特許 7183829 車両用位置推定システム

(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】

(24)【登録日】2022-11-28

(45)【発行日】2022-12-06

(54)【発明の名称】車両用位置推定システム

(51)【国際特許分類】

   G01S 13/76 20060101AFI20221129BHJP

   G01S 7/40 20060101ALI20221129BHJP

   B60R 25/24 20130101ALI20221129BHJP

   E05B 49/00 20060101ALI20221129BHJP

【ＦＩ】

G01S13/76

G01S7/40 104

B60R25/24

E05B49/00 J

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2019015240

(22)【出願日】2019-01-31

(65)【公開番号】P2020122725

(43)【公開日】2020-08-13

【審査請求日】2021-11-04

(73)【特許権者】

【識別番号】000004695

【氏名又は名称】株式会社ＳＯＫＥＮ

(73)【特許権者】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(74)【代理人】

【識別番号】100106149

【弁理士】

【氏名又は名称】矢作 和行

(74)【代理人】

【識別番号】100121991

【弁理士】

【氏名又は名称】野々部 泰平

(74)【代理人】

【識別番号】100145595

【弁理士】

【氏名又は名称】久保 貴則

(72)【発明者】

【氏名】三治 健一郎

(72)【発明者】

【氏名】関谷 洋平

(72)【発明者】

【氏名】篠田 卓士

(72)【発明者】

【氏名】中島 和洋

【審査官】山下 雅人

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２０１７／０３１８４２３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２００４－１２０５８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１９／０００７８１０（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１８－０９１０７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－１３９７５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１９／１９８３３１（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｓ １／００－１７／９５

Ｂ６０Ｒ ２５／２４

Ｅ０５Ｂ ４９／００

Ｈ０４Ｂ １／７４

Ｈ０４Ｂ ７／２４－７／２６

Ｈ０４Ｗ ４／００－９９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両においてそれぞれ異なる位置に配置されている複数の車載通信機（１２）が、前記車両のユーザによって携帯される携帯端末と無線通信することで前記車両に対する前記携帯端末の位置を判定する車両用位置推定システムであって、
複数の前記車載通信機のそれぞれは、
前記車両に搭載されている他の前記車載通信機である他機のうちの少なくとも２つと無線通信を実施可能に構成されており、
互いに無線通信可能な位置関係にある前記車載通信機の組み合わせ毎に無線通信を実施させることによって、前記車載通信機間の距離を直接的又は間接的に示す距離指標値を取得する距離指標値取得部（Ｓ２０３）と、
前記車載通信機の組み合わせに応じた前記距離指標値の正常範囲を示すデータを記憶している正常範囲記憶部（Ｍ１）と、
前記距離指標値取得部が取得した前記車載通信機の組み合わせ毎の前記距離指標値に基づいて、前記車載通信機が正常であるか否かを判定する通信機診断部（Ｆ６）と、を備え、
前記通信機診断部は、診断対象とする前記車載通信機である診断対象機と、前記診断対象機にとっての少なくとも１つの前記他機との間の前記距離指標値が、当該車載通信機の組み合わせに応じた前記正常範囲内の値となっている場合には、当該診断対象機には不具合は生じていないと判定するように構成されている車両用位置推定システム。

【請求項2】

請求項１に記載の車両用位置推定システムであって、
前記通信機診断部は、前記診断対象機と通信可能に構成されている全ての前記他機と前記診断対象機との前記距離指標値が何れも前記正常範囲外の値となっている場合に、前記診断対象機に不具合が生じていると判定するように構成されている車両用位置推定システム。

【請求項3】

請求項１又は２に記載の車両用位置推定システムであって、
前記正常範囲の上限値から下限値までの幅は、２メートルに相当する値よりも小さく設定されている車両用位置推定システム。

【請求項4】

請求項１から３の何れか１項に記載の車両用位置推定システムであって、
前記通信機診断部は、車室内に乗員がいない場合に、前記車載通信機に前記距離指標値を取得するための無線通信を実行させるように構成されている車両用位置推定システム。

【請求項5】

請求項４に記載の車両用位置推定システムであって、
前記通信機診断部は、前記車両が駐車されている場合に、前記車載通信機に前記距離指標値を取得するための無線通信を実行させるように構成されている車両用位置推定システム。

【請求項6】

請求項４又は５に記載の車両用位置推定システムであって、
車室内において乗員が着座している位置を検出する乗員位置検出装置（１９）を備え、
前記乗員位置検出装置の検出結果に基づき、無線信号が前記乗員を回折して伝搬する位置関係にある前記車載通信機の組み合わせについては、前記距離指標値を取得するための無線通信は実行させないように構成されている車両用位置推定システム。

【請求項7】

請求項１から６の何れか１項に記載の車両用位置推定システムであって、
各前記車載通信機は、車室内に乗員がいない状態において前記他機からの信号を直接的に受信可能な位置に取り付けられている車両用位置推定システム。

【請求項8】

請求項１から７の何れか１項に記載の車両用位置推定システムであって、
各前記車載通信機は、ピラー又は天井部に取り付けられている車両用位置推定システム。

【請求項9】

請求項１から８の何れか１項に記載の車両用位置推定システムであって、
前記通信機診断部は、車室内に乗員が存在しない状況において、前記車載通信機の組み合わせ毎に無線通信を実施させることによって、前記車載通信機の組み合わせ毎の前記距離指標値を取得し、取得した前記距離指標値に基づいて、前記正常範囲記憶部に保存されている前記車載通信機の組み合わせ毎の前記正常範囲を補正可能に構成されている車両用位置推定システム。

【請求項10】

請求項１から９の何れか１項に記載の車両用位置推定システムであって、
複数の前記車載通信機のそれぞれは、超広帯域のインパルス信号を前記他機と送受信することによって前記車載通信機間における前記インパルス信号の伝搬時間を特定し、その特定した前記伝搬時間を前記通信機診断部に提供するように構成されている車両用位置推定システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、ユーザによって携帯される通信装置（以降、携帯端末）の車両に対する相対位置を、電波を用いて推定する技術に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、位置が既知の３以上の基準局がスマートフォン等の携帯端末と無線通信を行うことで各基準局から携帯端末までの距離を特定し、各基準局からの距離情報に基づいて携帯端末の位置を推定する方法が提案されている。基準局から携帯端末までの距離は、例えば、計測された電波の伝搬時間（換言すれば飛行時間）に電波の伝搬時間を乗じることで特定される。なお、電波の伝搬時間を用いた測位方式（以降、伝搬時間方式）としては、ＴＯＡ（Time Of Arrival）方式や、ＴＤＯＡ（Time Difference Of Arrival）方式などがある。

【0003】

また、特許文献１には、各基準局が携帯端末とＵＷＢ（Ultra-Wide Band）通信可能に構成されており、基準局が、ＵＷＢ通信で用いられるインパルス信号を送信してから携帯端末からの応答信号を受信するまでの時間（以降、ラウンドトリップ時間）に基づいて、携帯端末までの距離を推定する構成が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特許第６０９３６４７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

伝搬時間方式では、電波の伝搬時間の計測誤差が基準局から携帯端末までの距離（ひいては位置）の推定精度に与える影響が大きい。具体的には、伝搬時間が１ナノ秒ずれるだけで、基準局から携帯端末までの推定距離が３０センチずれてしまう。そして、基準局としての通信機の不具合に由来して、伝搬時間が正確に測れなくなっている場合、携帯端末の位置の推定精度が劣化しうる。そのような事情を鑑みると、伝搬時間方式では、基準局としての通信機が正常に動作しているか否かを判定する構成が必要である。

【0006】

各基準局が正常に動作しているか否かを判定するための構成としては、例えば、基準局同士が互いに相互通信を実施させることで基準局間における信号の伝搬時間を逐次／随時特定する構成（以降、想定構成）が考えられる。そのような想定構成によれば、当該伝搬時間が正常範囲を逸脱していることに基づいて、基準局に不具合が生じていることを検出することができる。

【0007】

しかしながら、伝搬時間に誤差が生じる原因は、基準局の不具合に限らない。発明者らは想定構成についてシミュレーション及び検討を重ねたところ、基準局間の環境によっても伝搬時間が増大しうるといった知見を得た。すなわち、基準局間に金属体や人体などといった電波の直進的な伝搬を阻害する物体（以降、遮蔽物）が存在する場合には、電波は、当該遮蔽物を回り込むように伝搬するため、伝搬時間は、迂回経路に応じた長さとなる。つまり、迂回経路の長さと最短距離の差が、伝搬時間の誤差として表れる。このように上述した想定構成では、基準局としての通信機が正常に動作している場合であっても、基準局間に介在物が存在するか否か、及びその介在物の種別によって、伝搬時間が正常範囲を逸脱しうる。そのような課題に対し、正常範囲を大きめに設定しておけば誤判定の恐れを低減できるが、例えば数ナノ秒程度の微小な遅延を生じさせる不具合を検出できなくなってしまう。

【0008】

本開示は、この事情に基づいて成されたものであり、その目的とするところは、車載通信機の不具合として、伝搬時間の観測値として微小な遅延を生じさせる不具合を検出可能であって、且つ、車載通信機に不具合が生じていると誤判定する恐れを低減可能な車両用位置推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】

【0009】

その目的を達成するための車両用位置推定システムは、車両においてそれぞれ異なる位置に配置されている複数の車載通信機（１２）が、車両のユーザによって携帯される携帯端末と無線通信することで車両に対する携帯端末の位置を判定する車両用位置推定システムであって、複数の車載通信機のそれぞれは、車両に搭載されている他の車載通信機である他機のうちの少なくとも２つと無線通信を実施可能に構成されており、互いに無線通信可能な位置関係にある車載通信機の組み合わせ毎に無線通信を実施させることによって、車載通信機間の距離を直接的又は間接的に示す距離指標値を取得する距離指標値取得部（Ｓ２０３）と、車載通信機の組み合わせに応じた距離指標値の正常範囲を示すデータを記憶している正常範囲記憶部（Ｍ１）と、距離指標値取得部が取得した車載通信機の組み合わせ毎の距離指標値に基づいて、車載通信機が正常であるか否かを判定する通信機診断部（Ｆ６）と、を備え、通信機診断部は、診断対象とする車載通信機である診断対象機と、診断対象機にとっての少なくとも１つの他機との間の距離指標値が、当該車載通信機の組み合わせに応じた正常範囲内の値となっている場合には、当該診断対象機には不具合は生じていないと判定するように構成されていることを特徴とする。

【0010】

上記の通信機診断部は、診断対象機を構成要素とする全ての組み合わせの少なくとも１つにおいて、伝搬時間が正常範囲内の値となっている場合には、当該診断対象機には不具合は生じていないと判定する。換言すれば、診断対象機を構成要素とする全ての組み合わせにおいて、伝搬時間が正常範囲外の値となっている場合に、当該診断対象機には不具合が生じていると判定する。

【0011】

ここで、診断対象機に係る全ての組み合わせにおいて、通信機間に遮蔽物が介在する可能性は相対的に低い。そのため、上記の構成によれば遮蔽物の存在（ひいては回折）によって、不具合が生じていない車載通信機に対して不具合が生じていると誤判定する恐れを低減できる。

【0012】

加えて、上記の効果は、想定構成のように正常範囲を大きめに設定せずとも得られる。つまり、上記の構成によれば、不具合が生じていない車載通信機に対して不具合が生じていると誤判定する恐れを低減しつつ、伝搬時間の観測値として数ナノ秒程度の微小な遅延を生じさせる不具合も検出できる。加えて、正常範囲を逸脱した伝搬時間が観測された組み合わせを構成する２つの車載通信機のうちのどちらに不具合が生じているのかも特定できる。

【0013】

なお、特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本開示の技術的範囲を限定するものではない。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】車両用電子キーシステムの全体構成を示す図である。

【図2】携帯端末２の構成を説明するための機能ブロック図である。

【図3】車載システム１の構成を説明するための機能ブロック図である。

【図4】ＵＷＢ通信機１２の取付位置の一例を説明するための図である。

【図5】互いに通信可能な位置にあるＵＷＢ通信機１２の組み合わせを示す図である。

【図6】受信強度が伝搬時間に及ぼす影響を説明するための図である。

【図7】スマートＥＣＵ１１及びＵＷＢ通信機１２の構成を示すブロック図である。

【図8】ＵＷＢ通信機の組み合わせ毎の正常範囲の一例を示す図である。

【図9】位置推定処理についてのフローチャートである。

【図10】伝搬時間とラウンドトリップ時間との関係を示す図である。

【図11】診断関連処理についてのフローチャートである。

【図12】遮蔽物によって無線信号が回折して伝搬した場合の伝搬時間への影響を説明するための図である。

【図13】変形例１における車両用電子キーシステムの作動を説明するための図である。

【図14】変形例３における通信機診断部Ｆ６の作動を説明するための図である。

【図15】変形例４における通信機診断部Ｆ６の作動を説明するための図である。

【図16】変形例４における通信機診断部Ｆ６の作動を説明するための図である。

【図17】ＵＷＢ通信機１２の取付位置及び個数の変形例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

［実施形態］
以下、本開示の車両用位置推定システムの実施形態の一例として、当該車両用位置推定システムが適用された車両用電子キーシステムについて図を用いて説明する。図１に示すように本開示に係る車両用電子キーシステムは、車両Ｈｖに搭載された車載システム１と、当該車両Ｈｖのユーザによって携帯される通信端末である携帯端末２と、を備えている。

【0016】

＜全体の概要＞
車載システム１と携帯端末２は、ＵＷＢ－ＩＲ（Ultra Wide Band - Impulse Radio）方式の無線通信（以降、ＵＷＢ通信）を実施可能に構成されている。すなわち、車載システム１と携帯端末２はＵＷＢ通信で使用されるインパルス状の電波（以降、インパルス信号）を送受信可能に構成されている。ＵＷＢ通信で用いられるインパルス信号とは、パルス幅が極短時間（例えば２ナノ秒）であって、かつ、５００ＭＨｚ以上の帯域幅（つまり超広帯域幅）を有する信号である。

【0017】

なお、ＵＷＢ通信に利用できる周波数帯（以降、ＵＷＢ帯）としては、３．２ＧＨｚ～１０．６ＧＨｚや、３．４ＧＨｚ～４．８ＧＨｚ、７．２５ＧＨｚ～１０．６ＧＨｚ、２２ＧＨｚ～２９ＧＨｚ等がある。これら種々の周波数帯のうち、本実施形態におけるインパルス信号は３．２ＧＨｚ～１０．６ＧＨｚ帯の電波を用いて実現される。インパルス信号に使用される周波数帯は、当該車両Ｈｖが使用される国に応じて適宜選定されればよい。なお、インパルス信号の帯域幅は、５００ＭＨｚ以上であればよく、１．５ＧＨｚ以上の帯域幅を備えていても良い。

【0018】

ＵＷＢ－ＩＲ通信の変調方式としては、パルスの発生位置で変調を行うＰＰＭ（pulse position modulation）方式など、多様なものを採用可能である。具体的には、オンオフ変調（ＯＯＫ：On Off Keying）方式や、パルス幅変調（PWM：Pulse Width Modulation）、パルス振幅変調（PAM：Pulse-Amplitude Modulation）方式、パルス符号変調（PCM：Pulse-Code Modulation）などを採用可能である。なお、オンオフ変調方式はインパルス信号の存在／欠如によって情報（例えば０と１）を表現する方式であり、パルス幅変調方式はパルス幅によって情報を表現する方式である。パルス振幅変調方式は、インパルス信号の振幅によって情報を表現する方式である。パルス符号変調方式はパルスの組み合わせによって情報を表現する方式である。

【0019】

また、本実施形態の車載システム１と携帯端末２は、第２の通信方式として、Bluetooth Low Energy（Bluetoothは登録商標）規格に準拠した無線通信（以降、ＢＬＥ通信）も実施可能に構成されている。なお、第１の通信方式とは前述のＵＷＢ通信を指す。第２の通信方式としては、Bluetooth Low Energy以外にも、例えばWi-Fi（登録商標）、ZigBee（登録商標）等、通信距離を１０メートル程度に設定可能な多様な近距離無線通信方式を採用可能である。第２の通信方式は、例えば、数メートル～数１０メートル程度の通信距離を提供可能なものであればよい。以降では、ＵＷＢ通信の信号とＢＬＥ通信の信号とを区別するために、ＢＬＥ規格に準拠した無線信号のことをＢＬＥ信号とも記載する。以下、車載システム１及び携帯端末２の具体的な構成について順に説明する。

【0020】

＜携帯端末２の構成について＞
まずは、携帯端末２の構成及び作動について説明する。携帯端末２は、車載システム１と対応付けられてあって、車両Ｈｖの電子キーとして機能する装置である。携帯端末２は種々の用途に供される通信端末を援用して実現することができる。例えば携帯端末２はスマートフォンである。携帯端末２は、タブレット端末などの情報処理端末であってもよい。また、携帯端末２は、従来スマートキーとして知られている長方形型、楕円型（フォブタイプ）、又はカード型の小型デバイスであってもよい。その他、携帯端末２は、ユーザの指や腕等に装着されるウェアラブルデバイスとして構成されていてもよい。

【0021】

携帯端末２は、図２に示すように、ＵＷＢ通信部２１、ＢＬＥ通信部２２、及び携帯側制御部２３を備える。携帯側制御部２３は、ＵＷＢ通信部２１、及びＢＬＥ通信部２２のそれぞれと相互通信可能に接続されている。

【0022】

ＵＷＢ通信部２１は、ＵＷＢのインパルス信号を送受信するための通信モジュールである。ＵＷＢ通信部２１は、携帯側制御部２３から入力されたベースバンド信号を変調する等、電気的に処理しつつ変調信号を生成し、この変調信号をＵＷＢ通信により送信する。変調信号は、送信データを所定の変調方式（例えばＰＣＭ変調方式）で変調した信号である。変調信号は、複数のインパルス信号を送信データに対応する時間間隔で配置した信号系列（以降、パルス系列信号）である。また、ＵＷＢ通信部２１は、車載システム１から送信された複数のインパルス信号からなる一連の変調信号（つまりパルス系列信号）を受信すると、当該受信信号を復調し、変調前のデータを復元する。そして、受信データを携帯側制御部２３に出力する。

【0023】

また、ＵＷＢ通信部２１は動作モードとして、反射応答モードとノーマルモードを備える。反射応答モード時のＵＷＢ通信部２１は、インパルス信号を受信した場合には、反射的に（換言すれば即座に／可及的速やかに）インパルス信号を返送する。反射応答モードで動作するか否かは、例えば、車載システム１からの指示信号に基づき、携帯側制御部２３によって切り替えられる。なお、携帯端末２が車載システム１からのインパルス信号を受信してから応答信号としてのインパルス信号を送信するまでには所定の時間（以降、応答処理時間Ｔｂ）がかかる。応答処理時間Ｔｂは、携帯端末２のハードウェア構成に応じて定まる。応答処理時間Ｔｂの想定値は、試験等によって予め特定しておくことができる。

【0024】

ノーマルモードは、プリアンブルから末尾までの一連のパルス系列信号を受信し、受信データの内容に応じた応答信号を返送するモードである。なお、携帯端末２は、反射応答モードにおいても、車載システム１から送信されたパルス系列信号と同様の一連のインパルス信号を反射的に返送した後に、受信データに応じた内容の応答信号を生成して返送するように構成されていても良い。

【0025】

ＢＬＥ通信部２２は、ＢＬＥ通信を実施するための通信モジュールである。ＢＬＥ通信部２２は携帯側制御部２３と相互通信可能に接続されている。ＢＬＥ通信部２２は、車両Ｈｖから送信されたＢＬＥ信号を受信して携帯側制御部２３に提供するとともに、携帯側制御部２３から入力されたデータを変調して車両Ｈｖに送信する。

【0026】

携帯側制御部２３は、ＵＷＢ通信部２１やＢＬＥ通信部２２の動作を制御する構成である。携帯側制御部２３は、例えばＣＰＵ、ＲＡＭ、及びＲＯＭ等を備えた、コンピュータを用いて実現されている。

【0027】

携帯側制御部２３は、送信元情報を含む無線信号を所定の送信間隔でＢＬＥ通信部２２に無線送信させる。これにより、車載システム１等に対して、自分自身の存在を通知する（すなわちアドバタイズする）。以降では便宜上、アドバタイズを目的として定期的に送信される無線信号のことをアドバタイズ信号と称する。なお、送信元情報は、例えば携帯端末２に割り当てられた固有の識別情報（以降、端末ＩＤとする）である。端末ＩＤは他の通信端末と携帯端末２とを識別するための情報として機能する。車載システム１は、このアドバタイズ信号を受信することで、車両ＨｖのＢＬＥ通信範囲内に携帯端末２が存在することを認識する。なお、他の態様として、携帯端末２は車載システム１からの要求に基づいてアドバタイズ信号を送信する態様となっていてもよい。

【0028】

また、携帯側制御部２３は、ＵＷＢ通信部２１から受信データが入力されると、この受信データに対応する応答信号に相当するベースバンド信号を生成し、このベースバンド信号をＵＷＢ通信部２１に出力する。携帯側制御部２３がＵＷＢ通信部２１に出力したベースバンド信号は、ＵＷＢ通信部２１にて変調され、無線信号として送信される。このような携帯側制御部２３は、ＵＷＢ通信部２１と協働することにより、車載システム１からのインパルス信号を受信した場合に、応答信号としてのインパルス信号を送信させる構成に相当する。

【0029】

その他、携帯端末２は動作モードとして、アクティブモードとスリープモードとを備えていても良い。アクティブモードは車載システム１から送信される信号に対する応答信号の生成等の処理（受信及び応答に係る処理）を実施可能な動作モードである。スリープモードは、携帯側制御部２３が備える機能の一部又は全部を停止することで、消費電力を低減する動作モードである。例えばスリープモードは、図示しないクロック発振器の動作を停止するモードとすることができる。携帯側制御部２３は、スリープモード中においてＵＷＢ通信部２１がインパルス信号に相当する強度を有する電気信号を受信した場合にアクティブモードへと移行するように構成されていればよい。また、携帯側制御部２３は、スリープモード中においてＢＬＥ通信部２２がＢＬＥ信号に相当する電気信号を受信した場合にアクティブモードへと移行するように構成されていればよい。ＢＬＥ信号に相当する電気信号とは、例えばＢＬＥ信号が備えるべき所定のプリアンブルを有する信号や、所定の強度を有する信号を指す。

【0030】

＜車載システム１について＞
車載システム１は、携帯端末２と所定の周波数帯の電波を用いた無線通信を実施することで、携帯端末２の位置に応じた所定の車両制御を実施するパッシブ・エントリ・パッシブ・スタートシステム（以降、ＰＥＰＳシステム）を実現する。

【0031】

例えば車載システム１は、携帯端末２が車両Ｈｖに対して予め設定されている作動エリア内に存在することを確認できている場合には、後述するドアボタン１４に対するユーザ操作に基づいて、ドアの施錠や開錠といった制御を実行する。また、車載システム１は、携帯端末２との無線通信によって携帯端末２が車室内に存在することを確認できている場合には、後述するスタートボタン１５に対するユーザ操作に基づいて、エンジンの始動制御を実行する。

【0032】

作動エリアとは、当該エリア内に携帯端末２が存在することに基づいて、車載システム１がドアの施錠や開錠といった所定の車両制御を実行するためのエリアである。例えば、運転席用のドア付近や、助手席用のドア付近、トランクドア付近が作動エリアに設定されている。ドア付近とは、外側ドアハンドルから、所定の作動距離以内となる範囲を指す。外側ドアハンドルとは、ドアの外側面に設けられた、ドアを開閉するための把持部材を指す。作動エリアの大きさを規定する作動距離は、例えば０．７ｍである。もちろん、作動距離は１ｍであってもよいし、１．５ｍであってもよい。作動距離は、防犯性の観点から２ｍよりも小さく設定されていることが好ましい。

【0033】

当該車載システム１は、図３に示すように、スマートＥＣＵ１１、複数のＵＷＢ通信機１２、ＢＬＥ通信機１３、ドアボタン１４、スタートボタン１５、エンジンＥＣＵ１６、ボディＥＣＵ１７、及びＨＣＵ１８を備える。また、車載システム１は、車載アクチュエータ１７１、車載センサ１７２、ディスプレイ１８１、インジケータ１８２、スピーカ１８３なども備える。なお、部材名称中のＥＣＵは、Electronic Control Unitの略であり、電子制御装置を意味する。

【0034】

スマートＥＣＵ１１は、携帯端末２とＵＷＢ通信を実施することでドアの施開錠やエンジンの始動等の車両制御を実行するＥＣＵである。スマートＥＣＵ１１は、車両内に構築されている通信ネットワークを介してエンジンＥＣＵ１６、ボディＥＣＵ１７、及びＨＣＵ１８と相互通信可能に接続されている。また、スマートＥＣＵ１１は、ＵＷＢ通信機１２やＢＬＥ通信機１３、ドアボタン１４、スタートボタン１５とも電気的に接続されている。当該スマートＥＣＵ１１は、例えばコンピュータを用いて実現されている。すなわち、スマートＥＣＵ１１は、ＣＰＵ１１１、フラッシュメモリ１１２、ＲＡＭ１１３、Ｉ／Ｏ１１４、及びこれらの構成を接続するバスラインなどを備えている。

【0035】

フラッシュメモリ１１２には、ユーザが所有する携帯端末２に割り当てられている端末ＩＤが登録されている。また、フラッシュメモリ１１２には、コンピュータをスマートＥＣＵ１１として機能させるためのプログラム（以降、位置推定プログラム）等が格納されている。なお、上述の位置推定プログラムは、非遷移的実体的記録媒体（non- transitory tangible storage medium）に格納されていればよい。ＣＰＵ１１１が位置推定プログラムを実行することは、位置推定プログラムに対応する方法が実行されることに相当する。スマートＥＣＵ１１の詳細については別途後述する。

【0036】

ＵＷＢ通信機１２は、携帯端末２とＵＷＢ通信を実施するための通信モジュールである。複数のＵＷＢ通信機１２のそれぞれは、車両Ｈｖに搭載されている他のＵＷＢ通信機１２ともＵＷＢ通信を実施可能に構成されている。つまり、各ＵＷＢ通信機１２は、携帯端末２及び他のＵＷＢ通信機１２と無線通信可能に構成されている。便宜上、或るＵＷＢ通信機１２にとっての他のＵＷＢ通信機１２のことを他機とも記載する。ＵＷＢ通信機１２が車載通信機に相当する。

【0037】

各ＵＷＢ通信機１２は専用の通信線又は車両内ネットワークを介してスマートＥＣＵ１１と相互通信可能に接続されている。各ＵＷＢ通信機１２の動作はスマートＥＣＵ１１によって制御される。各ＵＷＢ通信機１２には、固有の通信機番号が設定されている。通信機番号は、携帯端末２にとっての端末ＩＤに相当する情報である。通信機番号は、複数のＵＷＢ通信機１２を識別するための情報として機能する。複数のＵＷＢ通信機１２の取り付け位置や電気的構成については別途後述する。

【0038】

ＢＬＥ通信機１３は、ＢＬＥ通信を実施するための通信モジュールである。ＢＬＥ通信機１３はスマートＥＣＵ１１と相互通信可能に接続されている。ＢＬＥ通信機１３は、携帯端末２から送信されたＢＬＥ信号を受信してスマートＥＣＵ１１に提供する。また、ＢＬＥ通信機１３は、スマートＥＣＵ１１から入力されたデータを変調して携帯端末２に無線送信する。ＢＬＥ通信機１３は車両Ｈｖの任意の位置に取り付けられている。例えばＢＬＥ通信機１３は、インストゥルメントパネルや、フロントガラスの上端部、Ｂピラー、ロッカー部等に取り付けられている。ＢＬＥ通信機１３は１つであってもよいし、複数あってもよい。

【0039】

ドアボタン１４は、ユーザが車両Ｈｖのドアを開錠及び施錠するためのボタンである。ドアボタン１４は、例えば車両Ｈｖの各ドアハンドルに設けられている。ドアボタン１４は、ユーザによって押下されると、その旨を示す電気信号を、スマートＥＣＵ１１に出力する。ドアボタン１４は、スマートＥＣＵ１１がユーザの開錠指示及び施錠指示を受け付けるための構成に相当する。なお、ユーザの開錠指示及び施錠指示の少なくとも何れか一方を受け付けるための構成としては、タッチセンサを採用することもできる。タッチセンサは、ユーザがそのドアハンドルを触れていることを検出する装置である。

【0040】

スタートボタン１５は、ユーザが車両Ｈｖの駆動源（例えばエンジン）を始動させるためのプッシュスイッチである。スタートボタン１５は、ユーザによってプッシュ操作がされると、その旨を示す電気信号をスマートＥＣＵ１１に出力する。なお、ここでは一例として車両Ｈｖは、エンジンを動力源として備える車両とするがこれに限らない。車両Ｈｖは、電気自動車やハイブリッド車であってもよい。車両Ｈｖがモータを駆動源として備える車両である場合には、スタートボタン１５は駆動用のモータを始動させるためのスイッチである。

【0041】

エンジンＥＣＵ１６は、車両Ｈｖに搭載されたエンジンの動作を制御するＥＣＵである。例えばエンジンＥＣＵ１６は、スマートＥＣＵ１１からエンジンの始動を指示する始動指示信号を取得すると、エンジンを始動させる。

【0042】

ボディＥＣＵ１７は、スマートＥＣＵ１１からの要求に基づいて車載アクチュエータ１７１を制御するＥＣＵである。ボディＥＣＵ１７は、種々の車載アクチュエータ１７１や、種々の車載センサ１７２と通信可能に接続されている。ここでの車載アクチュエータ１７１とは、例えば、各ドアのロック機構を構成するドアロックモータや、座席位置を調整するためのシートアクチュエータなどである。また、ここでの車載センサ１７２とは、ドア毎に配置されているカーテシスイッチなどである。カーテシスイッチは、ドアの開閉を検出するセンサである。ボディＥＣＵ１７は、例えばスマートＥＣＵ１１からの要求に基づいて、車両Ｈｖの各ドアに設けられたドアロックモータに所定の制御信号を出力することで各ドアを施錠したり開錠したりする。

【0043】

ＨＣＵ１８は、表示及び音声等による乗員（主として運転席乗員）への情報提示を統合的に制御する装置である。ＨＣＵ１８は、ディスプレイ１８１やインジケータ１８２、スピーカ１８３といった、ＨＭＩ（Human Machine Interface）の動作を制御する。なお、ＨＣＵは、HMI Control Unitの略である。ＨＣＵ１８もまた、ＥＣＵと同様にコンピュータを用いて実現されている。ＨＣＵ１８は、スマートＥＣＵ１１からの要求に基づき、不具合が生じているＵＷＢ通信機１２が存在することを通知する処理（以降、不具合通知処理）を実行する。例えば、ＨＣＵ１８は、スマートＥＣＵ１１からの要求に基づき、不具合が生じているＵＷＢ通信機１２が存在することを示す画像（以降、不具合通知画像）をディスプレイ１８１に表示する。

【0044】

ディスプレイ１８１は、例えばインストゥルメントパネルにおいて運転席の正面に配されているメータディスプレイである。なお、ディスプレイ１８１は、ヘッドアップディスプレイや、マルチインフォメーションディスプレイ、およびセンターインフォメーションディスプレイなどであっても良い。インジケータ１８２は、不具合が生じているＵＷＢ通信機１２が存在することを発光によって乗員に通知するためのデバイスである。スピーカ１８３はＨＣＵ１８から入力された音声や音を出力するデバイスである。

【0045】

＜各ＵＷＢ通信機１２の取り付け位置及び電気的構成について＞
本実施形態の車載システム１は、ＵＷＢ通信機１２として図４に示すように、右前通信機１２Ａ、左前通信機１２Ｂ、右後通信機１２Ｃ、及び左後通信機１２Ｄを備える。右前通信機１２Ａは、例えば車両右側のＡピラーの上側領域に配置されている。Ａピラーは車両Ｈｖにおいて前から１番目のピラーである。Ａピラーはフロントピラーとも称される。ピラーの上側領域とは、ピラーの上半分となる領域を指す。ピラーの上側領域には、ピラーの上端部も含まれる。左前通信機１２Ｂは、例えば車両左側のＡピラーの上側領域に配置されている。右後通信機１２Ｃは車両右側のＣピラーの上側領域に配置されている。左後通信機１２Ｄは車両左側のＣピラーの上側領域に配置されている。Ｃピラーは前から３番目のピラーである。Ｃピラーはリアピラーとも称される。

【0046】

各ＵＷＢ通信機１２は、前述の通り、他機と通信可能に構成されている。例えば右前通信機１２Ａは、左前通信機１２Ｂ、右後通信機１２Ｃ、及び左後通信機１２ＤのそれぞれとＵＷＢ通信可能に構成されている。以降では便宜上、図５に示すように、双方向通信を実施するＵＷＢ通信機１２の組み合わせとして、右前通信機１２Ａと左前通信機１２Ｂの組み合わせのことを第１組み合わせと称する。右後通信機１２Ｃと左後通信機１２Ｄの組み合わせのことを第２組み合わせと称する。右前通信機１２Ａと右後通信機１２Ｃの組み合わせのことを第３組み合わせと称する。左前通信機１２Ｂと左後通信機１２Ｄの組み合わせのことを第４組み合わせと称する。右前通信機１２Ａと左後通信機１２Ｄの組み合わせのことを第５組み合わせと称する。左前通信機１２Ｂと右後通信機１２Ｃの組み合わせのことを第６組み合わせと称する。

【0047】

ところで、ＵＷＢ通信で使用される電波は金属によって反射されやすい。また、ＵＷＢ通信で使用される電波は、人体によって吸収されやすい。そのため、金属体や人体といった電波を反射／吸収する物体（以降、遮蔽物）に対しては回折して伝搬する。電波の伝搬時間を用いて通信機間の距離を推定する構成においては、電波が回折によって伝搬している場合、通信機間の推定距離に誤差（以降、回折誤差）が生じうる。

【0048】

また、電波が遮蔽物を回折して伝わる伝搬態様においては、受信側装置での受信信号強度が低下する。受信信号強度が弱まると、図６に示すように、仮にインパルス信号の受信電力のピークが到来するタイミングが同じであっても、受信電力が受信判定閾値Ｔｈを上回るタイミングが０．５ナノ秒～１ナノ秒程度遅れうる。伝搬時間方式において、伝搬時間が０．５ナノ秒～１ナノ秒程度遅れることは、距離に換算すると、１５センチ～３０センチ程度の誤差が生じることになる。なお、ここでの受信判定閾値Ｔｈとは、インパルス信号を受信したと判定するための受信電力レベルを指す。図６におけるｄＴは、受信電力の差に由来する検出遅延時間を表している。

【0049】

つまり、本実施形態のように電波の伝搬時間を用いて距離の測定を行う構成においては、各ＵＷＢ通信機１２は、他機との間に遮蔽物が存在しにくい位置に搭載されていることが好ましい。また、別の観点によれば、各ＵＷＢ通信機１２は、車室内と車室外の両方に対して見通しが良い位置に配置されていることが好ましい。車室内と車室外の両方に対して見通しの良い場所とは、例えば、室内天井、及び各種ピラーである。つまり、上述したように各種ＵＷＢ通信機１２の配置態様は、各ＵＷＢ通信機１２を車室内及び車室外を見通しやすい位置に配置した態様の一例に相当する。

【0050】

車両Ｈｖにおける各ＵＷＢ通信機１２の設置位置は、車両の任意の点を基準点（換言すれば原点）とする３次元直交座標系の点として表現されていればよい。ここでは一例として、前輪車軸の中心を原点とし、互いに直交するＸ、Ｙ、Ｚ軸を備える３次元座標系（以降、車両３次元座標系）上の点として表されている。車両３次元座標系を形成するＸ軸は車幅方向に平行であって、車両右側を正方向とする軸である。Ｙ軸は車両前後方向に平行であって、車両前方を正方向とする軸である。Ｚ軸は、車両高さ方向に平行であって、車両上方を正方向とする軸である。３次元座標系の中心は、例えば後輪車軸の中心など、適宜変更可能である。もちろん、他の態様として各ＵＷＢ通信機１２の搭載位置は極座標で表されていてもよい。各ＵＷＢ通信機１２の設置位置を示す通信機位置データは、フラッシュメモリ１１２に格納されている。各ＵＷＢ通信機１２の設置位置は通信機番号と対応付けられて保存されていればよい。

【0051】

複数のＵＷＢ通信機１２のそれぞれは、図７に示すように、送信部３１、受信部３２、及び伝搬時間計測部３３を備える。送信部３１は、スマートＥＣＵ１１から入力されたベースバンド信号を変調する等、電気的に処理しつつインパルス信号を生成し、このインパルス信号を電波として放射する構成である。送信部３１は例えば、変調回路３１１、及び送信アンテナ３１２を用いて実現されている。

【0052】

変調回路３１１は、スマートＥＣＵ１１から入力されたベースバンド信号を変調する回路である。変調回路３１１は、スマートＥＣＵ１１から入力されたベースバンド信号が示すデータ（以降、送信データ）に対応する変調信号を生成し、送信アンテナ３１２に向けて送信する。変調信号は、送信データを所定の変調方式で変調した信号である。本実施形態における変調信号は、前述の通り、複数のインパルス信号を送信データに対応する時間間隔で配置した信号系列に相当する。変調回路３１１は、電気的なインパルス信号を生成する回路（以降、パルス生成回路）や、インパルス信号を増幅したり整形したりする回路を含む。

【0053】

送信アンテナ３１２は、変調回路３１１が出力した電気的なインパルス信号を電波に変換して空間に放射する構成である。つまり、送信アンテナ３１２は、ＵＷＢ帯において所定の帯域幅を有するパルス状の電波をインパルス信号として放射する。また、変調回路３１１は、送信アンテナ３１２へ電気的なインパルス信号を出力した場合には、それと同時に、インパルス信号を出力したことを示す信号（以降、送信通知信号）を伝搬時間計測部３３に出力する。

【0054】

なお、本実施形態の送信部３１は、インパルス信号の立上り時間が１ナノ秒となるように構成されている。立上り時間とは、信号強度が初めて最大振幅の１０％を越えてから最大振幅の９０％を越えるまでに要する時間である。インパルス信号の立上がり時間は、送信部３１の回路構成などのハードウェア構成に応じて定まる。インパルス信号の立上り時間は、シミュレーションや実試験によって特定できる。なお、一般的にＵＷＢ通信に供されるインパルス信号の立上り時間は、１ナノ秒程度である。

【0055】

受信部３２は、例えば受信アンテナ３２１、及び復調回路３２２を備える。受信アンテナ３２１は、インパルス信号を受信するためのアンテナである。受信アンテナ３２１は、携帯端末２が送信したインパルス信号に対応する電気的なインパルス信号を復調回路３２２に出力する。

【0056】

復調回路３２２は、受信アンテナ３２１がＵＷＢ通信に供されるインパルス信号を受信すると、その信号を復調する等、電気的に処理しつつ受信信号を生成し、この受信信号をスマートＥＣＵ１１に出力する。復調回路３２２が取得するパルス系列信号は、受信アンテナ３２１から入力される複数のインパルス信号を、実際の受信間隔をおいて時系列に並べたものである。復調回路３２２は、携帯端末２や他機から送信された複数のインパルス信号からなる一連の変調信号（つまりパルス系列信号）を復調し、変調前のデータを復元する構成である。

【0057】

なお、復調回路３２２は、受信アンテナ３２１で受信したインパルス信号の周波数を、ベースバンド帯の信号に変換して出力する周波数変換回路や、信号レベルを増幅する増幅回路などを備える。その他、受信部３２は、受信アンテナ３２１からインパルス信号が入力された場合には、インパルス信号を受信したことを示す信号（以降、受信通知信号）を伝搬時間計測部３３に出力する。

【0058】

伝搬時間計測部３３は、送信部３１がインパルス信号を送信してから、受信部３２がインパルス信号を受信するまでの時間（以降、ラウンドトリップ時間）を計測するタイマである。送信部３１がインパルス信号を送信したタイミングは送信通知信号の入力によって特定される。また、受信部３２がインパルス信号を受信したタイミングは受信通知信号の入力によって特定される。すなわち、伝搬時間計測部３３は、変調回路３１１が送信通知信号を出力してから、復調回路３２２が受信通知信号を出力するまでの時間を計測する。ラウンドトリップ時間は往復分の信号飛行時間に、相手側装置（換言すれば応答側装置）での応答処理時間を加えた時間に相当する。

【0059】

伝搬時間計測部３３は、図示しないクロック発振器から入力されるクロック信号を計数することによって、送信部３１がインパルス信号を送信してからの経過時間を測定する。伝搬時間計測部３３によるカウントは、受信通知信号が入力された場合や、所定の上限値まで達した場合に停止され、そのカウント値をスマートＥＣＵ１１に出力する。つまり、スマートＥＣＵ１１にラウンドトリップ時間を報告する。なお、スマートＥＣＵ１１へのラウンドトリップ時間の報告が完了すると伝搬時間計測部３３のカウント値は０に戻る（つまりリセットされる）。

【0060】

伝搬時間計測部３３は、ラウンドトリップ時間の計測が完了すると、当該ラウンドトリップ時間に基づいて伝搬時間を算出し、スマートＥＣＵ１１に提供する。伝搬時間計測部３３が伝搬時間特定部に相当する。当該伝搬時間の算出に係る伝搬時間計測部３３の作動については別途後述する。伝搬時間計測部３３は例えばＩＣを用いて実現されている。その他、ＵＷＢ通信機１２は、携帯端末２のＵＷＢ通信部２１と同様に、反射応答モードを備える。ＵＷＢ通信機１２の反射応答モードは、ＵＷＢ通信部２１の反射応答モードと同様である。

【0061】

なお、ここではＵＷＢ通信機１２は、送信用のアンテナ（つまり送信アンテナ３１２）と、受信用のアンテナ（つまり受信アンテナ３２１）とが別々に設けられている態様を示しているが、これに限らない。ＵＷＢ通信機１２は方向性結合器を用いて送信と受信とで１つのアンテナ素子を共用するように構成されていても良い。また、変調回路３１１や復調回路３２２は伝搬時間計測部３３としての機能を提供するＩＣに内蔵されていても良い。つまり、ＵＷＢ通信機１２は、１つのアンテナと、種々の回路機能を有する１つの専用ＩＣとを用いて実現されていても良い。

【0062】

＜スマートＥＣＵ１１の機能について＞
スマートＥＣＵ１１は、上述した位置推定プログラムを実行することで、図７に示す種々の機能ブロックに対応する機能を提供する。すなわち、スマートＥＣＵ１１は機能ブロックとして、車両情報取得部Ｆ１、通信処理部Ｆ２、認証処理部Ｆ３、位置推定部Ｆ４、車両制御部Ｆ５、及び通信機診断部Ｆ６を備えている。

【0063】

車両情報取得部Ｆ１は、車両Ｈｖに搭載されたセンサやＥＣＵ（例えばボディＥＣＵ１７）、スイッチなどから、車両Ｈｖの状態を示す種々の情報（以降、車両情報）を取得する。車両情報としては、例えば、ドアの開閉状態や、各ドアの施錠／開錠状態、ドアボタン１４の押下の有無、スタートボタン１５の押下の有無等が該当する。また、車両情報取得部Ｆ１は、上述した種々の情報に基づいて、車両Ｈｖの現在の状態を特定する。例えば車両情報取得部Ｆ１は、エンジンがオフであり、全てのドアが施錠されている場合に、車両Ｈｖは駐車されていると判定する。もちろん、車両Ｈｖが駐車されていると判定する条件は適宜設計されればよく、多様な判定条件を適用することができる。

【0064】

なお、各ドアの施錠／開錠状態を示す情報を取得することは、各ドアの施錠／開錠状態を判定すること、及び、ユーザによるドアの施錠操作／開錠操作を検出することに相当する。また、ドアボタン１４やスタートボタン１５からの電気信号を取得することは、これらのボタンに対するユーザ操作を検出することに相当する。つまり、車両情報取得部Ｆ１はドアの開閉や、ドアボタン１４の押下、スタートボタン１５の押下などといった、車両Ｈｖに対するユーザの操作を検出する構成に相当する。以降における車両情報には、車両Ｈｖに対するユーザ操作も含まれる。加えて、車両情報に含まれる情報の種類は、上述したものに限らない。図示しないシフトポジションセンサが検出するシフトポジションや、ブレーキペダルが踏み込まれているか否かを検出するブレーキセンサの検出結果なども車両情報に含まれる。パーキングブレーキの作動状態もまた車両情報に含めることができる。

【0065】

通信処理部Ｆ２は、ＵＷＢ通信機１２やＢＬＥ通信機１３と協働して携帯端末２とのデータの送受信を実施する構成である。例えば通信処理部Ｆ２は、携帯端末２宛のデータを生成し、ＢＬＥ通信機１３に出力する。これにより、所望のデータに対応する信号を電波として送信させる。また、通信処理部Ｆ２は、ＢＬＥ通信機１３が受信した携帯端末２からのデータを受信する。本実施形態ではより好ましい態様としてスマートＥＣＵ１１と携帯端末２との無線通信は、暗号化して実施されるように構成されている。暗号化の方式としては、Bluetoothで規定されている方式など、多様な方式を援用することができる。

【0066】

なお、本実施形態ではセキュリティ向上のためにスマートＥＣＵ１１及び携帯端末２は、認証等のためのデータ通信を暗号化して実施するように構成されているものとするが、これに限らない。他の態様として、スマートＥＣＵ１１及び携帯端末２は、暗号化せずにデータ通信を実施するように構成されていても良い。

【0067】

通信処理部Ｆ２は、携帯端末２とのＢＬＥ通信が確立していることに基づいて、ユーザが車両Ｈｖ周辺に存在することを認識する。また、通信処理部Ｆ２は、ＢＬＥ通信機１３から、当該ＢＬＥ通信機１３が通信接続している携帯端末２の端末ＩＤを取得する。このような構成によれば、車両Ｈｖが複数のユーザによって共有される車両であっても、スマートＥＣＵ１１は、ＢＬＥ通信機１３が通信接続している携帯端末２の端末ＩＤに基づいて車両Ｈｖ周辺に存在するユーザを特定することができる。

【0068】

また、通信処理部Ｆ２は、ＵＷＢ通信機１２が受信した携帯端末２からのデータを取得する。加えて、通信処理部Ｆ２は、携帯端末２宛のデータを生成し、ＵＷＢ通信機１２に出力する。これにより、所望のデータに対応するパルス系列信号を無線送信させる。さらに通信処理部Ｆ２は、位置推定部Ｆ４や通信機診断部Ｆ６からの指示に基づいて、任意のＵＷＢ通信機１２からインパルス信号を送信させる。インパルス信号を送信させるＵＷＢ通信機１２は、位置推定部Ｆ４や通信機診断部Ｆ６によって選択される。

【0069】

認証処理部Ｆ３は、ＢＬＥ通信機１３と連携して、通信相手がユーザの携帯端末２であることを確認（換言すれば認証）する処理を実施する。認証のための通信は、ＢＬＥ通信機１３を介して暗号化されて実施される。つまり、認証処理は暗号通信によって実施される。認証処理自体は、チャレンジ－レスポンス方式など多様な方式を用いて実施されればよい。ここではその詳細な説明は省略する。認証処理に必要なデータ（例えば暗号鍵）などは携帯端末２とスマートＥＣＵ１１のそれぞれに保存されているものとする。認証処理部Ｆ３が認証処理を実施するタイミングは、例えばＢＬＥ通信機１３と携帯端末２との通信接続が確立したタイミングとすればよい。認証処理部Ｆ３は、ＢＬＥ通信機１３と携帯端末２とが通信接続している間、所定の周期で認証処理を実施するように構成されていても良い。また、ユーザによってスタートボタン１５が押下された場合など、車両Ｈｖに対する所定のユーザ操作をトリガとして認証処理のための暗号通信を実施するように構成されていても良い。

【0070】

ところで、Bluetooth規格においてＢＬＥ通信機１３と携帯端末２との通信接続が確立したということは、ＢＬＥ通信機１３の通信相手が予め登録されている携帯端末２であることを意味する。故に、スマートＥＣＵ１１は、ＢＬＥ通信機１３と携帯端末２との通信接続が確立したことに基づいて、携帯端末２の認証が成功したと判定するように構成されていても良い。

【0071】

位置推定部Ｆ４は、携帯端末２の位置を推定する処理を実行する構成である。位置推定部Ｆ４は、概略的には、各ＵＷＢ通信機１２に所定の順に携帯端末２とインパルス信号を送受信させることにより、各ＵＷＢ通信機１２から携帯端末２までの距離を推定する。そして、各ＵＷＢ通信機１２から携帯端末２までの距離情報に基づいて携帯端末２の位置を推定する。当該位置推定部Ｆ４による位置推定処理については、別途後述する。

【0072】

車両制御部Ｆ５は、認証処理部Ｆ３による携帯端末２の認証が成功している場合に、携帯端末２（換言すればユーザ）の位置及び車両Ｈｖの状態に応じた車両制御を、ボディＥＣＵ１７等と協働して実行する構成である。車両Ｈｖの状態は車両情報取得部Ｆ１によって判定される。携帯端末２の位置は位置推定部Ｆ４によって判定される。

【0073】

例えば車両制御部Ｆ５は、車両Ｈｖが駐車されている状況下で、携帯端末２が車室外に存在し、ユーザによってドアボタン１４が押下された場合には、ボディＥＣＵ１７と連携してドアのロック機構を開錠する。また、例えば位置推定部Ｆ４によって携帯端末２は車室内に存在すると判定されており、かつ、スタートボタン１５がユーザによって押下されたことを検出した場合には、エンジンＥＣＵ１６と連携してエンジンを始動させる。このように車両制御部Ｆ５は、基本的には車両Ｈｖへのユーザ操作をトリガとしてユーザの位置及び車両Ｈｖの状態に応じた車両制御を実行するように構成されている。ただし、車両制御部Ｆ５が実施可能な車両制御の中には、車両Ｈｖへのユーザ操作を必要とせずに、ユーザの位置に応じて自動的に実行するものがあってもよい。

【0074】

通信機診断部Ｆ６は、各ＵＷＢ通信機１２が正常な状態であるか否か（換言すれば不具合が生じていないか）を判定する構成である。通信機診断部Ｆ６の詳細については別途後述する。なお、ここでの不具合とは、例えば、信号線と回路素子との接触不良や、アンプの故障などがある。信号線の接触不良やアンプの不作動が生じている場合には、インパルス信号の受信レベル（換言すれば受信感度）が正常時に比べて低下し、インパルス信号の受信電力が所定の検出閾値を上回るタイミングが０．５ナノ秒～１ナノ秒程度遅れうる。ここでの不具合には、数ナノ秒程度の微小な遅延を生じさせる不具合が含まれる。もちろん、不具合には、信号線の断線やＩＣ異常などといった、通信が不能な状態や、携帯端末２の位置の検出レンジを大幅に超える（例えば１ミリ秒以上の）通信遅延を引き起こす内部故障も含まれる。また、ここでの不具合には、通信機の内部故障のほかに、通信機が所定の取り付け位置から取り外されている状態も含まれる。

【0075】

通信機診断部Ｆ６は、各ＵＷＢ通信機１２が正常な状態であるか否かを判断するためのデータ（以降、診断用データ）が保存されている診断用データ記憶部Ｍ１を備える。診断用データ記憶部Ｍ１は、図８に示すように診断用データとして、ＵＷＢ通信機１２の組み合わせ毎の信号伝搬時間の正常範囲を示すデータを記憶している。信号伝搬時間（以降、単に伝搬時間とも記載する）とは、或るＵＷＢ通信機１２から送信された無線信号が、他機で受信されるまでの時間を指す。このような伝搬時間は、片道分の飛行時間（ＴＯＦ：Time Of Flight）に相当する。また、伝搬時間は、ＵＷＢ通信機間の距離（以降、通信機間距離）の指標として機能する。

【0076】

ＵＷＢ通信機１２の組み合わせ毎の伝搬時間の正常範囲は、例えば［ナノ秒］など、時間の概念によって表されている。正常範囲は、通信機間距離に応じた基準値から所定の許容値以内となる範囲とすればよい。基準値は、別の観点によれば正常範囲の中心値に相当する。ＵＷＢ通信機１２の組み合わせ毎の正常範囲は、試験によって予め測定されればよい。ＵＷＢ通信機１２の組み合わせ毎の正常範囲は、シミュレーション等に基づく設計値であってもよい。以降では便宜上、工場やディーラショップ等で登録されている正常範囲のことをデフォルトの正常範囲とも記載する。また、デフォルトの正常範囲の中心値のことをデフォルトの基準値とも称する。ＵＷＢ通信機１２の組み合わせ毎の正常範囲の中心値（つまり基準値）は、通信機間の直線距離に応じた値に設定されていればよい。

【0077】

図８に例示する第１、第２組み合わせについての正常範囲は、右前通信機１２Ａと左前通信機１２Ｂとの直線距離、及び、右後通信機１２Ｃと左後通信機１２Ｄとの直線距離が１．８ｍである場合の一例を示している。光速は３．０×１０＾８［ｍ／秒］であるため、１．８ｍに対応する伝搬時間は約５．５ナノ秒である。図８における第１、第２組み合わせの正常範囲は、伝搬時間の理論値である５．５ナノ秒に、±０．５ナノ秒の幅（換言すれば余裕）を付与したものに相当する。

【0078】

図８に例示する第３、第４組み合わせについての正常範囲は、右前通信機１２Ａと右後通信機１２Ｃとの直線距離、及び、左前通信機１２Ｂと左後通信機１２Ｄとの直線距離が２．５ｍである場合の一例を示している。２．５ｍに対応する伝搬時間は約７．６ナノ秒である。図８における第３、第４組み合わせについての正常範囲は、伝搬時間の理論値である７．６ナノ秒に、±０．５ナノ秒の幅を付与したものに相当する。

【0079】

図８に例示する第５、第６組み合わせについての正常範囲は、右前通信機１２Ａと左後通信機１２Ｄとの距離、及び、左前通信機１２Ｂと右後通信機１２Ｃとの直線距離が３．１ｍである場合の一例を示している。３．１ｍに対応する伝搬時間は約９．３ナノ秒である。図８における第５、第６組み合わせについての正常範囲は、伝搬時間の理論値である９．３ナノ秒に、±０．５ナノ秒の幅を付与したものに相当する。

【0080】

なお、電波は０．５ナノ秒で約１５ｃｍ伝搬する。つまり、上記の構成は、通信機間の直線距離に±１５ｃｍ程度の余裕を与えた範囲を正常範囲に設定した態様に相当する。また、本実施形態では一例として正常範囲を時間の概念で規定されているが、これに限らない。他の態様として正常範囲は［ｍ］など、距離の概念で規定されていても良い。上記の例では伝搬時間の理論値を基準値として採用するとともに、許容値を０．５ナノ秒に設定した態様に相当する。許容値の２倍が正常範囲の幅に相当する。正常範囲の上限値から下限値までの幅（つまり正常範囲の幅）は、携帯端末２の推定精度確保の観点から、２メートルに相当する値よりも小さく設定されていることが好ましい。２メートルに相当する値とは、伝搬時間に換算すると、６．７ナノ秒である。診断用データ記憶部Ｍ１が正常範囲記憶部に相当する。

【0081】

＜位置推定処理＞
次に、図９に示すフローチャートを用いてスマートＥＣＵ１１が実施する位置推定処理について説明する。位置推定処理は、携帯端末２の位置を判定するための処理である。この位置推定処理は、ＢＬＥ通信機１３と携帯端末２との通信接続が確立されている状態において、例えば所定の位置推定周期で実施される。位置推定周期は、例えば２００ミリ秒である。もちろん、位置推定周期は１００ミリ秒や３００ミリ秒であってもよい。本実施形態では一例として位置推定処理はステップＳ１０１～Ｓ１０７を備える。各ステップは、主として位置推定部Ｆ４が、ＵＷＢ通信機１２やＢＬＥ通信機１３、通信処理部Ｆ２などと協働して実行される。

【0082】

まずステップＳ１０１では通信処理部Ｆ２と協働して、携帯端末２宛の反射応答指示信号をＢＬＥ通信機１３に送信させる。反射応答指示信号は、携帯端末２に反射応答モードで動作するように指示する信号である。これにより、携帯端末２は車載システム１から送信されたインパルス信号を受信する度に、反射的にインパルス信号を返送するように動作する。

【0083】

次にステップＳ１０２では、任意のＵＷＢ通信機１２をホスト機に設定する。ホスト機は、複数のＵＷＢ通信機１２のうち、ラウンドトリップ時間を計測する役割を担うＵＷＢ通信機１２に相当する。ステップＳ１０２での処理が完了するとステップＳ１０３を実行する。ステップＳ１０３では、当該ホスト機からインパルス信号を送信させる。これによりステップＳ１０４にてホスト機が送信した無線信号が携帯端末２で受信されるまでの時間である伝搬時間Ｔａを取得する。その際、ホスト機以外のＵＷＢ通信機１２は、動作を停止させるか、インパルス信号を受信しても応答信号としてのインパルス信号を返送しないように制御される。

【0084】

上記のステップＳ１０３～Ｓ１０４においてホスト機の伝搬時間計測部３３は、位置推定部Ｆ４からの指示に基づき図１０に示すように、ラウンドトリップ時間Ｔｐを計測する。そして、当該ラウンドトリップ時間Ｔｐに携帯端末２での応答処理時間Ｔｂの想定値を減算する。応答処理時間Ｔｂの想定値は、演算用のパラメータとしてフラッシュメモリ１１２に登録されていればよい。ラウンドトリップ時間Ｔｐから応答処理時間Ｔｂを減算した値は、往復分の飛行時間に相当する。故に、ラウンドトリップ時間Ｔｐから応答処理時間Ｔｂを減算した値を２で割った値は、無線信号の片道分の飛行時間に相当する。伝搬時間計測部３３は、ラウンドトリップ時間Ｔｐから応答処理時間Ｔｂを減算した値を２で割った値を伝搬時間ＴａとしてスマートＥＣＵ１１に提供する。なお、伝搬時間計測部３３は、インパルス信号を送信してから所定の応答待機時間が経過しても応答信号としてのインパルス信号を受信しなかった場合には、伝搬時間Ｔａが不明であることを示す値をスマートＥＣＵ１１に提供すればよい。応答待機時間は例えば３３ナノ秒など、ユーザが車両Ｈｖから十分（例えば１０ｍ以上）離れている状態を想定した値に設定されていればよい。

【0085】

ステップＳ１０５では全てのＵＷＢ通信機１２に伝搬時間Ｔａを計測させたか否かを判定する。全てのＵＷＢ通信機１２についての伝搬時間Ｔａを取得している場合にはステップＳ１０５を肯定判定してステップＳ１０７を実行する。一方、まだ伝搬時間Ｔａの計測を実行していないＵＷＢ通信機１２が残っている場合にはステップＳ１０５を否定判定してステップＳ１０６を実行する。

【0086】

ステップＳ１０６では、伝搬時間Ｔａをまだ計測していない任意のＵＷＢ通信機１２をホスト機に設定してステップＳ１０３を実行する。ホスト機に設定する順番（換言すればインパルス信号を送信させる順番）は適宜設計されれば良い。例えば位置推定部Ｆ４は、右前通信機１２Ａ→左前通信機１２Ｂ→右後通信機１２Ｃ→左後通信機１２Ｄの順にホスト機に設定する。前述の通り、各ＵＷＢ通信機１２で計測された伝搬時間Ｔａは、携帯端末２までの距離情報（換言すれば距離指標値）に相当する。故に、ステップＳ１０３からステップＳ１０６までの一連の処理は、各ＵＷＢ通信機１２からインパルス信号を送信させることにより、各ＵＷＢ通信機１２から携帯端末２までの距離情報を収集する処理に相当する。

【0087】

ステップＳ１０７では、各ＵＷＢ通信機１２の設置位置と各ＵＷＢ通信機１２から携帯端末２までの距離情報に基づいて携帯端末２の位置を算出する。各ＵＷＢ通信機１２の設置位置は、フラッシュメモリ１１２に格納されている通信機位置データを使用すれば良い。各ＵＷＢ通信機１２から携帯端末２までの距離は、各ＵＷＢ通信機１２での伝搬時間Ｔａに光速を乗じた値とすればよい。各ＵＷＢ通信機１２の設置位置と各ＵＷＢ通信機１２から携帯端末２までの距離情報に基づく位置の推定は、三角測量の原理を用いて実施することができる。各ＵＷＢ通信機１２の設置位置及び携帯端末２までの距離情報を用いた位置推定法としては、最小二乗法や、Newton-Raphson法、最小二乗平均推定法（MMSE：Minimum Mean Square Estimate）など、多様なアルゴリズムを採用することができる。

【0088】

以上によって算出された携帯端末２の位置（以降、端末位置）は、車両制御部Ｆ５等によって参照される。例えば、ステップＳ１０７で算出された端末位置が作動エリアや車室内に該当するか否かを判定する。端末位置が作動エリア内に該当する場合には、車両制御部Ｆ５は当該判定結果に基づいてドアの開錠や施錠を実行する。また、端末位置が車室内に該当する場合には車両制御部Ｆ５は、当該判定結果に基づいて走行駆動源を始動させる。

【0089】

＜診断関連処理＞
次に、図１１に示すフローチャートを用いてスマートＥＣＵ１１が実施する診断関連処理について説明する。診断関連処理は、各ＵＷＢ通信機１２が正常な状態であるか否かを判定するための処理である。診断関連処理は、例えば所定の自己診断周期で定期的に実施される。自己診断周期は、例えば１時間である。もちろん、その他、診断関連処理は、車両Ｈｖが駐車されたタイミングや、駐車されてから所定時間が経過したタイミング、ユーザの車両Ｈｖへの接近を検出したタイミングなど、所定のタイミングで実行するように構成されていてもよい。ユーザの車両Ｈｖへの接近は、例えばＢＬＥ通信機１３が携帯端末２からのアドバタイズ信号を受信したことに基づいて検出されれば良い。診断関連処理は、駐車中など、車室内に乗員が１人もいない場合に実行されることが好ましい。また、前述の位置推定処理は、診断関連処理を実行された後に実施されるように構成されていても良い。

【0090】

本実施形態では一例として診断関連処理はステップＳ２０１～Ｓ２１２を備える。各ステップは、主として通信機診断部Ｆ６が、ＵＷＢ通信機１２やＢＬＥ通信機１３、通信処理部Ｆ２などと協働して実行される。

【0091】

まずステップＳ２０１では以降の処理で使用する変数パラメータであるｋを１に設定（換言すれば初期化）し、ステップＳ２０２を実行する。ステップＳ２０２では、双方向に無線通信を実施させるＵＷＢ通信機１２の組み合わせとして、第ｋ組み合わせを選択する。そして、当該第ｋ組み合わせを構成するＵＷＢ通信機１２の何れか一方をホスト機として双方向無線通信を実施させる。これにより、当該第ｋ組み合わせについての通信機間の距離情報としての伝搬時間Ｔａを取得する（ステップＳ２０３）。ステップＳ２０３を実行する通信機診断部Ｆ６が距離指標値取得部に相当する。また、上記の処理によって取得される伝搬時間Ｔａは、距離指標値に相当する。故にステップＳ２０２で第ｋ組み合わせのＵＷＢ通信機１２に実行させる双方向無線通信は、距離指標値を取得するための無線通信に相当する。

【0092】

距離指標値を取得するための無線通信の内容は、ここでは単発のインパルス信号を送受信させるものとする。第ｋ組み合わせを構成する２つのＵＷＢ通信機１２のうち、どちらをホスト機として動作させるかは適宜設計されれば良い。第ｋ組み合わせを構成する２つのＵＷＢ通信機１２のうち、ホスト機ではない方のＵＷＢ通信機１２は、反射応答モードで動作させる。なお、第ｋ組み合わせを構成する２つのＵＷＢ通信機１２以外のＵＷＢ通信機１２は、動作を停止させるか、インパルス信号を受信しても応答信号としての単発パルス信号を返送しないように制御される。

【0093】

例えばｋ＝１の場合には、ステップＳ２０２において第１組み合わせを構成する右前通信機１２Ａと左前通信機１２Ｂにインパルス信号を送受信させる。より具体的には、右前通信機１２Ａをホスト機に設定するとともに、左前通信機１２Ｂを反射応答モードに設定する。そして、右前通信機１２Ａにインパルス信号を送信させ、右前通信機１２Ａから左前通信機１２Ｂまでの無線信号の伝搬時間Ｔａを取得する。伝搬時間Ｔａの算出過程は、図１０を用いて前述した通りである。伝搬時間Ｔａは、ラウンドトリップ時間Ｔｐから所定の応答処理時間Ｔｂを減算してなる値をさらに２で除算した値とすれば良い。当該伝搬時間Ｔａが、第１組み合わせについての伝搬時間Ｔａである。

【0094】

ステップＳ２０４では、変数パラメータであるｋが、伝搬時間Ｔａの計測を行うべきＵＷＢ通信機１２の組み合わせの総数であるＮ以上となっているか否か（つまりｋ≧Ｎであるか否か）を判定する。本実施形態ではＮ＝６である。ｋ≧Ｎである場合には、ステップＳ２０４を肯定判定してステップＳ２０６を実行する。一方、ｋ＜Ｎである場合にはステップＳ２０４を否定判定してステップＳ２０５を実行する。ステップＳ２０５ではｋの値を１つ増加させて（つまりインクリメントさせて）ステップＳ２０２を実行する。つまり、ｋ＝ＮとなるまでステップＳ２０２からステップＳ２０５の処理を繰り返す。これにより、伝搬時間Ｔａの計測を行うべき全ての組み合わせについての伝搬時間Ｔａを収集する。

【0095】

ステップＳ２０６では、任意のＵＷＢ通信機１２を診断対象機に設定し、ステップＳ２０７を実行する。ステップＳ２０７では診断対象機に係る全ての組み合わせについて、伝搬時間Ｔａが正常範囲に収まっているかを判定する。診断対象機に係る全ての組み合わせとは、診断対象機を構成要素とする組み合わせを指す。例えば右前通信機１２Ａに係る全ての組み合わせとは、第１、第３、第５組み合わせである。また、左前通信機１２Ｂに係る全ての組み合わせとは第１、第４、第６組み合わせを指す。組み合わせ毎の正常範囲は、診断用データ記憶部Ｍ１に格納されている診断用データを参照することで特定される。

【0096】

診断対象機に係る全ての組み合わせにおいて伝搬時間Ｔａが正常範囲外の値である場合には、ステップＳ２０８を肯定判定してステップＳ２０９に移る。一方、診断対象機に係る全ての組み合わせのうち、少なくとも１つの組み合わせにおいて伝搬時間Ｔａが正常範囲内の値である場合にはステップＳ２０８を否定判定してステップＳ２０９に移る。

【0097】

ステップＳ２０９では当該診断対象機を、不具合が生じている通信機（以降、不具合機）と判定し、ステップＳ２１１に移る。ステップＳ２１０では、当該診断対象機は正常であると判定してステップＳ２１１に移る。正常な通信機のことを健全機とも記載する。

【0098】

ステップＳ２１１では全てのＵＷＢ通信機１２に対してステップＳ２０７～Ｓ２１０の処理（以降、診断処理）を実施したか否かを判定する。全てのＵＷＢ通信機１２について診断済みである場合にはステップＳ２１１を肯定判定して本フローを終了する。一方、まだ診断処理を実行していないＵＷＢ通信機１２が残っている場合には当該未診断のＵＷＢ通信機１２を診断対象機に設定してステップＳ２０７を実行する。

【0099】

なお、不具合機が発見された場合には、スマートＥＣＵ１１（例えば通信機診断部Ｆ６）は、ＨＣＵ１８に不具合通知処理を実行するように要求する。不具合通知処理は、前述の通り、ディスプレイ１８１やインジケータ１８２、スピーカ１８３等の報知装置を介して不具合機が存在することをユーザに通知する処理である。なお、報知装置としてはユーザの携帯端末２も採用可能である。例えば不具合機を発見している場合には、携帯端末２に所定のＢＬＥ信号を送信し、携帯端末２のディスプレイに不具合通知画像を表示させてもよい。このような態様によれば、不具合機の存在をユーザが認識可能となる。なお、診断結果は図示しないダイアグＥＣＵに通知して、ログとして一定期間保存されるように構成されていても良い。

【0100】

また、上記の診断関連処理の結果として不具合機が発見された場合には、不具合機の通信基番号を位置推定部Ｆ４に通知してもよい。そのような構成においては位置推定部Ｆ４は、不具合機で観測された携帯端末２との距離情報は位置推定処理に使用しない。当該制御態様によれば、不具合機の存在によって端末位置を誤判定する恐れを低減できる。

【0101】

＜上記実施形態の効果について＞
ここでは比較構成を導入して本実施形態の効果について説明する。比較構成もまた、通信機間の伝搬時間に基づいて不具合機を検出する構成である。ただし、比較構成では、診断対象機に係る複数の組み合わせのうち、伝搬時間が正常範囲外となっている組み合わせが１つでも存在する場合には、当該診断対象機は不具合機であると判定する。

【0102】

そのような比較構成によっても、組み合わせ毎の正常範囲を狭く設定しておけば、本実施形態と同様に例えば数ナノ秒程度の微小な遅延を生じさせる不具合を検出可能となる。しかしながら、伝搬時間に誤差が生じる原因は、部品の故障に限らない。図１２に示すように２つのＵＷＢ通信機１２の間に金属体や人体の遮蔽物４が存在する場合、電波は当該介在物を回り込むように伝搬する。そのため、伝搬時間は、迂回経路に応じた長さとなる。つまり、迂回経路の長さと最短距離の差が誤差となって表れる。加えて、無線信号が遮蔽物を迂回して伝搬している場合には、伝搬距離が長くなるため、受信信号強度が低下する。その結果、図６を用いて説明したように、受信電力が受信判定閾値Ｔｈを超過するタイミング自体も遅れる。

【0103】

故に、比較構成では、各ＵＷＢ通信機１２が正常に動作している場合であっても、通信機間に介在物が存在する場合には、その介在物の種別や大きさによって伝搬時間が正常範囲を逸脱しうる。正常範囲を大きめに設定しておけば、回折による誤判定の恐れを低減できるが、例えば数ナノ秒程度の微小な遅延を生じさせる不具合を検出できなくなってしまう。加えて、正常範囲を逸脱した伝搬時間が観測された組み合わせを構成する２つのＵＷＢ通信機１２のうち、どちらに不具合が生じているのかまでは特定することができない。

【0104】

これに対し、本実施形態では、診断対象機に係る全ての組み合わせにおいて伝搬時間Ｔａが正常範囲外の値である場合に診断対象機に不具合が生じていると判定する。換言すれば、診断対象機に係る全ての組み合わせのうち、少なくとも１つの組み合わせにおいて伝搬時間Ｔａが正常範囲内の値である場合には、当該診断対象機は正常であると判定する。

【0105】

通常、診断対象機に係る全ての組み合わせにおいて、通信機間に遮蔽物が介在する可能性は低い。本実施形態の通信機診断部Ｆ６によれば、遮蔽物の存在（ひいては回折）によって、不具合が生じていないＵＷＢ通信機１２を不具合機と誤判定する恐れを低減できる。加えて、上記の効果は、正常範囲を大きめに設定せずとも得られる。つまり、本実施形態の構成によれば、不具合が生じていないＵＷＢ通信機１２を不具合機と誤判定する恐れを低減しつつ、数ナノ秒程度の微小な遅延を生じさせる不具合を検出することができる。加えて、正常範囲を逸脱した伝搬時間が観測された組み合わせを構成する２つのＵＷＢ通信機１２のうちのどちらに不具合が生じているのかも特定できる。なお、上記の診断方法は、各ＵＷＢ通信機１２に他機と無線通信を実施させ、全ての組み合わせにおいて距離指標値が異常値となっているＵＷＢ通信機１２を不具合機と判定する方法に相当する。

【0106】

また、本実施形態では、各ＵＷＢ通信機１２を、通信機間に人体が介在しにくい位置、例えば、ピラーや天井付近に取り付けている。このような取り付け態様によれば、ＵＷＢ通信機１２の診断精度にかかる回折の影響をより一層低減できる。さらに、本実施形態の位置推定部Ｆ４は、不具合機で観測される距離情報は携帯端末２の位置推定に使用しない。このような構成によれば、端末位置を誤判定する恐れを低減できる。

【0107】

その他、本実施形態では単発のインパルス信号を送受信することによって、ラウンドトリップ時間を計測する。当該構成によれば、応答処理時間がラウンドトリップ時間に含まれにくくなる。その結果、通信機間距離の推定精度を高めることができる。

【0108】

以上、本開示の実施形態を説明したが、本開示は上述の実施形態に限定されるものではなく、以降で述べる種々の変形例も本開示の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。例えば下記の種々の変形例は、技術的な矛盾が生じない範囲において適宜組み合わせて実施することができる。

【0109】

なお、前述の実施形態で述べた部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。また、構成の一部のみに言及している場合、他の部分については先に説明した実施形態の構成を適用することができる。

【0110】

［変形例１］
伝搬時間（ひいては距離）の推定のために送受信する信号は、単発のインパルス信号ではなく、図１３に示すように一定の長さを有するパルス系列信号であってもよい。パルス系列信号は、送信元情報と宛先情報とを含むことが好ましい。パルス系列信号が送信元情報と宛先情報とを含む場合には、伝搬時間を推定するための通信に関与しないＵＷＢ通信機（以降、非対象機）の動作を制限せずとも、非対象機が応答信号を送信することを抑制できる。なお、本変形例においてはパルス系列信号の長さ（以降、信号長）Ｔｃの想定値を用いてラウンドトリップ時間Ｔｐから伝搬時間Ｔａを算出すれば良い。すなわち、Ｔａ＝（Ｔｐ－Ｔｂ－Ｔｃ×２）／２として伝搬時間Ｔａを算出すれば良い。

【0111】

［変形例２］
上述した実施形態では各ＵＷＢ通信機１２が伝搬時間をスマートＥＣＵ１１に報告し、スマートＥＣＵ１１が各ＵＷＢ通信機１２から提供された伝搬時間に基づいて通信機間距離を算出する態様を開示したが、これに限らない。伝搬時間に基づいて通信機間距離を算出する機能は各ＵＷＢ通信機１２が備えていても良い。すなわち、各ＵＷＢ通信機１２は、他機と無線通信することで取得した伝搬時間に基づいて、自機から通信相手としての他機までの距離を算出する。そして、当該距離を示すデータを、通信相手及び自機のそれぞれについての通信機番号と対応付けてスマートＥＣＵ１１に報告する。このような構成によっても上述した実施形態と同様の効果を奏する。また、スマートＥＣＵ１１の演算負荷を抑制することができる。

【0112】

［変形例３］
スマートＥＣＵ１１は、図１４に示すように、乗員人数や着座位置を示すデータを出力する乗員位置検出装置１９と接続されていても良い。乗員位置検出装置１９とは、例えば、車室内カメラ１９Ａや着座センサ１９Ｂなどである。スマートＥＣＵ１１が乗員位置検出装置１９と接続されている場合、通信機診断部Ｆ６は、乗員位置検出装置１９の出力データに基づいて車室内に乗員がいないことが確認できている場合に診断関連処理を実行するように構成されていてもよい。そのような構成によれば、人体での回折によって正常なＵＷＢ通信機１２を不具合機と誤判定する恐れを低減できる。

【0113】

なお、車室内カメラ１９Ａは、車室内全域を撮影するように、例えばフロントガラス上端部や天井に設置されたカメラである。スマートＥＣＵ１１が車室内カメラ１９Ａと直接的又は間接的に接続されている場合、スマートＥＣＵ１１は車室内カメラ１９Ａの撮影画像を解析することにより、乗員の有無や着座位置を特定すればよい。着座センサ１９Ｂは、車両Ｈｖの座席にユーザが着座しているか否か（つまり着座状態）を検出するセンサであって、例えば車両Ｈｖの各座席に配置されている。乗員位置検出装置１９としては上記以外にも、シートベルトの装着状態を検出するシートベルトセンサや、車室内を検知範囲とする赤外線センサなども採用可能である。なお、通信機診断部Ｆ６は、駐車されている状態を車室内に乗員がいない状態と見なすように構成されていてもよい。

【0114】

［変形例４］
通信機診断部Ｆ６は、正常範囲の基準値を伝搬時間の実測値に応じて調整する、基準値調整処理を実行可能に構成されていても良い。例えば通信機診断部Ｆ６は、基準値調整処理として、ステップＳ２０１～Ｓ２０５に相当する処理を実行し、通信機の組み合わせ毎の伝搬時間を取得する。例えば実際に観測された伝搬時間を基準値として採用し、当該基準値から許容値以内とする範囲を新たな正常範囲として登録する。このような基準値調整処理は、通信機の組み合わせ毎の正常範囲を補正する処理に相当する。なお、正常範囲の幅を規定する許容値は、変更せずに、一定とすることが好ましい。このような構成は、デフォルトの基準値と、実際の伝搬時間との差に応じて、正常範囲をシフト（換言すればオフセット）する構成に相当する。基準値調整処理は、例えばディーラショップ等での点検時に、車室内に誰も乗車していない状態にて実行されればよい。また、基準値調整処理は、専用の診断ツールを用いたり、所定の振る舞いテストを行ったりして各ＵＷＢ通信機１２が正常に動作していることが確認された場合に実行されることが好ましい。

【0115】

当該構成によれば実際の環境に応じた正常範囲を用いて各ＵＷＢ通信機１２を診断可能となる。なお、本変形例においては基準値調整処理にて観測された伝搬時間が、デフォルトの基準値から大きく（例えば所定の更新禁止閾値以上）乖離している場合には、基準値の更新（換言すれば正常範囲の更新）は行わないように構成されていることが好ましい。ＵＷＢ通信機１２に不具合が生じている状態にて観測された伝搬時間を用いて正常範囲を補正する恐れを低減するためである。更新禁止閾値は例えば３ナノ秒など、距離に換算して１ｍ程度となる値に設定されていれば良い。

【0116】

［変形例５］
上述した実施形態では診断関連処理として、互いに通信可能な位置関係にある全ての組み合わせにおいて双方向にインパルス信号を送受信させ、伝搬時間を計測する態様を開示したが、これに限らない。例えば図１５に示すように、第５、第６組み合わせについては伝搬時間の計測を実施せずに、第１～第４組み合わせについてのみ伝搬時間の計測を実施するように構成されていても良い。

【0117】

また、通信機診断部Ｆ６は、車室内カメラ１９Ａによって通信機間に遮蔽物が介在していないことが確認できている組み合わせについてのみ、伝搬時間の計測を実行させ、不具合が生じているか否かを判定するように構成されていても良い。例えば図１６に示すように運転席に乗員が着座しており第５組み合わせを構成する右前通信機１２Ａと左後通信機１２Ｄとの間に、遮蔽物４としての乗員の頭部４Ａが存在する場合には、第５組み合わせ以外の組み合わせのみ、伝搬時間の計測を実行させる。そのような構成によれば、遮蔽物によって正常な通信機を不具合機であると誤判定する恐れをより一層低減できる。

【0118】

［変形例６］
ＵＷＢ通信機１２の設置態様（具体的には設置位置や設置数）は上述した態様に限らない。例えば右前通信機１２Ａや左前通信機１２Ｂは前輪付近やフロントコーナー付近、サイドミラーに配置されていても良い。また、右後通信機１２Ｃや左後通信機１２Ｄは、後輪付近やリアコーナー付近に取り付けられていても良い。或る部材の付近とは、当該部材から例えば３０ｃｍ以内となる領域を指す。

【0119】

その他、ＵＷＢ通信機１２の取付位置としては、Ｂピラー（センターピラー）や、インストゥルメントパネル、センターコンソール、オーバーヘッドコンソール、ルームミラー付近、リアガラスの上端部などを採用可能である。ＵＷＢ通信機１２は、車両Ｈｖの側面部と屋根部との境界付近（以降、側面上端部）に配置されていても良い。このような構成は、ＵＷＢ通信機１２をサイドウインドウの上側に位置するフレーム部分に設けた構成に相当する。

【0120】

また、車両Ｈｖのボディが電波を通す材料（例えば樹脂）を用いて実現されている場合には、ＵＷＢ通信機１２の取付位置としては、運転席及び助手席用の外側ドアハンドルや、運転席及び助手席用の内側ドアハンドル付近、サイドシルなども採用可能である。車載システム１は車両Ｈｖの外面部に配置されたＵＷＢ通信機１２を備えていても良い。ここでの外面部とは、車両Ｈｖにおいて車室外空間に接するボディ部分であって、車両Ｈｖの側面部、背面部、及び前面部が含まれる。加えて、車載システム１は、トランク内部に取り付けられたＵＷＢ通信機１２や、トランクドアハンドル付近に取り付けられたＵＷＢ通信機１２を備えていてもよい。

【0121】

また、スマートＥＣＵ１１と接続されているＵＷＢ通信機１２の数は３機や５機、６機以上であってもよい。例えばスマートＥＣＵ１１は、図１７に示すように、右前通信機１２Ａ、左前通信機１２Ｂ、及び、後部中央通信機１２Ｅの３つのＵＷＢ通信機１２と接続されていても良い。後部中央通信機１２Ｅは、例えば後部座席の上方に位置する天井部の車幅方向中央部に取り付けられているＵＷＢ通信機１２である。スマートＥＣＵ１１は少なくとも３つの正常なＵＷＢ通信機１２と接続されていれば端末位置を推定可能である。

【0122】

［変形例７］
上述した実施形態では距離指標値として片道分の伝搬時間を用いる態様を開示したが、距離指標値はラウンドトリップ時間Ｔｐであってもよい。なお、上述した実施形態ではラウンドトリップ時間Ｔｐから伝搬時間を算出する態様を開示したがこれに限らない。例えば、各ＵＷＢ通信機１２がスマートＥＣＵ１１の制御のもと、完全に同期している場合には、各ＵＷＢ通信機１２は、他機が信号を送信した時刻と、信号を実際に受信した時刻との差から伝搬時間を算出するように構成されていても良い。伝搬時間は、例えば各ＵＷＢ通信機１２が信号を送信する時刻を予め規定しておくことによって算出可能である。

【0123】

また、距離指標値は、伝搬時間に光速を乗じることで距離の次元に変換したものであってもよい。距離指標値として距離そのものを採用する場合には、正常範囲は伝搬時間ではなく距離によって規定されていれば良い。

【0124】

［変形例８］
上述した実施形態では車載システム１と携帯端末２とは、ＵＷＢ通信のインパルス信号を用いて通信機間の距離指標値を取得する態様を開示したが、これに限らない。例えば車載システム１と携帯端末２とは、Bluetoothや、Ｗｉ－Ｆｉ、ZigBee等の近距離無線通信規格に準拠した無線信号を用いて通信機間の距離指標値を取得するように構成されていても良い。車載システム１と携帯端末２とは、１ＧＨｚ以上の無線信号を用いて通信機間の距離指標値を取得するように構成されていることが好ましい。

【0125】

＜付言＞
本開示に記載の制御部及びその手法は、コンピュータプログラムにより具体化された一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサを構成する専用コンピュータにより、実現されてもよい。また、本開示に記載の装置及びその手法は、専用ハードウェア論理回路により、実現されてもよい。さらに、本開示に記載の装置及びその手法は、コンピュータプログラムを実行するプロセッサと一つ以上のハードウェア論理回路との組み合わせにより構成された一つ以上の専用コンピュータにより、実現されてもよい。また、コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されていてもよい。

【0126】

なお、ここでの制御部とは、例えばスマートＥＣＵ１１である。また、携帯側制御部２３も、上記の制御部に含まれうる。スマートＥＣＵ１１が提供する手段および／または機能は、実体的なメモリ装置に記録されたソフトウェアおよびそれを実行するコンピュータ、ソフトウェアのみ、ハードウェアのみ、あるいはそれらの組合せによって提供することができる。スマートＥＣＵ１１が備える機能の一部又は全部はハードウェアとして実現されても良い。或る機能をハードウェアとして実現する態様には、１つ又は複数のＩＣなどを用いて実現する態様が含まれる。上述した実施形態ではスマートＥＣＵ１１はＣＰＵを用いて実現されているものとしたが、スマートＥＣＵ１１の構成はこれに限定されない。スマートＥＣＵ１１は、ＣＰＵ１１１の代わりに、ＭＰＵ（Micro Processor Unit）やＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、データフロープロセッサ（ＤＦＰ：Data Flow Processor）を用いて実現されていてもよい。また、スマートＥＣＵ１１は、ＣＰＵ１１１や、ＭＰＵ、ＧＰＵ、ＤＦＰなど、複数種類のプロセッサを組み合せて実現されていてもよい。さらに、スマートＥＣＵ１１が提供すべき機能の一部は、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）や、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）などを用いて実現されていても良い。携帯側制御部２３も同様である。

【符号の説明】

【0127】

１ 車載システム、２ 携帯端末、４ 遮蔽物、１１ スマートＥＣＵ、１２・１２Ａ～１２Ｄ ＵＷＢ通信機（車載通信機）、１３ ＢＬＥ通信機、２１ ＵＷＢ通信部、２２ ＢＬＥ通信部、２３ 携帯側制御部、Ｆ１ 車両情報取得部、Ｆ２ 通信処理部、Ｆ３ 認証処理部、Ｆ４ 位置推定部、Ｆ５ 車両制御部、Ｆ６ 通信機診断部、Ｍ１ 診断用データ記憶部（正常範囲記憶部）、３１ 送信部、３２ 受信部、３３ 伝搬時間計測部、Ｔｐ ラウンドトリップ時間、Ｔａ 伝搬時間、Ｔｂ 応答処理時間、１９ 乗員位置検出装置、１９Ａ 車室内カメラ、１９Ｂ 着座センサ、Ｓ２０３ 距離指標値取得部

【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】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】