WO2015137186A1 - ドア解錠システムおよびドア解錠方法 - Google Patents
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- Each of the RFID-ICs 42a to 42c provided in the vehicle control device 30 executes processing according to the flowchart shown in FIG. 10 in connection with unlocking the doors DR1 to DR3. This process is also repeated every few milliseconds.
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Abstract
電子キー10は、キーレスエントリ通信方式に従う無線通信を能動的に実行するとともに、RFID通信方式に従う無線通信を受動的に実行する。車両制御装置30は、車両に搭載され、キーレスエントリ通信およびRFID通信方式の各々に従う無線通信を能動的に実行する。ECU/BCM38は、キーレスエントリ通信方式で電子キー10と通信してドアDR1~DR3を解錠し、これに関連して電子キー10にパスワードを発行する。RFID-IC42a~42cは、ドアノブを引く操作が行われたとき、ECU/BCM38によって発行されたパスワードをRFID通信方式で電子キー10から取得し、取得されたパスワードを認証してドアDR1~DR3を解錠する。
Description
この発明は、ドア解錠システムおよびドア解錠方法に関し、特に、ユーザが携帯する電子キーと車載機との無線通信によって車両のドアを解錠する、ドア解錠システムおよびドア解錠方法に関する。
ユーザが携帯する電子キー(携帯機)と車載機との間での無線通信によって車両のドアを解錠するキーレスエントリシステムが知られている。電子キーには電池が内蔵されており、これを電源として車両との間での無線通信や信号処理が行われる。しかし、電子キーの電池が切れると、無線通信や信号処理ができなくなるため、これに備えて、電子キーには通常、機械式キー(メカニカルキー)が設けられている。
これに対して、たとえば特許文献1には、キーレスエントリシステムとは別の通信システム(起動用電波によって起動するトランスポンダを利用したシステム)をさらに付加し、電池切れの際はこの通信システムを利用するといったシステムが開示されている。このシステムによれば、電子キーの電池が切れた際、メカニカルキーを利用しなくても、ドアの施解錠を行うことができる。
しかし、ドアの施解錠はトランスポンダ自身の個体識別情報を利用して実行されるところ、この個体識別情報は比較的単純であることから、キーレスエントリシステムほどセキュリティが高くないという問題がある。
それゆえに、この発明の主たる目的は、携帯機の電池が切れた後もセキュリティを維持しつつドアを解錠できることができる、ドア解錠システムおよびドア解錠方法を提供することである。
この発明のドア解錠システムは、ユーザによって携帯され、第1近距離無線通信方式に従う無線通信を能動的に実行するとともに、第2近距離無線通信方式に従う無線通信を受動的に実行する携帯機、およびドアを有する車両に搭載され、第1近距離無線通信方式および第2近距離無線通信方式の各々に従う無線通信を能動的に実行する車載機を備えるドア解錠システムであって、車載機は、第1近距離無線通信方式で携帯機と通信してドアを解錠する第1解錠手段、および第1解錠手段の処理に関連して携帯機にパスワードを発行する発行手段を備え、携帯機は発行手段によって発行されたパスワードを保存する保存手段を備え、車載機は、車両に対する既定操作が行われたとき保存手段によって保存されたパスワードを第2近距離無線通信方式で取得する取得手段、および取得手段によって取得されたパスワードを認証してドアを解錠する第2解錠手段をさらに備える。
好ましくは、第1近距離無線通信方式に従う通信範囲は第2近距離無線通信方式に従う通信範囲よりも広く、発行手段は第1近距離無線通信方式でパスワードを発行する。
好ましくは、携帯機はユーザによる解錠操作を第1近距離無線通信方式で車載機に通知する通知手段をさらに備え、第1解錠手段は通知手段の通知に応答してドアを解錠する。
好ましくは、発行手段はパスワードの内容は発行毎に更新し、取得手段は発行手段によって発行済みの複数のパスワードを認証毎に取得する。
好ましくは、既定操作はドアノブを引く操作である。
この発明のドア解錠方法は、ユーザによって携帯され、第1近距離無線通信方式に従う無線通信を能動的に実行するとともに、第2近距離無線通信方式に従う無線通信を受動的に実行する携帯機、ドアを有する車両に搭載され、第1近距離無線通信方式および第2近距離無線通信方式の各々に従う無線通信を能動的に実行する車載機を備えるドア解錠システムによって実行されるドア解錠方法であって、車載機が第1近距離無線通信方式で携帯機と通信してドアを解錠する第1解錠ステップ、車載機が第1解錠ステップの処理に関連して携帯機にパスワードを発行する発行ステップ、携帯機が発行ステップによって発行されたパスワードを保存する保存ステップ、車載機が車両に対する既定操作が行われたとき保存ステップによって保存されたパスワードを第2近距離無線通信方式で取得する取得ステップ、および車載機が取得ステップによって取得されたパスワードを認証してドアを解錠する第2解錠ステップを備える。
携帯機の電池が残っている状態では、車載機は、第1無線通信方式で携帯機と通信して車両のドアを解錠し、携帯機に対してパスワードを発行する。携帯機の電池が切れた状態では、車載機は、車両に対する既定操作が行われたときパスワードを携帯機から取得し、取得されたパスワードを認証して車両のドアを解錠する。これによって、携帯機の電池が切れた後もセキュリティを維持しつつドアを解錠することができる。
この発明の上述の目的,その他の目的,特徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から一層明らかとなろう。
図1~図3を参照して、この実施例のドア解錠システムは、ユーザによって携帯された電子キー(携帯機)10と、ドアDR1~DR3を有する車両(自動車)VLに搭載された車両制御装置(車載機)30とによって構成される。なお、ドアDR1は車両VLの右側部に設けられ、ドアDR2は車両VLの左側部に設けられ、そしてドアDR3は車両VLの後部に設けられる。
電子キー10は、ユーザによって操作される解錠ボタン12と、キーレスエントリ通信方式(第1近距離無線通信方式)で無線通信を能動的に行うアクティブ型の無線回路14と、RFID通信方式(第2近距離無線通信方式)で無線通信を受動的に行うRFIDタグ16とを備える。無線回路14は、電池(図示省略)、制御回路18およびアンテナ20によって形成され、RFIDタグ16は、RFID-IC(RFID用TAG-IC)22およびアンテナ24によって形成された電池レス(パッシブ型)のタグである。解錠ボタン12は、制御回路18と接続される。また、制御回路18は、I2C(Inter-Integrated Circuit)インタフェース26によってRFID-IC22と接続される。
車両制御装置30は、キーレスエントリ通信方式で無線通信を能動的に行うアクティブ型の無線・制御ユニット32と、各々がRFID通信方式で無線通信を能動的に行うRFIDリーダ34a~34cと、ドアDR1~DR3をそれぞれ施錠/解錠するロック機構36a~36cとを備える。各RFIDリーダは、それぞれ、RFID-IC(RFID用R/W-IC)およびアンテナを備える。RFIDリーダ34aはドアDR1の近傍に設けられ、RFIDリーダ34bはドアDR2の近傍に設けられ、そしてRFIDリーダ34cはドアDR3の近傍に設けられる。
無線・制御ユニット32は、ECU/BCM(Electronic Control Unit/Body Control Module)38およびアンテナ40によって形成される。また、RFIDリーダ34aはRFID-IC42aおよびアンテナ44aによって形成され、RFIDリーダ34bはRFID-IC42bおよびアンテナ44bによって形成され、RFIDリーダ34cはRFID-IC42cおよびアンテナ44cによって形成される。ECU/BCM38は、I2Cインタフェース46によってRFID-IC42a~42cと接続される。
キーレスエントリ通信方式では、半径数m~数十mの範囲が通信範囲として設定され、LF帯(125KHz帯)およびUHF帯(日本および米国;315MHz帯、欧州;433MHz帯)の高周波信号を用いて通信が行われる。これに対して、RFID通信方式では、半径約1mの範囲が通信範囲として設定され、UHF帯(900MHz帯)の高周波信号を用いて通信が行われる。
周波数やアンテナの指向性の相違から、キーレスエントリ通信方式による通信範囲は車両VLの中心から放射状に広がる一方、RFID通信方式による通信範囲は、RFIDタグがパッシブ型RFIDタグであるため、ドアDR1~DR3の各々を基点として車両VLの外側に広がり、その通信範囲はキーレスエントリ通信方式における通信範囲よりも狭い(図2~図3参照)。また、RFIDリーダ34a~34cがそれぞれカバーする3つの通信範囲は互いに独立し(互いに重複せず)、無線・制御ユニット32がカバーする通信範囲はRFIDリーダ34a~34cがそれぞれカバーする3つの通信範囲の全てをカバーする。
電子キー10には小型の一次電池(図示せず)が内蔵され、車両VLには大型の二次電池(図示せず)が搭載される。電子キー10において、一次電池の電力は、無線回路14にのみ供給される。これに対して、車両制御装置30においては、二次電池の電力は、無線・制御ユニット32,RFIDリーダ34a~34cおよびロック機構36a~36cの全てに供給される。
電子キー10に内蔵された一次電池の残量が十分であれば、電子キー10と車両制御装置30との間ではキーレスエントリ通信が実行される。これに対して、電子キー10に内蔵された一次電池の残量が不十分であれば、ユーザの車両ドアへのタッチやドアを引く等の動作をトリガーにして車両制御装置30のRFIDリーダ34a~34cが起動し、RFIDリーダ34a~34cとRFIDタグ16とのRFID通信が開始される。つまり、電子キー10と車両制御装置30との間ではRFID通信が実行される。キーレスエントリ通信は図4に示す要領で実行され、RFID通信は図5に示す要領で実行される。この結果、キーレスエントリ通信およびRFID通信のいずれによっても、ドアDR1~DR3が解錠される。
図4を参照して、電子キー10の電池残量が十分にあるとき、キーレスエントリ通信は、解錠ボタン12の操作に応答して開始される。解錠ボタン12が操作されると、電子キー10の制御回路18から車両側のECU/BCM38に対して解錠要求が通知される。この通知には、固有のキーコードが記述される。
車両側のECU/BCM38は、受信した解錠要求通知に含まれるキーコードの認証に成功したとき、パスワード(乱数または暗号キー)を生成し、生成したパスワードを解錠要求の通知元である電子キー10側の制御回路18に返送する。パスワードは、その内容が毎回更新されるワンタイムパスワード(One Time Password)である。電子キー10側の制御回路18が車両側のECU/BCM38からパスワードを受信したとき、I2Cインタフェース26を介して、このパスワードをRFID-IC22内のメモリ(図示せず)に保存する。
ここで、RFID-IC22内のメモリは5つのパスワードをそれぞれ記憶する5つのカラムを有し、制御回路18は書き込み先のカラムを循環的に更新する。したがって、メモリには、最新の連続5回の解錠操作に応答して発行された5つのパスワードが保存される。
図5を参照して、電子キー10の電池が切れてしまったとき、RFID通信は、ドアDR1~DR3のいずれかのノブを引く操作に応答して開始される。ノブが引かれると、RFIDリーダ34a~34cが起動される。そして、いずれかのRFIDリーダとRFIDタグ16との認証作業が開始され、認証が成立すると、RFIDタグ16に設けられたRFID-IC22は、メモリに保存された5つのパスワードを要求元(RFID-IC42a~42cのいずれか1つ)に返信する。要求元のRFID-ICは、電子キー10から5つのパスワードを受信したとき、これらのパスワードをI2Cインタフェース46を介してECU/BCM38に内部転送する。ECU/BCM38は、内部転送された5つのパスワードをこれまでに発行した5つのパスワードと照合し、照合結果がいずれも“一致”を示す場合にロック機構36a~36cを解錠する。なお、RFIDリーダ34a~34cは、解錠が完了した後にECU/BCM38によって停止される。
電子キー10に設けられた制御回路18は、ドアDR1~DR3の解錠に関連して、図6に示すフロー図に従う処理を実行する。この処理は、数ミリ秒毎に繰り返し実行される。
まず、解錠ボタン12が操作されたか否かをステップS1で判別する。判別結果がNOであれば処理を終了し、判別結果がYESであればステップS3に進む。ステップS3では、車両VLに設けられた無線・制御ユニット32に対して解錠要求を通知する。この通知には、固有のキーコードが記述される。また、この通知は、キーレスエントリ通信方式に従う無線通信で無線・制御ユニット32に送信される。
通知が完了すると、無線・制御ユニット32からキーレスエントリ通信方式でパスワードを受信したか否かをステップS5で判別し、タイムアウトが発生したか否か(解錠要求の通知から所定時間が経過したか否か)をステップS7で判別する。ステップS5の判別結果がYESであればステップS9に進み、受信したパスワードをRFID-IC22内のメモリに保存する。パスワードは、メモリに設けられた5つのカラムのいずれか1つに書き込まれる。これによって、最新の5つのパスワードがメモリに保存される。保存が完了すると、処理を終了する。ステップS7の判別結果がYESであれば、ステップS9を経ることなく処理を終了する。
電子キー10に設けられたRFID-IC22は、ドアDR1~DR3の解錠に関連して、図7に示すフロー図に従う処理を実行する。なお、この処理は、外部から受信した電波に基づく起動状態において、数ミリ秒毎に繰り返し実行される。
まず、パスワード要求を受信したか否かをステップS11で判別する。判別結果がYESであればステップS13に進み、上述したステップS9の処理によってメモリに保存された5つのパスワードをRFID通信方式で要求元に返信する。返信が完了すると、処理を終了する。ステップS11の判別結果がNOであれば、ステップS13を経ることなく処理を終了する。
車両制御装置30に設けられたECU/BCM38は、ドアDR1~DR3の解錠に関連して、図8~図9に示すフロー図に従う処理を実行する。この処理も、数ミリ秒毎に繰り返し実行される。
ステップS21ではキーレスエントリ通信方式で解錠操作が通知されたか否かを判別し、ステップS31ではドアDR1~DR3のいずれか1つのノブが引かれたか否かを判別する。ステップS21の判別結果がYESであれば、通知に記述されたキーコードの認証に成功したか否かをステップS23で判別する。
ステップS23の判別結果およびステップS31の判別結果のいずれか一方がNOであれば、処理を終了する。また、ステップS23の判別結果がYESであればステップS25に進み、ステップS31の判別結果がYESであればステップS33に進む。
ステップS25ではロック機構36a~36cを解錠し、ステップS27ではパスワードを生成し、そしてステップS29では生成したパスワードを解錠操作の通知元である電子キー10に対して発行する。パスワードは、キーレスエントリ通信方式に従う無線通信によって電子キー10に送信される。送信が完了すると、処理を終了する。
ステップS33では、RFIDリーダ34a~34cを起動する。ステップS35では、I2Cインタフェース46を介してRFID-IC42a~42cのいずれか1つから5つのパスワードが転送されたか否かを判別し、ステップS37ではタイムアウトが発生したか否か(ステップS33の処理から所定時間が経過したか否か)を判別する。ステップS35の判別結果がYESであればステップS39に進み、転送された5つのパスワードがステップS27の処理によってこれまでに発行された5つのパスワードと一致するか否かを判別する。
ステップS39の判別結果がYESであればステップS41に進み、ロック機構36a~36cを解錠する。解錠が完了すると、ステップS43でRFIDリーダ34a~34cを停止し、その後に処理を終了する。また、ステップS37の判別結果がYESであるか、或いはステップS39の判別結果がNOであれば、ステップS41の処理を実行することなくステップS43でRFIDリーダ34a~34cを停止し、その後に処理を終了する。
車両制御装置30に設けられたRFID-IC42a~42cの各々は、ドアDR1~DR3の解錠に関連して、図10に示すフロー図に従う処理を実行する。この処理も、数ミリ秒毎に繰り返し実行される。
ステップS51では、RFIDタグ16の探索を開始する。RFIDタグ16が見つかるとステップS53に進み、RFIDタグ16が持つ固有IDを利用した認証つまりRFID認証を実行する。ステップS55ではRFID認証に成功したか否かを判別し、判別結果がNOであれば処理を終了する一方、判別結果がYESであればステップS57に進む。
ステップS57では、RFID通信方式でパスワード要求を発行する。ステップS59ではRFIDタグ16からRFID通信方式で5つのパスワードを受信したか否かを判別し、ステップS61ではタイムアウトが発生したか否か(パスワード要求を発行してから所定時間が経過したか否か)を判別する。
ステップS59の判別結果がYESであればステップS63に進み、受信した5つのパスワードをI2Cインタフェース46を介してECU/BCM38に内部転送する。転送が完了すると、処理を終了する。これに対して、ステップS61の判別結果がYESであれば、ステップS63を経ることなく処理を終了する。
以上の説明から分かるように、電子キー10は、ユーザによって携帯され、キーレスエントリ通信方式に従う無線通信を能動的に実行するとともに、RFID通信方式に従う無線通信を受動的に実行する。車両制御装置30は、ドアDR1~DR3を有する車両VLに搭載され、キーレスエントリ通信およびRFID通信方式の各々に従う無線通信を能動的に実行する。車両制御装置30に設けられたECU/BCM38は、キーレスエントリ通信方式で電子キー10と通信してドアDR1~DR3を解錠し(S21~S25)、解錠処理に関連して電子キー10にパスワードを発行する(S27~S29)。電子キー10のRFID-IC22は、発行されたパスワードをメモリに保存する(S9)。車両制御装置30に設けられたRFID-IC42a~42cは、ドアノブを引く操作が行われたとき、キーレスエントリ通信にてECU/BCM38によって発行され、電子キー10側にメモリされていたパスワードをRFID通信方式で電子キー10から取得し(S51~S53, S57)、取得されたパスワードを認証してドアDR1~DR3を解錠する(S35, S39~S41)。
したがって、電子キー10に内蔵された一次電池の残量が十分な状態では、車両制御装置30は、キーレスエントリ通信方式で電子キー10と通信してドアDR1~DR3を解錠し、電子キー10に対してパスワードを発行する。一方、電子キー10に内蔵された一次電池の残量が不十分な状態では、車両制御装置30は、ドアノブを引く操作が行われたときに、以前のキーレスエントリ通信にて使用していた複数回分のパスワードを電子キー10から取得し、取得されたパスワードを車両側にメモリしていたパスワードと照合・認証してドアDR1~DR3を解錠する。これによって、電子キー10の電池が切れた後もセキュリティを維持しつつドアDR1~DR3を解錠することができる。
なお、この実施例では、パスワードは、電子キー10に設けられた解錠ボタン12の操作に応答して発行される。しかし、車両制御装置30に設けられた無線・制御ユニット32が電子キー10に向けて応答要求を繰り返し発行し、これに対する応答信号が電子キー10から返送されたときに車両制御装置30から電子キー10に対して発行するようにしてもよい。
また、この実施例では、解錠ボタン12が操作されたとき、およびドアノブを引く操作が行われたときのいずれにおいても、ドアDR1~DR3は一斉に解錠される。しかし、少なくともドアノブを引く操作が行われたときに、このドアノブを有するドアのみを限定的に解錠するようにしてもよい。
また、この実施例では、車両のドアを引くことをトリガーにしてRFIDリーダを起動させていたが、たとえばドアにRFIDリーダを起動させるためのボタンやセンサが付いており、このボタンを押すことやセンサでユーザの乗車動作を感知したりすることをトリガーにして、RFIDリーダを起動させてもよい。
また、RFID通信によって転送・照合されるパスワードは、過去5回分のパスワードに限定されるものではなく、たとえば直近1回分だけの照合であってもよいし、たとえば3回前のパスワードのみの照合等であってもよい。
また、この実施例では、車両の左右側部と後部(ハッチ)に3つのドアを有する3ドアタイプの車両について述べたが、5ドアタイプの車両でも構わない。5ドアタイプの場合、5つのドアにそれぞれRFIDリーダを設けてもよいし、右側面の2つのドア(前席用、後席用)に共通のRFIDリーダ、左側面の2つのドア(前席用、後席用)に共通のRFIDリーダを設けてもよい。
また、この実施例では、各ドアにそれぞれRFIDリーダを設けたものとしたが、RFIDリーダは車両に1つであってもよい。
なお、特許請求の範囲と実施形態との対応関係を以下に説明する。フロー図のS21~S25は特許請求の範囲における第1解錠手段または第1解錠ステップに対応する。フロー図のS27~S29は特許請求の範囲における発行手段または発行ステップに対応する。フロー図のS9は特許請求の範囲における保存手段または保存ステップに対応する。フロー図のS51~S61は特許請求の範囲における取得手段または取得ステップに対応する。フロー図のS35,S39~S41は特許請求の範囲における第2解錠手段または第2解錠ステップに対応する。フロー図のS1~S3は特許請求の範囲における通知手段に対応する。
10 …電子キー(携帯機)
18 …制御回路
22,42a~42c …RFID-IC
30 …車両制御装置(車載機)
32 …無線・制御ユニット
34a~34c …RFIDリーダ
36a~36c …ロック機構
38 …ECU/BCM
VL …車両
DR1~DR3 …ドア
18 …制御回路
22,42a~42c …RFID-IC
30 …車両制御装置(車載機)
32 …無線・制御ユニット
34a~34c …RFIDリーダ
36a~36c …ロック機構
38 …ECU/BCM
VL …車両
DR1~DR3 …ドア
Claims (6)
- ユーザによって携帯され、第1近距離無線通信方式に従う無線通信を能動的に実行するとともに、第2近距離無線通信方式に従う無線通信を受動的に実行する携帯機、および
ドアを有する車両に搭載され、前記第1近距離無線通信方式および前記第2近距離無線通信方式の各々に従う無線通信を能動的に実行する車載機を備えるドア解錠システムであって、
前記車載機は、前記第1近距離無線通信方式で前記携帯機と通信して前記ドアを解錠する第1解錠手段、および前記第1解錠手段の処理に関連して前記携帯機にパスワードを発行する発行手段を備え、
前記携帯機は前記発行手段によって発行されたパスワードを保存する保存手段を備え、
前記車載機は、前記車両に対する既定操作が行われたとき前記保存手段によって保存されたパスワードを前記第2近距離無線通信方式で取得する取得手段、および前記取得手段によって取得されたパスワードを認証して前記ドアを解錠する第2解錠手段をさらに備える、ドア解錠システム。 - 前記第1近距離無線通信方式に従う通信範囲は前記第2近距離無線通信方式に従う通信範囲よりも広く、
前記発行手段は前記第1近距離無線通信方式で前記パスワードを発行する、請求項1記載のドア解錠システム。 - 前記携帯機は前記ユーザによる解錠操作を前記第1近距離無線通信方式で前記車載機に通知する通知手段をさらに備え、
前記第1解錠手段は前記通知手段の通知に応答して前記ドアを解錠する、請求項1または2記載のドア解錠システム。 - 前記発行手段は前記パスワードの内容は発行毎に更新し、
前記取得手段は前記発行手段によって発行済みの複数のパスワードを認証毎に取得する、請求項1ないし3のいずれかに記載のドア解錠システム。 - 前記既定操作はドアノブを引く操作である、請求項1ないし4のいずれかに記載のドア解錠システム。
- ユーザによって携帯され、第1近距離無線通信方式に従う無線通信を能動的に実行するとともに、第2近距離無線通信方式に従う無線通信を受動的に実行する携帯機、
ドアを有する車両に搭載され、前記第1近距離無線通信方式および前記第2近距離無線通信方式の各々に従う無線通信を能動的に実行する車載機を備えるドア解錠システムによって実行されるドア解錠方法であって、
前記車載機が前記第1近距離無線通信方式で前記携帯機と通信して前記ドアを解錠する第1解錠ステップ、
前記車載機が前記第1解錠ステップの処理に関連して前記携帯機にパスワードを発行する発行ステップ、
前記携帯機が前記発行ステップによって発行されたパスワードを保存する保存ステップ、
前記車載機が前記車両に対する既定操作が行われたとき前記保存ステップによって保存されたパスワードを前記第2近距離無線通信方式で取得する取得ステップ、および
前記車載機が前記取得ステップによって取得されたパスワードを認証して前記ドアを解錠する第2解錠ステップを備える、ドア解錠方法。
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