WO2013038479A1 - 車載ゲートウェイ装置及び車両用通信システム - Google Patents

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WO2013038479A1
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vehicle
external device
power supply
communication
battery
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理 平嶋
雄介 佐藤
克宜 河合
正寛 牧野
光太朗 原
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トヨタ自動車株式会社
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    • H04L2012/40273—Bus for use in transportation systems the transportation system being a vehicle

Definitions

  • the present invention relates to an in-vehicle gateway device and a vehicle communication system, and particularly, when an external device is connected to a vehicle, authentication of the external device is confirmed, and when the authentication is made, communication between the external device and in-vehicle communication is relayed.
  • the present invention relates to an in-vehicle gateway device and a vehicle communication system.
  • Patent Document 1 a vehicle relay device that prevents unauthorized access to an in-vehicle LAN (Local Area Network) from a diagnostic connector or the like is known (for example, Patent Document 1).
  • a gateway ECU Electronic Control Unit
  • the gateway ECU authenticates the vehicle exterior device. Allows only legitimate access.
  • the gateway ECU is not provided with a power supply circuit or a CAN transceiver, and only a relay processing circuit, a crystal resonator, an EEPROM, and a connector are provided.
  • An ECU that functions as a control device includes a power supply circuit and the like, and when the connector of the gateway ECU is connected to the connector of the ECU that functions as the control device, the ECU that functions as the control device functions as a relay device A system has been proposed (see, for example, Patent Document 2).
  • an object of the present invention is to provide an in-vehicle gateway device and a vehicular communication system that can reduce power consumption while improving security to prevent unauthorized access.
  • an in-vehicle gateway device authenticates the external device when the external device is connected to the vehicle, and communicates between the external device and in-vehicle communication when the authentication is successful.
  • In-vehicle gateway device that relays At the time of connection between the external device and the vehicle, the external device is operated by power feeding from the external device to authenticate the external device.
  • An in-vehicle gateway device performs authentication of the external device when the external device and the vehicle are connected, and relays communication between the external device and in-vehicle communication when the authentication is performed. Because Power supply line from in-vehicle battery, Power supply switching means for switching on / off of power supply from the in-vehicle battery, When the external device and the vehicle are connected, the power supply switching unit is switched by a control unit provided in the external device and is operated by power supply from the in-vehicle battery to authenticate the external device. And
  • a vehicle communication system includes an external device connectable to a vehicle, A vehicle communication system comprising an in-vehicle gateway device that authenticates the external device when connecting the external device and the vehicle, and relays communication between the external device and in-vehicle communication when the authentication is successful,
  • the external device includes power supply means, and when the external device and the vehicle are connected, the power supply means supplies power to the in-vehicle gateway device, and the in-vehicle gateway device operates to authenticate the external device.
  • a vehicle communication system includes an external device connectable to a vehicle, A vehicle communication system comprising: an in-vehicle gateway device that authenticates the external device when the external device is connected to the vehicle and relays communication between the external device and in-vehicle communication when the authentication is successful.
  • the in-vehicle gateway device has a power supply line from the in-vehicle battery, and power supply switching means for switching on / off of power supply from the in-vehicle battery,
  • the external device has control means for switching control of the power supply switching means,
  • the in-vehicle gateway device authenticates the external device by switching the power supply switching unit by the control unit when the external device and the vehicle are connected to operate by power supply from the in-vehicle battery.
  • standby power can be suppressed and unauthorized access can be prevented to improve security.
  • Gateway ECU Automotive gateway device
  • Transceiver for external communication 21
  • MCU In-vehicle communication transceivers 23 to 26, 55, 85
  • Power supply line 30
  • In-vehicle communication bus 40
  • Connector 50
  • On-board battery 60 to 63
  • External device 70
  • Communication means 80
  • Power supply circuit 90
  • Power supply switching control means 91, 92 Power supply switching means 95 Control line 100 Vehicle
  • FIG. 1 is a configuration diagram illustrating an example of an in-vehicle gateway device and a vehicle communication system according to a first embodiment of the present invention.
  • the vehicle communication system according to the first embodiment includes a gateway ECU (Electronic Control Unit) 10, an in-vehicle communication bus 30, a connector 40, and an external device 60.
  • a vehicle 100 is shown as a related component.
  • Gateway ECU 10, in-vehicle communication bus 30 and connector 40 are provided inside vehicle 100, and external device 60 is provided outside vehicle 100.
  • the in-vehicle gateway device may be referred to as a gateway ECU in the present embodiment and the following embodiments.
  • the in-vehicle gateway device (gateway ECU 10) according to the first embodiment includes an in-vehicle communication transceiver 20, an MCU (Micro Control Unit) 21, an in-vehicle communication transceiver 22, and a power supply line 23 therein.
  • the external device 60 includes a communication unit 70 and a battery 80 inside.
  • the gateway ECU 10 and the external device 60 are connected via a connector 40.
  • the gateway ECU 10 is connected to the in-vehicle communication bus 30, and in particular, the in-vehicle communication transceiver 22, the MCU 21 and the out-of-vehicle communication transceiver 20 in the gateway ECU 10 are connected to the in-vehicle communication bus 30.
  • the communication means 70 in the external device 60 is connected to the in-vehicle communication bus 30 via the connector 40.
  • the power supply circuit 81 in the gateway ECU 10 is connected to the external communication transceiver 20, the MCU 21, and the in-vehicle communication transceiver 22 by the power supply line 23.
  • the power supply circuit 81 in the gateway ECU 10 is connected to the battery 80 in the external device 60 through the connector 40 by a power supply line 85.
  • the gateway ECU 10 authenticates the external device 60.
  • the gateway ECU 10 It is the vehicle electronic control apparatus which relays communication of 60 and in-vehicle communication.
  • the gateway ECU 10 functions as a firewall that prevents the external device 60 from illegally accessing the in-vehicle communication due to authentication, and functions as a relay device that relays communication for regular access.
  • the gateway ECU 10 includes an in-vehicle communication transceiver 20, an MCU 21, and an in-vehicle communication transceiver 22.
  • the external communication transceiver 20 is a communication means for communicating with the external device 60 when the external device 60 outside the vehicle 100 is connected to the vehicle 100, and is configured to be capable of both transmission and reception.
  • the communication means 70 in the external device 60 is connected to the vehicle communication transceiver 20 via the connector 40.
  • the MCU 21 is a controller for performing various arithmetic processes in the gateway ECU 21, and may be composed of a CPU (Central Processing Unit) that operates according to a program.
  • the MCU 21 performs authentication processing of the external device 60 when the external device 60 and the vehicle 100 are connected, and performs authentication determination as to whether or not the external device 60 is a regular external device 60.
  • CPU Central Processing Unit
  • a verification request signal including an ID code is transmitted from the external device 60, the external communication transceiver 20 receives this signal, the ID code received by the MCU 21 is verified with a predetermined ID code, and the ID code matches. If the authentication is successful, the authentication method may be determined as regular access, and if the ID code does not match and the authentication is unsuccessful, the authentication method may be determined as unauthorized access.
  • the in-vehicle communication transceiver 22 is a communication means for performing in-vehicle communication, and is connected to the in-vehicle communication bus 30. That is, in-vehicle communication is performed via the in-vehicle communication bus 30.
  • the in-vehicle communication transceiver 22 is also configured to be capable of both transmission and reception.
  • the power supply line 23 is a connection line for supplying power to various processing means in the gateway ECU 10 such as the external communication transceiver 20, the MCU 21, and the in-vehicle communication transceiver 22.
  • processing means in the gateway ECU 10 such as the external communication transceiver 20, the MCU 21, and the in-vehicle communication transceiver 22.
  • FIG. 1 only the external communication transceiver 20, the MCU 21, and the in-vehicle communication transceiver 22 are shown as processing means in the gateway ECU 10, but the gateway ECU 10 may include other processing means as necessary.
  • the power supply line 23 is connected to all processing means that require power supply.
  • the power supply circuit 81 is a circuit for controlling the supply voltage when supplying power to the processing means in the gateway ECU 10 including the vehicle communication transceiver 20, the MCU 21, and the vehicle communication transceiver 22. Therefore, the power supply circuit 81 may be configured to supply an appropriate voltage for operating the external communication transceiver 20, the MCU 21, the in-vehicle communication transceiver 22, and the like, for example, to supply a voltage of about 5V. It may be configured. In addition, the power supply circuit 81 may perform voltage control and current control necessary for supplying power to each processing means.
  • the in-vehicle communication bus 30 is a bus for configuring an in-vehicle LAN (Local Area Network) and connects various ECUs (not shown) in the vehicle 100 to enable communication between the ECUs.
  • Various network standards such as CAN (Controller Area Network), LIN (Local Interconnect Network), MOST (Media Oriented Systems Transport Field), FlexRay, etc. may be adopted for the in-vehicle LAN.
  • the connector 40 is a means for enabling connection between the external device 60 and the vehicle 100. In order to be able to connect a connection pin or the like provided on the external device 60 side, it is exposed at any location on the surface of the passenger compartment.
  • a diagnosis connector to which a failure diagnosis tool can be connected may be used.
  • a connector 40 of the vehicle communication system according to the present embodiment a connector 40 capable of transmitting communication data and power is used.
  • the external device 60 is a device that exists independently outside the vehicle and is capable of diagnosing the vehicle 100 and rewriting programs in the ECU and the like by connecting to the vehicle 100 and accessing in-vehicle communication.
  • the external device 60 may be configured as a failure diagnosis tool that performs failure diagnosis of the vehicle 100, for example.
  • the external device 60 includes a communication unit 70 and a battery 80.
  • the communication means 70 is a transmission / reception means for communicating with in-vehicle communication when the external device 60 and the vehicle 100 are connected.
  • the communication means 70 is connected to the connector 40, and the gateway ECU 10 is authenticated, so that access to in-vehicle communication is permitted. Access to in-vehicle communication is performed by connecting the communication means 70 to the in-vehicle communication bus 30 via the connector 40.
  • the battery 80 is a power source for supplying power to the gateway ECU 10.
  • the gateway ECU 10 includes a power supply circuit 81 inside, but does not include a power supply itself. Moreover, it does not have a power supply line from the in-vehicle battery. Instead, the gateway ECU 10 includes a power supply line 85 that connects the battery 80 of the external device 60 and the power supply circuit 81.
  • the power supply line 85 is not connected to any power source when the external device 60 is not connected, but is connected to the battery 80 built in the external device 60 when the external device 60 is connected to the connector 40. Is done.
  • the battery 80 is preferably a battery similar to the vehicle battery.
  • the gateway ECU 10 when the external device 60 is not connected to the vehicle 100, the gateway ECU 10 is not connected to any power source in the vehicle including the in-vehicle battery, and is in a stopped state.
  • power supply line 85 that connects power supply circuit 81 and battery 80 is formed, and power is supplied from battery 80 in external device 60.
  • the gateway ECU 10 is activated by this power supply, starts authentication confirmation of the external device 60, and if the authentication is successful, permits and relays communication between the external device 60 and the in-vehicle communication bus 30, and if the authentication is not successful, Communication between the device 60 and the in-vehicle communication bus 30 is not permitted.
  • the gateway ECU 10 when the external device 60 is not connected to the vehicle 100, the gateway ECU 10 does not operate, and thus the consumption current of the gateway ECU 10 becomes zero. . Moreover, since gateway ECU10 does not use a vehicle-mounted battery, the consumption current of a vehicle-mounted battery also becomes zero. Further, even if there is an unauthorized access by an unauthorized external device to the communication line of the connector 40, the gateway ECU 10 does not operate because such an external device does not have a power supply line from the battery 80 to the connector 40. Therefore, theft of data and unauthorized input cannot be performed, and the security of in-vehicle communication is ensured.
  • the security of in-vehicle communication can be improved without generating power consumption during standby.
  • the battery 80 may supply power to various processing means inside the external device 60 as necessary. If each processing means in the external device 60 is configured to be operable by the battery 80, the battery 80 can share power supply for the gateway ECU 10 and the external device 60 itself.
  • FIG. 2 is a diagram showing a conventional gateway device and a vehicle communication system as a comparative example.
  • a gateway ECU 110 provided in a vehicle 200 includes an out-of-vehicle communication transceiver 120, an MCU 121, an in-vehicle communication transceiver 122, a power supply line 123, and a power supply circuit 181. These are for in-vehicle communication.
  • the point connected to the bus 130 is the same as in the first embodiment.
  • the power supply circuit 181 is connected to the in-vehicle battery 150 via the power supply line 185 and is configured to receive power supply from the in-vehicle battery 150.
  • the external device 160 connected to the connector 140 includes the communication unit 170 therein, but does not include a power source such as a battery.
  • the gateway ECU 110 can only be supplied with power from the in-vehicle battery 150, and since it is not known when the external device 160 is connected, the gateway ECU 110 must always maintain a standby state. Therefore, even when the gateway ECU 110 does not perform authentication processing or communication relay, it is necessary to always maintain a standby state so that these functions can be performed when the external device 160 is connected. Electric power continues to be consumed by the external communication transceiver 120 or the like. If it does so, the power consumption of the vehicle-mounted battery 150 will become large, and it will lead to a battery exhaustion and a fuel consumption fall.
  • the gateway device and the vehicle communication system according to the present embodiment power is not supplied from the in-vehicle battery to the gateway ECU 10 as shown in FIG. Power consumption can be greatly reduced.
  • FIG. 3 is a configuration diagram illustrating an example of the gateway device and the vehicle communication system according to the second embodiment of the present invention.
  • the vehicle communication system according to the second embodiment includes a gateway ECU 11, an in-vehicle communication bus 30, and a connector 40 in a vehicle 100, and an external device 61 outside the vehicle 100.
  • the same components as those of the gateway device and the vehicle communication system according to the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
  • the in-vehicle gateway device (gateway ECU 11) according to the second embodiment includes the gateway device according to the first embodiment in that an out-of-vehicle communication transceiver 20, an MCU 21, an in-vehicle communication transceiver 22, and a power supply line 23 are provided therein. Although common, it is different from the in-vehicle gateway device (gateway ECU 10) according to the first embodiment in that the power supply circuit 81 is not provided.
  • the external device 61 is common to the external device 60 of the vehicle communication system according to the first embodiment in that the communication unit 70 and the battery 80 are included therein, but the first embodiment further includes a power supply circuit 81. This is different from the external device 60 of FIG.
  • the vehicle communication system according to the second embodiment is different from the first embodiment in that the power supply circuit 81 provided in the gateway ECU 10 in the first embodiment is provided in the external device 61. It is different from the communication system.
  • both the battery 80 and the power supply circuit 81 may be provided inside the external device 61.
  • the gateway ECU 11 does not consume any power.
  • power is supplied from the battery 80 in the external device 61 to the external communication transceiver 20, MCU 21, and in-vehicle communication transceiver 22 in the gateway ECU 11 via the power supply circuit 81 via the power supply circuit 81. Made.
  • the connector 40 is supplied with a voltage for which the supply voltage is controlled. For example, a voltage of about 5 V that can drive the communication transceivers 20 and 22 and the MCU 21 of the gateway ECU 11 is directly supplied to the gateway ECU 11. Then, the gateway ECU 11 is activated by the power supply, authentication of the external device 61 is performed, and processing of whether or not to relay communication with the external device 61 is performed according to the authentication result. That is, two-stage authentication, that is, authentication by power supply and authentication by ID after power supply is performed, and security can be improved.
  • the power consumption of the in-vehicle gateway device in the standby state can be zero.
  • the external device 61 can be authenticated to prevent unauthorized access.
  • the power supply circuit 81 is provided on the external device 61 side, the circuit in the gateway device can be reduced, and the cost on the vehicle 100 side can be reduced.
  • FIG. 4 is a configuration diagram illustrating an example of the in-vehicle gateway device and the vehicle communication system according to the third embodiment of the present invention.
  • the vehicle communication system according to the third embodiment includes the gateway ECU 12, the in-vehicle communication bus 30, the connector 40, the external device 62, the in-vehicle battery 50, and the power supply line 55. 2 is different from the vehicle communication system according to the second embodiment.
  • the same referential mark is attached
  • the in-vehicle gateway device (gateway ECU 12) according to the third embodiment includes the in-vehicle communication transceiver 20, the MCU 21, the in-vehicle communication transceiver 22, the power supply line 23, and the power supply circuit 82.
  • the power supply circuit 82 is different from the gateway device according to the first embodiment in that a power supply switching unit 91 is included therein.
  • the power supply switching unit 91 is a unit for switching on / off of power supply, and performs power supply when turned on and stops power supply when turned off.
  • the power supply switching means 91 can use various means as long as power supply can be switched on and off, and various switches and switching elements can be used.
  • the in-vehicle battery 50 is a battery mounted on the vehicle 100 and supplies power to various ECUs in the vehicle 100 and other processing means in addition to the gateway ECU 12.
  • the power supply circuit 82 is connected to the in-vehicle battery 50 via the power supply line 55.
  • the power supply switching means 91 When the power supply switching means 91 is turned on, power is supplied from the in-vehicle battery 50 to the communication transceivers 20, 22 and MCU 21, and the power supply switching is performed. When the means 91 is turned off, no power is supplied. Since the power supply circuit 82 has a function of controlling the power supply voltage, the power supplied from the in-vehicle battery 50 to the communication transceivers 20 and 22 and the MCU 21 via the power supply circuit 82 is a voltage whose voltage is controlled, for example, about 5V. It is.
  • the power supply switching unit 91 is turned off when the gateway ECU 12 is on standby, and normally power is not supplied from the in-vehicle battery 50 to the communication transceivers 20 and 22 and the MCU 21.
  • the external device 62 is common to the external device 60 of the vehicular communication system according to the first embodiment in that the external device 62 includes the communication unit 70 therein, but does not include the battery 80 and instead includes a power supply switching control unit. This is different from the first embodiment in that 90 is provided.
  • the power supply switching control means 90 is a control means for controlling on / off of the power supply switching means 91 in the power supply circuit 82.
  • the power supply switching control means 90 is connected to the power supply circuit 82 via the connector 40 and the control line 95 when the external device 62 and the vehicle 100 are connected, and switches the internal power supply switching control means 91 to ON.
  • power is supplied from the in-vehicle battery 50 to the communication transceivers 20 and 22 and the MCU 21 via the power supply circuit 82, and the gateway ECU 12 starts operating. Then, the authentication of the external device 62 is confirmed, and when authenticated, access to the in-vehicle communication of the external device 62 is permitted.
  • the power supply switching unit 91 is off, so the power consumption of the gateway ECU 12 is reduced to zero. Can be.
  • the external device 62 includes a power supply switching control unit 90. Without such a unit, the power supply switching unit 91 in the gateway ECU 12 cannot be operated. Therefore, the unauthorized external device 62 cannot operate the gateway ECU 12, and security can be ensured. Further, since normal authentication is performed even after the gateway ECU 12 is operated, security can be further improved by two-step authentication.
  • the current consumption of the in-vehicle battery 50 during the operation of the gateway ECU 12 increases, but the gateway ECU 12 operates only during the time when the external device 62 is connected and a predetermined process such as failure diagnosis is performed. Specifically, it is considered that the power consumption of the in-vehicle battery 50 is not significantly increased.
  • the power consumption during standby can be eliminated and the security can be improved while using the in-vehicle battery 50.
  • FIG. 5 is a configuration diagram illustrating an example of a gateway device and a vehicle communication system according to a fourth embodiment of the present invention.
  • the vehicle communication system according to the fourth embodiment includes a gateway ECU 13, an in-vehicle communication bus 30, a connector 40, and an in-vehicle battery 50 in the vehicle 100, and an external device 62 outside the vehicle 100. It is common with the vehicle communication system which concerns on Example 3 by the point provided.
  • the same referential mark is attached
  • the gateway ECU 13 is common to the in-vehicle gateway device according to the third embodiment in that it includes the out-of-vehicle communication transceiver 20, the MCU 21, the in-vehicle communication transceiver 22, the power supply circuit 83, and the power supply switching unit 92.
  • the switching means 92 is different from the in-vehicle gateway device (gateway ECU 12) according to the third embodiment in that the switching means 92 is provided not outside the power supply circuit 81 but outside the power supply circuit 83 and connected to the power supply circuit 83 by the power supply line 25. ing.
  • the power supply switching unit 92 may be provided outside the power supply circuit 83 instead of inside the power supply circuit 83.
  • the power supply circuit 83 outputs two power supply lines 24 and 25, but converts the power supplied from the in-vehicle battery 50 through the power supply line 55 to a voltage suitable for the communication transceivers 20 and 22 and the MCU 21 (for example, about 5V). Since the control process is performed, the power supply circuit 81 of the first embodiment is configured in substantially the same manner.
  • the power supply switching means 92 is a means for switching presence / absence of power supply by turning on / off in the same manner as in the third embodiment.
  • the power supply switching unit 92 is provided in the power supply line 25 between the power supply circuit 83 and the vehicle-external communication transceiver 20 and switches only on / off of power supply to the vehicle-external communication transceiver 20.
  • the external device 62 includes a communication unit 70 and a power feeding switching control unit 90 inside, and has the same configuration as the external device 62 of the vehicle communication system according to the third embodiment.
  • the power supply switching control means 90 When the external device 62 and the vehicle 100 are connected, the power supply switching control means 90 is connected to the power supply switching means 92 via the connector 40 and the control line 95. At this time, the power supply switching control unit 90 turns on the power supply switching unit 92 to cause the vehicle-mounted battery 50 to supply power to the vehicle communication module 20 via the power supply circuit 83. As a result, the external communication transceiver 20 is activated, communication with the external device 62 is started, and authentication of the external device 62 is performed.
  • the in-vehicle gateway device and the vehicle communication system power is not supplied to the vehicle communication transceiver 20 unless the external device 62 provided with the power supply switching control means 90 is connected to the connector 40. Since communication with the external device 62 is not started, unauthorized access of the external device can be prevented and security can be ensured. Furthermore, since authentication is performed using a normal ID code after the start of communication, security can be further enhanced by two-step authentication.
  • the power consumption of the vehicle communication transceiver 20 during standby can be eliminated.
  • the gateway device in the gateway device according to the fifth embodiment, power is always supplied from the in-vehicle battery 50 to the MCU 21 and the in-vehicle communication transceiver 22 via the power supply circuit 83.
  • the gateway ECU 13 has a function other than the relay of communication between the in-vehicle communication and the external device 62, it is necessary to always supply power to the gateway ECU 13. Therefore, when the gateway ECU 13 is an ECU that has a function other than the communication relay function and operates as a control means for some other purpose, a configuration like the gateway device according to the fourth embodiment is preferable.
  • the gateway ECU 13 having a function other than the communication relay function can be used. Even in this case, when the external device 62 is not connected to the vehicle 100, the external communication transceiver 20 is not operated, and only when the external device 62 and the vehicle 100 are connected, the external communication transceiver 20 is operated, and the external device Since 62 authentication is possible, high security can be maintained. In addition, the power consumption can be reduced slightly by turning off the power of the off-vehicle communication transceiver 20 during standby.
  • FIG. 6 is a configuration diagram illustrating an example of the in-vehicle gateway device and the vehicle communication system according to the fifth embodiment of the present invention.
  • the vehicle communication system according to the fifth embodiment includes a gateway ECU 14, an in-vehicle communication bus 30, a connector 40, and an in-vehicle battery 50 in the vehicle 100, and an external device 63 outside the vehicle 100.
  • the same reference numerals are given to the same components as those in the first to fourth embodiments, and the description thereof is omitted.
  • the gateway device (gateway ECU 14) according to the fifth embodiment is different from the fourth embodiment in that it includes an external communication transceiver 20, an MCU 21, an in-vehicle communication transceiver 22, a power supply circuit 84, and a power supply line 24 inside. This is common with the gateway device (gateway ECU 13).
  • the gateway device according to the fifth embodiment does not include the power supply switching unit 92, and the gateway device according to the fourth embodiment is that the out-of-vehicle communication transceiver 20 is connected to the power supply line 26 from the external device 63. Is different.
  • the power supply circuit 83a has the same configuration as that of the power supply circuit 83 according to the fourth embodiment, except that only two power output destinations are the MCU 21 and the in-vehicle communication transceiver 22.
  • the point connected to the in-vehicle battery 50 via the power supply line 55 is the same as that of the fourth embodiment.
  • the gateway ECU 14 functions as a vehicle control ECU having a function other than the relay function for communication between the external device 63 and the in-vehicle communication
  • the MCU 21 is connected to the in-vehicle communication bus 30 in various ways. Processing can be performed.
  • the off-vehicle communication transceiver 20 is connected to the external device 63 via the power supply line 26.
  • the external device 63 includes a communication unit 70, a battery 80, and a power supply circuit 84, and the external device 61 according to the second embodiment is connected to the external device 61 except that the connection destination of the power supply circuit 84 is the off-vehicle communication transceiver 20. It has the same configuration.
  • the external device 63 is connected to the vehicle 100 via the connector 40, the power for which the power supply voltage is controlled is supplied to the external communication transceiver 20 via the connector 40 and the power supply line 26.
  • the vehicle-external communication transceiver 20 is activated, and communication with the communication means 70 of the external device 63 is started. Then, the external device 63 is authenticated.
  • the off-vehicle communication transceiver 20 does not operate, and an unauthorized external device is connected to the vehicle 100.
  • in-car communication is not accessible.
  • normal authentication is performed even after communication between the external device 63 and the communication unit 70 is started.
  • the vehicle-mounted communication transceiver 20 does not operate in the standby state and does not consume power, the power consumption can be reduced, although only slightly.
  • the gateway device can be provided with a communication relay function and other control functions while ensuring high security.
  • the relay function the power consumption of the communication function in the standby state can be reduced.
  • the present invention can be applied to a vehicle-mounted gateway device and a vehicle communication system that are used in a vehicle equipped with a vehicle-mounted LAN and connected to an external device and having an opportunity to communicate with the vehicle-mounted LAN.

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Abstract

　外部装置と車両との接続時に前記外部装置の認証を行い、認証が成功したときに前記外部装置と車内通信との通信を中継する車載ゲートウェイ装置であって、前記外部装置と前記車両との接続時に、前記外部装置からの給電により作動し、前記車両の認証を行うことを特徴とする。

Description

車載ゲートウェイ装置及び車両用通信システム
　本発明は、車載ゲートウェイ装置及び車両用通信システムに関し、特に、外部装置と車両との接続時に、外部装置の認証確認を行い、認証がなされたときに外部装置と車内通信との通信を中継する車載ゲートウェイ装置及び車両用通信システムに関する。
　従来から、車両に故障診断ツール等の車外装置を接続する際に、ダイアグコネクタ等から車載ＬＡＮ（Local Area Network）に不正アクセスされることを防止する車両用中継装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の車両用中継装置においては、車載ＬＡＮと車外装置とのデータ通信を中継するゲートウェイＥＣＵ（Electronic Control Unit、電子制御ユニット）を搭載し、このゲートウェイＥＣＵが車外装置を認証することにより、正規のアクセスのみを許可する。
特開２００３－４６５３６号公報 特開２０１０－２３２８６７号公報
　しかしながら、上述の特許文献１に記載の構成では、不正アクセスを防止するため、車載ＬＡＮと外部装置との間にゲートウェイＥＣＵを追加搭載する必要があるが、ゲートウェイＥＣＵの搭載により、車両の消費電流の増加が生じるという問題があった。また、ゲートウェイＥＣＵには、車載バッテリから電力が供給されており、車外装置の接続時の認証に備え、常に待機状態にあり待機電流を必要とするため、消費電力が大きくなり、バッテリ上がりや、発電機会の増加により燃費が悪化するおそれがあるという問題があった。
　また、ゲートウェイＥＣＵと制御装置として機能するＥＣＵとの間の通信線の数を削減すべく、ゲートウェイＥＣＵには電源回路やＣＡＮトランシーバを設けず、中継処理回路、水晶振動子、ＥＥＰＲＯＭ、コネクタのみを設け、制御装置として機能するＥＣＵが電源回路等を備えており、制御装置として機能するＥＣＵのコネクタにゲートウェイＥＣＵのコネクタが接続されたときに、制御装置として機能したＥＣＵが中継装置として機能する中継システムが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
　しかしながら、特許文献２に記載の中継システムでは、ゲートウェイＥＣＵも制御装置として機能するＥＣＵも車載ＥＣＵであるため、分離状態でも接続状態でも車載バッテリから電源の供給を受けていることには変わりなく、通信線の数は削減できても、消費電力を低減させることはできないという問題があった。
　そこで、本発明は、不正アクセスを防止するセキュリティ性を向上させつつ、消費電力を低減させることができる車載ゲートウェイ装置及び車両用通信システムを提供することを目的とする。
　上記目的を達成するため、本発明の一態様に係る車載ゲートウェイ装置は、外部装置と車両との接続時に前記外部装置の認証を行い、認証が成功したときに前記外部装置と車内通信との通信を中継する車載ゲートウェイ装置であって、
　前記外部装置と前記車両との接続時に、前記外部装置からの給電により作動し、前記外部装置の認証を行うことを特徴とする。
　本発明の他の態様に係る車載ゲートウェイ装置は、外部装置と車両との接続時に前記外部装置の認証を行い、認証がなされたときに前記外部装置と車内通信との通信を中継する車載ゲートウェイ装置であって、
　車載バッテリからの給電ラインと、
　前記車載バッテリからの給電のオン・オフを切り替える給電切替手段とを有し、
　前記外部装置と前記車両との接続時に、前記外部装置に備えられた制御手段により前記給電切替手段が切替制御されて前記車載バッテリからの給電により作動し、前記外部装置の認証を行うことを特徴とする。
　また、本発明の他の態様に係る車両用通信システムは、車両に接続可能な外部装置と、
　前記外部装置と前記車両との接続時に前記外部装置の認証を行い、認証が成功したときに前記外部装置と車内通信との通信を中継する車載ゲートウェイ装置とを有する車両用通信システムであって、
　前記外部装置は給電手段を備え、前記外部装置と前記車両との接続時に、前記給電手段が前記車載ゲートウェイ装置に給電を行い、前記車載ゲートウェイ装置が作動して前記外部装置の認証を行うことを特徴とする。
　更に、本発明の他の態様に係る車両用通信システムは、車両に接続可能な外部装置と、
　前記外部装置と前記車両との接続時に、前記外部装置の認証を行い、認証が成功したときに前記外部装置と車内通信との通信を中継する車載ゲートウェイ装置とを有する車両用通信システムであって、
　前記車載ゲートウェイ装置は、車載バッテリからの給電ラインと、前記車載バッテリからの給電のオン・オフを切り替える給電切替手段とを有し、
　前記外部装置は、該給電切替手段を切替制御する制御手段を有し、
　前記車載ゲートウェイ装置は、前記外部装置と前記車両との接続時に、前記制御手段により前記給電切替手段が切替制御されて前記車載バッテリからの給電により作動し、前記外部装置の認証を行うことを特徴とする。
　本発明によれば、待機電力を抑制できるとともに、不正アクセスを防止してセキュリティを向上させることができる。
本発明の実施例１に係る車載ゲートウェイ装置及び車両用通信システムの一例を示した構成図である。 比較例として従来のゲートウェイ装置及び車両用通信システムを示した図である。 本発明の実施例２に係るゲートウェイ装置及び車両用通信システムの一例を示した構成図である。 本発明の実施例３に係る車載ゲートウェイ装置及び車両用通信システムの一例を示した構成図である。 本発明の実施例４に係るゲートウェイ装置及び車両用通信システムの一例を示した構成図である。 本発明の実施例５に係る車載ゲートウェイ装置及び車両用通信システムの一例を示した構成図である。
１０～１４　　ゲートウェイＥＣＵ（車載ゲートウェイ装置）
２０　　車外通信用トランシーバ
２１　　ＭＣＵ
２２　　車内通信用トランシーバ
２３～２６、５５、８５　　給電ライン
３０　　車内通信用バス
４０　　コネクタ
５０　　車載バッテリ
６０～６３　　外部装置
７０　　通信手段
８０　　バッテリ
８１～８３、８３ａ、８４　　電源回路
９０　　給電切替制御手段
９１、９２　　給電切替手段
９５　　制御線
１００　　車両
　以下、図面を参照して、本発明を実施するための形態の説明を行う。
　図１は、本発明の実施例１に係る車載ゲートウェイ装置及び車両用通信システムの一例を示した構成図である。図１において、実施例１に係る車両用通信システムは、ゲートウェイＥＣＵ（Electronic Control Unit、電子制御ユニット）１０と、車内通信用バス３０と、コネクタ４０と、外部装置６０とを備える。また、関連構成要素として、車両１００が示されている。ゲートウェイＥＣＵ１０、車内通信用バス３０及びコネクタ４０は車両１００内に設けられ、外部装置６０は車両１００の外部に設けられる。なお、車載ゲートウェイ装置は、本実施例及び以後の実施例において、ゲートウェイＥＣＵと呼んでもよいこととする。
　また、実施例１に係る車載ゲートウェイ装置（ゲートウェイＥＣＵ１０）は、車外通信用トランシーバ２０と、ＭＣＵ（Micro Control Unit、マイクロコントローラ）２１と、車内通信用トランシーバ２２と、給電ライン２３とを内部に備える。また、外部装置６０は、通信手段７０と、バッテリ８０とを内部に備える。
　ゲートウェイＥＣＵ１０と外部装置６０とは、コネクタ４０を介して接続されている。また、ゲートウェイＥＣＵ１０は、車内通信用バス３０と接続されており、特に、ゲートウェイＥＣＵ１０内の車内通信用トランシーバ２２、ＭＣＵ２１及び車外通信用トランシーバ２０が、車内通信用バス３０と接続されている。また、外部装置６０内の通信手段７０が、コネクタ４０を介して車内通信用バス３０に接続されるようになっている。また、ゲートウェイＥＣＵ１０内の電源回路８１は、給電ライン２３により車外通信用トランシーバ２０、ＭＣＵ２１及び車内通信用トランシーバ２２に接続されている。ゲートウェイＥＣＵ１０内の電源回路８１は、コネクタ４０を介して、外部装置６０内のバッテリ８０に給電ライン８５により接続されている。
　ゲートウェイＥＣＵ１０は、車両１００のコネクタ４０に外部装置６０が接続された時に、外部装置６０の認証を行い、認証が成功して外部装置６０が正規の外部装置６０であると判定したときには、外部装置６０と車内通信との通信を中継する車両用電子制御装置である。このように、ゲートウェイＥＣＵ１０は、認証により外部装置６０が車内通信に不正アクセスすることを防止するファイアウォールとして機能するとともに、正規のアクセスに対しては、通信を中継する中継装置として機能する。
　かかる機能を実現するため、ゲートウェイＥＣＵ１０は、車外通信用トランシーバ２０と、ＭＣＵ２１と、車内通信用トランシーバ２２とを備える。
　車外通信用トランシーバ２０は、車両１００の外部にある外部装置６０が車両１００に接続されたときに、外部装置６０と通信を行うための通信手段であり、送信及び受信の双方が可能に構成される。外部装置６０は、車両１００に設けられたコネクタ４０に接続することにより車両１００に接続するので、車外通信用トランシーバ２０は、コネクタ４０に車内通信用バス３０を介して接続される。外部装置６０がコネクタ４０に接続されたときには、外部装置６０内の通信手段７０がコネクタ４０を介して車外通信用トランシーバ２０に接続される。
　ＭＣＵ２１は、ゲートウェイＥＣＵ２１における種々の演算処理を行うためのコントローラであり、プログラムにより動作するＣＰＵ（Central Processing Unit、中央処理装置）から構成されてよい。ＭＣＵ２１は、外部装置６０と車両１００との接続時には、外部装置６０の認証処理を行い、外部装置６０が正規の外部装置６０であるか否かの認証判定を行う。
　なお、認証処理は、用途に応じて種々の認証方法を用いることができる。例えば、外部装置６０からＩＤコードを含む照合要求信号が送信され、車外通信用トランシーバ２０がこれを受信し、ＭＣＵ２１が受信したＩＤコードについて所定のＩＤコードとの照合を行い、ＩＤコードが一致して認証が成功したら正規アクセスと判定し、ＩＤコードが不一致で認証が不成功であれば不正アクセスと判定するような認証方法を用いてもよい。
　車内通信用トランシーバ２２は、車内通信を行うための通信手段であり、車内通信用バス３０に接続されている。つまり、車内通信は、車内通信用バス３０を介して行う。なお、車内通信用トランシーバ２２も、送信と受信の双方が可能に構成される。
　給電ライン２３は、車外通信用トランシーバ２０、ＭＣＵ２１、車内通信用トランシーバ２２等のゲートウェイＥＣＵ１０内の各種処理手段に電源を供給するための接続線である。図１においては、ゲートウェイＥＣＵ１０内の処理手段は、車外通信用トランシーバ２０、ＭＣＵ２１、車内通信用トランシーバ２２のみが示されているが、ゲートウェイＥＣＵ１０は、必要に応じて他の処理手段を備えてよく、その場合には、給電ライン２３は、電源供給が必要な総ての処理手段に接続される。
　電源回路８１は、車外通信用トランシーバ２０、ＭＣＵ２１、車内通信用トランシーバ２２を含むゲートウェイＥＣＵ１０内の処理手段に給電を行う際、給電電圧を制御するための回路である。よって、電源回路８１は、車外通信用トランシーバ２０、ＭＣＵ２１、車内通信用トランシーバ２２等を動作させるのに適切な電圧を供給するように構成されてよく、例えば、５Ｖ程度の電圧を供給するように構成されてもよい。また、電源回路８１はその他、各処理手段に給電を行う際に必要な電圧制御及び電流制御を行うようにしてよい。
　車内通信用バス３０は、車載ＬＡＮ（Local Area Network）を構成するためのバスであり、車両１００内にある各種ＥＣＵ（図示せず）同士を接続し、ＥＣＵ間の通信を可能とする。車載ＬＡＮは、ＣＡＮ（Controller Area Network）、ＬＩＮ（Local Interconnect Network）、ＭＯＳＴ（Media Oriented Systems Transport bus）、ＦｌｅｘＲａｙ等、用途に応じて種々のネットワーク規格が採用されてよい。
　コネクタ４０は、外部装置６０と車両１００との接続を可能とするための手段である。外部装置６０側に設けられた接続ピン等の接続が可能なように、車室内の表面のいずれかの箇所に露出して設けられる。コネクタ４０は、例えば、外部装置６０が故障診断ツールの場合を考慮して、故障診断ツールが接続できるダイアグコネクタが用いられてもよい。本実施例に係る車両用通信システムのコネクタ４０は、通信データと電力の伝送が可能なコネクタ４０が用いられる。
　外部装置６０は、車外に単独で存在し、車両１００に接続して車内通信にアクセスすることにより、車両１００の故障診断やＥＣＵ内のプログラム等の書き換えが可能な装置である。外部装置６０は、例えば、車両１００の故障診断を行う故障診断ツールとして構成されてもよい。外部装置６０は、通信手段７０とバッテリ８０とを内蔵する。
　通信手段７０は、外部装置６０と車両１００との接続時に、車内通信と通信を行うための送受信手段である。通信手段７０は、コネクタ４０に接続され、ゲートウェイＥＣＵ１０に認証がなされることにより、車内通信へのアクセスが許可される。車内通信へのアクセスは、コネクタ４０を介して、通信手段７０が車内通信用バス３０に接続されることにより行われる。
　バッテリ８０は、ゲートウェイＥＣＵ１０に電力を供給するための電源である。ゲートウェイＥＣＵ１０は、電源回路８１を内部に備えるが、電源自体は備えていない。また、車載バッテリからの給電ラインも備えていない。代わりに、ゲートウェイＥＣＵ１０は、外部装置６０のバッテリ８０と電源回路８１とを接続する給電ライン８５を備えている。給電ライン８５は、外部装置６０が接続されない状態では、電源と何ら接続されていない状態であるが、外部装置６０がコネクタ４０に接続されることにより、外部装置６０に内蔵されたバッテリ８０に接続される。これにより、バッテリ８０からゲートウェイＥＣＵ１０に給電が行われ、バッテリ８０から供給された電力は電源回路８１を介して車外通信用トランシーバ２０、ＭＣＵ２１及び車内通信用トランシーバ２２等の各処理手段に供給される。よって、バッテリ８０は、車載バッテリと同様のバッテリが用いられることが好ましい。
　つまり、ゲートウェイＥＣＵ１０は、外部装置６０が車両１００に接続されない状態では、車載バッテリを含む車両内の電源に何ら接続されない状態であり、停止状態となる。一方、外部装置６０が車両１００のコネクタ４０に接続されると、電源回路８１とバッテリ８０とを接続する給電ライン８５が形成され、外部装置６０内のバッテリ８０から給電が行われる。この給電によりゲートウェイＥＣＵ１０は作動し、外部装置６０の認証確認を開始し、認証が成功したら外部装置６０と車内通信用バス３０との通信を許可して中継し、認証が成功しなかったら、外部装置６０と車内通信用バス３０との通信を許可しない。
　このように、実施例１に係る車載ゲートウェイ装置及び車両用通信システムによれば、外部装置６０が車両１００に接続されない場合には、ゲートウェイＥＣＵ１０は作動しないため、ゲートウェイＥＣＵ１０の消費電流はゼロとなる。また、ゲートウェイＥＣＵ１０は、車載バッテリを使用しないため、車載バッテリの消費電流もゼロとなる。更に、コネクタ４０の通信ラインに不正な外部装置による不正アクセスがあっても、そのような外部装置はコネクタ４０へのバッテリ８０からの給電ラインが存在しないため、ゲートウェイＥＣＵ１０は作動しない。よって、データの盗難や不正入力を行うことはできず、車内通信のセキュリティ性は確保される。また、外部装置６０が接続され、ゲートウェイＥＣＵ１０が作動した後は、通常通り認証を行うので、電源による認証とＩＤコード等による２段階の認証を行うことになり、セキュリティ性を更に向上させることができる。つまり、実施例１に係る車載ゲートウェイ装置及び車両用通信システムによれば、待機時に消費電力を発生させることなく、車内通信のセキュリティ性を向上させることができる。
　なお、本実施例において、バッテリ８０は、必要に応じて、外部装置６０内部の各種処理手段への給電を行うようにしてもよい。外部装置６０内部の各処理手段が、バッテリ８０により動作可能に構成してあれば、バッテリ８０は、ゲートウェイＥＣＵ１０と外部装置６０自身の給電を兼用することができる。
　図２は、比較例として、従来のゲートウェイ装置及び車両用通信システムを示した図である。図２において、車両２００内に設けられたゲートウェイＥＣＵ１１０が、車外通信用トランシーバ１２０と、ＭＣＵ１２１と、車内通信用トランシーバ１２２と、給電ライン１２３と、電源回路１８１を備えており、これらが車内通信用バス１３０に接続されている点は、実施例１と同様である。
　しかしながら、図２においては、電源回路１８１は、車載バッテリ１５０に給電ライン１８５を介して接続されており、車載バッテリ１５０から電源供給を受けるように構成されている。また、コネクタ１４０に接続される外部装置１６０は、通信手段１７０を内部に備えているが、バッテリ等の電源は備えていない。
　かかる構成では、ゲートウェイＥＣＵ１１０には、車載バッテリ１５０から電源を供給するしか無く、また、外部装置１６０はいつ接続されるか分からないので、ゲートウェイＥＣＵ１１０は常に待機状態を保つ必要がある。よって、ゲートウェイＥＣＵ１１０が認証処理や通信の中継を行っていない場合であっても、外部装置１６０が接続されたときにこれらの機能を果たすことができるように、常にスタンバイ状態を保つ必要があり、車外通信用トランシーバ１２０等で電力が消費され続けることになる。そうすると、車載バッテリ１５０の消費電力が大きくなり、バッテリ上がりや燃費低下へと繋がってしまう。
　一方、本実施例に係るゲートウェイ装置及び車両用通信システムによれば、図１に示したように、車載バッテリからゲートウェイＥＣＵ１０に電力は供給されていないので、待機状態における消費電力をゼロにすることができ、大幅に消費電力を低減させることができる。
　図３は、本発明の実施例２に係るゲートウェイ装置及び車両用通信システムの一例を示した構成図である。図３において、実施例２に係る車両用通信システムは、車両１００内に、ゲートウェイＥＣＵ１１と、車内通信バス３０と、コネクタ４０とを備え、車両１００外に外部装置６１を備える。なお、実施例２に係るゲートウェイ装置及び車両用通信システムにおいて、実施例１に係るゲートウェイ装置及び車両用通信システムと同様の構成要素には、同一の参照符号を付し、その説明を省略する。
　実施例２に係る車載ゲートウェイ装置（ゲートウェイＥＣＵ１１）は、車外通信用トランシーバ２０と、ＭＣＵ２１と、車内通信用トランシーバ２２と、給電ライン２３とを内部に備える点で、実施例１に係るゲートウェイ装置と共通するが、電源回路８１を備えていない点で、実施例１に係る車載ゲートウェイ装置（ゲートウェイＥＣＵ１０）と異なっている。
　外部装置６１は、通信手段７０と、バッテリ８０とを内部に備える点で、実施例１に係る車両用通信システムの外部装置６０と共通するが、更に電源回路８１を備える点で、実施例１の外部装置６０と異なっている。
　つまり、実施例２に係る車両用通信システムは、実施例１においてゲートウェイＥＣＵ１０の内部に備えられていた電源回路８１が、外部装置６１の内部に備えられている点で、実施例１に係る車両用通信システムと異なっている。このように、バッテリ８０及び電源回路８１の双方とも、外部装置６１の内部に設けるようにしてもよい。この場合においても、外部装置６１が車両１００に接続されない場合には、ゲートウェイＥＣＵ１１は電力を一切消費しない。また、外部装置６１と車両１００との接続時に、外部装置６１内のバッテリ８０から、電源回路８１を介して給電ライン２３によりゲートウェイＥＣＵ１１内の車外通信トランシーバ２０、ＭＣＵ２１及び車内通信トランシーバ２２に給電がなされる。その際、外部装置６１に電源回路８１が存在するので、コネクタ４０には、給電電圧の制御が行われた電圧が供給される。例えば、ゲートウェイＥＣＵ１１の通信トランシーバ２０、２２やＭＣＵ２１を駆動できる５Ｖ程度の電圧が直接ゲートウェイＥＣＵ１１に供給される。そして、給電によりゲートウェイＥＣＵ１１が作動し、外部装置６１の認証が行われ、認証結果に応じて外部装置６１との通信の中継を行うか、行わないかの処理が行われる。つまり、給電による認証と、給電後のＩＤ等による認証の２段階の認証が行われることになり、セキュリティ性を高めることができる。
　なお、車内通信バス３０及びコネクタ４０については、実施例１と同様であるので、同一の参照符号を付してその説明を省略する。
　実施例２に係る車載ゲートウェイ装置及び車両用通信システムによれば、実施例１に係る車載ゲートウェイ装置及び車両用通信システムと同様に、待機状態における車載ゲートウェイ装置の消費電力をゼロにすることができるとともに、外部装置６１と車両１００との接続時には、外部装置６１の認証を行い、不正アクセスを防止することができる。また、電源回路８１を外部装置６１側に設けたので、ゲートウェイ装置内の回路を削減することができ、車両１００側のコストダウンが可能となる。
　図４は、本発明の実施例３に係る車載ゲートウェイ装置及び車両用通信システムの一例を示した構成図である。実施例３に係る車両用通信システムは、ゲートウェイＥＣＵ１２と、車内通信バス３０と、コネクタ４０と、外部装置６２の他、車載バッテリ５０と、給電ライン５５を備えている点で、実施例１、２に係る車両用通信システムと異なっている。なお、実施例１、２と同様の構成要素については、同一の参照符号を付し、その説明を省略する。
　実施例３に係る車載ゲートウェイ装置（ゲートウェイＥＣＵ１２）は、車外通信用トランシーバ２０と、ＭＣＵ２１と、車内通信用トランシーバ２２と、給電ライン２３と、電源回路８２を備えている点で実施例１の車載ゲートウェイ装置（ゲートウェイＥＣＵ１０）と共通するが、電源回路８２が、その内部に給電切替手段９１を有している点で、実施例１に係るゲートウェイ装置と異なっている。
　給電切替手段９１は、給電のオン・オフを切り替えるための手段であり、オンで給電を行い、オフで給電を停止する。給電切替手段９１は、給電のオン・オフを切り替えることができれば、種々の手段を用いることができ、種々のスイッチやスイッチング素子を用いることができる。
　車載バッテリ５０は、車両１００に搭載されたバッテリであり、ゲートウェイＥＣＵ１２の他、車両１００内の各種ＥＣＵや、その他の処理手段に電源を供給する。
　電源回路８２は、車載バッテリ５０に給電ライン５５を介して接続されており、給電切替手段９１がオンとされたときには、車載バッテリ５０から通信トランシーバ２０、２２及びＭＣＵ２１に電力が供給され、給電切替手段９１がオフとされたときには、電力が供給されない。電源回路８２は、給電電圧を制御する機能を有するので、車載バッテリ５０から電源回路８２を介して通信トランシーバ２０、２２及びＭＣＵ２１に供給される電力は、電圧が制御された、例えば５Ｖ程度の電圧である。
　なお、給電切替手段９１は、ゲートウェイＥＣＵ１２の待機時にはオフとされ、通常は車載バッテリ５０から通信トランシーバ２０、２２及びＭＣＵ２１に電力が供給されないようになっている。
　外部装置６２は、通信手段７０を内部に有している点で、実施例１に係る車両用通信システムの外部装置６０と共通するが、バッテリ８０を備えておらず、代わりに給電切替制御手段９０を備えている点で、実施例１と異なっている。
　給電切替制御手段９０は、電源回路８２内の給電切替手段９１のオン・オフを制御する制御手段である。給電切替制御手段９０は、外部装置６２と車両１００との接続時に、コネクタ４０及び制御線９５を介して電源回路８２と接続され、内部の給電切替制御手段９１をオンに切り替える。これにより、車載バッテリ５０から電源回路８２を介して通信トランシーバ２０、２２及びＭＣＵ２１に給電が行われ、ゲートウェイＥＣＵ１２は作動を開始する。そして、外部装置６２の認証確認が行われ、認証されたときには外部装置６２の車内通信へのアクセスが許可される。
　実施例３に係る車載ゲートウェイ装置及び車両用通信システムによれば、外部装置６２と車両１００とが接続されていないときには、給電切替手段９１がオフとなっているので、ゲートウェイＥＣＵ１２の消費電力をゼロにすることができる。また、外部装置６２は、給電切替制御手段９０を備えており、かかる手段を備えていなければ、ゲートウェイＥＣＵ１２内の給電切替手段９１を動作させることはできない。よって、不正な外部装置６２はゲートウェイＥＣＵ１２を作動させることができず、セキュリティ性を確保することができる。また、ゲートウェイＥＣＵ１２の作動後も、通常の認証を行うので、２段階の認証によりセキュリティ性を更に向上させることができる。
　なお、ゲートウェイＥＣＵ１２の動作時における車載バッテリ５０の消費電流は増加するが、ゲートウェイＥＣＵ１２が作動するのは、外部装置６２が接続されて故障診断等の所定の処理を行う時間のみであるので、全体的には車載バッテリ５０の消費電力を大幅に増加させるものではないと考えられる。
　このように、実施例３に係る車載ゲートウェイ装置及び車両用通信システムによれば、車載バッテリ５０を利用しつつ、待機時の消費電力を無くし、セキュリティを向上させることができる。
　図５は、本発明の実施例４に係るゲートウェイ装置及び車両用通信システムの一例を示した構成図である。図５において、実施例４に係る車両用通信システムは、車両１００内に、ゲートウェイＥＣＵ１３と、車内通信バス３０と、コネクタ４０と、車載バッテリ５０とを備え、車両１００外に、外部装置６２を備える点で、実施例３に係る車両用通信システムと共通する。なお、実施例１乃至３と同様の構成要素については、同一の参照符号を付し、その説明を省略する。
　ゲートウェイＥＣＵ１３は、車外通信用トランシーバ２０と、ＭＣＵ２１と、車内通信用トランシーバ２２と、電源回路８３と、給電切替手段９２とを備える点で、実施例３に係る車載ゲートウェイ装置と共通するが、給電切替手段９２が、電源回路８１の内部ではなく電源回路８３の外部に設けられ、電源回路８３と給電ライン２５で接続されている点で、実施例３に係る車載ゲートウェイ装置（ゲートウェイＥＣＵ１２）と異なっている。このように、給電切替手段９２は、電源回路８３の内部ではなく、外部に設けるようにしてもよい。
　電源回路８３は、出力が２つの給電ライン２４、２５となるが、車載バッテリ５０から給電ライン５５により供給された電力を、通信トランシーバ２０、２２及びＭＣＵ２１に適した電圧（例えば、５Ｖ程度）に制御する処理を行うので、実施例１の電源回路８１とほぼ同様に構成される。
　給電切替手段９２は、実施例３と同様に、オン・オフにより給電の有無を切り替える手段である。実施例４においては、給電切替手段９２は、電源回路８３と車外通信用トランシーバ２０との間の給電ライン２５に設けられ、車外通信用トランシーバ２０の給電のオン・オフのみを切り替える。
　一方、外部装置６２は、通信手段７０と、給電切替制御手段９０とを内部に備えており、実施例３に係る車両用通信システムの外部装置６２と同様の構成を有する。
　外部装置６２と車両１００との接続時に、給電切替制御手段９０はコネクタ４０及び制御線９５を介して給電切替手段９２に接続される。この時、給電切替制御手段９０は、給電切替手段９２をオンに切り替え、車載バッテリ５０から電源回路８３を介して車外通信用トランシーバ２０に給電を行わせる。これにより、車外通信用トランシーバ２０が作動し、外部装置６２との通信が開始され、外部装置６２の認証が行われる。
　実施例４に係る車載ゲートウェイ装置及び車両用通信システムによれば、給電切替制御手段９０を内部に備えた外部装置６２をコネクタ４０に接続しなければ、車外通信用トランシーバ２０に電力が供給されず、外部装置６２との通信が開始しないように構成されているので、外部装置の不正アクセスを防止することができ、セキュリティ性を確保することができる。更に、通信開始後は、通常のＩＤコード等による認証を行うので、２段階の認証によりセキュリティを更に高めることができる。
　また、待機時には、車外通信用トランシーバ２０が作動していないので、待機時の車外通信トランシーバ２０の消費電力を無くすことができる。
　一方、実施例５に係るゲートウェイ装置においては、車載バッテリ５０からＭＣＵ２１及び車内通信用トランシーバ２２には常に電源回路８３を介して電力が供給された状態である。例えば、ゲートウェイＥＣＵ１３が、車内通信と外部装置６２との通信の中継以外の機能を有する場合には、ゲートウェイＥＣＵ１３には電力を常に供給する必要がある。よって、ゲートウェイＥＣＵ１３が、通信の中継機能以外の機能を有し、何らかの他の目的の制御手段として動作するＥＣＵの場合には、実施例４に係るゲートウェイ装置のような構成が好ましい。
　このように、実施例４に係る車載ゲートウェイ装置及び車両用通信システムによれば、通信の中継機能以外の機能を有するゲートウェイＥＣＵ１３を用いることが可能となる。この場合であっても、外部装置６２が車両１００に接続されないときには、車外通信用トランシーバ２０を作動させず、外部装置６２と車両１００との接続時にのみ車外通信用トランシーバ２０を作動させ、外部装置６２の認証を可能とするので、高いセキュリティ性を保つことが可能となる。また、待機時には車外通信用トランシーバ２０の電源をオフとすることにより、わずかながら消費電力を低減させることができる。
　図６は、本発明の実施例５に係る車載ゲートウェイ装置及び車両用通信システムの一例を示した構成図である。図６において、実施例５に係る車両用通信システムは、車両１００内に、ゲートウェイＥＣＵ１４と、車内通信バス３０と、コネクタ４０と、車載バッテリ５０とを有し、車両１００外に外部装置６３を有する。実施例５において、実施例１乃至４の構成要素と同様の構成要素には同一の参照符号を付し、その説明を省略する。
　実施例５に係るゲートウェイ装置（ゲートウェイＥＣＵ１４）は、車外通信用トランシーバ２０と、ＭＣＵ２１と、車内通信用トランシーバ２２と、電源回路８４と、給電ライン２４とを内部に有する点で、実施例４に係るゲートウェイ装置（ゲートウェイＥＣＵ１３）と共通する。一方、実施例５に係るゲートウェイ装置は、給電切替手段９２を備えておらず、車外通信用トランシーバ２０が外部装置６３からの給電ライン２６に接続されている点で、実施例４に係るゲートウェイ装置と異なっている。
　電源回路８３ａは、電力の出力先がＭＣＵ２１と車内通信用トランシーバ２２の２つのみとなる点以外は、実施例４の電源回路８３と同様の構成を有する。給電ライン５５を介して、車載バッテリ５０と接続されている点も、実施例４と同様である。かかる構成により、ゲートウェイＥＣＵ１４が、外部装置６３と車内通信との通信の中継機能以外の機能を有する車両制御用のＥＣＵとして機能する場合には、車内通信バス３０に接続した状態でＭＣＵ２１による種々の処理を行うことが可能である。
　一方、車外通信用トランシーバ２０は、給電ライン２６を介して外部装置６３に接続されている。
　外部装置６３は、通信手段７０と、バッテリ８０と、電源回路８４とを有し、電源回路８４の接続先が車外通信用トランシーバ２０である点を除けば、実施例２に係る外部装置６１と同様の構成を有する。外部装置６３が車両１００とコネクタ４０を介して接続されることにより、給電電圧の制御がなされた電力がコネクタ４０及び給電ライン２６を介して車外通信用トランシーバ２０に供給される。これにより、車外通信用トランシーバ２０が作動し、外部装置６３の通信手段７０と通信を開始する。そして、外部装置６３の認証が行われる。
　一方、外部装置６３が車両１００と接続されていないときには、車外通信用トランシーバ２０に給電を行う電源は存在しないので、車外通信用トランシーバ２０は作動しない。
　よって、図６に示すように、バッテリ８０及び電源回路８４を搭載した外部装置６３が車両１００に接続されない限り、車外通信用トランシーバ２０は作動せず、不正な外部装置を車両１００に接続しても、車内通信にアクセスすることはできない。また、外部装置６３と通信手段７０との通信が開始してからも、通常の認証を行う。更に、車外通信用トランシーバ２０は、待機状態では作動しておらず、電力を消費しないので、僅かではあるが、消費電力を低減させることができる。
　このように、実施例５に係る車載ゲートウェイ装置及び車両用通信システムによれば、高いセキュリティ性を確保しつつ、ゲートウェイ装置に通信の中継機能と他の制御機能を備えさせることが可能となる。また、中継機能については、待機状態の通信機能の消費電力を低減させることができる。
　以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。
　本発明は、車載ＬＡＮを搭載し、外部装置が接続されて車載ＬＡＮと通信を行う機会を有する車両に用いられる車載ゲートウェイ装置及び車両用通信システムに適用可能である。

Claims (20)

  1. 　外部装置と車両との接続時に前記外部装置の認証を行い、認証が成功したときに前記外部装置と車内通信との通信を中継する車載ゲートウェイ装置であって、
    　前記外部装置と前記車両との接続時に、前記外部装置からの給電により作動し、前記外部装置の認証を行うことを特徴とする車載ゲートウェイ装置。
  2. 　前記外部装置からの給電は、前記外部装置と前記車両との接続時に前記外部装置からの給電ラインが形成されて前記外部装置に内蔵されるバッテリから行われ、
    　車載バッテリからの給電ラインは備えていないことを特徴とする請求項１に記載の車載ゲートウェイ装置。
  3. 　前記外部装置からの給電は、前記外部装置内の電源回路により電圧が制御されて行われることを特徴とする請求項２に記載の車載ゲートウェイ装置。
  4. 　電源回路を有し、
    　前記外部装置からの給電は、前記電源回路により電圧が制御されて行われることを特徴とする請求項２に記載の車載ゲートウェイ。
  5. 　前記外部装置と通信するための車外通信用トランシーバを有し、
    　前記外部装置と前記車両との接続時に、前記車外通信用トランシーバが前記外部装置からの給電により作動することを特徴とする請求項１に記載の車載ゲートウェイ装置。
  6. 　車載バッテリからの給電ラインと電源回路とを有し、
    　前記車外通信用トランシーバ以外は、前記車載バッテリから給電が行われることを特徴とする請求項５に記載の車載ゲートウェイ装置。
  7. 　前記外部装置と前記車両が接続されていないときには、前記外部装置と車内通信との通信を中継する機能以外の機能を有して作動することを特徴とする請求項６に記載の車載ゲートウェイ装置。
  8. 　外部装置と車両との接続時に前記外部装置の認証を行い、認証が成功したときに前記外部装置と車内通信との通信を中継する車載ゲートウェイ装置であって、
    　車載バッテリからの給電ラインと、
    　前記車載バッテリからの給電のオン・オフを切り替える給電切替手段とを有し、
    　前記外部装置と前記車両との接続時に、前記外部装置に備えられた制御手段により前記給電切替手段が切替制御されて前記車載バッテリからの給電により作動し、前記外部装置の認証を行うことを特徴とする車載ゲートウェイ装置。
  9. 　前記外部装置と通信するための車外通信用トランシーバを有し、
    　前記給電切替手段は、該車外通信用トランシーバに接続されており、該車外通信用トランシーバへの給電のオン・オフを切り替えることにより、前記外部装置との通信を開始することを特徴とする請求項８に記載の車載ゲートウェイ装置。
  10. 　前記車外通信用トランシーバ以外は、前記給電切替手段のオン・オフに関わらず、前記車載バッテリから給電されることを特徴とする請求項９に記載の車載ゲートウェイ装置。
  11. 　前記外部装置と前記車両とが接続されていないときには、前記外部装置と車内通信との通信を中継する機能以外の機能を有して作動することを特徴とする請求項１０に記載の車載ゲートウェイ装置。
  12. 　車両に接続可能な外部装置と、
    　前記外部装置と前記車両との接続時に前記外部装置の認証を行い、認証が成功したときに前記外部装置と車内通信との通信を中継する車載ゲートウェイ装置とを有する車両用通信システムであって、
    　前記外部装置は給電手段を備え、前記外部装置と前記車両との接続時に、前記給電手段が前記車載ゲートウェイ装置に給電を行い、前記車載ゲートウェイ装置が作動して前記外部装置の認証を行うことを特徴とする車両用通信システム。
  13. 　前記車載ゲートウェイ装置は、車載バッテリからの給電ラインを有さず、
    　前記給電手段は、前記外部装置に内蔵されるバッテリを有し、前記外部装置と前記車両との接続時に、前記バッテリから前記車載ゲートウェイ装置への給電ラインが形成されることを特徴とする請求項１２に記載の車両用通信システム。
  14. 　前記給電手段は、前記車外バッテリに接続された電源回路を更に有し、前記車載ゲートウェイ装置への給電電圧を制御することを特徴とする請求項１３に記載の車両用通信システム。
  15. 　前記車載ゲートウェイ装置は、前記給電ラインに接続された電源回路を有し、前記給電手段から給電される電圧を制御することを特徴とする請求項１３に記載の車両用通信システム。
  16. 　前記車載ゲートウェイ装置は、前記外部装置と通信するための車外通信用トランシーバを有し、
    　該車外通信用トランシーバは、前記外部装置と前記車両との接続時に、前記給電手段からの給電により作動することを特徴とする請求項１２に記載の車両用通信システム。
  17. 　前記車載ゲートウェイ装置は、車載バッテリからの給電ラインと電源回路を有し、
    　前記車載ゲートウェイ装置の前記車外通信用トランシーバ以外には、前記車載バッテリから給電が行われることを特徴とする請求項１６に記載の車両用通信システム。
  18. 　車両に接続可能な外部装置と、
    　前記外部装置と前記車両との接続時に前記外部装置の認証を行い、認証が成功したときに前記外部装置と車内通信との通信を中継する車載ゲートウェイ装置とを有する車両用通信システムであって、
    　前記車載ゲートウェイ装置は、車載バッテリからの給電ラインと、前記車載バッテリからの給電のオン・オフを切り替える給電切替手段とを有し、
    　前記外部装置は、該給電切替手段を切替制御する制御手段を有し、
    　前記車載ゲートウェイ装置は、前記外部装置と前記車両との接続時に、前記制御手段により前記給電切替手段が切替制御されて前記車載バッテリからの給電により作動し、前記外部装置の認証を行うことを特徴とする車両用通信システム。
  19. 　前記車載ゲートウェイ装置は、前記外部装置と通信するための車外通信用トランシーバを有し、
    　前記給電切替手段は、該車外通信用トランシーバに接続されており、該車外通信用トランシーバへの給電のオン・オフを切り替えることにより、前記車載ゲートウェイ装置と前記外部装置との通信を開始することを特徴とする請求項１８に記載の車両用通信システム。
  20. 　前記車載ゲートウェイ装置の前記車外通信用トランシーバ以外は、前記給電切替手段のオン・オフに関わらず、前記車載バッテリから給電されることを特徴とする請求項１９に記載の車両用通信システム。
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