WO2014119225A1

WO2014119225A1 - 制御システム

Info

Publication number: WO2014119225A1
Application number: PCT/JP2014/000030
Authority: WO
Inventors: 山口　太一
Original assignee: 株式会社デンソー
Priority date: 2013-02-01
Filing date: 2014-01-08
Publication date: 2014-08-07
Also published as: JP2014150425A

Abstract

　リレーアタックによる被害を防止できる制御システムを提供する。一実施形態の制御システムにおいて、電子キー３は、自身の位置を算出するＧＰＳ部３５を備える。キー３がＩＤの返信を要求するＬＦ信号を受信したら、算出した自身の位置情報をＩＤ３４とともにＲＦ信号として送信する。車両２もナビＥＣＵ７により自身の位置を算出できる。車両２がＲＦ信号を受信したら、キー３の位置が車両の位置から見て適正位置、例えば車両２の近く、にあり、かつ受信したＩＤの照合が成功した場合に、車両２のドア開錠やエンジン始動などを許可する。

Description

制御システム

関連出願の相互参照

　本出願は、２０１３年２月１日に出願された日本国特許出願２０１３－１８４０１号に基づくものであり、ここにその開示を参照により援用する。

　本開示は、制御システムに関する。

　車両のスマートキーシステム（登録商標）が普及している。現状のスマートキーシステムにおいては、例えば周期的に、あるいはユーザがドアハンドル接触やエンジンスタートスイッチの押下といった操作を行うと、電子キーに対してＩＤ（識別信号）の返信を要求するＬＦ帯域の信号（以下、ＬＦ信号）が送信される。そして、電子キーから送信されたＩＤが車両側で記憶されたマスターＩＤと照合がとれたら、ドア開錠やエンジン始動等が許可される。

　例えば下記特許文献１には、スマートキーシステムにおいて、乗員に運転継続の意思があるか否かを判定する構成を装備して、携帯機が車両から離間し、携帯機の不所持者に運転継続の意思がある場合には内燃機関の再始動を許可し、車両の盗難をより確実に防止するシステムが開示されている。

日本国公開特許公報２００７－１５３１９０号

　スマートキーシステムにはリレーアタックと呼ばれる盗難の手法が知られている。その例が図５に示されている。この手法では、車両から所有者が離れている状況において、車両と所有者との間に犯罪者Ａ、Ｂが位置する。所有者は車両の正規の電子キーを携帯しているとする。犯罪者Ａ、Ｂは電波中継器を所持している。

　この状態で、まず車両から発信されたＬＦ信号を犯罪者Ａ、Ｂが中継して所有者の場所まで伝達する。通常ＬＦ信号の到達範囲は車両周辺に限定されているが、犯罪者Ａ、Ｂの中継により所有者の所までＬＦ信号を届かせることができる。車両の所有者が携帯する電子キーは、ＬＦ信号を受信したら、自身が記憶している電子キー固有のＩＤコードを無線信号（ＲＦ信号）として返信する。

　返信されたＲＦ信号が車両まで到達したら、車両は受信したＲＦ信号とマスターＩＤとの間で照合処理を実行する。ＲＦ信号は所有者の持つ電子キーから送信された信号なので、当然照合は成功となる。これにより車両はドアの開錠許可状態となる。こうして犯罪者は車両に侵入することが可能となる。

　さらに、犯罪者Ａが車両に搭乗した後に、同様の手順を繰り返すと、車室内照合が成功して、車両のエンジン始動が許可される。こうして犯罪者が車両を走行させることが可能となる。以上がリレーアタックの例である（なお犯罪者Ｃが介在するパターンもあるが後述する）。こうしたリレーアタックに対する効果的な対策が必要である。

　そこで本開示の目的は、上記に鑑み、リレーアタックによる被害を防止することができる制御システムを提供することにある。

　本開示の一例に係る制御システムは、使用者が携帯する携帯機の位置情報を取得する第１取得部と、携帯機を識別するための情報である識別情報の送信を前記携帯機に対して要求するために車両から送信される信号である要求信号を前記携帯機が受信した場合に、前記識別情報と前記第１取得部が取得した位置情報とを含む信号である送信信号を前記携帯機から送信する送信部と、前記車両の位置情報を取得する第２取得部と、前記車両に備えられて、前記送信部から送信された前記送信信号を受信し、受信した送信信号に含まれる前記位置情報が示す前記携帯機の位置が前記第２取得部により取得された前記車両の位置を含む所定領域内に入っており、かつ受信した送信信号に含まれる前記識別情報が前記車両に関連付けられた携帯機の識別情報である場合に、前記車両における所定の動作を許可する許可部と、を備えたことを特徴とする。

　このような制御システムによれば、携帯機の識別信号の照合のみでなく、携帯機が車両を含む所定領域内にあることも判別する。したがって所定領域（例えば車両の近く）にキーが存在しない場合には車両における所定動作は許可されないので、リレーアタックによる被害が効果的に防止できる。

　本開示についての上記および他の目的、特徴や利点は、添付の図面を参照した下記の詳細な説明から、より明確になる。添付図面において
図１は、制御システムの一実施形態における第１の構成例を示す図であり、図２は、制御システムにおける処理手順の第１の例を示すフローチャートであり、図３は、制御システムにおける処理手順の第２の例を示すフローチャートであり、図４は、制御システムの一実施形態における第２の構成例を示す図であり、図５は、リレーアタックの例を示す図である。

　以下、本開示の実施形態を図面を参照しつつ説明する。まず図１は、本開示に係る車両の制御システム１の装置構成の概略図である。図１に示されたシステム１は、車両２に備えられた照合制御ユニット（ＥＣＵ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｕｎｉｔ）４、及びユーザが携帯可能な電子キー３（スマートキー、キー、携帯機）を備える。車両２は例えば自動車とすればよい。

　照合ＥＣＵ４はＬＦ送信部４０、ＲＦ受信部４１を備える。ＬＦ送信部４０は、例えば車両２のドアハンドルの部位や車室内に複数装備されて、ＬＦ（長波）帯域の信号（ＬＦ信号）を送信する。送信されるＬＦ信号は、電子キーに対してＩＤの返信を要求する信号である。ＬＦ信号の形態としては例えば、周期的に送信されるポーリング信号や、ユーザによるドアハンドル接触やエンジンスタートスイッチ操作などに応じて送信されるリクエスト信号がある。ＲＦ受信部４１は、例えば車室内に装備されて、車外や車室内から送信されたＲＦ信号を受信する。

　照合ＥＣＵ４は、通常のコンピュータの構造を有してもよい。照合ＥＣＵ４は、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４２を備える。メモリ４２には、マスターＩＤ４３が記憶されているとする。

　車両２のドア５には、ロック機構５０、タッチセンサ５１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２のアウタ側ドアハンドルに装備されて、ユーザがドアハンドルを把持したことを検出するセンサである。

　また車両２は、車室内にエンジンスタートスイッチ６を備える。エンジンスタートスイッチ６はスマートキーシステムにおけるエンジン（あるいは電気的モータなども含む駆動部）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操作するとエンジンが始動するスイッチである。また車両２はナビゲーションＥＣＵ７（ナビＥＣＵ）を備える。ナビＥＣＵ７は、ＧＰＳ受信部７０によりＧＰＳ衛星から発信されるＧＰＳ信号を受信して、公知の算出方法により車両２の位置（緯度、経度）を算出する。以上の各部は車内通信（例えばＣＡＮ）により接続されて情報の受け渡しが可能となっている。

　キー３はスマートキーシステムに関わる電子キーであり、ユーザが携帯可能な電子キーである。キー３は、ＬＦ受信部３０、ＲＦ送信部３１、制御部３２、メモリ３３、ＧＰＳ部３５を備える。メモリ３３は不揮発性の記憶部であり、当該キー３に固有の識別信号３４（ＩＤコード、ＩＤ）が記憶されている。

　ＬＦ受信部３０は、上述のＬＦ信号を受信する。ＲＦ送信部３１は、ＬＦ信号の受信を受けて、当該キー３固有のＩＤコード３４をＲＦ信号として送信する。制御部３２は、通常のコンピュータと同様の構造を有してもよい。制御部３２は、各種情報処理のためのＣＰＵや、ＣＰＵの作業領域としての一時記憶部のＲＡＭなどを備えるとする。ＧＰＳ部３５は、ＧＰＳ信号を受信して、公知の算出方法によりキー３の位置（緯度、経度）を算出する。制御部３２によってＬＦ受信部３０、ＲＦ送信部３１、メモリ３３、ＧＰＳ部３５などのキー３の装備が制御される。

　図１の構成のもとでシステム１は、リレーアタックによる盗難を防止するための処理を含んだ、車両２におけるスマートキーシステムに関する処理を実行する。その処理手順の例が図２に示されている。図２（及び後述の図３）における照合ＥＣＵ７側の処理手順は予めプログラム化して例えばメモリ４２に記憶しておき、照合ＥＣＵ４が呼び出して自動的に実行するとすればよい。また図２におけるキー３側の処理もプログラム化されてメモリ３３に記憶しておき、制御部３２が自動的に実行するとすればよい。なお図２における処理例では、右側の処理は車両２の正規のキー３による処理としている。

　図２の処理では、まずＳ１０で照合ＥＣＵ４は、車両２に対するユーザ操作が検出されたか否かを判定する。ここでユーザ操作とは、例えばユーザが車両２のアウタ側ドアハンドルを把持することによりタッチセンサ５１に接触すること、あるいはユーザがエンジンスタートスイッチ６を操作すること等である。照合ＥＣＵ４は、ユーザ操作が検出された場合（Ｓ１０：ＹＥＳ）はＳ２０に進み、ユーザ操作が検出されていない場合（Ｓ１０：ＮＯ）はＳ１０を繰り返してユーザ操作を待つ。Ｓ２０に進んだら照合ＥＣＵ４は、ＬＦ信号をＬＦ送信部４０から送信する。その際、上記ユーザ操作がタッチセンサへの接触の場合は当該ドアのＬＦ送信部から送信し、ユーザ操作がエンジンスタートスイッチ操作の場合は車室内のＬＦ送信部から送信する、等とすればよい。

　キー３は、Ｓ２０で送信されたＬＦ信号をＳ１００でＬＦ受信部３０により受信する。次にキー３はＳ１１０で、キー３のその時点での位置（緯度、経度）をＧＰＳ部３５により算出する。そしてＳ１２０でキー３は、キー３固有のＩＤ３４とＳ１１０で算出した位置情報との両方を含むＲＦ信号をＲＦ送信部３１から送信する。

　一方、照合ＥＣＵ４はＳ３０で、その時点での車両２の位置（緯度、経度）を車内通信を介してナビＥＣＵ７から取得する。そして照合ＥＣＵ４はＳ４０でＲＦ信号を受信したか否かを判定する。照合ＥＣＵ４は、ＲＦ信号を受信した場合（Ｓ４０：ＹＥＳ）はＳ５０に進み、ＲＦ信号を受信していない場合（Ｓ４０：ＮＯ）はＳ７０に進む。

　Ｓ５０に進んだら照合ＥＣＵ４は、Ｓ４０で受信が確認されたＲＦ信号に含まれたキー３の位置情報から、キー３が適正な位置にあるか否かを判別する。ここで適正な位置とは例えば、車両２の十分近くの位置であり、リレーアタックが行われていないとみなせる位置とすればよい。したがって例えば車両２からＬＦ信号が到達する範囲などとしてもよい。どのような範囲内を適正な位置とするかは予め定めておけばよい。例えば、車両２の位置を中心とする所定半径（例えばＬＦ信号の到達距離）の円の内部を適正位置としてもよい。照合ＥＣＵ４は、キー３がそのような適正位置にある場合（Ｓ５０：ＹＥＳ）はＳ６０に進み、適正位置にない場合（Ｓ５０：ＮＯ）はＳ７０に進む。

　Ｓ６０に進んだら照合ＥＣＵ４は、Ｓ３０で受信が確認されたＲＦ信号に含まれたＩＤ３４とマスターＩＤ４４との間で照合を行い、照合が成功したか否かを判定する。照合ＥＣＵ４は、照合が成功した場合（Ｓ６０：ＹＥＳ）はＳ８０に進み、照合が不成功であった場合（Ｓ６０：ＮＯ）はＳ７０に進む。

　Ｓ７０に進んだら照合ＥＣＵ４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例えばＳ２０でＬＦ信号を送信してからの経過時間とすればよい。照合ＥＣＵ４は、経過時間が所定時間を超えている場合（Ｓ７０：ＹＥＳ）は図２の処理を終了し、まだ所定時間を超えていない場合（Ｓ７０：ＮＯ）は再びＳ４０に戻ってＲＦ信号の受信を待つ。

　Ｓ８０に進んだら照合ＥＣＵ４は、車両２における所定の動作を許可する。ここで所定の動作とは、Ｓ１０でのユーザ操作がタッチセンサ５１への接触の場合はドアの開錠動作とすればよく、Ｓ１０でのユーザ操作がエンジンスタートスイッチ６の操作の場合はエンジンの始動とすればよい。以上が図２の処理手順例である。

　以上のとおり図２の処理では、スマートキーシステムにおいて、ＩＤの識別のみでなく、車両２とキー３の位置情報を用いて、キー３が適正位置にない（例えば車両２から遠すぎる）場合は、ドア開錠やエンジン始動を許可しない。よってリレーアタックによる被害が効果的に防止できる。

　図２の処理手順は図３のように変形してもよい。図３の処理手順では図２に対してＳ４５とＳ１１５とを付加している。図２と図３とで同符号の処理は、以下で説明がない限り同様の処理なので、重複する説明は省略する。

　Ｓ１１５でキー３の制御部３２は、キー３固有のＩＤ３４とＳ１１０で算出した位置情報を含むデータの全体を暗号化する。暗号鍵は予め定めておけばよい。そして図３のＳ１２０で制御部３２は、Ｓ１１５で暗号化されたデータをＲＦ信号としてＲＦ送信部３１から送信する。またＳ４５で照合ＥＣＵ４は、Ｓ４０で受信が確認されたＲＦ信号に対して、Ｓ１１５での暗号化と同じ暗号鍵で復号処理を行う。

　このように図３の処理では図２の処理手順に暗号化の手順を組み込む。図３のように暗号化を組みこむことの利点は、例えば図５で犯罪者Ｃが介在する形態のリレーアタックにも対応できることである。この形態で犯罪者Ｃは、Ｓ１２０でキー３から送信されたＲＦ信号を受信して、それに変更を加えて車両２へ送信する役割を担うものとする。具体的に犯罪者Ｃは、図２の処理によりＲＦ信号内に含まれるキー３の位置情報を車両２近傍の位置情報に変更する。

　このようなリレーアタックであっても、図３の処理手順を用いれば、ＲＦ信号が暗号化されるために犯罪者ＣがＲＦ信号内の位置情報に変更を加えることができない。したがって、図３の処理手順ならばこのようなリレーアタックにも対処できて、高いセキュリティ性が実現される。

　図１のシステム構成は図４のように変形してもよい。図４のシステム１’では、電子キー３に替わって携帯電話機８が用いられる。図１と図４で同符号の部位は同様、同機能の部位なので、重複する説明は省略する。なお携帯電話機８は、スマートフォンなどを含むとしてよい。

　携帯電話機８は、ＣＰＵ８０、メモリ８１、ＧＰＳ部８２、回線通信部８３、近距離無線通信部８４を備える。ＣＰＵ８０は携帯電話機８における情報処理全般を司る。メモリ８１はＣＰＵ８０における情報処理のための記憶部であり、揮発性の記憶部（ＲＡＭ）や不揮発性の記憶部を含む。特にメモリ８１は本開示での携帯電話機８側の処理手順をプログラム化したプログラム８１０を記憶する。ＧＰＳ部８２はＧＰＳ信号を受信して携帯電話機８の位置（緯度、経度）を算出する。回線通信部８３は公衆電話回線網（携帯電話回線網を含む）を通じて、通話やデータ通信などの無線通信を行う。近距離無線通信部８４は近距離無線通信の規格（例えばBluetooth（登録商標）やWi-fi（登録商標）など）のもとで近距離無線通信を行う。

　図４における車両２は、図２の構成からＬＦ送信部４０、ＲＦ受信部４１が省略されて、替わりに回線通信部４４、近距離無線通信部４５を備える。回線通信部４４は公衆電話回線網（携帯電話回線網を含む）を通じて、通話やデータ通信などの無線通信を行う。近距離無線通信部４５は近距離無線通信の規格のもとで近距離無線通信を行う。ただし近距離無線通信部８４と近距離無線通信部４５とは同じ規格に属し、相互に通信が可能である。

　図４の構成のもとでも図２又は図３の処理を行えばよい。その際、Ｓ２０、Ｓ４０での送信、受信は回線通信部４４（又は近距離無線通信部４５）を用いて行い、Ｓ１００、Ｓ１２０での受信、送信は回線通信部８３（又は近距離無線通信部８４）を用いて行えばよい。またＳ１１０での位置算出はＧＰＳ部８２により行えばよい。そして図２、図３の携帯機側の処理手順は、携帯電話機８がＣＰＵ８０がプログラム８１０を実行することにより処理すればよい。このような図４の構成ならば、既存の携帯電話機が備える通信機能やＧＰＳ機能を有効に活用、兼用することができるので、新たなシステム構成が低コスト化できる。

　本開示の実施形態は、本開示の主旨を逸脱しない範囲で適宜変更してよい。例えば上記の電子キー３や携帯電話機８は、これらに限定されず、例えば無線通信機能付きの（ノート型、タブレット型など）コンピュータのように、使用者により携帯可能なあらゆる無線通信装置を用いてもよい。また図２のＳ１０でのユーザ操作やＳ８０での所定動作は上記例に限定されず、ドアのアウタ側ハンドルに装備されたドアロックボタンの操作とドア施錠なども含んでよく、スマートキーによるあらゆる動作を含んでよい。

　なお、Ｓ１１０を実行するキー３の制御部３２および携帯電話機８のＣＰＵ８０が、第１取得部（手段）の一実施形態である。Ｓ１２０を実行するキー３の制御部３２および携帯電話機８のＣＰＵ８０が、送信部（手段）の一実施形態である。Ｓ３０を実行する照合ＥＣＵ４のＣＰＵが、第２取得部（手段）の一実施形態である。Ｓ８０を実行する照合ＥＣＵ４のＣＰＵが、許可部（手段）の一実施形態である。Ｓ１１５を実行するキー３の制御部３２および携帯電話機８のＣＰＵ８０が、暗号化部（手段）の一実施形態である。Ｓ４５を実行する照合ＥＣＵ４のＣＰＵが、復号部（手段）の一実施形態である。なお、フローチャートにおける他の各ステップを実行するキー３の制御部３２、携帯電話機８のＣＰＵ８０、および照合ＥＣＵ４のＣＰＵは、対応する各部（手段）の一実施形態とできる。

　本開示によれば、様々な構成の制御システムを提供できる。

　例えば、本開示の第１の例の制御システムは、第１取得部と、送信部と、第２取得部と、許可部と、を備える。第１取得部は、使用者が携帯する携帯機の位置情報を取得する。送信部は、携帯機を識別するための情報である識別情報の送信を携帯機に対して要求するために車両から送信される信号である要求信号を携帯機が受信した場合に、識別情報と第１取得部が取得した位置情報とを含む信号である送信信号を携帯機から送信する。第２取得部は、車両の位置情報を取得する。許可部は、車両に備えられて、送信部から送信された送信信号を受信し、受信した送信信号に含まれる位置情報が示す携帯機の位置が第２取得部により取得された車両の位置を含む所定領域内に入っており、かつ受信した送信信号に含まれる識別情報が車両に関連付けられた携帯機の識別情報である場合に、車両における所定の動作を許可する。

　上記制御システムにおいて、送信部は、送信する前に送信信号を所定の暗号鍵により暗号化する暗号化部を備えてもよい。許可部は、受信した送信信号を復号する復号部を備えてもよい。

　また、所定領域は、車両の位置から要求信号が到達する範囲であってもよい。

　携帯機は、携帯電話機であってもよい。携帯機は、第１取得部および送信部として携帯機を機能させるプログラムを記憶する記憶部を備えてもよい。

　送信部は、公衆電話回線による無線通信を行う回線通信部、または近距離無線通信を行う近距離無線通信部であってもよい。

　以上、本開示に係る実施例および構成を例示したが、本開示に係る実施例および構成は、上述した各実施例および各構成に限定されるものではない。異なる実施例および構成にそれぞれ開示された技術的要素を適宜組み合わせて得られる実施例および構成についても本開示に係る実施例および構成の範囲に含まれる。

Claims

　使用者が携帯する携帯機（３、８）の位置情報を取得する第１取得部（Ｓ１１０）と、
　携帯機（３、８）を識別するための情報である識別情報の送信を前記携帯機（３、８）に対して要求するために車両（２）から送信される信号である要求信号を前記携帯機（３、８）が受信した場合に、前記識別情報と前記第１取得部（Ｓ１１０）が取得した位置情報とを含む信号である送信信号を前記携帯機（３、８）から送信する送信部（Ｓ１２０）と、
　前記車両（２）の位置情報を取得する第２取得部（Ｓ３０）と、
　前記車両（２）に備えられて、前記送信部（Ｓ１２０）から送信された前記送信信号を受信し、受信した送信信号に含まれる前記位置情報が示す前記携帯機（３、８）の位置が前記第２取得部（Ｓ３０）により取得された前記車両（２）の位置を含む所定領域内に入っており、かつ受信した送信信号に含まれる前記識別情報が前記車両（２）に関連付けられた携帯機（３、８）の識別情報である場合に、前記車両（２）における所定の動作を許可する許可部（Ｓ８０）と、
　を備える制御システム。
　前記送信部（Ｓ１２０）は、送信する前に前記送信信号を所定の暗号鍵により暗号化する暗号化部（Ｓ１１５）を備え、
　前記許可部（Ｓ８０）は、受信した前記送信信号を復号する復号部（Ｓ４５）を備えた請求項１に記載の制御システム。
　前記所定領域は、前記車両（２）の位置から前記要求信号が到達する範囲である請求項１または２に記載の制御システム。
　前記携帯機（３、８）は、携帯電話機（８）であり、
　前記携帯機（３、８）は、前記第１取得部（Ｓ１１０）および前記送信部（Ｓ１２０）として前記携帯機（３、８）を機能させるプログラムを記憶する記憶部（８１）を備えた請求項１乃至３のいずれか１項に記載の制御システム。
　前記送信部（Ｓ１２０）は、公衆電話回線による無線通信を行う回線通信部（８３）、または近距離無線通信を行う近距離無線通信部（８４）である請求項４に記載の制御システム。