(57)【要約】【課題】多数の車内アンテナや車外アンテナを必要とせず、より低コストにより近傍領域判定および車内外領域判定を実施することが可能なキーレスシステムを提供する。【解決手段】車載機は電波を放射する第１のアンテナと、音波を放射するスピーカと、車とユーザの距離を算出する制御部とを備え、携帯機は第１のアンテナにより放射された電波を受信する第２のアンテナと、スピーカにより放射された音波を受信するマイクとを備え、車載機の制御部は第２のアンテナが第１のアンテナにより放射された電波を受信した電波受信時間およびマイクがスピーカにより放射された音波を受信した音波受信時間とに基づき車とユーザの距離を算出し、算出した車とユーザの距離に基づき携帯機が車内領域、車外近傍領域または車から離れた領域のいずれにあるかを判定するように構成したので、必要な部品数を減らすことが可能となる。【選択図】図１
2013104247.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車に設置される車載機とユーザに付帯される携帯機とを備え、前記車載機と前記携帯機が通信することにより車とユーザの距離を算出するキーレスシステムにおいて、
前記車載機は、電波を放射するアンテナと、音波を放射するスピーカと、前記車とユーザの距離を算出する制御部とを備え、
前記携帯機は、前記車載機のアンテナにより放射された電波を受信するアンテナと、前記スピーカにより放射された音波を受信するマイクとを備え、
前記車載機の制御部は、前記携帯機のアンテナが前記車載機のアンテナにより放射された電波を受信した電波受信時間および前記マイクが前記スピーカにより放射された音波を受信した音波受信時間とに基づき車とユーザの距離を算出し、算出した前記車とユーザの距離に基づき前記携帯機が車内領域、車外近傍領域または車から離れた領域のいずれにあるかを判定する
ことを特徴とするキーレスシステム。
【請求項２】
車に設置される車載機とユーザに付帯される携帯機とを備え、前記車載機と前記携帯機が通信することにより車とユーザの距離を算出するキーレスシステムにおいて、
前記車載機は、電波を放射するアンテナと、音波を放射するスピーカとを備え、
前記携帯機は、前記車載機のアンテナにより放射された電波を受信するアンテナと、前記スピーカにより放射された音波を受信するマイクとを備え、前記携帯機のアンテナが前記車載機のアンテナにより放射された電波を受信した電波受信時間および前記マイクが前記スピーカにより放射された音波を受信した音波受信時間とに基づき車とユーザの距離を算出し、算出した前記車とユーザの距離に基づき前記携帯機が車内領域、車外近傍領域または車から離れた領域のいずれにあるかを判定する
ことを特徴とするキーレスシステム。
【請求項３】
前記スピーカが前記車のオーディオ用スピーカである
ことを特徴とする請求項１または請求項２記載のキーレスシステム。
【請求項４】
車に設置される車載機とユーザに付帯される携帯機とを備え、前記車載機と前記携帯機が通信することにより車に対するユーザの相対位置を算出するキーレスシステムにおいて、
前記車載機は、電波を放射する車載機のアンテナと、音波を放射する少なくとも３つのスピーカと、前記車に対するユーザの相対位置を算出する制御部とを備え、
前記携帯機は、前記車載機のアンテナにより放射された電波を受信するアンテナと、前記少なくとも３つのスピーカにより放射された各音波を受信するマイクとを備え、
前記車載機の制御部は、前記携帯機のアンテナが前記車載機のアンテナにより放射された電波を受信した電波受信時間および前記マイクが前記少なくとも３つのスピーカにより放射された各音波を受信した少なくとも３つの音波受信時間とに基づき前記車に対するユーザの相対位置を算出し、算出した前記車に対するユーザの相対位置に基づき前記携帯機が任意の車内領域、車外近傍領域または車から離れた領域のいずれにあるかを判定する
ことを特徴とするキーレスシステム。
【請求項５】
車に設置される車載機とユーザに付帯される携帯機とを備え、前記車載機と前記携帯機が通信することにより車に対するユーザの相対位置を算出するキーレスシステムにおいて、
前記車載機は、電波を放射する車載機のアンテナと、音波を放射する少なくとも３つのスピーカとを備え、
前記携帯機は、前記車載機のアンテナにより放射された電波を受信するアンテナと、前記少なくとも３つのスピーカにより放射された各音波を受信するマイクとを備え、前記携帯機のアンテナが前記車載機のアンテナにより放射された電波を受信した電波受信時間および前記マイクが前記少なくとも３つのスピーカにより放射された各音波を受信した少なくとも３つの音波受信時間とに基づき前記車に対するユーザの相対位置を算出し、算出した前記車に対するユーザの相対位置に基づき前記携帯機が任意の車内領域、車外近傍領域または車から離れた領域のいずれにあるかを判定する
ことを特徴とするキーレスシステム。
【請求項６】
前記スピーカの少なくとも１つが前記車のオーディオ用スピーカである
ことを特徴とする請求項４または請求項５記載のキーレスシステム。
【請求項７】
携帯機が車内領域にあると判定された場合、前記車載機は、キーレスによる前記車のドアのアンロックを可能かつキーレスによる前記車のエンジンスタートを可能な状態にする
ことを特徴とする請求項１から請求項６のうちいずれか１項記載のキーレスシステム。
【請求項８】
携帯機が車外近傍領域にあると判定された場合、前記車載機は、キーレスによる前記車のドアのアンロックを可能かつキーレスによる前記車のエンジンスタートを不可能な状態に設定する
ことを特徴とする請求項１から請求項６のうちいずれか１項記載のキーレスシステム。
【請求項９】
携帯機が車から離れた領域にあると判定された場合、前記車載機は、キーレスによる前記車のドアのアンロックを不可能かつキーレスによる前記車のエンジンスタートを不可能な状態に設定する
ことを特徴とする請求項１から請求項６のうちいずれか１項記載のキーレスシステム。
【請求項１０】
車に設置される車載機とユーザに付帯される携帯機とを備え、前記車載機と前記携帯機が通信することにより音波のレベルを検知するキーレスシステムにおいて、
前記車載機は、音波を放射する少なくとも１つのスピーカと音波のレベルを検知する制御部とを備え、
前記携帯機は、前記少なくとも１つのスピーカにより放射された各音波を受信するマイクを備え、
前記車載機の制御部は、前記携帯機のマイクが受信した前記スピーカにより放射された各音波のレベルに基づき、前記携帯機が車内領域にあるかまたは車外領域にあるかを判定する
ことを特徴とするキーレスシステム。
【請求項１１】
車に設置される車載機とユーザに付帯される携帯機とを備え、前記車載機と前記携帯機が通信することにより音波のレベルを検知するキーレスシステムにおいて、
前記車載機は、音波を放射する少なくとも１つのスピーカを備え、
前記携帯機は、前記少なくとも１つのスピーカにより放射された各音波を受信するマイクを備え、前記携帯機のマイクが受信した前記スピーカにより放射された各音波のレベルに基づき、前記携帯機が車内領域にあるかまたは車外領域にあるかを判定する
ことを特徴とするキーレスシステム。
【請求項１２】
前記スピーカのうち少なくとも１つが車内に設置されている
ことを特徴とする請求項１０または請求項１１記載のキーレスシステム。
【請求項１３】
前記スピーカのうち少なくとも１つが前記車のオーディオ用スピーカである
ことを特徴とする請求項１２記載のキーレスシステム。
【請求項１４】
前記スピーカのうち少なくとも１つが車外に設置されている
ことを特徴とする請求項１０または請求項１１記載のキーレスシステム。
【請求項１５】
携帯機が車内領域にあると判定された場合、前記車載機は、キーレスによる前記車のエンジンスタートを可能な状態に設定する
ことを特徴とする請求項１０から請求項１４のうちいずれか１項記載のキーレスシステム。
【請求項１６】
携帯機が車外領域にあると判定された場合、前記車載機は、キーレスによる前記車のエンジンスタートを不可能な状態に設定する
ことを特徴とする請求項１０から請求項１４のうちいずれか１項記載のキーレスシステム。
【請求項１７】
前記スピーカにより放射される音波が複数の周波数を利用している
ことを特徴とする請求項１から請求項１６のうちいずれか１項記載のキーレスシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車に設置される車載機と、人に付帯される携帯機の間で通信を行うことにより、キーレスによって、車のドアの鍵のロックとアンロックとを、または、エンジンスタートが可能な状態と不可能な状態とを、切り替えるキーレスシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のキーレスシステムとしては、引用文献１に示すように、ユーザが携帯機を保持しているだけで、携帯機のボタンを押下するなどの操作を不要なものとするスマートキーレスシステムが開示されている。スマートキーレスシステムでは、携帯機が車内にあるのか車外にあるのかについて判定する車内外領域判定と、携帯機が車から約２ｍ以内の近傍領域にあるのか車から離れた領域にあるのかについて判定する近傍領域判定の２種類の判定を実施している。
【０００３】
特許文献１では、車載機と携帯機の通信において、ＬＦ帯などの低い周波数の電波を用いており、距離に対するアンテナ近傍の磁界の急峻な減衰特性を利用して近傍領域判定を、また、車体表面の金属による磁界遮蔽特性を利用して車内外領域判定を行うものである。
例えば、車外アンテナからＬＦ帯の電波を放射する場合において、車から２ｍの距離における携帯機の受信レベルを閾値として設定し、ある位置の携帯機における電波の受信レベルと閾値を比較することにより近傍領域判定を行っている。
また、車内アンテナからの受信レベルが弱く車外アンテナからの受信電波が強い場合は、携帯機が車外にあると判定し、車内アンテナからの受信レベルが強く車外アンテナからの受信電波が弱い場合には、携帯機が車内にあると判定することにより車内外領域判定を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２０７１３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、例えば特許文献１のような従来のキーレスシステムでは、携帯機における電波の受信レベルを近傍領域判定や車内外領域判定に利用しており、車内および車から２ｍ以内の範囲においてなるべく均一な磁界を形成するために、車内アンテナと車外アンテナをそれぞれ多数設置する必要があり、生産にかかるコストが高いという課題があった。
【０００６】
さらに、電波には偏波が存在するため、携帯機の傾きによって電波の受信レベルが変化してしまうという問題があり、この問題を解決するために携帯機に複数の偏波に対応した高性能なアンテナを設置する場合、さらに生産にかかるコストが高くなる要因になるという課題があった。
【０００７】
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、多数の車内アンテナや車外アンテナを必要とせず、より低コストで近傍領域判定および車内外領域判定を実施することが可能なキーレスシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために、この発明に係るキーレスシステムは、車に設置される車載機とユーザに付帯される携帯機とを備え、前記車載機と前記携帯機が通信することにより車とユーザの距離を算出するキーレスシステムにおいて、前記車載機は、電波を放射するアンテナと、音波を放射するスピーカと、前記車とユーザの距離を算出する制御部とを備え、前記携帯機は、前記車載機のアンテナにより放射された電波を受信するアンテナと、前記スピーカにより放射された音波を受信するマイクとを備え、前記車載機の制御部は、前記携帯機のアンテナが前記車載機のアンテナにより放射された電波を受信した電波受信時間および前記マイクが前記スピーカにより放射された音波を受信した音波受信時間とに基づき車とユーザの距離を算出し、算出した前記車とユーザの距離に基づき前記携帯機が車内領域、車外近傍領域または車から離れた領域のいずれにあるかを判定することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係るキーレスシステムによれば、多数の車内アンテナや車外アンテナを必要としないため、必要な部品数を減らすことが可能となり、低コストによる近傍領域判定および車内外領域判定を実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】この発明の実施の形態１に係るキーレスシステムの構成図を示す。
【図２】この発明の実施の形態１に係るキーレスシステムの処理のフローチャートを示す。
【図３】この発明の実施の形態２に係るキーレスシステムの構成図を示す。
【図４】この発明の実施の形態２に係るキーレスシステムの処理のフローチャートを示す。
【図５】この発明の実施の形態３に係るキーレスシステムの構成図を示す。
【図６】この発明の実施の形態３に係るキーレスシステムの処理のフローチャートを示す。
【図７】この発明の実施の形態４に係るキーレスシステムの構成図を示す。
【図８】この発明の実施の形態４に係るキーレスシステムの処理のフローチャートを示す。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係るキーレスシステムの構成図を示す。図１に示すように、このキーレスシステムは、車体１に設置される車載機２とユーザに付帯される携帯機６により構成されている。車載機２は、音波を放射するスピーカ３と、電波を放射するアンテナ４と、車載機２と携帯機６の距離を算出する制御部５を、携帯機６は、音波を受信するマイク７と、電波を受信するアンテナ８をそれぞれ備えている。
【００１２】
図１に示された車内外領域の境界線Ａは、スピーカ３を中心とする半径ｒ１の円を示しており、この円に概ね車体１が含まれるように半径ｒ１は規定されている。また、近傍領域と車から離れた領域の境界線Ｂは、スピーカ３を中心とする半径ｒ２の円を示しており、この円に概ね車体１から２ｍの近傍領域が含まれるように半径ｒ２は規定されている。
【００１３】
次に、この発明の実施の形態１に係るキーレスシステムの動作について説明する。図２は、この発明の実施の形態１に係るキーレスシステムの処理のフローチャートを示している。
まず、車載機２のアンテナ４が電波を放射し、携帯機６のアンテナ８がアンテナ４により放射された電波を受信する（ステップＳＴ１１）。ここで、アンテナ４が放射する電波は車体に固有のＩＤ情報を含んだ信号であり、変調方式としては例えば、振幅に信号を載せるＡＭや、周波数に信号を載せるＦＭなどが挙げられるが、これらに限らず、信号さえ伝えられればどのような変調方式でもよく、また、近傍磁界を利用した距離判定を行うためのものではないため、ＬＦ帯に限らず、ＵＨＦ帯やマイクロ波帯なども利用可能である。
なお、車載機２のアンテナ４が電波を放射するのは、一定周期毎でもよいし、ユーザがドアに手をかけた動作を別途検知し、検知したタイミングで電波を放射するとしてもよい。
【００１４】
次に、車載機２のアンテナ４が電波を放射した所定時間Ｔ１後に、車載機２のスピーカ３が音波を放射し、携帯機６のマイク７がスピーカ３から放射された音波を受信し（ステップＳＴ１２）、携帯機６において、アンテナ８が電波を受信してからマイク７が音波を受信するまでの時間ｔ１を測定する（ステップＳＴ１３）。
【００１５】
次に、携帯機６は、測定した時間ｔ１をアンテナ８により車載機２のアンテナ４へ送信し（ステップＳＴ１４）、制御部５は、携帯機６により測定された時間ｔ１が入力されると、車載機２のスピーカ３と携帯機６のマイク７の距離Ｄ１を算出する（ステップＳＴ１５）。
【００１６】
ここで、携帯機６が車載機２から放射された電波や音波を受信することができるのは、車載機２と携帯機６の距離が最大でも数ｍ程度の非常に短い場合であるので、電波がアンテナ４から放射されてからアンテナ８に受信されるまでの間の時間については無視できる程度に短い。このとき、制御部５は、車載機２のスピーカ３と携帯機６のマイク７の距離Ｄ１を、式（１）によって算出する。なお、Ｔ１は上述のように既知の値であり、Ｖｓは音波の速度を示す定数である。
Ｄ１＝(ｔ１−Ｔ１)×Ｖｓ          （１）
【００１７】
次に、制御部５は、Ｄ１とｒ１を比較することにより、車内外領域判定を実施する（ステップＳＴ１６）。制御部５は、Ｄ１がｒ１よりも小さい場合は、携帯機６が車内にあると判定し、一方、Ｄ１がｒ１以上の場合には、携帯機６が車外にあると判定する。
【００１８】
制御部５は、携帯機６が車外にあると判定された場合（ステップＳＴ１６のＮＯの場合）、Ｄ１とｒ２を比較することにより、近傍領域判定を行う（ステップＳＴ１７）。制御部５は、Ｄ１がｒ２よりも小さい場合は、携帯機６が近傍領域にあると判定し、また、Ｄ１がｒ２以上の場合には、車から離れた領域にあると判定する。
【００１９】
次に、制御部５は、車内外領域判定および近傍領域判定の判定結果に基づいて、車のキーレス設定を変更する（ステップＳＴ１８）。制御部５は、携帯機６が車内領域にあると判定した場合は、キーレスによる車のドアをアンロックおよびエンジンスタートを可能にそれぞれ設定し、また、携帯機６が近傍領域にあると判定した場合は、キーレスによる車のドアをアンロックおよびエンジンスタートを不可能にそれぞれ設定し、また、携帯機６が車から離れた領域にあると判定した場合には、キーレスによる車のドアをロックおよびエンジンスタートを不可能にそれぞれ設定する。
【００２０】
なお、従来は磁界強度により近傍領域判定や社内外領域判定を行っていたため、多数のアンテナを用いて、車の近傍になるべく均一な磁界を形成する必要があったが、本願発明では、近傍領域判定および社内外領域判定は磁界強度によって行っておらず、アンテナ４，８については、車載機２と携帯機６の間でのキーのＩＤ等のデータのやりとりや、音波を放射する際のトリガー信号の送信に用いているのみであり、すなわち通信さえできればよく、車の近傍になるべく均一な磁界を形成する必要はないため、必要となるアンテナの数を大幅に減らすことが可能となる。
【００２１】
以上により、実施の形態１に係るキーレスシステムでは、車載機２は電波を放射するアンテナ４と、音波を放射するスピーカ３と、車とユーザの距離を算出する制御部５とを備え、携帯機６はアンテナ４により放射された電波を受信するアンテナ８と、スピーカ３により放射された音波を受信するマイク７とを備え、車載機２の制御部５はアンテナ８がアンテナ４により放射された電波を受信した電波受信時間およびマイク７がスピーカ３により放射された音波を受信した音波受信時間とに基づき車とユーザの距離を算出し、算出した車とユーザの距離に基づき携帯機６が車内領域、車外近傍領域または車から離れた領域のいずれにあるかを判定するように構成したので、多数のアンテナを要さずに車内外領域判定、および、近傍領域判定を行うことができるため、部品数を大幅に減らして低コスト化を実現することができる。
【００２２】
また、実施の形態１にかかるキーレスシステムにおいては、偏波が存在しない音波を使用ており、また、電波については通信さえできれば良いのでマージンを十分にとったレベルで通信を行うことにより、偏波に対応した高性能なアンテナは不要となり、生産にかかるコストをさらに削減することができる。
【００２３】
なお、従来のキーレスシステムでは、ＬＦ帯の他に携帯機６のＩＤ等の情報を送信する目的でＵＨＦ帯の波長の電波を放射するアンテナ等が使用されているが、これらのアンテナをアンテナ４やアンテナ８と共用することも可能である。
【００２４】
なお、実施の形態１においては、車載機２のアンテナ４が電波を放射し、携帯機６のアンテナ８が電波を受信する構成について説明したが、アンテナ８が電波を放射し、アンテナ４が電波を受信する構成としても同様な効果が得られる。さらに、スピーカ３を携帯機６に設置し、マイク７を車載機２に設置して、携帯機６からマイク７に向かって音波を放射する構成としても同様の計測を行うことが可能である。
【００２５】
なお、実施の形態１では、車載機２において、携帯機６により出力された時間ｔ１を用いて車載機２のスピーカ３と携帯機６のマイク７の距離Ｄ１の算出、車内外領域判定および近傍領域判定を行っているが、携帯機６が、測定した時間ｔ１を用いて距離Ｄ１の算出、車内外領域判定および近傍領域判定を行い、判定結果を車載機２へ出力する構成としてもよい。
【００２６】
実施の形態２．
図３は、この発明の実施の形態２に係るキーレスシステムの構成図を示している。なお、実施の形態１で説明したものと同様の構成には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。この図３に示すキーレスシステムと、実施の形態１の図１に示すキーレスシステムとの違いは、車載機２がスピーカ９、スピーカ１０を追加で備える点である。
【００２７】
ここで、図３に示された車内外領域の境界線Ａは車体１に沿った形状となっており、また、近傍領域と車から離れた領域との境界線Ｂは境界線Ａと同じ形状について拡大されたものであり、境界線Ａと境界線Ｂの間の距離が２ｍになるように規定されている。
【００２８】
なお、図３に示すように、スピーカ３，９，１０は一直線上に並ばないように、または、隣接させないように設置する。
【００２９】
次に、実施の形態２に係るキーレスシステムの動作について説明する。図４は、この発明の実施の形態２に係るキーレスシステムの処理のフローチャートを示している。
まず、車載機２のアンテナ４が電波を放射し、携帯機６のアンテナ８がアンテナ４により放射された電波を受信する（ステップＳＴ２１）。ここで、アンテナ４が放射する電波は車体に固有のＩＤ情報を含んだ信号であり、変調方式としては例えば、振幅に信号を載せるＡＭや、周波数に信号を載せるＦＭなどが挙げられるが、これらに限らず、信号さえ伝えられればどのような変調方式でもよく、また、近傍磁界を利用した距離判定を行うためのものではないため、ＬＦ帯に限らず、ＵＨＦ帯やマイクロ波帯なども利用可能である。
なお、車載機２のアンテナ４が電波を放射するのは、一定周期毎でもよいし、ユーザがドアに手をかけた動作を別途検知し、検知したタイミングで電波を放射するとしてもよい。
【００３０】
次に、車載機２のアンテナ４が電波を放射した所定時間Ｔ１後にスピーカ３が、所定時間Ｔ２後にスピーカ９が、所定時間Ｔ３後にスピーカ１０が、それぞれ音波を放射し、携帯機６のマイク７がスピーカ３，９，１０から放射された各音波を受信する（ステップＳＴ２２）ことにより、アンテナ８が電波を受信してからマイク７がスピーカ３，９，１０から放射された各音波を受信するまでの時間ｔ１，ｔ２，ｔ３をそれぞれ測定する（ステップＳＴ２３）。
【００３１】
次に、携帯機６は、測定した時間ｔ１，ｔ２，ｔ３をアンテナ８により車載機２のアンテナ４へ送信して制御部５へ出力し（ステップＳＴ２４）、制御部５は、携帯機６により測定された時間ｔ１，ｔ２，ｔ３が入力されると、車載機２のスピーカ３と携帯機６のマイク７の距離Ｄ１、車載機２のスピーカ９と携帯機６のマイク７の距離Ｄ２、車載機２のスピーカ１０と携帯機６のマイク７の距離Ｄ３、をそれぞれ算出する（ステップＳＴ２５）
【００３２】
ここで、携帯機６が車載機２から放射された電波や音波を受信することができるのは、車載機２と携帯機６の距離が最大でも数ｍ程度の非常に短い場合であるので、電波がアンテナ４から放射されてからアンテナ８に受信されるまでの間の時間については無視できる程度に短い。このとき、車載機２のスピーカ３と携帯機６のマイク７の距離Ｄ１、車載機２のスピーカ９と携帯機６のマイク７の距離Ｄ２、車載機２のスピーカ１０と携帯機６のマイク７の距離Ｄ３、はそれぞれ式（２）により算出することができる。なお、ｘは１，２，３であり、Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３は上述のように既知の値であり、Ｖｓは音波の速度を示す定数である。
Ｄｘ＝(ｔｘ−Ｔｘ)×Ｖｓ          （２）
【００３３】
ここで、図３において、円Ｃはスピーカ３を中心とする半径Ｄ１の円、円Ｅはスピーカ９を中心とする半径Ｄ２の円、円Ｆはスピーカ１０を中心とする半径Ｄ３の円をそれぞれ示している。図３において、円Ｃ，Ｅ，Ｆが１箇所の点で重なっていることから、スピーカ３からの距離がＤ１であり、スピーカ９からの距離がＤ２であり、スピーカ１０からの距離がＤ３である点は１箇所に限定することができることが示されている。すなわち、制御部５は、算出したＤ１，Ｄ２，Ｄ３に基づき、車載機２に対する携帯機６の相対位置を検出することができる（ステップＳＴ２６）。なお、この相対位置については公知の手法により算出することが可能であるため、相対位置の算出に関する詳細な説明はここでは省略する。
【００３４】
次に、制御部５は、検出した車載機２に対する携帯機６の相対位置に基づいて車内外領域判定を行う（ステップＳＴ２７）。例えば、車載機２の位置を平面座標の原点、携帯機６の座標を（ｘ１［ｍ］，ｙ１［ｍ］）、車体１の横の大きさを２α［ｍ］、縦の大きさを２β［ｍ］、とそれぞれする場合、車内領域とは、式（３）および式（４）を満たす領域であると考えることができる。
―α≦ｘ≦α          （３）
―β≦ｙ≦β          （４）
制御部５は、携帯機６の座標（ｘ１，ｙ１）が式（３）と式（４）の両方を満たす場合は、携帯機６は車内領域にあると判定し、式（３）と式（４）のどちらか一方または両方を満たさない場合には、携帯機６は車外領域にあると判定する。
【００３５】
車内外領域判定において携帯機６は車外領域にあると判定された場合（ステップＳＴ２７のＮＯの場合）、制御部５は、検出した車載機２に対する携帯機６の相対位置に基づいて近傍領域判定を行う（ステップＳＴ２８）。ここで、近傍領域とは、式（５）および式（６）を満たし、かつ、車内領域でない領域であると考えることができる。
―α−２≦ｘ≦α＋２          （５）
―β−２≦ｙ≦β＋２          （６）
【００３６】
ここで、この近傍領域判定は、すでに車内外領域判定において車外領域にあると判定された携帯機６に対して行うため、携帯機６が車内領域にある場合については考えなくてよい。制御部５は、携帯機６の座標（ｘ１，ｙ１）が式（５）と式（６）の両方を満たす場合は、携帯機６は近傍領域にあると判定し、式（５）と式（６）のどちらか一方または両方を満たさない場合には、携帯機６は車から離れた領域にあるものと判定する。
【００３７】
次に、制御部５は、車内外領域判定および近傍領域判定の判定結果に基づき車のキーレス設定を変更する（ステップＳＴ２９）。制御部５は、車内外領域判定および近傍領域判定の判定結果に基づき、携帯機６が車内領域にあると判定した場合は、キーレスによる車のドアをアンロックおよびエンジンスタートを可能にそれぞれ設定し、また、携帯機６が近傍領域にあると判定した場合は、キーレスによる車のドアをアンロックおよびエンジンスタートを不可能にそれぞれ設定し、また、携帯機６が車から離れた領域にあると判定した場合には、キーレスによる車のドアをロックおよびエンジンスタートを不可能にそれぞれ設定する。
【００３８】
以上により、実施の形態２に係るキーレスシステムでは、実施の形態１と同様の効果が得られると共に、車載機２が音波を放射する少なくとも３つのスピーカを備え、携帯機６が少なくとも３つのスピーカにより放射された各音波を受信するマイク７とを備え、車載機２の制御部５はアンテナ８がアンテナ４により放射された電波を受信した電波受信時間およびマイク７が受信した少なくとも３つの音波受信時間とに基づき車に対するユーザの相対位置を算出し、算出した車に対するユーザの相対位置に基づき携帯機６が任意の車内領域、近傍領域または車から離れた領域のいずれにあるかを判定するように構成したので、車内外領域の境界線Ａを車体１の形状に沿ったもの、また、近傍領域と車から離れた領域の境界線Ｂを、例えば、車体１からの距離が２ｍの領域のように、車体１の形状に応じたもの、にそれぞれ規定した場合であっても、車内外領域判定および近傍領域判定を行うことが可能となる。
【００３９】
なお、実施の形態２に係るキーレスシステムでは、実施の形態１に比べて有するスピーカの数は増えるが、従来技術に比べて部品数は明らかに少なく、生産にかかるコストも小さい。
【００４０】
なお、実施の形態２では、車載機２において、携帯機６により出力された時間ｔ１，ｔ２，ｔ３を用いて車載機２のスピーカ３，９，１０と携帯機６のマイク７の距離Ｄ１〜Ｄ３の算出、車載機２に対する携帯機６の相対位置検知、車内外領域判定および近傍領域判定を行っているが、携帯機６が、測定した時間ｔ１，ｔ２，ｔ３を用いて距離Ｄ１〜Ｄ３の算出、車載機２に対する携帯機６の相対位置検知、車内外領域判定および近傍領域判定を行い、判定結果を車載機２へ出力する構成としてもよい。
【００４１】
実施の形態３．
図５は、この発明の実施の形態３に係るキーレスシステムの構成図を示している。なお、実施の形態１，２で説明したものと同様の構成には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。この図５に示すキーレスシステムと、実施の形態２の図３に示すキーレスシステムとの違いは、車載機２に設置されたスピーカ３，９，１０の代わりに、車載機２と車に設置されたオーディオ用スピーカ１１，１２，１３，１４が接続されている点のみである。
【００４２】
次に、この発明の実施の形態３に係るキーレスシステムの動作について説明する。図６は、この発明の実施の形態３に係るキーレスシステムの処理のフローチャートを示している。
まず、車載機２のアンテナ４が電波を放射し、携帯機６のアンテナ８がアンテナ４により放射された電波を受信する（ステップＳＴ３１）。ここで、アンテナ４が放射する電波は車体に固有のＩＤ情報を含んだ信号であり、変調方式としては例えば、振幅に信号を載せるＡＭや、周波数に信号を載せるＦＭなどが挙げられるが、これらに限らず、信号さえ伝えられればどのような変調方式でもよく、また、近傍磁界を利用した距離判定を行うためのものではないため、ＬＦ帯に限らず、ＵＨＦ帯やマイクロ波帯なども利用可能である。
なお、車載機２のアンテナ４が電波を放射するのは、一定周期毎でもよいし、ユーザがドアに手をかけた動作を別途検知し、検知したタイミングで電波を放射するとしてもよい。
【００４３】
次に、車載機２のアンテナ４が電波を放射した所定時間Ｔ４後にオーディオ用スピーカ１１が、所定時間Ｔ５後にオーディオ用スピーカ１２が、所定時間Ｔ６後にオーディオ用スピーカ１３が、所定時間Ｔ７後にオーディオ用スピーカ１４が、それぞれ音波を放射し、携帯機６のマイク７がオーディオ用スピーカ１１〜１４から放射された各音波を受信する（ステップＳＴ３２）ことにより、アンテナ８が電波を受信してからマイク７がオーディオ用スピーカ１１〜１４から放射された各音波を受信するまでの時間ｔ４〜ｔ７をそれぞれ測定する（ステップＳＴ３３）。
【００４４】
次に、携帯機６は、測定したｔ４〜ｔ７をアンテナ８により車載機２のアンテナ４へ送信して制御部５へ出力し（ステップＳＴ３４）、制御部５は、携帯機６により測定された時間ｔ４〜ｔ７が入力されると、オーディオ用スピーカ１１と携帯機６のマイク７の距離Ｄ４、オーディオ用スピーカ１２と携帯機６のマイク７の距離Ｄ５、オーディオ用スピーカ１３と携帯機６のマイク７の距離Ｄ６、オーディオ用スピーカ１４と携帯機６のマイク７の距離Ｄ７、をそれぞれ算出する（ステップＳＴ３５）。
【００４５】
ここで、携帯機６が車載機２から放射された電波や音波を受信することができるのは、車載機２と携帯機６の距離が最大でも数ｍ程度の非常に短い場合であるので、電波がアンテナ４から放射されてからアンテナ８に受信されるまでの間の時間については無視できる程度に短い。このとき、オーディオ用スピーカ１１〜１４と携帯機６のマイク７の距離Ｄ４〜Ｄ７はそれぞれ式（７）により算出することができる。なお、ｙは４，５，６，７であり、Ｔ４〜Ｔ７は上述のように既知の値であり、Ｖｓは音波の速度を示す定数である。
Ｄｙ＝(ｔｙ−Ｔｙ)×Ｖｓ          （７）
【００４６】
ここで、図５において、円Ｇはオーディオ用スピーカ１１を中心とする半径Ｄ４の円、円Ｈはオーディオ用スピーカ１２を中心とする半径Ｄ５の円、円Ｉはオーディオ用スピーカ１３を中心とする半径Ｄ６の円、円Ｊはオーディオ用スピーカ１４を中心とする半径Ｄ７の円をそれぞれ示している。図５において、円Ｇ，Ｈ，Ｉ，Ｊが１箇所の点で重なっていることから、オーディオ用スピーカ１１からの距離がＤ４であり、オーディオ用スピーカ１２からの距離がＤ５であり、オーディオ用スピーカ１３からの距離がＤ６であり、オーディオ用スピーカ１４からの距離がＤ７である点は１箇所に限定することができる。すなわち、制御部５は、算出したＤ４〜Ｄ７に基づき、車載機２に対する携帯機６の相対位置を検出することができる（ステップＳＴ３６）。なお、相対位置については公知の手法により算出することが可能であるため、相対位置の算出に関する詳細な説明は省略する。
【００４７】
次に、制御部５は、検出した車載機２に対する携帯機６の相対位置に基づいて車内外領域判定を行う（ステップＳＴ３７）。例えば、車載機２の位置を平面座標の原点、携帯機６の座標を（ｘ２［ｍ］，ｙ２［ｍ］）、車体１の横の大きさを２α［ｍ］、縦の大きさを２β［ｍ］、とそれぞれする場合、車内領域とは、式（３）および式（４）を満たす領域であると考えることができる。
制御部５は、携帯機６の座標（ｘ２，ｙ２）が式（３）と式（４）の両方を満たす場合は、携帯機６は車内領域にあると判定し、式（３）と式（４）のどちらか一方または両方を満たさない場合には、携帯機６は車外領域にあると判定する。
【００４８】
車内外領域判定において携帯機６は車外領域にあると判定された場合（ステップＳＴ３７のＮＯの場合）、制御部５は、検出した車載機２に対する携帯機６の相対位置に基づいて近傍領域判定を行う（ステップＳＴ３８）。ここで、近傍領域とは、式（５）および式（６）を満たし、かつ、車内領域でない領域であると考えることができる。
【００４９】
ここで、この近傍領域判定は、すでに車内外領域判定において車外領域にあると判定された携帯機６に対して行うため、携帯機６が車内領域にある場合については考えなくてよい。制御部５は、携帯機６の座標（ｘ２，ｙ２）が式（５）と式（６）の両方を満たす場合は、携帯機６は近傍領域にあると判定し、式（５）と式（６）のどちらか一方または両方を満たさない場合には、携帯機６は車から離れた領域にあるものと判定する。
【００５０】
次に、制御部５は、車内外領域判定および近傍領域判定の判定結果に基づき車のキーレス設定を変更する（ステップＳＴ３９）。制御部５は、車内外領域判定および近傍領域判定の判定結果に基づき、携帯機６が車内領域にあると判定した場合は、キーレスによる車のドアをアンロックおよびエンジンスタートを可能にそれぞれ設定し、また、携帯機６が近傍領域にあると判定した場合は、キーレスによる車のドアをアンロックおよびエンジンスタートを不可能にそれぞれ設定し、また、携帯機６が車から離れた領域にあると判定した場合には、キーレスによる車のドアをロックおよびエンジンスタートを不可能にそれぞれ設定する。
【００５１】
以上により、実施の形態３に係るキーレスシステムでは、実施の形態２と同様の効果が得られると共に、車にあらかじめ設置されているオーディオ用スピーカ１１をキーレスシステムと共用することにより、キーレス用通信装置のために新たにスピーカを設ける必要がなくなり、より低コスト化を実現することが可能となる。
【００５２】
なお、実施の形態３においては、車載機２に接続されたスピーカのうちすべてを車にあらかじめ設置されているオーディオ用スピーカとする構成について説明したが、車載機２に接続されたスピーカのうち少なくとも１つをオーディオ用スピーカとする構成としてもよい。また、実施の形態１のように車載機２が備えるスピーカが１つのみである場合に、スピーカ３の代わりにオーディオ用スピーカと接続する構成としてもよい。
【００５３】
なお、実施の形態３では、車載機２において、携帯機６により出力された時間ｔ４〜ｔ７を用いて車載機２のオーディオ用スピーカ１１〜１４と携帯機６のマイク７の距離Ｄ４〜Ｄ７の算出、車載機２に対する携帯機６の相対位置の検知、車内外領域判定および近傍領域判定を行っているが、携帯機６が、測定した時間ｔ４〜ｔ７を用いて距離Ｄ４〜Ｄ７の算出、車載機２に対する携帯機６の相対位置の検知、車内外領域判定および近傍領域判定を行い、判定結果を車載機２へ出力する構成としてもよい。
【００５４】
実施の形態４．
図７は、この発明の実施の形態４に係るキーレスシステムの構成図を示しており、実施の形態１の図１に示すキーレスシステムの構成と違いはない。ただ、車内外領域判定の処理が異なるため、車内外領域の境界線Ａがほぼ車体１に沿った形状となっていることが示されている。また、近傍領域と車から離れた領域の境界線Ｂは、スピーカ３を中心とする半径ｒ２の円を示しており、この円に概ね車体１から２ｍの近傍領域が含まれるように半径ｒ２は規定されている。
【００５５】
この発明の実施の形態４に係るキーレスシステムの動作について説明する。図８は、この発明の実施の形態４に係るキーレスシステムの処理のフローチャートを示している。
まず、車載機２のアンテナ４が電波を放射し、携帯機６のアンテナ８がアンテナ４により放射された電波を受信する（ステップＳＴ４１）。ここで、アンテナ４が放射する電波は車体に固有のＩＤ情報を含んだ信号であり、変調方式としては例えば、振幅に信号を載せるＡＭや、周波数に信号を載せるＦＭなどが挙げられるが、これらに限らず、信号さえ伝えられればどのような変調方式でもよく、また、近傍磁界を利用した距離判定を行うためのものではないため、ＬＦ帯に限らず、ＵＨＦ帯やマイクロ波帯なども利用可能である。
なお、車載機２のアンテナ４が電波を放射するのは、一定周期毎でもよいし、ユーザがドアに手をかけた動作を別途検知し、検知したタイミングで電波を放射するとしてもよい。
【００５６】
次に、電波を放射した所定時間Ｔ１後に車載機２に設置されたスピーカ３が音波を放射すると、携帯機６のマイク７が発せられた音波を受信する（ステップＳＴ４２)ことにより、携帯機６は、アンテナ８が電波を受信してからマイク７が音波を受信するまでの時間ｔ１を測定するとともに、受信した音波の音波レベルを検知する（ステップＳＴ４３）。
【００５７】
携帯機６は、測定したｔ１および検出した音波レベルをアンテナ８により車載機２のアンテナ４へ送信して制御部５へ出力する（ステップＳＴ４４）。
【００５８】
次に、検知した音波の音波レベルに基づいて車内外領域判定を行う（ステップＳＴ４５）。これは、携帯機６が車外に存在する場合、車内に設置されたスピーカ３により発せられた音波は車体１により減衰された後にマイク７により受信されるのに対し、一方、携帯機６が車内に存在する場合には、車内に設置されたスピーカ３から発せられた音波は、車体１による減衰を受けずにマイク７に受信されるため、予め与えられた閾値と検知した音波レベルを比較することにより、高い精度で車内外領域判定が可能となる。なお、車の窓は閉められているものとする。
【００５９】
制御部５は、携帯機６により検知された音波レベルと予め設定した閾値とを比較し、携帯機６により検知された音波レベルの方が閾値よりも大きい場合、携帯機６は車内領域にあると判定し、一方、制御部５は、携帯機６により検知された音波レベルよりも閾値の方が大きい場合には、車外領域にあると判定する。
【００６０】
車内外領域判定において車外領域にあると判定された場合（ステップＳＴ４５のＮＯの場合）、制御部５は、車載機２のスピーカ３と携帯機６のマイク７の距離Ｄ１を式（１）によって算出し（ステップＳＴ４６）、算出したＤ１とｒ２と比較することにより近傍領域判定を行う（ステップＳＴ４７）。制御部５は、Ｄ１がｒ２よりも小さい場合は、携帯機６が近傍領域にあると判定し、また、Ｄ１がｒ２以上の場合には、車から離れた領域にあると判定する。
【００６１】
次に、制御部５は、車内外領域判定および近傍領域判定の判定結果に基づき、車のキーレス設定を変更する（ステップＳＴ４８）。制御部５は、車内外領域判定および近傍領域判定の判定結果に基づき、携帯機６が車内領域にあると判定した場合は、キーレスによる車のドアをアンロックおよびエンジンスタートを可能にそれぞれ設定し、また、携帯機６が近傍領域にあると判定した場合は、キーレスによる車のドアをアンロックおよびエンジンスタートを不可能にそれぞれ設定し、また、携帯機６が車から離れた領域にあると判定した場合には、キーレスによる車のドアをロックおよびエンジンスタートを不可能にそれぞれ設定する。
【００６２】
以上により、実施の形態４に係るキーレス装置では、車載機２は音波を放射する少なくとも１つのスピーカと音波のレベルを検知する制御部５とを備え、携帯機６は少なくとも１つのスピーカにより放射された各音波を受信するマイク７を備え、車載機２の制御部５はマイク７が少なくとも１つのスピーカにより放射された各音波を受信した音波レベルに基づき、携帯機６が車内領域にあるかまたは車外領域にあるかを判定するように構成したので、より低コストにより高い精度の車内外領域判定を実現することができる。また、距離の算出をせずに車内外領域判定を行うため、携帯機６が車内にあると判定される場合の処理について高速化することができる。
【００６３】
なお、本実施の形態では図７に示すように、スピーカ３を車内に設置する場合について記載したが、スピーカ３を車外に設置するときでも同様に車内外領域判定を実施することは可能である。このとき、携帯機６が車外にある場合は、車外に設置されたスピーカ３から発せられた音は、車体１による減衰を受けずにマイク７に受信され、一方、携帯機６が車内にあるときには、車外に設置されたスピーカ３から発せられた音は、車体１により減衰された後にマイク７により受信される。
【００６４】
また、スピーカ３を車内と車外の両方に設置してもよい。このとき、携帯機６が車外にある場合は、車外に設置されたスピーカからの音波の受信レベルが車内に設置されたスピーカからの音波の受信レベルよりも相対的に強くなり、一方、携帯機６が車内に存在する場合には、車外に設置されたスピーカからの音波の受信レベルが車内に設置されたスピーカからの音波の受信レベルより相対的に弱くなる。つまり、車内に設置されたスピーカからの音波と車外に設置されたスピーカからの音波の受信レベルを比較することによって車内外領域判定が可能となる。
【００６５】
また、実施の形態４では、車載機２がスピーカを１つのみ備える構成としたが、実施の形態２のように、車載機２が少なくとも３つのスピーカを備える構成とすることにより、車載機２のスピーカ３と携帯機６のマイク７の距離Ｄ１でなく、車載機２に対する携帯機６の相対位置に基づいて近傍領域判定を行うことができるため、近傍領域と車から離れた領域の境界線Ｂを車体１の形状に応じた形状に規定した場合であっても近傍領域判定を行うことが可能となる。
【００６６】
なお、実施の形態４では、車載機２において、携帯機６により出力された音波レベルを用いて車内外領域判定、携帯機６により出力された時間ｔ１を用いて距離Ｄ１を算出および近傍領域判定を行っているが、携帯機６が、検知した音波レベルを用いて車内外領域判定、測定した時間ｔ１を用いて距離Ｄ１を算出および近傍領域判定を行い、判定結果を車載機２へ出力する構成としてもよい。
【００６７】
これまで示してきた実施の形態１〜４において、使用する音波の周波数について特に規定していないが、音波の周波数毎に伝搬特性は異なり、例えば、超音波を含む周波数が高い音波では、波長が短いため、測距の精度を高めることが可能であり、また、車体１による減衰が大きいため、実施の形態４に示した車内外の音のレベル差による車内外領域判定などに向いている。また、低い周波数では波長が長く、測距の精度は低下するが、車体１による減衰が小さいため、車内に配置したスピーカで車外の携帯機６の位置を特定する手段等に用いるのに適している。さらに、異なる周波数の音波を複数用いることで、周波数毎の利点を組み合わせることも可能である。
【００６８】
なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。
【符号の説明】
【００６９】
１  車体、２  車載機、３  スピーカ、４  アンテナ、５  制御部、６  携帯機、７  マイク、８  アンテナ、９  スピーカ、１０  スピーカ、１１，１２，１３，１４  オーディオ用スピーカ。
【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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