JP5436587B2 - 電子キー装置および電子キー装置に用いられる親機 - Google Patents

Description

本発明は、親機と子機との通信により、ＩＤコードを照合して認証を実施する電子キー装置、および電子キー装置に用いられる親機に関する。

車両のドア施開錠、エンジン始動を行なう場合の従来技術としては、使用者がキーを鍵穴に挿入し回転させて行なうものから、いわゆるＦＯＢキーを用いた車両用電子キー装置により行うものがある。後者の車両用電子キー装置は、使用者のポケット、またはバッグに入れたまま、一切キーに触れることなく、車載（親）機と携帯（子）機との間で無線通信を行ない、携帯機からのＩＤコードを車載機が記憶しているコードと照合する。

そして、照合結果が合致した場合、ドアノブに取り付けられたセンサに触れるだけで、車載機がドアを施開錠し、運転席に取り付けられたボタンを押すだけで、エンジン始動ができることとなる（例えば、特許文献１参照）。

また、家や部屋のドアを開ける場合にも、ＦＯＢキーを応用することが可能であり、ＦＯＢキーを用いた入退出管理用電子キー装置がある（例えば、特許文献２参照）。特許文献２では、ＦＯＢキー（子機）を所持した者が、ドア付近に設けられたキー読み取り装置（親機）に近づくことで、キー読み取り装置がＦＯＢキー内に記憶されているＩＤコードを読み取る。さらに、キー読み取り装置が、読み取ったＩＤコードが入室を許可されたＩＤであるか否かを照合し、合致した場合、一切キーに触れることなく、ドアを開錠することができる。

特開２０１０-１２１２９７号公報 特開２０１０-１８５１８６号公報

しかしながら、従来技術には、以下のような課題がある。
特許文献１に記載されているキーレスエントリシステムは、正規ユーザか盗難者であるかを判定するために、以下のような種々の処理機能を有している。
・ＬＦ（Ｌｏｗ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ：長波）信号の送信信号強度と、その信号を計測して受信した信号強度とを比較する。
・ＬＦ信号送信からＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ：高周波）信号の応答時間を判定する。
・送信されるＲＦ信号の出力値を、車両から出力されるＬＦ信号の到達距離程度の到達距離となるように低下させる。

しかしながら、上述した３つの処理機能のそれぞれは、以下のような問題があった。
・正規ユーザと盗難者との距離によっては、信号の受信強度の判定では、盗難者と判断できない場合がある。
・ＲＦの応答時間については、電子部品や環境の誤差により、許容時間に余裕を持って判定しないと、通常動作が妨げられる場合がある。
・ＲＦ信号の出力を低下させても、ＲＦ信号もリレーされた場合には、効果がない。

また、特許文献２に記載されているキーレスエントリシステムは、リレーアタックを検知して盗難を防止するために、送信するアンテナからリクエスト信号の強度を段階的に変化させ、信号の強度を測定した変化が、送信したリクエスト信号の強度の変化と一致しているか否かを比較している。

従って、この特許文献２に係るキーレスエントリシステムでは、複数の強度の信号を送信する必要があり、送信する信号強度を複数回測定する必要がある。このため、時間が長くなり、認証に余分な時間が必要になるため、動作が遅れ、また、携帯機への給電時間が長くなるため、早く電池を消費してしまうという問題があった。

ここで、図９は、認証通信を中継するリレーアタックによる盗難に関する説明図である。より具体的には、携帯機を所持している正規ユーザが車両から離れた場所にいるときでも、２台の中継器を用いてリレーアタックを行うことにより、車載機と携帯機との通信が可能となり、ドアの開錠が可能で、エンジン始動も可能となってしまうケースを例示したものである。

一般的に、スマートエントリによるドアの施開錠が可能となる通信距離の領域は、車両から約２ｍ以内であり、エンジン始動においては、車内の領域のみである。しかしながら、図９に示したような手順を経ることで、通常、車両から約２ｍの通信距離が、数ｋｍまで中継することが可能となってしまう。そこで、この手順について、説明する。

手順１：盗難者１は、ＬＦ信号の送信領域である約２ｍの領域で、車載機からのＬＦ信号［１］をＲＦ信号［２］に変換すると同時に、増幅する第１の中継器を近づける。この結果、数ｋｍ離れた位置にいる盗難者２が所持する第２の中継器まで、通信距離を延長することができる。

手順２：盗難者２がＲＦ信号［２］を受信し、再度、携帯機と通信が可能なＬＦ信号［３］に変換する第２の中継器を、正規ユーザに接近させる。この結果、通常、車両から約２ｍの通信距離が数ｋｍまで中継することが可能となる。そして、正規ユーザが所持する携帯機は、第２の中継器からのＬＦ信号［３］を、自分の車両から送信されたＬＦ信号［１］と誤認識して、ＲＦ信号［４］を応答する。そして、第２の中継器は、そのＲＦ信号［４］を増幅し、ＲＦ（ＲＦ増幅）信号［５］として、第１の中継器に中継する。

手順３：第１の中継器は、第２の中継器から受信したＲＦ（ＲＦ増幅）信号［５］を、携帯機のＲＦ信号［６］として、車両に対して送信する。

このように、２台の中継器（第１の中継器および第２の中継器）を用いて、ＲＦ信号を中継することによって、通常通信可能な領域を大幅に超えて通信することが可能となる。この結果、２人の盗難者（盗難者１、２）の連携により、車両から数ｋｍ離れた位置にいる正規ユーザに気付かれずに、ドアの施開錠が実施されてしまうこととなる。

また、同じ手法により、エンジン始動ボタンを押すことによって、エンジン始動認証も中継され、エンジンが始動され、正規ユーザや周囲の人にも気付かれずに、簡単に車両を盗難されてしまう状態になる。

これは、入退出管理用電子キー装置等にも同様なことがいえる。このため、認証通信を中継した場合、正規ユーザに気付かれない場所で、簡単に入退室ができる状態になるという問題がある。

本発明は、かかる問題点を解決するためになされたものであり、親機と子機の認証通信における応答性を損なうことなく、認証通信を中継するリレーアタックによる盗難を防止することのできる電子キー装置および電子キー装置に用いられる親機を得ることを目的としている。

本発明に係る電子キー装置は、親機と、使用者が保有する子機との間で通信することにより、親機が子機の有するＩＤコードの認証に成功した場合に、制御機器を作動させる電子キー装置であって、親機は、外部入力に基づいて子機との間で認証を実施するために、第１の電波周波数による要求信号を送信する際に、不正使用の目的で、要求信号の送信に用いられる第１の電波周波数が第４の電波周波数に変換されることで、要求信号が通信距離を延長して送信されることを防止するために、要求信号を送信している間に、第４の電波周波数と干渉し第１の電波周波数とは干渉しない第３の電波周波数による干渉電波信号を送信するものである。

本発明に係る電子キー装置および電子キー装置に用いられる親機によれば、不正通信の目的で、通信距離を延長して要求信号が送信されてしまうことを防止するために、親機から要求信号を送信すると当時に、この要求信号と干渉する電波周波数を有する干渉電波信号を送信することにより、親機と子機の認証通信における応答性を損なうことなく、認証通信を中継するリレーアタックによる盗難を防止することのできる電子キー装置および電子キー装置に用いられる親機を得ることができる。

本発明の実施の形態１における電子キー装置を含むシステム全体の概念図である。 本発明の実施の形態１の電子キー装置における、リレーアタック時の通信処理に関する説明図および各信号のタイムチャートである。 本発明の実施の形態２における電子キー装置を含むシステム全体の概念図である。 本発明の実施の形態３における電子キー装置を含むシステム全体の概念図である。 本発明の実施の形態４における電子キー装置を含むシステム全体の概念図である。 本発明の実施の形態５における電子キー装置を含むシステム全体の概念図である。 本発明の実施の形態６における電子キー装置を含むシステム全体の概念図である。 本発明の実施の形態７における電子キー装置を含むシステム全体の概念図である。 認証通信を中継するリレーアタックによる盗難に関する説明図である。

以下、本発明の電子キー装置の好適な実施の形態につき図面を用いて説明する。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１における電子キー装置を含むシステム全体の概念図である。この図１における電子キー装置は、車載機１０、第１の携帯機１００、および第２の携帯機１１０を備えて構成されている。また、図１には、盗難者１が使用する第１の中継器２００、および盗難者２が使用する第２の中継器２１０も図示されている。

親機に相当する車載機１０は、ＲＦ信号受信アンテナ１１（１）、ＬＦ信号送信アンテナ１１（２）、ＲＦ信号送信アンテナ１１（３）、ＲＦ信号受信機１２、第１の電波周波数送信手段１３、第２の電波周波数受信手段１４、第３の電波周波数送信手段１５、制御手段１６、および駆動手段１７を備えて構成されている。

なお、車載機１０に接続されている外部の構成要素としては、制御機器１およびスイッチ２がある。制御機器１は、ドアの施開錠やエンジン始動を実施するための制御機器に相当し、車載機１０内の制御手段１６が、駆動手段１７を介してこの制御機器１を制御する。また、スイッチ２は、ドアの施開錠やエンジン始動を要求するための、車両の所定に位置に配置されたスイッチ（あるいはセンサ）であり、外部入力に相当する。

一方、子機である携帯機１００は、ＬＦ信号受信アンテナ１０１、ＬＦ信号受信ＩＣ１０２、第１の電波周波数受信手段１０３、ＲＦ信号送信アンテナ１０４、第２の電波周波数送信手段１０５、および制御手段１０６を備えて構成されている。なお、図１中の携帯機１１０は、携帯機１００と同じ機能であり、保有するＩＤコードのみ異なる１台以上の携帯機であり、１台の車両に対して複数の携帯機を登録することが可能である。そこで、以下では、携帯機に関しては、携帯機１００の１台を用いて説明する。

また、盗難者１が有している第１の中継器２００は、ＲＦ信号送受信アンテナ２０１、ＲＦ信号送信アンテナ２０２、ＲＦ信号送信手段２０３、ＲＦ信号変換手段２０４、ＬＦ信号受信アンテナ２０５、ＬＦ信号受信手段２０６、およびＲＦ信号変換手段２０７を備えて構成されている。

さらに、盗難者２が有している第２の中継器２１０は、ＲＦ信号送受信アンテナ２１１、ＲＦ信号受信アンテナ２１２、ＲＦ信号増幅手段２１３、ＲＦ信号送信手段２１４、ＬＦ信号送信アンテナ２１５、ＬＦ信号送信手段２１６、およびＬＦ信号変換手段２１７を備えて構成されている。

次に、これらの各構成を備えた車載機１０、携帯機１００、第１の中継器２００、および第２の中継器２１０の、各構成の機能および一連動作について説明する。

まず始めに、車載機１０、および携帯機１００による通常の動作について説明する。
［通常手順１］正規ユーザが、車両のドアに備えられたスイッチ２を押すと、車載機１０は、車両の近くに登録された携帯機１００があるか否かを確認するために、携帯機１００の認証を開始する。
［通常手順２］車載機１０内の制御手段１６は、認証要求のための第１の電波周波数によるＬＦ信号［１］を、第１の電波周波数送信手段１３、およびＬＦ送信アンテナ１１（２）を介して送信する。

［通常手順３］これに対して、携帯機１００内の第１の電波周波数受信手段１０３は、ＬＦ信号受信アンテナ１０１およびＬＦ受信ＩＣ１０２を介してＬＦ信号［１］を受信する。
［通常手順４］次に、制御手段１０６は、第１の電波周波数受信手段１０３を介して受信した認証要求に相当するＬＦ信号［１］に応じて、あらかじめ有している固有のＩＤコードを含む応答信号を生成する。

［通常手順５］次に、制御手段１０６は、第２の電波周波数送信手段１０５およびＲＦ信号送信アンテナ１０４を介して、生成した応答信号をＲＦ信号［４］として送信する。
［通常手順６］これに対して、車載機１０内の第２の電波周波数受信手段１４は、ＲＦ信号受信アンテナ１１（１）およびＲＦ信号受信機１２を介して、応答信号であるＲＦ信号［４］を受信する。

［通常手順７］そして、制御手段１６は、第２の電波周波数受信手段１４を介して取得したＲＦ信号［４］に含まれるＩＤコードが、あらかじめ記憶されているＩＤコードと一致するか否かを認証する。
［通常手順８］さらに、制御手段１６は、この認証に成功したと判断した場合には、通常手順１におけるスイッチ２の操作が、正規ユーザによる操作であると判断し、駆動手段１７を介して制御機器１を作動させることで、ドアの開錠を実施する。

［通常手順９］一方、認証に失敗したと判断した場合には、制御手段１６は、通常手順１におけるスイッチ２の操作が、正規ユーザによる操作ではないと判断し、制御機器１を作動させることなく、処理を終了する。

なお、上述した通常手順１〜９は、ドアの開錠について説明したが、その後、正規ユーザがドアを開け、車両に乗り込んだ状態で、エンジンスタートボタンを押した場合にも、同様の処理を行うことで、容易にエンジン始動を行うことが可能となる。この場合、エンジンスタートボタンは、図１におけるスイッチ２に相当する。すなわち、図１では、例としてスイッチ２を１つのスイッチとして図示しているが、ドア開閉のスイッチ、エンジン始動停止のスイッチなど、機能毎に複数のボタンを設ければよい。

次に、第１の中継器２００、および第２の中継器２１０を利用して、盗難者が、通信信号を中継して盗難を実施する手順について説明する。
［不正手順１］携帯機１００を所持している正規ユーザが車両から離れた場所にいるときに、盗難者１が、車両のドアに備えられたスイッチ２を押すと、車載機１０は、車両の近くに登録された携帯機１００があるか否かを確認するために、携帯機１００の認証を開始する。

［不正手順２］この場合にも、車載機１０内の制御手段１６は、認証要求のための第１の電波周波数によるＬＦ信号［１］を、第１の電波周波数送信手段１３、およびＬＦ送信アンテナ１１（２）を介して送信する。
［不正手順３］この際、盗難者１は、第１の中継器２００を所持しており、第１の中継器２００は、ＬＦ信号受信アンテナ２０５、ＬＦ信号受信手段２０６を介して、ＬＦ信号［１］を受信する。

［不正手順４］さらに、第１の中継器２００内のＲＦ信号変換手段２０７は、受信したＬＦ信号［１］の周波数を変換（第１の電波周波数から第４の電波周波数に変換）することで、長距離通信が可能なＲＦ信号［２］に変換し、ＲＦ信号送受信アンテナ２０１を介してＲＦ信号［２］を送信する。

［不正手順５］一方、車両から離れた場所で携帯機１００を所持している正規ユーザの近傍には、第２の中継器２１０を所持する盗難者２がいる。そして、第２の中継器２１０内のＬＦ信号変換手段２１７は、ＲＦ信号送受信アンテナ２１１を介して受信したＲＦ信号［２］の周波数を再変換（第４の電波周波数から第１の電波周波数に再変換）することで、ＬＦ信号［１］と同等のＬＦ信号［３］を生成し、携帯機１００に送信する。

［不正手順６］これに対して、携帯機１００内の第１の電波周波数受信手段１０３は、ＬＦ信号受信アンテナ１０１およびＬＦ受信ＩＣ１０２を介して、正規のＬＦ信号［１］の代わりに、不正目的で生成されたＬＦ信号［３］を受信する。
［不正手順７］次に、制御手段１０６は、第１の電波周波数受信手段１０３を介して受信した、認証要求に相当するＬＦ信号［１］と同等のＬＦ信号［３］に応じて、あらかじめ有している固有のＩＤコードを含む応答信号を生成する。

［不正手順８］次に、制御手段１０６は、第２の電波周波数送信手段１０５およびＲＦ信号送信アンテナ１０４を介して、生成した応答信号をＲＦ信号［４］として送信する。

［不正手順９］これに対して、第２の中継器２１０内のＲＦ信号増幅手段２１３は、ＲＦ信号受信アンテナ２１２を介して受信したＲＦ信号［４］を、第１の中継器２００に対して長距離送信するために増幅し、ＲＦ（ＲＦ増幅）信号［５］を生成する。
［不正手順１０］さらに、ＲＦ信号送信手段２１４は、生成されたＲＦ（ＲＦ増幅）信号［５］を、ＲＦ信号送受信アンテナ２１１を介して送信する。

［不正手順１１］これに対して、第１の中継器２００内のＲＦ信号変換手段２０４は、ＲＦ信号送受信アンテナ２０１を介してＲＦ（ＲＦ増幅）信号［５］を受信し、車載機１０に対応するＲＦ信号［６］に変換（第４の電波周波数から第２の電波周波数に変換）する。
［不正手順１２］さらに、ＲＦ信号送信手段２０３は、変換されたＲＦ信号［６］を、ＲＦ信号送信アンテナ２０２を介して送信する。

［不正手順１３］一方、車載機１０内の第２の電波周波数受信手段１４は、ＲＦ信号受信アンテナ１１（１）およびＲＦ信号受信機１２を介して、車両の近くにある携帯機１００が送信したＲＦ信号［４］相当の信号として、ＲＦ信号［６］を受信する。
［不正手順１４］そして、制御手段１６は、第２の電波周波数受信手段１４を介して取得したＲＦ信号［６］に含まれるＩＤコードが、あらかじめ記憶されているＩＤコードと一致するか否かを認証し、この認証に成功したと判断した場合には、不正手順１における盗難者１によるスイッチ２の操作が、正規ユーザによる操作であると誤判断してしまい、駆動手段１７を介して制御機器１を作動させることで、ドアの開錠を実施してしまう。

このように、盗難者１は、駐車場等で正規ユーザがスマートキーレス制御によりドアをロックしたことを確認した場合、第２の中継器２１０を所持した盗難者２が正規ユーザの所持した携帯機１００に近づき、正規ユーザが車両より十分離れてドアの開錠やアンサーバックブザーの聞こえない距離まで離れたときに、第１の中継器２００を所持した盗難者１がドアのボタン（スイッチ２に相当）を押すことによって、まずドアを開錠し、その後、ドアを開け、車両に乗り込んだ状態で、エンジンスタートボタンを押すことで、同様に認証が成立し、エンジン始動が可能となり、盗難されてしまう。このとき、正規ユーザは、車両の近くにいないため、再び車に乗るために車両に戻るまで、車両が盗難されたことに気付かない結果となる。

そこで、次に、図１、図２を用いて、このような盗難を防止するための本実施の形態１における電子キー装置について説明する。
図２は、本発明の実施の形態１の電子キー装置における、リレーアタック時の通信処理に関する説明図および各信号のタイムチャートである。より具体的には、携帯機１００を所持している正規ユーザが、車両から離れた場所にいるときに、２台の中継器を用いたリレーアタックが行われようとした場合に、ドアの開錠や、エンジン始動を不可能とし、盗難を防止するケースを例示したものである。

図２の上段に示した説明図は、リレーアタックの従来技術の説明に用いた先の図９と比較すると、２台の中継器間のＲＦ信号［２］と干渉する信号として、車載機１０から、ＲＦ信号［７］が、ＬＦ信号［１］が出力されるのと同じタイミングで出力されている点が異なっている。

図２の下段に示したタイムチャートにおける各信号［１］〜［６］は、先の図９を用いて説明したものと同一であり、相違点であるＲＦ信号［７］を中心に、以下に説明する。盗難者１の所持する第１の中継器２００は、ＬＦ信号［１］が送信開始された直後に、第２の中継器に向けて、ＲＦ信号［２］の送信を開始する。

これに対して、本実施の形態１における車載機１０は、第１の電波周波数によるＲＦ信号［１］を送信する際に、ＲＦ信号［７］を同時に送信している。ここで、ＲＦ信号［７］の有している電波周波数（第３の電波周波数）は、ＬＦ信号［１］の有している電波周波数（第１の電波周波数）とは干渉しないが、不正目的で使用されるＲＦ信号［２］の有している電波周波数（第４の電波周波数）と干渉するものである。

この結果、ＲＦ信号［２］は、ＲＦ信号［７］と干渉してしまうため、結果として、携帯機１００までＬＦ信号［１］に相当する要求信号が、通信距離を延長して送信されることを防止することができ、盗難者による不正の認証を失敗させることが可能となる。すなわち、第１の中継器２００は、ＲＦ信号［２］を正しく中継できず、第２の中継器２１０は、ＲＦ信号［２］を正しく受信することができず、その応答ができなくなるため、車載機１０側で、リレーアタックによる不正行為による認識を行うこと自体を防止することができる。

図１に示した、車載機１０の具体的な構成に基づいて、このＲＦ信号［７］の送信について説明する。図１に示す本実施の形態１における電子キー装置に用いられている車載機１０は、ＲＦ信号［７］を送信するために、ＲＦ信号送信アンテナ１１（３）および第３の電波周波数送信手段１５をさらに備えている。

このような構成を備えることで、制御手段１６は、第１の電波周波数送信手段１３およびＬＦ信号送信アンテナ１１（２）を介して第１の電波周波数によるＬＦ信号［１］を送信する際に、第３の電波周波数送信手段１５およびＲＦ信号送信アンテナ１１（３）を介して第３の電波周波数によるＲＦ信号［７］を送信することができる。

以上のように、実施の形態１によれば、通信距離を延長して要求信号が送信されてしまうことを防止するために、前記要求信号と当時に、この要求信号と干渉する電波周波数を有する干渉電波信号を送信する構成を備えている。この結果、認証通信を中継するリレーアタックによる盗難を防止することができる。

さらに、通信プロトコルとしていろいろな付加情報を必要とすることもなく、認証時間が長くなることがない。このため、応答性も損なわず、携帯機の電池の消費を増やすこともないという効果も得ることができる。

なお、一般的に、電波周波数の特性により、車内のエリアやドアロックの車外エリア内を動作範囲として判定する場合に、ＬＦ（例えば、１２５ｋＨｚの長波）信号が用いられ、リモートキーレスエントリ等遠方で動作させる場合には、ＲＦ（例えば、３１５ＭＨｚの高周波）信号が用いられる。

そして、ＬＦ信号［１］で用いられる第１の電波周波数は、ＲＦ信号［２］との干渉を目的に生成されるＲＦ信号［７］で用いられる第３の電波周波数と周波数帯が異なる。このため、携帯機１００を所持する正規ユーザにより通常の使用が行われる場合には、ＲＦ信号［７］が出力された状態であっても、認証用の通信が可能であるため、親機と子機の認証通信における応答性を損なうことなく、認証要求する機能が動作する。

上述した実施の形態では、第１の電波周波数がＬＦ信号で、第３の電波周波数がＲＦ信号の例を挙げたが、各電波周波数は、これに限定されるものではない。第１の電波周波数と第３の電波周波数とは、互いに干渉せず、必要なエリアが確保可能な周波数に設定できればよい。

実施の形態２．
図３は、本発明の実施の形態２における電子キー装置を含むシステム全体の概念図である。先の実施の形態１における図１の構成と比較すると、本実施の形態２における図３の構成は、携帯機１００内に報知手段１０７をさらに備えている点が異なっている。

また、通信制御の面では、次のような違いがある。先の実施の形態１では、車載機１０が、ＲＦ信号［１］を送信している間に、ＲＦ信号［７］を送信することで、盗難者による不正な認証を不成立とする場合について説明した。これに対して、本実施の形態２では、認証不成立になった場合の後に、第３の電波周波数を送信しないで認証を再度実施することによって認証可能であるかを確認する。そして、第３の電波周波数を送信した際には、認証不成立となったにもかかわらず、その後に、第３の電波周波数を送信しなかった際には、認証成立となった場合には、報知手段１０７を用いて、認証が不一致であったことをユーザに報知することを行っている。

そこで、このような構成面および通信制御面の相違点を中心に、以下に説明する。
報知手段１０７は、例えば、振動を発生するバイブレーションにより携帯機１００を振動させることで、認証が不一致であったことをユーザに報知するための手段である。

次に、この報知手段１０７を活用するために行う通信手順について、報知手順として、以下に説明する。
［報知手順１］車載機１０内の制御手段１６は、認証要求であるＬＦ信号［１］を送信している間に、干渉用のＲＦ信号［７］を送信した後の所定期間内に、携帯機１００からの応答信号として、ＲＦ信号［４］を受信できずに認証に失敗した場合には、ＲＦ信号［７］を送信しない状態で、ＬＦ信号［１］を再送する。

［報知手順２］ＬＦ信号［１］を再送した結果として、応答信号を受信し、かつ認証に成功した場合には、制御手段１６は、再送により受信した応答信号が、正規の信号に相当する、携帯機１００からのＲＦ信号［４］ではなく、盗難者による不正の信号に相当する、第１の中継器２００からのＲＦ信号［６］である可能性が高いと判断する。すなわち、ＲＦ信号［７］を送信した１回目の認証要求では認証に失敗し、ＲＦ信号［７］を送信しなかった２回目の認証要求では認証に成功した場合には、制御手段１６は、携帯機１００からの正規ルートではない別ルートを経由して応答信号を受信した可能性が高いと判断する。

［報知手順３］このように判断した場合には、制御手段１６は、認証には成功したものの、駆動手段１７を介して制御機器１を作動させてドアを開錠することはせず、第１の電波周波数送信手段１３およびＬＦ信号送信アンテナ１１（２）を介して、第１の電波周波数による不正使用通知を送信する。なお、この不正使用通知は、ＬＦ信号［１］の中に、不正使用通知の情報を含める形で再送することができる。

［報知手段４］これに対して、携帯機１００は、不正使用通知の情報を含むＬＦ信号［１］を、第１の中継器２００および第２の中継器２１０を介して、ＬＦ信号［３］として受信することができる。

［報知手段５］そこで、携帯機１００内の制御手段１０６は、ＬＦ信号受信アンテナ１０１およびＬＦ受信ＩＣ１０２を介して受信したＬＦ信号［３］の中に、不正使用通知の情報が含まれていると判断した場合には、報知手段１０７により振動を発生させ、携帯機１００を所持する正規ユーザに対して、不正使用による認証が行われた可能性が高いことを知らせる。

このような一連の手順により、携帯機１００を所持している正規ユーザが車載機１０から離れた場所にいるときであっても、盗難者１、２が所持する第１の中継器２００および第２の中継器２１０を介在させることで、不正使用による認証が行われた可能性が高いことを知らせることができる。

バイブレーションを使用することにより、普段は、携帯機１００がポケットやバッグに入っている場合であっても、正規ユーザは、報知手段１０７による報知情報に気付くことが可能となる。そして、正規ユーザは、車載機１０から離れているにもかかわらず、車載機１０からの認証不一致が発生したことを報知されたことによって、不正な通信が行われていることに気付き、これ以上の不正通信を阻止するために、携帯機１００を取り出し、携帯機１００に備えられたスイッチ（図示せず）をＯＦＦすることによって通信制御を停止させ、以降の不正通信を防止することができる。

このため、盗難者の不正使用による認証が行われた際にも、ドアをアンロックすることを未然に防ぐことができるとともに、車載機１０から離れている正規ユーザに対して、不正使用による認証が行われた可能性が高いことを即座に通知することができる。さらに、通知を受けた正規ユーザが携帯機１００に備えられたスイッチを一旦ＯＦＦすることによって、スイッチをＯＮするまでは、通信機能を停止させることができるため、その後の盗難者による不正通信を確実に阻止することができる。

以上のように、実施の形態２によれば、不正通信時の正規ユーザに対する報知と、正規ユーザによる通信停止操作によって、不正通信が行われていることを検知し、より確実に盗難を防止することが可能となる。

さらに、バイブレータのような振動で報知することによって、携帯機をポケットやバッグに入れている場合であっても、正規ユーザは、不正な通信を検知することが可能である。

さらに、検知しただけでは機能が動作してしまう可能性もあり、検知した段階で、正規ユーザは、携帯機に取り付けられたスイッチ（例えば、電源スイッチ）をＯＦＦすることによって、車載機との通信を停止し、停止以降の動作を禁止することが可能となる。

実施の形態３．
先の実施の形態２においては、不正通信を検知した場合に、正規ユーザは、通信機能を停止させるためには、携帯機１００を取り出して、電源スイッチ等のスイッチをＯＦＦする必要があった。しかしながら、この場合には、携帯機１００を取り出すまでに時間がかかり、実際に通信機能を停止させるまでに時間がかかってしまう場合が考えられる。そこで、本実施の形態３では、通信停止をより早く実現するための構成について説明する。

図４は、本発明の実施の形態３における電子キー装置を含むシステム全体の概念図である。先の実施の形態２における図３の構成と比較すると、本実施の形態３における図４の構成は、携帯機１００内にモーション感知手段１０８をさらに備えているとともに、制御手段１０６内に通信停止手段１０６（１）をさらに備えている点が異なっている。

そこで、このような構成の相違点を中心に、以下に説明する。
モーション感知手段１０８は、例えば、モーションセンサであり、ポケットやバッグに入った状態でも、携帯機１００に加わる振動を検知することができる。

一方、制御手段１０６内の通信停止手段１０６（１）は、報知手段１０７による報知中に、モーション感知手段１０８により検出された振動の値が所定以上の振動となった場合には、携帯機１００の通信機能をすばやく停止させることができる。

以上のように、実施の形態３によれば、不正通信の検知中に、モーションセンサを搭載した携帯機を振るような動作をすることによって、ポケットやバッグに入れている状態においても、取り出すことなく。すばやく通信機構を停止させることができる。

実施の形態４．
先の実施の形態２、３では、スイッチ操作、あるいは通信停止手段１０６（１）の動作によって、通信機能を停止する場合について説明した。しかしながら、このような通信機能の停止状態を継続すると、利便性が悪くなることも考えられる。そこで、本実施の形態４では、通信機能が停止状態になり、一定期間が経過した後に、通信機能を自動復旧させる場合について説明する。

図５は、本発明の実施の形態４における電子キー装置を含むシステム全体の概念図である。先の実施の形態３における図４の構成と比較すると、本実施の形態４における図５の構成は、携帯機１００の制御手段１０６内に、通信復帰手段１０６（２）をさらに備えている点が異なっている。

そこで、このような構成の相違点を中心に、以下に説明する。制御手段１０６内の通信復帰手段１０６（２）は、通信停止手段１０６（１）により通信を停止させてから、一定期間が経過した後、自動的に復帰させる機能を有している。これにより、通常使用する場合に、機能が動作しなくなることを防止できる。また、自動的に復帰するため、利便性が向上する。

なお、このような自動復旧は、先の実施の形態２に対しても実施可能である。具体的は、先の実施の形態３におけるモーション感知手段１０８の代わりに、正規ユーザの手動スイッチ操作によるトリガ信号を、通信停止手段１０６（１）が読み取ることで、一端停止していた通信機能を、通信復帰手段１０６（２）により自動復旧させることが可能である。

以上のように、実施の形態４によれば、通信機能を一端停止した後であっても、一定時間経過した後に通信機能を自動復旧させることができる。これにより、盗難者による不正通信を防止することと、正規ユーザによる利便性の向上を両立させることができる。

実施の形態５．
先の実施の形態１〜４では、ＲＦ信号［７］に使用する第３の電波周波数が固定である場合について説明した。これに対して、本実施の形態５では、ＲＦ信号［２］と干渉させるためのＲＦ信号［７］に用いる第３の電波周波数を、過去に盗難として使用された周波数に基づいて、あらかじめ複数パターン準備しておき、第３の電波周波数の値を、使用環境や使用経過等に応じて、選択切り換え可能とする場合について説明する。

図６は、本発明の実施の形態５における電子キー装置を含むシステム全体の概念図である。先の実施の形態４における図５の構成と比較すると、本実施の形態５における図６の構成は、車載機１０内に干渉電波選択手段１８をさらに備えている点が異なっている。

そこで、このような構成の相違点を中心に、以下に説明する。
盗難者が使用する中継器については、どのような電波周波数が設定されるかわからない。このため、あらかじめ過去に使用された中継器を参考に、複数の周波数に対応可能なように、干渉電波選択手段１８は、ＲＦ信号［７］の送信に用いられる第３の電波周波数として、複数の周波数を設定切り換え可能な機能を備えている。このような機能を備えることで、使用環境あるいは使用経過等に応じて、種々の中継器に対応することが可能となる。

以上のように、実施の形態５によれば、干渉電波信号に用いる電波周波数を選択切り換え可能とすることで、盗難者が使用する中継器間の通信に用いられる電波周波数と干渉する電波周波数を適切に選択切り換えすることが可能となる、この結果、使用環境あるいは使用経過等に応じて、適切に不正通信を防止することができる。

なお、図６は、図５の構成における車載機１０に対して、干渉電波選択手段１８をさらに追加した構成を示しているが、図１、図３、図４の各構成における車載機１０に対して、干渉電波選択手段１８をさらに追加することも可能であり、同様の効果を得ることができる。

実施の形態６．
先の実施の形態５では、ＲＦ信号［７］の送信に使用する第３の電波周波数を、あらかじめ設定された複数の中から選択可能とする構成について説明した。これに対して、本実施の形態６では、複数の電波周波数の値を外部操作により任意に書き換え可能とする構成について説明する。

図７は、本発明の実施の形態６における電子キー装置を含むシステム全体の概念図である。先の実施の形態５における図６の構成と比較すると、本実施の形態６における図７の構成は、車載機１０の制御手段１６内にカスタマイズ設定手段１６（１）をさらに備えている点が異なっている。

そこで、このような構成の相違点を中心に、以下に説明する。
カスタマイズ設定手段１６（１）は、外部の設定ツールである設定書換ツール３と接続されている。そして、カスタマイズ設定手段１６（１）は、干渉電波選択手段１８にあらかじめ設定されている複数の電波周波数を、設定書換ツール３による設定値に応じて個別に書き換える機能を備えている。

このような機能を備えることで、あらかじめ準備された複数パターンの周波数選択を行い、出荷された後も、ユーザやディーラにてカスタマイズ変更をすることが可能となる。この結果、盗難で使用される周波数が異なる中継器が存在した場合にも、選択が変更できるため、対応が比較的容易にできる。

また、車の機能において、正規ユーザが使用する環境に応じて動作モードを切替えたい（第３の電波周波数の変更したい）という要望があった場合に、車のディーラにて、設定書換ツール３を使用して動作モードを切替えることが可能となる。これにより、車両販売後においても、ユニットを交換せずに、ディーラにて第３の電波周波数の設定を切替えることが可能となる。

以上のように、実施の形態６によれば、干渉電波信号に用いる電波周波数を、外部ツールを用いて任意に設定切り換え可能とすることで、盗難者が使用する中継器間の通信に用いられる電波周波数と干渉する電波周波数を、適切に設定することが可能となる、この結果、使用環境あるいは使用経過等に応じて、適切に不正通信を防止することができる。

実施の形態７．
先の実施の形態１〜６では、ＲＦ信号［７］の送信に用いられる第３の電波周波数は、送信している間においては一定である場合について説明した。これに対して、本実施の形態７では、第３の電波周波数を、ＲＦ信号［７］の送信中に、時間的に変化させる場合について説明する。

図８は、本発明の実施の形態７における電子キー装置を含むシステム全体の概念図である。先の実施の形態６における図７の構成と比較すると、本実施の形態７における図８の構成は、車載機１０内に干渉電波変更手段１９をさらに備えている点が異なっている。

そこで、このような構成の相違点を中心に、以下に説明する。
干渉電波変更手段１９は、ＲＦ信号［７］を送信する際に用いられる第３の電波周波数の値を、送信時間経過に応じて変化させていく機能を備えている。

盗難で使用される周波数は、使用される中継器によって異なり、不明である。このため、本実施の形態７では、第３の電波周波数を時間的に変化させて、ＲＦ信号［７］を送信している。これにより、中継器間の通信で使用されるＲＦ信号［２］の一部と、ＲＦ信号［７］を干渉させることで、ＲＦ信号［２］が第２の中継器２１０に正しく伝わることを防ぐことができる。

この結果、盗難者による中継器間の通信に使用される第４の電波周波数が未知の場合であっても、広範囲にわたる電波周波数を用いたＲＦ信号［７］を生成させることで、ＲＦ信号［２］が第２の中継器２１０に正しく伝わる確率を減らすことが可能となる。

以上のように、実施の形態７によれば、干渉電波信号に使用する電波周波数を、設定あるいは変更することなしに、広範囲に電波周波数を時間的に変化させながら干渉電波信号を送信することができる。この結果、盗難者による中継器間の通信に使用される信号で使用される電波周波数が未知の場合にも、その信号の一部に干渉を生じさせることができ、不正通信を阻止させることが可能となる。

なお、図８は、図７の構成における車載機１０に対して、干渉電波変更手段１９をさらに追加した構成を示しているが、図１、図３〜図６の各構成における車載機１０に対して、干渉電波変更手段１９をさらに追加することも可能であり、同様の効果を得ることができる。

また、上述した実施の形態１から実施の形態７までは、電子キー装置の具体的な応用例として、車載用として、車のドア開閉やエンジン始動停止に適用する場合について説明した。しかしながら、本発明の電子キー装置の応用範囲は、これに限定されるものではない。例えば、オフィスの錠前を兼ねた親機がオフィス側（ドア）にあり、子機（キー）が入室者が持っている携帯機であり、通信方法としては車載用（実施の形態１から実施の形態７）と同じようにすれば、住宅やオフィスの入退室管理システムにも応用することができる。

また、実施の形態１〜７の他にも、親機と子機との通信による電子キーにおいて、本発明を適用すれば、同様の効果が得られるのは言うまでもない。

１ 制御機器、２ スイッチ（外部入力）、３ 設定書換ツール、１０ 車載機（親機）、１１（１） ＲＦ信号受信アンテナ、１１（２） ＬＦ信号送信アンテナ、１１（３） ＲＦ信号送信アンテナ、１２ ＲＦ信号受信機、１３ 第１の電波周波数送信手段、１４ 第２の電波周波数受信手段、１５ 第３の電波周波数送信手段、１６ 制御手段、１７ 駆動手段、１８ 干渉電波選択手段、１９ 干渉電波変更手段、１００ 携帯機（子機）、１０１ ＬＦ信号受信アンテナ、１０２ ＬＦ信号受信ＩＣ、１０３ 第１の電波周波数受信手段、１０４ ＲＦ信号送信アンテナ、１０５ 第２の電波周波数送信手段、１０６ 制御手段、１０７ 報知手段、１０８ モーション感知手段、２００ 第１の中継器、２０１ ＲＦ信号送受信アンテナ、２０２ ＲＦ信号送信アンテナ、２０３ ＲＦ信号送信手段、２０４ ＲＦ信号変換手段、２０５ ＬＦ信号受信アンテナ、２０６ ＬＦ信号受信手段、２０７ ＲＦ信号変換手段、２１０ 第２の中継器、２１１ ＲＦ信号送受信アンテナ、２１２ ＲＦ信号受信アンテナ、２１３ ＲＦ信号増幅手段、２１４ ＲＦ信号送信手段、２１５ ＬＦ信号送信アンテナ、２１６ ＬＦ信号送信手段、２１７ ＬＦ信号変換手段。

Claims (9)

1. 親機と、使用者が保有する子機との間で通信することにより、前記親機が前記子機の有するＩＤコードの認証に成功した場合に、制御機器を作動させる電子キー装置であって、
   前記親機は、外部入力に基づいて前記子機との間で前記認証を実施するために、第１の電波周波数による要求信号を送信する際に、不正使用の目的で、前記要求信号の送信に用いられる前記第１の電波周波数が第４の電波周波数に変換されることで、前記要求信号が通信距離を延長して送信されることを防止するために、前記要求信号を送信している間に、前記第４の電波周波数と干渉し前記第１の電波周波数とは干渉しない第３の電波周波数による干渉電波信号を送信する
   ことを特徴とする電子キー装置。
2. 請求項１に記載の電子キー装置において、
   前記親機は、
   第１の電波周波数による信号を送信する第１の電波周波数送信手段と、
   前記第１の電波周波数と干渉しない第２の電波周波数による信号を受信する第２の電波周波数受信手段と、
   外部入力に基づいて前記認証を実施するために、前記第１の電波周波数による要求信号を前記第１の電波周波数送信手段を介して送信し、前記要求信号に応じて前記子機から、前記第２の電波周波数受信手段を介して、前記第２の電波周波数による、前記ＩＤコードを含む応答信号を受信し、前記応答信号に含まれる前記ＩＤコードが、あらかじめ記憶されているＩＤコードと一致した場合には、認証に成功したと判断して、前記制御機器を作動させる親機制御部と
   を有し、
   前記子機は、
   前記第１の電波周波数による信号を受信する第１の電波周波数受信手段と、
   前記第２の電波周波数による信号を送信する第２の電波周波数送信手段と、
   前記第１の電波周波数受信手段を介して受信した、前記親機からの前記要求信号に応じて、あらかじめ有している固有のＩＤコードを含む前記応答信号を生成し、前記第２の電波周波数送信手段を介して前記応答信号を送信する子機制御部と
   を有しており、
   前記親機は、
   第３の電波周波数による信号を送信する第３の電波周波数送信手段
   をさらに有し、
   前記親機制御部は、不正使用の目的で、前記要求信号の送信に用いられる前記第１の電波周波数が前記第４の電波周波数に変換されることで、前記要求信号が通信距離を延長して送信されることを防止するために、前記第１の電波周波数送信手段により前記要求信号を送信している間に、前記第４の電波周波数と干渉し前記第１の電波周波数とは干渉しない第３の電波周波数による干渉電波信号を前記第３の電波周波数送信手段を介して送信する
   ことを特徴とする電子キー装置。
3. 請求項２に記載の電子キー装置において、
   前記親機制御部は、
   前記第１の電波周波数送信手段により前記要求信号を送信している間に、前記第３の電波周波数送信手段により前記干渉電波信号を送信した後の所定期間内に、前記第２の電波周波数受信手段により前記応答信号を受信できなかった場合には、前記第３の電波周波数送信手段により前記干渉電波信号を送信しない状態で前記第１の電波周波数送信手段により前記要求信号を再送し、
   再送した結果として、前記第２の電波周波数受信手段を介して、再送した要求信号に対する応答信号としての再送応答信号を受信し、前記再送応答信号に含まれる前記ＩＤコードが、あらかじめ記憶されているＩＤコードと一致した場合には、前記再送応答信号が前記子機からの応答信号ではなく別ルートを経由した前記不正使用による応答信号であると判断して、前記制御機器を作動させることなく、前記第１の電波周波数送信手段を介して前記第１の電波周波数による不正使用通知を送信し、
   前記子機は、
   前記不正使用通知を受信したことを前記使用者に知らせるための報知手段と、
   前記第１の電波周波数受信手段および前記第２の電波周波数送信手段による通信機能のＯＮ／ＯＦＦ状態を切り換えるスイッチと
   をさらに有し、
   前記子機制御部は、前記別ルートを経由することで、前記第１の電波周波数受信手段を介して前記不正使用通知を受信した場合には、前記報知手段を介して前記不正使用通知を受信したことを前記使用者に知らせ、前記使用者に対して前記スイッチをＯＦＦ状態にすることを促す
   ことを特徴とする電子キー装置。
4. 請求項３に記載の電子キー装置において、
   前記子機は、所定以上の振動が発生したことを検知するモーション感知手段
   をさらに有し、
   前記子機制御部は、前記報知手段による報知中に、前記モーション感知手段により前記所定以上の振動が検知された場合には、前記スイッチをＯＦＦ状態とし、前記通信機能を停止させる
   ことを特徴とする電子キー装置。
5. 請求項３または４に記載の電子キー装置において、
   前記子機制御部は、前記報知手段による報知中に前記スイッチがＯＦＦ状態となってから一定時間経過後に前記スイッチをＯＮ状態に復帰させる
   ことを特徴とする電子キー装置。
6. 請求項２ないし５のいずれか１項に記載の電子キー装置において、
   前記親機は、前記干渉電波信号の送信に用いられる前記第３の電波周波数として、複数の周波数を設定切り換え可能な干渉電波選択手段
   をさらに有することを特徴とする電子キー装置。
7. 請求項６に記載の電子キー装置において、
   前記親機制御部は、外部ツールからの設定値を読み取り、前記設定値に応じて前記干渉電波選択手段における前記複数の周波数のそれぞれの値を個別に書き換え可能とする
   ことを特徴とする電子キー装置。
8. 請求項２ないし５のいずれか１項に記載の電子キー装置において、
   前記親機は、前記干渉電波信号の送信開始からの時間経過に応じて、前記干渉電波信号の送信に用いる前記第３の電波周波数を変更する干渉電波変更手段
   をさらに有し、
   前記親機制御部は、前記干渉電波変更手段により時間的に変更される第３の電波周波数に基づく干渉電波信号を前記第３の電波周波数送信手段を介して送信する
   ことを特徴とする電子キー装置。
9. 親機と、使用者が保有する子機との間で通信することにより、前記親機が前記子機の有するＩＤコードの認証に成功した場合に、制御機器を作動させる電子キー装置に用いられる親機であって、
   外部入力に基づいて前記子機との間で前記認証を実施するために、第１の電波周波数による要求信号を送信する際に、不正使用の目的で、前記要求信号の送信に用いられる前記第１の電波周波数が第４の電波周波数に変換されることで、前記要求信号が通信距離を延長して送信されることを防止するために、前記要求信号を送信している間に、前記第４の電波周波数と干渉し前記第１の電波周波数とは干渉しない第３の電波周波数による干渉電波信号を送信する
   ことを特徴とする電子キー装置に用いられる親機。

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