(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
上記特許文献1に記載されたような装置では、車両の運転席側のセンターピラー、助手席側のセンターピラー、トランクルーム内等、複数の送信アンテナから要求信号を送信し、この要求信号に応じて携帯機から送信される応答信号に基づいて携帯機の位置を特定するようになっている。このように、複数の送信アンテナから要求信号を送信することで携帯機の位置を特定することが可能であるが、検出精度が十分でないという問題がある。また、複数の送信アンテナから同時に電波を送信すると干渉を起こして携帯機が各電波を受信できなくなってしまうため、各アンテナから時間をずらして順次電波を送信する必要があり、携帯機の位置を特定するのに要する時間が長くなるといった問題がある。
【0005】
本発明は上記問題に鑑みたもので、携帯機の位置特定の精度を向上するとともに、携帯機の位置特定に要する時間を短縮することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明は、利用者が携帯する携帯機と、車両に搭載され、携帯機の位置に応じた車載機器の制御を行う車載装置から成る車載機器制御システムであって、車載装置は、車両の異なる位置に配置された複数の送信アンテナと、複数の送信アンテナから、互いに異なるアンテナ識別用パターンを含むデータ信号を互いに異なる拡散符号で直接スペクトル拡散処理した信号を、
更に互いに異なるパルスパターンに従って電波の強度を段階的に変化させて、
該互いに異なるパルスパターンに従って電波の強度を変化させた前記直接スペクトル拡散処理した信号を同一期間中に送出させる拡散信号送出手段と、を備え、携帯機は、複数の送信アンテナから送出された信号を受信する受信アンテナと、
車両の各位置で検出される包絡線パターンを記憶した記憶手段と、受信アンテナを介して受信された信号を、拡散信号送出手段で用いたものと同じ拡散符号で逆スペクトル拡散
することで包絡線パターンを検出し、この検出された包絡線パターンと記憶手段に記憶された包絡線パターンとを比較して車両における携帯機の位置を特定する携帯機位置特定手段と、携帯機位置特定手段により特定された携帯機の位置を表す携帯機位置情報を車載装置へ送出する携帯機位置情報送出手段と、を備え、車載装置は、携帯機位置情報を受信すると、当該携帯機位置情報に基づいて特定される携帯機の位置に応じた車載機器の制御を行うことを特徴としている。
【0007】
このような構成によれば、車載装置は、車両の異なる位置に配置された複数の送信アンテナから、互いに異なるアンテナ識別用パターンを含むデータ信号を互いに異なる拡散符号で直接スペクトル拡散処理した信号を、
更に互いに異なるパルスパターンに従って電波の強度を段階的に変化させて
、該互いに異なるパルスパターンに従って電波の強度を変化させた前記直接スペクトル拡散処理した信号を同一期間中に送出させ、携帯機は、受信アンテナを介して受信された信号を、拡散信号送出手段で用いたものと同じ拡散符号で逆スペクトル拡散
することで包絡線パターンを検出し、この検出された包絡線パターンと記憶手段に記憶された包絡線パターンとを比較して車両における携帯機の位置を特定するとともに携帯機の位置を表す携帯機位置情報を車載装置へ送出し、車載装置は、携帯機位置情報を受信すると、当該携帯機位置情報に基づいて特定される携帯機の位置に応じた車載機器の制御を行うので、携帯機の位置特定の精度を向上するとともに、携帯機の位置特定に要する時間を短縮することができる。
【発明を実施するための形態】
【0011】
本発明の一実施形態に係る車載機器制御システムで用いられる車載装置の構成を
図1に示す。なお、本実施形態における車載機器制御システム1は、利用者が所持する携帯機2の位置に応じて車両ドアの施錠制御および解錠制御を行うキーレスエントリシステムとして設けられている。
【0012】
車載装置1は、RF受信アンテナ10、RF受信部11、制御部12、拡散処理部13a〜13c、混合器14a〜14c、フィルタ15a〜15c、送信ドライバ16a〜16cおよび送信アンテナ17a〜17cを備えている。
【0013】
RF受信部11は、RF受信アンテナ10により受信された信号に対する増幅、復調等の処理を行う。
【0014】
制御部12は、CPU、メモリ、I/O等を備えたコンピュータとして構成されており、CPUはメモリに記憶されたプログラムに従って各種処理を実施する。
【0015】
拡散処理部13a〜13cは、制御部12より出力されるデータ信号と拡散信号を掛け合わせて直接スペクトル拡散を行う。本実施形態では、アンテナ17a(アンテナA)に接続された拡散処理部13aに入力されるデータ信号と、アンテナ17b(アンテナB)に接続された拡散処理部13bに入力されるデータ信号と、アンテナ17c(アンテナC)に接続された拡散処理部13cに入力されるデータ信号は、それぞれ異なるアンテナ識別用パターンを含むようになっている。
【0016】
図2に、本実施形態における拡散処理部13a〜13cに入力されるデータ信号に含まれるコードパターンの例を示す。図に示すように、アンテナAに接続された拡散処理部13aと、アンテナBに接続された拡散処理部13bと、アンテナCに接続された拡散処理部13cには、それぞれ異なるコードパターンを含むデータ信号が入力されるようになっている。
【0017】
また、アンテナAに接続された拡散処理部13aと、アンテナBに接続された拡散処理部13bと、アンテナCに接続された拡散処理部13cには、それぞれ異なる拡散符号が入力されるようになっている。
【0018】
図3に、本実施形態における拡散処理部13a〜13cに入力される拡散符号の例を示す。図に示すように、アンテナAに接続された拡散処理部13aと、アンテナBに接続された拡散処理部13bと、アンテナCに接続された拡散処理部13cは、それぞれ異なる拡散符号を用いて拡散処理を行うようになっている。
【0019】
なお、
図4に示すように、直接スペクトル拡散の条件は、拡散率は31、変調方式は、PSK(Phase Shift Keying)、レートは1ミリ秒(ms)となっている。
【0020】
混合器14a〜14cは、それぞれ134キロヘルツ(kHz)の搬送波を用いて拡散処理部13a〜13cより出力される信号を変調するものである。また、フィルタ15a〜15cは、それぞれ混合器14a〜14cにより変調された信号に含まれる雑音成分を除去するものである。
【0021】
送信ドライバ16a〜16cは、それぞれフィルタ15a〜15cより出力される信号を、予め設定された増幅率で増幅した信号を出力する。なお、送信ドライバ16a〜16cには、それぞれ制御部12より制御信号(図示せず)が入力されるようになっている。送信ドライバ16a〜16cは、それぞれ制御部12より入力される制御信号に応じて、互いに異なるパターンに従って送信レベルを段階的に変化させ、送信アンテナ17a〜17cより電波送信させる。
【0022】
送信アンテナ17a〜17cは、同一構成のもので構成されており、送信周波数も同一となっている。
図5に示すように、送信アンテナ17aは、運転席側の前部座席と後部座席の間にあるセンターピラーの内側に配置され、送信アンテナ17bは、助手席側の前部座席と後部座席の間にあるセンターピラーの内側に配置されている。また、送信アンテナ17cは、トランクルーム内に配置されている。
【0023】
本実施形態におけるキーレスキーレスエントリシステムにおいては、予め定められたパターンに従って電波の強度を変化させるように各アンテナ17a〜17cから電波を送出させるようになっている。具体的には、
図6に示すように、アンテナA〜Cから、それぞれ特定の異なるパルスパターンを繰り返し送出させた後、固有に付与された識別情報等を含むデータを送出するようになっている。
【0024】
アンテナAは、電波の強度を一定期間「高」とした後、電波の送出を一定期間停止させ、電波の強度を一定期間「中」とした後、電波の送出を一定期間停止させ、電波の強度を一定期間「低」とした後、電波の送出を一定期間停止させる。その後、電波の強度を「高」として個別データを送信する。
【0025】
また、アンテナBは、電波の強度を一定期間「低」とした後、電波の送出を一定期間停止させ、電波の強度を一定期間「中」とした後、電波の送出を一定期間停止させ、電波の強度を一定期間「高」とした後、電波の送出を一定期間停止させる。その後、電波の強度を「高」として個別データを送信する。
【0026】
また、アンテナCは、電波の送出を一定期間停止させ、電波の強度を一定期間「高」とした後、電波の送出を一定期間停止させ、再度、電波の強度を一定期間「高」とした後、電波の送出を一定期間停止させる。その後、電波の強度を「高」として個別データを送信する。
【0027】
図7に、各アンテナA〜Cの通信エリアを示す。図に示すように、各アンテナA〜Cの通信エリアは、車両内外の位置に応じて異なる。
図7中のX1点における電力は、
図8に示すように、アンテナA、アンテナBおよびアンテナCより送信される電波の電力が加算されたものとなる。また、
図7中のX2点における電力は、
図9に示すように、アンテナCより送信される電波の電力と等しくなる。このように、車両内外の各位置で受信される電波の電力は異なる。
【0028】
車載装置1は、車両に搭載され、ユーザが所持する携帯機2へ照合のための電波(要求信号)を送出し、この電波の受信に応じて携帯機2より送出される電波(応答信号)を受信することにより携帯機2の照合を行うとともに携帯機2の位置を特定し、携帯機2の位置に応じて車両のドアの施錠制御および解錠制御を行う。
【0029】
次に、携帯機2の構成について説明する。
図10に、携帯機2のブロック構成を示す。携帯機2は、LF受信3軸アンテナ20、LF3軸合成受信部21、フィルタ22、アンプ23、混合器24、逆拡散処理部25、コードパターン判定部26、受信レベル判定部27、制御部28、RF送信部29およびRF送信アンテナ30を備えている。
【0030】
LF受信3軸アンテナ20は、車載装置1より送信されるLF帯の電波を受信するものである。このLF受信3軸アンテナ20は、水平2方向(X軸、Y軸)および垂直方向(Z方向)の3軸アンテナにより構成されている。
【0031】
LF3軸合成受信部21は、LF受信3軸アンテナ20より入力される信号を合成した信号を出力する。
【0032】
フィルタ22は、LF3軸合成受信部21より出力される信号に含まれる雑音成分を除去するために設けられており、アンプ23は、フィルタ22より出力される信号を増幅する。
【0033】
混合器24は、それぞれ134キロヘルツ(kHz)の搬送波を用いてアンプ23より出力される信号を復調するものである。
【0034】
逆拡散処理部25は、混合器24より出力される信号に逆拡散処理を行って各データ信号を抽出する。本実施形態における逆拡散処理部25は、車載装置1の拡散処理部13a〜13cがスペクトル拡散処理を実施する際に用いたものと同じ拡散符号を用いて混合器24より出力される信号に逆拡散処理を行う。すなわち、拡散処理部13aがスペクトル拡散処理を実施する際に使用した拡散符号と、拡散処理部13bがスペクトル拡散処理を実施する際に使用した拡散符号と、拡散処理部13cがスペクトル拡散処理を実施する際に使用した拡散符号を使用して逆拡散処理を行う。
【0035】
このようにして、拡散処理部13aによりスペクトル拡散処理を実施される前のデータ信号と、拡散処理部13bによりスペクトル拡散処理を実施される前のデータ信号と、拡散処理部13cによりスペクトル拡散処理を実施される前のデータ信号を、それぞれ抽出することが可能となる。
【0036】
コードパターン判定部26は、RSSI回路260、サンプリング回路261、パターン比較部262およびメモリ263を備えている。
【0037】
RSSI回路260は、拡散処理部13a〜13cより入力される各信号の受信電界強度を検出する回路である。RSSI回路260は、拡散処理部13a〜13cより入力される各信号の受信電界強度が高くなるほどレベルが高くなるRSSI電圧を出力する。
【0038】
サンプリング回路261は、RSSI回路260より出力されるRSSI電圧を予め定められたサンプリング周波数でサンプリングしてデジタル信号に変換する。
【0039】
サンプリング回路261は、RSSI電圧に対し、予め定められたサンプリング周波数でサンプリングしてデジタル信号に変換することにより、包絡線パターンを抽出することができる。
【0040】
メモリ263には、車両における各部において携帯機2により検出された包絡線パターンが検出位置と関連付けて格納されている。本実施形態では、車両における携帯機2の位置を実際に変化させて得られた包絡線パターンがメモリ263に格納されている。
【0041】
図11に、車両における各部において携帯機2により検出される絡線パターンのイメージを示す。上述したように、車両に取り付けられたD席(運転席)アンテナA、P席(助手席)アンテナBおよびトランク内アンテナCから、パルスパターンの異なる電波が送出されるようになっている。
【0042】
コードパターン判定部26は、逆拡散処理部25により抽出された各データ信号の包絡線パターンと一致する包絡線パターンをメモリから読み出して携帯機2の位置を特定し、複数ビットのデジタルデータにより携帯機2の位置を表す情報を制御部28へ出力する。
【0043】
例えば、
図12に示すような包絡線パターンが検出された場合、コードパターン判定部26は、この包絡線パターンとメモリに記憶されている包絡線パターンとを比較して携帯機2の位置を特定する。
【0044】
ここで、
図13に示すような包絡線パターンがメモリに格納されており、
図12に示すような包絡線パターンと、
図13におけるD席後部、車室内(図中では、D席後、内と記す)を検出位置としてメモリに格納されている包絡線包絡線パターンとが一致する場合、携帯機2の位置をD席後部、車室内として特定し、携帯機2の位置を表す情報を制御部28へ出力する。なお、
図13において、例えば、「Dドア、外」という表記は、D席ドア付近の車室外を意味するもので、「トランク、外」という表記は、トランク付近の車室外を意味するものである。
【0045】
このように、コードパターン判定部26から携帯機2の位置を表す携帯機位置情報が制御部28へ出力される。
【0046】
制御部28は、車載装置1から送信される要求信号を受信すると、自己に付与された識別情報と、コードパターン判定部26より入力される携帯機位置情報とを含む応答信号をRF送信部29、RF送信アンテナ30を介して無線送信する。
【0047】
次に、
図14に従って、車載装置1における制御部12の処理について説明する。制御部12は、ユーザが車両のドアに設けられたドアロックスイッチ(図示せず)を操作して、ドアロックスイッチよりユーザの操作に応じた信号が入力されると、
図14に示す処理を実施する。
【0048】
まず、各アンテナA〜Cから電波を送出するように指示する(S100)。具体的には、アンテナA〜Cから互いに異なるアンテナ識別用パターンを含むデータ信号を互いに異なる拡散符号で直接スペクトル拡散処理した信号を、互いに異なるパターンに従って電波の強度を段階的に変化させて同一期間中に送出させる。なお、アンテナA〜Cから送信されるデータ信号には、予め登録されている携帯機2の識別情報も含まれる。
【0049】
次に、携帯機2から受信信号(応答信号)の受信待ち状態となる(S102)。具体的には、一定時間内に携帯機2から応答信号が受信されるか否かを判定する。ここで、何らかの要因により、一定時間内に携帯機2から応答信号が受信されない場合には、本処理を終了する。また、一定時間内に携帯機2から応答信号が受信されると、次に照合が成立するか否かを判定する(S104)。なお、携帯機2から送信される応答信号には、この携帯機2の識別情報が含まれるようになっている。
【0050】
ここで、応答信号に含まれる携帯機2の識別情報が、制御部12のメモリに予め登録されている識別情報と一致しない場合、S104の判定はNOとなり、S100へ戻る。また、応答信号に含まれる携帯機2の識別情報が、制御部12のメモリに予め登録されている識別情報と一致する場合、S104の判定はYESとなり、次に、車両における携帯機2の位置を特定する(S106)。具体的には、携帯機2より送信される応答信号に含まれる携帯機位置情報に基づいて車両における携帯機2の位置を特定する。
【0051】
次に、ドアロックするか否かを判定する(S108)。具体的には、携帯機位置情報に基づいて車両内に携帯機2が存在する場合には、ドアロックしないと判定し、車両外に携帯機2が存在する場合には、ドアロックすると判定する。
【0052】
ここで、車両外に携帯機2が存在する場合、S108の判定はYESとなり、ドアロック制御部(図示せず)にドアロックを指示する。なお、ドアロック制御部は、この指示に応じてアクチュエータを駆動して車両のドアをロックさせ、本処理を終了する。
【0053】
また、車両内に携帯機2が存在する場合、S108の判定はNOとなり、ドアロック制御部にドアロックを指示することなく、本処理を終了する。これにより、携帯機2の車両内への閉じ込めが防止される。
【0054】
次に、
図15に従って、携帯機2における制御部28の処理について説明する。制御部28は、車載装置1からの要求信号を受信すると、
図14に示す処理を実施する。
【0055】
まず、逆拡散処理を実施する(S200)。具体的には、逆拡散処理部13a〜13cに対し、それぞれ車載装置1の拡散処理部13a〜13cで使用したものと同じ拡散符号を用いて逆拡散処理を実施させる。なお、逆拡散処理部13a〜13cは、混合器24より出力される信号に対し、同期点の検出および同期捕捉を行い、逆拡散処理を実施する。
【0056】
次に、コード解析を行う(S202)。具体的には、逆拡散処理部25により抽出された各データ信号に含まれるアンテナ識別用パターン(コードパターン)を抽出し、このアンテナ識別用パターンを用いて受信アンテナにより受信された各データ信号を送信した送信アンテナを特定する。
【0057】
次に、S202にて抽出されたコードパターンの内容が確認されたか否かを判定する(S204)。具体的には、逆拡散処理部25により抽出された各データ信号に含まれるアンテナ識別用パターン(コードパターン)を用いて受信アンテナにより受信された各データ信号を送信した送信アンテナを特定できたか否かを判定する。
【0058】
ここで、逆拡散処理部25により抽出された各データ信号に含まれるアンテナ識別用パターン(コードパターン)を用いて受信アンテナにより受信された各データ信号を送信した送信アンテナを特定できない場合、S204の判定はNOとなり、S200へ戻る。
【0059】
また、逆拡散処理部25により抽出された各データ信号に含まれるアンテナ識別用パターン(コードパターン)を用いて受信アンテナにより受信された各データ信号を送信した送信アンテナを特定できた場合、S204の判定はYESとなり、次に、コード毎の受信信号強度(RSSI)を特定する(S206)。具体的には、逆拡散処理部25により抽出された各データ信号の受信信号強度(RSSI)を特定するとともに、逆拡散処理部25により抽出された各データ信号に含まれるアンテナ識別用パターンを用いて受信アンテナにより受信された各データ信号を送信した送信アンテナを特定し、当該各送信アンテナより送信された各データ信号の電圧変化パターンとメモリ263に記憶された各データ信号の電圧変化パターンとを比較して車両における携帯機2の位置を特定する。
【0060】
次に、応答信号を車載装置1へ送信する(S208)。具体的には、固有に付与された識別情報とともにコードパターン判定部26より入力される携帯機位置情報を含む応答信号をRF送信部29、RF送信アンテナ30を介して無線送信し、本処理を終了する。
【0061】
上記した構成によれば、車載装置は、車両の異なる位置に配置された複数の送信アンテナから、互いに異なるアンテナ識別用パターンを含むデータ信号を互いに異なる拡散符号で直接スペクトル拡散処理した信号を、互いに異なるパルスパターンに従って電波の強度を段階的に変化させて同一期間中に送出させ、携帯機は、受信アンテナを介して受信された信号を、拡散信号送出手段で用いたものと同じ拡散符号で逆スペクトル拡散処理を行い各データ信号に含まれるアンテナ識別用パターンを抽出し、抽出したアンテナ識別用パターンを用いて車両における携帯機の位置を特定するとともに携帯機の位置を表す携帯機位置情報を車載装置へ送出し、車載装置は、携帯機位置情報を受信すると、当該携帯機位置情報に基づいて特定される携帯機の位置に応じた車載機器の制御を行うので、携帯機の位置特定の精度を向上するとともに、携帯機の位置特定に要する時間を短縮することができる。
【0062】
また、車両の各位置で受信アンテナにより受信される各データ信号の電圧変化パターンを記憶したメモリを備え、抽出されたアンテナ識別用パターンを用いて受信アンテナにより受信された各データ信号を送信した送信アンテナを特定し、当該各送信アンテナより送信された各データ信号の電圧変化パターンと記憶手段に記憶された各データ信号の電圧変化パターンとを比較して車両における携帯機の位置を特定するようになっているので、携帯機の位置を比較的狭い領域に分けて特定することが可能である。
【0063】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々なる形態で実施することができる。
【0064】
例えば、上記実施形態では、利用者が所持する携帯機2の位置に応じて車両ドアの施錠制御および解錠制御を行うキーレスエントリシステムとして車載機器制御システム1を構成したが、車両ドアの施錠制御および解錠制御を行うシステムに限定されるものではない。
【0065】
また、上記実施形態では、3つの送信アンテナA〜Cより別々の3つの拡散符号で直接スペクトル拡散した電波を送信する例を示したが、送信アンテナおよびスペクトル拡散する符号等の数は、3つに限定されるものではない。また、送信アンテナの配置についても、上記実施形態に示した例に限定されるものではない。
【0066】
なお、上記実施形態における構成と特許請求の範囲の構成との対応関係について説明すると、S100が拡散信号送出手段に相当し、S200、S202がアンテナ識別用パターン抽出手段に相当し、S206が携帯機位置特定手段に相当し、S208が携帯機位置情報送出手段に相当し、メモリ263が記憶手段に相当する。