JP6760206B2 - 車載認証装置、携帯機認証方法 - Google Patents
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Description
この技術では、車両に搭載されて認証機能を有する無線通信機(以下、車載認証装置)が、車両に乗り込もうとする人間が携帯する小型の無線通信機(以下、携帯機)と通信して、その携帯機が正規の携帯機であるか否かを認証する。そして、認証が通って正規の携帯機であると判断した場合には、車両の扉を解錠、あるいは解錠を準備するようになっている。
また、認証が通った場合は、正規の携帯機が周囲に存在していることになるので、それ以降は、一定周期での呼出信号の送信は不要となる。これに対して、認証が通らなかった場合は、車載認証装置は正規の携帯機が接近してくる場合に備えて、一定周期での呼出信号の送信を継続する。
そこで、携帯機が使用時には携帯されることに着目して、携帯機に振動センサーを内蔵しておき、振動が検知されない場合は携帯機が使用されていないものと判断して、車載認証装置からの呼出信号を受信しても応答信号を送信しないようにする技術が提案されている(特許文献1)。この提案の技術では、携帯機が机の上に置かれている場合など、使用されていない状況では、車載認証装置からの呼出信号を受信する度に応答信号を返信してしまい、電池を消耗させる事態を防止することができる。
図1には、車両1に搭載された本実施例の車載認証装置100がユーザーの携帯機10を認証する様子が例示されている。図示されるように車載認証装置100は、車両1の周辺に存在する携帯機10に対して応答信号の返信を要求する呼出信号(いわゆるWake信号)を、定期的に送信している。図1(a)のように、車載認証装置100からの電波の到達範囲内に携帯機10が存在しない場合は、呼出信号が届かないので携帯機10から応答信号が送信されることはない。ところが、図1(b)のように、車載認証装置100からの電波の到達範囲内に携帯機10が入ると、携帯機10が車載認証装置100からの呼出信号を受信して、呼出信号に対する応答信号(いわゆるAck信号)を送信する。
車載認証装置100は、この応答信号を受信すると、電波の到達範囲内まで携帯機10が近付いてきたことを認識し、その携帯機10を認証するために、図1(c)のように、認証信号の返信を要求する認証要求信号(いわゆるChallenge信号)を送信する。すると、携帯機10からは認証信号(いわゆるResponse信号)が送信されてくるので、車載認証装置100は、この認証信号に基づいて携帯機10を認証する。
このように、車両1側の車載認証装置100では定期的に呼出信号を送信する必要があるものの、携帯機10側では、呼出信号あるいは認証要求信号を受信した時に応答信号あるいは認証信号を送信すればよいので、携帯機10の電力消費を抑制することが可能となっている。ところが、何らかの理由で携帯機10の電力消費量が急に増加して、電池が消耗する事態が散見されていた。そこで、このような問題を車両1側で対策するべく、本実施例の車載認証装置100は次のような内部構造を備えている。
尚、これらの「部」は、携帯機10の電力消費の増加を車載認証装置100側で対策するために車載認証装置100が備える機能に着目して、車載認証装置100の内部を便宜的に分類した抽象的な概念であり、車載認証装置100がこれらの「部」に物理的に区分されていることを表すものではない。従って、これらの「部」は、CPUで実行されるコンピュータープログラムとして実現することもできるし、LSIを含む電子回路として実現することもできるし、更にはこれらの組合せとして実現することもできる。
呼出信号送信部102は、無線通信部101に向かって定期的に呼出信号を出力する。無線通信部101は、呼出信号送信部102から呼出信号を受け取ると、呼出信号に従ってアンテナ100aを駆動することによって、呼出信号の電波を無線によって送信する。また無線通信部101は、呼出信号を受け取った携帯機10から応答信号の電波が戻ってきた場合は、アンテナ100aを用いて応答信号を受信して認証要求信号送信部103に出力する。
認証実行部104は、無線通信部101から認証信号を受け取ると、その旨を無認証信号状態検出部105に出力すると共に、受け取った認証信号に基づいて、その認証信号を送信した携帯機10を認証する。
あるいは、応答信号を受け取った旨の情報と、認証要求信号を送信した旨の情報とを、認証要求信号送信部103から無認証信号状態検出部105に対して出力するようにしても良い。
以上のような内部構造を備える本実施例の車載認証装置100は、携帯機10の電池が急に消耗することを防止することができる。これは、以下のような理由による。
図3には、車載認証装置100と認証する際の携帯機10の動作が示されている。図3(a)に示されるように、携帯機10は待受状態と起動状態とを繰り返しながら、車載認証装置100との間で電波を送受信している。ここで、待受状態とは、図3(b)に示したように、携帯機10が内蔵する受信回路11、信号処理回路12、送信回路13の中で、電波を受信するための受信回路11は動作しているが、受信した電波を処理するための信号処理回路12や、電波を送信するための送信回路13は動作していない状態である。信号処理回路12や送信回路13は電波を受信して初めて動作させる必要が生じるので、電波を受信するまでは動作を停止させておくことによって、電池の消耗を抑制する。その一方で、車載認証装置100からの呼出信号がいつ届いても受信可能なように、受信回路11は動作させておく。このような状態が待受状態である。
尚、図3(b)中で、受信回路11が実線で表され、信号処理回路12および送信回路13が破線で示されているのは、受信回路11は動作しているが、信号処理回路12および送信回路13は動作していないことを表している。
その後、応答信号に対して車載認証装置100から送信されてくる認証要求信号を受信すると、携帯機10は再び起動状態となる。そして、認証要求信号に対して所定の信号処理を行って、認証信号を送信した後、待受状態に復帰する。
そして、呼出信号(いわゆるWake信号)はデータ量が少なく短い信号なので、図3(a)に示したように、信号処理回路12や送信回路13が動作を開始する前(従って、受信感度が低下する前)に受信が完了する。これに対して、認証要求信号(いわゆるChallenge信号)はデータ量が多く長い信号なので、信号処理回路12や送信回路13が動作を開始する前には受信が完了しない。その結果、信号処理回路12や送信回路13が動作して、受信感度が低下した状態でも、受信が継続されることになることになって、場合によっては、認証要求信号が途中から受信できなくなる事態も起こり得る。
このような現象が生じても、多くの場合は携帯機10の所有者が車両1に近付いてくるので問題が生じることはない。しかし、携帯機10の所有者が車両1に近付いて来る途中で止まった場合には、携帯機10の電力消費を大きく増加させて、急に電池を消耗させる事態が起こり得る。
ここで、携帯機10の所有者が車両1に向かって近付いている場合は、車載認証装置100からの呼出信号を受信してから、応答信号を送信して、その応答信号に対する認証要求信号を受信するまでに間に、携帯機10は破線で示した起動状態での受信可能範囲内に移動する。このため、図4(b)に示したように、携帯機10は車載認証装置100からの認証要求信号を受信して、その信号に対する認証信号を返信することができる。
このような場合、呼出信号のような短い信号については、図3(a)を用いて前述したように、携帯機10の受信感度が低下する前に受信を完了することができる(図5(a)参照)。しかし、認証要求信号のような長い信号は、受信している途中で携帯機10が起動状態に切り換わって、起動状態での認証要求信号の受信可能範囲外に携帯機10が出てしまう(図5(b)参照)。そのため、車載認証装置100は、認証要求信号を送信したにも拘わらず認証信号が戻ってこないので、携帯機10が居なくなったものと判断して、再び呼出信号を送信する。
このように、携帯機10の所有者が、待受状態での受信可能範囲内までは車両1に近付いて来たが、それ以上には近付いて来ない状況では、車載認証装置100から携帯機10に呼出信号が何度も送信され、その度に携帯機10が応答信号を返信する動作が繰り返される。その結果、携帯機10の電池が急に消耗する事態が散見されていたものと考えられる。そこで、本実施例の車載認証装置100は、こうした事態の回避するために、以下のような方法で携帯機10を認証する。
図6〜図8には、本実施例の車載認証装置100が携帯機10を認証する携帯機認証処理のフローチャートが示されている。
図示されるように、携帯機認証処理では、呼出信号を送信するか否かを判断する(S100)。呼出信号は一定周期で送信しているので、前回に呼出信号を送信してからの経過時間が所定時間に達していない場合は、呼出信号を送信しないと判断する(S100:no)。また、既に正規の携帯機10を認証済みの場合も、呼出信号を送信しないと判断する(S100:no)。そして、呼出信号を送信しないと判断した場合は(S100:no)、同じ判断(S100)を繰り返すことによって、呼出信号を送信すると判断するまで待機状態となる。
これに対して、前回に呼出信号を送信してから所定時間が経過しており、且つ、正規の携帯機10を認証済みでも無かった場合は、呼出信号を送信すると判断して(S100:yes)、所定の呼出信号を無線で送信する(S101)。
そこで、一定時間内に応答信号を受信できなかった場合は(S102:no)、出力増加フラグをOFFに設定して(S103)、無認証信号回数Nを「0」に初期化した後、処理の先頭に戻って、呼出信号を送信するか否かを判断する(S100)。ここで、出力増加フラグとは、認証要求信号を送信する際の信号出力を、標準の出力よりも増加させるか否かを示すフラグである。出力増加フラグは、通常の状態ではOFFに設定されているが、後述する所定の条件が成立するとONに設定される。また、無認証信号回数Nとは、無認証信号状態という特殊な状態が連続して発生した回数を計数するために用いる変数である。後述するように、本実施例の携帯機認証処理では、携帯機10からの応答信号を受信すると、無認証信号状態の発生有無を検出して、無認証信号状態が連続して所定回数、発生した場合には、出力増加フラグをONに設定している。このことから、呼出信号に対する応答信号が戻って来ない場合は(S102:no)、無認証信号回数Nを計数する必要も無いし、出力増加フラグをONにする必要も無いので、念のために出力増加フラグをOFFに設定すると共に、無認証信号回数Nも「0」に初期化しておくのである(S103、S104)。
そして、認証信号を受信した場合は(S109:yes)、その認証信号に基づいて携帯機10を認証するが、それに先立って、出力増加フラグをOFFに設定し(図7のS110)、更に、無認証信号回数Nを「0」に初期化しておく(S111)。すなわち、後述するように、出力増加フラグおよび無認証信号回数Nは、認証信号が受信できない場合に用いられるフラグおよび変数なので、認証信号が受信できた場合は(S109:yes)、これらを用いる必要は無い。そこで、次回に用いる場合に備えて、出力増加フラグをOFFに設定すると共に、無認証信号回数Nを「0」に初期化しておく(S110、S111)。
これに対して、認証が通らなかった場合は(S113:no)、認証した携帯機10は正規の携帯機10ではないと判断できるので、正規の携帯機10を認証するべく、処理の先頭に戻って、再び、呼出信号を送信するか否かを判断する(図6のS100)。
しかし、認証要求信号を送信しても、認証信号を受信できない場合も起こり得る。すなわち、認証要求信号は応答信号が戻ってきた場合に送信される信号であり、応答信号が戻ってきたと言うことは、呼出信号が届く範囲に携帯機10が存在していたということだから、通常であれば、認証信号を受信することができる。しかし、呼出信号を送信してから認証要求信号を送信するまでの間に携帯機10が遠ざかった場合や、図5に例示したように、携帯機10が呼出信号を受信した位置に留まっていた場合には、認証要求信号を送信しても認証信号を受信できない場合も起こり得る。このような状態が、無認証信号状態である。
そこで、認証要求信号を送信したにも拘わらず、認証信号を受信できなかった場合は(S109:no)、無認証信号回数Nに「1」を加算する(図8のS115)。前述したように無認証信号回数Nとは、無認証信号状態が連続して発生した回数を計数する変数である。
その結果、無認証信号回数Nが閾値回数に達していない場合は(S116:no)、処理の先頭に戻って、再び、呼出信号を送信するか否かを判断する(図6のS100)。そして、呼出信号を送信して(S101)、その呼出信号に対応する応答信号を受信できたら(S102:yes)、認証要求信号を送信して(S108)、認証信号を受信したか否かを判断する(S109)。その結果、認証信号を受信していなかった場合は(S109:no)、無認証信号回数Nに再び「1」を加算した後(図8のS115)、無認証信号回数Nが閾値回数に達したか否かを判断する(S116)。
しかし、無認証信号回数Nが閾値回数に達した場合は(図8のS116:yes)、今度は、無認証信号回数Nが所定の上限回数に達したか否かを判断する(S117)。上限回数は、閾値回数よりも大きな適切な値に設定することができるが、本実施例では6回に設定されている。当然ながら、無認証信号回数Nが閾値回数に達しても、暫くの間は上限回数よりも小さいから、S117では「no」と判断する。そして、この場合(S117:no)は、出力増加フラグをONに設定する(S118)。
こうして、出力増加フラグをONに設定した後は(S118)、再び処理の先頭に戻って、前述した一連の手順を繰り返す。すなわち、呼出信号を送信するか否かを判断して(図6のS100)、呼出信号を送信する(S101)。そして、呼出信号に対応する応答信号を受信できたら(S102:yes)、出力増加フラグがONに設定されているか否かを判断する(S105)。その結果、出力増加フラグがONに設定されていると判断して(S105:yes)、信号強度を増加強度に設定した後(S107)、増加強度で認証要求信号を送信する(S108)。
このように、標準よりも強い信号強度で認証要求信号を送信してやれば、図5に例示したような場合でも、携帯機10の電池が急に消耗する事態を回避することができる。
そして、このようなことが繰り返されて、無認証信号回数Nが閾値回数に達すると(S116:yes)、出力増加フラグがONに設定されて(S118)、認証要求信号が強い信号強度で送信されるようになる(図6のS107、S108)。
その結果、図9(c)に示したように、認証要求信号の受信可能範囲が広がって、携帯機10が起動状態にある場合でも認証要求信号を受信可能となり、認証信号を返信できるようになる。このため、認証信号が戻ってこないので車載認証装置100が何度も呼出信号を送信し、その度に携帯機10が応答信号を返信することで携帯機10の電池が急に消耗する事態を回避することが可能となる。
そして、無認証信号回数Nが上限回数に達したら(S117:yes)、タイマーに所定の送信休止時間を設定して(S119)、送信休止時間が経過したか否かを判断する(S120)。送信休止時間は、適切な時間に設定することができるが、本実施例では1分間に設定されている。
こうすれば、携帯機10に何らかのトラブルが生じて、応答信号は送信できるが認証信号が送信できなくなった場合でも、車載認証装置100の電力消費量が増加する事態を回避することができる。
上述した本実施例の携帯機認証処理では、無認証信号回数Nが所定の閾値回数に達すると、認証要求信号の信号強度を強くするものとして説明した。しかし、認証要求信号の信号強度を強くするのではなく、呼出信号の信号強度を弱くすることによっても、携帯機10の電池が急に消耗する事態を回避することができる。
その結果、呼出信号を送信すると判断した場合は(S150:yes)、出力減少フラグがONに設定されているか否かを判断する(S151)。ここで、出力減少フラグとは、呼出信号の信号強度を、通常よりも弱い強度で送信するか否かを示すフラグである。通常は、出力減少フラグはOFFに設定されているので、S151では「no」と判断して、信号強度を標準強度に設定する(S155)。
出力減少時間が経過したか否かを判断した結果、未だ経過していないと判断した場合は(S152:no)、呼出信号の信号強度を、通常よりも弱い強度(すなわち減少強度)に設定する(S153)。逆に、出力減少時間が経過したと判断した場合は(S152:yes)、出力減少フラグをOFFに設定した後(S154)、呼出信号の信号強度を標準強度に設定する(S155)。
このように、出力減少フラグは、後述する所定条件が成立するとONに設定されて、出力減少フラグがONに設定されている間は、呼出信号が通常よりも弱い信号強度で送信されるが、所定の出力減少時間の経過後は、出力減少フラグはOFFに戻される。その結果、呼出信号の信号強度も通常の強度に戻るようになっている。
これに対して、携帯機10からの応答信号を受信した場合は(S157:yes)、今度は、認証要求信号を送信する(S158)。尚、呼出信号の信号強度が標準強度あるいは減少強度の何れに設定されている場合も、認証要求信号は標準強度で送信される。
これに対して、認証が通らなかった場合は(S163:no)、処理の先頭に戻って、再び、呼出信号を送信するか否かを判断する(図10のS150)。
一方、認証要求信号を送信しても、認証信号を受信できなかった場合は(S159:no)、前述した無認証信号状態が発生したことになるので、無認証信号回数Nに「1」を加算する(図12のS165)。前述したように無認証信号回数Nとは、無認証信号状態が連続して発生した回数を表している。
続いて、無認証信号回数Nが、所定の閾値回数よりも大きいか否かを判断して(S166)、無認証信号回数Nが閾値回数に達していない場合は(S166:no)、そのまま処理の先頭に戻って、呼出信号を送信するか否かを判断する(図10のS150)。
図13(a)に示すように、携帯機10は、車載認証装置100からの呼出信号を受信すると応答信号を返信するが、この時、携帯機10は待受状態から起動状態に切り換わって、電波の受信感度が低下する。その結果、図13(b)に示すように、携帯機10は、車載認証装置100からの認証要求信号を受信することができなくなり、認証信号を返信しなくなる。
その結果、図13(c)に示したように、車載認証装置100からの呼出信号の受信可能範囲が狭くなって、携帯機10が呼出信号を受信できなくなり、応答信号を返信しなくなる。そして、このような状況が、出力減少時間が経過するまで継続されるので、車載認証装置100が呼出信号を送信する度に携帯機10が応答信号を返信して、携帯機10の電池が急に消耗する事態を回避することが可能となる。
13…送信回路、 100…車載認証装置、 101…無線通信部、
102…呼出信号送信部、 103…認証要求信号送信部、
104…認証実行部、 105…無認証信号状態検出部、
106…信号強度変更部。
Claims (7)
- 車両(1)の周辺に存在する携帯機(10)との間で無線通信することによって、前記携帯機を認証する車載認証装置(100)であって、
前記携帯機との間で無線通信する無線通信部(101)と、
前記車両の周辺に存在する前記携帯機に対して応答信号の返信を要求する呼出信号を、前記無線通信部を介して送信する呼出信号送信部(102)と、
前記無線通信部を介して前記応答信号を受信することによって、前記車両の周辺に前記携帯機が存在することを確認すると、該携帯機に対して認証信号の返信を要求する認証要求信号を、前記無線通信部を介して送信する認証要求信号送信部(103)と、
前記無線通信部を介して前記認証信号が受信されると、該認証信号を送信した前記携帯機を、前記認証信号に基づいて認証する認証実行部(104)と
を備え、
前記無線通信部は、前記認証要求信号を、前記呼出信号よりも大きな信号強度で送信する
ことを特徴とする車載認証装置。 - 請求項1に記載の車載認証装置であって、
前記認証要求信号を送信したにも拘わらず、該認証要求信号に対する前記認証信号を受信できない無認証信号状態を検出する無認証信号状態検出部(105)と、
前記無認証信号状態が検出されると、前記認証要求信号の信号強度が前記呼出信号の信号強度よりも大きくなるように、前記呼出信号または前記認証要求信号の少なくとも一方の信号強度を変更する信号強度変更部(106)と
を備えることを特徴とする車載認証装置。 - 請求項2に記載の車載認証装置であって、
前記信号強度変更部は、前記認証要求信号の信号強度を増加させることによって、前記認証要求信号の信号強度を前記呼出信号の信号強度よりも大きくする
ことを特徴とする車載認証装置。 - 請求項2に記載の車載認証装置であって、
前記信号強度変更部は、前記呼出信号の信号強度を減少させることによって、前記認証要求信号の信号強度を前記呼出信号の信号強度よりも大きくする
ことを特徴とする車載認証装置。 - 請求項2ないし請求項4の何れか一項に記載の車載認証装置であって、
前記信号強度変更部は、前記無認証信号状態が連続して所定回数検出された場合に、前記呼出信号または前記認証要求信号の少なくとも一方の信号強度を変更する
ことを特徴とする車載認証装置。 - 請求項3に記載の車載認証装置であって、
前記信号強度変更部は、前記増加させた信号強度で前記認証要求信号が所定回数送信された後は、前記信号強度を標準の信号強度に復帰させる
ことを特徴とする車載認証装置。 - 車両(1)の周辺に存在する携帯機(10)との間で無線通信することによって、前記携帯機を認証する携帯機認証方法であって、
前記車両の周辺に存在する前記携帯機に対して応答信号の返信を要求する呼出信号を送信する工程(S101、S156)と、
前記応答信号が受信されたか否かに基づいて、前記車両の周辺に前記携帯機が存在するか否かを判断する工程(S102、S157)と、
前記応答信号が受信された場合には、前記車両の周辺に前記携帯機が存在すると判断して、該携帯機に対して認証信号の返信を要求する認証要求信号を、前記呼出信号よりも大きな信号強度で送信する工程(S107、S108、S153、S156)と、
前記認証信号が受信されると、該認証信号を送信した前記携帯機を、前記認証信号に基づいて認証する工程(S112)と
を備える携帯機認証方法。
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