CN108075797A - 车载通信系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及车载通信系统。车载通信系统具备：构成为管理车辆的充电信息的第一ECU；与第一ECU连接的网关；与网关连接的第二ECU；构成为与车辆外部进行通信的车载通信器；以及将第一ECU和车载通信器连接的本地总线。第一ECU构成为在外部充电装置对车辆充电时，将车辆的充电信息经由本地总线发送给车载通信器。

Description

车载通信系统
技术领域
本发明涉及将外部充电装置对车辆的充电信息发送到车辆外部的车载通信系统。
背景技术
以往，已知有一种如下所述的车载通信系统：例如关于车辆是否与外部充电装置连接而处于充电中、或者由外部充电装置对车辆的充电是否完成等，在外部充电装置对车辆充电时，与搭载于车辆的ECU之间对车辆的充电信息进行通信(例如参照日本特开2009-292333号公报)。
近年来，正在研究将外部充电装置对车辆的充电信息从多个车辆集中到作为车辆外部装置的外部服务器来进行统一管理。该情况下，各车辆需要将外部充电装置对车辆的充电信息经由车载通信器发送到存在于车辆外部的外部服务器。
通常，车载通信器与ECU经由网关(gateway)连接。因此，要求管理车辆的充电信息的ECU经由网关对车载通信器路由选择(routing)车辆的充电信息。
然而，利用网关的车辆的充电信息的路由选择目的地不一定仅限于连接有车载通信器的通信总线，也有可能对未连接车载通信器的其他通信总线路由选择车辆的充电信息。该情况下，与其他通信总线连接的ECU即使假设不需要获取车辆的充电信息，也需要为了判断可否接收从网关路由选择的车辆的充电信息而将动作状态从睡眠状态临时切换到唤醒状态。因此，存在车辆整体的消耗电力增加而使车辆的充电效率下降之虞。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种在外部充电装置对车辆充电时，抑制因将车辆的充电信息发送到车辆外部而引起车辆的充电效率降低的车载通信系统。
实现上述目的的车载通信系统具备：第一ECU，构成为管理车辆的充电信息；网关，经由第一全局总线与上述第一ECU连接；第二ECU，经由作为与上述第一全局总线不同的通信总线的第二全局总线与上述网关连接；以及车载通信器，构成为与车辆外部进行通信；以及本地总线，是将上述第一ECU和上述车载通信器连接且不与上述网关连接的通信总线。上述第一ECU构成为在外部充电装置对车辆充电时将车辆的充电信息经由上述本地总线发送给上述车载通信器。
附图说明
图1是示出车载通信系统的一个实施方式的简要结构的框图。
图2是示出图1的车载通信系统中的DCM的内部结构的框图。
图3是示出图1的车载通信系统向车辆外部发送车辆的充电信息时的信息的流程的时序图。
图4是示出图1的车载通信系统从车辆外部遭到非法访问时的信息的流程的时序图。
具体实施方式
以下，参照附图对车载通信系统的一个实施方式进行说明。
如图1所示，本实施方式的车载通信系统具备被设置在车辆10内的网关ECU400、与网关ECU400连接的通信总线即多个全局总线NW1～NW3、与这些全局总线NW1～NW3连接的ECU(电子控制装置)100及DCM300。
此处，与第一全局总线NW1连接的第一ECU组100A由管理车辆10的充电信息的多个ECU100构成，这些ECU100例如是插电ECU、电池ECU、及混合动力ECU等。插电ECU在外部充电装置20与车辆10连接时控制外部充电装置20对车辆10的充电动作。电池ECU监控搭载于车辆10的车载电池的充电状态，对车载电池的充放电进行控制。例如，电池ECU可以基于设置在外部充电装置20与车辆10的连接处的传感器的检测结果来控制车载电池的充放电。混合动力ECU基于各种传感器的检测结果来决定内燃机及电动马达的驱动力的分配(输出比)，并基于该驱动力的分配来生成与车载电池的放电等有关的对电池ECU的控制指令、与使发动机ECU计算的发动机的控制量有关的信息。
与第二全局总线NW2连接的第二ECU组100B由经由与第一全局总线不同的第二全局总线NW2和网关ECU400连接的多个ECU100构成。作为这样的ECU100，包含车身ECU，该车身ECU例如对除了车辆10的空调装置、后视镜的状态之外还显示包括车载电池的电池余量在内的车辆10的各种状态的仪表等车身系统的车载设备进行控制。
在第三全局总线NW3连接有作为车载通信器的DCM300(数据通信模块)。在此，DCM300具有与车辆外部进行通信的外部接口340(参照图2)。DCM300与外部服务器等存在于车辆10的外部的车辆外部装置30进行通信。另外，网关ECU400夹设在经由全局总线NW1～NW3的第一及第二ECU组100A、100B与DCM300的连接中。其中，这些全局总线NW1～NW3例如按照CAN(控制器局域网络)中所规定的通信协议即CAN协议来进行信息的收授。
各ECU100具备基于从未图示的各种传感器获取到的信息、由运算处理得到的信息来进行各种控制所需的信息处理的微控制器110、和通信收发器(transceiver)160，在微控制器110与通信收发器160之间进行与通信消息相关的各种信息的收授。
微控制器110具有CPU120、ROM130、RAM140、以及通信电路150。CPU120通过执行存储在ROM130中的各种程序来控制微控制器110整体的动作。RAM140是将存储在ROM130中的程序、数据展开的CPU120的作业存储器。通信电路150与通信收发器160连接，并经由全局总线NW1～NW3与网关ECU400、其他ECU100、以及DCM300之间进行各种信息的收授。
通信电路150从CPU120输入消息ID、通信数据、发送时刻(timing)等，并基于消息ID及通信数据来生成包括该消息ID和通信数据的通信消息。而且，通信电路150以上述发送时刻将生成的通信消息经由通信收发器160发送到对应的全局总线NW1、NW2。另外，通信电路150获取从对应的全局总线NW1、NW2接收到通信消息的时刻(timing)，并且对接收到的通信消息进行解析，获取该通信消息所包含的消息ID及通信数据等。另外，通信电路150将通信消息的接收时刻、消息ID、通信数据等信息输出给CPU120。
网关ECU400对第一～第三全局总线NW1～NW3之间的CAN协议的通信消息进行中继。网关ECU400具有按通信消息所包含的每个通信数据的种类预先登记了要中继的通信消息的发送目的地的路由选择表T1。
第一ECU组100A经由上述的第一全局总线NW1、网关ECU400、及第三全局总线NW3与DCM300连接。并且，第一ECU组100A经由不与网关ECU400连接的通信总线即本地总线NW4与DCM300连接。本地总线NW4与上述的全局总线NW1～NW3同样，例如按照CAN中所规定的通信协议即CAN协议来进行信息的收授。
如图2所示，DCM300具有微控制器310、与第三全局总线NW3对应的第一通信收发器320、与本地总线NW4对应的第二通信收发器330、以及外部接口340。
微控制器310与第一通信收发器320连接。而且，第一通信收发器320基于微控制器310的控制，经由第一～第三全局总线NW1～NW3、及网关ECU400与第一ECU组100A及第二ECU组100B进行通信消息的通信。在微控制器310与第一通信收发器320之间连接有双向的信号线L1、L2。详细而言，第一通信收发器320在从微控制器310通过信号线L1接收到通信消息时，将该接收到的通信消息经由第三全局总线NW3进行发送。另外，第一通信收发器320在经由第三全局总线NW3接收到通信消息时，将该接收到的通信消息通过信号线L2输出到微控制器310。
另外，微控制器310也与第二通信收发器330连接。而且，第二通信收发器330经由本地总线NW4与第一ECU组100A进行通信消息的通信。虽然在微控制器310与第二通信收发器330之间连接有允许从第二通信收发器330向微控制器310传输通信消息的信号线L3，但没有连接允许从微控制器310向第二通信收发器330传输通信消息的信号线L4。详细而言，第二通信收发器330在经由本地总线NW4接收到来自第一ECU组100A的通信消息时，将该接收到的通信消息通过信号线L3输出到微控制器310。另一方面，即使微控制器310想要从第二通信收发器330通过本地总线NW4发送通信消息，由于如上所述，不存在允许从微控制器310向第二通信收发器330传输通信消息的信号线L4，所以也不能进行通过本地总线NW4的来自第二通信收发器330的通信消息的发送。即，关于第一ECU组100A与DCM300之间的经由本地总线NW4的通信消息的传输，虽然能够进行从第一ECU组100A朝向DCM300的通信消息的传输，但不能够进行从DCM300朝向第一ECU组100A的通信消息的传输。
另外，微控制器310经由外部接口340与外部网络350连接。而且，微控制器310将从第三全局总线NW3经由第一通信收发器320获取到的通信消息所包含的数据、从本地总线NW4经由第二通信收发器330获取到的通信消息所包含的数据经由外部接口340发送到外部网络350。另外，微控制器310将包括从外部网络350经由外部接口340获取到的数据的通信消息从第一通信收发器320发送到第三全局总线NW3。
接下来，对本实施方式的车载通信系统的动作、尤其是在外部充电装置20对车辆10充电时从第一ECU组100A向车辆外部装置30发送车辆10的充电信息时的动作进行说明。
如图3所示，在车辆10的点火开关断开时外部充电装置20与车辆10连接时，第一ECU组100A的微控制器110周期性地获取例如表示充电完成的有无、充电时的车载电池的电池余量、以及是停车时的充电动作的信息等车辆10的充电信息。而且，微控制器110每当这样获取到车辆10的充电信息时，便为了将包括该获取到的车辆10的充电信息的通信消息经由本地总线NW4发送给DCM300而对通信收发器160进行指示。结果，通信收发器160将从微控制器110获取到的包括车辆10的充电信息的通信消息经由本地总线NW4发送到DCM300。
另一方面，DCM300经由第二通信收发器330获取从第一ECU组100A经由本地总线NW4发送了的通信消息。而且，第二通信收发器330将这样获取到的通信消息输出给微控制器310。另外，微控制器310为了将从第二通信收发器330获取到的通信消息所包含的车辆10的充电信息发送给车辆外部装置30而对外部接口340进行指示。结果，外部接口340将从微控制器310获取到的车辆10的充电信息通过外部网络350发送到车辆外部装置30。
即，在本实施方式中，第一ECU组100A在车辆10的点火开关断开时，不将自身管理的车辆10的充电信息向第一全局总线NW1发送，而向本地总线NW4发送。本地总线NW4是不与网关ECU400连接的通信总线。因此，从第一ECU组100A发送出的车辆10的充电信息不经由网关ECU400被路由选择给其他全局总线(详细而言是第二全局总线NW2)，而经由本地总线NW4被选择性地发送给DCM300。因此，在将车辆10的充电信息从第一ECU组100A向车辆外部装置30发送时，不需要获取车辆10的充电信息的ECU的动作状态不会不必要地从睡眠状态切换成唤醒状态。结果，可抑制车辆10在充电时的车辆10的整体的消耗电力，实现车辆的充电效率的提高。
接下来，对本实施方式的车载通信系统的动作、尤其是从车辆10的外部的非法ECU经由外部网络350遭受非法访问时的动作进行说明。
如图4所示，在有不良企图的人想要非法地控制第一ECU组100A时，通常会将非法的ECU通过外部网络350与DCM300的外部接口340连接。然后，非法的ECU通过篡改DCM300的微控制器310的控制程序等来非法地控制DCM300。结果，被非法地控制的DCM300的微控制器310因有不良企图的人的来自非法的ECU的远程操作而试图指示将包含非法的指令的通信消息从第二通信收发器330经由本地总线NW4发送给第一ECU组100A。其中，作为非法指令，例如可列举篡改第一ECU组100A的微控制器110的控制程序这一操作指令作为一个例子。
对于这一点，在本实施方式中，虽然在微控制器310与第二通信收发器330之间连接有允许从第二通信收发器330向微控制器310传输通信消息的信号线L3，但没有连接允许从微控制器310向第二通信收发器330传输通信消息的信号线L4。因此，如上所述被非法地控制的DCM300的微控制器310指示第二通信收发器330发送非法的指令在物理上是不可能的。由此，可避免从DCM300向第一ECU组100A发送非法的指令，从而可提高车辆10的内部的信息安全。
如以上说明那样，根据上述第一实施方式，能够获得以下所示的效果。
(1)第一ECU组100A与DCM300经由不与网关ECU400连接的通信总线即本地总线NW4连接。而且，第一ECU组100A在外部充电装置20对车辆10充电时，将车辆10的充电信息经由本地总线NW4发送给DCM300。因此，在外部充电装置20对车辆10充电时，当将车辆10的充电信息通过DCM300向车辆外部装置30发送时，车辆10的充电信息不会从与第一ECU组100A对应的第一全局总线NW1经由网关ECU400被路由选择给与第二ECU组100B对应的第二全局总线NW2。因此，第二ECU组100B的动作状态不会不必要地从睡眠状态临时切换为唤醒状态，从而可抑制因这样的第二ECU组100B的动作状态的变化而引起外部充电装置20对车辆10的充电效率下降。
(2)DCM300具有微控制器310、和进行经由本地总线NW4的通信消息的传输的第二通信收发器330。另外，微控制器310和第二通信收发器330通过允许从第二通信收发器330向微控制器310传输通信消息的信号线L3连接、且不通过允许从微控制器310向第二通信收发器330传输通信消息的信号线L4连接。关于从第一ECU组100A经由本地总线NW4传输到第二通信收发器330的通信消息，在从第二通信收发器330经由信号线L3交接给微控制器310之后，从微控制器310通过外部接口340发送到车辆外部装置30。由于没有连接允许从微控制器310向第二通信收发器330传输通信消息的信号线，所以微控制器310不能够对第二通信收发器330指示通信消息的传输。因此，即使具有与车辆外部装置30进行通信的外部接口340的DCM300被非法地控制，也不会将非法的指令从DCM300经由本地总线NW4发送给第一ECU组100A。由此，DCM300能够以简单的结构提高车辆10的内部的信息安全，并能够将从第一ECU组100A经由本地总线NW4获取到的车辆10的充电信息发送给车辆外部装置30。
(3)微控制器310和第一通信收发器320通过允许从第一通信收发器320向微控制器310传输通信消息的信号线L2连接、且通过允许从微控制器310向第一通信收发器320传输通信消息的信号线L1连接。由此，DCM300即便是不能够从微控制器310经由第二通信收发器330朝向本地总线NW4发送通信消息的结构，也能够从微控制器310经由第一通信收发器320朝向第三全局总线NW3发送通信消息。即，DCM300能够通过简单的结构提高车辆10的内部的信息安全，并且能够实现经由网关ECU400的ECU100(例如第一ECU组100A所包含的ECU100)与DCM300之间的双向的通信。
此外，上述实施方式也能够通过以下的方式来实施。
·在上述实施方式中，也可以在将第一ECU组100A与DCM300连接的通信总线即本地总线NW4连接安全装置。详细而言，安全装置可以设置在本地总线NW4的中途。安全装置判定接收到的数据是否是非法的数据，并在接收到的数据是非法的数据的情况下，将该非法的数据屏蔽。该情况下，微控制器310和第二通信收发器330可以不仅经由允许从第二通信收发器330向微控制器310传输通信消息的信号线L3连接，还经由允许从微控制器310向第二通信收发器330传输通信消息的信号线L4连接。
·在上述实施方式中，DCM300具有第一通信收发器320及第二通信收发器330作为与第三全局总线NW3及本地总线NW4分别对应的通信收发器。也可以取而代之，DCM300针对第三全局总线NW3及本地总线NW4双方具有共用的通信收发器，并基于由微控制器310进行的控制，对利用该共用的通信收发器进行的经由第三全局总线NW3及本地总线NW4的通信消息的传输的时刻进行切换。
·在上述实施方式中，DCM300构成为经由与第一全局总线NW1以及第二全局总线NW2不同的通信总线亦即第三全局总线NW3与网关ECU400连接，并与第一ECU组100A以及第二ECU组100B的各个进行通信。然而，DCM300也可以不经由第三全局总线NW3与网关ECU400连接。
·在上述实施方式中，DCM300在外部充电装置20对车辆10充电时从第一ECU组100A经由本地总线NW4获取车辆10的充电信息，并发送给车辆外部装置30。除此之外，DCM300可以不仅在外部充电装置20对车辆10充电时，在车辆10行驶时也从第一ECU组100A经由本地总线NW4获取车辆10的充电信息，并发送给车辆外部装置30。
·在上述实施方式中，网关ECU400分别经由全局总线NW1～NW3与第一ECU组100A、第二ECU组100B、以及DCM300连接。但是，与网关ECU400连接的全局总线的数量不一定是3个，只要至少包括与管理车辆10的充电信息的第一ECU组100A、连接于与第一ECU组100A不同的全局总线的第二ECU组100B、以及进行与车辆外部装置30的通信的DCM300分别对应的全局总线，则其数量也可以是4个以上。
·在上述实施方式中，将车辆10的充电信息通过本地总线NW4发送给DCM300的第一ECU组100A由多个ECU100构成。但是，将车辆10的充电信息通过本地总线NW4发送到DCM300的ECU100数量不一定是多个，其数量也可以仅是1个。此外，关于构成第二ECU组100B的ECU100数量也是同样的。
·在上述实施方式中，各ECU100以及DCM300按照CAN协议进行经由全局总线NW1～NW3以及本地总线NW4的信息的收授。但是，作为经由全局总线NW1～NW3以及本地总线NW4的信息的收授所使用的通信协议，例如也可以应用FlexRay(注册商标)、Ethernet(注册商标)等除CAN协议以外的通信协议。
·并不限于各ECU100的微控制器110具备CPU120以及存储器(ROM130、RAM140)，并全部通过软件来处理上述的各种处理。例如，微控制器110也可以具备执行各种处理中的至少一部分的处理的专用硬件(面向特定用途的集成电路：ASIC)。即，微控制器110也可以是包括：1)ASIC等一个以上的专用硬件电路、2)根据计算机程序(软件)进行动作的一个以上处理器(微型计算机)、或者3)它们的组合的电路。关于DCM300的微控制器310，也可以同样地构成。

Claims (5)

1.一种车载通信系统，其中，具备：
第一ECU，构成为管理车辆的充电信息；
网关，经由第一全局总线与上述第一ECU连接；
第二ECU，经由作为与上述第一全局总线不同的通信总线的第二全局总线与上述网关连接；
车载通信器，构成为与车辆外部进行通信；以及
本地总线，是将上述第一ECU和上述车载通信器连接且不与上述网关连接的通信总线，
上述第一ECU构成为在外部充电装置对车辆充电时将车辆的充电信息经由上述本地总线发送给上述车载通信器。
2.根据权利要求1所述的车载通信系统，其中，
上述车载通信器具有：
控制器；以及
通信收发器，构成为经由上述本地总线对通信消息进行通信，
上述控制器和上述通信收发器通过允许从上述通信收发器向上述控制器传输通信消息的信号线进行连接、且不通过允许从上述控制器向上述通信收发器传输通信消息的信号线进行连接。
3.根据权利要求1所述的车载通信系统，其中，
上述车载通信器具有：
控制器；以及
通信收发器，构成为经由上述本地总线对通信消息进行通信，
上述控制器和上述通信收发器通过信号线连接，以便允许从上述通信收发器向上述控制器直接传输通信消息而不允许从上述控制器向上述通信收发器直接传输通信消息。
4.根据权利要求2所述的车载通信系统，其中，
上述通信收发器是第一通信收发器，
上述车载通信器经由与上述第一全局总线以及上述第二全局总线不同的通信总线亦即第三全局总线与上述网关连接，
上述车载通信器还具有构成为基于上述控制器的控制来经由上述第三全局总线对通信消息进行通信的第二通信收发器，
上述第二通信收发器和上述控制器通过允许从上述第二通信收发器向上述控制器传输通信消息的信号线进行连接、且通过允许从上述控制器向上述第二通信收发器传输通信消息的信号线进行连接。
5.根据权利要求1～3的任意一项所述的车载通信系统，其中，
上述车载通信器构成为经由与上述第一全局总线以及上述第二全局总线不同的通信总线亦即第三全局总线与上述网关连接，并与上述第一ECU以及上述第二ECU的各个进行通信。
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