JP2016038202A - 車両通信システム - Google Patents

Abstract

【課題】乗客の乗り込み位置を特定することができる車両通信システムを提供する。【解決手段】スマートフォン３０，４０は、端末スピーカ３３，４３と、マイク３４，４４と、ＢＴ通信部３２，４２と、音波の受信をトリガとして電波を生成するとともに音波を送信させるスマートフォン制御部３１，４１を備える。車両１０は、車載スピーカ１９と、ＢＴ通信部１２と、カウンタ１１ｂと、音波を生成してから電波を受信するまでに要した時間に基づき車載スピーカ１９とスマートフォン３０，４０との間の少なくとも一方を算出するとともに、スマートフォン３０，４０間で授受される音波によりスマートフォン３０，４０のそれぞれから受信する電波の間に要した時間に基づきスマートフォン３０，４０間の距離を算出する車載制御部１１を備える。車載制御部１１は、算出した距離に基づきスマートフォン３０，４０を所持するユーザの乗り込み位置を特定する。【選択図】図１

Description

本発明は、車両通信システムに関する。

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両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、車両は、まず電波を送信し、電波の送信から所定時間の経過後に音波を送信する。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、この時間を車両に無線送信する。車両は、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、車両は、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。

特開２０１３−１０４２４７号公報

乗車した複数の乗客のそれぞれがどの座席に乗り込んだかを特定できれば、例えば、乗客それぞれの乗り込み位置に応じて空調を自動調整して、それぞれの乗客に対して快適な乗車環境を提供することができる。しかしながら、特許文献１のシステムでは、複数の乗客が車内外のどちらに位置するかは特定できても、乗り込んだ座席の位置までは特定できない。したがって、それぞれの乗客に対して快適な乗車環境を提供できない。なお、乗車環境は、空調に限らず、シートやオーディオなどの他の車両器によって提供される乗車環境も含まれる。

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、乗客の乗り込み位置を特定する車両通信システムを提供することにある。

上記課題を解決するために、特定の通信規格による無線通信を行う第１の携帯端末及び第２の携帯端末並びに車両からなる車両通信システムは、前記第１の携帯端末及び第２の携帯端末は、それぞれ、音波を送信する端末スピーカと、音波を受信するマイクと、電波を送信する端末送信部と、音波の受信をトリガとしてその旨示す情報を含ませた電波を生成するとともに音波を送信させる端末制御部と、を備え、前記車両は、音波を送信する車載スピーカと、電波を受信する車載受信部と、時間を計測する時間計測部と、音波を生成してから前記第１の携帯端末及び第２の携帯端末の少なくとも一方からの電波を受信するまでに要した時間に基づき前記車載スピーカと前記第１の携帯端末との間の距離である第１の車−端末間距離及び前記車載スピーカと第２の携帯端末との間の距離である第２の車−端末間距離の少なくとも一方を算出するとともに、前記第１の携帯端末及び第２の携帯端末の一方からの電波を受信してから他方からの電波を受信するまでに要した時間に基づき前記第１の携帯端末と前記第２の携帯端末との間の距離である端末間距離を算出し、これら算出した距離に基づき前記第１の携帯端末及び第２の携帯端末を所持するユーザの乗り込み位置を特定する車載制御部と、を備えることを要旨とする。

例えば、第１の車−端末間距離及び端末間距離を算出できる場合について説明する。第１の車−端末間距離が算出できる場合、第１の携帯端末を所持したユーザの乗り込み位置は、車載スピーカから第１の車−端末間距離にある座席と推定できる。さらに、端末間距離が算出できるので、第２の携帯端末を所持したユーザの乗り込み位置は、第１の携帯端末から端末間距離にある座席と推定できる。車両において、これらの条件を満たす座席は限られる。したがって、このシステムによれば、複数の乗客それぞれの乗り込み位置を特定できる。

なお、上記２つの距離に加えて、第２の車−端末間距離も算出できる場合、第２の携帯端末を所持したユーザの乗り込み位置は、車載スピーカから第２の車−端末間距離にある座席と推定できる。算出した３つの距離を満足する位置にある座席は、２つの距離を満足する位置にある座席と比較してさらに限定されるので、より正確に複数の乗客それぞれの乗り込み位置を特定することができる。

上記システムにおいて、前記車載スピーカは、各車両ドアからの距離が異なる位置に設けられることが好ましい。
このシステムによれば、車載スピーカが各車両ドアからの距離が等しい位置に設けられる場合と比較して、算出した２つないし３つの距離を満足する位置にある座席が限定される。したがって、より正確に複数の乗客それぞれの乗り込み位置を特定することができる。

上記システムにおいて、前記車両は、車両ドアの開閉を検出する開閉検出部を備え、前記車載制御部は、前記第１の携帯端末及び第２の携帯端末の少なくとも一方との間で車外通信を行うことにより、前記第１の車−端末間距離及び前記第２の車−端末間距離の少なくとも一方を算出するとともに、前記端末間距離を算出し、これら算出した距離に基づき前記第１の携帯端末及び第２の携帯端末を所持するユーザが車両に乗り込む際に使用する車両ドアの位置を推定し、ここで推定した車両ドアの開閉が検出されることを通じて、前記第１の携帯端末及び第２の携帯端末を所持するユーザの乗り込み位置を特定することが好ましい。

車内は閉空間であることから、音波が反射する等して、同じスピーカから送信された音波を携帯端末が複数回受信するおそれがある。この場合、携帯端末は、音波に対する応答としての電波を複数回送信することになる。このため、乗り込み位置の特定が困難になるおそれがある。

その点、このシステムによれば、車外通信により第１の車−端末間距離及び第２の車−端末間距離の少なくとも一方、並びに端末間距離を算出する。車外では、音波が反射するおそれが少ないため、車載制御部は、第１の車−端末間距離及び第２の車−端末間距離の少なくとも一方、並びに端末間距離を算出することができる。そして、これら算出した距離から、車外における第１の携帯端末及び第２の携帯端末を所持するユーザの位置を推定できる。車載スピーカは、車両に乗り込む際に使用される各車両ドアからの距離が異なる位置に設けられているので、先に推定した位置のユーザが車両に乗り込むときに開閉を必要とする車両ドアを推定できる。そして、この推定した車両ドアの開閉をもってユーザの乗り込み位置を特定することできる。

上記システムにおいて、前記車両は、車両周囲に設定される第１の通信エリアに進入した前記第１の携帯端末及び前記第２の携帯端末との間で相互無線通信を行うものであって、前記車載制御部は、前記第１の携帯端末及び前記第２の携帯端末の両方が前記第１の通信エリアに進入した場合に、これら前記第１の携帯端末と前記第２の携帯端末との間で音波の授受並びに音波の受信に伴う電波の送信を要求し、前記第１の携帯端末及び前記第２の携帯端末は、前記車両から音波の授受並びに音波の受信に伴う電波の送信が要求されてから端末間における音波の授受を開始することが好ましい。

このシステムによれば、第１の携帯端末及び第２の携帯端末のスピーカから音波が送信されるタイミングは、少なくとも第１の携帯端末又は第２の携帯端末が車両と相互無線通信できる状態、すなわち、第１の携帯端末及び第２の携帯端末がマイクで拾った音波の応答として送信する電波を車載受信部が受信できる状態にある。したがって、車載制御部は、端末間における音波の授受に伴う端末間距離を算出することができる。言い換えると、端末間における音波の授受で端末間距離を算出できない状況が抑制されるので、第１の携帯端末及び第２の携帯端末が音波を無駄に送信される状況が少ない。このため、第１の携帯端末及び第２の携帯端末の周囲がうるさくない。

上記システムにおいて、前記車両は、車両周囲に設定される前記第１の通信エリアよりも狭い第２の通信エリアに進入した車両専用の電子キーとの間で相互無線通信を行うものであり、前記車載スピーカは、前記第２の通信エリアを覆うように設定される領域に音波を送信するものであって、前記車載制御部は、前記電子キーが前記第２の通信エリアに進入した場合に、これら前記第１の携帯端末と前記第２の携帯端末に対して音波の受信に伴う電波の送信を要求するとともに、前記車載スピーカから音波を送信させることが好ましい。

このシステムによれば、車載スピーカから音波が送信されるタイミングは、少なくとも電子キーを所持するユーザが第２の通信範囲に位置する状態、すなわち、車載スピーカから送信される音波を受信できる状態である。このため、電子キーを所持するユーザが携帯端末を所持していれば、当該携帯端末は、音波を受信できる。したがって、車載制御部は、当該携帯端末との間で音波の授受及び電波の授受を行うことでできる。したがって、音波が無駄に送信されることが抑制されるので、車両周囲がうるさくない。

上記システムにおいて、前記車載スピーカは、車両の前後左右において対称とならない位置に複数設けられることが好ましい。
このシステムによれば、車載制御部は、第１の車−端末間距離及び第２の車−端末間距離を複数取得することができるので、第１の携帯端末及び第２の携帯端末の位置をより正確に推定することができる。したがって、より正確に複数の乗客それぞれの乗り込み位置を特定することができる。

本発明の車両通信システムは、乗客の乗り込み位置を特定することができる。

車両制御システムの概略構成を示すブロック図。 車両周囲に形成される各通信エリアの模式図。 車両（車載スピーカ）と乗客との位置関係を示す平面図。 車両及び各スマートフォンとの間で授受される音波及び電波のタイムチャート。

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と第１のスマートフォン３０との間の無線通信、及び、車両１０と第２のスマートフォン４０との間の無線通信、並びに、車両１０と電子キー２０との間の無線通信を通じて車両制御を行う。

＜電子キー＞
図１に示すように、電子キー２０は、ＬＦ（Ｌｏｗ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）帯の無線信号の受信及びＵＨＦ（Ｕｌｔｒａ Ｈｉ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）帯の無線信号の送信することができる。電子キー２０は、車両１０の車載制御部１１と共通のＩＤコードが記憶されている。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。

電子キー２０は、ＬＦ帯の無線信号である後述のリクエスト信号を受信すると、これに対する応答としてＩＤコードを含むレスポンス信号を生成する。レスポンス信号は、ＵＨＦ帯の無線信号に変調され、無線送信される。

＜スマートフォン＞
図１に示すように、第１のスマートフォン３０は、スマートフォン制御部３１と、ＢＴ通信部３２と、端末スピーカ３３と、マイク３４と、タッチパネルディスプレイ３５と、を備えている。これらスマートフォン制御部３１を除く各構成は、それぞれスマートフォン制御部３１と電気的に接続され、当該スマートフォン制御部３１によって統括的に制御される。

ＢＴ通信部３２は、７９又は４０の周波数チャネルに分けられた２．４ＧＨｚ帯（２．４０〜２．４８ＧＨｚ）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（登録商標）通信（以下、ＢＴ通信）を行う。ここで、ＢＴ通信は、７９ｃｈを用いるクラシックタイプも４０ｃｈを用いるローエナジータイプのいずれも含む。ＢＴ通信部３２は、電気信号を２．４ＧＨｚ帯の無線信号に変換し、ＢＴアンテナ３２ａ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３２は、ＢＴアンテナ３２ａ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３２が端末送信部に相当する。

端末スピーカ３３は、スマートフォン制御部３１が生成する音波生成信号を音波に変換し、この変換された音波をスマートフォン３０の周囲に送信する。マイク３４は、音波を拾って電気信号に変換する。タッチパネルディスプレイ３５は、タッチ位置を示す情報を電気信号に変換するとともに、スマートフォン制御部３１が生成する映像信号に基づく映像を表示する。

スマートフォン制御部３１のメモリ３１ａには、自身に固有のＢＴのデバイスアドレスが記憶されている。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。

スマートフォン制御部３１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３５が操作されることにより切り替えられる。

探索モードのスマートフォン制御部３１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３１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デバイスアドレスにより行う。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。

また、ＢＴ通信可能モードのスマートフォン制御部３１は、さらに端末間音波授受モードと、車両端末間音波授受モードと、を有している。これら２つのモードの間は、車載制御部１１との間でＢＴ通信することにより切り替えられる。詳述すると、スマートフォン制御部３１は、車載制御部１１から端末間で音波を授受する旨示す情報が含まれる端末間音波授受信号を受信すると端末間音波授受モードに、車両と端末との間で音波を授受する旨示す情報が含まれる車両端末間音波授受信号を受信すると車両端末間音波授受モードに、それぞれ切り替えられる。

なお、端末間音波授受信号には、先に音波を送信する旨示す情報が含まれる第１の端末間音波授受信号と、音波を受信してから音波を送信する旨示す情報が含まれる第２の端末間音波授受信号とがある。

第１の端末間音波授受信号を受信したスマートフォン制御部３１は、端末間音波授受モードに移行する。そして、スマートフォン制御部３１は、端末間における音波の授受を開始する旨示す情報を含む開始信号を生成するとともに、音波生成信号を生成する。開始信号は、ＢＴ通信部３２により無線送信される。音波生成信号は、マイク３４により音波に変換され送信される。その後、スマートフォン制御部３１は、音波の受信を待機する。スマートフォン制御部３１は、音波の受信をトリガとして、その旨示す情報を含む受信信号を生成し、その後、音波生成信号を生成する。

一方、第２の端末間音波授受信号を受信したスマートフォン制御部３１は、端末間音波授受モードに移行する。そして、スマートフォン制御部３１は、音波の受信を待機する。スマートフォン制御部３１は、音波の受信をトリガとして、その旨示す情報を含む受信信号を生成し、その後、音波生成信号を生成する。

また、車両端末間音波授受信号を受信したスマートフォン制御部３１は、車両端末間音波授受モードに移行する。そして、スマートフォン制御部３１は、音波の受信を待機する。スマートフォン制御部３１は、音波の受信をトリガとして、その旨示す情報を含む受信信号を生成する。なお、スマートフォン制御部３１が端末制御部に相当する。

第２のスマートフォン４０は、スマートフォン制御部４１と、ＢＴ通信部４２と、端末スピーカ４３と、マイク４４と、タッチパネルディスプレイ４５と、を備えている。また、スマートフォン制御部４１は、メモリ４１ａを有している。第２のスマートフォン４０の構成は、第１のスマートフォン３０の構成と同様であるため、各構成の詳細な説明を省略する。なお、スマートフォン制御部４１が端末制御部に、ＢＴ通信部４２が端末送信部に、それぞれ相当する。

＜車両＞
図１に示すように、車両１０は、車載制御部１１と、ＢＴ通信部１２と、ＬＦ送信部１３と、ＵＨＦ受信部１４と、ドアハンドルセンサ１５と、ドアロック装置１６と、ドアカーテシ１８と、車載スピーカ１９と、を備えている。これらのうち、車載制御部１１を除く各構成は、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。

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、車両１０の全体を覆うように設定されたＢＴ通信エリアＳ１に向けて無線送信される。なお、ここでは、ＢＴ通信エリアＳ１を、車両の周囲３０ｍ程度の領域としているが、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１２が、車載受信部に相当する。

ＬＦ送信部１３は、電気信号をＬＦ（Ｌｏｗ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）帯の無線信号に変調する。変調された無線信号は、図２に示すように、車両ドアの近傍の領域を覆うように設定されたＬＦ通信エリアＳ２に向けて無線送信される。なお、ここでは、ＬＦ通信エリアＳ２を、車両ドアの近傍１ｍ程度の領域としているが、アンテナの形状や出力等を調整することにより運転席側のドアの近傍数ｍ程度の領域に設定可能である。

ＵＨＦ受信部１４は、ＵＨＦ（Ｕｌｔｒａ Ｈｉ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）帯の無線信号を受信するとともに、受信した信号を電気信号に復調する。
ドアハンドルセンサ１５は、ドアハンドルへの接触を検出し、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。

ドアカーテシ１８は、車両ドアの開閉を検出するカーテシスイッチである。ここでは、フロント右側のドアの開閉を検出するドアカーテシＦＲ１８ａ、フロント左側のドアの開閉を検出するドアカーテシＦＬ１８ｂ、リア右側のドアの開閉を検出するドアカーテシＲＲ１８ｃ、及びリア左側のドアの開閉を検出するドアカーテシＲＬ１８ｄを備えている。なお、ドアカーテシ１８が開閉検出部に相当する。

車載スピーカ１９は、図３に示すように車両右側のＡピラーに設けられる第１のスピーカ１９ａと車両左側のＣピラーに設けられる第２のスピーカ１９ｂとを備えている。車載スピーカ１９は、電気信号を音波に変換する。この変換された音波は、各スピーカ１９ａ，１９ｂから送信され、それぞれのスピーカを中心とする半径５ｍ程度の領域に到達する。なお、図示は省略するが、スピーカ１９ａ，１９ｂから送信された音波が到達する領域は、ＬＦ通信エリアＳ２を含む車両１０全体を覆う領域である。

車載制御部１１のメモリ１１ａには、自身に固有のＢｌｕｅｔｏｏｔｈのデバイスアドレス及び暗証番号、並びに電子キー２０と共通のＩＤコードが記憶されている。Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ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、電子キー２０との間の相互認証に使用される。また、メモリ１１ａには、車−端末間、及び端末間同士の距離を算出するための距離算出式が記憶されている。

また、車載制御部１１は、時間を計測するカウンタ１１ｂを備えている。車載制御部１１は、当該カウンタ１１ｂを使用して、音波受信信号を受信してから音波受信信号を受信するまでの時間や、自身により音波生成信号を生成してから音波授受信号を受信するまでの時間を、それぞれ計測する。なお、カウンタ１１ｂが時間計測部に相当する。

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。

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。

なお、車載制御部１１は、モードにかかわらず、定期的にＩＤコードの送信を要求する要求信号を生成する。要求信号は、ＬＦ通信エリアＳ２に向けて無線送信される。車載制御部１１は、要求信号に対する応答としてＩＤコードが含まれた応答信号を受信すると、当該応答信号に含まれるＩＤコードの照合を行う。照合が成立する場合、車載制御部１１は、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。この状態でドアハンドルセンサ１５への接触を検出した場合、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。

ＢＴ通信可能モードにおいて、２つのスマートフォン制御部３１，４１との間でペアリングされた車載制御部１１は、ペアリングされたスマートフォン制御部の一方に対して第１の端末間音波授受信号を、他方に対して第２の端末間音波授受信号を、それぞれ生成し、これらを無線送信する。なお、ここでは、車載制御部１１は、先にペアリングされたスマートフォン制御部に対して第１の端末間音波授受信号を、後にペアリングされたスマートフォン制御部に対して第２の端末間音波授受信号を、それぞれ生成する。

第１の端末間音波授受信号及び第２の端末間音波授受信号の送信後、車載制御部１１は、音波授受信号を受信してから次の音波授受信号を受信するまでの時間を計測する。そして、その時間から２つのスマートフォン間の距離である端末間距離を算出する。

また、車載制御部１１は、ＩＤコードの照合が成立する場合、２つのスマートフォン制御部３１，４１に対して、車両端末間音波授受信号を生成する。
その後、車載制御部１１は、音波生成信号を生成してから音波を受信するまでの時間を計測する。そして、その時間から車両と第１のスマートフォン３０との間の距離である第１の車−端末間距離及び車両と第２のスマートフォン４０との間の距離である第２の車−端末間距離の少なくとも一方を算出する。

車載制御部１１は、第１の車−端末間距離及び第２の車−端末間距離の少なくとも一方、並びに端末間距離から、乗客の乗り込み位置を推定する。そして、ドアカーテシ１８を通じて推定した乗り込み位置に対応するドアが開閉されたことを通じて乗客の乗り込み位置を特定する。車載制御部１１は、特定した乗り込み位置に応じて、エアコンなどの車両器を動作させる。

なお、車載制御部１１のメモリ１１ａには、端末間音波授受モードにおけるスマートフォン制御部３１，４１が音波を受信してからその音波の受信をトリガとして音波生成信号を生成するまでの間の処理にかかる時間（以下、スマホ処理時間Ｔｄ）があらかじめ記憶されている。また、メモリ１１ａには、車−端末間距離の算出を打ち切るための最大時間が記憶されている。車載制御部１１は、車−端末間距離を算出するための音波を生成してから最大時間を経過した場合には、車−端末間距離の算出を打ち切る。この最大時間は、車載スピーカから送信される音波が到達する範囲に基づき設定される。

＜作用＞
次に、車両通信システム１の作用について図４に示すタイムチャートにしたがって説明する。なお、ここでは、電子キー２０を所持した乗客Ａ、第１のスマートフォン３０を所持した乗客Ｂ、及び第２のスマートフォン４０を所持した乗客Ｃの３名が車両１０に乗り込もうとして、車両１０に近づく場合を想定して説明する。

乗客Ｂ，ＣがＢＴ通信エリアＳ１に進入すると（図２参照）、図４に示すように、車載制御部１１は、スマートフォン制御部３１との通信が開始されるとともに、スマートフォン制御部４１との通信が開始される（タイミングＴ１）。なお、乗客Ｂ，Ｃのスマートフォン３０，４０と車両１０との間は、事前にペアリングされているものとする。これ以降、車載制御部１１は、スマートフォン制御部３１との間及びスマートフォン制御部４１との間でそれぞれ定期的にＢＴ通信する。なお、車載制御部１１は、定期的に実施するＢＴ通信を通じて先に接続されたスマートフォン制御部、ここでは、スマートフォン制御部３１に対して第１の端末間音波授受信号を、後に接続されたスマートフォン制御部、ここではスマートフォン制御部４１に対して第２の端末間音波授受信号を、それぞれ無線送信する。

第１の端末間音波授受信号を受信したスマートフォン制御部３１は、開始信号を生成するとともに、音波生成信号を生成し、音波を送信する（タイミングＴ２）。車載制御部１１は、開始信号の受信を通じて、スマートフォン制御部３１が音波の送信したことを認識する。

音波を受信したスマートフォン制御部４１は、受信信号を生成する（タイミングＴ３）。そして、スマートフォン制御部４１は、音波の受信からスマホ処理時間Ｔｄの経過後、音波生成信号を生成し、音波を送信する（タイミングＴ４）。車載制御部１１は、受信信号の受信を通じて、スマートフォン制御部４１が音波を受信したことを認識する。

音波を受信したスマートフォン制御部３１は、受信信号を生成する（タイミングＴ５）。そして、スマートフォン制御部３１は、音波の受信からスマホ処理時間Ｔｄの経過後、音波生成信号を生成し、音波を送信する（タイミングＴ６）。車載制御部１１は、受信信号の受信を通じて、スマートフォン制御部３１が音波を受信したことを認識する。

その後は、タイミングＴ３〜Ｔ６の各処理が繰り返される。車載制御部１１は、カウンタ１１ｂを通じて、スマートフォン制御部３１，４１のそれぞれから無線送信される受信信号を受信するタイミングＴ３（Ｔ５）とタイミングＴ５（Ｔ３）との間の時間Ｔａを計測する。この時間Ｔａからスマホ処理時間Ｔｄを差し引いた時間が第１のスマートフォン３０と第２のスマートフォン４０との間を音波が進むのに要した時間となる。従って、この時間に音速を乗算することにより、車載制御部１１は、第１のスマートフォン３０と第２のスマートフォン４０との間の距離（端末間距離）を算出する。車載制御部１１は、算出した端末間距離に基づき、第１のスマートフォン３０と第２のスマートフォン４０とが別々の乗客に所持されているか否かを判断する。第１のスマートフォン３０と第２のスマートフォン４０とが別々の乗客に所持されていると判断される場合、次のタイミングＴ１１以降の処理を実施する。

第１のスマートフォン３０と第２のスマートフォン４０とが別々の乗客に所持されていると判断される場合、車載制御部１１は、電子キー２０を所持したユーザのＬＦ通信エリアＳ２への進入をトリガとして、車両端末間音波授受信号を無線送信する（タイミングＴ１１）。これにより、スマートフォン制御部３１，４１は、端末間音波授受モードから車両端末間音波授受モードに切り替わる。その後、車載制御部１１は、音波生成信号を生成し、音波を送信する（タイミングＴ１２）。

音波を受信したスマートフォン制御部３１，４１は、それぞれ受信信号を生成する（タイミングＴ１３，Ｔ１４）。
車載制御部１１は、受信信号の受信を通じて、スマートフォン制御部３１，４１が音波を受信したことを認識する。車載制御部１１は、カウンタ１１ｂを通じて、音波を生成してからスマートフォン制御部３１，４１のそれぞれから無線送信される受信信号を受信するまでの時間、すなわち、タイミングＴ１２とタイミングＴ１３との間、及びタイミングＴ１２とタイミングＴ１４との間の時間Ｔｂ及び時間Ｔｃを計測する。この時間Ｔｂが車両１０（車載スピーカ１９）と第１のスマートフォン３０との間を、時間Ｔｃが車両１０（車載スピーカ１９）と第２のスマートフォン４０との間を、それぞれ音波が進むのに要した時間となる。従って、この時間に音速を乗算することにより、車載制御部１１は、車両１０（車載スピーカ１９）と第１のスマートフォン３０との間の距離（第１の車−端末間距離）、車両１０（車載スピーカ１９）と第２のスマートフォン４０との間の距離（第２の車−端末間距離）を、それぞれ算出する。

その後、車載制御部１１は、第１及び第２の端末間音波授受信号を生成する（タイミングＴ１５）。これにより、スマートフォン制御部３１，４１は、車両端末間音波授受モードから端末間音波授受モードに切り替わる。その後は、上記タイミングＴ２〜Ｔ６の各処理が繰り返される。

なお、例えば、車載スピーカ１９からスマートフォンまでの距離が遠く、スマートフォンが音波を受信できない場合など、車載制御部１１は、自身が音波生成信号を生成してから、最大時間を経過した場合には、車−端末間距離の算出を打ち切り、タイミングＴ１５の処理を行う。

車載制御部１１は、算出した第１の車−端末間距離、及び第２の車−端末間距離、並びに端末間距離から、第１のスマートフォン３０及び第２のスマートフォン４０を所持する乗客Ｂ，Ｃの乗り込み位置を推定する。

（第１の車−端末間距離、及び第２の車−端末間距離、並びに端末間距離が全て算出できる場合）
図３に示すように、第２のスピーカ１９ｂを算出の基準点とする第１の車−端末間距離ｒ４、及び第２の車−端末間距離ｒ５、並びに端末間距離ｒ６が算出できている場合について説明する。この場合、車載制御部１１は、乗客ＣがＲＬドアを開閉できる位置、乗客ＢがＲＬドアを開閉できず且つＦＬドアを開閉できる可能性がある位置にそれぞれ位置することを推定できる。すなわち、ＲＬドアが開閉されれば、それは乗客Ｃによるものであり、ＦＬドアが開閉されれば、それは乗客Ｂによるものと特定することができる。車載制御部１１は、ドアカーテシ１８による開閉の検出をもって、乗客Ｂ，Ｃの乗り込み位置を特定する。

なお、先の３つの距離に加え、第１のスピーカ１９ａを算出の基準点とする第１の車−端末間距離ｒ２、及び第２の車−端末間距離ｒ３が算出できれば、より高い精度で乗客Ｂ，Ｃの位置を推定できる。したがって、乗客Ｂ，Ｃの乗り込み位置の特定精度も高い。

（第１の車−端末間距離、及び第２の車−端末間距離の一方と、端末間距離とが算出できる場合）
図３に示すように、第２のスピーカ１９ｂを算出の基準点とする第２の車−端末間距離ｒ５と、端末間距離ｒ６とが算出できている場合について説明する。この場合、車載制御部１１は、乗客ＣがＦＬドアを開閉できずＲＬドアを開閉できる可能性がある位置、乗客ＢがＲＬドアを開閉できず且つＦＬドアを開閉できる可能性がある位置にそれぞれ位置することを推定できる。この場合でも、ＲＬドアが開閉されれば、それは乗客Ｃによるものであり、ＦＬドアが開閉されれば、それは乗客Ｂによるものと特定することができる。

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）スマートフォン制御部３１，４１は、音波の受信をトリガとして、その旨示す情報を含む受信信号を送信するとともに、音波を送信するようにした。また、車載制御部１１は、スマートフォン制御部３１，４１同士で授受される音波に基づく受信信号の受信を通じて端末間距離を算出するようにした。さらに、車載制御部１１は、自身が送信する音波に基づく受信信号の受信を通じて第１の車−端末間距離、及び第２の車−端末間距離の少なくとも一方を算出するようにした。

例えば、第１の車−端末間距離及び端末間距離を算出できる場合について説明する。第１の車−端末間距離が算出できる場合、スマートフォン３０を所持したユーザの乗り込み位置は、車載スピーカ１９から第１の車−端末間距離にある座席と推定できる。さらに、端末間距離が算出できるので、スマートフォン４０を所持したユーザの乗り込み位置は、スマートフォン３０から端末間距離にある座席と推定できる。車両において、これらの条件を満たす座席は限られる。したがって、このシステムによれば、複数の乗客それぞれの乗り込み位置を特定できる。

（２）なお、上記２つの距離に加えて、第２の車−端末間距離も算出できる場合、スマートフォン４０を所持したユーザの乗り込み位置は、車載スピーカ１９から第２の車−端末間距離にある座席と推定できる。算出した３つの距離を満足する位置にある座席は、２つの距離を満足する位置にある座席と比較してさらに限定されるので、より正確に複数の乗客それぞれの乗り込み位置を特定することができる。

（３）車載スピーカ１９を構成する第１のスピーカ１９ａ及び第２のスピーカ１９ｂを、各車両ドアからの距離が異なる位置に設けた。これにより、車載制御部１１が算出した２つないし３つの距離を満足する位置にある座席が限定されるので、より正確に複数の乗客それぞれの乗り込み位置を特定することができる。

（４）車両ドアの開閉を検出するドアカーテシ１８を設けた。車載制御部１１は、スマートフォン３０，４０との間で車外通信を行うことにより、第１の車−端末間距離及び第２の車−端末間距離の少なくとも一方を算出するとともに、端末間距離を算出し、これら算出した距離に基づきスマートフォン３０，４０を所持する乗客が車両１０に乗り込む際に使用する車両ドアの位置を推定する。そして、車載制御部１１は、推定した車両ドアの開閉がドアカーテシ１８を通じて検出されることによち、スマートフォン３０，４０を所持する乗客の乗り込み位置を特定するようにした。

車内は閉空間であることから、音波が反射する等して、同じスピーカから送信された音波をスマートフォン３０，４０が複数回受信するおそれがある。この場合、スマートフォン３０，４０は、音波に対する応答としての電波（受信信号）を複数回送信することになる。このため、乗り込み位置の特定が困難になるおそれがある。

その点、車外では、音波が反射するおそれが少ないため、車載制御部１１は、第１の車−端末間距離及び第２の車−端末間距離の少なくとも一方、並びに端末間距離を算出することができる。そして、これら算出した距離から、車外におけるスマートフォン３０，４０を所持する乗客の位置を推定できる。車載スピーカ１９は、車両に乗り込む際に使用される各車両ドアからの距離が異なる位置に設けられているので、先に推定した位置の乗客が車両に乗り込むときに開閉を必要とする車両ドアを推定できる。そして、この推定した車両ドアの開閉をもって乗客の乗り込み位置を特定することできる。

（５）車載制御部１１は、車両１０の周囲に形成されるＢＴ通信エリアＳ１にスマートフォン３０，４０が進入した場合に、スマートフォン３０，４０との間における音波の授受並びに音波の受信に伴う電波の送信を要求する端末間音波授受信号を送信するようにした。これにより、スマートフォン３０，４０から音波が送信されるタイミングは、少なくとも車載制御部１１がスマートフォン制御部３１，４１とＢＴ通信できる状態である。この状態は、車載制御部１１が、スマートフォン３０，４０間における音波の授受に伴う端末間距離を算出することができる状態である。言い換えると、スマートフォン３０，４０間における音波の授受に伴う授受で端末間距離を算出できない状況が抑制されている。このため、スマートフォン３０，４０の周囲がうるさくない。

（６）車載スピーカ１９を構成する第１及び第２のスピーカ１９ａ，１９ｂを、車両の前後左右において対称とならない位置である車両右側Ａピラーと車両左側Ｃピラーに設けた。これにより、車載制御部１１は、第１の車−端末間距離及び第２の車−端末間距離を複数取得することができるので、スマートフォン３０，４０の位置をより正確に推定することができる。したがって、より正確に複数の乗客それぞれの乗り込み位置を特定することができる。

（７）車載スピーカ１９から送信される音波が到達する領域がＬＦ通信エリアＳ２を覆うように設定した。そして、車載制御部１１は、車両１０の周囲に形成されるＬＦ通信エリアＳ２に電子キー２０が進入した場合に、スマートフォン３０，４０に対して音波の受信に伴う電波の送信を要求する車両端末間音波授受信号を生成とともに、車載スピーカ１９から音波を送信させるようにした。これにより、スマートフォン３０，４０は、車載スピーカ１９からの音波を受信でき、車載制御部１１は、スマートフォン制御部３１，４１から受信信号を受信できる状態である。したがって、車載制御部１１は、車−端末間距離を算出することができる状態である。言い換えると、車−端末間距離を算出できない状況が抑制されている。このため、車両１０の周囲がうるさくない。

なお、上記実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施形態において、車載スピーカ１９は、第１のスピーカ１９ａ又は第２のスピーカ１９ｂのどちらかを備えていればよい。このように構成しても、車載制御部１１は、スマートフォン３０，４０の位置から乗客の乗り込み位置を特定できる。

・なお、車載スピーカ１９は、３つ以上あってもよい。３つ以上あれば、車載制御部１１は、より正確にスマートフォン３０，４０の位置から乗客の乗り込み位置を特定できる。

・上記実施形態において、車載制御部１１が電子キー２０の位置にかかわらず音波を送信するシステムであってもよい。また、スマートフォン制御部３１，４１も車両１０に対する位置にかかわらず音波を送信するシステムであってもよい。

・上記実施形態において、ＢＴ通信エリアＳ１、ＬＦ通信エリアＳ２は、任意の広さに設定してもよい。また、車載スピーカ１９から送信される音波が到達する領域も任意の広さに設定してもよい。

・上記実施形態において、車載スピーカ１９及び端末スピーカ３３，４３から送信される音波の周波数は、それぞれ異なる固有の周波数に設定される方がよい。このように構成すれば、車載制御部１１及びスマートフォン制御部３１，４１は、受信する音波の周波数から、その音波の送信元を特定することができる。そして、あらかじめ設定された送信元からの音波に対してのみ受信信号を生成するように構成すれば、スマートフォン３０，４０における電池の消費を抑制することもできる。

・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。

・上記実施形態において、あらかじめスマートフォン３０，４０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送信するように各スピーカ１９，３３，４３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。

・上記実施形態では、各スピーカ１９，３３，４３から送信される音波は、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３０，４０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、各スピーカ１９，３３，４３から送信される音波も問題なく拾うことができる。

・上記実施形態において、スマートフォン３０，４０が電子キー２０の機能を兼ねてもよい。
・上記実施形態では、車両１０とスマートフォン３０，４０との間の通信規格としてＢｌｕｅｔｏｏｔｈを採用する場合について説明したが、他の通信規格を利用してもよい。

・上記実施形態では、携帯端末としてスマートフォン３０，４０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。

・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。

１…車両通信システム、１０…車両、１１…車載制御部、１１ａ…メモリ、１１ｂ…カウンタ、１２…ＢＴ通信部、１３…ＬＦ送信部、１４…ＵＨＦ受信部、１５…ドアハンドルセンサ、１６…ドアロック装置、１８…ドアカーテシ、１９…車載スピーカ、１９ａ…第１のスピーカ、１９ｂ…第２のスピーカ、２０…電子キー、３０，４０…スマートフォン、３１，４１…スマートフォン制御部、３２，４２…ＢＴ通信部、３３，４３…端末スピーカ、３４，４４…マイク、３５，４５…タッチパネルディスプレイ。

Claims (6)

1. 特定の通信規格による無線通信を行う第１の携帯端末及び第２の携帯端末並びに車両からなる車両通信システムにおいて、
   前記第１の携帯端末及び第２の携帯端末は、それぞれ、音波を送信する端末スピーカと、音波を受信するマイクと、電波を送信する端末送信部と、音波の受信をトリガとしてその旨示す情報を含ませた電波を生成するとともに音波を送信させる端末制御部と、を備え、
   前記車両は、音波を送信する車載スピーカと、電波を受信する車載受信部と、時間を計測する時間計測部と、音波を生成してから前記第１の携帯端末及び第２の携帯端末の少なくとも一方からの電波を受信するまでに要した時間に基づき前記車載スピーカと前記第１の携帯端末との間の距離である第１の車−端末間距離及び前記車載スピーカと第２の携帯端末との間の距離である第２の車−端末間距離の少なくとも一方を算出するとともに、前記第１の携帯端末及び第２の携帯端末の一方からの電波を受信してから他方からの電波を受信するまでに要した時間に基づき前記第１の携帯端末と前記第２の携帯端末との間の距離である端末間距離を算出し、これら算出した距離に基づき前記第１の携帯端末及び第２の携帯端末を所持するユーザの乗り込み位置を特定する車載制御部と、を備える車両通信システム。
2. 請求項１に記載の車両通信システムにおいて、
   前記車載スピーカは、各車両ドアからの距離が異なる位置に設けられる車両通信システム。
3. 請求項２に記載の車両通信システムにおいて、
   前記車両は、車両ドアの開閉を検出する開閉検出部を備え、
   前記車載制御部は、前記第１の携帯端末及び第２の携帯端末の少なくとも一方との間で車外通信を行うことにより、前記第１の車−端末間距離及び前記第２の車−端末間距離の少なくとも一方を算出するとともに、前記端末間距離を算出し、これら算出した距離に基づき前記第１の携帯端末及び第２の携帯端末を所持するユーザが車両に乗り込む際に使用する車両ドアの位置を推定し、ここで推定した車両ドアの開閉が検出されることを通じて、前記第１の携帯端末及び第２の携帯端末を所持するユーザの乗り込み位置を特定する車両通信システム。
4. 請求項３に記載の車両通信システムにおいて、
   前記車両は、車両周囲に設定される第１の通信エリアに進入した前記第１の携帯端末及び前記第２の携帯端末との間で相互無線通信を行うものであって、
   前記車載制御部は、前記第１の携帯端末及び前記第２の携帯端末の両方が前記第１の通信エリアに進入した場合に、これら前記第１の携帯端末と前記第２の携帯端末との間で音波の授受並びに音波の受信に伴う電波の送信を要求し、
   前記第１の携帯端末及び前記第２の携帯端末は、前記車両から音波の授受並びに音波の受信に伴う電波の送信が要求されてから端末間における音波の授受を開始する車両通信システム。
5. 請求項４に記載の車両通信システムにおいて、
   前記車両は、車両周囲に設定される前記第１の通信エリアよりも狭い第２の通信エリアに進入した車両専用の電子キーとの間で相互無線通信を行うものであり、
   前記車載スピーカは、前記第２の通信エリアを覆うように設定される領域に音波を送信するものであって、
   前記車載制御部は、前記電子キーが前記第２の通信エリアに進入した場合に、これら前記第１の携帯端末と前記第２の携帯端末に対して音波の受信に伴う電波の送信を要求するとともに、前記車載スピーカから音波を送信させる車両通信システム。
6. 請求項２〜５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、
   前記車載スピーカは、車両の前後左右において対称とならない位置に複数設けられる車両通信システム。