CN115336233A - 车载中继装置、信息处理方法及程序 - Google Patents

车载中继装置、信息处理方法及程序 Download PDF

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Abstract

车载中继装置的多个通信部包括：远程通信部，连接有用于与外部服务器进行通信的车外通信装置；及本地通信部连接有诊断装置，车载中继装置的控制部进行下位层侧控制和上位层侧控制，所述下位层侧控制基于通信中的下位侧的层级协议而进行中继，所述上位层侧控制基于比下位侧的层级协议靠上位侧的层级协议而进行中继，在经由本地通信部及远程通信部被输入了对于多个车载ECU中的任一车载ECU的多个与保养处理有关的信息的情况下，在上位层侧控制中进行对于由多个保养处理引起的竞争的仲裁处理。

Description

车载中继装置、信息处理方法及程序
技术领域
本技术涉及车载中继装置、信息处理方法及程序。
本申请主张基于在2020年4月6日提出申请的日本申请第2020-068553号的优先权，并援引所述日本申请记载的全部的记载内容。
背景技术
在车辆搭载有用于对发动机控制等的动力传动系、空调控制等的车身系等的车载设备进行控制的车载ECU(Electronic Control Unit)。车载ECU包括MPU等运算处理部、RAM等能够改写的非易失性的存储部、及用于与其他的车载ECU进行通信的通信部，通过将存储于存储部的控制程序读入并执行，来进行车载设备的控制。此外，在车辆安装有具备无线通信的功能的中继装置，经由中继装置，与连接于车外的网络的程序提供装置进行通信，从该程序提供装置下载(接收)车载ECU的控制程序，能够对该车载ECU的控制程序进行更新(例如参照专利文献1)。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2017-97851号公报
发明内容
本公开的一形态的车载中继装置是搭载于车辆的车载中继装置，其中，具备：多个通信部，用于与搭载于所述车辆的多个车载ECU及所述车辆外的外部装置进行通信；及控制部，进行与所述多个车载ECU间的通信的中继有关的控制，所述外部装置包括外部服务器和诊断装置，所述多个通信部包括：远程通信部，连接有用于与所述外部服务器进行通信的车外通信装置；及本地通信部，连接有所述诊断装置，所述控制部进行下位层侧控制和上位层侧控制，所述下位层侧控制基于通信中的下位侧的层级协议而进行中继，所述上位层侧控制基于比所述下位侧的层级协议靠上位侧的层级协议而进行中继，所述控制部在经由所述本地通信部及所述远程通信部被输入了对于所述多个车载ECU中的任一车载ECU的多个与保养处理有关的信息的情况下，在所述上位层侧控制中进行对于由所述多个保养处理引起的竞争的仲裁处理。
附图说明
图1是例示包含实施方式1的车载中继装置的车载系统的结构的示意图。
图2是例示车载中继装置等的结构的框图。
图3是例示中继控制信息中包含的层控制决定表的一形态的说明图。
图4是例示车载中继装置的中继处理的一形态的说明图。
图5是例示本实施方式的车载中继装置的控制部的处理的流程图。
具体实施方式
[本公开要解决的课题]
专利文献1的中继装置未考虑应对从与多个不同的通信部连接的装置进行对于与本装置连接的车载ECU的更新等保养处理的情况的事项，因此担心无法有效地实施对于该车载ECU的保养处理。
本公开的目的在于提供一种能够有效地实施有关对于与本装置连接的车载ECU的保养处理的信息的中继的车载中继装置。
[本公开的效果]
根据本公开的一形态，能够提供一种有效地实施有关对于与本装置连接的车载ECU的保养处理的信息的中继的车载中继装置等。
[本公开的实施方式的说明]
首先，列举本公开的实施形态进行说明。而且，也可以将以下记载的实施方式的至少一部分任意组合。
(1)本公开的一形态的车载中继装置是搭载于车辆的车载中继装置，其中，具备：多个通信部，用于与搭载于所述车辆的多个车载ECU及所述车辆外的外部装置进行通信；及控制部，进行与所述多个车载ECU间的通信的中继有关的控制，所述外部装置包括外部服务器和诊断装置，所述多个通信部包括：远程通信部，连接有用于与所述外部服务器进行通信的车外通信装置；及本地通信部，连接有所述诊断装置，所述控制部进行下位层侧控制和上位层侧控制，所述下位层侧控制基于通信中的下位侧的层级协议而进行中继，所述上位层侧控制基于比所述下位侧的层级协议靠上位侧的层级协议而进行中继，所述控制部在经由所述本地通信部及所述远程通信部被输入了对于所述多个车载ECU中的任一车载ECU的多个与保养处理有关的信息的情况下，在所述上位层侧控制中进行对于由所述多个保养处理引起的竞争的仲裁处理。
在本形态中，车载中继装置的控制部每当对车载ECU之间的通信及车辆外的外部装置与车载ECU的通信进行中继时，进行基于下位侧的层级协议而进行中继的下位层侧控制和基于上位侧的层级协议而进行中继的上位层侧控制。控制部在将从外部装置输出(发送)的与保养处理有关的信息向成为该保养处理的对象的车载ECU中继时，在上位层侧控制中进行该中继。控制部在经由与本地通信部及远程通信部不同的通信部被发送了与该保养处理有关的信息的情况下，关于与上述竞争的保养处理的仲裁有关的处理(仲裁处理)，也作为上位层侧控制中的处理进行。因此，控制部包括例如基于FPGA或ASCI等的硬件处理部和基于CPU或微机等的软件处理部，即使在硬件处理部进行下位层侧控制且软件处理部进行上位层侧控制的情况下，关于仲裁处理，也由担任上位层侧控制的软件处理部进行，能够可靠地进行该仲裁处理。由此，即使在经由不同的通信部发送了多个与保养处理有关的信息的情况下，也能够可靠地进行这多个保养处理的仲裁，有效地实施优先进行的保养处理。
(2)本公开的一形态的车载中继装置中，所述保养处理包含所述车载ECU执行的程序的更新处理、及对于所述车载ECU的诊断处理或初始化处理。
在本形态中，保养处理包含车载ECU执行的程序的更新处理、及对于车载ECU的诊断处理或初始化处理，因此即使在对于成为保养处理的对象的车载ECU而不同的保养处理竞争的情况下，也能够仲裁该保养处理，可靠地避免这些程序的更新处理、诊断处理或初始化处理引起的竞争。
(3)本公开的一形态的车载中继装置中，所述通信中的层级是基于OSI(OpenSystems Interconnection)模型的层级，所述下位侧的层级协议是数据链路层或网络层的协议，所述上位侧的层级协议是表示层或应用层的协议。
在本形态中，车载中继装置与车载ECU及外部装置进行基于OSI模型的层级的通信，下位侧的层级协议是数据链路层或网络层的协议，上位侧的层级协议是表示层或应用层的协议。因此，车载中继装置作为层2或层3交换机发挥作用，并且作为与上位层对应的中继装置发挥作用。由此，与有关保养处理的信息以外的信息相关的中继处理由层2或层3交换机高速地处理，与保养处理有关的信息的中继及该保养处理的仲裁能够由进行与上位层对应的中继的应用等高效地进行。
(4)本公开的一形态的车载中继装置中，经由所述远程通信部及所述本地通信部进行的与所述外部装置的通信的协议是TCP/IP，所述控制部基于TCP/IP下的端口编号，确定与所述诊断装置或所述外部服务器的通信。
在本形态中，车载中继装置与车载ECU及外部装置进行基于TCP/IP协议的通信，控制部基于TCP/IP下的TCP端口编号或UDP端口编号等端口编号，确定与诊断装置或外部服务器的通信。因此，控制部提取经由连接有外部装置的通信部接收到的IP数据包的标题部等中保存的端口编号，基于该端口编号，能够容易地确定从外部装置发送的与保养处理有关的信息。作为外部装置的诊断装置及外部服务器在分别发送的与保养处理有关的信息中而端口编号不同的情况下，基于该端口编号，控制部能够容易地确定是从诊断装置及外部服务器中的哪一者发送的与保养处理有关的信息。
(5)本公开的一形态的车载中继装置中，所述控制部在经由所述本地通信部及所述远程通信部被输入了对于所述多个车载ECU中的任一车载ECU的与保养处理有关的信息的情况下，在与所述任一车载ECU之间，以从先确立了通信的外部装置输出的与保养处理有关的信息为优先而进行仲裁处理。
在本形态中，控制部在经由本地通信部及远程通信部被输入了对于多个车载ECU中的任一车载ECU的与保养处理有关的信息的情况下，即发生保养处理的竞争的情况下，以从先确立了TCP通信的外部装置输入的与保养处理有关的信息为优先，进行仲裁处理。因此，即使在对于任一车载ECU发生了多个保养处理的竞争的情况下，也不用中断或隔断与先和该车载ECU确立了TCP通信的外部装置的通信而使其继续，能够可靠地执行从该外部装置发送的保养处理。
(6)本公开的一形态的车载中继装置中，经由所述远程通信部及所述本地通信部进行的与所述外部装置的通信的协议基于UDS(Unified Diagnostic Services)，所述控制部在经由所述本地通信部及所述远程通信部被输入了对于所述多个车载ECU中的任一车载ECU的与保养处理有关的信息的情况下，基于所述UDS的服务ID进行仲裁处理。
在本形态中，车载中继装置与车载ECU及外部装置进行基于ISO14229-1的UDS协议(UDSonIP)的通信，控制部在发生保养处理的竞争的情况下，基于UDS下的服务ID进行仲裁处理。UDS下的服务ID(SID)被分类成诊断和通信的管理、数据转送等的功能组，控制部基于该服务ID的对应的功能的重要性、对于车辆的影响度等，能够进行竞争的多个保养处理的仲裁。
(7)本公开的一形态的信息处理方法使计算机执行如下处理：执行下位层侧控制和上位层侧控制，所述下位层侧控制基于通信中的下位侧的层级协议而进行中继，所述上位层侧控制基于比所述下位侧的层级协议靠上位侧的层级协议而进行中继；在经由用于与诊断装置进行通信的本地通信部及用于与外部服务器进行通信的远程通信部被输入了对于任一车载ECU的多个与保养处理有关的信息的情况下，在所述上位层侧控制中仲裁由所述多个保养处理引起的竞争。
在本形态中，能够提供一种通过计算机有效地实施对于与本装置连接的车载ECU的与保养处理有关的信息的中继的信息处理方法。
(8)本公开的一形态的程序使计算机执行如下处理：执行下位层侧控制和上位层侧控制，所述下位层侧控制基于通信中的下位侧的层级协议而进行中继，所述上位层侧控制基于比所述下位侧的层级协议靠上位侧的层级协议而进行中继；在经由用于与诊断装置进行通信的本地通信部及用于与外部服务器进行通信的远程通信部被输入了对于任一车载ECU的多个与保养处理有关的信息的情况下，在所述上位层侧控制中仲裁由所述多个保养处理引起的竞争。
在本形态中，能够使用计算机作为有效地实施对于与本装置连接的车载ECU的与保养处理有关的信息的中继的车载中继装置。
[本公开的实施方式的详情]
以下，参照附图，说明本公开的实施方式的车载中继装置2的具体例。
(实施方式1)
以下，基于附图，说明实施方式。图1是例示包含实施方式1的车载中继装置2的车载系统的结构的示意图。图2是例示车载中继装置2等的结构的框图。车载系统包括搭载于车辆C的车外通信装置1及车载中继装置2，车载中继装置2经由车外通信装置1与外部服务器100进行通信。车载中继装置2与直接连接于本装置的诊断装置5进行通信。
外部服务器100及诊断装置5相当于进行车载ECU3的程序的更新等与对于车载ECU3的保养有关的处理(保养处理)的外部装置。保养处理没有限定为对于车载ECU3的程序的更新(改编)，例如，也可以包括对于车载ECU3的诊断处理、初始化处理及再起动处理等。而且，通过这些外部装置进行的保养处理也可以是基于例如由UDS(Unified DiagnosticServices)定义的诊断通信协议的处理。
车载中继装置2从这些外部服务器100及诊断装置5，取得成为保养对象的车载ECU3的更新程序，或者取得对于成为该保养对象的车载ECU3的初始化处理的请求信号等与保养处理相关的信息，将取得的更新程序、初始化处理的请求信号等与保养处理相关的信息向成为该保养对象的车载ECU3中继。车载中继装置2从外部服务器100及诊断装置5取得与本装置连接的车载ECU3的程序等，将取得的程序等向更新对象(改编对象)的车载ECU3输出(发送)，作为进行该车载ECU3的程序的更新处理(改编处理)的改编主要部分发挥作用。
外部服务器100是与例如互联网或公共线路网等车外网络N连接的服务器等计算机，具备基于RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)或硬盘等的存储部101。在存储部101保存有由车载ECU3的制造厂商等制成的用于控制该车载ECU3的程序或数据。该程序或数据作为更新程序向车辆C发送，为了对搭载于车辆C的车载ECU3的程序进行更新而使用。这样构成的外部服务器100也称为OTA(Over The Air)服务器。
诊断装置5是由担任车载中继装置2或车载ECU3的保养作业等车辆C的修配的包含正规经销商等的车辆修配业者使用的装置(诊断工具)，例如是在个人计算机、平板PC或智能手机等通用信息终端安装有专用应用的装置、或者包含硬件并构成作为专用信息终端的装置。诊断装置5与后述的车载ECU3同样地通过CPU或MPU包括控制部(未图示)、存储部(未图示)及车内通信部23(未图示)。诊断装置5经由车内通信部23(本地通信部)与车载中继装置2进行通信。诊断装置5的存储部与外部服务器100同样，保存有由车载ECU3的制造厂商等制成的用于控制该车载ECU3的程序或数据。保存于诊断装置5的程序或数据与外部服务器100的情况同样，作为更新程序向车辆C发送，为了对搭载于车辆C的车载ECU3的程序进行更新而使用。
在车辆C搭载有车外通信装置1、车载中继装置2、显示装置7、及用于控制各种车载设备的多个车载ECU3。车外通信装置1与车载中继装置2通过与例如以太网(Ethernet/注册商标)等的通信协议对应的通信线41(以太网线缆)连接成能够通信。车载中继装置2及车载ECU3通过与以太网等的通信协议对应的通信线41及车内LAN4连接成能够通信。车载中继装置2及车载ECU3的连接没有限定为以太网，也可以基于与例如CAN(Control Area Network/注册商标)等的通信协议对应的CAN总线。
车外通信装置1包括车外通信部11及车内通信部12。车内通信部12是例如与由100BASE-T1或1000BASE-T1等的基于以太网线缆的通信线41传送的TCP/IP的数据包对应的以太网PHY部。车外通信装置1经由车内通信部12及以太网线缆等通信线41与车载中继装置2连接成能够通信。
车外通信部11是用于使用3G、LTE、4G、5G、WiFi等移动体通信的协议进行无线通信的通信装置，经由连接于车外通信部11的天线13与外部服务器100进行数据的收发。车外通信装置1与外部服务器100的通信经由例如公共线路网或互联网等车外网络N进行。
在本实施方式中，车外通信装置1设为与车载中继装置2不同的装置，通过车内通信部12等将这些装置连接成能够通信，但是没有限定于此。车外通信装置1也可以是作为车载中继装置2的一构成部位而内置于车载中继装置2的结构。
车载中继装置2如图2所示包括控制部20、存储部21、输入输出I/F22、车内通信部23等。车载中继装置2例如对控制系的车载ECU3、安全系的车载ECU3及车身系的车载ECU3等基于多个通信线41的系统的段进行总括，对这些段间的车载ECU3彼此的通信进行中继。车载中继装置2也可以是例如网关或以太网交换机，作为层2交换机、层3交换机及CAN网关发挥作用的结构。车载中继装置2也可以是例如构成作为对车辆C整体进行控制的车身ECU、对自动驾驶进行控制的自动驾驶ECU等的一功能部的结构。车载中继装置2也可以是除了与通信有关的中继之外，对于从蓄电装置(未图示)输出的电力进行分配及中继，也作为向与本装置连接的车载ECU3供给的电力分配装置发挥作用的PLB(Power Lan Box)。
控制部20由CPU(Central Processing Unit)或MPU(Micro Processing Unit)等构成。控制部20通过将预先存储于存储部21的各程序及数据读出执行而进行各种控制处理及运算处理等。需要说明的是，以下，“程序”的记载包括程序和该程序的执行所需的数据。
控制部20没有限定为读入程序并执行软件处理的CPU或微机等软件处理部，也可以包含执行基于FPGA或ASCI等的硬件处理的硬件处理部。控制部20包括进行例如OSI7层级参照模型中的上位层的与中继控制有关的处理(上位层侧控制)的上位层中继部201、进行下位层的与中继控制有关的处理(下位层侧控制)的下位层中继部202，详情在后文叙述。在控制部20具备基于CPU等的软件处理部和基于FPGA等的硬件处理部的情况下，也可以是基于CPU等的软件处理部担任上位层侧控制，基于FPGA等的硬件处理部担任下位层侧控制的结构。
存储部21由RAM(Random Access Memory)等易失性的存储器元件、或者ROM(ReadOnly Memory)、EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM)或闪存器等非易失性的存储器元件构成。在存储部21中，控制部20为了进行中继控制而参照的中继控制信息例如以表形式存储。中继控制信息例如包括下位层侧控制中使用的路径信息表、上位层侧控制中使用的优先信息表及用于将取得的数据决定进行哪个层控制的层控制决定表，详情在后文叙述。每当车载中继装置2对于在车载ECU3之间收发的数据进行中继时，存储部21也可以使用作为暂时保存该数据的网络缓冲区域。此外，在存储部21也可以存储车载中继装置2及搭载于车辆C的全部的车载ECU3的车辆结构信息。该车辆结构信息也可以包括例如车辆C的VIN(Vehicle Identification Number)、车载中继装置2及车载ECU3的型号、安装的程序的名称及版本编号等。
输入输出I/F22例如是用于进行串行通信的通信接口。经由输入输出I/F22，车载中继装置2与显示器等显示装置7及进行车辆的起动及停止的IG开关6连接成能够通信。
车内通信部23例如是由使用了以太网的通信协议的以太网PHY部构成的输入输出接口，控制部20与经由车内通信部23连接于车内LAN4的车载ECU3、车外通信装置1及其他的中继装置等车载设备、或诊断装置5相互通信。或者，车内通信部23没有限定为以太网PHY部，也可以是例如使用了CAN等通信协议的CAN收发机。
车内通信部23设置多个，在车内通信部23分别连接构成车内LAN4的通信线41。通过这样将车内通信部23设置多个，车内LAN4分成多个段，在各段根据该车载ECU3的功能(控制系功能、安全系功能、车身系功能)来连接车载ECU3。
在车内通信部23还连接用于与诊断装置5、外部服务器100进行通信的车外通信装置1，经由该车内通信部23进行与这些诊断装置5及外部服务器100等外部装置的通信。即，连接诊断装置5或车外通信装置1的车内通信部23相当于用于与输出关于保养处理的信息的外部装置进行通信的外部装置用通信部。因此，连接诊断装置5的车内通信部23相当于本地通信部。将用于与外部服务器100进行通信的车外通信装置1连接的车内通信部23相当于远程通信部。
车载ECU3包括控制部30、存储部31及车内通信部32。存储部31由RAM(RandomAccess Memory)等易失性的存储器元件、或者ROM(Read Only Memory)、EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM)或闪存器等非易失性的存储器元件构成，存储车载ECU3的程序或数据。控制部30由CPU(Central Processing Unit)或MPU(MicroProcessing Unit)等构成，将存储于存储部31的程序及数据读出执行而进行控制处理等，控制包含该车载ECU3的车载设备或促动器等。
在车载中继装置2的输入输出I/F22，通过串行线缆等线束以能够通信的方式连接进行车辆C的起动或停止的IG开关6(点火开关)。在IG开关6被接通或断开的情况下，车载中继装置2的控制部20经由输入输出I/F22取得(接收)从IG开关6输出(发送)的信号。
显示装置7是例如车辆导航的显示器等HMI(Human Machine Interface)装置。显示装置7通过串行线缆等线束与车载中继装置2的输入输出I/F22能够通信地连接。在显示装置7显示从车载中继装置2的控制部20经由输入输出I/F22输出的数据或信息。
如上所述，在车载中继装置2的存储部21中，控制部20为了进行中继控制而参照的中继控制信息例如以表形式存储。该中继控制信息包含例如下位层侧控制中使用的路径信息表、上位层侧控制中使用的优先信息表、及每当对取得的数据进行中继时用于决定进行哪个层控制的层控制决定表。
下位层侧控制中使用的路径信息表例如是将连接于各车内通信部23的车载ECU3、车外通信装置1及诊断装置5的MAC地址或者IP地址与这些车内通信部23的物理端口编号建立了关联的路由表。将车载ECU3等的MAC地址与连接该车载ECU3等的车内通信部23的物理端口编号建立了关联的路由表在基于层2的中继(L2开关)的控制中使用。将车载ECU3等的IP地址与连接该车载ECU3等的车内通信部23的物理端口编号建立了关联的路由表在基于层3的中继(L3开关)的控制中使用。
上位层侧控制使用的优先信息表保存例如与以UDS定义的诊断通信协议中使用的请求SID(服务ID)中的优先顺序有关的信息。或者，在该优先信息表也可以保存与QoS(Quality of Service)使用的优先顺序有关的信息。
图3是例示中继控制信息中包含的层控制决定表的一形态的说明图。用于决定将取得的数据进行哪个层控制的层控制决定表包含例如IP数据包等的数据中包含的TCP端口编号或UDP端口编号等端口编号、对包含该端口编号的数据进行中继时的层级(中继层)作为管理项目(字段)。
在端口编号的字段保存控制部20经由车内通信部23取得的IP数据包等的数据中包含的端口编号。该端口编号的字段中保存的端口编号没有限定为单一的端口编号，也可以是表示该端口编号的范围(区域)的编号。
在中继时的层级(中继层)的字段中保存表示将包含对应的端口编号(保存于同一记录的端口编号)的IP数据包等的数据利用哪个中继层进行中继的信息，作为表示该中继层的信息，例如，保存控制部20中包含的处理部即上位层中继部201、或下位层中继部202。在本实施方式中，下位层中继部202包含层3中继部2021及层2中继部2022，对于在图示中对应的端口编号，分别将层3中继部2021或层2中继部2022建立关联地保存。
从诊断装置5或外部服务器100输出(发送)的与保养处理有关的信息(数据)与在搭载于车辆C的车载ECU3之间收发的数据使用不同的端口编号来通信，详情在后文叙述。因此，控制部20基于包含在取得的IP数据包等的数据中的情况，通过参照层控制决定表，能够有效地决定将该数据应在哪个层级进行中继，即在上位层中继部201或下位层中继部202(层3中继部2021、层2中继部2022)的哪个中继部进行中继。
在本实施方式中，虽然使用端口编号决定了进行中继控制的层级，但是没有限定于此。控制部20例如也可以基于数据的发送源的IP地址(源地址)，确定车外网络N或诊断装置5等外部装置，决定进行中继控制的层级。或者，在车内通信部23使用CAN协议的情况下，控制部20也可以基于CAN-ID，确定从车外网络N或诊断装置5等外部装置输出的CAN消息，决定进行中继控制的层级。在该情况下，在层控制决定表中，将上述IP地址或CAN-ID与表示在哪个层级进行中继的信息建立关联地保存。
图4是例示基于车载中继装置2的中继处理的一形态的说明图。如上所述，车载中继装置2的控制部20包含上位层中继部201及下位层中继部202。在本实施方式中，下位层中继部202包含层3中继部2021及层2中继部2022。
层2中继部2022例如进行OSI7层级参照模型的数据链路层的中继处理，作为层2交换机发挥作用。层3中继部2021例如进行OSI7层级参照模型的网络层的中继处理，作为层3交换机发挥作用。
上位层中继部201例如进行OSI7层级参照模型的表示层或应用层的中继处理，进行包含基于QoS的优先处理、基于由UDS定义的请求SID或响应SID的优先处理的中继处理。或者，上位层中继部201也可以进行对取得的数据的正当性进行验证并仅对正当的数据进行中继的与安全有关的处理。在车内通信部23使用以太网及CAN等不同的协议的情况混杂时，上位层中继部201也可以通过在以太网及CAN等不同的协议间进行协议转换来进行中继。而且，上位层中继部201在对于任一车载ECU3的多个保养处理引起的竞争发生的情况下，进行该多个保养处理的仲裁处理。
如上所述，车载中继装置2的控制部20也可以包含进行软件处理的基于CPU等的软件处理部、进行硬件处理的FPGA等硬件处理部。在该情况下，CPU等软件处理部也可以作为上位层中继部201发挥作用，进行基于上位侧的层级协议而中继的上位层侧控制。并且，FPGA等硬件处理部也可以作为下位层中继部202(层3中继部2021、层2中继部2022)发挥作用，进行基于下位侧的层级协议而中继的下位层侧控制。通过设为这样的结构，层2中继或层3中继的比较简单的中继处理通过使用了FPGA等的下位层中继部202能够高速地处理。在此基础上，上述的需要仲裁处理的中继处理通过使用了CPU等的上位层中继部201能够有效地进行。
控制部20中包含的上位层中继部201、下位层中继部202(层3中继部2021、层2中继部2022)将作为车内通信部23的物理层设为最下层，按照层2中继部2022、层3中继部2021及上位层中继部201的顺序层叠而构成。
经由车内通信部23取得的数据首先由层2中继部2022处理。层2中继部2022例如根据以层控制决定表确定的端口编号，确定以层2中继的数据，对该数据进行中继。层2中继部2022将以层3以上中继的数据向层3中继部2021转发。层3中继部2021对于从层2中继部2022转发的数据，根据例如以层控制决定表确定的端口编号来确定以层3中继的数据，对该数据进行中继。层3中继部2021将以上位层中继的数据向上位层中继部201转发。上位层中继部201对于从层3中继部2021转发的数据，基于该数据中包含的值或内容，进行了例如基于QoS的优先顺序的决定、或者基于多个数据的竞争的检测及对于该竞争的调整处理之后，对该数据进行中继。
在本实施方式的图示的一例中，对于成为保养对象的任一车载ECU3，大致同时发送经由车外通信装置1从外部服务器100输出的与保养处理有关的信息、从诊断装置5输出的与保养处理有关的信息，由此，发生这多个保养处理的竞争。上位层中继部201在由于对成为保养对象的任一车载ECU3发送多个与保养处理有关的信息而发生竞争的情况下，进行对于这多个保养处理的请求的仲裁处理，消除该竞争。
在由于发送多个与保养处理有关的信息而发生竞争的情况下，上位层中继部201例如也可以在与该保养处理的对象的车载ECU3之间，以从先确立了TCP通信的外部装置输出的与保养处理有关的信息为优先，进行仲裁处理。即，从外部服务器100或诊断装置5中的任一外部装置向保养处理的对象的车载ECU3发送与保养处理有关的信息，经由基于车载中继装置2的中继，在该任一外部装置与车载ECU3之间确立TCP/IP下的TCP通信。在将该TCP通信消灭或切断之前期间，即使从其他的外部装置对于该车载ECU3发送了与保养处理有关的信息的情况下，上位层中继部201也维持先确立的TCP通信，继续进行任一外部装置与车载ECU3之间的通信，将从其他的外部装置发送的与保养处理有关的信息存储(缓冲)于例如存储部21。上位层中继部201在任一外部装置与车载ECU3之间的通信正常结束，TCP通信消灭之后，将存储(缓冲)于存储部21的从其他的外部装置发送的与保养处理有关的信息向该车载ECU3中继。
或者，上位层中继部201也可以即使在任一外部装置与车载ECU3之间已经开始了与保养处理有关的信息的发送的情况下，在从其他的外部装置输出了紧急度比与该保养处理有关的信息高的与保养处理有关的信息时，也以来自该其他的外部装置的通信为优先，向该车载ECU3中继。在该情况下，上位层中继部201将从先开始了发送的任一外部装置输出的信息(与保养处理有关的信息)存储(缓冲)于存储部21，中断或保留将该信息向车载ECU3中继的处理。并且，在优先的来自其他的外部装置的通信结束之后，上位层中继部201也可以使中断或保留的中继处理再次开始。
上位层中继部201也可以在经由本地通信部及远程通信部从外部装置输出对于任一车载ECU3的与保养处理有关的信息而发生竞争的情况下，以从连接于本地通信部的诊断装置5输出的与保养处理有关的信息为优先，进行仲裁处理。与经由远程通信部及车外通信装置1连接的外部服务器100相比，以从连接于本地通信部的诊断装置5输出的与保养处理有关的信息为优先，进行仲裁处理，由此能够可靠地应对来自与比较容易确保通信品质的本地通信部连接的诊断装置5的保养处理的请求。
上位层中继部201在经由本地通信部及远程通信部从外部装置输出对于任一车载ECU3的与保养处理有关的信息而发生竞争的情况下，以从经由与远程通信部连接的车外通信装置1连接的外部服务器100输出的与保养处理有关的信息为优先，进行仲裁处理。与连接于本地通信部的诊断装置5相比，以从外部服务器100输出的与保养处理有关的信息为优先，进行仲裁处理，由此能够以由外部服务器100保持的最新的信息为优先，能够可靠地应对信息新鲜度高的保养处理的请求。
上位层中继部201在发生竞争的情况下，将从未优先中继的外部装置发送的与保养处理有关的信息存储(缓存)于例如存储部21，但是没有限定于此。上位层中继部201在发生竞争的情况下，也可以对于未优先中继的外部装置，即在仲裁结果中判定为优先度低的外部装置，输出请求与保养处理有关的信息的发送(输出)的中断或保留的暂停请求信号。并且，在优先的来自其他的外部装置的通信结束之后，上位层中继部201也可以对于该判定为优先度低的外部装置，输出请求与保养处理有关的信息的发送(输出)的开始或再次开始的重新开始请求信号。
图5是例示本实施方式的车载中继装置2的控制部20的处理的流程图。车载中继装置2的控制部20例如在车辆CC为起动状态(IG开关6为接通)或停止状态(IG开关6为断开)下，稳定地进行以下的处理。
车载中继装置2的控制部20经由车内通信部23取得数据(S101)。在各个车内通信部23连接车载ECU3、诊断装置5及车外通信装置1，控制部20从各个车内通信部23取得(接收)从经由车载ECU3、诊断装置5及车外通信装置1连接的外部服务器100输出(发送)的数据。
车载中继装置2的控制部20判定取得的数据是否为与保养处理有关的信息(S102)。控制部20基于例如IP数据包等取得的数据中包含的端口编号，参照层控制决定表来判定该数据是否为与保养处理有关的信息。如上所述，在层控制决定表保存有将端口编号与对包含该端口编号的数据进行中继处理的中继部建立了关联的信息。控制部20也可以将由上位层中继部201处理的包含端口编号的数据确定作为与保养处理有关的信息，由此判定取得的数据是否为与保养处理有关的信息。
在取得的数据不是与保养处理有关的信息的情况下(S102：否)，车载中继装置2的控制部20将取得的数据在下位层侧控制中进行中继处理(S1021)。在取得的数据不是与保养处理有关的信息的情况下，控制部20例如基于取得的数据中包含的端口编号、或者表示发送目的地的MAC地址或IP，参照层控制决定表来决定中继的层级，在层3或层2的下位层侧控制中进行中继处理。即，控制部20作为L3开关或L2开关发挥作用。
在取得的数据是与保养处理有关的信息的情况下(S102：是)，车载中继装置2的控制部20不将取得的数据在下位层侧控制中进行中继处理，将该数据作为与保养处理有关的信息而开始上位层控制中的处理(S103)。在取得的数据是从作为外部装置的外部服务器100或诊断装置5发送的与保养处理有关的信息的情况下，控制部20不将取得的数据在下位层侧控制中进行中继处理，将该数据作为与保养处理有关的信息而开始上位层控制中的处理。即，该与保养处理有关的信息作为由控制部20执行的程序(应用程序)的输入数据被处理，由该应用程序的功能来处理。
车载中继装置2的控制部20确定成为保养处理的对象的车载ECU3(S104)。控制部20提取出取得的数据(与保养处理有关的信息)中包含的发送目的地地址，基于该发送目的地地址来确定成为保养处理的对象的车载ECU3。
车载中继装置2的控制部20对于确定的车载ECU3，判定基于多个保养处理的竞争是否发生(S105)。控制部20对于确定的车载ECU3，确认是否为执行从其他的外部装置发送的数据(与保养处理有关的信息)的中继的过程中，判定对于该确定的车载ECU3的多个保养处理的竞争是否发生。控制部20每当进行上位层控制中的中继处理时，按照上述中继处理来赋予例如会话ID，将这些会话ID存储于存储部21。将发送源地址、发送目的地地址及端口编号等属性信息向该会话ID赋予或建立关联。因此，控制部20通过参照在当前时间点存储于存储部21的与会话ID有关的信息，对于确定的车载ECU3，能够判定是否为来自其他的外部装置的数据(与保养处理有关的信息)已经正在发送的状况。
在向确定的车载ECU3的保养处理的竞争未发生的情况下(S105：否)，车载中继装置2的控制部20将与保养处理有关的信息向该保养处理的对象的车载ECU3中继(S1051)。在对于确定的车载ECU3的保养处理的竞争未发生的情况下，不需要进行仲裁处理，因此控制部20不进行仲裁处理，将与保养处理有关的信息向该保养处理的对象的车载ECU3中继。
在对于确定的车载ECU3的保养处理的竞争发生的情况下(S105：是)，车载中继装置2的控制部20进行竞争的多个保养处理的仲裁处理(S106)。在对于确定的车载ECU3的保养处理的竞争发生的情况下，控制部20例如通过以与先确立了TCP会话的外部装置的通信为优先来进行竞争的多个保养处理的仲裁处理。或者，控制部20例如也可以根据竞争的多个保养处理的信息中包含的请求SID来决定这些信息的优先顺序，由此进行竞争的多个保养处理的仲裁处理。
车载中继装置2的控制部20基于仲裁处理结果，将优先的与保养处理有关的信息向该保养处理的对象的车载ECU3中继(S107)。控制部20在竞争的多个保养处理中，基于仲裁处理结果，将优先的与保养处理有关的信息向该保养处理的对象的车载ECU3中继。
车载中继装置2的控制部20在竞争的多个保养处理中，将与优先的保养处理以外的保养处理(其他的保养处理)有关的信息存储于存储部21(S108)。控制部20在竞争的多个保养处理中，将与优先的保养处理以外的保养处理(其他的保养处理)有关的信息不向成为该保养处理的对象的车载ECU3中继，或者将已经开始的中继中断或保留，并将该与其他的保养处理有关的信息存储(缓冲)于存储部21。控制部20也可以将S107的中继处理和S108的存储处理以例如多个工序或基于线程的并行处理进行。
车载中继装置2的控制部20将与优先的保养处理有关的信息向该保养处理的对象的车载ECU3中继之后，将存储于存储部21的与其他的保养处理(优先的保养处理以外的保养处理)有关的信息向该保养处理的对象的车载ECU3中继(S109)。控制部20在将与优先的保养处理有关的信息向该保养处理的对象的车载ECU3中继之后，即从优先的外部装置输出的与保养处理有关的信息的中继正常结束而完成之后，使保留或中断的从其他的外部装置输出的与保养处理有关的信息的中继开始或再次开始。
控制部20也可以将这多个与保养处理有关的信息引起的竞争的发生、与对于该竞争的仲裁处理的结果有关的事项向例如显示装置7、外部服务器100或诊断装置5输出。通过将上述与竞争的发生及仲裁处理的结果有关的事项向显示装置7、外部服务器100或诊断装置5输出，对于车辆C的操作者、外部服务器100的管理者或诊断装置5的操作者能够通知该事项。
根据本实施方式，车载中继装置2例如每当进行L2开关或L3开关等的下位层中的中继控制，并进行应用层等的上位层中的中继控制时，从外部服务器100或诊断装置5等外部装置向车载ECU3发送的与保养处理有关的信息由上位层中的中继控制来处理。因此，从诊断装置5及外部服务器100对于任一车载ECU3重复发送多个与保养处理有关的信息，即使在这多个保养处理发生竞争的情况下，也能够在上位层中的中继控制(上位层中继部201)中可靠地进行这多个保养处理的仲裁，有效地实施优先进行的保养处理。
根据本实施方式，从外部服务器100或诊断装置5等外部装置向车载ECU3发送的与保养处理有关的信息包含用于请求对于成为该保养处理的对象的车载ECU3的程序的更新处理、诊断处理或初始化处理的信息，例如，基于由UDS定义的诊断通信协议。因此，搭载于车辆C的车载ECU3进行遵照该UDS的控制，即使在多个诊断通信协议发生竞争的情况下，通过进行仲裁处理，也能够有效地消除该竞争。
根据本实施方式，车载中继装置2每当在上位层中的中继控制(上位层中继部201)中进行仲裁处理时，例如，基于TCP通信确立的顺序，决定优先的外部装置。或者，车载中继装置2每当进行该仲裁处理时，基于竞争的多个与保养处理有关的信息中包含的服务ID(UDS)进行仲裁处理。因此，能够有效地进行竞争的多个保养处理的仲裁处理。
应考虑的是本次公开的实施方式在全部的点上为例示而不是限制性内容。本发明的范围不是由上述的意思而是由权利要求书公开，意图包含与权利要求书等同的意思及范围内的全部变更。
标号说明
C 车辆
N 车外网络
100 外部服务器(外部装置)
101 存储部
1 车外通信装置
11 车外通信部
12 车内通信部
13 天线
2 车载中继装置
20 控制部
201 上位层中继部
202 下位层中继部
2021 层3中继部(L3开关)
2022 层2中继部(L2开关)
21 存储部
2A 记录介质
22 输入输出I/F
23 车内通信部(通信部、远程通信部、本地通信部)
3 车载ECU
30 控制部
31 存储部
32 车内通信部
4 车内LAN
41 通信线
5 诊断装置(外部装置)
6 IG开关
7 显示装置。

Claims (8)

1.一种车载中继装置，搭载于车辆，其中，具备：
多个通信部，用于与搭载于所述车辆的多个车载ECU及所述车辆外的外部装置进行通信；及
控制部，进行与所述多个车载ECU间的通信的中继有关的控制，
所述外部装置包括外部服务器和诊断装置，
所述多个通信部包括：远程通信部，连接有用于与所述外部服务器进行通信的车外通信装置；及本地通信部，连接有所述诊断装置，
所述控制部进行下位层侧控制和上位层侧控制，所述下位层侧控制基于通信中的下位侧的层级协议而进行中继，所述上位层侧控制基于比所述下位侧的层级协议靠上位侧的层级协议而进行中继，
所述控制部在经由所述本地通信部及所述远程通信部被输入了对于所述多个车载ECU中的任一车载ECU的多个与保养处理有关的信息的情况下，在所述上位层侧控制中进行对于由所述多个保养处理引起的竞争的仲裁处理。
2.根据权利要求1所述的车载中继装置，其中，
所述保养处理包含所述车载ECU执行的程序的更新处理、及对于所述车载ECU的诊断处理或初始化处理。
3.根据权利要求1或2所述的车载中继装置，其中，
所述通信中的层级是基于OSI(Open Systems Interconnection)模型的层级，
所述下位侧的层级协议是数据链路层或网络层的协议，
所述上位侧的层级协议是表示层或应用层的协议。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的车载中继装置，其中，
经由所述远程通信部及所述本地通信部进行的与所述外部装置的通信的协议是TCP/IP，
所述控制部基于TCP/IP下的端口编号，确定与所述诊断装置或所述外部服务器的通信。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的车载中继装置，其中，
所述控制部在经由所述本地通信部及所述远程通信部被输入了对于所述多个车载ECU中的任一车载ECU的与保养处理有关的信息的情况下，在与所述任一车载ECU之间，以从先确立了通信的外部装置输出的与保养处理有关的信息为优先而进行仲裁处理。
6.根据权利要求1～4中任一项所述的车载中继装置，其中，
经由所述远程通信部及所述本地通信部进行的与所述外部装置的通信的协议基于UDS(Unified Diagnostic Services)，
所述控制部在经由所述本地通信部及所述远程通信部被输入了对于所述多个车载ECU中的任一车载ECU的与保养处理有关的信息的情况下，基于所述UDS的服务ID进行仲裁处理。
7.一种信息处理方法，使计算机执行如下处理：
执行下位层侧控制和上位层侧控制，所述下位层侧控制基于通信中的下位侧的层级协议而进行中继，所述上位层侧控制基于比所述下位侧的层级协议靠上位侧的层级协议而进行中继；
在经由用于与诊断装置进行通信的本地通信部及用于与外部服务器进行通信的远程通信部被输入了对于任一车载ECU的多个与保养处理有关的信息的情况下，在所述上位层侧控制中仲裁由所述多个保养处理引起的竞争。
8.一种程序，使计算机执行如下处理：
执行下位层侧控制和上位层侧控制，所述下位层侧控制基于通信中的下位侧的层级协议而进行中继，所述上位层侧控制基于比所述下位侧的层级协议靠上位侧的层级协议而进行中继；
在经由用于与诊断装置进行通信的本地通信部及用于与外部服务器进行通信的远程通信部被输入了对于任一车载ECU的多个与保养处理有关的信息的情况下，在所述上位层侧控制中仲裁由所述多个保养处理引起的竞争。
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