JP6772800B2 - 位置推定システム及び車載機 - Google Patents

Description

本発明は、車載機と携帯機との間で送受信する電波を利用して、車外に位置する携帯機の車両に対する位置を推定する位置推定システム、及びこの位置推定システムに含まれる車載機に関するものである。

特許文献１には、車載機と携帯機との間で送受信する電波を利用して、車両の内外のいずれに携帯機が存在するか検出する技術が知られている。特許文献１では、車両の運転席側のピラーに取り付けられた第１の送信アンテナと、車両の助手席側のピラーに取り付けられた第２の送信アンテナとで強度の大小を調整して順番に、同心円状の指向性のない電波を送信する。そして、携帯機がどちらの送信アンテナからのどの強度の電波を受信したかによって、車両の内外の運転席側と助手席側とのいずれの位置に携帯機が存在するか検出する。

特開２０１２−１０７３７７号公報

しかしながら、特許文献１に開示の技術は、車外において携帯機を携行する人や自転車乗員等の位置の推定に適用しようとした場合に、車両のごく近傍に対象が限られてしまい、位置推定の長距離化が困難であるという問題点があった。詳しくは、以下の通りである。車両から離れた携帯機にも送信アンテナからの電波が届くように出力を上げると、車両に対する携帯機の位置にかかわらず、運転席側の第１送信アンテナから受信できる電波の強度と助手席側の第２送信アンテナから受信できる電波の強度とに差が生じにくくなる。よって、位置推定の長距離化をしようとすると、車外に位置する携帯機の車両に対する位置を推定できなくなってしまう。

本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、車載機と携帯機との間で送受信する電波を利用して車外に位置する携帯機の車両に対する位置を推定することを、位置推定の長距離化を可能にしつつも、より精度よく行う位置推定システム及び車載機を提供することにある。

上記目的は独立請求項に記載の特徴の組み合わせにより達成され、また、下位請求項は、発明の更なる有利な具体例を規定する。特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

上記目的を達成するために、本発明の第１の位置推定システムは、車両で用いられ、所定の周波数の電波を送信する送信アンテナ（３０ａ，３０ｂ，３０ｃ）を複数備える車載機（３）と、車両の外部で用いられ、送信アンテナから送信される電波を受信した場合に信号を車載機に返信する返信部（２５，２６）を備える携帯機（２）とを含み、車載機は、複数の送信アンテナのうちの一対の送信アンテナから同時に、送信する電波が互いに同位相若しくは逆位相となるように電波を送信させる他に、送信タイミングをずらして、少なくともこの一対の送信アンテナのうちの一方の送信アンテナ若しくはこの一方だけを含む１対の送信アンテナから、電波を送信させる送信部（３１）と、送信部で順次送信させた電波に対して携帯機から返信される信号をもとに、車両に対する携帯機の位置を推定する位置推定部（３９）とを備え、複数の送信アンテナの少なくとも１対については、その一対の送信アンテナのうちの一方である第１送信アンテナ（３０ａ）から送信される電波に対して、もう一方である第２送信アンテナ（３０ｂ）から送信される電波の位相が逆位相となっているとともに、複数の送信アンテナのうちの第１送信アンテナ及び第２送信アンテナ以外の第３送信アンテナ（３０ｃ）と第１送信アンテナとは、送信される電波の位相が同位相となっており、送信部は、第１送信アンテナと第２送信アンテナとから同時に電波を送信させる他に、送信タイミングをずらして、第１送信アンテナと第３送信アンテナとから同時に電波を送信させる。
上記目的を達成するために、本発明の第２の位置推定システムは、車両で用いられ、所定の周波数の電波を送信する送信アンテナ（３０ａ，３０ｂ，３０ｃ）を複数備える車載機（３）と、車両の外部で用いられ、送信アンテナから送信される電波を受信した場合に信号を車載機に返信する返信部（２５，２６）を備える携帯機（２）とを含み、車載機は、複数の送信アンテナのうちの一対の送信アンテナから同時に、送信する電波が互いに同位相若しくは逆位相となるように電波を送信させる他に、送信タイミングをずらして、少なくともこの一対の送信アンテナのうちの一方の送信アンテナ若しくはこの一方だけを含む１対の送信アンテナから、電波を送信させる送信部（３１）と、送信部で順次送信させた電波に対して携帯機から返信される信号をもとに、車両に対する携帯機の位置を推定する位置推定部（３９）とを備え、車両の方向指示器を動作させるための操作部材が操作された場合に、送信部で送信アンテナから電波を順次送信させ、送信部で順次送信させた電波に対して携帯機から返信される信号をもとに、位置推定部で車両に対する携帯機の位置を推定する。

また、上記目的を達成するために、本発明の第１の車載機は、車両で用いられ、所定の周波数の電波を送信する複数の送信アンテナ（３０ａ，３０ｂ，３０ｃ）と、複数の送信アンテナのうちの一対の送信アンテナから同時に、送信する電波が互いに同位相若しくは逆位相となるように電波を送信させる他に、送信タイミングをずらして、少なくともこの一対の送信アンテナのうちの一方の送信アンテナ若しくはこの一方だけを含む１対の送信アンテナから、電波を送信させる送信部（３１）と、送信部で順次送信させた電波に対して、車両の外部で用いられて送信アンテナから送信される電波を受信した場合に信号を返信する携帯機（２）から返信される信号をもとに、車両に対する携帯機の位置を推定する位置推定部（３９）とを備え、複数の送信アンテナの少なくとも１対については、その一対の送信アンテナのうちの一方である第１送信アンテナ（３０ａ）から送信される電波に対して、もう一方である第２送信アンテナ（３０ｂ）から送信される電波の位相が逆位相となっているとともに、複数の送信アンテナのうちの第１送信アンテナ及び第２送信アンテナ以外の第３送信アンテナ（３０ｃ）と第１送信アンテナとは、送信される電波の位相が同位相となっており、送信部は、第１送信アンテナと第２送信アンテナとから同時に電波を送信させる他に、送信タイミングをずらして、第１送信アンテナと第３送信アンテナとから同時に電波を送信させる。
また、上記目的を達成するために、本発明の第２の車載機は、車両で用いられ、所定の周波数の電波を送信する複数の送信アンテナ（３０ａ，３０ｂ，３０ｃ）と、複数の送信アンテナのうちの一対の送信アンテナから同時に、送信する電波が互いに同位相若しくは逆位相となるように電波を送信させる他に、送信タイミングをずらして、少なくともこの一対の送信アンテナのうちの一方の送信アンテナ若しくはこの一方だけを含む１対の送信アンテナから、電波を送信させる送信部（３１）と、送信部で順次送信させた電波に対して、車両の外部で用いられて送信アンテナから送信される電波を受信した場合に信号を返信する携帯機（２）から返信される信号をもとに、車両に対する携帯機の位置を推定する位置推定部（３９）とを備え、車両の方向指示器を動作させるための操作部材が操作された場合に、送信部で送信アンテナから電波を順次送信させ、送信部で順次送信させた電波に対して携帯機から返信される信号をもとに、位置推定部で車両に対する携帯機の位置を推定する。

複数の送信アンテナのうちの一対の送信アンテナから同時に、送信する電波が互いに同位相若しくは逆位相となるように電波を送信させると、一対の送信アンテナの電波が互いに同位相若しくは逆位相となる分だけ送信アンテナに対する磁界強度の分布に一定の偏りが生じる。よって、送信アンテナの出力を大きくして電波の届く範囲を長距離化した場合でも、この一対の送信アンテナのうちの一方の送信アンテナ若しくはこの一方だけを含む１対の送信アンテナから電波を送信させた場合とで、自車周辺における磁界強度の分布のパターンに一定の違いを生じさせることができる。従って、それぞれの電波を送信させた場合ごとに、自車に対する携帯機の位置に応じて、携帯機で電波を受信する受信強度が異なったり、携帯機での電波の受信有無が異なったりするようにできる。これにより、送信部で順次送信させた電波に対して携帯機から返信される信号も、自車に対する携帯機の位置に応じたものとすることが可能になり、自車に対する携帯機２の位置を推定することも可能になる。その結果、車載機と携帯機との間で送受信する電波を利用して車外に位置する携帯機の車両に対する位置を推定することを、位置推定の長距離化を可能にしつつも、より精度よく行うことが可能になる。

位置推定システム１の概略的な構成の一例を示す図である。 携帯機２の概略的な構成の一例を示す図である。 車載機３の概略的な構成の一例を示す図である。 Ａパターンの場合の磁界強度の分布の一例を示す図である。 Ｂパターンの場合の磁界強度の分布の一例を示す図である。 携帯機２の位置を推定する一例を説明するための図である。 車載機３での対象位置推定関連処理の流れの一例を示すフローチャートである。

図面を参照しながら、開示のための複数の実施形態を説明する。なお、説明の便宜上、複数の実施形態の間において、それまでの説明に用いた図に示した部分と同一の機能を有する部分については、同一の符号を付し、その説明を省略する場合がある。同一の符号を付した部分については、他の実施形態における説明を参照することができる。

（実施形態１）
＜位置推定システム１の概略構成＞
図１に示すように位置推定システム１は、自転車に携帯される携帯機２と、車両で用いられる車載機３とを含む。なお、以降では便宜上、携帯機２を自転車に携帯されるものとして説明を行うが、携帯機２は歩行者に携帯される構成としてもよい。

携帯機２は、車載機３から送信される電波を受信した場合に、信号を返信する。車載機３は、電波を送信する送信アンテナを切り替えつつ、電波を順次送信し、携帯機２から返信される信号を受信した場合、受信したこの信号をもとに携帯機２の位置を推定する。

車載機３は、電波を送信する送信アンテナとして、自車の電子キーシステムにおいてＬＦ帯の電波にてリクエスト信号を送信するのに用いる送信アンテナを流用して用いるものとする。ＬＦ帯とは、例えば３０ｋＨｚ〜３００ｋＨｚの周波数帯である。電子キーシステムとは、自車の駐車時に、送信アンテナを含む車両側のユニットと電子キーとの間での近距離無線通信によってコード照合を行い、コード照合による認証が成立したことに基づいて、車両ドアの施解錠を行うシステムである。電子キーシステムの構成については、便宜上、詳細な説明は省略する。本実施形態の位置推定システム１では、電子キーシステムで用いられる送信アンテナを流用することで、新たに送信アンテナを設ける無駄を省くことができる。

＜携帯機２の概略構成＞
続いて、図２を用いて携帯機２についての説明を行う。図２に示すように、携帯機２は、受信アンテナ２１、受信回路２２、受信強度特定部２３、制御部２４、送信回路２５、及び送信アンテナ２６を備えている。

受信アンテナ２１は、車載機３から送信されてくるＬＦ帯の電波を受信するためのアンテナである。受信回路２２は、受信アンテナ２１で受信する電波を、後述の受信強度特定部２３で処理できる信号に変換し、受信強度特定部２３に出力する。受信強度特定部２３は、周知のＲＳＳＩ回路等を用いて、受信アンテナ２１で受信した電波の受信強度を特定する。

制御部２４は、受信アンテナ２１でＬＦ帯の電波を受信した場合に、受信強度特定部２３で特定した受信強度を示す信号を送信回路２５に出力する。送信回路２５は、ＵＨＦ帯の電波で信号を送信するための送信アンテナ２６から、受信強度特定部２３で特定した受信強度を示す信号を送信する。この送信回路２５及び送信アンテナ２６が請求項の返信部に相当する。ＵＨＦ帯とは、例えば３００ＭＨｚ〜３ＧＨｚの周波数帯である。

＜車載機３の概略構成＞
続いて、図３を用いて、車載機３の概略的な構成について説明を行う。図３に示すように車載機３は、第１送信アンテナ３０ａ、第２送信アンテナ３０ｂ、第３送信アンテナ３０ｃ、送信部３１、受信アンテナ３７、受信回路３８、及び位置推定部３９を備えている。送信部３１は、第１送信回路３２ａ、第２送信回路３２ｂ、第３送信回路３２ｃ、発振器３３、位相可変器３４、位相制御部３５、及び出力制御部３６を備えている。

第１送信アンテナ３０ａ、第２送信アンテナ３０ｂ、及び第３送信アンテナ３０ｃは、自車外に向けてＬＦ帯の電波を送信するための送信アンテナである。以降では、各々を区別しない場合には送信アンテナ３０と呼ぶ。送信アンテナ３０はアンテナコイルを用いる例えばバーアンテナであるものとする。

第１送信アンテナ３０ａは、例えば自車のトランク付近等の自車後部に設けられる。第２送信アンテナ３０ｂは、例えば自車の右側のサイドドア付近等の自車右側部に設けられる。第３送信アンテナ３０ｃは、例えば自車の左側のサイドドア付近等の自車左側部に設けられる。また、第２送信アンテナ３０ｂのアンテナコイルの開口面の法線方向と第３送信アンテナ３０ｃのアンテナコイルの開口面の法線方向とが互いに直交するように設けられる。第１送信アンテナ３０ａ、第２送信アンテナ３０ｂ、及び第３送信アンテナ３０ｃは、位置推定システム１の利用時に複数の送信アンテナ３０から同時に電波を送信する場合には、お互いの電波送信範囲が重なるものとする。

第１送信回路３２ａ、第２送信回路３２ｂ、及び第３送信回路３２ｃは、後述する出力制御部３６による制御に従って、送信アンテナ３０から電波を送信させる。発振器３３は、一定の周波数及び振幅の搬送波を出力する。搬送波の周波数は、電子キーシステムでリクエスト信号を送信するのに用いるのと同じ周波数であるものとする。第１送信回路３２ａには位相可変器３４を介して発振器３３から搬送波が入力され、第２送信回路３２ｂ及び第３送信回路３２ｃにも発振器３３から搬送波が入力される。すなわち、第１送信回路３２ａ、第２送信回路３２ｂ、及び第３送信回路３２ｃには、発振器３３から共通の搬送波が入力される。

位相可変器３４は、位相制御部３５による制御に従って、発振器３３から入力される搬送波の周波数の位相を変化させる。位相可変器３４は、位相制御部３５による制御に従って、発振器３３から入力される搬送波の周波数の位相を１８０度シフトさせるか、若しくは搬送波の位相をシフトさせないかのいずれかを行う。すなわち、搬送波の周波数の位相を反転させるか反転させないかのいずれかを行う。なお、位相可変器３４は、発振器３３から入力される搬送波の周波数の位相を０度及び１８０度以外にシフトさせることが可能な構成としてもよいが、車載機３の簡略化及びコスト低減のためには、位相を０度及び１８０度以外にシフトさせることのない簡略な構成とすることが好ましい。

出力制御部３６は、第１送信回路３２ａ、第２送信回路３２ｂ、及び第３送信回路３２ｃを制御して、各送信アンテナ３０の送信出力を変更したり、電波を送信する送信アンテナ３０を切り替えたりする。本実施形態では、一例として、電波を送信する送信アンテナ３０の切り替えのパターン（以下、送信パターン）は、第１送信アンテナ３０ａと第３送信アンテナ３０ｃとで同時に電波を送信するＡパターン，第１送信アンテナ３０ａと第２送信アンテナ３０ｂとで同時に電波を送信するＢパターン，第１送信アンテナ３０ａのみ電波を送信するＣパターンとする。

Ａパターンの場合は、位相制御部３５が、位相可変器３４で周波数の反転を行わせず、第１送信アンテナ３０ａから送信する電波と第３送信アンテナ３０ｃから送信させる電波とを同位相にする。一方、Ｂパターンの場合は、位相制御部３５が、位相可変器３４で周波数の反転を行わせ、第１送信アンテナ３０ａから送信する電波に対して、第３送信アンテナ３０ｃから送信させる電波の位相を逆位相にする。

Ａパターンの場合には、第１送信アンテナ３０ａと第３送信アンテナ３０ｃとで電波を同位相で同時に送信することにより、第３送信アンテナ３０ｃ側の磁界強度が大きくなり、第２送信アンテナ３０ｂ側の磁界強度が相対的に小さくなる（図４参照）。一方、Ｂパターンの場合には、第１送信アンテナ３０ａと第２送信アンテナ３０ｂとで電波を逆位相で同時に送信することにより、第２送信アンテナ３０ｂ側の磁界強度が大きくなり、第３送信アンテナ３０ｃ側の磁界強度が相対的に小さくなる（図５参照）。Ｃパターンでは、第１送信アンテナ３０ａのみしか電波を送信しないので、第１送信アンテナ３０ａ側の磁界強度が大きくなる。

各送信アンテナ３０の送信出力の比率は同じであってもよいが、磁界強度の分布が、送信パターンに応じて後述の位置推定が行いやすく偏るように比率を異ならせることが好ましい。一例としては、第２送信アンテナ３０ｂと第３送信アンテナ３０ｃとの送信出力の比率は同じとすればよい。また、第１送信アンテナ３０ａと第２送信アンテナ３０ｂとで同時に電波を送信する際の第１送信アンテナ３０ａと第２送信アンテナ３０ｂとの比率は、２：３といった比率とすればよい。第１送信アンテナ３０ａと第３送信アンテナ３０ｃとで同時に電波を送信する際の第１送信アンテナ３０ａと第３送信アンテナ３０ｃとの比率についても同様である。

また、出力制御部３６は、一例として、同じ送信パターンであっても、送信出力を切り替える構成が好ましい。本実施形態では、一例として、Ａパターン，Ｂパターンについて、送信出力がより大きい「送信出力大」と送信出力がより小さい「送信出力小」とを切り替えるものとする。また、一例として、第１送信アンテナ３０ａのみ電波を送信するＣパターンでは、Ａパターン，Ｂパターンに比べ、第１送信アンテナ３０ａの送信出力を小さく切り替える構成としてもよい。

受信アンテナ３７は、携帯機２からＵＨＦ帯の電波で送信されてくる信号を受信するためのアンテナである。受信回路３８は、受信アンテナ３７で携帯機２から受信した、受信強度を示す信号を復調し、位置推定部３９へ出力する。

位置推定部３９は、送信部３１で順次送信させた電波に対して携帯機２から順次返信される受信強度を示す信号が表す受信強度を比較することで、自車に対する携帯機２の位置を推定する。位置推定部３９は、どの送信パターンの場合に携帯機２での受信強度がより高かったかによって、自車に対する携帯機２の位置を推定すればよい。一例として、送信部３１で順次電波を送信させる送信パターンを、「送信出力大」Ａパターン，「送信出力小」Ａパターン，「送信出力大」Ｂパターン，「送信出力小」Ｂパターン，Ｃパターンとした場合には、以下に述べるようすればよい。

図４及び図５で示したように、Ａパターンで電波を送信した場合には、第３送信アンテナ３０ｃ側の磁界強度が大きくなる一方、Ｂパターンで電波を送信した場合には、第２送信アンテナ３０ｂ側の磁界強度が大きくなるといったように、磁界強度の分布の傾向が逆になる。よって、この分布の傾向の違いを利用して自車に対する携帯機の位置を推定することができる。

ここで図６を用いて、送信パターンごとの磁界強度を利用して自車に対する携帯機２の位置を推定する一例を説明する。図６は、図４のＤで示す破線の位置上での電界強度の変化（図６の破線参照）と、図５のＤで示す破線の位置上での電界強度の変化（図６の実線参照）とを示している。図４は送信パターンが「送信出力大」Ａパターンの場合の例とし，図５は送信パターンが「送信出力大」Ｂパターンの場合の例とする。図４及び図５のＤで示す破線の位置は共通である。

図６に示すように、同じ自車から右方の位置であっても、送信パターンがＡパターンかＢパターンかで電界強度の傾向が異なる。図６から明らかなように、自車からの距離が一定以上（例えば５．５ｍ以上）であれば、Ｂパターンの電界強度がＡパターンの電界強度よりも常に大きくなる。よって、携帯機２での受信強度がＡパターンよりもＢパターンで大きいか否かによって、自車に対して一定距離以上の左前方に位置するか右前方に位置するかの可能性を絞り込むことができる。また、自車からの距離が一定未満（例えば５．５ｍ未満）の位置については、「送信出力小」に切り替えたＡパターンとパターンでの受信強度を比較することによって、自車に対して左右いずれに位置するかの可能性を絞り込む構成とすればよい。

なお、図６では、自車から右方の位置の電界強度の傾向を述べたが、自車から左方の位置については、電界強度は逆の傾向となる。また、自車の前方か後方かでも電界強度は逆の傾向となる。よって、自車の後方での磁界強度が高くなるＣパターンにおける携帯機２の受信強度から、携帯機２が自車の前後いずれに位置するかの可能性を絞り込む構成とすればよい。

具体例としては、「送信出力大」Ａパターンの場合よりも「送信出力大」Ｂパターンの場合の携帯機２での受信強度が大きく、且つ、「送信出力小」Ａパターンの場合よりも「送信出力小」Ｂパターンの場合の携帯機２での受信強度が大きく、且つ、Ｃパターンでの受信強度が閾値以下の場合に、自車の右側方から前方に携帯機２が位置すると推定すればよい。ここで言うところの閾値とは、自車前方に携帯機２が位置する場合に得られると推定される受信強度の上限値とすればよい。「送信出力大」Ａパターンの場合よりも「送信出力大」Ｂパターンの場合の携帯機２での受信強度が大きく、且つ、「送信出力小」Ａパターンの場合よりも「送信出力小」Ｂパターンの場合の携帯機２での受信強度が大きく、且つ、Ｃパターンでの受信強度が閾値よりも大きい場合に、自車の左側方から後方に携帯機２が位置すると推定すればよい。

また、「送信出力大」Ａパターンの場合よりも「送信出力大」Ｂパターンの場合の携帯機２での受信強度が大きく、且つ、「送信出力小」Ａパターンの場合よりも「送信出力小」Ｂパターンの場合の携帯機２での受信強度が小さく、且つ、Ｃパターンでの受信強度が閾値以下の場合に、自車の左側方から前方に携帯機２が位置すると推定すればよい。「送信出力大」Ａパターンの場合よりも「送信出力大」Ｂパターンの場合の携帯機２での受信強度が大きく、且つ、「送信出力小」Ａパターンの場合よりも「送信出力小」Ｂパターンの場合の携帯機２での受信強度が小さく、且つ、Ｃパターンでの受信強度が閾値よりも大きい場合に、自車の右側方から後方に携帯機２が位置すると推定すればよい。

また、「送信出力大」Ａパターンの場合よりも「送信出力大」Ｂパターンの場合の携帯機２での受信強度が小さく、且つ、「送信出力小」Ａパターンの場合よりも「送信出力小」Ｂパターンの場合の携帯機２での受信強度が小さく、且つ、Ｃパターンでの受信強度が閾値以下の場合に、自車の左側方から前方に携帯機２が位置すると推定すればよい。「送信出力大」Ａパターンの場合よりも「送信出力大」Ｂパターンの場合の携帯機２での受信強度が小さく、且つ、「送信出力小」Ａパターンの場合よりも「送信出力小」Ｂパターンの場合の携帯機２での受信強度が小さく、且つ、Ｃパターンでの受信強度が閾値よりも大きい場合に、自車の右側方から後方に携帯機２が位置すると推定すればよい。

また、「送信出力大」Ａパターンの場合よりも「送信出力大」Ｂパターンの場合の携帯機２での受信強度が小さく、且つ、「送信出力小」Ａパターンの場合よりも「送信出力小」Ｂパターンの場合の携帯機２での受信強度が大きく、且つ、Ｃパターンでの受信強度が閾値以下の場合に、自車の右側方から前方に携帯機２が位置すると推定すればよい。「送信出力大」Ａパターンの場合よりも「送信出力大」Ｂパターンの場合の携帯機２での受信強度が小さく、且つ、「送信出力小」Ａパターンの場合よりも「送信出力小」Ｂパターンの場合の携帯機２での受信強度が大きく、且つ、Ｃパターンでの受信強度が閾値よりも大きい場合に、自車の左側方から後方に携帯機２が位置すると推定すればよい。

なお、Ｃパターンにおける携帯機２での受信強度が閾値以下か否かでなく、Ｃパターンで携帯機２から信号の返信があったか否かで、自車に対する前後の位置推定を行う構成としてもよい。他にも、Ａパターンの場合の携帯機２での受信強度とＢパターンの場合の携帯機２での受信強度との比較は、どちらが大きいか小さいかでなく、どちらが所定値以上大きいか小さいかで行う構成としてもよい。ここで言うところの所定値は任意に設定可能な値であって、例えば受信強度の最大誤差範囲と推定される程度の値とすればよい。

また、携帯機２での受信強度の大きさが自車と携帯機２との距離に応じて変化することを利用し、携帯機２での受信強度をもとに、自車からの携帯機２の距離も推定する構成としてもよい。一例としては、位置推定部３９で推定する自車に対する携帯機２の方向に応じて、携帯機２での受信強度と自車と携帯機２との距離との対応関係を予め不揮発性メモリに記憶しておき、位置推定部３９で推定した自車に対する携帯機２の方向と、携帯機２での受信強度と、この対応関係とをもとに、自車からの携帯機２の距離を推定する構成とすればよい。

＜車載機３での対象位置推定関連処理＞
続いて、車載機３での自車に対する携帯機２の位置推定に関連する処理（以下、対象位置推定関連処理）について、図７のフローチャートを用いて説明を行う。図７のフローチャートは、例えばウィンカレバーといった自車の方向指示器を動作させるための操作部材が操作された場合に開始される構成とすればよい。これにより、自車の右左折時に、自車の進行方向周辺に携帯機２を携帯した自転車が位置するか推定する。一例としては、ボデーＥＣＵから出力されるウィンカスイッチの信号が、ウィンカレバーが操作されたことを示す信号であったことをトリガに送信部３１が処理を開始する構成とすればよい。

まず、ステップＳ１では、送信部３１が、「送信出力大」Ａパターンで、第１送信アンテナ３０ａと第３送信アンテナ３０ｃとから同位相で電波を送信させる。ステップＳ２では、受信アンテナ３７及び受信回路３８が、携帯機２から返信されてくる受信強度を示す信号を受信する。そして、受信強度を示す信号を位置推定部３９へ出力する。なお、車載機３から電波を送信してから一定時間内に携帯機２からの返信がなかった場合には、携帯機２からの返信なしとして、例えば受信強度０を示す信号を位置推定部３９へ出力する構成とすればよい。以降についても同様である。

ステップＳ３では、「送信出力小」Ａパターンで、第１送信アンテナ３０ａと第３送信アンテナ３０ｃとから同位相で電波を送信させる。ステップＳ４では、受信アンテナ３７及び受信回路３８が、携帯機２から返信されてくる受信強度を示す信号を受信する。

ステップＳ５では、「送信出力大」Ｂパターンで、第１送信アンテナ３０ａと第２送信アンテナ３０ｂとから逆位相で電波を送信させる。ステップＳ６では、受信アンテナ３７及び受信回路３８が、携帯機２から返信されてくる受信強度を示す信号を受信する。

ステップＳ７では、「送信出力小」Ｂパターンで第１送信アンテナ３０ａと第２送信アンテナ３０ｂとから逆位相で電波を送信させる。ステップＳ８では、受信アンテナ３７及び受信回路３８が、携帯機２から返信されてくる受信強度を示す信号を受信する。すなわち、送信部３１は、第１送信アンテナ３０ａと第２送信アンテナ３０ｂとから同時に電波を送信させることを、送信出力を切り替えるとともに送信タイミングをずらして行う他に、第１送信アンテナ３０ａと第３送信アンテナ３０ｃとから同時に電波を送信させることも、送信出力を切り替えるとともにそれぞれ送信タイミングをずらして行う。

ステップＳ９では、Ｃパターンで、第１送信アンテナ３０ａのみから電波を送信させるステップＳ１０では、受信アンテナ３７及び受信回路３８が、携帯機２から返信されてくる受信強度を示す信号を受信する。

ステップＳ１１では、Ｓ２，Ｓ４，Ｓ６，Ｓ８，Ｓ１０で受信した結果から、前述したのと同様にして、位置推定部３９が自車に対する携帯機２の位置を推定する。自車に対する携帯機２の位置を推定した後は、自車に対する携帯機２の位置をもとに、その携帯機２を携帯する自転車の自車に対する位置を表示装置や音声出力装置等の報知装置から報知させる構成とすればよい。なお、位置推定部３９は、ウィンカスイッチの信号をもとに、自車が方向転換しようとする方向周辺に限った携帯機２の位置を推定する構成としてもよい。例えば、自車が右折しようとする場合には、自車の右前方に位置するか、右後方に位置するか、いずれにも位置しないかを推定する構成とすればよい。また、自車が左折しようとする場合には、自車の左前方に位置するか、左後方に位置するか、いずれにも位置しないかを推定する構成とすればよい。

ステップＳ１２では、対象位置推定関連処理の終了タイミングであった場合（Ｓ１２でＹＥＳ）には、対象位置推定関連処理を終了する。一方、対象位置推定関連処理の終了タイミングでなかった場合（Ｓ１２でＮＯ）には、Ｓ１に戻って処理を繰り返す。対象位置推定関連処理の終了タイミングとしては、ウィンカレバーが中立位置に戻ったとき等が挙げられる。

なお、図７のフローチャートでは、「送信出力大」Ａパターン，「送信出力小」Ａパターン，「送信出力大」Ｂパターン，「送信出力小」Ｂパターン，Ｃパターンの順で送信タイミングをずらして電波を送信させる構成を示したが、必ずしもこれに限らない。送信パターンの順序は、図７の並び順以外であっても構わない。また、対象位置推定関連処理は、自車が走行を開始したときに開始し、自車が停車したときに終了する構成としてもよいし、自車の車速が０よりも大きい所定値以上となったときに開始し、自車の車速がこの所定値未満となったときに終了する構成としてもよい。

＜実施形態１のまとめ＞
実施形態１の構成によれば、前述したように、送信パターンごとに異なる自車周辺における磁界強度の分布の違いを利用して、自車に対する携帯機２の位置を推定することが可能になる。また、送信する電波が互いに同位相若しくは逆位相となるように電波を送信させることで磁界強度の分布に一定の偏りを生じさせる送信パターンは、送信出力を大きくしても磁界強度の分布に一定の偏りを生じさせることができるので、位置推定の長距離化を可能にする。その結果、車載機３と携帯機２との間で送受信する電波を利用して車外に位置する携帯機２の車両に対する位置を推定することを、位置推定の長距離化を可能にしつつも、より精度よく行うことが可能になる。

また、実施形態１の構成によれば、送信する電波が互いに同位相若しくは逆位相となるように電波を送信させることで磁界強度の分布に一定の偏りを生じさせる送信パターンでの電波の送信を、送信出力を切り替えて行うことで、位置推定をさらに精度よく行うことを可能にしている。

（実施形態２）
実施形態１では、Ａパターン，Ｂパターンについて、送信出力を「送信出力大」と「送信出力小」との２段階に切り替える構成を示したが、必ずしもこれに限らない。例えば、３段階以上に切り替えることで、より細かい位置推定を可能にしたり、位置推定のさらなる長距離化を可能にしたりする構成としてもよい。また、Ａパターン，Ｂパターンについて、送信出力を切り替えない構成としてもよい。この場合には、Ａパターン，Ｂパターンの送信出力を前述の「送信出力小」相当の値とし、実施形態１の場合よりも狭い範囲内における携帯機２の位置推定を行う構成とすればよい。

（実施形態３）
実施形態１では、同じ送信パターンについての送信出力を切り替えることで、自車に対する携帯機２の位置推定を行う構成を示したが、必ずしもこれに限らない。例えば、送信パターンも送信出力も切り替えることで、自車に対する携帯機２の位置推定を行う構成としてもよい。

例えば、第２送信アンテナ３０ｂのみから電波を送信させる送信パターン（以下、Ｄパターン）と、第３送信アンテナ３０ｃのみから電波を送信させる送信パターン（以下、Ｅパターン）は、送信範囲が自車の近傍に止まるように送信出力を小さくすれば、携帯機２が自車の左右いずれに位置するかにより、携帯機２での受信強度に区別可能な程度の差が生じる。よって、Ｄパターン及びＥパターンのいずれかにおける携帯機２での受信強度が、携帯機２が自車の近傍と言える程度に大きい場合には、ＤパターンとＥパターンとのいずれの受信強度が大きいかによって、携帯機２が自車近傍の左右いずれに位置するかを推定できる。また、Ｄパターン及びＥパターンのいずれにおける携帯機２での受信強度も、携帯機２が自車の近傍と言える程度には大きくない場合には、「送信出力大」Ａパターンと「送信出力大」Ｂパターンとのいずれにおける携帯機２での受信強度が大きいかによって、携帯機２が自車遠方の左右いずれに位置するかの可能性を絞り込めばよい。

（実施形態４）
実施形態１では、送信部３１で順次送信させた電波に対して携帯機２から順次返信される受信強度を示す信号が表す受信強度を比較することで、自車に対する携帯機２の位置を推定する構成を示したが、必ずしもこれに限らない。例えば、どの送信パターンの場合に携帯機２から信号の返信があったかによって、自車に対する携帯機２の位置を推定する構成としてもよい。

一例としては、第１送信アンテナ３０ａと第２送信アンテナ３０ｂとから逆位相で同時に電波を送信する送信パターン（つまり、Ｂパターン）と、第２送信アンテナ３０ｂのみから電波を送信する場合（つまり、Ｄパターン）とでは、磁界強度の分布が異なる。よって、自車に対する携帯機２の位置によっては、Ｂパターンでは携帯機２からの返信が行われるが、Ｄパターンでは携帯機２からの返信が行われないといったことになる。従って、これを利用して、どの送信パターンの場合に携帯機２から信号の返信があったかによって、自車に対する携帯機２の位置を推定することができる。例えば、Ｂパターンでは携帯機２からの返信が行われるが、Ｄパターンでは携帯機２からの返信が行われない場合には、自車遠方の右前方若しくは左後方に携帯機２が位置する可能性を絞り込むことができる。そして、Ｃパターンで携帯機２からの返信が行われるか否かも加えることで、自車遠方の右前方と左後方とのいずれに携帯機２が位置するか推定することができる。

（実施形態５）
実施形態１では、車載機３が第１送信アンテナ３０ａ、第２送信アンテナ３０ｂ、及び第３送信アンテナ３０ｃの３つの送信アンテナ３０を備える場合を例に挙げたが、必ずしもこれに限らない。送信アンテナ３０の数を３つ以上とする構成としてもよい。例えば、自車後部、運転席側方、助手席側方、後部座席右側方、後部座席左側方の５つの送信アンテナ３０としてもよい。送信アンテナ３０の数を増やすことで、より細かく携帯機２の位置推定を行うことが可能になる。

なお、送信アンテナ３０の数は複数であればよく、送信アンテナの数を２つとする構成としてもよい。この場合であっても特定の位置を推定することはできる。一例として、車載機３に第１送信アンテナ３０ａと第２送信アンテナ３０ｂとの２つの送信アンテナ３０のみを備える構成とした場合であっても、前述のＡパターン、Ｃパターン、Ｄパターンで順次送信を行う構成とすればよい。そして、携帯機２での受信強度を比較するか、携帯機２からの返信の有無によって、自車遠方の右前方に携帯機２が位置することと、自車遠方の左後方に携帯機２が位置することについては推定することができる。

（実施形態６）
実施形態１では、位相可変器３４で発振器３３から第１送信回路３２ａに入力する搬送波の周波数を反転させることによって、第１送信アンテナ３０ａから送信させる電波に対して第２送信アンテナ３０ｂから送信させる電波の位相を逆位相とする構成を示したが、必ずしもこれに限らない。例えば、位相可変器３４を用いずに、第１送信アンテナ３０ａと第２送信アンテナ３０ｂとの自車への配置方向の違いで、第１送信アンテナ３０ａから送信させる電波に対して第２送信アンテナ３０ｂから送信させる電波の位相が逆位相となるようにしてもよい。これによれば、位相可変器３４を用いる手間を省くことができる。

（実施形態７）
実施形態１では、自車の電子キーシステムにおいてＬＦ帯の電波にてリクエスト信号を送信するのに用いる送信アンテナを流用して用いる構成を示したが、必ずしもこれに限らない。例えば、自車の電子キーシステムで用いるのとは別の送信アンテナを用いる構成としてもよい。この場合、車載機３から携帯機２に送信する電波は、ＬＦ帯以外の周波数の電波としてもよく、携帯機２から車載機３に信号を送信するのに用いる電波は、ＵＨＦ帯以外の周波数の電波としてもよい。

なお、本発明は、上述した実施形態及び変形例に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態及び変形例にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

１ 位置推定システム、２ 携帯機、３ 車載機、２１ 受信アンテナ、２２ 受信回路、２３ 受信強度特定部、２４ 制御部、２５ 送信回路（返信部）、２６ 送信アンテナ（返信部）、３０ａ 第１送信アンテナ（送信アンテナ）、３０ｂ 第２送信アンテナ（送信アンテナ）、３０ｃ 第３送信アンテナ（送信アンテナ）、３１ 送信部、３２ａ 第１送信回路、３２ｂ 第２送信回路、３２ｃ 第３送信回路、３３ 発振器、３４ 位相可変器、３５ 位相制御部、３６ 出力制御部、３７ 受信アンテナ、３８ 受信回路、３９ 位置推定部

Claims (13)

1. 車両で用いられ、所定の周波数の電波を送信する送信アンテナ（３０ａ，３０ｂ，３０ｃ）を複数備える車載機（３）と、
   前記車両の外部で用いられ、前記送信アンテナから送信される電波を受信した場合に信号を前記車載機に返信する返信部（２５，２６）を備える携帯機（２）とを含み、
   前記車載機は、
   複数の前記送信アンテナのうちの一対の送信アンテナから同時に、送信する電波が互いに同位相若しくは逆位相となるように電波を送信させる他に、送信タイミングをずらして、少なくともこの一対の送信アンテナのうちの一方の送信アンテナ若しくはこの一方だけを含む１対の送信アンテナから、電波を送信させる送信部（３１）と、
   前記送信部で順次送信させた電波に対して前記携帯機から返信される信号をもとに、前記車両に対する前記携帯機の位置を推定する位置推定部（３９）とを備え、
   複数の前記送信アンテナの少なくとも１対については、その一対の送信アンテナのうちの一方である第１送信アンテナ（３０ａ）から送信される電波に対して、もう一方である第２送信アンテナ（３０ｂ）から送信される電波の位相が逆位相となっているとともに、
   複数の前記送信アンテナのうちの前記第１送信アンテナ及び前記第２送信アンテナ以外の第３送信アンテナ（３０ｃ）と前記第１送信アンテナとは、送信される電波の位相が同位相となっており、
   前記送信部は、前記第１送信アンテナと前記第２送信アンテナとから同時に電波を送信させる他に、送信タイミングをずらして、前記第１送信アンテナと前記第３送信アンテナとから同時に電波を送信させる位置推定システム。
2. 請求項１において、
   前記送信アンテナは、アンテナコイルを用いるものであって、
   前記送信部で同時に電波を送信させる前記送信アンテナの対において、互いの前記アンテナコイルの開口面の法線方向が直交するように設けられており、
   前記車載機は、周波数の位相を変化させる位相可変器（３４）を備えており、
   前記位相可変器によって、前記送信アンテナから送信させる電波の位相を変化させる位置推定システム。
3. 請求項２において、
   前記位相可変器は、周波数の位相を反転させるか反転させないかのいずれかに限られている位置推定システム。
4. 請求項１において、
   前記送信アンテナは、アンテナコイルを用いるものであって、
   前記送信部で同時に電波を送信させる前記送信アンテナの対において、互いの前記アンテナコイルの開口面の法線方向が直交するように設けられており、
   前記車載機は、周波数の位相を変化させる位相可変器を用いず、前記第１送信アンテナと前記第２送信アンテナとの前記車両への配置方向の違いによって、前記第１送信アンテナから送信させる電波に対して前記第２送信アンテナから送信させる電波の位相が逆位相となっている位置推定システム。
5. 請求項１〜４のいずれか１項において、
   前記送信部は、前記第１送信アンテナと前記第２送信アンテナとから同時に電波を送信させる送信タイミングと、前記第１送信アンテナと前記第３送信アンテナとから同時に電波を送信させる送信タイミングとの他に、送信タイミングをずらして、前記第１送信アンテナから電波を送信させる位置推定システム。
6. 請求項１〜５のいずれか１項において、
   前記車両の方向指示器を動作させるための操作部材が操作された場合に、前記送信部で前記送信アンテナから電波を順次送信させ、前記送信部で順次送信させた電波に対して前記携帯機から返信される信号をもとに、前記位置推定部で前記車両に対する前記携帯機の位置を推定する位置推定システム。
7. 請求項１〜５のいずれか１項において、
   前記車両の車速が所定値以上である場合に、前記送信部で前記送信アンテナから電波を順次送信させ、前記送信部で順次送信させた電波に対して前記携帯機から返信される信号をもとに、前記位置推定部で前記車両に対する前記携帯機の位置を推定する位置推定システム。
8. 車両で用いられ、所定の周波数の電波を送信する送信アンテナ（３０ａ，３０ｂ，３０ｃ）を複数備える車載機（３）と、
   前記車両の外部で用いられ、前記送信アンテナから送信される電波を受信した場合に信号を前記車載機に返信する返信部（２５，２６）を備える携帯機（２）とを含み、
   前記車載機は、
   複数の前記送信アンテナのうちの一対の送信アンテナから同時に、送信する電波が互いに同位相若しくは逆位相となるように電波を送信させる他に、送信タイミングをずらして、少なくともこの一対の送信アンテナのうちの一方の送信アンテナ若しくはこの一方だけを含む１対の送信アンテナから、電波を送信させる送信部（３１）と、
   前記送信部で順次送信させた電波に対して前記携帯機から返信される信号をもとに、前記車両に対する前記携帯機の位置を推定する位置推定部（３９）とを備え、
   前記車両の方向指示器を動作させるための操作部材が操作された場合に、前記送信部で前記送信アンテナから電波を順次送信させ、前記送信部で順次送信させた電波に対して前記携帯機から返信される信号をもとに、前記位置推定部で前記車両に対する前記携帯機の位置を推定する位置推定システム。
9. 請求項１〜８のいずれか１項において、
   前記携帯機は、
   前記送信アンテナから送信された電波を受信した際の受信強度を特定する受信強度特定部（２３）を備え、
   前記返信部は、前記受信強度特定部で特定した受信強度を前記信号として返信するものであり、
   前記位置推定部は、前記送信部で順次送信させた電波に対して前記携帯機から順次返信される前記受信強度を比較することで、前記車両に対する前記携帯機の位置を推定する位置推定システム。
10. 請求項１〜９のいずれか１項において、
    前記位置推定部は、前記送信部で順次送信させた電波に対して前記携帯機から信号が返信されたか否かをもとに、前記車両に対する前記携帯機の位置を推定する位置推定システム。
11. 請求項１〜１０のいずれか１項において、
    前記送信アンテナは、前記車両の駐車時には、前記車両の電子キーとの無線通信を介した認証の結果に応じて前記車両のドアの施解錠の許可を行う電子キーシステムにおいて、車外に向けて信号を送信するのに用いられているアンテナである位置推定システム。
12. 車両で用いられ、
    所定の周波数の電波を送信する複数の送信アンテナ（３０ａ，３０ｂ，３０ｃ）と、
    複数の前記送信アンテナのうちの一対の送信アンテナから同時に、送信する電波が互いに同位相若しくは逆位相となるように電波を送信させる他に、送信タイミングをずらして、少なくともこの一対の送信アンテナのうちの一方の送信アンテナ若しくはこの一方だけを含む１対の送信アンテナから、電波を送信させる送信部（３１）と、
    前記送信部で順次送信させた電波に対して、前記車両の外部で用いられて前記送信アンテナから送信される電波を受信した場合に信号を返信する携帯機（２）から返信される信号をもとに、前記車両に対する前記携帯機の位置を推定する位置推定部（３９）とを備え、
    複数の前記送信アンテナの少なくとも１対については、その一対の送信アンテナのうちの一方である第１送信アンテナ（３０ａ）から送信される電波に対して、もう一方である第２送信アンテナ（３０ｂ）から送信される電波の位相が逆位相となっているとともに、
    複数の前記送信アンテナのうちの前記第１送信アンテナ及び前記第２送信アンテナ以外の第３送信アンテナ（３０ｃ）と前記第１送信アンテナとは、送信される電波の位相が同位相となっており、
    前記送信部は、前記第１送信アンテナと前記第２送信アンテナとから同時に電波を送信させる他に、送信タイミングをずらして、前記第１送信アンテナと前記第３送信アンテナとから同時に電波を送信させる車載機。
13. 車両で用いられ、
    所定の周波数の電波を送信する複数の送信アンテナ（３０ａ，３０ｂ，３０ｃ）と、
    複数の前記送信アンテナのうちの一対の送信アンテナから同時に、送信する電波が互いに同位相若しくは逆位相となるように電波を送信させる他に、送信タイミングをずらして、少なくともこの一対の送信アンテナのうちの一方の送信アンテナ若しくはこの一方だけを含む１対の送信アンテナから、電波を送信させる送信部（３１）と、
    前記送信部で順次送信させた電波に対して、前記車両の外部で用いられて前記送信アンテナから送信される電波を受信した場合に信号を返信する携帯機（２）から返信される信号をもとに、前記車両に対する前記携帯機の位置を推定する位置推定部（３９）とを備え、
    前記車両の方向指示器を動作させるための操作部材が操作された場合に、前記送信部で前記送信アンテナから電波を順次送信させ、前記送信部で順次送信させた電波に対して前記携帯機から返信される信号をもとに、前記位置推定部で前記車両に対する前記携帯機の位置を推定する車載機。