JP5249175B2 - 電子キーシステムのキー位置判定装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子キーの位置を判定する電子キーシステムのキー位置判定装置に関する。

従来、車両キーとしての電子キーから無線によりＩＤコードを車両に送信してＩＤ照合を実行する電子キーシステムが広く使用されている。この電子キーシステムには、車両からＩＤコード返信要求としてリクエストを送信し、このリクエストに応答して電子キーが返信してきたＩＤコードによりＩＤ照合を行うキー操作スマートシステムがある。キー操作フリーシステムには、車外でＩＤ照合が成立すると、ドアロック施解錠が許可又は実行されるスマートエントリーシステムと、車内でＩＤ照合が成立すると、車内のエンジンスイッチの単なる押し操作のみでエンジン始動が可能となるワンプッシュエンジンスタートシステムとがある。

この電子キーシステムの一種には、図９に示すように、車両８０の各ドア８１，８２にアンテナ８３，８４を設置し、これらアンテナ８３，８４からの送信電波に対して電子キー８５が返してきた応答の論理判定によってキー位置を判定する技術（特許文献１，２等）が考案されている。この技術は、運転席ドア８１に設置された運転席アンテナ８３と、助手席ドア８２に設置された助手席アンテナ８４とから順にリクエストを送信して、運転席アンテナエリア８６と助手席アンテナエリア８７とを順に形成し、これらリクエストに対して電子キー８５が返信するＩＤコード、即ち応答の論理判定によってキー位置を判定する。

例えば、運転席アンテナ８３のリクエストに対して電子キー８５からの応答があり、助手席アンテナ８４のリクエストに対して電子キー８５から応答がないと、電子キー８５が車外に位置すると判定する。また、運転席アンテナ８３のリクエストに対して電子キー８５からの応答がなく、助手席アンテナ８４からのリクエストに対して電子キー８５の応答があれば、電子キー８５が車外に位置すると判定する。さらに、運転席アンテナ８３のリクエストと助手席アンテナ８４のリクエストとに対して両方とも応答があれば、電子キー８５が車内に位置していると判定する。

特開２００４−８４４０６号公報 特開２００５−７６３２９号公報

ところで、１台の車両８０に対して電子キー８５は必ずしも１つだけではなく、一般的に１台の車両８０には、例えば１つのマスターキーと複数のサブキーとが登録される。このため、現状は、１台の車両８０に対して電子キー８５が複数存在することになる。従って、場合によっては、図１０に示すように、電子キー８５が運転席側車外と助手席側車外の両方に位置することもある。しかし、前述した論理判定によりキー位置を判定しようとした場合、電子キー８５が図１０に示す位置状態をとると、電子キー８５が車内に位置すると誤判定してしまう問題があった。

また、場合によっては、図１１に示すように、運転席車外と助手席車外と車内との３箇所に電子キー８５が同時に存在することも想定される。ところで、アンテナ８３（８４）は、例えば優先順位の高いキーから順に問い合せて、応答を受けた時点で通信を停止するので、例えば電子キー８５の優先度が８５ａ→８５ｂ→８５ｃの順で高ければ、運転席アンテナ８３は電子キー８５ａから応答を受けた時点で確認を止め、助手席アンテナ８４は電子キー８５ｂから応答を受けた時点で確認を止める。このため、結果として車内に電子キー８５ｃが位置していることを認識できない問題があった。

本発明の目的は、電子キーの位置判定を精度よく行うことができる電子キーシステムのキー位置判定装置を提供することにある。

前記問題点を解決するために、本発明では、キー通信対象に複数のアンテナを設け、一アンテナの通信エリアと他アンテナの通信エリアとが交わる干渉領域を設け、電子キーが前記干渉領域とその非干渉領域とのどちらにあるのかを見ることで、前記電子キーの位置を判定する電子キーシステムのキー位置判定装置において、前記キー通信対象に登録された電子キーに対して、前記一アンテナから応答有り無しの問合わせを行う第１問合せ手段と、前記第１問合せ手段の問合せに対して応答があった前記電子キーに対して、前記他アンテナから更なる応答有り無しの問合せを行う第２問合せ手段と、前記第１問合せ手段及び前記第２問合せ手段の問合せ結果を基に、前記電子キーの位置を判定するキー位置判定手段とを備えたことを要旨とする。

この構成によれば、まずは最初に、第１問合せ手段による問合せとして、キー通信対象に登録された各電子キーに対してキー単位でそれぞれ個別に問合せて応答有無を確認し、第１問合せ手段で応答のあった電子キーに対して、続く第２問合せ手段により更なる問合せを行って、キー位置を判定する。このため、一アンテナの通信エリアと他アンテナの通信エリアとにそれぞれ電子キーが位置していても、電子キーがどちらの通信エリアに位置するのかを判定することが可能となるので、電子キーの位置判定をより精度よく行うことが可能となる。

本発明では、前記第１問合せ手段は、前記キー通信対象に登録された前記電子キーへのそれぞれの問合せを、使用アンテナを切り換えることなく一度に実行し、前記第２問合せ手段は、前記第１問合せ手段の全問合せが完了した後に、当該第１問合せ手段の問合せに対して応答のあった前記電子キーへの問合せを実行することを要旨とする。

この構成によれば、第１問合せ手段での問合せでは、キー通信対象に登録された全電子キーに対して先に問合せを済ませるので、使用アンテナを一度だけ切り換えればよい分、キー位置判定に要する時間が短く済む。このため、例えば複数の電子キーが非干渉領域に位置する場合に、キー位置判定に要する所要時間を短く済ませることが可能となる。

本発明では、前記第１問合せ手段は、前記電子キーに対して前記一アンテナから順番に応答有り無しの問合せを行った際、前記電子キーから応答を受信すると、該応答の受け付け時点で使用アンテナを前記一アンテナから前記他アンテナに切り換え、前記第２問合せ手段は、切り換え後の前記他アンテナで、前記第１問合せ手段による問合せで応答があった前記電子キーに対する問合せを実行し、前記第１問合せ手段で応答があると使用アンテナを前記一アンテナから前記他アンテナに切り換えて更に問合わせる動作を、前記第１問合せ手段で応答を得る度に実行することを要旨とする。

この構成によれば、電子キーの登録本数に拘らず、例えば電子キーを１本のみ使用する際には、キー位置判定に要する所要時間を最短とすることが可能となる。
本発明では、前記干渉領域が前記キー通信対象としての車両の車内に設定され、前記非干渉領域が車外に設定され、前記キー位置として前記電子キーが車内及び車外のどちらにあるのかが判定されることを要旨とする。

この構成によれば、電子キーが車内又は車外のどちらにあるかをより正確に判定することが可能となるので、例えば車両周囲に電子キーが存在するにも拘らずドアロックの施解錠が実行できなかったり、或いは電子キーが車内に存在するにも拘らずエンジン始動操作を実行できなかったりする状況を生じ難くすることが可能となる。

本発明によれば、電子キーの位置判定を精度よく行うことができる。

第１実施形態におけるキー位置判定装置の概略構成を示す構成図。 車両に形成される各通信エリアの範囲を示す概念図。 運転席側車外通信エリアに電子キーが位置する際のスマート通信の流れを示すタイムチャート。 運転席側車外通信エリア及び助手席側車外通信エリアの２エリアに電子キーが位置する際のスマート通信の流れを示すタイムチャート。 運転席側車外通信エリア、助手席側車外通信エリア及び車内通信エリアの３エリアに電子キーが位置する際のスマート通信の流れを示すタイムチャート。 第２実施形態における運転席側車外通信エリアに電子キーが位置する際のスマート通信の流れを示すタイムチャート。 運転席側車外通信エリア及び助手席側車外通信エリアの２エリアに電子キーが位置する際のスマート通信の流れを示すタイムチャート。 運転席側車外通信エリア、助手席側車外通信エリア及び車内通信エリアの３エリアに電子キーが位置する際のスマート通信の流れを示すタイムチャート。 従来において車両に形成される各通信エリアの範囲を示す概念図。 運転席側車外通信エリア及び助手席側車外通信エリアの２エリアに電子キーが位置する状態を示す模式図。 運転席側車外通信エリア、助手席側車外通信エリア及び車内通信エリアの３エリアに電子キーが位置する状態を示す模式図。

（第１実施形態）
以下、本発明を具体化した電子キーシステムのキー位置判定装置の第１実施形態を図１〜図５に従って説明する。

図１に示すように、車両１には、無線によりキー照合を行う電子キーシステムの一種として、電子キー２が車両１に近づくと自動でＩＤ（Identification）照合を実行するキー操作フリーシステム３が設けられている。このキー操作フリーシステム３には、実際のキー操作を行うことなくドア開閉の一連の操作過程の中でドアロックの施解錠が実行されるスマートエントリーシステムと、車内に設置されたプッシュ式のエンジンスイッチ４を押し操作するのみでエンジンを始動することが可能なワンプッシュエンジンスタートシステムとがある。なお、車両１がキー通信対象に相当する。

この場合、車両１には、電子キー２との間でＩＤ照合を実行するキー照合装置５と、ドアロック動作を管理するドアロック装置６と、エンジンの動作を管理するエンジン始動装置７とが設けられ、これらが車内バス８によって接続されている。キー照合装置５には、同装置５のコントロールユニットとして照合ＥＣＵ（Electronic Control Unit）９が設けられている。照合ＥＣＵ９のメモリ（図示略）には、車両１と組みをなす電子キー２のＩＤコードが登録されている。ＩＤコードは、車両１に登録された電子キー２の数だけ登録されている。

照合ＥＣＵ９には、運転席側にＬＦ（Low Frequency）帯の電波を発信する運転席側車外発信機（以降、運転席アンテナ１０と記す）と、助手席側にＬＦ帯の電波を発信する助手席側車外発信機（以降、助手席アンテナ１１と記す）と、ＵＨＦ（Ultra High Frequency）帯の電波を受信する車両チューナ１２とが接続されている。これらアンテナ１０，１１は、車体のドアに設けられ、電子キー２に対するＩＤ返信要求としてリクエスト信号ＳrqをＬＦ帯の電波により断続的に送信する。なお、アンテナ１０，１１がアンテナ（一アンテナ、他アンテナ）に相当する。

運転席アンテナ１０は、運転席側車外及び車内の両エリアを満たす範囲にリクエスト信号Ｓrqの通信エリア（以降、運転席アンテナエリアＥ１と記す：図２参照）を形成する。また、助手席アンテナ１１は、助手席側車外及び車内の両エリアを満たす範囲にリクエスト信号Ｓrqの通信エリア（以降、助手席アンテナエリアＥ２と記す：図２参照）を形成する。そして、運転席アンテナエリアＥ１と助手席アンテナエリアＥ２との干渉領域が車内通信エリアＥｃとして形成され、運転席アンテナエリアＥ１において車内通信エリアＥｃを除いた領域が運転席側車外通信エリアＥａとして形成され、助手席アンテナエリアＥ２において車内通信エリアＥｃを除いた領域が助手席側車外通信エリアＥｂとして形成される。なお、運転席アンテナエリアＥ１及び助手席アンテナエリアＥ２が通信エリアに相当し、運転席側車外通信エリアＥａ及び助手席側車外通信エリアＥｂが非干渉領域に相当し、車内通信エリアＥｃが干渉領域に相当する。

一方、電子キー２には、電子キー２の動作を統括制御する通信制御部１３が設けられている。通信制御部１３のメモリ（図示略）には、キー固有のＩＤとしてＩＤコードが登録されている。通信制御部１３には、ＬＦ帯の電波を受信可能なＬＦ受信機１４と、ＵＨＦ帯の電波を送信可能なＵＨＦ送信機１５とが接続されている。電子キー２は、ＬＦ受信機１４でリクエスト信号Ｓrqを受信すると、ＩＤコードを含むＩＤ信号ＳidをＵＨＦ送信機１５によりＵＨＦ帯の電波で送信する。

照合ＥＣＵ９は、運転席アンテナ１０や助手席アンテナ１１からリクエスト信号Ｓrqを断続的に送信して、ＩＤ照合（スマート照合）を実行する。スマート照合は、例えば車両駐車時（エンジン停止及びドアロック施錠）に常時実行されたり、或いは車両ドアハンドルノブに設けたドアロック施錠実行ボタン（図示略）が操作されたりしたときに実行される。また、スマート照合は、例えば車両１に設けたカーテシスイッチ（図示略）で運転者の乗車を検出たときに実行される。

照合ＥＣＵ９は、運転席アンテナ１０及び助手席アンテナ１１にリクエスト信号Ｓrqの送信動作を順にとらせ、各送信動作に対する電子キー２の応答（即ち、ＩＤ信号Ｓidの返信）の論理判定によって電子キー２の位置を特定し、スマート照合を実行する。基本的な判定として、両アンテナ１０，１１のうち片方のみ応答を受け付けた際には、電子キー２が車外にあるとみなされ、両アンテナ１０，１１とも応答を受け付けた際には、電子キー２が車内にあるとみなされる。

照合ＥＣＵ９は、車外の電子キー２からのＩＤ信号Ｓidを車両チューナ１２で受信してスマート通信（車外通信）が確立すると、車外のＩＤ照合（スマート照合）として車外照合を実行する。そして、この車外照合が成立すると、ドアロック装置６によるドアロック施解錠が許可又は実行される。また、照合ＥＣＵ９は、車内の電子キー２からのＩＤ信号Ｓidを車両チューナ１２で受信してスマート通信（車内通信）が確立すると、車内のＩＤ照合（スマート照合）として車内照合を実行する。そして、この車内照合が成立すると、エンジンスイッチ４（エンジン始動装置７）による電源遷移操作及びエンジン始動操作が許可される。

ところで、車両１には、マスターキー及び複数のサブキーというように、複数の電子キー２が登録されている。このため、背景技術でも述べたように、場合によっては、例えば運転席側車外通信エリアＥａ及び助手席側車外通信エリアＥｂの両方に同時に電子キー２が位置する状態（図４参照）や、運転席側車外通信エリアＥａ、助手席側車外通信エリアＥｂ及び車内通信エリアＥｃの各エリアに同時に電子キー２が位置する状態（図５参照）をとることもある。このとき、各アンテナ１０，１１に対する電子キー２の応答の論理判定を単に見ただけでは、電子キー２が車外又は車内のどちらに位置しているのかが判定できない。

そこで、本例のキー操作フリーシステム３には、電子キー２が図４や図５の位置状態をとってもキー位置を正確に判定することが可能なキー位置判定装置１６が設けられている。本例のキー位置判定装置１６は、スマート照合時、２つのアンテナ１０，１１のうちの一方から、照合ＥＣＵ（車両１）に登録された電子キー２の全てに対してキー単位でそれぞれ問合せを行い、登録済みキーの全てに問合せを行った後、応答のあった電子キー２に対して、前述したアンテナ１０，１１の他方から更に問合せを行い、その問合せ結果を基にしてキー位置を判定する。

この場合、照合ＥＣＵ９には、２つのアンテナ１０，１１の一方から、照合ＥＣＵ９に登録済みの全電子キー２に対してリクエスト信号Ｓrqの送信、即ち問合せ（以降、第１問合せと記す）を行う第１問合せ実行部１７が設けられている。第１問合せ実行部１７は、スマート照合においてアンテナ１０，１１の一方からリクエスト信号Ｓrqを送信する際、照合ＥＣＵ９に登録された全てのキー番号（１〜Ｎ：Ｎは整数）で電子キー２に問合せをし、応答があったキー番号の電子キー２、即ちＩＤ信号Ｓidを返信してきた電子キー２のＩＤコードを記憶する。なお、第１問合せ実行部１７が第１問合せ手段に相当し、第１問合せが応答有り無しの問合せを構成する。

照合ＥＣＵ９には、第１問合せに対して応答のあった電子キー２に対して、アンテナ１０，１１の他方から問合せ（以降、第２問合せと記す）を行う第２問合せ実行部１８が設けられている。第２問合せ実行部１８は、第１問合せの実行後、第１問合せで記憶した電子キー２のキー番号を、アンテナ１０，１１のうちの他方から送信することにより問合せを行い、応答の有無を確認する。なお、第２問合せ実行部１８が第２問合せ手段に相当し、第２問合せが応答有り無しの問合せを構成する。

照合ＥＣＵ９には、第２問合せ実行部１８の問合せ結果を基にキー位置を判定するキー位置判定部１９が設けられている。キー位置判定部１９は、第１問合せ時のみ電子キー２から応答を受け付けると、電子キー２が車外に位置すると判定する。また、キー位置判定部１９は、第１問合せで応答のあったキー番号の電子キー２から、第２問合せでも応答を受け付けることができれば、電子キー２が車内に位置すると判定する。なお、キー位置判定部１９がキー位置判定手段に相当する。

次に、本例のキー位置判定装置１６の動作を図３〜図５に従って説明する。
まず、図３に示すように、運転席側車外通信エリアＥａにのみ電子キー２が進入する場合を想定する。運転席アンテナ１０及び助手席アンテナ１１は、待機状態をとっている電子キー２を起動状態に切り換える指令としてウェイク信号２０を交互に送信する。電子キー２が運転席側車外通信エリアＥａに進入してウェイク信号２０を受信すると、電子キー２が待機状態から起動状態に切り換わる。電子キー２は、起動状態に切り換わると、これを車両１に通知する信号としてアック信号２１をＵＨＦ帯の電波によって送信する。

照合ＥＣＵ９は、ウェイク信号２０を送信してから制限時間内にアック信号２１を受信すると、車両周囲に電子キー２が存在すると認識する。このとき、第１問合せ実行部１７は、２つのアンテナ１０，１１のうち、まずウェイク信号２０に対する応答のあった側のアンテナ、ここでは運転席アンテナ１０からチャレンジ２２を送信して、第１問合せを開始する。チャレンジ２２には、電子キー２への動作命令であるコマンドと、チャレンジレスポンス認証用の乱数コードであるチャレンジコードと、優先順位が何番目のキーなのかを示すキー番号とが含まれている。

電子キー２は、チャレンジ２２を受信すると、このチャレンジ２２に含まれるキー番号でキー番号照合を実行する。ここで、電子キー２のキー番号がキー番号１であるとすると、運転席アンテナ１０から最初に送信される第１チャレンジ２２ａでキー番号照合が成立する。

電子キー２は、キー番号照合が成立することを確認すると、同じチャレンジ２２内に含まれるチャレンジコードでレスポンスコードを演算する。レスポンスコードは、電子キー２に登録された暗号式にチャレンジコードを通すことによって算出される。電子キー２は、レスポンスコードの算出が完了すると、自身に登録されたＩＤコードと、このレスポンスコードとを含む信号を、レスポンス２３としてＵＨＦ帯の電波により送信する。電子キー２は、レスポンス２３を送信し終えると、起動状態から元の待機状態に戻る。

照合ＥＣＵ９は、チャレンジ２２を送信する際、同チャレンジ２２のチャレンジコードを自身の暗号鍵に通して、自身でもレスポンスコードを演算する。照合ＥＣＵ９は、車両チューナ１２でレスポンス２３を受信すると、このレスポンス２３に含まれるＩＤコードと、自身に登録されたＩＤコードとを照らし合わせて、ＩＤコード照合を実行する。照合ＥＣＵ９は、このＩＤコード照合の成立を確認すると、同じレスポンス２３に含まれるレスポンスコードを、自身が演算したレスポンスコードと照らし合わせてレスポンスコード照合を実行する。照合ＥＣＵ９は、ＩＤコード照合及びレスポンスコード照合の両照合が成立すること確認すると、スマート照合が成立すると認識する。

第１問合せ実行部１７は、チャレンジ２２の送信に際し、照合ＥＣＵ９に登録されている全ての電子キー２に対する問合せとして、キー番号を順に変えてチャレンジ２２を繰り返し送信する。本例の場合、第１チャレンジ２２ａの後、キー番号２を含む第２チャレンジ２２ｂが送信され、キー番号Ｎを含む第ｎチャレンジ２２ｎが送信されるまで、チャレンジ２２の送信が繰り返される。チャレンジ２２は、優先順位の高いキー番号、例えばマスターキー→第１サブキー→第２サブキー…の順に送信される。

第１問合せ実行部１７は、第１チャレンジ２２ａに対する応答として電子キー２からレスポンス２３を受信すると、このレスポンス２３の受信完了を待って第２チャレンジ２２ｂを送信する。第１問合せ実行部１７は、第２チャレンジ２２ｂを送信しても制限時間内にレスポンス２３を受信できなければ、制限時間経過を以て次チャレンジの送信を開始し、キー番号の数だけ以上の動作を繰り返す。第１問合せ実行部１７は、チャレンジ２２に対する応答のあった電子キー２のキー番号、即ち電子キー２のＩＤコードを、自身のメモリ等に記憶する。

なお、２番目以降のチャレンジ２２ｂ〜２１ｎには、チャレンジコードが含まれず、コマンド及びキー番号のみが送信される。これは、複数の電子キー２，…が１つの同じ通信エリア内に入っていれば、キー番号が違っても、最初に送信された第１チャレンジ２２ａの受信で以て、チャレンジコードの取得が可能であるので、通信のスループットを目的として、２番目以降のチャレンジ２２ｂ〜２１ｎからチャレンジコードを省略している。

第１問合せ実行部１７による第１問合せが完了すると、続いて第２問合せ実行部１８は、使用アンテナを運転席アンテナ１０から助手席アンテナ１１に切り換え、第１問合せで記憶したＩＤコードの電子キー２に対して第２問合せを開始する。このとき、第２問合せ実行部１８は、まずウェイク信号２０を送信して、助手席アンテナエリアＥ２内に位置する電子キー２を起動させる。

そして、第２問合せ実行部１８は、第１問合せで応答のあった電子キー２に対し、優先順位の高いものから順にチャレンジ２２…を送信して、応答有無を確かめる。ここでは、第１問合せの際、キー番号１の電子キー２から応答を受け付けたので、第２問合せ実行部１８は第１チャレンジ２２ａを助手席アンテナ１１から送信させる。なお、第２問合せ実行部１８は、ウェイク信号２０に対する電子キー２のアック返信の有無に関係なく、第１チャレンジ２２ａの送信を実行する。このとき、助手席アンテナエリアＥ２には電子キー２が存在しないので、第１チャレンジ２２ａに対する電子キー２の応答はない。よって、第２問合せ実行部１８は、チャレンジに対する応答を受け付けることができず、助手席アンテナエリアＥ２内に電子キー２が存在しないと認識する。

キー位置判定部１９は、第１問合せ及び第２問合せの問合せ結果を基に、電子キー２のキー位置を判定する。キー位置判定部１９は、電子キー２が第１問合せでのみ応答があった場合、同電子キー２が車外にあると判定し、電子キー２が第１問合せ及び第２問合せの両方で応答があった場合、同電子キー２が車内にあると判定する。ここでは、運転席側車外通信エリアＥａに電子キー２が１つ存在する場合を想定しているので、キー位置判定部１９は第１問合せでのみ電子キー２から応答を受け付けて、電子キー２が車外に位置すると判定する。

続いて、図４に示すように、運転席側車外通信エリアＥａに第１電子キー２ａ（キー番号１）が位置し、助手席側車外通信エリアＥｂに第２電子キー２ｂ（キー番号２）が位置した場合を想定する。ここで、例えば運転席アンテナ１０から送信されたウェイク信号２０で第１電子キー２ａが応答したとする。このとき、第１問合せ実行部１７は、運転席アンテナ１０から優先順位の高いキー番号の順にチャレンジ２２ａ，２１ｂ…を順次送信して、第１問合せを開始する。

ここでは、第１電子キー２ａが運転席側車外通信エリアＥａに位置している例を想定しているので、第１問合せ実行部１７は、第１チャレンジ２２ａを送信したときに電子キー２ａからの応答を受け付け、それ以降のチャレンジ２２ｂ…では応答を受け付けない。よって、第１問合せ実行部１７は、問合せに対する応答のあったキー番号１の電子キー２、即ち第１電子キー２ａのＩＤコードをメモリに保持する。

また、第１問合せが完了すると、第２問合せ実行部１８は、第１問合せで応答のあった電子キー２に対して、助手席アンテナ１１から更に応答を問合せる第２問合せを実行する。このとき、第２問合せ実行部１８は、助手席アンテナエリアＥ２内のキーを起動させるべく、助手席アンテナ１１からウェイク信号２０を送信し、その一定時間後、同じ助手席アンテナ１１から第１チャレンジ２２ａを送信する。しかし、第１電子キー２ａは、助手席アンテナエリアＥ２の外部にあるので、第１チャレンジ２２ａを受信することができない。よって、第２問合せ実行部１８は、第１チャレンジ２２ａに対する応答を受け取ることができない。

なお、この第２問合せの際、助手席アンテナ１１から送信されたウェイク信号２０で、助手席アンテナエリアＥ２内の第２電子キー２ｂが起動状態に切り換わってアック信号２４を返信してくる。しかし、第２電子キー２ｂは、キー番号の違いから、第１チャレンジ２２ａに対する応答動作をとることができない。よって、第２電子キー２ｂは、第２問合せに際して起動状態をとるものの、第２問合せには何ら関係しない。

従って、キー位置判定部１９は、第１問合せで第１電子キー２ａから応答を受け付け、第２問合せで第１電子キー２ａから応答を受け付けない問合せ結果を得る。キー位置判定部１９は、第１電子キー２ａから第１問合せでのみ応答を受け付けることを以て、電子キー２が車外に位置すると判定する。よって、車外通信エリアＥａ，Ｅｂの両方に電子キー２がそれぞれ位置していても、結果として問題なく、電子キー２が車外に位置すると判定される。

続いて、図５に示すように、運転席側車外通信エリアＥａに第１電子キー２ａが位置し、助手席側車外通信エリアＥｂに第２電子キー２ｂが位置し、車内通信エリアＥｃに第３電子キー２ｃ（キー番号３）が位置する場合を想定する。ここでも、運転席アンテナ１０から送信されたウェイク信号２０で第１電子キー２ａが応答したとする。このときも、第１問合せ実行部１７は、運転席アンテナ１０から優先度の高い順にチャレンジ２２ａ，２１ｂ…を送信して、第１問合せを実行する。なお、第３電子キー２ｃもウェイク信号２０により起動状態に切り換わってアック信号２５を返信してくるので、このアック信号２５での応答によってチャレンジ２２の送信を開始してもよい。

ここでは、運転席側車外通信エリアＥａに第１電子キー２ａが位置し、車内通信エリアＥｃに第３電子キー２ｃが位置しているので、第１問合せ実行部１７は、第１チャレンジ２２aに対して第１電子キー２ａから応答を受け付け、第３チャレンジ２２ｃに対して第３電子キー２ｃから応答を受け付ける。よって、第１問合せ実行部１７は、車両１に登録された複数の電子キー２ａ，２ｂ…のうち、応答のあった第１電子キー２ａと第３電子キー２ｃとのＩＤコードを保持する。

そして、第１問合せが完了すると、第２問合せ実行部１８は、第１問合せで応答のあった第１電子キー２ａ及び第３電子キー２ｃに対し、助手席アンテナ１１から更に応答を問い合せる第２問合せを実行する。このときも、第２問合せ実行部１８は、助手席アンテナエリアＥ２内のキーを起動させるべく、助手席アンテナ１１からウェイク信号２０を送信し、その一定時間後、第１問合せで応答のあったキー番号のチャレンジ２２を、同じ助手席アンテナ１１から順番に送信する。ここでは、まず最初に第１チャレンジ２２ａが送信され、その後、続けて第３チャレンジ２２ｃが送信される。

このとき、助手席アンテナ１１から送信されたウェイク信号２０で、助手席アンテナエリアＥ２内にある第２電子キー２ｂがアック信号２４を返信し、第３電子キー２ｃがアック信号２５を返信してくる。しかし、第２問合せ実行部１８は、これらアック信号２４，２５の受信有無に関係なく、一定時間後、チャレンジ２２ａ，２２ｃの送信を開始する。

ここでは、第１電子キー２ａが助手席アンテナエリアＥ２の外部に位置し、第３電子キー２ｃが助手席アンテナエリアＥ２の内部に位置する。このため、第２問合せ実行部１８は、第１電子キー２ａから応答を受け付けず、第３電子キー２ｃのみから応答を受け付ける。よって、キー位置判定部１９は、第３電子キー２ｃから第１問合せ及び第２問合せの両方から応答を受け付けることを以て、電子キー２が車内に位置すると認識する。これにより、３つのエリアＥａ〜Ｅｃの全てに電子キー２が位置していても、電子キー２が車内に位置すると判定される。

以上は、２つのアンテナ１０，１１のうち、運転席アンテナ１０からのウェイク信号２０で電子キー２が起動した場合を説明したが、助手席アンテナ１１からのウェイク信号２０で電子キー２が起動する場合も同様の動作をとる。よって、助手席アンテナ１１からのウェイク信号２０で電子キー２が起動する場合の動作は、説明を省略する。

従って、本例においては、図４に示すように、運転席側車外通信エリアＥａ及び助手席側車外通信エリアＥｂの両方に電子キー２が位置していても、車外に電子キー２があると判定することが可能となる。また、図５に示すように、運転席側車外通信エリアＥａと助手席側車外通信エリアＥｂと車内通信エリアＥｃの３つに電子キー２が位置していても、問題なく車内に電子キー２があると判定することが可能となる。よって、本例のキー位置判定装置１６を採用すれば、精度よく電子キー２の位置を判定することが可能となる。

本実施形態の構成によれば、以下に記載の効果を得ることができる。
（１）照合ＥＣＵ９に登録された全電子キー２に対して運転席アンテナ１０より問合せ（第１問合せ）を行い、この第１問合せで応答のあった電子キー２に対して助手席アンテナ１１より問合せ（第２問合せ）を行い、両方の問合せで応答を得た場合には、電子キー２が車内にあると判定し、第１問合せのみで応答を得た場合には、電子キー２が車外にあると判定する。このため、電子キー２が図４や図５のような位置状態をとっていても、電子キー２の位置を正しく割り出すことが可能となるので、電子キー２の位置をより精度よく判定することができる。

（２）第１問合せで全電子キー２に対して一度に問合せを行い、この問合せの後に、第２問合せに以降するので、使用アンテナを一度のみ切り換えればよいだけ、キー位置判定に要する時間を短く済ますことができる。このため、例えば複数の電子キー２が車外通信エリアＥａ，Ｅｂに位置する場合、キー位置判定に要する所要時間を短く済ませることができる。

（３）キー位置判定装置１６はキー位置として電子キー２が車内又は車外のどちらにあるのかを見るので、電子キー２が車内又は車外のどちらにあるのかを、より正確に判定することができる。よって、例えば車両周囲に電子キー２が存在するにも拘らずドアロックの施解錠が実行できなかったり、或いは電子キー２が車内に存在するにも拘らずエンジン始動操作を実行できなかったりする状況を生じ難くすることができる。

（４）運転席アンテナ１０と助手席アンテナ１１との２つのアンテナで、電子キー２が車内又は車外のどちらに位置するのかを判定する。よって、例えば運転席側車外用と助手正側車外用と車内用とのそれぞれに個別のアンテナを用意する必要がないので、車体に設置するアンテナ本数を少なく済ますことができる。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態を図６〜図８に従って説明する。なお、本例は、第１実施形態のキー位置判定形式を変更したのみの構成である。よって、基本的な構成は第１実施形態と同様であるので、同一部分に関しては詳しい説明を省略し、異なる部分についてのみ詳述する。

本例のキー位置判定装置１６は、スマート照合時、２つのアンテナ１０，１１のうち一方から、照合ＥＣＵ９（車両１）に登録された電子キー２に対してキー単位で問合せを行い、電子キー２から応答を受け付けると、その応答受付け時点で使用アンテナを他方に切り換え、応答のあった同じ電子キー２に対して問合せを行う。このとき、応答があれば、電子キー２が車内に位置すると判定し、応答が無ければ、使用アンテナを元のアンテナに再度切り換え、問合せの続きを再開する。そして、以上の動作を登録済みキーの全てに行い、キー位置を判定する。

まず、図６に示すように、運転席側車外通信エリアＥａにのみ電子キー２（キー番号１）が進入する場合を想定する。ここで、例えば運転席アンテナ１０から送信されたウェイク信号２０で電子キー２が応答したとする。このとき、第１問合せ実行部１７は、運転席アンテナ１０から優先順位の高いキー番号の順にチャレンジ２１ａ，２１ｂ…を順次送信して、第１問合せを実行する。ここでは、優先順位の最も高い電子キー２が運転席側車外通信エリアＥａに位置しているので、第１チャレンジ２１ａを送信した後、直ちに電子キー２からレスポンス２３を受信する。

第２問合せ実行部１８は、電子キー２からレスポンス２３を受信して応答を受け付けると、直ぐにアンテナを助手席アンテナ１１に切り換え、助手席アンテナエリアＥ２内のキーを起動させるべく、助手席アンテナ１１からウェイク信号２０を送信する。そして、第２問合せ実行部１８は、ウェイク信号２０を送信してから一定時間後、第１問合せで応答のあったキー番号のチャレンジ２２、即ち第１チャレンジ２２ａを、助手席アンテナ１１から再度送信する。なお、第２問合せ実行部１８は、ウェイク信号２０に対する電子キー２のアック返信の有無に関係なく、第１チャレンジ２２ａの送信を実行する。

ここでは、運転席側車外通信エリアＥａに電子キー２が位置する場合を想定しているので、第２問合せ実行部１８は、この第１チャレンジ２２ａに対する応答を受け付けることができない。キー位置判定部１９は、第２問合せに対する応答を電子キー２から受け付けることができないことを確認すると、電子キー２が車内に存在しないと判定する。そして、キー位置判定部１９は、使用アンテナを元の運転席アンテナ１０に戻して、続くキー番号のチャレンジ２２の送信を再開させ、以降の問合せを継続させる。

よって、第１問合せ実行部１７は、運転席アンテナ１０からウェイク信号２０を再度送信し、このウェイク信号２０を送信してから一定時間後、第２チャレンジ２２ｂ、第３チャレンジ２２ｃ…を順番に送信し、第ｎチャレンジ２２ｎの送信が完了するまで、チャレンジ２２の送信を繰り返す。なお、第１問合せ実行部１７は、第２チャレンジ２２ｂの送信を、アック信号２１の受け付けに関係なく開始する。キー位置判定部１９は、運転席アンテナ１０でチャレンジ２２に対する応答を得ることができたものの、助手席アンテナ１１で同一チャレンジ２２の応答を受け付けることができないことを確認すると、電子キー２が車外に位置すると判定する。

続いて、図７に示すように、運転席側車外通信エリアＥａに第１電子キー２ａ（キー番号１）が位置し、助手席側車外通信エリアＥｂに第２電子キー２ｂ（キー番号２）が位置する場合を想定する。ここでは、例えば運転席アンテナ１０から送信されたウェイク信号２０で第１電子キー２ａが応答したとする。このときも、第１問合せ実行部１７は、運転席アンテナ１０から優先順位の高いキー番号の順にチャレンジ２２を順次送信して、第１問合せを開始する。ここでは、第１電子キー２ａが運転席側車外通信エリアＥａに位置しているので、第１問合せ実行部１７は第１チャレンジ２２ａを送信した後、直ちに第１電子キー２ａからレスポンス２３を受信する。

第２問合せ実行部１８は、第１電子キー２ａから応答を受け付けると、直ぐにアンテナを助手席アンテナ１１に切り換え、ウェイク信号２０を送信した後、第１チャレンジ２２ａを再度送信する。このとき、第１電子キー２ａが助手席側車外通信エリアＥｂの外部に位置し、助手席側車外通信エリアＥｂに位置しているのは第２電子キー２ｂであるので、第１電子キー２ａは第１チャレンジ２２ａに対する応答を返すことができない。よって、第２問合せ実行部１８は問合せに対する応答を受け付けることができないことになる。

なお、この第２問合せの際、助手席アンテナ１１から送信されたウェイク信号２０で、助手席アンテナエリアＥ２内の第２電子キー２ｂが起動状態に切り換わってアック信号２４を返信してくる。しかし、第２電子キー２ｂは、キー番号の違いから、第１チャレンジ２２ａに対する応答動作をとることができない。よって、第２電子キー２ｂは、第２問合せに際して起動状態をとるものの、第２問合せには何ら関係しない。

キー位置判定部１９は、第１問合せで応答を受け付け、第２問合せで応答を受け付けることができないことを確認すると、電子キー２が車外に位置すると判定する。キー位置判定部１９は、電子キー２から第２問合せに対する応答が無かった場合、通信アンテナを運転席アンテナ１０に再度変更し、続きのキー番号のチャレンジ２２、即ち第２チャレンジ２２ｂ以降のチャレンジ２２の送信を再開する。この場合は、第２チャレンジ２２ｂ以降も応答も受け付けることができないので、キー位置判定装置１６は電子キー２が車内に無く、車外にのみ存在すると認識する。

続いて、図８に示すように、運転席側車外通信エリアＥａに第１電子キー２ａが位置し、助手席側車外通信エリアＥｂに第２電子キー２ｂが位置し、車内通信エリアＥｃに第３電子キー２ｃ（キー番号３）が位置する場合を想定する。ここでも、運転席アンテナ１０から送信されたウェイク信号２０で第１電子キー２ａが応答したとする。このときも、第１問合せ実行部１７は、運転席アンテナ１０から優先度の高い順にチャレンジ２２を送信して、第１問合せを実行する。ここでは、運転席側車外通信エリアＥａに第１電子キー２ａが位置し、車内通信エリアＥｃに第３電子キー２ｃが位置しているが、第１問合せ実行部１７は、第１問合せにおいて、まず最初に第１電子キー２ａから応答を受信する。

第２問合せ実行部１８は、第１電子キー２ａから応答を受信すると、通信アンテナを助手席アンテナ１１に切り換えて、今度は助手席アンテナ１１から第１チャレンジ２２ａ送信する。ここで、第１電子キー２ａが運転席アンテナエリアＥ１内にないので、第２問合せ実行部１８は、この第１チャレンジ２２ａに対する応答を車両チューナ１２で受信することができない。このとき、キー位置判定部１９は、第１問合せでは電子キー２の応答を受け取るものの、第２問合せでは応答を受け取ることができないので、この時点では、電子キー２が車外に位置すると判定する。そして、キー位置判定部１９は、２番目以降のキー番号の電子キー２に対する問合せを、照合ＥＣＵ９に実行させる。

続いて、第１問合せ実行部１７は、使用アンテナを助手席アンテナ１１から運転席アンテナ１０に再度切り換え、運転席アンテナ１０から第２チャレンジ２２ｂ以降の送信を再開する。このとき、第２電子キー２ｂは、運転席アンテナエリアＥ１内にないので、この第２チャレンジ２２ｂに対する応答を受け付けることはできない。よって、第１問合せ実行部１７は、制限時間の経過を見て、続いて第３チャレンジ２２ｃを運転席アンテナ１０から送信する。第３電子キー２ｃは、運転席アンテナエリアＥ１内に位置するので、この第３チャレンジ２２ｃに応答してレスポンス２３を返信する。よって、第１問合せ実行部１７は、第３チャレンジ２２ｃに対する応答を受け付けることになる。

第２問合せ実行部１８は、第３チャレンジ２２ｃに対する応答を受け付けると、使用アンテナを助手席アンテナ１１に再度切り換えて、助手席アンテナ１１から同じ第３チャレンジ２２ｃを送信する。第３電子キー２ｃは、助手席アンテナエリアＥ２内に位置するので、第２問合せ実行部１８は、この第３チャレンジ２２ｃに対する応答を受信する。よって、キー位置判定部１９は、第１問合せで第３チャレンジ２２ｃに対する応答を受け付け、更に第２問合せでも第３チャレンジ２２ｃに対する応答を受け付けるので、これを以て電子キー２が車内に位置すると判定する。そして、キー位置判定部１９は、電子キー２が車内にあることを認識した時点でチャレンジ２２の送信を停止し、キー位置判定を終了する。

従って、本例においても、電子キー２が図７や図８の位置状態をとっても、間違うことなく電子キー２の位置を割り出すことが可能となるので、電子キー２の位置を精度よく判定することが可能となる。また、車両１に登録される電子キー２の登録本数が増えても、電子キー２が車内にあると分かった時点でキー位置判定が終了される。よって、アンテナ１０（１１）から問合せを行うに際して、車両１に登録された全電子キー２のチャレンジ２２を送信する必要がなくなるので、キー位置判定に要する時間を短く済ますことが可能となる。

本実施形態の構成によれば、第１実施形態の（１），（３），（４）に記載の効果に加え、以下の効果を得ることができる。
（５）車両１に登録された電子キー２の登録本数に拘らず、例えば電子キー２を１本のみ使用する際には、キー位置判定に要する所要時間を最短とすることができる。

なお、実施形態はこれまでに述べた構成に限らず、以下の態様に変更してもよい。
・第１及び第２実施形態において、ウェイク信号２０の送信は、定期的に実行される形式や、ある所定操作を条件に送信実行が行われる形式のどちらを採用してもよい。

・第１及び第２実施形態において、キー位置判定装置１６を車内のキー置き忘れ検知に応用してもよい。
・第１及び第２実施形態において、問合せ時にチャレンジ２２を送信する際、アック返信の受け付けに関係なくチャレンジ２２を送信することに限らず、電子キー２からのアック返信受け付けを条件としてチャレンジ２２を送信してもよい。

・アンテナ切り換え後のチャレンジ２２の送信は、無条件に実行されることに限らず、例えばウェイク信号２０に対するアック応答を受信することを条件としてもよい。
・第１及び第２実施形態において、アンテナ１０，１１の配置位置は、ドアに限定されず、例えば車体ピラーとしてもよい。

・第１及び第２実施形態において、アンテナ１０，１１の本数は、運転席及び助手席の２本に限らず、例えばラッゲージドアに設置して、合計３本としてもよい。
・第１及び第２実施形態において、キー位置判定装置１６は、電子キー２が車内又は車外のどちらにあるのかを見るものに限定されない。例えば、車内を複数領域に分割し、電子キーがこれら分割エリアのどこに位置するのかを見るものでもよい。

・第１及び第２実施形態において、スマート照合の際、車両１から車両固有ＩＤとしてビークルＩＤを電子キー２に送信して、このＩＤの照合を実行するようにしてもよい。
・第１及び第２実施形態において、キー操作フリーシステム３は、車両１→電子キー２の往路通信と、電子キー２→車両１の復路通信とで、それぞれ異なる周波数を使用することに限らず、同じ周波数としてもよい。

・第１及び第２実施形態において、通信で使用する周波数は、ＬＦやＵＨＦに限定されず、他の帯域も使用可能である。
・第１及び第２実施形態において、各電子キー２に個別に問い合せる際、チャレンジ２２に含まれるキー番号で電子キー２を特定することに限定されない。例えば、車両１から個別の記号を送信するなどして電子キー２を特定してもよく、要は電子キー２の特定として種々の形式が採用可能である。

・第１及び第２実施形態において、キー位置判定装置１６の採用対象は、車両１に限定されず、他の機器や装置に搭載してもよい。
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について、それらの効果とともに以下に追記する。

（イ）請求項１〜４のいずれかにおいて、前記問合せは、前記電子キーを待機状態から起動状態に切り換えるトリガとしてのウェイク信号と、前記電子キーの正否を問うチャレンジレスポンス認証用のチャレンジとから構築され、前記チャレンジに含まれるキー番号によって、前記電子キーの有り無しが確認される。この構成によれば、チャレンジ内のキー番号という従来から使用されているものによって電子キーの有無を問い合せるので、電子キーに問合せを行うに際して、新たな記号等を設ける必要がない。

１…キー通信対象としての車両、２（２ａ〜２ｃ）…電子キー、１０…アンテナ（一アンテナ、他アンテナ）を構成する運転席アンテナ、１１…アンテナ（一アンテナ、他アンテナ）を構成する助手席アンテナ、１６…キー位置判定装置、１７…第１問合せ手段としての第１問合せ実行部、１８…第２問合せ手段としての第２問合せ実行部、１９…キー位置判定手段としてのキー位置判定部、Ｅ１…通信エリアを構成する運転席アンテナエリア、Ｅ２…通信エリアを構成する助手席アンテナエリア、Ｅａ…非干渉領域としての運転席側車外通信エリア、Ｅｂ…非干渉領域としての助手席側車外通信エリア、Ｅｃ…干渉領域としての車内通信エリア。

Claims (4)

1. キー通信対象に複数のアンテナを設け、一アンテナの通信エリアと他アンテナの通信エリアとが交わる干渉領域を設け、電子キーが前記干渉領域とその非干渉領域とのどちらにあるのかを見ることで、前記電子キーの位置を判定する電子キーシステムのキー位置判定装置において、
   前記キー通信対象に登録された電子キーに対して、前記一アンテナから応答有り無しの問合わせを行う第１問合せ手段と、
   前記第１問合せ手段の問合せに対して応答があった前記電子キーに対して、前記他アンテナから更なる応答有り無しの問合せを行う第２問合せ手段と、
   前記第１問合せ手段及び前記第２問合せ手段の問合せ結果を基に、前記電子キーの位置を判定するキー位置判定手段と
   を備えたことを特徴とする電子キーシステムのキー位置判定装置。
2. 前記第１問合せ手段は、前記キー通信対象に登録された前記電子キーへのそれぞれの問合せを、使用アンテナを切り換えることなく一度に実行し、
   前記第２問合せ手段は、前記第１問合せ手段の全問合せが完了した後に、当該第１問合せ手段の問合せに対して応答のあった前記電子キーへの問合せを実行する
   ことを特徴とする請求項１に記載の電子キーシステムのキー位置判定装置。
3. 前記第１問合せ手段は、前記電子キーに対して前記一アンテナから順番に応答有り無しの問合せを行った際、前記電子キーから応答を受信すると、該応答の受け付け時点で使用アンテナを前記一アンテナから前記他アンテナに切り換え、
   前記第２問合せ手段は、切り換え後の前記他アンテナで、前記第１問合せ手段による問合せで応答があった前記電子キーに対する問合せを実行し、前記第１問合せ手段で応答があると使用アンテナを前記一アンテナから前記他アンテナに切り換えて更に問合わせる動作を、前記第１問合せ手段で応答を得る度に実行する
   ことを特徴とする請求項１に記載の電子キーシステムのキー位置判定装置。
4. 前記干渉領域が前記キー通信対象としての車両の車内に設定され、前記非干渉領域が車外に設定され、前記キー位置として前記電子キーが車内及び車外のどちらにあるのかが判定される
   ことを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか一項に記載の電子キーシステムのキー位置判定装置。

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