CN104285408A - 通信装置、通信系统及通信方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够实现防止不正确的通信即提高所通信的报文的可靠性的通信系统。通信系统具备以能够对通信报文进行通信的方式与通信回路连接的多个ECU。在各个ECU规定有固有ID、作为置换固有ID的置换备选的多个模拟ID。在ECU还规定有从多个模拟ID中选择一个作为置换固有ID的置换对象的模拟ID的模式。ECU在多个ECU之间使基于模式的置换对象的选择条件同步，基于模式将附加于通信报文的固有ID置换为模拟ID。而且，ECU发送附加有置换后的模拟ID的通信报文，并基于模式将从接收到的通信报文取得的模拟ID再置换为固有ID。并且，ECU基于再置换之后的固有ID来识别接收到的通信报文。

Description

通信装置、通信系统及通信方法
技术领域
本发明涉及在车辆等中进行网络连接的通信装置及将多个通信装置进行网络连接而成的通信系统及通信方法。
背景技术
众所周知，搭载于车辆的多个电子控制装置(ECU)分别相互进行网络连接，由此构成使这些电子控制装置具有的信息(车辆信息)能够相互进行通信的通信系统的情况较多。即这样的通信系统构成为以ECU为通信装置的车辆网络系统。并且，这样的车辆网络系统之一存在控制器局域网络(CAN)。
CAN中，共有作为通信回路的总线的各ECU通过各自的判断能够使报文在总线中流动，因此容易进行报文从各ECU向总线的发送。因此，例如也可能在CAN的总线上连接不正确的ECU，而向该总线发送不正确的报文，当发送这样的不正确的报文时，在接收到该报文的ECU中，也可能会与正规的报文同样地处理该不正确的报文。
因此，以往，也提出了防止基于不正确的报文的通信的技术等，其一例记载在专利文献1中。
在专利文献1记载的通信系统设有与网络连接的多个通信终端，在各通信终端设有用于与其他通信终端之间收发数据的收发部。在收发部设有：在通信终端存储作为固有值的固有信息的固有信息列表；将在全部通信终端间作为共有值的网络固有值存储的网络固有值存储单元；将通信终端的固有信息以网络固有值转换成转换固有值的固有信息转换单元；及存储转换固有值的转换固有信息列表。而且，在收发部设有：将帧生成部附加了转换固有值的发送数据作为报文进行发送的发送部；判定附加于接收到的报文的转换固有值与保持于转换固有信息列表的转换固有值是否一致的一致判定部；及接收一致判定部判定为“一致”的通信数据的接收部。即，在通信终端中，在附加于接收数据的转换固有值与保持于转换固有信息列表的转换固有值不一致时，将该接收数据废弃。而且在该通信系统中，伴随着网络固有值的更新而更新转换固有信息，但此时，在不正确地更换的通信终端中，无法正确地更新转换固有信息，因此能够防止通信终端被不正确地更换的情况，能够提高网络安全性。
专利文献1：日本特开2006-319606号公报
发明内容
根据上述的专利文献1记载的通信系统，不正确地更换的通信终端若在更新了网络固有值之后，则不具有基于更新后的网络固有值而更新的转换固有信息，因此无法进行通信。然而，不正确地更换的通信终端在网络固有值被更新之前，能够利用从在网络中流动的报文取得的转换固有信息。因此，该通信系统有时无法防止利用从在网络中流动的报文取得的转换固有信息的上述不正确地更换的通信终端所引起的不正确的通信。
本发明鉴于这样的实际情况而作出，其目的在于提供一种能够实现防止不正确的通信即提高所通信的报文的可靠性的通信系统、通信方法及用于该通信系统的通信装置。
以下，记载有用于解决上述课题的方案及其作用效果。
为了实现上述目的，本发明所提供的通信系统将多个通信装置以能够对通信报文进行通信的方式与通信回路连接而成，在通信报文中附加有识别该通信报文的固有标识符，在上述通信装置中，规定上述固有标识符、作为置换上述固有标识符的置换备选的多个模拟标识符及从上述多个模拟标识符中选择一个作为置换上述固有标识符的置换对象而选择的模拟标识符的模式，在上述多个通信装置之间使基于上述模式的置换对象的选择条件同步，发送通信报文的通信装置基于上述模式将附加于通信报文的上述固有标识符置换为上述模拟标识符，并发送附加有置换后的该模拟标识符的通信报文，接收通信报文的通信装置基于上述模式将从接收到的通信报文所取得的模拟标识符再置换为上述固有标识符，并基于再置换后的该固有标识符来识别接收到的上述通信报文。
为了实现上述目的，本发明所提供的通信方法是多个通信装置经由通信回路对报文进行通信的通信方法，具备：向发送的通信报文附加用于识别该通信报文的固有标识符的工序；将上述固有标识符置换为基于模式从能够置换该固有标识符的多个模拟标识符中选择的一个模拟标识符的工序；在多个通信装置之间使基于上述模式的选择条件同步的工序；及发送将上述固有标识符置换成模拟标识符之后的通信报文的工序。
为了实现上述目的，本发明所提供的通信方法是多个通信装置经由通信回路对报文进行通信的通信方法，具备：从接收到的通信报文取得附加于该通信报文的模拟标识符的工序；基于模式将所取得的上述模拟标识符置换成用于识别通信报文的固有标识符的工序；在多个通信装置之间使基于上述模式的置换同步的工序；及基于上述模拟标识符被置换之后的固有标识符来识别通信报文的工序。
为了实现上述目的，本发明所提供的通信装置连接于通信回路，且在该通信装置与连接于上述通信回路的其他通信装置之间进行基于通信报文的通信，在上述通信报文中附加有用于识别该通信报文的固有标识符，在该通信装置中，规定上述固有标识符、作为置换上述固有标识符的置换备选的多个模拟标识符及选择上述多个模拟标识符中的一个模拟标识符作为置换上述固有标识符的置换对象的模式，在该通信装置与上述其他通信装置之间使基于上述模式的置换对象的选择条件同步，并基于上述模式将附加于所发送的通信报文的固有标识符置换为上述模拟标识符，发送附加有置换后的该模拟标识符的通信报文。
为了实现上述目的，本发明所提供的通信装置连接于通信回路，且在该通信装置与连接于上述通信回路的其他通信装置之间进行基于通信报文的通信，在上述通信报文中附加有用于识别该通信报文的固有标识符，在该通信装置中，规定上述固有标识符、作为置换上述固有标识符的置换备选的多个模拟标识符及选择上述多个模拟标识符中的一个模拟标识符作为置换上述固有标识符的置换对象的模式，在该通信装置与上述其他通信装置之间使基于上述模式的置换对象的选择条件同步，并基于上述模式将从接收到的通信报文取得的模拟标识符再置换为上述固有标识符，基于再置换之后的该固有标识符来识别接收到的上述通信报文。
根据这样的结构或方法，用于识别通信报文的固有标识符在该通信装置与其他通信装置之间进行通信时被置换成模拟标识符，通过置换后的该模拟标识符来发送或接收通信报文。
这样一来，基于模拟标识符来进行通信报文的通信，由此即使不正确或意外地获知固有标识符，也能够防止基于该固有标识符的不正确的通信报文的通信。即，能够提高在通信系统中通信的通信报文的可靠性。
另外，置换固有标识符的模拟标识符基于模式来选择。由此，能够使用于通信的模拟标识符基于模式而变化。这样的话，即使不正确或意外地获知固有标识符、模拟标识符，也能够通过切换用于通信的模拟标识符来防止由不正确的通信报文引起的通信。而且，若将选择模拟标识符的模式设为即使监视通信报文也难以认知的模式，则即使获知模拟标识符，也难以推定选择适合于通信的模拟标识符的模式，因此能够防止由不正确的通信报文引起的通信。
作为优选的结构，关于作为置换上述通信报文的固有标识符的置换备选而规定的模拟标识符的数量，优先级高的通信报文多于优先级低的通信报文。
根据这样的结构，能够进一步提高优先级高的通信报文的可靠性。由此，能够将与优先级的高低对应的适当的可靠性设定于通信报文。
作为优选的结构，同步的基于上述模式的置换对象的上述选择条件以附加有上述置换后的模拟标识符的通信报文在通信回路中流动的情况为条件。
根据这样的结构，每当使用了模拟标识符的通信时，选择适当的模拟标识符，即更新。因此，不正确的通信报文难以使用适当的模拟标识符进行通信，能够将通信报文的可靠性维持得较高。
作为优选的结构，上述模式是取决于伪随机数的随机模式，上述伪随机数是基于上述通信报文在通信回路中流动的次数而产生的。
根据这样的结构，通过随机模式来选择置换对象，因此即使监视通信报文，也难以适当地推定成为选择对象的模拟标识符。因此，使用了模拟标识符的不正确的通信变得困难，因此能够将通信报文的可靠性维持得较高。
作为优选的结构，在上述多个通信装置中设有对上述通信报文在通信回路中流动的次数进行计测的计数器，基于上述计数器计测的计数值而使基于上述模式的置换对象的选择条件同步。
根据这样的结构，在多个通信装置之间，能够使置换对象的模拟标识符的选择同步。由此，每当通信时对选择对象进行选择的情况变得容易且可靠，因此能够将通信报文的可靠性维持得较高。
作为优选的结构，上述通信报文是基于CAN协议的报文，上述固有标识符是由CAN协议规定的报文ID。
根据这样的结构，能够将对基于CAN协议的通信报文的可靠性维持得较高。接收到基于CAN协议的通信报文的通信装置通常若附加于通信报文的报文ID正确则处理报文，但是根据该结构，通过将报文ID设为模拟标识符，能够提高通信报文的可靠性。
作为优选的结构，上述模拟标识符是由未附加于通信报文的固有标识符中选择而得到的。
根据这样的结构，能够使用能够作为固有标识符进行定义的标识符中的例如未分配(空)的标识符、例如试验时等使用的条件受限定的标识符。由此，通信报文的可靠性提高的通信系统能够容易地包含或适用已存的系统。
作为优选的结构，与上述固有标识符连续的多个标识符被设定为上述多个模拟标识符。
根据这样的结构，固有标识符与模拟标识符连续，因此通信系统的设计变得容易。而且，例如，在CAN协议中，向值小的报文ID分配高的优先级。因此，通过使模拟标识符与固有标识符连续，能够将所选择的模拟标识符的优先级维持成与固有标识符同样的优先级，因此能够维持并适用基于CAN协议的优先级。
附图说明
图1是对于将搭载有本发明的通信系统的车辆具体化的一个实施方式表示其概略结构的框图。
图2是表示图1所示的通信系统的概略结构的框图。
图3是表示图2所示的发送用处理部的概略结构的框图。
图4是表示图2所示的接收用处理部的概略结构的框图。
图5是表示图3、4所示的通信对象报文ID列表的列表的图。
图6是表示图3、4所示的转换对象报文ID列表的列表的图。
图7是表示图3、4所示的转换计数值列表的列表的图。
图8是表示通过图1所示的通信系统对转换计数列表进行初始化的次序的流程图。
图9是表示对图2所示的发送用处理部所发送的通信报文进行处理的次序的流程图。
图10是表示对图2所示的接收用处理部接收到的通信报文进行处理的次序的流程图。
图11是对于将本发明的通信系统具体化的实施方式表示作为转换目的地能够分配的设定有报文ID的备选报文ID列表的列表的图。
图12是表示基于图11所示的备选报文ID列表中登记的报文ID的转换对象报文ID列表的列表的图。
图13是对于将本发明的通信系统所用的ECU具体化的实施方式表示其概略结构的框图。
图14是对于将本发明的通信系统所用的ECU具体化的其他实施方式表示其概略结构的框图。
具体实施方式
按照图1～10，对将本发明的通信系统具体化的第一实施方式进行说明。
如图1所示，车辆10具备作为通信系统的车载网络系统。车载网络系统具备：作为通信装置的第一～第四电子控制装置(ECU)11～14；及将第一～第四ECU11～14连接的通信用总线15。由此第一～第四ECU11～14能够将控制等所用的各种信息经由通信用总线15而相互供给接收(收发)。另外，车载网络系统构成为适用CAN(Controller AreaNetwork)协议作为通信协议的CAN网络。通信用总线15例如是双股扭绞电缆。由此，在通信用总线15能够容易追加其他ECU，并且追加的其他ECU也容易对通信报文进行收发。
另外，在通信用总线15设有能够将外部设备以能够通信的方式连接的作为连接端子的数据链路连接器(DLC)16。DLC16将制造商或汽车经销商等准备的作为正规的通信装置的诊断设备等以能够通信的方式向通信用总线15连接。而且，在DLC16上也可以连接使用者独自准备的作为非正规的通信装置的使用者工具17。
因此，当将向网络连接时的动作验证不充分的其他ECU、使用者工具17等与通信用总线15连接时，从这些设备发送的通信报文可能会给通信用总线15的通信造成不良影响。尤其是非正规的测试器、智能手机等使用者工具17执行不适当的软件、病毒等，由此可能会产生对通信用总线15的通信造成不良影响的通信报文的发送动作等。而且，也有可能因妨碍通信的意图将不正确的ECU与通信用总线15连接。因此，作为通信系统，需要防止可能对通信用总线15的通信造成影响的通信报文的通信。
第一～第四ECU11～14分别是车辆10的各种控制所用的控制装置，例如是以驱动系统、行驶系统、车身系统、信息设备系统等为控制对象的ECU。例如，作为以驱动系统为控制对象的ECU，可列举发动机用ECU，作为以行驶系统为控制对象的ECU，可列举转向用ECU或制动用ECU，作为对车身系统进行控制的ECU，可列举车灯用ECU或车窗用ECU，作为以信息设备系统为控制对象的ECU，可列举车辆导航用ECU。另外，与通信用总线15连接的ECU的个数并不局限于4个，可以为3个以下，也可以为5个以上。另外，第一～第四ECU11～14具有同样的结构，因此，以下说明第一ECU11的结构，省略关于第二～第四ECU12～14的结构的说明。
如图2所示，在第一ECU11设有：使用各种信息进行各种控制所需的处理的信息处理部20；及CAN控制器21，经由通信用总线15而在该CAN控制器21与其他ECU之间进行基于CAN协议的通信报文的通信，并在该CAN控制器21与信息处理部20之间进行与通信报文关联的数据的供给接收。
CAN控制器21对从通信用总线15接收到的通信报文进行解析，取得该通信报文所包含的报文ID、未传送的作为数据主体的通信数据等，并将该取得的报文ID、通信数据等向信息处理部20提供。而且，CAN控制器21基于从信息处理部20输入的报文ID、通信数据等来生成包含该报文ID、通信数据等的通信报文，并将生成的通信报文向通信用总线15发送。
由此，在第一ECU11中，在通信用总线15中发送(流动)的通信报文由CAN控制器21接收，该接收到的通信报文所包含的通信数据等的关联的数据从CAN控制器21由信息处理部20取得。而且，在第一ECU11中，要发送的通信数据等从信息处理部20向CAN控制器210赋予，包含该赋予的通信数据等的通信报文从CAN控制器21向通信用总线15发送(流动)。
由此，第一ECU11的信息处理部20能够从在通信用总线15中流动的通信报文取得从第二～四ECU12～14等发送的控制功能所需的各种数据。而且，能够将要向第二～四ECU12～14等传递的各种数据包含在通信报文中而向通信用总线15发送。
信息处理部20构成为包含微型计算机，具有进行各种处理的运算装置、对运算结果、提供各种控制功能的程序等进行保持的存储装置。并且，在信息处理部20中，通过运算装置对提供预定的控制功能的程序进行执行处理，由此来提供该预定的控制功能。在本实施方式中，在信息处理部20设有：对发送的通信报文所包含的报文ID进行转换处理(置换处理)的发送用处理部22；及对接收到的通信报文所包含的报文ID进行再转换处理(再置换处理)的接收用处理部23。发送用处理部22和接收用处理部23通过由运算装置执行保持于存储装置的对应的程序来发挥它们的功能。
如图3所示，发送用处理部22具有：从信息处理部20被输入报文ID和通信数据作为报文用数据的发送指示部30；及对输入到发送指示部30的报文用数据实施转换处理的报文ID转换部31。而且，发送用处理部22具有：将由报文ID转换部31实施了转换处理后的报文用数据向CAN控制器21输出的报文传送部32；及保持对报文用数据的转换处理所用的各种数据的存储部33。另外，在本实施方式中，使用信息处理部20的存储装置作为存储部33，但存储部33所用的存储装置也可以是其他存储装置。在存储部33设有通信对象报文ID列表34、转换对象报文ID列表35及转换用计数值列表36。
如图5所示，在通信对象报文ID列表34设定有多个报文ID。报文ID是基于CAN协议的规格而规定的ID，按照通信报文所包含的通信数据的各内容而规定1个ID。即，在通信对象报文ID列表34中，对应于通信数据的内容而仅设定1个报文ID，通过该报文ID能够识别通信数据的内容。另外，在本实施方式中，为了便于说明，将对应于通信数据的内容而仅设定1个的报文ID称为“固有ID”(固有标识符)。即，在基于CAN协议的通信中，通常，基于向通信报文赋予的固有ID(报文ID)，对通信报文进行收发，并识别该通信报文所包含的通信数据的内容。例如，在通信对象报文ID列表34中，作为固有ID，设定有“001”、“007”、“00D”、“013”、…“300”、“305”、“30A”、“30F”、…、“500”、“504”、“508”、“50C”作为通信对象报文ID。而且，在通信对象报文ID列表34中，作为固有ID，设定有“700”、“703”、“706”、“709”、…、“800”、“801”、“802”、“803”、…等作为通信对象报文ID。例如，以使固有ID“001”的通信数据的内容为制动操作量、固有ID“007”的通信数据的内容为油门操作量、固有ID“00D”的通信数据的内容为速度、固有ID“013”的通信数据的内容为加速度等的方式将固有ID与通信数据的内容建立对应关系。
如图6所示，在转换对象报文ID列表35中设定有在通信对象报文ID列表34中设定的固有ID中的设为置换对象(置换源)的固有ID，并且设定有能够对该固有ID进行置换(转换)的置换备选(置换目的地)的1个或多个模拟ID(模拟标识符)。即，模拟ID是与报文ID同样的格式的ID，是能够从固有ID进行置换的ID。而且，模拟ID虽然与固有ID建立对应关系，但无需对通信数据的内容仅设定1个。例如，在转换对象报文ID列表35中，作为转换对象(置换源)的固有ID，设定有“001”、“007”、“00D”、“013”、…、“300”、“305”、“30A”、“30F”作为转换对象报文ID。而且，在转换对象报文ID列表35中，作为转换对象的固有ID，设定有“500”、“504”、“508”、“50C”、…、“700”、“703”、“706”、“709”、…等。
另一方面，在转换对象报文ID列表35中，成为与固有ID“001”对应的置换备选(置换目的地)的模拟ID设定为备选编号1～5的5个与固有ID连续的ID。此时，备选编号1的模拟ID为“002”，备选编号2的模拟ID为“003”，备选编号3的模拟ID为“004”，备选编号4的模拟ID为“005”，备选编号5的模拟ID为“006”。例如，在向固有ID“001”分配制动操作量时，通常，制动操作量仅通过附加有固有ID“001”的通信报文进行通信，但是在本实施方式中，也可以向制动操作量的通信报文附加模拟ID“002”～“006”中的任一个。同样，在固有ID“300”设定有成为置换备选的模拟ID为备选编号1～4的4个即“301”、“302”、“303”及“304”。而且，在固有ID“500”设定有成为置换备选的模拟ID为备选编号1～3的3个即“501”、“502”及“503”，并且在固有ID“700”设定有成为置换备选的模拟ID为备选编号1～2的2个即“701”及“702”。另外，为了便于说明，省略图6的转换对象报文ID列表35中记载的关于对其他固有ID(置换源)设定的置换备选(置换目的地)的模拟ID的说明。
如图7所示，转换用计数值列表36是存储各固有ID的通信报文的收发次数作为计数值的列表。在转换用计数值列表36中，在发送通信报文时，将该通信报文所对应的固有ID的计数值加1，并将接收到的通信报文所对应的固有ID的计数值加1。另外，在发送通信报文时，信息处理部20根据发送而更新计数值，因此在由自身接收到从自身发送出的通信报文时，不进行与该接收相伴的计数值的更新。
另外，根据CAN协议，与通信用总线15连接的全部ECU能够接收在通信用总线15中流动的通信报文。因此，信息处理部20基于所收发的通信报文来进行固有ID所对应的计数值的更新，由此在与通信用总线15连接的全部ECU之间，能够使在各个ECU的转换用计数值列表36中设定的固有ID的计数值同步(一致)。
如图3所示，报文ID转换部31对从发送指示部30输入的报文用数据MS1所包含的固有ID进行转换处理(置换处理)。例如，在报文用数据MS1所包含的固有ID未设定于转换对象报文ID列表35时，报文ID转换部31不对该固有ID进行转换(置换)。另一方面，在报文用数据MS1所包含的固有ID设定于转换对象报文ID列表35时，报文ID转换部31将该固有ID转换(置换)成从成为固有ID的置换备选的多个模拟ID中选择的1个模拟ID。模拟ID的选择通过将来自报文ID转换部31具有的模式运算部311的运算结果适用于转换对象报文ID列表35的备选编号来进行。并且，通过转换处理而得到的报文用数据MS2向报文传送部32输出。
模式运算部311根据所输入的参数，产生不容易从外部进行推定的取决于伪随机数的模式(随机模式)并输出。即，模式运算部311具有按照各参数产生不同的值那样的模式(顺序)，该模式(顺序)伴随着参数的变更而进行。根据这种情况，模式运算部311根据变更输入的参数的条件来更新基于随机模式的输出。而且，当设定输出范围时，模式运算部311输出所设定的输出范围的值作为运算结果。例如，当设定整数的输出范围时，模式运算部311算出由整数构成的伪随机数，并求出将该算出的整数除以输出范围的值所得到的余数。由此，模式运算部311算出与从“0”到“输出范围-1”的“输出范围”的值相等的种类(整数)的值。另外，只要能够从模式运算部311得到所需的输出结果即可，模式运算部311中的运算处理没有限于上述的方法，可以使用其他公知的方法。
如图4所示，接收用处理部23具有：从CAN控制器21取得报文用数据的接收指示部40；及对从接收指示部40输入的报文用数据实施转换处理的报文ID再转换部41。而且，接收用处理部23具有：将由报文ID再转换部41实施了转换处理后的报文用数据向信息处理部20输出的报文传送部42；及保持对报文用数据的转换处理所用的各种数据的存储部43。另外在本实施方式中，使用信息处理部20的存储装置作为存储部43，但存储部43所用的存储装置也可以是其他存储装置。
在存储部43设有通信对象报文ID列表44、转换对象报文ID列表45及转换用计数值列表46。另外，通信对象报文ID列表44与图5所示的通信对象报文ID列表34相同，转换对象报文ID列表45与图6所示的转换对象报文ID列表35相同，因此省略它们的说明。另外，也可以利用通信对象报文ID列表34作为通信对象报文ID列表44，并利用转换对象报文ID列表35作为转换对象报文ID列表45。而且，转换用计数值列表46被设定为与图7所示的转换用计数值列表36通用或与之同步(一致)，因此省略其说明。
报文ID再转换部41对从CAN控制器21输入的报文用数据MR1所包含的报文ID(固有ID或模拟ID)进行转换处理(再置换处理)。例如，在报文ID设定于通信对象报文ID列表44时，由于报文ID是固有ID，因此报文ID再转换部41不对该报文ID进行转换(置换)。另一方面，在报文ID未设定于通信对象报文ID列表44而设定于转换对象报文ID列表45时，由于报文ID是模拟ID，因此报文ID再转换部41将该模拟ID向转换前(置换前)的固有ID进行再转换(再置换)。向置换前的固有ID的再置换通过将来自模式运算部411的运算结果适用于转换对象报文ID列表45的备选编号来进行。并且，通过转换处理而得到的报文用数据MR2向报文传送部42输出。
模式运算部411由于与发送指示部30的模式运算部311为相同的结构，因此省略其说明。另外，模式运算部411可以与模式运算部311通用。
接着，参照图8～10，说明本实施方式的通信系统的作用。
首先，说明通信系统的初始化。该通信系统的初始化当因车辆10的点火开关为接通等而通信系统的初始化条件成立时被执行。另外，通信系统的初始化条件可以包含通信系统的起动、来自监视通信系统的ECU的指示、驾驶员进行的操作等。
如图8所示，当通信系统的初始化开始时，在与通信用总线15连接的全部ECU、例如第一～第四ECU11～14中，设于各ECU的转换用计数值列表36的计数值被初始化，例如设为“0”(图8的步骤S10)。上述的初始化在全部ECU中以同样的时机进行，但是该时机可以是各ECU分别计测出的时机，也可以是通过从一个ECU发送出的对初始化进行指示的通信报文而指示的时机。
接着，参照图9，说明发送通信报文的情况。
信息处理部20每当准备要发送的通信数据时，准备包含该通信数据和该通信数据所对应的固有ID的报文用数据，并开始对该报文用数据的发送用处理。
如图9所示，当发送用处理开始时，发送用处理部22取得信息处理部20准备好的报文用数据(图9的步骤S20)，并取得该报文用数据所包含的固有ID(图9的步骤S21)。而且，发送用处理部22参照通信对象报文ID列表34，判定所取得的固有ID是否为通信对象的报文ID(图9的步骤S22)。并且，在判定为所取得的固有ID不是通信对象报文ID时(在图9的步骤S22中为“否”)，发送用处理部22中止基于所取得的报文用数据的通信报文的发送用处理，不发送与该固有ID对应的通信报文。
另一方面，在判定为所取得的固有ID是通信对象报文时(在图9的步骤S22中为“是”)，发送用处理部22参照转换对象报文ID列表35，判定该固有ID是否为转换对象报文ID(图9的步骤S23)。并且，在判定为固有ID是转换对象报文ID时(图9的步骤S23中为“是”)，发送用处理部22参照转换用计数值列表36，判定与固有ID对应的计数值是否为初始值(图9的步骤S24)。并且，在判定为与固有ID对应的计数值不是初始值时(在图9的步骤S24中为“否”)，发送用处理部22进行将固有ID置换成模拟ID的报文ID转换处理(图9的步骤S25)。
另外，在判定为固有ID不是转换对象报文ID时(在图9的步骤S23中为“否”)或判定为与固有ID对应的计数值是初始值时(在图9的步骤S24中为“是”)，发送用处理部22不执行步骤S25的报文ID转换处理，而进行报文的传送处理(图9的步骤S26)。
在报文ID转换处理中，发送用处理部22将向固有ID的置换备选的模拟ID的数量作为输出范围向模式运算部311输入，将与固有ID对应的计数值作为参数向模式运算部311输入。在本实施方式中，与固有ID对应的计数值对应于选择模拟ID的选择条件，模式运算部311运算的伪随机数对应于模式。由此，能够从模式运算部311得到与输出范围对应的整数，因此发送用处理部22使用将该得到的整数加“1”所得的数作为备选编号，从向固有ID的置换备选的模拟ID中选择1个模拟ID。
例如，如图6所示，在固有ID为“001”时，成为置换备选的模拟ID为“00”“003”“004”“005”“006”这“5”个。此时，向模式运算部311输入从变量用计数值列表得到的计数值作为参数，并输入模拟ID的数“5”作为输出范围，由此从模式运算部311以随机的模式得到“0”至“4”中的任一个整数作为运算结果。并且，发送用处理部22将模式运算部311的运算结果加“1”所得的值作为备选编号。即在发送用处理部22中，基于运算结果“0”而选择备选编号“1”的模拟ID“002”，基于运算结果“1”而选择备选编号“2”的模拟ID“003”，基于运算结果“2”而选择备选编号“3”的模拟ID“004”。而且，基于运算结果“3”而选择备选编号“4”的模拟ID“005”，基于运算结果“4”而选择备选编号“5”的模拟ID“006”。
因此，在具有模式运算部311的各ECU中，作为固有ID的置换备选而选择的1个模拟ID在成为置换备选的模拟ID的数量、各模拟ID的值、模式运算部311采用的模式及固有ID所对应的计数值的条件全部一致时，能适当地选择同一ID。换言之，在上述条件中的任一个条件不一致时，无法适当地选择成为固有ID的转换备选的1个模拟ID，因此在该ECU中选择与其他ECU不同的模拟ID。
并且，第一ECU11的发送用处理部22将固有ID置换成基于如上述那样得到的模式运算部311的运算结果而选择的模拟ID。
当报文用数据的固有ID转换成模拟ID时，或者如上述那样在步骤S23中为“否”时，或者如上述那样在步骤S24中为“是”时，发送用处理部22进行报文传送(图9的步骤S26)。在报文传送中，发送用处理部22将报文用数据所包含的报文ID(固有ID或模拟ID)及通信数据向CAN控制器21输出，CAN控制器21基于从发送用处理部22接受到的报文用数据来生成通信报文并向通信用总线15发送。由此，在报文ID为模拟ID时，通信用报文的报文ID采用模拟ID，因此能实现通信报文的可靠性的提高。另一方面，在报文ID仍为固有ID的情况下，通信用报文的报文ID采用固有ID，能够进行CAN协议下的通常的通信。
在报文传送之后，发送用处理部22对CAN控制器21进行监视，确认通信报文的发送处理是否发生发送错误(图9的步骤S28)。在判断为通信报文的发送处理发生了发送错误时(在图9的步骤S28中为“否”)，发送用处理部22准备与先前的报文传送时相同的报文用数据(图9的步骤S27)，返回到步骤S26，再次执行报文传送及其以后的处理。
另一方面，在判断为通信报文的发送处理未发生发送错误时(在图9的步骤S28中为“是”)，发送用处理部22将固有ID所对应的计数值加1而对计数值进行更新(图9的步骤S29)。并且，通信报文的发送用处理结束。通过如此对计数值进行更新，每当执行报文ID转换处理时，能够发送对模拟ID进行变更即报文ID实时地变化的通信报文。
接着，参照图10，说明接收通信报文的情况。
在信息处理部20中，CAN控制器21从通信用总线15对通信报文进行解析而输出报文用数据，由此开始接收用处理。
如图10所示，当接收用处理开始时，接收用处理部23取得从CAN控制器21输出的报文用数据(图10的步骤S30)，并取得该报文用数据所包含的报文ID(固有ID或模拟ID)(图10的步骤S31)。当取得报文ID时，接收用处理部23参照通信对象报文ID列表44，判定所取得的报文ID是否为固有ID(图10的步骤S32)。在报文ID为固有ID时(在图10的步骤S32中为“是”)，接收用处理部23参照转换对象报文ID列表45，判定固有ID是否为转换对象报文ID(置换源)(图10的步骤S34)。
在固有ID不是转换对象报文ID(置换源)时(在图10的步骤S34中为“否”)，接收用处理部23将报文用数据原封不动地向信息处理部20传送(图10的步骤S38)。即，可知该通信报文是通过固有ID进行通信的报文的情况和在该固有ID未设定成为置换备选的模拟ID的情况。
另一方面，在固有ID为转换对象报文ID(置换源)时(在图10的步骤S34中为“是”)，接收用处理部23对该固有ID所对应的转换用计数值进行更新(图10的步骤S37)，将报文用数据原封不动地向信息处理部20传送(图10的步骤S38)。即，可知该通信报文是通过固有ID进行通信的报文的情况和在该固有ID设定有成为置换备选的模拟ID的情况。这样一来，即便是设定有成为置换备选的模拟ID的固有ID，如图9的步骤S24所示，在对应的计数值为初始值的情况下，也不将固有ID转换成模拟ID，因此发送以报文ID为固有ID的通信报文。
在报文ID不是通信对象报文ID(固有ID)时(在图10的步骤S32中为“否”)，存在报文ID为模拟ID的可能性。因此，接收用处理部23判定报文ID是否包含在转换固有ID的转换备选的模拟ID中(图10的步骤S33)。在判定为报文ID不包含在转换备选的模拟ID中时(在图10的步骤S33中为“否”)，接收用处理部23判断为报文ID既不是固有ID也不是模拟ID而结束通信报文的接收用处理。即，该报文ID被判断为是在该通信系统中未被利用的ID。
在判定为报文ID包含在转换固有ID的转换备选的模拟ID中时(在图10的步骤S33中为“是”)，接收用处理部23判断为报文ID是模拟ID。并且，接收用处理部23取得与该报文ID(模拟ID)对应的固有ID，并取得转换该固有ID的转换备选的模拟ID的数量及该固有ID所对应的计数值(图10的步骤S35)。并且，当向模式运算部411输入计数值作为参数并输入置换固有ID的置换备选的模拟ID的数量作为输出范围时，从模式运算部411以随机的模式得到“0”至“模拟ID的数量-1”的任一整数作为运算结果。将如此得到的运算结果加“1”所得的值作为备选编号而适用于转换对象报文ID列表45，由此取得从置换固有ID的置换备选的模拟ID选择的1个模拟ID。在如此取得的1个模拟ID与从通信报文取得的模拟ID一致时，判断为该模拟ID是与固有ID对应的适当的ID，因此将该模拟ID再置换成固有ID。即，报文用数据的报文ID成为从模拟ID进行再置换后的固有ID(图10的步骤S36)。
当报文用数据的模拟ID向固有ID进行再置换时，接收用处理部23对该固有ID所对应的转换用计数值进行更新(图10的步骤S37)，将报文用数据向信息处理部20传送(图10的步骤S38)。并且，对报文用数据的接收用处理结束。
并且，信息处理部20基于实施了接收用处理后的报文用数据所包含的固有ID来识别该报文用数据所包含的通信数据的内容，进行对该通信数据的适当的处理。即，信息处理部20即使在接收到报文ID实时地变化的通信报文的情况下，通过如此更新计数值，也能够对应于实时地变化的报文ID(模拟ID)而求出适当的固有ID，能够接收报文ID实时地变化的通信报文。
由此，根据该通信系统，在通信报文中流动的通信数据的内容的难读性提高。由此，防止由与通信用总线15连接的不正确的通信装置等引起的、基于不正确的通信报文的通信，能实现通信报文的可靠性的提高。
如以上说明那样，本实施方式的通信系统具有以下列举的效果。
(1)用于识别通信报文的固有ID在与其他ECU之间通信时被置换成模拟ID，通过该置换之后的模拟ID来发送及接收通信报文。
这样一来，基于模拟ID进行通信报文的通信，由此即使不正确或无意地获知固有ID，也能够防止基于该固有ID的不正确的通信报文的通信。即，能够提高在通信系统中通信的通信报文的可靠性。
另外，置换固有ID的模拟ID基于随机模式来选择。由此，能够使用于通信的模拟ID基于随机模式进行变化。这样的话，即使不正确或无意地获知固有ID、模拟ID，也能够通过切换用于通信的模拟ID来防止由不正确的通信报文引起的通信。而且，基于随机模式的置换对象的选择的变化即使监视通信报文也难以认知。因此，即使获知模拟ID，不正确的设备等也难以推定选择适合于通信的模拟ID的模式(顺序)，因此能够防止由不正确的通信报文引起的通信。
(2)固有ID小的一方的成为置换备选的模拟ID的数量多。由此，在CAN协议中，能够进一步提高优先级升高的报文ID小的通信报文的可靠性。由此，能够将与优先级的高低对应的适当的可靠性设定于通信报文。
(3)每当使用了模拟ID的通信时，选择适当的模拟ID，即更新。因此，不正确的通信报文难以使用适当的模拟ID进行通信，能够将通信报文的可靠性维持得较高。
(4)由于通过随机模式来选择置换对象，因此即使监视通信报文，也难以适当地推定成为选择对象的模拟ID。因此，使用了模拟ID的不正确的通信变得困难，因此能够将通信报文的可靠性维持得较高。
(5)在多个ECU之间，使置换对象的模拟ID的选择同步。由此，每次通信时对选择对象进行选择的情况变得容易且可靠，因此能够将通信报文的可靠性维持得较高。
(6)通过实时地使模拟ID变化，能够将对基于CAN协议的通信报文的可靠性维持得较高。接收到基于CAN协议的通信报文的ECU通常若附加于通信报文的报文ID正确则对报文进行处理，但是根据该结构，通过将报文ID设为模拟ID能够提高通信报文的可靠性。
(7)使用能够作为固有ID进行定义的ID中的例如未分配(空)的ID或例如试验时等使用的条件受限定的ID。由此，容易将通信报文的可靠性提高的该通信系统包含、适用于已存的系统。
(8)将固有ID连续的多个ID设定为多个模拟ID，由此固有ID与模拟ID连续，因此通信系统的设计变得容易。而且例如在CAN协议中，向值小的报文ID分配高的优先级。因此，通过使模拟ID与固有ID连续，能够将所选择的模拟ID的优先级维持成与固有ID同样的优先级，因此能够维持并适用基于CAN协议的优先级。
(其他实施方式)
另外，上述实施方式也可以通过以下的方案实施。
·在上述实施方式中，例示了信息处理部20包含发送用处理部22、接收用处理部23的情况。然而并不局限于此，发送用处理部、接收用处理部只要能够在与信息处理部之间及与CAN控制器之间分别进行数据的接收供给即可，它们的配置场所不受限制。
例如如图13所示，在设有信息处理部20A、CAN控制器21A的ECU11A中，发送用处理部22A、接收用处理部23A可以设于CAN控制器21A。
另外，例如如图14所示，在设有信息处理部20B和CAN控制器21B的ECU11B中，发送用处理部22B、接收用处理部23B可以设置在CAN控制器21B与信息处理部20B之间。
由此，该通信系统的设计自由度提高。
·在上述实施方式中，例示了采用与固有ID连续的ID作为置换该固有ID的置换备选的模拟ID的情况。然而并不局限于此，置换固有ID的置换备选的模拟ID也可以不与固有ID连续。而且，多个模拟ID可以不是相互连续的ID。由此，该通信系统的设计自由度提高，并且能够适用于已存的系统等适用可能性也提高。
·在上述实施方式中，例示了模拟ID从不与通信数据的内容对应的ID选择的情况。然而并不局限于此，模拟ID可以设定与通信数据的内容对应的ID，也可以设定试验用的ID等在车辆10行驶中不使用的ID。由此，能实现该通信系统的设计自由度或向已存系统等的适用可能性的提高。
·在上述实施方式中，例示了成为固有ID的置换备选的模拟ID预先设定于转换对象报文ID列表35的情况。然而并不局限于此，也可以根据通信系统中的固有ID的分配状况来设定成为固有ID的置换备选的模拟ID。
例如如图11所示，也可以将行驶中利用的固有ID以外的ID作为能够利用为模拟ID的报文ID而设定于可利用ID列表50，将设定于该可利用ID列表50的模拟ID如图12所示分配为成为转换对象报文ID列表51的置换备选的模拟ID。由此，不会影响能够设定报文ID的范围的固有ID的配置状态、模拟ID的配置状态，能够将成为置换备选的模拟ID与固有ID建立对应关系。即，该通信系统的设计自由度提高。
·在上述实施方式中，例示了成为置换固有ID的置换备选的模拟ID设定于列表的情况。然而并不局限于此，成为置换备选的模拟ID可以通过运算等方法求出。例如，图6所示的固有ID“001”的模拟ID也能够根据“固有ID+模式运算部的运算结果+1”的式子算出。由此，该通信系统的设计自由度提高。
·在上述实施方式中，例示了通信系统是基于CAN协议的系统的情况。然而并不局限于此，通信系统也能够适用于多个通信装置能够在任意的时机开始通信的通信协议。例如，这样的通信协议包含进行报文寻址的直列总线系统等。由此，能实现这样的通信系统的适用可能性的提高。
·在上述实施方式中，例示了计数值的更新每当进行基于与固有ID对应的通信报文的通信时被更新，即，在接收该通信报文的全部ECU之间，作为选择条件的计数值同步(一致)的情况。然而并不局限于此，作为选择条件的计数值的同步只要能够在多个ECU之间同步即可，同步的方法可以是任意的方法。例如，计数值的同步可以每当基于与固有ID对应的通信报文的通信进行预定次数时进行，也可以基于另行准备的指示同步的通信报文进行。由此，通信系统的设计自由度提高。
·在上述实施方式中，例示了用于选择备选编号的模式(顺序)为随机模式(伪随机数)的情况。然而并不局限于此，选择备选编号的模式(顺序)可以是备选编号的编号顺序等随机模式以外的顺序。即使模拟ID的选择顺序决定，由于报文ID实时地变化而通信报文的可靠性也提高。
·在上述实施方式中，例示了在输出范围设定成为置换备选的模拟ID的数量的情况，但并不局限于此，设定于输出范围的值可以小于成为置换备选的模拟ID的数量。而且，通过使设定于输出范围的值可变也能够使模式(顺序)的解析困难。由此，该通信系统的设计自由度提高。
·在上述实施方式中，例示了发送用处理部22、接收用处理部23对报文用数据所包含的报文ID实施转换(置换)或再转换(再置换)等处理的情况。然而并不局限于此，发送用处理部、接收用处理部也可以被输入基于CAN协议的通信报文，对解析所输入的通信报文而取得的报文ID实施转换(置换)或再转换(再置换)等处理。
·另外，发送用处理部、接收用处理部可以利用进行转换(置换)或再转换(再置换)而得到的报文ID对包含于通信报文的报文ID进行置换。或者也可以通过通信报文的解析来取得通信数据，生成包含在上述处理中得到的报文ID和通信数据的报文用数据。
由此，能实现该通信系统的结构的自由度的提高。
·在上述实施方式中，例示了置换备选不包含固有ID的情况，但并不局限于此，置换备选也可以包含固有ID。由此，能够增加成为固有ID的置换备选的ID的数量。
·在上述实施方式中，例示了在DLC16上有线连接外部设备的情况。然而并不局限于此，也可以在DLC上经由无线通信来连接外部设备。例如，只要在DLC上连接无线通信终端，在外部设备上也设置无线通信装置，并使DLC与外部设备之间的通信为无线通信即可。由此，无论向DLC的外部设备的连接方式如何都能够防止不正确的通信。
·在上述实施方式中，例示了通信系统搭载于车辆10的情况。然而并不局限于此，通信系统也可以将其一部分或全部设置在车辆以外。由此，对于在车辆以外使用的由CAN构成的通信系统也能够进行报文的正确/不正确的判定，因此能实现该通信系统的适用可能性的提高。
·在上述实施方式中，例示了通信系统搭载于车辆10的情况。然而并不局限于此，通信系统也可以设于车辆以外的移动体例如船舶、铁道、工业机械或机器人等。
附图标记说明
10…车辆，11～14…第一～第四ECU(电子控制装置)，11A、11B…ECU，15…通信用总线，16…数据链路连接器(DLC)，17…使用者工具，20、20A、20B…信息处理部，21、21A、21B…CAN控制器，22、22A、22B…发送用处理部，23、23A、23B…接收用处理部，30…发送指示部，31…报文ID转换部，311、411…模式运算部，32、42…报文传送部，33、43…存储部，34、44…通信对象报文ID列表，35、45、51…转换对象报文ID列表，36、46…转换用计数值列表，40…接收指示部，41…报文ID再转换部，50…可利用ID列表。

Claims (12)

1.一种通信系统，将多个通信装置以能够对通信报文进行通信的方式与通信回路连接而成，所述通信系统的特征在于，
在通信报文中附加有识别该通信报文的固有标识符，
在所述通信装置中，规定所述固有标识符、作为置换所述固有标识符的置换备选的多个模拟标识符及从所述多个模拟标识符中选择一个作为置换所述固有标识符的置换对象而选择的模拟标识符的模式，
在所述多个通信装置之间使基于所述模式的置换对象的选择条件同步，
发送通信报文的通信装置基于所述模式将附加于通信报文的所述固有标识符置换为所述模拟标识符，并发送附加有置换后的该模拟标识符的通信报文，
接收通信报文的通信装置基于所述模式将从接收到的通信报文所取得的模拟标识符再置换为所述固有标识符，并基于再置换后的该固有标识符来识别接收到的所述通信报文。
2.根据权利要求1所述的通信系统，其中，
关于作为置换所述通信报文的固有标识符的置换备选而规定的模拟标识符的数量，优先级高的通信报文多于优先级低的通信报文。
3.根据权利要求1或2所述的通信系统，其中，
同步的基于所述模式的置换对象的所述选择条件以附加有所述置换后的模拟标识符的通信报文在通信回路中流动为条件。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的通信系统，其中，
所述模式是取决于伪随机数的随机模式，所述伪随机数是基于所述通信报文在通信回路中流动的次数而产生的。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的通信系统，其中，
在所述多个通信装置中设有对所述通信报文在通信回路中流动的次数进行计测的计数器，基于所述计数器计测的计数值而使基于所述模式的置换对象的选择条件同步。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的通信系统，其中，
所述通信报文是基于CAN协议的报文，
所述固有标识符是由CAN协议规定的报文ID。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的通信系统，其中，
所述模拟标识符是由未附加于通信报文的固有标识符中选择而得到的。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的通信系统，其中，
与所述固有标识符连续的多个标识符被设定为所述多个模拟标识符。
9.一种通信方法，是多个通信装置经由通信回路对报文进行通信的通信方法，所述通信方法的特征在于，具备：
向发送的通信报文附加用于识别该通信报文的固有标识符的工序；
将所述固有标识符置换为基于模式从能够置换该固有标识符的多个模拟标识符中选择的一个模拟标识符的工序；
在多个通信装置之间使基于所述模式的选择条件同步的工序；及
发送将所述固有标识符置换成模拟标识符之后的通信报文的工序。
10.一种通信方法，是多个通信装置经由通信回路对报文进行通信的通信方法，所述通信方法的特征在于，具备：
从接收到的通信报文取得附加于该通信报文的模拟标识符的工序；
基于模式将所取得的所述模拟标识符置换成用于识别通信报文的固有标识符的工序；
在多个通信装置之间使基于所述模式的置换同步的工序；及
基于所述模拟标识符被置换之后的固有标识符来识别通信报文的工序。
11.一种通信装置，连接于通信回路，且在该通信装置与连接于所述通信回路的其他通信装置之间进行基于通信报文的通信，所述通信装置的特征在于，
在所述通信报文中附加有用于识别该通信报文的固有标识符，
在该通信装置中，规定所述固有标识符、作为置换所述固有标识符的置换备选的多个模拟标识符及选择所述多个模拟标识符中的一个模拟标识符作为置换所述固有标识符的置换对象的模式，
在该通信装置与所述其他通信装置之间使基于所述模式的置换对象的选择条件同步，并基于所述模式将附加于所发送的通信报文的固有标识符置换为所述模拟标识符，发送附加有置换后的该模拟标识符的通信报文。
12.一种通信装置，连接于通信回路，且在该通信装置与连接于所述通信回路的其他通信装置之间进行基于通信报文的通信，所述通信装置的特征在于，
在所述通信报文中附加有用于识别该通信报文的固有标识符，
在该通信装置中，规定所述固有标识符、作为置换所述固有标识符的置换备选的多个模拟标识符及选择所述多个模拟标识符中的一个模拟标识符作为置换所述固有标识符的置换对象的模式，
在该通信装置与所述其他通信装置之间使基于所述模式的置换对象的选择条件同步，并基于所述模式将从接收到的通信报文所取得的模拟标识符再置换为所述固有标识符，基于再置换之后的该固有标识符来识别接收到的所述通信报文。
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