JP3656352B2

JP3656352B2 - 車載用通信装置及び路車間通信装置

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Publication number: JP3656352B2
Application number: JP01941297A
Authority: JP
Inventors: 和正中村
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1997-01-31
Filing date: 1997-01-31
Publication date: 2005-06-08
Anticipated expiration: 2017-01-31
Also published as: JPH10222709A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車載用通信装置及び路車間通信装置にかかり、特に、車両に搭載された車載用通信装置、及びこの車載用通信装置と路側に設置された路上機との間で通信処理する路車間通信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、有料施設の利用料金の収受、例えば、有料道路の通行料金の収受等に、料金前納方式または料金後納方式のカードを利用した自動料金収受装置が開発されている。この自動料金収受装置では、有料道路の入口ゲートや出口ゲートで料金収受を自動的に行うため、車両に対して情報を問い合わせるための質問器としてのアンテナを有する路上機を道路側に配設すると共に、問い合わせのあった情報に対する応答をするための応答器としてのアンテナを有する路車間通信用車載機（以下、車載機という）を車両に搭載し、車載機と路上機との間で無線通信により情報の授受を行っている。
【０００３】
上記のように、車載機と路上機との間で情報を授受することにより自動料金収受するためには、車両に関連する車両情報、そして課金処理のための料金残高等のユーザ個人に関連するユーザ情報を記憶する必要がある。このため、大量のデータを記憶できるＩＣカードに情報を書き込ませて用いることもある。
【０００４】
ところが、上記情報を授受する場合、情報を一般的な記述形態のままで用いると、ユーザーや情報提供者の意図しない者が情報の内容を不法に改ざんや偽造し、不正利用することができるという問題がある。
【０００５】
そこで、路上機と車載機との間で通信される情報を暗号化することにより安全性を向上させる自動料金収集システムが提案されている（特開平６−６０２３７号公報参照）。この技術では、ＩＣカードに記憶された暗号化情報や路上機からの暗号化情報を車載機内で平文化（一般的な記述形態に）し、料金残高等のユーザ情報に対する処理を行っている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の自動料金収集システムでは、車載機内で平文化したユーザ情報を一時的に記憶しているため、料金残高等のユーザ個人に関連するユーザ情報等をユーザーや情報提供者の意図しない者が情報の内容を容易に改ざんすることができ、安全性が低下することがある。
【０００７】
本発明は、上記事実を考慮して、簡単な構成でかつ情報漏洩や改ざんを困難にして情報通信が可能な車載用通信装置及び路車間通信装置を得ることが目的である。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１に記載の発明の車載用通信装置は、路側に設置された路側通信手段と情報通信するための送受信手段と、課金処理のためのユーザ個人に関係するユーザ情報を記憶する記憶手段と、前記ユーザ情報に基づく出力情報を暗号化して出力すると共に前記ユーザ情報に関係する暗号化された入力情報を復号化する暗号化手段と、前記出力情報の一部を暗号化せずに送信する出力手段とを備えたＩＣカードに、前記送受信手段で受信した路側からの暗号化情報を中継しかつ、前記ＩＣカードで暗号化された出力情報を前記送受信手段へ中継する中継手段と、情報を表示するための情報表示手段と、前記暗号化情報を一時的に記憶する暗号化情報記憶手段と、を備え、前記送受信手段は、前記暗号化情報を前記暗号化情報記憶手段に記憶すると共に前記暗号化情報記憶手段に記憶された暗号化情報をそのまま送信し、前記情報表示手段は、前記出力手段から暗号化せずに出力された前記出力情報の一部を受信し表示することを特徴とする。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の車載用通信装置において、前記路側通信手段は、暗号化されていない平文情報をさらに送信し、前記情報表示手段は、前記平文情報を受信し表示することを特徴する。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の車載用通信装置において、前記暗号化情報記憶手段は、前記暗号化情報として課金処理が不要なゲートから送信された通行区間または走行経路を表す情報を記憶することを特徴としている。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の車載用通信装置において、前記中継手段は、前記暗号化情報として課金処理をするときに用いる料金収受のための情報を中継することを特徴としている。
【００１２】
請求項５に記載の発明の路車間通信装置は、ＩＣカードと、請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の車載用通信装置と、路側に設置され、前記車載用通信装置との間で相互に情報通信する路側通信手段と、送信情報を暗号化すると共に受信情報を復号化する路側暗号手段とを備えた路側制御手段とを備えている。
【００１３】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の路車間通信装置において、入口ゲートに設置された前記路側制御手段の路側暗号手段は、送信情報の暗号化を行いかつ、料金収受ゲートに設置された前記路側制御手段の路側暗号手段は、受信情報の復号化を行うことを特徴としている。
【００１４】
請求項７に記載の発明は、請求項５または６に記載の路車間通信装置において、前記送信情報は、有料施設の課金処理に関連する課金情報であることを特徴としている。
【００１５】
本発明の車載用通信装置では、送受信手段により路側に設置された路側通信手段と相互に情報通信する。車載用通信装置には、ＩＣカードが着脱可能であり、ＩＣカードは記憶手段に課金処理のためのユーザ個人に関係する例えば料金残高に関係するユーザ情報が記憶されている。このユーザ情報は、暗号化手段でユーザ情報に基づく出力情報を暗号化して出力する。これと共に暗号化手段ではユーザ情報に関係する暗号化された入力情報を復号化する。前記送受信手段で受信した路側からの情報のうち暗号化情報は、中継手段によりＩＣカードに中継される。従って、車載用通信装置には暗号化情報がそのままの形態で通過するので、暗号化情報の秘匿性が維持され、安全性が保たれる。
【００１６】
前記中継手段は、ＩＣカードで暗号化された出力情報を前記送受信手段へ中継することにより、ＩＣカードからの暗号化されたユーザ情報に基づく出力情報をそのままの形態で路側へ送信でき、出力情報の秘匿性を維持でき、安全性が保たれる。
【００１７】
前記車載用通信装置は、暗号化情報を一時的に記憶する暗号化情報記憶手段をさらに備える。この暗号化情報記憶手段には、送受信手段によって暗号化情報が記憶される。また、記憶された暗号化情報はそのまま送受信手段によって送信される。これによって、ＩＣカードに記憶されたユーザ情報に関連しないが保持していたい路側からの暗号化情報、例えば入口ゲートや途中経路を表すゲート情報を、そのままの形態で保持できかつ路側へ送信でき、路側からの情報の秘匿性を維持でき、安全性を保つことができる。
【００１８】
なお、ユーザに認知させたい出力情報の一部をＩＣカードで暗号化せずに出力し、この暗号化せずに出力された出力情報の一部を表示するための情報表示手段を備えることにより、ユーザは通信の完了や課金処理の結果である明細等を認知することができる。
【００１９】
本発明の路車間通信装置は、ＩＣカードを前記車載用通信装置に装着し、路側に設置された路側制御手段との間で相互に情報通信する。路側制御手段の路側暗号手段は、送信情報を暗号化すると共に受信情報を復号化する。従って、路側から送信する送信情報は、暗号化されたままの形態で車載用通信装置を通過し、請求項７にも記載したように、有料施設の課金処理に関連する課金情報を送信情報として送受信して料金収受等の処理をＩＣカードに対して行うことができ、その結果の情報も暗号化されたままの形態で車載用通信装置を通過するので、秘匿性が損なわれることがない。
【００２０】
前記路車間通信装置は、入口ゲートに設置された路側制御手段の路側暗号手段で送信情報の暗号化を行いかつ、料金収受ゲートに設置された路側制御手段の路側暗号手段で受信情報の復号化を行うようにすることによって、車載用通信装置が暗号化手段を有することがないので、車載用通信装置の暗号解析による料金不正を不可能にできる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。本実施の形態は、有料道路等を走行する車両に対して自動的に料金収受処理を行う自動料金収受システムに本発明を適用したものである。
【００２２】
なお、この自動料金収受システムでは、車両に搭載された車載機と、入口ゲートや出口ゲート等の地上側に設置されたフラットアンテナ（または他のアンテナ、例えば八木アンテナ）を有する路上機との間で電波通信で情報を授受することによって、車両が走行した通行区間（経路）や車種を判別し、入口ゲート及び出口ゲートにおいて車両を停止させることなく通行料金等を自動的に収受するものである。
【００２３】
図１に示すように、本実施の形態の自動料金収受システムは、路側に設置された路上機１０と、車両に搭載された車載機３０とを含んで構成され、路上機１０と車載機３０との間で電波通信によって相互に情報を授受する。この車載機３０と通信する路上機は、各種の情報を授受するためのフラットアンテナ（または他のアンテナ、例えば八木アンテナ）を備えており、有料道路の入口ゲート、途中経路（所謂チェックバリヤ）、及び出口ゲート等の各々に配設されている。詳細は後述するが、路上機１０は情報を暗号化するための電子鍵Ｉを記憶したメモリ２８を備えており（図４）、車載機３０は上記で暗号化された暗号化情報を記憶するための記憶回路４８を備えている（図３）。路上機１０と車載機３０との間で電波通信により相互に情報を授受するときは、路上機側で電子鍵Ｉを用いて送信情報を暗号化し、車載機３０へ向けて送信される。この暗号化（及び復号化）は、データ暗号化標準（所謂ＤＥＳ：ＤａｔａＥｎｃｒｙｐｔｉｏｎＳｔａｎｄａｒｄ等）による方法を採用することができる。
【００２４】
車載機３０には、各種情報を格納するＩＣカード６２（詳細は後述）が着脱可能とされている。車載機３０とＩＣカード６２との間では相互に情報を授受する。ＩＣカード６２は、情報を暗号化または復号化する処理を含んだセキュリティメカニズムＡを記憶したメモリ７０を備えている（図５）。このセキュリティメカニズムは、ＩＣカード６２を製造または発行し運用に応じて予め定められいる。なお、路上機側には、セキュリティメカニズムによる暗号化または復号化するためのロジックが複数記憶可能であり、何れか１つのセキュリティメカニズムを選択的に用いることができる。
【００２５】
次に、車載機３０、及び車載機３０と通信を行う路上機１０について詳細に説明する。なお、本実施の形態では、路上機は途中経路２００に設けられた路上機を例にして説明する。また、説明を簡単にするため、レーン２０２を走行する車両９０に対する電波の授受を担当する途中経路アンテナ２１８及び途中経路アンテナ制御装置２３２を用いて説明する。また、車載機３０には、図示しない車載バッテリーが接続されている。
【００２６】
図２に示すように、有料道路の分岐点の直前や直後の途中経路２００には、２つのレーン２０２、２０４が隣接して設けられており、隣接したレーン２０２、２０４は敷地２０８と敷地２１４との間に形成されている。これらのレーン２０２、２０４を跨ぐように、敷地２０８から敷地２１４にかけてアーチ２１６が配設されている。アーチ２１６上には、経路把握アンテナ２１８、２２０、２２２が配設されている。経路把握アンテナ２１８は、レーン２０２を走行する車両に対する電波の授受を担当し、レーン２０２の上方に位置している。経路把握アンテナ２２２は、レーン２０４を走行する車両に対する電波の授受を担当し、レーン２０４の上方に位置している。これらの経路把握アンテナ２１８、２２２の中間付近でかつレーン２０２、２０４の境界を示すセンターライン２０６の上方には、レーン２０２、２０４に跨がって走行する車両に対する電波の授受を担当する経路把握アンテナ２２０が配設されている。
【００２７】
敷地２１４には、経路把握アンテナ制御装置２３２を備えた経路制御センター２３０が配設されており、この経路把握アンテナ制御装置２３２には経路把握アンテナ２１８、２２０、２２２が接続されている。
【００２８】
上記構成の途中経路２００では、経路把握アンテナ制御装置２３２により経路把握アンテナを介して、有料道路をどのような経路で走行したかを表す経路情報を車両９０に搭載された車載機３０に対して送信する。また、経路把握アンテナ制御装置２３２には、有料道路における車両の走行状態を統括的に管理する等のために、中央コンピュータへ接続が可能である。なお、途中経路２００には、ＩＣカード６２を用いて車載機へ途中経路を表す経路情報を書き込むためのリカバリーゲートを配設することができる。このリカバリーゲートには、ＩＣカード６２が着脱可能なＩＣカードリードライト装置が配設されており、ＩＣカードリードライト装置は中央コンピュータへ接続されている。このリカバリーゲートは、パーキングやサービスエリア等に設けてもよい。
【００２９】
なお、他の路上機である入口ゲートでは、有料道路の入口情報を車両に搭載された車載機３０に対して送信する。また、出口ゲートでは、出口ゲートを表す出口情報を車両に搭載された車載機３０に対して送信して、料金収受等、車両が走行した通行区間（経路）や車種に応じた通行料金等を自動的に収受する。
【００３０】
これら入口情報及び出口情報は、オペレータによりＩＣカードを介して行うこともできる。例えば、通信エラーが発生した場合にＩＣカードを用いて入口ゲートを表す入口情報等のデータを書き込んだり、車載機に記憶されているデータを読み出したりするためのリカバリーゲートにおいて、ＩＣカード６２が着脱可能なＩＣカードリードライト装置により実行が可能である。なお、入口情報及び経路情報は、有料道路の位置に対応して予め割り当てられた番号等のコードを用いることができる。
【００３１】
図３に示すように車載機３０は、路上機から送信されたデータ信号を受信する受信アンテナ３２を備えている。受信アンテナ３２は、データ信号受信回路４４を介してマイクロコンピュータを含んで構成された信号処理回路４６に接続されている。この信号処理回路４６のマイクロコンピュータには、以下で説明する処理プログラム等が記憶されている。
【００３２】
信号処理回路４６には、記憶回路４８が接続されている。この記憶回路４８には車載機情報が蓄積される。すなわち、記憶回路４８には車両への搭載時に、ＩＤコードとして車両ナンバー（ナンバープレートに記録されている番号）が予め記憶されると共に、車載機が搭載されている車両の車種情報が予め記憶される。また、記憶回路４８は、暗号化情報を記憶するための領域が予め割り当てられている。暗号化情報には、路上機側で暗号化された、入口情報（入口番号、通過日時等）や途中経路（チェックバリヤ）を通過していれば、通過したチェックバリヤ分の経路情報（チェックバリヤ番号、通過日時）がある（詳細は後述）。
【００３３】
また、信号処理回路４６には、ＩＤコードを含むデータ信号等を応答信号として送信する送信回路５０が接続されており、送信回路５０は送信アンテナ５２に接続されている。車載機３０は、信号処理回路４６からのデータ信号を送信アンテナ５２を介して送信する。なお、送信アンテナ５２を送受信アンテナとして機能させてもよい。
【００３４】
また、車載機３０には、装着されたＩＣカード６２のデータを読み込んだり、ＩＣカード６２にデータの書き込みを行うＩＣカードリードライト装置６０が接続されている。ＩＣカードリードライト装置６０には、ＩＣカード６２が挿入されたことを機械的に検出するリミットスイッチ５８が設けられている。ＩＣカードが挿入されたか否かは、発光素子と受光素子とを対向配置して構成されたホトインタラプタを用いて挿入されたＩＣカードによって光が遮断されたか否かを判断して、光学的に検出するようにしてもよい。
【００３５】
信号処理回路４６には、ＩＣカードの挿入・未挿入や残高等を表示するＬＣＤやＣＲＴで構成されたディスプレイ５４及び信号処理回路４６に信号を入力するテンキー５６（単なる押しボタンスイッチでも可能）が接続されている。
【００３６】
図４に示すように、レーン２０２を走行する車両に対する路上機は、送信アンテナ２２及び受信アンテナ２６から構成された途中経路アンテナ２１８及び途中経路アンテナ制御装置２３２から構成されている。途中経路アンテナ制御装置２３２は、マイクロコンピュータを含んで構成された信号処理回路１２を備えている。このマイクロコンピュータには、以下で説明する処理プログラムが記憶されている。信号処理回路１２は、中央コンピュータ４００（図示省略）に接続可能である。
【００３７】
信号処理回路１２は、命令を含むデータ信号を生成する送信回路１４に接続されている。送信回路１４は送信アンテナ２２に接続されており、送信回路１４からの信号が送信アンテナ２２から送信される。また、信号処理回路１２は、車載機３０から送信された信号を受信するための受信アンテナ２６が接続された受信回路２４が接続されている。受信回路２４は、受信アンテナ２６により受信した、車載機３０から送信された信号に含まれるデータ信号を取り出し出力する。
【００３８】
また、信号処理回路１２には、メモリ２８が接続されている。このメモリ２８には、電子鍵Ｉが予め記憶されている。この電子鍵Ｉを用いて途中経路の路上機では、送信情報の暗号化及び受信情報の復号化が行われる。また、メモリ２８には、ＩＣカード６２とのデータ授受のためのセキュリティーメカニズムＡも予め記憶されている。
【００３９】
なお、途中経路２００における他の構成は、上記と同様な構成であるため、説明を省略する。また、入口ゲート及び出口ゲートにおける各々のアンテナ及びアンテナ制御装置の構成も、上記と略同様の構成であるため、説明を省略する。
【００４０】
また、上記車載機及び路上機では、送信アンテナと受信アンテナに分離して構成されたアンテナを用いているが、送受信が一体型の１つのアンテナを用いてもよい。
【００４１】
また、上記実施の形態では暗号化及び復号化に同一の電子鍵を用いているが、異なる電子鍵を用いても良い。
【００４２】
図５に示すように、車載機３０に挿入可能なＩＣカード６２は、ＣＰＵ６４，ＲＡＭ６６，ＲＯＭ６８，メモリ７０，及び入出力ポート（Ｉ／Ｏ）７２を含むマイクロコンピュータで構成され、各々はコマンドやデータの授受が可能なようにバス７４によって接続されている。メモリ７０はセキュリティメカニズムＡ及び各種情報を記憶するためのものである。なお、ＲＯＭ６８には、後述する処理ルーチンが記憶されている。入出力ポート７２は、車載機３０に接続可能とされている。なお、図示は省略したが、ＩＣカード６２は、電源回路を備えており、必要時電源供給がなされている。
【００４３】
上記のＩＣカードには、各種情報として、カードナンバー、残高情報、利用明細情報（入口ゲートナンバー、出口ゲートナンバー、料金、利用日時等）等の車載機情報を記憶させることができ、また、カードと車載機とを対応させるための認証キーコードを記憶させることができる。
【００４４】
次に、本実施の形態の作用を説明する。
まず、路上機と車載機との間で相互に行う通信処理を説明する。なお、図１１には、路上機、車載機、及びＩＣカードの各々においてなされる主要な処理、及び各々の間で相互に授受する情報の流れを示した。
【００４５】
図７に示すように、途中経路に設置された路上機では、車載機３０からの応答信号を受信するまでステップ１１４で問合せ信号を送信し、応答信号を受信すると（ステップ１１６で肯定判断）、次のステップ１１８でゲート情報、この場合経路情報を電子鍵Ｉで暗号化し（図１１の処理Ｓ１に相当）、次のステップ１２０で暗号化した経路情報等を含む信号を送信する（図１１の授受ｗ１に相当）。上記問合せ信号には路上機のゲート種類を表す情報が含まれている。ゲート種類を表す情報には、例えば、平文化されたゲート番号や「入口」や「途中経路」等の単純な平文情報がある。
【００４６】
なお、入口ゲートの路上機では、上記処理と略同様の処理を行うが、経路情報等を含む信号に代えて入口ゲートを表す入口ゲート番号等を含む信号を暗号化して送信する。また、出口ゲートの路上機でも上記処理と略同様の処理を行うが、通信により行う料金収受処理については後述する。
【００４７】
また、路上機は、ゲート種類を表す情報として単純な平文情報を車載機に送信することを可能としているが、他の情報においても、路上機において単純な平文情報として平文化してもよい情報と、暗号化情報として暗号化すべき情報とを予め区別して選択的に平文情報または暗号化情報にしてもよい。
【００４８】
このように、路上機１０は車載機３０へ向けて暗号化した暗号化情報を送信するので、路上機１０と車載機３０とのの間で授受される情報は秘匿性を有することが可能となり、情報傍受に対する安全性が向上される。
【００４９】
図６は、車載機の通信処理の詳細を示すもので、ステップ１０２で路上機から問合せ信号を受信するまで待機し、問合せ信号を受信すると（ステップ１０２で肯定判断）、次のステップ１０４で車両情報（自車を特定する識別コード等のＩＤコード等）を読み取ると共に、車両情報を含む信号を応答信号として送信する。
【００５０】
次に、ステップ１０６において路上機からの信号を受信するまで待機し、信号を受信した（ステップ１０６で肯定判断）ときには、路上機と車載機との認証が完了したとして、次のステップ１０８において、問合せ信号に含まれた路上機のゲート種類を表す情報を用いてゲート種類が出口ゲートを表すか否かを判断することにより、課金処理の要・不要を判断する。ゲート種類が出口ゲートであるときは課金処理が必要であるのでステップ１０８で肯定判断され、ステップ１１２において後述するように課金処理を実行し、本ルーチンを終了する。
【００５１】
一方、ゲート種類が入口ゲートや途中経路であるときは課金処理が不要でありステップ１０８で否定判断され、ステップ１１０へ進む。ステップ１１０では、課金処理が不要なゲートから送信された情報、すなわちステップ１０６で受信した信号による暗号化情報をそのまま記憶回路４８に記憶し（図１１の処理Ｓ６に相当）、本ルーチンを終了する。従って、車載機３０の記憶回路４８には暗号化されたままの状態で入口情報や経路情報の内容が格納されることになる。
【００５２】
このように、車載機３０には、入口情報や経路情報が暗号化されたままの状態で維持されているので、路上機１０と車載機３０とのの間で授受される情報は平文化による傍受が困難となり秘匿性を有することになり、情報傍受に対する安全性を向上できる。また、車載機は、暗号化された情報を記憶するのみでよく、暗号化や復号化の処理を行う処理部を設ける必要がないため、車載機の分解調査、暗号解析による改ざん、複製、及び偽造による料金不正を不可能にし、装置構成を単純化することができる。
【００５３】
次に、出口デートにおける処理を説明する。
図９に示すように、出口ゲートに設置された路上機では、車載機３０からの応答信号を受信するまでステップ１３６でゲート種類を含む問合せ信号を送信し、応答信号を受信すると（ステップ１３８で肯定判断）、次のステップ１３８で車載機３０に対する情報読出要求信号を送信する。このステップ１３８は、車載機３０の記憶回路４８に記憶された暗号化情報を読みだす要求を車載機に対して行うものである。次に、車載機３０からの信号を受信するまでステップ１４０で情報読出要求信号を送信し、信号を受信すると（ステップ１４２で肯定判断）、次のステップ１４４において電子鍵Ｉを読み取ると共に、その電子鍵Ｉを用いて受信した信号を復号化する（図１１の処理Ｓ２に相当）。
【００５４】
なお、この電子鍵Ｉは、暗号化するときと復号化するときとで異ならせることができ、復号化するときの電子鍵Ｊ（≠Ｉ）を記憶して用いるようにしてもよい。
【００５５】
次ステップ１４６では、復号化した入口情報及び経路情報、車載機に記憶されている車種情報を用いて、入口ゲート、途中経路及び出口ゲートまで至る間のその車両に対する料金を算出し、算出された料金をＩＣカードで自動的に収受するためのデータやコマンドを生成する（図１１の処理Ｓ３に相当）。次のステップ１４８では、生成したデータやコマンドをＩＣカードのセキュリティメカニズムＡで暗号化し（図１１の処理Ｓ４に相当）、次のステップ１５０で送信する。詳細は後述するが、ステップ１４８で暗号化されたデータやコマンドは車載機を通過してＩＣカードへ送られる（図１１の授受ｗ３に相当）。
【００５６】
次のステップ１５２では、車載機から信号を受信するまで待機し、信号を受信すると（ステップ１５２で肯定判断）、次のステップ１５４で信号をＩＣカードのセキュリティメカニズムＡで復号化する。この受信した信号は、ＩＣカードからの情報信号である。すなわち、ＩＣカード６２が出力した暗号化情報を車載機がそのまま送信したものである（図１１の授受ｗ３に相当）。なお、後述するようにＩＣカードがセキュリティメカニズムＡを有しないときは、例えば、ＩＣカードは暗号化情報をそのまま返信する。
【００５７】
次のステップ１５４では、受信した信号を復号化し、次のステップ１５６において、上記ステップ１５０で送信したデータやコマンドがそのまま返信されたか否かを判断することにより、車載機３０に装着されたＩＣカード６２で課金処理が行われたか否かを判断する。送信したデータやコマンドがそのまま返信された場合には、ステップ１５６で肯定判断され、ステップ１５８でセキュリティメカニズムＡと異なるセキュリティメカニズムでデータやコマンドを暗号化したのちにステップ１５０へ戻り、上記処理を繰り返す。
【００５８】
なお、上記では、最初にセキュリティメカニズムＡで暗号を送信し、ＩＣカード６２側のメカニズムが異なるときは、順次異なるメカニズムに変更したのちに暗号化を行ってセキュリティメカニズムの一致を試みているが、最初にＩＣカード６２側のメカニズムを質問し、その解答をもとにしてセキュリティメカニズムを決定してもよい。このようにすれば、多数のセキュリティメカニズムから使用するセキュリティメカニズムを１つ設定するときであっても、高速処理が可能となる。
【００５９】
一方、ステップ１５６で否定判断されたときにはＩＣカード６２で課金処理が行われたと判断し、次のステップ１６０で受信した信号に料金収受完了を表すデータが含まれているか否かを判断し、含まれていないときはステップ１６０で否定判断されて、ステップ１５２へ戻る。受信した信号に料金収受完了を表すデータが含まれているときには、ステップ１６０で肯定判断され、次のステップ１６２で料金収受についての利用明細を作成し（図１１の処理Ｓ５に相当）、終了信号と共に車載機へ暗号化することなく平文化して送信する（図１１の授受ｗ５に相当）。なお、この路上機で行った利用明細の作成、及び終了信号の車載機への送信は、ＩＣカード６２において行っても良い（図１１の授受ｗ６に相当）。
【００６０】
図８は、車載機の処理として、図６のステップ１１２の出口ゲート処理の詳細を示すもので、ステップ１２２では路上機から送信された情報読出要求信号を受信するまで待機する。情報読出要求信号を受信すると（ステップ１２２で肯定判断）、次のステップ１２４において、記憶回路４８に記憶されている暗号化情報をそのまま読みだして、次のステップ１２６でその暗号化情報をそのまま送信する（図１１の授受ｗ２に相当）。
【００６１】
次のステップ１２８では路上機からの信号を受信するまで待機し、信号を受信すると（ステップ１２８で肯定判断）、次のステップ１３０で路上機１０とＩＣカード６２とをバイパスする。すなわち、路上機１０からの受信信号をそのままＩＣカード６２に出力すると共に、ＩＣカード６２から出力された出力信号をそのまま車載機１０へ送信する（図１１の授受ｗ３，ｗ４で車載機を通過させることに相当）。なお、これら受信信号及び出力信号は暗号化されているため、車載機に一時的に記憶してもよい。
【００６２】
次のステップ１３２では受信した信号に平文化された終了信号が含まれているか否かを判断し、終了信号が含まれないときはステップ１３２で否定判断され。ステップ１２８へ戻る。一方、終了信号が含まれているときにはステップ１３２で肯定判断され、次のステップ１３４で路上機１０とＩＣカード６２とをバイパスを解除し、次のステップ１３５において上記受信した料金収受についての利用明細を表示する（図１１の処理Ｓ７に相当）。
【００６３】
図１０は、ＩＣカード６２の処理を示すものであり、車載機３０から信号入力がなされたか否かを判断する。入力がないときはステップ１６４で否定判断され、ステップ１６４の判断を繰り返す。一方、信号が入力されると（図１１の授受ｗ３に相当）、ステップ１６４で肯定判断され、次のステップ１６６でセキュリティメカニズムＡに含まれる復号化処理により入力された信号を復号化する（図１１の処理Ｓ８に相当）。次のステップ１６８では、復号化した信号がＩＣカード６２に対する読み書きの要求であるか否かを判断する。
【００６４】
入力された信号が復号化できない場合や読み取り及び書き込み以外の要求のときはステップ１６８で否定判断され、次のステップ１７０で車載機からの入力信号をそのまま返送した後にステップ１６４へ戻る。これは、複数の異なるセキュリティメカニズムによるＩＣの対応を可能とするためのものである。一方、ＩＣカード６２に対する処理が読み取り及び書き込みの要求であるときは、ステップ１６８で肯定判断され、次のステップ１７２において要求が書込であるか否かを判断し、データの書込であるときはステップ１７２で肯定判断され、ステップ１７４へ進み、データの読み取りであるときはステップ１７２で否定判断され、ステップ１８０へ進む。
【００６５】
ステップ１７４では、セキュリティメカニズムＡでデータをメモリ７０に書き込む。例えば、復号化した路上機からのデータである利用料金を、料金残高に対して課金する料金収受を行って、その結果の料金残高（残高情報）をメモリ７０に書き込む（図１１の処理Ｓ９に相当）。次のステップ１７６では、メモリ７０に書き込んだデータ、例えば残高情報及び料金収受完了信号を、セキュリティメカニズムＡで暗号化し、ステップ１７８で車載機３０へ出力する（図１１の授受ｗ４で車載機を通過して路上機へ出力することに相当）。
【００６６】
ステップ１８０では、セキュリティメカニズムＡでデータをメモリ７０から読み取り次のステップ１８２において読み取ったデータ、例えば残高情報を暗号化し、ステップ１７８で車載機３０へ出力する。
【００６７】
以上説明したように、本実施の形態では、路上機と車載機との間での情報通信する情報のうち、入口情報や経路情報のように改ざんを禁止する秘密性が高い情報を暗号化したままの状態（暗号化情報）で用い、車載機にはその暗号化された暗号化情報をそのまま一時的に記憶するようにしているので、入口情報や経路情報等の情報を改ざんすることが困難となり、情報自体の信頼性を向上できると共に、秘匿性を維持させることができる。
【００６８】
また、料金残高等のユーザ個人に関連するユーザ情報等を記憶したＩＣカードに対する読み書きを行う場合、ＩＣカード自体のセキュリティメカニズムによる暗号化された暗号化情報で情報の授受を行うと共に、路上機との間で情報授受する車載機を介してＩＣカードの情報が出力されるときや、路上機からの情報が入力されるときに、車載機はこれらの暗号化情報を通過させるにのみで、復号化することなないので、情報が改ざんされることなく、秘匿性を維持させることができる。
【００６９】
さらに、車載機は、暗号化情報を通過させるのみであるので、車載機に暗号化や復号化を行う処理を必要としないので、車載機の構成は単純化されると共に、車載機の演算負荷を軽減できる。
【００７０】
また、路車間の情報通信には、双方向通信（光通信等でも可能）を採用し、本発明を適用することが可能である。
【００７１】
なお、上記のシステムは、ゲートが存在しない、単純収受の道路や駐車場への適用が可能である。
【００７２】
また、上記のシステムでは、車載機に暗号化及び復号化するための構成及び処理を含まない場合を説明したが、周知の一般的な暗号化を行って平文化の部分をなくすようにしてもよい。
【００７３】
【発明の効果】
本車載用通信装置では、送受信手段で受信した路側からの情報のうち暗号化情報が中継手段によりＩＣカードに中継されることにより、車載用通信装置を暗号化情報はそのままの形態で通過するので、暗号化情報の秘匿性が維持され、安全性を保つことができる、という効果がある。
【００７４】
本発明の路車間通信装置では、暗号化情報を中継する車載用通信装置にＩＣカードを装着し、送信情報を暗号化すると共に受信情報を復号化する路側制御手段との間で相互に情報通信するので、秘匿性が損なわれることがなく、安全性を保つことができる、という効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用可能な自動料金収受システムを示すブロック図である。
【図２】自動料金収受システムの途中経路を示す概略斜視図である。
【図３】本実施の形態の車載機を示すブロック図である。
【図４】本実施の形態の路上機の一例を示すブロック図である。
【図５】本発明が適用可能なＩＣカードの構成を示すブロック図である。
【図６】車載機の処理の流れを示すフローチャートである。
【図７】途中経路における路上機の処理の流れを示すフローチャートである。
【図８】車載機の出口ゲート処理の流れを示すフローチャートである。
【図９】出口ゲートの路上機における処理の流れを示すフローチャートである。
【図１０】ＩＣカードの処理の流れを示すフローチャートである。
【図１１】路上機、車載機、及びＩＣカードの間で相互になされる情報授受の関係を示すイメージ図である。
【符号の説明】
１０路上機
２８メモリ
３０車載機
４８記憶回路
６２ＩＣカード
７０メモリ

Claims

路側に設置された路側通信手段と情報通信するための送受信手段と、
課金処理のためのユーザ個人に関係するユーザ情報を記憶する記憶手段と、前記ユーザ情報に基づく出力情報を暗号化して出力すると共に前記ユーザ情報に関係する暗号化された入力情報を復号化する暗号化手段と、前記出力情報の一部を暗号化せずに送信する出力手段とを備えたＩＣカードに、前記送受信手段で受信した路側からの暗号化情報を中継しかつ、前記ＩＣカードで暗号化された出力情報を前記送受信手段へ中継する中継手段と、
情報を表示するための情報表示手段と、
前記暗号化情報を一時的に記憶する暗号化情報記憶手段と、
を備え、
前記送受信手段は、前記暗号化情報を前記暗号化情報記憶手段に記憶すると共に前記暗号化情報記憶手段に記憶された暗号化情報をそのまま送信し、
前記情報表示手段は、前記出力手段から暗号化せずに出力された前記出力情報の一部を受信し表示することを特徴とする車載用通信装置。
前記路側通信手段は、暗号化されていない平文情報をさらに送信し、前記情報表示手段は、前記平文情報を受信し表示することを特徴とする請求項１に記載の車載用通信装置。
前記暗号化情報記憶手段は、前記暗号化情報として課金処理が不要なゲートから送信された通行区間または走行経路を表す情報を記憶することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車載用通信装置。
前記中継手段は、前記暗号化情報として課金処理をするときに用いる料金収受のための情報を中継することを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の車載用通信装置。
請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の車載用通信装置と、
路側に設置され、前記車載用通信装置との間で相互に情報通信する路側通信手段と、送信情報を暗号化すると共に受信情報を復号化する路側暗号手段とを備えた路側制御手段と、
を備えた路車間通信装置。
入口ゲートに設置された前記路側制御手段の路側暗号手段は、送信情報の暗号化を行いかつ、料金収受ゲートに設置された前記路側制御手段の路側暗号手段は、受信情報の復号化を行うことを特徴とする請求項５に記載の路車間通信装置。
前記送信情報は、有料施設の課金処理に関連する課金情報であることを特徴とする請求項５または６に記載の路車間通信装置。