JP5354300B2 - 車両用無線装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両に搭載された車両側無線機と、その車両に関与する人員が所持する携帯側無線機との両無線機間にて、車両情報の照合を行う車両用無線装置に関する。

車両に搭載された車両側無線機と、その車両に関与する人員が所持する携帯側無線機との両無線機間にて無線通信を行う車両用無線装置において、互いの無線機（車両側無線装置及び携帯側無線装置）が通信対象として正当か否かを確認するための認証データを、所定の周波数で送受信（双方向無線通信）して照合を行い、照合を確認した後、車両ドアの施錠、開錠やエンジン始動等の許可を与える車両用無線装置が知られている。

このような車両用無線装置においては、車両ドアの開錠等を許可する範囲（携帯側無線機と車両側無線機との距離）を制限するために、車両側無線機は到達距離が短いＬＦ信号を携帯側無線機に向けて送信する。一方、携帯側無線機は、遠方からのリモコン操作（一方向通信）によるドア開錠等も可能とするため、到達距離が長いＲＦ信号を車両側無線機に向けて送信する。
つまり、かかる車両用無線装置においては、車両側無線装置のＬＦ信号と携帯側無線装置のＲＦ信号との双方無線通信により車両情報の照合を行い、ドアの開錠等がなされている。

そのため、近年、このような車両用無線装置において、いわゆるリレーアタックが懸念されている。このリレーアタックは、車両を駐車した運転者が携帯側無線機を所持して車両から離れた場合に行われることが想定される。つまり、車両から離れる運転者が所持する携帯側無線機と、駐車した車両の車両側無線機との双方向無線通信を、不審者が悪用することにより、ドアの開錠等を行うものである。
具体的には、不審者Ａが、用意した無線通信装置（中継器Ａ）を駐車した車両（車両側無線機）のそばに設置するとともに、不審者Ｂが、用意した無線装置（中継器Ｂ）を所持して、車両から離れる運転者（携帯側無線機を所持）に近づく。すると、中継器Ａは、車両側無線機からのＬＦ信号を受信し、受信したＬＦ信号をＲＦ信号にして中継器Ｂに送信する（中継器Ａと中継器Ｂとは距離が離れている）。そして、中継者Ｂは、受信したＲＦ信号をＬＦ信号にして、あたかも車両（車両側無線機）のＬＦ信号であるかのように、中継器Ｂが携帯側無線機にＬＦ信号を送信して、携帯側無線機からＲＦ信号を送信させる。その結果、携帯側無線機のＲＦ信号が車両側無線機に届いた場合は、ドアの開錠やエンジン始動等をさせることが可能となる。

そこで、リレーアタックを防止するために、車両側無線機と携帯側無線機との間の通信を中継する際に、中継器において発生する遅延時間を検出する車両用無線装置や、携帯側無線機から送信されるＲＦ信号の電界強度レベルを計測することにより、携帯側無線機がＬＦ信号の届く距離にいるか否かを検出する車両用無線装置などの、なりすまし判定部を備えた車両用無線装置が提案されている。
しかしながら、携帯側無線機から送信されるＲＦ信号の周波数は、固定の周波数であるため、予めＲＦ信号の周波数を調べておき、かかるＲＦ信号を受信する第三の無線装置（中継器Ｃ）に、電界強度レベルを調整させることにより、電界強度レベルを偽装することは可能である。また、高性能の中継器を利用して遅延時間の検出を困難にすることも可能である。よって、なりすまし判定部を備えた車両用無線装置においてもリレーアタックを十分に防止することは困難であった。

そのため、上記なりすまし判定部を備えた車両側無線機が送信するＬＦ信号に、車両側無線機が受信する（携帯側無線機が送信する）ＲＦ信号の周波数情報を加えて通信を行う車両用無線装置が提案されている（特許文献１）。この車両用無線装置は、携帯側無線機から送信されるＲＦ信号の周波数情報が、車両側無線機が送信するＬＦ信号により送信される。よって、ＲＦ信号の周波数を予め調べることはできず、電界強度レベルを調整する中継器Ｃにおいて、ＲＦ信号の検出に時間を要する。それ故、遅延時間の検出を容易にすることができ、リレーアタックの防止を図ることができる。

特開２００８−２４０３１５号公報

しかしながら、上記の車両用無線装置では、車両側無線機からのＬＦ信号によりＲＦ信号の周波数が特定される。そのため、車両側無線機が送信するＬＦ信号を受信して解析することにより、ＲＦ信号の周波数を知ることができる。したがって、ＲＦ信号の電界強度レベルを調整する中継器Ｃが、車両側無線機のＬＦ信号を受信し、ＲＦ信号の周波数を把握することができる。そして、ＲＦ信号の周波数を把握した中継器Ｃは、ＲＦ信号を容易に検出できるので、携帯側無線機を偽装したＲＦ信号を車両側無線機に送信することができる。よって、かかる車両用無線装置は、遅延時間の検出が困難となり、リレーアタックを十分に防止できない場合がある。

本発明の課題は、送受信する周波数を、車両側無線機と携帯側無線機の両無線機に共通する構成により決定することで、リレーアタックを十分に防止できる車両用無線装置を提供することである。

課題を解決するための手段及び発明の効果

本発明の車両用無線装置は、以下の構成を有する。
車両側無線機は、
車両情報を照合するための認証データを作成する認証データ作成手段と、
車両に関与する人員が所持する携帯側無線機に認証データを送信する車両側認証データ送信手段と、
認証データを論理演算して、車両側照合データと、携帯側無線機が送信する携帯側照合データを受信する受信周波数を決定する受信周波数データと、を作成する車両側演算データ作成手段と、
受信周波数により携帯側照合データを受信する受信手段と、
車両側照合データと携帯側照合データとを照合する照合手段と、を有し、
携帯側無線機は、
認証データを受信する携帯側認証データ受信手段と、
認証データを論理演算して、携帯側照合データと、車両側無線機が受信する携帯側照合データを送信する送信周波数を決定する送信周波数データと、を作成する携帯側演算データ作成手段と、
送信周波数により携帯側照合データを送信する送信手段と、を備え、
車両側演算データ作成手段及び携帯側演算データ作成手段は、共通の論理演算により車両側照合データと携帯側照合データとを作成し、
車両側演算データ作成手段及び携帯側演算データ作成手段は、共通の論理演算により同一となる受信周波数と送信周波数を決定することを特徴とする。

本発明の車両用無線装置は、車両側無線機においては、認証データを論理演算することで受信周波数を決める。一方、携帯側無線機においては、車両側無線機から送信される認証データを、車両側無線機と共通の論理演算することで送信周波数を決める。つまり、同一の認証データに対し、同一の論理演算をすることで受信周波数又は送信周波数が決まるので、車両側無線機の受信周波数と携帯側無線機の送信周波数が同一となる周波数を決定される。そして、かかる周波数に基づいて送受信する携帯側照合データと、車両側照合データとを照合する。
したがって、携帯側照合データを送受信する受信周波数及び送信周波数は、（通信を悪用する不審者から見れば）直接関係のない認証データをもとに、決定されるため、受信周波数及び送信周波数の秘匿性が高くなり、リレーアタックを十分に防止することができ、車両のセキュリティー性を向上させることができる。

また、本発明の車両用無線装置は、車両側演算データ作成手段は、車両側照合データを論理演算することにより、受信周波数データを作成し、携帯側演算データ作成手段は、携帯側照合データを論理演算することにより、送信周波数データを作成することができる。

受信周波数データは、車両側演算データ作成手段が認証データを論理演算することにより作成される車両側照合データを、車両側演算データ作成手段が更に論理演算することにより、作成される。
一方、送信周波数データは、携帯側演算データ作成手段が認証データを論理演算することにより作成される携帯側照合データを、携帯側演算データ作成手段が更に論理演算することにより、作成される。
つまり、受信周波数データ及び送信周波数データは、車両側照合データ及び携帯側照合データにより決定される。よって、車両側照合データ及び携帯側照合データとを作成できる認証データのビット数があれば、受信周波数データ及び送信周波数データを作成することが可能となり、送受信する認証データのビット数を低減することができる。

一方、本発明の車両用無線装置は、車両側演算データ作成手段が、認証データを論理演算した車両側演算データは、車両側照合データと受信周波数データとを含み、携帯側演算データ作成手段が、認証データを論理演算した携帯側演算データは、携帯側照合データと送信周波数データとを含むことができる。

そのため、車両側演算データ作成手段は、受信周波数データを、車両側照合データと独立に作成することができ、携帯側演算データ作成手段は、送信周波数データを、携帯側認証データと独立に作成することができる。
つまり、車両側演算データ作成手段は、車両側照合データと受信周波数データとを同一の論理演算により作成することができる。また、携帯側演算データ作成手段は、携帯側照合データと送信周波数データとを同一の論理演算により作成することができる。よって、車両側照合データにより受信周波数データを決定し、携帯側照合データにより送信周波数を決定する場合に比べ、応答性を落さずに送信周波数及び受信周波数を決定することができる。
また、論理演算した車両側照合データ又は携帯側照合データの一部が送信周波数データ又は受信周波数データとなるため、送信周波数データ及び受信周波数データの解読が困難で秘匿性が高くなり、リレーアタックを効果的に防止することができる。

そして、車両側照合データは、車両情報を照合する車両側車両情報照合データと車両側予備照合データとを含み、受信周波数データは、車両側車両情報照合データを受信する車両情報受信周波数データと、車両側予備照合データを受信する予備受信周波数データとを含み、携帯側照合データは、車両情報を照合する携帯側車両情報照合データと携帯側予備照合データとを含み、送信周波数データは、携帯側車両情報照合データを送信する車両情報送信周波数データと携帯側予備照合データを送信する予備送信周波数データとを含むことができる。

照合するデータを分けて照合することにより、照合の精度を高めることができる。また、リレーアタックを行う不審者が用いる中継器は一般的には、周波数が固定されているため、車両情報受信周波数データ及び車両情報送信周波数データにより決定される周波数と、予備受信周波数データ及び予備送信周波数データにより決定される周波数とが異なる場合には、携帯側車両情報照合データと携帯側予備照合データのいずれか一方を中継できたとしても、他方のデータは、周波数が異なるため中継することができず、車両側無線機における照合が一致せず、より一層、リレーアタックを防止することができる。

さらに、車両側照合データは、車両側予備照合データ及び予備受信周波数データとを複数有し、携帯側照合データは、携帯側予備照合データ及び予備送信周波数データとを複数有することができる。照合するデータを３つ以上に分けて、照合がなされるので、より照合の精度を高めることができる。
また、照合するデータを３つ以上の異なる周波数に分けて照合する場合にリレーアタックを行うためには、比較的広い帯域を中継できる中継器を用いる必要がある。そのため、不審者が用いる中継器のコストを上げることができ、リレーアタックを行う不審者に対して費用対効果を悪化させることができる。よって、リレーアタックを抑止することができる。

そして、車両側演算データ作成手段及び携帯側演算データ作成手段が、共通の論理演算により同一となる受信周波数と送信周波数を決定する周波数は、該共通の論理演算によりランダムに変更することができる。そのため、受信周波数及び送信周波数の周波数がランダムに変更するので、周波数が固定されている中継器では中継をすることができず、より一層、リレーアタックを防止することができる。

また、受信周波数及び送信周波数は、変更する周波数のチャンネルが予め設定することができる。そのため、周波数のチャンネルを固定することにより、車両側無線機と携帯側無線機の無線機構成を簡易にすることができる。

本発明の車両用無線装置の概略図を示すブロック図。 図１の車両側制御手段のブロック図。 本発明の車両用無線装置の処理手順を示す概略図。 図３の車両側無線機の処理手順を示すフローチャート。 図３の携帯側無線機の処理手順を示すフローチャート。 図３の車両側無線機と携帯側無線機との双方向無線通信のやり取りを示したタイミング図。 図６において、携帯側照合データが携帯側車両情報照合データと携帯側予備照合データとを含んだ場合のタイミング図。 図３とは異なる処理手順を示す概略図。 図８の車両側無線機の処理手順を示すフローチャート。 図８の携帯側無線機の処理手順を示すフローチャート。

以下、本発明を実施するための形態を添付の図面を用いて説明する。
図１は、本発明の車両用無線装置１の概略図を示すブロック図である。車両用無線装置１は、車両側無線機２と、車両Ｃに関与する人員Ｈが所持する携帯側無線機３とを有する。

最初に車両側無線機２の構成について説明をする。車両側無線機２は、車両側認証データ送信手段６と、受信手段８と、照合ＥＣＵ１５（ＥＣＵ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）とを備える。
車両側認証データ送信手段６は、車両Ｃに関与する人員Ｈが所持する携帯側無線機３に、認証データ５ａを送信するＬＦ送信部である。ＬＦ送信部は、例えば車両Ｃのドアハンドルや車室内に装備され、ＬＦ（長波）帯域の電磁波によってポーリング信号を送信する。
受信手段８は、携帯側無線機３が送信する携帯側照合データ１１ａを受信するＲＦ受信部である。車両側演算データ作成手段７が作成する受信周波数データ７ｂに基づいて受信周波数７ｂ´が決定される。ＲＦ受信部は、例えば車室内に装備されて、車外、車室内から送信されたＲＦ信号を受信する。

車両側制御手段１６は、通常のコンピュータの構造を有する。また、図１及び図２には図示されていないが、各種演算や情報処理を司るＣＰＵ、ＣＰＵの作業領域としての一時記憶部であるＲＡＭ、各種情報を記憶するための不揮発性のメモリを備える。具体的には、図２のブロック図に示すように、認証データ作成手段５と、車両側演算データ作成手段７と、照合手段９と、認証データ送信周波数変更手段２６とを有する。
認証データ作成手段５は、車両情報４を照合するための乱数文字列である認証データ５ａ（チャレンジ信号）を作成するチャレンジ信号生成部である。
車両側演算データ作成手段７は、認証データ作成手段５が作成した認証データ５ａを論理演算する車両側レスポンス生成部である。論理演算により、車両側照合データ７ａと受信周波数データ７ｂとを作成する。
照合手段９は、車両側演算データ作成手段７が作成した車両側照合データ７ａと、携帯側無線機３が送信する携帯側照合データ１１ａと、を照合するレスポンス照合部である。
認証データ送信周波数変更手段２６は、受信手段８が受信した携帯側照合データ１１ａを論理演算して、車両側認証データ送信手段６が送信する認証データ５ａの送信周波数（認証データ送信周波数２６ａ）を変更する。

車両側照合データ７ａは、認証データ５ａ（チャレンジ信号）に対する車両側無線機３の照合回答データ（レスポンス信号）である。具体的には、車両側照合データ７ａは、乱数文字列である認証データ５ａと、車両側制御手段１６の不揮発性のメモリに記憶された車両識別ＩＤを含む車両情報と、を特定のアルゴリズムに従って合成を行い、作成した数値列である。そして、車両側照合データ７ａは、車両情報４を照合する車両側車両情報照合データ７ａ１と車両側予備照合データ７ａ２とを含む。車両側車両情報照合データ７ａ１は、例えば、乱数文字列である認証データ５ａと不揮発性のメモリに記憶された車両識別ＩＤにより作成された数値列である。車両側予備照合データ７ａ２は、例えば、車両識別ＩＤ以外の車両情報により作成された数値列である。かかる論理演算により、数値列の異なる複数の車両側予備照合データ７ａ２が作成される。車両側予備照合データ７ａ２は、車両側車両情報照合データ７ａ１を論理演算して作成した数値列としてもよく、種々の方法により作成することができる。

受信周波数データ７ｂは、携帯側無線機３が送信する携帯側照合データ１１ａを受信手段８が受信する受信周波数７ｂ´を決定する。受信周波数データ７ｂは、乱数文字列の認証データ５ａを基にしたランダムな数値列となる。具体的には、受信周波数データ７ｂは、車両側演算データ作成手段７が、車両側照合データ７ａを論理演算することで作成される。乱数文字列である認証データ５ａによりランダムな数値列が作成される車両側照合データ７ａを、論理演算することで、ランダムな受信周波数データ７ｂが作成される。よって、受信周波数７ｂ´はランダムに変更される。また、変更する周波数のチャンネルＣＮは、受信周波数データ７ｂに基づいて予め設定される。
また、受信周波数データ７ｂは、車両情報受信周波数データ７ｂ１と複数の予備受信周波数データ７ｂ２を有する。車両情報受信周波数データ７ｂ１は、携帯側車両情報照合データ１１ａ１を受信手段８が受信する周波数を決定し、予備受信周波数データ７ｂ２は、携帯側予備照合データ１１ａ２を受信手段８が受信する周波数を決定する。

一方、車両側無線機２を備える車両Ｃは、当該車両Ｃのドアに、ロック機構２１、タッチセンサ２２、ロックボタン２３、キーシリンダ２４を有する。ロック機構２１により、ドアが施錠又は開錠される。タッチセンサ２２は、車両Ｃのドアハンドルに装備されて、車両Ｃに関与する人員Ｈがドアハンドルを握ったことを検出するセンサである。
ロックボタン２３は、いわゆるスマートキーシステムにおけるドアの施錠ボタンである。ドアハンドル付近に備えられ、車両側無線機２と携帯側無線機３との間で車両情報４の照合が成功した場合、当該車両Ｃに関与する人員Ｈが押すとドアが施錠されるボタンである。キーシリンダ２４は、ドアハンドル付近に備えられ、携帯側無線機３である電子キーのメカニカルキー部２０を挿入するための孔部である。
なお、ドアは車両Ｃに装備された複数のドア（運転席側ドア、助手席側ドア、後部座席右側、左側ドアなど）を指し、その個々のドアにロック機構２１、タッチセンサ２２、ロックボタン２３、キーシリンダ２４が装備される。

また車両Ｃは、車室内の運転席近傍に、エンジンスタートスイッチ２５を備える。エンジンスタートスイッチ２５はスマートスタートシステムにおけるエンジン始動のためのスイッチであり、車両側無線機２と携帯側無線機３との間で車両情報４の照合が成功した状態で押すとエンジンが始動するスイッチである。以上の各部は車内通信（ＣＡＮ通信）により接続されて情報の受け渡しが可能となっている。
なお、車両Ｃは自動車であれば何ら限定されず、例えばガソリンエンジン車、ディーゼルエンジン車や、電気自動車、ハイブリッド車でもよい。

次に、携帯側無線機３の構成について説明する。携帯側無線機３は、いわゆるスマートキーシステムに関わる電子キーであり、車両Ｃに関与する人員Ｈが所持するものである。携帯側無線機３は、携帯側認証データ受信手段１０、送信手段１２、携帯側制御手段１７、ロックスイッチ１８、アンロックスイッチ１９、メカニカルキー部２０を備える（図１）。

携帯側認証データ受信手段１０は、車両側認証データ送信手段６が送信する認証データ５ａを受信するＬＦ受信部である。送信手段１２は、車両側無線機２が受信する携帯側照合データ１１ａを送信するＲＦ送信部である。

携帯側制御手段１７は、図１に示すように、携帯側演算データ作成手段１１と認証データ受信周波数変更手段２７とを有する。また、図１に図示されていないが、各種演算や情報処理を司るＣＰＵ、ＣＰＵの作業領域としての一時記憶部であるＲＡＭ、各種情報を記憶するための不揮発性のメモリを備える。
携帯側演算データ作成手段１１は、携帯側認証データ受信手段１０が受信した認証データ５ａを論理演算する携帯側レスポンス生成部である。論理演算により、携帯側照合データ１１ａと送信周波数データ１１ｂとを作成する。
認証データ受信周波数変更手段２７は、送信手段１２が送信する携帯側照合データ１１ａを論理演算して、携帯側認証データ受信手段１０が受信する認証データ５ａの受信周波数（認証データ受信周波数２７ａ）を変更する。

携帯側照合データ１１ａは、受信した認証データ５ａ（チャレンジ信号）に対する携帯側無線機３の照合回答データ（レスポンス信号）である。具体的には、携帯側照合データ１１ａは、乱数文字列である認証データ５ａと、携帯側制御手段１７の不揮発性のメモリに記憶された車両識別ＩＤ（車両側制御手段１６が有する車両識別ＩＤと同一）を含む車両情報４（車両側制御手段１６が有する車両情報４と同一）と、を特定のアルゴリズム（車両側制御手段１６が有するアルゴリズムと同一）に従って合成を行い、作成した数値列である。つまり、車両側演算データ作成手段７が車両側照合データ７を作成する論理演算と共通の論理演算により、携帯側照合データ１１ａを作成するものである。そして、携帯側照合データ７ａは、車両情報４を照合する携帯側車両情報照合データ１１ａ１と携帯側予備照合データ１１ａ２とを含む。携帯側車両情報照合データ１１ａ１は、例えば、乱数文字列である認証データ５ａと不揮発性のメモリに記憶された車両識別ＩＤにより作成された数値列である。携帯側予備照合データ１１ａ２は、例えば、車両識別ＩＤ以外の車両情報により作成された数値列である。かかる論理演算により、数値列の異なる複数の車両側予備照合データ１１ａ２が作成される。携帯側予備照合データ１１ａ２は、携帯側車両情報照合データ１１ａ１を論理演算して作成した数値列としてもよく、種々の方法により作成することができる。ただし、車両側無線機２と同一の論理演算により、携帯側照合データ１１ａと送信周波数データ１１ｂとを作成する必要がある。

送信周波数データ１１ｂは、車両側無線機２が受信する携帯側照合データ１１ａを送信する送信周波数１１ｂ´を決定する。送信周波数データ１１ｂは、乱数文字列である認証データ５ａを基にしたランダムな数値列となる。具体的には、送信周波数データ１１ｂは、携帯側演算データ作成手段１１が、携帯側照合データ１１ａを論理演算することで作成される。乱数文字列である認証データ５ａによりランダムな数値列が作成される携帯側照合データ１１ａを、論理演算することで、ランダムな送信周波数データ１１ｂが作成される。よって、送信周波数１１ｂ´はランダムに変更される。また、変更する周波数のチャンネルＣＮは、送信周波数データ１１ｂに基づいて予め設定される。この場合においても、車両側演算データ作成手段７が行う論理演算と共通の論理演算を用いて、携帯側演算データ作成手段１１が論理演算をするため、変更する周波数は車両側無線機２と同じ結果となる。
また、送信周波数データ１１ｂは、車両情報送信周波数データ１１ｂ１と複数の予備送信周波数データ１１ｂ２とを有する。車両情報送信周波数データ１１ｂ１は、携帯側車両情報照合データ１１ａ１を送信する周波数を決定し、予備送信周波数データ１１ｂ２は、携帯側予備照合データ１１ａ２を送信する周波数を決定する。この場合においても、各データが車両側無線機２と携帯側無線機３とにおいて共通の論理演算がなされるので、車両情報送信周波数データ１１ｂ１により決定する周波数と、車両情報受信周波数データ７ｂ１により決定する周波数とが同一となる。予備受信周波数データ７ｂ２と予備送信周波数データ１１ｂ２も同様となる。

次に、携帯側無線機３のその他の構成について説明する。ロックスイッチ１８、アンロックスイッチ１９は、いわゆるワイヤレスキーレスエントリーシステムにおけるドアの開錠、施錠に関するスイッチである。車両Ｃに関与する人員Ｈが車両Ｃの外の通信範囲内でロックスイッチ１８を押すと車両Ｃのドアが施錠され、アンロックスイッチ１９を押すと開錠許可状態となる。
メカニカルキー部２０は、機械的なキー部であり、ドアのキーシリンダ２４に挿入されて、ドアの開錠、施錠などが実行される。

以上の構成のもとで、車両用無線装置１は、いわゆるスマートエントリーシステムにおけるリレーアタックを十分に防止することができる処理を実行する。その処理手順の概略が図３に示されている。図３の処理手順は、具体的には、図４及び図５に示すフローチャートにおける処理手順となり、かかる処理手順を予めプログラム化して、例えば、車両側無線装置２及び携帯側無線装置３のメモリに記憶しておき、車両側制御手段１６及び携帯側制御手段１７が呼び出して自動的に実行する。

先ず、図３を参照して、処理手順の概略を説明する。
車両側無線機２は、認証データ５ａを作成して、認証データ５ａを携帯側無線機３に送信する。
次に、車両側無線機２は、送信した認証データ５ａと同一のデータを基に論理演算することにより、車両側照合データ７ａを作成する。そして、車両側照合データ７ａを基に論理演算して、受信周波数データ７ｂを作成する。
車両側無線機２は、受信周波数データ７ｂにより決定される受信周波数７ｂ´の周波数Ｆにより、携帯側無線機３が送信する携帯側照合データ１１ａを受信し、車両側照合データ７ａと携帯側照合データ１１ａとの照合を行う。
一方、携帯側無線機３は、車両側無線機２が送信する認証データ５ａを受信する。
次に、携帯側無線機３は、受信した認証データ５ａを用いて、車両側無線機２と同一の論理演算をすることで、携帯側照合データ１１ａを作成する。そして、携帯側照合データ１１ａを、車両側無線機２と同一の論理演算をし、送信周波データ１１ｂを作成する。
携帯側無線機３は、送信周波数データ１１ｂにより決定される送信周波数１１ｂ´の周波数Ｆ（受信周波数７ｂ´と同一の周波数）により、車両側無線機２に対して、携帯側照合データ１１ａを送信する。
したがって、認証データ５ａを基に車両側無線機２及び携帯側無線機３の内部において、共通の方法で携帯側照合データ１１ａを送受信する周波数が決定される。そのため、受信周波数及び送信周波数の秘匿性が高くなり、リレーアタックを十分に防止することができ、車両のセキュリティー性を向上させることができる。
また、車両側無線機２と携帯側無線機３との間でデータのやり取りが継続して行われる場合には、車両側無線機２においては、認証データ送信周波数変更手段２６が、受信した携帯側照合データ１１ａを基に論理演算することで認証データ送信周波数２６ａを変更する。そして、当該認証データ送信周波数２６ａにより、車両側認証データ送信手段１０は認証データ５ａを携帯側無線機３に送信する。なお、ここで言う変更には、変更することにより同一の周波数となることも含むことを意味する。
一方、携帯側無線機３においては、認証データ受信周波数変更手段２７は、携帯側演算データ作成手段１１が作成し車両側無線機２に向けて送信した携帯側照合データ１１ａを基に論理演算することで認証データ受信周波数２７ａを変更する。そして、当該認証データ受信周波数２７ａにより、携帯側認証データ受信手段１０は認証データ５ａを受信する。なお、ここで言う変更には、変更することにより同一の周波数となることも含むことを意味する。
つまり、認証データ送信周波数変更手段２６及び認証データ受信周波数変更手段２７が、携帯側照合データ１１ａを基として共通の論理演算により同一の周波数となる認証データ送信周波数２６ａ及び認証データ受信周波数２７ａを決定する。したがって、認証データ５ａを送受信する周波数の秘匿性が高くなり、より一層、リレーアタックを防止することができる。
以上により、車両側無線機２において、照合が成立する場合には、ドアの開錠、施錠やエンジン始動などが実行される。

図４は、車両側無線装置２の処理を示すものであり、図４の処理では、まずＳ１で車両側無線機２は、ＬＦ送信部から携帯側無線機３の存在を確認するポーリング信号を定期的に繰り返し送信する。続いてＳ２において、車両Ｃ付近に当該車両Ｃに対応する携帯側無線機３が存在するか否かを判定する。ポーリング信号の到達範囲内に携帯側無線機３が存在すれば、携帯側無線機３は、当該ポーリング信号を受信して内容解析をする。解析の結果、自身に対するポーリング信号であることを確認すると、携帯側無線機３は、ＲＦ応答信号を車両側無線機２に送信する。車両側無線機２が応答信号を受信した場合（Ｓ２：ＹＥＳ）は、Ｓ３に進み、応答信号を受信しない場合（Ｓ２：ＮＯ）は、Ｓ１に戻り再び携帯側無線機３を探索する。

Ｓ３に進むと、照合ＥＣＵ１５は、認証データ作成手段５により、車両情報４を照合するための認証データ５ａを作成して、Ｓ４に進む。Ｓ４では、Ｓ３で作成した認証データ５ａを携帯側無線機３に送信して、Ｓ５に進む。

Ｓ５では、照合ＥＣＵ１５は、Ｓ４で送信した認証データ５ａと同一の認証データ５ａと、メモリに記憶された車両情報４と、を特定のアルゴリズムに従って合成して車両側照合データ７を作成し、Ｓ６に進む。Ｓ６では、照合ＥＣＵ１５は、Ｓ５の演算結果である車両側照合データ７ａを基に、論理演算を行い、受信周波数データ７ｂを作成し、Ｓ７へ進む。よって、車両側照合データ７ａを作成できる認証データ５ａのビット数があれば、受信周波数データ７ｂを作成することができる。この場合、受信周波数データ７ｂを作成する際に基となる車両側照合データ７ａを整数倍する論理演算をして受信周波数データ７ｂを作成すれば、送受信する認証データ５ａのビット数を増やすことなく（通信の応答性を損なうことなく）秘匿性を向上することができる。

続いてＳ７で照合ＥＣＵ１５は、Ｓ６で作成した受信周波数データ７ｂにより決定される受信周波数７ｂ´に基づいて、ＲＦ信号を受信したか否かを判定する。ＲＦ信号を受信した場合（Ｓ７：ＹＥＳ）はＳ８に進み、ＲＦ信号を受信していない場合（Ｓ７：ＮＯ）はＳ１０に進む。

Ｓ８に進んだら、照合ＥＣＵ１５は、Ｓ７で受信が確認されたＲＦ信号と、Ｓ５で作成した車両側照合データ７とを照合して、照合が成功したか否かを判定する。照合が成功した場合（Ｓ８：ＹＥＳ）はＳ９に進み、照合が不成功であった場合には、Ｓ１０に進む。

Ｓ１０に進んだ場合、照合ＥＣＵ１５は、経過時間が所定時間を超えたか否かを判定する。ここで経過時間とはＳ４で認証データ５ａを送信してからの経過時間とする。経過時間が所定時間を超えている場合（Ｓ１０：ＹＥＳ）はＳ１に戻り、まだ所定時間を超えていない場合（Ｓ１０：ＮＯ）は再びＳ７に戻ってＲＦ信号の受信を待つ。
一方、Ｓ９に進んだ場合、照合ＥＣＵ１５は、ドア開錠等の所定の制御を行う。

図５は、携帯側無線装置３の処理を示すものであり、図５の処理では、まずＳ１０１で携帯側無線機３は、携帯側無線機３に対応する車両Ｃ（車両側無線機２）が存在するか否かを判定する。携帯側無線機３が車両側無線機２からのポーリング信号を受信して内容解析の結果、自身に対するポーリング信号であると確認してＲＦ応答信号を送信した場合（Ｓ１０１：ＹＥＳ）は、Ｓ１０２に進み、ＲＦ応答信号を送信しない場合（Ｓ１０１：ＮＯ）は、Ｓ１０１に戻る。

Ｓ１０２に進むと、携帯側認証データ受信手段１０は、車両側無線機２が送信する認証データ５ａを受信したか否かを判定する。認証データ５ａを受信した場合（Ｓ１０２：ＹＥＳ）はＳ１０３に進み、認証データ５ａを受信していない場合（Ｓ１０２：ＮＯ）はＳ１０６に進む。

Ｓ１０６に進んだ場合、携帯側制御手段１７は、経過時間が所定時間を超えたか否かを判定する。ここで経過時間とはＳ１０１でＲＦ応答信号を送信してからの経過時間とする。経過時間が所定時間を超えている場合（Ｓ１０６：ＹＥＳ）はＳ１０１に戻り、まだ所定時間を超えていない場合（Ｓ１０６：ＮＯ）は再びＳ１０２に戻って認証データ５ａの受信を待つ。

Ｓ１０３では、携帯側制御手段１７は、Ｓ１０２で受信した認証データ５ａと、メモリに記憶された車両情報４と、を特定のアルゴリズムに従って合成して携帯側照合データ１１を作成し、Ｓ１０４に進む。なお、Ｓ１０３は、Ｓ５と共通の論理演算を行うことにより、携帯側照合データ１１を作成する。

続いてＳ１０４では、携帯側制御手段１７は、Ｓ１０３の演算結果である携帯側照合データ１１ａを、更に論理演算を行い、送信周波数データ１１ｂを作成し、Ｓ１０５へ進む。よって、携帯側照合データ１１ａを作成できる認証データ５ａのビット数があれば、送信周波数データ１１ｂを作成することができる。この場合、送信周波数データ１１ｂを作成する際に基となる携帯側照合データ１１ａを整数倍する論理演算（車両側照合データ７ａと同一の論理演算）して送信周波数データ１１ｂを作成すれば、送受信する認証データ５ａのビット数を増やすことなく（通信の応答性を損なうことなく）秘匿性を向上することができる。
なお、ここでも、Ｓ１０４は、Ｓ６と共通の論理演算を行うことにより、送信周波数データ１１ｂを作成する。

Ｓ１０５では、携帯側制御手段１７は、Ｓ１０４で作成した送信周波数データ１１ｂにより決定される送信周波数１１ｂ´に基づいて、携帯側照合データ１１ａをＲＦ信号として車両側無線機２に送信する。

図６は、車両側無線機２と携帯側無線機３とのデータのやり取りを時間の変化とともに示すタイミング図である。車両側無線機２と携帯側無線機３との間で無線通信を行うデータのやり取りについて説明する。
先ず車両側無線機２はポーリング信号を送信する。ポーリング信号により、車両Ｃに対応する携帯側無線機３が車両Ｃの付近に存在するかを確認する。
車両側無線機２が送信するポーリング信号を受信した携帯側無線機３は、ポーリング信号に対するＲＦ応答信号を車両側無線機２に送信する。
ＲＦ応答信号を受信した車両側無線機２は、認証データ作成手段６において作成した認証データ５ａを携帯側無線機３に送信する。
認証データ５ａを受信した携帯側無線機３は、携帯側照合データ１１ａと送信周波数データ１１ｂとを作成する。携帯側照合データ１１ａと送信周波数データ１１ｂは、携帯側照合データ作成手段１１により、認証データ５ａに基づき作成される。
携帯側無線機３は、送信周波数データ１１ｂにより決定する送信周波数１１ｂ´により、携帯側照合データ１１ｂを車両側無線機２に送信する。乱数文字列である認証データ５ａに基づき送信周波数１１ｂ´が決定されるので、携帯側照合データ１１ａを送受信する周波数は、その都度異なる（作成される認証データ５ａによっては、前回と同じ周波数の場合もある）。そのため、周波数が固定されている中継器では、携帯側照合データ１１ｂを中継することができず、リレーアタックを防止することができる。

図７は、図６の車両側無線機２と携帯側無線機３とのデータのやり取りを時間の変化とともに示すタイミング図において、携帯側照合データ１１ａが、携帯側車両情報照合データ１１ａ１と携帯側予備照合データ１１ａ２とを含んだ場合を示したものである。車両側無線機２が、認証データ５ａを送信するまでは、図６のタイミング図と同様である。
認証データ５ａを受信した携帯側無線機３は、認証データ５ａに基づき、携帯側車両情報照合データ１１ａ１と複数の携帯側予備照合データ１１ａ２とを含む携帯側照合データ７ａを作成する。
また、携帯側照合データ７ａとともに、車両情報送信周波数データ１１ｂ１と複数の予備送信周波数データ１１ｂ２とを含む送信周波数データ１１ｂを作成する。車両情報送信周波数データ１１ｂ１と予備送信周波数データ１１ｂ２は、認証データ５ａに基づき各々ランダムな周波数が決定される。
そのため、携帯側車両情報照合データ１１ａ１と複数の携帯側予備照合データ１１ａ２は、各々ランダムな周波数により、携帯側無線機３から車両側無線機２に送信される。そのため、照合するデータを分けて照合することにより、照合の精度を高めることができる。それ故、リレーアタックを行う不審者に対してリレーアタックの費用対効果を悪化させることができ、リレーアタックを抑止させることができる。
なお、変更する周波数のチャンネルを固定することにより、車両側無線機と携帯側無線機の無線機構成を簡易にすることが可能となる。

図８は、図３とは異なる処理手順により、リレーアタックを防止する概略図を示したものである。かかる処理手順を予めプログラム化して、例えば、車両側無線装置２及び携帯側無線装置３のメモリに記憶しておき、車両側制御手段１６及び携帯側制御手段１７が呼び出して自動的に実行する。

図８を参照して、処理手順の概略を説明する。
車両側無線機２は、認証データ５ａを作成して、認証データ５ａを携帯側無線機３に送信する。
次に、送信した認証データ５ａと同一のデータを論理演算することにより、車両側演算データ１３を作成する。車両側演算データ１３は、車両側照合データ７ａと受信周波数データ７ｂとを含む。
そして、受信周波数データ７ｂにより決定される受信周波数７ｂ´の周波数Ｆにより、携帯側無線機３が送信する携帯側照合データ１１ａを受信して、車両側照合データ７ａと携帯側照合データ１１ａとの照合を行う。
一方、携帯側無線機３は、車両側無線機２が送信する認証データ５ａを受信する。
次に、受信した認証データ５ａを用いて、車両側無線機２と同一の論理演算をすることで、携帯側演算データ１４を作成する。携帯側演算データ１４は、携帯側照合データ１１ａと送信周波数データ１１ｂとを含む。
そして、送信周波数データ１１ｂにより決定される送信周波数１１ｂ´の周波数Ｆ（受信周波数７ｂ´と同一の周波数）により、車両側無線機２に対して、携帯側照合データ１１ａを送信する。
また、車両側無線機２と携帯側無線機３との間でデータのやり取りが継続して行われる場合には、車両側無線機２においては、認証データ送信周波数変更手段２６が、受信した携帯側照合データ１１ａを基に論理演算することで認証データ送信周波数２６ａを変更する。そして、当該認証データ送信周波数２６ａにより、車両側認証データ送信手段１０は認証データ５ａを携帯側無線機３に送信する。なお、ここで言う変更には、変更することにより同一の周波数となることも含むことを意味する。
一方、携帯側無線機３においては、認証データ受信周波数変更手段２７は、携帯側演算データ作成手段１１が作成し車両側無線機２に向けて送信した携帯側照合データ１１ａを基に論理演算することで認証データ受信周波数２７ａを変更する。そして、当該認証データ受信周波数２７ａにより、携帯側認証データ受信手段１０は認証データ５ａを受信する。なお、ここで言う変更には、変更することにより同一の周波数となることも含むことを意味する。
つまり、認証データ送信周波数変更手段２６及び認証データ受信周波数変更手段２７が、携帯側照合データ１１ａを基として共通の論理演算により同一の周波数となる認証データ送信周波数２６ａ及び認証データ受信周波数２７ａを決定する。したがって、認証データ５ａを送受信する周波数の秘匿性が高くなり、より一層、リレーアタックを防止することができる。
以上により、車両側無線機２において、照合が成立する場合には、ドアの開錠、施錠やエンジン始動などが実行される。

次に、具体的な処理手順について説明する。具体的には、車両側無線機２の処理手順は、図４に示すフローチャートとＳ５及びＳ６以外は、同様の処理手順となるため、説明を省略し、Ｓ５及びＳ６に変わる手順を、図９を参照して説明する。

Ｓ５に代わるＳ５´では、照合ＥＣＵ１５は、Ｓ４で送信した認証データ５ａと同一の認証データ５ａと、メモリに記憶された車両情報４と、を特定のアルゴリズムに従って合成して車両側演算データ１３を作成し、Ｓ６に代わるＳ６´に進む。Ｓ５´の演算結果である車両側演算データ１３は、車両側照合データ７ａと受信周波数データ７ｂとを含む。
そのため、Ｓ６´において、照合ＥＣＵ１５は、車両側演算データ１３から車両側照合データ７ａと受信周波数データ７ｂを選択し、Ｓ７へ進み、図４と同様の手順を行う。よって、車両側照合データ７ａにより受信周波数データ７ｂを決定する場合に比べ、応答性を落さずに受信周波数７ｂ´を決定することができる。

一方、携帯側無線機３の処理手順は、図５に示すフローチャートとＳ１０３及びＳ１０４以外は、同様の処理手順となるため、説明を省略し、Ｓ１０３及びＳ１０４に変わる手順を、図１０を参照して説明する。

Ｓ１０３に代わるＳ１０３´では、携帯側制御手段１７は、Ｓ１０２で受信した認証データ５ａと、メモリに記憶された車両情報４と、を特定のアルゴリズムに従って合成して携帯側演算データ１４を作成し、Ｓ１０４に代わるＳ１０４´に進む。Ｓ１０４´の演算結果である携帯側演算データ１４は、携帯側照合データ１１ａと送信周波数データ１１ｂとを含む。
そのため、Ｓ１０４´において、携帯側制御手段１７は、携帯側演算データ１４から携帯側照合データ１１ａと送信周波数データ１１ｂを選択し、Ｓ１０５へ進み、図５と同様の手順を行う。よって、携帯側照合データ１１ａにより送信周波数データ１１ｂを決定する場合に比べ、応答性を落さずに送信周波数１１ｂ´を決定することができる。

図８ないし図１０で示した、処理手順においては、論理演算した車両側演算データ１３又は携帯側演算データ１４の一部が受信周波数データ７ｂ又は送信周波数データ１１ｂとなるため、受診周波数データ７ｂ及び送信周波数データ１１ｂの解読が困難で秘匿性が高くなり、リレーアタックを効果的に防止することができる。

１ 車両用無線装置
２ 車両側無線機
３ 携帯側無線機
４ 車両情報
５ 認証データ作成手段
５ａ 認証データ
６ 車両側認証データ送信手段
７ 車両側演算データ作成手段
７ａ 車両側照合データ
７ｂ 受信周波数データ
７ｂ´ 受信周波数
８ 受信手段
９ 照合手段
１０ 携帯側認証データ受信手段
１１ 携帯側演算データ作成手段
１１ａ 携帯側照合データ
１１ｂ 送信周波数データ
１１ｂ´ 送信周波数
１２ 送信手段
１３ 車両側演算データ
１４ 携帯側演算データ
１５ 照合ＥＣＵ
１６ 車両側制御手段
１７ 携帯側制御手段
Ｃ 車両
Ｈ 人員
ＣＮ チャンネル

Claims (7)

1. 車両側無線機は、
   車両情報を照合するための認証データを作成する認証データ作成手段と、
   車両に関与する人員が所持する携帯側無線機に前記認証データを送信する車両側認証データ送信手段と、
   前記認証データを論理演算して、車両側照合データと、前記携帯側無線機が送信する携帯側照合データを受信する受信周波数を決定する受信周波数データと、を作成する車両側演算データ作成手段と、
   前記受信周波数により前記携帯側照合データを受信する受信手段と、
   前記車両側照合データと前記携帯側照合データとを照合する照合手段と、を有し、
   前記携帯側無線機は、
   前記認証データを受信する携帯側認証データ受信手段と、
   前記認証データを論理演算して、前記携帯側照合データと、前記車両側無線機が受信する前記携帯側照合データを送信する送信周波数を決定する送信周波数データと、を作成する携帯側演算データ作成手段と、
   前記送信周波数により前記携帯側照合データを送信する送信手段と、を備え、
   前記車両側演算データ作成手段及び前記携帯側演算データ作成手段は、共通の論理演算により前記車両側照合データと前記携帯側照合データとを作成し、
   前記車両側演算データ作成手段及び前記携帯側演算データ作成手段は、共通の論理演算により同一となる前記受信周波数と前記送信周波数を決定することを特徴とする車両用無線装置。
2. 前記車両側演算データ作成手段は、前記車両側照合データを論理演算することにより、前記受信周波数データを作成し、
   前記携帯側演算データ作成手段は、前記携帯側照合データを論理演算することにより、前記送信周波数データを作成することを特徴とする請求項１に記載の車両用無線装置。
3. 前記車両側演算データ作成手段が、前記認証データを論理演算した車両側演算データは、前記車両側照合データと前記受信周波数データとを含み、
   前記携帯側演算データ作成手段が、前記認証データを論理演算した携帯側演算データは、前記携帯側照合データと前記送信周波数データとを含むことを特徴とする請求項１に記載の車両用無線装置。
4. 前記車両側照合データは、前記車両情報を照合する車両側車両情報照合データと車両側予備照合データとを含み、
   前記受信周波数データは、前記車両側車両情報照合データを受信する車両情報受信周波数データと、前記車両側予備照合データを受信する予備受信周波数データとを含み、
   前記携帯側照合データは、前記車両情報を照合する携帯側車両情報照合データと携帯側予備照合データとを含み、
   前記送信周波数データは、前記携帯側車両情報照合データを送信する車両情報送信周波数データと前記携帯側予備照合データを送信する予備送信周波数データとを含むことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の車両用無線装置。
5. 前記車両側照合データは、前記車両側予備照合データ及び前記予備受信周波数データとを複数有し、
   前記携帯側照合データは、前記携帯側予備照合データ及び前記予備送信周波数データとを複数有することを特徴とする請求項４に記載の車両用無線装置。
6. 前記車両側演算データ作成手段及び前記携帯側演算データ作成手段が、共通の論理演算により同一となる前記受信周波数と前記送信周波数を決定する周波数は、該共通の論理演算によりランダムに変更することを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の車両用無線装置。
7. 前記受信周波数及び前記送信周波数は、変更する周波数のチャンネルが予め設定されていることを特徴とする請求項６に記載の車両用無線装置。

Images