特許 6334311 距離測定システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6334311

(24)【登録日】2018年5月11日

(45)【発行日】2018年5月30日

(54)【発明の名称】距離測定システム

(51)【国際特許分類】

   G01S 13/74 20060101AFI20180521BHJP

   E05B 49/00 20060101ALI20180521BHJP

【ＦＩ】

   G01S13/74

   E05B49/00 K

【請求項の数】8

【全頁数】20

(21)【出願番号】特願2014-162775(P2014-162775)

(22)【出願日】2014年8月8日

(65)【公開番号】特開2016-38332(P2016-38332A)

(43)【公開日】2016年3月22日

【審査請求日】2017年2月17日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003551

【氏名又は名称】株式会社東海理化電機製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100105957

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100068755

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 博宣

(72)【発明者】

【氏名】小杉 正則

【審査官】 藤田 都志行

(56)【参考文献】

【文献】 特表２００９−５０５０６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１２−５００９７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００７／００７６８１３（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｓ ７／００− ７／４２

Ｇ０１Ｓ １３／００−１３／９５

Ｅ０５Ｂ ４９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

通信マスタと通信端末との距離を測定する距離測定システムにおいて、
前記通信マスタ及び通信端末の双方から相手に向かってランダムにＵＷＢ電波を送信することにより、両者において前記ＵＷＢ電波を送受させる通信処理部と、
前記通信マスタ及び通信端末の各々において前記ＵＷＢ電波を送受したときのタイミング情報を計測するタイミング情報計測部と、
当該タイミング情報を前記通信マスタ及び通信端末の一方から他方に送信することにより、当該タイミング情報を片方に集める情報収集部と、
前記通信マスタ及び通信端末の片方に集めた前記タイミング情報を基に、前記ＵＷＢ電波を前記通信マスタ及び前記通信端末の双方に送り合うのに要した伝搬時間を演算し、当該伝搬時間に基づいて２者間の距離を測定する距離測定部とを備えたことを特徴とする距離測定システム。

【請求項2】

前記情報収集部は、前記通信マスタ及び通信端末の一方において取得した前記タイミング情報を暗号通信によって他方に送信することを特徴とする請求項１に記載の距離測定システム。

【請求項3】

前記ＵＷＢ電波を送り合う前に前記通信マスタ及び通信端末のペア正当性を無線通信により確認する事前認証部を備え、
前記通信処理部は、前記事前認証部の認証が成立することを条件に、前記ＵＷＢ電波の送り合いを開始することを特徴とする請求項１又は２に記載の距離測定システム。

【請求項4】

前記タイミング情報計測部は、前記ＵＷＢ電波の受信にあたり、最初に受信したパルスのみを用いて前記タイミング情報を計測することを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか一項に記載の距離測定システム。

【請求項5】

前記ＵＷＢ電波からノイズを除去可能なフィルタ部と、
前記フィルタ部の局部発振器の周波数を切り替えて当該フィルタ部の帯域を切り替えることにより、当該フィルタ部を最適化しながら、受信した前記ＵＷＢ電波からノイズを除去するフィルタ制御部とを備え、
前記距離測定部は、ノイズ除去後の前記ＵＷＢ電波を基に、前記通信マスタ及び通信端末の間の距離を測定することを特徴とする請求項１〜４のうちいずれか一項に記載の距離測定システム。

【請求項6】

前記フィルタ部は、バンドリジェクションフィルタである
ことを特徴とする請求項５に記載の距離測定システム。

【請求項7】

前記フィルタ部の帯域設定は、前記通信マスタ及び通信端末の一方から前記ＵＷＢ電波を１度の送信において複数回送信し、当該ＵＷＢ電波の少なくとも１つを他方で正常に受信できるか否かを判定し、当該ＵＷＢ電波を他方において正常に受信できれば、前記局部発振器の現在値を維持して前記フィルタ部の帯域を決定し、逆に正常に受信できなければ、前記局部発振器の周波数の切り替わりを待った上で前記ＵＷＢ電波の複数回送信を再度実行して、当該ＵＷＢ電波の受信可否を再度確認し、以上の一連の動作を、前記ＵＷＢ電波を正常に受信できるまで繰り返すことにより、前記フィルタ部の最適化を行うものであることを特徴とする請求項５又は６に記載の距離測定システム。

【請求項8】

前記フィルタ部の帯域設定は、前記通信マスタ及び通信端末の両方で実行される
ことを特徴とする請求項５〜７のうちいずれか一項に記載の距離測定システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、通信マスタ及び通信端末の間の距離を測定する距離測定システムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、特許文献１には、一方の端末から送信された電波を他方において受信すると、一定時間経過後に応答を他方から一方に返信し、送信から応答受信までに要する時間を基に２端末間の距離を測定する技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特表２００９−５０５０６０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

この種の距離測定システムにおいては、いまユーザが距離測定を実施したいというタイミングにおいて、それを正確に実行させたいニーズがあった。
本発明の目的は、ユーザの意図に沿ったタイミングで実施される距離測定とすることができる距離測定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】

【0005】

前記問題点を解決する距離測定システムは、通信マスタと通信端末との距離を測定する構成において、前記通信マスタ及び通信端末の双方から相手に向かってランダムにＵＷＢ電波を送信することにより、両者において前記ＵＷＢ電波を送受させる通信処理部と、前記通信マスタ及び通信端末の各々において前記ＵＷＢ電波を送受したときのタイミング情報を計測するタイミング情報計測部と、当該タイミング情報を前記通信マスタ及び通信端末の一方から他方に送信することにより、当該タイミング情報を片方に集める情報収集部と、前記通信マスタ及び通信端末の片方に集めた前記タイミング情報を基に、前記ＵＷＢ電波を前記通信マスタ及び前記通信端末の双方に送り合うのに要した伝搬時間を演算し、当該伝搬時間に基づいて２者間の距離を測定する距離測定部とを備えた。

【0006】

本構成によれば、通信マスタ及び通信端末の双方からランダムなパターンでＵＷＢ電波を互いに送り合い、通信マスタ及び通信端末の双方において、ＵＷＢ電波を送受したときのタイミング情報を計測し、それを通信マスタ及び通信端末の一方に集める。通信マスタ及び通信端末の一方では、集めたタイミング情報を基に、送受されたＵＷＢ電波の組ごとに２者間の距離を測定する。このとき、各組の距離の全て又は一部が一致すれば、測定結果を有効にする。このように、２者間の距離を測定するにあたっては、ＵＷＢ電波が毎回異なるタイミングで送信されるので、例えば悪意のある第三者がＵＷＢ電波をコピーして送信したとしても、ＵＷＢ電波の送受のタイミングが正規と合わなくなる。このとき、各組の距離が一致しなくなるので、この場合の距離測定を無効とすることが可能となる。よって、ユーザの意図に沿ったタイミングで実施される距離測定とすることが可能となる。

【0007】

前記距離測定システムにおいて、前記情報収集部は、前記通信マスタ及び通信端末の一方において取得した前記タイミング情報を暗号通信によって他方に送信することが好ましい。この構成によれば、タイミング情報を相手に送信するときのセキュリティ性を確保することが可能となる。

【0008】

前記距離測定システムにおいて、前記ＵＷＢ電波を送り合う前に前記通信マスタ及び通信端末のペア正当性を無線通信により確認する事前認証部を備え、前記通信処理部は、前記事前認証部の認証が成立することを条件に、前記ＵＷＢ電波の送り合いを開始することが好ましい。この構成によれば、最初に通信マスタ及び通信端末のペア正当性を確認してから距離測定を行うので、距離測定を行うにあたり、相手を間違えるのを防止するのに有利となる。

【0009】

前記距離測定システムにおいて、前記タイミング情報計測部は、前記ＵＷＢ電波の受信にあたり、最初に受信したパルスのみを用いて前記タイミング情報を計測することが好ましい。この構成によれば、仮にマルチパスによって複数のパルスが受信されると、受信する電波が複数の波の塊となってしまうが、最初のパルスのみで距離測定を行うので、距離測定をより正しく行うのに有利となる。

【0010】

前記距離測定システムにおいて、前記ＵＷＢ電波からノイズを除去可能なフィルタ部と、前記フィルタ部の局部発振器の周波数を切り替えて当該フィルタ部の帯域を切り替えることにより、当該フィルタ部を最適化しながら、受信した前記ＵＷＢ電波からノイズを除去するフィルタ制御部とを備え、前記距離測定部は、ノイズ除去後の前記ＵＷＢ電波を基に、前記通信マスタ及び通信端末の間の距離を測定することが好ましい。この構成によれば、フィルタ部の局部発振器の周波数を切り替えることにより、フィルタ部が利く帯域を探索して、フィルタ部を最適化する。これにより、ＵＷＢ電波の通信環境下にノイズが発生していても、フィルタ部の帯域をノイズに適合する帯域に合わせ込んでノイズを除去することが可能となるので、通信成立性を確保するのに有利となる。また、フィルタ部が可変式であるので、複数の周波数のノイズにも対応することが可能となる。

【0011】

前記距離測定システムにおいて、前記フィルタ部は、バンドリジェクションフィルタであることが好ましい。この構成によれば、バンドリジェクションフィルタによって、ある周波数のノイズをターゲットにして、これを的確に除去することが可能となる。

【0012】

前記距離測定システムにおいて、前記フィルタ部の帯域設定は、前記通信マスタ及び通信端末の一方から前記ＵＷＢ電波を１度の送信において複数回送信し、当該ＵＷＢ電波の少なくとも１つを他方で正常に受信できるか否かを判定し、当該ＵＷＢ電波を他方において正常に受信できれば、前記局部発振器の現在値を維持して前記フィルタ部の帯域を決定し、逆に正常に受信できなければ、前記局部発振器の周波数の切り替わりを待った上で前記ＵＷＢ電波の複数回送信を再度実行して、当該ＵＷＢ電波の受信可否を再度確認し、以上の一連の動作を、前記ＵＷＢ電波を正常に受信できるまで繰り返すことにより、前記フィルタ部の最適化を行うものであることが好ましい。この構成によれば、フィルタ部の帯域を設定するにあたってＵＷＢ電波を送信するとき、これを複数回送信するので、判定の信頼性を確保するのに有利となる。また、ＵＷＢ電波の複数回送信を再実行するにあたり、局部発振器の周波数切り替わりを待つので、ＵＷＢ電波を確実に相手に受け取らせるのに有利となる。

【0013】

前記距離測定システムにおいて、前記フィルタ部の帯域設定は、前記通信マスタ及び通信端末の両方で実行されることが好ましい。この構成によれば、通信マスタ及び通信端末の両方のフィルタ部の最適化が可能となるので、通信成立性の確保に一層有利となる。

【0014】

前記問題点を解決する距離測定システムは、通信マスタと通信端末との距離を測定する構成において、前記通信マスタ及び通信端末の一方から他方に通信されるＵＷＢ電波からノイズを除去可能なフィルタ部と、前記フィルタ部の局部発振器の周波数を切り替えて当該フィルタ部の帯域を切り替えることにより、当該フィルタ部を最適化しながら、受信した前記ＵＷＢ電波からノイズを除去するフィルタ制御部と、ノイズ除去後の前記ＵＷＢ電波を基に、前記通信マスタ及び通信端末の間の距離を測定する距離測定部とを備えた。

【0015】

本構成によれば、フィルタ部の局部発振器の周波数を切り替えることにより、フィルタ部が利く帯域を探索して、フィルタ部を最適化する。よって、ＵＷＢ電波の通信環境下にノイズが発生していても、フィルタ部の帯域を、ノイズに適応する帯域に合わせ込んで、ノイズを除去する。このため、ユーザが通信マスタ−通信端末の通信を実行したいときに、ＵＷＢ電波の通信環境下にノイズが乗っていても、これに影響を受けず、通信を確立させることが可能となる。よって、ユーザの意図に沿ったタイミングで実施される距離測定とすることが可能となる。

【発明の効果】

【0016】

本発明によれば、ユーザの意図に沿ったタイミングで実施される距離測定とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】第１実施形態の距離測定システムの構成図。

【図2】ＵＷＢ電波送受信回路の回路図。

【図3】一般的な距離測定の考え方を示す通信のタイミングチャート。

【図4】ＵＷＢ電波の送信概要図。

【図5】本例の距離測定の概要を示す通信のタイミングチャート。

【図6】ある組において送り合うＵＷＢ電波の通信のタイミングチャートであり、（ａ）は電子キーでＵＷＢ電波を受信した後にＵＷＢ電波を車両に送信する通信パターンの図であり、（ｂ）は電子キーが車両からＵＷＢ電波を受信する前にＵＷＢ電波を車両に送信する通信パターンの図。

【図7】マルチパスの概要図。

【図8】第２実施形態の説明で用いる図であり、（ａ）はＵＷＢ電波の周波数スペクトル図、（ｂ）はノイズが乗ったＵＷＢ電波の電波波形図。

【図9】フィルタ部を備えたＵＷＢ電波送受信回路の回路図。

【図10】（ａ），（ｂ）は局部発振器の周波数の切り替えに伴うフィルタ部の帯域の変化を示す周波数スペクトル図。

【図11】（ａ），（ｂ）は局部発振器の周波数の切り替えに伴うフィルタ部の帯域の変化を示す周波数スペクトル図。

【図12】フィルタ部の帯域が設定されるときの通信の流れを示すタイミングチャート。

【図13】ノイズ除去動作時に実行されるフローチャート。

【発明を実施するための形態】

【0018】

（第１実施形態）
以下、距離測定システムの第１実施形態を図１〜図７に従って説明する。
図１に示すように、車両１は、電子キー２と無線によりＩＤ照合を行う電子キーシステム３を備える。電子キーシステム３は、車両１からの通信を契機に狭域無線（通信距離：１〜数ｍ）によりＩＤ照合を実行するキー操作フリーシステムである。なお、以降は、キー操作フリーシステムのＩＤ照合を「スマート照合」と記し、その通信を「スマート通信」と記す。

【0019】

車両１は、ＩＤ照合において電子キー２の正当性を確認する照合ＥＣＵ（Electronic Control Unit）４と、車載電装品の電源を管理するボディＥＣＵ５と、エンジン７を制御するエンジンＥＣＵ６とを備える。これらＥＣＵは、車内の通信線８を通じて接続されている。通信線８は、ＣＡＮ（Controller Area Network）やＬＩＮ（Local Interconnect Network）である。照合ＥＣＵ４のメモリ９には、車両１に登録された電子キー２のＩＤとして電子キーＩＤが書き込み保存されている。

【0020】

車両１は、車外にＩＤ照合の電波を送信可能な車外送信機１０と、車内にＩＤ照合の電波を送信可能な車内送信機１１と、電子キー２からの電波を受信可能な車両受信機１２とを備える。車外送信機１０、車内送信機１１及び車両受信機１２は、照合ＥＣＵ４に接続されて動作が管理される。車外送信機１０及び車内送信機１１は、ＬＦ（Low Frequency）帯の電波を送信可能である。車両受信機１２は、ＵＨＦ（Ultra High Frequency）帯の電波を受信可能である。ボディＥＣＵ５は、車両ドアの施解錠を切り替えるメカ部位であるドアロック機構１３の作動を制御する。

【0021】

車両１は、車両電源を切り替えるときに操作するエンジンスイッチ１４を備える。エンジンスイッチ１４は、プッシュ式モーメンタリスイッチからなる。照合ＥＣＵ４は、エンジンスイッチ１４から入力する検出信号を基に電源状態を判断し、その状態をとるように車両電源を切り替える。電源状態としては、ＩＧオフ、ＡＣＣオン、ＩＧオン、エンジンスタートがある。

【0022】

電子キー２は、電子キー２の動作を制御するキー制御部１５と、車両１から送信された電波を受信可能な受信部１６と、車両１に電波を送信可能な送信部１７とを備える。キー制御部１５のメモリ１８には、車両１とのＩＤ照合で使用する電子キーＩＤが書き込み保存されている。受信部１６は、ＬＦ電波を受信可能である。送信部１７は、ＵＨＦ電波を送信可能である。

【0023】

車外送信機１０が車外にＬＦ電波の通信エリアを形成するとき、電子キー２がこの通信エリアに進入すると、車外スマート照合が実行される。車外スマート照合には、車両１が持つ固有の車両コードを認証する車両コード照合と、暗号鍵を使用したチャレンジレスポンス認証と、電子キーＩＤを認証する電子キーＩＤ照合とが含まれる。照合ＥＣＵ４は、車外スマート照合のとき、車外に位置する電子キー２において、これら照合の全てが成立するか否かを確認する。一方、照合ＥＣＵ４は、電子キー２が車内送信機１１の通信エリアに進入すると、車内スマート照合を開始し、車外スマート照合と同様の各種照合を実行する。

【0024】

電子キーシステム３は、通信マスタ１９（一例は照合ＥＣＵ４）と通信端末２０（一例は電子キー２）との距離ｄを測定する距離測定システム２１を備える。本例の距離測定システム２１の動作の前提は、通信マスタ１９及び通信端末２０の双方から、ランダムな送信パターンでＵＷＢ（Ultra Wide Band）電波Ｓuwbを送り合うことである。距離測定システム２１は、電子キーシステム３のＩＤ照合の通信過程において、２者間の距離ｄを測定する。電子キーシステム３は、スマート照合（車外スマート照合、車内スマート照合）において、前述の各種照合（車両コード照合、チャレンジレスポンス認証、電子キーＩＤ照合）と、距離ｄが規定値以内か否かを判定する距離照合とが成立することを確認すると、スマート照合を成立として処理する。

【0025】

図２に示すように、距離測定システム２１は、ＵＷＢ電波Ｓuwbを受信するＵＷＢ電波送受信回路２２を備える。ＵＷＢ電波送受信回路２２は、車両１及び電子キー２の各々に設けられ、車両１のものを２２ａとし、電子キー２のものを２２ｂとする。ＵＷＢ電波送受信回路２２ａは、ＵＷＢ電波Ｓuwbの送信機能（送信回路）と、ＵＷＢ電波Ｓuwbの受信機能（受信回路）とを備える。

【0026】

具体的にいうと、ＵＷＢ電波送受信回路２２ａは、ＵＷＢ電波Ｓuwbの送受に共用された通信アンテナ２３ａと、信号を選択的に振り分けるサーキュレータ４９ａと、受信信号において所定周波数の電波のみ通過させるバンドパスフィルタ２４ａと、フィルタ通過後の信号を増幅する第１アンプ２５ａと、第１アンプ２５ａを通過した信号のゲインを調整する第２アンプ２６ａと、第２アンプ２６ａを通過した信号を検波（包絡線検波）する検波回路２７ａと、検波後の信号を「０」又は「１」で２値化するコンパレータ２８ａとを備える。ＵＷＢ電波送受信回路２２ａは、送信するＵＷＢ電波Ｓuwbの単パルスを生成するパルス発振回路３４ａと、送信するＵＷＢ電波Ｓuwbを増幅する第３アンプ３９ａとを備える。サーキュレータ４９ａは、ＵＷＢ電波Ｓuwbの送信時、パルス発振回路３４ａから第３アンプ３９ａを通じて入力した信号を、通信アンテナ２３ａからＵＷＢ電波Ｓuwbとして送信させる。サーキュレータ４９ａは、通信アンテナ２３ａでＵＷＢ電波Ｓuwbを受信したとき、この受信電波をバンドパスフィルタ２４ａに送る。第１アンプ２５ａは、ＬＮＡ（Low Noise Amplifier）であるとよい。第２アンプ２６ａは、ＡＧＣ（Automatic Gain Control）であるとよい。ＵＷＢ電波送受信回路２２ａは、ＵＷＢ電波Ｓuwbの受信時、そのＵＷＢ電波Ｓuwbをコンパレートした後の２値化信号（単パルス信号）を照合ＥＣＵ４に出力する。また、ＵＷＢ電波送受信回路２２ａは、距離照合を実施するあるタイミングにおいて通信アンテナ２３ａからＵＷＢ電波Ｓuwbを送信するように作動する。

【0027】

ＵＷＢ電波送受信回路２２ｂも、ＵＷＢ電波送受信回路２２ａと同様に、通信アンテナ２３ｂ、バンドパスフィルタ２４ｂ、第１アンプ２５ｂ、第２アンプ２６ｂ、検波回路２７ｂ、コンパレータ２８ｂ、サーキュレータ４９ｂ、パルス発振回路３４ｂ及び第３アンプ３９ｂを備える。ＵＷＢ電波送受信回路２２ｂは、距離照合を実施するあるタイミングにおいてＵＷＢ電波Ｓuwbを送信可能であるとともに、車両１から送信されたＵＷＢ電波Ｓuwbの受信時、そのＵＷＢ電波Ｓuwbをコンパレートした後の２値化信号（単パルス信号）をキー制御部１５に出力する。

【0028】

図１に戻り、距離測定システム２１は、通信マスタ１９及び通信端末２０の両者においてＵＷＢ電波Ｓuwbを送受させる通信処理部２９を備える。通信処理部２９には、通信マスタ１９に設けられた通信処理部２９ａと、通信端末２０に設けられた通信処理部２９ｂとがある。通信処理部２９は、ＵＷＢ電波送受信回路２２ａ，２２ｂの送信機能を通じて、通信マスタ１９及び通信端末２０の双方から相手に向かってランダムにＵＷＢ電波Ｓuwbを送信することにより、両者においてＵＷＢ電波Ｓuwbを送受させる。ＵＷＢ電波Ｓuwbは、超広帯域無線の電波であって、極短いパルス（図４等参照）を有する信号となっている。

【0029】

距離測定システム２１は、通信マスタ１９及び通信端末２０の各々において通信マスタ１９及び通信端末２０の各々においてＵＷＢ電波Ｓuwbを送受したときのタイミング情報Ｄtiを計測するタイミング情報計測部３０を備える。タイミング情報計測部３０には、通信マスタ１９に設けられたタイミング情報計測部３０ａと、通信端末２０に設けられたタイミング情報計測部３０ｂとがある。タイミング情報Ｄtiには、自身がＵＷＢ電波Ｓuwbを送信した時間（時刻）である送信タイミング情報Ｄti−Ａと、相手からＵＷＢ電波Ｓuwbを受信した時間（時刻）である受信タイミング情報Ｄti−Ｂが含まれる。

【0030】

距離測定システム２１は、タイミング情報Ｄtiを通信マスタ１９及び通信端末２０の片方に集める情報収集部３１を備える。情報収集部３１は、タイミング情報Ｄtiを相手に送る側の情報通知部３１ａと、情報通知部３１ａによって送られたタイミング情報Ｄtiを受け取る側の情報取得部３１ｂとを備える。距離ｄを通信マスタ１９で測定する場合、情報通知部３１ａが通信端末２０に設けられ、情報取得部３１ｂが通信マスタ１９に設けられる。情報通知部３１ａは、タイミング情報Ｄtiを暗号通信によって車両１に送信するとよい。暗号通信には、チャレンジレスポンス認証に使用する暗号鍵を使用するとよい。

【0031】

距離測定システム２１は、通信マスタ１９及び通信端末２０の片方に集めたタイミング情報Ｄtiを基に２者間の距離ｄを測定する距離測定部３２を備える。距離測定部３２は、通信マスタ１９に設けられる。距離測定部３２は、通信マスタ１９及び通信端末２０の片方に集めたタイミング情報Ｄti（送信タイミング情報Ｄti−Ａ及び受信タイミング情報Ｄti−Ｂ）を基に、ＵＷＢ電波Ｓuwbを通信マスタ１９及び通信端末２０の双方に送り合うのに要した伝搬時間２Δｔを演算し、この伝搬時間２Δｔに基づいて２者間の距離ｄを測定する。

【0032】

距離測定システム２１は、ＵＷＢ電波Ｓuwbを送り合う前に通信マスタ１９及び通信端末２０のペア正当性を無線通信により確認する事前認証部３３を備える。事前認証部３３は、例えばスマート照合が成立するか否かを確認することにより、いま車両１と通信が確立している電子キー２の正当性を確認する。通信処理部２９は、事前認証部３３の認証が成立することを条件に、ＵＷＢ電波Ｓuwbの送り合いを開始する。

【0033】

次に、図３〜図７を用いて、距離測定システム２１の動作を説明する。
図３に示すように、例えば時刻「ｔＡ」のときに端末３５から送信された電波を端末３６が受信したら、一定時間「ｔｂ」の経過後、端末３６から応答を端末３５に返信し、端末３５及び端末３６の双方向通信に要した時間を計算することにより、これら２者間の距離ｄを求める演算の仕方が周知である。これは、車両１から遠く離れた位置に電子キー２がある場合に、中継器を使用してスマート照合を不正に確立させられてしまうことの対策の１つであり、２者間の距離ｄが規定値よりも大きいときには、スマート照合を成立としないようにすれば、この不正通信に対処することができる。

【0034】

端末３５−３６の間の距離ｄを測定するとき、位置が変わっていなければ、端末３５から送信された電波が端末３６に受信されるまでの往路通信に要する時間と、その逆の復路通信に要する時間とは、同じ「ｔａ」となる。また、端末３６での応答の作動に要する時間を「ｔｂ」とし、電波の伝搬速度を光の速度ｃとすると、端末３５−３６の間の距離ｄは、「２ｄ＝ｃ×２ｔａ」、すなわち「２ｄ＝ｃ×（（ｔＢ−ｔＡ）−ｔｂ）」から計算できる。しかし、この演算方法は、光の速さで伝搬する電波の時間を計測するものである上、端末３６の応答の作動に要する時間「ｔｂ」を正確に管理する必要がある。また、「ｔｂ」を一定値とすることも考えられるが、この場合は往路通信の開始、すなわち電子キー２が応答を所定時間待つことになり、通信時間が長くなってしまう。

【0035】

図４に示すように、ＵＷＢ電波Ｓuwbは、極短いパルス長（例えば１ｎｓ程度）の波形をとる。このため、どのタイミングで電波を送受することができたのかの判断がし易い利点がある。しかし、背反として、ＵＷＢ電波Ｓuwbのような単パルスを送り合うだけであると、悪意のある第三者が単パルスをコピーして送ることが容易に可能であるので、通信の不正成立に繋がる可能性がある。この場合、単パルスではなく、ローリングコード等を含んだＩＤを送信すればよいが、通信にＩＤ照合を課すことになり、処理が煩雑になり、通信時間も長くなる。

【0036】

図５に、本例の距離測定システム２１の動作の手順を図示する。事前認証部３３は、例えば定期又は不定期のあるタイミングにおいてスマート通信を実行することにより、車外送信機１０（車内送信機１１）から、電子キー２を起動させるウェイク信号Ｓwkを断続的にＬＦ送信する。電子キー２は、ウェイク信号Ｓwkを受信すると待機状態から起動し、アック信号Ｓackを車両１にＵＨＦ送信する。事前認証部３３は、ウェイク信号Ｓwkを送信してから一定時間内にアック信号Ｓackを受信できると、スマート通信が確立すると判断し、車両コード照合、チャレンジレスポンス認証及び電子キーＩＤ照合等の各種照合を電子キー２と実行する。車両１は、これらＩＤ照合が成立することを開始すると、距離照合に移行する。

【0037】

なお、ここで課すＩＤ照合は、車両コード照合、チャレンジレスポンス認証、電子キーＩＤ照合に限定されず、これら照合のうちの１つのみ課してもよい。また、ここで課すＩＤ照合は、これら照合に限定されず、要は車両１と電子キー２とのペアリングを確認できる認証であればよい。なお、距離照合を開始する事前に２者間の照合を実施しないのであれば、距離照合の過程の中で、車両１及び電子キー２のペアリング（電子キーＩＤ）を確認することが必要である。

【0038】

車両１のタイミング情報計測部３０ａは、車両１及び電子キー２の間の各種照合によりペアリングが確認できると、例えば車両１のタイマ３７にタイムスタンプを押すなどして、この時点を起点に車両１における時間計測を開始する。一方、電子キー２のタイミング情報計測部３０ｂは、車両１及び電子キー２のペアリングが確認できた通知を車両１から通信により取得できると、例えば電子キー２のタイマ３８にタイムスタンプを押すなどして、この時点を起点に電子キー２における時間計測を開始する。

【0039】

ところで、タイマ３７，３８のタイムスタンプは、全く同時刻であることが望ましいが、完全に一致させるのは難しい現状がある。よって、現実のところ、タイマ３７に対して、タイマ３８のタイムスタンプが「ε１」だけずれることがある。但し、この時間ずれ「ε１」は、後述する距離演算の過程において相殺されるので、仮に時間ずれが発生しても、これを無視することができる。

【0040】

距離照合の開始にあたり、車両１及び電子キー２は、それぞれランダムなタイミングでＵＷＢ電波Ｓuwbを送信し合う。具体的にいうと、車両１の通信処理部２９ａは、「ｔ１」、「ｔ５」、「ｔ１０」の各送信タイミングでＵＷＢ電波Ｓuwbを、ＵＷＢ電波送受信回路２２ａ（通信アンテナ２３ａ）から電子キー２に送信する。このとき、車両１のタイミング情報計測部３０ａは、タイマ３７の計時時間を基にＵＷＢ電波Ｓuwbの送信タイミング「ｔ１」、「ｔ５」、「ｔ１０」を計測し、これを「車両１側の送信タイミング情報Ｄti−Ａ」として取得する。

【0041】

一方、電子キー２の通信処理部２９ｂは、「ｔ２」、「ｔ７」、「ｔ９」の各送信タイミングでＵＷＢ電波Ｓuwbを、ＵＷＢ電波送受信回路２２ｂ（通信アンテナ２３ｂ）から車両１に送信する。このとき、電子キー２のタイミング情報計測部３０ｂは、タイマ３８の計時時間を基にＵＷＢ電波Ｓuwbの送信タイミング「ｔ２」、「ｔ７」、「ｔ９」を計測し、これを「電子キー２側の送信タイミング情報Ｄti−Ａ」として取得する。なお、車両１及び電子キー２においてＵＷＢ電波Ｓuwbを送信するにあたり、双方の送信タイミングの同期をとる必要はない。

【0042】

このように、本例の場合、「ｔ１」、「ｔ２」は、互いに独立したタイミングであるので、それぞれ任意の値となっている。車両１側においては、ＵＷＢ電波Ｓuwbの最初の送信時間である「ｔ１」から、「ｔ５−ｔ１」の経過後に次のＵＷＢ電波Ｓuwbを送信し、「ｔ１０−ｔ５」の経過後に次のＵＷＢ電波Ｓuwbを送信する動作をとる。一方、電子キー２側においては、ＵＷＢ電波Ｓuwbの最初の送信時間である「ｔ２」から、「ｔ７−ｔ２」の経過後に次のＵＷＢ電波Ｓuwbを送信し、「ｔ９−ｔ７」の経過後に次のＵＷＢ電波Ｓuwbを送信する動作をとる。このように、車両１及び電子キー２からＵＷＢ電波Ｓuwbを送信するにあたっては、車両１及び電子キー２において電波送信の間隔だけを制御すればよいことになる。

【0043】

電子キー２は、車両１からそれぞれ「ｔ１」、「ｔ５」、「ｔ１０」のタイミングで送信されたＵＷＢ電波Ｓuwbを、「ｔ３」、「ｔ６」、「ｔ１２」のタイミングにおいてＵＷＢ電波送受信回路２２ｂ（通信アンテナ２３ｂ）で受信する。この受信電波は、ＵＷＢ電波送受信回路２２ｂに通されて単パルス信号に変換され、キー制御部１５においてデータが解読される。電子キー２のタイミング情報計測部３０ｂは、タイマ３８を用い、車両１から受信したＵＷＢ電波Ｓuwbの受信タイミング「ｔ３」、「ｔ６」、「ｔ１２」を計測し、これを「電子キー２側の受信タイミング情報Ｄti−Ｂ」として取得する。

【0044】

車両１は、電子キー２からそれぞれ「ｔ２」、「ｔ７」、「ｔ９」のタイミングで送信されたＵＷＢ電波Ｓuwbを、「ｔ４」、「ｔ８」、「ｔ１１」のタイミングにおいてＵＷＢ電波送受信回路２２ａ（通信アンテナ２３ａ）で受信する。この受信電波は、ＵＷＢ電波送受信回路２２ａに通されて単パルス信号に変換され、照合ＥＣＵ４においてデータが解読される。車両１のタイミング情報計測部３０ａは、タイマ３７を用い、電子キー２から受信したＵＷＢ電波Ｓuwbの受信タイミング「ｔ４」、「ｔ８」、「ｔ１１」を計測し、これを「車両１側の受信タイミング情報Ｄti−Ｂ」として取得する。

【0045】

なお、ＵＷＢ電波Ｓuwbは光の速さで伝搬するので、ＵＷＢ電波Ｓuwbのやり取りを数回〜数十回実行しても、車両１及び電子キー２の位置関係は変わらず、距離ｄは一定とみなせる。また、「ｔ」の隣に付されたサフィックス（数字列）は、時間の経過順に数値が付されているものとする。

【0046】

全てのＵＷＢ電波Ｓuwbの送り合い（本例は３組の送り合い）が完了すると、電子キー２の情報通知部３１ａは、電子キー２のタイミング情報計測部３０ｂによって取得されたＵＷＢ電波Ｓuwbのタイミング情報Ｄti（電子キー２側の送信タイミング情報Ｄti−Ａ及び受信タイミング情報Ｄti−Ｂ）を、車両１に通知する。本例の場合、タイミング情報Ｄtiとして、「ｔ２」、「ｔ３」、「ｔ６」、「ｔ７」、「ｔ９」、「ｔ１２」の時間情報が電子キー２から車両１に通知される。なお、タイミング情報Ｄtiの通知は、暗号通信を用いるとよい。暗号通信に使用する暗号鍵は、チャレンジレスポンス認証で使用する鍵を使用するとよい。

【0047】

車両１の情報取得部３１ｂは、車両１で送受したＵＷＢ電波Ｓuwbのタイミング情報Ｄti（車両１側の送信タイミング情報Ｄti−Ａ及び受信タイミング情報Ｄti−Ｂ）である「ｔ１」、「ｔ４」、「ｔ５」、「ｔ７」、「ｔ８」、「ｔ１１」を車両１において予め取得しておく。また、情報取得部３１ｂは、電子キー２から送信されたタイミング情報Ｄti（電子キー２側の送信タイミング情報Ｄti−Ａ及び受信タイミング情報Ｄti−Ｂ）の「ｔ２」、「ｔ３」、「ｔ６」、「ｔ７」、「ｔ９」、「ｔ１２」を、車両１において取得する。このようにして、車両１は、車両１−電子キー２の間で送り合ったＵＷＢ電波Ｓuwbの送受時間（送受タイミング）の全データ「ｔ１」〜「ｔ１２」を得る。

【0048】

図６（ａ），（ｂ）に示すように、距離測定部３２は、情報取得部３１ｂが集めたタイミング情報Ｄtiである「ｔ１」〜「ｔ１２」を基に、車両１及び電子キー２の距離ｄを測定する。図６（ａ）に示す通信例は、車両１から送信されたＵＷＢ電波Ｓuwbを電子キー２が受信した後に、電子キー２がＵＷＢ電波Ｓuwbを車両１に送り返すパターンである。図６（ｂ）に示す通信例は、車両１から送信されたＵＷＢ電波Ｓuwbを電子キー２が受信するのに先んじて、電子キー２が車両１にＵＷＢ電波Ｓuwbを送信するパターンである。

【0049】

図６（ａ）の場合は、１組目に送り合うＵＷＢ電波Ｓuwbにおいて、「ｔ２」が電子キー２の電波受信のタイミングで、「ｔ３」が電子キー２からの電波送信のタイミングとなっている。この場合、車両１からランダム送信されたＵＷＢ電波Ｓuwbが電子キー２に至るまでの伝搬時間Δｔは、「Δｔ＝ｔ２−ｔ１」となる。また、電子キー２からランダム送信されたＵＷＢ電波Ｓuwbが車両１に至るまでの伝搬時間Δｔは、「Δｔ＝ｔ４−ｔ３」となる。このため、車両１及び電子キー２の間で送り合うＵＷＢ電波Ｓuwbの伝搬時間「２Δｔ」は、前述の２式の左辺同士と右辺同士とを足すことにより、「（ｔ２−ｔ３）＋（ｔ４−ｔ１）」で求まる。

【0050】

図６（ｂ）の場合は、１組目に送り合うＵＷＢ電波Ｓuwbにおいて、「ｔ２」が電子キー２からの電波送信のタイミングで、「ｔ３」が電子キー２の電波受信のタイミングとなっている。この場合、車両１からランダム送信されたＵＷＢ電波Ｓuwbが電子キー２に至るまでの伝搬時間Δｔは、「Δｔ＝ｔ３−ｔ１」となる。また、電子キー２からランダム送信されたＵＷＢ電波Ｓuwbが車両１に至るまでの伝搬時間Δｔは、「Δｔ＝ｔ４−ｔ２」となる。このため、車両１及び電子キー２の間で送り合うＵＷＢ電波Ｓuwbの伝搬時間「２Δｔ」は、前述の２式の左辺同士と右辺同士とを足すことにより、「（ｔ３−ｔ２）＋（ｔ４−ｔ１）」で求まる。

【0051】

ここで、「Δｔ＝（ｔ２−ｔ３）＋（ｔ４−ｔ１）」と「Δｔ＝（ｔ３−ｔ２）＋（ｔ４−ｔ１）」との両式を検証する。前式は（ｔ２−ｔ３）となっているのに対し、後式は（ｔ３−ｔ２）となっていて、「ｔ２」と「ｔ３」との前後位置が入れ替わっていることが分かる。しかし、前式も後式も受信タイミングから送信タイミングを引いているという関係性は一致しているので、計算結果は同一とみなすことができる。すなわち、車両１及び電子キー２で送り合うＵＷＢ電波Ｓuwbが仮に交差することになっても、交差しないときと同じ計算結果が得られるのである。

【0052】

また、タイマ３８に「ε１」の時間ずれがある場合を考えると、例えば図６（ａ）の例の計算においては、「（ｔ２＋ε１）−ｔ１＝Δｔ」と「ｔ４−（ｔ３＋ε１）＝Δｔ」との右左辺同士を足し合わせる計算の過程で、「ε１」が相殺される。よって、タイマ３７，３８の間に時間差があっても、距離計算上、何ら問題がないことが分かる。

【0053】

距離測定部３２は、ＵＷＢ電波Ｓuwbの送り合った各組において、ＵＷＢ電波Ｓuwbの送受に要した伝搬時間である「２Δｔ」を算出する。一例としては、１組目の伝搬時間「２Δｔ」を「ｔ１」〜「ｔ４」から求め、２組目の伝搬時間「２Δｔ」を「ｔ５」〜「ｔ８」から求め、３組目の伝搬時間「２Δｔ」を「ｔ９」〜「ｔ１２」から求める。このように、本例の伝搬時間「２Δｔ」は、１組〜３組の３つ得ることができる。

【0054】

なお、伝搬時間２Δｔに用いるＵＷＢ電波Ｓuwbのペアは、送り合った直近のもの同士に限らず、例えば最初の組の車両１→電子キー２に送られたＵＷＢ電波Ｓuwbと２番目の組の電子キー２→車両１に送られたＵＷＢ電波Ｓuwbとするなど、他の組を横断した組み合わせとしてもよい。すなわち、どの組み合わせであっても、車両１→電子キー２のＵＷＢ電波Ｓuwbと電子キー２→車両１のＵＷＢ電波Ｓuwbとの組み合わせであれば、同じ「２Δｔ」を計算することができる。

【0055】

距離測定部３２は、組ごとに算出した「２Δｔ」において、２Δｔ＝２（ｄ／ｃ）の式を用いて各組の距離ｄを測定する。本例の距離ｄとしては、「ｔ１」〜「ｔ４」から求めた伝搬時間「２Δｔ」に基づく演算距離と、「ｔ５」〜「ｔ８」から求めた伝搬時間「２Δｔ」に基づく演算距離と、「ｔ９」〜「ｔ１２」から求めた伝搬時間「２Δｔ」に基づく演算距離とが算出される。

【0056】

照合ＥＣＵ４は、組ごとに測定した距離（演算距離）ｄを基に、通信の正当性を確認する。具体的にいうと、組ごとに演算した距離ｄが全て一致又は許容範囲内に収まるか否かを確認する。照合ＥＣＵ４は、組ごとに演算した距離ｄが全て一致又は許容範囲内に収まり、かつ距離ｄが規定値以内に収まること（すなわち、電子キー２が車両１の十分近くにあること）を確認すると、距離照合を成立として処理する。照合ＥＣＵ４は、前述の各種ＩＤ照合及び距離照合が成立することを確認すると、スマート照合を成立とする。

【0057】

本実施形態の構成によれば、以下に記載の効果を得ることができる。
（１）車両１及び電子キー２の双方がランダムなパターンでＵＷＢ電波Ｓuwbを互いに送り合い、車両１及び電子キー２の双方において、ＵＷＢ電波Ｓuwbを送受したときのタイミング情報Ｄtiを計測し、それを車両１及び電子キー２の一方に集める。車両１及び電子キー２のうちタイミング情報Ｄtiを集めた側では、そのタイミング情報Ｄtiを基に、送受されたＵＷＢ電波Ｓuwbの組ごとに２者間の距離ｄを測定する。このように、車両１及び電子キー２の２者間の距離ｄを測定するにあたっては、ＵＷＢ電波Ｓuwbが毎回異なるタイミングで送信されるので、例えば悪意のある第三者がＵＷＢ電波Ｓuwbをコピーして無線機等で送信したとしても、ＵＷＢ電波Ｓuwbの送受のタイミングが正規と合わなくなる。このとき、組毎に算出される距離ｄが互いに一致しなくなるので、この場合の距離測定を無効とすることが可能となる。よって、ユーザの意図したタイミングで実施される距離測定とすることができる。すなわち、ユーザが真に実施したいと想定される機会に実行された距離測定のみ有効にすることができる。

【0058】

（２）車両１及び電子キー２の間で送り合う電波が単パルス（ＵＷＢ電波Ｓuwb）でよいので、通信制御が容易となる。
（３）ＵＷＢ電波Ｓuwbを車両１及び電子キー２の間で送り合うとき、電波の行き来が交差するのを許容しているので、ＵＷＢ電波Ｓuwbのやり取りに要する時間を短時間化することができる。

【0059】

（４）電子キー２がタイミング情報Ｄtiを車両１に送信するとき、タイミング情報Ｄtiを暗号通信によって車両１に送る。よって、タイミング情報Ｄtiを車両１に送信するときのセキュリティ性を確保することができる。

【0060】

（５）ＵＷＢ電波Ｓuwbを送り合う前に車両１及び電子キー２のペア正当性を事前認証部３３により確認し、この事前認証が成立することを条件に、ＵＷＢ電波Ｓuwbの送り合いを開始する。よって、距離測定を行うにあたり、相手を間違えてしまうのを防止するのに有利となる。

【0061】

（６）図５に示す「ｔ６」、「ｔ７」のように、送受信のタイミングが極端に近くなると、車両１や電子キー２の通信部が送受信を切り替えるタイプ無線機の場合には、例えば電波送信の完了が受信に間に合わず、ＵＷＢ電波Ｓuwbを受信できないこともある。距離測定にあたって、距離ｄは状況に応じて適宜変わるので、どのような場合にＵＷＢ電波Ｓuwbを受信できなくなるかは距離ｄによって異なる。そこで、本例の距離測定の場合には、車両１側と電子キー２側とでＵＷＢ電波Ｓuwbの送受をランダムなタイミングとすることにより、送受するＵＷＢ電波Ｓuwbの幾つかは必ずどちらも送受できるように設定することができる。なお、無線機の送受の切り替えで受信できない時間が分かっているのであれば、送信を優先した結果、電波受信できないことは明確である。よって、図５の場合、「ｔ８−ｔ５」が「２Δｔ±切り替えて受信できない時間」の許容範囲内であれば、ＵＷＢ電波Ｓuwbを受信できないことが、逆に正しい距離判定結果の証拠として取り扱うこともできる。

【0062】

（７）図７に示すように、ＵＷＢ電波Ｓuwbが車体などに反射する、いわゆるマルチパスとなった場合には、受信電波の波形が単なる１波、すなわち単パルスではなく、複数の波の塊となってしまう。この場合、最初に受信した電波ｒ１だけを用いて距離測定すれば、マルチパスの影響を無視することができる。言い換えれば、マルチパスが発生したときには、次の電波ｒ２と干渉してしまうので、通信レートを下げる、すなわち隣り合うパルスの距離を長くする必要がある。この場合、最初に受信した波だけを受信と判断するためには、干渉がなくなるまで待つ必要があるので、次の通信の始まりを遅くしなくてはならないが、本例はこの問題が発生しない。

【0063】

（８）ＵＷＢ電波Ｓuwbの受信にあたり、最初に受信したパルスのみを用いてタイミング情報Ｄtiを計測する。ところで、前述したように、ＵＷＢ電波Ｓuwbがマルチパスで反射した場合には、受信される電波波形が複数の波の塊として受信され、次の電波と干渉してしまうため、例えば通信レートを下げるなどの対策が必要となり、通信のスループットが長くなってしまう問題に繋がる。しかし、本例の場合は、最初に受信したパルスのみを用いて判定するので、これがマルチパス対策となり、距離測定をより正しく行うのに有利となる。

【0064】

（９）タイマ３７，３８のタイムスタンプの間に時間ずれ「ε１」が発生していても、距離演算の計算の過程で「ε１」が相殺される。よって、タイマ３７，３８のタイムスタンプに時間差があっても、距離演算には何ら影響しない。

【0065】

（第２実施形態）
次に、第２実施形態を図８〜図１３に従って説明する。なお、第２実施形態は、ＵＷＢ電波送受信回路２２にバンドリジェクションフィルタ（ＢＲＦ：Band Rejection Filter）を設けた実施例である。よって、第１実施形態と同一部分には同じ符号を付して詳しい説明を颯略し、異なる部分についてのみ詳述する。

【0066】

図８（ａ）にＵＷＢ電波Ｓuwbの周波数スペクトルを図示し、図８（ｂ）にノイズにＵＷＢ電波Ｓuwbが合成された波形図を図示する。これら図から分かるように、ＵＷＢ電波送受信回路２２の回路構成を単純化するためにＵＷＢ電波Ｓuwbを包絡線検波する回路構成をとると、ＵＷＢ電波Ｓuwbは広帯域であることから、いずれかの周波数のところにノイズが乗る可能性が高い。これに対処するには、ノイズ以上の電力でＵＷＢ電波Ｓuwbを受信しなくてはならない。すなわち、ＵＷＢ電波Ｓuwbの信号レベルを「Ｃ」、ノイズのレベルを「Ｎ」とすると、Ｃ／Ｎ比が０ｄＢ以上でないと、ＵＷＢ電波Ｓuwbを受信することができないので、ＵＷＢ電波Ｓuwbを高レベルで送信する必要が生じてしまう。

【0067】

そこで、図９に示すように、本例の距離測定システム２１は、ＵＷＢ電波Ｓuwbからノイズを除去してＵＷＢ電波ＳuwbのＣ／Ｎ比を改善する可能なノイズ除去部４０を備える。ノイズ除去は車両１及び電子キー２の両方で行われることが好ましく、この場合には、車両１（ＵＷＢ電波送受信回路２２ａ）と電子キー２（ＵＷＢ電波送受信回路２２ｂ）との両方にノイズ除去部４０が設けられる。

【0068】

ノイズ除去部４０は、受信したＵＷＢ電波Ｓuwbからノイズを除去可能なフィルタ部４１と、フィルタ部４１を最適化しながらＵＷＢ電波Ｓuwbに乗ったノイズを除去するフィルタ制御部４２とを備える。フィルタ部４１は、周波数変換のためのある周波数信号を出力する局部発振器４３と、局部発振器４３における信号の入出力を同期させるＰＬＬ（Phase Locked Loop）４４と、２信号（第１アンプ２５ａ，２５ｂの出力信号、局部発振器４３の周波数信号）を合成してイメージを除去するイメージリジェクションミキサ４５と、イメージリジェクションミキサ４５から出力される合成信号をフィルタリングするバンドリジェクションフィルタ４６とを備える。なお、第１アンプ２５ａ，２５ｂの出力信号の周波数を「ｆ」とすると、本例のイメージリジェクションミキサ４５では、例えばｆ＋ｆ_ＬＯ側のみを出力するものとし、ｆ−ｆ_ＬＯ側はイメージリジェクションミキサ４５又は図示しないＢＰＦで除去するものとする。フィルタ制御部４２は、車両１側のものが照合ＥＣＵ４に設けられ、電子キー２側のものがキー制御部１５に設けられる。フィルタ制御部４２は、局部発振器４３の周波数ｆ_ＬＯを切り替えることにより、フィルタ部４１の帯域を適宜切り替える。

【0069】

次に、図１０〜図１３を用いて、距離測定システム２１の動作を説明する。
図１０（ａ）に示すように、例えば局部発振器４３の周波数ｆ_ＬＯを、まずは初期値の２ＧＨｚとすると、ＵＷＢ電波Ｓuwbの帯域はハイバンドの場合、７．２５〜１０．２５ＧＨｚの間であるので、帯域は９．２５〜１２．２５ＧＨｚに変換される。ここで、図１０（ｂ）に示すように、バンドリジェクションフィルタ４６の阻止帯域が１１．７５〜１２．２５ＧＨｚの場合、仮にノイズが９．７５〜１０．２５ＧＨｚに存在していれば、それをリジェクションすることができ、Ｃ／Ｎ比が０ｄＢ以下であっても、ＵＷＢ電波Ｓuwbを送り合う通信が成立する。

【0070】

図１１（ａ）に示すように、ノイズが除去できずに通信が成立しないときには、局部発振器４３の周波数ｆ_ＬＯを、初期値の２ＧＨｚから、他の値の例えば２．５ＧＨｚに切り替える。すると、ＵＷＢ電波Ｓuwbの帯域はハイバンドの場合、９．７５〜１２．７５ＧＨｚに変換される。このため、図１１（ｂ）に示すように、バンドリジェクションフィルタ４６の阻止帯域が１１．７５〜１２．２５ＧＨｚの場合、仮にノイズが９．２５〜９．７５ＧＨｚに存在していれば、それをリジェクションすることができるようになる。

【0071】

図１２に、ノイズ除去動作の通信シーケンスを図示する。車両１からスマート通信時に送信されるＬＦ電波（一例はウェイク信号Ｓwk或いはＵＨＦ電波も可）を電子キー２が受信すると、電子キー２はＵＷＢ電波Ｓuwbの送信を開始する。このとき、電子キー２は、ある一定の周波数でＵＷＢ電波Ｓuwbを複数回送信し、複数回送信後、一定時間待機し、「複数回送信→送信待機」の一連の動作を繰り返す。同図の例では、電子キー２がＵＷＢ電波Ｓuwbを２回送信し、数ｍｓ程度待機し、その一連動作を繰り返す。なお、ＵＷＢ電波Ｓuwbの送信を数ｍｓ程度待機してから次のＵＷＢ電波Ｓuwbを送信するのは、局部発振器４３において周波数ｆ_ＬＯを切り替えるのに数ｍｓの時間を要するからである。また、１度の送信機会でＵＷＢ電波Ｓuwbを複数回送信しているのは、通信の信頼性を確保するためであり、１回以上であれば何回でもよい。

【0072】

一方、車両１のＵＷＢ電波送受信回路２２ａは、自身の局部発振器４３の周波数ｆ_ＬＯを、まずは初期値の「ｆ１」に設定しておく。このとき、電子キー２のＵＷＢ電波Ｓuwbを車両１において受信することができれば、ＵＷＢ電波Ｓuwbの通信が確立することになる。この後、車両１の局部発振器４３の周波数ｆ_ＬＯが「ｆ１」に設定され、以降の距離照合の通信が実行される。

【0073】

初期値の「ｆ１」でＵＷＢ電波Ｓuwbの通信が確立しないとき、局部発振器４３の周波数ｆ_ＬＯが「ｆ１→ｆ２→ｆ３…」の順に、順次切り替えられていく。このため、スマート通信の通信環境下に所定周波数のノイズがあっても、局部発振器４３の周波数ｆ_ＬＯを順次切り替えていく過程で、何れかの周波数ｆ_ＬＯでノイズが除去される。例えば、車両１の局部発振器４３の周波数が「ｆ３」に設定されたときにＣ／Ｎ比が改善されたことが確認されれば、局部発振器４３の周波数が「ｆ３」に設定される。

【0074】

車両１側のノイズ除去が完了すると、電子キー２側でも同様のノイズ除去の動作を実行する。すなわち、電子キー２のＵＷＢ電波送受信回路２２ｂにおいて、局部発振器４３の周波数ｆ_ＬＯを初期値から切り替えながら、フィルタ部４１を最適化することにより、ＵＷＢ電波Ｓuwbに乗るノイズを除去する。

【0075】

続いて、図１３に示すフローチャートを用い、ノイズ除去動作のまとめを説明する。
ステップ１０１において、電子キー２（通信処理部２９ｂ）は、定期又は不定期のあるタイミング（スマート照合を開始すべきタイミング）において、車両１にＵＷＢ電波Ｓuwbを送信する。

【0076】

ステップ１０２において、車両１（フィルタ制御部４２）は、電子キー２から送信されたＵＷＢ電波Ｓuwbを正常に受信できたか否かを判定する。ＵＷＢ電波Ｓuwbを正常に受信できたか否かの判定は、例えばＵＷＢ電波Ｓuwbのデータ、すなわち単パルスを正常に読み込むことができたか否かを確認する処理であることが好ましい。ＵＷＢ電波Ｓuwbを正常に受信できればステップ１０３に移行し、ＵＷＢ電波Ｓuwbを正常に受信できなければステップ１０５に移行する。

【0077】

ステップ１０３において、フィルタ制御部４２は、局部発振器４３の周波数ｆ_ＬＯを固定する。すなわち、ＵＷＢ電波Ｓuwbの通信がノイズに影響を受けることなく正常に確立することから、フィルタ部４１の帯域が最適であるとし、局部発振器４３の周波数ｆ_ＬＯを現在値で維持する。

【0078】

ステップ１０４において、車両１は、電子キー２との距離照合の通信を開始する状態に入る。すなわち、車両１は、距離照合の通信の実行に備える。このように、フィルタ部４１の帯域設定が完了したとき、その旨の通知を車両１から電子キー２に送信するとよい。電子キー２は、フィルタ部４１の帯域設定が完了した通知を車両１から受信すると、ＵＷＢ電波Ｓuwbの送信を止め、逆にＵＷＢ電波Ｓuwbの送信から所定時間内に同通知を受信することができなければ、ＵＷＢ電波Ｓuwbの繰り返し送信を継続するとよい。

【0079】

ステップ１０５において、フィルタ制御部４２は、局部発振器４３の周波数ｆ_ＬＯを切り替えて、フィルタ部４１の阻止帯域を変化させる。これにより、フィルタ部４１の阻止帯域を他の範囲に切り替えて、通信環境下のノイズを除去できるか否かを試みる。

【0080】

ステップ１０６において、フィルタ制御部４２は、局部発振器４３の周波数ｆ_ＬＯの切り替え回数が所定回数以下か否かを判定する。切り替え回数が所定回数以下ならば、ステップ１０１に戻り、周波数切り替え後のフィルタ部４１でノイズが除去できるか否かが再実行される。一方、切り替え回数が所定回数を超えれば、通信環境下に発生しているノイズは除去できないとして、ステップ１０７に移行する。

【0081】

ステップ１０７において、フィルタ制御部４２は、ノイズが原因でＵＷＢ電波Ｓuwbの通信が実施できないと判断する。この場合、その旨を例えば車両１や電子キー２において音声報知や文字表示等によりユーザに通知してもよい。

【0082】

今度は、車両１から電子キー２へＵＷＢ電波Ｓuwbを送信することにより、ステップ１０１〜１０７と同様の処理を実施して、電子キー２側でも同様のノイズ除去を実行する。そして、車両１及び電子キー２の両方でともに距離照合の通信の準備ができると、ＵＷＢ電波Ｓuwbを互いに送り合う距離照合が実行される。この距離照合においては、車両１及び電子キー２の間の距離ｄをノイズに影響を受けることなく正しく測定することが可能となる。

【0083】

本実施形態の構成によれば、第１実施形態に記載の（１）〜（９）に加え、以下の効果を得ることができる。
（１０）フィルタ部４１の局部発振器４３の周波数ｆ_ＬＯを切り替えることにより、通信環境下に発生しているノイズに利くフィルタ部４１の帯域を探索して、フィルタ部４１を最適化する。これにより、ＵＷＢ電波Ｓuwbの通信環境下にノイズが発生していても、フィルタ部４１の帯域をノイズに適合する帯域に合わせ込んでノイズを除去することが可能となるので、通信成立性を確保するのに有利となる。また、フィルタ部４１が可変式であるので、複数の周波数のノイズに対応することもできる。

【0084】

（１１）フィルタ部４１をバンドリジェクションフィルタ４６としたので、バンドリジェクションフィルタ４６によって、ある周波数のノイズをターゲットにして、これを的確に除去することができる。

【0085】

（１２）車両１及び電子キー２の一方からＵＷＢ電波Ｓuwbを１度の送信において複数回送信するので、判定の信頼性を確保するのに有利となる。また、ＵＷＢ電波Ｓuwbの複数回送信を再実行するにあたり、所定時間、局部発振器４３の周波数切り替わりを待つので、ＵＷＢ電波Ｓuwbを確実に相手に受け取らせるのに有利となる。

【0086】

（１３）車両１及び電子キー２の両方にフィルタ部４１が設けられていて、フィルタ部４１の帯域設定を車両１及び電子キー２の両方で実行する。よって、車両１及び電子キー２の両方のフィルタ部４１の最適化が可能となるので、通信成立性の確保に一層有利となる。

【0087】

（１４）バンドリジェクションフィルタ４６の帯域幅を例えば５００ＭＨｚとした場合、ＵＷＢ電波Ｓuwbの帯域（７．２５〜１０．２５ＧＨｚ）は、フィルタ設定にあたり、５００ＭＨｚごとに細分化されることになる。このため、フィルタ設定にあたっては、ＵＷＢ電波Ｓuwbを６セット送信すればよく、局部発振器４３の周波数切り替えは５回で済む。よって、数十ｍｓ程度の局部発振器４３の周波数切り替えに時間を要するだけで、フィルタ部４１を最適化できる。また、電子キー２側でも同様の処理が行われることを踏まえても、フィルタ設定に要するトータル時間は１００ｍｓ程度で済む。

【0088】

（１５）フィルタ部４１の帯域設定の電波送信に「１００ｍｓ程度」の時間、そして局部発振器４３の周波数設定に所定量の時間を要するだけで、ノイズ（狭帯域ノイズ）を除去することができる。

【0089】

（１６）例えばＵＷＢ電波Ｓuwbの通信を距離測定のみに特化すれば、この通信はＬＦ帯及びＵＨＦ帯とは帯域が異なるため、距離測定をＩＤ照合の双方向通信と同期させることができる。よって、距離測定の通信を行うシーケンスをとっても、これが通信の待ち時間になる懸念はない。

【0090】

（１７）通信環境下にノイズが発生していないと最初に判断できる場合には、局部発振器４３において全ての周波数ｆ_ＬＯで通信が確立する。よって、この場合には、局部発振器４３の周波数ｆ_ＬＯを例えば「５．０ＧＨｚ」に設定するなど、フィルタ部４１（バンドリジェクションフィルタ４６）が一切かからないようにして通信を実行することもできる。

【0091】

なお、実施形態はこれまでに述べた構成に限らず、以下の態様に変更してもよい。
・各実施形態において、ＵＷＢ電波Ｓuwbは、単パルスの信号に限らず、複数のパルスから構築された信号でもよい。

【0092】

・各実施形態において、事前照合は、必ずしも距離照合の前であることに限らず、いつ実施されてもよい。
・各実施形態において、タイミング情報Ｄtiは、車両１ではなく、電子キー２に集めてもよい。この場合、距離照合は電子キー２で実施される。

【0093】

・各実施形態において、ＵＷＢ電波Ｓuwbの帯域は、ローバンドとしてもよい。
・第２実施形態において、ノイズフィルタは、バンドリジェクションフィルタに限定されず、他のフィルタに変更可能である。

【0094】

・第２実施形態において、フィルタ部４１の構成（回路構成）は、実施形態以外に適宜変更できる。
・各実施形態において、ＵＷＢ電波送受信回路２２は、送信アンテナと受信アンテナとを別々に備えていてもよい。

【0095】

・各実施形態において、ＵＷＢ電波送受信回路２２ａは車両１側の送受信機（車外送信機１０、車内送信機１１、車両受信機１２）と一体化されてもよい。これは、ＵＷＢ電波送受信回路２２ｂも同様である。

【0096】

・各実施形態においてＵＷＢ電波Ｓuwbは、専用のアンテナ（通信回路）から送信されることに限らず、例えば車両１に既設されたアンテナから送信されてもよい。
・各実施形態において、距離照合は、ＩＤ照合の前に実施されることに限らず、ＩＤ照合の途中や、ＩＤ照合の後に実施されてもよい。

【0097】

・各実施形態において、タイミング情報Ｄtiは、電波の送受がいつ実行されたのかが分かるデータであればよい。
・各実施形態において、ＵＷＢ電波Ｓuwbは、必ずしも超広帯域の電波に限らず、その付近の周波数も含めた電波のことをいう。

【0098】

・各実施形態において、電子キーシステム３は、例えば車体の左右に送信アンテナを設け、これらアンテナから送信される電波に対する電子キー２の応答を見て電子キー２の車内外位置を判定するものでもよい。

【0099】

・各実施形態において、通信マスタ１９は、照合ＥＣＵ４に限定されず、通信端末２０と無線通信できるものであれば、他の部材に変更可能である。
・各実施形態において、通信端末２０は、電子キー２に限らず、他の端末に変更可能である。

【0100】

・各実施形態において、距離測定システム２１は、車両１に適用されることに限らず、他の装置や機器にも適用することができる。
・各実施形態において、第２実施形態のみの単独の技術思想としてもよい。すわなち、通信マスタ１９及び通信端末２０の距離ｄを測定する距離測定システム２１において、ＵＷＢ電波Ｓuwbを用いることを前提とし、フィルタ部４１の局部発振器４３の周波数ｆ_ＬＯを切り替えることにより、フィルタ部４１を最適化しながら、２者間の距離ｄを測定するものでもよい。この場合も、ユーザの意図したタイミングで実施される距離測定とすることができる。

【符号の説明】

【0101】

１…車両、２…電子キー、１９…通信マスタ、２０…通信端末、２１…距離測定システム、２９（２９ａ，２９ｂ）…通信処理部、３０（３０ａ，３０ｂ）…タイミング情報計測部、３１…情報収集部、３１ａ…情報収集部の一例である情報通知部、３１ｂ…情報収集部の一例である情報取得部、３２…距離測定部、３３…事前認証部、４１…フィルタ部、４２…フィルタ制御部、４３…局部発振器、４６…バンドリジェクションフィルタ、ｄ…距離、Ｓuwb…ＵＷＢ電波、Ｄti…タイミング情報、Ｄti−Ａ…送信タイミング情報、Ｄti−Ｂ…受信タイミング情報、Δｔ（２Δｔ）…伝搬時間、ｆ_ＬＯ…局部発振器の周波数。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】