JP5341814B2

JP5341814B2 - 無線通信正否判定システム

Info

Publication number: JP5341814B2
Application number: JP2010098793A
Authority: JP
Inventors: 勝秀熊谷
Original assignee: Tokai Rika Co Ltd
Current assignee: Tokai Rika Co Ltd
Priority date: 2010-04-22
Filing date: 2010-04-22
Publication date: 2013-11-13
Anticipated expiration: 2030-04-22
Also published as: CN102237938B; JP2011229061A; DE102011017385A1; CN102237938A

Description

本発明は、通信端末と通信マスタとが無線により通信を行う無線通信正否判定システムに関する。

従来、多くの車両には、ＩＤコードを無線により送信する電子キーによってＩＤ照合を実行する電子キーシステム（特許文献１等参照）が搭載されている。この種の電子キーシステムには、車両から送信されたリクエストを電子キーが受信すると、これに応答する形で電子キーがＩＤコードを車両に自動返信して、ＩＤ照合を実行させるキー操作フリーシステムがある。キー操作フリーシステムは、車外でＩＤ照合が成立するとドアロック施解錠が許可又は実行され、車内でＩＤ照合が実行するとエンジン始動操作が許可される。

特開２００５−２６２９１５号公報特開２００１−３４２７５８号公報

ところで、このような電子キーシステムでは、ユーザの意志によらないところでＩＤ照合成立を謀る不正行為として、中継器を使った不正行為（中継器使用不正行為：特許文献２等参照）というものがある。中継器使用不正行為は、例えば電子キーが車両から遠い場所に位置する際に、この電子キーを複数の中継器によって車両と繋いで電波を中継し、これら２者間の通信を成立させる行為である。よって、ユーザが気付かないところでＩＤ照合が成立されてしまうので、盗難行為者によって勝手にドア解錠やエンジンが始動されてしまう問題があった。

本発明の目的は、中継器を使用した無線通信の不正成立を生じ難くすることができる無線通信正否判定システムを提供することにある。

前記問題点を解決するために、本発明では、通信マスタからの問い合せに対して通信端末が当該通信マスタに応答を返して、前記通信マスタ及び前記通信端末が双方向通信を行う無線通信正否判定システムにおいて、一通信過程時に前記通信マスタが電波を複数送信する際、送信強度を変えてそれぞれの電波を送信させる送信実行手段と、前記通信マスタからの電波を前記通信端末が受信した際、この受信電波の受信強度を前記通信端末において算出する受信強度算出手段と、前記受信強度算出手段が算出した受信強度を基に、通信が正規通信か否かを判定する通信判定手段と、前記通信マスタに設けられ、前記通信マスタが前記一通信過程において前記通信端末に電波を送信する際、当該電波に送信強度情報を付加して該電波を送信させる送信強度通知手段とを備え、前記通信判定手段は、前記通信端末に設けられ、前記通信マスタから受信した複数の前記電波が、前記送信強度情報に応じた値をとるか否かを確認することにより、前記判定を前記通信端末において実行することを要旨とする。

この構成によれば、一通信の課程において、通信マスタから複数の電波をそれぞれ送信強度を切り換えて送信する。通信マスタからのそれぞれの電波を通信端末が受信すると、通信端末において各電波の受信強度が算出される。そして、各電波の受信強度の値を基に、通信マスタ及び通信端末の双方向通信が、正規通信であるのか或いは不正通信であるのかが判定される。

ところで、不正通信の一種には、通信マスタから遠く離れた通信端末を中継器によって繋いで、双方向通信を不正に成立させてしまう行為がある。しかし、中継器には、データ内容は中継できても、電波強度までは中継できない実情がある。よって、中継器を経由した双方向通信の場合、電子キーは通信マスタからどの電波を受信しても、同じ受信強度で受信する。つまり、通信マスタから異なる送信強度で送信された電波を通信端末が受信した際、これら受信強度が送信強度に応じた値をとれば、正規通信であることが分かり、逆にこれら電波の受信強度が同じ値をとれば、不正通信であることが分かる。

よって、本構成のように、通信端末から送信強度を変えて複数の電波を送信し、これら電波の通信端末における受信強度を確認すれば、現在実行中の通信が正規通信と不正通信とのどちらであるのかを判定することが可能となる。よって、通信が不正通信であると認識した際には、通信を停止や無効にすれば通信がその時点で停止されるので、通信を不正成立させずに済む。
この構成によれば、無線通信の正否認証を通信端末側で行うので、不正通信の際には、通信端末に応答の通信を実行させずに済む。よって、通信端末の電源を省電力化することが可能となる。

本発明では、前記通信端末に設けられ、前記受信強度算出手段が算出した受信強度を基に、前記通信マスタの次電波送信時の送信強度を設定する送信強度指定手段と、前記通信端末に設けられ、前記通信端末が前記一通信過程時において前記通信マスタに電波を返信する際、前記送信強度指定手段が設定した次電波送信強度情報を前記通信マスタに通知する次電波送信強度通知手段とを備え、前記送信実行手段は、前記次電波送信強度情報に基づく送信強度によって、前記通信マスタに次送信を実行させることを要旨とする。

この構成によれば、通信マスタが一電波の送信後に出力する次電波の送信強度を、通信端末側で設定することが可能となる。よって、次電波の送信強度設定の処理を通信マスタに課さずに済むので、通信マスタの処理負荷を軽減することが可能となる。

本発明では、前記通信端末に設けられ、前記通信端末が前記一通信過程時において前記通信マスタに電波を返信する際、前記受信強度算出手段が算出した前記受信強度を受信強度情報として前記通信マスタに送信する受信強度通知手段と、前記通信マスタに設けられ、前記受信強度通知手段から取得した前記受信強度情報を基に、前記通信マスタの次電波送信時における送信強度を設定する次電波送信強度指定手段とを備えたことを要旨とする。

この構成によれば、通信マスタが一電波の送信後に出力する次電波の送信強度を、通信マスタ側で設定することが可能となる。よって、次電波の送信強度設定の動作を通信端末に課さずに済むので、通信端末の処理負荷を軽減することが可能となる。

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

第１実施形態における通信不正成立防止システムの構成を示すブロック図。スマート通信の通信シーケンスを示すタイミングチャート。中継器を使用した不正通信の概要を示す説明図。スマート通信が正規通信のときの通信遷移図。スマート通信が不正通信のときの通信遷移図。第２実施形態における通信不正成立防止システムの構成を示すブロック図。スマート通信が正規通信のときの通信遷移図。スマート通信が不正通信のときの通信遷移図。第３実施形態における通信不正成立防止システムの構成を示すブロック図。スマート通信が正規通信のときの通信遷移図。スマート通信が不正通信のときの通信遷移図。第４実施形態における通信不正成立防止システムの構成を示すブロック図。スマート通信が正規通信のときの通信遷移図。スマート通信が不正通信のときの通信遷移図。

（第１実施形態）
以下、本発明を具体化した通信不正成立防止システムの第１実施形態を図１〜図５に従って説明する。

図１に示すように、車両１には、車両１からから電子キー２に無線による問い合せ（リクエスト信号Ｓrq）を送信して、この問い合せに対する電子キー２の応答（ＩＤ信号Ｓid）によりＩＤ照合を行うキー操作フリーシステム３が搭載されている。キー操作フリーシステム３には、車外でＩＤ照合が成立するとドアロック施解錠が許可又は実行されるエントリー機能と、車内でＩＤ照合が成立すると車内のエンジンスイッチ４による車両１の電源遷移操作及びエンジン始動操作が許可されるエンジン始動機能とがある。なお、電子キー２が通信端末に相当し、リクエスト信号Ｓrqが問い合せに相当し、ＩＤ信号Ｓidが応答に相当する。

この場合、車両１には、電子キー２との間でＩＤ照合を実行するキー照合装置５と、ドアロック動作を管理するドアロック装置６と、エンジンの動作を管理するエンジン始動装置７とが設けられ、これらが車内バス８によって接続されている。キー照合装置５には、キー照合装置５のコントロールユニットとして照合ＥＣＵ（Electronic Control Unit）９が設けられている。照合ＥＣＵ９のメモリ（図示略）には、車両１と組みをなす電子キー２のＩＤコードが登録されている。なお、照合ＥＣＵ９が通信マスタに相当する。

照合ＥＣＵ９には、車外にＬＦ（Low Frequency）帯の電波を発信する車外発信機１０と、車内にＬＦ帯の電波を発信する車内発信機１１と、ＵＨＦ（Ultra High Frequency）帯の電波を受信する車両チューナ１２とが接続されている。車外発信機１０及び車内発信機１１は、電子キー２へのＩＤ返信要求としてリクエスト信号ＳrqをＬＦ帯の電波によって送信し、いわゆるスマート通信の成立可否を試みる。

一方、電子キー２には、電子キー２の動作を統括制御するキー制御部１３が設けられている。キー制御部１３のメモリ（図示略）には、キー固有のＩＤとしてＩＤコードが登録されている。キー制御部１３には、ＬＦ帯の電波を受信可能なＬＦ受信機１４と、ＵＨＦ帯の電波を送信可能なＵＨＦ送信機１５とが接続されている。

図２に示すように、車両駐車時、車外発信機１０からウェイク信号１６が断続的に送信され、このウェイク信号１６を電子キー２が受信して車外のスマート通信（車外通信）が確立すると、電子キー２からアック信号１７が返信される。照合ＥＣＵ９は、ウェイク信号１６の送信後にアック信号１７を受信すると、続いてビークルＩＤ１８を送信する。ビークルＩＤ１８は、車両１の固有ＩＤである。電子キー２は、ビークルＩＤ１８を受信するとビークルＩＤ照合を行い、ビークルＩＤ照合が成立することを確認すると、アック信号１９を再度返信する。

照合ＥＣＵ９は、ビークルＩＤ１８の送信後にアック信号１９を受信すると、続いてチャレンジ２０を送信する。チャレンジ２０には、チャレンジコードとキー番号とが含まれる。電子キー２は、チャレンジ２０を受信すると、まずはキー番号照合を行い、この照合が成立することを確認すると、チャレンジコードを自身の暗号鍵に通してレスポンスコードを演算する。そして、電子キー２は、このレスポンスコードとＩＤコードとを含むレスポンス２１を送信する。

照合ＥＣＵ９は、チャレンジ２０を電子キー２に送信する際、自身も自らの暗号鍵にチャレンジコードを通してレスポンスコードを演算する。照合ＥＣＵ９は、電子キー２からレスポンス２１を受信すると、レスポンスコードの正否を確認するレスポンス照合と、電子キー２のＩＤコードの正否を確認するＩＤコード照合とを行う。照合ＥＣＵ９は、両照合が成立したことを確認すると、スマート照合（車外照合）を成立として処理し、ドアロック装置６によるドアロック施解錠を許可又は実行する。

また、運転者が乗車したことが例えばカーテシスイッチ等により検出されると、車外発信機１０に代えて今度は車内発信機１１からウェイク信号１６の送信が開始されて、車内のスマート通信（車内通信）が実行される。そして、車外照合と同様の手順で車内のスマート照合（車内照合）の成立可否が確認され、車内照合の成立が確認されると、エンジン始動装置７による電源遷移操作及びエンジン始動操作が許可される。

本例の場合、図１に示すように、キー操作フリーシステム３には、図３に示す中継器２２を使用したスマート通信の不正成立を防止する通信不正成立防止システム２３設けられている。中継器２２を使用した不正通信成立とは、電子キー２を所持したユーザが車両１から遠く離れている際に、盗難行為を試みる第三者が、中継器２２によって電波を中継して、スマート通信を不正に成立させる行為である。本例の通信不正成立防止システム２３は、この中継器２２を使用した不正通信成立を防止するためのものである。

ところで、この種の中継器２２では、データ内容を中継できるものの、電波強度まで中継（コピー）することはできない現状がある。よって、電子キー２において電波の受信信号強度（RSSI：Received Signal Strength Indication）を確認すれば、スマート通信が電子キー２を経由した正規通信なのか、或いは中継器２２を使用した不正通信なのかが分かる。このため、本例の通信不正成立防止システム２３は、電子キー２における電波の受信信号強度RSSIを確認することにより、スマート通信の通信正否判定を実行する。

この場合、図１に示すように、照合ＥＣＵ９には、スマート通信時において車両１が電子キー２に各種電波（以降、まとめてＬＦ電波２４と記す）を送信する際に、このＬＦ電波２４を異なる送信強度で送信させる送信処理部２５が設けられている。本例の場合、スマート通信において最初に送信される電波を第１ＬＦ電波２４ａ（図４参照）と記す）とし、次に送信される電波を第２ＬＦ電波２４ｂとする。送信処理部２５は、ＬＦ電波２４ａ，２４ｂの送信強度を任意に切り換える。なお、ＬＦ電波２４は、前述したウェイク信号１６、ビークルＩＤ１８、チャレンジ２０のいずれでもよい。なお、送信処理部２５が送信実行手段に相当する。

一方、電子キー２のキー制御部１３には、電子キー２における受信電波のRSSIを算出する受信強度算出部２６が設けられている。受信強度算出部２６は、ＬＦ受信機１４で電波を受信した際、受信電波の振幅を検出することによってRSSIを算出する。受信強度算出部２６は、第１ＬＦ電波２４ａや第２ＬＦ電波２４ｂを受信すると、各電波２４ａ，２４ｂのRSSIを算出する。なお、電子キー２には、受信電波のRSSIを算出する機能が予め設けられ、本例の場合、この機能を利用して受信電波のRSSIを検出する。また、受信強度算出部２６は、受信強度差算出手段に相当する。

また、キー制御部１３には、受信強度算出部２６が算出したRSSIを車両１に通知する受信強度通知部２７が設けられている。受信強度通知部２７は、電子キー２が車両１の問い合せに応答して各種電波（以降、まとめてＵＨＦ電波２８と記す）を送信する際に、ＵＨＦ電波２８の主データ２９の他に、受信電波の受信信号強度（RSSI）を表すデータとして受信強度情報３０をＵＨＦ電波２８に乗せる。なお、ＵＨＦ電波２８は、前述したアック信号１７，１９、レスポンス２１のいずれでもよい。また、受信強度通知部２７は、受信強度通知手段に相当する。

本例の場合、図４に示すように、電子キー２が第１ＬＦ電波２４ａを受信すると、これに対する応答として第１ＵＨＦ電波２８ａを車両１に返信する。第１ＵＨＦ電波２８ａには、第１ＵＨＦ電波２８ａの主データ２９ａと、第１ＬＦ電波２４ａの受信強度情報３０（第１ＬＦ電波受信強度情報３０ａ）とが含まれる。また、電子キー２が第２ＬＦ電波２４ｂを受信すると、これに対する応答として第２ＵＨＦ電波２８ｂを車両１に返信する。第２ＵＨＦ電波２８ｂには、第２ＵＨＦ電波２８ｂの主データ２９ｂと、第２ＬＦ電波２４ｂの受信強度情報３０（第２ＬＦ電波受信強度情報３０ｂ）とが含まれる。

照合ＥＣＵ９には、電子キー２から取得した受信強度情報３０ａ，３０ｂを基に、実行中のスマート通信が正規通信か否かを判定する通信正否判定部３１が設けられている。通信正否判定部３１は、受信強度情報３０ａ，３０ｂを比較し、これらが異なる値をとれば、スマート通信が正規通信であると認識する。一方、通信正否判定部３１は、これら受信強度情報３０ａ，３０ｂが同じ値をとれば、スマート通信が不正通信であると認識する。なお、通信正否判定部３１が通信判定手段に相当する。

次に、本例の通信不正成立防止システム２３の動作を図４及び図５に従って説明する。
まず、図４に示すように、車両１が電子キー２と正規のスマート通信を実行する場合を想定する。照合ＥＣＵ９は、スマート通信時において、最初に第１ＬＦ電波２４ａを送信する。このとき、送信処理部２５は、第１ＬＦ電波２４ａをＶ１の送信強度で送信させる。なお、Ｖ１は、毎回同じ値をとってもよいし、送信の度に値が変わるものでもよい。

電子キー２が第１ＬＦ電波２４ａを受信すると、受信強度算出部２６は、第１ＬＦ電波２４ａのRSSIを算出する。このとき、受信強度算出部２６は、受信強度がＶ１であることを確認する。そして、電子キー２が第１ＬＦ電波２４ａの応答として第１ＵＨＦ電波２８ａを返信する際、受信強度通知部２７は、第１ＬＦ電波２４ａのRSSIがＶ１であることを通知する第１ＬＦ電波受信強度情報３０ａを、第１ＵＨＦ電波２８ａに乗せて送信させる。

送信処理部２５は、第１ＬＦ電波２４ａを送信した後の所定時間内に第１ＵＨＦ電波２８ａを受信できたことを確認すると、今度は送信強度を切り換えて、第２ＬＦ電波２４ｂを送信させる。このとき、送信処理部２５は、第２ＬＦ電波２４ｂをＶ２（＞Ｖ１）の送信強度で送信させる。なお、Ｖ２は、毎回同じ値をとってもよいし、送信の度に値が変わるものでもよい。

電子キー２が第２ＬＦ電波２４ｂを受信すると、受信強度算出部２６は、第２ＬＦ電波２４ｂの受信強度を算出する。このとき、受信強度算出部２６は、受信強度がＶ２であることを確認する。そして、電子キー２が第２ＬＦ電波２４ｂの応答として第２ＵＨＦ電波２８ｂを返信する際、受信強度通知部２７は、第２ＬＦ電波２４ｂのRSSIがＶ２であることを通知する第２ＬＦ電波受信強度情報３０ｂを、第２ＵＨＦ電波２８ｂに乗せて送信させる。

車両１が第２ＵＨＦ電波２８ｂを受信すると、通信正否判定部３１は、受信強度情報３０ａ，３０ｂを比較して、スマート通信が正規通信か否かを判定する。ここでは、正規スマート通信を想定しているので、第１ＬＦ電波２４ａと第２ＬＦ電波２４ｂとは、それぞれ異なる送信強度で電子キー２に至り、結果として受信強度情報３０ａ，３０ｂが互いに異なる値をとる。よって、通信正否判定部３１は、受信強度情報３０ａ，３０ｂが異なる値をとることを確認するので、スマート通信を正規通信として処理する。

続いて、図５に示すように、スマート通信が中継器２２によって不正に成立させられた場合を想定する。ところで、中継器２２の特性として、データ内容は中継できるものの、信号強度までは中継できないことは前述した。このため、中継器２２は、第１ＬＦ電波２４ａを電子キー２に中継する際、車両１から送信強度Ｖ１で送信された第１ＬＦ電波２４ａを、例えば一定値Ｖｘ（＞Ｖ２）の信号強度で電子キー２に送信することになる。

電子キー２は、中継器２２を経由した第１ＬＦ電波２４ａを、送信強度がＶｘの電波として受信する。このとき、受信強度算出部２６は、第１ＬＦ電波２４ａのRSSIをＶｘとして算出する。そして、電子キー２が第１ＬＦ電波２４ａの応答として第１ＵＨＦ電波２８ａを車両１に返信する際、受信強度通知部２７は、第１ＬＦ電波２４ａのRSSIがＶｘであることを通知する第１ＬＦ電波受信強度情報３０ｃを、第１ＵＨＦ電波２８ａに乗せて送信させる。この第１ＵＨＦ電波２８ａは、中継器２２を経由して車両１に到達する。

送信処理部２５は、第１ＬＦ電波２４ａの応答として所定時間内に第１ＵＨＦ電波２８ａを受信すると、今度は第２ＬＦ電波２４ｂをＶ２の送信強度で送信させる。このとき、第２ＬＦ電波２４ｂも中継器２２によって電子キー２に中継されることになるが、中継器２２は送信強度を中継することができないため、第２ＬＦ電波２４ｂをこのときも一定値Ｖｘの送信強度で電子キー２に中継する。

電子キー２は、中継器２２を経由した第２ＬＦ電波２４ｂを、送信強度がＶｘの電波として受信する。つまり、電子キー２は、第１ＬＦ電波２４ａを受信したときと同じRSSIで第２ＬＦ電波２４ｂを受信する。そして、電子キー２が第２ＬＦ電波２４ｂの応答として第２ＵＨＦ電波２８ｂを車両１に返信する際、受信強度通知部２７は、第２ＬＦ電波２４ｂのRSSIがＶｘであることを通知する第２ＬＦ電波受信強度情報３０ｄを、第２ＵＨＦ電波２８ｂに乗せて送信させる。この第２ＵＨＦ電波２８ｂも、中継器２２を経由して車両１に到達する。

通信正否判定部３１は、２つの受信強度情報３０ｃ，３０ｄを取得すると、これらに含まれるRSSIの値を比較することにより、スマート通信が正規通信か否かを判定する。このときは、中継器２２を使用した通信であるので、受信強度情報３０ｃ，３０ｄのRSSIが同じ値、つまりＶｘとなる。よって、通信正否判定部３１は、受信強度情報３０ｃ，３０ｄが同じ値をとることを確認するので、スマート通信を不正通信として処理して、スマート照合を成立に移行させない。

以上により、本例においては、スマート通信の際に車両１がＬＦ電波２４を送信する際、ＬＦ電波２４をそれぞれ異なる送信強度で複数送信し、各ＬＦ電波２４を電子キー２が受信したときのそれぞれのRSSIを算出する。そして、これらRSSIが送信強度に応じた値をとっていれば、スマート通信を正規通信として処理し、一方でこれらRSSIが送信強度に怖じた値をとらなければ、中継器２２を使用した不正通信として処理する。よって、中継器２２を使用した不正通信を見分けることが可能となるので、不正通信を成立として処理させてしまうことを防ぐことが可能となる。

本実施形態の構成によれば、以下に記載の効果を得ることができる。
（１）車両１から複数のＬＦ電波２４を異なる送信強度で送信し、これらＬＦ電波２４を電子キー２が受信したときのRSSIが、送信強度に応じた値をとるか否かを確認することにより、スマート通信の通信正否を判定する。このため、スマート通信が中継器２２を使用した通信か否かを見分けることが可能となるので、中継器２２を使用した不正通信を成立させ難くすることができる。よって、車両１の不正使用や盗難に対するセキュリティ性を確保することができる。

（２）スマート通信の正否認証を車両１側で行うので、この種の認証機能を新たに電子キー２に設ける必要がない。よって、今まで使用していた電子キー２をそのまま継続使用することができ、かつ電子キー２を簡素な構造で済ますことができる。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態を図６〜図８に従って説明する。なお、第２実施形態は、スマート通信の通信正否判定を電子キー２側で行う点のみが第１実施形態と異なっている。よって、第１実施形態と同一箇所は同一符号を付して詳しい説明を省略し、異なる部分についてのみ詳述する。

図６に示すように、照合ＥＣＵ９には、車両１がＬＦ電波２４を送信する際に、ＬＦ電波２４の送信強度を電子キー２に通知する送信強度通知部３５が設けられている。送信強度通知部３５は、車両１がＬＦ電波２４を電子キー２に送信する際、ＬＦ電波２４の主データ３６の他に、ＬＦ電波２４の送信強度を表すデータとして送信強度情報３７とＬＦ電波２４に乗せる。なお、送信強度通知部３５が送信強度通知手段に相当する。

ところで、送信強度情報３７には、現在送信するＬＦ電波２４の送信信号強度データのみ乗せてもよいが、例えば現在及び次送信するＬＦ電波２４の両方の送信信号強度データを乗せてもよい。なお、ここでは、送信強度情報３７に現在送信する送信信号強度データを乗せる例を挙げることとする。

また、図７に示すように、送信処理部２５は、車両１からＬＦ電波２４を電子キー２に送信する際、ＬＦ電波２４を異なる送信強度で連続して２回送信させる。つまり、送信処理部２５は、最初に第１ＬＦ電波２４ａを送信し、一定時間経過後に、第２ＬＦ電波２４ｂを連続的に送信する。第１ＬＦ電波２４ａには、第１ＬＦ電波２４ａの主データ３６ａと、第１ＬＦ電波２４ａの送信強度がＶ１である通知として送信強度情報３７（第１ＬＦ電波送信強度情報３７ａ）とが含まれる。また、第２ＬＦ電波２４ｂには、第２ＬＦ電波２４ｂの主データ３６ｂと、第２ＬＦ電波２４ｂの送信強度がＶ２である通知として送信強度情報３７（第２ＬＦ電波送信強度情報３７ｂ）とが含まれる。

一方、キー制御部１３には、ＬＦ電波２４内の送信強度情報３７を基にスマート通信の正否判断を行う通信正否判定部３８が設けられている。通信正否判定部３８は、第１ＬＦ電波２４ａ及び第２ＬＦ電波２４ｂを受信すると、受信強度算出部２６により求まるこれら電波のRSSI比率が、送信強度情報３７ａ，３７ｂにより通知される送信強度比率と一致するか否かを見ることにより、スマート通信が正規通信か否かを判定する。通信正否判定部３１は、ＬＦ電波２４ａ，２４ｂのRSSI比率と、送信強度情報３７ａ，３７ｂの送信強度比率とが一致すれば、スマート通信が正規通信であると認識する。

さて、まずは図７に示すように、車両１が電子キー２と正規のスマート通信を実行する場合を想定する。照合ＥＣＵ９は、スマート通信時において、最初に第１ＬＦ電波２４ａを送信する。このとき、送信強度通知部３５は、第１ＬＦ電波２４ａの送信強度がＶ１であることを通知する送信強度情報３７ａを第１ＬＦ電波２４ａに乗せて、第１ＬＦ電波２４ａを電子キー２に送信させる。

電子キー２が第１ＬＦ電波２４ａを受信すると、受信強度算出部２６は、第１ＬＦ電波２４ａのRSSIを算出する。また、通信正否判定部３８は、電子キー２が第１ＬＦ電波２４ａを受信した際、第１ＬＦ電波２４ａに含まれる送信強度情報３７ａを読み取り、第１ＬＦ電波２４ａが実際のところ、どの程度の値の送信強度で送信されたのかを確認する。

送信処理部２５は、第１ＬＦ電波２４ａを送信してから一定時間が経過すると、続いて第２ＬＦ電波２４ｂを第１ＬＦ電波２４ａとは異なる送信強度でを送信する。このとき、送信強度通知部３５は、第２ＬＦ電波２４ｂの送信強度がＶ２であることを通知する送信強度情報３７ｂを第２ＬＦ電波２４ｂに乗せて、第２ＬＦ電波２４ｂを電子キー２に送信させる。

電子キー２が第２ＬＦ電波２４ｂを受信すると、受信強度算出部２６は、第２ＬＦ電波２４ｂのRSSIを算出する。また、通信正否判定部３１は、電子キー２が第２ＬＦ電波２４ｂを受信した際、第２ＬＦ電波２４ｂに含まれる送信強度情報３７ｂを読み取り、第２ＬＦ電波２４ｂが実際のところ、どの程度の値の送信強度で送信されたのかを確認する。

ここでは、スマート通信が正規通信であることを想定しているので、第１ＬＦ電波２４ａ及び第２ＬＦ電波２４ｂとのRSSI比率（Ｖ１：Ｖ２）と、送信強度情報３７ａ，３７ｂから分かる送信強度比率とが、同じ比をとる。よって、通信正否判定部３８は、ＬＦ電波２４ａ，２４ｂのRSSI比率と、これら電波の送信強度情報３７から判明する送信強度比率とが一致することを確認するので、このときのスマート通信を正規通信として認識する。従って、電子キー２は第２ＬＦ電波２４ｂに応答してＵＨＦ電波２８を車両１に返信し、スマート通信が確立する。

続いて、図８に示すように、スマート通信が中継器２２によって不正に成立させられた場合を想定する。第１ＬＦ電波２４が中継器２２によって電子キー２に中継される際には、中継器２２では電波強度まで中継することができないので、第１ＬＦ電波２４ａは例えば一定値Ｖｘの信号強度に切り換えられて、電子キー２に送信される。

よって、電子キー２は、車両１からの第１ＬＦ電波２４ａを、中継器２２を経由することによって、送信強度がＶ１ではないＶｘをとり、かつ送信強度情報３７ａを持つ電波として受信する。つまり、電子キー２は、実際の送信強度と、送信強度情報３７により通知される送信強度とが異なった第１ＬＦ電波２４ａを、ＬＦ受信機１４で受信する。電子キー２は、第１ＬＦ電波２４ａを受信すると、続いて車両１から送信される第２ＬＦ電波２４ｂに備えて待機する。

車両１から第２ＬＦ電波２４ｂが送信されると、中継器２２は第２ＬＦ電波２４ｂを電子キー２に中継する。中継器２２は送信強度を中継することができないため、第２ＬＦ電波２４ｂをこのときも一定値Ｖｘの信号強度で電子キー２に中継する。よって、電子キー２は、第２ＬＦ電波２４ｂを、送信強度がＶｘで、かつ送信強度情報３７ｂを持つ電波として取り込む。

通信正否判定部３８は、第１ＬＦ電波２４ａ及び第２ＬＦ電波２４ｂの両方を受信すると、第１ＬＦ電波２４ａと第２ＬＦ電波２４ｂとのRSSI比率（Ｖｘ：Ｖｘ）と、送信強度情報３７ａ，３７ｂから分かる送信強度比率とを比較して、スマート通信の正否を判定する。ここでは、２つのＬＦ電波２４ａ，２４ｂがＶｘという同じ送信強度をとるので、これら比率が一致しない。よって、通信正否判定部３８は、スマート通信を不正通信と認識し、電子キー２に応答動作をとらせない。

本実施形態の構成によれば、第１実施形態に記載の（１）に加え、以下の効果を得ることができる。
（３）スマート通信の正否認証を電子キー２側で行うので、中継器２２を使用した不正通信の際には、電子キー２にＵＨＦ電波２８の返信動作を実行させずに済む。よって、電子キー２に電波送信動作を課さずに済むので、電子キー２の電源を省電力化することができる。

（第３実施形態）
次に、第３実施形態を図９〜図１１に従って説明する。なお、第３実施形態は、第２ＬＦ電波２４ｂの送信強度の設定を電子キー２で行う点のみが第１及び第２実施形態と異なっている。よって、本例も、異なる部分についてのみ詳述する。

図９に示すように、キー制御部１３には、電子キー２が第１ＬＦ電波２４ａを受信した際のRSSIを基に、車両１が次に第２ＬＦ電波２４ｂを送信するときに好適な送信強度を割り出す送信強度指定部４１が設けられている。ところで、ＬＦ電波２４のRSSIは、車両１と電子キー２との間の離れ距離に応じて変わるため、最初に送信してくる第１ＬＦ電波２４ａのRSSIが分かれば、間接的に車両１と電子キー２との間の距離が分かり、車両１が形成すべきＬＦ電波２４の通信エリアはどの程度のものかが判断可能である。なお、送信強度指定部４１が送信強度指定手段に相当する。

よって、本例の送信強度指定部４１は、第１ＬＦ電波２４ａのRSSIを確認し、このRSSIに応じた値を、車両１が次に第２ＬＦ電波２４ｂを送信するときの送信強度として割り出す。例えば、送信強度指定部４１は、第１ＬＦ電波２４ａのRSSIが大きい場合、第２ＬＦ電波２４ｂの送信強度を小さめに設定し、第１ＬＦ電波２４ａのRSSIが小さい場合、第２ＬＦ電波２４ｂの送信強度を大きめに設定する。

キー制御部１３には、送信強度指定部４１が割り出した送信強度を車両１に通知する送信強度通知部４２が設けられている。送信強度通知部４２は、電子キー２が車両１からの第１ＬＦ電波２４ａに応答して第１ＵＨＦ電波２８ａを返信する際、車両１が第２ＬＦ電波２４ｂを送信する際にとるべき送信強度の指令として送信強度指定通知４３を第１ＵＨＦ電波２８ａに乗せる。なお、送信強度通知部４２が次電波送信強度指定手段に相当し、送信強度指定通知４３が次電波送信強度情報に相当する。

一方、照合ＥＣＵ９には、電子キー２から取得した送信強度指定通知４３から第２ＬＦ電波２４ｂの送信強度を設定する送信強度設定部４４が設けられている。送信強度設定部４４は、送信強度指定通知４３から分かる送信強度を送信処理部２５に通知する。よって、送信処理部２５は、第２ＬＦ電波２４ｂを送信する際、送信強度指定通知４３から決まる送信強度によって第２ＬＦ電波２４ｂを送信する。

なお、スマート通信が正規通信か、或いは中継器２２を使用した不正通信かの正否認証は、第１実施形態及び第２実施形態のどちらを採用してもよい。本例の場合、第１実施形態に述べた認証形式、つまり車両１側で正否認証を行う方式が採用されているとする。

さて、まずは図１０に示すように、車両１が電子キー２と正規のスマート通信を実行する場合を想定する。照合ＥＣＵ９は、スマート通信時において、最初に第１ＬＦ電波２４ａを送信する。このとき、送信処理部２５は、第１ＬＦ電波２４ａを例えば送信強度Ｖ１の電波によって送信させる。

電子キー２が第１ＬＦ電波２４ａを受信すると、受信強度算出部２６は、第１ＬＦ電波２４ａの受信強度を算出し、第１ＬＦ電波２４ａの受信強度がＶ１であることを確認する。また、送信強度指定部４１は、第１ＬＦ電波２４ａのRSSIがＶ１であることを基に、車両１が第２ＬＦ電波２４ｂを送信するときの最適な送信強度を割り出す。このとき、第１ＬＦ電波２４ａの受信強度が大きければ、車両１の極近傍に電子キー２が存在するとして、第２ＬＦ電波２４ｂの通信エリアを通常エリアに設定すべきと認識する。一方、第１ＬＦ電波２４ａの受信強度が小さければ、車両１から遠く離れた位置に電子キー２が位置するとして、第２ＬＦ電波２４ｂの通信エリアを大きめに設定しなければならないと認識する。

電子キー２が第１ＬＦ電波２４ａを受信した後、電子キー２は第１ＵＨＦ電波２８ａを車両１に返信する。このとき、送信強度通知部３５は、第２ＬＦ電波２４ｂをＶ１に応じた送信強度で送信させる指令として送信強度指定通知４３ａを乗せる。よって、第１ＵＨＦ電波２８ａには、主データ２９ａ、第１ＬＦ電波受信強度情報３０ａ及び送信強度指定通知４３ａが含まれている。

車両１が第１ＵＨＦ電波２８ａを受信すると、送信強度設定部４４は、第１ＵＨＦ電波２８ａ内の送信強度指定通知４３ａを基に、第２ＬＦ電波２４ｂがとるべき送信強度が、送信強度Ｖ１の第１ＬＦ電波２４ａのRSSIに応じた値、つまりＶｒであることを送信処理部２５に通知する。よって、送信処理部２５は、第２ＬＦ電波２４ｂをＶｒの送信強度で送信する。このため、第２ＬＦ電波２４ｂは、車両１と電子キー２との距離に応じた送信強度で送信される。

電子キー２が第２ＬＦ電波２４ｂを受信すると、第２ＬＦ電波２４ｂのRSSIが受信強度算出部２６によって算出される。そして、電子キー２が第２ＵＨＦ電波２８ｂを車両１に送信する際には、第２ＬＦ電波２４ｂのRSSIが第２ＬＦ電波受信強度情報３０ｂによって車両１に通知される。通信正否判定部３１は、２つの受信強度情報３０ａ，３０ｂを比較し、これらRSSIが一致しないことを確認するため、スマート通信を正規通信と認識する。

続いて、図１１に示すように、スマート通信が中継器２２によって不正に成立させられた場合を想定する。第１ＬＦ電波２４ａが中継器２２によって電子キー２に中継される際には、中継器２２では電波強度まで中継することができないので、第１ＬＦ電波２４ａは例えば一定値Ｖｘの信号強度に切り換えられて、電子キー２に送信される。よって、電子キー２は、第１ＬＦ電波２４ａを、RSSIがＶｘの電波として受信する。

電子キー２は、第１ＬＦ電波２４ａを受信すると、第１ＬＦ電波２４ａのRSSIを算出するとともに、これに応答して第１ＵＨＦ電波２８ａを車両１に返信する。第１ＵＨＦ電波２８ａには、主データ２９ｂと、第１ＬＦ電波２４ａのRSSIがＶｘであることを表す第１ＬＦ電波受信強度情報３０ｃと、第２ＬＦ電波２４ｂをＶｘに応じた送信強度で送信させる指令である送信強度指定通知４３ｂとが含まれている。なお、この送信強度指定通知４３ｂは、中継器２２の送信強度に基づく通知となっているが、第２ＬＦ電波２４ｂの通信エリアが何を条件に生成されるかは本例の思想の本質ではないので、問題はない。

送信強度設定部４４は、第１ＵＨＦ電波２８ａを受信すると、送信強度指定通知４３ｂを基に、第２ＬＦ電波２４ｂがとるべき送信強度が、Ｖｘの第１ＬＦ電波２４ａのRSSIに応じた値、つまりＶｓであることを送信処理部２５に通知する。よって、送信処理部２５は、第２ＬＦ電波２４ｂをＶｓの送信強度で送信する。また、車両１が第１ＵＨＦ電波２８ａを受信した際、通信正否判定部３１は、第１ＵＨＦ電波２８ａ内の受信強度情報３０ｃから第１ＬＦ電波２４ａのRSSIを取り込む。

車両１から第２ＬＦ電波２４ｂが送信されると、中継器２２は第２ＬＦ電波２４ｂを電子キー２に中継する。中継器２２は送信強度を中継することができないため、第２ＬＦ電波２４ｂをこのときも一定値Ｖｘの信号強度で電子キー２に中継する。よって、電子キー２は、第２ＬＦ電波２４ｂを、RSSIがＶｘの電波として受信する。

電子キー２が第２ＬＦ電波２４ｂを受信すると、第２ＬＦ電波２４ｂのRSSIが受信強度算出部２６によって算出される。そして、電子キー２が第２ＵＨＦ電波２８ｂを車両１に送信する際には、第２ＬＦ電波２４ｂのRSSIが第２ＬＦ電波受信強度情報３０ｄによって車両１に通知される。通信正否判定部３１は、２つの受信強度情報３０ｃ，３０ｄを比較し、これらRSSIが一致することを確認するため、スマート通信を不正通信と認識する。

本実施形態の構成によれば、前記実施形態に記載の（１）〜（３）に加え、以下の効果を得ることができる。
（４）車両１が第２ＬＦ電波２４ｂを送信するときの送信強度を電子キー２側で設定するので、送信強度設定の処理を車両１に負わせずに済む。よって、車両１の処理負荷を軽減することができる。

（第４実施形態）
次に、第４実施形態を図１２〜図１４に従って説明する。なお、第４実施形態は、第２ＬＦ電波２４ｂの送信強度の設定を車両１で行う点のみが第１及び第２実施形態と異なっている。よって、本例も、異なる部分についてのみ詳述する。

図１２に示すように、照合ＥＣＵ９には、電子キー２から受信した第１ＵＨＦ電波２８ａ内の受信強度情報３０を基に、第２ＬＦ電波２４ｂの送信強度を設定する送信強度設定部５１が設けられている。送信強度設定部５１は、第１ＵＨＦ電波２８ａ内の受信強度情報３０から第１ＬＦ電波２４ａのRSSIを把握し、このRSSIに基づく値に第２ＬＦ電波２４ｂの送信強度を設定する。そして、送信強度設定部５１は、自らが設定した送信強度を送信処理部２５に通知し、この送信強度で送信処理部２５により第２ＬＦ電波２４ｂを送信させる。また、送信強度設定部５１が次電波送信強度指定手段に相当する。

なお、本例においても、スマート通信の正否認証は、第１実施形態及び第２実施形態のどちらを採用してもよく、本例の場合も、車両１側で正否認証を行う形式が採用されているとする。

さて、まずは図１３に示すように、車両１が電子キー２と正規のスマート通信を実行する場合を想定する。照合ＥＣＵ９は、スマート通信時において、最初に第１ＬＦ電波２４ａを送信する。このとき、送信処理部２５は、第１ＬＦ電波２４ａを例えば送信強度Ｖ１の電波によって送信させる。

電子キー２が第１ＬＦ電波２４ａを受信すると、受信強度算出部２６は、第１ＬＦ電波２４ａの受信強度を算出し、第１ＬＦ電波２４ａの受信強度がＶ１であることを確認する。そして、受信強度通知部２７は、第１ＬＦ電波２４ａのRSSIがＶ１であることを通知する第１ＬＦ電波受信強度情報３０ａを第１ＵＨＦ電波２８ａに含ませ、電子キー２から送信させる。

車両１が第１ＵＨＦ電波２８ａを受信すると、送信強度設定部５１は、第１ＵＨＦ電波２８ａ内の第１ＬＦ電波受信強度情報３０ａを基に、第２ＬＦ電波２４ｂがとるべき送信強度を、送信強度Ｖ１の第１ＬＦ電波２４ａのRSSIに応じた値、つまりＶｒに設定する。つまり、第２ＬＦ電波２４ｂの送信強度を、車両１側において設定する。よって、送信処理部２５は、第２ＬＦ電波２４ｂをＶｒの送信強度で送信する。

続いて、図１４に示すように、スマート通信が中継器２２によって不正に成立させられた場合を想定する。第１ＬＦ電波２４ａが中継器２２によって電子キー２に中継される際には、中継器２２では電波強度まで中継できないので、第１ＬＦ電波２４ａは例えば一定値Ｖｘの信号強度に切り換えられて、電子キー２に送信される。よって、電子キー２は、第１ＬＦ電波２４ａを、RSSIがＶｘの電波として受信する。

電子キー２は、第１ＬＦ電波２４ａを受信すると、第１ＬＦ電波２４ａのRSSIを算出するとともに、これに応答して第１ＵＨＦ電波２８ａを車両１に返信する。第１ＵＨＦ電波２８ａには、主データ２９ｂと、第１ＬＦ電波２４ａのRSSIがＶｘであることを表す第１ＬＦ電波受信強度情報３０ｃとが含まれている。

送信強度設定部５１は、第１ＵＨＦ電波２８ａを受信すると、第１ＬＦ電波受信強度情報３０ｃを基に、第２ＬＦ電波２４ｂがとるべき送信強度を、強度がＶｘの第１ＬＦ電波２４ａのRSSIに応じた値、つまりＶｓに設定する。よって、送信処理部２５は、第２ＬＦ電波２４ｂをＶｓの送信強度で送信する。なお、ここでは、第２ＬＦ電波２４ｂの送信強度が、中継器２２によって決定されてしまうが、これは本例の思想の本質ではないので、特に問題はない。また、車両１が第１ＵＨＦ電波２８ａを受信した際、通信正否判定部３１は、第１ＵＨＦ電波２８ａ内の受信強度情報３０ｃから第１ＬＦ電波２４ａのRSSIを取り込む。

本実施形態の構成によれば、第１実施形態に記載の（１）〜（３）に加え、以下の効果を得ることができる。
（５）車両１が第２ＬＦ電波２４ｂを送信するときの送信強度を車両１側で設定するので、送信強度設定の処理を電子キー２に負わせずに済む。よって、電子キー２の処理付加を軽減することができる。

なお、実施形態はこれまでに述べた構成に限らず、以下の態様に変更してもよい。
・第１〜第４実施形態において、１つの発信機１０（１１）から送信強度の異なるＬＦ電波２４を送信することに限定されない。例えば、車両１に複数の発信機（アンテナ）を設け、これらから各々送信強度が異なるＬＦ電波２４を送信して、スマート通信の正否判定を行うようにしてもよい。

・第１〜第４実施形態において、ＬＦ電波２４は、ウェイク信号１６、ビークルＩＤ１８及びチャレンジ２０のいずれかに限定されない。例えば、同じ信号を２回送信するようにし、これらを第１ＬＦ電波２４ａ及び第２ＬＦ電波２４ｂとしてもよい。なお、これはＵＨＦ電波２８でも同様に言える。

・第１〜第４実施形態において、ＬＦ電波２４は２回送信されることに限らず、３回以上としてもよい。
・第１〜第４実施形態において、ＬＦ電波２４やＵＨＦ電波２８のデータ構造は、実施形態に述べた例に限定されず、必要な情報が乗っていれば、適宜変更可能である。

・第３実施形態において、次電波送信強度情報は、車両１がとるべき動作を指示する指令情報に限らず、単なる記号でもよい。
・第１〜第４実施形態において、一通信課程とは、スマート通信が開始されてから終了するまでの一括りの通信単位を言う。

・第１〜第４実施形態において、電子キーシステムは、キー操作フリーシステム３に限定されず、例えばイモビライザーシステムとしてもよい。
・第１〜第４実施形態において、キー操作フリーシステム３の双方向通信は、往路と復路とで周波数が異なることに限らず、同じとしてもよい。

・第１〜第４実施形態において、双方向通信に使用する周波数は、ＬＦやＵＨＦに限定されず、例えばＨＦ（High Frequency）等の他の周波数を使用してもよい。
・第１〜第４実施形態において、通信マスタは、照合ＥＣＵ９に限らず、通信を管理する他のＥＣＵとしてもよい。

・第１〜第４実施形態において、通信端末は、電子キー２に限らず、無線通信が可能な端末であればよい。
・第１〜第４実施形態において、問い合せは、リクエスト信号Ｓrqに限らず、他の信号が採用可能である。また、応答は、ＩＤ信号Ｓidに限定されず、電子キー２が車両１に返信する信号であればよい。

・第１〜第４実施形態において、通信不正成立防止システム２３は、車両１に使用されることに限らず、他の機器や装置に応用可能である。

２…通信端末としての電子キー、９…通信マスタとしての称号ＥＣＵ、２５…送信実行手段としての送信処理部、２６…受信強度算出手段としての受信強度算出部、２７…受信強度通知手段としての受信強度通知部、３０（３０ａ〜３０ｄ）…受信強度情報、３１…通信判定手段としての通信正否判定部、３５…送信強度通知手段としての送信強度通知部、３７（３７ａ，３７ｂ）…送信強度情報、４１…送信強度指定手段としての送信強度指定部、４２…次電波送信強度通知手段としての送信強度通知部、４３（４３ａ，４３ｂ）…次電波送信強度情報としての送信強度指定通知、５１…次電波送信強度指定手段としての送信強度設定部、Ｓrq…問い合せとしてのリクエスト信号、Ｓid…応答としてのＩＤ信号、RSSI…受信強度、Ｖ１，Ｖ２…送信強度。

Claims

通信マスタからの問い合せに対して通信端末が当該通信マスタに応答を返して、前記通信マスタ及び前記通信端末が双方向通信を行う無線通信正否判定システムにおいて、
一通信過程時に前記通信マスタが電波を複数送信する際、送信強度を変えてそれぞれの電波を送信させる送信実行手段と、
前記通信マスタからの電波を前記通信端末が受信した際、この受信電波の受信強度を前記通信端末において算出する受信強度算出手段と、
前記受信強度算出手段が算出した受信強度を基に、通信が正規通信か否かを判定する通信判定手段と、
前記通信マスタに設けられ、前記通信マスタが前記一通信過程において前記通信端末に電波を送信する際、当該電波に送信強度情報を付加して該電波を送信させる送信強度通知手段とを備え、
前記通信判定手段は、前記通信端末に設けられ、前記通信マスタから受信した複数の前記電波が、前記送信強度情報に応じた値をとるか否かを確認することにより、前記判定を前記通信端末において実行する
ことを特徴とする無線通信正否判定システム。
前記通信端末に設けられ、前記受信強度算出手段が算出した受信強度を基に、前記通信マスタの次電波送信時の送信強度を設定する送信強度指定手段と、
前記通信端末に設けられ、前記通信端末が前記一通信過程時において前記通信マスタに電波を返信する際、前記送信強度指定手段が設定した次電波送信強度情報を前記通信マスタに通知する次電波送信強度通知手段とを備え、
前記送信実行手段は、前記次電波送信強度情報に基づく送信強度によって、前記通信マスタに次送信を実行させる
ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信正否判定システム。
前記通信端末に設けられ、前記通信端末が前記一通信過程時において前記通信マスタに電波を返信する際、前記受信強度算出手段が算出した前記受信強度を受信強度情報として前記通信マスタに送信する受信強度通知手段と、
前記通信マスタに設けられ、前記受信強度通知手段から取得した前記受信強度情報を基に、前記通信マスタの次電波送信時における送信強度を設定する次電波送信強度指定手段と
を備えたことを特徴とする請求項１に記載の無線通信正否判定システム。