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JP2017039369A - 車載用コネクタ対 - Google Patents

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Sumitomo Electric Industries Ltd
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Abstract

【課題】車載用コネクタの構造を顕著に複雑化することなく、信号の不正なアクセスを制限する。
【解決手段】通信回路側コネクタ20は通信回路2に搭載される。通信回路側コネクタ20は信号の伝達に供される信号伝達用ピン21a,21b,21c,21dと、給電に供される一対の給電ピン22,24と、短絡線23cで相互に短絡された短絡用ピン23a,23bとを備える。給電ピン22と短絡用ピン23aとが、信号処理回路側コネクタ10の短絡用ピン12a,12b及び短絡線12cによって短絡されることにより、短絡用ピン23a,23bが給電経路として機能する。
【選択図】図1

Description

この発明は、車載用コネクタ対に関する。当該車載用コネクタ対は、例えば車載LAN(Local Area Network)と、車載ECU(Electronic Control Unit)と、車載GW(Gate Way)とを相互に電気的に接続する構成に資する。
特許文献1には、
(i)車載されるワイヤーハーネス端末のコネクタと車載ECUのコネクタとを嵌合させてワイヤーハーネス端末と車載ECUとを接続すること、
(ii)上記二つのコネクタが嵌合状態から離脱状態になったときに異常と判定すること、
(iii)上記異常が判定された際にワイヤーハーネス端末側のコネクタにおけるリレー回路が通信経路を遮断すること
を開示している。
上記の技術を採用することは、ワイヤーハーネス端末への、ひいては車載LANへの不正なアクセスを防止する観点で望ましい。
なお、車載GWとして機能する中継装置を紹介するものとして、特許文献2を挙げる。
特開2006−164706号公報 特開2013−172200号公報
しかしながら、上述の技術では上記異常を判断するための離脱判定部と、リレー回路と、当該リレー回路を遮断状態にする制御回路とが必要であった。これらの離脱判定部、リレー回路、及び制御回路をコネクタの内部に設けると、コネクタの構造が複雑化する。かかる複雑化はコネクタの信頼性の確保を困難にしたり、コネクタの製造に必要なコストを増大させたりする。
そこで、本発明は、車載用のコネクタの構造を顕著に複雑化することなく、コネクタが伝達する信号への不正なアクセスを制限することを目的とする。
コネクタ対は、車載用の通信回路に接続される第1コネクタと、車載用の信号処理回路に接続される第2コネクタとを備える。前記第1コネクタと前記第2コネクタとが接続されることにより前記通信回路と前記信号処理回路との間で信号が伝達される。
前記第1コネクタは、前記信号の伝達に供される信号伝達用ピンと、前記第1コネクタと前記第2コネクタとの接続によって前記信号処理回路への給電に供される一対の給電ピンと、相互に短絡された複数の短絡用ピンとを有する。
前記第2コネクタは、前記信号処理回路への前記給電に供される一対の電源線に接続された一対の受電ピンと、前記信号処理回路との間での前記信号の伝達に供される信号伝達用ピンと、相互に短絡された複数の短絡用ピンとを有する。
このようなコネクタ対では、第1コネクタ、第2コネクタのいずれもの構造を顕著に複雑化することなく、信号への不正なアクセスが制限される。
第1実施形態に係る車載用コネクタ対を例示する図である。 不正アクセス用アダプタの機能を示す図である。 不正アクセス用アダプタの接続状態を示す図である。 第1実施形態の第1の変形に係る車載用コネクタ対を例示する図である。 第1実施形態の第2の変形に係る車載用コネクタ対を部分的に例示する図である。 第2実施形態に係る車載用コネクタ対を部分的に例示する図である。
{第1実施形態}
以下、第1実施形態に係る車載用コネクタ対について説明する。図1は、当該車載用コネクタ対を例示する模式図である。当該車載用コネクタ対は、車載用の通信回路側コネクタ20と、車載用の信号処理回路側コネクタ10とを備える。
通信回路側コネクタ20は車載用の通信回路2に接続される。通信回路2は、例えば車載される中継装置たる車載GWである。例えば通信回路側コネクタ20は通信回路2に搭載される。信号処理回路側コネクタ10は車載用の信号処理回路1に接続される。通信回路側コネクタ20と信号処理回路側コネクタ10が接続されることにより、信号処理回路1と通信回路2との間で信号が伝達される。また後述する、通信回路2から信号処理回路1への給電が実現される。
信号処理回路側コネクタ10は、リレー15及びECU16に接続される。リレー15及びECU16のいずれも、信号処理回路側コネクタ10を介して給電されて動作する。ECU16は、その動作によって、通信回路2との間で伝達される信号を生成する。リレー15は、その動作によって、信号処理回路側コネクタ10の所定のピンへ上記信号を中継する。よって、リレー15及びECU16は相まって、信号処理回路側コネクタ10を介して給電されて動作する信号処理回路1として把握することができる。そして信号処理回路側コネクタ10は、信号処理回路1に接続される、と把握することができる。
通信回路側コネクタ20は、信号伝達用ピン21a,21b,21c,21dと、一対の給電ピン22,24と、複数の短絡用ピン23a,23bとを備える。信号伝達用ピン21a,21b,21c,21dは、上述の信号の伝達に供される。給電ピン22,24は、信号処理回路1への給電に供される電圧を出力する。ここでは給電ピン22,24は、それぞれ電位Vp,Vn(Vp≠Vn)を出力する場合が例示される。
通常、通信回路2には、それ自身の動作に必要な動作電源が外部から供給される。よって通信回路2の動作電源に基づいて、給電ピン22,24へそれぞれ電位Vp,Vnを与える技術は、当業者にとって自明な技術であり、ここではその詳細を省略する。
短絡用ピン23a,23b同士は通信回路側コネクタ20の内部において、もしくは通信回路2において、短絡される。ここでは短絡用ピン23a,23b同士が通信回路側コネクタ20の内部において、短絡線23cによって短絡されている場合が例示されている。
信号処理回路側コネクタ10は、信号伝達用ピン11a,11b,11c,11dと、一対の受電ピン13a,13bと、複数の短絡用ピン12a,12bとを備える。
信号伝達用ピン11a,11b,11c,11dは、リレー15との間で(広義には信号処理回路1との間で)信号が伝達される。
具体的には、信号伝達用ピン11a,11b,11c,11dとリレー15の一方側(図面右側)との間に配線群18が接続される。他方、リレー15の他方側(図面左側)には配線群19(例えば車載LANに用いられるワイヤーハーネス)が接続される。配線群19には、ECU16や図示しない他の信号発生部が接続される。
よってリレー15の動作によって上述の信号は配線群19と信号伝達用ピン11a,11b,11c,11dとの間で伝達される一方、リレー15が動作しなければかかる伝達は行われない。これは、信号伝達用ピン11a,11b,11c,11dが信号伝達用ピンであることが知られてしまっても、リレー15が動作しなければ配線群19に伝達される信号へ信号処理回路側コネクタ10を介した不正アクセスが制限されるという観点で望ましい。もちろん、ECU16に給電されなければECU16は動作せず、これの動作時に発生する信号を不正アクセスすることはできない。
短絡用ピン12a,12b同士は信号処理回路側コネクタ10の内部において、もしくはその外部において、短絡される。ここでは短絡用ピン12a,12b同士が信号処理回路側コネクタ10の内部において短絡線12cによって短絡されている場合が例示されている。受電ピン13a,13bは一対の電源線17に接続される。リレー15及びECU16の動作電源は、電源線17を介してこれらに供給される。
信号処理回路側コネクタ10と通信回路側コネクタ20同士の接続により、下記の関係が満足される:信号処理回路側コネクタ10の信号伝達用ピン11a,11b,11c,11dと通信回路側コネクタ20の信号伝達用ピン21a,21b,21c,21dとが相互に導通し;給電ピン22が、信号処理回路側コネクタ10の短絡用ピン12a,12bと通信回路側コネクタ20の短絡用ピン23a,23bとを介して、受電ピン13aと導通し;受電ピン13bと給電ピン24とが相互に導通する。
このような導通関係により、電源線17は受電ピン13a,13bからそれぞれ電位Vp,Vnを受ける。つまり電源線17は、信号処理回路1への給電に供される、と言える。信号伝達用ピン11a,11b,11c,11d,21a,21b,21c,21dは信号の伝達に供される。
例えば図1では、紙面上方向から下方向に向かって、信号処理回路側コネクタ10では信号伝達用ピン11a,11b,11c,11d、短絡用ピン12a,12b、受電ピン13a,13bがこの順に配置され、通信回路側コネクタ20では信号伝達用ピン21a,21b,21c,21d、給電ピン22、短絡用ピン23a,23b、給電ピン24がこの順に配置されている場合が例示されている。
そして下記のような、接触関係が例示されている:信号伝達用ピン11a,11b,11c,11dと信号伝達用ピン21a,21b,21c,21dとが相互に接触し、短絡用ピン12aと給電ピン22とが相互に接触し、短絡用ピン12bと短絡用ピン23aとが相互に接触し、受電ピン13aと短絡用ピン23bとが相互に接触し、受電ピン13bと給電ピン24とが相互に接触する。図1においてこのような接触関係を一点鎖線で示した。
以上のようにして、信号処理回路側コネクタ10の一対の受電ピン13a,13b及び短絡用ピン12a,12bの位置関係と、通信回路側コネクタ20の一対の給電ピン22,24及び短絡用ピン23a,23bとの位置関係とが整合する場合には、信号処理回路1へと通信回路側コネクタ20から給電され、信号処理回路1が動作し、信号処理回路側コネクタ10と通信回路側コネクタ20との間で正しく信号が伝達される。
換言すれば、信号処理回路側コネクタ10を経由して配線群19に載る信号へアクセスするためには、信号処理回路側コネクタ10と整合した通信回路側コネクタ20が必要となる。これは通信回路側コネクタ20から信号処理回路1へと給電する観点では、次のように考えることもできる。
短絡用ピン23aと給電ピン22とを、通信回路側コネクタ20を含めて考えた通信回路2の外部で短絡する(図1の例では短絡線12cによって短絡された短絡用ピン12a,12bを用いて短絡する)ことにより、短絡用ピン23bに給電経路として機能させることができる。よって通信回路側コネクタ20の外部からの短絡に応じて、通信回路側コネクタ20から信号処理回路1への実質的な給電経路が変更される。これは、信号処理回路1と通信回路2の間で伝達される信号に対する、不正アクセス用のアダプタ9による不正アクセスの制限に寄与する。
図2は、信号へ不正にアクセスするアダプタ9の機能を説明する模式図である。アダプタ9は信号処理回路側コネクタ10と通信回路側コネクタ20との間に介在して接続され、両者間を伝達する信号を抜き出す機能を有する。
ここでは信号処理回路側コネクタ10も通信回路側コネクタ20も、短絡用ピンを備えていない場合を例示する。具体的には、紙面上方向から下方向に向かって、信号処理回路側コネクタ10では信号伝達用ピン11a,11b,11c,11d,11e,11f、受電ピン13a,13bがこの順に配置され、通信回路側コネクタ20では信号伝達用ピン21a,21b,21c,21d,21e,21f、給電ピン22,24がこの順に配置されている。短絡用ピンを設けない態様では、信号処理回路側コネクタ10と通信回路側コネクタ20とが接続された場合、給電ピン22,24と受電ピン13a,13bとがそれぞれ接触して導通する。
このような信号処理回路側コネクタ10のピン配置のうち受電ピン13a,13bの配置位置、及び通信回路側コネクタ20のピン配置のうち給電ピン22、24の配置位置の少なくもいずれかが既知であった場合、アダプタ9では配電ピン93a,93b,94,95が設けられる。配電ピン93a,93b,94,95の位置は、アダプタ9が信号処理回路側コネクタ10と通信回路側コネクタ20との間に介在して接続された場合、下記の関係で接触する:配電ピン93aと受電ピン13aとが接触;配電ピン93bと受電ピン13bとが接触;配電ピン95と給電ピン22とが接触;配電ピン94と給電ピン24とが接触。
アダプタ9の内部では配電ピン93a,95同士が接続され、これらと絶縁して配電ピン93b,94同士が接続される。アダプタ9はこれにより、信号処理回路側コネクタ10を介しての通信回路側コネクタ20から信号処理回路1への給電を実現する。よってアダプタ9が信号処理回路側コネクタ10と通信回路側コネクタ20との間に接続されても、信号処理回路1は動作し、信号伝達用ピン11a,11b,11c,11d,11e,11fへと信号が伝達される。
アダプタ9は信号傍受用ピン91a,91b,91c,91d,91e,91fを備えている。アダプタ9を信号処理回路側コネクタ10と接続することにより、信号傍受用ピン91a,91b,91c,91d,91e,91fはそれぞれ信号伝達用ピン11a,11b,11c,11d,11e,11fに接触し、導通する。
アダプタ9は情報取得部96も備えており、これは信号傍受用ピン91a〜91fに載った信号を取得する。アダプタ9は情報送信部97も備えており、これは情報取得部96が取得した信号をアダプタ9の外部へと送信する。これにより、アダプタ9は信号処理回路1からの信号に存在する情報を外部へ漏洩させる。
なお、アダプタ9は信号傍受用ピン92a,92b,92c,92d,92e,92fも備えている。アダプタ9を通信回路側コネクタ20と接続することにより、信号傍受用ピン92a,92b,92c,92d,92e,92fはそれぞれ信号伝達用ピン21a,21b,21c,21d,21e,21fに接触し、導通する。例えば情報取得部96はデータバッファを有しており、信号傍受用ピン91a,92a間での信号を、バッファリングして伝達させながら傍受することができる。信号傍受用ピン91b〜91f,92b〜92f間も同様である。
図3は図1において示された車載用コネクタ対を採用した場合において、図2で示されたアダプタ9が信号処理回路側コネクタ10と通信回路側コネクタ20との間に介在して接続された状態を示す模式図である。
アダプタ9の信号傍受用ピン91e,91fはそれぞれ短絡用ピン12a,12bと接触し、信号傍受用ピン92e,92fはそれぞれ給電ピン22及び短絡用ピン23aと接触する。このように、給電ピン22と短絡用ピン23bとの間には情報取得部96が介在し、給電経路が遮断される。よって信号処理回路側コネクタ10を介しての信号処理回路1への給電は実現されない。この場合、信号処理回路1は動作しない。従って車載用コネクタ対のいずれのコネクタの構造をも顕著に複雑化することなく、信号へのアダプタ9による不正なアクセスが制限される。
あるいはアダプタ9を用いず、信号処理回路側コネクタ10に対して外部から給電して信号処理回路1を動作させ、配線群18に伝達される信号に信号処理回路側コネクタ10を介して不正アクセスを行うことも考えられる(いわゆる「タッピング」)。
しかしながら信号処理回路側コネクタ10のピンのうち、給電ピン22の接続対象となるピンの配置が既知であったとしても、信号処理回路1へ給電することは容易ではない。かかる接続対象となるピンは実際には短絡用ピン12aであるので、これに対して給電しても短絡用ピン12bと受電ピン13aとを接続することができず、給電経路が確立されないからである。しかも短絡用ピン12bの存在は受電ピン13a,13bについてのダミーとしても機能する。よってタッピングによる信号処理回路1への給電は容易ではない。このようにして車載用コネクタ対のいずれのコネクタについても構造を顕著に複雑化することなく、信号へのタッピングによる不正なアクセスも制限される。
図1では、受電ピン13bと給電ピン24とが相互に導通する関係を実現する接触関係として、受電ピン13bと給電ピン24とが相互に接触する構成が例示された。しかし、もちろん、受電ピン13aと給電ピン22との間の導通関係と同様に、複数の短絡用ピンが信号処理回路側コネクタ10と通信回路側コネクタ20の両方に設けられ、これらの短絡用ピンを介して受電ピン13bと給電ピン24とが導通してもよい。かかる導通を実現するための接触関係も、給電経路の実現に資するからである。この観点について以下に、詳述する。
図4は、第1実施形態の第1の変形に係る車載用コネクタ対を例示する模式図である。図4に示された構成は、図1に示された構成に対して、信号処理回路側コネクタ10に複数の短絡用ピン12d,12e及びこれらを短絡する短絡線12fを追加し、通信回路側コネクタ20の複数の短絡用ピン23d,23eを追加し、通信回路2において短絡用ピン23d,23eを短絡する短絡線23fを追加した構成として実現されている。
図4では、紙面上方向から下方向に向かって、信号処理回路側コネクタ10では信号伝達用ピン11a,11b,11c,11d、短絡用ピン12a,12b、受電ピン13a,13b、短絡用ピン12e,12dがこの順に配置され、通信回路側コネクタ20では信号伝達用ピン21a,21b,21c,21d、給電ピン22、短絡用ピン23a,23b、短絡用ピン23e,23d、給電ピン24がこの順に配置されている場合が例示されている。
そして下記のような、接続による接触関係が例示されている:信号伝達用ピン11a,11b,11c,11dと信号伝達用ピン21a,21b,21c,21dとが相互に接触し、短絡用ピン12aと給電ピン22とが相互に接触し、短絡用ピン12bと短絡用ピン23aとが相互に接触し、受電ピン13aと短絡用ピン23bとが相互に接触し、受電ピン13bと短絡用ピン23eとが相互に接触し、短絡用ピン23dと短絡用ピン12eとが相互に接触し、短絡用ピン12dと給電ピン24とが相互に接触する。図2においても図1と同様にして、このような接触関係を一点鎖線で示した。
以上のようにして、信号処理回路側コネクタ10の一対の受電ピン13a,13b及び短絡用ピン12a,12b,12d,12eと、通信回路側コネクタ20の一対の給電ピン22,24及び短絡用ピン23a,23b,23d,23eとの位置関係が、正しく信号が伝達されるために必要である。
そして図4に示される構成の方が、図1に示される構成よりも給電の経路を設定する自由度が高まる。これは信号への不正なアクセスを制限する効果を高める点で望ましい。
図5は、第1実施形態の第2の変形に係る車載用コネクタ対を部分的に例示する模式図である。第2の変形は、信号処理回路側コネクタ10においては、図1に示された構成に対し、短絡用ピン12bと受電ピン13aとの間に増設ピン12gを追加し、短絡線12cが増設ピン12gを短絡用ピン12a,12bに短絡して実現される。また第2の変形は、通信回路側コネクタ20においては、図1に示された構成に対し、短絡用ピン23a,23bの間に増設ピン23gを追加し、短絡線23cが増設ピン23gを短絡用ピン23a,23bに短絡して実現される。
第2の変形では、増設ピン12g,23gが設けられていることにより、種々のピン配置についての自由度が増し、信号への不正なアクセスを制限する効果が高まる。
なお、第2の変形でも、給電ピン22から受電ピン13aへの給電経路は、短絡用ピン12a,12b,23a,23bによって得られる。よって増設ピン12gは短絡用ピン12a,12bと短絡されずにフローティングの状態としてもよい。また増設ピン23gは短絡用ピン23a,23bと短絡されずにフローティングの状態としてもよい。図5では増設ピン12g,23g同士が接触するものとして、接触関係を一点鎖線で示したが、これらは接触しなくてもよい。
{第2実施形態}
以下、第2実施形態に係る車載用コネクタ対について説明する。図6は、第2実施形態に係る車載用コネクタ対を部分的に例示する模式図である。なお、第2実施形態の説明において、第1実施形態で説明したものと同様の構成要素については同一符号を付してその説明を省略する。
第2実施形態に係る車載用コネクタ対では、第1実施形態で示された信号処理回路側コネクタ10が二つのブロック10A,10Bに分割されて実現される。
ブロック10Aは、少なくとも信号伝達用ピン11a,11b,11c,11dを搭載する。ブロック10Bは、少なくとも受電ピン13a,13bを搭載する。
短絡用ピン12a,12bはブロック10A,10Bのいずれ一方に搭載されてもよい。図6では短絡用ピン12a,12bはブロック10Aに搭載された場合が例示されている。
このように信号処理回路側コネクタ10が二つのブロック10A,10Bに分割しても、信号処理回路側コネクタ10における各種ピンの配列順序が変わらない限り、第1実施形態で説明された不正アクセスを制限する機能は維持される。
他方、二つのブロック10A,10Bの配列順序は入れ替えることができる。よって信号処理回路側コネクタ10を二つのブロック10A,10Bに分割することで、不正アクセスを制限する機能が高まる。
もちろん、信号処理回路側コネクタ10が三つ以上の複数のブロックに分割されてもよい。例えば、図6においてはブロック10Aに搭載されている短絡用ピン12a,12bを、これとは個別に設けた三つ目のブロックに搭載してもよい。
上記各実施形態及び各変形例で説明した各構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わせることができる。
以上のようにこの発明は詳細に説明されたが、上記した説明は、すべての局面において、例示であって、この発明がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、この発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。
1 信号処理回路
2 通信回路
10 信号処理回路側コネクタ
10A,10B ブロック
11a,11b,11c,11d (信号処理回路側コネクタの)信号伝達用ピン
12a,12b,12d,12e (信号処理回路側コネクタの)短絡用ピン
13a,13b 受電ピン
15 リレー
16 ECU
17 電源線
20 通信回路側コネクタ
21a,21b,21c,21d (通信回路側コネクタの)信号伝達用ピン
22,24 給電ピン
23a,23b,23d,23e (通信回路側コネクタの)短絡用ピン

Claims (5)

  1. 車載用の通信回路に接続される第1コネクタと、車載用の信号処理回路に接続される第2コネクタとを備え、前記第1コネクタと前記第2コネクタとが接続されることにより前記通信回路と前記信号処理回路との間で信号が伝達される車載用コネクタ対であって、
    前記第1コネクタは、
    前記信号の伝達に供される信号伝達用ピンと、
    前記第1コネクタと前記第2コネクタとの接続によって前記信号処理回路への給電に供される一対の給電ピンと、
    相互に短絡された複数の短絡用ピンと
    を有し、
    前記第2コネクタは、
    前記信号処理回路への前記給電に供される一対の電源線に接続された一対の受電ピンと、
    前記信号処理回路との間での前記信号の伝達に供される信号伝達用ピンと、
    相互に短絡された複数の短絡用ピンと
    を有する、車載用コネクタ対。
  2. 請求項1に記載の車載用コネクタ対であって、
    前記第1コネクタと前記第2コネクタとが接続されることにより、
    前記第1コネクタの前記信号伝達用ピンと前記第2コネクタの前記信号伝達用ピンとが相互に、
    前記一対の前記給電ピンの一方が、前記第2コネクタの前記複数の短絡用ピンと前記第1コネクタの複数の短絡用ピンとを介して、前記一対の前記受電ピンの一方と、
    前記一対の前記受電ピンの他方と前記一対の前記給電ピンの他方とが相互に、
    それぞれ導通する関係にある、車載用コネクタ対。
  3. 請求項1又は請求項2に記載の車載用コネクタ対であって、
    前記信号処理回路は、
    前記給電によって動作して前記信号を生成するECU
    を有する、車載用コネクタ対。
  4. 請求項1、請求項2、又は請求項3のいずれか1項に記載の車載用コネクタ対であって、
    前記信号処理回路は、
    前記給電によって動作して前記第2コネクタの前記信号伝達用ピンへの前記信号を中継するリレー
    を有する、車載用コネクタ対。
  5. 請求項1、請求項2、請求項3、又は請求項4のいずれか1項に記載の車載用コネクタ対であって、
    前記第2コネクタは、
    少なくとも前記第2コネクタの前記信号伝達用ピンを搭載するブロックと、
    少なくとも前記一対の前記受電ピンを搭載する他のブロックと
    を更に有する、車載用コネクタ対。
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