JP4561610B2 - 車載用通信システム - Google Patents

Description

本発明は、専用狭域通信（ＤＳＲＣ）を利用して課金決済を行うようにした車載用通信システム、特には、課金決済対象の認証を、非接触近距離通信機能を備えた携帯電話機を利用して行うようにした車載用通信システムに関する。

例えば、ＥＴＣ車載器にあっては、カードスロットに挿入されたＥＴＣカード（ＩＣカード）中のＩＤ情報を認証した状態で、課金決済が可能な能動状態に切り替えられる構成となっているが、ＥＴＣカードは、その抜き忘れ、つまりカードスロットに挿入したままに放置されるケースが多いため、車両内での盗難により不正使用され易いという一般的事情がある。このような不正使用に対処するために、従来から種々の手段が提供されている。具体的には、例えば特許文献１に見られるように、正規の手段以外により車両のドアなどが開けられた場合に、ＥＴＣカードに盗難情報を格納したり、ＥＴＣカードを裁断したりする手段が提供されている。
特開平８−３０５９１３号公報

近年では、携帯電話機に非接触近距離通信機能（例えば、フェリカ（FeliCa：登録商標）のような非接触ＩＣカード技術）を組み込むことにより、当該携帯電話機を料金の支払いなどに利用するシステムが構築されており、このような携帯電話機によって前記ＥＴＣカードの機能を代用する構成とすれば、前述したような不正使用を抑止する上である程度の効果を発揮できると考えられる（携帯電話機の車内への置き忘れが、ＥＴＣカードの抜き忘れより少ないという統計的な事情による）。しかしながら、このようなＥＴＣカードの機能を単純に代用するだけのシステムでは、付加価値の向上を期待できないため、これがシステムの普及を図る上での障害になるという問題点があった。

本発明は上記のような事情に鑑みてなされたものであり、課金決済機能の不正使用に対するセキュリティ性の向上を図りながら、多機能化による付加価値の向上を実現できるようになる車載用通信システムを提供することにある。

請求項１記載の手段によれば、非接触近距離通信機能（非接触ＩＣカード技術やブルートゥース（Bluetooth：登録商標）など）が組み込まれている携帯電話機と、車両側の第２の通信手段との間での非接触近距離通信の実行時において、携帯電話機にＩＤ情報が記憶されていた場合には、そのＩＤ情報の認証が認証手段により行われる。このようなＩＤ情報の認証が、車両外部の携帯電話機との間での非接触近距離通信に基づいて行われた場合、つまり、当該携帯電話機を所持したユーザ（車両運転者）が、外部から車両に近付いた状態で第２の通信手段との間で非接触近距離通信を行った場合には、制御手段が、所定の車両用負荷（一例として、車両用ドアロック機構が考えられる）の駆動を指令する制御を実行するようになる。これに対して、上記ＩＤ情報の認証が、車載型クレードルに装着された携帯電話機との間での非接触近距離通信に基づいて行われた場合には、制御手段が、通信手段を能動状態に切り替える制御を実行するようになり、これに応じて、当該通信手段が、上記認証済みのＩＤ情報に基づいた課金決済を路側システムとの間での専用狭域通信により実行するようになる。

この場合、携帯電話機にあっては、車内への置き忘れが、ＥＴＣカードの抜き忘れより少ないという統計的な事情があるから、車両内で盗難に遭う可能性が低くなるものであり、これにより、課金決済機能の不正使用に対するセキュリティ性が向上するようになる。また、携帯電話機を課金決済以外にも使用できて、多機能化による付加価値の向上を図り得るようになるから、システムの普及を図る上で有益になる。
また、請求項１記載の手段によれば、クレードルに対する携帯電話機の装着の有無を検出する検出手段が、検出状態から非検出状態へ移行したとき、つまり、携帯電話機がクレードルから取り外されたときには、その後における所定時間内に携帯電話機のオフフック操作が行われなかった場合（携帯電話機が通話状態とならなかった場合）に、制御手段は、これをユーザ（車両運転者）の降車準備と捉えて、課金決済を行なうための通信手段を能動状態から非能動状態へ自動的に復帰させる。従って、ユーザ側では、車両から降車する毎に、課金決済機能を解除するための余分な操作を行う必要がなくなり、その操作性が向上することになる。

請求項２記載の手段によれば、車両外部の携帯電話機との間で非接触近距離通信を行うための近距離通信用アンテナと、課金決済のために路側システムとの間での通信を行う専用狭域通信用アンテナとが一つのアンテナユニットとして統合された形態となるから、複数のアンテナのための配線の取り回しが容易になると共に、アンテナ用筐体の共通化によるコストダウンなどを実現できる。

以下、本発明の一実施例について図面を参照しながら説明する。
図１には、本実施例による車載用通信システムの模式的構成が機能ブロックの組み合わせにより示されている。この図１に示された車載用通信システム１は、例えば、図示しない有料道路用のＥＴＣシステム（路側システムに相当）との間での専用狭域通信と、非接触近距離通信機能（例えば、フェリカ（登録商標）のような非接触ＩＣカード技術による通信機能）が組み込まれた携帯電話機２との間での近距離通信とを各々実行可能に構成されている。尚、上記携帯電話機２には、その持ち主を特定可能な固有のＩＤ情報が記憶されており、非接触近距離通信用の所定の搬送波信号を受信したときに、その搬送波信号を変調することにより上記ＩＤ情報を含む応答信号を返信する構成となっている。

この車載用通信システム１は、車両３の例えばルームミラー（またはその近傍）に設置されたアンテナユニット４と、車両３内の例えばコンソールボックス（或いはダッシュボードなど）に設置された携帯電話機用の車載型クレードル（図示せず）に内蔵されたクレードルアンテナ５とを備えている。

上記アンテナユニット４は、具体的に図示しないが、専用狭域通信用アンテナ（パッチアンテナ）と、当該アンテナの周囲に配置された近距離通信用アンテナ（ループアンテナ）とをユニット化したものであり、車載用通信システム１の主要部をなす通信ユニット６内の分波器７に接続されている。また、上記クレードルアンテナ５は、ループアンテナより成るもので、通信ユニット６内の変復調部８に接続されている。

通信ユニット６は、前記分波器７及び変復調部８の他に、前記図示しないＥＴＣシステムとの間の通信に基づいて課金決済を行うためのＥＴＣ送受信機９（通信手段に相当）、携帯電話機２との間で非接触近距離通信を行うためのリーダライタ１０（第２の通信手段に相当）、これらＥＴＣ送受信機９及びリーダライタ１０の動作制御や携帯電話機２に記憶されたＩＤ情報の認証動作などを行うための制御部１１（制御手段、認証手段に相当）などを備えている。

この場合、通信ユニット６には、ＥＴＣシステムを通じた課金決済に必要な固有の課金決済用ＩＤ情報が予め登録されており、車両３の使用者が所持する携帯電話機２にも、その課金決済用ＩＤ情報と同一のＩＤ情報が予め登録されることになる。つまり、このような登録により、通信ユニット６及び携帯電話機２間でのＩＤ情報の認証（初期設定）が完了している。また、図１では図示していないが、アンテナユニット４及びクレードルアンテナ５を通じた送受信系統中には、適宜な位置に増幅回路が設けられるものである。

尚、分波器７は、アンテナユニット４を通じた受信信号をＥＴＣ送受信機９及びリーダライタ１０用の各周波数帯域に分離する機能、及び変復調部８及びＥＴＣ送受信機９からの異なる周波数帯の送信信号をアンテナユニット４に与える機能を備えたものである。また、変復調部８は、アンテナユニット４から分波器７を介して入力される受信信号及びクレードルアンテナ５による受信信号を復調してリーダライタ１０に与える機能、及びリーダライタ１０からの送信信号を変調して分波器７（ひいてはアンテナユニット４）及びクレードルアンテナ５に与える機能を備えたものである。

一方、通信ユニット６内の制御部１１との間でデータ通信を実行可能な車両制御コンピュータ１２は、種々の車両用負荷の動作を制御するために設けられたものであり、図１では、制御対象車両用負荷の一例であるドアロックアクチュエータ１３の動作を、ドライバ１４を介して制御するための構成が示されている。尚、このドアロックアクチュエータ１３は、車両３のドアロック機構（図示せず）のロック及びアンロックを行うためのものである。また、ドアロックセンサ１５は、上記ドアロック機構の動作状態（ロックまたはアンロック）を検知するために設けられたもので、その検知信号を車両制御コンピュータ１２に与える構成となっている。

図２には、前記制御部１１及び車両制御コンピュータ１２による制御内容を含む動作フローチャートのうち本発明の要旨に関係した部分が示されており、以下これについて関連した作用と共に説明する。

即ち、制御部１１は、ＥＴＣ通信（ＥＴＣ送受信機９によるＥＴＣシステムとの間の通信）の割り込みがあったか否かを判断し（ステップＡ１）、その割り込みがなかった場合には、リーダライタ１０による非接触近距離通信を開始する（ステップＡ２）。この後には、上記非接触近距離通信に対する応答信号（本実施例の場合、携帯電話機２からの応答信号）の受信の有無を判断し（ステップＡ３）、非受信状態ではステップＡ１へリターンする。従って、制御部１１は、初期状態においては、ＥＴＣ送受信機９とＥＴＣシステムとの間の専用狭域通信、またはリーダライタ１０と携帯電話機２との間の非接触近距離通信が行われるまで待機状態を呈することになる。

制御部１１は、携帯電話機２からの応答信号を受信したとき（ステップＡ３：ＹＥＳ）には、その応答信号中のＩＤ情報に基づいて本人認証を行う（ステップＡ４）。具体的には、このステップＡ４では、通信ユニット６側に予め登録されている課金決済用ＩＤ情報と、上記応答信号中のＩＤ情報とが同じであるか否かを判断し、同じであった場合に本人認証が成立することになる。

本人認証ができなかったときには、ステップＡ１へリターンするが、本人認証が行われたときには、その本人認証の契機となった前記応答信号を受信したアンテナが、アンテナユニット４であるか否かを判断する（ステップＡ５）。

この場合、車両運転者が、自身が所持している携帯電話機２（通信ユニット６側の課金決済用ＩＤ情報と同一のＩＤ情報が記憶されているもの）を、アンテナユニット４に対して車両３の外部から近接させる操作を行ったときには、両者間で非接触近距離通信が行われるのに応じて、ステップＡ５で「ＹＥＳ」と判断されることになる。また、車両３内に乗り込んだ車両運転者が、上記携帯電話機２を図示しないクレードルに載置したときには、当該携帯電話機２及びクレードルアンテナ５間で非接触近距離通信が行われるのに応じて、ステップＡ５で「ＮＯ」と判断されることになる。

制御部１１は、ステップＡ５で「ＹＥＳ」と判断した場合には、車両制御コンピュータ１２へ動作指令信号を転送する（ステップＡ６）。この動作指令信号を受けた車両制御コンピュータ１２は、ドアロックセンサ１５からの検知信号に基づいて、車両３の図示しないドアロック機構がアンロック状態にあるか否かを判断し（ステップＡ７）、アンロック状態にあった場合には、ドライバ１４を通じてドアロックアクチュエータ１３をロック方向へ駆動することにより、ドアロック機構をロックし（ステップＡ８）、この後にステップＡ１へリターンする。また、ドアロック機構がロック状態にあったとき（ステップＡ７：ＮＯ）には、ドアロックアクチュエータ１３をアンロック方向へ駆動することにより、ドアロック機構をアンロックし（ステップＡ９）、この後に、図示しないクレードルに携帯電話機２が載置された状態にあるか否かを判断する（ステップＡ１０）。

尚、このような判断は、具体的に図示しないが、例えばクレードルに携帯電話機２が載置されたときにオンするスイッチ（検出手段に相当）の出力に基づいて行う手段が可能であり、また、クレードルアンテナ５と携帯電話機２との間の非接触近距離通信が所定のしきい値時間以上継続したか否かを判断する手段（検出手段に相当）に基づいて行う構成も可能であり、車両制御コンピュータ１２にあっては、そのような判断基準となる情報を、上記検出手段が設けられた通信ユニット６側から取得することになる。

車両制御コンピュータ１２は、携帯電話機２がクレードルに載置されていない状態では一定時間だけ待機し（ステップＡ１１）、その待機状態のまま一定時間が経過したときには、ドアロック機構をロックするステップＡ１２を実行した後にステップＡ１へリターンする。これに対して、上記一定時間が経過する前にクレードルに携帯電話機２が載置された場合には、ドアロック機構をロックするステップＡ１３、制御部１１に指令信号を転送することにより課金決済アプリケーションであるＥＴＣ送受信機９を起動させるステップＡ１４を順次実行した後にステップＡ１へリターンする。

一方、制御部１１は、本人認証の契機となった応答信号を受信したアンテナが、クレードルアンテナ５であった場合（ステップＡ５：ＮＯ）、つまり、車両３内に乗り込んだ車両運転者が携帯電話機２を図示しないクレードルに載置した場合には、その載置状態が継続されているか否かを、前述同様の検出手段を利用して判断する（ステップＡ１５）。

上記ステップＡ１５で「ＮＯ」と判断した場合、つまり、携帯電話機２がクレードルからが取り外された場合には、携帯電話機２での決済準備（これについては後述する）を解除すると共に、ＥＴＣ送受信機９を動作停止させるステップＡ１６を実行した後に、車両制御コンピュータ１２に対してロック指令信号を転送する（ステップＡ１７）。この場合、図示しないが、車両制御コンピュータ１２では、上記ロック指令信号を受けたときに、ドアロックアクチュエータ１３をアンロック方向へ駆動することにより、ドアロック機構をアンロックする。

前記ステップＡ１５で「ＹＥＳ」と判断した場合、つまり、クレードルに対する携帯電話機２の載置状態が継続している場合には、携帯電話機２との間の非接触近距離通信に基づいて当該携帯電話機２による決済準備が完了しているか否かを判断する（ステップＡ１８）。

携帯電話機２による決済準備が完了している場合には、そのままステップＡ１へリターンするが、未完了の場合には、例えば、携帯電話機２側に予め記録されているＥＴＣ予算額（前払い金及び後払い金の何れでも可）を、クレードルアンテナ５を通じた非接触近距離通信により通信ユニット６側に振り込む、という決裁準備を実行する（ステップＡ１９）。

上記のような決裁準備実行後には、図示しないＥＴＣシステム側から、アンテナユニット４を通じた専用狭域通信により課金要求があったか否かを判断する（ステップＡ２０）。ここで、ＩＤ情報に基づいた本人認証が完了した状態の携帯電話機２がクレードルに載置されている状態では、前記ステップＡ１４の実行に応じてＥＴＣ送受信機９が起動されており、車両３とＥＴＣシステムとの間でＥＴＣ通信が行われたとき（ステップＡ１：ＹＥＳ）には、ＥＴＣ前半処理（ＥＴＣシステムとの間のデータ通信処理、演算処理、決済処理）を実行するステップＡ２１を実行した後に上記ステップＡ２０へ移行するようになっている。

このステップＡ２０で「ＮＯ」と判断した場合、つまり、ＥＴＣシステムから課金要求がなかった場合）には、そのままステップＡ１へリターンするが、課金要求があった場合には、ＥＴＣ後半処理（ＥＴＣシステムとの間の課金通信）を行うことによりＥＴＣシステム側へ要求された決済額の支払いを行う（ステップＡ２２）。尚、ＥＴＣシステム側においては、このような決済が完了したときに車両３のＥＴＣゲートの通過を許容するものである。

上記ＥＴＣ後半処理ステップＡ２２を実行した後には、クレードルに携帯電話機２が載置された状態にあるか否かを前述同様の検出手段を利用して判断し（ステップＡ２３）、「ＮＯ」と判断した場合には、携帯電話機２をクレードルに載置することを促すアラームを例えば図示しないスピーカから出力するステップＡ２４を実行した後にステップＡ２３を再実行する。これに対して、ステップＡ２３で「ＹＥＳ」と判断した場合（クレードルに携帯電話機２が載置された状態にある場合）には、前記課金決済後のＥＴＣ予残額の残額を、クレードルアンテナ５を通じた非接触近距離通信により携帯電話機２へ返済するステップＡ２５を実行した後にステップＡ１へリターンする。尚、課金決済額がＥＴＣ予残額より多かった場合には、ステップＡ２５においてマイナス額の返済（つまり、不足額の追徴）が行われるものである。

要するに、上記した本実施例によれば以下に述べるような作用・効果が得られるものである。即ち、ドアロック機構がロック状態にある車両３のアンテナユニット４に対して、通信ユニット６との間でのＩＤ情報の認証（初期設定）が完了している携帯電話機２を外部から近接させる操作を行った場合、制御部１１は、当該アンテナユニット４内の近距離通信用アンテナとの間での非接触近距離通信に基づいて当該携帯電話機２の認証（本人認証）を行い、車両制御コンピュータ１２に動作指令信号を与えることによりドアロック機構をアンロックする。また、携帯電話機２が車両３内に設けられたクレードルに載置された場合、制御部１１は、当該クレードルに設けられたクレードルアンテナ５との間での非接触近距離通信に基づいて当該携帯電話機２の認証（本人認証）を行い、課金決済アプリケーションであるＥＴＣ送受信機９を起動して能動状態に切り替える制御を実行するようになる。これに応じて、当該ＥＴＣ送受信機９が、上記認証済みのＩＤ情報に基づいた課金決済をＥＴＣシステムとの間での専用狭域通信により実行するようになる。

この場合、携帯電話機２にあっては、車両３内への置き忘れが、ＥＴＣカードの抜き忘れより少ないという統計的な事情があるから、車両３内で盗難に遭う可能性が低くなるものであり、これにより、課金決済機能の不正使用に対するセキュリティ性が向上するようになる。また、携帯電話機２を課金決済以外（車両用ドアロック機構の制御）にも使用できて、多機能化による付加価値の向上を図り得るようになるから、システムの普及を図る上で有益になる。

また、車両３の外部の携帯電話機２との間で通信を行うための近距離通信用アンテナ（ループアンテナ）と、ＥＴＣシステムとの間での通信を行う専用狭域通信用アンテナ（パッチアンテナ）とを一つのアンテナユニット４として統合した構成となっているから、アンテナのための配線の取り回しが容易になると共に、アンテナ用筐体の共通化によるコストダウンなどを実現できるようになる。

（その他の実施の形態）
その他、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、例えば以下のような変形または拡張が可能である。
専用狭域通信の対象となる路側システムとしては、有料道路用のＥＴＣシステムに限らず、有料駐車場やガソリンスタンドなどで課金決済を行うためのシステムも考えられる。
専用狭域通信用アンテナと近距離通信用アンテナとをユニット化したアンテナユニット４を設ける構成としたが、両アンテナを別々に設ける構成としても良い。具体的には、専用狭域通信用アンテナを、車両３のルームミラー、フロントウインドウ、ダッシュボードなどの何れかの適宜場所に設置し、近距離通信用アンテナを、車両３の運転席側外部ドアノブの近傍に設置する（必要に応じて助手席側外部ドアノブの近傍にも設置する）ことにより、携帯電話機２をドアノブに近付けたときに車両用ドアロック機構のロックまたはアンロックが行われる構成を実現できる。

携帯電話機２との間での非接触近距離通信のために、ブルートゥース（登録商標）を利用しても良い。特に、この場合には、クレードルにブルートゥース機能付き携帯電話機がセットされた状態を検出手段により検出したときに、アンテナユニット４内の近距離通信用アンテナに代えて設けたブルートゥース用のアンテナとの間でブルートゥース通信を行う構成を実現できるから、クレードルアンテナ５を不要にできる。

また、このようなブルートゥース機能が携帯電話機２に付与されていた場合には、制御部１１側では、その携帯電話機２がオフフック操作されたか否かを、ブルートゥース通信により認識することが可能なる。従って、例えば、図２中のステップＡ１５で「ＮＯ」と判断した場合、つまり、携帯電話機２がクレードルからが取り外された場合には、携帯電話機２のオフフック操作が行われたか否かを判断するステップを比較的短い待機時間だけ継続し、その待機時間内に携帯電話機２のオフフック操作が行われた場合、つまり、車両運転者が携帯電話機２での通話を行うために当該携帯電話機２をクレードルから取り外したと想定される場合には、そのままステップＡ１へリターンする構成とし、これに対して、待機時間内に携帯電話機２のオフフック操作が行われなかった場合（携帯電話機２が通話状態とならなかった場合）には、携帯電話機２での決済準備の解除及びＥＴＣ送受信機９の動作停止のためのステップＡ１６以降の制御を実行する構成とすることができる。

つまり、携帯電話機２がクレードルから取り外されたときには、その後における待機時間内に携帯電話機２のオフフック操作が行われなかった場合（携帯電話機２が通話状態とならなかった場合）に、これをユーザ（車両運転者）の降車準備と捉えて、ＥＴＣ送受信機９が自動的に動作停止される構成、つまり、ＥＴＣ送受信機９が能動状態から非能動状態へ自動的に復帰される構成となっているから、ユーザ側では、車両３から降車する毎に、ＥＴＣ課金決済機能を解除するための余分な操作を行う必要がなくなり、その操作性が向上することになる。

車両用負荷の例としてドアロック機アクチュエータ１３を挙げたが、車両用ドアやリアゲートなどのための自動開閉機構、トランクリッドロック機構などに適用しても良い。車両外部の携帯電話機との通信をブルートゥースで行い、クレードルへの装着状態での携帯電話機との通信を非接触ＩＣカード技術により行う構成も可能である。通信ユニット６内に、図示しないクレードル（及びクレードルアンテナ５）、ＥＴＣ送受信機９、リーダライタ１０などを組み込む構成としたが、これらを個別装置として設ける構成としても良い。制御部１１の機能を、ＥＴＣ送受信機９やリーダライタ１０内に設けられている制御手段に対して付与する構成としても良く、この場合には、独立した形態の制御部１１を不要にできる。

本発明の一実施例を示す車載用通信システムの模式的な機能ブロック図 動作フローチャート

符号の説明

１は車載用通信システム、２は携帯電話機、３は車両、４はアンテナユニット、５はクレードルアンテナ、６は通信ユニット、９はＥＴＣ送受信機（通信手段）、１０はリーダライタ（第２の通信手段）、１１は制御部（制御手段、認証手段）、１３はドアロックアクチュエータ（車両用負荷）を示す。

Claims (3)

1. 所定のＩＤ情報を認証した状態で、そのＩＤ情報に基づいた課金決済を路側システムとの間での専用狭域通信により実行する通信手段を備えた車載用通信システムにおいて、
   携帯電話機用の車載型クレードルと、
   車両外部の携帯電話機との間での非接触近距離通信、並びに前記クレードルにセットされた携帯電話機との間での非接触近距離通信を実行可能な第２の通信手段と、
   この第２の通信手段と非接触近距離通信を行った携帯電話機に前記ＩＤ情報が記憶されていた場合に当該ＩＤ情報の認証を行う認証手段と、
   この認証手段によるＩＤ情報の認証が、車両外部の携帯電話機との間での非接触近距離通信に基づいて行われたときに所定の車両用負荷の駆動を指令する制御を実行し、当該ＩＤ情報の認証が、前記クレードルに装着された携帯電話機との間での非接触近距離通信に基づいて行われたときに前記通信手段を能動状態に切り替える制御を実行する制御手段と、
   前記クレードルに対する前記携帯電話機の装着の有無を検出する検出手段を備え、
   を備え、
   前記制御手段は、前記検出手段が検出状態から非検出状態へ移行した後における所定時間内に当該携帯電話機のオフフック操作が行われなかった場合に、前記通信手段を非能動状態へ復帰させることを特徴とする車載用通信システム。
2. 前記第２の通信手段は、
   車両外部の携帯電話機との間で非接触近距離通信を行うために当該車両の所定位置に設置された近距離通信用アンテナを備え、
   前記近距離通信用アンテナは、前記通信手段のための専用狭域通信用アンテナとユニット化されていることを特徴とする請求項１記載の車載用通信システム。
3. 前記携帯電話機は、前記制御手段で前記通信手段が能動状態に切り替えられると、決済情報を収受することを特徴とする請求項１または２記載の車載用通信システム。

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