位置判定装置
【課題】携帯機が車内外のいずれに位置しているのかを正確に判定するに際して、それを簡単に行うことが可能な位置判定装置を提供すること。
【解決手段】当該車両のウインドウガラスを含む電波透過部と通信アンテナ３２とを結ぶ領域の内を第１の領域Ａ１と規定する。第１の領域Ａ１の延長として、前記電波透過部から車外へ展開される領域の内を第２の領域Ａ２と規定する。車内全領域のうち、第１の領域Ａ１を除く領域の内を第３の領域Ａ３と規定する。セキュリティ装置の通信回路は、第２の領域Ａ２から通信アンテナ３２へ向かう方向に沿った通信アンテナ３２から電子キーまでの距離に応じて、電子キーが車内外のいずれにあるのかを判定する。同通信回路は、第３の領域Ａ３から通信アンテナ３２へ向かう方向が、信号の到来方向であると推定したとき、距離推定を行うことなく、電子キーが車内に位置していると判定する。
【解決手段】当該車両のウインドウガラスを含む電波透過部と通信アンテナ３２とを結ぶ領域の内を第１の領域Ａ１と規定する。第１の領域Ａ１の延長として、前記電波透過部から車外へ展開される領域の内を第２の領域Ａ２と規定する。車内全領域のうち、第１の領域Ａ１を除く領域の内を第３の領域Ａ３と規定する。セキュリティ装置の通信回路は、第２の領域Ａ２から通信アンテナ３２へ向かう方向に沿った通信アンテナ３２から電子キーまでの距離に応じて、電子キーが車内外のいずれにあるのかを判定する。同通信回路は、第３の領域Ａ３から通信アンテナ３２へ向かう方向が、信号の到来方向であると推定したとき、距離推定を行うことなく、電子キーが車内に位置していると判定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両ユーザが所持する携帯機の位置を判定する位置判定装置に関し、詳しくは、携帯機が車内外のいずれに位置しているのかを判定する位置判定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、ユーザが所持する携帯機と車両側のセキュリティ装置との間での双方向通信が可能な電子キーシステムに関する技術が開示されている。そして、この電子キーシステムでは、車両側からリクエスト信号が送信されるとともに、それが携帯機で受信されたとき、同携帯機からリクエスト信号に対する応答信号（ＩＤコード信号）が送信され、それに基準ＩＤコードと一致するＩＤコードが含まれているとき、ドアのロックやエンジンの始動禁止が解除されるようになっている。
【０００３】
この種の電子キーシステムでは、車両側のセキュリティ装置から車外の所定領域へ向けてリクエスト信号が送信される車外通信制御と、同セキュリティ装置から車内の所定領域へ向けてリクエスト信号が送信される車内通信制御とが行われる。そして、前者の車外通信制御に伴ってＩＤコード信号が受信されたとき、セキュリティ装置の側において、携帯機が車外に位置していると判定されるとともに、この場合、これを所持する車両ユーザによる乗車を許容するべく、ドアのロックが解除されるようになっている。
【０００４】
一方、後者の車内通信制御に伴ってＩＤコード信号が受信されたとき、セキュリティ装置の側において、携帯機が車内に位置していると判定されるとともに、この場合、これを所持する車両ユーザによる運転を許容するべく、エンジンの始動禁止が解除されるようになっている。
【０００５】
従って、こうした電子キーシステムが適用された車両では、携帯機が車内外のいずれに位置しているのかを判定する位置判定装置としての役目をセキュリティ装置が果たすことにより、携帯機の位置に応じた適切な車両制御が行われるようになっている。
【特許文献１】特開２００２−０２９３８５号公報（段落番号０００２〜０００８）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、車外通信制御に際して、リクエスト信号が車外の所定領域のみならず車内領域にも及ぶと、該車内領域に携帯機が位置しているような場合には、その携帯機からＩＤコード信号が送信されることとなり、この場合、携帯機が車内に位置しているにも関わらず、それが車外に位置していると誤判定されてしまう。
【０００７】
一方、車内通信制御に際して、リクエスト信号が車内の所定領域のみならず車外領域にも及ぶと、該車外領域に携帯機が位置しているような場合には、その携帯機からＩＤコード信号が送信されることとなり、この場合、携帯機が車外に位置しているにも関わらず、それが車内に位置していると誤判定されてしまう。
【０００８】
そして、これらのように携帯機の位置が誤判定されてしまうと、携帯機の位置に応じた適切な車両制御を行えなくなるので、それを防止するべく、車外通信制御に際しては車外の所定領域のみにリクエスト信号が送信される一方で、車内通信制御に際しては車内の所定領域のみにリクエスト信号が送信されるよう配慮する必要がある。
【０００９】
例えば、リクエスト信号の送信アンテナの数を増やすことで、個々の送信アンテナからのリクエスト信号の送信出力を小さくし、それにより個々の送信アンテナからのリクエスト信号の送信出力のバラツキを大まかに抑えたり、さらには、送信アンテナ毎にリクエスト信号の送信出力をきめ細かく設定したりする必要がある。そうすると、車種によっては多くの送信アンテナが必要になるとともに、車種に関わらず総じてリクエスト信号の送信領域を設定するために必要な作業が煩雑なものとなってしまう問題が生じる。
【００１０】
本発明は、このような問題点に着目してなされたものであって、その目的は、携帯機が車内外のいずれに位置しているのかを正確に判定するに際して、それを簡単に行うことが可能な位置判定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、車両ユーザが所持する携帯機が車内外のいずれに位置しているのかを判定する位置判定装置において、車内に設けられ、前記携帯機から送信されてくる信号を受信するための媒体となる受信アンテナと、前記受信アンテナによる前記信号の受信態様を解析することによって、該信号の到来方向を推定する方向推定手段と、前記方向推定手段により推定された前記信号の到来方向に基づいて、前記携帯機が車内外のいずれに位置しているのかを判定する位置判定手段とを備え、当該車両のウインドウガラスを含む電波透過部と前記受信アンテナとを結ぶ領域の内を第１の領域と規定し、前記第１の領域の延長として、前記電波透過部から車外へ展開される領域の内を第２の領域と規定し、車内全領域のうち、前記第１の領域を除く領域の内を第３の領域と規定し、前記位置判定手段は、前記第２の領域から前記受信アンテナへ向かう方向が、前記信号の到来方向として前記方向推定手段により推定されたとき、前記携帯機が車外に位置していると判定し、同位置判定手段は、前記第３の領域から前記受信アンテナへ向かう方向が、前記信号の到来方向として前記方向推定手段により推定されたとき、前記携帯機が車内に位置していると判定することをその要旨としている。
【００１２】
同構成によると、車外の領域である第２の領域に位置する携帯機から送信されてきた信号が、ウインドウガラスを含む電波透過部を介して、車内に設けられた受信アンテナに達し、それが同受信アンテナで受信されたとき、携帯機が車外に位置していると判定される。一方、車内の領域である第３の領域に位置する携帯機から送信されてきた信号が、車内に設けられた受信アンテナに達し、それが同受信アンテナで受信されたとき、携帯機が車内に位置していると判定される。
【００１３】
このため、当該位置判定装置が適用された車両から車外の所定領域或いは車内の所定領域のみにリクエスト信号が送信されるような配慮を必ずしも行わなくても、そのリクエスト信号に応答して携帯機から送信されてきた信号の到来方向を推定することで、携帯機が車内外のいずれに位置しているのかを正確に判定することができる。即ち、リクエスト信号の送信領域を設定するために必要な作業については、簡単なもので足りる。従って、携帯機が車内外のいずれに位置しているのかを正確に判定するに際して、それを簡単に行うことができる。
【００１４】
尚、本発明は、携帯機と車両との間で双方向通信が行われる通信システムに限らず、携帯機を送信側とする単方向通信が行われる通信システムにも適用可能である。後者の場合、携帯機から送信されてきた信号が受信アンテナに達し、それが同受信アンテナで受信されたとき、その信号の到来方向が推定されることで、携帯機が車内外のいずれに位置しているのかが判定される。
【００１５】
例えば、遠隔操作にてドアを解錠するために操作される解錠スイッチ、遠隔操作にてドアを施錠するために操作される施錠スイッチ、遠隔操作にてエンジンを始動するために操作されるエンジン始動スイッチを携帯機に設ける。そして、車外で解錠スイッチや施錠スイッチが操作された場合にドアを施解錠するとともに、車内でエンジン始動スイッチが操作された場合に限りエンジンを始動し、車外でエンジン始動スイッチが操作された場合にはエンジンの始動を禁止することが可能となる。こうすれば、携帯機が車外に位置しているにも関わらずエンジンが始動することが回避される。つまり、携帯機の位置に応じた適切な車両制御を行うことができる。
【００１６】
また、車内に携帯機が位置しているとき、一旦ドアが施錠された後の段階では、車外からドアを開けられないようにすれば、車内に存在するユーザの意志に反して、第三者によりいわば勝手にドアが開けられてしまうことが回避され、セキュリティ性を高めることができる。そして、これも携帯機の位置に応じた適切な車両制御の１つとして数えることができる。
【００１７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の位置判定装置において、共通の原点を基準として互いに直交して延びる３軸をＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸と規定し、前記受信アンテナは、複数のアンテナ素子が前記原点を基準としてＸＹ平面に沿って２次元に配列されたアレイアンテナにより構成され、前記方向推定手段は、前記アレイアンテナによる前記信号の受信態様を解析することによって、該信号の到来方向に関して、前記信号の到来方向と前記ＸＹ平面とのなす角度である仰角或いは俯角、並びに前記信号の到来方向を前記ＸＹ平面に正射影したときに該ＸＹ平面上に現れる仮想線と前記原点に対して正のＸ軸線とのなす角度である方位角を推定するものであることをその要旨としている。
【００１８】
同構成によると、携帯機からの信号の到来方向に関して、仰角或いは俯角、並びに方位角が推定され、それらが第２の領域から受信アンテナへ向かう方向を示すものであるとき、携帯機が車外に位置していると判定される。一方、それらが第３の領域から受信アンテナへ向かう方向を示すものであるとき、携帯機が車内に位置していると判定される。このため、携帯機からの信号の到来方向をいわば３次元的に推定することで、携帯機が車内外のいずれに位置しているのかをより正確に判定することができる。
【００１９】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の位置判定装置において、前記受信アンテナは、当該車両の天井を含む電波遮蔽部材の内面及びその表面付近、並びに当該車両の床を含む電波遮蔽部材の内面及びその表面付近の少なくとも一方に設けられることをその要旨としている。
【００２０】
同構成によると、当該車両の天井を含む電波遮蔽部材或いは当該車両の床を含む電波遮蔽部材を境として、車内側と車外側とに領域が分かれる訳であるが、該車内側の領域に位置する携帯機から送信されてきた信号は、受信アンテナで受信され、該信号の到来方向が推定される。一方、該車外側の領域に位置する携帯機から送信されてくる信号は、電波遮蔽部材により遮蔽されるので、受信アンテナで受信されない。このため、本構成とは異なり、電波遮蔽部材から離れた位置に受信アンテナが設けられる構成では、該受信アンテナと電波遮蔽部材との間の領域に携帯機が位置している場合と、該受信アンテナに対して前記領域とは反対側の領域に携帯機が位置している場合とを区別できないところ、本構成では、それらを区別することが可能となる。従って、本構成では、携帯機からの信号の到来方向を正確に推定することができる。
【００２１】
尚、一般的な車両のように天井や床等が金属のような電波遮蔽部材で覆われ、ウインドウガラスのような電波透過部が車両の高さ方向の天井近くに設けられる場合、天井の内面及びその表面付近に受信アンテナを設ければ、第３の領域を広く採れることとなり、携帯機が車内に位置しているにも関わらず、それが車外に位置していると誤判定される可能性を低減できる。一方、特殊車両のようにウインドウガラスのような電波透過部が車両の高さ方向の床近くに設けられる場合、床の内面及びその表面付近に受信アンテナを設ければ、第３の領域を広く採れることとなり、携帯機が車内に位置しているにも関わらず、それが車外に位置していると誤判定される可能性を低減できる。
【００２２】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の位置判定装置において、前記受信アンテナによる前記信号の受信態様を解析することによって、該信号の送信源である前記携帯機までの距離を推定する距離推定手段をさらに備え、前記位置判定手段は、前記第２の領域から前記受信アンテナへ向かう方向が、前記信号の到来方向として前記方向推定手段により推定されたとき、その方向に沿った前記受信アンテナから前記携帯機までの距離を前記距離推定手段による推定結果に基づいて特定し、同位置判定手段は、前記第２の領域から前記受信アンテナへ向かう方向に沿った該受信アンテナから前記携帯機までの距離が、同受信アンテナから前記電波透過部までの距離以下であるとき、前記携帯機が車内に位置していると判定し、同位置判定手段は、前記第２の領域から前記受信アンテナへ向かう方向に沿った該受信アンテナから前記携帯機までの距離が、同受信アンテナから前記電波透過部までの距離を超えているとき、前記携帯機が車外に位置していると判定することをその要旨としている。
【００２３】
同構成によると、第２の領域から受信アンテナへ向かう方向に沿った該受信アンテナから携帯機までの距離が、同受信アンテナから電波透過部までの距離以下であるとき、携帯機が車内に位置していると判定される。一方、第２の領域から受信アンテナへ向かう方向に沿った該受信アンテナから携帯機までの距離が、同受信アンテナから電波透過部までの距離を超えているとき、携帯機が車外に位置していると判定される。このため、前者のように第１の領域に携帯機が位置している場合には、該携帯機が車内に位置していると判定され、携帯機が車内に位置しているにも関わらず、それが車外に位置していると誤判定される可能性を低減できる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明は、以上のように構成されているため、次のような効果を奏する。
本発明によれば、携帯機が車内外のいずれに位置しているのかを正確に判定するに際して、それを簡単に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明を具体化した一実施形態について説明する。
図１に示すように、本実施形態の自動車には、電子キーシステム１が適用されている。電子キーシステム１は、車両ユーザが所持する電子キー２と、車両側に設けられるセキュリティ装置３とを備えるとともに、両者間での双方向通信が可能となっている。尚、前記電子キー２は、その所持態様から携帯機と称されている。
【００２６】
電子キー２は、無線通信による受信機能及び無線通信による送信機能を有するとともに、通信アンテナ２１、通信回路２２、マイコン２３、解錠スイッチ２４、施錠スイッチ２５、エンジン始動スイッチ２６を備えている。
【００２７】
通信アンテナ２１は、セキュリティ装置３から送信されてくるリクエスト信号を受信するための媒体であり、この場合、同通信アンテナ２１は、受信アンテナとして機能する。通信回路２２は、通信アンテナ２１により受信されたリクエスト信号を復調して受信信号を生成するとともに、その受信信号をマイコン２３に出力する。つまり、この場合、通信回路２２は、受信回路（復調回路を含む）として機能する。そして、この場合、通信アンテナ２１と通信回路２２とにより受信手段が構成される。
【００２８】
マイコン２３は、不揮発性のメモリ２３ａを備えるとともに、そのメモリ２３ａには、当該電子キー２に対して個別に設定されたＩＤコード（電子キー２のＩＤコード）が記憶されている。そして、マイコン２３は、通信回路２２からリクエスト信号に関する受信信号が入力されたとき、リクエスト信号に応答するために、電子キー２のＩＤコードを含む信号（ＩＤコード信号）を生成するとともに、そのＩＤコード信号を前記通信回路２２に出力する。
【００２９】
解錠スイッチ２４は、遠隔操作にてドアを解錠するために操作されるものであり、施錠スイッチ２５は、遠隔操作にてドアを施錠するために操作されるものであり、エンジン始動スイッチ２６は、遠隔操作にてエンジンを始動するために操作されるものである。
【００３０】
そして、前記マイコン２３は、解錠スイッチ２４が操作されたとき、車両に対してドアの解錠を要求するために、ドアの解錠を要求する旨の操作コード（解錠要求用操作コード）と電子キー２のＩＤコードとを含む信号（解錠要求信号）を生成する。そして、マイコン２３は、この解錠要求信号を前記通信回路２２に出力する。
【００３１】
また、マイコン２３は、施錠スイッチ２５が操作されたとき、車両に対してドアの施錠を要求するために、ドアの施錠を要求する旨の操作コード（施錠要求用操作コード）と電子キー２のＩＤコードとを含む信号（施錠要求信号）を生成する。そして、マイコン２３は、この施錠要求信号を通信回路２２に出力する。
【００３２】
さらに、マイコン２３は、エンジン始動スイッチ２６が操作されたとき、車両に対してエンジンの始動を要求するために、エンジンの始動を要求する旨の操作コード（エンジン始動要求用操作コード）と電子キー２のＩＤコードとを含む信号（エンジン始動要求信号）を生成する。そして、マイコン２３は、このエンジン始動要求信号を通信回路２２に出力する。
【００３３】
前記通信回路２２は、マイコン２３から入力された各種信号（ＩＤコード信号、解錠要求信号、施錠要求信号、エンジン始動要求信号）を所定周波数（本実施形態では２．４５ＧＨｚ）の電波に変調する。つまり、この場合、前記通信回路２２は、送信回路（変調回路を含む）として機能する。前記通信アンテナ２１は、通信回路２２により変調された前記各種信号を送信するための媒体であり、この場合、同通信アンテナ２１は、送信アンテナとして機能する。そして、この場合、通信回路２２と通信アンテナ２１とにより送信手段が構成される。
【００３４】
セキュリティ装置３は、無線通信による送信機能及び無線通信による受信機能を有するとともに、通信回路３１、通信アンテナ３２、照合装置３３を備えている。
通信回路３１は、照合装置３３から入力されるリクエスト信号を所定周波数（本実施形態では２．４５ＧＨｚ）の電波に変調する。つまり、この場合、通信回路３１は、送信回路（変調回路を含む）として機能する。通信アンテナ３２は、通信回路３１により変調されたリクエスト信号を送信するための媒体であり、この場合、同通信アンテナ３２は、送信アンテナとして機能する。そして、この場合、通信回路３１と通信アンテナ３２とにより送信手段が構成される。
【００３５】
ここで、図２及び図３に示すように、通信アンテナ３２は、当該車両において金属のような電波遮蔽部材からなる天井（車体の屋根を形成するルーフパネルがこれに相当する）の内面中央部に設けられている。尚、ルーフパネルには、これのへこみを防止するために、該ルーフパネルの車両左右方向に沿って、車両前後方向に延びる一対のルーフレール間をつなぐ補強材（ルーフボー）が設けられ、前記通信アンテナ３２をルーフパネルの内面中央部に設けるに際して、該ルーフボーが障害となることが考えられる。
【００３６】
前記通信アンテナ３２は、それから送信されるリクエスト信号の指向性の安定感の良さを考慮すると、ルーフパネルの内面中央部に設けることが望ましいが、そこにルーフボーが存在するならば、同ルーフボーを避けるようにルーフパネルの内面中央部から若干ずれた位置に通信アンテナ３２を設けてもよい。或いは、同ルーフボーに通信アンテナ３２を設けてもよい。むしろ、ルーフパネルの内面よりも若干低い位置に存在するルーフボーの下面に通信アンテナ３２を設けると、それから送信されるリクエスト信号が障害無く車外にも展開されるので好適である。
【００３７】
また、通信アンテナ３２は、ルーフパネルやルーフボー等の電波遮蔽部材に直接的に接触させる等して、該通信アンテナ３２と電波遮蔽部材との間の領域に電子キー２が存在し得ないように配慮することが望ましい。ただし、通信アンテナ３２を必ずしも電波遮蔽部材に接触させる必要はなく、好ましくは該通信アンテナ３２と電波遮蔽部材との間の領域に電子キー２が存在し得ない範囲で、通信アンテナ３２を電波遮蔽部材の表面付近に設けることも許容される。
【００３８】
前記通信アンテナ３２から送信されるリクエスト信号は、車内全領域に加えて、電波透過部であるウインドウガラス（各ドアに設けられるもの、フロント部分に設けられるもの、バック部分に設けられるものを含む）を介して車外の領域にも展開されるようになっている。
【００３９】
尚、図３には、当該車両のウインドウガラスとして、運転席ドアのウインドウガラス及び助手席ドアのウインドウガラスを含む電波透過部と通信アンテナ３２とを結ぶ領域の内が符号Ａ１で示されるとともに、これを第１の領域Ａ１と規定する。また、図３に示す２つの第１の領域Ａ１のうち運転席側の第１の領域Ａ１の延長として、運転席ドアのウインドウガラス（電波透過部）から車外へ展開される領域の内が符号Ａ２で示されるとともに、これを第２の領域Ａ２と規定する（助手席側のそれについては割愛）。さらに、車内全領域のうち、前記第１の領域Ａ１を除く領域の内が符号Ａ３で示されるとともに、これを第３の領域Ａ３と規定する。
【００４０】
前記第１の領域Ａ１や前記第２の領域Ａ２は、運転席ドアのウインドウガラス（電波透過部）や助手席ドアのウインドウガラス（電波透過部）に対してのみならず、後部左側座席ドアのウインドウガラス（電波透過部）、後部右側座席ドアのウインドウガラス（電波透過部）、フロントガラス（電波透過部）、バックガラス（電波透過部）に対しても形成される。従って、前記第３の領域Ａ３は、車内全領域のうち、これら全ての第１の領域Ａ１を除く領域の内に形成されるものとなる。
【００４１】
そして、これら各領域Ａ１〜Ａ３に対して通信アンテナ３２からリクエスト信号が送信されるとともに、運転席ドアの金属部分が電波遮蔽部（障害物）となって本来はリクエスト信号が伝播しない影の領域である第４の領域Ａ４に対しても、該リクエスト信号が有する電波回折の特性により同リクエスト信号が送信されるようになっている。即ち、通信アンテナ３２から送信されるリクエスト信号は、図３に符号Ａ１〜Ａ４で示される各領域内に及ぶようになっている。尚、この第４の領域Ａ４についても、運転席ドアに対してのみならず、助手席ドアや後部左右座席ドアに対しても形成され、また、車両前後方にも形成され、これらの領域にも、電波回折の特性によりリクエスト信号が送信される。要するに、リクエスト信号は、車内全領域及び車両周辺領域に送信される。
【００４２】
そして、このようなリクエスト信号の送信領域内において、電子キー２とセキュリティ装置３との間での双方向通信が可能となっている。つまり、リクエスト信号の送信領域内に電子キー２が持ち込まれたとき、その電子キー２によりリクエスト信号が受信されて同電子キー２からＩＤコード信号が送信されるようになっている。
【００４３】
図１に戻って、前記通信アンテナ３２は、リクエスト信号に対する応答信号として電子キー２から送信されてくるＩＤコード信号や、該リクエスト信号とは関係なく電子キー２から送信されてくる解錠要求信号、施錠要求信号、エンジン始動要求信号を受信するための媒体であり、この場合、同通信アンテナ３２は、受信アンテナとして機能する。前記通信回路３１は、通信アンテナ３２により受信された各種信号（ＩＤコード信号、解錠要求信号、施錠要求信号、エンジン始動要求信号）を復調して受信信号を生成するとともに、その受信信号を照合装置３３に出力する。つまり、この場合、前記通信回路３１は、受信回路（復調回路を含む）として機能する。そして、この場合、通信アンテナ３２と通信回路３１とにより受信手段が構成される。
【００４４】
ここで、前記通信回路３１は、前記通信アンテナ３２による前記各種信号の受信態様を解析することによって、該信号の到来方向を推定する方向推定、並びに該信号の送信源である電子キー２までの距離を推定する距離推定を行い、電子キー２が車内外のいずれに位置しているのかを判定する。そして、同通信回路３１は、その判定結果を前記受信信号に付加して照合装置３３に出力する。尚、通信回路３１による方向推定の手法、並びに距離推定の手法については後述する。
【００４５】
照合装置３３は、不揮発性のメモリ３３ａを備えるとともに、そのメモリ３３ａには、セキュリティ装置３が搭載されている車両に適合する電子キー２（＝正規の電子キー２）のＩＤコードと同一のＩＤコード（基準ＩＤコード）が記憶されている。
【００４６】
照合装置３３は、車両が駐車状態（エンジンスイッチＯＦＦ、ドアロック状態）にあるとき、正規の電子キー２の所持者による「乗車」に伴う車両への接近（第２の領域Ａ２や第４の領域Ａ４への進入）を監視するため、通信回路３１にリクエスト信号を間欠的に出力する。
【００４７】
また、照合装置３３は、運転席ドアが開閉されたとき、正規の電子キー２の所持者による乗車（第１の領域Ａ１や第３の領域Ａ３への進入）を監視するため、通信回路３１にリクエスト信号を間欠的に出力する。
【００４８】
さらに、照合装置３３は、ドアアウトサイドハンドルに設けられたドアロックスイッチが操作されたとき、正規の電子キー２の所持者による「降車」に伴う車外への脱出（第２の領域Ａ２や第４の領域Ａ４への進入）や、電子キー２の車内置き忘れの有無を監視するため、通信回路３１にリクエスト信号を間欠的に出力する。
【００４９】
その結果、車両が駐車状態にあるとき、また運転席ドアが開閉されたとき、さらにドアロックスイッチが操作されたとき、通信アンテナ３２から各領域Ａ１〜Ａ４内にリクエスト信号が間欠的に送信される。
【００５０】
照合装置３３は、通信回路３１にリクエスト信号を間欠的に出力するに際して、それを出力しない休止期間において、電子キー２から送信されてくる各種信号（ＩＤコード信号、解錠要求信号、施錠要求信号、エンジン始動要求信号）の受信待機状態となる。即ち、照合装置３３は、前記休止期間において、通信回路３１からの前記各種信号に関する各受信信号の入力有無を監視する。
【００５１】
そして、照合装置３３は、前記各種信号のいずれかに関する受信信号が通信回路３１から入力されたとき、通信回路３１へのリクエスト信号の出力を停止し、該通信回路３１から入力された受信信号を解析する。即ち、この場合、照合装置３３は、該受信信号に含まれているＩＤコードが基準ＩＤコードと一致しているか否かを判断する。つまり、この場合、照合装置３３は、ＩＤコード照合を実行する。
【００５２】
そして、照合装置３３は、このＩＤコード照合により両ＩＤコードが一致したとき、正規の電子キー２が利用された旨（正規の電子キー２の存在を肯定する旨）を認識して、図示しない車内通信ネットワーク上にＩＤコード一致信号を出力するとともに、該受信信号の更なる解析を行う。即ち、この場合、照合装置３３は、該受信信号に含まれている、電子キー２の位置に関する判定結果に基づいて、電子キー２が車内外のいずれに位置しているのかを特定する。
【００５３】
そして、照合装置３３は、電子キー２が車外に位置していると特定したとき、それを示唆する携帯機車外存在特定信号を前記車内通信ネットワーク上に出力する一方、電子キー２が車内に位置していると特定したとき、それを示唆する携帯機車内存在特定信号を前記車内通信ネットワーク上に出力する。
【００５４】
また、照合装置３３は、該受信信号に解錠要求用操作コードが含まれているとき、解錠要求有り信号を、該受信信号に施錠要求用操作コードが含まれているとき、施錠要求有り信号を、該受信信号にエンジン始動要求用操作コードが含まれているとき、エンジン始動要求有り信号を、前記車内通信ネットワーク上に出力する。
【００５５】
そして、該車内通信ネットワーク上に出力された各種信号（ＩＤコード一致信号、携帯機車外存在特定信号、携帯機車内存在特定信号、解錠要求有り信号、施錠要求有り信号、エンジン始動要求有り信号）は、同ネットワークに電気的に接続された照合装置３３、ドア制御装置４０、エンジン制御装置５０を含む各種制御装置間で共有される。そして、これらの信号を用いて各制御装置が車両制御を行うようになっている。
【００５６】
例えば、ドア制御装置４０は、前記車内通信ネットワークを通じてＩＤコード一致信号及び携帯機車外存在特定信号を取得した場合にあって、電子キー２の所持者がドアアウトサイドハンドルに触れてそれに内蔵されたタッチセンサでそれが検出されたとき、この電子キー２の所持者による乗車の意志が認められるので、この場合、ドアを解錠する。
【００５７】
また、ドア制御装置４０は、ＩＤコード一致信号及び携帯機車外存在特定信号を取得した場合にあって、電子キー２の所持者がドアアウトサイドハンドルに設けられたドアロックスイッチを操作してそれを検出したとき、この電子キー２の所持者による降車の意志が認められるので、この場合、ドアを施錠する。尚、このように電子キー２が車外に持ち出されたものと認められる状況下で、ドアを施錠しているので、この電子キー２を車内に置き忘れたままドアが施錠されてしまう、いわゆるインロックの発生を防止することができる。
【００５８】
さらに、ドア制御装置４０は、ＩＤコード一致信号及び解錠要求有り信号（施錠要求有り信号）を取得したとき、電子キー２の所持者によるドア解錠（施錠）の意志が認められるので、この場合、携帯機車外存在特定信号や携帯機車内存在特定信号の取得に関わらず、ドアを解錠（施錠）する。
【００５９】
一方、エンジン制御装置５０は、ＩＤコード一致信号及び及び携帯機車内存在特定信号を取得した場合にあって、電子キー２の所持者がブレーキペダルを踏み込みながらエンジンスイッチをＯＮ操作してそれらを検出したとき、この電子キー２の所持者によるエンジン始動の意志が認められるので、この場合、エンジンを始動する。
【００６０】
また、エンジン制御装置５０は、ＩＤコード一致信号及びエンジン始動要求有り信号を取得したとき、併せて携帯機車内存在特定信号を取得したことを条件として、電子キー２の所持者によるエンジン始動の意志を有効なものとして、この場合、エンジンを始動する。つまり、エンジン制御装置５０は、ＩＤコード一致信号及びエンジン始動要求有り信号を取得するも、併せて携帯機車内存在特定信号を取得せずに、携帯機車外存在特定信号を取得した場合、電子キー２の所持者によるエンジン始動の意志を無効化し、この場合、エンジンを始動しない。従って、車外で電子キー２のエンジン始動スイッチ２６が操作された場合にはエンジンの始動が禁止され、つまりは電子キー２が車内に位置していない状況下でのエンジン始動が禁止される。
【００６１】
次に、通信回路３１による方向推定の手法、並びに距離推定の手法について説明する。
図４に示すように、共通の原点Ｏを基準として互いに直交して延びる３軸をＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸と規定したとき、前記通信アンテナ３２は、複数のアンテナ素子が前記原点Ｏを基準としてＸＹ平面に沿って２次元に配列されたアレイアンテナにより構成されている。尚、本実施形態では、Ｍ×Ｎ個のアンテナ素子が、互いに等間隔でＭ行Ｎ列に並ぶように、直交するマトリックスの各交点に配置されたアダプティブアレイアンテナにて通信アンテナ３２が構成されている。
【００６２】
通信回路３１は、こうした通信アンテナ３２で受信された信号の到来方向に関して、該信号の到来方向とＸＹ平面とのなす角度である仰角或いは俯角、並びに該信号の到来方向をＸＹ平面に正射影したときに該ＸＹ平面上に現れる仮想線と原点Ｏに対して正のＸ軸線とのなす角度である方位角を推定する。
【００６３】
尚、本実施形態では、当該車両の天井の内面（これがＸＹ平面と一致する）に通信アンテナ３２が設けられることから、同通信アンテナ３２で受信された信号の到来方向とＸＹ平面とのなす角度として俯角が採用され、図４には、該俯角が符号θで示されている。また、同図４には、該信号の到来方向をＸＹ平面に正射影したときに該ＸＹ平面上に現れる仮想線が符号Ｌで示されるとともに、該仮想線Ｌと原点Ｏに対して正のＸ軸線とのなす角度である方位角が符号φで示されている。ちなみに、俯角θの範囲は、０度≦θ≦９０度であり、方位角φの範囲は、−１８０度≦φ≦１８０度である。
【００６４】
尚、俯角θ及び方位角φを推定する手法としては、ビームフォーマ法、Ｃａｐｏｎ法、ＭＵＳＩＣ法、線形予測法、最小ノルム法、ＥＳＰＲＩＴ法等の手法が挙げられる。また、通信アンテナ３２の基準点である原点Ｏから該信号の送信源までの距離（これに対して符号ｄを付与する）を推定する手法としては、逆フーリエ変換による手法等が挙げられる。本発明の要部は、これらの手法自体にあるのではなく、これらの手法を通じて得られる俯角θ及び方位角φ、並びに距離ｄに基づいて、該信号の送信源である電子キー２が車内外のいずれに位置しているのかを判定する点にあるので、ここでは上記列挙した各手法の詳細については割愛する。
【００６５】
次に、通信回路３１が、電子キー２が車内外のいずれに位置しているのかを判定するときの動作について説明する。
図５に示すように、通信回路３１には、通信アンテナ３２で受信された信号の到来方向に関する俯角θ及び方位角φ、並びに通信アンテナ３２から該信号の送信源までの距離ｄに対して、電子キー２が車内外のいずれに位置しているのかを示す携帯機位置情報が関連付けされた携帯機位置判定用データが設定されている。
【００６６】
そして、通信回路３１は、通信アンテナ３２による信号の受信態様を解析することによって、俯角θ及び方位角φ、並びに距離ｄを得たとき、前記携帯機位置判定用データを参照し、該俯角θ及び方位角φ、並びに距離ｄに関連付けされている携帯機位置情報に基づいて、電子キー２が車内外のいずれに位置しているのかを判定する。そして、通信回路３１は、電子キー２が車内（車外）に位置していると判定したとき、それを示唆する判定結果を、前述の受信信号に付加して照合装置３３に出力する。尚、こうした受信信号を照合装置３３が受け取った後の動作は、先に説明した通りである。
【００６７】
さて、通信回路３１による位置判定の具体例を説明するに際して、第１の前提として、当該車両の運転席ドアのウインドウガラス（電波透過部）の上端縁が、俯角θ＝θ１の高さにあり、且つその高さにおいて同ウインドウガラスの前端が、方位角φ＝φ１に位置しており、さらに、原点Ｏからそこまでの距離がｄ１であるものとする。
【００６８】
このような第１の前提において、通信回路３１は、通信アンテナ３２による信号の受信態様を解析することによって、図５の第１段目に示すように、俯角θとしてθ１を、方位角φとしてφ１を、距離ｄとしてｄ１以下の値をそれぞれ得たとき、電子キー２が車内に位置していると判定する。つまり、この場合、図３に示す第１の領域Ａ１に電子キー２が位置しており、通信回路３１によってそれが正確に判定される。
【００６９】
一方、通信回路３１は、図５の第２段目に示すように、俯角θとしてθ１を、方位角φとしてφ１を、距離ｄとしてｄ１を超える値をそれぞれ得たとき、電子キー２が車外に位置していると判定する。つまり、この場合、図３に示す第２の領域Ａ２に電子キー２が位置しており、通信回路３１によってそれが正確に判定される。
【００７０】
また、第２の前提として、当該車両の運転席ドアのウインドウガラス（電波透過部）の上端縁が、俯角θ＝θ１の高さにあり（第１の前提と同じ）、且つその高さにおいて第１の前提よりも少し車両後方側へずれた同ウインドウガラスの箇所が、方位角φ＝φ２に位置しており、さらに、原点Ｏからそこまでの距離がｄ２であるものとする。
【００７１】
このような第２の前提において、通信回路３１は、図５の第３段目に示すように、俯角θとしてθ１を、方位角φとしてφ２を、距離ｄとしてｄ２以下の値をそれぞれ得たとき、電子キー２が車内に位置していると判定する。つまり、この場合、図３に示す第１の領域Ａ１に電子キー２が位置しており、通信回路３１によってそれが正確に判定される。
【００７２】
一方、通信回路３１は、図５の第４段目に示すように、俯角θとしてθ１を、方位角φとしてφ２を、距離ｄとしてｄ２を超える値をそれぞれ得たとき、電子キー２が車外に位置していると判定する。つまり、この場合、図３に示す第２の領域Ａ２に電子キー２が位置しており、通信回路３１によってそれが正確に判定される。
【００７３】
さらに、第３の前提として、当該車両の運転席ドアのウインドウガラス（電波透過部）の上端縁が、俯角θ＝θ１の高さにあり（第１の前提及び第２の前提と同じ）、且つその高さにおいて同ウインドウガラスの後端が、方位角φ＝φｘに位置しており、さらに、原点Ｏからそこまでの距離がｄｘであるものとする。
【００７４】
このような第３の前提において、通信回路３１は、図５の第５段目に示すように、俯角θとしてθ１を、方位角φとしてφｘを、距離ｄとしてｄｘ以下の値をそれぞれ得たとき、電子キー２が車内に位置していると判定する。つまり、この場合、図３に示す第１の領域Ａ１に電子キー２が位置しており、通信回路３１によってそれが正確に判定される。
【００７５】
一方、通信回路３１は、図５の第６段目に示すように、俯角θとしてθ１を、方位角φとしてφｘを、距離ｄとしてｄｘを超える値をそれぞれ得たとき、電子キー２が車外に位置していると判定する。つまり、この場合、図３に示す第２の領域Ａ２に電子キー２が位置しており、通信回路３１によってそれが正確に判定される。
【００７６】
ここまでの説明により、俯角θ＝θ１（固定）、及び方位角φ＝φ１〜φｘによって定まる各方向から到来する信号が通信アンテナ３２で受信されたとき、その方向に沿った通信アンテナ３２から該信号の送信源である電子キー２までの距離に応じて、電子キー２が車内外のいずれに位置しているのかが通信回路３１で判定される点が理解される。
【００７７】
尚、当該車両の運転席ドアのウインドウガラス（電波透過部）が、原点Ｏから見て俯角θ＝θ１〜θｘの高さに存在しているものと仮定したとき、各々の高さにおいても上記と同様に、俯角θ及び方位角φの値によって定まる各方向から到来する信号が通信アンテナ３２で受信されたとき、その方向に沿った通信アンテナ３２から該信号の送信源である電子キー２までの距離に応じて、電子キー２が車内外のいずれに位置しているのかが通信回路３１で判定される（他のウインドウガラスについても同様）。
【００７８】
次いで、第４の前提として、当該車両の運転席シート付近が、俯角θ＝θｙの高さにあり、且つ方位角φ＝φｙに位置しているものとする。
このような第４の前提において、通信回路３１は、図５の第７段目に示すように、俯角θとしてθｙを、方位角φとしてφｙをそれぞれ得たとき、電子キー２が車内に位置していると判定する。つまり、この場合、図３に示す第３の領域Ａ３に電子キー２が位置しており、通信回路３１によってそれが正確に判定される。
【００７９】
尚、この場合、原点Ｏからその方向に沿ったそこの先には、当該車両において金属のような電波遮蔽部材からなる床（乗員室及び荷物室の床板であるフロアパンがこれに相当する）が存在しており、該床を介した車内外での信号の行き来はない。従って、該方向から到来する信号が通信アンテナ３２で受信されたとき、通信回路３１は、その方向に沿った通信アンテナ３２から該信号の送信源である電子キー２までの距離を推定することなく、電子キー２が車内に位置していると判定する。
【００８０】
まとめると、通信回路３１は、第２の領域Ａ２から通信アンテナ３２へ向かう方向が、信号の到来方向であると推定したとき、その方向に沿った通信アンテナ３２から電子キー２までの距離を距離推定を通じて特定する。
【００８１】
そして、通信回路３１は、第２の領域Ａ２から通信アンテナ３２へ向かう方向に沿った該通信アンテナ３２から電子キー２までの距離が、同通信アンテナ３２からウインドウガラス（電波透過部）までの距離以下であるとき、電子キー２が車内に位置していると判定する。従って、車内の領域である第１の領域Ａ１に位置する電子キー２から送信されてきた信号が、通信アンテナ３２に達し、それが同通信アンテナ３２で受信されたとき、電子キー２が車内に位置していると判定される。
【００８２】
また、通信回路３１は、第２の領域Ａ２から通信アンテナ３２へ向かう方向に沿った該通信アンテナ３２から電子キー２までの距離が、同通信アンテナ３２からウインドウガラス（電波透過部）までの距離を超えているとき、電子キー２が車外に位置していると判定する。従って、車外の領域である第２の領域Ａ２に位置する電子キー２から送信されてきた信号が、ウインドウガラス（電波透過部）を介して、通信アンテナ３２に達し、それが同通信アンテナ３２で受信されたとき、電子キー２が車外に位置していると判定される。
【００８３】
さらに、通信回路３１は、第３の領域Ａ３から通信アンテナ３２へ向かう方向が、信号の到来方向であると推定したとき、距離推定を行うことなく、電子キー２が車内に位置していると判定する。従って、車内の領域である第３の領域Ａ３に位置する電子キー２から送信されてきた信号が、通信アンテナ３２に達し、それが同通信アンテナ３２で受信されたとき、電子キー２が車内に位置していると判定される。
【００８４】
尚、第４の領域Ａ４に電子キー２が位置しているとき、電波回折の特性により該第４の領域Ａ４に対して送信されたリクエスト信号に応答して、同電子キー２からＩＤコード信号が送信される。そして、このＩＤコード信号は、電波回折の特性により通信アンテナ３２に達し、それが同通信アンテナ３２で受信される。そして、この場合、第２の領域Ａ２から通信アンテナ３２へ向かう方向が、信号の到来方向であると推定されるので、その方向に沿った通信アンテナ３２から電子キー２までの距離が距離推定を通じて特定される。そして、この場合、該距離が、通信アンテナ３２からウインドウガラス（電波透過部）までの距離を超えるので、電子キー２が車外に位置していると判定される。ちなみに、第４の領域Ａ４に位置している電子キー２から、リクエスト信号とは関係のない解錠要求信号、施錠要求信号、エンジン始動要求信号が送信される場合もこれと同様である。
【００８５】
本実施形態において通信回路３１は、通信アンテナ３２による信号の受信態様を解析することによって、該信号の到来方向を推定する方向推定手段に相当する。また、同通信回路３１は、通信アンテナ３２による信号の受信態様を解析することによって、該信号の送信源である電子キー２までの距離を推定する距離推定手段に相当する。さらに、同通信回路３１は、信号の到来方向や信号の送信源までの距離に基づいて、電子キー２が車内外のいずれに位置しているのかを判定する位置判定手段に相当する。
【００８６】
以上、詳述したように本実施形態によれば、次のような作用、効果を得ることができる。
（１）当該車両のセキュリティ装置３から車外の所定領域或いは車内の所定領域のみにリクエスト信号が送信されるような配慮を必ずしも行わなくても、そのリクエスト信号に応答して電子キー２から送信されてきた信号の到来方向を推定することで、電子キー２が車内外のいずれに位置しているのかを正確に判定することができる。即ち、リクエスト信号の送信領域を設定するために必要な作業については、簡単なもので足りる。従って、電子キー２が車内外のいずれに位置しているのかを正確に判定するに際して、それを簡単に行うことができる。
【００８７】
（２）俯角θ、並びに方位角φに基づいて、電子キー２からの信号の到来方向をいわば３次元的に推定することで、電子キー２が車内外のいずれに位置しているのかをより正確に判定することができる。
【００８８】
（３）当該車両の天井を含む電波遮蔽部材を境として、車内側と車外側とに領域が分かれる訳であるが、該車内側の領域に位置する電子キー２から送信されてきた信号は、通信アンテナ３２で受信され、該信号の到来方向が推定される。一方、該車外側の領域に位置する電子キー２から送信されてくる信号は、電波遮蔽部材により遮蔽されるので、通信アンテナ３２で受信されない。このため、本構成とは異なり、電波遮蔽部材から離れた位置に通信アンテナ３２が設けられる構成では、該通信アンテナ３２と電波遮蔽部材との間の領域に電子キー２が位置している場合と、該通信アンテナ３２に対して前記領域とは反対側の領域に電子キー２が位置している場合とを区別できないところ、本構成では、それらを区別することが可能となる。従って、本構成では、電子キー２からの信号の到来方向を正確に推定することができる。
【００８９】
尚、該別の構成において、前記両者を区別できない理由は、共通の方位角φに対して、互いに等しい２つの角度、つまり俯角θと仰角θとが存在することになるからである。ちなみに、本構成では、方位角φに対して１つの角度、つまり俯角θのみが存在し、仰角θについては存在しない。即ち、これが、当該車両の天井（電波遮蔽部材）の内面及びその表面付近に通信アンテナ３２を設けることの技術的意義である。
【００９０】
（４）一般的な車両のように天井や床等が金属のような電波遮蔽部材で覆われ、ウインドウガラスのような電波透過部が車両の高さ方向の天井近くに設けられる場合、本構成のように、天井の内面及びその表面付近に通信アンテナ３２を設けることで、第３の領域Ａ３を広く採れることとなり、電子キー２が車内に位置しているにも関わらず、それが車外に位置していると誤判定される可能性を低減できる。
【００９１】
（５）第２の領域Ａ２から通信アンテナ３２へ向かう方向に沿った該通信アンテナ３２から電子キー２までの距離が、同通信アンテナ３２からウインドウガラス（電波透過部）までの距離以下であるとき、電子キー２が車内に位置していると判定される。一方、第２の領域Ａ２から通信アンテナ３２へ向かう方向に沿った該通信アンテナ３２から電子キー２までの距離が、同通信アンテナ３２からウインドウガラス（電波透過部）までの距離を超えているとき、電子キー２が車外に位置していると判定される。このため、前者のように第１の領域Ａ１に電子キー２が位置している場合には、該電子キー２が車内に位置していると判定され、電子キー２が車内に位置しているにも関わらず、それが車外に位置していると誤判定される可能性を低減できる。即ち、方向推定及び距離推定を併用することで、電子キー２が車内外のいずれに位置しているのかをより一層正確に判定することができる。
【００９２】
（６）電子キー２とセキュリティ装置３との間での各種信号（リクエスト信号、ＩＤコード信号、解錠要求信号、施錠要求信号、エンジン始動要求信号）のやりとりで使用する周波数を共通のもの（２．４５ＧＨｚ）としたので、電子キー２の側及びセキュリティ装置３の側の双方において、それぞれ通信アンテナを送受信兼用の媒体として用いることが可能となる。このため、電子キー２の側及びセキュリティ装置３の側の双方において、それぞれ部品点数削減により構成が簡素化されるとともに、小型軽量化を図ることができる。従って、電子キー２の側において、生産性の向上や携帯性の向上が見込めるとともに、セキュリティ装置３が搭載される車両の側において、生産性の向上や燃費の向上が見込める。
【００９３】
（７）車外で解錠スイッチ２４や施錠スイッチ２５が操作された場合にドアを施解錠するとともに、車内でエンジン始動スイッチ２６が操作された場合に限りエンジンを始動し、車外でエンジン始動スイッチ２６が操作された場合にはエンジンの始動を禁止することが可能となる。こうすれば、電子キー２が車外に位置しているにも関わらずエンジンが始動することが回避される。つまり、電子キー２の位置に応じた適切な車両制御を行うことができる。
【００９４】
（８）車内に電子キー２が位置しているとき、一旦ドアが施錠された後の段階では、車外からドアを開けられないようにすれば、車内に存在するユーザの意志に反して、第三者によりいわば勝手にドアが開けられてしまうことが回避され、セキュリティ性を高めることができる。そして、これも電子キー２の位置に応じた適切な車両制御の１つとして数えることができる。
【００９５】
尚、前記実施形態は、次のように変更して具体化することも可能である。
・一般的な車両と同様に天井や床等が金属のような電波遮蔽部材で覆われ、また、一般的な車両とは異なり、ウインドウガラスのような電波透過部が車両の高さ方向の床近くに設けられる特殊車両に本発明を適用してもよい。この場合、床の内面及びその表面付近に通信アンテナ３２を設けることで、第３の領域Ａ３を広く採れることとなり、電子キー２が車内に位置しているにも関わらず、それが車外に位置していると誤判定される可能性を低減できる。
【００９６】
尚、この場合において、例えば当該車両の床の内面（これがＸＹ平面と一致する）に通信アンテナ３２を設けたとき、同通信アンテナ３２で受信された信号の到来方向とＸＹ平面とのなす角度として、「俯角θ」の代わりに「仰角θ」が採用される。
【００９７】
そして、この場合、当該車両の床を含む電波遮蔽部材を境として、車内側と車外側とに領域が分かれる訳であるが、該車内側の領域に位置する電子キー２から送信されてきた信号は、通信アンテナ３２で受信され、該信号の到来方向が推定される。一方、該車外側の領域に位置する電子キー２から送信されてくる信号は、電波遮蔽部材により遮蔽されるので、通信アンテナ３２で受信されない。このため、本構成とは異なり、電波遮蔽部材から離れた位置に通信アンテナ３２が設けられる構成では、該通信アンテナ３２と電波遮蔽部材との間の領域に電子キー２が位置している場合と、該通信アンテナ３２に対して前記領域とは反対側の領域に電子キー２が位置している場合とを区別できないところ、本構成では、それらを区別することが可能となる。従って、本構成では、電子キー２からの信号の到来方向を正確に推定することができる。
【００９８】
尚、該別の構成において、前記両者を区別できない理由は、共通の方位角φに対して、互いに等しい２つの角、つまり俯角θと仰角θとが存在することになるからである。ちなみに、本構成では、方位角φに対して１つの角、つまり仰角θのみが存在し、俯角θについては存在しない。即ち、これが、当該車両の床（電波遮蔽部材）の内面及びその表面付近に通信アンテナ３２を設けることの技術的意義である。
【００９９】
・本発明は、携帯機（電子キー２）と車両（セキュリティ装置３）との間で双方向通信が行われる電子キーシステム１（通信システム）に限らず、携帯機を送信側とする単方向通信が行われる通信システムにも適用可能である。例えば、前記実施形態において、リクエスト信号及びＩＤコード信号に関するやりとりは必須ではなく、それが省略されたものに本発明を適用してもよい。この場合、携帯機（電子キー２）は、必ずしも受信機能を有していなくてもよく、少なくとも送信機能を有していればよい。一方、車両（セキュリティ装置３）は、必ずしも送信機能を有していなくてもよく、少なくとも受信機能を有していればよい。
【０１００】
・通信アンテナ３２（アダプティブアレイアンテナ）を構成する複数のアンテナ素子を２次元に配列するに際して、複数のアンテナ素子をマトリックスの各交点に配置する構成に代えて、複数のアンテナ素子を十字状に配置する構成や、複数のアンテナ素子をＬ字状に配置する構成を採用してもよい。
【０１０１】
・必ずしも距離推定を併用しなくてもよく、それを省略して方向推定のみにより電子キー２が車内外のいずれに位置しているのかを判定するようにしてもよい。尚、このように方向推定のみとした場合、通信回路３１は、図３に示す第３の領域Ａ３に電子キー２が存在しているとき、前記実施形態と同様に、電子キー２が車内に位置していると判定する。また、方向推定のみとした場合、通信回路３１は、第１の領域Ａ１から通信アンテナ３２へ向かう方向と、第２の領域Ａ２から通信アンテナ３２へ向かう方向とを区別することができないので、第１の領域Ａ１に電子キー２が存在しているとき、電子キー２が車内に位置しているにも関わらず、それが車外に位置していると判定する。
【０１０２】
しかし、この第１の領域Ａ１に電子キー２が位置するような状況が発生する可能性は、車両使用上において極めて低いものであり、よって車内に電子キー２が位置していながら車外に電子キー２が位置しているとの判定から、エンジンが始動されない、といった不都合が生じる可能性は低く、さほど問題とならない。
【０１０３】
そもそも、こうしたことが問題となる可能性を完全には否定できない点を踏まえて、前記実施形態では、方向推定と距離推定とを併用していることは今更言うまでもない。尚、この点は、上記実施形態における効果（５）に記載してある。
【図面の簡単な説明】
【０１０４】
【図１】本実施形態の自動車に適用されている電子キーシステムの構成を示すブロック図。
【図２】車内に通信アンテナが設けられている様子を示す車両の斜視図。
【図３】車内に設けられている通信アンテナとウインドウガラスとを結ぶ領域の内である第１の領域、その第１の領域の延長としてウインドウガラスから車外へ展開される領域の内である第２の領域、車内全領域のうち第１の領域を除く領域の内である第３の領域、車内に設けられている通信アンテナから見て影の領域である第４の領域を示す車両の模式横断面図。
【図４】原点を基準としてＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を規定し、該原点を基準としてＸＹ平面に沿ってアレイアンテナが設けられ、そのアレイアンテナで受信された信号の到来方向に関する俯角及び方位角を示す説明図。
【図５】セキュリティ装置の通信回路に設定されている携帯機位置判定用データを示す概念図。
【符号の説明】
【０１０５】
２…電子キー（携帯機）、３…セキュリティ装置（位置判定装置）、３１…通信回路（方向推定手段、距離推定手段、位置判定手段）、３２…通信アンテナ（受信アンテナ）、Ａ１…第１の領域、Ａ２…第２の領域、Ａ３…第３の領域、Ｌ…ＸＹ平面上の仮想線、Ｏ…原点、θ…俯角、φ…方位角。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両ユーザが所持する携帯機の位置を判定する位置判定装置に関し、詳しくは、携帯機が車内外のいずれに位置しているのかを判定する位置判定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、ユーザが所持する携帯機と車両側のセキュリティ装置との間での双方向通信が可能な電子キーシステムに関する技術が開示されている。そして、この電子キーシステムでは、車両側からリクエスト信号が送信されるとともに、それが携帯機で受信されたとき、同携帯機からリクエスト信号に対する応答信号（ＩＤコード信号）が送信され、それに基準ＩＤコードと一致するＩＤコードが含まれているとき、ドアのロックやエンジンの始動禁止が解除されるようになっている。
【０００３】
この種の電子キーシステムでは、車両側のセキュリティ装置から車外の所定領域へ向けてリクエスト信号が送信される車外通信制御と、同セキュリティ装置から車内の所定領域へ向けてリクエスト信号が送信される車内通信制御とが行われる。そして、前者の車外通信制御に伴ってＩＤコード信号が受信されたとき、セキュリティ装置の側において、携帯機が車外に位置していると判定されるとともに、この場合、これを所持する車両ユーザによる乗車を許容するべく、ドアのロックが解除されるようになっている。
【０００４】
一方、後者の車内通信制御に伴ってＩＤコード信号が受信されたとき、セキュリティ装置の側において、携帯機が車内に位置していると判定されるとともに、この場合、これを所持する車両ユーザによる運転を許容するべく、エンジンの始動禁止が解除されるようになっている。
【０００５】
従って、こうした電子キーシステムが適用された車両では、携帯機が車内外のいずれに位置しているのかを判定する位置判定装置としての役目をセキュリティ装置が果たすことにより、携帯機の位置に応じた適切な車両制御が行われるようになっている。
【特許文献１】特開２００２−０２９３８５号公報（段落番号０００２〜０００８）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、車外通信制御に際して、リクエスト信号が車外の所定領域のみならず車内領域にも及ぶと、該車内領域に携帯機が位置しているような場合には、その携帯機からＩＤコード信号が送信されることとなり、この場合、携帯機が車内に位置しているにも関わらず、それが車外に位置していると誤判定されてしまう。
【０００７】
一方、車内通信制御に際して、リクエスト信号が車内の所定領域のみならず車外領域にも及ぶと、該車外領域に携帯機が位置しているような場合には、その携帯機からＩＤコード信号が送信されることとなり、この場合、携帯機が車外に位置しているにも関わらず、それが車内に位置していると誤判定されてしまう。
【０００８】
そして、これらのように携帯機の位置が誤判定されてしまうと、携帯機の位置に応じた適切な車両制御を行えなくなるので、それを防止するべく、車外通信制御に際しては車外の所定領域のみにリクエスト信号が送信される一方で、車内通信制御に際しては車内の所定領域のみにリクエスト信号が送信されるよう配慮する必要がある。
【０００９】
例えば、リクエスト信号の送信アンテナの数を増やすことで、個々の送信アンテナからのリクエスト信号の送信出力を小さくし、それにより個々の送信アンテナからのリクエスト信号の送信出力のバラツキを大まかに抑えたり、さらには、送信アンテナ毎にリクエスト信号の送信出力をきめ細かく設定したりする必要がある。そうすると、車種によっては多くの送信アンテナが必要になるとともに、車種に関わらず総じてリクエスト信号の送信領域を設定するために必要な作業が煩雑なものとなってしまう問題が生じる。
【００１０】
本発明は、このような問題点に着目してなされたものであって、その目的は、携帯機が車内外のいずれに位置しているのかを正確に判定するに際して、それを簡単に行うことが可能な位置判定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、車両ユーザが所持する携帯機が車内外のいずれに位置しているのかを判定する位置判定装置において、車内に設けられ、前記携帯機から送信されてくる信号を受信するための媒体となる受信アンテナと、前記受信アンテナによる前記信号の受信態様を解析することによって、該信号の到来方向を推定する方向推定手段と、前記方向推定手段により推定された前記信号の到来方向に基づいて、前記携帯機が車内外のいずれに位置しているのかを判定する位置判定手段とを備え、当該車両のウインドウガラスを含む電波透過部と前記受信アンテナとを結ぶ領域の内を第１の領域と規定し、前記第１の領域の延長として、前記電波透過部から車外へ展開される領域の内を第２の領域と規定し、車内全領域のうち、前記第１の領域を除く領域の内を第３の領域と規定し、前記位置判定手段は、前記第２の領域から前記受信アンテナへ向かう方向が、前記信号の到来方向として前記方向推定手段により推定されたとき、前記携帯機が車外に位置していると判定し、同位置判定手段は、前記第３の領域から前記受信アンテナへ向かう方向が、前記信号の到来方向として前記方向推定手段により推定されたとき、前記携帯機が車内に位置していると判定することをその要旨としている。
【００１２】
同構成によると、車外の領域である第２の領域に位置する携帯機から送信されてきた信号が、ウインドウガラスを含む電波透過部を介して、車内に設けられた受信アンテナに達し、それが同受信アンテナで受信されたとき、携帯機が車外に位置していると判定される。一方、車内の領域である第３の領域に位置する携帯機から送信されてきた信号が、車内に設けられた受信アンテナに達し、それが同受信アンテナで受信されたとき、携帯機が車内に位置していると判定される。
【００１３】
このため、当該位置判定装置が適用された車両から車外の所定領域或いは車内の所定領域のみにリクエスト信号が送信されるような配慮を必ずしも行わなくても、そのリクエスト信号に応答して携帯機から送信されてきた信号の到来方向を推定することで、携帯機が車内外のいずれに位置しているのかを正確に判定することができる。即ち、リクエスト信号の送信領域を設定するために必要な作業については、簡単なもので足りる。従って、携帯機が車内外のいずれに位置しているのかを正確に判定するに際して、それを簡単に行うことができる。
【００１４】
尚、本発明は、携帯機と車両との間で双方向通信が行われる通信システムに限らず、携帯機を送信側とする単方向通信が行われる通信システムにも適用可能である。後者の場合、携帯機から送信されてきた信号が受信アンテナに達し、それが同受信アンテナで受信されたとき、その信号の到来方向が推定されることで、携帯機が車内外のいずれに位置しているのかが判定される。
【００１５】
例えば、遠隔操作にてドアを解錠するために操作される解錠スイッチ、遠隔操作にてドアを施錠するために操作される施錠スイッチ、遠隔操作にてエンジンを始動するために操作されるエンジン始動スイッチを携帯機に設ける。そして、車外で解錠スイッチや施錠スイッチが操作された場合にドアを施解錠するとともに、車内でエンジン始動スイッチが操作された場合に限りエンジンを始動し、車外でエンジン始動スイッチが操作された場合にはエンジンの始動を禁止することが可能となる。こうすれば、携帯機が車外に位置しているにも関わらずエンジンが始動することが回避される。つまり、携帯機の位置に応じた適切な車両制御を行うことができる。
【００１６】
また、車内に携帯機が位置しているとき、一旦ドアが施錠された後の段階では、車外からドアを開けられないようにすれば、車内に存在するユーザの意志に反して、第三者によりいわば勝手にドアが開けられてしまうことが回避され、セキュリティ性を高めることができる。そして、これも携帯機の位置に応じた適切な車両制御の１つとして数えることができる。
【００１７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の位置判定装置において、共通の原点を基準として互いに直交して延びる３軸をＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸と規定し、前記受信アンテナは、複数のアンテナ素子が前記原点を基準としてＸＹ平面に沿って２次元に配列されたアレイアンテナにより構成され、前記方向推定手段は、前記アレイアンテナによる前記信号の受信態様を解析することによって、該信号の到来方向に関して、前記信号の到来方向と前記ＸＹ平面とのなす角度である仰角或いは俯角、並びに前記信号の到来方向を前記ＸＹ平面に正射影したときに該ＸＹ平面上に現れる仮想線と前記原点に対して正のＸ軸線とのなす角度である方位角を推定するものであることをその要旨としている。
【００１８】
同構成によると、携帯機からの信号の到来方向に関して、仰角或いは俯角、並びに方位角が推定され、それらが第２の領域から受信アンテナへ向かう方向を示すものであるとき、携帯機が車外に位置していると判定される。一方、それらが第３の領域から受信アンテナへ向かう方向を示すものであるとき、携帯機が車内に位置していると判定される。このため、携帯機からの信号の到来方向をいわば３次元的に推定することで、携帯機が車内外のいずれに位置しているのかをより正確に判定することができる。
【００１９】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の位置判定装置において、前記受信アンテナは、当該車両の天井を含む電波遮蔽部材の内面及びその表面付近、並びに当該車両の床を含む電波遮蔽部材の内面及びその表面付近の少なくとも一方に設けられることをその要旨としている。
【００２０】
同構成によると、当該車両の天井を含む電波遮蔽部材或いは当該車両の床を含む電波遮蔽部材を境として、車内側と車外側とに領域が分かれる訳であるが、該車内側の領域に位置する携帯機から送信されてきた信号は、受信アンテナで受信され、該信号の到来方向が推定される。一方、該車外側の領域に位置する携帯機から送信されてくる信号は、電波遮蔽部材により遮蔽されるので、受信アンテナで受信されない。このため、本構成とは異なり、電波遮蔽部材から離れた位置に受信アンテナが設けられる構成では、該受信アンテナと電波遮蔽部材との間の領域に携帯機が位置している場合と、該受信アンテナに対して前記領域とは反対側の領域に携帯機が位置している場合とを区別できないところ、本構成では、それらを区別することが可能となる。従って、本構成では、携帯機からの信号の到来方向を正確に推定することができる。
【００２１】
尚、一般的な車両のように天井や床等が金属のような電波遮蔽部材で覆われ、ウインドウガラスのような電波透過部が車両の高さ方向の天井近くに設けられる場合、天井の内面及びその表面付近に受信アンテナを設ければ、第３の領域を広く採れることとなり、携帯機が車内に位置しているにも関わらず、それが車外に位置していると誤判定される可能性を低減できる。一方、特殊車両のようにウインドウガラスのような電波透過部が車両の高さ方向の床近くに設けられる場合、床の内面及びその表面付近に受信アンテナを設ければ、第３の領域を広く採れることとなり、携帯機が車内に位置しているにも関わらず、それが車外に位置していると誤判定される可能性を低減できる。
【００２２】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の位置判定装置において、前記受信アンテナによる前記信号の受信態様を解析することによって、該信号の送信源である前記携帯機までの距離を推定する距離推定手段をさらに備え、前記位置判定手段は、前記第２の領域から前記受信アンテナへ向かう方向が、前記信号の到来方向として前記方向推定手段により推定されたとき、その方向に沿った前記受信アンテナから前記携帯機までの距離を前記距離推定手段による推定結果に基づいて特定し、同位置判定手段は、前記第２の領域から前記受信アンテナへ向かう方向に沿った該受信アンテナから前記携帯機までの距離が、同受信アンテナから前記電波透過部までの距離以下であるとき、前記携帯機が車内に位置していると判定し、同位置判定手段は、前記第２の領域から前記受信アンテナへ向かう方向に沿った該受信アンテナから前記携帯機までの距離が、同受信アンテナから前記電波透過部までの距離を超えているとき、前記携帯機が車外に位置していると判定することをその要旨としている。
【００２３】
同構成によると、第２の領域から受信アンテナへ向かう方向に沿った該受信アンテナから携帯機までの距離が、同受信アンテナから電波透過部までの距離以下であるとき、携帯機が車内に位置していると判定される。一方、第２の領域から受信アンテナへ向かう方向に沿った該受信アンテナから携帯機までの距離が、同受信アンテナから電波透過部までの距離を超えているとき、携帯機が車外に位置していると判定される。このため、前者のように第１の領域に携帯機が位置している場合には、該携帯機が車内に位置していると判定され、携帯機が車内に位置しているにも関わらず、それが車外に位置していると誤判定される可能性を低減できる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明は、以上のように構成されているため、次のような効果を奏する。
本発明によれば、携帯機が車内外のいずれに位置しているのかを正確に判定するに際して、それを簡単に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明を具体化した一実施形態について説明する。
図１に示すように、本実施形態の自動車には、電子キーシステム１が適用されている。電子キーシステム１は、車両ユーザが所持する電子キー２と、車両側に設けられるセキュリティ装置３とを備えるとともに、両者間での双方向通信が可能となっている。尚、前記電子キー２は、その所持態様から携帯機と称されている。
【００２６】
電子キー２は、無線通信による受信機能及び無線通信による送信機能を有するとともに、通信アンテナ２１、通信回路２２、マイコン２３、解錠スイッチ２４、施錠スイッチ２５、エンジン始動スイッチ２６を備えている。
【００２７】
通信アンテナ２１は、セキュリティ装置３から送信されてくるリクエスト信号を受信するための媒体であり、この場合、同通信アンテナ２１は、受信アンテナとして機能する。通信回路２２は、通信アンテナ２１により受信されたリクエスト信号を復調して受信信号を生成するとともに、その受信信号をマイコン２３に出力する。つまり、この場合、通信回路２２は、受信回路（復調回路を含む）として機能する。そして、この場合、通信アンテナ２１と通信回路２２とにより受信手段が構成される。
【００２８】
マイコン２３は、不揮発性のメモリ２３ａを備えるとともに、そのメモリ２３ａには、当該電子キー２に対して個別に設定されたＩＤコード（電子キー２のＩＤコード）が記憶されている。そして、マイコン２３は、通信回路２２からリクエスト信号に関する受信信号が入力されたとき、リクエスト信号に応答するために、電子キー２のＩＤコードを含む信号（ＩＤコード信号）を生成するとともに、そのＩＤコード信号を前記通信回路２２に出力する。
【００２９】
解錠スイッチ２４は、遠隔操作にてドアを解錠するために操作されるものであり、施錠スイッチ２５は、遠隔操作にてドアを施錠するために操作されるものであり、エンジン始動スイッチ２６は、遠隔操作にてエンジンを始動するために操作されるものである。
【００３０】
そして、前記マイコン２３は、解錠スイッチ２４が操作されたとき、車両に対してドアの解錠を要求するために、ドアの解錠を要求する旨の操作コード（解錠要求用操作コード）と電子キー２のＩＤコードとを含む信号（解錠要求信号）を生成する。そして、マイコン２３は、この解錠要求信号を前記通信回路２２に出力する。
【００３１】
また、マイコン２３は、施錠スイッチ２５が操作されたとき、車両に対してドアの施錠を要求するために、ドアの施錠を要求する旨の操作コード（施錠要求用操作コード）と電子キー２のＩＤコードとを含む信号（施錠要求信号）を生成する。そして、マイコン２３は、この施錠要求信号を通信回路２２に出力する。
【００３２】
さらに、マイコン２３は、エンジン始動スイッチ２６が操作されたとき、車両に対してエンジンの始動を要求するために、エンジンの始動を要求する旨の操作コード（エンジン始動要求用操作コード）と電子キー２のＩＤコードとを含む信号（エンジン始動要求信号）を生成する。そして、マイコン２３は、このエンジン始動要求信号を通信回路２２に出力する。
【００３３】
前記通信回路２２は、マイコン２３から入力された各種信号（ＩＤコード信号、解錠要求信号、施錠要求信号、エンジン始動要求信号）を所定周波数（本実施形態では２．４５ＧＨｚ）の電波に変調する。つまり、この場合、前記通信回路２２は、送信回路（変調回路を含む）として機能する。前記通信アンテナ２１は、通信回路２２により変調された前記各種信号を送信するための媒体であり、この場合、同通信アンテナ２１は、送信アンテナとして機能する。そして、この場合、通信回路２２と通信アンテナ２１とにより送信手段が構成される。
【００３４】
セキュリティ装置３は、無線通信による送信機能及び無線通信による受信機能を有するとともに、通信回路３１、通信アンテナ３２、照合装置３３を備えている。
通信回路３１は、照合装置３３から入力されるリクエスト信号を所定周波数（本実施形態では２．４５ＧＨｚ）の電波に変調する。つまり、この場合、通信回路３１は、送信回路（変調回路を含む）として機能する。通信アンテナ３２は、通信回路３１により変調されたリクエスト信号を送信するための媒体であり、この場合、同通信アンテナ３２は、送信アンテナとして機能する。そして、この場合、通信回路３１と通信アンテナ３２とにより送信手段が構成される。
【００３５】
ここで、図２及び図３に示すように、通信アンテナ３２は、当該車両において金属のような電波遮蔽部材からなる天井（車体の屋根を形成するルーフパネルがこれに相当する）の内面中央部に設けられている。尚、ルーフパネルには、これのへこみを防止するために、該ルーフパネルの車両左右方向に沿って、車両前後方向に延びる一対のルーフレール間をつなぐ補強材（ルーフボー）が設けられ、前記通信アンテナ３２をルーフパネルの内面中央部に設けるに際して、該ルーフボーが障害となることが考えられる。
【００３６】
前記通信アンテナ３２は、それから送信されるリクエスト信号の指向性の安定感の良さを考慮すると、ルーフパネルの内面中央部に設けることが望ましいが、そこにルーフボーが存在するならば、同ルーフボーを避けるようにルーフパネルの内面中央部から若干ずれた位置に通信アンテナ３２を設けてもよい。或いは、同ルーフボーに通信アンテナ３２を設けてもよい。むしろ、ルーフパネルの内面よりも若干低い位置に存在するルーフボーの下面に通信アンテナ３２を設けると、それから送信されるリクエスト信号が障害無く車外にも展開されるので好適である。
【００３７】
また、通信アンテナ３２は、ルーフパネルやルーフボー等の電波遮蔽部材に直接的に接触させる等して、該通信アンテナ３２と電波遮蔽部材との間の領域に電子キー２が存在し得ないように配慮することが望ましい。ただし、通信アンテナ３２を必ずしも電波遮蔽部材に接触させる必要はなく、好ましくは該通信アンテナ３２と電波遮蔽部材との間の領域に電子キー２が存在し得ない範囲で、通信アンテナ３２を電波遮蔽部材の表面付近に設けることも許容される。
【００３８】
前記通信アンテナ３２から送信されるリクエスト信号は、車内全領域に加えて、電波透過部であるウインドウガラス（各ドアに設けられるもの、フロント部分に設けられるもの、バック部分に設けられるものを含む）を介して車外の領域にも展開されるようになっている。
【００３９】
尚、図３には、当該車両のウインドウガラスとして、運転席ドアのウインドウガラス及び助手席ドアのウインドウガラスを含む電波透過部と通信アンテナ３２とを結ぶ領域の内が符号Ａ１で示されるとともに、これを第１の領域Ａ１と規定する。また、図３に示す２つの第１の領域Ａ１のうち運転席側の第１の領域Ａ１の延長として、運転席ドアのウインドウガラス（電波透過部）から車外へ展開される領域の内が符号Ａ２で示されるとともに、これを第２の領域Ａ２と規定する（助手席側のそれについては割愛）。さらに、車内全領域のうち、前記第１の領域Ａ１を除く領域の内が符号Ａ３で示されるとともに、これを第３の領域Ａ３と規定する。
【００４０】
前記第１の領域Ａ１や前記第２の領域Ａ２は、運転席ドアのウインドウガラス（電波透過部）や助手席ドアのウインドウガラス（電波透過部）に対してのみならず、後部左側座席ドアのウインドウガラス（電波透過部）、後部右側座席ドアのウインドウガラス（電波透過部）、フロントガラス（電波透過部）、バックガラス（電波透過部）に対しても形成される。従って、前記第３の領域Ａ３は、車内全領域のうち、これら全ての第１の領域Ａ１を除く領域の内に形成されるものとなる。
【００４１】
そして、これら各領域Ａ１〜Ａ３に対して通信アンテナ３２からリクエスト信号が送信されるとともに、運転席ドアの金属部分が電波遮蔽部（障害物）となって本来はリクエスト信号が伝播しない影の領域である第４の領域Ａ４に対しても、該リクエスト信号が有する電波回折の特性により同リクエスト信号が送信されるようになっている。即ち、通信アンテナ３２から送信されるリクエスト信号は、図３に符号Ａ１〜Ａ４で示される各領域内に及ぶようになっている。尚、この第４の領域Ａ４についても、運転席ドアに対してのみならず、助手席ドアや後部左右座席ドアに対しても形成され、また、車両前後方にも形成され、これらの領域にも、電波回折の特性によりリクエスト信号が送信される。要するに、リクエスト信号は、車内全領域及び車両周辺領域に送信される。
【００４２】
そして、このようなリクエスト信号の送信領域内において、電子キー２とセキュリティ装置３との間での双方向通信が可能となっている。つまり、リクエスト信号の送信領域内に電子キー２が持ち込まれたとき、その電子キー２によりリクエスト信号が受信されて同電子キー２からＩＤコード信号が送信されるようになっている。
【００４３】
図１に戻って、前記通信アンテナ３２は、リクエスト信号に対する応答信号として電子キー２から送信されてくるＩＤコード信号や、該リクエスト信号とは関係なく電子キー２から送信されてくる解錠要求信号、施錠要求信号、エンジン始動要求信号を受信するための媒体であり、この場合、同通信アンテナ３２は、受信アンテナとして機能する。前記通信回路３１は、通信アンテナ３２により受信された各種信号（ＩＤコード信号、解錠要求信号、施錠要求信号、エンジン始動要求信号）を復調して受信信号を生成するとともに、その受信信号を照合装置３３に出力する。つまり、この場合、前記通信回路３１は、受信回路（復調回路を含む）として機能する。そして、この場合、通信アンテナ３２と通信回路３１とにより受信手段が構成される。
【００４４】
ここで、前記通信回路３１は、前記通信アンテナ３２による前記各種信号の受信態様を解析することによって、該信号の到来方向を推定する方向推定、並びに該信号の送信源である電子キー２までの距離を推定する距離推定を行い、電子キー２が車内外のいずれに位置しているのかを判定する。そして、同通信回路３１は、その判定結果を前記受信信号に付加して照合装置３３に出力する。尚、通信回路３１による方向推定の手法、並びに距離推定の手法については後述する。
【００４５】
照合装置３３は、不揮発性のメモリ３３ａを備えるとともに、そのメモリ３３ａには、セキュリティ装置３が搭載されている車両に適合する電子キー２（＝正規の電子キー２）のＩＤコードと同一のＩＤコード（基準ＩＤコード）が記憶されている。
【００４６】
照合装置３３は、車両が駐車状態（エンジンスイッチＯＦＦ、ドアロック状態）にあるとき、正規の電子キー２の所持者による「乗車」に伴う車両への接近（第２の領域Ａ２や第４の領域Ａ４への進入）を監視するため、通信回路３１にリクエスト信号を間欠的に出力する。
【００４７】
また、照合装置３３は、運転席ドアが開閉されたとき、正規の電子キー２の所持者による乗車（第１の領域Ａ１や第３の領域Ａ３への進入）を監視するため、通信回路３１にリクエスト信号を間欠的に出力する。
【００４８】
さらに、照合装置３３は、ドアアウトサイドハンドルに設けられたドアロックスイッチが操作されたとき、正規の電子キー２の所持者による「降車」に伴う車外への脱出（第２の領域Ａ２や第４の領域Ａ４への進入）や、電子キー２の車内置き忘れの有無を監視するため、通信回路３１にリクエスト信号を間欠的に出力する。
【００４９】
その結果、車両が駐車状態にあるとき、また運転席ドアが開閉されたとき、さらにドアロックスイッチが操作されたとき、通信アンテナ３２から各領域Ａ１〜Ａ４内にリクエスト信号が間欠的に送信される。
【００５０】
照合装置３３は、通信回路３１にリクエスト信号を間欠的に出力するに際して、それを出力しない休止期間において、電子キー２から送信されてくる各種信号（ＩＤコード信号、解錠要求信号、施錠要求信号、エンジン始動要求信号）の受信待機状態となる。即ち、照合装置３３は、前記休止期間において、通信回路３１からの前記各種信号に関する各受信信号の入力有無を監視する。
【００５１】
そして、照合装置３３は、前記各種信号のいずれかに関する受信信号が通信回路３１から入力されたとき、通信回路３１へのリクエスト信号の出力を停止し、該通信回路３１から入力された受信信号を解析する。即ち、この場合、照合装置３３は、該受信信号に含まれているＩＤコードが基準ＩＤコードと一致しているか否かを判断する。つまり、この場合、照合装置３３は、ＩＤコード照合を実行する。
【００５２】
そして、照合装置３３は、このＩＤコード照合により両ＩＤコードが一致したとき、正規の電子キー２が利用された旨（正規の電子キー２の存在を肯定する旨）を認識して、図示しない車内通信ネットワーク上にＩＤコード一致信号を出力するとともに、該受信信号の更なる解析を行う。即ち、この場合、照合装置３３は、該受信信号に含まれている、電子キー２の位置に関する判定結果に基づいて、電子キー２が車内外のいずれに位置しているのかを特定する。
【００５３】
そして、照合装置３３は、電子キー２が車外に位置していると特定したとき、それを示唆する携帯機車外存在特定信号を前記車内通信ネットワーク上に出力する一方、電子キー２が車内に位置していると特定したとき、それを示唆する携帯機車内存在特定信号を前記車内通信ネットワーク上に出力する。
【００５４】
また、照合装置３３は、該受信信号に解錠要求用操作コードが含まれているとき、解錠要求有り信号を、該受信信号に施錠要求用操作コードが含まれているとき、施錠要求有り信号を、該受信信号にエンジン始動要求用操作コードが含まれているとき、エンジン始動要求有り信号を、前記車内通信ネットワーク上に出力する。
【００５５】
そして、該車内通信ネットワーク上に出力された各種信号（ＩＤコード一致信号、携帯機車外存在特定信号、携帯機車内存在特定信号、解錠要求有り信号、施錠要求有り信号、エンジン始動要求有り信号）は、同ネットワークに電気的に接続された照合装置３３、ドア制御装置４０、エンジン制御装置５０を含む各種制御装置間で共有される。そして、これらの信号を用いて各制御装置が車両制御を行うようになっている。
【００５６】
例えば、ドア制御装置４０は、前記車内通信ネットワークを通じてＩＤコード一致信号及び携帯機車外存在特定信号を取得した場合にあって、電子キー２の所持者がドアアウトサイドハンドルに触れてそれに内蔵されたタッチセンサでそれが検出されたとき、この電子キー２の所持者による乗車の意志が認められるので、この場合、ドアを解錠する。
【００５７】
また、ドア制御装置４０は、ＩＤコード一致信号及び携帯機車外存在特定信号を取得した場合にあって、電子キー２の所持者がドアアウトサイドハンドルに設けられたドアロックスイッチを操作してそれを検出したとき、この電子キー２の所持者による降車の意志が認められるので、この場合、ドアを施錠する。尚、このように電子キー２が車外に持ち出されたものと認められる状況下で、ドアを施錠しているので、この電子キー２を車内に置き忘れたままドアが施錠されてしまう、いわゆるインロックの発生を防止することができる。
【００５８】
さらに、ドア制御装置４０は、ＩＤコード一致信号及び解錠要求有り信号（施錠要求有り信号）を取得したとき、電子キー２の所持者によるドア解錠（施錠）の意志が認められるので、この場合、携帯機車外存在特定信号や携帯機車内存在特定信号の取得に関わらず、ドアを解錠（施錠）する。
【００５９】
一方、エンジン制御装置５０は、ＩＤコード一致信号及び及び携帯機車内存在特定信号を取得した場合にあって、電子キー２の所持者がブレーキペダルを踏み込みながらエンジンスイッチをＯＮ操作してそれらを検出したとき、この電子キー２の所持者によるエンジン始動の意志が認められるので、この場合、エンジンを始動する。
【００６０】
また、エンジン制御装置５０は、ＩＤコード一致信号及びエンジン始動要求有り信号を取得したとき、併せて携帯機車内存在特定信号を取得したことを条件として、電子キー２の所持者によるエンジン始動の意志を有効なものとして、この場合、エンジンを始動する。つまり、エンジン制御装置５０は、ＩＤコード一致信号及びエンジン始動要求有り信号を取得するも、併せて携帯機車内存在特定信号を取得せずに、携帯機車外存在特定信号を取得した場合、電子キー２の所持者によるエンジン始動の意志を無効化し、この場合、エンジンを始動しない。従って、車外で電子キー２のエンジン始動スイッチ２６が操作された場合にはエンジンの始動が禁止され、つまりは電子キー２が車内に位置していない状況下でのエンジン始動が禁止される。
【００６１】
次に、通信回路３１による方向推定の手法、並びに距離推定の手法について説明する。
図４に示すように、共通の原点Ｏを基準として互いに直交して延びる３軸をＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸と規定したとき、前記通信アンテナ３２は、複数のアンテナ素子が前記原点Ｏを基準としてＸＹ平面に沿って２次元に配列されたアレイアンテナにより構成されている。尚、本実施形態では、Ｍ×Ｎ個のアンテナ素子が、互いに等間隔でＭ行Ｎ列に並ぶように、直交するマトリックスの各交点に配置されたアダプティブアレイアンテナにて通信アンテナ３２が構成されている。
【００６２】
通信回路３１は、こうした通信アンテナ３２で受信された信号の到来方向に関して、該信号の到来方向とＸＹ平面とのなす角度である仰角或いは俯角、並びに該信号の到来方向をＸＹ平面に正射影したときに該ＸＹ平面上に現れる仮想線と原点Ｏに対して正のＸ軸線とのなす角度である方位角を推定する。
【００６３】
尚、本実施形態では、当該車両の天井の内面（これがＸＹ平面と一致する）に通信アンテナ３２が設けられることから、同通信アンテナ３２で受信された信号の到来方向とＸＹ平面とのなす角度として俯角が採用され、図４には、該俯角が符号θで示されている。また、同図４には、該信号の到来方向をＸＹ平面に正射影したときに該ＸＹ平面上に現れる仮想線が符号Ｌで示されるとともに、該仮想線Ｌと原点Ｏに対して正のＸ軸線とのなす角度である方位角が符号φで示されている。ちなみに、俯角θの範囲は、０度≦θ≦９０度であり、方位角φの範囲は、−１８０度≦φ≦１８０度である。
【００６４】
尚、俯角θ及び方位角φを推定する手法としては、ビームフォーマ法、Ｃａｐｏｎ法、ＭＵＳＩＣ法、線形予測法、最小ノルム法、ＥＳＰＲＩＴ法等の手法が挙げられる。また、通信アンテナ３２の基準点である原点Ｏから該信号の送信源までの距離（これに対して符号ｄを付与する）を推定する手法としては、逆フーリエ変換による手法等が挙げられる。本発明の要部は、これらの手法自体にあるのではなく、これらの手法を通じて得られる俯角θ及び方位角φ、並びに距離ｄに基づいて、該信号の送信源である電子キー２が車内外のいずれに位置しているのかを判定する点にあるので、ここでは上記列挙した各手法の詳細については割愛する。
【００６５】
次に、通信回路３１が、電子キー２が車内外のいずれに位置しているのかを判定するときの動作について説明する。
図５に示すように、通信回路３１には、通信アンテナ３２で受信された信号の到来方向に関する俯角θ及び方位角φ、並びに通信アンテナ３２から該信号の送信源までの距離ｄに対して、電子キー２が車内外のいずれに位置しているのかを示す携帯機位置情報が関連付けされた携帯機位置判定用データが設定されている。
【００６６】
そして、通信回路３１は、通信アンテナ３２による信号の受信態様を解析することによって、俯角θ及び方位角φ、並びに距離ｄを得たとき、前記携帯機位置判定用データを参照し、該俯角θ及び方位角φ、並びに距離ｄに関連付けされている携帯機位置情報に基づいて、電子キー２が車内外のいずれに位置しているのかを判定する。そして、通信回路３１は、電子キー２が車内（車外）に位置していると判定したとき、それを示唆する判定結果を、前述の受信信号に付加して照合装置３３に出力する。尚、こうした受信信号を照合装置３３が受け取った後の動作は、先に説明した通りである。
【００６７】
さて、通信回路３１による位置判定の具体例を説明するに際して、第１の前提として、当該車両の運転席ドアのウインドウガラス（電波透過部）の上端縁が、俯角θ＝θ１の高さにあり、且つその高さにおいて同ウインドウガラスの前端が、方位角φ＝φ１に位置しており、さらに、原点Ｏからそこまでの距離がｄ１であるものとする。
【００６８】
このような第１の前提において、通信回路３１は、通信アンテナ３２による信号の受信態様を解析することによって、図５の第１段目に示すように、俯角θとしてθ１を、方位角φとしてφ１を、距離ｄとしてｄ１以下の値をそれぞれ得たとき、電子キー２が車内に位置していると判定する。つまり、この場合、図３に示す第１の領域Ａ１に電子キー２が位置しており、通信回路３１によってそれが正確に判定される。
【００６９】
一方、通信回路３１は、図５の第２段目に示すように、俯角θとしてθ１を、方位角φとしてφ１を、距離ｄとしてｄ１を超える値をそれぞれ得たとき、電子キー２が車外に位置していると判定する。つまり、この場合、図３に示す第２の領域Ａ２に電子キー２が位置しており、通信回路３１によってそれが正確に判定される。
【００７０】
また、第２の前提として、当該車両の運転席ドアのウインドウガラス（電波透過部）の上端縁が、俯角θ＝θ１の高さにあり（第１の前提と同じ）、且つその高さにおいて第１の前提よりも少し車両後方側へずれた同ウインドウガラスの箇所が、方位角φ＝φ２に位置しており、さらに、原点Ｏからそこまでの距離がｄ２であるものとする。
【００７１】
このような第２の前提において、通信回路３１は、図５の第３段目に示すように、俯角θとしてθ１を、方位角φとしてφ２を、距離ｄとしてｄ２以下の値をそれぞれ得たとき、電子キー２が車内に位置していると判定する。つまり、この場合、図３に示す第１の領域Ａ１に電子キー２が位置しており、通信回路３１によってそれが正確に判定される。
【００７２】
一方、通信回路３１は、図５の第４段目に示すように、俯角θとしてθ１を、方位角φとしてφ２を、距離ｄとしてｄ２を超える値をそれぞれ得たとき、電子キー２が車外に位置していると判定する。つまり、この場合、図３に示す第２の領域Ａ２に電子キー２が位置しており、通信回路３１によってそれが正確に判定される。
【００７３】
さらに、第３の前提として、当該車両の運転席ドアのウインドウガラス（電波透過部）の上端縁が、俯角θ＝θ１の高さにあり（第１の前提及び第２の前提と同じ）、且つその高さにおいて同ウインドウガラスの後端が、方位角φ＝φｘに位置しており、さらに、原点Ｏからそこまでの距離がｄｘであるものとする。
【００７４】
このような第３の前提において、通信回路３１は、図５の第５段目に示すように、俯角θとしてθ１を、方位角φとしてφｘを、距離ｄとしてｄｘ以下の値をそれぞれ得たとき、電子キー２が車内に位置していると判定する。つまり、この場合、図３に示す第１の領域Ａ１に電子キー２が位置しており、通信回路３１によってそれが正確に判定される。
【００７５】
一方、通信回路３１は、図５の第６段目に示すように、俯角θとしてθ１を、方位角φとしてφｘを、距離ｄとしてｄｘを超える値をそれぞれ得たとき、電子キー２が車外に位置していると判定する。つまり、この場合、図３に示す第２の領域Ａ２に電子キー２が位置しており、通信回路３１によってそれが正確に判定される。
【００７６】
ここまでの説明により、俯角θ＝θ１（固定）、及び方位角φ＝φ１〜φｘによって定まる各方向から到来する信号が通信アンテナ３２で受信されたとき、その方向に沿った通信アンテナ３２から該信号の送信源である電子キー２までの距離に応じて、電子キー２が車内外のいずれに位置しているのかが通信回路３１で判定される点が理解される。
【００７７】
尚、当該車両の運転席ドアのウインドウガラス（電波透過部）が、原点Ｏから見て俯角θ＝θ１〜θｘの高さに存在しているものと仮定したとき、各々の高さにおいても上記と同様に、俯角θ及び方位角φの値によって定まる各方向から到来する信号が通信アンテナ３２で受信されたとき、その方向に沿った通信アンテナ３２から該信号の送信源である電子キー２までの距離に応じて、電子キー２が車内外のいずれに位置しているのかが通信回路３１で判定される（他のウインドウガラスについても同様）。
【００７８】
次いで、第４の前提として、当該車両の運転席シート付近が、俯角θ＝θｙの高さにあり、且つ方位角φ＝φｙに位置しているものとする。
このような第４の前提において、通信回路３１は、図５の第７段目に示すように、俯角θとしてθｙを、方位角φとしてφｙをそれぞれ得たとき、電子キー２が車内に位置していると判定する。つまり、この場合、図３に示す第３の領域Ａ３に電子キー２が位置しており、通信回路３１によってそれが正確に判定される。
【００７９】
尚、この場合、原点Ｏからその方向に沿ったそこの先には、当該車両において金属のような電波遮蔽部材からなる床（乗員室及び荷物室の床板であるフロアパンがこれに相当する）が存在しており、該床を介した車内外での信号の行き来はない。従って、該方向から到来する信号が通信アンテナ３２で受信されたとき、通信回路３１は、その方向に沿った通信アンテナ３２から該信号の送信源である電子キー２までの距離を推定することなく、電子キー２が車内に位置していると判定する。
【００８０】
まとめると、通信回路３１は、第２の領域Ａ２から通信アンテナ３２へ向かう方向が、信号の到来方向であると推定したとき、その方向に沿った通信アンテナ３２から電子キー２までの距離を距離推定を通じて特定する。
【００８１】
そして、通信回路３１は、第２の領域Ａ２から通信アンテナ３２へ向かう方向に沿った該通信アンテナ３２から電子キー２までの距離が、同通信アンテナ３２からウインドウガラス（電波透過部）までの距離以下であるとき、電子キー２が車内に位置していると判定する。従って、車内の領域である第１の領域Ａ１に位置する電子キー２から送信されてきた信号が、通信アンテナ３２に達し、それが同通信アンテナ３２で受信されたとき、電子キー２が車内に位置していると判定される。
【００８２】
また、通信回路３１は、第２の領域Ａ２から通信アンテナ３２へ向かう方向に沿った該通信アンテナ３２から電子キー２までの距離が、同通信アンテナ３２からウインドウガラス（電波透過部）までの距離を超えているとき、電子キー２が車外に位置していると判定する。従って、車外の領域である第２の領域Ａ２に位置する電子キー２から送信されてきた信号が、ウインドウガラス（電波透過部）を介して、通信アンテナ３２に達し、それが同通信アンテナ３２で受信されたとき、電子キー２が車外に位置していると判定される。
【００８３】
さらに、通信回路３１は、第３の領域Ａ３から通信アンテナ３２へ向かう方向が、信号の到来方向であると推定したとき、距離推定を行うことなく、電子キー２が車内に位置していると判定する。従って、車内の領域である第３の領域Ａ３に位置する電子キー２から送信されてきた信号が、通信アンテナ３２に達し、それが同通信アンテナ３２で受信されたとき、電子キー２が車内に位置していると判定される。
【００８４】
尚、第４の領域Ａ４に電子キー２が位置しているとき、電波回折の特性により該第４の領域Ａ４に対して送信されたリクエスト信号に応答して、同電子キー２からＩＤコード信号が送信される。そして、このＩＤコード信号は、電波回折の特性により通信アンテナ３２に達し、それが同通信アンテナ３２で受信される。そして、この場合、第２の領域Ａ２から通信アンテナ３２へ向かう方向が、信号の到来方向であると推定されるので、その方向に沿った通信アンテナ３２から電子キー２までの距離が距離推定を通じて特定される。そして、この場合、該距離が、通信アンテナ３２からウインドウガラス（電波透過部）までの距離を超えるので、電子キー２が車外に位置していると判定される。ちなみに、第４の領域Ａ４に位置している電子キー２から、リクエスト信号とは関係のない解錠要求信号、施錠要求信号、エンジン始動要求信号が送信される場合もこれと同様である。
【００８５】
本実施形態において通信回路３１は、通信アンテナ３２による信号の受信態様を解析することによって、該信号の到来方向を推定する方向推定手段に相当する。また、同通信回路３１は、通信アンテナ３２による信号の受信態様を解析することによって、該信号の送信源である電子キー２までの距離を推定する距離推定手段に相当する。さらに、同通信回路３１は、信号の到来方向や信号の送信源までの距離に基づいて、電子キー２が車内外のいずれに位置しているのかを判定する位置判定手段に相当する。
【００８６】
以上、詳述したように本実施形態によれば、次のような作用、効果を得ることができる。
（１）当該車両のセキュリティ装置３から車外の所定領域或いは車内の所定領域のみにリクエスト信号が送信されるような配慮を必ずしも行わなくても、そのリクエスト信号に応答して電子キー２から送信されてきた信号の到来方向を推定することで、電子キー２が車内外のいずれに位置しているのかを正確に判定することができる。即ち、リクエスト信号の送信領域を設定するために必要な作業については、簡単なもので足りる。従って、電子キー２が車内外のいずれに位置しているのかを正確に判定するに際して、それを簡単に行うことができる。
【００８７】
（２）俯角θ、並びに方位角φに基づいて、電子キー２からの信号の到来方向をいわば３次元的に推定することで、電子キー２が車内外のいずれに位置しているのかをより正確に判定することができる。
【００８８】
（３）当該車両の天井を含む電波遮蔽部材を境として、車内側と車外側とに領域が分かれる訳であるが、該車内側の領域に位置する電子キー２から送信されてきた信号は、通信アンテナ３２で受信され、該信号の到来方向が推定される。一方、該車外側の領域に位置する電子キー２から送信されてくる信号は、電波遮蔽部材により遮蔽されるので、通信アンテナ３２で受信されない。このため、本構成とは異なり、電波遮蔽部材から離れた位置に通信アンテナ３２が設けられる構成では、該通信アンテナ３２と電波遮蔽部材との間の領域に電子キー２が位置している場合と、該通信アンテナ３２に対して前記領域とは反対側の領域に電子キー２が位置している場合とを区別できないところ、本構成では、それらを区別することが可能となる。従って、本構成では、電子キー２からの信号の到来方向を正確に推定することができる。
【００８９】
尚、該別の構成において、前記両者を区別できない理由は、共通の方位角φに対して、互いに等しい２つの角度、つまり俯角θと仰角θとが存在することになるからである。ちなみに、本構成では、方位角φに対して１つの角度、つまり俯角θのみが存在し、仰角θについては存在しない。即ち、これが、当該車両の天井（電波遮蔽部材）の内面及びその表面付近に通信アンテナ３２を設けることの技術的意義である。
【００９０】
（４）一般的な車両のように天井や床等が金属のような電波遮蔽部材で覆われ、ウインドウガラスのような電波透過部が車両の高さ方向の天井近くに設けられる場合、本構成のように、天井の内面及びその表面付近に通信アンテナ３２を設けることで、第３の領域Ａ３を広く採れることとなり、電子キー２が車内に位置しているにも関わらず、それが車外に位置していると誤判定される可能性を低減できる。
【００９１】
（５）第２の領域Ａ２から通信アンテナ３２へ向かう方向に沿った該通信アンテナ３２から電子キー２までの距離が、同通信アンテナ３２からウインドウガラス（電波透過部）までの距離以下であるとき、電子キー２が車内に位置していると判定される。一方、第２の領域Ａ２から通信アンテナ３２へ向かう方向に沿った該通信アンテナ３２から電子キー２までの距離が、同通信アンテナ３２からウインドウガラス（電波透過部）までの距離を超えているとき、電子キー２が車外に位置していると判定される。このため、前者のように第１の領域Ａ１に電子キー２が位置している場合には、該電子キー２が車内に位置していると判定され、電子キー２が車内に位置しているにも関わらず、それが車外に位置していると誤判定される可能性を低減できる。即ち、方向推定及び距離推定を併用することで、電子キー２が車内外のいずれに位置しているのかをより一層正確に判定することができる。
【００９２】
（６）電子キー２とセキュリティ装置３との間での各種信号（リクエスト信号、ＩＤコード信号、解錠要求信号、施錠要求信号、エンジン始動要求信号）のやりとりで使用する周波数を共通のもの（２．４５ＧＨｚ）としたので、電子キー２の側及びセキュリティ装置３の側の双方において、それぞれ通信アンテナを送受信兼用の媒体として用いることが可能となる。このため、電子キー２の側及びセキュリティ装置３の側の双方において、それぞれ部品点数削減により構成が簡素化されるとともに、小型軽量化を図ることができる。従って、電子キー２の側において、生産性の向上や携帯性の向上が見込めるとともに、セキュリティ装置３が搭載される車両の側において、生産性の向上や燃費の向上が見込める。
【００９３】
（７）車外で解錠スイッチ２４や施錠スイッチ２５が操作された場合にドアを施解錠するとともに、車内でエンジン始動スイッチ２６が操作された場合に限りエンジンを始動し、車外でエンジン始動スイッチ２６が操作された場合にはエンジンの始動を禁止することが可能となる。こうすれば、電子キー２が車外に位置しているにも関わらずエンジンが始動することが回避される。つまり、電子キー２の位置に応じた適切な車両制御を行うことができる。
【００９４】
（８）車内に電子キー２が位置しているとき、一旦ドアが施錠された後の段階では、車外からドアを開けられないようにすれば、車内に存在するユーザの意志に反して、第三者によりいわば勝手にドアが開けられてしまうことが回避され、セキュリティ性を高めることができる。そして、これも電子キー２の位置に応じた適切な車両制御の１つとして数えることができる。
【００９５】
尚、前記実施形態は、次のように変更して具体化することも可能である。
・一般的な車両と同様に天井や床等が金属のような電波遮蔽部材で覆われ、また、一般的な車両とは異なり、ウインドウガラスのような電波透過部が車両の高さ方向の床近くに設けられる特殊車両に本発明を適用してもよい。この場合、床の内面及びその表面付近に通信アンテナ３２を設けることで、第３の領域Ａ３を広く採れることとなり、電子キー２が車内に位置しているにも関わらず、それが車外に位置していると誤判定される可能性を低減できる。
【００９６】
尚、この場合において、例えば当該車両の床の内面（これがＸＹ平面と一致する）に通信アンテナ３２を設けたとき、同通信アンテナ３２で受信された信号の到来方向とＸＹ平面とのなす角度として、「俯角θ」の代わりに「仰角θ」が採用される。
【００９７】
そして、この場合、当該車両の床を含む電波遮蔽部材を境として、車内側と車外側とに領域が分かれる訳であるが、該車内側の領域に位置する電子キー２から送信されてきた信号は、通信アンテナ３２で受信され、該信号の到来方向が推定される。一方、該車外側の領域に位置する電子キー２から送信されてくる信号は、電波遮蔽部材により遮蔽されるので、通信アンテナ３２で受信されない。このため、本構成とは異なり、電波遮蔽部材から離れた位置に通信アンテナ３２が設けられる構成では、該通信アンテナ３２と電波遮蔽部材との間の領域に電子キー２が位置している場合と、該通信アンテナ３２に対して前記領域とは反対側の領域に電子キー２が位置している場合とを区別できないところ、本構成では、それらを区別することが可能となる。従って、本構成では、電子キー２からの信号の到来方向を正確に推定することができる。
【００９８】
尚、該別の構成において、前記両者を区別できない理由は、共通の方位角φに対して、互いに等しい２つの角、つまり俯角θと仰角θとが存在することになるからである。ちなみに、本構成では、方位角φに対して１つの角、つまり仰角θのみが存在し、俯角θについては存在しない。即ち、これが、当該車両の床（電波遮蔽部材）の内面及びその表面付近に通信アンテナ３２を設けることの技術的意義である。
【００９９】
・本発明は、携帯機（電子キー２）と車両（セキュリティ装置３）との間で双方向通信が行われる電子キーシステム１（通信システム）に限らず、携帯機を送信側とする単方向通信が行われる通信システムにも適用可能である。例えば、前記実施形態において、リクエスト信号及びＩＤコード信号に関するやりとりは必須ではなく、それが省略されたものに本発明を適用してもよい。この場合、携帯機（電子キー２）は、必ずしも受信機能を有していなくてもよく、少なくとも送信機能を有していればよい。一方、車両（セキュリティ装置３）は、必ずしも送信機能を有していなくてもよく、少なくとも受信機能を有していればよい。
【０１００】
・通信アンテナ３２（アダプティブアレイアンテナ）を構成する複数のアンテナ素子を２次元に配列するに際して、複数のアンテナ素子をマトリックスの各交点に配置する構成に代えて、複数のアンテナ素子を十字状に配置する構成や、複数のアンテナ素子をＬ字状に配置する構成を採用してもよい。
【０１０１】
・必ずしも距離推定を併用しなくてもよく、それを省略して方向推定のみにより電子キー２が車内外のいずれに位置しているのかを判定するようにしてもよい。尚、このように方向推定のみとした場合、通信回路３１は、図３に示す第３の領域Ａ３に電子キー２が存在しているとき、前記実施形態と同様に、電子キー２が車内に位置していると判定する。また、方向推定のみとした場合、通信回路３１は、第１の領域Ａ１から通信アンテナ３２へ向かう方向と、第２の領域Ａ２から通信アンテナ３２へ向かう方向とを区別することができないので、第１の領域Ａ１に電子キー２が存在しているとき、電子キー２が車内に位置しているにも関わらず、それが車外に位置していると判定する。
【０１０２】
しかし、この第１の領域Ａ１に電子キー２が位置するような状況が発生する可能性は、車両使用上において極めて低いものであり、よって車内に電子キー２が位置していながら車外に電子キー２が位置しているとの判定から、エンジンが始動されない、といった不都合が生じる可能性は低く、さほど問題とならない。
【０１０３】
そもそも、こうしたことが問題となる可能性を完全には否定できない点を踏まえて、前記実施形態では、方向推定と距離推定とを併用していることは今更言うまでもない。尚、この点は、上記実施形態における効果（５）に記載してある。
【図面の簡単な説明】
【０１０４】
【図１】本実施形態の自動車に適用されている電子キーシステムの構成を示すブロック図。
【図２】車内に通信アンテナが設けられている様子を示す車両の斜視図。
【図３】車内に設けられている通信アンテナとウインドウガラスとを結ぶ領域の内である第１の領域、その第１の領域の延長としてウインドウガラスから車外へ展開される領域の内である第２の領域、車内全領域のうち第１の領域を除く領域の内である第３の領域、車内に設けられている通信アンテナから見て影の領域である第４の領域を示す車両の模式横断面図。
【図４】原点を基準としてＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を規定し、該原点を基準としてＸＹ平面に沿ってアレイアンテナが設けられ、そのアレイアンテナで受信された信号の到来方向に関する俯角及び方位角を示す説明図。
【図５】セキュリティ装置の通信回路に設定されている携帯機位置判定用データを示す概念図。
【符号の説明】
【０１０５】
２…電子キー（携帯機）、３…セキュリティ装置（位置判定装置）、３１…通信回路（方向推定手段、距離推定手段、位置判定手段）、３２…通信アンテナ（受信アンテナ）、Ａ１…第１の領域、Ａ２…第２の領域、Ａ３…第３の領域、Ｌ…ＸＹ平面上の仮想線、Ｏ…原点、θ…俯角、φ…方位角。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両ユーザが所持する携帯機が車内外のいずれに位置しているのかを判定する位置判定装置において、
車内に設けられ、前記携帯機から送信されてくる信号を受信するための媒体となる受信アンテナと、
前記受信アンテナによる前記信号の受信態様を解析することによって、該信号の到来方向を推定する方向推定手段と、
前記方向推定手段により推定された前記信号の到来方向に基づいて、前記携帯機が車内外のいずれに位置しているのかを判定する位置判定手段とを備え、
当該車両のウインドウガラスを含む電波透過部と前記受信アンテナとを結ぶ領域の内を第１の領域と規定し、
前記第１の領域の延長として、前記電波透過部から車外へ展開される領域の内を第２の領域と規定し、
車内全領域のうち、前記第１の領域を除く領域の内を第３の領域と規定し、
前記位置判定手段は、前記第２の領域から前記受信アンテナへ向かう方向が、前記信号の到来方向として前記方向推定手段により推定されたとき、前記携帯機が車外に位置していると判定し、
同位置判定手段は、前記第３の領域から前記受信アンテナへ向かう方向が、前記信号の到来方向として前記方向推定手段により推定されたとき、前記携帯機が車内に位置していると判定する
ことを特徴とする位置判定装置。
【請求項２】
共通の原点を基準として互いに直交して延びる３軸をＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸と規定し、
前記受信アンテナは、複数のアンテナ素子が前記原点を基準としてＸＹ平面に沿って２次元に配列されたアレイアンテナにより構成され、
前記方向推定手段は、前記アレイアンテナによる前記信号の受信態様を解析することによって、該信号の到来方向に関して、前記信号の到来方向と前記ＸＹ平面とのなす角度である仰角或いは俯角、並びに前記信号の到来方向を前記ＸＹ平面に正射影したときに該ＸＹ平面上に現れる仮想線と前記原点に対して正のＸ軸線とのなす角度である方位角を推定するものである
請求項１に記載の位置判定装置。
【請求項３】
前記受信アンテナは、当該車両の天井を含む電波遮蔽部材の内面及びその表面付近、並びに当該車両の床を含む電波遮蔽部材の内面及びその表面付近の少なくとも一方に設けられる
請求項１又は請求項２に記載の位置判定装置。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の位置判定装置において、
前記受信アンテナによる前記信号の受信態様を解析することによって、該信号の送信源である前記携帯機までの距離を推定する距離推定手段をさらに備え、
前記位置判定手段は、前記第２の領域から前記受信アンテナへ向かう方向が、前記信号の到来方向として前記方向推定手段により推定されたとき、その方向に沿った前記受信アンテナから前記携帯機までの距離を前記距離推定手段による推定結果に基づいて特定し、
同位置判定手段は、前記第２の領域から前記受信アンテナへ向かう方向に沿った該受信アンテナから前記携帯機までの距離が、同受信アンテナから前記電波透過部までの距離以下であるとき、前記携帯機が車内に位置していると判定し、
同位置判定手段は、前記第２の領域から前記受信アンテナへ向かう方向に沿った該受信アンテナから前記携帯機までの距離が、同受信アンテナから前記電波透過部までの距離を超えているとき、前記携帯機が車外に位置していると判定する
ことを特徴とする位置判定装置。
【請求項１】
車両ユーザが所持する携帯機が車内外のいずれに位置しているのかを判定する位置判定装置において、
車内に設けられ、前記携帯機から送信されてくる信号を受信するための媒体となる受信アンテナと、
前記受信アンテナによる前記信号の受信態様を解析することによって、該信号の到来方向を推定する方向推定手段と、
前記方向推定手段により推定された前記信号の到来方向に基づいて、前記携帯機が車内外のいずれに位置しているのかを判定する位置判定手段とを備え、
当該車両のウインドウガラスを含む電波透過部と前記受信アンテナとを結ぶ領域の内を第１の領域と規定し、
前記第１の領域の延長として、前記電波透過部から車外へ展開される領域の内を第２の領域と規定し、
車内全領域のうち、前記第１の領域を除く領域の内を第３の領域と規定し、
前記位置判定手段は、前記第２の領域から前記受信アンテナへ向かう方向が、前記信号の到来方向として前記方向推定手段により推定されたとき、前記携帯機が車外に位置していると判定し、
同位置判定手段は、前記第３の領域から前記受信アンテナへ向かう方向が、前記信号の到来方向として前記方向推定手段により推定されたとき、前記携帯機が車内に位置していると判定する
ことを特徴とする位置判定装置。
【請求項２】
共通の原点を基準として互いに直交して延びる３軸をＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸と規定し、
前記受信アンテナは、複数のアンテナ素子が前記原点を基準としてＸＹ平面に沿って２次元に配列されたアレイアンテナにより構成され、
前記方向推定手段は、前記アレイアンテナによる前記信号の受信態様を解析することによって、該信号の到来方向に関して、前記信号の到来方向と前記ＸＹ平面とのなす角度である仰角或いは俯角、並びに前記信号の到来方向を前記ＸＹ平面に正射影したときに該ＸＹ平面上に現れる仮想線と前記原点に対して正のＸ軸線とのなす角度である方位角を推定するものである
請求項１に記載の位置判定装置。
【請求項３】
前記受信アンテナは、当該車両の天井を含む電波遮蔽部材の内面及びその表面付近、並びに当該車両の床を含む電波遮蔽部材の内面及びその表面付近の少なくとも一方に設けられる
請求項１又は請求項２に記載の位置判定装置。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の位置判定装置において、
前記受信アンテナによる前記信号の受信態様を解析することによって、該信号の送信源である前記携帯機までの距離を推定する距離推定手段をさらに備え、
前記位置判定手段は、前記第２の領域から前記受信アンテナへ向かう方向が、前記信号の到来方向として前記方向推定手段により推定されたとき、その方向に沿った前記受信アンテナから前記携帯機までの距離を前記距離推定手段による推定結果に基づいて特定し、
同位置判定手段は、前記第２の領域から前記受信アンテナへ向かう方向に沿った該受信アンテナから前記携帯機までの距離が、同受信アンテナから前記電波透過部までの距離以下であるとき、前記携帯機が車内に位置していると判定し、
同位置判定手段は、前記第２の領域から前記受信アンテナへ向かう方向に沿った該受信アンテナから前記携帯機までの距離が、同受信アンテナから前記電波透過部までの距離を超えているとき、前記携帯機が車外に位置していると判定する
ことを特徴とする位置判定装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１０−６０４５７（Ｐ２０１０−６０４５７Ａ）
【公開日】平成２２年３月１８日（２０１０．３．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２２７１３６（Ｐ２００８−２２７１３６）
【出願日】平成２０年９月４日（２００８．９．４）
【出願人】（０００００３５５１）株式会社東海理化電機製作所 (3,198)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年３月１８日（２０１０．３．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年９月４日（２００８．９．４）
【出願人】（０００００３５５１）株式会社東海理化電機製作所 (3,198)
【Ｆターム（参考）】
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