(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
機器と携帯機との間で双方向の無線通信を行う双方向無線通信システムにおいて、
前記機器は、前記携帯機との間で双方向の無線通信を行う前に、双方向の無線通信におけるデータ通信タイミングと双方向の無線通信における通信データのデータ長とを前記携帯機に指示する制御手段を備え、
前記制御手段は、前記携帯機への指示に基づいて前記データ通信タイミングを切り替えるとともに、双方向の無線通信の通信データのデータ長が前記携帯機へ指示した通りのデータ長であることを条件に前記携帯機の認証を成立させる
ことを特徴とする双方向無線通信システム。
【請求項２】
前記制御手段は、前記携帯機との間で双方向の無線通信を行う前に、前記携帯機から前記機器へ通信データを送信する際におけるデータ通信タイミングを指示し、
前記機器は、前記制御手段で指示したデータ通信タイミングにて前記携帯機から送信される通信データを受信待機し、
前記携帯機は、前記制御手段により指示されたデータ通信タイミングにて通信データを前記機器へ送信する
請求項１に記載の双方向無線通信システム。
【請求項３】
前記制御手段は、前記双方向の無線通信に用いるデータ通信チャネルを指定し、前記携帯機との間で双方向の無線通信を行う前に、その指定したデータ通信チャネルでのデータ通信タイミングを指示し、
前記制御手段は、前記携帯機への指示に基づいて前記データ通信チャネルと前記データ通信タイミングとを切り替える
請求項１又は２に記載の双方向無線通信システム。
【請求項４】
前記制御手段は、前記携帯機から前記機器へ通信データを送信する際に用いるデータ通信チャネルを指定し、前記携帯機との間で双方向の無線通信を行う前に、その指定したデータ通信チャネルでの前記携帯機から前記機器へのデータ通信タイミングを指示し、
前記機器は、前記制御手段で指定したデータ通信チャネルを選択しつつ、前記制御手段で指示したデータ通信タイミングにて前記携帯機から送信される通信データを受信待機し、
前記携帯機は、前記制御手段により指定されたデータ通信チャネルを選択しつつ、前記制御手段により指示されたデータ通信タイミングにて通信データを前記機器へ送信する
請求項３に記載の双方向無線通信システム。
【請求項５】
前記制御手段は、前記機器から前記携帯機への通信データの送信又は前記携帯機から前記機器への通信データの送信の機会毎にデータ通信チャネルを切り替える
請求項３又は４に記載の双方向無線通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機器と携帯機との間で双方向の無線通信を行う双方向無線通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、車両からＬＦ信号を送信して携帯機を起動させた後、ＵＨＦ信号を用いて車両と携帯機との間で双方向の無線通信を行う双方向無線通信システムについて開示されている。
【０００３】
一例として、車両は、ＬＦ信号であるウェイク信号の送信後に、ＵＨＦ信号であるチャレンジ信号をＵＨＦクロックに基づいて規定されたタイミングで送信する。そして、車両は、チャレンジ信号を送信してから、この信号の受信に応答して携帯機より送信されるレスポンス信号（ＵＨＦ信号）を受信するまでの時間間隔が、ＵＨＦクロックに基づいて規定された適正範囲内にあるか否かを判定し、時間間隔が適正範囲内の場合に、ドア開錠及びエンジン始動を許可する。一方、時間間隔が適正範囲外の場合には、リレーアタック（中継器を使った不正行為）の可能性があるため、ドア開錠及びエンジン始動を禁止する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−１３１６０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
水晶発振を用いたＵＨＦクロックに基づいて時間間隔が適正か否かを判定する構成では、通信のタイミングを予測することが容易である。このため、水晶の性能を知る第三者によるリレーアタックを受ける可能性がある。
【０００６】
本発明は、このような問題点に着目してなされたものであって、その目的は、通信データ全てをリレーすることを困難にした双方向無線通信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】
【０００７】
上記課題を解決する双方向無線通信システムは、機器と携帯機との間で双方向の無線通信を行う双方向無線通信システムにおいて、前記機器は、前記携帯機との間で行う双方向の無線通信におけるデータ通信タイミングを前記携帯機に指示する制御手段を備え、前記制御手段は、前記データ通信タイミングを切り替えることをその要旨としている。
【０００８】
この構成によれば、データ通信タイミングが切り替わるため、第三者は通信のタイミングを予測することが困難となる。したがって、通信データ全てをリレーすることを困難にできる。
【０００９】
上記双方向無線通信システムについて、前記制御手段は、前記携帯機から前記機器へ通信データを送信する際におけるデータ通信タイミングを指示し、前記機器は、前記制御手段で指示したデータ通信タイミングにて前記携帯機から送信される通信データを受信待機し、前記携帯機は、前記制御手段により指示されたデータ通信タイミングにて通信データを前記機器へ送信することとしてもよい。
【００１０】
この構成によれば、機器は、指示通りのデータ通信タイミングにて携帯機から送信される通信データを確実に受信できる。これに対し、第三者による中継器のスキャンは間に合わず携帯機から送信される通信データの初めの数ビットが欠落する。これにより、通信データ全てをリレーすることを困難にできる。
【００１１】
上記双方向無線通信システムについて、前記制御手段は、前記双方向の無線通信に用いるデータ通信チャネルを指定し、その指定したデータ通信チャネルでのデータ通信タイミングを指示し、前記制御手段は、前記データ通信チャネルと前記データ通信タイミングとを切り替えることとしてもよい。
【００１２】
この構成によれば、データ通信チャネルが切り替わるため、第三者は次のデータ通信チャネルを予測することが困難となる。したがって、通信データ全てをリレーすることをより困難にできる。
【００１３】
上記双方向無線通信システムについて、前記制御手段は、前記携帯機から前記機器へ通信データを送信する際に用いるデータ通信チャネルを指定し、その指定したデータ通信チャネルでの前記携帯機から前記機器へのデータ通信タイミングを指示し、前記機器は、前記制御手段で指定したデータ通信チャネルを選択しつつ、前記制御手段で指示したデータ通信タイミングにて前記携帯機から送信される通信データを受信待機し、前記携帯機は、前記制御手段により指定されたデータ通信チャネルを選択しつつ、前記制御手段により指示されたデータ通信タイミングにて通信データを前記機器へ送信することとしてもよい。
【００１４】
この構成によれば、機器は、指定通りのデータ通信チャネルを用いて指示通りのデータ通信タイミングにて携帯機から送信される通信データを確実に受信できる。これに対し、第三者による中継器のスキャンは間に合わず携帯機から送信される通信データの初めの数ビットが欠落する。これにより、通信データ全てをリレーすることをより困難にできる。
【００１５】
上記双方向無線通信システムについて、前記制御手段は、前記機器から前記携帯機への通信データの送信又は前記携帯機から前記機器への通信データの送信の機会毎にデータ通信チャネルを切り替えることとしてもよい。
【００１６】
この構成によれば、中継器のチャネル切り替えに時間がかかるため、通信データの初めの数ビットが欠落する。これにより、通信データ全てをリレーすることをより困難にできる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、通信データ全てをリレーすることを困難にできる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】双方向無線通信システムの構成を示すブロック図。
【図２】第１の実施の形態におけるＵＨＦ双方向通信の通信タイミングを示す図。
【図３】第２の実施の形態におけるＵＨＦ双方向通信の通信タイミングを示す図。
【図４】第３の実施の形態におけるＵＨＦ双方向通信の通信タイミングを示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
（第１の実施の形態）
以下、双方向無線通信システムの第１の実施の形態について説明する。
図１に示すように、双方向無線通信システム１は、車両２からＬＦ信号を送信して携帯機３を起動させた後、ＵＨＦ信号を用いて車両２と携帯機３との間で双方向の無線通信を行う。
【００２０】
車両２は、自車のセキュリティ制御を司る照合ＥＣＵ２１の他、ＬＦ信号を送信可能なＬＦ送信機２２と、ＵＨＦ信号を送受信可能なＵＨＦトランシーバ２３とを備えている。車両２は機器に相当する。
【００２１】
照合ＥＣＵ２１は、ＬＦ送信機２２からＬＦ信号を送信して携帯機３を起動させるとともに、そのＬＦ信号により、自車が携帯機３との間で行うＵＨＦ双方向通信におけるデータ通信タイミングを携帯機３に指示する。照合ＥＣＵ２１は制御手段に相当する。本例のＵＨＦ双方向通信では、データ通信チャネルが１つだけ用いられ、そのデータ通信チャネルでのデータ通信タイミングが指示される。詳しくは、携帯機３から車両２へＵＨＦ信号を送信する通信タイミングが指示される。当該通信タイミングは、例えば、ＬＦ信号の受信完了が基点となり、車両２から携帯機３へのＵＨＦ信号の送信と携帯機３から車両２へのＵＨＦ信号の送信とをそれぞれ１回ずつ含む１セット毎にランダムに切り替えられる。
【００２２】
照合ＥＣＵ２１は、指示したデータ通信タイミングにて携帯機３から送信されるＵＨＦ信号（通信データ）をＵＨＦトランシーバ２３で受信待機する結果、通信データを欠落なく確実に受信可能である。照合ＥＣＵ２１は、ＵＨＦトランシーバ２３で受信された通信データの解析を通じて携帯機３の認証を行い、認証が成立したことを条件に、ドア開錠及びエンジン始動を許可する。
【００２３】
携帯機３は、自機の統括的な制御を司るマイコン３１の他、ＬＦ信号を受信可能なＬＦ受信回路３２と、ＵＨＦ信号を送受信可能なＵＨＦ送受信回路３３とを備えている。マイコン３１は、ＬＦ受信回路３２でＬＦ信号が受信されると起動し、そのＬＦ信号により指示されたデータ通信タイミングにてＵＨＦ信号（通信データ）をＵＨＦ送受信回路３３から送信する。
【００２４】
次に、双方向無線通信システム１の作用について説明する。
図２に示すように、１セット目のＵＨＦ双方向通信では、ＬＦ信号（図示略）の送信後に、まず車両２から携帯機３へＵＨＦ信号が送信され、次いで携帯機３から車両２へＵＨＦ信号が送信される。携帯機３は、ＬＦ信号による車両２からの指示にしたがい、ＬＦ信号の受信完了を基点とする通信タイミングにてＵＨＦ信号を車両２へ送信する。尚、車両２から携帯機３へのＵＨＦ信号の受信完了が基点であってもよい。
【００２５】
２セット目のＵＨＦ双方向通信では、ＬＦ信号（図示略）の送信後に、先に携帯機３から車両２へＵＨＦ信号が送信され、後で車両２から携帯機３へＵＨＦ信号が送信される。車両２からの指示により通信タイミングが切り替えられていることになる。
【００２６】
３セット目のＵＨＦ双方向通信では、ＬＦ信号（図示略）の送信後に、先に携帯機３から車両２へ２セット目よりもデータ長の長いＵＨＦ信号が２セット目よりも早い通信タイミングにて送信開始され、後で車両２から携帯機３へＵＨＦ信号が送信される。ここでも車両２からの指示により通信タイミングが切り替えられていることになる。
【００２７】
４セット目のＵＨＦ双方向通信では、ＬＦ信号（図示略）の送信後に、まず車両２から携帯機３へＵＨＦ信号が送信され、次いで携帯機３から車両２へＵＨＦ信号が１セット目〜３セット目とは異なる通信タイミングにて送信される。ここでも車両２からの指示により通信タイミングが切り替えられていることになる。
【００２８】
１セット目〜４セット目のいずれにおいても、車両２は、ＬＦ信号により、携帯機３から車両２へＵＨＦ信号を送信する通信タイミングの他、当該ＵＨＦ信号のデータ長を指示し、指示通りのデータ長であることを条件に、ドア開錠及びエンジン始動を許可する。ＵＨＦ通信のデータレートを速くすることにより、第三者による中継器のスキャンが間に合わない場合には、通信データの初めの数ビットが欠落し、指示通りのデータ長が得られないため、ドア開錠及びエンジン始動が禁止されることになる。
【００２９】
以上説明したように、本実施の形態によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）ＵＨＦ双方向通信において携帯機３から車両２へのデータ通信タイミングがランダムに切り替わることで予測が難しくなるため、通信データ全てのリレーを困難にできる。
【００３０】
（第２の実施の形態）
次に、双方向無線通信システムの第２の実施の形態について説明する。本例のＵＨＦ双方向通信では、３つのデータ通信チャネルが用意されている。照合ＥＣＵ２１（図１を援用）は、ＬＦ信号により、車両２から携帯機３へのＵＨＦ信号の送信と携帯機３から車両２へのＵＨＦ信号の送信とをそれぞれ１回ずつ含む１セット毎に１つのデータ通信チャネルを指定し、そのデータ通信チャネルでのデータ通信タイミングを指示する。１セット毎にデータ通信チャネルとデータ通信タイミングとがランダムに切り替えられることになる。
【００３１】
図３に示すように、１セット目のＵＨＦ双方向通信では、ＬＦ信号（図示略）により、周波数ｆ２による通信チャネルＣＨ２が指定された上で、その通信チャネルＣＨ２での通信タイミングが指示される。ここでは、ＬＦ信号の送信後に、まず車両２から携帯機３へＵＨＦ信号が送信され、次いで携帯機３から車両２へＵＨＦ信号が送信される。携帯機３は、ＬＦ信号により指定された通信チャネルＣＨ２を選択しつつ、車両２から送信されるＵＨＦ信号をＵＨＦ送受信回路３３で受信待機するとともに、ＬＦ信号により指示された通信タイミングにてＵＨＦ信号を車両２へ送信する。
【００３２】
２セット目のＵＨＦ双方向通信では、ＬＦ信号（図示略）により、今度は周波数ｆ１による通信チャネルＣＨ１が指定された上で、その通信チャネルＣＨ１での通信タイミングが指示される。ここでは、ＬＦ信号の送信後に、先に携帯機３から車両２へＵＨＦ信号が送信され、後で車両２から携帯機３へＵＨＦ信号が送信される。車両２からの指示により通信チャネルが切り替えられ、また、通信タイミングも切り替えられていることになる。
【００３３】
３セット目のＵＨＦ双方向通信では、ＬＦ信号（図示略）により、今度は周波数ｆ３による通信チャネルＣＨ３が指定された上で、その通信チャネルＣＨ３での通信タイミングが指示される。ここでは、ＬＦ信号の送信後に、まず車両２から携帯機３へＵＨＦ信号が送信され、次いで携帯機３から車両２へＵＨＦ信号が送信される。ここでも車両２からの指示により通信チャネルが切り替えられ、また、通信タイミングも切り替えられていることになる。
【００３４】
以上説明したように、本実施の形態によれば、以下の効果を奏することができる。
（２）上記第１の実施の形態による（１）の効果に加え、次の通信チャネルの予測が難しくなるため、通信データ全てのリレーをより困難にできる。
【００３５】
（第３の実施の形態）
次に、双方向無線通信システムの第３の実施の形態について説明する。本例のＵＨＦ双方向通信では、３つのデータ通信チャネルが用意され、照合ＥＣＵ２１（図１を援用）は、ＬＦ信号により、車両２から携帯機３へのＵＨＦ信号の送信又は携帯機３から車両２へのＵＨＦ信号の送信の機会毎に１つのデータ通信チャネルを指定し、そのデータ通信チャネルでのデータ通信タイミングを指示する。車両２又は携帯機３からのＵＨＦ信号の送信毎にデータ通信チャネルとデータ通信タイミングとがランダムに切り替えられ、それら全てが１回のＬＦ信号により指示されることになる。
【００３６】
図４に示すように、１回のＬＦ信号（図示略）により、車両２又は携帯機３からＵＨＦ信号を合計で６回送信する際における全てのデータ通信チャネルが指定された上で、その指定されたデータ通信チャネルでのデータ通信タイミングが指示される。
【００３７】
１回目のＵＨＦ信号は、車両２から携帯機３へ送信されるＵＨＦ信号であり、当該ＵＨＦ信号の送信に際し、周波数ｆ２による通信チャネルＣＨ２が指定された上で、その通信チャネルＣＨ２での通信タイミングが指示される。携帯機３は、ＬＦ信号により指定された通信チャネルＣＨ２を選択しつつ、ＬＦ信号により指示された通信タイミングにて車両２から送信されるＵＨＦ信号を受信待機する。
【００３８】
２回目のＵＨＦ信号も、車両２から携帯機３へ送信されるＵＨＦ信号であり、当該ＵＨＦ信号の送信に際し、今度は周波数ｆ１による通信チャネルＣＨ１が指定された上で、その通信チャネルＣＨ１での通信タイミングが指示される。携帯機３は、ＬＦ信号により指定された通信チャネルＣＨ１を選択しつつ、ＬＦ信号により指示された通信タイミングにて車両２から送信されるＵＨＦ信号を受信待機する。
【００３９】
３回目のＵＨＦ信号は、携帯機３から車両２へ送信されるＵＨＦ信号であり、当該ＵＨＦ信号の送信に際し、今度は周波数ｆ３による通信チャネルＣＨ３が指定された上で、その通信チャネルＣＨ３での通信タイミングが指示される。携帯機３は、ＬＦ信号により指定された通信チャネルＣＨ３を選択しつつ、ＬＦ信号により指示された通信タイミングにてＵＨＦ信号を車両２へ送信する。
【００４０】
４回目のＵＨＦ信号も、携帯機３から車両２へ送信されるＵＨＦ信号であり、当該ＵＨＦ信号の送信に際し、今度は周波数ｆ２による通信チャネルＣＨ２が指定された上で、その通信チャネルＣＨ２での通信タイミングが指示される。携帯機３は、ＬＦ信号により指定された通信チャネルＣＨ２を選択しつつ、ＬＦ信号により指示された通信タイミングにてＵＨＦ信号を車両２へ送信する。
【００４１】
５回目のＵＨＦ信号は、車両２から携帯機３へ送信されるＵＨＦ信号であり、当該ＵＨＦ信号の送信に際し、今度は周波数ｆ３による通信チャネルＣＨ３が指定された上で、その通信チャネルＣＨ３での通信タイミングが指示される。携帯機３は、ＬＦ信号により指定された通信チャネルＣＨ３を選択しつつ、ＬＦ信号により指示された通信タイミングにて車両２から送信されるＵＨＦ信号を受信待機する。
【００４２】
６回目のＵＨＦ信号は、携帯機３から車両２へ送信されるＵＨＦ信号であり、当該ＵＨＦ信号の送信に際し、今度は周波数ｆ１による通信チャネルＣＨ１が指定された上で、その通信チャネルＣＨ１での通信タイミングが指示される。携帯機３は、ＬＦ信号により指定された通信チャネルＣＨ１を選択しつつ、ＬＦ信号により指示された通信タイミングにてＵＨＦ信号を車両２へ送信する。
【００４３】
以上説明したように、本実施の形態によれば、以下の効果を奏することができる。
（３）上記第２の実施の形態による（２）の効果に加え、中継器のチャネル切り替えに時間がかかるため、通信データ全てのリレーをより困難にできる。
【００４４】
尚、上記各実施の形態は、次のように変更して具体化することも可能である。
・上記第１の実施の形態について、車両２から携帯機３へのＵＨＦ信号の送信と携帯機３から車両２へのＵＨＦ信号の送信とをそれぞれ１回ずつ含む１セット毎にデータ通信タイミングをランダムに切り替える構成に限定されない。例えば、車両２から携帯機３へのＵＨＦ信号の送信と携帯機３から車両２へのＵＨＦ信号の送信とをそれぞれ複数回ずつ含む１セット毎にデータ通信タイミングをランダムに切り替える構成であってもよい。
【００４５】
・上記第２の実施の形態について、車両２から携帯機３へのＵＨＦ信号の送信と携帯機３から車両２へのＵＨＦ信号の送信とをそれぞれ１回ずつ含む１セット毎にデータ通信チャネルとデータ通信タイミングとをランダムに切り替える構成に限定されない。例えば、車両２から携帯機３へのＵＨＦ信号の送信と携帯機３から車両２へのＵＨＦ信号の送信とをそれぞれ複数回ずつ含む１セット毎にデータ通信チャネルとデータ通信タイミングとをランダムに切り替える構成であってもよい。
【００４６】
・上記第３の実施の形態について、車両２又は携帯機３からのＵＨＦ信号の送信１回毎にデータ通信チャネルとデータ通信タイミングとをランダムに切り替える構成に限定されない。例えば、車両２又は携帯機３からのＵＨＦ信号の送信２回毎にデータ通信チャネルとデータ通信タイミングとをランダムに切り替える構成であってもよい。尚、固定の回数毎にデータ通信チャネルとデータ通信タイミングとをランダムに切り替える構成であってもよいし、回数自体をランダムにする構成であってもよい。
【００４７】
・上記第２の実施の形態又は上記第３の実施の形態について、２つ又は４つ以上のデータ通信チャネルが用意されてもよい。
・上記第２の実施の形態又は上記第３の実施の形態について、同じ通信チャネルを連続で指定してもよい。
【００４８】
・上記第１の実施の形態〜上記第３の実施の形態に共通して、ＵＨＦ信号のデータ通信タイミングは、ＬＦ信号を基点としてもよいし、１つ又は２つ以上前のＵＨＦ信号を基点としてもよい。
【００４９】
・双方向の無線通信はＵＨＦ双方向通信に限定されない。他の周波数帯による双方向の無線通信であってもよい。
・ＬＦ信号により携帯機３を起動させる構成に限定されない。他の周波数帯の信号により携帯機３を起動させる構成であってもよい。
【００５０】
・ＬＦ信号によりデータ通信チャネルを指定或いはデータ通信タイミングを指示する構成に限定されない。他の周波数帯の信号によりデータ通信チャネルを指定或いはデータ通信タイミングを指示する構成であってもよい。
【００５１】
・機器は車両２に限定されない。建物と携帯機３との間で双方向の無線通信を行う双方向無線通信システムであってもよい。この場合、建物は、携帯機３から送信される通信データの解析を通じて携帯機３の認証を行い、認証が成立したことを条件に、ドア開錠及び電化製品の作動を許可する。
【符号の説明】
【００５２】
１…双方向無線通信システム、２…車両（機器）、３…携帯機、２１…照合ＥＣＵ（制御手段）、２２…ＬＦ送信機、２３…ＵＨＦトランシーバ、３１…マイコン、３２…ＬＦ受信回路、３３…ＵＨＦ送受信回路。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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