(57)【要約】【課題】送受信されるデータの安全性が高い無線通信装置を提供する。【課題を解決するための手段】  本発明における無線通信装置は、タイヤに装着されて、タイヤの回転位置を検出する第１のセンサと、情報を暗号化して暗号化情報を生成する生成部と、第１のセンサで検出された回転位置を基にしたタイミングで、生成部で生成された暗号化情報を車両に無線送信する送信部と、車両に装着されて、タイヤの回転位置を検出する第２のセンサと、送信部から受信した暗号化情報を、第２のセンサで検出された回転位置を基に復号化する復号部とを備える。【選択図】図１
2015150980.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイヤに装着されて、前記タイヤの回転位置を検出する第１のセンサと、
情報を暗号化して暗号化情報を生成する生成部と、
前記第１のセンサで検出された前記回転位置を基にしたタイミングで、前記生成部で生成された暗号化情報を車両に無線送信する送信部と、
前記車両に装着されて、前記タイヤの回転位置を検出する第２のセンサと、
前記送信部から受信した前記暗号化情報を、前記第２のセンサで検出された前記回転位置を基に復号化する復号部と
を備える、無線通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両の空気圧監視システム（ＴＰＭＳ：Tire Pressure Monitoring System）等で計測された計測データを無線通信で送信する際に、たとえば巡回冗長検査（ＣＲＣ：Cyclic Redundancy Check）で用いられる誤り検出符号を計測データに付加して送信して信頼性を向上させる無線通信システムがある（例えば、特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１９１３０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、計測データに誤り検出符号を付加することにより計測データを疑似暗号化することはできるが、無線通信で送受信されるデータの中で計測データと誤り検出符号のデータ位置が判明すれば送受信されるデータから計測データを読み取られてしまうことがある。
【０００５】
そこで、本発明は、送受信されるデータの安全性が高い無線通信装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明における無線通信装置は、タイヤに装着されて、前記タイヤの回転位置を検出する第１のセンサと、情報を暗号化して暗号化情報を生成する生成部と、前記第１のセンサで検出された前記回転位置を基にしたタイミングで、前記生成部で生成された暗号化情報を車両に無線送信する送信部と、前記車両に装着されて、前記タイヤの回転位置を検出する第２のセンサと、前記送信部から受信した前記暗号化情報を、前記第２のセンサで検出された前記回転位置を基に復号化する復号部とを備える。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の実施形態によれば、送受信されるデータの安全性が高い無線通信装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】無線通信装置の機能ブロックを示す図
【図２】演算値とタイヤの回転位置の関係を示す図
【図３】送信機の動作を説明するフローチャート
【図４】ＴＰＭＳ−ＥＣＵの動作を説明するフローチャート
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面に基づいて本発明の一例である実施の形態を説明する。
【００１０】
図１は、無線通信装置の機能ブロックの一例を示す図である。
【００１１】
図１において、無線通信装置１は、送信機１１、回転位置センサ１２、およびＴＰＭＳ−ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１３を備える。送信機１１は、空気圧センサ１１１、温度センサ１１２、加速度センサ１１３、生成部１１４、および送信部１１５を有する。ＴＰＭＳ−ＥＣＵ１３は、回転位置算出部１３１、受信部１３２、復号部１３３、および判定部１３４を有する。ＴＰＭＳ−ＥＣＵ１３は、ブレーキＥＣＵ２０と接続されており、ブレーキＥＣＵ２０から車輪速データを受信する。
【００１２】
送信機１１は、車両のいずれか１以上のタイヤに装着されて、タイヤとともに回転する。送信機１１は、たとえばタイヤホイールのリムのタイヤバルブ穴に装着してもよい。
【００１３】
空気圧センサ１１１は、タイヤ内部の空気圧を測定する。温度センサ１１２は、タイヤ内部の温度を測定する。ＴＰＭＳでは、タイヤから直接測定した空気圧と温度から、たとえばタイヤの空気圧低下などの不具合を検出してドライバに報知する。
【００１４】
加速度センサ１１３は、「第１のセンサ」として、送信機１１にかかる加速度を検出する。たとえば、タイヤが自転すると、車輪速に応じた加速度が検出できるため、車輪速（車速）を検出することができる。また、加速度センサ１１３は、重力加速度を測定することにより、タイヤの回転位置を検出することができる。ここで、図２を用いて、タイヤの回転位置の説明をする。図２は、演算値とタイヤの回転位置の関係の一例を示す図である。なお、演算値の説明は後述する。
【００１５】
ここで、タイヤの「回転位置」とは、タイヤの１点を基準点とした場合に、タイヤが自転する中での基準点の回転位置をいう。回転位置は、たとえばタイヤが１回転する中での基準点の回転角度で表される。また、回転位置は、タイヤの自転にともなう基準点の重力の方向に対する角度として表してもよい。
【００１６】
図２において、タイヤの回転位置を、図示する上方向を０°、右方向を９０°、下方向を１８０°、さらに左方向を２７０°とする。送信機１１の位置を基準点とすると、図２で図示する送信機１１は、０°の回転位置にあるものとする。加速度センサ１１３は、車両が走行中であっても、周期的に変化する加速度から重力加速度を測定することが可能となる。重力加速度を測定することにより、送信機１１の回転位置を算出ことができる。
【００１７】
再び図１に戻り、生成部１１４は、たとえば空気圧センサ１１１と温度センサ１１２で測定した空気圧や温度（以下、「空気圧等」と省略する。）の情報を暗号化した暗号化情報を生成する。空気圧等の情報は車両の走行状態を示すものであるため、車両外部からは容易に読み取られないことが望ましい。生成部１１４は、無線通信で送信する空気圧等の情報を暗号化する。暗号化の詳細は後述する。
【００１８】
送信部１１５は、生成部で生成された暗号化情報を、車両側のＴＰＭＳ−ＥＣＵ１３に無線送信する。送信は図示しないアンテナと送信回路によって実現される。無線通信で用いる電波の周波数や電波の強度は予め設定した値に切り替えるようにしてもよい。
【００１９】
送信機１１による上記の動作は、たとえば加速度センサ１１３によって検出された車輪速が所定の値以上のときに動作するようにしてもよい。たとえば、停車中に動作を停止することにより、送信機１１の省電力化を図ることができる。
【００２０】
回転位置センサ１２は、「第２のセンサ」として、タイヤの回転位置を検出する。回転位置センサ１２には、タイヤが１回転する間に１回、または複数回の検出信号を出力するセンサを用いることができる。たとえば、送信機１１やタイヤホイルの一部の近接状態を一つの近接センサ等で検出することにより、タイヤ１回転につき１回の検出信号を得ることができる。本実施形態では、回転位置センサ１２として、近接センサ等を一つ使用して送信機１１を検出する場合を説明する。
【００２１】
なお、回転位置センサ１２には、たとえば、レゾルバやロータリエンコーダを用いることもできる。レゾルバ等の回転位置センサは、送信機１１の位置との対応を予め設定しておけば、回転位置センサ１２の測定値から送信機１１の回転位置を直ちに得ることができる。
【００２２】
回転位置算出部１３１は、回転位置センサ１２から送信機１１の検出信号を受信する。また、ブレーキＥＣＵ２０から車輪速データを受信する。回転位置センサ１２から入力される検出信号がタイヤ１回転で１回の入力だとする。回転位置算出部１３１は、ブレーキＥＣＵ２０から入力される車輪速データを基に、タイヤ１回転に要する時間を計算し、回転位置センサ１２の検出信号が入力された後の経過時間にて送信機１１の回転位置を算出することができる。タイヤ１回転に要する時間は、最後に検出した回転位置センサ１２の検出信号の間隔を使用することができる。また、所定の検出回数（回転回数）の平均値を使用してもよい。たとえば、回転位置センサ１２が送信機１１の近接状態を検出して検出信号を出力する場合、タイヤ１回転の時間が１秒であったとき、回転位置センサ１２の検出信号が入力されてから０．５秒後の送信機１１の回転位置は、回転位置センサ１２の検出位置から１８０°回転した位置であると算出することができる。
【００２３】
なお、タイヤの回転は急加速や急制動がある場合には回転位置算出部１３１による上記算出方法による回転位置の誤差が大きくなるため、たとえば、ブレーキＥＣＵ２０から入力される車輪速データを基にして、所定の加減速の範囲を超えた場合には、回転位置の算出をしないようにすることができる。
【００２４】
受信部１３２は、送信機１１の送信部１１５から無線通信によって暗号化情報を受信する。受信部１３２は送信機１１と１対１で設置する場合には、送信機１１の近傍に設置する。たとえば、４輪全てに送信機１１を装着する場合には、それぞれのタイヤの近傍に４台の受信部を設置することができる。
【００２５】
復号部１３３は、受信部１３２で受信した暗号化情報を複合化処理する。複合化処理の詳細は後述する。
【００２６】
次に、図３を用いて、送信機１１の動作を説明する、図３は、送信機１１の動作を説明するフローチャートである。
【００２７】
図３において、図１で説明した空気圧センサ１１１、温度センサ１１２、および加速度センサ１１３は、それぞれ、空気圧、温度、および加速度を測定する（Ｓ１１）。本実施形態においては、送信機１１からＴＰＭＳ−ＥＣＵ１３に送信される情報は、空気圧と温度であるとする。
【００２８】
次に、生成部１１４は、空気圧センサ１１１、および温度センサ１１２で測定された空気圧と温度の情報からＣＲＣ演算を行う。ＣＲＣ演算は、００ｈ〜ＦＦｈまでの２桁（１６進数）を演算するものとする。
【００２９】
次に、演算されたＣＲＣの演算値によって送信部１１５が情報を無線送信するタイミングとなる送信位置が決定される（Ｓ１３）。
【００３０】
ここで、図２を用いて、ＣＲＣの演算値と送信位置であるタイヤの回転位置との関係を説明する。
【００３１】
図２において、演算値が００ｈ〜４０ｈである場合は、送信部１１５による情報の送信タイミングは、回転位置が０°以上９０°未満とする。同様に、演算値が４１ｈ〜８０ｈである場合は、送信タイミングは９０°以上１８０°未満、演算値が８１ｈ〜Ｂ０ｈである場合は、送信タイミングは１８０°以上２７０°未満、演算値がＢ１ｈ〜ＦＦｈである場合は、送信タイミングは２７０°以上３６０°未満とする。なお、回転位置が０°、９０°、１８０°、および２７０°近傍の場合は測定誤差により送信タイミングがずれる場合があるので、たとえば、０°〜９０°の場合、その中間の４５°を送信タイミングとすることができる。
【００３２】
再び図３に戻り、生成部１１４は、ＣＲＣの演算値を基にして空気圧と温度の情報を暗号化して暗号化情報を生成する。
【００３３】
暗号化には、たとえば、ＣＲＣの演算値を基にして決定された値として送信位置を用いることができる。暗号化は、上記情報に、ＣＲＣの演算値または送信位置を付加する簡易暗号化であってもよい。また、ＣＲＣの演算値を暗号化演算の鍵として用いてもよい。ＣＲＣの演算値を鍵として用いる方法として、たとえばＣＲＣの演算値を暗号化の種（シード）として用いてもよい。また、暗号化の種としては、たとえば送信機および受信機に予め登録しておいた数値を基に、より複雑な計算によって種を生成してもよい。さらに、ワイヤレスドアロックシステムにおけるロック／アンロック、タイヤに一定の情報を与える増圧／減圧動作その他の車両の状態を利用し、また組み合わせることにより暗号化の種を選択し、または生成してもよい。
【００３４】
複数のタイヤに送信機１１を装着する場合には、送信機１１を識別するために、生成する暗号化情報に車輪の識別ＩＤ（たとえば、左前輪、右後輪などを表す数値）、または送信機１１固有の識別ＩＤを用いてもよい。
【００３５】
次に、送信部１１５は、決定された送信位置にて暗号化データを受信部１３２に送信する（Ｓ１５）。送信位置は、図２で説明したとおり、タイヤの回転位置である。所定の回転位置に送信機１１が位置するときに暗号化情報を送信する。
【００３６】
次に、図４を用いて、ＴＰＭＳ−ＥＣＵ１３の動作を説明する。図４は、ＴＰＭＳ−ＥＣＵ１３の動作を説明するフローチャートである。
【００３７】
図４において、受信部１３２は、送信部１１５から送信された暗号化情報を受信する（Ｓ２１）。
【００３８】
次に、回転位置算出部１３１は、回転位置センサ１２から検出信号を受信する（Ｓ２２）。
【００３９】
次に、回転位置算出部１３１は、ブレーキＥＣＵ２０から車輪速データを受信する（Ｓ２３）。
【００４０】
次に回転位置算出部１３１は、回転位置センサ１２から受信した検出信号と、ブレーキＥＣＵ２０から受信した車輪速データから、受信部１３２によって暗号化情報が受信されたタイミングにおける送信位置を算出する（Ｓ２４）。
【００４１】
次に、復号部１３３は、回転位置算出部１３１で算出された送信位置に基づき、暗号化情報を復号化する（Ｓ２５）。復号化により、送信機１１から送信された空気圧と温度の情報を得ることができる。復号部１３３は、回転位置算出部１３１で算出された送信位置を得ることにより、生成部１１４が暗号化に使用した種を推定することが可能となる。本実施形態では、復号部１３３は、タイヤの回転位置の情報を利用することにより、タイヤの回転位置によって変化する暗号化の手順を送信機１１と共有することができるため、送受信されるデータの安全性が高い無線通信を行うことが可能となる。
【００４２】
判定部１３４は、復号化した空気圧と温度の情報から、たとえば空気圧低下などの不具合を判定する（Ｓ２６）。判定された不具合は、たとえば図示しない表示装置を介して運転者に報知することができる。
【００４３】
なお、ブレーキＥＣＵ２０から入力される車輪速データを基にして所定の加減速の範囲を超えた場合の他、たとえば、図示しないセンサ等により、操舵角が所定値以上である場合、ブレーキ作動中である場合、路面状況等により異常な振動を検出した場合等、得られた情報に誤差が多く含まれると予測される場合には、上記ステップＳ２６による判定を行わず、取得した情報を破棄、または以前に取得した情報に復元するようにしてもよい。
【００４４】
以上、本発明を実施するための形態について詳述したが、本発明は斯かる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【符号の説明】
【００４５】
１  無線通信装置
１１  送信機
１１１  空気圧センサ
１１２  温度センサ
１１３  加速度センサ
１１４  生成部
１１５  送信部
１２  回転位置センサ
１３  ＴＰＭＳ−ＥＣＵ
１３１  回転位置算出部
１３２  受信部
１３３  復号部
１３４  判定部
２０  ブレーキＥＣＵ
【図１】
2015150980.tif 000003
【図２】
2015150980.tif 000004
【図３】
2015150980.tif 000005
【図４】
2015150980.tif 000006