JP2018038025A - Wireless communication correctness determination system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、通信端末と通信マスタとが無線により通信を行う無線通信正否判定システムに関する。 The present invention relates to a wireless communication correctness determination system in which a communication terminal and a communication master communicate wirelessly.
従来、多くの車両には、IDコードを無線により送信する電子キー(所持態様から携帯機とも称される)によってID照合を実行する電子キーシステム(特許文献1等参照)が搭載されている。この種の電子キーシステムには、車両から送信されたリクエストを電子キーが受信すると、これに応答する形で電子キーがIDコードを車両に自動返信して、ID照合を実行させるキー操作フリーシステムがある。キー操作フリーシステムは、車外でID照合が成立するとドアロック施解錠が許可又は実行され、車内でID照合が成立するとエンジン始動操作が許可される。 2. Description of the Related Art Conventionally, many vehicles are equipped with an electronic key system (see, for example, Patent Document 1) that performs ID collation using an electronic key that transmits an ID code wirelessly (also referred to as a portable device from the possession mode). In this type of electronic key system, when an electronic key receives a request transmitted from a vehicle, the electronic key automatically returns an ID code to the vehicle in response to the request, and performs an ID verification. There is. In the key operation free system, door locking / unlocking is permitted or executed when ID verification is established outside the vehicle, and engine start operation is permitted when ID verification is established inside the vehicle.
このような電子キーシステムでは、ユーザの意志によらないところでID照合成立を謀る不正行為として、中継器を使った不正行為(中継器使用不正行為:特許文献2、特許文献3等参照)というものがある。中継器使用不正行為は、例えば電子キーが車両から遠い場所に位置する際に、この電子キーを複数の中継器によって車両と繋いで電波を中継し、これら2者間の通信を成立させる行為である。
In such an electronic key system, a fraudulent act using a relay device (referred to as a fraudulent act using a repeater: see
特許文献2では、車両から携帯機へのLF信号のRSSI(受信信号強度)と、携帯機から車両へのRF信号のRSSIの両方を検出し、両RSSIの相関から一方が極端に小さい場合等の中継器使用不正行為の判定基準を満たした場合に、ドアロック施解錠やエンジン始動を許可しないようにしている。
In
特許文献3では、車両が電波を複数送信する際、送信信号強度を変えてそれぞれの電波を送信し、車両からの電波を電子キーが受信した際、この受信電波の受信信号強度を電子キーにおいて算出するようにしている。そして、算出した受信信号強度を基に、通信が正規通信か否かを判定するようにしている。
In
ところで、従来は、車両から電子キーへのLF信号での通信、及び電子キーから車両へのRF信号での通信をしている際に、どちらかがアンテナ指向でヌルとなる場合があると、中継器使用不正行為があったと誤判定してしまうため、ドアロック施解錠やエンジン始動を正常に行えない。そのため、LF信号とRF信号の相対差を考慮する必要があり、この結果、中継器使用不正行為があったとする判定基準が緩くなり、中継器使用不正行為を検出できないことがある。 By the way, conventionally, when performing communication with the LF signal from the vehicle to the electronic key and communication with the RF signal from the electronic key to the vehicle, either of them may be null in the antenna direction. Since it is erroneously determined that there has been a fraudulent act of using the repeater, door locking / unlocking and engine starting cannot be performed normally. For this reason, it is necessary to consider the relative difference between the LF signal and the RF signal. As a result, the criteria for determining that the repeater use fraud has been loosened, and the repeater use fraud may not be detected.
本発明の目的は、中継器を使用した無線通信の不正成立を生じ難くすることができる無線通信正否判定システムを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a wireless communication correct / incorrect determination system that can prevent the occurrence of unauthorized wireless communication using a repeater.
前記問題点を解決するために、本発明の無線通信正否判定システムは、第1送信実行手段を備える第1通信部と、第2送信実行手段を備える第2通信部とを備え、前記第1送信実行手段と前記第2送信実行手段とが互いに同一周波数帯の電波通信にて双方向通信を実行可能な無線通信正否判定システムであって、前記第1通信部は、前記第2通信部からの電波の受信信号強度(以下、第1受信信号強度という)を算出する第1受信信号強度算出手段を備えていて、前記第1送信実行手段により、第1受信信号強度の情報を送信し、前記第2通信部は、前記第1通信部からの電波を受信した際、この電波の受信信号強度(以下、第2受信信号強度という)を算出する第2受信信号強度算出手段と、前記第1受信信号強度と前記第2受信信号強度とに基づく判定値を算出する算出手段と、前記判定値と基準範囲との比較結果に基づいて、前記第1通信部との通信が正規通信か否かを判定する通信正否判定手段と、を備えたものである。 In order to solve the above problem, the wireless communication correctness determination system of the present invention includes a first communication unit including a first transmission execution unit and a second communication unit including a second transmission execution unit, The transmission execution means and the second transmission execution means are wireless communication correctness determination systems capable of executing bidirectional communication by radio wave communication in the same frequency band, wherein the first communication unit is connected to the second communication unit. 1st received signal strength calculating means for calculating the received signal strength of the radio wave (hereinafter referred to as the first received signal strength), the first transmission executing means transmits information on the first received signal strength, The second communication unit, when receiving a radio wave from the first communication unit, a second received signal strength calculating means for calculating a received signal strength of the radio wave (hereinafter referred to as a second received signal strength); 1 received signal strength and second received signal strength And a communication correctness determining means for determining whether or not communication with the first communication unit is regular communication based on a comparison result between the determination value and a reference range. It is a thing.
この構成によれば、第2通信部と第1通信部間の双方向通信が同一周波数帯で行われることから、アンテナ指向性や第2通信部と第1通信部間の距離によらず、第1受信信号強度(電波強度)と第2受信信号強度(電波強度)とに基づく判定値が基準範囲内となる。一方、リレー(中継器)を介して、第2通信部と第1通信部間で通信が行われた場合には、第1受信信号強度と第2受信信号強度とに基づく判定値は基準範囲内とならない。そのため、第1受信信号強度と第2受信信号強度とに基づく判定値と基準範囲との比較により正規通信か否かを判定することができる。 According to this configuration, since bidirectional communication between the second communication unit and the first communication unit is performed in the same frequency band, regardless of the antenna directivity and the distance between the second communication unit and the first communication unit, A determination value based on the first received signal strength (radio wave strength) and the second received signal strength (radio wave strength) falls within the reference range. On the other hand, when communication is performed between the second communication unit and the first communication unit via a relay (repeater), the determination value based on the first received signal strength and the second received signal strength is a reference range. Not inside. Therefore, it is possible to determine whether or not the normal communication is performed by comparing the determination value based on the first received signal strength and the second received signal strength with the reference range.
また、前記算出手段は、前記第1受信信号強度と前記第2受信信号強度との差分を前記判定値として算出してもよい。
この構成によれば、判定値を第1受信信号強度と第2受信信号強度との差分とするため、簡単な演算で素早く正規通信か否かを判定することができる。
Further, the calculating means may calculate a difference between the first received signal strength and the second received signal strength as the determination value.
According to this configuration, since the determination value is the difference between the first received signal strength and the second received signal strength, it is possible to quickly determine whether the communication is normal communication with a simple calculation.
また、前記算出手段は、前記第1受信信号強度の時間変化と前記第2受信信号強度の時間変化との一致度合を前記判定値として算出してもよい。
この構成によれば、第2通信部と第1通信部間の位置関係や電波の伝搬環境が変化しても中継器使用不正行為を検出できる。
The calculating means may calculate the degree of coincidence between the time change of the first received signal strength and the time change of the second received signal strength as the determination value.
According to this configuration, even if the positional relationship between the second communication unit and the first communication unit or the propagation environment of the radio wave changes, it is possible to detect repeater use fraud.
また、前記第1通信部および前記第2通信部の少なくとも一方に接続されて、前記第1通信部と前記第2通信部との間の双方向通信に用いられる複数のアンテナと、双方向通信中において、双方向通信に用いられるアンテナを、前記複数のアンテナの間で切り替える切替部と、を有していてもよい。 A plurality of antennas connected to at least one of the first communication unit and the second communication unit and used for bidirectional communication between the first communication unit and the second communication unit; And a switching unit that switches an antenna used for bidirectional communication between the plurality of antennas.
この構成によれば、切替部は、第1通信部と第2通信部との間の双方向通信中において、複数のアンテナの間で切り替えることにより、第1通信部と第2通信部との間の伝搬経路を変化させる。この点、中継器を介さずに、第1通信部と第2通信部との間で通信が行われた場合には、第1受信信号強度の時間変化および第2受信信号強度の時間変化が一致する。一方、中継器を介して、第1通信部と第2通信部との間で通信が行われた場合、第1受信信号強度の時間変化および第2受信信号強度の時間変化が一致しない。これにより、第1受信信号強度の時間変化と第2受信信号強度の時間変化が一致するか否かに基づいて、正規通信か否かを判定できる。 According to this configuration, the switching unit switches between the plurality of antennas during the bidirectional communication between the first communication unit and the second communication unit, so that the first communication unit and the second communication unit are switched. Change the propagation path between. In this regard, when communication is performed between the first communication unit and the second communication unit without using a repeater, the time change of the first received signal strength and the time change of the second received signal strength are changed. Match. On the other hand, when communication is performed between the first communication unit and the second communication unit via the repeater, the time change of the first received signal strength does not match the time change of the second received signal strength. Thereby, it can be determined whether it is regular communication based on whether the time change of the 1st received signal strength and the time change of the 2nd received signal strength correspond.
また、前記第1通信部および前記第2通信部の少なくとも一方に接続されて、前記第1通信部と前記第2通信部との間の双方向通信に用いられるアンテナと、双方向通信中において、双方向通信に用いられるアンテナの指向性を切り替える切替部と、を有していてもよい。 An antenna connected to at least one of the first communication unit and the second communication unit and used for bidirectional communication between the first communication unit and the second communication unit, and during bidirectional communication And a switching unit that switches the directivity of the antenna used for bidirectional communication.
この構成によれば、切替部は、第1通信部と第2通信部との間の双方向通信中において、アンテナの指向性を切り替えることにより、第1通信部と第2通信部との間の伝搬経路を変化させる。これにより、第1受信信号強度の時間変化と第2受信信号強度の時間変化が一致するか否かに基づいて、正規通信か否かを判定できる。 According to this configuration, the switching unit switches between the first communication unit and the second communication unit by switching the directivity of the antenna during bidirectional communication between the first communication unit and the second communication unit. The propagation path of is changed. Thereby, it can be determined whether it is regular communication based on whether the time change of the 1st received signal strength and the time change of the 2nd received signal strength correspond.
また、前記通信正否判定手段は、前記判定値と前記基準範囲との比較結果が正規通信でないことを示す場合が複数回あった場合には、正規通信でないと判定してもよい。
この構成によれば、中継器使用不正行為があった場合、第1受信信号強度と第2受信信号強度とに基づく判定値と基準範囲との比較結果が中継器使用不正行為であることを示す場合が、複数回となることが多いため、複数回異なった場合には、正規通信でないと判定することができる。
In addition, the communication correctness determination unit may determine that the communication is not normal when there are a plurality of times when the comparison result between the determination value and the reference range indicates that the communication is not normal.
According to this configuration, if there is a repeater use fraud, the comparison result between the determination value based on the first received signal strength and the second received signal strength and the reference range indicates that the repeater use is fraudulent. Since there are many cases where the number of times is different, it can be determined that the communication is not regular communication when the number of times differs.
また、前記第1通信部は、前記第1受信信号強度と、受信信号強度飽和検出用の第1閾値とを比較する第1比較手段を備え、前記第1受信信号強度が前記第1閾値を超えている場合には、前記第1送信実行手段は、第1減衰要請を前記第2通信部に送信し、前記第2送信実行手段は、前記第1減衰要請に基づいて、送信出力が前回出力よりも減衰するようにパワーコントロールを行って前記第1通信部に電波を送信し、前記算出手段は、前記送信出力を減衰して電波を送信した後に前記第1通信部から送信されて、前記第1減衰要請がない電波の第2受信信号強度と、該第2受信信号強度が算出された電波で通知された新たな第1受信信号強度とに基づいて前記判定値を算出してもよい。 The first communication unit includes first comparison means for comparing the first received signal strength with a first threshold value for detecting a received signal strength saturation, and the first received signal strength is less than the first threshold value. If exceeded, the first transmission execution means transmits a first attenuation request to the second communication unit, and the second transmission execution means determines that the transmission output is the previous time based on the first attenuation request. The power control is performed so that the output is attenuated from the output and the radio wave is transmitted to the first communication unit, and the calculation unit is transmitted from the first communication unit after the transmission output is attenuated and the radio wave is transmitted, The determination value may be calculated based on the second received signal strength of the radio wave without the first attenuation request and the new first received signal strength notified by the radio wave for which the second received signal strength is calculated. Good.
この構成によれば、第1通信部と第2通信部が接近していて、第1受信信号強度が受信信号強度飽和検出用の第1閾値を超える場合があると、第1受信信号強度が飽和しているとする。 According to this configuration, if the first communication unit and the second communication unit are close to each other and the first received signal strength may exceed the first threshold value for detecting the received signal strength saturation, the first received signal strength is Suppose that it is saturated.
この場合は、第1通信部から第1減衰要請が、第2通信部に送られるため、第2通信部は、第1減衰要請に基づいて、送信出力が前回出力よりも減衰するようにパワーコントロールを行って第1通信部に電波を送信する。そして、第2通信部の算出手段は、送信出力を減衰して電波を送信した後に第1通信部から送信された電波の第2受信信号強度と、該第2受信信号強度が算出された電波で通知された新たな第1受信信号強度とに基づいて判定値を算出する。このことにより、通信正否判定手段は、新たな第1受信信号強度と第2受信信号強度とに基づく判定値を用いて正規通信か否かを判定することができる。 In this case, since the first attenuation request is sent from the first communication unit to the second communication unit, the second communication unit powers the transmission output to be attenuated from the previous output based on the first attenuation request. Control is performed and radio waves are transmitted to the first communication unit. Then, the calculation means of the second communication unit attenuates the transmission output and transmits the radio wave, and then the second received signal strength of the radio wave transmitted from the first communication unit and the radio wave from which the second received signal strength is calculated. The determination value is calculated based on the new first received signal strength notified in (1). Accordingly, the communication correctness determination unit can determine whether or not the communication is normal using a determination value based on the new first received signal strength and the second received signal strength.
また、前記第2通信部は、前記第2受信信号強度と、受信信号強度飽和検出用の第2閾値とを比較する第2比較手段を備え、前記第2受信信号強度が前記第2閾値を超えている場合には、前記第2送信実行手段は、第2減衰要請を前記第1通信部に送信し、前記第1送信実行手段は、前記第2減衰要請に基づいて、送信出力が前回出力よりも減衰するようにパワーコントロールを行って前記第2通信部に電波を送信し、前記算出手段は、前記第2減衰要請を送信した後に前記第1通信部から送信されて、前記第2減衰要請の必要がない電波の新たな第2受信信号強度と、該新たな第2受信信号強度が算出された電波で通知された第1受信信号強度とに基づいて前記判定値を算出してもよい。 The second communication unit includes a second comparison unit that compares the second received signal strength with a second threshold value for detecting a received signal strength saturation, and the second received signal strength is less than the second threshold value. If it exceeds, the second transmission execution means transmits a second attenuation request to the first communication unit, and the first transmission execution means determines that the transmission output is the previous time based on the second attenuation request. The power is controlled so as to be attenuated from the output, and radio waves are transmitted to the second communication unit, and the calculation means is transmitted from the first communication unit after transmitting the second attenuation request, and The determination value is calculated based on the new second received signal strength of the radio wave that does not require attenuation request and the first received signal strength notified by the radio wave for which the new second received signal strength is calculated. Also good.
この構成によれば、第1通信部と第2通信部が接近していて、第2受信信号強度が受信信号強度飽和検出用の第2閾値を超える場合があると、第2受信信号強度が飽和しているとする。 According to this configuration, when the first communication unit and the second communication unit are close to each other and the second received signal strength may exceed the second threshold value for detecting the received signal strength saturation, the second received signal strength is Suppose that it is saturated.
この場合は、第2通信部から第2減衰要請が、第1通信部に送られるため、第1通信部は、第2減衰要請に基づいて、送信出力が前回出力よりも減衰するようにパワーコントロールを行って第2通信部に電波を送信する。そして、第2通信部の算出手段は、第2減衰要請を送信した後に第1通信部から送信されて、第2減衰要請の必要がない電波の新たな第2受信信号強度と、該新たな第2受信信号強度が算出された電波で通知された第1受信信号強度とに基づいて判定値を算出する。このことにより、通信正否判定手段は、第1受信信号強度と新たな第2受信信号強度とに基づく判定値を用いて正規通信か否かを判定することができる。 In this case, since the second attenuation request is sent from the second communication unit to the first communication unit, the first communication unit powers the transmission output to be attenuated from the previous output based on the second attenuation request. Control is performed to transmit radio waves to the second communication unit. Then, the calculation means of the second communication unit transmits a second second received signal strength of a radio wave transmitted from the first communication unit after transmitting the second attenuation request and does not require the second attenuation request, and the new A determination value is calculated based on the first received signal strength notified by the radio wave for which the second received signal strength is calculated. Thereby, the communication correctness determination unit can determine whether or not the communication is normal using a determination value based on the first received signal strength and the new second received signal strength.
前記問題点を解決するために、本発明の無線通信正否判定システムは、第1送信実行手段を備える第1通信部と、第2送信実行手段を備える第2通信部とを備え、前記第1送信実行手段と前記第2送信実行手段とが互いに同一周波数帯の電波通信にて双方向通信を実行可能な無線通信正否判定システムであって、前記第1通信部は、前記第2通信部からの電波の受信信号強度(以下、第1受信信号強度という)を算出する第1受信信号強度算出手段を備えていて、前記第1送信実行手段により、第1受信信号強度の情報を送信し、前記第2通信部は、前記第1通信部からの電波を受信した際、この電波の受信信号強度(以下、第2受信信号強度という)を算出する第2受信信号強度算出手段と、前記第1受信信号強度の時間変化と前記第2受信信号強度の時間変化との一致度合を示す判定値を算出する算出手段と、前記判定値と基準範囲との比較結果に基づいて、前記第1通信部との通信が正規通信か否かを判定する通信正否判定手段と、を備え、前記第1受信信号強度算出手段は、前記第2通信部からの電波を受信する毎に受信時刻を関連付けした第1受信信号強度を算出し、前記第1通信部は、前記第1送信実行手段により、複数の受信機会の第1受信信号強度の情報をまとめて送信するものである。 In order to solve the above problem, the wireless communication correctness determination system of the present invention includes a first communication unit including a first transmission execution unit and a second communication unit including a second transmission execution unit, The transmission execution means and the second transmission execution means are wireless communication correctness determination systems capable of executing bidirectional communication by radio wave communication in the same frequency band, wherein the first communication unit is connected to the second communication unit. 1st received signal strength calculating means for calculating the received signal strength of the radio wave (hereinafter referred to as the first received signal strength), the first transmission executing means transmits information on the first received signal strength, The second communication unit, when receiving a radio wave from the first communication unit, a second received signal strength calculating means for calculating a received signal strength of the radio wave (hereinafter referred to as a second received signal strength); The time variation of the received signal strength and the second received signal strength Based on the result of comparison between the determination value and the reference range, it is determined whether or not the communication with the first communication unit is a normal communication based on a calculation unit that calculates a determination value indicating the degree of coincidence with the temporal change in signal strength. Communication correctness determination means, wherein the first reception signal strength calculation means calculates a first reception signal strength associated with a reception time each time a radio wave is received from the second communication unit, and A communication part transmits the information of the 1st received signal strength of a some reception opportunity collectively by the said 1st transmission execution means.
この構成によれば、第2通信部と第1通信部間の双方向通信が同一周波数帯で行われることから、アンテナ指向性や第2通信部と第1通信部間の距離によらず、また、第2通信部と第1通信部間の位置関係や電波の伝搬環境が変化しても、第1受信信号強度(電波強度)の時間変化と第2受信信号強度(電波強度)の時間変化との一致度合を示す判定値が基準範囲内となる。一方、リレー(中継器)を介して、第2通信部と第1通信部間で通信が行われた場合には、第1受信信号強度の時間変化と第2受信信号強度の時間変化との一致度合を示す判定値は基準範囲内とならない。そのため、第1受信信号強度の時間変化と第2受信信号強度の時間変化との一致度合を示す判定値と基準範囲との比較により正規通信か否かを判定することができる。 According to this configuration, since bidirectional communication between the second communication unit and the first communication unit is performed in the same frequency band, regardless of the antenna directivity and the distance between the second communication unit and the first communication unit, Further, even if the positional relationship between the second communication unit and the first communication unit or the propagation environment of the radio wave changes, the time change of the first received signal strength (radio wave strength) and the time of the second received signal strength (radio wave strength). The determination value indicating the degree of coincidence with the change is within the reference range. On the other hand, when communication is performed between the second communication unit and the first communication unit via a relay (repeater), the time change of the first received signal strength and the time change of the second received signal strength The judgment value indicating the degree of coincidence does not fall within the reference range. Therefore, it is possible to determine whether or not the normal communication is performed by comparing the determination value indicating the degree of coincidence between the time change of the first received signal strength and the time change of the second received signal strength with the reference range.
また、複数の受信機会の第1受信信号強度の情報をまとめて送信するため、第2通信部からの電波を受信する度に、該受信した電波の第1受信信号強度の情報を送信する場合に比べ、第2通信部からの電波に対する応答電波を送信する際に、個々の応答電波を簡素化することができる。 In addition, since the information on the first received signal strength of a plurality of reception opportunities is transmitted together, the information on the first received signal strength of the received radio wave is transmitted each time a radio wave is received from the second communication unit. As compared with the above, when transmitting a response radio wave to the radio wave from the second communication unit, each response radio wave can be simplified.
しかも、第2通信部からの電波を受信する度に、該受信した電波の第1受信信号強度の情報を送信する場合とは異なり、第2通信部において、第1受信信号強度の情報を受信するまで次の電波を送信できないといった不都合が生じないため、双方向通信を円滑に遂行することができる。 In addition, every time a radio wave is received from the second communication unit, unlike the case where the first received signal strength information of the received radio wave is transmitted, the second communication unit receives the first received signal strength information. As such, there is no inconvenience that the next radio wave cannot be transmitted until this is done, so that bidirectional communication can be performed smoothly.
本発明によれば、中継器を使用した無線通信の不正成立を生じ難くすることができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it can be made hard to produce fraudulent establishment of radio | wireless communication using a repeater.
(第1実施形態)
以下、本発明を具体化した通信不正成立防止システムの第1実施形態を図1〜図6に従って説明する。
(First embodiment)
A first embodiment of a communication fraud prevention system embodying the present invention will be described below with reference to FIGS.
図1に示すように、車両1には、車両1から電子キー2に無線による問い合せ(リクエスト信号Srq)を送信して、この問い合せに対する電子キー2の応答(ID信号Sid)によりID照合を行うキー操作フリーシステム3が搭載されている。キー操作フリーシステム3には、車外でID照合が成立するとドアロック施解錠が許可又は実行されるエントリー機能と、車内でID照合が成立すると車内のエンジンスイッチ4による車両1の電源遷移操作及びエンジン始動操作が許可されるエンジン始動機能とがある。なお、電子キー2は通信端末の一例であって第1通信部に相当し、リクエスト信号Srqが問い合せに相当し、ID信号Sidが応答に相当する。
As shown in FIG. 1, the vehicle 1 transmits a wireless inquiry (request signal Srq) from the vehicle 1 to the
この場合、車両1には、電子キー2との間でID照合を実行するキー照合装置5と、ドアロック動作を管理するドアロック装置6と、エンジンの動作を管理するエンジン始動装置7とが設けられ、これらが車内バス8によって接続されている。キー照合装置5には、キー照合装置5のコントロールユニットとして照合ECU(Electronic Control Unit)9が設けられている。照合ECU9のメモリ(図示略)には、車両1と組みをなす電子キー2のIDコードが登録されている。なお、照合ECU9は通信マスタの一例であって、第2通信部に相当する。
In this case, the vehicle 1 includes a
照合ECU9には、車外及び車内にLF(Low Frequency)帯の電波を発信するLF発信機11と、車外及び車内にUHF(Ultra High Frequency)帯の電波を発信するとともにUHF帯の電波を受信するUHF送受信機12とが接続されている。
The
UHF送受信機12は、電子キー2へのID返信要求としてリクエスト信号SrqをUHF帯の電波によって送信し、いわゆるスマート通信の成立可否を試みる。
一方、電子キー2には、電子キー2の動作を統括制御するキー制御部13が設けられている。キー制御部13のメモリ(図示略)には、キー固有のIDとして「IDコード」が登録されている。キー制御部13には、LF帯の電波を受信可能なLF受信機14と、UHF帯の電波を受信可能であるとともにキー照合装置5から送信されるUHF帯の電波と同一周波数帯のUHF帯の電波を送信可能なUHF送受信機15とが接続されている。
The UHF transmitter /
On the other hand, the
図2に示すように、車両駐車時、LF発信機11からLF帯のウェイク信号16が断続的に送信され、このウェイク信号16を電子キー2が受信して車外のスマート通信(車外通信)が確立すると、電子キー2からUHF帯のアック信号17が返信される。
As shown in FIG. 2, when the vehicle is parked, an LF
照合ECU9は、ウェイク信号16の送信後にアック信号17を受信すると、続いてUHF帯の「ビークルID18」を送信する。「ビークルID18」は、車両1の固有IDである。電子キー2は、「ビークルID18」を受信するとビークルID照合を行い、ビークルID照合が成立することを確認すると、UHF帯のアック信号19を再度返信する。
When the
照合ECU9は、「ビークルID18」の送信後にアック信号19を受信すると、続いてチャレンジ20を送信する。チャレンジ20には、「チャレンジコード」と「キー番号」とが含まれる。チャレンジ20は、リクエスト信号Srqに相当する。
When the
電子キー2は、チャレンジ20を受信すると、まずはキー番号照合を行い、この照合が成立することを確認すると、「チャレンジコード」を自身の暗号鍵に通して「レスポンスコード」を演算する。そして、電子キー2は、この「レスポンスコード」と「IDコード」を主データとするレスポンス21を送信する。ここでレスポンス21は、前記ID信号Sidに相当する。
When the
照合ECU9は、チャレンジ20を電子キー2に送信する際、自身も自らの暗号鍵にチャレンジコードを通して「レスポンスコード」を演算する。照合ECU9は、電子キー2からレスポンス21を受信すると、「レスポンスコード」の正否を確認するレスポンス照合と、電子キー2の「IDコード」の正否を確認するIDコード照合とを行う。照合ECU9は、両照合が成立したことを確認すると、原則的にスマート照合(車外照合)を成立として処理し、ドアロック装置6によるドアロック施解錠を許可又は実行する。
When the
また、運転者が乗車したことが例えばカーテシスイッチ等により検出されると、車外に代えて今度は車内へLF発信機11からLF帯のウェイク信号16の送信が開始されて、車内のスマート通信(車内通信)が実行される。そして、車外照合と同様の手順で車内のスマート照合(車内照合)の成立可否が確認され、車内照合の成立が確認されると、エンジン始動装置7による電源遷移操作及びエンジン始動操作が許可される。
Further, when it is detected by a courtesy switch or the like that the driver has boarded, for example, transmission of the LF
本実施形態の場合、図1に示すように、キー操作フリーシステム3には、図3に示す中継器22を使用したスマート通信の不正成立を防止する通信不正成立防止システム23が設けられている。中継器22を使用した不正通信成立とは、電子キー2を所持したユーザが車両1から遠く離れている際に、盗難行為を試みる第三者が、中継器22によって電波を中継して、スマート通信を不正に成立させる行為(中継器を使った不正行為)である。本実施形態の通信不正成立防止システム23は、この中継器22を使用した不正通信成立を防止するためのものである。
In the case of the present embodiment, as shown in FIG. 1, the key operation
ところで、この種の中継器22では、データ内容を中継できるものの、電波強度まで中継(コピー)することはできない現状がある。よって、電子キー2において電波の受信信号強度(RSSI:Received Signal Strength Indication)を確認すれば、スマート通信が電子キー2を経由した正規通信なのか、或いは中継器22を使用した不正通信なのかが分かる。このため、本実施形態の通信不正成立防止システム23は、電子キー2における電波の受信信号強度を確認することにより、スマート通信の通信正否判定を実行する。
By the way, in this kind of
この場合、図1に示すように、電子キー2のキー制御部13には、照合ECU9からUHF帯の電波を受信した際、この受信電波の受信信号強度を算出する受信信号強度算出部26が設けられている。受信信号強度算出部26は、UHF送受信機15で電波を受信した際、受信電波の振幅を検出することによって第1受信信号強度RSSI1を算出する。受信信号強度算出部26は、第1受信信号強度算出手段に相当する。
In this case, as shown in FIG. 1, the
また、電子キー2のキー制御部13には、受信信号強度算出部26が算出した第1受信信号強度RSSI1を車両1に通知する受信信号強度通知部27が設けられている。
受信信号強度通知部27は、電子キー2が車両1の問い合せに応答して各種電波(以降、まとめてUHF電波28と記す)を送信する際に、UHF電波28の主データ29の他に、受信電波の第1受信信号強度RSSI1を表すデータとして受信信号強度情報30をUHF電波28に乗せる。主データ29は、本実施形態では、前記「IDコード」と前記「レスポンスコード」である。受信信号強度通知部27は、第1送信実行手段に相当する。
The
When the
一方、図1に示すように、照合ECU9には、スマート通信時において車両1が電子キー2にUHF帯の各種電波(以降、まとめてUHF電波24と記す)を送信する際に、このUHF電波24を、同一周波数帯で送信させる送信処理部25が設けられている。送信処理部25は、第2送信実行手段に相当する。
On the other hand, as shown in FIG. 1, when the vehicle 1 transmits various radio waves in the UHF band (hereinafter collectively referred to as UHF radio wave 24) to the
また、照合ECU9には、電子キー2からのUHF帯の電波を受信した際、この受信電波の受信信号強度である第2受信信号強度RSSI2を算出する受信信号強度算出部9aが設けられている。受信信号強度算出部9aは、第2受信信号強度算出手段に相当する。
In addition, the
また、照合ECU9には、電子キー2からのUHF帯の電波で通知された受信信号強度情報30(第1受信信号強度RSSI1)と、受信信号強度情報30を受信したときの受信信号の第2受信信号強度RSSI2との差分を算出する算出部9bが設けられている。算出部9bは、算出手段に相当する。
Also, the
また、照合ECU9には、通信正否判定部31が設けられている。通信正否判定部31は、前記差分と予め登録されている基準値Rとを比較し、その比較結果に基づいて、電子キー2とのスマート通信が正規通信か否かを判定する。通信正否判定部31は、通信正否判定手段に相当し、前記差分は、判定値に相当する。
The
(基準値Rについて)
基準値Rは、下記のようにして照合ECU9の図示しないメモリに登録されている。
照合ECU9に電子キー2の前記「IDコード」や前記「暗号鍵」を登録する時の通信において、電子キー2が車両1からのUHF帯の電波(受信信号)を受信したときの第1受信信号強度RSSI1は、受信信号強度算出部26にて算出され、受信信号強度通知部27にて、該算出された第1受信信号強度RSSI1を車両1に通知する。このとき、受信信号強度情報30は、前記「IDコード」や前記「暗号鍵」を通知する際の電波等を使用して、通知する。
(Regarding reference value R)
The reference value R is registered in a memory (not shown) of the
First communication when the
受信信号強度情報30が乗ったUHF帯の電波の第2受信信号強度RSSI2は、受信信号強度算出部9aにて算出され、算出部9bにて、電子キー2から送信された第1受信信号強度RSSI1と、受信信号強度算出部9aが算出した第2受信信号強度RSSI2との差分を算出する。この差分を基準値Rとして、照合ECU9は図示しないメモリに登録する。
The second received signal strength RSSI2 of the radio wave in the UHF band carrying the received
なお、この基準値Rの登録時のUHF帯の電波の周波数帯は、前記スマート通信の周波数帯と同一周波数帯である。ここで、電子キー2の前記「IDコード」や前記「暗号鍵」を登録する場合、電子キー2は車両1に対して近接した位置、または車室内に位置した状態であって、中継器を使用しないで登録される。
Note that the frequency band of radio waves in the UHF band at the time of registration of the reference value R is the same frequency band as that of the smart communication. Here, when registering the “ID code” and the “encryption key” of the
(第1実施形態の作用)
次に、本実施形態の通信不正成立防止システム23の動作を図4〜図6に従って説明する。
(Operation of the first embodiment)
Next, the operation of the communication fraud
まず、図4に示すように、車両1が電子キー2とスマート通信を実行する場合を想定する。図4は、スマート通信における無線通信正否判定システムの無線通信の正否判定のフローチャートである。なお、説明の便宜上、車両1のビークルID、暗号鍵及びキー番号は、正規の組合せのものであることを前提として説明する。また、電子キー2におけるキー制御部13の受信信号強度算出部26は、車両1からのUHF電波24の受信がある毎に、そのUHF電波24の受信信号強度を算出しているものとする。
First, as shown in FIG. 4, it is assumed that the vehicle 1 performs smart communication with the
車両1(照合ECU9)は、スマート通信時において、最初にLF帯の電波のウェイク信号16を送信する。電子キー2は、ウェイク信号16を受信すると、UHF帯の電波のアック信号17を車両1に送信する。次に、車両1(照合ECU9)は、UHF電波24でビークルID18を送信する。ビークルID18を受信した電子キー2は、UHF帯の電波のビークルID18のビークルID照合の成立を確認した後、UHF帯の電波のアック信号19を車両1に送信する。車両1(照合ECU9)は、アック信号19を受信すると、「チャレンジコード」と「キー番号」を乗せたリクエスト信号Srq(UHF電波24)としてチャレンジ20を送信する。チャレンジ20を受信した電子キー2は、主データ29(「IDコード」と「レスポンスコード」)と、チャレンジ20を受信した際の受信信号強度である第1受信信号強度RSSI1を乗せて、UHF電波28であるレスポンス21を車両1に送信する。車両1の照合ECU9は、電子キー2からレスポンス21を受信すると、「レスポンスコード」の正否を確認するレスポンス照合と、電子キー2の「IDコード」の正否を確認するIDコード照合とを行う。照合ECU9は、両照合が成立したことを確認すると、次に、S10で、「通信条件」の成立の有無を判定する。
The vehicle 1 (verification ECU 9) first transmits an LF
(通信条件)
通信条件は、
P1crx(車両の受信電力)= P1krx(電子キーの受信電力) + □
……(1)
式(1)が成立しているか、である。
(Communication conditions)
The communication conditions are
P1crx (vehicle received power) = P1krx (electronic key received power) +
...... (1)
Whether Formula (1) is materialized.
前記通信条件の導出について図5を参照して説明する。なお、図5において、rは、車両1と電子キー2の両アンテナの距離である。
車両1から電子キー2へ、同一周波数帯の電波で通信する場合、
車両の送信電力 :P1ctx(dBm)
車両の送信受信アンテナ・ゲイン :Gc(dBm)
自由区間での伝搬ロス :Lr(dBm)
電子キーの送信受信アンテナ・ゲイン:Gk(dBm)
電子キーの受信電力 :P1krx(dBm)
とすると、
P1ctx+Gc−Lr+Gk=P1krx ……(2)
であり、電子キーの受信電力P1krxは、電子キーでの第1受信信号強度RSSI1に近似する値となる。
Derivation of the communication condition will be described with reference to FIG. In FIG. 5, r is the distance between both antennas of the vehicle 1 and the
When communicating from the vehicle 1 to the
Vehicle transmission power: P1ctx (dBm)
Vehicle transmit / receive antenna gain: Gc (dBm)
Propagation loss in free section: Lr (dBm)
Electronic key transmit / receive antenna gain: Gk (dBm)
Electronic key received power: P1krx (dBm)
Then,
P1ctx + Gc-Lr + Gk = P1krx (2)
The reception power P1krx of the electronic key is a value that approximates the first received signal strength RSSI1 at the electronic key.
一方、電子キー2から車両1へ通信する場合、
電子キーの送信電力 :P1ktx(dBm)
電子キーの送信受信アンテナ・ゲイン :Gk(dBm)
自由区間での伝搬ロス :Lr(dBm)
車両の送信受信アンテナ・ゲイン :Gc(dBm)
車両の受信電力 :P1crx(dBm)
とすると、
P1ktx+Gk−Lr+Gc=P1crx ……(3)
であり、車両の受信電力P1crxは、車両での第2受信信号強度RSSI2に近似する値となる。ここで、車両の送信受信アンテナ・ゲインGcと電子キーの送信受信アンテナ・ゲインGkとは、下記のようになっており、
Gc=Gk+□(dBm) ……(4)
で、送信受信アンテナでの合計電力P0は、車両及び電子キーとも同じP0、
P0=P1ctx+Gc=P1ktx+Gk ……(5)
とすると、
P1ctx(車両の送信電力) = P1ktx(電子キーの送信電力) − □
……(6)
となる。□は差分を表わす。
On the other hand, when communicating from the
Electronic key transmission power: P1ktx (dBm)
Electronic key transmit / receive antenna gain: Gk (dBm)
Propagation loss in free section: Lr (dBm)
Vehicle transmit / receive antenna gain: Gc (dBm)
Vehicle received power: P1crx (dBm)
Then,
P1ktx + Gk−Lr + Gc = P1crx (3)
The received power P1crx of the vehicle is a value that approximates the second received signal strength RSSI2 at the vehicle. Here, the transmission / reception antenna gain Gc of the vehicle and the transmission / reception antenna gain Gk of the electronic key are as follows,
Gc = Gk + □ (dBm) (4)
Thus, the total power P0 at the transmitting and receiving antennas is the same P0 for both the vehicle and the electronic key,
P0 = P1ctx + Gc = P1ktx + Gk (5)
Then,
P1ctx (transmission power of vehicle) = P1ktx (transmission power of electronic key)-□
...... (6)
It becomes. □ represents the difference.
また、
Gc=Gk+□(dBm) ……(7)
で、
P1crx(車両の受信電力)+Gc=P1krx(電子キーの受信電力)+Gk
……(8)
とすると、前記式(1)となる。
Also,
Gc = Gk + □ (dBm) (7)
so,
P1crx (vehicle received power) + Gc = P1krx (electronic key received power) + Gk
...... (8)
Then, the equation (1) is obtained.
上記のことから、P1ctx(車両の送信電力)とP1ktx(電子キーの送信電力)とは、周波数帯が一定の場合、車両と電子キーでの受信信号強度の差分□が一定となる。
従って、差分□が常に一定であれば、式(1)が成立することになる。
From the above, P1ctx (transmission power of the vehicle) and P1ktx (transmission power of the electronic key) have a constant difference □ of the received signal strength between the vehicle and the electronic key when the frequency band is constant.
Therefore, if the difference □ is always constant, the formula (1) is established.
本実施形態では、式(1)が成立するか否かの判定のために、照合ECU9では受信信号強度算出部9aでレスポンス21の第2受信信号強度RSSI2を算出し、このレスポンス21の第2受信信号強度RSSI2とレスポンス21で通知された受信信号強度情報30(第1受信信号強度RSSI1)との差分を、算出部9bで算出する。そして、通信正否判定部31は、基準値Rと前記差分とを比較することにより、通信正否の判定を行う。本実施形態では、差分が基準値Rに一致することは、差分が基準範囲にあることに相当する。
In the present embodiment, the
なお、基準値Rと差分□との比較においては、基準値Rと差分□とが同一値の場合に、中継器使用不正行為がない適正な通信であると判定してもよく、或いは、差分□がR−Δ≦□≦R+Δの範囲(すなわち、基準範囲)内である場合に、差分が一定であると看做して中継器使用不正行為がない適正な通信と判定してもよい。なお、Δは、中継器使用不正行為がないと判定してもよいとする値である。 In addition, in the comparison between the reference value R and the difference □, if the reference value R and the difference □ are the same value, it may be determined that the communication is proper communication with no repeater use fraud. If □ is within the range of R−Δ ≦ □ ≦ R + Δ (that is, the reference range), it may be determined that the difference is constant, and the communication is determined to be appropriate with no repeater use fraud. Note that Δ is a value that it may be determined that there is no fraudulent use of the repeater.
図4のS10において、式(1)を満たす場合(すなわち、成立する場合)には、照合ECU9はスマート通信を正規通信として判定処理するとともに、スマート照合(車外照合)を成立として処理し、S20において、ドアロック装置6によるドアロック施解錠を許可又は実行する。
In S10 of FIG. 4, when the expression (1) is satisfied (that is, established), the
一方、図6に示すように中継器22により片側リレーで電波が中継される場合、動作範囲は、車両1から電子キー2で決まるため、中継器22を介して通信が行われると、前記式(1)を満たさない。このため、中継器使用不正行為が検出できることになる。
On the other hand, when radio waves are relayed by the one-side relay by the
なお、図6において、Grは、中継器22のアンテナのゲイン、P1rtxは、中継器22の送信電力、P1rrxは、中継器22の受信電力である。また、Lxは、中継器22と車両1の距離xによる伝搬ロス、Lyは、中継器22と電子キー2の距離yによる伝搬ロスである。
In FIG. 6, Gr is the antenna gain of the
また、中継器22により双方向リレーで電波が中継される場合、車両1から電子キー2への通信に関与するアンテナ・ゲインGc、Gr、Gkと、電子キー2から車両1への通信に関与するアンテナ・ゲインGc、Gr、Gkとが等しくないと、受信信号強度の差分□が、一定とならず、式(1)を満足しない。すなわち、このような双方向リレーで電波を中継する際に、往路に関与するゲインと復路に関与するゲインを相互に等しくなるようにする中継器の作成は難しい。従って、中継器使用不正行為の検出を容易に行うことができる。
In addition, when radio waves are relayed by the
上記のようにして、S10において、式(1)を満たさない場合(すなわち、不成立の場合)には、照合ECU9はスマート通信を不正通信として判定処理し、S30において、スマート照合(車外照合)を不成立として処理する。
As described above, when the expression (1) is not satisfied in S10 (that is, when it is not established), the
以上により、本実施形態においては、スマート通信の際に車両1と電子キー2との間で同一周波数帯のUHF電波24、UHF電波28で通信を行う。そして、電子キー2は車両1からの電波を受信したときの第1受信信号強度RSSI1を算出する。そして、電子キー2では、算出した第1受信信号強度RSSI1を受信信号強度情報30として車両1に送信する。車両1では、受信信号強度情報30が乗った電波の第2受信信号強度RSSI2を算出し、受信信号強度情報30(第1受信信号強度RSSI1)と算出した第2受信信号強度RSSI2との差分を算出し、この差分が基準値と同一であれば、スマート通信を正規通信として処理し、一方で、同一でない場合には、中継器22を使用した不正通信として処理する。よって、中継器22を使用した不正通信を見分けることが可能となるので、不正通信を成立として処理させてしまうことを防ぐことが可能となる。
As described above, in the present embodiment, communication is performed between the vehicle 1 and the
本実施形態の構成によれば、以下に記載の効果を得ることができる。
(1)車両1と電子キー2との間を同一周波数帯のUHF電波で通信し、電子キー2では車両1からの電波の第1受信信号強度RSSI1を算出して、その受信信号強度を受信信号強度情報30として車両1に送信する。そして、車両1では、通知された受信信号強度情報30(第1受信信号強度RSSI1)と受信信号強度情報30が乗った電波の第2受信信号強度RSSI2の差分を算出して、この差分が基準値と同一か否かを確認することにより、スマート通信の通信正否を判定する。このため、スマート通信が中継器22を使用した通信か否かを見分けることが可能となるので、中継器22を使用した不正通信を成立させ難くすることができる。よって、車両1の不正使用や盗難に対するセキュリティ性を確保することができる。
According to the configuration of the present embodiment, the following effects can be obtained.
(1) The vehicle 1 and the
(2)スマート通信の正否認証を車両1側で行うため、この種の認証機能を新たに電子キー2に設ける必要がない。よって、今まで使用していた電子キー2をそのまま継続使用することができ、かつ電子キー2を簡素な構造で済ますことができる。
(2) Since authentication of smart communication is performed on the vehicle 1 side, it is not necessary to newly provide this kind of authentication function in the
(3)正規通信か否かを判定するべく基準値との比較に用いる判定値を第1受信信号強度RSSI1と第2受信信号強度RSSI2との差分とするため、簡単な演算で素早く正規通信か否かを判定することができる。 (3) Since the determination value used for comparison with the reference value to determine whether or not regular communication is used is the difference between the first received signal strength RSSI1 and the second received signal strength RSSI2, the regular communication can be performed quickly with a simple calculation. It can be determined whether or not.
(第2実施形態)
次に、第2実施形態のキー操作フリーシステム3に採用した通信不正成立防止システム23を図7に従って説明する。なお、本実施形態では、第1実施形態と異なる構成を中心に説明し、第1実施形態と同一構成または相当する構成については同一符号を付して詳しい説明を省略する。なお、本実施形態においても、第1実施形態と同様に、車両1と電子キー2との間の通信に使用されるUHF電波は、同一周波数帯である。また、本実施形態を含めた各実施形態のUHF電波の種類は限定するものではない。
(Second Embodiment)
Next, the communication fraud
本実施形態では、電子キー2のキー制御部13には、比較部13aが設けられているところが、第1実施形態と異なっている。
比較部13aは、受信信号強度算出部26が算出した、車両1から送信されたUHF電波の第1受信信号強度RSSI1を受信信号強度飽和検出用の第1閾値と比較する。なお、第1閾値は、例えばUHF送受信機15内部の回路が処理できるUHF電波の受信信号強度の飽和値(最大値)よりも若干低い値である。第1受信信号強度RSSI1が受信信号強度飽和検出用の第1閾値を超えている場合には、比較部13aは、受信電波の第1受信信号強度RSSI1が飽和していると判定する。受信信号強度通知部27は、この判定があった場合には、車両1に、飽和しているとした第1受信信号強度RSSI1及び減衰要請を、UHF電波で通知する。この通知するUHF電波は、車両1からのUHF電波が飽和していると判定された場合、電子キー2がその応答として送信するものである。
In the present embodiment, the
The comparison unit 13a compares the first reception signal strength RSSI1 of the UHF radio wave transmitted from the vehicle 1 calculated by the reception signal strength calculation unit 26 with a first threshold value for detection of reception signal strength saturation. Note that the first threshold value is slightly lower than the saturation value (maximum value) of the received signal strength of UHF radio waves that can be processed by, for example, the circuit inside the
ここで、比較部13aは、第1比較手段に相当し、前記減衰要請は第1減衰要請に相当する。
車両1の照合ECU9では、第1受信信号強度RSSI1及び減衰要請を受信すると、送信処理部25が、それらに基づいて、送信出力を前回出力よりも減衰するようにパワーコントロールを行って電子キー2にUHF電波を送信する。この場合、送信出力の減衰量αは、予め設定された量である。
Here, the comparison unit 13a corresponds to a first comparison unit, and the attenuation request corresponds to a first attenuation request.
When the
なお、車両1の照合ECU9では、第1受信信号強度RSSI1及び減衰要請を受信する毎に、前述の処理と同様の処理を行う。
そして、算出部9bは、上記処理があった後に、電子キー2から減衰要請がなくて第1受信信号強度RSSI1の通知を受けた場合には、前記減衰要請がない電波自体の第2受信信号強度RSSI2と、該電波により通知された新たな第1受信信号強度RSSI1との差分を算出する。
Note that the
When the
この場合、通信正否判定部31は、送信出力を減衰量αで減衰した回数nに応じて、「R」から「R+n・α」に変更した基準値と、算出部9bが算出した差分とを比較することにより、通信正否の判定を行う。
In this case, the communication
本実施形態の構成によれば、以下に記載の効果を得ることができる。
(1)車両1と電子キー2とが接近している場合において、電子キー2が受信した電波の受信信号強度が飽和する場合がある。この場合、本実施形態では、電子キー2から車両1の照合ECU9に対して電波の送信出力を減衰要請することにより、電子キー2が受信する電波の受信信号強度の飽和がないようにできる。この飽和がなくなった状態で、スマート通信の通信正否を判定することができる。その結果、第1実施形態と同様の効果を得る。
According to the configuration of the present embodiment, the following effects can be obtained.
(1) When the vehicle 1 and the
(第3実施形態)
次に、第3実施形態のキー操作フリーシステム3に採用した通信不正成立防止システム23を図8に従って説明する。なお、本実施形態では、第1実施形態と異なる構成を中心に説明し、第1実施形態と同一構成または相当する構成については同一符号を付して詳しい説明を省略する。なお、本実施形態においても、第1実施形態と同様に、車両1と電子キー2との間の通信に使用されるUHF電波は、同一周波数帯である。
(Third embodiment)
Next, the communication fraud
本実施形態では、車両1の照合ECU9には、比較部9cが設けられているところが、第1実施形態と異なっている。
比較部9cは、受信信号強度算出部9aが算出した電子キー2からのUHF電波の第2受信信号強度RSSI2と、受信信号強度飽和検出用の第2閾値とを比較し、第2受信信号強度RSSI2が受信信号強度飽和検出用の第2閾値を超えている場合には、受信電波の受信信号強度が飽和していると判定する。なお、第2閾値は、例えばUHF送受信機12内部の回路が処理できるUHF電波の受信信号強度の飽和値(最大値)よりも若干低い値である。
In the present embodiment, the
The
送信処理部25は、減衰要請と、第2閾値を超えた第2受信信号強度RSSI2を電子キー2に送信する。ここで、前記比較部9cは第2比較手段に相当し、前記減衰要請は第2減衰要請に相当する。
The
電子キー2の受信信号強度通知部27は、前記減衰要請と第2閾値を超えた第2受信信号強度RSSI2に基づいて、送信出力が前回出力よりも減衰するようにパワーコントロールを行って、車両1に電波を送信する。この場合、送信出力の減衰量βは、予め設定された量である。なお、減衰量βは第2実施形態の減衰量αと同じでも異なっていてもよい。
The reception signal strength notification unit 27 of the
電子キー2では、前記減衰要請と第2閾値を超えた第2受信信号強度RSSI2を受信する毎に、前述の処理と同様の処理を行う。
車両1の照合ECU9の算出部9bは、前記減衰要請と第2閾値を超えた第2受信信号強度RSSI2を送信した直後又はそれ以降に送信処理部25が前記減衰要請を含まないチャレンジ20を行った後に電子キー2から送信された電波自体の新たな第2受信信号強度RSSI2と、該新たな第2受信信号強度RSSI2が算出された電波で通知された第1受信信号強度RSSI1との差分を算出する。そして、通信正否判定部31は、送信出力を減衰量βで減衰した回数m(すなわち、減衰要請回数)に応じて、「R」から「R+m・β」に変更した基準値と、算出部9bが算出した差分とを比較することにより、通信正否の判定を行う。
Every time the
The
本実施形態の構成によれば、以下に記載の効果を得ることができる。
(1)車両1と電子キー2とが接近している場合において、照合ECU9が受信した電波の受信信号強度が飽和する場合がある。この場合、本実施形態では、照合ECU9から電子キー2に対して電波の送信出力を減衰要請することにより、照合ECU9が受信する電波の受信信号強度の飽和がないようにできる。この飽和がなくなった状態で、スマート通信の通信正否を判定することができる。その結果、第1実施形態と同様の効果を得る。
According to the configuration of the present embodiment, the following effects can be obtained.
(1) When the vehicle 1 and the
(第4実施形態)
次に、第4実施形態のキー操作フリーシステム3に採用した通信不正成立防止システム23を図9を参照して説明する。第4実施形態は、第2実施形態と第3実施形態とを組み合わせたものである。すなわち、本実施形態では、図9に示すように比較部13aを有する電子キー2と、比較部9cを有する照合ECU9とにより、キー操作フリーシステム3及び通信不正成立防止システム23が構成されている。この通信不正成立防止システム23は、第2実施形態と第3実施形態でそれぞれ説明した作用効果を有するものとなる。
(Fourth embodiment)
Next, the communication fraud
なお、第4実施形態において、n・減衰量α≠m・減衰量βの場合、通信正否判定部31は、送信出力を、車両1側と電子キー2側でそれぞれ減衰した量に応じて、「R」から「R+n・α−m・β」に変更した基準値と、算出部9bが算出した差分とを比較することにより、通信正否の判定を行う。
In the fourth embodiment, when n · attenuation amount α ≠ m · attenuation amount β, the communication
また、n・減衰量α=m・減衰量βの場合、通信正否判定部31は、基準値を「R」にして、該基準値Rと、算出部9bが算出した差分とを比較することにより、通信正否の判定を行う。
When n · attenuation amount α = m · attenuation amount β, the communication
なお、上記第1〜第4実施形態はこれまでに述べた構成に限らず、以下の態様に変更してもよい。
・上記各実施形態では、レスポンス21に受信信号強度情報30を乗せたが、電子キー2から送信するUHF電波28において、受信信号強度情報30を乗せる電波は、前述したアック信号17、19、レスポンス21のいずれでもよく、また、他の種類のUHF電波であってもよい。そして、受信信号強度情報30を乗せた電波の第2受信信号強度RSSI2を受信信号強度算出部9aで算出し、算出部9bで差分を算出した後、通信正否判定部31において、基準値Rと差分□とを比較するようにしてもよい。
In addition, the said 1st-4th embodiment is not restricted to the structure described so far, You may change into the following aspects.
In each of the above embodiments, the received
・上記各実施形態では、受信信号強度情報30を乗せた電波の受信信号強度を第2受信信号強度RSSI2としたが、受信信号強度情報30を含まない電子キー2からの電波の受信信号強度を第2受信信号強度RSSI2としてもよい。
In each of the above embodiments, the received signal strength of the radio wave carrying the received
・上記各実施形態では、レスポンス21の第2受信信号強度RSSI2とチャレンジ20の第1受信信号強度RSSI1(受信信号強度情報30)との差分が基準値Rと異なった場合が1回あった場合、正規通信ではないとした。
In each of the above embodiments, when the difference between the second received signal strength RSSI2 of the
これに代えて、車両1と電子キー2との各種電波の通信において、複数回通信し、車両1で第1受信信号強度RSSI1(受信信号強度情報30)が通知された電波の第2受信信号強度RSSI2と該第1受信信号強度RSSI1との差分が基準値と同一でない場合が通信正否判定部31の判定で複数回あった後に、差分が一定となった場合、不正通信として処理してもよい。
Instead, in the various radio wave communication between the vehicle 1 and the
・第2実施形態では、車両1から送信されたUHF電波が飽和しているとき、電子キー2は、減衰要請(第1減衰要請)と、そのときの第1受信信号強度RSSI1を車両1に送信することとしたが、減衰要請(第1減衰要請)のみを車両1に送信してもよい。この場合、車両1の照合ECU9における送信処理部25では、この減衰要請に基づいて、UHF電波の送信出力を減衰する。
In the second embodiment, when the UHF radio wave transmitted from the vehicle 1 is saturated, the
・第3実施形態では、電子キー2から送信されたUHF電波が飽和しているとき、車両1は、減衰要請(第2減衰要請)と、そのときの第2受信信号強度RSSI2を電子キー2に送信することとしたが、減衰要請(第2減衰要請)のみを電子キー2に送信してもよい。この場合、電子キー2の受信信号強度通知部27では、この減衰要請に基づいて、UHF電波の送信出力を減衰する。
In the third embodiment, when the UHF radio wave transmitted from the
(第5実施形態)
次に、第5実施形態のキー操作フリーシステム3に採用した通信不正成立防止システム23を図1を援用しつつ図10及び図11に従って説明する。なお、本実施形態においても、第1実施形態と同様に、車両1と電子キー2との間の通信に使用されるUHF電波は、同一周波数帯である。
(Fifth embodiment)
Next, a communication fraud
本実施形態では、第1受信信号強度RSSI1と第2受信信号強度RSSI2との差分に代えて、第1受信信号強度の時間変化と第2受信信号強度の時間変化との一致度合を判定値とするところが、第1実施形態と異なっている。 In this embodiment, instead of the difference between the first received signal strength RSSI1 and the second received signal strength RSSI2, the degree of coincidence between the time change of the first received signal strength and the time change of the second received signal strength is used as the determination value. However, this is different from the first embodiment.
図10に示すように、車両1が電子キー2とスマート通信を実行する場合を想定する。なお、電子キー2におけるキー制御部13の受信信号強度算出部26は、車両1からのUHF電波24の受信がある毎に、そのUHF電波24の第1受信信号強度を受信時刻と関連付けして算出しているものとする。よって、受信信号強度算出部26は第1受信信号強度算出手段に相当する。また、車両1における照合ECU9の受信信号強度算出部9aは、電子キー2からのUHF電波28の受信がある毎に、そのUHF電波28の第2受信信号強度を受信時刻と関連付けして算出しているものとする。よって、受信信号強度算出部9aは第2受信信号強度算出手段に相当する。これらにより、車両1と電子キー2の双方において、相手側からのUHF電波の受信信号強度の時間変化が得られることになる。
As shown in FIG. 10, it is assumed that the vehicle 1 performs smart communication with the
車両1(照合ECU9)は、スマート通信時において、最初にLF帯の電波のウェイク信号を送信する。電子キー2は、ウェイク信号を受信すると、UHF帯の電波のアック信号を車両1に送信する。
The vehicle 1 (verification ECU 9) first transmits a wake signal of an LF band radio wave during smart communication. When the
その後、車両1(照合ECU9)は、UHF電波24による1回目のチャレンジを送信する。1回目のチャレンジを受信した電子キー2は、1回目のチャレンジを受信した際の第1受信信号強度RSSIkey1(便宜上B1とする)を1回目のチャレンジの受信時刻に関連付けして算出した上で、本例では当該第1受信信号強度RSSIkey1を含まないUHF電波28である1回目のレスポンスを車両1に送信する。車両1の照合ECU9は、1回目のレスポンスを受信すると、1回目のレスポンスを受信した際の第2受信信号強度RSSIcar1(便宜上A1とする)を1回目のレスポンスの受信時刻に関連付けして算出した上で、UHF電波24による2回目のチャレンジを送信する。
Thereafter, the vehicle 1 (verification ECU 9) transmits the first challenge by the UHF radio wave 24. The
2回目のチャレンジを受信した電子キー2は、2回目のチャレンジを受信した際の第1受信信号強度RSSIkey2(便宜上B2とする)を2回目のチャレンジの受信時刻に関連付けして算出した上で、本例では当該第1受信信号強度RSSIkey2を含まないUHF電波28である2回目のレスポンスを車両1に送信する。車両1の照合ECU9は、2回目のレスポンスを受信すると、2回目のレスポンスを受信した際の第2受信信号強度RSSIcar2(便宜上A2とする)を2回目のレスポンスの受信時刻に関連付けして算出した上で、UHF電波24による3回目のチャレンジ(図示略)を送信する。
The
やがて、n回目のチャレンジを受信した電子キー2は、n回目のチャレンジを受信した際の第1受信信号強度RSSIkeyn(便宜上Bnとする)をn回目のチャレンジの受信時刻に関連付けして算出した上で、本例では当該第1受信信号強度RSSIkeynを含まないUHF電波28であるn回目のレスポンスを車両1に送信する。車両1の照合ECU9は、n回目のレスポンスを受信すると、n回目のレスポンスを受信した際の第2受信信号強度RSSIcarn(便宜上Anとする)をn回目のレスポンスの受信時刻に関連付けして算出する。
Eventually, the
そして、車両1と電子キー2との間でチャレンジ及びレスポンスの送受信をn回繰り返すことが取り決められていることを前提に、電子キー2は、n回目のレスポンスを車両1に送信した後、上記B1〜Bnを全て含む第1受信信号強度情報RSSIkeymを乗せたUHF電波28を車両1に送信する。
The
車両1の照合ECU9は、S40において、第1受信信号強度の時間変化と第2受信信号強度の時間変化との一致度合を示す相関係数ρ(−1≦ρ≦1)を計算する。相関係数ρは判定値に相当し、照合ECU9の算出部9bは算出手段に相当する。ここで、車両1が測定した第2受信信号強度はA=[A1,A2,・・・,An]であり、電子キー2が測定した第1受信信号強度はB=[B1,B2,・・・,Bn]である。そして、図11には、車両1が測定した第2受信信号強度が×印でプロットされ、電子キー2が測定した第1受信信号強度が○印でプロットされ、それらにより、各受信信号強度の時間変化が示されている。
In S40, the
相関係数ρの計算に戻り、第2受信信号強度の平均値はa=ΣAm/n(ただしm=1,2,・・・,n)であり、第1受信信号強度の平均値はb=ΣBm/n(ただしm=1,2,・・・,n)である。すると、第2受信信号強度とその平均値との差はA’=[A1−a,A2−a,・・・,An−a]となり、第1受信信号強度とその平均値との差はB’=[B1−b,B2−b,・・・,Bn−b]となる。 Returning to the calculation of the correlation coefficient ρ, the average value of the second received signal strength is a = ΣAm / n (where m = 1, 2,..., N), and the average value of the first received signal strength is b. = ΣBm / n (where m = 1, 2,..., N). Then, the difference between the second received signal strength and its average value is A ′ = [A1-a, A2-a,..., An−a], and the difference between the first received signal strength and its average value is B ′ = [B1-b, B2-b,..., Bn-b].
ピアソンの相関係数ρは、以下の式(9)を用いて計算される(S40)。 The Pearson correlation coefficient ρ is calculated using the following equation (9) (S40).
車両1の照合ECU9は、S50でYESと判断すると、S60において、ドアロック施解錠を許可又は実行する一方、S50でNOと判断すると、S70において、中継器使用不正行為を検出しつつスマート照合(車外照合)を不成立として処理する。照合ECU9の通信正否判定部31は通信正否判定手段に相当する。
If the
本実施形態の構成によれば、以下に記載の効果を得ることができる。
(1)車両1の照合ECU9と電子キー2との間の双方向通信が同一周波数帯のUHF電波で行われることから、アンテナ指向性や両者間の距離によらず、また、両者間の位置関係や電波の伝搬環境が変化しても、第1受信信号強度の時間変化と第2受信信号強度の時間変化との一致度合を示す判定値が基準範囲内となる。一方、中継器22を介して、照合ECU9と電子キー2との間で通信が行われた場合には、第1受信信号強度の時間変化と第2受信信号強度の時間変化との一致度合を示す判定値は基準範囲内とならない。そのため、第1受信信号強度の時間変化と第2受信信号強度の時間変化との一致度合を示す判定値である相関係数ρと基準範囲との比較により正規通信か否かを判定することができる。これにより、スマート通信が中継器22を使用した通信か否かを見分けることが可能となるので、中継器22を使用した不正通信を成立させ難くすることができる。よって、車両1の不正使用や盗難に対するセキュリティ性を確保することができる。
According to the configuration of the present embodiment, the following effects can be obtained.
(1) Since the two-way communication between the
(2)複数の受信機会の第1受信信号強度の情報をまとめて送信するため、照合ECU9からの電波を受信する度に、該受信した電波の第1受信信号強度の情報を送信する場合に比べ、照合ECU9からの電波に対する応答電波を送信する際に、個々の応答電波を簡素化することができる。
(2) When information on the first received signal strength of a plurality of reception opportunities is transmitted together, information on the first received signal strength of the received radio waves is transmitted each time a radio wave from the
(3)照合ECU9からの電波を受信する度に、該受信した電波の第1受信信号強度の情報を送信する場合とは異なり、照合ECU9において、第1受信信号強度の情報を受信するまで次の電波を送信できないといった不都合が生じないため、双方向通信を円滑に遂行することができる。
(3) Unlike the case where the information on the first received signal strength of the received radio wave is transmitted each time the radio wave from the
(4)上記(1)に関連して、電子キー2を持ったユーザが動いても、中継器使用不正行為を検出できる。
(5)中継器22による片側リレーの場合、一方の経路が異なることから中継器使用不正行為を検出できる。
(4) In relation to (1) above, it is possible to detect fraudulent use of the repeater even if the user with the
(5) In the case of a one-sided relay by the
(6)別周波数帯を用いた双方向リレーの場合、双方の経路が異なることから中継器使用不正行為を検出できる。
(7)照合ECU9に電子キー2を登録する時の第1受信信号強度の取得(交換)が不要である。
(6) In the case of a bidirectional relay using a different frequency band, it is possible to detect repeater use fraud because both routes are different.
(7) Acquisition (exchange) of the first received signal strength when registering the
なお、上記第5実施形態はこれまでに述べた構成に限らず、以下の態様に変更してもよい。
・判定値にピアソンの相関係数ρを用いる代わりに、相互相関係数を用いてもよい。或いは、最小二乗法やフーリエ変換、ウェーブレット変換を用いたり、画像処理技術(画像一致検出等)を応用してもよい。
The fifth embodiment is not limited to the configuration described so far, and may be modified as follows.
Instead of using Pearson's correlation coefficient ρ as a determination value, a cross-correlation coefficient may be used. Alternatively, the least square method, Fourier transform, wavelet transform may be used, or image processing technology (image coincidence detection, etc.) may be applied.
・複数の受信機会の第1受信信号強度の情報をまとめて送信する代わりに、図1を援用して、照合ECU9からのUHF電波24を受信する度に、該受信した電波の第1受信信号強度の情報(受信信号強度情報30)を乗せたUHF電波28を車両1に送信してもよい。この場合、受信信号強度情報30は、UHF電波24の受信時刻が関連付けされた第1受信信号強度の情報である。これにより、車両1の照合ECU9は、UHF電波28の第2受信信号強度を受信時刻と関連付けして算出しつつ第2受信信号強度の時間変化を得ることができる他、UHF電波28に含まれる受信信号強度情報30に基づいて、第1受信信号強度の時間変化を得ることができる(図11と同様)。そして、照合ECU9の算出部9bは、受信信号強度情報30を含むUHF電波28を受信する度に(受信機会1回毎に)、或いは、複数回毎にまとめて、或いは、最後のn回後にまとめて相関係数ρを計算する。
Instead of transmitting the information of the first received signal strengths of a plurality of reception opportunities all together, the first received signal of the received radio wave is received every time the UHF radio wave 24 from the
(第6実施形態)
次に、通信不正成立防止システム23の第6実施形態を、図12〜図16に従って説明する。なお、本実施形態においても、車両1と電子キー2との間の通信に使用されるUHF電波は、同一周波数帯である。また、キー照合装置5および電子キー2からなる通信不正成立防止システム23は、スマート通信の不正成立を防止する無線通信正否判定システムである。
(Sixth embodiment)
Next, a sixth embodiment of the communication fraud
本実施形態では、第5実施形態と同様に、第1受信信号強度RSSI1の時間変化と第2受信信号強度RSSI2の時間変化との一致度合を判定値としている。
図12に示すように、車両1のUHF送受信機12は、2つのアンテナ12a,12bと、切替部12cと、を備えている。UHF送受信機12は、2つのアンテナ12a,12bのいずれか一方を用いて、電子キー2へのUHF電波24を送信する。また、UHF送受信機12は、2つのアンテナ12a,12bのいずれか一方を用いて、電子キー2からのUHF電波28を受信する。切替部12cは、車両1と電子キー2との間の通信中に、UHF帯の電波の送受信を行うアンテナを、アンテナ12aとアンテナ12bとの間で切り替える。なお、アンテナ12a,12bは、車両1における、できる限り離れた位置に設けられることが好ましい。
In the present embodiment, as in the fifth embodiment, the degree of coincidence between the time change of the first received signal strength RSSI1 and the time change of the second received signal strength RSSI2 is used as the determination value.
As shown in FIG. 12, the
また、電子キー2のUHF送受信機15は、アンテナ15aを備えている。
図13に示すように、車両1(照合ECU9)は、スマート通信時において、最初にLF帯の電波によるウェイク信号を送信する。電子キー2は、ウェイク信号を受信すると、UHF帯の電波によるアック信号を車両1に送信する。
The
As shown in FIG. 13, the vehicle 1 (collation ECU 9) first transmits a wake signal based on radio waves in the LF band during smart communication. When the
その後、第5実施形態と同様に、車両1の照合ECU9と電子キー2との間でUHF帯の電波によるチャレンジ(CH)およびレスポンス(Re)の送受信がn回繰り返される。すなわち、照合ECU9は、電子キー2へUHF電波24によるチャレンジをn回送信し、このn回のチャレンジに対する応答として、電子キー2は、照合ECU9へUHF電波28によるレスポンスをn回送信する。電子キー2は、受信したn回のチャレンジの第1受信信号強度RSSIkey1〜RSSIkeyn(便宜上B1〜Bnとする)を、チャレンジの受信時刻に関連付けして算出する。照合ECU9は、受信したn回のレスポンスの第2受信信号強度RSSIcar1〜RSSIcarn(便宜上A1〜Anとする)を、レスポンスの受信時刻に関連付けして算出する。
Thereafter, similarly to the fifth embodiment, transmission / reception of a challenge (CH) and a response (Re) by radio waves in the UHF band is repeated n times between the
そして、車両1と電子キー2との間でチャレンジおよびレスポンスの送受信がn回繰り返されると、電子キー2は、n回目のレスポンスを車両1に送信した後、上記B1〜Bnを全て含む第1受信信号強度情報RSSIkeymを乗せたUHF電波28を車両1に送信する。なお、車両1は算出したA1〜Anを記憶している。
When transmission / reception of a challenge and a response is repeated n times between the vehicle 1 and the
ところで、本実施形態では、車両1と電子キー2との間でチャレンジおよびレスポンスの送受信がn回繰り返される間に、切替部12cは、UHF電波を送受信するアンテナを切り替える。一例として、車両1と電子キー2との間の送受信は、1回目からk回目(k<n)までの間、アンテナ12aを使用して実行される。照合ECU9がk回目のレスポンスを受信すると、切替部12cは、車両1と電子キー2との間の送受信に使用するアンテナを、アンテナ12aからアンテナ12bに切り替える。そして、車両1と電子キー2との間の送受信は、k+1回目からn回目までの間、アンテナ12bを使用して実行される。
By the way, in this embodiment, while transmission / reception of a challenge and a response is repeated n times between the vehicle 1 and the
車両1の照合ECU9は、S80において、式(9)を用いることにより、第1受信信号強度の時間変化と第2受信信号強度の時間変化との一致度合を示す相関係数ρを計算する。
In S80, the
車両1の照合ECU9は、S90において、相関係数ρが1に近いか否か、すなわち、第1受信信号強度の時間変化と第2受信信号強度の時間変化とが一致しているか否かを判断する。なお、特に切替部12cによってアンテナを切り替えた直後の一定期間における、第1受信信号強度の時間変化と第2受信信号強度の時間変化との一致度合を確認することが好ましい。切替部12cによって、アンテナを切り替えた直後は、第1受信信号強度および第2受信信号強度の変動が大きいためである。
In S90, the
車両1の照合ECU9は、S90でYESと判断すると、S100において、ドアロック装置6によるドアロック施解錠を許可する一方、S90でNOと判断すると、S110において、中継器使用不正行為を検出しつつ車内スマート照合を不成立として処理する。
If the
つぎに、車両1と電子キー2との間の無線通信における通信経路について説明する。ここでは、車両1および電子キー2が静止状態にある場合を想定する。
まず、比較例を説明する。図14(a)に示すように、車両1と電子キー2との間の通信経路に中継器22が設けられている。ここでは、車両1から送信されるUHF電波が中継器22を介して電子キー2に届く。このため、電子キー2のアンテナ15aから送信されるUHF電波は直接車両1に届くのに対し、車両1のアンテナ12aから送信されるUHF電波は、中継器22のアンテナ22aを介して電子キー2のアンテナ15aに届く。そして、車両1および電子キー2が静止状態にある場合、車両1と電子キー2との位置関係および伝搬環境は変化しない。また、車両1と電子キー2との間の通信が中継器22を介して行われた場合であっても、中継器22が移動しない限り、車両1と電子キー2との位置関係および伝搬環境は変化しない。すなわち、車両1と電子キー2との間の電波の伝搬経路は変化しない。
Next, a communication path in wireless communication between the vehicle 1 and the
First, a comparative example will be described. As shown in FIG. 14A, a
図15(a)に示すように、車両1および電子キー2が静止している場合には、実線で示される第1受信信号強度および2点鎖線で示される第2受信信号強度は、時間の経過によらずに一定である。なお、中継器22を介する車両1から電子キー2への通信経路と、中継器22を介さない電子キー2から車両1への通信経路とは、電波の伝搬距離および伝搬環境が異なるため、第1受信信号強度と第2受信信号強度とは互いに一定量ずれた状態の類似した時間変化(軌跡)を呈する。
As shown in FIG. 15 (a), when the vehicle 1 and the
これに対し、図14(b)に示すように、本実施形態では、車両1に設けられたアンテナ12a,12bを切り替えることにより、車両1と電子キー2とが静止状態にある場合であっても、車両1と電子キー2との間の電波の伝搬経路を変化させることができる。すなわち、アンテナ12aから送信されるUHF電波は、実線で示されるように、アンテナ22aを介してアンテナ15aに届く。また、アンテナ12bから送信されるUHF電波は、破線で示されるように、アンテナ22aを介してアンテナ15aへと届く。このため、アンテナ12aとアンテナ12bとで、アンテナ15aまでの通信経路が異なるものとなる。これにより、中継器22と電子キー2との間の位置関係は変化しないが、車両1と中継器22との間の電波の伝搬経路は、アンテナ12aとアンテナ22aとの間の経路から、アンテナ12bとアンテナ22aとの間の経路へと切り替わる分、変化する。単純には、車両1と中継器22とが近くなるほど、中継器22に届くUHF電波の受信信号強度は大きくなり、ひいては電子キー2で算出される第1受信信号強度が大きくなると考えられる。また、アンテナ12aとアンテナ22aとの間にはUHF電波を妨げるような障害物があるのに対し、アンテナ12bとアンテナ22aとの間にはUHF電波を妨げる障害物がない場合、アンテナ12aからアンテナ12bに切り替えることにより、アンテナ22aへのUHF電波の伝搬環境を変化させることができる。これにより、電子キー2で算出される第1受信信号強度は変化する。
On the other hand, as shown in FIG. 14B, in this embodiment, the vehicle 1 and the
また、電子キー2から車両1への通信経路についても、アンテナ12aからアンテナ12bへと切り替えられることにより、車両1と電子キー2との間の電波の伝搬経路が変化することにより、車両1の照合ECU9で算出される第2受信信号強度は変化する。
Also, the communication path from the
図15(b)に示すように、車両1および電子キー2が静止している場合、アンテナを切り替えるまでの間は、実線で示される第1受信信号強度も2点鎖線で示される第2受信信号強度も時間の経過によらずに一定値である。このため、第1受信信号強度の時間変化と第2受信信号強度の時間変化とは一致する(相関がある)ので、第1受信信号強度の時間変化と第2受信信号強度の時間変化の一致度合のみによって、車両1と電子キー2との間の通信が中継器22を使用した不正な通信か否かを見分けることが困難である。
As shown in FIG. 15 (b), when the vehicle 1 and the
しかし、本実施形態では、車両1と電子キー2との間の双方向通信中(第1受信信号強度および第2受信信号強度の測定中)に、車両1のアンテナを切り替えることにより、車両1および電子キー2が静止状態であっても、第1受信信号強度および第2受信信号強度を変化させることができる。一例としては、車両1のアンテナを切り替えることにより、第1受信信号強度は急激に増加し、第2受信信号強度は急激に減少する。すなわち、UHF電波は、車両1から電子キー2へと送信されるときには中継器22を介して送信されるのに対して、電子キー2から車両1へと送信されるときには中継器22を介さずに送信されるため、第1受信信号強度と第2受信信号強度の変化の傾向が異なる。このため、車両1のアンテナの切り替え直後は、第1受信信号強度の時間変化と第2受信信号強度の時間変化とは一致していない(相関がない)。
However, in the present embodiment, the vehicle 1 is switched by switching the antenna of the vehicle 1 during bidirectional communication between the vehicle 1 and the electronic key 2 (during measurement of the first received signal strength and the second received signal strength). Even when the
そして、車両1のアンテナを切り替えた後にある程度の時間が経過すると、再び第1受信信号強度も第2受信信号強度も時間の経過によらずに一定値となる。
本実施形態の構成によれば、以下に記載の効果を得ることができる。
When a certain amount of time elapses after the antenna of the vehicle 1 is switched, the first received signal strength and the second received signal strength again become constant values regardless of the passage of time.
According to the configuration of the present embodiment, the following effects can be obtained.
(1)車両1の照合ECU9と電子キー2との間の双方向通信中に、切替部12cがアンテナを切り替えること(たとえばアンテナダイバーシティ)により、車両1と電子キー2との間の電波の伝搬経路を変化させることができるので、第1受信信号強度および第2受信信号強度が変化する。中継器22が使用されていない場合には、別のアンテナに切り替えることによって、車両1と電子キー2との間の電波の伝搬経路が変化したとしても、第1受信信号強度の時間変化と第2受信信号強度の時間変化はほとんど一致した状態で同様に変化する。この場合、第1受信信号強度の時間変化と第2受信信号強度の時間変化との一致度合を示す判定値である相関係数ρはほとんど1である(相関がある)。これは、アンテナを切り替えた場合であっても、車両1から電子キー2への通信経路、および電子キー2から車両1への通信経路が同じためである。
(1) During bidirectional communication between the
これに対して、中継器22が使用されている場合、別のアンテナに切り替えることによって、第1受信信号強度の時間変化と第2受信信号強度の時間変化とが一致しなくなるため、第1受信信号強度の時間変化と第2受信信号強度の時間変化との一致度合を示す判定値である相関係数ρが小さくなる。これにより、スマート通信が中継器22を使用した不正通信か否かを見分けることが可能となる。スマート通信が不正通信か否かに基づいて、何らかの対策を講ずることにより、中継器22を使用した不正通信を成立させ難くすることができる。
On the other hand, when the
(2)車両1および電子キー2が静止しているときであっても、アンテナを切り替えることによって、第1受信信号強度の時間変化および第2受信信号強度の時間変化を変化させることができる。これは、車両1および電子キー2が静止しているときであっても、別のアンテナに切り替えることによって、車両1と電子キー2との間の伝搬経路が変化するためである。このため、車両1および電子キー2が静止しているときであっても、第1受信信号強度の時間変化および第2受信信号強度の時間変化に基づいて、スマート通信が中継器22を使用した不正通信か否かを判断できる。
(2) Even when the vehicle 1 and the
なお、上記第6実施形態はこれまでに述べた構成に限らず、以下の態様に変更してもよい。
・第1受信信号強度の時間変化と第2受信信号強度の時間変化との一致度合を示す相関係数は、アンテナを切り替えた直後の一定時間のデータに基づいて算出され、当該相関係数を判定値として車両1と電子キー2との間の通信が不正通信か否かを判断してもよい。また、判定値として、第1受信信号強度と第2の受信信号強度の差の時間変化の相関係数が用いられてもよい。また、相関係数に限らず、第1受信信号強度の時間変化および第2受信信号強度の時間変化が一致しているか否かを判定する判定値であればどのようなものが用いられてもよい。
The sixth embodiment is not limited to the configuration described so far, and may be modified as follows.
The correlation coefficient indicating the degree of coincidence between the time change of the first received signal strength and the time change of the second received signal strength is calculated based on data for a certain time immediately after the antenna is switched, and the correlation coefficient is It may be determined whether the communication between the vehicle 1 and the
・車両1に2つのアンテナ12a,12bを設けたが、3つ以上のアンテナが設けられてもよい。なお、各アンテナは、互いに離れた位置にあることが好ましい。
・車両1に2つのアンテナ12a,12bを設けたが、これに限らない。たとえば、電子キー2にアンテナ15aの代わりになる別個のアンテナを設けることにより、アンテナ15aと別個のアンテナとの間で切り替えるようにしてもよい。また、車両1にも電子キー2にも、共に複数のアンテナを設けることにより、複数のアンテナの間で切り替えるようにしてもよい。
Although two
-Although the two
・車両1に物理的にアンテナを切り替えられるように複数のアンテナ12a,12bを設けることに限らず、アンテナの指向性などを変化させることにより、車両1と電子キー2との間の伝搬環境を変化させてもよい。たとえば、図16(a)に示すように、アンテナ12aに電力を供給する電源40を、電源40と異なる電圧値の電力を供給する電源41へと切り替えることにより、アンテナ12aの指向性を変化させてもよい。切替部12cは、アンテナ12aの接続される電源を、電源40と電源41との間で切り替える。これにより、アンテナ12aは、異なる状態のアンテナに切り替えられる。また、アンテナ12aの容量や抵抗値を変更することにより、アンテナ12aの指向性を変化させてもよい。たとえば、図16(b)に示すように、アンテナ12aと電源40との間にコイル42を介在させるか否かを切り替えることにより、アンテナ12aの指向性を変化させてもよい。これにより、アンテナ12aは異なる状態のアンテナに切り替えられる。また、図16(c)に示すように、アンテナ12aと電源40との間の給電点を切り替えることにより、アンテナ12aの指向性を変化させてもよい。
-The propagation environment between the vehicle 1 and the
・上記第1〜第4実施形態の変更例に準じる構成を上記第5実施形態および上記第6実施形態と組み合わせてもよい。
なお、上記第1〜第6実施形態はこれまでに述べた構成に限らず、以下の態様に変更してもよい。
-You may combine the structure according to the modification of the said 1st-4th embodiment with the said 5th Embodiment and the said 6th Embodiment.
The first to sixth embodiments are not limited to the configurations described so far, and may be modified as follows.
・上記各実施形態において、電子キーシステムは、キー操作フリーシステム3に限定されず、例えばイモビライザーシステムとしてもよい。
・上記各実施形態において、双方向通信に使用する周波数帯は、UHF帯に限定されず、例えば、LF(Low Frequency )帯、HF(High Frequency)帯等の他の周波数帯を使用してもよい。尚、車両1と電子キー2との間での双方向通信に用いる電波について、同一周波数帯とは、それぞれの通信時の電波伝搬ロスが等しく、両者間でいわゆる相反定理(相反の理)が成り立つとみなせる周波数の範囲を指す。相反定理とは、同一周波数であれば、アンテナ指向性や両者間の距離によらず、双方の受信信号強度に基づく判定値が一定になる定理のことである。
In each of the above embodiments, the electronic key system is not limited to the key operation
In each of the above embodiments, the frequency band used for bidirectional communication is not limited to the UHF band. For example, other frequency bands such as an LF (Low Frequency) band and an HF (High Frequency) band may be used. Good. In addition, about the radio wave used for bidirectional communication between the vehicle 1 and the
・上記各実施形態において、通信マスタは、照合ECU9に限らず、通信を管理する他のECUとしてもよい。
・上記各実施形態において、通信端末は、電子キー2に限らず、無線通信が可能な端末であればよい。
In each of the above embodiments, the communication master is not limited to the
In each of the above embodiments, the communication terminal is not limited to the
・上記各実施形態において、問い合せは、リクエスト信号Srqに限らず、他の信号が採用可能である。また、応答は、ID信号Sidに限定されず、電子キー2が車両1に返信する信号であればよい。
In the above embodiments, the inquiry is not limited to the request signal Srq, and other signals can be employed. Further, the response is not limited to the ID signal Sid, but may be any signal that the
・上記各実施形態において、通信不正成立防止システム23は、車両1に使用されることに限らず、他の機器や装置に応用可能である。
・上記各実施形態では、第1通信部を通信端末(電子キー2)とし、第2通信部を通信マスタ(照合ECU9)としたが、逆に第1通信部を通信マスタ(照合ECU9)とし、第2通信部を通信端末(電子キー2)としてもよい。すなわち、電子キー2側で、通信正否判定を行う前記各実施形態の照合ECU9の構成を、電子キー側に設けてもよい。
In each of the above embodiments, the communication fraud
In each of the above embodiments, the first communication unit is a communication terminal (electronic key 2) and the second communication unit is a communication master (verification ECU 9). Conversely, the first communication unit is a communication master (verification ECU 9). The second communication unit may be a communication terminal (electronic key 2). That is, the configuration of the
・上記各実施形態では、第1通信部または第2通信部のうちのいずれか一方で、通信正否判定を行うようにしたが、通信正否判定を行う前記各実施形態の照合ECU9の構成を、第1通信部、第2通信部の両方に設けてもよい。
In each of the above embodiments, either one of the first communication unit and the second communication unit performs the communication correctness determination. However, the configuration of the
・上記各実施形態において、受信信号強度から算出した各種パラメータを機械学習させて判定に用いてもよい。 In each of the above embodiments, various parameters calculated from the received signal strength may be used for determination by machine learning.
1…車両、2…電子キー(通信端末、第1通信部)、3…キー操作フリーシステム、
4…エンジンスイッチ、5…キー照合装置、6…ドアロック装置、
7…エンジン始動装置、8…車内バス、9…照合ECU(通信マスタ、第2通信部)、
9a…受信信号強度算出部(第2受信信号強度算出手段)、
9b…算出部(算出手段)、
9c…比較部(第2比較手段)、
11…LF発信機、12…UHF送受信機、
13…キー制御部、13a…比較部(第1比較手段)、
14…LF受信機、15…UHF送受信機、16…ウェイク信号、
17、19…アック信号、18…ビークルID、20…チャレンジ、
21…レスポンス、22…中継器(リレー)、
23…通信不正成立防止システム、
24…UHF電波、25…送信処理部(第2送信実行手段)、
26…受信信号強度算出部(第1受信信号強度算出手段)、
27…受信信号強度通知部(第1送信実行手段)、
28…UHF電波、29…主データ、30…受信信号強度情報、
31…通信正否判定部(通信正否判定手段)、
Srq…問い合せとしてのリクエスト信号、Sid…応答としてのID信号、
RSSI1…第1受信信号強度、RSSI2…第2受信信号強度。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Vehicle, 2 ... Electronic key (communication terminal, 1st communication part), 3 ... Key operation free system,
4 ... engine switch, 5 ... key verification device, 6 ... door lock device,
7 ... Engine starter, 8 ... In-vehicle bus, 9 ... Verification ECU (communication master, second communication unit),
9a: Received signal strength calculating unit (second received signal strength calculating means),
9b ... calculation part (calculation means),
9c: comparison unit (second comparison means),
11 ... LF transmitter, 12 ... UHF transceiver,
13: Key control unit, 13a: Comparison unit (first comparison means),
14 ... LF receiver, 15 ... UHF transceiver, 16 ... wake signal,
17, 19 ... Acknowledgment, 18 ... Vehicle ID, 20 ... Challenge,
21 ... Response, 22 ... Repeater,
23 ... Communication fraud prevention system,
24 ... UHF radio wave, 25 ... transmission processing unit (second transmission execution means),
26. Received signal strength calculating section (first received signal strength calculating means),
27: Received signal strength notification unit (first transmission executing means),
28 ... UHF radio wave, 29 ... main data, 30 ... received signal strength information,
31: Communication correctness determination unit (communication correctness determination means),
Srq: Request signal as an inquiry, Sid: ID signal as a response,
RSSI1 ... first received signal strength, RSSI2 ... second received signal strength.
Claims (9)
前記第1通信部は、前記第2通信部からの電波の受信信号強度(以下、第1受信信号強度という)を算出する第1受信信号強度算出手段を備えていて、前記第1送信実行手段により、第1受信信号強度の情報を送信し、
前記第2通信部は、
前記第1通信部からの電波を受信した際、この電波の受信信号強度(以下、第2受信信号強度という)を算出する第2受信信号強度算出手段と、
前記第1受信信号強度と前記第2受信信号強度とに基づく判定値を算出する算出手段と、
前記判定値と基準範囲との比較結果に基づいて、前記第1通信部との通信が正規通信か否かを判定する通信正否判定手段と、を備えた無線通信正否判定システム。 A first communication unit including a first transmission execution unit; and a second communication unit including a second transmission execution unit, wherein the first transmission execution unit and the second transmission execution unit communicate with each other in the same frequency band. A wireless communication correctness determination system capable of performing bidirectional communication at
The first communication unit includes first received signal strength calculating means for calculating received signal strength of radio waves from the second communication unit (hereinafter referred to as first received signal strength), and the first transmission executing means. To transmit the first received signal strength information,
The second communication unit is
A second received signal strength calculating means for calculating a received signal strength of the radio wave (hereinafter referred to as a second received signal strength) when receiving the radio wave from the first communication unit;
Calculating means for calculating a determination value based on the first received signal strength and the second received signal strength;
A wireless communication correctness determination system comprising: communication correctness determination means for determining whether communication with the first communication unit is normal communication based on a comparison result between the determination value and a reference range.
双方向通信中において、双方向通信に用いられるアンテナを、前記複数のアンテナの間で切り替える切替部と、を有する請求項3に記載の無線通信正否判定システム。 A plurality of antennas connected to at least one of the first communication unit and the second communication unit and used for bidirectional communication between the first communication unit and the second communication unit;
The wireless communication correctness determination system according to claim 3, further comprising: a switching unit that switches an antenna used for bidirectional communication between the plurality of antennas during bidirectional communication.
双方向通信中において、双方向通信に用いられるアンテナの指向性を切り替える切替部と、を有する請求項3に記載の無線通信正否判定システム。 An antenna connected to at least one of the first communication unit and the second communication unit and used for bidirectional communication between the first communication unit and the second communication unit;
The wireless communication correctness determination system according to claim 3, further comprising: a switching unit that switches the directivity of an antenna used for bidirectional communication during bidirectional communication.
前記第2送信実行手段は、前記第1減衰要請に基づいて、送信出力が前回出力よりも減衰するようにパワーコントロールを行って前記第1通信部に電波を送信し、
前記算出手段は、前記送信出力を減衰して電波を送信した後に前記第1通信部から送信されて、前記第1減衰要請がない電波の第2受信信号強度と、該第2受信信号強度が算出された電波で通知された新たな第1受信信号強度とに基づいて前記判定値を算出する請求項1乃至請求項6のいずれか1項に記載の無線通信正否判定システム。 The first communication unit includes a first comparison unit that compares the first received signal strength with a first threshold value for detecting a received signal strength saturation, and the first received signal strength exceeds the first threshold value. The first transmission execution unit transmits a first attenuation request to the second communication unit;
The second transmission execution means transmits a radio wave to the first communication unit by performing power control based on the first attenuation request so that a transmission output is attenuated from a previous output,
The calculation means attenuates the transmission output and transmits a radio wave, and then transmits from the first communication unit, the second received signal strength of the radio wave without the first attenuation request, and the second received signal strength. The wireless communication correctness determination system according to any one of claims 1 to 6, wherein the determination value is calculated based on a new first received signal intensity notified by the calculated radio wave.
前記第1送信実行手段は、前記第2減衰要請に基づいて、送信出力が前回出力よりも減衰するようにパワーコントロールを行って前記第2通信部に電波を送信し、
前記算出手段は、前記第2減衰要請を送信した後に前記第1通信部から送信されて、前記第2減衰要請の必要がない電波の新たな第2受信信号強度と、該新たな第2受信信号強度が算出された電波で通知された第1受信信号強度とに基づいて前記判定値を算出する請求項1乃至請求項7のいずれか1項に記載の無線通信正否判定システム。 The second communication unit includes a second comparing unit that compares the second received signal strength with a second threshold value for detecting a received signal strength saturation, and the second received signal strength exceeds the second threshold value. The second transmission execution means transmits a second attenuation request to the first communication unit;
The first transmission execution means transmits a radio wave to the second communication unit by performing power control based on the second attenuation request so that a transmission output is attenuated from a previous output,
The calculating means transmits a second second received signal strength of a radio wave that is transmitted from the first communication unit after transmitting the second attenuation request and does not require the second attenuation request, and the new second reception. The wireless communication correctness determination system according to any one of claims 1 to 7, wherein the determination value is calculated based on a first received signal strength notified by a radio wave whose signal strength is calculated.
前記第1通信部は、前記第2通信部からの電波の受信信号強度(以下、第1受信信号強度という)を算出する第1受信信号強度算出手段を備えていて、前記第1送信実行手段により、第1受信信号強度の情報を送信し、
前記第2通信部は、
前記第1通信部からの電波を受信した際、この電波の受信信号強度(以下、第2受信信号強度という)を算出する第2受信信号強度算出手段と、
前記第1受信信号強度の時間変化と前記第2受信信号強度の時間変化との一致度合を示す判定値を算出する算出手段と、
前記判定値と基準範囲との比較結果に基づいて、前記第1通信部との通信が正規通信か否かを判定する通信正否判定手段と、を備え、
前記第1受信信号強度算出手段は、前記第2通信部からの電波を受信する毎に受信時刻を関連付けした第1受信信号強度を算出し、
前記第1通信部は、前記第1送信実行手段により、複数の受信機会の第1受信信号強度の情報をまとめて送信する無線通信正否判定システム。 A first communication unit including a first transmission execution unit; and a second communication unit including a second transmission execution unit, wherein the first transmission execution unit and the second transmission execution unit communicate with each other in the same frequency band. A wireless communication correctness determination system capable of performing bidirectional communication at
The first communication unit includes first received signal strength calculating means for calculating received signal strength of radio waves from the second communication unit (hereinafter referred to as first received signal strength), and the first transmission executing means. To transmit the first received signal strength information,
The second communication unit is
A second received signal strength calculating means for calculating a received signal strength of the radio wave (hereinafter referred to as a second received signal strength) when receiving the radio wave from the first communication unit;
Calculating means for calculating a determination value indicating a degree of coincidence between the time change of the first received signal strength and the time change of the second received signal strength;
Communication correct / incorrect determination means for determining whether communication with the first communication unit is regular communication based on a comparison result between the determination value and a reference range,
The first received signal strength calculating means calculates a first received signal strength associated with a reception time every time a radio wave from the second communication unit is received;
The said 1st communication part is a radio | wireless communication correctness determination system which transmits the information of the 1st received signal strength of a some reception opportunity collectively by the said 1st transmission execution means.
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