JP2005336911A - 車両制御システム及びこれに用いる車載制御装置、携帯機 - Google Patents

Abstract

【課題】 暗号通信のセキュリティ性を向上させた車両制御システム及びこれに用いる車載制御装置や携帯機を提供する。
【解決手段】 携帯機から予め記憶されたデータを基に暗号コードを車載制御装置に送信し、車載制御装置で受信した暗号コードを予め記憶したデータから解読し、車両に搭載された機器に対して所要の制御信号を出力する車両制御システムにおいて、携帯機及び車載制御装置に、暗号コードの元となる暗号キーやＩＤコードを含む暗号関連データを作成するためのデータを記憶した記憶回路を有し、これらの記憶回路のデータを読み出し、予め定められた所定の処理を施すことにより暗号関連データを作成し、作成した暗号関連データに基づき暗号コードの作成、解読を行う。
【選択図】図１

Description

この発明は、例えば自動車のドアのロック、アンロック制御を行うロック装置や、エンジン始動許可を判定するいわゆるイモビライザ装置等に用いられる車両制御システムに関する。

従来より、携帯機のスイッチを操作して車両のドアのロック、アンロックを行ったり、携帯機のキーでイグニッションスイッチをオンすることにより、エンジンの始動を許可する車両用制御システムが用いられている。これらの車両用制御システムは、例えば特許文献1に示されるように、無線通信により携帯機から送信されるコードを受信し、車載制御装置に記憶されている記憶コードとを照合し、その結果が一致している場合のみ、ドアをロック、アンロック、又はエンジン始動を許可するように制御信号を出力するものである。さらに、携帯機をユーザが一切操作することなく、携帯しているのみで、車両に近づくとドアをアンロックし、イグニッションを回転させると自動的に暗号照合を実施し、エンジン始動を許可するいわゆるスマートキーシステムも登場してきた。

上述のように車載制御装置と携帯機との暗号通信は、携帯機の操作の有無にかかわらず、車載制御装置の記憶コードと携帯機の送信コードとを車載制御装置が照合し、一致した場合許可、一致しない場合、非許可の制御を行っているものである。また、このためのデータ記憶回路は携帯機、及び車載制御装置の両方に備えている。

特開平１１−１１７５８７号公報

このような車両制御システムは携帯機内や車載制御装置内にデータ記憶回路が存在していることは周知であり、各装置を分解すればそのデータ記憶回路、例えばＥＥＰＲＯＭが搭載されている。通常このようなデータ記憶回路には暗号通信方式の元となる暗号キーや各ＩＤコードなどの暗号関連データが記憶されている。この分野の電子技術者であればそのデータ記憶回路から暗号関連データを呼び出し、暗号キーやＩＤデータなどに基づいてその暗号通信方式を解読することが可能となる。従って、装置から暗号関連データを解読すればこの通信を悪用することができ、暗号通信とは言え、そのセキュリティ性に問題がある。
この発明は、前記のような問題点を解決するためになされたもので、データ記憶回路のデータを不正に呼び出された場合でも、暗号関連データを解読することが困難となるようにすることにより、暗号通信のセキュリティ性を向上させた車両制御システム及びこれに用いる車両制御用車載制御装置や携帯機を提供することを目的とする。

この発明は、携帯機から予め記憶されたデータを基に暗号コードを車載制御装置に送信し、前記車載制御装置で受信した暗号コードを予め記憶したデータから解読し、車両に搭載された機器に対して所要の制御信号を出力する車両制御システムにおいて、前記携帯機及び車載制御装置に、前記暗号コードの元となる暗号キーやＩＤコードを含む暗号関連データを作成するためのデータを記憶した記憶回路を有し、これらの記憶回路のデータを読み出し、予め定められた所定の処理を施すことにより前記暗号関連データを作成し、作成した暗号関連データに基づき前記暗号コードの作成、解読を行うものである。

この発明の車両制御システムによれば、データ記憶回路のデータを不正に呼び出された場合も、暗号関連データを解読することが困難となることにより、暗号通信のセキュリティ性を向上させることができる。

実施の形態１．
図1はこの発明の実施の形態１に係わる車両制御システムの全体構成を示す構成図である。この車両制御システムは携帯機１と、車両に搭載された車載制御装置２で構成されている。携帯機１は、送信回路１０、受信回路１１、制御回路１２、暗号作成用の記憶回路１３、バッテリ１４から構成されている。一方車載制御装置２は、送信回路２０、受信回路２１、制御回路２２、暗号解読用の記憶回路２３、出力回路２４から構成されている。
ここで、記憶回路１３及び２３には、暗号コードの元となる暗号キーやＩＤコードなどの暗号関連データを作成するためのデータが記憶されており、この記憶回路のデータを読み出し、予め定められた所定の処理を施すことにより作成した暗号キーやＩＤコードなどの暗号関連データを基に、暗号コードを作成、又は受信した暗号コードの解読を行う

次に各回路の動作について説明する。まず車載制御装置２から送信回路２０を介して暗号照合するためのトリガ信号が伝送路４に無線送信される。携帯機１を持ったユーザがこの送信範囲に存在する場合、携帯機１の受信回路１１がこの信号を受信する。携帯機１の制御回路１２はこの受信信号から暗号コードを送信するか否かを判定する。これはいわゆるＩＤコードを受信したか否かの判断で代用できる。つまり、送信されたコードがどの車両から送信したものかを判断することにより、自車から送信されたコードにのみ反応するものである。制御回路１２は記憶回路１３から暗号キーやＩＤコードなどの暗号関連データを作成するためのデータを呼び出し、このデータを用いてＩＤコードと暗号キーに基づき暗号化された暗号コードを作成し、送信回路１０を介して伝送路４に無線送信する。
なお、バッテリ１４は各回路を動作させるための電源供給源であり、送信が終了して次の信号を受信するまでは電源を消費することがないように一時的には電源遮断となっている。受信信号により起動し電源を供給できるように動作するため、電源の消費を抑制できる省エネタイプである。

車載制御装置２は携帯機１から送信された暗号コードを受信回路２１を介して受信し、制御回路２２は記憶回路２３から暗号キーやＩＤコードなどの暗号関連データを作成するためのデータを呼び出し、このデータを用いてＩＤコードの照合及び携帯機１からの指令である暗号コードの解読を暗号キーに基づき行う。ＩＤコードが一致し暗号コード解読から得られた指令に基づき、例えばドアがロックされている場合はアンロック、逆にロックされていない場合は、ロックするように制御信号２５を出力回路２４から出力する。また、イグニッションキーが回転された場合、エンジン制御装置（図示せず）にエンジン始動許可、非許可信号２６を出力するように動作する。
なお、外部装置３はドアのロック、アンロックの状態を検出したり、エンジン制御装置からの信号を受信したり外部の状態を検知できる装置である。

次に通信形態について詳細に説明する。無線通信の通信形態が、例えばＰＷＭ（パルス幅変調方式）である場合、図２に示すように通信が行われる。まず車載制御装置２から送信コード４０が携帯機１に送信される。ＰＷＭ通信のため所定時間（ｔ１）のＨレベルの時間が所定値（ｔａ）より長い場合「１」と判定し、所定値（ｔｂ）より短い場合「０」と判定するものとする。また空白の時間はＨレベルの時はｔ２で、Ｌレベルの空白時間はｔ３とする。この通信フォーマットに基づくと、送信コード４０は「１００１」が送信されたこととなる。これを携帯機１が受信し、制御回路１２が自車からの信号であると判断した場合返信し、自車でないと判断した場合返信は一切行わない。ここで自車コードに関連するデータは記憶回路１３に記憶することが可能であり、これを呼び出し照合する。自車からの送信コードと判断した場合、記憶回路１３からデータを呼び出し、このデータを用いてＩＤコード４１を作成し、送信回路１０を介して送信する。ここでも同様にＰＷＭ通信を利用し、「１１００」を送信している。

車載制御装置２はこのＩＤコード４１を受信し、制御回路２２は記憶回路２３のデータを呼び出し、照合を行う。「１１００」が照合結果一致するとこれで初めて携帯機１と車載制御装置２との認証が終了し、次に制御のための暗号通信が開始される。車載制御装置２は、ドアがロックされているのでユーザはドアの解錠を望んでいると判断し、記憶回路２３から暗号キーやＩＤコードなどの暗号関連データを作成するためのデータを呼び出し、このデータを用いて暗号キーを作成し、この暗号キーに基づいてドア制御の通信コードを暗号コードに変換して送信する。この変換には多数の方式があり、例えば通信コードを四則演算を所定順序で所定回数行ったり、通信コードを所定規則で順にシフトするローリング方法等があり、その方法の元となる暗号を作成・解読するためのキーが暗号キーである。この暗号キーにより暗号コードが車載制御装置２より再度送信される。

携帯機１はこの暗号コードを受信し、記憶回路１３から暗号キーやＩＤコードなどの暗号関連データを作成するためのデータを呼び出し、このデータを用いて暗号キーを作成し、暗号化されたときと反対の解読動作を行うことで、ドアロック・アンロック制御可否通信内容であることが判断できる。そしてドア制御了承用の通信コードを同様に暗号化したコードに変換し送信する。

再度車載制御装置２がこの暗号コードを受信し、記憶回路２３に記憶されたデータを用いて作成された暗号キーに基づき解読し、それで初めてドアを解錠するように出力回路２４から出力するものである。

このように、暗号キーおよびＩＤコードなどの暗号関連データは、この暗号通信のまさにキーとなっているため、暗号関連データをそのまま記憶するのではなく、所定のルールで変換したデータとして記憶回路１３，２３に記憶するとともに、データ読み出し時に所定のルールで変換することにより、暗号関連データの復元を行う。ここでデータの変換方法は、四則演算を所定の順序で所定回数施すことで簡単に実現できる。
例えば、ＩＤコード「１００１」を、所定値「１１１１」から減算した後に、所定値「
００１１」との排他的論理和を実施した値「０１０１」を記憶するとともに、データ読み出し時に、所定値「００１１」との排他的論理和を実施後に、所定値「１１１１」から減算することによりＩＤコード「１００１」を復元することができる。

これによりたとえ記憶回路１３，２３に記憶されたデータを知られたとしても、そのデータは真の暗号キーやＩＤコードではないため、通信を成立させることはできなく、通信のセキュリティを向上することが簡単に可能となる。
なお、上記のように携帯機１の記憶回路１３も車載制御装置２の記憶回路２３と同様に変換した暗号キーを利用することができるが、携帯機１自体を盗まれたり、拾われたりすると車両は盗難されるためにその必要性はそれほど多くはない。

実施の形態２．
次の実施の形態２について図３を用いて説明する。実施の形態１で説明した車載制御装置２は携帯機１と通信するもので、制御的にはドアのロック・アンロック、エンジン始動許可の信号を出力するものであったが、実際の車両では特にエンジン始動のための制御装置は別に配設されていることが大半であり、そのためエンジン制御装置５、ボディ制御装置６と車載制御装置２は例えば有線７を介して通信している。
エンジン制御装置５は通信のための送信回路５０、受信回路５１、制御回路５２、記憶回路５３、出力回路５４から構成されている。またボディ制御装置６も同様に、送信回路６０、受信回路６１、制御回路６２、記憶回路６３、出力回路６４から構成されている。エンジン制御装置５は車載制御装置２と通信し暗号照合ができた場合、出力回路５４からエンジンに燃料供給、点火等の出力信号５５を出力する。一方ボディ制御装置６も同様に車載制御装置２との通信による暗号照合ができた場合、ドアをロック・アンロック、盗難防止用アラーム制御、メータ表示等の信号６５を出力する。

これら制御装置５、６には車載制御装置２と暗号通信するため記憶回路５３、６３を有し、これらの記憶回路には、真の暗号キーを記憶するのではなく、実施の形態１と同様に暗号コードの元となる暗号キーやＩＤコードなどの暗号関連データを作成するためのデータが記憶されている。そのため車両の盗難を図ろうとする場合であっても、各制御装置により制御される機器が稼動しないため、そのセキュリティ性はより増大される。

この発明の車両用制御システムは自動車等の車両に限らず、船舶等にも用いることができる。

この発明の実施の形態１を示す全体構成図である。 この発明の実施の形態１における通信方式の説明図である。 この発明の実施の形態２を示す全体構成図である。

符号の説明

１ 携帯機、２ 車載制御装置、１０、２０、５０、６０ 送信回路、
１１、２１、５１、６１ 受信回路、１２、２２、５２、６２ 制御回路、
１３、２３、５３、６３ 記憶回路、２４、５４、６４ 出力回路、
３ 外部装置、４０、４１ 通信コード、５ エンジン制御装置、６ ボディ制御装置

Claims (6)

1. 携帯機から予め記憶されたデータを基に暗号コードを車載制御装置に送信し、前記車載制御装置で受信した暗号コードを予め記憶したデータから解読し、車両に搭載された機器に対して所要の制御信号を出力する車両制御システムにおいて、
   前記携帯機及び車載制御装置に、前記暗号コードの元となる暗号キーやＩＤコードを含む暗号関連データを作成するためのデータを記憶した記憶回路を有し、
   これらの記憶回路のデータを読み出し、予め定められた所定の処理を施すことにより前記暗号関連データを作成し、作成した暗号関連データに基づき前記暗号コードの作成、解読を行うこと
   を特徴とする車両制御システム。
2. 前記記憶回路に暗号関連データを作成するための複数のデータを記憶し、各データ毎に異なる予め定められた所定の処理を施すことにより前記暗号関連データを作成することを特徴とする請求項１記載の車両制御システム。
3. 前記車載制御装置と通信し、エンジンの燃料供給、点火の制御を行うエンジン制御装置を備え、このエンジン制御装置に前記暗号コードの元となる暗号キーやＩＤコードを含む暗号関連データを作成するためのデータを記憶した記憶回路を有する請求項１または２記載の車両制御システム。
4. 前記車載制御装置と通信し、ドアのロック・アンロック制御を行うボディ制御装置を備え、このボディ制御装置に前記暗号コードの元となる暗号キーやＩＤコードを含む暗号関連データを作成するためのデータを記憶した記憶回路を有する請求項１乃至３記載の車両制御システム。
5. 携帯機との間で暗号コードを送受信しこの暗号コードに基づいて車両に搭載された機器を制御する車載制御装置において、
   前記暗号コードの元となる暗号キーやＩＤコードを含む暗号関連データを作成するためのデータを記憶した記憶回路を有し、
   前記携帯機と通信する際に、前記記憶回路から読み出したデータに基づいて前記暗号関連データを作成し、この暗号関連データに基づき前記暗号コードを作成、又は前記携帯機から送信された前記暗号コードを解読することを特徴とする車載制御装置。
6. 車載制御装置との間で暗号コードを送受信しこの暗号コードに基づいて車両に搭載された機器を制御する車両制御用携帯機において、
   前記暗号コードの元となる暗号キーやＩＤコードを含む暗号関連データを作成するためのデータを記憶した記憶回路を有し、
   前記車載制御装置と通信する際に、前記記憶回路から読み出したデータに基づいて前記暗号関連データを作成し、この暗号関連データに基づき前記暗号コードを作成、又は前記車載制御装置から送信された前記暗号コードを解読することを特徴とする車両制御用携帯機。

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