WO2018079600A1 - 電子キーシステム - Google Patents

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WO2018079600A1
WO2018079600A1 PCT/JP2017/038507 JP2017038507W WO2018079600A1 WO 2018079600 A1 WO2018079600 A1 WO 2018079600A1 JP 2017038507 W JP2017038507 W JP 2017038507W WO 2018079600 A1 WO2018079600 A1 WO 2018079600A1
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electronic key
vehicle
signal
ranging
response
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PCT/JP2017/038507
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明暁 岩下
佳之 大屋
一輝 内木
Original Assignee
株式会社東海理化電機製作所
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    • B60R25/2072—Means to switch the anti-theft system on or off with means for preventing jamming or interference of a remote switch control signal

Definitions

  • the present invention relates to an electronic key system.
  • an electronic key system determines whether regular communication has been executed based on each verification of an ID code or the like through transmission / reception of various signals including an ID code between the electronic key and the vehicle, and each verification is established.
  • the vehicle door can be locked and unlocked, the engine can be started, and the like.
  • an in-vehicle antenna that forms a communication area in a vehicle and an external antenna that forms a communication area around the vehicle are provided in the vehicle.
  • collation of the ID code or the like verification outside the vehicle
  • control for switching the lock state of the door lock is performed.
  • ID code verification or the like in-vehicle verification
  • engine start is permitted.
  • the relay device receives a request signal from an in-vehicle device mounted on the vehicle and transmits it to the electronic key, and the vehicle receives a response signal from the electronic key to the request signal. And a response signal relay unit for transmitting to.
  • the in-vehicle device constituting the electronic key system transmits a first request signal (for example, LF band) into the first communication area set inside and outside the vehicle interior, and sends a response signal from the electronic key to the first request signal.
  • a second request signal for example, UHF band
  • the electronic key transmits a signal in the same frequency band as at least one of the two request signals as a response signal to the first request signal and the second request signal.
  • the request signal relay unit and the response signal relay unit of the repeater are close to each other, if the signals to be transmitted and received are in the same frequency band, jamming radio waves are generated and unauthorized communication is prevented.
  • the range of the second communication area that determines the position of the electronic key with respect to the vehicle based on the response signal to the first request signal and transmits the second request signal based on the determined position. Is set.
  • the request signal relay unit makes it difficult for the request signal relay unit to receive the second request signal, thereby preventing unauthorized establishment of communication. ing.
  • the request signal relay unit and the response signal relay unit are spaced apart from each other to the extent that no jamming radio waves are generated in the second communication area, unauthorized communication may still be established. There is. In many cases, since a UHF band signal is used as the second request signal, the reach of radio waves is relatively long and the second communication area is relatively wide. As a result, the request signal relay unit and the response signal relay unit can be arranged apart from each other, and there is still room for improvement in this respect.
  • An object of the present invention is to provide an electronic key system that can prevent unauthorized establishment of communication via a repeater.
  • One aspect of the present invention includes an in-vehicle device mounted on a vehicle and an electronic key carried by a user, and a response signal transmitted from the electronic key to each of a plurality of request signals from the in-vehicle device.
  • the electronic key system for determining whether or not the communication is normal based on the key position determination unit for determining the position of the electronic key based on the position of the transmission antenna that transmits at least one of the plurality of request signals
  • a ranging request unit that is provided on one of the in-vehicle device and the electronic key, transmits a ranging request signal, and receives a ranging response signal for the ranging request signal; and the in-vehicle device and the electronic key
  • a distance measurement response unit that is provided on the other side, receives the distance measurement request signal, and transmits the distance measurement response signal in response to the distance measurement request signal.
  • the transmission in which the measurement distance from the ranging request unit to the ranging response unit measured based on the ranging request signal and the ranging response signal is determined by the key position determining unit to position the electronic key.
  • a distance measurement request signal and a distance measurement response signal are transmitted and received between the repeater and an electronic key located at a position away from the vehicle (on-vehicle device).
  • the measurement distance measured based on the distance measurement request signal and the distance measurement response signal transmitted / received via the communication device is different from the distance between the repeater and the vehicle-mounted device existing in the communication area.
  • the calculated measurement distance is usually the distance from the communication area of the transmission antenna to either one of the ranging request unit and ranging response unit provided in the in-vehicle device. Longer than.
  • the measurement distance is within the threshold range based on the distance from the communication area to one of the ranging request unit and the ranging response unit provided in the in-vehicle device.
  • the ranging request signal and the ranging response signal are ultra-wideband radio signals. According to the above configuration, the measurement distance from one of the ranging request unit and ranging response unit provided in the in-vehicle device to the other of the ranging response unit and ranging request unit provided in the electronic key is measured with high accuracy. it can.
  • the transmission antenna is one of a plurality of transmission antennas, and the plurality of transmission antennas are provided at different positions in the vehicle.
  • the threshold range can be set narrower when the range of the communication area is narrower, so that correct / incorrect determination can be performed.
  • the key position determination unit since the key position determination unit has a plurality of transmission antennas, the position of the electronic key can be determined over a wide range around the vehicle without expanding the communication area of one transmission antenna. As a result, it is possible to accurately determine whether the vehicle is an authorized user having an electronic key that approaches the vehicle from various directions.
  • the plurality of transmission antennas are provided in the vehicle such that distances from the plurality of transmission antennas to the distance measurement request unit or the distance measurement response unit provided in the in-vehicle device are different from each other. It is preferable.
  • the threshold range is different for each transmission antenna that has determined the position of the electronic key, it is possible to suitably prevent unauthorized establishment of communication via the repeater. According to the present invention, unauthorized establishment of wireless communication via a repeater can be made difficult to occur.
  • the block diagram of an electronic key system The schematic diagram of the vehicle periphery which shows the positional relationship and communication area of vehicle equipment and a transmission antenna. The schematic diagram of the vehicle periphery at the time of external communication. The flowchart which shows the process sequence of the right / wrong determination at the time of the external verification between an electronic key and vehicle equipment.
  • the electronic key system 1 includes an electronic key 10 that is carried by a driver and a single in-vehicle device 20 that is disposed in the vehicle 2.
  • mutual communication is automatically performed between the electronic key 10 and the vehicle-mounted device 20, and the door lock is unlocked and unlocked on the condition that the mutual communication is established outside and inside the vehicle. Start is controlled.
  • the electronic key 10 has a wireless communication function, and controls various in-vehicle devices through mutual communication with the in-vehicle device 20.
  • the electronic key 10 includes an electronic key control unit 11, a UHF receiving unit 12 that receives a UHF band request signal, a UHF transmitting unit 13 that transmits a UHF band response signal, and an LF reception that receives an LF band request signal. And a key-side UWB transceiver 15 as a distance measuring response unit.
  • the key-side UWB transceiver 15 includes a UWB receiver 16 that receives an ultra-wideband (UWB) ranging request signal Sdc, and a UWB transmitter 17 that transmits an ultra-wideband ranging response signal. ing.
  • the UHF receiver 12, UHF transmitter 13, and key-side UWB transceiver 15 are each electrically connected to the electronic key controller 11.
  • the request signal is transmitted from the in-vehicle device 20, and the response signal is transmitted from the electronic key 10 in response to the request signal.
  • Each of the request signal and the response signal is not a single signal but a plurality of signals. That is, the request signal includes a wake signal Swk, a vehicle ID signal Svi, and a challenge signal Scc, and the response signal includes an ack signal Sac and a response signal Sre.
  • the LF receiving unit 14 When the LF receiving unit 14 receives the LF band wake signal Swk transmitted from the in-vehicle device 20, the LF receiving unit 14 electrically generates a received signal by demodulating the wake signal Swk or the like, and performs electronic key control on the received signal. To the unit 11. When the electronic key control unit 11 recognizes that the received signal is the wake signal Swk, the electronic key control unit 11 returns an ACK signal Sac in the UHF band to the vehicle 2 side via the UHF transmission unit 13.
  • the LF receiving unit 14 is configured integrally with the LF receiving antenna 14a.
  • the electronic key control unit 11 is provided with a non-volatile memory 11a, and an ID code, a distance measurement code, and an encryption key unique to the electronic key 10 are stored in the memory 11a.
  • the encryption key is used for decrypting the encrypted challenge code included in the challenge signal and encrypting the distance measurement response signal Sdr. Note that the encryption key used for encrypting the challenge code and the encryption key used for encrypting the distance measurement response signal Sdr may be the same key or different keys.
  • the UHF receiver 12 When the UHF receiver 12 receives the UHF band vehicle ID signal Svi and the challenge signal Scc transmitted from the in-vehicle device 20, the UHF receiver 12 demodulates the signals Svi and Scc to generate a reception signal by electrical processing. These received signals are output to the electronic key control unit 11. When the reception signal is input from the UHF reception unit 12, the electronic key control unit 11 reads the reception data included in the reception signal.
  • the electronic key control unit 11 When the electronic key control unit 11 recognizes that the received radio signal is the vehicle ID signal Svi based on the received data, the electronic key control unit 11 returns the UHF band ACK signal Sac to the vehicle 2 side via the UHF transmission unit 13. When the electronic key control unit 11 recognizes that the received radio signal is the challenge signal Scc based on the received data, the electronic key control unit 11 outputs the response signal Sre including the ID code and the response code registered in the memory 11 a to the UHF transmission unit 13. To do.
  • the UHF transmitter 13 electrically processes the response signal Sre, modulates it into a radio signal in the UHF band, and transmits it to the vehicle 2 side.
  • the response code is a code obtained by encrypting the challenge code using the encryption key.
  • the UHF receiving unit 12 is configured integrally with the UHF receiving antenna 12a, and the UHF transmitting unit 13 is configured integrally with the UHF transmitting antenna 13a.
  • the UWB receiver 16 can receive a ranging request signal Sdc composed of an impulse signal transmitted from the in-vehicle device 20.
  • the impulse signal is defined as a very short pulse signal having a pulse width of 2 ns or less and a bandwidth of 500 MHz or more.
  • a distance resolution of about 0.3 m is obtained.
  • the UWB reception unit 16 When receiving the impulse signal, the UWB reception unit 16 generates a reception signal by electrical processing such as demodulating the signal, and outputs the reception signal to the electronic key control unit 11.
  • the electronic key control unit 11 When the reception signal is input from the UWB reception unit 16, the electronic key control unit 11 encrypts the distance measurement code stored in the memory 11a of confidence, and the encrypted distance measurement code and distance measurement response signal Sdr. A ranging response signal Sdr including data indicating the time required to generate the ranging response signal Sdr is generated, and the ranging response signal Sdr is output to the UWB transmission unit 17.
  • the UWB transmitting unit 17 electrically processes the ranging response signal Sdr and modulates it into an ultra-wideband radio signal. Send to.
  • the UWB receiving unit 16 is configured integrally with the UWB receiving antenna 16a
  • the UWB transmitting unit 17 is configured integrally with the UWB transmitting antenna 17a.
  • the in-vehicle device 20 includes an in-vehicle control unit 21 that controls various in-vehicle devices, an LF transmission unit 22 that transmits an LF band signal, a UHF transmitter / receiver 23, and an in-vehicle UWB transmitter / receiver 24 as a distance measurement request unit.
  • the UHF transceiver 23 is a transmission / reception antenna unit having a UHF transmission unit 25 that transmits a UHF band signal and a UHF reception unit 26 that receives a UHF band signal.
  • the in-vehicle UWB transceiver 24 is a transmission / reception antenna unit having a UWB transmission unit 27 that transmits an ultra-wideband signal and a UWB reception unit 28 that receives an ultra-wideband signal.
  • These LF transmitter 22, UHF transceiver 23, and in-vehicle UWB transmitter / receiver 24 are each electrically connected to the in-vehicle controller 21.
  • the vehicle-mounted control unit 21 includes a door handle sensor 32 provided on the door handle for detecting whether or not the user touches the door handle, an engine switch 33 that is operated when the engine is started, and a vehicle door automatically.
  • a door lock device 34 that performs locking and unlocking and an engine control device 35 that performs engine start control of the vehicle 2 are electrically connected.
  • the LF transmitter 22 is provided inside the door handles 36 and 37 of the vehicle door of the driver seat and the passenger seat of the vehicle 2, inside the door handle 38 of the trunk, and inside the vehicle.
  • the LF transmission unit 22 electrically processes the wake signal Swk and modulates the wake signal Swk into an LF band radio signal, and the radio signal is set to a preset intermittent cycle. Then, the signal is transmitted to the communication area 41 formed around the vehicle 2 via the LF transmission antenna 22a.
  • the communication area 41 outside the vehicle is formed in a semicircular shape along the vehicle body with the bottom side centered on the LF transmission unit 22 provided in the door handles 36-38.
  • the LF transmitter 22 provided in the vehicle transmits a wake signal Swk to a communication area (not shown) formed in the entire vehicle interior.
  • the wake signal Swk is a command signal that activates the electronic key 10 in a standby state.
  • the LF transmission unit 22 is configured integrally with the LF transmission antenna 22a.
  • the vehicle-mounted control unit 21 transmits the wake signal Swk at different timings through the LF transmission units 22, only the electronic key 10 exists inside or outside the vehicle based on the return timing of the ACK signal Sac. Instead, it is possible to determine which vehicle door the electronic key 10 exists in the communication area 41 formed around. That is, in this embodiment, the LF transmission antenna 22a corresponds to the transmission antenna, and the key position determination unit that determines the position of the electronic key 10 with the in-vehicle control unit 21 and the LF transmission unit 22 based on the position of the LF transmission antenna 22a. Is configured. In the present embodiment, the key position determination unit is provided in the in-vehicle device 20. And the vehicle-mounted control part 21 sets the threshold value range 42 used as the reference
  • the electronic key 10 when the electronic key 10 is present in the communication area 41 formed around the LF transmission antenna 22a of the door handle 36 of the driver's seat, from the communication area 41 to the in-vehicle UWB transceiver 24
  • the range around the in-vehicle UWB transceiver 24 with the shortest distance as the lower limit and the longest distance as the upper limit is set as the threshold range 42.
  • the threshold range 42 is set.
  • each LF transmitter 22 is arranged such that the distance between each LF transmitter antenna 22a and the in-vehicle UWB transceiver 24 is different.
  • the distance L1 between the in-vehicle UWB transceiver 24 and the LF transmission antenna 22a provided on the door handle 36 of the driver's seat is the longest, and the LF transmission antenna 22a provided on the door handle 37 of the passenger seat The distance decreases in the order of the separation distance L2 and the separation distance L3 from the LF transmission antenna 22a provided on the door handle 38 of the trunk.
  • the UHF transceiver 23 and the in-vehicle UWB transceiver 24 can communicate with the electronic key 10 existing outside and inside the vehicle.
  • the UHF transmission unit 25 electrically processes these signals Svi and Scc and modulates them into a radio signal in the UHF band. It transmits to the communication area (not shown) which covers the circumference
  • the in-vehicle control unit 21 When the in-vehicle control unit 21 transmits the challenge signal Scc, the in-vehicle control unit 21 also generates a response code by encrypting the challenge code with the encryption key that the in-vehicle control unit 21 has.
  • the challenge signal Scc includes a challenge code used as a random number.
  • the UHF receiving unit 26 when receiving the ACK signal Sac and the response signal Sre transmitted from the electronic key 10 through the UHF receiving antenna 26a, the UHF receiving unit 26 performs an electrical process such as demodulating these signals Sac and Sre. A reception signal is generated, and this reception signal is output to the in-vehicle control unit 21.
  • the UHF transmission unit 25 is configured integrally with the UHF transmission antenna 25a
  • the UHF reception unit 26 is configured integrally with the UHF reception antenna 26a.
  • the UWB transmitting unit 27 electrically processes the ranging response signal Sdr and modulates the ranging response signal Sdr into an ultra-wideband radio signal via the UWB transmitting antenna 27a. To a communication area (not shown) that covers the periphery of the vehicle 2 widely. Further, when receiving the ranging response signal Sdr transmitted from the electronic key 10 via the UWB receiving antenna 28a, the UWB receiving unit 28 generates a reception signal by electrically processing such as demodulating this signal, This received signal is output to the in-vehicle controller 21.
  • the UWB transmission unit 27 is configured integrally with the UWB transmission antenna 27a, and the UWB reception unit 28 is configured integrally with the UWB reception antenna 28a.
  • the in-vehicle control unit 21 includes a non-volatile memory 21a.
  • the memory 21a has the same ID code as the ID code set for the corresponding electronic key 10, and the same distance measurement code as that set for the electronic key 10.
  • a distance code and an encryption key are stored.
  • the encryption key is used for calculating a response code and decrypting the distance measurement response signal Sdr.
  • the encryption key used for decrypting the distance measurement response signal Sdr and the encryption key used for calculating the response code may be the same key or different keys.
  • the vehicle-mounted control part 21 determines whether the regular communication between the electronic keys 10 was performed based on ID code collation, response collation, and distance collation.
  • the in-vehicle controller 21 receives the response ID code collation is performed between the ID code included in the signal Sre and the ID code recorded in the memory 21a.
  • ID code verification if the ID code included in the response signal Sre matches the ID code recorded in the memory 21a, it is determined that the verification is successful.
  • the in-vehicle control unit 21 compares the response code included in the response signal Sre with the response code calculated by itself through the encryption key, and performs response verification. In response verification, if the response code included in the response signal Sre matches the response code calculated by itself through the encryption key, it is determined that verification has been established.
  • the vehicle-mounted control unit 21 illuminates the measurement distance calculated based on the distance measurement request signal Sdc and the distance measurement response signal Sdr and the threshold range 42 set based on the communication area 41 where the electronic key 10 exists. In addition, distance verification is performed. In the distance collation, when the vehicle-mounted control unit 21 receives the ranging response signal Sdr, the ranging response included in the ranging code included in the ranging response signal Sdr and the electronic key 10 receives the ranging request signal Sdc. The response time taken until the signal Sdr is transmitted is calculated through the encryption key.
  • the in-vehicle control unit 21 compares the distance measurement code included in the distance measurement response signal Sdr with the distance measurement code stored in its own memory 21a, and the distance measurement response signal Sdr is a response from the electronic key 10. It is determined whether or not the signal is transmitted by. If the distance measurement response signal Sdr is a signal transmitted as a response from the electronic key 10, the round trip time taken from the transmission of the distance measurement request signal Sdc to the reception of the distance measurement response signal Sdr, and the distance measurement Based on the response time included in the response signal Sdr, the distance from the in-vehicle UWB transceiver 24 to the electronic key 10 (key-side UWB transceiver 15) is measured. In the distance matching, it is determined that the distance matching is established when the measured distance is included in the threshold range 42.
  • the vehicle door is brought into an unlockable state because the vehicle outside verification is established.
  • the vehicle-mounted control unit 21 unlocks the vehicle door via the door lock device 34 when detecting that the user touches the door handle through the door handle sensor 32.
  • the engine start permission state is set.
  • the engine switch 33 installed in the vicinity of the driver's seat is operated in the engine start permission state
  • the operation signal is output to the in-vehicle control unit 21.
  • the vehicle-mounted control unit 21 outputs a command signal to the engine control device 35 when detecting the operation signal in the engine start permission state. Based on the command signal, the engine control device 35 drives a cell motor (not shown) to start engine control.
  • the in-vehicle device 20 intermittently transmits the LF band wake signal Swk to the communication area 41 from the LF transmission unit 22 in order to check whether or not the electronic key 10 exists in the communication area 41. (Step S1).
  • the electronic key 10 enters the communication area 41 and receives the wake signal Swk, the electronic key 10 is switched from the standby state to the activated state, and an ACK signal Sac is sent back to the vehicle 2 to notify that. (Step S2).
  • the in-vehicle device 20 determines in which communication area 41 the electronic key 10 exists, and transmits the vehicle ID signal Svi from the UHF transmission unit 25 (step S3).
  • the electronic key 10 determines whether or not the vehicle 2 is a legitimate vehicle through vehicle ID verification for checking whether or not the vehicle ID signal Svi is transmitted from the vehicle 2 corresponding to itself. Make a decision. In this way, by performing vehicle ID collation, even if there are a plurality of vehicles around the electronic key 10 and a request signal is received from the plurality of vehicles, the vehicle can only be exchanged with a regular vehicle. It is possible to perform communication related to correct / incorrect determination after receiving the ID signal Svi.
  • the electronic key 10 recognizes that the vehicle ID verification has been established, the electronic key 10 returns an ACK signal Sac to the vehicle 2 to notify the fact (step S4).
  • the vehicle-mounted device 20 When the vehicle-mounted device 20 normally receives the ACK signal Sac after transmitting the vehicle ID signal Svi, the vehicle-mounted device 20 recognizes that the vehicle ID verification has been established with the electronic key 10, and the electronic key 10 existing in the communication area 41 is Recognize that you are pairing with yourself. At this time, the in-vehicle device 20 sets the threshold range 42 based on the distance to the communication area 41 where the electronic key 10 exists. The in-vehicle device 20 then transmits a challenge signal Scc from the UHF transmission antenna 25a (step S5). When receiving the challenge signal Scc from the vehicle 2, the electronic key 10 returns a response signal Sre including the ID code and the response code stored in its own memory 11a to the vehicle 2 side (step S6).
  • the in-vehicle device 20 When receiving the response signal Sre, the in-vehicle device 20 compares the ID code included in the response signal Sre with the ID code stored in its own memory 21a to perform ID verification. The in-vehicle device 20 compares the response code of the electronic key 10 with the response code calculated by itself, and executes response verification. And if the vehicle equipment 20 confirms that response collation and ID code collation are materialized, it will transmit the ranging request signal Sdc containing a ranging code from the UWB transmission part 27 (step S7).
  • the electronic key 10 When the electronic key 10 receives the ranging request signal Sdc from the vehicle 2, the electronic key 10 sends the ranging response signal Sdr including the ranging code stored in its own memory 11a and the response time required for generating the ranging response signal Sdr to the vehicle. A reply is sent to the second side (step S8).
  • the in-vehicle device 20 collates the ranging code included in the ranging response signal Sdr with the ranging code stored in its own memory 21a. If these distance measurement codes match, the distance to the electronic key 10 is measured based on the response time and the round trip time, and distance verification is performed. As a result of these ID verification, response verification, and distance verification being established, it is determined that the communication is normal, and vehicle verification is established, and the vehicle door is brought into an unlockable state (step S9).
  • in-vehicle verification basically, it is performed in the same manner as in-vehicle verification, and when the in-vehicle verification is established, the engine start permission state is set.
  • the following operational effects can be achieved.
  • distance verification indicating that the measurement distance from the in-vehicle UWB transceiver 24 to the electronic key 10 is within the threshold range 42 is established as a condition for determining normal communication in the determination of correctness. It is included.
  • the distance measurement response signal Sdr is transmitted and received between the repeater and the electronic key 10 located at a position away from the vehicle 2 (onboard device 20).
  • the measurement distance measured based on the ranging request signal Sdc and ranging response signal Sdr transmitted / received via the repeater is the distance between the repeater existing in the communication area 41 and the in-vehicle UWB transceiver 24.
  • the calculated measurement distance is longer than the distance from the communication area of the LF transmission antenna 22a to the in-vehicle UWB transceiver 24.
  • the threshold range 42 is set based on the distance from the communication area 41 where the electronic key 10 or the repeater exists to the in-vehicle UWB transceiver 24, whether the measurement distance is within the threshold range 42 or not is determined.
  • the measurement distance from the in-vehicle UWB transceiver 24 to the electronic key 10 is highly accurate. It can be measured.
  • the LF transmitting antenna 22a of the LF transmitting unit 22 is provided inside the door handles 36 and 37 of the vehicle door of the driver seat and the passenger seat of the vehicle 2, inside the door handle 38 of the trunk, and inside the vehicle.
  • it is included in the condition for determining that the measurement distance is within the threshold range 42 based on the distance from the communication area 41 of the LF transmission antenna 22a where the electronic key 10 is located to the in-vehicle UWB transceiver 24 to be regular communication. Then, since the threshold range 42 can be set narrower when the range of each communication area 41 is narrower, correct / incorrect determination can be performed.
  • the position of the electronic key 10 can be determined over a wide range around the vehicle without expanding the communication area of one transmission antenna. it can. As a result, it is possible to accurately determine whether the vehicle 2 is a legitimate user who has the electronic key 10 approaching from various directions.
  • a threshold value is set for each LF transmission antenna 22a that detects the presence of the electronic key 10.
  • the range 42 is different. As a result, unauthorized establishment of communication via the repeater can be preferably prevented from occurring.
  • the electronic key system 1 includes one or more processors.
  • the processor includes hardware that executes instructions such as those that make up a computer program.
  • the processor may retrieve the instruction from memory (eg, memory 21a), and decode and execute the instruction.
  • the distance measurement response signal Sdr is transmitted including the encrypted distance measurement code.
  • the present invention is not limited to this, and is the distance measurement response signal Sdr transmitted from the electronic key 10 as a response?
  • the configuration of the ranging response signal Sdr can be changed as appropriate.
  • a response code may be included in the ranging response signal Sdr. In this case, the ranging code may not be included.
  • the distance measurement response signal Sdr may be transmitted by including an unencrypted code. Further, the distance measurement response signal Sdr may be transmitted without including the response time at the electronic key 10, and another signal for transmitting the response time may be transmitted.
  • the LF transmission antennas 22a are arranged so that the separation distances from the LF transmission antennas 22a of the plurality of LF transmission units 22 to the in-vehicle UWB transceiver 24 are different, but the separation distances are the same.
  • the arrangement may be changed as appropriate.
  • you may provide the LF transmission part 22 (LF transmission antenna 22a) in the door handle of a rear seat, for example, The installation location can be changed suitably.
  • the distance matching is performed after the response matching.
  • the present invention is not limited to this.
  • the distance matching may be performed before the response matching, and the order of each matching can be changed as appropriate.
  • the shortest distance is the lower limit
  • the longest distance is the upper limit.
  • the range was set as the threshold range 42.
  • the present invention is not limited to this, and for example, a distance longer than the shortest distance may be set as the lower limit, and a distance shorter than the longest distance may be set as the upper limit, and the range of the threshold range 42 can be changed as appropriate.
  • the in-vehicle control unit 21 calculates the measurement distance as one value based on the distance measurement request signal Sdc and the distance measurement response signal Sdr.
  • the present invention is not limited to this, and the electronic key 10 is transmitted from the in-vehicle UWB transceiver 24. May be calculated as a range having a width in consideration of the error. In this case, for example, it can be determined that the distance verification has been established by having an area where the range of the measurement distance overlaps the threshold range 42.
  • the vehicle ID signal Svi, the challenge signal Scc, and the response signal Sre are communicated with UHF signals, but the present invention is not limited to this, and communication may be performed with UWB signals, for example.
  • the distance to the electronic key 10 may be measured using the vehicle ID signal Svi, the challenge signal Scc, and the response signal Sre. That is, it is possible to use the request signal as the distance measurement request signal Sdc and the response signal as the distance measurement response signal Sdr.
  • the ranging request signal Sdc and the ranging response signal Sdr an ultra-wideband radio signal is used.
  • a signal in another frequency band may be used, and light is used. May be.
  • a plurality of in-vehicle UWB transceivers 24 are arranged at different positions on the vehicle 2, and according to the measurement distance from each in-vehicle UWB transceiver 24 to the electronic key 10 and the position of each in-vehicle UWB transceiver 24.
  • a threshold range 42 may be set to perform a plurality of distance verifications.
  • the ranging request signal Sdc is transmitted from the in-vehicle UWB transceiver 24, and the ranging response signal Sdr is transmitted from the key-side UWB transceiver 15, that is, the ranging request unit is provided in the in-vehicle device 20,
  • the electronic key 10 is provided with a distance measuring response unit.
  • the present invention is not limited to this, and a ranging request signal Sdc is transmitted from the key-side UWB transceiver 15 and a ranging response signal Sdr is transmitted from the in-vehicle UWB transceiver 24, that is, a ranging request unit is provided in the electronic key 10.
  • the vehicle-mounted device 20 may be provided with a distance measurement response unit.
  • An electronic key system (1) including an in-vehicle device (20) mounted on a vehicle (2) and an electronic key (10) carried by a user is: A ranging request transmitter / receiver (24) provided on one of the in-vehicle device (20) and the electronic key (10), for transmitting a ranging request signal and receiving a ranging response signal for the ranging request signal; A ranging response transceiver (not shown) provided on the other of the in-vehicle device (20) and the electronic key (10) for receiving the ranging request signal and transmitting the ranging response signal in response to the ranging request signal 15)
  • One or more processors One or more processors; A memory (21a) coupled to the one or more processors and including instructions executable by the one or more processors; When the one or more processors execute the instructions, Determining the position of the electronic key (10) based on the position of the transmission antenna (22a) of the ranging request transceiver (24) or the
  • Example 2 In the electronic key system (1) of the first mounting example, only one distance measurement request transmitter / receiver (24) or distance measurement response transmitter / receiver (15) provided in the vehicle-mounted device (20) is mounted on the vehicle. Is done. According to the above configuration, the cost can be reduced.
  • SYMBOLS 1 ... Electronic key system, 2 ... Vehicle, 10 ... Electronic key, 11 ... Electronic key control part, 15 ... Key side UWB transmitter / receiver (ranging response part), 16 ... UWB reception part, 17 ... UWB transmission part, 20 ... In-vehicle device, 21 ... In-vehicle control unit, 22 ... LF transmission unit, 22a ... LF transmission antenna (transmission antenna), 23 ... UHF transceiver, 24 ... In-vehicle UWB transceiver (ranging request unit), 41 ... Communication area, 42 ... threshold range, L1 to L3 ... separation distance, Sac ... acch signal, Scc ... challenge signal, Sdc ... ranging request signal, Sdr ... ranging response signal, Sre ... response signal, Svi ... vehicle ID signal, Swk ... wake signal .

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Abstract

電子キーシステムは、複数の要求信号のうちの少なくとも一つを送信する送信アンテナ（２２ａ）の位置を基準として電子キーの位置を判別するキー位置判別部（２１，２２）と、車載機および電子キーの一方に設けられ、測距要求信号を送信し、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（２４）と、車載機および電子キーの他方に設けられ、測距要求信号を受信し、該測距要求信号に応じて測距応答信号を送信する測距応答部（１５）と、を備える。電子キーシステムは、正否判定において、測距要求信号及び測距応答信号に基づいて測定した測距要求部から測距応答部までの測定距離が、キー位置判別部により電子キーが位置すると判別された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いて設定される閾値範囲内にあることを含む条件に基づいて、正規通信が実行されたと判定する。

Description

電子キーシステム
　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が実行されたか否かを判定し、各照合が成立して正規通信が実行された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。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。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実行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、要求信号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。
　本発明の一側面は、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つ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と、前記車載機および前記電子キーの一方に設けられ、測距要求信号を送信し、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と、前記車載機および前記電子キーの他方に設けられ、前記測距要求信号を受信し、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と、を備え、前記正否判定において、前記電子キーシステムは、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条件に基づいて、正規通信が実行されたと判定する。
　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は、超広帯域無線の信号であることが好ましい。
　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、前記送信アンテナは、複数の送信アンテナのうちの一つであり、前記複数の送信アンテナは、前記車両における異なる位置に設けられることが好ましい。
　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、該複数の送信アンテナから、前記車載機に設けられる前記測距要求部または前記測距応答部までの距離が互いに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送受信機１５を備えている。キー側ＵＷＢ送受信機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送受信機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、電気的に処理して受信信号を生成し、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は、ＬＦ受信アンテナ１４ａと一体で構成される。
　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、電気的に処理して受信信号を生成し、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を電気的に処理して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は、ＵＨＦ受信アンテナ１２ａと一体で構成され、ＵＨＦ送信部１３は、ＵＨＦ送信アンテナ１３ａと一体で構成される。
　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、電気的に処理して受信信号を生成し、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を電気的に処理して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は、ＵＷＢ受信アンテナ１６ａと一体で構成され、ＵＷＢ送信部１７は、ＵＷＢ送信アンテナ１７ａと一体で構成される。
　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送受信機２３と、測距要求部としての車載ＵＷＢ送受信機２４とを備えている。ＵＨＦ送受信機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る。車載ＵＷＢ送受信機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送受信機２３、及び車載ＵＷＢ送受信機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を電気的に処理して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は、ＬＦ送信アンテナ２２ａと一体で構成される。
　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。本実施形態では、キー位置判別部は、車載機２０に設けられている。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送受信機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送受信機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送受信機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送受信機２３及び車載ＵＷＢ送受信機２４は、車内における左後方に設けられており、車載ＵＷＢ送受信機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送受信機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送受信機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送受信機２３及び車載ＵＷＢ送受信機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を電気的に処理して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、電気的に処理して受信信号を生成し、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はＵＨＦ送信アンテナ２５ａと一体で構成され、ＵＨＦ受信部２６はＵＨＦ受信アンテナ２６ａと一体で構成される。
　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を電気的に処理して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、電気的に処理して受信信号を生成し、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は、ＵＷＢ送信アンテナ２７ａと一体で構成され、ＵＷＢ受信部２８は、ＵＷＢ受信アンテナ２８ａと一体で構成される。
　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との間の正規通信が実行されたか否かを判定する。
　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送受信機２４から電子キー１０（キー側ＵＷＢ送受信機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が実行されていると判定すると、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から送信された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を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送受信機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送受信機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送受信機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送受信機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送受信機２４から電子キー１０（キー側ＵＷＢ送受信機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送受信機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、一つ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送受信機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送受信機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。
　・電子キーシステム１は、１つまたは複数のプロセッサを備える。特定の実施形態では、プロセッサは、コンピュータ・プログラムを構成するような命令を実行するハードウェアを含む。限定ではなく例として、命令を実行するために、プロセッサは、メモリ（例えば、メモリ２１ａ）から命令を取り出し、その命令を復号化および実行することができる。
　・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送受信機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送受信機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送受信機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送受信機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送受信機２４を車両２の異なる位置に配置し、各車載ＵＷＢ送受信機２４から電子キー１０までの測定距離、及び各車載ＵＷＢ送受信機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送受信機２４から測距要求信号Ｓｄｃを送信し、キー側ＵＷＢ送受信機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送受信機１５から測距要求信号Ｓｄｃを送信し、車載ＵＷＢ送受信機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。
　本開示は、以下の実装例を包含する。限定ではなく理解を容易にする目的で参照符号を付した。
　［実装例１］
　車両（２）に搭載される車載機（２０）と、ユーザに携帯される電子キー（１０）とを備えた電子キーシステム（１）は、
　前記車載機（２０）および前記電子キー（１０）の一方に設けられ、測距要求信号を送信し、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送受信機（２４）と、
　前記車載機（２０）および前記電子キー（１０）の他方に設けられ、前記測距要求信号を受信し、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送受信機（１５）と、
　１つまたは複数のプロセッサと、
　前記１つまたは複数のプロセッサに結合され、前記１つまたは複数のプロセッサによって実行可能な命令を含むメモリ（２１ａ）と、を備え、
　前記１つまたは複数のプロセッサが、前記命令を実行したときに、
　前記車載機（２０）に設けられた測距要求送受信機（２４）または測距応答送受信機（１５）の送信アンテナ（２２ａ）の位置を基準として前記電子キー（１０）の位置を判別すること、
　前記測距要求信号及び前記測距応答信号に基づいて前記測距要求送受信機（２４）から前記測距応答送受信機（１５）での測定距離を算出すること、
　前記電子キー（１０）が位置すると判別された前記送信アンテナ（２２ａ）の通信エリアから前記車載機（２０）に設けられる前記測距要求送受信機（２４）または前記測距応答送受信機（１５）までの距離に基づいて設定された閾値範囲内に、前記測定距離があるがどうかを判定すること、
　前記閾値範囲内に前記測定距離があるがどうかの判定結果に基づいて、正規通信が実行されたか否かを判定すること、を実行するように動作可能である。
　［実装例２］
　実装例１の電子キーシステム（１）において、前記車載機（２０）に設けられた前記測距要求送受信機（２４）または前記測距応答送受信機（１５）は、前記車両に１つだけ搭載される。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送受信機（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送受信機、２４…車載ＵＷＢ送受信機（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つ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と、
    　前記車載機および前記電子キーの一方に設けられ、測距要求信号を送信し、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と、
    　前記車載機および前記電子キーの他方に設けられ、前記測距要求信号を受信し、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と、を備え、
    　前記正否判定において、
    　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条件に基づいて、正規通信が実行されたと判定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、
    　前記測距要求信号及び前記測距応答信号は、超広帯域無線の信号である、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、
    　前記送信アンテナは、複数の送信アンテナのうちの一つであり、
    　前記複数の送信アンテナは、前記車両における異なる位置に設けられる、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、
    　該複数の送信アンテナから、前記車載機に設けられる前記測距要求部または前記測距応答部までの距離が互いに異なるように前記車両に設けられる、電子キーシステム。
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