JP6518158B2 - 車両及び車両の通信方法 - Google Patents

Description

本発明は、車両及び車両の通信方法に関する。

エンジンやモータ等の駆動力源と自動変速機を備える車両は、例えば故障診断テスタなどの外部機器と車両のコントロールユニットとの間でＯＤＢコネクタ等のインターフェースを介して通信可能に構成されている。

このような車両として、故障診断コネクタを介して接続された故障診断テスタにより、車両の書換可能なメモリの内容を変更して、固定変速比等の情報を変更可能とした無段変速機の変速比制御装置が開示されている（特許文献１参照）。

特開２００３−１０６４３１号公報

特許文献１に記載の従来の技術は、故障診断テスタを介して無断変速機の変速比に関わるデータを読み書き可能に構成されている。このような構成では、故障診断テスタ等の診断装置を接続することで、自由に車両の挙動に関わるデータを読み書きでき、第三者に公開したくないデータの取得、車両の挙動に影響を及ぼすデータの変更が可能となってしまう。

これに対して、外部の診断装置との間で情報のやりとりを制限することも可能であるが、車両メーカや部品メーカにおける解析等、必要な場合のデータの読み書が制限される不便が発生するという問題があった。

本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、車両のコントロールユニットと外部機器との間の通信を、暗号操作の入力により認証を行なう車両を提供することを目的とする。

本発明のある実施態様によると、車両を駆動する駆動装置と、ドライバーに操作される操作装置と、操作装置の操作に基づき駆動装置を制御するコントロールユニットと、外部機器とコントロールユニットとの間の通信を媒介する通信ユニットと、を備え、通信ユニットは、ドライバーが操作装置に暗号操作を入力した場合に、通信ユニットとコントロールユニットとを認証し、認証が行なわれた場合は、外部機器からの通信要求を受けたときに、当該外部機器を認証して、外部機器と前記コントロールユニットとの間の通信を許可することを特徴とする。

上記態様によると、通信ユニットとコントロールユニットとの認証、及び、外部機器と通信ユニットとの認証がそれぞれ行なわれることで初めて通信が可能となるので、外部機器に対するコントロールユニットの通信のセキュリティを向上させることができる。

本発明の実施形態の自動変速機を中心とした車両の構成の一例を示す説明図である。 本発明の実施形態のＡＴＣＵ及びＧＷが行なう制御のフローチャートである。 本発明の実施形態のユーザにより行なわれる所定の操作を示す説明図である

以下に、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。

図１は、本発明の実施形態の自動変速機３を中心とした車両１００の構成の一例を示す説明図である。

車両１００は、エンジン１、自動変速機３等からなる駆動装置、エンジン１の動作を制御するエンジンコントロールユニット３０、及び、自動変速機３の動作を制御する変速機コントロールユニット４０を備える。

エンジン１により駆動されるクランク軸１１の回転は、トルクコンバータ２及び入力軸１２を介して自動変速機３に伝達される。自動変速機３は、入力された回転を変速して出力軸１３に出力する。出力軸１３の回転は、終減速装置４及び車軸１４を介して車輪６に伝達されることにより、車両１００が前後進する。

トルクコンバータ２は、ロックアップクラッチを備えており、油圧によりコンバータ状態及びロックアップ状態に制御される。

自動変速機３は、入力軸１２に連結されるプライマリプーリ３１と、入力軸１２と並列に配置される出力軸１３に連結されるセカンダリプーリ３２と、プライマリプーリ３１とセカンダリプーリ３２との間に掛け渡される無端のベルト（Ｖベルト）３３とを備えるベルト式の無段変速機構として構成される。

プライマリプーリ３１及びセカンダリプーリ３２には油圧室が備えられ、油圧制御装置２０から供給される油圧を調整することにより、Ｖ溝の幅が変化してＶベルト３３とプライマリプーリ３１及びセカンダリプーリ３２との接触半径が変化して、自動変速機３の変速比が無段階に変化する。

油圧制御装置２０は、オイルポンプを備え、自動変速機３のプライマリプーリ３１及びセカンダリプーリ３２の各油圧室に図１で点線で示すように油圧を供給する。油圧制御装置２０は、トルクコンバータ２や自動変速機３の軸受、歯車等にも作動油を供給する。

エンジンコントロールユニット（以降、「ＥＣＵ」と呼ぶ）３０は、イグニションスイッチ５４から送られるイグニションＯＮ信号、アクセルペダル５２から送られるアクセル開度信号、及び、ブレーキペダル５３から送られるブレーキ信号を受信し、受信した信号に基づいて、エンジン１を駆動する。

変速機コントロールユニット（以降、「ＡＴＣＵ」と呼ぶ）４０は、油圧制御装置２０により供給される油圧を制御して自動変速機３の動作を制御する。ＡＴＣＵ４０は、運転者によるシフトレバー５０の操作に連動して信号を出力するインヒビタスイッチ５１から送られるレンジ信号とＥＣＵ３０から送られるエンジンの動作信号に基づいて、自動変速機３の変速比を決定して、油圧制御装置２０に制御信号を送信する。

ＡＴＣＵ４０にはゲートウェイ４５が接続される。ゲートウェイ（以降、「ＧＷ」と呼ぶ）４５は、コネクタ４７を有する。コネクタ４７は、ケーブル８１を介して診断装置８０に接続可能に構成される。コネクタ４７は、例えばＯＤＢコネクタにより構成される。

ＧＷ４５は、診断装置８０とＡＴＣＵ４０との間の通信を制御する通信ユニットであり、後述する制御により、ＡＴＣＵ４０に対する診断装置８０の通信の可否を決定する。

次に、ＧＷ４５の動作を説明する。

ＧＷ４５は、コネクタ４７に診断装置８０が接続されたときに、ユーザが車両に対して行なった操作が接続された診断装置８０の通信を許可する所定の操作（以降「暗号操作」と呼ぶ）である場合に、診断装置８０とＡＴＣＵ４０との間の通信を許可する。

図２は、本実施形態のＡＴＣＵ４０及びＧＷ４５が行なう制御のフローチャートである。

図２に示すフローチャートは、ＡＴＣＵ４０及びＧＷ４５において、所定の間隔（例えば１０ｍｓ毎）に実行される。

ステップＳ１０において、ＡＴＣＵ４０は、ＥＣＵ３０を介してイグニションスイッチ５４からイグニションＯＮ信号が送られたか否かを判定する。イグニションＯＮ信号が送られたと判定した場合は、ステップＳ２０に移行する。イグニションＯＮ信号が送られていない場合は本フローチャートの処理を終了する。

ステップＳ２０において、ＧＷ４５は、コネクタ４７に診断装置８０が接続されたか否かを判定する。コネクタ４７に診断装置８０が接続されたと判定した場合はステップＳ３０に移行する。このとき、ＧＷ４５は、診断装置８０から送信されたＩＤ等を記録する。コネクタ４７に診断装置８０が接続されていない場合は本フローチャートの処理を終了する。

ステップＳ３０において、ＡＴＣＵは、ＥＣＵ３０を介して送られるアクセル開度信号及びブレーキ信号、インヒビタスイッチ５１から送られるレンジ信号に基づき、診断装置８０の通信を許可する暗号操作がなされたか否かを判定する。

暗号操作がなされたと判定した場合はステップＳ５０に移行する。所定の操作が暗号操作でないと判定した場合は、ステップＳ４０に移行し、ＡＴＣＵ４０は、暗号操作が行なわれてから所定時間が経過するまでステップＳ２０の処理を繰り返す。所定時間が経過した判定した場合は、本フローチャートの処理を終了する。

ステップＳ４０の所定時間のトリガは、暗号操作における最初の操作（例えば図３における操作（２））が行なわれた時点でもよいし、イグニションＯＮ信号が送られた時点でもよい。

ステップＳ３０における所定の操作は、図３で後述する。

ステップＳ５０では、ＡＴＣＵ４０は、ＧＷ４５に対してｓｅｅｄ信号を送信する。

ＧＷ４５は、ＡＴＣＵ４０からｓｅｅｄ信号が送信された場合は、ステップＳ６０において、ＡＴＣＵ４０に対してＫｅｙ信号を送信する。

次に、ステップＳ７０において、Ｋｅｙ信号を受信したＡＴＣＵ４０は、Ｋｅｙ信号に対して予め決められた所定のアルゴリズムにより計算を施した応答信号を作成し、ＧＷ４５に送信する。ＧＷ４５は、Ｋｅｙ信号に対するＡＵＣＴ４０からの応答信号と、ＧＷ４５の内部で所定のアルゴリズムにより計算された結果とを照合する。両者が一致した場合は、ＧＷ４５は診断装置８０とＡＴＣＵ４０との間の通信を許可する。

通信を許可した場合は、ステップＳ８０に移行し、ＧＷ４５は、ステップＳ２０で取得した診断装置８０のＩＤに対応する応答をＡＴＣＵ４０に要求する。ＡＴＣＵ４０は、要求に対応するデータを応答する。

このように、図２のフローチャートに示す処理により、ステップＳ３０においてユーザが行なった操作が暗号操作である場合に、診断装置８０の通信を許可することができる。

なお、ステップＳ８０において、ＧＷ４５が診断装置８０の通信を許可した場合、イグニションスイッチ５４がＯＦＦされまで許可を続行してもよいし、ステップＳ２０で取得したＩＤに対する通信のみを許可するように制御してもよい。また、ステップＳ７０において通信を許可してから所定の時間（例えば５分）のみ通信を許可するように構成してもよい。

次に、ステップＳ３０における所定の操作について説明する。

図３は、本実施形態のユーザにより行なわれる所定の操作を示す説明図である。

本実施形態では、ＧＷ４５が、ブレーキペダル５３、アクセルペダル５２及びシフトレバー５０により、通常は行なわれないような「暗号操作」が行なわれたかを判定して、診断装置８０の通信を許可する。

暗号操作は、図３に示す操作の組み合わせによって得られる。

イグニションスイッチ５４は、イグニションＯＮでＡＴＣＵ４０、ＧＷ４５等が動作する状態となる。

シフトレバー５０は、Ｐレンジ、Ｎレンジ、Ｄレンジ、Ｌレンジのうちのいずれかが選択される。

ブレーキペダル５３は、オン（ブレーキペダル５３が踏み込まれている）又はオフ（ブレーキペダルが離されている）のいずれかが選択される。

アクセルペダル５２は、オフ（ＴＶＯ＝０）、オン（０＜ＴＶＯ≦８／８）、フルスロットル（ＴＶＯ＝８／８）等が選択される。また、中間開度（例えばＴＶＯ＝３／８±α、ＴＶＯ＝２／８〜４／８）を選択してもよい。このαは、操作者による踏み込み量の差を考慮した値に設定される。

例えば、暗号操作は、図３の操作装置を複合的に動かす操作を所定の時間（例えば１０秒）以内に完了させる。

このような操作は、通常のユーザが行ない得ない操作であり、これら一連の操作を所定の時間という短い時間の間に行なうことも通常のユーザは行ない得ない。

従って、予めこのような暗号操作を設定しておくことで、暗号操作を知らない第三者によって診断装置８０が接続されたとしても、診断装置８０とＡＴＣＵ４０とが通信することが極めて困難となる。これにより、車両に搭載されたＡＴＣＵ４０へのデータの読み書きのセキュリティを向上することができる。

なお、前述した暗号操作は一例であり、様々な組み合わせをとることができる。

例えば、アクセルペダル５２は、足を離した状態やフルスロットル状態まで踏み込む操作は第三者が行ないやすいのに対して、暗号操作をアクセルペダル５２の中間開度に設定しておくことにより、それを知らない第三者は暗号操作を行なうことが困難となる。

そして、アクセルペダル５２、ブレーキペダル５３及びシフトレバー５０の操作の組み合わせを暗号操作として設定しておくことで、第三者が暗号操作を行なうことが極めて困難となり、車両に搭載されたＡＴＣＵ４０へのデータの読み書きのセキュリティを向上することができる。なお、暗号操作にアクセルペダル５２の操作が含まれる場合は、安全のためにエンジン１等の駆動力源を動作させない状態でのイグニションＯＮを行なうことが望ましい。

以上説明したように、本発明の実施形態は、車両１００を駆動するエンジン１、自動変速機３からなる駆動装置と、ドライバーに操作されるアクセルペダル５２、ブレーキペダル５３及びシフトレバー５０からなる操作装置と、操作装置の操作に基づき駆動装置を制御するＡＴＣＵ４０と、診断装置８０等の外部機器とＡＴＣＵ４０との間の通信を媒介するＧＷ４５（通信ユニット）と、を備え、ＧＷ４５は、操作装置に暗号操作が入力された場合に、ＧＷ４５とＡＴＣＵ４０とを認証し、認証が行なわれた場合は、診断装置８０からの通信要求を受けたときに、当該診断装置８０を認証して、診断装置８０とＡＴＣＵ４０との間の通信を許可する。

このように構成することにより、ＧＷ４５とＡＴＣＵ４０との認証、及び、診断装置８０とＧＷ４５との認証がそれぞれ行なわれることで初めて通信が可能となるので、診断装置８０とＡＴＣＵ４０との通信のセキュリティを向上させることができる。この効果は請求項１及び５に対応する。

また、本発明の実施形態では、ＧＷ４５は、操作装置に対する所定の操作が開始されてから設定時間内に暗号操作の入力が完了しない場合は、ＧＷ４５とＡＴＣＵ４０との認証を禁止するので、所定の操作をトリガとしてカウントを開始し、設定時間内に暗号操作が完了しないと認証を行なわないことで、診断装置８０とＡＴＣＵ４０との通信のセキュリティを向上させることができる。この効果は請求項２に対応する。

また、本発明の実施形態では、操作装置は、アクセルペダル５２を有し、暗号操作は、アクセルペダル５２が踏み込まれ、かつ、アクセルペダル５２の開度が最大ではない中間開度とする操作が含まれるので、第三者により試みられる可能性がある最大の開度（フルスロットル）を避けた値に設定しておくことで、診断装置８０とＡＴＣＵ４０との通信のセキュリティを向上させることができる。この効果は請求項３に対応する。

また、本発明の実施形態では、操作装置は、アクセルペダル５２、ブレーキペダル５３及びシフトレバー５０を有し、暗号操作は、アクセルペダル５２、ブレーキペダル５３及びシフトレバー５０のうち、少なくとも二つを同時に操作することが含まれるので、暗号操作をより複雑に設定しておくことで、診断装置８０とＡＴＣＵ４０との通信のセキュリティを向上させることができる。この効果は請求項４に対応する。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一つを示したものに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する主旨ではない。

本実施形態では、自動変速機３は、一組のプーリにベルトを掛け渡して構成したベルト式無段変速機を例に説明したが、これに限られない。自動変速機３は、有段の変速機であってもよいし、無段変速機と有段変速機とを組み合わせた構成であってもよい。

また、本実施形態では、駆動装置がエンジン１からなる例に説明したが、これに限られない。駆動装置は、エンジン、モータ及び自動変速機を備えるＨＥＶ（Ｈｙｂｒｉｄ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ）であってもよいし、モータ及び自動変速機を備えるＥＶ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ）であってもよい。

１ エンジン
２ トルクコンバータ
３ 自動変速機
２０ 油圧制御装置
３０ エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）
４０ 変速機コントロールユニット（ＡＴＣＵ）
４５ ゲートウェイ（ＧＷ、通信ユニット）
４７ コネクタ
５０ シフトレバー
５１ インヒビタスイッチ
５２ アクセルペダル
５３ ブレーキペダル
５４ イグニションスイッチ
８０ 診断装置（外部機器）

Claims (5)

1. 車両を駆動する駆動装置と、
   ドライバーに操作される操作装置と、
   前記操作装置の操作に基づき前記駆動装置を制御するコントロールユニットと、
   外部機器と前記コントロールユニットとの間の通信を媒介する通信ユニットと、
   を備え、
   前記通信ユニットは、
   前記ドライバーが前記操作装置に所定の暗号操作を入力した場合に、前記通信ユニットと前記コントロールユニットとを認証し、
   前記認証が行なわれた場合は、前記外部機器からの通信要求を受けたときに、当該外部機器を認証して、前記外部機器と前記コントロールユニットとの間の通信を許可することを特徴とする車両。
2. 請求項１に記載の車両において、
   前記通信ユニットは、前記操作装置に対する所定の操作が開始されてから設定時間内に前記暗号操作の入力が完了しない場合は、前記通信ユニットと前記コントロールユニットとの認証を禁止することを特徴とすることを車両。
3. 請求項１又は請求項２に記載の車両において、
   前記操作装置は、アクセルペダルを有し、
   前記暗号操作は、前記アクセルペダルが踏み込まれ、かつ、前記アクセルペダルの開度が最大ではない中間開度とする操作が含まれることを特徴とする車両。
4. 請求項１から３のいずれか一つに記載の車両であって、
   前記操作装置は、アクセルペダル、ブレーキペダル及びシフトレバーを有し、
   前記暗号操作は、前記アクセルペダル、前記ブレーキペダル及び前記シフトレバーのうち、少なくとも二つを同時に操作することが含まれることを特徴とする車両。
5. 車両を駆動する駆動装置と、ドライバーに操作される操作装置と、前記操作装置の操作に基づき前記駆動装置を制御するコントロールユニットと、外部機器と前記コントロールユニットとの間の通信を媒介する通信ユニットと、を備える車両の通信方法であって、
   前記ドライバーが前記操作装置に暗号操作を入力した場合に、前記通信ユニットと前記コントロールユニットとを認証し、
   前記認証が行なわれた場合は、前記外部機器からの通信要求を受けたときに、当該外部機器を認証して、前記外部機器と前記コントロールユニットとの間の通信を許可することを特徴とする車両の通信方法。

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