CN110087209A - 电子控制单元和用于连接认证的方法 - Google Patents

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Abstract

公开了一种电子控制单元和用于连接认证的方法。安装在车辆上的电子控制单元包括：检测单元，其被配置成检测来自外部设备的连接请求；确定单元，其被配置成响应于连接请求而确定用于开始连接认证过程的开始条件是否被满足，连接认证过程是用于确定来自外部设备的连接请求的适当性的过程；控制器，其被配置成在开始条件被满足的情况下控制外部设备与电子控制单元之间的通信状态，使得通信状态变为链接接通状态；以及认证单元，其被配置成在通信状态是链接接通状态的情况下开始连接认证过程。

Description

电子控制单元和用于连接认证的方法
技术领域
本发明涉及电子控制单元和用于连接认证的方法。
背景技术
车辆配备有用于控制动力传动系统(例如发动机、变速器和防抱死制动系统)、车身相关部件(例如门、座椅和反光镜)、多媒体系统(例如导航系统和音频系统)和各种传感器的多个电子控制单元。电子控制单元通过车载网络(例如控制器区域网络或以太网网络)彼此连接，以在彼此共享信息的同时控制车辆的每个单元。诊断工具被用作用于支持维护管理操作的工具。维护管理操作包括收集关于电子控制单元或电子控制单元下的车载部件的故障诊断的信息，以及重写安装在每个电子控制单元上的闪存中的程序。日本专利申请公开号2016-48848(JP 2016-48848 A)提出作为允许将诊断工具连接到车载网络的许可条件要满足以下所有条件。这些条件包括：(a)被包括在从诊断工具发送的通信帧中的认证码与被存储在相应电子控制单元中的认证码相匹配；(b)认证码和被包括在从诊断工具发送的通信帧中的连接目标码之间的对应关系与认证码和被存储在相应电子控制单元中的连接目标码之间的对应关系相匹配；以及(c)被包括在从诊断工具发送的通信帧中的连接目标码是相应电子控制单元可支持的连接目标码。在这样的许可条件被满足的情况下，可以估计所接收的连接请求是从官方运营商(例如，经销商)的诊断工具发送的请求。这使得可以断开从非官方运营商的诊断工具发送的连接请求。
发明内容
在JP 2016-48848 A中公开的用于连接认证的方法中，在激活线从非激活转变为激活的情况下，诊断工具与电子控制单元之间的通信状态变为链接接通状态。相应地，在大量通信帧从诊断工具被发送的情况下，车载电子控制单元可能陷入挂起状态。特别是在车辆处于自动驾驶的情况下，车载电子控制单元的硬件资源被大量消耗。在这种情况下，适当地确定连接请求的适当性变得困难。当诊断工具进行至车载网络的连接请求时，与此同时具有高安全请求等级的信号正在车载网络上被发送或者车辆正在行驶，确定连接请求的适当性变得困难。
本发明提出一种电子控制单元和一种用于连接认证的方法，该方法适当地确定来自外部设备的连接请求的适当性，即使在车载电子控制单元的资源正在被消耗的同时进行连接请求时也是如此。
本发明的第一方面提供了安装在车辆上的电子控制单元。电子控制单元包括：检测单元，其被配置成检测来自外部设备的连接请求；确定单元，其被配置成响应于连接请求而确定用于开始连接认证过程的开始条件是否被满足，该连接认证过程是用于确定来自外部设备的连接请求的适当性的过程；控制器，其被配置成在开始条件被满足的情况下控制外部设备与电子控制单元之间的通信状态，使得通信状态变为链接接通状态；以及认证单元，其被配置成当通信状态是链接接通状态时开始连接认证过程。
本发明的第二方面提供一种用于连接认证的方法。用于连接认证的方法包括：检测从外部设备到车载网络的连接请求；响应于连接请求，确定用于开始连接认证过程的开始条件是否被满足，该连接认证过程是用于确定来自外部设备的连接请求的适当性的过程；在开始条件被满足的情况下控制外部设备与车载网络之间的通信状态，使得通信状态变为链接接通状态；以及在通信状态是链接接通状态的情况下开始连接认证过程。
根据上述实施方式，可以适当地确定来自外部设备的连接请求的适当性，即使在车载电子控制单元的资源正在被消耗的同时进行连接请求的情况下也是如此。
附图说明
下面将参考附图描述本发明的示例性实施方式的特征、优点以及技术和工业意义，附图中相同的数字代表相同的元素，并且其中：
图1是示出根据本发明的实施方式的车载网络的配置的说明图；
图2是根据本发明的实施方式的电子控制单元的功能框图；以及
图3是示出根据本发明的实施方式的用于连接认证的方法的处理流程的流程图。
具体实施方式
在下文中，将参考附图描述本发明的实施方式。这里，相同的参考标记表示相同的部件构件，并且省略冗余的描述。图1是示出根据本发明的实施方式的车载网络100的配置的说明图。车载通信网络100包括多个集中器21、22，其连接安装在车辆200上的多个电子控制单元31至38。作为在集中器21、22与电子控制单元31至38之间连接的通信线，例如，可以使用符合100Base-T1标准的以太网线缆。作为集中器21、22，例如，可以使用具有桥接功能的以太网交换机。例如，电子控制单元31至38控制车辆的动力传动系统(例如发动机、变速器和防抱死制动系统)、车身相关部件(例如门、座椅和反光镜)、多媒体系统(例如导航系统和音频系统)或各种传感器。
车辆200包括用于连接外部设备40的连接器50。连接器50符合例如国际标准化组织(ISO)15031-3标准或美国汽车工程师协会(SAE)J1962标准。例如，外部设备40是执行用于车辆200的维护管理的诊断通信的诊断工具。诊断通信包括用于请求从诊断工具向电子控制单元31至38发送自诊断消息信息的通信，或者用于响应于请求而从电子控制单元31至38向诊断工具发送自诊断消息信息的通信。自诊断消息信息是指与电子控制单元31至38或电子控制单元31至38下的各部件(例如，传感器、致动器等)的故障诊断有关的信息。例如，诊断通信还包括用于重写安装在电子控制单元31至38上的闪存中的程序的通信。
车辆200包括用于与外部设备40通信的通信线61，以及用于检测来自外部设备40的连接请求的激活线62。激活线62被设计成符合ISO 13400标准。当外部设备40被连接到连接器50时，激活线62从非激活转变为激活。作为通信线61，例如，可以使用符合100Base-TX标准的以太网线缆。
集中器21包括执行用来确定来自外部设备40的连接请求的适当性的连接认证过程的电子控制单元10。电子控制单元10是包括通信接口(例如，以太网收发器、以太网控制器等)11、处理器12和存储设备13的计算机系统，该通信接口11连接到通信线61和激活线62。存储设备13存储描述用于执行连接认证过程的命令的计算机程序(下文中称为“连接认证程序”)。处理器12通过解释和执行连接认证程序来执行连接认证过程。
图2是根据本发明的实施方式的电子控制单元10的功能框图。当处理器12解释并执行连接认证程序时，作为各种装置(检测单元71、确定单元72、控制器73、认证单元74和存储单元75)的功能都被实现。各种装置是通过电子控制单元10的硬件资源和存储在存储设备13中的连接认证程序之间的协作所实现的功能。这些功能的细节将在后面描述。连接认证程序可以包括例如在主程序中调用和执行的多个软件模块。这些软件模块是被模块化以用于执行实现各种装置的功能的处理的子程序。与各种装置的功能类似的功能可以通过使用专用硬件资源(例如，专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)等)或固件来实现。存储设备13是计算机可读存储介质，例如半导体存储器或磁盘介质。
在激活线62从非激活转变为激活的情况下，检测单元71确定接收到从外部设备40到电子控制单元10的连接请求。响应于来自外部设备40的连接请求，确定单元72确定用于开始外部设备40的连接认证过程的开始条件是否被满足。开始条件是指用于在不存在车辆200允许非法连接请求的可能性的情况下开始外部设备40的连接认证过程的条件，即使在外部设备40进行非法连接请求的情况下也是如此。例如，开始条件要满足以下中的至少一个条件：(i)车辆200不处于自动驾驶中；(ii)车辆200的行驶速度小于阈值速度(例如，5km/h)；和(iii)在车载网络100上发送的与车辆200的操作控制有关的信号具有小于阈值等级的安全请求等级。作为安全请求等级，例如可以使用由ISO 26262定义的机动车辆安全完整性等级ASIL。作为阈值等级，例如，可以使用与对应于严重或危及生命的故障的风险的ASIL相同的等级。控制器73将外部设备40和电子控制单元10之间的通信状态控制为链接断开状态，直到确定开始条件被满足为止。利用这种配置，例如，在车辆200处于自动驾驶的情况下，或者在车辆200的行驶速度快于阈值的情况下，连接认证不会开始。相应地，安全性和性能被进一步增强。在确定开始条件被满足的情况下，控制器73将外部设备40与电子控制单元10之间的通信状态控制为链接接通状态。在外部设备40与电子控制单元10之间的通信状态处于链接接通状态的情况下，认证单元74开始用于确定来自外部设备40的连接请求的适当性的连接认证过程。在连接认证过程中，认证单元74可以通过公知的方法(例如，JP2016-48848A中公开的方法)来认证连接请求是否来自官方运营商(例如，经销商)的诊断工具。
可以基于从与自动驾驶控制有关的电子控制单元发送的标志信息(指示车辆处于自动驾驶的标志信息)来确定车辆200是否处于自动驾驶。可以基于从与车速的测量有关的电子控制单元发送的标志信息(指示车辆200的行驶速度超过阈值的标志信息)来确定车辆200的行驶速度是否超过阈值速度。可以基于从与具有超过阈值等级的安全请求等级的信号的处理有关的电子控制单元发送的标志信息(指示与车辆200的操作控制有关的信号的安全请求等级超过阈值等级的标志信息)来确定在车载网络100上发送的与车辆200的驾驶控制有关的信号是否具有超过阈值等级的安全请求等级。这种标志信息通过车载网络100从每个电子控制单元周期性地发送。存储单元75按时间序列存储这种标志信息的历史。存储单元75按时间序列存储激活线62的状态转变的历史(从非激活到激活的转变，以及从激活到非激活的转变)。在外部设备40进行连接请求的情况下，存储单元75以时间序列存储指示开始条件是否被满足的信息的历史。除了上述条件(i)至(iii)之外，用于开始外部设备40的连接认证过程的开始条件还可以包括(iv)在从外部设备40进行连接请求时开始条件未被满足的情况下，在连接请求之后已经经过了预定时间。确定单元72可以从存储在存储单元75中的各种序列信息来确定条件(iv)是否被满足。
图3是示出根据本发明的实施方式的用于连接认证的方法的处理流程的流程图。由于图3中所示的每个处理的概要与图2的描述重复，因此这里将给出简化描述。
在步骤301中，电子控制单元10确定是否接收到从外部设备40到车载网络100的连接请求。当激活线62从非激活转变为激活时，电子控制单元10确定接收到从外部设备40到电子控制单元10的连接请求。
在步骤302中，电子控制单元10确定用于开始外部设备40的连接认证过程的开始条件是否被满足。电子控制单元10基于在车载通信网络100上发送的标志信息来确定条件(i)至(iii)中的至少一个是否被满足，或者条件(i)至(iv)中的至少一个是否被满足。
在步骤303中，电子控制单元10将外部设备40与电子控制单元10之间的通信状态从链接断开状态控制为链接接通状态。外部设备40与电子控制单元10之间的通信状态是链接断开状态，直到确定开始条件被满足为止。
在步骤304中，电子控制单元10开始用于确定来自外部设备40的连接请求的适当性的连接认证过程。可以使用公知的方法作为连接认证过程。
在步骤305中，电子控制单元10通过通信线61与外部设备40进行通信(例如，诊断通信)。
在步骤306中，电子控制单元10确定与外部设备40的通信是否结束。
在步骤307中，电子控制单元10将外部设备40与电子控制单元10之间的通信状态控制为链接断开状态。
根据本发明的实施方式，响应于来自外部设备40的连接请求(步骤301：是)，电子控制单元10确定用于开始外部设备40的连接认证过程的开始条件是否被满足(步骤302)。在开始条件被满足的情况下(步骤302：是)，电子控制单元10将外部设备40与电子控制单元10之间的通信状态控制为链接接通状态(步骤303)，并且开始用于确定来自外部设备40的连接请求的适当性的连接认证过程(步骤304)。因此，即使在外部设备40进行非法连接请求的情况下，也可以减少车辆200允许非法连接请求的可能性。
在以上描述中，执行用于确定来自外部设备40的连接请求的适当性的连接认证过程的电子控制单元10被并入集中器21中。然而，连接到集中器21的电子控制单元31到34中的任何一个电子控制单元(或连接到集中器22的电子控制单元35到38中的任何一个电子控制单元)可以执行用于确定来自外部设备40的连接请求的适当性的连接认证过程。
前面描述的实施方式是为了便于理解本公开内容而给出的，而不是为了本发明的限制性解释而给出的。在不脱离本发明的含义的情况下，本发明的修改和改进是可能的，并且其等同物也包含在本发明中。

Claims (5)

1.一种安装在车辆上的电子控制单元，其特征在于，包括：
检测单元，其被配置成检测来自外部设备的连接请求；
确定单元，其被配置成响应于所述连接请求而确定用于开始连接认证过程的开始条件是否被满足，所述连接认证过程是用于确定来自所述外部设备的所述连接请求的适当性的过程；
控制器，其被配置成在所述开始条件被满足的情况下控制所述外部设备与所述电子控制单元之间的通信状态，使得所述通信状态变为链接接通状态；以及
认证单元，其被配置成在所述通信状态是所述链接接通状态的情况下开始所述连接认证过程。
2.根据权利要求1所述的电子控制单元，其特征在于，所述开始条件要满足以下至少一个条件：
(i)所述车辆不处于自动驾驶中；
(ii)所述车辆的行驶速度小于阈值速度；
(iii)与所述车辆的驾驶控制有关的信号具有小于阈值等级的安全请求等级，所述信号通过车载网络被发送；以及
(iv)在所述检测单元检测到来自所述外部设备的所述连接请求时所述开始条件未被满足的情况下，从所述检测单元检测到来自所述外部设备的所述连接请求起已经过了预定时间。
3.根据权利要求1或2所述的电子控制单元，其特征在于：
所述外部设备是诊断工具；
所述车辆包括连接器和激活线；
所述激活线被配置成在所述诊断工具被连接到所述连接器的情况下从非激活转变为激活；以及
所述检测单元被配置成在所述激活线从非激活转变为激活的情况下确定从所述诊断工具接收到所述连接请求。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的电子控制单元，其特征在于，所述控制器被配置成控制所述外部设备与所述电子控制单元之间的所述通信状态，使得所述通信状态变为链接断开状态，直到所述确定单元确定所述开始条件被满足为止。
5.一种用于连接认证的方法，其特征在于包括：
检测从外部设备到车载网络的连接请求；
响应于所述连接请求，确定用于开始连接认证过程的开始条件是否被满足，所述连接认证过程是用于确定来自所述外部设备的所述连接请求的适当性的过程；
在所述开始条件被满足的情况下控制所述外部设备与所述车载网络之间的通信状态，使得所述通信状态变为链接接通状态；以及
在所述通信状态是链接接通状态的情况下开始所述连接认证过程。
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