JP4533288B2 - キーレスエントリー装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両側装置と携帯機の間で無線通信を行うことで車両のドアをロック・アンロックするキーレスエントリー装置に関し、特に携帯機の位置を判別するために複数の送信アンテナからリクエスト信号を送信するキーレスエントリー装置に関する。

従来から、車両に設けられた車両側装置と使用者が携帯する携帯機の間で無線通信を行い、車両のドアをロック・アンロックするキーレスエントリー装置が知られている。また近年、携帯機が車両に近づくと、車両側装置と携帯機の間で自動的に通信が行われ、携帯機のＩＤ認証がなされれば車両のドアをロック・アンロック動作を行うパッシブ・キーレスエントリー装置も知られている。このようなキーレスエントリー装置としては、例えば特許文献１に挙げるようなものがある。
特開２００２−７７９７２号公報

特に、パッシブ・キーレスエントリー装置においては、携帯機が車両の外側にあるか内側にあるかを判別できることが重要である。このために、特許文献１には、車両からアンテナの識別情報を含む探査信号を送信し、携帯機は探査信号の受信強度データとアンテナ識別コードを含む信号を応答信号として返信し、その応答信号を基に携帯機の位置を判別することが開示されている。

しかし、従来のキーレスエントリー装置では、信号強度を検出する際の確実性が充分とは言えなかった。車両から送信される探査信号には、アンテナの識別コードなど各種のコードが含まれており、携帯機の位置によって探査信号の強度が低い場合には、コードを読み取ることができないために、アンテナを識別できないことがある。また、複数のアンテナからそれぞれ信号を送信するため、データ量が多く、通信に時間を要すると共に、消費電力も大きなものとなっていた。

この問題点を解決するため、予め複数のアンテナについて送信のタイミングを決めておき、携帯機側では受信した信号のタイミングによりアンテナを判別することが考えられる。この場合には、車両側装置と携帯機でクロックの精度を正確に合わせておく必要がある。しかし、車両側には一般的に水晶発振器が設けられる一方で、携帯機には一般的にＣＲ発振によるクロックが用いられるため、携帯機側のクロックの精度が低くなる。

そのため、携帯機側にも水晶発振器を設けることにすると、コストが増大する。また、アンテナからの各信号に同期信号を含めることも考えられるが、そのように構成すると特許文献１の発明が有する問題点を生じることとなる。

本発明は上記課題を鑑みてなされたものであり、車両側装置から携帯機に信号を送信したアンテナを精度良く特定できるキーレスエントリー装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明に係るキーレスエントリー装置は、車両に設けられリクエスト信号を送信する複数の送信アンテナを有する車両側送信部と、アンサー信号を受信する車両側受信部とを備えた車両側装置と、上記リクエスト信号を受信する携帯機受信部と、アンサー信号を送信する携帯機送信部とを備えた携帯機とを有したキーレスエントリー装置において、
上記車両側送信部は上記携帯機を起動状態とする第１の信号と、該第１の信号の後に上記複数の送信アンテナから所定順かつ所定間隔で送信される第２の信号とを送信し、
上記車両側送信部は第２の信号の信号長を送信順に長くするように上記送信アンテナに送信させることを特徴として構成されている。

また、本発明に係るキーレスエントリー装置は、上記車両側装置は上記アンサー信号に基づき上記リクエスト信号の生成及び各種制御を行う車両側制御部を備え、該車両側制御部は計時を行う第１のクロック手段を有し、
上記携帯機は上記リクエスト信号に基づき上記アンサー信号の生成及び各種制御を行う携帯機制御部を備え、該携帯機制御部は計時を行う第２のクロック手段を有し、
上記車両側送信部は第２の信号の信号長を送信順に上記第１のクロック手段と第２のクロック手段の誤差以上ずつ長くするように上記送信アンテナに送信させることを特徴として構成されている。

さらに、本発明に係るキーレスエントリー装置は、上記携帯機制御部は上記第２の信号の受信タイミングで送信アンテナを判別することを特徴として構成されている。

さらにまた、本発明に係るキーレスエントリー装置は、上記車両側送信部は上記第２の信号間の間隔が一定となるように上記送信アンテナに送信させることを特徴として構成されている。

そして、本発明に係るキーレスエントリー装置は、上記携帯機制御部は上記第１の信号で起動し上記第２の信号の各強度を検出すると共に、検出した強度の情報を上記携帯機送信部に送信させ、
上記車両側制御部は上記携帯機から受信した強度の情報を基に携帯機の位置を判別することを特徴として構成されている。

また、本発明に係るキーレスエントリー装置は、上記携帯機制御部は上記第１の信号で起動し上記第２の信号の各強度を検出し、該検出した強度の情報を基に携帯機の位置を判別すると共に、該判別情報を上記携帯機送信部に送信させることを特徴として構成されている。

さらに、本発明に係るキーレスエントリー装置は、上記携帯機制御部は上記第１の信号で起動し上記第２の信号の有無を所定の閾値を基に検出すると共に、検出の有無の情報を上記携帯機送信部に送信させ、
上記車両側制御部は上記携帯機から受信した検出の有無の情報を基に携帯機の位置を判別することを特徴として構成されている。

さらにまた、本発明に係るキーレスエントリー装置は、上記携帯機制御部は上記第１の信号で起動し上記第２の信号の有無を所定の閾値を基に検出し、該検出の有無の情報を基に携帯機の位置を判別すると共に、該判別情報を上記携帯機送信部に送信させることを特徴として構成されている。

また、本発明に係るキーレスエントリー装置は、車両に設けられリクエスト信号を送信する複数の送信アンテナを有する車両側送信部と、アンサー信号を受信する車両側受信部とを備えた車両側装置と、上記リクエスト信号を受信する携帯機受信部と、アンサー信号を送信する携帯機送信部とを備えた携帯機とを有したキーレスエントリー装置において、上記車両側送信部は上記携帯機を起動状態とする第１の信号と、該第１の信号の後に上記複数の送信アンテナから所定順かつ所定間隔で送信される第２の信号とを送信し、上記携帯機受信部は、所定の時間範囲において受信した前記第２の信号を前記複数の送信アンテナの１つから送信されたものと特定し且つ該第２の信号の受信順から、前記第２の信号をそれぞれ前記複数の送信アンテナから送信されたものと特定する制御部を有し、該制御部は、前記所定の時間範囲を、受信するタイミングに応じて順次長く設定することを特徴として構成されている。

さらに、本発明に係るキーレスエントリー装置は、上記車両側送信部は第２の信号の送信タイミングを送信順に順次長く設定することを特徴として構成されている。

さらにまた、本発明に係るキーレスエントリー装置は、上記車両側装置は上記アンサー信号に基づき上記リクエスト信号の生成及び各種制御を行う車両側制御部を備え、該車両側制御部は計時を行う第１のクロック手段を有し、上記携帯機は上記リクエスト信号に基づき上記アンサー信号の生成及び各種制御を行う携帯機制御部を備え、該携帯機制御部は計時を行う第２のクロック手段を有し、上記制御部は前記所定の時間範囲を、受信するタイミングに応じて上記第１のクロック手段と第２のクロック手段の誤差以上ずつ長くするように設定し、上記車両側送信部は第２の信号の送信タイミングを送信順に順次上記第１のクロック手段と第２のクロック手段の誤差以上ずつ長く設定したことを特徴として構成されている。

あるいはまた本発明に係るキーレスエントリー装置は、上記車両側送信部は第２の信号の信号長を、送信順に順次長く設定することを特徴として構成されている。

本発明に係るキーレスエントリー装置によれば、車両側送信部は第１の信号と、第１の信号の後に複数の送信アンテナから所定順かつ所定間隔で送信される第２の信号とを送信し、車両側送信部は第２の信号の信号長を送信順に長くするように送信アンテナに送信させることにより、車両側装置と携帯機とでクロックに誤差があっても第２の信号の信号長が送信順に長くされているので、誤差分を吸収することができ、車両側装置から携帯機に確実に第２の信号を送信することができる。

また、本発明に係るキーレスエントリー装置によれば、車両側送信部は第２の信号の信号長を送信順に第１のクロック手段と第２のクロック手段の誤差以上ずつ長くするように送信アンテナに送信させることにより、第２の信号の長さを車両側装置と携帯機の各クロック手段の誤差分だけ長くしていくので、携帯機側で第２の信号を確実に識別することができる。

さらに、本発明に係るキーレスエントリー装置によれば、車両側送信部は第２の信号間の間隔が一定となるように送信アンテナに送信させることにより、効率よく第２の信号を送信できる。

さらに、本発明に係るキーレスエントリー装置によれば、車両側送信部は携帯機を起動状態とする第１の信号と、該第１の信号の後に複数の送信アンテナから所定順かつ所定間隔で送信される第２の信号とを送信し、携帯機受信部は、所定の時間範囲において受信した第２の信号を複数の送信アンテナの１つから送信されたものと特定し且つ該第２の信号の受信順から、第２の信号をそれぞれの複数の送信アンテナから送信されたものと特定する制御部を有し、該制御部は、前記所定の時間範囲を、受信するタイミングに応じて順次長く設定することにより、車両側装置と携帯機とでクロックに誤差があっても、第２信号を送信したアンテナを判別するようにすることができる。

さらに、本発明に係るキーレスエントリー装置によれば、車両側送信部は第２の信号の送信タイミングを送信順に順次長く設定することにより、車両側装置と携帯機とでクロックに誤差があっても、第２信号を送信したアンテナを確実に判別することができる。

また、本発明に係るキーレスエントリー装置によれば、携帯機受信部の制御部は所定の時間範囲を、受信するタイミングに応じて上記第１のクロック手段と第２のクロック手段の誤差以上ずつ長くするように設定し、上記車両側送信部は第２の信号の送信を送信順に順次上記第１のクロック手段と第２のクロック手段の誤差以上ずつ長く設定することにより、車両側装置と携帯機とでクロックに誤差があっても、第２信号を送信したアンテナを判別するようにすることができる。また、順をおって長く設定するので必要以上に時間がかからない。

また、本発明に係るキーレスエントリー装置によれば、車両側送信部は第２の信号の信号長を、送信順に順次長く設定することにより、信号強度等の測定が容易に行うことができる。

本発明の実施形態について、図面に沿って詳細に説明する。図１には、本実施形態におけるキーレスエントリー装置の概要図を示している。本実施形態におけるキーレスエントリー装置は、車両１のドア１ａをロックまたはアンロックするものであり、車両１側には車両側装置２が設けられ、使用者は携帯機３を携帯し、車両側装置２と携帯機３の間で無線通信を行って認証やロック・アンロックの指令等をなすものである。車両側装置２は、車両１の各所に複数の送信アンテナ１５を有しており、各送信アンテナ１５から携帯機３に対してリクエスト信号が送信される。なお、リクエスト信号は低周波信号からなっている。

以下、使用者が車両１に近づいて、ドア１ａをアンロックする場合について主に説明する。本実施形態では、携帯機３を持った使用者がドア１ａをアンロックするには、ドア１ａのドアノブ１ｂ近傍に設けられたリクエストスイッチ１６を押すことを必要としている。リクエストスイッチ１６が押されると、車両側装置２と携帯機３との間で認証等の通信が行われ、認証がなされた場合に車両側装置２はドア１ａのロックを解除する。

次に、車両側装置２及び携帯機３の構成について説明する。図２には車両側装置２の構成図を、図３には携帯機３の構成図を、それぞれ示している。図２に示すように、車両側装置２は、携帯機３からのアンサー信号を受信する車両側受信部１０と、携帯機３に対してリクエスト信号を送信する車両側送信部１１と、アンサー信号を受信した際やリクエストスイッチ１６が押された際に各種制御を行う車両側制御部１２とを有している。車両側制御部１２はＣＰＵにより構成され、計時を行うために発振器１７が接続されている。この発振器１７には、高精度な水晶発振器が用いられる。したがって、車両側装置２では高精度な計時を行うことができる。

また、車両側制御部１２には、車固有の識別符号である例えば８ビットのＶ−ＩＤ（Ｖｈｉｃｌｅ−ＩＤ）や１台の車両を操作可能な複数の携帯機のＩＤなど制御に必要な情報を記憶するメモリ１３と、上述したリクエストスイッチ１６が接続されている。さらに、車両側受信部１０にはアンサー信号を受信するための受信アンテナ１４が接続され、車両側送信部１１にはリクエスト信号を送信するための複数の送信アンテナ１５、１５が接続される。複数の送信アンテナ１５、１５は、それぞれ車両１の内外各所に設けられる。

図３に示すように、携帯機３は、車両側装置２からのリクエスト信号を受信する携帯機受信部２０と、車両側装置２に対してアンサー信号を送信する携帯機送信部２１と、リクエスト信号を受信した際に各種制御を行う携帯機制御部２２と、自機にそれぞれ固有の値が設定されている例えば２４ビットの携帯機ＩＤ及びＶ−ＩＤ等を記憶したメモリ２４とを有している。また、携帯機受信部２０と携帯機送信部２１には、互いに直行するX,Y,Z方向の受信軸を有し、リクエスト信号やアンサー信号の送受信を行う三軸アンテナ２３が接続される。

携帯機制御部２２は、ＣＰＵにより構成され、メモリ２４の他に発振器２５が接続されている。携帯機３側の発振器２５は、ＣＲ発振回路により構成されている。携帯機３においては、このＣＲ発振回路を発振器２５として計時を行うため、車両側装置２に設けられる発振器１７より発振の誤差が大きい。また、携帯機制御部２２は、携帯機受信部２０で受信する車両側装置２からのリクエスト信号に含まれるウェークアップ信号によって、消費電力が略ゼロの状態であるスリープ状態から通常状態に切り替わる。そして、携帯機制御部２２は、リクエスト信号に含まれるコマンドに基づいて各種動作を行う。

図４には、車両１における受信アンテナ１４及び送信アンテナ１５の配置と、送信アンテナ１５からの電波の到達範囲について示している。受信アンテナ１４は、車両１内に１か所設けられており、一方で送信アンテナ１５は、送信アンテナ１５ａ〜１５ｆまで車両１の内外に複数設けられている。本実施形態においては、送信アンテナ１５ａ〜１５ｃまでの３つが車両１の内側に、送信アンテナ１５ｄ〜１５ｆまでの３つが車両１の外側に、それぞれ設けられている。

車両１の内側の送信アンテナ１５ｄ〜１５ｆは、それぞれ電波の到達範囲が一部重複するように配置されて、３つで車内の略全域に対して電波を到達させ、車内にある携帯機３との間で信号を送受信することができる。車両１の外側の送信アンテナ１５ａ〜１５ｃは、それぞれ車両１の周囲に対して電波を到達させ、車外にある携帯機３との間で信号を送受信することができる。

車両側装置２のメモリ１３には、携帯機３の認証に必要なＩＤと、携帯機３の位置を判別するためのデータが記憶されている。携帯機３の位置を判別するためのデータは、車両１の内側と外側のそれぞれについて、各送信アンテナ１５からの電波の強度と送信アンテナ１５の識別符号を関連付けたデータを多数有した内側データ群と外側データ群から算出される。

内側データ群の各データは、車両１内の車外との境界線近傍における各送信アンテナ１５からの電波強度のうち、強度の大きいものから３つについて、どの送信アンテナ１５であるかの識別符号とそれに対応する電波強度とを有している。このようなデータを、あらかじめ車両１の内側の略全周に渡って取得しておく。外側データ群は、車両１の外側であって車内との境界線近傍の略全周に渡って、内側データ群と同様にあらかじめデータを取得しておく。これらのデータの取得は、製品の開発時に、携帯機３あるいは強度測定装置を用いて実際の車両１について行う。または、製造ラインにおいてデータの取得を行うこともできる。

内側データ群と外側データ群を取得したら、それぞれのデータ群についてマハラノビスの統計手法により基準空間を求めて、車両１の内側と外側それぞれの空間座標原点を算出する。これが携帯機３の位置を判別するためのデータとして、メモリ１３に記憶されている。

携帯機３の位置を判別する際には、携帯機３からは各送信アンテナ１５のうち強度の大きいものから３つについて、どの送信アンテナ１５であるかの識別符号とそれに対応する電波強度とを有したデータが送信される。この携帯機３から送信されたデータについて、メモリ１３に記憶された内側データ群の空間座標原点からのマハラノビス距離と、外側データ群の空間座標原点からのマハラノビス距離とを、それぞれ算出し、マハラノビス距離の小さい方、すなわちどちらの集合により近似しているかを判断して、そちらに携帯機３が位置しているものと判別する。

次に、キーレスエントリー装置の動作について説明する。図５には、ドアをアンロックする際の動作についてのフローチャートを示している。また、図６には、図５のフローにおいて車両側装置２と携帯機３からそれぞれ送信される信号のチャート図を示している。また、図７は携帯機３でどのアンテナから送信された信号と判断するかの動作を示す図である。本実施形態のキーレスエントリー装置は、車両１に設けられたリクエストスイッチ１６が押されることで、車両側装置２と携帯機３との間で無線通信がなされ、ドアのアンロックがされるものである。したがって、まず使用者が車両１のリクエストスイッチ１６を押すことでフローが開始する（Ｓ１）。

リクエストスイッチ１６が押されると、車両側制御部１２は車両側送信部１１に携帯機の存在の可能性が高い運転席側の送信アンテナから低周波のリクエスト信号ＬＦ１を送信させる（Ｓ２）。図６に示すように、リクエスト信号ＬＦ１は、ウェークアップ信号を含む信号Ａと、コマンド信号ＣＭＤ１とからなっている。コマンド信号ＣＭＤ１には、車固有の識別符号であるＶ−ＩＤ（Ｖｈｉｃｌｅ−ＩＤ）の情報が含まれている。

携帯機３は、携帯機受信部２０でリクエスト信号ＬＦ１を受信すると、携帯機制御部２２がウェークアップ信号によりスリープ状態から通常状態となり、リクエスト信号ＬＦ１に含まれるＶ−ＩＤが、自機が保持するＶ−ＩＤと一致するか否かを判定する。ここでＶ−ＩＤが一致しなければ、そこでフローは終了する。Ｖ−ＩＤが一致すれば、携帯機制御部２２は携帯機送信部２１にアンサー信号ＲＦ１を送信させる（Ｓ５）。

車両側受信部１０がアンサー信号ＲＦ１を受信すると（Ｓ６）、車両側制御部１２は車両側送信部１１に位置確認信号ＬＦ２を送信させる。ところで、携帯機３のリクエスト信号ＬＦ１を受信してから該アンサー信号ＲＦ１送信するまでの時間は、それぞれの携帯機３に応じて異なる時間が設定されており、よって車両側装置２でリクエスト信号ＬＦ１を送信してからアンサー信号ＲＦ１を受信するまでの時間を測定する事によって複数の携帯機のうち、どれから応答があったかを判断できる。なお、該判断においては時間だけでの判断であり精度が乏しい為、以下の工程で精度の高い例えば２４bitの携帯機IDによる認証を行なう。

位置確認信号ＬＦ２は、図６に示すようにリクエスト信号ＬＦ１と同様にウェークアップ信号を含むと共に、前記時間によって判断した携帯機のＩＤを含む信号Ａと、コマンド信号ＣＭＤ２を含む信号及び各送信アンテナ１５ａ〜１５ｆから順に送信される複数のＲｓｓｉ測定用信号とからなっている。なお、この際、携帯機のIDを含む信号とコマンド信号が送信されるのは、前記リクエスト信号LF1の送信においてアンサー信号RF1を受信する事ができた、運転席側の送信アンテナの信号に含ませる。

制御部１２からの信号は送信部１１によって、振幅変調を行なって各送信アンテナ１５ａ〜１５ｆから送信されるがＲｓｓｉ測定用の制御部１２からの信号は、図６に示すように所定強度を有し所定時間に渡って継続するパルス状の信号であり、携帯機３側で受信強度を測定するために用いられる。よって、Ｒｓｓｉ測定用の制御部１２からの信号が、アンテナ１５ａ〜１５ｆから、送信される際には、変調の際に用いる搬送波の信号がそのまま送信される。各Ｒｓｓｉ測定用信号は、車両側送信部１１が発振器１７の計時に基づいて各送信アンテナ１５ａ〜１５ｆに所定の順序かつ所定間隔で送信させるので、携帯機３は受信のタイミングによりどの送信アンテナ１５からのＲｓｓｉ測定用信号であるかを識別することができる。

車両側装置２の車両側制御部１２は、発振器１７からの計時のタイミングに基づいて車両側送信部１１に各送信アンテナ１５からＲｓｓｉ測定用信号を送信させる。ここで、Ｒｓｓｉ測定用信号は図６に示すように送信順に次第に長くなるように送信される。なおコマンド信号CMD２を車両側で送信を修了し携帯機側で受信開始した際に両方の計時はリセットされて、計時の開始時刻が揃えられてから計時が開始される。１番目に送信されるＲｓｓｉ測定用信号は、T１の時間長を有するように送信され、２番目に送信されるＲｓｓｉ測定用信号は、T１より長いT２の時間長を有するように送信される。

次に、送信される信号について具体的に説明する。ここで、nは自然数で２以上とする。また、T1,T2・・・・T(n)はn番目の信号の長さ（送信時間）を示す。さらに、車両側の各アンテナから送信する信号は、送信アンテナを切替える為の一定時間Tdの時間間隔で信号を出力することとし、また、携帯機はアナログ−デジタル変換（AD変換）する為に、少なくとも時間Tadの間は継続して信号を受信する必要があるとする。そして、車両側はコマンド信号CMD２を送信した後に、送信するアンテナを切替えて送信するものとする。また、実際の時間は携帯機の計時に対してa(a>1)を掛けた時間とする。

車両側からn番目の信号の送信を完了する時間Snは、
（数１）
Sn=n×Td+( T1＋T2・・・・+Tn)（式１）
となる。ここで、携帯機が受信した信号をn番目の信号として判断する時間の中心をDnとすると、
（数２）
Dn=n×Td+[ T1＋T2・・・・+T(n−1)]＋Tn/2（式２）
となり、
（数３）
Dn＋(Tad/2)（式３）
が検知を完了するのに足る時間となる。なお、実際には携帯機のクロックは誤差を持っているので、実際の時間はa×（式３）で表される時間であり
（数４）
a×[D n+(Tad)/2]（式４）
となる。そして、それ以上の時間車両から信号が送信されていれば正しい判定をできるが、本実施例においては、最小の交信時間とする為、n番目の信号として検知を完了する実際の時間と、車両から送信されるn番目の信号の送信を完了する時間Snが実際に同じ時間となるよう設定している。そしてこの条件は（式１）=（式４）とすることであり、
（数５）
n×Td+( T1＋T2+・・＋T(n−１)+Tn)
=a×{n×Td+[ T1＋T2・・・・+T(n−1)]＋Tn/2+(Tad/2)}（式５）
ここで、(n-1)番目の信号の送信を完了する時間については、以下の式で表される。
（数６）
(n−1)×Td+[ T1＋T2＋・・＋T(n−2)+T(n−1)]
=a×{(n−1)×Td+[ T1＋T2・・・・+T(n−2)]＋T(n−1)/2+(Tad/2)}（式６）
ここで（式５）の右辺から（式６）の右辺、（式５）の左辺から（式６）の左辺を引く。
（数７）
Td＋Tn=a×[T(n-1)/2+Tn/2+Td]（式７）
これを整理すると、
（数８）
Tn=a／(2−a)×T(n-1)+ 2／(2−a)×(a-1)Td（式８）
となる。
ここで、aが１．１の場合、
（数９）
Tn=11／9×T(n-1)＋2／9×Td
となる。
なお、n=1の場合には、
（数１０）
Td+T1=a(Td+T1/2+Tad/2)
であり、
（数１１）
T1=11／9×Tad＋2／9×Td
となる。

次に、実際の時間は携帯機の計時に対してb(b<1)を掛けた時間である場合、車両側からn番目の信号の送信を開始する時間Seは、
（数１２）
Se=n×Td+[ T1＋T2・・・・+T(n-1)]（式１０）
となる。
ここで、携帯機が受信した信号をn番目の信号として判断する時間の中心をDnとすると、
（数１３）
Dn=n×Td+[ T1＋T2・・・・+T(n−1)]+Tn/2（式１１）
となり、
（数１４）
Dn−(Tad/2)（式１２）
が検知を開始するのに必要な時間となる。なお、実際には携帯機のクロックは誤差を持っているので、実際の時間はb×（式１２）で表される時間であり
（数１５）
b×[D n−(Tad)/2]（式１３）
となる。そして、それ以前に車両から信号が送信されていれば正しい判定をできるが、本実施例においては、最小の交信時間とする為、n番目の信号として検知を開始する実際の時間と、車両から送信されるn番目の信号の送信を開始する時間Seが実際に同じ時間となるよう設定している。そしてこの条件は（式１０）=（式１３）とすることであり、
（数１６）
n×Td+[ T1＋T2+・・＋T(n−1)]
=b×{n×Td+[ T1＋T2・・・・+T(n−1)]＋Tn/2−(Tad/2)}（式１４）
ここで、(n−1)番目の信号の送信を開始する時間は、以下の式で表される。
（数１７）
(n−1)×Td+[ T1＋T2＋・・＋T(n−2)]
=b×{(n−1)×Td+[ T1＋T2・・・・+T(n−2) ]＋T(n−1)/2−(Tad/2)}（式１５）
ここで（式１４）の右辺から（式１５）の右辺、（式１４）の左辺から（式１５）の左辺を引く。
（数１８）
Td＋T(n-1)=b×[Td+T(n-1)/2+Tn/2]（式１６）
整理すると
（数１９）
Tn=(2−b)/bT(n−1)+2/b×(1-b)×Td（式１７）
ここで、b=0.9とすると、
（数２０）
T1=11／9×Tad＋2／9×Td
となり、（式９）と一致する。そしてこれから、（式８）=（式１７）と仮定して計算するとa+b=2となる場合に、両方の式が一致する事が分かる。
なお、実際には携帯機側の受信開始と終了時期を設定するのではなく、受信開始を設定するだけであり終了はAD変換が終了すれば自動的に受信を止める。

なお、表１に該計算結果を元に具体的にTad=2msec、Td=0.4msecで設定した場合の例を示す。この表からも明らかなように、携帯機のクロックがずれたとしても携帯機がn番目の送信信号と判断する際には、車両のn番目の信号と認識し又同時にAD変換するのに足る時間、携帯機は信号を受信する事ができ、よって判定できる。

なお上記の第１の実施例では、a+b=2としたがそれ以外としても良く、その場合には同様に式を求めれば良い。また、第１の実施例において信号長さは、前の信号の長さの定数倍に所定値を加えた１つの式によって算出した値としているが、必ずしもこのようにする必要は無い。すなわち、第１の実施例において該式で求めた値に多少の時間を余裕分として加える等しても良い。またTdについても一定としたが必ずしもこのようにする必要は無い。さらに携帯機が受信を開始する設定時間についても必ずしも所定の数式で表される値とする必要は無く、携帯機のクロックがずれたとしても携帯機がn番目の送信信号と判断する事ができ、同時に車両のn番目の信号をAD変換するのに足る時間携帯機が信号を受信する事ができる時間に設定されていれば良い。

次に第２の実施例について説明する。該第２の実施例は、与えられた数値から順に値を計算したものである。クロックのずれ上記第１の実施例と同じとする。該第２の実施例は具体的には、車両側から送信される１番目の信号の送信の開始時間T1fは、アンテナ切換に要するTd(０．４msec)後に送信するようにしている。そして携帯機の受信の開始はクロックがどのようにずれた場合であっても該車両からの信号が送信されている期間内である必要があることから、受信の開始の設定値はT1f／０．９に設定する必要がある。また、車両から送信する信号の送信終了は、携帯機のクロックがどのようにずれた場合であってもTad(２msec)の間は受信するのに足る時間、車両から信号が送信されている必要がある。そして、これは実際の携帯機の受信開始の時間が最も遅れた場合にTad(２msec)の間、受信できる条件を求めれば良く(携帯機の設定値)×１．１＋Tadとなる。そしてこの時間のTd(０．４msec)後に次の信号が車両から送信されるように設定し、同様にして携帯機の受信開始の設定時間、車両から送信される信号の終了時間を求めていけば良い。このように求めた結果を表２に示す。そして表２を参照すれば明らかなように携帯機のクロックがずれたとしても携帯機がn番目の送信信号と判断する際には、車両のn番目の信号をAD変換するのに足る時間携帯機は信号を受信する事ができ、従って所定のアンテナからの送信信号であると正しく判定できる。
なお、第２の実施例において前記第１の実施例と同様、求めた値に多少の時間を余裕分として加える等しても良い。またTdについても一定としたが必ずしもこのようにする必要は無い。

なお、上記第１、第２の実施例で直前の信号に比べて順次信号を長くしたのは、クロックのずれに応じて長くすることによって合計の交信時間を短縮するためであり、例えば、T10の長さの信号を全てのアンテナから送信し、携帯機の受信開始の設定値を工夫するのに比べて交信時間を減少させる為である。しかし、例えばT1の信号長をT2あるいはT４に合わせて長くする等しても構わない。要は全体の交信時間が最も長い信号に合わせて送信するのに比べて短縮され、全部あるいは殆どの信号がクロックのずれに応じて信号長が長くなり、携帯機のクロックがずれたとしても携帯機がn番目の送信信号と判断する際に、車両のn番目の信号として認識可能で、同時にAD変換する等の所定の動作を行うのに足る時間の間受信できるように車両から信号が送信されるようになっていれば良い。

各送信アンテナ１５ａ〜１５ｆから送信されたＲｓｓｉ測定用信号を含む位置確認信号ＬＦ２は、携帯機３の携帯機受信部２０によって受信される（Ｓ８）。携帯機制御部２２は、上述のように各Ｒｓｓｉ測定用信号の強度を測定し、そのうち強度の強い方から３つのデータについて、どの送信アンテナ１５であるかの識別符号とそれに対応する強度データとをアンサー信号ＲＦ２として車両側装置２に送信する（Ｓ９）。またこの際、アンサー信号ＲＦ２には、個々の携帯機に一義的に設定されているＩＤである携帯機のＩＤも含めて送信される。なお、信号の強度測定は、車両１側からＲｓｓｉ測定用信号を送信して、携帯機３側でその強度を測定するものには限られず、車両１側から送信されるリクエスト信号そのものの強度を測定するものであってもよい。但しリクエスト信号の場合は所定のコードを示す信号であり、コードによってRSSI値が変化するので精度を高められないが、本実施例の場合は一定の信号であり精度を高められる。

各送信アンテナ１５ａ〜１５ｆから送信されるＲｓｓｉ測定用信号は、所定順かつ所定間隔で送信され、携帯機３側では受信のタイミングによって送信アンテナ１５を識別するので、各Ｒｓｓｉ測定用信号にウェークアップ信号やコマンド信号を含める必要がなく、データ量を少なくして通信にかかる時間を減らすことができると共に、消費電力を減らすことができる。また、携帯機３の位置によりウェークアップ信号やコマンド信号を認識できない程度の微弱な電波状態の場合でも、受信タイミングによってどの送信アンテナ１５から送信された信号であるかを確実に識別することができる。

車両側装置２の車両側送信部１１は、携帯機３からのアンサー信号ＲＦ２を受信する（Ｓ１０）。アンサー信号ＲＦ２を受信したら、車両側制御部１２はそれに含まれる携帯機のＩＤについて、車両に登録されたものと一致するか否かを判別する（Ｓ１１）。ここで携帯機のＩＤが車両に登録されたものと一致しない場合には、そこでフローを終了し、次の携帯機に対して同様の動作を行う。一方、携帯機のＩＤが車両に登録されたものと一致する場合には、次に携帯機３の位置を判別する（Ｓ１２）。

携帯機３の位置の判別は、上述のように携帯機３から送信されたアンサー信号ＲＦ２に含まれる識別符号及び強度データと、メモリ１３に記憶された内側データ群の空間座標原点及び外側データ群の空間座標原点との各マハラノビス距離を算出し、内側データ群の空間座標原点に近ければ携帯機３は車両１内に、外側データ群の空間座標原点に近ければ携帯機３は車両１外にあるものと判別する。

車両側制御部１２は、携帯機３が車両１内にあるか、車両１外にあるかによってその後、異なる制御を行う（Ｓ１３）。携帯機３の位置が車両１外にない、すなわち携帯機３が車両１内にあると判別した場合には、そのままフローを終了する。

リクエストスイッチ１６を押してドアをアンロックさせる際には、携帯機３は車両１外にあるはずであって、使用者と共に携帯機３が車両１内にある場合にドアをアンロックさせると、携帯機３を持っていない人でもリクエストスイッチ１６を押してドアをアンロックさせることができてしまう。これを防ぐために、携帯機３が車両１内にある場合には、ドアをアンロックしないようにしている。

一方、携帯機３の位置が車両１外にあると判別した場合には、ドアの施錠装置（図示しない）に対してアンロックの指令信号を出力し、ドアをアンロックする（Ｓ１４）。携帯機３の位置を、内側データ群と外側データ群からのマハラノビス距離算出により判別することとしたため、精度よく位置判別を行うことができ、したがってアンロックの誤動作を少なくすることができる。

ここではリクエストスイッチ１６を押してドアをアンロックする動作について示したが、ドアをロックする動作についても同様に携帯機３の位置判別を行って、その結果に応じた制御を行うことができる。また、ドアのロック・アンロック動作に限らず、携帯機３の位置に応じてエンジンを起動させるなどの動作についても、同様に携帯機３の位置判別を行って、その結果に応じて動作させることができる。
ところで、前述のS2において運転席側の送信アンテナからリクエスト信号ＬＦ１を送信させアンサー信号RF1が受信できた場合について言及したが、できない場合は次に優先順の高い送信アンテナ(例えば存在の頻度が多い、あるいはロック、アンロック等の所定条件を考慮して存在の頻度が高い)から同様に信号を送信して、携帯機３が受信できるアンテナを特定し、その後のLF2の送信において、ウェークアップ信号を送信するアンテナを決定する。

また、LF2の送信において携帯機３のIDの認証ができない場合には、次に、優先順の高い例えば車両の中央のアンテナにウェークアップ信号と携帯機３のIDを送信するアンテナを切り替えて信号を送信し認証ができるまでアンテナを切り替える。そのようにしても認証ができない場合には残りの携帯機のうちの優先度が高い携帯機(優先度は例えば所定期間内の使用頻度によって決定しておく)に対して、同様に、LF1の送信で特定したアンテナ、優先順が高いアンテナの順番で、ウェークアップ信号と携帯機３のIDを送信するアンテナを切り替える。更にこれでも認証できない場合は、他の携帯機に対して同様の手順を行う。ところで、このように携帯機のIDをLF2に含めた場合、認証できないと非常に多くの時間がかかってしまうので、携帯機のIDをLF2の信号に含めないで別途認証を行なうようにしても良い。

また、例えばLF1においてが特定ができなかった場合には、全てのアンテナからの送信信号にウェークアップ信号と携帯機のIDとを含める、あるいは優先順が高い複数のアンテナからの送信信号に含める等の変形が可能である。
また、LF1の送信を行なって受信可能なアンテナ、携帯機の特定、を必ずしも行う必要は無く、優先順が高い１つのアンテナ、あるいは全部のアンテナではない複数のアンテナにウェークアップ信号を含め、また携帯機のIDによる認証を別途行なうようにしても良い。

次に第３の実施例について説明する。上記第１、第２の実施例は車両側から送信される信号の長さを順次長くした例であるが該第３の実施例においては、図８に示すように信号長を一定とし、携帯機のクロックがずれた場合であってもある特定のアンテナから送信された信号と判断することが可能とする為に、ある特定のアンテナから送信された信号と判断する時間を延ばし、これに合わせて車両から送信される信号の信号間隔を伸ばしたものである。式、あるいは数値の例については省略するが図８に示すようにクロックがずれ最も実際の時間が短い場合、及びクロックがずれ最も実際の時間が長くなった場合にもn番目の信号を、該n番目の信号として認識できるようにそれぞれの値が設定されている。該実施の形態は前記実施例と同様RSSI検出用の信号としても良いが、一様ではないコード等の所定の情報を有する信号がどのアンテナから送信されてきたかを特定することもできる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の適用は本実施形態には限られず、その技術的思想の範囲内において様々に適用されうるものである。例えば、本実施形態では図４に示すように送信アンテナ１５を車両１内外にそれぞれ３つずつ設けているが、送信アンテナ１５の数と配置はこれに限られず、車両１の内側と外側にそれぞれ１つ以上ずつあればよい。ただし、送信アンテナ１５は複数あった方がより精度よく位置を判別することができる。また本実施形態では、送信アンテナ１５からの受信強度が大きいものから３つを選び、それをデータとして位置判別に用いているが、これも３つには限られず、全てのデータを用いるようにしてもよい。

さらに、本実施形態では車両側装置２側の車両側制御部１２で、携帯機３からのデータと内側データ群及び外側データ群とのマハラノビス距離を算出しているが、携帯機３にメモリ１３と同様のメモリを設けて内側データ群及び外側データ群の各空間座標原点を記憶しておき、携帯機制御部２２においてマハラノビス距離を算出して、携帯機３の位置判別を行うようにしてもよい。

さらにまた、メモリ１３に記憶させておくデータとしては、本実施形態のように空間座標原点ではなく、内側データ群及び外側データ群であってもよく、この場合には携帯機３の位置判別の際に空間座標原点及びマハラノビス距離を算出することになる。そして、位置判別の手法としては、本実施形態のようにマハラノビス距離を算出するものには限られず、線形判別式を用いるものであってもよい。ただし、マハラノビス距離を用いた方がより精度よく位置判別を行うことができる。

また、本実施形態では、携帯機３で複数のＲｓｓｉ測定用信号の強度を測定し、それを基に携帯機３の位置判別を行っているが、携帯機制御部２２においてＲｓｓｉ測定用信号の受信の有無を基に携帯機３の位置判別を行うようにしてもよい。この際には、Ｒｓｓｉ測定用信号の強度について所定の閾値を設定しておき、閾値より大きい強度を検出した場合にはＲｓｓｉ測定用信号を受信したと判別し、そうでない場合にはＲｓｓｉ測定用信号を受信しなかったと判別する。

さらに、Ｒｓｓｉ測定用信号の有無を検出する場合においても、携帯機３側で位置判別を行うのではなく、信号の有無の情報を携帯機３から車両側装置２に送信し、その情報を受信した車両側装置２の車両側制御部１２において携帯機３の位置判別を行うようにしてもよい。

本実施形態におけるキーレスエントリー装置の概要図である。 車両側装置のブロック図である。 携帯機のブロック図である。 車両に設けられる送信アンテナの位置と電波の到達範囲を示した図である。 アンロック動作の際のフローチャートである。 車両側装置と携帯機からの信号のチャート図である。 第１の実施例を示す図である。 第２の実施例を示す図である。

符号の説明

１ 車両
２ 車両側装置
３ 携帯機
１０ 車両側受信部
１１ 車両側送信部
１２ 車両側制御部
１３ メモリ
１４ 受信アンテナ
１５ 送信アンテナ
１６ リクエストスイッチ
２０ 携帯機受信部
２１ 携帯機送信部
２２ 携帯機制御部
２３ 三軸アンテナ

Claims (12)

1. 車両に設けられリクエスト信号を送信する複数の送信アンテナを有する車両側送信部と、アンサー信号を受信する車両側受信部とを備えた車両側装置と、上記リクエスト信号を受信する携帯機受信部と、アンサー信号を送信する携帯機送信部とを備えた携帯機とを有したキーレスエントリー装置において、
   上記車両側送信部は上記携帯機を起動状態とする第１の信号と、該第１の信号の後に上記複数の送信アンテナから所定順かつ所定間隔で送信される第２の信号とを送信し、
   上記車両側送信部は第２の信号の信号長を送信順に長くするように上記送信アンテナに送信させることを特徴とするキーレスエントリー装置。
2. 上記車両側装置は上記アンサー信号に基づき上記リクエスト信号の生成及び各種制御を行う車両側制御部を備え、該車両側制御部は計時を行う第１のクロック手段を有し、
   上記携帯機は上記リクエスト信号に基づき上記アンサー信号の生成及び各種制御を行う携帯機制御部を備え、該携帯機制御部は計時を行う第２のクロック手段を有し、
   上記車両側送信部は第２の信号の信号長を送信順に上記第１のクロック手段と第２のクロック手段の誤差以上ずつ長くするように上記送信アンテナに送信させることを特徴とする請求項１記載のキーレスエントリー装置。
3. 上記携帯機制御部は上記第２の信号の受信タイミングで送信アンテナを判別することを特徴とする請求項２記載のキーレスエントリー装置。
4. 上記車両側送信部は上記第２の信号間の間隔が一定となるように上記送信アンテナに送信させることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のキーレスエントリー装置。
5. 上記携帯機制御部は上記第１の信号で起動し上記第２の信号の各強度を検出すると共に、検出した強度の情報を上記携帯機送信部に送信させ、
   上記車両側制御部は上記携帯機から受信した強度の情報を基に携帯機の位置を判別することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のキーレスエントリー装置。
6. 上記携帯機制御部は上記第１の信号で起動し上記第２の信号の各強度を検出し、該検出した強度の情報を基に携帯機の位置を判別すると共に、該判別情報を上記携帯機送信部に送信させることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のキーレスエントリー装置。
7. 上記携帯機制御部は上記第１の信号で起動し上記第２の信号の有無を所定の閾値を基に検出すると共に、検出の有無の情報を上記携帯機送信部に送信させ、
   上記車両側制御部は上記携帯機から受信した検出の有無の情報を基に携帯機の位置を判別することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のキーレスエントリー装置。
8. 上記携帯機制御部は上記第１の信号で起動し上記第２の信号の有無を所定の閾値を基に検出し、該検出の有無の情報を基に携帯機の位置を判別すると共に、該判別情報を上記携帯機送信部に送信させることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のキーレスエントリー装置。
9. 車両に設けられリクエスト信号を送信する複数の送信アンテナを有する車両側送信部と、アンサー信号を受信する車両側受信部とを備えた車両側装置と、上記リクエスト信号を受信する携帯機受信部と、アンサー信号を送信する携帯機送信部とを備えた携帯機とを有したキーレスエントリー装置において、
   上記車両側送信部は上記携帯機を起動状態とする第１の信号と、該第１の信号の後に上記複数の送信アンテナから所定順かつ所定間隔で送信される第２の信号とを送信し、
   上記携帯機受信部は、所定の時間範囲において受信した前記第２の信号を前記複数の送信アンテナの１つから送信されたものと特定し且つ該第２の信号の受信順から、前記第２の信号をそれぞれ前記複数の送信アンテナから送信されたものと特定する制御部を有し、該制御部は、前記所定の時間範囲を、受信するタイミングに応じて順次長く設定することを特徴とするキーレスエントリー装置。
10. 上記車両側送信部は第２の信号の送信タイミングを送信順に順次長く設定することを特徴とする請求項９記載のキーレスエントリー装置。
11. 上記車両側装置は上記アンサー信号に基づき上記リクエスト信号の生成及び各種制御を行う車両側制御部を備え、該車両側制御部は計時を行う第１のクロック手段を有し、
    上記携帯機は上記リクエスト信号に基づき上記アンサー信号の生成及び各種制御を行う携帯機制御部を備え、該携帯機制御部は計時を行う第２のクロック手段を有し、
    上記制御部は前記所定の時間範囲を、受信するタイミングに応じて上記第１のクロック手段と第２のクロック手段の誤差以上ずつ長くするように設定し、上記車両側送信部は第２の信号の送信タイミングを送信順に順次上記第１のクロック手段と第２のクロック手段の誤差以上ずつ長く設定したことを特徴とする請求項１０記載のキーレスエントリー装置。
12. 上記車両側送信部は第２の信号の信号長を、送信順に順次長く設定することを特徴とする請求項９記載のキーレスエントリー装置。

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