(57)【要約】【課題】車両に対する携帯機の具体的な位置を推定することが可能な携帯機位置推定システムを提供する。【解決手段】車載システム１００は、ＬＦ帯の電波を用いて携帯機２００に応答要求信号を送信する。携帯機２００は、受信した応答要求信号のＲＳＳＩを含む応答信号を、ＵＨＦ帯の電波を用いて返送する。車載システム１００は、リレーアンテナで携帯機２００からの応答信号を受信するように構成されており、リレーアンテナでの受信状況に基づいて携帯機２００が存在する方向を推定する。また、応答信号に含まれている、携帯機での応答要求信号のＲＳＳＩに基づいて、携帯機との距離を推定する。車載システム１００はこれら携帯機の方向と距離とに基づいて携帯機２００の位置を推定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載される車載器（１１０）と、前記車載器と対応付けられてあって、前記車両のユーザに携帯される携帯機（２００）と、を備える携帯機位置推定システムであって、
前記携帯機は、
所定の第１周波数の電波を用いて前記車載器から送信される、前記携帯機に対して応答信号の返送を要求する無線信号である応答要求信号を受信する携帯機側受信部（２１０）と、
前記携帯機側受信部が受信した前記応答要求信号の受信信号強度である携帯機側強度を取得する携帯機側強度取得部（２１３）と、
前記応答信号として、前記携帯機側強度取得部が取得した前記携帯機側強度から定まる、前記携帯機から前記応答要求信号の送信元までの距離を直接的又は間接的に示す距離関連情報を含む信号を、前記第１周波数よりも高い所定の第２周波数の電波を用いて送信する携帯機側送信部（２２０）と、を備え、
前記車載器は、
前記車両に搭載されている前記第１周波数の電波を送信するためのアンテナである車載アンテナ（１１３）から、前記応答要求信号を送信する車載器側送信部（１１２）と、
前記第２周波数の電波を受信するためのアレーアンテナ（１１４）を介して、前記応答信号を受信する車載器側受信部（１１５）と、
前記応答信号の前記アレーアンテナでの受信結果に基づいて、前記応答信号が到来した方向を推定する方向推定部（Ｆ４）と、
前記車載器側受信部が受信した前記応答信号に含まれている前記距離関連情報に基づいて前記車載アンテナから前記携帯機までの距離を推定する距離推定部（Ｆ５）と、
前記方向推定部が推定した前記携帯機からの信号の到来方向と、前記距離推定部が推定した前記車載アンテナから前記携帯機までの距離に基づいて、前記携帯機の位置を推定する位置推定部（Ｆ６）と、を備えることを特徴とする携帯機位置推定システム。
【請求項２】
請求項１に記載の携帯機位置推定システムであって、
前記方向推定部は、前記応答信号の前記アレーアンテナでの受信結果を解析することで方向毎の受信強度を特定し、
前記位置推定部は、前記方向推定部が推定した方向毎の受信強度のうち、最も受信強度が強い方向を、前記携帯機が存在する方向である携帯機方向として採用し、
前記車載器は、前記距離推定部としての第１距離推定部に加えて、前記携帯機方向における前記応答信号の受信強度に基づいて前記携帯機の距離を推定する第２距離推定部（Ｆ９）を備え、
前記位置推定部は、前記第１距離推定部が推定した距離である第１距離と、前記第２距離推定部が推定した距離である第２距離との差が所定の許容上限値未満である場合には、前記第１距離を用いて推定した位置を前記携帯機の位置として採用する一方、前記第１距離と前記第２距離との差が前記許容上限値以上である場合には前記携帯機の位置は不明であると判定することを特徴とする携帯機位置推定システム。
【請求項３】
請求項２に記載の携帯機位置推定システムであって、
前記携帯機は、１回の前記応答要求信号の受信に対して前記応答信号を複数回連続して送信するように構成されており、
前記第２距離推定部は、
前記応答信号を受信する度に前記第２距離を算出するものであって、
１回の前記応答要求信号の送信に由来して算出した複数の前記第２距離に基づいて、複数の前記第２距離を代表する値である第２距離代表値を算出し、
前記第２距離代表値と前記第１距離との差が前記許容上限値未満である場合には、前記第１距離を用いて推定した位置を前記携帯機の位置として採用する一方、前記第１距離と前記第２距離代表値との差が前記許容上限値以上である場合には前記携帯機の位置は不明であると判定することを特徴とする携帯機位置推定システム。
【請求項４】
請求項１から３の何れか１項に記載の携帯機位置推定システムであって、
前記車載器は、前記携帯機との通信状況に基づいて、前記携帯機との距離が所定の推定実施距離以内となったことを検出する接近検出部（Ｆ３）を備え、
前記位置推定部は、
前記接近検出部によって前記携帯機との距離が前記推定実施距離以内となったことが検出された時点から、所定の位置確認間隔で複数回、前記携帯機の位置を推定する処理である位置推定処理を実施し、
複数回分の前記位置推定処理の結果を時系列順に並べてなる、前記携帯機の移動軌跡を示すデータである移動軌跡データを生成することを特徴とする携帯機位置推定システム。
【請求項５】
請求項４に記載の携帯機位置推定システムであって、
前記方向推定部は、前記応答信号の前記アレーアンテナでの受信結果を解析することで方向毎の受信強度を特定し、
前記位置推定部は、
前記方向推定部が推定した方向毎の受信強度のうち、最も受信強度が強い方向を、前記携帯機が存在する方向である携帯機方向に仮設定し、
新たに実行した前記位置推定処理の結果として得られた前記携帯機の位置である新規推定位置が、前回までに実施した前記位置推定処理の結果から定まる前記携帯機の移動軌跡と整合しているか否かを判定し、
前記新規推定位置が前回までに実施した前記位置推定処理の結果から定まる前記携帯機の移動軌跡と整合していないと判定した場合には、前記方向推定部によって検出されている２番目に受信強度が強い方向を前記携帯機方向に設定し直して、前記携帯機の位置を推定することを特徴とする携帯機位置推定システム。
【請求項６】
請求項４又は５に記載の携帯機位置推定システムであって、
前記車載器は、
前記携帯機と無線通信を実施することで前記携帯機が前記車両と対応付けられている前記携帯機であることを認証する処理である認証処理を実施する認証処理部（Ｆ７）を備え、
前記認証処理部は、前記移動軌跡として、前記携帯機が前記車載アンテナから所定のエリア分割距離以上離れた位置に設定されている中間エリアを経由してから、前記車載アンテナからの距離が前記エリア分割距離未満となるエリアである近接エリアに到達していることを示す前記移動軌跡を取得できている場合に、前記認証処理を実行することを特徴とする携帯機位置推定システム。
【請求項７】
請求項４又は５に記載の携帯機位置推定システムであって、
前記携帯機と無線通信を実施することで前記携帯機が前記車両と対応付けられている前記携帯機であることを認証する処理である認証処理を実施する認証処理部（Ｆ７）と、
前記認証処理が成功したことに基づいて所定の車両制御を実行する車両制御部（Ｆ８）と、を備え、
前記車両制御部は、前記認証処理が成功した場合であっても、前記移動軌跡として、前記携帯機が前記車両から所定のエリア分割距離以上離れた位置に設定されている中間エリアを経由してから、前記車両からの距離が前記エリア分割距離未満となるエリアである近接エリアに到達していることを示す前記移動軌跡を取得できていない場合には、前記車両制御を実行しないことを特徴とする携帯機位置推定システム。
【請求項８】
請求項４から７の何れか１項に記載の携帯機位置推定システムであって、
前記携帯機と無線通信を実施することで前記携帯機が前記車両と対応付けられている前記携帯機であることを認証する処理である認証処理を実施する認証処理部（Ｆ７）を備え、
前記携帯機は、
前記携帯機が移動していることを検出する移動センサ（２４０）を備え、
前記携帯機側送信部は、前記応答信号として、前記移動センサの検出結果を示すデータを含む信号を送信し、
前記認証処理部は、前記移動軌跡が示す前記携帯機の移動状態と、前記応答信号に含まれている前記移動センサの検出結果が示す前記携帯機の移動状態とが整合している場合に前記認証処理を実施することを特徴とする携帯機位置推定システム。
【請求項９】
請求項１から８の何れか１項に記載の携帯機位置推定システムであって、
前記携帯機と無線通信を実施することで前記携帯機が前記車両と対応付けられている前記携帯機であることを認証する処理である認証処理を実施する認証処理部（Ｆ７）を備え、
前記車載器側送信部は、前記認証処理部による前記認証処理が成功した場合には、前記認証処理が成功したことを示す認証成功通知信号を前記携帯機に送信し、
前記携帯機は、
前記ユーザに情報を報知するための報知装置（２３０）を備え、
前記携帯機側受信部が前記認証成功通知信号を受信した場合には、前記報知装置と協働して前記認証処理が成功したことを報知する処理を実施する報知処理部（Ｇ４）を備えることを特徴とする携帯機位置推定システム。
【請求項１０】
請求項１から９の何れか１項に記載の携帯機位置推定システムであって、
前記第１周波数は１ＭＨｚ以下の周波数であり、
前記車載アンテナは磁界型アンテナであって、
前記車載アンテナでの信号の送信電力は、前記携帯機が前記車載アンテナから１０ｍ以上離れている場合には前記応答信号を返送しないレベルに設定されていることを特徴とする携帯機位置推定システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に対する携帯機の位置を推定する携帯機位置推定システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両に搭載された車載器とユーザによって携帯される携帯機とが無線通信による認証処理を実施し、当該認証処理が成立したことに基づいて車載器が、車両ドアの施開錠やエンジン始動等の車両制御を実行するシステム（いわゆる車両用電子キーシステム）がある。一般的に、この種の車両用電子キーシステムでは、特許文献１に開示されているように、携帯機の認証を、ＬＦ（Low Frequency）帯の電波と、ＵＨＦ（Ultra High Frequency）帯に属する所定の周波数の電波を用いて実施される。
【０００３】
具体的には、車載器から携帯機への信号送信にはＬＦ帯の電波が使用され、携帯機から車載器への信号送信にはＵＨＦ帯の電波が使用される。車載器から携帯機への信号送信に、ＬＦ帯の電波を用いる理由は、無線信号の到達範囲を車両近傍に制限するためである。なお、ここでの車両近傍とは概ね車両から数メートル以内となる範囲を指す。ＬＦ信号を送信するためのアンテナの指向性や送信強度等は、ＬＦ信号の到達範囲が、携帯機と車載器とが認証処理を実施すべきエリアとして設定されている認証エリアとなるように調整されている。
【０００４】
そのような設定においては、車載器は、自身が送信したＬＦ帯の信号（以降、ＬＦ信号）に対する応答信号を受信した場合に、携帯機が所定の認証エリア内に存在すると判定し、認証処理を実行したり、認証処理の結果に応じた車両制御を実行したりする。つまり、車両用電子キーシステムは、ＬＦ信号に対する応答の有無によって携帯機の位置を判定する携帯機位置推定システムとしての機能を備える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−１８０７０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に開示の構成によれば、携帯機が、認証エリア内に存在するのか否かを判定することはできても、認証エリア内における具体的な位置までは特定することができない。
【０００７】
本開示は、この事情に基づいて成されたものであり、その目的とするところは、車両に対する携帯機の具体的な位置を推定することが可能な携帯機位置推定システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
その目的を達成するための本開示は、車両に搭載される車載器（１１０）と、車載器と対応付けられてあって、車両のユーザに携帯される携帯機（２００）と、を備える携帯機位置推定システムであって、携帯機は、所定の第１周波数の電波を用いて車載器から送信される、携帯機に対して応答信号の返送を要求する無線信号である応答要求信号を受信する携帯機側受信部（２１０）と、携帯機側受信部が受信した応答要求信号の受信信号強度である携帯機側強度を取得する携帯機側強度取得部（２１３）と、応答信号として、携帯機側強度取得部が取得した携帯機側強度から定まる、携帯機から当該信号の送信元までの距離を直接的又は間接的に示す距離関連情報を含む信号を、第１周波数よりも高い所定の第２周波数の電波を用いて送信する携帯機側送信部（２２０）と、を備え、車載器は、車両に搭載されている第１周波数の電波を送信するためのアンテナである車載アンテナ（１１３）から、応答要求信号を送信する車載器側送信部（１１２）と、第２周波数の電波を受信するためのアレーアンテナ（１１４）を介して、応答信号を受信する車載器側受信部（１１５）と、応答信号のアレーアンテナでの受信結果に基づいて、応答信号が到来した方向を推定する方向推定部（Ｆ４）と、車載器側受信部が受信した応答信号に含まれている距離関連情報に基づいて車載アンテナから携帯機までの距離を推定する距離推定部（Ｆ５）と、方向推定部が推定した携帯機からの信号の到来方向と、距離推定部が推定した車載アンテナから携帯機までの距離に基づいて、携帯機の位置を推定する位置推定部（Ｆ６）と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
以上の構成が備える距離推定部は、携帯機での応答要求信号の受信強度を携帯機から取得することで、車載アンテナから携帯機までの距離を推定する。また、方向推定部が推定する、携帯機からの信号が到来した方向は、アレーアンテナから見て携帯機が存在する方向に相当する。故に、位置推定部は、距離推定部が推定する車載アンテナから携帯機までの距離と、方向推定部が推定する携帯機からの信号の到来方向とを組み合わせることで携帯機の位置を推定することができる。このような態様によれば、車両に対する携帯機の具体的な位置を推定することができる。
【００１０】
なお、特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本開示の技術的範囲を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施形態にかかる車両用電子キーシステムの概略的な構成を示した図である。
【図２】車載システム１００の概略的な構成を示すブロック図である。
【図３】ＬＦアンテナ１１３の設置位置と送信エリアについて説明するための図である。
【図４】車両側制御部１１１の概略的な構成を示す機能ブロック図である。
【図５】ＬＦ信号の受信強度と、伝搬距離との関係を示す図である。
【図６】携帯機２００の概略的な構成を示すブロック図である。
【図７】携帯機側制御部２６０の概略的な構成を示す機能ブロック図である。
【図８】移動軌跡生成処理についてのフローチャートである。
【図９】位置推定部Ｆ６の作動を説明するための図である。
【図１０】認証関連処理についてのフローチャートである。
【図１１】第１エリアＡｒ１を通過する移動軌跡の一例を示す図である。
【図１２】マルチパス環境下における位置推定部Ｆ６の作動を説明するための図である。
【図１３】マルチパス環境下における到来方向毎の受信強度の一例を示す図である。
【図１４】車両側制御部１１１の概略的な構成を示す機能ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について図を用いて説明する。図１は、本発明に係る携帯機位置推定システムが適用されている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、車両に搭載されている車載システム１００と、車両のユーザに携帯される携帯機２００と、を備える。携帯機２００は、車載システム１００と対応付けられてあって、車両に対する固有のキーとしての機能を備えている。
【００１３】
なお、本実施形態では一例として車両を、動力源としてエンジンのみを備えるエンジン車とするが、これに限らない。車両は、動力源としてエンジンとモータを備える、いわゆるハイブリッド車であってもよいし、モータのみを動力源として備える電気自動車であってもよい。
【００１４】
＜車両用電子キーシステムの概要＞
車載システム１００と携帯機２００はそれぞれ、互いに所定の周波数帯の電波を用いた無線通信を実施することで、公知のスマートエントリーシステムを実現するための通信機能を有している。具体的には、車載システム１００は車室内及び車両周辺の所定範囲に向けてＬＦ（Low Frequency）帯の信号を送信する機能と、ＵＨＦ（Ultra High Frequency）帯の信号を受信する機能を有する。携帯機２００は、車載システム１００から送信されるＬＦ帯の信号を受信する機能と、ＵＨＦ帯の信号を送信する機能を有する。なお、ここでのＬＦ帯は３０ｋＨｚ〜３００ｋＨｚを指し、ＵＨＦ帯は３００ＭＨｚ〜３ＧＨｚを指す。
【００１５】
車両用電子キーシステムにおいて車載システム１００から携帯機２００への信号送信に使用されるＬＦ帯の周波数とは、例えば１２５ｋＨｚや１３４ｋＨｚである。また、携帯機２００から車載システム１００への信号送信に使用されるＵＨＦ帯の周波数とは、例えば、３１５ＭＨｚや、９２０ＭＨｚなどである。
【００１６】
ここでは一例として、車載システム１００から携帯機２００への信号送信に使用される周波数としては１３４ｋＨｚが採用されており、かつ、携帯機２００から車載システム１００への信号送信に使用される周波数としては３１５ＭＨｚが採用されている場合を例にとり、各部の構成について説明する。なお、車載システム１００から携帯機２００への信号送信に使用される周波数が請求項に記載の第１周波数に相当し、携帯機２００から車載システム１００への信号送信に使用される周波数が請求項に記載の第２周波数に相当する。
【００１７】
第１周波数は、１ＭＨｚ以下の周波数に設定されていればよく、ＬＦ帯に属している必要はない。なお、別途後述する送信エリアの形成のしやすさの観点から、第１周波数は２０ｋＨｚから２００ｋＨｚまでの周波数帯に属する周波数に設定されていることが好ましい。また、第２周波数は、上述した以外の周波数に設定されていても良い。例えば、第２周波数は、近距離無線通信で使用される周波数であってもよい。ここでの近距離無線通信とは、通信範囲が例えば最大でも数十メートル程度となる所定の近距離無線通信規格に準拠した無線通信である。近距離無線通信規格としては、例えばBluetooth Low Energy（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈは登録商標）や、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）等を採用することができる。近距離無線通信で使用される周波数とは、例えば、２４００ＭＨｚから２４８０ＭＨｚまでの帯域（以降、２．４ＧＨｚ帯）である。
【００１８】
車載システム１００は、車両から数メートル以内となる範囲が車両通信エリアとなるように構成されているものとする。ここでの車両通信エリアとは、車載システム１００が送信するＬＦ帯の信号（以降、ＬＦ信号）が、所定の信号強度を保って伝搬する範囲のことである。車両通信エリアの大きさは適宜設計されればよい。
【００１９】
このような構成において車載システム１００は、定期的にポーリング信号としてＬＦ信号を送信し、ポーリング信号に対する携帯機２００からの応答が得られたことに基づいて、携帯機２００と無線通信による認証処理を実施する。ポーリング信号は、携帯機２００に対して所定の応答信号の返送を要求するＬＦ信号である。なお、携帯機２００から車載システム１００への応答には、前述の通りＵＨＦ帯の（より具体的には第２周波数の）電波が用いられる。つまり、携帯機２００が返送する応答信号はＵＨＦ帯の無線信号である。
【００２０】
車載システム１００による携帯機２００の認証は、周知のチャレンジ−レスポンス方式によって実現される。チャレンジ−レスポンス方式は、認証する側の装置（以降、認証側装置）と認証を受ける側の装置（以降、被認証側装置）とがチャレンジコードとレスポンスコードと送受信することによって認証を行う方式である。ここでは車載システム１００が認証側装置に相当し、携帯機２００が被認証側装置に相当する。
【００２１】
なお、携帯機２００と車載システム１００のそれぞれには、認証処理に用いられる共通の暗号鍵が保存されている。また、携帯機２００には固有の識別番号（以降、携帯機ＩＤ）が割り当てられており、車載システム１００には、当該携帯機ＩＤが登録されている。携帯機ＩＤが前述の暗号鍵として利用されてもよい。なお、車載システム１００−携帯機２００間の無線通信による認証処理は、当技術分野においてはコード照合とも称されることがある。
【００２２】
車載システム１００は、携帯機２００の認証が成功したことに基づいて、例えば、ドアの施開錠や、エンジン始動等といった、所定の車両制御を実行する。すなわち、周知のスマートエントリー機能を提供する。以下、車載システム１００、携帯機２００のそれぞれの具体的な構成及び作動について説明する。
【００２３】
＜車載システム１００の構成について＞
まずは、車載システム１００の構成について述べる。車載システム１００は、図２に示すように認証ＥＣＵ１１０、タッチセンサ１２０、スタートボタン１３０、施錠ボタン１４０、ボディＥＣＵ１５０、及びエンジンＥＣＵ１６０を備える。認証ＥＣＵ１１０は、タッチセンサ１２０、スタートボタン１３０、施錠ボタン１４０、ボディＥＣＵ１５０、及びエンジンＥＣＵ１６０のそれぞれと、車両内に構築されているＬＡＮ（Local Area Network）を介して、相互通信可能に接続されている。
【００２４】
認証ＥＣＵ１１０は、無線通信によって携帯機２００を認証する処理（つまり認証処理）を実行するＥＣＵ（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）である。この認証ＥＣＵ１１０は、より細かい構成要素として、車両側制御部１１１、ＬＦ送信部１１２、ＬＦアンテナ１１３、アレーアンテナ１１４、及びＵＨＦ受信部１１５を備える。認証ＥＣＵ１１０が請求項に記載の車載器に相当する。
【００２５】
車両側制御部１１１は、ＣＰＵ１１１１、ＲＡＭ１１１２、ＲＯＭ１１１３、Ｉ／Ｏ１１１４、及びこれらの構成を接続するバスラインなどを備えた、通常のコンピュータとして構成されている。ＲＯＭ１１１３には、通常のコンピュータを車両側制御部１１１として機能させるためのプログラム（以降、車両用プログラム）等が格納されている。ＣＰＵ１１１１が車両用プログラムを実行することによって、前述のスマートエントリー機能等が実現される。この車両側制御部１１１についての詳細は別途後述する。車両側制御部１１１は概略的に、携帯機２００に送信するデータを生成してＬＦ送信部１１２やＵＨＦ受信部１１５に出力するとともに、ＵＨＦ受信部１１５が受信したデータを取得する。
【００２６】
ＬＦ送信部１１２は、車両側制御部１１１から入力されたデータに対して符号化、変調、デジタルアナログ変換等といった所定の処理を施すことで、搬送波信号に変換する。そして、その搬送波信号をＬＦアンテナ１１３に出力し、電波として放射させる。ＬＦ送信部１１２が請求項に記載の送信部に相当する。ＬＦ送信部１１２が請求項に記載の車載器側送信部に相当する。
【００２７】
ＬＦアンテナ１１３は、ＬＦ送信部１１２から入力された搬送波信号をＬＦ帯の電波に変換して空間へ放射するアンテナである。各ＬＦアンテナ１１３は、車両に対して所望の送信エリアを形成するように１つ又は複数設けられている。ＬＦアンテナ１１３が請求項に記載の車載アンテナに相当する。ＬＦアンテナ１１３の送信エリアとは、そのＬＦアンテナ１１３から送信された信号を携帯機２００が受信可能な（換言すれば復号可能な）信号レベルを保って到達するエリアである。車両自体にとっての車両通信エリアは、各ＬＦアンテナ１１３が形成する送信エリアが組み合わさってなるエリアに相当する。
【００２８】
なお、図２では認証ＥＣＵ１１０を示すブロック内部にＬＦアンテナ１１３を配置した構成を開示しているが、実際にはＬＦアンテナ１１３は、例えば車両のドアハンドル付近など、認証ＥＣＵ１１０の筐体外に配置されている。本実施形態では一例として、車両にはＬＦアンテナ１１３として、図３に示すように、運転席側アンテナ１１３ａ、助手席側アンテナ１１３ｂ、及び車室内アンテナ１１３ｃを備えるものとする。
【００２９】
運転席側アンテナ１１３ａは、運転席用ドアのハンドル付近（ハンドル内部も含む）に設けられたＬＦアンテナ１１３である。運転席側アンテナ１１３ａは、車室外において運転席用のドアから５ｍ以内となるエリアが送信エリアとなるように設計されている。なお、ＬＦアンテナ１１３の送信エリアの大きさの調整は、ＬＦアンテナ１１３から送信する信号の送信電力を調整することで実現すればよい。すなわち運転席側アンテナ１１３ａでの信号の送信電力は、運転席側アンテナ１１３ａから送信したＬＦ信号が５ｍ以上は伝搬しないように設定されている。図中のＺａは、運転席側アンテナ１１３ａの送信エリアを概念的に表したものである。本実施形態において車両の運転席は、前部座席の右側に設けられているものとする。
【００３０】
助手席側アンテナ１１３ｂは、助手席用ドアのハンドル付近に設けられたＬＦアンテナ１１３である。助手席側アンテナ１１３ｂは、車室外のうち、助手席用のドアから５ｍ以内となるエリアが送信エリアとなるように設計されている。図３中のＺｂは、助手席側アンテナ１１３ｂの送信エリアを概念的に表している。なお、例えば運転席側アンテナ１１３ａや助手席側アンテナ１１３ｂのように、車室外に送信エリアを形成するＬＦアンテナからのＬＦ信号の伝搬距離の上限値は５ｍに限らない。ＬＦ信号の伝搬距離が３ｍや５ｍ、１０ｍなどとなるように送信電力が設定されていてもよい。
【００３１】
車室内アンテナ１１３ｃは、車室内全域を送信エリアとするＬＦアンテナである。ここでは車室内アンテナ１１３ｃを１つしか図示していないが、車室内アンテナ１１３ｃは複数設けられていてもよい。図３では、車室内アンテナ１１３ｃの送信エリアの図示は省略している。
【００３２】
車両における各ＬＦアンテナ１１３の設置位置は、車両の任意の位置を中心とし、車両水平面に平行な２次元座標上の点として表されていれば良い。ここでの車両水平面とは車両の高さ方向に直交する平面である。２次元座標系を形成するＸ軸は車両の前後方向に平行とし、Ｙ軸は車幅方向に平行な軸とすればよい。２次元座標系の中心は、例えば、後輪車軸の中心などとすればよい。ＬＦアンテナ１１３の設置位置を示すデータは、ＲＯＭ１１１３に格納されている。
【００３３】
なお、車両に搭載されるＬＦアンテナ１１３の設置位置や送信エリアは上述した態様に限らない。ＬＦアンテナ１１３の設置位置等は、全体として所望の車両通信エリアを形成するように適宜設計されればよい。また、車両には、上述したＬＦ以外にも、トランク内部を送信エリアとするＬＦアンテナ１１３や、トランクドア付近を送信エリアとするＬＦアンテナ１１３が設けられていてもよい。
【００３４】
なお、本実施形態では一例として、ＬＦアンテナ１１３から送信された信号が、携帯機２００にとって復号可能な信号レベルを保って到達する範囲を、そのＬＦアンテナ１１３の送信エリアとして採用しているが、これに限らない。他の態様として送信エリアは、携帯機２００での受信信号強度が所定のエリア判定閾値以上となる信号レベルで伝搬する範囲としてもよい。ここで用いるエリア判定閾値は、復号可能な信号レベルの下限値（つまり復号限界値）よりも大きい値のうち、設計者によって適宜設計された値である。そのような態様においては、携帯機２００は、車載システム１００からの信号を復号可能な受信信号強度で受信した場合であっても、その受信信号強度がエリア判定閾値以下となっている場合には送信エリア外に存在すると判定し、応答を返さないものとする。ＬＦアンテナ１１３での信号の送信電力は、携帯機２００がＬＦアンテナ１１３から少なくとも１０ｍ以上離れている場合には応答信号を返送しないレベルに設定されていればよい。
【００３５】
上記のＬＦアンテナ１１３は、例えばバーアンテナを用いた磁界型アンテナとして実現することができる。ここでの磁界型アンテナとは、磁界の変化により電流を発生させるアンテナであって、放射素子の近傍において、電界成分よりも磁界成分のほうが強いアンテナである。ここでの近傍とは、いわゆる近傍界と呼ばれる範囲であって、放射素子からの距離がλ／２π以内となる範囲に相当する。なお、λは送受信の対象とする電波の波長である。
【００３６】
近傍界では磁界型アンテナが放射した磁界は距離の３乗に反比例、電界は距離の２乗に反比例して減衰する傾向を備える。ＬＦアンテナ１１３は１３４ｋＨｚの電波を送信するためのアンテナであるため、ＬＦアンテナ１１３にとっての近傍界とはアンテナから３５６ｍ以内となる範囲である。つまり、車両から数メートル〜数十ｍ以内となる範囲は１３４ｋＨｚを送信対象とするＬＦアンテナ１１３にとっては極めて近傍な領域である。よって、ＬＦアンテナ１１３が送信した信号の強度は、距離の３乗で急峻に減衰していく。本実施形態のＬＦアンテナ１１３は、この磁界型アンテナの性質を用いて所望の送信エリア（ひいては車両通信エリア）を実現している。
【００３７】
アレーアンテナ１１４は、複数のＵＨＦアンテナ１１４ａ、１１４ｂ、１１４ｃを備えるアレーアンテナである。以下、３つのＵＨＦアンテナ１１４ａ、１１４ｂ、１１４ｃを区別しないときはＵＨＦアンテナ１１４ｘと記載する。ＵＨＦアンテナ１１４ｘは、ＵＨＦ帯の電波を受信するためのアンテナである。ＵＨＦアンテナ１１４ｘは、ＵＨＦ帯の電波を受信すると、電気信号に変換してＵＨＦ受信部１１５に提供する。
【００３８】
アレーアンテナ１１４は、公知の構成であり、３つのＵＨＦアンテナ１１４ａ、１１４ｂ、１１４ｃは、送受信の対象とする電波の波長に基づいて定まる間隔で配置されている。具体的には、３つのＵＨＦアンテナ１１４ａ、１１４ｂ、１１４ｃは、送受信の対象とする電波の波長に基づいて定まる半径の円周上に、等角度間隔で配置されている。アレーアンテナ１１４は、例えば車室内の天井部分など、車両の窓部を介して車室外を見通せる位置に配置されていることが好ましい。車室外を見通せる位置とは、車室外のドア付近に存在する携帯機２００が送信した電波を直接的に受信できる位置とも言える。アレーアンテナ１１４の設置位置を示すデータは、ＲＯＭ１１１３に格納されていれば良い。アレーアンテナ１１４の設置位置を示すデータには、各ＵＨＦアンテナ１１４ｘの設置位置を示すデータも含まれる。アレーアンテナ１１４やＬＦアンテナ１１３の設置位置を示すデータを便宜上、アンテナ位置データと称する。
【００３９】
ＵＨＦ受信部１１５は、各ＵＨＦアンテナ１１４ｘから入力される信号に対して、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車両側制御部１１１に提供する。ＵＨＦ受信部１１５が請求項に記載の車載器側受信部に相当する。
【００４０】
タッチセンサ１２０は、車両の各ドアハンドルに装備されて、ユーザがそのドアハンドルを触れていることを検出する。各タッチセンサ１２０の検出結果は、認証ＥＣＵ１１０に逐次出力される。スタートボタン１３０は、ユーザがエンジンを始動させるためのプッシュスイッチである。スタートボタン１３０は、ユーザによってプッシュ操作がされると、その旨を示す制御信号を車両側制御部１１１に出力する。
【００４１】
施錠ボタン１４０は、ユーザが車両のドアを施錠するためのボタンである。施錠ボタン１４０は、車両の各ドアハンドルに設けられればよい。施錠ボタン１４０は、ユーザによって押下されると、その旨を示す制御信号を、認証ＥＣＵ１１０に出力する。
【００４２】
ボディＥＣＵ１５０は、車両に搭載された種々のアクチュエータを制御するＥＣＵである。例えばボディＥＣＵ１５０は、認証ＥＣＵ１１０からの指示に基づき、車両に設けられたドアの施開錠を制御するための駆動信号を各車両ドアに設けられたドアロックモータに出力し、各ドアの施開錠を行う。また、ボディＥＣＵ１５０は、車両に設けられた各ドアの開閉状態や、各ドアの施錠／開錠状態などを示す情報を取得する。なお、ドアの開閉状態は、カーテシスイッチによって検出されれば良い。
【００４３】
エンジンＥＣＵ１６０は、エンジンの動作を制御するＥＣＵである。例えばエンジンＥＣＵ１６０は、認証ＥＣＵ１１０からエンジンの始動を指示する始動指示信号を取得すると、エンジンを始動させる。その他、認証ＥＣＵ１１０は、図示しない種々のＥＣＵやセンサと接続されてあって、シフトポジション等、車両の状態を示す種々の情報を取得可能に構成されている。
【００４４】
＜車両側制御部１１１の機能について＞
車両側制御部１１１は、ＣＰＵが上述の車両用プログラムを実行することで実現する機能ブロックとして、図４に示すように車両情報取得部Ｆ１、車両状態判定部Ｆ２、接近検出部Ｆ３、方向推定部Ｆ４、距離推定部Ｆ５、位置推定部Ｆ６、認証処理部Ｆ７、及び車両制御部Ｆ８を備える。また、車両側制御部１１１は、ＲＯＭ等の不揮発性の記憶媒体を用いて実現されているマップ記憶部Ｍ１を備える。なお、車両側制御部１１１が備える機能の一部又は全部は、１つ又は複数のＩＣチップなどを用いてハードウェアとして実現されていても良い。
【００４５】
車両情報取得部Ｆ１は、タッチセンサ１２０などの車両に搭載されたセンサやＥＣＵから、車両の状態を示す種々の情報（つまり車両情報）を取得する。車両情報としては、例えば、ドアハンドルにユーザが触れているか否か、ドアの開閉状態、ブレーキペダルが踏み込まれているか否か、スタートボタン１３０が押下されているか否か、各ドアの施錠状態、エンジンの動作状態などが該当する。
【００４６】
ドアハンドルにユーザが触れているか否かは、タッチセンサ１２０から取得することができ、スタートボタン１３０が押下されているか否かはスタートボタン１３０から出力される信号から判定できる。ドアの開閉状態や、各ドアの施錠／開錠状態などは、例えばボディＥＣＵ１５０から取得できる。なお、ドアの開閉状態は、カーテシスイッチによって検出されれば良い。ブレーキペダルが踏み込まれているか否かは、ブレーキペダルの位置（実体的には角度）を検出するブレーキペダルセンサによって検出されればよい。なお、車両情報に含まれる情報は、上述したものに限らない。図示しないシフトポジションセンサが検出するシフトポジションや、パーキングブレーキの作動状態等も車両情報に含まれる。
【００４７】
車両状態判定部Ｆ２は、車両情報取得部Ｆ１が取得する車両情報に基づいて、車両の状態を判定する。車両状態判定部Ｆ２は、より細かい機能ブロックとして、駐車判定部Ｆ２１を備える。駐車判定部Ｆ２１は、車両情報取得部Ｆ１が取得する車両情報に基づいて、車両が駐車されているか否かを判定する。例えば駐車判定部Ｆ２１は、エンジンがオフであって、シフトポジションが駐車ポジションに設定されており、かつ、全てのドアが施錠されている場合に、駐車されていると判定する。もちろん、駐車されているか否かの判定アルゴリズムとしては周知のものを採用することができる。
【００４８】
接近検出部Ｆ３は、携帯機２００が車両通信エリア内に進入したことを検出する構成である。接近検出部Ｆ３は、駐車判定部Ｆ２１によって車両が駐車されていると判定されている場合、ＬＦ送信部１１２と協働し、ポーリング信号を所定の周期（例えば２００ミリ秒）で各ＬＦアンテナ１１３から送信する。このポーリング信号は、携帯機２００に対して応答を要求する信号である。接近検出部Ｆ３は、ポーリング信号に対する応答信号を受信することによって、携帯機２００である可能性がある通信端末が、車両通信エリア内に存在することを検出することができる。車両から車両通信エリアの最遠端までの距離が請求項に記載の推定実施距離に相当する。
【００４９】
方向推定部Ｆ４、距離推定部Ｆ５、及び位置推定部Ｆ６は、携帯機２００の位置（以降、携帯機位置）を推定するための構成である。便宜上、車両側制御部１１１が実施する、携帯機２００の位置を推定する処理を位置推定処理と称する。車両側制御部１１１は、ＬＦ送信部１１２及びＵＨＦ受信部１１５と協働し位置推定処理を実施する。位置推定処理についての詳細、換言すれば、方向推定部Ｆ４、距離推定部Ｆ５、及び位置推定部Ｆ６のそれぞれの機能の詳細は別途後述する。
【００５０】
なお、車両側制御部１１１は、位置推定処理の過程においてＬＦ送信部１１２と協働して携帯機２００に対して所定の位置推定用信号を送信する。位置推定用信号は、当該位置推定用信号の受信強度を示す信号を返送するように要求する信号である。位置特定用信号は、携帯機位置を推定するためだけに供される信号であってもよいし、ポーリング信号や、認証処理に伴うチャレンジ信号など、他の目的を達成するための信号を援用してもよい。換言すれば、ポーリング信号やチャレンジ信号などの種々のＬＦ信号を位置推定用信号として用いてもよい。
【００５１】
認証処理部Ｆ７は、ＬＦ送信部１１２及びＵＨＦ受信部１１５と協働し、認証処理を実施する構成である。認証処理部Ｆ７は、認証処理の過程においてチャレンジコードを生成し、当該チャレンジコードを含むＬＦ信号（以降、チャレンジ信号）をＬＦ送信部１１２に送信させる。チャレンジコードは、例えば乱数表など用いて生成された乱数とすればよい。チャレンジ信号は、携帯機２００に対し、携帯機２００本体に予め登録されている暗号鍵を用いて、送信したチャレンジコードを暗号化してなるコード（以降、レスポンスコード）を返送するように要求する信号である。
【００５２】
また、本実施形態の認証処理部Ｆ７はより好ましい態様として、認証処理の結果として、携帯機２００の認証に成功した場合には、携帯機２００に対して認証処理が成功したことを示すＬＦ信号（以降、認証成功通知信号）を送信する。携帯機位置推定処理や認証処理についての詳細については別途後述する。
【００５３】
車両制御部Ｆ８は、認証処理部Ｆ７による認証処理が成功した場合、位置推定部Ｆ６が推定している携帯機位置や、車両の状態、ユーザ操作に応じた車両制御を実施する構成である。例えば車両制御部Ｆ８は、車両のドアが施錠されており、且つ、位置推定部Ｆ６によって携帯機２００は車室外の車両周辺に存在すると判定されている状態において、認証処理が成功した場合には、車両のドアロック機構を開錠準備状態に設定する。開錠準備状態とは、ユーザがドアのタッチセンサ１２０に触れるだけでドアを開錠することができる状態である。そして、タッチセンサ１２０からユーザによってタッチされていることを示す信号が入力された場合に、ボディＥＣＵ１５０と協働してドアの鍵を開錠する。また、車両制御部Ｆ８は、例えばエンジンが停止しており、且つ、位置推定部Ｆ６によって携帯機２００が車室内に存在すると判定されているときに、スタートボタン１３０がユーザによって押下された場合には、エンジンＥＣＵ１６０と連携してエンジンを始動させる。その他、車両制御部Ｆ８が実施する車両制御の内容は、別途後述する認証処理の実施条件と合わせて適宜設計されれば良い。
【００５４】
マップ記憶部Ｍ１は、ＬＦ＿ＲＳＳＩマップを記憶している記憶装置である。ＬＦ＿ＲＳＳＩマップは、ＬＦアンテナ１１３と携帯機２００との間の距離と、携帯機２００が受信するＬＦ信号の信号強度（ＲＳＳＩ：Received Signal Strength Indication）との対応関係を示すデータである。一般的に、無線信号は、空間中を伝搬するにつれて減衰していくため、車両と携帯機２００との距離が離れているほど、携帯機２００におけるＬＦ信号のＲＳＳＩは小さくなる。特に、本実施形態ではＬＦアンテナ１１３の近傍界での特性を用いて送信エリアを形成しているため、ＬＦ信号のＲＳＳＩは、距離の３乗に反比例して急峻に減衰していく。ＬＦ＿ＲＳＳＩマップは、図５に示すような、端末間距離と携帯機２００におけるＬＦ信号のＲＳＳＩとの対応関係を示すデータである。ＬＦ＿ＲＳＳＩマップは、実試験やシミュレーション等に基づいて作成されればよい。なお、図５に示すグラフの横軸はＬＦアンテナから携帯機２００までの距離を、縦軸はＬＦ＿ＲＳＳＩをそれぞれ表している。
【００５５】
＜携帯機２００の構成について＞
次に、携帯機２００の構成について述べる。携帯機２００は、図６に示すように、ＬＦ通信モジュール２１０、ＵＨＦ通信モジュール２２０、バイブレータ２３０、移動センサ２４０、電池２５０、及び、携帯機側制御部２６０を備える。携帯機側制御部２６０と、ＬＦ通信モジュール２１０、ＵＨＦ通信モジュール２２０、バイブレータ２３０、及び移動センサ２４０のそれぞれとは通信可能に接続されている。また、電池２５０は、携帯機側制御部２６０と電気的に接続されている。
【００５６】
ＬＦ通信モジュール２１０は、車載システム１００から送信されるＬＦ信号を受信するための構成である。ＬＦ通信モジュール２１０は、ＬＦアンテナ２１１と、ＬＦ受信部２１２とを用いて実現される。ＬＦ通信モジュール２１０が請求項に記載の携帯機側受信部に相当する。ＬＦアンテナ２１１は、ＬＦ帯の電波を受信するためのアンテナである。ＬＦアンテナ２１１は、ＬＦ受信部２１２と接続されており、受信した電波を電気信号に変換してＬＦ受信部２１２に出力する。
【００５７】
ＬＦ受信部２１２は、ＬＦアンテナ２１１から入力される電気信号に対して、アナログデジタル変換や、復調、復号などといった、所定の処理を実施する。ＬＦ受信部２１２は、受信信号に含まれるデータを抽出して携帯機側制御部２６０に提供する。ＬＦ受信部２１２は例えば上記の処理の一部又は全部を実施する集積回路（つまりＩＣ）を用いて実現されている。
【００５８】
また、ＬＦ受信部２１２は、ＬＦアンテナ２１１で受信した信号の強度である受信信号強度（ＲＳＳＩ：Received Signal Strength Indication）を検出するＲＳＳＩ回路２１３を備える。ＲＳＳＩ回路２１３は、周知の回路構成を用いて実現されれば良い。ＲＳＳＩ回路２１３が検出したＲＳＳＩは、携帯機側制御部２６０に提供される。ＲＳＳＩ回路２１３が検出するＲＳＳＩは、ＬＦ信号のＲＳＳＩである。そのため、以降では便宜上、ＲＳＳＩ回路２１３が検出するＲＳＳＩを、ＬＦ＿ＲＳＳＩとも記載する。
【００５９】
なお、ＲＳＳＩ回路２１３はＬＦ受信部２１２の外部に設けられていても良い。ＲＳＳＩ回路２１３が請求項に記載の携帯機側強度取得部に相当する。また、ＬＦアンテナ２１１とＬＦ受信部２１２との間には、増幅器や、復調回路など、ＬＦ受信部２１２が備える機能の一部を代替するアナログ回路等が設けられていても良い。
【００６０】
ＵＨＦ通信モジュール２２０は、携帯機２００が車載システム１００とＵＨＦ帯の電波を用いて通信するための構成である。ＵＨＦ通信モジュール２２０が請求項に記載の携帯機側送信部に相当する。ＵＨＦ通信モジュール２２０は、ＵＨＦアンテナ２２１と、ＵＨＦ送信部２２２とを用いて実現される。
【００６１】
ＵＨＦアンテナ２２１は、ＵＨＦ帯の電波を送信するためのアンテナである。ＵＨＦアンテナ２２１は、ＵＨＦ送信部２２２と接続されており、ＵＨＦ送信部２２２から入力された電気信号を電波に変換して放射する。ＵＨＦ送信部２２２は、携帯機側制御部２６０から入力されたベースバンド信号に対して符号化、変調、デジタルアナログ変換等といった所定の処理を施すことで、ベースバンド信号を搬送波信号に変換する。そして、その生成した搬送波信号を、ＵＨＦアンテナ２２１に出力し、ＵＨＦ帯の電波として放射させる。ＵＨＦ送信部２２２は例えば上記の処理の一部又は全部を実施する集積回路（つまりＩＣ）を用いて実現されている。
【００６２】
なお、ＵＨＦ通信モジュール２２０は、ＵＨＦアンテナ２２１からの送信信号が少なくとも１０ｍ以上伝搬するように構成されている。ＵＨＦ送信部２２２の動作状態は、携帯機側制御部２６０によって制御される。ＵＨＦ送信部２２２の動作状態を制御することは、ＵＨＦ送信部２２２への電力の供給状態を制御することに相当する。なお、ＵＨＦアンテナ２２１とＵＨＦ送信部２２２との間には、ＵＨＦ送信部２２２が備える機能の一部を代替するアナログ回路や、増幅器、ノイズフィルタ回路等が設けられていても良い。
【００６３】
バイブレータ２３０は、携帯機側制御部２６０からの指示に基づいて振動を発生させる装置である。バイブレータ２３０は、例えば偏心ウェイトを付けたモータで実現することができる。なお、モータの代わりに圧電素子やスピーカの磁気回路を用いて実現されていても良い。
【００６４】
バイブレータ２３０は、振動によって車両との認証処理の実行状態や電池２５０の電力残量といった種々の情報をユーザに通知するための報知装置としての役割を担う。すなわち、バイブレータ２３０は、携帯機側制御部２６０からの指示に基づいて動作し、所定のパターンの振動を発生させる。振動パターンを構成する要素としては、振動強度や、振動のリズムなどがある。振動のリズムには、振動の発生間隔や継続時間などが含まれる。
【００６５】
なお、本実施形態では一例として、報知装置としてバイブレータ２３０が採用されているが、これに限らない。報知装置としては、ディスプレイや、スピーカ、バイブレータを採用することができる。スピーカにはブザーも含まれる。また、複数種類のデバイスを報知装置として備えていてもよい。
【００６６】
移動センサ２４０は、携帯機２００が移動していることを検知するためのセンサである。なお、携帯機２００が移動する場合とは、携帯機２００を携帯しているユーザが移動して（例えば歩いて）いる場合である。ユーザが歩行している場合、携帯機２００にはユーザの歩行に由来する加速度が作用する。移動センサ２４０は、例えば、周知の加速度センサを用いて実現されればよい。移動センサ２４０としての加速度センサとしては、例えば互いに直交する３つの軸方向毎の加速度を検出する３軸加速度センサを採用することができる。もちろん、移動センサ２４０としての加速度センサは２軸加速度センサであってもよいし、１軸加速度センサであってもよい。移動センサ２４０の出力信号は、携帯機側制御部２６０に逐次入力される。
【００６７】
なお、移動センサ２４０は、ジャイロセンサや地磁気センサであってもよい。ユーザの移動に伴って生じる物理的な状態量の変化を検出するものであればよい。また、移動センサ２４０はユーザの歩行等の相対的に微弱な振動によって固定接点に対する可動接点の接触状態が変化する（換言すれば振動する）ように構成されたスイッチ素子であってもよい。そのようなスイッチ素子の出力は、ユーザが携帯機２００を携帯して歩行している場合、端子が接触したり離れたりを繰り返すため、パルス状の信号を出力する。一方、携帯機２００が机の上や棚等といった安定した場所に置かれている場合には、端子間の接触状態は、接触／非接触の何れか一方で安定するため、パルス状の信号は出力されない。すなわち、上記のスイッチ素子も移動センサ２４０として使用することができる。電池２５０は、携帯機側制御部２６０と電気的に接続されており、携帯機側制御部２６０による制御のもと、携帯機２００が備える各部（例えばＵＨＦ送信部２２２など）に電力を供給する。
【００６８】
携帯機側制御部２６０は、コンピュータを主体として構成されている。すなわち、携帯機側制御部２６０は、図示しないＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、Ｉ／Ｏ、クロック発振器等を用いて実現されている。ＲＯＭには通常のコンピュータを、携帯機側制御部２６０として機能させるためのプログラム（以降、携帯機用プログラム）が格納されている。携帯機側制御部２６０は、ＣＰＵがＲＯＭに格納されている携帯機用プログラムを実行することによって、スマートエントリーシステム等を実現する。なお、ＲＯＭには上記プログラムの他、チャンレンジコードからレスポンスコードを生成するために用いられる暗号鍵等が格納されている。携帯機側制御部２６０の詳細な機能については次に説明する。
【００６９】
＜携帯機側制御部２６０の機能について＞
携帯機側制御部２６０は、上述の携帯機用プログラムを実行することで実現する機能ブロックとして、図７に示すように、受信データ取得部Ｇ１、ＬＦ＿ＲＳＳＩ取得部Ｇ２、応答処理部Ｇ３、及び報知処理部Ｇ４を備える。なお、携帯機側制御部２６０が備える機能ブロックの一部又は全部は、１つ又は複数のＩＣチップなどを用いてハードウェアとして実現されていても良い。
【００７０】
受信データ取得部Ｇ１は、ＬＦ通信モジュール２１０が受信したデータを取得する。例えば、ＬＦ通信モジュール２１０がチャレンジ信号を受信した場合には、受信データ取得部Ｇ１は、その受信したチャレンジ信号に含まれるチャレンジコードを取得する。また、車載システム１００から認証処理が成功したことを示す信号をＬＦ＿ＲＳＳＩ取得部Ｇ２は、ＲＳＳＩ回路２１３が検出したＬＦ＿ＲＳＳＩを逐次取得する構成である。ＬＦ＿ＲＳＳＩ取得部Ｇ２が取得したＲＳＳＩは、ＲＡＭに一定時間保持される。
【００７１】
応答処理部Ｇ３は、車載システム１００から送信されてきたＬＦ信号に対する応答信号を生成し、ＵＨＦ通信モジュール２２０と協働して車載システム１００に返送する処理を実施する構成である。例えば応答処理部Ｇ３は、ＬＦ受信部２１２が位置推定用信号を受信した場合には、当該位置推定用信号に対してＲＳＳＩ回路２１３が検出したＬＦ＿ＲＳＳＩを含む応答信号を生成する。生成した応答信号は、ＵＨＦ送信部２２２に出力されて車載システム１００へと返送される。このような構成により、携帯機２００は、位置推定用信号を受信した場合、受信した位置推定用信号のＲＳＳＩを示す応答信号を所定の出力レベルで車載システム１００に返送する。また、チャレンジ信号を受信した場合には、当該信号に含まれるチャレンジコードを予め登録されている暗号鍵を用いて暗号化したレスポンスコードを生成し、当該レスポンスコードを示す応答信号（いわゆるレスポンス信号）をＵＨＦ送信部２２２に送信させる。
【００７２】
報知処理部Ｇ４は、認証処理の実行状況に応じた態様（換言すれば振動パターン）でバイブレータ２３０を動作させることで、ユーザに対して所定の情報を報知する構成である。例えば携帯機側制御部２６０は、ＬＦ受信部２１２がチャレンジ信号を受信した場合には相対的に短い時間（例えば０．５秒間）の振動を、所定の間隔（例えば１秒）で、所定回数（例えば２回）発生させる。また、ＬＦ受信部２１２が認証成功通知信号を受信したことに基づいて、認証処理が成功したことを検出した場合には所定時間（例えば１．５秒）間連続して振動させる。このような態様によればユーザは振動パターンに基づいて認証処理の実行状況を認識できる。
【００７３】
なお、携帯機２００が報知装置としてディスプレイを備える場合、報知処理部Ｇ４はディスプレイに所定のアイコン画像やテキストを表示することによって、ユーザに所定の情報を報知すればよい。また、報知装置としてスピーカを備える場合には、警報音や音声メッセージをスピーカから出力させることで、ユーザに所定の情報を報知してもよい。ＬＥＤ等のインジケータを所定の発光パターンで発光させることによってユーザに所定の情報を報知しても良い。
【００７４】
＜移動軌跡生成処理＞
次に図８に示すフローチャートを用いて車両側制御部１１１が実施する移動軌跡生成処理について説明する。移動軌跡生成処理は、携帯機２００の移動軌跡を示すデータを生成する処理である。移動軌跡生成処理は、複数回の位置推定処理を含む。この移動軌跡生成処理は、車両が駐車されている状態において定期的に送信されるポーリング信号に対する応答信号を受信した場合に開始されればよい。つまり、接近検出部Ｆ３が携帯機２００の接近を検出したことをトリガとして開始される。
【００７５】
なお、接近検出部Ｆ３は複数のＬＦアンテナ１１３においてポーリング信号を送信させるタイミングは、アンテナ毎に異ならせるものとする。つまり、複数のＬＦアンテナ１１３からそれぞれ異なるタイミングでポーリング信号を送信させる。ここでは一例として、運転席側アンテナ１１３ａ、助手席側アンテナ１１３ｂ、車室内アンテナ１１３ｃの順に、所定の時間差でポーリング信号を送信していくものとする。ここでの時間差は後述する応答待機時間よりも長い時間に設定されている。
【００７６】
このような態様によれば位置推定部Ｆ６は、位置特定用信号に対する応答信号を受信したタイミングに基づいて、何れのＬＦアンテナ１１３の送信エリア内に携帯機２００が存在するのかを絞り込むことができる。つまり、携帯機２００が応答したポーリング信号を送信したＬＦアンテナ１１３を一意に特定できる。例えば、運転席側アンテナ１１３ａからポーリング信号を送信した時点から応答待機時間以内に応答信号を受信した場合には、携帯機２００は、運転席側アンテナ１１３ａの送信エリア内に存在すると判定する。
【００７７】
なお、携帯機２００が存在するエリア、換言すれば、携帯機２００が応答しているＬＦ信号の送信元を絞り込む方法は、上述した方法に限らない。上述した方法以外にも公知となっている種々の方法を適用することができる。例えば各ＬＦアンテナ１１３に固有のアンテナコードが設定しておき、各ＬＦアンテナ１１３から送信させる応答要求信号にも、そのＬＦアンテナに対応するアンテナコードを含ませる。そして、携帯機２００は、受信した応答要求信号に含まれているアンテナコードを含む応答信号を返送するように構成する。
【００７８】
このような構成によっても、位置推定部Ｆ６は応答信号に含まれるアンテナコードに基づいて、携帯機２００が何れのＬＦアンテナ１１３から送信したＬＦ信号に対して応答したのかを位置推定部Ｆ６は特定することができる。ひいては、携帯機２００が存在しているエリアを特定することができる。便宜上以降では、携帯機２００が応答信号を返送してきたポーリング信号を送信したＬＦアンテナ１１３のことを、送信元アンテナと記載する。
【００７９】
まずステップＳ１０１では位置推定部Ｆ６が、以降の処理で用いられるパラメータである送信実行回数ｋを初期化（具体的にはｋ＝１に設定）してステップＳ１０２に移る。なお、送信実行回数ｋは自然数が設定される変数である。
【００８０】
ステップＳ１０２では位置推定部Ｆ６が、位置推定用信号をＬＦ送信部１１２に出力し、送信元アンテナとしてのＬＦアンテナ１１３から位置推定用信号を送信させてステップＳ１０３に移る。ステップＳ１０３ではＵＨＦ受信部１１５と協働して、位置推定用信号に対する応答信号を受信したか否かを判定する。位置推定用信号に対する応答信号を受信した場合にはステップＳ１０３を肯定判定してステップＳ１０４を実行する。一方、位置推定用信号を送信してから所定の応答待機時間経過しても応答信号を受信できなかった場合には、ステップＳ１０３を否定判定してステップＳ１０７を実行する。
【００８１】
ステップＳ１０４では方向推定部Ｆ４が、アレーアンテナ１１４での受信結果に基づいて応答信号の到来方向を推定する。アレーアンテナ１１４による到来方向推定には、公知の種々の方法を用いることができる。例えばＭＵＳＩＣ（Multiple Signal Classification）法、ＥＳＰＲＩＴ（Estimation of Signal Parameters via Rotational Invariance Techniques）法などを用いることができる。また、アレーアンテナ１１４をアダプティブアレーアンテナとする場合には、ビームフォーマ等も用いることができる。もちろん、上記以外にも、各ＵＨＦアンテナ１１４ｘの位置関係や、各ＵＨＦアンテナ１１４ｘが受信した電波の強度、各ＵＨＦアンテナ１１４ｘで受信した信号の位相差（或いは受信時間差）に基づいて到来方向を推定する公知の方法を採用することができる。
【００８２】
方向推定部Ｆ４は、到来方向の推定処理の結果として、受信強度が所定の閾値以上となっている方向を到来方向として取得し、到来方向毎の受信強度を示すデータ（以降、方向−強度データ）を生成する。生成した方向−強度データは、検出時刻を示す時刻情報と対応付けてＲＡＭ１１１２に保存する。
【００８３】
この方向−強度データは位置推定部Ｆ６によって参照され、携帯機方向が特定される。なお、アレーアンテナ１１４は携帯機２００から送信されてから他の物体で反射されずに（換言すれば直接的に）到来した電波（以降、直接波とする）の他に、携帯機２００から送信された電波が他の物体で反射された電波（以降、反射波）も受信しうる。アレーアンテナ１１４は直接波を受信している場合、直接波が到来した方向を到来方向として検出する。また、アレーアンテナ１１４が、所定の閾値以上の強度を有する反射波を受信している場合には、その反射波が到来した方向も到来方向として検出する場合がある。
【００８４】
つまり、到来方向の推定処理の結果としては、直接波が到来している方向（直接波方向とする）と、反射波が到来している方向（反射波方向とする）の情報が混在している場合がある。直接波方向は、携帯機２００が存在している方向（以降、携帯機方向）に相当する。本実施形態の位置推定部Ｆ６は、到来方向として複数の候補が検出されている場合、受信強度が最も大きい方向を直接波方向として採用する。ただし、別途変形例として後述するように、受信強度が最も大きい方向から定まる携帯機位置が、それまでの携帯機２００の移動軌跡から大きく乖離している場合には、２番目に受信強度が強い到来方向を携帯機方向と見なしてもよい。複数の到来方向の中から携帯機方向を決定する処理は方向推定部Ｆ４が実施しても良い。
【００８５】
ステップＳ１０４での処理が完了するとステップＳ１０５を実行する。ステップＳ１０５では距離推定部Ｆ５が、携帯機２００からの応答信号に含まれているＬＦ＿ＲＳＳＩと、マップ記憶部Ｍ１が記憶しているＬＦ＿ＲＳＳＩマップに基づいて、送信元アンテナとしてのＬＦアンテナ１１３から携帯機２００までの距離Ｄを推定する。具体的には、ＬＦ＿ＲＳＳＩマップにおいて、ステップＳ１０５では受信した応答信号に含まれているＬＦ＿ＲＳＳＩと対応付けられている距離を、送信元アンテナから携帯機２００までの距離Ｄとして採用する。ステップＳ１０５での処理が完了するとステップＳ１０６に移る。
【００８６】
ステップＳ１０６では位置推定部Ｆ６が、ステップＳ１０４での方向推定部Ｆ４の推定結果に基づいて定まる携帯機方向と、ステップＳ１０５で距離推定部Ｆ５が推定した送信元アンテナからの距離Ｄに基づいて、携帯機位置を算出する。携帯機位置は、図９に示すように、ステップＳ１０４で特定した携帯機方向を示す線Ｌ１と、がステップＳ１０５で特定した送信元アンテナからの距離Ｄを示す線Ｌ２との交点Ｐｘとなる。なお、図９では一例として送信元アンテナが運転席側アンテナ１１３ａである場合を例示している。
【００８７】
位置推定部Ｆ６が算出した携帯機位置は、各種アンテナの設置位置と同様に、車両における所定の点を原点とする２次元座標系上の点として表されれば良い。携帯機位置を示すデータは、算出時刻や、算出番号としての役割を担う送信実行回数ｋなどと対応付けられてＲＡＭに保存する。ステップＳ１０６での処理が完了するとステップＳ１０８を実行する。なお、ステップＳ１０２からステップＳ１０６までの一連の処理が１回の位置推定処理に相当する。
【００８８】
ステップＳ１０７では携帯機２００の位置推定が失敗したことを示すデータ（以降、エラー情報）を、送信実行回数ｋと対応づけてＲＡＭ１１１２に保存する。エラー情報は例えば位置が不明であることを示すコードとすればよい。ステップＳ１０７での処理が完了するとステップＳ１０８を実行する。なお、本実施形態では一例として位置推定用信号に対する応答信号が得られなかった場合でも位置推定処理を継続するものとするが、これに限らない。位置推定用信号に対する応答信号が得られなかった場合には本フローを終了し、ポーリング信号の送信からやり直してもよい。
【００８９】
ステップＳ１０８では位置推定部Ｆ６が、送信実行回数ｋの値を１つ増加させ（つまりインクリメントし）、ステップＳ１０９に移る。ステップＳ１０９では位置推定部Ｆ６が、送信実行回数ｋが予め設定されている最大推定回数Ｎを超過したか否かを判定する。送信実行回数ｋが最大推定回数Ｎ以下である場合にはステップＳ１０９を否定判定してステップＳ１０１からの処理を再び実行する。また、送信実行回数ｋが最大推定回数Ｎを超過している場合にはステップＳ１０９が肯定判定されて本フローを終了する。最大推定回数Ｎは適宜設計されればよく、例えば１０や２０などに設定されればよい。
【００９０】
なお、ステップＳ１０２での位置推定用信号の送信を実行する間隔は、タイマ等を用いて所定の位置確認間隔となるように調整されるものとする。位置確認間隔の具体的な値は、適宜設計されれば良い。ここでは一例として位置確認間隔は３００ミリ秒とする。もちろん、他の態様として位置確認間隔は１００ミリ秒や２００ミリ秒などであってもよい。さらに、位置確認間隔は１秒などであってもよい。位置確認間隔は人間の平均的な歩行速度に応じて設計されれば良い。
【００９１】
位置確認間隔を短くするほど、頻繁に車両が携帯機位置を確認することになるため、仮にユーザの軌跡を密に検出することができる。一方、位置確認間隔を相対的に長い値に設定すれば、ＬＦ信号を送信する頻度を低減できるため、車載システム１００及び携帯機２００の双方での消費電力を低減できる。
【００９２】
また、最大推定回数Ｎを導入することにより、ユーザが車両通信エリアに進入してから搭乗するまでのユーザの位置を複数回サンプリングすることになる。つまり、駐車状態にある車両に対してユーザが車両の遠方から接近し、搭乗するまでの移動軌跡を示すデータを生成することができる。
【００９３】
以上の処理によって特定された複数時点における携帯機位置を示すデータは、時系列順に並べられてＲＡＭ１１１２に保存される。便宜上、複数時点における携帯機位置を時系列順に並べたデータを移動軌跡データと称する。複数時点における携帯機位置を時系列順に並べたデータは、携帯機２００の移動軌跡を示すためである。
【００９４】
なお、本実施形態ではＮ回、携帯機位置を推定した時点で、携帯機位置を推定する処理を終了するものとするが、これに限らない。例えば、ユーザによってドアが開かれたり、スタートボタン１３０が押下されたりするなどの、所定のイベントが発生するまで所定の位置確認間隔で携帯機位置を推定しても良い。ただし、その場合、携帯機２００を携帯しているユーザが友人との会話等によって車両の周辺に長時間滞在するシチュエーションにおいては、携帯機２００等の電力を消費し続けてしまう。これに対して、本実施形態のように最大推定回数Ｎで携帯機２００の位置推定処理を打ち切る構成によれば、ユーザが車両の周辺に長時間滞在する場合であっても、携帯機２００等の電力を消費し続けることを回避できるといった効果を奏する。
【００９５】
＜認証関連処理＞
次に、図１０に示すフローチャートを用いて、認証処理部Ｆ７が実施する認証処理を含む認証関連処理について説明する。図１０に示す認証関連処理は、車両制御の内容に応じた実行条件が充足されたときに実行されれば良い。認証処理の実行条件については別途後述する。
【００９６】
まずステップＳ２０１では認証処理部Ｆ７がチャレンジコードを生成し、当該チャレンジコードを含むＬＦ信号（つまりチャレンジ信号）を送信させて、ステップＳ２０２に移る。また、認証処理部Ｆ７はチャレンジコードの生成に伴って、自分自身が保持する暗号鍵を用いて当該チャレンジコードを暗号化したコードを照合用コードとして生成する。チャレンジ信号は各ＬＦアンテナ１１３から順に送信しても良いし、ポーリング信号に対する応答を得られているＬＦアンテナ１１３のみから送信するように構成されていても良い。
【００９７】
本実施形態では一例としてポーリング信号とチャレンジ信号とを別の種類の信号とするが、これに限らない。ポーリング信号にチャレンジコードを含ませることで、ポーリング信号をチャレンジ信号として機能させても良い。換言すれば、ポーリング信号としてチャレンジ信号を定期的に送信してもよい。チャレンジコードを含む信号の送信からコードの照合までが認証処理に相当する。
【００９８】
ステップＳ２０２では認証処理部Ｆ７がレスポンス信号を受信したか否かを判定する。レスポンス信号を受信できた場合にはステップＳ２０２を肯定判定してステップＳ２０３を実行する。一方、チャレンジ信号を送信してから所定の応答待機時間経過してもレスポンス信号を受信できなかった場合にはステップＳ２０２を否定判定して本フローを終了する。この場合、携帯機２００の認証は失敗である。
【００９９】
ステップＳ２０３では認証処理部Ｆ７が携帯機２００から返送されてきたレスポンスコードと、ステップＳ２０１で生成しておいた照合用コードとを照合する。そして、携帯機２００から返送されてきたレスポンスコードと照合用コードと一致する場合に、通信相手が正規の携帯機２００であると判定する（つまり認証成功と判定する）。
【０１００】
ステップＳ２０４では認証処理部Ｆ７が、ステップＳ２０３の照合処理の結果、照合ＯＫとなったか否かを判断する。照合が成立しなかった場合には本フローを終了する。この場合、携帯機２００の認証は失敗である。一方、照合ＯＫとなった場合にはステップＳ２０５に進む。なお、本実施形態ではより好ましい態様としてステップＳ２０４で照合ＯＫとなった場合には、認証処理部Ｆ７がＬＦ送信部１１２と協働して携帯機２００に対して認証成功通知を送信する。これにより、携帯機２００はバイブレータ２３０を所定の振動パターンで振動させる。
【０１０１】
ステップＳ２０５では車両制御部Ｆ８が、携帯機位置等に応じて定まる車両制御を実行して本フローを終了する。例えば携帯機２００が車室外に存在し、かつ、タッチセンサ１２０からユーザによってタッチされていることを示す信号が入力された場合には、ドアのロックを開錠する。認証処理が成功した場合に認証処理部Ｆ７が実施する制御処理の内容は、前述の通り、認証処理が成功したときの場面（換言すれば車両の状態）に対応する内容となっていればよい。
【０１０２】
＜認証処理の実行条件について＞
ここでは認証処理の実行条件の一例について開示する。認証処理の実行条件は基本的には、認証処理が成功した場合に実行する車両制御の内容、換言すれば、認証処理の目的に応じて設計されるべき事項である。例えば車両が駐車されている状態での、車両のドアロックを開錠するための認証処理は、位置推定部Ｆ６によって特定されている携帯機位置が所定の認証エリア内となっている場合に実行されればよい。認証エリアは車両通信エリアそのものとしても良いし、認証エリアは車両通信エリアよりも狭く設定されていても良い。
【０１０３】
また、車両のエンジンを始動させるための認証処理は、携帯機２００が車室内に存在し且つブレーキペダルが踏み込まれている状態において、スタートボタン１３０が押下されたときに実行されればよい。なお、携帯機２００が車室内に存在するか否かは車室内アンテナ１１３ｃから送信した応答要求信号に対して応答が得られているか否かによって判定されればよい。
【０１０４】
本実施形態ではより好ましい態様として、車両のドアのロックを開錠する車両制御に係る認証処理の実行条件には、図１１に示すように携帯機２００が送信エリアＺａのうち相対的に遠方のエリアである第１エリアＡｒ１を経由してから、相対的にＬＦアンテナ１１３に近い領域である第２エリアＡｒ２内に達したことを示す移動軌跡が得られていることが含まれているものとする。携帯機２００が第１エリアＡｒ１を経由してから第２エリアＡｒ２内に達したことを示す移動軌跡とは、携帯機２００が第２エリアＡｒ２に存在することを検出した時点よりも前に、携帯機２００が第１エリアＡｒ１に存在することを検出している移動軌跡に相当する。図１１中のＰｘ１、Ｐｘ２、Ｐｘ３は何れも位置推定部Ｆ６が検出した携帯機位置を表している。また、Ｐｘ１、Ｐｘ２は携帯機２００が第１エリアＡｒ１に存在している場合の位置を表している。Ｐｘ３は携帯機２００が第２エリアＡｒ２に存在している場合の位置を表している。
【０１０５】
第１エリアＡｒ１は、送信エリア内において、ＬＦアンテナ１１３から所定のエリア分割距離Ｒｘ以上に離れた領域である。第２エリアＡｒ２は、送信エリア内において、ＬＦアンテナ１１３からの距離がエリア分割距離Ｒｘ未満となる領域である。第２エリアＡｒ２が請求項に記載の近接エリアに相当し、第１エリアＡｒ１が請求項に記載の中間エリアに相当する。
【０１０６】
第１エリアＡｒ１と第２エリアＡｒ２との境界線を定義するエリア分割距離Ｒｘは、ＬＦ信号の到達距離に応じて適宜設計されればよい。ここでは一例としてエリア分割距離ＲｘはＬＦ信号の到達距離の１／２に相当する値に設定されているものとする。図１１において相対的に密度が低いドットパターンのハッチングを施している領域は第１エリアＡｒ１を表しており、相対的に密度が高いドットパターンのハッチングを施している領域は、第２エリアＡｒ２を表している。なお、エンジンを始動させる車両制御に係る認証処理の実行条件にも、携帯機２００が第１エリアＡｒ１を経由してから第２エリアＡｒ２内に達したことを示す移動軌跡が得られていることが含まれているものとする。
【０１０７】
このような設定によれば、仮にＬＦ信号が中継器によってリレーされたとしても、認証処理が実行されて、ドアの開錠等の車両制御が実行される恐れを低減することができる。車載システム１００から送信された電波が中継機によって中継された場合には、ＬＦ＿ＲＳＳＩは非常に大きい値となり、位置推定部Ｆ６にとっては携帯機２００が第２エリアＡｒ２内に突然現れたような移動軌跡が得られるためである。つまり、第１エリアＡｒ１と第２エリアＡｒ２のそれぞれでの携帯機２００の存在を検出できている場合にのみ、認証処理を実行する設定とすることで、不正な認証処理の実行を抑制することができる。
【０１０８】
＜実施形態のまとめ＞
以上の構成では、車両側制御部１１１は、携帯機２００でのＬＦ信号の受信強度であるＬＦ＿ＲＳＳＩを携帯機２００から取得することで、携帯機２００とＬＦアンテナ１１３との距離Ｄを特定する。また、アレーアンテナ１１４での受信信号を解析することで、アレーアンテナ１１４から見て携帯機２００が存在する方向を特定する。そして、ＬＦアンテナ１１３から携帯機２００までの距離Ｄと、携帯機２００が存在する方向とを組み合わせることで携帯機位置を推定する。
【０１０９】
このような態様によれば、送信エリア内での携帯機２００の詳細な位置を特定することができる。また、携帯機２００の詳細位置を推定するための他の構成として、ＬＦ＿ＲＳＳＩの代わりに、アレーアンテナ１１４での携帯機方向での受信強度（以降、ＵＨＦ＿ＲＳＳＩ）を用いる構成（以降、想定構成）も考えられる。
【０１１０】
しかしながら、発明者らはＵＨＦ帯の電波の受信強度と、アレーアンテナ１１４から携帯機２００までの距離の対応関係を試験したところ、ＵＨＦ帯の電波の受信強度と、アレーアンテナ１１４から携帯機２００までの距離との相関性は低いという知見を得た。例えばアレーアンテナ１１４と携帯機２００との距離が近い場合であってもＵＨＦ＿ＲＳＳＩは電波の重ね合わせ等によって偶発的に小さい場合もあれば、アレーアンテナ１１４と携帯機２００との距離が離れていても電波の重ね合わせ等によって偶発的にＵＨＦ＿ＲＳＳＩが大きい場合もある。故に、ＵＨＦ帯の電波の受信強度から推定される距離は誤差が大きく、その結果、想定構成では携帯機位置を誤推定する恐れが相対的に高い。
【０１１１】
対して、本実施形態の構成によれば、ＬＦ＿ＲＳＳＩに基づいて携帯機２００との距離を推定する。ＬＦ＿ＲＳＳＩと距離との対応関係は相対的に明確であるため、本実施形態の構成によれば想定構成に比べて携帯機２００との推定距離に含まれる誤差を抑制することができる。つまり、位置の推定精度の面で本実施形態のほうが有利であると言える。
【０１１２】
また、本実施形態の構成によればＬＦアンテナ１１３の送信エリア内における携帯機２００の詳細な位置を推定できるため、ＬＦアンテナ１１３の送信エリアの内側に、ソフトウェア的に認証エリアを設定することができる。つまり、ＬＦアンテナ１１３の送信エリアと認証エリアとを別個に設定できるため、ＬＦアンテナ１１３の送信エリアを相対的に広げたとしても、認証エリア自体は従来通り車両近傍に限定することが可能となる。このような態様によれば、車載システム１００と携帯機２００との通信可能な範囲が拡がり、車載システム１００と携帯機２００との相互通信によって多様なサービスを実現可能となる。
【０１１３】
また、上記の実施形態では携帯機位置を複数回推定することで、携帯機２００を携帯しているユーザの移動軌跡を特定する。このような構成によれば、ユーザの移動軌跡に応じたサービスを提供可能となる。例えば、車両前方からトランク側に向かう軌跡が得られた場合にはトランクを自動で開けるなどの車両制御を実行可能となる。
【０１１４】
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明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発明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。例えば下記の種々の変形例は、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。
【０１１５】
なお、前述の実施形態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。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先に説明した実施形態の構成を適用することができる。
【０１１６】
［変形例１］
上述した実施形態では、携帯機２００の移動軌跡として第１エリアＡｒ１を経由してから第２エリアＡｒ２内に達している移動軌跡が得られている場合に、認証処理部Ｆ７はドアの開錠等に係る認証処理を実行するように設定されている態様を開示したが、これに限らない。
【０１１７】
認証処理部Ｆ７は、携帯機２００の移動軌跡によらずにポーリング信号に対する応答が得られた場合に、ドアの開錠等に係る認証処理を実行するように設定されていてもよい。そのような設定において車両制御部Ｆ８は、認証処理が成功している場合であっても、携帯機２００の移動軌跡として第１エリアＡｒ１を経由してから第２エリアＡｒ２内に達している軌跡が得られていない場合にはドアを開錠にかかる車両制御を実行しないように設定されていることが好ましい。この変形例１として開示する構成によっても、第三者によって不正にドアのロックが開錠されたり、エンジンが始動されたりすることを抑制することができる。
【０１１８】
［変形例２］
携帯機２００は、応答信号として、移動センサ２４０の検出結果を示すデータを含む信号を送信し、認証処理部Ｆ７は、移動軌跡が示す携帯機２００の移動状態と、応答信号に含まれている移動センサ２４０の検出結果が示す携帯機２００の移動状態とが整合している場合に認証処理を実施するように構成されていても良い。つまり、移動軌跡が示す携帯機２００の移動状態と、移動センサ２４０の検出結果が示す携帯機２００の移動状態とが整合していることを認証処理の実行条件に含めてもよい。
【０１１９】
ここでの移動状態とは、例えば移動しているか否かである。移動軌跡が示す携帯機２００の移動状態と、応答信号に含まれている移動センサ２４０の検出結果が示す携帯機２００の移動状態とが整合している場合とは、例えば、移動軌跡として携帯機２００が移動していることを示しており、且つ、移動センサ２４０もまた携帯機２００が移動していることを検出している場合である。移動軌跡として携帯機２００が停止していることを示すデータが得られており、且つ、移動センサ２４０もまた携帯機２００が移動していないことを示すデータを出力している場合もまた、移動軌跡と移動センサ２４０の検出結果のそれぞれが示す携帯機２００の移動状態が整合している場合に該当する。携帯機２００が移動していることを示す移動センサ２４０の検出結果とは、所定の閾値以上の加速度や角速度が検出されているデータである。
【０１２０】
なお、仮に移動センサ２４０が加速度センサである場合には、人間の歩行に応じた加速度が加速度センサで検出されており、且つ、移動軌跡として人間の歩行速度に応じた移動速度で携帯機２００が移動しているデータが得られている場合に、移動軌跡と移動センサ２４０の検出結果のそれぞれが示す携帯機２００の移動状態が整合していると判定すればよい。以上の構成によっても不正に携帯機２００の認証が実行される恐れを低減することができる。
【０１２１】
［変形例３］
上述した実施形態では、１回の位置推定処理によって、１つの時点での携帯機位置を決定するものとしたが、これに限らない。複数回の位置推定処理の結果に基づいて或る１時点での携帯機位置を決定しても良い。例えば位置推定処理を３回連続して実施し、それら３回分の推定位置の重心や平均を、最終的な携帯機位置として採用しても良い。そのような態様によれば、より精度良く携帯機位置を推定することができる。
【０１２２】
［変形例４］
上述した実施形態では到来方向として複数の候補が検出されている場合、受信強度が最も大きい方向を直接波方向として採用するものとしたが、これに限らない。本変形例における位置推定部Ｆ６は、図１２に示すように受信強度が最も大きい方向を携帯機方向と見なして新たに推定した携帯機位置（以降、新規推定位置）が、それまでに推定した携帯機位置の履歴から定まる移動軌跡と整合していない場合には、２番目に受信強度が強い到来方向を携帯機方向に設定し直して、携帯機位置を再推定する。
【０１２３】
新規推定位置がそれまでの携帯機位置の履歴から定まる移動軌跡と整合しているか否かは、例えば新規推定位置から、移動軌跡を近似的に表す直線（以降、軌跡近似線）までの距離が所定の整合判定閾値未満となっているか否かで判定すればよい。軌跡近似線は例えば前回と前々回の推定位置を通る直線とすればよい。もちろん、軌跡近似線は過去の推定位置を通る曲線であってもよい。新規推定位置から軌跡近似線までの距離が整合判定閾値未満である場合にはそれまでの携帯機２００の移動軌跡と整合していると判定する一方、新規推定位置から軌跡近似線までの距離が整合判定閾値以上である場合にはそれまでの携帯機２００の移動軌跡と整合していないと判定すればよい。
【０１２４】
上記の思想の具体的な例を、図１２、図１３を用いて説明する。図１２中のＰｘ１，Ｐｘ２，Ｐｘ３は送信実行回数ｋ＝１，２，３のときの携帯機２００の推定位置を順に示しており、Ｌ３は、携帯機２００の位置Ｐｘ１，Ｐｘ２，Ｐｘ３から定まる移動軌跡を示している。Ｐｘ４は送信実行回数ｋ＝４のときの実際の携帯機位置を示しており、位置Ｐｘ４を始点とする実線矢印は直接波の経路を示している。また、位置Ｐｘ４を始点とする一点鎖線の矢印は、携帯機２００が送信した応答信号の反射経路（つまり反射波の経路）を示している。図中のＤ４は、送信実行回数ｋ＝４のときに距離推定部Ｆ５が特定した携帯機２００までの距離を表している。符号Ｌｎを付与している破線は軌跡近似線を表している。図１２においてＰｘ１〜３を通る太線は、実際の移動軌跡を概念的に示している。便宜上、位置Ｐｘ４ａから軌跡近似線Ｌｎまでの距離は整合判定閾値以上となっているものとする。
【０１２５】
アレーアンテナによる到来方向を推定した結果としては、多くの場合は、直接波の受信強度（厳密にはスペトラム強度）のほうが、反射波の受信強度よりも大きくなる。故に、基本的には、受信強度が最も大きい方向を携帯機方向と見なすことができる。しかしながら、直接波がユーザの体で減衰されたり、直接波が反射波と弱め合うように重なっていたりして、偶発的に反射波の受信強度のほうが、直接波の受信強度よりも大きくなってしまうことが生じうる。
【０１２６】
図１３は、図１２に示す状況において、送信実行回数ｋ＝４のときの携帯機２００からの応答信号の受信結果を解析した結果を示すものである。θ１は図１２において一点鎖線で示す反射波の到来方向に対応する角度であり、θ２は直接波の到来方向に対応する角度である。図１３に例示するように、この例では、反射波の受信強度のほうが直接波の受信強度よりも大きいため、位置推定部Ｆ６は、いったん方向θ１を携帯機方向と見なして携帯機位置を演算する。つまり、送信実行回数ｋ＝４のときの位置推定処理の結果としては、図１２のＰｘ４ａに示す位置に携帯機２００が存在するといったん推定する。
【０１２７】
ただし、新規推定位置Ｐｘ４ａから軌跡近似線Ｌｎまでの距離が整合判定閾値以上であるため、位置推定部Ｆ６は地点Ｐｘ４ａに携帯機２００が存在しているという推定結果を破棄し、方向θ２を携帯機方向と見なして、再び携帯機位置を推定する。これにより、送信実行回数ｋ＝４に対応する新規推定位置を、真の携帯機２００の位置である地点Ｐｘ４に一致させることができる。
【０１２８】
なお、反射波の受信強度が直接波の受信強度よりも高くなる事象は偶発的な事象であるため、アレーアンテナ１１４での受信信号の解析結果として、直接波の受信強度は少なくともの２番目までの大きさとなっている可能性が高い。故に、上記の構成によれば、直接波に対応する方向を携帯機方向として採用される可能性を高めることができる。換言すれば上記の態様によれば、偶発的に反射波の受信強度が、直接波の受信強度よりも高い値を取っている場合であっても、携帯機位置を誤った位置に推定してしまうことを抑制できる。
【０１２９】
［変形例５］
上述した実施形態では、携帯機２００でのＬＦ信号の受信強度（つまりＬＦ＿ＲＳＳＩ）由来の距離情報のみを用いて携帯機位置を推定する態様を開示したが、これに限らない。なお、ＬＦ＿ＲＳＳＩ由来の距離情報とは、携帯機２００からの応答信号に含まれるＬＦ＿ＲＳＳＩに応じて距離推定部Ｆ５が特定した携帯機２００の距離である。他の態様として、位置推定部Ｆ６は、方向推定部Ｆ４が特定している携帯機方向での受信強度を併用して携帯機位置を推定しても良い。ここでは上記の技術的思想に対応する構成の一例を開示する。
【０１３０】
本変形例における車両側制御部１１１は、図１４に示すように、方向推定部Ｆ４から携帯機方向での受信強度に基づいてアレーアンテナ１１４から携帯機２００までの距離を推定する第２距離推定部Ｆ９を備える。便宜上、本変形例で導入する第２距離推定部Ｆ９と、実施形態等に記載の、ＬＦ＿ＲＳＳＩに基づいて距離を推定する距離推定部Ｆ５とを区別するために、ここでは距離推定部Ｆ５のことを第１距離推定部Ｆ５と記載する。また、方向推定部Ｆ４が検出する受信強度はＵＨＦ帯の無線信号である応答信号の受信強度であるため、携帯機方向での受信強度のことを、ＵＨＦ＿ＲＳＳＩと記載する。
【０１３１】
第２距離推定部Ｆ９によるＵＨＦ＿ＲＳＳＩから距離情報への変換は、アレーアンテナ１１４と携帯機２００との間の距離と、携帯機２００が受信する応答信号の受信信号強度との対応関係を示すデータ（以降、ＵＨＦ＿ＲＳＳＩマップ）を用いて実施すればよい。本変形例におけるマップ記憶部Ｍ１は、ＬＦ＿ＲＳＳＩマップに加えてＵＨＦ＿ＲＳＳＩマップも保持しているものとする。
【０１３２】
そして、位置推定部Ｆ６は、第１距離推定部Ｆ５が推定した距離である第１距離と、第２距離推定部が推定した距離である第２距離とを比較して、それらの差が所定の許容上限値未満である場合には、上記の実施形態の方法によって算出した位置を携帯機位置として採用し、ＲＡＭ１１１２に保存する。一方、第１距離と第２距離との差が許容上限値以上である場合には、携帯機位置は不明であると判定する。別の観点によれば、第１距離と第２距離との差が許容上限値以上である場合には、携帯機２００の位置の推定を保留にする。
【０１３３】
許容上限値は、少なくともアレーアンテナ１１４からＬＦアンテナ１１３までの距離よりも大きい値に設定されていればよく、その具体的な値は適宜設計されれば良い。また、許容上限値は、アレーアンテナ１１４から１０ｍ以上離れた位置に携帯機２００が存在する場合と、送信エリア内に存在する場合とを切り分けることができれば良い。故に許容上限値は例えば５ｍや１０ｍなど、送信エリアの中心から最遠部までの距離（ここでは５ｍ）と同程度の値であってもよい。
【０１３４】
なお、前述の通り、ＵＨＦ帯の電波の受信強度から推定される距離は、誤差が相対的に大きい。許容上限値は、ＵＨＦ帯の電波の受信強度から推定される距離に生じうる誤差を十分に吸収できる値に設定されていることが好ましい。ＵＨＦ帯の電波の受信強度から推定される距離に生じうる誤差は、実試験によって特定されれば良い。仮にＵＨＦ帯の電波の受信強度から推定される距離に生じうる誤差の平均値が３ｍであり、アレーアンテナ１１４からＬＦアンテナ１１３までの距離が１ｍである場合には、許容上限値は４ｍ以上に設定されていることが好ましい。
【０１３５】
［変形例６］
以上では携帯機２００の構成として、１つの位置推定用信号の受信に対して、応答信号を１回だけ返送するように構成されている態様を開示したが、これに限らない。携帯機２００は、１回の位置推定用信号の受信に対して、応答信号を複数回（例えば３回）連続して送信するように構成されていてもよい。１回の位置推定用信号の受信に対して連続して送信する複数の応答信号は何れも同一内容の信号とすればよい。連続して送信する態様には、数ミリ〜数十ミリ秒程度の微小な間隔をおいて間欠的に送信する態様も含まれる。
【０１３６】
そのような構成によれば、車載システム１００は１回の位置推定用信号の送信に対して応答信号を複数回受信することになる。このような作動を利用すれば、位置推定部Ｆ６による携帯機位置の推定精度を高めることができる。
【０１３７】
例えば、方向推定部Ｆ４は、ＵＨＦ受信部１１５が応答信号を受信する度に到来方向毎の受信強度を算出し、各回において最も受信強度が大きい方向を携帯機方向の候補として抽出する。そして、携帯機方向の候補として算出された回数が最も多い方向を携帯機方向として採用する。そのような態様によれば携帯機方向を実際の方向とは異なる方向に設定してしまう恐れを低減することができる。その結果、位置推定部Ｆ６による携帯機位置の推定精度を高めることができる。
【０１３８】
また、当該変形例６としての構成を変形例５に適用することもできる。その場合、第２距離推定部Ｆ９は、１回の位置推定用信号の送信に対して第２距離を複数回算出する。なお、前提として方向推定部Ｆ４は、ＵＨＦ受信部１１５が応答信号を受信する度に到来方向毎の受信強度を算出する。また、第２距離推定部Ｆ９は、方向推定部Ｆ４が方向毎の受信強度を算出する度に、携帯機方向の受信強度に基づいて第２距離を算出するように構成されているものとする。
【０１３９】
そして、第２距離推定部Ｆ９は、１回の位置推定用信号の送信に由来して算出した複数の第２距離を母集団として、それら複数回分の第２距離を代表する値（以降、第２距離代表値）を算出する。第２距離代表値は、複数の第２距離の平均値としてもよいし、中央値としてもよい。位置推定部Ｆ６は、第１距離と、第２距離代表値との差が許容上限値未満である場合には、上記の実施形態の方法によって算出した位置を携帯機位置として採用する。一方、第１距離と第２距離代表値との差が許容上限値以上である場合には、携帯機位置は不明であると判定する。以上の構成によれば、第２距離が備える誤差を低減することができるため、第２距離の推定誤りに由来して、携帯機位置が不明と判定されてしまう恐れを低減することができる。
【０１４０】
［変形例７］
以上では接近検出部Ｆ３は、ＬＦ帯のポーリング信号に対する応答信号を受信した場合に、車両と携帯機との距離が所定の推定実施距離以内となったことを検出する態様を開示したが、これに限らない。車載システム１００と携帯機２００の両方がＵＨＦ帯の信号を送受信可能に構成されている場合には、車載システム１００から携帯機２００に向けてＵＨＦ帯の応答要求信号を送信し、当該応答要求信号に対する応答信号の受信強度（つまりＵＦＨ＿ＲＳＳＩ）に基づいて距離を推定し、車両と携帯機との距離が所定の推定実施距離以内となったことを検出してもよい。また、車載システム１００と携帯機２００の両方が近距離無線通信可能に構成されている場合には、携帯機２００との近距離無線通信での通信状況に基づいて車両と携帯機２００との距離が所定の推定実施距離以内となったことを検出してもよい。
【０１４１】
［変形例８］
上述した実施形態では、ＬＦ＿ＲＳＳＩをそのまま示す信号を応答信号として返送する態様を開示したが、これに限らない。携帯機２００にＬＦ＿ＲＳＳＩマップを持たせておき、携帯機２００はＬＦ＿ＲＳＳＩに応じた距離を示す信号を応答信号として返送するように構成されていても良い。ＬＦ＿ＲＳＳＩを示すデータや、ＬＦ＿ＲＳＳＩから定まる距離を示すデータが請求項に記載の距離関連情報に相当する。なお、ＬＦ＿ＲＳＳＩそのものは、携帯機２００からＬＦアンテナ１１３までの距離を間接的に示す距離関連情報に相当する。
【０１４２】
［変形例９］
上述した実施形態ではＬＦ帯の電波を用いて位置推定用信号を送信する態様を開示したが、これに限らない。１ＭＨｚ程度であればアンテナから４８ｍとなる地点が近傍界と遠方界の境界となる。つまり、１ＭＨｚの電波にとって車両から５ｍ以内となる範囲は十分に近傍界となるため、車載システム１００が送信した位置推定用信号の強度は、距離の３乗で急峻に減衰していく。そのような事情を鑑みると、第１周波数は１ＭＨｚ以下であればよい。
【符号の説明】
【０１４３】
１００  車載システム、２００  携帯機、１１１  車両側制御部、１１２  ＬＦ送信部（車載器側送信部）、１１３・１１３ａ〜ｃ  ＬＦアンテナ（車載アンテナ）、１１４  アレーアンテナ、１１４ａ〜ｃ  ＵＨＦアンテナ、１１５  ＵＨＦ受信部（車載器側受信部）、２１０  ＬＦ通信モジュール（携帯機側受信部）、２１１  ＬＦアンテナ、２１２  ＬＦ受信部、２１３  ＲＳＳＩ回路、２２０  ＵＨＦ通信モジュール（携帯機側送信部）、２２１  ＵＨＦアンテナ、２２２  ＵＨＦ送信部、２３０  バイブレータ、２４０  移動センサ、２６０  携帯機側制御部、Ｆ３  接近検出部、Ｆ４  方向推定部、Ｆ５  距離推定部（第１距離推定部）、Ｆ６  位置推定部、Ｆ７  認証処理部、Ｆ８  車両制御部、Ｆ９  第２距離推定部、Ｍ１  マップ記憶部、Ｇ１  受信データ取得部、Ｇ２  ＬＦ＿ＲＳＳＩ取得部、Ｇ３  応答処理部、Ｇ４  報知処理部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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