JP2016068796A - 自動車用制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】セキュリティ機能に優れた自動車用制御システムを提供する。【解決手段】バッテリーの電力を分配する電気接続箱３と、電気接続箱から、電力が供給される複数のユニット１ａ〜１ｄとを備えた自動車用制御システムにおいて、電気接続箱３に接続され、複数のユニット１ａ〜１ｄに個別に電力を供給する複数の接続手段４ａ〜４ｄと、複数の接続手段が予め設定された順序で接続されたとき、エンジンの起動を許可する起動許可信号を出力するユニット１ａを備えた。【選択図】図１

Description

本発明は、セキュリティ機能を備えた自動車用制御システムに関するものである。

近年の自動車はますます電子化が進み、それぞれ電子デバイスを使用した多数の制御装置により、エンジンを含む多種類の機器の動作が制御される。このような制御装置は、基板に多数のチップを搭載した複数の制御基板を備え、各制御基板にはそれぞれ識別情報を備えて、不法な改造を阻止するようなセキュリティ機能が備えられている。

特許文献１に記載されたコネクタシステムでは、制御基板と、その制御基板に接続されるコネクタ内に、それぞれ識別情報を格納したタグチップを備えている。そして、互いの識別情報を照合して、正規な制御基板が接続されたことを認識した場合に限り、エンジンを始動可能として、盗難防止及び不法な改造を阻止するようにしている。

特開２００４−１５２５４３号公報

特許文献１に開示されたコネクタシステムでは、バッテリーからの電力供給が停止すると、セキュリティ機能が停止する。従って、バッテリーを取り外した状態で制御基板を交換し、さらに識別情報の再設定を行うと、不法な改造が施された制御基板であっても正常に認識されてしまうため、セキュリティがかからないという問題点がある。

この発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、その目的はセキュリティ機能に優れた自動車用制御システムを提供することにある。

上記課題を解決する自動車用制御システムは、バッテリーの電力を分配する電気接続箱と、前記電気接続箱から、電力が供給される複数のユニットとを備えた自動車用制御システムにおいて、前記電気接続箱に接続され、前記複数のユニットに個別に電力を供給する複数の接続手段と、前記複数の接続手段が予め設定された順序で接続されたとき、エンジンの起動を許可する起動許可信号を出力するユニットとを備えたことを特徴とする。

この構成により、複数の接続手段が予め設定された順序で接続されたとき、エンジンの起動が可能となる。
また、上記の自動車用制御システムにおいて、前記複数のユニットは、前記接続手段により電力が供給されたとき電力検出信号を出力し、前記複数のユニットのうち少なくとも一つのユニットは、前記電力検出信号を受信する受信手段と、前記電力検出信号の受信順序に基づいてエンジンの始動を許可するか否かを判断してエンジンの起動を許可する起動許可信号を出力する判断手段と、前記起動許可信号を送信する送信手段とを備えることが好ましい。

この構成により、少なくとも一つのユニットから、電力検出信号の受信順序に基づいて起動許可信号が出力される。
また、上記の自動車用制御システムにおいて、前記接続手段として、前記電気接続箱に脱着可能としたコネクタ、ヒューズあるいはジャンパーコネクタのいずれかを備えることが好ましい。

この構成により、コネクタ、ヒューズあるいはジャンパーコネクタのいずれかを接続手段とし接続したとき、複数のユニットで電力検出信号を出力可能となる。
また、上記の自動車用制御システムにおいて、前記判断手段は、前記複数のユニットからの電力検出信号の受信間隔が予め設定された基準時間より長いとき、前記起動許可信号を出力しないことが好ましい。

この構成により、接続手段の接続操作間隔が予め設定された基準時間より長い場合には、接続順序が正しくても、起動許可信号が出力されない。
また、上記の自動車用制御システムにおいて、前記少なくとも一つのユニットは、前記バッテリーからの電力の供給が遮断されるまで前記起動許可信号を保持する保持手段を備えることが好ましい。

この構成により、判断手段による判定結果に基づく起動許可信号の出力は、当該ユニットへの電力の供給が遮断されるまで保持される。

本発明の自動車用制御システムによれば、セキュリティ機能を向上させることができる。

第一の実施形態の自動車用制御システムを示すブロック図である。 検出回路及び保持回路の動作を示すフローチャートである。 検出回路及び保持回路を示す論理回路図である。 第三の実施形態を示すブロック図である。

（第一の実施形態）
以下、自動車用制御システムの一実施形態を図面に従って説明する。図１に示す自動車用制御装置は、第一〜第四のユニット１ａ〜１ｄがワイヤーハーネス２を介して電気接続箱３の第一のコネクタ４ａ〜４ｄに接続されている。

電気接続箱３は、バッテリー（図示しない）から供給される電力を分岐させて、第一〜第四のユニット１ａ〜１ｄ及びその他の負荷に供給する。また、第一〜第四のユニット１ａ〜１ｄは、各ユニット毎に基板上に複数のチップが搭載され、自動車の各部の制御を行うユニットである。

そして、第一のユニット１ａには電気接続箱３内のヒューズ５ａ及び第一のコネクタ４ａを介して電力が供給され、第二のユニット１ｂには電気接続箱３内のヒューズ５ｂ及び第一のコネクタ４ａを介して電力が供給される。また、第四のユニット１ｄには電気接続箱３内のヒューズ５ｃ及び第一のコネクタ４ａを介して電力が供給される。

一方、第三のユニット１ｃには電気接続箱３内のヒューズ５ｄ及び第三のコネクタ４ｃを介して電力が供給される。
前記第一〜第四のコネクタ４ａ〜４ｄは、第一〜第四のユニット１ａ〜１ｄ以外の電気的負荷に電源を供給信号、あるいは各ユニット間で信号を送受信するための多数の電線が接続される。

前記第一のユニット１ａは、バッテリーから電気接続箱３を介して直接に電源が供給されるユニットであり、例えばトランスポンダーキーコンピュータ、パワーソースコンピュータ、コンビネーションメータアッセンブリー、ボディコンピュータ等である。

第二のユニット１ｂは、第一のコネクタ４ａを介して電力が供給されると、その電源電圧が第二のコネクタ４ｂ、電気接続箱３内の配線及び第一のコネクタ４ａを経由して第一のユニット１ａにコネクタ検出信号ｄｔ１として供給される。

第四のユニット１ｄは、第一のコネクタ４ａを介して電力が供給されると、その電源電圧が第四のコネクタ４ｄ、電気接続箱３内の配線及び第一のコネクタ４ａを経由して第一のユニット１ａにコネクタ検出信号ｄｔ２として供給される。

前記第一のユニット１ａには、検出回路及び保持回路６が設けられている。検出回路及び保持回路６は、電源の投入後に、前記コネクタ検出信号ｄｔ１，ｄｔ２が入力される順番を検出し、あらかじめ設定された順番である場合に、エンジン制御部に、起動許可信号ＡＷを出力する。そして、起動許可信号ＡＷを出力した後は、バッテリーからの電源の供給が停止されるまで、起動許可信号ＡＷの出力を保持する。

この実施形態では、検出信号ｄｔ２が入力された後に、検出信号ｄｔ１が入力されたとき、起動許可信号ＡＷを出力するように設定されている。
次に、上記のように構成された自動車用制御システムの作用を説明する。

バッテリーが外されあるいは第一のコネクタ４ａが外されて、第一のユニット１ａへの電源供給が停止されると、検出回路及び保持回路６からの起動許可信号ＡＷの出力はリセットされる。この状態では、エンジンの始動は不能である。

第一のユニット１ａからの起動許可信号ＡＷの出力を再開させるためには、バッテリーを接続した状態で第一のコネクタ４ａを接続して、第一のユニット１ａに電源を供給する。すると、図２に示すように、検出回路及び保持回路６は、第二のコネクタ４ｂと第四のコネクタ４ｄの嵌合を待つ状態となる（ステップ１，５）。

次いで、第四のコネクタ４ｄを接続し、その後第二のコネクタ４ｂを接続すると、検出回路及び保持回路６は検出信号ｄｔ２の検出の後に検出信号ｄｔ１を検出して、第四のコネクタ４ｄの嵌合と第二のコネクタ４ｂの嵌合を順次検出する（ステップ１，２）。

すると、検出回路及び保持回路６は、起動許可信号ＡＷを出力し（ステップ３）、その状態を保持する（ステップ４）。
ステップ１で、先に第二のコネクタ４ｂが嵌合されると（ステップ１，５）、あらかじめ設定された順番とは異なるので、検出回路及び保持回路６は起動許可信号ＡＷを出力しない（ステップ６）。

なお、第三のコネクタ４ｃは、検出信号を出力しないので、第二のコネクタ４ｂと第四のコネクタ４ｄの嵌合順に関わらず、任意の順番で接続すればよい。
上記のような自動車用制御システムでは、次に示す効果を得ることができる。
（１）第一のユニット１ａへ電源を再投入した後は、第四のコネクタ４ｄを接続した後に、第二のコネクタ４ｂを接続した場合に限り、起動許可信号ＡＷを出力することができる。従って、第四のコネクタ４ｄの接続の後に第二のコネクタ４ｂを接続しないと、エンジンを起動することができなくなる。
（２）バッテリーを外して不法な改造を施しても、改造後に第四のコネクタ４ｄと第二のコネクタ４ｂを正しい順番で接続しないと、エンジンを再起動することができない。従って、不法な改造後のエンジンの再起動を阻止することにより、セキュリティ機能を向上させることができる。
（３）第三のユニット１ｃを接続する第三のコネクタ４ｃは、セキュリティ機能に関してはダミーとして機能する。従って、コネクタ４ａ〜４ｄの接続順序の組み合わせ数を増大させることができるので、セキュリティ機能を向上させることができる。
（第二の実施形態）
図３は、第二の実施形態を示す。第一の実施形態は、第二のコネクタ４ｂと第四のコネクタ４ｄの接続順序を検出回路及び保持回路６にあらかじめ設定されたプログラムで検出して起動許可信号ＡＷを出力し、且つ保持するようにしたが、この実施形態は、これらを論理回路で行うようにしたものである。

図３は、検出回路及び保持回路６を構成する論理回路を示す。検出回路６及び保持回路６以外の構成は、第一の実施形態と同様である。
検出信号ｄｔ２は、インバータ回路１１及びＡＮＤ回路１２の一方の入力端子に入力され、検出信号ｄｔ１はＯＲ回路１３の一方の入力端子とＡＮＤ回路１２の他方の入力端子に入力される。ＯＲ回路１３の他方の入力端子は、グランドＧＮＤに接続されて入力レベルがＬレベルに固定されている。

前記インバータ回路１１の出力信号はＡＮＤ回路１４の一方の入力端子に入力され、前記ＯＲ回路１３の出力信号はＡＮＤ回路１４の他方の入力端子に入力されている。そして、ＡＮＤ回路１４の出力信号はフリップフロップ回路１５の入力端子Ｓに入力される。フリップフロップ回路１５の入力端子ＲはグランドＧＮＤに接続されている。

前記ＡＮＤ回路１２の出力信号は、フリップフロップ回路１６の入力端子Ｓに入力される。フリップフロップ回路１６の入力端子ＲはグランドＧＮＤに接続されている。
フリップフロップ回路１５は、入力端子ＳにＨレベルの入力信号が入力されると、Ｈレベルの起動不許可信号ＡＷＸを出力し、検出回路及び保持回路６への電源供給が停止されるまでこの状態が保持される。

フリップフロップ回路１６は、入力端子ＳにＨレベルの入力信号が入力されると、Ｈレベルの起動許可信号ＡＷを出力し、検出回路及び保持回路６への電源供給が停止されるまでこの状態が保持される。

このように構成された検出回路及び保持回路６では、第一〜第四のコネクタ４ａ〜４ｄを接続するとき、第一のコネクタ４ａに続いて第四のコネクタ４ｄが接続されて検出信号ｄｔ２がＨレベルとなると、インバータ回路１１の出力信号はＬレベルとなり、ＡＮＤ回路１４の出力信号はＬレベルとなる。

次いで、第二のコネクタ４ｂが接続されて検出信号ｄｔ１がＨレベルとなると、ＡＮＤ回路１４の出力信号はＬレベルに維持されるとともに、ＡＮＤ回路１２の出力信号はＨレベルとなる。

すると、フリップフロップ回路１６から起動許可信号ＡＷが出力されて保持される。
一方、第一のコネクタ４ａに続いて、先に第二のコネクタ４ｂが接続されて検出信号ｄｔ１がＨレベルとなると、ＯＲ回路１３の出力信号がＨレベルとなる。また、検出信号ｄｔ２が未だＬレベルであることからインバータ回路１１の出力信号がＨレベルである。

この結果、ＡＮＤ回路１４の出力信号がＨレベルなってフリップフロップ回路１５からＨレベルの起動不許可信号ＡＷＸが出力されて保持される。
次いで、第四のコネクタ４ｄが接続されて、検出信号ｄｔ２がＨレベルとなると、ＡＮＤ回路１４の出力信号はＬレベルとなるが、起動不許可信号ＡＷＸは維持される。また、ＡＮＤ回路１２の出力信号はＨレベルとなり、フリップフロップ回路１６からＨレベルのエンジン始動許可信号ＡＷが出力されるが、先に起動不許可信号ＡＷＸが出力されているので、エンジン制御部ではエンジン始動許可信号ＡＷが無効化される。

上記のような構成により、検出回路及び保持回路６を論理回路からなるハードウェアで構成することができるとともに、第一の実施形態と同様な効果を得ることができる。
（第三の実施形態）
図４は、第三の実施形態を示す。この実施形態は、第二のコネクタ４ｂ及び第四のコネクタ４ｄの接続時に、第二のユニット１ｂ及び第四のユニット１ｄを経由することなく、第一のユニット１ａに検出信号ｄｔ１，ｄｔ２を出力可能としたものである。第一の実施形態と同一構成部分は、同一符号を付して説明する。

第二のコネクタ４ｂにはヒューズ１７ａを介して電源が供給され、第四のコネクタ４ｄにはヒューズ１７ｂを介して電源が供給される。
第二のコネクタ４ｂは、電気接続箱３に接続された時、ヒューズ１７ａを介して供給される電源電圧を検出信号ｄｔ１として、電気接続箱３内の配線及び第一のコネクタ４ａを介して第一のユニット１ａに供給する。

第四のコネクタ４ｄは、電気接続箱３に接続された時、ヒューズ１７ｂを介して供給される電源電圧を検出信号ｄｔ２として、電気接続箱３内の配線及び第一のコネクタ４ａを介して第一のユニット１ａに供給する。その他の構成は、第一の実施形態と同様である。

このような構成により、第二のコネクタ４ｂを電気接続箱３に接続すると、検出信号ｄｔ１が第一のユニット１ａに入力され、第四のコネクタ４ｄを電気接続箱３に接続すると、検出信号ｄｔ２が第一のユニット１ａに入力される。

このように構成された自動車用制御装置では、第一の実施形態と同様な効果を得ることができるとともに、供給される電源電圧を検出信号ｄｔ１，ｄｔ２として出力する短絡回路を第二及び第四のコネクタ４ｂ，４ｄに設ければよいので、第一の実施形態より簡便な構成とすることができる。

なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・検出信号を出力するユニットあるいはコネクタをさらに多数として、当該コネクタの接続順の組み合わせを増加させることにより、セキュリティ効果をさらに向上させることができる。
・第一のユニット１ａに検出信号ｄｔ１，ｄｔ２が入力される時間間隔を一定時間内に制限することにより、セキュリティ効果をさらに向上させることができる。
・コネクタの接続順序を間違ったり、一定時間内に接続を完了しなかった場合には、警告音を発するようにしてもよい。
・上記実施形態において、第四のコネクタ４ｄの接続から検出信号ｄｔ２が出力されるまでの時間を、第二のコネクタ４ｂの接続から検出信号ｄｔ１が出力されるまでの時間より長く設定する。このような構成により、各コネクタを接続した状態でバッテリーを接続したとき、正常な接続順序と同一の順番で検出信号ｄｔ１，ｄｔ２を検出してしまうことを防止することができる。
・第一〜第四のコネクタに代えて、ヒューズあるいはジャンパーコネクタを使用してもよい。

１ａ〜１ｄ…ユニット（第一〜第四のユニット）、３…電気接続箱、４ａ〜４ｄ…接続手段（第一〜第四のコネクタ）、６…受信手段，判断手段，保持手段（検出回路及び保持回路）、ｄｔ１，ｄｔ２…電力検出信号、ＡＷ…起動許可信号。

Claims (5)

1. バッテリーの電力を分配する電気接続箱と、
   前記電気接続箱から、電力が供給される複数のユニットと
   を備えた自動車用制御システムにおいて、
   前記電気接続箱に接続され、前記複数のユニットに個別に電力を供給する複数の接続手段と、
   前記複数の接続手段が予め設定された順序で接続されたとき、エンジンの起動を許可する起動許可信号を出力するユニットと
   を備えたことを特徴とする自動車用制御システム。
2. 請求項１に記載の自動車用制御システムにおいて、
   前記複数のユニットは、前記接続手段により電力が供給されたとき、電力検出信号を出力し、
   前記複数のユニットのうち少なくとも一つのユニットは、
   前記電力検出信号を受信する受信手段と、
   前記電力検出信号の受信順序に基づいてエンジンの始動を許可するか否かを判断してエンジンの起動を許可する起動許可信号を出力する判断手段と、
   前記起動許可信号を送信する送信手段と
   を備えたことを特徴とする自動車用制御システム。
3. 請求項１又は２に記載の自動車用制御システムにおいて、
   前記接続手段として、前記電気接続箱に脱着可能としたコネクタ、ヒューズあるいはジャンパーコネクタのいずれかを備えたことを特徴とする自動車用制御システム。
4. 請求項２に記載の自動車用制御システムにおいて、
   前記判断手段は、前記複数のユニットからの電力検出信号の受信間隔が予め設定された基準時間より長いとき、前記起動許可信号を出力しないことを特徴とする自動車用制御システム。
5. 請求項２又は４に記載の自動車用制御システムにおいて、
   前記少なくとも一つのユニットは、前記バッテリーからの電力の供給が遮断されるまで前記起動許可信号を保持する保持手段を備えたことを特徴とする自動車用制御システム。