JP2020118030A - 電子キーシステム - Google Patents

Abstract

【課題】中継器を介した通信の不正成立を生じ難くすることができる電子キーシステムを提供する。【解決手段】車両２には、複数のＬＦ送信部２２が設けられ、車載制御部２１は、各ＬＦ送信部２２を介して異なるタイミングでウェイク信号を送信することにより、アック信号の返信タイミングに基づいて電子キー１０が車内及び車外の何れに存在するかだけでなく、電子キー１０が何れの車両ドア周辺に形成される通信エリア内に存在するかを判断する。また、車載制御部２１は、電子キー１０が存在する通信エリアから車載ＵＷＢ送受信ユニット２４までの距離に基づいて閾値範囲を設定する。そして、車載制御部２１は、正否判定において正規通信であると判定する条件に、車載ＵＷＢ送受信ユニット２４から電子キー１０までの測定距離が前記閾値範囲内であることを含む。【選択図】図１

Description

本発明は、電子キーシステムに関する。

従来、電子キーシステムでは、電子キー及び車両間でのＩＤコードを含む各種信号の送受信を通じたＩＤコード等の各照合に基づいて正規通信か否かの正否判定を行い、各照合が成立して正規通信であると判定されたときに車両ドア錠の施解錠、エンジン始動等を可能とするものがある。例えば特許文献１に示される電子キーシステムにおいては、車内に通信エリアを形成する車内アンテナと、車両周辺に通信エリアを形成する車外アンテナとが車両に設けられている。そして、車外通信エリアに存在する電子キーと車両との通信を通じてＩＤコードの照合等（車外照合）が成立したときには、ドアロックの施錠状態を切り替える制御がされる。一方、車内通信エリアに存在する電子キーと車両との通信を通じてＩＤコードの照合等（車内照合）が成立したときには、エンジンの始動が許可される。

ところで、近年の通信技術の発達により、車両から遠く離れた位置に存在する電子キーと車両との間で不正に通信がされるおそれがある。例えば、電子キー及び車両間に電波をリレーする中継機を設けることで、電子キーが車外通信エリアを外れて遠方に存在する場合であっても、電子キー及び車両間の通信を不正に成立させる手口が想定されている。このような中継機を利用した不正通信に対しては種々の対策が講じられており、例えば上記
特許文献１では、以下のような対策を講じている。

具体的には、中継機は、車両に搭載された車載機からの要求信号を受信して電子キーに送信する要求信号リレーユニットと、該要求信号に対する電子キーからの応答信号を受信して車両に送信する応答信号リレーユニットとを備えている。

電子キーシステムを構成する車載機は、第１要求信号（例えば、ＬＦ帯）を車室内外に設定される第１通信エリア内に送信し、該第１要求信号に対する電子キーからの応答信号を受信したときに第２要求信号（例えば、ＵＨＦ帯）を第２通信エリア内に送信する。電子キーは、第１要求信号及び第２要求信号に対する応答信号として両要求信号の少なくとも一方と同一周波数帯の信号を送信する。

ここで、中継器の要求信号リレーユニットと応答信号リレーユニットとが互いに近接した状態では、送受信する信号が同一周波数帯であると、妨害電波が発生して不正通信の成立が防止される。この点を踏まえ、上記構成では、第１要求信号に対する応答信号に基づいて電子キーの車両に対する位置を判別し、この判別された位置に基づいて第２要求信号を送信する第２通信エリアの範囲を設定している。これにより、中継器の要求信号リレーユニットと応答信号リレーユニットとを離間させた状態では、要求リレーユニットが第２要求信号を受信し難くすることで、通信の不正成立が生じることを抑制している。

特開２０１１−１５３４２０号公報

ところが、上記従来の構成においては、第２通信エリア内で妨害電波が発生しない程度に要求信号リレーユニットと応答信号リレーユニットとを互いに離間させて配置した場合には、依然として不正通信が成立するおそれがある。また多くの場合、第２要求信号としてＵＨＦ帯の信号を用いることから、電波の到達距離が比較的長く、第２通信エリアが比較的広い。その結果、要求信号リレーユニットと応答信号リレーユニットとを互いに離間させて配置させることが可能であり、この点においてなお改善の余地が残されていた。

本発明の目的は、中継器を介した通信の不正成立を生じ難くす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。

上記課題を解決する電子キーシステムは、車両に搭載される車載機と、ユーザに携帯される電子キーとを備え、前記車載機からの複数の要求信号に対して前記電子キーからそれぞれ送信される応答信号に基づいて正規通信か否かの正否判定を行うものにおいて、前記複数の要求信号のうちの少なくとも一を送信する送信アンテナの位置を基準として前記電子キーの位置を判別するキー位置判別部を備え、前記車載機には、測距要求信号を送信するとともに該測距要求信号に対する測距応答信号を受信する測距要求部、及び前記測距要求信号を受信するとともに該測距要求信号に応じて前記測距応答信号を送信する測距応答部のいずれか一方が設けられ、前記電子キーには、前記測距要求部及び前記測距応答部の他方が設けられ、前記正否判定において正規通信であると判定する条件に、前記測距要求信号及び前記測距応答信号に基づいて測定した前記測距要求部から前記測距応答部までの測定距離が、前記キー位置判別部により前記電子キーが位置すると判別された前記送信アンテナの通信エリアから前記車載機に設けられる前記測距要求部及び前記測距応答部のいずれか一方までの距離に基づいて設定される閾値範囲内にあることを含む。

中継器を介して不正通信を行う場合には、中継器と車両（車載機）から離れた位置にある電子キーとの間で測距要求信号及び測距応答信号を送受信することから、中継器を介して送受信した測距要求信号及び測距応答信号に基づいて測定される測定距離は、通信エリアに存在している中継器と車載機との間の距離とは異なるものとなる。つまり、中継器を介して不正通信を行う場合には、通常、演算される測定距離が送信アンテナの通信エリアから車載機に設けられる測距要求部及び測距応答部のいずれか一方までの距離よりも長くなる。したがって、上記構成のように測定距離が通信エリアから車載機に設けられる測距要求部及び測距応答部のいずれか一方までの距離に基づく閾値範囲内にあることを正規通信であると判定する条件に含むことで、中継器を介した通信の不正成立を生じ難くすることができる。

上記電子キーシステムにおいて、前記測距要求信号及び前記測距応答信号として、超広帯域無線の信号を用いることが好ましい。
上記構成によれば、車載機に設けられる測距要求部及び測距応答部のいずれか一方から電子キーに設けられる測距応答部及び測距要求部の他方までの測定距離を高精度に測定できる。

上記電子キーシステムにおいて、前記キー位置判別部は、前記車両における異なる位置に設けられる複数の前記送信アンテナを有することが好ましい。
測定距離が電子キーの位置する送信アンテナの通信エリアから車載機に設けられる測距要求部及び測距応答部のいずれか一方までの距離に基づく閾値範囲内にあることを正規通信であると判定する条件に含む構成では、通信エリアの範囲が狭い方が閾値範囲を狭く設定できるため、精度よく正否判定を行うことができる。この点、上記構成によれば、キー位置判別部が複数の送信アンテナを有するため、一の送信アンテナの通信エリアを広げなくとも、車両周りの広範囲に亘って電子キーの位置を判別できる。これにより、車両に対して様々な方向から近づく電子キーを持った正規ユーザとの間で精度よく正否判定を行うことができる。

上記電子キーシステムにおいて、前記複数の送信アンテナは、該送信アンテナと前記車載機に設けられる前記測距要求部及び前記測距応答部のいずれか一方との離間距離がそれぞれ異なるように前記車両に設けられることが好ましい。

上記構成によれば、電子キーの位置を判別した送信アンテナ毎に閾値範囲が異なるため、中継器を介した通信の不正成立を好適に生じ難くすることができる。

本発明によれば、中継器を介した無線通信の不正成立を生じ難くすることができる。

電子キーシステムの構成図。 車載機及び送信アンテナの位置関係と通信エリアを示す車両周辺の模式図。 車外通信時における車両周辺の模式図。 電子キー及び車載機間での車外照合時における正否判定の処理手順を示すフローチャート。

以下、電子キーシステムの一実施形態を図面に従って説明する。
図１に示されるように、電子キーシステム１は、運転者によって携帯される電子キー１０と、車両２に配設される一つの車載機２０とを備えている。電子キーシステム１におい
ては、電子キー１０と車載機２０との間で自動的に相互通信が行われ、その相互通信が車外及び車内にて成立したことを条件としてドア錠の施解錠及びエンジンの始動が制御される。

先ず電子キー１０の構成について説明する。
電子キー１０は、無線通信機能を有し、車載機２０との相互通信を通じて、各種車載機器の制御を行う。電子キー１０は、電子キー制御部１１と、ＵＨＦ帯の要求信号を受信するＵＨＦ受信部１２と、ＵＨＦ帯の応答信号を送信するＵＨＦ送信部１３と、ＬＦ帯の要求信号を受信するＬＦ受信部１４と、測距応答部としてのキー側ＵＷＢ送受信ユニット１５を備えている。キー側ＵＷＢ送受信ユニット１５は、超広帯域（ＵＷＢ：Ultra Wide Band）の測距要求信号Ｓｄｃを受信するＵＷＢ受信部１６と、超広帯域の測距応答信号を送信するＵＷＢ送信部１７とを有している。これらＵＨＦ受信部１２、ＵＨＦ送信部１３、及びキー側ＵＷＢ送受信ユニット１５は、それぞれ電子キー制御部１１に電気的に接続されている。

ここで、要求信号は車載機２０から送信され、応答信号は要求信号に応答して電子キー１０から送信される。要求信号及び応答信号は、それぞれ単一の信号ではなく、複数の信号からなる。すなわち、要求信号はウェイク信号Ｓｗｋと、ビークルＩＤ信号Ｓｖｉと、チャレンジ信号Ｓｃｃとを含み、応答信号はアック信号Ｓａｃと、レスポンス信号Ｓｒｅとを含む。

ＬＦ受信部１４は、車載機２０から送信されるＬＦ帯のウェイク信号Ｓｗｋを受信すると、ウェイク信号Ｓｗｋを復調する等、電気的に処理しつつ受信信号を生成し、この受信信号を電子キー制御部１１へ出力する。電子キー制御部１１は、この受信信号がウェイク信号Ｓｗｋである旨認識すると、ＵＨＦ送信部１３を介してＵＨＦ帯のアック信号Ｓａｃを車両２側へ返信する。なお、ＬＦ受信部１４には、ＬＦ受信アンテナ１４ａが一体で構成される。

また、電子キー制御部１１には、不揮発性のメモリ１１ａが設けられ、そのメモリ１１ａには電子キー１０に固有のＩＤコード、測距コード及び暗号鍵が記憶されている。当該暗号鍵は、チャレンジ信号に含まれる暗号化されたチャレンジコードの復号化、及び測距応答信号Ｓｄｒの暗号化に利用される。なお、チャレンジコードの暗号化に利用する暗号鍵、及び測距応答信号Ｓｄｒの暗号化に利用する暗号鍵は、同一鍵であっても、別の鍵であってもよい。

ＵＨＦ受信部１２は、車載機２０から送信されるＵＨＦ帯のビークルＩＤ信号Ｓｖｉ及びチャレンジ信号Ｓｃｃを受信すると、これら信号Ｓｖｉ，Ｓｃｃを復調する等、電気的に処理しつつ受信信号を生成し、これらの受信信号を電子キー制御部１１へ出力する。電子キー制御部１１は、ＵＨＦ受信部１２から受信信号が入力されると、その受信信号に含まれる受信データを読み取る。

電子キー制御部１１は、受信データに基づき受信した無線信号がビークルＩＤ信号Ｓｖｉである旨認識すると、ＵＨＦ送信部１３を介してＵＨＦ帯のアック信号Ｓａｃを車両２側へ返信する。また、電子キー制御部１１は、受信データに基づき受信した無線信号がチャレンジ信号Ｓｃｃである旨認識すると、メモリ１１ａに登録されたＩＤコード及びレスポンスコードを含むレスポンス信号ＳｒｅをＵＨＦ送信部１３へ出力する。そして、ＵＨＦ送信部１３は、レスポンス信号Ｓｒｅ電気的に処理しつつＵＨＦ帯の無線信号に変調し、車両２側へ送信する。なお、レスポンスコードはチャレンジコードを、暗号鍵を用いて演算して暗号化したコードである。なお、ＵＨＦ受信部１２には、ＵＨＦ受信アンテナ１２ａが一体で構成され、ＵＨＦ送信部１３には、ＵＨＦ送信アンテナ１３ａが一体で構成
される。

ＵＷＢ受信部１６は、車載機２０から送信されたインパルス信号からなる測距要求信号Ｓｄｃを受信可能である。インパルス信号は、パルス幅が２ｎｓ以下で帯域幅が５００ＭＨｚ以上の非常に短いパルス信号として規定される。このインパルス信号を利用して距離の測定を行う場合について、電磁波の速さをＣ、帯域幅をＢとすると、距離分解能△ｒは△ｒ＝Ｃ／２Ｂで表わされ、帯域幅として５００ＭＨｚを選択すると、約０．３ｍの距離分解能が得られる。ＵＷＢ受信部１６は、インパルス信号を受信すると、その信号を復調する等、電気的に処理しつつ受信信号を生成し、この受信信号を電子キー制御部１１に出力する。

電子キー制御部１１は、ＵＷＢ受信部１６から受信信号が入力されると、自信のメモリ１１ａに記憶された測距コードを暗号化するとともに、この暗号化した測距コード及び測距応答信号Ｓｄｒの生成に要した時間を示すデータを含む測距応答信号Ｓｄｒを生成し、測距応答信号ＳｄｒをＵＷＢ送信部１７に出力する。そして、ＵＷＢ送信部１７は、電子キー制御部１１から測距応答信号Ｓｄｒが入力されると、この測距応答信号Ｓｄｒを電気的に処理しつつ超広帯域の無線信号に変調し、車両２側に送信する。なお、ＵＷＢ受信部１６には、ＵＷＢ受信アンテナ１６ａが一体で構成され、ＵＷＢ送信部１７には、ＵＷＢ送信アンテナ１７ａが一体で構成される。

次に車載機の構成について説明する。
車載機２０は、各種車載機器を制御する車載制御部２１と、ＬＦ帯の信号を送信するＬＦ送信部２２と、ＵＨＦ送受信ユニット２３と、測距要求部としての車載ＵＷＢ送受信ユニット２４とを備えている。ＵＨＦ送受信ユニット２３は、ＵＨＦ帯の信号を送信するＵＨＦ送信部２５と、ＵＨＦ帯の信号を受信するＵＨＦ受信部２６とを有する送受信アンテナユニットであり、車載ＵＷＢ送受信ユニット２４は超広帯域の信号を送信するＵＷＢ送信部２７と、超広帯域の信号を受信するＵＷＢ受信部２８とを有する送受信アンテナユニットである。これらＬＦ送信部２２、ＵＨＦ送受信ユニット２３、及び車載ＵＷＢ送受信ユニット２４は、それぞれ車載制御部２１に電気的に接続されている。

また、車載制御部２１には、ドアハンドルに設けられてユーザの該ドアハンドルへの接触の有無を検出するドアハンドルセンサ３２と、エンジン始動時に操作されるエンジンスイッチ３３と、自動で車両ドアの施解錠を行うドアロック装置３４と、車両２のエンジンの始動制御を行うエンジン制御装置３５とが電気的に接続されている。

図２に示すように、ＬＦ送信部２２は、車両２の運転席及び助手席の車両ドアのドアハンドル３６，３７の内部、トランクのドアハンドル３８の内部及び車内に設けられる。ＬＦ送信部２２は、車載制御部２１からウェイク信号Ｓｗｋが入力されると、このウェイク信号Ｓｗｋを電気的に処理しつつＬＦ帯の無線信号に変調し、その無線信号を予め設定された間欠周期で、そのＬＦ送信アンテナ２２ａを介して車両２の周辺に形成される通信エリア４１に送信する。この車外の通信エリア４１は、ドアハンドル３６〜３８に設けられるＬＦ送信部２２を中心とした底辺が車体に沿う半円状に形成される。また、車内に設けられるＬＦ送信部２２は、車室内全域に形成される通信エリア（図示略）にウェイク信号Ｓｗｋを送信する。なお、ウェイク信号Ｓｗｋは、待機状態にある電子キー１０を起動状態とする指令信号である。また、ＬＦ送信部２２にはＬＦ送信アンテナ２２ａが一体で構成される。

ここで、車載制御部２１は、各ＬＦ送信部２２を介して異なるタイミングでウェイク信号Ｓｗｋを送信するため、アック信号Ｓａｃの返信タイミングに基づき電子キー１０が車内及び車外の何れに存在するかだけでなく、電子キー１０が何れの車両ドア周辺に形成さ
れる通信エリア４１内に存在するかが判断可能となる。つまり、本実施形態では、ＬＦ送信アンテナ２２ａが送信アンテナに相当し、車載制御部２１及びＬＦ送信部２２により、ＬＦ送信アンテナ２２ａの位置を基準として電子キー１０の位置を判別するキー位置判別部が構成される。そして、車載制御部２１は、電子キー１０が存在する通信エリア４１から車載ＵＷＢ送受信ユニット２４までの距離に基づいて、後述する距離照合を行う際の基準となる閾値範囲４２を設定する。

詳しくは、例えば図３に示すように、運転席のドアハンドル３６のＬＦ送信アンテナ２２ａ周りに形成される通信エリア４１に電子キー１０が存在する場合、該通信エリア４１から車載ＵＷＢ送受信ユニット２４までの距離のうち、最も短くなる距離を下限とし、最も長くなる距離を上限とする車載ＵＷＢ送受信ユニット２４周りの範囲を閾値範囲４２として設定する。なお、助手席のドアハンドル３７に設けられたＬＦ送信アンテナ２２ａ周りに形成される通信エリア４１に電子キー１０が存在する場合、トランクのドアハンドル３８に設けられたＬＦ送信アンテナ２２ａ周りに形成される通信エリア４１に電子キー１０が存在する場合も同様に閾値範囲４２が設定される。

図２に示すように、ＵＨＦ送受信ユニット２３及び車載ＵＷＢ送受信ユニット２４は、車内における左後方に設けられており、車載ＵＷＢ送受信ユニット２４は、各ＬＦ送信部２２のＬＦ送信アンテナ２２ａまでの離間距離がそれぞれ異なっている。つまり、各ＬＦ送信部２２は、各ＬＦ送信アンテナ２２ａと車載ＵＷＢ送受信ユニット２４との離間距離がそれぞれ異なるように配置されている。本実施形態では、車載ＵＷＢ送受信ユニット２４と運転席のドアハンドル３６に設けられたＬＦ送信アンテナ２２ａとの離間距離Ｌ１が最も長く、助手席のドアハンドル３７に設けられたＬＦ送信アンテナ２２ａとの離間距離Ｌ２、トランクのドアハンドル３８に設けられたＬＦ送信アンテナ２２ａとの離間距離Ｌ３の順で短くなる。

また、図１に示すように、ＵＨＦ送受信ユニット２３及び車載ＵＷＢ送受信ユニット２４は、車外及び車内に存在する電子キー１０との通信が可能である。
ＵＨＦ送信部２５は、車載制御部２１からビークルＩＤ信号Ｓｖｉ及びチャレンジ信号Ｓｃｃが入力されると、これらの信号Ｓｖｉ，Ｓｃｃを電気的に処理しつつＵＨＦ帯の無線信号に変調し、予め設定された間欠周期でＵＨＦ送信アンテナ２５ａを介して車両２の周囲を広く覆う通信エリア（図示略）に送信する。車載制御部２１は、チャレンジ信号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暗号化することにより、自らもレスポンスコードを生成する。なお、チャレンジ信号Ｓｃｃは、乱数として用いるチャレンジコードを含む。また、ＵＨＦ受信部２６は、ＵＨＦ受信アンテナ２６ａを介して電子キー１０から送信されるアック信号Ｓａｃ及びレスポンス信号Ｓｒｅを受信すると、これらの信号Ｓａｃ，Ｓｒｅを復調する等、電気的に処理しつつ受信信号を生成し、この受信信号を車載制御部２１へ出力する。なお、ＵＨＦ送信部２５にはＵＨＦ送信アンテナ２５ａが一体で構成され、ＵＨＦ受信部２６にはＵＨＦ受信アンテナ２６ａが一体で構成される。

ＵＷＢ送信部２７は、車載制御部２１から測距応答信号Ｓｄｒが入力されると、この測距応答信号Ｓｄｒを電気的に処理しつつ超広帯域の無線信号に変調し、ＵＷＢ送信アンテナ２７ａを介して車両２の周囲を広く覆う通信エリア（図示略）に送信する。また、ＵＷＢ受信部２８は、ＵＷＢ受信アンテナ２８ａを介して電子キー１０から送信される測距応答信号Ｓｄｒを受信すると、この信号を復調する等、電気的に処理しつつ受信信号を生成し、この受信信号を車載制御部２１へ出力する。なお、ＵＷＢ送信部２７には、ＵＷＢ送信アンテナ２７ａが一体で構成され、ＵＷＢ受信部２８には、ＵＷＢ受信アンテナ２８ａが一体で構成される。

車載制御部２１は、不揮発性のメモリ２１ａを備え、メモリ２１ａには対応する電子キー１０に設定されたＩＤコードと同一のＩＤコード、同じく電子キー１０に設定された測距コードと同一の測距コード及び暗号鍵が記憶されている。暗号鍵は、レスポンスコードの演算及び測距応答信号Ｓｄｒの復号化に利用される。なお、測距応答信号Ｓｄｒの復号化に利用する暗号鍵と、レスポンスコードの演算に利用される暗号鍵は、同一鍵であっても、別の鍵であってもよい。そして、車載制御部２１は、ＩＤコード照合、レスポンス照合及び距離照合に基づいて電子キー１０との間の正規通信か否かの正否判定を行う。

具体的には、車載制御部２１は、ＵＨＦ送信部２５を通じて送信したチャレンジ信号Ｓｃｃに応答して電子キー１０から送信されたレスポンス信号ＳｒｅがＵＨＦ受信部２６を介して受信されると、そのレスポンス信号Ｓｒｅに含まれるＩＤコードとメモリ２１ａに記録されたＩＤコードとのＩＤコード照合を行う。ＩＤコード照合では、レスポンス信号Ｓｒｅに含まれるＩＤコードとメモリ２１ａに記録されたＩＤコードとが一致する場合に、照合成立と判断する。

また、車載制御部２１は、レスポンス信号Ｓｒｅに含まれるレスポンスコードと、自身が暗号鍵を通じて演算したレスポンスコードとを照らし合わせて、レスポンス照合を行う。レスポンス照合では、レスポンス信号Ｓｒｅに含まれるレスポンスコードと、自身が暗号鍵を通じて演算したレスポンスコードとが一致する場合に、照合成立と判断する。

さらに、車載制御部２１は、測距要求信号Ｓｄｃ及び測距応答信号Ｓｄｒに基づいて演算される測定距離と、電子キー１０が存在する通信エリア４１に基づいて設定される閾値範囲４２とを照らし合わせて距離照合を行う。距離照合においては、車載制御部２１は、測距応答信号Ｓｄｒを受信すると、測距応答信号Ｓｄｒに含まれる測距コード、及び電子キー１０が測距要求信号Ｓｄｃを受信してから測距応答信号Ｓｄｒを発信するまでにかかった応答時間を暗号鍵を通じて演算する。そして、車載制御部２１は、測距応答信号Ｓｄｒに含まれる測距コードと、自身のメモリ２１ａに記憶された測距コードとを照らし合わせて、測距応答信号Ｓｄｒが電子キー１０からの応答により送信された信号であるか否かを判定する。そして、測距応答信号Ｓｄｒが電子キー１０からの応答により送信された信号である場合には、測距要求信号Ｓｄｃの発信から測距応答信号Ｓｄｒの受信までにかかった往復時間、及び測距応答信号Ｓｄｒに含まれる応答時間に基づいて、車載ＵＷＢ送受信ユニット２４から電子キー１０（キー側ＵＷＢ送受信ユニット１５）までの距離を測定する。距離照合では、測定距離が閾値範囲４２内に含まれる場合に距離照合が成立したと判定する。

以上のようにして、電子キー１０が車外に存在する旨判断される場合に上記正否判定において正規通信であると判定すると、車外照合が成立したとして、車両ドアは解錠可能状態とされる。この解錠可能状態において、車載制御部２１はユーザがドアハンドルに触れたとドアハンドルセンサ３２を通じて検知したとき、ドアロック装置３４を介して車両ドアを解錠する。

一方、電子キー１０が車内に存在する旨判断される場合に上記正否判定において正規通信であると判定すると、車内照合が成立したとして、エンジン始動許可状態とされる。このエンジン始動許可状態において、運転席近傍に設置されるエンジンスイッチ３３が操作されると、その操作信号が車載制御部２１に出力される。車載制御部２１はエンジン始動許可状態において前記操作信号を検知すると、エンジン制御装置３５に指令信号を出力する。エンジン制御装置３５は、当該指令信号に基づき、図示しないセルモータを駆動させてエンジン制御を開始する。

次に、電子キー１０及び車載機２０間での車外照合時における正否判定の処理手順につ
いて説明する。
図４に示すように、車載機２０は、通信エリア４１に電子キー１０が存在するか否かを確認すべく、ＬＦ送信部２２からＬＦ帯のウェイク信号Ｓｗｋを通信エリア４１に断続的に発信させる（ステップＳ１）。電子キー１０が通信エリア４１に入り、ウェイク信号Ｓｗｋを受信すると、電子キー１０は待機状態から起動状態に動作状態が切り換わり、その旨を通知すべく車両２に向けてアック信号Ｓａｃを返信する（ステップＳ２）。

車載機２０は、アック信号Ｓａｃを受信すると、電子キー１０が何れの通信エリア４１に存在するかを判断し、ＵＨＦ送信部２５からビークルＩＤ信号Ｓｖｉを送信する（ステップＳ３）。電子キー１０は、ビークルＩＤ信号Ｓｖｉを受け付けると、ビークルＩＤ信号Ｓｖｉが自身に対応する車両２からのものであるか否かを確認するビークルＩＤ照合を通じて、車両２が正規の車両であるか否かの判定を行う。このように、ビークルＩＤ照合を行うことで、電子キー１０の周囲に複数の車両が存在して、同複数の車両から要求信号を受信する状況になっても、正規車両のみとの間でビークルＩＤ信号Ｓｖｉの受信以降の正否判定にかかる通信を行うことが可能になる。そして、電子キー１０は、このビークルＩＤ照合が成立した事を認識すると、その旨を通知すべく車両２に向けてアック信号Ｓａｃを返信する（ステップＳ４）。

車載機２０は、ビークルＩＤ信号Ｓｖｉを発信した後に正常にアック信号Ｓａｃを受信すると、電子キー１０との間でビークルＩＤ照合が成立したと認識し、通信エリア４１内に存在する電子キー１０が自身とペアをなすものである旨認識する。このとき、車載機２０は、電子キー１０が存在する通信エリア４１との間の距離に基づいて閾値範囲４２を設定する。そして、車載機２０は、次にチャレンジ信号ＳｃｃをＵＨＦ送信アンテナ２５ａから送信する（ステップＳ５）。電子キー１０は、車両２からチャレンジ信号Ｓｃｃを受信すると、自身のメモリ１１ａに記憶されたＩＤコード及びレスポンスコードを含むレスポンス信号Ｓｒｅを車両２側に返信する（ステップＳ６）。

車載機２０は、レスポンス信号Ｓｒｅを受信すると、レスポンス信号Ｓｒｅに含まれるＩＤコードと、自身のメモリ２１ａに記憶されたＩＤコードとを照らし合わせてＩＤ照合を行う。また、車載機２０は、電子キー１０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。そして、車載機２０は、レスポンス照合及びＩＤコード照合が成立することを確認すると、ＵＷＢ送信部２７から測距コードを含む測距要求信号Ｓｄｃを送信する（ステップＳ７）。電子キー１０は、車両２から測距要求信号Ｓｄｃを受信すると、自身のメモリ１１ａに記憶された測距コード及び測距応答信号Ｓｄｒの生成に要した応答時間を含む測距応答信号Ｓｄｒを車両２側に返信する（ステップＳ８）。

車載機２０は、測距応答信号Ｓｄｒを受信すると、測距応答信号Ｓｄｒに含まれる測距コードと、自身のメモリ２１ａに記憶された測距コードとを照らし合わせて照合を行う。そして、これらの測距コードが一致した場合には、応答時間及び往復時間に基づいて電子キー１０までの距離を測定し、距離照合を行う。これらＩＤ照合、レスポンス照合及び距離照合が成立したこと以て正規通信であるとして車外照合が成立し、車両ドアが解錠可能状態とされる（ステップＳ９）。なお、車内照合の場合も、基本的には車外照合と同様にして行われ、車内照合が成立した場合にはエンジン始動許可状態とされる。

以上記述したように、本実施形態によれば、以下の作用効果を奏することができる。
（１）電子キーシステム１では、正否判定において正規通信であると判定する条件に、車載ＵＷＢ送受信ユニット２４から電子キー１０までの測定距離が閾値範囲４２内であることを示す距離照合が成立することが含まれる。ここで、中継器を介して不正通信を行う場合には、中継器と車両２（車載機２０）から離れた位置にある電子キー１０との間で測
距応答信号Ｓｄｒを送受信することから、中継器を介して送受信した測距要求信号Ｓｄｃ及び測距応答信号Ｓｄｒに基づいて測定される測定距離は、通信エリア４１に存在している中継器と車載ＵＷＢ送受信ユニット２４との間の距離とは異なるものとなる。つまり、中継器を介して不正通信を行う場合には、演算される測定距離がＬＦ送信アンテナ２２ａの通信エリアから車載ＵＷＢ送受信ユニット２４までの距離よりも長くなる。そして、閾値範囲４２は、電子キー１０又は中継器の存在する通信エリア４１から車載ＵＷＢ送受信ユニット２４までの距離に基づいて設定されるため、測定距離が閾値範囲４２内にあることを正否判定において正規通信であると判定する条件に含むことで、中継器を介した通信の不正成立を生じ難くすることができる。

（２）測距要求信号Ｓｄｃ及び測距応答信号Ｓｄｒとして、超広帯域無線の信号を用いたため、車載ＵＷＢ送受信ユニット２４から電子キー１０（キー側ＵＷＢ送受信ユニット１５）までの測定距離を高精度に測定できる。

（３）ＬＦ送信部２２のＬＦ送信アンテナ２２ａを、車両２の運転席及び助手席の車両ドアのドアハンドル３６，３７の内部、トランクのドアハンドル３８の内部及び車内に設けた。ここで、測定距離が電子キー１０の位置するＬＦ送信アンテナ２２ａの通信エリア４１から車載ＵＷＢ送受信ユニット２４までの距離に基づく閾値範囲４２内にあることを正規通信であると判定する条件に含む構成では、各通信エリア４１の範囲が狭い方が閾値範囲４２を狭く設定できるため、精度よく正否判定を行うことができる。この点、上記構成によれば、複数のＬＦ送信アンテナ２２ａを車両の異なる位置に配置したため、一の送信アンテナの通信エリアを広げなくとも、車両周りの広範囲に亘って電子キー１０の位置を判別できる。これにより、車両２に対して様々な方向から近づく電子キー１０を持った正規ユーザとの間で精度よく正否判定を行うことができる。

（４）各ＬＦ送信部２２のＬＦ送信アンテナ２２ａを、車載ＵＷＢ送受信ユニット２４までの離間距離がそれぞれ異なるように車両２に配置したため、電子キー１０の存在を検出したＬＦ送信アンテナ２２ａ毎に閾値範囲４２が異なる。これにより、中継器を介した通信の不正成立を好適に生じ難くすることができる。

（５）車載ＵＷＢ送受信ユニット２４を、車両に１つだけ設ける構成としたため、コストの低減を図ることができる。
なお、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の態様にて実施することもできる。

・上記実施形態では、測距応答信号Ｓｄｒに暗号化した測距コードを含めて送信したが、これに限らず、測距応答信号Ｓｄｒが電子キー１０からの応答により送信された信号であるか否かを識別できればよく、測距応答信号Ｓｄｒの構成は適宜変更可能である。例えば、測距応答信号Ｓｄｒにレスポンスコードを含める構成としてもよく、この場合には測距コードを含めなくともよい。また、測距応答信号Ｓｄｒに暗号化していないコードを含めて送信してもよい。さらに、測距応答信号Ｓｄｒに電子キー１０での応答時間を含めずに送信し、応答時間を伝達するための別の信号を送信してもよい。

・上記実施形態では、複数のＬＦ送信部２２のＬＦ送信アンテナ２２ａから車載ＵＷＢ送受信ユニット２４までの各離間距離が異なるように、各ＬＦ送信アンテナ２２ａを配置したが、各離間距離が同一となるように配置してもよく、その配置は適宜変更可能である。また、上記実施形態において、ＬＦ送信部２２（ＬＦ送信アンテナ２２ａ）を、例えば後部座席のドアハンドルに設けてもよく、その設置箇所は適宜変更可能である。さらに、ＬＦ送信部２２のＬＦ送信アンテナ２２ａを、複数設けず、例えば運転席のドアハンドル３６のみに１つだけ設ける構成としてもよい。

・上記実施形態では、レスポンス照合を行った後に距離照合を行ったが、これに限らず、例えばレスポンス照合の前に距離照合を行ってもよく、各照合の順序は適宜変更可能である。

・上記実施形態では、電子キー１０が存在する通信エリア４１から車載ＵＷＢ送受信ユニット２４までの距離のうち、最も短くなる距離を下限とし、最も長くなる距離を上限とする車載ＵＷＢ送受信ユニット２４周りの範囲を閾値範囲４２として設定した。しかし、これに限らず、例えば最も短くなる距離よりも長い距離を下限とし、最も長くなる距離よも短い距離を上限としてもよく、閾値範囲４２の範囲は適宜変更可能である。

・上記実施形態では、車載制御部２１は、測距要求信号Ｓｄｃ及び測距応答信号Ｓｄｒに基づいて測定距離を一値として演算したが、これに限らず、車載ＵＷＢ送受信ユニット２４から電子キー１０までの測定距離を、誤差を考慮した幅を持つ範囲として演算してもよい。この場合、例えば測定距離の範囲が閾値範囲４２に対して重複する領域を有することで、距離照合が成立したと判定することができる。

・上記実施形態では、ビークルＩＤ信号Ｓｖｉ、チャレンジ信号Ｓｃｃ及びレスポンス信号ＳｒｅをＵＨＦの信号で通信したたが、これに限らず、例えばＵＷＢの信号で通信してもよい。この場合には、例えばビークルＩＤ信号Ｓｖｉ、チャレンジ信号Ｓｃｃ及びレスポンス信号Ｓｒｅを用いて電子キー１０までの距離を測定してもよい。つまり、要求信号を測距要求信号Ｓｄｃとしても用い、応答信号を測距応答信号Ｓｄｒとしても用いることが可能である。

・上記実施形態では、測距要求信号Ｓｄｃ及び測距応答信号Ｓｄｒとして、超広帯域無線の信号を用いたが、距離を計測できれば、他の周波数帯の信号を用いてもよく、また光を用いてもよい。

・上記実施形態において、複数の車載ＵＷＢ送受信ユニット２４を車両２の異なる位置に配置し、各車載ＵＷＢ送受信ユニット２４から電子キー１０までの測定距離、及び各車載ＵＷＢ送受信ユニット２４の位置に応じた閾値範囲４２を設定し、複数の距離照合を行うようにしてもよい。

・上記実施形態では、車載ＵＷＢ送受信ユニット２４から測距要求信号Ｓｄｃを送信し、キー側ＵＷＢ送受信ユニット１５から測距応答信号Ｓｄｒを送信する構成、すなわち車載機２０に測距要求部を設け、電子キー１０に測距応答部を設ける構成とした。しかし、これに限らず、キー側ＵＷＢ送受信ユニット１５から測距要求信号Ｓｄｃを送信し、車載ＵＷＢ送受信ユニット２４から測距応答信号Ｓｄｒを送信する構成、すなわち電子キー１０に測距要求部を設け、車載機２０に測距応答部を設ける構成としてもよい。

次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について、それらの効果とともに以下に追記する。
（イ）前記車載機に設けられる前記測距要求部及び前記測距応答部のいずれか一方は、前記車両に１つだけ搭載される電子キーシステム。上記構成によれば、コストの低減を図ることができる。

１…電子キーシステム、２…車両、１０…電子キー、１１…電子キー制御部、１５…キー側ＵＷＢ送受信ユニット（測距応答部）、１６…ＵＷＢ受信部、１７…ＵＷＢ送信部、２０…車載機、２１…車載制御部、２２…ＬＦ送信部、２２ａ…ＬＦ送信アンテナ（送信アンテナ）、２３…ＵＨＦ送受信ユニット、２４…車載ＵＷＢ送受信ユニット（測距要求
部）、４１…通信エリア、４２…閾値範囲、Ｌ１〜Ｌ３…離間距離、Ｓａｃ…アック信号、Ｓｃｃ…チャレンジ信号、Ｓｄｃ…測距要求信号、Ｓｄｒ…測距応答信号、Ｓｒｅ…レスポンス信号、Ｓｖｉ…ビークルＩＤ信号、Ｓｗｋ…ウェイク信号。

Claims (4)

1. 車両に搭載される車載機と、ユーザに携帯される電子キーとを備え、前記車載機からの複数の要求信号に対して前記電子キーからそれぞれ送信される応答信号に基づいて正規通信か否かの正否判定を行う電子キーシステムにおいて、
   前記複数の要求信号のうちの少なくとも一を送信する送信アンテナの位置を基準として前記電子キーの位置を判別するキー位置判別部を備え、
   前記車載機には、測距要求信号を送信するとともに該測距要求信号に対する測距応答信号を受信する測距要求部、及び前記測距要求信号を受信するとともに該測距要求信号に応じて前記測距応答信号を送信する測距応答部のいずれか一方が設けられ、
   前記電子キーには、前記測距要求部及び前記測距応答部の他方が設けられ、
   前記正否判定において正規通信であると判定する条件に、前記測距要求信号及び前記測距応答信号に基づいて測定した前記測距要求部から前記測距応答部までの測定距離が、前記キー位置判別部により前記電子キーが位置すると判別された前記送信アンテナの通信エリアから前記車載機に設けられる前記測距要求部及び前記測距応答部のいずれか一方までの距離に基づいて設定される閾値範囲内にあることを含む電子キーシステム。
2. 請求項１に記載の電子キーシステムにおいて、
   前記測距要求信号及び前記測距応答信号として、超広帯域無線の信号を用いる電子キーシステム。
3. 請求項１又は２に記載の電子キーシステムにおいて、
   前記キー位置判別部は、前記車両における異なる位置に設けられる複数の前記送信アンテナを有する電子キーシステム。
4. 請求項３に記載の電子キーシステムにおいて、
   前記複数の送信アンテナは、該送信アンテナと前記車載機に設けられる前記測距要求部及び前記測距応答部のいずれか一方との離間距離がそれぞれ異なるように前記車両に設けられる電子キーシステム。
   

Images