JP5427050B2 - 電子キーシステム - Google Patents

Description

この発明は、無線通信にて車両ドアの解錠及びエンジン始動を可能とする電子キーシステムに関する。

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に示される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。

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な通信に対しては、例えば、特許文献２に示されるように、従来から種々の対策が講じられている。
例えば、本願出願人は、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する構成の採用を検討している。具体的には、図７に示すように、中継機１０１は、要求信号リレーユニット１１０と応答信号リレーユニット１１１とからなる。要求信号リレーユニット１１０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。

また、応答信号リレーユニット１１１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。

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、その増幅した信号を送信アンテナ１０３，１０７側に送信する。

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に送信することができる。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、その受信した応答信号を送信アンテナ１０７から車両１２１に送信することができる。従って、電子キー１２２が車両１２１から離れた位置に存在する場合であれ、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。

なお、各接続ライン１０５，１０６上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。

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、その混信した要求信号が送信アンテナ１０３から電子キー１２２に送信される。電子キー１２２は混信した要求信号が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して循環することで、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。

特開２００７−１７０１６２号公報 特開２００６−１１８８８６号公報

しかし、この同一周波数帯の信号を使用した電波リレー対策には、次のような懸念がある。すなわち、中継機１０１において、両ユニット１１０，１１１を十分に離間して設けることで、受信アンテナ１０２，１０８による送信アンテナ１０３，１０７からの妨害電波の受信を防ぐことが考えられる。そして、このようにして、電波の循環及び妨害電波の送受信が回避される場合には、中継機１０１による不正な通信が行われるおそれがある。

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。

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第１の要求信号及び第２の要求信号に応じて前記両要求信号の少なくとも一方と同一周波数帯の応答信号をそれぞれ送信する電子キーと、前記第１の要求信号を車両の室内外に設定される第１通信エリア内に送信する低周波送信部と、前記第１の要求信号に対する前記応答信号が検出されるとき、前記第１の要求信号より周波数が高い前記第２の要求信号を前記第１通信エリアより狭く限定して設定される第２通信エリア内に送信する高周波送信部と、前記両要求信号に対する前記応答信号がそれぞれ妥当である旨判断された場合、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、
前記車両に設けられて前記第１の要求信号に対する応答信号に基づき前記電子キーの前記車両に対する位置を判別するキー位置判別手段と、を備え、前記車載機は前記キー位置判別手段の判別結果に基づき、前記判別された電子キーの位置を含む前記第２通信エリアを前記高周波送信部を通じて設定することをその要旨としている。

車両及び電子キー間において送受信される両要求信号及び応答信号の電波をリレーする中継機を利用して、車両から遠く離れて位置する電子キーと通信を行う不正な通信手段が考えられている。一般的に、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、車両及び電子キー間において同一周波数帯の要求信号及び応答信号が送受信される場合には、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応答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要求信号を不用意に受信する場合もある。上記のような受信用アンテナによって不用意に受信される信号は両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して作用する。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る。

しかし、例えば、要求信号受信用アンテナ及び応答信号送信用アンテナ並びに応答信号受信用アンテナ及び要求信号送信用アンテナを両アンテナ間での信号の送受信を不能とするべく、十分離間させた場合には上記妨害電波は発生せず、中継機による電波リレーは可能である。

上記構成によれば、キー位置判別手段によって判別された電子キーの位置を含む態様で通信エリアが第１通信エリアから第２通信エリアに限定される。よって、上記中継機により電波をリレーする場合には、要求信号受信用アンテナ及び応答信号送信用アンテナを第２通信エリアに設置する必要があるところ、この場合には両アンテナは接近する。このため、上記中継機には妨害電波が発生する。一方、要求信号受信用アンテナ及び応答信号送信用アンテナを離間した位置に設けた場合、例えば要求信号受信用アンテナが第２通信エリアから外れることとなり、同第２通信エリアに送信される第２の要求信号を受信できない。これにより、上記中継機を介した車両及び電子キー間の不正な通信を抑制でき、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。

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、前記キー位置判別手段は前記第１の要求信号に対する前記応答信号の到来方向の検出を通じて、前記電子キーの位置を判別し、前記車載機は、前記到来方向に沿って前記第２通信エリアを形成し、同エリアに前記第２の要求信号を送信することをその要旨としている。

同構成によれば、第１の要求信号に対する応答信号の到来方向の検出を通じて電子キーの位置が判別される。よって、通信エリアを第２通信エリアに限定する際には、前記到来方向に基づき第２通信エリアを設定すればよい。これにより、第２通信エリアを電子キーの位置を含みつつ、より狭いエリアに設定することができ、中継機による電波リレーをいっそう確実に抑制できる。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の電子キーシステムにおいて、前記車載機から前記電子キーに、前記応答信号の送信タイミング情報を含む送信タイミング信号、及び前記電子キーから前記車載機に前記両要求信号のうち少なくとも何れか一の送信タイミング情報を含む送信タイミング信号が送信されて、前記送信タイミング信号を受信した前記電子キー又は前記車載機は、同送信タイミング信号に含まれる前記応答信号及び前記両要求信号のうち少なくとも何れか一の送信タイミング情報に基づき、通信毎に異なる送信タイミングで前記応答信号及び前記両要求信号のうち少なくとも何れか一を送信することをその要旨としている。

上記中継機において、例えば、要求信号及び応答信号の送信タイミングの解析を通じて、不要な要求信号及び応答信号の受信を防止するべく、両受信用アンテナを受信可能状態及び受信不可能状態間で切り替えた場合には、妨害電波が発生することなく中継機を介して車両及び電子キー間の通信が可能となる。

上記構成によれば、車載機及び電子キー間における単方向に送信タイミング信号が送信される。送信タイミング信号には前記応答信号及び前記両要求信号のうち少なくとも何れか一の送信タイミング情報が含まれている。よって、送信タイミング信号により、通信毎に要求信号及び応答信号の送信タイミングを異ならせることができる。

従って、要求信号及び応答信号の送信タイミングが解析されても、次の通信においては、解析された送信タイミングと異なるタイミングで両要求信号及び応答信号の少なくとも何れか一が送受信される。上記送信タイミングを解析する手段を使用しても、中継機により要求信号又は応答信号が完全な信号としてリレーされず、上記中継機を介した車両及び電子キー間の不正な通信を抑制できる。これにより、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。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３の何れか一項に記載の電子キーシステムにおいて、
前記車載機からの指令に基づき前記両要求信号を送信するとともに、前記車両に配置される複数の送信アンテナを備え、前記キー位置判別手段は、前記各送信アンテナを基準とした前記電子キーの位置を判別し、前記車載機は、前記各送信アンテナから発信される前記第１の要求信号に対する前記応答信号を通じて前記判別された前記電子キーの位置を含む前記第２通信エリアを形成するとともに、前記電子キーとの通信時において前記両要求信号を送信する前記送信アンテナを切り替えることをその要旨としている。

同構成によれば、送信アンテナが複数設けられ、同一の電子キーに対して複数の第２通信エリアが形成される。そして、電子キーとの通信時において、要求信号を送信する送信アンテナが切り替えられることで、第２通信エリアが切り替わる。

ところで、上記中継機において、要求信号受信用アンテナ及び応答信号送信用アンテナに指向性を持たせることで、両アンテナを接近させても妨害電波が発生しない構成が想定される。具体的には、要求信号受信用アンテナは車載機（送信アンテナ）からの信号のみを受信し、応答信号送信用アンテナは車載機（送信アンテナ）に向けてのみ信号を送信する。これにより、応答信号送信用アンテナからの信号が要求信号受信用アンテナに受信されることがなく、妨害電波も発生しない。

しかし、上記構成によれば、送信アンテナは複数設けられているため、指向性を持つ要求信号受信用アンテナが複数の送信アンテナから到来する要求信号を全て受信することはできない。よって、中継機を介した車両及び電子キー間の不正な通信を抑制できる。これにより、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。

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。

第１の実施形態における電子キーシステムの構成図。 第１の実施形態における各種信号のタイミングチャート。 第１の実施形態における車外通信時における車両上面図。 第１の実施形態における中継機による車外通信時における車両上面図。 第２の実施形態における中継機による車外通信時における車両上面図。 他の実施形態における車外通信時における車両上面図。 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。

（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。

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。

＜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とからなる。

ここで、要求信号は車載機２０から、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とからなり、応答信号はアック信号Ｓａｃと、レスポンス信号Ｓｒｅとからなる。また、車載機２０からウェイク信号Ｓｗｋ及びビークルＩＤ信号Ｓｖｉの間に送信タイミング信号Ｓｔｉが送信される。なお、ウェイク信号Ｓｗｋは第１の要求信号に相当し、ビークルＩＤ信号Ｓｖｉ及びチャレンジ信号Ｓｃｃは第２の要求信号に相当する。

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、同ウェイク信号Ｓｗｋをパルス信号に復調し、その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は、復調信号に基づき受信した無線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。

また、図１に示すように、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コード及び暗号鍵が記憶されている。当該暗号鍵は、後述する暗号化された送信タイミング信号Ｓｔｉの復号化、及びチャレンジコードの暗号化に利用される。なお、送信タイミング信号Ｓｔｉの復号に利用する暗号鍵と、チャレンジコードの暗号化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。

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、チャレンジ信号Ｓｃｃ及び送信タイミング信号Ｓｔｉを受信すると、これら信号Ｓｖｉ，Ｓｃｃ,Ｓｔｉをパルス信号に復調し、その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は、ＵＨＦ受信部１２から復調信号が入力されると、その復調信号に含まれる受信データを読み取る。そして、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送信タイミング信号Ｓｔｉである旨認識すると、同信号Ｓｔｉに含まれる送信タイミングパターンに基づき、ビークルＩＤ信号Ｓｖｉ及びチャレンジ信号Ｓｃｃを送信する。送信タイミングパターンについては、後で詳述する。

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。

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ＵＨＦ帯のレスポンス信号Ｓｒｅを車両２側へ返信する。

＜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ＬＦ送信部２２及びＵＨＦ送受信ユニット２８と、を備えている。ＵＨＦ送受信ユニット２８は、ＵＨＦ送信部２３と、車載受信部２４とを備えた送受信アンテナユニットである。

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のエンジンの始動制御を行うエンジン制御装置３５と、ドアハンドルに設けられてユーザの同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とが電気的に接続されている。

ＬＦ送信部２２は、図３に示すように、車両２の各車両ドアのドアハンドル５０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、そのウェイク信号ＳｗｋをＬＦ帯の無線信号に変調して、その無線信号を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の周辺に形成される第１通信エリア４１に送信する。第１通信エリア４１は、図３に示すように、ドアハンドル５０に設けられるＬＦ送信部２２を中心とした底辺が車両側方に沿う半円状に形成される。また、上記同様に車内に設けられる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。

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、車外における電子キー１０が何れの車両ドア周辺に形成される第１通信エリア４１内に存在するかが判断可能となる。

ＵＨＦ送受信ユニット２８は、車内中央部に設けられるとともに、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。具体的には、ＵＨＦ送受信ユニット２８を構成するＵＨＦ送信部２３は、車載制御部２１から送信タイミング信号Ｓｔｉ、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、それら信号Ｓｔｉ，Ｓｖｉ，Ｓｃｃ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ＵＨＦ送信アンテナ２３ａを介して第２通信エリア４２に送信する。当該第２通信エリア４２については後で詳述する。なお、図３におけるＵＨＦ送信部２３にはＵＨＦ送信アンテナ２３ａが一体で構成され、車載受信部２４には受信アンテナ２４ａが一体で構成される。

同じく、ＵＨＦ送受信ユニット２８を構成する車載受信部２４は、受信アンテナ２４ａを介して電子キー１０から送信されるアック信号Ｓａｃ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。ここで、受信アンテナ２４ａは複数のアンテナ素子が配列されたアレイアンテナとして構成されている。よって、アダプティブアレイアンテナ方式によりアック信号Ｓａｃの信号到来方向の演算が可能となる。アダプティブアレイアンテナ方式とは、受信アンテナ２４ａの各アンテナ素子で受信した受信電波の振幅と位相差により、受信信号の信号到来方向を割り出す方式である。この演算には、例えばビームフォーマ法、Ｃａｐｏｎ法、線形予測法、最小ノルム法、ＭＵＳＩＣ法、ＥＳＰＲＩＴ法等がある。従って、車載制御部２１は、受信アンテナ２４ａで受信したウェイク信号Ｓｗｋに応じて電子キー１０から返信されるアック信号Ｓａｃの信号到来方向を演算可能となる。

車載制御部２１は、電子キー１０から返信されるアック信号Ｓａｃの信号到来方向に基づき上記第２通信エリア４２を設定する。具体的には、電子キー１０から返信されるアック信号Ｓａｃの信号到来方向が図３の矢印５１に沿う方向であると演算されると、第１通信エリア４１内であって、矢印５１線上に電子キー１０が存在していると推定可能である。この場合、第２通信エリア４２は、図３に示すように、ＵＨＦ送受信ユニット２８から第１通信エリア４１に存在する電子キー１０を含むように形成される。第２通信エリア４２は、ＵＨＦ送受信ユニット２８から矢印５１方向に対して直交する方向に幅を有して形成される。この幅はＵＨＦ送受信ユニット２８から離れるにつれて大きくなる。また、第２通信エリア４２には、チャレンジ信号Ｓｃｃ等のＵＨＦ帯無線信号が送信されるため、第２通信エリア４２は第１通信エリア４１より車両２から離れた位置まで形成される。

このように、矢印５１を中心として幅を持って第２通信エリア４２が形成されることで、信号到来方向の算出誤差や通信中の電子キー１０の動き等によって、電子キー１０が矢印５１上を外れてチャレンジ信号Ｓｃｃ等を受信不能となることが抑制される。

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、後述する送信タイミングに関する情報である送信タイミングパターン及び暗号鍵が記憶されている。当該暗号鍵は、送信タイミング信号Ｓｔｉの暗号化、及びレスポンスコードの演算に利用される。なお、送信タイミング信号Ｓｔｉの暗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。

車載制御部２１は、ＵＨＦ送信部２３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が車載受信部２４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コードとの照合を行う。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。

電子キー１０が車外に存在する旨判断される場合に上記両照合が成立すると、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５０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両照合が成立すると、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、要求信号及び応答信号の送信タイミングについて説明する。簡単に説明すると、要求信号及び応答信号の送信タイミングは、車両２から電子キー１０に送信される送信タイミング信号Ｓｔｉ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。

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、第１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を第１通信エリア４１に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ＬＦ送信部２２から繰り返し発信される。

電子キー１０が第１通信エリア４１に入り込んで、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の受信を契機として、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、この時に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（タイミングｔ１）。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。

この時に電子キー１０が発信するアック信号Ｓａｃは、車載受信部２４が受信待機状態をと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。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が何れの第１通信エリア４１に存在するかを判断するとともに、アック信号Ｓａｃの信号到来方向を演算する。そして、車載制御部２１は、演算された信号到来方向を基準として第２通信エリア４２を設定する。

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おいて、具体的にはアック信号Ｓａｃ及びレスポンス信号Ｓｒｅを受信するタイミング（タイミングｔ２，ｔ３）において、受信待機状態となる。

認証通信動作を行うにあたって、車載制御部２１は、ＵＨＦ送信部２３を介してＵＨＦ帯の送信タイミング信号Ｓｔｉを送信する。送信タイミング信号Ｓｔｉには、認証通信動作における要求信号及び応答信号、すなわち、チャレンジ信号Ｓｃｃ、レスポンス信号Ｓｒｅ等の送信タイミングに関する情報が含まれている。

送信タイミング信号Ｓｔｉに含まれる送信タイミングに関する情報は、送信タイミング信号Ｓｔｉの送信毎に異なるパターンが選択される。具体的には、以下のように送信タイミングは選択される。すなわち、メモリ２１ａには複数種類の送信タイミングパターンが記憶されている。車載制御部２１は、これら送信タイミングパターンの中からランダムに所定の送信タイミングパターンを選択して、その送信タイミングに関する情報を送信タイミング信号Ｓｔｉ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送信タイミング信号Ｓｔｉを暗号化したうえで、その送信タイミング信号Ｓｔｉを送信する。

電子キー１０がＵＨＦ受信部１２を介して送信タイミング信号Ｓｔｉ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タイミング信号Ｓｔｉを復号する。電子キー制御部１１は、送信タイミング信号Ｓｔｉを復号することで、車両２側にて選択された送信タイミングパターンを認識する。ここで、送信タイミング信号Ｓｔｉの暗号化及び復号化に用いられる暗号鍵（電子キー１０及び車載機２０が持つ鍵）は同じものである。すなわち、電子キー１０及び車載機２０間の暗号方式として、共通鍵方式が採用されている。

車載制御部２１は複数種類の送信タイミングパターンからランダムに選択された一の送信タイミングパターンに基づき、ＵＨＦ送信部２３からビークルＩＤ信号Ｓｖｉ及びチャレンジ信号Ｓｃｃを送信する。詳しくは、図２の上段に示すように、送信タイミング信号Ｓｔｉの送信完了から時間Ｔ１経過後にビークルＩＤ信号Ｓｖｉが送信される。また、ビークルＩＤ信号Ｓｖｉの送信完了から時間Ｔ２経過後にチャレンジ信号Ｓｃｃが送信される。

また、電子キー制御部１１は認識した送信タイミングパターンに基づき、ＵＨＦ送信部１３からアック信号Ｓａｃ及びレスポンス信号Ｓｒｅを送信する。詳しくは、図２の中段に示すように、ビークルＩＤ信号Ｓｖｉの受信完了から時間Ｔ３経過後にアック信号Ｓａｃが返信される。また、チャレンジ信号Ｓｃｃの受信完了から時間Ｔ４経過後にレスポンス信号Ｓｒｅが送信される。以上のように、送信タイミング信号Ｓｔｉ（送信タイミングパターン）には、送信タイミングに関する情報として各種信号Ｓｖｉ，Ｓａｃ，Ｓｃｃ，Ｓｒｅが送信される各時間Ｔ１〜Ｔ４の情報が含まれている。なお、ここでは、車載機２０からの信号の送信完了タイミングと、電子キー１０の同信号の受信完了タイミングとは同一タイミングであるとする。

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が自身に対応する車両２からのもの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、正規車両のみとの間でビークルＩＤ信号Ｓｖｉの受信以降の通信を行うことができる。

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。当該アック信号Ｓａｃは、前述のように、ビークルＩＤ信号Ｓｖｉの送信完了から時間Ｔ３経過後に送信される。車載制御部２１は、ビークルＩＤ信号Ｓｖｉを発信した後、アック信号Ｓａｃを受信可能な受信待機状態となる。なお、受信待機状態の継続時間は、各種信号Ｓｖｉ，Ｓａｃ，Ｓｃｃ，Ｓｒｅの送信タイミングに基づき設定されている。

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、第１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。なお、車載制御部２１は、ビークルＩＤ信号Ｓｖｉの発信に対するアック信号Ｓａｃを受信すると、一旦、受信待機状態ではなくなる。

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Ｓｃｃを車外送信アンテナ２２ａから発信させる。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。

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、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、車載機２０が自身の通信相手である電子キー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。車載制御部２１は、チャレンジ信号Ｓｃｃを送信した後に、再び受信待機状態となる。

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。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、前述のように、レスポンス信号Ｓｒｅは、同チャレンジ信号Ｓｃｃの受信完了から時間Ｔ４経過後に送信される。このレスポンス信号Ｓｒｅは、車載受信部２４が受信待機状態のときに車載受信部２４に至るタイミングで発信される。

車載制御部２１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。そして、車載制御部２１は、電子キー１０からレスポンス信号Ｓｒｅ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。そして、車載制御部２１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、これを以て照合成立として処理する。このようにして、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、車内照合の場合も、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。

次に、電子キーシステム１において、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。
本例で想定する中継機は、上記従来技術において図７を参照して説明した中継機１０１とほぼ同様の構成である。よって、ここでも図７の中継機１０１を参照して電波リレーの態様を説明する。

本例で想定する中継機１０１においては、接続ライン１０５，１０６に、例えばスイッチング素子が設けられ、これらスイッチング素子のオンオフ制御を通じて、接続ライン１０５，１０６が非通電状態と通電状態との間で切り替えられる。

車両２及び電子キー１０間での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、本構成により妨害電波の発生を抑制することが考えられる。具体的には、要求信号の送信中においては接続ライン１０５を通電状態とし、接続ライン１０６を非通電状態とする。応答信号送信中においては接続ライン１０５を通電状態とし、接続ライン１０６を非通電状態とする。これにより、前述した電波の循環及び妨害電波の発生が抑制される。

このような中継機１０１が使用された場合であれ、本例では送信タイミング信号Ｓｔｉにより同信号Ｓｔｉ以降の各種信号Ｓｖｉ，Ｓａｃ…の送信タイミングについては通信毎に異なる。よって、送信タイミング信号Ｓｔｉ以降の各種信号Ｓｖｉ，Ｓａｃ…を中継機１０１は接続ライン１０５，１０６の通電状態の切り替えにより完全な信号として中継することはできない。これにより、中継機１０１による車両２及び電子キー１０間の電波リレーは防止される。

ところが、上記従来技術において説明したように、中継機１０１の両ユニット１１０，１１１が互いに信号の送受信が不能な程度に離間して設けられた場合、妨害電波は発生せず電波リレーが行われるおそれがあった。しかし、この場合であっても本例によれば、中継機１０１による電波リレーを防止することが可能である。

具体的には、図４に示すように、ここで想定する中継機１０１は両ユニット１１０，１１１が別体で構成されている。また、受信アンテナ１０２は、ＬＦ帯の無線信号を受信するＬＦ受信アンテナ１０２ａと、ＵＨＦ帯の無線信号を受信するＵＨＦ受信アンテナ１０２ｂとで構成され、送信アンテナ１０３はＬＦ帯の無線信号を送信するＬＦ送信アンテナ１０３ａと、ＵＨＦ帯の無線信号を送信するＵＨＦ送信アンテナ１０３ｂとで構成される。

図４の丸数字１で示すように、両ユニット１１０，１１１が互いに信号の送受信が不能な程度に離間して設けられている。
この場合、第１通信エリア４１に存在するＬＦ受信アンテナ１０２ａがウェイク信号Ｓｗｋを受信して、同ウェイク信号Ｓｗｋは接続ライン１０５を介してＬＦ送信アンテナ１０３ａから電子キー１０に送信される。それに応じて電子キー１０はアック信号Ｓａｃを返信する。このアック信号Ｓａｃを受信アンテナ１０８は受信し、同アック信号Ｓａｃは接続ライン１０６を介して送信アンテナ１０７から車載機２０に送信される。

車載機２０は演算されるアック信号Ｓａｃの信号到来方向に基づき、送信アンテナ１０７を含む第２通信エリア４２を形成する。しかし、受信アンテナ１０２は送信アンテナ１０７と離間しているため、第２通信エリア４２に含まれない。従って、ＵＨＦ受信アンテナ１０２ｂが第２通信エリア４２に送信される送信タイミング信号Ｓｔｉ、ビークルＩＤ信号Ｓｖｉ及びチャレンジ信号Ｓｃｃを受信することはない。これにより、中継機１０１による車両２及び電子キー１０間の電波リレーは防止される。

また、図４の丸数字２で示すように、受信アンテナ１０２を第２通信エリア４２内となる位置に設けた場合には、上記同様に妨害電波が発生して、車両２及び電子キー１０間の電波リレーは防止される。

また、ウェイク信号ＳｗｋをＬＦ帯の無線信号にて送信することで、第１通信エリア４１がセキュリティ性及び利便性において好ましい大きさに設定できる。例えば、ウェイク信号Ｓｗｋを高周波数帯（例えば、ＵＨＦ帯）の無線信号にて送信した場合には、ＬＦ帯の場合に比べ、第１通信エリア４１が広域となる。このため、車両２から過度に離れた位置で電子キー１０及び車両２間の車外照合が成立して、車両ドアが解錠されることが懸念されるものの、本例においてはウェイク信号ＳｗｋをＬＦ帯の無線信号としているため、このようなことはない。また、ユーザが車両２に到達した時点では、車外照合が成立しているため照合成立までユーザを待たすこともない。

さらに、ウェイク信号Ｓｗｋに比べて情報量の多い送信タイミング信号Ｓｔｉ、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はＵＨＦ帯の無線信号にて送信される。ここで、信号周波数が高いほど、大量の情報を迅速に送信することができる。よって、上記各種信号Ｓｔｉ，Ｓｖｉ，Ｓｃｃ，Ｓｒｅの送信をより迅速なものとし、ひいてはより迅速に電子キー１０及び車両２間の通信を行うことができる。

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）応答信号（正確には、アック信号Ｓａｃ）の信号到来方向によって判別された電子キー１０の位置を含む態様で通信可能エリアが第１通信エリア４１から第２通信エリア４２に限定される。よって、上記中継機１０１により電波をリレーする場合には、受信アンテナ１０２及び送信アンテナ１０７を第２通信エリア４２に設置する必要があるところ、両アンテナ１０２,１０７は接近する。このため、上記中継機１０１には妨害電波が発生する。一方、受信アンテナ１０２及び送信アンテナ１０７を離間した位置に設けた場合、例えば、受信アンテナ１０２が第２通信エリア４２から外れることとなり、同第２通信エリア４２に送信される要求信号（正確には、ビークルＩＤ信号Ｓｖｉ、チャレンジ信号Ｓｃｃ）等を受信できない。これにより、上記中継機１０１を介した車両２及び電子キー１０間の不正な通信を抑制でき、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。

（２）応答信号の到来方向の検出を通じて電子キー１０の位置が判別される。よって、通信エリアを第２通信エリア４２に限定する際には、前記到来方向に基づき、第２通信エリア４２を設定すればよい。これにより、第２通信エリア４２を電子キー１０の位置を含みつつ、より狭いエリアに設定することができ、中継機１０１による電波リレーをいっそう確実に抑制できる。

（３）車載機２０から電子キー１０に送信タイミング信号Ｓｔｉが送信される。送信タイミング信号Ｓｔｉには各種信号Ｓｖｉ，Ｓａｃ，Ｓｃｃ，Ｓｒｅの送信タイミング情報が含まれている。送信タイミング信号Ｓｔｉにより、通信毎に各種信号Ｓｖｉ，Ｓａｃ，Ｓｃｃ，Ｓｒｅの送信タイミングを異ならせることができる。これにより、たとえ通信タイミングを解析された場合であれ、中継機１０１を介した車両２及び電子キー１０間の不正な通信を抑制できる。

（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図５を参照して説明する。この実施形態の電子キーシステムは、一対のＵＨＦ送受信ユニットが設けられている点が上記第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とほぼ同様の構成を備えている。

図５に示すように、車内には車両前後方向に一対のＵＨＦ送受信ユニット２８ａ，２８ｂが設けられている。本例では所定の通信タイミングにて、信号が送信されるＵＨＦ送受信ユニット２８ａ，２８ｂが切り替えられる。具体的には、ＵＨＦ送受信ユニット２８ａにより送信タイミング信号Ｓｔｉ及びビークルＩＤ信号Ｓｖｉが送信され、ＵＨＦ送受信ユニット２８ｂによりチャレンジ信号Ｓｃｃが送信される。

ところで、上記第１の実施形態における構成においては、以下のような問題がある。具体的には、例えば図４に示す中継機１０１において、受信アンテナ１０２及び送信アンテナ１０７に指向性を持たせる。すなわち、送信アンテナ１０７からはＵＨＦ送受信ユニット２８側にのみ信号を送信し、受信アンテナ１０２はＵＨＦ送受信ユニット２８側からの信号のみを受信する。そして、例えば、図４の丸数字３で示すように受信アンテナ１０２を第２通信エリア４２内の矢印５１上に設置することで、受信アンテナ１０２が送信アンテナ１０７からの信号を受信することはなく、妨害電波が発生することもない。よって、中継機１０１を介した電波リレーが行われるおそれがある。

その点、本実施形態においては、図５に示すように、要求信号を送信するＵＨＦ送受信ユニット２８ａ，２８ｂが切り替えられる。すなわち、両ＵＨＦ送受信ユニット２８ａ，２８ｂから送信される要求信号により２つの第２通信エリア４２ａ，４２ｂが形成される。具体的には、車載制御部２１は、両ＵＨＦ送受信ユニット２８ａ，２８ｂの車載受信部２４で受信したウェイク信号Ｓｗｋに応じた送信アンテナ１０７からのアック信号Ｓａｃの信号到来方向を演算し、同演算された信号到来方向に基づき第２通信エリア４２ａ，４２ｂを設定する。この場合、ＵＨＦ送受信ユニット２８ａにより形成される第２通信エリア４２ａ内に送信アンテナ１０７及び受信アンテナ１０２が含まれるものの、ＵＨＦ送受信ユニット２８ｂにより形成される第２通信エリア４２ｂ内に受信アンテナ１０２は含まれないことになる。第２通信エリア４２ｂはアック信号Ｓａｃが送信される送信アンテナ１０７を基準に形成されるからである。

これにより、受信アンテナ１０２はＵＨＦ送受信ユニット２８ａから送信される送信タイミング信号Ｓｔｉ及びビークルＩＤ信号Ｓｖｉを受信して、電子キー１０側に電波リレーすることが可能であるものの、ＵＨＦ送受信ユニット２８ｂから送信されるチャレンジ信号Ｓｃｃは受信できない。よって、中継機１０１による車両２及び電子キー１０間の電波リレーは防止される。

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）一対のＵＨＦ送受信ユニット２８ａ，２８ｂが設けられているため、中継機１０１において、中継機１０１において、指向性を持つ受信アンテナ１０２が複数の両ＵＨＦ送受信ユニット２８ａ，２８ｂから到来する要求信号を全て受信することはできない。よって、中継機１０１を介した車両２及び電子キー１０間の不正な通信を抑制できる。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。

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。
・上記実施形態においては、車載制御部２１は、暗号鍵を用いて送信タイミング信号Ｓｔｉを暗号化したうえで、その送信タイミング信号Ｓｔｉを送信していた。しかし、さらなるセキュリティ性の向上のために、送信タイミング信号Ｓｔｉに乱数コードを含ませてもよい。この場合、送信毎に乱数コードが変わるのに伴い、それを含んで暗号化される送信タイミング信号Ｓｔｉも変わる。よって、送信タイミング信号Ｓｔｉに含まれる送信タイミングパターンの秘匿性を向上させることができる。

・上記両実施形態においては、送信タイミング信号Ｓｔｉ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、いわゆる共通鍵方式を採用していた。しかし、送信タイミング信号Ｓｔｉ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。

・上記両実施形態においては、メモリ２１ａに記憶される送信タイミングパターンに基づき、各種信号Ｓｖｉ，Ｓｃｃ，Ｓａｃ，Ｓｒｅの送信タイミングとして各時間Ｔ１〜Ｔ４が決定されていた。換言すると、各時間Ｔ１〜Ｔ４が決まることで、各種信号Ｓｖｉ，Ｓｃｃ，Ｓａｃ，Ｓｒｅの送信開始タイミングが決まっていた。しかし、送信タイミングは、送信開始タイミングに限らず、各種信号Ｓｖｉ，Ｓｃｃ，Ｓａｃ，Ｓｒｅの送信時間であってもよい。

・上記両実施形態において、送信タイミング信号Ｓｔｉには各種信号の送信タイミングとして各時間Ｔ１〜Ｔ４の情報が含まれていた。しかし、送信タイミング信号Ｓｔｉは電子キー１０に送信される信号であるため、電子キー１０がアック信号Ｓａｃ及びレスポンス信号Ｓｒｅを返信するタイミングを表す時間Ｔ３及び時間Ｔ４の情報だけを送信タイミング信号Ｓｔｉに付加して送信してもよい。この場合には、送信タイミング信号Ｓｔｉに時間Ｔ１及び時間Ｔ２の情報を付加する必要がないため、その処理を省ける。

・上記両実施形態においては、送信タイミング信号Ｓｔｉ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、送信タイミング信号Ｓｔｉ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Ｓｃｃの送信前に送信してチャレンジ信号Ｓｃｃ及びレスポンス信号Ｓｒｅの送信タイミングを通信毎に変えてもよい。また、送信タイミング信号Ｓｔｉをウェイク信号Ｓｗｋと同時に、換言すると、送信タイミング信号Ｓｔｉに含まれる送信タイミング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に含まれる送信タイミング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。

・上記両実施形態においては、車載機２０は送信タイミング信号Ｓｔｉを電子キー１０に送信していたが、逆に、電子キー１０が送信タイミング信号Ｓｔｉ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、送信タイミング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の返信後に暗号化した送信タイミング信号Ｓｔｉを送信する。この場合にも、送信タイミング信号Ｓｔｉにより電子キー１０及び車両は、いずれの送信タイミングパターンで通信を行うかを共通認識することができるため、電子キー１０側にてランダムに送信タイミングパターンを選択できる。

・上記両実施形態においては、送信タイミングの情報を含む送信タイミング信号Ｓｔｉが車載機２０から電子キー１０に送信されていたが、送信タイミング信号Ｓｔｉの送信を省略してもよい。この場合であっても、第１通信エリア４１から第２通信エリア４２に要求信号の送信エリアを限定することにより、中継機１０１による電波リレーを防止できる。

・上記両実施形態においては、通信毎にビークルＩＤ信号Ｓｖｉ，チャレンジ信号Ｓｃｃ，アック信号Ｓａｃ，レスポンス信号Ｓｒｅの送信タイミングを変えて、中継機１０１による電波リレーを防止していた。しかし、何れか一種類、例えば、ビークルＩＤ信号Ｓｖｉの送信タイミングを異ならせるだけでも、電波リレーを防止できる。この場合には、送信タイミング信号Ｓｔｉの送信完了からビークルＩＤ信号Ｓｖｉ送信までの時間Ｔ１のみを変更すればよく、その他、チャレンジ信号Ｓｃｃ，アック信号Ｓａｃ，レスポンス信号Ｓｒｅの送信タイミングを変える必要がないため、それに係る処理を省くことができる。

・第２の実施形態においては、一対のＵＨＦ送受信ユニット２８ａ，２８ｂが設けられている。しかし、ＵＨＦ送受信ユニット２８の数は複数であれば一対に限定されず、例えば３つ設けてもよい。ＵＨＦ送受信ユニット２８の数を増やすことで、中継機１０１による電波リレーをより確実に防止できる。

・第２の実施形態においては、ＵＨＦ送受信ユニット２８ａにより送信タイミング信号Ｓｔｉ及びビークルＩＤ信号Ｓｖｉが送信され、ＵＨＦ送受信ユニット２８ｂによりチャレンジ信号Ｓｃｃが送信されていたが、ＵＨＦ送受信ユニット２８ａ，２８ｂから送信される信号が切り替えられれば、その信号の種類は問わない。例えば、ＵＨＦ送受信ユニット２８ａにより送信タイミング信号Ｓｔｉが送信され、ＵＨＦ送受信ユニット２８ｂによりビークルＩＤ信号Ｓｖｉ及びチャレンジ信号Ｓｃｃが送信されるようにしてもよい。

・上記両実施形態においては、ウェイク信号ＳｗｋはＬＦ帯の無線信号で送信されていたが、ウェイク信号ＳｗｋをＵＨＦ帯の無線信号にて送信してもよい。この場合には、図１に示すＬＦ送信部２２及びＬＦ受信部１４を省略可能である。具体的には、図６に示すように、ＵＨＦ送受信ユニット２８を中心として車両２の周辺に円形の第１通信エリア４１が形成される。そして、電子キー１０が第１通信エリア４１に進入したとき、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の信号到来方向に基づき第２通信エリア４２を設定する。この場合であっても、中継機１０１による車両２及び電子キー１０間の電波リレーの防止が可能である。さらに、各種信号の周波数帯は中継機１０１に妨害電波を発生させる同一周波数帯であれば、ＵＨＦ帯に限定されるものではない。

・上記両実施形態においては、第１通信エリア４１には、ウェイク信号Ｓｗｋが送信され、第２通信エリア４２には、ビークルＩＤ信号Ｓｖｉ及びチャレンジ信号Ｓｃｃが送信されていた。しかし、両通信エリア４１,４２に送信される信号は上記組合せに限らず、例えば、第１通信エリア４１にウェイク信号Ｓｗｋ及びビークルＩＤ信号Ｓｖｉを送信し、第２通信エリア４２にチャレンジ信号Ｓｃｃを送信してもよい。この場合、車載機２０はビークルＩＤ信号Ｓｖｉの信号到来方向を演算して、同信号到来方向に基づき第２通信エリア４２を形成することも可能である。また、ウェイク信号Ｓｗｋ及びビークルＩＤ信号Ｓｖｉの両信号到来方向を演算することで、より確実に電子キー１０を含む第２通信エリア４２を形成することができる。また、ウェイク信号Ｓｗｋを第１通信エリア４１に送信した後に、今度はウェイク信号Ｓｗｋを第２通信エリア４２に送信して、両通信エリア４１,４２に送信した両ウェイク信号Ｓｗｋに応じてアック信号Ｓａｃの返信があった場合には、中継機１０１による電波リレーでないとして、以降通信を行うようにしてもよい。

・上記両実施形態においては、車外における電子キー１０の位置をアダプティブアレイアンテナである受信アンテナ２４ａを通じて演算されるアック信号Ｓａｃの信号到来方向に基づき判別していた。しかし、電子キー１０の位置を判別するキー位置判別手段はこれに限定されず、例えば、次のような手段であってもよい。すなわち、図６に矢印６０で示すように、第２通信エリア４２と同一範囲にて形成されるサーチエリア４５を、ＵＨＦ送受信ユニット２８を中心として回転させることで、円形の第１通信エリア４１を形成する。そして、サーチエリア４５を周方向に回転させていってアック信号Ｓａｃの返信があったときの第１通信エリア４１内に電子キー１０が存在していると判別してもよい。この場合にも、通信エリアはサーチエリア４５を回転させることにより形成される第１通信エリア４１から第２通信エリア４２に限定される。

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）前記第１の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であり、前記ウェイク信号は低周波数帯の無線信号で送信され、前記第２の要求信号及び前記応答信号は高周波数帯の無線信号で送信される電子キーシステム。

第１の要求信号であるウェイク信号は前記電子キーを起動させる信号であるところ、車両から過度に離れた位置まで同信号が到達することはセキュリティ上好ましくない。その点、上記構成によれば、ウェイク信号は、低周波数帯の無線信号であるため、セキュリティ上適切な大きさのエリアに送信される。一方、車両及び電子キー間の通信はより迅速に完了したい。その点、上記構成によれば、第２の要求信号及び応答信号は高周波数帯の無線信号で送信されているため、大量の情報を迅速に送信することができ、通信をより迅速に行うことができる。

（ロ）前記第１の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であり、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第２の要求信号及び前記応答信号の送受信を通じて行い、前記送信タイミング信号は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。

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タイミング信号が送信される。従って、秘匿性の高い認証通信において送受信される第２の要求信号及び応答信号について、通信毎に送信タイミング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、第１の要求信号であるウェイク信号及びそれに応じたアック信号については送信タイミングの変更が不要となるため、それに係る処理が省ける。

（ハ）前記送信タイミング信号は暗号化された信号である電子キーシステム。
同構成によれば、送信タイミング信号は暗号化されているため、その秘匿性を向上させることができる。よって、送信タイミング信号の不正な解析等が困難となり、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。

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、１４…ＬＦ受信部、２０…車載機、２１…車載制御部、２１ａ…メモリ、２２…ＬＦ送信部、２３…ＵＨＦ送信部、２４…車載受信部、２８…ＵＨＦ送受信ユニット、１０１…中継機。

Claims (4)

1. ユーザに携帯されて車両側からの第１の要求信号及び第２の要求信号に応じて前記両要求信号の少なくとも一方と同一周波数帯の応答信号をそれぞれ送信する電子キーと、
   前記第１の要求信号を車両の室内外に設定される第１通信エリア内に送信する低周波送信部と、
   前記第１の要求信号に対する前記応答信号が検出されるとき、前記第１の要求信号より周波数が高い前記第２の要求信号を前記第１通信エリアより狭く限定して設定される第２通信エリア内に送信する高周波送信部と、
   前記両要求信号に対する前記応答信号がそれぞれ妥当である旨判断された場合、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、
   前記車両に設けられて前記第１の要求信号に対する応答信号に基づき前記電子キーの前記車両に対する位置を判別するキー位置判別手段と、を備え、
   前記車載機は前記キー位置判別手段の判別結果に基づき、前記判別された電子キーの位置を含む前記第２通信エリアを前記高周波送信部を通じて設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、
   前記キー位置判別手段は前記第１の要求信号に対する前記応答信号の到来方向の検出を通じて、前記電子キーの位置を判別し、
   前記車載機は、前記到来方向に沿って前記第２通信エリアを形成し、同エリアに前記第２の要求信号を送信す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、
   前記車載機から前記電子キーに、前記応答信号の送信タイミング情報を含む送信タイミング信号、及び前記電子キーから前記車載機に前記両要求信号のうち少なくとも何れか一の送信タイミング情報を含む送信タイミング信号が送信されて、
   前記送信タイミング信号を受信した前記電子キー又は前記車載機は、同送信タイミング信号に含まれる前記応答信号及び前記両要求信号のうち少なくとも何れか一の送信タイミング情報に基づき、通信毎に異なる送信タイミングで前記応答信号及び前記両要求信号のうち少なくとも何れか一を送信する電子キーシステム。
4. 請求項１〜３の何れか一項に記載の電子キーシステムにおいて、
   前記車載機からの指令に基づき前記両要求信号を送信するとともに、前記車両に配置される複数の送信アンテナを備え、
   前記キー位置判別手段は、前記各送信アンテナを基準とした前記電子キーの位置を判別し、
   前記車載機は、前記各送信アンテナから発信される前記第１の要求信号に対する前記応答信号を通じて前記判別された前記電子キーの位置を含む前記第２通信エリアを形成するとともに、前記電子キーとの通信時において前記両要求信号を送信する前記送信アンテナを切り替える電子キーシステム。

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