DE112017005424T5

DE112017005424T5 - Elektronikschlüsselsystem

Info

Publication number: DE112017005424T5
Application number: DE112017005424.9T
Authority: DE
Inventors: Hiroaki Iwashita; Yoshiyuki Oya; Kazuki Naiki
Original assignee: Tokai Rika Co Ltd
Current assignee: Tokai Rika Co Ltd
Priority date: 2016-10-28
Filing date: 2017-10-25
Publication date: 2019-07-25
Also published as: WO2018079600A1; US11351962B2; JP6702845B2; US20190256047A1; JP2018071190A

Abstract

Ein Elektronikschlüsselsystem weist auf: eine Schlüsselortbestimmungseinheit (21, 22), die den Ort eines elektronischen Schlüssels in Bezug auf den Ort einer Sendeantenne (22a) bestimmt, die zumindest eines von einer Vielzahl von Anforderungssignalen sendet; eine Distanzmessungsanforderungseinheit (24), bereitgestellt in einem von einer Bordvorrichtung und dem elektronischen Schlüssel, die ein Distanzmessungsanforderungssignal sendet, und die ein Distanzmessungsantwortsignal auf das Distanzmessungsanforderungssignal empfängt; und eine Distanzmessungsantworteinheit (15), bereitgestellt in dem anderen von der Bordvorrichtung und dem elektronischen Schlüssel, die das Distanzmessungsanforderungssignal empfängt, und die das Distanzmessungsantwortsignal in Erwiderung auf das Distanzmessungsanforderungssignal sendet. Während einer Korrektheits- bzw. Echtheitsbestimmung bestimmt das Elektronikschlüsselsystem, dass eine legitime Kommunikation durchgeführt wurde, auf Grundlage von Bedingungen, die umfassen, dass die gemessene Distanz von der Distanzmessungsanforderungseinheit zu der Distanzmessungsantworteinheit, die auf Grundlage des Distanzmessungsanforderungssignals und des Distanzmessungsantwortsignals gemessen wird, innerhalb eines Schwellenbereichs liegt, der auf Grundlage der Distanz von dem Kommunikationsgebiet der Sendeantenne, für das durch die Schlüsselortbestimmungseinheit bestimmt wird, dass sich der elektronische Schlüssel darin befindet, zu einem von der Distanzmessungsanforderungseinheit und der Distanzmessungsantworteinheit, die in der Bordvorrichtung bereitgestellt ist, eingestellt wird.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die folgende Beschreibung bezieht sich auf ein Elektronikschlüsselsystem (oder auch elektronisches Schlüsselsystem bzw. Elektronischer-Schlüssel-System).
HINTERGRUNDTECHNIK
Ein herkömmliches Elektronikschlüsselsystem bestimmt, ob eine autorisierte Kommunikation durchgeführt wird, basierend auf einer Verifikation von ID-Codes und dergleichen durch Senden und Empfangen von verschiedenen Arten von Signalen einschließlich ID-Codes, die zwischen einem elektronischen Schlüssel und einem Fahrzeug ausgetauscht werden. Wenn das Elektronikschlüsselsystem bestimmt, dass eine Verifikation erfolgreich ist und eine autorisierte Kommunikation durchgeführt wird, erlaubt das Elektronikschlüsselsystem zum Beispiel, dass eine Fahrzeugtür verriegelt oder entriegelt wird und die Maschine gestartet wird. Patentdruckschrift 1 beschreibt ein Beispiel eines Elektronikschlüsselsystems für ein Fahrzeug mit einer Innenantenne, die ein Kommunikationsgebiet innerhalb des Fahrzeugs bildet, und einer Außenantenne, die ein Kommunikationsgebiet rund um das Fahrzeug bildet. Wenn ein ID-Code durch Kommunikation zwischen dem Fahrzeug und dem elektronischen Schlüssel, der sich in dem Fahrzeugau-ßenkommunikationsgebiet befindet, verifiziert wird (Fahrzeugaußenverifikation), wird eine Steuerung zum Ändern des Verriegelungszustands eines Türschlosses durchgeführt. Wenn ein ID-Code durch Kommunikation zwischen dem Fahrzeug und dem elektronischen Schlüssel, der sich in dem Fahrzeuginnenkommunikationsgebiet befindet, verifiziert wird (Fahrzeuginnenverifikation), wird das Starten der Maschine erlaubt.
Mit der Entwicklung der Kommunikationstechnologie der letzten Jahre kann eine Kommunikation zwischen einem Fahrzeug und einem elektronischen Schlüssel, der sich an einem von dem Fahrzeug entfernten Ort befindet, auf unautorisierte Art und Weise durchgeführt werden. Zum Beispiel kann eine Relaisvorrichtung, die Funkwellen zwischen dem elektronischen Schlüssel und dem Fahrzeug weiterleitet, eine Kommunikation auf unautorisierte Art und Weise zwischen dem elektronischen Schlüssel und dem Fahrzeug selbst dann herstellen, wenn sich der elektronische Schlüssel an einem entfernten Ort und außerhalb des Fahrzeugaußenkommunikationsgebiets befindet. Verschiedene Arten von Maßnahmen wurden gegen eine durch eine solche Relaisvorrichtung verursachte unautorisierte Kommunikation ergriffen. Patentdruckschrift 1 beschreibt ein Beispiel einer solchen Gegenmaßnahme.
Im Speziellen umfasst die Relaisvorrichtung eine Anforderungssignalrelaiseinheit und eine Antwortsignalrelaiseinheit. Die Anforderungssignalrelaiseinheit empfängt ein Anforderungssignal von einer in dem Fahrzeug installierten Bordvorrichtung und sendet das Anforderungssignal an den elektronischen Schlüssel. Die Antwortsignalrelaiseinheit empfängt ein Antwortsignal von dem elektronischen Schlüssel in Erwiderung auf das Anforderungssignal und sendet das Antwortsignal an das Fahrzeug.
Die Bordvorrichtung des Elektronikschlüsselsystems sendet ein erstes Anforderungssignal (zum Beispiel auf einem LF-Band) an ein erstes Kommunikationsgebiet, das innerhalb und außerhalb des Fahrzeugs eingestellt ist. Die Bordvorrichtung sendet auch ein zweites Anforderungssignal (zum Beispiel auf einem UHF-Band) an ein zweites Kommunikationsgebiet auf Empfang eines Antwortsignals von dem elektronischen Schlüssel in Erwiderung auf das erste Anforderungssignal. Der elektronische Schlüssel sendet Antwortsignale auf das erste Anforderungssignal und das zweite Anforderungssignal auf dem gleichen Frequenzband wie zumindest eines der Anforderungssignale.
In einem Zustand, in dem sich die Anforderungssignalrelaiseinheit und die Antwortsignalrelaiseinheit der Relaisvorrichtung nahe beieinander befinden, tritt eine Stauung bzw. Blockierung auf und verhindert diese die Herstellung einer unautorisierten Kommunikation, wenn Signale auf dem gleichen Frequenzband gesendet und empfangen werden. Die vorstehend dargelegte Ausgestaltung bestimmt den Ort des elektronischen Schlüssels relativ zu dem Fahrzeug basierend auf einem Antwortsignal auf das erste Anforderungssignal und stellt das zweite Kommunikationsgebiet, an das das zweite Anforderungssignal gesendet wird, basierend auf dem bestimmten Ort ein. Somit ist es in einem Zustand, in dem die Anforderungssignalrelaiseinheit und die Antwortsignalrelaiseinheit der Relaisvorrichtung getrennt voneinander sind, für die Anforderungssignalrelaiseinheit schwierig, das zweite Anforderungssignal zu empfangen, und wird die Herstellung einer unautorisierten Kommunikation eingeschränkt.
STAND-DER-TECHNIK-DOKUMENT
Patentdruckschrift
Patentdruckschrift 1: Japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2011-153420
KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
Mit dem herkömmlichen Aufbau kann eine unautorisierte Kommunikation immer noch hergestellt werden, wenn die Anforderungssignalrelaiseinheit und die Antwortsignalrelaiseinheit so angeordnet sind, dass sie gerade weit genug voneinander getrennt sind, um das Auftreten einer Stauung bzw. Blockierung in dem zweiten Kommunikationsgebiet zu vermeiden. Ferner werden in vielen Fällen Signale auf dem UHF-Band für die zweiten Anforderungssignale verwendet. Somit ist das zweite Kommunikationsgebiet relativ groß, da Funkwellen eine relativ lange Distanz erreichen. Als Folge hiervon können die Anforderungssignalrelaiseinheit und die Antwortsignalrelaiseinheit weiterhin so angeordnet werden, dass sie voneinander getrennt sind. In dieser Hinsicht besteht weiterhin Raum zur Verbesserung.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, ein Elektronikschlüsselsystem bereitzustellen, das die Herstellung einer unautorisierten Kommunikation über eine Relaisvorrichtung verhindert.
Ein Aspekt der vorliegenden Offenbarung stellt ein Elektronikschlüsselsystem bereit, das eine in einem Fahrzeug installierte Bordvorrichtung und einen durch einen Benutzer getragenen elektronischen Schlüssel umfasst, wobei das Elektronikschlüsselsystem eine Authentizitätsbestimmung zum Bestimmen, ob eine autorisierte Kommunikation durchgeführt wird, basierend auf Antwortsignalen durchführt, die von dem elektronischen Schlüssel in Erwiderung auf eine Vielzahl von Anforderungssignalen von der Bordvorrichtung gesendet werden, das Elektronikschlüsselsystem umfasst: eine Schlüsselortbestimmungseinheit, die einen Ort des elektronischen Schlüssels basierend auf einem Ort einer Sendeantenne bestimmt, die zumindest eines von der Vielzahl von Anforderungssignalen sendet; eine Distanzmessungsanforderungseinheit, die in einem von der Bordvorrichtung und dem elektronischen Schlüssel umfasst ist, wobei die Distanzmessungsanforderungseinheit ein Distanzmessungsanforderungssignal sendet und ein Distanzmessungsantwortsignal in Erwiderung auf das Distanzmessungsanforderungssignal empfängt; und eine Distanzmessungsantworteinheit, die in dem anderen von der Bordvorrichtung und dem elektronischen Schlüssel umfasst ist, wobei die Distanzmessungsantworteinheit das Distanzmessungsanforderungssignal empfängt und das Distanzmessungsantwortsignal in Erwiderung auf das Distanzmessungsanforderungssignal sendet. Das Elektronikschlüsselsystem bestimmt, dass eine autorisierte Kommunikation durchgeführt wird, basierend auf einer Bedingung, die umfasst, dass eine Messdistanz, die von der Distanzmessungsanforderungseinheit zu der Distanzmessungsantworteinheit basierend auf dem Distanzmessungsanforderungssignal und dem Distanzmessungsantwortsignal gemessen wird, innerhalb eines Schwellenbereichs liegt, der basierend auf einer Distanz von einem Kommunikationsgebiet der Sendeantenne, für das die Schlüsselortbestimmungseinheit bestimmt, dass sich der elektronische Schlüssel darin befindet, zu einer von der Distanzmessungsanforderungseinheit und der Distanzmessungsantworteinheit, die in der Bordvorrichtung umfasst ist, eingestellt wird.
Wenn eine unautorisierte Kommunikation über die Relaisvorrichtung durchgeführt wird, werden das Distanzmessungsanforderungssignal und das Distanzmessungsantwortsignal zwischen der Relaisvorrichtung und dem elektronischen Schlüssel gesendet und empfangen, der sich an einer Position entfernt von dem Fahrzeug (der Bordvorrichtung) befindet. Somit unterscheidet sich die Messdistanz, die basierend auf dem Distanzmessungsanforderungssignal und dem Distanzmessungsantwortsignal gemessen wird, die über die Relaisvorrichtung gesendet und empfangen werden, von der Distanz von der Relaisvorrichtung, die sich in dem Kommunikationsgebiet befindet, zu der Bordvorrichtung. Mit anderen Worten ist, wenn eine unautorisierte Kommunikation über die Relaisvorrichtung durchgeführt wird, die berechnete Messdistanz üblicherweise größer als die Distanz von dem Kommunikationsgebiet der Sendeantenne zu einer von der Distanzmessungsanforderungseinheit und der Distanzmessungsantworteinheit, die in der Bordvorrichtung umfasst ist. Somit wird eine Herstellung einer unautorisierten Kommunikation über die Relaisvorrichtung beschränkt, indem die Bedingung zum Bestimmen einer autorisierten Kommunikation so eingestellt wird, dass sie umfasst, dass die Messdistanz innerhalb des Schwellenbereichs liegt, der auf der Distanz von dem Kommunikationsgebiet zu einer von der Distanzmessungsanforderungseinheit und der Distanzmessungsantworteinheit, die in der Bordvorrichtung umfasst ist, basiert.
Bei dem Elektronikschlüsselsystem sind vorzugsweise das Distanzmessungsanforderungssignal und das Distanzmessungsantwortsignal Ultrabreitband-Drahtlossignale.
Die vorgenannte Konfiguration misst die Messdistanz von einer von der Distanzmessungsanforderungseinheit und der Distanzmessungsantworteinheit, die in der Bordvorrichtung umfasst ist, zu der anderen von der Distanzmessungsanforderungseinheit und der Distanzmessungsantworteinheit, die in dem elektronischen Schlüssel umfasst ist, genau.
Bei dem Elektronikschlüsselsystem ist vorzugsweise die Sendeantenne eine von einer Vielzahl von Sendeantennen, und sind die Sendeantennen in dem Fahrzeug an unterschiedlichen Orten angeordnet.
In einer Konfiguration, die eine autorisierte Kommunikation unter der Bedingung bestimmt, dass die Messdistanz innerhalb des Schwellenbereichs liegt, der auf der Distanz von dem Kommunikationsgebiet der Sendeantenne, in dem sich der elektronische Schlüssel befindet, zu einer von der Distanzmessungsanforderungseinheit und der Distanzmessungsantworteinheit, die in der Bordvorrichtung umfasst ist, basiert, kann ein schmälerer/engerer Schwellenbereich für ein kleineres/engeres Kommunikationsgebiet eingestellt werden. Dies ermöglicht eine genaue Bestimmung der Herstellung einer autorisierten Kommunikation. In dieser Hinsicht umfasst eine Schlüsselortbestimmungseinheit eine Vielzahl von Sendeantennen. Somit wird der Ort des elektronischen Schlüssels über einen weiten Bereich rund um das Fahrzeug bestimmt, ohne das Kommunikationsgebiet einer einzelnen Sendeantenne zu vergrößern. Dies authentisiert den elektronischen Schlüssel genau, der durch den autorisierten Benutzer getragen wird, der sich dem Fahrzeug aus einer von unterschiedlichen Richtungen nähern kann.
Bei dem Elektronikschlüsselsystem sind vorzugsweise die Sendeantennen in dem Fahrzeug so angeordnet, dass sie von der Distanzmessungsanforderungseinheit oder der Distanzmessungsantworteinheit, die in der Bordvorrichtung umfasst ist, unterschiedlich distanziert sind.
Mit dem vorstehend dargelegten Aufbau unterscheidet sich der Schwellenbereich zwischen den Sendeantennen, die den Ort des elektronischen Schlüssels bestimmen. Dies begrenzt die Herstellung einer unautorisierten Kommunikation über eine Relaisvorrichtung.
Die vorliegende Offenbarung verhindert eine Herstellung einer unautorisierten drahtlosen Kommunikation über eine Relaisvorrichtung.
Figurenliste

1 ist eine Darstellung, die die Konfiguration eines Elektronikschlüsselsystems zeigt.
2 ist eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs, die Kommunikationsgebiete und die Lagebeziehung von einer Bordvorrichtung und Sendeantennen zeigt.
3 ist eine schematische Darstellung, die die Umgebung des Fahrzeugs während einer Fahrzeugaußenkommunikation zeigt.
4 ist ein Ablaufdiagramm, das die Abläufe zum Verarbeiten einer Authentizitätsbestimmung während einer Fahrzeugaußenverifikation zeigt, die zwischen einem elektronischen Schlüssel und einer Bordvorrichtung durchgeführt wird.

ARTEN ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
Es wird nun ein Ausführungsbeispiel eines Elektronikschlüsselsystems (oder auch eines elektronischen Schlüsselsystems bzw. eines Elektronischer-SchlüsselSystems) unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
Wie es in 1 gezeigt ist, umfasst ein Elektronikschlüsselsystem 1 einen elektronischen Schlüssel 10, der durch einen Fahrer getragen wird, und eine einzelne Bordvorrichtung 20, die in einem Fahrzeug 2 installiert ist. In dem Elektronikschlüsselsystem 1 wird eine gegenseitige Kommunikation zwischen dem elektronischen Schlüssel 10 und der Bordvorrichtung 20 automatisch durchgeführt. Ein Verriegeln und Entriegeln einer Tür und ein Starten der Maschine werden unter der Bedingung gesteuert, dass die gegenseitige Kommunikation innerhalb und außerhalb des Fahrzeugs hergestellt wird.
Es wird nun die Konfiguration des elektronischen Schlüssels 10 beschrieben.
Der elektronische Schlüssel 10 umfasst eine Drahtloskommunikationsfunktion und steuert verschiedene Arten von Bordvorrichtungen über eine gegenseitige Kommunikation mit der Bordvorrichtung 20. Der elektronische Schlüssel 10 umfasst einen Elektronikschlüsselcontroller 11, einen UHF-Empfänger 12, der ein Anforderungssignal auf dem UHF-Band empfängt, einen UHF-Sender 13, der ein Antwortsignal auf dem UHF-Band sendet, einen LF-Empfänger 14, der ein Anforderungssignal auf dem LF-Band empfängt, und einen Schlüssel-UWB-Sendeempfänger 15, der als eine Distanzmessungsantworteinheit dient. Der Schlüssel-UWB-Sendeempfänger 15 umfasst einen UWB-Empfänger 16, der ein Distanzmessungsanforderungssignal Sdc auf dem Ultrabreitband (UWB) empfängt, und einen UWB-Sender 17, der ein Distanzmessungsantwortsignal auf dem Ultrabreitband sendet. Der Elektronikschlüsselcontroller 11 ist elektrisch mit dem UHF-Empfänger 12, dem UHF-Sender 13 und dem Schlüssel-UWB-Sendeempfänger 15 verbunden.
Ein Anforderungssignal wird von der Bordvorrichtung 20 gesendet, und ein Antwortsignal wird von dem elektronischen Schlüssel 10 in Erwiderung auf das Anforderungssignal gesendet. Das Anforderungssignal und das Antwortsignal werden jeweils durch eine Vielzahl von Signalen anstatt durch ein einzelnes Signal gebildet. Mit anderen Worten umfasst das Anforderungssignal ein Wecksignal Swk, ein Fahrzeug-ID-Signal Svi und ein Aufforderungssignal Scc. Das Antwortsignal umfasst ein Bestätigungssignal Sac und ein Antwortsignal Sre.
Wenn der LF-Empfänger 14 ein Wecksignal Swk auf dem LF-Band empfängt, das von der Bordvorrichtung 20 gesendet wird, erzeugt der LF-Empfänger 14 ein Empfangssignal durch eine elektrische Verarbeitung wie etwa eine Demodulation des Wecksignals Swk, und sendet er das Empfangssignal an den Elektronikschlüsselcontroller 11. Wenn der Elektronikschlüsselcontroller 11 das Empfangssignal als ein Wecksignal Swk bestätigt bzw. an-/erkennt, sendet der Elektronikschlüsselcontroller 11 ein Bestätigungssignal Sac auf dem UHF-Band über den UHF-Sender 13 an das Fahrzeug 2. Der LF-Empfänger 14 ist integral mit einer LF-Empfangsantenne 14a konfiguriert.
Der Elektronikschlüsselcontroller 11 umfasst ferner einen nichtflüchtigen Speicher 11a. Der Speicher 11a speichert einen für den elektronischen Schlüssel 10 eindeutigen bzw. spezifischen ID-Code, einen Distanzmessungscode und einen Verschlüsselungsschlüssel. Der Verschlüsselungsschlüssel wird zum Entschlüsseln eines verschlüsselten Aufforderungscodes, der in einem Aufforderungssignal umfasst ist, und Verschlüsseln eines Distanzmessungsantwortsignals Sdr verwendet. Der Aufforderungscode und das Distanzmessungsantwortsignal Sdr können durch den gleichen Verschlüsselungsschlüssel oder durch unterschiedliche Verschlüsselungsschlüssel verschlüsselt werden.
Wenn der UHF-Empfänger 12 ein Fahrzeug-ID-Signal Svi und ein Aufforderungssignal Scc auf dem UHF-Band empfängt, die von der Bordvorrichtung 20 gesendet werden, erzeugt der UHF-Empfänger 12 ein Empfangssignal durch eine elektrische Verarbeitung wie etwa eine Demodulation der Signale Svi und Scc, und sendet er das Empfangssignal an den Elektronikschlüsselcontroller 11. Wenn der Elektronikschlüsselcontroller 11 das Empfangssignal von dem UHF-Empfänger 12 empfängt, liest der Elektronikschlüsselcontroller 11 Empfangsdaten, die in dem Empfangssignal umfasst sind.
Wenn der Elektronikschlüsselcontroller 11 basierend auf den Empfangsdaten bestätigt bzw. an-/erkennt, dass das empfangene Drahtlossignal das Fahrzeug-ID-Signal Svi ist, sendet der Elektronikschlüsselcontroller 11 ein Bestätigungssignal Sac auf dem UHF-Band über den UHF-Sender 13 an das Fahrzeug 2. Ferner, wenn der Elektronikschlüsselcontroller 11 basierend auf den Empfangsdaten bestätigt bzw. an-/erkennt, dass das empfangene Drahtlossignal das Aufforderungssignal Scc ist, sendet der Elektronikschlüsselcontroller 11 ein Antwortsignal Sre, das den in dem Speicher 11a registrierten ID-Code und einen Antwortcode umfasst, an den UHF-Sender 13. Der UHF-Sender 13 verarbeitet elektrisch und moduliert das Antwortsignal Sre in ein Drahtlossignal auf dem UHF-Band und sendet das Drahtlossignal an das Fahrzeug 2. Der Antwortcode ist ein Code, der durch Verschlüsseln des Aufforderungscodes mit dem Verschlüsselungsschlüssel erhalten wird. Der UHF-Empfänger 12 ist integral mit einer UHF-Empfangsantenne 12a konfiguriert. Der UHF-Sender 13 ist integral mit einer UHF-Sendeantenne 13a konfiguriert.
Der UWB-Empfänger 16 ist konfiguriert zum Empfangen eines Distanzmessungsanforderungssignals Sdc, umfassend ein Impulssignal, das von der Bordvorrichtung 20 gesendet wird. Das Impulssignal ist als ein extrem kurzes Pulssignal eingestellt, das eine Pulsbreite von weniger oder gleich 2 ns und eine Bandbreite von größer oder gleich 500 MHz aufweist. Wenn eine Distanz mit dem Impulssignal gemessen wird, wird eine Distanzauflösung Δr ausgedrückt durch Δr = C/2B, wobei die Geschwindigkeit einer elektromagnetischen Welle durch C dargestellt wird und die Bandbreite durch B dargestellt wird. Wenn die Bandbreite 500 MHz beträgt, ist die Distanzauflösung ungefähr 0,3 m. Wenn der UWB-Empfänger 16 das Impulssignal empfängt, erzeugt der UWB-Empfänger 16 ein Empfangssignal durch eine elektrische Verarbeitung wie etwa eine Demodulation des Signals, und sendet er das Empfangssignal an den Elektronikschlüsselcontroller 11.
Wenn der Elektronikschlüsselcontroller 11 das Empfangssignal von dem UWB-Empfänger 16 empfängt, verschlüsselt der Elektronikschlüsselcontroller 11 einen Distanzmessungscode, der in seinem Speicher 11a gespeichert ist, erzeugt er ein Distanzmessungsantwortsignal Sdr, das den verschlüsselten Distanzmessungscode und Daten umfasst, die die Zeit bezeichnen, die zum Erzeugen des Distanzmessungsantwortsignals Sdr verwendet bzw. gebraucht wird, und sendet er das Distanzmessungsantwortsignal Sdr an den UWB-Sender 17. Wenn der UWB-Sender 17 das Distanzmessungsantwortsignal Sdr von dem Elektronikschlüsselcontroller 11 empfängt, verarbeitet elektrisch und moduliert der UWB-Sender 17 das Distanzmessungsantwortsignal Sdr in ein Drahtlossignal auf dem Ultrabreitband, und sendet er das Drahtlossignal an das Fahrzeug 2. Der UWB-Empfänger 16 ist integral mit einer UWB-Empfangsantenne 16a konfiguriert. Der UWB-Sender 17 ist integral mit einer UWB-Sendeantenne 17a konfiguriert.
Es wird nun die Konfiguration der Bordvorrichtung beschrieben.
Die Bordvorrichtung 20 umfasst einen Bordcontroller 21, der verschiedene Arten von Bordvorrichtungen steuert, LF-Sender 22, die Signale auf dem LF-Band senden, einen UHF-Sendeempfänger 23 und einen Bord-UWB-Sendeempfänger 24, der als eine Distanzmessungsanforderungseinheit dient. Der UHF-Sendeempfänger 23 ist eine Sendeempfängerantenneneinheit mit einem UHF-Sender 25, der ein Signal auf dem UHF-Band sendet, und einem UHF-Empfänger 26, der ein Signal auf dem UHF-Band empfängt. Der Bord-UWB-Sendeempfänger 24 ist eine Sendeempfängerantenneneinheit mit einem UWB-Sender 27, der ein Signal auf dem Ultrabreitband sendet, und einem UWB-Empfänger 28, der ein Signal auf dem Ultrabreitband empfängt. Der Bordcontroller 21 ist elektrisch mit den LF-Sendern 22, dem UHF-Empfänger 23 und dem Bord-UWB-Sendeempfänger 24 verbunden.
Der Bordcontroller 21 ist auch elektrisch verbunden mit einem Türgriffsensor 32, der an einem Türgriff angeordnet ist, um zu detektieren, ob der Benutzer den Türgriff berührt, einem Maschinenschalter 33, der zum Starten der Maschine betätigt wird, einer Türschlossvorrichtung 34, die eine Fahrzeugtür automatisch verriegelt oder entriegelt, und einem Maschinencontroller 35, der das Starten der Maschine des Fahrzeugs 2 steuert.
Wie es in 2 gezeigt ist, sind die LF-Sender 22 in dem Fahrzeug, in den Türgriffen 36 und 37 von Fahrzeugtüren nahe des Fahrersitzes und des Beifahrersitzes des Fahrzeugs 2 und in einem Türgriff 38 des Kofferraums angeordnet. Wenn die LF-Sender 22 ein Wecksignal Swk von dem Bordcontroller 21 empfangen, verarbeiten elektrisch und modulieren die LF-Sender 22 das Wecksignal Swk in ein Drahtlossignal auf dem LF-Band. Dann senden die LF-Sender 22 das Drahtlossignal über die entsprechenden LF-Sendeantennen 22a an Kommunikationsgebiete 41, die rund um das Fahrzeug 2 gebildet werden, in vorbestimmten intermittierenden Intervallen. Die Außenkommunikationsgebiete 41 sind halbkreisförmig bzw. halbrund, so dass die entsprechenden Grundlinien, die um die LF-Sender 22 in den Türgriffen 36 bis 38 zentriert sind, entlang des Fahrzeugkörpers verlaufen. Ferner senden die LF-Sender 22, die in dem Fahrzeug angeordnet sind, ein Wecksignal Swk an ein (nicht gezeigtes) Kommunikationsgebiet, das in dem gesamten Fahrzeug gebildet wird. Das Wecksignal Swk ist ein Anweisungssignal zum Umschalten des elektronischen Schlüssels 10 von einem Ruhezustand in einen aktiven Zustand. Der LF-Sender 22 ist integral mit der LF-Sendeantenne 22a konfiguriert.
Der Bordcontroller 21 sendet das Wecksignal Swk über die entsprechenden LF-Sender 22 zu unterschiedlichen Zeiten. Dies ermöglicht dem Bordcontroller 21, nicht nur zu bestimmen, ob sich der elektronische Schlüssel 10 innerhalb oder außerhalb des Fahrzeugs befindet, basierend auf der Antwortzeit des Bestätigungssignals Sac, sondern auch zu bestimmen, in welchem der Kommunikationsgebiete 41, die nahe der Türen gebildet werden, sich der elektronische Schlüssel 10 befindet. Das heißt, dass bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel jede LF-Sendeantenne 22a einer Sendeantenne entspricht, und der Bordcontroller 21 und die LF-Sender 22 eine Schlüsselortbestimmungseinheit konfigurieren, die basierend auf den Orten bzw. Stellen der LF-Sendeantennen 22a bestimmt, wo sich der elektronische Schlüssel 10 befindet. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Schlüsselortbestimmungseinheit in der Bordvorrichtung 20 umfasst. Der Bordcontroller 21 stellt einen Schwellenbereich 42, der als eine Referenz bei Durchführung einer Distanzverifikation verwendet wird, was nachstehend beschrieben wird, basierend auf der Distanz von dem Kommunikationsgebiet 41, wo sich der elektronische Schlüssel 10 befindet, zu dem Bord-UWB-Sendeempfänger 24 ein.
Im Speziellen, wie es in 3 gezeigt ist, wird beispielsweise, wenn sich der elektronische Schlüssel 10 in dem Kommunikationsgebiet 41 befindet, das rund um die LF-Sendeantenne 22a des Türgriffs 36 nahe des Fahrersitzes gebildet wird, der Bereich rund um den Bord-UWB-Sendeempfänger 24 als ein Schwellenbereich 42 eingestellt, bei dem die kürzeste Distanz von dem Kommunikationsgebiet 41 zu dem Bord-UWB-Sendeempfänger 24 die innere Grenze bzw. Begrenzung des Schwellenbereichs 42 ist und die längste Distanz von dem Kommunikationsgebiet 41 zu dem Bord-UWB-Sendeempfänger 24 die äußere Grenze bzw. Begrenzung des Schwellenbereichs 42 ist. Der Schwellenbereich 42 wird auf die gleiche Art und Weise eingestellt, wenn sich der elektronische Schlüssel 10 in dem Kommunikationsgebiet 41 befindet, das rund um die LF-Sendeantenne 22a des Türgriffs 37 nahe des Beifahrersitzes gebildet wird, und wenn sich der elektronische Schlüssel 10 in dem Kommunikationsgebiet 41 befindet, das rund um die LF-Sendeantenne 22a des Türgriffs 38 des Kofferraums gebildet wird.
Wie es in 2 gezeigt ist, sind der UHF-Sendeempfänger 23 und der Bord-UWB-Sendeempfänger 24 hinten links in dem Fahrzeug angeordnet. Der Bord-UWB-Sendeempfänger 24 ist durch unterschiedliche Distanzen von den LF-Sendeantennen 22a der LF-Sender 22 getrennt. Mit anderen Worten sind die LF-Sender 22 jeweils so angeordnet, dass die Distanz zu dem Bord-UWB-Sendeempfänger 24 zwischen den LF-Sendeantennen 22a verschieden ist. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Trenndistanz L1 von dem Bord-UWB-Sendeempfänger 24 zu der LF-Sendeantenne 22a in dem Türgriff 36 nahe des Fahrersitzes am längsten. Die Trenndistanz L2 von dem Bord-UWB-Sendeempfänger 24 zu der LF-Sendeantenne 22a in dem Türgriff 37 nahe des Beifahrersitzes kommt in der Reihenfolge von einer längeren Distanz zu einer kürzeren Distanz als Nächstes, und die Trenndistanz L3 von dem Bord-UWB-Sendeempfänger 24 zu der LF-Sendeantenne 22a in dem Türgriff 38 des Kofferraums ist am kürzesten.
Ferner, wie es in 1 gezeigt ist, sind der UHF-Sendeempfänger 23 und der Bord-UWB-Sendeempfänger 24 konfiguriert, um mit dem elektronischen Schlüssel 10 zu kommunizieren, der sich innerhalb oder außerhalb des Fahrzeugs befindet.
Wenn der UHF-Sender 25 ein Fahrzeug-ID-Signal Svi und ein Aufforderungssignal Scc von dem Bordcontroller 21 empfängt, verarbeitet elektrisch und moduliert der UHF-Sender 25 die Signale Svi, Scc in Drahtlossignale auf dem UHF-Band, und sendet er die Drahtlossignale über eine UHF-Sendeantenne 25a an ein (nicht gezeigtes) weites Kommunikationsgebiet, das sich rund um das Fahrzeug 2 erstreckt, in vorbestimmten intermittierenden Intervallen. Wenn der Bordcontroller 21 das Aufforderungssignal Scc sendet, erzeugt der Bordcontroller 21 einen Antwortcode durch Verschlüsseln eines Aufforderungscodes mit dem in dem Bordcontroller 21 gehaltenen Verschlüsselungsschlüssel. Ferner umfasst das Aufforderungssignal Scc einen Aufforderungscode, der als Zufallszahl verwendet wird. Wenn der UHF-Empfänger 26, über eine UHF-Empfangsantenne 26a, ein Bestätigungssignal Sac und ein Antwortsignal Sre empfängt, die von dem elektronischen Schlüssel 10 gesendet werden, erzeugt der UHF-Empfänger 26 ein Empfangssignal durch eine elektrische Verarbeitung wie etwa eine Demodulation der Signale Sac, Sre, und sendet er das Empfangssignal an den Bordcontroller 21. Der UHF-Sender 25 ist integral mit der UHF-Sendeantenne 25a konfiguriert. Der UHF-Empfänger 26 ist integral mit der UHF-Empfangsantenne 26a konfiguriert.
Wenn der UWB-Sender 27 ein Distanzmessungsantwortsignal Sdr von dem Bordcontroller 21 empfängt, verarbeitet elektrisch und moduliert der UWB-Sender 27 das Distanzmessungsantwortsignal Sdr in ein Drahtlossignal auf dem Ultrabreitband, und sendet er das Drahtlossignal über eine UWB-Sendeantenne 27a an ein (nicht gezeigtes) weites Kommunikationsgebiet, das das Fahrzeug 2 umgibt/- schließt. Ferner, wenn der UWB-Empfänger 28, über eine UWB-Empfangsantenne 28a, ein Distanzmessungsantwortsignal Sdr empfängt, das von dem elektronischen Schlüssel 10 gesendet wird, erzeugt der UWB-Empfänger 28 ein Empfangssignal durch eine elektrische Verarbeitung wie etwa eine Demodulation des Signals Sdr, und sendet er das Empfangssignal an den Bordcontroller 21. Der UWB-Sender 27 ist integral mit der UWB-Sendeantenne 27a konfiguriert. Der UWB-Empfänger 28 ist integral mit der UWB-Empfangsantenne 28a konfiguriert.
Der Bordcontroller 21 umfasst einen nichtflüchtigen Speicher 21a. Der Speicher 21a speichert eine ID, die gleich derjenigen ist, die in dem entsprechenden elektronischen Schlüssel 10 eingestellt ist, einen Distanzmessungscode, der gleich demjenigen ist, der in dem entsprechenden elektronischen Schlüssel 10 eingestellt ist, und einen Verschlüsselungsschlüssel. Der Verschlüsselungsschlüssel wird zum Berechnen eines Antwortcodes und Entschlüsseln eines Distanzmessungsantwortsignals Sdr verwendet. Die Entschlüsselung des Distanzmessungsantwortsignals Sdr und die Berechnung des Antwortcodes können unter Verwendung des gleichen Verschlüsselungsschlüssels oder unterschiedlicher Verschlüsselungsschlüssel durchgeführt werden. Der Bordcontroller 21 bestimmt, ob eine autorisierte Kommunikation mit dem elektronischen Schlüssel 10 durchgeführt wird, basierend auf einer ID-Code-Verifikation, einer Antwortverifikation und einer Distanzverifikation.
Im Speziellen führt, wenn der Bordcontroller 21, über den UHF-Empfänger 26, ein Antwortsignal Sre empfängt, das von dem elektronischen Schlüssel 10 in Erwiderung auf ein über den UHF-Sender 25 gesendetes Aufforderungssignal Scc gesendet wird, der Bordcontroller 21 eine ID-Code-Verifikation auf dem ID-Code, der in dem Antwortsignal Sre umfasst ist, mit dem ID-Code, der in dem Speicher 21a gespeichert ist, durch. Bei der ID-Code-Verifikation wird eine erfolgreiche Verifikation bestimmt, wenn der in dem Antwortsignal Sre umfasste ID-Code mit dem in dem Speicher 21a gespeicherten ID-Code übereinstimmt bzw. zusammenpasst.
Der Bordcontroller 21 führt eine Antwortverifikation durch Vergleichen des Antwortcodes, der in dem Antwortsignal Sre umfasst ist, und des Antwortcodes, der mit dem Verschlüsselungsschlüssel durch den Bordcontroller 21 berechnet wird, durch. Bei der Antwortverifikation wird ein erfolgreicher Vergleich bestimmt, wenn der in dem Antwortsignal Sre umfasste Antwortcode mit dem Antwortcode übereinstimmt bzw. zusammenpasst, der mit dem Verschlüsselungsschlüssel durch den Bordcontroller 21 berechnet wird.
Ferner führt der Bordcontroller 21 eine Distanzverifikation durch Vergleichen einer Messdistanz, die basierend auf dem Distanzmessungsanforderungssignal Sdc und dem Distanzmessungsantwortsignal Sdr berechnet wird, und dem Schwellenbereich 42 durch, der basierend auf dem Kommunikationsgebiet 41 eingestellt wird, in dem sich der elektronische Schlüssel 10 befindet. Bei der Distanzverifikation verwendet, wenn der Bordcontroller 21 das Distanzmessungsantwortsignal Sdr empfängt, der Bordcontroller 21 den Verschlüsselungsschlüssel zum Berechnen des Distanzmessungscodes, der in dem Distanzmessungsantwortsignal Sdr umfasst ist, und eine Antwortzeit, die für den elektronischen Schlüssel 10 von einem Zeitpunkt, zu dem das Distanzmessungsanforderungssignal Sdc empfangen wird, bis zu einem Zeitpunkt, zu dem das Distanzmessungsantwortsignal Sdr gesendet wird, erforderlich ist. Der Bordcontroller 21 vergleicht den in dem Distanzmessungsantwortsignal Sdr umfassten Distanzmessungscode mit dem in seinem Speicher 21a gespeicherten Distanzmessungscode, um zu bestimmen, ob das Distanzmessungsantwortsignal Sdr ein Signal ist, das als eine Antwort von dem elektronischen Schlüssel 10 gesendet wird. Wenn das Distanzmessungsantwortsignal Sdr ein Signal ist, das als eine Antwort von dem elektronischen Schlüssel 10 gesendet wird, misst der Bordcontroller 21 die Distanz von dem Bord-UWB-Sendeempfänger 24 zu dem elektronischen Schlüssel 10 (dem Schlüssel-UWB-Sendeempfänger 15) basierend auf der Umlaufzeit, die erforderlich ist, dass das Distanzmessungsanforderungssignal Sdc gesendet wird und das Distanzmessungsantwortsignal Sdr empfangen wird, und der Antwortzeit, die in dem Distanzmessungsantwortsignal Sdr umfasst ist. Bei der Distanzverifikation wird ein erfolgreicher Vergleich bestimmt, wenn die Messdistanz in dem Schwellenbereich 42 umfasst ist.
In einem Fall, in dem der elektronische Schlüssel 10 als außerhalb des Fahrzeugs liegend bestimmt wird, wird das Türschloss mit einer erfolgreichen Fahrzeugaußenverifikation in einen entriegelbaren Zustand versetzt, wenn die vorstehend dargelegte Authentizität- bzw. Echtheitsbestimmung bestimmt, dass eine autorisierte Kommunikation durchgeführt wird, wie es vorstehend beschrieben ist. In diesem entriegelbaren Zustand entriegelt der Bordcontroller 21 die Fahrzeugtür durch die Türschlossvorrichtung 34, wenn der Bordcontroller 21 durch den Türgriffsensor 32 detektiert, dass der Benutzer den Türgriff berührt.
Wenn bei der Authentizität- bzw. Echtheitsbestimmung bestimmt wird, dass eine autorisierte Kommunikation durchgeführt wird, wenn bestimmt wird, dass sich der elektronische Schlüssel 10 innerhalb des Fahrzeugs befindet, deutet dies darauf hin, dass eine Fahrzeuginnenverifikation vorgenommen wurde, und wird ein Starten der Maschine zugelassen. In dem Zustand, in dem ein Maschinenstarten zugelassen wird, wird ein Bedienungssignal an den Bordcontroller 21 gesendet, wenn der nahe des Fahrersitzes angeordnete Maschinenschalter 33 betätigt wird. Wenn der Bordcontroller 21 das Bedienungssignal in dem Zustand detektiert, in dem ein Maschinenstarten zugelassen wird, sendet der Bordcontroller 21 ein Anweisungssignal an den Maschinencontroller 35. Der Maschinencontroller 35 steuert bzw. treibt einen (nicht gezeigten) Starter bzw. Anlasser basierend auf dem Anweisungssignal an und startet eine Maschinensteuerung.
Es werden nun die Vorgänge zum Verarbeiten einer Authentizität- bzw. Echtheitsbestimmung in einer Fahrzeugaußenverifikation zwischen dem elektronischen Schlüssel 10 und der Bordvorrichtung 20 beschrieben.
Wie es in 4 gezeigt ist, sendet die Bordvorrichtung 20 intermittierend ein Wecksignal Swk auf dem LF-Band von dem LF-Sender 22 an das Kommunikationsgebiet 41, um zu bestimmen, ob sich der elektronische Schlüssel 10 in dem Kommunikationsgebiet 41 befindet (Schritt S1). Wenn der elektronische Schlüssel 10 in das Kommunikationsgebiet 41 eintritt und das Wecksignal Swk empfängt, schaltet der elektronische Schlüssel 10 den Betriebszustand von einem Ruhezustand in einen aktiven Zustand um, und sendet er ein Bestätigungssignal Sac an das Fahrzeug 2, um so das Umschalten des Betriebszustands zu melden (Schritt S2).
Wenn die Bordvorrichtung 20 das Bestätigungssignal Sac empfängt, bestimmt die Bordvorrichtung 20, in welchem der Kommunikationsgebiete 41 sich der elektronische Schlüssel 10 befindet, und sendet die Bordvorrichtung 20 ein Fahrzeug-ID-Signal Svi vom dem UHF-Sender 25 (Schritt S3). Wenn der elektronische Schlüssel 10 das Fahrzeug-ID-Signal Svi empfängt, bestimmt der elektronische Schlüssel 10, ob das Fahrzeug 2 ein autorisiertes Fahrzeug ist, durch eine Fahrzeug-ID-Verifikation, die bestimmt, ob das Fahrzeug-ID-Signal Svi von dem entsprechenden Fahrzeug 2 gesendet wurde. Indem die Fahrzeug-ID-Verifikation auf diese Art und Weise durchgeführt wird, wird selbst in einer Situation, in der eine Anzahl von Fahrzeugen rund um den elektronischen Schlüssel 10 vorhanden sind und Anforderungssignale von den Fahrzeugen empfangen werden, eine Kommunikation nur mit dem autorisierten Fahrzeug in Bezug auf die Authentizitätsbestimmung, die dem Empfang eines Fahrzeug-ID-Signals Svi folgt, hergestellt. Wenn der elektronische Schlüssel 10 eine erfolgreiche Fahrzeug-ID-Verifikation bestätigt, sendet der elektronische Schlüssel 10 dann ein Bestätigungssignal Sac an das Fahrzeug 2, um so die erfolgreiche Fahrzeug-ID-Verifikation zu melden (Schritt S4).
Wenn die Bordvorrichtung 20 das Bestätigungssignal Sac in einer normalen Art und Weise nach Senden des Fahrzeug-ID-Signals Svi empfängt, bestätigt die Bordvorrichtung 20, dass die Fahrzeug-ID-Verifikation mit dem elektronischen Schlüssel 10 erfolgreich ist, und dass der elektronische Schlüssel 10 in dem Kommunikationsgebiet 41 mit der Bordvorrichtung 20 gepaart bzw. gekoppelt ist. In diesem Fall stellt die Bordvorrichtung 20 den Schwellenbereich 42 basierend auf der Distanz zu dem Kommunikationsgebiet 41 ein, in dem sich der elektronische Schlüssel 10 befindet. Dann sendet die Bordvorrichtung 20 ein Aufforderungssignal Scc von der UHF-Sendeantenne 25a (Schritt S5). Wenn der elektronische Schlüssel 10 das Aufforderungssignal Scc von dem Fahrzeug 2 empfängt, sendet der elektronische Schlüssel 10 ein Antwortsignal Sre, das den in seinem Speicher 11a registrierten ID-Code und einen Antwortcode umfasst, an das Fahrzeug 2 (Schritt S6).
Wenn die Bordvorrichtung 20 das Antwortsignal Sre empfängt, führt die Bordvorrichtung 20 eine ID-Verifikation durch, indem sie den in dem Antwortsignal Sre umfassten ID-Code mit dem in ihrem Speicher 21a gespeicherten ID-Code vergleicht. Ferner führt die Bordvorrichtung 20 eine Antwortverifikation durch, indem sie den Antwortcode des elektronischen Schlüssels 10 mit dem durch die Bordvorrichtung 20 berechneten Antwortcode vergleicht. Wenn die Bordvorrichtung 20 bestimmt, dass die ID-Code-Verifikation und die Antwortverifikation erfolgreich sind, sendet die Bordvorrichtung 20 ein Distanzmessungsanforderungssignal Sdc, das den Distanzmessungscode umfasst, von dem UWB-Sender 27 (Schritt S7). Wenn der elektronische Schlüssel 10 das Distanzmessungsanforderungssignal Sdc von dem Fahrzeug 2 empfängt, sendet der elektronische Schlüssel 10 ein Distanzmessungsantwortsignal Sdr, das den in seinem Speicher 11a gespeicherten Distanzmessungscode und eine Antwortzeit umfasst, die zum Erzeugen des Distanzmessungsantwortsignals Sdr erforderlich ist, an das Fahrzeug 2 (Schritt S8).
Wenn die Bordvorrichtung 20 das Distanzmessungsantwortsignal Sdr empfängt, führt die Bordvorrichtung 20 eine Verifikation durch, indem sie den in dem Distanzmessungsantwortsignal Sdr umfassten Distanzmessungscode mit dem in ihrem Speicher 21a gespeicherten Distanzmessungscode vergleicht. Wenn die Distanzmessungscodes übereinstimmen bzw. zusammenpassen, misst die Bordvorrichtung 20 die Distanz zu dem elektronischen Schlüssel 10 basierend auf der Antwortzeit und der Umlauf- bzw. Hin- und Her-Zeit, und führt sie eine Distanzverifikation durch. Wenn die ID-Verifikation, die Antwortverifikation und die Distanzverifikation erfolgreich sind, ist eine Fahrzeugaußenverifikation dahingehend erfolgreich, dass es eine autorisierte Kommunikation ist. Somit wird ein Entriegeln der Fahrzeugtür zugelassen (Schritt S9). Eine Fahrzeuginnenverifikation wird grundsätzlich auf die gleiche Art und Weise wie eine Fahrzeugaußenverifikation durchgeführt. Wenn die Fahrzeuginnenverifikation erfolgreich ist, wird ein Starten der Maschine zugelassen.
Das vorliegende Ausführungsbeispiel weist die nachstehend beschriebenen Vorteile auf.

(1) Bei dem Elektronikschlüsselsystem 1 umfassen Bedingungen zum Bestimmen einer autorisierten Kommunikation in einer Authentizitätsbestimmung eine erfolgreiche Distanzverifikation, was bezeichnet, dass die Messdistanz von dem Bord-UWB-Sendeempfänger 24 zu dem elektronischen Schlüssel 10 innerhalb des Schwellenbereichs 42 liegt. Wenn eine unautorisierte Kommunikation über eine Relaisvorrichtung durchgeführt wird, wird ein Distanzmessungsantwortsignal Sdr zwischen der Relaisvorrichtung und dem elektronischen Schlüssel 10 gesendet und empfangen, der sich an einem von dem Fahrzeug 2 (der Bordvorrichtung 20) entfernten Ort befindet. Somit unterscheidet sich die Messdistanz, die basierend auf dem Distanzmessungsanforderungssignal Sdc und dem Distanzmessungsantwortsignal Sdr bestimmt wird, die über die Relaisvorrichtung gesendet und empfangen werden, von der Distanz zwischen der Relaisvorrichtung, die sich in dem Kommunikationsgebiet 41 befindet, und dem Bord-UWB-Sendeempfänger 24. Mit anderen Worten ist, wenn eine unautorisierte Kommunikation über die Relaisvorrichtung durchgeführt wird, die berechnete Messdistanz länger als die Distanz von dem Kommunikationsgebiet der LF-Sendeantenne 22a zu dem Bord-UWB-Sendeempfänger 24. Der Schwellenbereich 42 wird basierend auf der Distanz von dem Kommunikationsgebiet 41, in dem sich der elektronische Schlüssel 10 oder die Relaisvorrichtung befindet, zu dem Bord-UWB-Sendeempfänger 24 eingestellt. Dies verhindert eine Herstellung einer unautorisierten Kommunikation über die Relaisvorrichtung, die erfolgen würde, wenn unter der Bedingung, dass eine autorisierte Kommunikation während einer Authentizitätsbestimmung bestimmt wird, die Messdistanz innerhalb des Schwellenbereichs 42 liegt.
(2) Das Distanzmessungsanforderungssignal Sdc und das Distanzmessungsantwortsignal Sdr verwenden Signale auf dem Ultrabreitband. Dies bestimmt die Messdistanz von dem Bord-UWB-Sendeempfänger 24 zu dem elektronischen Schlüssel 10 (dem Schlüssel-UWB-Sendeempfänger 15) mit hoher Genauigkeit.
(3) Die LF-Sendeantennen 22a der LF-Sender 22 sind in dem Fahrzeug, in den Türgriffen 36 und 37 von Fahrzeugtüren nahe des Fahrersitzes und des Beifahrersitzes des Fahrzeugs 2 und in dem Türgriff 38 des Kofferraums angeordnet. Wenn Bedingungen zum Bestimmen einer autorisierten Kommunikation umfassen, dass die Messdistanz innerhalb des Schwellenbereichs 42 liegt, der auf der Distanz von dem Kommunikationsgebiet 41 der LF-Sendeantenne 22a, in dem sich der elektronische Schlüssel 10 befindet, zu dem Bord-UWB-Sendeempfänger 24 basiert, kann ein schmälerer/engerer Schwellenbereich 42 für ein kleineres/engeres Kommunikationsgebiet 41 eingestellt werden. Dies führt eine Authentizitätsbestimmung mit verbesserter Genauigkeit durch. Gemäß diesem Aufbau wird, da die LF-Sendeantennen 22a an unterschiedlichen Orten bzw. Stellen des Fahrzeugs angeordnet sind, der Ort des elektronischen Schlüssels 10 über einen weiten Bereich rund um das Fahrzeug bestimmt, ohne das Kommunikationsgebiet einer einzelnen Sendeantenne zu vergrößern. Dies führt eine Authentizitätsbestimmung mit verbesserter Genauigkeit für einen den elektronischen Schlüssel 10 tragenden autorisierten Benutzer durch, der sich dem Fahrzeug 2 aus einer von unterschiedlichen Richtungen nähern kann.
(4) Die LF-Sendeantennen 22a der LF-Sender 22 sind in dem Fahrzeug 2 in unterschiedlichen Distanzen von dem Bord-UWB-Sendeempfänger 24 angeordnet, so dass jede LF-Sendeantenne 22a einen anderen Schwellenbereich 42 zum Detektieren des Vorhandenseins des elektronischen Schlüssels 10 aufweist. Dies verhindert eine Herstellung einer unautorisierten Kommunikation über die Relaisvorrichtung.
(5) Das Fahrzeug umfasst nur einen Bord-UWB-Sendeempfänger 24, und dadurch werden Kosten reduziert.

Das vorstehend dargelegte Ausführungsbeispiel kann wie folgt abgewandelt werden.
Das Elektronikschlüsselsystem 1 umfasst ein oder mehr Prozessoren. Bei einem speziellen Ausführungsbeispiel umfasst der Prozessor Hardware, die Anweisungen eines Computerprogramms ausführt. In einem nicht einschränkenden Beispiel kann, wenn Anweisungen ausgeführt werden, der Prozessor die Anweisungen von einem Speicher (wie etwa Speicher 21a) erfassen bzw. abrufen, die Anweisungen verschlüsseln und die Anweisungen ausführen.
Bei dem vorstehend dargelegten Ausführungsbeispiel umfasst das Distanzmessungsantwortsignal Sdr einen verschlüsselten Distanzmessungscode, wenn es gesendet wird. Stattdessen kann der Aufbau des Distanzmessungsantwortsignals Sdr abgewandelt werden, solange bestimmt werden kann, ob das Distanzmessungsantwortsignal Sdr ein Signal ist, das als eine Antwort von dem elektronischen Schlüssel 10 gesendet wird. Zum Beispiel kann das Distanzmessungsantwortsignal Sdr einen Antwortcode umfassen. In diesem Fall muss der Distanzmessungscode nicht umfasst sein. Ferner kann das Distanzmessungsantwortsignal Sdr einen nicht verschlüsselten Code umfassen, wenn es gesendet wird. Ferner kann das Distanzmessungsantwortsignal Sdr gesendet werden, ohne dass es die Antwortzeit des elektronischen Schlüssels 10 umfasst. Es kann ein separates Signal gesendet werden, das die Antwortzeit umfasst.
Bei dem vorstehend dargelegten Ausführungsbeispiel sind die LF-Sendeantennen 22a der LF-Sender 22 so angeordnet, dass die Distanz von der LF-Sendeantenne 22a zu dem Bord-UWB-Sendeempfänger 24 zwischen den LF-Sendeantennen 22a verschieden ist. Stattdessen kann die Anordnung so abgewandelt werden, dass die LF-Sendeantennen 22a in der gleichen Distanz angeordnet sind. Ferner können bei dem vorstehend dargelegten Ausführungsbeispiel die LF-Sender 22 (die LF-Sendeantennen 22a) an anderen Orten bzw. Stellen angeordnet sein, wie etwa in den Türgriffen der Rücksitze. Ferner kann, anstelle der Vielzahl der LF-Sendeantennen 22a, nur eine LF-Sendeantenne 22a des LF-Senders 22 zum Beispiel in dem Türgriff 36 nahe des Fahrersitzes angeordnet sein.
Bei dem vorstehend dargelegten Ausführungsbeispiel wird die Distanzverifikation durchgeführt, nachdem die Antwortverifikation durchgeführt ist. Stattdessen kann die Distanzverifikation durchgeführt werden, bevor die Antwortverifikation durchgeführt wird, da die Reihenfolge des Vergleichs abgewandelt werden kann.
Bei dem vorstehend dargelegten Ausführungsbeispiel wird der Bereich rund um den Bord-UWB-Sendeempfänger 24 als der Schwellenbereich 42 eingestellt, bei dem die Distanz von dem Kommunikationsgebiet 41, in dem sich der elektronische Schlüssel 10 befindet, zu dem Bord-UWB-Sendeempfänger 24 die kürzeste Distanz als die innere Grenze bzw. Begrenzung und die längste Distanz als die äußere Grenze bzw. Begrenzung aufweist. Stattdessen zum Beispiel kann das Gebiet bzw. die Fläche des Schwellenbereichs 42 abgewandelt werden, so dass eine Distanz, die größer ist als die kürzeste Distanz, als die innere Grenze bzw. Begrenzung dient, und eine Distanz, die kleiner ist als die längste Distanz, als die äußere Grenze bzw. Begrenzung dient.
Bei dem vorstehend dargelegten Ausführungsbeispiel berechnet der Bordcontroller 21 die Messdistanz als einen einzelnen Wert basierend auf dem Distanzmessungsanforderungssignal Sdc und dem Distanzmessungsantwortsignal Sdr. Stattdessen kann die Messdistanz von dem Bord-UWB-Sendeempfänger 24 zu dem elektronischen Schlüssel 10 so berechnet werden, dass sie einen weiten Bereich aufweist, um einen Fehler zu tolerieren. In diesem Fall wird, wenn zum Beispiel der Bereich einer Messdistanz mit dem Schwellenbereich 42 überlappt, die Distanzverifikation als erfolgreich bestimmt.
Bei dem vorstehend dargelegten Ausführungsbeispiel werden das Fahrzeug-ID-Signal Svi, das Aufforderungssignal Scc und das Antwortsignal Sre über UHF-Signale kommuniziert. Stattdessen können die Signale über UWB-Signale kommuniziert werden. In diesem Fall kann die Distanz zu dem elektronischen Schlüssel 10 zum Beispiel unter Verwendung des Fahrzeug-ID-Signals Svi, des Aufforderungssignals Scc und des Antwortsignals Sre gemessen werden. Das heißt, dass ein Anforderungssignal als das Distanzmessungsanforderungssignal Sdc verwendet werden kann, und ein Antwortsignal als das Distanzmessungsantwortsignal Sdr verwendet werden kann.
Bei dem vorstehend dargelegten Ausführungsbeispiel werden Signale auf dem Ultrabreitband als das Distanzmessungsanforderungssignal Sdc und das Distanzmessungsantwortsignal Sdr verwendet. Es können jedoch Signale auf anderen Frequenzbändern oder Licht verwendet werden, solange die Distanz gemessen wird.
Bei dem vorstehend dargelegten Ausführungsbeispiel können eine Vielzahl von Bord-UWB-Sendeempfängern 24 an unterschiedlichen Orten bzw. Stellen des Fahrzeugs angeordnet sein, und kann der Schwellenbereich 42 basierend auf Messdistanzen von den Bord-UWB-Sendeempfängern 24 zu dem elektronischen Schlüssel 10 und den entsprechenden Orten bzw. Stellen der Bord-UWB-Sendeempfänger 24 eingestellt werden, wodurch eine Distanzverifikation mehrere Male durchgeführt wird.
Bei dem vorstehend dargelegten Ausführungsbeispiel wird das Distanzmessungsanforderungssignal Sdc von dem Bord-UWB-Sendeempfänger 24 gesendet, und wird das Distanzmessungsantwortsignal Sdr von dem Schlüssel-UWB-Sendeempfänger 15 gesendet. Das heißt, dass die Bordvorrichtung 20 die Distanzmessungsanforderungseinheit umfasst, und der elektronische Schlüssel 10 die Distanzmessungsantworteinheit umfasst. Stattdessen kann das Distanzmessungsanforderungssignal Sdc von dem Schlüssel-UWB-Sendeempfänger 15 gesendet werden, und kann das Distanzmessungsantwortsignal Sdr von dem Bord-UWB-Sendeempfänger 24 gesendet werden. Das heißt, dass der elektronische Schlüssel 10 die Distanzmessungsanforderungseinheit umfassen kann, und die Bordvorrichtung 20 die Distanzmessungsantworteinheit umfassen kann.
Die vorliegende Offenbarung umfasst die folgenden Implementierungsbeispiele. Es sind Bezugszeichen vergeben, um ein Verständnis in einer nicht einschränkenden Art und Weise zu erleichtern.
Implementierungsbeispiel 1
Ein Elektronikschlüsselsystem (1) mit einer in einem Fahrzeug (2) installierten Bordvorrichtung (20) und einem durch einen Benutzer getragenen elektronischen Schlüssel (10), wobei das Elektronikschlüsselsystem (1) umfasst:

einen Distanzmessungsanforderungssendeempfänger (24), der in einem von der Bordvorrichtung (20) und dem elektronischen Schlüssel (10) umfasst ist, wobei der Distanzmessungsanforderungssendeempfänger (24) ein Distanzmessungsanforderungssignal sendet und ein Distanzmessungsantwortsignal in Erwiderung auf das Distanzmessungsanforderungssignal empfängt;
einen Distanzmessungsantwortsendeempfänger (15), der in dem anderen von der Bordvorrichtung (20) und dem elektronischen Schlüssel (10) umfasst ist, wobei der Distanzmessungsantwortsendeempfänger (15) das Distanzmessungsanforderungssignal empfängt und das Distanzmessungsantwortsignal in Erwiderung auf das Distanzmessungsanforderungssignal sendet;
ein oder mehr Prozessoren; und
einen Speicher (21a), der mit den ein oder mehr Prozessoren verbunden ist, wobei der Speicher (21a) Anweisungen speichert, die durch die ein oder mehr Prozessoren ausführbar sind, wobei
die ein oder mehr Prozessoren, wenn sie die Anweisungen ausführen, durchführen bzw. implementieren:
- Bestimmen des Orts des elektronischen Schlüssels (10) basierend auf dem Ort einer Sendeantenne (22a) des Distanzmessungsanforderungssendeempfängers (24) oder des Distanzmessungsantwortsendeempfängers (15), der in der Bordvorrichtung (20) umfasst ist,
- Berechnen einer Messdistanz von dem Distanzmessungsanforderungssendeempfänger (24) zu dem Distanzmessungsantwortsendeempfänger (15) basierend auf dem Distanzmessungsanforderungssignal und dem Distanzmessungsantwortsignal,
- Bestimmen, ob die Messdistanz innerhalb eines Schwellenbereichs liegt, der basierend auf der Distanz von einem Kommunikationsgebiet der Sendeantenne (22a), für das bestimmt wird, dass sich der elektronische Schlüssel (10) darin befindet, zu dem Distanzmessungsanforderungssendeempfänger (24) oder dem Distanzmessungsantwortsendeempfänger (15), der in der Bordvorrichtung (20) umfasst ist, eingestellt wird, und
- Bestimmen, ob eine autorisierte Kommunikation durchgeführt wird, basierend auf einem Ergebnis der Bestimmung, ob die Messdistanz innerhalb des Schwellenbereichs liegt.

Implementierungsbeispiel 2
Das Elektronikschlüsselsystem (1) gemäß Implementierungsbeispiel 1, wobei das Fahrzeug nur einen von dem Distanzmessungsanforderungssendeempfänger (24) und dem Distanzmessungsantwortsendeempfänger (15) umfasst, der in der Bordvorrichtung (20) umfasst ist. Dieser Aufbau verringert Kosten.
Bezugszeichenliste
1 ... Elektronikschlüsselsystem bzw. elektronisches Schlüsselsystem bzw. Elektronischer-Schlüssel-System, 2 ... Fahrzeug, 10 ... elektronischer Schlüssel, 11 ... Elektronikschlüsselcontroller, 15 ... Schlüssel-UWB-Sendeempfänger (Distanzmessungsantworteinheit), 16 ... UWB-Empfänger, 17 ... UWB-Sender, 20 ... Bordvorrichtung, 21 ... Bordcontroller, 22 ... LF-Sender, 22a ... LF-Sendeantenne (Sendeantenne), 23 ... UHF-Sendeempfänger, 24 ... Bord-UWB-Sendeempfänger (Distanzmessungsanforderungseinheit), 41 ... Kommunikationsgebiet, 42 ... Schwellenbereich, L1 bis L3 ... Trenndistanzen, Sac ... Bestätigungssignal, Scc ... Aufforderungssignal, Sdc ... Distanzmessungsanforderungssignal, Sdr ... Distanzmessungsantwortsignal, Sre ... Antwortsignal, Svi ... Fahrzeug-ID-Signal, Swk ... Wecksignal

Claims

Elektronikschlüsselsystem mit einer in einem Fahrzeug installierten Bordvorrichtung und einem durch einen Benutzer getragenen elektronischen Schlüssel, wobei das Elektronikschlüsselsystem eine Authentizitätsbestimmung zum Bestimmen, ob eine autorisierte Kommunikation durchgeführt wird, basierend auf Antwortsignalen durchführt, die von dem elektronischen Schlüssel in Erwiderung auf eine Vielzahl von Anforderungssignalen von der Bordvorrichtung gesendet werden, wobei das Elektronikschlüsselsystem aufweist: eine Schlüsselortbestimmungseinheit, die einen Ort des elektronischen Schlüssels basierend auf einem Ort einer Sendeantenne bestimmt, die zumindest eines von der Vielzahl von Anforderungssignalen sendet; eine Distanzmessungsanforderungseinheit, die in einem von der Bordvorrichtung und dem elektronischen Schlüssel umfasst ist, wobei die Distanzmessungsanforderungseinheit ein Distanzmessungsanforderungssignal sendet und ein Distanzmessungsantwortsignal in Erwiderung auf das Distanzmessungsanforderungssignal empfängt; und eine Distanzmessungsantworteinheit, die in dem anderen von der Bordvorrichtung und dem elektronischen Schlüssel umfasst ist, wobei die Distanzmessungsantworteinheit das Distanzmessungsanforderungssignal empfängt und das Distanzmessungsantwortsignal in Erwiderung auf das Distanzmessungsanforderungssignal sendet, wobei die Authentizitätsbestimmung bestimmt, dass eine autorisierte Kommunikation durchgeführt wird, basierend auf einer Bedingung, die umfasst, dass eine Messdistanz, die von der Distanzmessungsanforderungseinheit zu der Distanzmessungsantworteinheit basierend auf dem Distanzmessungsanforderungssignal und dem Distanzmessungsantwortsignal gemessen wird, innerhalb eines Schwellenbereichs liegt, der basierend auf einer Distanz von einem Kommunikationsgebiet der Sendeantenne, für das die Schlüsselortbestimmungseinheit bestimmt, dass sich der elektronische Schlüssel darin befindet, zu einer von der Distanzmessungsanforderungseinheit und der Distanzmessungsantworteinheit, die in der Bordvorrichtung umfasst ist, eingestellt wird.
Elektronikschlüsselsystem gemäß Anspruch 1, wobei das Distanzmessungsanforderungssignal und das Distanzmessungsantwortsignal Ultrabreitband-Drahtlossignale sind.
Elektronikschlüsselsystem gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Sendeantenne eine von einer Vielzahl von Sendeantennen ist, und die Sendeantennen in dem Fahrzeug an unterschiedlichen Orten angeordnet sind.
Elektronikschlüsselsystem gemäß Anspruch 3, wobei die Sendeantennen in dem Fahrzeug so angeordnet sind, dass sie von der Distanzmessungsanforderungseinheit oder der Distanzmessungsantworteinheit, die in der Bordvorrichtung umfasst ist, unterschiedlich distanziert sind.