CN112567696A - 车载通信装置及车载系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种车载通信装置以及车载系统，能够在连接到通信协议不同的通信总线的车载处理装置之间，在短时间内确立支持同一通信协议的应用程序彼此的通信。在本发明中，在第一通信控制器(33)从连接到第一通信总线(101)的第一车载处理装置(102)接收到特定的消息的情况下，车载通信装置(1)从第二通信控制器(3)向连接到第二通信总线(201)的第二车载处理装置(202)发送通信协议切换命令，将所述第二通信控制器的通信协议设定切换为与所述第一通信总线相同的通信协议设定。

Description

车载通信装置及车载系统
技术领域
本发明涉及车载通信装置及车载系统。
背景技术
目前，在车辆内搭载有多个电子控制单元(以下称为ECU：Electronic ControlUnit)，各ECU通过CAN(Controller Area Network，控制器域网)总线连接，相互通信。
作为最近的车载网络要件(RFQ)，除了CAN以外，还有CAN-FD(CAN with FlexibleData Rate)等。由于CAN数据帧和CAN-FD数据帧的数据结构不同(不具有兼容性)，因此连接到CAN网络的ECU不能直接与连接到CAN-FD网络的ECU通信。因此，连接到CAN网络的ECU经由网关与连接到CAN-FD的网络的ECU进行通信。网关在对CAN网络和CAN-FD网络进行中继时，将CAN数据帧转换为CAN-FD数据帧，将CAN-FD数据帧转换为CAN数据帧。
这里，在将以往的CAN网络的通信协议变更为CAN-FD的情况下，需要将现有的支持CAN数据帧的应用程序重新制作为支持CAN-FD数据帧，应用程序的开发工时增加。因此，考虑通过将CAN-FD网络的通信协议暂时切换为CAN，从而能够在连接到CAN-FD网络的ECU中，使现有的支持CAN数据帧的应用程序的动作。作为公开切换网络的通信协议的通信方法的现有技术文献，例如有专利文献1。
在专利文献1中，公开了一种通信方法，其为在通信系统中，为了将从所述第一电子控制装置接收到的中继消息中继到所述第二电子控制装置，网关执行的通信方法，所述通信系统包括：第一电子控制装置，其与第一通信总线连接，并且基于规定的通信协议进行消息通信；第二电子控制装置，其具有能够切换使用多个通信协议的功能，与第二通信总线连接，并且基于该多个通信协议中的任一个通信协议进行消息通信；以及网关，其与所述第一通信总线和所述第二通信总线连接，在该通信系统中，为了将从所述第一电子控制装置接收到的中继消息中继到所述第二电子控制装置，所述网关执行的通信方法包括：判断所述中继消息的通信协议与在所述第二通信总线中使用的通信协议是否一致的步骤；在所述中继消息的通信协议与在所述第二通信总线中使用的通信协议一致的情况下，将所述中继消息直接向所述第二通信总线发送的步骤；在所述中继消息的通信协议与在所述第二通信总线中使用的通信协议不一致的情况下，请求所有所述第二电子控制装置将在所述第二通信总线中使用的通信协议变更为所述中继消息的通信协议的步骤；在经过规定的时间之前能够从所有所述第二电子控制装置接收到响应于所述请求的变更许可响应的情况下，将所述中继消息直接向所述第二通信总线发送的步骤；以及在经过所述规定的时间之前不能从所有所述第二电子控制装置接收到响应于所述请求的变更许可响应的情况下，将所述中继消息的通信协议转换为在所述第二通信总线中使用的通信协议，并将该转换后的中继消息向所述第二通信总线发送的步骤。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2017-135627号公报
发明内容
发明要解决的问题
根据专利文献1所述的通信方法，通过将第二通信总线的通信协议(CAN-FD)切换为第一通信总线的通信协议(CAN)，从而能够在连接到第二通信总线的电子控制装置中使支持第一通信总线的通信协议(CAN)的应用程序动作。
但是，在该通信方法中，在从网关向连接到第二通信总线的所有电子控制装置发送了通信协议的变更请求之后，由于网关需要从这些所有的电子控制装置接收变更许可响应，所以第二通信总线的通信协议的切换需要时间。
本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种车载通信装置以及车载系统，其能够在连接到通信协议不同的通信总线的车载处理装置之间，在短时间内确立支持同一通信协议的应用程序彼此的通信。
用于解决问题的技术手段
为了实现上述目的，本发明提供一种车载通信装置，其与第一通信总线和第二通信总线连接，在所述第一通信总线与所述第二通信总线之间进行数据中继，该车载通信装置具备：第一通信控制器，其连接到所述第一通信总线；以及第二通信控制器，其连接到所述第二通信总线，在所述第一通信总线的通信协议与所述第二通信总线的通信协议不同的状态下，在所述第一通信控制器从连接到所述第一通信总线的第一车载处理装置接收到特定的消息的情况下，从所述第二通信控制器向连接到所述第二通信总线的第二车载处理装置发送通信协议切换命令，将所述第二通信控制器的通信协议设定切换为与第一通信总线相同的通信协议设定。
根据以上那样构成的本发明，在第一通信总线与第二通信总线的通信协议不同的情况下，通过将第二通信总线的通信协议切换为与第一通信总线相同的通信协议，从而能够使支持第一通信总线的通信协议的诊断用应用程序、升级用(リプロ用)应用程序在第二车载处理装置中动作。由此，不在需要将支持第一通信总线的通信协议的诊断用应用程序、升级用应用程序变更为第二通信总线的通信协议用应用程序，因此在混合存在不同的通信协议的车载系统中，能够抑制诊断用应用程序、升级用应用程序的开发成本。
另外，在切换第二通信总线的通信协议时，由于仅将车载通信装置的第二通信控制器及第二车载处理装置的通信控制器复位，所以能够在短时间内切换第二通信总线的通信协议。
发明的效果
根据本发明，在连接到通信协议不同的通信总线的车载处理装置之间，能够在短时间内确立支持同一通信协议的应用程序彼此的通信。
附图说明
图1是本发明的实施方式的车载通信装置及车载系统的概略构成图。
图2是表示在图1所示的车载通信装置中设定的查找表的一例的图。
图3是表示图1所示的车载通信装置进行的通信协议切换处理的流程图。
图4是表示图1所示的车载处理装置进行的通信协议切换处理的流程图。
图5是表示本发明的车载系统的通信协议切换时的通信顺序的图。
图6是表示本发明的车载系统的通信协议切换时的通信状态的图。
具体实施方式
以下，使用附图说明本发明的实施例。另外，各图中，对具有相同作用或功能的构件或要素标注相同的符号，适当省略重复的说明。
图1是本发明的实施方式的车载通信装置及车载系统的概略构成图。
在图1中，车载系统1000具备多个网络(第一网络100、第二网络200、…第N网络300)和在这些多个网络100、200、…300之间进行数据中继的车载通信装置1。
第一网络100具备第一通信总线101和连接到第一通信总线101的一个或多个车载处理装置102(图中标记为“ECU1”)。第一网络100的通信协议例如是CAN。
第二网络200具备第二通信总线201和连接到第二通信总线201的一个或多个车载处理装置202、203(图中标记为“ECU1”及“ECU2”)。第二网络200的通信协议例如是CAN-FD。
第N网络300具备第N通信总线301和连接到第N通信总线301的一个或多个车载处理装置302(图中标记为“ECU-N”)。第N网络300的通信协议例如被设定为CAN。
车载通信装置1具有：连接到第一通信总线101的第一通信控制器2、连接到第二通信总线201的第二通信控制器3、连接到第N通信总线301的第N通信控制器4、以及在第一通信控制器2～第N通信控制器4之间中继数据的路由控制器5。
路由控制器5具有：数据帧转换部6，其进行在第一通信控制器2～第N通信控制器4之间中继的消息的数据帧转换；查找表7(在图2中示出一例)，其存储与各通信总线101、201、301连接的车载处理装置的识别码、以及各通信总线101、201、301的通信协议的种类；以及通信协议切换部8，其切换第二通信控制器3～第N通信控制器4的通信协议设定(波特率、发送缓冲区、接收缓冲区)。
在图1中，当第一网络100的车载处理装置102向第二网络的车载处理装置202(ECU2)发送消息401(CAN数据帧)时，车载通信装置1的第一通信控制器2接收消息401。
由于作为第一通信控制器2接收到的消息401的发送源的第一通信总线101的通信协议(CAN)与转送目的地的第二通信总线201的通信协议(CAN-FD)不一致，所以数据帧转换部6对CAN数据帧的消息401进行帧转换，生成CAN-FD数据帧的消息402。
第二通信控制器3从第二通信总线3发送消息402。
车载处理装置202经由自身的通信控制器203接收消息402，并根据其内容进行动作。
这样，通过车载通信装置1在通信协议不同的多个通信总线之间进行数据帧转换，能够在连接到不同的通信协议的车载处理装置之间确立通信。
另一方面，在车载处理装置102(ECU1)向第N网络300的车载处理装置302(ECU-N)发送了CAN数据帧的消息401的情况下，由于作为消息401的发送源的第一通信总线101的通信协议(CAN)和转送目的地的第N通信总线301的通信协议(CAN)一致，所以消息401(CAN数据帧)从第N通信控制器4发送到第N通信总线301而不进行帧转换，由车载处理装置302(ECU-N)的通信控制器303接收。
图3是表示图1所示的车载通信装置进行的通信协议切换处理的流程图。以下，将车载处理装置102(ECU1)作为诊断机，将车载处理装置202(ECU2)作为被诊断机进行说明。
首先，在步骤S101中，判定通信控制器2接收到的消息的发送源的通信总线的通信协议与转送目的地的通信总线的通信协议是否一致。在判断为通信协议不一致(是)的情况下，转移到步骤S102。另一方面，在判定为通信协议一致(否)的情况下，结束通信协议切换处理。在该情况下，接收消息被转送到转送目的地的通信总线，而不进行帧转换。
在步骤S102中，判定接收消息是否是诊断会话开始消息。在此，诊断会话开始消息是指诊断机102对被诊断机202通知诊断会话的开始的消息。在步骤S102中判定为是诊断会话开始消息(是)的情况下，转移到步骤S103。另一方面，在判定为不是诊断会话开始消息(否)的情况下，结束通信协议切换处理。在这种情况下，接收消息被转换成数据帧，并被发送到转送目的地的通信总线。
在步骤S103中，向被诊断机202(ECU2)发送通信协议切换指令，转移到步骤S104。
在步骤S104中，判定是否经过了规定的时间T1。在判定为没有经过规定的时间T1(否)的情况下，返回步骤S104，在判定为经过了规定的时间T1(是)的情况下，转移到步骤S105。在此，规定的时间T1是将第二通信总线201的通信协议从CAN-FD切换到CAN为止的宽限时间，能够在此期间进行结束与连接在第二通信总线201上的其他车载处理装置204(ECU3)之间的基于CAN-FD数据帧的通信等处理。另外，在不需要设置这样的宽限的情况下，规定的时间T1也可以设定为零。
在步骤S105中，将与被诊断机202所连接的第二通信总线201对应的第二通信控制器3复位，将通信协议设定从CAN-FD变更为CAN，结束通信协议切换处理。
图4是表示车载处理装置202(ECU2)进行的通信协议切换处理的流程图。
首先，在步骤S201中，判定通信控制器203是否接收到通信协议切换命令。在判定为接收到通信协议切换命令的情况下(是)，转移到步骤S202，在判定为未接收到通信协议切换命令的情况下(否)，结束通信协议切换处理。在这种情况下，在车载处理装置(ECU2)中，支持CAN-FD数据帧的应用继续动作。
在步骤S202中，判定从接收到通信协议切换命令起是否经过了规定的时间T2。在判定为没有经过规定的时间T2(否)的情况下，返回步骤S202，在判定为经过了规定的时间T2(是)的情况下，转移到步骤S203。这里，规定的时间T2是等待第二通信控制器3的通信协议切换结束的时间，优选设定为比规定的时间T1(图3所示)长。
在步骤S203中，将通信控制器203复位，将通信协议设定从CAN-FD切换到CAN，转移到步骤S204。
在步骤S204中，向第二网络22发送针对通信协议切换命令的响应消息(CAN数据帧)，结束通信协议切换处理。响应消息(CAN数据帧)由诊断设备102(ECU1)接收，而不进行帧转换。此后，在被诊断机202(ECU2)中，支持CAN数据帧的诊断用应用程序进行动作，从而能够在诊断机102(ECU1)与被诊断机202(ECU2)之间交换CAN数据帧的消息。
图5表示车载系统1000的通信协议切换时的通信顺序，图6表示车载系统1000的通信协议切换时的通信状态。
在图5或图6中，诊断机102(ECU1)向被诊断机202(ECU2)发送诊断会话开始消息。
车载通信装置1参照查找表7，判别为第一通信控制器2接收到的诊断会话开始消息的转送目的地是第二通信总线201。
车载通信装置1的第二通信控制器3将通信协议切换命令(CAN-FD数据帧)发送到与被诊断机202(ECU2)连接的第二通信总线201。
被诊断机202(ECU2)在从接收到通信协议切换命令起经过了规定的时间T2之后，将自身的通信控制器203复位，将通信协议设定从CAN-FD切换到CAN。
被诊断机202(ECU2)发送针对通信协议切换指令的响应消息(CAN数据帧)。
车载通信装置1将第二通信控制器3接收到的响应消息(CAN数据帧)从第一通信控制器2发送到第一通信总线101。
诊断机102(ECU1)在接收到来自被诊断机202(ECU2)的响应消息后，与在被诊断机202(ECU2)上动作的支持CAN数据帧的诊断用应用程序之间进行通信，由此进行被诊断机202(ECU2)的诊断。
另外，虽然省略了图示，但当诊断机102(ECU1)结束被诊断机202(ECU2)的诊断，并将诊断会话结束消息发送到被诊断机202(ECU2)时，车载通信装置1的第二通信控制器3和被诊断机202(ECU2)的通信控制器203将通信协议设定从CAN返回到CAN-FD。
以上，对利用诊断机102进行车载处理装置202(ECU2)的诊断的情况进行了说明，但在利用诊断机102进行车载处理装置202(ECU2)的升级的情况下也同样，在该情况下，在车载处理装置202(ECU2)中，能够使支持CAN数据帧的升级用应用程序动作。
在本实施方式中，车载通信装置1与第一通信总线和第二通信总线连接，在所述第一通信总线和所述第二通信总线之间进行数据中继，在该车载通信装置1中，具备：第一通信控制器2，其连接到第一通信总线101；以及第二通信控制器3，其连接到第二通信总线201，在第一通信总线101的通信协议与第二通信总线201的通信协议不同的状态下，在第一通信控制器2从连接到第一通信总线101的第一车载处理装置102接收到特定的消息(诊断会话开始消息)的情况下，从第二通信控制器3向连接到第二通信总线201的第二车载处理装置202发送通信协议切换命令，将第二通信控制器3的通信协议设定(CAN-FD)切换为与第一通信总线101相同的通信协议设定(CAN)。
根据如上所述的构成的本实施方式，通过将第二通信总线201的通信协议(CAN-FD)切换为与第一通信总线101相同的通信协议(CAN)，能够使支持第一通信总线101的通信协议(CAN)的诊断用应用程序、升级用应用程序在第二车载处理装置202中动作。由此，不再需要重新制作支持第二通信总线201的通信协议(CAN-FD)的诊断用应用程序、升级用应用程序，因此在混合存在不同的通信协议的车载系统中，能够以低工时实现车载处理装置的诊断功能、升级功能。
另外，在切换第二通信总线201的通信协议时，只要仅复位车载通信装置1的第二通信控制器3及第二车载处理装置202的通信控制器203即可，所以能够在短时间内切换第二通信总线201的通信协议。
以上，对本发明的实施方式进行了详述，但本发明不限于上述实施方式，包括各种变形例。例如，上述的实施方式是为了容易理解地说明本发明而进行的详细说明，不一定限定于具备所说明的全部构成的实施方式。
符号说明
1…车载通信装置、2…第一通信控制器、3…第二通信控制器、4…第N通信控制器、5…路由控制器、6…数据帧转换部、7…查询表、8…通信协议切换部、100…第一网络、101…第一通信总线、102…车载处理装置(第一车载处理装置)、103…通信控制器、200…第二网络、201…第二通信总线、202…车载处理装置(第二车载处理装置)、203…通信控制器、204…车载处理装置、205…通信控制器、300…第N网络、301…第N通信总线、302…车载处理装置、303…通信控制器、401～403…消息、1000…车载系统。

Claims (4)

1.一种车载通信装置，其与第一通信总线和第二通信总线连接，在所述第一通信总线和所述第二通信总线之间进行数据中继，该车载通信装置的特征在于，具备：
第一通信控制器，其连接到所述第一通信总线；以及
第二通信控制器，其连接到所述第二通信总线，
在所述第一通信总线的通信协议与所述第二通信总线的通信协议不同的状态下，在所述第一通信控制器从连接到所述第一通信总线的第一车载处理装置接收到特定的消息的情况下，从所述第二通信控制器向连接到所述第二通信总线的第二车载处理装置发送通信协议切换命令，将所述第二通信控制器的通信协议设定切换为与第一通信总线相同的通信协议。
2.根据权利要求1所述的车载通信装置，其特征在于，
所述第一通信总线的通信协议是CAN，
所述第二通信总线的通信协议是CAN-FD。
3.一种车载系统，其特征在于，具备
权利要求1所述的车载通信装置；
所述第一通信总线；
所述第二通信总线；
所述第一车载处理装置；以及
所述第二车载处理装置，
所述车载系统的特征在于，
所述第二车载处理装置在接收到所述通信协议切换命令后，将自身的通信控制器的通信协议设定切换为与所述第一通信总线相同的通信协议设定。
4.根据权利要求1所述的车载系统，其特征在于，
所述第一通信总线的通信协议是CAN，
所述第二通信总线的通信协议是CAN-FD。
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