(57)【要約】  本発明は、少なくとも第１の商用車両および第２の商用車両のための車車間通信を確立するためのシステム（１０，１１０，２１０）であって、当該システム（１０，１１０，２１０）は、少なくとも１つの無線および／または有線および／または物理的な通信ライン（１６，１７，１１６，１１７，２１６，２１７）を含み、通信ライン（１６，１７，１１６，１１７，２１６，２１７）は、双方向であり、通信ライン（１６，１７，１１６，１１７，２１６，２１７）の１つの点に、第１の車両のための専用の第１の認証コード生成モジュール（１８，１１８，２１８）が設けられており、通信ライン（１６，１７，１１６，１１７，２１６，２１７）の別の点に、第２の車両のための専用の第２のコード処理モジュール（２０，１２０，２２０）が設けられており、第１の認証コード生成モジュール（１８，１１８，２１８）は、識別情報および／または認証情報および／または暗号化鍵を送信するように構成されており、第２のコード処理モジュール（２０，１２０，２２０）は、識別情報および／または認証情報および／または暗号化鍵を処理して、特に、処理および／または修正された識別情報および／または認証情報および／または暗号化鍵を返送するように構成されている、システム（１０，１１０，２１０）に関する。本発明はさらに、少なくとも第１の商用車両および第２の商用車両のための車車間通信を構築するための方法に関する。
2021535036.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも第１の商用車両および第２の商用車両のための車車間通信を確立するためのシステム（１０，１１０，２１０）であって、
当該システム（１０，１１０，２１０）は、少なくとも１つの無線および／または有線および／または物理的な通信ライン（１６，１７，１１６，１１７，２１６，２１７）を含み、
前記通信ライン（１６，１７，１１６，１１７，２１６，２１７）は、双方向であり、
前記通信ライン（１６，１７，１１６，１１７，２１６，２１７）の１つの点に、第１の車両のための専用の第１の認証コード生成モジュール（１８，１１８，２１８）が設けられており、
前記通信ライン（１６，１７，１１６，１１７，２１６，２１７）の別の点に、第２の車両のための専用の第２のコード処理モジュール（２０，１２０，２２０）が設けられており、
前記第１の認証コード生成モジュール（１８，１１８，２１８）は、識別情報および／または認証情報および／または暗号化鍵を送信するように構成されており、
前記第２のコード処理モジュール（２０，１２０，２２０）は、識別情報および／または認証情報および／または暗号化鍵を処理して、特に、処理および／または修正された識別情報および／または認証情報および／または暗号化鍵を返送するように構成されている、
システム（１０，１１０，２１０）。
【請求項２】
前記第１の車両は、トラック（１２，１１２，２１２）であり、
前記第２の車両は、トレーラ（１４，１１４，２１４）である、
請求項１記載のシステム（１０，１１０，２１０）。
【請求項３】
前記第１の車両は、トレーラ（１４，１１４，２１４）であり、
前記第２の車両も、トレーラ（１４，１１４，２１４）である、
請求項１または２記載のシステム（１０，１１０，２１０）。
【請求項４】
前記通信ライン（１６）は、空気圧ライン（１６）である、請求項１から３までのいずれか１項記載のシステム（１０）。
【請求項５】
前記第１の認証コード生成モジュール（１８）および／または前記第２のコード処理モジュール（２０）は、前記識別情報および／または前記認証情報および／または前記暗号化鍵が、当該識別情報および／または当該認証情報および／または当該暗号化鍵に対応するおよび／またはこれを表す少なくとも１つの圧力信号および／または一連の圧力信号によって伝送されるように構成および配置されている、請求項４記載のシステム（１０）。
【請求項６】
前記通信ライン（１７，１１６，２１６，２１７）は、無線ライン（１７，１１６，２１６，２１７）である、請求項１から５までのいずれか１項記載のシステム（１０，１１０，２１０）。
【請求項７】
前記無線ライン（１７，１１６，２１６，２１７）のうちの少なくとも１つを介した通信は、ＷｉＦｉ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、ＷＡＶＥ、ＥＴＳＩ  ＩＴＳ−Ｇ５、ＩＥＥＥ８０２．１５．４、Ｃ−Ｖ２Ｘ等の規格のうちの少なくとも１つに準拠している、請求項６記載のシステム（１０，１１０，２１０）。
【請求項８】
前記通信ライン（１１７）は、有線ライン（１１７）である、請求項１から７までのいずれか１項記載のシステム（１０，１１０，２１０）。
【請求項９】
前記有線ライン（１１７）は、ＩＳＯ１１９９２  ＣＡＮラインである、請求項８記載のシステム（１０，１１０，２１０）。
【請求項１０】
前記有線ライン（１１７）は、ＳＡＥ  Ｊ２４９７電力線である、請求項８または９記載のシステム（１０，１１０，２１０）。
【請求項１１】
前記通信ライン（１７，１１６，２１６，２１７）は、光学的に確立されている、請求項１から１０までのいずれか１項記載のシステム（１０，１１０，２１０）。
【請求項１２】
少なくとも第１の商用車両および第２の商用車両のための車車間通信を確立するための方法であって、
当該方法は、少なくとも、
双方向である少なくとも１つの無線および／または有線の通信ライン（１６，１７，１１６，１１７，２１６，２１７）を設けるステップと、
第１の車両において第１の認証コード生成を生成するステップと、
識別情報および／または認証情報および／または暗号化鍵を第２の車両に送信するステップと、
前記識別情報および／または前記認証情報および／または前記暗号化鍵を処理して、前記第１の車両に返送するステップと、
を含む、
方法。
【請求項１３】
当該方法は、請求項１から１１までのいずれか１項記載のシステム（１０，１１０，２１０）を使用することによって実施される、請求項１２記載の方法。
【請求項１４】
請求項１から１１までのいずれか１項記載の車車間通信を確立するためのシステム（１０，１１０，２１０）のための認証コード生成モジュール（１８，１１８，２１８）であって、前記認証コード生成モジュール（１８，１１８，２１８）の特徴を含む、認証コード生成モジュール（１８，１１８，２１８）。
【請求項１５】
請求項１から１１までのいずれか１項記載の車車間通信を確立するためのシステム（１０，１１０，２１０）のためのコード処理モジュール（２０，１２０，２２０）であって、前記コード処理モジュール（２０，１２０，２２０）の特徴を含む、コード処理モジュール（２０，１２０，２２０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、商用車両の分野における、少なくとも第１の商用車両および第２の商用車両のための車車間通信を確立するためのシステムと、車車間通信を確立するための方法とに関する。
【０００２】
トラック(truck)、トレーラ(trailer)、または複数のトレーラの間では、（例えば、ＩＳＯ１１９９２規格によって定義された）有線通信インターフェースが広く使用されている。トラック−トレーラ間またはトラック−トレーラ−トレーラ間（すなわち、ロードトレイン）のような複数の車両が組み合わせられた車両間におけるデータレートのますますの需要増加を支援するために、新しい通信ソリューションが登場しており、その中には、無線通信インターフェースを使用するものもある。
【０００３】
複数の組み合わせられた車両間における無線通信を確立するための重要な部分は、相手方を識別および認証することと、暗号化変数について合意することである。例えば、多数のトレーラが存在する構内においてトラックがトレーラに取り付けられる場合には、システムは、任意の隣接するトレーラ、またはトレーラのように振る舞う悪意のある無線ステーションとの無線通信ではなく、物理的に取り付けられたトレーラとの無線通信が確立されていることを確認する必要がある。システムは、このプロセス中に機密データが第三者によって取得され得ないことも確認する必要がある。
【０００４】
米国特許出願公開第２０１７／１１１７９８号明細書は、無線通信インターフェースに加えて、非無線の「物理的−機械的」インターフェースについて記載している。記載されているソリューションでは、１つの車両が任意の通信インターフェースを介してプロンプトされ、他のインターフェースを介して応答が送信される。
【０００５】
米国特許第７７６００７７号明細書は、係留されている車両間のシステムを紹介しており、ここでは車両間に、無線通信システムおよび有線通信システムが存在している。記載されているシステムでは、無線通信のために使用され得る暗号化データが、有線リンクを介して送信される。非対称鍵共有について記載されている。
【０００６】
米国特許第６５０１３７６号明細書は、無線通信インターフェースおよび有線通信インターフェースの両方が装備されたシステムについて記載している。識別および認証プロセスは、有線信号の変化に同期して無線信号によって実行される。
【０００７】
米国特許出願公開第２０１７／０８８１０４号明細書は、無線通信インターフェースおよび有線通信インターフェースの両方が装備されたシステムについて記載している。識別および認証プロセスは、有線信号の変化に同期して無線信号によって実行される。
【０００８】
米国特許第９３１５２１２号明細書は、受信した信号強度によってトレーラを認証し、一意の識別子を無線方式で送信する無線識別および認証システムについて記載している。
【０００９】
したがって、本発明の課題は、特に、複数の組み合わせられた車両間において認証データ、識別データ、または他の機密データを共有するための手段が、最高のセキュリティ標準および最高の信頼性で交換可能であるという点で安全かつ信頼できる、車車間通信を確立するためのシステムおよび方法を提供することである。
【００１０】
上記の課題は、請求項１記載の車車間通信を確立するためのシステムによって解決される。したがって、少なくとも第１の商用車両および第２の商用車両のための車車間通信を確立するためのシステムであって、当該システムは、少なくとも１つの無線の、および／または有線の、および／または物理的な通信ラインを含み、通信ラインは、双方向であり、通信ラインの１つの点に、第１の車両のための専用の第１の認証コード生成モジュールが設けられており、通信ラインの別の点に、第２の車両のための専用の第２のコード処理モジュールが設けられており、第１の認証コード生成モジュールは、識別情報および／または認証情報および／または暗号化鍵を送信するように構成されており、第２のコード処理モジュールは、識別情報および／または認証情報および／または暗号化鍵を処理して、特に、処理および／または修正された識別情報および／または認証情報および／または暗号化鍵を返送するように構成されている、システムが提供される。
【００１１】
本発明は、ロードトレインのシナリオにおいて、複数の組み合わせられた車両間、例えばトラック−トレーラ間またはトレーラ−トレーラ間における車車間通信システムを提供するという基本的な考え方に基づいている。本発明は、他の車両を認証および識別し、機密データを共有する新しい手法を提供する。一方の側および一方の車両からの双方向の通信ラインを設けることにより、正しい車両同士が相互に通信しているかどうかの情報に関連するデータを送信し、端部と、第２のコード処理モジュールとにおいて受信することができる。第２のコード処理モジュールにより、正しいデータが受信されて、それから返送されたかどうかをチェックすることができるので、これに基づいて、検証および認証された安全でかつ信頼できる通信ラインが提供および確立される。
【００１２】
第１の車両は、トラックであり得、第２の車両は、トレーラであり得る。他の組み合わせも可能である。ロードトレインのシナリオまたは他の組み合わせも可能である。
【００１３】
さらに、第１の車両もトレーラであり得、第２の車両もトレーラであり得る。これは、例えばロードトレインのシナリオである。トラックを取り付けることもできる。
【００１４】
通信ラインは、空気圧ラインであり得る。提供された空気圧およびその変化によって、空気圧ラインを介して信号を送信することが可能であり得る。
【００１５】
空気圧ラインは、物理的な通信ラインの１つの例である。
【００１６】
物理的な通信ラインの別の例は、液圧ラインであり得る。提供された液圧およびその変化によって、液圧ラインを介して信号を送信することが可能であり得る。
【００１７】
特に、空気圧ラインに代えてまたは（冗長性の理由から）空気圧ラインに加えて、液圧ラインを使用することもできる。本開示の以下の全ての実例は、空気圧ラインに関連したものであり得るが、液圧ラインによっても、または空気圧ラインと液圧ラインとの組み合わせによっても実現可能である。
【００１８】
第１の認証コード生成モジュールおよび／または第２のコード処理モジュールは、識別情報および／または認証情報および／または暗号化鍵が、当該識別情報および／または当該認証情報および／または当該暗号化鍵に対応するおよび／またはこれを表す少なくとも１つの圧力信号および／または一連の圧力信号によって伝送され得るように構成可能および配置可能である。例えば、圧力信号は、低圧から作動圧または高圧への所定の特定の勾配を有し得るか、またはモールス信号等のような特定の圧力パルスを使用して、認証情報または暗号化鍵または他の種類のデータを提供することができる。
【００１９】
追加的および／または代替的に、第１の認証コード生成モジュールおよび／または第２のコード処理モジュールは、識別情報および／または認証情報および／または暗号化鍵が、無線通信ラインおよび／または有線通信ラインまたはその他の適切な種類の通信ラインを介してデジタルデータとして送信されるように構成可能および配置可能である。
【００２０】
さらに、通信ラインは、無線ラインであり得る。そのような無線ラインは、代替的または追加的に提供可能である。異なるデータ伝送原理を用いた第２の通信方式を確立することにより、システム全体の信頼性を高めることができる。
【００２１】
無線ラインのうちの少なくとも１つを介した通信は、ＷｉＦｉ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、ＷＡＶＥ、ＥＴＳＩ  ＩＴＳ−Ｇ５、ＩＥＥＥ８０２．１５．４、Ｃ−Ｖ２Ｘ等の規格のうちの少なくとも１つに準拠可能である。これらの規格のうちの１つを使用することにより、信頼できる安定したシステムを確立することができる。特に、確立された規格を使用することにより、コストを削減することができ、かつデータ伝送の伝送品質を高めることができる。既知の仕様を有する規格化された要素を使用することもできる。
【００２２】
さらに、通信ラインは、有線ラインであり得る。このような有線ラインは、通常の接続を介して車両間で確立可能である。このような有線ラインは、特定のデータ伝送ラインであり得る。トラックとトレーラとの間、またはトレーラとトレーラとの間に確立される電力線のうちの１つを使用することも可能である。
【００２３】
有線ラインは、例えば、ＩＳＯ１１９９２  ＣＡＮラインであり得る。このような規格化されたラインの使用は、既存のシステムに組み込むため、または新しいシステムを開発するためにも有用であり、かつより簡単であり得る。
【００２４】
さらに、有線ラインは、ＳＡＥ  Ｊ２４９７電力線であり得る。
【００２５】
通信ラインは、光学的にも確立可能である。これにより、光学ガラス繊維を使用することができる。データ伝送のために、レーザ、ミラー、光トランシーバ、レピータのような他のソリューションを使用することもできる。
【００２６】
さらに、本発明は、車車間通信を確立するための方法に関する。したがって、少なくとも第１の商用車両および第２の商用車両のための車車間通信を確立するための方法は、少なくとも、
・双方向である少なくとも１つの無線および／または有線の通信ラインを設けるステップと、
・第１の車両において第１の認証コード生成を生成するステップと、
・識別情報および／または認証情報および／または暗号化鍵を第２の車両に送信するステップと、
・識別情報および／または認証情報および／または暗号化鍵を処理して、第１の車両に返送するステップと
を含む。
【００２７】
特に、本方法は、本開示において上記または本明細書に記載されるようなシステムを使用することによって実施可能である。
【００２８】
さらに、本発明は、車車間通信を確立するためのシステムのための認証コード生成モジュールに関する。認証コード生成モジュールは、本開示に記載されているような認証コード生成モジュールの特徴を含む。
【００２９】
さらに、本発明は、車車間通信を確立するためのシステムのためのコード処理モジュールに関する。コード処理モジュールは、本開示に記載されているようなコード処理モジュールの特徴を含む。
【００３０】
以下、さらなる詳細および利点について図面に関連して説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明によるシステムおよび方法の第１の実施形態による、空気圧ラインを介して機密データがどのように共有されるかについての概略図である。
【図２】本発明によるシステムおよび方法のさらなる実施形態による、有線インターフェースを介した対称暗号化鍵の共有についてのさらなる概略図である。
【図３】本発明によるシステムおよび方法の第３の実施形態による、無線接続を使用した暗号化鍵の交換についてのさらなる概略図である。
【００３２】
図１は、本発明によるシステム１０および方法の第１の実施形態による、空気圧ラインを介して機密データがどのように共有されるかについての概略図を示す。
【００３３】
車車間通信を確立するためのシステム１０は、少なくとも第１の商用車両および第２の商用車両のためのシステムであり、ここでは、牽引車としてのトラック１２と、トラック１２によって牽引されるトレーラ１４とのためのシステムである。
【００３４】
これらの商用車両の間、すなわちトラック１２とトレーラ１４との間には、トラック１２によって制御される空気圧ライン１６が設けられており、この空気圧ライン１６は、トラック１２からトレーラ１４にブレーキ情報を伝達する。
【００３５】
ブレーキ情報は、通常の方法で、「圧力」、「圧力なし」、「圧力勾配」、「しきい値未満の圧力」、「しきい値を超える圧力」等のような空気圧信号を介して送信される。
【００３６】
システム１０は、少なくとも１つの無線通信ラインおよび／または有線通信ライン、この実施形態では１つの空気圧ライン１６を含む。
【００３７】
通信ライン、すなわち空気圧ライン１６は、双方向である。
【００３８】
無線通信ライン１７であるさらなる通信ラインが設けられている。このさらなる通信ラインは、ＷｉＦｉ規格に基づいて確立可能である。
【００３９】
無線通信ラインを確立するために、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、ＷＡＶＥ、ＥＴＳＩ  ＩＴＳ−Ｇ５、ＩＥＥＥ８０２．１５．４、Ｃ−Ｖ２Ｘ等のような他の規格を使用することもできる。
【００４０】
通信ライン１６の一方の端部には、第１の車両、すなわちトラック１２のための専用の第１の認証コード生成モジュール１８が設けられている。
【００４１】
通信ライン１６の他方の端部には、第２の車両、すなわちトレーラ１４のための専用の第２のコード処理モジュール２０が設けられている。
【００４２】
第１の認証コード生成モジュール１８は、識別情報および／または認証情報および／または暗号化鍵を送信するように構成されている。
【００４３】
第２のコード処理モジュール２０は、識別情報および／または認証情報および／または暗号化鍵を処理して、特に、処理および／または修正された識別情報および／または認証情報および／または暗号化鍵を返送するように構成されている。
【００４４】
機能は、以下の通りである：
【００４５】
機密データが、空気圧値の形態で、通信ライン１６を介して伝達される。
【００４６】
連結後、車両、すなわちトラック１２およびトレーラ１４が静止している間に、第１の認証コード生成モジュール１８は、（例えば有線または無線）通信のために使用される当該第１の認証コード生成モジュール１８の生成された暗号化鍵を表す一連の圧力値を、トラック１２から空気圧ライン１６を介して空気圧ライン１６の他方の端部に、ひいては第２のコード処理モジュール２０に送信する。
【００４７】
この一連の圧力値を読み取ることにより、トレーラ１４上の第２のコード処理モジュール２０、ひいては全てのトレーラシステムは、暗号化鍵を取得し、この暗号化鍵を通信のために使用することができる。「トレーラ１４」が暗号化鍵を取得すると、このトレーラ１４は、当該トレーラ１４の記述子を、暗号化された形態で、利用可能な通信リンク、ここでは無線通信リンク１７に基づいて有線方式または無線方式で返送する。
【００４８】
メッセージが正しい鍵によって暗号化されているという事実から、トラックは、送信元が、当該トラック１２の連結相手である正しいトレーラ１４であることを確信する。なぜなら、空気圧ライン１６へのアクセスを有する当事者は、他にいないからである。
【００４９】
図２は、本発明によるシステム１１０および方法のさらなる実施形態による、有線インターフェースを介した対称暗号化鍵のさらなる概略図を示す。
【００５０】
この実施形態では、図１に関連して説明したシステム１０の全ての構造的特徴および機能的特徴が実現されており、かつ存在している。
【００５１】
類似の、同一の、または対応する機能には、１００の値が加算された参照符号が付されており、すなわち、トラック１１２、トレーラ１１４、第１の通信ライン１１６、第２の通信ライン１１７、第１の認証コード生成モジュール１１８、および第２のコード処理モジュール１２０が設けられている。
【００５２】
この実施形態では、トラック１１２およびトレーラ１１４は、２つの通信ライン１１６，１１７、ここでは第１の通信ライン１１６および第２の通信ライン１１７を有する。第１の通信ライン１１６は、無線通信ライン（例えば、Ｗｉ−Ｆｉ）であり、第２の通信ライン１１７は、有線通信ライン（例えば、ＣＡＮ）である。この実施形態では、点火後、無線暗号化のために使用される対称鍵が、まず始めに有線インターフェースを介して共有される。暗号化鍵が共有されると、無線通信リンクを設定することが可能となる。
【００５３】
第１の通信ライン１１６を介した通信は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、ＷＡＶＥ、ＥＴＳＩ  ＩＴＳ−Ｇ５、ＩＥＥＥ８０２．１５．４、Ｃ−Ｖ２Ｘ等のような規格のうちの１つに準拠していてもよい。
【００５４】
第２の通信ライン１１７は、ＩＳＯ１１９９２  ＣＡＮラインまたはＳＡＥ Ｊ２４９７電力線であり得る。第２の通信ライン１１７を、光学的に確立してもよい。
【００５５】
無線メッセージが正しい鍵によって暗号化されているという事実により、トラック１１２および第１の認証コード生成モジュール１１８は、無線送信元が、当該トラック１１２の連結相手であるトレーラ１１４であることを確信する。なぜなら、無線通信ライン１１６へのアクセスを有する当事者は、他にいないからである。
【００５６】
図３は、本発明によるシステム２１０および方法の第３の実施形態による、無線接続を使用した暗号化鍵の交換についてのさらなる概略図を示す。
【００５７】
この実施形態では、図１に関連して説明したシステム１０の全ての構造的特徴および機能的特徴が実現されており、かつ存在している。
【００５８】
類似の、同一の、または対応する機能には、２００の値が加算された参照符号が付されており、すなわち、トラック２１２、トレーラ２１４、第１の通信ライン２１６、第２の通信ライン２１７、第１の認証コード生成モジュール２１８、および第２のコード処理モジュール２２０が設けられている。
【００５９】
１つの実施形態では、暗号化鍵は、通信の最初に、第１の通信ライン２１６および第２の通信ライン２１７を介して無線で共有される。本方法は、例えば、ディフィー・ヘルマンまたはＲＳＡ鍵交換アルゴリズムを使用する。暗号化鍵が共有されると、当事者達は、各自の送信されたデータをその鍵によって暗号化する。
【符号の説明】
【００６０】
１０  システム
１２  トラック
１４  トレーラ
１６  通信ライン；空気圧ライン
１７  通信ライン；無線通信ライン
１８  認証コード生成モジュール
２０  コード処理モジュール
１１０  システム
１１２  トラック
１１４  トレーラ
１１６  通信ライン；無線通信ライン
１１７  通信ライン；有線通信ライン
１１８  認証コード生成モジュール
１２０  コード処理モジュール
２１０  システム
２１２  トラック
２１４  トレーラ
２１６  通信ライン；無線通信ライン
２１７  通信ライン；無線通信ライン
２１８  認証コード生成モジュール
２２０  コード処理モジュール
【図１】
2021535036.tif 000003
【図２】
2021535036.tif 000004
【図３】
2021535036.tif 000005
【国際調査報告】
2021535036.tif 000006
2021535036.tif 000007
2021535036.tif 000008