CN108153562B - 一种新能源汽车ecu远程程序更新管理系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新能源汽车ECU远程程序更新管理系统及方法。系统包括企业平台端和车载终端，企业平台端包括程序导入单元、信息提取转换单元、程序更新库单元、车辆管理单元和程序下发单元，车载端包括相连的存储单元和更新单元。更新管理过程为更新程序导入并转换成标准格式，根据车辆ECU型号、ECU程序版本号匹配状态向车主端下发更新程序，对允许状态下的车载端进行程序更新。本发明更新程序采用通用性格式，降低了对车载终端硬件的要求，降低了成本；通过由VCU和需要更新的ECU两者共同控制程序更新的时机的方法，避免车辆在使用过程中进行程序更新而造成不可估计的危险；实现了车辆不同CAN子网之间的ECU程序更新，并避免程序的非法更新。

Description

一种新能源汽车ECU远程程序更新管理系统及方法

技术领域

本发明涉及一种车载远程控制技术领域，尤其是涉及一种新能源汽车ECU远程程序更新管理系统及方法。

背景技术

现有的汽车ECU远程程序更新方法还存在一些缺点：

1.车载终端更新的程序文件为S19格式文件，能够远程更新程序的前提是ECU的主控芯片必须支持S19文件。但事实是目前并非所有的主控芯片都支持S19格式的程序下载更新，该方案存在局限性。

2.车辆存在多个CAN网络（动力CAN,车身CAN等），多个CAN网络通过网关相联。如果ECU和车载终端不在同一个网络，现有方案中并没有如何实现程序更新的方法。

3.车辆在行驶、充电或其它运行状态下是禁止进行ECU的程序更新的，因为ECU程序更新过程是一个非正常的工作过程，如果强行进行程序更新可能对车辆带来安全隐患。

4．无版本控制和产品型号验证功能，容易出现程序的错误更新或重复更新。

发明内容

本发明主要是解决了上述技术问题，提供了一种新能源汽车ECU远程程序更新管理系统及方法。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种新能源汽车ECU远程程序更新管理系统，包括企业平台端和设置在各汽车上的车载终端，所述企业平台端包括程序导入单元、信息提取转换单元、程序更新库单元、车辆管理单元和程序下发单元，程序导入单元、信息提取转换单元、程序更新库单元程序下发单元依次相连，车辆管理单元与程序下发单元相连，车载终端包括相连的存储单元和更新单元，程序下发单元通过网络与各存储单元相连接。本发明实现了对车辆上各ECU进行远程程序更新，将更新程序转换为通用性格式进行更新，更新过程更加简单快捷。能根据车辆状态选择更新时间，避免车辆在使用过程中进行程序更新而造成不可估计的危险。程序导入单元用于输入更新程序；信息提取转换单元对程序进行相关信息进行提取，并将更新程序转换成通用文件进行存储；程序更新库单元用于存储转换后的更新程序通用文件和信息；车辆管理单元记录有车辆所有部件的型号，ECU供应商代码信息，以及车载终端目前存有的ECU最新程序版本号；程序下发单元根据车载终端ECU型号和版本号选择发送更新程序；存储单元用于存储企业平台下发的更新程序，并对更新记录进行存储，更新记录包括更新次数和最近一次更新时间；更新单元根据车辆状态选择对车辆ECU进行程序更新。

一种新能源汽车ECU远程程序更新管理方法，包括以下步骤：

S1.更新程序导入企业平台端，对更新程序进行信息提取和通用格式转换后进行存储；

S2.下发单元根据车辆ECU型号、ECU程序版本号匹配状态向车载终端下发更新程序；

S3. 车载终端中的更新单元对允许状态下的ECU进行程序更新。

本发明实现了对车辆上各ECU进行远程程序更新，无需对车载终端增加额外硬件，操作方便快捷；将更新程序转换为通用性格式进行更新，更新过程更加简单快捷。能根据车辆状态选择更新时间，避免车辆在使用过程中进行程序更新而造成不可估计的危险。更新程序先下发到各车载终端，车载终端在允许状态下进行程序更新，使得程序更新在本地进行，可以缩短ECU处于程序下载状态的时间，避免远程直接更新给行车状态车辆带来的不可预估的风险，能够实时对更新程序进行下载，不受行车影响。

作为一种优选方案，步骤S1中对更新程序信息提取内容包括制造商代码、ECU型号、ECU程序版本号，将更新程序转换为通用的BIN文件。本方案中将更新程序由企业平台端统一转换成通用性更强的BIN文件格式，使得车载终端的程序烧写过程中解码程序方法固定，避免车载终端的解码程序频繁更新。使得车载终端无需提供支持S19文件的主控芯片，降低了对车载终端硬件的要求，降低了成本，提高了通用性。

作为一种优选方案，步骤S2中下发更新程序的过程包括：

S21.下发单元读取车辆管理单元中存储的ECU制造商代码、各ECU型号和各ECU当前程序版本号信息；

S22.将更新程序提取的信息与程序下发单元读取的车辆管理单元中存储的待更新ECU信息进行匹配，若制造商代码一致，ECU型号一致，且ECU程序版本号不一致，则判断为匹配，下发单元将更新程序下发给对应的车载终端，反之则判断为不匹配，下发单元停止向对应的车载终端下发更新程序；

S23.车载终端存储单元对更新程序及程序更新记录进行存储。

作为一种优选方案，所述存储单元设置多个存储区域分别存储车辆各ECU的更新程序，每个存储区域存储一个对应于该ECU的更新程序，当车载终端完成一个ECU新的更新程序的接收后，新的更新程序覆盖该ECU存储区域的原有更新程序，存储单元对程序更新记录进行存储，更新记录包括更新次数和最近一次更新时间。

车辆ECU包括多个，ECU包括MCU、VCU、BMS。分别对这些ECU设置一个存储区域，用于存储它们的更新程序，每个存储区域只存储一个该ECU的更新程序，当完成新的更新程序接收时，新的更新程序将覆盖对应的原有的更新程序。本方案使得更新程序为最新，防止了各版本更新程序之间相混。

作为一种优选方案，步骤S3中车载终端的更新单元对允许状态下的ECU进行程序更新的过程包括：

S31.更新单元向需要更新的ECU和VCU发送更新请求；

S32.VCU判断当前车辆是否为停车且未充电状态，若是允许进行程序更新，对要更新的ECU进行解锁，然后进行程序的更新，若否不允许进行程序更新，等待下次更新时机，返回步骤S31。本方案采用VCU和需要更新的ECU两者共同控制程序更新的时机的方法，避免了车辆在使用过程中进行程序更新而造成不可估计的危险。

作为一种优选方案，步骤S32中对更新程序解锁的过程包括：

S301.车载终端对要更新的ECU发送进入编程模式请求，ECU准备后进入编程模式，并返回确认信号；

S302.车载终端向ECU发送请求种子信息，ECU将产生的非零随机数作为种子发送给车载终端；该随机数为4各字节长度的非零随机数，如果种子为0，则表示该ECU已经处于解锁状态。

S303.车载终端接收到种子后，将种子作为输入参数安装预设加密算法生成密钥，并发送给ECU；

S304.ECU确认该密钥正确后，解锁ECU的程序更新功能，并发送解锁成功确认信号给车载终端。本方案中对ECU进行加锁，可以避免程序的非法更新，防止程序被恶意篡改。

作为一种优选方案，更新程序的过程包括：

S311.为车辆每个CAN网络节点定义一个源地址，并设定CAN网络代码合各ECU识别码，源地址为8位，前3位表示该节点所处CAN网络代码，后5位为ECU识别码；

S312.当车载终端进行程序更新时，车载终端与需要更新的ECU进行通讯，发送一帧报文，该报文包含源地址和需要通讯的ECU的目标地址信息；

S313.VCU在接收到报文后将其源地址与报文目标地址信息进行匹配，若匹配VCU同样向车载终端发送报文，进行通讯，然后进行程序更新，若地址不匹配需要根据路由表确认是否进行转发；ECU在接收到报文后将其与报文目标地址信息进行匹配，若匹配ECU通过同样的方式由VCU向车载终端发送报文，进行通讯，然后进行程序更新，若不匹配自动丢弃报文。车辆存在多个CAN网络，本方案实现了车辆不同CAN子网之间的ECU程序更新。

因此，本发明的优点是：

1.实现了对车辆上各ECU进行远程程序更新，车载终端无需增加额外硬件设施。

2.将更新程序由企业平台端同一转换成通用性更强的BIN文件格式，使得车载终端的程序烧写过程中解码程序方法固定，避免车载终端的解码程序频繁更新。使得车载终端无需提供支持S19文件的主控芯片，降低了对车载终端硬件的要求，降低了成本，提高了通用性。

3.采用通过由VCU和需要更新的ECU两者共同控制程序更新的时机的方法，避免车辆在使用过程中进行程序更新而造成不可估计的危险。

4.对ECU进行加锁，可以避免程序的非法更新，防止程序被恶意篡改。

5.实现了车辆不同CAN子网之间的ECU程序更新。

6.确定更新程序适合哪种型号哪个厂家的ECU的程序更新，避免程序的错误烧写。

附图说明

附图1是本发明的一种结构框示图；

附图2是本发明实施例中车辆CAN网络节点的一种拓扑图。

1-企业平台端 11-程序导入单元 12-信息提取转换单元 13-程序更新库单元14-车辆管理单元 15-程序下发单元 2-车载终端 21-存储单元 22-更新单元。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：

本实施例一种新能源汽车ECU远程程序更新管理系统，如图1所示，包括企业平台端1和设置在各汽车上的车载终端2，企业平台端包括程序导入单元11、信息提取转换单元12、程序更新库单元13、车辆管理单元14和程序下发单元15，程序导入单元、信息提取转换单元、程序更新库单元程序下发单元依次相连，车辆管理单元与程序下发单元相连，车载终端包括相连的存储单元21和更新单元22，程序下发单元通过网络与各存储单元相连接。

程序导入单元用于输入更新程序；信息提取转换单元对程序进行相关信息进行提取，并将更新程序转换成通用文件进行存储；程序更新库单元用于存储转换后的更新程序通用文件和信息；车辆管理单元记录有车辆所有部件的型号，ECU供应商代码信息，以及车载终端目前存有的ECU最新程序版本号；程序下发单元根据车载终端ECU型号和版本号选择发送更新程序；存储单元用于存储企业平台下发的更新程序，并对更新记录进行存储，更新记录包括更新次数和最近一次更新时间；更新单元根据车辆状态选择对车辆ECU进行程序更新。

一种新能源汽车ECU远程程序更新管理方法，采用权利要求1中的系统，其特征是：包括以下步骤：

S1.更新程序导入企业平台端，对更新程序进行信息提取和通用格式转换后进行存储；对更新程序信息提取内容包括制造商代码、ECU型号、ECU程序版本号，将更新程序转换为通用的BIN文件。

S2.下发单元根据车辆ECU型号、ECU程序版本号匹配状态向车载终端下发更新程序；

下发更新程序的过程包括：

S21.下发单元读取车辆管理单元中存储的ECU制造商代码、各ECU型号和各ECU当前程序版本号信息；

S22.将更新程序提取的信息与下发单元读取的车辆管理单元中存储的待更新的ECU信息进行匹配，若制造商代码一致，ECU型号一致，且ECU程序版本号不一致，则判断为匹配，下发单元将更新程序下发给对应的车载终端，反之则判断为不匹配，下发单元停止向对应的车载终端下发更新程序；

S23.车载终端存储单元对更新程序及程序更新记录进行存储。存储的方式为：存储单元设置多个存储区域分别存储车辆各ECU的更新程序，每个存储区域存储一个对应于该ECU的更新程序，当车载终端完成一个ECU新的更新程序的接收后，新的更新程序覆盖该ECU存储区域的原有更新程序，存储单元对程序更新记录进行存储，更新记录包括更新次数和最近一次更新时间。

S3.车载终端中的更新单元对允许状态下的车载终端进行程序更新。过程包括：

S31.更新单元向需要更新的ECU和VCU发送更新请求；

S32.VCU判断当前车辆是否为停车且未充电状态，若是允许进行程序更新，对要更新的ECU进行解锁，然后进行程序的更新，若否不允许进行程序更新，等待下次更新时机，返回步骤S31。

其中对于更新程序解锁的过程包括：

S301.车载终端对要更新的ECU发送进入编程模式请求，ECU准备后进入编程模式，并返回确认信号；

S302.车载终端向ECU发送请求种子信息，ECU将产生的非零随机数作为种子发送给车载终端；

S303.车载终端接收到种子后，将种子作为输入参数安装预设加密算法生成密钥，并发送给ECU；

S304.ECU确认该密钥正确后，解锁ECU的程序更新功能，并发送解锁成功确认信号给车载终端。

具体程序更新的过程包括：

S311.为车辆每个CAN网络节点定义一个源地址，并设定CAN网络代码合各ECU识别码，源地址为8位，前3位表示该节点所处CAN网络代码，后5位为ECU识别码；

S312.当车载终端进行程序更新时，车载终端与需要更新的ECU进行通讯，发送一帧报文，该报文包含源地址和需要通讯的ECU的目标地址信息；

S313.VCU在接收到报文后将其源地址与报文目标地址信息进行匹配，若匹配VCU同样向车载终端发送报文，进行通讯，然后进行程序更新，若地址不匹配需要根据路由表确认是否进行转发；ECU在接收到报文后将其与报文目标地址信息进行匹配，若匹配ECU通过同样的方式由VCU向车载终端发送报文，进行通讯，然后进行程序更新，若不匹配自动丢弃报文。

如图2所示，本实施以图2中的拓扑结构进行举例说明。拓扑结构包括车载终端、ECU1、ECU2、ECU3、VCU，网络包括CAN1网络和CAN2网络，其中车载终端和ECU1同在CAN1网络，ECU2和ECU3同在CAN2网络，VCU连接在两个子网络之间。为每个CAN网络节点定义一个源地址，其中车载终端SA：001 00011、ECU1 SA：001 00010、ECU2 SA：010 00010、ECU3 SA：01000011、VCU与CAN1、CAN2网络连接节点的源地址分别为SA：001 00001、SA：010 00011。SA表示源地址，001代表CAN1网络，010代表CAN2网络，SA前三位为001表示该ECU处于CAN1子网，SA前三位为010表示该ECU处于CAN2子网；VCU处于两个网路中需要给每个网络分配一个SA，这相当于在VCU中存储了一种路由表，告知VCU哪些数据需要进行路由即转发。

当车载终端需要对同在CAN1网络中的ECU1进行程序更新时，由于CAN网络通讯为广播式，这个不会有什么问题。当车载终端需要跟不在同一网络中的ECU2进行通讯时，车载终端向CAN1网络发送一帧报文，报文中包含源地址SA：00100011，和需要对话的ECU2的目标地址DA：01000010信息。当ECU1收到该报文时，由于DA与自己的SA不匹配，说明该报文不是自己的就进行自动丢弃。当VCU收到该报文时也会对DA进行比对，首先确认该数据是否是发送给自己的，如果不是再将DA和路由表进行比对确定是否需要转发，由于DA的前三位是010而且是来源于001网络，所以需要将该报文路由到CAN2网络，ECU2收到该报文是自己的，就会给出一个响应通过相同的方法由VCU路由到车载终端，从而实现不同子网间ECU的程序更新。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了企业平台端、程序导入单元、信息提取转换单元、程序更新库单元等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (6)

1.一种新能源汽车ECU远程程序更新管理方法，采用一种新能源汽车ECU远程程序更新管理系统，包括企业平台端和设置在各汽车上的车载终端，所述企业平台端包括程序导入单元、信息提取转换单元、程序更新库单元、车辆管理单元和程序下发单元，程序导入单元、信息提取转换单元、程序更新库单元程序下发单元依次相连，车辆管理单元与程序下发单元相连，车载终端包括相连的存储单元和更新单元，程序下发单元通过网络与各存储单元相连接；其特征是：包括以下步骤：

S1.更新程序导入企业平台端，对更新程序进行信息提取和通用格式转换后进行存储；

S2.下发单元根据车辆ECU型号、ECU程序版本号匹配状态向车载终端下发更新程序；

S3.车载终端中的更新单元对允许状态下的ECU进行程序更新；

程序更新的过程包括：

S311.为车辆每个CAN网络节点定义一个源地址，并设定CAN网络代码合各ECU识别码，源地址为8位，前3位表示该节点所处CAN网络代码，后5位为ECU识别码；

S312.当车载终端进行程序更新时，车载终端与需要更新的ECU进行通讯，发送一帧报文，该报文包含源地址和需要通讯的ECU的目标地址信息；

S313.VCU在接收到报文后将其源地址与报文目标地址信息进行匹配，若匹配VCU同样向车载终端发送报文，进行通讯，然后进行程序更新，若地址不匹配需要根据路由表确认是否进行转发；ECU在接收到报文后将其与报文目标地址信息进行匹配，若匹配ECU通过同样的方式由VCU向车载终端发送报文，进行通讯，然后进行程序更新，若不匹配自动丢弃报文。

2.根据权利要求1所述的一种新能源汽车ECU远程程序更新管理方法，其特征是步骤S1中对更新程序信息提取内容包括制造商代码、ECU型号、ECU程序版本号，将更新程序转换为通用的BIN文件。

3.根据权利要求1所述的一种新能源汽车ECU远程程序更新管理方法，其特征是步骤S2中下发更新程序的过程包括：

S21.下发单元读取车辆管理单元中存储的ECU制造商代码、各ECU型号和各ECU当前程序版本号信息；

S22.将更新程序提取的信息与下发单元读取的ECU信息进行匹配，若制造商代码一致，ECU型号一致，且ECU程序版本号不一致，则判断为匹配，下发单元将更新程序下发给对应的车载终端，反之则判断为不匹配，下发单元停止向对应的车载终端下发更新程序；

S23.车载终端存储单元对更新程序及程序更新记录进行存储。

4.根据权利要求3所述的一种新能源汽车ECU远程程序更新管理方法，其特征是所述存储单元设置多个存储区域分别存储车辆各ECU的更新程序，每个存储区域存储一个对应于该ECU的更新程序，当车载终端完成一个ECU新的更新程序的接收后，新的更新程序覆盖该ECU存储区域的原有更新程序，存储单元对程序更新记录进行存储，更新记录包括更新次数和最近一次更新时间。

5.根据权利要求1所述的一种新能源汽车ECU远程程序更新管理方法，其特征是步骤S3中车载终端中的更新单元对允许状态下的ECU进行程序更新的过程包括：

S31.车载终端向需要更新的ECU和VCU发送更新请求；

S32.VCU判断当前车辆是否为停车且未充电状态，若是允许进行程序更新，对要更新的ECU进行解锁，然后进行程序的更新，若否不允许进行程序更新，等待下次更新时机，返回步骤S31。

6.根据权利要求5所述的一种新能源汽车ECU远程程序更新管理方法，其特征是步骤S32中对更新程序解锁的过程包括：

S301.车载终端对要更新的ECU发送进入编程模式请求，ECU准备后进入编程模式，并返回确认信号；

S302.车载终端向ECU发送请求种子信息，ECU将产生的非零随机数作为种子发送给车载终端；

S303.车载终端接收到种子后，将种子作为输入参数安装预设加密算法生成密钥，并发送给ECU；

S304.ECU确认该密钥正确后，解锁ECU的程序更新功能，并发送解锁成功确认信号给车载终端。

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