通信不正成立防止システム
【課題】不正通信を監視することができるとともに、通信時間も短く済ますことができる通信不正成立防止システムを提供する。
【解決手段】スマート通信の１通信の中で受信信号強度測定信号１８を異なる電波強度で複数送信し、これら受信信号強度測定信号１８の受信信号強度を電子キー２にて測定する。ここでは、ウェイク信号２１を２回送信するようにし、各ウェイク信号２１に受信信号強度測定信号１８を付加する。そして、電子キー２がレスポンス信号Ｓrsを車両１に送信するとき、受信信号強度測定データＤs1，Ｄs2を車両１に送信して、これら受信信号強度測定データＤs1，Ｄs2の差を基に、実行中のスマート通信が正規通信か否かを確認する。
【解決手段】スマート通信の１通信の中で受信信号強度測定信号１８を異なる電波強度で複数送信し、これら受信信号強度測定信号１８の受信信号強度を電子キー２にて測定する。ここでは、ウェイク信号２１を２回送信するようにし、各ウェイク信号２１に受信信号強度測定信号１８を付加する。そして、電子キー２がレスポンス信号Ｓrsを車両１に送信するとき、受信信号強度測定データＤs1，Ｄs2を車両１に送信して、これら受信信号強度測定データＤs1，Ｄs2の差を基に、実行中のスマート通信が正規通信か否かを確認する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信端末及び通信マスタの無線通信において不正成立を防止する通信不正成立防止に関する。
【背景技術】
【０００２】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２６２９１５号公報
【特許文献２】特開２００１−３４２７５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
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。
【０００５】
中継器使用不正行為の対策としては、例えば送信強度を変化させて通信を２回繰り返して行う方法が考えられる。これは、不正通信では電波強度が同じとなるため、返信が同じ電波強度で帰ってきた場合は、このときの通信を不正通信とみなせるからである。しかし、この場合は、同じ通信を２回実行しなくてはならず、不正通信を見抜くことができる利点がある反面、通信時間が長くなってしまう問題があった。
【０００６】
本発明の目的は、不正通信を監視することができるとともに、通信時間も短く済ますことができる通信不正成立防止システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記問題点を解決するために、本発明では、通信マスタ及びその通信端末が、双方向通信によって通信を実行する通信不正成立防止システムにおいて、前記双方向通信の１通信の中で、前記通信端末側において受信強度を測定するための受信信号強度測定信号を、送信強度を切り換えて複数回送信させる強度測定信号送信手段と、複数の前記受信信号強度測定信号の受信信号強度を前記通信端末側において測定する受信強度測定手段と、前記１通信の中で前記通信端末が前記通信マスタに応答を返す際、測定した複数の受信信号強度測定データを前記通信マスタに送信する受信信号強度送信手段と、前記通信端末から受信した複数の前記受信信号強度測定データを基に、実行中の通信が正規通信か否かを確認する確認手段とを備えたことを要旨とする。
【０００８】
本発明の構成によれば、双方向通信の１通信の中で、通信マスタから受信信号強度測定信号を可変させて複数回送信し、これら受信信号強度測定信号を通信端末が受信したときの受信信号強度を通信端末において測定させる。そして、測定した受信信号強度測定データを通信端末から通信マスタに送信し、実行中の通信の正規／判定を通信マスタにおいて実行する。よって、実行中の通信の正規／不正の判定を、１回の通信の中で実行することが可能となるので、実行中の通信が不正通信か否かを確認するようにしても、通信時間を短く抑えることが可能となる。
【０００９】
本発明では、前記強度測定信号送信手段は、前記通信端末に対する指令であるコマンドと前記受信信号強度測定信号とを１セットにし、当該セットを複数回送信し、前記通信端末は、前記コマンドに従って動作して、前記通信マスタとの双方向通信を実行することを要旨とする。この構成によれば、通信マスタから受信信号強度測定信号を通信端末に送信するとき、受信信号強度送信信号にコマンドを付加して送信することにより、このコマンドによって通信端末の動作を指示する。よって、通信端末に実行させる動作をコマンドにて適宜設定することが可能となるので、通信に自由度を持たせることが可能となる。
【００１０】
本発明では、前記受信信号強度測定信号は、受信信号強度の測定誤差を考慮に入れた値に設定されていることを要旨とする。この構成によれば、本来ならば複数の受信信号強度測定データの間に差があるにも拘らず、この差が測定誤差によって消されてしまう状況が生じ難くなる。よって、判定精度を確保することができる。
【００１１】
本発明では、前記双方向通信は、前記通信マスタがウェイク信号を前記通信端末に送信して当該通信端末を起動させ、起動後の前記通信端末がアック信号を前記通信端末に送信し、当該アック信号を受信した前記通信マスタがチャレンジレスポンス認証を行うべくチャレンジ信号を前記通信端末に送信し、前記通信端末が前記チャレンジ信号に対する演算結果としてレスポンス信号を前記通信マスタに送信する通信であって、前記強度測定信号送信手段は、前記ウェイク信号に受信信号強度測定信号を付加して当該受信信号強度測定信号を送信し、前記受信信号強度送信手段は、前記レスポンス信号を送信するとき、前記レスポンス信号に前記受信信号強度測定データを付加して当該レスポンス信号を送信することを要旨とする。この構成によれば、ウェイク信号に受信信号強度測定信号を付加して電子キーに送信するので、早めに受信信号強度を算出しておくことが可能となる。また、レスポンス信号に受信信号強度測定データを付加して通信マスタに送信するので、チャレンジレスポンス認証成立時のみ、受信信号強度測定データの差を確認すればよい。よって、受信信号強度測定データの差の確認を、真に必要なときにのみ行うことが可能となる。
【００１２】
本発明では、前記受信信号強度測定信号を電波無しで送信させ、当該受信信号強度測定信号に対する前記受信信号強度測定データを確認することにより、通信環境下におけるノイズを測定するノイズ測定手段を備えたことを要旨とする。この構成によれば、通信環境下にノイズが存在していれば、受信信号強度測定信号を電波無しで送信したにも拘らず、受信信号強度測定データはノイズを測定したデータ、つまりデータ有りの信号として送信されるので、通信環境下にノイズが存在するか否かを判定することが可能となる。よって、例えば通信環境下にノイズがある場合には、そのとき実行した通信を無効とするようにすれば、通信の信頼性を確保することが可能となる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、不正通信を監視することができるとともに、通信時間も短く済ますことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】一実施形態の通信不正成立防止システムの構成図。
【図２】中継器を使用した不正通信の概要を示す説明図。
【図３】通信不正成立防止システムの通信シーケンス。
【図４】正規スマート通信の態様を示す説明図。
【図５】不正スマート通信の態様を示す説明図。
【図６】ノイズ測定対応の通信成立不正防止システムの通信シーケンス。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明を具体化した通信不正成立防止システムの一実施形態を図１〜図６に従って説明する。
図１に示すように、車両１には、車両１からの通信を契機として電子キー２とＩＤ（Identification）照合を行うキー操作フリーシステム３が設けられている。キー操作フリーシステム３には、実際のキー操作を行うことなくドア開閉の一連の操作過程の中でドアロックが自動で施解錠される乗降車機能と、車内に設置されたエンジンスイッチ４を単に押し操作するのみでエンジンを始動停止することが可能なエンジン始動停止機能とがある。なお、電子キー２が通信端末に相当する。
【００１６】
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と組をなす電子キー２のＩＤコードが登録されている。照合ＥＣＵ９には、車外数ｍの範囲にＬＦ（Low Frequency）帯の電波を送信可能な車外発信機１０と、車内全域にＬＦ帯の電波を送信可能な車内発信機１１と、ＵＨＦ帯の電波を受信可能な車両受信機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にＩＤ返信要求としてリクエスト信号Ｓrqを断続的に送信して、スマート通信（双方向通信）を実行する。なお、キー照合装置５が通信マスタに相当する。
【００１７】
電子キー２には、電子キー２の動作を管理するキー制御部１３が設けられている。キー制御部１３のメモリ（図示略）には、電子キー２のＩＤコードが登録されている。キー制御部１３には、ＬＦ電波を受信可能なＬＦ受信機１４と、ＵＨＦ電波を送信可能なＵＨＦ送信機１５とが接続されている。
【００１８】
電子キー２が車外に位置するとき、車外発信機１０は、ＩＤ返信要求としてリクエスト信号Ｓrqを断続的に車外に送信して、車外スマート通信を実行する。電子キー２が車外通信エリアに進入してリクエスト信号Ｓrqを受信すると、リクエスト信号Ｓrqによって起動し、ＩＤ信号ＳidをＵＨＦ電波によって送信する。照合ＥＣＵ９は、ＩＤ信号Ｓidを車両受信機１２で受信すると、自身に登録したＩＤコードによりＩＤ照合（スマート照合）として車外照合を行い、車外照合が成立すると、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。
【００１９】
ユーザの乗車が例えば車両１のカーテシスイッチ（図示略）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からリクエスト信号Ｓrqの送信が開始される。そして、車内の電子キー２と車両１との間でＩＤ照合（スマート照合）として車内照合を行い、車内照合が成立すると、プッシュモーメンタリ式のエンジンスイッチ４によるエンジンの始動操作が許可される。
【００２０】
また、車両１と電子キー２とのスマート照合には、認証のセキュリティ性を確保するためにチャレンジレスポンス認証が含まれている。チャレンジレスポンス認証では、車両１から乱数としてチャレンジ信号Ｓchを電子キー２に送信して、電子キー２にチャレンジ信号Ｓchを演算させる。そして、このレスポンス信号Ｓrsを電子キー２から車両１に送信し、車両１が自ら演算したレスポンス信号Ｓrsと一致するか否か確認する。照合ＥＣＵ９は、ＩＤコード照合及びレスポンス認証の両方が成立すること確認すると、キー照合を成立として処理する。
【００２１】
キー操作フリーシステム３には、図２に示す中継器１６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１７が設けられている。ここで、中継器１６を使用した不正通信とは、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１６を使用して電波を中継して、スマート照合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１７は、この中継器１６を使用した不正なスマート照合成立を防止するためのものである。
【００２２】
ところで、この種の中継器１６では、データ内容を中継できるものの、電波強度までコピーして中継することができないことが知られている。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、実行中のスマート通信が、電子キー２のみを経由した正規通信なのか、或いは中継器１６を経由した不正通信なのかが分かるはずである。よって、本例の通信不正成立防止システム１７は、電子キー２が受信した電波の受信信号強度を確認することにより、スマート通信が正規通信か否かを確認する。
【００２３】
図１に示すように、照合ＥＣＵ９には、スマート通信の１通信の中で、電子キー２に測定させる受信信号強度測定信号１８を可変させて複数回送信する強度測定信号送信部１９が設けられている。図３に示すように、強度測定信号送信部１９は、待機中の電子キー２を起動させるウェイク信号群２０に受信信号強度測定信号１８を含ませ、このウェイク信号群２０をＬＦ電波にて複数回（図３の例では２回）送信する。本例の場合、１番目に送信されるものを第１ウェイク信号群２０ａとし、２番目に送信されるものを第２ウェイク信号群２０ｂとする。なお、強度測定信号送信部１９が強度測定信号送信手段に相当する。
【００２４】
これらウェイク信号群２０ａ，２０ｂには、ウェイクパターンを有するウェイク信号２１と、電子キー２にどのように動作すべきかを指令するコマンド２２と、前述した受信信号強度測定信号１８とが含まれている。受信信号強度測定信号１８は、ある一定の電界強度を持っている単なる電波である。本例の受信信号強度測定信号１８は、第１ウェイク信号群２０ａに含まれるものを１８ａとし、第２ウェイク信号群２０ｂに含まれるものを１８ｂとする。第１受信信号強度測定信号１８ａと第２受信信号強度測定信号１８ｂとの電波強度差は、測定誤差があっても電波受信できるように、測定誤差よりも大きな値に設定されている。
【００２５】
キー制御部１３には、受信した受信信号強度測定信号１８の受信信号強度を測定する受信信号強度測定部２３が設けられている。受信信号強度測定部２３は、車両１から受信信号強度測定信号１８を受信する度、これら受信信号強度測定信号１８の受信信号強度を測定する。なお、受信信号強度測定部２３が受信強度測定手段に相当する。
【００２６】
キー制御部１３には、車両１とのスマート通信を実行する応答動作部２４が設けられている。応答動作部２４は、車両１からウェイク信号群２０を受信したとき、ウェイク信号群２０に含まれるコマンド２２に従い、車両１への応答動作を実行する。本例の応答動作部２４は、ウェイク信号２１を２回受信したとき、自身が起動したことを通知するアック信号２５を車両１に送信する。なお、応答動作部２４が受信信号強度送信手段に相当する。
【００２７】
また、応答動作部２４は、車両１からチャレンジ信号Ｓchを受信して、これに対してレスポンス信号Ｓrsを返信するとき、レスポンス信号Ｓrsに受信信号強度測定データＤｓを付加して送信する。例えば、車両１から２つの受信信号強度測定信号１８ａ，１８ｂを受信した場合、第１受信信号強度測定信号１８ａの測定データである 第１受信信号強度測定データＤs1と、第２受信信号強度測定信号１８ｂの測定データである第２受信信号強度測定データＤs2とを車両１に送信する。
【００２８】
照合ＥＣＵ９には、電子キー２から送信された受信信号強度測定データＤs1，Ｄs2を基に、実行中のスマート通信が正規通信か否かを確認する通信確認部２６が設けられている。通信確認部２６は、受信信号強度測定データＤs1，Ｄs2に差があれば、実行中のスマート通信を正規通信として処理する。一方、通信確認部２６は、受信信号強度測定データＤs1，Ｄs2に差がなければ、実行中のスマート通信を不正通信として処理する。なお、通信確認部２６が確認手段に相当する。
【００２９】
次に、本例の通信不正成立防止システム１７の動作を、図３〜図６を用いて説明する。なお、ここでは、車外スマート通信を例に挙げることとする。
図３に示すように、強度測定信号送信部１９は、まず第１ウェイク信号群２０ａを車外発信機１０からＬＦ電波によって送信する。第１ウェイク信号群２０ａは、ウェイク信号２１と、１番目のコマンド（第１コマンド２２ａ）と、第１受信信号強度測定信号１８ａとが１セットになっている。第１コマンド２２ａは、電子キー２にウェイク信号２１のアック応答を返信させるのではなく、まずは第１受信信号強度測定信号１８ａの受信信号強度を電子キー２に測定させる指令である。
【００３０】
電子キー２は、第１ウェイク信号群２０ａを受信すると、第１ウェイク信号群２０ａ内のウェイク信号２１によって待機状態から起動状態に切り換わる。そして、応答動作部２４は、第１コマンド２２ａに従って、第１受信信号強度測定信号１８ａの受信強度測定に移行する。よって、受信信号強度測定部２３は、第１受信信号強度測定信号１８ａの受信信号強度を測定し、その測定データ（第１受信信号強度測定データＤs1）を、キー制御部１３内のメモリに保持する。
【００３１】
このとき、電子キー２は、ウェイク信号２１にて起動状態に切り換わっているが、直ぐにアック返信を行わず、次の電波受信に待機する。つまり、応答動作部２４は、第１ウェイク信号群２０ａを受信したとき、ウェイク信号２１にて起動しても、第１コマンド２２ａの命令に従い、直ぐにアック返信を行わずに待機状態に入る。
【００３２】
続いて、強度測定信号送信部１９は、第１ウェイク信号群２０ａを送信してから所定時間経過後、今度は第２ウェイク信号群２０ｂを車外発信機１０からＬＦ電波によって送信する。第２ウェイク信号群２０ｂは、ウェイク信号２１と、２番目のコマンド（第２コマンド２２ｂ）と、第２受信信号強度測定信号１８ｂとが１セットになっている。第２コマンド２２ｂは、第２受信信号強度測定信号１８ｂを電子キー２に測定させ、その測定後、電子キー２にアック応答を返信させる指令である。
【００３３】
電子キー２は、第２ウェイク信号群２０ｂを受信すると、第２ウェイク信号群２０ｂ内のウェイク信号２１、つまりウェイクパターンを確認する。そして、応答動作部２４は、ウェイクパターンが正しければ、第２コマンド２２ｂに従って、第２受信信号強度測定信号１８ｂの受信強度測定に移行する。よって、受信信号強度測定部２３は、第２受信信号強度測定信号１８ｂの受信信号強度を測定し、その測定データ（第２受信信号強度測定データＤs2）を、キー制御部１３内のメモリに保持する。
【００３４】
応答動作部２４は、第２ウェイク信号群２０ｂを受信すると、電子キー２が起動状態に切り換わったことを車両１に通知するために、アック信号２５をＵＨＦ電波により送信する。
【００３５】
照合ＥＣＵ９は、第２ウェイク信号群２０ｂを送信してから所定時間内に電子キー２からアック信号２５を受信すると、電子キー２とスマート通信が確立したことを確認する。照合ＥＣＵ９は、スマート通信が確立したことを確認すると、チャレンジ信号（チャレンジコード）Ｓchを車外発信機１０からＬＦ電波によって送信する。チャレンジ信号Ｓchは、送信の度に毎回コードが変更される乱数である。
【００３６】
電子キー２は、アック返信後、所定時間内にチャレンジ信号Ｓchを受信すると、このチャレンジ信号Ｓchを自身の暗号鍵によって演算することにより、レスポンスコード２７を算出する。そして、電子キー２は、レスポンスコードを演算すると、チャレンジ信号Ｓchの応答としてレスポンス信号Ｓrsを車両１に返信する。レスポンス信号Ｓrsには、レスポンスコード２７、第１受信信号強度測定データＤs1、第２受信信号強度測定データＤs2が含まれている。
【００３７】
照合ＥＣＵ９は、チャレンジ信号Ｓchを電子キー２に送信したとき、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している。よって、照合ＥＣＵ９は、車両受信機１２でレスポンス信号Ｓrsを受信したとき、レスポンス信号Ｓrs内のレスポンスコード２７を確認する。照合ＥＣＵ９は、両方のレスポンスコードが一致することを確認すると、チャレンジレスポンス認証が成立したことを認識する。
【００３８】
通信確認部２６は、チャレンジレスポンス認証が成立したことを確認すると、第１受信信号強度測定データＤs1と第２受信信号強度測定データＤs2とに差が存在するか否かを確認する。ここで、図４に示すように、実行中のスマート通信が正規通信であるならば、これら受信信号強度測定データＤs1，Ｄs2には、差が発生している。よって、通信確認部２６は、受信信号強度測定データＤs1，Ｄs2に差があることを確認すると、実行中のスマート通信が正規通信として処理される。
【００３９】
一方、図５に示すように、実行中のスマート通信が不正通信であるならば、中継器１６は受信信号強度まではコピーできない現状があるため、受信信号強度測定データＤs1，Ｄs2に差が発生しない。よって、通信確認部２６は、受信信号強度測定データＤs1，Ｄs2に差がないことを確認すると、実行中のスマート通信を不成立として処理する。従って、第三者等が中継器１６を使用してスマート照合を成立させようとしても、この通信は不正通信として処理される。
【００４０】
また、通信不正成立防止システム１７は、スマート通信の通信環境下におけるノイズを測定して、スマート通信に反映させることも可能である。この場合、照合ＥＣＵ９には、受信信号強度測定信号１８として電波無し（送信強度「０」）の信号を送信して、通信環境下におけるノイズを測定するノイズ測定部２８が設けられている。ノイズ測定部２８は、送信強度「０」の受信信号強度測定信号１８に対して電子キー２が返信してきた受信信号強度測定データＤｓを確認することにより、ノイズを測定する。なお、ノイズ測定部２８がノイズ測定手段に相当する。
【００４１】
図６に示すように、ノイズ測定部２８は、第２ウェイク信号群２０ｂの後に、ノイズ測定用の信号として第３ウェイク信号群２０ｃを車外発信機１０からＬＦ電波によって送信する。第３ウェイク信号群２０ｃは、ウェイク信号２１と、３番目のコマンド（第３コマンド２２ｃ）と、電波無し（送信強度「０」）の第３受信信号強度測定信号１８ｃとが１セットとなっている。第３コマンド２２ｃは、ノイズ測定用コマンドであって、第３受信信号強度測定信号１８ｃを電子キー２に測定させ、その測定後、第２コマンド２２ｂに代わりアック応答を電子キー２に返信させる指令である。
【００４２】
電子キー２は、第３ウェイク信号群２０ｃを受信すると、第３ウェイク信号群２０ｃ内のウェイク信号２１、つまりウェイクパターンを確認する。そして、応答動作部２４は、ウェイクパターンが正しければ、第３コマンド２２ｃに従って、第３受信信号強度測定信号１８ｃの受信信号強度を測定する。そして、受信信号強度測定部２３は、その測定データ（第２受信信号強度測定データＤs3）を、キー制御部１３内のメモリに保持する。
【００４３】
電子キー２は、チャレンジ信号Ｓchの受信後、レスポンス信号Ｓrsを返信する。このレスポンス信号Ｓrsには、レスポンスコード２７、第１受信信号強度測定データＤs1、第２受信信号強度測定データＤs2及び第３受信信号強度測定データＤs3が含まれている。
【００４４】
通信確認部２６は、チャレンジレスポンス認証の成立を条件として第３受信信号強度測定データＤs3を確認することにより、通信環境下におけるノイズを測定する。このとき、通信環境下にノイズがなければ、第３受信信号強度測定データＤs3は「０」、又はその近似値をとる。よって、ノイズ測定部２８は、第３受信信号強度測定データＤs3が「０」に即した値をとることを確認すると、通信環境下にノイズはないと認識する。このため、照合ＥＣＵ９は、実行中のスマート通信を有効とする。
【００４５】
一方、通信環境下にノイズがあれば、第３受信信号強度測定データＤs3は、ノイズに即した値をとる。よって、ノイズ測定部２８は、第３受信信号強度測定データＤs3が所定値以上の値をとることを確認すると、通信環境下にノイズがあると認識する。このため、照合ＥＣＵ９は、実行中のスマート通信がノイズにより影響を受けた通信の可能性があるとして、実行中のスマート通信を無効とし、スマート通信を再実行する。
【００４６】
以上により、本例においては、スマート通信の１通信の中で受信信号強度測定信号１８を異なる電波強度で複数送信し、これら受信信号強度測定信号１８の受信信号強度を電子キー２にて測定する。そして、電子キー２がレスポンス信号Ｓrsを車両１に送信するとき、受信信号強度測定データＤs1，Ｄs2を車両１に送信して、これら受信信号強度測定データＤs1，Ｄs2の差を基に、実行中のスマート通信が正規通信か否かを確認する。よって、１回のスマート通信で通信が正規通信又は不正通信のどちらかを判定することが可能となるので、短い通信時間で通信の不正判定を行うことが可能となる。
【００４７】
また、車両１から電子キー２にウェイク信号２１を送信するとき、ノイズ測定用の第３コマンド２２ｃと、電波無しの第３受信信号強度測定信号１８ｃとを電子キー２に送信して、通信環境下にノイズが発生しているか否かを確認することも可能である。よって、通信環境下にノイズがあるときは、実行中のスマート通信を無効化することが可能となるので、スマート通信の信頼性を確保することが可能となる。
【００４８】
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）スマート通信の１通信の中で、車両１から受信信号強度測定信号１８を可変させて複数回送信し、これら受信信号強度測定信号１８の受信信号強度を電子キー２で測定する。そして、この測定結果である受信信号強度測定データＤs1，Ｄs2を電子キー２から車両１に送信して、実行中のスマート通信の正規／不正を判定する。よって、スマート通信の正規／不正の判定を行う場合であっても、通信時間を短く抑えることができる。
【００４９】
（２）車両１から受信信号強度測定信号１８を電子キー２に送信するとき、受信信号強度測定信号１８にコマンド２２を付加して送信することにより、コマンド２２によって電子キー２に動作を指示する。よって、電子キー２に実行させる動作をコマンド２２にて適宜設定することが可能となるので、通信に自由度を持たせることができる。このため、例えば状況に応じてウェイク信号群２０の個数を変更するなど、通信の態様を自由に変更することができる。
【００５０】
（３）第１受信信号強度測定信号１８ａと第２受信信号強度測定信号１８ｂとの電波強度差を、通信の測定誤差よりも大きな値に設定した。よって、例えば本来ならば受信信号強度測定データＤs1，Ｄs2の間に差があるにも拘らず、この差が測定誤差にて消される状況が生じない。従って、判定精度を確保することができる。
【００５１】
（４）ウェイク信号２１に受信信号強度測定信号１８を付加して、受信信号強度を電子キー２に測定させるので、スマート通信で最初に送信する信号によって、早めに受信信号強度を算出しておくことができる。また、レスポンス信号Ｓrsに受信信号強度測定データＤs1，Ｄs2を付加して車両１に送信するので、チャレンジレスポンス認証成立時のみ、受信信号強度測定データＤs1，Ｄs2を確認すればよい。よって、受信信号強度測定データＤs1，Ｄs2の差の確認を、真に必要なときにのみ行うことができる。
【００５２】
（５）車両１からノイズ測定用の第３コマンド２２ｃと電波無しの第３受信信号強度測定信号１８ｃとを電子キー２に送信して、通信環境下にノイズが発生しているか否かを確認する。よって、ノイズ有無をスマート通信に反映することが可能となるので、スマート通信の信頼性を向上することができる。
【００５３】
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。
・スマート通信の正規／不正の判定は、受信信号強度測定データＤs1，Ｄs2に差があるかどうかを確認する方式に限定されない。例えば、受信信号測定強度データＤs1，Ｄs2の比が、受信信号強度測定信号１８ａ，１８ｂの比と一致するか否かを確認する方式としてもよい。
【００５４】
・受信信号強度測定信号１８は、ウェイク信号２１に付加されることに限定されず、例えばチャレンジ信号Ｓchを２回送信するようにして、これらに付加してもよい。
・受信信号強度測定信号１８を可変して複数回送信する場合、例えば１番目をウェイク信号２１に付加し、２番目をチャレンジ信号Ｓchに付加してもよい。
【００５５】
・受信信号強度測定信号１８の送信回数は、２回に限定されず、３回以上でもよい。
・受信信号強度測定データＤｓは、レスポンス信号Ｓrsに付加されることに限定されず、例えばアック信号２５に付加してもよい。
【００５６】
・通信マスタは、キー照合装置５に限定されず、他のものに変更してもよい。また、通信端末は、電子キー２に限定されず、例えばＩＣカード等の種々の端末が使用可能である。
【００５７】
・双方向通信は、スマート通信に限定されず、他の通信を用いてもよい。
・双方向通信で使用する周波数は、ＬＦやＵＨＦに限定されず、例えばＨＦ（High Frequency）等の他の周波数を採用してもよい。
【００５８】
・双方向通信は、例えばＮＦＣ（Near Field Communication）等を用いてもよい。
・双方向通信の通信距離は、数ｍに限定されず、適宜変更可能である。
・双方向通信時に行う認証は、チャレンジレスポンス認証に限定されず、例えば単にＩＤコードのみを車両１に送信する認証を採用してもよい。
【００５９】
・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、例えば電子キー２側からの通信を契機としてＩＤ照合を行うワイヤレスキーシステムとしてもよい。
・通信不正成立防止システム１７は、車外スマート通信にのみ適用されることに限らず、車内スマート通信にも適用可能である。
【００６０】
・本例の通信不正成立防止システム１７は、車両１に適用されることに限定されず、他の機器や装置に応用可能である。
【符号の説明】
【００６１】
２…通信端末としての電子キー、５…通信マスタとしてのキー照合装置、１７…通信不正成立防止システム、１８（１８ａ〜１８ｃ）…受信信号強度測定信号、１９…強度測定信号送信手段としての強度測定信号送信部、２１…ウェイク信号、２２（２２ａ〜２２ｃ）…コマンド、２３…受信強度測定手段としての受信信号強度測定部、２４…受信信号強度送信手段としての応答動作部、２５…アック信号、２６…確認手段としての通信確認部、２８…ノイズ測定手段としてのノイズ測定部、Ｄｓ（Ｄs1〜Ｄs3）…受信信号強度測定データ、Ｓch…チャレンジ信号、Ｓrs…レスポンス信号。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信端末及び通信マスタの無線通信において不正成立を防止する通信不正成立防止に関する。
【背景技術】
【０００２】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２６２９１５号公報
【特許文献２】特開２００１−３４２７５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
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。
【０００５】
中継器使用不正行為の対策としては、例えば送信強度を変化させて通信を２回繰り返して行う方法が考えられる。これは、不正通信では電波強度が同じとなるため、返信が同じ電波強度で帰ってきた場合は、このときの通信を不正通信とみなせるからである。しかし、この場合は、同じ通信を２回実行しなくてはならず、不正通信を見抜くことができる利点がある反面、通信時間が長くなってしまう問題があった。
【０００６】
本発明の目的は、不正通信を監視することができるとともに、通信時間も短く済ますことができる通信不正成立防止システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記問題点を解決するために、本発明では、通信マスタ及びその通信端末が、双方向通信によって通信を実行する通信不正成立防止システムにおいて、前記双方向通信の１通信の中で、前記通信端末側において受信強度を測定するための受信信号強度測定信号を、送信強度を切り換えて複数回送信させる強度測定信号送信手段と、複数の前記受信信号強度測定信号の受信信号強度を前記通信端末側において測定する受信強度測定手段と、前記１通信の中で前記通信端末が前記通信マスタに応答を返す際、測定した複数の受信信号強度測定データを前記通信マスタに送信する受信信号強度送信手段と、前記通信端末から受信した複数の前記受信信号強度測定データを基に、実行中の通信が正規通信か否かを確認する確認手段とを備えたことを要旨とする。
【０００８】
本発明の構成によれば、双方向通信の１通信の中で、通信マスタから受信信号強度測定信号を可変させて複数回送信し、これら受信信号強度測定信号を通信端末が受信したときの受信信号強度を通信端末において測定させる。そして、測定した受信信号強度測定データを通信端末から通信マスタに送信し、実行中の通信の正規／判定を通信マスタにおいて実行する。よって、実行中の通信の正規／不正の判定を、１回の通信の中で実行することが可能となるので、実行中の通信が不正通信か否かを確認するようにしても、通信時間を短く抑えることが可能となる。
【０００９】
本発明では、前記強度測定信号送信手段は、前記通信端末に対する指令であるコマンドと前記受信信号強度測定信号とを１セットにし、当該セットを複数回送信し、前記通信端末は、前記コマンドに従って動作して、前記通信マスタとの双方向通信を実行することを要旨とする。この構成によれば、通信マスタから受信信号強度測定信号を通信端末に送信するとき、受信信号強度送信信号にコマンドを付加して送信することにより、このコマンドによって通信端末の動作を指示する。よって、通信端末に実行させる動作をコマンドにて適宜設定することが可能となるので、通信に自由度を持たせることが可能となる。
【００１０】
本発明では、前記受信信号強度測定信号は、受信信号強度の測定誤差を考慮に入れた値に設定されていることを要旨とする。この構成によれば、本来ならば複数の受信信号強度測定データの間に差があるにも拘らず、この差が測定誤差によって消されてしまう状況が生じ難くなる。よって、判定精度を確保することができる。
【００１１】
本発明では、前記双方向通信は、前記通信マスタがウェイク信号を前記通信端末に送信して当該通信端末を起動させ、起動後の前記通信端末がアック信号を前記通信端末に送信し、当該アック信号を受信した前記通信マスタがチャレンジレスポンス認証を行うべくチャレンジ信号を前記通信端末に送信し、前記通信端末が前記チャレンジ信号に対する演算結果としてレスポンス信号を前記通信マスタに送信する通信であって、前記強度測定信号送信手段は、前記ウェイク信号に受信信号強度測定信号を付加して当該受信信号強度測定信号を送信し、前記受信信号強度送信手段は、前記レスポンス信号を送信するとき、前記レスポンス信号に前記受信信号強度測定データを付加して当該レスポンス信号を送信することを要旨とする。この構成によれば、ウェイク信号に受信信号強度測定信号を付加して電子キーに送信するので、早めに受信信号強度を算出しておくことが可能となる。また、レスポンス信号に受信信号強度測定データを付加して通信マスタに送信するので、チャレンジレスポンス認証成立時のみ、受信信号強度測定データの差を確認すればよい。よって、受信信号強度測定データの差の確認を、真に必要なときにのみ行うことが可能となる。
【００１２】
本発明では、前記受信信号強度測定信号を電波無しで送信させ、当該受信信号強度測定信号に対する前記受信信号強度測定データを確認することにより、通信環境下におけるノイズを測定するノイズ測定手段を備えたことを要旨とする。この構成によれば、通信環境下にノイズが存在していれば、受信信号強度測定信号を電波無しで送信したにも拘らず、受信信号強度測定データはノイズを測定したデータ、つまりデータ有りの信号として送信されるので、通信環境下にノイズが存在するか否かを判定することが可能となる。よって、例えば通信環境下にノイズがある場合には、そのとき実行した通信を無効とするようにすれば、通信の信頼性を確保することが可能となる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、不正通信を監視することができるとともに、通信時間も短く済ますことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】一実施形態の通信不正成立防止システムの構成図。
【図２】中継器を使用した不正通信の概要を示す説明図。
【図３】通信不正成立防止システムの通信シーケンス。
【図４】正規スマート通信の態様を示す説明図。
【図５】不正スマート通信の態様を示す説明図。
【図６】ノイズ測定対応の通信成立不正防止システムの通信シーケンス。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明を具体化した通信不正成立防止システムの一実施形態を図１〜図６に従って説明する。
図１に示すように、車両１には、車両１からの通信を契機として電子キー２とＩＤ（Identification）照合を行うキー操作フリーシステム３が設けられている。キー操作フリーシステム３には、実際のキー操作を行うことなくドア開閉の一連の操作過程の中でドアロックが自動で施解錠される乗降車機能と、車内に設置されたエンジンスイッチ４を単に押し操作するのみでエンジンを始動停止することが可能なエンジン始動停止機能とがある。なお、電子キー２が通信端末に相当する。
【００１６】
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と組をなす電子キー２のＩＤコードが登録されている。照合ＥＣＵ９には、車外数ｍの範囲にＬＦ（Low Frequency）帯の電波を送信可能な車外発信機１０と、車内全域にＬＦ帯の電波を送信可能な車内発信機１１と、ＵＨＦ帯の電波を受信可能な車両受信機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にＩＤ返信要求としてリクエスト信号Ｓrqを断続的に送信して、スマート通信（双方向通信）を実行する。なお、キー照合装置５が通信マスタに相当する。
【００１７】
電子キー２には、電子キー２の動作を管理するキー制御部１３が設けられている。キー制御部１３のメモリ（図示略）には、電子キー２のＩＤコードが登録されている。キー制御部１３には、ＬＦ電波を受信可能なＬＦ受信機１４と、ＵＨＦ電波を送信可能なＵＨＦ送信機１５とが接続されている。
【００１８】
電子キー２が車外に位置するとき、車外発信機１０は、ＩＤ返信要求としてリクエスト信号Ｓrqを断続的に車外に送信して、車外スマート通信を実行する。電子キー２が車外通信エリアに進入してリクエスト信号Ｓrqを受信すると、リクエスト信号Ｓrqによって起動し、ＩＤ信号ＳidをＵＨＦ電波によって送信する。照合ＥＣＵ９は、ＩＤ信号Ｓidを車両受信機１２で受信すると、自身に登録したＩＤコードによりＩＤ照合（スマート照合）として車外照合を行い、車外照合が成立すると、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。
【００１９】
ユーザの乗車が例えば車両１のカーテシスイッチ（図示略）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からリクエスト信号Ｓrqの送信が開始される。そして、車内の電子キー２と車両１との間でＩＤ照合（スマート照合）として車内照合を行い、車内照合が成立すると、プッシュモーメンタリ式のエンジンスイッチ４によるエンジンの始動操作が許可される。
【００２０】
また、車両１と電子キー２とのスマート照合には、認証のセキュリティ性を確保するためにチャレンジレスポンス認証が含まれている。チャレンジレスポンス認証では、車両１から乱数としてチャレンジ信号Ｓchを電子キー２に送信して、電子キー２にチャレンジ信号Ｓchを演算させる。そして、このレスポンス信号Ｓrsを電子キー２から車両１に送信し、車両１が自ら演算したレスポンス信号Ｓrsと一致するか否か確認する。照合ＥＣＵ９は、ＩＤコード照合及びレスポンス認証の両方が成立すること確認すると、キー照合を成立として処理する。
【００２１】
キー操作フリーシステム３には、図２に示す中継器１６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１７が設けられている。ここで、中継器１６を使用した不正通信とは、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１６を使用して電波を中継して、スマート照合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１７は、この中継器１６を使用した不正なスマート照合成立を防止するためのものである。
【００２２】
ところで、この種の中継器１６では、データ内容を中継できるものの、電波強度までコピーして中継することができないことが知られている。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、実行中のスマート通信が、電子キー２のみを経由した正規通信なのか、或いは中継器１６を経由した不正通信なのかが分かるはずである。よって、本例の通信不正成立防止システム１７は、電子キー２が受信した電波の受信信号強度を確認することにより、スマート通信が正規通信か否かを確認する。
【００２３】
図１に示すように、照合ＥＣＵ９には、スマート通信の１通信の中で、電子キー２に測定させる受信信号強度測定信号１８を可変させて複数回送信する強度測定信号送信部１９が設けられている。図３に示すように、強度測定信号送信部１９は、待機中の電子キー２を起動させるウェイク信号群２０に受信信号強度測定信号１８を含ませ、このウェイク信号群２０をＬＦ電波にて複数回（図３の例では２回）送信する。本例の場合、１番目に送信されるものを第１ウェイク信号群２０ａとし、２番目に送信されるものを第２ウェイク信号群２０ｂとする。なお、強度測定信号送信部１９が強度測定信号送信手段に相当する。
【００２４】
これらウェイク信号群２０ａ，２０ｂには、ウェイクパターンを有するウェイク信号２１と、電子キー２にどのように動作すべきかを指令するコマンド２２と、前述した受信信号強度測定信号１８とが含まれている。受信信号強度測定信号１８は、ある一定の電界強度を持っている単なる電波である。本例の受信信号強度測定信号１８は、第１ウェイク信号群２０ａに含まれるものを１８ａとし、第２ウェイク信号群２０ｂに含まれるものを１８ｂとする。第１受信信号強度測定信号１８ａと第２受信信号強度測定信号１８ｂとの電波強度差は、測定誤差があっても電波受信できるように、測定誤差よりも大きな値に設定されている。
【００２５】
キー制御部１３には、受信した受信信号強度測定信号１８の受信信号強度を測定する受信信号強度測定部２３が設けられている。受信信号強度測定部２３は、車両１から受信信号強度測定信号１８を受信する度、これら受信信号強度測定信号１８の受信信号強度を測定する。なお、受信信号強度測定部２３が受信強度測定手段に相当する。
【００２６】
キー制御部１３には、車両１とのスマート通信を実行する応答動作部２４が設けられている。応答動作部２４は、車両１からウェイク信号群２０を受信したとき、ウェイク信号群２０に含まれるコマンド２２に従い、車両１への応答動作を実行する。本例の応答動作部２４は、ウェイク信号２１を２回受信したとき、自身が起動したことを通知するアック信号２５を車両１に送信する。なお、応答動作部２４が受信信号強度送信手段に相当する。
【００２７】
また、応答動作部２４は、車両１からチャレンジ信号Ｓchを受信して、これに対してレスポンス信号Ｓrsを返信するとき、レスポンス信号Ｓrsに受信信号強度測定データＤｓを付加して送信する。例えば、車両１から２つの受信信号強度測定信号１８ａ，１８ｂを受信した場合、第１受信信号強度測定信号１８ａの測定データである 第１受信信号強度測定データＤs1と、第２受信信号強度測定信号１８ｂの測定データである第２受信信号強度測定データＤs2とを車両１に送信する。
【００２８】
照合ＥＣＵ９には、電子キー２から送信された受信信号強度測定データＤs1，Ｄs2を基に、実行中のスマート通信が正規通信か否かを確認する通信確認部２６が設けられている。通信確認部２６は、受信信号強度測定データＤs1，Ｄs2に差があれば、実行中のスマート通信を正規通信として処理する。一方、通信確認部２６は、受信信号強度測定データＤs1，Ｄs2に差がなければ、実行中のスマート通信を不正通信として処理する。なお、通信確認部２６が確認手段に相当する。
【００２９】
次に、本例の通信不正成立防止システム１７の動作を、図３〜図６を用いて説明する。なお、ここでは、車外スマート通信を例に挙げることとする。
図３に示すように、強度測定信号送信部１９は、まず第１ウェイク信号群２０ａを車外発信機１０からＬＦ電波によって送信する。第１ウェイク信号群２０ａは、ウェイク信号２１と、１番目のコマンド（第１コマンド２２ａ）と、第１受信信号強度測定信号１８ａとが１セットになっている。第１コマンド２２ａは、電子キー２にウェイク信号２１のアック応答を返信させるのではなく、まずは第１受信信号強度測定信号１８ａの受信信号強度を電子キー２に測定させる指令である。
【００３０】
電子キー２は、第１ウェイク信号群２０ａを受信すると、第１ウェイク信号群２０ａ内のウェイク信号２１によって待機状態から起動状態に切り換わる。そして、応答動作部２４は、第１コマンド２２ａに従って、第１受信信号強度測定信号１８ａの受信強度測定に移行する。よって、受信信号強度測定部２３は、第１受信信号強度測定信号１８ａの受信信号強度を測定し、その測定データ（第１受信信号強度測定データＤs1）を、キー制御部１３内のメモリに保持する。
【００３１】
このとき、電子キー２は、ウェイク信号２１にて起動状態に切り換わっているが、直ぐにアック返信を行わず、次の電波受信に待機する。つまり、応答動作部２４は、第１ウェイク信号群２０ａを受信したとき、ウェイク信号２１にて起動しても、第１コマンド２２ａの命令に従い、直ぐにアック返信を行わずに待機状態に入る。
【００３２】
続いて、強度測定信号送信部１９は、第１ウェイク信号群２０ａを送信してから所定時間経過後、今度は第２ウェイク信号群２０ｂを車外発信機１０からＬＦ電波によって送信する。第２ウェイク信号群２０ｂは、ウェイク信号２１と、２番目のコマンド（第２コマンド２２ｂ）と、第２受信信号強度測定信号１８ｂとが１セットになっている。第２コマンド２２ｂは、第２受信信号強度測定信号１８ｂを電子キー２に測定させ、その測定後、電子キー２にアック応答を返信させる指令である。
【００３３】
電子キー２は、第２ウェイク信号群２０ｂを受信すると、第２ウェイク信号群２０ｂ内のウェイク信号２１、つまりウェイクパターンを確認する。そして、応答動作部２４は、ウェイクパターンが正しければ、第２コマンド２２ｂに従って、第２受信信号強度測定信号１８ｂの受信強度測定に移行する。よって、受信信号強度測定部２３は、第２受信信号強度測定信号１８ｂの受信信号強度を測定し、その測定データ（第２受信信号強度測定データＤs2）を、キー制御部１３内のメモリに保持する。
【００３４】
応答動作部２４は、第２ウェイク信号群２０ｂを受信すると、電子キー２が起動状態に切り換わったことを車両１に通知するために、アック信号２５をＵＨＦ電波により送信する。
【００３５】
照合ＥＣＵ９は、第２ウェイク信号群２０ｂを送信してから所定時間内に電子キー２からアック信号２５を受信すると、電子キー２とスマート通信が確立したことを確認する。照合ＥＣＵ９は、スマート通信が確立したことを確認すると、チャレンジ信号（チャレンジコード）Ｓchを車外発信機１０からＬＦ電波によって送信する。チャレンジ信号Ｓchは、送信の度に毎回コードが変更される乱数である。
【００３６】
電子キー２は、アック返信後、所定時間内にチャレンジ信号Ｓchを受信すると、このチャレンジ信号Ｓchを自身の暗号鍵によって演算することにより、レスポンスコード２７を算出する。そして、電子キー２は、レスポンスコードを演算すると、チャレンジ信号Ｓchの応答としてレスポンス信号Ｓrsを車両１に返信する。レスポンス信号Ｓrsには、レスポンスコード２７、第１受信信号強度測定データＤs1、第２受信信号強度測定データＤs2が含まれている。
【００３７】
照合ＥＣＵ９は、チャレンジ信号Ｓchを電子キー２に送信したとき、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している。よって、照合ＥＣＵ９は、車両受信機１２でレスポンス信号Ｓrsを受信したとき、レスポンス信号Ｓrs内のレスポンスコード２７を確認する。照合ＥＣＵ９は、両方のレスポンスコードが一致することを確認すると、チャレンジレスポンス認証が成立したことを認識する。
【００３８】
通信確認部２６は、チャレンジレスポンス認証が成立したことを確認すると、第１受信信号強度測定データＤs1と第２受信信号強度測定データＤs2とに差が存在するか否かを確認する。ここで、図４に示すように、実行中のスマート通信が正規通信であるならば、これら受信信号強度測定データＤs1，Ｄs2には、差が発生している。よって、通信確認部２６は、受信信号強度測定データＤs1，Ｄs2に差があることを確認すると、実行中のスマート通信が正規通信として処理される。
【００３９】
一方、図５に示すように、実行中のスマート通信が不正通信であるならば、中継器１６は受信信号強度まではコピーできない現状があるため、受信信号強度測定データＤs1，Ｄs2に差が発生しない。よって、通信確認部２６は、受信信号強度測定データＤs1，Ｄs2に差がないことを確認すると、実行中のスマート通信を不成立として処理する。従って、第三者等が中継器１６を使用してスマート照合を成立させようとしても、この通信は不正通信として処理される。
【００４０】
また、通信不正成立防止システム１７は、スマート通信の通信環境下におけるノイズを測定して、スマート通信に反映させることも可能である。この場合、照合ＥＣＵ９には、受信信号強度測定信号１８として電波無し（送信強度「０」）の信号を送信して、通信環境下におけるノイズを測定するノイズ測定部２８が設けられている。ノイズ測定部２８は、送信強度「０」の受信信号強度測定信号１８に対して電子キー２が返信してきた受信信号強度測定データＤｓを確認することにより、ノイズを測定する。なお、ノイズ測定部２８がノイズ測定手段に相当する。
【００４１】
図６に示すように、ノイズ測定部２８は、第２ウェイク信号群２０ｂの後に、ノイズ測定用の信号として第３ウェイク信号群２０ｃを車外発信機１０からＬＦ電波によって送信する。第３ウェイク信号群２０ｃは、ウェイク信号２１と、３番目のコマンド（第３コマンド２２ｃ）と、電波無し（送信強度「０」）の第３受信信号強度測定信号１８ｃとが１セットとなっている。第３コマンド２２ｃは、ノイズ測定用コマンドであって、第３受信信号強度測定信号１８ｃを電子キー２に測定させ、その測定後、第２コマンド２２ｂに代わりアック応答を電子キー２に返信させる指令である。
【００４２】
電子キー２は、第３ウェイク信号群２０ｃを受信すると、第３ウェイク信号群２０ｃ内のウェイク信号２１、つまりウェイクパターンを確認する。そして、応答動作部２４は、ウェイクパターンが正しければ、第３コマンド２２ｃに従って、第３受信信号強度測定信号１８ｃの受信信号強度を測定する。そして、受信信号強度測定部２３は、その測定データ（第２受信信号強度測定データＤs3）を、キー制御部１３内のメモリに保持する。
【００４３】
電子キー２は、チャレンジ信号Ｓchの受信後、レスポンス信号Ｓrsを返信する。このレスポンス信号Ｓrsには、レスポンスコード２７、第１受信信号強度測定データＤs1、第２受信信号強度測定データＤs2及び第３受信信号強度測定データＤs3が含まれている。
【００４４】
通信確認部２６は、チャレンジレスポンス認証の成立を条件として第３受信信号強度測定データＤs3を確認することにより、通信環境下におけるノイズを測定する。このとき、通信環境下にノイズがなければ、第３受信信号強度測定データＤs3は「０」、又はその近似値をとる。よって、ノイズ測定部２８は、第３受信信号強度測定データＤs3が「０」に即した値をとることを確認すると、通信環境下にノイズはないと認識する。このため、照合ＥＣＵ９は、実行中のスマート通信を有効とする。
【００４５】
一方、通信環境下にノイズがあれば、第３受信信号強度測定データＤs3は、ノイズに即した値をとる。よって、ノイズ測定部２８は、第３受信信号強度測定データＤs3が所定値以上の値をとることを確認すると、通信環境下にノイズがあると認識する。このため、照合ＥＣＵ９は、実行中のスマート通信がノイズにより影響を受けた通信の可能性があるとして、実行中のスマート通信を無効とし、スマート通信を再実行する。
【００４６】
以上により、本例においては、スマート通信の１通信の中で受信信号強度測定信号１８を異なる電波強度で複数送信し、これら受信信号強度測定信号１８の受信信号強度を電子キー２にて測定する。そして、電子キー２がレスポンス信号Ｓrsを車両１に送信するとき、受信信号強度測定データＤs1，Ｄs2を車両１に送信して、これら受信信号強度測定データＤs1，Ｄs2の差を基に、実行中のスマート通信が正規通信か否かを確認する。よって、１回のスマート通信で通信が正規通信又は不正通信のどちらかを判定することが可能となるので、短い通信時間で通信の不正判定を行うことが可能となる。
【００４７】
また、車両１から電子キー２にウェイク信号２１を送信するとき、ノイズ測定用の第３コマンド２２ｃと、電波無しの第３受信信号強度測定信号１８ｃとを電子キー２に送信して、通信環境下にノイズが発生しているか否かを確認することも可能である。よって、通信環境下にノイズがあるときは、実行中のスマート通信を無効化することが可能となるので、スマート通信の信頼性を確保することが可能となる。
【００４８】
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）スマート通信の１通信の中で、車両１から受信信号強度測定信号１８を可変させて複数回送信し、これら受信信号強度測定信号１８の受信信号強度を電子キー２で測定する。そして、この測定結果である受信信号強度測定データＤs1，Ｄs2を電子キー２から車両１に送信して、実行中のスマート通信の正規／不正を判定する。よって、スマート通信の正規／不正の判定を行う場合であっても、通信時間を短く抑えることができる。
【００４９】
（２）車両１から受信信号強度測定信号１８を電子キー２に送信するとき、受信信号強度測定信号１８にコマンド２２を付加して送信することにより、コマンド２２によって電子キー２に動作を指示する。よって、電子キー２に実行させる動作をコマンド２２にて適宜設定することが可能となるので、通信に自由度を持たせることができる。このため、例えば状況に応じてウェイク信号群２０の個数を変更するなど、通信の態様を自由に変更することができる。
【００５０】
（３）第１受信信号強度測定信号１８ａと第２受信信号強度測定信号１８ｂとの電波強度差を、通信の測定誤差よりも大きな値に設定した。よって、例えば本来ならば受信信号強度測定データＤs1，Ｄs2の間に差があるにも拘らず、この差が測定誤差にて消される状況が生じない。従って、判定精度を確保することができる。
【００５１】
（４）ウェイク信号２１に受信信号強度測定信号１８を付加して、受信信号強度を電子キー２に測定させるので、スマート通信で最初に送信する信号によって、早めに受信信号強度を算出しておくことができる。また、レスポンス信号Ｓrsに受信信号強度測定データＤs1，Ｄs2を付加して車両１に送信するので、チャレンジレスポンス認証成立時のみ、受信信号強度測定データＤs1，Ｄs2を確認すればよい。よって、受信信号強度測定データＤs1，Ｄs2の差の確認を、真に必要なときにのみ行うことができる。
【００５２】
（５）車両１からノイズ測定用の第３コマンド２２ｃと電波無しの第３受信信号強度測定信号１８ｃとを電子キー２に送信して、通信環境下にノイズが発生しているか否かを確認する。よって、ノイズ有無をスマート通信に反映することが可能となるので、スマート通信の信頼性を向上することができる。
【００５３】
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。
・スマート通信の正規／不正の判定は、受信信号強度測定データＤs1，Ｄs2に差があるかどうかを確認する方式に限定されない。例えば、受信信号測定強度データＤs1，Ｄs2の比が、受信信号強度測定信号１８ａ，１８ｂの比と一致するか否かを確認する方式としてもよい。
【００５４】
・受信信号強度測定信号１８は、ウェイク信号２１に付加されることに限定されず、例えばチャレンジ信号Ｓchを２回送信するようにして、これらに付加してもよい。
・受信信号強度測定信号１８を可変して複数回送信する場合、例えば１番目をウェイク信号２１に付加し、２番目をチャレンジ信号Ｓchに付加してもよい。
【００５５】
・受信信号強度測定信号１８の送信回数は、２回に限定されず、３回以上でもよい。
・受信信号強度測定データＤｓは、レスポンス信号Ｓrsに付加されることに限定されず、例えばアック信号２５に付加してもよい。
【００５６】
・通信マスタは、キー照合装置５に限定されず、他のものに変更してもよい。また、通信端末は、電子キー２に限定されず、例えばＩＣカード等の種々の端末が使用可能である。
【００５７】
・双方向通信は、スマート通信に限定されず、他の通信を用いてもよい。
・双方向通信で使用する周波数は、ＬＦやＵＨＦに限定されず、例えばＨＦ（High Frequency）等の他の周波数を採用してもよい。
【００５８】
・双方向通信は、例えばＮＦＣ（Near Field Communication）等を用いてもよい。
・双方向通信の通信距離は、数ｍに限定されず、適宜変更可能である。
・双方向通信時に行う認証は、チャレンジレスポンス認証に限定されず、例えば単にＩＤコードのみを車両１に送信する認証を採用してもよい。
【００５９】
・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、例えば電子キー２側からの通信を契機としてＩＤ照合を行うワイヤレスキーシステムとしてもよい。
・通信不正成立防止システム１７は、車外スマート通信にのみ適用されることに限らず、車内スマート通信にも適用可能である。
【００６０】
・本例の通信不正成立防止システム１７は、車両１に適用されることに限定されず、他の機器や装置に応用可能である。
【符号の説明】
【００６１】
２…通信端末としての電子キー、５…通信マスタとしてのキー照合装置、１７…通信不正成立防止システム、１８（１８ａ〜１８ｃ）…受信信号強度測定信号、１９…強度測定信号送信手段としての強度測定信号送信部、２１…ウェイク信号、２２（２２ａ〜２２ｃ）…コマンド、２３…受信強度測定手段としての受信信号強度測定部、２４…受信信号強度送信手段としての応答動作部、２５…アック信号、２６…確認手段としての通信確認部、２８…ノイズ測定手段としてのノイズ測定部、Ｄｓ（Ｄs1〜Ｄs3）…受信信号強度測定データ、Ｓch…チャレンジ信号、Ｓrs…レスポンス信号。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信マスタ及びその通信端末が、双方向通信によって通信を実行する通信不正成立防止システムにおいて、
前記双方向通信の１通信の中で、前記通信端末側において受信強度を測定するための受信信号強度測定信号を、送信強度を切り換えて複数回送信させる強度測定信号送信手段と、
複数の前記受信信号強度測定信号の受信信号強度を前記通信端末側において測定する受信強度測定手段と、
前記１通信の中で前記通信端末が前記通信マスタに応答を返す際、測定した複数の受信信号強度測定データを前記通信マスタに送信する受信信号強度送信手段と、
前記通信端末から受信した複数の前記受信信号強度測定データを基に、実行中の通信が正規通信か否かを確認する確認手段と
を備えたことを特徴とする通信不正成立防止システム。
【請求項２】
前記強度測定信号送信手段は、前記通信端末に対する指令であるコマンドと前記受信信号強度測定信号とを１セットにし、当該セットを複数回送信し、
前記通信端末は、前記コマンドに従って動作して、前記通信マスタとの双方向通信を実行する
ことを特徴とする請求項１に記載の通信不正成立防止システム。
【請求項３】
前記受信信号強度測定信号は、受信信号強度の測定誤差を考慮に入れた値に設定されている
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の通信不正成立防止システム。
【請求項４】
前記双方向通信は、前記通信マスタがウェイク信号を前記通信端末に送信して当該通信端末を起動させ、起動後の前記通信端末がアック信号を前記通信端末に送信し、当該アック信号を受信した前記通信マスタがチャレンジレスポンス認証を行うべくチャレンジ信号を前記通信端末に送信し、前記通信端末が前記チャレンジ信号に対する演算結果としてレスポンス信号を前記通信マスタに送信する通信であって、
前記強度測定信号送信手段は、前記ウェイク信号に受信信号強度測定信号を付加して当該受信信号強度測定信号を送信し、
前記受信信号強度送信手段は、前記レスポンス信号を送信するとき、前記レスポンス信号に前記受信信号強度測定データを付加して当該レスポンス信号を送信する
ことを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか一項に記載の通信不正成立防止システム。
【請求項５】
前記受信信号強度測定信号を電波無しで送信させ、当該受信信号強度測定信号に対する前記受信信号強度測定データを確認することにより、通信環境下におけるノイズを測定するノイズ測定手段を備えた
ことを特徴とする請求項１〜４のうちいずれか一項に記載の通信不正成立防止システム。
【請求項１】
通信マスタ及びその通信端末が、双方向通信によって通信を実行する通信不正成立防止システムにおいて、
前記双方向通信の１通信の中で、前記通信端末側において受信強度を測定するための受信信号強度測定信号を、送信強度を切り換えて複数回送信させる強度測定信号送信手段と、
複数の前記受信信号強度測定信号の受信信号強度を前記通信端末側において測定する受信強度測定手段と、
前記１通信の中で前記通信端末が前記通信マスタに応答を返す際、測定した複数の受信信号強度測定データを前記通信マスタに送信する受信信号強度送信手段と、
前記通信端末から受信した複数の前記受信信号強度測定データを基に、実行中の通信が正規通信か否かを確認する確認手段と
を備えたことを特徴とする通信不正成立防止システム。
【請求項２】
前記強度測定信号送信手段は、前記通信端末に対する指令であるコマンドと前記受信信号強度測定信号とを１セットにし、当該セットを複数回送信し、
前記通信端末は、前記コマンドに従って動作して、前記通信マスタとの双方向通信を実行する
ことを特徴とする請求項１に記載の通信不正成立防止システム。
【請求項３】
前記受信信号強度測定信号は、受信信号強度の測定誤差を考慮に入れた値に設定されている
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の通信不正成立防止システム。
【請求項４】
前記双方向通信は、前記通信マスタがウェイク信号を前記通信端末に送信して当該通信端末を起動させ、起動後の前記通信端末がアック信号を前記通信端末に送信し、当該アック信号を受信した前記通信マスタがチャレンジレスポンス認証を行うべくチャレンジ信号を前記通信端末に送信し、前記通信端末が前記チャレンジ信号に対する演算結果としてレスポンス信号を前記通信マスタに送信する通信であって、
前記強度測定信号送信手段は、前記ウェイク信号に受信信号強度測定信号を付加して当該受信信号強度測定信号を送信し、
前記受信信号強度送信手段は、前記レスポンス信号を送信するとき、前記レスポンス信号に前記受信信号強度測定データを付加して当該レスポンス信号を送信する
ことを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか一項に記載の通信不正成立防止システム。
【請求項５】
前記受信信号強度測定信号を電波無しで送信させ、当該受信信号強度測定信号に対する前記受信信号強度測定データを確認することにより、通信環境下におけるノイズを測定するノイズ測定手段を備えた
ことを特徴とする請求項１〜４のうちいずれか一項に記載の通信不正成立防止システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−１２３５２７（Ｐ２０１２−１２３５２７Ａ）
【公開日】平成２４年６月２８日（２０１２．６．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２７２６０６（Ｐ２０１０−２７２６０６）
【出願日】平成２２年１２月７日（２０１０．１２．７）
【出願人】（０００００３５５１）株式会社東海理化電機製作所 (3,198)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年６月２８日（２０１２．６．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月７日（２０１０．１２．７）
【出願人】（０００００３５５１）株式会社東海理化電機製作所 (3,198)
【Ｆターム（参考）】
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