JP2015040406A - 車両システム、携帯機、及び車載装置 - Google Patents

Abstract

【課題】応答性の低下を抑えながらも秘匿性をより向上させることを可能にする。
【解決手段】車載装置１０は、互いに直交な関係に配置された各アンテナ１１ａ〜１１ｃから、同時且つ所定の位相差にて電波を送信させるＬＦ送信部１１を備え、携帯機２０は、
各アンテナ１１ａ〜１１ｃから送信された電波を受信する３軸ＬＦ受信アンテナ２１と、
３軸ＬＦ受信アンテナ２１の３軸各々での磁界強度を検出する軸別強度検出回路２５と、軸別強度検出回路２５で検出した３軸各々の磁界強度に基づいて、不正な中継器を介して無線通信が行われたか否かを判定する制御回路２６とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、お互いに無線通信を行う携帯機と車載装置との間で照合を行う車両システム、並びにその車両システムに含まれる携帯機及び車載装置に関するものである。

いわゆるスマートシステムにおいて、車両から送信されたリクエスト信号を携帯機で受信して、携帯機から車両にアンサー信号を返信することで、ドアの解錠や車両駆動装置の始動といったスマート駆動を行うことが知られている。

このようなスマートシステムに対して、携帯機が車両から遠く離れた状況においても、不審者が中継器を用いて携帯機と車両との通信を間接的に実現させ、車両にスマート駆動を行わせるリレーアタックが懸念されている。

リレーアタックにおいては、１人目の不審者の中継器Ａを車両の通信可能範囲内に配置し、２人目の不審者の中継器Ｂを携帯機の近傍に配置する。そして、車両から送信されたリクエスト信号を中継器Ａが受信し、これを長距離通信に適した中継信号に変換して中継器Ｂに送信する。また、この中継信号を中継器Ｂが受信してリクエスト信号に復元し、携帯機に送信するようになっている。これにより、携帯機からアンサー信号が送信され、車両がこのアンサー信号を受信してスマート駆動を行ってしまう可能性がある。

このような、リレーアタックへの対抗策として、特許文献１には、車両からリクエスト信号を送信してからアンサー信号を受信するまでに中継器が介入した場合、応答時間に遅延が発生することを利用する技術が開示されている。特許文献１に開示の技術では、リクエスト信号の送信からアンサー信号の受信までの時間が予め設定した有効計時値以内である場合に限り、正規のアンサー信号と認識する。

また、リレーアタックへの対抗策として、特許文献２には、照合データに基づいた共通の論理演算によって、車両側と携帯機側とで同一の受信周波数と送信周波数となるように周波数をランダムに変更する技術が開示されている。

特開２０１２−６７５００号公報 特開２００３−１３６４４号公報

特許文献１に開示の技術では、リレーアタックによる不正なアンサー信号を精度良く認識するためには、有効計時値をできるだけ小さい値に抑えなければならない。しかしながら、有効計時値を小さい値にするほど、応答性が低下してしまう問題点が生じる。詳しくは、温度や経年劣化が原因で正規のアンサー信号の応答時間に遅延が生じた場合にも、正規のアンサー信号を不正なアンサー信号と誤認識してしまう状況が生じ易くなるためである。

また、特許文献２に開示の技術では、送信周波数を変更したとしても、リクエスト信号を中継器で増幅するなどしてそのまま中継されてしまった場合には、携帯機からアンサー信号を送信してしまうという問題点が生じる。

本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、応答性の低下を抑えながらも秘匿性をより向上させることを可能にする車両システム、携帯機、及び車載装置を提供することにある。

本発明の車両システムは、車両に搭載される車載装置と、ユーザに携帯される携帯機とを含み、車載装置と携帯機との間での無線通信を用いた照合の結果に応じて車両の制御を行う車両システムであって、車載装置は、車両に配置された複数の送信アンテナのうちの、互いに直交な関係に配置された少なくとも２つ以上の送信アンテナから、同時且つ所定の位相差にて電波を送信させる車載側送信部を備え、携帯機は、複数の送信アンテナから送信された電波を受信する３軸受信アンテナと、３軸受信アンテナの３軸各々での磁界強度を検出する磁界強度検出部とを備え、車載装置及び携帯機のいずれかは、磁界強度検出部で検出した３軸各々の磁界強度に基づいて、不正な中継器を介して無線通信が行われたか否かを判定する不正判定部を備えることを特徴としている。

これによれば、互いに直交な関係に配置された少なくとも２つの送信アンテナから、同時且つ所定の位相差にて電波を送信させるので、回転磁界（すなわち、円偏波）を発生させることが可能になる。回転磁界が発生している場合、磁界強度検出部で検出する３軸受信アンテナの３軸各々での磁界強度が最も高い軸は、時間経過に伴って切り替わる。

一方、リレーアタックに用いられる中継器は、通常はアンテナが１軸のみであることが多いと考えられる。よって、この中継器からの出力では回転磁界は発生しない。回転磁界が発生していない場合、磁界強度検出部で検出する３軸受信アンテナの３軸各々での磁界強度は、１つの軸が他の２軸よりも常に大きい傾向を示すことになる。

よって、３軸受信アンテナの３軸各々についての磁界強度に基づくことで、不正な中継器を介して無線通信が行われたか否かを精度良く判定することができる。従って、応答性の低下を抑えながらも秘匿性をより向上させることが可能になる。

また、本発明の携帯機及び車載装置は、前記の車両システムで用いられるので、応答性の低下を抑えながらも秘匿性をより向上させることが可能になる。

車両システム１００の概略的な構成の一例を示すブロック図である。 （ａ）及び（ｂ）は回転磁界の発生について説明をするための図である。 回転磁界のイメージを示す模式図である。 各アンテナ１１ａ〜１１ｃの配置例を説明するための図である。 実施形態１における車載装置１０での信号送信関連処理の流れの一例を示すフローチャートである。 携帯機２０の概略的な構成の一例を示すブロック図である。 携帯機２０での応答関連処理の流れの一例を示すフローチャートである。 実施形態１における各アンテナ１１ａ〜１１ｃから送信される信号と、車載装置１０から返信される信号とを模式的に示した図である。 実施形態１における不正判定処理を説明するための図である。 車載装置１０での応答受信時処理の流れの一例を示すフローチャートである。 実施形態２における車載装置１０での信号送信関連処理の流れの一例を示すフローチャートである。 実施形態２における各アンテナ１１ａ〜１１ｃから送信される信号と、車載装置１０から返信される信号とを模式的に示した図である。 実施形態２における不正判定処理を説明するための図である。 実施形態３における車載装置１０での信号送信関連処理の流れの一例を示すフローチャートである。 実施形態３における各アンテナ１１ａ〜１１ｃから送信される信号と、車載装置１０から返信される信号とを模式的に示した図である。 （ａ）及び（ｂ）は、実施形態３における不正判定処理を説明するための図である。

以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。

（実施形態１）
実施形態１では、車両システム１００は、スマートエントリシステムの一機能として実現されている。図１は、車両システム１００の概略的な構成の一例を示す図である。図１に示す車両システム１００は、車両に搭載される車載装置１０と、携帯機２０とを含む。

車載装置１０は、照合のための信号を携帯機２０へ無線通信によって送信し、この信号の受信に応じて携帯機２０から返信される信号を受信することにより、携帯機２０の照合を行う。そして、照合が成立した場合に、車両のドアの施錠制御及び解錠制御を行う。車載装置１０は、図１に示すように、ＬＦ送信部１１、チューナ１２、及び制御部１３を備えている。

ＬＦ送信部１１には、送信アンテナとして第１室内アンテナ１１ａ、第２室内アンテナ１１ｂ、及びトランク内アンテナ１１ｃが接続されている。第１室内アンテナ１１ａ及び第２室内アンテナ１１ｂは車室内に配置されており、トランク内アンテナ１１ｃはトランクルーム内に配置されている。また、各送信アンテナ１１ａ〜１１ｃのうち、少なくとも２つ同士が、直交な関係に配置されている。なお、第１室内アンテナ１１ａ、第２室内アンテナ１１ｂ、及びトランク内アンテナ１１ｃの更なる詳細な配置については後述する。

ＬＦ送信部１１は、制御部１３から入力される信号をＬＦ帯の電波にのせて、順次時分割で各アンテナ１１ａ〜１１ｃから送出させる。各アンテナ１１ａ〜１１ｃが請求項の送信アンテナに相当する。各アンテナ１１ａ〜１１ｃの送信周波数は、同一であって、一例としては、２１ｋＨｚ帯、１２５ｋＨｚ帯、１３４ｋＨｚ帯等とすればよい。

また、ＬＦ送信部１１は、各アンテナ１１ａ〜１１ｃからＬＦ帯の電波を、任意の位相差にて送信できるものである。例えば、ＬＦ送信部１１は、各アンテナ１１ａ〜１１ｃから同時且つ同位相にてＬＦ帯の電波を送信することもできるし、各アンテナ１１ａ〜１１ｃから同時且つ所定の位相差にてＬＦ帯の電波を送信することもできる。よってＬＦ送信部１１が請求項の車載側送信部に相当する。

所定の位相差とは、お互いに直交な関係に配置されている送信アンテナ同士の磁界発生エリアの重複領域において回転磁界が発生する位相差であればよい。好ましくは、互いに直交な関係に配置された送信アンテナが２つまでの場合には、９０°の位相差とすればよい。また、互いに直交な関係に配置された送信アンテナが３つの場合には、１２０°の位相差とすればよい。

ここで、図２（ａ）を用いて、第１室内アンテナ１１ａと第２室内アンテナ１１ｂとの間の位相差を９０°とした場合の合成磁界の例を示す。また、図２（ｂ）を用いて、第１室内アンテナ１１ａと第２室内アンテナ１１ｂとの間の位相差を１２０°とした場合の合成磁界の例を示す。

図２中の破線で示す曲線が第１室内アンテナ１１ａから発生する磁界の強度の時間変化を表しており、破線で示す矢印が第１室内アンテナ１１ａから発生する磁界の磁界ベクトルを現している。また、図２中の点線で示す曲線が第２室内アンテナ１１ｂから発生する磁界の強度の時間変化を表しており、点線で示す矢印が第２室内アンテナ１１ｂから発生する磁界の磁界ベクトルを表している。さらに、図２中の実線で示す矢印が、第１室内アンテナ１１ａについての磁界ベクトルと第２室内アンテナ１１ｂについての磁界ベクトルとを合成した磁界ベクトル（以下、合成磁界ベクトル）を表している。

第１室内アンテナ１１ａと第２室内アンテナ１１ｂとの間の位相差を９０°とした場合、図２（ａ）の合成磁界ベクトルが示すように、第１室内アンテナ１１ａから発生する磁界と第２室内アンテナ１１ｂから発生する磁界とから、回転磁界が発生する。また、第１室内アンテナ１１ａと第２室内アンテナ１１ｂとの間の位相差を１２０°とした場合にも、図２（ｂ）の合成磁界ベクトルが示すように、第１室内アンテナ１１ａから発生する磁界と第２室内アンテナ１１ｂから発生する磁界とから、回転磁界が発生する。回転磁界、つまり、円偏波の発生イメージは図３に示す通りである。

続いて、第１室内アンテナ１１ａ、第２室内アンテナ１１ｂ、及びトランク内アンテナ１１ｃの配置の一例について図４を用いて説明を行う。一例として、第１室内アンテナ１１ａ、第２室内アンテナ１１ｂ、及びトランク内アンテナ１１ｃの配置パターンとしては、図４に示す配置パターン１〜４がある。なお、図４中の破線で示す円が各アンテナ１１ａ〜１１ｃの電波の送信範囲を表している。また、図４中のＡｒで示す実線で囲まれた範囲が後述の回転磁界の発生エリアを表している。

配置パターン１では、第１室内アンテナ１１ａと第２室内アンテナ１１ｂとをセンターコンソール付近に、お互いが直交するように配置している。また、トランク内アンテナ１１ｃはトランクルーム内に、第１室内アンテナ１１ａと直交するように配置している。つまり、配置パターン１では、第１室内アンテナ１１ａと第２室内アンテナ１１ｂ、第１室内アンテナ１１ａとトランク内アンテナ１１ｃとがそれぞれお互いに直交な関係に配置されている。

配置パターン２では、第１室内アンテナ１１ａをセンターコンソール付近に、第２室内アンテナ１１ｂをリアシートに、お互いが直交するように配置している。また、トランク内アンテナ１１ｃはトランクルーム内に、第２室内アンテナ１１ｂと直交するように配置している。つまり、配置パターン２では、第１室内アンテナ１１ａと第２室内アンテナ１１ｂ、第２室内アンテナ１１ｂとトランク内アンテナ１１ｃとがそれぞれお互いに直交な関係に配置されている。

配置パターン３では、第１室内アンテナ１１ａを左フロントドア内側付近に、第２室内アンテナ１１ｂを右フロントドア内側付近に、お互いが直交するように配置している。また、トランク内アンテナ１１ｃはトランクルーム内に、第１室内アンテナ１１ａと第２室内アンテナ１１ｂとのいずれとも直交するように配置している。つまり、配置パターン３では、第１室内アンテナ１１ａと第２室内アンテナ１１ｂとトランク内アンテナ１１ｃとがお互いに直交な関係に配置されている。

配置パターン４では、第１室内アンテナ１１ａをセンターコンソール付近に、第２室内アンテナ１１ｂを左リアドア内側付近に、お互いが直交するように配置している。また、トランク内アンテナ１１ｃはトランクルーム内に、第２室内アンテナ１１ｂと直交するように配置している。つまり、配置パターン４では、第１室内アンテナ１１ａと第２室内アンテナ１１ｂ、第２室内アンテナ１１ｂとトランク内アンテナ１１ｃとがそれぞれお互いに直交な関係に配置されている。

例えば、配置パターン１、２、４では、互いに直交な関係に配置された送信アンテナが２つまでなので、互いに直交な関係に配置された２つの送信アンテナ間の位相差は９０°とすればよい。また、配置パターン３では、互いに直交な関係に配置された送信アンテナが３つなので、互いに直交な関係に配置された３つの送信アンテナ間の位相差は１２０°とすればよい。

このようにすることで、図４に示すように、配置パターン１〜４のいずれについても、フロントドア及びリアドアの外側近辺までを回転磁界の発生エリア（図４中のＡｒ）とすることができる。実施形態１では、各アンテナ１１ａ〜１１ｃの配置が配置パターン３であって、位相をずらす場合には各アンテナ１１ａ〜１１ｃ間の位相差を１２０°とする場合を例に挙げて説明を行う。

なお、車両システム１００では、前述の配置パターン１〜４に限らず、複数の送信アンテナのうち、少なくとも２つの送信アンテナ同士が、直交な関係に配置されている構成とすればよい。

ここで、図５のフローチャートを用いて、車載装置１０でのＬＦ帯の電波にのせた信号の送信に関連する処理（以下、信号送信関連処理）の一例についての説明を行う。図５のフローチャートは、ユーザが車両ドア付近の後述するドアスイッチ３１を操作して、ドアスイッチ３１からユーザ操作に応じた信号が入力されたときに開始される構成とすればよい。

まず、ステップＳ１では、制御部１３が、例えば第１室内アンテナ１１ａからＷａｋｅ信号を送信させるようにＬＦ送信部１１に指示を行い、ステップＳ２に移る。これにより、Ｗａｋｅ信号が第１室内アンテナ１１ａからＬＦ帯の電波にのせて送信される。Ｗａｋｅ信号は、スリープ状態にある携帯機２０をウェークアップ状態に移行させるための信号である。

ステップＳ２では、制御部１３が、例えば第１室内アンテナ１１ａからＣｈａｌｌｅｎｇｅ信号を送信させるようにＬＦ送信部１１に指示を行い、ステップＳ３に移る。これにより、Ｃｈａｌｌｅｎｇｅ信号が第１室内アンテナ１１ａからＬＦ帯の電波にのせて送信される。

Ｃｈａｌｌｅｎｇｅ信号は、例えば、コード照合に用いるためのコード（以下、車両側照合コード）や後続するＢｕｒｓｔ信号での位相に関する制御のデータ（以下、位相制御データ）等を含んでいる。車両側照合コードとしては、例えば車両に固有のコードを用いる構成とすればよい。また、位相制御データは、後続するＢｕｒｓｔ信号での同位相や位相ずらしの制御についてのデータである。一例として、実施形態１では、位相制御データは、同位相でのＢｕｒｓｔ信号の送信に続き、位相をずらしたＢｕｒｓｔ信号の送信を行うことを示すデータとする。

ステップＳ３では、制御部１３が、各アンテナ１１ａ〜１１ｃから同時且つ同位相にてＢｕｒｓｔ信号を送信させるようにＬＦ送信部１１に指示を行い、ステップＳ４に移る。これにより、Ｂｕｒｓｔ信号が各アンテナ１１ａ〜１１ｃからＬＦ帯の電波にのせて、同時且つ同位相にて送信される。この場合、回転磁界は発生しない。なお、便宜上、この同時且つ同位相にて送信される１回目のＢｕｒｓｔ信号を、実施形態１ではＢｕｒｓｔ１信号と呼ぶ。

ステップＳ４では、制御部１３が、各アンテナ１１ａ〜１１ｃから同時且つ１２０°の位相差にてＢｕｒｓｔ信号を送信させるようにＬＦ送信部１１に指示を行い、フローを終了する。これにより、Ｂｕｒｓｔ信号が各アンテナ１１ａ〜１１ｃからＬＦ帯の電波にのせて、同時且つ１２０°ずつ位相をずらして送信される。この場合、回転磁界が発生する。なお、便宜上、この同時且つ位相をずらして送信される２回目のＢｕｒｓｔ信号を、実施形態１ではＢｕｒｓｔ２信号と呼ぶ。

まとめて説明すると、図８に示すように、第１室内アンテナ１１ａからＷａｋｅ信号、Ｃｈａｌｌｅｎｇｅ信号の順に送信される。そして、それに続いて各アンテナ１１ａ〜１１ｃから、同時且つ同位相でのＢｕｒｓｔ１信号の送信、同時且つ位相をずらしてのＢｕｒｓｔ２信号の送信が行われる。なお、Ｗａｋｅ信号、Ｃｈａｌｌｅｎｇｅ信号、Ｂｕｒｓｔ１信号、Ｂｕｒｓｔ２信号は、いずれもＬＦ帯の電波にのせて送信する信号であり、以降ではまとめてＬＦ信号と呼ぶ。

図１に戻って、チューナ１２には、ＲＦ受信アンテナ１２ａが接続されている。チューナ１２は、ＲＦ受信アンテナ１２ａによって受信された信号に対する増幅、復調等の処理を行う。

制御部１３は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、バックアップＲＡＭ、Ｉ／Ｏ等（いずれも図示せず）よりなるマイクロコンピュータを主体として構成され、ＲＯＭに記憶された各種の制御プログラムを実行することで各種の処理を実行するものである。制御部１３には、ＬＦ送信部１１、チューナ１２、ドアスイッチ３１、ドア開閉検出部３２、ドア施錠検出部３３、及びドア施解錠部３４が接続されている。

ドアスイッチ３１は、車両のドアを開閉するためのドアノブの近くに設けられたタッチスイッチや車両のトランクドアのドアノブ付近に設けられたタッチスイッチである。ユーザのドアスイッチ３１に対する操作に応じた信号が制御部１３へ出力されるようになっている。

ドア開閉検出部３２は、車両のドアやトランクドアの開閉状態を検出するためのスイッチである。ドア開閉検出部３２から制御部１３へ、車両のドアやトランクドアの開閉状態を示す信号が出力されるようになっている。

ドア施錠検出部３３は、車両のドアやトランクドアの施錠状態を検出するスイッチである。ドア施錠検出部３３から制御部１３へ、車両のドアやトランクドアの施錠状態を示す信号が出力されるようになっている。

ドア施解錠部３４は、車両のドアやトランクドアの施解錠を行うためのアクチュエータを有し、各アクチュエータを駆動することにより車両のドアやトランクドアの施解錠を行う。

次に、図６を用いて携帯機２０についての説明を行う。携帯機２０はユーザに携帯されるものである。ここで言うところの「ユーザに携帯される」とは、ユーザが実際に携帯している場合に限られるものではなく、ユーザが携帯することが可能であるが実際には携帯していない場合も含んでいる。

図６に示すように、携帯機２０は、３軸ＬＦ受信アンテナ２１、ＬＦ受信カスタムＩＣ２２、ＲＦ送信回路２７、及びＲＦ送信アンテナ２８を備えている。また、ＬＦ受信カスタムＩＣ２２は、３軸合成回路２３、コード判定回路２４、軸別強度検出回路２５、及び制御回路２６を備えている。

３軸ＬＦ受信アンテナ２１は、車載装置１０から順次時分割で送信されてくるＬＦ帯の電波を受信する。すなわち、車載装置１０からＬＦ信号を受信する。受信するＬＦ信号としては、前述したＷａｋｅ信号、Ｃｈａｌｌｅｎｇｅ信号、Ｂｕｒｓｔ１信号、Ｂｕｒｓｔ２信号がある。この３軸ＬＦ受信アンテナ２１は、水平２方向（以下、Ｘ軸、Ｙ軸）及び垂直方向（以下、Ｚ軸）の３軸アンテナにより構成されている。この３軸ＬＦ受信アンテナ２１が請求項の３軸受信アンテナに相当する。

３軸合成回路２３は、３軸ＬＦ受信アンテナ２１から入力されるＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の各軸の受信信号を合成し、合成した３軸合成受信信号をコード判定回路２４に出力する。コード判定回路２４は、Ｃｈａｌｌｅｎｇｅ信号を受信した場合に、その３軸合成受信信号に含まれる前述の車両側照合コードをもとに、コード照合を行う。例えばコード照合は、予め記憶してあるコードと、３軸合成受信信号に含まれる車両側照合コードとが一致するか否かによって行う構成とすればよい。また、コード照合の結果は制御回路２６に出力する。

軸別強度検出回路２５は、３軸ＬＦ受信アンテナ２１のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の各軸の磁界強度を個別に逐次検出することで、各軸個別の磁界強度の時間変化を検出する。検出した各軸の磁界強度の時間変化のデータについては制御回路２６に出力する。軸別強度検出回路２５が請求項の磁界強度検出部に相当する。

制御回路２６は、コード判定回路２４のコード照合の結果や軸別強度検出回路２５での検出結果に応じ、ＲＦ送信回路２７及びＲＦ送信アンテナ２８を介して、Ｒｅｓｐｏｎｓｅ信号をＲＦ帯の電波にのせて送信させる。制御回路２６での処理の詳細については後述する。

ここで、図７のフローチャートを用いて、携帯機２０でのＬＦ信号への応答に関連する処理（以下、応答関連処理）の一例についての説明を行う。図７のフローチャートは、車載装置１０から携帯機２０がＷａｋｅ信号を受信してウェークアップ状態に移行したときに開始される構成とすればよい。

まず、ステップＳ２１では、３軸ＬＦ受信アンテナ２１でＣｈａｌｌｅｎｇｅ信号を受信し、受信したＣｈａｌｌｅｎｇｅ信号を３軸合成回路２３で合成して、ステップＳ２２に移る。ステップＳ２２では、合成した３軸合成受信信号に含まれる車両側照合データをもとに、コード判定回路２４で前述のコード照合を行い、ステップＳ２３に移る。

ステップＳ２３では、コード照合が成立した場合（ステップＳ２３でＹＥＳ）には、ステップＳ２４に移る。一方、コード照合が不成立だった場合（ステップＳ２３でＮＯ）には、フローを終了する。

ステップＳ２４では、３軸ＬＦ受信アンテナ２１でＢｕｒｓｔ１信号、Ｂｕｒｓｔ２信号を順次受信し、ステップＳ２５に移る。ステップＳ２５では、制御回路２６が、不正な中継器を介して車載装置１０と携帯機２０との間で無線通信が行われたか否かを判定する不正判定処理を行って、ステップＳ２６に移る。よって、この制御回路２６が請求項の不正判定部に相当する。

不正判定処理では、受信したＣｈａｌｌｅｎｇｅ信号を３軸合成回路２３で合成した３軸合成受信信号に含まれる位相制御データと、軸別強度検出回路２５で検出した各軸の磁界強度の時間変化のデータとから、不正な中継器を介して無線通信が行われたか否かを判定する。一例としては、以下の通りである。

制御回路２６は、位相制御データに併せて、同時且つ同位相にて送信されたＢｕｒｓｔ１信号の受信時における各軸の磁界強度と、同時且つ位相をずらして送信されたＢｕｒｓｔ２信号の受信時における各軸の磁界強度とを比較する。そして、両者の傾向が同じ場合には、不正な中継器を介して無線通信が行われたと判定する一方、両者の傾向が異なる場合には、不正な中継器を介して無線通信が行われていないと判定する。

一例として、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の磁界強度の比率が、Ｂｕｒｓｔ１信号の受信時とＢｕｒｓｔ２信号の受信時とで略一致する場合に、両者の傾向が同じと判定する構成とすればよい。ここで言うところの略一致とは、誤差程度の範囲におさまることを示す。

ここで、不正な中継器を介して無線通信が行われたか否かに応じて、Ｂｕｒｓｔ１信号の受信時とＢｕｒｓｔ２信号の受信時とでの、３軸ＬＦ受信アンテナ２１の各軸の磁界強度の傾向が変わることについて以下で説明を行う。

リレーアタックに用いられる中継器は、通常はアンテナが１軸のみであることが多いと考えられる。よって、不正な中継器を介して無線通信が行われた場合には、Ｂｕｒｓｔ１信号の受信時とＢｕｒｓｔ２信号の受信時とのいずれでも、３軸ＬＦ受信アンテナ２１の特定の１軸のみの磁界強度が高くなる。

一方、不正な中継器を介して無線通信が行われていない場合には、Ｂｕｒｓｔ１信号の受信時には回転磁界が発生しないのに対して、Ｂｕｒｓｔ２信号の受信時には回転磁界が発生する。よって、図９に一例を示す通り、Ｂｕｒｓｔ１信号の受信時には１軸のみの磁界強度が大きくなるのに対して、Ｂｕｒｓｔ２信号の受信時には、Ｂｕｒｓｔ１信号の受信時とは異なる軸の磁界強度が最も大きくなったり、他の軸の磁界強度も大きくなったりする。

以上のような傾向があるため、Ｂｕｒｓｔ１信号の受信時とＢｕｒｓｔ２信号の受信時とでの、３軸ＬＦ受信アンテナ２１の各軸の磁界強度の傾向から、不正な中継器を介して無線通信が行われたか否かを判定することが可能となっている。

図７に戻って、ステップＳ２６では、不正な中継器を介して無線通信が行われたと判定した場合（ステップＳ２６でＹＥＳ）には、後述するＲｅｓｐｏｎｓｅ信号の送信を行わずに、フローを終了する。一方、不正な中継器を介して無線通信が行われていないと判定した場合（ステップＳ２６でＮＯ）には、ステップＳ２７に移る。

ステップＳ２７では、制御回路２６が、ＲＦ送信回路２７及びＲＦ送信アンテナを介して、Ｒｅｓｐｏｎｓｅ信号をＲＦ帯の電波にのせて送信させ、フローを終了する。Ｒｅｓｐｏｎｓｅ信号には、例えば携帯機２０に固有の携帯機側照合コードを含む。

なお、本実施形態では、Ｃｈａｌｌｅｎｇｅ信号に位相制御データを含む構成を示したが、必ずしもこれに限らず、Ｃｈａｌｌｅｎｇｅ信号に位相制御データを含ませない構成としてもよい。また、Ｃｈａｌｌｅｎｇｅ信号に位相制御データをランダムに含ませ、この位相制御データに併せて前述の不正判定処理を行うことで、より中継器の介入を困難として、秘匿性をより向上させる構成としてもよい。

続いて、図１０のフローチャートを用いて、車載装置１０の制御部１３での携帯機２０からのＲｅｓｐｏｎｓｅ信号を受信した際の処理（以下、応答受信時処理）についての説明を行う。図１０のフローチャートは、携帯機２０からのＲｅｓｐｏｎｓｅ信号をＲＦ受信アンテナ１２ａで受信したときに開始される構成とすればよい。

まず、ステップＳ４１では、ＲＦ受信アンテナ１２ａ及びチューナ１２を介して得られたＲｅｓｐｏｎｓｅ信号に含まれる携帯機側照合データをもとに、コード照合を行う。例えばコード照合は、予め記憶してあるコードと、Ｒｅｓｐｏｎｓｅ信号に含まれる携帯機側照合コードとが一致するか否かによって行う構成とすればよい。

ステップＳ４２では、コード照合が成立した場合（ステップＳ４２でＹＥＳ）には、ステップＳ４３に移る。一方、コード照合が不成立だった場合（ステップＳ４２でＮＯ）には、フローを終了する。

ステップＳ４３では、スマート駆動を行わせて、フローを終了する。一例としては、ドアスイッチ３１に対する操作に応じた信号が制御部１３に入力されてから一定時間内である場合には、ドア施解錠部３４に対してドアの解錠を指示する。ドア施解錠部３４は、このドアの解錠の指示に応じて車両のドアの施錠を行うためのアクチュエータを駆動し、車両のドアの施錠を行う。なお、車両のドアの解錠だけでなく、車両のエンジン等の始動許可等を行う構成としてもよい。

実施形態１の構成によれば、同時且つ同位相にて送信されたＢｕｒｓｔ１信号の受信時における３軸ＬＦ受信アンテナ２１の各軸の磁界強度と、同時且つ位相をずらして送信されたＢｕｒｓｔ２信号の受信時における各軸の磁界強度とに基づき、不正な中継器を介して無線通信が行われたか否かを精度良く判定することができる。従って、応答性の低下を抑えながらも秘匿性をより向上させることが可能になる。

なお、実施形態１では、不正な中継器を介して無線通信が行われたと携帯機２０で判定した場合に、携帯機２０からのＲｅｓｐｏｎｓｅ信号を送信させない構成を示したが、必ずしもこれに限らない。例えば、不正な中継器を介して無線通信が行われたと携帯機２０で判定した場合に、不正な中継器を介して無線通信が行われたことを示すデータ（以下、不正判定データ）をＲｅｓｐｏｎｓｅ信号に含ませて携帯機２０から送信する構成（以下、変形例１）としてもよい。

変形例１の場合、不正判定データを含まないＲｅｓｐｏｎｓｅ信号を受信した車載装置１０では、制御部１３がスマート駆動を行わせる一方、不正判定データを含むＲｅｓｐｏｎｓｅ信号を受信した車載装置１０では、制御部１３がスマート駆動を行わせない構成とすればよい。他にも、不正判定データを含むＲｅｓｐｏｎｓｅ信号を車載装置１０で受信した場合に、これをログとして制御部１３のメモリに残す構成としてもよい。

また、実施形態１では、不正な中継器を介して無線通信が行われたか否かを携帯機２０で判定する構成を示したが、必ずしもこれに限らない。例えば、不正な中継器を介して無線通信が行われたか否かを車載装置１０で判定する構成（以下、変形例２）としてもよい。

変形例２の場合、携帯機２０は、Ｃｈａｌｌｅｎｇｅ信号を受信した場合に、軸別強度検出回路２５で検出した３軸ＬＦ受信アンテナ２１の各軸の磁界強度の時間変化のデータを含むＲｅｓｐｏｎｓｅ信号を送信する構成とすればよい。このＲｅｓｐｏｎｓｅ信号に前述の携帯機側照合コードや位相制御データも含む構成としてもよい。

そして、車載装置１０の制御部１３が、受信したＲｅｓｐｏｎｓｅ信号に含まれる各軸の磁界強度の時間変化のデータをもとに、前述した不正判定処理と同様にして、不正な中継器を介して無線通信が行われたか否かを判定する構成とすればよい。この場合、制御部１３が請求項の不正判定部に相当する。不正な中継器を介して無線通信が行われたと制御部１３で判定した場合には、制御部１３がスマート駆動を行わせないようにする構成とすればよい。

変形例２の場合であっても、実施形態１と同様の効果を奏する。また、変形例２において、不正な中継器を介して無線通信が行われたと制御部１３で判定した場合に、これをログとして制御部１３のメモリに残す構成としてもよい。

（実施形態２）
本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、次の実施形態２も本発明の技術的範囲に含まれる。以下では、この実施形態２について説明を行う。なお、説明の便宜上、前述の実施形態の説明に用いた図に示し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。

実施形態２の車両システム１００は、車載装置１０での信号送信関連処理の一部と、携帯機２０での応答関連処理のうちの不正判定処理が異なる点を除けば、実施形態１の車両システム１００と同様である。

ここで、図１１のフローチャートを用いて、実施形態２における車載装置１０での信号送信関連処理の一例についての説明を行う。図１１のフローチャートも、ユーザが車両ドア付近のドアスイッチ３１を操作して、ドアスイッチ３１からユーザ操作に応じた信号が入力されたときに開始される構成とすればよい。

まず、ステップＳ６１〜ステップＳ６２までの処理は、前述のステップＳ１〜ステップＳ２までの処理と同様にして行う。なお、Ｃｈａｌｌｅｎｇｅ信号に含ませる位相制御データは、実施形態２では、位相をずらしたＢｕｒｓｔ信号の送信に続き、位相をずらしたＢｕｒｓｔ信号の送信を再度行うことを示すデータとする。

ステップＳ６３では、制御部１３が、各アンテナ１１ａ〜１１ｃから同時且つ所定の位相差にてＢｕｒｓｔ信号を送信させるようにＬＦ送信部１１に指示を行い、ステップＳ６４に移る。これにより、Ｂｕｒｓｔ信号が各アンテナ１１ａ〜１１ｃからＬＦ帯の電波にのせて、同時且つ位相をずらして送信される。この場合、回転磁界が発生する。なお、便宜上、この同時且つ位相をずらして送信される１回目のＢｕｒｓｔ信号を、実施形態２ではＢｕｒｓｔ１信号と呼ぶ。

所定の位相差は、前述したように、お互いに直交な関係に配置されている送信アンテナ同士の磁界発生エリアの重複領域において回転磁界が発生する位相差であればよい。実施形態２では、互いに直交な関係に配置された送信アンテナが３つの場合であって、１２０°の位相差とする。

ステップＳ６４では、制御部１３が、各アンテナ１１ａ〜１１ｃから同時且つ１２０°の位相差にてＢｕｒｓｔ信号を送信させるようにＬＦ送信部１１に指示を行い、フローを終了する。これにより、Ｂｕｒｓｔ信号が各アンテナ１１ａ〜１１ｃからＬＦ帯の電波にのせて、同時且つ１２０°ずつ位相をずらして送信される。この場合、回転磁界が発生する。なお、便宜上、この同時且つ位相をずらして送信される２回目のＢｕｒｓｔ信号を、実施形態２ではＢｕｒｓｔ２信号と呼ぶ。

まとめて説明すると、図１２に示すように、第１室内アンテナ１１ａからＷａｋｅ信号、Ｃｈａｌｌｅｎｇｅ信号の順に送信される。そして、それに続いて各アンテナ１１ａ〜１１ｃから、同時且つ位相をずらして、Ｂｕｒｓｔ１信号の送信、Ｂｕｒｓｔ２信号の送信が順次行われる。

続いて、実施形態２における携帯機２０での応答関連処理のうちの不正判定処理についての説明を行う。実施形態２における不正判定処理では、制御回路２６は、位相制御データに併せて、同時且つ位相をずらして送信されたＢｕｒｓｔ１信号の受信時における３軸ＬＦ受信アンテナ２１の各軸の磁界強度と、同時且つ位相をずらして送信されたＢｕｒｓｔ２信号の受信時における３軸ＬＦ受信アンテナ２１の各軸の磁界強度とを比較する。そして、両者の傾向が同じ場合には、不正な中継器を介して無線通信が行われたと判定する一方、両者の傾向が異なる場合には、不正な中継器を介して無線通信が行われていないと判定する。

一例として、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の磁界強度の比率が、Ｂｕｒｓｔ１信号の受信時とＢｕｒｓｔ２信号の受信時とで略一致する場合に、両者の傾向が同じと判定する構成とすればよい。ここで言うところの略一致とは、誤差程度の範囲におさまることを示す。

ここで、不正な中継器を介して無線通信が行われたか否かに応じて、Ｂｕｒｓｔ１信号の受信時とＢｕｒｓｔ２信号の受信時とでの、３軸ＬＦ受信アンテナ２１の各軸の磁界強度の傾向が変わることについて以下で説明を行う。

リレーアタックに用いられる中継器は、通常はアンテナが１軸のみであることが多いと考えられる。よって、不正な中継器を介して無線通信が行われた場合には、Ｂｕｒｓｔ１信号の受信時とＢｕｒｓｔ２信号の受信時とのいずれでも、３軸ＬＦ受信アンテナ２１の特定の１軸のみの磁界強度が高くなる。

一方、不正な中継器を介して無線通信が行われていない場合には、Ｂｕｒｓｔ１信号の受信時にもＢｕｒｓｔ２信号の受信時にも回転磁界が発生する。よって、図１３に一例を示す通り、時間的に前後するＢｕｒｓｔ１信号の受信時とＢｕｒｓｔ２信号の受信時とでは、磁界強度が最も大きくなる軸が切り替わる。

以上のような傾向があるため、Ｂｕｒｓｔ１信号の受信時とＢｕｒｓｔ２信号の受信時とでの、３軸ＬＦ受信アンテナ２１の各軸の磁界強度の傾向から、不正な中継器を介して無線通信が行われたか否かを判定することが可能となっている。

実施形態２の構成によれば、同時且つ位相をずらして送信されたＢｕｒｓｔ１信号の受信時における３軸ＬＦ受信アンテナ２１の各軸の磁界強度と、同時且つ位相をずらして送信されたＢｕｒｓｔ２信号の受信時における各軸の磁界強度とに基づき、不正な中継器を介して無線通信が行われたか否かを精度良く判定することができる。従って、応答性の低下を抑えながらも秘匿性をより向上させることが可能になる。なお、実施形態２と変形例１や変形例２とを組み合わせた構成としてもよい。

（実施形態３）
本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、次の実施形態３も本発明の技術的範囲に含まれる。以下では、この実施形態３について説明を行う。なお、説明の便宜上、前述の実施形態の説明に用いた図に示し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。

実施形態３の車両システム１００は、車載装置１０での信号送信関連処理と、携帯機２０での応答関連処理とが一部異なる点を除けば、実施形態１の車両システム１００と同様である。

ここで、図１４のフローチャートを用いて、実施形態３における車載装置１０での信号送信関連処理の一例についての説明を行う。図１４のフローチャートも、ユーザが車両ドア付近のドアスイッチ３１を操作して、ドアスイッチ３１からユーザ操作に応じた信号が入力されたときに開始される構成とすればよい。

まず、ステップＳ８１〜ステップＳ８２までの処理は、前述のステップＳ１〜ステップＳ２までの処理と同様にして行う。なお、Ｃｈａｌｌｅｎｇｅ信号に含ませる位相制御データは、実施形態３では、位相をずらしたＢｕｒｓｔ信号の送信を行うことを示すデータとする。

ステップＳ８３では、制御部１３が、各アンテナ１１ａ〜１１ｃから同時且つ所定の位相差にてＢｕｒｓｔ信号を送信させるようにＬＦ送信部１１に指示を行い、フローを終了する。これにより、Ｂｕｒｓｔ信号が各アンテナ１１ａ〜１１ｃからＬＦ帯の電波にのせて、同時且つ位相をずらして送信される。この場合、回転磁界が発生する。

所定の位相差は、前述したように、お互いに直交な関係に配置されている送信アンテナ同士の磁界発生エリアの重複領域において回転磁界が発生する位相差であればよい。実施形態３では、互いに直交な関係に配置された送信アンテナが３つの場合であって、１２０°の位相差とする。

まとめて説明すると、図１５に示すように、第１室内アンテナ１１ａからＷａｋｅ信号、Ｃｈａｌｌｅｎｇｅ信号の順に送信される。そして、それに続いて各アンテナ１１ａ〜１１ｃから、同時且つ位相をずらして、Ｂｕｒｓｔ信号の送信が行われる。

続いて、実施形態３における携帯機２０での応答関連処理のうちの不正判定処理についての説明を行う。実施形態３における不正判定処理では、制御回路２６は、位相制御データに併せて、同時且つ位相をずらして送信されたＢｕｒｓｔ信号の受信時における３軸ＬＦ受信アンテナ２１の各軸の磁界強度の時間変化を比較する。

そして、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸のうちでの磁界強度の最も大きい軸が時間経過に伴って切り替わる場合には、不正な中継器を介して無線通信が行われていないと判定する一方、３軸のうちでの磁界強度の最も大きい軸が時間経過に伴って切り替わらない場合には、不正な中継器を介して無線通信が行われたと判定する。

ここで、不正な中継器を介して無線通信が行われたか否かに応じて、３軸ＬＦ受信アンテナ２１の各軸の磁界強度の時間変化の傾向が変わることについて以下で説明を行う。

リレーアタックに用いられる中継器は、通常はアンテナが１軸のみであることが多いと考えられる。よって、不正な中継器を介して無線通信が行われた場合には、図１６（ｂ）に示すように、３軸ＬＦ受信アンテナ２１の特定の１軸のみの磁界強度が常に高くなる。

一方、不正な中継器を介して無線通信が行われていない場合には、Ｂｕｒｓｔ信号の受信時に回転磁界が発生する。よって、図１６（ａ）に一例を示すように、時間の経過に伴って、磁界強度が最も高くなる軸が切り替わる。

以上のような傾向があるため、同時且つ位相をずらして送信されたＢｕｒｓｔ信号の受信時での、３軸ＬＦ受信アンテナ２１の各軸の磁界強度の時間変化の傾向から、不正な中継器を介して無線通信が行われたか否かを判定することが可能となっている。

実施形態３の構成によれば、同時且つ位相をずらして送信されたＢｕｒｓｔ信号の受信時における３軸ＬＦ受信アンテナ２１の各軸の磁界強度の時間変化に基づき、不正な中継器を介して無線通信が行われたか否かを精度良く判定することができる。従って、応答性の低下を抑えながらも秘匿性をより向上させることが可能になる。なお、実施形態３と変形例１や変形例２とを組み合わせた構成としてもよい。

また、実施形態３では、軸別強度検出回路２５は、３軸ＬＦ受信アンテナ２１のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の各軸の磁界強度を逓倍の間隔で逐次検出する構成とすることが好ましい。これによれば、サンプリング周波数を低減することができ、携帯機２０での電力消費を抑えることができる。

なお、本発明は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

１０ 車載装置、１１ ＬＦ送信部（車載側送信部）、１１ａ 第１室内アンテナ（送信アンテナ）、１１ｂ 第２室内アンテナ（送信アンテナ）、１１ｃ トランク内アンテナ（送信アンテナ）、１３ 制御部（不正判定部）、２０ 携帯機、２１ ３軸ＬＦ受信アンテナ（３軸受信アンテナ）、２５ 軸別強度検出回路（磁界強度検出部）、２６ 制御回路（不正判定部）、１００ 車両システム

Claims (8)

1. 車両に搭載される車載装置（１０）と、
   ユーザに携帯される携帯機（２０）とを含み、
   前記車載装置と前記携帯機との間での無線通信を用いた照合の結果に応じて車両の制御を行う車両システム（１００）であって、
   前記車載装置は、
   前記車両に配置された複数の送信アンテナのうちの、互いに直交な関係に配置された少なくとも２つ以上の送信アンテナ（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ）から、同時且つ所定の位相差にて電波を送信させる車載側送信部（１１）を備え、
   前記携帯機は、
   複数の前記送信アンテナから送信された電波を受信する３軸受信アンテナ（２１）と、
   前記３軸受信アンテナの３軸各々での磁界強度を検出する磁界強度検出部（２５）とを備え、
   前記車載装置及び前記携帯機のいずれかは、
   前記磁界強度検出部で検出した３軸各々の磁界強度に基づいて、不正な中継器を介して無線通信が行われたか否かを判定する不正判定部（１３、２６）を備えることを特徴とする車両システム。
2. 請求項１において、
   前記車載側送信部は、
   互いに直交な関係に配置された少なくとも２つ以上の前記送信アンテナから、同時且つ同位相にて電波を送信させた後に、同時且つ所定の位相差にて電波を送信させ、
   前記不正判定部は、
   同時且つ同位相にて送信された電波を前記３軸受信アンテナで受信している際に前記磁界強度検出部で検出した前記３軸受信アンテナの３軸各々の磁界強度と、同時且つ所定の位相差にて送信された電波を前記３軸受信アンテナで受信している際に前記磁界強度検出部で検出した前記３軸受信アンテナの３軸各々の磁界強度とを比較し、
   両者の傾向が同じ場合には、不正な中継器を介して無線通信が行われたと判定する一方、両者の傾向が異なる場合には、不正な中継器を介して無線通信が行われていないと判定することを特徴とする車両システム。
3. 請求項１において、
   前記車載側送信部は、
   互いに直交な関係に配置された少なくとも２つ以上の前記送信アンテナから、同時且つ所定の位相差にて第１の電波を送信させた後に、再度、同時且つ所定の位相差にて第２の電波を送信させ、
   前記不正判定部は、
   前記第１の電波を前記３軸受信アンテナで受信している際に前記磁界強度検出部で検出した前記３軸受信アンテナの３軸各々の磁界強度と、前記第２の電波を前記３軸受信アンテナで受信している際に前記磁界強度検出部で検出した前記３軸受信アンテナの３軸各々の磁界強度とを比較し、
   両者の傾向が同じ場合には、不正な中継器を介して無線通信が行われたと判定する一方、両者の傾向が異なる場合には、不正な中継器を介して無線通信が行われていないと判定することを特徴とする車両システム。
4. 請求項１において、
   前記不正判定部は、
   同時且つ所定の位相差にて送信された電波を前記３軸受信アンテナで受信している際に前記磁界強度検出部で逐次検出した前記３軸受信アンテナの３軸各々の磁界強度の時間変化を比較し、
   前記３軸のうちでの磁界強度の最も大きい軸が時間経過に伴って切り替わる場合には、不正な中継器を介して無線通信が行われていないと判定する一方、前記３軸のうちでの磁界強度の最も大きい軸が時間経過に伴って切り替わらない場合には、不正な中継器を介して無線通信が行われたと判定することを特徴とする車両システム。
5. 請求項４において、
   前記磁界強度検出部は、逓倍の間隔で強度を逐次検出することを特徴とする車両システム。
6. 請求項１〜５のいずれか１項において、
   前記車載側送信部は、
   前記所定の位相差にて電波を送信させる際、お互いが直交な関係に配置された前記送信アンテナが２つまでの場合には、その２つの送信アンテナ間の位相差が９０°になるように電波を送信させ、お互いが直交な関係に配置された前記送信アンテナが３つの場合には、その３つの送信アンテナ間の位相差が各々１２０°になるように電波を送信させることを特徴とする車両システム。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の車両システムで用いられることを特徴とする携帯機。
8. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の車両システムで用いられることを特徴とする車載装置。

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