(57)【要約】      （修正有）【課題】少数のアンテナによって電子キーの位置検出精度を向上した電子キー位置検出装置を提供する。【解決手段】ユーザにより携帯可能であり車両に搭載される車上機と通信してＩＤコードの照合が行われる電子キー１００の位置を検出する電子キー位置検出装置１を、車両に設けられる第１の送信アンテナ２１と、第１の送信アンテナから離間した位置に設けられる第２の送信アンテナ２２と、第１、第２の送信アンテナを結ぶ直線から離間した位置に設けられる第３の送信アンテナ２３と、受信アンテナ２４と、第１乃至第３の送信アンテナの出力を変化させながら電子キーへの送信をアンテナ毎に順次行うとともに、第１乃至第３の送信アンテナが送信する電波をそれぞれ電子キーが受信可能となる出力に基づいて車体に対する電子キーの位置を判定する位置判定手段１０とを備える構成とする。【選択図】図１
2015045123.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユーザにより携帯可能であり車両に搭載される車上機と通信してＩＤコードの照合が行われる電子キーの位置を検出する電子キー位置検出装置であって、
車両に設けられ前記電子キーによって受信される電波を送信する第１の送信アンテナと、
前記車両の前記第１の送信アンテナから離間した位置に設けられる第２の送信アンテナと、
前記車両の前記第１の送信アンテナと前記第２の送信アンテナとを結ぶ直線から離間した位置に設けられる第３の送信アンテナと、
車両に設けられ前記電子キーが送信する電波を受信する受信アンテナと、
前記第１乃至第３のアンテナの出力を変化させながら前記電子キーへの送信をアンテナ毎に順次行うとともに、前記第１乃至第３のアンテナが送信する電波をそれぞれ前記電子キーが受信可能となる最小出力に基づいて車体に対する前記電子キーの位置を判定する位置判定手段と
を備えることを特徴とする電子キー位置検出装置。
【請求項２】
前記位置判定手段は、前記第１乃至第３の送信アンテナが送信する電波をそれぞれ前記電子キーが受信可能となる最小出力に応じて各送信アンテナから前記電子キーまでの距離をそれぞれ推定して前記電子キーの位置を判定すること
を特徴とする請求項１に記載の電子キー位置検出装置。
【請求項３】
前記位置判定手段は、前記第１乃至第３の送信アンテナの出力に応じた前記電子キーの受信可能範囲に関する情報を保持し、第１乃至第３のアンテナが送信する電波を前記電子キーが受信可能となる最小出力に対応した受信可能範囲の外縁が重畳する領域を前記電子キーの位置として判定すること
を特徴とする請求項１に記載の電子キー位置検出装置。
【請求項４】
前記位置判定手段は、前記第１乃至第３の送信アンテナの出力を順次変化させる際の出力変化量を、出力変化を実行した回数が増加するのに応じて小さくすること
を特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の電子キー位置検出装置。
【請求項５】
前記位置判定手段によって判定された前記電子キーの位置をユーザに報知する報知手段を有すること
を特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の電子キー位置検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車等の車両に設けられる電子キーの位置検出装置に関し、特に少数のアンテナによって電子キーの位置検出精度を向上したものに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の車両において、操作性、利便性や防盗性を向上するため、車上機器と電子キーとの間でＩＤコードの照合を行い、照合成立時にエンジンの始動やドアロックの開錠などを可能とする電子キー（スマートキー）システムが普及している。
このような電子キーシステムにおいては、電子キーが車室内、車室外のいずれに位置するかに応じて、利用可能な操作を異ならせる必要がある。
例えば、エンジン等の走行用動力源の始動は、電子キーが車室内に存在する場合にのみ許可され、ドアロックの施錠は、電子キーが車室外に存在する場合にのみ許可される。
【０００３】
このため、電子キーシステムにおいては、電子キーの位置を正確に検出することが要求される。
電子キーの位置検出に関する従来技術として、車室内外にアンテナを設けて、各アンテナと電子キーとの通信可否等に基づいて、電子キーが車室内にあるか車室外にあるかを判別することが知られている。
また、特許文献１には、車室内に設けられたアンテナがスマートキーからの高周波信号を受信しない場合には同乗者によるスマートキーの持ち出しなどが行われたものとしてユーザに報知することが記載されている。
また、特許文献２には、運転席側、助手席側にそれぞれ照合通信エリアを形成し、これらの照合可能・不可能の組み合わせによって電子キーが車室外、車室内のいずれに存在するか判定することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−  ２３０１０号公報
【特許文献２】特開２０１２−１７７２４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した従来技術においては、電子キーが車室内に存在するか否かを判別することは可能であるが、車室内におけるどの位置に存在するかは検出することができなかった。
このため、ユーザが電子キーをグローブボックス等の収容部や鞄に入れたことを忘れたり、電子キーがフロアに落下した場合等には、電子キーの在処が不明となってしまう。
これに対し、アンテナを多数設置すれば電子キーの位置検出精度を向上することは可能であるが、この場合装置の構成が複雑となってしまう。
上述した問題に鑑み、本発明の課題は、少数のアンテナによって電子キーの位置検出精度を向上した電子キー位置検出装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、以下のような解決手段により、上述した課題を解決する。
請求項１に係る発明は、ユーザにより携帯可能であり車両に搭載される車上機と通信してＩＤコードの照合が行われる電子キーの位置を検出する電子キー位置検出装置であって、車両に設けられ前記電子キーによって受信される電波を送信する第１の送信アンテナと、前記車両の前記第１の送信アンテナから離間した位置に設けられる第２の送信アンテナと、前記車両の前記第１の送信アンテナと前記第２の送信アンテナとを結ぶ直線から離間した位置に設けられる第３の送信アンテナと、車両に設けられ前記電子キーが送信する電波を受信する受信アンテナと、前記第１乃至第３のアンテナの出力を変化させながら前記電子キーへの送信をアンテナ毎に順次行うとともに、前記第１乃至第３のアンテナが送信する電波をそれぞれ前記電子キーが受信可能となる最小出力に基づいて車体に対する前記電子キーの位置を判定する位置判定手段とを備えることを特徴とする電子キー位置検出装置である。
これによれば、第１乃至第３の送信アンテナが送信する電波をそれぞれ電子キーが受信可能となる最小出力を検出して各送信アンテナから電子キーまでの距離を推定し、推定された距離及び各送信アンテナの座標から電子キーの位置を特定することによって、電子キーが車室内外いずれに存在するか判別するだけでなく、少数のアンテナによって車室内、車室外のどの位置に存在するかを検出することができる。
【０００７】
請求項２に係る発明は、前記位置判定手段は、前記第１乃至第３の送信アンテナが送信する電波をそれぞれ前記電子キーが受信可能となる最小出力に応じて各送信アンテナから前記電子キーまでの距離をそれぞれ推定して前記電子キーの位置を判定することを特徴とする請求項１に記載の電子キー位置検出装置である。
これによれば、上述した効果をより確実に得ることができる。
【０００８】
請求項３に係る発明は、前記位置判定手段は、前記第１乃至第３の送信アンテナの出力に応じた前記電子キーの受信可能範囲に関する情報を保持し、第１乃至第３のアンテナが送信する電波を前記電子キーが受信可能となる最小出力に対応した受信可能範囲の外縁が重畳する領域を前記電子キーの位置として判定することを特徴とする請求項１に記載の電子キー位置検出装置である。
これによれば、例えば各種部品等による電波の遮蔽の影響がある場合であっても、その影響を反映させた通信可能範囲に関する情報を予め保持することによって、電子キーの位置検出精度をより向上することができる。
【０００９】
請求項４に係る発明は、前記位置判定手段は、前記第１乃至第３の送信アンテナの出力を順次変化させる際の出力変化量を、出力変化を実行した回数が増加するのに応じて小さくすることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の電子キー位置検出装置である。
これによれば、通信が成立する下限出力を早期に検出して電子キーの位置検出を迅速化することができる。
【００１０】
請求項５に係る発明は、前記位置判定手段によって判定された前記電子キーの位置をユーザに報知する報知手段を有することを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の電子キー位置検出装置である。
これによれば、ユーザに電子キーの位置を報知することによって、車両の利便性を向上することができる。
【発明の効果】
【００１１】
以上説明したように、本発明によれば、少数のアンテナによって電子キーの位置検出精度を向上した電子キー位置検出装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明を適用した電子キー位置検出装置の実施例の構成を示すブロック図である。
【図２】実施例の電子キー位置検出装置を備える車両の模式的平面図である。
【図３】実施例の電子キー位置検出装置の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明は、少数のアンテナによって電子キーの位置検出精度を向上した電子キー位置検出装置を提供する課題を、各アンテナの出力を変化させた際に電子キーとの通信が成立する最小のアンテナ出力に基づいて、各アンテナから電子キーまでの距離を推定して電子キー位置を検出することによって解決した。
【実施例】
【００１４】
以下、本発明を適用した電子キー位置検出装置（以下、単に「位置検出装置」と称する）の実施例について説明する。
実施例の位置検出装置は、例えば、乗用車等の自動車に設けられ、ユーザが携帯するとともに車両側に搭載された照合制御ユニットとＩＤコードの照合を行うことによってドアロックの開錠や走行用動力源の起動を可能とする電子キーの位置を検出するものである。
【００１５】
図１は、実施例の位置検出装置の構成を示すブロック図である。
電子キー１００の位置検出装置１は、照合制御ユニット１０、右前部送信アンテナ２１、左前部送信アンテナ２２、後部送信アンテナ２３、車両受信アンテナ２４等を有し、さらに、エンジン制御ユニット３０、車体統合ユニット４０、表示装置５０、キー探索操作部６０等が接続されている。
【００１６】
照合制御ユニット１０は、各アンテナ２１〜２４を介して電子キー１００と通信し、ＩＤコードの照合を行うものである。
ＩＤコードの照合は、各送信アンテナ２１〜２３から送信されるＬＦ電波を受信した電子キー１００のトランスポンダが、これをＲＦ電波に変調して送信した電波を、車両受信アンテナ２４が受信し、照合制御ユニット１０に送信することによって行われる。
照合制御ユニット１０は、車両受信アンテナ２４が受信した信号に基づいて、電子キー１００が正規のものであるか否かを判別する。
照合制御ユニット１０は、ＣＰＵ等の情報処理手段、ＲＡＭやＲＯＭ等の記憶手段、各アンテナ２１〜２４を介して電子キー１００と通信を行う通信手段、入出力インターフェイス、及び、これらを接続するバス等を備えている。
照合制御ユニット１０は、各送信アンテナ２１〜２３の出力を個別に変化させて通信を行う機能を有する。
【００１７】
照合制御ユニット１０は、その記憶手段の内部に、出力−照合可能範囲データベース１１を有する。
出力−照合可能範囲データベース１１は、各送信アンテナ２１〜２３が所定の出力であるときに、電子キー１００との通信、照合が可能である範囲に関する情報を、複数段階のアンテナ出力についてアンテナ毎に保持している。
この点については、後に詳しく説明する。
【００１８】
右前部送信アンテナ２１、左前部送信アンテナ２２、後部送信アンテナ２３、車両受信アンテナ２４は、車両の車室内に配置され、電子キー１００と通信を行うものである。
図２は、実施例の位置検出装置を有する車両の模式的平面図である。
車両２００は、車体中央部に乗員が搭乗する車室（キャビン）２１０を有する。
車室２１０の内部には、右前席２２０、左前席２３０、後席２４０、インストルメントパネル２５０、センターコンソール２６０等が設けられている。
【００１９】
右前席２２０、左前席２３０は、車室２１０の前部に車幅方向に配列されたシートである。
後席２４０は、車室２１０の後部に配置された例えば３人掛けのベンチシートである。
インストルメントパネル２５０は、右前席２２０、左前席２３０の前方に配置された内装部材である。
センターコンソール２６０は、インストルメントパネル２５０の車幅方向における中央部から車両後方側に突き出して配置された内装部材である。
センターコンソール２６０の後部は、右前席２２０、左前席２３０の間に配置されている。
【００２０】
右前部送信アンテナ２１は、車室２１０の右内側面における右前席２２０に隣接する領域に配置されている。
左前部送信アンテナ２２は、車室２１０の左内側面における左前席２３０に隣接する領域に設けられている。
後部送信アンテナ２３は、車室２１０の後端部における車幅方向中央部に配置されている。
右前部送信アンテナ２１と左前部送信アンテナ２２とを結んだ直線は、実質的に車幅方向に沿って配置され、後部送信アンテナ２３はこの直線から後方側に離間した箇所に配置されている。
車両受信アンテナ２４は、車室２１０の任意の位置に配置されている。例えば、車両受信アンテナ２４は、インストルメントパネル２５０の中央部に設けることができる。
【００２１】
上述した出力−照合可能範囲データベース１１は、各送信アンテナ２１〜２３のそれぞれについて、複数段階のアンテナ出力における照合可能範囲（通信可能範囲）に関する情報を保持している。
図２に示す領域Ａ１〜Ａ３は、右前部送信アンテナ２１の出力を順次大きくした場合における照合可能範囲を示している。
照合可能範囲の外縁は、送信アンテナとの間に電波を遮蔽する物体が介在しない場合には、実質的に送信アンテナを中心とする球面状となるが、例えば右前席２２０のシートバック（背もたれ）のように電波を遮蔽する性質を有する物体が介在する場合には、アンテナの出力が小さい領域においては、電波は遮蔽されて物体よりも遠方では照合不可能となる。この場合、ある程度以上送信アンテナの出力を大きくした場合にのみ物体より遠方でも照合可能となるが、照合可能となる範囲は物体が介在しない場合よりも狭くなる。
出力−照合可能範囲データベース１１は、各送信アンテナ２１〜２３のそれぞれについて、複数段階のアンテナ出力における照合可能範囲の外縁に関するデータを保持している。
このような照合可能範囲は、例えば、事前に実験あるいはシミュレーションによって求めることが可能である。
【００２２】
エンジン制御ユニット３０は、車両の走行用動力源であるエンジン及びその補機類を統括的に制御するものである。
エンジン制御ユニット３０は、照合制御ユニット１０において電子キー１００のＩＤコードの照合が成立した場合に、図示しないエンジンスタートスイッチの操作に応じて、エンジンの始動を許可する。
【００２３】
車体統合ユニット４０は、車体に設けられる各種電装品を統括的に制御するものである。
車体統合ユニット４０には、ドアロックアクチュエータ４１が接続されている。
ドアロックアクチュエータ４１は、車両のドアロック機構を施錠、開錠する例えばソレノイド等の電動アクチュエータである。
車体統合ユニット４０は、照合制御ユニット１０において電子キー１００のＩＤコードの照合が成立した場合に、ドアロックアクチュエータ４１を制御してドアロック機構の開錠、施錠等を行う。
【００２４】
表示装置５０は、インストルメントパネル２５０等に設けられる例えばＬＣＤ等の画像表示装置である。
キー探索操作部６０は、インストルメントパネル２５０等に設けられ、ユーザが電子キー１００の場所が不明であるときに、これを探索する操作を入力するものである。
【００２５】
以下、上述した位置検出装置の検出動作について説明する。
図３は、実施例の電子キー位置検出装置の動作を示すフローチャートである。
この処理は、キー探索操作部６０から所定の探索操作が入力された場合に実行される。
以下、ステップ毎に順を追って説明する。
先ず、ステップＳ０１からＳ０８までの処理を、各送信アンテナ２１〜２３ごとに順次実施する。
＜ステップＳ０１：アンテナ出力最大で照合通信エリア形成＞
照合制御ユニット１０は、アンテナ出力を最大としてＬＦ電波を送信することによって、照合通信エリアを形成し、電子キー１００との通信及びＩＤコードの照合を試行する。
その後、ステップＳ０２に進む。
【００２６】
＜ステップＳ０２：ＩＤ照合成立判断＞
照合制御ユニット１０は、ＩＤコード照合が成立したか否かを判別する。
ＩＤコード照合が成立しない場合にはステップＳ０３に進み、成立した場合にはステップＳ０４に進む。
【００２７】
＜ステップＳ０３：次のアンテナで実施＞
照合制御ユニット１０は、直前にＩＤコード照合を試行したアンテナによるＬＦ電波の送信を終了することによって、照合通信エリアの形成を終了し、次のアンテナでＳ０１以降の処理を繰り返す。
【００２８】
＜ステップＳ０４：アンテナ出力低減＞
照合制御ユニット１０は、アンテナの出力を所定値だけ低減して再度照合通信エリアを形成する。
その後、ステップＳ０５に進む。
【００２９】
以下説明するステップＳ０５〜Ｓ０７の処理は、複数回（例えばＸ回）繰り返される。
＜ステップＳ０５：ＩＤ照合成立判断＞
照合制御ユニット１０は、ＩＤコード照合が成立したか否かを判別する。
ＩＤコード照合が成立しない場合にはステップＳ０６に進み、成立した場合にはステップＳ０７に進む。
【００３０】
＜ステップＳ０６：アンテナ出力を増やし照合通信エリア形成＞
照合制御ユニット１０は、アンテナ出力を所定値だけ増加して照合通信エリアを形成する。
その後、ステップＳ０５に戻って以降の処理を繰り返す。
【００３１】
＜ステップＳ０７：アンテナ出力を増やし照合通信エリア形成＞
照合制御ユニット１０は、アンテナ出力を所定値だけ低減して照合通信エリアを形成する。
その後、ステップＳ０５に戻って以降の処理を繰り返す。
ここで、ステップＳ０６及びＳ０７におけるアンテナ出力の変化量（変化幅）は、試行開始初期においては比較的大きく設定され、早期に照合可能・不可能が推移する範囲を特定可能となっている。
そして、試行回数が増加するのに応じて、アンテナ出力の変化量は小さくされ、照合可能な最小のアンテナ出力を良好な分解能で検出可能となっている。
具体的には、例えば、出力最大から先ず出力１／２とし、以降の出力変化量を最大出力の１／４、１／８・・・とするなど、変化量を順次小さくするとよい。
所定回数にわたってステップＳ０５〜Ｓ０７の試行が終了した後、ステップＳ０８に進む。
【００３２】
＜ステップＳ０８：アンテナ出力決定＞
照合制御ユニット１０は、照合が成立する最小のアンテナ出力（電子キー１００が送信アンテナからの電波を受信可能な最小のアンテナ出力）を決定する。
上述したステップＳ０１〜Ｓ０８の処理を、各送信アンテナ２１〜２３についてそれぞれ行い、終了後、ステップＳ０９に進む。
【００３３】
＜ステップＳ０９：キー位置推定＞
照合制御ユニット１０は、出力―照合可能範囲データベース１１に、ステップＳ０８において決定されたアンテナ出力を照会し、このアンテナ出力における照合可能範囲（電子キー１００による受信可能範囲）の外縁に関する情報を取得する。
そして、各送信アンテナ２１〜２３それぞれの照合可能範囲の外縁が交わる領域を、電子キー１００が存在する場所であると推定する。
その後、ステップＳ１０に進む。
【００３４】
＜ステップＳ１０：ユーザ操作に基づいた制御を実施＞
照合制御ユニット１０は、ステップＳ０９において推定された電子キー１００の位置を用いて、ユーザ操作によって指定された制御を実施する。
例えば、ユーザの要求が、電子キー１００の位置を表示せよというものであった場合には、表示装置５０に推定された電子キー１００の位置を表示させる。
その後、一連の処理を終了する。
【００３５】
以上説明した実施例によれば、各送信アンテナ２１〜２３が送信した電波を電子キー１００が受信可能であり、車両側と電子キー１００との通信が成立する最小のアンテナ出力をそれぞれ検出して各送信アンテナ２１〜２３に対してどの範囲内に電子キー１００が存在するかを推定し、その重畳する範囲を電子キー１００の位置として検出することによって、電子キー１００の位置を、車室内外のどの位置にあるか正確に検出することができる。
また、各送信アンテナ２１〜２３の出力と照合可能範囲との関係を、電波を遮蔽する性質を有する部品等の影響を反映させたデータとして予め保持することによって、検出精度をより高めることができる。
さらに、検出結果を表示装置５０に表示してユーザに報知することによって、利便性を向上できる。
【００３６】
（変形例）
本発明は、以上説明した実施例に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の技術的範囲内である。
例えば、位置検出装置の構成、アンテナの個数や配置は、上述した実施例に限定されず、適宜変更することができる。この場合、少なくとも３つの送信アンテナを、一直線上に並ばないよう配置すればよい。また、アンテナ出力の変化のさせ方も特に限定されない。
また、適用対象となる車両も、実施例のような２列シートの乗用車に限定されず、適宜変更することができる。
さらに、検出された位置を用いて行う制御も、実施例のような表示装置への表示に限定されない。
【符号の説明】
【００３７】
１    位置検出装置                      １０    照合制御ユニット
１１    出力−照合可能範囲データベース    ２１    右前部送信アンテナ
２２    左前部送信アンテナ                ２３    後部送信アンテナ
２４    車両受信アンテナ
３０    エンジン制御ユニット              ４０    車体統合ユニット
４１    ドアロックアクチュエータ          ５０    表示装置
６０    キー探索操作部                  １００    電子キー
Ａ１〜Ａ３    照合可能範囲
【図１】
2015045123.tif 000003
【図２】
2015045123.tif 000004
【図３】
2015045123.tif 000005