Ｍａｘ１を有する頂点又はアンテナアレイ素子の一組の候補座標４２１。この候補の一組のＮ個の座標ｒｉ４２１は、Ｍａｘ１−Ｔｏｌ＜｜Ｈ(ｒ)｜＜Ｍａｘ１＋Ｔｏｌとなるように求められる(４２０)。これらの座標は、アレイの幾何学的配列に基づいて互いに相対的である。
【００１８】
これらの不等式を満たす全ての座標が、最大磁場を検知したアレイ素子の可能性のある位置である。一般に、磁場電圧の大きさのみが考慮されるので、多くのそのような位置がある。
【００１９】
Ｎ個の候補のそれぞれについて、一組の候補の送信機ロケーションのサイズＮを更に削減するのに用いることができる検知三角形の少なくとも２つの可能な向きがある。
【００２０】
アンテナアレイの既知の幾何学的配列４１９、具体的には、頂点間の相対的な距離について、この方法は、|Ｈ(ｒｉ＋ｒｄ)|を求める(４３０)。式中、ｒｉは、候補ロケーション４３１のうちの１つであり、ｒｄは、ｒｉに追加されると、他のアンテナアレイの頂点のうちのいずれかの位置を与える座標ベクトルである。
【００２１】
候補の送信機ロケーションのうちのいずれを更に処理するのかを決定するために、この方法は、他のアレイの頂点における磁場の大きさの測定値が範囲|Ｈ(ｒｉ＋ｒｄ)|＋／−Ｔｏｌ内にあるか否かを確かめる(４４０)。式中、＋／−は、プラス又はマイナスを示す。他の頂点における測定された磁場が、許容範囲Ｔｏｌ未満で一致する場合、近似された磁界Ｈを所与とした予想値は、既知の座標系変換のための送信機のロケーションに対応する。
【００２２】
上記処理は、ｉ＝１，２，…，Ｎの全ての候補ロケーションｒｉについて行われ、最終的な一組の候補ロケーション４４１が生成される。雑音及び環境外乱に起因して、単一のロケーションを求めることは困難である。したがって、最終的なロケーションの組み合わせ４５０が、送信機のロケーション１１０の推定値を与えることができる。この組み合わせは、或る統計的尺度、例えば、平均、中数、最大値等に基づくことができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【外国語明細書】
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