CN112106330A - 车载通信系统、判定装置及方法、通信装置及计算机程序 - Google Patents

车载通信系统、判定装置及方法、通信装置及计算机程序 Download PDF

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Abstract

一种车载通信系统，多个通信装置和判定所述通信装置所涉及的异常的判定装置经由总线而连接，其中，所述判定装置具备：发送部，将规定电压的判定用信号向各通信装置发送；及判定部，基于根据所述判定用信号而从各通信装置发送的响应信号来进行所述异常的判定，各通信装置具备：信号输出部，相对于接收的判定用信号，基于固有的电压阈值而输出第一逻辑值信号；及生成部，基于所述第一逻辑值信号而生成第二逻辑值信号，所述信号输出部基于所述第二逻辑值信号而将所述响应信号向所述总线输出。

Description

车载通信系统、判定装置及方法、通信装置及计算机程序
技术领域
本发明涉及车辆的车载通信系统、判定装置、通信装置、判定方法及计算机程序。
本申请主张基于2018年5月21日申请的日本申请第2018-97388号的优先权，援引所述日本申请所记载的全部记载内容。
背景技术
以往，已知有检测连接于车辆网络的不正当的ECU等的方法。
在专利文献1中公开了以下的车载系统：该车载系统基于保存于各ECU的秘密信息来生成伪随机数，将基于该随机数而生成的判定用数据在ECU间相互发送，接收到判定用数据的ECU通过验证接收到的判定用数据来判断是否是从正当的ECU发送出的，由此检测不正当地连接于车载网络的装置。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本2016-151871号公报
发明内容
本公开的一方案的车载通信系统是多个通信装置和判定所述通信装置所涉及的异常的判定装置经由总线而连接的车载通信系统，其中，所述判定装置具备：发送部，将规定电压的判定用信号向各通信装置发送；及判定部，基于根据所述判定用信号而从各通信装置发送的响应信号来进行所述异常的判定，各通信装置具备：信号输出部，相对于接收的判定用信号，基于固有的电压阈值而输出第一逻辑值信号；及生成部，基于所述第一逻辑值信号而生成第二逻辑值信号，所述信号输出部基于所述第二逻辑值信号而将所述响应信号向所述总线输出。
本公开的一方案的判定装置与多个通信装置经由总线而连接，判定所述通信装置所涉及的异常，其中，具备将规定电压的判定用信号向各通信装置发送的发送部，各通信装置相对于接收的判定用信号，基于固有的电压阈值而输出逻辑值信号，基于所述逻辑值信号而将响应信号向所述总线输出，所述判定装置还具备判定部，该判定部基于根据所述判定用信号而从各通信装置输出的所述响应信号来进行所述异常的判定。
本公开的一方案的通信装置与输出规定电压的判定用信号的外部装置经由总线而连接，其中，具备：信号输出部，接收所述判定用信号，基于固有的电压阈值而输出第一逻辑值信号；及生成部，基于所述第一逻辑值信号而生成第二逻辑值信号，所述信号输出部基于所述第二逻辑值信号而将所述外部装置在所述通信装置所涉及的异常的判定中使用的响应信号向总线输出。
本公开的一方案的判定方法利用与多个通信装置经由总线而连接且判定所述通信装置所涉及的异常的判定装置来进行所述判定，其中，将规定电压的判定用信号向各通信装置发送，基于接收到所述判定用信号的各通信装置基于使用固有的电压阈值输出的逻辑值信号而输出的响应信号，进行所述异常的判定。
本公开的一方案的计算机程序使与多个通信装置经由总线而连接且判定所述通信装置所涉及的异常的计算机执行以下处理：将规定电压的判定用信号向各通信装置发送，对接收到所述判定用信号的各通信装置基于使用固有的电压阈值输出的逻辑值信号而输出的响应信号进行接收，基于接收到的响应信号来进行所述异常的判定。
附图说明
图1是示出本实施方式的车载通信系统的结构的框图。
图2是在本实施方式的车载通信系统中说明收发器的逻辑值信号的输出处理的坐标图。
图3是在本实施方式的车载通信系统中说明相对于同一判定信号输出不同的响应信号的情况的说明图。
图4是在本实施方式的车载通信系统中说明相对于同一判定信号输出不同的响应信号的情况的说明图。
图5是在本实施方式的车载通信系统中概念性地示出存储部存储的LUT的概念图。
图6是在本实施方式的车载通信系统中示出车载中继装置输出的判定信号的类型(电压图案)的例子的例示图。
图7是在本实施方式的车载通信系统中说明车载中继装置进行的判定处理的一例的流程图。
图8是在本实施方式的车载通信系统中说明车载中继装置进行的判定处理的变形例的流程图。
具体实施方式
[本公开所要解决的课题]
在专利文献1的车载系统中，为了生成判定用数据而需要在各ECU中保存秘密信息，存在必须合适地保护秘密信息免受具有恶意的第三者的泄露或篡改之类的威胁这一问题。
于是，本发明的目的在于，提供在包含多个通信装置的车载通信系统中不使用秘密信息就能够判定与该通信装置相关的异常的车载通信系统、判定装置、通信装置、判定方法及计算机程序。
[本公开的效果]
根据本公开的一方案，在包含多个通信装置的车载通信系统中，不使用秘密信息就能够判定与该通信装置相关的异常。
[本发明的实施方式的说明]
首先，列举本公开的实施方案而说明。另外，也可以将以下记载的实施方式的至少一部分任意组合。
(1)本公开的一方案的车载通信系统是多个通信装置和判定所述通信装置所涉及的异常的判定装置经由总线而连接的车载通信系统，其中，所述判定装置具备：发送部，将规定电压的判定用信号向各通信装置发送；及判定部，基于根据所述判定用信号而从各通信装置发送的响应信号来进行所述异常的判定，各通信装置具备：信号输出部，相对于接收的判定用信号，基于固有的电压阈值而输出第一逻辑值信号；及生成部，基于所述第一逻辑值信号而生成第二逻辑值信号，所述信号输出部基于所述第二逻辑值信号而将所述响应信号向所述总线输出。
在本方案中，所述判定装置将规定电压的判定用信号向各通信装置发送。各通信装置相对于接收的判定用信号，基于固有的电压阈值而输出第一逻辑值信号，基于所述第一逻辑值信号而生成第二逻辑值信号，基于所述第二逻辑值信号而输出所述响应信号。所述判定装置基于从各通信装置发送的响应信号来进行所述异常的判定。
由于各通信装置根据自身装置所具有的固有的电压阈值而输出与其他通信装置不同的响应信号，所以所述判定装置能够基于所述响应信号来判定与该通信装置相关的异常。
(2)在本公开的一方案的车载通信系统中，所述第一逻辑值信号及所述第二逻辑值信号是表示同一逻辑值的信号。
在本方案中，所述第一逻辑值信号及所述第二逻辑值信号是表示同一逻辑值的信号，基于该第二逻辑值信号而输出所述响应信号。
因此，所述响应信号所涉及的第二逻辑值信号的准备不需要特别的处理，能够简单地生成。
(3)本公开的一方案的车载通信系统具备将所述判定用信号、各通信装置的识别数据及规定的电压图案建立对应并存储的存储部，所述判定部基于所述存储部的存储内容来进行所述判定。
在本方案中，在根据所述判定用信号而从各通信装置发送了响应信号的况下，所述判定部通过将所述存储部的存储内容与发送出的响应信号进行对比来进行所述判定。
因此，不使用秘密信息就能够准确地判定与该通信装置相关的异常。
(4)在本公开的一方案的车载通信系统中，所述信号输出部输出包含自身装置的识别数据的响应信号，所述判定部在根据一个判定用信号而发送的响应信号中的任一者的电压图案与所述存储部与所述一个判定用信号对应地存储的电压图案不同的情况下，判定为异常。
在本方案中，例如，在根据规定的判定用信号而发送了多个响应信号的情况下，进行其中任一者的电压图案是否与所述存储部存储的与所述规定的判定用信号对应的电压图案不同的对比。
在该对比的结果是任一响应信号的电压图案与存储于所述存储部的电压图案不同的情况下，能够判定为发送了不同的电压图案(响应信号)的通信装置异常。
(5)在本公开的一方案的车载通信系统中，所述判定部在所述电压图案不同的不同响应信号的数量小于阈值的情况下，判定为输出了所述不同响应信号的通信装置被置换。
在本方案中，在所述电压图案不同的不同响应信号的数量小于阈值的情况下，视为在与所述判定装置连接的多个通信装置的一部分产生了异常，所述判定部判定为输出了所述不同响应信号的通信装置被置换。
因此，在产生了通信装置所涉及的异常的情况下，能够使该异常的原因清楚。
(6)在本公开的一方案的车载通信系统中，所述判定部在所述电压图案不同的不同响应信号的数量为阈值以上的情况下，判定为所述通信装置的一部分被从所述总线拆卸或者新的通信装置连接于所述总线。
在本方案中，在所述电压图案不同的不同响应信号的数量为阈值以上的情况下，视为与所述判定装置连接的多个通信装置的整体产生了异常，所述判定部判定为所述通信装置的一部分被从所述总线拆卸或者新的通信装置连接于所述总线。
因此，在产生了通信装置所涉及的异常的情况下，能够使该异常的原因清楚。
(7)在本公开的一方案的车载通信系统中，所述电压阈值为0.5V以上～0.9以下V，所述判定用信号包含0.5V以上～0.9V以下的电压。
在本方案中，各通信装置在0.5V以上～0.9V以下具有固有的电压阈值，所述判定用信号包含0.5V以上～0.9V以下的电压。
因此，相对于判定用信号包含的0.5V以上～0.9V以下的电压，在各通信装置中进行与其他通信装置不同的逻辑值的判断，输出与其他通信装置不同的响应信号，因此能够判定与该通信装置相关的异常。
(8)在本公开的一方案的车载通信系统中，所述判定用信号还包含比0.9V高的电压。
在本方案中，各通信装置在0.5V以上～0.9V以下具有固有的电压阈值，所述判定用信号包含电压为0.5V以上～0.9V以下的部分和电压比0.9V高的部分。
因此，相对于判定用信号包含的0.5V以上～0.9V以下的电压，在各通信装置中进行与其他通信装置不同的逻辑值的判断，输出与其他通信装置不同的响应信号，因此能够判定与该通信装置相关的异常。
(9)在本公开的一方案的车载通信系统中，所述判定用信号还包含比0.5V低的电压。
在本方案中，各通信装置在0.5V以上～0.9V以下具有固有的电压阈值，所述判定用信号包含电压为0.5V以上～0.9V以下的部分和电压比0.5V低的部分。
因此，相对于判定用信号包含的0.5V以上～0.9V以下的电压，在各通信装置中进行与其他通信装置不同的逻辑值的判断，输出与其他通信装置不同的响应信号，因此能够判定与该通信装置相关的异常。
(10)在本公开的一方案的车载通信系统中，所述判定用信号还包含比0.9V高的电压和比0.5V低的电压。
在本方案中，各通信装置在0.5V以上～0.9V以下具有固有的电压阈值，所述判定用信号包含电压为0.5V以上～0.9V以下的部分、电压比0.9V高的部分及电压比0.5V低的部分。
因此，相对于判定用信号包含的0.5V以上～0.9V以下的电压，在各通信装置中进行与其他通信装置不同的逻辑值的判断，输出与其他通信装置不同的响应信号，因此能够判定与该通信装置相关的异常。
(11)在本公开的一方案的车载通信系统中，所述判定部在车辆停止后且开始起动前进行所述判定。
在本方案中，所述判定部在车辆停止后且开始起动前判定与该通信装置相关的异常。
在可能进行相对于通信装置的不正当的操作的定时即车辆的停止后进行所述判定，为了防止因与通信装置相关的异常而在车辆的行驶中驾驶员暴露于危险，在车辆开始起动前进行所述判定。
(12)本公开的一方案的判定装置与多个通信装置经由总线而连接，判定所述通信装置所涉及的异常，其中，具备将规定电压的判定用信号向各通信装置发送的发送部，各通信装置相对于接收的判定用信号，基于固有的电压阈值而输出逻辑值信号，基于所述逻辑值信号而将响应信号向所述总线输出，所述判定装置还具备判定部，该判定部基于根据所述判定用信号而从各通信装置输出的所述响应信号来进行所述异常的判定。
在本方案中，所述判定装置将规定电压的判定用信号向各通信装置发送。各通信装置相对于接收的判定用信号，基于固有的电压阈值而输出逻辑值信号，基于所述逻辑值信号而输出所述响应信号。所述判定装置基于从各通信装置发送的响应信号来进行所述异常的判定。
由于各通信装置根据自身装置所具有的固有的电压阈值而输出与其他通信装置不同的响应信号，所以能够基于所述响应信号来判定与该通信装置相关的异常。
(13)本公开的一方案的判定装置具备将所述判定用信号与各通信装置的识别数据及响应信号的电压图案建立对应并存储的存储部，所述判定部基于所述存储部的存储内容来进行所述判定。
在本方案中，在根据所述判定用信号而从各通信装置发送了响应信号的情况下，所述判定部通过将所述存储部的存储内容与发送出的响应信号进行对比来进行所述判定。
因此，不使用秘密信息就能够准确地判定与该通信装置相关的异常。
(14)在本公开的一方案的判定装置中，所述通信装置输出包含自身装置的识别数据的响应信号，所述判定部在根据一个判定用信号而发送的响应信号中的任一者的电压图案与所述存储部与所述一个判定信号对应地存储的电压图案不同的情况下，判定为异常。
在本方案中，例如，在根据规定的判定用信号而发送了多个响应信号的情况下，进行其中任一者的电压图案是否与所述存储部存储的与所述规定的判定用信号对应的电压图案不同的对比。
在该对比的结果是任一响应信号的电压图案与存储于所述存储部的电压图案不同的情况下，能够判定为发送了不同的电压图案(响应信号)的通信装置异常。
(15)在本公开的一方案的判定装置中，所述判定部在所述电压图案不同的不同响应信号的数量小于阈值的情况下，判定为输出了所述不同响应信号的通信装置被置换。
在本方案中，在所述电压图案不同的不同响应信号的数量小于阈值的情况下，视为在与所述判定装置连接的多个通信装置的一部分产生了异常，所述判定部判定为输出了所述不同响应信号的通信装置被置换。
因此，在产生了通信装置所涉及的异常的情况下，能够使该异常的原因清楚。
(16)在本公开的一方案的判定装置中，所述判定部在所述电压图案不同的不同响应信号的数量为阈值以上的情况下，判定为所述通信装置的一部分被从所述总线拆卸或者新的通信装置连接于所述总线。
在本方案中，在所述电压图案不同的不同响应信号的数量为阈值以上的情况下，视为在与所述判定装置连接的多个通信装置的整体产生了异常，所述判定部判定为所述通信装置的一部分被从所述总线拆卸或者新的通信装置连接于所述总线。
因此，在产生了通信装置所涉及的异常的情况下，能够使该异常的原因清楚。
(17)本公开的一方案的通信装置与输出规定电压的判定用信号的外部装置经由总线而连接，其中，具备：信号输出部，接收所述判定用信号，基于固有的电压阈值而输出第一逻辑值信号；及生成部，基于所述第一逻辑值信号而生成第二逻辑值信号，所述信号输出部基于所述第二逻辑值信号而将所述外部装置在所述通信装置所涉及的异常的判定中使用的响应信号向总线输出。
在本方案中，所述外部装置将规定电压的判定用信号向通信装置发送。通信装置相对于接收的判定用信号，基于固有的电压阈值而输出第一逻辑值信号，基于所述第一逻辑值信号而生成第二逻辑值信号，基于所述第二逻辑值信号而输出所述响应信号。所述外部装置基于从通信装置发送的响应信号来进行所述异常的判定。
由于所述通信装置根据自身装置所具有的固有的电压阈值而输出与其他通信装置不同的响应信号，所以能够基于所述响应信号来判定与该通信装置相关的异常。
(18)在本公开的一方案的通信装置中，所述第一逻辑值信号及所述第二逻辑值信号是表示同一逻辑值的信号。
在本方案中，所述第一逻辑值信号及所述第二逻辑值信号是表示同一逻辑值的信号，基于该第二逻辑值信号而输出所述响应信号。
因此，所述响应信号所涉及的第二逻辑值信号的准备不需要特别的处理，能够简单地生成。
(19)在本公开的一方案的通信装置中，所述电压阈值为0.5V以上～0.9V以下。
在本方案中，在使用规定的半导体元件作为所述信号输出部的情况下，因半导体元件的制造上的问题而在用于逻辑值的判断的阈值中产生规定范围的不均。该不均为0.5V以上～0.9V以下，因此，使用该不均而设为各通信装置具有的固有的电压阈值。
因此，能够容易地带来与其他半导体元件不同的固有的电压阈值。
(20)本公开的一方案的判定方法利用与多个通信装置经由总线而连接且判定所述通信装置所涉及的异常的判定装置来进行所述判定，其中，包含以下步骤：将规定电压的判定用信号向各通信装置发送，基于接收到所述判定用信号的各通信装置基于使用固有的电压阈值输出的逻辑值信号而输出的响应信号，进行所述异常的判定。
在本方案中，所述判定装置将规定电压的判定用信号向各通信装置发送。各通信装置相对于接收的判定用信号，基于固有的电压阈值而输出逻辑值信号，基于所述逻辑值信号而输出所述响应信号。所述判定装置基于从各通信装置发送的响应信号来进行所述异常的判定。
由于各通信装置根据自身装置所具有的固有的电压阈值而输出与其他通信装置不同的响应信号，所以所述判定装置能够基于所述响应信号来判定与该通信装置相关的异常。
(21)本公开的一方案的计算机程序使与多个通信装置经由总线而连接且判定所述通信装置所涉及的异常的计算机执行以下处理：将规定电压的判定用信号向各通信装置发送，对接收到所述判定用信号的各通信装置基于使用固有的电压阈值输出的逻辑值信号而输出的响应信号进行接收，基于接收到的响应信号来进行所述异常的判定。
在本方案中，例如，通过判定装置所具有的计算机的控制，所述判定装置将规定电压的判定用信号向各通信装置发送。各通信装置相对于接收的判定用信号，基于固有的电压阈值而输出逻辑值信号，基于所述逻辑值信号而输出所述响应信号。所述判定装置基于从各通信装置发送的响应信号来进行所述异常的判定。
由于各通信装置根据自身装置所具有的固有的电压阈值而输出与其他通信装置不同的响应信号，所以所述判定装置能够基于所述响应信号来判定与该通信装置相关的异常。
[本发明的实施方式的详情]
基于示出本发明的实施方式的附图来具体说明本发明。以下，参照附图来说明本公开的实施方式的车载通信系统、判定装置、通信装置、判定方法及计算机程序。需要说明的是，本发明不限定于这些例示，而由请求保护的范围表示，以在包含与请求保护的范围均等的含义及范围内的所有变更。
图1是示出本实施方式的车载通信系统100的结构的框图。本实施方式的车载通信系统100构成为具备搭载于车辆1的1个车载中继装置10(判定装置)和多个ECU(ElectronicControl Unit：电子控制单元)20～50。4个ECU20～50(通信装置)连接于CAN总线B，能够经由CAN总线B而与车载中继装置10进行帧数据(电压信号)的收发。CAN总线B例如是双绞线。
在图示的例子中，例示了车载通信系统100包含4个ECU20～50的情况，但本实施方式的车载通信系统100不限于此，也可以是包含4个以上或4个以下的ECU的结构。
ECU20～50各自具有收发器22、32、42、52(信号输出部)和控制部21、31、41、51(生成部)。各ECU20～50具有同一结构，因此，以下仅对ECU20进行说明。
ECU20构成为具备收发器22及控制部21等。
收发器22接收车载中继装置10经由CAN总线B而向ECU20～50输出的判定信号C(帧数据)。在图1中，将判定信号C(判定用信号)用实线的箭头示出。
收发器22具有固有的电压阈值，基于该电压阈值，根据接收到的判定信号C而进行“0”或“1”(逻辑值)的判定，将表示“0”或“1”的逻辑值的信号(以下，称作逻辑值信号)向控制部21输出。
更详细而言，收发器22具有用于“0”或“1”的判定的半导体元件(未图示)，该半导体元件因制造上的问题而在用于逻辑值的判断的阈值中产生规定范围的不均。该不均为0.5V以上～0.9V以下(也称作不定范围)，因此，使用该不均而设为各ECU20(收发器22)所具有的固有的电压阈值。即，所述半导体元件(收发器22)所具有的电压阈值是0.5V以上～0.9V以下的任一值。
本实施方式的车载通信系统100不限于此，收发器22也可以使用被设定为特定的电压阈值的半导体元件。
图2是在本实施方式的车载通信系统100中说明收发器22的逻辑值信号的输出处理的坐标图。在图2中，纵轴表示判定信号C的电压电平，横轴表示时间序列。该电压电平是CAN总线B中的所谓CAN-High与CAN-Low之间的差动电压。
如上所述，收发器22在所述不定范围内具有固有的电压阈值。收发器22在接收到具有规定的电压图案的判定信号C的情况下，将电压电平比所述固有的电压阈值高时判定为逻辑值“0”，将比所述固有的电压阈值低时判定为逻辑值“1”。
基于这样的判定结果，收发器22生成逻辑值信号，并向控制部21输出。
需要说明的是，以上，使用双绞线的差动电压说明了收发器22的逻辑值判定，但本实施方式的车载通信系统100不限定于此，也可以使用单线电压式。
控制部21接收收发器22输出的逻辑值信号，基于接收到的逻辑值信号来生成新的逻辑值信号。以下，为了便于说明，将收发器22输出的逻辑值信号称作第一逻辑值信号L1，将控制部21生成的逻辑值信号称作第二逻辑值信号L2。在图1中，将第一逻辑值信号L1及第二逻辑值信号L2用中空箭头示出。
例如，控制部21以表示与第一逻辑值信号L1所表示的逻辑值相同的逻辑值的方式生成第二逻辑值信号L2。本实施方式的ECU20不限定于此。例如，控制部21也可以以表示与第一逻辑值信号L1所表示的逻辑值相反的逻辑值的方式，或者以表示与第一逻辑值信号L1的特定部分所表示的逻辑值相同的逻辑值的方式，生成第二逻辑值信号L2。
由这样的控制部21生成的第二逻辑值信号L2向收发器22输出。
收发器22在接收到第二逻辑值信号L2的情况下，将对接收到的第二逻辑值信号L2赋予了自身装置的识别数据后的信号按照规定的通信协议而变换为响应信号(帧数据)，将该响应信号向CAN总线B输出。在图1中，将响应信号A用虚线的箭头示出。输出后的响应信号A由车载中继装置10接收。
本实施方式的车载中继装置10构成为具备处理部11、接收部12、发送部13、缓冲器14及存储部15等。
处理部11例如使用CPU(Central Processing Unit：中央处理单元)或MPU(Micro-Processing Unit：微处理单元)等运算处理装置而构成，通过执行在存储部15或未图示的ROM(Read Only Memory：只读存储器)等中存储的各种程序而进行各种处理。在本实施方式中，处理部11例如进行判定是否存在车载通信系统100的ECU所涉及的异常的处理、在存在异常的情况下判定是ECU的置换还是ECU的拆卸还是其他ECU的追加的处理及将该判定结果向用户通报的处理等。
CAN总线B连接于车载中继装置10。车载中继装置10例如取得输出到CAN总线B上的响应信号A，进行如上所述的判定处理。通过车载中继装置10的该判定处理，能够迅速检知不正当的ECU的连接及拆卸。
在本实施方式的车载通信系统100中，具有规定的电压图案的判定信号C从车载中继装置10向CAN总线B输出(例如，广播)。输出后的判定信号C由ECU20～50接收。
但是，如上所述，ECU20～50具有分别不同的固有的电压阈值，因此，相对于相同的判定信号C，逻辑值的判定分别不同。其结果，ECU20～50相对于相同的判定信号C输出分别不同的第一逻辑值信号L1。由此，在ECU20～50中生成的第二逻辑值信号L2也分别不同，最终输出的响应信号A也分别不同。
图3及图4是在本实施方式的车载通信系统100中说明相对于同一判定信号C输出不同的响应信号A的情况的说明图。例如，图3是ECU20输出响应信号A的情况，图4是ECU30输出响应信号A的情况。ECU20具有0.705V的电压阈值，ECU30具有0.685V的电压阈值。由ECU20及ECU30接收到的判定信号C是从0.67V到0.74V为止阶段性地变动的同一信号。
在ECU20及ECU30中，收发器22及收发器32具有不同的固有的电压阈值，因此，虽然接收到相同的判定信号C，但逻辑值的判定分别不同。即，收发器22将比0.705V低的电压电平判定为逻辑值“1”，将比0.705V高的电压电平判定为逻辑值“0”。另一方面，收发器32将比0.685V低的电压电平判定为逻辑值“1”，将比0.685V高的电压电平判定为逻辑值“0”。其结果，相对于相同的判定信号C，收发器22判定为“0、0、0、0、1、1、1、1”的逻辑值(图3)，但收发器32判定为“0、0、0、0、0、0、1、1”的逻辑值(图4)。
因此，收发器22及收发器32相对于相同的判定信号C输出分别不同的第一逻辑值信号L1，其结果，在控制部21及控制部31中也会生成分别不同的第二逻辑值信号L2。由此，如图3及图4所示，收发器22及收发器32输出分别不同的响应信号A。
车载中继装置10的存储部15保存有LUT(Look Up Table：查找表)，在所述LUT中，各ECU20～50的识别数据与一个判定信号C及与该一个判定信号C对应的规定的电压图案(数据主体)被建立了关联。因此，车载中继装置10在输出判定信号C后接收到响应信号A的情况下，基于输出的判定信号C及接收到的响应信号A中包含的识别数据来确定LUT上的一个电压图案，将确定出的电压图案与接收到的响应信号A的电压图案(数据主体)进行对照。由此，车载中继装置10能够判定在车载通信系统100上是否存在ECU所涉及的异常。
例如，车载中继装置10判定车载通信系统100中的ECU的连接是否存在异常。详细而言，能够设想ECU20～50的任一者被从CAN总线B拆卸的情况、被不正当地置换的情况或其他ECU不正当地连接于CAN总线B的情况。
在这样的情况下，车载中继装置10能够判定为车载通信系统100上的ECU的连接存在异常，或者判定该异常符合上述的多个情况的哪一个。关于详细的判定处理，将在后文叙述。
另外，对于本实施方式的车载中继装置10，从IG(点火)开关S提供表示车辆1的IG开关S的接通/断开的状态的信号(以下，称作IG信号)。车载中继装置10在车辆1从停止状态开始起动的情况(例如，IG开关S从断开状态切换为接通状态的情况)下，进行上述的判定处理。
接收部12及发送部13与CAN总线B连接，经由CAN总线B而与ECU20～50之间进行帧数据(判定信号C、响应信号A)的收发。另外，接收部12及发送部13也可以使用所谓的CAN控制器而构成。
发送部13根据来自处理部11的指示而读出存储于缓冲器14的发送用的数据，通过将读出的数据作为判定信号C向CAN总线B输出来进行判定信号C向ECU20～50的发送。
另外，接收部12通过采样取得各ECU20～50根据接收到的判定信号C而对CAN总线B输出的响应信号A而接收该响应信号A，将接收到的响应信号A向缓冲器14存储，并且将接收到响应信号A的意思向处理部11通知。
缓冲器14例如使用SRAM(Static Random Access Memory：静态随机存取存储器)或DRAM(Dynamic Random Access Memory：动态随机存取存储器)等存储器元件而构成。缓冲器14暂时存储接收部12接收到的响应信号(帧数据)A及应该从发送部13发送的判定信号(帧数据)C等。
存储部15例如使用EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read OnlyMemory：电可擦可编程只读存储器)或快闪存储器等数据能够改写的非易失性的存储器元件而构成。在本实施方式中，在存储部15中存储上述的判定处理所使用的阈值、用于进行该判定处理的程序P等。
程序P例如与后述的图6、7的各步骤的处理对应，通过处理部11将程序P读出并执行而实现判定处理。
另外，存储部15预先保存有LUT。在LUT中，判定信号C、各ECU20～50的识别数据及规定的电压图案被建立了对应。为了便于说明，在本实施方式中设为，ECU20～50的识别数据(ID)分别是1～4，车载中继装置10将电压值的分布(电压图案)不同的3个类型的判定信号C向CAN总线B输出。ECU20～50相对于各类型的判定信号C将不同的响应信号A向CAN总线B输出。
本实施方式的车载中继装置10不限于此，也可以设为能够输出3个以上的类型的判定信号C。
图5是在本实施方式的车载通信系统100中概念性地示出存储部15存储的LUT的概念图。在LUT中，各ECU20～50的识别数据(ECU ID)、判定信号C的各类型及规定的电压图案分别被建立了对应。
即，在所述LUT中，相对于各类型的判定信号C，各ECU20～50应会输出的响应信号A(电压图案)被建立关联并存储。
例如，关于ECU20，判定信号C的类型是“T1”的情况与“X11”的电压图案建立了对应，判定信号C的类型是“T2”的情况与“X12”的电压图案建立了对应，判定信号C的类型是“T3”的情况与“X13”的电压图案建立了对应。
需要说明的是，在图5中，将判定信号C的类型表示为“T1”、“T2”、“T3”，但实际上是表示判定信号C的各类型的电压图案(数据主体)的一连串逻辑值。另外，在图5中，将电压图案表示为“X11”、“X12”、…，但实际上是表示电压图案(数据主体)的一连串逻辑值。
图6是在本实施方式的车载通信系统100中示出车载中继装置10输出的判定信号C的类型(电压图案)的例子的例示图。
判定信号C包含0.5V以上～0.9V以下的电压。例如，可以如图6A所示那样判定信号C的全部包含于0.5V以上～0.9V以下的范围内，也可以如图6B～E所示那样仅一部分包含于0.5V以上～0.9V以下的范围内。
另外，判定信号C可以如图6A所示那样在0.5V以上～0.9V以下的范围内电压发生变动，也可以是电压恒定。
另外，判定信号C也可以局部包含0.5V以上～0.9V以下的电压，还包含比0.9V高的电压。例如，如图6B、D、E所示，判定信号C可以是中间侧的电压包含于0.5V以上～0.9V以下的范围内且端侧的电压比0.9V高。
另外，判定信号C也可以局部包含0.5V以上～0.9V以下的电压，还包含比0.5V低的电压。例如，如图6C、D、E所示，判定信号C可以是中间侧的电压包含于0.5V以上～0.9V以下的范围内且端侧的电压比0.5V低。
而且，判定信号C也可以局部包含0.5V以上～0.9V以下的电压，还包含比0.9V高的电压和比0.5V低的电压。例如，如图6D、E所示，判定信号C可以是中间侧的电压包含于0.5V以上～0.9V以下的范围内，一端侧的电压比0.5V低，另一端侧的电压比0.9V高。
在图6中，从A到E例示了判定信号C的5个类型，但本实施方式的车载通信系统100不限于此，判定信号C也可以由图6的A～E中的任2个的组合构成。
图7是在本实施方式的车载通信系统100中说明车载中继装置10进行的判定处理的一例的流程图。
在车载中继装置10中，发送部13将判定信号C向CAN总线B广播(步骤S101)。以下，为了便于说明，设为发送部13将类型“T1”的判定信号C向CAN总线B输出。
接着，处理部11判定来自ECU20～50的响应信号A的接收是否已完成(步骤S102)。例如，处理部11通过对接收到的响应信号A的数量进行计数来进行该判定。
处理部11例如在判定为即使经过规定的时间来自ECU20～50的响应信号A的接收也未完成的情况下(步骤S102：否)，即，在ECU20～50的任一者被从CAN总线B拆卸的情况下，由于来自ECU20～50的响应信号A的接收不会完成，所以将处理移向步骤S107。
另外，处理部11在判定为来自ECU20～50的响应信号A的接收已完成的情况下(步骤S102：是)，将接收到的来自ECU20～50的响应信号A(电压图案)与所述LUT的电压图案进行对照(步骤S103)。
具体而言，处理部11在接收到一个响应信号A(帧数据)的情况下，基于该一个响应信号A中包含的识别数据和从自身装置发送出的判定信号C的类型(“T1”)，根据LUT来确定对应的1个电压图案。处理部11将确定出的电压图案与所述一个响应信号A(数据主体)的电压图案进行对照。处理部11对从各ECU20～50输出后的响应信号A进行这样的对照的处理。
处理部11基于所述对照的处理的结果来判定在接收到的全部响应信号A中是否存在与所述LUT的对应的电压图案不一致的响应信号A(以下，称作不同响应信号A)(步骤S104)。
例如，能够设想ECU20～50的任一者被不正当地替换的情况。在这样的情况下，来自替换后的ECU的响应信号A与所述LUT的对应的电压图案不一致，成为不同响应信号A。
另外，能够设想ECU20～50的任一者被从CAN总线B拆卸的情况或除了ECU20～50之外还新向CAN总线B连接了不正当的ECU的情况。在这样的情况下，CAN总线B的负荷改变，因此车载中继装置10输出的判定信号C被变更。其结果，从ECU20～50输出的响应信号A的全部与所述LUT的对应的电压图案不一致。
处理部11在判定为在接收到的全部响应信号A中不存在与所述LUT的对应的电压图案不一致的响应信号A的情况下(步骤S104：否)，判定为车载通信系统100中的ECU的连接没有异常(步骤S105)。
接着，处理部11将步骤S105中的判定结果通过显示于车辆1的显示部(未图示)而向用户通报，或者经由车辆1的扬声器(未图示)而利用声音或语音来向用户通报(步骤S106)。
另一方面，处理部11在判定为在接收到的全部响应信号A中存在与LUT的对应的电压图案不一致的响应信号A的情况下(步骤S104：是)，另外，在如上述那样判定为即使经过规定的时间来自ECU20～50的响应信号A的接收也未完成的情况下(步骤S102：否)，判定为车载通信系统100中的ECU的连接存在异常(步骤S107)。
另外，处理部11将步骤S107中的判定结果如上述那样向用户通报(步骤S106)。
以上，以车载中继装置10将判定信号C向ECU20～50广播的情况为例进行了说明，但本实施方式的车载通信系统100不限定于此。例如，也可以通过对判定信号C赋予接收方数据来指定接收方并输出。在该情况下，也能够判定ECU20～50各自的异常。
具体而言，在车载中继装置10将ECU20～50的任一者作为接收方而输出了判定信号C的情况下，ECU20～50虽然会暂且接收判定信号C，但在不是发送给自身装置的判定信号C的情况下废弃。因此，车载中继装置10仅能够接收来自被指定为接收方的ECU(以下，称作被指定ECU)的响应信号A。
车载中继装置10能够将接收到的响应信号A(电压图案)与所述LUT的电压图案进行对照，基于所述对照的处理的结果来判定车载通信系统100中的被指定ECU的连接是否存在异常。
需要说明的是，也可以构成为，在判定信号C的输出后即使经过规定时间也无法接收响应信号A的情况下，判定为该被指定ECU被从CAN总线B拆卸。
由于具有这样的结构，所以本实施方式的车载通信系统100能够在ECU20～50的任一者被不正当地替换的情况、ECU20～50的一部分被从CAN总线B拆卸的情况或ECU20～50以外的不正当的ECU连接于CAN总线B的情况下，检知为异常，并向用户迅速通报。
(变形例)
图8是在本实施方式的车载通信系统100中说明车载中继装置10进行的判定处理的变形例的流程图。
在图8中，步骤S201～步骤S203的处理与图7中的步骤S101～步骤S103的处理相同，省略详细的说明。
处理部11基于步骤S203中的处理的结果来判定接收到的全部响应信号A是否与所述LUT的对应的电压图案一致(步骤S204)。
处理部11在判定为接收到的全部响应信号A与所述LUT的对应的电压图案一致的情况下(步骤S204：是)，即，在不存在不同响应信号A的情况下，判定为车载通信系统100中的ECU的连接没有异常(步骤S205)。
另外，处理部11将步骤S205中的判定结果如上述那样向用户通报(步骤S206)。
另一方面，处理部11在存在至少1个以上的不同响应信号A而判定为并非接收到的响应信号A的全部一致的情况下(步骤S204：否)，另外，在判定为即使经过规定的时间来自ECU20～50的响应信号A的接收也未完成的情况下(步骤S202：否)，判定为车载通信系统100中的ECU的连接存在异常(步骤S207)。
在这样判定为车载通信系统100中的ECU的连接存在异常的情况下，处理部11基于步骤S204中的处理(对照的处理)的结果，使用存储于存储部15的阈值来判定不同响应信号A的数量是否为所述阈值以上(步骤S208)。所述阈值例如是全部ECU的数量的一半。
如上所述，在ECU20～50的任一者被从CAN总线B拆卸的情况或除了ECU20～50之外还新向CAN总线B连接了不正当的ECU的情况下，车载中继装置10输出的判定信号C被变更。其结果，从ECU20～50输出的响应信号A的全部成为不同响应信号A。即，接收到的响应信号A的全部是不同响应信号A。
另一方面，在ECU20～50的任一者被不正当地替换的情况下，仅来自替换后的ECU的响应信号A成为不同响应信号A。即，接收到的响应信号A的一部分是不同响应信号A。
因此，在判定为不同响应信号A的数量小于所述阈值的情况下(步骤S208：否)，处理部11判定为ECU20～50的任一者被替换(步骤S209)。另外，处理部11将步骤S209中的判定结果如上述那样向用户通报(步骤S206)。
并且，在判定为不同响应信号A的数量为所述阈值以上的情况下(步骤S208：是)，处理部11判定为ECU20～50的任一者被从CAN总线B拆卸或除了ECU20～50之外进一步向CAN总线B连接了其他ECU(步骤S210)。另外，处理部11将步骤S209中的判定结果如上述那样向用户通报(步骤S206)。
由于具有这样的结构，所以本实施方式的车载通信系统100能够迅速检知由ECU20～50的任一者被不正当地替换、ECU20～50的一部分被从CAN总线B拆卸或ECU20～50以外的不正当的ECU连接于CAN总线B引起的通信系统上的ECU所涉及的异常，并且能够查明其原因并向用户通报。
需要说明的是，上述的处理部11及控制部21可以由硬件逻辑构成，也可以通过CPU执行规定的程序而以软件的形式构件。
应该认为，本次公开的实施方式在所有方面都是例示而非限制性的内容。本发明的范围不是上述的含义，由请求保护的范围表示，意在包含与请求保护的范围均等的含义及范围内的所有变更。
标号说明
1 车辆
10 车载中继装置
11 处理部
13 发送部
15 存储部
20、30、40、50 ECU
21、31、41、51 控制部
22、32、42、52 收发器
100 车载通信系统
B CAN总线

Claims (21)

1.一种车载通信系统，多个通信装置和判定所述通信装置所涉及的异常的判定装置经由总线而连接，其中，
所述判定装置具备：
发送部，将规定电压的判定用信号向各通信装置发送；及
判定部，基于根据所述判定用信号而从各通信装置发送的响应信号来进行所述异常的判定，
各通信装置具备：
信号输出部，相对于接收的判定用信号，基于固有的电压阈值而输出第一逻辑值信号；及
生成部，基于所述第一逻辑值信号而生成第二逻辑值信号，
所述信号输出部基于所述第二逻辑值信号而将所述响应信号向所述总线输出。
2.根据权利要求1所述的车载通信系统，
所述第一逻辑值信号及所述第二逻辑值信号是表示同一逻辑值的信号。
3.根据权利要求1或2所述的车载通信系统，
具备将所述判定用信号、各通信装置的识别数据及规定的电压图案建立对应并存储的存储部，
所述判定部基于所述存储部的存储内容来进行所述判定。
4.根据权利要求3所述的车载通信系统，
所述信号输出部输出包含自身装置的识别数据的响应信号，
所述判定部在根据一个判定用信号而发送的响应信号中的任一者的电压图案与所述存储部与所述一个判定用信号对应地存储的电压图案不同的情况下，判定为异常。
5.根据权利要求4所述的车载通信系统，
所述判定部在所述电压图案不同的不同响应信号的数量小于阈值的情况下，判定为输出了所述不同响应信号的通信装置被置换。
6.根据权利要求4或5所述的车载通信系统，
所述判定部在所述电压图案不同的不同响应信号的数量为阈值以上的情况下，判定为所述通信装置的一部分被从所述总线拆卸或者新的通信装置连接于所述总线。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的车载通信系统，
所述电压阈值为0.5V以上～0.9V以下，
所述判定用信号包含0.5V以上～0.9V以下的电压。
8.根据权利要求7所述的车载通信系统，
所述判定用信号还包含比0.9V高的电压。
9.根据权利要求7所述的车载通信系统，
所述判定用信号还包含比0.5V低的电压。
10.根据权利要求7所述的车载通信系统，
所述判定用信号还包含比0.9V高的电压和比0.5V低的电压。
11.根据权利要求1～10中任一项所述的车载通信系统，
所述判定部在车辆停止后且开始起动前进行所述判定。
12.一种判定装置，与多个通信装置经由总线而连接，判定所述通信装置所涉及的异常，其中，
具备将规定电压的判定用信号向各通信装置发送的发送部，
各通信装置相对于接收的判定用信号，基于固有的电压阈值而输出逻辑值信号，基于所述逻辑值信号而将响应信号向所述总线输出，
所述判定装置还具备判定部，该判定部基于根据所述判定用信号而从各通信装置输出的所述响应信号来进行所述异常的判定。
13.根据权利要求12所述的判定装置，
具备将所述判定用信号与各通信装置的识别数据及响应信号的电压图案建立对应并存储的存储部，
所述判定部基于所述存储部的存储内容来进行所述判定。
14.根据权利要求13所述的判定装置，
所述通信装置输出包含自身装置的识别数据的响应信号，
所述判定部在根据一个判定用信号而发送的响应信号中的任一者的电压图案与所述存储部与所述一个判定信号对应地存储的电压图案不同的情况下，判定为异常。
15.根据权利要求14所述的判定装置，
所述判定部在所述电压图案不同的不同响应信号的数量小于阈值的情况下，判定为输出了所述不同响应信号的通信装置被置换。
16.根据权利要求14或15所述的判定装置，
所述判定部在所述电压图案不同的不同响应信号的数量为阈值以上的情况下，判定为所述通信装置的一部分被从所述总线拆卸或者新的通信装置连接于所述总线。
17.一种通信装置，与输出规定电压的判定用信号的外部装置经由总线而连接，其中，具备：
信号输出部，接收所述判定用信号，基于固有的电压阈值而输出第一逻辑值信号；及
生成部，基于所述第一逻辑值信号而生成第二逻辑值信号，
所述信号输出部基于所述第二逻辑值信号而将所述外部装置在所述通信装置所涉及的异常的判定中使用的响应信号向总线输出。
18.根据权利要求17所述的通信装置，
所述第一逻辑值信号及所述第二逻辑值信号是表示同一逻辑值的信号。
19.根据权利要求17或18所述的通信装置，
所述电压阈值为0.5V以上～0.9V以下。
20.一种判定方法，利用与多个通信装置经由总线而连接且判定所述通信装置所涉及的异常的判定装置来进行所述判定，其中，
将规定电压的判定用信号向各通信装置发送，
基于接收到所述判定用信号的各通信装置基于使用固有的电压阈值输出的逻辑值信号而输出的响应信号，进行所述异常的判定。
21.一种计算机程序，使与多个通信装置经由总线而连接且判定所述通信装置所涉及的异常的计算机执行以下处理：
将规定电压的判定用信号向各通信装置发送，
对接收到所述判定用信号的各通信装置基于使用固有的电压阈值输出的逻辑值信号而输出的响应信号进行接收，
基于接收到的响应信号而进行所述异常的判定。
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