JP2021105249A - 携帯機、車載器、及びリモートキーレスエントリーシステム - Google Patents

Abstract

【課題】 リモートキーレスシステムの安全性を向上させる。【解決手段】 一実施形態に係る携帯機は、３軸アンテナを備え、車載器から測定用信号を含むリクエスト信号を受信する携帯機受信部と、前記車載器にアンサー信号を送信する携帯機送信部と、前記携帯機受信部及び前記携帯機送信部を制御する携帯機制御部と、を備え、前記携帯機制御部は、前記測定用信号の軸ごとの受信信号強度を算出する受信信号強度算出部と、前記測定用信号の前記軸ごとの前記受信信号強度の比率に基づいて、リレーアタックが行われたか判定するリレーアタック判定部と、を備える。【選択図】 図５

Description

本発明は、携帯機、車載器、及びリモートキーレスエントリーシステムに関する。

従来、車両の解錠及び施錠を無線で制御するシステムとして、車両に設置された車載器と、ユーザにより所持される携帯機と、を備えるリモートキーレスエントリーシステム（以下「ＲＫＥシステム」という。）が利用されている。ＲＫＥシステムでは、車載器が定期的にリクエスト信号を無線で送信し、車両に接近したユーザの携帯機が当該リクエスト信号に応じてアンサー信号を返信し、車載器が当該アンサー信号に基づいて携帯機を認証し、認証結果に応じて車両の解錠及び施錠を制御する。

ＲＫＥシステムを採用した車両の盗難方法として、リレーアタックが知られている。リレーアタックは、中継器によって、車両から離れたユーザの携帯機までリクエスト信号を中継することにより、携帯機にアンサー信号を送信させ、車両を不正に解錠する方法である。このリレーアタックに対する対策として、リクエスト信号の送信信号強度を所定のパターンで変化させ、当該送信信号強度のパターンと、携帯機が受信したリクエスト信号の受信信号強度のパターンと、を比較することにより、リレーアタックを検知する方法が提案されている。

特開２０１０−１８５１８６号公報

しかしながら、上記従来の対策は、中継器により送信信号強度のパターンを模倣された場合、リレーアタックを検知できないという問題があった。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、ＲＫＥシステムの安全性を向上させることを目的とする。

一実施形態に係る携帯機は、３軸アンテナを備え、車載器から測定用信号を含むリクエスト信号を受信する携帯機受信部と、前記車載器にアンサー信号を送信する携帯機送信部と、前記携帯機受信部及び前記携帯機送信部を制御する携帯機制御部と、を備え、前記携帯機制御部は、前記測定用信号の軸ごとの受信信号強度を算出する受信信号強度算出部と、前記測定用信号の前記軸ごとの前記受信信号強度の比率に基づいて、リレーアタックが行われたか判定するリレーアタック判定部と、を備える。

本発明の各実施形態によれば、ＲＫＥシステムの安全性を向上させることができる。

ＲＫＥシステムの一例を示す図。 アンサー信号及びリクエスト信号の一例を示す図。 ＲＫＥシステムの動作の概要を説明する図。 リレーアタックを説明する示す図。 携帯機制御部の機能構成の一例を示す図。 測定用信号の受信信号強度Ｉの一例を示す図。 測定用信号の受信信号強度Ｉｘ，Ｉｙ，Ｉｚの比率ｒの一例を示す図。 測定用信号の受信信号強度Ｉｘ，Ｉｙ，Ｉｚの比率ｒの一例を示す図。 車載器制御部の機能構成の一例を示す図。 車載器によるリクエスト信号の送信処理の一例を示すフローチャート。 車載器によるアンサー信号の受信処理の一例を示すフローチャート。 携帯機によるリクエスト信号の受信処理の一例を示すフローチャート。 携帯機によるアンサー信号の送信処理の一例を示すフローチャート。

以下、本発明の各実施形態について、添付の図面を参照しながら説明する。なお、各実施形態に係る明細書及び図面の記載に関して、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重畳した説明を省略する。

一実施形態に係るＲＫＥシステム１００について、図１〜図１３を参照して説明する。本実施形態に係るＲＫＥシステム１００は、無線信号により車両を施錠及び解錠するためのシステムである。

まず、ＲＫＥシステム１００のハードウェア構成について説明する。図１は、ＲＫＥシステム１００の一例を示す図である。図１のＲＫＥシステム１００は、携帯機１と、車載器２と、を備える。

携帯機１は、車両のドライバなどの、ＲＫＥシステム１００のユーザＵが所持する装置である。図１の携帯機１は、携帯機受信部１１と、携帯機送信部１２と、携帯機制御部１３と、電池１４と、を備える。

携帯機受信部１１は、車載器２が無線で送信したリクエスト信号Ｒを受信するハードウェアである。リクエスト信号Ｒは、例えば、１２５ｋＨｚのＬＦ（Low Frequency）信号であるが、これに限られない。また、リクエスト信号Ｒの通信可能距離は、例えば、１ｍ以下であるが、これに限られない。携帯機受信部１１は、リクエスト信号Ｒ（無線信号）を電気信号に変換する３軸アンテナと、リクエスト信号Ｒ（電気信号）に復調などの所定の信号処理を施す受信回路と、を備える。以下、３軸アンテナの各軸を、それぞれＸ軸、Ｙ軸、及びＺ軸と称する。受信回路は、ローノイズアンプ、フィルタ、ミキサ、及び復調回路などを含む。携帯機受信部１１は、所定の信号処理を施したリクエスト信号Ｒを携帯機制御部１３に入力する。なお、受信回路は、独立したＩＣ（Integrated Circuit）であってもよいし、携帯機制御部１３に組み込まれていてもよい。

携帯機送信部１２は、アンサー信号Ａを無線で送信するハードウェアである。アンサー信号Ａは、例えば、３１５ＭＨｚのＵＨＦ（Ultra High Frequency）信号であるが、これに限られない。また、アンサー信号Ａの通信可能距離は、例えば、２０ｍ以下であるが、これに限られない。携帯機送信部１２は、携帯機制御部１３が生成したアンサー信号Ａ（電気信号）に変調などの所定の処理を施す送信回路と、アンサー信号Ａ（電気信号）を無線信号に変換するアンテナと、を備える。送信回路は、変調回路、ミキサ、フィルタ、及びパワーアンプなどを含む。なお、送信回路は、独立したＩＣであってもよいし、携帯機制御部１３に組み込まれていてもよい。また、携帯機受信部１１の受信回路と、携帯機送信部１２の送信回路と、が１つのＩＣに組み込まれていてもよい。

携帯機制御部１３は、携帯機受信部１１及び携帯機送信部１２を含む携帯機１の全体の動作を制御するハードウェアであり、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、及びＲＡＭ（Random Access Memory）を含む。ＣＰＵは、プログラムを実行することにより携帯機１の各構成を制御し、携帯機１の機能を実現する。ＣＰＵが実行するプログラムは、ＣＤ（Compact Disk）、ＤＶＤ、フラッシュメモリなどの、コンピュータ読み取り可能な任意の記録媒体に記録され得る。ＲＯＭは、ＣＰＵが実行するプログラムや各種のデータを記憶する。ＲＯＭには、携帯機１の識別情報である携帯機ＩＤ、当該携帯機１と対応する車載器２の識別情報である車載器ＩＤ、リクエスト信号Ｒに含まれる測定用信号Ｒｒの送信信号強度のパターン、及び測定用信号Ｒｒの受信信号強度Ｉと距離Ｌとの対応関係を示す距離テーブルなどが予め記憶される。測定用信号Ｒｒ及び距離Ｌについては後述する。ＲＡＭは、ＣＰＵに作業領域を提供する。携帯機制御部１３は、例えば、マイコンであるが、これに限られない。

電池１４は、携帯機受信部１１、携帯機送信部１２、及び携帯機制御部１３に電力を供給する。

なお、携帯機１の構成は、図１の例に限られない。例えば、携帯機１は、ユーザＵが車両の解錠及び施錠を手動で操作するための解錠ボタン及び施錠ボタンを備えてもよい。

車載器２は、携帯機１から受信したアンサー信号Ａに応じて、車両の施錠及び解錠を制御する装置であり、車両に搭載される。車載器２は、車両に搭載されたバッテリから電力を供給される。図１の車載器２は、車載器受信部２１と、車載器送信部２２と、車載器制御部２３と、を備える。

車載器受信部２１は、携帯機１が無線で送信したアンサー信号Ａを受信するハードウェアである。車載器受信部２１は、アンサー信号Ａ（無線信号）を電気信号に変換するアンテナと、アンサー信号Ａ（電気信号）に復調などの所定の信号処理を施す受信回路と、を備える。受信回路は、ローノイズアンプ、フィルタ、ミキサ、及び復調回路などを含む。車載器受信部２１は、所定の信号処理を施したアンサー信号Ａを車載器制御部２３に入力する。なお、受信回路は、独立したＩＣであってもよいし、車載器制御部２３に組み込まれていてもよい。

車載器送信部２２は、リクエスト信号Ｒを無線で送信するハードウェアである。車載器送信部２２は、車載器制御部２３が生成したリクエスト信号Ｒ（電気信号）に変調などの所定の処理を施す送信回路と、リクエスト信号Ｒ（電気信号）を無線信号に変換する複数のアンテナＡｎｔと、を備える。送信回路は、変調回路、ミキサ、フィルタ、及びパワーアンプなどを含む。複数のアンテナは、アンテナ線を介して送信回路に接続され、それぞれ車両の異なる位置に設置される。なお、送信回路は、独立したＩＣであってもよいし、車載器制御部２３に組み込まれていてもよい。また、車載器受信部２１の受信回路と、車載器送信部２２の送信回路と、が１つのＩＣに組み込まれてもよい。

車載器制御部２３は、車載器受信部２１及び車載器送信部２２を含む車載器２の全体の動作を制御する回路であり、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及び通信インタフェースを含む。ＣＰＵは、プログラムを実行することにより車載器２の各構成を制御し、車載器２の機能を実現する。ＣＰＵが実行するプログラムは、ＣＤ、ＤＶＤ、フラッシュメモリなどの、コンピュータ読み取り可能な任意の記録媒体に記録され得る。ＲＯＭは、ＣＰＵが実行するプログラムや各種のデータを記憶する。ＲＯＭには、車載器２の識別情報である車載器ＩＤと、当該車載器２と対応する携帯機１の識別情報である携帯機ＩＤと、が予め記憶される。ＲＡＭは、ＣＰＵに作業領域を提供する。通信インタフェースは、車載器制御部２３を、ＣＡＮ（Controller Area Network）などの車載ネットワークに接続する。車載器制御部２３は、通信インタフェースを介して、車載ネットワークに接続されたドア制御部３と通信し、ドア制御部３に車両の解錠や施錠を要求する。なお、車載器制御部２３は、例えば、マイコンであるが、これに限られない。

なお、車載器２の構成は、図１の例に限られない。例えば、車載器２は、車載器受信部２１、車載器送信部２２、及び車載器制御部２３に電力を供給する電池を備えてもよい。

次に、アンサー信号Ａ及びリクエスト信号Ｒについて説明する。図２は、アンサー信号Ａ及びリクエスト信号Ｒの一例を示す図である。

アンサー信号Ａは、プリアンブル信号Ａｐと、制御信号Ａｃと、を含む。プリアンブル信号Ａｐは、その信号がアンサー信号Ａであることを示す信号である。制御信号Ａｃは、車両の解錠を要求する解錠要求などの制御コマンドと、携帯機ＩＤ、及び距離Ｌなどのデータと、を含む信号である。距離Ｌは、携帯機１により測定された、車載器２と携帯機１との間の距離である。

リクエスト信号Ｒは、プリアンブル信号Ｒｐと、制御信号Ｒｃと、測定用信号Ｒｒと、を含む。プリアンブル信号Ｒｐは、その信号がリクエスト信号Ｒであることを示す信号である。制御信号Ｒｃは、アンサー信号Ａの送信を要求する応答要求などの制御コマンドと、車載器ＩＤなどのデータと、を含む信号である。

測定用信号Ｒｒは、所定の送信信号強度で送信され、携帯機１によりその受信信号強度（ＲＳＳＩ）Ｉを測定される信号である。携帯機１は、測定用信号Ｒｒの受信信号強度Ｉに基づいて、距離Ｌを測定すると共に、リレーアタックが行われたか判定する。図２の例では、リクエスト信号Ｒは、それぞれ異なる送信信号強度で送信される２つの測定用信号Ｒｒ１，Ｒｒ２を含むが、これに限られない。リクエスト信号Ｒは、それぞれ異なる送信信号強度で送信される３つ以上の測定用信号Ｒｒを含んでもよい。このように、リクエスト信号Ｒは、それぞれ異なる送信信号強度で送信される複数の測定用信号Ｒｒを含むのが好ましい。言い換えると、複数の測定用信号Ｒｒが、送信信号強度が所定のパターンで変化するように送信されるのが好ましい。これにより、携帯機１は、測定用信号Ｒｒの受信信号強度Ｉのパターンに基づいて、リレーアタックが行われたか判定することができる。

なお、リクエスト信号Ｒは、測定用信号Ｒｒを１つだけ含むことも可能である。この場合、携帯機１は、測定用信号Ｒｒの受信信号強度Ｉのパターンに基づいて、リレーアタックが行われたか判定することはできないものの、測定用信号Ｒｒの各軸の受信信号強度Ｉｘ，Ｉｙ，Ｉｚに基づいて、リレーアタックが行われたか判定することはできる。測定用信号Ｒｒの各軸の受信信号強度Ｉｘ，Ｉｙ，Ｉｚに基づく判定方法については後述する。

次に、ＲＫＥシステム１００の動作の概要及びリレーアタックについて説明する。図３は、ＲＫＥシステム１００の動作の概要を説明する図である。図３の例では、携帯機１はユーザＵに所持され、車載器２は車両に搭載されている。また、車両のそれぞれ異なる位置に、車載器送信部２２のアンテナＡｎｔ１〜Ａｎｔ５が設置されている。

車両に搭載された車載器２は、アンテナＡｎｔ１〜Ａｎｔ５から定期的にリクエスト信号Ｒを送信する。車両にユーザＵが接近すると、携帯機１がリクエスト信号Ｒを受信し、当該リクエスト信号Ｒに対してアンサーＡを返信する。車載器２は、当該アンサー信号Ａを受信すると、ドア制御部３にドアの解錠を要求する。ドア制御部３は、当該要求に従って、ドアを解錠する。このように、ＲＫＥシステム１００は、ユーザＵが携帯機１を操作することなくドアを解錠可能な、いわゆるスマートエントリーシステムである。リクエスト信号Ｒは、上述の通り通信可能距離が短いため、通常、ユーザＵが車両に接近した場合だけドアが解錠される。

図４は、リレーアタックを説明する図である。図４に示すように、リレーアタックはリクエスト信号Ｒを中継する２つの中継器４Ａ，４Ｂを利用して行われる。中継器４Ａは、車載器２の近くでリクエスト信号Ｒを受信し、当該リクエスト信号Ｒを増幅及び周波数変換して送信する。これにより、リクエスト信号Ｒが元の通信可能距離より遠くまで送信される。中継器４Ｂは、中継器４Ａが送信したリクエスト信号Ｒを、ユーザＵの近くで受信し、当該リクエスト信号Ｒの周波数を元に戻して送信する。携帯機１は、中継器４Ｂが送信したリクエスト信号Ｒを受信すると、アンサー信号Ａを返信する。車載器２は、当該アンサー信号Ａを受信すると、ドア制御部３にドアの解錠を要求する。ドア制御部３は、当該要求に従ってドアを解錠する。このように、リレーアタックによれば、ユーザＵが車両から離れているにもかかわらず、車両のドアが解錠されてしまう。

リレーアタックに対する対策として、リクエスト信号Ｒの送信信号強度のパターンに基づいて、リレーアタックを検知する方法が知られているが、中継器４Ａ，４Ｂが当該パターンを模倣可能な場合、この方法では、リレーアタックを検知することができない。そこで、本実施形態では、複数のアンテナＡｎｔからリクエスト信号Ｒを送信し、携帯機１により算出された各リクエスト信号Ｒの軸ごとの受信信号強度Ｉｘ，Ｉｙ，Ｉｚの比率ｒに基づいて、リレーアタックが行われたか判定する。

図３からわかるように、リレーアタックが行われていない場合、各アンテナＡｎｔからリクエスト信号Ｒを送信すると、携帯機１には、アンテナＡｎｔごとに異なった方向からリクエスト信号Ｒが到来する。したがって、アンテナＡｎｔ１からのリクエスト信号ＲはＸ軸の受信信号強度Ｉｘが最大であり、アンテナＡｎｔ２からのリクエスト信号ＲはＹ軸の受信信号強度Ｉｙが最大である、というように、リクエスト信号Ｒの軸ごとの受信信号強度Ｉｘ，Ｉｙ，Ｉｚの比率ｒは、リクエスト信号Ｒごとに異なった比率ｒとなる。

これに対して、図４からわかるように、リレーアタックが行われた場合、各アンテナＡｎｔからリクエスト信号Ｒを送信しても、携帯機１には、中継器４Ｂの方向からしかリクエスト信号Ｒが到来しない。したがって、リレーアタックが行われていない場合と異なり、複数のリクエスト信号Ｒについて、リクエスト信号Ｒの軸ごとの受信信号強度Ｉｘ，Ｉｙ，Ｉｚの比率ｒが同一となる。

このように、リレーアタックが行われたか否かによって、複数のリクエスト信号Ｒの間での、リクエスト信号Ｒの軸ごとの受信信号強度Ｉｘ，Ｉｙ，Ｉｚの比率ｒの関係が異なるため、リクエスト信号Ｒの軸ごとの受信信号強度Ｉｘ，Ｉｙ，Ｉｚの比率ｒに基づいて、リレーアタックが行われたか判定することができる。

次に、本実施形態に係る携帯機１の携帯機制御部１３の機能構成について説明する。図５は、携帯機制御部１３の機能構成の一例を示す図である。図５の携帯機制御部１３は、受信信号強度算出部１３１と、信号選択部１３２と、リレーアタック判定部１３３と、距離測定部１３４と、携帯機記憶部１３５と、リクエスト信号認証部１３６と、アンサー信号生成部１３７と、を備える。各機能構成は、ＣＰＵがプログラムを実行し、他のハードウェアと協働することにより実現される。また、携帯機記憶部１３５は、ＲＯＭ又はＲＡＭにより実現される。

受信信号強度算出部１３１は、携帯機受信部１１が３軸アンテナにより受信したリクエスト信号Ｒに含まれる測定用信号Ｒの、軸ごとの受信信号強度Ｉｘ，Ｉｙ，Ｉｚを算出する。受信信号強度Ｉｘ，Ｉｙ，Ｉｚは、それぞれ３軸アンテナのＸ軸、Ｙ軸、及びＺ軸で受信した、測定用信号Ｒの受信信号強度である。また、受信信号強度算出部１３１は、携帯機受信部１１が３軸アンテナにより受信したリクエスト信号Ｒに含まれる測定用信号Ｒの受信信号強度Ｉを算出する。受信信号強度Ｉは、軸ごとの受信信号強度Ｉｘ，Ｉｙ，Ｉｚの合成値であり、Ｉ＝（Ｉｘ^２＋Ｉｙ^２＋Ｉｚ^２）^１／２となる。

信号選択部１３２は、リレーアタック判定部１３３がリレーアタック判定に利用する測定用信号Ｒｒを選択する。具体的には、信号選択部１３２は、携帯機受信部１１が受信した複数の測定用信号Ｒｒの中から、受信信号強度Ｉが所定範囲Ｉｒに含まれる測定用信号Ｒｒを選択する。所定範囲Ｉｒは、携帯機受信部１１の入出力特性が線形の範囲に設定される。

また、各リクエスト信号Ｒに複数の測定用信号Ｒｒが含まれる場合、各リクエスト信号Ｒに含まれる複数の測定用信号Ｒｒの中から、受信信号強度Ｉが所定値Ｉｓに最も近い測定用信号Ｒｒを選択する。所定値Ｉｓは、携帯機受信部１１の入出力特性が線形の範囲の中央に設定される。

結果として、信号選択部１３２は、各リクエスト信号Ｒに含まれる測定用信号Ｒの中から、受信信号強度Ｉが所定範囲Ｉｒに含まれ、かつ、受信信号強度Ｉが所定値Ｉｓに最も近い測定用信号Ｒｒを、リレーアタック判定に利用する測定用信号Ｒｒとして選択する。

図６は、測定用信号Ｒｒの受信信号強度Ｉの一例を示す図である。図６は、リクエスト信号Ｒ１〜Ｒ５に含まれる各測定用信号Ｒｒの受信信号強度Ｉを示している。リクエスト信号Ｒ１〜Ｒ５は、それぞれ２つの測定用信号Ｒｒを含む。

図６の例では、信号選択部１３２は、受信信号強度Ｉが所定範囲Ｉｒに含まれる測定用信号Ｒｒとして、測定用信号Ｒｒ２２，Ｒｒ３１，Ｒｒ３２，Ｒｒ４１を選択する。このように、受信信号強度Ｉが所定範囲Ｉｒに含まれる測定用信号Ｒｒを選択することにより、受信信号強度Ｉを精度よく算出された測定用信号Ｒｒを、リレーアタック判定に利用する測定用信号Ｒｒとして選択することができる。言い換えると、携帯機受信部１１の入出力特性により、受信信号強度Ｉが低精度で算出された受信信号強度Ｉが大きい又は小さい測定用信号Ｒｒを、リレーアタック判定に利用する測定用信号Ｒｒから除外することができる。結果として、リレーアタック判定の精度を向上させることができる。

また、図６の例では、信号選択部１３２は、各リクエスト信号Ｒ１〜Ｒ５に含まれる複数の測定用信号Ｒｒの中から、受信信号強度Ｉが所定値Ｉｓに最も近い測定用信号Ｒｒとして、測定用信号Ｒｒ１２，Ｒｒ２２，Ｒｒ３１，Ｒｒ４１，Ｒｒ５１を選択する。このように、受信信号強度Ｉが所定値Ｉｓに最も近い測定用信号Ｒｒを選択することにより、各リクエスト信号Ｒが複数の測定用信号Ｒｒを含む場合に、受信信号強度Ｉをより精度よく算出された測定用信号Ｒｒを、リレーアタック判定に利用する測定用信号Ｒｒとして選択することができる。結果として、リレーアタック判定の精度を向上させることができる。

信号選択部１３２が上記のように測定用信号Ｒｒを選択する結果、図６の例では、リレーアタック判定に利用する測定用信号Ｒｒとして、測定用信号Ｒｒ２２，Ｒｒ３１，Ｒｒ４１が選択される。

リレーアタック判定部１３３は、信号選択部１３２により選択された複数の測定用信号Ｒｒの、軸ごとの受信信号強度Ｉｘ，Ｉｙ，Ｉｚの比率ｒに基づいて、リレーアタックが行われたか判定する（リレーアタック判定を実行する）。測定用信号Ｒｒの軸ごとの受信信号強度Ｉｘ，Ｉｙ，Ｉｚの比率ｒは、測定用信号Ｒｒ（リクエスト信号Ｒ）の到来方向に対応する。複数の測定用信号Ｒｒが同じ方向から到来した場合、各測定用信号Ｒｒの比率ｒは同じになる。一方、複数の測定用信号Ｒｒが異なる方向から到来した場合、各測定用信号Ｒｒの比率ｒは異なったものとなる。

図７及び図８は、測定用信号Ｒｒの受信信号強度Ｉｘ，Ｉｙ，Ｉｚの比率ｒの一例を示す図である。図７及び図８は、測定用信号Ｒｒ２２、Ｒｒ３１，Ｒｒ４１の比率ｒを示している。また、図７は、リレーアタックが行われた場合の比率ｒを示し、図８は、リレーアタックが行われていない場合の比率ｒを示している。

車載器２が、車両の異なる位置に配置された複数のアンテナＡｎｔからそれぞれリクエスト信号Ｒを送信する場合、リレーアタックが行われると、上述の通り、携帯機１には複数の測定用信号Ｒｒがいずれも中継器４Ｂの方向から到来することになるため、図７に示すように、各測定用信号Ｒｒ２２、Ｒｒ３１，Ｒｒ４１の比率ｒが同じになる。

一方、リレーアタックが行われていない場合、携帯機１には複数の測定用信号Ｒｒがそれぞれ異なった方向から到来することになるため、図８に示すように、各測定用信号Ｒｒ２２、Ｒｒ３１，Ｒｒ４１の比率ｒは異なったものとなる。

このように、リレーアタック判定部１３３は、複数の測定用信号Ｒｒの比率ｒに基づいて、リレーアタックが行われたか判定することができる。リレーアタック判定部１３３は、全ての測定用信号Ｒｒの比率ｒが同じである場合、リレーアタックが行われたと判定し、少なくとも一部の測定用信号Ｒｒの比率ｒが異なる場合、リレーアタックが行われていない判定すればよい。なお、ここでいう比率ｒが同じとは、比率ｒの類似度が、完全一致を含む所定の範囲に含まれることをいう。比率ｒの類似度は、例えば、正規化された受信信号強度Ｉｘ，Ｉｙ，Ｉｚ（３次元ベクトル）のユークリッド距離であるが、これに限られない。ユークリッド距離が小さいほど、類似度が高いことを意味する。

距離測定部１３４は、測定用信号Ｒｒの受信信号強度Ｉに基づいて、車載器２から携帯機１までの距離Ｌを測定する。具体的には、距離測定部１３４は、距離テーブルを参照して、受信信号強度Ｉに対応する距離を、車載器２と携帯機１との間の距離Ｌとして取得する。

携帯機記憶部１３５は、携帯機制御部１３が利用する、予め設定された各種の情報を記憶する。携帯機記憶部１３５に記憶される情報は、携帯機ＩＤ、車載器ＩＤ、リクエスト信号Ｒに含まれる測定用信号Ｒｒの送信信号強度のパターン、距離テーブル、所定範囲Ｉｒ、及び所定値Ｉｓを含むが、これに限られない。

リクエスト信号認証部１３６は、リクエスト信号Ｒを認証する。具体的には、リクエスト信号認証部１３６は、リクエスト信号Ｒに含まれる車載器ＩＤと、携帯機記憶部１３５に記憶された車載器ＩＤと、を比較することにより、リクエスト信号Ｒが携帯機１に対応する車載器２から送信されたものであるか判定する。リクエスト信号認証部１３６は、車載器ＩＤが一致する場合、リクエスト信号Ｒが携帯機１に対応する車載器２から送信されたものであると判定し（認証成功）、車載器ＩＤが一致しない場合、リクエスト信号Ｒが携帯機１に対応する車載器２から送信されたものではないと判定する（認証失敗）。

アンサー信号生成部１３７は、携帯機受信部１１がリクエスト信号Ｒを受信し、リクエスト信号認証部１３６が当該リクエスト信号Ｒの認証に成功し、リレーアタック判定部１３３がリレーアタックは行われていないと判定すると、アンサー信号Ａを生成する。上述の通り、アンサー信号Ａは、プリアンブル信号Ａｐと、制御信号Ａｃと、を含む。制御信号Ａｃは、解錠要求、携帯機ＩＤ、及び距離Ｌを含む。

次に、本実施形態に係る車載器２の車載器制御部２３の機能構成について説明する。図９は、車載器制御部２３の機能構成の一例を示す図である。図９の車載器制御部２３は、距離判定部２３１と、車載器記憶部２３２と、アンサー信号認証部２３３と、制御信号生成部２３４と、リクエスト信号生成部２３５と、を備える。各機能構成は、ＣＰＵがプログラムを実行し、他のハードウェアと協働することにより実現される。また、車載器記憶部２３２は、ＲＯＭ又はＲＡＭにより実現される。

距離判定部２３１は、車載器受信部２１がアンサー信号Ａを受信すると、当該アンサー信号Ａに含まれる距離Ｌが閾値Ｌｔｈ未満であるか判定する。距離Ｌが閾値Ｌｔｈ未満である場合は、携帯機１が車載器２の近くにある（ユーザＵが車両の近くにいる）場合に相当し、距離Ｌが閾値Ｌｔｈ以上である場合は、携帯機１が車載器２の近くにない（ユーザＵが車両の近くにいない）場合に相当する。

車載器記憶部２３２は、車載器２が利用する、予め設定された各種の情報を記憶する。車載器記憶部２３２に記憶される情報は、携帯機ＩＤ、車載器ＩＤ、リクエスト信号Ｒに含まれる測定用信号Ｒｒの送信信号強度のパターン、及び閾値Ｌｔｈを含むが、これに限られない。

アンサー信号認証部２３３は、アンサー信号Ａを認証する。具体的には、アンサー信号認証部２３３は、アンサー信号Ａに含まれる携帯機ＩＤと、車載器記憶部２３２に記憶された携帯機ＩＤと、を比較することにより、アンサー信号Ａが車載器２に対応する携帯機１から送信されたものであるか判定する。アンサー信号認証部２３３は、携帯機ＩＤが一致する場合、アンサー信号Ａが車載器２に対応する携帯機１から送信されたものであると判定し（認証成功）、携帯機ＩＤが一致しない場合、アンサー信号Ａが車載器２に対応する携帯機１から送信されたものではないと判定する（認証失敗）。

制御信号生成部２３４は、車載器受信部２１がアンサー信号Ａを受信し、距離判定部２３１が、距離Ｌが閾値Ｌｔｈ未満であると判定し、アンサー信号認証部２３３がアンサー信号Ａの認証に成功すると、ドア制御部３にドアの解錠を要求する制御信号を生成する。

リクエスト信号生成部２３５は、所定時間Ｔ１ごとにリクエスト信号Ｒを生成する。上述の通り、リクエスト信号Ｒは、プリアンブル信号Ｒｐと、制御信号Ｒｃと、１つ又は複数の測定用信号Ｒｒと、を含む。制御信号Ｒｃは、応答要求及び車載器ＩＤを含む。

次に、本実施形態に係る車載器２が実行する処理について説明する。図１０は、車載器２によるリクエスト信号Ｒの送信処理の一例を示すフローチャートである。車載器２は、定期的に図１０の送信処理を実行する。

リクエスト信号Ｒの送信処理が開始されると、まず、リクエスト信号生成部２３５が、車載器記憶部２３２から車載器ＩＤと、測定用信号Ｒｒの送信信号強度のパターンと、を読み出し、リクエスト信号Ｒを生成する（ステップＳ１０１）。リクエスト信号生成部２３５は、生成したリクエスト信号Ｒを車載器送信部２２に入力する。

車載器送信部２２は、リクエスト信号Ｒを入力されると、当該リクエスト信号ＲをいずれかのアンテナＡｎｔから無線で送信する（ステップＳ１０２）。車載器送信部２２が全てのアンテナＡｎｔからリクエスト信号Ｒを送信した場合（ステップＳ１０３：ＹＥＳ）、送信処理は終了する。

一方、リクエスト信号Ｒを送信していないアンテナＡｎｔがある場合（ステップＳ１０３：ＮＯ）、車載器送信部２２は、リクエスト信号Ｒを送信してから所定時間Ｔ１が経過するまで待機する（ステップＳ１０４：ＮＯ）。リクエスト信号Ｒを送信してから所定時間Ｔ１が経過すると（ステップＳ１０４：ＹＥＳ）、処理はステップＳ１０２に戻り、車載器送信部２２は、次のアンテナＡｎｔからリクエスト信号Ｒを無線で送信する。

以上の送信処理により、所定時間Ｔ１ごとに、異なるアンテナＡｎｔからリクエスト信号Ｒが無線で送信される。リクエスト信号Ｒは、異なるアンテナＡｎｔから複数回送信されればよいため、車載器送信部２２が備える全てのアンテナＡｎｔからそれぞれ送信されてもよいし、車載器送信部２２が備える一部のアンテナＡｎｔからそれぞれ送信されてもよい。

図１１は、車載器２によるアンサー信号Ａの受信処理の一例を示すフローチャートである。車載器２は、アンサー信号Ａの受信を受け付ける受信処理を定期的に実行する。

車載器受信部２１は、受信処理の実行中にアンサー信号Ａを受信すると（ステップＳ２０１）、当該アンサー信号Ａを車載器制御部２３に入力する。アンサー信号Ａが入力されると、アンサー信号認証部２３３は、車載器記憶部２３２から携帯機ＩＤを読み出し、当該携帯機ＩＤと、アンサー信号Ａに含まれる携帯機ＩＤと、を比較し、アンサー信号Ａを認証する（ステップＳ２０２）。アンサー信号認証部２３３は、認証結果を制御信号生成部２３４に通知する。アンサー信号認証部２３３がアンサー信号Ａの認証に失敗した場合（ステップＳ２０２：ＮＯ）、処理は終了する。

一方、アンサー信号認証部２３３がアンサー信号Ａの認証に成功した場合（ステップＳ２０２：ＹＥＳ）、距離判定部２３１は、車載器記憶部２３２から閾値Ｌｔｈを読み出し、アンサー信号Ａに含まれる距離Ｌが閾値Ｌｔｈ未満であるか判定する（ステップＳ２０３）。距離判定部２３１は、判定結果を制御信号生成部２３４に通知する。距離Ｌが閾値Ｌｔｈ以上である場合（ステップＳ２０３：ＮＯ）、処理は終了する。

一方、距離Ｌが閾値Ｌｔｈ未満である場合（ステップＳ２０３：ＹＥＳ）、すなわち、距離Ｌが閾値Ｌｔｈ未満であることが制御信号生成部２３４に通知された場合、制御信号生成部２３４は、ドア制御部３にドアの解錠を要求する制御信号を生成する（ステップＳ２０４）。

その後、制御信号生成部２３４は、生成した制御信号を、車載ネットワークを介してドア制御部３に送信する（ステップＳ２０５）。制御信号生成部２３４から制御信号を受信したドア制御部３は、車両のドアを解錠する。

車載器２は、受信処理の実行中、アンサー信号Ａを受信するたびに以上の処理を実行する。これにより、車載器２は、車両の近くにいるユーザＵが所持する携帯機１から受信したアンサー信号Ａに応じて、ドア制御部３に車両のドアを解錠させることができる。なお、図１１におけるステップＳ２０２とステップＳ２０３とは順番が逆であってもよい。

次に、本実施形態に係る携帯機１が実行する処理について説明する。図１２は、携帯機１によるリクエスト信号Ｒの受信処理の一例を示すフローチャートである。携帯機１は、リクエスト信号Ｒの受信を受け付ける受信処理を定期的に実行する。

携帯機受信部１１は、受信処理の実行中にリクエスト信号Ｒを受信すると（ステップＳ３０１）、当該リクエスト信号Ｒを携帯機制御部１３に入力する。リクエスト信号Ｒが入力されると、リクエスト信号認証部１３６は、携帯機記憶部１３５から車載器ＩＤを読み出し、当該車載器ＩＤと、リクエスト信号Ｒに含まれる車載器ＩＤと、を比較し、リクエスト信号Ｒを認証する（ステップＳ３０２）。リクエスト信号認証部１３６は、認証結果をアンサー信号生成部１３７に通知する。リクエスト信号認証部１３６がリクエスト信号Ｒの認証に失敗した場合（ステップＳ３０２：ＮＯ）、処理は終了する。

一方、リクエスト信号認証部１３６がリクエスト信号Ｒの認証に成功した場合（ステップＳ３０２：ＹＥＳ）、受信信号強度算出部１３１は、当該リクエスト信号Ｒに含まれる測定用信号Ｒｒの受信信号強度Ｉ，Ｉｘ，Ｉｙ，Ｉｚをそれぞれ算出する（ステップＳ３０３）。受信信号強度算出部１３１は、算出した受信信号強度Ｉを信号選択部１３２及び距離測定部１３４に通知する。また、受信信号強度算出部１３１は、算出した受信信号強度Ｉｘ，Ｉｙ，Ｉｚをリレーアタック判定部１３３に通知する。

距離測定部１３４は、受信信号強度Ｉを通知されると、距離Ｌを測定する（ステップＳ３０４）。具体的には、距離測定部１３４は、携帯機記憶部１３５に記憶された距離テーブルを参照して、通知された受信信号強度Ｉと対応する距離を、車載器２と携帯機１との間の距離Ｌとして取得する。距離測定部１３４は、測定した距離Ｌをアンサー信号生成部１３７に通知する。

携帯機１は、受信処理の実行中、リクエスト信号Ｒを受信するたびに以上の処理を実行する。受信処理の実行期間を所定時間Ｔ１より長く設定することにより、携帯機１は異なるアンテナＡｎｔから送信された複数のリクエスト信号Ｒを受信することができる。

図１３は、携帯機１によるアンサー信号Ａの送信処理の一例を示すフローチャートである。携帯機１は、リクエスト信号Ｒの受信処理の実行後、図１３の送信処理を実行する。

まず、信号選択部１３２は、携帯機記憶部１３５から所定範囲Ｉｒ及び所定値Ｉｓを読み出し、当該所定範囲Ｉｒ及び所定値Ｉｓと、受信処理の実行中に通知された各測定用信号Ｒｒの受信信号強度Ｉと、に基づいて、リレーアタック判定に利用する測定用信号Ｒｒを選択する（ステップＳ４０１）。測定用信号Ｒｒの選択方法は上述の通りである。

次に、信号選択部１３２は、選択した測定用信号Ｒｒが複数であるか確認する（ステップＳ４０２）。選択した測定用信号Ｒｒが１つ以下である場合（ステップＳ４０２：ＮＯ）、処理は終了する。測定用信号Ｒｒが１つ以下である場合には、受信処理の実行中に、受信信号強度Ｉが所定範囲Ｉｒに含まれる測定用信号Ｒｒを受信できなかった場合や、リクエスト信号Ｒを受信できなかった場合が含まれる。

一方、複数の測定用信号Ｒｒを選択した場合（ステップＳ４０２：ＹＥＳ）、信号選択部１３２は、選択した測定用信号Ｒｒをリレーアタック判定部１３３に通知する。リレーアタック判定部１３３は、複数の測定用信号Ｒｒを通知されると、各測定用信号Ｒｒの受信信号強度Ｉｘ，Ｉｙ，Ｉｚの比率ｒを比較し（ステップＳ４０３）、リレーアタックが行われたか判定する。リレーアタック判定部１３３は、判定結果をアンサー信号生成部１３７に通知する。

リレーアタック判定部１３３は、全ての測定用信号Ｒｒの比率ｒが同じである場合（ステップＳ４０３：ＹＥＳ）、リレーアタックが行われたと判定し（ステップＳ４０７）、処理を終了する。

一方、リレーアタック判定部１３３は、少なくとも一部の測定用信号Ｒｒの比率ｒが異なる場合（ステップＳ４０３：ＮＯ）、リレーアタックが行われていないと判定する（ステップＳ４０４）。リレーアタックが行われていないと判定されると、アンサー信号生成部１３７は、携帯機記憶部１３５から携帯機ＩＤを読み出し、当該携帯機ＩＤと、距離測定部１３４から通知された距離Ｌと、解錠要求と、を含むアンサー信号Ａを生成する（ステップＳ４０５）。アンサー信号生成部１３７は、生成したアンサー信号Ａを携帯機送信部１２に入力する。

なお、アンサー信号Ａには、受信処理の実行中に受信した全てのリクエスト信号Ｒに対応する距離Ｌが含まれてもよいし、リレーアタック判定に利用された複数の測定用信号Ｒｒに対応する距離Ｌが含まれてもよいし、これらの距離Ｌから算出された平均値が含まれてもよいし、最後に受信したリクエスト信号Ｒに対応する距離Ｌのみが含まれてもよい。

携帯機送信部１２は、アンサー信号Ａを入力されると、当該アンサー信号Ａを無線で送信する（ステップＳ４０６）。

携帯機１は、受信処理を実行するたびに、以上の処理を実行する。これにより、携帯機１は、リレーアタックが行われていない場合、車載器２から受信した複数のリクエスト信号Ｒに応じて、アンサー信号Ａを送信することができる。言い換えると、携帯機１は、リレーアタックが行われた場合、アンサー信号Ａを送信しないことができる。

なお、リレーアタック判定部１３３は、軸ごとの受信信号強度Ｉｘ，Ｉｙ，Ｉｚの比率ｒに基づくリレーアタック判定と共に、受信信号強度Ｉのパターンに基づくリレーアタック判定を行ってもよい。これにより、リレーアタックをより精度よく検知できる。

以上説明した通り、本実施形態によれば、ＲＫＥシステム１００は、複数の測定用信号Ｒｒの受信信号強度Ｉｘ，Ｉｙ，Ｉｚの比率ｒに基づいて、リレーアタックが行われたか判定することができる。リレーアタックの性質上、測定用信号Ｒｒごとに受信信号強度Ｉｘ，Ｉｙ，Ｉｚの比率ｒを異ならせることは困難である。したがって、本実施形態によれば、リレーアタックを精度よく検知し、ＲＫＥシステム１００の安全性を向上させることができる。

なお、ＲＫＥシステム１００における機能構成の分配は、以上の例に限られない。例えば、信号選択部１３２及びリレーアタック判定部１３３は、車載器２に設けられてもよい。この場合、携帯機１は、リクエスト信号Ｒの受信処理中に受信した各測定用信号Ｒｒの受信信号強度Ｉ，Ｉｘ，Ｉｙ，Ｉｚを含むアンサー信号Ａを送信すればよい。車載器２に設けられた信号選択部１３２及びリレーアタック判定部１３３は、アンサー信号Ａに含まれた受信信号強度Ｉ，Ｉｘ，Ｉｙ，Ｉｚに基づいて、上記の処理を実施することができる。

また、距離判定部２３１は、車載器２と共に、又は車載器２の代わりに、携帯機１に設けられてもよい。この場合、携帯機記憶部１３５に閾値Ｌｔｈを予め記憶させておけばよい。これにより、携帯機１は、距離Ｌが閾値Ｌｔｈ未満である場合にのみアンサー信号Ａを送信することができる。この結果、携帯機１の消費電力を低減することができる。

なお、上記実施形態に挙げた構成等に、その他の要素との組み合わせなど、ここで示した構成に本発明が限定されるものではない。これらの点に関しては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更可能であり、その応用形態に応じて適切に定めることができる。

１：携帯機
２：車載器
３：ドア制御部
１１：携帯機受信部
１２：携帯機送信部
１３：携帯機制御部
２１：車載器受信部
２２：車載器送信部
２３：車載器制御部
１００：ＲＫＥシステム
１３１： 受信信号強度算出部
１３２： 信号選択部
１３３： リレーアタック判定部
１３４：距離測定部
１３５：携帯機記憶部
１３６：リクエスト信号認証部
１３７：アンサー信号生成部
２３１：距離判定部
２３２：車載器記憶部
２３３： アンサー信号認証部
２３４： 制御信号生成部
２３５：リクエスト信号生成部

Claims (11)

1. ３軸アンテナを備え、車載器から測定用信号を含むリクエスト信号を受信する携帯機受信部と、
   前記車載器にアンサー信号を送信する携帯機送信部と、
   前記携帯機受信部及び前記携帯機送信部を制御する携帯機制御部と、
   を備え、
   前記携帯機制御部は、
   前記測定用信号の軸ごとの受信信号強度を算出する受信信号強度算出部と、
   前記測定用信号の前記軸ごとの前記受信信号強度の比率に基づいて、リレーアタックが行われたか判定するリレーアタック判定部と、
   を備える携帯機。
2. 前記リレーアタック判定部は、受信した複数の前記リクエスト信号に含まれる前記測定用信号において、少なくとも一部の前記測定用信号の前記比率が異なる場合、前記リレーアタックが行われていないと判定する
   請求項１に記載の携帯機。
3. 前記リレーアタック判定部は、受信した複数の前記リクエスト信号に含まれる前記測定用信号において、全ての前記測定用信号の前記比率が同じである場合、前記リレーアタックが行われたと判定する
   請求項１又は請求項２に記載の携帯機。
4. 受信した複数の前記測定用信号の中から、前記軸ごとの前記受信信号強度の合成値が所定範囲に含まれる前記測定用信号を選択する信号選択部を更に備え、
   前記リレーアタック判定部は、前記信号選択部により選択された前記測定用信号に基づいて、前記リレーアタックが行われたか判定する
   請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の携帯機。
5. 前記リクエスト信号は複数の前記測定用信号を含み、
   前記信号選択部は、受信した複数の前記リクエスト信号のうちの一つに含まれる複数の前記測定用信号の中から、前記合成値が所定値に最も近い前記測定用信号を選択し、
   前記リレーアタック判定部は、前記信号選択部により選択された前記測定用信号に基づいて、前記リレーアタックが行われたか判定する
   請求項４項に記載の携帯機。
6. 携帯機からアンサー信号を受信する車載器受信部と、
   複数のアンテナを備え、前記各アンテナから前記携帯機に測定用信号を含むリクエスト信号を送信する車載器送信部と、
   前記車載器受信部及び前記車載器送信部を制御する車載器制御部と、
   を備え、
   前記車載器制御部は、
   前記携帯機により受信された前記測定用信号の軸ごとの受信信号強度の比率に基づいて、リレーアタックが行われたか判定するリレーアタック判定部を備える
   車載器。
7. 前記リレーアタック判定部は、前記複数のアンテナから送信した前記リクエスト信号に含まれる前記測定用信号において、少なくとも一部の前記測定用信号の前記比率が異なる場合、前記リレーアタックが行われていないと判定する
   請求項６に記載の車載器。
8. 前記リレーアタック判定部は、前記複数のアンテナから送信した前記リクエスト信号に含まれる前記測定用信号において、全ての前記測定用信号の前記比率が同じである場合、前記リレーアタックが行われたと判定する
   請求項６又は請求項７に記載の車載器。
9. 送信した複数の前記測定用信号の中から、前記軸ごとの前記受信信号強度の合成値が所定範囲に含まれる前記測定用信号を選択する信号選択部を更に備え、
   前記リレーアタック判定部は、前記信号選択部により選択された前記リクエスト信号に含まれる前記測定用信号に基づいて、前記リレーアタックが行われたか判定する
   請求項６から請求項８までのいずれか１項に記載の車載器。
10. 送信した前記リクエスト信号は複数の前記測定用信号を含み、
    前記信号選択部は、送信した複数の前記リクエスト信号のうちの一つに含まれる複数の前記測定用信号の中から、前記合成値が所定値に最も近い前記測定用信号を選択し、
    前記リレーアタック判定部は、前記信号選択部により選択された前記測定用信号に基づいて、前記リレーアタックが行われたか判定する
    請求項９項に記載の車載器。
11. ３軸アンテナを備え、車載器から測定用信号を含むリクエスト信号を受信する携帯機受信部と、前記車載器にアンサー信号を送信する携帯機送信部と、前記携帯機受信部及び前記携帯機送信部を制御する携帯機制御部と、を備える携帯機と、
    前記携帯機から前記アンサー信号を受信する車載器受信部と、複数のアンテナを備え、前記各アンテナから前記携帯機に前記リクエスト信号を送信する車載器送信部と、前記車載器受信部及び前記車載器送信部を制御する車載器制御部と、を備える前記車載器と、
    を備えるリモートキーレスエントリーシステムであって、
    前記測定用信号の軸ごとの受信信号強度を算出する受信信号強度算出部と、
    前記測定用信号の前記軸ごとの前記受信信号強度の比率に基づいて、リレーアタックが行われたか判定するリレーアタック判定部と、
    を備えるリモートキーレスエントリーシステム。

Images