(57)【要約】【課題】周波数帯域が広い微弱電波を利用することでマルチパスの影響を軽減し、確実な測距を可能にする。【解決手段】  実施形態の測距システムは、第１及び第２装置間で送受信に基づいて前記装置間の距離を算出する測距システムにおいて、第１の周波数帯及び／又は前記第１の周波数帯とは異なる第２の周波数帯で通信を行う通信部と、前記装置間における前記第１又は第２の周波数帯の位相検出結果に基づいて、前記第１装置が前記第２装置に対し所定の範囲内に位置するか否かを判定する判定部と、前記判定部の判定結果により、前記第１装置が前記所定の範囲内に位置しないことが示された場合には前記第１の周波数帯を用いて測距を行い、前記第１装置が前記所定の範囲内に位置することが示された場合には前記第２の周波数帯を用いて測距を行うように制御する制御部と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１及び第２装置間で送受信に基づいて前記装置間の距離を算出する測距システムにおいて、
第１の周波数帯及び／又は前記第１の周波数帯とは異なる第２の周波数帯で通信を行う通信部と、
前記装置間における前記第１又は第２の周波数帯の位相検出結果に基づいて、前記第１装置が前記第２装置に対し所定の範囲内に位置するか否かを判定する判定部と、
前記判定部の判定結果により、前記第１装置が前記所定の範囲内に位置しないことが示された場合には前記第１の周波数帯を用いて測距を行い、前記第１装置が前記所定の範囲内に位置することが示された場合には前記第２の周波数帯を用いて測距を行うように制御する制御部と、
を備える測距システム。
【請求項２】
前記第２の周波数帯は、各国電波法で規定している微弱電波に相当する
請求項１に記載の測距システム。
【請求項３】
前記制御部は、前記判定結果により前記第１装置が前記所定の範囲内に位置することが示された場合には、前記第１の周波数帯を用いた測距が不能のときに前記第２の周波数帯を用いた測距を行うように制御する
請求項１又は２に記載の測距システム。
【請求項４】
第１及び第２装置間で送受信に基づいて前記装置間の距離を算出する測距方法において、
第１の周波数帯及び／又は前記第１の周波数帯とは異なる第２の周波数帯で通信を行い、
前記第１装置が前記第２装置に対し所定の範囲内に位置するか否かを判定し、
前記判定により、前記第１装置が前記所定の範囲内に位置しないことが示された場合には第１の周波数帯を用いて測距を行い、前記第１装置が前記所定の範囲内に位置することが示された場合には第２の周波数帯を用いて測距を行うように制御する
測距方法。
【請求項５】
第１装置との間で送受信に基づいて前記第１装置との間の距離を算出する測距装置において、
第１の周波数帯及び／又は前記第１の周波数帯とは異なる第２の周波数帯で通信を行う通信部と、
前記第１装置が所定の範囲内に位置するか否かを判定する判定部と、
前記判定部の判定結果により、前記第１装置が前記所定の範囲内に位置しないことが示された場合には第１の周波数帯を用いて測距を行い、前記第１装置が前記所定の範囲内に位置することが示された場合には第２の周波数帯を用いて測距を行うように制御する制御部と、
を備える測距装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、測距システム、測距装置及び測距方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、キーレスエントリが多くの車に採用されている。この技術は自動車の鍵と自動車間の無線通信を利用してドアの施錠・開錠を行う。更に、近年、鍵に触れることなくドアの施錠・開錠を行ったり、エンジンを始動させたりするスマートエントリも採用されている。
【０００３】
しかしながら、攻撃者がキーと自動車間の無線通信に侵入し、車を盗難する事件が多発している。攻撃（リレーアタック）の防御策として、キーと自動車間の距離が所定値以上と判断されたときは通信による車の制御を禁止する策が検討されている。
【０００４】
このような測距を行うシステムとして、位相検出方式を採用し、無線通信によって装置間の距離を求める通信型測距システムがある。
【０００５】
ところで、スマートエントリは、車室内では、マルチパスの影響が極めて大きく、通信型測距では測距不能となり、エンジンスタートが困難になることがあるという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１８−１５５７２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
実施形態は、周波数帯域が広い微弱電波を利用することでマルチパスの影響を軽減し、確実な測距を可能にする測距システム、測距装置及び測距方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
実施形態の測距システムは、第１及び第２装置間で送受信に基づいて前記装置間の距離を算出する測距システムにおいて、第１の周波数帯及び／又は前記第１の周波数帯とは異なる第２の周波数帯で通信を行う通信部と、前記装置間における前記第１又は第２の周波数帯の位相検出結果に基づいて、前記第１装置が前記第２装置に対し所定の範囲内に位置するか否かを判定する判定部と、前記判定部の判定結果により、前記第１装置が前記所定の範囲内に位置しないことが示された場合には前記第１の周波数帯を用いて測距を行い、前記第１装置が前記所定の範囲内に位置することが示された場合には前記第２の周波数帯を用いて測距を行うように制御する制御部と、を備える。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る測距システムを採用した車載装置及びキー装置を示すブロック図。
【図２】スマートエントリの仕組みを説明するための図。
【図３】車両１におけるＬＦユニット２０の搭載状況を示す説明図。
【図４】ＬＦユニット２０の送信電波の電波到達範囲を示す説明図。
【図５】車両１に対応したスマートキー２の外観の一例を示す図。
【図６】測距結果を利用するスマートエントリの仕組みを説明するための図。
【図７】微弱電波を説明するための図。
【図８】ＲＦユニット３０の具体的な構成の一例を示すブロック図。
【図９】車載装置１０の動作を説明するためのフローチャート。
【図１０】キー装置４０の動作を説明するためのフローチャート。
【図１１】本実施の形態におけるスマートエントリの仕組みを説明するための図。
【図１２】本発明の第２の実施の形態において採用される動作を示すフローチャート。
【図１３】本発明の第２の実施の形態において採用される動作を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。
（第１の実施の形態）
図１は本発明の第１の実施の形態に係る測距システムを採用した車載装置及びキー装置を示すブロック図である。図２はスマートエントリの仕組みを説明するための図である。本実施の形態は、測距対象が所定の範囲内に位置することを検知すると、微弱電波を用いて周波数を変更しながら通信を行うことにより、確実な測距を可能にするものである。本実施の形態は無変調キャリアを用いた位相検出方式を採用した通信型測距を採用する例を説明する。本実施の形態においては、測距対象はスマートキー２であり、所定の範囲として車近傍又は車室内を想定している。スマートキー２が車近傍又は車室内に位置することを、通信型測距以外の手法によって検知するものである。
【００１１】
車載装置１０は、アンテナ２３を含む複数のＬＦ（Low Frequency）ユニット２０と、アンテナ３３を含むＲＦ(Radio Frequency)ユニット３０とにより構成される。ＬＦユニット２０は、ＭＣＵ（Micro Control Unit）２１及びＬＦ送信器２２によって構成されている。ＭＣＵ２１は、ＬＦ送信器２２の制御を行う。ＬＦ送信器２２は、所定の低周波数、例えば、１３０ＫＨｚ帯等の電波（ＬＦ信号）をアンテナ２３を介して送信する。ＬＦユニット２０は、低周波数の電波を比較的低い電力でＬＦ間欠送信しており、その電波到達範囲は十分に短い。
【００１２】
図３は車両１におけるＬＦユニット２０の搭載状況を示す説明図である。なお、車両１には、図示しない車両制御装置５０が搭載されている。また、図４はＬＦユニット２０の送信電波の電波到達範囲を示す説明図である。図４では一部のＬＦユニット２０の電波到達範囲のみを丸で囲って示している。車両１には、７個のＬＦユニット２０（２０Ａ１〜２０Ａ５，２０Ｂ１，２０Ｂ２）が配設されている。ＬＦユニット２０Ａ１〜２０Ａ５は車外判定用であり、これらを区別する必要がない場合には、単にＬＦユニット２０Ａというものとする。また、ＬＦユニット２０Ｂ１，２０Ｂ２は車内判定用であり、これらを区別する必要がない場合には、単にＬＦユニット２０Ｂというものとする。
【００１３】
ＬＦユニット２０は、各ＬＦユニットを識別するＩＤ情報を送信電波に付加したＬＦ間欠送信を行ってもよい。また、ＩＤ情報としてはＬＦユニットを、個別に識別可能にするものだけでなく、車外判定用と車内判定用とに識別可能にするものであってもよい。なお、ＬＦユニット２０は、相互に独立して動作することが可能であるが、ＬＦ間欠送信のタイミング制御が行われてもよい。
【００１４】
ＬＦユニット２０Ａは、車両１のドア部等の端部近傍に配置される。ＬＦユニット２０Ａからの電波到達範囲１５は、例えば、半径１ｍ程度である。従って、ＬＦユニット２０Ａからの電波は、車両１の車外の近傍において受信可能である。
【００１５】
ＬＦユニット２０Ｂは、車両１の運転席や助手席等の車室内中央近傍に配置される。ＬＦユニット２０Ｂからの電波到達範囲１６は、例えば、半径１ｍ程度である。従って、ＬＦユニット２０Ｂからの電波は、車両１の車内においてのみ受信可能である。本実施の形態においては、ＬＦユニット２０Ｂからの電波を受信することによって、測距対象が所定の範囲である車両１の車内に位置することを検出する。
【００１６】
図５は車両１に対応したスマートキー２の外観の一例を示す図である。スマートキー２には、各種操作ボタン２ａが配設されており、図１のキー装置４０が内蔵されている。なお、キー装置４０は、操作ボタン２ａの操作により、所謂リモコンキーとして動作する。その際、ＬＦ受信器４２は一般的には無関係である。
【００１７】
キー装置４０は、ＭＣＵ４１、ＬＦ受信器４２、ＲＦ送受信器４３、及びアンテナ４４ａ，４４ｂにより構成される。ＭＣＵ４１は、キー装置４０における各種判定／制御を行う。ＬＦ受信器４２は、図４の電波到達範囲１５，１６に位置する場合には、ＬＦユニット２０からＬＦ間欠送信された電波（ＬＦ信号）をアンテナ４４ａを介して受信する。ＬＦ信号をＬＦ受信器４２が受信すると、ＲＦ送受信器４３はレスポンスとして高周波信号（ＲＦ信号）を送信する。これにより、ＲＦ送受信器４３とＲＦユニット３０との間で、ＲＦ信号による通信が行われる。なお、ＲＦ送受信器４３及びＲＦユニット３０の電波到達範囲は、リモコンキーための信号を出力することも可能なように、ＬＦユニット２０による電波到達範囲に比べて十分に長い距離に設定される。
【００１８】
ＲＦユニット３０は、ＭＣＵ３１及びＲＦ送受信器３２により構成されている。ＭＣＵ３１は、車載装置における各種判定／制御を行う。ＲＦ送受信器３２は、ＲＦ送受信器４３との間で通信を行う。ＭＣＵ３１は、ＲＦ信号をＲＦ送受信器３２が受信すると、キー装置４０との間で認証処理のための送受信を行うように制御する。
【００１９】
ＭＣＵ３１は、認証処理において、受信したＲＦ信号が車両１に対応するスマートキー２からの電波であると判定した場合には、認証成功の結果を得る。ＲＦユニット３０は、認証に成功したことを示す許可信号を車両制御装置５０に出力する。車両制御装置５０は、許可信号を受信すると、車両１のドアの開錠及びエンジンスタートを許可する。なお、１回の認証によって可能となる動作を、ドアの開錠又はエンジンスタートのいずれかに限定してもよい。また、ＬＦユニット２０Ａのレスポンスに基づいて認証が行われた場合にはドアの開錠を許可し、ＬＦユニット２０Ｂのレスポンスに基づいて認証が行われた場合にはエンジンスタートを許可するようになっていてもよい。
【００２０】
このように、スマートキーシステムでは、スマートキー２が車両１近傍のＬＦユニット２０の電波到達範囲に位置する場合にのみ、ＬＦ受信器４２がＬＦユニット２０からの電波を受信可能となって、認証のためのＲＦ通信が行われる。
【００２１】
このようなスマートキーシステムに対してリレーアタックの攻撃者は、ＬＦユニット２０からの送信電波を中継してスマートキー２に伝達する。スマートキー２は、車両１の近傍に位置しない場合でも、ＬＦユニット２０からのＬＦ間欠通信を受信することになり、スマートキー２と車載装置１０との間でＲＦ通信が行われて、車両１の開錠やエンジンスタートが可能となる。
【００２２】
そこで、本実施の形態においては、無変調キャリアを用いた通信型測距により、車両１のＲＦユニット３０とスマートキー２のＲＦ送受信器４３との間の距離を求める。求めた距離が所定の閾値よりも小さい場合にのみ、車両制御装置５０へ許可信号を出力する。
【００２３】
図６は測距結果を利用するスマートエントリの仕組みを説明するための図である。ＲＦユニット３０は、ＲＦ送受信器４３との間のＲＦ通信によって認証に成功すると、測距用ＲＦ信号による通信をＲＦ送受信器４３との間で行う。ＲＦユニット３０及びＲＦ送受信器４３は互いに相手からのＲＦ信号を受信して位相差を検出する。例えば、ＲＦ送受信器４３は、測距用ＲＦ信号の受信によって取得した位相情報をＲＦユニット３０に送信する。位相情報は、例えば受信によって取得した位相又は位相差である。ＲＦユニット３０は、ＲＦ送受信器３２が測距用ＲＦ信号の受信によって取得した位相情報と、キー装置４０からの位相情報とを用いて、ＲＦユニット３０とＲＦ送受信器４３との間の距離を算出する。
【００２４】
なお、この測距用ＲＦ信号としては、例えば、日本国内法で規定されている特定小電力無線局に許された送信電力及び周波数帯域のものを用いてもよい。例えば、ＲＦ送受信器３２，４３は、９２０ＭＨｚ帯域の電波を０ｄＢｍ程度の送信電力で送信するようになっていてもよい。
【００２５】
ＭＣＵ３１は、算出した距離が所定の閾値よりも小さい場合には、スマートキー２が車両１の近傍に位置していると判定して、許可信号を車両制御装置５０に出力する。なお、ＭＣＵ３１は、算出した距離が所定の閾値以上である場合には、スマートキー２が車両１の近傍に位置しないと判定して、許可信号を車両制御装置５０に出力しない。
【００２６】
このような通信は、所定の時間間隔で繰り返し実施される。車両１のドアの開錠時、エンジンスタート時に、繰り返し通信され、キー装置４０と車載装置１０との間で認証及び測距が行われる。
【００２７】
しかしながら、スマートキー２が車両１の車室内に位置する場合には、通信時にマルチパスの影響を受ける。車室内においては、マルチパスの影響が極めて大きく、測距結果の誤差が極めて大きくなったり、測距不能となったりすることがある。そこで、本実施の形態においては、スマートキー２が車室内にある場合には、測距通信に微弱電波を採用して、測距周波数を変化させる。マルチパスの影響で周波数選択性フェージングにより、受信不能になっている場合、周波数の変更で受信できるようになる可能性がある。
【００２８】
図７は微弱電波を説明するための図である。微弱電波は、無線局の免許を必要としない微弱な電波であり、日本国内法で定める微弱無線局から送信される電波のことである。微弱電波は、微弱無線局から３ｍの距離における電界強度の許容値が規定されている。電界強度は、周波数３２２ＭＨｚ以下では５００μＶ／ｍ以下、周波数３２２ＭＨｚを超え１０ＧＨｚ以下では３５μＶ／ｍ以下、周波数１０ＧＨｚを超え１５０ＧＨｚ以下では３．５×ｆμＶ／ｍ以下、周波数１５０ＧＨｚを超える場合では５００μＶ／ｍ以下である。なお、微弱電波として、日本国内法の規定に従った電波について説明したが、日本以外の国で実施の場合は、本実施の形態のスマートキーシステムを採用する国において規定された同様の微弱電波の法規に基づいて実施すればよい。
【００２９】
本実施の形態においては、スマートキー２の位置が車外か車内かを判定する。車外の場合には例えば特定小電力無線局において許可された電波（以下、通常測距用電波という）を用い、車内の場合には微弱電波を用いて、測距を行うように制御する。なお、日本国外において本実施の形態のスマートキーシステムを採用する場合には、特定小電力無線局に相当する各国の法律により規定された送信電力及び周波数帯域の電波を通常測距用電波として用いればよい。
【００３０】
判定部としてのＭＣＵ４１は、受信したＬＦ信号に付加されたＩＤ情報から、ＬＦ間欠通信を行った送信器がＬＦユニット２０ＡであるかＬＦユニット２０Ｂであるかを判定する。ＭＣＵ４１は、ＬＦユニット２０Ａと判定した場合には、スマートキー２は車外に位置すると判定し、ＬＦユニット２０Ｂと判定した場合には、スマートキー２は車内に位置すると判定する。ＭＣＵ４１は、この判定結果を車載装置１０に送信する。
【００３１】
車載装置１０がスマートキー２が車外に位置する判定結果を受信すると、判定部及び制御部としてのＭＣＵ３１は、測距に際して通常測距用電波を用いるようにＲＦ送受信器３２を制御する。また、ＭＣＵ３１は、スマートキー２が車内に位置する判定結果を受信すると、測距に際して通常測距用電波及び微弱電波を用いるようにＲＦ送受信器３２を制御する。なお、ＭＣＵ４１はＩＤ情報をそのままＭＣＵ３１に送信し、ＭＣＵ３１においてスマートキー２の位置を判定してもよい。
【００３２】
また、ＭＣＵ３１において各ＬＦユニット２０のＬＦ間欠通信のタイミングを把握できる場合には、キー装置４０からのレスポンスのタイミングによって、スマートキー２の位置が車内か車外かを判定することも可能である。例えば、ＭＣＵ３１が複数のＬＦユニット２０を制御している場合には、各ＬＦユニット２０の送信直後にＲＦ信号の受信ウィンドウを開けて、ＲＦ送受信器４３からのレスポンスを待つことで、いずれのＬＦユニット２０の送信に基づくレスポンスであるか、即ち、スマートキー２がいずれのＬＦユニット２０の近傍に位置するかを判定できる。この場合には、ＬＦユニット２０はＩＤ情報を送信できなくてもよい。
【００３３】
図８はＲＦユニット３０の具体的な構成の一例を示すブロック図である。ＭＣＵ３１は、スマートキー２の認証のための情報の生成及び認証処理を実行する。エンコーダ３４は、ＭＣＵ３１からの情報をエンコードして変調器３５に出力する。変調器３５は、入力された情報を所定の変調方式で変調してＲＦ送受信器３２に出力する。
【００３４】
ＲＦ送受信器３２は、送受信回路３２ａ及びＰＬＬ回路３２ｂを有している。ＰＬＬ回路３２ｂは、ＭＣＵ３１に制御されて、所定周波数の発振出力を出力する。送受信回路３２ａは、ＰＬＬ回路３２ｂの出力を用いて、ＲＦ信号を発生する。
【００３５】
また、送受信回路３２ａは、アンテナ３３からの受信信号を復調器３６に出力する。復調器３６は、ＲＦ送受信器４３の変調方式に対応した復調方式で復調した受信信号をデコーダ３７に出力する。デコーダ３７は、復調信号をデコードしてＭＣＵ３１に出力する。
【００３６】
次に、このように構成された実施の形態の動作について図９から図１１を参照して説明する。図９は車載装置１０の動作を説明するためのフローチャートである。図１０はキー装置４０の動作を説明するためのフローチャートである。図１１は本実施の形態におけるスマートエントリの仕組みを説明するための図である。車載装置１０の各ＬＦユニット２０は、低い周波数の電波（ＬＦ信号）を間欠送信する（Ｓ１）。なお、スマートキー２の位置を判定するために、例えば、ＭＣＵ２１は、ＬＦユニット２０を識別するＩＤ情報をＬＦ信号に付加してＬＦ間欠送信を行う。
【００３７】
一方、キー装置４０のＬＦ受信器４２は、ＬＦ間欠送信の受信待機状態である（Ｓ２１）。スマートキー２を所持するユーザが車両１に近づきＬＦユニット２０の電波到達範囲内に入ると、ＬＦ受信器４２はＬＦ信号を受信する。ＬＦ受信機４２がＬＦ信号を受信すると（Ｓ２２、ＹＥＳ）、ＲＦ送受信器４３はレスポンスとしてＲＦ信号を送信し認証処理を行う（Ｓ２３）。キー装置４０は、車載装置１０からの測距信号の受信待機状態となる（Ｓ２４）。
【００３８】
車載装置１０はＬＦ信号送信後、レスポンスとしてのＲＦ信号の待機状態である（Ｓ２）。ＲＦ信号がＲＦ送受信器３２において受信される（Ｓ２、ＹＥＳ）と、車載装置１０はレスポンスを返したキー装置４０に対して、認証処理を開始する（Ｓ３）。キー装置４０と車載装置１０との間でＲＦ通信が行われると、ＭＣＵ３１は、キー装置４０が車両１に対応しているか否か、即ち、認証に成功したか否かを判定する（Ｓ４）。ＭＣＵ３１は認証に成功しない場合（Ｓ４、ＮＯ）には、処理をＳ１に戻す。
【００３９】
ＭＣＵ３１は、認証に成功する（Ｓ４、ＹＥＳ）と、スマートキー２が車内に位置するか否かを判定する（Ｓ５）。例えば、ＭＣＵ３１は、レスポンス発生の元がＬＦユニット２０ＡであるかＬＦユニット２０Ｂであるかを、ＩＤ情報により判定する。ＭＣＵ３１は、ＬＦユニット２０Ｂからのレスポンスと判定した場合にはスマートキー２は車内に位置すると判定する（Ｓ５，ＹＥＳ）。一方、ＬＦユニット２０Ａからのレスポンスと判定した場合スマートキー２は車外に位置（Ｓ５、ＮＯ）すると判定する。
【００４０】
ＭＣＵ３１は、リレーアタック攻撃対策のために、キー装置４０と車載装置１０との間の測距を開始する。スマートキー２が車外に位置する場合には、ＭＣＵ３１はＲＦ送受信器３２に、例えば周波数及び送信電力を含む通常測距用電波の送信を指示する（Ｓ６Ａ）。この指示に従って、ＰＬＬ回路３２ｂは発振出力を発生し、送受信回路３２ａは所定レベルの送信信号を発生する。こうして、アンテナ３３から通常測距用電波による測距信号が送信される。
【００４１】
キー装置４０は受信待機状態において、測距信号を受信する（Ｓ２４，ＹＥＳ）と、車載装置１０に通常測距用電波を用いた測距信号を送信する（Ｓ２５）。こうして、キー装置４０と車載装置１０との間で通常測距用電波を用いた測距が行われる。ＭＣＵ４１は、受信によって取得した位相情報についても、車載装置１０に送信する。
【００４２】
ＭＣＵ３１は取得した位相情報に基づいて、ＲＦ送受信器３２とＲＦ送受信器４３との間の距離を算出する。ＭＣＵ３１は算出した距離が所定範囲内であったか否かを判定する（Ｓ７）。所定の範囲内は概ね、各ＬＦユニット２０から発生される電波の到達範囲である。
【００４３】
リレーアタック攻撃によるレスポンスが発生している場合には、スマートキー２は、車両１から比較的離れた位置（所定範囲外）に存在することになる。ＭＣＵ３１は、算出した距離からスマートキー２は車両１近傍に位置しないものと判定して（Ｓ７、ＮＯ）、処理をＳ１に戻す。一方、算出した距離が所定範囲内であった場合（Ｓ７、ＹＥＳ）、ＭＣＵ３１は開錠を許可する許可信号を車両制御装置５０に出力する（Ｓ８）。
【００４４】
ドアを開錠して車内に入ったユーザがエンジンスタートを試みるものとする。同様に、車載装置１０においてＳ１〜Ｓ５の動作が行われ、キー装置４０においてＳ２１〜Ｓ２５の動作が行われる。
【００４５】
ＭＣＵ３１は、スマートキー２が車内に位置すると判定すると（Ｓ５、ＹＥＳ）、通常測距用電波の送受信による測距を行う（Ｓ６Ｂ）。ＭＣＵ３１は、測距が可能であったか否かを判定する（Ｓ１１Ａ）。マルチパスの影響が比較的強い車内においては、通常測距用電波を用いた測距が不能である場合もある。この場合には、キー装置４０と車載装置１０との間で、通常測距用電波に代えて微弱電波を用いた測距を行う。
【００４６】
微弱電波は帯域が広く、周波数を変化させながら多数回の測距が可能であり、それだけフェージングの影響を回避して測距できる可能性が高まる。しかし、ユーザエクスペリエンスの観点から、限定した時間内に測距を終了させる必要がある。そこで、リトライ回数ｎを設定し、異なる周波数での測距回数がｎに到達する場合には、測距を終了する。
【００４７】
即ち、ＭＣＵ３１は、測距不能と判定する（Ｓ１１Ａ、ＮＯ）と、微弱電波での測距回数がｎ回未満であるか否かを判定する（Ｓ１１Ｂ）。ｎ回未満の場合には（Ｓ１１Ｂ、ＹＥＳ）、ＭＣＵ３１は、微弱電波の送信をＲＦ送受信器３２に指示する（Ｓ１２）。ＭＣＵ３１は、微弱電波として利用可能な周波数帯の指定をすると共に、微弱な送信電力を指定する。ＰＬＬ回路３２ｂは微弱電波として利用できる発振出力を発生し、送受信回路３２ａは微弱な所定レベルの送信信号を発生する。アンテナ３３から微弱電波を用いた測距信号が送信される（Ｓ１３）。なお、測距回数ｎは適宜変更可能である。
【００４８】
一方、ＭＣＵ４１は、通常測距用電波の送信が終了したことを判定する（Ｓ２６、ＹＥＳ）と、微弱電波による送信の設定を行い（Ｓ２７）、測距信号の受信待機状態となる（Ｓ２８）。所定期間が経過しても測距信号が受信されない場合（Ｓ２８、ＮＯ）には、ＭＣＵ４１は処理をＳ２１に戻す。
【００４９】
ＲＦ送受信器４３は、微弱電波の測距信号を受信する（Ｓ２８、ＹＥＳ）と、微弱電波を用いた測距信号を送信する（Ｓ２９）。ＭＣＵ４１は、取得した位相情報についても、車載装置１０に送信する。ＭＣＵ３１は、微弱電波を用いた測距信号の送受信によって取得した位相情報に基づいて、キー装置４０と車載装置１０との間の距離を算出する。次に、ＭＣＵ３１は、測距が可能であったか否かを判定する（Ｓ１１Ａ）。
【００５０】
ＭＣＵ３１は、設定された微弱電波で測距不能と判定した場合には、前回とは異なる周波数の微弱電波を設定する。そして、ＲＦユニット３０は、設定した微弱電波による測距信号の送受信を行う（Ｓ１３）。一方、ＭＣＵ４１においても、前回とは異なる周波数の微弱電波を設定する（Ｓ２７）。車載装置１０とキー装置４０での微弱電波の設定・再設定は、例えば予め決められた周波数の順に設定する。そして、ＭＣＵ４１は、設定と同じ周波数の微弱電波を受信すると（Ｓ２８）、微弱電波の測距信号を送信する（Ｓ２９）。以後、同様の動作が繰り返されて、測距回数ｎ回未満の範囲内で、ＭＣＵ３１で測距可と判定されるまで、車載装置１０は周波数を変化させながら微弱電波の測距を繰り返す。なお、ＭＣＵ３１は、測距回数がｎ回に到達すると（Ｓ１１Ｂ、ＮＯ））、処理をＳ１に戻す。
【００５１】
周波数を変化させることで、マルチパスの影響を回避できることが多い。ＭＣＵ３１は、測距可と判定する（Ｓ１１Ａ、ＹＥＳ）と、Ｓ７を実行する。スマートキー２を所持するユーザが車両１内に位置する場合には、ＭＣＵ３１が算出した距離は所定の範囲内の値となるので、ＭＣＵ３１はエンジンスタートを許可する許可信号を車両制御装置５０に出力する（Ｓ８）。こうして、車両制御装置５０により、車両１のエンジンのスタートが許可される。なお、測距可の場合には、微弱電波の送信が停止し、ＭＣＵ４１は、Ｓ２８から処理をＳ２１に戻す。
【００５２】
このように本実施の形態においては、測距対象であるスマートキーが車内に位置することを検知すると、微弱電波の周波数を変更しながら測距用の通信を行うように制御が行われる。これにより、変更可能な測距周波数が増大するので、マルチパスの影響を回避することができ、確実な測距が可能である。
【００５３】
なお、上記実施の形態においては、通常測距用電波の周波数を変更する例を説明しなかったが、測距不能と判定された場合には、先ず通常測距用電波の周波数を変更してもよい。また、通常測距用電波の周波数を所定回数変更しても測距可とならない場合に、微弱電波を用いた測距を開始するようにしてもよい。
（第２の実施の形態）
図１２及び図１３は本発明の第２の実施の形態において採用される動作を示すフローチャートである。図１２及び図１３においてそれぞれ図９又は図１０と同一の手順には同一符号を付して説明を省略する。図１２は車載装置１０の動作を示し、図１３はキー装置４０の動作を示している。なお、本実施の形態におけるハードウェア構成は第１の実施の形態と同様である。本実施の形態はスマートキー２が車内に位置する場合には、通常測距用電波を用いずに、最初から微弱電波を用いて測距を行うものである。
【００５４】
車載装置１０のＭＣＵ３１は、認証成功後（Ｓ４，ＹＥＳ）、スマートキー２が車内に位置するか否かを判定する（Ｓ３１）。ＭＣＵ３１は、スマートキー２が車外に位置すると判定した場合（Ｓ３１、ＮＯ）、通常測距用電波を用いた測距通信を行う（Ｓ６Ａ）。
【００５５】
キー装置４０のＭＣＵ４１は、レスポンスとしてのＲＦ送信及び認証のためのＲＦ通信を行うと（Ｓ２３）、スマートキー２が車内に位置するか否かを判定する（Ｓ４１）。ＭＣＵ４１は、スマートキー２が車外に位置すると判定した場合（Ｓ４１、ＮＯ）、通常測距用電波を用いた測距通信の待機状態となる（Ｓ２４）。キー装置４０は通常測距用電波を受信すると、通常測距用電波を用いた測距通信を行う（Ｓ２５）。
【００５６】
ＭＣＵ３１は、通常測距用電波を用いた測距が終了すると、算出した距離が所定の範囲内であるか否かを判定し（Ｓ７）、所定の範囲内である場合（Ｓ７、ＹＥＳ）に許可信号を発生する（Ｓ８）。
【００５７】
また、ＭＣＵ３１は、スマートキー２が車内に位置すると判定した場合（Ｓ３１，ＹＥＳ）、微弱電波を用いた測距通信を行う（Ｓ１２）。ＭＣＵ４１においても、スマートキー２が車内に位置すると判定した場合（Ｓ４１、ＹＥＳ）、微弱電波を設定し（Ｓ２７）、微弱電波の通信待機状態となる（Ｓ２８）。キー装置４０は微弱電波を受信する（Ｓ２８，ＹＥＳ）と、微弱電波を用いた測距通信を行う（Ｓ２９）。
【００５８】
また、ＭＣＵ３１は、微弱電波を用いた測距によっても測距不能と判定（Ｓ１１Ａ、ＮＯ）すると、測距回数がｎ回未満の場合には（Ｓ１１Ｂ、ＹＥＳ）、微弱電波の周波数を再度設定して（Ｓ１２）、測距通信を繰り返す。ＭＣＵ３１は測距可と判定する（Ｓ１１Ａ、ＹＥＳ）と、処理をＳ７に移行する。ＭＣＵ３１は、算出した距離が所定範囲内である場合（Ｓ７、ＹＥＳ）に許可信号を発生する（Ｓ８）。
【００５９】
本実施の形態においては、先にスマートキー２が車内に位置するかどうか判定する。スマートキー２が車内に位置する場合には、微弱電波を用いた測距通信を行う。これにより、本実施の形態においても第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。即ち、変更可能な測距周波数が増大し、マルチパスの影響を回避した測距が可能となる。
【００６０】
なお、上記各実施の形態においては、測距対象が所定範囲内に位置する場合を判定して、微弱電波を用いた測距を行う例を説明したが、車外であってもマルチパスの影響が大きい場所がある。そこで、測距対象がマルチパスの影響が高い範囲内に位置するか否かによって微弱電波を用いた測距を判定してもよい。
【００６１】
また、上記各実施の形態においては、スマートキー２が車内に位置することを、ＬＦユニット２０ＢのＬＦ間欠通信に対するレスポンスの発生よって判定する例を説明したが、ドアが開いてから一定時間内にはスマートキー２が車内に位置するものと推定して、微弱電波を利用した測距を行ってもよい。
【００６２】
更に、測距対象がマルチパスの影響の高い所定の範囲内に位置することを、位相測定の安定性、測距結果の信頼性、あるいは、測距の失敗回数により判定してもよい。また、同様に、測距周波数の変更は、位相測定の安定性、測距結果の信頼性、測距の失敗回数、又はキャリアセンスでの周波数の空き状況を条件としてもよい。
【００６３】
また、上記各実施の形態においては、ユーザのボタン操作やモード設定等のユーザ操作に基づいて微弱電波を用いた測距に切換えてもよい。また、ＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indication）が良好な場合には、キー装置４０が車載装置１０の近傍に位置していると判定して、微弱電波を用いた測距に切換えてもよい。微弱電波を用いた測距では消費電力を削減することが可能である。
【００６４】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、上記実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適当な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
【符号の説明】
【００６５】
１…車両、２…スマートキー、１０…車載装置、２０…ＬＦユニット、２０Ａ…ＬＦユニット、２０Ｂ…ＬＦユニット、２１…ＭＣＵ、２２…ＬＦ送信器、２３…アンテナ、３０…ＲＦユニット、３１…ＭＣＵ、３２…ＲＦ送受信器、３２ａ…送受信回路、３２ｂ…ＰＬＬ回路、３３…アンテナ、３４…エンコーダ、３５…変調器、３６…復調器、３７…デコーダ、４０…キー装置、４１…ＭＣＵ、４２…ＬＦ受信器、４３…ＲＦ送受信器、４４ａ…アンテナ、４４ｂ…アンテナ、５０…車両制御装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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