WO2019116899A1 - 車両用通信システム、携帯機及び車載機 - Google Patents

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WO2019116899A1
WO2019116899A1 PCT/JP2018/043920 JP2018043920W WO2019116899A1 WO 2019116899 A1 WO2019116899 A1 WO 2019116899A1 JP 2018043920 W JP2018043920 W JP 2018043920W WO 2019116899 A1 WO2019116899 A1 WO 2019116899A1
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signal
vehicle
antennas
portable device
received
Prior art date
Application number
PCT/JP2018/043920
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English (en)
French (fr)
Inventor
弘紀 榊原
Original Assignee
株式会社オートネットワーク技術研究所
住友電装株式会社
住友電気工業株式会社
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Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社オートネットワーク技術研究所, 住友電装株式会社, 住友電気工業株式会社 filed Critical 株式会社オートネットワーク技術研究所
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60RVEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R25/00Fittings or systems for preventing or indicating unauthorised use or theft of vehicles
    • B60R25/20Means to switch the anti-theft system on or off
    • B60R25/24Means to switch the anti-theft system on or off using electronic identifiers containing a code not memorised by the user
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E05LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05BLOCKS; ACCESSORIES THEREFOR; HANDCUFFS
    • E05B49/00Electric permutation locks; Circuits therefor ; Mechanical aspects of electronic locks; Mechanical keys therefor

Definitions

  • the present invention relates to a communication system for a vehicle, a portable device, and an on-vehicle device.
  • This application claims the priority based on Japanese Patent Application No. 2017-240814 filed on Dec. 15, 2017, and incorporates all the contents described in the aforementioned Japanese application.
  • a vehicle communication system for locking and unlocking a vehicle door without using a mechanical key has been put to practical use.
  • a keyless entry system that locks or unlocks a vehicle door by wireless remote control using a portable device carried by the user, a user carrying the portable device approaches the vehicle, or only holds the door handle
  • the smart entry (registered trademark) system and the like for unlocking the vehicle door has been put to practical use (see, for example, Patent Document 1).
  • a vehicle communication system for starting a vehicle engine without using a mechanical key is also in practical use.
  • a push-start system has been put into practical use, in which a user carrying a portable device starts an engine simply by pressing an engine start button.
  • a welcome light system has been put to practical use, which turns on the interior light or the exterior light.
  • an in-vehicle opportunity performs wireless communications with a portable machine.
  • various signals are transmitted from the transmitting antenna of the in-vehicle device to the portable device using radio waves in the LF (low frequency) band, and the portable device receiving the signals uses the radio waves in the RF (radio frequency) band. It is performed by transmitting a response signal.
  • the in-vehicle device performs control of unlocking, locking, engine start, lighting of a welcome light, etc. after authentication and position confirmation of the portable device.
  • the signal transmitted from the in-vehicle device is a signal in the LF band, and the transmission range of the signal is limited to a predetermined range around the vehicle. For this reason, the situation where the signal of the LF band transmitted from the in-vehicle device is received by the portable device and the signal of the RF band is returned from the portable device as a response is originally an occupant who possessed the correct portable device. Is present in or around the vehicle.
  • the passenger carrying the portable device can Even when they are separated, it is possible to execute communication between the onboard unit and the portable unit. If an unauthorized access to the in-vehicle device occurs due to the relay attack using such a relay device, there is a possibility that a malicious third party may take over the vehicle.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and it is an object of the present invention to provide a vehicle communication system, a portable device, and an in-vehicle device capable of preventing unauthorized access to the in-vehicle device.
  • a vehicular communication system includes an on-vehicle device that sequentially transmits signals from a plurality of transmitting antennas spaced apart from the vehicle, and a plurality of receiving antennas, which are received by the plurality of receiving antennas.
  • a portable communication system comprising a portable unit for transmitting a response signal according to a signal, the portable unit comprising: a measuring unit which measures the signal strength of a received signal for each receiving antenna; and a plurality of received signals
  • a prohibition unit for prohibiting the transmission of the response signal when the signal strength of each of the reception antennas measured for each is maximum at a particular one of the plurality of reception antennas regardless of the plurality of signals Prepare.
  • a vehicular communication system includes an on-vehicle device that sequentially transmits signals from a plurality of transmitting antennas spaced apart from the vehicle, and a plurality of receiving antennas, which are received by the plurality of receiving antennas. It is a communication system for vehicles provided with a portable machine which transmits a response signal according to a signal, and the above-mentioned portable machine measures the signal strength of a received signal for every receiving antenna, and it measures with this measurement part. And a transmission unit for transmitting a response signal including information on the signal strength for each of the reception antennas, wherein the on-vehicle device is configured such that the signal strength for each reception antenna included in the received response signal is sequentially from the plurality of transmission antennas. And a prohibiting unit that prohibits processing according to the response signal when the signal is maximum at a specific one of the plurality of receiving antennas regardless of the signal transmitted to the terminal.
  • a portable device includes a plurality of receiving antennas for receiving signals sequentially transmitted from a plurality of transmitting antennas arranged at a distance from the vehicle, and according to the signals received by the plurality of receiving antennas. And a measuring unit for measuring the signal strength of the received signal for each receiving antenna, and the signal strength for each receiving antenna measured for each of the received plurality of And a prohibiting unit that prohibits the transmission of the response signal when the maximum one of the plurality of receiving antennas is reached regardless of the signal.
  • the on-vehicle apparatus transmits signals sequentially from a plurality of transmitting antennas spaced apart from the vehicle, and includes a response including information on signal strength at each receiving antenna of signals received by the plurality of receiving antennas.
  • An in-vehicle device that receives a signal from a portable device, wherein the signal strength of each receiving antenna included in the response signal does not depend on the signals sequentially transmitted from the plurality of transmitting antennas, and among the plurality of receiving antennas And a prohibiting unit that prohibits processing in accordance with the response signal when the signal processing is maximum at a particular one of the above.
  • a vehicular communication system includes an on-vehicle device that sequentially transmits signals from a plurality of transmitting antennas spaced apart from the vehicle, and a plurality of receiving antennas, which are received by the plurality of receiving antennas.
  • a portable communication system comprising a portable unit for transmitting a response signal according to a signal, the portable unit comprising: a measuring unit which measures the signal strength of a received signal for each receiving antenna; and a plurality of received signals
  • a prohibition unit for prohibiting the transmission of the response signal when the signal strength of each of the reception antennas measured for each is maximum at a particular one of the plurality of reception antennas regardless of the plurality of signals Prepare.
  • the response signal when it can be determined that the signal transmitted from the in-vehicle device is directly received, the response signal is transmitted, and the signal from the in-vehicle device is transmitted via the relay device. If it can be determined that it has been received, the transmission of the response signal is prohibited, so that it is possible to prevent unauthorized access using the relay device.
  • a vehicular communication system includes an on-vehicle device that sequentially transmits signals from a plurality of transmitting antennas spaced apart from the vehicle, and a plurality of receiving antennas, which are received by the plurality of receiving antennas. It is a communication system for vehicles provided with a portable machine which transmits a response signal according to a signal, and the above-mentioned portable machine measures the signal strength of a received signal for every receiving antenna, and it measures with this measurement part. And a transmission unit for transmitting a response signal including information on the signal strength for each of the reception antennas, wherein the on-vehicle device is configured such that the signal strength for each reception antenna included in the received response signal is sequentially from the plurality of transmission antennas. And a prohibiting unit that prohibits processing according to the response signal when the signal is maximum at a specific one of the plurality of receiving antennas regardless of the signal transmitted to the terminal.
  • a portable device includes a plurality of receiving antennas for receiving signals sequentially transmitted from a plurality of transmitting antennas arranged at a distance from the vehicle, and according to the signals received by the plurality of receiving antennas. And a measuring unit for measuring the signal strength of the received signal for each receiving antenna, and the signal strength for each receiving antenna measured for each of the received plurality of And a prohibiting unit that prohibits the transmission of the response signal when the maximum one of the plurality of receiving antennas is reached regardless of the signal.
  • the response signal when it can be determined that the signal transmitted from the in-vehicle device is directly received, the response signal is transmitted, and it can be determined that the signal from the in-vehicle device is received through the relay device. In this case, the transmission of the response signal is prohibited, so that it is possible to prevent unauthorized access using the relay device.
  • the prohibition unit determines whether to prohibit the transmission of the response signal based on the signal strengths of the plurality of signals received within the setting period.
  • the signal received directly from the in-vehicle device based on the signal strength at each receiving antenna is set by setting a short period in which no change in the attitude of the portable device occurs. It becomes possible to discriminate the signal received through the machine.
  • the portable device is a three-axis antenna in which the plurality of receiving antennas are arranged such that the receiving strengths are different according to the directions of arrival of signals.
  • an antenna axis that maximizes the signal strength in the three-axis antenna is each signal It does not match in all signals.
  • the portable device receives a signal via the relay, the signal strength is maximum at a specific antenna axis of the three-axis antenna regardless of the received signal.
  • the on-vehicle apparatus transmits signals sequentially from a plurality of transmitting antennas spaced apart from the vehicle, and includes a response including information on signal strength at each receiving antenna of signals received by the plurality of receiving antennas.
  • An in-vehicle device that receives a signal from a portable device, wherein the signal strength of each receiving antenna included in the response signal does not depend on the signals sequentially transmitted from the plurality of transmitting antennas, and among the plurality of receiving antennas And a prohibiting unit that prohibits processing in accordance with the response signal when the signal processing is maximum at a particular one of the above.
  • FIG. 1 is a schematic view for explaining a schematic configuration of a communication system for a vehicle according to the present embodiment.
  • the vehicular communication system according to the present embodiment includes, for example, an on-vehicle device 100 mounted on a vehicle C, and a portable device 200 operated by an occupant.
  • the in-vehicle device 100 is one of a plurality of ECUs (Electronic Controller Units) mounted on a vehicle, and controls the locking and unlocking of the vehicle door, and the air conditioner, the interior and exterior lighting devices, and the body. It is a so-called BCM (Body Control Module) that integrally performs control related to the operation of a system actuator and the like.
  • ECUs Electronic Controller Units
  • BCM Body Control Module
  • the in-vehicle device 100 includes a plurality of LF transmission antennas 105a to 105e and an RF receiving antenna 106a in order to perform wireless communication with the portable device 200.
  • the LF transmission antennas 105a to 105e are antennas provided, for example, in a vehicle, around a vehicle door, in a tire house, etc., and transmit a signal having a LF band frequency (hereinafter also referred to as an LF signal).
  • the on-vehicle apparatus 100 sequentially switches the LF transmission antennas 105a to 105e as transmission sources, for example, in units of several msec, and sequentially transmits LF signals from the respective LF transmission antennas 105a to 105e.
  • LF transmission antennas 105a and 105b having communication ranges Ra and Rb on the front and rear sides in the vehicle are provided in the vehicle.
  • LF transmission antennas 105c to 105e that set predetermined areas outside the vehicle as communication ranges Rc to Re are provided near the vehicle door on the driver's seat side, the vehicle door on the passenger seat side, and the rear door, respectively. It shall be.
  • the RF receiving antenna 106 a is, for example, an antenna incorporated in the on-vehicle apparatus 100, and receives a signal having a frequency of an RF band (hereinafter, also referred to as an RF signal).
  • the number and arrangement of the antennas mounted on the vehicle C are not limited to the example shown in FIG.
  • the portable device 200 includes an LF reception unit 204 and an RF transmission unit 205 to perform wireless communication with the on-vehicle device 100 mounted on the vehicle C (see FIG. 3).
  • the LF receiver unit 204 receives an LF signal from the in-vehicle device 100 transmitted through the above-described LF transmission antennas 105a to 105e, the portable device 200 transmits an RF signal from the RF transmission unit 205 as a response.
  • the portable device 200 also includes an unlock button 203a and a lock button 203b in order to receive an operation relating to unlocking and locking of the vehicle door (see FIG. 3).
  • the RF transmitting unit 205 transmits a signal instructing the unlocking or locking of the vehicle door. Is possible.
  • the communication range of wireless communication using an RF signal is about several tens of meters, while the communication range of wireless communication using an LF signal is It is about several meters. Therefore, the situation where the portable device 200 receives the LF signal transmitted from the in-vehicle device 100 and sends back the RF signal as the response signal from the portable device 200 is, in principle, possessing the portable device 200 It is limited to the case where the occupant is inside or around the vehicle C.
  • the passenger carrying the portable device 200 can use the vehicle C by using the relay device that relays the LF signal transmitted from the in-vehicle device 100 to the portable device 200 and the RF signal transmitted from the portable device 200 to the in-vehicle device 100. It is possible to communicate between the in-vehicle device 100 and the portable device 200 even when it is far from In the present embodiment, in order to avoid such communication due to relay attack, the reception strength of the LF signal received by the portable device 200 is measured, and a response signal is returned based on the measured reception strength. It is one of the features to determine whether or not.
  • FIG. 2 is a block diagram for explaining the internal configuration of the on-vehicle apparatus 100.
  • the in-vehicle apparatus 100 includes a control unit 101, a storage unit 102, an input / output unit 103, an in-vehicle communication unit 104, an LF transmission unit 105, an RF reception unit 106, and the like.
  • the control unit 101 includes, for example, a central processing unit (CPU), a read only memory (ROM), and a random access memory (RAM).
  • the CPU in the control unit 101 executes the control program stored in the ROM to control the operation of the hardware included in the in-vehicle apparatus 100, and causes the entire device to function as the in-vehicle apparatus of the present application.
  • the RAM in the control unit 101 stores various data generated during execution of the control program.
  • the control unit 101 may have a function such as a timer that measures an elapsed time from giving a measurement start instruction to giving a measurement termination instruction, a counter that counts the number, and the like.
  • the storage unit 102 is formed of, for example, a nonvolatile memory such as an EEPROM (Electronically Erasable Programmable Read Only Memory), and stores various information.
  • various information stored in the storage unit 102 includes, for example, the ID (Identifier) of the vehicle C on which the in-vehicle device 100 is mounted, the ID of the portable device 200 serving as the communication partner, and authentication information such as key information used for encryption processing. Is included.
  • the input / output unit 103 includes an interface for connecting the door lock mechanism 111 and the door lock operation unit 112.
  • the door lock mechanism 111 includes a mechanical mechanism for locking or unlocking each vehicle door of the vehicle C, an actuator for electrically operating the mechanical mechanism, and the like.
  • the door lock operating unit 112 is, for example, a key cylinder provided on a vehicle door for the driver's seat, a request switch provided on a door handle, or the like.
  • the mechanical key when using a mechanical key (not shown), the mechanical key is inserted into a key cylinder provided on a vehicle door, and a locking operation or an unlocking operation is performed. At this time, the door lock mechanism 111 operates an actuator or the like to lock or unlock the door. Information in which the key cylinder is operated by the mechanical key is output to the door lock mechanism 111 through the input / output unit 103, and the door lock mechanism 111 operates based on the output information.
  • the passenger having the portable device 200 operates the request switch provided on the door handle of the vehicle C
  • wireless communication is performed between the on-vehicle device 100 and the portable device 200.
  • the in-vehicle device 100 transmits a detection signal for detecting the portable device 200 from the LF transmission antennas 105a to 105d and receives a response signal from the valid portable device 200
  • the in-vehicle device 100 is Lock or unlock.
  • the request switch may be a push button type switch, or may be a switch using a contact sensor that detects a touch on the door handle.
  • the vehicle door may be locked and unlocked by wireless communication between the in-vehicle device 100 and the portable device 200 without the occupant operating the door lock operation unit 112.
  • the in-vehicle device 100 locks or unlocks the vehicle door based on the information related to unlocking or locking contained in the received operation signal. You may lock it.
  • the in-vehicle communication unit 104 includes, for example, a CAN communication interface (CAN: Controller Area Network), and is connected to another ECU provided in the vehicle C via a CAN bus.
  • CAN Controller Area Network
  • the in-vehicle communication unit 104 exchanges data with another ECU (not shown) according to the CAN protocol.
  • the LF transmission unit 105 includes a signal generation circuit that generates an LF signal based on the signal output from the control unit 101, an amplification circuit that amplifies the generated signal, and the like.
  • the amplified signal is transmitted to the LF transmission antennas 105a to 105e. Send to more outside.
  • the LF transmission unit 105 intermittently transmits, for example, detection signals (LF signals) for detecting the position of the portable device 200 from the LF transmission antennas 105a to 105e.
  • LF signals detection signals
  • the RF receiving unit 106 is connected to the RF receiving antenna 106 a and includes a receiving circuit that receives an RF signal through the RF receiving antenna 106 a.
  • the response signal in the RF band transmitted from the portable device 200 is received through the RF receiving antenna 106a.
  • the RF receiving unit 106 outputs the information included in the received response signal to the control unit 101.
  • the information included in the response signal includes, for example, authentication information added by the portable device 200, and the control unit 101 performs an authentication process of the portable device 200 based on the authentication information input from the RF receiving unit 106. It can be done.
  • FIG. 3 is a block diagram for explaining the internal configuration of the portable device 200.
  • the portable device 200 includes a control unit 201, a storage unit 202, an operation unit 203, an LF reception unit 204, an RF transmission unit 205, and the like.
  • the control unit 201 includes, for example, a CPU, a ROM, and the like.
  • the CPU in the control unit 201 controls the operation of each hardware provided in the portable device 200 by executing the control program stored in the ROM, and causes the entire device to function as the portable device of the present application.
  • the control unit 201 may have a function such as a timer that measures an elapsed time from giving a measurement start instruction to giving a measurement end instruction, a counter that counts the number, and the like.
  • the storage unit 202 is configured by a non-volatile memory such as an EEPROM and stores various types of information.
  • the various information stored in the storage unit 202 includes, for example, the ID of the portable device 200, the ID of the vehicle C on which the in-vehicle device 100 to be communicated is mounted, and authentication information such as key information used for encryption processing. .
  • the operation unit 203 includes an interface for receiving an operation by a passenger.
  • the operation unit 203 includes an unlock button 203a operated when unlocking the door of the vehicle C and a lock button 203b operated when locking the door of the vehicle C.
  • the operation unit 203 outputs a signal indicating that the unlock button 203a (or the lock button 203b) is operated to the control unit 201.
  • the control unit 201 receives a signal indicating that the unlock button 203a (or the lock button 203b) has been operated, the control unit 201 sends, to the RF transmission unit 205, a control signal instructing unlocking (or locking) of the door of the vehicle C. Do.
  • the LF reception unit 204 is connected to the LF reception antennas 204X, 204Y and 204Z, and includes a reception circuit that receives an LF signal through the LF reception antennas 204X, 204Y and 204Z, and a measurement circuit that measures the signal strength of the received signal.
  • the LF reception antennas 204X, 204Y and 204Z are antennas having directivity in three directions (X-axis direction, Y-axis direction and Z-axis direction) orthogonal to one another, and constitute so-called three-axis antennas. Do.
  • the LF receiving unit 204 determines the signal strength of the signals received by the respective antennas. Is measured, and information included in the received signal and information on the measured signal strength (RSSI: Received Signal Strength Indicator) are output to the control unit 201.
  • RSSI Received Signal Strength Indicator
  • the RF transmission unit 205 includes a signal generation circuit that generates an RF signal according to an instruction from the control unit 201, an amplification circuit that amplifies the generated RF signal, and the like, and amplifies the amplified RF signal from the RF transmission antenna 205a.
  • the control unit 201 causes each antenna to transmit a response signal including an RSSI of the reception signal (RF Signal to the RF transmission unit 205.
  • the RF transmission unit 205 transmits, from the RF transmission antenna 205a, an RF signal including the RSSI of the received signal and the authentication information and the like stored in the storage unit 202.
  • FIG. 4 is an explanatory view for explaining the relationship between the antenna arrangement in the in-vehicle apparatus 100 and the antenna arrangement in the portable apparatus 200.
  • FIG. 4 shows a state where the portable device 200 directly receives the LF signals sequentially transmitted from the LF transmission antennas 105a to 105e of the on-vehicle device 100.
  • the LF transmission antennas 105a to 105e are arranged separately in the vehicle C, respectively. Further, the LF transmission antennas 105a to 105e have directivity such that the intensity of transmission radio waves increases in a specific direction.
  • the LF transmission antennas 105a, 105b, and 105e are provided in the vehicle or in the vicinity of the rear door of the vehicle such that the direction in which the radiation intensity of the transmission radio waves is maximum is directed in the vehicle width direction. Further, the LF transmission antennas 105c and 105d are provided near the doors on the driver's seat side and the front passenger's seat side, respectively, so that the direction in which the radiation intensity of the transmission radio waves is maximum is directed in the front-rear direction of the vehicle C.
  • the case where the portable device 200 receives an LF signal transmitted from one LF transmission antenna differ among the antennas, the case where the portable device 200 receives an LF signal transmitted from one LF transmission antenna (for example, the LF transmission antenna 105a)
  • the reception strength at the portable device 200 is generally different from when the portable device 200 receives an LF signal transmitted from another LF transmission antenna (for example, the LF transmission antenna 105b).
  • the portable device 200 is provided with the LF receiving antennas 204X to 204Z having directivity in directions orthogonal to each other, the case of receiving the LF signal transmitted from one LF transmitting antenna 105a (105b to 105e)
  • the reception strength also differs among the LF reception antennas 204X to 204Z.
  • the antenna having the maximum reception strength depends on the installation position and directivity of the LF transmission antennas 105a to 105e which are transmission sources of the LF signal. Therefore, it is considered that the reception strength is not always maximized at a particular LF reception antenna 204X (or 204Y, 204Z) regardless of the transmission source.
  • FIG. 5 is a view for explaining the reception situation when the portable device 200 directly receives the LF signal.
  • FIG. 5 shows the reception condition when the portable device 200 receives an LF signal sequentially transmitted from the LF transmission antennas 105a to 105e, and the antenna with the maximum reception strength is indicated by a circle.
  • the reception strength at the LF reception antenna 204X became larger than the reception strength at the LF reception antennas 204Y and 204Z ( In other words, it indicates that the LF reception antenna 204X is the largest).
  • the reception strength at the LF reception antenna 204Y becomes larger than the reception strength at the LF reception antennas 204X and 204Z (ie, It is shown that the LF receiving antenna 204Y is maximized).
  • the reception strength when the portable unit 200 receives the LF signal sequentially transmitted from the LF transmission antennas 105a to 105e of the on-vehicle unit 100 is always maximum at a specific antenna among the LF reception antennas 204X to 204Z.
  • the maximum antenna is determined according to the LF transmission antennas 105a to 105e of the transmission source.
  • FIG. 6 is an explanatory view for explaining the relationship between the antenna arrangement in the relay unit 300 and the antenna arrangement in the portable unit 200.
  • FIG. 6 shows a state in which the portable device 200 receives the LF signal sequentially transmitted from the LF transmission antennas 105a to 105e of the on-vehicle device 100 via the relay device 300.
  • the relay unit 300 is a communication device used by a third party who attempts unauthorized access to the vehicle C, and relays the LF signal transmitted from the on-vehicle unit 100 to the portable unit 200 and receives the LF signal.
  • the RF signal returned from 200 to the in-vehicle device 100 is relayed. Therefore, the relay device 300 includes a transmission antenna 301 that transmits an LF signal to the portable device 200 as one of relay antennas.
  • the on-vehicle apparatus 100 includes the five LF transmission antennas 105a to 105e
  • the number of the transmission antennas 301 provided in the relay unit 300 is usually one.
  • the relay unit 300 is a portable communication device possessed by a third party who attempts unauthorized access, it is difficult to reproduce the antenna arrangement of the LF transmission antennas 105a to 105e included in the vehicle C in the relay unit 300. It is.
  • the portable unit 200 always receives the LF signal transmitted from the same arrival direction.
  • FIG. 7 is a view for explaining the reception condition when the portable device 200 receives an LF signal via the relay device 300.
  • FIG. 7 shows the reception situation when the relay unit 300 relays the LF signals sequentially transmitted from the LF transmission antennas 105a to 105e of the on-vehicle unit 100 and the LF unit relayed by the relay unit 300 is received by the portable unit 200. It shows.
  • the antenna with the highest received strength is indicated by a circle, as in FIG.
  • the reception strength at the LF reception antenna 204X is higher than the reception strength at the LF reception antennas 204Y and 204Z. Is also increased (ie, maximized at the LF receive antenna 204X).
  • the reception strength at the LF reception antenna 204X is larger than the reception strength at the LF reception antennas 204Y and 204Z. (Ie, maximum at the LF receive antenna 204X).
  • the reception strength is the arrangement of the relay device 300 and the portable device 200. As long as the relationship is the same, it will always be maximum at a particular antenna (eg, LF receive antenna 204X) of the LF receive antennas 204X-204Z.
  • the on-vehicle device 100 and the portable device 200 it can be determined that the relay unit 300 intervenes between the on-board unit 100 and the portable unit 200 if not.
  • FIG. 8 is a flowchart for explaining the procedure of processing executed by the portable device 200 according to the first embodiment.
  • the portable device 200 executes the following processing, for example, at regular timing.
  • the control unit 201 acquires the received signal through the LF receiving unit 204, and each LF measured by the LF receiving unit 204.
  • the reception strength at the reception antennas 204X to 204Z is acquired (step S102). Since the LF signal transmitted from the in-vehicle apparatus 100 includes authentication information for authenticating the in-vehicle apparatus 100, the control unit 201 executes an authentication process for authenticating the in-vehicle apparatus 100 when the received signal is acquired. You may
  • control unit 201 determines which of the LF receiving antennas 204X to 204Z the LF receiving antenna 204X (or 204Y or 204Z) having the highest received strength (step S103), and holds the determination result in the built-in RAM. .
  • the control unit 201 refers to the built-in timer and determines whether or not a set time has passed since the first LF signal was received in step S101 (step S104).
  • the set time is set such that it can receive the LF signal sequentially transmitted from each of the LF transmission antennas 105a to 105e of the on-vehicle apparatus 100 once or several times. For example, when the transmission interval of the LF signal by the LF transmission antennas 105a to 105e is 2 msec, the setting time is set to about 10 to 100 msec including the margin.
  • control unit 201 If it is determined that the set time has not elapsed (S104: NO), the control unit 201 returns the process to step S101 and continues reception of the LF signal.
  • control unit 201 refers to the determination result held in the built-in RAM, and whether or not the antenna having the maximum reception strength is the same within the set period. It is determined (step S105).
  • step S106 If the antenna with the maximum reception strength is the same within the set period (S105: YES), it can be determined that the transmission source of the LF signal is the relay 300, so the control unit 201 transmits the RF signal. It prohibits (step S106).
  • the control unit 201 receives the received LF signal An RF signal is transmitted from the RF transmission unit 205 as a response to (step S107).
  • the authentication information of the own machine stored in the storage unit 202 and information of the signal strength of each LF signal measured at the time of reception of the LF signal may be added to the RF signal to be sent back to the in-vehicle device 100.
  • the RF signal is transmitted as a response only when the LF signal transmitted from the LF transmission antennas 105 a to 105 e of the on-vehicle apparatus 100 is directly received, and the relay 300 is Since the transmission of the RF signal is prohibited for the LF signal received via the relay station 300, unauthorized access using the relay unit 300 can be prevented.
  • the set time has passed since the first reception of the LF signal, it is determined whether or not the antenna having the maximum received strength is the same within the set period.
  • the number of LF transmission antennas five in the present embodiment, it may be determined whether the antenna having the maximum reception strength is the same within the set period.
  • the LF reception antenna 204X (or 204Y, 204Z) that maximizes the reception intensity in the portable device 200 is specified, but the in-vehicle device 100 may be specified.
  • the second embodiment a configuration will be described in which the LF receiving antenna 204X (or 204Y, 204Z) at which the reception intensity is maximized in the on-vehicle apparatus 100 is specified.
  • the overall configuration of the system and the internal configurations of the in-vehicle apparatus 100 and the portable apparatus 200 are the same as in the first embodiment, and thus the description thereof will be omitted.
  • FIG. 9 is a flow chart for explaining the procedure of processing executed by the in-vehicle apparatus 100 and the portable apparatus 200 according to the second embodiment.
  • the on-vehicle apparatus 100 executes the following processing, for example, at regular timing.
  • the control unit 101 of the in-vehicle apparatus 100 transmits an LF signal for detecting the portable device 200 from one LF transmitting antenna 105a (or 105b to 105e) selected from the LF transmitting antennas 105a to 105e (step S201).
  • the portable device 200 receives the LF signal transmitted from the in-vehicle device 100 directly or via the relay device 300 at the LF receiving antennas 204X to 204Z (step S202).
  • the control unit 201 of the portable device 200 acquires the reception signal through the LF reception unit 204, and acquires the reception strength at each of the LF reception antennas 204X to 204Z measured by the LF reception unit 204 (step S203). Since the LF signal transmitted from the in-vehicle apparatus 100 includes authentication information for authenticating the in-vehicle apparatus 100, the control unit 201 executes an authentication process for authenticating the in-vehicle apparatus 100 when the received signal is acquired. You may
  • control unit 201 transmits an RF signal including information on the acquired reception strength from the RF transmission antenna 205a (step S204).
  • the control unit 101 of the in-vehicle device 100 acquires information on the reception intensity included in the RF signal (step S206).
  • control unit 101 determines whether to transmit an LF signal from another transmission antenna 105b (or 105a, 105c to 105e) different from the LF transmission antenna 105a (or 105b to 105e) used in step S201. (Step S207).
  • the control unit 101 If there is an untransmitted antenna among the LF transmission antennas 105a to 105e included in the in-vehicle apparatus 100, it is determined that the other transmission antenna 105b (or 105a, 105c to 105e) transmits the LF signal (S207: YES) The control unit 101 returns the process to step S201.
  • control unit 101 when it is determined that the LF signal is not transmitted from the other transmission antennas 105b (or 105a, 105c to 105e) (S207: NO), the control unit 101 is an antenna whose reception strength is maximized on the portable device 200 side. It is determined whether or not is the same (step S208).
  • the control unit 101 Since it can be determined that the relay unit 300 intervenes in the communication between the in-vehicle device 100 and the portable device 200 when the antenna with the largest received intensity is the same (S208: YES), the control unit 101 , Prohibit the execution of the process according to the reception of the RF signal (step S209).
  • step S210 when the antenna with the maximum reception strength is not the same in the setting period (S208: NO), it can be determined that the transmission source of the LF signal is the in-vehicle device 100, so the control unit 101 receives the RF signal. The process according to is continued (step S210).
  • the present embodiment it is possible to respond to the reception of the RF signal only when it can be determined that the portable device 200 directly receives the LF signal transmitted from the LF transmission antennas 105a to 105e of the on-vehicle device 100. Since it is possible to execute the processing described above and prohibit the processing according to the reception of the RF signal if it can be determined that the signal has been received via the relay device 300, unauthorized access using the relay device 300 can be prevented.
  • Reference Signs List 100 in-vehicle device 101 control unit 102 storage unit 103 input / output unit 104 in-vehicle communication unit 105 LF transmission unit 105 a to 105 e LF transmission antenna 106 RF reception unit 106 a RF reception antenna 200 portable unit 201 control unit 202 storage unit 203 operation unit 204 LF reception Section 204X, 204Y, 204Z LF receiving antenna 205 RF transmitting section 205a RF transmitting antenna 300 Repeater

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Abstract

車両用通信システム、携帯機及び車載機の提供。 車両に離隔配置された複数の送信アンテナから順次的に信号を送信する車載機と、複数の受信アンテナを備え、複数の受信アンテナにて受信した信号に応じて応答信号を送信する携帯機とを備える車両用通信システムであって、携帯機は、受信した信号の信号強度を受信アンテナ毎に計測する計測部と、受信した複数の信号の夫々について計測した受信アンテナ毎の信号強度が、複数の信号に依らず、複数の受信アンテナのうちの特定の1つで最大となる場合、応答信号の送信を禁止する禁止部とを備える。

Description

車両用通信システム、携帯機及び車載機
 本発明は、車両用通信システム、携帯機及び車載機に関する。
 本出願は、2017年12月15日出願の日本出願第2017-240814号に基づく優先権を主張し、前記日本出願に記載された全ての記載内容を援用するものである。
 メカニカルキーを用いずに車両ドアの施錠及び解錠を行う車両用通信システムが実用化されている。具体的には、使用者が所持する携帯機を用いた無線遠隔操作により車両ドアの施錠又は解錠を行うキーレスエントリシステム、携帯機を所持した使用者が車両に近づき、又はドアハンドルを握るだけで車両ドアの解錠を行うスマートエントリー(登録商標)システム等が実用化されている(例えば、特許文献1を参照)。また、メカニカルキーを用いずに車両のエンジン始動を行う車両用通信システムも実用化されている。具体的には、携帯機を所持した使用者がエンジンスタートボタンを押すだけでエンジンの始動を行うプッシュスタートシステムが実用化されている。更に、携帯機を所持した使用者が車両に近づいた際、車内灯又は車外灯を点灯させるウェルカムライトシステムが実用化されている。
 上述した車両用通信システムにおいて車載機は、携帯機と無線通信を行う。当該無線通信は、車載機の送信アンテナからLF(Low Frequency)帯の電波を用いて各種信号を携帯機へ送信し、当該信号を受信した携帯機がRF(Radio Frequency)帯の電波を用いて応答信号を送信することによって行われる。車載機は、携帯機の認証及び位置確認を行った後に解錠、施錠、エンジン始動、ウェルカムライト点灯等の制御を行う。
特開2015-101908号公報
 ところで、車載機から送信される信号はLF帯の信号であり、当該信号の送信範囲は車両周辺の所定範囲内に限定されている。このため、車載機から送信されるLF帯の信号を携帯機にて受信し、その応答としてRF帯の信号を携帯機から返信する状況は、本来であれば、正当な携帯機を所持した乗員が車両の内部又は周辺に存在する場合に限られる。
 しかしながら、車載機から携帯機へ送信されるLF帯の信号と、携帯機から車載機へ送信されるRF帯の信号とを中継する中継機を用いることにより、携帯機を所持した乗員が車両から離れている場合であっても、車載機と携帯機との間で通信を実行させることが可能となる。このような中継機を用いたリレーアタックにより、車載機に対する不正アクセスが発生した場合、悪意のある第三者により車両が乗っ取られる可能性がある。
 本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであり、車載機への不正アクセスを防止することができる車両用通信システム、携帯機及び車載機を提供することを目的とする。
 本願の一態様に係る車両用通信システムは、車両に離隔配置された複数の送信アンテナから順次的に信号を送信する車載機と、複数の受信アンテナを備え、該複数の受信アンテナにて受信した信号に応じて応答信号を送信する携帯機とを備える車両用通信システムであって、前記携帯機は、受信した信号の信号強度を受信アンテナ毎に計測する計測部と、受信した複数の信号の夫々について計測した受信アンテナ毎の信号強度が、前記複数の信号に依らず、前記複数の受信アンテナのうちの特定の1つで最大となる場合、前記応答信号の送信を禁止する禁止部とを備える。
 本願の一態様に係る車両用通信システムは、車両に離隔配置された複数の送信アンテナから順次的に信号を送信する車載機と、複数の受信アンテナを備え、該複数の受信アンテナにて受信した信号に応じて応答信号を送信する携帯機とを備える車両用通信システムであって、前記携帯機は、受信した信号の信号強度を受信アンテナ毎に計測する計測部と、該計測部にて計測した受信アンテナ毎の信号強度の情報を含む応答信号を送信する送信部とを備え、前記車載機は、受信した応答信号に含まれる受信アンテナ毎の信号強度が、前記複数の送信アンテナから順次的に送信した信号に依らず、前記複数の受信アンテナのうちの特定の1つで最大となる場合、前記応答信号に応じた処理を禁止する禁止部を備える。
 本願の一態様に係る携帯機は、車両に離隔配置された複数の送信アンテナから順次的に送信される信号を受信する複数の受信アンテナを備え、該複数の受信アンテナにて受信した信号に応じて応答信号を送信する携帯機であって、受信した信号の信号強度を受信アンテナ毎に計測する計測部と、受信した複数の信号の夫々について計測した受信アンテナ毎の信号強度が、前記複数の信号に依らず、前記複数の受信アンテナのうちの特定の1つで最大となる場合、前記応答信号の送信を禁止する禁止部とを備える。
 本願の一態様に係る車載機は、車両に離隔配置された複数の送信アンテナから順次的に信号を送信し、複数の受信アンテナにて受信した信号の各受信アンテナにおける信号強度の情報を含む応答信号を携帯機から受信する車載機であって、前記応答信号に含まれる受信アンテナ毎の信号強度が、前記複数の送信アンテナから順次的に送信した信号に依らず、前記複数の受信アンテナのうちの特定の1つで最大となる場合、前記応答信号に応じた処理を禁止する禁止部を備える。
 本願によれば、車載機への不正アクセスを防止することができる。
本実施の形態に係る車両用通信システムの概略構成を説明する模式図である。 車載機の内部構成を説明するブロック図である。 携帯機の内部構成を説明するブロック図である。 車載機におけるアンテナ配置と携帯機におけるアンテナ配置との関係を説明する説明図である。 携帯機が直接的にLF信号を受信した場合の受信状況を説明する図である。 中継機におけるアンテナ配置と携帯機におけるアンテナ配置との関係を説明する説明図である。 携帯機が中継機を介してLF信号を受信した場合の受信状況を説明する図である。 実施の形態1に係る携帯機が実行する処理の手順を説明するフローチャートである。 実施の形態2に係る車載機及び携帯機が実行する処理の手順を説明するフローチャートである。
 本発明の実施態様を列記して説明する。また、以下に記載する実施形態の少なくとも一部を任意に組み合わせてもよい。
 本願の一態様に係る車両用通信システムは、車両に離隔配置された複数の送信アンテナから順次的に信号を送信する車載機と、複数の受信アンテナを備え、該複数の受信アンテナにて受信した信号に応じて応答信号を送信する携帯機とを備える車両用通信システムであって、前記携帯機は、受信した信号の信号強度を受信アンテナ毎に計測する計測部と、受信した複数の信号の夫々について計測した受信アンテナ毎の信号強度が、前記複数の信号に依らず、前記複数の受信アンテナのうちの特定の1つで最大となる場合、前記応答信号の送信を禁止する禁止部とを備える。
 上記一態様にあっては、本実施の形態では、車載機から送信された信号を直接的に受信したと判断できる場合には応答信号を送信し、中継機を介して車載機からの信号を受信したと判断できる場合には応答信号の送信を禁止するので、中継機を利用した不正アクセスを防止することが可能となる。
 本願の一態様に係る車両用通信システムは、車両に離隔配置された複数の送信アンテナから順次的に信号を送信する車載機と、複数の受信アンテナを備え、該複数の受信アンテナにて受信した信号に応じて応答信号を送信する携帯機とを備える車両用通信システムであって、前記携帯機は、受信した信号の信号強度を受信アンテナ毎に計測する計測部と、該計測部にて計測した受信アンテナ毎の信号強度の情報を含む応答信号を送信する送信部とを備え、前記車載機は、受信した応答信号に含まれる受信アンテナ毎の信号強度が、前記複数の送信アンテナから順次的に送信した信号に依らず、前記複数の受信アンテナのうちの特定の1つで最大となる場合、前記応答信号に応じた処理を禁止する禁止部を備える。
 上記一態様にあっては、携帯機との間で中継機を介した通信が発生していると判断できる場合、応答信号を受信した場合であっても、この応答信号に応じた処理を禁止するので、中継機を利用した不正アクセスを防止することが可能となる。
 本願の一態様に係る携帯機は、車両に離隔配置された複数の送信アンテナから順次的に送信される信号を受信する複数の受信アンテナを備え、該複数の受信アンテナにて受信した信号に応じて応答信号を送信する携帯機であって、受信した信号の信号強度を受信アンテナ毎に計測する計測部と、受信した複数の信号の夫々について計測した受信アンテナ毎の信号強度が、前記複数の信号に依らず、前記複数の受信アンテナのうちの特定の1つで最大となる場合、前記応答信号の送信を禁止する禁止部とを備える。
 上記一態様にあっては、車載機から送信された信号を直接的に受信したと判断できる場合には応答信号を送信し、中継機を介して車載機からの信号を受信したと判断できる場合には応答信号の送信を禁止するので、中継機を利用した不正アクセスを防止することが可能となる。
 本願の一態様に係る携帯機は、前記禁止部は、設定期間内に受信した複数の信号の信号強度に基づき、前記応答信号の送信を禁止するか否かを決定する。
 上記一態様にあっては、携帯機の姿勢の変化が発生しないような短い期間を設定しておくことにより、各受信アンテナにおける信号強度に基づき、車載機から直接的に受信した信号と、中継機を介して受信した信号とを判別することが可能となる。
 本願の一態様に係る携帯機は、前記複数の受信アンテナは、信号の到来方向に応じて受信強度が異なるように配置された3軸アンテナである。
 上記一態様にあっては、車両に離隔配置されている複数送信アンテナから送信される信号を直接的に携帯機にて受信した場合、3軸アンテナにおいて信号強度が最大となるアンテナ軸は信号毎に定まり、全ての信号で一致することはない。これに対し、中継機を介して携帯機が信号を受信した場合、信号強度は、受信した信号に依らず、3軸アンテナの特定のアンテナ軸で最大となる。
 本願の一態様に係る車載機は、車両に離隔配置された複数の送信アンテナから順次的に信号を送信し、複数の受信アンテナにて受信した信号の各受信アンテナにおける信号強度の情報を含む応答信号を携帯機から受信する車載機であって、前記応答信号に含まれる受信アンテナ毎の信号強度が、前記複数の送信アンテナから順次的に送信した信号に依らず、前記複数の受信アンテナのうちの特定の1つで最大となる場合、前記応答信号に応じた処理を禁止する禁止部を備える。
 上記一態様にあっては、携帯機との間で中継機を介した通信が発生していると判断できる場合、応答信号を受信した場合であっても、この応答信号に応じた処理を禁止するので、中継機を利用した不正アクセスを防止することが可能となる。
 以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。
(実施の形態1)
 図1は本実施の形態に係る車両用通信システムの概略構成を説明する模式図である。本実施の形態に係る車両用通信システムは、例えば、車両Cに搭載される車載機100と、乗員によって操作される携帯機200とを備える。
 車載機100は、車両に搭載される複数のECU(Electronic Controller Unit)のうちの1つであって、車両ドアの施錠及び開錠に係る制御、および、空気調和機、車内外灯器類、ボディ系のアクチュエータなどの動作に係る制御を統合的に行なう所謂BCM(Body Control Module)である。
 車載機100は、携帯機200と無線通信を行うために、複数のLF送信アンテナ105a~105e、及びRF受信アンテナ106aを備える。LF送信アンテナ105a~105eは、例えば車両内、車両ドアの周辺、タイヤハウス内等に設けられるアンテナであり、LF帯の周波数を有する信号(以下、LF信号ともいう)を送信する。車載機100は、送信元となるLF送信アンテナ105a~105eを例えば数msec単位で順次切り替え、それぞれのLF送信アンテナ105a~105eから順次LF信号を送信する。
 本実施の形態では、車両内の前側及び後側をそれぞれ通信範囲Ra,RbとするLF送信アンテナ105a,105bが車両内に設けられているものとする。また、本実施の形態では、車外の所定の領域を通信範囲Rc~ReとするLF送信アンテナ105c~105eがそれぞれ運転席側の車両ドア、助手席側の車両ドア、後部ドアの付近に設けられているものとする。RF受信アンテナ106aは、例えば車載機100に内蔵されるアンテナであり、RF帯の周波数を有する信号(以下、RF信号ともいう)を受信する。なお、車両Cに搭載される各アンテナの個数及び配置は、図1の例に限定されるものではない。
 携帯機200は、車両Cに搭載された車載機100と無線通信を行うために、LF受信部204及びRF送信部205を備える(図3を参照)。携帯機200は、前述のLF送信アンテナ105a~105eを通じて送信される車載機100からのLF信号をLF受信部204にて受信した場合、その応答としてRF信号をRF送信部205から送信する。
 また、携帯機200は、車両ドアの解錠及び施錠に係る操作を受付けるために、アンロックボタン203a及びロックボタン203bを備える(図3を参照)。携帯機200は、アンロックボタン203a又はロックボタン203bにより、車両ドアの解錠又は施錠に係る操作を受付けた場合、RF送信部205より車両ドアの解錠又は施錠を指示する信号を送信することが可能である。
 このような車載機100及び携帯機200間の車両用通信システムにおいて、RF信号を用いた無線通信の通信範囲は数十m程度であるのに対し、LF信号を用いた無線通信の通信範囲は数m程度である。このため、車載機100から送信されるLF信号を携帯機200にて受信し、その応答信号としてRF信号を携帯機200から返信する状況は、本来であれば、正当な携帯機200を所持した乗員が車両Cの内部又は周辺に存在する場合に限られる。
 しかしながら、車載機100から携帯機200へ送信されるLF信号、及び携帯機200から車載機100へ送信されるRF信号を中継する中継機を用いることにより、携帯機200を所持した乗員が車両Cから離れている場合であっても、車載機100と携帯機200との間で通信させることが可能となる。本実施の形態では、このような、リレーアタックによる通信を回避するために、携帯機200にて受信したLF信号の受信強度を計測し、計測した受信強度に基づき、応答信号を返信するか否かを判断することを特徴の1つとしている。
 図2は車載機100の内部構成を説明するブロック図である。車載機100は、制御部101、記憶部102、入出力部103、車内通信部104、LF送信部105、及びRF受信部106などを備える。
 制御部101は、例えば、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)などを備える。制御部101内のCPUは、ROMに格納された制御プログラムを実行することにより、車載機100が備える上記ハードウェアの動作を制御し、機器全体を本願の車載機として機能させる。制御部101内のRAMには、制御プログラムの実行中に生成される各種データが記憶される。なお、制御部101は、計測開始指示を与えてから計測終了指示を与えるまでの経過時間を計測するタイマ、数をカウントするカウンタ等の機能を備えていてもよい。
 記憶部102は、例えば、EEPROM(Electronically Erasable Programmable Read Only Memory)などの不揮発性メモリにより構成されており、各種情報を記憶する。ここで、記憶部102が記憶する各種情報には、例えば、車載機100を搭載する車両CのID(Identifier)、通信相手となる携帯機200のID、暗号処理に用いる鍵情報等の認証情報が含まれる。
 入出力部103は、ドアロック機構111及びドアロック操作部112を接続するためのインタフェースを備える。
 ドアロック機構111は、車両Cの各車両ドアの施錠又は解錠するための機械機構、及びこの機械機構を電気的に動作させるためのアクチュエータ等を有している。また、ドアロック操作部112は、例えば、運転席用の車両ドアに設けられたキーシリンダ、ドアハンドルに設けられたリクエストスイッチ等である。
 例えば、メカニカルキー(不図示)を用いる場合、車両ドアに設けられたキーシリンダにメカニカルキーが挿入され、施錠操作又は解錠操作が行われる。このとき、ドアロック機構111はアクチュエータ等を動作させ、ドアの施錠又は解錠を行う。メカニカルキーによりキーシリンダが操作された情報は入出力部103を通じてドアロック機構111に出力され、出力された情報に基づきドアロック機構111が動作するように構成されている。
 また、携帯機200を持つ乗員が、車両Cのドアハンドルに設けられたリクエストスイッチを操作した場合、車載機100と携帯機200との間で無線通信を行う。その無線通信において、車載機100が携帯機200を検出するための検出信号をLF送信アンテナ105a~105dから送信し、正当な携帯機200からの応答信号を受信した場合、車載機100はドアの施錠又は解錠を行う。なお、リクエストスイッチは、押しボタン式のスイッチであってもよく、ドアハンドルへの接触を検知する接触センサを用いたスイッチであってもよい。
 更に、ドアロック操作部112を乗員が操作することなく、車載機100と携帯機200との間の無線通信により車両ドアの施錠及び解錠を行えるようにしてもよい。例えば、車載機100は、携帯機200から送信される操作信号をRF受信アンテナ106aにて受信した場合、受信した操作信号に含まれる解錠又は施錠に係る情報に基づき、車両ドアの施錠又は解錠を行ってもよい。
 車内通信部104は、例えばCAN通信インタフェース(CAN : Controller Area Network)を備えており、CANバスを介して車両Cが備える他のECUに接続されている。車内通信部104は、CANプロトコルに従って他のECU(不図示)とデータの送受信を行う。
 LF送信部105は、制御部101から出力される信号に基づきLF信号を生成する信号生成回路、生成した信号を増幅する増幅回路等を備えており、増幅後の信号をLF送信アンテナ105a~105eより外部へ送信する。LF送信部105は、制御部101からの指示により、例えば携帯機200の位置を検出するための検出信号(LF信号)を間欠的にLF送信アンテナ105a~105eより送信する。ここで、LF送信部105から送信されるLF信号には、記憶部102に記憶されている認証情報が付加されるものとする。
 RF受信部106は、RF受信アンテナ106aに接続されており、RF受信アンテナ106aを通じてRF信号を受信する受信回路等を備える。本実施の形態では、携帯機200の位置を検出するための信号をLF送信部105を通じて送信した後に、携帯機200から送信されてくるRF帯の応答信号をRF受信アンテナ106aを通じて受信する。RF受信部106は、受信した応答信号に含まれる情報を制御部101へ出力する。応答信号に含まれる情報には、例えば携帯機200によって付加された認証情報が含まれており、制御部101は、RF受信部106から入力された認証情報を基に携帯機200の認証処理を実行することができる。
 図3は携帯機200の内部構成を説明するブロック図である。携帯機200は、制御部201、記憶部202、操作部203、LF受信部204、RF送信部205などを備える。
 制御部201は、例えば、CPU、ROMなどを備える。制御部201内のCPUは、ROMに格納された制御プログラムを実行することにより、携帯機200が備える各ハードウェアの動作を制御し、機器全体を本願の携帯機として機能させる。なお、制御部201は、計測開始指示を与えてから計測終了指示を与えるまでの経過時間を計測するタイマ、数をカウントするカウンタ等の機能を備えていてもよい。
 記憶部202は、EEPROMなどの不揮発性メモリにより構成されており、各種情報を記憶する。ここで、記憶部202が記憶する各種情報には、例えば、携帯機200のID、通信相手となる車載機100を搭載する車両CのID、暗号処理に用いる鍵情報等の認証情報が含まれる。
 操作部203は、乗員による操作を受付けるためのインタフェースを備える。本実施の形態では、操作部203は、車両Cのドアを解錠する際に操作されるアンロックボタン203a、及び車両Cのドアを施錠する際に操作されるロックボタン203bを備える。操作部203は、アンロックボタン203a(又はロックボタン203b)が乗員により操作された場合、アンロックボタン203a(又はロックボタン203b)が操作されたこと示す信号を制御部201へ出力する。制御部201は、アンロックボタン203a(又はロックボタン203b)が操作されたこと示す信号を受信した場合、車両Cのドアの解錠(又は施錠)を指示する制御信号をRF送信部205へ送出する。
 LF受信部204は、LF受信アンテナ204X,204Y,204Zに接続されており、LF受信アンテナ204X,204Y,204Zを通じてLF信号を受信する受信回路、受信した信号の信号強度を測定する測定回路等を備える。本実施の形態において、LF受信アンテナ204X,204Y,204Zは、互いに直交する3つの方向(X軸方向、Y軸方向及びZ軸方向)に指向性を有するアンテナであり、いわゆる三軸アンテナを構成する。本実施の形態では、LF受信部204は、車両CのLF送信アンテナ105a~105eから送信された信号をLF受信アンテナ204X,204Y,204Zにて受信した場合、各アンテナで受信した信号の信号強度を計測し、受信した信号に含まれる情報、及び計測した信号強度の情報(RSSI:Received Signal Strength Indicator)を制御部201へ出力する。
 RF送信部205は、制御部201からの指示に応じてRF信号を生成する信号生成回路、生成したRF信号を増幅する増幅回路等を備えており、増幅後のRF信号をRF送信アンテナ205aより外部へ送信する。例えば、車両CのLF送信アンテナ105a~105eから送信された信号をLF受信アンテナ204X,204Y,204Zにて受信した場合、制御部201は、各アンテナにて受信信号のRSSIを含む応答信号(RF信号)を返信するようにRF送信部205に指示する。RF送信部205は、制御部201からの指示に応じて、受信信号のRSSI及び記憶部202に記憶された認証情報等を含むRF信号をRF送信アンテナ205aより送信する。
 以下、本実施の形態に係る車両用通信システムの動作を説明する。
 図4は車載機100におけるアンテナ配置と携帯機200におけるアンテナ配置との関係を説明する説明図である。図4は車載機100のLF送信アンテナ105a~105eから順次的に送信されるLF信号を携帯機200が直接的に受信した状況を示している。本実施の形態では、前述したように、LF送信アンテナ105a~105eは車両C内にそれぞれ離隔して配置されている。また、LF送信アンテナ105a~105eは、それぞれ特定の方向に送信電波の強度が大きくなるような指向性を有する。例えば、LF送信アンテナ105a,105b,105eは、送信電波の放射強度が最大となる方向が車幅方向を向くように、車内若しくは車両後部ドア付近に設けられる。また、LF送信アンテナ105c,105dは、送信電波の放射強度が最大となる方向が車両Cの前後方向を向くように、それぞれ運転席側及び助手席側のドア付近に設けられる。
 このようにLF送信アンテナ105a~105eの設置位置及び指向性はアンテナ間で異なるので、一のLF送信アンテナ(例えばLF送信アンテナ105a)から送信されたLF信号を携帯機200にて受信した場合と、他のLF送信アンテナ(例えばLF送信アンテナ105b)から送信されたLF信号を携帯機200にて受信した場合とでは、携帯機200における受信強度は一般的に異なる。また、携帯機200は、互いに直交する方向に指向性を有するLF受信アンテナ204X~204Zを備えているので、一のLF送信アンテナ105a(105b~105e)から送信されたLF信号を受信した場合の受信強度は、LF受信アンテナ204X~204Z間でも異なる。
 以上のことから、LF受信アンテナ204X~204Z間で受信強度を比較した場合、受信強度が最大となるアンテナは、LF信号の送信元であるLF送信アンテナ105a~105eの設置位置及び指向性に依存することになり、送信元に依らず特定のLF受信アンテナ204X(又は204Y,204Z)で受信強度が常に最大になることはないと考えられる。
 図5は携帯機200が直接的にLF信号を受信した場合の受信状況を説明する図である。図5はLF送信アンテナ105a~105eから順次送信されるLF信号を携帯機200にて受信した場合の受信状況を示しており、受信強度が最大となったアンテナは丸印により示されている。
 図5は、例えばLF送信アンテナ105aから送信されたLF信号を携帯機200にて受信した結果、LF受信アンテナ204Xでの受信強度がLF受信アンテナ204Y,204Zでの受信強度よりも大きくなった(すなわち、LF受信アンテナ204Xで最大となった)ことを示している。同様に、LF送信アンテナ105bから送信されたLF信号を携帯機200にて受信した結果、LF受信アンテナ204Yでの受信強度がLF受信アンテナ204X,204Zでの受信強度よりも大きくなった(すなわち、LF受信アンテナ204Yで最大となった)ことを示している。LF送信アンテナ105c~105eから送信されたLF信号についても同様であり、携帯機200にて受信した場合の受信強度は、それぞれLF受信アンテナ204X,204Z,204Yで最大となったことを示している。
 このように、車載機100のLF送信アンテナ105a~105eから順次送信されるLF信号を携帯機200にて受信した場合の受信強度は、LF受信アンテナ204X~204Zのうちの特定のアンテナで常に最大となることはなく、送信元のLF送信アンテナ105a~105eに応じて最大となるアンテナが定まる。
 比較例として、中継機300(図6を参照)を介してLF信号を受信した場合の受信状況について説明する。図6は中継機300におけるアンテナ配置と携帯機200におけるアンテナ配置との関係を説明する説明図である。図6は車載機100のLF送信アンテナ105a~105eから順次的に送信されるLF信号を携帯機200が中継機300を介して受信した状況を示している。中継機300は、車両Cへの不正アクセスを試みる第三者によって使用される通信装置であり、車載機100から携帯機200へ送信されるLF信号を中継すると共に、LF信号を受信した携帯機200から車載機100へ返信されるRF信号を中継する。このため、中継機300は、中継用のアンテナの1つとして、携帯機200へLF信号を送信する送信アンテナ301を備える。
 しかしながら、車載機100が5つのLF送信アンテナ105a~105eを備えるのに対し、中継機300が備える送信アンテナ301の数は通常は1つである。また、中継機300は不正アクセスを試みる第三者によって所持される携帯型の通信装置であるため、車両Cが備えるLF送信アンテナ105a~105eのアンテナ配置を中継機300内で再現することは困難である。
 この結果、中継機300と携帯機200との配置関係が同一である限り、携帯機200は、常に同一の到来方向から送信されるLF信号を受信することになる。
 図7は携帯機200が中継機300を介してLF信号を受信した場合の受信状況を説明する図である。図7は車載機100のLF送信アンテナ105a~105eから順次送信されるLF信号を中継機300が中継し、中継機300により中継されたLF信号を携帯機200にて受信した場合の受信状況を示している。受信強度が最大となったアンテナは、図5と同様に、丸印により示されている。
 図7は、例えばLF送信アンテナ105aから送信されたLF信号を中継機300を介して携帯機200が受信した結果、LF受信アンテナ204Xでの受信強度がLF受信アンテナ204Y,204Zでの受信強度よりも大きくなった(すなわち、LF受信アンテナ204Xで最大となった)ことを示している。同様に、LF送信アンテナ105bから送信されたLF信号を中継機300を介して携帯機200が受信した結果、LF受信アンテナ204Xでの受信強度がLF受信アンテナ204Y,204Zでの受信強度よりも大きくなった(すなわち、LF受信アンテナ204Xで最大となった)ことを示している。LF送信アンテナ105c~105eから送信されたLF信号についても同様であり、中継機300を介して携帯機200が受信した場合の受信強度は、それぞれLF受信アンテナ204Xで最大となったことを示している。
 このように、車載機100のLF送信アンテナ105a~105eから順次送信されるLF信号を中継機300を介して携帯機200が受信した場合の受信強度は、中継機300と携帯機200との配置関係が同一である限り、LF受信アンテナ204X~204Zのうちの特定のアンテナ(例えばLF受信アンテナ204X)で常に最大となる。
 以上の考察に基づき、携帯機200にて受信したLF信号に依らずに同一のLF受信アンテナ204X(又は204Y,204Z)で受信強度が最大となる場合には、車載機100と携帯機200との間に中継機300が介在していると判断することができ、そうでない場合には、車載機100と携帯機200との間に中継機300が介在していないと判断することができる。
 図8は実施の形態1に係る携帯機200が実行する処理の手順を説明するフローチャートである。携帯機200は、例えば定期的なタイミングにて以下の処理を実行する。携帯機200のLF受信アンテナ204X~204ZにてLF信号を受信した場合(ステップS101)、制御部201は、LF受信部204を通じて受信信号を取得すると共に、LF受信部204によって計測される各LF受信アンテナ204X~204Zでの受信強度を取得する(ステップS102)。車載機100から送信されるLF信号には車載機100を認証するための認証情報が含まれているので、受信信号を取得した場合、制御部201は、車載機100を認証する認証処理を実行してもよい。
 次いで、制御部201は、LF受信アンテナ204X~204Zのうち受信強度が最大となったLF受信アンテナ204X(又は204Y,204Z)を判別し(ステップS103)、判別結果を内蔵のRAMにて保持する。
 次いで、制御部201は、内蔵のタイマを参照し、ステップS101で最初のLF信号を受信してから設定時間が経過したか否かを判断する(ステップS104)。設定時間は、車載機100の各LF送信アンテナ105a~105eから順次送信されるLF信号を1回又は数回ずつ受信できるような時間に設定される。例えば、LF送信アンテナ105a~105eによるLF信号の送信間隔が2msecである場合、設定時間はマージンを含めて10~100msec程度に設定される。
 設定時間が経過していないと判断した場合(S104:NO)、制御部201は、処理をステップS101へ戻し、LF信号の受信を継続する。
 設定時間が経過したと判断した場合(S104:YES)、制御部201は、内蔵のRAMにて保持した判別結果を参照し、受信強度が最大となったアンテナが設定期間内で同一であったか否かを判断する(ステップS105)。
 受信強度が最大となったアンテナが設定期間内で同一であった場合(S105:YES)、LF信号の送信元が中継機300であると判断できるので、制御部201は、RF信号の送信を禁止する(ステップS106)。
 一方、受信強度が最大となったアンテナが設定期間で同一でなかった場合(S105:NO)、LF信号の送信元が車載機100であると判断できるので、制御部201は、受信したLF信号に対する応答としてRF信号をRF送信部205から送信させる(ステップS107)。このとき、車載機100へ返信するRF信号には、記憶部202に記憶されている自機の認証情報、LF信号の受信時に計測した各LF信号の信号強度の情報を付加してもよい。
 以上のように、本実施の形態では、車載機100のLF送信アンテナ105a~105eから送信されたLF信号を直接的に受信した場合にのみ、その応答としてRF信号を送信し、中継機300を介して受信したLF信号に対してはRF信号の送信を禁止するので、中継機300を利用した不正アクセスを防止することが可能となる。
 なお、本実施の形態では、LF信号を最初に受信してから設定時間が経過した場合に、受信強度が最大となったアンテナが設定期間内で同一であったか否かを判断する構成としたが、LF送信アンテナの個数分(本実施の形態では5つ)だけLF信号を受信した場合、受信強度が最大となったアンテナが設定期間内で同一であったか否かを判断する構成としてもよい。
(実施の形態2)
 実施の形態1では、携帯機200にて受信強度が最大となるLF受信アンテナ204X(又は204Y,204Z)を特定する構成としたが、車載機100にて特定する構成としてもよい。
 実施の形態2では、車載機100にて受信強度が最大となるLF受信アンテナ204X(又は204Y,204Z)を特定する構成について説明する。なお、システムの全体構成、車載機100及び携帯機200の内部構成は実施の形態1と同様であるため、その説明を省略することとする。
 図9は実施の形態2に係る車載機100及び携帯機200が実行する処理の手順を説明するフローチャートである。車載機100は、例えば定期的なタイミングにて以下の処理を実行する。車載機100の制御部101は、LF送信アンテナ105a~105eのうち選択した一のLF送信アンテナ105a(又は105b~105e)から携帯機200を検出するためのLF信号を送信する(ステップS201)。
 携帯機200は、直接的に、又は中継機300を介して、車載機100から送信されたLF信号をLF受信アンテナ204X~204Zにて受信する(ステップS202)。携帯機200の制御部201は、LF受信部204を通じて受信信号を取得すると共に、LF受信部204によって計測される各LF受信アンテナ204X~204Zでの受信強度を取得する(ステップS203)。車載機100から送信されるLF信号には車載機100を認証するための認証情報が含まれているので、受信信号を取得した場合、制御部201は、車載機100を認証する認証処理を実行してもよい。
 次いで、制御部201は、取得した受信強度の情報を含むRF信号をRF送信アンテナ205aから送信する(ステップS204)。
 車載機100の制御部101は、携帯機200から送信されたRF信号をRF受信アンテナ106aにて受信した場合(ステップS205)、RF信号に含まれる受信強度の情報を取得する(ステップS206)。
 次いで、制御部101は、ステップS201で用いたLF送信アンテナ105a(又は105b~105e)とは異なる他の送信アンテナ105b(又は105a,105c~105e)からLF信号を送信するか否かを判断する(ステップS207)。
 車載機100が備えるLF送信アンテナ105a~105eのうち、未送信のアンテナが存在する場合、他の送信アンテナ105b(又は105a,105c~105e)からLF信号を送信すると判断し(S207:YES)、制御部101は、処理をステップS201へ戻す。
 また、他の送信アンテナ105b(又は105a,105c~105e)からLF信号を送信しないと判断した場合(S207:NO)、制御部101は、携帯機200側にて受信強度が最大となったアンテナが同一であったか否かを判断する(ステップS208)。
 受信強度が最大となったアンテナが同一であった場合(S208:YES)、車載機100と携帯機200との間の通信に中継機300が介在していると判断できるので、制御部101は、RF信号の受信に応じた処理の実行を禁止する(ステップS209)。
 一方、受信強度が最大となったアンテナが設定期間で同一でなかった場合(S208:NO)、LF信号の送信元が車載機100であると判断できるので、制御部101は、RF信号の受信に応じた処理を継続する(ステップS210)。
 以上のように、本実施の形態では、車載機100のLF送信アンテナ105a~105eから送信されたLF信号を携帯機200が直接的に受信したと判断できる場合にのみ、RF信号の受信に応じた処理を実行し、中継機300を介して受信したと判断できる場合にはRF信号の受信に応じた処理を禁止するので、中継機300を利用した不正アクセスを防止することが可能となる。
 今回開示された実施の形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述した意味ではなく、請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
 100 車載機
 101 制御部
 102 記憶部
 103 入出力部
 104 車内通信部
 105 LF送信部
 105a~105e LF送信アンテナ
 106 RF受信部
 106a RF受信アンテナ
 200 携帯機
 201 制御部
 202 記憶部
 203 操作部
 204 LF受信部
 204X,204Y,204Z LF受信アンテナ
 205 RF送信部
 205a RF送信アンテナ
 300 中継機

Claims (6)

  1.  車両に離隔配置された複数の送信アンテナから順次的に信号を送信する車載機と、複数の受信アンテナを備え、該複数の受信アンテナにて受信した信号に応じて応答信号を送信する携帯機とを備える車両用通信システムであって、
     前記携帯機は、
     受信した信号の信号強度を受信アンテナ毎に計測する計測部と、
     受信した複数の信号の夫々について計測した受信アンテナ毎の信号強度が、前記複数の信号に依らず、前記複数の受信アンテナのうちの特定の1つで最大となる場合、前記応答信号の送信を禁止する禁止部と
     を備える車両用通信システム。
  2.  車両に離隔配置された複数の送信アンテナから順次的に信号を送信する車載機と、複数の受信アンテナを備え、該複数の受信アンテナにて受信した信号に応じて応答信号を送信する携帯機とを備える車両用通信システムであって、
     前記携帯機は、
     受信した信号の信号強度を受信アンテナ毎に計測する計測部と、
     該計測部にて計測した受信アンテナ毎の信号強度の情報を含む応答信号を送信する送信部と
     を備え、
     前記車載機は、
     受信した応答信号に含まれる受信アンテナ毎の信号強度が、前記複数の送信アンテナから順次的に送信した信号に依らず、前記複数の受信アンテナのうちの特定の1つで最大となる場合、前記応答信号に応じた処理を禁止する禁止部
     を備える車両用通信システム。
  3.  車両に離隔配置された複数の送信アンテナから順次的に送信される信号を受信する複数の受信アンテナを備え、該複数の受信アンテナにて受信した信号に応じて応答信号を送信する携帯機であって、
     受信した信号の信号強度を受信アンテナ毎に計測する計測部と、
     受信した複数の信号の夫々について計測した受信アンテナ毎の信号強度が、前記複数の信号に依らず、前記複数の受信アンテナのうちの特定の1つで最大となる場合、前記応答信号の送信を禁止する禁止部と
     を備える携帯機。
  4.  前記禁止部は、設定期間内に受信した複数の信号の信号強度に基づき、前記応答信号の送信を禁止するか否かを決定する
     請求項3に記載の携帯機。
  5.  前記複数の受信アンテナは、信号の到来方向に応じて受信強度が異なるように配置された3軸アンテナである
     請求項3又は請求項4に記載の携帯機。
  6.  車両に離隔配置された複数の送信アンテナから順次的に信号を送信し、複数の受信アンテナにて受信した信号の各受信アンテナにおける信号強度の情報を含む応答信号を携帯機から受信する車載機であって、
     前記応答信号に含まれる受信アンテナ毎の信号強度が、前記複数の送信アンテナから順次的に送信した信号に依らず、前記複数の受信アンテナのうちの特定の1つで最大となる場合、前記応答信号に応じた処理を禁止する禁止部
     を備える車載機。
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