WO2020095534A1

WO2020095534A1 - 車両用電子キーシステムおよび車載機

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Publication number: WO2020095534A1
Application number: PCT/JP2019/035480
Authority: WO
Inventors: 英徳和田
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2018-11-09
Filing date: 2019-09-10
Publication date: 2020-05-14
Anticipated expiration: 2021-05-09
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Abstract

車両用電子キーシステムは、車両に生じた振動である車両振動であって、車両に運転者が乗車したと推定された後、車両の運転席ドアが閉じられたときの車両振動を取得する車両振動取得部（１１５）と、電子キーに生じた振動であるキー振動であって、車両に運転者が乗車したと推定された後、運転席ドアが閉じられたときのキー振動を取得するキー振動取得部（１１２）と、運転席ドアが閉じられたときの車両振動とキー振動とが一致しているか否かを判断する一致判断部（１１６）と、一致判断部（１１６）が、運転席ドアが閉じられたときの車両振動とキー振動が一致していると判断したことを条件に、車両に搭載された所定の作動対象機器の作動を許可する作動許可部（１１７）とを備える。

Description

車両用電子キーシステムおよび車載機

関連出願の相互参照

　本出願は、２０１８年１１月９日に出願された日本出願番号２０１８－２１１２９４号に基づくもので、ここにその記載内容を援用する。

　本開示は、電子キーと車載機が相互に無線通信を行なうことで電子キーの認証を行う車両用電子キーシステムおよび車載機に関する。

　車載機が送信する電波を中継器を利用して中継して、本来は車載機が送信する電波が届かないところにある電子キーに車載機と通信させて、認証を不正に成立させる手法が知られている。　

　特許文献１に開示されているシステムでは、上記不正手法に対する対策として、車内への乗車の有無をドアの開閉により判定し、車両ドアが閉じたときに電子キーが振動を検出していたか否かを判定する。そして、この判定結果を、車両に搭載された機器の作動許可条件の１つとしている。

特開２０１４－９１４３４号公報

　しかし、特許文献１に開示されているシステムは、車両ドアが閉じられたときに電子キーが振動を検出しているか否かを判断するのみである。不正が行われる状況としては、正規のユーザが店舗などの駐車場に車を停車させ、電子キーを携帯して車両から離れていく状況など、正規のユーザが電子キーを携帯して移動している状況も少なくない。正規のユーザが電子キーを携帯して移動している状況では、電子キーは振動を検出している。

　そのため、特許文献１に開示された技術では、車両のドアを開閉した者が不正を行う者であるにもかかわらず、ドア閉時に電子キーが振動を検出しており、作動許可条件が成立してしまう恐れがあった。したがって、従来技術は、不正な者の行為では、車両に搭載された作動対象機器の作動がより許可されにくくなるように改善する必要があった。

　本開示は、この事情に基づいて成されたものであり、その目的とするところは、不正な者の行為で作動対象機器の作動が許可されにくい車両用電子キーシステムおよび車載機を提供することにある。

　本開示の一態様によれば、車両用電子キーシステムは、電子キーと車両に搭載される車載機とを備え、電子キーと車載機が相互に無線通信を行うものであって、
　車両に生じた振動である車両振動であって、車両に運転者が乗車したと推定された後、車両の運転席ドアが閉じられたときの車両振動を取得する車両振動取得部と、
　電子キーに生じた振動であるキー振動であって、車両に運転者が乗車したと推定された後、運転席ドアが閉じられたときのキー振動を取得するキー振動取得部と、
　運転席ドアが閉じられたときの車両振動とキー振動とが一致しているか否かを判断する一致判断部と、
　一致判断部が、運転席ドアが閉じられたときの車両振動とキー振動が一致していると判断したことを条件に、車両に搭載された所定の作動対象機器の作動を許可する作動許可部とを備える。

　車両の運転席ドアが閉じられたときに正規のユーザが電子キーを携帯して移動しており、電子キーが振動していても、その振動が、不正な者が運転席ドアを閉じたときの振動と一致する可能性は低い。したがって、この車両用電子キーシステムは、不正な者の行為で作動対象機器の作動が許可されにくくなる。

車両用電子キーシステムＥＫＳの概略構成の一例を示す図である。車載機の概略構成を示すブロック図である。照合ＥＣＵが備える機能を示すブロック図である。電子キーの概略構成を示すブロック図である。キー側制御部が備える機能を示すブロック図である。照合ＥＣＵが実行する処理を示すフローチャートである。図６に続いて照合ＥＣＵが実行する処理を示すフローチャートである。図７に続いて照合ＥＣＵが実行する処理を示すフローチャートである。キー振動と車両振動の時間変化を概念的に示す図である。エンジン始動後に照合ＥＣＵが実行する処理を示すフローチャートである。

　［車両用電子キーシステムＥＫＳの概略構成］
　図１は、車両用電子キーシステムＥＫＳの概略構成の一例を示す図である。車両用電子キーシステムＥＫＳは、車両Ｃに搭載される車載機１とユーザに携帯される電子キー２とを備える。

　車両用電子キーシステムＥＫＳは、車載機１と電子キー２との間での近距離無線通信を利用した信号の送受信を行ってコード照合を行い、コード照合が成立した場合に作動対象機器の作動を許可するシステムである。作動対象機器は、たとえば、車両ドアのロック機構が備えるドアロックモータやエンジンである。ただし、一部の作動対象機器については、作動を許可する条件に、車両Ｃの運転席ドアが閉じられたときに車両Ｃに生じた振動と、車両Ｃの運転席ドアが閉じられたときに電子キー２に生じた振動とが一致していることが含まれている。

　［車載機１の構成］
　図２を用いて、車載機１の構成について説明する。車載機１は、照合ＥＣＵ１１、ＬＦ送信部１２、ドアアンテナ１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ、室内アンテナ１４、トランク外アンテナ１５、ＵＨＦ受信部１６、パワースイッチ１７を備えている。

　無線送信部であるＬＦ送信部１２は、ＬＦアンテナであるドアアンテナ１３ａ～１３ｄ、室内アンテナ１４、トランク外アンテナ１５のいずれか少なくとも１つを介し、電子キー２にＬＦ帯の電波にてリクエスト信号を送信する。ＬＦ帯とは、たとえば３０ｋＨｚ～３００ｋＨｚの周波数帯である。リクエスト信号は、コード照合のために、電子キー２に識別コードの送信を要求する信号である。

　ドアアンテナ１３ａは運転席ドアに設けられる。ドアアンテナ１３ｂは助手席ドアに設けられる。ドアアンテナ１３ｃは後部右ドアに設けられる。ドアアンテナ１３ｄは後部左ドアに設けられる。また、室内アンテナ１４は車室内に設けられ、トランク外アンテナ１５は車両ドアのうちのトランクルームドアに設けられる。なお、運転席ドアは運転席横にあるドアであり、助手席ドアは助手席横にあるドアであり、後部右ドアは後席の右側にあるドアであり、後席左ドアは後席の左側にあるドアである。

　ドアアンテナ１３ａの無線通信エリアは、車両Ｃの外側であって運転席ドア付近に限定されている。ドアアンテナ１３ｂの無線通信エリアは、車両Ｃの外側であって助手席ドア付近に限定されている。ドアアンテナ１３ｃの無線通信エリアは、車両Ｃの外側であって後部右ドア付近に限定されている。ドアアンテナ１３ｄの無線通信エリアは、車両Ｃの外側であって後部左ドア付近に限定されている。また、室内アンテナ１４の無線通信エリアは車室内に限定されており、トランク外アンテナ１５の無線通信エリアは、車両Ｃの外側であってトランクルームドア付近に限定されている。

　ＵＨＦ受信部１６は、ＵＨＦアンテナを有しており、ＵＨＦ帯の電波にて電子キー２から送信されてくる信号をＵＨＦアンテナで受信する。ＵＨＦ帯とは、たとえば３００ＭＨｚ～３ＧＨｚの周波数帯である。電子キー２から送信されてくる信号には、たとえば、レスポンス信号がある。レスポンス信号は、前述のリクエスト信号に応答して電子キー２から返信される信号である。

　パワースイッチ１７は、運転者が操作できるように、車室内のステアリングホイール付近に設置される。パワースイッチ１７は、車両Ｃの電源状態を、オフ状態、アクセサリ状態、オン状態に切り替えるために運転者が操作するスイッチである。エンジンはオン状態で作動する。

　照合ＥＣＵ１１は、少なくとも１つのプロセッサを備えた構成により実現できる。たとえば、照合ＥＣＵ１１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏ、およびこれらの構成を接続するバスラインなどを備えたコンピュータにより実現できる。ＲＯＭには、汎用的なコンピュータを照合ＥＣＵ１１として機能させるためのプログラムが格納されている。ＣＰＵが、ＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつ、ＲＯＭに記憶されたプログラムを実行することで、照合ＥＣＵ１１は、図３に示す各部として機能する。これらの機能が実行されることは、プログラムに対応する方法が実行されることを意味する。照合ＥＣＵ１１が備える機能は、図３を用いて後述する。

　照合ＥＣＵ１１は、車内ＬＡＮ３０に接続されている。車内ＬＡＮ３０には、ボデーＥＣＵ３１、エンジンＥＣＵ３２、加速度センサ３３なども接続されている。照合ＥＣＵ１１は、車内ＬＡＮ３０に接続された他の要素との間で信号の送受信が可能である。

　ボデーＥＣＵ３１は、各車両ドアの施解錠を制御するための駆動信号を各車両ドアに設けられたドアロックモータに出力することで、各車両ドアの施解錠を行う。また、ボデーＥＣＵ３１には、車両ドアの一部または全部のアウタードアハンドルに設けられたロックセンサ、アンロックセンサが接続されており、ロックセンサ、アンロックセンサにユーザに触れたことを検出する。他にも、ボデーＥＣＵ３１には、各車両ドアに対応して設けられたカーテシスイッチが接続されており、各車両ドアの開閉を検出する。

　エンジンＥＣＵ３２は、照合ＥＣＵ１１からエンジン始動許可信号を取得すると、スタータモータなどが始動できる状態であるエンジン始動待機状態とする。また、エンジンＥＣＵ３２は、エンジンへの燃料供給量や点火時期等を制御する。加速度センサ３３は、車両Ｃの車幅方向に検出軸が設定されており、車両Ｃの車幅方向に生じる振動を検出する。

　［照合ＥＣＵ１１が備える機能］
　次に、照合ＥＣＵ１１が備える機能を説明する。照合ＥＣＵ１１は、図３に示すように、車側送信制御部１１１、車側受信制御部１１２、登録部１１３、照合部１１４、車両振動取得部１１５、一致判断部１１６、作動許可部１１７、不正判断部１１８を備えている。

　車側送信制御部１１１は、車室外照合時には、ＬＦ送信部１２を介してドアアンテナ１３ａ～１３ｄ、トランク外アンテナ１５から、車両Ｃを識別するためのコードである車両識別コードを含むリクエスト信号を送信させる。車両識別コードは、車両Ｃに搭載された照合ＥＣＵ１１の機器ＩＤであってもよいし、車両Ｃの車両ＩＤであってもよい。車両識別コードは、照合ＥＣＵ１１の不揮発性メモリに格納しておいたものを読み出して用いる構成とすればよい。また、車側送信制御部１１１は、車室内照合時には、ＬＦ送信部１２を介して室内アンテナ１４から、車両識別コードを含むリクエスト信号を送信させる。車室外照合および車室内照合を行う条件は予め設定されている。

　車室外照合を行う条件は、たとえば、車両Ｃの電源状態がオフ状態であって、全ドアがロックされているという条件である。この条件が成立している場合、車側送信制御部１１１は、周期的にリクエスト信号を送信させる。車室内照合を行う条件は、たとえば、ブレーキペダルが踏まれた状態でパワースイッチ１７が押されたという条件である。

　車側受信制御部１１２は、リクエスト信号に応答して電子キー２から送信されてくるレスポンス信号など、電子キー２からＵＨＦ帯の電波にて送信されてくる信号を、ＵＨＦ受信部１６を介して受信する。レスポンス信号に含まれて、あるいは、レスポンス信号とは別の信号として、電子キー２に生じた振動であるキー振動を示す信号（以下、キー振動信号）が電子キー２から送信され、ＵＨＦ受信部１６に受信される。幾つかの期間に生じたキー振動を示すキー振動信号が電子キー２から送信される。１つの期間は、車両Ｃに運転者が乗車したと推定された後、運転席ドアが閉じられたときを含む。車側受信制御部１１２は、ＵＨＦ受信部１６が受信したキー振動信号を取得する。したがって、車側受信制御部１１２はキー振動取得部に相当する。

　登録部１１３は、電気的に書き換え可能な不揮発性メモリであって、正規のユーザの電子キー２を識別するための電子キー識別コードが登録されている。

　照合部１１４は、車側受信制御部１１２が受信したレスポンス信号の送信元の電子キー２が正規のユーザの電子キー２であるかを確認するためにコード照合を行う。コード照合は、電子キー２から受信したレスポンス信号に含まれる電子キー識別コードと、登録部１１３に登録されている電子キー識別コードとの間で行う。

　車両振動取得部１１５は、車両Ｃに運転者が乗車したと推定された後、運転席ドアが閉じられたときに加速度センサ３３が検出した車両振動を示す信号（以下、車両振動信号）を取得する。このときの車両振動信号を含むようにするため、車両振動取得部１１５は、車両Ｃの運転席ドアが開いたときから車両振動信号を取得する。そして、車両Ｃの運転席ドアが閉じた後、一定時間経過後まで車両振動信号を取得する。車両振動取得部１１５は、運転席ドアの開閉の変化を、ボデーＥＣＵ３１から取得する。

　一致判断部１１６は、車両振動取得部１１５が取得した車両振動信号が示す車両振動であって、運転席ドアが閉じられたときの車両振動と、車側受信制御部１１２が受信したキー振動信号が示すキー振動であって、運転席ドアが閉じられたときのキー振動とが一致しているか否かを判断する。

　作動許可部１１７は、作動対象機器の作動を許可するか否かを決定する。作動対象機器には、ドアロック機構が備えるドアロックモータやエンジンなどがある。作動対象機器毎に、作動を許可する条件は設定されている。一例として、ドアロックモータを作動させて、車両ドアをアンロックすることを許可する条件は、車室外照合が成立したこととすることができる。一方、エンジンの始動を許可する条件は、車室内照合が成立したことに加えて、一致判断部１１６が、運転席ドアが閉じられたときの車両振動とキー振動とが一致していると判断したこととする。

　作動許可部１１７は、作動対象機器の作動を許可した場合、その作動対象機器を制御するＥＣＵに対して、作動許可を示す信号を出力する。たとえば、ドアロックモータの作動を許可した場合には、ボデーＥＣＵ３１にドアロックを解錠するためにドアロックモータの作動を許可する信号を送信する。また、エンジンの始動を許可した場合には、エンジンＥＣＵ３２にエンジン始動を許可する信号を送信する。

　不正判断部１１８は、車両Ｃが走行を開始した後に、一致判断部１１６が車両振動とキー振動とが一致していないと判断した場合、不正な手法でエンジンの作動が許可されたと判断する。そして、不正な手法でエンジンの作動が許可されたと判断した場合には、予め設定された不正判断時制御を実行する。不正判断時制御は、たとえば、エンジンの作動を不許可とする制御がある。エンジンの作動を不許可とする制御は、具体的には、エンジンへの燃料供給を禁止する制御である。

　［電子キー２の構成］
　次に、図４を用いて電子キー２の構成を説明する。図４に示すように、電子キー２は、キー側制御部２１、ＬＦ受信部２２、ＵＨＦ送信部２３、加速度センサ２４、プッシュスイッチ２５、２６を備えている。

　ＬＦ受信部２２は、ＬＦ帯の電波にて車載機１から送信されてくる信号を受信する。無線送信部であるＵＨＦ送信部２３は、キー側制御部２１から出力された信号をＵＨＦ帯の電波として送信する。

　加速度センサ２４は、電子キー２の動きによって生じる加速度を検出する。本実施形態の加速度センサ２４は、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸の３軸方向に生じる加速度を別々に検出する。ただし、実施形態とは別の例として、１軸の加速度センサ、２軸の加速度センサを用いることもできる。

　プッシュスイッチ２５、２６は、リモートキーレスエントリ機能を利用するためのスイッチである。プッシュスイッチ２５がプッシュ操作されると、車両ドアの施錠を指示する信号がＵＨＦ送信部２３から送信される。一方、プッシュスイッチ２６がプッシュ操作されると、車両ドアの解錠を指示する信号がＵＨＦ送信部２３から送信される。

　キー側制御部２１は、少なくとも１つのプロセッサを備えた構成により実現できる。たとえば、キー側制御部２１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏ、およびこれらの構成を接続するバスラインなどを備えたコンピュータにより実現できる。ＲＯＭには、汎用的なコンピュータをキー側制御部２１として機能させるためのプログラムが格納されている。ＣＰＵが、ＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつ、ＲＯＭに記憶されたプログラムを実行することで、キー側制御部２１は、図５に示す各部として機能する。これらの機能が実行されることは、プログラムに対応する方法が実行されることを意味する。

　［キー側制御部２１が備える機能］
　図５に示すように、キー側制御部２１は、キー側受信制御部２１１、信号生成部２１２、キー側送信制御部２１３を備えている。

　キー側受信制御部２１１は、ＬＦ受信部２２が受信した信号を復調、復号して、車載機１から送信された信号を取り出す。取り出した信号は、信号生成部２１２に出力する。車載機１から送信される信号には、リクエスト信号、検出開始指示信号、検出終了指示信号、キー振動信号の送信を要求する信号などがある。

　信号生成部２１２は、ＵＨＦ送信部２３から車載機１へ送信する種々の信号を生成する。たとえば、リクエスト信号を取得した場合には、そのリクエスト信号に応答するレスポンス信号を生成する。また、プッシュスイッチ２５が押された場合には、施錠を指示する信号を生成する。プッシュスイッチ２６が押された場合には、解錠を指示する信号を生成する。さらに、後述する検出開始指示信号を取得した場合には、加速度センサ２４を起動させ、加速度センサ２４からキー振動信号を取得する。キー振動信号は、検出終了指示信号を取得するまで継続する。キー振動信号は、レスポンス信号に含ませる。また、キー振動信号の送信を要求する信号を受信した場合にも、キー振動信号を含む送信信号を生成する。なお、本実施形態では、車載機１へ送信するキー振動信号は３軸成分全部としている。

　キー側送信制御部２１３は、信号生成部２１２が信号を生成した場合、その信号を変調および増幅してＵＨＦ送信部２３から電波として送信する。

　［エンジン始動までに照合ＥＣＵ１１が実行する処理の流れの一例］
　次に、照合ＥＣＵ１１が実行する処理の流れの一例をフローチャートを用いて説明する。図６に、車両Ｃの電源がオフ状態で全ドアがロックされているときに照合ＥＣＵ１１が実行する処理を示す。

　図６に示す処理において、ステップ（以下、ステップを省略）Ｓ１は車側送信制御部１１１が実行し、Ｓ２は車側受信制御部１１２が実行し、Ｓ３は照合部１１４が実行し、Ｓ４、Ｓ５は作動許可部１１７が実行する。

　Ｓ１では、リクエスト信号を、ドアアンテナ１３ａ～１３ｄおよびトランク外アンテナ１５から車両Ｃの周囲の無線通信エリアに送信する。電子キー２がこのリクエスト信号を受信すると、電子キー２はレスポンス信号を返信する。そこで、Ｓ２では、レスポンス信号を受信したか否かを判断する。Ｓ２の判断結果がＮＯであれば図６に示す処理を終了する。この場合、一定時間経過後にＳ１以下を実行する。

　Ｓ２の判断結果がＹＥＳであればＳ３に進む。Ｓ３では、照合処理を行い、その照合処理の結果、車室外照合が成立したか否かを判断する。Ｓ３の判断結果がＮＯである場合にも図６に示す処理を終了する。一方、Ｓ３の判断結果がＹＥＳであればＳ４に進む。

　Ｓ４では、ドアのアウターハンドルに設けられたアンロックセンサへの操作を検出したか否かを判断する。Ｓ４の判断結果がＮＯである場合にも図６に示す処理を終了する。一方、Ｓ４の判断結果がＹＥＳであればＳ５に進む。Ｓ５では、ドアのアンロックを許可する信号をボデーＥＣＵ３１に出力する。その後、図７に示すＳ６に進む。

　図７に示す処理において、Ｓ６、Ｓ１０、Ｓ１１、Ｓ１４は車両振動取得部１１５が実行し、Ｓ９、Ｓ１２、Ｓ１３は一致判断部１１６が実行し、Ｓ７、Ｓ８は作動許可部１１７が実行する。

　Ｓ６では、運転席ドアが開いたことを検出したか否かをボデーＥＣＵ３１から取得して、運転席ドアが開いたか否かを判断する。Ｓ６の判断結果がＮＯであればＳ７に進む。Ｓ７では、ドアをアンロックしてからの経過時間がドアロック時間を経過したか否かを判断する。Ｓ７の判断結果がＮＯであればＳ６に戻る。一方、Ｓ７の判断結果がＹＥＳであればＳ８に進む。Ｓ８では、ボデーＥＣＵ３１に車両ドアをロックすることを指示する信号を送信する。その後、図７に示す処理を終了し、図６に示す処理に戻る。

　Ｓ６の判断結果がＹＥＳであればＳ９に進む。Ｓ９では、キー振動の検出開始を指示する検出開始指示信号を、ＬＦ送信部１２から電子キー２へ送信する。検出開始指示信号を送信するアンテナはドアアンテナ１３ａのみでもよいし、ドアアンテナ１３ａと室内アンテナ１４でもよい。また、他のドアアンテナ１３ｂ、１３ｃ、１３ｄからも、検出開始指示信号を送信してもよい。この検出開始指示信号は、キー振動の送信を必要とする期間の開始時刻を示す基準信号に相当する。Ｓ１０では、車両振動の検出を開始する。

　Ｓ１１では、運転席ドアが閉じたことを検出したか否かをボデーＥＣＵ３１から取得して、運転席ドアが閉じたか否かを判断する。Ｓ１１の判断結果がＮＯであれば、再度、Ｓ１１を実行する。Ｓ１１の判断結果がＹＥＳであればＳ１２へ進む。

　Ｓ１２では、運転席ドアが閉じたと判断してから一定時間が経過したか否かを判断する。一定時間は、運転席ドアが閉じたことにより生じた振動が収束する時間を実験に基づいて求め、その時間よりも少し長い時間に設定される。Ｓ１２の判断結果がＮＯであればＳ１２の判断を繰り返す。Ｓ１２の判断が繰り返し実行されている間も、車両振動の検出は継続される。

　Ｓ１２の判断結果がＹＥＳであればＳ１３に進む。Ｓ１３では、キー振動の検出終了を指示する検出終了指示信号を、ＬＦ送信部１２から電子キー２へ送信する。Ｓ１４では、車両振動の検出を終了する。Ｓ１０を実行してからＳ１４を実行するまでの間に検出した車両振動信号は、照合ＥＣＵ１１内のＲＡＭなどに記憶されている。Ｓ１４を実行した場合には図８に進む。

　図８に示す処理において、Ｓ２１、Ｓ２２は照合部１１４が実行し、Ｓ２３、Ｓ２５～Ｓ２７は一致判断部１１６が実行し、Ｓ２４、Ｓ２８、Ｓ２９は作動許可部１１７が実行する。図８に進む場合には、運転席ドアが開き、その後、その運転席ドアが閉じている。この場合、運転者が車両Ｃに乗車している、すなわち、運転者が運転席に座っていると推定できる。運転者が運転席に座っている場合、エンジンを始動させるための操作を行う可能性がある。そこで、Ｓ２１では、エンジン始動操作がされたか否かを判断する。エンジン始動操作は、ブレーキペダルを踏み、かつ、パワースイッチ１７を押す操作である。

　Ｓ２１の判断結果がＹＥＳであれば、Ｓ２１の判断を繰り返し、Ｓ２１の判断結果がＹＥＳであればＳ２２へ進む。Ｓ２２では車室内照合処理を実行する。車室内照合処理では、リクエスト信号を室内アンテナ１４から送信する。また、本実施形態では、このリクエスト信号、あるいは、車室内照合処理において、リクエスト信号以降に電子キー２に送信する信号に、キー振動の送信を要求する信号を含ませる。図７においてＳ９とＳ１３を実行することで、車載機１から電子キー２に検出開始指示信号と検出終了指示信号が送信されている。したがって、電子キー２は、Ｓ２２を実行している時点で、キー振動を記憶しているはずである。電子キー２は、車室内照合処理において、キー振動の送信を要求する信号を受信した場合、キー振動信号を車載機１へ送信する。

　Ｓ２３では、車室内照合が成立したか否かを判断する。Ｓ２３の判断結果がＮＯであればＳ２４に進む。Ｓ２４では、エンジン始動を不許可とする。Ｓ２３の判断結果がＹＥＳであればＳ２５に進む。

　Ｓ２５で、一致判断部１１６は、照合部１１４が車室内照合処理で取得したキー振動信号を取得する。Ｓ２６では、図７を実行することで照合ＥＣＵ１１内のＲＡＭなどに記憶されている車両振動信号を取得する。

　Ｓ２７では、Ｓ２５で取得したキー振動信号が示すキー振動と、Ｓ２６で取得した車両振動信号が示す車両振動とを比較する。そして、運転席ドアが閉じられたときの振動が一致するか否かを判断する。なお、キー振動は、３軸の振動を別々に取得している。これら３軸の振動のうち、運転席ドアが閉じられたときの振動が最大である軸のキー振動を、車両振動と比較する。運転席ドアが閉じられたときがいつであるかは、図９を用いて後に説明する。

　運転席ドアが閉じられたときの車両振動とキー振動は、振動期間が一致し、かつ、波形（すなわち形状）が一致したとき、一致したと判断する。形状が一致しているか否かは、たとえば、相関係数が閾値以上か否かで判断する。あるいは、振動期間のみで、車両振動とキー振動とが一致したと判断してもよい。Ｓ２７の判断結果がＮＯであれば、前述したＳ２４に進み、エンジン始動を不許可とする。Ｓ２７の判断結果がＹＥＳであればＳ２８に進む。

　Ｓ２８では、運転者が乗車したときの振動がキー振動に含まれているかを判断する。図９に、Ｓ２５で取得するキー振動信号が示すキー振動とＳ２６で取得する車両振動信号が示す車両振動の時間変化を概念的に示している。また、図９には、運転席ドアの開閉状態も示している。

　本実施形態では、ドア開が信号取得開始時刻になっている。この時刻をｔ０としている。時刻ｔ１は運転者が運転席に着座した時刻であり、着座により、車両振動およびキー振動に変化が生じている。この変化は時刻ｔ２までにほぼ収束している。時刻ｔ３では、運転席ドアの開閉状態が開状態から閉状態に変化している。時刻ｔ３から、運転席ドアが閉じられたときの振動が、車両振動とキー振動に生じている。運転席ドアが閉じられたときの振動は時刻ｔ４までにほぼ収束している。時刻ｔ３から時刻ｔ４までが、運転席ドアが閉じられたことにより車両Ｃが振動している期間である。時刻ｔ５は、運転席ドアが閉じたと判断してから一定時間が経過した時刻である。

　これらの時刻のうち、時刻ｔ０と時刻ｔ３は、運転席ドアの開閉状態をボデーＥＣＵ３１から取得することで決定できる。時刻ｔ４は、時刻ｔ３までの振動レベルに戻った時点とすることができる。時刻ｔ３までの振動レベルに戻ったことは、たとえば、振動（すなわち加速度）の変化率の移動平均値が時刻ｔ３より前の値とほぼ等しくなったことにより判断することができる。

　着座時刻である時刻ｔ１は、車両振動から決定する。具体的には、時刻ｔ０と時刻ｔ３との間において、振動の変化率が、その期間の平均値よりも所定値以上大きい期間の開始時刻とすることができる。この時刻ｔ１において、キー振動の変化率が、それまでよりも大きくなった場合、運転者が乗車したときの振動がキー振動に含まれていると判断する。

　Ｓ２８の判断結果がＮＯであれば、前述したＳ２４に進み、エンジン始動を不許可とする。一方、Ｓ２８の判断結果がＹＥＳであればＳ２９に進み、エンジン始動を許可する。エンジン始動を許可する場合、エンジン始動許可信号をエンジンＥＣＵ３２に送信する。

　ここまで説明したように、本実施形態では、図６、図７を実行して車両振動とキー振動を記憶しておき、エンジンの作動は、車室内照合が成立したことに加えて、車両振動とキー振動が一致したことを作動許可条件にしている。

　車両Ｃの運転席ドアが閉じられたときに正規のユーザが電子キー２を携帯して移動しており、電子キー２が振動していても、その振動が、不正な者が運転席ドアを閉じたときの振動と一致する可能性は低い。したがって、本実施形態では、車両ドアが閉じたときに電子キー２が振動を検出しているかを検出するのみである技術よりも、不正な者の行為で作動対象機器の作動が許可されにくくなる。

　［エンジン始動後に照合ＥＣＵ１１が実行する処理の流れの一例］
　さらに、本実施形態では、不正な者に車両Ｃが盗難されてしまうことをより抑制するために、図８のＳ２９を実行した場合、図１０に示す処理を実行する。次に、図１０に示す処理を説明する。図１０に示す処理において、Ｓ３３、Ｓ３６は車両振動取得部１１５が実行し、Ｓ３２、Ｓ３４、Ｓ３５、Ｓ３７～Ｓ４０は一致判断部１１６が実行し、Ｓ３１、Ｓ４１、Ｓ４２は不正判断部１１８が実行する。

　Ｓ３１では、車両Ｃが走行を開始したか否かを判断する。この判断は、たとえば、車内ＬＡＮ３０を介して車速信号を取得して行う。Ｓ３１の判断結果がＮＯであれば、Ｓ３１の判断を繰り返す。Ｓ３１の判断結果がＹＥＳであればＳ３２に進む。

　Ｓ３２では、ＬＦ送信部１２を制御して、検出開始指示信号を室内アンテナ１４から送信する。Ｓ３３では、車両振動の検出を開始する。

　Ｓ３４では、Ｓ３３を実行してからの経過時間が振動検出期間を超えたか否かを判断する。振動検出期間は、車両振動とキー振動の一致を精度よく判断するために必要なデータ収集期間であり、任意に設定可能である。たとえば、振動検出期間は１０秒程度とすることができる。Ｓ３４の判断結果がＮＯであればＳ３４の判断を繰り返し、Ｓ３４の判断結果がＹＥＳであればＳ３５に進む。

　Ｓ３５では、ＬＦ送信部１２を制御して、検出終了指示信号を室内アンテナ１４から送信する。Ｓ３６では、車両振動の検出を終了する。Ｓ３３を実行してからＳ３６を実行するまでの間に検出した車両振動信号は、照合ＥＣＵ１１内のＲＡＭなどに記憶されている。

　Ｓ３７では、ＬＦ送信部１２を制御して、キー振動信号を要求する室内アンテナ１４から送信する。Ｓ３８では、Ｓ３７で送信した信号に応答して電子キー２から送信され、ＵＨＦ受信部１６が受信するキー振動信号を、ＵＨＦ受信部１６から取得する。

　Ｓ３９では、照合ＥＣＵ１１内のＲＡＭなどに記憶されている車両振動信号を取得する。Ｓ４０では、Ｓ３８で取得したキー振動信号が示すキー振動と、Ｓ３９で取得した車両振動信号が示す車両振動とが一致するか否かを判断する。ここでの一致判断は、振動検出期間は同じであるので、形状が一致しているか否かを判断する。形状が一致しているか否かは、たとえば、相関係数が閾値以上か否かで判断する。なお、キー振動信号を要求したが、キー振動信号が取得できなかった場合にも、Ｓ４０の判断結果をＮＯとする。

　Ｓ４０の判断結果がＹＥＳであればＳ４１に進み、エンジンを引き続き作動させることを許可する。一方、Ｓ４０の判断結果がＮＯであればＳ４２に進み、エンジンの作動を不許可にする。エンジンの作動を不許可にした場合、エンジンへの燃料供給を禁止することになる。

　［実施形態のまとめ］
　以上、説明した本実施形態に記載した車両用電子キーシステムＥＫＳでは、運転席ドアが閉じられたときの車両振動とキー振動が一致していると判断したことを条件に、エンジンの作動を許可する（Ｓ２７、Ｓ２９）。運転席ドアが閉じられたときに正規のユーザが電子キー２を携帯して移動しており、電子キー２が振動していても、その振動が、不正な者が運転席ドアを閉じたときの振動と一致する可能性は低い。したがって、この車両用電子キーシステムＥＫＳは、不正な者の行為でエンジンの始動が許可されにくくなる。

　また、本実施形態では、Ｓ２７において、車両振動とキー振動が一致したと判断するためには、振動期間が一致し、かつ、振動波形が一致している必要がある。したがって、振動期間および振動波形のいずれかのみの一致を判断する場合に比較して、不正な者が、電波を中継した場合に、車外にある正規の電子キー２の振動が、運転席ドアが閉じられたときの車両振動と、偶然に一致してしまうことをより抑制できる。

　また、本実施形態では、照合ＥＣＵ１１は、運転席ドアが開いたと判断したときに検出開始指示信号を送信する（Ｓ９）。これにより、図９を用いて説明したように、取得したキー振動信号が示すキー振動において、どの時刻が運転席ドアが閉じられた時刻であるかを容易に決定できる。よって、運転席ドアが閉じられたときの車両振動とキー振動を比較することが容易になる。

　また、本実施形態では、運転席ドアが閉じられたときの車両振動とキー振動が一致するだけではなく、キー振動に運転者が乗車したときの振動が含まれていることも、エンジンの作動を許可する条件としている（Ｓ２８）。これにより、不正な者の行為でエンジンの始動が許可されてしまうことを、より抑制できる。

　また、本実施形態では、キー振動に運転者が乗車したときの振動が含まれているはずの期間を車両振動から決定する。電子キー２がユーザに携帯されている場合、頻繁に電子キー２に振動が生じているため、どの時間帯が、運転者が乗車したときの振動であるかを決定することが困難である可能性がある。それに対して、運転席ドアが開いてから運転席ドアが閉じるまでの間に車両Ｃが振動するのは、運転者が乗車したときのみである場合が多い。したがって、本実施形態のようにすると、キー振動に、車両Ｃに運転者が乗車したことにより生じる振動が含まれているか否かを精度よく判断できる。

　また、本実施形態では、車両Ｃが走行を開始した後にも、車両振動とキー振動が一致しているか否かを判断し、不一致であればエンジン作動を不許可とする（Ｓ４２）。これにより、不正な者が、一旦は、エンジンを始動させて車両Ｃの走行を開始できたとしても、車両Ｃが盗難されてしまうことを抑制できる。

　また、本実施形態では、電子キー２は、３軸の軸方向に生じる加速度を別々に検出する加速度センサ２４を備えており、３軸のキー振動をそれぞれ検出可能である。そして、３軸のキー振動のうち、運転席ドアが閉じられたときの振動が最大である軸のキー振動を、車両振動と比較している（Ｓ２７）。運転席ドアが閉じられたときの振動が最大である軸のキー振動は、３軸のキー振動のうち、運転席ドアが閉じられたことによる振動を最もよく表している可能性が高いので、このようにすることで、Ｓ２７における判断の正確性が向上する。

　以上、実施形態を説明したが、開示した技術は上述の実施形態に限定されるものではなく、次の変形例も開示した範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できる。なお、以下の説明において、それまでに使用した符号と同一番号の符号を有する要素は、特に言及する場合を除き、それ以前の実施形態における同一符号の要素と同一である。また、構成の一部のみを説明している場合、構成の他の部分については先に説明した実施形態を適用できる。

　＜変形例１＞
　実施形態では、Ｓ４０の判断結果がＮＯである場合の処置として、エンジンの作動を不許可にしていた。しかし、Ｓ４０の判断結果がＮＯである場合の処置はこれに限られない。エンジンの作動を不許可にすることに代えて、あるいは、それに加えて、盗難されたことを示す信号を車両Ｃに備えられた広域無線通信部から送信してもよいし、警報を車両内の表示器およびスピーカの一方または両方から出力してもよい。

　＜変形例２＞
　キー振動に乗車時の振動があることをエンジン始動の条件としていたが、キー振動に乗車時の振動があることをエンジン始動の条件に含ませなくてもよい。

　＜変形例３＞
　実施形態では、運転席ドアが開いたと判断したときに、基準信号である検出開始指示信号を送信していた（Ｓ９）。しかし、ドアをアンロックするときを基準としても、運転席ドアが閉じられた時刻を決定することができる。したがって、ドアをアンロックするときに検出開始指示信号を送信してもよい。

　また、電子キー２が車室外照合を開始したときから、キー振動を検出するようにしている場合、あるいは、常時、キー振動を検出するようにしている場合には、次のようにすることができる。すなわち、運転席ドアが開いたと判断したとき、あるいは、ドアをアンロックするときに、検出開始指示信号に代えて、キー振動の送信を必要とする期間の開始時刻を示す信号として基準信号を送信してもよい。電子キー２は、キー振動信号が示す経時的なキー振動において基準信号の受信時刻を識別できるようにして、キー振動信号を車載機１に送信する。

　＜変形例４＞
　また、基準信号を車載機１から電子キー２に送信することは必須ではない。基準信号を車載機１から電子キー２に送信しない場合、電子キー２は、たとえば、車室外照合時からキー振動信号が要求されるまでのキー振動信号を送信することができる。一致判断部１１６は、車両振動およびキー振動に対して別々に、波形の形状から運転席ドアが閉じられたときの振動期間を決定すればよい。

　＜変形例５＞
　運転席ドアが閉じられたときの車両振動とキー振動が一致していることを、作動を許可する条件とする作動対象機器はエンジンに限られない。車両Ｃを走行させるモータをその作動対象機器としてもよく、また、車室に備えられた種々の機器、たとえば、メータ、ナビゲーション装置、空調装置などを、上記作動対象機器としてもよい。

　＜変形例６＞
　実施形態の電子キー２は、車両用電子キーシステムＥＫＳに用いる専用品である。しかし、無線通信機能を備えていれば、車両用電子キーシステムＥＫＳに用いる以外の用途を備える種々の携帯端末、たとえば、スマートフォンなどを、車両用電子キーシステムＥＫＳの電子キー２として用いることができる。

　スマートフォンなど、他の用途を備える携帯端末を電子キー２として用いる場合、車載機１との間の通信に、無線ＬＡＮ、ブルートゥース（登録商標）、ブルートゥース　ローエナジーなど、携帯端末が他の用途のために備えている無線通信方式を用いることができる。

　＜変形例７＞
　本開示に記載した制御部である照合ＥＣＵ１１とキー側制御部２１、および、照合ＥＣＵ１１とキー側制御部２１が実行する手法は、コンピュータプログラムにより具体化された一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサを構成する専用コンピュータにより、実現されてもよい。あるいは、本開示に記載の制御部およびその手法は、専用ハードウエア論理回路により、実現されてもよい。もしくは、本開示に記載の制御部及びその手法は、コンピュータプログラムを実行するプロセッサと一つ以上のハードウエア論理回路との組み合わせにより構成された一つ以上の専用コンピュータにより、実現されてもよい。ハードウエア論理回路は、たとえば、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡである。

　また、コンピュータプログラムを記憶する記憶媒体はＲＯＭに限られず、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されていればよい。たとえば、フラッシュメモリに上記プログラムが記憶されていてもよい。

Claims

　電子キーと車両に搭載される車載機とを備え、前記電子キーと前記車載機が相互に無線通信を行う車両用電子キーシステムであって、
　前記車両に生じた振動である車両振動であって、前記車両に運転者が乗車したと推定された後、前記車両の運転席ドアが閉じられたときの前記車両振動を取得する車両振動取得部（１１５）と、
　前記電子キーに生じた振動であるキー振動であって、前記車両に運転者が乗車したと推定された後、前記運転席ドアが閉じられたときの前記キー振動を取得するキー振動取得部（１１２）と、
　前記運転席ドアが閉じられたときの前記車両振動と前記キー振動とが一致しているか否かを判断する一致判断部（１１６）と、
　前記一致判断部が、前記運転席ドアが閉じられたときの前記車両振動と前記キー振動が一致していると判断したことを条件に、前記車両に搭載された所定の作動対象機器の作動を許可する作動許可部（１１７）とを備える車両用電子キーシステム。
　前記車載機は、
　前記キー振動取得部と、
　前記車両のドアロックを解錠するとき、および、前記運転席ドアが開いたと判断したときのいずれかにおいて、前記電子キーに、前記キー振動の送信を必要とする期間の開始時刻を示す基準信号を、前記車両に搭載された無線送信部から送信する車側送信制御部（１１１）を備え、
　前記電子キーは、前記基準信号に基づいて定まる期間に検出した前記キー振動を、前記電子キーが備える無線送信部から前記車載機に送信するキー側送信制御部（２１３）を備え、
　前記キー振動取得部は、前記電子キーから送信された前記キー振動を取得する請求項１に記載の車両用電子キーシステム。
　前記一致判断部は、前記車両振動に基づいて、前記運転席ドアが閉じられたことにより前記車両が振動している期間を決定し、前記キー振動に基づいて、前記運転席ドアが閉じられたことにより前記電子キーが振動している期間を決定し、前記運転席ドアが閉じられたことにより前記車両が振動している期間と、前記運転席ドアが閉じられたことにより前記電子キーが振動している期間とが一致するか否かを判断する、請求項１または２に記載の車両用電子キーシステム。
　前記一致判断部は、前記運転席ドアが閉じられたことにより生じた前記車両振動の波形と、前記運転席ドアが閉じられたことにより生じた前記キー振動の波形が一致するか否かを判断する請求項１～３のいずれか１項に記載の車両用電子キーシステム。
　前記キー振動取得部は、前記運転席ドアが開いてから、前記運転席ドアが閉じられるまでを含む期間の前記キー振動を取得し、
　前記作動許可部は、前記キー振動に、前記車両に前記運転者が乗車したことにより生じる振動が含まれていることも、前記作動対象機器の作動を許可する条件に含んでいる請求項１～４のいずれか１項に記載の車両用電子キーシステム。
　前記車両振動取得部は、前記運転席ドアが開いてから、前記運転席ドアが閉じられるまでを含む期間の前記車両振動を取得し、
　前記作動許可部は、前記運転席ドアが開いてから前記運転席ドアが閉じるまでの前記車両振動をもとに前記車両に前記運転者が乗車した時刻を決定し、当該時刻の前記キー振動に基づいて、前記キー振動に、前記車両に前記運転者が乗車したことにより生じる振動が含まれているか否かを判断する請求項５に記載の車両用電子キーシステム。
　前記作動許可部が前記作動対象機器の作動を許可した後、前記車両が走行を開始した場合、再度、前記車両振動取得部および前記キー振動取得部は、前記車両振動および前記キー振動を取得し、
　前記一致判断部は、前記車両振動取得部および前記キー振動取得部が再度取得した前記車両振動と前記キー振動が一致しているか否かを判断し、
　前記一致判断部が、前記車両振動と前記キー振動とが一致していないと判断した場合、不正な手法で前記作動対象機器の作動が許可されたと判断する不正判断部（１１８）を備える請求項１～６のいずれか１項に記載の車両用電子キーシステム。
　前記電子キーは３軸の加速度センサ（２４）を備え、
　前記キー振動取得部は、前記加速度センサで検出した３軸の振動のうち、前記運転席ドアが閉じられたときの最大の振動を少なくとも取得し、
　前記一致判断部は、前記キー振動取得部が取得した前記加速度センサで検出した３軸の振動のうち、前記運転席ドアが閉じられたときの最大の振動を、前記運転席ドアが閉じられたときの前記車両振動と比較して、前記車両振動と前記キー振動が一致しているか否かを判断する請求項１～７のいずれか１項に記載の車両用電子キーシステム。
　車両に搭載され、電子キーと相互に無線通信を行う車載機であって、
　前記車両に生じた振動である車両振動であって、前記車両に運転者が乗車した後、運転席ドアが閉じられたときの前記車両振動を取得する車両振動取得部（１１５）と、
　前記電子キーに生じた振動であるキー振動であって、前記車両に運転者が乗車したと推定された後、前記運転席ドアが閉じられたときの前記キー振動を取得するキー振動取得部（１１２）と、
　前記運転席ドアが閉じられたときの前記車両振動と前記キー振動とが一致しているか否かを判断する一致判断部（１１６）と、
　前記一致判断部が、前記運転席ドアが閉じられたときの前記車両振動と前記キー振動が一致していると判断したことを条件に、前記車両に搭載された所定の作動対象機器の作動を許可する作動許可部（１１７）とを備える車載機。