車内無線通信システム
【課題】第１端末と第２端末との不正通信を生じ難くすることができる車内無線通信システムを提供する。
【解決手段】車内無線ＬＡＮシステム４は、無線モジュール７と、複数の通信端末５とにより構築される。無線モジュール７は、通信端末５と通信が確立すると、通信端末５とＩＤ認証を実行する。ＩＤ認証には、チャレンジレスポンス認証及びＩＤコード認証が含まれる。また、無線モジュール７は、通信端末５から受信した電波の受信信号強度を測定し、測定した受信信号強度を閾値と比較することにより、受信信号強度認証も行う。無線モジュール７は、ＩＤ認証及び受信信号強度認証の認証結果を基に、通信端末５の正当性を判定する。
【解決手段】車内無線ＬＡＮシステム４は、無線モジュール７と、複数の通信端末５とにより構築される。無線モジュール７は、通信端末５と通信が確立すると、通信端末５とＩＤ認証を実行する。ＩＤ認証には、チャレンジレスポンス認証及びＩＤコード認証が含まれる。また、無線モジュール７は、通信端末５から受信した電波の受信信号強度を測定し、測定した受信信号強度を閾値と比較することにより、受信信号強度認証も行う。無線モジュール７は、ＩＤ認証及び受信信号強度認証の認証結果を基に、通信端末５の正当性を判定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車内の各端末を無線通信により接続して動作させる車内無線通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車内の端末同士を無線により接続する車内無線通信システムが広く普及している。車内無線通信システムの一種としては、例えばカーナビゲーション装置やオーディオ装置を、リモートコントローラにより遠隔操作するものが周知である。（特許文献１等参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−０６４８９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、この車内無線通信システムでは、仮にリモートコントローラが第三者によって不正に車外に持ち出されてしまうと、車外から車載機器が勝手に操作されてしまう問題があった。なお、この問題は、カーナビゲーション装置やオーディオ装置に限る問題ではなく、車内の端末同士を無線で繋ぐ種々の装置やシステムにおいても同様に生じ得る問題である。
【０００５】
本発明の目的は、第１端末と第２端末との不正通信を生じ難くすることができる車内無線通信システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記問題点を解決するために、本発明では、車内における端末同士を無線により接続する車内無線通信システムにおいて、車体で一位置にセットして使用するものの当該車体から取り外しても通信可能な第１端末が、車内の第２端末と通信するとき、当該第１端末から送信されるＩＤ信号により、該第１端末のＩＤを認証するＩＤ認証手段と、前記第１端末及び前記第２端末が通信したときの受信信号強度を測定し、この受信信号強度を認証する受信信号強度認証手段と、前記ＩＤ認証手段の認証結果と前記受信信号強度認証手段の認証結果とを基に、前記端末の正当性を判定する判定手段とを備えたことを要旨とする。
【０００７】
本発明の構成によれば、仮に第１端末が第三者等によって車外に勝手に持ち出されて、車外から第１端末で第２端末と通信された場合、ＩＤ認証は成立してしまうが、このときは通常時よりも長い通信距離で通信が行われるので、受信信号強度は通常よりも低い値をとり、結果、このときの通信が不正通信として判定される。よって、車外に勝手に持ち出された第１端末では、第２端末との通信が実行できないので、不正通信を生じ難くすることが可能となる。従って、第１端末を盗み出した第三者によって、不正に第２端末が操作されてしまう状況が生じ難くなる。
【０００８】
本発明では、前記受信信号強度認証手段は、前記第１端末を車体に初期登録したときに測定した受信信号強度を閾値とし、前記第１端末及び第２端末の通信が確立したときの受信信号強度と前記閾値とを比較することにより、受信信号強度の認証を行うことを要旨とする。この構成によれば、第１端末を車体に初期登録したとき測定した受信信号強度を、受信信号強度判定の閾値とするので、好適な値を閾値の初期値として車体に登録することが可能となる。
【０００９】
本発明では、現在の受信信号強度の正否を確認する際に使用する閾値を、その時々の状況に応じて調整する閾値可変手段を備えたことを要旨とする。この構成によれば、受信信号強度判定の閾値を可変としたので、閾値をその時々に応じた好適な値に設定することが可能となる。よって、不正通信防止に一層効果が高くなる。
【００１０】
本発明では、前記受信信号強度認証手段は、前記第１端末及び前記第２端末が通信中、前記受信信号強度の認証を定期的に実行することを要旨とする。この構成によれば、第１端末及び第２端末が通信中のときも受信信号強度判定を実行するので、不正通信防止に一層効果が高くなる。
【００１１】
本発明では、前記第１端末は、通信端末であり、前記第２端末は、当該通信端末のマスタ装置であり、前記判定手段は、前記通信端末が前記マスタ装置と無線通信するときの当該通信端末の正当性を判定することを要旨とする。この構成によれば、車内の所定位置にセットされた通信端末が、例えば第三者によって車内から不正に車外に持ち出され、この通信端末でマスタ装置と通信が行われたとしても、受信信号強度認証の不成立を以て、このときの通信が許可されない。よって、勝手に車外に持ち出された通信端末でマスタ装置が不正に操作されてしまう状況を防止することが可能となる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、第１端末と第２端末との不正通信を生じ難くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】一実施形態の車内無線ＬＡＮシステムの構成図。
【図２】測定した受信信号強度と測定回数との変化を示すグラフ。
【図３】（ａ），（ｂ）は閾値の初期値を無線モジュールに登録するときの手順を示す模式図。
【図４】通信端末と無線モジュールとの通信シーケンス。
【図５】（ａ）は車内の通信端末が無線モジュールと通信するときの様子を示す模式図、（ｂ）は車外の通信端末が無線モジュールと通信するときの様子を示す模式図。
【図６】別例の車内無線ＬＡＮシステムの構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を具体化した車内無線通信システムの一実施形態を図１〜図５に従って説明する。
図１に示すように、車両１には、各車載装置の動作を制御する車載ＥＣＵ（Electronic Control Unit）２，２…が設けられている。車載ＥＣＵ２には、例えば電子キーとの無線によるＩＤ照合を行う照合ＥＣＵ、車載電装品の電源を管理するボディＥＣＵ、エンジンを制御するエンジンＥＣＵ、エアバックの動作を管理するエアバックＥＣＵ等がある。これら車載ＥＣＵ２，２…は、車内バス３を介して有線接続されている。車内バス３には、例えばＬＡＮ（Local Area Network）やＣＡＮ（Controller Area Network）が使用されている。
【００１５】
車両１には、車載された各種端末を無線ＬＡＮにより接続する車内無線ＬＡＮシステム４が設けられている。車内無線ＬＡＮシステム４は、車内に配置された複数の通信端末５，５…とのネットワークを無線ＬＡＮにより構築するものである。無線ＬＡＮは、例えばIEEE 802.11等の諸規格によって通信するネットワーク通信の総称である。なお、車内無線ＬＡＮシステム４が車内無線通信システムに相当し、通信端末５が第1端末を構成する。
【００１６】
通信端末５は、車内において例えばセンタークラスターやセンターコンソール等の一位置にセットして使用する端末の一種であって、仮に車体６から取り外されたとしても、その取り外し状態でも通信可能となっている。また、通信端末５は、例えば車体６に常時固定されたままの取り付け状態をとるものでもよいし、或いは車内外に自由に持ち運び可能となっていてもよい。いずれにしても、通信端末５は、車内において使用するとき、車内の所定位置にセットして使用する端末である。通信端末５としては、例えばステアリングスイッチモジュール、リアディスプレイ、iPod（登録商標）、各種SWがある。
【００１７】
この場合、車内バス３には、車内無線ＬＡＮシステム４の車体６側のゲートウェイとして無線モジュール７が接続されている。無線モジュール７は、例えば車両１のイグニッションスイッチがＩＧオンに操作されると起動状態に入り、周囲に通信端末５が存在するか否かを探査する。無線モジュール７は、各車載ＥＣＵ２と車内バス３を通じて信号の送受が可能である。なお、無線モジュール７が第２端末（マスタ装置）に相当する。
【００１８】
無線モジュール７には、無線により通信端末５とＩＤ認証を行うＩＤ認証部８が設けられている。ＩＤ認証部８は、通信端末５と無線モジュール７との通信が確立すると、車両１からＩＤ信号Ｓidを受信してＩＤ認証を実行する。ＩＤ認証には、チャレンジレスポンス認証とＩＤコード認証とが含まれる。チャレンジレスポンス認証は、無線モジュール７から通信端末５にチャレンジコードを送信してそのレスポンスコードを演算させ、このレスポンスコードと、無線モジュール７側で演算したレスポンスコードとを照らし合わせる認証である。また、ＩＤコード認証は、通信端末５に登録されたＩＤコードと、無線モジュール７のＩＤコードとを照らし合わせる認証である。なお、ＩＤ認証部８がＩＤ認証手段に相当する。
【００１９】
無線モジュール７には、無線モジュール７で受信した電波の受信信号強度（RSSI：Received Signal Strength Indication）を測定する受信信号強度測定部９が設けられている。受信信号強度測定部９は、通信が確立した通信端末５から受信した電波の受信信号強度を測定する。なお、受信信号強度測定部９が受信信号強度認証手段を構成する。
【００２０】
無線モジュール７には、通信端末５から受信した電波の受信信号強度が適正値をとるか否かを認証する受信信号強度認証部１０が設けられている。受信信号強度認証部１０は、初期登録時に設定された閾値Ｅｋと、測定した受信信号強度とを比較することにより、現在の受信信号強度が適正値をとるか否かを確認する。図２に示すように、閾値Ｅｋは、測定誤差を許容するために、所定範囲を持った値に設定されている。なお、受信信号強度認証部１０が受信信号強度認証手段を構成する。
【００２１】
無線モジュール７には、受信信号強度判定用の閾値Ｅｋを調整する閾値調整部１１が設けられている。ところで、図２に示すように、測定した受信信号強度は、経年変化や使用環境の変化などによって変化（下降）してしまうことが知られている。よって、閾値調整部１１は、受信信号強度を測定したとき、その測定値を閾値Ｅｋの新たな基準とするとともに、この基準から上下に所定マージンを持たせた範囲を、新たな閾値Ｅｋとして設定する。なお、閾値調整部１１が閾値可変手段に相当する。
【００２２】
無線モジュール７には、ＩＤ認証部８及び受信信号強度認証部１０の各認証結果を基に、通信中の通信端末５の正当性を判定する端末正当性判定部１２が設けられている。端末正当性判定部１２は、ＩＤ認証部８及び受信信号強度認証部１０が両方とも認証成立と判定すると、通信中の通信端末５を正規通信相手と認識する。一方、端末正当性判定部１２は、ＩＤ認証部８及び受信信号強度認証部１０の少なくとも一方が認証不成立を判定すると、通信中の通信端末５を不正通信相手と認識する。なお、端末正当性判定部１２が判定手段に相当する。
【００２３】
次に、本例の車内無線ＬＡＮシステム４の動作を、図３〜図５を用いて説明する。
まずは、無線モジュール７に受信信号強度認証用の閾値Ｅｋを登録する作業（閾値Ｅｋの初期登録）を行う。このとき、図３（ａ）に示すように、無線モジュール７を所定操作するなどして、無線モジュール７の動作状態を、閾値Ｅｋの登録モードに切り換える。そして、図３（ｂ）に示すように、通信端末５から電波を送信して無線モジュール７に受信信号強度を測定させ、このときの受信信号強度が閾値Ｅｋの初期値として無線モジュール７に登録する。なお、このときに通信端末５から送信させる電波は、どのような信号でもよい。
【００２４】
図４に示すステップ１０１において、車両１のイグニッションスイッチがＩＧオンにあるとき、無線モジュール７は起動状態に入り、通信を開始する。
ステップ１０２において、ＩＤ認証部８は、ウェイク信号及びチャレンジコードを断続的に送信する。ウェイク信号は、待機状態にある通信端末５を起動させるトリガ信号である。また、チャレンジコードは、通信の度に毎回値が変わる乱数である。
【００２５】
ステップ１０３において、通信端末５は、無線モジュール７からウェイク信号を受信すると、待機状態から起動状態に切り換わる。
ステップ１０４において、通信端末５は、ウェイク信号の後に受信するチャレンジコードを、自身のチャレンジレスポンス認証用の暗号鍵に通してレスポンスコードを演算する。
【００２６】
ステップ１０５において、通信端末５は、このレスポンスコードと自身のＩＤコードとを、無線モジュール７にＩＤ信号Ｓidとして送信する。
ステップ１０６において、ＩＤ認証部８は、チャレンジコードを通信端末５に送信したとき、同チャレンジコードを自身のチャレンジレスポンス認証用の暗号鍵に通して、自らもレスポンスコードを演算する。
【００２７】
ステップ１０７において、ＩＤ認証部８は、通信端末５から取得したレスポンスコードと、自身が演算したレスポンスコードとを比較して、チャレンジレスポンス認証の成立／不成立を判定する。また、ＩＤ認証部８は、通信端末５から取得したＩＤコードと、自身のＩＤコードとを比較して、ＩＤコード認証の成立／不成立を判定する。このとき、ＩＤ認証部８は、両認証が成立することを確認すると、ＩＤ認証成立通知を端末正当性判定部１２に出力する（ステップ１０８に移行する）。一方、ＩＤ認証部８は、どちらか一方でも成立しないことを確認すると、ＩＤ認証不成立通知を端末正当性判定部１２に出力する（フローチャートを終了する）。
【００２８】
ステップ１０８において、受信信号強度測定部９は、通信端末５からＩＤ信号Ｓid（レスポンスコード及びＩＤコード）を受信したときの受信信号強度を測定する。
ステップ１０９において、受信信号強度認証部１０は、測定した受信信号強度と閾値Ｅｋとを比較して、測定した受信信号強度が適正値をとるか否かを判定する。
【００２９】
このとき、図５（ａ）に示すように、通信端末５が正常に車内に配置されたままであれば、無線モジュール７と通信端末５とは一定の決まった距離に位置するので、無線モジュール７は通信端末５からの電波を、通常通りの正しい受信信号強度で受けるはずである。よって、受信信号強度認証部１０は、測定した受信信号強度が閾値Ｅｋ内に収まることを確認し、受信信号強度認証成立通知を端末正当性判定部１２に出力する（ステップ１１０に移行する）。
【００３０】
一方、図５（ｂ）に示すように、例えば第三者が不正に端末を車外に持ち出して、車外から無線モジュール７に通信を行った場合、通信端末５と無線モジュール７とは、距離を大きくとった状態で通信されるので、無線モジュール７は通信端末５からの電波を、通常よりも低い受信信号強度で受けるはずである。よって、受信信号強度認証部１０は、測定した受信信号強度が閾値Ｅｋから外れることを確認し、受信信号強度認証不成立通知を端末正当性判定部１２に出力する（フローチャートを終了する）。
【００３１】
ステップ１１０において、端末正当性判定部１２は、ＩＤ認証結果及び受信信号強度認証結果を基に、現在通信中の通信端末５の正当性を判定する。端末正当性判定部１２は、ＩＤ認証部８からＩＤ認証成立通知を入力し、受信信号強度認証部１０から受信信号強度認証成立通知を入力すると、現在通信中の通信端末５を正規通信相手とみなし、通信を継続する（ステップ１１１に移行する）。よって、無線モジュール７と通信端末５とは、相互通信（暗号通信）によって各種情報のやり取りを行う。
【００３２】
一方、ステップ１１０で、端末正当性判定部１２は、ＩＤ認証部８からＩＤ認証不成立通知を入力したり、受信信号強度認証部１０から受信信号強度認証不成立通知を入力したりすると、現在通信中の通信端末５を不正通信相手とみなし、通信を強制終了する（フローチャートを終了する）。
【００３３】
また、ステップ１０８の受信信号強度測定時、閾値調整部１１は、測定した現在の受信信号強度を、次判定時の新たな閾値Ｅｋとして更新する。よって、測定する受信信号強度が経年や使用環境が原因で変化する状況となっても、その変化に対応した閾値Ｅｋに都度調整される。
【００３４】
ステップ１１１において、受信信号強度認証部１０は、通信実行中も、受信信号強度認証を継続して行う。これは、通信端末５が無線モジュール７と通信している最中に、通信端末５が不正に車外に持ち出されてしまう可能性も想定されるからである。
【００３５】
ステップ１１２において、無線モジュール７は、通信端末５との通信が終了したか否かを判定する。無線モジュール７は、通信が継続中であれば、受信信号強度認証を継続する（ステップ１１１に戻る）。一方、無線モジュール７は、通信終了を確認すると、通信確立が継続中であれば、次の相互通信を待つ状態に入り、例えば通信が不確立となれば、待機状態に切り換わる（フローチャートを終了する）。
【００３６】
以上により、本例においては、通信端末５が無線モジュール７と通信するとき、通信端末５から送信されたＩＤ信号ＳidでのＩＤ認証のみならず、ＩＤ信号Ｓidを受信したときの受信信号強度によっても、通信の正当性を判定する。このため、仮に第三者が通信端末５を車外に不正に持ち出して、車外から通信端末５で無線モジュール７と通信しようとしても、このときは通信距離が長くなるので、受信信号強度が閾値Ｅｋ未満となり、通信が不成立と判定される。よって、不正な通信行為を防止することが可能となる。
【００３７】
本実施形態の構成によれば、以下に記載の効果を得ることができる。
（１）通信端末５が第三者によって車内の装着位置から仮に車外に持ち出されて、その通信端末５で無線モジュール７と通信される状況となっても、このときは通信距離の長さから受信信号強度が閾値Ｅｋ未満をとるので、通信が不成立と判定される。よって、車外に勝手に持ち出された通信端末５では無線モジュール７との通信が成立しないので、不正通信を生じ難くすることができる。従って、通信端末５を車内から勝手に盗み出した第三者によって、不正に無線モジュール７が操作されてしまう状況を生じ難くすることができる。
【００３８】
（２）通信端末５を無線モジュール７に初期登録したときの受信信号強度を閾値Ｅｋの初期値として設定するので、好適な初期値を無線モジュール７に登録しておくことができる。
【００３９】
（３）受信信号強度判定の閾値Ｅｋを可変としたので、仮に経年変化や使用環境変化が生じても、その時々に応じた好適な値に閾値Ｅｋを設定することができる。よって、不正通信防止に一層効果が高くなる。
【００４０】
（４）通信端末５と無線モジュール７とが通信（暗号通信）を行っている最中も、受信信号強度判定を継続して行うので、不正通信防止に一層効果が高くなる。
（５）仮に通信端末５が車体６に固定された取り付け状態をとる場合は、通信端末５が車外に持ち出され難くなっているので、車外への不正持ち出し防止に効果が高い。また、このような取り付け状態をとった通信端末５が仮に車外に不正に持ち出されたとしても、この通信端末５では無線モジュール７と通信が実行できなくなる。よって、２重の対策を講じておくことができ、通信不正防止に一層効果が高くなる。
【００４１】
なお、実施形態はこれまでに述べた構成に限らず、以下の態様に変更してもよい。
・図６に示すように、通信端末５をセット可能な無線モジュール４１を車両１に設け、通信端末５はこの無線モジュール４１を介して無線モジュール７と無線ＬＡＮにより通信するものでもよい。通信端末５は、無線モジュール４１にセットされた際、無線モジュール４１と有線により接続される。この場合、仮に無線モジュール４１が車外に持ち出されても、無線モジュール４１の使用が無効となるので、無線モジュール４１を用いた不正操作を防止することが可能となる。なお、無線モジュール４１が第1端末を構成する。
【００４２】
・受信信号強度測定部９は、無線モジュール７側に設けることに限らず、通信端末５に設けてもよい。また、同様に受信信号強度判定も通信端末５側で行ってもよい。
・受信信号強度判定は、通信実行中も継続して行うことに限らず、例えば通信の最初のときにも行われてもよい。
【００４３】
・閾値Ｅｋの可変方式は、実施形態に述べた例に限定されず、種々の方式に適宜変更可能である。また、閾値Ｅｋは可変することに限らず、所定の固定値としてもよい。
・閾値Ｅｋの初期値は、無線モジュール７を初期登録モードにするとともに通信端末５から電波を送信させ、このときの受信信号強度を初期値とすることに限定されない。例えば、実験や検査等により導き出した初期値が無線モジュール７に予め登録されていてもよい。
【００４４】
・ＩＤ認証は、チャレンジレスポンス認証及びＩＤコード認証の両方を含むことに限らず、例えば一方のみ行うものでもよい。また、ＩＤ認証は、チャレンジレスポンス認証やＩＤコード認証に限定されず、通信端末５のＩＤを確認できる認証であれば、他の方式を採用してもよい。
【００４５】
・受信信号強度認証は、ＩＤ信号Ｓidにて行うことに限らず、通信端末５から送信される電波であれば、何でもよい。
・第２端末は、無線モジュール７に限定されず、無線通信可能な車載器であればよい。
【００４６】
・第１端末は、通信端末５に限定されず、車載器相当の部品でもよい。
・車内無線通信システムは、車内無線ＬＡＮシステム４に限定されない。例えば、通信インフラとして、例えばブルートゥースを使用してもよい。
【００４７】
・通信端末５は、複数存在することに限定されず、１つでもよい。
・通信端末５は、例えば車内において隠された取り付け状態をとっていてもよい。
・通信端末５は、単に信号をやり取りするだけの端末でもよい。
【００４８】
・車載ＥＣＵ２と無線モジュール７とを接続する通信インフラに、本例の車内無線ＬＡＮシステム４を応用してもよい。
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について、それらの効果とともに以下に追記する。
【００４９】
（イ）請求項１〜５において、前記端末（通信端末）は、通常時、前記車体に固定された取り付け状態をとり、仮に前記車体から取り外されたとしても使用できるものとなっている。この構成によれば、車体にがっちりと固定された端末が仮に不正に車外に持ち出されても、この端末による通信が許可されないので、対策を２重に講じておくことが可能となる。
【符号の説明】
【００５０】
４…車内無線通信システムとしての車内無線ＬＡＮシステム、５…第１端末を構成する通信端末、６…車体、７…第２端末（マスタ装置）としての無線モジュール、８…ＩＤ認証手段としてのＩＤ認証部、９…受信信号強度認証手段を構成する受信信号強度測定部、１０…受信信号強度認証手段を構成する受信信号強度認証部、１１…閾値可変手段としての閾値調整部、１２…判定手段としての端末正当性判定部、４１…第１端末を構成する無線モジュール、Ｓid…ＩＤ信号、Ｅｋ…閾値。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車内の各端末を無線通信により接続して動作させる車内無線通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車内の端末同士を無線により接続する車内無線通信システムが広く普及している。車内無線通信システムの一種としては、例えばカーナビゲーション装置やオーディオ装置を、リモートコントローラにより遠隔操作するものが周知である。（特許文献１等参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−０６４８９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、この車内無線通信システムでは、仮にリモートコントローラが第三者によって不正に車外に持ち出されてしまうと、車外から車載機器が勝手に操作されてしまう問題があった。なお、この問題は、カーナビゲーション装置やオーディオ装置に限る問題ではなく、車内の端末同士を無線で繋ぐ種々の装置やシステムにおいても同様に生じ得る問題である。
【０００５】
本発明の目的は、第１端末と第２端末との不正通信を生じ難くすることができる車内無線通信システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記問題点を解決するために、本発明では、車内における端末同士を無線により接続する車内無線通信システムにおいて、車体で一位置にセットして使用するものの当該車体から取り外しても通信可能な第１端末が、車内の第２端末と通信するとき、当該第１端末から送信されるＩＤ信号により、該第１端末のＩＤを認証するＩＤ認証手段と、前記第１端末及び前記第２端末が通信したときの受信信号強度を測定し、この受信信号強度を認証する受信信号強度認証手段と、前記ＩＤ認証手段の認証結果と前記受信信号強度認証手段の認証結果とを基に、前記端末の正当性を判定する判定手段とを備えたことを要旨とする。
【０００７】
本発明の構成によれば、仮に第１端末が第三者等によって車外に勝手に持ち出されて、車外から第１端末で第２端末と通信された場合、ＩＤ認証は成立してしまうが、このときは通常時よりも長い通信距離で通信が行われるので、受信信号強度は通常よりも低い値をとり、結果、このときの通信が不正通信として判定される。よって、車外に勝手に持ち出された第１端末では、第２端末との通信が実行できないので、不正通信を生じ難くすることが可能となる。従って、第１端末を盗み出した第三者によって、不正に第２端末が操作されてしまう状況が生じ難くなる。
【０００８】
本発明では、前記受信信号強度認証手段は、前記第１端末を車体に初期登録したときに測定した受信信号強度を閾値とし、前記第１端末及び第２端末の通信が確立したときの受信信号強度と前記閾値とを比較することにより、受信信号強度の認証を行うことを要旨とする。この構成によれば、第１端末を車体に初期登録したとき測定した受信信号強度を、受信信号強度判定の閾値とするので、好適な値を閾値の初期値として車体に登録することが可能となる。
【０００９】
本発明では、現在の受信信号強度の正否を確認する際に使用する閾値を、その時々の状況に応じて調整する閾値可変手段を備えたことを要旨とする。この構成によれば、受信信号強度判定の閾値を可変としたので、閾値をその時々に応じた好適な値に設定することが可能となる。よって、不正通信防止に一層効果が高くなる。
【００１０】
本発明では、前記受信信号強度認証手段は、前記第１端末及び前記第２端末が通信中、前記受信信号強度の認証を定期的に実行することを要旨とする。この構成によれば、第１端末及び第２端末が通信中のときも受信信号強度判定を実行するので、不正通信防止に一層効果が高くなる。
【００１１】
本発明では、前記第１端末は、通信端末であり、前記第２端末は、当該通信端末のマスタ装置であり、前記判定手段は、前記通信端末が前記マスタ装置と無線通信するときの当該通信端末の正当性を判定することを要旨とする。この構成によれば、車内の所定位置にセットされた通信端末が、例えば第三者によって車内から不正に車外に持ち出され、この通信端末でマスタ装置と通信が行われたとしても、受信信号強度認証の不成立を以て、このときの通信が許可されない。よって、勝手に車外に持ち出された通信端末でマスタ装置が不正に操作されてしまう状況を防止することが可能となる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、第１端末と第２端末との不正通信を生じ難くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】一実施形態の車内無線ＬＡＮシステムの構成図。
【図２】測定した受信信号強度と測定回数との変化を示すグラフ。
【図３】（ａ），（ｂ）は閾値の初期値を無線モジュールに登録するときの手順を示す模式図。
【図４】通信端末と無線モジュールとの通信シーケンス。
【図５】（ａ）は車内の通信端末が無線モジュールと通信するときの様子を示す模式図、（ｂ）は車外の通信端末が無線モジュールと通信するときの様子を示す模式図。
【図６】別例の車内無線ＬＡＮシステムの構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を具体化した車内無線通信システムの一実施形態を図１〜図５に従って説明する。
図１に示すように、車両１には、各車載装置の動作を制御する車載ＥＣＵ（Electronic Control Unit）２，２…が設けられている。車載ＥＣＵ２には、例えば電子キーとの無線によるＩＤ照合を行う照合ＥＣＵ、車載電装品の電源を管理するボディＥＣＵ、エンジンを制御するエンジンＥＣＵ、エアバックの動作を管理するエアバックＥＣＵ等がある。これら車載ＥＣＵ２，２…は、車内バス３を介して有線接続されている。車内バス３には、例えばＬＡＮ（Local Area Network）やＣＡＮ（Controller Area Network）が使用されている。
【００１５】
車両１には、車載された各種端末を無線ＬＡＮにより接続する車内無線ＬＡＮシステム４が設けられている。車内無線ＬＡＮシステム４は、車内に配置された複数の通信端末５，５…とのネットワークを無線ＬＡＮにより構築するものである。無線ＬＡＮは、例えばIEEE 802.11等の諸規格によって通信するネットワーク通信の総称である。なお、車内無線ＬＡＮシステム４が車内無線通信システムに相当し、通信端末５が第1端末を構成する。
【００１６】
通信端末５は、車内において例えばセンタークラスターやセンターコンソール等の一位置にセットして使用する端末の一種であって、仮に車体６から取り外されたとしても、その取り外し状態でも通信可能となっている。また、通信端末５は、例えば車体６に常時固定されたままの取り付け状態をとるものでもよいし、或いは車内外に自由に持ち運び可能となっていてもよい。いずれにしても、通信端末５は、車内において使用するとき、車内の所定位置にセットして使用する端末である。通信端末５としては、例えばステアリングスイッチモジュール、リアディスプレイ、iPod（登録商標）、各種SWがある。
【００１７】
この場合、車内バス３には、車内無線ＬＡＮシステム４の車体６側のゲートウェイとして無線モジュール７が接続されている。無線モジュール７は、例えば車両１のイグニッションスイッチがＩＧオンに操作されると起動状態に入り、周囲に通信端末５が存在するか否かを探査する。無線モジュール７は、各車載ＥＣＵ２と車内バス３を通じて信号の送受が可能である。なお、無線モジュール７が第２端末（マスタ装置）に相当する。
【００１８】
無線モジュール７には、無線により通信端末５とＩＤ認証を行うＩＤ認証部８が設けられている。ＩＤ認証部８は、通信端末５と無線モジュール７との通信が確立すると、車両１からＩＤ信号Ｓidを受信してＩＤ認証を実行する。ＩＤ認証には、チャレンジレスポンス認証とＩＤコード認証とが含まれる。チャレンジレスポンス認証は、無線モジュール７から通信端末５にチャレンジコードを送信してそのレスポンスコードを演算させ、このレスポンスコードと、無線モジュール７側で演算したレスポンスコードとを照らし合わせる認証である。また、ＩＤコード認証は、通信端末５に登録されたＩＤコードと、無線モジュール７のＩＤコードとを照らし合わせる認証である。なお、ＩＤ認証部８がＩＤ認証手段に相当する。
【００１９】
無線モジュール７には、無線モジュール７で受信した電波の受信信号強度（RSSI：Received Signal Strength Indication）を測定する受信信号強度測定部９が設けられている。受信信号強度測定部９は、通信が確立した通信端末５から受信した電波の受信信号強度を測定する。なお、受信信号強度測定部９が受信信号強度認証手段を構成する。
【００２０】
無線モジュール７には、通信端末５から受信した電波の受信信号強度が適正値をとるか否かを認証する受信信号強度認証部１０が設けられている。受信信号強度認証部１０は、初期登録時に設定された閾値Ｅｋと、測定した受信信号強度とを比較することにより、現在の受信信号強度が適正値をとるか否かを確認する。図２に示すように、閾値Ｅｋは、測定誤差を許容するために、所定範囲を持った値に設定されている。なお、受信信号強度認証部１０が受信信号強度認証手段を構成する。
【００２１】
無線モジュール７には、受信信号強度判定用の閾値Ｅｋを調整する閾値調整部１１が設けられている。ところで、図２に示すように、測定した受信信号強度は、経年変化や使用環境の変化などによって変化（下降）してしまうことが知られている。よって、閾値調整部１１は、受信信号強度を測定したとき、その測定値を閾値Ｅｋの新たな基準とするとともに、この基準から上下に所定マージンを持たせた範囲を、新たな閾値Ｅｋとして設定する。なお、閾値調整部１１が閾値可変手段に相当する。
【００２２】
無線モジュール７には、ＩＤ認証部８及び受信信号強度認証部１０の各認証結果を基に、通信中の通信端末５の正当性を判定する端末正当性判定部１２が設けられている。端末正当性判定部１２は、ＩＤ認証部８及び受信信号強度認証部１０が両方とも認証成立と判定すると、通信中の通信端末５を正規通信相手と認識する。一方、端末正当性判定部１２は、ＩＤ認証部８及び受信信号強度認証部１０の少なくとも一方が認証不成立を判定すると、通信中の通信端末５を不正通信相手と認識する。なお、端末正当性判定部１２が判定手段に相当する。
【００２３】
次に、本例の車内無線ＬＡＮシステム４の動作を、図３〜図５を用いて説明する。
まずは、無線モジュール７に受信信号強度認証用の閾値Ｅｋを登録する作業（閾値Ｅｋの初期登録）を行う。このとき、図３（ａ）に示すように、無線モジュール７を所定操作するなどして、無線モジュール７の動作状態を、閾値Ｅｋの登録モードに切り換える。そして、図３（ｂ）に示すように、通信端末５から電波を送信して無線モジュール７に受信信号強度を測定させ、このときの受信信号強度が閾値Ｅｋの初期値として無線モジュール７に登録する。なお、このときに通信端末５から送信させる電波は、どのような信号でもよい。
【００２４】
図４に示すステップ１０１において、車両１のイグニッションスイッチがＩＧオンにあるとき、無線モジュール７は起動状態に入り、通信を開始する。
ステップ１０２において、ＩＤ認証部８は、ウェイク信号及びチャレンジコードを断続的に送信する。ウェイク信号は、待機状態にある通信端末５を起動させるトリガ信号である。また、チャレンジコードは、通信の度に毎回値が変わる乱数である。
【００２５】
ステップ１０３において、通信端末５は、無線モジュール７からウェイク信号を受信すると、待機状態から起動状態に切り換わる。
ステップ１０４において、通信端末５は、ウェイク信号の後に受信するチャレンジコードを、自身のチャレンジレスポンス認証用の暗号鍵に通してレスポンスコードを演算する。
【００２６】
ステップ１０５において、通信端末５は、このレスポンスコードと自身のＩＤコードとを、無線モジュール７にＩＤ信号Ｓidとして送信する。
ステップ１０６において、ＩＤ認証部８は、チャレンジコードを通信端末５に送信したとき、同チャレンジコードを自身のチャレンジレスポンス認証用の暗号鍵に通して、自らもレスポンスコードを演算する。
【００２７】
ステップ１０７において、ＩＤ認証部８は、通信端末５から取得したレスポンスコードと、自身が演算したレスポンスコードとを比較して、チャレンジレスポンス認証の成立／不成立を判定する。また、ＩＤ認証部８は、通信端末５から取得したＩＤコードと、自身のＩＤコードとを比較して、ＩＤコード認証の成立／不成立を判定する。このとき、ＩＤ認証部８は、両認証が成立することを確認すると、ＩＤ認証成立通知を端末正当性判定部１２に出力する（ステップ１０８に移行する）。一方、ＩＤ認証部８は、どちらか一方でも成立しないことを確認すると、ＩＤ認証不成立通知を端末正当性判定部１２に出力する（フローチャートを終了する）。
【００２８】
ステップ１０８において、受信信号強度測定部９は、通信端末５からＩＤ信号Ｓid（レスポンスコード及びＩＤコード）を受信したときの受信信号強度を測定する。
ステップ１０９において、受信信号強度認証部１０は、測定した受信信号強度と閾値Ｅｋとを比較して、測定した受信信号強度が適正値をとるか否かを判定する。
【００２９】
このとき、図５（ａ）に示すように、通信端末５が正常に車内に配置されたままであれば、無線モジュール７と通信端末５とは一定の決まった距離に位置するので、無線モジュール７は通信端末５からの電波を、通常通りの正しい受信信号強度で受けるはずである。よって、受信信号強度認証部１０は、測定した受信信号強度が閾値Ｅｋ内に収まることを確認し、受信信号強度認証成立通知を端末正当性判定部１２に出力する（ステップ１１０に移行する）。
【００３０】
一方、図５（ｂ）に示すように、例えば第三者が不正に端末を車外に持ち出して、車外から無線モジュール７に通信を行った場合、通信端末５と無線モジュール７とは、距離を大きくとった状態で通信されるので、無線モジュール７は通信端末５からの電波を、通常よりも低い受信信号強度で受けるはずである。よって、受信信号強度認証部１０は、測定した受信信号強度が閾値Ｅｋから外れることを確認し、受信信号強度認証不成立通知を端末正当性判定部１２に出力する（フローチャートを終了する）。
【００３１】
ステップ１１０において、端末正当性判定部１２は、ＩＤ認証結果及び受信信号強度認証結果を基に、現在通信中の通信端末５の正当性を判定する。端末正当性判定部１２は、ＩＤ認証部８からＩＤ認証成立通知を入力し、受信信号強度認証部１０から受信信号強度認証成立通知を入力すると、現在通信中の通信端末５を正規通信相手とみなし、通信を継続する（ステップ１１１に移行する）。よって、無線モジュール７と通信端末５とは、相互通信（暗号通信）によって各種情報のやり取りを行う。
【００３２】
一方、ステップ１１０で、端末正当性判定部１２は、ＩＤ認証部８からＩＤ認証不成立通知を入力したり、受信信号強度認証部１０から受信信号強度認証不成立通知を入力したりすると、現在通信中の通信端末５を不正通信相手とみなし、通信を強制終了する（フローチャートを終了する）。
【００３３】
また、ステップ１０８の受信信号強度測定時、閾値調整部１１は、測定した現在の受信信号強度を、次判定時の新たな閾値Ｅｋとして更新する。よって、測定する受信信号強度が経年や使用環境が原因で変化する状況となっても、その変化に対応した閾値Ｅｋに都度調整される。
【００３４】
ステップ１１１において、受信信号強度認証部１０は、通信実行中も、受信信号強度認証を継続して行う。これは、通信端末５が無線モジュール７と通信している最中に、通信端末５が不正に車外に持ち出されてしまう可能性も想定されるからである。
【００３５】
ステップ１１２において、無線モジュール７は、通信端末５との通信が終了したか否かを判定する。無線モジュール７は、通信が継続中であれば、受信信号強度認証を継続する（ステップ１１１に戻る）。一方、無線モジュール７は、通信終了を確認すると、通信確立が継続中であれば、次の相互通信を待つ状態に入り、例えば通信が不確立となれば、待機状態に切り換わる（フローチャートを終了する）。
【００３６】
以上により、本例においては、通信端末５が無線モジュール７と通信するとき、通信端末５から送信されたＩＤ信号ＳidでのＩＤ認証のみならず、ＩＤ信号Ｓidを受信したときの受信信号強度によっても、通信の正当性を判定する。このため、仮に第三者が通信端末５を車外に不正に持ち出して、車外から通信端末５で無線モジュール７と通信しようとしても、このときは通信距離が長くなるので、受信信号強度が閾値Ｅｋ未満となり、通信が不成立と判定される。よって、不正な通信行為を防止することが可能となる。
【００３７】
本実施形態の構成によれば、以下に記載の効果を得ることができる。
（１）通信端末５が第三者によって車内の装着位置から仮に車外に持ち出されて、その通信端末５で無線モジュール７と通信される状況となっても、このときは通信距離の長さから受信信号強度が閾値Ｅｋ未満をとるので、通信が不成立と判定される。よって、車外に勝手に持ち出された通信端末５では無線モジュール７との通信が成立しないので、不正通信を生じ難くすることができる。従って、通信端末５を車内から勝手に盗み出した第三者によって、不正に無線モジュール７が操作されてしまう状況を生じ難くすることができる。
【００３８】
（２）通信端末５を無線モジュール７に初期登録したときの受信信号強度を閾値Ｅｋの初期値として設定するので、好適な初期値を無線モジュール７に登録しておくことができる。
【００３９】
（３）受信信号強度判定の閾値Ｅｋを可変としたので、仮に経年変化や使用環境変化が生じても、その時々に応じた好適な値に閾値Ｅｋを設定することができる。よって、不正通信防止に一層効果が高くなる。
【００４０】
（４）通信端末５と無線モジュール７とが通信（暗号通信）を行っている最中も、受信信号強度判定を継続して行うので、不正通信防止に一層効果が高くなる。
（５）仮に通信端末５が車体６に固定された取り付け状態をとる場合は、通信端末５が車外に持ち出され難くなっているので、車外への不正持ち出し防止に効果が高い。また、このような取り付け状態をとった通信端末５が仮に車外に不正に持ち出されたとしても、この通信端末５では無線モジュール７と通信が実行できなくなる。よって、２重の対策を講じておくことができ、通信不正防止に一層効果が高くなる。
【００４１】
なお、実施形態はこれまでに述べた構成に限らず、以下の態様に変更してもよい。
・図６に示すように、通信端末５をセット可能な無線モジュール４１を車両１に設け、通信端末５はこの無線モジュール４１を介して無線モジュール７と無線ＬＡＮにより通信するものでもよい。通信端末５は、無線モジュール４１にセットされた際、無線モジュール４１と有線により接続される。この場合、仮に無線モジュール４１が車外に持ち出されても、無線モジュール４１の使用が無効となるので、無線モジュール４１を用いた不正操作を防止することが可能となる。なお、無線モジュール４１が第1端末を構成する。
【００４２】
・受信信号強度測定部９は、無線モジュール７側に設けることに限らず、通信端末５に設けてもよい。また、同様に受信信号強度判定も通信端末５側で行ってもよい。
・受信信号強度判定は、通信実行中も継続して行うことに限らず、例えば通信の最初のときにも行われてもよい。
【００４３】
・閾値Ｅｋの可変方式は、実施形態に述べた例に限定されず、種々の方式に適宜変更可能である。また、閾値Ｅｋは可変することに限らず、所定の固定値としてもよい。
・閾値Ｅｋの初期値は、無線モジュール７を初期登録モードにするとともに通信端末５から電波を送信させ、このときの受信信号強度を初期値とすることに限定されない。例えば、実験や検査等により導き出した初期値が無線モジュール７に予め登録されていてもよい。
【００４４】
・ＩＤ認証は、チャレンジレスポンス認証及びＩＤコード認証の両方を含むことに限らず、例えば一方のみ行うものでもよい。また、ＩＤ認証は、チャレンジレスポンス認証やＩＤコード認証に限定されず、通信端末５のＩＤを確認できる認証であれば、他の方式を採用してもよい。
【００４５】
・受信信号強度認証は、ＩＤ信号Ｓidにて行うことに限らず、通信端末５から送信される電波であれば、何でもよい。
・第２端末は、無線モジュール７に限定されず、無線通信可能な車載器であればよい。
【００４６】
・第１端末は、通信端末５に限定されず、車載器相当の部品でもよい。
・車内無線通信システムは、車内無線ＬＡＮシステム４に限定されない。例えば、通信インフラとして、例えばブルートゥースを使用してもよい。
【００４７】
・通信端末５は、複数存在することに限定されず、１つでもよい。
・通信端末５は、例えば車内において隠された取り付け状態をとっていてもよい。
・通信端末５は、単に信号をやり取りするだけの端末でもよい。
【００４８】
・車載ＥＣＵ２と無線モジュール７とを接続する通信インフラに、本例の車内無線ＬＡＮシステム４を応用してもよい。
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について、それらの効果とともに以下に追記する。
【００４９】
（イ）請求項１〜５において、前記端末（通信端末）は、通常時、前記車体に固定された取り付け状態をとり、仮に前記車体から取り外されたとしても使用できるものとなっている。この構成によれば、車体にがっちりと固定された端末が仮に不正に車外に持ち出されても、この端末による通信が許可されないので、対策を２重に講じておくことが可能となる。
【符号の説明】
【００５０】
４…車内無線通信システムとしての車内無線ＬＡＮシステム、５…第１端末を構成する通信端末、６…車体、７…第２端末（マスタ装置）としての無線モジュール、８…ＩＤ認証手段としてのＩＤ認証部、９…受信信号強度認証手段を構成する受信信号強度測定部、１０…受信信号強度認証手段を構成する受信信号強度認証部、１１…閾値可変手段としての閾値調整部、１２…判定手段としての端末正当性判定部、４１…第１端末を構成する無線モジュール、Ｓid…ＩＤ信号、Ｅｋ…閾値。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車内における端末同士を無線により接続する車内無線通信システムにおいて、
車体で一位置にセットして使用するものの当該車体から取り外しても通信可能な第１端末が、車内の第２端末と通信するとき、当該第１端末から送信されるＩＤ信号により、該第１端末のＩＤを認証するＩＤ認証手段と、
前記第１端末及び前記第２端末が通信したときの受信信号強度を測定し、この受信信号強度を認証する受信信号強度認証手段と、
前記ＩＤ認証手段の認証結果と前記受信信号強度認証手段の認証結果とを基に、前記端末の正当性を判定する判定手段と
を備えたことを特徴とする車内無線通信システム。
【請求項２】
前記受信信号強度認証手段は、前記第１端末を車体に初期登録したときに測定した受信信号強度を閾値とし、前記第１端末及び第２端末の通信が確立したときの受信信号強度と前記閾値とを比較することにより、受信信号強度の認証を行う
ことを特徴とする請求項１に記載の車内無線通信システム。
【請求項３】
現在の受信信号強度の正否を確認する際に使用する閾値を、その時々の状況に応じて調整する閾値可変手段を備えた
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の車内無線通信システム。
【請求項４】
前記受信信号強度認証手段は、前記第１端末及び前記第２端末が通信中、前記受信信号強度の認証を定期的に実行する
ことを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか一項に記載の車内無線通信システム。
【請求項５】
前記第１端末は、通信端末であり、前記第２端末は、当該通信端末のマスタ装置であり、前記判定手段は、前記通信端末が前記マスタ装置と無線通信するときの当該通信端末の正当性を判定する
ことを特徴とする請求項１〜４のうちいずれか一項に記載の車内無線通信システム。
【請求項１】
車内における端末同士を無線により接続する車内無線通信システムにおいて、
車体で一位置にセットして使用するものの当該車体から取り外しても通信可能な第１端末が、車内の第２端末と通信するとき、当該第１端末から送信されるＩＤ信号により、該第１端末のＩＤを認証するＩＤ認証手段と、
前記第１端末及び前記第２端末が通信したときの受信信号強度を測定し、この受信信号強度を認証する受信信号強度認証手段と、
前記ＩＤ認証手段の認証結果と前記受信信号強度認証手段の認証結果とを基に、前記端末の正当性を判定する判定手段と
を備えたことを特徴とする車内無線通信システム。
【請求項２】
前記受信信号強度認証手段は、前記第１端末を車体に初期登録したときに測定した受信信号強度を閾値とし、前記第１端末及び第２端末の通信が確立したときの受信信号強度と前記閾値とを比較することにより、受信信号強度の認証を行う
ことを特徴とする請求項１に記載の車内無線通信システム。
【請求項３】
現在の受信信号強度の正否を確認する際に使用する閾値を、その時々の状況に応じて調整する閾値可変手段を備えた
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の車内無線通信システム。
【請求項４】
前記受信信号強度認証手段は、前記第１端末及び前記第２端末が通信中、前記受信信号強度の認証を定期的に実行する
ことを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか一項に記載の車内無線通信システム。
【請求項５】
前記第１端末は、通信端末であり、前記第２端末は、当該通信端末のマスタ装置であり、前記判定手段は、前記通信端末が前記マスタ装置と無線通信するときの当該通信端末の正当性を判定する
ことを特徴とする請求項１〜４のうちいずれか一項に記載の車内無線通信システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−２１６９４２（Ｐ２０１２−２１６９４２Ａ）
【公開日】平成２４年１１月８日（２０１２．１１．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−７９８４７（Ｐ２０１１−７９８４７）
【出願日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【出願人】（０００００３５５１）株式会社東海理化電機製作所 (3,198)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月８日（２０１２．１１．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【出願人】（０００００３５５１）株式会社東海理化電機製作所 (3,198)
【Ｆターム（参考）】
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