(57)【要約】【課題】音波を用いて測距を行う際に携帯機が車両近傍に存在するか否かを適切に判断することができる車両用認証システムを提供する。【解決手段】車両１０に搭載される車両用認証装置２０と携帯機４０との間の通信に基づき、電子認証を行う車両用認証システムにおいて、車両用認証装置２０に設けられ他方にむけて音波信号を出力する第１の送受信部２６と、音波信号を受信する携帯機４０の第１の送受信部４１と、音波信号が出力されてから受信されるまでの時間を用いて、車両用認証装置２０及び携帯機４０の相対距離を算出する制御部２２とを備える。制御部２２は、相対距離が予め設定された判定距離以内であれば携帯機４０が車両用認証装置２０の近傍に存在すると判断する。また、制御部２２は、測距可能な音波信号を受信するよりも前に測距不可能な音波信号を受信している場合には、判定距離を大きくする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載される車両用認証装置と携帯機との間の通信に基づき電子認証を行う車両用認証システムにおいて、
音波信号を出力する信号出力部と、
前記音波信号を受信する信号受信部と、
前記音波信号が出力されてから受信されるまでの時間に基づき、前記車両用認証装置及び前記携帯機の相対距離を算出する測距部と、
前記相対距離が予め設定された判定距離以内であれば前記携帯機が前記車両用認証装置の近傍に存在すると判断する判定部と、を備え、
前記判定部は、前記信号受信部が測距可能な音波信号を受信するよりも前に測距不可能な音波信号を受信している場合には、前記判定距離を大きく設定することを特徴とする車両用認証システム。
【請求項２】
前記信号受信部が測距可能な音波信号を受信するよりも前に測距不可能な音波信号を受信した場合、前記判定部は、前記測距不可能な音波信号の受信時刻と前記測距可能な音波信号の受信時刻との時間差の偏移に基づき前記車両に対する前記携帯機の移動方向を判断し、前記携帯機が前記車両に接近していると判断したときに前記判定距離を大きく設定する請求項１に記載の車両用認証システム。
【請求項３】
前記信号受信部が測距可能な音波信号を受信するよりも前に測距不可能な音波信号を受信した場合、前記判定部は、前記測距不可能な音波信号が出力されてから受信されるまでの到達時間の偏移、又は前記測距可能な音波信号が出力されてから受信されるまでの到達時間の偏移に基づき前記車両に対する前記携帯機の移動方向を判断し、前記携帯機が前記車両に接近していると判断したときに前記判定距離を大きく設定する請求項１に記載の車両用認証システム。
【請求項４】
前記判定部は、前記判定距離を初期値よりも大きく設定した後、前記車両に対する前記携帯機の移動方向を判断し、前記携帯機が前記車両に接近している間は前記携帯機が前記車両用認証装置の近傍に存在すると判断する請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両用認証システム。
【請求項５】
前記信号受信部は、受信した音波信号と、前記信号出力部が出力する波形を有する参照信号との相関性を判断し、前記受信した音波信号と前記参照信号との相関性が高いピーク位置が存在する場合には、該ピーク位置の信号の強度が閾値以上であるか否かを判断し、前記ピーク位置の強度が閾値以上である音波信号を測距可能な音波信号とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の車両用認証システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ユーザの携帯する携帯機と、携帯機の電子認証を行う車両用認証装置とを備える車両用認証システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ユーザが所有する携帯機と車載通信装置との間で無線通信を行うシステムとして、メカニカルキーを用いることなく車両のドアの施解錠を行うシステムが既に知られている。
例えば、特許文献１には、音波を用いて車載機と携帯機との距離を算出するシステムが提案されている。このシステムは、車載機から電波を放射するとともに、電波送信後の所定時間後に音波を放射する。携帯機では、電波を受信してから音波を受信するまでの時間を測定する。また携帯機は、測定した時間を車載機に送信し、車載機は、携帯機で測定された時間や音波の速度等に基づき、携帯機までの距離を算出する。
【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】
しかし、図８に示すように、音波を測距に用いるシステムにおいては、車載機１１１と携帯機１１２との間に、ユーザ１００等の遮蔽物が存在し、且つ携帯機１１２の近傍に壁１０１等の反射物がある場合、反射することなく携帯機１１２に受信される直接波Ｄは、遮蔽物により減衰された状態で受信される。また、反射物により反射された反射波Ｒも携帯機１１２によって受信される。このような場合に、減衰された直接波Ｄではなく、反射波Ｒに基づき測距が行われると、車載機１１１と携帯機１１２との相対距離が、実際の距離よりも長く算出される。このため、例えば車両の近傍に携帯機１１２が存在する場合でも、車両１０の近傍に携帯機１１２が存在しないと判断される可能性がある。
【０００５】
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、音波を用いて測距を行う際に携帯機が車両近傍に存在するか否かを適切に判断することができる車両用認証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】
【０００６】
以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
上記課題を解決する車両用認証システムは、車両に搭載される車両用認証装置と携帯機との間の通信に基づき電子認証を行う車両用認証システムであって、音波信号を出力する信号出力部と、前記音波信号を受信する信号受信部と、前記音波信号が出力されてから受信されるまでの時間に基づき、前記車両用認証装置及び前記携帯機の相対距離を算出する測距部と、前記相対距離が予め設定された判定距離以内であれば前記携帯機が前記車両用認証装置の近傍に存在すると判断する判定部と、を備え、前記判定部は、前記信号受信部が測距可能な音波信号を受信するよりも前に測距不可能な音波信号を受信している場合には、前記判定距離を大きく設定する。
【０００７】
上記構成によれば、信号受信部が測距可能な音波信号を受信するよりも前に、測距不可能な音波信号を受信している場合、その測距不可能な音波信号が、遮蔽物により減衰された信号であると推定するとともに、測距可能な音波信号が、反射物に反射した信号であると推定する。また、測距可能な音波信号に基づいて測距を行う際、携帯機が車両用認証装置の近傍に存在するか否かを判定するための判定距離を、信号受信部が測距可能な音波信号のみを受信している場合に比べ大きく設定するので、実際には携帯機が近傍に存在するにも関わらず、携帯機が近傍に存在しないと判断されることが抑制される。
【０００８】
上記車両用認証システムについて、前記信号受信部が測距可能な音波信号を受信するよりも前に測距不可能な音波信号を受信した場合、前記判定部は、前記測距不可能な音波信号の受信時刻と前記測距可能な音波信号の受信時刻との時間差の偏移に基づき前記車両に対する前記携帯機の移動方向を判断し、前記携帯機が前記車両に接近していると判断したときに前記判定距離を大きく設定することが好ましい。
【０００９】
携帯機が車両に接近するとき、測距不可能な音波信号の受信時刻と測距可能な音波信号の受信時刻との時間差は大きくなり、携帯機が車両から遠ざかるとき、測距不可能な音波信号の受信時刻と測距可能な音波信号の受信時刻との時間差は徐々に小さくなる。上記構成によれば、時間差に基づき携帯機の移動方向が判断され、携帯機が車両に接近していると判断されるときのみ判定距離を大きくするので、携帯機が車両の近傍に存在するか否かを適切に判断できる。
【００１０】
上記車両用認証システムについて、前記信号受信部が測距可能な音波信号を受信するよりも前に測距不可能な音波信号を受信した場合、前記判定部は、前記測距不可能な音波信号が出力されてから受信されるまでの到達時間の偏移、又は前記測距可能な音波信号が出力されてから受信されるまでの到達時間の偏移に基づき前記車両に対する前記携帯機の移動方向を判断し、前記携帯機が前記車両に接近していると判断したときに前記判定距離を大きく設定することが好ましい。
【００１１】
携帯機が車両に接近するとき、測距不可能な音波信号が出力されてから受信されるまでの到達時間は徐々に長くなる。また、携帯機が車両に接近するとき、測距可能な音波信号が出力されてから受信されるまでの到達時間は徐々に短くなる。上記構成によれば、到達時間に基づき携帯機の移動方向が判断され、携帯機が車両に接近していると判断されるときのみ判定距離を大きくするので、携帯機が車両の近傍に存在するか否かを適切に判断できる。
【００１２】
上記車両用認証システムについて、前記判定部は、前記判定距離を初期値よりも大きく設定した後、前記車両に対する前記携帯機の移動方向の判断を行い、前記携帯機が前記車両に接近している間は前記携帯機が前記車両用認証装置の近傍に存在すると判断することが好ましい。
【００１３】
上記構成によれば、携帯機が車両の近傍に存在するにも関わらず、測距可能な音波信号に基づき算出される相対距離が判定距離を超える場合における誤判定を抑制することができる。
【００１４】
上記車両用認証システムについて、前記信号受信部は、受信した音波信号と、前記信号出力部が出力する波形を有する参照信号との相関性を判断し、前記受信した音波信号と前記参照信号との相関性が高いピーク位置が存在する場合には、該ピーク位置の信号の強度が閾値以上であるか否かを判断し、前記ピーク位置の強度が閾値以上である音波信号を測距可能な音波信号とすることが好ましい。
【００１５】
上記構成によれば、受信した音波信号と参照信号との相関性が判断された上で、受信した音波信号が測距可能であるか否かが判断されるので、誤判断が抑制されて、携帯機が車両の近傍に存在するか否かを適切に判断することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】車両用認証システムの一実施形態について、その概略構成を示すブロック図。
【図２】（ａ）〜（ｃ）にかけて、車両に携帯機が接近する場合の携帯機の音波の受信状態を例示する図。
【図３】（ａ）〜（ｃ）は、図２（ａ）〜（ｃ）に例示する音波の受信状態にそれぞれ対応して携帯機が受信する音波の波形の例を示す図。
【図４】携帯機の音波の受信状態の例を示す図。
【図５】同実施形態の超音波信号及び電波信号の送信手順を示すシーケンス図。
【図６】同実施形態における携帯機の動作を説明するフローチャート。
【図７】同実施形態における車両用認証装置の動作を説明するフローチャート。
【図８】携帯機への音波の受信態様を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、車両用認証システムを具体化した一実施形態について、図１〜図７を参照して説明する。本実施形態の車両用認証システムは、ユーザに所持される携帯機、及び携帯機の電子認証を行う車両用認証装置を備える。
【００１８】
図１を参照して車両用認証装置の構成について説明する。車両１０に設けられた車両用認証装置２０は、測距部及び判定部としての制御部２２、信号出力部としての第１の送受信部２６、第２の送受信部２７を備えている。制御部２２は、電子認証のための演算を行う機能、携帯機４０に対する測距を行う機能、及び携帯機４０が車両用認証装置２０の近傍に存在するか否かを判定する機能を搭載している。制御部２２は、例えば中央処理装置（ＣＰＵ）とメモリとを備え、メモリに記憶されたプログラムを実行することでそれらの演算機能を実現する。もっとも、ＣＰＵによるソフトウェア処理をするものに限らず、例えば、電子認証のための演算を行うＡＳＩＣ等の専用のハードウェアであってもよい。
【００１９】
第１の送受信部２６は、超音波信号を送信する機能と受信する機能とを有するハードウェアであって、例えばマイクとスピーカー等を備えている。ここで、超音波信号とは、可聴周波数帯域よりも高周波の音波信号のことである。第１の送受信部２６は、車外の送受信機との間で超音波信号を送受信可能に設けられている。例えば車両のドアに第１の送受信部２６が設けられている場合、車両１０の左側部のドアと、右側部のドアとに設けられることが好ましい。
【００２０】
制御部２２は、第１の送受信部２６を介して、携帯機４０との間の超音波信号を用いた通信の制御を司る。制御部２２は、パルス信号からなる超音波信号を生成し、第１の送受信部２６からこの超音波信号を送信する。携帯機４０は、正当なユーザの所持する情報を記憶しており、車両用認証装置２０から超音波信号を受信したとき、この情報を含む超音波信号を車両用認証装置２０に送信する。制御部２２は、受信した識別信号が妥当なものであると判断したとき、携帯機４０を所持するユーザが、車両１０の正当なユーザであると認証する。
【００２１】
また、第２の送受信部２７は、車外で送信された所定の周波数域の電波を受信する機能、及び車外へ周波数域の電波を送信する機能を有する。
制御部２２は、第２の送受信部２７を介して、携帯機４０との間の電波信号を用いた通信の制御を司る。携帯機４０から送信される電波信号には、車両用認証装置２０から送信された超音波信号の受信時刻に関する情報が含まれる。制御部２２は、超音波信号の送信時刻から受信時刻までの時間に基づいて、第１の送受信部２６と、携帯機４０の第１の送受信部４１との相対距離を算出する。
【００２２】
また、車両用認証装置２０は、車両１０のドアロックシステム３２と通信可能に接続されている。ドアロックシステム３２は、車両１０のドアの施錠及び解除の自動制御を行うものである。車両用認証装置２０は、測距により算出した相対距離が、携帯機４０が車両近傍に存在することを判断するための判定距離以下であるとき、携帯機４０が有効範囲内に存在すると判断して、所定の条件の下でドアロックを解除する。なお、有効範囲は、例えば判定距離を半径とする円状の範囲である。
【００２３】
次に、携帯機４０の構成について説明する。携帯機４０は、認証のための専用の装置でもよいし、他の用途を有する装置でもよい。本実施形態では、携帯機４０は、スマートフォン等、電話機能を有する装置からなり、電話回線通信部４４を備える。この携帯機４０は、中央処理装置（ＣＰＵ）４６と、不揮発性メモリ４８と、ＲＡＭ５０とを備え、これらが入出力ポート５２を介して互いに接続されている。
【００２４】
また携帯機４０は、信号受信部としての第１の送受信部４１を備える。第１の送受信部４１は、超音波信号を送信する機能と受信する機能とを有する。具体的には、第１の送受信部４１は、超音波信号を送信する装置としてのスピーカーと、超音波信号を受信する装置としてのマイクとを各別の部材として備えたものであってもよい。さらに携帯機４０は、電波信号を送受信する第２の送受信部４２を備える。
【００２５】
ＣＰＵ４６は、不揮発性メモリ４８に格納されている各種プログラムを実行する機能を有するハードウェアである。不揮発性メモリ４８は、給電の有無にかかわらずデータを保持する書き換え可能なメモリである。特に、本実施形態においては、不揮発性メモリ４８に、認証用プログラム４８ａが格納されている。認証用プログラム４８ａは、携帯機４０と車両用認証装置２０との通信によって電子認証等をする際に携帯機４０側で実行される処理を規定するアプリケーションプログラムである。
【００２６】
また、携帯機４０のＣＰＵ４６は、第１の送受信部４１で超音波信号が受信されると、受信された超音波信号をデジタル化して録音する。また、携帯機４０の不揮発性メモリ４８には、デジタル化された超音波信号に対して相関処理を行うための参照信号が登録されている。参照信号は、車両用認証装置２０から送信されるリクエスト信号等の波形と同じ波形を有する。相関処理では、受信した超音波信号と参照信号との波形の相関性が判断される。そして、受信した超音波信号のうち参照信号との相関性が最も高いところがピーク位置とされる。
【００２７】
携帯機４０のＣＰＵ４６は、第１の送受信部４１で、参照信号と相関性の高い超音波信号が受信されると、第１の送受信部４１から、車両用認証装置２０から送信された超音波信号に応答するための応答信号を送信する。このときＣＰＵ４６は、応答信号を送信した送信時刻ＴＳ２を取得する。
【００２８】
また、携帯機４０のＣＰＵ４６は、ピーク位置における波形の強度が、予め設定した閾値以上である場合に、この超音波信号を測距可能な信号とみなし、ピーク位置の時刻を受信時刻ＴＲ２として検出する。なお、ここでいう「強度」は、超音波信号の減衰の度合いを判断可能なパラメータであって、例えば、振幅、音圧、エネルギー密度等を含む。ピーク位置における波形の強度が、予め設定した閾値未満である場合には、この超音波信号を測距不可能な信号とみなすが、携帯機４０の移動方向を推定するため、ピーク位置等の時刻を受信時刻ＴＲ３として検出する。
【００２９】
次に図２を参照して、携帯機４０による超音波信号の受信態様の例について説明する。例えば、携帯機４０と、車両用認証装置２０の第１の送受信部２６との間に遮蔽物がなく、携帯機４０が車両１０の近傍に存在する場合には、携帯機４０は、車両用認証装置２０から、強度が閾値以上である直接波を受信する。このときＣＰＵ４６は、直接波を測距可能な信号としてみなし、受信時刻ＴＲ２を算出する。
【００３０】
ところが、図２（ａ）に示すように、携帯機４０と第１の送受信部２６との間にユーザ１００等の遮蔽物が存在すると、携帯機４０が車両１０の近傍に存在しても、直接波Ｄが遮蔽物によって遮られ、回折や吸収等によって減衰された状態で携帯機４０によって受信される。また、この携帯機４０の近傍に、壁１０１等の固定物からなる反射物が存在すると、第１の送受信部２６から送信され反射物に反射した反射波Ｒが、直接波Ｄに比べて減衰されない状態、即ち大きい強度で携帯機４０によって受信される。なお、図２に模式的に示す反射波Ｒは、携帯機４０によって受信される反射波Ｒの経路を例示するものである。
【００３１】
また、図２（ｂ）及び図２（ｃ）に示すように、携帯機４０を所持するユーザ１００が車両１０に近づいていくと、直接波Ｄが送信されてから携帯機４０に受信されるまでの時間は次第に短くなる。一方、ユーザ１００は壁１０１等の反射物から遠ざかるので、反射波Ｒが送信されてから携帯機４０に受信されるまでの時間は次第に長くなる。
【００３２】
図３（ａ）〜（ｃ）に示す波形は、図２（ａ）〜（ｃ）のように、遮蔽物であるユーザ１００が、車両１０に接近し且つ壁１０１等の反射物から遠ざかる方向に移動するときに、携帯機４０の第１の送受信部４１で受信される直接波Ｄ及び反射波Ｒの波形を例示したものである。図３（ａ）〜（ｃ）は、車両用認証装置２０からの超音波信号の送信時刻ＴＳａ，ＴＳｂ，ＴＳｃを起点としている。
【００３３】
図３（ａ）に示すように、携帯機４０では、まず減衰された直接波Ｄが受信され、次に直接波Ｄよりも強度が大きい反射波Ｒが受信される。このような場合でも、直接波Ｄの強度が上記閾値以上であれば、直接波Ｄが測距可能な信号とみなされ、反射波Ｒは測距対象から除外されるが、直接波Ｄの強度が上記閾値未満の場合には、直接波Ｄは測距不可能な信号とみなされ、反射波Ｒが測距可能な信号とみなされる。
【００３４】
図３（ｂ）及び図３（ｃ）に示すように、ユーザ１００が車両１０に接近し、壁１０１等の反射物から遠ざかるにつれ、直接波Ｄの送信時刻から受信時刻までの直接波到達時間ＴＤは短くなる。また、反射波Ｒの送信時刻から受信時刻までの反射波到達時間ＴＲは長くなる。さらに、直接波Ｄの受信時刻ＴＲ２と反射波Ｒの受信時刻ＴＲ３との受信時間差ΔＴは長くなる。
【００３５】
即ち、直接波Ｄ及び反射波Ｒが検出された際に、直接波到達時間ＴＤが短くなること、反射波到達時間ＴＲが長くなること、受信時間差ΔＴが長くなることの少なくとも一つが満たされれば、ユーザ１００が車両１０に接近する方向に移動している可能性が高い。逆に、直接波Ｄ及び反射波Ｒが検出された際に、直接波到達時間ＴＤが長くなること、反射波到達時間ＴＲが短くなること、受信時間差ΔＴが短くなることの少なくとも一つが満たされれば、ユーザ１００が車両１０から遠ざかる方向に移動している可能性が高い。本実施形態では、車両用認証装置２０が携帯機４０と通信することによって、直接波Ｄの受信時刻ＴＲ２と反射波Ｒの受信時刻ＴＲ３との受信時間差ΔＴが長くなっていると判断されたとき、ユーザ１００が車両１０に接近する方向に移動していると推定されるものとする。なお、上記した条件のうち複数を用いて、ユーザ１００の移動する方向を推定してもよい。
【００３６】
そして、本実施形態では、車両用認証装置２０によって、携帯機４０において測距不可能な超音波信号と測距可能な超音波信号とが受信されたことが認識され、しかもユーザ１００が車両１０に接近する方向に移動していると判断されたとき、携帯機４０が車両近傍に存在すると判断するための上記判定距離を大きく設定する。通常において、この判定距離は、例えば車両１０を中心とした円形状の有効範囲の半径（例えば２ｍ）とされているが、通常であれば直接波Ｄで測距を行うところを、上述した状況では経路長が長い反射波Ｒにより測距を行うために、判定距離を初期値よりも大きく設定する。
【００３７】
また図４に示すように、携帯機４０にて、壁１０１に反射した後にユーザ１００等に遮蔽されて減衰された反射波Ｒ１と、壁１０１と車両１０との間で反射を繰り返した反射波Ｒ２が受信される場合も想定される。このような場合には、第１の送受信部４１においては、例えば測距不可能な直接波Ｄと、測距不可能な反射波Ｒ１と、測距可能な反射波Ｒ２が受信される。このような場合であっても、車両用認証装置２０は、携帯機４０から送信された電波信号に基づいて、携帯機４０が、遮蔽物によって減衰された直接波Ｄと反射波Ｒとを受信していると推定して判定距離を大きく設定する。
【００３８】
次に図５を参照して、車両用認証装置２０及び携帯機４０による測距の手順について説明する。
測距にあたって、車両用認証装置２０の制御部２２は、第１の送受信部４１を介して、携帯機４０からの超音波信号の出力を要求するリクエスト信号を出力する（ステップＳ１１）。このリクエスト信号は、超音波信号であって、例えば、同期コード、ＩＤコード、チャレンジコード、及び測距コードを含む。同期コードは、プリアンブルであって、ＩＤコードは、車両１０を特定するためのものである。チャレンジコードは、携帯機４０を識別する識別情報を送信するように携帯機４０に要求する信号であり且つ、識別情報を含む識別信号を生成するために利用されるものである。測距コードは、第１の送受信部２６と携帯機４０との間の距離を測定するために用いるコードである。
【００３９】
携帯機４０は、車両用認証装置２０が送信した超音波信号を受信すると、この超音波信号に対する応答信号として、測距コード、レスポンスコードを含む超音波信号を生成して送信する（ステップＳ１２）。ここで、測距コードは、車両用認証装置２０の第１の送受信部２６から送信された測距コードの各ビットを論理反転させたコードとする。レスポンスコードは、チャレンジコードに、携帯機４０を識別する識別情報を有するコード（暗号鍵）を論理合成することで生成される。このレスポンスコードは、携帯機４０を識別する情報を含むものとなっており、車両用認証装置２０において携帯機４０が正当なものである旨の認証を行う際の入力信号となるものである。
【００４０】
車両用認証装置２０は、相関処理等を通じて携帯機４０から応答信号を受信したと判断すると、応答信号に含まれるレスポンスコードが正当なものであるか否かの判断を行う。
また、携帯機４０のＣＰＵ４６は、上述した相関処理を行い、測距可能な信号について、ピーク位置の時刻である受信時刻ＴＲ２を算出する。また、受信時刻ＴＲ２から、上記応答信号を送信した送信時刻ＴＳ２までに要した時間差分Ｔｉ２を算出する。なお、相関処理を行うタイミングは、超音波信号の送信の前でもよく、特に限定されない。
【００４１】
さらに携帯機４０のＣＰＵ４６は、相関処理の結果、相関性が高いが測距不可能な波形、即ち強度が上記閾値未満の波形が検出されている場合には、受信時刻ＴＲ３を算出する。
【００４２】
超音波信号を出力した後、携帯機４０のＣＰＵ４６は、時間差分Ｔｉ２を含む電波信号を送信する（ステップＳ１３）。このとき、受信時刻ＴＲ３が算出されている場合には、直接波Ｄの受信時刻ＴＲ２と反射波Ｒの受信時刻ＴＲ３の差を受信時間差ΔＴとして算出し、この受信時間差ΔＴを電波信号に含める。
【００４３】
車両用認証装置２０の制御部２２は、電波信号を受信すると、電波信号に含まれるこの時間差分Ｔｉ２を用いて、車両用認証装置２０の第１の送受信部２６と、携帯機４０の第１の送受信部４１との相対距離を算出する。このとき、車両１０の第１の送受信部２６と、携帯機４０の第１の送受信部４１との相対距離Ｌは、以下の数式に基づき算出される。なお、Ｔｉ１は、車両用認証装置２０の第１の送受信部２６からリクエスト信号を送信した送信時刻ＴＳ１と、携帯機４０から応答信号を受信した受信時刻ＴＲ１との時間差であって、「Ｃ」は音速である。なお、音速は温度に応じて可変としてもよい。
Ｌ＝｛（Ｔｉ１−Ｔｉ２）／２｝・Ｃ
次に図６を参照して、携帯機４０がリクエスト信号を受信してから電波信号を送信するまでの動作について詳述する。
【００４４】
携帯機４０のＣＰＵ４６は、リクエスト信号である超音波信号の受信を待機し（ステップＳ２１）、超音波信号を受信したと判断すると（ステップＳ２１：ＹＥＳ）、受信した超音波信号と参照信号とを時間軸上でずらしながらそれらの相関性を確認する相関処理を行う（ステップＳ２２）。
【００４５】
そして、携帯機４０のＣＰＵ４６は、相関処理の結果に基づき、その超音波信号が、車両用認証装置２０から送信された超音波信号であるか否かを判断する（ステップＳ２３）。車両用認証装置２０から送信された超音波信号ではないと判断すると（ステップＳ２３：ＮＯ）、ステップＳ２１に戻る。
【００４６】
その超音波信号が、車両用認証装置２０から送信された超音波信号であると判断すると（ステップＳ２３：ＹＥＳ）、携帯機４０は、応答信号を送信する（ステップＳ２４）。そして、携帯機４０のＣＰＵ４６は、相関処理で検出されたピーク位置の波形の強度に基づき、受信した超音波信号が測距可能な信号であるか否かを判断する（ステップＳ２５）。ここでは、上述したように、ピーク位置の波形の強度が閾値以上であるか否かを判断する。
【００４７】
ユーザ１００によって遮蔽された直接波Ｄを受信した場合等、受信した超音波信号が測距可能な信号ではないと判断すると（ステップＳ２５：ＮＯ）、携帯機４０のＣＰＵ４６は、そのピーク位置の時刻を受信時刻ＴＲ３とし（ステップＳ３０）、受信時刻ＴＲ３をＲＡＭ５０等に記憶して、ステップＳ２１に戻る。本実施形態では、測距可能な超音波信号が検出されるまでステップＳ２１〜ステップＳ２５、ステップＳ３０を繰り返すので、相関性が高く測距不可能な波形が複数検出された場合には、複数の受信時刻ＴＲ３がＲＡＭ５０等に記憶される。
【００４８】
一方、遮蔽物によって減衰しない直接波Ｄ又は反射波Ｒを受信した場合等、受信した超音波信号が測距可能な信号であると判断すると（ステップＳ２５：ＹＥＳ）、携帯機４０のＣＰＵ４６は、ピーク位置の時刻を、測距に用いる受信時刻ＴＲ２とする（ステップＳ２６）。
【００４９】
そして、携帯機４０のＣＰＵ４６は、その受信時刻ＴＲ２と、応答信号を送信した送信時刻ＴＳ２との時間差分Ｔｉ２を算出し（ステップＳ２７）、時間差分Ｔｉ２を含む電波信号を送信する（ステップＳ２８）。時間差分Ｔｉ２は、車両用認証装置２０の内蔵する時計と携帯機４０の内蔵する時計との時刻ずれ、携帯機４０の送受信部４２が実際に超音波信号を受信してからＣＰＵ４６が検知するまでの遅延時間が含まれる。このとき、受信時刻ＴＲ２のほか、受信時刻ＴＲ３が検出されている場合には、受信時刻ＴＲ２及び受信時刻ＴＲ３の受信時間差ΔＴも電波信号に含めて送信する。電波信号を送信すると、ステップＳ２１に戻り、超音波信号の受信を待機する。
【００５０】
次に図７を参照して、車両用認証装置２０が電波信号を受信した後の動作について詳述する。
車両用認証装置２０の制御部２２は、電波信号の受信を待機し（ステップＳ４０）、電波信号を受信すると（ステップＳ４０：ＹＥＳ）、電波信号に含まれる情報を自身の記憶部に格納する。また、制御部２２は、電波信号に含まれる時間差分Ｔｉ２に基づき、上述した手順（図５参照）で相対距離Ｌを算出する（ステップＳ４１）。
【００５１】
また、制御部２２は、電波信号に受信時間差ΔＴが含まれているか否かを判断することによって、携帯機４０が測距不可能な信号を受信した後に、測距可能な信号を受信しているか否かを判断する（ステップＳ４２）。
【００５２】
例えば遮蔽物によって減衰されていない直接波Ｄのみを受信したとき等、制御部２２が、携帯機４０が測距不可能な信号と測距可能な信号との両方をその順番に受信していないと判断すると（ステップＳ４２：ＮＯ）、制御部２２は、判定距離を初期値（例えば２ｍ）とする（ステップＳ５０）。そして、ステップＳ４１で算出した相対距離が判定距離以下であるか否かを判断する（ステップＳ５１）。相対距離が判定距離以下の場合には（ステップＳ５１：ＹＥＳ）、携帯機４０が初期値の判定距離を半径とする有効範囲内に存在すると判断し（ステップＳ５２）、相対距離が判定距離よりも大きい場合には（ステップＳ５１：ＮＯ）、携帯機４０が有効範囲外に存在すると判断する（ステップＳ５３）。
【００５３】
制御部２２が、携帯機４０が測距不可能な信号を受信した後に、測距可能な信号を受信したと判断すると（ステップＳ４２：ＹＥＳ）、複数の受信時刻ＴＲ３に基づき、携帯機４０が車両１０に接近しているか否かを判断する（ステップＳ４３）。このとき、制御部２２は自身の記憶部に格納された受信時間差ΔＴを読み出し、２以上である所定数の受信時間差ΔＴが格納されている場合には、それらの受信時間差ΔＴが増大する傾向にあるか否かを判断する。それらの受信時間差ΔＴが増大する傾向にある場合には、携帯機４０が接近していると判断する。格納された受信時間差ΔＴの数が所定数未満の場合や、受信時間差ΔＴが減少している場合、受信時間差ΔＴが変化しない場合には、携帯機４０が、少なくとも車両１０に接近する方向には移動していないと判断する。
【００５４】
携帯機４０が車両１０に接近していると判断すると（ステップＳ４３：ＹＥＳ）、制御部２２は自身の記憶部から判定距離を読み出し、判定距離が初期値であるか否かを判断する（ステップＳ４４）。判定距離が初期値である場合には（ステップＳ４４：ＹＥＳ）、制御部２２は、判定距離を、例えば５ｍなど、初期値よりも大きく設定する（ステップＳ４５）。
【００５５】
判定距離を大きく設定した後、制御部２２は、ステップＳ４１で算出した相対距離Ｌが判定距離以内であるか否かを判断する（ステップＳ４６）。判定距離以内であると判断すると（ステップＳ４６：ＹＥＳ）、携帯機４０、即ちユーザ１００が有効範囲内に存在すると判断する（ステップＳ４７）。判定距離よりも大きい判断すると（ステップＳ４６：ＮＯ）、携帯機４０、即ちユーザ１００が有効範囲外に存在すると判断する（ステップＳ４９）。また、ステップＳ４３において、携帯機４０が車両１０に接近していないと判断した場合（ステップＳ４３：ＮＯ）も、携帯機４０、即ちユーザ１００が有効範囲外に存在すると判断する（ステップＳ４９）。
【００５６】
このように携帯機４０が有効範囲内に存在するか否かを判定すると、制御部２２は測距終了であるか否かを判断する（ステップＳ４８）。測距の終了条件は、ドアの解錠、エンジンの始動、又は携帯機４０での所定の操作が行われたこと等である。測距を終了しない場合には（ステップＳ４８：ＮＯ）、ステップＳ４０に戻る。制御部２２が測距を終了すると判断すると（ステップＳ４８：ＹＥＳ）、当該処理を終了する。
【００５７】
このように、判定距離が初期値よりも大きく設定され、且つ携帯機４０が有効範囲内に存在すると判定された後、ユーザ１００が車両１０に接近すると、反射波Ｒの経路が長くなることによって、反射波Ｒに基づき算出された相対距離Ｌが判定距離を超えることがある。このため、判定距離が大きく設定された後、ユーザ１００が車両１０に接近し続けている場合には、携帯機４０が有効範囲内に存在すると判断する。具体的には、ステップＳ４４において判定距離が初期値ではないと判断すると（ステップＳ４４：ＮＯ）、制御部２２は、携帯機４０が有効範囲内と判断する（ステップＳ４７）。このため、実際には携帯機４０が車両１０の近傍に存在しているにも関わらず、携帯機４０が有効範囲外であると判定することが抑制される。
【００５８】
以上説明したように、本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。
（１）上記構成によれば、携帯機４０が、測距可能な超音波信号を受信するよりも前に、測距不可能な超音波信号を受信している場合、その測距不可能な超音波信号が、遮蔽物により減衰された直接波Ｄであると推定するとともに、測距可能な超音波信号が、反射波Ｒであると推定する。また、測距可能な音波信号に基づいて測距を行う際、携帯機４０が車両用認証装置の近傍に存在するか否かを判定するための判定距離を初期値よりも大きく設定するので、実際には携帯機４０が有効範囲内に存在するにも関わらず、携帯機４０が有効範囲外に存在すると判断されることが抑制される。従って、例えばユーザ１００が車両１０のドア近傍に存在する際に、ドアロックが解除されないといった事態を抑制することができる。
【００５９】
（２）車両用認証装置２０は、測距可能な超音波信号を受信するよりも前に測距不可能な超音波信号を受信したとき、測距不可能な超音波信号の受信時刻と測距可能な超音波信号の受信時刻との時間差の偏移に基づき、携帯機４０の移動方向を判断する。そして、車両用認証装置２０は、携帯機４０が車両１０に接近していると判断したときのみ、判定距離を大きく設定し、携帯機４０が車両１０から遠ざかっていると判断したときは、判定距離を小さく設定する。このため、携帯機が車両の近傍に存在するか否かを適切に判断できる。
【００６０】
（３）車両用認証装置２０は、判定距離を初期値よりも大きく設定した後、携帯機４０が車両１０に接近し続けていると判断した場合には、携帯機４０が車両用認証装置２０の近傍に存在すると判断する。このため、携帯機４０が車両１０の近傍に存在するにも関わらず、測距可能な音波信号に基づき算出される相対距離が判定距離を超える場合における誤判定を抑制することができる。
【００６１】
（４）携帯機４０は、受信した超音波信号と参照信号との相関性を判断する相関処理を行い、受信した超音波信号と参照信号との相関性が高いピーク位置が存在する場合には、該ピーク位置の信号の強度が閾値以上であるか否かを判断する。そしてピーク位置の強度が閾値以上である超音波信号を、測距可能な超音波信号とする。従って、受信した超音波信号と参照信号との相関性が判断された上で、受信した超音波信号が測距可能であるか否かが判断されるので、誤判断が抑制されて、携帯機４０が車両１０の近傍に存在するか否かを適切に判断することができる。
【００６２】
（他の実施形態）
なお、上記各実施形態は、以下のような形態をもって実施することもできる。
・上記実施形態では、車両用認証装置２０が、携帯機４０から受信した受信時間差ΔＴに基づき、ユーザ１００が車両１０に接近しているか否かを判断したが、携帯機４０が、送信時刻ＴＳ１、受信時刻ＴＲ２，ＴＲ３等に基づき判断してもよい。この際、携帯機４０から、ユーザ１００が車両１０に接近しているか否かを示す情報が車両用認証装置２０に送信される。
【００６３】
・上記実施形態では、携帯機４０から受信した受信時間差ΔＴに基づき、ユーザ１００が車両１０に接近しているか否かを判断した。これ以外に、測距不可能な超音波信号が出力されてから受信されるまでの到達時間の偏移、又は測距可能な超音波信号が出力されてから受信されるまでの到達時間の偏移に基づき、携帯機４０が車両１０に接近しているか否かを判断してもよい。
【００６４】
・上記実施形態では、両方向（車両用認証装置２０及び携帯機４０）から超音波を送信して測距を行うようにしたが、片方向から超音波を送信することで測距を行ってもよい。この場合、車両用認証装置２０から超音波信号が送信され、携帯機４０は、超音波信号を受信した時刻である受信時刻を検出し、その受信時刻を電波信号に含めて送信する。車両用認証装置２０は、基本的に、受信時刻と、超音波信号の送信時刻との差に音速Ｃを乗算して、距離を算出する。
【００６５】
・上記実施形態では、携帯機４０は、測距可能な信号を受信したときのみ、応答信号及び電波信号を送信した。これ以外に、波形が測距可能であるか否かに関わらず、相関性の高い超音波信号を受信するたび、応答信号及び電波信号の少なくとも一方を送信してもよい。この場合、電波信号には、その信号の受信時刻と強度等が含まれる。そして、車両用認証装置２０は、電波信号に基づき、携帯機４０の受信状況を判断し、携帯機４０が減衰された直接波Ｄ及び反射波Ｒを受信し、且つ携帯機４０が車両用認証装置２０に接近していると判断した際に、判定距離を初期値よりも大きく設定する。
【００６６】
・上記実施形態では、第１の送受信部４１で受信した超音波信号の強度と閾値とを比較することによって、超音波信号が測距可能であるか否かを判断したが、振幅等、その他のパラメータにより判断してもよい。
【００６７】
・上記実施形態では、超音波信号によって携帯機４０の認証及び測距を行うようにしたが、携帯機４０の認証を電波信号で行い、測距を超音波信号で行うようにしてもよい。
・上記実施形態では、車両用認証装置２０が、認証、測距及び有効範囲の変更を行うようにしたが、携帯機４０において、認証、測距及び判定距離の変更の少なくとも一方を行うようにしてもよい。
【００６８】
・車両用認証装置２０は、同期コード、ＩＤコード、チャレンジコード、及び測距コードを含む信号以外の超音波信号を送信するものであってもよい。また携帯機４０は、測距コード、レスポンスコードを含む信号以外の超音波信号を送信するものであってもよい。
【００６９】
・上記実施形態では、車両用認証装置２０に電波信号を送受信する第２の送受信部２７を設け、携帯機４０に電波信号を送受信する第２の送受信部４２を設けたが、時間差分Ｔｉ２等の送信を超音波で行う場合には、これを省略してもよい。
【００７０】
・車両用認証装置２０は、ドアロックシステム３２の他、エンジン制御部等に接続されていてもよい。
・上記実施形態では、音波信号として可聴周波数帯域（２０Ｈｚ以上２０ｋＨｚ未満）よりも高周波の超音波信号を用いたが、可聴周波数帯域の音波信号であってもよい。
【００７１】
・車両用認証装置２０は、少なくとも測距を行う制御部２２を備えていればよく、第１の送受信部２６、及び第２の送受信部２７は、車両１０に設けられた共用の装置を用いてもよい。
【００７２】
・車両用認証装置２０と携帯機４０との相対距離を計測する際、携帯機４０が送信する超音波信号に対して、車両用認証装置２０がそれに応答するかたちで超音波信号を出力し、携帯機４０側で相対距離を演算してもよい。又は、携帯機４０の超音波信号の送信時刻と、車両用認証装置２０からの超音波信号の受信時刻とを、電波信号等によって車両用認証装置２０に送信してもよい。
【００７３】
・車両用認証装置２０は、携帯機４０が測距不可能な音波信号及び測距可能な音波信号の両方をその順番で受信していると判断したとき、携帯機４０が車両１０に対して接近しているか否かを判断することなく、判定距離を初期値よりも大きくしてもよい。
【符号の説明】
【００７４】
１０…車両、２０…車両用認証装置、２２…制御部、２６…第１の送受信部、２７…第２の送受信部、３２…ドアロックシステム、４０…携帯機、４１…第１の送受信部、４２…第２の送受信部、４４…電話回線通信部、４６…ＣＰＵ、４８…不揮発性メモリ、４８ａ…認証用プログラム、５０…ＲＡＭ、５２…入出力ポート、１００…ユーザ、１０１…壁、Ｄ…直接波、Ｒ，Ｒ１，Ｒ２…反射波。
【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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