JP5221476B2 - 車両の電子キーシステム - Google Patents

Description

本発明は、車両と携帯機との間の無線通信を通じて車両の各種制御を実行する車両の電子キーシステムに関する。

携帯機（電子キー）を所持したユーザが車両ドアに接近することにより車両ドアのアンロックが自動的に実行されるとともに、ユーザが車両から離れたときに車両ドアのロックが自動的に実行される、いわゆる電子キーシステムが周知である。そして、従来、このような電子キーシステムとしては、例えば特許文献１に記載のシステムが知られている。図１１に、この特許文献１に記載のシステムも含めて、従来一般に採用されている電子キーシステムの概要を示す。

同図１１に示されるように、この電子キーシステムでは、車両ドアの周辺に設定された通信可能エリアＡに車載装置１０がリクエスト信号を送信する。またこの電子キーシステムでは、車載装置１０から送信されたリクエスト信号を受信するとともに、この受信したリクエスト信号に対して識別コード（ＩＤコード）を含む応答信号を送信する携帯機２０をユーザが所持する。すなわち、携帯機２０を所持したユーザが通信可能エリアＡに進入することによって携帯機２０から応答信号が送信されるようになる。そしてこのシステムにおいて、携帯機２０から送信された応答信号は車載装置１０により受信されて、車載装置１０では、応答信号に含まれる携帯機２０のＩＤコードと同車載装置１０に予め登録されているＩＤコードとの照合を行うことにより携帯機２０の認証を行う。そして車載装置１０は、携帯機２０の認証が成立した旨を判断すると車両ドアをアンロックさせる。一方、このシステムでは、例えば携帯機２０を所持したユーザが降車してからドアを閉めた後、通信可能エリアＡの外に出たとすると、携帯機２０から応答信号が送信されなくなる。ここで車載装置１０は、リクエスト信号を送信した後に応答信号を受信することができなくなった旨を判断すると、車両ドアをロックさせる。

ところで、こうした車両の電子キーシステムにあっては、通信可能エリアＡの外に位置している携帯機２０と車載装置１０との間の無線通信を中継器を介して行うことにより両者の間の無線通信を可能にする、いわゆるリレーアタックが行われた場合、車両ドアが不正にアンロックされるおそれがある。そしてこうしたリレーアタックが第三者によって行われると、携帯機２０を所持したユーザが車両から離れている状況で車両ドアがアンロックされてしまうため、セキュリティ上好ましくない。

そこで、上記特許文献１に記載の電子キーシステムでは、携帯機２０が通信可能エリアＡの外に出たとき、車載装置１０から通信可能エリアＡに距離計測信号を送信するようにしている。そして携帯機２０は、距離計測信号を受信したとき、この信号をそのまま車載装置１０に返信する。またこのシステムにおいて、車載装置１０は、携帯機２０から返信された距離計測信号を受信すると、距離計測信号を送信してから受信するまでの経過時間を算出し、算出された経過時間に基づいて車両から携帯機２０までの推定距離を演算する。そして車載装置１０は、演算された推定距離に基づいて携帯機２０が通信可能エリアＡに位置しているか否かを判定し、携帯機２０が通信可能エリアＡに位置していないと判定した場合には、携帯機２０との無線通信を一時的に中止する。一方、車載装置１０は、演算された距離に基づいて携帯機２０が通信可能エリアＡに位置していると判断した場合には、上述したリクエスト信号の送信を行って携帯機２０のＩＤコードの照合を行い、同照合に基づいて車両ドアのアンロックを行う。

車両の電子キーシステムとしてのこうした構成によれば、仮に第三者がリレーアタックを行ったとしても、携帯機２０が通信可能エリアＡに位置していない状況では車載装置１０と携帯機２０との間の無線通信が一時的に中止されるようになるため、車両ドアはロックされた状態に維持される。したがって、第三者の車室内への不法侵入を未然に防止することができるようになり、車両の電子キーシステムとしてのセキュリティレベルを高めることができるようになる。

特開２００６−１１８８８６号公報

ところで、こうした車両の電子キーシステムにあっては、上述した中継器に加え、車載装置１０から送信される距離計測信号をそのまま返信する中継器の２種類の中継器を第三者が用意することができれば、第三者によるリレーアタックが可能になるおそれがある。より詳細には、例えば車載装置１０から距離計測信号が送信されているときには後者の中継器を使用し、その後に車載装置１０からリクエスト信号が送信されるようになったときに前者の中継器を使用するようにすれば、第三者によるリレーアタックが可能になるおそれがある。このように、こうした電子キーシステムでは、上述したリレーアタックよりも高度なリレーアタックが行われた場合に車両ドアの不正なアンロックを防止することが困難であるといった点で、なお改良の余地を残すものとなっている。

本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、第三者による車室内への不法侵入を未然に防ぐ上で有効な車両の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ために、請求項１に記載の発明は、車載装置から車両周辺のエリアに送信される信号をそのまま返信する第１の返信モード、及び前記車載装置から前記エリアに送信されるリクエスト信号を受信したときに識別コードを含む応答信号を返信する第２の返信モードのいずれかのモードに設定可能な携帯機を備え、前記第１の返信モードに設定された前記携帯機と前記車載装置との間で無線信号の授受を行ってこの信号授受を通じて前記携帯機が前記エリアに位置していると判定されること、及び前記第２の返信モードに設定された前記携帯機と前記車載装置との間で前記リクエスト信号及び前記応答信号の授受を行ってこの信号授受を通じて前記携帯機の認証が成立することの双方の条件が満たされることを条件に、車両ドアのアンロックを行う車両の電子キーシステムにおいて、前記車載装置は、前記リクエスト信号を送信した後に再リクエスト信号を送信するものであり、前記車載装置と前記携帯機との間で前記リクエスト信号及び前記応答信号を授受する際に、前記再リクエスト信号に対して前記第１及び第２の返信モードのいずれのモードで前記携帯機が返信を行うかを指定し、前記車両ドアをアンロックするための条件に、前記再リクエスト信号に対して前記指定された返信モードに基づく返信を前記携帯機が行うことを更に含むことを要旨としている。

同構成によれば、車載装置と携帯機との間でリクエスト信号及び応答信号の授受が行われる毎に、携帯機が再リクエスト信号に対して第１の返信モードに基づく返信を行ったり、あるいは第２の返信モードに基づく返信を行ったりするようになる。このため、再リクエスト信号に対する携帯機の返信モードを第三者が特定することは困難になるため、仮に第三者が上述した２種類の中継器を用意することができたとしても、当該電子キーシステムに対してリレーアタックを行うことは難しくなる。したがって、上記指定された返信モードに基づく返信を携帯機が行うことを条件に車両ドアをアンロックを行うようにすれば、リレーアタックを防止することができるようになり、ひいては第三者による車室内への不法侵入を未然に防止することができるようになる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の車両の電子キーシステムにおいて、前記返信モードの指定は、前記携帯機によって行われて、前記携帯機は、前記指定された返信モードを示す返信モード情報を前記応答信号に含めて前記車載装置に送信するものであり、前記車載装置は、前記応答信号に含まれる返信モード情報に基づいて前記指定された返信モードを把握するものであることを要旨としている。

こうした車両の電子キーシステムにあっては、再リクエスト信号に対して第１及び第２の返信モードのいずれのモードで携帯機が返信を行うかを示す返信モード情報を、車載装置と携帯機との間で共有する必要がある。この点、上記構成によれば、携帯機から車載装置に対して応答信号を送信するだけで、車載装置と携帯機との間での返信モード情報の共有化を図ることができるようになるため、請求項１に記載の車両の電子キーシステムを容易に実現することができるようになる。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の車両の電子キーシステムにおいて、前記車載装置は、前記再リクエスト信号の送信を複数回行うものであるとともに、前記携帯機は、この車載装置から複数回送信される再リクエスト信号に対して前記第１及び第２の返信モードのいずれかのモードで複数回返信を行うものであって、前記車載装置と前記携帯機との間で前記リクエスト信号及び前記応答信号を授受する際に、前記複数回送信される再リクエスト信号のそれぞれに対して前記携帯機が前記第１及び第２の返信モードのいずれのモードで返信を行うかを指定するものであることを要旨としている。

同構成によれば、車載装置から再リクエスト信号を複数回送信する毎に、携帯機が再リクエスト信号に対して第１の返信モードに基づく返信を行ったり、あるいは第２の返信モードに基づく返信を行ったりするようになる。このため、再リクエスト信号に対する携帯機の返信モードを第三者が特定することが更に困難になるため、当該電子キーシステムに対して第三者がリレーアタックを行うことは非常に難しくなる。したがって、リレーアタックを更に効果的に防止することができるようになり、第三者による車室内への不法侵入についてはこれを更に好適に防止することができるようになる。

本発明にかかる車両の電子キーシステムによれば、第三者による車室内への不法侵入を未然に防ぐことができるようになる。

本発明にかかる車両の電子キーシステムの一実施形態についてそのシステム構成を示すブロック図。 （ａ）〜（ｄ）は、同実施形態の車両の電子キーシステムについてその動作例を示すタイミングチャート。 （ａ），（ｂ）は、同実施形態の車両の電子キーシステムについてその車載装置から送信されるリクエスト信号の信号構成を模式的に示す図、及び携帯機の認証方法を模式的に示す図。 同実施形態の車両の電子キーシステムについてその携帯機から送信される応答信号の信号構成を示す模式的に示す図。 同実施形態の車両の電子キーシステムについてその車載装置による車両ドアをアンロックさせる処理についてその処理手順を示すフローチャート。 同じく同実施形態の車両の電子キーシステムについてその車載装置による車両ドアをアンロックさせる処理についてその処理手順を示すフローチャート。 同実施形態の車両の電子キーシステムについてその携帯機による信号処理の処理手順を示すフローチャート。 （ａ）〜（ｄ）は、同実施形態の車両の電子キーシステムについてその動作の他の例を示すタイミングチャート。 （ａ），（ｂ）は、本発明にかかる車両の電子キーシステムについてその車載装置から送信されるリクエスト信号の信号構成を模式的に示す図、及び携帯機の認証方法の他の変形例を模式的に示す図。 本発明にかかる車両の電子キーシステムについてその携帯機から送信される応答信号の信号構成の他の変形例を示す模式的に示す図。 従来一般に採用されている電子キーシステムの概要を模式的に示す平面図。

以下、本発明にかかる車両の電子キーシステムの一実施形態について図１〜図７を参照して説明する。なお、本実施形態が適用対象とする電子キーシステムとしての基本構成は、先の図１１に例示した電子キーシステムと同様である。図１は、こうした電子キーシステムのシステム構成をブロック図として示したものであり、はじめに、同図１を参照して、この電子キーシステムの構成について説明する。

同図１に示されるように、この電子キーシステムでは、車両側に搭載された車載装置１０とユーザが携帯所持する携帯機２０との間で、無線通信による各種通信制御が実行される。

ここで、車載装置１０には、車両ドアの周辺に設定された通信可能エリアＡに無線信号を送信する送信装置１１とともに、携帯機２０から送信される無線信号を受信する受信装置１２がそれぞれ設けられている。ちなみに送信装置１１から送信される無線信号としては、前述した距離計測信号Ｓｃｄやリクエスト信号Ｓｒｓの他、例えばスイッチング素子オフ信号Ｓｄｓや再リクエスト信号Ｓｒｒなどがある。一方、受信装置１２が受信する無線信号としては、前記した距離計測信号Ｓｃｄや応答信号Ｓａｓの他、例えば再応答信号Ｓａｒなどがある。そして、送信装置１１による各種無線信号の送信制御、及び受信装置１２を通じて受信される各種無線信号の処理が、同じく車載装置１０に設けられている車両制御装置１３を通じて統括的に行われる。また、この車両制御装置１３は、車両ドアに設けられたドアロック機構１４を通じて車両ドアのロック／アンロック動作を制御する部分でもある。

一方、携帯機２０には、車載装置１０から送信される上記距離計測信号Ｓｃｄやリクエスト信号Ｓｒｓなどの無線信号を受信する受信装置２１とともに、同距離計測信号Ｓｃｄや応答信号Ｓａｓなどの無線信号を送信する送信装置２２が設けられている。そして、リクエスト信号Ｓｒｓ及び再リクエスト信号Ｓｒｒの受信に基づく応答信号Ｓａｓ及び再応答信号Ｓａｒの生成、並びにこれら応答信号Ｓａｓ及び再応答信号Ｓａｒの送信装置２２を通じての送信制御が、同じく携帯機２０に設けられている携帯機制御装置２３を通じて統括的に行われる。また、この携帯機２０には、受信装置２１で受信した信号をそのまま送信装置２２に送信するための信号伝達経路２４とともに、同経路２４を断続させるためのスイッチング素子２５が設けられている。そしてこの携帯機２０では、スイッチング素子２５のオン／オフ制御が携帯機制御装置２３を通じて行われる。

このように構成された電子キーシステムにあって、送信装置１１から上記通信可能エリアＡに対して距離計測信号Ｓｃｄが発せられているとしたときに、ユーザが所持する携帯機２０が通信可能エリアＡに進入したとすると、図２に示す態様にて車載装置１０と携帯機２０との間で信号の授受が行われる。なお、図２（ｃ），（ｄ）に示されるように、スイッチング素子２５は初期状態としてオン状態とされるとともに、車両ドアは初期状態としてロックされているとする。

まず、上記車両制御装置１３では、上記距離計測信号Ｓｃｄを生成するとともに、この生成した距離計測信号Ｓｃｄを送信装置１１を介して通信可能エリアＡに送信する。また車両制御装置１３は、このようにして距離計測信号Ｓｃｄを送信したとき、内蔵するタイマによって、距離計測信号Ｓｃｄを送信した時点からの遅延時間を計測する。ここで、図２（ａ）に示されるように、時刻ｔ１の時点で送信装置１１から通信可能エリアＡに対して距離計測信号Ｓｃｄが発せられたとすると、この距離計測信号Ｓｃｄが上記受信装置２１によって受信される。これによりこの距離計測信号Ｓｃｄは、上記信号伝達経路２４を介して送信装置２２に伝達されて、図２（ｂ）に示されるように送信装置２２から車載装置１０にそのまま返信される（時刻ｔ２）。このようにして距離計測信号Ｓｃｄが返信されることにより、車両制御装置１３では、これを受信装置１２を介して受信するとともに、距離計測信号Ｓｃｄを受信した時点でタイマの計測を停止する。そして、車両制御装置１３は、距離計測信号Ｓｃｄを送信してからこれを受信するまでの遅延時間、すなわち時刻ｔ１から時刻ｔ２までの時間Ｔａをタイマの計測値に基づいて算出する。ところで、この算出される遅延時間Ｔａと、車両から携帯機２０までの距離との間には、車両から携帯機２０までの距離が長くなるほど遅延時間Ｔａが長くなるといった相関関係がある。そこで本実施形態では、車両から携帯機２０までの推定距離と遅延時間Ｔａとの関係を示すマップを車両制御装置１３のメモリに予め記憶させるとともに、上記算出される遅延時間Ｔａに基づいて、車両から携帯機２０までの推定距離をマップ演算するようにしている。

そして、車両制御装置１３は、車両から携帯機２０までの推定距離が所定距離以内である旨を判断すると、携帯機２０が通信可能エリアＡに位置していると判断し、図２（ａ）に示されるように、上記スイッチング素子オフ信号Ｓｄｓを生成してこれを送信装置１１を介して通信可能エリアＡに送信する（時刻ｔ３）。そして、携帯機制御装置２３では、この送信されたスイッチング素子オフ信号Ｓｄｓを受信装置２１を介して受信すると、図２（ｃ）に示されるように、上記スイッチング素子２５をオフさせる。

その後、図２（ａ）に示されるように、車両制御装置１３では、リクエスト信号Ｓｒｓを生成してこれを送信装置１１を介して通信可能エリアＡに送信する（時刻ｔ４）。そうすると、携帯機制御装置２３では、この送信されたリクエスト信号Ｓｒｓを受信装置２１を介して受信するとともに、リクエスト信号Ｓｒｓの受信に基づき応答信号Ｓａｓを生成する。そして、図２（ｂ）に示されるように、携帯機制御装置２３は、この生成された応答信号Ｓａｓを上記送信装置２２を介して車載装置１０に送信する（時刻ｔ５）。このようにして応答信号Ｓａｓが送信されることにより、車両制御装置１３では、この応答信号Ｓａｓを受信装置１２を介して受信するとともに、応答信号Ｓａｓに含まれる情報に基づいて携帯機２０の認証を行う。ちなみに、本実施形態では、電子キーシステムのセキュリティレベルを高めるべく、携帯機２０の認証方式として、いわゆるチャレンジレスポンス認証方式を採用するようにしている。ここで、このチャレンジレスポンス認証方式とは、車載装置１０と携帯機２０との間で互いに共通の暗号鍵を持ち合い、乱数情報（チャレンジコード）をそれぞれの暗号鍵で暗号化した結果に基づいて認証を行うものである。

ところで、こうした電子キーシステムにおいて、携帯機２０の認証が成立することを条件に車両ドアをアンロックさせるようにした場合、車載装置１０から送信される信号をそのまま返信する中継器と、車載装置１０と携帯機２０との間の無線通信を中継する中継器の２種類の中継器を用意することで前述したリレーアタックが可能になるおそれがある。すなわち、車載装置１０と携帯機２０との間で距離計測信号Ｓｃｄを授受する際には前者の中継器を用いて、また、車載装置１０と携帯機２０との間でスイッチング素子オフ信号Ｓｄｓ、リクエスト信号Ｓｒｓ、及び応答信号Ｓａｓを授受する際には後者の中継器を用いるようにすれば、リレーアタックが可能になるおそれがある。そして、このようなリレーアタックを第三者が行えば、ユーザが所持する携帯機２０が通信可能エリアＡの外に位置している状況において車両ドアが不正にアンロックされてしまうおそれがある。

そこで本実施形態では、図２に示されるように、携帯機２０の認証が成立した後に、車載装置１０から上記再リクエスト信号Ｓｒｒを送信するとともに、この再リクエスト信号Ｓｒｒを受信した携帯機２０が、同信号Ｓｒｒをそのまま返信する第１の返信モード、あるいは応答信号Ｓａｓを返信する第２の返信モードのいずれかのモードで返信を行うようにしている。ちなみに、この電子キーシステムでは、車載装置１０と携帯機２０との間で上記リクエスト信号Ｓｒｓ及び応答信号Ｓａｓを授受する際に、携帯機２０の返信モードを同携帯機２０の側で指定するとともに、携帯機２０が、自身で指定した情報（返信モード情報）を車載装置１０に通知するようにしている。そして、車両制御装置１３では、再リクエスト信号Ｓｒｒに対して携帯機２０が返信モード情報に基づく返信を行っているか否かを判定し、返信モード情報に基づく返信を携帯機２０が行っている旨を判定したときに、車両ドアのアンロックを実行するようにしている。

続いて、図３及び図４を参照して、携帯機２０が上記返信モード情報を車載装置１０に通知する方法について具体的に説明する。なおここでは、便宜上、チャレンジレスポンス認証の概要についても説明する。また、車両制御装置１３のメモリと携帯機２０のメモリには、上述した共通の暗号鍵Ｋが記憶されているとする。

同図３（ａ）に示されるように、車両制御装置１３では、上述したチャレンジコードをランダムに生成するとともに、このチャレンジコードを含むリクエスト信号Ｓｒｓを上記通信可能エリアＡに送信する。

一方、図４に示されるように、携帯機制御装置２３では、リクエスト信号Ｓｒｓを受信すると、再リクエスト信号Ｓｒｒに対して上記第１及び第２の返信モードのいずれのモードで返信を行うかをランダムに指定するとともに、その情報を符号化した返信モードコードを生成する。そして携帯機制御装置２３は、リクエスト信号Ｓｒｓに含まれるチャレンジコードと返信モードコードとを組み合わせて一つのコードを生成するとともに、生成されたコードを、内蔵するメモリに記憶されている暗号鍵Ｋを用いて暗号化することにより暗号化コードを生成する。さらに携帯機制御装置２３は、暗号コードを含む応答信号Ｓａｓを生成してこれを上記車載装置１０に送信する。このようにチャレンジコードと返信モードコードとを組み合わせてそれら全体を暗号化するようにすれば、チャレンジコードの値が変化すると暗号化コードの値が変化するため、仮に第三者によって応答信号が傍受されたとしても、第三者が返信モードコードの内容を知ることが難しくなる。このため、セキュリティレベルを高めることができるようになる。

また一方、図３（ｂ）に示されるように、車両制御装置１３では、応答信号Ｓａｓを受信すると、内蔵するメモリに記憶されている暗号鍵Ｋを用いて応答信号Ｓａｓを復号化することにより、チャレンジコード及び返信モードコードをそれぞれ抽出する。そして車両制御装置１３は、先の図３（ａ）で示した自身で生成したチャレンジコードと、応答信号Ｓａｓに含まれるチャレンジコードとの照合を行い、この照合を通じて互いのチャレンジコードが一致している旨を判断すると、携帯機２０の認証が成立した旨を判定する。また車両制御装置１３は、携帯機２０の認証が成立した旨を判定したとき、上記再リクエスト信号Ｓｒｒの送信を開始する。ちなみに、車両制御装置１３は、応答信号Ｓａｓから抽出された返信モードコードに基づいて、携帯機２０が第１及び第２の返信モードのいずれのモードで返信を行うかを把握する。

そして、こうして車載装置１０から再リクエスト信号Ｓｒｒが送信されると、次のような態様にて車載装置１０と携帯機２０との間で信号の授受が行われる。
すなわち、例えばいま、携帯機制御装置２３が指定した返信モードが第１の返信モードであったとする。このとき、先の図２（ｃ）に示されるように、携帯機制御装置２３は、上記応答信号Ｓａｓの送信が完了する時点で（時刻ｔ５）、スイッチング素子２５をオン状態にさせる。このため、図２（ｂ）に示されるように、時刻ｔ６で車載装置１０から再リクエスト信号Ｓｒｒが送信されると、上述した距離計測信号Ｓｃｄの授受の態様と同様の態様にて、携帯機２０から再リクエスト信号Ｓｒｒがそのまま返信される。したがって、図２（ｂ）に実線で示されるように、再リクエスト信号Ｓｒｒの送信が完了する時点から、同再リクエスト信号Ｓｒｒの受信が完了する時点までの遅延時間は、図中の時刻ｔ６から時刻ｔ７までの時間Ｔｓ１となる。ちなみに、携帯機制御装置２３は、スイッチング素子２５をオン状態にさせた時刻ｔ５の時点から所定時間Ｔｂが経過したときに（時刻ｔ８）、同スイッチング素子２５をオフ状態にさせる。

一方、例えばいま、携帯機制御装置２３が指定した返信モードが第２の返信モードであったとする。このとき、図２（ｃ）に二点鎖線で示されるように、携帯機制御装置２３はスイッチング素子２５をオフ状態に維持する。このため、図２（ｂ）に示されるように、車載装置１０から再リクエスト信号Ｓｒｒが送信されると、上記リクエスト信号Ｓｒｓ及び応答信号Ｓａｓの授受の態様と同様の態様にて、携帯機２０から再応答信号Ｓａｒが送信される。ちなみに、この再応答信号Ｓａｒは、上記応答信号Ｓａｓから返信モードコードを除いた信号構成を有している。そしてこのとき、再リクエスト信号Ｓｒｒの送信が完了した時点から、再応答信号Ｓａｒの受信が完了するまでの遅延時間は、図中の時刻ｔ６から時刻ｔ７’までの時間Ｔｓ２、すなわち上記遅延時間Ｔｓ１よりも長い時間となる。

そこで本実施形態では、車両制御装置１３が、内蔵するタイマにより、再リクエスト信号Ｓｒｒの送信を完了してから、携帯機２０から送信される信号の受信を完了するまでの遅延時間Ｔｓを計測し、この計測された遅延時間Ｔｓと所定時間Ｔｃとの比較のもとに以下の（ａ１），（ａ２）に示す判定を行うようにしている。ちなみに、この所定時間Ｔｃは、上記遅延時間Ｔｓ１よりも長い時間であって且つ、上記遅延時間Ｔｓ２よりも短い時間となるように予め実験等によって設定される。

（ａ１）計測された遅延時間Ｔｓが所定時間Ｔｃ以下であると判断したとき。このとき、携帯機２０の返信モードは第１の返信モードであると判定する。
（ａ２）計測された遅延時間Ｔｓが所定時間Ｔｃよりも長いと判断したとき。このとき、携帯機２０の返信モードは第２の返信モードであると判定する。

そして、車両制御装置１３は、例えば上記応答信号Ｓａｓに含まれる返信モードコードに基づいて携帯機２０の返信モードが第１の返信モードであると判断しているときに、（ａ１）の判定結果を得たとすると、正規の携帯機２０が返信を行っていると判断して、図２（ｄ）に示すように上記ドアロック機構１４を通じて車両ドアをアンロックさせる（時刻ｔ７）。一方、携帯機２０の返信モードが第１の返信モードであると判断しているときに、（ａ２）の判定結果を得たとすると、リレーアタックが行われている可能性があると判断して、車両ドアをロック状態に維持する。

図５〜図７は、車両ドアのアンロックを実行する際に車両制御装置１３及び携帯機制御装置２３を通じて実行される処理をそれぞれ示したものであり、以下、この図５〜図７に基づいて、これらの処理の具体的手順を総括する。

図５に示されるように、車両制御装置１３を通じて実行される処理では、まず、上記距離計測信号Ｓｃｄが通信可能エリアＡに送信されるとともに（ステップ１０）、携帯機２０からそのまま返信される距離計測信号Ｓｃｄを受信したか否かが判断される（ステップＳ１１）。そして、距離計測信号Ｓｃｄを受信した旨が判断されると（ステップＳ１１：ＹＥＳ）、上述のように、距離計測信号Ｓｃｄを送信してからこれを受信するまでの遅延時間Ｔａに基づいて車両から携帯機２０までの推定距離が算出され（ステップＳ１２）、この算出された推定距離に基づいて携帯機２０が通信可能エリアＡに位置しているか否かが判断される（ステップＳ１３）。そして、携帯機２０が通信可能エリアＡに位置していない旨が判断されると（ステップＳ１３：ＮＯ）、携帯機２０との通信が一時的に停止される（ステップＳ１４）。すなわちこの処理では、携帯機２０が通信可能エリアＡに位置していないと判断された場合、通信可能エリアＡの外に位置している携帯機２０が通信を行っている可能性がある、すなわちリレーアタックが行われている可能性があると判定して、携帯機２０との通信を一時的に中止することによってリレーアタックを未然に防止するようにしている。

一方、携帯機が通信可能エリアＡに位置している旨が判断されると（ステップＳ１３：ＹＥＳ）、上記スイッチング素子オフ信号Ｓｄｓが通信可能エリアＡに送信されるとともに（ステップＳ１５）、その後に上記リクエスト信号Ｓｒｓが通信可能エリアＡに送信される（ステップＳ１６）。続いて、リクエスト信号Ｓｒｓを送信した時点から所定時間が経過するまでの間に応答信号Ｓａｓを受信したか否かが判断されて（ステップＳ１７）、応答信号Ｓａｓを受信した旨が判断されると（ステップＳ１７：ＹＥＳ）、上述したチャレンジレスポンス認証に基づいて携帯機２０の認証が行われる（ステップＳ１８）。そして、携帯機２０の認証が成立したか否かが判断されて（ステップＳ１９）、携帯機２０の認証が成立した旨が判断されると（ステップＳ１９：ＹＥＳ）、図６に示されるように、応答信号Ｓａｓに含まれる返信モードコードから返信モード情報が抽出されるとともに（ステップＳ２０）、上記再リクエスト信号Ｓｒｒが通信可能エリアＡに送信される（ステップＳ２１）。また、このステップＳ２１の処理を通じて再リクエスト信号Ｓｒｒの送信が完了したときにタイマのカウントアップが開始されて（ステップＳ２２）、再リクエスト信号Ｓｒｒを送信した時点から所定時間が経過するまでの間に携帯機２０から返信される信号を受信したか否かが判断される（ステップＳ２３）。ここで、所定時間が経過するまでに携帯機２０から返信された信号を受信することができなかった場合には（ステップＳ２３：ＮＯ）、タイマのカウントアップが停止されて（ステップＳ２４）、車両制御装置１３はこの一連の処理を終了する。

一方、所定時間が経過するまでに携帯機２０から返信された信号を受信することができた場合にも（ステップＳ２３：ＹＥＳ）、上記タイマのカウントアップが停止される（ステップＳ２５）。続いて、このタイマの計測値に基づいて、再リクエスト信号Ｓｒｒの送信を完了した時点から、携帯機２０から返信された信号の受信を完了した時点までの遅延時間Ｔｓが算出されて（ステップＳ２６）、算出された遅延時間Ｔｓに基づいて上述した（ａ１）及び（ａ２）に示した判定を行うことにより携帯機２０の返信モードが判定される（ステップＳ２７）。そして、この判定された携帯機２０の返信モードが、上記ステップＳ１９の処理で抽出された返信モード情報と一致するか否かが判定されて（ステップＳ２８）、互いに一致する旨が判定された場合には（ステップＳ２８：ＹＥＳ）、車両ドアをアンロックさせて（ステップＳ２９）、車両制御装置１３はこの一連の処理を終了する。一方、互いに一致しない旨が判定された場合には（ステップＳ２８：ＮＯ）、車両制御装置１３は、車両ドアをアンロックさせることなく、この一連の処理を終了する。

他方、図７に示されるように、携帯機制御装置２３で実行される処理では、まず、上記スイッチング素子オフ信号Ｓｄｓを受信したか否かが判断されて（ステップＳ３０）、スイッチング素子オフ信号Ｓｄｓを受信した旨が判断された場合には（ステップＳ３０：ＹＥＳ）、スイッチング素子２５をオフ状態にさせる（ステップＳ３１）。その後、スイッチング素子オフ信号Ｓｄｓを受信した時点から所定時間が経過するまでにリクエスト信号Ｓｒｓを受信したか否かが判断されて（ステップＳ３２）、リクエスト信号Ｓｒｓを受信した旨が判断された場合には（ステップＳ３２：ＹＥＳ）、再リクエスト信号Ｓｒｒに対して上記第１及び第２の返信モードのいずれのモードで返信するかをランダムに決定する（ステップＳ３３）。続いて、この決定した返信モードに基づいて返信モードコードが生成されるとともに（ステップＳ３４）、生成された返信モードコード、並びに応答信号Ｓａｓに含まれるチャレンジコードに基づいて応答信号Ｓａｓが生成されて（ステップＳ３５）、これが車載装置１０に送信される（ステップＳ３６）。

そして、ステップＳ３６の処理に続いて、上記ステップＳ３３で決定した返信モードが第１の返信モードであるか否かが判断されて（ステップＳ３７）、第１の返信モードである旨が判断された場合には（ステップＳ３７：ＹＥＳ）、スイッチング素子２５をオン状態にさせる（ステップＳ３８）。さらに、続くステップＳ３９の処理として、スイッチング素子２５をオン状態にさせてから上記所定時間Ｔｂが経過したが否かが判断される。具体的には、携帯機制御装置２３に内蔵されるタイマを通じてスイッチング素子２５をオン状態にさせた時点からの経過時間が計測されるとともに、この経過時間が所定時間Ｔｂ以上になったことに基づいて、スイッチング素子２５をオン状態にさせてから所定時間Ｔｂが経過した旨が判断される。そして、スイッチング素子２５をオン状態にさせてから所定時間Ｔｂが経過した旨が判断されると（ステップＳ３９：ＹＥＳ）、スイッチング素子２５をオフ状態にさせて（ステップＳ４０）、携帯機制御装置２３はこの一連の処理を終了する。

一方、ステップＳ３７の処理を通じて、上記ステップＳ３３で決定した返信モードが第１の返信モードでない旨が判断された場合には（ステップＳ３７：ＮＯ）、すなわち第２の返信モードである旨が判断された場合には、応答信号Ｓａｓを送信した時点から所定時間が経過するまでに再リクエスト信号Ｓｒｒを受信したか否かが判断される（ステップＳ４１）。そして、再リクエスト信号Ｓｒｒを受信した旨が判断された場合には（ステップＳ４１：ＹＥＳ）、上記再応答信号Ｓａｒが車載装置１０に送信されて（ステップＳ４２）、携帯機制御装置２３はこの一連の処理を終了する。

電子キーシステムとしてのこうした構成によれば、車載装置１０と携帯機２０との間でリクエスト信号Ｓｒｓ及び応答信号Ｓａｓの授受が行われる毎に、携帯機２０が再リクエスト信号Ｓｒｒに対して第１の返信モードに基づく返信を行ったり、あるいは第２の返信モードに基づく返信を行ったりするようになる。このため、再リクエスト信号Ｓｒｒに対する携帯機２０の返信モードを第三者が特定することが困難になるため、仮に第三者が上述した２種類の中継器を用意することができたとしても、当該電子キーシステムに対してリレーアタックを行うことは難しくなる。したがって、上記携帯機２０によって指定された返信モードに基づく返信を携帯機２０自身が行うことを条件に車両ドアのアンロックを行うようにすれば、リレーアタックを防止することができるようになり、ひいては第三者による車室内への不法侵入を未然に防止することができるようになる。

以上説明したように、本実施形態にかかる車両の電子キーシステムによれば、以下のような効果が得られるようになる。
（１）車載装置１０からリクエスト信号Ｓｒｓを送信した後に再リクエスト信号Ｓｒｒを送信するようにした上で、車載装置１０と携帯機２０との間でリクエスト信号Ｓｒｓ及び応答信号Ｓａｓを授受する際に、再リクエスト信号Ｓｒｒに対して第１及び第２の返信モードのいずれのモードで携帯機２０が返信を行うかを携帯機２０の側で指定するようにした。そして、車載装置１０は、再リクエスト信号Ｓｒｒに対して上記指定された返信モードに基づく返信を携帯機２０が行うことを条件に、車両ドアをアンロックさせるようにした。これにより、再リクエスト信号Ｓｒｒに対する携帯機２０の返信モードを第三者が特定することは困難になるため、リレーアタックを防止することができ、ひいては第三者による車室内への不法進入を未然に防止することができるようになる。

（２）携帯機２０の認証方式として、チャレンジレスポンス認証方式を採用するようにした。これにより、システムとしてのセキュリティレベルを高めることができるようになる。

（３）携帯機２０が指定した返信モードを示す返信モード情報を応答信号Ｓａｓに含めて携帯機２０から車載装置１０に送信することによって、携帯機が指定した返信モードを車載装置１０が把握できるようにした。これにより、携帯機２０から車載装置１０に対して応答信号Ｓａｓを送信するだけで、車載装置１０と携帯機２０との間での返信モード情報の共有化を図ることができるようになる。

（４）チャレンジコードと返信モードコードとを組み合わせて一つのコードを生成するとともに、この生成したコードを暗号化して暗号化コードを生成して、暗号化コードを応答信号に含めて送信するようにした。これにより、チャレンジコードの値の変化に伴って暗号化コードの値が変化するため、仮に第三者によって暗号化コードが傍受されたとしても、第三者が返信モードコードの内容を知ることが難しくなる。このため、セキュリティレベルを高めることができるようになる。

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もできる。
・上記実施形態では、再リクエスト信号Ｓｒｒに対して第１及び第２の返信モードのいずれのモードで携帯機２０が返信を行うかを指定するようにした。これに加えて、例えば車載装置１０が再リクエスト信号Ｓｒｒを送信してから再応答信号Ｓａｒを受信するまでの遅延時間、すなわち先の図２に示した遅延時間Ｔｓ２を指定するようにしてもよい。ちなみに、この遅延時間Ｔｓ２を指定する方法としては、例えば携帯機制御装置２３が、再リクエスト信号Ｓｒｒを受信してから上記再応答信号Ｓａｒを送信するまでの遅延時間を指定するといった方法がある。こうした方法を採用するようにすれば、上記返信モード情報とともに、この遅延時間情報を応答信号Ｓａｓに含めて携帯機２０から車載装置１０に送信することで、携帯機制御装置２３が指定した遅延時間を車両制御装置１３が把握することができるようになる。そして、車両制御装置１３は、内蔵するタイマにより、再リクエスト信号Ｓｒｒを送信してから再応答信号Ｓａｒを受信するまでの遅延時間を計測し、計測された遅延時間が上記指定された遅延時間であることが更に判定されることに基づいて車両ドアをアンロックする。こうした構成によれば、車載装置１０と携帯機２０との間でリクエスト信号Ｓｒｓ及び応答信号Ｓａｓの授受が行われる毎に、上記遅延時間が短くなったり、あるいは長くなったりするようになるため、こうした遅延時間の長短をも反映するかたちで第三者がリレーアタックを行うことは非常に困難となる。したがって、リレーアタックを効果的に防止することができるようになるため、第三者による車室内への不法侵入についてはこれを好適に防止することができるようになる。

・車載装置１０が再リクエスト信号Ｓｒｒの送信を複数回行うとともに、この複数回送信される再リクエスト信号Ｓｒｒに対して上記第１及び第２の返信モードのいずれかのモードで携帯機２０が複数回返信を行うものであってもよい。そしてこの場合、複数回送信される再リクエスト信号Ｓｒｒのそれぞれに対して携帯機２０が第１及び第２の返信モードのいずれかのモードで返信を行うかを指定するようにしてもよい。具体的には、図８に示すように、例えば車載装置１０が２つの再リクエスト信号Ｓｒｒ１，Ｓｒｒ２を送信する構成であるとすると、携帯機制御装置２３が、最初の再リクエスト信号Ｓｒｒ１に対しては第１の返信モードで返信し、また次の再リクエスト信号Ｓｒｒ２に対しては第２の返信モードで返信するといった態様で返信モードを決定する。そして、車両制御装置１３は、最初の再リクエスト信号Ｓｒｒ１に対して第１の返信モードで携帯機２０が返信を行って且つ、次の再リクエスト信号Ｓｒｒ２に対して第２の返信モードで携帯機２０が返信を行ったことが判定された時点で、すなわち図中の時刻ｔ９の時点で、車両ドアをアンロックさせる。なお、２つの再リクエスト信号Ｓｒｒ１，Ｓｒｒ２に対して携帯機が同一の返信モードで返信を行うような構成であってもよいことは言うまでもない。

・上記実施形態では、先の図３及び図４に例示した方法に基づいて携帯機２０の認証を行うようにしたが、これに代えて、例えば図９及び図１０に例示する方法に基づいて携帯機２０の認証を行うようにしてもよい。すなわち、先の図４に対応する図として図１０を示すように、携帯機２０では、先の図４に例示した方法と同様の方法で暗号化コードを生成した後、この暗号化コードの一部を含む応答信号Ｓａｓを生成してこれを上記車載装置１０に送信する。一方、先の図３に対応する図として図９を示すように、車両制御装置１３では、自身が生成したチャレンジコードと第１の返信モードを示すコードとを組み合わせて一つのコードを生成し、生成したコードを暗号鍵Ｋを用いて暗号化することにより第１の暗号化コードを生成する。また、車両制御装置１３は、チャレンジコードと第２の返信モードを示すコードとを組み合わせて一つのコードを生成するとともに、生成したコードを暗号鍵Ｋを用いて暗号化することにより第２の暗号化コードも生成する。そして車両制御装置１３は、生成した第１及び第２の暗号化コードの一部をそれぞれ抜き出すとともに、それらの一部と応答信号Ｓａｓに含まれる暗号化コードの一部との照合をそれぞれ行う。そして、応答信号に含まれる暗号化コードの一部が第１の暗号化コードの一部と一致している旨を判断したとき、あるいは応答信号に含まれる暗号化コードの一部が第２の暗号化コードの一部と一致している旨を判断したとき、携帯機２０の認証が成立した旨を判定する。また、車両制御装置１３は、例えば応答信号に含まれる暗号化コードの一部が第１の暗号化コードの一部と一致している旨を判断したとき、携帯機２０は第１の返信モードで返信を行う旨を把握する。携帯機２０の認証方法としてこうした方法を採用することにより、仮に送信ビット数の制限などにより携帯機２０が暗号化コードを全て送信することができない場合であっても、すなわち携帯機２０側で暗号化したコードを車両制御装置１３側で復号化することができない場合であっても、車両制御装置１３による携帯機２０の認証、並びに携帯機２０の返信モードの把握が可能になる。

・上記実施形態では、携帯機２０の認証を、チャレンジレスポンス認証に基づいて行うようにしたが、これ以外の認証方式を適宜採用することも可能である。
・上記実施形態では、再リクエスト信号Ｓｒｒに対して第１及び第２の返信モードのいずれのモードで携帯機２０が返信を行うかを携帯機２０の側で指定するようにしたが、これに代えて、車載装置１０の側で指定するようにしてもよい。そしてこの場合、車載装置１０が指定した返信モードを示す返信モード情報を上記リクエスト信号Ｓｒｓに含めて携帯機２０に送信するようにすれば、車載装置と携帯機との間での返信モード情報の共有化を図ることができるようになる。
（付記）
次に、上記実施形態及びその変形例から把握できる技術的思想について追記する。

（イ）請求項１〜３のいずれか一項に記載の車両の電子キーシステムにおいて、前記携帯機の認証は、チャレンジレスポンス認証に基づく認証であることを特徴とする車両の電子キーシステム。具体的には、同構成によるように、携帯機の認証方式としてチャレンジレスポンス方式に基づく認証方式を採用すれば、システムとしてのセキュリティレベルを高めることができるようになる。

（ロ）付記イに記載の車両の電子キーシステムにおいて、前記携帯機は、前記チャレンジレスポンス認証に用いられるチャレンジコードと前記返信モード情報を示す返信モードコードとを組み合わせて一つのコードを生成するとともに、この生成したコードを暗号化して暗号化コードを生成して、同暗号化コードを前記応答信号に含めて前記車載装置に送信するものであることを特徴とする車両の電子キーシステム。同構成によれば、チャレンジコードの値の変化に伴って暗号化コードの値が変化するため、仮に第三者によって暗号化コードが傍受されたとしても、第三者が返信モード情報の内容を知ることが難しくなる。このため、セキュリティレベルを更に高めることができるようになる。

（ハ）請求項１〜３、付記イ、及び付記ロのいずれか一項に記載の車両の電子キーシステムにおいて、前記車載装置が前記再リクエスト信号を送信してから前記応答信号を受信するまでの遅延時間を計測する計測手段を備え、前記車載装置と前記携帯機との間で前記リクエスト信号及び前記応答信号を授受するときに、前記車載装置が前記再リクエスト信号を送信してから前記応答信号を受信するまでの遅延時間を更に指定し、前記車両ドアをアンロックするための条件に、前記計測手段を通じて計測される遅延時間が前記指定された遅延時間であることを更に含むことを特徴とする車両の電子キーシステム。同構成によれば、車載装置と携帯機との間でリクエスト信号及び応答信号の授受が行われる毎に、車載装置が再リクエスト信号を送信してから応答信号を受信するまでの遅延時間が短くなったり、あるいは長くなったりするようになるため、こうした遅延時間の長短をも反映するかたちで第三者がリレーアタックを行うことは非常に困難となる。したがって、遅延時間を計測手段を通じて計測するようにした上で、この計測手段を通じて検出される遅延時間が上記指定された遅延時間であることを条件に車両ドアのアンロックを行うようにすれば、リレーアタックを効果的に防止することができるようになり、第三者による車室内への不法侵入についてはこれを好適に防止することができるようになる。

Ａ…通信可能エリア、Ｓａｒ…再応答信号、Ｓａｓ…応答信号、Ｓｃｄ…距離計測信号、Ｓｄｓ…スイッチング素子オフ信号、Ｓｒｒ…再リクエスト信号、Ｓｒｓ…リクエスト信号、１０…車載装置、１１…送信装置、１２…受信装置、１３…車両制御装置、１４…ドアロック機構、２０…携帯機、２１…受信装置、２２…送信装置、２３…携帯機制御装置、２４…信号伝達経路、２５…スイッチング素子。

Claims (3)

1. 車載装置から車両周辺のエリアに送信される信号をそのまま返信する第１の返信モード、及び前記車載装置から前記エリアに送信されるリクエスト信号を受信したときに識別コードを含む応答信号を返信する第２の返信モードのいずれかのモードに設定可能な携帯機を備え、前記第１の返信モードに設定された前記携帯機と前記車載装置との間で無線信号の授受を行ってこの信号授受を通じて前記携帯機が前記エリアに位置していると判定されること、及び前記第２の返信モードに設定された前記携帯機と前記車載装置との間で前記リクエスト信号及び前記応答信号の授受を行ってこの信号授受を通じて前記携帯機の認証が成立することの双方の条件が満たされることを条件に、車両ドアのアンロックを行う車両の電子キーシステムにおいて、
   前記車載装置は、前記リクエスト信号を送信した後に再リクエスト信号を送信するものであり、前記車載装置と前記携帯機との間で前記リクエスト信号及び前記応答信号を授受する際に、前記再リクエスト信号に対して前記第１及び第２の返信モードのいずれのモードで前記携帯機が返信を行うかを指定し、前記車両ドアをアンロックするための条件に、前記再リクエスト信号に対して前記指定された返信モードに基づく返信を前記携帯機が行うことを更に含む
   ことを特徴とする車両の電子キーシステム。
2. 前記返信モードの指定は、前記携帯機によって行われて、前記携帯機は、前記指定された返信モードを示す返信モード情報を前記応答信号に含めて前記車載装置に送信するものであり、前記車載装置は、前記応答信号に含まれる返信モード情報に基づいて前記指定された返信モードを把握するものである
   請求項１に記載の車両の電子キーシステム。
3. 前記車載装置は、前記再リクエスト信号の送信を複数回行うものであるとともに、前記携帯機は、この車載装置から複数回送信される再リクエスト信号に対して前記第１及び第２の返信モードのいずれかのモードで複数回返信を行うものであって、前記車載装置と前記携帯機との間で前記リクエスト信号及び前記応答信号を授受する際に、前記複数回送信される再リクエスト信号のそれぞれに対して前記携帯機が前記第１及び第２の返信モードのいずれのモードで返信を行うかを指定するものである
   請求項１又は２に記載の車両の電子キーシステム。

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