JP2022016874A - 車両通信装置接続判定システム - Google Patents

Abstract

【課題】車載通信ネットワークに対して、想定外の装置が接続されたことを容易に検出することができる車両通信装置接続判定システムを提供する。【解決手段】第１終端抵抗４１および第２終端抵抗４２が接続されたＣＡＮバスにおいて、第１終端抵抗４１および第２終端抵抗４２をＣＡＮバスから切り離して抵抗値を検出することにより、ＣＡＮバスに対して想定外の電子制御機器２１１が接続された際に、ＣＡＮバスの当初の抵抗値から誤差範囲を超えた大きな抵抗値の差を検出ことができ、想定外の電子制御機器２１１が接続されたことを容易に検出することができる。【選択図】図１

Description

本発明は、車両通信装置接続判定システムに関し、特に、不正な端末の接続を判定する車両通信装置接続判定システムに関する。

近年、自動車などの車両に搭載される電装品や電気装置の数は、車両の高機能化および高性能化に伴って増加の一途をたどっており、電装品や電気装置を接続する配線が複雑かつ大規模化してきている。そこで、複数の装置を通信線によって互いに接続し、各装置間で通信を行うようにした多重通信システムが実用化されている。

このような多重通信システムを車両に搭載した車載通信システムでは、通信プロトコルとして、ＣＡＮ（登録商標：Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）が標準的に使用されている。
この車載通信システムにおいて、通信ネットワーク内に故障（異常）が発生した場合に、その異常部位を特定する車両用通信ネットワーク（車載通信ネットワーク）の故障診断方法が提供されている。この車両用通信ネットワークの故障診断方法では、まず、ＣＡＮバス本線の抵抗値を測定し、測定された抵抗値に応じた異常部位の特定が行われる。具体的には、４つの抵抗値（抵抗値１２０Ω、抵抗値０Ω、抵抗値∞、抵抗値６０Ω）に切り分けており、ＣＡＮバス本線の断線（抵抗値１２０Ω）、ＣＡＮバス本線、支線、各種センサのショート（抵抗値０Ω）、ダイアグテスタ接続コネクタに繋がる支線の断線（抵抗値∞）であれば、抵抗値によって、異常部位の特定を行う。また、各種センサに繋がる支線の断線、ＥＣＵ、各種センサの単体故障を示す抵抗値（抵抗値６０Ω）であった場合には、テスタによって異常コードを確認し、異常コードによって異常部位を特定するようにしている（特許文献１参照）。

特開２００４－２５２９６３号公報

しかしながら、上記車両用通信ネットワークの故障診断方法では、ＣＡＮバス本線の断線や、すでに繋がれている電子制御機器に対する支線のショート等を検出することはできるものの、ＣＡＮバスに、想定外の装置を接続された場合、このような装置を容易に検出することができない。すなわち、上記の車両用通信ネットワークの故障診断方法では、抵抗値が大きく変わることで各種の故障部位の特定を行うことができるが、ＣＡＮバスに新たな機器が接続されたとしても、抵抗値の変化は小さく、誤差範囲の値しか変化が表れない。このため、不正に機器が追加されたとしても、検出することができない。

本発明は、このような従来の問題を解決するためになされたもので、車載通信ネットワークに対して、想定外の装置が接続されたことを容易に検出することができる車両通信装置接続判定システムを提供することを課題とする。

本発明に係る車両通信装置接続判定システムは、複数の電子制御機器が多重通信ラインの本線に接続されて構築された車載通信ネットワークに対して、外部機器の接続を判定する車両通信装置接続判定システムであって、
前記多重通信ラインの前記本線の一方の終端位置に接続された第１終端抵抗と、前記多重通信ラインの前記本線の他方の終端位置に接続された第２終端抵抗と、前記第１終端抵抗および前記第２終端抵抗に対して、任意のタイミングで前記多重通信ラインとの接続を切り替える接続切り替え手段と、前記多重通信ラインの前記本線に並列に接続された抵抗を検出する抵抗監視手段と、前記抵抗監視手段により検出された抵抗の抵抗値により外部機器の接続有無判定を行う判定手段と、を備え、
前記抵抗監視手段は、前記接続切り替え手段により、前記第１終端抵抗および前記第２終端抵抗が、前記多重通信ラインと切断されたときに、前記多重通信ラインの抵抗値を検出し、前記判定手段は、前記抵抗監視手段により検出された抵抗値が、想定されている抵抗値と所定の誤差以上の差異がある場合に、外部機器の接続があったことを判定する、ことを特徴とする。

また、車両通信装置接続判定システムは、前記第１終端抵抗と、前記第２終端抵抗と、を同一装置内に配置し、前記接続切り替え手段が、前記第１終端抵抗および前記第２終端抵抗の、前記多重通信ラインとの切断を同時に行う、ようにしてもよい。

さらに、車両通信装置接続判定システムは、前記判定手段に外部機器の接続があったことが判定された場合に、前記多重通信ラインの機能を停止する不正時機能停止手段と、を備える、ようにしてもよい。

本発明によれば、車載通信ネットワークに対して、想定外の装置が接続されたことを容易に検出することができる車両通信装置接続判定システムを提供することができる。

本発明の実施の形態における車両通信装置接続判定システムを用いる車載通信ネットワークの概略を示す図である。 本実施の形態における車載通信ネットワークに接続される各電子制御機器の抵抗値を示す図である。 比較例のための車載通信ネットワークに接続される各電子制御機器の抵抗値を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の実施の形態における車両通信装置接続判定システムを用いる車載通信ネットワークの概略を示す図である。また、図２は、本実施の形態における車載通信ネットワークに接続される各電子制御機器の抵抗値を示す図である。また、図３は、比較例のための車載通信ネットワークに接続される各電子制御機器の抵抗値を示す図である。

図１に示すように、車載通信ネットワークは、複数の電子制御機器２０１、２０２、２０３、２０４が多重通信ラインの本線（ＣＡＮバス）に接続されて構築されている。具体的には、車載通信ネットワークは、ＣＡＮ Ｈｉｇｈライン（以下、ＣＡＮ－Ｈラインという）２１およびＣＡＮ Ｌｏｗライン（以下、ＣＡＮ－Ｌラインという）２２を有している。ＣＡＮ－Ｈライン２１およびＣＡＮ－Ｌライン２２の一方の終端位置には、第１終端抵抗４１が接続され、ＣＡＮ－Ｈライン２１およびＣＡＮ－Ｌライン２２の他方の終端位置には、第２終端抵抗４２が接続されて、閉回路となっている。なお、ＣＡＮ－Ｈライン２１およびＣＡＮ－Ｌライン２２は、多重通信ラインの本線（ＣＡＮバス）に相当する。本発明の実施の形態における車両通信装置接続判定システム１は、このような車載通信ネットワークに用いる。

このＣＡＮ－Ｈライン２１およびＣＡＮ－Ｌライン２２には、複数の電子制御機器（正規端末）２０１、２０２、２０３、２０４が接続されている。電子制御機器２０１は、ＣＡＮ－Ｈライン２１と支線３１ａで、ＣＡＮ－Ｌライン２２と支線３１ｂと、でそれぞれ接続されている。同様に、電子制御機器２０２は、支線３２ａと、支線３２ｂと、でＣＡＮ－Ｈライン２１と、ＣＡＮ－Ｌライン２２とに接続される。さらに、電子制御機器２０３は、支線３３ａと、支線３３ｂと、でＣＡＮ－Ｈライン２１と、ＣＡＮ－Ｌライン２２とに接続され、電子制御機器２０４は、支線３４ａと、支線３４ｂと、でＣＡＮ－Ｈライン２１と、ＣＡＮ－Ｌライン２２とに接続される。なお、電子制御機器２０１、２０２、２０３、２０４は、例えば、カーナビゲーションシステムや、通信ユニット等である。

第１終端抵抗４１および第２終端抵抗４２は、セントラルゲートウェイ（以下、ＣＧＷという）１００内に配置されている。すなわち、第１終端抵抗４１と、第２終端抵抗４２と、は同一装置内に配置されている。
ＣＧＷ１００は、第１終端抵抗４１に対して、ＣＡＮ－Ｈライン２１およびＣＡＮ－Ｌライン２２による多重通信ライン（ＣＡＮバス）から切断することができるようになっている。また、ＣＧＷ１００は、第１終端抵抗４１に対して、ＣＡＮ－Ｈライン２１およびＣＡＮ－Ｌライン２２による多重通信ライン（ＣＡＮバス）に接続することもできるようになっている。すなわち、ＣＧＷ１００は、第１終端抵抗４１に対して、ＣＡＮ－Ｈライン２１およびＣＡＮ－Ｌライン２２による多重通信ライン（ＣＡＮバス）との接続および切断を、任意のタイミングで切り替えることができるようになっている。

また、ＣＧＷ１００は、第２終端抵抗４２に対しても、ＣＡＮ－Ｈライン２１およびＣＡＮ－Ｌライン２２による多重通信ライン（ＣＡＮバス）との接続および切断を、任意のタイミングで切り替えることができるようになっている。
なお、ＣＧＷ１００は、第１終端抵抗４１および第２終端抵抗４２を、ＣＡＮ－Ｈライン２１およびＣＡＮ－Ｌライン２２による多重通信ライン（ＣＡＮバス）から、同時に切断、接続を行うことができるようになっている。

また、ＣＧＷ１００は、複数の電子制御機器２０１、２０２、２０３、２０４が並列に接続された、ＣＡＮ－Ｈライン２１およびＣＡＮ－Ｌライン２２による多重通信ラインの抵抗（回路全体の抵抗値）を検出することができるようになっている。
なお、ＣＡＮバスに接続される各電子制御機器２０１、２０２、２０３、２０４の抵抗値は、「２．６ＫΩ」となっている。また、第１終端抵抗４１および第２終端抵抗４２は、その性質上、各電子制御機器２０１、２０２、２０３、２０４の抵抗値よりも大変小さくなければならず、ＣＡＮバスの場合、「１２０Ω」となっている。

さらに、ＣＧＷ１００は、上記検出した抵抗値により、外部機器の接続有無判定を行う。すなわち、ＣＧＷ１００は、ＣＡＮバスの抵抗値を定期的に監視し、検出された抵抗値が、想定されている抵抗値と所定の誤差以上の差異がある場合には、外部機器の接続があったと判定する。これにより、ＣＧＷ１００は、想定外の外部機器が、ＣＡＮバスに接続された場合に、検出することができる。
なお、このような回路における標準的な誤差範囲、すなわち、抵抗許容差は、「±５％」程度である。したがって、検出した抵抗値が通常の値、または、想定した値の「±５％」を大きく超える値であれば、外部機器の接続を判定することができるが、抵抗値が「±５％」以内であると、外部機器の接続を判定することはできない。

また、ＣＧＷ１００は、外部機器が接続されたと判定した場合には、多重通信ラインの機能停止を行う。これにより、車両などへの不正アクセスを防止することができ、データの不正流出や、不正な操縦を未然に防止することができる。

また、ＣＧＷ１００は、抵抗値の検出の際に、第１終端抵抗４１および第２終端抵抗４２を、ＣＡＮバスから切り離して（切断）、抵抗値を検出する。また、ＣＧＷ１００は、第１終端抵抗４１および第２終端抵抗４２のＣＡＮバスから切断を、同時に行う。第１終端抵抗４１および第２終端抵抗４２は、ＣＧＷ１００内にあるので、容易に同時切断を行うことができる。

また、例えば、ＣＡＮバスの抵抗値の検出は、イグニッションがオンとされたときに、行う。これにより、車両を動かそうとしたときに、想定外に接続された外部機器を検出することができるので、乗車中の不正アクセスなどを防止することができる。また、外部機器の接続判定を短時間で行うことができる。さらに、車両走行中に、外部機器が不正に接続されることは、可能性として低いので、イグニッションオン時の検出は最適であるといえる。

また、第１終端抵抗４１および第２終端抵抗４２が、ＣＧＷ１００内にあるので、多重通信ラインを用いた通信を行う前に、検査を行うことができ、セキュリティ効果を高めることができる。

以下、具体的な数値に基づき、説明する。
図１、図２に示すように、本実施形態の場合、多重通信ラインに接続されている電子制御機器２０１，２０２，２０３，２０４の数は、「４つ」である。電子制御機器２０１，２０２，２０３，２０４の抵抗値は、前述のように、それぞれ「２．６ｋΩ」である。また、第１終端抵抗４１、第２終端抵抗４２の抵抗値は、前述のように、それぞれ「１２０Ω」である。

初めに、ＣＧＷ１００は、第１終端抵抗４１および第２終端抵抗４２を、ＣＡＮ－Ｈライン２１およびＣＡＮ－Ｌライン２２による多重通信ラインから切断した状態で、回路全体の抵抗値を検出する。電子制御機器２０１，２０２，２０３，２０４の４つ抵抗値は、それぞれ「２．６ｋΩ」であるので、回路全体の抵抗値は、「６５０．０Ω」となり、この値をあらかじめ記憶しておく。

ＣＧＷ１００は、イグニッションがオンされると、第１終端抵抗４１および第２終端抵抗４２を、ＣＡＮ－Ｈライン２１およびＣＡＮ－Ｌライン２２による多重通信ラインから切断する。そして、この第１終端抵抗４１および第２終端抵抗４２が切断された多重通信ラインの、回路全体の抵抗値を検出する。ＣＧＷ１００は、ここで、検出した抵抗値が「６５０．０Ω」であれば、あらかじめ記憶していた抵抗値「６５０．０Ω」と同じであるので、多重通信ラインは、正常であり、想定外の端末は接続されていないと判断する。なお、検出した抵抗値は、あらかじめ記憶していた抵抗値「６５０．０Ω」と完全に一致していなくても、所定の誤差範囲内であれば、多重通信ラインは正常であると判断する。

一方、ＣＧＷ１００は、検出した抵抗値が、あらかじめ記憶していた抵抗値「６５０．０Ω」ではない、より正確には、「６５０．０Ω」から所定の誤差範囲内の値ではない場合には、想定外の電子制御機器が、多重通信ラインに接続されたと判断する。
そして、ＣＧＷ１００は、多重通信ラインの機能を停止させる。これにより、想定外に接続された電子制御機器などにより、不正操作や不正な情報の流出が行われることを防止することができる。

ここで、多重通信ラインに想定外の電子制御機器２１１（不正端末）が接続されていた場合、「２．６ｋΩ」の端末の数が「５つ」となるので、回路全体の抵抗値が「５２０．０Ω」となる。これは、正常の場合の抵抗値「６５０．０Ω」に対して、「２０．００％」も差があるので、明らかに誤差範囲を超えるので、容易に検出することができる。

一方、図３（ａ）に示すように、第１終端抵抗４１および第２終端抵抗４２をＣＡＮバスから切り離さずに、ＣＡＮバス抵抗値を検出した場合、正常値の値は「５４．９３Ω」となる。そして、想定外の電子制御機器２１１がＣＡＮバスに接続された場合の抵抗値は「５３．７９Ω」となる。この場合のＣＡＢバス抵抗値の差の割合は、「２．０７％」に過ぎない。前述のように、回路内の抵抗値は、「±５％」程度の変化は誤差として発生してしまうので、「２．０７％」程度では、誤差範囲に入り、想定外の電子制御機器２１１が接続されたか否かを適切に判断することができない。

また、図３（ｂ）に示すように、第１終端抵抗４１（または第２終端抵抗４２のいずれか一方）をＣＡＮバスから切り離して、ＣＡＮバス抵抗値を検出した場合、正常値の値は「１０１．３Ω」となる。そして、想定外の電子制御機器２１１がＣＡＮバスに接続された場合の抵抗値は「９７．５Ω」となる。この場合のＣＡＢバス抵抗値の差の割合は、「３．７５％」となる。この値は、第１終端抵抗４１および第２終端抵抗４２のいずれも切り離さなかった場合の「２．０７％」よりは、大きな値となるが、「３．７５％」程度ではやはり誤差範囲となり、想定外の電子制御機器２１１が接続されたか否かを適切に判断することができない。

これに対し、本実施の形態のように、第１終端抵抗４１および第２終端抵抗４２の双方を、ＣＡＮバスから切り離して、ＣＡＮバス抵抗値を検出することにより、想定外の電子制御機器２１１が接続されると、「２０．００％」も差が出るので、想定外の電子制御機器２１１の接続を容易に判断することができる。

また、想定外の電子制御機器２１１が、ＣＡＮバスに接続されたと判断すると、ＣＧＷ１００は、多重通信ラインの機能を停止させる。したがって、想定外に接続された電子制御機器２１１などにより、不正操作や不正な情報の流出が行われることを防止することができる。

なお、ＣＧＷ１００が複数の多重通信ラインを管理している場合には、所定の範囲外の抵抗値を検出した多重通信ラインのみの機能を停止すればよい。また、他の多重通信ラインに対しても、不正の可能性があるため、管理している全ての多重通信ラインの機能を停止させるようにしてもよい。また、車両を最低限走行させることができる機能を有するラインを、別系統にしておくと、修理や所定機器の取り外しまでの間の仮走行も行うことができる。

なお、本実施の形態において、ＣＧＷ１００は、本願の接続切り替え手段、抵抗監視手段、判定手段、および、不正時機能停止手段を構成する。

１ 車両通信装置接続判定システム、２１ ＣＡＮ－Ｈライン、２２ ＣＡＮ－Ｌライン、３１ａ、３１ｂ、３２ａ、３２ｂ、３３ａ、３３ｂ、３４ａ、３４ｂ、３５ａ、３５ｂ 支線、４１ 第１終端抵抗、４２ 第２終端抵抗、１００ ＣＧＷ、２０１、２０２、２０３、２０４ 電子制御機器（正規端末）、２１１ 電子制御機器（不正端末）

Claims (3)

1. 複数の電子制御機器が多重通信ラインの本線に接続されて構築された車載通信ネットワークに対して、外部機器の接続を判定する車両通信装置接続判定システムであって、
   前記多重通信ラインの前記本線の一方の終端位置に接続された第１終端抵抗と、
   前記多重通信ラインの前記本線の他方の終端位置に接続された第２終端抵抗と、
   前記第１終端抵抗および前記第２終端抵抗に対して、任意のタイミングで前記多重通信ラインとの接続を切り替える接続切り替え手段と、
   前記多重通信ラインの前記本線に並列に接続された抵抗を検出する抵抗監視手段と、
   前記抵抗監視手段により検出された抵抗の抵抗値により外部機器の接続有無判定を行う判定手段と、
   を備え、
   前記抵抗監視手段は、前記接続切り替え手段により、前記第１終端抵抗および前記第２終端抵抗が、前記多重通信ラインと切断されたときに、前記多重通信ラインの抵抗値を検出し、
   前記判定手段は、前記抵抗監視手段により検出された抵抗値が、想定されている抵抗値と所定の誤差以上の差異がある場合に、外部機器の接続があったことを判定する、
   ことを特徴とする車両通信装置接続判定システム。
2. 前記第１終端抵抗と、前記第２終端抵抗と、を同一装置内に配置し、
   前記接続切り替え手段が、前記第１終端抵抗および前記第２終端抵抗の、前記多重通信ラインとの切断を同時に行う、
   ことを特徴とする請求項１に記載の車両通信装置接続判定システム。
3. 前記判定手段に外部機器の接続があったことが判定された場合に、前記多重通信ラインの機能を停止する不正時機能停止手段と、
   を備えたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両通信装置接続判定システム。

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