JP7018725B2

JP7018725B2 - リレーアタック検出装置及びリレーアタック検出方法

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Inventors: 久太郎飯波
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Description

本発明は、リレーアタック検出装置及びリレーアタック検出方法、特に、車両と携帯機との間で行われる無線通信を個別の中継機で中継するリレーアタックの検出装置及びリレーアタック検出方法に関する。

近年、例えば鍵の代わりに携帯機を所持し、この携帯機と車両との間で無線通信を行い、両者が適正に認識できた場合に、車両を施解錠したり車両（エンジン）を運転（スタート）可能状態としたりする、例えばキーレスアクセスと呼ぶ車両通信システムが普及している。この車両通信システムにおける携帯機と車両との間の無線通信は、予め設定された範囲（領域）でのみ可能とされており、正規の携帯機を持たない者は車両を解錠したり運転したりすることができないようになっている。

しかし、最近、この種の車両通信システムを搭載した車両に対し、リレーアタックと呼ばれる手法により、正規の携帯機を持たない者によって車両が解錠されたり運転されたりしてしまうような状況が生じていると報告されている。リレーアタックとは、本来、車両と携帯機との間でのみ行われる無線通信を別の中継機で中継し、これにより車両を不正に解錠したり運転したりしようとするものである。中継機は、車両の近傍と携帯機の近傍の夫々に配置され、車両からの信号を車両側中継機から携帯機側中継機を介して携帯機に送信するものが基本構成であり、携帯機からの信号を携帯機側中継機から車両側中継機を介して車両に送信できるものもある。この中継機は、リレーアタックツールとも呼ばれる。

このリレーアタック対策として、下記特許文献１では、車両側から送信される信号の信号レベルを経時的に変化させ、携帯機側は、例えば、その信号レベルを模倣した信号を創生して送信し、車両側は、受信した信号の信号レベルと送信した信号の信号レベルを比較し、両者が同等である場合に、受信信号が正規の携帯機から送信されたものであると判定することで、リレーアタックを回避できるとしている。

特許第５５２７５４０号公報

前述した特許文献１記載のリレーアタック対策は、リレーアタックツールが受信した信号の信号レベルを模倣できないことに基づいている。しかしながら、受信した信号の信号レベルを模倣可能なリレーアタックツールが開発されつつあるという情報もあり、そうすると、信号レベルを経時的に変化させる手法以外のリレーアタック対策が必要となる。具体的には、できるだけ簡易な構成で確実にリレーアタックを検出できる装置や方法が望まれる。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、簡易な構成で確実にリレーアタックを検出することが可能なリレーアタック検出装置及びリレーアタック検出方法を提供することにある。

上記目的を達成するためのリレーアタック検出装置は、
車両と携帯機との間で行われる無線通信を個別の中継機で中継するリレーアタックの検出装置において、前記携帯機に設けられた３軸アンテナが受信している前記車両からの信号の各受信感度軸の３軸受信強度を取得する３軸受信強度取得手段と、前記３軸受信強度取得手段で取得された少なくとも２つの異なるタイミングにおける３軸受信強度を比較し、比較された少なくとも２つのタイミングにおける３軸受信強度の相互関係の変化状態が予め設定された規定変化状態未満である場合にリレーアタックがなされていると判定するリレーアタック判定手段と、を備えたことを特徴とする。

また、上記目的を達成するためのリレーアタック検出方法は、
車両と携帯機との間で行われる無線通信を個別の中継機で中継するリレーアタックの検出方法において、前記携帯機に設けられた３軸アンテナが受信している前記車両からの信号の各受信感度軸の３軸受信強度を取得する３軸受信強度取得工程と、前記３軸受信強度取得工程で取得された少なくとも２つの異なるタイミングにおける３軸受信強度を比較し、比較された少なくとも２つのタイミングにおける３軸受信強度の相互関係の変化状態が予め設定された規定変化状態未満である場合にリレーアタックがなされていると判定するリレーアタック判定工程と、を備えたことを特徴とする。

一般に、車両からの信号を確実に受信するために、携帯機には３軸アンテナが設けられているが、リレーアタック中、携帯機と携帯機側中継機との位置関係（正確には相対姿勢）は変化しない又は殆ど変化しないので、携帯機の３軸アンテナによる各受信感度軸の３軸受信強度の相互関係は変化しない又は殆ど変化しない。これは、携帯機の付近で、携帯機側中継器を使用して不正な通信を行おうとする者は、必然的に大きく動けないからである。これに対し、例えば携帯機が車両に接近しつつあるとき、携帯機と車両との位置関係（相対姿勢）は変化するので、３軸受信強度の相互関係は変化する。即ち、３軸受信強度の相互関係が変化している状態は、正当な使用者による使用であると判断することが可能である。従って、携帯機の３軸アンテナによる３軸受信強度を少なくとも２つの異なるタイミングで比較し、比較された少なくとも２つの異なるタイミングにおける３軸受信強度の相互関係の変化状態が規定変化状態未満である、つまり３軸受信強度の相互関係の変化がないか又は小さいときにリレーアタックがなされていると判定することができる。これにより、特に新たな構成部材を付加することなく、簡易な構成で確実にリレーアタックを検出することができる。

また、上記リレーアタック検出装置において、前記リレーアタック判定手段は、少なくとも、車両に対して解錠要求が入力された解錠入力時、及び、前記解錠入力時より早いタイミングで且つ前記無線通信が成立した無線通信成立時の２つのタイミングにおける前記３軸受信強度を比較して前記リレーアタックの判定を行うことを特徴とする。

また、上記リレーアタック検出方法において、前記リレーアタック判定工程は、少なくとも、車両に対して解錠要求が入力された解錠入力時、及び、前記解錠入力時より早いタイミングで且つ前記無線通信が成立した無線通信成立時の２つのタイミングにおける前記３軸受信強度を比較して前記リレーアタックの判定を行うことを特徴とする。

この構成によれば、無線通信成立時及び解錠入力時の３軸受信強度の相互関係を用いてリレーアタックの判定を行うことができるので、正規の携帯機を所持して車両に接近した者以外に対して、車両を解錠しないことが可能となる。

また、上記リレーアタック検出装置において、前記３軸アンテナによる前記車両からの信号の総受信強度を検出する総受信強度検出手段を備え、前記リレーアタック判定手段は、前記比較された少なくとも２つのタイミングにおける３軸受信強度の相互関係の変化状態が予め設定された規定変化状態未満で且つ前記総受信強度検出手段で検出された前記無線通信成立時の総受信強度に対する前記解錠入力時の総受信強度の変化量が予め設定された規定変化量未満である場合にリレーアタックがなされていると判定することを特徴とする。

リレーアタック中、携帯機と携帯機側中継機との位置関係は変化しない又は殆ど変化しないので、携帯機の３軸アンテナによる総受信強度は変化しない又は殆ど変化しない。これに対し、例えば携帯機が車両に接近しつつあるとき、携帯機と車両との位置関係は変化するので、３軸アンテナの総受信強度は携帯機が車両に接近するほど大きくなる。従って、少なくとも２つのタイミングにおける３軸受信強度の相互関係の変化状態が規定変化状態未満で且つ、無線通信成立時の携帯機の総受信強度に対する解錠入力時の携帯機の総受信強度の変化量（増加量）が規定変化量未満である場合にリレーアタックがなされていると判定する。これにより、特に新たな構成要素を付加することなく、簡易な構成で確実にリレーアタックを検出することができる。

また、上記リレーアタック検出装置において、前記車両に設けられた車両側受信用アンテナによる前記携帯機からの信号の車両側受信強度を検出する車両側受信強度検出手段を備え、前記リレーアタック判定手段は、前記比較された少なくとも２つのタイミングにおける３軸受信強度の相互関係の変化状態が予め設定された規定変化状態未満で且つ前記車両側受信強度検出手段で検出された前記無線通信成立時の車両側受信強度に対する前記解錠入力時の車両側受信強度の変化量が予め設定された規定変化量未満である場合にリレーアタックがなされていると判定することを特徴とする。

リレーアタック中、車両と車両側中継機との位置関係は変化しない又は殆ど変化しないので、車両の車両側受信用アンテナによる車両側受信強度は変化しない又は殆ど変化しない。これは、車両の付近で、車両側中継器を使用して不正な通信を行おうとする者は、必然的に大きく動けないからである。これに対し、例えば携帯機が車両に接近しつつあるとき、携帯機と車両との位置関係は変化するので、車両側受信強度は携帯機が車両に接近するほど大きくなる。従って、少なくとも２つのタイミングにおける３軸受信強度の相互関係の変化状態が規定変化状態未満で且つ、無線通信成立時の車両側受信強度に対する解錠入力時の車両側受信強度の変化量（増加量）が規定変化量未満である場合にリレーアタックがなされていると判定する。これにより、特に新たな構成要素を付加することなく、簡易な構成で確実にリレーアタックを検出することができる。

以上説明したように、本発明によれば、携帯機の３軸アンテナによる各受信感度軸の３軸受信強度を取得し、取得された３軸受信強度を少なくとも２つの異なるタイミングで比較し、比較された少なくとも２つのタイミングにおける３軸受信強度の相互関係の変化状態が規定変化状態未満である、つまり３軸受信強度の相互関係の変化がないか又は小さいときにリレーアタックがなされていると判定する構成としたため、特に新たな構成部材を付加することなく、簡易な構成で確実にリレーアタックを検出することができる。

本発明のリレーアタック検出装置及びリレーアタック検出方法が適用された車両及び携帯機の概略構成の説明図である。図１の車両及び携帯機のシステム構成図である。図２の携帯機に設けられた３軸アンテナ及びその受信強度の説明図である。リレーアタックの説明図である。図２の車両側制御部で行われる演算処理を示すフローチャートである。図２の車両側制御部で行われる演算処理を示すフローチャートである。図２の車両側制御部で行われる演算処理を示すフローチャートである。正規の携帯機と車両間の通信時の３軸受信強度の説明図である。リレーアタック時の３軸受信強度の説明図である。

以下に、本発明のリレーアタック検出装置及びリレーアタック検出方法の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は、この実施の形態のリレーアタック検出装置及びリレーアタック検出方法が適用された車両及び携帯機の概略構成を示す説明図である。この実施の形態の車両１０は、例えばステーションワゴン型のような乗用車両であり、例えばキーレスアクセスと呼ばれる車両通信システムを備える。この車両通信システムは、前述のように、車両１０毎に設定された携帯機１２と該当する車両１０の間で行われる無線通信であり、通常は、鍵の代わりに所持する携帯機１２と車両１０の相互通信で、車両１０を解錠したり運転可能状態としたりする。そのため、車両１０には、車両通信システム制御を司るコントロールユニットとしての車両側制御部１４が設けられ、携帯機１２にも後述する携帯機側制御部１６が設けられている。なお、機械的な鍵が携帯機１２にセットされていることもある。また、この実施の形態の車両１０は、駆動源として、少なくとも図示しないエンジンを備えて構成される。

この車両通信システムのために、車両１０には、車室外に向けて信号（電波）を送信するための車室外ＬＦアンテナ３２や車室内に信号（電波）を送信するための車室内ＬＦアンテナ３４が設けられている。車室外ＬＦアンテナ３２は、例えばドアハンドルに内装され、車室内ＬＦアンテナ３４は、例えばダッシュ部に設けられている。車室外ＬＦアンテナ３２は、これ以外にも、例えばバンパやリヤゲート（トランクリッド）などにも設けられることがある。同様に、車室内ＬＦアンテナ３４は、前述以外にも、例えばカーゴルーム（トランク）内部やセンターコンソール、リヤシートなどにも設けられることがある。これらの車室外ＬＦアンテナ３２及び車室内ＬＦアンテナ３４は、何れも携帯機１２に向けて信号を送信するためのものであり、一般的に、周波数３０～３００ｋＨｚの長波（ＬＦ：Low Frequency）からなる電波を送信する。携帯機１２に向けた信号に長波が用いられるのは、車室内と車室外のどちらに携帯機１２があるのかを判断できるようにするためである。なお、ＬＦ信号送信用のアンテナは、一般的に、外形が大きくなる傾向にある。

これに対し、携帯機１２には、例えば図２に示すように、車両１０からのＬＦ信号を受信するための受信用ＬＦアンテナ４２が設けられている。この携帯機１２に設けられた受信用ＬＦアンテナ４２には、携帯機１２が如何なる姿勢でも車両１０からのＬＦ信号を確実に受信するため、３軸アンテナが用いられている。この３軸アンテナ（受信用ＬＦアンテナ）４２は、例えば図３（ａ）に示すように、例えばｘ軸、ｙ軸、ｚ軸の互いに直交する３軸方向に受信感度を有するものであり、何れの受信感度軸の受信信号からも信号内容を読み取ることができるように構成されている。なお、この実施の形態では、例えば図３（ｂ）のｘ、ｙ、ｚのように表される携帯機１２の３軸アンテナ４２の各受信感度軸の受信強度（３軸受信感度）を携帯機側制御部１６で検出し、その情報を送信信号に組合せて車両１０に向けて送信できるように構成した。また、車両１０からのＬＦ信号は、携帯機１２に対して問い合わせる意味合いを有するので、このＬＦ信号をポーリング信号とも呼ぶ。

一方、携帯機１２から車両１０に向けて送信される信号には、その到達距離が要求されるため、一般的に周波数３００ＭＨｚ～３ＧＨｚの極超短波（ＵＨＦ：Ultra High Frequency）の電波が用いられる。なお、キーレスアクセスの場合、この信号はＲＦ信号と呼ぶ。そのため、図２に示すように、携帯機１２には、ＲＦ信号を送信するための送信用ＲＦアンテナ４４が設けられ、車両１０には、ＲＦ信号を受信するための受信用ＲＦアンテナ３６が設けられている。前述した車両１０からのＬＦ信号にも、車両１０を識別するための識別子（ＩＤ）が含まれており、同様に、携帯機１２からのＲＦ信号にも、携帯機１２を識別するためのＩＤが含まれているが、前述のように車両１０からのＬＦ信号をポーリング信号と定義したので、携帯機１２からのＲＦ信号をＩＤ信号とも呼ぶ。なお、ポーリング信号もＩＤ信号も、車両１０の状態や車両１０と携帯機１２との相対的な状態に応じて変更されるものであるが、ここでは、単に車両１０からの送信（ＬＦ）信号をポーリング信号、携帯機１２からの送信（ＲＦ）信号をＩＤ信号として扱う。

図２は、図１の車両１０及び携帯機１２の概略システム構成図である。車両１０には、前述のキーレスアクセスと呼ぶ車両通信システムを司るコントロールユニットとしての車両側制御部１４が設けられている。この車両側制御部１４は、例えばマイクロコンピュータのような図示しない演算処理装置を備えて構成される。この演算処理装置は、コンピュータシステムと同様の高度な演算処理機能を有する演算処理部を備え、合わせてプログラムやデータを記憶する記憶部１４ａを備えるほか、外部との通信に必要な入出力部なども備えて構成される。この記憶部１４ａには、携帯機１２に向けて送信される信号に組込む車両ＩＤも記憶されている。

また、車両１０には、車両側制御部１４からの指令に従って、車室外ＬＦアンテナ３２からＬＦ信号を送信するための車室外ＬＦ送信部１８や、車室内ＬＦアンテナ３４からＬＦ信号を送信するための車室内ＬＦ送信部２０、携帯機１２からのＲＦ信号を受信用ＲＦアンテナ３６で受信するためのＲＦ受信部２２も備えて構成される。これらＬＦ送信部１８、２０やＲＦ受信部２２を車両側制御部１４とユニット化することも可能であるが、この実施の形態では、車室外ＬＦ送信部１８と車室外ＬＦアンテナ３２、車室内ＬＦ送信部２０と車室内ＬＦアンテナ３４、受信用ＲＦアンテナ３６とＲＦ受信部２２を、夫々、ユニット化している。

同様に、携帯機１２には、例えばマイクロコンピュータのような演算処理装置を備えた携帯機側制御部１６が設けられている。この携帯機側制御部１６の演算処理装置も、コンピュータシステムと同様の高度な演算処理機能を有する演算処理部を備え、合わせてプログラムやデータを記憶する記憶部１６ａ、外部との通信に必要な入出力部などを備えて構成される。また、携帯機１２は、携帯機側制御部１６からの指令に従って、車両１０からのＬＦ信号を前述の３軸アンテナ（受信用ＬＦアンテナ）４２で受信するためのＬＦ受信部３８や、送信用ＲＦアンテナ４４からＲＦ信号を送信するためのＲＦ送信部４０を備える。これら携帯機側制御部１６やＬＦ受信部３８、ＲＦ送信部４０は、一般に、携帯機１２を構成する１つの筐体内に収納されている。

また、車両１０のドア１０ａには、図示しないロック機構を施解錠駆動するためのロックアクチュエータ２４や、解錠入力を検出するための解錠センサ２６、施錠入力を検出するための施錠スイッチ２８が設けられている。ロックアクチュエータ２４は、ドア１０ａだけでなく、リヤゲート（トランクリッド）にも設けられている。解錠センサ２６は、例えばドアハンドルなどに設けられ、これ以外にも、例えばリヤゲートハンドル（トランクリッドハンドル）などにも設けられ、これ以外に、サイドシルの下方に設けられる場合もある。また、施錠スイッチ２８は、例えばドアハンドルなどに設けられ、これ以外に、ドアハンドルの近傍に設けられる場合もある。

また、車両１０には、車両１０の運転を可能にするためのスタートスイッチ３０が設けられている。このスタートスイッチ３０は、エンジンのイグニッションスイッチに相当するが、近年、車両が走行していない、所謂アイドリング状態では、エンジンを停止する制御が多用されている。こうした制御を行う車両では、スタートスイッチ３０を操作しても、エンジンは運転（スタート）されない場合が多い。そのため、この実施の形態では、正規の携帯機１２を所持してスタートスイッチ３０が操作されたら、車両１０を運転可能な状態にするものとする。勿論、イグニッションスイッチと同様に、エンジンをスタート（運転）する形態であっても差し支えない。なお、この実施の形態では、車両１０が運転可能でない（又はエンジンスタートしていない）状態で且つスタートスイッチ３０が操作（入力）されていない状態では、車室外ＬＦアンテナ３２からのみＬＦ信号（ポーリング信号）が送信され、スタートスイッチ３０が操作された後に車室内ＬＦアンテナ３４からのみＬＦ信号（ポーリング信号）が送信されるものとした。

この実施の形態では、前述したリレーアタックを検出するための演算処理を車両側制御部１４で行う。この演算処理の説明の前に、リレーアタックの概要について説明する。このリレーアタックは、例えばキーレスアクセスと呼ぶ車両－携帯機間の車両通信システムに介入して、車両１０を不正に解錠したり運転したりしようとするものである。通常の車両通信システムは、図１に示すように、車両１０側からのポーリング信号、携帯機１２側からのＩＤ信号が互いに受信できる範囲内で、例えば車両１０側からのポーリング信号を携帯機１２で受信し、携帯機１２からＩＤ信号を送信する。ポーリング信号には車両１０のＩＤが、ＩＤ信号には携帯機１２のＩＤが、夫々、含まれているので、相互にＩＤが認識（同定）できた場合に、ドア１０ａのロックアクチュエータ２４を解錠作動させたり、車両１０を運転可能状態（エンジンスタート許可）とさせたりする。

リレーアタックでは、例えば図４に示すように、車両１０の近傍及び携帯機１２の近傍の夫々に中継機Ａ、Ｂを配置する。具体的に、車両側中継機Ａは車両１０からのポーリング信号を受信できる範囲、携帯機側中継機Ｂは携帯機１２からのＩＤ信号を受信できる範囲に配置する。中継機Ａ、Ｂ同士は、比較的長い距離の送受信機能（中継能力）を有する。そこで、車両１０からのポーリング信号を車両側中継機Ａで受信して携帯機側中継機Ｂに向けて送信し、その送信信号を受信した携帯機側中継機Ｂがポーリング信号に変換して携帯機１２に向けて送信する。ポーリング信号を受信した携帯機１２はＩＤ信号を送信するから、そのＩＤ信号を携帯機側中継機Ｂで受信して車両側中継機Ａに向けて送信し、その送信信号を受信した車両側中継機ＡがＩＤ信号に変換して車両１０に向けて送信する。その結果、携帯機側制御部１６は車両１０のＩＤを、車両側制御部１４は携帯機１２のＩＤを、夫々、認識（同定）できるので、車両１０を不正に解錠したり運転したりすることができるとされる。

図５は、リレーアタック検出のために車両側制御部１４で行われる演算処理の一部を示すフローチャートである。この演算処理は、例えば予め設定された規定サンプリング周期でタイマ割込み処理により実行され、まずステップＳ１で、解錠入力フラグＦ₂が０のリセット状態であるか否かを判定し、解錠入力フラグＦ₂がリセット状態である場合にはステップＳ２に移行し、そうでない場合には復帰する。

ステップＳ２では、車室外ＬＦ（ポーリング）信号が出力されているか否かを判定し、車室外ＬＦ（ポーリング）信号が出力されている場合にはステップＳ３に移行し、そうでない場合には復帰する。

ステップＳ３では、ポーリングフラグＦ₁が０のリセット状態であるか否かを判定し、ポーリングフラグＦ₁がリセット状態である場合にはステップＳ４に移行し、そうでない場合にはステップＳ１１に移行する。

ステップＳ４では、ＲＦ（ＩＤ）信号を受信したか否かを判定し、ＲＦ（ＩＤ）信号を受信した場合にはステップＳ５に移行し、そうでない場合には復帰する。

ステップＳ５では、携帯機１２の３軸アンテナ受信強度情報の請求信号出力を指令してからステップＳ６に移行する。

ステップＳ６では、３軸アンテナ受信強度情報を取得したか否かを判定し、３軸アンテナ受信強度情報を取得した場合にはステップＳ７に移行し、そうでない場合にはステップＳ５に移行する。

ステップＳ７では、３軸アンテナ受信強度の請求信号の停止を指令してからステップＳ８に移行する。

ステップＳ８では、３軸アンテナ４２による総受信強度を算出してからステップＳ９に移行する。３軸アンテナ４２による総受信強度は、例えば各受信感度軸の受信強度の２乗和平方根などによって算出することができる。

ステップＳ９では、ステップＳ６で取得された３軸受信強度及びステップＳ８で算出された総受信強度をポーリング時（無線通信成立時）の３軸受信強度及び総受信強度として記憶してからステップＳ１０に移行する。

ステップＳ１０では、ポーリングフラグＦ₁を１にセットしてからステップＳ１１に移行する。

ステップＳ１１では、前述した解錠センサ２６による解錠入力が検出されたか否かを判定し、解錠入力があった場合にはステップＳ１２に移行し、そうでない場合にはステップＳ１８に移行する。

ステップＳ１２では、携帯機１２の３軸アンテナ受信強度情報の請求信号出力を指令してからステップＳ１３に移行する。

ステップＳ１３では、３軸アンテナ受信強度情報を取得したか否かを判定し、３軸アンテナ受信強度情報を取得した場合にはステップＳ１４に移行し、そうでない場合にはステップＳ１２に移行する。

ステップＳ１４では、３軸アンテナ受信強度の請求信号の停止を指令してからステップＳ１５に移行する。

ステップＳ１５では、３軸アンテナ４２による総受信強度を算出してからステップＳ１６に移行する。３軸アンテナ４２による総受信強度は、前述と同様に、例えば各受信感度軸の受信強度の２乗和平方根などによって算出することができる。

ステップＳ１６では、ステップＳ１３で取得された３軸受信強度及びステップＳ１５で算出された総受信強度を解錠入力時の３軸受信強度及び総受信強度として記憶してからステップＳ１７に移行する。

ステップＳ１７では、解錠入力フラグＦ₂を１にセットしてから復帰する。

また、ステップＳ１８では、ポーリングフラグＦ₁がセットされてから規定時間が経過したか否かを判定し、セットから規定時間が経過した場合にはステップＳ１９に移行し、そうでない場合には復帰する。

ステップＳ１９では、ポーリングフラグＦ₁を０にリセットしてから復帰する。

図６も、リレーアタック検出のために車両側制御部１４で行われる演算処理の一部を示すフローチャートであり、前述した図５の演算処理の後続の演算処理と考えてよい。この演算処理は、例えば予め設定された規定サンプリング周期でタイマ割込み処理により実行され、まずステップＳ２０で、解錠入力フラグＦ₂が１のセット状態であるか否かを判定し、解錠入力フラグＦ₂がセット状態である場合にはステップＳ２１に移行し、そうでない場合には復帰する。

ステップＳ２１では、図示しない個別の演算処理に従って、記憶されているポーリング時３軸受信強度と解錠入力時３軸受信強度の比較を行う。

次にステップＳ２２に移行して、ステップＳ２１で比較されたポーリング時３軸受信強度と解錠入力時３軸受信強度とで、３軸受信強度の相互関係の変化状態が予め設定された規定変化状態以上であるか否かを判定し、３軸受信強度の相互関係の変化状態が規定変化状態以上である場合にはステップＳ２５に移行し、そうでない場合にはステップＳ２３に移行する。この３軸受信強度相互関係の変化状態の判定は、例えばステップＳ２１において受信強度の変化量が逆向き（正負）で且つその変化率の絶対値の大きい受信感度軸を２軸抽出し、それらの受信強度の変化率の絶対値の１つ以上が規定値以上である場合に、３軸受信強度相互関係の変化状態が規定変化状態以上であるとする。

ステップＳ２３では、図示しない個別の演算処理に従って、記憶されているポーリング時総受信強度と解錠入力時総受信強度の比較を行ってからステップＳ２４に移行する。

ステップＳ２４では、ステップＳ２３で比較されたポーリング時総受信強度と解錠入力時総受信強度とで、解錠入力時総受信強度がポーリング時総受信強度より予め設定された規定変化量以上大きいか否かを判定し、解錠入力時総受信強度がポーリング時総受信強度より規定変化量以上大きい場合にはステップＳ２５に移行し、そうでない場合にはステップＳ２７に移行する。この総受信強度の判定は、例えばステップＳ２３において解錠入力時受信強度からポーリング時総受信強度を減算して総受信強度変化量を算出し、この総受信強度変化量が規定変化量以上である場合に、解錠入力時総受信強度がポーリング時総受信強度より規定変化量以上大きいとする。即ち、このステップＳ２４では、ポーリング時総受信強度に対する解錠入力時総受信強度の変化量（増加量）が規定変化量以上であるか否かを判定している。

ステップＳ２５では、例えば車両側制御部１４で行われている個別の解錠演算処理に対して、解錠許可指令を出力してからステップＳ２６に移行する。

ステップＳ２６では、ポーリングフラグＦ₁及び解錠入力フラグＦ₂を夫々０にリセットすると共に、解錠許可フラグＦ₃を１にセットしてから復帰する。

一方、ステップＳ２７では、リレーアタックがなされている可能性があると判定し、例えば車両側制御部１４で行われている個別の解錠演算処理に対して、解錠不許可指令を出力してからステップＳ２８に移行する。

ステップＳ２８では、解錠入力フラグＦ₂を０にリセットしてから復帰する。

図７も、リレーアタック検出のために車両側制御部１４で行われる演算処理の一部を示すフローチャートであり、前述した図６の演算処理の後続の演算処理と考えてよい。この演算処理は、例えば予め設定された規定サンプリング周期でタイマ割込み処理により実行され、まずステップＳ３０で、解錠許可フラグＦ₃が１のセット状態であるか否かを判定し、解錠許可フラグＦ₃がセット状態である場合にはステップＳ３１に移行し、そうでない場合には復帰する。

ステップＳ３１では、車室内ＬＦ（ポーリング）信号が出力されているか否かを判定し、車室内ＬＦ（ポーリング）信号が出力されている場合にはステップＳ３２に移行し、そうでない場合には復帰する。

ステップＳ３２では、ＲＦ（ＩＤ）信号を受信したか否かを判定し、ＲＦ（ＩＤ）信号を受信した場合にはステップＳ３３に移行し、そうでない場合にはステップＳ４２に移行する。

ステップＳ３３では、携帯機１２の３軸アンテナ受信強度情報の請求信号出力を指令してからステップＳ３４に移行する。

ステップＳ３４では、３軸アンテナ受信強度情報を取得したか否かを判定し、３軸アンテナ受信強度情報を取得した場合にはステップＳ３５に移行し、そうでない場合にはステップＳ３３に移行する。

ステップＳ３５では、３軸アンテナ受信強度の請求信号の停止を指令してからステップＳ３６に移行する。

ステップＳ３６では、ステップＳ３４で取得された３軸受信強度を乗車時３軸受信強度として記憶してからステップＳ３７に移行する。

ステップＳ３７では、図示しない個別の演算処理に従って、記憶されている解錠入力時３軸受信強度と乗車時３軸受信強度の比較を行ってからステップＳ３８に移行する。なお、解錠入力時３軸受信強度に代えて、ポーリング時３軸受信強度と乗車時３軸受信強度の比較を行ってもよい。

ステップＳ３８では、ステップＳ３７で比較された解錠入力時３軸受信強度と乗車時３軸受信強度とで、３軸受信強度の相互関係の変化状態が予め設定された規定変化状態以上であるか否かを判定し、３軸受信強度の相互関係の変化状態が規定変化状態以上である場合にはステップＳ４０に移行し、そうでない場合にはステップＳ３９に移行する。この３軸受信強度相互関係の変化状態の判定は、前述と同様に、例えばステップＳ３７において受信強度の変化量が逆向き（正負）で且つその変化率の絶対値の大きい受信感度軸を２軸抽出し、それらの受信強度の変化率の絶対値の１つ以上が規定値以上である場合に、３軸受信強度相互関係の変化状態が規定変化状態以上であるとする。なお、ステップＳ３７でポーリング時３軸受信強度と乗車時３軸受信強度の比較を行った場合には、ポーリング時３軸受信強度と乗車時３軸受信強度とで相互関係の判定を行う。

また、ステップＳ４２では、解錠許可フラグＦ₃がセットされてから規定時間が経過したか否かを判定し、解錠許可フラグＦ₃がセットされてから規定時間が経過した場合にはステップＳ３９に移行し、そうでない場合には復帰する。

ステップＳ３９では、リレーアタックがなされている可能性があると判定し、例えば車両側制御部１４で行われている個別の車両（エンジン）運転許可演算処理に対して、車両（エンジン）運転不許可指令を出力してから復帰する。

また、ステップＳ４０では、例えば車両側制御部１４で行われている個別の車両（エンジン）運転許可演算処理に対して、車両（エンジン）運転許可指令を出力してから復帰する。

これらの演算処理では、車室外ＬＦ（ポーリング）信号に対してＲＦ（ＩＤ）信号が受信されたときの携帯機１２の３軸アンテナ４２の各受信感度軸の受信強度をポーリング時（無線通信成立時）３軸受信強度として記憶すると共に、その３軸受信強度から算出された総受信強度をポーリング時総受信強度として記憶する。また、解錠センサ２６が解錠入力を検出したときの携帯機１２の３軸アンテナ４２の各受信感度軸の受信強度を解錠入力時３軸受信強度として記憶すると共に、その３軸受信強度から算出された総受信強度を解錠入力時総受信強度として記憶する。そして、ポーリング時３軸受信強度と解錠入力時３軸受信強度の比較を行い、ポーリング時３軸受信強度の相互関係と解錠入力時３軸受信強度の相互関係スの変化状態が規定変化状態未満である場合に、更にポーリング時総受信強度と解錠入力時総受信強度の比較を行い、ポーリング時総受信強度に対する解錠入力時総受信強度の変化量が規定変化量未満である場合に、リレーアタックがなされている可能性があるとして車両１０の解錠を許可しない。

また、この実施の形態では、スタートスイッチ３０が操作された結果、送信されている車室内ＬＦ（ポーリング）信号に対してＲＦ（ＩＤ）信号が受信されたときの携帯機１２の３軸アンテナ４２の各受信感度軸の受信強度を乗車時３軸受信強度として記憶し、解錠入力時３軸受信強度と乗車時３軸受信強度の比較を行い、解錠入力時３軸受信強度の相互関係と乗車時３軸受信強度の相互関係の変化状態が規定変化状態未満である場合に、リレーアタックがなされている可能性があるとして車両１０（又はエンジン）の運転を許可しない。この比較判定は、ポーリング時３軸受信強度と乗車時３軸受信強度の間で行ってもよい。なお、３軸アンテナによる３軸受信強度の相互関係は、３軸アンテナの各受信感度軸における受信強度のバランス（配分状態）であるともいえる。

図８は、正規の携帯機と車両間の通信時の３軸受信強度の説明図、図９は、リレーアタック時の３軸受信強度の説明図であり、何れも分図（ａ）がポーリング時３軸受信強度、分図（ｂ）が解錠入力受信強度、分図（ｃ）が乗車時３軸受信強度を示す。リレーアタック中、携帯機１２と不正に通信しようとしている携帯機側中継機Ｂの所持者は、不要に動き回ったり携帯機側中継機Ｂを大きく動かしたりできないため、携帯機側中継機Ｂと携帯機１２の位置関係（正確には相対姿勢）は変化しない又は殆ど変化しないから、携帯機１２の３軸アンテナ４２によるＬＦ（ポーリング）信号の３軸受信強度は変化しない又は殆ど変化しない。一方、正規の携帯機１２を所持する者が、車両に接近したり車両に乗り込んだりすると、携帯機１２と車両１０の位置関係（相対姿勢）は変化するのがほぼ当然であるから、携帯機１２の３軸アンテナ４２によるＬＦ（ポーリング）信号の３軸受信強度は原則的に変化する。従って、正規の携帯機１２を所持している場合には、車両１０から離間していると考えられるポーリング時（無線通信成立時）の３軸受信強度と車両１０に極接近していると考えられる解錠入力時の３軸受信強度を比較し、それらの３軸受信強度の相互関係の変化状態が規定変化状態未満、つまり３軸受信強度の相互関係が変化しない又は殆ど変化しない場合に、リレーアタックがなされている可能性があると判定して車両１０の解錠を許可しない。

また、確度は極めて小さいと考えられるが、正規の携帯機１２を所持して車両１０に接近した場合であっても、ポーリング時（無線通信成立時）の３軸受信強度と解錠入力時の３軸受信強度の相互関係の変化状態が規定変化状態未満である可能性がある。一方、リレーアタック中、携帯機側中継機Ｂと携帯機１２の位置関係は変化しない又は殆ど変化しないから、携帯機１２の３軸アンテナ４２によるＬＦ（ポーリング）信号の総受信強度は変化しない又は殆ど変化しない。これに対し、正規の携帯機１２を所持して車両１０に接近した場合、解錠入力時の３軸アンテナ４２による総受信強度はポーリング時の３軸アンテナ４２による総受信強度よりも確実に大きい。

そこで、この実施の形態では、ポーリング時（無線通信成立時）の３軸受信強度と解錠入力時の３軸受信強度の相互関係の変化状態が規定変化状態未満で且つポーリング時の総受信強度に対する解錠入力時の総受信強度の変化量が規定変化量未満である場合に、リレーアタックがなされている可能性があると判定して車両１０の解錠を許可しない。一方、ポーリング時（無線通信成立時）の３軸受信強度と解錠入力時の３軸受信強度の相互関係の変化状態が規定変化状態未満であっても、ポーリング時の総受信強度に対する解錠入力時の総受信強度の変化量が規定変化量以上である場合には、車両１０の解錠を許可する。

更に、この実施の形態では、乗車時３軸受信強度の相互関係と解錠入力時（又はポーリング時）３軸受信強度の相互関係の比較も行う。乗車前、つまり解錠入力時（ポーリング時）のＬＦ（ポーリング）信号は、ドアハンドルなどに設けられた車室外ＬＦアンテナ３２から送信され、乗車時、つまりスタートスイッチ操作時のＬＦ（ポーリング）信号は、ダッシュ部に設けられた車室内ＬＦアンテナ３４から送信されるので、正規の携帯機１２を所持して乗車した場合、車室外ＬＦアンテナ３２と３軸アンテナ４２の位置関係（相対姿勢）と、車室内ＬＦアンテナ３４と３軸アンテナ４２の位置関係（相対姿勢）とは明らかに異なることから、両者の３軸受信強度の相互関係は明らかに異なる。これに対し、リレーアタック中、携帯機側中継機Ｂと携帯機１２との位置関係（相対姿勢）は変化しない又は殆ど変化しないので、解錠入力時３軸受信強度の相互関係と乗車時３軸受信強度の相互関係は変化しない又は殆ど変化しない。従って、正規の携帯機１２を所持している場合には、車室外にいると考えられる解錠入力時（又はポーリング時）の３軸受信強度と車室内にいると考えられる乗車時の３軸受信強度を比較し、それらの３軸受信強度の相互関係の変化状態が規定変化状態未満、つまり３軸受信強度の相互関係が変化しない又は殆ど変化しない場合に、リレーアタックがなされている可能性があると判定して車両１０（エンジン）の運転を許可しない。

なお、この実施の形態では、リレーアタックがなされている可能性がある場合に、車両１０の解錠を不許可にしたり、車両１０（エンジン）の運転を不許可にしたりする制御のみを行っている。これらリレーアタックがなされている可能性の判定（検出）時に、その他の付加的な制御を行うことは随意可能である。このような付加的な制御としては、例えばブザやハザードランプなどによる警報処理が挙げられる。また、スマートフォンや携帯電話に情報を通知する処理なども考えられる。

このように、この実施の形態のリレーアタック検出装置及びその方法では、携帯機１２の３軸アンテナ４２による３軸受信強度を少なくとも２つの異なるタイミングで比較し、比較された少なくとも２つのタイミングにおける３軸受信強度の相互関係の変化状態が規定変化状態未満である、つまり３軸受信強度の相互関係の変化がないか又は小さいときにリレーアタックがなされていると判定することにより、特に新たな構成部材を付加することなく、簡易な構成で確実にリレーアタックを検出することができる。

また、ポーリング時（無線通信成立時）及び解錠入力時の３軸受信強度の相互関係を用いてリレーアタックの判定を行うことにより、正規の携帯機１２を所持して車両１０に接近した者以外に対して、車両１０を解錠しないことが可能となる。

また、携帯機１２の３軸アンテナ４２による総受信強度を算出（検出）し、少なくとも２つのタイミングにおける３軸受信強度の相互関係の変化状態が規定変化状態未満で且つ、ポーリング時（無線通信成立時）の携帯機１２の総受信強度に対する解錠入力時の携帯機１２の総受信強度の変化量（増加量）が規定変化量未満である場合にリレーアタックがなされていると判定することにより、特に新たな構成要素を付加することなく、簡易な構成で、より一層確実にリレーアタックを検出することができる。

なお、前述の実施の形態では、解錠入力時とポーリング時（無線通信成立時）で携帯機１２の３軸アンテナ４２による総受信強度を比較したが、これに代えて又はこれに加えて、車両１０に設けられた車両側受信用アンテナ（受信用ＲＦアンテナ）３６による携帯機１２からの信号（ＲＦ信号）の受信強度を検出し、それを解錠入力時とポーリング時（無線通信成立時）で比較し、ポーリング時の車両側受信強度に対する解錠入力時の車両側受信強度の変化量が規定変化量未満である場合にリレーアタックされていると判定するようにしてもよい。前述したように、リレーアタック中、携帯機側中継機Ｂと携帯機１２との距離は殆ど変化することがないが、リレーアタック中は、車両側中継機Ａと車両１０との距離もさほど変化するとは考えられないので、車両１０側の受信強度の変化量でリレーアタックがなされているか否かの判定を行うことも可能である。また、これを携帯機１２側の受信強度の比較に組合せることも可能である。

また、前述の実施の形態では、リレーアタック検出を車両側制御部１４で行うものとしたが、原理的には、携帯機側制御部１６で行うことも可能である。しかしながら、携帯機１２側の演算処理装置は、携帯機１２が小型である必要から、演算処理能力に限りがあるのに加え、ボタン電池など電力的な制限も多い。従って、演算処理能力が高く且つ車載バッテリを使用可能な車両側制御部１４で行うのが望ましい形態である。

本発明が上記していない様々な実施の形態等を含むことは勿論である。従って、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当とされる特許請求の範囲に記載された発明特定事項によってのみ定められるものである。

１０車両
１２携帯機
１４車両側制御部
１６携帯機側制御部
２４ロックアクチュエータ
２６解錠センサ
３０スタートスイッチ
３２車室外ＬＦアンテナ
３４車室内ＬＦアンテナ
３６受信用ＲＦアンテナ（車両側受信用アンテナ）
４２３軸アンテナ（受信用ＬＦアンテナ）
４４送信用ＲＦアンテナ

Claims

車両と携帯機との間で行われる無線通信を個別の中継機で中継するリレーアタックの検出装置において、
前記携帯機に設けられた３軸アンテナが受信している前記車両からの信号の各受信感度軸の３軸受信強度を取得する３軸受信強度取得手段と、
前記３軸受信強度取得手段で取得された少なくとも２つの異なるタイミングにおける３軸受信強度を比較し、比較された少なくとも２つのタイミングにおける３軸受信強度の相互関係の変化状態が予め設定された規定変化状態未満である場合にリレーアタックがなされていると判定するリレーアタック判定手段と、
を備え、
前記リレーアタック判定手段は、同じＬＦアンテナから送信された信号同士を比較することを特徴とするリレーアタック検出装置。
車両と携帯機との間で行われる無線通信を個別の中継機で中継するリレーアタックの検出装置において、
前記携帯機に設けられた３軸アンテナが受信している前記車両からの信号の各受信感度軸の３軸受信強度を取得する３軸受信強度取得手段と、
前記３軸受信強度取得手段で取得された少なくとも２つの異なるタイミングにおける３軸受信強度を比較し、比較された少なくとも２つのタイミングにおける３軸受信強度の相互関係の変化状態が予め設定された規定変化状態未満である場合にリレーアタックがなされていると判定するリレーアタック判定手段と、
を備え、
前記リレーアタック判定手段は、車外用の信号と車内用の信号とを比較して判定することを特徴とするリレーアタック検出装置。
車両と携帯機との間で行われる無線通信を個別の中継機で中継するリレーアタックの検出装置において、
前記携帯機に設けられた３軸アンテナが受信している前記車両からの信号の各受信感度軸の３軸受信強度を取得する３軸受信強度取得手段と、
前記３軸受信強度取得手段で取得された少なくとも２つの異なるタイミングにおける３軸受信強度を比較し、比較された少なくとも２つのタイミングにおける３軸受信強度の相互関係の変化状態が予め設定された規定変化状態未満である場合にリレーアタックがなされていると判定するリレーアタック判定手段と、
を備え、
前記車両からの信号を送信するＬＦアンテナは、同じ時間では車内用及び車外用の一つのみが作動することを特徴とするリレーアタック検出装置。
前記リレーアタック判定手段は、少なくとも、
車両に対して解錠要求が入力された解錠入力時、及び、前記解錠入力時より早いタイミングで且つ前記無線通信が成立した無線通信成立時の２つのタイミングにおける前記３軸受信強度を比較して前記リレーアタックの判定を行う
ことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載のリレーアタック検出装置。
前記３軸アンテナによる前記車両からの信号の総受信強度を検出する総受信強度検出手段を備え、
前記リレーアタック判定手段は、
前記比較された少なくとも２つのタイミングにおける３軸受信強度の相互関係の変化状態が予め設定された規定変化状態未満で且つ前記総受信強度検出手段で検出された前記無線通信成立時の総受信強度に対する前記解錠入力時の総受信強度の変化量が予め設定された規定変化量未満である場合にリレーアタックがなされていると判定する
ことを特徴とする請求項４に記載のリレーアタック検出装置。
前記車両に設けられた車両側受信用アンテナによる前記携帯機からの信号の車両側受信強度を検出する車両側受信強度検出手段を備え、
前記リレーアタック判定手段は、
前記比較された少なくとも２つのタイミングにおける３軸受信強度の相互関係の変化状態が予め設定された規定変化状態未満で且つ前記車両側受信強度検出手段で検出された前記無線通信成立時の車両側受信強度に対する前記解錠入力時の車両側受信強度の変化量が予め設定された規定変化量未満である場合にリレーアタックがなされていると判定する
ことを特徴とする請求項４又は５に記載のリレーアタック検出装置。
車両と携帯機との間で行われる無線通信を個別の中継機で中継するリレーアタックの検出方法において、
前記携帯機に設けられた３軸アンテナが受信している前記車両からの信号の各受信感度軸の３軸受信強度を取得する３軸受信強度取得工程と、
前記３軸受信強度取得工程で取得された少なくとも２つの異なるタイミングにおける３軸受信強度を比較し、比較された少なくとも２つのタイミングにおける３軸受信強度の相互関係の変化状態が予め設定された規定変化状態未満である場合にリレーアタックがなされていると判定するリレーアタック判定工程と、
を備え、
前記リレーアタック判定工程は、同じＬＦアンテナから送信された信号同士を比較することを特徴とするリレーアタック検出方法。
車両と携帯機との間で行われる無線通信を個別の中継機で中継するリレーアタックの検出方法において、
前記携帯機に設けられた３軸アンテナが受信している前記車両からの信号の各受信感度軸の３軸受信強度を取得する３軸受信強度取得工程と、
前記３軸受信強度取得工程で取得された少なくとも２つの異なるタイミングにおける３軸受信強度を比較し、比較された少なくとも２つのタイミングにおける３軸受信強度の相互関係の変化状態が予め設定された規定変化状態未満である場合にリレーアタックがなされていると判定するリレーアタック判定工程と、
を備え、
前記リレーアタック判定工程は、車外用の信号と車内用の信号とを比較して判定することを特徴とするリレーアタック検出方法。
車両と携帯機との間で行われる無線通信を個別の中継機で中継するリレーアタックの検出方法において、
前記携帯機に設けられた３軸アンテナが受信している前記車両からの信号の各受信感度軸の３軸受信強度を取得する３軸受信強度取得工程と、
前記３軸受信強度取得工程で取得された少なくとも２つの異なるタイミングにおける３軸受信強度を比較し、比較された少なくとも２つのタイミングにおける３軸受信強度の相互関係の変化状態が予め設定された規定変化状態未満である場合にリレーアタックがなされていると判定するリレーアタック判定工程と、
を備え、
前記車両からの信号を送信するＬＦアンテナは、同じ時間では車内用及び車外用の一つのみが作動することを特徴とするリレーアタック検出方法。
前記リレーアタック判定工程は、少なくとも、
車両に対して解錠要求が入力された解錠入力時、及び、前記解錠入力時より早いタイミングで且つ前記無線通信が成立した無線通信成立時の２つのタイミングにおける前記３軸受信強度を比較して前記リレーアタックの判定を行う
ことを特徴とする請求項７乃至９の何れか１項に記載のリレーアタック検出方法。