CN113452742B - 诊断系统及车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及诊断系统及车辆。提供了一种车辆，其包括以太网控制器，所述以太网控制器操作第一电子装置，并且利用基于以太网/互联网协议的可扩展的面向服务的中间件(SOME/IP)来执行通信。以太网交换机生成以太网控制器之间的通信路径，并且基于生成的路径执行以太网控制器之间的通信。多个CAN控制器操作第二电子装置并执行CAN通信。网关执行与CAN控制器的CAN通信，执行与以太网交换机的通信，并且向以太网交换机发送CAN控制器的CAN诊断信息。

Description

诊断系统及车辆
与相关申请的交叉引用
本申请要求2020年3月26日向韩国知识产权局提交的No.10-2020-0036792的优先权，该申请的全部内容结合于文本中。
技术领域
本发明涉及一种用于诊断通信错误的诊断系统及车辆。
背景技术
为了用户便利性，车辆可以实现基本的驾驶功能和附加功能，例如，音频功能、视频功能、导航功能、空调控制功能、座椅加热功能、与外部终端的通信功能等。随着车辆中的电子控制装置和多媒体装置的增加，需要大量的线缆和连接器来将分开的装置相互连接。这是车辆总体重量和制造成本的重要组成部分，导致可靠性降低和质量问题增加。另外，随着车辆中的电子控制装置和多媒体装置的多样化，存在以下问题：改变了用于控制各种装置的控制器的诊断规范，或者要改变用于诊断故障的诊断装置。
发明内容
本发明的一方面提供一种诊断系统及车辆，其利用基于以太网/互联网协议的可扩展的面向服务的中间件(SOME/IP，scalable service-oriented middleware onEthernet/internet protocol)服务发现(SD，service discovery)和互联网组管理协议(IGMP，Internet Group Management Protocol)来更容易地在客户端与服务器之间进行诊断。本发明的额外方面一部分将会在以下描述中陈述，一部分将根据描述是显然的，或者可以通过本发明的实践来习得。
根据本发明的一方面，一种诊断系统可以包括：以太网控制器，其配置为执行至少一个负载的操作，并且利用基于以太网/互联网协议的可扩展的面向服务的中间件(SOME/IP)执行与至少一个负载的通信；以太网诊断装置，其配置为利用SOME/IP执行与以太网控制器的通信，并且诊断以太网控制器和至少一个负载的故障；以及以太网交换机，其配置为生成以太网控制器与以太网诊断装置之间的路径，并且基于生成的路径在以太网控制器与以太网诊断装置之间发送和接收消息。
SOME/IP的消息格式可以包括有效载荷、SOME/IP报文头、传输协议以及IP报文头，所述有效载荷配置为发送和接收诊断请求数据和用于诊断故障的响应数据，所述SOME/IP报文头具有用于诊断故障的识别信息。所述SOME/IP报文头可以包括：服务识别信息ID、方法(Method)识别信息ID、客户端识别信息ID、会话识别信息ID以及消息类型。
所述以太网控制器和所述以太网诊断装置可以配置为经由SOME/IP服务发现(SD)区域执行通信，以发现服务或提供服务。所述以太网交换机可以配置为：通过互联网组管理协议(IGMP)与以太网控制器和以太网诊断装置进行通信，从而将以太网控制器和以太网诊断装置注册在成员列表中或从成员列表中移除。所述以太网交换机可以配置为经由IGMP周期性地向以太网控制器和以太网诊断装置发送查询消息，基于是否接收到对应于查询消息的报告消息来保持和移除以太网控制器和以太网诊断装置的注册。
所述诊断系统可以进一步包括：CAN控制器，其配置为执行CAN通信，并且操作其他负载；CAN诊断装置，其配置为执行CAN通信，并且诊断CAN控制器的故障；以及网关，其配置为执行CAN通信，执行与CAN控制器、CAN诊断装置和以太网交换机的通信，并且响应于以太网诊断装置的请求，利用以太网交换机向以太网诊断装置发送CAN诊断装置的CAN诊断信息。
根据本发明的另一方面，一种诊断系统可以包括：以太网控制器，其配置为操作第一电子装置，并且利用基于以太网/互联网协议的可扩展的面向服务的中间件(SOME/IP)执行与第一电子装置的通信；以太网诊断装置，其配置为利用SOME/IP执行与以太网控制器的通信，并且诊断以太网控制器的故障；CAN控制器，其配置为执行CAN通信，并且执行第二电子装置的操作；CAN诊断装置，其配置为执行CAN通信，并且诊断CAN控制器的故障；以及集成通信装置，其配置为：在以太网控制器与以太网诊断装置之间发送和接收消息，执行CAN控制器与CAN诊断装置之间的CAN通信，并且响应于以太网诊断装置的请求，向以太网诊断装置发送CAN诊断装置的CAN诊断信息。
SOME/IP的消息格式可以包括有效载荷、SOME/IP报文头、传输协议以及IP报文头，所述有效载荷配置为发送和接收诊断请求数据和用于诊断故障的响应数据，所述SOME/IP报文头具有用于诊断故障的识别信息。所述SOME/IP报文头可以包括：服务识别信息ID、方法识别信息ID、客户端识别信息ID、会话识别信息ID以及消息类型。所述以太网控制器和所述以太网诊断装置可以配置为经由SOME/IP服务发现(SD)区域执行通信，以发现服务或提供服务。所述集成通信装置可以配置为：通过互联网组管理协议(IGMP)与以太网控制器和以太网诊断装置进行通信，从而将以太网控制器和以太网诊断装置注册在成员列表中或从成员列表中移除。
根据本发明的另一方面，一种车辆可以包括：多个以太网控制器，其配置为执行多个第一电子装置的操作，并且利用基于以太网/互联网协议的可扩展的面向服务的中间件(SOME/IP)执行通信；以太网交换机，其配置为生成多个以太网控制器之间的通信路径，并且基于生成的路径执行多个以太网控制器之间的通信；多个CAN控制器，其配置为执行多个第二电子装置的操作，并执行CAN通信；以及网关，其配置为：执行与多个CAN控制器的CAN通信，执行与以太网交换机的通信，并且向以太网交换机发送CAN控制器的CAN诊断信息。
所述车辆可以进一步包括：以太网诊断装置，其连接至以太网交换机，所述以太网诊断装置配置为：利用SOME/IP执行与多个以太网控制器的通信，并且诊断多个以太网控制器的故障。SOME/IP的消息格式可以包括有效载荷、SOME/IP报文头、传输协议以及IP报文头，所述有效载荷配置为发送和接收诊断请求数据和用于诊断故障的响应数据，所述SOME/IP报文头具有用于诊断故障的识别信息。所述SOME/IP报文头可以包括：服务识别信息ID、方法识别信息ID、客户端识别信息ID、会话识别信息ID以及消息类型。
所述多个以太网控制器和所述以太网诊断装置可以配置为通过SOME/IP服务发现(SD)区域执行通信，以发现服务或提供服务。所述以太网交换机可以配置为：通过互联网组管理协议(IGMP)与多个以太网控制器和以太网诊断装置进行通信，从而将多个以太网控制器和以太网诊断装置注册在成员列表中或从成员列表中移除。所述车辆可以进一步包括：CAN诊断装置，其配置为执行CAN通信，并且诊断多个CAN控制器的故障。配置为利用SOME/IP诊断多个以太网控制器的故障的以太网诊断装置连接到所述以太网交换机。
附图说明
通过以下结合所附附图呈现的示例性实施方案的描述，本发明的一些方面和/或其他方面将变得清晰和更容易理解，其中：
图1为根据示例性实施方案的车辆的控制配置图。
图2为根据示例性实施方案的设置在车辆中的通信器的示例性示意图。
图3为根据示例性实施方案的在图2中示出的通信器中的控制器局域网(CAN)通信模块的示例性示意图。
图4为根据示例性实施方案的设置在车辆中的通信器的另一个示例性示意图。
图5为根据示例性实施方案的利用基于以太网/互联网协议的可扩展的面向服务的中间件(SOME/IP)，在设置于车辆中的以太网控制器与第一诊断装置之间通信的示例性示意图。
图6为根据示例性实施方案的以太网交换机与设置在车辆中的通信器的以太网控制器之间的通信的示例性示意图。
图7为根据示例性实施方案的以太网交换机、以太网控制器、与设置在车辆中的通信器的第一诊断装置之间的通信的示例性示意图。
图8A为根据示例性实施方案的以太网控制器与设置在车辆中的第一诊断装置的SOME/IP诊断消息格式的示例性示意图，图8B为示出图8A所示的SOME/IP诊断消息格式的项目和内容的示意图。
图9为根据示例性实施方案的设置在车辆中的多个以太网控制器与第一诊断装置之间的通信的示例性示意图。
具体实施方式
应当理解，本文所使用的术语“车辆”或“车辆的”或其它类似术语一般包括机动车辆，例如包括运动型多用途车辆(SUV)、大客车、大货车、各种商用车辆的乘用汽车，包括各种舟艇、船舶的船只，航空器等等，并且包括混合动力车辆、电动车辆、内燃机车辆、插电式混合动力电动车辆、氢动力车辆以及其它替代性燃料车辆(例如，源于非化石的能源的燃料)。
尽管示例性实施方案描述为利用多个单元来执行示例性过程，但是应当理解，示例性过程也可以由一个或更多个模块执行。另外，应当理解，术语控制器/控制单元表示包括存储器和处理器并且具体编程为执行本文中所描述的过程的硬件装置。存储器配置为存储模块，并且处理器具体配置为运行所述模块以执行以下进一步描述的一个或更多个过程。
此外，本发明的控制逻辑可以实施为计算机可读介质上的非易失性计算机可读介质，其包含由处理器、控制器/控制单元等执行的可执行程序指令。计算机可读介质的示例包括但不限于ROM、RAM、光盘(CD)-ROM、磁带、软盘、闪盘驱动器、智能卡和光学数据存储装置。计算机可读记录介质还可以分布在网络连接的计算机系统上，使得计算机可读介质例如通过远程信息处理服务器或控制器局域网(CAN)以分布方式存储和执行。
本文所使用的术语仅为了描述具体实施方案的目的，并不旨在限制本发明。正如本文所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文另有明确指示。应当进一步理解，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，指明存在所述特征、数值、步骤、操作、元件和/或组件，但是不排除存在或加入一种或多种其他的特征、数值、步骤、操作、元件、组件和/或其群组。正如本文所述的，术语“和/或”包括一种或更多种相关列举项的任何和所有组合。
除非特别声明或者从上下文显而易见的，本文所使用的术语“大约”被理解为在本领域的正常公差范围内，例如在2个平均值的标准差内。“大约”可以被理解为在指定值的10％、9％、8％、7％、6％、5％、4％、3％、2％、1％、0.5％、0.1％、0.05％或0.01％之内。除非从上下文清楚的，否则本文提供的所有数值由术语“大约”修饰。
在整个说明书中，同样的附图标记指代同样的元件。并非将描述本发明的实施方案的所有元件，并且将省略对本领域中公知的或在示例性实施方案中相互重叠的描述。在整个说明书中使用的术语，例如，“～部件”、“～模块”、“～构件”、“～块”等，可以实现为软件和/或硬件，并且多个“～部件”、“～模块”、“～构件”或“～块”可以实现为单个元件，或单个“～部件”、“～模块”、“～构件”、“～块”可以包括多个元件。
应当理解的是，当一个元件称为“连接”到另一个元件时，它可以直接或间接地连接到另一个元件，其中，间接连接包括经由无线通信网络的“连接”。
此外，当陈述了一个层在另一层或基底“上”时，该层可以直接在另一层或基底之上或者第三层可以在这两者之间。应当理解的是，虽然在本文中会使用术语第一、第二、第三等以描述各个组件，但是这些元件不应当受到这些术语的限制。这些术语仅用于区分一个元件与另一个元件。为了便于描述，使用了识别码，但是并不旨在示出每个步骤的顺序。除非上下文另有明确指示，否则每个步骤可以以与示出的顺序不同的顺序来实现。
下文中，将参考所附附图对本发明的实施方案和操作原理进行描述。图1为根据示例性实施方案的车辆的控制配置图。车辆1可以包括具有外部部件和内部部件的车身和安装了驱动所需的机械装置的底盘。
车身的外部部件可以包括一些设置为打开和关闭的部件。外部部件可以包括前保险杠、引擎盖、车顶面板、后保险杠、前车门、后车门、左车门、右车门和车窗玻璃，并且可以进一步包括向驾驶员提供车辆1的后方视野的后视镜等。车身的内部部件可以包括供人就坐的座椅、仪表板、放置在仪表板上并且配置为显示驾驶信息和状态信息的仪表盘(或仪表组)、用于向座椅供热的加热线缆以及用于使座椅中的空气循环的通风装置。车身的内部部件可以进一步包括设置在中央仪表盘中的主机。
主机可以连接到执行音频功能、无线电功能、空调功能、座椅加热功能、通风功能、导航功能、DMV功能以及电话功能的各种负载。主机可以配置为接收用于执行每个功能的操作指令，并且基于输入的操作指令来执行每个功能的操作，或者向相应的负载发送操作指令。
车辆1可以进一步包括输入器117，输入器117配置为接收能够在车辆1中执行的多种功能中的至少一种功能的操作指令。车辆1可以进一步包括显示器118，显示器118配置为显示关于正在执行的功能的信息、用户所输入的信息以及显示通信错误信息的信息。输入器117可以设置在主机或中央仪表盘中，并且可以包括至少一个实体按钮，诸如用于各种功能的操作启动/关闭按钮、用于改变各种功能的设置值的按钮等。
输入器117可以设置有用于输入在显示器118上显示的光标的移动指令和选择指令的飞梭旋钮或触摸板。输入器117可以配置为接收用户输入，并且接收与用户输入相对应的输入信息或用于发送和接收消息的指令。显示器118可以配置为显示电子装置的操作信息和电子装置之间的消息的发送/接收信息，以及电子装置或通信的错误信息。显示器118可以设置为诸如液晶显示器(LCD)、有机发光二极管(OLED)和等离子体显示面板(PDP)的平板显示装置。
车辆1可以进一步包括设置在车辆内部的车辆终端(AVN；视听导航)。车辆终端可以包括输入器117和显示器118。当选择导航功能、数字多媒体广播(digital multimediabroadcasting，DMB)功能、音频功能、视频功能、电话功能以及无线电功能中的至少一种功能时，车辆终端可以配置为执行至少一种选择的功能并显示正在执行的功能的操作信息。车辆终端的输入器117和显示器118可以设置为触摸屏。
车辆1可以包括配置为操作电子装置的电子控制单元(ECU)，例如，座椅位置调节装置、座椅加热和通风装置、车窗玻璃打开关闭装置、车门打开关闭装置、后视镜角度调节装置、仪表组、主机、显示器以及车辆终端。车辆1的底盘可以进一步包括发电装置、动力传递装置、驱动装置、转向装置、制动装置、悬架装置、变速器装置、燃料装置、前车轮、后车轮、左车轮、右车轮等。
车辆1可以包括配置为调节电子装置的驱动的ECU，例如，发电装置、动力传递装置、驱动装置、转向装置、制动装置、悬架装置、变速器装置、燃料装置、各种安全装置以及各种传感器。具体地，可以对每个电子装置设置ECU(下文中，称为“控制器”)，或者可以将其设置为一个，以一体地操作多个电子装置。
车辆1可以包括配置为执行其中的各种电子装置之间通信的通信器120。通信器120可以通过线缆连接到用于操作车辆1的各种负载的多个控制器中的每一个，可以通过线缆连接到主控制器130，并且可以配置为经由线缆在不同控制器之间发送和接收控制信号、操作信号和检测信号中的至少一个。具体地，负载150可以包括用于执行至少一种功能的电子装置151、电子装置152以及电子装置153，并且可以进一步包括配置为检测关于车辆1的状态的至少一种信息的检测装置154。
通信器120可以进一步包括配置为从卫星获得位置信息的全球定位系统(GPS)接收器。通信器120可以包括能够与各种外部装置进行通信的一个或多个组件，例如，短距离通信模块、有线通信模块和无线通信模块中的至少一种。
短距离通信模块可以包括配置为通过无线通信网络在短距离内发送和接收信号的各种短距离通信模块，例如，蓝牙模块、红外通信模块、射频识别(RFID)通信模块、无线局域网(WLAN)通信模块、近场通信(NFC)模块、Zigbee通信模块等。
有线通信模块不仅可以包括各种有线通信模块中的一种，例如，控制器局域网(CAN)通信模块、局域网(LAN)模块、广域网(WAN)模块或增值网络(VAN)模块，但也可以包括各种线缆通信模块中的一种，例如，通用串行总线(USB)、高清多媒体接口(HDMI)、数字视频接口(DVI)、推荐标准(RS)232、电力线缆或普通老式电话服务(POTS，plain old telephoneservice)。具体地，LAN模块是最具代表性的总线结构的以太网通信。
无线通信模块可以包括无线保真(WiFi)模块、无线宽带(WiBro)模块和/或用于支持各种无线通信方案的任何无线通信模块，例如，全球移动通信系统(GSM)模块、码分多址(CDMA)模块、宽带码分多址(WCDMA)模块、通用移动通信系统(UMTS)、时分多址(TDMA)模块、长期演进(LTE)模块等。
示例性实施方案的通信器120可以进一步包括CAN通信模块和以太网通信模块。CAN通信模块可以配置为经由两条通信线路(高线和低线)向至少一个控制器、电子装置和检测装置中的至少一个发送控制信号，并且可以配置为在发送信号时每秒发送数千个信号。
根据发送和接收控制信号的通信速度，CAN通信模块可以分为低速CAN通信模块和高速CAN通信模块。具体地，低速CAN通信模块可以是具有小于参考速度的通信速度的CAN通信模块，并且高速CAN通信模块可以是具有大于或等于参考速度的通信速度的CAN通信模块。
低速CAN通信模块可以包括发送和接收用于操作各种电子装置的信号的多媒体CAN(M-CAN，multimedia CAN)通信模块和车身CAN(B-CAN，body CAN)通信模块。在执行CAN通信的电子装置中，可以配置为发送数据的电子装置可以广播要发送的消息，接收数据的控制器可以配置为仅接收在广播的消息之中具有实现其功能所必需的消息的识别信息(ID)的消息。
执行以太网通信的电子装置可以配置为发送消息，但是也可以向以太网交换机发送要发送的电子装置的识别信息(或IP信息)。此时，以太网交换机可以配置为基于IP信息将消息发送到电子装置。主控制器130可以配置为：执行设置在车辆1中的多个控制器之间的通信，管理多个控制器，并且执行多个控制器的操作。
主控制器130可以配置为执行与第一诊断装置2和第二诊断装置3的通信。主控制器130可以配置为：当接收到通过输入器117输入的输出指令时，执行显示器118的操作，以通过显示器118显示存储在存储装置131中的错误信息。当接收到通过输入器117输入的发送指令时，主控制器130可以配置为执行通信器120的操作，以通过通信器120将存储在存储装置131中的错误信息发送到第一诊断装置2或第二诊断装置3。
主控制器130可以配置为执行显示器118的操作，以输出关于第一诊断装置2或第二诊断装置3的连接请求的信息。主控制器130可以配置为：通过识别与第一诊断装置2或第二诊断装置3的通信可能性，确定通信器120是否正常连接到第一诊断装置2，并且确定通信器120是否正常连接到第二诊断装置3。
当从第一诊断装置2接收到用于提供错误信息的指令时，主控制器130可以配置为执行通信器120的操作，以通过通信器120将存储在存储装置131中的错误信息发送到第一诊断装置2。主控制器130可以配置为：当从第二诊断装置3接收到用于提供错误信息的指令时，执行通信器120的操作，以通过通信器120将存储在存储装置131中的错误信息发送到第二诊断装置3。
当接收到用于输出错误信息的指令或接收到用于发送错误信息的指令时，主控制器130可以配置为：向多个控制器请求发送错误信息，从多个控制器中的至少一个控制器接收错误信息，并且操作通信器120，以将接收到的错误信息发送到第一诊断装置2或第二诊断装置3。
当从至少一个控制器接收到错误信息时，主控制器130还可以配置为将接收到的错误信息存储在存储装置131中。当从至少一个控制器接收到用于错误诊断的通信信号时，主控制器130可以配置为向至少一个控制器发送与接收到的通信信号相对应的响应信号。当主控制器130向多个控制器发送通信信号时，主控制器130可以配置为顺序地发送来自设置在靠近主控制器130的位置的控制器的通信信号。具体地，确定任何一个控制器的通信错误可以包括：通过连接到控制器中的一个的连接器的连接故障、连接器的短路或通信模块的线缆的短路进行确定。
主控制器130可以利用存储器和处理器来实现，所述存储器存储有控制车辆1中的组件的操作的算法或关于实现该算法的程序的数据，所述处理器利用存储在存储器中的数据来执行上述操作。存储器和处理器可以实现为单独的芯片。或者，存储器和处理器可以实现为单个芯片。存储装置131可以配置为存储错误信息。具体地，错误信息可以包括发生错误的控制器的识别信息和错误代码，可以进一步包括错误代码名称，并且可以包括接收到相同控制组中的控制器信号的次数。
存储装置131可以利用非易失性存储器件(例如，高速缓存、只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、可擦除可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM))、易失性存储器件(例如，随机存取存储器(RAM))、或存储介质(例如，硬盘驱动器(HDD)或光盘(CD)ROM)中的至少一种来实现，但不限于此。存储装置131可以是利用与上述关于主控制器130的处理器分开的芯片来实现的存储器，或者可以与处理器一体地实现为单个芯片。
控制组装置140可以包括执行不同通信的多个控制组。具体地，多个控制组可以分别连接到不同的通信模块。换句话说，同一组中的多个控制器可以配置为执行相互之间的同一通信。每个控制组可以包括一个或更多个控制器，并且可以配置为利用一个或更多个控制器来操作至少一个负载。多个控制器中的一些可以设置在负载内部。
负载装置150可以包括多个负载。具体地，多个负载可以包括配置为执行至少一种功能的电子装置151至电子装置153，并且可以进一步包括配置为检测至少一种信息的检测装置154。电子装置151至电子装置153中的每一个可以由在每个电子装置连接到的控制组中设置的一个或多个控制器来操作。
检测装置154可以包括配置为检测车辆1的行驶速度的速度检测装置。具体地，速度检测装置可以是设置在前车轮、后车轮、左车轮、右车轮上的车轮速度传感器或者配置为检测车辆1的加速度的加速度传感器。另外，检测装置154可以进一步包括：多个距离传感器中的至少一个、角速度传感器、横摆率传感器、照度传感器以及车门打开/关闭传感器；多个距离传感器中的至少一个配置为检测与其他车辆的距离和与附近的障碍物的距离；角速度传感器配置为检测方向盘的角速度，以检测车辆1的转向角；横摆率传感器配置为检测车辆1的横摆力矩；照度传感器配置为检测外部照度。
图2为根据示例性实施方案的设置在车辆中的通信器的示例性示意图，图3为图2中示出的通信器中的控制器局域网(CAN)通信模块的示例性示意图，图4为根据示例性实施方案的设置在车辆中的通信器的另一个示例性示意图。
参考图2，通信器120可以包括以太网交换机120a、网关120b以及CAN通信模块120c。另外，CAN通信模块120c可以设置在网关120a内部。以太网交换机120a可以与网关120b分开设置。以太网交换机120a可以存储多个以太网控制器的IP信息。以太网交换机120a还可以存储对于每个消息的要接收的以太网控制器的IP信息。
当接收到消息和IP信息时，以太网交换机120a可以基于接收到的IP地址来生成路径，并且控制沿着生成的路径发送接收到的消息。以太网交换机120a还可以配置为存储每个消息的消息发送路径。以太网交换机120a可以配置为存储针对每个消息要发送的控制器的IP信息和要接收的控制器的IP信息。基于接收消息的控制器的数量，以太网交换机120a的路径可以是单播(1:1)路径或多播(1:n)路径。
以太网控制器140a、第一电子装置151和第一诊断装置2可以连接到以太网交换机120a。具体地，第一诊断装置2可以可拆卸地连接到以太网交换机120a。连接到以太网交换机120a的以太网控制器140a可以是一个或更多个。连接到以太网交换机120a的第一电子装置151可以是一个或更多个。第一诊断装置2可以配置为诊断连接到以太网交换机120a的以太网控制器140a的故障。第一诊断装置2可以经由以太网交换机120a连接到网关120b。
当利用第一诊断装置2对车辆1中设置的各种控制器和电子装置进行诊断时，以太网交换机120a可以配置为执行与第一诊断装置2的连接a，以与第一诊断装置2发送和接收消息。此时，网关120b可以配置为广播第一诊断装置2的消息。以太网交换机120a可以配置为执行与第一诊断装置2的连接b，以发送和接收消息用于安全的或认证的访问。
以太网交换机120a可以配置为执行第一诊断装置2与以太网控制器140a之间的连接c，以在第一诊断装置2与以太网控制器140a之间发送和接收消息。以太网交换机120a可以配置为实现以太网控制器140a与第二诊断装置3之间的连接d，以在以太网控制器140a与第二诊断装置3之间发送和接收数据。
以太网交换机120a可以配置为经由网关120b接收CAN控制器140b的错误信息，并且向第一诊断装置2发送接收到的CAN控制器140b的错误信息。网关120b可以配置为与CAN通信模块120c通信，并且执行与CAN通信模块120c的通信。网关120b可以配置为：当从执行CAN通信的CAN控制器140b接收到用于错误诊断的通信信号时，向CAN控制器140b发送响应信号。
当从多个CAN控制器中的一些CAN控制器接收到CAN控制器的识别信息和控制信号时，网关120b可以配置为基于多个CAN控制器的布置信息来确定在其余CAN控制器中的至少一个CAN控制器中已经发生了与超时相关的通信错误。当在预定的时间内没有从多个CAN控制器接收到响应信号时，网关120b可以配置为将错误代码确定为总线断开并存储确定出的错误代码。
另外，网关120b可以配置为：当从至少一个CAN控制器接收到与车辆1的实际状态不同的状态信息的消息时，或者接收到正常范围以外的检测信息的消息时，将错误代码存储为消息错误。响应于确定已经生成消息错误，网关120b可以配置为：将通信信号顺序地发送到多个CAN控制器，基于接收到的至少一个CAN控制器的响应信号来确定已经产生了消息错误的CAN控制器，并且存储确定出的至少一个CAN控制器的识别信息和消息错误的错误代码。
CAN通信模块120c可以是一个或多个。多个CAN通信模块120c可以是不同类型的CAN通信模块。另外，多个CAN通信模块120c可以是具有不同的通信速度和用途的CAN通信模块。
CAN通信模块120c可以是以下的至少一种：发送和接收用于操作各种电子装置的信号的多媒体CAN(M-CAN)通信模块和车身CAN(B-CAN)通信模块，发送和接收用于控制动力传动系、稳定性控制(ABS、主动悬架等)、实时传输功能的动力传动系CAN(P-CAN)通信模块，底盘CAN(C-CAN)通信模块，以及用于错误诊断的诊断CAN(D-CAN)通信模块，等等。
至少一个CAN控制器可以连接到CAN通信模块的两个线缆，操作由至少一个CAN控制器执行的电子装置可以连接到CAN通信模块的两个线缆，操作由至少一个CAN控制器执行并检测的用于发送信号的检测装置(即，传感器)可以连接到CAN通信模块的两个线缆。
在相同范围内需要相同通信方法和通信速度的CAN控制器、电子装置和检测装置可以连接到一个CAN通信模块。并且连接到一个CAN通信模块的两个线缆的至少一个CAN控制器、电子装置和检测装置可以通过连接器相互连接。
第二诊断装置3可以连接到CAN通信模块120c的两个线缆。具体地，第二诊断装置3可以可拆卸地连接至CAN通信模块120c。控制组装置140可以包括以太网控制器140a和CAN控制器140b。以太网控制器140a可以是一个或多个。CAN控制器140b可以是一个或多个。
以太网控制器140a可以配置为操作至少一个负载(即，电子装置或检测装置)。CAN控制器140b可以配置为操作至少一个负载(即，电子装置或检测装置)，但是可以配置为操作不由以太网控制器140a操作的负载。例如，以太网控制器140a可以配置为操作第一电子装置151，CAN控制器140b可以配置为操作第二电子装置152和第三电子装置153。用于执行第一电子装置151的操作的以太网控制器140a可以是一个或多个。
如图3所示，第二电子装置152和第三电子装置153可以配置为执行不同的CAN通信，并且在这种情况下，可以设置多个CAN通信模块120c。第二电子装置152可以配置为经由第一CAN通信模块c1执行第一CAN通信，并且可以由执行第一CAN通信的第一CAN控制器b1操作。用于执行第二电子装置152的操作的第一CAN控制器b1可以是一个或更多个。第三电子装置153可以配置为经由第二CAN通信模块c2执行第二CAN通信，并且可以由执行第二CAN通信的第二CAN控制器b2操作。
用于执行第三电子装置153的操作的第二CAN控制器b2可以是一个或更多个。另外，第二诊断装置3可以配置为与第二电子装置152和第三电子装置153执行不同的CAN通信。具体地，第二诊断装置3可以连接至CAN通信模块(其连接到第二电子装置152和第三电子装置153)和另一个CAN通信模块。换句话说，第二诊断装置3可以配置为经由第三CAN通信模块c3执行第三CAN通信，并且可以经由第三CAN通信由网关120b进行操作。第一诊断装置2和第二诊断装置3可以是由服务中心或车间管理的装置。第一诊断装置2可以设置在车辆1中，并且可以设置在多个以太网控制器中的任何一个以太网控制器中。
如图4所示，网关可以设置在以太网交换机中。换句话说，可以将通信器设置为集成通信装置120d，在集成通信装置120d中，以太网交换机和网关一体地集成。另外，通信器可以在集成通信装置120d中设置具有CAN通信模块120c。集成通信装置120d可以执行图2中描述的网关的功能和以太网交换机的功能。
当利用集成通信装置120d执行诊断时，集成通信装置120d可以配置为执行用于与第一诊断装置2发送和接收数据的连接e。此时，第一诊断装置2和集成通信装置120d可以配置为执行用于发送和接收认证(安全访问)、物理的和功能性消息的通信。集成通信装置120d可以配置为执行用于向以太网控制器140a发送数据和从以太网控制器140a接收数据的连接f。此时，集成通信装置120d和以太网控制器140a可以配置为执行用于发送和接收物理的和功能性消息的通信。
根据图1、图2、图3和图4中示出的车辆1的组件的性能，可以添加或删除至少一个组件。另外，本领域技术人员容易理解的是，组件的相互位置可以对应于车辆1的性能或结构而改变。同时，图1、图2、图3和图4中示出的每个组件可以表示软件组件和/或硬件组件，例如，现场可编程门阵列(FPGA)和专用集成电路(ASIC)。
图5为根据示例性实施方案的利用基于以太网/互联网协议的可扩展的面向服务的中间件(SOME/IP，scalable service-oriented middleware on Ethernet/internetprotocol)，在设置于车辆中的以太网控制器与第一诊断装置之间通信的示例性示意图，图6为根据示例性实施方案的以太网交换机与设置于车辆中的通信器的以太网控制器之间通信的示例性示意图。
第一诊断装置2可以配置为利用基于以太网/互联网协议的可扩展的面向服务的中间件(SOME/IP)与以太网控制器140a通信。SOME/IP可以是动态且面向服务的IP网络通信总线，并且可以是仅在所需时间发送必要数据的通信协议。如图5所示，SOME/IP可以大致分为三个部分：服务发现(SD，service discovery)、远程过程调用(RPC，remote procedurecall)以及数据处理访问。
SD可以允许第一诊断装置2发现服务或提供网络上的其他服务。用户可以利用通过RPC提供SD的方法(图5中的区域A)。另外，能够设置对于特定事件的通知(图5中的区域B)。应用程序可以利用读/写功能来访问特定的处理数据(图5中的区域C)。SOME/IP可以最优地利用可用带宽来实现灵活的通信。
如图6所示，以太网交换机120a可以配置为利用因特网组管理协议(IGMP，Internet Group Management Protocol)与主机进行通信。具体地，主机可以是以太网控制器140a或第一诊断装置2。以太网交换机120a可以是路由器。IGMP可以是当主机注册或退出(或移除)多播组(multicast group)并在主机与以太网交换机120a之间交换组成员信息时使用的协议。
更具体地，主机可以配置为向以太网交换机120a发送指示多播地址的IGMP报告消息，以加入多播组。具体地，以太网交换机120a可以配置为基于接收到的IGMP报告消息将主机注册为多播组的成员。以太网交换机120a可以配置为利用IGMP查询消息来周期性地识别属于多播组的成员列表，以有效地管理属于多播组的成员列表。换句话说，以太网交换机120a可以配置为向主机发送IGMP查询消息。具体地，主机可以配置为：响应于IGMP查询消息的接收，向以太网交换机120a发送IGMP报告消息，以维持多播组成员。
响应于IGMP查询消息的发送，以太网交换机120a可以继续从尚未发送IGMP报告消息的主机退出。换句话说，当主机不对IGMP查询消息做IGMP报告消息的响应时，以太网交换机120a可以认为该主机退出了多播组。
图7为根据示例性实施方案的在以太网交换机、以太网控制器、与设置在车辆中的通信器的第一诊断装置之间通信的示例性示意图。
图8A为根据示例性实施方案的以太网控制器与设置在车辆中的第一诊断装置的SOME/IP诊断消息格式的示例性示意图，图8B为示出图8A所示的SOME/IP诊断消息格式的项目和内容的示意图。
以太网控制器140a和第一诊断装置2可以支持SOME/IP，并且以太网交换机120a可以支持IGMP。以太网控制器140a和第一诊断装置2可以基于网络拓扑以各种方式实现。例如，第一诊断装置2可以设置在以太网控制器140a中。作为另一示例，第一诊断装置2可以设置在车辆1中，但是可以与以太网控制器140a分开设置，或者可以设置在车辆1的外部装置20中。
第一诊断装置2(客户端)可以逻辑上配置为具有以太网控制器140a(服务器)。第一诊断装置2与以太网控制器140a之间的物理连接可以用于通过SOME/IP SD区域发现以太网控制器(140a)的位置，并且可以用于通过IGMP从以太网交换机120a建立网络连接。
SOME/IP的消息格式如图8A所示。图8A示出的诊断消息格式的每一项的内容如图8B所示。SOME/IP的消息格式可以包括SOME/IP报文头和有效载荷(payload)，该报文头具有用于诊断故障的识别信息，所述有效载荷用于发送和接收诊断请求数据和用于诊断故障的响应数据。有效载荷可以包含序列化数据。
SOME/IP报文头可以包括：服务识别信息(ID)、方法(Method)识别信息ID、客户端(可以是第一诊断装置)识别信息ID、会话识别信息ID以及消息类型。服务识别信息ID可以包括以太网诊断请求识别信息和CAN诊断请求识别信息。
SOME/IP的消息格式可以包括用于发送消息的传输协议和IP报文头。SOME/IP消息格式的基础传输协议可以包括用于发送小消息的用户数据报协议(User DatagramProtocol，UDP)或用于发送大消息的传输控制协议(Transmission Control Protocol，TCP)。另外，在SOME/IP的消息格式下方可以是SOME/IP SD层。
图9为设置在车辆中的多个以太网控制器与第一诊断装置之间的通信的示例性示意图。第一诊断装置2可以配置为通过SD区域向多个以太网控制器140a发送服务发现消息，以发现是否存在期望通过第一诊断装置2提供的服务(201)。例如，第一诊断装置2可以配置为将服务ID设置为以太网诊断请求ID，并且发送到多个以太网控制器140a(202)。第一诊断装置2可以配置为将服务ID设置为CAN诊断请求ID，并且发送到CAN控制器140b。
响应于服务发现消息的接收，响应于确定出多个以太网控制器140a中的一些或全部具有期望要提供的服务，可以将请求服务提供的响应消息发送到第一诊断装置2。例如，当第一以太网控制器140a期望以太网诊断服务时，响应于服务发现消息的接收，第一以太网控制器140a可以配置为向第一诊断装置2发送用于以太网诊断服务的响应消息。
当CAN控制器期望CAN诊断服务时，响应于服务发现消息的接收，CAN控制器可以配置为通过广播发送对于CAN诊断服务的响应消息，但是经由网关120b和以太网交换机120a向第一诊断装置2发送响应消息。第一诊断装置可以配置为通过SD区域向第一以太网控制器140a发送用于请求事件组订阅的消息。具体地，第一以太网控制器140a可以配置为：响应于接收到用于事件组订阅的消息，向第一诊断装置2发送批准事件组订阅的消息(204)。
SOME/IP SD消息可以经由UDP发送。第一诊断装置2可以配置为经由SOME/IP向第一以太网控制器140a发送用于诊断请求的消息(205)。具体地，当接收到用于诊断请求的消息时，第一以太网控制器140a可以配置为通过SOME/IP向第一诊断装置2发送用于诊断的数据(205)。第一诊断装置2和第一以太网控制器140a可以配置为经由SOME/IP发送消息和数据。此时，TCP或UDP可以作为基础传输协议使用。
如上所述，本发明可以是用于利用SOME/IP通信方法在车辆网络架构改变中实现灵活的诊断通信的方法。本发明可以利用SOME/IP SD(服务发现)和IGMP协议，并且上层、客户端/服务器可以自由地用作传输层。即使诊断装置和以太网控制器的实现发生了变化，也不会影响上层应用的配置。
即使诊断装置(客户端)和以太网控制器(服务器)以各种方式实现，本发明也可以具有不受网络配置影响的灵活结构。因此，因为即使对于每种车辆类型和等级都改变了诊断架构，也不必改变现有装置，所以本发明可以降低开发成本并提高效率。诊断装置的基础设施也可以得到维护。
本发明可以提高诊断系统和车辆的质量，进一步提高用户的满意度，并且提高用户的便利性。公开的实施方案可以实现为存储可由处理器执行的计算机可执行指令的记录介质的形式。这些指令可以以程序代码的形式存储，并且当由处理器执行时，指令可以生成程序模块，以执行所公开的实施方案的操作。记录介质可以非易失性地实现为非易失性计算机可读记录介质。
非易失性计算机可读记录介质可以包括存储可以由计算机解释的指令的所有类型的记录介质。例如，非易失性计算机可读记录介质可以是ROM、RAM、磁带、磁盘、闪存、光学数据存储装置等。
到目前为止，已经参考附图描述了本发明的实施方案。对于本领域普通技术人员应显而易见的是，在不改变本发明的技术思想或本质特征的情况下，本发明可以以除了如上所述的示例性实施方案之外的其他实施方案来实践。以上示例性实施方案仅是示例性的，并且不应解释为限制的意义。

Claims (14)

1.一种诊断系统，其包括：
以太网控制器，其配置为操作至少一个负载，并且利用SOME/IP执行与至少一个负载的通信；
以太网诊断装置，其配置为利用SOME/IP执行与以太网控制器的通信，并且诊断以太网控制器和至少一个负载的故障；以及
以太网交换机，其配置为生成以太网控制器与以太网诊断装置之间的路径，并且基于生成的路径在以太网控制器与以太网诊断装置之间发送和接收消息，
其中，所述SOME/IP的消息格式包括有效载荷、SOME/IP报文头、传输协议以及IP报文头，所述有效载荷配置为发送和接收诊断请求数据和用于诊断故障的响应数据，所述SOME/IP报文头具有用于诊断故障的识别信息，
所述SOME/IP报文头包括：服务识别信息ID、方法识别信息ID、客户端识别信息ID、会话识别信息ID以及消息类型。
2.根据权利要求1所述的诊断系统，其中，所述以太网控制器和所述以太网诊断装置配置为经由SOME/IP服务发现区域执行通信，以发现服务或提供服务。
3.根据权利要求2所述的诊断系统，其中，所述以太网交换机配置为：通过互联网组管理协议与以太网控制器和以太网诊断装置进行通信，从而将以太网控制器和以太网诊断装置注册在成员列表中或从成员列表中移除。
4.根据权利要求3所述的诊断系统，其中，所述以太网交换机配置为通过互联网组管理协议周期性地向以太网控制器和以太网诊断装置发送查询消息，基于是否接收到对应于查询消息的报告消息来保持和移除以太网控制器和以太网诊断装置的注册。
5.根据权利要求1所述的诊断系统，其进一步包括：
CAN控制器，其配置为执行CAN通信，并且操作其他负载；
CAN诊断装置，其配置为执行CAN通信，并且诊断CAN控制器的故障；以及
网关，其配置为执行CAN通信，执行与CAN控制器、CAN诊断装置和以太网交换机的通信，并且响应于以太网诊断装置的请求，利用以太网交换机向以太网诊断装置发送CAN诊断装置的CAN诊断信息。
6.一种诊断系统，其包括：
以太网控制器，其配置为操作第一电子装置，并且利用SOME/IP执行与第一电子装置的通信；
以太网诊断装置，其配置为利用SOME/IP执行与以太网控制器的通信，并且诊断以太网控制器的故障；
CAN控制器，其配置为执行CAN通信，并且操作第二电子装置；
CAN诊断装置，其配置为执行CAN通信，并且诊断CAN控制器的故障；以及
集成通信装置，其配置为：在以太网控制器与以太网诊断装置之间发送和接收消息，执行CAN控制器与CAN诊断装置之间的CAN通信，并且响应于以太网诊断装置的请求，向以太网诊断装置发送CAN诊断装置的CAN诊断信息，
其中，所述SOME/IP的消息格式包括有效载荷、SOME/IP报文头、传输协议以及IP报文头，所述有效载荷配置为发送和接收诊断请求数据和用于诊断故障的响应数据，所述SOME/IP报文头具有用于诊断故障的识别信息，
所述SOME/IP报文头包括：服务识别信息ID、方法识别信息ID、客户端识别信息ID、会话识别信息ID以及消息类型。
7.根据权利要求6所述的诊断系统，其中，所述以太网控制器和所述以太网诊断装置配置为通过SOME/IP服务发现区域执行通信，以发现服务或提供服务。
8.根据权利要求7所述的诊断系统，其中，所述集成通信装置配置为：通过互联网组管理协议与以太网控制器和以太网诊断装置进行通信，从而将以太网控制器和以太网诊断装置注册在成员列表中或从成员列表中移除。
9.一种车辆，其包括：
多个以太网控制器，其配置为操作多个第一电子装置，并且利用SOME/IP执行通信；
以太网交换机，其配置为生成多个以太网控制器之间的通信路径，并且基于生成的路径执行多个以太网控制器之间的通信；
多个CAN控制器，其配置为操作多个第二电子装置，并执行CAN通信；以及
网关，其配置为：执行与多个CAN控制器的CAN通信，执行与以太网交换机的通信，并且向以太网交换机发送CAN控制器的CAN诊断信息，
其中，所述SOME/IP的消息格式包括有效载荷、SOME/IP报文头、传输协议以及IP报文头，所述有效载荷配置为发送和接收诊断请求数据和用于诊断故障的响应数据，所述SOME/IP报文头具有用于诊断故障的识别信息，
所述SOME/IP报文头包括：服务识别信息ID、方法识别信息ID、客户端识别信息ID、会话识别信息ID以及消息类型。
10.根据权利要求9所述的车辆，其进一步包括：
以太网诊断装置，其连接至以太网交换机，所述以太网诊断装置配置为：利用SOME/IP执行与多个以太网控制器的通信，并且诊断多个以太网控制器的故障。
11.根据权利要求10所述的车辆，其中，所述多个以太网控制器和所述以太网诊断装置配置为通过SOME/IP服务发现区域执行通信，以发现服务或提供服务。
12.根据权利要求11所述的车辆，其中，所述以太网交换机配置为：通过互联网组管理协议与多个以太网控制器和以太网诊断装置进行通信，从而将多个以太网控制器和以太网诊断装置注册在成员列表中或从成员列表中移除。
13.根据权利要求9所述的车辆，其进一步包括：
CAN诊断装置，其配置为执行CAN通信，并且诊断多个CAN控制器的故障。
14.根据权利要求9所述的车辆，其中，配置为利用SOME/IP诊断多个以太网控制器的故障的以太网诊断装置连接至以太网交换机。
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