JP7103146B2 - 携帯端末装置および車両制御システム - Google Patents

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Description

本発明は、携帯端末装置および車両制御システムに関する。
車両用の認証システムとして、スマートエントリーシステムが知られている。スマートエントリーシステムは、車載機器が、ユーザーの所持している電子キーと、通信可能な距離に制限のある無線通信を行って電子キーを認証することで、例えば、ユーザーによる車両ドアの開錠や、車両エンジンの始動などの操作を車両に許可させる機能を有する。
このようなスマートエントリーシステムにおいては、電子キーに内蔵された電池の残量がなくなると電子キーが無線通信できなくなるため、上述のような機能が実行できなくなる。その対策として、特許文献1は、電子キーが電子ペーパーを備え、電子キーの電池の電圧がしきい値以下となると、電子キーが備える、電池の電力を用いないメカニカルキーやトランスポンダ通信等を用いた非常用の車両操作の案内を電子ペーパーに表示することを開示している。この電子キーでは、実際に電池の残量がなくなっても、電子ペーパーは案内表示を維持するのでユーザーは案内表示を参照して車両の操作ができる。
いっぽう、スマートフォンのような携帯端末装置が普及し、ユーザーが常時所持することが一般的となっている。そこで、スマートエントリーシステムにおいて、このような携帯端末装置を、電子キーの代わりに用いることで、ユーザーの利便性を向上することが考えられる。非特許文献2は、一面に液晶ディスプレイを備え、他面に電子ペーパーを備え、電子ペーパーに搭乗チケットのコード等を表示しておくことができるスマートフォンを開示している。
特開2012-87592号公報
「背面が電子ペーパーの2画面スマホ『R9 Darkmoon』登場-日本上陸も予定」、[online]、平成27年9月7日、マイナビニュース、[平成30年10月2日検索]、インターネット〈URL:https://news.mynavi.jp/article/20150907-r9:amp/〉
スマートエントリーシステムにおいて、スマートフォンのような一般的な携帯端末装置を電子キーの代わりに用いる場合においても、携帯端末装置に内蔵された電池の残量が低下すると無線通信ができず、上述の機能が実行できなくなるため、対策が望まれる。
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、スマートフォンのような携帯端末装置を車両の電子キーとして用いる場合に、携帯端末装置の電池残量がなくなっても車両操作が可能な、携帯端末装置および車両制御システムを好適に提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明の一局面は、電池で動作し所定の対応付けられた車両と無線通信を行い、車両の電子キーとして利用可能な携帯端末装置であって、電子ペーパーを含む表示部と、電池の残量が所定値以下である場合、表示部の電子ペーパーに、車両を開錠する所定のコードを表示させる、端末制御部とを含む、携帯端末装置である。
本発明の他の局面は、上述の携帯端末装置と、携帯端末装置に対応付けられた車両とを備える車両制御システムであって、車両は、携帯端末装置の表示部に表示された所定のコードを取得可能な取得部と、携帯端末装置からの無線信号が受信できない場合に、取得部に所定のコードを取得させ、取得した所定のコードを用いた認証に成功すると車両の開錠を許可する車両制御部とを含む、車両制御システムである。
本発明の他の局面は、上述の携帯端末装置と、携帯端末装置に対応付けられた車両と、携帯端末装置および車両と通信可能なサーバーとを備える車両制御システムであって、端末制御部は、電池の残量が所定値以下である場合、さらにサーバーに第1通知を送信し、サーバーは、第1通知を受信すると、車両を、携帯端末装置に対応付けられた車両として特定し、車両に所定のコードによる認証の実行を許可する第2通知を送信し、車両は、携帯端末装置の表示部に表示された所定のコードを取得可能な取得部と、第2通知を受信すると、携帯端末装置からの無線信号が受信できない場合に、取得部に所定のコードを取得させ、取得した所定のコードを用いた認証に成功すると車両の開錠を許可する車両制御部とを含む、車両制御システムである。
以上のように、本発明によれば、スマートフォンのような携帯端末装置を車両の電子キーとして用いる場合に、携帯端末装置の電池残量がなくなっても車両操作が可能な、携帯端末装置および車両制御システムを好適に提供することができる。
本発明の第1実施形態に係る車両制御システムの機能ブロック図 本発明の第1実施形態に係る車両制御システムの処理の例を示すシーケンス図 本発明の第2実施形態に係る車両制御システムの機能ブロック図 本発明の第2実施形態に係る車両制御システムの処理の例を示すシーケンス図
本発明に係る車両制御システムにおいては、携帯端末装置の電池の残量が低下すると、携帯端末装置の表示部にコードが表示される。表示部は電子ペーパーであり、電池残量がなくなっても表示が維持される。ユーザーがそのコードを車両に提示すると、車両が認証を行い認証に成功すれば開錠等を行う。
(第1実施形態)
以下、本発明の第1実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
<構成>
図1に、本実施形態における車両制御システム1の機能ブロック図を示す。車両制御システム1は、携帯端末装置10および車両20を備える。
携帯端末装置10は、一例としてユーザーに所持されるスマートフォンである。携帯端末装置10は、表示部11、端末通信部12、端末制御部13を含む。表示部11は、少なくとも1つの電子ペーパーを用いたディスプレイ装置である。携帯端末装置10は、さらに1つ以上の他のディスプレイ装置を含んでもよく、他のディスプレイ装置は電子ペーパー以外の液晶ディスプレイ等であってもよい。電子ペーパーとは、例えば流体中に収納した着色粒子を電界によって移動させる電気泳動式の表示媒体であり、表示内容を書き換える時以外は電力を消費せず、表示内容を電力消費なしで維持することができる性質がある。端末通信部12は、他の機器と無線信号の送受信を行う。端末制御部13は、表示部11、端末通信部12あるいはさらに携帯端末装置10に含まれる図示しない他の各部を制御する。
車両20は、取得部21、車両通信部22、車両制御部23を備える。取得部21は後述するように、携帯端末装置10の表示部11に表示されたコードを取得する。車両通信部22は外部の機器と無線信号の送受信を行う。車両制御部23は取得部21、車両通信部22、あるいはさらに車両20に含まれる他の各部を制御する。なお、車両制御部23の機能は、認証や車両操作をそれぞれ行う複数のECU(Electronic Control Unit)によって実現されてもよい。
携帯端末装置10は、電池の残量が十分あれば、予め対応付けられた車両20の電子キーとしての機能を有する。すなわち、端末通信部12は、携帯端末装置10の電池の残量が十分あれば、通常の動作として、例えばBLE(Bluetooth(登録商標) Low Energy)方式の無線通信によって、通信可能な距離内の車両通信部22と通信する。車両制御部23は、通常の動作として、例えば通信内容に含まれる携帯端末装置10の識別子と、予め車両20に対応付けられた正規の携帯端末装置の識別子とを照合することにより、携帯端末装置10が、車両20に対応付けられた正規の携帯端末装置であると判断すると、認証を成功とし、ユーザーによるドアハンドルへのタッチ操作によってドアの開錠や施錠を行ったり、プッシュスタートスイッチの押下によってエンジン始動を行ったりすることを許可する。なお、携帯端末装置10は、所定のアプリケーションを実行することで、このような電子キーとして機能することができる。
<処理>
本実施形態に係る車両制御システム1において、携帯端末装置10の電池の残量が低下している場合の処理を説明する。図2はこの処理の例を示すシーケンス図である。
(ステップS101):端末制御部13は、携帯端末装置10に内蔵された電池の残量が低下したことを検知する。残量低下の判定方法は限定されないが、例えば電池の出力電圧をモニタし、出力電圧が所定値以下となった場合に残量が低下したと判定することができる。
(ステップS102):端末制御部13は、トークンを発行する。トークンは後述するコードを生成するのに用いるデータである。端末制御部13は、例えば予め複数のトークンを保持しておりそのうち未使用のものを選択して発行する。これらのトークンは他の携帯端末装置が保持しない固有のものであることが好ましい。
(ステップS103):端末制御部13は、トークンに基づいてコードを生成し、表示部11に表示させる。コードの形態は限定されないが、例えばQRコード(登録商標)、バーコード、文字列等が可能である。ステップS102においてトークンは未使用のものが選択されるので、生成されるコードも未表示のものとなる。
ステップS103の後、携帯端末装置10が電池切れによりシャットダウン状態となっても、表示部11の電子ペーパーは、コードが表示された状態を維持する。
以下のステップS104~S108の処理は、上述のステップS103の後で、ユーザーが車両の開錠操作を行う場合に実行される。
(ステップS104):ユーザーがドアハンドルをタッチすると、車両20が備えるセンサーによって車両制御部23がこれを検知する。車両制御部23は、車両通信部22を介して携帯端末装置10からの無線信号を受信できない場合、携帯端末装置10が車両20の近傍に存在するが通信不可能である可能性があると判定でき、以降の処理を実行する。なお、携帯端末装置10の電池が充電され、携帯端末装置10が起動しており、通信可能である場合もありうる。その場合は、携帯端末装置10および車両20は上述した通常の動作をすればよく、以降の処理は行わない。
(ステップS105):車両制御部23は、取得部21を制御して、携帯端末装置10の表示部11に表示されたコードを取得する準備を行う。本実施形態では、一例として、取得部21はカメラである。車両制御部23は、車両が備えるカメラを起動して撮像を開始する。なお、取得部21は、表示部11に表示されたコードを取得できればカメラに限定されず、カメラの代わりに各種のコードリーダーであってもよい。また、カメラを用いる場合は、車両制御部23は、撮像しやすいように車両が備えるライトを点灯させてもよい。カメラは、車両の外側を撮像することが可能であれば限定されず、車両が備える既存のドライブレコーダーのカメラ、サイドビューカメラ、バックビューカメラ等を用いてもよいし、新たに設けてもよい。また、点灯させるライトは、表示部11をカメラに提示したときに表示部11を照らすことができれば限定されず、車両が備える既存のヘッドライト、スモールライト、ウェルカムライト、バックライト、室内灯等を用いてもよいし、新たに設けてもよい。
(ステップS106):ユーザーが携帯端末装置10の表示部11をカメラに向けると、カメラが表示部11に表示されたコードを撮像する。車両制御部23は撮像画像からコードの読み取りができたらライトを消灯してもよい。
(ステップS107):車両制御部23は、撮像したコードに基づいて認証を行う。例えば、車両制御部23は端末制御部13が保持するのと同じトークンを保持しており、撮像したコードがこれらのトークンから生成されたものであると判定できれば認証成功とする。なお、トークンの共有は、例えば携帯端末装置10と車両20との対応付けが行われたとき等に行うことができる。なお、トークンを共有する代わりにトークンを生成するアルゴリズムを共有してもよい。認証に成功すると、車両制御部23は、ドアの開錠を許可し実際に開錠を行う。また、車両制御部23は、認証に成功しドアを開錠したことをユーザーに報知するため、車両が備える放音部に所定のブザー音を放音させたり、ハザードランプを点灯させたりしてもよい。
(ステップS108):車両制御部23は、撮像したコードを無効化し、今後同一のコードを撮像しても、認証には成功しないようにする。車両制御部23は、例えば認証に用いたコードに対応するトークンに無効化したことを表すフラグを付与することで、無効化したコードを識別することができる。
以上でシーケンスは終了となるが、車両制御部23は、ステップS107の認証に成功すれば、その後車両に乗り込んだユーザーによるプッシュスタートスイッチの押下によるエンジン始動等の操作をさらに許可してもよい。あるいは、車両制御部23は、車内を撮像可能なカメラ等によってコードの撮影を行い、再度の認証に成功すればエンジン始動等を許可するようにしてもよい。再度の認証を行う場合、ステップS108のコードの無効化の処理は、再度の認証後に行う。なお、ユーザーが運転を終了して降車する場合には、例えば車両制御部23は、オートドアロック機能によってドアを施錠する。あるいは、携帯端末装置10の電池を、車両の運転中に充電すれば、降車時には携帯端末装置10は、電子キーとして通常の動作が可能であり、例えばドアハンドルへのタッチ操作によってドアの施錠が可能である。
なお、コードの生成方法およびコードを用いた認証の方法は上述したものに限定されず、例えば一般的なワンタイムパスコードによる認証方法を適宜採用することができる。
また、表示部11は、携帯端末装置10に一体的に備えられてもよいし、携帯端末装置10の汎用コネクタに接続された外付け部品であってもよい。表示部11が外付け部品である場合、携帯端末装置10の表面の一部に貼り付けたり、携帯端末装置10と、携帯端末装置10を収容する透明あるいは半透明のケースとの間に挟み込んだりして用いてもよい。
また、携帯端末装置10あるいは外付け部品である場合の表示部11に、太陽電池パネルおよび小容量の蓄電部を設けてもよい。この場合、例えば、ステップS103では、端末制御部13はコードの生成までを行って表示を行わないようにし、ステップS105で、車両制御部23はライトを点灯させる。これにより、端末制御部13等が、ライトの光によって太陽電池パネルが発電した電力によって最小限動作し、生成したコードの表示部11への表示を行うことができる。また、この場合、端末制御部13は、ユーザーによる所定のあるいは任意のボタン操作やタッチパネル操作を検出した場合や、ユーザーが携帯端末装置10を動かして、所定の姿勢状態にしたことを携帯端末装置10が備えるセンサー等により検出した場合に、生成したコードの表示部11への表示を行うようにしてもよい。
本実施形態では、携帯端末装置10の電池の残量が低下した場合(ステップS101)に上述のステップS102~S108を実行するものとしたが、例えば、ユーザーが意図的に、電波の送信を行わない機内モードや電源オフにする場合等にも、同様にステップS102~S108を実行してもよい。
<効果>
本実施形態によれば、携帯端末装置10の電池の残量が低下したりなくなったりしても、表示部11に表示が維持されたコードを車両の開錠等のための認証に用いることができるので、携帯端末装置10を所持したユーザーは車両の操作を行うことができる。
また、コードは、上述のように一回使用すれば無効化されるようにすれば、複数回の使用ができないので、他者にコピーされても車両20が窃取されるおそれを低減できる。また、電池の残量が低下していない場合は、表示部11にコードを表示させないので、他者にコードを見られる機会を減らしてコードをコピーされるおそれを低減できる。
また、携帯端末装置10に電子ペーパーを用いた表示部11を設け、端末制御部13および車両制御部23のそれぞれに上述の各ステップを実行させるアプリケーションプログラムを提供することで、本実施形態を実施することができ、コストを比較的低く抑えることができ好適である。
なお、電池の残量低下時の他の対策として、携帯端末装置10と車両20との間の無線通信の方式として、NFC(Near Field Communication)とよばれる電池から非常にわずかな電力供給を受けることで動作可能な、極近距離無線通信方式を用いることで、携帯端末装置10の電池の残量が低下しても無線通信を継続させやすくすることができる。しかし、NFCに対応するには、携帯端末装置10および車両20のハードウェアの追加や、アプリケーションプログラム以外にも、OS、ドライバプログラム等のソフトウェアの修正、追加等のコストが比較的大きく好ましくない。また、携帯端末装置10に、上述の特許文献1のように、メカニカルキーやトランスポンダ等の非常用の車両操作のためのハードウェアを設け、表示部11に操作案内を表示させることもできる。しかし、汎用的で一般的なスマートフォンに、このような限定された用途のハードウェアを設けるのは現実的でないし、コストも大きく好ましくない。
(第2実施形態)
以下、本発明の第2実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。第1実施形態と同様の事項については記載を省略または簡略化する。
<構成>
図3に、本実施形態における車両制御システム2の機能ブロック図を示す。車両制御システム2は、第1実施形態における車両制御システム1において、さらにサーバー30を備えたものである。本実施形態においては、サーバー30が、携帯端末装置10と車両20との対応付けを変更可能に管理し、レンタカーや、カーシェアリング等のサービスに利用することが可能である。
サーバー30は、携帯端末装置10と車両20との対応付けを、ユーザーが所持する携帯端末装置10とそのユーザーによる操作を許可する車両20との組み合わせに応じて変更可能である。例えば、車両20がレンタカーサービスや、カーシェアリングサービスに係る車両である場合、サービスを受けるユーザーや、サービスを提供する事業者あるいは車両20のオーナーが自身の携帯端末装置やデスクトップ端末等を用いてサーバー30にアクセスし、対応付けを変更する。対応付けには、その対応付けを有効にする日時やサービスの種別、事業者等の識別子等がさらに組み合わせられてもよい。変更内容は、サーバー30から適宜携帯端末装置10、車両20にも通知され変更が反映される。サーバー30とサーバー以外の機器との通信は、認証や署名等によって好適に信頼性が保証されている。もちろん、車両20が自家用車であり、オーナーであるユーザーしか利用しない場合も、サーバー30に、ユーザーが所持する携帯端末装置10と車両20との対応付けを記憶させることができる。
<処理>
本実施形態に係る車両制御システム1において、携帯端末装置10の電池の残量が低下している場合の処理を説明する。図4はこの処理の例を示すシーケンス図である。
(ステップS201):第1実施形態同様、端末制御部13は、携帯端末装置10に内蔵された電池の残量が低下したことを検知する。
(ステップS202):第1実施形態同様、端末制御部13は、トークンを発行する。トークンは他の携帯端末装置が保持しない固有のものであることが好ましい。本実施形態では、端末制御部13は、さらに、トークンを発行したことを表す通知(第1通知)を、端末通信部12を介して、サーバー30に送信する。通知には、例えば携帯端末装置10の識別子が含まれる。
(ステップS203):第1実施形態同様、端末制御部13は、トークンに基づいてコードを生成し、表示部11に表示させる。
第1実施形態同様、ステップS203の後、携帯端末装置10が電池残量低下によりシャットダウン状態となっても、表示部11の電子ペーパーは、コードが表示された状態を維持する。
(ステップS204):サーバー30は、ステップS202で送信された第1通知を受信し、通知に含まれる識別子が表わす携帯端末装置10に対応付けられている車両20を特定する。サーバー30は、予め携帯端末装置10と車両20との対応付けを記憶しており、これに基づいて車両20を特定することができる。
(ステップS205):サーバー30は、ステップS204で特定した車両20によるコードに基づく認証処理を許可し、そのことを表す通知(第2通知)を行う。
(ステップS206):車両制御部23は、車両通信部22を介して第2通知を受信すると、コードに基づく認証の実行を許可する認証許可モードに遷移する。
以下のステップS207~S211の処理は、上述のステップS206の後で、ユーザーが車両の開錠操作を行う場合に実行される。
(ステップS207):ユーザーがドアハンドルをタッチすると、第1実施形態同様、車両20が備えるセンサーによって車両制御部23が検知する。なお、携帯端末装置10が通信可能な場合は、車両制御部23は認証許可モードを解除し、その後は携帯端末装置10および車両20は通常の動作をすればよく、以降の処理は行わない。なお、車両制御部23は、サーバー30から第2通知を受信しておらず、ステップS206の認証許可モードに遷移する処理を実行していない場合も、以降の処理を行わない。
(ステップS208):車両制御部23は、第1実施形態同様、例えば取得部21としてカメラを用いて撮像を開始する。また、車両制御部23は、ライトを点灯させてもよい。
(ステップS209):ユーザーが携帯端末装置10の表示部11をカメラに向けると、第1実施形態同様、カメラが表示部11に表示されたコードを撮像する。
(ステップS210):車両制御部23は、第1実施形態同様、撮像したコードに基づいて認証を行う。本実施形態においても、トークンの共有は、例えばサーバー30からの通知によって、携帯端末装置10と車両20との対応付けが行われたとき等にトークンを共有することができる。第1実施形態同様、認証に成功すると、車両制御部23は、ドアの開錠を許可し実際に開錠を行う。また、車両制御部23は、ドアの開錠を行ったことを、車両通信部22を介してサーバー30に通知してもよい。この場合、サーバー30は、車両20が、レンタカーサービスや、カーシェアリングサービス等のサービスに係る車両である場合、事業者や車両20のオーナーの携帯端末装置やデスクトップ端末等にその通知を転送して、車両20の利用状況を通知することができる。このような、サーバー30を介した、車両20の利用状況の事業者やオーナーへの通知は、ドア開錠に限らず他の車両操作が行われた際にも行ってよい。
(ステップS211):車両制御部23は、第1実施形態同様、撮像したコードを無効化する。また、車両制御部23は、認証許可モードを解除する。
以上でシーケンスは終了となるが、車両制御部23は、第1実施形態同様、コードを用いた認証をエンジン始動等のための認証に用いてもよい。
<効果>
本実施形態によっても、第1実施形態と同様の効果が得られる。これに加えて、本実施形態では、サーバー30によって適切に管理された携帯端末装置10と車両20との対応付けに基づいて、該当する車両20においてコードによる認証を許可するか否かを制御することができるので、携帯端末装置10と車両20との不正な組み合わせや、不正なコードによる認証が行われるおそれをより低減できる。また、レンタカーサービスや、カーシェアリングサービス等のサービスにおいて事業者やオーナーに対して、車両20の利用状態を通知するようにすれば、事業者やオーナーに対して利便性を向上できる。
(応用例)
上述の各実施形態では、携帯端末装置10を車両20の開錠等の制御に用いる例を説明したが、携帯端末装置10は以下のように他の用途にも利用可能である。
例えば、航空機に搭乗する際、携帯端末装置10の表示部11に搭乗チケットのコードを表示させておくと、携帯端末装置10の電池残量が低下したりなくなったりしても搭乗手続を行うことができる。また、イベント会場、映画館、美術館等、携帯端末装置10の電源をオフにすることが要求される場所では、携帯端末装置10の表示部11にチェックイン情報のコードを表示させたのち電源をオフにすれば、電源オフの状態のまま入退場の手続を行うことができる。
また、買い物をする際、携帯端末装置10の表示部11に決済用のコードを表示させて購入手続を行うようにすると、予めアプリケーションを起動してコードを表示しておけば、手続のつどアプリケーションを選択して起動する手間を省略することができる。また、これらの手続の際、端末制御部23が、ユーザーがコードを提示するために携帯端末装置10を動かして所定の姿勢状態にしたことを検出した場合にのみ、コードを表示部11に表示するようにし、他者にコードが見られる機会を低減してもよい。
なお、本発明は、携帯端末装置、車両制御システムとして捉えるだけでなく、車両、サーバーあるいは、携帯端末装置、車両、サーバーの各部を構成するプロセッサおよびメモリを有する1つ以上のコンピューターが実行する、車両制御方法やコンピューターに実行させる処理を記載した車両制御プログラムとして捉えることも可能である。
本発明は、携帯端末装置および車両制御システム等に有用である。
1、2 車両制御システム
10 携帯端末装置
11 表示部
12 端末通信部
13 端末制御部
20 車両
21 取得部
22 車両通信部
23 車両制御部
30 サーバー

Claims (4)

  1. 電池で動作し所定の対応付けられた車両と無線通信を行い前記車両の電子キーとして利用可能な携帯端末装置と、前記携帯端末装置に対応付けられた前記車両と、前記携帯端末装置および前記車両と通信可能なサーバーとを備える車両制御システムであって、
    前記携帯端末装置は、
    電子ペーパーを含む表示部と、
    前記電池の残量が所定値以下である場合、前記表示部の電子ペーパーに前記車両を開錠する所定のコードを表示させる端末制御部とを含み、
    前記端末制御部は、前記電池の残量が前記所定値以下である場合、さらに前記サーバーに第1通知を送信し、
    前記サーバーは、前記第1通知を受信すると、前記車両を、前記携帯端末装置に対応付けられた車両として特定し、前記車両に前記所定のコードによる認証の実行を許可する第2通知を送信し、
    前記車両は、
    前記携帯端末装置の前記表示部に表示された前記所定のコードを取得可能な取得部と、
    前記第2通知を受信すると、前記携帯端末装置からの無線信号が受信できない場合に、前記取得部に前記所定のコードを取得させ、取得した前記所定のコードを用いた認証に成功すると前記車両の開錠を許可する車両制御部とを含む、車両制御システム。
  2. 前記車両制御部は、前記認証に成功した後は、成功した前記認証に用いた前記所定のコードを、前記取得部が再び取得しても前記認証に成功させない、請求項に記載の車両制御システム。
  3. 前記取得部は前記所定のコードを撮像することにより取得するカメラである、請求項1又は2に記載の車両制御システム。
  4. 前記車両制御部は、車両が備えるドアハンドルへのタッチ操作を検知すると、前記携帯端末装置からの無線信号が受信できない場合、前記カメラによる撮像を行い、車両が備えるライトを点灯させる、請求項に記載の車両制御システム。
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