JP2011020634A - 電子キーシステム - Google Patents

Abstract

【課題】電池消耗が低減された電子キーシステムを提供する。
【解決手段】電子キーシステムは、車両２と電子キー１ａとの間で無線通信を介してＩＤ照合が可能で、前記ＩＤ照合が成立したことを条件に、車両２に設置されたドアロックやエンジンの操作が可能となる。電子キーシステムは、車両２に設けられ、ＩＤ照合を開始するに際して、電子キー１ａをスリープ状態から起動状態に切り換えるためのウェイク信号Ｓｗｋを、車両２からそれぞれの車両固有のコード列によって発信させるウェイク信号発信部と、電子キー１ａに設けられ、受信したウェイク信号Ｓｗｋのコード正否を見るウェイク照合を行い、当該照合が成立すれば、電子キー１ａをスリープ状態から起動状態に切り換える起動指令出力部とを備えた。
【選択図】図２

Description

この発明は、電子キーシステムに関する。

近年、車両のキーシステムにおいては、キーが持つ固有のキーコードを無線発信可能な電子キーを車両キーとして使用する電子キーシステムが種々の車種で採用されている。この電子キーシステムでは、車両の周囲にキーコードの返信要求としてＬＦ帯の信号でリクエストの通信エリアを形成し、この通信エリアに電子キーが入り込んでリクエストを受け取ると、電子キーがキーコードをＲＦ帯の信号で車両に返信する。そして、車両は、このキーコードを受信するとキー照合を行い、キー照合が成立すれば、ドアロック施解錠やエンジン始動を許可又は実行する（例えば、特許文献１参照）。

このリクエストとキーコードとの相互通信においては、車両からは電子キーを起動させるウェイク信号と車両を識別するための識別コード信号とチャレンジレスポンス認証のチャレンジコード等を含む照合コード信号とが発信される。また、電子キーからはウェイク信号と車両コード信号とにそれぞれ応答して発信されるアック信号と自身のキーコードを含むレスポンス信号とが発信される。

図６を参照して説明すると、車両２は間欠的にウェイク信号Ｓｗｋを発信し、ウェイク信号Ｓｗｋを受信した電子キー１ａは停止状態（スリープ状態）から起動して応答信号としてアック信号Ｓａｃを発信する。ウェイク信号Ｓｗｋに対応したタイミングでアック信号Ｓａｃを受信した車両２は識別コード信号Ｓｖｉを発信し、識別コード信号Ｓｖｉを受信した電子キー１ａは識別コードを照合し、コードが一致すると応答信号としてアック信号Ｓａｃを発信する。そして、識別コード信号Ｓｖｉに対応したタイミングでアック信号Ｓａｃを受信した車両２は照合コード信号Ｓｃｃを発信し、照合コード信号Ｓｃｃを受信した電子キー１ａはレスポンス信号Ｓｒｅを発信する。レスポンス信号Ｓｒｅを受信した車両２はＩＤ照合を行い、ＩＤ照合が成立すれば、ドアロック施解錠やエンジン始動を許可又は実行する。

特開２００２‐２９３８５号公報

ところで、上記の電子キーシステムでは、異なる車両用の電子キー１ａ及び電子キー１ｂが電子キー１ａに対応する車両２の通信エリア内に持ち込まれることが想定される。このような場合、電子キー１ａ及び電子キー１ｂが車両２から発信されたウェイク信号Ｓｗｋを受信すると、どちらもスリープ状態から起動し、どちらもアック信号Ｓａｃを返信する動作をとる。よって、本来ならば動く必要のない電子キーまでも動作させてしまうので、その分だけ電子キーの電力を無駄に消費する問題があった。そこで、できる限り電池の消耗を減らすことが望まれていた。

また、建物（住宅）のドア等のキーとして電子キーが使用される電子キーシステムにおいても、同様に自身に対応する建物と異なる建物から発信されるウェイク信号に対してスリープ状態から起動してアック信号を発信する動作をとってしまう。よって、このような建物用の電子キーシステムにおいても、関係のない電子キーが無駄に起動してしまうので、電力浪費の問題があった。なお、建物用の電子キーシステムの識別コード信号には、建物を識別する識別コードが含まれている。

この発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、電子キーの電池消耗を低く抑えることができる電子キーシステムを提供することにある。

以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について説明する。
請求項１に記載の発明は、通信対象と電子キーとの間で無線通信を介してＩＤ照合が可能で、前記ＩＤ照合が成立したことを条件に、前記通信対象に設置された機器の操作が可能となる電子キーシステムにおいて、前記通信対象に設けられ、前記ＩＤ照合を開始するに際して、前記電子キーをスリープ状態から起動状態に切り換えるための起動信号を、前記通信対象からそれぞれの通信対象固有のコード列によって発信させる起動信号発信手段と、前記電子キーに設けられ、受信した前記起動信号のコード正否を見る起動信号照合を行い、当該照合が成立すれば、前記電子キーをスリープ状態から起動状態に切り換える状態切換手段とを備えたことをその要旨としている。

同構成によれば、電子キーを起動状態に切り換えるための起動信号は、通信対象固有のコード列により発信される。このため、複数の電子キーが通信対象の通信エリアに存在していたとしても、通信対象と組をなすキーのみが起動し、通信対象と組をなさないキーは起動せずにスリープ状態を維持する。よって、電子キーは対応しない通信対象からの起動信号によって無駄に起動することがなく、アック信号を発信しないで済むので、従来と比較して電池の消耗を低減することが可能となる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の電子キーシステムにおいて、前記ＩＤ照合は、前記通信対象が起動後の前記電子キーとペア確認を行い、当該ペア確認の認証成立の後に、前記電子キーのＩＤコードの正否を見る主認証を実行する相互認証であって、前記起動信号照合を前記ペア確認として代用し、当該起動信号照合の成立の後、直ちに前記主認証に移行することをその要旨としている。

同構成によれば、通信端末と電子キーとのＩＤ照合の一種には、通信対象からＩＤ相当のデータを送って電子キーに確認させるペア確認を行う工程が含まれる場合があるが、本構成の場合は、起動時に行う起動信号照合を、この種のペア確認として代用するので、従来の場合には必要となっていたペア確認の工程が不要となる。このため、電子キーが起動した後は、直ぐに主認証に移行することが可能となるので、ＩＤ照合に要する時間を短時間化することが可能となる。これにより、キー認証（キー操作）を開始してから実際に機器が動くまでに必要な時間が短くなるので、キー操作の際のレスポンスを向上することが可能となる。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の電子キーシステムにおいて、前記主認証は、前記通信対象から発信されたチャレンジに対して前記電子キーが返してきたレスポンスが正しいか否かを見るチャレンジレスポンス認証と、前記電子キーが持つＩＤコードが正しいか否かを見るＩＤコード照合とを含むことをその要旨としている。

同構成によれば、ＩＤ照合としてチャレンジレスポンス認証を行うので、通信対象及び電子キーの２者の認証を、より精度よく行うことが可能となる。
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のうちいずれか一項に記載の電子キーシステムにおいて、待機状態にある前記電子キーを前記起動信号の登録モードの状態で起動させ、前記通信対象に予め登録されている前記起動信号を前記電子キーに発信して、該起動信号を当該電子キーに登録する登録手段を備えたことをその要旨としている。

ところで、本発明の起動信号は、通信対象に固有のコード列であるため、電子キーの製造段階で予め起動信号を登録しておくことができない。そこで、上記構成によれば、電子キーを登録モードの状態で起動させて、通信対象に予め登録されている起動信号を電子キーに受信させて登録する。このため、電子キーを登録モードにさせることで起動信号がなくても通信を開始させて、起動信号を電子キーに登録することができる。

本発明によれば、電子キーの電池消耗を低く抑える電子キーシステムを提供することができる。

電子キーシステムの概略構成を示すブロック図。 電子キーシステムによる通信動作を示すタイムチャート。 ウェイク信号の登録動作を示すシーケンスチャート。 ウェイク信号の登録動作を示すシーケンスチャート。 電子キーシステムによる通信動作を示すタイムチャート。 従来の電子キーシステムによる通信動作を示すタイムチャート。

以下、本発明にかかる電子キーシステムの一実施形態について図１〜図５を参照して説明する。
図１に示されるように、車両２には、例えば運転者が実際に車両キーを操作しなくてもドアロックの施解錠やエンジンの始動及び停止等の車両動作を行うことが可能な電子キーシステムが搭載されている。ここで、車両２が電子キー１の通信対象である。電子キーシステムは、キー固有のＩＤコードを無線通信で発信可能な電子キー１が車両キーとして使用されている。電子キーシステムは、車両２からリクエスト信号Ｓｒｑを発信させ、このリクエスト信号Ｓｒｑを電子キー１が受信すると、それに応答する形で電子キー１が自身のＩＤコードを含ませたＩＤコード信号Ｓｉｄを狭域無線通信により車両２に返信し、電子キー１のＩＤコードが車両２のＩＤコードと一致すると、車両２に設置された機器としてのドアロックの施解錠やエンジンの始動及び停止が許可又は実行されるシステムである。

電子キーシステムには、車両２に近づいたり離れたりした際に自動でＩＤ照合が行われてドアロックの施解錠が許可されるエントリーシステムがある。これを以下に説明すると、車両２には、電子キー１との間で狭域無線通信を行う際にＩＤ照合を行う照合ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）２１と、車両２の電源系を管理するメインボディＥＣＵ３１とが設けられている。照合ＥＣＵ２１には、車両２の各ドアに埋設されて車外にＬＦ（Ｌｏｗ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）帯の信号を発信可能な車外ＬＦ発信機２２と、車内床下等に埋設されて車内にＬＦ帯の無線信号を発信可能な車内ＬＦ発信機２３と、車内後方の車体等に埋設されてＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）帯の無線信号を受信可能なＲＦ受信機２４とが接続されている。照合ＥＣＵ２１には、例えばドアロック施解錠等を管理するメインボディＥＣＵ３１が車内ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）３０を介して接続されている。

一方、電子キー１には、車両２との間で電子キーシステムに準じた無線通信を行う際のコントロールユニットとして通信制御部１１が設けられている。通信制御部１１は、固有のキーコードとしてＩＤコードが記憶されたメモリ１１ａを備えている。通信制御部１１には、外部で発信されたＬＦ帯の信号を受信可能なＬＦ通信部１２と、通信制御部１１の指令に従いＲＦ帯の信号を発信可能なＲＦ発信部１３とが接続されている。また、通信制御部１１には、電子キー１側において同システムに準ずるＩＤ照合（スマート照合）を管理するスマート通信部１１ｂが設けられている。

照合ＥＣＵ２１は、車外ＬＦ発信機２２からＬＦ帯のリクエスト信号Ｓｒｑを間欠的に発信させ、車両２の周辺に車外通信エリアを形成する。電子キー１がこの車外通信エリアに入り込んでリクエスト信号ＳｒｑをＬＦ通信部１２で受信すると、電子キー１（スマート通信部１１ｂ）はリクエスト信号Ｓｒｑに応答する形で、自身のメモリ１１ａに登録されたＩＤコードを含ませたＲＦ帯のＩＤコード信号ＳｉｄをＲＦ発信部１３から返信する。照合ＥＣＵ２１は、ＲＦ受信機２４でＩＤコード信号Ｓｉｄを受信すると、自身のメモリ２１ａに登録されたＩＤコードと電子キー１のＩＤコードとを照らし合わせて、ＩＤ照合としてスマート照合（車外照合）を行う。照合ＥＣＵ２１は、車外照合が成立すると、メモリ２１ａに車外照合フラグを一定時間立てて、メインボディＥＣＵ３１を介してドアロック装置３８によるドアロックの施解錠を許可又は実行する。

また、電子キーシステムには、エンジン始動停止操作の際に実際の車両キー操作を必要とせずに単なるスイッチ操作のみでエンジン始動停止操作を行うことが可能な機能としてワンプッシュエンジンスタートシステムがある。このワンプッシュエンジンスタートシステムを以下に説明すると、車両２には、照合ＥＣＵ２１のＩＤ照合成立結果を基に、エンジンの点火制御及び燃料噴射制御を行うエンジンＥＣＵ３２が設けられている。エンジンＥＣＵ３２は、車内ＬＡＮ３０を通じて照合ＥＣＵ２１等の各種ＥＣＵに接続されている。車両２の運転席には、車両２の電源状態（電源ポジション）を切り換える際に操作されるエンジンスイッチ３３が設けられている。

照合ＥＣＵ２１は、車外照合が成立してドアロックが解錠された後、ドアが開けられて運転者が乗車したことを例えばカーテシスイッチ３７で認識すると、車内ＬＦ発信機２３からリクエスト信号Ｓｒｑを発信して車内全域に車内通信エリアを形成する。照合ＥＣＵ２１は、電子キー１がこの車内通信エリアに入り込んで返信してきたＩＤコード信号ＳｉｄをＲＦ受信機２４で受信すると、自身に登録されたＩＤコードと電子キー１のＩＤコードとを照らし合わせて、ＩＤ照合としてスマート照合（車内照合）を行う。照合ＥＣＵ２１は、この車内照合が成立すると、メモリ２１ａに車内照合フラグを立てる。このとき、メインボディＥＣＵ３１は、エンジンスイッチ３３のスイッチ操作部３４が押圧操作されると、車両２の電源状態をオフ状態からＡＣＣ（Ａｃｃｅｓｓｏｒｙ）オン状態やＩＧ（Ｉｇｎｉｔｉｏｎ）オン状態に切り換え可能とする。

メインボディＥＣＵ３１は、エンジンが停止している際にブレーキペダルが踏み込み操作された状態でエンジンスイッチ３３のスイッチ操作部３４が押圧操作されたことを検出すると、照合ＥＣＵ２１に車内照合成立の有無を確認する。メインボディＥＣＵ３１は、照合ＥＣＵ２１から車内照合が成立の旨の通知を受ければ車内照合が成立済みであることを認識して、停止状態のエンジンを始動すべくエンジンＥＣＵ３２に起動信号を出力する。起動信号を受け付けたエンジンＥＣＵ３２は、車内照合結果を確認し、点火制御及び燃料噴射制御を開始してエンジンを始動する。一方、メインボディＥＣＵ３１は、エンジンが稼働している際にエンジンスイッチ３３のスイッチ操作部３４が押圧操作されたことを検出すると、車両２が停止していることを条件にエンジンを停止状態にする。

また、車両２には、電子キー１と近距離無線通信によりＩＤ照合を行うイモビライザーシステムが設けられている。イモビライザーシステムを搭載した車両２には、イモビライザーシステムのコントロールユニットとして前述の照合ＥＣＵ２１が設けられている。照合ＥＣＵ２１には、イモビライザーコイル３６を備えたイモビライザー通信機３５が接続されている。このイモビライザーコイル３６は、エンジンスイッチ３３の筐体内においてスイッチ操作部３４を囲むようにリング状に巻回された取り付け状態をとっている。イモビライザー通信機３５が近距離無線通信の通信装置として機能する。

一方、電子キー１には、近距離無線を受信及び発信可能な前述のＬＦ通信部１２と、通信制御部１１にトランスポンダ制御部１１ｃとが設けられている。通信制御部１１のメモリ１１ａには、イモビライザーシステムに用いるトランスポンダコードが登録されている。すなわち、電子キー１は、電子キーシステムに用いるＬＦ通信部１２のＬＦアンテナで近距離無線を受信するとトランスポンダ制御部１１ｃを起動し、トランスポンダコードを含むトランスポンダ信号ＳｔｒをＬＦアンテナから発信することで、トランスポンダとして機能する。ＬＦ通信部１２が近距離無線通信の通信装置として機能する。本例のトランスポンダ制御部１１ｃは、スマート通信を管理する通信制御部１１に一体に組み込まれたものであって、通信制御部１１のメモリに書き込まれたイモビライザーシステム用の制御プログラムを通信制御部１１のＣＰＵが実行することにより機能的に生成される。

イモビライザーシステムは、ブレーキペダルを踏みながら電子キー１をイモビライザーコイル３６にかざすように近づけることにより、イモビライザーコイル３６から発信される駆動電波Ｓｉｖで電子キー１（トランスポンダ制御部１１ｃ）を起動させ、起動した電子キー１にトランスポンダコードを含むトランスポンダ信号Ｓｔｒを返信させる。車両２は、このトランスポンダ信号Ｓｔｒをイモビライザーコイル３６で受信すると、これを車両２側で照らし合わせてＩＤ照合（イモビライザー照合）を行う。エンジンスイッチ３３のスイッチ操作部３４を押圧操作してエンジンを始動する際、エンジン始動の前段階の認証動作として車内照合成立有無を確認する。なお、車内照合成立を条件とすることに限らず、イモビライザー照合が成立していれば、エンジン始動が許可される。

また、本例の電子キーシステムは、ＩＤ照合に際して電子キー１を起動するための起動信号としてのウェイク信号Ｓｗｋを、車両２毎に設定された固有のコード列で車両２から発信するウェイクランダム式をとっている。これを以下に説明すると、照合ＥＣＵ２１には、各々の車両２が持つ個別のコードでウェイク信号Ｓｗｋを発信させる起動信号発信手段としてのウェイク信号発信部２１ｂが設けられている。ウェイク信号発信部２１ｂは、ウェイク信号Ｓｗｋを所定間隔で繰り返し発信し、車両２の周囲に電子キー１が存在するか否かを逐次サーチする。

このウェイク信号Ｓｗｋは、電子キー１に起動を指示する指令としてウェイクコード（ウェイクパターン）を持ち、「０」及び「１」の２値情報から構築されている。また、本例のウェイク信号Ｓｗｋ、すなわちウェイクコードは、それぞれの車両２において内容が異なる車両２ごとの個別のデータとなっている。

電子キー１のＬＦ通信部１２には、受信機能のインターフェース回路としてアナログフロントエンド（ＡＦＥ：Ａｎａｌｏｇ Ｆｒｏｎｔ Ｅｎｄ）１２ａが設けられている。アナログフロントエンド１２ａは、例えば受信電波のＡ／Ｄ変換、増幅、復調等を行う回路である。このアナログフロントエンド１２ａには、ウェイク信号Ｓｗｋを解読するウェイク信号判定部１２ｂが設けられている。ウェイク信号判定部１２ｂは、ウェイク信号Ｓｗｋの２値情報の組み合わせを確認するウェイク照合によって、ウェイク信号Ｓｗｋが自身に対応するものか否かの正否判定を行う。すなわち、ウェイク信号判定部１２ｂは、このウェイク照合を、通信確立状態にある車両２が電子キー１と組をなすものかを見るペア確認として実行する。なお、ウェイク照合が起動信号照合に相当する。

アナログフロントエンド１２ａには、ウェイク信号Ｓｗｋの正否の確認結果を基に、通信制御部１１にスマート通信の開始を指令する起動状態切換手段としての起動指令出力部１２ｃが設けられている。起動指令出力部１２ｃは、ウェイク信号Ｓｗｋが自らと対応するものであることを認識すると、通信制御部１１に起動指令を出力して、通信制御部１１にスマート通信を開始させる。

また、本例の電子キーシステムは、ウェイク信号Ｓｗｋ（ウェイクコード）を登録する登録モードを備えている。よって、照合ＥＣＵ２１には、電子キー１にウェイク信号Ｓｗｋを登録させるべく電子キー１に対して発信させる通信対象側登録部としての車両側登録部２１ｃが設けられている。また、通信制御部１１には、ウェイク信号を登録するキー側登録部１１ｄが設けられている。これらキー側登録部１１ｄ及び車両側登録部２１ｃは、狭域無線通信（スマート通信）と近距離無線通信（イモビライザー通信）との２パターンにより、ウェイクコードを電子キー１に登録可能となっている。

次に、本例の電子キーシステムによる通信動作について図２を参照して説明する。なお、ここでは、ユーザが車両２に対応した電子キー１ａと他の車両に対応した電子キー１ｂを所持して車両２に近づく状況において説明する。

照合ＥＣＵ２１は、車外の電子キー１とスマート通信を実行する際、まず停止状態（スリープ状態）になっている電子キー１を起動させるべく、車外ＬＦ発信機２２からウェイク信号Ｓｗｋを発信する。このウェイク信号Ｓｗｋの発信は、ウェイク信号発信部２１ｂにより管理される。ウェイク信号Ｓｗｋは、車外ＬＦ発信機２２から一定間隔をおいて繰り返し発信され、車両２の周囲における電子キー１の有無が監視される。また、本例のウェイク信号Ｓｗｋは、各々の車両２に個別のウェイクコードを持った信号として発信される。

ここで、例えば２台の車両２，２を所持するユーザが、一方の車両２の電子キー１ａと、他方の車両２の電子キー１ｂの両方を所持して、電子キー１ａの車両２に近づいた場合を想定する。このとき、電子キー１ａ及び電子キー１ｂがウェイク信号Ｓｗｋの通信エリアに入り込むと、ウェイク信号ＳｗｋをＬＦ通信部１２で受信する。電子キー１ａ及び電子キー１ｂのそれぞれのＬＦ通信部１２は、ウェイク信号Ｓｗｋを受信すると、ウェイク信号判定部１２ｂにおいてウェイクコードの判定を行う。すなわち、ウェイク信号判定部１２ｂは、ウェイク信号Ｓｗｋに含まれるウェイクコードのコード列を自身のものと照らし合わせるウェイク照合を実行する。すなわち、ウェイク照合によって電子キー１と車両２とのペア確認が行われる。

この場合、電子キー１ａのウェイク信号判定部１２ｂは、ウェイク照合成立を確認するので、照合成立の旨を起動指令出力部１２ｃに出力する。起動指令出力部１２ｃは、ウェイク信号判定部１２ｂからウェイク照合成立の通知を受けると、ウェイク照合成立通知を通信制御部１１に出力する。電子キー１ａの通信制御部１１は、ＬＦ通信部１２から出力されたウェイク照合成立通知が入力されると、スリープ状態から起動状態に切り換わり、スマート通信を開始する。そして、電子キー１ａの通信制御部１１は、ウェイク完了の通知として、ＲＦ発信部１３からアック信号Ｓａｃを発信させる。

一方、電子キー１ｂのウェイク信号判定部１２ｂは、ウェイク照合の成立を確認することができないので、照合成立の通知を起動指令出力部１２ｃに出力することはない。よって、電子キー１ｂの起動指令出力部１２ｃは、ウェイク信号判定部１２ｂからウェイク照合成立の通知を受け付けないので、ウェイク照合成立通知を通信制御部１１に出力しない。よって、電子キー１ｂ（通信制御部１１）は、起動することなくスリープ状態を継続する。

照合ＥＣＵ２１は、ウェイク信号Ｓｗｋを受信した後の所定時間内にアック信号Ｓａｃを受信すると、自身に対応するキーである電子キー１ａが車両２周囲に存在すると認識する。照合ＥＣＵ２１は、車両２の周囲に電子キー１ａが存在することを認識すると、照合コード信号Ｓｃｃを車外ＬＦ発信機２２から発信させる。照合コード信号Ｓｃｃには、発信の度に毎回値が変わるチャレンジコードと、電子キー１ａのキー番号とが含まれている。なお、キー番号は、何番目のマスターキーであるのか、又は何番目のサブキーであるのかを通知するものである。

起動している電子キー１ａの通信制御部１１は、ＬＦ通信部１２で照合コード信号Ｓｃｃを受信すると、この照合コード信号Ｓｃｃのキー番号の正否を見る番号照合を実行し、自身がこのときの通信対象であるか否かを判断する。なお、この番号照合は、通信相手の電子キー１ａについてマスター又はサブのキー種を判定する照合である。そして、この番号照合が成立すると、通信制御部１１は、照合コード信号Ｓｃｃに含まれるチャレンジコードを、自身の暗号鍵によって演算することにより、レスポンスコードを生成する。通信制御部１１は、レスポンスコードの生成が終了すると、自身のメモリ１１ａに登録されたＩＤコードとこのレスポンスコードと含むレスポンス信号ＳｒｅをＲＦ発信部１３から発信させる。

照合ＥＣＵ２１は、照合コード信号Ｓｃｃを発信する際、自身が持つ暗号鍵によってチャレンジコードを演算するとともに、自らもレスポンスコードを生成する。そして、照合ＥＣＵ２１は、電子キー１ａからレスポンス信号ＳｒｅをＲＦ受信機２４で受信すると、電子キー１ａのレスポンスコードと、自身が演算したレスポンスコードとを照らし合わせて、レスポンス照合を実行する。照合ＥＣＵ２１は、このレスポンス照合が成立することを確認すると、レスポンス信号Ｓｒｅに含まれるＩＤコードの正否を照合する。そして、照合ＥＣＵ２１は、レスポンス照合及びＩＤコード照合の両方が成立することを確認すると、スマート照合成立として処理する。なお、番号照合、レスポンス照合、ＩＤコード照合が主認証を構成する。

また、車両２が電子キー１ａとスマート通信を実行している間、電子キー１ｂは車両２から発信される各種電波を受け付ける状態となるが、電子キー１ｂはスリープ状態であるので、車両２からの各種電波に何ら応答する動作を行わず、スリープ状態のままで待機する。なお、ここでは、車外照合時における車両２及び電子キー１の動作について説明したが、車内照合のときも同様の動作を行うので、車内照合の説明は省略する。

続いて、ウェイク信号Ｓｗｋの電子キー１への登録方法について図３及び図４を参照して説明する。図３では、狭域無線通信を使った登録方法を示している。図４では、近距離無線通信を使った登録方法を示している。

まず、図３を参照して狭域無線通信を使った登録方法を説明する。狭域無線通信では、上記で説明したように、車両２から発信されたウェイク信号Ｓｗｋを受信した電子キー１がウェイク照合を実行して照合が成立したことによって起動してアック信号Ｓａｃを返信すると相互通信が開始される。この場合、まず前提として、各電子キー１，１…には、ウェイク信号Ｓｗｋの登録作業に必要な登録信号Ｓｒｇのウェイクコードが電子キー１及び車両２にそれぞれ登録されている。この登録信号Ｓｒｇは、車両２からの呼びかけによって電子キー１をウェイク信号Ｓｗｋの登録モードに入らせるための信号である。なお、登録信号Ｓｒｇが認証用の起動信号に相当する。

ウェイク信号Ｓｗｋを狭域無線通信により登録する際には、図示しない外部入力装置によって車両２を登録モードに設定し、狭域無線通信を選択する（ステップＳ１１）。車両２は、狭域無線通信による登録モードに設定されると、ウェイク信号Ｓｗｋの登録動作として、まずは登録信号Ｓｒｇを車内ＬＦ発信機２３から発信する（ステップＳ１２）。電子キー１は、登録信号ＳｒｇをＬＦ通信部１２で受信すると、ウェイクコードによってスリープ状態から起動して登録モードに入り、これを車両２に通知すべくアック信号ＳａｃをＲＦ発信部１３から発信する（ステップＳ１３）。

車両２は、登録信号Ｓｒｇの発信の後、所定時間内に電子キー１からアック信号ＳａｃをＲＦ受信機２４で受信すると、電子キー１が登録モードに入ったことを認識する。そして、車両２は、ウェイク信号Ｓｗｋを電子キー１に通知するために、ウェイク信号Ｓｗｋを車内ＬＦ発信機２３から発信する（ステップＳ１４）。

電子キー１は、アック信号Ｓａｃの発信の後、所定時間内にウェイク信号ＳｗｋをＬＦ通信部１２で受信すると、ウェイク信号Ｓｗｋに含まれるウェイクコードをＬＦ通信部１２に登録する（ステップＳ１５）。これにより、電子キー１へのウェイク信号Ｓｗｋの登録が完了する。よって、電子キー１は、車両２から発信されたウェイク信号ＳｗｋをＬＦ通信部１２で受信すると、ウェイク照合が成立したときのみ通信制御部１１を起動させてアック信号Ｓａｃを返信することができるようになる。

次に、図４を参照して近距離通信を使った登録方法を説明する。なお、近距離通信とは、イモビライザーシステムを利用して、電子キー１にウェイク信号Ｓｗｋの登録を行う方式である。ウェイク信号Ｓｗｋを近距離無線通信により登録する際には、図示しない外部入力装置によって車両２を登録モードに設定し、近距離無線通信を選択する（ステップＳ２１）。車両２は、近距離無線通信による登録モードに設定されると、ウェイク信号Ｓｗｋのウェイクコードを含む駆動電波Ｓｉｖをイモビライザーコイル３６から発信する（ステップＳ２２）。

このとき、ユーザは、電子キー１をイモビライザーコイル３６にかざす動作をとる。このとき、電子キー１は、駆動電波ＳｉｖをＬＦ通信部１２で受信すると、駆動電波Ｓｉｖによって起動するとともに、この駆動電波Ｓｉｖに含まれるウェイクコードを読み出し、これをＬＦ通信部１２に登録する（ステップＳ２３）。これにより、電子キー１へのウェイク信号Ｓｗｋの登録が完了する。よって、電子キー１は、車両２から発信されたウェイク信号ＳｗｋをＬＦ通信部１２で受信すると、ウェイク照合が成立したときのみ通信制御部１１を起動させてアック信号Ｓａｃを返信することができるようになる。

さて、本例の電子キーシステムでは、ウェイク信号Ｓｗｋを車両固有のコード列から構築し、車両２から発信されたウェイク信号Ｓｗｋを車両２に対応しない電子キー１ｂが受信すると、起動することなくスリープ状態を維持し、車両２に対応する電子キー１ａのみアック信号Ｓａｃを発信する。このため、電子キー１は、自身に対応する車両２からのウェイク信号Ｓｗｋに対してのみ起動し、アック信号Ｓａｃを発信する。言い換えれば、電子キー１は、自身に対応しない車両２からのウェイク信号Ｓｗｋでは起動しない。よって、電子キー１ｂが無駄に起動することがなくなるので、同電子キー１ｂの電池消耗を低減させることができる。

ところで、１台の車両２の通信エリアに２つの電子キー１ａ，１ｂが進入した際に、これら２者のうちの一方のキーのみと通信を実行する思想として、例えば図５に示されるように、固定のウェイクコードと、各車両２が持つ固有の車両コードとを含んだウェイク車両信号Ｓｗｖを発信する例が想定される。なお、固定のウェイクコードとは、複数の車両２，２…間で共有されるコード、すなわち同一システムにおいて統一されたコードを持つものである。

このウェイク車両信号Ｓｗｖは、車外ＬＦ発信機２２から一定間隔をおいて繰り返し発信され、車両２の周囲における電子キー１の有無が監視される。電子キー１ａ及び電子キー１ｂを所持したユーザが同じ一台の車両２に近づき、電子キー１ａ及び電子キー１ｂがウェイク車両信号Ｓｗｖの通信エリアに入り込むと、これら電子キー１ａ，１ｂはともにウェイク車両信号ＳｗｖをＬＦ通信部１２で受信し、スリープ状態から起動状態に切り換わる。そして、それぞれの電子キー１ａ，１ｂは、ウェイクコードの後に続く車両コードを自身のものと照らし合わせて識別照合を実行する。

このとき、車両２のキーが電子キー１ａであれば、電子キー１ａで識別照合が成立し、電子キー１ｂでは識別照合が成立しない。よって、電子キー１ａは、識別照合が成立することを確認することで、スマート通信を継続して実行する。一方、電子キー１ｂは、一旦は起動状態となるが、所定時間内において識別照合の成立通知を受け付けることができないので、起動状態からスリープ状態に切り換わる。そして、車両２は電子キー１ａとのみスマート通信を行い、電子キー１ｂはスリープ状態に再度戻って、次通信に待機する。

しかし、図５に示す例では、車両２の通信相手ではない電子キー１ｂをスリープ状態にすることができるものの、電子キー１ｂを一旦は起動させる必要がある。よって、図５に示す例では、必ずしも通信相手とならない電子キー１ｂの電源を全く消費しないシステムとはなっておらず、この点で問題がある。しかし、本例の場合は、通信相手とならない電子キー１ｂは、一度も起動状態に切り換わらないので、この点で電子キー１ｂの電源の省エネルギー化に非常に効果が高いといえる。

以上、説明した実施形態によれば、以下の作用効果を奏することができる。
（１）車両２から電子キー１に対して発信されるウェイク信号Ｓｗｋは、車両固有のコード列により発信される。このため、複数の電子キー１が車両２の通信エリアに存在していたとしても、ウェイク信号Ｓｗｋを発信した車両２と組をなす電子キー１のみが起動し、ウェイク信号Ｓｗｋを発信した車両２と組をなさない電子キー１は起動せずにスリープ状態を維持する。よって、電子キー１は対応しない車両２からのウェイク信号Ｓｗｋによって無駄に起動することがなく、アック信号Ｓａｃを発信しないで済むので、従来と比較して電子キー１の電池消耗を低減することが可能となる。

（２）電子キー１の起動時に行うウェイク照合を、ペア確認として代用するので、従来の場合には必要となっていたペア確認の工程が不要となる。このため、電子キー１が起動した後は、直ぐに主認証に移行することが可能となるので、ＩＤ照合に要する時間を短縮することが可能となる。これにより、キー認証（キー操作）を開始してから実際にドアロックやエンジンが動くまでに必要な時間が短くなるので、キー操作の際のレスポンスを向上することができる。

（３）ＩＤ照合としてチャレンジレスポンス認証を行うので、車両２と電子キー１との認証を、より精度よく行うことができる。
（４）電子キー１を登録モードの状態で起動させて、車両２に予め登録されているウェイク信号Ｓｗｋを電子キー１に受信させて登録する。このため、電子キー１を登録モードにさせることでウェイク信号Ｓｗｋがなくても通信を開始させて、ウェイク信号Ｓｗｋを電子キー１に登録することができる。

（５）電子キー１は車両２から起動信号を受信しないと動作を開始できない前提がある。しかし、車両２から登録信号Ｓｒｇを発信させ、登録信号Ｓｒｇによって電子キー１を起動するようにすれば、電子キー１にこのような動作条件があっても、問題なく電子キー１にウェイク信号Ｓｗｋを登録することが可能となる。また、既存の電子キーシステムの狭域無線通信を利用して、ウェイク信号Ｓｗｋを登録することが可能となるという利点もある。

（６）電子キー１は車両２から起動信号を受信しないと動作を開始できない前提がある。しかし、車両２からウェイクコードが含まれた駆動電波Ｓｉｖを発信させ、駆動電波Ｓｉｖによって電子キー１を起動するようにすれば、電子キー１にこのような動作条件があっても、問題なく電子キー１にウェイク信号Ｓｗｋを登録することが可能となる。また、電池切れ時に備えて電子キーシステムに設けられる近距離無線通信を利用して、電子キー１の電源電力を消費することなく、ウェイク信号Ｓｗｋを登録することが可能となるという利点もある。

（７）電子キー１は電池を使用して車両２と相互通信を行うため、ウェイク信号Ｓｗｋによって無駄な起動がなくなり、従来と比較して電池の消耗を低減することができ、電池の交換頻度を少なくすることができる。

なお、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することができる。
・上記実施形態では、車両２はウェイク信号Ｓｗｋに対して電子キー１からアック信号Ｓａｃが返信されると、照合コード信号Ｓｃｃを発信するようにしたが、照合コード信号Ｓｃｃの発信前に電子キー１を確実に認証するための信号を別途発信するようにしてもよい。

・上記実施形態では、主認証を番号照合、レスポンス照合、ＩＤコード照合から構成されるとしたが、種々の認証形式が採用可能である。
・上記実施形態では、狭域無線通信による登録モードにおいて、車内ＬＦ発信機２３から登録信号Ｓｒｇ及びウェイク信号Ｓｗｋを発信するようにしたが、車外ＬＦ発信機２２から登録信号Ｓｒｇ及びウェイク信号Ｓｗｋを発信するようにしてもよい。

・上記実施形態では、狭域無線通信と近距離無線通信とのそれぞれを使用してウェイク信号Ｓｗｋを登録することができるようにしたが、狭域無線通信と近距離無線通信とのいずれか一方のみを使用してウェイク信号Ｓｗｋを登録するようにしてもよい。

・上記実施形態において、電子キーシステムで使用する電波の周波数は、必ずしもＬＦやＲＦに限定されず、これら以外の周波数が使用可能である。また、車両２から電子キー１に電波発信するときの周波数と、電子キー１から車両２に電波を返すときの周波数とは、必ずしも異なるものに限定されず、これらを同じ周波数としてもよい。

・上記実施形態において、本例の電子キーシステムは、必ずしも車両２のみに適用されることに限らず、電子キーを使用する通信対象であれば、その採用先は特に限定されない。

次に、前記実施形態から把握できる技術的思想をその効果と共に記載する。
（イ）請求項４に記載の電子キーシステムにおいて、前記登録手段は、前記通信対象側において前記電子キーシステムの狭域無線通信の通信設備を使用し登録作業を行う通信対象側登録部と、前記電子キー側において前記狭域無線通信の通信設備を使用し登録作業を行うキー側登録部とを備え、前記通信対象側登録部は、動作モードが登録モードに移行すると、前記通信対象に予め用意された登録用の起動信号を前記電子キーに発信し、前記キー側登録部は、前記登録用の起動信号を受信すると、該信号により起動するとともに起動完了を前記通信対象側登録部に発信し、前記通信対象側登録部は、前記起動完了の通知を受けると、認証用の前記起動信号を前記電子キーに向けて発信し、前記キー側登録部は、前記認証用の起動信号を受信すると、これを同キーに登録する。

ところで、この種の電子キーシステムにおいて、電子キーは通信対象から起動信号を受信しないと動作を開始できない前提がある。しかし、本発明のように、電子キーの通信対象から登録用の起動信号を発信させ、同信号によって電子キーを起動するようにすれば、電子キーにこのような動作条件があっても、問題なく電子キーに認証用の起動信号を登録することが可能となる。また、既存の電子キーシステムの通信を利用して、認証用の起動信号を登録することが可能となるという利点もある。

（ロ）請求項４に記載の電子キーシステムにおいて、前記登録手段は、前記通信対象側において前記電子キーシステムの近距離無線通信の通信設備を使用し登録作業を行う通信対象側登録部と、前記電子キー側において前記近距離無線通信の通信設備を使用し登録作業を行うキー側登録部とを備え、前記通信対象側登録部は、動作モードが登録モードに移行すると、前記電子キーを起動状態に切り換えるための駆動電波を該電子キーに発信し、前記キー側登録部は、前記駆動電波を受信すると、それまでの電源遮断状態から起動するとともに起動完了を前記通信対象側登録部に発信し、前記通信対象側登録部は、前記起動完了の通知を受けると、認証用の前記起動信号を前記電子キーに向けて発信し、前記キー側登録部は、前記認証用の起動信号を受信すると、これを同キーに登録する。

ところで、この種の電子キーシステムにおいて、電子キーは通信対象から起動信号を受信しないと動作を開始できない前提がある。しかし、本発明のように、電子キーの通信対象から登録用の起動信号を発信させ、同信号によって電子キーを起動するようにすれば、電子キーにこのような動作条件があっても、問題なく電子キーに認証用の起動信号を登録することが可能となる。また、電池切れ時に備えて電子キーシステムに設けられる近距離無線通信を利用して、電子キーの電源電力を消費することなく、起動信号を登録することが可能となるという利点もある。

（ハ）請求項１〜４、及び（イ）、（ハ）のいずれかに記載の電子キーシステムにおいて、前記通信対象は車両であって、前記ＩＤ照合が成立すると、ドアロックの施解錠やエンジンの始動又は停止が許可又は実行されることを特徴とする電子キーシステム。

同構成によれば、通信対象を車両として、ドアロックの施解錠やエンジンの始動又は停止が許可又は実行される電子キーシステムに用いるので、電子キーは対応しない車両からの起動信号によって無駄に起動することがなく、アック信号を発信しないで済むので、従来と比較して電池の消耗を低減することが可能となる。

１，１ａ，１ｂ…電子キー、２…通信対象としての車両、１１…通信制御部、１１ａ…メモリ、１１ｂ…スマート通信部、１１ｃ…トランスポンダ制御部、１１ｄ…登録手段を構成するキー側登録部、１２…狭域無線通信及び近距離無線通信の通信設備を構成するＬＦ通信部、１２ａ…アナログフロントエンド、１２ｂ…ウェイク信号判定部、１２ｃ…起動状態切換手段としての起動指令出力部、１３…狭域無線通信の通信設備を構成するＲＦ発信部、２１…照合ＥＣＵ、２１ａ…メモリ、２１ｂ…起動信号発信手段としてのウェイク信号発信部、２１ｃ…登録手段を構成する車両登録部、２２…狭域無線通信の通信設備を構成する車外ＬＦ発信機、２３…狭域無線通信の通信設備を構成する車内ＬＦ発信機、２４…狭域無線通信の通信設備を構成するＲＦ受信機、３０…車内ＬＡＮ、３１…メインボディＥＣＵ、３２…エンジンＥＣＵ、３３…エンジンスイッチ、３４…スイッチ操作部、３５…近距離無線通信の通信設備を構成するイモビライザー通信機、３６…イモビライザーコイル、３７…カーテシスイッチ、３８…ドアロック装置、Ｓａｃ…アック信号、Ｓｃｃ…照合コード信号、Ｓｉｄ…ＩＤコード信号、Ｓｉｖ…駆動電波、Ｓｒｅ…レスポンス信号、Ｓｒｇ…登録信号、Ｓｒｑ…リクエスト信号、Ｓｔｒ…トランスポンダ信号、Ｓｗｋ…起動信号としてのウェイク信号。

Claims (4)

1. 通信対象と電子キーとの間で無線通信を介してＩＤ照合が可能で、前記ＩＤ照合が成立したことを条件に、前記通信対象に設置された機器の操作が可能となる電子キーシステムにおいて、
   前記通信対象に設けられ、前記ＩＤ照合を開始するに際して、前記電子キーをスリープ状態から起動状態に切り換えるための起動信号を、前記通信対象からそれぞれの通信対象固有のコード列によって発信させる起動信号発信手段と、
   前記電子キーに設けられ、受信した前記起動信号のコード正否を見る起動信号照合を行い、当該照合が成立すれば、前記電子キーをスリープ状態から起動状態に切り換える状態切換手段とを備えた
   ことを特徴とする電子キーシステム。
2. 請求項１に記載の電子キーシステムにおいて、
   前記ＩＤ照合は、前記通信対象が起動後の前記電子キーとペア確認を行い、当該ペア確認の認証成立の後に、前記電子キーのＩＤコードの正否を見る主認証を実行する相互認証であって、前記起動信号照合を前記ペア確認として代用し、当該起動信号照合の成立の後、直ちに前記主認証に移行する
   ことを特徴とする電子キーシステム。
3. 請求項２に記載の電子キーシステムにおいて、
   前記主認証は、前記通信対象から発信されたチャレンジに対して前記電子キーが返してきたレスポンスが正しいか否かを見るチャレンジレスポンス認証と、前記電子キーが持つＩＤコードが正しいか否かを見るＩＤコード照合とを含む
   ことを特徴とする電子キーシステム。
4. 請求項１〜３のうちいずれか一項に記載の電子キーシステムにおいて、
   待機状態にある前記電子キーを前記起動信号の登録モードの状態で起動させ、前記通信対象に予め登録されている前記起動信号を前記電子キーに発信して、該起動信号を当該電子キーに登録する登録手段を備えた
   ことを特徴とする電子キーシステム。

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