JP2015081415A - 電子キーシステム及び不正行為判別方法 - Google Patents

Abstract

【課題】中継器を使った不正行為により車両の動作が許可されるのを防止することが可能な電子キーシステムを提供すること。【解決手段】車両からＦＭＣＷ信号が送出され、その信号が電子キーで受信されると、当該信号が周波数変換されて返信信号が生成され、その信号が電子キーから送出される。車両は、ＦＭＣＷ信号を送出したことに伴い返信信号を受信したとき、当該ＦＭＣＷ信号と当該返信信号との差分であるビート成分を算出する。ビート成分は車両と電子キーの往復距離２ｄに比例する。車両は、ビート成分が閾値以下のとき、電子キーによる当該車両の動作を許可する一方、ビート成分が閾値を超えたとき、電子キーによる当該車両の動作を制限する。【選択図】図２

Description

本発明は、電子キーの検出を目的に車両から電波を送出し、この電波に対する返信が適正であるとき、前記電子キーによる前記車両の動作を許可する電子キーシステム及び不正行為判別方法に関する。

特許文献１には、車両からＬＦ（Low Frequency ）帯の電波を送出し、電子キーは、その電波を受信すると、ＵＨＦ（Ultra High Frequency）帯の電波を返信し、車両は、その返信が適正であるとき、電子キーによる車両の動作を許可する電子キーシステムが開示されている。電子キーから返信されるＵＨＦ帯の電波には、電子キーに固有のＩＤ（identification）が含まれる。車両は、ＵＨＦ帯の電波を受信すると、その電波に含まれたＩＤを基準ＩＤと照合する。そして、車両は、ＩＤが照合一致すると、ＬＦ帯の電波に対する返信が適正であると判定し、上記ＩＤを持つ電子キーによる車両の動作を許可する。例えば、ドアロックの施解錠やエンジンの始動が許可される。電子キーシステムの適用された車両では、ＩＤを用いてキー照合が電気的に行われるため、キー溝の形状を機械的に照合する構成に比べて利便性が向上する。

特開２００７−１７０１６２号公報（段落［００２５］）

中継器を使った不正行為により車両の動作が許可される恐れがあった。
本発明は、このような問題点に着目してなされたものであって、その目的は、中継器を使った不正行為により車両の動作が許可されるのを防止することが可能な電子キーシステムを提供することにある。他の目的は、中継器を使った不正行為の有無を判別することが可能な不正行為判別方法を提供することにある。

上記課題を解決する電子キーシステムは、電子キーの検出を目的に車両から電波を送出し、この電波に対する返信が適正であるとき、前記電子キーによる前記車両の動作を許可する電子キーシステムにおいて、前記車両及び前記電子キーの双方は少なくとも同じ周波数帯で双方向通信するものとし、前記車両から前記電波として送信周波数が時間掃引される周波数変調信号が送出され、その周波数変調信号が前記電子キーで受信されると、当該周波数変調信号が遅滞なく周波数変換或いは逓倍或いは分周されて返信信号が生成され、その返信信号が当該電子キーから送出されることを前提に、前記車両は、前記周波数変調信号を送出したことに伴い前記返信信号を受信したとき、当該周波数変調信号と当該返信信号との差分であるビート成分を算出し、このビート成分が閾値以下のとき、前記電子キーによる当該車両の動作を許可する一方、前記ビート成分が前記閾値を超えたとき、前記電子キーによる当該車両の動作を制限することをその要旨としている。

この構成によれば、周波数変調信号と返信信号との差分であるビート成分は、車両と電子キーとの往復距離に比例する。つまり、車両の近くに電子キーがある場合、距離が小さく、ビート成分も小さい。このため、ビート成分が閾値以下の場合は、電子キーによる車両の動作が許可される。逆に中継器を使った不正行為が行われた場合、距離が大きく、ビート成分も大きい。このため、ビート成分が閾値を超えた場合は、電子キーによる車両の動作が制限される。したがって、中継器を使った不正行為により車両の動作が許可されるのを防止することができる。

上記電子キーシステムについて、前記車両から前記電波として周波数変調信号が送出され、その周波数変調信号が前記電子キーで受信されると、当該周波数変調信号が局部発振器の局部発振周波数とミキシングされて当該局部発振周波数の分だけ周波数が加算或いは減算された返信信号が生成され、その返信信号が当該電子キーから送出されることを前提に、前記車両は、一定の周波数に固定された同期部を含む前記周波数変調信号を送出し、その周波数変調信号を送出したことに伴い前記返信信号を受信したとき、当該周波数変調信号と当該返信信号とをそれぞれの同期部の周波数を一致させて重ね合わせ、当該同期部を除く部分での周波数の差分を前記ビート成分として算出することとしてもよい。

この構成によれば、電子キーでの局部発振周波数の公差を相殺することができる。
上記電子キーシステムについて、前記車両は、前記周波数変調信号を送出する度に、振幅及び周波数の少なくとも一方を変更した周波数変調信号を送出し、当該周波数変調信号を送出したことに伴い前記返信信号を受信したとき、その返信信号が当該変更の反映された返信信号であり、且つ前記ビート成分が前記閾値以下であることを条件に、前記電子キーによる当該車両の動作を許可することとしてもよい。

この構成によれば、過去の変調信号をコピーし、ビート成分が閾値以下となるタイミングで返信信号を送出する不正行為に対処できる。
上記電子キーシステムについて、前記車両から前記電波として周波数変調信号が送出され、その周波数変調信号が前記電子キーで受信されると、当該周波数変調信号が局部発振器の局部発振周波数とミキシングされて当該局部発振周波数の分だけ周波数が加算或いは減算された返信信号が生成され、その返信信号が当該電子キーから送出されることを前提に、前記車両は、前記局部発振周波数を指定するセットデータを含む前記周波数変調信号を送出し、当該周波数変調信号を送出したことに伴い前記返信信号を受信したとき、当該周波数変調信号を前記セットデータにより指定した局部発振周波数とミキシングして当該局部発振周波数の分だけ周波数が加算或いは減算された基準信号を生成し、その基準信号と当該返信信号との差分を前記ビート成分として算出することとしてもよい。

この構成によれば、セットデータにより指定された局部発振周波数を反映させられない汎用キーを使った不正行為に対処できる。
上記電子キーシステムについて、前記車両は、前記返信信号を受信する受信アンテナと、その受信アンテナで受信された前記返信信号を増幅するアンプと、そのアンプによる増幅後の信号をミキシングして前記ビート成分を抽出する混合器とを備え、前記アンプは、前記受信アンテナで受信された前記返信信号の強さに関わらず、前記混合器に一定の振幅を出力するよう利得を変えるオートレベルコントローラー機能を持つこととしてもよい。

この構成によれば、ランプ波形による返信信号の周波数（例えば３０ｋＨｚ）がビート周波数（例えば１ｋＨｚ）よりも高く、それが顕著である程、返信信号の１周期（３３μｓ）の間にビート周波数の１周期（１ｍｓ）が収まらない。この場合、サイン波形の最初の部分（０〜数十度）は直線近似できる（ｒａｄ表記の場合θ≒ｓｉｎθ）ため、サイン波の波高で周波数を推測しつつ、ビート周波数を正確に算出できる。

上記電子キーシステムについて、前記車両からの信号のうち、前記電子キーを起動させるためのＷａｋｅ信号はＬＦ帯の電波として規定され、Ｗａｋｅ信号以外はＵＨＦ帯の電波として規定されることとしてもよい。

この構成によれば、ＬＦ帯で送出するよりも通信速度が速い点で有利となる。
上記課題を解決する不正行為判別方法は、送信周波数が時間掃引される周波数変調信号を送出したことに伴い、その周波数変調信号が遅滞なく周波数変換或いは逓倍或いは分周された返信信号を受信したとき、前記周波数変調信号と前記返信信号との差分であるビート成分を算出し、このビート成分が閾値以下のとき、中継器を使った不正行為が行われていないと判定する一方、前記ビート成分が前記閾値を超えたとき、中継器を使った不正行為が行われたと判定することをその要旨としている。

この構成によれば、周波数変調信号と返信信号との差分であるビート成分は、周波数変調信号の送信元と返信信号の送信元との往復距離に比例する。つまり、周波数変調信号の送信元の近くに返信信号の送信元がある場合、距離が小さく、ビート成分も小さい。このため、ビート成分が閾値以下の場合は、中継器を使った不正行為が行われていないと判定される。逆に中継器を使った不正行為が行われた場合、距離が大きく、ビート成分も大きい。このため、ビート成分が閾値を超えた場合は、中継器を使った不正行為が行われたと判定される。したがって、中継器を使った不正行為の有無を判別することができる。

本発明によれば、中継器を使った不正行為により車両の動作が許可されるのを防止することができる。
本発明によれば、中継器を使った不正行為の有無を判別することができる。

第１の実施の形態について、電子キーシステムによるスマート通信を示す図。 第１の実施の形態について、電子キーシステムによるＲＡ判別通信を示す図。 第１の実施の形態について、ＦＭＣＷ信号を示す図。 第１の実施の形態について、ビート成分を示す図。 第１の実施の形態について、ビート成分の算出時の計算を示す図。 第２の実施の形態について、ビート成分の算出の過程を示す図。 第３の実施の形態について、ＡＭ−ＦＭＣＷ信号を示す図。 第４の実施の形態について、電子キーシステムによる電波のやりとりを示す図。 第４の実施の形態について、フレームａ（Ｆａ）とフレームｂ（Ｆｂ）を示す図。

（第１の実施の形態）
以下、電子キーシステムの第１の実施の形態について説明する。
図１に示すように、電子キーシステムは、車両１と電子キー２との間で双方向のスマート通信を行い、当該通信によるキー照合を経て車両１の動作を許可する。

スマート通信では、まず車両１からＬＦ帯の電波によるＷａｋｅ信号を送出する。Ｗａｋｅ信号はメーカ毎に車種毎に同じものが用いられる。Ｗａｋｅ信号は電子キー２を起動させるための信号である。電子キー２は、Ｗａｋｅ信号を受信すると、該当する車種のものであるか否かを判定し、肯定判断した場合、ＵＨＦ帯の電波によるＡｃｋ信号を送出する。

車両１は、Ａｃｋ信号を受信すると、ＬＦ電波の送信エリアに車種が適合するキーが存在していることを検出し、ＬＦ帯の電波による車両コード信号を送出する。車両コード信号には車両に固有のＩＤが含まれる。電子キー２は、車両コード信号を受信すると、該当する車両のものであるか否かを判定し、肯定判断した場合、ＵＨＦ帯の電波によるＡｃｋ信号を送出する。

車両１は、Ａｃｋ信号を受信すると、ＬＦ電波の送信エリアに存在しているキーが当該車両１に適合するキーであることを検出し、ＬＦ帯の電波によるチャレンジ信号を送出する。チャレンジ信号にはキーのＩＤを要求するコードが含まれる。電子キー２は、チャレンジ信号を受信すると、ＵＨＦ帯の電波によるレスポンス信号を送出する。レスポンス信号にはキーに固有のＩＤが含まれる。

車両１は、レスポンス信号を受信すると、当該信号に含まれたＩＤを基準ＩＤと照合し、照合結果を車両１の動作を許可するか否かの判断材料に用いる。
図２に示すように、本例の電子キーシステムは、上記スマート通信に加え、中継器を使った不正行為（以下、リレーアタックを略称してＲＡ）が行われたか否かを判別するＲＡ判別通信を行う。ＲＡ判別通信では、車両１からＵＨＦ帯の電波によるＦＭＣＷ（Frequency Modulated Continuous Wave ）信号を送出する。車両１は、ＦＭＣＷ信号に対する返信を解析し、解析結果を車両１の動作を許可するか否かの判断材料に用いる。

車両１は、スマート通信に関するＬＦ電波の送信系及びＵＨＦ電波の受信系の各構成要素の他、ＲＡ判別通信に関するＵＨＦ電波の送信系及び受信系の各構成要素を備える。ＵＨＦ電波に関わる構成要素を兼用してもよい。例えば、スマート通信に関するＵＨＦ電波の受信系をＲＡ判別通信に関する受信系としてもよい。

車両１は、ＦＭＣＷ信号の発振器１１を備え、この発振器１１からのＦＭＣＷ信号をアンプ１２で増幅して送信アンテナ１３から送出する。
図３に示すように、ＦＭＣＷ信号は、周期的に周波数が時間により変化するランプ波形を示し、掃引周波数が４３４．３０ＭＨｚ±２５０ｋＨｚに設定されている。周期毎に３３μｓの期間を周波数が最小値４３４．０５ＭＨｚから最大値４３４．５５ＭＨｚまで線形に増加した後、当該最大値から当該最小値まで立ち下がる。周波数の最大値と最小値の差は５００ｋＨｚである。

図２に戻って、車両１から送出されたＦＭＣＷ信号は自由空間を伝搬し、車両１と電子キー２との距離ｄに応じた遅延時間後に電子キー２に到達する。
電子キー２は、受信アンテナ２１でＦＭＣＷ信号を受信すると、当該信号をアンプ２２で増幅する。そして、電子キー２は、その増幅後の信号を混合器２３により局部発振器２４の局部発振周波数とミキシングする。局部発振周波数は７２０ｋＨｚに設定されている。そして、電子キー２は、そのミキシング後の信号をフィルタ２５にかけるとともにアンプ２６で増幅して送信アンテナ２７から送出する。つまり、電子キー２は、車両１からのＦＭＣＷ信号に対し局部発振周波数の分だけ周波数が加算或いは減算された返信信号を送出する。本例では、局部発振周波数の分だけ周波数が減算された返信信号を送出する。かかる周波数変換に伴い、掃引周波数は４３３．５８ＭＨｚ±２５０ｋＨｚとなる。周波数変換に時間を要するが、電子回路上の単なる変換であるため、無視できる程度である。

電子キー２から送出された返信信号は再度距離ｄに応じた遅延時間後に車両１に到達する。つまり、車両１からＦＭＣＷ信号を送出した後、往復距離２ｄに応じた遅延時間を有して、電子キー２からの返信信号が車両１に供される。

車両１は、受信アンテナ１４で返信信号を受信すると、当該信号をアンプ１５で増幅して混合器１６に出力する。アンプ１５は、受信アンテナ１４で受信した電波の強さに関わらず、混合器１６に一定の振幅を出力するよう利得を変えるＡＬＣ（Auto Level Controler）機能を持つものとする。また、車両１は、発振器１１からのＦＭＣＷ信号に対し局部発振器２４の局部発振周波数と同じ７２０ｋＨｚを減じた基準信号を生成する。つまり、車両１は、電子キー２で行ったことと同様に周波数変換をする。

図４に示すように、車両１より送信したＦＭＣＷ信号に同期する上記基準信号をＴｘと規定し、車両１にて受信した返信信号に同期する信号であって、アンプ１５による増幅後のものをＲｘと規定する。信号Ｔｘと信号Ｒｘとの差分であるビート成分は往復距離２ｄに比例する。

図２に戻って、車両１は、信号Ｔｘと信号Ｒｘとの差分を示す信号を混合器１６から出力し、当該信号をフィルタ１７にかける。そして、車両１は、フィルタ１７を通過した信号を解析して、ビート成分を算出する。

図５に示すように、信号Ｔｘについて、三角波の１周期の時間の逆数をｆｃ［Ｈｚ］と規定し、周期毎の周波数の変化量をｆｓ［Ｈｚ］と規定する。すると、三角波の単位時間当たりの変化量は、ｆｓ［Ｈｚ］／（１／ｆｃ）［ｓ］＝ｆｓ・ｆｃ［Ｈｚ／ｓ］となる。

一方、信号Ｔｘと信号Ｒｘとの間には往復距離２ｄに応じた遅延時間Ｔｓ［ｓ］が生じる。信号Ｔｘと信号Ｒｘとの差分であるビート周波数を△ｆ［Ｈｚ］と規定すると、△ｆ［Ｈｚ］＝ｆｓ・ｆｃ［Ｈｚ／ｓ］×Ｔｓ［ｓ］となる。Ｔｓ［ｓ］＝２ｄ［ｍ］／（３×１０の８乗）［ｍ／ｓ］であるので、△ｆ［Ｈｚ］＝ｆｓ・ｆｃ［Ｈｚ／ｓ］×〔２ｄ／（３×１０の８乗）〕［ｓ］となる。

本例では、ｆｓ［Ｈｚ］が５００［ｋＨｚ］であり、ｆｃ［Ｈｚ］が３３［μｓ］の逆数である３０［ｋＨｚ］である。車両１は、往復距離２ｄ［ｍ］が１０［ｍ］のときの△ｆ［Ｈｚ］を閾値とする。各値をあてはめると本例の閾値は５００［Ｈｚ］となる。そして、車両１は、ＦＭＣＷ信号を送出したことに伴い返信信号を受信したとき、信号Ｔｘと信号Ｒｘとの差分であるビート周波数△ｆ［Ｈｚ］を算出して上記閾値と比較し、比較結果を車両１の動作を許可するか否かの判断材料に用いる。

尚、本例のように、ランプ波形の周波数（３０ｋＨｚ）がビート周波数△ｆ（５００Ｈｚ）よりも高く、それが顕著である程、返信信号の１周期（３３μｓ）の間にビート周波数の１周期（１ｍｓ）が収まらない。この場合、サイン波形の最初の部分（０〜数十度）は直線近似できる（ｒａｄ表記の場合θ≒ｓｉｎθ）ため、サイン波の波高で周波数を推測しつつ、ビート周波数△ｆを正確に算出できる。

次に、電子キーシステムの作用について説明する。
車両１は、スマート通信によるレスポンス信号に含まれたＩＤが基準ＩＤと照合一致し、且つＲＡ判別通信によるビート周波数△ｆが閾値以下のとき、電子キー２による当該車両１の動作を許可する。

一方、車両１は、スマート通信によるレスポンス信号に含まれたＩＤが基準ＩＤと照合一致しないときの他、ＩＤが照合一致した場合でも、ビート周波数△ｆが閾値を超えたときには、電子キー２による当該車両１の動作を禁止することを含めて当該動作を制限する。つまり、ビート周波数△ｆが閾値を超えた場合、車両１と電子キー２との距離ｄ［ｍ］が５［ｍ］を超えていることになって、ＲＡが行われた可能性を否定できないため、車両１の動作が制限される。

以上説明したように、第１の実施の形態によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）ビート周波数△ｆは、車両１と電子キー２との往復距離２ｄに比例する。つまり、車両１の近くに電子キー２がある場合、距離ｄが小さく、ビート周波数△ｆも小さい。このため、ビート周波数△ｆが閾値以下の場合は、電子キー２による車両１の動作が許可される。逆にＲＡが行われた場合、距離ｄが大きく、ビート周波数△ｆも大きい。このため、ビート周波数△ｆが閾値を超えた場合は、電子キー２による車両１の動作が制限される。したがって、ＲＡにより車両１の動作が許可されるのを防止することができる。

（第２の実施の形態）
次に、電子キーシステムの第２の実施の形態について説明する。構成については図２を援用する。

図６に示すように、車両１から電子キー２に送出するＦＭＣＷ信号には、一定の周波数に固定された同期部が含まれる。同期部の周波数は４３４．０５ＭＨｚに設定されている。

電子キー２は、ＦＭＣＷ信号を受信すると、当該信号を周波数変換して返信信号を送出する。車両１からＦＭＣＷ信号を送出した後、往復距離２ｄに応じた遅延時間後に返信信号が車両１に到達する。周波数変換に伴い、返信信号の同期部の周波数は４３３．３３ＭＨｚ（＝４３４．０５ＭＨｚ−７２０ｋＨｚ）となる。

車両１は、ＦＭＣＷ信号を送出したことに伴い返信信号を受信したとき、当該ＦＭＣＷ信号と当該返信信号とをそれぞれの同期部の周波数を一致させて重ね合わせ、当該同期部を除く部分での周波数の差分をビート成分として算出する。

電子キー２での局部発振周波数（７２０ｋＨｚ）の公差を考慮しない場合、ＦＭＣＷ信号から７２０ｋＨｚを減じる或いは返信信号に７２０ｋＨｚを加える周波数変換を車両１で行うことで、各信号の同期部の周波数が一致する。一方、電子キー２での局部発振周波数（７２０ｋＨｚ）の公差を考慮する場合、例えば、公差が＋１００Ｈｚの場合、ＦＭＣＷ信号から７２０．１ｋＨｚを減じる或いは返信信号に７２０．１ｋＨｚを加える周波数変換を車両１で行うことで、各信号の同期部の周波数が一致する。

つまり、車両１での周波数変換に際し、固定された周波数（７２０ｋＨｚ）を加算或いは減算に用いる代わりに、各信号の同期部の周波数の差分に応じて異なる周波数（差分が７２０ｋＨｚのとき７２０ｋＨｚ、差分が７２０．１ｋＨｚのとき７２０．１ｋＨｚ）を選択する。このため、往復距離２ｄが一定である限り、車両１で算出されるビート周波数は、電子キー２での局部発振周波数の公差によらず一定となる。

以上説明したように、第２の実施の形態によれば、上記第１の実施の形態による（１）の効果と同様の効果に加え、以下の効果を奏することができる。
（２）電子キー２での局部発振周波数の公差を相殺することができる。

（第３の実施の形態）
次に、電子キーシステムの第３の実施の形態について説明する。
図７に示すように、車両１は、ＦＭＣＷ信号を送出する度に、振幅を変更したＦＭＣＷ信号を送出する。つまり、ＡＭ（Amplitude Modulation）−ＦＭＣＷ信号を送出する。振幅は通信符号に応じて変化する。

そして、車両１は、ＡＭ−ＦＭＣＷ信号を送出したことに伴い返信信号を受信したとき、その返信信号が当該変更の反映された返信信号であり、且つビート周波数が閾値以下であることを条件に、電子キー２による当該車両１の動作を許可する。

以上説明したように、第３の実施の形態によれば、上記各実施の形態による（１）〜（２）の効果と同様の効果に加え、以下の効果を奏することができる。
（３）過去のＦＭＣＷ信号をコピーし、ビート周波数が閾値以下となるタイミングで返信信号を送出するＲＡに対処できる。

尚、上記第３の実施の形態は、次のように変更して具体化することも可能である。
・振幅を変更することに代えて又は加えて、掃引周波数を通信毎或いは周期毎に変更してもよいし、通信毎或いは周期毎に同じ掃引周波数を用いつつ周期を変更してもよい。つまり、ＦＭＣＷ信号を送出する度に、振幅及び周波数の少なくとも一方を変更したＦＭＣＷ信号を送出してもよい。

（第４の実施の形態）
次に、電子キーシステムの第４の実施の形態について説明する。
図８に示すように、車両１は、Ｗａｋｅ信号に対するＡｃｋ信号を受信すると、フレームａ（Ｆａ）を送出し、電子キー２は、当該フレームａ（Ｆａ）を受信すると、フレームｂ（Ｆｂ）を送出する。そして、車両１は、フレームｂ（Ｆｂ）を受信すると、チャレンジ信号を送出し、電子キー２は、当該信号を受信すると、レスポンス信号を送出する。

図９に示すように、フレームａ（Ｆａ）は、車両コード部とＲＡ判別用データ部とを含む。車両コード部には車両に固有のＩＤが含まれる。車両コード部はＬＦ帯の電波或いはＵＨＦ帯の電波として規定される。ＲＡ判別用データ部は、ｆＬセットデータとＦＭＣＷデータ（要求）とを含む。ｆＬセットデータは、電子キー２の局部発振周波数を指定するための情報を含む。ｆＬセットデータは暗号化される。ＦＭＣＷデータ（要求）はランプ波形（三角波）そのものである。ＲＡ判別用データ部のうちｆＬセットデータは、ＬＦ帯の電波或いはＵＨＦ帯の電波として規定され、ＦＭＣＷデータ（要求）はＵＨＦ帯の電波として規定される。

フレームｂ（Ｆｂ）は、Ａｃｋ部とＲＡ判別用データ部とを含む。電子キー２は、フレームａ（Ｆａ）を受信すると、車両コード部に含まれたＩＤが該当する車両のものであるか否かを判定し、肯定判断した場合、当該肯定判断したことを示唆する情報を含むＡｃｋ部を送出する。Ａｃｋ部はＵＨＦ帯の電波として規定される。また、電子キー２は、フレームａ（Ｆａ）を受信すると、ＦＭＣＷデータ（要求）に含まれたｆＬセットデータを解読する。そして、電子キー２は、当該セットデータにて指定された局部発振周波数を選択し、その周波数を用いてＦＭＣＷデータ（要求）を周波数変換する。電子キー２は、その周波数変換後のデータであるＦＭＣＷデータ（応答）を含むＲＡ判別用データ部を送出する。ＲＡ判別用データ部はＵＨＦ帯の電波として規定される。

上記ｆＬセットデータによって、周期毎に局部発振周波数が個別に指定される。本例では、周期ｔ１での局部発振周波数がｆＬ１に指定され、周期ｔ２での局部発振周波数がｆＬ２に指定され、周期ｔ３での局部発振周波数がｆＬ３に指定される。また、周期ｔ１〜ｔ３の各時間が個別に設定される。

車両１は、ＦＭＣＷデータ（要求）を送出したことに伴いＦＭＣＷデータ（応答）を受信したとき、当該ＦＭＣＷデータ（要求）をｆＬセットデータにより指定した局部発振周波数とミキシングして当該局部発振周波数の分だけ周波数が加算或いは減算された基準信号を生成し、その基準信号と当該ＦＭＣＷデータ（応答）との差分をビート周波数として算出する。

以上説明したように、第４の実施の形態によれば、上記各実施の形態による（１）〜（３）の効果と同様の効果に加え、以下の効果を奏することができる。
（４）ｆＬセットデータにより指定された局部発振周波数を反映させられない汎用キーを使ったＲＡに対処できる。

尚、上記第４の実施の形態は、次のように変更して具体化することも可能である。
・ｆＬセットデータを車両コード部の直後に送出することに限定されない。ｆＬセットデータは、ＦＭＣＷデータ（要求）よりも前に送出されればよい。例えば、車両コード部の直前にｆＬセットデータ及びＦＭＣＷデータ（要求）の順に送出してもよい。或いは、チャレンジ信号の直前又は直後にｆＬセットデータ及びＦＭＣＷデータ（要求）の順に送出してもよい。

・フレームａ（Ｆａ）について、車両コード部をＬＦ帯で送出するとともに、ＲＡ判別用データ部をＵＨＦ帯で送出することを前提に、各部を同じ時間帯に並行して送出してもよい。周波数帯が異なるので重ねて送出できるとともに、ＲＡ判別用データ部を通信レートの速いＵＨＦ帯で送出するので通信時間を短縮できる。

・車両１からの信号のうち、Ｗａｋｅ信号以外はＵＨＦ帯の電波が許容される。車両１からＵＨＦ帯で送出すれば、ＬＦ帯で送出するよりも通信速度が速い点で有利となるが、ＬＦ帯で送出することも勿論許容される。

・フレームｂ（Ｆｂ）について、ＦＭＣＷデータ（応答）は、他のＵＨＦ帯の電波を阻害しないタイミングで送出されることを前提に、Ａｃｋ部の直後でなくてもよい。例えば、Ａｃｋ部の直前或いはレスポンス信号の直前又は直後であってもよい。

尚、上記各実施の形態は、次のように変更して具体化することも可能である。
・電子キー２で周波数変調信号を周波数変換することに代えて、周波数変調信号を逓倍してもよい。この場合、車両１から周波数変調信号が送出され、その周波数変調信号が電子キー２で受信されると、当該周波数変調信号が逓倍された返信信号が生成され、その返信信号が当該電子キー２から送出される。車両１は、一定の周波数に固定された同期部を含む周波数変調信号を送出し、その周波数変調信号を送出したことに伴い返信信号を受信したとき、当該周波数変調信号の同期部と当該返信信号の同期部の周波数が一致する数で当該返信信号を除して補正信号を生成する。そして、車両１は、当該周波数変調信号と当該補正信号とをそれぞれの同期部の周波数を一致させて重ね合わせ、当該同期部を除く部分での周波数の差分をビート成分として算出する。或いは、当該周波数変調信号の同期部と当該返信信号の同期部の周波数が一致する数を当該周波数変調信号に乗じて補正信号を生成し、当該補正信号と当該返信信号とをそれぞれの同期部の周波数を一致させて重ね合わせ、当該同期部を除く部分での周波数の差分をビート成分として算出する。この構成によれば、電子キー２での逓倍の公差を相殺することができる。

・上記構成を前提に、車両１は、逓倍の大きさを指定するセットデータを含む周波数変調信号を送出してもよい。この場合、車両１は、当該周波数変調信号を送出したことに伴い返信信号を受信したとき、当該周波数変調信号をセットデータにより指定した大きさで逓倍して基準信号を生成し、その基準信号と当該返信信号との差分をビート成分として算出する。この構成によれば、セットデータにより指定された大きさでの逓倍を反映させられない汎用キーを使ったＲＡに対処できる。

・電子キー２で周波数変調信号を周波数変換することに代えて、周波数変調信号を分周してもよい。この場合、車両１から周波数変調信号が送出され、その周波数変調信号が電子キー２で受信されると、当該周波数変調信号が分周された返信信号が生成され、その返信信号が当該電子キー２から送出される。車両１は、一定の周波数に固定された同期部を含む周波数変調信号を送出し、その周波数変調信号を送出したことに伴い返信信号を受信したとき、当該周波数変調信号の同期部と当該返信信号の同期部の周波数が一致する数を当該返信信号に乗じて補正信号を生成する。そして、車両１は、当該周波数変調信号と当該補正信号とをそれぞれの同期部の周波数を一致させて重ね合わせ、当該同期部を除く部分での周波数の差分をビート成分として算出する。或いは、当該周波数変調信号の同期部と当該返信信号の同期部の周波数が一致する数で当該周波数変調信号を除して補正信号を生成し、当該補正信号と当該返信信号とをそれぞれの同期部の周波数を一致させて重ね合わせ、当該同期部を除く部分での周波数の差分をビート成分として算出する。この構成によれば、電子キー２での分周の公差を相殺することができる。

・上記構成を前提に、車両１は、分周の大きさを指定するセットデータを含む周波数変調信号を送出してもよい。この場合、車両１は、当該周波数変調信号を送出したことに伴い返信信号を受信したとき、当該周波数変調信号をセットデータにより指定した大きさで分周して基準信号を生成し、その基準信号と当該返信信号との差分をビート成分として算出する。この構成によれば、セットデータにより指定された大きさでの分周を反映させられない汎用キーを使ったＲＡに対処できる。

・ＮＦＣ（Near Field Communication）等の他の双方向無線システムにも応用可能である。ＮＦＣでのＲＡの有無を判別することができる。
次に、上記各実施の形態及び別例から把握できる技術的思想について記載する。

（イ）電子キーシステムにおいて、前記車両から前記電波として周波数変調信号が送出され、その周波数変調信号が前記電子キーで受信されると、当該周波数変調信号が逓倍された返信信号が生成され、その返信信号が当該電子キーから送出されることを前提に、
前記車両は、一定の周波数に固定された同期部を含む前記周波数変調信号を送出し、その周波数変調信号を送出したことに伴い前記返信信号を受信したとき、当該周波数変調信号の同期部と当該返信信号の同期部の周波数が一致する数で当該返信信号を除して補正信号を生成し、当該周波数変調信号と当該補正信号とをそれぞれの同期部の周波数を一致させて重ね合わせ、当該同期部を除く部分での周波数の差分を前記ビート成分として算出する、或いは、当該周波数変調信号の同期部と当該返信信号の同期部の周波数が一致する数を当該周波数変調信号に乗じて補正信号を生成し、当該補正信号と当該返信信号とをそれぞれの同期部の周波数を一致させて重ね合わせ、当該同期部を除く部分での周波数の差分を前記ビート成分として算出すること。

この構成によれば、電子キーでの逓倍の公差を相殺することができる。
（ロ）電子キーシステムにおいて、前記車両は、前記逓倍の大きさを指定するセットデータを含む前記周波数変調信号を送出し、当該周波数変調信号を送出したことに伴い前記返信信号を受信したとき、当該周波数変調信号を前記セットデータにより指定した大きさで逓倍して基準信号を生成し、その基準信号と当該返信信号との差分を前記ビート成分として算出すること。

この構成によれば、セットデータにより指定された大きさでの逓倍を反映させられない汎用キーを使った不正行為に対処できる。
（ハ）電子キーシステムにおいて、前記車両から前記電波として周波数変調信号が送出され、その周波数変調信号が前記電子キーで受信されると、当該周波数変調信号が分周された返信信号が生成され、その返信信号が当該電子キーから送出されることを前提に、
前記車両は、一定の周波数に固定された同期部を含む前記周波数変調信号を送出し、その周波数変調信号を送出したことに伴い前記返信信号を受信したとき、当該周波数変調信号の同期部と当該返信信号の同期部の周波数が一致する数を当該返信信号に乗じて補正信号を生成し、当該周波数変調信号と当該補正信号とをそれぞれの同期部の周波数を一致させて重ね合わせ、当該同期部を除く部分での周波数の差分を前記ビート成分として算出する、或いは、当該周波数変調信号の同期部と当該返信信号の同期部の周波数が一致する数で当該周波数変調信号を除して補正信号を生成し、当該補正信号と当該返信信号とをそれぞれの同期部の周波数を一致させて重ね合わせ、当該同期部を除く部分での周波数の差分を前記ビート成分として算出すること。

この構成によれば、電子キーでの分周の公差を相殺することができる。
（ニ）電子キーシステムにおいて、前記車両は、前記分周の大きさを指定するセットデータを含む前記周波数変調信号を送出し、当該周波数変調信号を送出したことに伴い前記返信信号を受信したとき、当該周波数変調信号を前記セットデータにより指定した大きさで分周して基準信号を生成し、その基準信号と当該返信信号との差分を前記ビート成分として算出すること。

この構成によれば、セットデータにより指定された大きさでの分周を反映させられない汎用キーを使った不正行為に対処できる。

１…車両、２…電子キー、１１…発振器、１２…アンプ、１３…送信アンテナ、１４…受信アンテナ、１５…アンプ、１６…混合器、１７…フィルタ、２１…受信アンテナ、２２…アンプ、２３…混合器、２４…局部発振器、２５…フィルタ、２６…アンプ、２７…送信アンテナ。

Claims (7)

1. 電子キーの検出を目的に車両から電波を送出し、この電波に対する返信が適正であるとき、前記電子キーによる前記車両の動作を許可する電子キーシステムにおいて、
   前記車両及び前記電子キーの双方は少なくとも同じ周波数帯で双方向通信するものとし、前記車両から前記電波として送信周波数が時間掃引される周波数変調信号が送出され、その周波数変調信号が前記電子キーで受信されると、当該周波数変調信号が遅滞なく周波数変換或いは逓倍或いは分周されて返信信号が生成され、その返信信号が当該電子キーから送出されることを前提に、
   前記車両は、前記周波数変調信号を送出したことに伴い前記返信信号を受信したとき、当該周波数変調信号と当該返信信号との差分であるビート成分を算出し、このビート成分が閾値以下のとき、前記電子キーによる当該車両の動作を許可する一方、前記ビート成分が前記閾値を超えたとき、前記電子キーによる当該車両の動作を制限する
   ことを特徴とする電子キーシステム。
2. 前記車両から前記電波として周波数変調信号が送出され、その周波数変調信号が前記電子キーで受信されると、当該周波数変調信号が局部発振器の局部発振周波数とミキシングされて当該局部発振周波数の分だけ周波数が加算或いは減算された返信信号が生成され、その返信信号が当該電子キーから送出されることを前提に、
   前記車両は、一定の周波数に固定された同期部を含む前記周波数変調信号を送出し、その周波数変調信号を送出したことに伴い前記返信信号を受信したとき、当該周波数変調信号と当該返信信号とをそれぞれの同期部の周波数を一致させて重ね合わせ、当該同期部を除く部分での周波数の差分を前記ビート成分として算出する
   請求項１に記載の電子キーシステム。
3. 前記車両は、前記周波数変調信号を送出する度に、振幅及び周波数の少なくとも一方を変更した周波数変調信号を送出し、当該周波数変調信号を送出したことに伴い前記返信信号を受信したとき、その返信信号が当該変更の反映された返信信号であり、且つ前記ビート成分が前記閾値以下であることを条件に、前記電子キーによる当該車両の動作を許可する
   請求項１又は２に記載の電子キーシステム。
4. 前記車両から前記電波として周波数変調信号が送出され、その周波数変調信号が前記電子キーで受信されると、当該周波数変調信号が局部発振器の局部発振周波数とミキシングされて当該局部発振周波数の分だけ周波数が加算或いは減算された返信信号が生成され、その返信信号が当該電子キーから送出されることを前提に、
   前記車両は、前記局部発振周波数を指定するセットデータを含む前記周波数変調信号を送出し、当該周波数変調信号を送出したことに伴い前記返信信号を受信したとき、当該周波数変調信号を前記セットデータにより指定した局部発振周波数とミキシングして当該局部発振周波数の分だけ周波数が加算或いは減算された基準信号を生成し、その基準信号と当該返信信号との差分を前記ビート成分として算出する
   請求項１〜３のいずれか一項に記載の電子キーシステム。
5. 前記車両は、前記返信信号を受信する受信アンテナと、その受信アンテナで受信された前記返信信号を増幅するアンプと、そのアンプによる増幅後の信号をミキシングして前記ビート成分を抽出する混合器とを備え、前記アンプは、前記受信アンテナで受信された前記返信信号の強さに関わらず、前記混合器に一定の振幅を出力するよう利得を変えるオートレベルコントローラー機能を持つ
   請求項１〜４のいずれか一項に記載の電子キーシステム。
6. 前記車両からの信号のうち、前記電子キーを起動させるためのＷａｋｅ信号はＬＦ帯の電波として規定され、Ｗａｋｅ信号以外はＵＨＦ帯の電波として規定される
   請求項１〜５のいずれか一項に記載の電子キーシステム。
7. 送信周波数が時間掃引される周波数変調信号を送出したことに伴い、その周波数変調信号が遅滞なく周波数変換或いは逓倍或いは分周された返信信号を受信したとき、前記周波数変調信号と前記返信信号との差分であるビート成分を算出し、このビート成分が閾値以下のとき、中継器を使った不正行為が行われていないと判定する一方、前記ビート成分が前記閾値を超えたとき、中継器を使った不正行為が行われたと判定する
   ことを特徴とする不正行為判別方法。