(57)【要約】【課題】車両キーとして使用される携帯端末における処理負荷が小さい車両通信システムを提供する。【解決手段】車両通信システム１は、車両１０とスマートフォン２０とにより構成される。スマートフォン２０は、音波を拾うマイク２５と、マイク２５で拾った音波の応答として音波応答信号を送信するＢＴ通信部２２と、を備える。車両１０は、音波を放射するスピーカ１７，１８と、音波応答信号を受信するＢＴ通信部１２と、音波を放射してから音波応答信号を受信するまでに要したスマホ応答時間を計測する第１のカウンタ１１ｂと、スマホ応答時間に音速を乗算することにより車両１０とスマートフォン２０との間の距離を算出する車載制御部１１と、を備える。車載制御部１１は、算出距離に基づいてスマートフォン２０が車両１０に近接していると判断される場合に、車載機器の駆動を許可する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線通信を行う車両及び携帯端末の一方は、音波を拾う第１のマイクと、第１のマイクで拾った音波の応答として電波を送信する送信部と、を備え、
車両及び携帯端末の他方は、音波を放射するスピーカと、電波を受信する受信部と、音波を放射してから電波を受信するまでに要した応答時間を計測する第１のカウンタと、応答時間に音速を乗算することにより車両と携帯端末との間の距離を算出する算出部と、を備え、
車両は、算出部の算出距離に基づいて携帯端末が当該車両に近接していると判断される場合に車載機器の駆動を実行又は許可する制御部を備える車両通信システム。
【請求項２】
請求項１に記載の車両通信システムにおいて、
車両及び携帯端末の一方は、第１のマイクで音波を拾ってからこの音波に対する応答として電波を送信するまでに要した処理時間を計測する第２のカウンタを備え、当該処理時間を電波に重畳させて送信し、
算出部は、応答時間から処理時間を差し引いた時間に音速を乗算することにより車両と携帯端末との間の距離を算出する車両通信システム。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の車両通信システムにおいて、
スピーカを備える車両は、音波を拾う第２のマイクと、音波を放射してから第２のマイクで当該音波を拾うまでに要した音波到達時間を計測する第３のカウンタと、を備え、
算出部は、スピーカと第２のマイクとの間の距離を音波到達時間で除算することにより音速を算出し、当該算出した音速を使用して車両と携帯端末との間の距離を算出する車両通信システム。
【請求項４】
請求項１〜３のうちいずれか一項に記載の車両通信システムにおいて、
携帯端末は、第１のマイクと送信部とを備え、
車両は、車両内に設けられる２つのスピーカと、受信部と、算出部と、制御部と、前記車載機器として室内用の車載機器及び室外用の車載機器と、を備え、
算出部は、２つのスピーカのそれぞれと携帯端末との間の距離を算出し、
制御部は、前記２つのスピーカを結ぶ線分の垂直二等分線と各スピーカとの間の距離よりも長く且つ当該各スピーカに対して前記垂直二等分線の反対側に位置するドアを超えない範囲で設定される判定距離を、２つの算出距離がいずれも超えない場合には室内用の車載機器の駆動を実行又は許可し、２つの算出距離のうちの一方が判定距離を超えず他方が判定距離を超える場合には室外用の車載機器の駆動を実行又は許可する車両通信システム。
【請求項５】
請求項４に記載の車両通信システムにおいて、
車両は、ユーザに操作されるスイッチを備え、
スピーカは、スイッチが操作されたことをトリガとして音波を放射する車両通信システム。
【請求項６】
請求項４又は５に記載の車両通信システムにおいて、
スピーカから放射される音波は、可聴領域の周波数である数ｋＨｚ〜２０ｋＨｚであり、単一又は複数の周波数にて送受される車両通信システム。
【請求項７】
請求項４又は５に記載の車両通信システムにおいて、
スピーカから放射される音波の周波数を、あらかじめ第１のマイクが拾いやすい周波数に調整する車両通信システム。
【請求項８】
請求項２に記載の車両通信システムにおいて、
第２のカウンタを備える車両及び携帯端末の一方は、音波を拾ってからこの音波に対する応答として電波を送信するまでの間に、他の機能を発揮するタイミングが重なった場合には、他の機能の発揮を優先する車両通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、音波を利用して車両と携帯機との間の距離を判断し、当該距離に応じて車載機器の動作を許可したり実行したりする車両通信システムが知られている。特許文献１の車両通信システムでは、車載機は、まず電波を放射し、電波の放射から所定時間の経過後に音波を放射する。携帯機は、電波を受信してから音波を受信するまでの音波到達時間を計測し、この時間を車載機に無線送信する。車載機は、音波到達時間から所定時間を差し引いた時間に音波の速度を乗算することにより車両と携帯機との間の距離を算出する。そして、車載機は、当該算出した距離から携帯機が車室内に位置すると判断される場合にはエンジンの始動を、携帯機が車室外に位置すると判断される場合にはドアのロックとアンロックとの切り替えを、それぞれ許可する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−１０４２４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、携帯機に代えて車両キーとしてスマートフォンなどの携帯端末を採用する車両通信システムもある。一般に、電話機能やインターネット機能など複数の機能を有する携帯端末では、これら機能を同時に発揮させることができる一方で、処理負荷が大きくなるにつれ処理速度が低下することが周知である。
【０００５】
特許文献１の携帯機を携帯端末に置き換えた場合、車載機が携帯端末との間の距離を算出するために、携帯機は、音波の受信、電波の受信、及び電波の送信という３つの信号の処理が必要なため、処理負荷の大きさが懸念されていた。元々、携帯端末の一機能として前記３つの信号処理ができるにすぎず、信号処理にミリ秒オーダーの遅延が生じることは、とくにオペレーティングシステム（ＯＳ）（例えば、Ａｎｄｒｏｉｄ）による制御では避けられない。
【０００６】
本発明は、こうした実状に鑑みてなされたものであり、その目的は、車両キーとして使用される携帯端末における処理負荷が小さい車両通信システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、車両通信システムは、無線通信を行う車両及び携帯端末の一方は、音波を拾う第１のマイクと、第１のマイクで拾った音波の応答として電波を送信する送信部と、を備え、車両及び携帯端末の他方は、音波を放射するスピーカと、電波を受信する受信部と、音波を放射してから電波を受信するまでに要した応答時間を計測する第１のカウンタと、応答時間に音速を乗算することにより車両と携帯端末との間の距離を算出する算出部と、を備え、車両は、算出部の算出距離に基づいて携帯端末が当該車両に近接していると判断される場合に車載機器の駆動を実行又は許可する制御部を備えることを要旨とする。
【０００８】
このシステムによれば、車両と携帯端末との間で音波と電波の２つの信号の授受を行うことにより、これら両者の間の距離が算出され、当該算出距離に基づいて携帯端末が車両に近接していると判断される場合に車載機器の駆動が実行又は許可される。
【０００９】
上記システムにおいて、車両及び携帯端末の一方は、第１のマイクで音波を拾ってからこの音波に対する応答として電波を送信するまでに要した処理時間を計測する第２のカウンタを備え、当該処理時間を電波に重畳させて送信し、算出部は、応答時間から処理時間を差し引いた時間に音速を乗算することにより車両と携帯端末との間の距離を算出することが好ましい。
【００１０】
このシステムによれば、算出部は、車両及び携帯端末の一方から放射された電波が他方に拾われるまでの時間に音速を乗算するので、車両と携帯端末との間の距離を高い精度で算出することができる。
【００１１】
上記システムにおいて、スピーカを備える車両は、音波を拾う第２のマイクと、音波を放射してから第２のマイクで当該音波を拾うまでに要した音波到達時間を計測する第３のカウンタと、を備え、算出部は、スピーカと第２のマイクとの間の距離を音波到達時間で除算することにより音速を算出し、当該算出した音速を使用して車両と携帯端末との間の距離を算出することが好ましい。
【００１２】
一般に温度により音速が変化することが周知であるが、このシステムによれば、算出部は、実際の音速を算出することができる。これにより、音速に固定値を用いて距離を算出する場合と比較して、車両と携帯端末との間の距離を高い精度で算出することができる。
【００１３】
上記システムにおいて、携帯端末は、第１のマイクと送信部とを備え、車両は、車両内に設けられる２つのスピーカと、受信部と、算出部と、制御部と、前記車載機器として室内用の車載機器及び室外用の車載機器と、を備え、算出部は、２つのスピーカのそれぞれと携帯端末との間の距離を算出し、制御部は、前記２つのスピーカを結ぶ線分の垂直二等分線と各スピーカとの間の距離よりも長く且つ当該各スピーカに対して前記垂直二等分線の反対側に位置するドアを超えない範囲で設定される判定距離を、２つの算出距離がいずれも超えない場合には室内用の車載機器の駆動を実行又は許可し、２つの算出距離のうちの一方が判定距離を超えず他方が判定距離を超える場合には室外用の車載機器の駆動を実行又は許可することが好ましい。
【００１４】
このシステムによれば、制御部は、携帯端末が車室内に位置する場合には室内用の車載機器の駆動を実行又は許可することができ、携帯端末が車室外に位置する場合には室外用の車載機器の駆動を実行又は許可することができる。
【００１５】
上記システムにおいて、車両は、ユーザに操作されるスイッチを備え、スピーカは、スイッチが操作されたことをトリガとして音波を放射することが好ましい。なお、スイッチは第３者によって操作されるおそれがあるため、ＢＴ通信の成立後、定期又は不定期に音波を放射してもよい。
【００１６】
このシステムによれば、第３者が中継器を利用して不正に車載機器を駆動させるいわゆるリレーアタックしようとしても、当該第３者は、車両キーとして使用されるスマートフォンを所持するユーザに近接するとともに車両にも近づく必要がある。中継した場合であっても、車両と中継器との間の距離及び中継器と携帯端末との間の距離の合計距離が短くなくてはならず、第３者が不正に車載機器を駆動させることが困難となる。
【００１７】
上記システムにおいて、スピーカから放射される音波は、可聴領域の周波数である数ｋＨｚ〜２０ｋＨｚであり、単一又は複数の周波数にて送受されることが好ましい。
通常、携帯端末に設けられるマイクは、人間の発音、すなわち人間における可聴領域の音波を拾えるように設定されている。したがって、このシステムによれば、携帯端末に設けられるマイクがスピーカから放射される音波を拾いやすい。
【００１８】
上記システムにおいて、スピーカから放射される音波の周波数を、あらかじめ第１のマイクが拾いやすい周波数に調整することが好ましい。
上記システムにおいて、第２のカウンタを備える車両及び携帯端末の一方は、音波を拾ってからこの音波に対する応答として電波を送信するまでの間に、他の機能を発揮するタイミングが重なった場合には、他の機能の発揮を優先することが好ましい。
【００１９】
このシステムによれば、他の機能の発揮を優先して処理しても、当該他の機能を発揮するまでに要した時間は第２のカウンタによってカウントされる処理時間に含まれる。音波に対する応答として送信する電波には処理時間が含まれるので、他の機能の発揮を優先しても算出距離に影響はない。すなわち、車載機器の駆動の実行又は許可に影響はない。一方で、他の機能を優先して処理するのでユーザにとって使い勝手がよいし、ＯＳの処理が重複しても問題が生じない。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の車両通信システムは、車両キーとして使用される携帯端末における処理負荷が小さいという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】車両通信システムの概略構成を示すブロック図。
【図２】各種エリアを示す車両の平面図。
【図３】車載制御部及びスマートフォン制御部の処理手順を示すシーケンスチャート。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、車両通信システムの一実施形態について図面に従って説明する。
図１に示すように、車両通信システム１は、車両１０とスマートフォン２０との間の無線通信を通じて車両制御を行う。
【００２３】
＜スマートフォン＞
図１に示すように、スマートフォン２０は、スマートフォン制御部２１と、ＢＬＵＥＴＯＯＴＨ（登録商標）通信部（以下、ＢＴ通信部）２２と、公衆回線通信部２４と、マイク２５と、スピーカ２６と、タッチパネルディスプレイ２７と、を備えている。これらＢＴ通信部２２、公衆回線通信部２４、マイク２５、スピーカ２６、及びタッチパネルディスプレイ２７は、それぞれスマートフォン制御部２１に電気的に接続され、当該スマートフォン制御部２１によって統括的に制御される。
【００２４】
ＢＴ通信部２２は、複数の周波数チャネルに分けられた２．４ＧＨｚ帯の周波数をランダムに変更する周波数ホッピングを行うことにより、他の機器に搭載されているＢＴ通信部との間でＢＬＵＥＴＯＯＴＨ通信を行う。ＢＴ通信部２２は、スマートフォン制御部２１が生成する電気信号を２．４ＧＨｚ帯の無線信号に変換し、ＢＴアンテナ２２ａを通じて予め設定された通信エリアに向けて無線送信する。また、ＢＴ通信部２２は、ＢＴアンテナ２２ａを通じて受信した２．４ＧＨｚ帯の無線信号を電気信号に変換する。なお、ＢＴ通信部２２は送信部に相当する。
【００２５】
公衆回線通信部２４は、３Ｇ、ＬＴＥなどの公衆回線につなぎ、所望の無線通信を行うものであり、本発明の要旨ではない。
マイク２５は、音波を拾って電気信号に変換する。なお、マイク２５は、第１のマイクに相当する。
【００２６】
スピーカ２６は、電気信号を音波に変換し放射する。
タッチパネルディスプレイ２７は、タッチ位置を示す情報を電気信号に変換する。また、スマートフォン制御部２１が生成する信号に基づいて映像を表示する。
【００２７】
スマートフォン制御部２１のメモリ２１ａには、自身に固有のＢＴのデバイスアドレス、並びに車両１０に設けられる車載制御部１１と共通のＩＤコードが記憶されている。ＢＴのデバイスアドレスは、ＢＴ通信部を有する通信相手とのペアリング処理及びＢＴ通信に使用される。ＩＤコードは、車載制御部１１との間の相互認証に使用される。
【００２８】
また、スマートフォン制御部２１は、スマホ処理時間、すなわちマイク２５を通じて音波を受信してから、この音波に対する応答としての音波応答信号を生成するまでにかかる時間を計測するための第２のカウンタ２１ｂを備えている。車載制御部１１は、音波を受信するとＩＤコード及びスマホ処理時間を含ませた音波応答信号を生成する。
【００２９】
スマートフォン制御部２１は、ペアリングされた通信相手との間でＢＴ通信が可能とされたＢＴ通信可能モードと、ＢＴ通信が不能とされたＢＴ通信不能モードと、ペアリングが可能な機器を探索する探索モードと、を有している。これら３つのモードの間は、タッチパネルディスプレイ２７が操作されることにより切り替えられる。
【００３０】
探索モードのスマートフォン制御部２１は、ペアリングが可能な機器を発見すると、ペアリング処理を行う。ペアリング処理が完了すると、スマートフォン制御部２１は、ペアリングされた通信相手との間でＢＴ通信することができる。通信相手の特定は、その通信相手固有のコードにより行う。なお、ペアリング処理では、セキュリティ性を確保するために、通信相手固有の暗証番号の入力が必要な場合もあるし、一度暗証番号を入力すればそれ以降は暗証番号の入力なしにペアリングが許可される場合もある。また、一度の暗証番号の入力なしにペアリングが許可される場合もある。
【００３１】
ＢＴ通信可能モードにおいて、車載制御部１１との間でペアリングされたスマートフォン制御部２１は、ＩＤコードの送信を要求するリクエスト信号を受信すると、これに対する応答として自身のメモリ２１ａに記憶されているＩＤコードを含ませたレスポンス信号を生成し、これを無線送信する。
【００３２】
また、スマートフォン制御部２１は、マイク２５を通じて音波を受信すると、第２のカウンタ２１ｂを起動させて、スマホ処理時間を計測する。そして、このスマホ処理時間及びＩＤコードを含ませた音波応答信号を生成し、これを無線送信する。
【００３３】
また、スマートフォン制御部２１は、音波を受信してから音波応答信号を生成するまでの間、すなわち第２のカウンタ２１ｂが起動している最中に、電話機能やインターネット機能などの車両キーとしての機能以外の他の機能を発揮する必要がある場合には、他の機能の発揮を優先する。この場合、他の機能の発揮を優先したことによる時間分だけ第２のカウンタ２１ｂにカウントされるスマホ処理時間が長くなる。
【００３４】
＜車両＞
図１に示すように、車両１０は、車載制御部１１と、ＢＬＵＥＴＯＯＴＨ通信部１２と、エンジンスイッチ１３と、エンジン制御装置１４と、ドアハンドルセンサ１５と、ドアロック装置１６と、第１のスピーカ１７と、第２のスピーカ１８と、を備えている。これらＢＴ通信部１２、エンジンスイッチ１３、エンジン制御装置１４、ドアハンドルセンサ１５、ドアロック装置１６、第１のスピーカ１７、及び第２のスピーカ１８は、それぞれ車載制御部１１と電気的に接続され、当該車載制御部１１により統括的に制御される。
【００３５】
ＢＴ通信部１２は、２．４ＧＨｚ帯の周波数ホッピングを行うことにより、他のＢＴ通信部との間でＢＬＵＥＴＯＯＴＨ通信を行う。ＢＴ通信部１２は、車載制御部１１が生成する電気信号を２．４ＧＨｚ帯の信号に変換する。変換された無線信号は、ＢＴアンテナ１２ａを通じて、図２に示すように、予め車両１０の全体を覆うように設定された通信エリアＳに向けて無線送信される。なお、図２において通信エリアＳは、車両の周囲１ｍ程度の領域とされているが、ＢＴ出力を調整することにより車両の周囲１０〜１００ｍ程度の領域にも設定可能である。また、ＢＴ通信部１２は、ＢＴアンテナ１２ａを通じて受信した２．４ＧＨｚ帯の無線信号を電気信号に変換する。なお、ＢＴ通信部２２は、受信部に相当する。
【００３６】
図１に示すように、エンジンスイッチ１３は、押し操作を検出する。
エンジン制御装置１４は、エンジンの始動や停止を制御する。
ドアハンドルセンサ１５は、ドアハンドルへの接触を検出する。
【００３７】
ドアロック装置１６は、ドアのロックとアンロックとを切り替える。
第１のスピーカ１７は、車載制御部１１が生成する後述の第１の音波信号を２０ｋＨｚ程度の高音に変換し放射する。第２のスピーカ１８は、車載制御部１１が生成する後述の第２の音波信号を２０ｋＨｚ程度の高音に変換し放射する。また、第１及び第２のスピーカ１７，１８は、受信した音波（高音）を電気信号に変換する。図２に示すように、第１のスピーカ１７は運転席側のＢピラーに、第２のスピーカ１８は助手席側のＢピラーに、それぞれ設けられている。すなわち、第１及び第２のスピーカ１７，１８は、車両中心軸に対して線対称の位置関係とされている。なお、第２のスピーカ１８は、第２のマイクに相当する。また、車両中心軸は、第１及び第２のスピーカ１７，１８を結ぶ線分の垂直二等分線に相当する。
【００３８】
図１に示すように、車載制御部１１のメモリ１１ａには、自身に固有のＢＴのデバイスアドレス及び暗証番号、並びにスマートフォン２０に設けられるスマートフォン制御部２１と共通のＩＤコードが記憶されている。ＢＴのデバイスアドレス及び暗証番号は、ＢＴ通信部を有する通信相手とのペアリング処理に使用される。ＩＤコードは、スマートフォン制御部２１との間の相互認証に使用される。また、メモリ１１ａには、車両１０とスマートフォン２０との間の距離を算出するための距離算出式が記憶されている。なお、距離算出式については、後に詳述する。
【００３９】
さらに、メモリ１１ａには、判定距離が記憶されている。判定距離は、図２に示す第１のスピーカ１７と助手席側のドアとの間の距離に設定されている。なお、本例では、中心を第１のスピーカ１７とし半径を判定距離とする球状の領域を第１の判定エリアＡ１とする。また、中心を第２のスピーカ１８とし半径を判定距離とする球状の領域を第２の判定エリアＡ２とする。さらに、図２において斜線で示す第１の判定エリアＡ１と第２の判定エリアＡ２が重なる領域を室内判定エリアＡ３とする。
【００４０】
また、車載制御部１１は、スマホ応答時間、すなわち、音波信号を生成してから音波応答信号を受信するまでの時間を計測する第１のカウンタ１１ｂを備えている。なお、車載制御部１１は、第１のカウンタ１１ｂを使用して、音速算出時間、すなわち、第１のスピーカ１７から放射した音波が第２のスピーカ１８に拾われるまでの時間も計測する。すなわち、第１のカウンタ１１ｂは、第３のカウンタとしても機能する。
【００４１】
車載制御部１１は、ペアリングされた通信相手との間でＢＴ通信が可能とされたＢＴ通信可能モードと、ＢＴ通信が不能とされたＢＴ通信不能モードと、を有している。ＢＴ通信可能モードとＢＴ通信不能モードとの間は、図示しない入力装置が操作されることにより切り替えられる。
【００４２】
なお、ＢＴ通信可能モードの車載制御部１１は、ＢＴ通信部を有する機器とペアリング可能な状態であって、探索している機器に発見されペアリング処理されることにより当該機器とペアリングされる。ペアリング処理が完了すると、車載制御部１１は、ペアリングされた通信相手との間でＢＴ通信することができる。通信相手の特定は、その通信相手固有のコードにより行う。なお、車載制御部１１は、ペアリング処理に際し、暗証番号の入力を求める。自身に固有の暗証番号が入力された場合、その暗証番号が入力された機器とのペアリングを許可する。
【００４３】
ＢＴ通信可能モードにおいて、スマートフォン制御部２１との間でペアリングされた車載制御部１１は、ＩＤコードの送信を要求するリクエスト信号を定期的に生成し、これを無線送信する。車載制御部１１は、リクエスト信号に対する応答としてのレスポンス信号を受信すると、このレスポンス信号に含まれるＩＤコードと自身のメモリ１１ａに記憶されているＩＤコードとを照合する。
【００４４】
車載制御部１１は、スマートフォン制御部２１との間の照合が成立したことをトリガとして第１の音波信号を生成するとともに、第１のカウンタ１１ｂを起動させる。第１の音波信号は、第１のスピーカ１７を通じて音波に変換され放射される。
【００４５】
車載制御部１１は、音波に対する応答として音波応答信号を受信すると、当該信号に含まれるＩＤコードが自身のメモリ１１ａに記憶されているＩＤコードに対応するか否かを判断する。そして、次の（式１）で示される距離算出式から車両１０（第１のスピーカ１７）とスマートフォン２０との間の距離を算出する。なお、（式１）に示される（第１のスピーカ１７と第２のスピーカ１８との間の距離）は、車両毎にあらかじめ設定されている。
【００４６】
（車両１０とスマートフォン２０との間の距離）
＝｛（第１のスピーカ１７と第２のスピーカ１８との間の距離）／（音速算出時間）｝
×｛（スマホ応答時間）−（スマホ処理時間）｝  ・・・（式１）
また、車載制御部１１は、音波応答信号の受信をトリガとして、第２の音波信号を生成するとともに、第１のカウンタ１１ｂをリセットし、さらに再起動させる。第２の音波信号は、第２のスピーカ１８を通じて音波に変換され放射される。
【００４７】
車載制御部１１は、第２の音波に対する応答として音波応答信号を受信すると、ＩＤコードが対応するか否かを判断するとともに、距離算出式から車両１０（第２のスピーカ１８）とスマートフォン２０との間の距離を算出する。なお、車載制御部１１は、算出部に相当する。
【００４８】
車載制御部１１は、２つの算出距離からスマートフォン２０の位置を判断する。１回目の算出距離及び２回目の算出距離ともにメモリ１１ａに記憶される判定距離を超えない場合、スマートフォン２０は室内判定エリアＡ３に位置するとして、車載制御部１１は、エンジンの始動を許可する。この状態でエンジンスイッチ１３が操作を検出すると、車載制御部１１は、エンジン制御装置１４を通じてエンジンを始動させる。
【００４９】
１回目の算出距離及び２回目の算出距離の一方が室内外判定距離を超え且つ他方が室内外判定距離を超えない場合、スマートフォン２０は室内判定エリアＡ３を除く判定エリアＡ１，Ａ２に位置するとして、車載制御部１１は、ドアのロックとアンロックとの切り替えを許可する。ドアのロックとアンロックとの切り替えが許可された状態でドアハンドルセンサ１５が接触を検出すると、車載制御部１１は、ドアロック装置１６を通じてドアのロックとアンロックとを切り替える。
【００５０】
なお、車載制御部１１は、スマートフォン制御部２１との間でペアリングされていないとき、定期的に音波信号を生成する。このとき、第１のカウンタ１１ｂも起動させる。そして、車載制御部１１は、第１のカウンタ１１ｂを通じて、第１のスピーカ１７から放射される音波が第２のスピーカ１８に拾われるまでの時間（音速算出時間）を計測する。車載制御部１１は、車両１０とスマートフォン２０との間の距離を算出するとき、（式１）に最新の音速算出時間を使用する。
【００５１】
＜車両通信システムの作用＞
次に、車両通信システム１の作用について図３に示すシーケンスチャートにしたがって説明する。当該シーケンスチャートは、車載制御部１１とスマートフォン制御部２１とがペアリングされて、車載制御部１１がスマートフォン制御部２１からリクエスト信号に対する応答としてレスポンス信号を受信し、そのレスポンス信号の照合が成立したことを契機として実行される。すなわち、後段で説明するが、音波は車両１０から定期的に放射されるものではなく、レスポンス信号の照合が成立して初めて放射されるものである。
【００５２】
図３に示すように、車載制御部１１は、スマートフォン制御部２１との間の照合が成立したことを契機として、第１のカウンタ１１ｂを起動させ（ステップＳ１）、さらに第１の音波信号を生成する（ステップＳ２）。第１の音波信号は、第１のスピーカ１７によって音波に変換され、放射される。
【００５３】
音波を受信したスマートフォン制御部２１は、第２のカウンタ２１ｂを起動させ（ステップＳ３）、音波応答信号を生成するタイミングで第２のカウンタ２１ｂを停止する（ステップＳ４）。そして、スマートフォン制御部２１は、音波応答信号を生成する（ステップＳ５）。音波応答信号は、ＢＴ通信部２２から無線送信される。
【００５４】
音波応答信号を受信した車載制御部１１は、当該信号の照合が成立すると、第１のカウンタ１１ｂを停止し（ステップＳ６）、車両１０（第１のスピーカ１７）とスマートフォン２０との間の距離を算出する（ステップＳ７）。次に、車載制御部１１は、第１のカウンタ１１ｂを起動させ（ステップＳ８）、さらに第２の音波信号を生成する（ステップＳ９）。第２の音波信号は、第２のスピーカ１８によって音波に変換され、放射される。
【００５５】
音波を受信したスマートフォン制御部２１は、第２のカウンタ２１ｂを起動させ（ステップＳ１０）、音波応答信号を生成するタイミングで第２のカウンタ２１ｂを停止する（ステップＳ１１）。そして、スマートフォン制御部２１は、音波応答信号を生成する（ステップＳ１２）。音波応答信号は、ＢＴ通信部２２から無線送信される。
【００５６】
音波応答信号を受信した車載制御部１１は、当該信号の照合が成立すると、第１のカウンタ１１ｂを停止し（ステップＳ１３）、車両１０（第２のスピーカ１８）とスマートフォン２０との間の距離を算出する（ステップＳ１４）。そして、車載制御部１１は、２つの算出距離から車両１０に対するスマートフォン２０の位置を判断し、当該位置に応じた車載機器の駆動を許可する（ステップＳ１５）。
【００５７】
以上詳述したように、本実施形態によれば、以下に示す効果が得られる。
（１）車載制御部１１は、第１のカウンタ１１ｂを起動させるとともに、第１及び第２の音波信号を生成する。第１の音波信号は第１のスピーカ１７によって、第２の音波信号は第２のスピーカ１８によって、それぞれ音波に変換され、放射される。車載制御部１１は、第１のカウンタ１１ｂを通じてスマートフォン制御部２１から音波に対する音波応答信号を受信するまでの時間（音波応答時間）を計測し、車両１０（第１及び第２のスピーカ１７，１８）とスマートフォン２０との間の距離を算出する。そして、車載制御部１１は、算出した距離に応じた車載機器の駆動（エンジンの始動、ドアのロックとアンロックとの切り替え）を許可する。
【００５８】
このように、スマートフォン制御部２１は、音波の受信及び音波応答信号の無線送信を行えばよい。すなわち、従来と比較して、携帯端末（スマートフォン制御部２１）において処理が必要な信号の数が少ないので、処理速度が低下しにくい。このため、スマートフォン２０の車両キーとしての機能以外の機能（電話機能、インターネット機能など）を発揮させる際も処理速度が低下しにくいので、スマートフォン２０の使い勝手がよい。
【００５９】
（２）スマートフォン制御部２１に音波を受信してから音波応答信号を生成するまでの時間（スマホ処理時間）を計測する第２のカウンタ２１ｂを設けた。スマートフォン制御部２１、スマホ処理時間を含ませた音波応答信号を生成する。そして、車載制御部１１は、スマホ応答時間からスマホ処理時間を差し引いた時間に音速を乗算して、車両１０とスマートフォン２０との間の距離を算出する。すなわち、算出距離には、スマートフォン制御部２１が音波応答信号の生成に要した時間分の距離が除かれているので、より高い精度で車両１０とスマートフォン２０との間の距離を算出することができる。
【００６０】
（３）第１のスピーカ１７から放射される音波を受信するマイクとして第２のスピーカ１８を使用した。車載制御部１１は、第１のカウンタ１１ｂを通じて、第１のスピーカ１７から放射される音波を第２のスピーカ１８が受信するまでの時間（音波到達時間）を計測し、両スピーカ１７，１８の間の距離を音波到達時間で除算することにより音速を算出する。そして、車載制御部１１は、最新の音速を使用して車両１０とスマートフォン２０との間の距離を算出する。一般に温度により音速が変化することが周知である。すなわち、音速に固定値を用いて距離を算出する場合と比較して、車両１０とスマートフォン２０との間の距離を高い精度で算出することができる。
【００６１】
（４）車両１０の両Ｂピラーの一方に第１のスピーカ１７を他方に第２のスピーカ１８を設けた。すなわち、第１及び第２のスピーカ１７，１８は、車両中心軸に対して線対称の位置関係とされている。車載制御部１１は、第１のスピーカ１７とスマートフォン２０との間の距離、及び第２のスピーカ１８とスマートフォン２０との間の距離を、それぞれ算出する。そして、車載制御部１１は、第１のスピーカ１７と第２のスピーカ１８側のドアとの間の距離を判定距離とし、２つの算出距離がいずれも判定距離を超えない場合、すなわちスマートフォン２０が車室内に位置する場合にはエンジンの始動を許可する。一方で、車載制御部１１は、２つの算出距離の一方が判定距離を超えず他方が判定距離を超える場合、すなわちスマートフォン２０が車室外に位置する場合にはドアのロックとアンロックとの切り替えを許可する。このように、車載制御部１１は、車両１０に対するスマートフォン２０の位置に応じた車載機器の駆動を許可することができる。
【００６２】
（５）スマートフォン制御部２１は、音波を受信してから音波応答信号を生成するまでの間、すなわち第２のカウンタ２１ｂが起動している最中に、電話機能やインターネット機能などの車両キーとしての機能以外の他の機能を発揮する必要がある場合には、他の機能の発揮を優先する。この場合、他の機能の発揮を優先したことによる時間分だけ第２のカウンタ２１ｂにカウントされるスマホ処理時間が長くなる。しかしながら、車載制御部１１は、車両１０とスマートフォン２０との間の距離を算出するにあたり、スマホ応答時間からスマホ処理時間を差し引くため、算出距離に影響はない。すなわち、車載機器の駆動の許可に影響はない。一方で、スマートフォン２０の他の機能を優先して処理するのでユーザにとって使い勝手がよい。
【００６３】
なお、上記実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、スマートフォン制御部２１とペアリングされた車載制御部１１は、スマートフォン制御部２１との間で授受するＩＤコードの照合が成立したことを契機として音波応答信号を生成するが、音波応答信号の生成は、次のようなタイミングで行ってもよい。すなわち、照合の成立後、エンジンスイッチ１３やドアハンドルセンサ１５が操作されたことを契機として音波応答信号を生成してもよい。このように構成すれば、エンジンスイッチ１３やドアハンドルセンサ１５が操作されないかぎり音波は放射されない。したがって、音波を可聴音とした場合でも、当該音波の放射が１度だけなのでうるさくない。
【００６４】
・上記実施形態では、第１及び第２のスピーカ１７，１８から放射される音波は、高周波の音波とされたが、人間にとって聞き取りやすい、言い換えれば人間が発しやすい周波数の音波、具体的には可聴領域の周波数である１ｋＨｚ〜２０ｋＨｚの音波であってもよい。通常のスマートフォン２０に採用されるマイクであれば、人間が発する周波数の音波を問題なく拾うことができるので、第１及び第２のスピーカ１７，１８から放射される音波も問題なく拾うことができる。なお、本別例を上記別例に適用した場合、可聴しやすい領域の音波は、エンジンスイッチ１３やドアハンドルセンサ１５が操作されたことを契機として放射されるので、ユーザは、聞こえる音波に対してうるさく感じにくい。
【００６５】
・上記実施形態において、あらかじめスマートフォン２０に採用されるマイクが拾いやすい周波数に合わせた音波を放射するように第１及び第２のスピーカ１７，１８を調整してもよい。このように構成すれば、車両通信システム１の動作信頼性が高まる。
【００６６】
・上記実施形態では、エンジンの始動の許可する領域と、ドアのロックとアンロックとを切り替える許可する領域を切り分けるため、判定距離を用いてスマートフォン２０の車室内外の位置まで判断したが、必ずしも車室内外の位置まで判断していなくてもよい。すなわち、エンジンの始動の許可する領域と、ドアのロックとアンロックとを切り替えを許可する領域と、を切り分けない場合には、車両１０に対してスマートフォン２０が特定の距離よりも近いか否かを判断するだけでよい。この場合、例えば、車載制御部１１は、第１のスピーカ１７からスマートフォン２０までの距離が近く、且つ運転席側のドアハンドルに設けられたドアハンドルセンサ１５を通じてこのドアハンドルへの操作を検出すれば、ドアのロックとアンロックとの間の切り替えを許可する。
【００６７】
なお、車載制御部１１は、第１のスピーカ１７から音波を放射する時間とは異なる時間において、第２のスピーカ１８でも同様のことを行い、助手席側のドアのロックとアンロックとの間の切り替えを許可してもよい。つまり、音波を放射する時間が重ならないようにスピーカ１７，１８を時分割で独立に動作させて、それぞれ放射した音波から算出される距離に基づいて車両操作を許可してもよい。  ・上記実施形態において、車載制御部１１は、第１及び第２のスピーカ１７，１８との間の音波到達時間から音速を算出し、当該音速を使用して車両１０とスマートフォン２０との間の距離を算出したが、当該距離の算出には固定の音速値を使用してもよい。
【００６８】
・上記実施形態において、車載制御部１１は、第２のカウンタ２１ｂを計測されたスマホ処理時間をスマホ応答時間から差し引いた時間を使用して車両１０とスマートフォン２０との間の距離を算出したが、スマホ処理時間にばらつきが少ない場合等では、スマホ処理時間を固定値としてもよい。なお、スマホ処理時間を固定値とする場合、第２のカウンタ２１ｂを省略することができる。  ・上記実施形態において、車両１０に第１及び第２のスピーカ１７，１８を設けたが、どちらか一方を省略してもよい。なお、スピーカ１７，１８は、必ずしも図２のようにＢピラーに設けて対向させる必要はない。判定エリアＡ１，Ａ２が左右の車室外に、判定エリアＡ１、Ａ２の重複部である室内判定エリアが車室内に、それぞれ位置されればよい。
【００６９】
・上記実施形態では、車載制御部１１が算出部としても機能したが、算出部は、車載制御部１１とは別であってもよい。
・上記実施形態では、車両１０が音波を放射するとともに電波（音波応答信号）を受信し、スマートフォン２０が音波を拾うとともに電波（音波応答信号）を送信する構成とされたが、逆の関係であってもよい。なお、スマートフォン制御部２１が車両１０とスマートフォン２０との間の距離を算出してもよい。この場合、スマートフォン制御部２１は、算出した距離を無線送信し、車載制御部１１が受信した距離に応じて車載機器の動作の実行又は許可を判断してもよい。
【００７０】
・上記実施形態において、第２のカウンタ２１ｂを省略してもよい。この場合、スマートフォン制御部２１は、音波応答信号にスマホ処理時間を含めない。
・上記実施形態において、ペアリング可能な相手の探索及びペアリング処理は、車載制御部１１から行ってもよい。
【００７１】
・上記実施形態において、車両１０とスマートフォン２０との間の通信規格は、ＢＬＵＥＴＯＯＴＨに限定されない。
・上記実施形態では、携帯端末としてスマートフォン２０を採用したが、これに代えて電話機能を有しないタブレット端末、携帯型の音楽端末、あるいはノート型パソコン等であってもよい。
【００７２】
・上記実施形態において、音波は、例えば２０ｋＨｚの単一の周波数でなくてもよい。例えば、１８〜２０ｋＨｚなどの特定の範囲にて異なる周波数を使用する周波数変調であってもよい。また、振幅変調してもよい。
【符号の説明】
【００７３】
１…車両通信システム、１０…車両、１１…車載制御部、１１ｂ，２１ｂ…カウンタ、１２，２２…ＢＴ通信部、１７，１８…スピーカ、２０…スマートフォン、２１…スマートフォン制御部、２５…マイク。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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