JP4558002B2 - エンジン始動システム - Google Patents

Description

本発明は、生体情報を利用した自動車の制御に関する。

自動車を始動するために、イグニッションスイッチに鍵を挿入し、鍵を回転させることで自動車の状態を遷移させエンジンを始動する。このとき鍵を盗難された場合もしくは鍵穴のピッキング等により、自動車のオーナ以外の悪意を持った人物に運転されてしまう可能性がある。ピッキングもしくは複製鍵使用の防止のため、鍵の中に埋め込まれたトランスポンダーと呼ばれるＩＣが入っているものだけがエンジンを始動することができるイモビライザ機能を搭載した自動車の始動方法が特開２０００−１０８８４８号に記載されている。また、特開２００１−１８４５０７号には、セキュリティを高めるために、生体情報である指静脈パターンを使った個人認証の方法が記載されている。さらに、特開２０００−３５２２４５号には、生体情報による個人認証とキースイッチを組み合わせたエンジンの始動方法が記載されている。

特開２０００−１０８８４８号 特開２００１−１８４５０７号 特開２０００−３５２２４５号

よりセキュリティを高めたエンジンの始動方法として、上述の特開２０００−３５２２４５号などのように、生体認証装置を搭載し、登録された生体情報と入力された生体情報が一致すると判定された場合にエンジンを始動させる方法が考えられているが、自動車などの環境で使うためには、様々な問題点が考えられる。

たとえば、自動車の始動時に、認証に時間が掛かりすぎると、運転者はいらいらするばかりでなく、緊急時に速やかに始動できなければ、安全面でも問題が発生する恐れがある。

また、このような生体認証装置を用いる場合では、生体認証装置のセンサに触れることができるようにしているため、センサがいたずらによって故障し、また他人によって故意に破壊されてしまうという問題がある。

エンジンを始動するたびに生体認証装置によって認証処理を行う必要があり、いわゆるエンジンストールなどの緊急時に速やかにエンジンの再始動ができるよう考慮されなければならない。

さらに、一般的に自動車は複数の人により運転されることを可能としなければならない。すなわち、一旦ユーザに渡された後、ユーザの都合により、自由にかつ安全に、運転者の登録や削除が行えるようにしなければならないが、このような機能は今まで考慮されていない。

本発明は、上記の課題を解決すべく発明されたものであり、本発明の目的は、自動車で用いられ、セキュリティを高めるとともに緊急時の安全面と使い勝手を考慮したエンジン始動システムを提供することにある。

上記目的は、自動車の状態を制御するイグニッションスイッチ部と、前記イグニッションスイッチの状態を遷移させる鍵と、生体情報を入力する生体情報入力部と、入力された前記生体情報を認証するために予め登録された生体情報を保持する生体情報格納部とを少なくとも有する生体情報認証部と、生体情報を登録する生体情報登録部とを有し、前記鍵によって前記生体情報入力部を起動させ、前記生体情報認証部によって前記入力された生体情報が前記登録されている生体情報によって認証し、前記鍵によってエンジンを始動するものであり、更に、前記鍵は、エンジンを始動する第１の鍵と、前記第１の鍵とは異なる生体情報を登録するモードに切り替える第２の鍵であるエンジン始動システムにおいて、前記第２の鍵は、個別の車両毎に設定された個別コードを有するトランスポンダーを内蔵した鍵であって、前記第２の鍵によって前記イグニッションスイッチ部の状態が登録ポジションになると、前記生体情報認証部は、前記個別コードを読み取り、あらかじめ記憶されている個別コードと照合し、前記照合に基づいて前記生体情報認証部を登録モードにすることにより達成される。
また、上記目的は、自動車の状態を制御するイグニッションスイッチ部と、前記イグニッションスイッチの状態を遷移させる鍵と、生体情報を入力する生体情報入力部と、入力された前記生体情報を認証するために予め登録された生体情報を保持する生体情報格納部とを少なくとも有する生体情報認証部と、生体情報を登録する生体情報登録部とを有し、前記鍵によって前記生体情報入力部を起動させ、前記生体情報認証部によって前記入力された生体情報が前記登録されている生体情報によって認証し、前記鍵によってエンジンを始動するものであり、更に、前記鍵は、エンジンを始動する第１の鍵と、前記第１の鍵とは異なる生体情報を登録するモードに切り替える第２の鍵であるエンジン始動システムにおいて、前記第２の鍵は、個別の車両毎に設定された個別コードを有するカードであって、前記生体情報認証部は、前記カードに保持されている情報を読み取るカード読み取り部と、あらかじめ記憶されている個別コードと照合する照合部と、前記照合部の結果に基づいて前記生体情報認証部を登録モードにすることにより達成される。
また、上記目的は、自動車の状態を制御するイグニッションスイッチ部と、前記イグニッションスイッチの状態を遷移させる鍵と、生体情報を入力する生体情報入力部と、入力された前記生体情報を認証するために予め登録された生体情報を保持する生体情報格納部とを少なくとも有する生体情報認証部と、生体情報を登録する生体情報登録部とを有し、前記鍵によって前記生体情報入力部を起動させ、前記生体情報認証部によって前記入力された生体情報が前記登録されている生体情報によって認証し、前記鍵によってエンジンを始動するものであり、更に、前記生体情報登録部は、前記生体情報格納部に保持されていない生体情報が保持されている情報媒体から読み取る読み取り部を有し、前記読み取り部から前記登録されていない生体情報を前記生体情報格納部に読み取り、登録を行うことエンジン始動システムにおいて、前記情報媒体はＩＣカードであり、前記ＩＣカードには、個別の車両ごとに設けられた個別コードと前記生体情報が保持され、前記個人認証部は、前記ＩＣカードを読み取る読み取り部と、前記ＩＣカード内に記憶された個別コードとあらかじめ前記生体情報認証部に記憶されている個別コードとを照合する照合部と、前記照合に基づいて前記生体情報を前記生体情報格納部に登録することにより達成される。

自動車のセキュリティを高めながら、生体情報の登録を容易にし、緊急時の迅速な始動を実現するエンジン始動システムが達成される。

本発明は、自動車環境下において、運転者にストレスを与えることなくエンジンの始動が行えるシステムを提供するために、自動車の状態を制御するイグニッションスイッチと、イグニッションスイッチの状態を遷移させる鍵と、生体情報を利用した個人認証機能を有し、認証開始検知部により、生体情報による認証を行い、鍵と生体情報に基づいてエンジンを始動することにある。

また、緊急時に速やかにエンジンの再始動を行えるシステムを提供するために、個人認証機能によって認証された結果に有効期限を設け、有効期限の期間内であれば個人認証を省略してエンジンを始動することにある。

さらに、複数の運転者での使用が可能となるシステムを提供するために、生体情報を登録するモードに切り替える切替部を有し、運転者登録モードで運転者登録を行うことにある。

また、いたずらなどによる動作不良を防止することができるエンジン始動システムを提供するために、生体情報の読み取りのためのセンサ部に、生体情報を読み取るタイミングで開く蓋を設けることにある。

本願発明は、それぞれの特徴及びこれらを組み合わせた特徴によって、少なくとも１つの上述の目的が達成される。

次に本発明の一実施例について詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施例を説明するためのエンジン始動システムである。

本システムは、エンジン制御装置１２４と、電子制御スロットル１２６と、燃料噴射弁１２７と、点火プラグ１２８と、スタータ(図示しない)と、電源１２９と、イグニションスイッチ２と、エンジン始動スイッチ４と、生体認証装置３とからなる。

イグニションスイッチ２と、エンジン始動スイッチ４と、生体認証装置３は、例えば、車室内，運転席周辺のフロントパネル１０に装着されている。

エンジン制御装置１２４と認証装置３はローカルエリアネットワークＬＡＮ等により通信できるように接続されている。ＬＡＮの種類としては、種々あるが、一般に普及しているControl Area Network（ＣＡＮ）を使うと容易に実現できる。

図２に自動車のフロントパネル１０の構成を示す。自動車の状態である始動・停止等の状態を遷移させるイグニッションスイッチ２と、生体情報の認証を行う生体認証装置３，エンジンを始動するエンジン始動スイッチ４が設置されている。

本実施例では、指静脈を前提に説明するが、生体認証装置３としては、指紋，虹彩，音声，掌形，顔，筆跡，手の甲の静脈などを利用することができる。

イグニッションスイッチ２に開いている鍵穴２０に挿すことのできる鍵は、エンジンを始動するときに利用する鍵６０に加え、生体情報を生体認証装置３に登録する際に利用する登録鍵６１がある。このように生体情報を登録するための鍵をエンジン始動のための鍵と分けることで、セキュリティを高めることができる。

イグニッションスイッチ２の状態は、ハンドルロックの状態（ＬＯＣＫ），電源がオフの状態（ＯＦＦ），アクセサリ類への電源供給の状態（ＡＣＣ），エンジンをスタートできる状態（ＯＮ）および、後述するように運転者の登録をできる状態（ＲＥＧＩＳＴ）の各状態をとることができる。

ここで、本発明の実施例では、エンジン始動のエンジン始動スイッチ４をイグニションスイッチと分離して図示しているが、現行のイグニションスイッチのようにＯＮの次にスタータを始動する状態（ＳＴＡＲＴ）を設けておき、生体認証ができたらＳＴＡＲＴへ鍵を回すことができる、又は、ＳＴＡＲＴへまわすことでエンジンの始動ができるようにすることも可能である。この場合、ＳＴＡＲＴへ回した後は、現行のイグニションスイッチのようにＯＮ状態へ戻す機構とすることができる。

生体認証装置３には、生体認証装置を覆う、又は、生体認証装置の生体情報を取り込む入力部、又はセンサ部を覆うカバー部である蓋３１１が付いており、これが閉じているときはロックがかかっており、故意にあけることはできない。必要に応じ、ロックが解除されて蓋３１１が開く。蓋にロックがかかっている状態で蓋を開けたり、ロックがかかっている状態で生体認証装置を起動するとセキュリティの点から生体認証の処理を中断又は停止させることも可能である。

生体認証装置３はたとえば図９に示すような構成の装置で実現可能である。図９に示す生体認証装置３は、指静脈を用いた認証装置の例であり、マイコン３００，イメージセンサ３０１，レンズ３０２，表示器３１２，赤外光源３０３，赤外フィルタ３０４，赤外光源３０３および表示器３１２の駆動回路３０７，マイコン３００に接続された不揮発性メモリ３０６,認証開始スイッチ３０５,蓋３１１，蓋３１１の開閉施錠を行う駆動機構３１０，駆動機構３１０を駆動する駆動回路３０９および電源回路３０８から構成される。認識対象である指７は、赤外光源３０３と赤外フィルタ３０４の間に置かれると、赤外光は、血液のヘモグロビンで吸収されるため、イメージセンサ３０１上には血管のパターンが結像される。指認証を行う場合、指の一部分の血管パターンを認証に使うことになるが、取得する指の部分が、きちんと限定されると認証の精度が向上するため、本実施例では、指を挿入後、認証開始を指示できるように、最適な位置に押しボタン形式の認証開始スイッチ３０５を設けている。指で押すという行為のため、イメージセンサ３０１に対する指の位置が規制されるため、安定した画像の取得が可能となり、認証性能が向上する。

結像した画像は、イメージセンサ３０１により電気信号に変換された後、マイコン３００に取り込まれる。

電源回路３０８は、イグニッションスイッチ２がＡＣＣ，ＯＮ，ＲＥＧＩＳＴの状態にあるときに、外部から電源が供給され、内部回路への電源供給が開始される。またエンジン始動スイッチ４の信号が入力されており、マイコン３００は、該エンジン始動スイッチ４の状態を読み取ることができるようになっている。さらに、エンジン制御装置１２４とは、ＬＡＮでつながる構成となっている。さらに、オプションとして、ＩＣカードリーダや、イモビライザとマイコン３００が通信等で接続できるように構成されている。

図３は、エンジン，イグニッションスイッチ，生体認証装置３の状態遷移図と、各状態における認証の有効期限の一例である。自動車のエンジンを完全に停止させ車庫等に駐車している初期状態Ｄ１００で鍵６０をイグニッションスイッチ２に挿入すると、イグニッションスイッチ２はハンドルをロックしている状態（ＬＯＣＫ状態）Ｄ１０２となっている。自動車のユーザが鍵６０をイグニッションスイッチ２に挿入し回すと、電気系統が完全に切れている状態（ＯＦＦ状態）Ｄ１０４に遷移する。さらに鍵６０を回すと車載のアクセサリに通電する状態（ＡＣＣ状態）Ｄ１０６に遷移する。

この状態で認証装置には電源が供給され動作準備状態になる。これらの状態（Ｄ１００〜Ｄ１０６）では、生体認証装置３のセンサを覆う蓋３１１は閉じた状態で開けることはできない。さらに鍵６０を回し、認証装置３が認証動作を行える状態（ＯＮ状態）Ｄ１０８になると、生体情報を入力するセンサ部を覆う蓋３１１が開く。続いて生体情報を入力する。このとき、生体認証装置３は、入力された生体情報と内部にあらかじめ記憶された生体情報とを照合する。照合の結果、認証された場合はエンジンを始動させることができるようになり、そうでない場合はエンジンを始動させることはできない。また認証された場合若しくは認証処理が終了した場合は蓋３１１が再び閉じる。

認証が完了し、エンジンが始動できるようになったとき、エンジン始動スイッチ４を押すことでエンジンが始動状態Ｄ１１０になる。さらに、認証が完了した時点で認証の有効期限が開始する。この期間内では生体認証を行わずにエンジンを始動することができる。有効期限の範囲に該当する状態はエンジン始動状態Ｄ１１０とエンジン停止状態Ｄ１１２であり、図３では灰色で塗りつぶされた円で示されている。

エンジンが始動すると自動車を運転することができるようになる。エンジンを停止させる場合は鍵６０の回転によりイグニッションスイッチ２をＡＣＣ状態Ｄ１０６にすると、エンジンが停止する。さらに、イグニッションスイッチ２をＯＮ状態以外に遷移させたことにより、認証の有効期限から抜け出す。このとき、再びエンジンを始動する場合には、再認証を行う必要が生じ、鍵６０の抜き忘れなどによって他人がエンジンを掛けることができなくなる。

運転中にエンジンストールなどによって、イグニッションスイッチ２の状態がＯＮのままエンジンが停止状態Ｄ１１２になった場合には、認証の有効期限内であるため、単にエンジン始動スイッチ４を押下するだけでエンジン始動状態１１０にすることができ、個人認証は不要となる。このため緊急時にも速やかに自動車を発進させることができる。また、ユーザが自動車から一時的に離れるような場合、エンジンを停止させるために鍵６０を回すことでＯＮ状態Ｄ１０８からＡＣＣ状態１０６，ＯＦＦ状態１０４またはＬＯＣＫ状態Ｄ１０２にする。このとき認証の有効期限が無効になる。これによって、たとえ他人がエンジン始動ボタンを押したとしてもエンジンを始動することはできない。さらにユーザが鍵６０を抜き去った場合は、ＯＮ状態Ｄ１０８にすることができず、蓋３１１が閉じたままなので個人認証装置に触れることすらできない。

イグニッションスイッチ２がＬＯＣＫ状態Ｄ１０２で、登録鍵６１をイグニッションスイッチ２に挿入し回転すると、イグニッションスイッチ２がＲＥＧＩＳＴ状態Ｄ１１４になる。このとき、認証装置３の蓋３１１が開き、生体情報を認証装置３に登録することができる。すなわち、不揮発性メモリ３０６に新たに登録された生体情報が記憶されることになる。登録完了状態Ｄ１１６になると、認証装置３の蓋３１１が閉じる。ユーザは登録鍵６１によって再びＬＯＣＫ状態１０２に戻す。これによって、登録した人が鍵６０を使うことによりエンジンを始動させて、自動車を運転できるようになる。

登録鍵６１は通常使うことがないため、たとえば家庭の金庫などに保管をしておけばさらにセキュリティ性が向上する。

図４はイグニッションスイッチ２がオン（ＯＮ）状態からエンジン始動状態に遷移させるときのシステムの状態を説明する図である。イグニッションスイッチ２はオン（ＯＮ）状態となっており、生体認証装置３の蓋３１１は開いている。このとき生体情報を入力するセンサ部が外に現れる。この状態で生体情報、この例では指７をセンサ部入れることによって読み込ませ、生体認証装置３にその情報を入力することができる。読み込ませた生体情報が生体情報を格納する不揮発性メモリ３０６に事前に登録されている生体情報であると判定されたとき、エンジン始動スイッチ４が有効になる。有効となったエンジン始動スイッチ４を押すことによって、エンジンが始動する。このとき、認証装置３に取り付けられている認証開始スイッチ３０５をエンジン始動のために利用し、認証処理と連動してエンジンを始動することもできる。

認証装置３の動作は、図９に示したマイコン３００に記憶されたプログラムにより制御される。マイコン３００の動作を図１０のフローチャートを用いて説明する。

イグニッションスイッチ２がＡＣＣ状態もしくは、ＲＥＧＩＳＴ状態に移行すると認証装置３へ電源が供給され、動作を開始する。マイコン３００は、内蔵されたメモリに記憶されたプログラムに従い動作し始める。

先ずステップＳ１において必要な初期化を行う。初期化処理の内容は、たとえば、内部のメモリの初期化やイメージセンサ３０１の初期設定などが含まれる。次にステップＳ２において、イグニッションスイッチ２の状態を検査し、ＯＮ状態かどうかを判定する。もし、ＯＮ状態であれば、ステップＳ３へ、そうでなければステップＳ１４へ移行する。ステップＳ３以下は、通常のエンジン始動モードである。先ず、ステップＳ３において、認証を開始するため蓋３１１を開錠し、指７の挿入を運転者に促す。次にステップＳ４において、認証開始スイッチ３０５が、押されたかどうかを判定する。もし押されていなければ、ステップＳ４に戻る。押された場合は、ステップＳ５に移行し、指静脈の特徴パラメータ抽出処理を行う。本処理の詳細は、後に説明する。次にステップＳ６に移行し、抽出された特徴パラメータが、あらかじめ不揮発性メモリ３０６に記憶された単数もしくは複数のパラメータとの照合を行う。ステップＳ７において、照合結果の判定を行う。もし、合致するパラメータが無ければ、未登録者もしくは、照合失敗として、ステップＳ４に戻る。照合結果が合致すれば、正規の運転者として、認証されたことになる。次に、ステップＳ８において、エンジン始動スイッチ４が押されて、運転者がエンジンをかける意思の確認を行う。押されない間は、ステップＳ８を繰り返すことにより、待機する。押された場合は、ステップＳ９に移行し、エンジン制御装置１２４に対して、ＬＡＮを経由して、始動許可のコマンドを発行する。次にステップＳ１０において、蓋３１１を施錠する。

これ以降の処理においては、エンジンストールとイグニションスイッチ２によるエンジン停止を監視し、しかるべき処理を行うことになる。すなわち、ステップＳ１１においては、エンジンストールの判定を行う。エンジンの動作状態は、エンジン制御装置１２４で監視されており、その状態に陥った場合には、速やかにＬＡＮ経由で認証装置３へ通知がなされる。エンジンストール状態でなければステップ１４へ移行する。もし、エンジンストールの場合は、ステップＳ１２において、エンジン始動スイッチ４が押されたかどうかを判定する。押された場合には、ステップＳ１３において、エンジン始動許可のコマンドをエンジン制御装置１２４に発行し、ステップＳ１１に戻る。ステップＳ１１において、エンジン始動スイッチ４が押されていないという判定になれば、ステップＳ１４において、イグニッションスイッチ２がまだＯＮ状態であるかどうかを判定する。もし、ＯＮが継続されているのであれば、ステップＳ１１へ戻る。もしイグニッションスイッチ２がＯＮ以外の状態であれば、エンジンが停止されるので、ステップＳ２に戻る。ステップＳ１５においては、イグニッションスイッチ２がＲＥＧＩＳＴ状態であるかどうかを検査し、そうでなければ、ステップＳ２に戻る。

ＲＥＧＩＳＴ状態であると判定された場合は、新たな運転者の登録モードとなり、以下の処理を実行する。

まず、ステップＳ１６において、蓋３１１を開錠する。次にステップＳ１７において、認証開始スイッチ２の判定を行う。もしスイッチが押されていなければ、ステップＳ１７に戻る。押されていれば、ステップＳ１８において、新たに登録する運転者の指静脈の特徴パラメータを抽出する。この処理は、ステップＳ５とまったく同一である。次にステップＳ１９において、抽出された特徴パラメータを不揮発性メモリ３０６に登録する。次にステップＳ２０において、表示器３１２を点灯することにより登録完了の旨を表示する。次に、ステップＳ２１において、蓋３１１を施錠する。最後にステップＳ２２において、無限ループで待機する。イグニッションスイッチ２の状態が変われば電源がオフになりこの状態から抜け出す。

図１１は図１０におけるステップＳ５およびＳ１８の処理の詳細を説明するものである。先ずステップＳ５００において、指７を照明する赤外光源３０３を点灯する。ついで、ステップＳ５０１において、イメージセンサ３０１により獲得された映像を取り込む。次にステップＳ５０２において、赤外光源３０３を消灯する。次にステップＳ５０３において、ステップＳ５０１において、取得された画像に対して、演算処理を行い静脈網の特徴パラメータを抽出する。本ステップにおける処理の方法については、特開２００１−１８４５０７号に開示されているように、積分処理，微分処理を組み合わせたフィルタ処理を行うことにより実現が可能である。

次に筒内噴射エンジンの場合のエンジン始動制御方法を示す。筒内噴射エンジンでは燃焼室に直接燃料を噴射するために排気弁が開いている間は噴射することが出来ない。したがって、吸気〜圧縮行程にある気筒を判別して噴射を行わなければならない。エンジン始動時においては、スタータでエンジンを回転させるまでは気筒を判別することが出来ないため、エンジンが回転後なるべく早く気筒判別を行い、燃料噴射を開始しなければ始動性が悪くなってしまう。

図５にエンジン始動制御のタイムチャートを示す。スタータが起動することでエンジンが回転し始め、クランクシャフトに取り付けられたクランク軸センサやカムシャフトに取り付けられたカム軸センサからの信号がコントロールユニットに入力される。

ここではクランクシャフトに１０度毎に歯が付いており、９０度毎に歯欠けが１つあるクランク軸センサとカムシャフトに１歯，２歯，３歯，４歯がついている４気筒エンジンを例に説明する。

クランク軸センサの歯欠け部分はある気筒の上死点位置に調整されているが、それだけでは気筒判別を出来ない。そこでカムシャフトに取り付けられているカム軸センサを用いて、クランク軸センサに歯欠けが来たときのカム軸センサ信号の歯数を検出し、その歯数によって次の上死点がどの気筒の圧縮上死点かを判別する。気筒判別する時期はクランク角度センサの歯数が９個目で、それは圧縮行程のちょうど中間であるので、成層始動するための噴射時期には十分に間に合う。

図５で説明する。エンジン回転開始後、最初に来たクランク軸センサの歯欠けは実際には４番気筒の上死点に対応している。それと同期してカム軸センサの歯数を検出し、歯数が２個なら次の上死点は２番気筒の圧縮上死点、１個なら次の上死点は１番気筒の圧縮上死点と判定する。実際の噴射時期は気筒判別信号からの遅れ期間ΔＴinj となり、噴射パルス幅はＴｉとなる。また、点火信号も気筒判別信号からの遅れ時間ΔＴign となる。気筒判別後に始動制御を開始することで噴射開始１発目から確実に燃焼させ、確実にエンジンを始動する。

エンジン制御装置１２４に内蔵されるマイコンのプログラムでエンジンの制御が実行される。図６はエンジン始動制御のフローチャートを示す。イグニッションスイッチ２がオン（ＯＮ）になり、図４に示したように、認証装置３において、新たに認証されるべき生体情報が生体情報を格納する不揮発性メモリ３０６に事前に登録されている生体情報であると判定され、かつエンジン始動スイッチ４が押された時、前述したように、エンジン始動許可コマンドが、認証装置３から送信されるので、スタータが起動（Ｓ７０１）し、エンジンがクランキングを開始するようにエンジン制御装置１２４は制御を行う。エンジン回転によって入力されるクランク軸センサおよびカム軸センサを用いて気筒判別（Ｓ７０２）を行う。この時点でどの気筒から噴射を開始するかが決定される。次に回転数の検出（Ｓ７０３）を行い、燃料圧力を検出（Ｓ７０４）し、噴射／点火時期および燃料噴射量を決定（Ｓ７０５）する。燃料噴射量はシリンダ内全体の空燃比が２５程度になるように決定される。気筒判別した結果に基づいて噴射（Ｓ７０６），点火（Ｓ７０７）が実行され、エンジン回転数が所定の回転数以上になったかどうかを判定（Ｓ７０８）する。エンジン回転数がまだ低い時は、再度ステップＳ７０３に戻りエンジン回転数，燃料圧力を検出し、噴射／点火時期を適切に設定し直して実行する。エンジン回転数が十分に上昇すると、スタータが停止し、エンジン始動制御を終了する。

以上説明した実施例では、認証が成功した後、エンジン始動スイッチ４を押した場合にエンジン始動を開始するとしたが、認証成功時点で、エンジン始動を許可するようにしても良い。この場合のエンジンストール時の対策として、認証装置３の一部の処理を変更し、追加すればよい。すなわち、図１０において、ステップＳ８の処理を削除し、ステップＳ１２のエンジン始動スイッチ４の判定処理を、蓋３１１の開錠処理と認証開始スイッチ３０５の判定処理に置きかえれば良い。

また、以上説明した実施例においては、登録鍵６１が何らかの理由により、複製されると、第三者が、容易に車内で、運転者を登録できることになる。そのような状態などを想定して、さらにセキュリティ性を向上する実施例について、図７を用いて説明する。

図７は、より、セキュリティ性を向上した生体情報を登録する方法の一例を説明する図である。

鍵穴２０に登録鍵６１が挿入された場合、登録鍵６１を回転させることでイグニッションスイッチ２の状態をＲＥＧＩＳＴにすることができる。このとき、鍵穴２０に挿入されたものが登録鍵６１でない場合、イグニッションスイッチ２の状態をＲＥＧＩＳＴとすることはできない。しかしながら、複製された鍵であれば、ＲＥＧＩＳＴ状態にすることができる。挿入されたものが登録鍵６１であるかどうかは、イモビライザ８０１を利用して、登録鍵６１の内部にあるトランスポンダー８００の識別番号（ＩＤ）によって判定する。図９に示したように、イモビライザ８０１は認証装置３と通信する構成となっており、前記ＩＤが一致しない限り、仮にイグニッションスイッチ２の状態をＲＥＧＩＳＴ状態にできても、登録モードに移行させることがない。

これにより、合鍵のように鍵の外見が完全に同一であっても、またピッキングなどによる不正でも、正規の登録鍵６１でないものと判断できる。この技術は、すでに一部の車種で実用化されている盗難防止装置に使われているので、簡単に実現ができる。

このように登録鍵６１を厳密に識別することで、部外者が故意に生体情報を登録してしまうことを防ぐことができる。また、エンジン始動時に利用する鍵と登録鍵６１を別にすることで、運転時は登録鍵６１を車外の安全なところに保管することができるため、ユーザが自動車から一時的に離れたとき鍵の抜き忘れによって部外者に簡単に生体情報を登録されてしまうことを防いでいる。

図８はイモビライザを搭載していない自動車に対して生体情報を登録する装置の他の実施例である。

前述のように、イモビライザによって鍵自体の認証を行う仕掛けが利用できない場合、車内で生体情報を登録できるようにすると、部外者によって認証装置を登録モードに切り替えられてしまう可能性が生じる。それを防ぐために、例えば車のディーラや自宅に登録用の認証装置を用意し、例えばＩＣカード９の中に生体情報を書き込み、自動車に設置されているＩＣカードリーダ５に挿入することで、登録ができるようにする。また、部外者が同一のＩＣカードに生体情報を書き込んで自動車に設置された生体認証装置３に挿入して登録してしまうことを防ぐため、車外に設置された登録用認証装置とＩＣカードと自動車に設置された認証装置に固有のＩＤ番号を設定し、それらが完全に対応したときだけ、各装置が動作するようにする。

図９に示したごとく、ＩＣカードリーダ５は、認証装置３と通信線により接続できるようになっている。

次に、図１２を用いて、ＩＣカード９により、運転者の登録を行う場合の認証装置３のマイコン３００の動作を説明する。

図１２に示したフローチャートは、基本的に図１０に示した登録鍵によるシステムと同じであるが、電源の投入される条件と、登録処理が異なる。

すなわち、図８の実施例では、登録鍵６１がないため、イグニッションスイッチ２には、ＲＥＧＩＳＴ状態がないので、認証装置３の電源は、ＡＣＣ状態になると投入される。

図１２において、登録処理以外は、図１０と同じであるので、通常のエンジン始動処理の説明は省略する。ステップＳ２において、イグニッションスイッチ２がＯＮにならずにＡＣＣ状態である場合に、登録処理を行う。

まず、ステップＳ３０において、ＩＣカード９がＩＣカードリーダ５に挿入されたか否かを検査する。もし挿入が無ければ、ステップＳ２に戻る。

ＩＣカード９が挿入された場合、ＩＣカード９に記憶されたＩＤを読み取り、不揮発性メモリ３０６に記憶されたＩＤと比較する。比較結果が合致しない場合、正規でない登録用ＩＣカードが挿入されたので、登録を拒否し、ステップＳ２へ戻る。

ＩＤが合致すれば、ステップＳ３２において、ＩＣカード９内に記憶された新たな運転者用の認証データを認証装置３に転送し、ステップＳ３３において不揮発性メモリ３０６に書き込む。

ステップＳ３４において、登録完了の旨を知らせるため、表示器３１２を点灯させる。

本実施例では、実際に車の中で、登録モードに切り替えることが極めて困難になるため、セキュリティ性がさらに改善されることになる。

上記の実施例では、車外であらかじめ運転者の登録データを作成し、認証装置３へＩＣカード９を介在させて、書き込むという方式であった。本方式は、車室外で、専用の登録装置が必要になり、設置場所の確保と装置の管理が問題になるケースが想定される。その場合には、ＩＣカード９自体を登録鍵６１のように扱うことで、問題を解消できる。

装置の構成は図８と同様であるが、認証登録処理の一部が異なる。

図１３は、図１２の処理フローの内、登録処理の部分のみの変更分について記載したものである。その他の通常のエンジン始動処理に関しては、図１２とまったく同一で良い。

まず、ステップＳ４１において、ＩＣカード９がＩＣカードリーダ５に挿入されたか否かを検査する。もし挿入が無ければ、ステップＳ２に戻る。

ＩＣカード９が挿入された場合、ステップＳ４２に移行し、ＩＣカード９に記憶されたＩＤを読み取り、不揮発性メモリ３０６に記憶されたＩＤと比較する。比較結果が合致しない場合、正規でない登録用ＩＣカードが挿入されたので、登録を拒否し、ステップＳ２へ戻る。

ＩＤが合致すれば、ステップＳ４３において、蓋３１１を開錠し、ステップＳ４４において、認証開始スイッチ３０５が押されたかどうかの判定を行う。

該スイッチが押されない間は、ステップＳ４４で待機する。

該スイッチが押されると特徴パラメータ抽出処理を行い（Ｓ４５）、結果を不揮発性メモリ３０６に登録する（Ｓ４６）次に、表示器３１２を点灯し登録完了表示を行う（Ｓ４７）最後に蓋３１１を施錠し、ステップＳ２へ戻る。

本実施例によれば、登録鍵６１よりは、セキュリティ性が向上し、しかも車外に特別な装置が無くても運転者の新たな登録が可能になる。

以上説明した実施例では、認証装置３のセンサ部に開閉可能な蓋３１１を用いており、さらにエンジン始動スイッチ４を設置していたが、車室内への設置に空間的な制約が発生する可能性がある。その場合には、図１４のごとき、構造の認証装置３を使用すれば良い。図面の記号の内、今まで使用したものと同一のものは同一の内容を示すので、説明は割愛する。相違点は、可動の蓋３１１の代わりに本体に固定的されたカバー３２１を用いている点と、エンジン始動スイッチ４を削除した点が異なる。認証方法を指静脈認証とすると、たとえば太陽光の成分の内、赤外光が外乱光になるため、カバー３２１の材質は、少なくとも赤外線をカットする材料であれば良い。望ましいのは、可視光線を通す材料であれば、たとえば、表示器３１２の光線を通すので、操作者は、カバー３２１を通してその状態を確認できるので都合が良い。また、車室内に浮遊する塵埃などに対する効果も期待できる。

この場合の、認証装置３の構成は、図１５のごとき内容で実現可能である。

図９と異なる点は、蓋３１１およびその駆動機構３１０，駆動回路３０９，エンジン始動スイッチ４からの入力を削除したことである。同一の記号は同一の内容であるので詳細な説明は省略する。

一時的に他人に車を貸すなどの事態が発生するのが予想される。すなわち、ホテルなどの駐車サービスでは、係員に車の鍵を渡して、移動をお願いすることになる。このような状態では、いちいち運転者登録の作業を行うのは、面倒であるし、セキュリティ面でも問題がある。このような場合には、一時的にセキュリティモードの解除を行える機能を設ければ良い。図１６には、そのような機能を実現するための装置の実施例を示す。認証装置３は、基本的に、図９と同一の内容であるが、図１５では外部にセキュリティモード設定スイッチ４０１と警告表示灯４０２を設けたところが異なる。セキュリティモード設定スイッチ４０１と警告表示灯４０２は、マイコン３００に接続されており、スイッチ状態の読み取り、あるいは、表示制御はマイコン３００より実現される。セキュリティモード設定スイッチ４０１は、セキュリティモードの設定及び解除に用いられる。また、警告表示灯４０２はセキュリティモードが解除状態で点灯するようにしてある。セキュリティモードは、設定，解除共、個人認証が行われた後でないとできないような設計思想になっている。

次に図１７を用いて、マイコン３００の動作フローを説明する。図１７は図１０に示したフローチャートを元に考案されたものであり、図１０における処理に対して、ステップＳ６０，Ｓ６１，Ｓ６２の処理を追加したものである。その他同一の記号の処理については、図１０における説明と同一のため、説明は省略する。初期化処理（Ｓ１）の後のセキュリティ制御処理１（Ｓ６０）は、認証装置３の不揮発性メモリ３０６に記憶された現在のセキュリティモードの状態に応じて、表示器（警告表示灯）３１２を制御する処理であり、詳細は後に説明する。またステップＳ６１では、セキュリティモードが解除されている場合、個人認証を飛ばし、直接エンジン始動処理を行えるようにステップＳ８へ移行させるような判定を行う。セキュリティ制御処理２（Ｓ６２）は、現在のセキュリティモードとセキュリティモード設定スイッチ４０１を判定して、セキュリティモードを設定及び解除を行う。本処理は、正規の登録者が、認証を終えた後に、初めて行えるようにしてあるため、非認証者が誤って、セキュリティモードを設定したり、解除してしまうことはない。セキュリティ制御処理２（Ｓ６２）の詳細は後に説明する。

図１８は、セキュリティ制御処理１（Ｓ６０）の詳細を説明するものである。

まず、ステップＳ６００において、不揮発性メモリ３０６に記憶されている現在のセキュリティモードの状態を読み出し、モードの判定を行う。現在セキュリティモードが設定されているとステップＳ６０１へ移行し、セキュリティモードが解除されていることを警告する警告表示灯４０２を消灯する。すなわち、セキュリティモードがオンになっているため、認証が必要な状態を示す。現在セキュリティモードが解除されていると、ステップＳ６０２において、セキュリティモードが解除され危険な状態である旨を運転者に伝えるため、警告表示灯４０２を点灯する。ステップＳ６０１，Ｓ６０２の処理終了後はセキュリティ制御処理１を終了する。

図１９は、セキュリティ制御処理２（Ｓ６２）の詳細を説明するものである。まず、ステップＳ６２０において、現在のセキュリティモードの状態を判定する。セキュリティモードがオンの場合は、ステップＳ６２１に移行する。該モードがオフのときには、ステップＳ６２４へ移行する。

ステップＳ６２１において、セキュリティモード設定スイッチ４０１の状態を判断し、解除の判定、すなわち該スイッチ４０１がオフであれば、ステップＳ６２２において、セキュリティモードオフの情報を不揮発性メモリ３０６に記憶する。次にステップＳ６２３において、警告表示灯４０２を点灯し、セキュリティ制御処理２を終了する。ステップＳ６２１において、セキュリティモード設定スイッチ４０１の状態を判断し、設定の判定であれば、現在の状態と変わらないため、そのまま、セキュリティ制御処理２を終了する。

ステップＳ６２４において、セキュリティモード設定スイッチ４０１の状態を判断し、解除の判定（オン）であれば、ステップＳ６２５において、セキュリティモードオンの情報を不揮発性メモリ３０６に記憶する。次にステップＳ６２６において、警告表示灯４０２を消灯し、セキュリティ制御処理２を終了する。ステップＳ６２４において、セキュリティモード設定スイッチ４０１の状態を判断し、解除（オフ）の判定であれば、現在の状態と変わらないため、そのまま、セキュリティ制御処理２を終了する。

本実施例に拠れば、登録者以外の人でも自動者の運転が可能となる。

以上、本発明によれば、いたずらや故意の破損から生体認証装置自身を保護し、かつ他人に容易に生体情報を登録されることがなくなることで、エンジン始動のセキュリティレベルが向上する。また、生体情報を登録するモードに切り替える鍵とエンジンを始動する鍵とを用いたり、車外で登録できることで、容易に生体情報を登録することができる。生体情報が指静脈パターンであることにより、個人認証が容易になる。さらに、高いセキュリティレベルを保ちながら、緊急の場面での迅速なエンジン始動が可能となる。

本発明を実現するためのシステム構成を説明する図。 フロントパネルの構成を説明する図。 本発明によるエンジン始動システムの状態遷移例を説明する図。 生体認証によってエンジンを始動する装置構成。 エンジン始動制御のタイムチャート。 エンジン始動制御のフローチャート。 生体情報を車内で認証装置に登録する装置構成図。 生体情報を車外で認証装置に登録する装置構成図。 認証装置の詳細な構成を説明するブロック図。 認証装置のマイコンのプログラム動作フローチャート。 特徴パラメータの処理を説明するフローチャート。 ＩＣカードを利用した実施例を説明するフローチャート。 ＩＣカードを利用した他の実施例を説明するフローチャート。 認証装置のほかの実施例を説明する構成図。 ほかの実施例による認証装置の回路ブロック図。 セキュリティ解除の方法を説明する構成図。 セキュリティ解除の機能を説明するフローチャート。 図１７の一部の処理の詳細を説明するフローチャート。 図１７の他の一部の処理の詳細を説明するフローチャート。

符号の説明

２…イグニッションスイッチ、３…生体認証装置、４…エンジン始動スイッチ、５…ＩＣカードリーダ、７…指、９…ＩＣカード、１０…フロントパネル、６０…鍵、６１…登録鍵、１２４…エンジン制御装置、３００…マイコン、３０１…イメージセンサ、３０２…レンズ、３０３…赤外光源、３０４…赤外フィルタ、３０５…認証開始スイッチ、３０６…不揮発性メモリ、３１１…蓋、３１２…表示器（警告表示灯）、３２１…カバー、４０１…セキュリティモード設定スイッチ、４０２…警告表示灯、８００…トランスポンダー、８０１…イモビライザ、Ｄ１００…初期状態、Ｄ１０２…ＬＯＣＫ状態、Ｄ１０４…ＯＦＦ状態、Ｄ１０６…ＡＣＣ状態、Ｄ１０８…ＯＮ状態、Ｄ１１０…エンジン始動状態、Ｄ１１２…エンジン停止状態、Ｄ１１４…ＲＥＧＩＳＴ状態、Ｄ１１６…登録完了状態。

Claims (3)

1. 自動車の状態を制御するイグニッションスイッチ部と、前記イグニッションスイッチの状態を遷移させる鍵と、生体情報を入力する生体情報入力部と、入力された前記生体情報を認証するために予め登録された生体情報を保持する生体情報格納部とを少なくとも有する生体情報認証部と、生体情報を登録する生体情報登録部とを有し、前記鍵によって前記生体情報入力部を起動させ、前記生体情報認証部によって前記入力された生体情報が前記登録されている生体情報によって認証し、前記鍵によってエンジンを始動するものであり、
   更に、前記鍵は、エンジンを始動する第１の鍵と、前記第１の鍵とは異なる生体情報を登録するモードに切り替える第２の鍵であるエンジン始動システムにおいて、
   前記第２の鍵は、個別の車両毎に設定された個別コードを有するトランスポンダーを内蔵した鍵であって、前記第２の鍵によって前記イグニッションスイッチ部の状態が登録ポジションになると、前記生体情報認証部は、前記個別コードを読み取り、あらかじめ記憶されている個別コードと照合し、前記照合に基づいて前記生体情報認証部を登録モードにすることを特徴とするエンジン始動システム。
2. 自動車の状態を制御するイグニッションスイッチ部と、前記イグニッションスイッチの状態を遷移させる鍵と、生体情報を入力する生体情報入力部と、入力された前記生体情報を認証するために予め登録された生体情報を保持する生体情報格納部とを少なくとも有する生体情報認証部と、生体情報を登録する生体情報登録部とを有し、前記鍵によって前記生体情報入力部を起動させ、前記生体情報認証部によって前記入力された生体情報が前記登録されている生体情報によって認証し、前記鍵によってエンジンを始動するものであり、
   更に、前記鍵は、エンジンを始動する第１の鍵と、前記第１の鍵とは異なる生体情報を登録するモードに切り替える第２の鍵であるエンジン始動システムにおいて、
   前記第２の鍵は、個別の車両毎に設定された個別コードを有するカードであって、前記生体情報認証部は、前記カードに保持されている情報を読み取るカード読み取り部と、あらかじめ記憶されている個別コードと照合する照合部と、前記照合部の結果に基づいて前記生体情報認証部を登録モードにすることを特徴とするエンジン始動システム。
3. 自動車の状態を制御するイグニッションスイッチ部と、前記イグニッションスイッチの状態を遷移させる鍵と、生体情報を入力する生体情報入力部と、入力された前記生体情報を認証するために予め登録された生体情報を保持する生体情報格納部とを少なくとも有する生体情報認証部と、生体情報を登録する生体情報登録部とを有し、前記鍵によって前記生体情報入力部を起動させ、前記生体情報認証部によって前記入力された生体情報が前記登録されている生体情報によって認証し、前記鍵によってエンジンを始動するものであり、
   更に、前記生体情報登録部は、前記生体情報格納部に保持されていない生体情報が保持されている情報媒体から読み取る読み取り部を有し、前記読み取り部から前記登録されていない生体情報を前記生体情報格納部に読み取り、登録を行うことエンジン始動システムにおいて、
   前記情報媒体はＩＣカードであり、前記ＩＣカードには、個別の車両ごとに設けられた個別コードと前記生体情報が保持され、前記生体情報認証部は、前記ＩＣカードを読み取る読み取り部と、前記ＩＣカード内に記憶された個別コードとあらかじめ前記個人認証部に記憶されている個別コードとを照合する照合部と、前記照合に基づいて前記生体情報を前記生体情報格納部に登録することを特徴とするエンジン始動システム。

Images