JP5477218B2

JP5477218B2 - 制御システム

Info

Publication number: JP5477218B2
Application number: JP2010175167A
Authority: JP
Inventors: 貴幸服部
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2010-08-04
Filing date: 2010-08-04
Publication date: 2014-04-23
Anticipated expiration: 2030-08-04
Also published as: JP2012036582A

Description

本発明は、制御システムに関する。

車両のスマートキーシステム（スマートエントリーシステム、スマートスタートシステム）が普及している。現状のスマートエントリーシステムにおいては、例えば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、ポーリング信号が送信され、スマートキーから返信されたＩＤとマスターＩＤとで照合がとれた時点でドア開錠やエンジン始動が実行される。

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手段を装備して、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。

特開２００７−１５３１９０号公報

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。それは図６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盗難者Ａ、Ｂが位置する。所有者はマスターキーを携帯しているとする。盗難者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ポーリング信号を盗難者Ａ、Ｂが中継して所有者の場所まで伝達する。通常ポーリング信号の到達範囲は車両周辺に限定しているが、盗難者Ａ、Ｂの中継により所有者の所まで届かせることができる。車両の所有者が携帯するマスターキーは、ポーリング信号を受信したら、自身が記憶しているマスターキー固有のＩＤコードをＲＦ信号として返信する。

返信されたＲＦ信号は車両まで到達する。車両は受信したＲＦ信号に対してマスターＩＤとの間で照合処理を実行する。ＲＦ信号は所有者の持つマスター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。こうして盗難者は車両に侵入することが可能となる。

さらに、盗難者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、車両はエンジン始動が許可される。こうして盗難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概要である。

こうしたリレーアタックに対する効果的な対策が当然必要である。リレーアタックにおいては通常１度のアタックでは成功せず、何度もアタックしなければ成功しないとの知見を発明者は得ている。したがってアタックの回数をカウントして、例えばその回数が所定数を超えたらスマートエントリーやスマートスタートの操作を受け付けないように制御すればリレーアタックに対して有効であると考えられる。この手法では、現状のシステムを大幅に変更しなくてよいとの利点もある。しかしこうしたリレーアタック対策はこれまで提案はなかった。

そこで本発明が解決しようとする課題は、上記問題点に鑑み、スマートキーシステムにおける照合不成功の回数をカウントすることにより、現状のシステムを大幅に変更することなく、リレーアタックによる車両盗難を効果的に防止できる制御システムを提供することにある。

課題を解決するための手段及び発明の効果

上記課題を達成するために、本発明に係る制御システムは、使用者が携帯可能であり、識別信号の返信を指令する指令信号を受信したら前記識別信号を返信する第１通信部を備えた携帯機と、車両に備えられて、前記第１通信部と無線通信可能な第２通信部と、前記指令信号の送信に関連付けられた、車両のドアを開錠するためのユーザによる車両への操作入力を受け付ける第１入力手段と、前記指令信号の送信に関連付けられた、車両の駆動部を始動させるためのユーザによる操作入力を受け付ける第２入力手段と、前記第１入力手段が前記操作入力を受け付けたら、前記第２通信部に前記指令信号の送信を指令し、前記第２通信部が受信した信号と前記携帯機固有の識別信号とを照合する第１照合手段と、前記第２入力手段が前記操作入力を受け付けたら、前記第２通信部に前記指令信号の送信を指令し、前記第２通信部が受信した信号と前記携帯機固有の識別信号とを照合する第２照合手段と、前記第１照合手段による照合が成功したら前記第１入力手段が受け付けた操作入力による車両のドアの開錠を許可する第１許可手段と、前記第２照合手段による照合が成功したら前記第２入力手段が受け付けた操作入力による車両の駆動部の始動を許可する第２許可手段と、前記第１照合手段による照合が不成功となった回数が所定回数以上ならば前記第１許可手段を機能停止状態にする第１無効化手段と、前記第２照合手段による照合が不成功となった回数が所定回数以上ならば前記第２許可手段を機能停止状態にする第２無効化手段と、を備えたことを特徴とする。

これにより本発明の制御システムでは、携帯機と車両とによるいわゆるスマートキーシステム、すなわち指令信号の送信に関連付けられた操作入力を受け付けたら、車両から指令信号を送信し、携帯機がそれを受信すると識別信号を返信し、車両において返信された信号と携帯機固有の識別信号とを照合し、照合が成功したら操作入力による操作を許可するシステムにおいて、照合不成功の回数が所定回数以上ならば、上記許可を機能停止状態にする。したがってリレーアタックのときに照合不成功の回数が多くなる傾向を有効に利用して、現状のシステムを大幅に変更することなく、リレーアタックを効果的に防止できるスマートキーシステムが実現できる。またいたずらによる操作でスマートキーシステムに関係してバッテリー電力が消費されることも抑制できる。

また前記入力手段は、車両のドアを開錠するためのドアハンドルに接触する操作入力を受け付ける第１入力手段であるとしてもよい。

これにより上記の操作入力は車両のドアを開錠するためのドアハンドルに接触する操作入力であるので、ユーザからスマートキーシステムにおける車両のドアハンドルに接触する操作があった場合に、スマートキーシステムが作動するが、その際、照合不成功の回数が所定回数以上となるとスマートキーによるドアの開錠が機能停止となる。したがってリレーアタックによる車両ドアの開錠が効果的に防止できる。

また前記入力手段は、車両の駆動部を始動させる操作入力を受け付ける第２入力手段であるとしてもよい。

これにより上記の操作入力は車両の駆動部（エンジンやモータ）を始動させるための操作入力であるので、ユーザからスマートキーシステムにおける車両の駆動部を始動させるための操作入力（例えばエンジンスタートスイッチの押下）があった場合に、スマートキーシステムが作動するが、その際、照合不成功の回数が所定回数以上となるとスマートキーによる駆動部の始動が機能停止となる。したがってリレーアタックによる駆動部の始動が効果的に防止できる。

またドアを開錠するための、前記携帯機に備えられた入力部への入力、あるいはメカニカルキーによる操作入力を受け付ける第３入力手段と、前記許可手段が機能停止状態にある場合に、前記第３入力手段によりドアを開錠するための操作入力を受け付けたら、前記許可手段の機能停止状態を解除する解除手段と、を備えたとしてもよい。

これによりドアの開錠のために携帯機に備えられた入力部への操作入力か、メカニカルキーによる操作があった場合には、スマートキーシステムの機能停止を解除するので、スマートキーシステム以外の入力があれば、正規の所有者からのドア開錠の要求があると判定して、スマートキーシステムを再開してリレーアタック対策による利便性定低下を回避することができる。

また車両の駆動部を始動するためのメカニカルキーによる操作入力を受け付ける第４入力手段と、前記許可手段が機能停止状態にある場合に、前記第４入力手段により駆動部を始動するための操作入力を受け付けたら、前記許可手段の機能停止状態を解除する解除手段と、を備えたとしてもよい。

これにより、メカニカルキーによって駆動部が始動されたら、スマートキーシステムの機能停止を解除するので、スマートキーシステム以外の入力があれば、正規の所有者からの駆動部始動の要求があると判定して、スマートキーシステムを再開してリレーアタック対策による利便性定低下を回避することができる。

本発明の制御システムの１実施例における構成図。スマートエントリーシステムの無効化処理の処理手順を示すフローチャート。スマートスタートシステムの無効化処理の処理手順を示すフローチャート。スマートエントリーシステムの無効化処理の解除のための処理手順を示すフローチャート。スマートスタートシステムの無効化処理の解除のための処理手順を示すフローチャート。リレーアタックの例を示す図。

以下、本発明の実施形態を図面を参照しつつ説明する。まず図１は、本発明に係る車両の制御システム１（システム、制御装置）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：ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＣｏｎｔｒｏｌＵｎｉｔ）４、及びユーザが携帯可能なキー３（スマートキー、電子キー、携帯機）を備える。車両２は自動車であれば何ら限定されず、例えばガソリンエンジン車、ディーゼルエンジン車や、電気自動車、ハイブリッド車でもよい。

照合ＥＣＵ４は、車室外ＬＦ送信部４０、車室内ＬＦ送信部４１、ＲＦ受信部４２を備える。車室外ＬＦ送信部４０は、例えば車両２のドアハンドルの部位に装備されて、ＬＦ（長波）帯域の電磁波によって車両２の車室外にポーリング信号を送信する。

車室内ＬＦ送信部４１は、車室内に装備されて、ＬＦ（長波）帯域の電磁波によって車両２の車室内にポーリング信号を送信する。ＲＦ受信部４２は、例えば車室内に装備されて、車外、車室内から送信されたＲＦ信号を受信する。

照合機能部４０は通常のコンピュータの構造を有するとし、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４３を備える。メモリ４３には、後述するマスターＩＤ４４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、ロックボタン５２、キーシリンダ５３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のドアハンドルに装備されて、ユーザがドアハンドルを握ったことを検出するセンサである。

ロックボタン５２は、スマートキーシステムにおけるドアの施錠ボタンであり、ドアハンドル付近に備えられて、車室外照合が成功の場合にユーザが押下するとドアが施錠されるボタンである。キーシリンダ５３は、ドアハンドル付近に備えられたメカニカルキー部３７が挿入するための孔部である。

なおドア５は車両２に装備された複数のドア（運転席側ドア、助手席側ドア、後部座席右側、左側ドアなど）を指すとし、その個々のドアにロック機構５０、タッチセンサ５１、ロックボタン５２、キーシリンダ５３が装備されているとすればよい。

また車両２は、車室内の運転席近傍にキーシリンダ６０、エンジンスタートスイッチ６１を備える。キーシリンダ６０はメカニカルキー部３７が挿入するための孔部であり、挿入されたメカニカルキーの回動角度によって車両２のエンジンを始動させるスイッチであるクランキングスイッチ（ＳＷ）、車両２のエンジンを動作させ続けるためのイグニション（イグニッション）スイッチ、車両２のエンジンを始動させず各種電気装置を機能させるためのアクセサリースイッチのオンオフが制御される。

エンジンスタートスイッチ６１はスマートスタートシステムにおけるエンジン始動のためのスイッチであり、車室内照合が成功の状態でユーザが押下するとエンジンが始動するスイッチである。以上の各部は車内通信（ＣＡＮ通信）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、ユーザが携帯可能で、ＬＦ受信部３０、ＲＦ送信部３１、制御部３２、メモリ３３、ロックスイッチ３５、アンロックスイッチ３６、メカニカルキー部３７を備える。メモリ３３には、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、上述のポーリング信号を受信する。ＲＦ送信部３１は、ポーリング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。

ロックスイッチ３５、アンロックスイッチ３６はワイヤレスキーレスエントリーシステムにおけるドアの開錠、施錠に関するスイッチである。ユーザが車両外の通信範囲内でロックスイッチ３５を押下すると車両２のドア５が施錠され、アンロックスイッチ３６を押下すると開錠許可状態となる。

メカニカルキー部３７は、機械的なキー部であり、ドア５のキーシリンダ５３や車室内のキーシリンダ６０に挿入されて、ドアの開錠、施錠やエンジン始動などが実行される。制御部３２は、通常のコンピュータと同様の構造を有するとし、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。制御部３２によってＲＦ送信部３１、制御部３２、メモリ３３、ロックスイッチ３５、アンロックスイッチ３６が制御される。

以上のとおり本システムは、車両のドアの開錠方法として、３つの方法を備える。第１の方法は、いわゆるスマートエントリーシステムである。この方法では、ユーザによるドアハンドルを握るドア開錠のための操作をタッチセンサ５１が検出すると、車室外ＬＦ送信部４０からキー３へ向けて識別信号（ＩＤ３４）の返信を指令するＬＦ波によるポーリング信号が送信される。

例えば１回のドアハンドルの接触検出につき所定個数のポーリング信号が送信されるとする。キー３はポーリング信号を受信するとＩＤ３４を含むＲＦ波の信号をＲＦ送信部３１から返信する。照合ＥＣＵ４は、ＲＦ受信部４２で受信した信号とマスターＩＤ４４とを照合して、照合成功ならば、車両のドア５を開錠する、あるいは開錠許可状態とする。

第２の方法はいわゆるキーレスエントリーシステムである。この方法では、車外にいるユーザがキー３のアンロックスイッチ３６を押下すると開錠指令信号がＩＤ３４を含むかたちでＲＦ送信部３１から送信される。照合ＥＣＵ４は、この信号をＲＦ受信部４２で受信し、さらにマスターＩＤ４４との照合が成功したならば、車両のドア５を開錠許可状態とする。この状態でユーザがドアハンドルに接触すればドアは開錠される。

第３の方法はメカニカルキー部３７によるドア開錠である。この方法では、メカニカルキー部３７をキーシリンダ５３に挿入して回動することによりドア５が開錠される。

以上の構成のもとで、システム１は、車両２におけるスマートエントリーシステムにおけるリレーアタックによるドア開錠を防止する処理を実行する。その処理手順は図２に示されている。図２（及び後述の図３から図５）の処理手順は予めプログラム化して例えばメモリ４３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。

図２の処理では、まずＳ１０で照合ＥＣＵ４は、ユーザによるドアハンドルへの接触をタッチセンサ５１が検出したか否かを判定する。タッチセンサ５１が接触を検出した場合（Ｓ１０：ＹＥＳ）はＳ２０に進み、接触を検出していない場合（Ｓ１０：ＮＯ）はＳ１０を繰り返して待ち状態となる。Ｓ２０に進んだら照合ＥＣＵ４は、ＬＦ信号（ポーリング信号）を送信する。つまりドアハンドルへの接触操作（及び後述の図２のエンジンスタートスイッチのオン操作）はＬＦ信号の送信と関連付けられている。

続いてＳ３０で照合ＥＣＵ４は、ＲＦ信号を受信したか否かを判定する。ＲＦ信号を受信した場合（Ｓ３０：ＹＥＳ）はＳ４０に進み、ＲＦ信号を受信していない場合（Ｓ３０：ＮＯ）はＳ５０に進む。

Ｓ４０に進んだら照合ＥＣＵ４は、Ｓ３０で受信が確認されたＲＦ信号とマスター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。照合が成功した場合（Ｓ４０：ＹＥＳ）はＳ８０に進み、照合が不成功であった場合（Ｓ４０：ＮＯ）はＳ５０に進む。

Ｓ５０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Ｓ２０でＬＦ信号を送信してからの経過時間とする。経過時間が所定時間を超えている場合（Ｓ５０：ＹＥＳ）はＳ６０に進み、まだ所定時間を超えていない場合（Ｓ５０：ＮＯ）は再びＳ３０に戻ってＲＦ信号の受信を待つ。

Ｓ６０に進んだら照合ＥＣＵ４は、応答無し回数が所定数以上となったか否かを判定する。ここで応答無し回数とは、Ｓ５０で肯定判断（ＹＥＳ）となった回数とする。応答無し回数が所定数以上である場合（Ｓ６０：ＹＥＳ）はＳ７０に進み、応答無し回数が所定数未満である場合（Ｓ６０：ＮＯ）は再びＳ１０に戻ってユーザによるドアハンドルへの接触を待つ。

以上の処理によって、Ｓ７０に進む場合とＳ８０に進む場合とに場合分けされた。Ｓ７０に進んだ場合は、応答無し回数が所定数以上、すなわち結果的に照合成功とならなかったドアハンドル接触（あるいはドアハンドル操作）の回数が所定数以上の場合である。一方Ｓ８０に進んだ場合は、上記所定数未満の回数のドアハンドル接触（あるいはドアハンドル操作）で照合成功となった場合である。

システム１は、Ｓ８０に進んだ場合は、少ない回数で照合が成功となっていることから、車両２の所有者がドアの開錠を求めている場合だと判断し、Ｓ７０に進んだ場合は、多くのドアハンドル操作の回数で照合が不成功となっていることから、リレーアタックが行われている場合だと判断する。

したがって、Ｓ７０で照合ＥＣＵ４は操作無効化処理を行う。ここで操作無効化とは、スマートエントリーに関わる全ての操作を無効化することであるとすればよい。したがってドアに対する接触が検出されてもポーリング信号を送信しない。そしてＳ８０ではドアを開錠、あるいは開錠許可状態にする。以上が図２の処理である。

次に図３を説明する。図２がスマートエントリー（スマートキーを用いたドア開錠）におけるリレーアタック対策の処理手順であったのに対して、図２はスマートスタート（スマートキーを用いたエンジン始動）におけるリレーアタック対策の処理手順である。図３の各処理のうちで図２と同じ符号の部分は、図２と同じ処理を行う。以下で図２と異なる部分を説明する。

図３の処理では、図２のＳ１０がＳ１５に置き換えられる。Ｓ１５で照合ＥＣＵ４は、エンジンスタートスイッチ６１に対するユーザによるオン操作が行われたか否かを判定する。エンジンスタートスイッチ６１に対するオン操作が行われた場合（Ｓ１５：ＹＥＳ）はＳ２０へ進み、エンジンスタートスイッチ６１に対するオン操作が行われていない場合（Ｓ１５：ＮＯ）はＳ１０を繰り返してオン操作を待つ。

図３では、図２のＳ８０がＳ８５に置き換えられる。Ｓ８５で照合ＥＣＵ４は、エンジンを始動する。図３でのＳ７０では、スマートスタートに関する処理を無効化する。例えばユーザによりエンジンスタートスイッチ６１が押下されても、ポーリング信号を送信しない。以上が図２の処理である。

次に図４と図５とを説明する。図４と図５は、上記Ｓ７０でなされた操作無効化を解除する処理手順である。図４がスマートエントリーの場合で、図５がスマートスタートの場合である。

図４の処理ではまずＳ１００で照合ＥＣＵ４は、現在、操作無効化状態であるか否かを判定する。操作無効化状態である場合（Ｓ１００：ＹＥＳ）はＳ１１０に進み、操作無効化状態でない場合（Ｓ１００：ＮＯ）はＳ１００を繰り返す待ち状態とする。

Ｓ１１０に進んだら照合ＥＣＵ４は、アンロックスイッチ３６が押下されたことにより送信されたドア解除指令信号（キーレスアンロック信号）を受信したか否かを判定する。キーレスアンロック信号を受信している場合（Ｓ１１０：ＹＥＳ）はＳ１２０に進み、キーレスアンロック信号を受信していない場合（Ｓ１１０：ＮＯ）はＳ１３０に進む。

Ｓ１２０に進んだら照合ＥＣＵ４は、受信したキーレスアンロック信号とマスターＩＤ４４との照合処理を実行し、照合が成功したか否かを判定する。照合が成功した場合（Ｓ１２０：ＹＥＳ）はＳ１４０に進み、照合が不成功であった場合（Ｓ１２０：ＮＯ）は再びＳ１１０に戻って上記処理を繰り返す。

Ｓ１３０に進んだら照合ＥＣＵ４は、メカニカルキー部３７によるドア開錠操作が行われているか否かを判定する。メカニカルキー部３７によるドア開錠操作が行われている場合（Ｓ１３０：ＹＥＳ）はＳ１４０に進み、メカニカルキー部３７によるドア開錠操作が行われていない場合（Ｓ１３０：ＹＥＳ）は再びＳ１１０に戻って上記処理を繰り返す。

Ｓ１４０に進んだら照合ＥＣＵ４は、Ｓ７０でなされた操作無効化を解除する。そしてＳ１５０で車両のドア５を開錠する。以上が図４の処理である。

次に図５を説明する。図５の各処理のうちで図４と同じ符号の部分は、図４と同じ処理を行う。以下で図４と異なる部分を説明する。

図５の処理では、図４でＳ１１０、Ｓ１２０、Ｓ１３０から構成される部分がＳ１１５に置き換えられる。Ｓ１１５で照合ＥＣＵ４は、メカニカルキー部３７によるエンジンスタート操作がなされたか否かを判定する。メカニカルキー部３７によるエンジンスタート操作がなされた場合（Ｓ１１５：ＹＥＳ）はＳ１４０へ進み、メカニカルキー部３７によるエンジンスタート操作がなされていない場合（Ｓ１１５：ＮＯ）はＳ１１５を繰り返して待ち状態とする。

図５では、図４のＳ１５０がＳ１６０に置き換えられる。Ｓ１６０で照合ＥＣＵ４はエンジンを始動する。以上が図５の処理である。図４、図５のように無効化を解除する処理手順が与えられているため、本システムは、操作無効化による利便性の低下を最小限に留めることができる。

１制御システム
２車両
３キー（携帯機）
４照合ＥＣＵ

Claims

使用者が携帯可能であり、識別信号の返信を指令する指令信号を受信したら前記識別信号を返信する第１通信部を備えた携帯機と、
車両に備えられて、前記第１通信部と無線通信可能な第２通信部と、
前記指令信号の送信に関連付けられた、車両のドアを開錠するためのユーザによる車両への操作入力を受け付ける第１入力手段と、
前記指令信号の送信に関連付けられた、車両の駆動部を始動させるためのユーザによる操作入力を受け付ける第２入力手段と、
前記第１入力手段が前記操作入力を受け付けたら、前記第２通信部に前記指令信号の送信を指令し、前記第２通信部が受信した信号と前記携帯機固有の識別信号とを照合する第１照合手段と、
前記第２入力手段が前記操作入力を受け付けたら、前記第２通信部に前記指令信号の送信を指令し、前記第２通信部が受信した信号と前記携帯機固有の識別信号とを照合する第２照合手段と、
前記第１照合手段による照合が成功したら前記第１入力手段が受け付けた操作入力による車両のドアの開錠を許可する第１許可手段と、
前記第２照合手段による照合が成功したら前記第２入力手段が受け付けた操作入力による車両の駆動部の始動を許可する第２許可手段と、
前記第１照合手段による照合が不成功となった回数が所定回数以上ならば前記第１許可手段を機能停止状態にする第１無効化手段と、
前記第２照合手段による照合が不成功となった回数が所定回数以上ならば前記第２許可手段を機能停止状態にする第２無効化手段と、
を備えたことを特徴とする制御システム。
ドアを開錠するための、前記携帯機に備えられた入力部への入力、あるいはメカニカルキーによる操作入力を受け付ける第３入力手段と、
前記第１許可手段が機能停止状態にある場合に、前記第３入力手段によりドアを開錠するための操作入力を受け付けたら、前記第１許可手段の機能停止状態を解除する第１解除手段と、
を備えた請求項１に記載の制御システム。
車両の駆動部を始動するためのメカニカルキーによる操作入力を受け付ける第４入力手段と、
前記第２許可手段が機能停止状態にある場合に、前記第４入力手段により駆動部を始動するための操作入力を受け付けたら、前記第２許可手段の機能停止状態を解除する第２解除手段と、
を備えた請求項１又は２に記載の制御システム。