JP7010387B2 - 車両用不正改変セキュリティシステム及び方法 - Google Patents

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Description

関連出願の相互参照
本出願は、２０１８年３月２８日に出願された米国仮出願番号６２／６４８９９１と、２０１９年３月２０日に出願された米国特許出願番号１６／３５９１４０の利益を主張する。上記の出願の開示全体が、参照によって本明細書に組み入れられる。
本開示は、車両用不正改変セキュリティシステム及び方法に関し、より具体的には、パッシブエントリー／パッシブスタートシステムに関連するセンサを使用する不正改変セキュリティシステム及び方法に関する。
この欄は、必ずしも公知技術に該当しない、本開示に関連する背景情報を提供する。
従来、パッシブエントリー／パッシブスタート（ＰＥＰＳ）システムは、事前に車両の中央ＰＥＰＳ電子制御装置（ＥＣＵ）とペアリングされたキーフォブの所有者が、単にドアハンドルを掴むことによって車両へアクセスすること、および、ボタンをプッシュすることで車両を始動することを可能にする。ボタンプッシュに応答して、中央ＰＥＰＳＥＣＵは、キーフォブが車両にアクセスする権限を与えられているかどうかを判定してキーフォブを認証し、複数の車両アンテナによって示される信号強度を使用して、キーフォブの位置を推定する。キーフォブが認証され、許可しているゾーン内に位置する場合、車両の機能がユーザに利用可能にされる（例えば、ドアがロック解除され、または、車両が始動される）。
この欄は、開示の概要を提供するが、その全範囲またはその全特徴の包括的な開示ではない。
パッシブエントリー／パッシブスタート（ＰＥＰＳ）システムは、所定の期間及び所定の送信電力レベルのうちの少なくとも一方に基づいてＰＩＮＧ信号を送信するように構成された車両内の通信ゲートウェイを含む。ＰＥＰＳシステムは、ＰＩＮＧ信号を受信し、ＰＩＮＧ信号の物理的特性を測定するように構成された少なくとも１つのセンサを含む。ＰＥＰＳシステムは、車両インターフェースを介してＰＩＮＧ信号の測定された物理的特性を受信し、少なくとも1つのセンサに関連付けられる下限しきい値と上限しきい値を決定し、ＰＩＮＧ信号の測定された物理的特性を下限しきい値および上限しきい値と比較するように構成された車両内の中央モジュールを含む。測定された物理的特性が下限しきい値よりも小さいこと、及び測定された物理的特性が上限しきい値よりも大きいことの少なくとも一方を判定したことに応じて、中央モジュールは、少なくとも１つのセンサが不正改変されたことを携帯装置に知らせるようにさらに構成される。
方法は、所定の期間および所定の送信電力レベルのうちの少なくとも一方に基づいて、車両内の通信ゲートウェイを用いてＰＩＮＧ信号を送信することを含む。方法は、少なくとも１つのセンサでＰＩＮＧ信号を受信し、ＰＩＮＧ信号の物理的特性を測定することを含む。方法は、車両インターフェースを介して、車両内の中央モジュールでＰＩＮＧ信号の測定された物理的特性を受信することを含む。方法は、中央モジュールで、少なくとも1つのセンサに関連付けられる下限しきい値と上限しきい値を決定することを含む。方法は、中央モジュールで、ＰＩＮＧ信号の測定された物理的特性を下限しきい値及び上限しきい値と比較することを含む。方法は、中央モジュールで、測定された物理的特性が下限しきい値よりも小さいこと、及び測定された物理的特性が上限しきい値よりも大きいことの少なくとも一方を判定したことに応じて、少なくとも１つのセンサが不正改変されたことを携帯装置に知らせることを含む。
さらなる適用可能範囲は、本明細書で提供される説明から明らかとなろう。本概要の説明および特定の例は例示の目的だけを意図しており、本開示の範囲を限定することを意図していない。
本明細書で説明される図面は、選択された実施形態を図示する目的のためだけのものであり、全ての可能な実施例ではなく、また、本開示の範囲を限定することを意図するものでもない。
図１は、本開示による、ＰＥＰＳシステムを備えた対象車両を示す。 図２は、本開示による、ＰＥＰＳシステムのブロック図を示す。 図３は、本開示による、ＰＥＰＳシステムのセンサのブロック図を示す。 図４は、本開示による、ＰＥＰＳシステムの通信ゲートウェイを示す。 図５は、本開示による、センサを備えた対象車両を示す。 図６は、本開示による、センサの受信信号強度指標の図を示す。 図７は、本開示による、不正改変されたセンサを備えた対象車両を示す。 図８は、本開示による、不正改変されたセンサの受信信号強度指標の図を示す。 図９は、本開示による、携帯装置に送信されるアラートのスクリーンショットを示す。 図１０は、本開示による、センサが不正改変されたことを判定する例示的な方法を示すフローチャートを示す。 複数の図面にわたって、対応する参照番号は、対応する部分を示す。
次に、添付の図面を参照して、例示的な実施形態がより詳細に説明される。
本開示は、一般にＰＥＰＳシステムまたはキーレスエントリーキーレスゴーシステムと呼ばれるキーレスシステムを備えた車両システムに適用される。本開示は、車両とスマートフォンまたはウェアラブルデバイスなどのＢＬＥ対応ユーザデバイスとの間の通信のために、例えば、ブルートゥースローエナジー（ＢＬＥ）通信プロトコルなどの無線通信プロトコルを使用するＰＥＰＳシステムに関する。本開示は、ＢＬＥ通信プロトコルを使用する例を含むが、Ｗｉ－Ｆｉ、Ｗｉ－Ｆｉダイレクト、超広帯域（ＵＷＢ）、および／またはインパルス無線（ＩＲ）ＵＷＢなどの他の無線通信プロトコルも本開示に従って使用され得る。概して、ＰＥＰＳシステムは位置特定システムの一種である。本開示は、各々のセンサで受信される信号の信号特性を測定するように構成されたセンサネットワークを使用するＰＥＰＳアプリケーションをターゲットとする位置特定システムを安全に実現するシステム、方法、およびアーキテクチャを対象とする。このように、本開示は、センサネットワーク内のセンサの１つが不正改変されたかどうかを判定することができる安全なＰＥＰＳシステムを提供する。本開示は、無線デバイスが許可ゾーン内に位置していることを確認することによって、車両の正規ユーザが車両機能にアクセスできるようにするＰＥＰＳシステムを提供する。
ユーザが、スマートフォンや、ウェアラブルデバイスなどの他のデバイスのような無線デバイスを車両のキーとして使用できるようにすることが望まれる。さらに、パッシブウェルカムライティング、リモートパーキングアプリケーションの距離制限などのような、長距離離れた機能も利便性のために重要となっている。このようなシステム及び利点は、各自動車メーカーとＰＥＰＳシステムサプライヤーが、従来より、スマートフォンなどのユビキタスデバイスでは使用されない無線周波数を使用して独自のクローズドシステムを具現化しているため、従来のＰＥＰＳシステムでは達成することができない。
本開示のシステム、方法、およびアーキテクチャは、所定の期間及び様々な送信電力レベルでビーコンを送信する通信ゲートウェイを有するＰＥＰＳシステムを含む。複数のセンサがビーコンを受信し、各々のセンサでビーコンの受信信号強度指標（ＲＳＳＩ）を測定する。中央モジュールは、各々のセンサで測定されたＲＳＳＩが所定の確率曲線内に収まっているかを判定する。各々のセンサで測定されたＲＳＳＩが所定の確率曲線内に収まっていない場合、中央モジュールは、ＰＥＰＳシステムが不正改変されたことを示して、ユーザデバイスに通知してもよい。複数のセンサは、到着角度（Ａｏ）、到着時間、到着時間差、および／または往復飛行時間情報など、ビーコンの他の特性を測定または決定することもできる。
図１および図２を参照すると、位置特定システムとも言及され得るＰＥＰＳシステム１は、車両３０内に設けられ、通信ゲートウェイ２９、まとめてセンサ３１と呼ばれる、複数のセンサ３１Ａ～３１Ｆを含む。図１に示すように、センサ３１は、車両３０の外部に配置されてもよい。あるいは、センサ３１は車両３０の内部に配置されてもよい。ＰＥＰＳシステム１は、中央モジュール２０を含む。中央モジュール２０は、車両３０全体に分散され、例えば、車両インターフェース４５を介して相互に通信可能な１つ以上の車両モジュールを含む。さらに、いくつかの車両モジュールは、単一のＥＣＵに統合されてもよく、または車両インターフェース４５を用いて互いに通信可能である。車両インターフェース４５は、例えば、メインモジュール間の通信のためのコントローラエリアネットワーク（ＣＡＮ）バス、および／または、複数のセンサ３１Ａ～３１Ｆ間の通信のためのローカル相互接続ネットワーク（ＬＩＮ）などのより低いデータレート通信を含むことができる。車両インターフェース４５はまた、クロック拡張周辺インターフェース（ＣＸＰＩ）バスを含むことができる。追加的または代替的に、車両インターフェース４５は、ＣＡＮバス、ＬＩＮ、およびＣＸＰＩバス通信インターフェースの組み合わせを含んでもよい。センサ３１の構造は、図３を参照して以下でさらに詳細に論じられる。
中央モジュール２０は、例えば、アンテナ１９に接続されたＢＬＥチップセット２１を含む通信ゲートウェイ２９を含むことができる。図２に示すように、アンテナ１９は、車両３０内に配置されてもよい。あるいは、アンテナ１９は、中央モジュール２０内に配置されてもよい。あるいは、アンテナ１９は、車両の外部に配置されてもよい。中央モジュール２０は、安全な通信リンク１５を介した通信のために携帯装置１０を認証するリンク認証モジュール２２も含むことができる。安全な通信リンク１５は、ＢＬＥ通信リンクとすることができる。あるいは、安全な通信リンク１５は、Ｗｉ－Ｆｉ、Ｗｉ－Ｆｉダイレクト、ＵＷＢ、またはＩＲ－ＵＷＢ通信リンクとすることができる。中央モジュール２０は、プッシュデータのためのデータ管理層２３も含むことができる。中央モジュール２０は、接続情報配信モジュール２４も含むことができる。中央モジュール２０は、タイミング制御モジュール２５も含むことができる。中央モジュール２０は、全地球測位システム（ＧＰＳ）モジュールおよび／または他のナビゲーションまたはロケーションモジュールなどのテレマティクスモジュール２６も含むことができる。中央モジュール２０は、ＰＥＰＳモジュール２７も含むことができる。中央モジュール２０は、ボディ制御モジュール２８も含むことができる。中央モジュール２０は、位置特定モジュール３２も含むことができる。位置特定モジュール３２は、参照により本明細書に組み入れられる、２０１７年１０月１１に出願され、２０１８年４月１２日に米国公開番号１０１８／００９９６４３として公開された米国特許出願番号１５／７３０２６５に記載されるような、センサ３１によって実行される双方向測距に基づいて、携帯装置１０の位置を決定することができる。中央モジュール２０は、セキュリティフィルタリングモジュール３３も含むこともできる。
図１および図２に示すように、携帯装置１０は、安全な通信リンク１５を介して車両３０の通信ゲートウェイ２９と通信することができる。限定するものではないが、携帯装置１０は、車両３０の所有者、運転者、乗員、および／または車両３０の整備士などの車両３０のユーザと関連付けられた、スマートフォン、スマートウォッチ、ウェアラブル電子デバイス、キーフォブ、タブレットデバイス、または他のデバイスなど、任意のブルートゥース対応通信装置とすることができる。上記のように、携帯装置１０は、Ｗｉ－Ｆｉ、Ｗｉ－Ｆｉダイレクト、ＵＷＢ、および／またはＩＲＵＷＢなどの他の無線通信プロトコルでの通信も可能である。携帯装置１０は、アンテナ１３に接続されたＢＬＥチップセット１１を含むことができる。携帯装置１０は、コンピュータ読み取り可能な記憶モジュールまたはデバイスに保存されたアプリケーションソフトウェア１２も含むことができる。携帯装置１０は、オプションでＧＰＳモジュール１４または他のデバイスロケーションサービスも含むことができる。
携帯装置１０および通信ゲートウェイ２９は、ブルートゥース仕様により提供され、かつ定義される、ブルートゥース通信リンクのような安全な通信リンク１５を確立することができる。例えば、携帯装置１０と通信ゲートウェイ２９との間の安全な通信リンク１５は、ＢＬＥ通信リンクであり得る。あるいは、上記のように、安全な通信リンク１５は、Ｗｉ－Ｆｉ、Ｗｉ－Ｆｉダイレクト、ＵＷＢ、および／またはＩＲＵＷＢ通信リンクなどの他の無線通信プロトコルを使用して確立され得る。ＰＥＰＳシステム１は、携帯装置との安全な通信リンク１５の追加の認証を提供するように構成されてもよい。例えば、通信ゲートウェイ２９は、リンク認証モジュール２２と通信して、携帯装置１０を認証し、安全な通信リンク１５を確立してもよい。例えば、リンク認証モジュール２２は、チャレンジレスポンス認証を実行するように構成され得る。そのような場合、通信ゲートウェイ２９と携帯装置１０との間の通信に関するタイミング情報が、後述するように、車両インターフェース４５を介してセンサ３１と通信するタイミング制御モジュール２５に送信される。さらに、通信ゲートウェイ２９は、通信チャネルおよびチャネル切り替えパラメータに関する情報を接続情報配信モジュール２４に通信することができる。接続情報配信モジュール２４は、車両インターフェース４５を使用して各々のセンサ３１と通信し、一旦センサ３１が通信ゲートウェイ２９と同期されると、センサ３１が安全な通信リンク１５を見つけ出して追跡する、または傍受するために必要な通信情報をセンサ３１に提供するように構成される。図１および図２は、６個のセンサ３１Ａ～３１Ｆを有するＰＥＰＳシステム１を例示しているが、任意の数のセンサが使用され得る。例えば、ＰＥＰＳシステムは、７、８、９、１０、１１、１２、またはそれ以上のセンサを含んでもよい。このように、本開示は６個のセンサを利用する例を提供するが、本開示に従って、追加のまたはより少ないセンサが使用されてもよい。
図３を参照すると、各々のセンサ３１は、アンテナ４３に接続されたＢＬＥチップセット４１を含む。図３に示すように、アンテナ４３は、センサ３１の内部に配置されてもよい。あるいは、アンテナ４３は、センサ３１の外部に配置されてもよい。センサ３１は、アンテナ４３を使用してＢＬＥ信号を受信し、具体的には、ＢＬＥ物理層（ＰＨＹ）コントローラ４８を使用してＢＬＥ物理層メッセージを受信する。センサ３１は、ＢＬＥ物理層メッセージを観察し、チャネルマップ再構築モジュール４２によって生成されるチャネルマップを使用して、例えばＲＳＳＩを含む、関連信号の物理的特性の測定を行うことができる。追加的にまたは代替的に、センサ３１は、例えば、関連信号の到着角度（ＡｏＡ）、到着時間、および／または往復飛行時間に関するデータを含む、関連信号の物理的特性の他の測定値を決定することができる。追加的にまたは代替的に、センサ３１は、複数のセンサによって受信された信号の、到着時間差、到着時間、到着角度、および／または往復飛行時間データを決定するために、車両インターフェース４５を介して相互に通信することができ、および／または、通信ゲートウェイ２９と通信することができる。センサ３１は、車両インターフェース４５を介して通信ゲートウェイ２９からタイミング情報およびチャネルマップ情報を受信する。タイミング同期モジュール４４は、車両インターフェース４５でのメッセージの受信時間を正確に測定し、タイミング情報をＢＬＥチップセット４１に渡すように構成されている。ＢＬＥチップセット４１は、チャネルマップ情報およびタイミング信号を取得し、特定の時間に特定のチャネルにＰＨＹコントローラ４８を同調させ、例えばブルートゥース仕様バージョン５．０において提案または採用される通常のデータレートを含む、ブルートゥース物理層仕様に準拠する、すべての物理層メッセージおよびデータを観察するように構成される。データ、タイムスタンプ、および測定された信号強度は、ＢＬＥチップセット４１によって、車両インターフェース４５を介して車両３０の通信ゲートウェイ２９または他の車両モジュールに報告される。
図４を参照すると、通信ゲートウェイ２９は、ＢＬＥ信号を送信および／または受信するためにアンテナ１９に接続されたＢＬＥチップセット２１を含む。ＢＬＥチップセット２１は、例えば、ＢＬＥ仕様のバージョン５を含むＢＬＥ仕様に適合するブルートゥースプロトコルスタック４６を実装する。ＢＬＥチップセット２１は、記憶モジュールなどのコンピュータ可読媒体に保存されたアプリケーションコードによって具現化されるアプリケーション４７も含む。アプリケーション４７は、データの有効性にかかわらず、ＢＬＥチップセット２１によって送受信されるタイムスタンプデータを、ＢＬＥチップセット２１が検査できるようにするために、ブルートゥース仕様外の修正を含んでもよい。例えば、アプリケーション４７は、ＢＬＥチップセット２１が送受信データを期待値と比較できるようにする。通信ゲートウェイ２９は、実際の送受信データを、車両インターフェース４５を介して車両３０の車両システムに送信するように構成される。あるいは、通信ゲートウェイ２９は、車両インターフェース４５を介して各々のセンサ３１からデータを受信するように構成することができる。アプリケーション４７は、さらに、各々のセンサ３１が正しい時刻に正しいデータを受信したことを、ＢＬＥチップセット４１が確認できるように構成することができる。
引き続き図４を参照すると、通信ゲートウェイ２９は、例えば、各々のセンサ３１が、通信ゲートウェイ２９によって維持されている携帯装置１０との接続を見つけ出し、引き続き、その接続を追跡するために必要となる、継続中の接続およびタイミング信号に関する情報を提供するようにさらに構成される。ブルートゥースプロトコルスタック４６は、チャネルマップ、アクセス識別子、次のチャネル、および次のチャネルへの時間をアプリケーション４７へ提供するように構成される。ブルートゥースプロトコルスタック４６は、送信イベントおよび受信イベントのタイムスタンプのためのタイミング信号を、アプリケーション４７および／またはＢＬＥチップセット４１のデジタルＰＩＮ出力へ出力するように構成される。通信ゲートウェイ２９は、タイミング同期モジュール４４も含む。タイミング同期モジュール４４は、タイミング信号を受け入れるように構成され、接続情報メッセージおよび他の通信の正確なタイムスタンプを生成するために、車両インターフェース４５と連携して動作する。ＢＬＥチップセット４１は、以下でさらに詳細に説明される、ＰＩＮＧ３４を送信するビーコン４９を含む。
図５および６を参照すると、センサ３１は、図５に破線で表されているように、車両インターフェース４５を介して通信ゲートウェイ２９に接続される。通信ゲートウェイ２９は、図５に点線で表されるように、アンテナ１９を介してＰＩＮＧ３４を送信することができる。例えば、ＰＩＮＧ３４は、低周波（ＬＦ）信号、高周波（ＨＦ）信号、または超高周波（ＵＨＦ）信号（すなわち、ＢＬＥ、ブルートゥース、Ｗｉ－Ｆｉ、ＧＰＳなど）のような、無線周波数（ＲＦ）信号を使用して送信され得る。ＰＩＮＧ３４は、所定の期間で送信されてもよい。追加的にまたは代替的に、ＰＩＮＧ３４は、様々な送信電力レベルで送信されてもよい。例えば、所定の期間は、１秒～６０秒の範囲であってもよく、様々な送信電力レベルは、１ミリワット～１００ミリワットの範囲であってもよい。通信ゲートウェイ２９は、ＰＩＮＧ３４を送信する電力レベル、および／またはＰＩＮＧ３４を送信するタイミングを決定する。例えば、最初のＰＩＮＧは４ミリワットで送信されてもよい。２番目のＰＩＮＧは最初のＰＩＮＧが送信されてから２０秒後に送信され、２番目のＰＩＮＧは1ミリワットで送信されてもよい。３番目のＰＩＮＧは、２番目のＰＩＮＧが送信されてから6秒後に送信され、３番目のＰＩＮＧは８ミリワットで送信されてもよい。ＰＩＮＧ３４は、ＲＦ信号を使用して送信されるものとして説明されているが、ＰＩＮＧ３４は、車両インターフェース４５などの配線を通じて送信されてもよい。
各々のセンサ３１は、アンテナ４３を介してＰＩＮＧ３４を受信する。センサ３１は、例えば、チャネルマップ再構築モジュール４２によって生成されるチャネルマップを使用して、例えば、ＲＳＳＩを含む、ＰＩＮＧ３４に関連する物理的特性の測定を行うことができる。追加的にまたは代替的に、センサ３１は、例えば、ＰＩＮＧ３４の飛行時間を含む、ＰＩＮＧ３４に関連付けられる物理的特性の他の測定値を決定してもよい。例えば、センサ３１は、通信ゲートウェイ２９がＰＩＮＧ３４を送信したときと、各々のセンサ３１がＰＩＮＧ３４を受信したときとの期間を測定することにより、ＰＩＮＧ３４の飛行時間を決定することができる。各々のセンサ３１は、それぞれのセンサで受信されたＰＩＮＧ３４のＲＳＳＩを測定する。各々のセンサ３１は、車両インターフェース４５を介して、ＰＩＮＧ３４のそれぞれの測定されたＲＳＳＩを中央モジュール２０に送信する。
中央モジュール２０は、ＰＩＮＧ３４の送信電力レベルおよび各々のセンサ３１の既知の位置に基づいて、各々のセンサ３１に対する確率曲線を決定する。各々のセンサ３１に対する確率曲線は、それぞれのセンサのＰＩＮＧ３４の予期ＲＳＳＩである。各々のセンサ３１によって受信される予期ＲＳＳＩは、センサとビーコンとの間の距離、またはＰＩＮＧの送信電力レベルなど、１つ以上のパラメータから導出される実証的データに基づいて決定され得る。図６において、横軸は、各々のセンサ３１によるＰＩＮＧ３４のＲＳＳＩを表す。図６において、縦軸は、各々のセンサ３１によるＰＩＮＧ３４のＲＳＳＩを受信する確率を表す。
例示の目的のため、図６は、４ミリワットで送信されるＰＩＮＧ３４の、センサ３１Ｂの予期確率曲線５１と、センサ３１Ｃの予期確率曲線５２を示す。センサとビーコンとの間の距離が減少するにつれて、各々のセンサ３１に対するＰＩＮＧ３４のＲＳＳＩは増加し、予期確率曲線は右に移動し、その逆も同様である。例えば、センサ３１Ｂはセンサ３１Ｃよりもビーコン４９に近いので、センサ３１ＢにおけるＰＩＮＧ３４のＲＳＳＩはセンサ３１ＣにおけるＰＩＮＧ３４のＲＳＳＩよりも大きい。追加的にまたは代替的に、ＰＩＮＧ３４の送信電力レベルが増加するにつれて、各々のセンサ３１に対するＰＩＮＧ３４のＲＳＳＩが増加し、予期確率曲線が右に移動してもよく、その逆も同様である。４ミリワットで送信されたＰＩＮＧ３４のセンサ３１Ｂの予期確率曲線５１およびセンサ３１Ｃの予期確率曲線５２が示され論じられているが、中央モジュール２０は、ＰＩＮＧ３４の可能な送信電力レベルのそれぞれに対する、各々のセンサ３１の予期確立曲線を決定する。
中央モジュール２０は、各々のセンサ３１からＰＩＮＧ３４の測定されたＲＳＳＩを受信する。中央モジュール２０は、測定されたＲＳＳＩを、各々のセンサ３１の予期確率曲線とそれぞれ比較する。中央モジュール２０は、測定されたＲＳＳＩが各々のセンサ３１の予期確率曲線に収まっているとき、センサが適切に機能している（すなわち、センサが不正改変されていない）と判断する。例えば、中央モジュール２０は、センサ３１Ｂの測定されたＲＳＳＩ５３と、センサ３１Ｃの測定されたＲＳＳＩ５４を受信する。中央モジュール２０は、測定されたＲＳＳＩ５３を予期確率曲線５１と比較し、測定されたＲＳＳＩ５４を予期確率曲線５２と比較する。中央モジュール２０は、測定されたＲＳＳＩ５３および測定されたＲＳＳＩ５４がそれぞれ予期確率曲線５１および予期確率曲線５２内にあるので、センサ３１Ｂおよびセンサ３１Ｃが適切に機能していると決定する。センサ３１Ｂおよびセンサ３１Ｃが適切に機能するものとして論じられ示されているが、中央モジュール２０は、測定されたＲＳＳＩがそれぞれ、各々のセンサ３１の予期確率曲線内に収まっているときに、各々のセンサ３１が適切に機能していると決定することができる。
従来のＢＬＥＰＥＰＳシステムは、事前に車両の中央ＰＥＰＳＥＣＵとペアリングされた携帯装置の所有者が、単にドアハンドルを掴むことによって車両へアクセスすること、および、ボタンをプッシュすることで車両を始動することを可能にする。ボタンプッシュに応答して、中央ＰＥＰＳ ＥＣＵは、携帯装置が車両にアクセスする権限を与えられているかどうかを判定してキーフォブを認証し、複数のセンサによって示される信号強度を使用して、携帯装置の位置を推定する。携帯装置が認証され、許可しているゾーン内に位置する場合、車両の機能がユーザに利用可能にされる（例えば、ドアがロック解除され、または、車両が始動される）。
携帯装置が、許可しているゾーンの外側に位置する場合、車両機能はユーザに利用可能にはされない。例えば、ユーザが車両から離れ、ユーザの自宅に歩いて入るとき、携帯装置は許可しているゾーンの外側に位置する可能性がある。車両機能へのアクセスを得たい泥棒は、携帯装置を盗むことを考えるかもしれないが、携帯装置がユーザの自宅内にあることを考慮すると、これは困難であるかもしれない。対照的に、泥棒は、携帯装置が許可されているゾーン内に位置するように、複数のセンサの1つを携帯装置により近づけることによって不正改変する可能性がある。
本開示のＰＥＰＳシステム１は、複数のセンサのうちの１つが不正改変された可能性があることを判定し、ユーザに通知する。図７および８を参照すると、泥棒５８がセンサ３１Ｃを不正改変する場合がある。例えば、泥棒５８は、センサ３１Ｃと通信ゲートウェイ２９との間に位置する車両インターフェース４５を切断することにより、センサ３１Ｃを不正改変する可能性がある。車両インターフェース４５は、図７では破線で表されている。次いで、泥棒５８は、センサ５５を切断された車両インターフェース４５に接続することができる。泥棒５８は、許可しているゾーン内に携帯装置１０が位置するように、センサ５５を携帯装置１０のできるだけ近くに位置させようと試みるかもしれない。携帯装置１０が許可されるゾーン内に位置すると、車両機能が泥棒５８に利用可能になってしまう（すなわち、ドアがロック解除され、または、車両が始動される）。泥棒５８は、センサ３１Ｃを不正改変するものとして示され論じられているが、泥棒５８は、任意の他のセンサ３１を不正改変する可能性がある。
通信ゲートウェイ２９は、図７に点線で表されるように、アンテナ１９を介してＰＩＮＧ３４を送信することができる。各々のセンサ３１およびセンサ５５は、アンテナ４３を介してＰＩＮＧ３４を受信する。各々のセンサ３１およびセンサ５５は、それぞれのセンサで受信されたＰＩＮＧ３４のＲＳＳＩを測定することができる。各々のセンサ３１およびセンサ５５は、ＰＩＮＧ３４のそれぞれの測定されたＲＳＳＩを、車両インターフェース４５を介して中央モジュール２０に送信する。
中央モジュール２０は、ＰＩＮＧ３４の送信電力レベルおよび各々のセンサ３１の既知の位置に基づいて、各々のセンサ３１の予期確率曲線を決定する。例えば、図８は、４ミリワットで送信されたＰＩＮＧ３４のセンサ３１Ｂの予期確率曲線５１およびセンサ３１Ｃの予期確率曲線５２を示す。図８において、横軸は、各々のセンサ３１によるＰＩＮＧ３４のＲＳＳＩを表す。図８において、縦軸は、各々のセンサ３１によるＰＩＮＧ３４のＲＳＳＩを受信する確率を表す。
中央モジュール２０は、車両インターフェース４５に接続されている各々のセンサ３１およびセンサ５５から、ＰＩＮＧ３４の測定されたＲＳＳＩを受信する。中央モジュール２０は、測定されたＲＳＳＩを、各々のセンサ３１の予期確率曲線とそれぞれ比較する。中央モジュール２０は、各々のセンサ３１およびセンサ５５の測定されたＲＳＳＩが、各々のセンサ３１の予期確率曲線の外側である場合、センサが適切に機能していない（すなわち、センサが不正改変されている）と判定する。例えば、中央モジュール２０は、センサ３１Ｂの測定されたＲＳＳＩ５３およびセンサ５５の測定されたＲＳＳＩ５９を受信する。センサ３１Ｃは、センサ３１Ｃによって受信されたＰＩＮＧ３４のＲＳＳＩを測定するが、センサ３１Ｃと中央モジュール２０との間の車両インターフェース４５は泥棒５８によって切断されているので、センサ３１Ｃは測定したＲＳＳＩを中央モジュール２０に送信することができない。代わりに、中央モジュール２０は、泥棒５８がセンサ３１Ｃをセンサ５５と置き換えているので、センサ５５から測定されたＲＳＳＩを受信する。
中央モジュール２０は、測定されたＲＳＳＩ５３を予期確率曲線５１と比較し、測定されたＲＳＳＩ５９を予期確率曲線５２と比較する。中央モジュール２０は、測定されたＲＳＳＩ５３が予期確率曲線５１内に収まっているので、センサ３１Ｂが適切に機能していると判断する。中央モジュール２０は、測定されたＲＳＳＩ５９がセンサ３１Ｃの予期確率曲線５２内に収まっていないので、センサ３１Ｃが不正改変されたと判断する。
図９を参照すると、スマートフォンまたはタブレットデバイスなどの携帯装置１０は、センサ３１の１つが不正改変された可能性があることをユーザに警告する、スマートフォンまたはタブレットデバイス上で実行されるアプリケーションのユーザインターフェースなどのユーザインターフェースを含むことができる。例えば、測定されたＲＳＳＩ５９がセンサ３１Ｃの予期確率曲線５２内に入らないため、センサ３１Ｃが不正改変されたと中央モジュール２０が判断することに応じて、中央モジュール２０は携帯装置１０に警報を送信してもよい。警報は、例えば、どのセンサが不正改変されたか、および、ユーザの車両に接近している泥棒を描くグラフィカルインターフェース９０を使用して、携帯装置１０上に表示されてもよい。
図１０を参照すると、本開示による、センサが不正改変されたことを判断する例示的な方法を示すフローチャートが提示されている。制御アルゴリズム１００は、通信ゲートウェイ２９がアンテナ１９を介してＰＩＮＧ３４を送信する１０２で始まる。１０４において、各々のセンサ３１およびセンサ５５は、アンテナ４３を介してＰＩＮＧ３４を受信する。各々のセンサ３１およびセンサ５５は、それぞれのセンサで受信されたＰＩＮＧのＲＳＳＩを測定する。各々のセンサ３１およびセンサ５５は、それぞれの測定されたＰＩＮＧ３４のＲＳＳＩを、車両インターフェース４５を介して中央モジュール２０に送信する。
１０６で、中央モジュール２０は、ＰＩＮＧ３４の送信電力レベルおよび各々のセンサ３１の既知の位置に基づいて、各々のセンサ３１の予期確率曲線を決定する。１０８で、中央モジュール２０は、測定されたＲＳＳＩを、各々のセンサ３１の予期確率曲線とそれぞれ比較する。中央モジュール２０は、各々のセンサ３１およびセンサ５５の測定されたＲＳＳＩが、各々のセンサ３１に対する予期確率曲線内に収まるかどうかを判定する。真の場合、制御アルゴリズム１００は１１０に進む。１０８が偽の場合、制御アルゴリズム１００は１１２に移行する。
１１０で、中央モジュール２０は、センサが不正改変されていないことを決定する。１１２で、中央モジュール２０は、センサが不正改変されたことを決定する。１１４で、中央モジュール２０は、携帯装置１０に警報を送る。例えば、警報は、センサが不正改変されたか、および、ユーザの車両に接近している泥棒を描くグラフィカルインターフェース９０を使用して、携帯装置１０上に表示されてもよい。制御アルゴリズム１００は、終了として示され、論じられるが、図１０の例は、１つの制御ループを例示であり、制御アルゴリズム１００は、１０２に戻ってもよい。
前述の説明は、本質的に単なる例示にすぎず、本開示、その適用、または使用を限定することを決して意図するものではない。本開示の広範な教示は様々な形態で実施することができる。したがって、本開示は特定の例を含むが、図面、明細書、および添付の特許請求の範囲を検討すれば他の変更態様が明らかになるので、本開示の真の範囲はそのように限定されるべきではない。本開示の原理を変更することなく、方法内の１つまたは複数のステップが異なる順序で（または同時に）実行されてもよいことを理解されたい。さらに、各々の実施形態は特定の特徴を有するものとして上記に説明されているが、本開示の任意の実施形態に関して説明されたこれらの特徴のうちのいずれか１つまたは複数は、任意の他の実施形態で実施されること、および／または、組み合わせが明示的に説明されていなくとも、任意の他の実施形態の特徴と組み合わせることが可能である。言い換えれば、説明された実施形態は相互に排他的ではなく、１つまたは複数の実施形態の相互の入れ替えは、本開示の範囲内に留まる。
要素間（例えば、モジュール間、回路要素間、半導体層間など）の空間的および機能的関係は、「接続され」、「係合され」、「結合され」、「隣接して」、「の隣に」、「の上に」、「上」、「下」、および「配置され」を含む、様々な用語を用いて説明される。第１および第２要素間の関係が、上記開示において説明されているとき、「直接」であると明示的に記載されていない限り、その関係は第１および第２要素間に他の介在要素が存在しない直接的な関係であり得るが、第１および第２要素間に１つまたは複数の介在要素が（空間的または機能的に）存在する間接的な関係でもあり得る。本明細書で使用されるように、Ａ、Ｂ、およびＣのうちの少なくとも１つとのフレーズは、非排他的論理和を使用する論理（ＡまたはＢまたはＣ）を意味すると解釈されるべきであり、「Ａの少なくとも１つ、Ｂの少なくとも１つ、およびＣの少なくとも１つ」を意味すると解釈されるべきではない。
図面において、矢じりで示される矢印の方向は、概して、説明に重要な情報（データまたは命令など）の流れを示す。例えば、要素Ａと要素Ｂが様々な情報を交換するが、要素Ａから要素Ｂに送信される情報が説明に関連する場合、矢印は要素Ａから要素Ｂを指すことがある。この一方向の矢印は、他の情報が要素Ｂから要素Ａに送信されないことを意味しない。さらに、要素Ａから要素Ｂに送信された情報について、要素Ｂは、要素Ａに、情報の要求または情報の受信確認を送信する場合がある。
以下の定義を含む本出願では、用語「モジュール」または用語「コントローラ」は、用語「回路」と置き換えることができる。「モジュール」という用語は、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、デジタル，アナログ，またはアナログ／デジタル混合ディスクリート回路、デジタル，アナログ，またはアナログ／デジタル混合集積回路、組み合わせ論理回路、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、コードを実行するプロセッサ回路（共有、専用、またはグループ）、プロセッサ回路によって実行されるコードを記憶するメモリ回路（共有、専用、またはグループ）、説明された機能を提供する他の適切なハードウェアコンポーネント、あるいは、システムオンチップなどにおける上記のいくつかまたはすべての組み合わせ、を指すか、一部であるか、または含むことができる。
モジュールは、１つ以上のインターフェース回路を含むことができる。いくつかの例では、インターフェース回路は、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、インターネット、ワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）、またはそれらの組み合わせに接続される有線または無線インターフェースを含むことができる。本開示の任意の所与のモジュールの機能は、インターフェース回路を介して接続される複数のモジュール間で分散されてもよい。例えば、複数のモジュールが負荷平衡を可能にし得る。さらなる例では、サーバ（リモート、またはクラウドとしても知られる）モジュールは、クライアントモジュールに代わっていくつかの機能を達成してもよい。
上記で使用される、コードという用語は、ソフトウェア、ファームウェア、および／またはマイクロコードを含むことができ、プログラム、ルーチン、機能、クラス、データ構造、および／またはオブジェクトを指すことがある。共有プロセッサ回路との用語は、複数のモジュールからのコードの一部または全部を実行する単一のプロセッサ回路を包含する。グループプロセッサ回路との用語は、追加のプロセッサ回路と組み合わせて、１つまたは複数のモジュールからのコードの一部または全部を実行するプロセッサ回路を包含する。複数のプロセッサ回路への言及は、個別のダイ上の複数のプロセッサ回路、単一のダイ上の複数のプロセッサ回路、単一のプロセッサ回路の複数のコア、単一のプロセッサ回路の複数のスレッド、またはこれらの組み合わせを包含する。共有メモリ回路との用語は、複数のモジュールからのコードの一部または全部を格納する単一のメモリ回路を包含する。グループメモリ回路との用語は、追加のメモリと組み合わせて、１つまたは複数のモジュールからのコードの一部または全部を格納するメモリ回路を包含する。
メモリ回路との用語は、コンピュータ可読媒体との用語のサブセットである。本明細書で使用されるコンピュータ可読媒体との用語は、（搬送波上などの）媒体を通って伝播する一時的な電気信号または電磁信号を含まない。したがって、コンピュータ可読媒体との用語は、有形の非一時的なものと見なすことができる。非一時的で有形のコンピュータ可読媒体の非限定的な例は、（フラッシュメモリ回路、消去可能プログラマブル読み出し専用メモリ回路、またはマスク読み出し専用メモリ回路などの）不揮発性メモリ回路、（ＳＲＡＭ回路やＤＲＡＭ回路などの）揮発性メモリ回路、（アナログまたはデジタル磁気テープまたはハードディスクドライブなどの）磁気記憶媒体、および（ＣＤ、ＤＶＤ、またはブルーレイディスクなどの）光記憶媒体である。
本出願に記載されている装置および方法は、コンピュータプログラムで具現化される１つまたは複数の特定の機能を実行するように汎用コンピュータを構成することによって作成された専用コンピュータによって部分的または完全に実施され得る。上記の機能ブロック、フローチャートコンポーネント、および他の要素は、ソフトウェアの仕様として役立ち、熟練した技術者またはプログラマーの日常業務によってコンピュータプログラムに変換することができる。
コンピュータプログラムは、少なくとも１つの非一時的な有形のコンピュータ可読媒体に格納されるプロセッサ実行可能命令を含む。コンピュータプログラムはまた、格納されたデータを含むかまたはそれに依存することができる。コンピュータプログラムは、専用コンピュータのハードウェアと相互作用する基本入出力システム（ＢＩＯＳ）、専用コンピュータの特定のデバイスと相互作用するデバイスドライバ、１つ以上のオペレーティングシステム、ユーザアプリケーション、バックグラウンドサービス、バックグラウンドアプリケーションなどを含んでも良い。
コンピュータプログラムは、（ｉ）ＨＴＭＬ（ハイパーテキストマークアップ言語）またはＸＭＬ（拡張マークアップ言語）のような解析される記述テキスト、（ｉｉ）アセンブリコード、（ｉｉｉ）コンパイラによってソースコードから生成されるオブジェクトコード、（ｉｖ）インタプリタによる実行のためのソースコード、（ｖ）ジャストインタイムコンパイラによるコンパイルおよび実行のためのソースコードなどを含むことができる。単なる例として、ソースコードは、C、C++、C＃、Objective-C、Swift、Haskell、Go、SQL、R、Lisp、Java（登録商標）、Fortran、Perl、Pascal、Curl、OCaml、Javascript（登録商標）、HTML5（ハイパーテキストマークアップ言語第５改訂版）、Ada、ASP（Active Server Pages）、PHP（ハイパーテキストプリプロセッサ）、Scala、Eiffel、Smalltalk、Erlang、Ruby、Flash（登録商標）、Visual Basic（登録商標）、Lua、MATLAB、SIMULINK、およびPython（登録商標）を含む言語の構文法を使って書くことができる。
特許請求の範囲に記載された要素のいずれも、要素が、明示的に“～するための手段”とのフレーズを使用して、または方法クレームの場合に、“～する操作”、または“～するステップ”とのフレーズを使用して記述されていない限り、米国特許法第１１２条（ｆ）の意味の範囲内のミーンズプラスファンクション要素であることを意図していない。

Claims (20)

  1. 所定の期間及び所定の送信電力レベルのうちの少なくとも一方に基づいてＰＩＮＧ信号を送信するように構成された車両（３０）内の通信ゲートウェイ（２９）と、
    通信ゲートウェイ（２９）から送信されたＰＩＮＧ信号を受信し、ＰＩＮＧ信号の物理的特性を測定するように構成された少なくとも１つのセンサと、
    車両インターフェース（４５）を介してＰＩＮＧ信号の測定された物理的特性を受信し、少なくとも1つのセンサに関連付けられる下限しきい値と上限しきい値を決定し、ＰＩＮＧ信号の測定された物理的特性を下限しきい値および上限しきい値と比較するように構成された車両内の中央モジュール（２０）と、を備え、
    測定された物理的特性が下限しきい値よりも小さいこと、及び測定された物理的特性が上限しきい値よりも大きいことの少なくとも一方を判定したことに応じて、中央モジュールは、少なくとも１つのセンサが不正改変されたことを携帯装置（１０）に知らせるようにさらに構成される、パッシブエントリー／パッシブスタート（ＰＥＰＳ）システム。
  2. ＰＩＮＧ信号の測定された物理的特性は、受信信号強度指標（ＲＳＳＩ）、飛行時間、到着時間差、および到着時間の少なくとも１つを含む、請求項１に記載のＰＥＰＳシステム。
  3. ＰＩＮＧ信号は、低周波信号、高周波信号、および超高周波信号の少なくとも１つを含む無線周波数信号を使用して送信される、請求項１または２に記載のＰＥＰＳシステム。
  4. 超高周波信号は、ブルートゥースローエナジー（ＢＬＥ）信号を含む、請求項３に記載のＰＥＰＳシステム。
  5. 位置特定モジュール（３２）から携帯装置の位置を受信し、携帯装置の位置に基づいて、車両のドアのロック解除、車両のトランクのロック解除、車両の始動許可の少なくとも１つを含む車両機能を実行するようにさらに構成される、請求項１乃至４のいずれか１項に記載のＰＥＰＳシステム。
  6. 中央モジュールは、少なくとも１つのセンサに関連付けられる確率曲線に基づいて下限しきい値と上限しきい値とを決定し、確率曲線は、少なくとも１つのセンサによるＰＩＮＧ信号の予期ＲＳＳＩに基づいて決定される、請求項１乃至５のいずれか１項に記載のＰＥＰＳシステム。
  7. ＰＩＮＧ信号の予期ＲＳＳＩは、少なくとも１つのセンサと通信ゲートウェイとの間の距離が減少すること、および所定の送信電力レベルが増加することの少なくとも一方に応じて増加する、請求項６に記載のＰＥＰＳシステム。
  8. ＰＩＮＧ信号の予期ＲＳＳＩは、少なくとも１つのセンサと通信ゲートウェイとの間の距離が増加すること、および所定の送信電力レベルが減少することの少なくとも一方に応じて減少する、請求項６に記載のＰＥＰＳシステム。
  9. 少なくとも１つのセンサが不正改変されたことを携帯装置に知らせることは、中央モジュールが携帯装置のグラフィカルインターフェース（９０）に警報を送信することを含む、請求項１乃至８のいずれか１項に記載のＰＥＰＳシステム。
  10. ＰＩＮＧ信号は車両インターフェースを介して送信され、車両インターフェースは、通信ゲートウェイと少なくとも１つのセンサとの間の有線接続である、請求項１乃至９のいずれか１項に記載のＰＥＰＳシステム。
  11. 所定の期間および所定の送信電力レベルのうちの少なくとも一方に基づいて、車両（３０）内の通信ゲートウェイ（２９）を用いてＰＩＮＧ信号を送信すること、
    少なくとも１つのセンサで、通信ゲートウェイ（２９）から送信されたＰＩＮＧ信号を受信し、ＰＩＮＧ信号の物理的特性を測定すること、
    車両インターフェース（４５）を介して、車両内の中央モジュールでＰＩＮＧ信号の測定された物理的特性を受信すること、
    中央モジュールで、少なくとも1つのセンサに関連付けられる下限しきい値と上限しきい値を決定すること、
    中央モジュールで、ＰＩＮＧ信号の測定された物理的特性を下限しきい値及び上限しきい値と比較すること、および
    中央モジュールで、測定された物理的特性が下限しきい値よりも小さいこと、及び測定された物理的特性が上限しきい値よりも大きいことの少なくとも一方を判定したことに応じて、少なくとも１つのセンサが不正改変されたことを携帯装置に知らせること、を含む方法。
  12. ＰＩＮＧ信号の物理的特性を測定することは、受信信号強度指標（ＲＳＳＩ）、飛行時間、到着時間差、および到着時間の少なくとも１つを含む、請求項１１に記載の方法。
  13. 無線周波数信号を使用してＰＩＮＧ信号を送信することは、低周波信号、高周波信号、および超高周波信号の少なくとも１つを含む、請求項１１または１２に記載の方法。
  14. 超高周波信号は、ブルートゥースローエナジー（ＢＬＥ）信号を含む、請求項１３に記載の方法。
  15. 位置特定モジュール（３２）から携帯装置の位置を受信すること、および
    携帯装置の位置に基づいて、車両のドアのロック解除、車両のトランクのロック解除、車両の始動許可の少なくとも１つを含む車両機能を実行すること、をさらに備える請求項１１乃至１４のいずれか１項に記載の方法。
  16. 下限しきい値と上限しきい値とを決定することは、少なくとも１つのセンサに関連付けられる確率曲線に基づき、確率曲線を決定することは、少なくとも１つのセンサによるＰＩＮＧ信号の予期ＲＳＳＩに基づく、請求項１１乃至１５のいずれか１項に記載の方法。
  17. ＰＩＮＧ信号の予期ＲＳＳＩは、少なくとも１つのセンサと通信ゲートウェイとの間の距離が減少すること、および所定の送信電力レベルが増加することの少なくとも一方に応じて増加する、請求項１６に記載の方法。
  18. ＰＩＮＧ信号の予期ＲＳＳＩは、少なくとも１つのセンサと通信ゲートウェイとの間の距離が増加すること、および所定の送信電力レベルが減少することの少なくとも一方に応じて減少する、請求項１６に記載の方法。
  19. 少なくとも１つのセンサが不正改変されたことを携帯装置に知らせることは、中央モジュールが携帯装置のグラフィカルインターフェース（９０）に警報を送信することを含む、請求項１１乃至１８のいずれか１項に記載の方法。
  20. 通信ゲートウェイと少なくとも１つのセンサとの間の有線接続である、車両インターフェースを使用してＰＩＮＧ信号を送信する、請求項１１乃至１９のいずれか１項に記載の方法。
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