電子キーシステム
【課題】電子キーシステムにおいて、中継機を利用した電子キー及び車両間の不正な通信を抑制することで、よりセキュリティ性を向上させることにある。
【解決手段】車両２及び電子キー１０間において、要求信号（チャレンジ信号Ｓｃｃ１）又は応答信号（レスポンス信号Ｓｒｅ１）の送信中に重なり合うタイミングで、同信号の送信方向の反対方向に向けて対向信号Ｓｋｅ，Ｓｃａを送信することで、中継機を利用して車両２と同車両２から遠く離れた位置における電子キー１０との間で不正な通信が実行されることが抑制される。これにより、電子キーシステム１のセキュリティ性をいっそう向上させることができる。
【解決手段】車両２及び電子キー１０間において、要求信号（チャレンジ信号Ｓｃｃ１）又は応答信号（レスポンス信号Ｓｒｅ１）の送信中に重なり合うタイミングで、同信号の送信方向の反対方向に向けて対向信号Ｓｋｅ，Ｓｃａを送信することで、中継機を利用して車両２と同車両２から遠く離れた位置における電子キー１０との間で不正な通信が実行されることが抑制される。これにより、電子キーシステム１のセキュリティ性をいっそう向上させることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、無線通信にて車両ドアの解錠、エンジン始動を可能とする電子キーシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の電子キーシステムでは、電子キー及び車両間でのＩＤコードを含む各種信号の送受信を通じてＩＤコードの照合が成立したときには車両ドア錠の施解錠、エンジン始動等が可能となる。例えば特許文献１に示す電子キーシステムにおいては、車両は、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、を備える。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（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（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（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
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ユーザが携帯する電子キーと車両との間で不正に通信がされるおそれがある。すなわち、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て、電子キーが車両から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成立させる手口が考えられる。
【０００４】
このような中継機を利用した不正な通信に対しては、従来から種々の対策が講じられている（例えば、特許文献２参照。）。
また、上記のような問題に対して、車両及び電子キー間において、同一周波数帯の信号を送受信することで、中継機による不正な電波リレーを抑制できることが知られている。具体的には、図４に示すように、中継機１０１は、車両１２１からの要求信号を受信するべく車両１２１側に設けられる受信アンテナ１０２と、その受信した要求信号を電子キー１２２付近に送信するべく電子キー１２２側に設けられる送信アンテナ１０３とを備える。受信アンテナ１０２及び送信アンテナ１０３は接続ライン１０５を介して接続されている。
【０００５】
また、中継機１０１は、電子キー１２２からの応答信号を受信するべく電子キー１２２側に設けられる受信アンテナ１０８と、その受信した応答信号を車両１２１側に送信するべく車両１２１側に設けられる送信アンテナ１０７とを備える。受信アンテナ１０８及び送信アンテナ１０７は接続ライン１０６を介して接続されている。
【０００６】
両接続ライン１０５，１０６には増幅回路１０４，１０９が設けられている。増幅回路１０４，１０９は、受信アンテナ１０２，１０８により受信される信号を増幅して送信アンテナ１０３，１０７側に送信する。
【０００７】
上記構成によれば、中継機１０１は、受信アンテナ１０２を介して受信した要求信号を送信アンテナ１０３から電子キー１２２に送信する。また、中継機１０１は、当該要求信号に応じた電子キー１２２からの応答信号を、受信アンテナ１０８を介して受信し、送信アンテナ１０７から車両１２１に送信する。従って、電子キー１２２が車両１２１から離れた位置において、中継機１０１により車両１２１及び電子キー１２２間の通信が可能となる。
【０００８】
なお、各接続ライン１０５，１０６間に一対の送受信アンテナを設けて、無線にて要求信号及び応答信号を送受信することも可能である。これにより、車両１２１側に設けられる受信アンテナ１０２及び送信アンテナ１０７と、電子キー１２２側に設けられる送信アンテナ１０３及び受信アンテナ１０８と、を離れた位置に設置して、無線にて電波リレーが可能となる。
【０００９】
上記構成の中継機１０１において、車両１２１及び電子キー１２２間で同一周波数帯（ＵＨＦ帯）の要求信号及び応答信号を送受信する場合には、以下のような現象が発生する。すなわち、車両１２１からの要求信号は、受信アンテナ１０２及び増幅回路１０４を介して送信アンテナ１０３から電子キー１２２に送信される。電子キー１２２は、送信アンテナ１０３からの要求信号に応じて応答信号を返信する。この応答信号を受信アンテナ１０８は受信する。このとき、受信アンテナ１０８は応答信号のみならず、送信アンテナ１０３からの要求信号も受信する。この受信アンテナ１０８が受信した要求信号は、接続ライン１０６を介して送信アンテナ１０７から妨害電波として送信される。車両１２１からの要求信号は妨害電波と混信し、送信アンテナ１０３から混信した要求信号が電子キー１２２に送信される。電子キー１２２は混信した要求信号は正規の要求信号でないとして、応答信号を返信しない。また、たとえ、電子キー１２２から応答信号が返信されたとしても、応答信号にとって送信アンテナ１０３から発される混信した要求信号が妨害電波となる。このように、受信アンテナ１０２，１０８が想定しない要求信号又は応答信号を受信することで、妨害電波が発生して、車両１２１及び電子キー１２２間の不正な通信の成立が防止される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００７−１７０１６２号公報
【特許文献２】特開２００６−１１８８８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところで、上記同一周波数帯の信号を利用した電子キーシステムにおいて、要求信号及び応答信号の送信タイミングが解析された場合には、中継機１０１による車両１２１及び電子キー１２２間の不正な通信が可能となる。詳しくは、図３に示すように、各接続ライン１０５，１０６にはスイッチング素子１１１，１１２が設けられている。スイッチング素子１１１，１１２には制御回路１１５が接続され、制御回路１１５からの指令信号により、スイッチング素子１１１，１１２は接続ライン１０５，１０６を非通電状態から通電状態に切り替える。すなわち、制御回路１１５は、解析された要求信号及び要求信号の送信タイミングに合わせて、スイッチング素子１１１，１１２を介して接続ライン１０５，１０６の通電状態を切り替える。
【００１２】
具体的には、制御回路１１５は、車両１２１からの要求信号が送信されるタイミングにおいて、スイッチング素子１１１に指令信号を出力して、接続ライン１０５を通電状態とする。これにより、要求信号が受信アンテナ１０２を介して受信されて、送信アンテナ１０３から送信される。このとき接続ライン１０６は非通電状態であるため、送信アンテナ１０３からの要求信号が受信アンテナ１０８を介して受信されることはなく、ひいては、送信アンテナ１０７から妨害電波が送信されることが防止される。要求信号の送信が停止されるタイミングで、制御回路１１５はスイッチング素子１１１への指令信号の出力を停止する。
【００１３】
また、制御回路１１５は、電子キー１２２からの応答信号が送信されるタイミングにおいて、スイッチング素子１１２に指令信号を出力して、接続ライン１０６を通電状態とする。これにより、応答信号が受信アンテナ１０８を介して受信されて、送信アンテナ１０７から車両１２１側へ送信される。このとき、車両１２１から要求信号は送信されていないため、接続ライン１０５は非通電状態である。よって、送信アンテナ１０７からの応答信号が受信アンテナ１０２を介して受信されることはなく、ひいては、送信アンテナ１０３から妨害電波が送信されることが防止される。
【００１４】
このように、解析された送信タイミングに応じてスイッチング素子１１１，１１２を非通電状態と通電状態との間で切り替えることで、前述した信号の循環が抑制され、上記妨害電波も発生しない。従って、車両１２１及び電子キー１２２間において、同一周波数帯の信号を使用した通信が行われる場合であれ、不正に通信がされるおそれがある。
【００１５】
この発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、中継機を利用した電子キー及び車両間の不正な通信を抑制することで、よりセキュリティ性を向上させた電子キー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】
【００１６】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について説明する。
請求項１に記載の発明は、ユーザに携帯されて車両側からの要求信号に応じて同要求信号と同一周波数帯の自身の識別コードを含む応答信号を送信する電子キーと、前記車両に搭載されて要求信号を車両の室内外に送信するとともに、前記電子キー側から返信される応答信号の識別コードの照合の成否を通じて車両ドアの解錠及び車両エンジンの始動を可能とする車載機と、を備えた電子キーシステムにおいて、前記車載機からの要求信号の発信と重なり合うタイミングで前記電子キーから前記車載機に向けて発信される前記要求信号と同一周波数帯であって、かつ、同要求信号と異なる周波数値の第１の対向信号、及び、前記電子キーからの応答信号の発信と重なり合うタイミングで前記車載機から前記電子キーに向けて発信される前記応答信号と同一周波数帯であって、かつ、同応答信号と異なる周波数値の第２の対向信号の少なくとも一方が送信されることをその要旨としている。
【００１７】
同構成によれば、車両及び電子キー間において、要求信号又は応答信号の送信中に重なり合うタイミングで、同信号の送信方向の反対方向に向けて対向信号を送信することで、中継機を利用して車両と同車両から遠く離れた位置における電子キーとの間で不正な通信が実行されることが抑制される。具体的に説明すると、中継機は、車両からの要求信号を受信する要求信号受信用アンテナと、同要求信号を電子キー側に送信する要求信号送信用アンテナと、電子キーからの応答信号を受信する応答信号受信用アンテナと、同応答信号を車両側に送信する応答信号送信用アンテナと、を備える。ここで、要求信号及び応答信号は対向信号と同一周波数帯で送信されるため、両受信用アンテナは対向信号を受信可能である。
【００１８】
車両及び電子キー間に上記中継機を設けた場合に、同一周波数帯の要求信号及び第１の対向信号又は同一周波数の応答信号及び第２の対向信号が同時に、かつ双方向に送受信されることで、中継機から妨害電波が発生する。詳しくは、中継機の要求信号受信用アンテナが応答信号送信用アンテナからの対向信号を不用意に受信する場合がある。同様に、応答信号受信用アンテナが要求信号送信用アンテナからの対向信号を不用意に受信する場合もある。このように、受信用アンテナによって不用意に受信される対向信号は送信用アンテナから発信されて、正規の要求信号及び応答信号にとって妨害電波となる。これにより、中継機を介した車両及び電子キー間の通信が防止されて、電子キーシステムのセキュリティ性をいっそう向上させることができる。
【００１９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の電子キーシステムにおいて、前記車載機から前記電子キーに前記応答信号及び前記第１の対向信号の周波数情報を含む送信周波数信号、又は前記電子キーから前記車載機に前記要求信号及び前記第２の対向信号の周波数情報を含む送信周波数信号が送信されて、前記送信周波数信号を前記電子キーが受信した場合には、同送信周波数信号に含まれる信号周波数情報に基づき決定した周波数で前記応答信号及び前記第１の対向信号の少なくとも一方を送信し、前記送信周波数信号を前記車載機が受信した場合には、同送信周波数信号に含まれる信号周波数情報に基づき決定した周波数で前記要求信号及び前記第２の対向信号の少なくとも一方を送信することをその要旨としている。
【００２０】
同構成によれば、車載機及び電子キー間において単方向に送信周波数信号が送信される。送信周波数信号には要求信号及び第２の対向信号又は応答信号及び第１の対向信号の送信時の周波数情報が含まれている。従って、車載機及び電子キー間で送信周波数信号をやりとりすることで、要求信号、応答信号及び対向信号の送信周波数を車載機及び電子キーで共通して認識できる。ところで、対向信号は、同信号と同時に送信される要求信号又は応答信号と同一周波数帯である。また、車両及び電子キー間において要求信号及び応答信号と対向信号との干渉を防止するには、同一の周波数値とならないように設定する必要がある。上記構成では、車載機及び電子キー間での送信周波数信号のやりとりを通じて、要求信号及び応答信号と対向信号とが異なる周波数値で送信されるため、上記のような信号の干渉を防ぐことができる。
【００２１】
また、送信周波数信号を送信することで、予め車載機及び電子キー間で通信毎の要求信号、応答信号及び対向信号の送信周波数を取り決める必要がなく、例えば、ランダムに信号の周波数を決定することができる。よって、通信毎の各種信号の周波数を予測することがより困難となり、電子キーシステムのセキュリティ性が向上する。
【００２２】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の電子キーシステムにおいて、前記要求信号は前記電子キーを起動させる旨のウェイク信号を含み、前記応答信号は前記ウェイク信号に応じて返信されるアック信号を含み、前記車載機は、前記ウェイク信号に応じたアック信号の受信確認後に、前記電子キーとの間で正規の前記電子キーであるか否かの認証通信を前記要求信号及び前記応答信号の送受信を通じて行い、前記送信周波数信号は前記ウェイク信号に応じた前記アック信号の送信後に送信されることをその要旨としている。
【００２３】
同構成によれば、正規の電子キーであるか否かの認証通信前に送信周波数信号が送信される。従って、秘匿性の高い認証通信において送受信される要求信号及び応答信号について、通信毎にそれら信号の周波数を変えることができる。よって、電子キーシステムのセキュリティ性を確保しつつ、秘匿性の低いウェイク信号及びそれに応じたアック信号については周波数の変更が不要となるため、それに係る処理が省ける。
【００２４】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の電子キーシステムにおいて、前記車載機は認証通信に係る前記応答信号を要求する旨の要求信号に含まれる第１のチャレンジ信号を前記電子キーに送信し、前記電子キーは前記第１のチャレンジ信号を受信すると、応答信号に含まれる、前記電子キーの識別コードを含む第１のレスポンス信号を前記応答信号として前記車載機に返信し、前記車載機は前記第１のレスポンス信号に含まれる前記電子キーの識別コードの照合の成否を通じて、正規の前記電子キーであるか否かの認証を行い、さらに、前記電子キーは、前記車両側での前記第１のチャレンジ信号の送信と重なり合うタイミングで、前記車載機に前記車両の識別コードを含む第２のレスポンス信号の送信を要求する旨の第２のチャレンジ信号を前記第１の対向信号として前記車載機に送信し、前記車載機は前記第２のチャレンジ信号を受信すると、前記電子キー側での第１のレスポンス信号の送信と重なり合うタイミングで、前記第２のレスポンス信号を前記第２の対向信号として前記電子キーに送信し、前記電子キーは前記第２のレスポンス信号に含まれる前記車両の識別コードの照合の成否を通じて、正規の前記車両であるか否かの認証を行い、前記電子キー及び前記車両にて、前記両識別コードの照合が成立した場合に、車両ドアの解錠及び車両エンジンの始動が可能とされることをその要旨としている。
【００２５】
同構成によれば、車両及び電子キー間における対向信号としてチャレンジ信号及びレスポンス信号が送信される。すなわち、車両及び電子キー間において、双方向にチャレンジ信号及びレスポンス信号が送受信されて、車両及び電子キーにおいて識別コードの照合が行われる。よって、中継機を利用した不正な通信を抑制しつつ、いっそう精度の高い車両及び電子キー間の照合が行える。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、電子キーシステムにおいて、中継機を利用した電子キー及び車両間の不正な通信を抑制することで、よりセキュリティ性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】電子キーシステムの構成図。
【図２】各種信号のタイミングチャート。
【図３】車両及び電子キー間において電波をリレーする中継機の構成図。
【図４】車両及び電子キー間において電波をリレーする中継機の構成図。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
（第１の実施形態）
以下、本発明にかかる電子キーシステムを具体化した第１の実施形態について図１〜図４を参照して説明する。
【００２９】
図１に示されるように、電子キーシステム１は、車両２の運転者によって所持される電子キー１０と、車両２に配設される車載機２０とを備えている。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。
【００３０】
＜電子キー＞
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、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等からなるコンピュータユニットによって構成された電子キー制御部１１と、その電子キー制御部１１に電気的に接続されてＵＨＦ帯の無線信号を受信するＵＨＦ受信部１２と、ＵＨＦ帯の無線信号を送信するＵＨＦ送信部１３とからなる。
【００３１】
ＵＨＦ受信部１２は、車載機２０から送信されるＵＨＦ帯の無線信号である要求信号を受信すると、同要求信号をパルス信号に復調し、復調された復調信号を電子キー制御部１１へ出力する。電子キー制御部１１には、例えば、ＥＥＰＲＯＭ等からなる不揮発性のメモリ１１ａが設けられ、そのメモリ１１ａには電子キー１０に固有のＩＤコード及び後述する暗号化された送信周波数信号Ｓｆｒを復号する演算、又はチャレンジコードを暗号化する演算に利用される暗号鍵が記憶されている。電子キー制御部１１は、ＵＨＦ受信部１２から復調信号が入力されると、受信データを読み取るとともに、メモリ１１ａに登録されたＩＤコードを含む応答信号をＵＨＦ送信部１３へ出力する。そして、電子キー１０は、ＵＨＦ送信部１３を介してＵＨＦ帯の無線信号である応答信号を車両２側へ送信する。また、電子キー制御部１１は、車載機２０から要求信号が送信されるタイミングで、ＵＨＦ送信部１３を介してＵＨＦ帯の無線信号である対向信号を送信する。なお、当該対向信号には電子キー１０から発せられた対向信号である旨の情報が付加され、その他ＩＤ情報等は付加されていない。また、電子キー１０において、ＵＨＦ受信部１２の受信動作及びＵＨＦ送信部１３の送信動作は同時に実行可能とされている。
【００３２】
ここで、ＵＨＦ受信部１２には、受信周波数をＵＨＦ帯において切り替える周波数切替回路１２ａが設けられている。また、ＵＨＦ送信部１３には、発信周波数をＵＨＦ帯において切り替える周波数切替回路１３ａが設けられている。
【００３３】
＜車載機＞
車載機２０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等からなるコンピュータユニットを備えて構成されている。車載機２０は、図１に示すように、各種車載機器を制御する車載制御部２１と、その車載制御部２１に電気的に接続された車外送信部２２と、車内送信部２３と、車載受信部２４とを備えている。
【００３４】
また、図１に示すように、車載制御部２１には、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のエンジンを始動させるエンジン制御装置３５と、ドアハンドル（図示略）に設けられてユーザの接触の有無を検出するドアハンドルセンサ３２とが電気的に接続されている。
【００３５】
車外送信部２２は、例えば、車両２の車両ドアのドアハンドル（図示略）の内部に設けられる。車外送信部２２は、車載制御部２１から要求信号が入力されると、その要求信号をＵＨＦ帯の無線信号に変調して、予め設定された間欠周期で車外送信アンテナ２２ａを介して車両２の周辺（車外通信エリア）に送信する。
【００３６】
車内送信部２３は、車内に設けられるとともに、車載制御部２１から要求信号が入力されると、その要求信号をＵＨＦ帯の無線信号に変調して、予め設定された間欠周期で車内送信アンテナ２３ａを介して車内（車内通信エリア）に送信する。また、車載制御部２１は、電子キー１０から応答信号が送信されるタイミングで、車内送信アンテナ２３ａ又は車外送信アンテナ２２ａを介して、ＵＨＦ帯の無線信号である対向信号を送信する。なお、当該対向信号には車載機２０から発された対向信号である旨の情報が付加され、その他ＩＤ情報等は付加されていない。また、車載機２０において、車内送信アンテナ２３ａ又は車外送信アンテナ２２ａの送信動作及び受信アンテナ２４ａの受信動作は同時に実行可能とされている。また、車外送信部２２及び車内送信部２３には、車外送信アンテナ２２ａ及び車内送信アンテナ２３ａから発信される周波数をＵＨＦ帯において切り替える周波数切替回路２２ｂ，２３ｂが設けられている。
【００３７】
車載受信部２４は、受信アンテナ２４ａを介して電子キー１０から送信される応答信号を受信すると、この信号をパルス信号に復調し、この復調信号を車載制御部２１へ出力する。車載制御部２１は、例えば、ＥＥＰＲＯＭ等からなる不揮発性のメモリ２１ａを備え、そのメモリ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、後述する各種信号の周波数が羅列されたデータである信号周波数パターン及び、同じく後述する送信周波数信号Ｓｆｒを暗号化する演算、又はレスポンスコードの演算に利用される暗号鍵が記憶されている。また、車載受信部２４には、受信アンテナ２４ａの受信する周波数をＵＨＦ帯において切り替える周波数切替回路２４ｂが設けられている。
【００３８】
車載制御部２１は、車外送信部２２及び車内送信部２３に対して要求信号を間欠的にそれぞれ異なるタイミングで出力する。そして、車載制御部２１は、車外送信部２２及び車内送信部２３を通じて送信した要求信号に応答して電子キー１０から送信された応答信号が車載受信部２４によって受信されると、その応答信号に含まれるＩＤコードとメモリ２１ａに記録されたＩＤコードとの照合を行う。この際、車載制御部２１は、電子キー１０から送信された応答信号が車外送信部２２、車内送信部２３のどちらから送信された要求信号に応答したものであるかに基づいて、電子キー１０が車外及び車内のいずれに存在するかを判断する。なお、車外送信部２２を介して電子キー１０とのＩＤコードの照合を行うことを車外照合といい、車内送信部２３を介して電子キー１０とのＩＤコードの照合を行うことを車内照合という。
【００３９】
車載制御部２１は、車外照合が成立した場合には、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はユーザがアウトサイドドアハンドル（図示略）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。
【００４０】
また、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。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を始動させる。
【００４１】
次に、要求信号、応答信号及び対向信号及びそれらの周波数について詳細に説明する。簡単に説明すると、要求信号、応答信号及び対向信号の周波数は、車載機２０から電子キー１０に送信される送信周波数信号Ｓｆｒに基づき通信毎に変更される。通信とは、車内照合又は車外照合が成立するまでの要求信号及び応答信号の一連の送受信をいう。
【００４２】
ここで、上記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、図２に示すように、ウェイク信号Ｓｗｋと、ビークルＩＤ信号Ｓｖｉと、チャレンジ信号Ｓｃｃ１とからなり、応答信号はアック信号Ｓａｃと、レスポンス信号Ｓｒｅ１とからなる。なお、前述した要求信号は主にウェイク信号Ｓｗｋに相当し、応答信号は主にレスポンス信号Ｓｒｅ１に相当する。
【００４３】
以下、車外照合の場合について説明する。車載制御部２１は、図２の上段に示すように、車外通信エリアに電子キー１０が存在するか否かを確認すべく、車外送信アンテナ２２ａからＵＨＦ帯のウェイク信号Ｓｗｋを断続的に発信させる。このウェイク信号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って、一定間隔をおいて車外送信アンテナ２２ａから繰り返し発信される。
【００４４】
電子キー１０がウェイク信号Ｓｗｋの通信エリアに入り込んでこのウェイク信号Ｓｗｋを受信すると、電子キー１０はこのウェイク信号Ｓｗｋで待機状態から起動状態に動作状態が切り換わる。電子キー１０は、このとき正常に起動状態をとると、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。
【００４５】
このとき、電子キー１０が発信するアック信号Ｓａｃは、車載受信部２４が受信待機状態となっている際に車載受信部２４に至る発信タイミングに設定されている。車載制御部２１は、図２の下段に示すように、ウェイク信号Ｓｗｋを発信した後、続けて行うポーリングでアック信号Ｓａｃを受け付ける動作をとる。そして、車載制御部２１は、アック信号Ｓａｃを受信すると、電子キー１０が車外通信エリアに存在すると判断する。
【００４６】
なお、車載制御部２１は、ウェイク信号Ｓｗｋに応答したアック信号Ｓａｃを正常に受信すると、その周期でポーリングを終了し、これ以降は電子キー１０が正規のものであるのかを実際に確認する認証通信動作に移行する。この認証通信動作時においては、電子キー１０と実際に無線通信を行うタイミングに受信待機状態となる。
【００４７】
認証通信動作を行うにあたって、車載制御部２１は、車外送信アンテナ２２ａからＵＨＦ帯の送信周波数信号Ｓｆｒを送信する。送信周波数信号Ｓｆｒには、認証通信動作に供される要求信号及び応答信号、すなわち、チャレンジ信号Ｓｃｃ１、レスポンス信号Ｓｒｅ１、さらに対向信号Ｓｃａ，Ｓｋｅの周波数に関する情報が含まれている。
【００４８】
送信周波数信号Ｓｆｒに含まれる周波数に関する情報として、送信毎に異なる信号周波数パターンが選択される。具体的には、以下のように周波数は選択される。すなわち、メモリ２１ａには複数の信号周波数パターンが記憶されている。信号周波数パターンは、無数のチャレンジ信号Ｓｃｃ１、レスポンス信号Ｓｒｅ１及び対向信号の周波数が羅列されたデータである。車載制御部２１は、複数の信号周波数パターンの中からランダムに所定の信号周波数パターンを選択して、その選択した信号周波数パターンを周波数に関する情報として送信周波数信号Ｓｆｒに含ませる。また、不正な情報の読み取りを防止するために、車載制御部２１は、メモリ２１ａに記憶される暗号鍵を用いて各種信号の周波数に係る情報を暗号化する演算を行ったうえで、送信周波数信号Ｓｆｒを送信する。
【００４９】
電子キー１０がＵＨＦ受信部１２を介して送信周波数信号Ｓｆｒを受信すると、電子キー制御部１１はメモリ１１ａに記憶される暗号鍵を用いて暗号化された送信周波数信号Ｓｆｒを復号する。ここで、送信周波数信号Ｓｆｒの暗号化及び復号化に用いられる暗号鍵は共通の鍵である共通鍵方式が採用されている。電子キー制御部１１は、送信周波数信号Ｓｆｒを復号することで、車両２側にて選択された信号周波数パターンを認識する。そして、電子キー制御部１１は認識した信号周波数パターンに基づき、ＵＨＦ送信部１３から発信されるレスポンス信号Ｓｒｅ１及び対向信号Ｓｋｅの周波数を決定する。このように、送信周波数信号Ｓｆｒの送信により電子キー１０もいずれの信号周波数パターンで通信を行うかを認識することができる。従って、車両２及び電子キー１０間で予め周波数を取り決めることなく、車載機２０がランダムに信号周波数パターンを選択できる。よって、通信毎の各種信号Ｓｃｃ１，Ｓｃａ，Ｓｒｅ１，Ｓｋｅの周波数を予測することがより困難となり、電子キーシステム１のセキュリティ性が向上する。
【００５０】
車載制御部２１は、ランダムに選択した信号周波数パターンに基づき、車外送信部２２から発信されるチャレンジ信号Ｓｃｃ１及び対向信号Ｓｋｅの周波数を決定する。ここで、決定されるチャレンジ信号Ｓｃｃ１及び対向信号Ｓｋｅの周波数はＵＨＦ帯内であって異なる値である。
【００５１】
電子キー１０は、ビークルＩＤ信号Ｓｖｉを受け付けると、このビークルＩＤ信号Ｓｖｉが正常コードであるか否かを確認するビークルＩＤ照合を通じて、車両２が正規の車両であるか否かの判定を行う。このように、ビークルＩＤ照合を行うことで、電子キー１０の周囲に複数の車両が存在して、同複数の車両から要求信号を受信する状況になっても、正規車両のみとビークルＩＤ信号Ｓｖｉの送信以降の通信を行うことができる。
【００５２】
図２に示すように、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。車載制御部２１は、ビークルＩＤ信号Ｓｖｉを発信した後、受信待機状態となり、この動作時にアック信号Ｓａｃを受け取る動作状態をとる。
【００５３】
車載制御部２１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、車外通信エリア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と認識する。
【００５４】
車載制御部２１は、電子キー１０との間でビークルＩＤ照合が成立した事を認識すると、次にチャレンジ信号Ｓｃｃ１を車外送信アンテナ２２ａから発信させる。チャレンジ信号Ｓｃｃ１は、乱数として用いるチャレンジコードと、車両２側に登録された電子キー１０のキー番号とからなる。
【００５５】
このチャレンジ信号Ｓｃｃ１が発信されるタイミングにおいて、電子キー制御部１１は、図２の中段に示すように、ＵＨＦ送信部１３から対向信号Ｓｋｅを送信する。対向信号Ｓｋｅはチャレンジ信号Ｓｃｃ１と同一時間だけ送信される。なお、チャレンジ信号Ｓｃｃ１及び対向信号Ｓｋｅの送信タイミングが合致するように、車載制御部２１及び電子キー制御部１１間で予めチャレンジ信号Ｓｃｃ１及び対向信号Ｓｋｅの送信タイミングが設定されている。
【００５６】
ここで、チャレンジ信号Ｓｃｃ１及び対向信号Ｓｋｅは、信号周波数パターンにおいて、同一周波数帯であって、かつ、異なる周波数値に設定されている。よって、電子キー１０から車載機２０に送信される対向信号Ｓｋｅと、車載機２０から電子キー１０に送信されるチャレンジ信号Ｓｃｃ１とが車両２及び電子キー１０間で干渉することなく、電子キー１０及び車載機２０によりそれぞれ適切に受信される。
【００５７】
電子キー１０は、車両２からチャレンジ信号Ｓｃｃ１を受信すると、この時に受け付けたキー番号と自身に登録されたキー番号とを照らし合わせて番号照合を行い、自身が通信対象であるか否かを判断する。なお、この番号照合は、通信相手の電子キー１０についてマスター又はサブのキー種を判定する照合である。
【００５８】
この番号照合が成立した電子キー１０は、自身のメモリ１１ａに記憶されたＩＤコードにレスポンスコードを含ませたレスポンス信号Ｓｒｅ１を車両２側に返信する。レスポンスコードは、チャレンジコードを、暗号鍵を用いて暗号化したコードである。
【００５９】
また、車載機２０は電子キー１０から対向信号Ｓｋｅを受信したか否かを認識する。車載機２０が対向信号Ｓｋｅを受信しなかった場合には、後述する中継機による不正な通信である可能性があるとして、レスポンス信号Ｓｒｅ１について、後述するＩＤ照合及びレスポンス照合を行うことなく、通信を終了する。
【００６０】
レスポンス信号Ｓｒｅ１が発信されるタイミングにおいて、車載機２０は、図２の上段に示すように、車外送信アンテナ２２ａから対向信号Ｓｃａを送信する。対向信号Ｓｃａはレスポンス信号Ｓｒｅ１と同一時間だけ送信される。なお、レスポンス信号Ｓｒｅ１及び対向信号Ｓｃａの送信タイミングが合致するように、車載制御部２１及び電子キー制御部１１間で予め設定されている。
【００６１】
ここで、レスポンス信号Ｓｒｅ１及び対向信号Ｓｃａは、信号周波数パターンにおいて、同一周波数帯であって、かつ、異なる周波数値に設定されている。よって、車載機２０から電子キー１０に送信される対向信号Ｓｃａと、電子キー１０から車載機２０に送信されるレスポンス信号Ｓｒｅ１とが車両２及び電子キー１０間で干渉することなく、電子キー１０及び車載機２０によりそれぞれ適切に受信される。電子キー１０は、車載機２０から対向信号Ｓｃａを受信したか否かを認識し、その認識結果を含む結果信号Ｓｒｓを送信する。
【００６２】
車載制御部２１は、レスポンス信号Ｓｒｅ１を受信すると、レスポンス信号Ｓｒｅ１に含まれるＩＤコードと、車両２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。具体的には、車載制御部２１は、チャレンジ信号Ｓｃｃ１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。そして、車載制御部２１は、電子キー１０からレスポンス信号Ｓｒｅ１を車載受信部２４で受信すると、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。車載制御部２１は、このレスポンス照合が成立することを確認すると、レスポンス信号Ｓｒｅ１に含まれるＩＤコードの正否を照合する。
【００６３】
そして、車載制御部２１は、受信した結果信号Ｓｒｓに基づき、電子キー１０が対向信号Ｓｃａを受信したと認識し、さらに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、これを以て車外照合が成立したとして処理される。前述のように、車外照合が成立した場合には、車両ドアが解錠可能状態とされる。なお、車内照合も、基本的には車外照合と同様にして行われる。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。また、車載制御部２１は、受信した結果信号Ｓｒｓに基づき電子キー１０が対向信号Ｓｃａを受信できないと認識した場合、又はレスポンス照合及びＩＤコード照合が成立しない場合には、照合不成立として車両ドアを解錠可能状態又はエンジン始動状態とせずに処理を終了する。
【００６４】
次に、車両２及び電子キー１０間で送受信される要求信号及び応答信号の中継機による電波リレーの態様について説明する。
ここでは、上記背景技術において図３を参照して説明した中継機１０１を使用して、車両２及び電子キー１０間の電波をリレー（中継）した場合について説明する。中継機１０１の構成に関しては、上記背景技術において記載したため、その説明を省略する。
【００６５】
上記背景技術においても説明したように、制御回路１１５は、解析された要求信号及び応答信号の送信タイミングに基づき両スイッチング素子１１１，１１２のオン、オフ動作を制御することにより、接続ライン１０５，１０６を非通電状態と通電状態との間で切り替える。
【００６６】
具体的には、図２に示すように、アック信号Ｓａｃの返信がある場合のウェイク信号Ｓｗｋの送信開始からレスポンス信号Ｓｒｅ１送信完了までの時間Ｔ１０を１サイクルとする。時間Ｔ１０において、図２の上段に示すように、車載機２０から各種信号Ｓｗｋ，Ｓｆｒ，Ｓｖｉ，Ｓｃｃ１，Ｓｃａが送信されている期間においては、制御回路１１５はスイッチング素子１１１に指令信号を出力して、接続ライン１０５を非通電状態から通電状態とする。
【００６７】
すなわち、例えば、ビークルＩＤ信号Ｓｖｉの送信時間が時間Ｔ０１であった場合には、制御回路１１５は、解析されたビークルＩＤ信号Ｓｖｉの送信開始タイミングからスイッチング素子１１１に時間Ｔ０１だけ指令信号を出力する。なお、スイッチング素子１１２は、非通電状態に維持される。
【００６８】
また、図２の中段に示すように、時間Ｔ１０において、電子キー１０から各種信号Ｓａｃ，Ｓｒｅ１，Ｓｒｓ，Ｓｋｅが送信されている期間においては、制御回路１１５はスイッチング素子１１２に指令信号を出力して、接続ライン１０６を非通電状態から通電状態とする。すなわち、例えば、アック信号Ｓａｃの送信時間が時間Ｔ０２であった場合には、制御回路１１５は解析されたアック信号Ｓａｃの送信開始タイミングからスイッチング素子１１２に時間Ｔ０２だけ指令信号を出力する。なお、スイッチング素子１１１は非通電状態に維持される。
【００６９】
図３に示す中継機１０１において、受信アンテナ１０２により受信される車載機２０からのウェイク信号Ｓｗｋは、接続ライン１０５を介して、送信アンテナ１０３から発信される。しかし、このとき、制御回路１１５からスイッチング素子１１２に指令信号は出力されておらず、接続ライン１０６は非通電状態であるため、受信アンテナ１０８がウェイク信号Ｓｗｋを受信することはない。よって、受信アンテナ１０８により受信されたウェイク信号Ｓｗｋが送信アンテナ１０７から発信されて、これが車載機２０からの各種要求信号Ｓｖｉ，Ｓｃｃ１の妨害電波として作用することはない。
【００７０】
ウェイク信号Ｓｗｋに応じた電子キー１０からのアック信号Ｓａｃを中継機１０１が受信する時には、制御回路１１５はスイッチング素子１１１への指令信号の出力を停止して、スイッチング素子１１２へ指令信号を出力する。これにより、接続ライン１０５は非通電状態とされるため、送信アンテナ１０７から発信されるアック信号Ｓａｃを受信アンテナ１０２が受信することはない。同様にして、送信周波数信号Ｓｆｒ及びビークルＩＤ信号Ｓｖｉの送信中についても、接続ライン１０６を非通電状態とすることで、送信周波数信号Ｓｆｒ及びビークルＩＤ信号Ｓｖｉを受信アンテナ１０８が受信することはなく、ひいては妨害電波も発生しない。
【００７１】
このように、送信タイミングが解析された場合には、ビークルＩＤ信号Ｓｖｉの送信までの各種信号Ｓｗｋ，Ｓａｃ，Ｓｆｒ，Ｓｖｉについては、中継機１０１による車両２及び電子キー１０間の電波リレーが可能である。
【００７２】
しかし、前述のように、ビークルＩＤ信号Ｓｖｉ以降における、チャレンジ信号Ｓｃｃ１の送信時には対向信号Ｓｋｅが送信され、レスポンス信号Ｓｒｅ１の送信時には対向信号Ｓｃａが送信される。よって、チャレンジ信号Ｓｃｃ１及び対向信号Ｓｋｅ、又はレスポンス信号Ｓｒｅ１及び対向信号Ｓｃａの送信時において、制御回路１１５は、両スイッチング素子１１１，１１２に指令信号を出力する。すなわち、両接続ライン１０５，１０６は通電状態となる。
【００７３】
このとき、中継機１０１により、チャレンジ信号Ｓｃｃ１及び対向信号Ｓｋｅ、又はレスポンス信号Ｓｒｅ１及び対向信号Ｓｃａは同時に電子キー１０側及び車両２側の双方向にリレーされる。しかし、両接続ライン１０５，１０６が通電状態にあっては、送信アンテナ１０３から発信されるチャレンジ信号Ｓｃｃ１及び対向信号Ｓｃａは、電子キー１０だけでなく、受信アンテナ１０８も受信可能となる。受信アンテナ１０８からチャレンジ信号Ｓｃｃ１及び対向信号Ｓｃａが受信された場合には、接続ライン１０６を通じて送信アンテナ１０７からチャレンジ信号Ｓｃｃ１及び対向信号Ｓｃａが妨害電波として発信される。妨害電波が車両２から受信アンテナ１０２に発信される対向信号Ｓｃａ及びチャレンジ信号Ｓｃｃ１と混信することで、中継機１０１を利用した車両２及び電子キー１０の通信が不能となる。
【００７４】
また、送信アンテナ１０７から発信される妨害電波を受信アンテナ１０２が受信することで、送信アンテナ１０３からも妨害電波が発信される。この妨害電波は電子キー１０から受信アンテナ１０８に発信される対向信号Ｓｋｅ及びレスポンス信号Ｓｒｅ１と混信することで、中継機１０１を利用した車両２及び電子キー１０の通信が不能となる。
【００７５】
次に、上記背景技術において、図４を参照して説明した中継機１０１を利用した場合について説明する。この場合には、スイッチング素子１１１，１１２が設けられていないため、図３に示した中継機１０１の両スイッチング素子１１１，１１２に常時、指令信号が出力された状態と同様となる。このため、上記同様にチャレンジ信号Ｓｃｃ１及び対向信号Ｓｋｅ送信時又はレスポンス信号Ｓｒｅ１及び対向信号Ｓｃａ送信時には、妨害電波が発生して、中継機１０１による車両２及び電子キー１０の通信が不能となる。
【００７６】
以上のように、上記両タイプの中継機１０１を使用しても、中継機１０１を利用した車両２及び電子キー１０の不正な通信を防止でき、電子キーシステム１のセキュリティ性を向上させることができる。
【００７７】
以上、説明した実施形態によれば、以下の作用効果を奏することができる。
（１）車両２及び電子キー１０間において、要求信号（チャレンジ信号Ｓｃｃ１）又は応答信号（レスポンス信号Ｓｒｅ１）の送信中に重なり合うタイミングで、同信号の送信方向の反対方向に向けて対向信号Ｓｋｅ，Ｓｃａを送信することで、中継機１０１を利用して車両２と同車両２から遠く離れた位置における電子キー１０との間で不正な通信が実行されることが抑制される。具体的に説明すると、中継機１０１は、車両２からの要求信号を受信する受信アンテナ１０２と、同要求信号を電子キー１０側に送信する送信アンテナ１０３と、電子キー１０からの応答信号を受信する受信アンテナ１０８と、同応答信号を車両２側に送信する送信アンテナ１０７と、を備える。ここで、要求信号及び応答信号は対向信号Ｓｋｅ，Ｓｃａと同一周波数帯で送信されるため、両受信アンテナ１０２，１０８は対向信号Ｓｋｅ，Ｓｃａを受信可能である。
【００７８】
車両２及び電子キー１０間に上記中継機１０１を設けた場合に、同一周波数帯の要求信号及び対向信号Ｓｃａ又は同一周波数の応答信号及び対向信号Ｓｋｅが同時に、かつ双方向に送受信されることで、中継機１０１から妨害電波が発生する。詳しくは、中継機１０１の受信アンテナ１０２が送信アンテナ１０７からの対向信号Ｓｋｅを不用意に受信する場合がある。同様に、受信アンテナ１０８が送信アンテナ１０３からの対向信号Ｓｃａを不用意に受信する場合もある。このように、受信アンテナ１０２，１０８によって不用意に受信される対向信号Ｓｋｅ，Ｓｃａは送信アンテナ１０３，１０７から発信されて、正規の要求信号及び応答信号にとって妨害電波として作用する。これにより、中継機１０１を介した車両２及び電子キー１０間の通信が防止されて、電子キーシステム１のセキュリティ性をいっそう向上させることができる。
【００７９】
（２）車載機２０から電子キー１０に送信周波数信号Ｓｆｒが送信される。送信周波数信号Ｓｆｒには応答信号及び対向信号Ｓｋｅの送信時の周波数情報が含まれている。従って、車載機２０及び電子キー１０間で送信周波数信号Ｓｆｒをやりとりすることで、要求信号（チャレンジ信号Ｓｃｃ１）、応答信号（レスポンス信号Ｓｒｅ１）及び対向信号Ｓｋｅ，Ｓｃａの送信周波数を車載機２０及び電子キー１０で共通して認識できる。ところで、対向信号Ｓｋｅ，Ｓｃａは、同信号と同時に送信される要求信号及び応答信号と同一周波数帯である。また、車両２及び電子キー１０間において要求信号及び応答信号と対向信号Ｓｋｅ，Ｓｃａとの干渉を防止するには、同一の周波数値とならないように設定する必要がある。上記構成では、車載機２０及び電子キー１０間での送信周波数信号Ｓｆｒのやりとりを通じて、要求信号及び応答信号と対向信号Ｓｋｅ，Ｓｃａとが異なる周波数値で送信されるため、上記のような信号の干渉を防ぐことができる。
【００８０】
（３）正規の電子キー１０であるか否かの認証通信前に送信周波数信号Ｓｆｒが送信される。従って、秘匿性の高い認証通信において送受信されるチャレンジ信号Ｓｃｃ１及びレスポンス信号Ｓｒｅ１について、通信毎にそれら信号の周波数を変えることができる。よって、電子キーシステム１のセキュリティ性を確保しつつ、秘匿性の低いウェイク信号Ｓｗｋ及びそれに応じたアック信号Ｓａｃについては周波数の変更が不要となるため、それに係る処理が省ける。
【００８１】
（第２の実施形態）
以下、本発明にかかる電子キーシステムを具体化した第２の実施形態について説明する。この実施形態の電子キーシステムは、対向信号Ｓｋｅ，Ｓｃａとして、チャレンジ信号Ｓｃｃ２、レスポンス信号Ｓｒｅ２が送信されて、車両２及び電子キー１０間において相互に照合が行われる点が上記第１の実施形態と異なっている。以下、第１の実施形態との相違点を中心に説明する。なお、この実施形態の電子キーシステムは、図１に示す第１の実施形態の電子キーシステム１とほぼ同様の構成を備えている。
【００８２】
図２の中段に示すように、第１の実施形態において対向信号Ｓｋｅに相当するチャレンジ信号Ｓｃｃ２は、チャレンジコード及びキー番号を有する、すなわちチャレンジ信号Ｓｃｃ１と同一の信号である。
【００８３】
車載機２０は、電子キー１０からチャレンジ信号Ｓｃｃ２を受信すると、この時に受け付けたキー番号と自身に登録されたキー番号とを照らし合わせて番号照合を行い、通信相手の電子キー１０のキー種（マスター及びサブ）を判定する。
【００８４】
また、図２の上段に示すように、レスポンス信号Ｓｒｅ２は、ＩＤコード及びレスポンスコードを有する、すなわちレスポンス信号Ｓｒｅ１と同一の信号である。電子キー１０は、車載機２０からレスポンス信号Ｓｒｅ２を受信すると、ＩＤ照合及びレスポンス照合を実行する。電子キー１０は、両照合の結果を結果信号Ｓｒｓに含ませて車載機２０に送信する。
【００８５】
車載機２０は、自身が実行したＩＤ照合及びレスポンス照合が成立したうえで、受信した結果信号Ｓｒｓに基づき、電子キー１０側での両照合が成立した旨認識したとき、車内又は車外照合が成立したとして処理される。前述のように、車外照合が成立した場合には、車両ドアが解錠可能状態とされ、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。
【００８６】
以上のように、車載機２０及び電子キー１０間において、相互にチャレンジ信号Ｓｃｃ１，Ｓｃｃ２及びレスポンス信号Ｓｒｅ１，Ｓｒｅ２が送信される。従って、車載機２０及び電子キー１０において、キー番号の照合、並びにＩＤ及びレスポンスコードの照合が相互に実行され、よりいっそう車両２及び電子キー１０間の照合の精度を高めることができる。また、中継機１０１を利用した通信を防止できる点については、第１の実施形態と同様である。
【００８７】
以上、説明した実施形態によれば、第１の実施形態の（１）〜（３）の作用効果に加え、以下の作用効果を奏することができる。
（４）車両２及び電子キー１０間における対向信号Ｓｃａ，Ｓｋｅとしてチャレンジ信号Ｓｃｃ２及びレスポンス信号Ｓｒｅ２が送信される。すなわち、車両２及び電子キー１０間において、双方向にチャレンジ信号Ｓｃｃ１，Ｓｃｃ２及びレスポンス信号Ｓｒｅ１，Ｓｒｅ２が送受信されて、車両２及び電子キー１０において、それぞれＩＤコードの照合が行われる。よって、中継機１０１を利用した不正な通信を抑制しつつ、いっそう精度の高い車両２及び電子キー１０間の照合が行える。
【００８８】
なお、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することができる。
・第１の実施形態においては、チャレンジ信号Ｓｃｃ１及びレスポンス信号Ｓｒｅ１に対して対向信号Ｓｋｅ，Ｓｃａを送信していたが、それに加えてビークルＩＤ信号Ｓｖｉに対して対向信号を送信してもよい。この場合には、より早いタイミングで中継機１０１による電波リレーを防止できる。
【００８９】
・第１の実施形態においては、対向信号Ｓｋｅはチャレンジ信号Ｓｃｃ１と同時に送信されていた。しかし、チャレンジ信号Ｓｃｃ１送信中に重なり合うタイミングで対向信号Ｓｋｅが送信されれば、すなわち、対向信号Ｓｋｅ及びチャレンジ信号Ｓｃｃ１が同時に送信される期間があれば、対向信号Ｓｋｅ及びチャレンジ信号Ｓｃｃ１は同時に送信されなくてもよい。なお、対向信号Ｓｃａ及びレスポンス信号Ｓｒｅ１についても同様である。
【００９０】
・上記両実施形態においては、送信周波数信号Ｓｆｒの暗号化及び復号化に用いられる暗号鍵は共通の鍵である共通鍵方式を採用していた。しかし、送信周波数信号Ｓｆｒの暗号化及び復号化が可能であれば、共通鍵方式に限らず、公開鍵方式等であってもよい。
【００９１】
・上記両実施形態においては、車両２及び電子キー１０間に送受信される要求信号及び応答信号はＵＨＦ帯であった。しかし、要求信号及び応答信号が中継機１０１に妨害電波を生じさせる同一周波数帯であれば、ＵＨＦ帯に限定されない。
【００９２】
・第１の実施形態において、チャレンジ信号Ｓｃｃ１の送信と同時に対向信号Ｓｋｅが送信され、レスポンス信号Ｓｒｅ１の送信と同時に対向信号Ｓｃａが送信されていた。しかし、対向信号Ｓｃａ又は対向信号Ｓｋｅの送信を省いてもよい。例えば、対向信号Ｓｋｅの送信が省かれた場合でも、レスポンス信号Ｓｒｅ１の送信と同時に対向信号Ｓｃａが送信されることで、中継機１０１を利用するにあたり妨害電波を生じさせて、不正な通信を防止できる。
【００９３】
また、チャレンジ信号Ｓｃｃ１及びレスポンス信号Ｓｒｅ１以外の信号、例えば、ウェイク信号Ｓｗｋ、ビークルＩＤ信号Ｓｖｉ等の送信と同時に対向信号を送信してもよい。このように、対向信号の送信回数を増やすことで、中継機１０１はより妨害電波を発しやすく、より確実に中継機１０１による不正な電波リレーを防止できる。
【００９４】
・上記両実施形態においては、送信周波数信号Ｓｆｒはウェイク信号Ｓｗｋの送信後であってビークルＩＤ信号Ｓｖｉの送信前に送信されるが、送信周波数信号Ｓｆｒの送信タイミングはこれに限定されない。例えば、ビークルＩＤ信号Ｓｖｉの送信後であって、チャレンジ信号Ｓｃｃ１の送信前に送信してもよい。また、送信周波数信号Ｓｆｒをウェイク信号Ｓｗｋと同時に、換言すると、送信周波数信号Ｓｆｒに含まれる信号周波数情報をウェイク信号Ｓｗｋに付加して送信してもよい。この場合には、ウェイク信号Ｓｗｋに含まれる信号周波数情報はウェイク信号Ｓｗｋが送信される毎に異なる情報となる。
【００９５】
・上記両実施形態においては、車載機２０は送信周波数信号Ｓｆｒを電子キー１０に送信していたが、逆に、電子キー１０が送信周波数信号Ｓｆｒを車載機２０に送信してもよい。この場合には、電子キー制御部１１のメモリ１１ａに、信号周波数パターンが記憶される。そして、例えば、電子キー１０は、ウェイク信号Ｓｗｋに応じたアック信号Ｓａｃ返信後に暗号化した送信周波数信号Ｓｆｒを送信する。送信周波数信号Ｓｆｒの送信により、信号周波数を決定した電子キー１０だけでなく、車両２もいずれの信号周波数パターンで通信を行うかを認識することができる。よって、車両２及び電子キー１０間で予め周波数を取り決めることなく、電子キー１０側にてランダムに信号周波数パターンを選択できる。
【００９６】
・上記両実施形態においては、信号周波数の情報を含む送信周波数信号Ｓｆｒが車載機２０から電子キー１０に送信されていたが、送信周波数信号Ｓｆｒの送信を省略してもよい。この場合には、予め車載機２０及び電子キー１０間で通信毎の各種信号の周波数を取り決めておく。これにより、送信周波数信号Ｓｆｒの送信を省略しつつ、中継機１０１による不正な通信を防止できる。
【００９７】
次に、前記実施形態から把握できる技術的思想をその効果と共に記載する。
（イ）請求項４に記載の電子キーシステムにおいて、前記電子キーは、前記第２のレスポンス信号に含まれる識別コードの照合の成否の結果を無線信号である結果信号に含ませて前記車載機に送信する電子キーシステム。
【００９８】
同構成によれば、車載機は受信した結果信号に基づき、電子キーによる識別コードの照合の成否を認識することができる。
【符号の説明】
【００９９】
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、１１ａ…メモリ、１２…ＵＨＦ受信部、１３…ＵＨＦ送信部、２０…車載機、２１…車載制御部、２１ａ…メモリ、２２…車外送信部、２２ａ…車外送信アンテナ、２３…車内送信部、２３ａ…車内送信アンテナ、２４…車載受信部、１０１…中継機。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、無線通信にて車両ドアの解錠、エンジン始動を可能とする電子キーシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の電子キーシステムでは、電子キー及び車両間でのＩＤコードを含む各種信号の送受信を通じてＩＤコードの照合が成立したときには車両ドア錠の施解錠、エンジン始動等が可能となる。例えば特許文献１に示す電子キーシステムにおいては、車両は、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、を備える。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（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（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（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
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ユーザが携帯する電子キーと車両との間で不正に通信がされるおそれがある。すなわち、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て、電子キーが車両から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成立させる手口が考えられる。
【０００４】
このような中継機を利用した不正な通信に対しては、従来から種々の対策が講じられている（例えば、特許文献２参照。）。
また、上記のような問題に対して、車両及び電子キー間において、同一周波数帯の信号を送受信することで、中継機による不正な電波リレーを抑制できることが知られている。具体的には、図４に示すように、中継機１０１は、車両１２１からの要求信号を受信するべく車両１２１側に設けられる受信アンテナ１０２と、その受信した要求信号を電子キー１２２付近に送信するべく電子キー１２２側に設けられる送信アンテナ１０３とを備える。受信アンテナ１０２及び送信アンテナ１０３は接続ライン１０５を介して接続されている。
【０００５】
また、中継機１０１は、電子キー１２２からの応答信号を受信するべく電子キー１２２側に設けられる受信アンテナ１０８と、その受信した応答信号を車両１２１側に送信するべく車両１２１側に設けられる送信アンテナ１０７とを備える。受信アンテナ１０８及び送信アンテナ１０７は接続ライン１０６を介して接続されている。
【０００６】
両接続ライン１０５，１０６には増幅回路１０４，１０９が設けられている。増幅回路１０４，１０９は、受信アンテナ１０２，１０８により受信される信号を増幅して送信アンテナ１０３，１０７側に送信する。
【０００７】
上記構成によれば、中継機１０１は、受信アンテナ１０２を介して受信した要求信号を送信アンテナ１０３から電子キー１２２に送信する。また、中継機１０１は、当該要求信号に応じた電子キー１２２からの応答信号を、受信アンテナ１０８を介して受信し、送信アンテナ１０７から車両１２１に送信する。従って、電子キー１２２が車両１２１から離れた位置において、中継機１０１により車両１２１及び電子キー１２２間の通信が可能となる。
【０００８】
なお、各接続ライン１０５，１０６間に一対の送受信アンテナを設けて、無線にて要求信号及び応答信号を送受信することも可能である。これにより、車両１２１側に設けられる受信アンテナ１０２及び送信アンテナ１０７と、電子キー１２２側に設けられる送信アンテナ１０３及び受信アンテナ１０８と、を離れた位置に設置して、無線にて電波リレーが可能となる。
【０００９】
上記構成の中継機１０１において、車両１２１及び電子キー１２２間で同一周波数帯（ＵＨＦ帯）の要求信号及び応答信号を送受信する場合には、以下のような現象が発生する。すなわち、車両１２１からの要求信号は、受信アンテナ１０２及び増幅回路１０４を介して送信アンテナ１０３から電子キー１２２に送信される。電子キー１２２は、送信アンテナ１０３からの要求信号に応じて応答信号を返信する。この応答信号を受信アンテナ１０８は受信する。このとき、受信アンテナ１０８は応答信号のみならず、送信アンテナ１０３からの要求信号も受信する。この受信アンテナ１０８が受信した要求信号は、接続ライン１０６を介して送信アンテナ１０７から妨害電波として送信される。車両１２１からの要求信号は妨害電波と混信し、送信アンテナ１０３から混信した要求信号が電子キー１２２に送信される。電子キー１２２は混信した要求信号は正規の要求信号でないとして、応答信号を返信しない。また、たとえ、電子キー１２２から応答信号が返信されたとしても、応答信号にとって送信アンテナ１０３から発される混信した要求信号が妨害電波となる。このように、受信アンテナ１０２，１０８が想定しない要求信号又は応答信号を受信することで、妨害電波が発生して、車両１２１及び電子キー１２２間の不正な通信の成立が防止される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００７−１７０１６２号公報
【特許文献２】特開２００６−１１８８８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところで、上記同一周波数帯の信号を利用した電子キーシステムにおいて、要求信号及び応答信号の送信タイミングが解析された場合には、中継機１０１による車両１２１及び電子キー１２２間の不正な通信が可能となる。詳しくは、図３に示すように、各接続ライン１０５，１０６にはスイッチング素子１１１，１１２が設けられている。スイッチング素子１１１，１１２には制御回路１１５が接続され、制御回路１１５からの指令信号により、スイッチング素子１１１，１１２は接続ライン１０５，１０６を非通電状態から通電状態に切り替える。すなわち、制御回路１１５は、解析された要求信号及び要求信号の送信タイミングに合わせて、スイッチング素子１１１，１１２を介して接続ライン１０５，１０６の通電状態を切り替える。
【００１２】
具体的には、制御回路１１５は、車両１２１からの要求信号が送信されるタイミングにおいて、スイッチング素子１１１に指令信号を出力して、接続ライン１０５を通電状態とする。これにより、要求信号が受信アンテナ１０２を介して受信されて、送信アンテナ１０３から送信される。このとき接続ライン１０６は非通電状態であるため、送信アンテナ１０３からの要求信号が受信アンテナ１０８を介して受信されることはなく、ひいては、送信アンテナ１０７から妨害電波が送信されることが防止される。要求信号の送信が停止されるタイミングで、制御回路１１５はスイッチング素子１１１への指令信号の出力を停止する。
【００１３】
また、制御回路１１５は、電子キー１２２からの応答信号が送信されるタイミングにおいて、スイッチング素子１１２に指令信号を出力して、接続ライン１０６を通電状態とする。これにより、応答信号が受信アンテナ１０８を介して受信されて、送信アンテナ１０７から車両１２１側へ送信される。このとき、車両１２１から要求信号は送信されていないため、接続ライン１０５は非通電状態である。よって、送信アンテナ１０７からの応答信号が受信アンテナ１０２を介して受信されることはなく、ひいては、送信アンテナ１０３から妨害電波が送信されることが防止される。
【００１４】
このように、解析された送信タイミングに応じてスイッチング素子１１１，１１２を非通電状態と通電状態との間で切り替えることで、前述した信号の循環が抑制され、上記妨害電波も発生しない。従って、車両１２１及び電子キー１２２間において、同一周波数帯の信号を使用した通信が行われる場合であれ、不正に通信がされるおそれがある。
【００１５】
この発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、中継機を利用した電子キー及び車両間の不正な通信を抑制することで、よりセキュリティ性を向上させた電子キー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】
【００１６】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について説明する。
請求項１に記載の発明は、ユーザに携帯されて車両側からの要求信号に応じて同要求信号と同一周波数帯の自身の識別コードを含む応答信号を送信する電子キーと、前記車両に搭載されて要求信号を車両の室内外に送信するとともに、前記電子キー側から返信される応答信号の識別コードの照合の成否を通じて車両ドアの解錠及び車両エンジンの始動を可能とする車載機と、を備えた電子キーシステムにおいて、前記車載機からの要求信号の発信と重なり合うタイミングで前記電子キーから前記車載機に向けて発信される前記要求信号と同一周波数帯であって、かつ、同要求信号と異なる周波数値の第１の対向信号、及び、前記電子キーからの応答信号の発信と重なり合うタイミングで前記車載機から前記電子キーに向けて発信される前記応答信号と同一周波数帯であって、かつ、同応答信号と異なる周波数値の第２の対向信号の少なくとも一方が送信されることをその要旨としている。
【００１７】
同構成によれば、車両及び電子キー間において、要求信号又は応答信号の送信中に重なり合うタイミングで、同信号の送信方向の反対方向に向けて対向信号を送信することで、中継機を利用して車両と同車両から遠く離れた位置における電子キーとの間で不正な通信が実行されることが抑制される。具体的に説明すると、中継機は、車両からの要求信号を受信する要求信号受信用アンテナと、同要求信号を電子キー側に送信する要求信号送信用アンテナと、電子キーからの応答信号を受信する応答信号受信用アンテナと、同応答信号を車両側に送信する応答信号送信用アンテナと、を備える。ここで、要求信号及び応答信号は対向信号と同一周波数帯で送信されるため、両受信用アンテナは対向信号を受信可能である。
【００１８】
車両及び電子キー間に上記中継機を設けた場合に、同一周波数帯の要求信号及び第１の対向信号又は同一周波数の応答信号及び第２の対向信号が同時に、かつ双方向に送受信されることで、中継機から妨害電波が発生する。詳しくは、中継機の要求信号受信用アンテナが応答信号送信用アンテナからの対向信号を不用意に受信する場合がある。同様に、応答信号受信用アンテナが要求信号送信用アンテナからの対向信号を不用意に受信する場合もある。このように、受信用アンテナによって不用意に受信される対向信号は送信用アンテナから発信されて、正規の要求信号及び応答信号にとって妨害電波となる。これにより、中継機を介した車両及び電子キー間の通信が防止されて、電子キーシステムのセキュリティ性をいっそう向上させることができる。
【００１９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の電子キーシステムにおいて、前記車載機から前記電子キーに前記応答信号及び前記第１の対向信号の周波数情報を含む送信周波数信号、又は前記電子キーから前記車載機に前記要求信号及び前記第２の対向信号の周波数情報を含む送信周波数信号が送信されて、前記送信周波数信号を前記電子キーが受信した場合には、同送信周波数信号に含まれる信号周波数情報に基づき決定した周波数で前記応答信号及び前記第１の対向信号の少なくとも一方を送信し、前記送信周波数信号を前記車載機が受信した場合には、同送信周波数信号に含まれる信号周波数情報に基づき決定した周波数で前記要求信号及び前記第２の対向信号の少なくとも一方を送信することをその要旨としている。
【００２０】
同構成によれば、車載機及び電子キー間において単方向に送信周波数信号が送信される。送信周波数信号には要求信号及び第２の対向信号又は応答信号及び第１の対向信号の送信時の周波数情報が含まれている。従って、車載機及び電子キー間で送信周波数信号をやりとりすることで、要求信号、応答信号及び対向信号の送信周波数を車載機及び電子キーで共通して認識できる。ところで、対向信号は、同信号と同時に送信される要求信号又は応答信号と同一周波数帯である。また、車両及び電子キー間において要求信号及び応答信号と対向信号との干渉を防止するには、同一の周波数値とならないように設定する必要がある。上記構成では、車載機及び電子キー間での送信周波数信号のやりとりを通じて、要求信号及び応答信号と対向信号とが異なる周波数値で送信されるため、上記のような信号の干渉を防ぐことができる。
【００２１】
また、送信周波数信号を送信することで、予め車載機及び電子キー間で通信毎の要求信号、応答信号及び対向信号の送信周波数を取り決める必要がなく、例えば、ランダムに信号の周波数を決定することができる。よって、通信毎の各種信号の周波数を予測することがより困難となり、電子キーシステムのセキュリティ性が向上する。
【００２２】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の電子キーシステムにおいて、前記要求信号は前記電子キーを起動させる旨のウェイク信号を含み、前記応答信号は前記ウェイク信号に応じて返信されるアック信号を含み、前記車載機は、前記ウェイク信号に応じたアック信号の受信確認後に、前記電子キーとの間で正規の前記電子キーであるか否かの認証通信を前記要求信号及び前記応答信号の送受信を通じて行い、前記送信周波数信号は前記ウェイク信号に応じた前記アック信号の送信後に送信されることをその要旨としている。
【００２３】
同構成によれば、正規の電子キーであるか否かの認証通信前に送信周波数信号が送信される。従って、秘匿性の高い認証通信において送受信される要求信号及び応答信号について、通信毎にそれら信号の周波数を変えることができる。よって、電子キーシステムのセキュリティ性を確保しつつ、秘匿性の低いウェイク信号及びそれに応じたアック信号については周波数の変更が不要となるため、それに係る処理が省ける。
【００２４】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の電子キーシステムにおいて、前記車載機は認証通信に係る前記応答信号を要求する旨の要求信号に含まれる第１のチャレンジ信号を前記電子キーに送信し、前記電子キーは前記第１のチャレンジ信号を受信すると、応答信号に含まれる、前記電子キーの識別コードを含む第１のレスポンス信号を前記応答信号として前記車載機に返信し、前記車載機は前記第１のレスポンス信号に含まれる前記電子キーの識別コードの照合の成否を通じて、正規の前記電子キーであるか否かの認証を行い、さらに、前記電子キーは、前記車両側での前記第１のチャレンジ信号の送信と重なり合うタイミングで、前記車載機に前記車両の識別コードを含む第２のレスポンス信号の送信を要求する旨の第２のチャレンジ信号を前記第１の対向信号として前記車載機に送信し、前記車載機は前記第２のチャレンジ信号を受信すると、前記電子キー側での第１のレスポンス信号の送信と重なり合うタイミングで、前記第２のレスポンス信号を前記第２の対向信号として前記電子キーに送信し、前記電子キーは前記第２のレスポンス信号に含まれる前記車両の識別コードの照合の成否を通じて、正規の前記車両であるか否かの認証を行い、前記電子キー及び前記車両にて、前記両識別コードの照合が成立した場合に、車両ドアの解錠及び車両エンジンの始動が可能とされることをその要旨としている。
【００２５】
同構成によれば、車両及び電子キー間における対向信号としてチャレンジ信号及びレスポンス信号が送信される。すなわち、車両及び電子キー間において、双方向にチャレンジ信号及びレスポンス信号が送受信されて、車両及び電子キーにおいて識別コードの照合が行われる。よって、中継機を利用した不正な通信を抑制しつつ、いっそう精度の高い車両及び電子キー間の照合が行える。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、電子キーシステムにおいて、中継機を利用した電子キー及び車両間の不正な通信を抑制することで、よりセキュリティ性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】電子キーシステムの構成図。
【図２】各種信号のタイミングチャート。
【図３】車両及び電子キー間において電波をリレーする中継機の構成図。
【図４】車両及び電子キー間において電波をリレーする中継機の構成図。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
（第１の実施形態）
以下、本発明にかかる電子キーシステムを具体化した第１の実施形態について図１〜図４を参照して説明する。
【００２９】
図１に示されるように、電子キーシステム１は、車両２の運転者によって所持される電子キー１０と、車両２に配設される車載機２０とを備えている。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。
【００３０】
＜電子キー＞
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、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等からなるコンピュータユニットによって構成された電子キー制御部１１と、その電子キー制御部１１に電気的に接続されてＵＨＦ帯の無線信号を受信するＵＨＦ受信部１２と、ＵＨＦ帯の無線信号を送信するＵＨＦ送信部１３とからなる。
【００３１】
ＵＨＦ受信部１２は、車載機２０から送信されるＵＨＦ帯の無線信号である要求信号を受信すると、同要求信号をパルス信号に復調し、復調された復調信号を電子キー制御部１１へ出力する。電子キー制御部１１には、例えば、ＥＥＰＲＯＭ等からなる不揮発性のメモリ１１ａが設けられ、そのメモリ１１ａには電子キー１０に固有のＩＤコード及び後述する暗号化された送信周波数信号Ｓｆｒを復号する演算、又はチャレンジコードを暗号化する演算に利用される暗号鍵が記憶されている。電子キー制御部１１は、ＵＨＦ受信部１２から復調信号が入力されると、受信データを読み取るとともに、メモリ１１ａに登録されたＩＤコードを含む応答信号をＵＨＦ送信部１３へ出力する。そして、電子キー１０は、ＵＨＦ送信部１３を介してＵＨＦ帯の無線信号である応答信号を車両２側へ送信する。また、電子キー制御部１１は、車載機２０から要求信号が送信されるタイミングで、ＵＨＦ送信部１３を介してＵＨＦ帯の無線信号である対向信号を送信する。なお、当該対向信号には電子キー１０から発せられた対向信号である旨の情報が付加され、その他ＩＤ情報等は付加されていない。また、電子キー１０において、ＵＨＦ受信部１２の受信動作及びＵＨＦ送信部１３の送信動作は同時に実行可能とされている。
【００３２】
ここで、ＵＨＦ受信部１２には、受信周波数をＵＨＦ帯において切り替える周波数切替回路１２ａが設けられている。また、ＵＨＦ送信部１３には、発信周波数をＵＨＦ帯において切り替える周波数切替回路１３ａが設けられている。
【００３３】
＜車載機＞
車載機２０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等からなるコンピュータユニットを備えて構成されている。車載機２０は、図１に示すように、各種車載機器を制御する車載制御部２１と、その車載制御部２１に電気的に接続された車外送信部２２と、車内送信部２３と、車載受信部２４とを備えている。
【００３４】
また、図１に示すように、車載制御部２１には、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のエンジンを始動させるエンジン制御装置３５と、ドアハンドル（図示略）に設けられてユーザの接触の有無を検出するドアハンドルセンサ３２とが電気的に接続されている。
【００３５】
車外送信部２２は、例えば、車両２の車両ドアのドアハンドル（図示略）の内部に設けられる。車外送信部２２は、車載制御部２１から要求信号が入力されると、その要求信号をＵＨＦ帯の無線信号に変調して、予め設定された間欠周期で車外送信アンテナ２２ａを介して車両２の周辺（車外通信エリア）に送信する。
【００３６】
車内送信部２３は、車内に設けられるとともに、車載制御部２１から要求信号が入力されると、その要求信号をＵＨＦ帯の無線信号に変調して、予め設定された間欠周期で車内送信アンテナ２３ａを介して車内（車内通信エリア）に送信する。また、車載制御部２１は、電子キー１０から応答信号が送信されるタイミングで、車内送信アンテナ２３ａ又は車外送信アンテナ２２ａを介して、ＵＨＦ帯の無線信号である対向信号を送信する。なお、当該対向信号には車載機２０から発された対向信号である旨の情報が付加され、その他ＩＤ情報等は付加されていない。また、車載機２０において、車内送信アンテナ２３ａ又は車外送信アンテナ２２ａの送信動作及び受信アンテナ２４ａの受信動作は同時に実行可能とされている。また、車外送信部２２及び車内送信部２３には、車外送信アンテナ２２ａ及び車内送信アンテナ２３ａから発信される周波数をＵＨＦ帯において切り替える周波数切替回路２２ｂ，２３ｂが設けられている。
【００３７】
車載受信部２４は、受信アンテナ２４ａを介して電子キー１０から送信される応答信号を受信すると、この信号をパルス信号に復調し、この復調信号を車載制御部２１へ出力する。車載制御部２１は、例えば、ＥＥＰＲＯＭ等からなる不揮発性のメモリ２１ａを備え、そのメモリ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、後述する各種信号の周波数が羅列されたデータである信号周波数パターン及び、同じく後述する送信周波数信号Ｓｆｒを暗号化する演算、又はレスポンスコードの演算に利用される暗号鍵が記憶されている。また、車載受信部２４には、受信アンテナ２４ａの受信する周波数をＵＨＦ帯において切り替える周波数切替回路２４ｂが設けられている。
【００３８】
車載制御部２１は、車外送信部２２及び車内送信部２３に対して要求信号を間欠的にそれぞれ異なるタイミングで出力する。そして、車載制御部２１は、車外送信部２２及び車内送信部２３を通じて送信した要求信号に応答して電子キー１０から送信された応答信号が車載受信部２４によって受信されると、その応答信号に含まれるＩＤコードとメモリ２１ａに記録されたＩＤコードとの照合を行う。この際、車載制御部２１は、電子キー１０から送信された応答信号が車外送信部２２、車内送信部２３のどちらから送信された要求信号に応答したものであるかに基づいて、電子キー１０が車外及び車内のいずれに存在するかを判断する。なお、車外送信部２２を介して電子キー１０とのＩＤコードの照合を行うことを車外照合といい、車内送信部２３を介して電子キー１０とのＩＤコードの照合を行うことを車内照合という。
【００３９】
車載制御部２１は、車外照合が成立した場合には、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はユーザがアウトサイドドアハンドル（図示略）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。
【００４０】
また、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。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を始動させる。
【００４１】
次に、要求信号、応答信号及び対向信号及びそれらの周波数について詳細に説明する。簡単に説明すると、要求信号、応答信号及び対向信号の周波数は、車載機２０から電子キー１０に送信される送信周波数信号Ｓｆｒに基づき通信毎に変更される。通信とは、車内照合又は車外照合が成立するまでの要求信号及び応答信号の一連の送受信をいう。
【００４２】
ここで、上記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、図２に示すように、ウェイク信号Ｓｗｋと、ビークルＩＤ信号Ｓｖｉと、チャレンジ信号Ｓｃｃ１とからなり、応答信号はアック信号Ｓａｃと、レスポンス信号Ｓｒｅ１とからなる。なお、前述した要求信号は主にウェイク信号Ｓｗｋに相当し、応答信号は主にレスポンス信号Ｓｒｅ１に相当する。
【００４３】
以下、車外照合の場合について説明する。車載制御部２１は、図２の上段に示すように、車外通信エリアに電子キー１０が存在するか否かを確認すべく、車外送信アンテナ２２ａからＵＨＦ帯のウェイク信号Ｓｗｋを断続的に発信させる。このウェイク信号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って、一定間隔をおいて車外送信アンテナ２２ａから繰り返し発信される。
【００４４】
電子キー１０がウェイク信号Ｓｗｋの通信エリアに入り込んでこのウェイク信号Ｓｗｋを受信すると、電子キー１０はこのウェイク信号Ｓｗｋで待機状態から起動状態に動作状態が切り換わる。電子キー１０は、このとき正常に起動状態をとると、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。
【００４５】
このとき、電子キー１０が発信するアック信号Ｓａｃは、車載受信部２４が受信待機状態となっている際に車載受信部２４に至る発信タイミングに設定されている。車載制御部２１は、図２の下段に示すように、ウェイク信号Ｓｗｋを発信した後、続けて行うポーリングでアック信号Ｓａｃを受け付ける動作をとる。そして、車載制御部２１は、アック信号Ｓａｃを受信すると、電子キー１０が車外通信エリアに存在すると判断する。
【００４６】
なお、車載制御部２１は、ウェイク信号Ｓｗｋに応答したアック信号Ｓａｃを正常に受信すると、その周期でポーリングを終了し、これ以降は電子キー１０が正規のものであるのかを実際に確認する認証通信動作に移行する。この認証通信動作時においては、電子キー１０と実際に無線通信を行うタイミングに受信待機状態となる。
【００４７】
認証通信動作を行うにあたって、車載制御部２１は、車外送信アンテナ２２ａからＵＨＦ帯の送信周波数信号Ｓｆｒを送信する。送信周波数信号Ｓｆｒには、認証通信動作に供される要求信号及び応答信号、すなわち、チャレンジ信号Ｓｃｃ１、レスポンス信号Ｓｒｅ１、さらに対向信号Ｓｃａ，Ｓｋｅの周波数に関する情報が含まれている。
【００４８】
送信周波数信号Ｓｆｒに含まれる周波数に関する情報として、送信毎に異なる信号周波数パターンが選択される。具体的には、以下のように周波数は選択される。すなわち、メモリ２１ａには複数の信号周波数パターンが記憶されている。信号周波数パターンは、無数のチャレンジ信号Ｓｃｃ１、レスポンス信号Ｓｒｅ１及び対向信号の周波数が羅列されたデータである。車載制御部２１は、複数の信号周波数パターンの中からランダムに所定の信号周波数パターンを選択して、その選択した信号周波数パターンを周波数に関する情報として送信周波数信号Ｓｆｒに含ませる。また、不正な情報の読み取りを防止するために、車載制御部２１は、メモリ２１ａに記憶される暗号鍵を用いて各種信号の周波数に係る情報を暗号化する演算を行ったうえで、送信周波数信号Ｓｆｒを送信する。
【００４９】
電子キー１０がＵＨＦ受信部１２を介して送信周波数信号Ｓｆｒを受信すると、電子キー制御部１１はメモリ１１ａに記憶される暗号鍵を用いて暗号化された送信周波数信号Ｓｆｒを復号する。ここで、送信周波数信号Ｓｆｒの暗号化及び復号化に用いられる暗号鍵は共通の鍵である共通鍵方式が採用されている。電子キー制御部１１は、送信周波数信号Ｓｆｒを復号することで、車両２側にて選択された信号周波数パターンを認識する。そして、電子キー制御部１１は認識した信号周波数パターンに基づき、ＵＨＦ送信部１３から発信されるレスポンス信号Ｓｒｅ１及び対向信号Ｓｋｅの周波数を決定する。このように、送信周波数信号Ｓｆｒの送信により電子キー１０もいずれの信号周波数パターンで通信を行うかを認識することができる。従って、車両２及び電子キー１０間で予め周波数を取り決めることなく、車載機２０がランダムに信号周波数パターンを選択できる。よって、通信毎の各種信号Ｓｃｃ１，Ｓｃａ，Ｓｒｅ１，Ｓｋｅの周波数を予測することがより困難となり、電子キーシステム１のセキュリティ性が向上する。
【００５０】
車載制御部２１は、ランダムに選択した信号周波数パターンに基づき、車外送信部２２から発信されるチャレンジ信号Ｓｃｃ１及び対向信号Ｓｋｅの周波数を決定する。ここで、決定されるチャレンジ信号Ｓｃｃ１及び対向信号Ｓｋｅの周波数はＵＨＦ帯内であって異なる値である。
【００５１】
電子キー１０は、ビークルＩＤ信号Ｓｖｉを受け付けると、このビークルＩＤ信号Ｓｖｉが正常コードであるか否かを確認するビークルＩＤ照合を通じて、車両２が正規の車両であるか否かの判定を行う。このように、ビークルＩＤ照合を行うことで、電子キー１０の周囲に複数の車両が存在して、同複数の車両から要求信号を受信する状況になっても、正規車両のみとビークルＩＤ信号Ｓｖｉの送信以降の通信を行うことができる。
【００５２】
図２に示すように、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。車載制御部２１は、ビークルＩＤ信号Ｓｖｉを発信した後、受信待機状態となり、この動作時にアック信号Ｓａｃを受け取る動作状態をとる。
【００５３】
車載制御部２１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、車外通信エリア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と認識する。
【００５４】
車載制御部２１は、電子キー１０との間でビークルＩＤ照合が成立した事を認識すると、次にチャレンジ信号Ｓｃｃ１を車外送信アンテナ２２ａから発信させる。チャレンジ信号Ｓｃｃ１は、乱数として用いるチャレンジコードと、車両２側に登録された電子キー１０のキー番号とからなる。
【００５５】
このチャレンジ信号Ｓｃｃ１が発信されるタイミングにおいて、電子キー制御部１１は、図２の中段に示すように、ＵＨＦ送信部１３から対向信号Ｓｋｅを送信する。対向信号Ｓｋｅはチャレンジ信号Ｓｃｃ１と同一時間だけ送信される。なお、チャレンジ信号Ｓｃｃ１及び対向信号Ｓｋｅの送信タイミングが合致するように、車載制御部２１及び電子キー制御部１１間で予めチャレンジ信号Ｓｃｃ１及び対向信号Ｓｋｅの送信タイミングが設定されている。
【００５６】
ここで、チャレンジ信号Ｓｃｃ１及び対向信号Ｓｋｅは、信号周波数パターンにおいて、同一周波数帯であって、かつ、異なる周波数値に設定されている。よって、電子キー１０から車載機２０に送信される対向信号Ｓｋｅと、車載機２０から電子キー１０に送信されるチャレンジ信号Ｓｃｃ１とが車両２及び電子キー１０間で干渉することなく、電子キー１０及び車載機２０によりそれぞれ適切に受信される。
【００５７】
電子キー１０は、車両２からチャレンジ信号Ｓｃｃ１を受信すると、この時に受け付けたキー番号と自身に登録されたキー番号とを照らし合わせて番号照合を行い、自身が通信対象であるか否かを判断する。なお、この番号照合は、通信相手の電子キー１０についてマスター又はサブのキー種を判定する照合である。
【００５８】
この番号照合が成立した電子キー１０は、自身のメモリ１１ａに記憶されたＩＤコードにレスポンスコードを含ませたレスポンス信号Ｓｒｅ１を車両２側に返信する。レスポンスコードは、チャレンジコードを、暗号鍵を用いて暗号化したコードである。
【００５９】
また、車載機２０は電子キー１０から対向信号Ｓｋｅを受信したか否かを認識する。車載機２０が対向信号Ｓｋｅを受信しなかった場合には、後述する中継機による不正な通信である可能性があるとして、レスポンス信号Ｓｒｅ１について、後述するＩＤ照合及びレスポンス照合を行うことなく、通信を終了する。
【００６０】
レスポンス信号Ｓｒｅ１が発信されるタイミングにおいて、車載機２０は、図２の上段に示すように、車外送信アンテナ２２ａから対向信号Ｓｃａを送信する。対向信号Ｓｃａはレスポンス信号Ｓｒｅ１と同一時間だけ送信される。なお、レスポンス信号Ｓｒｅ１及び対向信号Ｓｃａの送信タイミングが合致するように、車載制御部２１及び電子キー制御部１１間で予め設定されている。
【００６１】
ここで、レスポンス信号Ｓｒｅ１及び対向信号Ｓｃａは、信号周波数パターンにおいて、同一周波数帯であって、かつ、異なる周波数値に設定されている。よって、車載機２０から電子キー１０に送信される対向信号Ｓｃａと、電子キー１０から車載機２０に送信されるレスポンス信号Ｓｒｅ１とが車両２及び電子キー１０間で干渉することなく、電子キー１０及び車載機２０によりそれぞれ適切に受信される。電子キー１０は、車載機２０から対向信号Ｓｃａを受信したか否かを認識し、その認識結果を含む結果信号Ｓｒｓを送信する。
【００６２】
車載制御部２１は、レスポンス信号Ｓｒｅ１を受信すると、レスポンス信号Ｓｒｅ１に含まれるＩＤコードと、車両２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。具体的には、車載制御部２１は、チャレンジ信号Ｓｃｃ１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。そして、車載制御部２１は、電子キー１０からレスポンス信号Ｓｒｅ１を車載受信部２４で受信すると、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。車載制御部２１は、このレスポンス照合が成立することを確認すると、レスポンス信号Ｓｒｅ１に含まれるＩＤコードの正否を照合する。
【００６３】
そして、車載制御部２１は、受信した結果信号Ｓｒｓに基づき、電子キー１０が対向信号Ｓｃａを受信したと認識し、さらに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、これを以て車外照合が成立したとして処理される。前述のように、車外照合が成立した場合には、車両ドアが解錠可能状態とされる。なお、車内照合も、基本的には車外照合と同様にして行われる。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。また、車載制御部２１は、受信した結果信号Ｓｒｓに基づき電子キー１０が対向信号Ｓｃａを受信できないと認識した場合、又はレスポンス照合及びＩＤコード照合が成立しない場合には、照合不成立として車両ドアを解錠可能状態又はエンジン始動状態とせずに処理を終了する。
【００６４】
次に、車両２及び電子キー１０間で送受信される要求信号及び応答信号の中継機による電波リレーの態様について説明する。
ここでは、上記背景技術において図３を参照して説明した中継機１０１を使用して、車両２及び電子キー１０間の電波をリレー（中継）した場合について説明する。中継機１０１の構成に関しては、上記背景技術において記載したため、その説明を省略する。
【００６５】
上記背景技術においても説明したように、制御回路１１５は、解析された要求信号及び応答信号の送信タイミングに基づき両スイッチング素子１１１，１１２のオン、オフ動作を制御することにより、接続ライン１０５，１０６を非通電状態と通電状態との間で切り替える。
【００６６】
具体的には、図２に示すように、アック信号Ｓａｃの返信がある場合のウェイク信号Ｓｗｋの送信開始からレスポンス信号Ｓｒｅ１送信完了までの時間Ｔ１０を１サイクルとする。時間Ｔ１０において、図２の上段に示すように、車載機２０から各種信号Ｓｗｋ，Ｓｆｒ，Ｓｖｉ，Ｓｃｃ１，Ｓｃａが送信されている期間においては、制御回路１１５はスイッチング素子１１１に指令信号を出力して、接続ライン１０５を非通電状態から通電状態とする。
【００６７】
すなわち、例えば、ビークルＩＤ信号Ｓｖｉの送信時間が時間Ｔ０１であった場合には、制御回路１１５は、解析されたビークルＩＤ信号Ｓｖｉの送信開始タイミングからスイッチング素子１１１に時間Ｔ０１だけ指令信号を出力する。なお、スイッチング素子１１２は、非通電状態に維持される。
【００６８】
また、図２の中段に示すように、時間Ｔ１０において、電子キー１０から各種信号Ｓａｃ，Ｓｒｅ１，Ｓｒｓ，Ｓｋｅが送信されている期間においては、制御回路１１５はスイッチング素子１１２に指令信号を出力して、接続ライン１０６を非通電状態から通電状態とする。すなわち、例えば、アック信号Ｓａｃの送信時間が時間Ｔ０２であった場合には、制御回路１１５は解析されたアック信号Ｓａｃの送信開始タイミングからスイッチング素子１１２に時間Ｔ０２だけ指令信号を出力する。なお、スイッチング素子１１１は非通電状態に維持される。
【００６９】
図３に示す中継機１０１において、受信アンテナ１０２により受信される車載機２０からのウェイク信号Ｓｗｋは、接続ライン１０５を介して、送信アンテナ１０３から発信される。しかし、このとき、制御回路１１５からスイッチング素子１１２に指令信号は出力されておらず、接続ライン１０６は非通電状態であるため、受信アンテナ１０８がウェイク信号Ｓｗｋを受信することはない。よって、受信アンテナ１０８により受信されたウェイク信号Ｓｗｋが送信アンテナ１０７から発信されて、これが車載機２０からの各種要求信号Ｓｖｉ，Ｓｃｃ１の妨害電波として作用することはない。
【００７０】
ウェイク信号Ｓｗｋに応じた電子キー１０からのアック信号Ｓａｃを中継機１０１が受信する時には、制御回路１１５はスイッチング素子１１１への指令信号の出力を停止して、スイッチング素子１１２へ指令信号を出力する。これにより、接続ライン１０５は非通電状態とされるため、送信アンテナ１０７から発信されるアック信号Ｓａｃを受信アンテナ１０２が受信することはない。同様にして、送信周波数信号Ｓｆｒ及びビークルＩＤ信号Ｓｖｉの送信中についても、接続ライン１０６を非通電状態とすることで、送信周波数信号Ｓｆｒ及びビークルＩＤ信号Ｓｖｉを受信アンテナ１０８が受信することはなく、ひいては妨害電波も発生しない。
【００７１】
このように、送信タイミングが解析された場合には、ビークルＩＤ信号Ｓｖｉの送信までの各種信号Ｓｗｋ，Ｓａｃ，Ｓｆｒ，Ｓｖｉについては、中継機１０１による車両２及び電子キー１０間の電波リレーが可能である。
【００７２】
しかし、前述のように、ビークルＩＤ信号Ｓｖｉ以降における、チャレンジ信号Ｓｃｃ１の送信時には対向信号Ｓｋｅが送信され、レスポンス信号Ｓｒｅ１の送信時には対向信号Ｓｃａが送信される。よって、チャレンジ信号Ｓｃｃ１及び対向信号Ｓｋｅ、又はレスポンス信号Ｓｒｅ１及び対向信号Ｓｃａの送信時において、制御回路１１５は、両スイッチング素子１１１，１１２に指令信号を出力する。すなわち、両接続ライン１０５，１０６は通電状態となる。
【００７３】
このとき、中継機１０１により、チャレンジ信号Ｓｃｃ１及び対向信号Ｓｋｅ、又はレスポンス信号Ｓｒｅ１及び対向信号Ｓｃａは同時に電子キー１０側及び車両２側の双方向にリレーされる。しかし、両接続ライン１０５，１０６が通電状態にあっては、送信アンテナ１０３から発信されるチャレンジ信号Ｓｃｃ１及び対向信号Ｓｃａは、電子キー１０だけでなく、受信アンテナ１０８も受信可能となる。受信アンテナ１０８からチャレンジ信号Ｓｃｃ１及び対向信号Ｓｃａが受信された場合には、接続ライン１０６を通じて送信アンテナ１０７からチャレンジ信号Ｓｃｃ１及び対向信号Ｓｃａが妨害電波として発信される。妨害電波が車両２から受信アンテナ１０２に発信される対向信号Ｓｃａ及びチャレンジ信号Ｓｃｃ１と混信することで、中継機１０１を利用した車両２及び電子キー１０の通信が不能となる。
【００７４】
また、送信アンテナ１０７から発信される妨害電波を受信アンテナ１０２が受信することで、送信アンテナ１０３からも妨害電波が発信される。この妨害電波は電子キー１０から受信アンテナ１０８に発信される対向信号Ｓｋｅ及びレスポンス信号Ｓｒｅ１と混信することで、中継機１０１を利用した車両２及び電子キー１０の通信が不能となる。
【００７５】
次に、上記背景技術において、図４を参照して説明した中継機１０１を利用した場合について説明する。この場合には、スイッチング素子１１１，１１２が設けられていないため、図３に示した中継機１０１の両スイッチング素子１１１，１１２に常時、指令信号が出力された状態と同様となる。このため、上記同様にチャレンジ信号Ｓｃｃ１及び対向信号Ｓｋｅ送信時又はレスポンス信号Ｓｒｅ１及び対向信号Ｓｃａ送信時には、妨害電波が発生して、中継機１０１による車両２及び電子キー１０の通信が不能となる。
【００７６】
以上のように、上記両タイプの中継機１０１を使用しても、中継機１０１を利用した車両２及び電子キー１０の不正な通信を防止でき、電子キーシステム１のセキュリティ性を向上させることができる。
【００７７】
以上、説明した実施形態によれば、以下の作用効果を奏することができる。
（１）車両２及び電子キー１０間において、要求信号（チャレンジ信号Ｓｃｃ１）又は応答信号（レスポンス信号Ｓｒｅ１）の送信中に重なり合うタイミングで、同信号の送信方向の反対方向に向けて対向信号Ｓｋｅ，Ｓｃａを送信することで、中継機１０１を利用して車両２と同車両２から遠く離れた位置における電子キー１０との間で不正な通信が実行されることが抑制される。具体的に説明すると、中継機１０１は、車両２からの要求信号を受信する受信アンテナ１０２と、同要求信号を電子キー１０側に送信する送信アンテナ１０３と、電子キー１０からの応答信号を受信する受信アンテナ１０８と、同応答信号を車両２側に送信する送信アンテナ１０７と、を備える。ここで、要求信号及び応答信号は対向信号Ｓｋｅ，Ｓｃａと同一周波数帯で送信されるため、両受信アンテナ１０２，１０８は対向信号Ｓｋｅ，Ｓｃａを受信可能である。
【００７８】
車両２及び電子キー１０間に上記中継機１０１を設けた場合に、同一周波数帯の要求信号及び対向信号Ｓｃａ又は同一周波数の応答信号及び対向信号Ｓｋｅが同時に、かつ双方向に送受信されることで、中継機１０１から妨害電波が発生する。詳しくは、中継機１０１の受信アンテナ１０２が送信アンテナ１０７からの対向信号Ｓｋｅを不用意に受信する場合がある。同様に、受信アンテナ１０８が送信アンテナ１０３からの対向信号Ｓｃａを不用意に受信する場合もある。このように、受信アンテナ１０２，１０８によって不用意に受信される対向信号Ｓｋｅ，Ｓｃａは送信アンテナ１０３，１０７から発信されて、正規の要求信号及び応答信号にとって妨害電波として作用する。これにより、中継機１０１を介した車両２及び電子キー１０間の通信が防止されて、電子キーシステム１のセキュリティ性をいっそう向上させることができる。
【００７９】
（２）車載機２０から電子キー１０に送信周波数信号Ｓｆｒが送信される。送信周波数信号Ｓｆｒには応答信号及び対向信号Ｓｋｅの送信時の周波数情報が含まれている。従って、車載機２０及び電子キー１０間で送信周波数信号Ｓｆｒをやりとりすることで、要求信号（チャレンジ信号Ｓｃｃ１）、応答信号（レスポンス信号Ｓｒｅ１）及び対向信号Ｓｋｅ，Ｓｃａの送信周波数を車載機２０及び電子キー１０で共通して認識できる。ところで、対向信号Ｓｋｅ，Ｓｃａは、同信号と同時に送信される要求信号及び応答信号と同一周波数帯である。また、車両２及び電子キー１０間において要求信号及び応答信号と対向信号Ｓｋｅ，Ｓｃａとの干渉を防止するには、同一の周波数値とならないように設定する必要がある。上記構成では、車載機２０及び電子キー１０間での送信周波数信号Ｓｆｒのやりとりを通じて、要求信号及び応答信号と対向信号Ｓｋｅ，Ｓｃａとが異なる周波数値で送信されるため、上記のような信号の干渉を防ぐことができる。
【００８０】
（３）正規の電子キー１０であるか否かの認証通信前に送信周波数信号Ｓｆｒが送信される。従って、秘匿性の高い認証通信において送受信されるチャレンジ信号Ｓｃｃ１及びレスポンス信号Ｓｒｅ１について、通信毎にそれら信号の周波数を変えることができる。よって、電子キーシステム１のセキュリティ性を確保しつつ、秘匿性の低いウェイク信号Ｓｗｋ及びそれに応じたアック信号Ｓａｃについては周波数の変更が不要となるため、それに係る処理が省ける。
【００８１】
（第２の実施形態）
以下、本発明にかかる電子キーシステムを具体化した第２の実施形態について説明する。この実施形態の電子キーシステムは、対向信号Ｓｋｅ，Ｓｃａとして、チャレンジ信号Ｓｃｃ２、レスポンス信号Ｓｒｅ２が送信されて、車両２及び電子キー１０間において相互に照合が行われる点が上記第１の実施形態と異なっている。以下、第１の実施形態との相違点を中心に説明する。なお、この実施形態の電子キーシステムは、図１に示す第１の実施形態の電子キーシステム１とほぼ同様の構成を備えている。
【００８２】
図２の中段に示すように、第１の実施形態において対向信号Ｓｋｅに相当するチャレンジ信号Ｓｃｃ２は、チャレンジコード及びキー番号を有する、すなわちチャレンジ信号Ｓｃｃ１と同一の信号である。
【００８３】
車載機２０は、電子キー１０からチャレンジ信号Ｓｃｃ２を受信すると、この時に受け付けたキー番号と自身に登録されたキー番号とを照らし合わせて番号照合を行い、通信相手の電子キー１０のキー種（マスター及びサブ）を判定する。
【００８４】
また、図２の上段に示すように、レスポンス信号Ｓｒｅ２は、ＩＤコード及びレスポンスコードを有する、すなわちレスポンス信号Ｓｒｅ１と同一の信号である。電子キー１０は、車載機２０からレスポンス信号Ｓｒｅ２を受信すると、ＩＤ照合及びレスポンス照合を実行する。電子キー１０は、両照合の結果を結果信号Ｓｒｓに含ませて車載機２０に送信する。
【００８５】
車載機２０は、自身が実行したＩＤ照合及びレスポンス照合が成立したうえで、受信した結果信号Ｓｒｓに基づき、電子キー１０側での両照合が成立した旨認識したとき、車内又は車外照合が成立したとして処理される。前述のように、車外照合が成立した場合には、車両ドアが解錠可能状態とされ、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。
【００８６】
以上のように、車載機２０及び電子キー１０間において、相互にチャレンジ信号Ｓｃｃ１，Ｓｃｃ２及びレスポンス信号Ｓｒｅ１，Ｓｒｅ２が送信される。従って、車載機２０及び電子キー１０において、キー番号の照合、並びにＩＤ及びレスポンスコードの照合が相互に実行され、よりいっそう車両２及び電子キー１０間の照合の精度を高めることができる。また、中継機１０１を利用した通信を防止できる点については、第１の実施形態と同様である。
【００８７】
以上、説明した実施形態によれば、第１の実施形態の（１）〜（３）の作用効果に加え、以下の作用効果を奏することができる。
（４）車両２及び電子キー１０間における対向信号Ｓｃａ，Ｓｋｅとしてチャレンジ信号Ｓｃｃ２及びレスポンス信号Ｓｒｅ２が送信される。すなわち、車両２及び電子キー１０間において、双方向にチャレンジ信号Ｓｃｃ１，Ｓｃｃ２及びレスポンス信号Ｓｒｅ１，Ｓｒｅ２が送受信されて、車両２及び電子キー１０において、それぞれＩＤコードの照合が行われる。よって、中継機１０１を利用した不正な通信を抑制しつつ、いっそう精度の高い車両２及び電子キー１０間の照合が行える。
【００８８】
なお、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することができる。
・第１の実施形態においては、チャレンジ信号Ｓｃｃ１及びレスポンス信号Ｓｒｅ１に対して対向信号Ｓｋｅ，Ｓｃａを送信していたが、それに加えてビークルＩＤ信号Ｓｖｉに対して対向信号を送信してもよい。この場合には、より早いタイミングで中継機１０１による電波リレーを防止できる。
【００８９】
・第１の実施形態においては、対向信号Ｓｋｅはチャレンジ信号Ｓｃｃ１と同時に送信されていた。しかし、チャレンジ信号Ｓｃｃ１送信中に重なり合うタイミングで対向信号Ｓｋｅが送信されれば、すなわち、対向信号Ｓｋｅ及びチャレンジ信号Ｓｃｃ１が同時に送信される期間があれば、対向信号Ｓｋｅ及びチャレンジ信号Ｓｃｃ１は同時に送信されなくてもよい。なお、対向信号Ｓｃａ及びレスポンス信号Ｓｒｅ１についても同様である。
【００９０】
・上記両実施形態においては、送信周波数信号Ｓｆｒの暗号化及び復号化に用いられる暗号鍵は共通の鍵である共通鍵方式を採用していた。しかし、送信周波数信号Ｓｆｒの暗号化及び復号化が可能であれば、共通鍵方式に限らず、公開鍵方式等であってもよい。
【００９１】
・上記両実施形態においては、車両２及び電子キー１０間に送受信される要求信号及び応答信号はＵＨＦ帯であった。しかし、要求信号及び応答信号が中継機１０１に妨害電波を生じさせる同一周波数帯であれば、ＵＨＦ帯に限定されない。
【００９２】
・第１の実施形態において、チャレンジ信号Ｓｃｃ１の送信と同時に対向信号Ｓｋｅが送信され、レスポンス信号Ｓｒｅ１の送信と同時に対向信号Ｓｃａが送信されていた。しかし、対向信号Ｓｃａ又は対向信号Ｓｋｅの送信を省いてもよい。例えば、対向信号Ｓｋｅの送信が省かれた場合でも、レスポンス信号Ｓｒｅ１の送信と同時に対向信号Ｓｃａが送信されることで、中継機１０１を利用するにあたり妨害電波を生じさせて、不正な通信を防止できる。
【００９３】
また、チャレンジ信号Ｓｃｃ１及びレスポンス信号Ｓｒｅ１以外の信号、例えば、ウェイク信号Ｓｗｋ、ビークルＩＤ信号Ｓｖｉ等の送信と同時に対向信号を送信してもよい。このように、対向信号の送信回数を増やすことで、中継機１０１はより妨害電波を発しやすく、より確実に中継機１０１による不正な電波リレーを防止できる。
【００９４】
・上記両実施形態においては、送信周波数信号Ｓｆｒはウェイク信号Ｓｗｋの送信後であってビークルＩＤ信号Ｓｖｉの送信前に送信されるが、送信周波数信号Ｓｆｒの送信タイミングはこれに限定されない。例えば、ビークルＩＤ信号Ｓｖｉの送信後であって、チャレンジ信号Ｓｃｃ１の送信前に送信してもよい。また、送信周波数信号Ｓｆｒをウェイク信号Ｓｗｋと同時に、換言すると、送信周波数信号Ｓｆｒに含まれる信号周波数情報をウェイク信号Ｓｗｋに付加して送信してもよい。この場合には、ウェイク信号Ｓｗｋに含まれる信号周波数情報はウェイク信号Ｓｗｋが送信される毎に異なる情報となる。
【００９５】
・上記両実施形態においては、車載機２０は送信周波数信号Ｓｆｒを電子キー１０に送信していたが、逆に、電子キー１０が送信周波数信号Ｓｆｒを車載機２０に送信してもよい。この場合には、電子キー制御部１１のメモリ１１ａに、信号周波数パターンが記憶される。そして、例えば、電子キー１０は、ウェイク信号Ｓｗｋに応じたアック信号Ｓａｃ返信後に暗号化した送信周波数信号Ｓｆｒを送信する。送信周波数信号Ｓｆｒの送信により、信号周波数を決定した電子キー１０だけでなく、車両２もいずれの信号周波数パターンで通信を行うかを認識することができる。よって、車両２及び電子キー１０間で予め周波数を取り決めることなく、電子キー１０側にてランダムに信号周波数パターンを選択できる。
【００９６】
・上記両実施形態においては、信号周波数の情報を含む送信周波数信号Ｓｆｒが車載機２０から電子キー１０に送信されていたが、送信周波数信号Ｓｆｒの送信を省略してもよい。この場合には、予め車載機２０及び電子キー１０間で通信毎の各種信号の周波数を取り決めておく。これにより、送信周波数信号Ｓｆｒの送信を省略しつつ、中継機１０１による不正な通信を防止できる。
【００９７】
次に、前記実施形態から把握できる技術的思想をその効果と共に記載する。
（イ）請求項４に記載の電子キーシステムにおいて、前記電子キーは、前記第２のレスポンス信号に含まれる識別コードの照合の成否の結果を無線信号である結果信号に含ませて前記車載機に送信する電子キーシステム。
【００９８】
同構成によれば、車載機は受信した結果信号に基づき、電子キーによる識別コードの照合の成否を認識することができる。
【符号の説明】
【００９９】
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、１１ａ…メモリ、１２…ＵＨＦ受信部、１３…ＵＨＦ送信部、２０…車載機、２１…車載制御部、２１ａ…メモリ、２２…車外送信部、２２ａ…車外送信アンテナ、２３…車内送信部、２３ａ…車内送信アンテナ、２４…車載受信部、１０１…中継機。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユーザに携帯されて車両側からの要求信号に応じて同要求信号と同一周波数帯の自身の識別コードを含む応答信号を送信する電子キーと、前記車両に搭載されて要求信号を車両の室内外に送信するとともに、前記電子キー側から返信される応答信号の識別コードの照合の成否を通じて車両ドアの解錠及び車両エンジンの始動を可能とする車載機と、を備えた電子キーシステムにおいて、
前記車載機からの要求信号の発信と重なり合うタイミングで前記電子キーから前記車載機に向けて発信される前記要求信号と同一周波数帯であって、かつ、同要求信号と異なる周波数値の第１の対向信号、及び、
前記電子キーからの応答信号の発信と重なり合うタイミングで前記車載機から前記電子キーに向けて発信される前記応答信号と同一周波数帯であって、かつ、同応答信号と異なる周波数値の第２の対向信号の少なくとも一方が送信される電子キーシステム。
【請求項２】
請求項１に記載の電子キーシステムにおいて、
前記車載機から前記電子キーに前記応答信号及び前記第１の対向信号の周波数情報を含む送信周波数信号、又は前記電子キーから前記車載機に前記要求信号及び前記第２の対向信号の周波数情報を含む送信周波数信号が送信されて、
前記送信周波数信号を前記電子キーが受信した場合には、同送信周波数信号に含まれる信号周波数情報に基づき決定した周波数で前記応答信号及び前記第１の対向信号の少なくとも一方を送信し、
前記送信周波数信号を前記車載機が受信した場合には、同送信周波数信号に含まれる信号周波数情報に基づき決定した周波数で前記要求信号及び前記第２の対向信号の少なくとも一方を送信する電子キーシステム。
【請求項３】
請求項２に記載の電子キーシステムにおいて、
前記要求信号は前記電子キーを起動させる旨のウェイク信号を含み、
前記応答信号は前記ウェイク信号に応じて返信されるアック信号を含み、
前記車載機は、前記ウェイク信号に応じたアック信号の受信確認後に、前記電子キーとの間で正規の前記電子キーであるか否かの認証通信を前記要求信号及び前記応答信号の送受信を通じて行い、
前記送信周波数信号は前記ウェイク信号に応じた前記アック信号の送信後に送信される電子キーシステム。
【請求項４】
請求項３に記載の電子キーシステムにおいて、
前記車載機は認証通信に係る前記応答信号を要求する旨の要求信号に含まれる第１のチャレンジ信号を前記電子キーに送信し、
前記電子キーは前記第１のチャレンジ信号を受信すると、応答信号に含まれる、前記電子キーの識別コードを含む第１のレスポンス信号を前記応答信号として前記車載機に返信し、
前記車載機は前記第１のレスポンス信号に含まれる前記電子キーの識別コードの照合の成否を通じて、正規の前記電子キーであるか否かの認証を行い、
さらに、前記電子キーは、前記車両側での前記第１のチャレンジ信号の送信と重なり合うタイミングで、前記車載機に前記車両の識別コードを含む第２のレスポンス信号の送信を要求する旨の第２のチャレンジ信号を前記第１の対向信号として前記車載機に送信し、
前記車載機は前記第２のチャレンジ信号を受信すると、前記電子キー側での第１のレスポンス信号の送信と重なり合うタイミングで、前記第２のレスポンス信号を前記第２の対向信号として前記電子キーに送信し、
前記電子キーは前記第２のレスポンス信号に含まれる前記車両の識別コードの照合の成否を通じて、正規の前記車両であるか否かの認証を行い、
前記電子キー及び前記車両にて、前記両識別コードの照合が成立した場合に、車両ドアの解錠及び車両エンジンの始動が可能とされる電子キーシステム。
【請求項１】
ユーザに携帯されて車両側からの要求信号に応じて同要求信号と同一周波数帯の自身の識別コードを含む応答信号を送信する電子キーと、前記車両に搭載されて要求信号を車両の室内外に送信するとともに、前記電子キー側から返信される応答信号の識別コードの照合の成否を通じて車両ドアの解錠及び車両エンジンの始動を可能とする車載機と、を備えた電子キーシステムにおいて、
前記車載機からの要求信号の発信と重なり合うタイミングで前記電子キーから前記車載機に向けて発信される前記要求信号と同一周波数帯であって、かつ、同要求信号と異なる周波数値の第１の対向信号、及び、
前記電子キーからの応答信号の発信と重なり合うタイミングで前記車載機から前記電子キーに向けて発信される前記応答信号と同一周波数帯であって、かつ、同応答信号と異なる周波数値の第２の対向信号の少なくとも一方が送信される電子キーシステム。
【請求項２】
請求項１に記載の電子キーシステムにおいて、
前記車載機から前記電子キーに前記応答信号及び前記第１の対向信号の周波数情報を含む送信周波数信号、又は前記電子キーから前記車載機に前記要求信号及び前記第２の対向信号の周波数情報を含む送信周波数信号が送信されて、
前記送信周波数信号を前記電子キーが受信した場合には、同送信周波数信号に含まれる信号周波数情報に基づき決定した周波数で前記応答信号及び前記第１の対向信号の少なくとも一方を送信し、
前記送信周波数信号を前記車載機が受信した場合には、同送信周波数信号に含まれる信号周波数情報に基づき決定した周波数で前記要求信号及び前記第２の対向信号の少なくとも一方を送信する電子キーシステム。
【請求項３】
請求項２に記載の電子キーシステムにおいて、
前記要求信号は前記電子キーを起動させる旨のウェイク信号を含み、
前記応答信号は前記ウェイク信号に応じて返信されるアック信号を含み、
前記車載機は、前記ウェイク信号に応じたアック信号の受信確認後に、前記電子キーとの間で正規の前記電子キーであるか否かの認証通信を前記要求信号及び前記応答信号の送受信を通じて行い、
前記送信周波数信号は前記ウェイク信号に応じた前記アック信号の送信後に送信される電子キーシステム。
【請求項４】
請求項３に記載の電子キーシステムにおいて、
前記車載機は認証通信に係る前記応答信号を要求する旨の要求信号に含まれる第１のチャレンジ信号を前記電子キーに送信し、
前記電子キーは前記第１のチャレンジ信号を受信すると、応答信号に含まれる、前記電子キーの識別コードを含む第１のレスポンス信号を前記応答信号として前記車載機に返信し、
前記車載機は前記第１のレスポンス信号に含まれる前記電子キーの識別コードの照合の成否を通じて、正規の前記電子キーであるか否かの認証を行い、
さらに、前記電子キーは、前記車両側での前記第１のチャレンジ信号の送信と重なり合うタイミングで、前記車載機に前記車両の識別コードを含む第２のレスポンス信号の送信を要求する旨の第２のチャレンジ信号を前記第１の対向信号として前記車載機に送信し、
前記車載機は前記第２のチャレンジ信号を受信すると、前記電子キー側での第１のレスポンス信号の送信と重なり合うタイミングで、前記第２のレスポンス信号を前記第２の対向信号として前記電子キーに送信し、
前記電子キーは前記第２のレスポンス信号に含まれる前記車両の識別コードの照合の成否を通じて、正規の前記車両であるか否かの認証を行い、
前記電子キー及び前記車両にて、前記両識別コードの照合が成立した場合に、車両ドアの解錠及び車両エンジンの始動が可能とされる電子キーシステム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１１−６３９３８（Ｐ２０１１−６３９３８Ａ）
【公開日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２１３０２６（Ｐ２００９−２１３０２６）
【出願日】平成２１年９月１５日（２００９．９．１５）
【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２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月１５日（２００９．９．１５）
【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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