(57)【要約】【課題】車両が不正に使用されることを抑制可能な車両用電子キーシステムを提供する。【解決手段】認証ＥＣＵ１１は、互いに無線通信可能な位置関係にある車載通信機１２の組み合わせ毎に双方向無線通信を実施させる。また、その通信結果として得られるラウンドトリップ時間に基づいて、車載通信機１２の組み合わせ毎の通信機間距離が何れも正常範囲内の値であるか否かを判定する。複数の通信機間距離の中に、車載通信機１２の組み合わせに応じた正常範囲を逸脱している通信機間距離が存在する場合には、車両ドアの開錠などの車両制御の実行を禁止（又は保留に）する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のユーザに携帯される携帯機と無線通信による認証処理を実施するとともに、前記認証処理が成功したことに基づいて所定の車両制御を実施するように構成されている車両用電子キーシステムであって、
前記携帯機と無線通信を実施するための通信機として、前記車両においてそれぞれ異なる位置に配置されている複数の車載通信機（１２、１２Ａ〜１２Ｆ、１２Ｘ）と、
複数の前記車載通信機と相互通信可能に接続されている認証装置（１１）と、を備え、
複数の前記車載通信機のうちの少なくとも１つは、前記車両の外面部に配置されており、
複数の前記車載通信機のそれぞれは、前記車両に搭載されている他の前記車載通信機である他機のうちの少なくとも１つと無線通信を実施可能に構成されているとともに、前記他機から送信された信号に基づいて当該他機までの距離を直接的又は間接的に示す距離関連情報を生成するように構成されており、
前記認証装置は、
前記認証処理が成功したことに基づいて前記車両制御を実行する制御実行部（Ｆ８）と、
複数の前記車載通信機のそれぞれが生成した複数の前記距離関連情報に基づいて、２つの前記車載通信機間の距離である通信機間距離を、相互に無線通信可能な位置関係にある前記車載通信機の組み合わせ毎に特定する通信機間距離特定部（Ｆ５）と、を備え、
前記制御実行部は、前記車載通信機の組み合わせ毎の前記通信機間距離のうちの少なくとも１つが、前記車載通信機の組み合わせに応じた所定の正常範囲を逸脱している場合には、前記車両制御を実行しないように構成されている車両用電子キーシステム。
【請求項２】
請求項１に記載の車両用電子キーシステムであって、
複数の前記車載通信機のそれぞれは、前記携帯機から送信された信号に基づいて、前記携帯機までの距離を直接的又は間接的に示す携帯機距離関連情報を生成するように構成されており、
前記車載通信機が生成する前記携帯機距離関連情報に基づいて、前記携帯機との距離を特定する携帯機距離特定部（Ｆ４）と、
複数の前記車載通信機の少なくとも何れか１つと連携して前記携帯機の前記認証処理を実行する認証処理部（Ｆ３）と、を備え、
前記認証処理部は、
前記車載通信機の組み合わせ毎の前記通信機間距離のうちの少なくとも１つが、前記車載通信機の組み合わせに応じた所定の正常範囲を逸脱している場合には、前記認証処理を実行しない又は前記認証処理は失敗したとみなすように構成されている車両用電子キーシステム。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の車両用電子キーシステムであって、
前記車載通信機として、車室内のうち、前記車両の外面部に配置されている前記車載通信機と無線通信可能な位置に配置された車室内通信機を少なくとも１つ備える車両用電子キーシステム。
【請求項４】
請求項１から３の何れか１項に記載の車両用電子キーシステムであって、
前記車載通信機を３つ以上備え、
前記通信機間距離が前記正常範囲から逸脱した値となっている前記車載通信機の組み合わせに基づいて、複数の前記車載通信機のうち、車体から取り外されている前記車載通信機である車両離脱機を特定する離脱機特定部（Ｆ６）を備える車両用電子キーシステム。
【請求項５】
請求項４に記載の車両用電子キーシステムであって、
前記離脱機特定部は、前記車両離脱機に係る前記車載通信機の組み合わせにおける前記通信機間距離と、当該組み合わせを提供する前記車両離脱機以外の前記車載通信機の搭載位置と、に基づいて、前記車両離脱機の位置を推定するように構成されている車両用電子キーシステム。
【請求項６】
請求項１から５の何れか１項に記載の車両用電子キーシステムであって、
複数の前記車載通信機のそれぞれは、前記距離関連情報として、無線信号を送信してから当該無線信号に対する応答信号を受信するまでの時間に基づいて定まる信号飛行時間を生成するように構成されている車両用電子キーシステム。
【請求項７】
請求項６に記載の車両用電子キーシステムであって、
複数の前記車載通信機のそれぞれは、前記携帯機及び前記他機と、超広帯域幅を有するパルス状の信号であるインパルス信号を前記他機と送受信することによって前記距離関連情報としての前記信号飛行時間を算出するように構成されている車両用電子キーシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、車載システムと携帯機とが無線通信による認証処理を実施し、認証処理が成功したことに基づいてユーザが車両を使用するための所定の車両制御を実行する車両用電子キーシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両に搭載された車載システムが、ユーザによって携帯される携帯機と無線通信による認証処理を実行し、当該認証処理が成功したことに基づいてドアの施開錠等の車両制御を実行する車両用電子キーシステムが種々提案されている（例えば特許文献１）。
【０００３】
一般的に、車両用電子キーシステムを提供する車載システムは、車室外に存在する携帯機と無線通信を実施するための通信機（以降、車室外通信機）を複数備える。車室外通信機は、例えば運転席用ドアの外面部に配されているドアハンドルや、助手席用ドアの外面部に配されているドアハンドルなど、車両の外面部において適宜選択される位置に配されている。そして、車載システムは、車室外通信機を用いて車室外に存在する携帯機と無線通信を実施することにより、携帯機が車両近傍領域に存在することを検知したり、認証処理を実施したりする。
【０００４】
なお、特許文献１には、車載システムと携帯機とがＵＷＢ（Ultra Wide Band）通信可能に構成されており、車載システムが、ＵＷＢ通信で用いられるインパルス信号を送信してから携帯機からの応答信号を受信するまでの時間（以降、ラウンドトリップ時間）に基づいて車両に対する携帯機の距離を推定する。そして、車載システムは、携帯機との認証処理が成功したこと及び携帯機との距離が所定の閾値以下であることを条件に、車載システムが車両ドアの施開錠等の車両制御を実行する構成が開示されている。なお、車足システムがＵＷＢ通信を実施するための装置（以降、ＵＷＢ通信機）は、車室内の運転席付近や助手席付近に配置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第６０９３６４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
車両電子キーシステムでは、第３者が中継器を用いて、車室外通信機から送信された無線信号を遠くまで飛ばし、車載システムと携帯機との無線通信を間接的に実現させることで車載システムによる携帯機の認証を不正に成立させるリレーアタックが懸念される。リレーアタックが成功してしまうと、正規のユーザが意図しないにも関わらず、車両ドアの開錠やエンジン始動等の車両制御が実行されてしまう。
【０００７】
上記リレーアタックを防ぐための１つの構成としては、車室外通信機が、例えば所定の距離指標情報を用いて携帯機までの距離を算出し、携帯機から車室外通信機までの距離が所定の正常範囲に収まっていることを条件に車両制御を実行する構成が考えられる。距離指標情報とは、車両から携帯機までの距離の指標となる情報であって、例えばラウンドトリップ時間や、信号の受信強度などがある。ラウンドトリップ時間などの距離指標情報の検出は車室外通信機が実行する。なお、距離指標情報に基づく距離の算出は、車室外通信機が実施しても良いし、ＥＣＵが実施しても良い。
【０００８】
ところで、車室外通信機は車両外面部に配置されているため、所定の工具を用いれば、車室外通信機を車体から取り外すことは不可能ではない。そして、車体から取り外した車室外通信機（以降、車両離脱機）をユーザの近くに配置するとともに、車両から車室外通信機へのベースバンド信号を当該車両離脱機まで中継された場合には、携帯機が車室外通信機の近くに存在すると認識してしまう。車両離脱機自体は携帯機の近くに存在するため、距離指標情報としてのラウンドトリップ時間等は、携帯機が近くに存在することを示す値をとるためである。
【０００９】
そして、上記の検討構成では、車室外通信機ごと車両から取り外され、かつ、ベースバンド信号の中継が行われてしまった場合には対応できない。
【００１０】
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、車両が不正に使用されることを抑制可能な車両用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】
【００１１】
その目的を達成するための車両用電子キーシステムは一例として、車両のユーザに携帯される携帯機と無線通信による認証処理を実施するとともに、認証処理が成功したことに基づいて所定の車両制御を実施するように構成されている車両用電子キーシステムであって、携帯機と無線通信を実施するための通信機として、車両においてそれぞれ異なる位置に配置されている複数の車載通信機（１２、１２Ａ〜１２Ｆ、１２Ｘ）と、複数の車載通信機と相互通信可能に接続されている認証装置（１１）と、を備え、複数の車載通信機のうちの少なくとも１つは、車両の外面部に配置されており、複数の車載通信機のそれぞれは、車両に搭載されている他の車載通信機である他機のうちの少なくとも１つと無線通信を実施可能に構成されているとともに、他機から送信された信号に基づいて当該他機までの距離を直接的又は間接的に示す距離関連情報を生成するように構成されており、認証装置は、認証処理が成功していることに基づいて車両制御を実行する制御実行部（Ｆ８）と、複数の車載通信機のそれぞれが生成した複数の距離関連情報に基づいて、車載通信機間の距離である通信機間距離を、相互に無線通信可能な位置関係にある車載通信機の組み合わせ毎に特定する通信機間距離特定部（Ｆ５）と、を備え、制御実行部は、車載通信機の組み合わせ毎の通信機間距離のうちの少なくとも１つが、車載通信機組み合わせに応じた所定の正常範囲を逸脱している場合には、車両制御を実行しないように構成されている。
【００１２】
車両に搭載されている車載通信機が車両から取り外されている場合、当該車載通信機から他の車載通信機までの距離は長くなる。故に、車載通信機が車両から取り外されている場合には、車載通信機同士の距離である通信機間距離は、予め設計されている正常範囲から逸脱した（換言すれば不正な）値を取りうる。正常範囲は、各車載通信機が車両に搭載されていることを前提として設定されるためである。
【００１３】
そして、上記構成の制御実行部は、車載通信機の組み合わせ毎の通信機間距離のうちの少なくとも１つが、車載通信機組み合わせに応じた所定の正常範囲を逸脱している場合には、車両制御を実行しない。このような構成によれば、車両の外面部に配されていた車載通信機が、通信モジュールごと車両から取り外され、かつ、ベースバンド信号レベルでの中継が行われた場合であっても、車両が不正に使用されることを抑制することができる。
【００１４】
なお、特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本開示の技術的範囲を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】車両用電子キーシステム１００の概略的な構成を示す図である。
【図２】認証ＥＣＵ１１の機能ブロック図である。
【図３】車載通信機１２の構成を示すブロック図である。
【図４】モード制御処理を説明するためのフローチャートである。
【図５】車載通信機１２同士の通信態様を示す図である。
【図６】車載通信機１２の組み合わせ毎の正常範囲を示すデータの概念図である。
【図７】右側通信機１２Ａが車体から取り外されてベースバンドレベルでの中継が行われている態様を示す図である。
【図８】車両制御関連処理を説明するためのフローチャートである。
【図９】車載通信機１２の設置態様の変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
＜車両用電子キーシステム１００の概略的な構成について＞
以下、本開示の実施形態について図を用いて説明する。図１は、本開示の車両用電子キーシステム１００の概略的な構成の一例を示す図である。図１に示すように車両用電子キーシステム１００は、車両Ｈｖに搭載された車載システム１と、当該車両Ｈｖのユーザによって携帯される通信端末である携帯機２と、を備えている。
【００１７】
車載システム１と携帯機２は、所定の周波数帯の電波を用いて双方向に無線通信を実施するための構成を有している。ここでは一例として車載システム１と携帯機２は、ＵＷＢ−ＩＲ（Ultra Wide Band - Impulse Radio）方式の無線通信を実施可能に構成されている。すなわち、車載システム１と携帯機２は、超広帯域（UWB ：Ultra Wide Band）通信で使用されるインパルス状の電波（以降、インパルス信号）を送受信可能に構成されている。ＵＷＢ通信で用いられるインパルス信号とは、パルス幅が極短時間（例えば２ｎｓ）であって、かつ、５００ＭＨｚ以上の帯域幅（つまり超広帯域幅）を有する信号である。
【００１８】
なお、ＵＷＢ通信に利用できる周波数帯（以降、ＵＷＢ帯）としては、３．１ＧＨｚ〜１０．６ＧＨｚや、３．４ＧＨｚ〜４．８ＧＨｚ、７．２５ＧＨｚ〜１０．６ＧＨｚ、２２ＧＨｚ〜２９ＧＨｚ等がある。これら種々の周波数帯のうち、本実施形態におけるＵＷＢ帯とは、一例として３．１ＧＨｚ〜１０．６ＧＨｚ帯を指すものとする。つまり、本実施形態におけるインパルス信号は３．１ＧＨｚ〜１０．６ＧＨｚ帯の電波を用いて実現される。なお、インパルス信号の帯域幅は、５００ＭＨｚ以上であればよく、１．５ＧＨｚ以上の帯域幅を備えていても良い。
【００１９】
ＵＷＢ−ＩＲ通信の変調方式としては、パルスの発生位置で変調を行うPPM（pulse position modulation）方式など、多様なものを採用可能である。具体的には、オンオフ変調（ＯＯＫ：On Off Keying）方式や、パルス幅変調（PWM：Pulse Width Modulation）、パルス振幅変調（PAM：Pulse-Amplitude Modulation）方式、パルス符号変調（PCM：Pulse-Code Modulation）などを採用可能である。なお、オンオフ変調方式はインパルス信号の存在／欠如によって情報（例えば０と１）を表現する方式であり、パルス幅変調方式はパルス幅によって情報を表現する方式である。パルス振幅変調方式は、インパルス信号の振幅によって情報を表現する方式である。パルス符号変調方式はパルスの組み合わせによって情報を表現する方式である。
【００２０】
携帯機２は、車載システム１からのインパルス信号を受信した場合、応答信号としてインパルス信号を返送するように構成されている。車載システム１は、携帯機２と相互に無線通信することによって携帯機２を認証する。また、車載システム１は、携帯機２の認証が成功したことに基づいて、ユーザが車両Ｈｖを使用するための所定の車両制御を実施する。ユーザが車両Ｈｖを使用するための車両制御とは、車両ドアの開施錠や、エンジンの始動などである。
【００２１】
車載システム１が携帯機２を認証する処理とは、車載システム１にとって無線通信を実施している通信端末（以降、通信対象）が、当該車載システム１と対応付けられている正規の携帯機２であることを確認する処理である。認証が成功したということは、正規の携帯機２であると判定したことに相当する。
【００２２】
車載システム１による携帯機２の認証は、チャレンジ−レスポンス方式によって実施されればよい。認証処理の詳細は別途後述する。なお、認証処理の準備として、携帯機２と車載システム１のそれぞれには、認証処理に用いられる共通の暗号鍵が保存されている。また、携帯機２には固有の識別番号（以降、携帯機ＩＤ）が割り当てられており、車載システム１には、当該携帯機ＩＤが登録されている。前述の暗号鍵は、携帯機ＩＤであってもよい。なお、車載システム１にも固有の識別番号（以降、車両ＩＤ）が割り当てられており、携帯機２には当該車両ＩＤが登録されている。以下、車載システム１及び携帯機２の具体的な構成について順に説明する。
【００２３】
＜携帯機２の構成について＞
まずは、携帯機２の構成及び作動について説明する。携帯機２は種々の用途に供される通信端末を援用して実現することができる。携帯機２は、図１に示すように、携帯機側受信回路２１、携帯機側制御部２２、及び携帯機側送信回路２３を備える。携帯機側制御部２２は、携帯機側受信回路２１及び携帯機側送信回路２３のそれぞれと通信可能に接続されている。
【００２４】
携帯機側受信回路２１は、ＵＷＢ帯のインパルス信号を受信するための構成である。携帯機側受信回路２１は、インパルス信号を受信すると、その信号を復調する等、電気的に処理しつつ受信信号を生成し、この受信信号を携帯機側制御部２２に出力する。携帯機側受信回路２１は、車載システム１からの信号を受信するための構成に相当する。
【００２５】
携帯機側制御部２２は、携帯機側受信回路２１から受信信号が入力されると、この信号に対応する応答信号に相当するベースバンド信号を生成し、このベースバンド信号を携帯機側送信回路２３に出力する。例えば携帯機側制御部２２は、車載システム１から送信される後述するチャレンジ信号を受信した場合には、携帯機２に予め登録されている暗号鍵を用いて生成したレスポンスコードを含むベースバンド信号を生成する。携帯機側制御部２２が生成したレスポンスコードを含むベースバンド信号は、携帯機側送信回路２３に出力されて、無線信号として送信される。また、携帯機側制御部２２は、携帯機側受信回路２１が車載システム１から送信される後述するポーリング信号を受信した場合には所定の応答信号を生成し、携帯機側送信回路２３と協働して送信する。
【００２６】
携帯機側制御部２２は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、及びＲＯＭ等を備えた、コンピュータを用いて実現されればよい。なお、携帯機側制御部２２は、１つ又は複数のＩＣを用いて実現されていても良い。加えて、携帯機側制御部２２は、ＭＰＵやＧＰＵを用いて実現されていても良い。なお、後述の通り携帯機側送信回路２３は、ベースバンド信号をインパルス信号に変換して送信する構成である。故に、携帯機側制御部２２は、携帯機側受信回路２１がインパルス信号を受信した場合に、携帯機側送信回路２３に応答信号としてのインパルス信号を送信させる構成に相当する。
【００２７】
携帯機側送信回路２３は、携帯機側制御部２２から入力されたベースバンド信号を変調する等、電気的に処理しつつ応答信号を生成し、この応答信号をＵＷＢ通信により送信する。携帯機側送信回路２３は、車載システム１への信号を送信するための構成である。なお、携帯機２が車載システム１からのインパルス信号を受信してから応答信号としてのインパルス信号を送信するまでには所定の時間（以降、応答処理時間）がかかる。応答処理時間は、携帯機２のハードウェア構成に応じて定まる。応答処理時間の想定値は、試験等によって予め特定しておくことができる。
【００２８】
＜車載システム１の構成について＞
次に、車載システム１の構成について説明する。車載システム１は図１に示すように、認証ＥＣＵ１１と、複数の車載通信機１２を備える。認証ＥＣＵ１１は、後述するモード制御処理や車両制御処理といった、種々の処理を実行する電子制御装置（いわゆるＥＣＵ：Electronic Control Unit）である。認証ＥＣＵ１１が認証装置に相当する。認証ＥＣＵ１１は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、フラッシュメモリ１１１、Ｉ／Ｏ、及びこれらの構成を接続するバスラインなどを備えた、コンピュータとして構成されている。なお、認証ＥＣＵ１１は、ＣＰＵの代わりに、ＧＰＵやＭＰＵを用いて実現されていても良い。さらにＣＰＵやＧＰＵ、ＭＰＵを組み合わせて実現されていてもよい。
【００２９】
フラッシュメモリ１１１は、不揮発性且つ書き換え可能なメモリである。フラッシュメモリ１１１には、コンピュータを認証ＥＣＵ１１として機能させるためのプログラム（以降、車両制御プログラム）等が格納されている。車両制御プログラムの具体的な記憶媒体としては、多様な非遷移的実体的記憶媒体（non-transitory tangible storage medium）を採用可能である。ＣＰＵが車両制御プログラムを実行することは、車両制御プログラムに対応する方法が実行されることに相当する。
【００３０】
認証ＥＣＵ１１は、ＣＰＵがフラッシュメモリ１１１に保存されている車両制御プログラムを実行することによって実現される機能として、図２に示すように、車両情報取得部Ｆ１、通信処理部Ｆ２、認証処理部Ｆ３、携帯機距離特定部Ｆ４、通信機間距離特定部Ｆ５、離脱機特定部Ｆ６、モード制御部Ｆ７、及び制御実行部Ｆ８を備える。なお、認証ＥＣＵ１１が備える種々の機能ブロックの一部又は全部は、ハードウェアとして実現されていてもよい。或る機能がハードウェアとして実現されている態様には、１つ又は複数のＩＣ等を用いて実現されている態様も含まれる。また、種々の機能ブロックの一部又は全部は、ＣＰＵ等によるソフトウェアの実行とハードウェア構成との協働によって実現されていても良い。
【００３１】
車両情報取得部Ｆ１は、車両Ｈｖに搭載されたセンサやスイッチなどから、車両Ｈｖの状態を示す種々の情報（以降、車両情報）を取得する。車両情報とは、例えば、ドアの開閉状態や、各ドアの施錠／開錠状態、シフトポジションセンサが検出するシフトポジション、車両Ｈｖの電源状態（例えばイグニッション電源のオン／オフ）、パーキングブレーキの作動状態等などである。なお、車両情報に含まれる情報の種類は、上述したものに限らない。図示しないブレーキペダルが踏み込まれているか否かを検出するブレーキセンサの検出結果なども車両情報に含まれる。
【００３２】
車両情報取得部Ｆ１は、上述した種々の情報に基づいて、車両Ｈｖの現在の状態を特定する。例えば車両情報取得部Ｆ１は、エンジンがオフであり、全てのドアが施錠されている場合に、車両Ｈｖは駐車されていると判定する。もちろん、車両Ｈｖが駐車されていると判定する条件は適宜設計されればよく、多様な判定条件を適用することができる。通信処理部Ｆ２、認証処理部Ｆ３、携帯機距離特定部Ｆ４、通信機間距離特定部Ｆ５、離脱機特定部Ｆ６、モード制御部Ｆ７、及び制御実行部Ｆ８についての詳細は別途後述する。
【００３３】
認証ＥＣＵ１１は、複数の車載通信機１２のそれぞれと、例えば、専用の信号線を介して相互通信可能に接続されている。なお、認証ＥＣＵ１１は、複数の車載通信機１２のそれぞれと車両内に構築されている通信ネットワークを介して相互通信可能に接続されていてもよい。
【００３４】
また、認証ＥＣＵ１１は、通信ネットワークを介して、図示しないボディＥＣＵやエンジンＥＣＵとも相互通信可能に接続されている。ボディＥＣＵは、車体制御に関する各種の処理を実行するＥＣＵである。例えばボディＥＣＵは、認証ＥＣＵ１１からの指示に基づき、各ドアに設けられたドアロックモータを駆動し、各ドアの施錠及び開錠を行う。エンジンＥＣＵは、車両Ｈｖに搭載されたエンジンの動作を制御するＥＣＵである。例えばエンジンＥＣＵは、認証ＥＣＵ１１からエンジンの始動を指示する始動指示信号を取得すると、エンジンを始動させる。なお、ここでは一例として車両Ｈｖは、エンジンを動力源として備える車両とするがこれに限らない。車両Ｈｖは動力源としてエンジンとモータを備える、いわゆるハイブリッド車であってもよいし、モータのみを動力源として備える電気自動車であってもよい。
【００３５】
なお、本実施形態の認証ＥＣＵ１１は、動作モードとして、通常モードと警戒モードの２種類の動作モードが用意されている。
【００３６】
通常モードは、携帯機２の認証が成功したことに基づいて所定の車両制御を実施する動作モードである。警戒モードは、無線通信による認証処理の実行そのものをキャンセルする（つまり認証処理を実行しない）動作モードである。なお、他の態様として、警戒モードは携帯機２の認証が成功した場合であっても車両制御を実行しない動作モードとしてもよい。通常モードから警戒モードに移行する条件や、警戒モードから通常モードに移行する条件については別途後述する。
【００３７】
車載通信機１２は、携帯機２と無線通信（ここではＵＷＢ通信）を実施するための通信機である。また、複数の車載通信機１２のそれぞれは、車両Ｈｖに搭載されている他の車載通信機１２ともＵＷＢ通信を実施可能に構成されている。つまり、各車載通信機１２は、携帯機２及び他の車載通信機１２と相互通信可能に構成されている。便宜上、或る車載通信機１２にとっての他の車載通信機１２のことを他機とも記載する。
【００３８】
車載システム１は車載通信機１２を少なくとも２つ備えていればよい。複数の車載通信機１２のうちの少なくとも１つは、車両Ｈｖの外面部に配置されている。ここでの外面部とは、車両Ｈｖにおいて車室外空間に接するボディ部分であって、車両Ｈｖの側面部、背面部、及び前面部が含まれる。
【００３９】
本実施形態の車載システム１は、車載通信機１２として、右側通信機１２Ａ、左側通信機１２Ｂ、及び車室内通信機１２Ｘを備える。右側通信機１２Ａは、主として車両右側方に通信エリアを形成するための車載通信機１２である。右側通信機１２Ａは、例えば車両右側の前部座席用のドアに配置されているアウタードアハンドル付近に設けられている。アウタードアハンドルとは、ドアの外側面に設けられた、ドアを開閉するための把持部材（いわゆるドアハンドル）を指す。アウタードアハンドル付近には、アウタードアハンドルの内部も含まれる。
【００４０】
左側通信機１２Ｂは、主として車両右側方に通信エリアを形成するための車載通信機１２である。左側通信機１２Ｂは、車両左側の前部座席用のドアに配置されているアウタードアハンドルに設けられている。以降では右側通信機１２Ａ及び左側通信機１２Ｂといった車両Ｈｖの外面部に配置されている車載通信機１２を車室外通信機とも称する。
【００４１】
車室内通信機１２Ｘは、主として車室内全域に通信エリアを形成するための車載通信機１２である。車室内通信機１２Ｘは、右側通信機１２Ａ及び左側通信機１２Ｂといった、車両Ｈｖの外面部に配置されている車載通信機１２と無線通信可能な位置に配置されている。例えば車室内通信機１２Ｘは、車室内の天井の中央部に配されている。
【００４２】
なお、車室内通信機１２Ｘは、Ｂピラーの室内側の面部に配置されていても良い。また、車室内通信機１２Ｘは、インストゥルメントパネルの車幅方向中央部や、センターコンソールボックス付近に設けられればよい。ここでは車室内通信機１２Ｘを１つしか図示していないが、車室内通信機１２Ｘは車室内に複数設けられていてもよい。車室内通信機１２Ｘは、車室内だけでなく車室外にも無線信号が伝搬するように、車室外を見通せる位置に配置されていることが好ましい。なお、車両Ｈｖのボディが電波の遮断性が低い樹脂製である場合には、車室内通信機１２Ｘは車室内の任意の位置に配置可能である。
【００４３】
なお、車載通信機１２の設置態様（具体的には設置位置や設置数）は上述した態様に限らない。例えば車室外通信機は車両ＨｖのＢピラーの外側面に配置されていても良い。もちろん、ＡピラーやＣピラーの外側面に配置されていても良い。さらに、車室外通信機は、車両Ｈｖの側面部と屋根部との境界付近（以降、側面上端部）に配置されていても良い。このような構成は、車室外通信機をサイドウインドウの上側に位置する部分に設けた構成に相当する。側面上端部は、車両Ｈｖの屋根部において車両Ｈｖのドアの上端部が接する部分に相当する。また、車載システム１は、トランク内部を通信エリアとする車載通信機１２や、リアバンパ等の車両後端部に配置された車載通信機１２を備えていてもよい。
【００４４】
各車載通信機１２には、固有の通信機番号が設定されている。通信機番号は、複数の車載通信機１２を識別するための情報として機能する。また各車載通信機１２の動作は認証ＥＣＵ１１によって制御される。
【００４５】
複数の車載通信機１２のそれぞれは、図３に示すように、送信回路３１、受信回路３２、及びラウンドトリップタイマ３３を備える。送信回路３１は、認証ＥＣＵ１１から入力されたベースバンド信号を変調する等、電気的に処理しつつインパルス信号を生成し、このインパルス信号を電波として放射する構成である。送信回路３１は例えば、変調回路３１１、及び送信アンテナ３１２を用いて実現されている。
【００４６】
変調回路３１１は、認証ＥＣＵ１１から入力されたベースバンド信号を変調する回路である。変調回路３１１は、認証ＥＣＵ１１から入力されたベースバンド信号が示すデータ（以降、送信データ）に対応する変調信号を生成し、送信アンテナ３１２に向けて送信する。変調信号は、送信データを所定の変調方式（例えばＰＣＭ変調方式）で変調した信号である。変調信号は、複数のインパルス信号を送信データに対応する時間間隔で配置した信号系列を意味する。
【００４７】
変調回路３１１は、電気的なインパルス信号を生成する回路（以降、パルス生成回路）や、インパルス信号を増幅したり整形したりする回路を含む。送信アンテナ３１２は、変調回路３１１が出力した電気的なインパルス信号を電波に変換して空間に放射する構成である。つまり、送信アンテナ３１２は、ＵＷＢ帯において所定の帯域幅を有するパルス状の電波をインパルス信号として放射する。また、変調回路３１１は、送信アンテナ３１２へ電気的なインパルス信号を出力した場合には、それと同時に、インパルス信号を出力したことを示す信号（以降、送信通知信号）をラウンドトリップタイマ３３に出力する。
【００４８】
なお、本実施形態の送信回路３１は、インパルス信号の立上り時間が１ナノ秒となるように構成されている。立上り時間とは、信号強度が初めて最大振幅の１０％を越えてから最大振幅の９０％を越えるまでに要する時間である。インパルス信号の立上がり時間は、送信回路３１の回路構成などのハードウェア構成に応じて定まる。インパルス信号の立上り時間は、シミュレーションや実試験によって特定できる。なお、一般的にＵＷＢ帯のインパルス信号の立上り時間は、１ナノ秒程度である。
【００４９】
受信回路３２は、携帯機２から送信される応答信号としてのインパルス信号など、車両用電子キーシステム１００で採用されている通信規格に準拠した無線信号を受信するための構成である。受信回路３２は、例えば受信アンテナ３２１、及び復調回路３２２を備える。受信アンテナ３２１は、インパルス信号を受信するためのアンテナである。受信アンテナ３２１は、携帯機２が送信したインパルス信号に対応する電気的なインパルス信号を復調回路３２２に出力する。
【００５０】
復調回路３２２は、受信アンテナ３２１がＵＷＢ帯のインパルス信号を受信すると、その信号を復調する等、電気的に処理しつつ受信信号を生成し、この受信信号を認証ＥＣＵ１１に出力する。すなわち復調回路３２２は、携帯機２や他機から送信された複数のインパルス信号からなる一連の変調信号（以降、パルス系列信号）を復調し、変調前のデータを復元する構成である。例えば、復調回路３２２は受信アンテナ３２１から入力されるインパルス信号に基づいて、携帯機２や他の車載通信機１２が送信したパルス系列信号を取得する。復調回路３２２が取得するパルス系列信号は、受信アンテナ３２１から入力される複数のインパルス信号を、実際の受信間隔をおいて時系列に並べたものである。なお、復調回路３２２は、受信アンテナ３２１で受信したインパルス信号の周波数を、ベースバンド帯の信号に変換して出力する周波数変換回路や、信号レベルを増幅する増幅回路などを備える。
【００５１】
また、受信回路３２は、受信アンテナ３２１からインパルス信号が入力された場合には、インパルス信号を受信したことを示す信号（以降、受信通知信号）をラウンドトリップタイマ３３に出力する。
【００５２】
ラウンドトリップタイマ３３は、送信回路３１がインパルス信号を送信してから、受信回路３２がインパルス信号を受信するまでの時間（以降、ラウンドトリップ時間）を計測するタイマである。送信回路３１がインパルス信号を送信したタイミングは送信通知信号の入力によって特定される。また、受信回路３２がインパルス信号を受信したタイミングは受信通知信号の入力によって特定される。すなわち、本実施形態のラウンドトリップタイマ３３は、変調回路３１１が送信通知信号を出力してから、復調回路３２２が受信通知信号を出力するまでの時間を計測する構成である。ラウンドトリップ時間は信号飛行時間に相当する。
【００５３】
ラウンドトリップタイマ３３は、図示しないクロック発振器から入力されるクロック信号を計数することによって、送信回路３１がインパルス信号を送信してからの経過時間を測定する。ラウンドトリップタイマ３３によるカウントは、受信通知信号が入力された場合や、所定の上限値まで達した場合に停止され、そのカウント値を認証ＥＣＵ１１に出力する。つまり、認証ＥＣＵ１１にラウンドトリップ時間を報告する。なお、認証ＥＣＵ１１へのラウンドトリップ時間の報告が完了するとラウンドトリップタイマ３３のカウント値は０に戻る（つまりリセットされる）。
【００５４】
＜モード制御処理＞
次に、図４に示すフローチャートを用いて認証ＥＣＵ１１が実施するモード制御処理について説明する。モード制御処理は、車両情報取得部Ｆ１が車両Ｈｖは駐車されていると判定している間、所定の監視周期で実行されればよい。なお、車載システム１がモード制御処理を実行するための電力は、図示しない車載バッテリから供給されれば良い。監視周期は５００ミリ秒や１秒、５秒、１分など、適宜設計されればよい。
【００５５】
まずステップＳ１０１では通信処理部Ｆ２が、右側通信機１２Ａと左側通信機１２Ｂとを作動させ、双方向に無線通信を実施させる。具体的には図５に示すように、右側通信機１２Ａに、左側通信機１２Ｂを宛先とする応答要求信号として機能するパルス系列信号を送信させる。これに伴い、右側通信機１２Ａのラウンドトリップタイマ３３は、応答要求信号を送信してからの経過時間を計測し始める。すなわちラウンドトリップ時間の計測を開始する。
【００５６】
応答要求信号は、応答信号の返送を要求する信号である。応答要求信号は、例えば、宛先とする車載通信機１２の通信機番号（ここでは左側通信機１２Ｂの通信機番号）を、宛先情報として含む。応答要求信号が宛先情報を含むことによって、宛先以外の車載通信機１２や携帯機２が応答信号を返送することを抑制することができる。また、応答要求信号は、送信元の車載通信機１２の通信機番号（ここでは右側通信機１２Ａの通信機番号）を、送信元情報として含む。応答要求信号が送信元情報を含むことによって応答要求信号を受信した車載通信機１２は、応答信号の宛先（換言すれば返信先）を特定することができる。
【００５７】
左側通信機１２Ｂは、応答要求信号を受信すると、応答信号として機能するパルス系列信号を送信する。つまり、当該応答要求信号に示されている送信元情報を宛先として指定した応答信号を送信する。応答信号も、宛先情報や送信元情報を含んでいる。また、左側通信機１２Ｂのラウンドトリップタイマ３３は、応答信号の送信をトリガとして、インパルス信号を送信してからの経過時間（つまりラウンドトリップ時間）の計測を開始する。
【００５８】
右側通信機１２Ａのラウンドトリップタイマ３３は、左側通信機１２Ｂからの応答信号を受信すると、ラウンドトリップ時間の計測を停止し、当該測定したラウンドトリップ時間を認証ＥＣＵ１１に報告する。また、右側通信機１２Ａは、左側通信機１２Ｂからの応答信号を受信すると、当該応答信号に対する応答信号である再応答信号を送信する。再応答信号は、応答信号として機能するパルス系列信号である。再応答信号もまた、送信元情報や宛先情報を含む。なお、応答要求信号、応答信号、及び再応答信号は、変形例１として別途後述するように、宛先情報や送信元情報を含んでいなくとも良い。応答要求信号や、応答信号、再応答信号は単発のインパルス信号であってもよい。
【００５９】
左側通信機１２Ｂのラウンドトリップタイマ３３は、右側通信機１２Ａからの再応答信号を受信すると、ラウンドトリップ時間の計測を停止し、当該測定したラウンドトリップ時間を認証ＥＣＵ１１に報告する。以上によって右側通信機１２Ａ及び左側通信機１２Ｂのそれぞれで計測されたラウンドトリップ時間は、右側通信機１２Ａと左側通信機１２Ｂとの距離を示す指標（以降、距離指標情報）として機能する。
【００６０】
ステップＳ１０２では通信機間距離特定部Ｆ５が、右側通信機１２Ａ及び左側通信機１２Ｂのそれぞれからラウンドトリップ時間を取得してステップＳ１０３に移る。ステップＳ１０３では、ステップＳ１０２で取得したラウンドトリップ時間に基づいて右側通信機１２Ａと左側通信機１２Ｂとの距離である左右通信機間距離を算出する。
【００６１】
例えば通信機間距離特定部Ｆ５は、右側通信機１２Ａから取得したラウンドトリップ時間から左側通信機１２Ｂでの応答処理時間の想定値を減算し、さらに当該算出値を２で除算することによって片道飛行時間を算出する。そして、片道飛行時間に空気中の電波の伝搬速度を乗算することによって、右側通信機１２Ａから取得したラウンドトリップ時間に基づく左右通信機間距離を算出する。また、通信機間距離特定部Ｆ５は同様の手順によって、左側通信機１２Ｂから取得したラウンドトリップ時間に基づく左右通信機間距離を算出する。
【００６２】
そして、右側通信機１２Ａから取得したラウンドトリップ時間に基づく左右通信機間距離と、左側通信機１２Ｂから取得したラウンドトリップ時間に基づく左右通信機間距離の平均値を、左右通信機間距離として最終的に採用する。車載通信機１２での応答処理時間の想定値、携帯機２での応答処理時間の想定値、及び、電波の伝搬速度は、演算用のパラメータとしてフラッシュメモリ１１１に登録されているものとする。
【００６３】
なお、左右通信機距離の算出方法は適宜変更可能である。例えば、他の態様として、右側通信機１２Ａから取得したラウンドトリップ時間に基づく左右通信機間距離をそのまま最終的な左右通信機間距離として採用するように構成されていても良い。その場合には、そもそも左側通信機１２Ｂはラウンドトリップ時間を計測させなくともよく、右側通信機１２Ａは再応答信号を送信する必要もない。
【００６４】
ステップＳ１０３での処理が完了するとステップＳ１０４に移る。ステップＳ１０４では通信処理部Ｆ２が、車室内通信機１２Ｘと右側通信機１２Ａとを作動させ、双方向に無線通信を実施させる。車室内通信機１２Ｘと右側通信機１２Ａとの通信内容は、ステップＳ１０１と同様である。なお、応答要求信号は、車室内通信機１２Ｘから送信させても良いし、右側通信機１２Ａから送信させても良い。ここでは一例として通信処理部Ｆ２は、車室内通信機１２Ｘが右側通信機１２Ａに向けて応答要求信号を送信するように制御するものとする。ステップＳ１０４を実行することにより、車室内通信機１２Ｘ及び右側通信機１２Ａのそれぞれでは、車室内通信機１２Ｘと右側通信機１２Ａとの距離を表すラウンドトリップ時間が計測される。
【００６５】
ステップＳ１０５では通信機間距離特定部Ｆ５が、車室内通信機１２Ｘ及び右側通信機１２Ａのそれぞれからラウンドトリップ時間を取得してステップＳ１０６に移る。ステップＳ１０６では、ステップＳ１０４で取得したラウンドトリップ時間に基づいて車室内通信機１２Ｘと右側通信機１２Ａとの距離である車室内−右側通信機間距離を算出する。その算出態様は左右通信機間距離の算出方法と同様とすることができる。すなわち、車室内通信機１２Ｘから取得したラウンドトリップ時間に基づいて仮の車室内−右側通信機間距離を算出する。また、右側通信機１２Ａから取得したラウンドトリップ時間に基づいて、仮の車室内−右側通信機間距離を算出する。そして、車室内通信機１２Ｘから取得したラウンドトリップ時間に基づく車室内−右側通信機間距離と、右側通信機１２Ａから取得したラウンドトリップ時間に基づく左右通信機間距離の平均値を、最終的な車室内−右側通信機間距離として採用する。
【００６６】
ステップＳ１０６での処理が完了するとステップＳ１０７に移る。ステップＳ１０７では通信処理部Ｆ２が、車室内通信機１２Ｘと左側通信機１２Ｂとを作動させ、双方向に無線通信を実施させる。車室内通信機１２Ｘと左側通信機１２Ｂとの通信内容は、ステップＳ１０１やステップＳ１０４と同様である。なお、応答要求信号は、車室内通信機１２Ｘから送信させても良いし、左側通信機１２Ｂから送信させても良い。ここでは一例として通信処理部Ｆ２は、車室内通信機１２Ｘが左側通信機１２Ｂに向けて応答要求信号を送信するように制御するものとする。ステップＳ１０７を実行することにより、車室内通信機１２Ｘ及び左側通信機１２Ｂのそれぞれでは、車室内通信機１２Ｘと左側通信機１２Ｂとの距離を表すラウンドトリップ時間が計測される。
【００６７】
ステップＳ１０８では通信機間距離特定部Ｆ５が、車室内通信機１２Ｘ及び左側通信機１２Ｂのそれぞれからラウンドトリップ時間を取得してステップＳ１０９に移る。ステップＳ１０９では、ステップＳ１０８で取得したラウンドトリップ時間に基づいて車室内通信機１２Ｘと左側通信機１２Ｂとの距離である車室内−左側通信機間距離を算出する。その算出態様は、前述の左右通信機間距離の算出方法と同様とすることができる。すなわち、車室内通信機１２Ｘから取得したラウンドトリップ時間に基づいて仮の車室内−左側通信機間距離を算出する。また、左側通信機１２Ｂから取得したラウンドトリップ時間に基づいて、仮の車室内−左側通信機間距離を算出する。そして、車室内通信機１２Ｘから取得したラウンドトリップ時間に基づく車室内−左側通信機間距離と、左側通信機１２Ｂから取得したラウンドトリップ時間に基づく左右通信機間距離の平均値を、最終的な車室内−左側通信機間距離として採用する。以降では便宜上、左右通信機間距離や、車室内−右側通信機間距離、車室内−左側通信機間距離といった、それぞれ異なる位置に配されている２つの車載通信機１２間の距離のことを通信機間距離とも記載する。
【００６８】
ステップＳ１０９での処理が完了すると、離脱機特定部Ｆ６がステップＳ１１０を実行する。ステップＳ１１０では離脱機特定部Ｆ６が、以上の処理で算出された種々の通信機間距離が、車載通信機１２の組み合わせ毎に予め設定されている正常範囲に収まっているか否かを判定する。車載通信機１２の組み合わせ毎の正常範囲を示すデータ（以降、正常範囲データ）は、フラッシュメモリ１１１に例えば制御実行部プログラムの一部として保存されている。図６は、正常範囲データの構成を示す概念図である。車載通信機１２の組み合わせに応じた正常範囲は、各車載通信機１２の搭載位置によって定まる車載通信機１２間の距離に測距誤差を加えた値に設定されていれば良い。
【００６９】
正常範囲の上限値は、車載通信機１２が車両Ｈｖから取り外され、かつ、ベースバンドレベルでの中継がなされていると認証ＥＣＵ１１が判定するための閾値に相当する。なお、ベースバンドレベルでの中継がなされている状態とは、認証ＥＣＵ１１から車載通信機１２へのベースバンド信号や、車載通信機１２から認証ＥＣＵ１１へのベースバンド信号が中継されている状態に相当する。ベースバンドレベルでの中継がなされている場合、上記の方法によって算出される通信機間距離は１０ｍ以上となることが想定される。そのため、正常範囲の上限値は５ｍや１０ｍなど、車両Ｈｖの大きさよりも大きい値であってもよい。なお、正常範囲の下限値は適宜設定されればよく、例えば０ｍであってもよい。また、正常範囲は、上限値のみによって規定されていても良い。
【００７０】
ステップＳ１１０での判定の結果、複数の通信機間距離の中に、車載通信機１２の組み合わせに応じた正常範囲を逸脱している通信機間距離が存在する場合には、ステップＳ１１２を実行する。一方、複数の通信機間距離が何れも車載通信機１２の組み合わせに応じた正常範囲内に収まっている場合にはステップＳ１１１を実行する。
【００７１】
ステップＳ１１１ではモード制御部Ｆ７が、認証ＥＣＵ１１の動作モードを通常モードに設定して本フローを終了する。ステップＳ１１２ではモード制御部Ｆ７が、認証ＥＣＵ１１の動作モードを警戒モードに設定し、ステップＳ１１３に移る。ステップＳ１１３では離脱機特定部Ｆ６は、通信機間距離が正常範囲外の値（換言すれば不正な値）となっている車載通信機１２の組み合わせに基づいて、車体から取り外されている車載通信機１２（以降、車両離脱機）を特定する。
【００７２】
例えば図７に示すように右側通信機１２Ａが車体から取り外されて、中継機４によってベースバンドレベルでの中継が成されている場合には、左右通信機間距離及び車室内−右側通信機間距離が不正となる。故に、逆説的に左右通信機間距離及び車室内−右側通信機間距離が不正となっている場合には、右側通信機１２Ａが車両Ｈｖから取り外されていると判定できる。つまり、車両離脱機は右側通信機１２Ａであると特定可能である。同様の技術的に思想に基づき、左右通信機間距離及び車室内−左側通信機間距離が不正となっている場合には、車両離脱機は左側通信機１２Ｂであると特定可能である。
【００７３】
ステップＳ１１３での処理が完了すると離脱機特定部Ｆ６はステップＳ１１４を実行する。ステップＳ１１４では離脱機特定部Ｆ６が、車両離脱機に係る少なくとも２つの通信機間距離、及び、車両離脱機以外の車載通信機１２の設置位置に基づいて、車両離脱機の位置を特定する。車両離脱機に係る通信機間距離とは、車両離脱機を含む車載通信機の組み合わせについての通信機間距離である。例えば、車両離脱機が右側通信機１２Ａである場合には、左右通信機間距離と車室内−右側通信機間距離が、車両離脱機に係る通信機間距離に該当する。また、車両離脱機が左側通信機１２Ｂである場合には、左右通信機間距離と車室内−左側通信機間距離が、車両離脱機に係る通信機間距離に該当する。
【００７４】
仮に、車両離脱機が右側通信機１２Ａである場合、離脱機特定部Ｆ６は、左右通信機間距離、車室内−右側通信機間距離、左側通信機１２Ｂの搭載位置、及び車室内通信機１２Ｘの搭載位置に基づいて、車両離脱機としての右側通信機１２Ａの位置を推定（例えば算出）する。具体的には左側通信機１２Ｂから左右通信機間距離となり、かつ、車室内通信機１２Ｘから車室内−右側通信機間距離となる地点に右側通信機１２Ａが存在すると判定する。なお、上記条件を充足する地点は２箇所存在する。離脱機特定部Ｆ６はその２箇所のどちらかに車両離脱機が存在すると判定すればよい。
【００７５】
車両離脱機が左側通信機１２Ｂである場合にも、離脱機特定部Ｆ６は同様の方法によって車両離脱機としての左側通信機１２Ｂの位置を特定する。すなわち、左右通信機間距離、車室内−左側通信機間距離、右側通信機１２Ａの搭載位置、及び車室内通信機１２Ｘの搭載位置に基づいて、車両離脱機としての左側通信機１２Ｂの位置を特定する。
【００７６】
なお、車載システム１が４つ以上の車載通信機１２を備え、かつ、車両離脱機が１つである場合には、車両離脱機以外の車載通信機（以降、残存機）の数は３つ以上となる。つまり、車両離脱機の位置の算出に使用可能な基準点は３点以上となる。車両離脱機の位置の算出に使用可能な基準点が少なくとも３点存在する場合には、車両離脱機の位置を１箇所に特定可能である。
【００７７】
以上の処理が完了すると本フローを終了する。なお、離脱機特定部Ｆ６によって特定された車両離脱機に相当する車載通信機１２や、車両離脱機の位置情報は、動作モードが通常モードに設定されるまでメモリに保持されればよい。
【００７８】
また、認証ＥＣＵ１１は、離脱機特定部Ｆ６によって特定された車両離脱機に相当する車載通信機１２や車両離脱機の位置情報を、車両Ｈｖに搭載されているディスプレイや携帯機２を介してユーザに通知するように構成されていても良い。そのような構成によればセキュリティ性を更に高めることができる。
【００７９】
＜車両制御処理＞
次に、図８に示すフローチャートを用いて認証ＥＣＵ１１が実施する車両制御関連処理について説明する。車両制御関連処理は、認証ＥＣＵ１１が携帯機２との無線通信の結果に基づいて、ユーザが車両Ｈｖを使用するための車両制御を実施するための処理である。車両制御関連処理は、例えば車両Ｈｖが駐車状態に移行した時点から所定時間（例えば１０秒）経過したタイミングで実行される。また、車両制御関連処理は、例えば車両情報取得部Ｆ１が車両Ｈｖは駐車されていると判定している間、逐次実行するように構成されていても良い。
【００８０】
まずステップＳ２０１は通信処理部Ｆ２が、所定の車載通信機１２（例えば車室内通信機１２Ｘ）からポーリング信号を送信させ、ステップＳ２０２に移る。ポーリング信号は、携帯機２に対して応答信号の返送を要求する、チャレンジコードを含まない無線信号である。ポーリング信号は、携帯機２をスリープモードから通常モードへと復帰させる役割を果たす場合もあるため、ウェイク信号と称されることもある。認証処理部Ｆ３としての認証ＥＣＵ１１は、ポーリング信号に対する携帯機２からの応答信号を車載通信機１２が受信することによって、携帯機２である可能性がある通信端末が、車両Ｈｖの通信エリア内に存在することを検出可能となる。
【００８１】
ポーリング信号にも、送信元情報や宛先情報が含まれているものとする。ポーリング信号の送信元である車載通信機１２（以降、作動通信機）のラウンドトリップタイマ３３は、ポーリング信号を送信してからの経過時間を計測し始める。すなわちラウンドトリップ時間の計測を開始する。
【００８２】
ステップＳ２０２では、ステップＳ２０１で送信したポーリング信号に対する応答信号を作動通信機が受信したか否かを判定する。作動通信機が応答信号を受信した場合には、ステップＳ２０２が肯定判定されてステップＳ２０３に移る。また、携帯機２からの応答信号を受信すると、作動通信機のラウンドトリップタイマ３３は、ラウンドトリップ時間の計測を停止し、当該測定したラウンドトリップ時間を認証ＥＣＵ１１に報告する。このラウンドトリップ時間は、作動通信機から携帯機２までの距離を示す情報（以降、携帯機距離関連情報）として機能する。
【００８３】
一方、ステップＳ２０１を実施してから所定の応答待機時間が経過しても、応答信号を受信できなかった場合にはステップＳ２０１に戻り、前回応答要求信号を送信させた車載通信機１２とは別の車載通信機１２（例えば右側通信機１２Ａ）からポーリング信号を送信させる。つまり、ステップＳ２０１〜Ｓ２０２は、複数の車載通信機１２から順番にポーリング信号を送信させる処理である。なお、複数の車載通信機１２においてポーリング信号を送信させる順番は適宜設計されれば良い。
【００８４】
ステップＳ２０３では携帯機距離特定部Ｆ４が、作動通信機から報告されたラウンドトリップ時間に基づいて、作動通信機から携帯機２までの距離である携帯機距離を算出し、ステップＳ２０４に移る。ラウンドトリップ時間に基づく携帯機距離の算出方法は、通信機間距離の算出と同様の方法で実施可能である。
【００８５】
ステップＳ２０４では認証処理部Ｆ３が、ステップＳ２０３で算出された携帯機距離が所定の作動閾値未満であるか否かを判定する。作動閾値は、車両制御の実行を許可する通信機距離の上限値に相当する。作動閾値は、例えば１ｍや、２ｍなど、携帯機２が車両Ｈｖの近傍又は車室内に存在することを示す値に設定されている。なお、作動閾値は５ｍに設定されていても良い。携帯機距離が作動閾値未満である場合にはステップＳ２０５に移る。
【００８６】
一方、携帯機距離が作動閾値以上である場合にはステップＳ２０４を否定判定して本フローを終了する。なお、携帯機距離が作動閾値以上である場合には車両制御は実行されない。また、携帯機距離が作動閾値以上である場合にはステップＳ２０１から再び車両制御関連処理を実行すればよい。
【００８７】
ステップＳ２０５では認証処理部Ｆ３が、認証ＥＣＵ１１の動作モードがモード制御部Ｆ７によって警戒モードに設定されているか否かを判定する。認証ＥＣＵ１１の動作モードが警戒モードに設定されている場合には、ステップＳ２０６を実行する。一方、認証ＥＣＵ１１の動作モードが通常モードに設定されている場合には、ステップＳ２０７を実行する。
【００８８】
ステップＳ２０６では認証処理部Ｆ３は、ステップＳ２０３で算出された携帯機距離は不正な値であると判定して、本フローを終了する。このように本実施形態の認証ＥＣＵ１１は、携帯機距離が不正であると判定した場合には、ユーザが車両Ｈｖを使用するための車両制御を実行しない。携帯機距離は不正であると判定した場合にはステップＳ２０１から再び車両制御関連処理を実行すればよい。
【００８９】
なお、モード制御部Ｆ７が認証ＥＣＵ１１の動作モードを警戒モードに設定する場合とは、車載通信機１２の組み合わせ毎の通信機間距離のうちの少なくとも１つが、車載通信機１２の組み合わせに応じた所定の正常範囲を逸脱している場合である。つまり、このような構成は、車載通信機１２の組み合わせ毎の通信機間距離のうちの少なくとも１つが、車載通信機１２の組み合わせに応じた所定の正常範囲を逸脱している場合には、車両制御を実行しない構成に相当する。
【００９０】
ステップＳ２０７では認証処理部Ｆ３が、通信処理部Ｆ２と協働して、携帯機２の認証処理を実行する。具体的には、認証処理部Ｆ３は、通信処理部Ｆ２に対して、作動通信機からチャレンジコードを含む信号（以降、チャレンジ信号）を送信させるように要求する。通信処理部Ｆ２は認証処理部Ｆ３からの要求に基づき、作動通信機からチャレンジ信号を送信させる。
【００９１】
チャレンジコードは、携帯機２を認証するためのコードである。チャレンジコードは、乱数表など用いて生成された乱数とすればよい。携帯機２は、チャレンジコードを受信した場合、携帯機２に予め登録されている暗号鍵を用いて当該チャレンジコードを暗号化し、その暗号化したコード（以降、レスポンスコード）を含む信号（以降、レスポンス信号）を返送する。また、認証処理部Ｆ３は、チャレンジ信号を送信するとともに、自分自身が保持する暗号鍵を用いて、チャレンジコードを暗号化したコード（以降、照合用コード）を生成する。
【００９２】
ステップＳ２０７でのチャレンジ信号の送信及び照合用コードの生成が完了するとステップＳ２０８に移る。ステップＳ２０８では認証処理が成功したか否かを判定する。例えば、携帯機２からレスポンス信号を受信でき、かつ、当該レスポンス信号に示されているレスポンスコードが照合用コードと一致している場合、認証成功と判定する。一方、チャレンジ信号を送信してから応答待機時間が経過してもレスポンスコードを受信できなかった場合には、認証失敗と判定する。また、レスポンスコードを受信できた場合であっても、当該レスポンス信号が示すレスポンスコードと照合用コードとが一致しなかった場合には認証失敗と判定する。
【００９３】
認証処理が成功した場合には、ステップＳ２０８を肯定判定してステップＳ２０９に移る。一方、認証処理が失敗した場合にはステップＳ２０８を否定判定して本フローを終了する。認証処理が失敗した場合にも、ユーザが車両Ｈｖを使用するための車両制御は実行されない。なお、認証処理が失敗した場合にはステップＳ２０１から再び搭乗関連処理を実行すればよい。
【００９４】
ステップＳ２０９では制御実行部Ｆ８が、認証処理が成功したときの場面（換言すれば車両Ｈｖの状態）に応じた、ユーザが車両Ｈｖを使用するための所定の車両制御を実行する。例えば制御実行部Ｆ８は、車両Ｈｖが駐車されている場合には、図示しないボディＥＣＵと連携して車両Ｈｖのドアロック機構を開錠状態又は会場準備状態に設定する。会場準備状態は、ユーザがドアに配されているボタンやタッチセンサに触れるだけでドアを開錠することができる状態である。また、制御実行部Ｆ８は、携帯機２が車室内に存在している場合には、エンジンＥＣＵと連携してエンジンを始動させる。その他、制御実行部Ｆ８が実施する車両制御の内容は、認証処理が成功したときの場面（換言すれば車両Ｈｖの状態）に合わせて適宜決定される。
【００９５】
＜実施形態のまとめ＞
上記の構成では、認証ＥＣＵ１１は、互いに無線通信可能な位置関係にある車載通信機１２の組み合わせ毎に双方向無線通信を実施させ、その通信結果として得られるラウンドトリップ時間に基づいて、通信機間距離が正常値であるか否かを判定する。そして、複数の通信機間距離の中に、車載通信機１２の組み合わせに応じた正常範囲を逸脱している通信機間距離が存在する場合には、車両ドアの開錠などの車両制御の実行を禁止（又は保留に）する。
【００９６】
このような構成によれば、車両Ｈｖの外面部に配されている車載通信機１２が、モジュールごと車両Ｈｖから取り外され、かつ、ベースバンド信号レベルでの中継が行われてしまった場合であっても、車両Ｈｖが不正に使用される恐れを抑制できる。
【００９７】
なお、上述した実施形態では、携帯機距離特定部Ｆ４が特定した携帯機距離を不正な値とみなすことで、車両制御の実行を禁止する態様を開示した。複数の通信機間距離の中に、車載通信機１２の組み合わせに応じた正常範囲を逸脱している通信機間距離が存在する場合に、車両制御が実行されなくする構成はこれに限らない。例えば、複数の通信機間距離の中に車載通信機１２の組み合わせに応じた正常範囲を逸脱している通信機間距離が存在する場合には、認証処理を実行しないように構成されていても良い。認証処理が実行されなければ認証成功とはならない。そのため、上記の構成によっても、車両制御の実行を禁止することができる。
【００９８】
また、複数の通信機間距離の中に車載通信機１２の組み合わせに応じた正常範囲を逸脱している通信機間距離が存在する場合には、例えばポーリング信号などの、携帯機２に向けた信号の送信を停止するように構成されていても良い。上記の構成によっても、車両制御の実行を禁止することができる。
【００９９】
以上、本開示の実施形態を説明したが、本開示は上述の実施形態に限定されるものではなく、以降で述べる種々の変形例も本開示の技術的範囲に含まれ、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することができる。例えば下記の種々の変形例は、技術的な矛盾が生じない範囲において適宜組み合わせて実施することができる。
【０１００】
なお、前述の実施形態で述べた部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。また、構成の一部のみに言及している場合、他の部分については先に説明した実施形態の構成を適用することができる。
【０１０１】
＜変形例１＞
上述した実施形態では通信機間距離を特定する際、測距対象とする２つの車載通信機１２が送信元情報と宛先情報とを含む信号をやり取りする態様を開示したが、これに限らない。車載通信機１２が単発のインパルス信号を送受信することによってラウンドトリップ時間を計測するように構成されていても良い。
【０１０２】
本変形例の車載通信機１２は、認証ＥＣＵ１１からの指示に基づき応答要求信号として単発のインパルス信号を送信する。また、測距対象とする組み合わせを提供する２つの車載通信機１２は、単発のインパルス信号を受信した場合に、単発のインパルス信号を応答信号、再応答信号として返送する。本変形例における認証ＥＣＵ１１は、測距対象とする組み合わせ以外の車載通信機１２は、動作を停止させるか、単発のパルス信号を受信しても応答信号としての単発パルス信号を返送しないように制御される。例えばステップＳ１０１〜Ｓ１０３において左右通信機間距離を測定する処理を実施している間は、車室内通信機１２Ｘは動作を停止させる。車載通信機１２が動作を停止した状態とは、信号の送受信を実施しない状態である。なお、本変形例の携帯機２も、単発のインパルス信号を受信しても応答信号としての単発パルス信号を返送しないように構成されている。
【０１０３】
このように単発のインパルス信号を送受信することによって、ラウンドトリップ時間を計測する構成によれば、応答信号を生成するための演算処理等に要する時間（つまり応答処理時間）がラウンドトリップ時間に含まれにくくなる。その結果、通信機間距離の測距精度を高めることができる。
【０１０４】
＜変形例２＞
上述した実施形態ではラウンドトリップ時間を用いて通信機間距離を算出する態様を開示したが、通信機間距離を算出するための指標はラウンドトリップ時間に限らない。各車載通信機１２は、他機から送信された信号の受信強度を距離指標情報として認証ＥＣＵ１１に報告し、通信機間距離特定部Ｆ５は、各車載通信機１２が検出した受信強度に基づいて通信機間距離を算出するように構成されていても良い。
【０１０５】
また、各車載通信機１２が認証ＥＣＵ１１の制御のもと、完全に同期している場合には、各車載通信機１２は距離指標情報として片道飛行時間を生成するように構成されていても良い。片道飛行時間は、他機が信号を送信した時刻と、信号を実際に受信した時刻との差である。片道飛行時間は、各車載通信機１２が信号を送信する時刻を予め規定しておくことによって算出可能となる。その他、通信機間距離を算出する方法としては、多様な方法を援用することができる。
【０１０６】
＜変形例３＞
上述した実施形態では各車載通信機１２がラウンドトリップ時間を認証ＥＣＵ１１に報告し、認証ＥＣＵ１１が各車載通信機１２から提供されたラウンドトリップ時間に基づいて通信機間距離を算出する態様を開示したが、これに限らない。ラウンドトリップ時間に基づいて通信機間距離を算出する機能は各車載通信機１２が備えていても良い。すなわち、各車載通信機１２は、他機と無線通信した際に計測されたラウンドトリップ時間に基づいて、自機から通信相手としての他機までの距離を算出する。そして、当該距離を示すデータを、通信相手及び自機のそれぞれについての通信機番号と対応付けて認証ＥＣＵ１１に報告する。
【０１０７】
このような構成によっても上述した実施形態と同様の効果を奏する。また、認証ＥＣＵ１１の演算負荷を抑制することができる。なお、変形例３として開示の技術的思想は、変形例２として開示の受信強度等に基づいて距離の算出を行う構成にも適用することができる。例えば各車載通信機１２は、他機から受信した信号の受信強度に基づいて距離を算出するように構成されていても良い。
【０１０８】
なお、車載通信機１２が生成するラウンドトリップ時間を示すデータや受信強度を示すデータが、他機までの距離を間接的に示す距離関連情報に相当する。また、車載通信機１２が他機までの距離を算出する場合には、当該距離を示すデータが、他機までの距離を直接的に示す距離関連情報に相当する。
【０１０９】
＜変形例４＞
上述した実施形態では、車室内通信機１２Ｘを備える態様を開示したがこれに限らない。車室内通信機１２Ｘは備えていなくとも良い。換言すれば、車載通信機１２はすべて車両Ｈｖの外面部に配されていても良い。例えば車載システム１は図９に示すように、車載通信機１２は、車両Ｈｖの４隅に配されていてもよい。
【０１１０】
図９中に示す車載通信機１２Ｃは、車両前端の右コーナー部に配されている車載通信機１２である。車載通信機１２Ｄは、車両後端の右コーナー部に配されている車載通信機１２である。車載通信機１２Ｅは、車両前端の左コーナー部に配されている車載通信機１２である。車載通信機１２Ｆは、車両後端の左コーナー部に配されている車載通信機１２である。図９においては認証ＥＣＵ１１の図示は省略している。
【０１１１】
また、図９中の白塗り矢印は、相互に無線通信可能に構成されている車載通信機１２の組み合わせを示している。図９に示すように、対角に位置する車載通信機１２とは無線通信を実施しない／できないように構成されていてもよい。各車載通信機１２は、少なくとも１つの他機と無線通信可能に構成されていればよい。通信機間距離の算出対象とする車載通信機１２の組み合わせは適宜設計されれば良い。もちろん、各車載通信機１２Ｃ〜１２Ｆは、破線矢印で示すように対角な位置に存在する他機とも無線通信を実施可能に構成されていてもよい。
【０１１２】
＜変形例５＞
上述した実施形態では車載システム１と携帯機２とは、Impulse Radio方式で無線通信を実施する構成を開示したが、これに限らない。車載システム１と携帯機２とは、MB-OFDM (MultiBand Orthogonal Frequency Division Multiplexing)方式や、DS-UWB (Direct Sequence UWB)方式などで無線通信を実施するように構成されていても良い。また、車載システム１と携帯機２とは、Bluetooth（登録商標）や、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）、ZigBee（登録商標）等の近距離無線通信規格に準拠した無線通信（以降、近距離通信）を実施するように構成されていても良い。ＬＦ帯の電波及びＵＨＦ帯の電波を用いて無線通信を実施するように構成されていても良い。
【０１１３】
＜付言＞
認証ＥＣＵ１１が提供する手段および／または機能は、実体的なメモリ装置に記録されたソフトウェアおよびそれを実行するコンピュータ、ソフトウェアのみ、ハードウェアのみ、あるいはそれらの組合せによって提供することができる。例えば、認証ＥＣＵ１１がハードウェアである電子回路によって提供される場合、それは多数の論理回路を含むデジタル回路、またはアナログ回路によって提供することができる。また、認証ＥＣＵ１１は、１つのコンピュータ、または相互に通信可能に構成された一組のコンピュータ資源によって提供されうる。
【０１１４】
携帯機２は、ユーザに携帯され、かつ、車両Ｈｖの電子キーとしての機能を備えるデバイスであればよい。車両Ｈｖの電子キーとしての機能とは、具体的には、車載システム１からの要求に基づいて車両Ｈｖの鍵であることを証明する情報を含む信号（例えばレスポンス信号）を送信する機能である。携帯機２は、従来スマートキーとして知られている長方形型、楕円型（フォブタイプ）、又はカード型の小型デバイスであってもよい。携帯機２は、ユーザの指や腕等に装着されるウェアラブルデバイスとして構成されていてもよい。さらに、携帯機２はスマートフォンやタブレット端末などといった情報処理端末であってもよい。
【符号の説明】
【０１１５】
１００  車両用電子キーシステム、１  車載システム、２  携帯機、１１  認証ＥＣＵ、１２・１２Ａ〜１２Ｆ  車載通信機（車室外通信機）、１２Ｘ  車載通信機（車室内通信機）、Ｆ１  車両情報取得部、Ｆ２  通信処理部、Ｆ３  認証処理部、Ｆ４  携帯機距離特定部、Ｆ５  通信機間距離特定部、Ｆ６  離脱機特定部、Ｆ７  モード制御部、Ｆ８  制御実行部、３１  送信回路、３２  受信回路、３３  ラウンドトリップタイマ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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