JP2023002854A

JP2023002854A - 電子キーシステム

Info

Publication number: JP2023002854A
Application number: JP2019227696A
Authority: JP
Inventors: 明宮澤; Akira Miyazawa
Original assignee: Alps Alpine Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 2019-12-17
Filing date: 2019-12-17
Publication date: 2023-01-11
Also published as: WO2021124766A1

Abstract

【課題】車両におけるリレーアタックを防止することのできる電子キーシステムを提供する。【解決手段】第１の電波を送受信する第１の送受信部及び制御部を備えた人が携帯する携帯機と、前記第１の電波を送受信する第１の送受信部及び制御部を備えた車両に搭載される車載機と、前記人による操作を検出する車両に取り付けられた複数のセンサと、を有し、前記車載機の制御部は、前記複数のセンサのうちの１つのセンサにより、前記人による操作が検出されると、前記車載機と前記携帯機との間において、前記第１の電波による送受信を行い、前記車載機と前記携帯機との間の距離を測定し、前記人による操作が検出されたセンサに対応したアクセス可能領域を設定し、前記距離に基づく前記携帯機の位置が、設定された前記アクセス可能領域内に存在しているか否かの判断を行うことを特徴とする電子キーシステムにより上記課題を解決する。【選択図】図２

Description

本発明は、電子キーシステムに関するものである。

従来、車両に設置された車載機と、ユーザにより所持される携帯機とを備えるスマートキーレスエントリーシステムが知られている。スマートキーレスエントリーシステムでは、ユーザが車載機の通信エリア内で携帯機を所持しているだけで、携帯機と車載機とが互いに無線通信を行うことにより、車両に搭載された各種装置（例えば、ドアロック、エンジンスタータ等）を、物理的な鍵を使用することなく制御（キーレス制御）することが可能である。

このようなスマートキーレスエントリー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、リレーアタック機器によって、車載機から送信されたリクエスト信号を、車両から離れたユーザの携帯機まで中継することにより、携帯機にアンサー信号を送信させ、車両を不正にキーレス制御する方法である。

このようなリレーアタックを防止することを目的として、例えば、車載機から送信されるリクエスト信号に含まれる強度測定用信号の信号強度を途中で変化させ、携帯機においてこの信号強度の変化を検出したか否かにより、リレーアタックが行われたか否かを判定する技術が開示されている。この技術によれば、リレーアタック機器から中継されるリクエスト信号は、強度測定用信号の信号強度の変化が再現されたものではないため、携帯機においてこのリクエスト信号がリレーアタックによる不正なものであると判定することができる。

特開２０１８－９１０７１号公報特開２０１９－３１８７２号公報

しかしながら、上記の技術では、十分に車両におけるリレーアタックを防止することができない。このため、より確実に車両におけるリレーアタックを防止することのできる電子キーシステムが求められている。

本実施の形態の一観点によれば、第１の電波を送受信する第１の送受信部及び制御部を備えた人が携帯する携帯機と、前記第１の電波を送受信する第１の送受信部及び制御部を備えた車両に搭載される車載機と、前記人による操作を検出する車両に取り付けられた複数のセンサと、を有し、前記車載機の制御部は、前記複数のセンサのうちの１つのセンサにより、前記人による操作が検出されると、前記車載機と前記携帯機との間において、前記第１の電波による送受信を行い、前記車載機と前記携帯機との間の距離を測定し、前記人による操作が検出されたセンサに対応したアクセス可能領域を設定し、前記距離に基づく前記携帯機の位置が、設定された前記アクセス可能領域内に存在しているか否かの判断を行うことを特徴とする。

開示の電子キーシステムによれば、車両におけるリレーアタックを防止することができる。

第１の実施の形態における電子キーシステムの車両への配置の説明図第１の実施の形態における電子キーシステムの構成図第１の実施の形態における電子キーシステムの説明図（１）第１の実施の形態における電子キーシステムの説明図（２）第１の実施の形態における電子キーシステムの説明図（３）第１の実施の形態における電子キーシステムの説明図（４）第１の実施の形態における電子キーシステムの説明図（５）第１の実施の形態における電子キーシステムの制御方法のフローチャート第２の実施の形態における電子キーシステムの構成図

実施するための形態について、以下に説明する。尚、同じ部材等については、同一の符号を付して説明を省略する。

〔第１の実施の形態〕
ところで、リレーアタックは、リレーアタック機器によって、車載機から送信されたリクエスト信号を、車両から離れたユーザの携帯機まで中継することにより、携帯機にアンサー信号を送信させ、車両を不正にキーレス制御する方法である。従って、車載機から送信されたリクエスト信号を、車両から離れたユーザの携帯機まで中継する必要があることから時間を要する。本発明は、この点に着眼し、リレーアタックを防ぐことに想到したものである。

（電子キーシステム）
第１の実施の形態における電子キーシステムについて、図１及び図２に基づき説明する。本実施の形態における電子キーシステムは、携帯機１０、車載機２０、第１のドアセンサ３１、第２のドアセンサ３２、バックドアセンサ３３等の複数のセンサを有している。尚、第１のドアセンサ３１、第２のドアセンサ３２、バックドアセンサ３３等は、静電容量方式等によるタッチセンサである。

携帯機１０は、車両５０の運転手等の人が持ち運ぶ携帯装置であり、制御部１１、ＵＷＢ（Ultra Wide Band）送受信部１２、アンテナ１３、ＢＬＥ（Bluetooth Low Energy）（登録商標）送受信部１４、アンテナ１５、電池１６等を有している。

車載機２０は、車両５０に搭載されており、制御部２１、ＵＷＢ送受信部２２、アンテナ２３、ＢＬＥ送受信部２４、アンテナ２５等を有している。

車載機２０、第１のドアセンサ３１、第２のドアセンサ３２、バックドアセンサ３３等の複数のセンサは、車両５０に取り付けられている。具体的には、車載機２０は車両５０の内部に取り付けられており、第１のドアセンサ３１は車両５０の右側のドアのドアハンドルに取り付けられており、第２のドアセンサ３２は車両５０の左側のドアのドアハンドルに取り付けられており、バックドアセンサ３３は車両５０の後方のトランクを開閉するバックドアのドアハンドルに取り付けられている。また、車両５０には、車両５０を動かすためのエンジンスタートユニット３４が設けられている。従って、車両５０には、人の操作を検出するための複数のセンサが取り付けられている。

携帯機１０と車載機２０との間におけるＵＷＢの電波による通信は、例えば、周波数８ＧＨｚの電波により、携帯機１０のＵＷＢ送受信部１２、アンテナ１３と、車載機２０のＵＷＢ送受信部２２、アンテナ２３とを用いてなされる。

また、携帯機１０と車載機２０との間におけるＢＬＥによる通信は、例えば、周波数２．４ＧＨｚの電波により、携帯機１０のＢＬＥ送受信部１４、アンテナ１５と、車載機２０のＢＬＥ送受信部２４、アンテナ２５とを用いてなされる。

本実施の形態においては、ＵＷＢの電波を第１の電波と記載し、ＵＷＢ送受信部１２及びＵＷＢ送受信部２２を第１の送受信部と記載し、ＢＬＥの電波を第２の電波と記載し、ＢＬＥ送受信部１４及びＢＬＥ送受信部２４を第２の送受信部と記載する場合がある。よって、第１の電波の周波数は第２の電波の周波数よりも高い。

（電子キーシステムの制御）
次に、本実施の形態における電子キーシステムの制御について説明する。

最初に、車両５０の運転手等が、車両５０の第１のドアセンサ３１により検知された場合について考える。この場合には、図３に示されるように、車両５０の運転手等が持っている携帯機１０は、車載機２０より半径が１ｍ以上、３ｍ未満の領域に存在している。よって、車両５０の運転手等が、車両５０の第１のドアセンサ３１により検知された場合には、携帯機１０と車載機２０との距離を、携帯機１０のＵＷＢ送受信部１２のアンテナ１３と、車載機２０のＵＷＢ送受信部２２のアンテナ２３との距離をＵＷＢの電波を用いて測定し、携帯機１０が、車載機２０より半径が１ｍ以上、３ｍ未満の領域に存在しているか否かを判断する。携帯機１０が、車載機２０より半径が１ｍ以上、３ｍ未満の領域に存在している場合には、車両５０において、第１のドアセンサ３１が取り付けられているドアの開錠または施錠する制御を行う。

即ち、車両５０の運転手等が、車両５０の第１のドアセンサ３１により検知された場合、車載機２０よりＵＷＢの電波を携帯機１０に向けて発信し、ＵＷＢの電波を受信した携帯機１０は折り返し、ＵＷＢの電波を車載機２０に向けて発信する。携帯機１０からのＵＷＢの電波を受信した車載機２０では、携帯機１０からＵＷＢの電波を送信した時間と、車載機２０が携帯機１０からのＵＷＢの電波を受信した時間より、携帯機１０と車載機２０との距離を制御部２１等において算出する。このような距離の算出方法は、ＴＯＡ（Time of Arrival）方式と呼ばれている。

従って、車両５０の第１のドアセンサ３１により検知された場合には、携帯機１０が存在しているものと考えられるアクセス可能領域、例えば、図３に示されるように、車載機２０より半径が１ｍ以上、３ｍ未満の領域に、携帯機１０が存在している場合に、第１のドアセンサ３１が取り付けられているドアの開錠または施錠する制御を行う。

車載機２０において算出された距離に基づく携帯機１０の位置が、車載機２０より半径が１ｍ未満の領域や、半径が３ｍ以上の領域に存在している場合や、図４に示されるように、携帯機１０が車載機２０より半径が５ｍ以上の領域に存在している場合には、携帯機１０の所有者ではない人等による操作であるものと考えられるため、第１のドアセンサ３１が取り付けられているドアの開錠または施錠する操作は行わない。

次に、車両５０の運転手等が、車両５０の第２のドアセンサ３２により検知された場合について考える。この場合には、図５に示されるように、車両５０の運転手等が持っている携帯機１０は、車載機２０より半径が１ｍ以上、３ｍ未満の領域に存在している。

よって、第１のドアセンサ３１の場合と同様に、車両５０の運転手等が、車両５０の第２のドアセンサ３２により検知された場合には、携帯機１０と車載機２０との距離を、携帯機１０のＵＷＢ送受信部１２のアンテナ１３と、車載機２０のＵＷＢ送受信部２２のアンテナ２３との距離をＵＷＢの電波を用いて測定し、携帯機１０が、車載機２０より半径が１ｍ以上、３ｍ未満の領域に存在しているか否かを判断する。携帯機１０が、車載機２０より半径が１ｍ以上、３ｍ未満の領域に存在している場合には、車両５０において、第２のドアセンサ３２が取り付けられているドアの開錠または施錠する制御を行う。

尚、車載機２０において算出された距離に基づく携帯機１０の位置が、車載機２０より半径が１ｍ未満の領域や、半径が３ｍ以上の領域に存在している場合や、図４に示されるように、携帯機１０が車載機２０より半径が５ｍ以上の領域に存在している場合には、第２のドアセンサ３２が取り付けられているドアの開錠または施錠する操作は行わない。

次に、車両５０の運転手等が、車両５０のバックドアセンサ３３により検知された場合について考える。この場合には、図６に示されるように、車両５０の運転手等が持っている携帯機１０は、車載機２０より半径が３ｍ以上、５ｍ未満の領域に存在している。よって、車両５０の運転手等が、車両５０のバックドアセンサ３３により検知された場合には、携帯機１０と車載機２０との距離を、携帯機１０のＵＷＢ送受信部１２のアンテナ１３と、車載機２０のＵＷＢ送受信部２２のアンテナ２３との距離をＵＷＢの電波を用いて測定し、携帯機１０が、車載機２０より半径が３ｍ以上、５ｍ未満の領域に存在しているか否かを判断する。携帯機１０が、車載機２０より半径が３ｍ以上、５ｍ未満の領域に存在している場合には、車両５０において、バックドアセンサ３３が取り付けられているバックドアの開錠または施錠する制御を行う。

従って、車両５０の運転手等が、車両５０のバックドアセンサ３３により検知された場合には、携帯機１０と車載機２０との距離を制御部２１等において算出し、算出された距離に基づき、携帯機１０が存在しているものと考えられるアクセス可能領域、例えば、図６に示されるように、車載機２０より半径が３ｍ以上、５ｍ未満の領域に、携帯機１０が存在している場合には、バックドアセンサ３３が取り付けられているバックドアの開錠または施錠する制御を行う。

車載機２０において算出された距離に基づく携帯機１０の位置が、車載機２０より半径が３ｍ未満の領域や、半径が５ｍ以上の領域に存在している場合には、携帯機１０の所有者ではない人等による操作であるものと考えられるため、バックドアセンサ３３が取り付けられているバックドアの開錠または施錠をする操作は行わない。

次に、車両５０の運転手等が、車両５０の内部に乗り込み、エンジンスタートユニット３４を操作するため触れた場合について考える。この場合には、図７に示されるように、車両５０の運転手等が持っている携帯機１０は、車載機２０より半径が１ｍ未満の領域に存在している。よって、車両５０の運転手等が、車両５０のエンジンスタートユニット３４を操作するため、触れた場合には、携帯機１０と車載機２０との距離を、携帯機１０のＵＷＢ送受信部１２のアンテナ１３と、車載機２０のＵＷＢ送受信部２２のアンテナ２３との距離をＵＷＢの電波を用いて測定し、携帯機１０が、車載機２０より半径が１ｍ未満の領域に存在しているか否かを判断する。携帯機１０が、車載機２０より半径が１ｍ未満の領域に存在している場合には、エンジンスタートユニット３４を起動し、車両５０を動かす制御を行う。

従って、車両５０の運転手等が、エンジンスタートユニット３４を操作するため触れた場合には、携帯機１０と車載機２０との距離を制御部２１等において算出し、算出された距離に基づき、携帯機１０が存在しているものと考えられるアクセス可能領域、例えば、図７に示されるように、車載機２０より半径が１ｍ未満の領域に、携帯機１０が存在している場合には、エンジンスタートユニット３４を起動し、車両５０を動かす制御を行う。

車載機２０において算出された距離に基づく携帯機１０の位置が、車載機２０より半径が１ｍ以上の領域に存在している場合には、携帯機１０の所有者ではない人等による操作であるものと考えられるため、エンジンスタートユニット３４は起動しない。

（電子キーシステムの実際の制御）
次に、本実施の形態における電子キーシステムの実際の制御について、図８に基づき説明する。

最初に、ステップ１０２（Ｓ１０２）において、車両５０におけるセンサ等において、操作が検出される。具体的には、車両５０に取り付けられている第１のドアセンサ３１、第２のドアセンサ３２、バックドアセンサ３３、エンジンスタートユニット３４のいずれかに触れることにより、操作がなされたことが検出される。

次に、ステップ１０４（Ｓ１０４）において、検出のなされたセンサに対応して携帯機１０のアクセス可能領域を設定する。具体的には、ステップ１０２において、第１のドアセンサ３１または第２のドアセンサ３２において検出がなされた場合には、携帯機１０のアクセス可能領域を１ｍ以上、３ｍ未満に設定する。バックドアセンサ３３において検出がなされた場合には、携帯機１０のアクセス可能領域を３ｍ以上、５ｍ未満に設定する。エンジンスタートユニット３４において検出がなされた場合には、携帯機１０のアクセス可能領域を１ｍ未満に設定する。

次に、ステップ１０６（Ｓ１０６）において、車載機２０と携帯機１０との距離を測定するためのＵＷＢ通信を開始する。具体的には、車載機２０の制御部２１における制御に基づき、ＵＷＢ送受信部２２よりアンテナ２３を介しＵＷＢの電波を送信する。車載機２０より送信されたＵＷＢの電波をアンテナ１３を介し携帯機１０のＵＷＢ送受信部１２が受信すると、制御部１１の制御により、携帯機１０のＵＷＢ送受信部１２よりアンテナ１３を介しＵＷＢの電波を送信する。携帯機１０より送信されたＵＷＢの電波をアンテナ２３を介し車載機２０のＵＷＢ送受信部２２が受信すると、ステップ１０８（Ｓ１０８）において、車載機２０の制御部２１は、車載機２０よりＵＷＢの電波を送信した時間と、車載機２０よりＵＷＢの電波を受信した時間より、車載機２０と携帯機１０との距離ＡＸを算出する。

次に、ステップ１１０（Ｓ１１０）において、車載機２０と携帯機１０との距離ＡＸに基づき、携帯機１０がステップ１０４において設定されたアクセス可能領域内に存在しているか否かが判断される。携帯機１０がステップ１０４において設定されたアクセス可能領域内に存在している場合には、ステップ１０２において検出された操作は正常な操作であるものと判断され、ステップ１１２に移行する。また、携帯機１０がステップ１０４において設定されたアクセス可能領域内に存在していない場合には、ステップ１０２において検出された操作は不正な操作であるものと判断され、終了する。

次に、ステップ１１２（Ｓ１１２）において、車載機２０と携帯機１０との距離ＡＸより、携帯機１０の位置が推定され、ステップ１１４（Ｓ１１４）において、車載機２０と携帯機１０との間で、ＢＬＥ通信が開始し、ステップ１１６（Ｓ１１６）において、ＩＤ認証の判断がなされる。ＩＤ認証がされた場合には、ステップ１１８（Ｓ１１８）に移行して、開錠、施錠等の制御信号が送信される。ＩＤ認証がされなかった場合には、開錠、施錠等がされることなく終了する。

尚、上記における電子キーシステムの制御は、車載機２０の制御部２１において行われるが、車両５０の内部における他の制御部等により行うことも可能であり、更には、携帯機１０の制御部１１において行うことも可能である。

〔第２の実施の形態〕
次に、第２の実施の形態について説明する。本実施の形態における電子キーシステムは、携帯機と車載機との距離の測定をＢＬＥ通信の波長帯域において行うものであり、１つの波長の電波を用いて行うものである。

本実施の形態における電子キーシステムは、図９に示されるように、携帯機１１０は、車両５０の運転手等の人が持ち運ぶ携帯装置であり、制御部１１、ＢＬＥ送受信部１４、アンテナ１５、電池１６等を有している。また、車載機１２０は、車両５０に搭載されており、制御部２１、ＢＬＥ送受信部２４、アンテナ２５等を有している。本実施の形態においては、距離の測定と通信とは、ともにＢＬＥの電波を用いて行う。従って、本実施の形態においては、ＢＬＥの電波が第１の電波となり、ＢＬＥ送受信部１４及びＢＬＥ送受信部２４が第１の送受信部として機能する。

尚、上記以外の内容については、第１の実施の形態と同様である。

以上、実施の形態について詳述したが、特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内において、種々の変形及び変更が可能である。

１０携帯機
１１制御部
１２ＵＷＢ送受信部
１３アンテナ
１４ＢＬＥ送受信部
１５アンテナ
１６電池
２０車載機
２１制御部
２２ＵＷＢ送受信部
２３アンテナ
２４ＢＬＥ送受信部
２５アンテナ
３１第１のドアセンサ
３２第２のドアセンサ
３３バックドアセンサ
３４エンジンスタートユニット
５０車両

Claims

第１の電波を送受信する第１の送受信部及び制御部を備えた人が携帯する携帯機と、
前記第１の電波を送受信する第１の送受信部及び制御部を備えた車両に搭載される車載機と、
前記人による操作を検出する車両に取り付けられた複数のセンサと、
を有し、
前記車載機の制御部は、
前記複数のセンサのうちの１つのセンサにより、前記人による操作が検出されると、前記車載機と前記携帯機との間において、前記第１の電波による送受信を行い、前記車載機と前記携帯機との間の距離を測定し、
前記人による操作が検出されたセンサに対応したアクセス可能領域を設定し、
前記距離に基づく前記携帯機の位置が、設定された前記アクセス可能領域内に存在しているか否かの判断を行うことを特徴とする電子キーシステム。
前記携帯機及び前記車載機は、前記第１の電波とは周波数の異なる第２の電波を送受信する第２の送受信部を各々有し、
前記車載機の制御部が、前記距離に基づく前記携帯機の位置が、設定された前記アクセス可能領域内に存在していると判断した場合には、前記車載機と前記携帯機との間において、前記第２の電波による送受信を行い前記車両の制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の電子キーシステム。
前記第１の電波は、前記第２の電波よりも周波数が高いことを特徴とする請求項２に記載の電子キーシステム。
前記アクセス可能領域は、前記複数のセンサの各々に対応して異なる範囲に設定されることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の電子キーシステム。
前記複数のセンサは、前記車両のドアのドアハンドルに取り付けられたドアセンサ、前記車両のバックドアのドアハンドルに取り付けられたバックドアセンサを含むものであることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の電子キーシステム。