WO1998034198A1 - Equipement de communication destine a etre embarque sur un vehicule et equipement de communication entre routes - Google Patents

Description

明細書 車載用通信装置及び路車間通信装置 技術分野 本発明は、 車載用通信装置及び路車間通信装置にかかり、 特に、 車両に搭載さ れた車載用通信装置、 及びこの車載用通信装置と路側に設置された路上機との間 で通信処理する路車間通信装置に関する。 背景技術 近年、 有料施設の利用料金の収受、 例えば、 有料道路の通行料金の収受等に、 料金前納方式または料金後納方式の力一ドを利用した自動料金収受装置が開発さ れている。 この自動料金収受装置では、 有料道路の入口ゲートや出口ゲートで料 金収受を自動的に行うため、 車両に対して情報を問い合わせるための質問器とし てのアンテナを有する路車間通信用路上機 （以下、 路上機という） を道路側に配 設すると共に、 問い合わせのあった情報に対する応答をするための応答器として のアンテナを有する路車間通信用車載機 （以下、 車載機という） を車両に搭載し 、 車載機と路上機との間で無線通信により情報の授受を行つている。

車載機と路上機との間で情報を授受するためには、 料金情報や車両に関連する 車両情報、 そしてユーザに関連する情報を記憶する必要がある。 このため、 大量 のデータを記憶できる I 。カードに情報を書き込ませて用いることもある。

ところで、 上記のように、 車載機と路上機との間で情報を授受する場合や I C 力一ドに対する情報の授受をする場合、 情報がその形態のままで用いられるので 、 ユーザ一の意図しない者が情報の内容を容易に明らかにすることができるとい う問題力くある。

そこで、 送信された固有コ一ド等の秘密コードが予め定めた複数の秘密コ一ド と一致することを識別して秘匿性を有させることにより安全性を向上させる電子 識別システムが提案されている （特表平 6 - 5 1 1 0 9 7号公報参照） 。

しかしながら、 従来の電子識別システムでは、 ユーザ一に秘密コードを 1種類 のみ割り当てているため、 多数のユーザーを識別するためにはユーザー数に応じ た秘密コードを設定しなければならない。 このため、 多数のユーザーに対して情 報の授受を行う路車間通信装置においては装置の負荷が増大する。 また、 ユーザ 一に対する秘密コードは 1種類のみであるため、 その秘密コ一ドが漏洩したとき には、 ユーザ一が使用するシステム、 すなわち路車間通信装置の安全性は低下す る。

また、 車載機と路上機との間で情報を授受することにより自動料金収受するた めには、 車両に関連する車両情報、 そして課金処理のための料金残高等のユーザ 個人に関連するユーザ情報を記憶する必要がある。 このため、 大量のデータを記 憶できる I Cカードに情報を書き込ませて用いることもある。

ところが、 上記情報を授受する場合、 情報を一般的な記述形態のままで用いる と、 ユーザ一や情報提供者の意図しない者が情報の内容を不法に改ざんや偽造し 、 不正利用することができるという問題がある。

そこで、 路上機と車載機との間で通信される情報を暗号化することにより安全 性を向上させる自動料金収集システムが提案されている （特表平 6— 6 0 2 3 7 号公報参照） 。 この技術では、 I Cカードに記憶された暗号化情報や路上機から の暗号化情報を車載機内で平文化 （一般的な記述形態に） し、 料金残高等のユー ザ情報に対する処理を行っている。

しかしながら、 従来の自動料金収集システムでは、 車載機内で平文化したユー ザ情報を一時的に記憶しているため、 料金残高等のユーザ個人に関連するユーザ 情報等をユーザーや情報提供者の意図しない者が情報の内容を容易に改ざんする ことができ、 安全性が低下することがある。

本発明は、 上記事実を考慮して、 簡単な構成でかつ容易に安全性を向上するこ とができる車載用通信装置及び路車間通信装置を得ることが目的である。

また、 上記目的に加え、 簡単な構成でかつ情報漏洩や改ざんを困難にして情報 通信が可能な車載用通信装置及び路車間通信装置を得ることを目的とする。 発明の開示 上記目的を達成するために請求項 1に記載の発明の車載用通信装置は、 路側に 設置された路側通信手段と情報通信するための送受信手段と、 料金残高に関係す るユーザ情報を記憶する記憶手段と、 前記ユーザ情報に基づく出力情報を暗号化 して出力すると共に前記ユーザ情報に関係する暗号化された入力情報を複号化す る暗号化手段とを備えた I cカードに、 前記送受信手段で受信した路側からの喑 号化情報を中継する中継手段と、 を備えている。

請求項 2に記載の発明は、 請求項 1に記載の車載用通信装置において、 前記中 継手段は前記 I Cカードで喑号化された出力情報を前記送受信手段へ中継するこ とを特徴する。

請求項 3に記載の発明は、 請求項 1または 2に記載の車載用通信装置において 、 前記暗号化情報を一時的に記憶する暗号化情報記憶手段をさらに備え、 前記送 受信手段は前記暗号化情報を前記暗号化情報記憶手段に記憶すると共に前記暗号 化情報記憶手段に記憶された暗号化情報をそのまま送信することを特徴としてい る。

請求項 4に記載の発明は、 請求項 1乃至請求項 3の何れか 1項に記載の車載用 通信装置において、 前記 I Cカード及び前記路側通信手段の少なくとも一方は前 記出力情報の一部を暗号化せずに出力し、 前記暗号化せずに出力された前記出力 情報の一部を表示するための情報表示手段をさらに備えたことを特徴としている 請求項 5に記載の発明の路車間通信装置は、 I Cカードと、 請求項 1乃至請求 項 4の何れか 1項に記載の車載用通信装置と、 路側に設置され、 前記車載用通信 装置との間で相互に情報通信する路側通信手段と、 送信情報を暗号化すると共に 受信情報を複号化する路側喑号手段とを備えた路側制御手段とを備えている。 請求項 6に記載の発明は、 請求項 5に記載の路車間通信装置において、 入口ゲ ートに設置された前記路側制御手段の路側喑号手段は、 送信情報の暗号化のみを 行いかつ、 料金収受ゲートに設置された前記路側制御手段の路側喑号手段は、 受 信情報の復号化のみを行うことを特徴としている。 請求項 7に記載の発明は、 請求項 5または 6に記載の路車間通信装置において 、 前記送信情報は、 有料施設の課金処理に関連する課金情報であることを特徴と している。

請求項 8に記載の発明の路車間通信装置は、 路側に設置され、 車載用通信手段 との間で相互に情報通信する路側通信手段と、 第 1の電子鍵で送信情報を暗号化 すると共に受信情報を復号化する第 1の暗号手段とを備えた路側制御手段と、 車 両及びユーザの少なくとも一方に関係するユーザ情報を記憶すると共に車載用通 信手段との間で相互に情報授受する情報授受手段と、 第 2の電子鍵で出力情報を 暗号化すると共に入力情報を復号化する第 2の暗号手段とを備えた情報制御手段 と、 車両側に設置され、 前記路側通信装置と相互に情報通信しかつ前記情報制御 手段との間で相互に情報授受する車載用通信手段と、 前記情報通信のとき第 1の 電子鍵で送信情報を暗号化しかつ受信情報を復号化すると共に、 前記情報授受の とき第 2の電子鍵で出力情報を暗号化しかつ入力情報を復号化する第 3の暗号手 段とを備えた車載用制御手段と、 を備えている。

請求項 9に記載の発明は、 請求項 8に記載の路車間通信装置において、 前記第 1の暗号手段と路側通信手段、 前記第 2の暗号手段と情報授受手段、 及び前記第 3の暗号手段と車載用通信手段の各々を同一基板上に設けたことを特徴としてい る。 請求項 1の発明の車載用通信装置では、 送受信手段により路側に設置された路 側通信手段と相互に情報通信する。 車載用通信装置には、 I Cカードが着脱可能 であり、 I Cカードは記憶手段に料金残高に関係するユーザ情報が記憶されてい る。 このユーザ情報は、 暗号化手段でユーザ情報に基づく出力情報を暗号化して 出力する。 これと共に暗号化手段ではユーザ情報に関係する暗号化された入力情 報を復号化する。 前記送受信手段で受信した路側からの情報のうち暗号化情報は

、 中継手段により I Cカードに中継される。 従って、 車載用通信装置には暗号化 情報がそのままの形態で通過するので、 暗号化情報の秘匿性が維持され、 安全性 が保たれる。

前記中継手段は、 請求項 2に記載したように、 I Cカードで暗号化された出力 P98/00342 情報を前記送受信手段へ中継することにより、 I Cカードからの暗号化されたュ 一ザ情報に基づく出力情報をそのままの形態で路側へ送信でき、 出力情報の秘匿 性を維持でき、 安全性が保たれる。

前記車載用通信装置は、 請求項 3に記載したように、 暗号化情報を一時的に記 憶する暗号化情報記憶手段をさらに備えることができる。 この暗号化情報記憶手 段には、 送受信手段によって暗号化情報が記憶される。 また、 記憶された暗号化 情報はそのまま送受信手段によって送信される。 これによつて、 I Cカードに記 憶されたユーザ情報に関連しないが保持していたい路側からの暗号化情報、 例え ば入口ゲートゃ途中経路を表すゲート情報を、 そのままの形態で保持できかつ路 側へ送信でき、 路側からの情報の秘匿性を維持でき、 安全性を保つことができる ο

また、 請求項 4に記載したように、 ユーザに認知させたい出力情報の一部を I Cカードで喑号化せずに出力し、 この暗号化せずに出力された出力情報の一部を 表示するための情報表示手段をさらに備えることにより、 ユーザは通信の完了や 課金処理の結果である明細等を認知することができる。

本発明の路車間通信装置は、 請求項 5に記載したように、 I Cカードを前記車 載用通信装置に装着し、 路側に設置された路側制御手段との間で相互に情報通信 する。 路側制御手段の路側喑号手段は、 送信情報を暗号化すると共に受信情報を 復号化する。 従って、 路側から送信する送信情報は、 暗号化されたままの形態で 車載用通信装置を通過し、 請求項 7にも記載したように、 有料施設の課金処理に 関連する課金情報を送信情報として送受信して料金収受等の処理を I Cカードに 対して行うことができ、 その結果の情報も暗号化されたままの形態で車載用通信 装置を通過するので、 秘匿性が損なわれることがない。

前記路車間通信装置は、 請求項 6に記載したように、 入口ゲートに設置された 路側制御手段の路側喑号手段で送信情報の暗号化を行いかつ、 料金収受ゲートに 設置された路側制御手段の路側喑号手段で受信情報の複号化を行うようにするこ とによって、 車載用通信装置が暗号化手段を有することがないので、 車載用通信 装置の暗号解析による料金不正を不可能にできる。

また、 請求項 8の発明では、 路側制御手段の路側通信手段と車載用制御手段の 車載用通信手段との間で相互に情報通信する。 また、 車載用制御手段の車載用通 信手段と情報制御手段の情報授受手段との間で相互に情報授受する。

情報通信のときは、 路側制御手段では第 1の暗号手段により第 1の電子鍵で車 載用制御手段へ送信する送信情報を暗号化すると共に車載用制御手段からの受信 情報を復号化する。 また、 車載用制御手段では第 3の暗号手段により第 1の電子 鍵で路側制御手段へ送信する送信情報を暗号化しかつ路側制御手段からの受信情 報を復号化する。 従って、 路側制御手段と車載用制御手段との間で第 1の電子鍵 を用いて情報を暗号化して相互に情報通信できるので、 秘匿性を有させることに より安全性が保たれる。

情報授受のときは、 車載用制御手段では第 3の暗号手段により第 2の電子鍵で 出力情報を暗号化しかつ入力情報を複号化する。 情報授受手段は、 車両及びユー ザの少なくとも一方に関係するユーザ情報を記憶しており、 このユーザ情報を車 載用制御手段へ出力するとき出力情報として第 2の暗号手段により第 2の電子鍵 で暗号化しかつ車載用制御手段からの入力情報を復号化する。 従って、 車載用制 御手段と情報授受手段との間で第 2の電子鍵を用いて情報を暗号化して相互に情 報授受できるので、 秘匿性を有させることにより安全性が保たれる。

このように、 情報通信及び情報授受に異なる電子鍵を用いて独立した秘匿性を 有させているので、 路車間通信装置として安全性を向上できる。 また、 独立した 秘匿性を有させているので、 秘匿性が明らかになるまでを最小限に抑えることが できる。

前記第 1の暗号手段乃至第 3の暗号手段は、 秘匿性を有させるもとであるので 、 これらの暗号手段を明らかにすれば、 秘匿性を明らかにできる。 そこで、 請求 項 9にも記載したように、 前記第 1の暗号手段と路側通信手段、 前記第 2の暗号 手段と情報授受手段、 及び前記第 3の暗号手段と車載用通信手段の各々を同一基 板上、 例えば同一チップ上に設けることによって、 解析等の解読が困難となり、 路車間通信装置の安全性を向上できる。 本発明の車載用通信装置では、 送受信手段で受信した路側からの情報のうち喑 号化情報が中継手段により I Cカードに中継されることにより、 車載用通信装置 を暗号化情報はそのままの形態で通過するので、 暗号化情報の秘匿性が維持され 、 安全性を保つことができる、 という効果がある。

本発明の路車間通信装置では、 暗号化情報を中継する車載用通信装置に I C力 一ドを装着し、 送信情報を暗号化すると共に受信情報を復号化する路側制御手段 との間で相互に情報通信するので、 秘匿性が損なわれることがなく、 安全性を保 つことができる、 という効果がある。

また、 異なる電子鍵を用いて独立した秘匿性を有させているので、 路車間通信 装置の安全性を向上できる、 という効果がある。

さらに、 第 1の暗号手段乃至第 3の暗号手段の各々を、 対応する路側通信手段 、 情報授受手段及び車載用通信手段の各々と同一基板上に設けることによって、 解析等の解読が困難となり、 路車間通信装置の安全性を向上できる、 という効果 力ある。 図面の簡単な説明 図 1は、 本発明の第 1実施の形態にかかる自動料金収受システムを示すプロッ ク図である。

図 2は、 第 1実施の形態の自動料金収受システムの途中経路を示す概略斜視図 でめる。

図 3は、 第 1実施の形態の車載機を示すプロック図である。

図 4は、 第 1実施の形態の路上機の一例を示すプロック図である。

図 5は、 第 1実施の形態の I Cカードの構成を示すブロック図である。

図 6は、 第 1実施の形態の車載機の処理の流れを示すフローチャートである。 図 7は、 第 1実施の形態の途中経路における路上機の処理の流れを示すフロー チヤ一トである。

図 8は、 第 1実施の形態の車載機の出口ゲート処理の流れを示すフローチヤ一 トである。

図 9は、 第 1実施の形態の出口ゲ一卜の路上機における処理の流れを示すフロ 一チャー トである。

図 1 0は、 第 1実施の形態の I Cカードの処理の流れを示すフローチヤ一卜で める。

図 1 1は、 第 1実施の形態の路上機、 車載機、 及び I C力一ドの間で相互にな される情報授受の関係を示すイメージ図である。

図 1 2は、 本発明の第 2実施の形態にかかる自動料金収受システムを示すプロ ック図である。

図 1 3は、 第 2実施の形態の車載機を示すブロック図である。

図 1 4は、 第 2実施の形態の路上機の一例を示すブロック図である。

図 1 5は、 第 2実施の形態の I Cカード及び情報書込装置を示すブロック図で める。

図 1 6は、 第 2実施の形態の情報書込装置の処理ルーチンを示すフローチヤ一 トである。

図 1 7は、 第 2実施の形態の情報書込装置に対する車載機の処理ル一チンを示 すフローチヤ一トである。

図 1 8は、 第 2実施の形態の車載機の通信処理ルーチンを示すフローチャート でめる。

図 1 9は、 第 2実施の形態の路上機の処理ルーチンを示すフローチャートであ る。

図 2 0は、 第 2実施の形態の I C力一ドの処理ルーチンを示すフローチヤ一ト でめる。

図 2 1は、 第 2実施の形態の情報書込装置と車載機との間でなされる情報授受 を示すイメージ図である。

図 2 2は、 第 2実施の形態の I C力一ドリードライ ト装置と車載機との間でな される情報授受を示すイメージ図である。

図 2 3は、 第 2実施の形態の路上機と車載機、 及び I Cカードリ一ドライ ト装 置と車載機との間でなされる情報授受を示すイメージ図である。 発明を実施するための最良の形態 JP98/00342 以下、 図面を参照して、 本発明の実施の形態を詳細に説明する。 本実施の形態 は、 有料道路等を走行する車両に対して自動的に料金収受処理を行う自動料金収 受システムに本発明を適用したものである。

なお、 この自動料金収受システムでは、 車両に搭載された車載機と、 入口ゲー トゃ出口ゲート等の地上側に設置されたフラッ トアンテナ （または他のアンテナ 、 例えば八木アンテナ） を有する路上機との間で電波通信で情報を授受すること によって、 車両が走行した通行区間 （経路） や車種を判別し、 入口ゲート及び出 ロゲ一卜において車両を停止させることなく通行料金等を自動的に収受するもの である。

〔第 1実施の形態〕

まず、 第 1実施の形態を説明する。

図 1に示すように、 本実施の形態の自動料金収受システムは、 路側に設置され た路上機 1 0と、 車両に搭載された車載機 3 0とを含んで構成され、 路上機 1 0 と車載機 3 0との間で電波通信によって相互に情報を授受する。 この車載機 3 0 と通信する路上機は、 各種の情報を授受するためのフラッ トアンテナ （または他 のアンテナ、 例えば八木アンテナ） を備えており、 有料道路の入口ゲート、 途中 経路 （所謂チエツクバリャ） 、 及び出口ゲート等の各々に配設されている。 詳細 は後述するが、 路上機 1 0は情報を暗号化するための電子鍵 Aを記憶したメモリ 2 8を備えており （図 4 ) 、 車載機 3 0は上記で暗号化された暗号化情報を記憶 するための記憶回路 4 8を備えている （図 3 ) 。 路上機 1 0と車載機 3 0との間 で電波通信により相互に情報を授受するときは、 路上機側で電子鍵 Aを用いて送 信情報を暗号化し、 車載機 3 0へ向けて送信される。 この暗号化 （及び復号化） は、 データ暗号化標準 （所謂 D E S ： D a t a E n c r y p t i o n S t a n d a r d等） による方法を採用することができる。

車載機 3 0には、 各種情報を格納する I Cカード 6 2 (詳細は後述） が着脱可 能とされている。 車載機 3 0と I C力一ド 6 2との間では相互に情報を授受する 。 I Cカード 6 2は、 情報を暗号化または復号化する処理を含んだセキュリティ メカニズム Mを記憶したメモリ 7 0を備えている （図 5 ) 。 このセキュリティメ 力ニズ厶は、 I Cカード 6 2を製造または発行し運用に応じて予め定められいる 。 なお、 路上機側には、 セキュリティ メカニズムによる暗号化または複号化する ためのロジックが複数記憶可能であり、 何れか 1つのセキュリティメカニズムを 選択的に用いることができる。

次に、 車載機 3 0、 及び車載機 3 0と通信を行う路上機 1 0について詳細に説 明する。 なお、 本実施の形態では、 路上機は途中経路 2 0 0に設けられた路上機 を例にして説明する。 また、 説明を簡単にするため、 レーン 2 0 2を走行する車 両 9 0に対する電波の授受を担当する途中経路アンテナ 2 1 8及び途中経路アン テナ制御装置 2 3 2を用いて説明する。 また、 車載機 3 0には、 図示しない車載 バッテリーが接続されている。

図 2に示すように、 有料道路の分岐点の直前や直後の途中経路 2 0 0には、 2 つのレーン 2 0 2、 2 0 4が隣接して設けられており、 隣接したレーン 2 0 2、 2 0 4は敷地 2 0 8と敷地 2 1 4との間に形成されている。 これらのレーン 2 0 2 . 2 0 4を跨ぐように、 敷地 2 0 8から敷地 2 1 4にかけてアーチ 2 1 6が配 設されている。 アーチ 2 1 6上には、 経路把握アンテナ 2 1 8、 2 2 0、 2 2 2 が配設されている。 経路把握アンテナ 2 1 8は、 レーン 2 0 2を走行する車両に 対する電波の授受を担当し、 レーン 2 0 2の上方に位置している。 経路把握アン テナ 2 2 2は、 レーン 2 0 4を走行する車両に対する電波の授受を担当し、 レ一 ン 2 0 4の上方に位置している。 これらの経路把握アンテナ 2 1 8 , 2 2 2の中 間付近でかつレーン 2 0 2、 2 0 4の境界を示すセン夕一ライン 2 0 6の上方に は、 レーン 2 0 2、 2 0 4に跨がって走行する車両に対する電波の授受を担当す る経路把握アンテナ 2 2 0が配設されている。

敷地 2 1 4には、 経路把握アンテナ制御装置 2 3 2を備えた経路制御センター 2 3 0が配設されており、 この経路把握アンテナ制御装置 2 3 2には経路把握ァ ンテナ 2 1 8、 2 2 0、 2 2 2が接続されている。

上記構成の途中経路 2 0 0では、 経路把握アンテナ制御装置 2 3 2により経路 把握アンテナを介して、 有料道路をどのような経路で走行したかを表す経路情報 を車両 9 0に搭載された車載機 3 0に対して送信する。 また、 経路把握アンテナ 制御装置 2 3 2には、 有料道路における車両の走行状態を統括的に管理する等の ために、 中央コンピュータへ接続が可能である。 なお、 途中経路 2 0 0には、 I Cカード 6 2を用いて車載機へ途中経路を表す経路情報を書き込むためのリカバ リーゲートを配設することができる。 このリカバリ一ゲートには、 I Cカード 6 2が着脱可能な I Cカードリ一ドライ ト装置が配設されており、 I Cカードリー ドライト装置は中央コンピュータへ接続されている。 このリカバリ一ゲ一トは、 パーキングゃサ一ビスェリァ等に設けてもよい。

なお、 他の路上機である入口ゲートでは、 有料道路の入口情報を車両に搭載さ れた車載機 3 0に対して送信する。 また、 出口ゲートでは、 出口ゲートを表す出 口情報を車両に搭載された車載機 3 0に対して送信して、 料金収受等、 車両が走 行した通行区間 （経路） や車種に応じた通行料金等を自動的に収受する。

これら入口情報及び出口情報は、 オペレータにより I Cカードを介して行うこ ともできる。 例えば、 通信エラーが発生した場合に I Cカードを用いて入口ゲ一 トを表す入口情報等のデータを書き込んだり、 車載機に記憶されているデータを 読み出したりするためのリカバリーゲ一トにおいて、 I Cカード 6 2が着脱可能 な I C力一ドリ一ドライト装置により実行が可能である。 なお、 入口情報及び経 路情報は、 有料道路の位置に対応して予め割り当てられた番号等のコ一ドを用い ることができる。

図 3に示すように車載機 3 0は、 路上機から送信されたデータ信号を受信する 受信アンテナ 3 2を備えている。 受信アンテナ 3 2は、 データ信号受信回路 4 4 を介してマイクロコンピュー夕を含んで構成された信号処理回路 4 6に接続され ている。 この信号処理回路 4 6のマイクロコンピュータには、 以下で説明する処 理プログラム等が記憶されている。

信号処理回路 4 6には、 記憶回路 4 8が接続されている。 この記憶回路 4 8に は車載機情報が蓄積される。 すなわち、 記憶回路 4 8には車両への搭載時に、 I Dコードとして車両ナンバー （ナンバープレートに記録されている番号） が予め 記憶されると共に、 車載機が搭載されている車両の車種情報が予め記憶される。 また、 記憶回路 4 8は、 暗号化情報を記憶するための領域が予め割り当てられて いる。 暗号化情報には、 路上機側で暗号化された、 入口情報 （入口番号、 通過日 時等） や途中経路 （チェックバリヤ） を通過していれば、 通過したチェックバリ ャ分の経路情報 （チェックバリヤ番号、 通過日時） がある （詳細は後述） 。

また、 信号処理回路 4 6には、 I Dコードを含むデータ信号等を応答信号とし て送信する送信回路 5 0が接続されており、 送信回路 5 0は送信アンテナ 5 2に 接続されている。 車載機 3 0は、 信号処理回路 4 6からのデータ信号を送信アン テナ 5 2を介して送信する。 なお、 送信アンテナ 5 2を送受信アンテナとして機 能させてもよい。

また、 車載機 3 0には、 装着された I Cカード 6 2のデ一夕を読み込んだり、 I Cカード 6 2にデータの書き込みを行う I C力一ドリードライ ト装置 6 0が接 続されている。 I Cカードリードライ ト装置 6 0には、 I Cカード 6 2が挿入さ れたことを機械的に検出するリ ミッ トスイッチ 5 8が設けられている。 I C力一 ドが揷入されたか否かは、 発光素子と受光素子とを対向配置して構成されたホト インタラブ夕を用いて挿入された I Cカードによって光が遮断されたか否かを判 断して、 光学的に検出するようにしてもよい。

信号処理回路 4 6には、 I Cカードの挿入 '未挿入や残高等を表示する L C D や C R Tで構成されたディスプレイ 5 4及び信号処理回路 4 6に信号を入力する テンキー 5 6 (単なる押しボタンスィッチでも可能） が接続されている。

図 4に示すように、 レーン 2 0 2を走行する車両に対する路上機は、 送信アン テナ 2 2及び受信アンテナ 2 6から構成された途中経路アンテナ 2 1 8及び途中 経路アンテナ制御装置 2 3 2から構成されている。 途中経路アンテナ制御装置 2 3 2は、 マイクロコンピュータを含んで構成された信号処理回路 1 2を備えてい る。 このマイクロコンピュータには、 以下で説明する処理プログラムが記憶され ている。 信号処理回路 1 2は、 中央コンピュータ 4 0 0 (図示省略） に接続可能 である。

信号処理回路 1 2は、 命令を含むデータ信号を生成する送信回路 1 4に接続さ れている。 送信回路 1 4は送信アンテナ 2 2に接続されており、 送信回路 1 4か らの信号が送信アンテナ 2 2から送信される。 また、 信号処理回路 1 2は、 車載 機 3 0から送信された信号を受信するための受信アンテナ 2 6が接続された受信 回路 2 4が接続されている。 受信回路 2 4は、 受信アンテナ 2 6により受信した 、 車載機 3 0から送信された信号に含まれるデ一夕信号を取り出し出力する。 また、 信号処理回路 1 2には、 メモリ 2 8が接続されている。 このメモリ 2 8 には、 電子鍵 Aが予め記憶されている。 この電子鍵 Aを用いて途中経路の路上機 では、 送信情報の暗号化及び受信情報の複号化が行われる。 また、 メモリ 2 8に は、 I C力一ド 6 2とのデータ授受のためのセキュリティ一メカニズム Mも予め 記憶されている。

なお、 途中経路 2 0 0における他の構成は、 上記と同様な構成であるため、 説 明を省略する。 また、 入口ゲート及び出口ゲートにおける各々のアンテナ及びァ ンテナ制御装置の構成も、 上記と略同様の構成であるため、 説明を省略する。 また、 上記車載機及び路上機では、 送信アンテナと受信アンテナに分離して構 成されたアンテナを用いているが、 送受信が一体型の 1つのアンテナを用いても よい。

また、 上記実施の形態では暗号化及び複号化に同一の電子鍵を用いているが、 異なる電子鍵を用いても良い。

図 5に示すように、 車載機 3 0に揷入可能な I Cカード 6 2は、 C P U 6 4 , R A M 6 6 , R O M 6 8 , メモリ 7 0 , 及び入出力ポ一ト （ I Z O ) 7 2を含む マイクロコンピュータで構成され、 各々はコマンドゃデータの授受が可能なよう にバス 7 4によって接続されている。 メモリ 7 0はセキュリティ メカニズム M及 び各種情報を記憶するためのものである。 なお、 R O M 6 8には、 後述する処理 ルーチンが記憶されている。 入出力ポート 7 2は、 車載機 3 0に接続可能とされ ている。 なお、 図示は省略したが、 I Cカード 6 2は、 電源回路を備えており、 必要時電源供給がなされている。

上記の I Cカードには、 各種情報として、 力一ドナンバ一、 残高情報、 利用明 細情報 （入口ゲートナンバー、 出口ゲートナンバー、 料金、 利用日時等） 等の車 載機情報を記憶させることができ、 また、 カードと車載機とを対応させるための 認証キーコ一ドを記憶させることができる。 次に、 本実施の形態の作用を説明する。

まず、 路上機と車載機との間で相互に行う通信処理を説明する。 なお、 図 1 1 には、 路上機、 車載機、 及び I Cカードの各々においてなされる主要な処理、 及 び各々の間で相互に授受する情報の流れを示した。

図 7に示すように、 途中経路に設置された路上機では、 車載機 3 0からの応答 信号を受信するまでステップ 1 1 4で問合せ信号を送信し、 応答信号を受信する と （ステップ 1 1 6で肯定判断） 、 次のステップ 1 1 8でゲート情報、 この場合 経路情報を電子鍵 Aで暗号化し （図 1 1の処理 S 1に相当） 、 次のステップ 1 2 0で暗号化した経路情報等を含む信号を送信する （図 1 1の授受 w lに相当） 。 上記問合せ信号には路上機のゲート種類を表す情報が含まれている。 ゲート種類 を表す情報には、 例えば、 平文化されたゲート番号や 「入口」 や 「途中経路」 等 の単純な平文情報がある。

なお、 入口ゲートの路上機では、 上記処理と略同様の処理を行うが、 経路情報 等を含む信号に代えて入口ゲートを表す入口ゲ一ト番号等を含む信号を暗号化し て送信する。 また、 出口ゲートの路上機でも上記処理と略同様の処理を行うが、 通信により行う料金収受処理については後述する。

また、 路上機は、 ゲート種類を表す情報として単純な平文情報を車載機に送信 することを可能としているが、 他の情報においても、 路上機において単純な平文 情報として平文化してもよレ、情報と、 暗号化情報として暗号化すべき情報とを予 め区別して選択的に平文情報または暗号化情報にしてもよい。

このように、 路上機 1 0は車載機 3 0へ向けて暗号化した暗号化情報を送信す るので、 路上機 1 0と車載機 3 0とのの間で授受される情報は秘匿性を有するこ とが可能となり、 情報傍受に対する安全性が向上される。

図 6は、 車載機の通信処理の詳細を示すもので、 ステップ 1 0 2で路上機から 問合せ信号を受信するまで待機し、 問合せ信号を受信すると （ステップ 1 0 2で 肯定判断） 、 次のステップ 1 0 4で車両情報 （自車を特定する識別コード等の I Dコード等） を読み取ると共に、 車両情報を含む信号を応答信号として送信する 次に、 ステップ 1 0 6において路上機からの信号を受信するまで待機し、 信号 を受信した （ステップ 1 0 6で肯定判断） ときには、 路上機と車載機との認証が 完了したとして、 次のステップ 1 0 8において、 問合せ信号に含まれた路上機の ゲート種類を表す情報を用いてゲート種類が出口ゲートを表すか否かを判断する ことにより、 課金処理の要 ·不要を判断する。 ゲート種類が出口ゲートであると きは課金処理が必要であるのでステップ 1 0 8で肯定判断され、 ステップ 1 1 2 において後述するように課金処理を実行し、 本ルーチンを終了する。

一方、 ゲート種類が入口ゲートゃ途中経路であるときは課金処理が不要であり ステップ 1 0 8で否定判断され、 ステップ 1 1 0へ進む。 ステップ 1 1 0では、 課金処理が不要なゲートから送信された情報、 すなわちステップ 1 0 6で受信し た信号による暗号化情報をそのまま記憶回路 4 8に記憶し （図 1 1の処理 S 6に 相当） 、 本ルーチンを終了する。 従って、 車載機 3 0の記憶回路 4 8には暗号化 されたままの状態で入口情報や経路情報の内容が格納されることになる。

このように、 車載機 3 0には、 入口情報や経路情報が暗号化されたままの状態 で維持されているので、 路上機 1 0と車載機 3 0との間で授受される情報は平文 化による傍受が困難となり秘匿性を有することになり、 情報傍受に対する安全性 を向上できる。 また、 車載機は、 暗号化された情報を記憶するのみでよく、 暗号 化ゃ復号化の処理を行う処理部を設ける必要がないため、 車載機の分解調査、 喑 号解析による改ざん、 複製、 及び偽造による料金不正を不可能にし、 装置構成を 単純化することができる。

次に、 出口ゲートにおける処理を説明する。

図 9に示すように、 出口ゲートに設置された路上機では、 車載機 3 0からの応 答信号を受信するまでステップ 1 3 6でゲート種類を含む問合せ信号を送信し、 応答信号を受信すると （ステップ 1 3 8で肯定判断） 、 次のステップ 1 3 8で車 載機 3 0に対する情報読出要求信号を送信する。 このステップ 1 3 8は、 車載機 3 0の記憶回路 4 8に記憶された暗号化情報を読みだす要求を車載機に対して行 うものである。 次に、 車載機 3 0からの信号を受信するまでステップ 1 4 0で情 報読出要求信号を送信し、 信号を受信すると （ステップ 1 4 2で肯定判断） 、 次 のステップ 1 4 4において電子鍵 Aを読み取ると共に、 その電子鍵 Aを用いて受 信した信号を復号化する （図 1 1の処理 S 2に相当） 。

なお、 この電子鍵 Aは、 暗号化するときと復号化するときとで異ならせること ができ、 復号化するときの電子鍵 B (≠A ) を記憶して用いるようにしてもよい 次ステップ 1 4 6では、 複号化した入口情報及び経路情報、 車載機に記憶され ている車種情報を用いて、 入口ゲート、 途中経路及び出口ゲートまで至る間のそ の車両に対する料金を算出し、 算出された料金を I Cカードで自動的に収受する ためのデータゃコマンドを生成する （図 1 1の処理 S 3に相当） 。 次のステップ 1 4 8では、 生成したデ一夕ゃコマンドを I C力一ドのセキュリティメカニズム Mで暗号化し （図 1 1の処理 S 4に相当） 、 次のステップ 1 5 0で送信する。 詳 細は後述するが、 ステップ 1 4 8で暗号化されたデータやコマンドは車載機を通 過して I Cカードへ送られる （図 1 1の授受 w 3に相当） 。

次のステップ 1 5 2では、 車載機から信号を受信するまで待機し、 信号を受信 すると （ステップ 1 5 2で肯定判断） 、 次のステップ 1 5 4で信号を I Cカード のセキュリティメカニズム Mで復号化する。 この受信した信号は、 I Cカードか らの情報信号である。 すなわち、 I Cカード 6 2が出力した暗号化情報を車載機 がそのまま送信したものである （図 1 1の授受 w 3に相当） 。 なお、 後述するよ うに I Cカードがセキュリティメカニズム Mを有しないときは、 例えば、 I C力 ―ドは暗号化情報をそのまま返信する。

次のステップ 1 5 4では、 受信した信号を復号化し、 次のステップ 1 5 6にお いて、 上記ステップ 1 5 0で送信したデータやコマンドがそのまま返信されたか 否かを判断することにより、 車載機 3 0に装着された I Cカード 6 2で課金処理 が行われたか否かを判断する。 送信したデータゃコマンドがそのまま返信された 場合には、 ステップ 1 5 6で肯定判断され、 ステップ 1 5 8でセキュリティメカ ニズム Mと異なるセキュリティメカニズムでデータゃコマンドを暗号化したのち にステップ 1 5 0へ戻り、 上記処理を繰り返す。

なお、 上記では、 最初にセキュリティメカニズム Mで暗号を送信し、 I C力一 ド 6 2側のメカニズムが異なるときは、 順次異なるメカニズムに変更したのちに 暗号化を行ってセキュリティメカニズムの一致を試みているが、 最初に I C力一 ド 6 2側のメカニズムを質問し、 その解答をもとにしてセキュリティメカニズム を決定してもよい。 このようにすれば、 多数のセキュリティメカニズムから使用 するセキュリティメカニズムを 1つ設定するときであっても、 高速処理が可能と なる。

一方、 ステップ 1 5 6で否定判断されたときには I Cカード 6 2で課金処理が 行われたと判断し、 次のステップ 1 6 0で受信した信号に料金収受完了を表すデ 一夕が含まれているか否かを判断し、 含まれていないときはステップ 1 6 0で否 定判断されて、 ステップ 1 5 2へ戻る。 受信した信号に料金収受完了を表すデー 夕が含まれているときには、 ステップ 1 6 0で肯定判断され、 次のステップ 1 6 2で料金収受についての利用明細を作成し （図 1 1の処理 S 5に相当） 、 終了信 号と共に車載機へ暗号化することなく平文化して送信する （図 1 1の授受 w 5に 相当） 。 なお、 この路上機で行った利用明細の作成、 及び終了信号の車載機への 送信は、 I C力一ド 6 2において行っても良い （図 1 1の授受 w 6に相当） 。 図 8は、 車載機の処理として、 図 6のステップ 1 1 2の出口ゲート処理の詳細 を示すもので、 ステップ 1 2 2では路上機から送信された情報読出要求信号を受 信するまで待機する。 情報読出要求信号を受信すると （ステップ 1 2 2で肯定判 断） 、 次のステップ 1 2 4において、 記憶回路 4 8に記憶されている暗号化情報 をそのまま読みだして、 次のステップ 1 2 6でその暗号化情報をそのまま送信す る （図 1 1の授受 w 2に相当） 。

次のステップ 1 2 8では路上機からの信号を受信するまで待機し、 信号を受信 すると （ステップ 1 2 8で肯定判断） 、 次のステップ 1 3 0で路上機 1 0と I C カード 6 2とをバイパスする。 すなわち、 路上機 1 0からの受信信号をそのまま I C力一ド 6 2に出力すると共に、 I C力一ド 6 2から出力された出力信号をそ のまま車載機 1 0へ送信する （図 1 1の授受 w 3， w 4で車載機を通過させるこ とに相当） 。 なお、 これら受信信号及び出力信号は暗号化されているため、 車載 機に一時的に記憶してもよい。

次のステップ 1 3 2では受信した信号に平文化された終了信号が含まれている か否かを判断し、 終了信号が含まれないときはステップ 1 3 2で否定判断され。 ステップ 1 2 8へ戻る。 一方、 終了信号が含まれているときにはステップ 1 3 2 で肯定判断され、 次のステップ 1 3 4で路上機 1 0と I Cカード 6 2とをバイパ スを解除し、 次のステップ 1 3 5において上記受信した料金収受についての利用 明細を表示する （図 1 1の処理 S 7に相当） 。 図 1 0は、 I Cカード 6 2の処理を示すものであり、 車載機 3 0から信号入力 がなされたか否かを判断する。 入力がないときはステップ 1 6 4で否定判断され 、 ステップ 1 6 4の判断を繰り返す。 一方、 信号が入力されると （図 1 1の授受 w 4に相当） 、 ステップ 1 6 4で肯定判断され、 次のステップ 1 6 6でセキユリ ティメカニズム Mに含まれる復号化処理により入力された信号を復号化する （図 1 1の処理 S 8に相当） 。 次のステップ 1 6 8では、 復号化した信号が I Cカー ド 6 2に対する読み書きの要求であるか否かを判断する。

入力された信号が復号化できない場合や読み取り及び書き込み以外の要求のと きはステップ 1 6 8で否定判断され、 次のステップ 1 7 0で車載機からの入力信 号をそのまま返送した後にステップ 1 6 4へ戻る。 これは、 複数の異なるセキュ リティメカニズムによる I Cの対応を可能とするためのものである。 一方、 I C カード 6 2に対する処理が読み取り及び書き込みの要求であるときは、 ステップ 1 6 8で肯定判断され、 次のステップ 1 7 2において要求が書込であるか否かを 判断し、 データの書込であるときはステップ 1 7 2で肯定判断され、 ステップ 1 7 4へ進み、 データの読み取りであるときはステップ 1 7 2で否定判断され、 ス テツプ 1 8 0へ進む。

ステップ 1 7 4では、 セキュリティメカニズム Mでデータをメモリ 7 0に書き 込む。 例えば、 復号化した路上機からのデ一夕である利用料金を、 料金残高に対 して課金する料金収受を行って、 その結果の料金残高 （残高情報） をメモリ 7 0 に書き込む （図 1 1の処理 S 9に相当） 。 次のステップ 1 7 6では、 メモリ 7 0 に書き込んだデータ、 例えば残高情報及び料金収受完了信号を、 セキュリティメ 力ニズム Mで暗号化し、 ステップ 1 7 8で車載機 3 0へ出力する （図 1 1の授受 w 4で車載機を通過して路上機へ出力することに相当） 。

ステップ 1 8 0では、 セキュリティメカニズム Mでデータをメモリ 7 0から読 み取り次のステップ 1 8 2において読み取ったデータ、 例えば残高情報を暗号化 し、 ステップ 1 7 8で車載機 3 0へ出力する。

以上説明したように、 本実施の形態では、 路上機と車載機との間での情報通信 する情報のうち、 入口情報や経路情報のように改ざんを禁止する秘密性が高い情 報を暗号化したままの状態 （暗号化情報） で用い、 車載機にはその暗号化された 暗号化情報をそのまま一時的に記憶するようにしているので、 入口情報や経路情 報等の情報を改ざんすることが困難となり、 情報自体の信頼性を向上できると共 に、 秘匿性を維持させることができる。

また、 料金残高等のユーザ個人に関連するユーザ情報等を記憶した I Cカード に対する読み書きを行う場合、 I Cカード自体のセキュリティメカニズムによる 暗号化された暗号化情報で情報の授受を行うと共に、 路上機との間で情報授受す る車載機を介して I Cカードの情報が出力されるときや、 路上機からの情報が入 力されるときに、 車載機はこれらの暗号化情報を通過させるにのみで、 復号化す ることなないので、 情報が改ざんされることなく、 秘匿性を維持させることがで きる。

さらに、 車載機は、 暗号化情報を通過させるのみであるので、 車載機に暗号化 や復号化を行う処理を必要としないので、 車載機の構成は単純化されると共に、 車載機の演算負荷を軽減できる。

また、 路車間の情報通信には、 双方向通信 （光通信等でも可能） を採用し、 本 発明を適用することが可能である。

なお、 上記のシステムは、 ゲートが存在しない、 単純収受の道路や駐車場への 適用が可能である。

また、 上記のシステムでは、 車載機に暗号化及び復号化するための構成及び処 理を含まない場合を説明したが、 周知の一般的な暗号化を行って平文化の部分を なくすようにしてもよい。

〔第 2実施の形態〕

次に、 第 2実施の形態を説明する。 なお、 本実施の形態は、 上記実施の形態と 略同様の構成のため、 同一部分には同一符号を付して詳細な説明を省略する。 図 1 2に示すように、 本実施の形態の自動料金収受システムは、 路側に設置さ れた路上機 1 0と、 車両に搭載された車載機 3 0とを含んで構成され、 路上機 1 0と車載機 3 0との間で電波通信によって相互に情報を授受する。 この車載機 3 0と通信する路上機は、 各種の情報を授受するためのアンテナを備えており、 有 2 料道路の入口ゲート、 途中経路 （所謂チェックバリヤ） 、 及び出口ゲート等の各 々に配設されている。 詳細は後述するが、 路上機 1 0は電子鍵 Aを記憶したメモ リ 2 8を備えており （図 1 4) 、 車載機 3 0は電子鍵 A, B， Cを記憶した記憶 回路 4 8を備えている （図 1 3) 。 路上機 1 0と車載機 3 0との間で電波通信に より相互に情報を授受するときは、 電子鍵 Aを用いて送信情報を暗号化し、 受信 した情報は復号化される。

上記暗号化及び復号化は、 秘密鍵暗号方式 （例えば、 DES : D a t a En c r yp t i o n S t a n d a r d) による方法を採用することができる。 車載機 3 0には、 各種情報を格納する I Cカード 6 2 (詳細は後述） が着脱可 能とされている。 車載機 3 0と I Cカード 6 2との間では相互に情報を授受する 。 I Cカード 6 2は電子鍵 Bを記憶したメモリ 7 0を備えている （図 1 5) 。 車 載機 3 0と I C力一ド 6 2との間では情報を授受するときは、 電子鍵 Bを用いて 送信情報を暗号化し、 受信した情報は復号化される。

この車載機 3 0には、 車載機 3 0を搭載した車両の車種や I D番号等の車両情 報を書き込むことがある。 この車両情報は、 情報書込装置 7 6を用いて書き込む 。 情報書込装置 7 6は、 電子鍵 Cを記憶したメモリ 8 4を備えている （図 1 5) 。 車載機 3 0と情報書込装置 7 6との間で車両情報を授受するときには、 電子鍵 Cを用いて車両情報を暗号化し、 受信した情報は復号化される。

次に、 車載機 3 0、 及び車載機 3 0と通信を行う路上機 1 0について詳細に説 明する。 なお、 本実施の形態では、 路上機は途中経路 20 0に設けられた路上機 を例にして説明する。 また、 説明を簡単にするため、 レーン 2 0 2を走行する車 両 9 0に対する電波の授受を担当する途中経路アンテナ 2 1 8及び途中経路アン テナ制御装置 2 32を用いて説明する。 また、 車載機 3 0には、 図示しない車載 バッテリ一が接続されている。

本実施の形態の途中経路 2 0 0には、 上記実施の形態と同様に 2つのレーン 2 0 2 , 2 0 4が隣接して設けられ、 経路把握アンテナ 2 1 8〜2 22が配設され たアーチ 2 1 6が敷地 20 8から敷地 2 1 4にかけてレーンを跨ぐように配設さ れている （図 2参照） 。

図 1 3に示すように車載機 3 0は、 路上機から送信されたデータ信号を受信す P T/JP98/00342 る受信アンテナ 3 2を備えている。 受信アンテナ 3 2は、 受信アンテナ 3 2で受 信された変調波を復調し、 データ信号を得る復調回路 3 4に接続されている。 こ の復調回路 3 4は、 路上機から送信された電波の搬送波を得ることもでき、 送信 回路 5 0に接続されている場合がある。 復調回路 3 4は、 データ信号受信回路 4 4を介してマイクロコンピュータを含んで構成された信号処理回路 4 6に接続さ れている。 この信号処理回路 4 6のマイクロコンピュータには、 以下で説明する 処理プログラム等が記憶されている。

信号処理回路 4 6には、 記憶回路 4 8が接続されている。 記憶回路 4 8には、 予め電子鍵 A, B , Cが記憶されている。 また、 信号処理回路 4 6には情報書込 装置 7 6が接続可能であり、 記憶回路 4 8には車載機情報が蓄積される。 すなわ ち、 記憶回路 4 8には車両への搭載時に、 I Dコードとして車両ナンバー （ナン バ一プレートに記録されている番号） が情報書込装置 7 6により記憶されると共 に、 車載機が搭載されている車両の車種情報が記憶される。 また、 I Cカード 6 2が挿入された場合には、 I Cカード 6 2の残高情報 （残金情報、 途中のサービ スエリヤ等で使用した場合には、 残金更新結果） が記憶される。 さらに、 入口ゲ ートを通過したときには、 入口ゲートで検出された車種コード、 入口情報 （入口 番号、 通過日時等） が記憶され、 途中経路 （チェックバリヤ） を通過していれば 、 通過したチヱックバリヤ分のチヱックバリヤ情報 （チヱックバリヤ番号、 通過 日時） が記憶される。 そして、 通信エラーが発生したときには、 通信エラ一情報 (エラーの種類、 エラー発生場所 （ゲートの種類、 ゲート番号、 アンテナ番号等 ) 、 エラーの発生日時、 エラー回数等） 等が記憶される。

また、 信号処理回路 4 6には、 I Dコードを含むデータ信号等を応答信号とし て送信する送信回路 5 0が接続されており、 送信回路 5 0は送信アンテナ 5 2に 接続されている。 車載機 3 0は、 受信アンテナ 3 2で受信された変調波を復調し て得た搬送波を信号処理回路 4 6からのデータ信号で変調して送信アンテナ 5 2 を介して返送することもできる。 なお、 送信アンテナ 5 2を送受信アンテナとし て機能させて、 路上機から送信される無変調の搬送波を送信アンテナ 5 2によつ て受信して、 送信回路 5 0によってこの無変調の搬送波を信号処理回路 4 6から のデータ信号で変調し送信ァンテナ 5 2を介して返送するようにしてもよい。 また、 車載機 3 0には、 装着された I C力一ド 6 2のデータを読み込んだり、 I C力一ド 6 2にデータの書き込みを行う I Cカードリ一ドライト装置 6 0が接 続されている。 I Cカードリ一ドライト装置 6 0には、 I Cカード 6 2が挿入さ れたことを機械的に検出するリ ミッ トスィッチ 5 8が設けられている。 I Cカー ドが挿入されたか否かは、 発光素子と受光素子とを対向配置して構成されたホト インタラブ夕を用いて挿入された I C力一ドによって光が遮断されたか否かを判 断して、 光学的に検出するようにしてもよい。

信号処理回路 4 6には、 I Cカードの揷入 ·未挿入や残高等を表示する L C D や C R Tで構成されたディスプレイ 5 4及び信号処理回路 4 6に信号を入力する テンキー 5 6が接続されている。

図 1 4に示すように、 レーン 2 0 2を走行する車両に対する路上機は、 途中経 路アンテナ 2 1 8及び途中経路アンテナ制御装置 2 3 2から構成されている。 途 中経路アンテナ 2 1 8は、 送信アンテナ 2 2及び受信アンテナ 2 6から構成され ている。 途中経路アンテナ制御装置 2 3 2は、 マイクロコンピュータを含んで構 成された信号処理回路 1 2を備えている。 このマイクロコンピュー夕には、 以下 で説明する処理プログラムが記憶されている。 また、 この信号処理回路 1 2は、 中央コンピュータ 4 0 0 (図示省略） に接続可能である。 信号処理回路 1 2は、 命合を含むデータ信号 （通信要求信号） を生成する送信回路 1 4に接続されてい る。 送信回路 1 4はミキサー 1 8を介して送信アンテナ 2 2に接続されている。 ミキサー 1 8には所定周波数の搬送波を発生する搬送波発生回路 2 0が接続され ており、 ミキサー 1 8は送信回路 1 4から入力される信号と搬送波発生回路 2 0 から入力される搬送波とをミックスし、 送信回路 1 4から入力された信号で搬送 波発生回路 2 0から入力された搬送波を変調する。 また、 送信アンテナ 2 2から はこの変調波が電波として送信される。

搬送波発生回路 2 0には、 車載機 3 0から変調されて返送され受信アンテナ 2 6で受信された変調波からデータ信号を取り出す受信回路 2 4が接続されている 。 この受信回路 2 4は信号処理回路 1 2に接続されている。 また、 受信回路 2 4 は搬送波発生回路 2 0に接続されており、 車載機 3 0から返送された信号に含ま れる搬送波の比較のために送信した搬送波が入力される。 なお、 路中経路 2 0 0における他の構成は、 上記と同様な構成であるため、 説 明を省略する。 また、 入口ゲート 1 0 0及び出口ゲート 3 0 0における各々のァ ンテナ及びアンテナ制御装置の構成も、 上記と略同様の構成であるため、 説明を 省略する。

また、 上記車載機及び路上機では、 送信アンテナと受信アンテナに分離して構 成されたアンテナを用いているが、 送受信が一体型の 1つのアンテナを用いても よい。

図 1 5に示すように、 車載機 3 0に挿入可能な I Cカード 6 2は、 C PU 6 4 ， RAM 6 6， ROM 6 8, メモリ 7 0， 及び入出力ポート （ I/O) 72を含 むマイクロコンピュータで構成され、 各々はコマンドゃデータの授受が可能なよ うにバス 7 4によって接続されている。 メモリ 7 0は電子鍵 B及び各種情報を記 憶するためのものである。 なお、 ROM 6 8には、 後述する処理ルーチンが記憶 されている。 入出力ポート 7 2は、 車載機 3 0または I Cリードライト装置 6 0 に接続可能とされている。 なお、 図示は省略したが、 I Cカード 62は、 電源回 路を備えており、 常時電源供給がなされている。

上記の I Cカードには、 各種情報として、 カードナンバー、 残高情報、 利用明 細情報 （入口ゲートナンバー、 出口ゲートナンバー、 料金、 利用日時等） 等の車 載機情報を記憶させることができ、 また、 カードと車載機とを対応させるための 認証キーコ一ド、 すなわち電子鍵 Bを記憶させることができる。

なお、 I Cカードには、 LS Iカード等のメモリカード、 磁気カード、 光学的 に情報を記録再生することができるホログラムカード、 または光磁気的に情報を 記録再生することができる光磁気カード等のカードを用いることができる。

上記車載機 3 0に、 車載機情報を書き込むための情報書込装置 7 6は車載機 3 0に接続可能であり、 CPU 7 8, RAM8 0, ROM8 2, メモリ 8 4， 及び 入出力ポート （ 1 0) 8 6を含むマイクロコンピュータで構成され、 各々はコ マンドゃデ一夕の授受が可能なようにバス 8 8によって接続されている。 メモリ 8 4は電子鍵 C及び各種情報を記憶するためのものである。 なお、 ROM8 2に は、 後述する処理ルーチンが記憶されている。 入出力ポート 8 6は、 車載機 3 0 に接続可能とされている。 次に、 本実施の形態の作用を説明する。

まず、 車載機 3 0に車両情報を書き込む処理を説明する。

図 1 6は、 車載機 3 0に車両情報を書き込む情報書込装置 7 6における処理ル —チンを示すものであり、 処理が実行されるとステップ 2 0 0において、 車載機 3 0に書き込むべき車載機 3 0を搭載した車両の車種や I D番号等の車両情報を 設定し、 次のステップ 2 0 2で電子鍵 Cを読み取りかつ設定した車両情報を電子 鍵 Cで暗号化する。 次のステップ 2 0 4では、 暗号化された車両情報を車載機 3 0へ出力する （図 2 1の出力 C 1参照） 。 このように、 情報書込装置 7 6では、 出力する車両情報を暗号化して秘匿性を有させている。

図 1 7は、 車両情報を書き込むときの車載機の処理ルーチンを示すもので、 ス テツプ 2 0 6では、 情報入力がなされるまで待機し、 情報入力されたときはステ ップ 2 0 8において電子鍵 Cを読み取りかつ入力された情報を電子鍵 Cで復号化 する。 次のステップ 2 1 0では、 復号化した情報が車両情報であるか否かを判断 し、 車両情報でないときは他処理または誤った情報であると判別し （ステップ 2 1 0で否定判断） 、 本ルーチンを終了する。 一方、 車両情報であるときは （ステ ップ 2 1 0で肯定判断） 、 ステップ 2 1 2で複号化した車両情報を記憶回路 4 8 に書き込む。 このように、 車載機 3 0では、 暗号化された情報を復号化して車両 情報か否かを判断しているので、 入力された情報を誤って書き込むことがない。 次に、 路上機と車載機との間で相互に行う通信処理を説明する。

図 1 8は、 車載機の通信処理の詳細を示すもので、 ステップ 2 1 4で路上機か ら信号を受信 （図 2 3の授受 A 1 ) するまで待機し、 信号を受信すると （ステツ プ 2 1 4で肯定判断） 、 次のステップ 2 1 6で電子鍵 Aを読み取ると共に、 受信 した信号を電子鍵 Aで復号化する。 次のステップ 2 1 8では、 復号化した信号が 問合せ信号か否かを判断する。 問合せ信号でないときはステップ 2 1 8で否定判 断されステップ 2 1 4へ戻り、 問合せ信号のときはステップ 2 1 8で肯定判断さ れステップ 2 2 0へ進む。

ステップ 2 2 0では、 電子鍵 A及び車両情報 （自車を特定する識別コード等の I Dコード等） を読み取ると共に、 電子鍵 Aを用いて車両情報を暗号化し、 次の ステップ 2 2 2において、 受信した問合せ信号を搬送波として暗号化された車両 情報で搬送波を変調した変調波を応答信号として送信する （図 2 3の授受 A 2 ) 次に、 ステップ 2 2 4において路上機からの信号を受信 （図 2 3の授受 A 3 ) するまで待機し、 信号を受信した （ステップ 2 2 4で肯定判断） ときには、 次の ステップ 2 2 6で受信した信号を電子鍵 Aで復号化する。 次のステップ 2 2 8で は、 復号化した信号に入口情報が含まれているか否かを判断することにより、 現 在自車が入口ゲートを通過しているか否かを判断する。 入口ゲートを通過してい ないときには （ステップ 2 2 8で否定判断） 、 ステップ 2 3 0へ進み、 入口ゲー トを通過しているときは、 ステップ 2 3 2において入口ゲート処理 （図 2 3の授 受 A 4〜A n ) がなされる。 この入口ゲート処理では、 ステップ 5 0 6において 受信した信号に含まれる入口ゲートナンパによる入口情報を車載機 3 0の記憶回 路 4 8に記憶させる。

ステップ 2 3 0では、 復号化した信号に途中経路コード （チヱックバリヤ情報 ) が含まれているかを判断することにより途中経路 2 0 0を通過したか否かを判 断し、 途中経路 2 0 0を通過しているときは （ステップ 2 3 0で肯定判断） ステ ップ 2 3 4において途中経路処理を行い、 途中経路 2 0 0を通過していないとき は （ステップ 2 3 0で否定判断） 出口ゲ一ト通過と判断してステップ 2 3 6にお いて出口ゲート処理を行う。

この途中経路処理では、 復号化した信号に含まれる途中経路コードによる途中 経路情報を車載機 3 0の記憶回路 4 8に記憶させる。 また、 ステップ 5 1 4の出 口ゲート処理では、 車載機に記憶されている車種情報、 車載機に装着されている I Cカードに記憶されている残高情報、 及び予め車載機に記録されている料金テ —ブルに基づいて、 現在の残高から、 入口ゲート、 途中経路及び出口ゲートまで 至る間に対する料金を算出し、 自動的に料金を収受する処理を行う。 そして、 料 金収受が正常に行われた後、 入口情報をクリアする。 途中経路処理や出口ゲート 処理ではその処理数に応じて図 2 3に示す授受 A 4〜A nの情報授受がなされる 。 なお、 I Cカードとの情報授受については後述する。 図 1 9に示すように、 途中経路に設置された路上機では、 ステップ 2 3 8にお いて、 電子鍵 Aを読み取ると共に問合せ信号を電子鍵 Aで暗号化し、 次のステツ プ 2 4 0で暗号化した問合せ信号を送信する （図 2 3の授受 A 1 ) 。

次に、 車載機 3 0からの応答信号を受信するまで暗号化した問合せ信号を送信 し、 次のステップ 2 4 2で車載機 3 0からの信号を受信したか否かを判断する。 信号を受信すると、 ステップ 2 4 2で肯定判断され、 次のステップ 2 4 4で電子 鍵 Aを用いて復号化する。 信号を受信しないときは （ステップ 2 4 2で否定判断 ) ステップ 2 3 8へ戻る。

次のステップ 2 4 6では、 復号化した信号が応答信号であるか否かを判断し、 応答信号であるときは （ステップ 2 4 6で肯定判断） 、 ステップ 2 4 8でゲ一ト 情報、 この場合途中経路情報を電子鍵 Aで暗号化し、 次のステップ 2 5 0で暗号 化した途中経路情報等を含む信号を送信する （図 2 3の授受 A 3 ) 。

なお、 入口ゲートの路上機では、 上記処理と略同様の処理を行うが、 途中経路 情報等を含む信号に代えて入口ゲートを表す入口ゲート番号等を含む信号を送信 する。 また、 出口ゲート 3 0 0の路上機でも上記処理と略同様の処理を行うが、 出口ゲートを表す出口コード等を含む信号や、 電波通信により料金収受処理を実 行すればよい。

上記路上機 1 0と車載機 3 0との信号授受において、 情報は、 電子鍵 Aにより 復号化されている。 従って、 路上機 1 0と車載機 3 0とのの間で授受される情報 は秘匿性を有することになり、 情報傍受に対する安全性を向上させることができ る

次に、 I Cカード 6 2と車載機 3 0との間で情報を授受する処理を説明する。 なお、 以下の説明では、 車載機 3 0に接続された I C力一ドリ一ドライ ト装置 6 0における処理を説明するが、 リ力バリ一ゲ一ト等において I Cカードリ一ドラ ィト装置が独立して設置された場合にも適用可能である。

図 2 0は、 I Cカード 6 2における処理を示したものであり、 ステップ 2 5 2 において、 車載機 3 0から信号入力がなされたか否かを判断する。 入力がないと きはステップ 2 5 2で否定判断され、 ステップ 2 5 2の判断を繰り返す。 一方、 信号が入力されると （図 2 2の授受 B 1 , 及び図 2 3の授受 B 1 ) 、 ステップ 2 5 2で肯定判断され、 ステップ 2 5 4で電子鍵 Bを読み取りかつ入力された信号 を電子鍵 Bで復号化する。 次のステップ 2 5 6では、 復号化した信号が I C力一 ド 6 2に対する読み書きの要求であるか否かを判断する。 入力された信号が読み 取り及び書き込み以外の要求のときはステップ 2 5 6で否定判断され、 ステップ 2 5 2へ戻る。 一方、 I Cカード 6 2に対する処理が読み取り及び書き込みの要 求であるときは、 ステップ 2 5 6で肯定判断され、 次のステップ 2 5 8において 要求が書込であるか否かを判断し、 データの書込であるときはステップ 2 5 8で 肯定判断され、 ステップ 2 6 0へ進み、 データの読み取りであるときはステップ 2 5 8で否定判断され、 ステップ 2 6 6へ進む。

ステップ 2 6 0では、 車載機 3 0に対してデータを出力する要求を行い （図 2 2の授受 B 2 , 及び図 2 3の授受 B 2 ) 、 そのデ一夕を入力させる。 その入力さ れたデータを、 次のステップ 2 6 2でデータを復号化し、 その複号化したデータ を次のステップ 2 6 4でメモリ 7 0に書き込む。

ステップ 2 6 6では、 メモリ 7 0に記憶されたデ一夕を読み取り、 次のステツ プ 2 6 8で電子鍵 Bにより暗号化し、 ステップ 2 7 0で車載機 3 0へ出力する （ 図 2 2の授受 B 2 , 及び図 2 3の授受 B 2 ) 。

このように、 車載機と I Cカーカードとの間で授受される情報は電子鍵 Bによ つて秘匿性を有させることにより、 情報傍受に対する安全性を向上させることが できる。

以上説明したように、 本実施の形態では、 路上機と車載機との間での情報通信 時と、 車載機と I Cカードゃ車載機と情報書込装置との間での情報授受とにおい て異なる電子鍵を用いて暗号化または復号化している。 このため、 電子鍵が 1つ 漏洩した場合であっても、 システムとしての秘匿性の公開を最小限度に抑えるこ とができる。 従って、 各々で保有するデ一夕の信頼性を向上できると共に、 少な い電子鍵による秘匿性によってシステムの負荷を軽減させることができる。

なお、 上記のシステムは、 ゲートが存在しない、 単純収受の道路や駐車場への 適用が可能である。 このため、 料金収受や駐車時間、 通過時間等の単純な情報授 受のみに使用することができ、 本実施の形態のシステムを容易に適用できる。 なお、 上述の処理ルーチンは、 路上機及び車載機のメモリや R O M等に記憶す ることなく、 記録媒体としてのフロッピ一ディスク FDを用いて実行してもよい 。 この場合、 路上機では例えば信号処理回路 1 2等の入出力ポートに、 フロッピ 一ディスク FDが挿抜可能なフロッピ一デュスクュニッ ト （FDU) を接続した り、 車載機では信号処理回路 46等の入出力ポートに、 フロッピーディスク FD が挿抜可能なフロッピーデュスクユニッ ト （FDU) を接続したりすればよい。 このようにすれば、 上記処理ルーチン等は、 FDUを用いてフロッピーディスク に対して読み書き可能であり、 ROM等にプログラムを記憶することなく、 予め フロッピ一ディスクに記録しておき、 FDUを介してフロッピーディスクに記録 された処理プログラムを実行することができる。 また、 FDUに代えてハードデ イスク装置等の大容量記憶装置 （図示省略） を接続し、 フロッピーディスクに記 録された処理プログラムを大容量記憶装置 （図示省略） へ格納 （インストール） して実行するようにしてもよい。 また、 記録媒体としては、 CD— ROM等の光 ディスクや、 MD, M〇等の光磁気ディスクがあり、 これらを用いるときには、 上記 FDUに代えてまたはさらに CD— ROM装置、 MD装置、 MO装置等を用 いればよい。 産業上の利用可能性

以上のように、 本発明にかかる車載用通信装置及び路車間通信装置は、 車両に 搭載された車載用通信装置、 及びこの車載用通信装置と路側に設置された路上機 との間で通信処理する路車間通信装置に用いて好適であり、 例えば、 有料道路等 を走行する車両や有料駐車場に駐車する車両に対して自動的に料金収受処理を行 う自動料金収受システムに適している。

Claims

請求の範囲

1 . 路側に設置された路側通信手段と情報通信するための送受信手段と、 料金残高に関係するユーザ情報を記憶する記憶手段と、 前記ュ一ザ情報に基づ く出力情報を暗号化して出力すると共に前記ユーザ情報に関係する暗号化された 入力情報を復号化する暗号化手段とを備えた I Cカードに、 前記送受信手段で受 信した路側からの暗号化情報を中継する中継手段と、

を備えた車載用通信装置。

2 . 前記中継手段は前記 I Cカードで喑号化された出力情報を前記送受信手段 へ中継することを特徴とする請求項 1に記載の車載用通信装置。

3 . 前記暗号化情報を一時的に記憶する暗号化情報記憶手段をさらに備え、 前 記送受信手段は前記暗号化情報を前記暗号化情報記憶手段に記憶すると共に前記 暗号化情報記憶手段に記憶された暗号化情報をそのまま送信することを特徴とす る請求項 1または 2に記載の車載用通信装置。

4 . 前記 I Cカード及び前記路側通信手段の少なくとも一方は前記出力情報の 一部を暗号化せずに出力し、 前記暗号化せずに出力された前記出力情報の一部を 表示するための情報表示手段をさらに備えたことを特徴とする請求項 1乃至請求 項 3の何れか 1項に記載の車載用通信装置。

5 . 請求項 1乃至請求項 4の何れか 1項に記載の車載用通信装置と、

路側に設置され、 前記車載用通信装置との間で相互に情報通信する路側通信手 段と、 送信情報を暗号化すると共に受信情報を復号化する路側喑号手段とを備え た路側制御手段と、

を備えた路車間通信装置。

6 . 入口ゲートに設置された前記路側制御手段の路側喑号手段は、 送信情報の 暗号化を行いかつ、 料金収受ゲートに設置された前記路側制御手段の路側喑号手 段は、 受信情報の復号化のみを行うことを特徴とする請求項 5に記載の路車間通

7 . 前記送信情報は、 有料施設の課金処理に関連する課金情報であることを特 徴とする請求項 5または 6に記載の路車間通信装置。

8 . 路側に設置され、 車載用通信手段との間で相互に情報通信する路側通信手 段と、 第 1の電子鍵で送信情報を暗号化すると共に受信情報を復号化する第 1の 暗号手段とを備えた路側制御手段と、

車両及びユーザの少なくとも一方に関係するユーザ情報を記憶すると共に車載 用通信手段との間で相互に情報授受する情報授受手段と、 第 2の電子鍵で出力情 報を暗号化すると共に入力情報を復号化する第 2の暗号手段とを備えた情報制御 手段と、

車両側に設置され、 前記路側通信装置と相互に情報通信しかつ前記情報制御手 段との間で相互に情報授受する車載用通信手段と、 前記情報通信のとき第 1の電 子鍵で送信情報を暗号化しかつ受信情報を復号化すると共に、 前記情報授受のと き第 2の電子鍵で出力情報を暗号化しかつ入力情報を復号化する第 3の暗号手段 とを備えた車載用制御手段と、

を備えた路車間通信装置。

9 . 前記第 1の暗号手段と路側通信手段、 前記第 2の暗号手段と情報授受手段 、 及び前記第 3の暗号手段と車載用通信手段の各々を同一基板上に設けたことを 特徴とする請求項 8に記載の路車間通信装置。