CN108540361B - 用于车辆联网的增强的中央网关 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于车辆联网的增强的中央网关。车辆的中央网关，包括连接到多个车辆总线的处理器和存储器。车辆的中央网关经由车辆总线中的一个车辆总线从电子控制单元(ECU)接收原始数据，利用可用性信息、分类信息和环境信息对原始数据进行扩展，将原始数据发布到存储器托管的发布/订阅主题，至少将车辆的另一个ECU订阅到所述发布/订阅主题。根据确定的由车辆的中央网关经由车辆总线从电子控制单元(ECU)接收的原始数据的类型来访问中央网关的数据库，以用于利用可用性信息、分类信息和环境信息来对原始数据进行扩展。将扩展的数据提供到由网关托管的发布/订阅主题，以用于由车辆外部的服务通过通信网络进行访问。

Description

用于车辆联网的增强的中央网关
技术领域
本公开的多个方面总体上涉及用于车辆联网的增强的中央网关。
背景技术
车辆组件通过车辆总线协议(诸如，控制器局域网(CAN))来发送和接收数据。为了通信，车辆组件被设计为通过CAN总线发送人工的数据交换。CAN消息列表实际上是静态的，因此系统操作者或实施者无法在不改变跨越多个控制器的软件组件的情况下改变输入或输出。CAN总线上的网络带宽约束防止模块发布过量数据，这从而限制了设计的未来实验(proofing)。执行实时控制的组件倾向于被设计有受限的余量(headroom)以用于新特征或新功能。这种系统通常围绕基本任务调度器被构建，而不是围绕存储器管理的操作系统被构建。
发明内容
在一个或更多个示意性实施例中，一种系统包括：车辆的中央网关，车辆的中央网关包括连接到多个车辆总线的处理器和存储器，车辆的中央网关被配置为：经由所述多个车辆总线中的一个车辆总线从电子控制单元(ECU)接收原始数据；利用可用性信息、分类信息和环境信息对原始数据进行扩展；将原始数据发布到存储器托管的发布/订阅主题；至少将车辆的另一个ECU订阅到所述发布/订阅主题。
根据本发明的一个实施例，所述中央网关还被配置为：利用指示用于控制ECU的接口的响应信息来对原始数据进行扩展；从所述另一个ECU接收用于控制所述ECU的命令；经由所述多个车辆总线中的所述一个车辆总线向所述ECU发送消息以控制所述ECU。
根据本发明的一个实施例，所述多个车辆总线包括控制器局域网(CAN)总线和以太网总线。
根据本发明的一个实施例，可用性信息包括指示原始数据的动力模式、故障模式和延时的信息。
根据本发明的一个实施例，分类信息包括用于原始数据的解码方法、用于识别原始数据中的错误的准则和原始数据的数据值边界。
根据本发明的一个实施例，环境信息指示原始数据是否具有人机界面(HMI)暗示，所述人机界面(HMI)暗示限定原始数据是当前被显示的数据还是将被显示的类型的数据。
根据本发明的一个实施例，所述中央网关还被配置为：访问所述中央网关的数据库，以根据确定的原始数据的类型来识别可用性信息、分类信息和环境信息。
在一个或更多个示意性实施例中，一种方法包括：根据确定的由车辆的中央网关经由车辆总线从电子控制单元(ECU)接收的原始数据的类型来访问所述中央网关的数据库，以用于利用可用性信息、分类信息和环境信息来对原始数据进行扩展；将扩展的数据提供给由所述中央网关托管的发布/订阅主题，以用于经由车辆外部的服务通过通信网络进行访问。
根据本发明，提供一种方法，所述方法包括：根据确定的由车辆的中央网关经由车辆总线从电子控制单元(ECU)接收的原始数据的类型来访问数据库，以用于利用可用性信息、分类信息和环境信息来对原始数据进行扩展；将扩展的数据提供到由所述中央网关托管的发布/订阅主题，以用于经由车辆外部的服务通过通信网络进行访问。
根据本发明的一个实施例，所述方法还包括：经由连接管理器将所述中央网关连接到车辆外部的服务，连接管理器被配置为抽象出车辆的提供对于通信网络的潜在通信信道的ECU。
根据本发明的一个实施例，所述方法还包括：响应于来自车辆外部的服务的对由所述中央网关托管的发布的主题的列表的请求，向车辆外部的服务提供所述列表。
根据本发明的一个实施例，所述方法还包括：利用指示用于控制ECU的接口的响应信息来对原始数据进行扩展。
根据本发明的一个实施例，所述方法还包括：响应于从车辆外部的服务接收到用于控制ECU的命令，经由车辆总线向ECU发送消息以控制ECU。
根据本发明的一个实施例，车辆总线是控制器局域网(CAN)总线，并且通信网络是广域蜂窝网。
根据本发明的一个实施例，所述方法还包括：响应于在车辆总线上对数据流进行监测，识别来自另一ECU的另一原始数据；利用可用性信息、分类信息和环境信息来对所述另一原始数据进行扩展；发布包括扩展的另一原始数据的另一主题。
在一个或更多个示意性实施例中，一种包括指令的非暂时性计算机可读介质，当所述指令由车辆的连接到一个或更多个车辆总线的中央网关的处理器执行时，使得所述处理器执行以下操作：响应于在一个或更多个车辆总线上对数据流进行监测，识别来自连接到所述一个或更多个车辆总线中的一个车辆总线的电子控制单元的原始数据；确定原始数据的数据类型；访问所述中央网关的数据库，以识别用于对原始数据进行扩展的可用性信息、分类信息和环境信息；使用可用性信息、分类信息和环境信息来对原始数据进行扩展，以创建主题信息；将主题信息发布到由所述中央网关托管的发布/订阅主题。
根据本发明的一个实施例，非暂时性计算机可读介质还包括使得所述处理器执行以下操作的指令：识别包括指示原始数据的动力模式、故障模式和延时的信息的可用性信息。
根据本发明的一个实施例，非暂时性计算机可读介质还包括使得所述处理器执行以下操作的指令：识别分类信息，所述分类信息包括用于原始数据的解码方法、用于识别原始数据中的错误的准则和原始数据的数据值边界。
根据本发明的一个实施例，非暂时性计算机可读介质还包括使得所述处理器执行以下操作的指令：识别指示原始数据是否具有人机界面(HMI)暗示的环境信息，所述人机界面(HMI)暗示限定数据是当前被显示的数据还是将被显示的类型的数据。
根据本发明的一个实施例，非暂时性计算机可读介质还包括使得所述处理器执行以下操作的指令：经由连接管理器将所述中央网关连接到车辆外部的服务，连接管理器被配置为抽象出车辆的提供对于通信网络的潜在通信信道的ECU。
根据本发明的一个实施例，非暂时性计算机可读介质还包括使得所述处理器执行以下操作的指令：响应于在车辆总线上对数据流进行监测，识别来自另一ECU的另一原始数据；利用可用性信息、分类信息和环境信息来对所述另一原始数据进行扩展；发布包括扩展的另一原始数据的另一主题。
根据本发明，提供一种系统，所述系统包括处理器，所述处理器被配置为：响应于多周期更新处理重新开始，查询一个或更多个车辆电子控制单元(ECU)模块，以确定安装在所述ECU模块上的当前软件版本；响应于所述查询识别出至少一个软件版本改变为与更新处理起初开始时的版本不同的版本，中止所述多周期更新处理；向远程源报告所述改变
根据本发明的一个实施例，所述多周期更新处理在点火状态改变之后重新开始。
根据本发明的一个实施例，所述处理器被配置为：至少查询通过所述多周期更新处理改变的ECU模块。
根据本发明的一个实施例，所述处理器被配置为：至少查询具有针对通过所述多周期更新处理改变的ECU模块的预定义兼容性需求的ECU模块。
根据本发明的一个实施例，所述处理器被配置为：查询所有ECU模块。
根据本发明的一个实施例，所述处理器被配置为：响应于所述查询进一步识别出用于安装在所述ECU模块中的至少一个上的新软件版本先前被所述多周期更新处理修改，从远程源接收针对所述多周期更新处理中的改变的指令；修改所述多周期更新处理以包含所述改变；响应于针对所述多周期更新处理中的改变的指令，重新开始修改的多周期更新处理。
根据本发明的一个实施例，所述处理器被配置为：从远程源接收用于重新开始响应于所述报告而未改变的多周期更新处理的指令；响应于用于重新开始响应于所述报告而未改变的多周期更新处理的指令，重新开始所述多周期更新处理。
根据本发明，提供一种系统，所述系统包括处理器，所述处理器被配置为：从车辆接收多个电子控制单元(ECU)模块的软件版本标识符；基于所述标识符来对新的软件版本可用于至少一个ECU模块进行确定；确定所述新的软件版本与接收到的由所述标识符标识的ECU模块的软件版本的兼容性；响应于确定新的软件版本是可兼容的，命令车辆将所述至少一个ECU模块更新到所述新的软件版本。
根据本发明的一个实施例，所述处理器被配置为：传送用于处理更新的数据。
根据本发明的一个实施例，所述处理器被配置为：对各个新的软件版本可用于多个ECU模块进行确定；针对每个新的软件版本，确定新的软件版本与接收到的ECU软件版本以及其它的新的软件版本两者之间的兼容性。
根据本发明的一个实施例，所述处理器被配置为：确定另一个新的软件版本可用于ECU模块之一，其中，针对所述ECU模块之一的先前确定的新的软件版本与接收到的ECU软件版本或其它的新的软件版本不兼容。
根据本发明的一个实施例，所述处理器被配置为：针对所述另一个新的软件版本重复执行兼容性确定。
根据本发明的一个实施例，所述处理器被配置为：响应于确定在新的软件版本与接收到的ECU模块软件版本之间存在不兼容性，确定另一个新的软件版本可用于所述至少一个ECU模块。
根据本发明的一个实施例，所述处理器被配置为：针对所述另一个新的软件版本重复执行兼容性确定。
根据本发明的一个实施例，所述处理器被配置为：接收先前命令的更新已被所述车辆中止的指示；从所述车辆接收更新的ECU模块软件版本的列表；确定新的软件版本与更新的ECU模块软件版本的兼容性；响应于确定在新的软件版本与更新的ECU模块软件版本之间存在不兼容性，确定另一个新的软件版本可用于所述至少一个ECU模块。
附图说明
图1A示出了包括用于车辆的增强的中央网关(enhanced central gateway，ECG)信息架构的示例系统；
图1B示出了包括用于车辆的ECG信息架构的替代示例系统；
图2示出了目标电子控制单元(ECU)与通信网络的连通性的示例图；
图3示出了利用通信服务以抽象出由目标ECU使用的潜在的通信信道的目标ECU与通信网络的连通性的示例图；
图4示出了用于车辆信息的面向服务的架构的示例图；
图5示出了用于车辆信息的面向服务的网络化架构的示例图；
图6示出了用于将来自车辆ECU的原始数据转换成信息以经由主题进行呈现的示例处理；
图7示出了原始数据转换成用于经由主题进行呈现的信息的示例转换的示例图；
图8示出了利用ECG的服务的示例性动态人机界面(HMI)的示例图。
具体实施方式
根据需要，在此公开本发明的详细实施例；然而，将理解的是，所公开的实施例仅仅是本发明的示例，其中，本发明可以以各种替代形式来实现。附图无需按比例绘制；一些特征可被夸大或最小化以示出特定组件的细节。因此，在此公开的具体结构和功能细节不应被解释为具有限制性，而仅仅是用于教导本领域技术人员以多种方式利用本发明的代表性基础。
现今的消费者电子接口围绕丰富的数据流被构建，其中，数据在容器(container)内被发送，所述容器提供针对容纳的数据的环境和响应方法。由此，在更高水平的抽象层进行操作，并且可以以更独立且商品化的方式更快速地开发消费者电子装置。然而，车辆系统倾向于使用较低水平的接口，所述较低水平的接口需要完全不同的组件的实现器之间的协调，从而减慢了车载联网系统的发展。
在改进的车辆网络中，车辆的电气架构可分离成多个域，每个域在自己水平的数据和信息下工作。中央网关(在此称为增强的中央网关或ECG)连接到所有的公共车辆网络，并将通过网关的原始数据转换成丰富的信息。通过使用ECG，每个域内的车辆组件可被开发且可在不受车辆的其它域中的组件性能的约束的情况下进行操作。
ECG可被配置为支持现有的网关功能，支持更高速车载网络，提供增强的连通性和企业功能，处理网络安全，提供车辆内的ad-hoc通用计算，支持替代数据架构的信息结构，以及提供支持动态人机界面(HMI)的服务。在此详细地讨论ECG的操作的进一步的细节。
图1A示出了包括用于车辆102的增强的中央网关(ECG)110的信息架构的示例系统100-A。增强的中央网关110通过一个或更多个车辆总线106连接到多个电子控制单元(ECU)104。增强的中央网关110还包括一个或更多个诊断端口108。增强的中央网关110还包括处理器112、内存114以及用于应用118和/或数据120的存储器116。虽然在图1中示出了示例系统100，但是示出的示例组件不意在具有限制性。实际上，系统100可具有更多或更少的组件，并且可使用附加的或可选的组件和/或实施方式。
车辆102可包括各种类型的机动车、混合型多用途车辆(CUV)、运动型多用途车辆(SUV)、卡车、休旅车(RV)、船、飞机或用于运输人或物品的其它移动机器。在许多情况下，车辆102可由内燃发动机驱动。作为另一可行方式，车辆102可以是由内燃发动机和一个或更多个电动马达两者驱动的混合动力电动车辆(HEV)，诸如串联式混合动力电动车辆(SHEV)、并联式混合动力电动车辆(PHEV)或者并联/串联式混合动力电动车辆(PSHEV)。
车辆102可包括多个电子控制单元(ECU)104，所述多个ECU 104被配置为在车辆电池和/或动力传动系统的驱动下执行并管理车辆102的各种功能。如描绘的，示例车辆ECU104被表示为分立的ECU 104-A至104-H。然而，车辆ECU 104可共用物理硬件、固件和/或软件，使得来自多个ECU 104的功能可被集成到单个ECU 104。或者，多个这样的ECU 104的功能可分布于多个ECU 104中。车辆ECU 104可包括车辆102的各种组件，所述各种组件被配置为接收关联的软件、固件或配置设置的更新。
作为一些非限制性车辆ECU 104的示例：动力传动系统控制模块(PCM)104-A可被配置为控制发动机和传动装置组件；防抱死制动系统(ABS)104-B的控制器被配置为控制制动和牵引控制组件；电动辅助转向(EPAS)104-C的控制器被配置为控制转向辅助并调节拉动或漂移补偿功能；增强的驾驶员辅助系统(ADAS)104-D，诸如自适应巡航控制或自动化制动；以及前照灯控制模块(HCM)104-E被配置为控制灯的开/关设置。ECU 104还可包括：其它的动力传动系统104-F或底盘104-G的组件；信息娱乐系统104-H，被配置为支持与驾驶员和驾驶员携带装置(例如，由美国密歇根州的迪尔伯恩市的福特汽车公司提供的SYNC系统)之间的语音命令和蓝牙接口；连通性控制器104-I(诸如，远程信息处理控制系统(TCU))，被配置为利用嵌入式调制解调器来访问车辆102外部的联网装置；机电车身控制器104-J，诸如车窗或车锁致动器；以及，拖车控制器104-K组件，诸如用于支持连接的拖车的灯控制和传感器数据。
车辆总线106可包括在车辆ECU 104之间可用的各种通信方式。车辆总线106还可支持ECG 110与车辆ECU 104之间的通信。作为一些非限制性示例，车辆总线106可以是车辆控制器局域网(CAN)、以太网或面向媒体的系统传输(MOST)网络。一个CAN网络或多个CAN网络可以是各种类型的网络，包括但不限于，具有高达500kbps的数据容量的高速CAN(HS-CAN)、具有高达125kbps的数据容量的中速CAN(MS-CAN)和/或具有高达2000kbps或更高的数据容量的灵活数据速率CAN(FD-CAN)。应注意到的是，示出的总线拓扑仅仅是示例，并且其它数量和布局的车辆总线106可被使用。
车辆102还可包括诊断端口108，诊断端口108可被外部装置用于监测车辆102的状态。在示例中，诊断端口108可以是连接到车辆总线106的车载诊断(OBD)端口。用户可将电子狗、代码阅读器或其它扫描装置连接到诊断端口108，并且可使用由诊断端口108提供的连接来访问通过车辆总线106的消息。一旦连接，用户可利用连接的扫描装置来捕获诊断代码，监测车辆健康，或者在其它情况下，调节车辆设置。与HS-CAN的速度类似，CAN诊断端口108可支持高达500kbps的数据容量。在另一示例中，诊断端口108可以是通过互联网协议(DoIP)的诊断端口124，并且可提供对经由以太网而不是经由OBD标准通过车辆总线106的消息的访问。DoIP端口124可支持比CAN的数据速率更高的数据速率，这是因为使用TCP/IP64字节的有效载荷的以太网可支持大约45Mbps的数据速率，且使用TCP/IP 1460字节的有效载荷的以太网可支持大约95Mbps的数据速率。
ECG 110可被配置为在用于在车辆102内通信的车辆总线106之间提供电气接口。在示例中，ECG 110可被配置为翻译在连接到ECG 110的CAN和/或车载以太网车辆总线106之间的信号和命令。例如，ECG 110可支持与多达十个CAN车辆总线106和多达七个以太网车辆总线106的连接。通过除了支持CAN还支持以太网，ECG 110能够为更高速的车载网络通信提供支持，同时仍执行车辆102内现有的或遗留的网关功能。
作为具体示例，ECG 110可通过HS-CAN车辆总线106连接到动力传动系统组件104-F；通过第二HS-CAN车辆总线106连接到底盘组件104-G、安全系统和仪表盘(cluster)；通过第三HS-CAN车辆总线106连接到信息娱乐系统104-H；通过第四HS-CAN车辆总线106连接到连通性组件104-I和以太网安全备份系统；通过第一MS-CAN总线连接到机电车身控制器104-J；通过第二MS-CAN总线106连接到拖车控制器104-K和/或便于车辆102外部访问的节点；通过第一和第二诊断数据车辆总线106的连接来连接到诊断端口108；通过第一FD-CAN车辆总线106连接到PCM 104-A、ABS 104-B、EPAS 104-C和其它控制器；以及通过第二FD-CAN车辆总线106连接到ADAS 104-D、HCM 104-E和其它控制器。
ECG 110还可被配置为提供支持车辆102的操作的ad-hoc或其它计算功能。例如，ECG 110可包括被配置为执行支持在此描述的处理的指令、命令和其它例程的一个或更多个处理器112。在示例中，ECG 110可被配置为执行从ECG 110的存储介质116加载到ECG 110的内存114的应用118的指令。可使用各种类型的计算机可读存储介质116来以非易失性的形式保存这种应用118和其它数据120。计算机可读介质116(也被称作处理器可读介质或存储器)包括任何非暂时性介质(例如，有形介质)，所述任何非暂时性介质参与提供可由ECG110的处理器112读取的指令或其它数据。计算机可执行指令可通过使用各种编程语言和/或技术创建的计算机程序进行编译或解释，所述各种编程语言和/或技术包括(而非限制性)以下项中的一个或它们的组合：Java、C、C++、C#、Objective C、Fortran、Pascal、JavaScript、Python、Perl以及PL/SQL。作为一个具体示例，ECG 110可被分配至少128兆字节的RAM以及双核至四核的处理器112，以用于处理能够承担各种计算任务的能力。
图1B示出了包括用于车辆102的增强的中央网关(ECG)110的信息架构的替代示例系统100-B。与系统100-A相比，在系统100-B中，ECU 104使用更高速车辆总线106连接到ECG110。例如，信息娱乐系统104-H、连通性组件104-I、仪表盘104-L、平视显示器104-M和ADAS104-D均经由单独的两线100Mbps以太网车辆总线106连接到ECG 110。(在其它示例中，平视显示器104-M可与仪表盘104-L集成。)关于诊断，ECG 110可经由四线100Mbps以太网车辆总线106连接到ODB-Ⅱ诊断端口122，并且还经由另一四线100Mbps以太网车辆总线106连接到DoIP诊断端口124(诸如，以太网插座)。
无论架构如何，ECG 110可利用其计算功能来实现在车辆102的指定ECU 104内没有固有位置(natural home)的分布式计算特征和/或企业功能(例如，MyKey(我的钥匙)增强的设置界面、超出ECU 104的容量的扩展存储器、跨越多个ECU 104的功率模式管理等)。这些功能以及其它功能可能能够在ECG 110中实现，这是因为ECG 110被连接以接收、监测车辆总线106上的网络流量以及对车辆总线106上的网络流量做出反应。此外，使用与连接到OBD-Ⅱ诊断端口122的服务工具的功能类似的CARMON、PARSED功能和/或诊断命令，ECG110还可呈现在车辆总线106上通常不可用的信息，以在新的功能中使用。
因此，可根据ECG 110由于其在车辆102的车辆总线106的基础设施内的位置而知晓的信息来使用ECG 110构建分布式功能。因此，可不对连接到车辆总线106的ECU 104本身做出强制改变，而使用ECG 110将各种功能构建到车辆102中。
在一个示例中，ECG 110可包括支持脚本语言的应用118，以允许ECG110的计算任务中的按需改变。作为一些非限制性示例，使用的脚本语言可以是Lua、Python或JavaScript。这些脚本可作为数据120被保存在ECG 110中。因此，可在ECG 110中添加、修改和/或删除脚本，而无需刷新ECG 110的固件。
图2示出了目标ECU 104与通信网络202的连通性的示例图200。如示出的，ECG 110可通过各种通信信道连接到通信网络202。这些方式可包括通过与信息娱乐系统104-H配对且连接到信息娱乐系统104-H的移动装置，和/或经由连通性组件104-I的嵌入式调制解调器。应注意到的是，这些仅仅是示例，并且车辆102的其它连通性源在其它示例中也是可用的。例如，自主车辆可包括用于车辆102的数据和命令的进一步的通信信道。
图3示出了利用通信管理器(例如，连接管理器)204以抽象出由目标ECU 104使用的潜在的通信信道的目标ECU 104与通信网络202的连通性的示例图300。在示例中，通信管理器204可以是安装到ECG 110的存储器116的应用118。通信管理器204可呈现通信网络202与车辆102之间的一致的双向接口，从而允许目标ECU 104利用通信管理器204以用于通信服务，而不顾使用的潜在的通信信道。
图4示出了用于车辆信息的面向服务的架构的示例图400。在示例中，ECG 110可包括安装到ECG 110的存储器的数据接口应用118。通过使用数据接口应用118，数据可被转换为信息，并且随后可供数据接口应用118的用户使用。这些用户可包括例如车辆102的其它ECU 104、ECG 110执行的应用118或者存储到ECG 110的由ECG 110的脚本引擎应用118执行的脚本。通过使用数据接口应用118，数据的消费者随后可决定他们对哪种信息感兴趣。访问信息流的系统在此可被称作高级系统，而提供原始数据的系统在此可被称作基础系统。
数据接口应用118可支持发布/订阅的数据模型。发布/订阅的模型可利用主题402(也称为逻辑信道)，发布者404可通过主题402发送消息，订阅者406可通过主题402接收消息。在一些示例中，数据接口应用118可利用主题树结构来定义在发送和接收消息时使用的主题和子主题的结构。
在示意性示例中，ECG 110是主题402的发布者404，在该示例中，ECG110是车辆102的速度信息的发布者。还存在三个对主题402的发布者406，它们是显示器(例如，平视显示器104-M)、仪表盘104-L和用作连通性控制器104-I的TCU。通过使用发布/订阅模型，发布者406可在无需监测用于用于原始速度数据的车辆总线106的情况下检索车辆102的速度信息。
图5示出了用于车辆信息的面向服务的网络化架构的示例图500。如示出的，ECG110经由车辆总线106从动力传动系统104-F的组件接收数据502，从底盘104-G的组件接收数据504。充当发布者404，ECG 110将数据502转换成动力传动系统信息主题402-A，并且将数据504转换成底盘信息主题402-B。(下面参照图6和图7描述了示例数据转换的细节。)一旦主题402-A和402-B被发布，主题402-A和402-B如上面讨论地可用于车辆102内的订阅者。此外，通过使用通信管理器204，从车辆102到基于云的服务都可利用主题402-A和402-B，基于云的服务被配置为连接到车辆102表现出的连通性服务。
在一些情况下，车辆102内可用的数据元素可改变。在示例中，新的车身控制功能506可变为在车辆102内可用，诸如通过对车身控制器104-J的软件更新来实现在车辆102内可用。在这种情况下，新数据508可变为对于ECG 110可用。
ECG 110可实现基础系统可发现性功能。基础系统可发现性功能可监测车辆总线106上的新数据508的数据流，使得当新的基础系统(例如，新车身控制功能506)被添加到车辆102时，ECG 110可识别出新功能被添加，且基于新功能添加新主题402以使得信息可用。随着新主题402(在该示例中，与新车身控制功能506对应的新主题402-C)的添加，ECG 110还可将新数据508转换成信息且允许高级系统与信息进行交互。
ECG 110还可实现高级系统可发现性功能。高级系统可发现性功能可允许高级服务检查信息主题402以确定何种信息可用。在示例中，数据接口应用118可支持包括可用主题402的目录，所述目录可通过连接的高级服务被查询。在一些示例中，主题402可根据信息的分类被查询。在示例中，ECG 110可支持主题402的查询，以提供HMI相关信息的馈送(feed)(例如，车速、当前音频源、机油寿命等)的列表或者非HMI相关信息的馈送(例如，内部车辆发动机定时特征等)的列表。
ECG 110还可实现稳定系统功能。当没有新的基础系统被添加或移除且没有高级系统在预定时间段内查询主题402时，ECG 110可被配置为缩减主题402的信息流，以提高系统性能。作为示例，这种缩减可包括降低由作为发布者404的ECG 110执行的转换的采样率。因此，通过使用连通性技术方案，ECG 110可与本地和远程服务反复地交换信息以用于增强的功能。
图6示出了用于将来自车辆ECU 104的原始数据转换成信息以经由主题402进行呈现的示例处理600。在示例中，处理600可由ECG 110执行。处理600在操作602开始，在操作602，ECG 110接收原始车辆数据。在示例中，ECG 110从通过CAN车辆总线106的CAN消息中提取CAN数据位。
在操作604，ECG 110将可用性信息添加到原始数据。在示例中，ECG 110可识别原始数据的类型，并且可访问数据库以检索指示该类型的原始数据的功率模式、故障模式和延时的可用性信息。ECG 110还可检索关于以下内容的信息：数据是否持续可用，或数据是否周期性可用，或者数据是否响应于原始数据的值的改变而可用。ECG 110将可用性信息添加到原始数据。
在操作606，ECG 110将分类信息添加到原始数据。在示例中，ECG 110可访问数据库以检索用于数据类型的解码方法(例如，以允许接收方破解原始数据)、检索用于识别数据中的错误(例如，错误代码)的准则以及原始数据的数据值边界(例如，最小值和最大值)。ECG 110将分类信息添加到原始数据。
在操作608，ECG 110将环境信息添加到原始数据。在示例中，ECG 110可访问数据库以检索原始数据是否具有HMI暗示(例如，原始数据当前被显示或者原始数据是可被显示的潜在数据)、针对原始数据类型的HMI的细节(例如，显示单元和显示格式)、数据元素组的数据成员(例如，元素是否是相关项的集合中的一个)以及与其它数据的关系(例如，是否存在因该元素改变而改变的其它数据元素)。ECG 110将环境信息添加到原始数据。
在操作610，ECG 110将响应信息添加到原始数据。在示例中，ECG 110可访问数据库以检索用于与该类型数据的数据发送方进行交互的方法。在示例中，响应信息可包括用于调用以改变由原始数据指示的值的方法或者用于调用以由接收方确认原始数据的方法。ECG 110将响应信息添加到原始数据。
在操作612，ECG 110将转换的原始数据发布到主题402。在示例中，ECG 110识别与原始数据的类型对应的主题402，并在指示的主题402中发布数据。因此，原始数据可变为能够作为信息流以由车辆102的高级系统使用或者由通过网络202与车辆102通信的远程云服务使用。
图7示出了原始数据702转换成用于经由主题402呈现的信息的示例转换的示例图700。如示出的，原始数据702呈现车辆102的发动机的每分钟转数(RPM)(例如，RPM当前是2300RPM)。在示例中，原始数据702可变为可由动力传动系统104-F通过车辆总线106利用。ECG 110可监测车辆总线106并且可接收原始数据702。通过使用诸如处理600的处理，ECG110可将附加信息添加到原始数据702。例如，ECG 110可将性能704(诸如，指示原始数据连续可用且被量化的可用性信息)添加到数据。ECG 110还可添加分类信息，分类信息包括针对RPM的数据范围(例如，0至8000)和针对RPM的感兴趣范围(例如，6000+的RPM是关键的)。ECG 110可附加地将环境信息(诸如，当信息低于关键RPM时是低优先级但当信息等于或超过关键值时是高优先级)添加到原始数据。ECG 110可附加地添加返回指令数据706(例如，可被数据的接收方用于查询针对RPM的显示的颜色或其它信息的方法的指示)。这种扩展的原始数据随后可由充当发布者404的ECG 110发布到RPM主题402。车辆102的高级系统(诸如，信息娱乐系统104-H、连通性组件104-I、仪表盘104-L以及平视显示器104-M)可相应地订阅RPM主题以接收原始数据702以及性能704，从而允许显示、脚本处理、记录或各种其它用途。
应注意到的是，发布到主题402的信息流除了可以是单向之外还可以是双向。在示例中，响应信息可包括指示可由订阅者发布到主题402的消息的信息，信息馈送被发布到所述主题402(或者被发布到其它主题402)。由订阅者发布的这些消息可由ECG 110接收，且被用于指导ECG 110通过车辆总线106发送回命令。因此，ECG 110可提供双向的、实时的转换层，以允许高级系统/云侧与车辆102的基础服务进行交互。
例如，ECG 110可从云服务器接收数据请求或软件。作为响应，ECG 110可向目标ECU 104发送软件或者向目标ECU 104请求数据。该请求或传输可通过连接到ECG 110的车辆102的一个或更多个车辆总线106来执行。ECG110还可监测车辆总线106上的响应(诸如，确认目标ECU 104接收到软件更新或者从目标ECU 104接收到请求的信息)。ECG 110可相应地对接收到的原始数据(如在此讨论的)进行翻译，并将该信息流发布到(或者在响应中将信息发送到)云请求方。
图8示出了利用ECG 110的服务的示例动态HMI的示例图800。如示出的，三用户体验(UX)组件802-A、802-B和802-C(统称为802)被涵盖，且与HMI主组件804进行通信。UX组件802可包括车辆102的多个组件(诸如，仪表盘104-L、平视显示器104-M或信息娱乐系统104-H的屏幕)。HMI主组件804可由ECG 110执行的应用118来实现。HMI主组件804还可通过连接到车辆总线106的ECG 110的服务与车辆102的各个ECU 104进行通信。例如，ECG 110可与一个或更多个基础系统(诸如，ABS 104-B的控制器和EPB(Electrical Park Brake，电子驻车制动器)104-N的控制器)进行通信。ECG 110还可与一个或更多个高级系统(诸如，音频系统104-O和暖通(HVAC)系统104-P)进行通信。
UX组件802可被配置为识别它们的接口和性能。在示例中，UX组件802可订阅到HMI主组件804，并且可在一个或更多个消息中向HMI主组件804指示UX组件802的性能。例如，UX组件802可向HMI主组件804指示UX组件802请求仪表盘信息的列表，其中，五个元素可同时被显示。
HMI主组件804可被配置为利用将来自基础系统的原始数据(例如，简单数据)转换成信息流的ECG 110的服务。通过使用主题402，HMI主组件804可将结构化信息流数据路由到UX组件802。应注意到，所述路由可独立于来自车辆总线106上的基础系统组件的物理流量而被执行。此外，由于UX组件802与车辆总线106流量相分离，因此，当新的可显示功能被添加或移除时，剩余的HMI(例如，每个UX组件802)不需要对更新或其它调整进行编程。
作为ECG 110的灵活性的另一示例，车辆102的雨水传感器可提供针对雨的检测状态的原始数据流，且车门控制单元(DCU)可提供用于控制车窗的方法。ECG 110可将雨水传感器的原始数据流转换成雨水传感器主题402，并且可将经由DCU的车窗控制转换成第二主题402。代理(诸如，作为将由ECG 110的脚本语言应用118执行的数据120的脚本)随后可被配置为利用主题402将检测到的下雨事件链接到用于关上车窗的命令。因此，在平台级别，ECG 110将CAN信号整理(flatten)为信息流。此外，虽然雨水传感器和DCU的嵌入信号均在CAN车辆总线106内，但是雨水传感器和DCU不需要相互协调。
作为另一可行方式，ECG 110可提供针对车辆102的网络安全的单点控制。因此，ECG 110可充当防火墙且还可作为用于在新威胁出现时进行更新的单个位置。此外，ECG110的处理能力能够使得ECG 110运行网络扫描、病毒检测或其它服务，并且能够以自主方式来处理威胁。
在此描述的计算装置(诸如，ECU 104和ECG 110)通常包括计算机可执行指令，其中，所述指令可由诸如上面列出的一个或更多个计算装置执行。可通过使用各种编程语言和/或技术创建的计算机程序来编译或解释计算机可执行指令，所述编程语言和/或技术包括但不限于：JavaTM、C、C++、C#、Visual Basic、Java Script、Python、Java Script、Perl、PL/SQL等中的一种或它们的组合。一般地，处理器(例如，微处理器)从(例如)存储器、计算机可读介质等接收指令并执行这些指令，从而执行一个或更多个处理，所述一个或更多个处理包括在此描述的处理中的一个或更多个。可使用各种计算机可读介质来存储和传输这种指令以及其它数据。
对于在此描述的处理、系统、方法、启示等，应理解的是，虽然这种处理等的步骤已被描述为根据特定有序顺序发生，但是可利用以在此描述的顺序之外的顺序执行的所述步骤来实施这种处理。还应理解的是，可同时执行特定步骤，可添加其它步骤，或者，可省略在此描述的特定步骤。换言之，在此对处理的描述被提供用于示出特定实施例的目的，并且不应以任何方式被解释为限制权利要求。
相应地，应理解的是，上面的描述意在为示意性的而非限制性的。当阅读上面的描述时，提供的示例之外的许多实施例和应用会是显而易见的。范围不应参考上面的描述来确定，而应参考权利要求以及这些权利要求所要求保护的等同物的全部范围来确定。可以预期和计划的是，未来发展将发生在在此描述的技术上，并且所公开的系统和方法将被包含在这种未来的实施例中。总之，应理解的是，本申请能够进行修改和改变。
除非在此做出了明确的相反指示，否则权利要求中使用的所有术语意在被赋予在此描述的领域的技术人员所理解的它们最广义的合理解释以及它们的普遍含义。具体来讲，除非权利要求描述了明确的相反限制，否则诸如“一种”、“所述”、“该”等的单数冠词的使用应被理解为描述一个或更多个指示的元素。
本公开的说明书摘要被提供，以允许读者快速确定技术公开的实质。被提出的摘要包含的理解是，说明书摘要将不会被用于解释或限制权利要求的范围或含义。此外，在前述的具体实施方式中，可以看出，出于简化本公开的目的，多个特征在多个实施例中被组合在一起。本公开的方法将不会被解释为反映意图要求保护的实施例需要比在每个权利要求中清楚记载的特征更多的特征。更确切地，如权利要求反映的，发明的主题在于少于公开的单个实施例的所有特征。因此，权利要求在此被包含在具体实施方式中，其中，每个权利要求作为单独要求保护的主题而独立存在。
虽然以上描述了示例性实施例，但这些实施例并不意在描述本发明的所有可能形式。相反地，说明书中所使用的词语是描述性词语而非限制，并且应理解的是，可在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种改变。此外，可将各种实现实施例的特征进行组合以形成本发明的进一步的实施例。

Claims (20)

1.一种用于车辆联网的增强的系统，包括：
车辆的中央网关，包括连接到多个车辆总线的处理器和存储器，车辆的中央网关被配置为：
经由所述多个车辆总线中的一个车辆总线从电子控制单元(ECU)接收原始数据；
利用可用性信息、分类信息和环境信息对原始数据进行扩展；
将扩展的原始数据发布到存储器托管的发布/订阅主题；
至少将车辆的另一个ECU订阅到所述发布/订阅主题。
2.如权利要求1所述的系统，其中，所述中央网关还被配置为：
利用指示用于控制ECU的接口的响应信息来对原始数据进行扩展；
从所述另一个ECU接收用于控制所述ECU的命令；
经由所述多个车辆总线中的所述一个车辆总线向所述ECU发送消息以控制所述ECU。
3.如权利要求1所述的系统，其中，所述多个车辆总线包括控制器局域网(CAN)总线和以太网总线。
4.如权利要求1所述的系统，其中，可用性信息包括指示原始数据的动力模式、故障模式和延时的信息。
5.如权利要求1所述的系统，其中，分类信息包括用于原始数据的解码方法、用于识别原始数据中的错误的准则和原始数据的数据值边界。
6.如权利要求1所述的系统，其中，环境信息指示原始数据是否具有人机界面(HMI)暗示，所述人机界面(HMI)暗示限定原始数据是当前被显示的数据还是将被显示的类型的数据。
7.如权利要求1所述的系统，其中，所述中央网关还被配置为：访问所述中央网关的数据库，以根据确定的原始数据的类型来识别可用性信息、分类信息和环境信息。
8.一种用于车辆联网的增强的方法，包括：
根据确定的由车辆的中央网关经由车辆总线从电子控制单元(ECU)接收的原始数据的类型来访问数据库，以用于利用可用性信息、分类信息和环境信息来对原始数据进行扩展；
将扩展的数据提供给由所述中央网关托管的发布/订阅主题，以用于经由车辆外部的服务通过通信网络进行访问。
9.如权利要求8所述的方法，还包括：经由连接管理器将所述中央网关连接到车辆外部的服务，连接管理器被配置为抽象出车辆的提供对于通信网络的潜在通信信道的ECU。
10.如权利要求8所述的方法，还包括：响应于来自车辆外部的服务的对由所述中央网关托管的发布的主题的列表的请求，向车辆外部的服务提供所述列表。
11.如权利要求8所述的方法，还包括：利用指示用于控制ECU的接口的响应信息来对原始数据进行扩展。
12.如权利要求11所述的方法，还包括：响应于从车辆外部的服务接收到用于控制ECU的命令，经由车辆总线向ECU发送消息以控制ECU。
13.如权利要求8所述的方法，其中，车辆总线是控制器局域网(CAN)总线，并且通信网络是广域蜂窝网。
14.如权利要求8所述的方法，还包括：
响应于在车辆总线上对数据流进行监测，识别来自另一ECU的另一原始数据；
利用可用性信息、分类信息和环境信息来对所述另一原始数据进行扩展；
发布包括扩展的另一原始数据的另一主题。
15.一种包括指令的非暂时性计算机可读介质，当所述指令由车辆的连接到一个或更多个车辆总线的中央网关的处理器执行时，使得所述处理器执行以下操作：
响应于在一个或更多个车辆总线上对数据流进行监测，识别来自连接到所述一个或更多个车辆总线中的一个车辆总线的电子控制单元的原始数据；
确定原始数据的数据类型；
访问所述中央网关的数据库，以识别用于对原始数据进行扩展的可用性信息、分类信息和环境信息；
使用可用性信息、分类信息和环境信息来对原始数据进行扩展，以创建主题信息；
将主题信息发布到由所述中央网关托管的发布/订阅主题。
16.如权利要求15所述的非暂时性计算机可读介质，还包括使得所述处理器执行以下操作的指令：识别包括指示原始数据的动力模式、故障模式和延时的信息的可用性信息。
17.如权利要求15所述的非暂时性计算机可读介质，还包括使得所述处理器执行以下操作的指令：识别分类信息，所述分类信息包括用于原始数据的解码方法、用于识别原始数据中的错误的准则和原始数据的数据值边界。
18.如权利要求15所述的非暂时性计算机可读介质，还包括使得所述处理器执行以下操作的指令：识别指示原始数据是否具有人机界面(HMI)暗示的环境信息，所述人机界面(HMI)暗示限定数据是当前被显示的数据还是将被显示的类型的数据。
19.如权利要求15所述的非暂时性计算机可读介质，还包括使得所述处理器执行以下操作的指令：经由连接管理器将所述中央网关连接到车辆外部的服务，连接管理器被配置为抽象出车辆的提供对于通信网络的潜在通信信道的ECU。
20.如权利要求15所述的非暂时性计算机可读介质，还包括使得所述处理器执行以下操作的指令：
响应于在车辆总线上对数据流进行监测，识别来自另一ECU的另一原始数据；
利用可用性信息、分类信息和环境信息来对所述另一原始数据进行扩展；
发布包括扩展的另一原始数据的另一主题。
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