JP2016038332A - Distance measurement system - Google Patents

Distance measurement system Download PDF

Info

Publication number
JP2016038332A
JP2016038332A JP2014162775A JP2014162775A JP2016038332A JP 2016038332 A JP2016038332 A JP 2016038332A JP 2014162775 A JP2014162775 A JP 2014162775A JP 2014162775 A JP2014162775 A JP 2014162775A JP 2016038332 A JP2016038332 A JP 2016038332A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
radio wave
uwb radio
communication
vehicle
distance
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2014162775A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP6334311B2 (en
Inventor
正則 小杉
Masanori Kosugi
正則 小杉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokai Rika Co Ltd
Original Assignee
Tokai Rika Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tokai Rika Co Ltd filed Critical Tokai Rika Co Ltd
Priority to JP2014162775A priority Critical patent/JP6334311B2/en
Publication of JP2016038332A publication Critical patent/JP2016038332A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6334311B2 publication Critical patent/JP6334311B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a distance measurement system that allows a distance measurement to be implemented at timing along an intension of a user.SOLUTION: Both of a vehicle 1 and an electronic key 2 are configured to mutually transmit a UWB radio wave Suwb at a random pattern when executing distance collation, and in both of the vehicle 1 and the electronic key 2, timing information when transmitting/receiving the UWB radio wave Suwb, that is, transmission timing information and reception timing information are respectively measured. The electronic key 2 is configured to transmit the acquired transmission/reception timing information to the vehicle 1, and the vehicle 1 is configured to obtain a propagation time of the UWB radio wave Suwb for each set of transmitted/received UWB radio waves Suwb on the basis of the transmission/reception timing information owned by the vehicle 1 and the transmission/reception timing information acquired from the electronic key 2; and measure a distance between the vehicle 1 and the electronic key 2 on the basis of the obtained propagation time.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

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。   The present invention relates to a distance measuring system that measures a distance between a communication master and a communication terminal.

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。   Conventionally, in Patent Document 1, when a radio wave transmitted from one terminal is received on the other side, a response is returned from the other side to the other after a lapse of a certain time, and between the two terminals based on the time required from transmission to response reception A technique for measuring distance is disclosed.

特表2009−505060号公報Special table 2009-505060

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。
In this type of distance measurement system, there is a need to execute it accurately at the timing when the user wants to perform distance measurement.
The objective of this invention is providing the distance measurement system which can be set as the distance measurement implemented at the timing according to a user's intention.

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。   The distance measurement system that solves the above problem is configured to measure the distance between the communication master and the communication terminal, by randomly transmitting UWB radio waves from both the communication master and the communication terminal toward the other party. A communication processing unit that transmits and receives the UWB radio wave; a timing information measurement unit that measures timing information when the UWB radio wave is transmitted and received in each of the communication master and the communication terminal; and the timing information is transmitted to the communication master and the communication terminal. Based on the timing information collected in one of the communication master and the communication terminal, the UWB radio wave is transmitted to the communication master and the communication terminal based on the timing information collected in one of the communication master and the communication terminal by transmitting from one to the other Calculate the propagation time required to send to both parties, and between the two based on the propagation time Distance and a distance measuring section for measuring.

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。   According to this configuration, the UWB radio waves are sent from both the communication master and the communication terminal in a random pattern, and the timing information when the UWB radio waves are transmitted and received by both the communication master and the communication terminal is measured and communicated. Collect in one of the master and communication terminals. One of the communication master and the communication terminal measures the distance between the two parties for each set of transmitted / received UWB radio waves based on the collected timing information. At this time, if all or some of the distances of the respective sets match, the measurement result is validated. In this way, when measuring the distance between the two parties, UWB radio waves are transmitted at different timings each time. For example, even if a malicious third party copies and transmits UWB radio waves, transmission / reception of UWB radio waves is not possible. The timing of will not match the regular. At this time, the distances of the respective groups do not coincide with each other, so that the distance measurement in this case can be invalidated. Therefore, it becomes possible to set it as the distance measurement implemented at the timing according to a user's intention.

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。   In the distance measurement system, it is preferable that the information collecting unit transmits the timing information acquired in one of the communication master and the communication terminal to the other by encrypted communication. According to this configuration, it is possible to ensure security when transmitting timing information to the other party.

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。   The distance measurement system includes a pre-authentication unit that confirms the pair validity of the communication master and the communication terminal by wireless communication before sending the UWB radio wave, and the communication processing unit is authenticated by the pre-authentication unit. It is preferable that the transmission of the UWB radio wave is started on the condition that it is established. According to this configuration, since the distance measurement is performed after first confirming the pair validity of the communication master and the communication terminal, it is advantageous in preventing the other party from being mistaken in the distance measurement.

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。   In the distance measurement system, it is preferable that the timing information measuring unit measures the timing information using only the first received pulse when receiving the UWB radio wave. According to this configuration, if a plurality of pulses are received by multipath, the received radio wave becomes a lump of waves, but the distance measurement is performed with only the first pulse, so the distance measurement is more accurate. It is advantageous to do.

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。   In the distance measurement system, the filter unit capable of removing noise from the UWB radio wave and the frequency of the local oscillator of the filter unit are switched, and the band of the filter unit is switched to receive the signal while optimizing the filter unit. And a filter control unit that removes noise from the UWB radio wave, and the distance measuring unit preferably measures a distance between the communication master and the communication terminal based on the UWB radio wave after noise removal. According to this configuration, by switching the frequency of the local oscillator of the filter unit, a band in which the filter unit works is searched, and the filter unit is optimized. As a result, even if noise is generated in the communication environment of UWB radio waves, it is possible to eliminate the noise by matching the band of the filter unit to the band suitable for the noise. Is advantageous. Further, since the filter unit is variable, it is possible to cope with noise of a plurality of frequencies.

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。   In the distance measurement system, it is preferable that the filter unit is a band rejection filter. According to this configuration, the band rejection filter can target noise at a certain frequency and accurately remove it.

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。   In the distance measurement system, the band setting of the filter unit is such that the UWB radio wave is transmitted a plurality of times in one transmission from one of the communication master and the communication terminal, and at least one of the UWB radio waves is normally received by the other If it is possible to determine whether or not the UWB radio wave can be normally received on the other side, the current value of the local oscillator is maintained and the band of the filter unit is determined. After waiting for the switching of the frequency, the UWB radio wave is transmitted a plurality of times again to confirm whether or not the UWB radio wave can be received again, and the above series of operations is repeated until the UWB radio wave can be normally received. Therefore, it is preferable that the filter unit is optimized. According to this configuration, when the UWB radio wave is transmitted when setting the band of the filter unit, it is transmitted a plurality of times, which is advantageous in ensuring the reliability of the determination. In addition, when re-executing transmission of UWB radio waves a plurality of times, it waits for frequency switching of the local oscillator, which is advantageous for ensuring that the other party receives UWB radio waves.

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。   In the distance measurement system, it is preferable that the band setting of the filter unit is executed by both the communication master and the communication terminal. According to this configuration, it is possible to optimize the filter units of both the communication master and the communication terminal, which is further advantageous in ensuring communication establishment.

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。   A distance measuring system that solves the above problems includes a filter unit capable of removing noise from UWB radio waves communicated from one of the communication master and the communication terminal to the other in a configuration for measuring the distance between the communication master and the communication terminal. A filter control unit that removes noise from the received UWB radio wave while optimizing the filter unit by switching a frequency of the local oscillator of the filter unit and switching a band of the filter unit; and A distance measuring unit that measures a distance between the communication master and the communication terminal based on the UWB radio wave.

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。   According to this configuration, by switching the frequency of the local oscillator of the filter unit, a band in which the filter unit works is searched, and the filter unit is optimized. Therefore, even if noise is generated in the communication environment of UWB radio waves, the band of the filter unit is adjusted to a band adapted to the noise to remove the noise. For this reason, when the user wants to execute communication between the communication master and the communication terminal, even if noise is present in the communication environment of UWB radio waves, it is possible to establish communication without being affected by this. Therefore, it becomes possible to set it as the distance measurement implemented at the timing according to a user's intention.

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。   According to the present invention, distance measurement can be performed at a timing according to the user's intention.

第1実施形態の距離測定システムの構成図。The lineblock diagram of the distance measuring system of a 1st embodiment. UWB電波送受信回路の回路図。The circuit diagram of a UWB radio wave transmission / reception circuit. 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。The communication timing chart which shows the general concept of distance measurement. UWB電波の送信概要図。The transmission outline figure of UWB electric wave. 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。The communication timing chart which shows the outline | summary of the distance measurement of this example. 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。It is a timing chart of the communication of the UWB electric wave sent in a certain group, (a) is a figure of the communication pattern which transmits a UWB electric wave to a vehicle after receiving UWB electric wave with an electronic key, (b) is an electronic key in vehicles. The figure of the communication pattern which transmits a UWB electric wave to a vehicle before receiving a UWB electric wave from. マルチパスの概要図。FIG. 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。It is a figure used by description of 2nd Embodiment, (a) is a frequency spectrum figure of a UWB radio wave, (b) is a radio wave waveform figure of the UWB radio wave on which noise got. フィルタ部を備えたUWB電波送受信回路の回路図。The circuit diagram of the UWB electromagnetic wave transmission / reception circuit provided with the filter part. (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。(A), (b) is a frequency spectrum figure which shows the change of the zone | band of a filter part accompanying the switching of the frequency of a local oscillator. (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。(A), (b) is a frequency spectrum figure which shows the change of the zone | band of a filter part accompanying the switching of the frequency of a local oscillator. 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。The timing chart which shows the flow of communication when the zone | band of a filter part is set. ノイズ除去動作時に実行されるフローチャート。The flowchart performed at the time of noise removal operation | movement.

(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。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of a distance measuring system will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1, the vehicle 1 includes an electronic key system 3 that performs ID verification wirelessly with the electronic key 2. The electronic key system 3 is a key operation-free system that executes ID collation by narrowband wireless (communication distance: 1 to several meters) triggered by communication from the vehicle 1. Hereinafter, the ID verification of the key operation free system is referred to as “smart verification”, and the communication is referred to as “smart communication”.

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。   The vehicle 1 includes a verification ECU (Electronic Control Unit) 4 that confirms the validity of the electronic key 2 in ID verification, a body ECU 5 that manages the power supply of the on-vehicle electrical components, and an engine ECU 6 that controls the engine 7. These ECUs are connected through a communication line 8 in the vehicle. The communication line 8 is a CAN (Controller Area Network) or a LIN (Local Interconnect Network). The electronic key ID is written and stored in the memory 9 of the verification ECU 4 as the ID of the electronic key 2 registered in the vehicle 1.

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。   The vehicle 1 includes an in-vehicle transmitter 10 capable of transmitting ID verification radio waves outside the vehicle, an in-vehicle transmitter 11 capable of transmitting ID verification radio waves into the vehicle, and a vehicle receiver 12 capable of receiving radio waves from the electronic key 2. With. The external transmitter 10, the in-vehicle transmitter 11, and the vehicle receiver 12 are connected to the verification ECU 4 and their operations are managed. The vehicle-mounted transmitter 10 and the vehicle-mounted transmitter 11 can transmit LF (Low Frequency) band radio waves. The vehicle receiver 12 can receive radio waves in the UHF (Ultra High Frequency) band. The body ECU 5 controls the operation of the door lock mechanism 13, which is a mechanical part that switches between locking and unlocking the vehicle door.

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。   The vehicle 1 includes an engine switch 14 that is operated when the vehicle power source is switched. The engine switch 14 is a push-type momentary switch. The verification ECU 4 determines the power supply state based on the detection signal input from the engine switch 14 and switches the vehicle power supply to take that state. The power state includes IG off, ACC on, IG on, and engine start.

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。   The electronic key 2 includes a key control unit 15 that controls the operation of the electronic key 2, a reception unit 16 that can receive radio waves transmitted from the vehicle 1, and a transmission unit 17 that can transmit radio waves to the vehicle 1. An electronic key ID used for ID verification with the vehicle 1 is written and stored in the memory 18 of the key control unit 15. The receiving unit 16 can receive LF radio waves. The transmission unit 17 can transmit UHF radio waves.

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。   When the outside transmitter 10 forms a communication area for LF radio waves outside the vehicle, when the electronic key 2 enters this communication area, a smart check outside the vehicle is executed. The smart verification outside the vehicle includes vehicle code verification for authenticating a unique vehicle code of the vehicle 1, challenge response authentication using an encryption key, and electronic key ID verification for authenticating an electronic key ID. The verification ECU 4 confirms whether or not all of these verifications are established in the electronic key 2 located outside the vehicle at the time of smart verification outside the vehicle. On the other hand, when the electronic key 2 enters the communication area of the in-vehicle transmitter 11, the verification ECU 4 starts the in-vehicle smart verification and executes various verifications similar to the external smart verification.

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照合の通信課程において、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。   The electronic key system 3 includes a distance measurement system 21 that measures a distance d between the communication master 19 (an example is a verification ECU 4) and a communication terminal 20 (an example is an electronic key 2). The premise of the operation of the distance measurement system 21 of this example is that both the communication master 19 and the communication terminal 20 send UWB (Ultra Wide Band) radio waves Suwb with a random transmission pattern. The distance measurement system 21 measures the distance d between the two persons in the communication process of the ID verification of the electronic key system 3. The electronic key system 3 determines whether or not the distance d is within a specified value in the above-described various verifications (vehicle code verification, challenge response authentication, electronic key ID verification) in smart verification (smart verification outside the vehicle, smart verification inside the vehicle). If it is confirmed that the distance collation to be established is established, the smart collation is processed as established.

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。   As shown in FIG. 2, the distance measurement system 21 includes a UWB radio wave transmission / reception circuit 22 that receives a UWB radio wave Suwb. The UWB radio wave transmission / reception circuit 22 is provided in each of the vehicle 1 and the electronic key 2, and the vehicle 1 has 22a and the electronic key 2 has 22b. The UWB radio wave transmission / reception circuit 22a includes a UWB radio wave Suwb transmission function (transmission circuit) and a UWB radio wave Suwb reception function (reception circuit).

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。   Specifically, the UWB radio wave transmission / reception circuit 22a includes a communication antenna 23a shared for transmission / reception of the UWB radio wave Suwb, a circulator 49a that selectively distributes signals, and a band-pass filter that allows only radio waves of a predetermined frequency to pass through in the received signal. 24a, a first amplifier 25a that amplifies the signal that has passed through the filter, a second amplifier 26a that adjusts the gain of the signal that has passed through the first amplifier 25a, and a signal that has passed through the second amplifier 26a (envelope detection) ) And a comparator 28a that binarizes the detected signal with “0” or “1”. The UWB radio wave transmission / reception circuit 22a includes a pulse oscillation circuit 34a that generates a single pulse of the UWB radio wave Suwb to be transmitted, and a third amplifier 39a that amplifies the UWB radio wave Suwb to be transmitted. When transmitting the UWB radio wave Suwb, the circulator 49a causes the signal input from the pulse oscillation circuit 34a through the third amplifier 39a to be transmitted from the communication antenna 23a as the UWB radio wave Suwb. When the circulator 49a receives the UWB radio wave Suwb with the communication antenna 23a, the circulator 49a sends the received radio wave to the bandpass filter 24a. The first amplifier 25a may be an LNA (Low Noise Amplifier). The second amplifier 26a may be AGC (Automatic Gain Control). When the UWB radio wave transmission / reception circuit 22a receives the UWB radio wave Suwb, the UWB radio wave transmission / reception circuit 22a outputs a binarized signal (single pulse signal) after comparing the UWB radio wave Suwb to the verification ECU 4. Further, the UWB radio wave transmission / reception circuit 22a operates so as to transmit the UWB radio wave Suwb from the communication antenna 23a at a certain timing when the distance matching is performed.

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。   Similarly to the UWB radio wave transmission / reception circuit 22a, the UWB radio wave transmission / reception circuit 22b also includes a communication antenna 23b, a band pass filter 24b, a first amplifier 25b, a second amplifier 26b, a detection circuit 27b, a comparator 28b, a circulator 49b, a pulse oscillation circuit 34b, and the like. A third amplifier 39b is provided. The UWB radio wave transmission / reception circuit 22b can transmit the UWB radio wave Suwb at a certain timing when the distance matching is performed, and at the time of receiving the UWB radio wave Suwb transmitted from the vehicle 1, the binary value after comparing the UWB radio wave Suwb. The control signal (single pulse signal) is output to the key control unit 15.

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。   Returning to FIG. 1, the distance measurement system 21 includes a communication processing unit 29 that transmits and receives the UWB radio wave Suwb in both the communication master 19 and the communication terminal 20. The communication processing unit 29 includes a communication processing unit 29 a provided in the communication master 19 and a communication processing unit 29 b provided in the communication terminal 20. The communication processing unit 29 transmits and receives the UWB radio wave Suwb at random by transmitting the UWB radio wave Suwb from both the communication master 19 and the communication terminal 20 to the other party through the transmission function of the UWB radio wave transmission / reception circuits 22a and 22b. Let The UWB radio wave Suwb is an ultra-wideband radio wave and is a signal having an extremely short pulse (see FIG. 4 and the like).

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。   The distance measurement system 21 includes a timing information measuring unit 30 that measures timing information Dti when each of the communication master 19 and the communication terminal 20 transmits and receives the UWB radio wave Suwb in each of the communication master 19 and the communication terminal 20. The timing information measurement unit 30 includes a timing information measurement unit 30 a provided in the communication master 19 and a timing information measurement unit 30 b provided in the communication terminal 20. The timing information Dti includes transmission timing information Dti-A that is the time (time) at which the UWB radio wave Suwb is transmitted, and reception timing information Dti-B that is the time (time) at which the UWB radio wave Suwb is received from the other party. It is.

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。   The distance measurement system 21 includes an information collection unit 31 that collects timing information Dti on one of the communication master 19 and the communication terminal 20. The information collection unit 31 includes an information notification unit 31a on the side that sends the timing information Dti to the other party, and an information acquisition unit 31b on the side that receives the timing information Dti sent by the information notification unit 31a. When the distance d is measured by the communication master 19, the information notification unit 31 a is provided in the communication terminal 20, and the information acquisition unit 31 b is provided in the communication master 19. The information notification unit 31a may transmit the timing information Dti to the vehicle 1 by encrypted communication. For encryption communication, an encryption key used for challenge response authentication may be used.

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。   The distance measurement system 21 includes a distance measurement unit 32 that measures a distance d between two persons based on timing information Dti collected on one of the communication master 19 and the communication terminal 20. The distance measuring unit 32 is provided in the communication master 19. The distance measurement unit 32 uses the timing information Dti (transmission timing information Dti-A and reception timing information Dti-B) collected in one of the communication master 19 and the communication terminal 20 to transmit the UWB radio wave Suwb to the communication master 19 and the communication terminal. The propagation time 2Δt required to send to both of 20 is calculated, and the distance d between the two is measured based on this propagation time 2Δt.

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。   The distance measurement system 21 includes a pre-authentication unit 33 that confirms the pair validity of the communication master 19 and the communication terminal 20 by wireless communication before sending UWB radio waves Suwb. The pre-authentication unit 33 confirms the validity of the electronic key 2 that is currently in communication with the vehicle 1 by, for example, confirming whether smart verification is established. The communication processing unit 29 starts sending UWB radio waves Suwb on the condition that the authentication of the pre-authentication unit 33 is established.

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。
Next, the operation of the distance measurement system 21 will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 3, for example, when the terminal 36 receives a radio wave transmitted from the terminal 35 at time “tA”, a response is returned from the terminal 36 to the terminal 35 after a predetermined time “tb” has elapsed. It is well known how to calculate the distance d between the two persons by calculating the time required for two-way communication between the terminal 35 and the terminal 36. This is one of the countermeasures against the smart verification being illegally established using the repeater when the electronic key 2 is located far away from the vehicle 1. When the value is larger than the specified value, this illegal communication can be dealt with if smart verification is not established.

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。   When measuring the distance d between the terminals 35-36, if the position has not changed, the time required for the outbound communication until the radio wave transmitted from the terminal 35 is received by the terminal 36 and vice versa The time required is the same “ta”. Further, when the time required for the response operation at the terminal 36 is “tb” and the propagation speed of the radio wave is the speed of light c, the distance d between the terminals 35-36 is “2d = c × 2ta”, that is, It can be calculated from “2d = c × ((tB−tA) −tb)”. However, this calculation method measures the time of the radio wave propagating at the speed of light, and it is necessary to accurately manage the time “tb” required for the response operation of the terminal 36. Although it is conceivable to set “tb” to a constant value, in this case, the start of the forward communication, that is, the electronic key 2 waits for a predetermined time, and the communication time becomes long.

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。   As shown in FIG. 4, the UWB radio wave Suwb has a waveform with an extremely short pulse length (for example, about 1 ns). For this reason, there is an advantage that it is easy to determine at which timing radio waves can be transmitted and received. However, as a contradiction, if only a single pulse such as UWB radio wave Suwb is sent, a malicious third party can easily copy and send the single pulse, leading to unauthorized establishment of communication. there is a possibility. In this case, an ID including a rolling code or the like may be transmitted instead of a single pulse. However, ID verification is imposed on communication, processing becomes complicated, and communication time becomes long.

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。   FIG. 5 illustrates an operation procedure of the distance measurement system 21 of this example. The pre-authentication unit 33 intermittently LF-transmits a wake signal Swk for activating the electronic key 2 from the external transmitter 10 (in-vehicle transmitter 11), for example, by executing smart communication at regular or irregular timing. To do. When the electronic key 2 receives the wake signal Swk, the electronic key 2 starts from a standby state and transmits the ACK signal Sack to the vehicle 1 by UHF. The pre-authentication unit 33 determines that the smart communication is established if the ACK signal Sack can be received within a predetermined time after transmitting the wake signal Swk, and performs various verifications such as vehicle code verification, challenge response authentication, and electronic key ID verification. Is executed with the electronic key 2. When the vehicle 1 starts to establish these ID verifications, the vehicle 1 shifts to distance verification.

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。   The ID collation imposed here is not limited to vehicle code collation, challenge response authentication, and electronic key ID collation, and only one of these collations may be imposed. Further, the ID verification imposed here is not limited to these verifications, and the authentication may be any authentication that can confirm pairing between the vehicle 1 and the electronic key 2. In addition, it is necessary to confirm the pairing (electronic key ID) of the vehicle 1 and the electronic key 2 in the process of the distance verification if the verification between the two parties is not performed before starting the distance verification. is there.

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。   When the pairing can be confirmed by various verifications between the vehicle 1 and the electronic key 2, the timing information measuring unit 30 a of the vehicle 1 presses the time stamp on the timer 37 of the vehicle 1, for example, and starts the vehicle from this point of time. The time measurement at 1 is started. On the other hand, if the timing information measuring unit 30b of the electronic key 2 can acquire the notification that the pairing of the vehicle 1 and the electronic key 2 has been confirmed from the vehicle 1 by communication, for example, a time stamp is pressed on the timer 38 of the electronic key 2 or the like. Then, time measurement using the electronic key 2 is started from this point.

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。   By the way, it is desirable that the time stamps of the timers 37 and 38 are exactly the same time, but it is difficult to make them coincide completely. Therefore, in reality, the time stamp of the timer 38 may be shifted from the timer 37 by “ε1”. However, since this time shift “ε1” is canceled in the process of distance calculation described later, even if a time shift occurs, it can be ignored.

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。   At the start of distance verification, the vehicle 1 and the electronic key 2 transmit UWB radio waves Suwb at random timings. Specifically, the communication processing unit 29a of the vehicle 1 transmits the UWB radio wave Suwb from the UWB radio wave transmission / reception circuit 22a (communication antenna 23a) at the transmission timings “t1”, “t5”, and “t10”. Send to. At this time, the timing information measuring unit 30a of the vehicle 1 measures the transmission timings “t1”, “t5”, “t10” of the UWB radio wave Suwb based on the time measured by the timer 37, and this is measured as “transmission on the vehicle 1 side”. Acquired as “timing information Dti-A”.

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。   On the other hand, the communication processing unit 29b of the electronic key 2 transmits the UWB radio wave Suwb from the UWB radio wave transmission / reception circuit 22b (communication antenna 23b) to the vehicle 1 at the transmission timings “t2”, “t7”, and “t9”. At this time, the timing information measuring unit 30b of the electronic key 2 measures the transmission timings “t2”, “t7”, “t9” of the UWB radio wave Suwb based on the time measured by the timer 38, Transmission timing information Dti-A ”. In transmitting the UWB radio wave Suwb in the vehicle 1 and the electronic key 2, it is not necessary to synchronize both transmission timings.

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。   Thus, in this example, “t1” and “t2” are independent timings, and thus have arbitrary values. The vehicle 1 side transmits the next UWB radio wave Suwb after elapse of “t5-t1” from “t1” which is the first transmission time of the UWB radio wave Suwb, and the next UWB radio wave after elapse of “t10-t5”. Take action to send Suwb. On the other hand, the electronic key 2 side transmits the next UWB radio wave Suwb after elapse of “t7-t2” from “t2”, which is the first transmission time of the UWB radio wave Suwb, and continues after the elapse of “t9-t7”. The UWB radio wave Suwb is transmitted. Thus, when transmitting the UWB radio wave Suwb from the vehicle 1 and the electronic key 2, only the radio wave transmission interval needs to be controlled in the vehicle 1 and the electronic key 2.

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。   The electronic key 2 transmits the UWB radio wave Suwb transmitted from the vehicle 1 at timings “t1”, “t5”, and “t10”, respectively, to the UWB radio wave transmission / reception circuit 22b at timings “t3”, “t6”, and “t12”. Received by (communication antenna 23b). The received radio wave is passed through the UWB radio wave transmission / reception circuit 22b and converted into a single pulse signal, and the key control unit 15 decodes the data. The timing information measuring unit 30b of the electronic key 2 uses the timer 38 to measure the reception timings “t3”, “t6”, “t12” of the UWB radio wave Suwb received from the vehicle 1, Obtained as “reception timing information Dti-B”.

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。   The vehicle 1 transmits the UWB radio wave Suwb transmitted from the electronic key 2 at the timings “t2”, “t7”, and “t9” to the UWB radio wave transmission / reception circuit 22a at the timings “t4”, “t8”, and “t11”, respectively. It is received by (communication antenna 23a). This received radio wave is passed through the UWB radio wave transmission / reception circuit 22a and converted into a single pulse signal, and the verification ECU 4 decodes the data. The timing information measuring unit 30a of the vehicle 1 uses the timer 37 to measure the reception timings “t4”, “t8”, “t11” of the UWB radio wave Suwb received from the electronic key 2, Acquired as “timing information Dti-B”.

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。   Since the UWB radio wave Suwb propagates at the speed of light, even if the UWB radio wave Suwb is exchanged several to several tens of times, the positional relationship between the vehicle 1 and the electronic key 2 does not change, and the distance d is constant. It can be considered. In addition, it is assumed that the suffix (numerical string) attached next to “t” is assigned a numerical value in the order of time passage.

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。   When the sending of all UWB radio waves Suwb (three sets in this example) is completed, the information notifying unit 31a of the electronic key 2 performs the timing of the UWB radio wave Suwb acquired by the timing information measuring unit 30b of the electronic key 2. Information Dti (transmission timing information Dti-A and reception timing information Dti-B on the electronic key 2 side) is notified to the vehicle 1. In this example, time information of “t2”, “t3”, “t6”, “t7”, “t9”, “t12” is notified from the electronic key 2 to the vehicle 1 as the timing information Dti. The notification of the timing information Dti may be performed using encrypted communication. The encryption key used for encryption communication may be the key used for challenge response authentication.

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。   The information acquisition unit 31b of the vehicle 1 includes “t1”, “t4”, which are timing information Dti (transmission timing information Dti-A and reception timing information Dti-B on the vehicle 1 side) of the UWB radio wave Suwb transmitted and received by the vehicle 1. “T5”, “t7”, “t8”, and “t11” are acquired in the vehicle 1 in advance. In addition, the information acquisition unit 31b “t2”, “t3”, “t6” of the timing information Dti transmitted from the electronic key 2 (transmission timing information Dti-A and reception timing information Dti-B on the electronic key 2 side). , “T7”, “t9”, “t12” are acquired in the vehicle 1. In this way, the vehicle 1 obtains all data “t1” to “t12” of the transmission / reception time (transmission / reception timing) of the UWB radio wave Suwb sent between the vehicle 1 and the electronic key 2.

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。   As shown in FIGS. 6A and 6B, the distance measuring unit 32 determines the vehicle 1 and the electronic key 2 based on “t1” to “t12” that are the timing information Dti collected by the information acquiring unit 31b. Measure the distance d. The communication example shown in FIG. 6A is a pattern in which the electronic key 2 sends back the UWB radio wave Suwb to the vehicle 1 after the electronic key 2 receives the UWB radio wave Suwb transmitted from the vehicle 1. The communication example shown in FIG. 6B is a pattern in which the electronic key 2 transmits the UWB radio wave Suwb to the vehicle 1 before the electronic key 2 receives the UWB radio wave Suwb transmitted from the vehicle 1.

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。   In the case of FIG. 6A, in the UWB radio wave Suwb sent to the first set, “t2” is the radio wave reception timing of the electronic key 2, and “t3” is the radio wave transmission timing from the electronic key 2. Yes. In this case, the propagation time Δt until the UWB radio wave Suwb randomly transmitted from the vehicle 1 reaches the electronic key 2 is “Δt = t2−t1”. Further, the propagation time Δt until the UWB radio wave Suwb randomly transmitted from the electronic key 2 reaches the vehicle 1 is “Δt = t4−t3”. For this reason, the propagation time “2Δt” of the UWB radio wave Suwb transmitted between the vehicle 1 and the electronic key 2 is calculated by adding “(t2−t3) + (t4) by adding the left side and the right side of the above two formulas. -T1) ".

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。   In the case of FIG. 6B, in the UWB radio wave Suwb sent to the first set, “t2” is the radio wave transmission timing from the electronic key 2, and “t3” is the radio wave reception timing of the electronic key 2. Yes. In this case, the propagation time Δt until the UWB radio wave Suwb randomly transmitted from the vehicle 1 reaches the electronic key 2 is “Δt = t3−t1”. Further, the propagation time Δt until the UWB radio wave Suwb randomly transmitted from the electronic key 2 reaches the vehicle 1 is “Δt = t4−t2”. For this reason, the propagation time “2Δt” of the UWB radio wave Suwb transmitted between the vehicle 1 and the electronic key 2 is calculated by adding “(t3−t2) + (t4) by adding the left side and the right side of the above two formulas. -T1) ".

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。   Here, both the expressions “Δt = (t2−t3) + (t4−t1)” and “Δt = (t3−t2) + (t4−t1)” are verified. The previous equation is (t2-t3), while the latter equation is (t3-t2), and it can be seen that the front and rear positions of “t2” and “t3” are interchanged. However, since the relationship in which the transmission timing is subtracted from the reception timing is the same in both the previous equation and the latter equation, the calculation results can be regarded as the same. That is, even if the UWB radio wave Suwb sent by the vehicle 1 and the electronic key 2 intersects, the same calculation result as that obtained when the intersection does not occur can be obtained.

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。   Considering a case where the timer 38 has a time difference of “ε1”, for example, in the calculation of the example of FIG. 6A, “(t2 + ε1) −t1 = Δt” and “t4− (t3 + ε1) = Δt”. In the process of adding the right and left sides to each other, “ε1” is canceled out. Therefore, even if there is a time difference between the timers 37 and 38, it can be seen that there is no problem in distance calculation.

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。   The distance measurement unit 32 calculates “2Δt”, which is a propagation time required for transmission / reception of the UWB radio wave Suwb in each pair to which the UWB radio wave Suwb is sent. As an example, the first set of propagation times “2Δt” is obtained from “t1” to “t4”, and the second set of propagation times “2Δt” is obtained from “t5” to “t8”. “2Δt” is obtained from “t9” to “t12”. As described above, three propagation times “2Δt” in this example can be obtained from one set to three sets.

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。   Note that the pair of UWB radio waves Suwb used for the propagation time 2Δt is not limited to the most recently sent pair, but for example, the UWB radio wave Suwb sent from the first set of vehicles 1 to the electronic key 2 and the second set of electrons. It may be a combination across other sets, such as UWB radio wave Suwb sent from the key 2 to the vehicle 1. That is, in any combination, the same “2Δt” can be calculated as long as the UWB radio wave Suwb of the vehicle 1 → electronic key 2 and the UWB radio wave Suwb of the electronic key 2 → vehicle 1 are combined.

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。   The distance measuring unit 32 measures the distance d of each group using the formula 2Δt = 2 (d / c) in “2Δt” calculated for each group. As the distance d in this example, a calculation distance based on the propagation time “2Δt” obtained from “t1” to “t4”, a calculation distance based on the propagation time “2Δt” obtained from “t5” to “t8”, and The calculation distance based on the propagation time “2Δt” obtained from “t9” to “t12” is calculated.

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。   The verification ECU 4 confirms the validity of communication based on the distance (calculated distance) d measured for each group. Specifically, it is confirmed whether or not the distances d calculated for each group are all equal or within an allowable range. When the verification ECU 4 confirms that the distances d calculated for each set are all equal or within the allowable range, and that the distance d is within the specified value (that is, the electronic key 2 is sufficiently close to the vehicle 1). The distance verification is processed as established. When the verification ECU 4 confirms that the above-described various ID verifications and distance verifications are established, it establishes smart verification.

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。
According to the configuration of the present embodiment, the following effects can be obtained.
(1) Both the vehicle 1 and the electronic key 2 send the UWB radio wave Suwb to each other in a random pattern, and both the vehicle 1 and the electronic key 2 measure the timing information Dti when the UWB radio wave Suwb is sent and received. Are collected in one of the vehicle 1 and the electronic key 2. On the side where the timing information Dti is collected of the vehicle 1 and the electronic key 2, the distance d between the two parties is measured for each set of transmitted and received UWB radio waves Suwb based on the timing information Dti. Thus, in measuring the distance d between the two of the vehicle 1 and the electronic key 2, the UWB radio wave Suwb is transmitted at a different timing each time. For example, a malicious third party copies the UWB radio wave Suwb. Even if it is transmitted by a wireless device or the like, the transmission / reception timing of the UWB radio wave Suwb does not match the normal timing. At this time, since the distances d calculated for each group do not match each other, the distance measurement in this case can be invalidated. Therefore, the distance measurement can be performed at the timing intended by the user. That is, it is possible to enable only distance measurement performed at an opportunity that the user really wants to perform.

(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。
(2) Since the radio wave transmitted between the vehicle 1 and the electronic key 2 may be a single pulse (UWB radio wave Suwb), communication control is facilitated.
(3) When the UWB radio wave Suwb is sent between the vehicle 1 and the electronic key 2, it is allowed to cross the radio wave, so that the time required for the exchange of the UWB radio wave Suwb can be shortened. .

(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。   (4) When the electronic key 2 transmits the timing information Dti to the vehicle 1, the timing information Dti is transmitted to the vehicle 1 by encrypted communication. Therefore, it is possible to ensure security when transmitting the timing information Dti to the vehicle 1.

(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。   (5) Before sending the UWB radio wave Suwb, the validity of the pair of the vehicle 1 and the electronic key 2 is confirmed by the pre-authentication unit 33, and on the condition that this pre-authentication is established, the sending of the UWB radio wave Suwb is started. . Therefore, it is advantageous to prevent mistaken opponents when performing distance measurement.

(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。   (6) As shown in “t6” and “t7” shown in FIG. 5, when the transmission / reception timing becomes extremely close, the communication unit of the vehicle 1 or the electronic key 2 switches between transmission and reception. In some cases, the transmission is not completed in time for reception, and the UWB radio wave Suwb cannot be received. In the distance measurement, the distance d changes appropriately depending on the situation, and in what case the UWB radio wave Suwb cannot be received depends on the distance d. Therefore, in the case of distance measurement of this example, by setting transmission / reception of the UWB radio wave Suwb between the vehicle 1 side and the electronic key 2 side at random timing, some of the UWB radio wave Suwb to be transmitted / received can always be transmitted / received. Can be set as follows. If the time when reception cannot be performed by switching between transmission and reception of the wireless device is known, it is clear that radio waves cannot be received as a result of giving priority to transmission. Therefore, in the case of FIG. 5, if “t8−t5” is within the allowable range of “2Δt ± switching cannot be received”, the fact that the UWB radio wave Suwb cannot be received is treated as evidence of the correct distance determination result. You can also.

(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。   (7) As shown in FIG. 7, when the UWB radio wave Suwb is reflected to the vehicle body or the like, so-called multipath, the waveform of the received radio wave is not just one wave, that is, a single pulse, but a plurality of wave clusters. End up. In this case, if the distance is measured using only the first received radio wave r1, the influence of multipath can be ignored. In other words, when a multipath occurs, it interferes with the next radio wave r2, so it is necessary to reduce the communication rate, that is, increase the distance between adjacent pulses. In this case, in order to determine that only the first received wave is received, it is necessary to wait until the interference disappears, so the start of the next communication must be delayed, but this example does not cause this problem. .

(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。   (8) When receiving the UWB radio wave Suwb, the timing information Dti is measured using only the first received pulse. By the way, as described above, when the UWB radio wave Suwb is reflected by the multipath, the received radio wave waveform is received as a plurality of wave clusters and interferes with the next radio wave. For example, the communication rate is lowered. It is necessary to take measures such as this, which leads to a problem that communication throughput is increased. However, in the case of this example, the determination is made using only the first received pulse. This is a countermeasure against multipath, which is advantageous in performing distance measurement more correctly.

(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。   (9) Even if a time shift “ε1” occurs between the time stamps of the timers 37 and 38, “ε1” is canceled in the calculation process of the distance calculation. Therefore, even if there is a time difference between the time stamps of the timers 37 and 38, the distance calculation is not affected at all.

(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。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment will be described with reference to FIGS. The second embodiment is an example in which a band rejection filter (BRF) is provided in the UWB radio wave transmission / reception circuit 22. Therefore, the same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, detailed description is omitted, and only different parts are described in detail.

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。   FIG. 8A illustrates a frequency spectrum of the UWB radio wave Suwb, and FIG. 8B illustrates a waveform diagram in which the UWB radio wave Suwb is combined with noise. As can be seen from these figures, when the circuit configuration for detecting the envelope of the UWB radio wave Suwb in order to simplify the circuit configuration of the UWB radio wave transmission / reception circuit 22, the UWB radio wave Suwb has a wide band, There is a high possibility of noise. In order to cope with this, it is necessary to receive the UWB radio wave Suwb with power more than noise. That is, if the signal level of the UWB radio wave Suwb is “C” and the noise level is “N”, the UWB radio wave Suwb cannot be received unless the C / N ratio is 0 dB or higher. It becomes necessary to transmit with.

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。   Therefore, as shown in FIG. 9, the distance measurement system 21 of this example includes a noise removing unit 40 that can remove noise from the UWB radio wave Suwb to improve the C / N ratio of the UWB radio wave Suwb. Noise removal is preferably performed by both the vehicle 1 and the electronic key 2, and in this case, a noise removal unit is provided for both the vehicle 1 (UWB radio wave transmission / reception circuit 22a) and the electronic key 2 (UWB radio wave transmission / reception circuit 22b). 40 is provided.

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+fLO側のみを出力するものとし、f−fLO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fLO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。 The noise removal unit 40 includes a filter unit 41 that can remove noise from the received UWB radio wave Suwb, and a filter control unit 42 that removes noise on the UWB radio wave Suwb while optimizing the filter unit 41. The filter unit 41 includes a local oscillator 43 that outputs a certain frequency signal for frequency conversion, a PLL (Phase Locked Loop) 44 that synchronizes input and output of signals in the local oscillator 43, and two signals (first amplifiers 25a and 25b). The image rejection mixer 45 removes the image by synthesizing the output signal and the frequency signal of the local oscillator 43, and the band rejection filter 46 filters the synthesized signal output from the image rejection mixer 45. When the frequency of the output signals of the first amplifiers 25a and 25b is “f”, the image rejection mixer 45 of this example outputs only the f + f LO side, for example, and the f−f LO side is the image rejection. It is assumed that it is removed by the mixer 45 or BPF (not shown). The filter control unit 42 is provided on the verification ECU 4 on the vehicle 1 side, and is provided on the key control unit 15 on the electronic key 2 side. The filter control unit 42 switches the band of the filter unit 41 as appropriate by switching the frequency f LO of the local oscillator 43.

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fLO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。
Next, operation | movement of the distance measurement system 21 is demonstrated using FIGS.
As shown in FIG. 10 (a), for example, when the frequency f LO of the local oscillator 43 is initially set to 2 GHz, the UWB radio wave Suwb has a band of 7.25 to 10.25 GHz in the case of a high band. Therefore, the band is converted to 9.25 to 12.25 GHz. Here, as shown in FIG. 10B, when the stop band of the band rejection filter 46 is 11.75 to 12.25 GHz, if noise exists in the range of 9.75 to 10.25 GHz, Even if the C / N ratio is 0 dB or less, communication for sending UWB radio waves Suwb is established.

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fLO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。 As shown in FIG. 11A, when noise cannot be removed and communication is not established, the frequency f LO of the local oscillator 43 is switched from the initial value of 2 GHz to another value of, for example, 2.5 GHz. Then, in the case of a high band, the UWB radio wave Suwb band is converted to 9.75 to 12.75 GHz. For this reason, as shown in FIG. 11B, when the stop band of the band rejection filter 46 is 11.75 to 12.25 GHz, if noise is present in 9.25 to 9.75 GHz, Can be rejected.

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fLO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。 FIG. 12 illustrates a communication sequence of the noise removal operation. When the electronic key 2 receives an LF radio wave (for example, a wake signal Swk or a UHF radio wave is also possible) transmitted from the vehicle 1 during smart communication, the electronic key 2 starts transmitting the UWB radio wave Suwb. At this time, the electronic key 2 transmits the UWB radio wave Suwb at a certain frequency a plurality of times, waits for a certain time after being transmitted a plurality of times, and repeats a series of operations of “several times transmission → transmission standby”. In the example of the figure, the electronic key 2 transmits the UWB radio wave Suwb twice, waits for about several ms, and repeats the series of operations. Incidentally, to transmit the next UWB radio Suwb transmission of UWB radio Suwb Wait few ms is because requires several ms time to switch the frequency f LO in the local oscillator 43. The reason why the UWB radio wave Suwb is transmitted a plurality of times at one transmission opportunity is to ensure the reliability of communication, and may be any number of times as long as it is one or more times.

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fLO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fLOが「f1」に設定され、以降の距離照合の通信が実行される。 On the other hand, the UWB radio wave transmission / reception circuit 22a of the vehicle 1 first sets the frequency f LO of its own local oscillator 43 to the initial value “f1”. At this time, if the UWB radio wave Suwb of the electronic key 2 can be received by the vehicle 1, communication of the UWB radio wave Suwb is established. Thereafter, the frequency f LO of the local oscillator 43 of the vehicle 1 is set to “f1”, and communication for subsequent distance matching is executed.

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fLO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fLOを順次切り替えていく過程で、何れかの周波数fLO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。 When the communication of the UWB radio wave Suwb is not established with the initial value “f1”, the frequency f LO of the local oscillator 43 is sequentially switched in the order of “f1 → f2 → f3. For this reason, even if there is noise of a predetermined frequency in the communication environment of smart communication, the noise is removed at any frequency f LO in the process of sequentially switching the frequency f LO of the local oscillator 43. For example, if it is confirmed that the C / N ratio is improved when the frequency of the local oscillator 43 of the vehicle 1 is set to “f3”, the frequency of the local oscillator 43 is set to “f3”.

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fLO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。 When the noise removal on the vehicle 1 side is completed, the same noise removal operation is executed on the electronic key 2 side. That is, in the UWB radio wave transmission / reception circuit 22b of the electronic key 2, the filter unit 41 is optimized while switching the frequency f LO of the local oscillator 43 from the initial value, thereby removing noise riding on the UWB radio wave Suwb.

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。
Next, a summary of the noise removal operation will be described using the flowchart shown in FIG.
In step 101, the electronic key 2 (communication processing unit 29b) transmits the UWB radio wave Suwb to the vehicle 1 at a regular or irregular timing (timing to start smart verification).

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。   In step 102, the vehicle 1 (filter control unit 42) determines whether or not the UWB radio wave Suwb transmitted from the electronic key 2 has been normally received. The determination as to whether or not the UWB radio wave Suwb has been normally received is preferably, for example, a process of confirming whether or not the UWB radio wave Suwb data, that is, a single pulse has been successfully read. If the UWB radio wave Suwb can be normally received, the process proceeds to step 103. If the UWB radio wave Suwb cannot be normally received, the process proceeds to step 105.

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fLO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fLOを現在値で維持する。 In step 103, the filter control unit 42 fixes the frequency f LO of the local oscillator 43. That is, since the communication of the UWB radio wave Suwb is normally established without being affected by noise, it is assumed that the band of the filter unit 41 is optimal and the frequency f LO of the local oscillator 43 is maintained at the current value.

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。   In step 104, the vehicle 1 enters a state in which distance verification communication with the electronic key 2 is started. That is, the vehicle 1 prepares for execution of distance collation communication. Thus, when the band setting of the filter unit 41 is completed, a notification to that effect may be transmitted from the vehicle 1 to the electronic key 2. When the electronic key 2 receives a notification that the band setting of the filter unit 41 is completed from the vehicle 1, the electronic key 2 can stop the transmission of the UWB radio wave Suwb and conversely receive the notification within a predetermined time from the transmission of the UWB radio wave Suwb. If not, the repeated transmission of the UWB radio wave Suwb may be continued.

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fLO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。 In step 105, the filter control unit 42 changes the stop band of the filter unit 41 by switching the frequency f LO of the local oscillator 43. Thereby, the stop band of the filter unit 41 is switched to another range and an attempt is made as to whether or not noise under the communication environment can be removed.

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fLO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。 In step 106, the filter control unit 42 determines whether or not the frequency f LO of the local oscillator 43 is switched a predetermined number of times or less. If the number of times of switching is less than or equal to the predetermined number of times, the process returns to step 101, and it is re-executed whether or not noise can be removed by the filter unit 41 after frequency switching. On the other hand, if the number of times of switching exceeds the predetermined number, it is determined that noise generated in the communication environment cannot be removed, and the process proceeds to step 107.

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。   In step 107, the filter control unit 42 determines that communication of the UWB radio wave Suwb cannot be performed due to noise. In this case, the user may be notified of this by, for example, voice notification or character display in the vehicle 1 or the electronic key 2.

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。   This time, by transmitting a UWB radio wave Suwb from the vehicle 1 to the electronic key 2, the same processing as in steps 101 to 107 is performed, and the same noise removal is performed on the electronic key 2 side. When both the vehicle 1 and the electronic key 2 are ready for distance collation communication, distance collation for sending UWB radio waves Suwb to each other is executed. In this distance collation, the distance d between the vehicle 1 and the electronic key 2 can be correctly measured without being affected by noise.

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fLO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。
According to the configuration of this embodiment, in addition to (1) to (9) described in the first embodiment, the following effects can be obtained.
(10) By switching the frequency f LO of the local oscillator 43 of the filter unit 41, the filter unit 41 is optimized by searching the band of the filter unit 41 that is effective against noise generated in the communication environment. As a result, even if noise is generated in the communication environment of the UWB radio wave Suwb, it is possible to eliminate the noise by adjusting the band of the filter unit 41 to a band suitable for the noise, thus ensuring communication feasibility. It is advantageous to do. Moreover, since the filter part 41 is a variable type, it can respond to the noise of a some frequency.

(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。   (11) Since the filter unit 41 is the band rejection filter 46, the band rejection filter 46 can target noise at a certain frequency and accurately remove it.

(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。   (12) Since the UWB radio wave Suwb is transmitted a plurality of times in one transmission from one of the vehicle 1 and the electronic key 2, it is advantageous for ensuring the reliability of the determination. In addition, when the UWB radio wave Suwb is retransmitted a plurality of times, the frequency of the local oscillator 43 is waited for a predetermined time, which is advantageous for ensuring that the UWB radio wave Suwb is received by the other party.

(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。   (13) The filter unit 41 is provided in both the vehicle 1 and the electronic key 2, and the band setting of the filter unit 41 is executed by both the vehicle 1 and the electronic key 2. Therefore, since the filter part 41 of both the vehicle 1 and the electronic key 2 can be optimized, it is further advantageous for ensuring communication establishment.

(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。   (14) When the bandwidth of the band rejection filter 46 is set to, for example, 500 MHz, the UWB radio wave Suwb band (7.25 to 10.25 GHz) is subdivided every 500 MHz for filter setting. For this reason, in setting the filter, it is only necessary to transmit six sets of UWB radio waves Suwb, and the frequency of the local oscillator 43 can be switched five times. Therefore, the filter unit 41 can be optimized only by taking time to switch the frequency of the local oscillator 43 of about several tens of ms. Further, even if the same processing is performed on the electronic key 2 side, the total time required for the filter setting is about 100 ms.

(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。   (15) The noise (narrowband noise) can be removed only by taking a time of “about 100 ms” for the band setting radio wave transmission of the filter unit 41 and a predetermined amount of time for the frequency setting of the local oscillator 43.

(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。   (16) For example, if communication of UWB radio wave Suwb is specialized only for distance measurement, this communication is different in band from the LF band and the UHF band, and therefore distance measurement can be synchronized with bidirectional communication for ID verification. Therefore, even if a sequence for performing distance measurement communication is taken, there is no concern that this becomes a communication waiting time.

(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fLO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fLO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。 (17) When it can be initially determined that no noise is generated in the communication environment, the local oscillator 43 establishes communication at all frequencies f LO . Therefore, in this case, the communication can be executed such that the filter unit 41 (band rejection filter 46) is not applied at all, for example, the frequency f LO of the local oscillator 43 is set to “5.0 GHz”.

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。
Note that the embodiment is not limited to the configuration described so far, and may be modified as follows.
In each embodiment, the UWB radio wave Suwb is not limited to a single pulse signal, and may be a signal constructed from a plurality of pulses.

・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。
-In each embodiment, prior collation is not necessarily before distance collation, and may be implemented at any time.
In each embodiment, the timing information Dti may be collected in the electronic key 2 instead of the vehicle 1. In this case, the distance verification is performed with the electronic key 2.

・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。
In each embodiment, the band of the UWB radio wave Suwb may be a low band.
-In 2nd Embodiment, a noise filter is not limited to a band rejection filter, It can change into another filter.

・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。
-In 2nd Embodiment, the structure (circuit structure) of the filter part 41 can be changed suitably other than embodiment.
In each embodiment, the UWB radio wave transmission / reception circuit 22 may include a transmission antenna and a reception antenna separately.

・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。   In each embodiment, the UWB radio wave transmission / reception circuit 22a may be integrated with a transmitter / receiver on the vehicle 1 side (external transmitter 10, in-vehicle transmitter 11, and vehicle receiver 12). The same applies to the UWB radio wave transmission / reception circuit 22b.

・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。
In each embodiment, the UWB radio wave Suwb is not limited to being transmitted from a dedicated antenna (communication circuit), and may be transmitted from an antenna already installed in the vehicle 1, for example.
In each embodiment, the distance verification is not limited to being performed before the ID verification, but may be performed during the ID verification or after the ID verification.

・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。
-In each embodiment, the timing information Dti should just be the data which understands when transmission / reception of an electromagnetic wave was performed.
In each embodiment, the UWB radio wave Suwb is not necessarily limited to an ultra-wideband radio wave, but refers to a radio wave including frequencies in the vicinity thereof.

・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。   In each embodiment, the electronic key system 3 may include, for example, transmission antennas on the left and right sides of the vehicle body, and determine the position of the electronic key 2 inside and outside the vehicle by looking at the response of the electronic key 2 to radio waves transmitted from these antennas. Good.

・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。
In each embodiment, the communication master 19 is not limited to the verification ECU 4 and can be changed to another member as long as it can wirelessly communicate with the communication terminal 20.
In each embodiment, the communication terminal 20 is not limited to the electronic key 2 and can be changed to another terminal.

・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fLO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。
In each embodiment, the distance measurement system 21 is not limited to being applied to the vehicle 1 but can be applied to other devices and devices.
-In each embodiment, it is good also as a single technical idea only of 2nd Embodiment. That is, in the distance measurement system 21 that measures the distance d between the communication master 19 and the communication terminal 20, on the premise that the UWB radio wave Suwb is used, the frequency f LO of the local oscillator 43 of the filter unit 41 is switched to change the filter The distance d between the two members may be measured while optimizing the unit 41. In this case as well, distance measurement can be performed at the timing intended by the user.

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、fLO…局部発振器の周波数。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Vehicle, 2 ... Electronic key, 19 ... Communication master, 20 ... Communication terminal, 21 ... Distance measurement system, 29 (29a, 29b) ... Communication processing part, 30 (30a, 30b) ... Timing information measurement part, 31 ... Information collecting unit, 31a ... Information notifying unit as an example of information collecting unit, 31b ... Information acquiring unit as an example of information collecting unit, 32 ... Distance measuring unit, 33 ... Pre-authentication unit, 41 ... Filter unit, 42 ... Filter Control unit 43 ... Local oscillator 46 ... Band rejection filter, d ... Distance, Suwb ... UWB radio wave, Dti ... Timing information, Dti-A ... Transmission timing information, Dti-B ... Reception timing information, Δt (2Δt) ... Propagation time, f LO ... Local oscillator frequency.

Claims (9)

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。
In the distance measurement system that measures the distance between the communication master and the communication terminal,
A communication processing unit for transmitting and receiving the UWB radio wave in both by communicating the UWB radio wave at random from both the communication master and the communication terminal;
A timing information measuring unit that measures timing information when the UWB radio wave is transmitted and received in each of the communication master and the communication terminal;
An information collection unit that collects the timing information on one side by transmitting the timing information from one of the communication master and the communication terminal to the other;
Based on the timing information collected in one of the communication master and the communication terminal, calculate the propagation time required to send the UWB radio wave to both the communication master and the communication terminal, and based on the propagation time A distance measuring system comprising a distance measuring unit for measuring a distance between two persons.
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。
The distance measuring system according to claim 1, wherein the information collection unit transmits the timing information acquired in one of the communication master and the communication terminal to the other by encrypted communication.
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。
A pre-authentication unit that confirms the pair validity of the communication master and the communication terminal by wireless communication before sending the UWB radio wave;
The distance measurement system according to claim 1, wherein the communication processing unit starts sending the UWB radio wave on condition that the pre-authentication unit is authenticated.
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。
The distance measurement according to any one of claims 1 to 3, wherein the timing information measurement unit measures the timing information using only the first received pulse when receiving the UWB radio wave. system.
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。
A filter unit capable of removing noise from the UWB radio wave;
A filter control unit that removes noise from the received UWB radio wave while optimizing the filter unit by switching the frequency of the local oscillator of the filter unit and switching the band of the filter unit;
The distance according to any one of claims 1 to 4, wherein the distance measuring unit measures a distance between the communication master and a communication terminal based on the UWB radio wave after noise removal. Measuring system.
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。
The distance measuring system according to claim 5, wherein the filter unit is a band rejection filter.
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。
The band setting of the filter unit determines whether or not the UWB radio wave is transmitted a plurality of times in one transmission from one of the communication master and the communication terminal, and at least one of the UWB radio waves can be normally received by the other. If the UWB radio wave can be normally received on the other side, the current value of the local oscillator is maintained and the band of the filter unit is determined. If the UWB radio wave cannot be normally received, the local oscillator frequency is switched. The UWB radio wave is transmitted a plurality of times again to confirm whether or not the UWB radio wave can be received, and the above series of operations is repeated until the UWB radio wave can be normally received. The distance measuring system according to claim 5 or 6, wherein the distance measuring system is optimized.
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。
The distance measurement system according to any one of claims 5 to 7, wherein the band setting of the filter unit is executed by both the communication master and the communication terminal.
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
を備えたことを特徴とする距離測定システム。
In the distance measurement system that measures the distance between the communication master and the communication terminal,
A filter unit capable of removing noise from UWB radio waves communicated from one of the communication master and the communication terminal to the other;
A filter control unit for removing noise from the received UWB radio wave while optimizing the filter unit by switching a frequency of the local oscillator of the filter unit and switching a band of the filter unit;
A distance measuring system comprising: a distance measuring unit that measures a distance between the communication master and a communication terminal based on the UWB radio wave after noise removal.
JP2014162775A 2014-08-08 2014-08-08 Distance measuring system Expired - Fee Related JP6334311B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014162775A JP6334311B2 (en) 2014-08-08 2014-08-08 Distance measuring system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014162775A JP6334311B2 (en) 2014-08-08 2014-08-08 Distance measuring system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2016038332A true JP2016038332A (en) 2016-03-22
JP6334311B2 JP6334311B2 (en) 2018-05-30

Family

ID=55529501

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014162775A Expired - Fee Related JP6334311B2 (en) 2014-08-08 2014-08-08 Distance measuring system

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6334311B2 (en)

Cited By (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170119650A (en) * 2016-04-19 2017-10-27 폭스바겐 악티엔 게젤샤프트 Method for passive access control
JP2017220692A (en) * 2016-06-02 2017-12-14 株式会社東海理化電機製作所 Unauthorized communication establishment prevention system
JP2018031721A (en) * 2016-08-26 2018-03-01 沖電気工業株式会社 Communication device, method for controlling communication, and distance measuring system
WO2018105225A1 (en) * 2016-12-05 2018-06-14 株式会社デンソー Mobile device position estimation system
CN109391281A (en) * 2017-08-09 2019-02-26 丰田自动车株式会社 Mobile communication terminal and Verification System
WO2019112335A1 (en) * 2017-12-07 2019-06-13 삼성전자 주식회사 Electronic device for performing positioning and control method of electronic device
WO2019181412A1 (en) * 2018-03-22 2019-09-26 株式会社東海理化電機製作所 Authentication system
JP2019528387A (en) * 2016-10-12 2019-10-10 株式会社デンソー Passive entry / passive start system and method for vehicles
JP2020029722A (en) * 2018-08-23 2020-02-27 株式会社東海理化電機製作所 Illicit communication establishment prevention system and illicit communication establishment prevention method
US10732257B2 (en) 2016-12-29 2020-08-04 Hyundai Motor Company Vehicle and method for controlling the same
WO2020184221A1 (en) * 2019-03-12 2020-09-17 株式会社東海理化電機製作所 Position detection system and position detection method
CN111886515A (en) * 2018-03-22 2020-11-03 株式会社东海理化电机制作所 Distance measuring system
JP2021085761A (en) * 2019-11-28 2021-06-03 株式会社東海理化電機製作所 Communication device and program
JP2021105835A (en) * 2019-12-26 2021-07-26 株式会社東海理化電機製作所 Communication device and system
US11208074B2 (en) 2018-04-09 2021-12-28 Denso Corporation Vehicle electronic key system
JP2022064905A (en) * 2017-08-09 2022-04-26 トヨタ自動車株式会社 Mobile terminal apparatus, machine, control method, program, and system
US11320513B2 (en) 2018-08-10 2022-05-03 Denso Corporation Portable device position estimation system
JP2022130401A (en) * 2017-08-09 2022-09-06 トヨタ自動車株式会社 Mobile terminal, device, control method, program, and system

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070076813A1 (en) * 2005-10-03 2007-04-05 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Apparatus and method for interference mitigation
JP2009505060A (en) * 2005-08-09 2009-02-05 ミツビシ・エレクトリック・リサーチ・ラボラトリーズ・インコーポレイテッド Device, method and protocol for concealed UWB ranging
JP2012500971A (en) * 2008-08-20 2012-01-12 クゥアルコム・インコーポレイテッド Bidirectional ranging using interpulse transmission and reception

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009505060A (en) * 2005-08-09 2009-02-05 ミツビシ・エレクトリック・リサーチ・ラボラトリーズ・インコーポレイテッド Device, method and protocol for concealed UWB ranging
US20070076813A1 (en) * 2005-10-03 2007-04-05 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Apparatus and method for interference mitigation
JP2012500971A (en) * 2008-08-20 2012-01-12 クゥアルコム・インコーポレイテッド Bidirectional ranging using interpulse transmission and reception

Cited By (37)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101947899B1 (en) 2016-04-19 2019-02-13 폭스바겐 악티엔 게젤샤프트 Method for passive access control
KR20170119650A (en) * 2016-04-19 2017-10-27 폭스바겐 악티엔 게젤샤프트 Method for passive access control
JP2017220692A (en) * 2016-06-02 2017-12-14 株式会社東海理化電機製作所 Unauthorized communication establishment prevention system
JP2018031721A (en) * 2016-08-26 2018-03-01 沖電気工業株式会社 Communication device, method for controlling communication, and distance measuring system
JP2019528387A (en) * 2016-10-12 2019-10-10 株式会社デンソー Passive entry / passive start system and method for vehicles
JP2021063428A (en) * 2016-10-12 2021-04-22 株式会社デンソー Passive entry/passive start systems and methods for vehicles
WO2018105225A1 (en) * 2016-12-05 2018-06-14 株式会社デンソー Mobile device position estimation system
JP2018091071A (en) * 2016-12-05 2018-06-14 株式会社Soken Portable machine position estimation system
US10732257B2 (en) 2016-12-29 2020-08-04 Hyundai Motor Company Vehicle and method for controlling the same
JP7088426B2 (en) 2017-08-09 2022-06-21 トヨタ自動車株式会社 Mobile terminal devices, devices, control methods, programs, and systems
CN113904697B (en) * 2017-08-09 2023-03-24 丰田自动车株式会社 Portable terminal device and authentication system
JP2022130401A (en) * 2017-08-09 2022-09-06 トヨタ自動車株式会社 Mobile terminal, device, control method, program, and system
JP7088369B2 (en) 2017-08-09 2022-06-21 トヨタ自動車株式会社 Mobile terminal device and authentication system
CN109391281B (en) * 2017-08-09 2021-11-16 丰田自动车株式会社 Portable terminal device and authentication system
JP2019031871A (en) * 2017-08-09 2019-02-28 トヨタ自動車株式会社 Portable terminal device and authentication system
CN109391281A (en) * 2017-08-09 2019-02-26 丰田自动车株式会社 Mobile communication terminal and Verification System
JP2022064905A (en) * 2017-08-09 2022-04-26 トヨタ自動車株式会社 Mobile terminal apparatus, machine, control method, program, and system
CN113904697A (en) * 2017-08-09 2022-01-07 丰田自动车株式会社 Portable terminal device and authentication system
JP2021139286A (en) * 2017-08-09 2021-09-16 トヨタ自動車株式会社 Portable terminal device and authentication system
US11509504B2 (en) 2017-12-07 2022-11-22 Samsung Electronics Co., Ltd. Electronic device for performing positioning and control method of electronic device
WO2019112335A1 (en) * 2017-12-07 2019-06-13 삼성전자 주식회사 Electronic device for performing positioning and control method of electronic device
JP7063666B2 (en) 2018-03-22 2022-05-09 株式会社東海理化電機製作所 Authentication system
US11356264B2 (en) 2018-03-22 2022-06-07 Kabushiki Kaisha Tokai Rika Denki Seisakusho Authentication system
WO2019181412A1 (en) * 2018-03-22 2019-09-26 株式会社東海理化電機製作所 Authentication system
JP2019169790A (en) * 2018-03-22 2019-10-03 株式会社東海理化電機製作所 Authentication system
CN111886515A (en) * 2018-03-22 2020-11-03 株式会社东海理化电机制作所 Distance measuring system
US11208074B2 (en) 2018-04-09 2021-12-28 Denso Corporation Vehicle electronic key system
US11320513B2 (en) 2018-08-10 2022-05-03 Denso Corporation Portable device position estimation system
JP2020029722A (en) * 2018-08-23 2020-02-27 株式会社東海理化電機製作所 Illicit communication establishment prevention system and illicit communication establishment prevention method
JP2020148538A (en) * 2019-03-12 2020-09-17 株式会社東海理化電機製作所 Position detection system and position detection method
WO2020184221A1 (en) * 2019-03-12 2020-09-17 株式会社東海理化電機製作所 Position detection system and position detection method
CN113544539A (en) * 2019-03-12 2021-10-22 株式会社东海理化电机制作所 Position detection system and position detection method
JP7265896B2 (en) 2019-03-12 2023-04-27 株式会社東海理化電機製作所 POSITION DETECTION SYSTEM AND POSITION DETECTION METHOD
JP7390509B2 (en) 2019-03-12 2023-12-01 株式会社東海理化電機製作所 Position detection system and position detection method
JP2021085761A (en) * 2019-11-28 2021-06-03 株式会社東海理化電機製作所 Communication device and program
JP2021105835A (en) * 2019-12-26 2021-07-26 株式会社東海理化電機製作所 Communication device and system
JP7284701B2 (en) 2019-12-26 2023-05-31 株式会社東海理化電機製作所 Communication equipment and systems

Also Published As

Publication number Publication date
JP6334311B2 (en) 2018-05-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6334311B2 (en) Distance measuring system
JP7060853B2 (en) Relay-resistant attack communication
US10543808B2 (en) Passive remote keyless entry system with level-based anti-theft feature
CN107920056B (en) Method and system for secure access to a determined space by means of a wearable object
US9584542B2 (en) Relay attack countermeasure system
JP5341814B2 (en) Wireless communication pass / fail judgment system
CN111566993B (en) Authentication system
CN105324280B (en) Antitheft remote keyless using the frequency hopping controlled using amplitude leyel enters system
US11310663B2 (en) Authentication system and authentication method
US20210203659A1 (en) Communicaton device and system
JP2020159766A (en) Distance-measuring system, distance-measuring device, and distance-measuring method
Thevenon et al. On the weakness of contactless systems under relay attacks
JP2007039989A (en) Keyless entry device
JP7082012B2 (en) Communication fraud prevention system and communication fraud prevention method
JP2017139722A (en) Wireless communication correctness determination system
JP6636817B2 (en) Communication fraud prevention system and electronic key system
WO2016063717A1 (en) Keyless entry device
WO2018123692A1 (en) Unauthorized communication establishment preventing system
JP2016022917A (en) Vehicle communication device, portable machine, and vehicle communication system
JP6968784B2 (en) How to determine the distance between the vehicle and the classifier
JP2016056667A (en) Electronic key system
JP2015089798A (en) Communication validity determination system
JP2017007366A (en) Communication dishonest establishment prevention system
JP2017011330A (en) Communication unauthorised establishment prevention system
JP7079710B2 (en) Unauthorized communication prevention system and unauthorized communication prevention method

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20170217

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20180130

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20180206

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20180305

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20180417

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20180426

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6334311

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees