JP7432472B2

JP7432472B2 - 車両制御装置、車両制御システム、および車両制御方法

Info

Publication number: JP7432472B2
Application number: JP2020144752A
Authority: JP
Inventors: 亮鈴木
Original assignee: Denso Ten Ltd
Current assignee: Denso Ten Ltd
Priority date: 2020-08-28
Filing date: 2020-08-28
Publication date: 2024-02-16
Anticipated expiration: 2040-08-28
Also published as: JP2022039625A

Description

開示の実施形態は、車両制御装置、車両制御システム、および車両制御方法に関する。

従来、車両を制御する各種制御装置は、ワイヤーハーネスを介して接続されて有線通信を行っているが、各種制御装置間の通信を無線通信で行うことが考えられている。また、車両における無線通信に関しては、キーを車両のシリンダに差し込むことなく、車両の施錠、開錠、および車両の起動等を可能としたスマートキーシステムがある（例えば、特許文献１参照）。スマートキーは、暗号化された微弱な電波を常時発信しており、車両に所定距離まで近づくと自動的に車両との間で双方を認識し、例えば、ユーザが車両のドアノブ等に触れると、車両へ開錠を指示する信号を出力する。

特開２０１８－０５３４８９号公報

しかしながら、近年、スマートキーが車両から所定距離よりも離れている場所にあるにもかかわらす、遠隔操作によって車両を開錠するリレーアタックという犯行の手口がある。

リレーアタックは、悪意のある第３者が、車両から離れた場所いる車両のユーザに近付き、スマートキーから発せられる微弱な電波を特殊な送受信機によって受信して増幅させ、本来であれば届くはずがない車両へ送信して、車両を開錠させるという手口である。そして、車両内の各種制御装置との間の通信を無線通信にした場合にも、上記したリレーアタックのような手口で、悪意のある第３者によって車両の操作が行われてしまう可能性がある。

実施形態の一態様は、上記に鑑みてなされたものであって、悪意のある第３者による車両の操作を防止することができる車両制御装置、車両制御システム、および車両制御方法を提供する。

実施形態に係る車両制御装置は、制御部と、通信部とを備える。制御部は、車両に設けられ、前記車両を制御する。通信部は、前記車両に設けられる他の制御装置との間で前記車両の制御に用いる情報を通信する場合には、前記車両を駆動状態に移行させることが可能なスマートキーを介して、前記他の制御装置との通信を行う。

実施形態の一態様に係る車両制御装置、車両制御システム、および車両制御方法によれば、悪意のある第３者による車両の操作を防止することができる。

図１は、実施形態に係る車両制御方法の概要説明図である。図２は、実施形態に係る車両制御システムの構成を示すブロック図である。図３は、実施形態に係る頭脳ＥＣＵの動作説明図である。図４は、実施形態に係る頭脳ＥＣＵの動作説明図である。図５は、実施形態に係る頭脳ＥＣＵの動作説明図である。図６は、実施形態に係る頭脳ＥＣＵの動作説明図である。図７は、実施形態に係る頭脳ＥＣＵの情報処理部が実行する処理の一例を示すフローチャートである。

以下、添付図面を参照して、車両制御装置、車両制御システム、および車両制御方法の実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。

図１は、実施形態に係る車両制御方法の概要説明図である。図１に示すように、本実施形態に係る車両制御システム１００は、車両１０１に設けられる頭脳ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１と、スマートキー２と、制御ＥＣＵ３－１，３－２とを含む。

頭脳ＥＣＵ１は、車両１０１を制御する制御装置の一例である。制御ＥＣＵ３－１，３－２は、車両１０１に設けられる他の制御装置の一例である。なお、図１には、２つの制御ＥＣＵ３－１，３－２を図示しているが、制御ＥＣＵの数は、３以上であってもよい。また、以下の説明では、制御ＥＣＵ３－１，３－２を区別せずに、任意の制御ＥＣＵを指す場合には、制御ＥＣＵ３と記載することがある。

頭脳ＥＣＵ１は、制御ＥＣＵ３－１，３－２を制御することによって、車両１０１全体を統括制御する。制御ＥＣＵ３－１は、頭脳ＥＣＵ１の制御に従って、走行系以外の制御対象装置の動作を制御する。例えば、制御ＥＣＵ３－１は、車両の施錠（ロック）装置、ライト、およびエアコン等のボデー系の制御装置や、車載情報機器、センター等の車外と通信する通信装置等の動作を制御する。

また、制御ＥＣＵ３－２は、頭脳ＥＣＵ１の制御に従って、走行系（走る・曲がる・止まるに関する機能系）の制御対象装置の動作を制御する。例えば、制御ＥＣＵ３－２は、車両１０１が電気自動車である場合、車両１０１を走行させるモータ、電動操舵装置、および電動制動装置等の動作を制御する。また、制御ＥＣＵ３－２は、車両１０１がエンジンを備える場合には、エンジンの動作を制御する。

スマートキー２は、暗号化された微弱な電波を常時発信しており、車両１０１に所定距離まで近づくと自動的に車両との間で双方を認識し、例えば、ユーザが車両１０１のドアノブ等に触れると、車両１０１へ開錠を指示する信号を出力する。

頭脳ＥＣＵ１は、スマートキー２から開錠を指示する信号を受信すると、制御ＥＣＵ３－１を制御して、車両１０１のロック装置を開錠させる。その後、頭脳ＥＣＵ１は、スマートキー２によって車両が駆動状態に移行されると、ユーザの運転操作に応じて制御ＥＣＵ３－２を制御し、車両１０１を走行させる。

このとき、頭脳ＥＣＵ１は、車両１０１の制御に用いる情報を制御ＥＣＵ３－１，３－２との間で通信する場合には、スマートキー２を介して、制御ＥＣＵ３－１，３－２との通信を行う。

このとき、頭脳ＥＣＵ１は、ＵＷＢ（Ultra Wide Band）無線通信方式によって、情報通信を行う。ＵＷＢ無線通信方式は、比較的近距離（例えば、数ｍ圏内）において高速な情報通信が可能な通信方式である。また、ＵＷＢ無線通信方式は、情報通信を行う双方の通信装置間において、相互間の距離を高精度に計測可能な通信方式である。

例えば、頭脳ＥＣＵ１は、スマートキー２から開錠を指示する信号を受信すると、直接制御ＥＣＵ３―１へ開錠を指示する情報を送信せず、スマートキー２へ開錠を指示する情報を送信し、スマートキー２から制御ＥＣＵ３―１へ開錠を指示する情報を送信させる。

ここで、上記のように、ＵＷＢ無線通信方式は、比較的近距離において情報通信が可能な通信方式である。このため、頭脳ＥＣＵ１は、悪意のある第３者が車両から離れた場所にいるユーザが携帯しているスマートキー２の電波を傍受してリレーアタックによって車両１０１を開錠しようとしても、開錠を指示する情報をスマートキー２まで送信することができない。

したがって、本実施形態に係る車両制御システム１００によれば、リレーアタックによる開錠が試みられても、開錠を指示する情報がスマートキー２から制御ＥＣＵ３－１へ送信されることがないので、リレーアタックによる車両の盗難を防止することができる。

また、車載の制御装置間の通信を無線にしたことで、悪意ある第３者が、特定の制御装置になりすます装置を車両内や近辺に潜ませて、車両を遠隔で制御するようなケースも考えられる。本発明では、ユーザが所持するスマートキーが車両付近になければ、制御装置間の通信が行われないので、このようなケースにも対応できる。

次に、図２を参照し、本実施形態に係る車両制御システムの構成について説明する。図２は、実施形態に係る車両制御システムの構成を示すブロック図である。図２に示すように、実施形態に係る車両制御システム１００は、頭脳ＥＣＵ１と、スマートキー２と、制御ＥＣＵ３－１～３－ｎとを含む。

頭脳ＥＣＵ１は、操作装置６１およびセンサ６２等と接続される。操作装置６１は、車両１０１のステアリングホイル、アクセル、ブレーキ、シフトレバー等を含む。センサ６２には、車両１０１の周囲に存在する障害物等を検知するレーダやＬｉＲＡＲ等を含む。操作装置６１は、ユーザの操作に応じた操作情報を頭脳ＥＣＵへ出力する。センサ６２は、障害物の検知結果等を示す情報を頭脳ＥＣＵ１へ出力する。

制御ＥＣＵ３－１～３－ｎは、それぞれ対応する車両の制御対象装置７―１～７－ｎに接続される。以下、制御ＥＣＵ３－１～３－ｎを区別せずに、任意の制御ＥＣＵを指す場合には、制御ＥＣＵ３と記載することがある。また、制御対象装置７―１～７－ｎを区別せずに、任意の制御対象装置を指す場合には、制御対象装置７と記載することがある。

頭脳ＥＣＵ１と制御ＥＣＵ３とは、スマートキー２を介して、ＵＷＢ無線通信方式によって情報通信可能に接続される。頭脳ＥＣＵ１は、情報処理部４と、記憶部５とを備える。記憶部５は、例えば、データフラッシュ等の情報記憶デバイスであり、ＥＣＵ間距離情報５１を記憶する。ＥＣＵ間距離情報５１は、頭脳ＥＣＵ１から各制御ＥＣＵ３までの予め定められた距離を示す情報である。

情報処理部４は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）などを有するマイクロコンピュータや各種の回路を含む。情報処理部４は、ＣＰＵがＲＯＭに記憶されたプログラムを、ＲＡＭを作業領域として使用して実行することにより機能する制御部４１と、通信部４２と、計測部４３とを備える。

なお、情報処理部４が備える制御部４１、通信部４２、および計測部４３は、一部または全部がＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のハードウェアで構成されてもよい。

情報処理部４が備える制御部４１、通信部４２、および計測部４３は、それぞれ以下に説明する情報処理の作用を実現または実行する。なお、情報処理部４の内部構成は、図２に示した構成に限られず、後述する情報処理を行う構成であれば他の構成であってもよい。

制御部４１は、車両を制御する処理部である。通信部４２は、スマートキー２を介して、制御ＥＣＵとの間で情報通信をする処理部である。通信部４２は、操作装置６１およびセンサ６２からの情報の入力も受け付ける。

計測部４３は、頭脳ＥＣＵ１と各制御ＥＣＵ３との距離を計測する処理部である。また、計測部４３は、頭脳ＥＣＵ１からスマートキー２までの距離を計測する。計測部４３は、計測した距離を示す情報を制御部４１へ出力する。

制御部４１は、例えば、スマートキー２から通信部４２を介して開錠を指示する情報が入力されると、開錠を指示する情報を通信部４２およびスマートキー２を介して、制御ＥＣＵ３－１へ出力して、車両１０１を開錠させる。

これにより、頭脳ＥＣＵ１は、スマートキー２が車両１０１の近傍にないにも関わらす、不正に車両１０１を開錠させることを防止することができるので、リレーアタックによる車両１０１の盗難を防止することができる。

また、制御部４１は、例えば、操作装置６１またはセンサ６２から車両１０１の走行に関する操作情報や障害物の検知結果を示す情報が入力されると、車両１０１の走行に関する操作情報を通信部４２およびスマートキー２を介して、制御ＥＣＵ３－２へ出力する。

制御ＥＣＵ３－２は、スマートキー２を介して頭脳ＥＣＵ１から入力される制御情報に従って、車両１０１を走行させる。頭脳ＥＣＵ１は、例えば、悪意のある第３者が車両１０１のロック装置を破壊して、車両１０１を走行させようとしても、スマートキー２を所持していなければ、制御ＥＣＵ３へ操作情報を出力しない。これにより、頭脳ＥＣＵ１は、車両１０１の盗難を防止することができる。

また、制御部４１は、頭脳ＥＣＵ１からスマートキー２までの距離に応じて、制御ＥＣＵ３との通信を有効化するか無効化するかを変更する。かかる制御部４１の動作については、図３～５を参照して後述する。

また、制御部４１は、頭脳ＥＣＵ１から各制御ＥＣＵ３までの距離が記憶部５に記憶されているＥＣＵ間距離情報５１内の距離と一致しているか否かによって、制御ＥＣＵ３との通信を有効化するか無効化するかを変更する。かかる制御部４１の動作については、図６を参照して後述する。

また、頭脳ＥＣＵ１は、上記のように、制御ＥＣＵ３との間で無線通信によって情報の送受信を行う。これにより、車両制御システム１００では、頭脳ＥＣＵ１と各制御ＥＣＵ３とを接続する配線を設ける必要がないので、例えば、小型ＥＶ（Electric Vehicle）等に採用されることにより、広い車室内空間を確保することができる。

次に、図３～図６を参照して、実施形態に係る頭脳ＥＣＵの動作例について説明する。図３～図６は、実施形態に係る頭脳ＥＣＵの動作説明図である。図３に示すように、頭脳ＥＣＵ１の制御部４１は、頭脳ＥＣＵからスマートキー２までの距離Ｄが第１の距離（例えば、５ｍ）Ｄ１以上である場合に、制御ＥＣＵ３－１，３－２との通信を無効化する。

これにより、頭脳ＥＣＵ１は、悪意のある第３者が車両から離れた場所にいるユーザが携帯しているスマートキー２の電波を傍受してリレーアタックによって車両１０１を開錠しようとしても、開錠を指示する情報をスマートキー２へ送信しない。

また、図４に示すように、頭脳ＥＣＵ１の制御部４１は、頭脳ＥＣＵからスマートキー２までの距離Ｄが第１の距離Ｄ１未満であり、かつ第１の距離Ｄ１よりも短い第２の距離Ｄ２（例えば、１ｍ）以上である場合に、車両１０１の走行に関する通信以外の通信に限って制御ＥＣＵ３との通信を有効化する。

このとき、頭脳ＥＣＵ１は、例えば、車両１０１の走行に関しない車両１０１の施錠（ロック）装置、ライト、およびエアコン等の動作を制御する制御ＥＣＵ３－１については、通信を有効化する。一方、頭脳ＥＣＵ１は、車両１０１の走行に関する制御を行う制御ＥＣＵ３－２については、通信を無効化する。

これにより、頭脳ＥＣＵ１は、車両１０１のユーザがスマートキー２をポケットやバッグに入れている状態であっても第２の距離Ｄ２まで車両１０１（頭脳ＥＣＵ１）に近付けば、例えば、車両１０１のドアノブに触れるだけで車両１０１を開錠することができる。

また、頭脳ＥＣＵ１によれば、車両１０１のユーザが車両１０１に近付いて車両１０１を開錠した隙に、悪意のある第３者が車両１０１に乗り込んで車両１０１を奪おうとしても、頭脳ＥＣＵ１から制御ＥＣＵ３－２へ操作情報出力されない。これにより、頭脳ＥＣＵ１は、車両１０１の盗難を防止することができる。

また、図５に示すように、頭脳ＥＣＵ１の制御部４１は、頭脳ＥＣＵからスマートキー２までの距離Ｄが第２の距離Ｄ２未満である場合、例えば、スマートキー２が車両１０１の車室内にある場合に、全ての制御ＥＣＵ３との通信を有効化する。

これにより、頭脳ＥＣＵ１は、スマートキー２が車両１０１の車室内にある場合に限り、車両１０１を走行させることを可能にするので、スマートキー２を持たない第３者が車両を走行させることを防止することにより、車両１０１の盗難を防止することができる。

また、図６に点線両向き矢印で示すように、頭脳ＥＣＵ１は、車両１０１に設けられる制御ＥＣＵ３－１，３－２までの距離を計測部４３によって計測する。このとき、制御ＥＣＵ３－１，３－２は、正規品であるため、頭脳ＥＣＵ１から制御ＥＣＵ３－１，３－２までの距離は、ＥＣＵ間距離情報５１に含まれる距離と一致する。

このため、頭脳ＥＣＵ１の制御部４１は、制御ＥＣＵ３－１，３－２との通信を有効化する。しかしながら、車両１０１では、例えば、悪意のある第３者が偽制御ＥＣＵ３－Ｘを車両１０１内に持ち込み、不正に車両１０１を走行させようとする場合がある。

かかる場合、頭脳ＥＣＵ１の制御部４１は、頭脳ＥＣＵ１から偽制御ＥＣＵ３－Ｘまでの距離がＥＣＵ間距離情報５１に含まれる距離と一致しないので、偽制御ＥＣＵ３－Ｘとの通信を無効化する。これにより、頭脳ＥＣＵ１は、偽制御ＥＣＵ３－Ｘの持ち込みによる車両１０１の盗難を防止することができる。

次に、図７を参照し、実施形態に係る頭脳ＥＣＵの情報処理部が実行する処理について説明する。図７は、実施形態に係る頭脳ＥＣＵの情報処理部が実行する処理の一例を示すフローチャートである。

情報処理部４は、常時スマートキー２の探索を行い、スマートキー２を認識した場合に、図７に示す処理を実行する。図７に示すように、情報処理部４は、スマートキー２を認識すると、まず、スマートキー２までの距離を計測する（ステップＳ１０１）。

続いて、情報処理部４は、スマートキー２までの距離が第１の距離以上であるか否かを判定する（ステップＳ１０２）。そして、情報処理部４は、スマートキー２までの距離が第１の距離以上であると判定した場合（ステップＳ１０２，Ｙｅｓ）、制御ＥＣＵ３との通信を無効化し（ステップＳ１０３）、処理を終了する。

また、情報処理部４は、スマートキー２までの距離が第１の距離以上でないと判定した場合（ステップＳ１０２，Ｎｏ）、スマートキー２までの距離が第２の距離以上であるか否かを判定する（ステップＳ１０４）。

そして、情報処理部４は、スマートキー２までの距離が第２の距離以上であると判定した場合（ステップＳ１０４，Ｙｅｓ）、走行系通信以外の通信を有効化し（ステップＳ１０５）、処理をステップＳ１０７へ移す。

また、情報処理部４は、スマートキー２までの距離が第２の距離以上でないと判定した場合（ステップＳ１０４，Ｎｏ）、制御ＥＣＵ３との通信を全て有効化し（ステップＳ１０６）、処理をステップＳ１０７へ移す。ステップＳ１０７において、情報処理部４は、スマートキー２を介して制御ＥＣＵ３との通信を行い、処理を終了する。

このように、頭脳ＥＣＵ１は、スマートキー２までの距離が第１の距離未満であり、制御ＥＣＵ３との間で車両の制御に用いる情報を通信する場合には、直接ではなく、必ずスマートキー２を介して通信を行う。

これにより、頭脳ＥＣＵ１は、スマートキー２を所持する車両のユーザが頭脳ＥＣＵ１から第１の距離以上離れた場所にいる場合には、制御ＥＣＵ３との間で車両の制御に用いる情報を通信しないので、リレーアタックによる車両の盗難を防止することができる。

なお、上記した実施形態は、一例であり種々の変形が可能である。例えば、スマートキー２は、頭脳ＥＣＵ１との通信が可能な期間が設定される構成であってもよい。これにより、例えば、カーシェアやレンタカーの乗り逃げによる車両１０１の盗難を防止することができる。

さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。

１００車両制御システム
１０１車両
１頭脳ＥＣＵ
２スマートキー
３－１～３－ｎ制御ＥＣＵ
４情報処理部
４１制御部
４２通信部
４３計測部
５記憶部
５１ＥＣＵ間距離情報
６１操作装置
６２センサ
７－１～７－ｎ制御対象装置

Claims

車両に設けられ、前記車両を制御する車両制御装置であって、
前記車両に設けられる他の制御装置との間で前記車両の制御に用いる情報を通信する場合に、前記車両を駆動状態に移行させることが可能なスマートキーを介して、前記他の制御装置との通信を行う通信部と、
計測された前記スマートキーまでの距離が第１の距離以上である場合に、前記通信部の前記他の制御装置との通信を無効化する制御部と
を備えることを特徴とする車両制御装置。
前記制御部は、
前記スマートキーまでの距離が第１の距離未満であり、かつ前記第１の距離よりも短い第２の距離以上である場合に、前記車両の走行に関する通信以外の通信に限って前記他の制御装置との通信を有効化する
ことを特徴とする請求項１に記載の車両制御装置。
前記制御部は、
前記スマートキーまでの距離が前記第２の距離未満である場合に、全ての前記他の制御装置との通信を有効化する
ことを特徴とする請求項２に記載の車両制御装置。
前記制御部は、
計測された前記他の制御装置までの距離が予め定められた距離と異なる他の制御装置については、通信を無効化する
ことを特徴とする請求項１～３のいずれか一つに記載の車両制御装置。
車両に設けられ、前記車両を制御する車両制御装置と、
前記車両を駆動状態に移行させることが可能なスマートキーと
を備える車両制御システムであって、
前記車両制御装置は、
前記車両に設けられる他の制御装置との間で前記車両の制御に用いる情報を通信する場合に、前記スマートキーを介して、前記他の制御装置との通信を行う通信部と、
計測された前記スマートキーまでの距離が第１の距離以上である場合に、前記通信部の前記他の制御装置との通信を無効化する制御部と
を備えることを特徴とする車両制御システム。
車両に設けられ、前記車両を制御する車両制御装置が、
前記車両に設けられる他の制御装置との間で前記車両の制御に用いる情報を通信する場合に、前記車両を駆動状態に移行させることが可能なスマートキーを介して、前記他の制御装置との通信を行い、
計測された前記スマートキーまでの距離が第１の距離以上である場合に、前記他の制御装置との通信を無効化する
ことを特徴とする車両制御方法。