JP2014107804A - 車車間通信制御システム - Google Patents

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Abstract

【課題】簡易な構成で車車間通信のための暗号鍵を生成し、生成した暗号鍵を用いて特定の車両と車車間通信する車車間通信制御システムを提供すること。
【解決手段】車両Aの車車間通信制御システム10では、車両Aに搭載されているライト31の動作状態に関する情報であるライト31のON/OFFパターン情報を取得し、ライト31のON/OFFパターン情報に基づいて暗号鍵を生成し、生成した暗号鍵を保持する。この場合、車両Aの車車間通信制御システム10は、車両Aに予め搭載されている機器の動作状態に関する情報に基づいて暗号鍵を生成するので、簡易な構成で暗号鍵を生成することができる。
【選択図】図2

Description

本発明は、車車間通信を行う車車間通信制御システムに関する。
従来、このような分野の技術として、光による信号や電波による信号を用いて渋滞情報及び事故情報等の種々の情報を複数の車両で共有する車載通信装置(例えば、特許文献1参照)、隊列走行時において先頭車両からライティングの操作情報を追従車へ送信し、追従車が当該操作情報に基づいてライティングをオンオフするライティング制御装置(例えば、特許文献2参照)、位置ブロックに関連する暗号鍵を決定し、当該暗号鍵を用いてデータを暗号化して、上記位置ブロックのエリアに属する車両のみデータを復号可能とする無線通信システム(例えば、特許文献3参照)、携帯機と車両のそれぞれで暗号鍵を保持しておき、携帯機を用いて通信対象の車両に暗号鍵を送信して、互いの暗号鍵を有した状態で車車間通信を行う車両システム(例えば、特許文献4参照)がある。
特開2009−015452号公報 特開2000−293799号公報 特開2009−224843号公報 特開2009−010718号公報
例えば、友人の車両等、特定の車両にのみ情報を提供したい場合、上述の特許文献1及び特許文献2に記載の技術では、送信情報に対して暗号化がなされていないので、特定の車両に対して送信した情報を、意図しない車両が参照できてしまうという問題点がある。特許文献3の技術では、復号可能である車両のエリアを制限する構成ではあるが、制限したエリアに属している限り、送信データを復号することが可能であるので、特定の車両に対して送信した情報を、意図しない車両が参照できてしまうことになる。
特許文献4に記載の技術では、暗号鍵を通信対象の装置と交換しているので、当該暗号鍵を用いて情報を暗号化して送信すれば、特定の車両のみが、当該暗号化した情報を復号できるようになる。しかし、暗号鍵を当該特定の車両へ送信するための携帯機を必要とするため、構成が複雑になってしまうという問題点がある。
本発明は、このような課題を解決するために成されたものであり、簡易な構成で車車間通信のための暗号鍵を生成し、生成した暗号鍵を用いて特定の車両と車車間通信する車車間通信制御システムを提供することを目的とする。
本発明による車車間通信制御システムは、通信情報を暗号化及び復号化する暗号鍵を生成し、対応する暗号鍵を保持する車両間での通信を許可する車車間通信制御システムであって、自車両に搭載されている機器の動作状態に関する情報である機器動作情報を取得する機器動作情報取得手段と、機器動作情報取得手段によって取得された機器動作情報に基づいて暗号鍵を生成する暗号鍵生成手段と、暗号鍵生成手段によって生成された暗号鍵を保持する暗号鍵保持手段と、を備え、機器動作情報取得手段は、機器動作情報として、通信相手側の操作者によって確認可能な機器の動作状態に関する情報を取得する。
この場合、車車間通信制御システムは、車両に予め搭載されている機器の動作状態に関する情報に基づいて暗号鍵を生成するので、車両内で車車間通信用の暗号鍵を生成する際に、簡易な構成で暗号鍵を生成することができる。また、車車間通信制御システムは、通信相手側の操作者から確認可能な機器の動作状態の情報に基づいて暗号鍵を生成するので、他車の機器の動作状態に合わせながら自身の車両の機器を動作させた状態の情報に基づいて暗号鍵を生成することができる。よって、自車両及び通信相手の車両の車車間通信制御システムは、自車両と通信相手の車両間で同期を取った各々の車両の機器の動作状態の情報に基づいて暗号鍵を生成することになり、自車両と通信相手の車両間で対応する暗号化鍵を生成することができる。そして、自車両及び通信相手の車両の車車間通信制御システムは、お互いに対応する暗号鍵を保持しているので、自車両及び通信相手の車両間の通信を許可することができる。従って、自車両の車車間通信制御システムは、生成した暗号鍵を用いて暗号化した通信情報を通信相手の車両へ送信し、暗号化された通信情報を通信相手の車両から受信した際に、当該暗号化された通信情報を復号化することにより、特定の車両間のみで情報交換することが可能になる。
また、機器動作情報取得手段は、機器動作情報として、自車両側の操作者によって操作された機器の動作状態に関する情報を取得する。この場合、自車両側の操作者による、ランダムな操作による機器の動作状態に関する情報に基づいて暗号鍵を生成するので、通信時の暗号強度を高めることが可能な暗号鍵を生成することができる。
また、機器動作情報取得手段は、機器動作情報として、自車両の発光手段の発光状態に関する情報を取得する。この場合、車車間通信制御システムは、通信相手の車両から視認しやすいライトに関する発光状態の情報に基づいて暗号鍵を生成しているので、複数台の車両間でより正確に同期を取りながら、暗号鍵を生成することができる。
また、機器動作情報取得手段は、発光状態に関する情報として、発光手段の点灯及び消灯のタイミングに関する情報を取得することが好ましい。この場合、車車間通信制御システムは、発光手段を点灯及び消灯のタイミングのような、ランダムな情報に基づいて暗号鍵を生成するので、通信時の暗号強度を高めることが可能な暗号鍵を生成する。
また、車車間通信制御システムは、対応する暗号鍵によって暗号化された通信情報を通信相手側の他車両から取得し、暗号鍵保持手段が保持している暗号鍵を用いて、暗号化された通信情報を復号化する車車間通信制御手段を備えても良い。この場合、車車間通信制御システムは、暗号化された通信情報を通信相手の他車両から受信した際に、当該暗号化された通信情報を復号化することにより、特定の車両間のみで情報交換することが可能になる。
本発明によれば、車両に予め搭載されている機器の動作状態に基づいて暗号鍵を生成するので、簡易な構成で車車間通信のための暗号鍵を生成し、生成した暗号鍵を用いて特定の車両と車車間通信する車車間通信制御システムを提供することができる。
実施形態に係る車車間通信制御システムを示すブロック構成図である。 実施形態に係る車車間通信制御システムで実行される動作手順を示すフローチャートである。
以下、本発明による車車間通信制御システムの好適な実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、図面の説明において同一または相当要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。図1は、本発明の実施形態に係る車車間通信制御システムを示すブロック構成図である。
図1に示す車車間通信制御システム10は、車両に搭載され、他車両との通信を可能とするものである。車車間通信制御システム10を搭載する車両には、自車両のライトを点灯、消灯する際に操作されるライト操作部11(ライト操作用のスイッチ)が設けられている。ライト操作部11には、ライトECU(Electoronic Control Unit)20が電気的に接続されている。ライトECU20は、演算処理を行うCPU(Central Processing Unit)、記憶部となるROM(Read Only Memory)及びRAM(Randam Access Memory)、入出力インターフェイスなどを備えて構成されている。
ライトECU20は、ライト31と電気的に接続され、ライト操作部11から入力した信号に基づいて、ライト31の点灯、消灯を制御する。ライト31(発光手段)は、車両に搭載されたライトであり、具体的には、ヘッドライト、テールライト、車室内のドームランプ、ウィンカー(方向指示器)等がある。
本実施形態の車車間通信制御システム10は、通信情報を暗号化及び復号化する暗号鍵を生成し、対応する暗号鍵を保持する特定の車両間での通信を許可する機能を有する。また、車車間通信制御システム10では、車両に搭載されている機器の動作に関する情報である機器動作情報に基づいて暗号鍵を生成する機能を有する。なお、車両に搭載されている機器とは、例えば、車両に予め搭載され走行時に利用可能な機器であり、動作状態を他車両から視認可能な機器である。この機器として、上記のライト31を利用することができる。
車車間通信制御システム10では、操作者によって操作された機器の動作に応じて、暗号鍵を作成することができる。車車間通信制御システム10では、特定の通信相手である他車両を登録するための登録モードを設定することができる。
図1に示すように、車車間通信制御システム10は、登録モードを設定する際に操作される車両登録モード操作部12、他車両との通信を制御する通信ECU21、及び他車両との通信を行う車車間通信用無線機32を備えている。
車両登録モード操作部12は、登録モードの設定、解除を指定するためのインターフェイスであり、具体的には、ナビゲーション装置の入力用画面、専用スイッチ、メータ内のマルチインフォメーションディスプレイの入力用画面等である。
通信ECU21は、演算処理を行うCPU(Central Processing Unit)、記憶部となるROM(Read Only Memory)及びRAM(Randam Access Memory)、入出力インターフェイスなどを備えて構成されている。通信ECU21は、機器動作情報取得部22、暗号鍵生成部23、暗号鍵保持部24、及び車車間通信制御部25を含む。通信ECU21では、記憶部に記憶されたプログラムを実行することで、機器動作情報取得部22、暗号鍵生成部23、及び車車間通信制御部25が構築される。通信ECU21の記憶部は、暗号鍵保持部24として機能する。通信ECU21は、ライトECU20、車両登録操作部12及び車車間通信用無線機32と電気的に接続されている。
機器動作情報取得部22は、ライトECU20から入力した信号に基づいて、暗号鍵の作成に利用される機器動作情報を取得する。機器動作情報取得部22は、所定期間内に操作された機器動作情報を取得する。例えば、登録モードが設定され解除されるまでの間におけるライト31の制御状態に関する情報をライトECU20から取得する。
機器動作情報を取得する方法としては、登録モードの設定・解除を検知したタイミングで、ライトECU20へ登録モード設定・解除を通知し、登録モードの設定から解除までの間におけるライト31の制御状態に関する情報をまとめてライトECU20から取得する方法や、登録モードの設定を検知したタイミングで、機器動作情報取得部22がライトECU20に送信要求を行い、ライト31の制御状態に関する情報を逐次取得し、登録モードの解除を検知したタイミングでライト31の制御状態に関する情報の取得を停止する方法がある。
ライトECU20は、機器動作情報取得部22の送信要求に応じて、機器動作情報として、ライト31の制御状態に関する情報を通信ECU21へ送信する。ライト31の動作情報とは、例えば、ライト31のON/OFF状態のパターン情報などであり、ライト31が点灯されてから消灯されるまでの時間、ライト31が消灯されてから点灯されるまでの時間、所定時間内にライト31が点灯された回数などがある。例えば、複数種類のライトが点灯される順番に関する情報を、機器動作情報として取得してもよい。
暗号鍵生成部23は、ライトECU20から取得したライト31のON/OFF状態のパターン情報に基づいて暗号鍵を生成する。暗号鍵を生成する方法としては、ライト31のON/OFF状態のパターン情報を、入力パラメタとして暗号鍵を生成する方法がある。また、暗号鍵を生成する方法としては、ライト31のON/OFF状態のパターン情報と暗号鍵情報とを関連付けたテーブル情報を通信ECU21の記憶部で保持しておき、当該テーブル情報を参照してON/OFF状態のパターン情報に対応する暗号鍵を特定する方法がある。また、本実施形態では、同一の暗号鍵で暗号化及び復号化を行う秘密鍵共有方式を適用する。暗号鍵保持部24は、暗号鍵生成部23が生成した暗号鍵を保持する。
車車間通信制御部25は、車車間通信に関する制御を行う。具体的に、車車間通信制御部25は、車車間通信用無線機32を介して通信情報を他車両へ送信したり、他車両から通信情報を受信したりする。また、車車間通信制御部25は、暗号鍵保持部24で保持している暗号鍵を用いて、送信用の通信情報を暗号化した後に、当該暗号化した通信情報を他車両へ送信したり、他車両で暗号化された通信情報を受信した際に当該暗号化された通信情報を復号化したりする。
(動作説明)
次に、本発明の実施形態に係る車車間通信制御システム10の動作について説明する。図2は、本発明の実施形態に係る車車間通信制御システム10で実行される動作手順を示すフローチャートである。なお、ステップをSと略記する。前提として、車両A(自車両)及び車両B(通信相手の車両)は、それぞれ車車間通信制御システム10を備えているものとする。ここでは、例えば、友人同士が2台の車両A,Bに分かれて旅行する際などに、暗号化された通信情報を用いて通信を行う場合について説明する。なお、暗号鍵を生成するまでの処理については、駐車場等で停車した状態で行うことが好ましい。
まず、車両A及び車両Bにおいて、エンジンを起動した後に(ステップS1、S11)、車両Aの車車間通信制御部25が車車間通信用無線機11を起動して車車間通信可能な状態にする(ステップS2)。車両Bでも同様に車両Bの車車間通信制御部25が車車間通信用無線機11を起動して車車間通信可能な状態にする(ステップS12)。なお、暗号鍵を生成するのみであれば、ステップS2及びステップS12の処理を省略することができる。
車両A及び車両Bの操作者は、車両登録モード操作部12を操作して、登録モードへの移行を車車間通信制御システム10に指示する。車両A及び車両Bの通信ECU21は、それぞれの車両登録モード操作部12から出力された信号に基づいて、登録モードを設定する(ステップS3,S13)。登録モードが設定されると、車両A及び車両Bの機器動作情報取得部22は、ライトECU20へ登録モードの設定を通知する。
登録モードが設定された後、操作者は、ライト操作部11を操作して、ライト31をランダムにON/OFFする。具体的には、車両Aの操作者がランダムに車両Aのライト31をON/OFFし、車両Bの操作者は、車両Aのライト31のON/OFFに合わせて、車両Bのライト操作部11を操作して、車両Bのライト31をON/OFFする。
車両AのライトECU20は、ライト操作部11から出力された信号に基づいて、ライト31のON/OFFを制御して、ライト31をON/OFFする(ステップS4)。車両Bの操作者は、車両Aのライト31のON/OFFに合わせて、車両Bのライト操作部11を操作する。車両BのライトECU20は、ライト操作部11から出力された信号に基づいて、ライト31のON/OFFを制御して、車両BのライトをON/OFFする(ステップS14)。
車両A及び車両Bの操作者は、車両登録モード操作部12を操作して、登録モードの解除を車車間通信制御システム10に指示する。車両A及び車両Bの通信ECU21は、それぞれの車両登録モード操作部12から出力された信号に基づいて、登録モードを解除する(ステップS5,S15)。登録モードが解除されると、車両A及び車両Bの機器動作情報取得部22は、ライトECU20へ登録モードの解除を通知すると共に機器動作情報の送信を要求する。
車両A及び車両Bの機器動作情報取得部22は、登録モードの設定から登録モードの解除までの期間における、ライト31のON/OFFパターン情報をライトECU20から取得する(ステップS6、ステップS16)。暗号鍵生成部23は、それぞれの機器動作情報取得部22が取得したライト31のON/OFFパターン情報に基づいて暗号鍵を生成する(ステップS7、ステップS17)。このように、車両A及び車両Bの暗号鍵生成部23は、互いに対応する暗号鍵を作成する。対応する暗号鍵は、車両Aで暗号化された通信情報を車両Bで復号化でき、車両Bで暗号化された通信情報を車両Aで復号化できるものである。暗号鍵保持部24は、暗号鍵生成部23が生成した暗号鍵を保持する(ステップS8、ステップS18)。
車両A及び車両Bにおいて、それぞれの車車間通信制御部25が暗号鍵を用いて送信用の通信情報を暗号化した後に当該暗号化した通信情報を送信したり、暗号化された通信情報を受信した際に暗号鍵を用いて復号化したりすることにより、暗号化した通信情報による車車間通信を実現することができる(ステップS9、S19)。すなわち、車両A及び車両B間で、暗号化した通信情報を車車間通信することにより、車両A及び車両B間のみの情報交換が可能になる。
上述のように、車両Aの車車間通信制御システム10では、車両Aに搭載されているライト31の動作状態に関する情報であるライト31のON/OFFパターン情報を取得し、ライト31のON/OFFパターン情報に基づいて暗号鍵を生成し、生成した暗号鍵を保持する。そして、車両Aの車車間通信制御システム10では、保持した暗号鍵を用いて暗号化した通信情報を車両Bへ送信し、車両Bから受信した、暗号化された通信情報を復号化する。
この場合、車両Aの車車間通信制御システム10は、車両Aに予め搭載されている機器(上述の例ではライト31)の動作状態に関する情報に基づいて暗号鍵を生成するので、簡易な構成で暗号鍵を生成することができる。
また、車両Aの車車間通信制御システム10は、車両Bの操作者から視認可能な機器(上述の例では車両Aのライト31)の動作状態の情報に基づいて暗号鍵を生成するので、車両Bの車車間通信制御システム10において、車両Aの機器の動作状態に合わせて車両Bの機器を動作させた状態の情報に基づいて暗号鍵を生成することができる。よって、車両A及び車両Bの車車間通信制御システム10は、車両A及び車両B間で同期を取った車両の機器の動作状態の情報に基づいて暗号鍵を生成することになり、車両A及び車両B間で対応する暗号鍵を生成することができる。
そして、車両A及び車両Bの車車間通信制御システム10は、お互いに対応する暗号鍵を保持しているので、車両A及び車両B間の通信を許可することができる。従って、車両Aの車車間通信制御システム10は、生成した暗号鍵を用いて暗号化した通信情報を車両Bへ送信し、暗号化された通信情報を車両Bから受信した際に、当該暗号化された通信情報を復号化することにより、車両A及び車両B間のみで情報交換することが可能になる。よって、上記暗号化された通信情報を送受信することにより、車両A及び車両B間のみ通信が許可されることになる。
上述の例では、車両Aの機器動作情報取得部22は、車両Aの操作者によって操作されたライト31の動作状態に関する情報を取得する。この場合、車両Aの操作者による、ランダムな操作によるライト31の動作状態に関する情報に基づいて暗号鍵を生成するので、通信時の暗号強度を高めることが可能な暗号鍵を生成することができる。
上述の例では、通信ECU21に含まれる機器動作情報取得部22は、ライト制御ECU14によるライト31の発光状態に関する情報として、ライト31のON/OFFパターン情報を取得して、通信ECU21に含まれる暗号鍵生成部23は、当該ライト31のON/OFFパターン情報に基づいて暗号鍵を生成している。この場合、通信ECU21は、他車両から視認しやすいライト31の発光状態に関する情報に基づいて暗号鍵を生成しているので、2台の車両間で、より正確に同期を取りながら、暗号鍵を生成することができる。
また、暗号鍵生成部23は、ライト31のON/OFFパターン情報というランダムな情報に基づいて暗号鍵を生成するので、車車間通信時の暗号強度を高めることが可能な暗号鍵を生成することができる。
以上、本発明をその実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。なお、上記実施形態では、2台の車両間で行う場合について述べたが、3台以上の車両の間で行っても良い。
また、上記実施形態では、通信ECU21は、ライト31のON/OFFのタイミングに関する情報を取得して、取得したライト31のON/OFFのパターン情報に基づいて暗号鍵を生成する場合について述べたが、複数のライトを車両が備えている場合に、点灯中のライトの種類の情報を取得して、当該点灯中のライトの種類の情報に基づいて暗号鍵を生成するようにしても良い。
また、上記実施形態では、通信ECU21は、ライト31の制御に関する情報のみに基づいて暗号鍵を生成する場合について述べたが、位置情報や時刻情報も含めて暗号鍵を生成するようにしても良い。
また、上記実施形態では、登録モードの解除を指定する場合について述べたが、登録モード設定時から予め定められた時間経過すると解除するようにしても良い。
また、上記実施形態では、通信ECU21の機器動作情報取得部22が、ライトECU20から機器動作情報を取得する場合について述べたが、ライトECU20に機器動作情報取得部22を設けるようにしても良い。この場合、機器動作情報取得部22は、登録モードの設定・解除の状態を監視し、登録モード設定時から解除時までの期間における、ライト31のON/OFFパターン情報を取得し、当該ライト31のON/OFFパターン情報を通信ECU21へ送信する。
また、上記実施形態では、通信ECU21は、ライト31の状態に関する情報に基づいて暗号鍵を生成する場合について述べたが、他車両から視認し得る、他の装置(例えば、ドア、窓、ワイパー等)の動作に関する情報を取得して、当該情報に基づいて暗号鍵を生成するようにしても良い。この場合、機器動作情報取得部22は、ドア、窓、ワイパー等の動作を制御する制御手段(ECU等)からドア、窓、ワイパー等の動作状態の情報を取得して、通信ECU21は、機器動作情報取得部22が取得した情報に基づいて暗号鍵を生成することになる。
また、上記実施形態では、通信ECU21は、動作状態を他車両から視認可能な機器(ライト31)の動作に関する情報に基づいて暗号鍵を生成する場合について述べたが、他車両から聴取可能な機器の動作(例えば、ホーン等の警音器のON/OFF、ラジオ等の音声再生装置の音量増減)に関する情報を取得して、当該情報に基づいて暗号鍵を生成するようにしても良い。この場合、機器動作情報取得部22は、他車両から聴取可能な機器の動作を制御する制御手段(ECU等)から警音器等の動作状態を取得して、通信ECU21は、機器動作情報取得部22が取得した情報に基づいて暗号鍵を生成することになる。このように、通信ECU21は、他車両から視認可能な機器だけではなく、他車両から聴取可能な機器等、他車両から確認可能な機器の動作に関する情報に基づいて暗号鍵を生成するようにしても良い。
また、上記実施形態では、車車間通信制御システム10は、ライトECU20と通信ECU21との2つのECUを有する場合について述べたが、1つのECUで実現させるようにしても良いし、3つ以上のECUで実現するようにしても良い。
また、上記実施形態では、車両Aの操作者による操作に応じたライト31のON/OFF動作に基づいて暗号鍵を生成する場合について述べたが、当該ライト31のON/OFF動作を自動で行うようにしても良い。
また、通信ECU21は、ライト31のON/OFFのばらつきを一般的な信号フィルタを用いて許容するようにしても良い。
また、特に述べなかったが、暗号鍵の有効期限を定めるようにしても良い。指定方法としては、登録モード指定時に入力する方法等がある。
10…車車間通信制御システム、11…ライト操作部、12…車両登録モード操作部、20…ライトECU、21…通信ECU、22…機器動作情報取得部、23…暗号鍵生成部、24…暗号鍵保持部、25…車車間通信制御部、31…ライト、32…車車間通信用無線機。

Claims (5)

  1. 通信情報を暗号化及び復号化する暗号鍵を生成し、対応する暗号鍵を保持する車両間での通信を許可する車車間通信制御システムであって、
    自車両に搭載されている機器の動作状態に関する情報である機器動作情報を取得する機器動作情報取得手段と、
    前記機器動作情報取得手段によって取得された前記機器動作情報に基づいて前記暗号鍵を生成する暗号鍵生成手段と、
    前記暗号鍵生成手段によって生成された前記暗号鍵を保持する暗号鍵保持手段と、を備え、
    前記機器動作情報取得手段は、前記機器動作情報として、通信相手側の操作者によって確認可能な前記機器の動作状態に関する情報を取得することを特徴とする車車間通信制御システム。
  2. 前記機器動作情報取得手段は、前記機器動作情報として、自車両側の操作者によって操作された前記機器の動作状態に関する情報を取得することを特徴とする請求項1に記載の車車間通信制御システム。
  3. 前記機器動作情報取得手段は、前記機器動作情報として、前記自車両の発光手段の発光状態に関する情報を取得することを特徴とする請求項1又は2に記載の車車間通信制御システム。
  4. 前記機器動作情報取得手段は、前記発光状態に関する情報として、前記発光手段の点灯及び消灯のタイミングに関する情報を取得することを特徴とする請求項3に記載の車車間通信制御システム。
  5. 前記対応する暗号鍵によって暗号化された通信情報を通信相手側の他車両から取得し、前記暗号鍵保持手段が保持している暗号鍵を用いて、前記暗号化された通信情報を復号化する車車間通信制御手段を備えることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の車車間通信制御システム。
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