JP6354165B2 - 制御システム - Google Patents

Description

本発明は、車両に搭載される車載機とユーザにより所持される携帯機とを備えた制御システムに関するものである。

従来、車両に搭載される車載機とユーザにより所持される携帯機とを備えたスマートシステムにおいて、車載機から携帯機に、起動を指示するためのウェイクコードおよび認証のためのチャレンジコードを含むＬＦ帯（１００キロヘルツ程度）のＬＦ信号を送信し、このＬＦ信号の受信に応答して携帯機から車載機にチャレンジコードを用いて暗号化したＲＦ帯（１０〜数十メガヘルツ）のレスポンス信号を送信させ、車載機は、このレスポンス信号が正規の携帯機からのものであるか否かを照合し、照合結果が正常の場合に車両のドアの解錠制御を行ったり、車両のエンジンの始動許可を行うようにしたものがある。

このようなスマートシステムにおいては、図８に示すように、車両の近傍と携帯機の近傍にそれぞれ中継器Ａ、Ｂを配置し、これらの中継器Ａ、Ｂを用いて車載機と携帯機の通信を実現させ、車両と携帯機が遠く離れているにもかかわらず、車両のドアの解錠制御を行ったり、車両のエンジンの始動許可を行ったりするリレーアタックという手法が問題になっている。

このような問題への対策として、車両に搭載された車載機に、ＷＡＫＥ ＵＰコード（ウェイクコード）および車両の認証コードを含むＬＦ帯のＬＦ信号を送信させ、このＬＦ信号の受信に応じて携帯機より送信されるレスポンス信号を受信した際の遅延時間を計測させ、この遅延時間が適切な範囲にない場合には、中継器を用いたリレーアタックが行われている可能性があるものとして、車両のドアの解錠制御や車両のエンジンの始動許可をしないようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１２−５６３４３号公報

上記特許文献１に記載された装置は、図９に示すように、車載機から携帯機へ送信されるチャレンジコードがＷａｋｅコードと同じＬＦ帯の信号となっている。このように、車載機から携帯機へ送信するチャレンジコードをＬＦ帯の信号で行うような構成では、例えば、携帯機においてＬＦ帯のチャレンジコードを復調する際に、数十マイクロ秒程度の遅延とクロックのばらつきが発生する、このため、車載機が携帯機へＷａｋｅコードまたはチャレンジコードを送信してから、車載機が携帯機からの応答信号を受信するまでの時間を数十マイクロ秒程度の精度でしか計測することができない。このため、リレーアタックの判別精度も低いといった問題がある。

本発明は上記問題に鑑みたもので、より確実にリレーアタックを防止できるようにすることを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、車両に搭載される車載機（１０）とユーザにより所持される携帯機（２０）とを備えた制御システムであって、車載機は、ＬＦ帯のＬＦ信号を送信した後、当該ＬＦ信号よりも周波数の高いＲＦ帯のＲＦクロックに同期するＲＦ信号を、ＲＦクロックに基づいて規定された第１の時間間隔（ｔ１）で送信するＲＦ信号送信手段（Ｓ１０４〜Ｓ１０８）を備え、携帯機は、ＲＦ帯の信号の送受信を行うＲＦ送受信部（２１）と、ＲＦ送受信部を介して第１の時間間隔を計時し、当該第１の時間間隔に基づいてＲＦ信号の受信に応答して送信する応答信号の送信タイミングを決定する送信タイミング決定手段（Ｓ２０６、Ｓ２１０、Ｓ２１２）と、送信タイミング決定手段により決定された送信タイミングで応答信号をＲＦ送受信部を介して送信する応答信号送信手段（Ｓ２１４）と、を備え、車載機は、ＬＦ信号またはＲＦ信号を送信してから応答信号が受信されるまでの時間間隔（ｔ１＋ｔ２）がＲＦクロックに基づいて規定された適正範囲内にあるか否かを判定する判定手段（Ｓ１１４）と、判定手段によって時間間隔（ｔ１＋ｔ２）がＲＦクロックに基づいて規定された適正範囲内にあると判定された場合に、車両に対する所定の操作を許可する許可手段（Ｓ１１８）と、を備えたことを特徴としている。

このような構成によれば、車載機は、ＬＦ帯のＬＦ信号を送信した後、当該ＬＦ信号よりも周波数の高いＲＦ帯のＲＦクロックに同期するＲＦ信号を、ＲＦクロックに基づいて規定された第１の時間間隔（ｔ１）で送信し、携帯機は、ＲＦ帯の信号の送受信を行うＲＦ送受信部（２１）を介して第１の時間間隔を計時し、当該第１の時間間隔に基づいてＲＦ信号の受信に応答して送信する応答信号の送信タイミングを決定し、この送信タイミングで応答信号をＲＦ送受信部を介して送信し、車載機は、ＬＦ信号またはＲＦ信号を送信してから応答信号が受信されるまでの時間間隔（ｔ１＋ｔ２）がＲＦクロックに基づいて規定された適正範囲内にあるか否かを判定し、時間間隔（ｔ１＋ｔ２）がＲＦクロックに基づいて規定された適正範囲内にあると判定された場合に、車両に対する所定の操作を許可するので、携帯機がＬＦ帯の信号の受信に応答して車載機へ応答信号を送信する構成と比較して、より確実にリレーアタックを防止することができる。

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

本発明の第１実施形態に係る制御システムの構成を示す図である。 車両側から送信されるウェイクコードとチャレンジ信号および携帯機から送信されるレスポンス信号の送信タイミングについて説明するための図である。 第１実施形態に係る車載機の制御部と携帯機の制御部のフローチャートである。 本発明の第２、３実施形態に係る制御システムの構成を示す図である。 本発明の第２実施形態に係る制御システムにおける各チャレンジ信号の受信信号強度について説明するための図である。 第２実施形態に係る携帯機の制御部のフローチャートである。 第３実施形態に係る携帯機の制御部のフローチャートである。 リレーアタックについて説明するための図である。 課題について説明するための図である。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態に係る制御システムの構成を図１に示す。本制御システムは、車両に搭載される車載機１０とユーザにより所持される携帯機２０とを備えたスマートキーシステム（スマートキーシステムは登録商標）として構成されている。

車載機１０は、ＲＦ送受信部１１、水晶発振器１２、ＬＦ送信部１３、水晶発振器１４および制御部１５を備えている。

ＲＦ送受信部１１は、ＲＦ信号を送信するＲＦ送信部とＲＦ信号を受信するＲＦ受信部（いずれも図示せず）を同一チップ内に形成したトランシーバＩＣとして構成され、ＲＦ送信部とＲＦ受信部とが水晶発振器１２により生成されるＲＦ帯の一定周波数のＲＦクロック信号に同期して動作するようになっている。

ＲＦ送受信部１１は、車両に設けられたアンテナから車両の周囲へ向けてＲＦ帯（１０〜数十メガヘルツ）の信号の送信を行うとともに携帯機２０より送信されるＲＦ帯（１０〜数十メガヘルツ）の信号の受信を行う。具体的には、ＲＦ送受信部１１は、ＲＦ帯のＲＦクロックに同期するチャレンジ信号（ＲＦ信号に相当する）を送信するとともに、このチャレンジ信号の受信に応答して携帯機２０より送信されるＲＦ帯のレスポンス信号（応答信号に相当する）を受信する。

また、ＲＦ送受信部１１は、制御部１５からの指示に応じて時間を計測する時間計測部１１ａを有している。なお、この時間計測部１１ａは、水晶発振器１２により生成されるＲＦクロック信号に同期してカウントを行うカウンタを用いて構成されている。

ＬＦ送信部１３は、車両に設けられたアンテナから携帯機２０の起動を指示するＬＦ帯（３０〜３００キロヘルツ）のウェイクコードを送信する。なお、ＬＦ送信部１３は、水晶発振器１４により生成されるＬＦ帯の一定周波数のＬＦクロック信号を基準クロックとして動作する。

制御部１５は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリ、Ｉ／Ｏ等を備えたコンピュータとして構成されており、ＣＰＵはＲＯＭに記憶されたプログラムに従って各種処理を実施する。制御部１５のフラッシュメモリには、正規の携帯機２０に割り当てられた固有の識別コードが記憶されている。

一方、携帯機２０は、ＲＦ送受信部２１および制御部２３を備えている。

ＲＦ送受信部２１は、車載機１０から送信されるＲＦ帯（１０〜数十メガヘルツ）の信号を受信するとともに車載機１０へＲＦ帯（１０〜数十メガヘルツ）の信号を送信するものである。具体的には、ＲＦ送受信部２１は、車載機１０から送信されるＲＦ帯のチャレンジ信号を受信するとともに、このチャレンジ信号の受信に応答してＲＦ帯のレスポンス信号を車載機１０へ送信する。

また、携帯機２０のＲＦ送受信部２１についても、上記したＲＦ送受信部１１と同様に、ＲＦ帯のＲＦ信号を送信するＲＦ送信部とＲＦ信号を受信するＲＦ受信部（いずれも図示せず）を同一チップ内に形成したトランシーバＩＣとして構成され、ＲＦ送信部とＲＦ受信部とが水晶発振器２２により生成されるＲＦ帯の一定周波数のＲＦクロック信号に同期して動作するようになっている。

このような構成により、車載機１０のＲＦ送受信部１１と携帯機２０のＲＦ送受信部２１の間で、少ない遅延で、かつ、厳密なタイミング条件で双方向の通信を実現することが可能となっている。

制御部２３は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリ、Ｉ／Ｏ等を備えたコンピュータとして構成されており、ＣＰＵはＲＯＭに記憶されたプログラムに従って各種処理を実施する。制御部２３のフラッシュメモリには、携帯機２０に割り当てられた固有の識別コードが記憶されている。

また、制御部２３は、ＬＦ帯（３０〜３００キロヘルツ）の信号を受信するＬＦ受信部２３ａを備えている。ＬＦ受信部２３ａにより携帯機２０から送信されるウェイクコードが受信されると、制御部２３は起動して待ち受けを解除するようになっている。

なお、通信エリアを車両の近くの特定のエリアに限定するため、車載機１０から距離減衰の大きなＬＦ帯のウェイクコードを送信するようにしている。すなわち、車両の近くの特定のエリアに携帯機２０が存在するときにＬＦ信号に含まれるＷａｋｅコードにより携帯機２０を起動させ、車両の近くの特定のエリアに携帯機が存在しないときには携帯機２０を起動させないようにしている。

また、携帯機２０の待ち受けをＲＦ帯の信号で行うと携帯機２０で消費される電力が大きくなるが、携帯機２０の待ち受けをＬＦ帯の信号で行うことにより、携帯機２０の消費電力が低減されている。

車両のドア５には、ロック機構５０、タッチセンサ５１、ロックボタン５２が装備されている。ロック機構５０により、ドアが施錠あるいは開錠される。タッチセンサ５１は、車両のドアハンドルに装備されて、ユーザ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５２は、スマートキーシステムにおけるドアの施錠ボタンであり、ドアハンドル付近に備えられて、車室外照合が成功の場合にユーザが押下するとドアが施錠されるボタンである。

なお、ドア５は車両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）のことを指す。これらの個々のドアにロック機構５０、タッチセンサ５１、ロックボタン５２が装備されている。

また、車両には、車室内の運転席近傍にエンジンスタートスイッチ６１が設けられている。エンジンスタートスイッチ６１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、車室内照合が成功の状態でユーザが押下する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により接続され上記したて情報の受け渡しが可能となっている。

本スマートキーシステムにおいて、ユーザによるドアハンドルへの接触がタッチセンサ５１により検出されると、図２に示すように、車両側の車載機１０から車両の周囲へ向けてＬＦ帯のウェイクコード（図中では、Ｗａｋｅと記す）が送信され、携帯機２０は、このウェイクコードを受信すると起動するようになっている。

また、本実施形態におけるスマートキーシステムにおいては、より確実にリレーアタックを防止できるようにするため、車載機１０からウェイクコードが送信された後、照合のためのチャレンジ信号（図中では、Ｃｈａｌｌｅｎｇｅと記す）を、ＬＦ帯のＬＦ信号よりも周波数の高いＲＦ帯のＲＦクロックに基づいて規定された第１の送信タイミング（ｔ１）で送信するようになっている。具体的には、車載機１０は、チャレンジ信号を２つのチャレンジ信号１／２およびチャレンジ信号２／２に分割して送信する。このとき、車載機１０は、チャレンジ信号１／２の送信が完了してから２回目のチャレンジ信号２／２の送信が完了するまでの期間が第１の時間間隔ｔ１となるように各チャレンジ信号を順次送信する。

また、携帯機２０は、チャレンジ信号１／２の受信が完了してから２回目のチャレンジ信号２／２の送信が完了するまでの第１の時間間隔ｔ１を計時するとともに、２回目のチャレンジ信号２／２の受信が完了してからレスポンス信号（図中では、Ｒｅｓｐｏｎｓｅと記す）の送信が完了するまでの期間ｔ２がｔ１＝ｔ２となるように、レスポンス信号の送信タイミングを決定し、この送信タイミングでレスポンス信号を車載機１０へ送信するようになっている。なお、このレスポンス信号には、携帯機２０に割り当てられた固有の識別コードが含まれる。

車載機１０は、チャレンジ信号１／２の送信完了時からレスポンス信号が受信されるまでの第２の時間間隔ｔ１＋ｔ２がＲＦクロックに基づいて規定された適正範囲内にあるか否かをチェックし、適正範囲内にある場合に、レスポンス信号に含まれる固有の識別コードに基づいて照合を行い、照合が成功すると、車両のドアの解錠制御を実施する。また、車載機１０は、チャレンジ信号１／２の送信完了時からレスポンス信号が受信されるまでの第２の時間間隔ｔ１＋ｔ２が適正範囲内にない場合には、リレーアタックの可能性があるため、車両のドアの解錠制御を禁止する。

次に、本スマートキーシステムにおけるリレーアタックによるドア解錠を防止する処理について説明する。図３に、車載機１０の制御部１５と携帯機２０の制御部２３のフローチャートを示す。車載機１０の制御部１５と携帯機２０の制御部２３は、それぞれ、周期的に図３に示す処理を実施する。

まず、車載機１０の制御部１５は、タッチセンサ５１によりユーザによるドアハンドルへの接触が検出されたか否かを判定する（Ｓ１００）。ここで、ドアハンドルへの接触が検出されない場合、Ｓ１００の判定を繰り返す。

また、タッチセンサ５１によりユーザによるドアハンドルへの接触が検出されると、Ｓ１００の判定はＹＥＳとなり、次に、図２に示したように、ＬＦ送信部１３を介して車両の周囲へ向けてＬＦ帯のウェイクコードを送信する（Ｓ１０２）。

ここで、携帯機２０を所持したユーザが車両の近くに存在し、携帯機２０のＬＦ受信部２３ａによりウェイクコードが受信されると（Ｓ２００）、携帯機２０の制御部２３は、待ち受けを解除して起動状態となる（Ｓ２０２）。

また、車載機１０の制御部１５は、ウェイクコードを送信した後、一定時間が経過すると、ＲＦ送受信部１１を介してチャレンジコードを含むチャレンジ信号１／２を送信するとともに（Ｓ１０４）、図２に示した第２の時間間隔ｔ１＋ｔ２の測定を開始する（Ｓ１０６）。具体的には、車載機１０の制御部１５は、チャレンジ信号１／２の送信完了時から計時を開始するように時間計測部１１ａに指示する。なお、この指示に応じて、時間計測部１１ａは、チャレンジ信号１／２の送信完了時から計時を開始する。

一方、携帯機２０の制御部２３は、ＲＦ送受信部２１を介してチャレンジ信号１／２を受信すると（Ｓ２０４）、第１の時間間隔ｔ１の測定を開始する（Ｓ２０６）。具体的には、携帯機２０の制御部２３は、チャレンジ信号１／２の受信完了時から計時を開始するようにＲＦ送受信部２１の時間計測部２１ａに指示する。なお、この指示に応じて、時間計測部２１ａは、チャレンジ信号１／２の受信完了時から計時を開始する。

また、車載機１０の制御部１５は、チャレンジ信号１／２を送信した後、一定時間が経過すると、チャレンジ信号２／２を送信する（Ｓ１０８）。具体的には、制御部１５は、図２に示したように、チャレンジ信号１／２の送信完了時からチャレンジ信号２／２の送信完了時までの時間間隔が時間計測部１１ａにより計測される第１の時間間隔ｔ１となるように、チャレンジ信号２／２を送信する。

次に、制御部１５は、携帯機２０より送信されるレスポンス信号を受信したか否かを判定する（Ｓ１１０）。具体的には、ＲＦ送受信部１１により携帯機２０からのレスポンス信号が受信されたか否かを判定する。

一方、携帯機２０の制御部２３は、ＲＦ送受信部２１を介してチャレンジ信号２／２を受信すると（Ｓ２０８）、一定時間間隔ｔ１の測定を完了する（Ｓ２１０）。具体的には、制御部２３は、チャレンジ信号２／２の受信完了時に計時を終了するように時間計測部２１ａに指示する。なお、この指示に応じて、時間計測部２１ａは、チャレンジ信号２／２の受信完了時に計時を終了する。

次に、制御部２３は、レスポンス信号の送信タイミングを決定する（Ｓ２１２）。本実施形態では、図２に示したように、チャレンジ信号２／２の受信完了時からレスポンス信号の送信完了時までの時間間隔ｔ２が、時間計測部２１ａで計測される第１の時間間隔ｔ１と同じとなるようにレスポンス信号の送信タイミングを決定する。

次に、制御部２３は、ＲＦ送受信部２１を介して、Ｓ２１２にて決定した送信タイミングでレスポンス信号を送信させ（Ｓ２１４）、本処理を終了する。

車載機１０の制御部１５は、ＲＦ送受信部１１により携帯機２０からのレスポンス信号が受信されない場合、Ｓ１１０の判定はＮＯとなり、次に、チャレンジ信号１／２を送信を完了してから所定時間が経過したか否かの判定を行う（Ｓ１２０）。ここで、チャレンジ信号１／２を送信を完了してから所定時間が経過していない場合、Ｓ１２０の判定はＮＯとなり、Ｓ１１０の判定へ戻る。

そして、制御部１５は、チャレンジ信号１／２を送信を完了してから所定時間が経過する前に、ＲＦ送受信部１１により携帯機２０からのレスポンス信号が受信されると、第２の時間間隔ｔ１＋ｔ２の測定を完了する（Ｓ１１２）。具体的には、制御部１５は、計時の終了を時間計測部１１ａに指示する。なお、時間計測部１１ａは、この指示に応じて計時を終了する。

制御部１５は、次に、第２の時間間隔ｔ１＋ｔ２が適正範囲内にあるか否かを判定する（Ｓ１１４）。本実施形態では、時間計測部１１ａにより計時された第２の時間間隔ｔ１＋ｔ２が第１の時間間隔ｔ１×２＋α（αは誤差）以内である場合に第２の時間間隔ｔ１＋ｔ２が適正範囲内にあると判定する。

なお、本実施形態において、車載機１０のＲＦ送受信部１１と、携帯機２０のＲＦ送受信部２１は、それぞれＲＦ帯のＲＦクロック信号に同期して動作しており、第２の時間間隔ｔ１＋ｔ２が適正範囲内にあるか否かを判定する。

ここで、時間計測部１１ａにより計時された第２の時間間隔ｔ１＋ｔ２が第１の時間間隔ｔ１×２＋α（αは誤差）以内となった場合、Ｓ１１４の判定はＹＥＳとなり、次に、制御部１５は、制御部１５のフラッシュメモリに記憶された正規の携帯機２０の固有の識別コードと、レスポンス信号に含まれる固有の識別コードを比較して照合を行い、照合が成功したか否かを判定する（Ｓ１１８）。

ここで、照合が成功すると、Ｓ１１６の判定はＹＥＳとなり、次に、制御部１５は、車両のドア５の解錠制御を実施し（Ｓ１１８）、本処理を終了する。

なお、携帯機２０が正規の携帯機ではなく、照合に失敗すると、Ｓ１１６の判定はＮＯとなり、制御部１５は、車両のドア５の解錠制御を実施することなく、本処理を終了する。

また、リレーアタックのために車両の近傍と携帯機の近傍の間に中継器が配置されているような場合には、車載機１０がチャレンジ信号１／２を携帯機２０へ送信してから、車載機１０が携帯機２０からのレスポンス信号を受信するまでの時間に遅延が生じるため、Ｓ１１２にて、時間計測部１１ａにより計時された第２の時間間隔ｔ１＋ｔ２が第１の時間間隔ｔ１×２＋α（αは誤差）よりも大きくなるため、Ｓ１１４の判定はＮＯとなる。そして、チャレンジ信号１／２を送信を完了してから所定時間が経過すると、Ｓ１２０の判定はＮＯとなり、車両のドア５の解錠制御を実施することなく、本処理を終了する。

上記した構成によれば、車載機１０は、ＬＦ帯のウェイクコードを送信した後、当該ウェイクコードよりも周波数の高いＲＦ帯のＲＦクロックに同期するチャレンジ信号を、ＲＦクロックに基づいて規定された第１の送信タイミングｔ１で送信し、携帯機２０は、ＲＦ帯の信号の送受信を行うＲＦ送受信部２１を介してチャレンジ信号を受信した受信タイミングｔ１を計時し、当該受信タイミングに基づいてチャレンジ信号の受信に応答して送信するレスポンス信号の第２の送信タイミングを決定し、この第２の送信タイミングでレスポンス信号をＲＦ送受信部を介して送信し、車載機１０は、チャレンジ信号を送信してからレスポンス信号が受信されるまでの時間間隔ｔ１＋ｔ２がＲＦクロックに基づいて規定された適正範囲内にあるか否かを判定し、時間間隔ｔ１＋ｔ２がＲＦクロックに基づいて規定された適正範囲内にあると判定された場合に、車両に対する所定の操作を許可するので、携帯機２０がＬＦ帯の信号の受信に応答して車載機へ応答信号を送信する構成と比較して、より確実にリレーアタックを防止することができる。

また、車載機１０は、チャレンジ信号を複数に分割し、当該分割した複数のチャレンジ信号をＲＦクロックに基づいて規定された一定時間間隔ｔ１で順次送信し、携帯機２０は、ＲＦ送受信部２１を介してチャレンジ信号を受信すると、一定時間間隔を計時し、当該一定時間間隔に基づいてチャレンジ信号の受信に応答して送信するレスポンス信号の送信タイミングを決定することができる。

また、ＲＦ送受信部２１は、ＲＦ信号を送信するＲＦ送信部とＲＦ信号を受信するＲＦ受信部を同一チップ内に形成したトランシーバＩＣとして構成され、ＲＦ送信部とＲＦ受信部とが水晶発振器２２により生成されるＲＦ帯のＲＦクロック信号に同期して動作するようになっているので、携帯機２０がＲＦ信号を受信してから応答信号を送信するまでの遅延時間をより小さくすることが可能である。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態に係る制御システムの構成を図４に示す。本実施形態に係る制御システムは、図１に示した構成と比較して、車載機１０ＲＦのＲＦ送受信部にＲＳＳＩ計測部１１ａを備えた点と、携帯機２０のＲＦ送受信部２１にＲＳＳＩ計測部２１ｂを備えた点が異なる。

ＲＳＳＩ計測部１１ａは、携帯機２０より送信されるレスポンス信号の受信信号強度（ＲＳＳＩ）を計測し、この受信信号強度（ＲＳＳＩ）を示す信号を制御部１５へ出力する。

また、ＲＳＳＩ計測部２１ｂは、車載機１０より送信されるチャレンジ信号の受信信号強度（ＲＳＳＩ）を計測し、この受信信号強度（ＲＳＳＩ）を示す信号を制御部２３へ出力する。

上記第１実施形態における制御システムは、車載機１０から携帯機２０へ送信するＲＦ帯のチャレンジ信号１／２とチャレンジ信号２／２を、それぞれ一定の電波強度で送信するように構成したが、本実施形態における制御システムにおいては、車載機１０のＲＦ送受信部１１が、制御部１５からの指示に応じて送信信号の電波強度を段階的に変化させることが可能となっており、車載機１０から携帯機２０へ送信するＲＦ帯のチャレンジ信号１／２とチャレンジ信号２／２の送信強度を高レベルと低レベルの２段階で変化させるようになっている。

また、車載機１０の制御部１５は、チャレンジ信号１／２の最終の２ビットに、チャレンジ信号１／２とチャレンジ信号２／２の送信強度の大小関係を示す情報を含むようになっている。

図５に、チャレンジ信号１／２の最終の２ビットと、チャレンジ信号１／２とチャレンジ信号２／２の送信強度の大小関係を示す。

車載機１０の制御部１５は、チャレンジ信号１／２を高レベル、チャレンジ信号２／２を低レベルで送信する際には、チャレンジ信号１／２の最終の２ビットを「１、０」として送信し、チャレンジ信号１／２を低レベル、チャレンジ信号２／２を高レベルで送信する際には、チャレンジ信号１／２の最終の２ビットを「０、１」として送信するようになっている。

また、車載機１０の制御部１５は、チャレンジ信号１／２とチャレンジ信号２／２をそれぞれ高レベルで送信する際には、チャレンジ信号１／２の最終の２ビットを「１、１」として送信し、チャレンジ信号１／２とチャレンジ信号２／２をそれぞれ低レベルで送信する際には、チャレンジ信号１／２の最終の２ビットを「０、０」として送信するようになっている。

なお、チャレンジ信号１／２とチャレンジ信号２／２の送信レベルをどのように組み合わせるかについては、ランダムに決定してもよく、また、何らかのルールに従って決定してもよい。

一方、携帯機２０のＲＦ送受信部２１は、チャレンジ信号１／２とチャレンジ信号２／２をそれぞれ受信する際に、ＲＳＳＩ計測部２１ｂにチャレンジ信号１／２とチャレンジ信号２／２の受信信号強度を計測させるようになっている。

具体的には、図３に示したＳ２０４にて、チャレンジ信号１／２を受信する際に、ＲＳＳＩ計測部２１ｂにチャレンジ信号１／２の受信信号強度を計測させた後、Ｓ２０６にて、第１の時間間隔ｔ１の計測を開始し、更に、Ｓ２０８にて、チャレンジ信号２／２を受信する際に、ＲＳＳＩ計測部２１ｂにチャレンジ信号２／２の受信信号強度を計測させる。

本実施形態では、携帯機２０の制御部２３が、Ｓ２０８にて、チャレンジ信号２／２を受信した後、図６に示すように、信号受信強度（ＲＳＳＩ）が予め定められたルール通りか否かを判定する（Ｓ２０９）。具体的には、制御部２３は、ＲＳＳＩ計測部２１ｂにより計測された各チャレンジ信号の受信信号強度と、チャレンジ信号１／２の最終の２ビットに基づいて、携帯機２０で受信された各チャレンジ信号の受信信号強度が予め定められたルール通りか否かを判定する。

ここで、信号受信強度（ＲＳＳＩ）が予め定められたルール通りとなっている場合には、Ｓ２０９の判定はＹＥＳとなり、制御部２３は、Ｓ２１０の第１の時間間隔ｔ１の測定を完了するステップへ進み、チャレンジ信号に応答するレスポンス信号を送信する処理を継続する。

しかし、リレーアタックのために車両の近傍と携帯機の近傍の間に中継器が配置され、この中継器で中継されることにより携帯機２０で受信される各チャレンジ信号の信号受信強度（ＲＳＳＩ）が予め定められたルール通りとならない場合、Ｓ２０９の判定はＮＯとなり、制御部２３は、レスポンス信号を送信する処理を継続することなく、本処理を終了する。

上記したように、車載機１０は、複数のＲＦ信号の送信強度を段階的に変化させるとともに、複数のＲＦ信号の送信強度を示す情報を複数のＲＦ信号に含ませて送信するようになっており、携帯機２０は、ＲＦ送受信部２１により受信された複数のＲＦ信号の受信信号強度を計測するＲＳＳＩ計測部２１ｂと、このＲＳＳＩ計測部２１ｂにより計測された複数のチャレンジ信号の受信信号強度とチャレンジ信号に含まれる複数のＲＦ信号の送信強度を示す情報に基づいてＲＦ送受信部２１により受信された複数のチャレンジ信号の受信信号強度が規定どおりか否かを判定し、ＲＦ送受信部２１により受信された複数のＲＦ信号の受信信号強度が規定どおりでないと判定された場合、応答信号を送信しないようにすることができる。

（第３実施形態）
上記第２実施形態では、車載機１０から携帯機２０へ送信するＲＦ帯の各チャレンジ信号の送信強度を段階的に変化させ、各チャレンジ信号の信号受信強度（ＲＳＳＩ）が予め定められたルール通りか否かを判定するように構成したが、本実施形態では、車載機１０から携帯機２０へ送信するＲＦ帯の各チャレンジ信号の送信強度を段階的に変化させた後、車載機１０から携帯機２０へ送信するＲＦ帯の各チャレンジ信号の送信強度に応じて、携帯機２０から車載機１０へ送信するレスポンス信号の送信強度を段階的に変化させる。

本実施形態における携帯機２０のＲＦ送受信部２１は、チャレンジ信号１／２とチャレンジ信号２／２をそれぞれ受信する際に、ＲＳＳＩ計測部２１ｂにチャレンジ信号１／２とチャレンジ信号２／２の受信信号強度を計測させるようになっている。

具体的には、図３に示したＳ２０４にて、チャレンジ信号１／２を受信する際に、ＲＳＳＩ計測部２１ｂにチャレンジ信号１／２の受信信号強度を計測させた後、Ｓ２０６にて、第１の時間間隔ｔ１の計測を開始し、更に、Ｓ２０８にて、チャレンジ信号２／２を受信する際に、ＲＳＳＩ計測部２１ｂにチャレンジ信号２／２の受信信号強度を計測させる。

本実施形態では、携帯機２０の制御部２３が、Ｓ２０８にて、チャレンジ信号２／２を受信した後、図７に示すように、チャレンジ信号１／２とチャレンジ信号２／２の受信信号強度の大小関係からレスポンス信号の送信強度を特定する（Ｓ３０９）。例えば、チャレンジ信号１／２とチャレンジ信号２／２の受信レベルが同じレベルとなっている場合、レスポンス信号の送信強度を高レベルとし、チャレンジ信号１／２とチャレンジ信号２／２の受信レベルが異なるレベルとなっている場合、レスポンス信号の送信強度を低レベルとする。

そして、Ｓ２１０にて、第１の時間間隔ｔ１の測定を完了し、Ｓ２１２にて、レスポンス信号の送信タイミングを決定した後、Ｓ２１４にて、Ｓ３０９にて特定した送信強度でレスポンス信号を送信させる。

なお、車載機１０の制御部１５は、図３のＳ１１０にて、レスポンス信号を正常に受信したか否かを判定する。具体的には、車載機１０のＲＦ送受信部１１は、レスポンス信号を受信する際に、ＲＳＳＩ計測部１１ｂにレスポンス信号の受信信号強度を計測させ、計測結果に基づいてレスポンス信号を正常に受信したか否かを判定する。なお、制御部１５は、携帯機２０へチャレンジ信号１／２とチャレンジ信号２／２を同じレベルで送信した場合には、レスポンス信号が高レベルで送信され、チャレンジ信号１／２とチャレンジ信号２／２を異なるレベルで送信した場合には、レスポンス信号が低レベルで送信されるというルールにしたがって、レスポンス信号を正常に受信したか否かを判定することができる。

ここで、レスポンス信号の信号受信強度（ＲＳＳＩ）が予め定められたルール通りとなっている場合には、Ｓ１１０の判定はＹＥＳとなり、制御部２３は、Ｓ１１２以降の処理へ進む。

しかし、リレーアタックのために車両の近傍と携帯機の近傍の間に中継器が配置され、この中継器で中継されることにより車載機１０で受信されるレスポンス信号の信号受信強度（ＲＳＳＩ）が予め定められたルール通りとならない場合、Ｓ１１０の判定はＮＯとなり、チャレンジ信号１／２を送信を完了してから所定時間が経過すると、Ｓ１２０の判定はＮＯとなり、車両のドア５の解錠制御を実施することなく、本処理を終了する。

上記したように、車載機１０は、複数のＲＦ信号の送信強度を段階的に変化させるとともに、複数のＲＦ信号の送信強度を示す情報を複数のＲＦ信号に含ませて送信するようになっており、携帯機２０は、ＲＦ送受信部２１により受信された複数のＲＦ信号の受信信号強度を計測するＲＳＳＩ計測部２１ｂを備え、このＲＳＳＩ計測部２１ｂにより計測された複数のＲＦ信号の受信信号強度に基づいて応答信号の送信強度を特定し、この送信強度で応答信号を送信し、車載機１０は、応答信号の受信信号強度を計測するＲＳＳＩ計測部１１ａを備え、このＲＳＳＩ計測部１１ａにより計測された応答信号の受信信号強度が予め定められた規定通りとなっていない場合、許可手段は、車両に対する所定の操作を許可しないようにすることができる。

なお、本発明は上述の実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、以下のように種々変形可能である。

例えば、上記第１〜第３実施形態では、本スマートキーシステムにおけるリレーアタックによるドア解錠を防止する処理について説明したが、例えば、リレーアタックによる車両のエンジン始動制御を防止する処理や、リレーアタックによる電気自動車の走行用モータの始動制御を防止する処理等、ドア解錠を防止する処理に適用することができる。

また、上記第１〜第３実施形態では、チャレンジ信号を２つのチャレンジ信号１／２およびチャレンジ信号２／２に分割し、車載機１０は、チャレンジ信号１／２の送信が完了した後、２回目のチャレンジ信号２／２の送信が完了するまでの期間が第１の時間間隔ｔ１となるように各チャレンジ信号を順次送信するようにしたが、このような構成に限定されるものではなく、例えば、チャレンジ信号１／２の送信開始時から、２回目のチャレンジ信号２／２の送信開始時までの期間が第１の時間間隔ｔ１となるように各チャレンジ信号を順次送信するようにしてもよい。また、チャレンジ信号を３つ以上のチャレンジ信号に分割し、車載機１０は、分割された複数のチャレンジ信号の少なくとも２つのチャレンジ信号の時間間隔を第１の時間間隔ｔ１とするように構成してもよい。

また、上記第１〜第３実施形態では、図２に示したように、チャレンジ信号１／２の送信が完了してからチャレンジ信号２／２の送信が完了するまでの第１の時間間隔ｔ１と、チャレンジ信号２／２の送信が完了してからレスポンス信号の送信が完了するまでの時間間隔ｔ２が同じになるように構成したが、このような例に限定されるものではない。すなわち、車載機１０と携帯機２０との間で、ＲＦ帯の信号により規定されるタイミングで、車載機１０から送信されるチャレンジ信号の送信タイミングと携帯機２０から送信されるレスポンス信号の送信タイミングを取り決めておけば、車載機１０から送信されるチャレンジ信号の送信タイミングと携帯機２０から送信されるレスポンス信号の送信タイミングを上記以外のタイミングとすることもできる。

また、上記第１〜第３実施形態では、車載機１０からチャレンジ信号１／２を送信してからレスポンス信号が受信されるまでの第２の時間間隔（ｔ１＋ｔ２）を計時する構成を示したが、このような構成に限定されるものではなく、例えば、ウェイクコードの送信完了時からレスポンス信号が受信されるまでの時間間隔を計時するように構成してもよい。

また、上記第２実施形態において、車載機１０の制御部１５は、チャレンジ信号１／２の最終の２ビットに、チャレンジ信号１／２とチャレンジ信号２／２の大小関係を示す情報を含むように構成したが、このような大小関係を示す情報は、各チャレンジ信号の他のビットに含むように構成することもできる。

また、上記第２実施形態において、車載機１０から携帯機２０へ送信するＲＦ帯のチャレンジ信号１／２とチャレンジ信号２／２の送信強度を高レベルと低レベルの２段階で変化させる構成を示したが、チャレンジ信号１／２とチャレンジ信号２／２の送信強度を３段階以上で変化させるように構成してもよい。

上記第３実施において、車載機１０が携帯機２０より送信されるレスポンス信号の受信信号強度を判定する構成を示したが、例えば、携帯機２０より送信強度が異なるように複数のレスポンス信号を送信させるようにし、複数のレスポンス信号の相対的な信号受信強度に基づいて携帯機２０より送信されるレスポンス信号の受信信号強度を判定するように構成してもよい。

１０ 車載機
１１ ＲＦ送受信部
１１ａ 時間計測部
１２ 水晶発振器
１３ ＬＦ送信部
１４ 水晶発振器
１５ 制御部
２０ 携帯機
２１ ＲＦ送受信部
２１ａ 時間計測部
２２ 水晶発振器
２３ 制御部
２３ａ ＬＦ受信部
５０ ロック機構
５１ タッチセンサ
６２ ロックボタン
６１ エンジンスタートスイッチ

Claims (5)

1. 車両に搭載される車載機（１０）とユーザにより所持される携帯機（２０）とを備えた制御システムであって、
   前記車載機は、
   ＬＦ帯のＬＦ信号を送信した後、当該ＬＦ信号よりも周波数の高いＲＦ帯のＲＦクロックに同期するＲＦ信号を、前記ＲＦクロックに基づいて規定された第１の時間間隔（ｔ１）で送信するＲＦ信号送信手段（Ｓ１０４〜Ｓ１０８）を備え、
   前記携帯機は、
   前記ＲＦ帯の信号の送受信を行うＲＦ送受信部（２１）と、
   前記ＲＦ送受信部を介して前記第１の時間間隔を計時し、当該第１の時間間隔に基づいて前記ＲＦ信号の受信に応答して送信する応答信号の送信タイミングを決定する送信タイミング決定手段（Ｓ２０６、Ｓ２１０、Ｓ２１２）と、
   前記送信タイミング決定手段により決定された前記送信タイミングで前記応答信号を前記ＲＦ送受信部を介して送信する応答信号送信手段（Ｓ２１４）と、を備え、
   前記車載機は、
   前記ＬＦ信号または前記ＲＦ信号を送信してから前記応答信号が受信されるまでの時間間隔（ｔ１＋ｔ２）が前記ＲＦクロックに基づいて規定された適正範囲内にあるか否かを判定する判定手段（Ｓ１１４）と、
   前記判定手段によって前記時間間隔（ｔ１＋ｔ２）が前記ＲＦクロックに基づいて規定された適正範囲内にあると判定された場合に、前記車両に対する所定の操作を許可する許可手段（Ｓ１１８）と、を備えたことを特徴とする制御システム。
2. 前記ＲＦ信号送信手段は、前記ＲＦ信号を複数に分割し、当該分割した複数のＲＦ信号を前記ＲＦクロックに基づいて規定された前記第１の時間間隔（ｔ１）で順次送信し、
   前記送信タイミング決定手段は、前記ＲＦ送受信部を介して前記ＲＦ信号を受信すると、前記第１の時間間隔を計時し、当該第１の時間間隔に基づいて前記ＲＦ信号の受信に応答して送信する応答信号の送信タイミングを決定することを特徴とする請求項１に記載の制御システム。
3. 前記ＲＦ送受信部は、ＲＦ信号を送信するＲＦ送信部とＲＦ信号を受信するＲＦ受信部を同一チップ内に形成したトランシーバＩＣとして構成され、前記ＲＦ送信部と前記ＲＦ受信部とが水晶発振器（２２）により生成されるＲＦクロック信号に同期して動作するようになっていることを特徴とする請求項１または２に記載の制御システム。
4. 前記ＲＦ信号送信手段は、前記複数のＲＦ信号の送信強度を段階的に変化させるとともに、前記複数のＲＦ信号の送信強度を示す情報を前記複数のＲＦ信号に含ませて送信するようになっており、
   前記携帯機は、前記ＲＦ送受信部により受信された前記複数のＲＦ信号の受信信号強度を計測する受信信号強度計測手段（２１ｂ）と、
   前記受信信号強度計測手段により計測された前記複数のＲＦ信号の受信信号強度と前記複数のＲＦ信号に含まれる前記複数のＲＦ信号の送信強度を示す情報に基づいて前記ＲＦ送受信部により受信された前記複数のＲＦ信号の受信信号強度が規定どおりか否かを判定する受信信号強度判定手段と、を備え、
   前記受信信号強度判定手段により前記ＲＦ送受信部により受信された前記複数のＲＦ信号の受信信号強度が規定どおりでないと判定された場合、前記応答信号の送信を禁止することを特徴とする請求項２または３に記載の制御システム。
5. 前記ＲＦ信号送信手段は、前記複数のＲＦ信号の送信強度を段階的に変化させるとともに、前記複数のＲＦ信号の送信強度を示す情報を前記複数のＲＦ信号に含ませて送信するようになっており、
   前記携帯機は、前記ＲＦ送受信部により受信された前記複数のＲＦ信号の受信信号強度を計測する受信信号強度計測手段（２１ｂ）と、
   前記受信信号強度計測手段により計測された前記複数のＲＦ信号の受信信号強度に基づいて前記応答信号の送信強度を特定する送信強度特定手段と、を備え、
   前記応答信号送信手段は、前記送信強度特定手段により特定された送信強度で前記応答信号を送信し、
   前記車載機は、
   前記応答信号の受信信号強度を計測する受信信号強度計測手段（１１ａ）を備え、
   前記受信信号強度計測手段により計測された前記応答信号の受信信号強度が予め定められた規定通りとなっていない場合、前記許可手段は、前記車両に対する所定の操作を許可しないことを特徴とする請求項２または３に記載の制御システム。

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