JP4842907B2 - イモビライザ装置 - Google Patents

Description

本発明は、イモビライザ装置に関し、特に、暗号の認証を短時間で行うのに好適なイモビライザ装置に関する。

車両盗難防止装置としてのイモビライザ装置が知られている。一般に、イモビライザ装置は、トランスポンダ（送信・応答機）を内蔵したキーと、イモビライザＥＣＵと、エンジンＥＣＵとで構成されている。電源が投入されると、イモビライザＥＣＵは乱数を伴ったリクエスト信号を送信する。キーのトランスポンダはこの乱数を受信すると、受信した乱数と関数式とを使用して暗証を作成し、イモビライザＥＣＵに送信する。イモビライザＥＣＵでは、自機が送信した乱数に関連する暗証を、受信した暗証と比較照合する。そして、イモビライザＥＣＵは、照合結果が一致していれば、予め設定した簡単な識別情報（ＩＤ）をエンジンＥＣＵに入力する。エンジンＥＣＵにはイモビライザＥＣＵに設定されているのと同じＩＤが保持されており、このＩＤ同士の照合結果が一致すれば、エンジンＥＣＵは予定の燃料供給制御と点火制御とを開始する。イモビライザＥＣＵでの暗証照合の結果、暗証が正しいものでなければ、イモビライザＥＣＵからエンジンＥＣＵにＩＤが入力されないので、燃料供給制御と点火制御が禁止されてエンジン始動は不許可となる。

上記従来技術に対して、セキュリティ性能をさらに向上させるため、イモビライザＥＣＵとエンジンＥＣＵとの間でも暗証の照合を行うことが望ましい。イモビライザＥＣＵとエンジンＥＣＵとの間でも暗証の照合を行うようにしたイモビライザ装置は、例えば、特開２０００−１０８８４８号公報に記載されている。
特開２０００−１０８８４８号公報

しかし、キーのトランスポンダおよびイモビライザＥＣＵ間で暗証の照合を行うとともに、イモビライザＥＣＵおよびエンジンＥＣＵ間でも暗証の照合を行う２段階認証では、イグニッションスイッチをオン操作してからエンジンが始動許可状態になるまでに時間がかかるという要素がある。暗証照合の時間短縮のためにはイモビライザＥＣＵに高速ＣＰＵを搭載することも考えられるが、コストアップを生じるおそれがある。

本発明の目的は、上記課題を解消して、高速ＣＰＵを用いることなく車両の盗難防止性能を向上させることができるイモビライザ装置を提供することにある。

上記課題を解決するための本発明は、トランスポンダを有するキーと、エンジンＥＣＵと、キーから送信される第１識別情報を受信して前記エンジンＥＣＵに入力するイモビライザＥＣＵとからなり、前記イモビライザＥＣＵが、前記第１識別情報とは別の第２識別情報を前記エンジンＥＣＵに入力する第２識別情報送出手段を備え、前記エンジンＥＣＵが、前記第１識別情報を認証する第１識別情報認証手段と、前記第２識別情報を認証する第２識別情報認証手段とを備えており、前記第１識別情報認証手段により、前記第１識別情報が、前記エンジンＥＣＵに設定されている前記第１識別情報に対応する第１比較データと一致し、かつ、前記第２識別情報認証手段により、前記第２識別情報が、前記エンジンＥＣＵに設定されている前記第２識別情報に対応する第２比較データと一致した場合に、エンジン始動を許可するように構成されている点に第１の特徴がある。

また、本発明は、前記エンジンＥＣＵが、リクエスト信号に乱数を含ませて前記イモビライザＥＣＵに入力するリクエスト信号送出手段と、前記イモビライザＥＣＵが、前記リクエスト信号を送信する送信手段を備え、前記キーが、前記乱数を含むリクエスト信号を受信して、該乱数の関数として前記第１識別情報を発生する暗証発生手段を備えているとともに、前記エンジンＥＣＵの第１識別情報認証手段が、前記乱数の関数としての第１識別情報を認証するように構成されている点に第２の特徴がある。

また、本発明は、前記エンジンＥＣＵが、乱数による暗証を含んだ第１識別情報を認証する第１照合部、および固定値のＩＤ暗証を含んだ第２識別情報を認証する第２照合部をそれぞれ備えている点に第３の特徴がある。

さらに、本発明は、前記エンジンＥＣＵおよび前記イモビライザＥＣＵ間で、前記リクエスト信号、前記第１識別情報、および前記第２識別情報が単一のシリアル通信線を経由して送信されるように構成されている点に第４の特徴がある。

上記第１の特徴を有する本発明によれば、キーで発生した第１識別情報がイモビライザＥＣＵを経由してエンジンＥＣＵに入力されて、この第１識別情報の認証が行われる。したがって、キーとイモビライザＥＣＵのセットを交換した場合には、エンジンＥＣＵにおける第１識別情報と第１比較データとが一致しなくなるので、エンジン始動が許可されない。また、第１識別情報の認証に加えて、イモビライザＥＣＵとエンジンＥＣＵとの間で第２識別情報の認証が行われ、正しい第２識別情報が確認さえないとエンジンの始動は許可されないので、高いセキュリティ性能は確保される。

第２の特徴を有する本発明によれば、第１識別情報はエンジンＥＣＵで発生された乱数に基づいて、該乱数の関数としてキーで作成されるので、エンジンＥＣＵでは高度な第１識別情報の認証を行うことができる。乱数を用いた第１の認証をキーとイモビライザＥＣＵとの間で行い、さらに乱数を用いた第２の認証をイモビライザＥＣＵとエンジンＥＣＵとの間で行うのに比べて、乱数を用いた高度な認証を１回にしたのでキー操作をしてからエンジンが始動されるまでの時間が短縮される。しかも、この１回の認証はキーとエンジンＥＣＵとの間で行われるので、セキュリティ性能は高度に維持される。

第３の特徴を有する本発明によれば、複数の暗証をそれぞれ専用の照合部で照合するようにしたので、２段階の暗証照合を簡単にしてエンジンＥＣＵの計算負荷を低減することができる。

第４の特徴を有する本発明によれば、イモビライザＥＣＵとエンジンＥＣＵとの間でのリクエスト信号や、第１および第２識別情報の送信ラインを１本のシリアル通信線としたので、配線が容易になる。特に、スペースの確保が容易でない自動二輪車において、イモビライザ装置の搭載レイアウトの自由度が高められる。

以下、図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。図２は、本発明の一実施形態に係るイモビライザ装置を備えた自動二輪車の左後方から見た斜視図である。なお、図２に示した自動二輪車１はスポーツタイプの自動二輪車であるが、本発明を適用できる車両はこれに限定されない。車体フレームの最前部には、ステアリングハンドル２が取り付けられたトップブリッジ３、およびトップブリッジ３の左右からそれぞれ下前方に延びた一対のフロントフォーク４を含む前輪支持部が設けられ、フロントフォーク４の下端には、前輪ＦＷが前輪車軸５によって取り付けられている。

後輪ＲＷは、車体フレームに対して上下方向に揺動自在に設けられたスイングアーム６に支持されている。フロントフォーク４の後方上部には燃料タンク７が設けられ、燃料タンク７の後方には搭乗者シート８が設けられている。

トップブリッジ３には、イグニッションスイッチユニット９が設けられる。イグニッションスイッチユニット９は、メインスイッチとイモビライザＥＣＵとを一体化したものである。詳細の構成は後述する。燃料タンク７の下方にはエンジンＥＣＵ１０が設けられる。

このように、エンジンＥＣＵ１０はイモビライザＥＣＵよりも車両の内部に設けられることが多いので、エンジンＥＣＵ１０で暗証照合を行うようにすることにより、イモビライザＥＣＵで暗証認証を行うものと比べてセキュリティ性能の向上を図ることができる。搭乗者シート８の下方には、バッテリ１１およびメインヒューズ１２が設けられる。

図３は、メインスイッチユニット９の断面図である。メインスイッチユニット９は、取り付けブラケット１３にボルト１４を使って固定されたメインスイッチ１５と、取り付けブラケット１３の上面に配置され、ボルト１６、１７を使って固定されたイモビライザＥＣＵ１８とからなる。イモビライザＥＣＵ１８は環状のケーシングに収められており、この環状ケーシングの中心孔を貫通してキー１９をメインスイッチ１５に抜き差し可能である。取り付けブラケット１３は、例えば、自動二輪車１のトップブリッジ３に取り付けられる。メインスイッチ１５は、電源切ポジション、電源入ポジション、および始動ポジションを有する。
キー１９はトランスポンダ２０を内蔵しており、イモビライザＥＣＵ１８は送受信アンテナと送受信回路とを有している。送受信アンテナと送受信回路は後述する。

図４は、イモビライザ装置のシステム配線図である。図４において、エンジンＥＣＵ１０は、自動二輪車１の駆動源であるエンジンへの燃料供給制御および点火制御を司る。バッテリ１１とエンジンＥＣＵ１０とを接続するラインＬ１上には、メインヒューズ１２、メインスイッチ１５、ヒューズ２１、およびイモビライザ指示灯（例えば、発光ダイオード）２２が直列配置されている。前記ラインＬ１とは別に、バッテリ１１とエンジンＥＣＵ１０とを接続するラインＬ２が設けられ、このラインＬ２上にはエンジンＥＣＵヒューズ２３とエンジン停止リレー２４とが直列に配置されている。エンジンＥＣＵ１０にはイモビライザＥＣＵ１８が接続される。エンジンＥＣＵ１０にはエンジンのクランク角度を検出するクランクパルスジェネレータ２５が接続される。

図３、図４の構成において、キー１９が回動されてメインスイッチ１５がオン操作されると、バッテリ１１からエンジンＥＣＵ１０に電源が供給され、イモビライザ指示灯２２が点灯される。エンジンＥＣＵ１０に電源が供給されるとエンジンＥＣＵ１０はイモビライザＥＣＵ１８を介してキー１９と通信を行い、後述する暗証（第１識別情報）の認証を行う。また、イモビライザＥＣＵ１８とエンジンＥＣＵ１０との間では予定のＩＤ（第２識別情報）の認証を行う。暗証とＩＤとの認証手順により、各認証結果が肯定と判断されたならばエンジンＥＣＵ１０はエンジン始動のための点火制御や燃料供給制御を可能にする。点火制御や燃料供給制御には、クランクパルスジェネレータ２５から入力されるパルス信号が使用される。エンジン停止リレー２４は、緊急時等にバッテリ１１からエンジンＥＣＵ１０への電力供給を遮断してエンジンを停止する。

一方、認証結果が否定であった場合は、エンジンＥＣＵ１０は、点火コイルへの通電を停止したり、エンジンへの燃料供給を停止させたりして、エンジン始動を不許可とする。

図１は、イモビライザ装置の要部構成を示すブロック図である。図１において、イモビライザ装置は、イモビライザＥＣＵ１８、エンジンＥＣＵ１０、およびキー１９からなる。イモビライザＥＣＵ１８は、アンテナ１８１、受信回路１８２、発信回路１８３、イモビライザＥＣＵＩＤ送出回路（第２識別情報送出手段）１８４、および電源回路１８５を備える。

エンジンＥＣＵ１０はインタフェース回路１０１、乱数発生器１０２、暗証照合部（第１識別情報認証手段）１０３、ＩＤ照合部（第２識別情報認証手段）１０４、およびＦＩ−ＩＧ制御部１０５を備える。暗証照合部１０３およびＩＤ照合部１０４はマイクロプロセッサ（ＣＰＵとメモリを含む）で構成できる。

キー１９は既述のトランスポンダ２０の他、電源回路２７と暗証発生部２８とを備える。電源回路２７は、イモビライザＥＣＵ１８からの電波を受信するコイルと、このコイルで発生した電流を整流して直流電力として蓄積するコンデンサとを有するのがよいが、電池を有していてもよい。暗証発生部２８は、エンジンＥＣＵ１０から送出された乱数コードに基づいて暗証コードを算出する演算回路が設けられている。
イモビライザＥＣＵ１８の電源回路１８５には、メインスイッチ１５を介して前記バッテリ１１によってプラス１２ボルトの電圧が印加されており、受信回路１８２、発信回路１８３、およびイモビライザＥＣＵＩＤ送出回路１８４に電流を供給する。なお、バッテリ１１から電源回路１８５への電圧印加はエンジンＥＣＵ１０を経由して行うようにしてもよい。

イモビライザＥＣＵ１８とエンジンＥＣＵ１０との間に３本のラインが設けられている。１本目は受信回路１８２とインタフェース回路１０１との間を接続するラインＬＡであり、２本目は発信回路１８３とインタフェース回路１０１との間を接続するラインＬＢであり、３本目はイモビライザＥＣＵＩＤ送出回路１８４とインタフェース回路１０１との間を接続するラインＬＣである。

図１に示したイモビライザ装置の動作を説明する。まず、エンジンＥＣＵ１０では、乱数発生器１０２が乱数を発生する。この乱数はインタフェース回路１０１と暗証照合部１０２へ入力される。インタフェース回路１０１は入力された乱数をリクエスト信号に組み入れて、ラインＬＢを経由してイモビライザＥＣＵ１８に入力する。暗証照合部１０３は入力された乱数と予め設定された関数とで暗証（第１比較データ）を算出し保存しておく。

イモビライザＥＣＵ１８では、入力されたリクエスト信号を送信回路１８３とアンテナ１８１を使って送出する。

キー１９の電源回路２７はコイルおよびコンデンサを有しており、イモビライザＥＣＵ１８からの電波を受信すると、その電波によってコイルで発生する電力をコンデンサに蓄積してトランスポンダ２０と暗証発生部２８の電源とする。トランスポンダ２０はイモビライザＥＣＵ１８から送出されたリクエスト信号を受信して暗証発生部２８に入力する。暗証発生部２８は、リクエスト信号に含まれる乱数を抽出し、この乱数を暗証発生部２８に予め記憶されている関数に入力して暗証を算出する。この関数はエンジンＥＣＵ１０の暗証照合部１０３で暗証を算出したときに使用された関数と同じである。算出された暗証はトランスポンダ２０によって送出される。

イモビライザＥＣＵ１８は、キー１９から送出された暗証をアンテナ１８１を使って受信回路１８２で受信する。受信された暗証はラインＬＡを経由してエンジンＥＣＵ１０のインタフェース回路１０１に入力される。インタフェース１０１はイモビライザＥＣＵ１８から入力された暗証を暗証照合部１０３に入力する。暗証照合部１０３は、インタフェース１０１から入力された暗証と、リクエスト信号送出時に、発生された乱数によって算出された暗証（第１比較データ）とを照合する。

イモビライザ送出回路１８４には、固定値であるイモビライザＥＣＵＩＤ（例えば、１６ビットのデータ）が予め記憶されており、イモビライザ送出回路１８４は、電源が供給されると、ラインＬＣを経由してエンジンＥＣＵ１０のインタフェース回路１０１にイモビライザＥＣＵＩＤを入力する。インタフェース回路１０１は入力されたイモビライザＥＣＵＩＤを保存するメモリ機能を有する。

エンジンＥＣＵ１０のＩＤ照合部１０４は、暗証照合部１０３による暗証の照合結果で暗証が一致していると、ＩＤ照合部１０４に一致信号を入力し、ＩＤ照合部１０４はこの一致信号に応答して、インタフェース回路１０１に入力されて保存されているイモビライザＥＣＵＩＤとＩＤ照合部１０４に予め記憶されている内部ＩＤ（第２比較データ）とを比較照合する。ＩＤ照合部１０４での照合の結果、内部ＩＤがイモビライザＥＣＵＩＤが一致であると、ＦＩ−ＩＧ制御部１０５に許可信号を入力する。ＩＤ照合部１０４での照合の結果、内部ＩＤがイモビライザＥＣＵＩＤと不一致ならば、ＩＤ照合部１０４は不一致を示す不許可信号をＦＩ−ＩＧ制御部１０５に入力する。

また、暗証照合部１０３における照合結果で暗証が不一致であった場合、暗証照合部１０３は、ＦＩ−ＩＧ制御部１０５に不許可信号を入力する。

ＦＩ−ＩＧ制御部１０５は、周知の燃料噴射および点火制御機能を有しており、許可信号が入力されると、制御機能が活性化され、エンジンの状態や車両の走行状態に応じた所定のパラメータを使用して燃料噴射量、噴射タイミングや点火時期の制御を行う。一方、不許可信号が入力された場合は、ＦＩ−ＩＧ制御部１０５の燃料噴射制御および点火制御の動作を禁止する。

このように、本実施形態によれば、イモビライザＥＣＵ１８を経由してキー１９とエンジンＥＣＵ１０との間で暗証照合を行うようにしたので、キー１９とイモビライザＥＣＵ１８とのセットを交換した場合に、そのセットとエンジンＥＣＵ１０との間での暗証照合は成功しない。したがって、セキュリティ性能を向上させることができる。

また、イモビライザＥＣＵ１８とエンジンＥＣＵ１０との間では固定のＩＤを比較照合するだけなので、簡単にＩＤの照合ができる。しかし、キー１９とエンジンＥＣＵ１０とは乱数を用いた暗証照合を行って高いセキュリティ性能が確保される。こうして、２段階の照合のうち、時間がかかる乱数を用いた暗証照合は１段階で済ませているので、短時間の照合手順でエンジンを始動可能状態にできる。

なお、この実施形態では、イモビライザＥＣＵＩＤ送出回路１８４が予めイモビライザＥＣＵＩＤをインタフェース１０１に入力しておき、暗証照合部１０３での照合が肯定であったときに、インタフェース１０１からイモビライザＥＣＵＩＤをＩＤ照合部１０４に読み込むようにした。しかし、これに限らず、暗証照合部１０３での照合が肯定であったときに、エンジンＥＣＵ１０側からイモビライザＥＣＵにリクエストを供給してイモビライザＥＣＵＩＤの送出を促してもよい。

次に、本発明の第２実施形態を説明する。図５は、第２実施形態に係る要部機能ブロック図であり、図１と同符号は同一または同等部分を示す。図５において、エンジンＥＣＵ１０とイモビライザＥＣＵ１８はいずれもシリアル通信インタフェース１０６および１８６をそれぞれ有しており、このシリアル通信インタフェース１０６、１８６間を結ぶ１本のシリアル通信ＬＳを通じて、エンジンＥＣＵ１０からイモビライザＥＣＵ１８へのリクエスト信号の送信、イモビライザＥＣＵ１８からエンジンＥＣＵ１０への暗証およびイモビライザＥＣＵＩＤの送信を行う。シリアル通信インタフェース回路１０６、１８６間での通信プロトコルとして、ＣＡＮ、ＬＩＮ、ＩＳＯ−９１４１等を使用するのがよい。

この第２実施形態によれば、イモビライザＥＣＵ１８およびエンジンＥＣＵ１０間の通信線を１本にできるので、ＥＣＵ間の配線の簡素化を図ることができる。

上記実施形態では、キーとエンジンＥＣＵとの間でやりとりされる暗証は乱数を用いた数値に基づいて関数演算して求めるものとしたが、乱数を用いたものに限らず、規則的に変化する数値を関数式に投入して暗証を発生させるものであってもよい。

また、キー１９は受信した乱数を用いて作成した暗証を送信するものに限らず、イモビライザＥＣＵ１８から送出されるリクエスト信号（乱数を含んでいない）に応答して固定のキーＩＤを発生し、これをイモビライザＥＣＵ１８がエンジンＥＣＵ１０に入力するようにしてもよい。この場合、エンジンＥＣＵ１０の暗証照合部１０３は固定のキーＩＤを照合するように変形する。このように変形したイモビライザ装置によっても、２段階の照応を行えるし、キーとイモビライザＥＣＵとのセットを交換した場合に、エンジン始動を不許可とすることができる。

本発明の一実施形態に係るイモビライザ装置の要部機能を示すブロック図である。 本発明の一実施形態に係るイモビライザ装置を搭載した自動二輪車の斜視図である。 本発明の一実施形態に係るメインスイッチユニットの断面図ある。 本発明の一実施形態に係るイモビライザ装置のシステム配線図である。 本発明の第２実施形態に係るイモビライザ装置の要部機能を示すブロック図である。

符号の説明

１…自動二輪車、 ９…メインスイッチユニット、 １０…エンジンＥＣＵ、 １１…バッテリ、 １８…イモビライザＥＣＵ、 １９…キー、 ２０…トランスポンダ、

Claims (4)

1. トランスポンダを有するキーと、
   エンジンＥＣＵと、
   キーから送信される第１識別情報を受信して前記エンジンＥＣＵに入力するイモビライザＥＣＵとからなり、
   前記イモビライザＥＣＵが、前記第１識別情報とは別の第２識別情報を前記エンジンＥＣＵに入力する第２識別情報送出手段を備え、
   前記エンジンＥＣＵが、前記第１識別情報を認証する第１識別情報認証手段と、前記第２識別情報を認証する第２識別情報認証手段とを備えており、
   前記第１識別情報認証手段により、前記第１識別情報が、前記エンジンＥＣＵに設定されている前記第１識別情報に対応する第１比較データと一致し、
   かつ、前記第２識別情報認証手段により、前記第２識別情報が、前記エンジンＥＣＵに設定されている前記第２識別情報に対応する第２比較データと一致した場合に、エンジン始動を許可するように構成されていることを特徴とするイモビライザ装置。
2. 前記エンジンＥＣＵが、リクエスト信号に乱数を含ませて前記イモビライザＥＣＵに入力するリクエスト信号送出手段と、
   前記イモビライザＥＣＵが、前記リクエスト信号を送信する送信手段を備え、
   前記キーが、前記乱数を含むリクエスト信号を受信して、該乱数の関数として前記第１識別情報を発生する暗証発生手段を備えているとともに、
   前記エンジンＥＣＵの第１識別情報認証手段が、前記乱数の関数としての第１識別情報を認証するように構成されていることを特徴とする請求項１記載のイモビライザ装置。
3. 前記エンジンＥＣＵが、乱数による暗証を含んだ第１識別情報を認証する第１照合部、および固定値のＩＤ暗証を含んだ第２識別情報を認証する第２照合部をそれぞれ備えていることを特徴とする請求項２記載のイモビライザ装置。
4. 前記エンジンＥＣＵおよび前記イモビライザＥＣＵ間で、前記リクエスト信号、前記第１識別情報、および前記第２識別情報が単一のシリアル通信線を経由して送信されるように構成されていることを特徴とする請求項２または３記載のイモビライザ装置。

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