JP5400407B2

JP5400407B2 - キーレスエントリー装置

Info

Publication number: JP5400407B2
Application number: JP2009028733A
Authority: JP
Inventors: 明宮澤; 健人菅原
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 2009-02-10
Filing date: 2009-02-10
Publication date: 2014-01-29
Anticipated expiration: 2029-02-10
Also published as: JP2010185186A

Description

本発明は、車両側装置と携帯機の間で無線通信を行うことで車両のドアを施錠・解錠するキーレスエントリー装置に関し、特にリレーアタックによる解錠を防止することのできるキーレスエントリー装置に関する。

従来、車両に設けられた車両側装置と使用者が携帯する携帯機の間で無線通信を行い、車両のドアを施錠・解錠するキーレスエントリー装置が知られている。また近年、携帯機が車両に近づくと、車両側装置と携帯機の間で自動的に通信が行われ、個々の携帯機に固有に設定されているＩＤの認証がなされれば車両のドアの施錠・解錠動作を行うパッシブ・キーレスエントリー装置も知られている。

パッシブ・キーレスエントリー装置における無線通信は、車両からは通信範囲の狭いＬＦ信号（数百KHz）が送信され、一方で携帯機からは通信範囲の広いＲＦ信号（４２６〜４２９MHz）が送信される。ＬＦ信号は車両から数mの範囲にのみ信号が到達し、一方でＲＦ信号は携帯機から数十〜数百mの範囲に到達する。

パッシブ・キーレスエントリー装置においては、その仕組みを悪用した中継器を用いたリレーアタックが行われることが懸念される。リレーアタックは、２台の中継器を用意し、一方の中継器は車両の近傍に配置して車両からのＬＦ信号を受信し、ＬＦ信号を受信した一方の中継器からは当該信号をＲＦ信号として送信し、離隔した位置に配置した他方の中継器でＲＦ信号を受信し、当該他方の中継器からは受信した信号をＬＦ信号として送信し、他方の中継器の近傍に携帯機を有した人が近づくと、携帯機は中継器からのＬＦ信号を受信してＲＦ信号を送信し、それを車両が受信して車両所持者の意図しないところで解錠するというものである。

このようなリレーアタックを検知して防止するため、各種の手法が考えられている。リレーアタックに対応したパッシブ・キーレスエントリー装置としては、例えば特許文献１〜３に挙げるようなものがある。

特開２００１−３４２７５８号公報特開２００８−２４０３１５号公報特開２００８−１２７８８７号公報

特許文献１のシステムは、車両側に複数のアンテナを設け、信号の向きを検出することでリレーアタックが行われたことを検知しようとするものであるが、必ず複数のアンテナを設けなければならず、部品点数が増加すると共に、処理が煩雑になるという問題がある。

特許文献２のシステムは、車両と携帯機の間において周波数を変更しつつ通信を行い、いずれかの周波数での信号強度が小さい場合にはリレーアタックが行われたものと検知するものであるが、通信の周波数を指定して、その周波数で信号を送信する必要があり、通信のための構成が複雑になるという問題がある。

特許文献３のシステムは、固定位置の無線装置を設け、この無線装置と車両側装置との間の信号強度を検出することにより、リレーアタックの有無を検出するものであるが、固定位置の無線装置が必要であり、コストがかかると共に、それ以外の場所では対策が難しいという問題がある。

いずれにおいても、従来のキーレスエントリー装置は、リレーアタックを検知するための構成が複雑になるという問題を有していた。

本発明は前記課題を鑑みてなされたものであり、簡易な構成でリレーアタックを検知することのできるキーレスエントリー装置を提供することを目的とする。

前記課題を解決するため、本発明に係るキーレスエントリー装置は、車両に設けられリ
クエスト信号を送信する送信アンテナに接続される車両側送信部と、アンサー信号を受信
する車両側受信部とを備えた車両側装置と、前記リクエスト信号を受信する携帯機受信部
と、アンサー信号を送信する携帯機送信部とを備えた携帯機とを有したキーレスエントリ
ー装置において、
前記車両側装置は前記携帯機からのアンサー信号を認証すると所定の制御を行う車両側
制御部を備え、前記携帯機は前記車両側装置の送信アンテナから送信されるリクエスト信
号の強度を検出する携帯機制御部を備え、
前記車両側制御部は前記送信アンテナから送信するリクエスト信号について強度が段階
的に変化するように前記車両側送信部を制御し、前記携帯機制御部は受信した信号におい
て前記リクエスト信号の強度変化に対応する強度変化の有無を検出することにより、リレ
ーアタックが行われているか否かを判別することを特徴として構成されている。

また、本発明に係るキーレスエントリー装置は、前記携帯機制御部は、受信した信号において前記リクエスト信号の強度変化に対応する強度変化を検出しなかった場合には、アンサー信号の送信を行わず、検出した場合には、アンサー信号を前記携帯機送信部に送信させることを特徴として構成されている。

さらに、本発明に係るキーレスエントリー装置は、前記車両側制御部は、リクエスト信号として情報を含んだ信号と強度測定用信号を前記車両側送信部に送信させ、前記強度測定用信号は段階的に強度変化してなることを特徴として構成されている。

本発明に係るキーレスエントリー装置によれば、車両側装置は携帯機からのアンサー信号を認証すると所定の制御を行う車両側制御部を備え、携帯機は車両側装置の送信アンテナから送信されるリクエスト信号の強度を検出する携帯機制御部を備え、車両側制御部は送信アンテナから送信するリクエスト信号について強度が変化するように車両側送信部を制御し、携帯機制御部は受信した信号においてリクエスト信号の強度変化に対応する強度変化の有無を検出することにより、信号の強度変化を検出しないリレーアタック機器では一定強度の信号しか送信しないので、受信した信号にリクエスト信号の強度変化に対応する強度変化のない場合、すなわち変化がない場合、あるいはリクエスト信号の送信強度の変化に比べて僅かしか変化していない場合には、リレーアタックが行われていると判別することができ、簡易な構成で確実にリレーアタックを防止することができる。

また、本発明に係るキーレスエントリー装置によれば、携帯機制御部は、受信した信号においてリクエスト信号の強度変化に対応する強度変化を検出しなかった場合には、アンサー信号の送信を行わず、検出した場合には、アンサー信号を携帯機送信部に送信させることにより、リレーアタックを検知した場合に確実に車両における解錠動作を阻止することができる。

さらに、本発明に係るキーレスエントリー装置によれば、車両側制御部は、リクエスト信号として情報を含んだ信号と強度測定用信号を車両側送信部に送信させ、強度測定用信号は段階的に強度変化させることにより、強度変化する強度測定用信号を容易に送信でき、また携帯機における強度変化の検出も確実に行うことができる。

本実施形態におけるキーレスエントリー装置の概要図である。キーレスエントリー装置及びリレーアタック機器のブロック図である。車両側装置から送信される信号のチャート図である。強度測定用信号を含むリクエスト信号を車両側装置から直接、携帯機で受信した場合における受信データのチャート図である。リレーアタック機器を介した車両側装置からのリクエスト信号を携帯機が受信した場合における受信データのチャート図である。

本発明の実施形態について、図面に沿って詳細に説明する。図１には、本実施形態におけるキーレスエントリー装置の概要図を示している。本実施形態におけるキーレスエントリー装置は、車両１のドア１ａを施錠または解錠するものであり、車両１側には車両側装置２が設けられ、使用者は携帯機３を携帯し、車両側装置２と携帯機３の間で無線通信を行って認証や施錠・解錠の指令等をなすものである。車両側装置２は、車両１の各所に複数の送信アンテナ１５を有しており、各送信アンテナ１５から携帯機３に対してリクエスト信号が送信される。

本実施形態では、携帯機３を持った使用者が車両１に近づいて、車両１に設けられたリクエストスイッチ１６を押すことで、車両側装置２がリクエスト信号を送信し、携帯機３がリクエスト信号を受信すると、車両側装置２と携帯機３との間で認証等の通信が行われ、認証がなされた場合に車両側装置２はドア１ａを解錠する。リクエスト信号は低周波のＬＦ信号からなっており、車両側装置２から数mの範囲にのみ到達する。したがって本来、使用者が車両１の近傍に近づいた状態でなければ、携帯機３と車両側装置２の間で通信が行われることはない。また、本実施形態のキーレスエントリー装置では、悪意を持って車両１の周辺及び離隔した位置にリレーアタック機器が設置された場合であっても、携帯機３でそれを検知してリレーアタックが成立しないようにすることができる。

次に、車両側装置２及び携帯機３の構成について説明する。図２にはキーレスエントリー装置及びリレーアタック機器のブロック図を示している。この図に示すように、車両側装置２は、携帯機３からのアンサー信号を受信する車両側受信部１０と、携帯機３に対してリクエスト信号を送信する車両側送信部１１と、アンサー信号を受信した際やリクエストスイッチ１６が押された際に各種制御を行う車両側制御部１２とを有している。なお、携帯機３からのアンサー信号は、ＲＦ信号が用いられる。

車両側制御部１２には、車固有の識別符号であるＶ−ＩＤ（Ｖｈｉｃｌｅ−ＩＤ）や１台の車両を操作可能な複数の携帯機のＩＤなど制御に必要な情報を記憶するメモリ１３が接続されている。また、車両側受信部１０にはアンサー信号を受信するための受信アンテナ１４が接続され、車両側送信部１１にはリクエスト信号を送信するための送信アンテナ１５が接続される。

車両側装置２の各構成をより詳細に見ると、車両側受信部１０は、受信アンテナ１４で受信したアンサー信号を車両側制御部１２で読み込むことができるように、ＲＦ信号を復調する構成を有している。具体的には、復調前のＲＦ信号をフィルタリング及び増幅するＲＦフィルタ３０及びＲＦ増幅器３１と、変調用信号を発振するＵＨＦ局部発振器３２を接続したミキサー３３と、変調された中間周波数の信号についてフィルタリングと増幅を行うＩＦフィルタ３４及びＩＦ増幅器３５と、変調信号を復調信号とするＩＦ検波回路３６とを有している。

一方、車両側送信部１１は、車両側制御部１２からの信号をＬＦ信号として送信できるように変調する構成を有している。すなわち、車両側制御部１２からの信号を受けると共に、変調用信号を発振するＬＦ発振器３７が接続されたミキサー３８と、変調されたＬＦ信号を増幅するＬＦ増幅器３９とを有している。

携帯機３は、車両側装置２からのリクエスト信号を受信する携帯機受信部２０と、車両側装置２に対してアンサー信号を送信する携帯機送信部２１と、リクエスト信号を受信した際に各種制御を行う携帯機制御部２２と、自機に設定されているＩＤ及びＶ−ＩＤ等を記憶したメモリ２３とを有している。また、携帯機受信部２０と携帯機送信部２１には、それぞれ受信アンテナ２４と送信アンテナ２５が接続される。

携帯機制御部２２は、携帯機受信部２０で受信する車両側装置２からのリクエスト信号に含まれるウェークアップ信号によって、消費電力が略ゼロの状態であるスリープ状態と受信可能状態が切り替わる間欠受信状態から受信可能状態が継続する通常状態に切り替わる。また、携帯機制御部２２は、リクエスト信号に含まれるコマンドに基づいて各種動作を行う。さらに、携帯機制御部２２は、受信アンテナ２４によって受信した信号の強度を検出することができる。

携帯機３の各構成をより詳細に見ると、携帯機受信部２０は、受信アンテナ２４で受信したリクエスト信号を携帯機制御部２２で読み込むことができるように、ＬＦ信号を復調する構成を有している。具体的には、復調前のＬＦ信号を増幅するＬＦ増幅器４０と、変調信号を復調信号とするＬＦ検波回路４１とを有している。

一方、携帯機送信部２１は、携帯機制御部２２からの信号をＲＦ信号として送信できるように変調する構成を有している。すなわち、携帯機制御部２２からの信号を受けると共に、変調用信号を発振するＵＨＦ発振器４２が接続されたミキサー４３と、変調されたＲＦ信号を増幅するＲＦ増幅器４４とを有している。

次に、リレーアタック機器の構成についても説明する。リレーアタック機器は、車両１の近傍に配置される第１中継器５０と、車両１から離隔した位置に配置される第２中継器５１から構成され、両者間で無線通信を行う。第１中継器５０は、車両１からのＬＦ信号からなるリクエスト信号を受信するＬＦアンテナ６０と、ＬＦ信号を増幅するＬＦ増幅器６１と、信号を復調するＬＦ検波回路６２とを有して、ＬＦ信号を復調された信号とする。

また、第１中継器５０は、復調された信号をＲＦ信号として変調するために、変調用信号を発振するＵＨＦ発振器６３が接続されたミキサー６４と、ＲＦ信号を増幅するＲＦ増幅器６５とを備え、変調されたＲＦ信号はＲＦ送信アンテナ６６から送信される。

第２中継器５１は、第１中継器５０からのＲＦ信号を受信するＲＦアンテナ７０と、受信した信号のフィルタリングと増幅を行うＲＦフィルタ７１及びＲＦ増幅器７２を有し、さらに変調用信号を発振するＵＨＦ局部発振器７３を接続したミキサー７４と、変調された中間周波数の信号についてフィルタリングと増幅を行うＩＦフィルタ７５及びＩＦ増幅器７６と、変調信号を復調信号とするＩＦ検波回路７７とを有している。また、復調した信号をＬＦ信号として送信するため、ＬＦ発振器７８に接続されたミキサー７９と、ＬＦ信号を増幅するＬＦ増幅器８０及びＬＦアンテナ８１を備えている。

リレーアタック機器は、このような構成を有することで、車両１の近傍において車両側装置２から送信されるリクエスト信号を第１中継器５０で受信し、それをＲＦ信号として長距離に渡って送信し、第２中継器５１で第１中継器５０からのＲＦ信号を受信すると共に、ＬＦ信号として送信し、第２中継器５１に携帯機３を持った人が近づくと、第２中継器５１からのＬＦ信号を携帯機３の受信アンテナ２４が受信することとなる。

ここで、リレーアタック機器により中継された信号の受信により、携帯機３がＲＦ信号からなるアンサー信号を送信すると、使用者の意図しないところで車両１が解錠動作することとなるので、それを防止するために本実施形態のキーレスエントリー装置は以下の構成を有している。

まず、車両側装置２は、車両側制御部１２が車両側送信部１１にＬＦ信号からなるリクエスト信号を送信させるが、このリクエスト信号に強度が途中で変化する強度測定用の信号を含める。図３には、車両側装置２から送信される信号のチャート図を示している。図３の横方向は時間を表し、縦方向は信号の強度を表している。

図３に示すように、車両側装置２から送信されるリクエスト信号は、ウェークアップ信号やコマンド信号からなる情報信号と、情報信号に続いて送信されるＲＳＳＩ信号からなる強度測定用信号とからなっている。情報信号は、従来のキーレスエントリー装置において使用されていたものと同じ信号であり、それに加えて本実施形態では強度測定用信号を送信するように車両側制御部１２が制御を行う。

リクエスト信号に含まれる強度測定用信号は、最初は強度が大きく、途中で最初より小さい強度となるように、強度が段階的に変化するように送信される。ここでは、例として最初の信号レベルが10Vであり、強度が変化した後の信号レベルが5Vであって、変化の前後で２：１の強度比を有するものとする。この強度測定用信号を含むリクエスト信号を車両側装置２から直接、携帯機３で受信した場合における受信データのチャート図を図４に示している。

携帯機３が受信するリクエスト信号の強度は、リクエスト信号を送信する送信アンテナと携帯機３の距離によって変化する。リクエスト信号の長さは非常に短いので、携帯機３がリクエスト信号を受信する間に、車両側装置２と携帯機３の距離はほとんど変わらず、したがって図４に示すように、車両側装置２からのリクエスト信号を携帯機３で直接受信した場合には、リクエスト信号が有する信号強度の変化がそのまま受信データに表れることとなる。すなわち、情報信号に続いて受信した強度測定用信号が、最初は大きい強度であって途中で小さい強度となるように、強度が段階的に変化する。具体的には、最初の信号レベルが50mVであったときには、途中で信号レベルが25mVに変化し、変化の前後で２：１の強度比を有する。

携帯機３の携帯機制御部２２は、受信したリクエスト信号の強度測定用信号について、その強度の時間変化を検出し、図４のように所定の強度変化が検出された場合には、携帯機送信部２１を制御してアンサー信号を送信する。

一方、リレーアタック機器を介した車両側装置２からのリクエスト信号を携帯機３が受信した場合における受信データのチャート図を図５に示している。リレーアタック機器は、前述のように第２中継器５１で第１中継器５０からのＲＦ信号を受信し復調しているが、ここで強度の検出は行っていないため、送信されるＬＦ信号において強度測定用信号の部分は、一定強度の信号として送信されることとなる。このため、リクエスト信号に含まれる強度測定用信号は、図５に示すように最初から最後まで一定の信号強度（信号レベルが50mVのまま）を有した信号として携帯機３に受信される。

携帯機制御部２２は、受信したリクエスト信号の強度測定用信号について、その強度の時間変化を検出し、図５のように所定の強度変化が検出されなかった場合、実際には所定値以下しか変化しなかった場合、例えば上記の例では１．２：１以下の場合には、携帯機送信部２１に対する信号送信の制御を行わない。

このように、車両側装置２からは途中で強度が変化する強度測定用信号をリクエスト信号に含めて送信し、携帯機３では受信したリクエスト信号に含まれる強度測定用信号の強度を検出して、所定の強度変化が検出された場合にのみアンサー信号を送信することで、信号強度を検出してそれに応じた強度で信号を送信することのできないリレーアタック機器からの信号では、車両側装置２に解錠を指令する信号が送信されることがないので、リレーアタック機器による意図しない解錠を防止することができる。また、信号強度の検出だけでリレーアタックの有無を検知できるため、簡易な構成で確実にリレーアタックの防止を図ることができる。さらには、信号強度の変化を段階的としたので、信号送信の制御が容易で、かつ携帯機３における強度変化の検出も確実に行うことができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の適用はこれら実施形態には限られず、その技術的思想の範囲内において様々に適用されうるものである。例えば、本実施形態では、強度測定用信号の強度変化として、最初が大きく途中で小さくなるものを示したが、それ以外のパターンであってもよく、例えば最初が小さく途中で大きくなってもよいし、信号強度が２回以上変化するものであってもよい。また、本実施形態では、車両側送信部から送信の途中で信号レベルを変化させたが、間欠的に送信する毎に高レベルと低レベルに切り換え、携帯機３でこれを検知するようにしても良い。この場合には、複数回間欠的に受信する信号の強度をその毎に検知し、前の値と比較し変化が所定値以下の場合はリレーアタックと判断する。

１車両
２車両側装置
３携帯機
１０車両側受信部
１１車両側送信部
１２車両側制御部
１３メモリ
１４受信アンテナ
１５送信アンテナ
１６リクエストスイッチ
２０携帯機受信部
２１携帯機送信部
２２携帯機制御部
２３メモリ
２４受信アンテナ
２５送信アンテナ

Claims

車両に設けられリクエスト信号を送信する送信アンテナに接続される車両側送信部と、
アンサー信号を受信する車両側受信部とを備えた車両側装置と、前記リクエスト信号を受
信する携帯機受信部と、アンサー信号を送信する携帯機送信部とを備えた携帯機とを有し
たキーレスエントリー装置において、
前記車両側装置は前記携帯機からのアンサー信号を認証すると所定の制御を行う車両側
制御部を備え、前記携帯機は前記車両側装置の送信アンテナから送信されるリクエスト信
号の強度を検出する携帯機制御部を備え、
前記車両側制御部は前記送信アンテナから送信するリクエスト信号について強度が段階
的に変化するように前記車両側送信部を制御し、前記携帯機制御部は受信した信号におい
て前記リクエスト信号の強度変化に対応する強度変化の有無を検出することにより、リレ
ーアタックが行われているか否かを判別することを特徴とするキーレスエントリー装置。
前記携帯機制御部は、受信した信号において前記リクエスト信号の強度変化に対応する
強度変化を検出しなかった場合には、アンサー信号の送信を行わず、検出した場合には、
アンサー信号を前記携帯機送信部に送信させることを特徴とする請求項１記載のキーレス
エントリー装置。
前記車両側制御部は、リクエスト信号として情報を含んだ信号と強度測定用信号を前記
車両側送信部に送信させ、前記強度測定用信号は段階的に強度変化してなることを特徴と
する請求項１または２記載のキーレスエントリー装置。