DE102017117355A1

DE102017117355A1 - Onboard-Fahrzeugkommunikationssystem

Info

Publication number: DE102017117355A1
Application number: DE102017117355.2A
Authority: DE
Inventors: Hirofumi SHIN
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2016-11-18
Filing date: 2017-08-01
Publication date: 2018-05-24
Anticipated expiration: 2037-08-02
Also published as: JP2018082410A; DE102017117355B4; CN108075797B; US20180141439A1; CN108075797A; JP6471739B2; US10780783B2

Abstract

Ein Onboard-Fahrzeugkommunikationssystem umfasst: eine erste ECU, die ausgestaltet ist, um Aufladungsinformationen eines Fahrzeugs zu verwalten, eine Schnittstelle bzw. ein Gateway, die/das mit der ersten ECU verbunden ist, eine zweite ECU, die mit dem Gateway verbunden ist, eine Onboard-Fahrzeugkommunikationsvorrichtung, die ausgestaltet ist, um mit der Außenseite des Fahrzeugs zu kommunizieren, sowie einen lokalen Bus, der die erste ECU mit der Onboard-Fahrzeugkommunikationsvorrichtung verbindet. Die erste ECU ist derart ausgestaltet, dass sie Aufladungsinformationen des Fahrzeugs über den lokalen Bus an die Onboard-Fahrzeugkommunikationsvorrichtung überträgt, wenn eine externe Ladevorrichtung das Fahrzeug auflädt.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft ein fahrzeugeigenes Kommunikationssystem eines Fahrzeugs (nachfolgend als Onboard-Fahrzeugkommunikationssystem bezeichnet), das Aufladungsinformationen eines Fahrzeugs, das über eine externe Ladevorrichtung geladen wird, aus dem Fahrzeug überträgt.
Die JP 2009-292333 A offenbart ein Beispiel eines aus dem Stand der Technik bekannten Onboard-Fahrzeugkommunikationssystems, das Aufladungsinformationen des Fahrzeugs an elektronische Steuereinheiten (ECUs), die in einem Fahrzeug installiert sind, überträgt und von diesen empfängt, wenn eine externe Ladevorrichtung das Fahrzeug lädt. Die Aufladungsinformation des Fahrzeugs umfasst beispielsweise Informationen darüber, ob das Fahrzeug mit der externen Ladevorrichtung verbunden ist und von dieser geladen wird, und ob das Aufladen des Fahrzeugs vermittels der externen Ladevorrichtung abgeschlossen wurde.
Es wurde Forschung dahingehend betrieben, Fahrzeugaufladungsinformationen von einer Mehrzahl von Fahrzeugen, die mit externen Ladevorrichtungen aufgeladen werden, an einem externen Server zu erhalten. Der externe Server ist eine außerhalb des Fahrzeugs vorgesehene Vorrichtung, die Fahrzeugaufladungsinformationen konsolidiert und verwaltet. In diesem Fall muss jedes Fahrzeug eine Onboard-Fahrzeugkommunikationsvorrichtung nutzen, um Aufladungsinformationen an den externen Server zu übertragen, der sich außerhalb des Fahrzeugs befindet.
Die Onboard-Fahrzeugkommunikationsvorrichtung und die ECUs sind normalerweise über ein Gateway bzw. eine Schnittstelle verbunden. Daher müssen die ECUs, die die Aufladungsinformationen des Fahrzeugs verwalten, die Aufladungsinformationen des Fahrzeugs über das Gateway/die Schnittstelle an die Onboard-Fahrzeugkommunikationsvorrichtung weiterleiten.
Das Weiterleitungsziel der Aufladungsinformationen des Fahrzeugs ist jedoch nicht auf einen Kommunikationsbus beschränkt, der mit der Onboard-Fahrzeugkommunikationsvorrichtung verbunden ist, und die Aufladungsinformationen des Fahrzeugs können an einen anderen Kommunikationsbus weitergeleitet werden, der nicht mit der Onboard-Fahrzeugkommunikationsvorrichtung verbunden ist. In diesem Fall muss, selbst wenn die Aufladungsinformationen des Fahrzeugs nicht abgefragt werden muss, die mit dem anderen Kommunikationsbus verbundene ECU zeitweilig den Betriebszustand aus einem Schlafzustand in einen Wachzustand schalten, um festzustellen, ob die vom Gateway weitergeleitete Aufladungsinformationen des Fahrzeugs empfangen werden soll. Dies erhöht den Stromverbrauch des gesamten Fahrzeugs und verringert die Ladeeffizienz des Fahrzeugs.
KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Onboard-Fahrzeugkommunikationssystem zu schaffen, das eine Verschlechterung der Fahrzeugladeeffizienz beschränken kann, wenn eine externe Ladevorrichtung das Fahrzeug lädt, und Aufladungsinformationen des Fahrzeugs aus dem Fahrzeug übertragen werden.
Ein Onboard-Fahrzeugkommunikationssystem, mit dem die vorstehend genannte Aufgabe gelöst werden kann, umfasst: eine erste ECU, die ausgestaltet ist, um Aufladungsinformationen eines Fahrzeugs zu verwalten; eine Schnittstelle bzw. ein Gateway, die/das mit der ersten ECU über einen ersten globalen Bus verbunden ist; eine zweite ECU, die mit dem Gateway über einen zweiten globalen Bus verbunden ist, der einen Kommunikationsbus darstellt, der sich vom ersten globalen Bus unterscheidet; eine Onboard-Fahrzeugkommunikationsvorrichtung, die ausgestaltet ist, um mit der Außenseite des Fahrzeugs zu kommunizieren; sowie einen lokalen Bus, der einen Kommunikationsbus darstellt, der nicht mit dem Gateway verbunden ist. Der lokale Bus verbindet die erste ECU mit der Onboard-Fahrzeugkommunikationsvorrichtung. Die erste ECU ist derart ausgestaltet, dass sie Aufladungsinformationen des Fahrzeugs über den lokalen Bus an die Onboard-Fahrzeugkommunikationsvorrichtung überträgt, wenn eine externe Ladevorrichtung das Fahrzeug auflädt.
Andere Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der nachfolgenden Beschreibung ersichtlich, die unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung erfolgt, in der die Grundzüge der Erfindung beispielhaft dargestellt sind.
Figurenliste
Die Erfindung kann, zusammen mit ihren Aufgaben und Vorteilen, am besten unter Bezugnahme auf die nachfolgende Beschreibung derzeit bevorzugter Ausführungsformen zusammen mit den beigefügten Zeichnung verstanden werden; hierbei zeigt:

1 ein schematisches Blockschaubild, das die Konfiguration einer Ausführungsform eines Onboard-Fahrzeugkommunikationssystems zeigt;
2 zeigt ein Blockschaubild, das den Innenaufbau eines DCM in dem Onboard-Fahrzeugkommunikationssystem aus 1 zeigt;
3 ein Ablaufschema, das den Informationsfluss zeigt, wenn das Onboard-Fahrzeugkommunikationssystem aus 1 Aufladungsinformationen des Fahrzeugs aus dem Fahrzeug überträgt; und
4 ein Ablaufschema, das den Informationsfluss zeigt, wann auf nicht autorisierte Weise auf das Onboard-Fahrzeugkommunikationssystem aus 1 zugegriffen wird.

DETALLIERTE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Eine Ausführungsform eines fahrzeugeigenen Kommunikationssystems eines Fahrzeugs (nachfolgend als Onboard-Fahrzeugkommunikationssystem bezeichnet) wird nachfolgend Bezugnehmend auf die Zeichnung beschrieben.
Wie in 1 gezeigt ist, umfasst das Onboard-Fahrzeugkommunikationssystem der vorliegenden Ausführungsform eine Schnittstellen bzw. Gateway-ECU 400, die in einem Fahrzeug angeordnet ist, globale Busse NW1 bis NW3, die Kommunikationsbusse darstellen, die mit der Gateway-ECU 400 verbunden sind, sowie elektronische Steuereinheiten (ECUs) 100 und ein Datenkommunikationsmodul (DCM) 300, die mit den globalen Bussen NW1 bis NW3 verbunden sind.
Eine erste mit dem ersten globalen Bus NW1 verbundene ECU-Gruppe 100A umfasst eine Mehrzahl von ECUs 100, die Aufladungsinformationen des Fahrzeugs 10 verwalten. Die ECUs 100 umfassen beispielsweise eine Plug-In-ECU, eine Batterie-ECU sowie eine Hybrid-ECU. Wenn eine externe Aufladevorrichtung 20 mit dem Fahrzeug 10 verbunden wird, steuert die Plug-In-ECU das Laden des Fahrzeugs 10 über die externe Aufladevorrichtung 20. Die Batterie-ECU überwacht einen Ladezustand bzw. Aufladungszustand einer Onboard-Fahrzeugbatterie, die im Fahrzeug 10 installiert ist, und steuert das Laden und Entladen der Onboard-Fahrzeugbatterie. Die Batterie-ECU kann beispielsweise das Laden und Entladen der Onboard-Fahrzeugbatterie basierend auf dem Erfassungsergebnis eines Sensors steuern, der an einem Verbindungspunkt der externen Aufladevorrichtung 20 mit dem Fahrzeug 10 vorgesehen ist. Die Hybrid-ECU stellt die Verteilung (Ausgabeverhältnis) der Leistung einer Verbrennungskraftmaschine und der Leistung eines Elektromotors basierend auf den Erfassungsergebnissen verschiedener Sensoren ein. Ferner erzeugt die Hybrid-ECU basierend auf der Leistungsverteilung ein Steuersignal in Bezug auf das Entladen der Onboard-Fahrzeugbatterie und sendet dieses an die Batterie-ECU, sowie auf Informationen in Bezug auf die Steuergröße der Maschine, die durch eine Maschinen-ECU berechnet wird.
Eine mit dem zweiten globalen Bus NW2 verbundene zweite ECU-Gruppe 100b umfasst eine Mehrzahl von ECUs 100, die mit der Gateway-ECU 400 über den zweiten globalen Bus NW2 verbunden sind, der sich von dem ersten globalen Bus NW1 unterscheidet. Die ECUs 100 umfassen beispielsweise eine Fahrzeug-ECU, die den Zustand einer Klimaanlage und von Spiegeln des Fahrzeugs 10 steuert, sowie von fahrzeugbezogenen Onboard-Fahrzeugvorrichtungen, wie Anzeigegeräten, die verschiedene Zustände des Fahrzeugs 10 anzeigen, beispielsweise den Aufladungszustand der Onboard-Fahrzeugbatterie.
Das DCM 300, das als Onboard-Fahrzeugkommunikationsvorrichtung fungiert, ist mit dem dritten globalen Bus NW3 verbunden. Das DCM 300 umfasst ein externes Interface bzw. eine externe Schnittstelle 340 (siehe 2), die mit dem Fahrzeugäußeren kommuniziert. Das DCM 300 kommuniziert mit einer außerhalb des Fahrzeugs angeordneten Vorrichtung 30, beispielsweise einem externen Server, der außerhalb des Fahrzeugs 10 liegt. Darüber hinaus verbindet die Gateway-ECU 400 die ersten und zweiten ECU-Gruppen 100A und 100B mit dem DCM 300 über die globalen Busse NW 1 bis NW3. Die globalen Busse NW1 bis NW3 übertragen und empfangen Informationen beispielsweise in einem Controller Area Network (CAN), das auf einem CAN-Protokoll basiert, das ein Kommunikationsprotokoll darstellt.
Jede ECU 100 umfasst einen Microcontroller 110 sowie einen Kommunikationstransceiver 160. Der Microcontroller 110 führt basierend auf den von verschiedenen Sensoren (nicht dargestellt) erhaltenen Informationen sowie Informationen, die durch einen Berechnungsprozess erhalten werden, eine Informationsverarbeitung aus, die notwendig ist, um die verschiedenen Steuerungen auszuführen. Verschiedene Arten von Informationen, die eine Kommunikationsnachricht betreffen, werden zwischen dem Microcontroller 100 und dem Kommunikationstransceiver 160 übertragen und empfangen.
Der Microcontroller 110 umfasst eine CPU 120, ein ROM 130, ein RAM 140 sowie eine Kommunikationsschaltung 150. Die CPU 120 steuert den Betrieb des gesamten Microcontrollers 110 durch Ausführen verschiedener Programme, die im ROM 130 hinterlegt sind. Das RAM 140 ist ein Arbeitsspeicher der CPU 120 und verwendet die Programme und Daten, die im ROM 130 hinterlegt sind. Die Kommunikationsschaltung 150 ist mit dem Kommunikationstransceiver 160 verbunden, und überträgt und empfängt verschiedene Arten von Informationen an und von der Gateway-ECU 400, anderen ECUs 100 und dem DCM 300 über die globalen Busse NW1 bis NW3.
Die Kommunikationsschaltung 150 empfängt eine Nachricht-ID, Kommunikationsdaten, einen Übertragungszeitpunkt und dergleichen von der CPU 120. Basierend auf der Nachricht-ID und den Kommunikationsdaten erzeugt die CPU 120 eine Kommunikationsnachricht einschließlich der Nachricht-ID und den Kommunikationsdaten. Die Kommunikationsschaltung 150 überträgt die erzeugte Kommunikationsnachricht an die korrespondierenden globalen Busse NW1 und NW2 vom Kommunikationstransceiver 160 zum Übertragungszeitpunkt. Ferner ermittelt die Kommunikationsschaltung 150 den Zeitpunkt, zu dem die Kommunikationsnachricht von den entsprechenden globalen Bussen NW1 und NW2 empfangen wurde, analysiert die erhaltene Kommunikationsnachricht und erhält eine Nachricht-ID, Kommunikationsdaten und dergleichen, die in der Kommunikationsnachricht enthalten waren. Zudem gibt die Kommunikationsschaltung 150 Informationen wie einen Empfangszeitpunkt der Kommunikationsnachricht, eine Nachricht-ID sowie Kommunikationsdaten an die CPU 120 aus.
Die Gateway-ECU 400 leitet eine Kommunikationsnachricht des CAN-Protokolls von den ersten bis dritten globalen Bussen NW1 bis NW3 weiter. Die Gateway-ECU 400 umfasst eine Weiterleitungstabelle bzw. Routing-Tabelle T1, die vorab das Übertragungsziel der weitergeleiteten Kommunikationsnachricht für jede Art von Kommunikationsdaten registriert, die in der Kommunikationsnachricht enthalten sind.
Die erste ECU-Gruppe 100A ist mit dem DCM 300 über den ersten globalen Bus NW1, der Gateway-ECU 400 und dem dritten globalen Bus NW3 verbunden. Die erste ECU-Gruppe 100A ist ferner mit dem DCM 300 über einen lokalen Bus NW4 verbunden, der einen Kommunikationsbus darstellt, der nicht mit der Gateway-ECU 400 verbunden ist. In gleicher Weise wie die globalen Busse NW1 bis NW3 überträgt und empfängt der lokale Bus NW4 Informationen, beispielsweise gemäß dem CAN-Protokoll, das ein Kommunikationsprotokoll darstellt, das durch CAN spezifiziert ist.
Wie in 2 gezeigt ist, umfasst das DCM 300 einen Microcontroller 310, einen ersten Kommunikationstransceiver 320, der dem dritten globalen Bus NW3 entspricht, einen zweiten Kommunikationstransceiver 330, der dem vierten lokalen Bus NW4 entspricht, sowie eine externe Schnittstelle 340.
Der Microcontroller 310 ist mit dem ersten Kommunikationstransceiver 320 verbunden. Der erste Kommunikationstransceiver 320 überträgt und empfängt Kommunikationsnachrichten an und von der ersten ECU-Gruppe 100A und der zweiten ECU-Gruppe 100B über die ersten bis dritten globalen Busse NW1 bis NW3 und die Gateway-ECU 400 unter der Steuerung durch den Microcontroller 310. Bidirektionale Signalleitungen L1 und L2 verbinden den Microcontroller 310 und den ersten Kommunikationstransceiver 320. Genauer gesagt überträgt der erste Kommunikationstransceiver 320 die empfangene Kommunikationsnachricht über den dritten globalen Bus NW3, wenn der erste Kommunikationstransceiver 320 eine Kommunikationsnachricht vom Microcontroller 310 durch die Signalleitung L1 empfängt. Wenn der erste Kommunikationstransceiver 320 über den dritten globalen Bus NW3 eine Kommunikationsnachricht empfängt, gibt der erste Kommunikationstransceiver 320 die empfangene Kommunikationsnachricht durch die Signalleitung L2 an den Microcontroller 310 aus.
Ferner ist der Microcontroller 310 mit dem zweiten Kommunikationstransceiver 330 verbunden. Der zweite Kommunikationstransceiver 330 überträgt und empfängt Kommunikationsnachrichten an und von der ersten ECU-Gruppe 100A über den lokalen Bus NW4. Eine Signalleitung L3, die eine Übertragung einer Kommunikationsnachricht vom zweiten Kommunikationstransceiver 330 zum Microcontroller 310 zulässt, verbindet den Microcontroller 310 und den zweiten Kommunikationstransceiver 330. Jedoch verbindet keine Signalleitung L4, die eine Übertragung einer Kommunikationsnachricht vom Microcontroller 310 an den zweiten Kommunikationstransceiver 330 zulässt, den Microcontroller 310 und den zweiten Kommunikationstransceiver 330. Genauer gesagt gibt, wenn der zweite Kommunikationstransceiver 330 eine Kommunikationsnachricht von der ersten ECU-Gruppe 100A über den lokalen Bus NW4 empfängt, der zweite Kommunikationstransceiver 330 die empfangene Kommunikationsnachricht durch die Signalleitung L3 an den Microcontroller 310 aus. Selbst wenn der Microcontroller 310 eine Kommunikationsnachricht vom zweiten Kommunikationstransceiver 330 über den lokalen Bus NW4 übertragen will, gibt es keine Signalleitung L4, welche eine Übertragung einer Kommunikationsnachricht vom Microcontroller 310 an den zweiten Kommunikationstransceiver 330 zulassen würde, wie vorstehend beschrieben ist. Somit wird eine Kommunikationsnachricht vom zweiten Kommunikationstransceiver 330 nicht über den lokalen Bus NW4 übertragen. Das bedeutet, eine Kommunikationsnachricht von der ersten ECU-Gruppe 100A an das DCM 300 kann zwischen der ersten ECU-Gruppe 100A und dem DCM 300 über den lokalen Bus NW4 übertragen werden, jedoch kann eine Kommunikationsnachricht vom DCM 300 an die erste ECU-Gruppe 100A nicht übertragen werden.
Zudem ist der Microcontroller 310 mit einem externen Netzwerk 350 über die externe Schnittstelle 340 verbunden. Der Microcontroller 310 überträgt Daten an das externe Netzwerk 350 über die externe Schnittstelle 340, die in einer Kommunikationsnachricht enthalten sind, die vom dritten globalen Bus NW3 über den ersten Kommunikationstransceiver 320 erhalten wird, sowie Daten, die in einer Kommunikationsnachricht enthalten sind, die vom vierten lokalen Bus NW4 über den zweiten Kommunikationstransceiver 330 erhalten wird. Ferner überträgt der Microcontroller 310 vom ersten Kommunikationstransceiver 320 an den dritten globalen Bus NW3 eine Kommunikationsnachricht mit den Daten, die vom externen Netzwerk 350 über die externe Schnittstelle 340 erhalten werden.
Der Betrieb des Onboard-Fahrzeugkommunikationssystems der vorliegenden Ausführungsform, insbesondere der Betrieb während der Übertragung der Aufladungsinformation des Fahrzeugs 10 von der ersten ECU-Gruppe 100A an eine außerhalb des Fahrzeugs befindliche Vorrichtung 30, wenn die externe Aufladevorrichtung 20 das Fahrzeug 10 lädt, wird nun beschrieben.
Wie in 3 gezeigt ist, ermittelt der Microcontroller 110 der ersten ECU-Gruppe 100A zyklisch Aufladungsinformationen des Fahrzeugs 10, beispielsweise Informationen, die anzeigen, ob das Laden abgeschlossen wurde oder nicht, Informationen, die den Aufladungszustand der Onboard-Fahrzeugbatterie anzeigen, wenn das Laden ausgeführt wird, sowie Informationen, die anzeigen, dass das Laden ausgeführt wird, wenn das Fahrzeug steht, wenn die externe Aufladevorrichtung 20 mit dem Fahrzeug 10 verbunden ist und der Zündschalter des Fahrzeugs 10 ausgeschaltet ist. Wann immer der Microcontroller 110 Aufladungsinformationen des Fahrzeugs 10 auf diese Weise erhält, gibt der Microcontroller 100 eine Anweisung an den Kommunikationstransceiver 160 aus, um eine Kommunikationsnachricht mit der erhaltenen Aufladungsinformation des Fahrzeugs 10 über den lokalen Bus NW4 an das DCM 300 zu übertragen. Als Ergebnis überträgt der Kommunikationstransceiver 160 eine Kommunikationsnachricht mit der Aufladungsinformation des Fahrzeugs 10, die vom Microcontroller 110 erhalten wurde, durch den lokalen Bus NW4 an das DCM 300.
Das DCM 300 erhält vom zweiten Kommunikationstransceiver 330 eine Kommunikationsnachricht, die von der ersten ECU-Gruppe 100A über den lokalen Bus NW4 übertragen wurde. Der zweite Kommunikationstransceiver 330 gibt die erhaltene Kommunikationsnachricht an den Microcontroller 310 aus. Ferner weist der Microcontroller 310 die externe Schnittstelle 340 an, die Aufladungsinformation des Fahrzeugs 10, die in der Kommunikationsnachricht enthalten ist, die vom zweiten Kommunikationstransceiver 330 erhalten wurde, an die außerhalb des Fahrzeugs befindliche Vorrichtung 30 zu übertragen. Als Ergebnis überträgt die externe Schnittstelle 340 die Aufladungsinformation des Fahrzeugs 10, die vom Mikrocomputer 310 erhalten wurden, an die außerhalb des Fahrzeugs befindliche Vorrichtung 30 durch das externe Netzwerk 350.
Genauer gesagt überträgt in der vorliegenden Ausführungsform, wenn der Zündschalter des Fahrzeugs 10 ausgeschaltet wird, die erste ECU-Gruppe 100A die Aufladungsinformation des Fahrzeugs 10, die durch die erste ECU-Gruppe 100A verwaltet wird, an den lokalen Bus NW4 statt an den globalen Bus NW1. Der lokale Bus NW4 ist ein Kommunikationsbus, der nicht mit der Gateway-ECU 400 verbunden ist. Die Aufladungsinformation des Fahrzeugs 10, die von der ersten ECU-Gruppe 100A übertragen wird, wird somit selektiv an das DCM 300 über den lokalen Bus NW4 übertragen, ohne über die Gateway-ECU 400 an einen anderen globalen Bus weitergeleitet zu werden (genauer gesagt den zweiten globalen Bus NW2). Wenn die Aufladungsinformation des Fahrzeugs 10 von der ersten ECU-Gruppe 100A an die außerhalb des Fahrzeugs befindliche Vorrichtung 30 übertragen wird, wird der Betriebszustand der ECU, welche die Aufladungsinformation des Fahrzeugs 10 nicht beschaffen muss, nicht mehr in unnötiger Weise vom Schlafzustand in den Wachzustand geschaltet. Dies verringert den gesamten Stromverbrauch des Fahrzeugs 10, wenn das Fahrzeug 10 geladen wird, und verbessert die Fahrzeugladeeffizienz.
Der Betrieb des Onboard-Fahrzeugkommunikationssystems der vorliegenden Ausführungsform, insbesondere der Betrieb, wenn ein unautorisierter Zugriff auf das Onboard-Fahrzeugkommunikationssystem über das externe Netzwerk 350 durch eine außerhalb des Fahrzeugs 10 befindliche, unautorisierte ECU erfolgt, wird nachfolgend beschrieben.
Wie in 4 gezeigt ist, wird, wenn ein böswilliger Nutzer versucht, die erste ECU-Gruppe 100A in unautorisierter Weise zu steuern, normalerweise eine unautorisierte ECU mit der externen Schnittstelle 340 des DCM 300 durch das externe Netzwerk 350 verbunden. Die unautorisierte ECU steuert das DCM 300 auf nicht autorisierte Weise durch Verändern eines Steuerprogramms des Microcontrollers 310 des DCM 300. Als Ergebnis versucht der böswillige Nutzer die unautorisierte ECU dazu zu verwenden, um den Microcontroller 310 des DCM 300 auf unautorisierte Weise fernzusteuern, und den zweiten Kommunikationstransceiver 330 anzuweisen, durch den lokalen Bus NW4 eine Kommunikationsnachricht an die erste ECU-Gruppe 100A zu übertragen, die eine unautorisierte Anweisung umfasst. Die unautorisierte Anweisung umfasst beispielsweise eine Betriebsanweisung, die das Steuerprogramm des Microcontrollers 110 der ersten ECU-Gruppe 100A verändert.
Diesbezüglich ist bei der vorliegenden Ausführungsform, obgleich die Signalleitung L3 zwischen dem Microcontroller 310 und dem zweiten Kommunikationstransceiver 330 angeschlossen ist, welche die Übertragung einer Kommunikationsnachricht vom zweiten Kommunikationstransceiver an den Microcontroller 310 zulässt, die Signalleitung L4, welche eine Übertragung einer Kommunikationsnachricht vom Microcontroller 310 an den zweiten Kommunikationstransceiver 330 zulässt, nicht zwischen dem Microcontroller 310 und dem zweiten Kommunikationstransceiver 330 angeschlossen, wie vorstehend beschrieben. Somit kann der Microcontroller 310 des DCM 300, wenn er in nicht unautorisierter Weise gesteuert wird, den zweiten Kommunikationstransceiver 330 nicht physikalisch anweisen, eine unautorisierte Anweisung zu übertragen. Dies verhindert die Übertragung einer unautorisierten Anweisung vom DCM 300 an die erste ECU-Gruppe 100A und erhöht die Informationssicherheit im Fahrzeug 10.
Wie vorstehend beschrieben ist, hat die erste Ausführungsform die nachfolgenden Vorteile.

(1) Die erste ECU-Gruppe 100A und das DCM 300 sind durch den lokalen Bus NW4 verbunden, der einen Kommunikationsbus darstellt, der nicht mit der Gateway-ECU 400 verbunden ist. Wenn die externe Aufladevorrichtung 20 das Fahrzeug 10 lädt, überträgt die erste ECU-Gruppe 100A Aufladungsinformationen des Fahrzeugs 10 an das DCM 300 über den lokalen Bus NW4. Während der Übertragung der Aufladungsinformation des Fahrzeugs 10 an die außerhalb des Fahrzeugs befindliche Vorrichtung 30 durch das DCM 300, wenn die externe Aufladungsvorrichtung 20 das Fahrzeug 10 lädt, wird die Aufladungsinformation des Fahrzeugs 10 somit nicht über die Gateway-ECU 400 vom ersten globalen Bus NW1, der der ersten ECU-Gruppe 100A entspricht, an den zweiten globalen Bus NW2 weitergeleitet, der der zweiten ECU-Gruppe 100B entspricht. Dies verhindert Situationen, in welchen der Betriebszustand der zweiten ECU-Gruppe 100B zeitweilig in unnötiger Weise vom Schlafzustand in den Wachzustand schaltet. Dementsprechend ist eine Abnahme der Effizienz zum Laden des Fahrzeugs 10 mit der externen Aufladevorrichtung 20 beschränkt, wenn der Betriebszustand der zweiten ECU-Gruppe 100B sich auf diese Weise verändert.
(2) Das DCM 300 umfasst den Microcontroller 310 und den zweiten Kommunikationstransceiver 330, die eine Kommunikationsnachricht an den lokalen Bus NW4 übertragen. Der Microcontroller 310 und der zweite Kommunikationstransceiver 330 sind zudem durch die Signalleitungen L3, die eine Übertragung einer Kommunikationsnachricht vom zweiten Kommunikationstransceiver 330 zum Microcontroller 310 zulässt, verbunden, und nicht durch die Signalleitung L4 verbunden, die eine Übertragung einer Kommunikationsnachricht vom Microcontroller 310 an den zweiten Kommunikationstransceiver 330 zulässt. Die von der ersten ECU-Gruppe 100A an den zweiten Kommunikationstransceiver 330 über den lokalen Bus NW4 übertragene Kommunikationsnachricht wird durch den Microcontroller 310 vom zweiten Kommunikationstransceiver 330 durch die Signalleitung L3 empfangen, und dann vom Microcontroller 310 durch die externe Schnittstelle 340 an die außerhalb des Fahrzeugs befindliche Vorrichtung 30 übertragen. Eine Signalleitung, welche die Übertragung einer Kommunikationsnachricht vom Microcontroller 310 zum zweiten Kommunikationstransceiver 330 zulässt, ist nicht mit dem Microcontroller 310 verbunden. Der Microcontroller 310 kann somit den zweiten Kommunikationstransceiver 330 nicht anweisen, eine Kommunikationsnachricht zu übertragen. Selbst wenn das DCM 300, welches die externe Schnittstelle 340 umfasst, die mit der außerhalb des Fahrzeugs befindlichen Vorrichtung 30 kommuniziert, in unautorisierter Weise gesteuert wird, wird keine unautorisierte Anweisung vom DCM 300 über den lokalen Bus NW4 an die erste ECU-Gruppe 100A übertragen. Hierdurch kann das DCM 300 die Aufladungsinformation des Fahrzeugs 10, die über den lokalen Bus NW4 von der ersten ECU-Gruppe 100A erhalten wird, an die außerhalb des Fahrzeugs befindliche Vorrichtung 30 übertragen, während die Informationssicherheit innerhalb des Fahrzeugs 10 mit einer vereinfachten Konfiguration erhöht werden kann.
(3) Der Microcontroller 310 und der erste Kommunikationstransceiver 320 sind durch die Signalleitung L2 verbunden, welche die Übertragung einer Kommunikationsnachricht vom ersten Kommunikationstransceiver 320 an den Microcontroller 310 zulässt, und sind durch die Signalleitung L1 verbunden, welche die Übertragung einer Kommunikationsnachricht vom Microcontroller 310 an den ersten Kommunikationstransceiver 320 zulässt. Selbst wenn das DCM 300 nicht konfiguriert ist, um eine Kommunikationsnachricht vom Microcontroller 310 über den zweiten Kommunikationstransceiver 330 an den lokalen Bus NW4 zu übertragen, kann das DCM 300 eine Kommunikationsnachricht vom Microcontroller 310 an den dritten globalen Bus NW3 über den ersten Kommunikationstransceiver 320 übertragen. Das bedeutet, das DCM 300 ermöglicht eine bidirektionale Kommunikation zwischen der ECU 100 (beispielsweise der ECU 100 der ersten ECU-Gruppe 100A) und dem DCM 300 über die Gateway-ECU 400, während die Informationssicherheit im Fahrzeug 10 mit einer vereinfachten Konfiguration erhöht wird.

Für den Fachmann ist ersichtlich, dass die vorliegende Erfindung auf vielerlei andere Art und Weise ausgeführt werden kann, ohne von der Idee oder dem Umfang der Erfindung abzuweichen. Insbesondere ist ersichtlich, dass die vorliegende Erfindung wie nachstehend dargestellt ausgeführt werden kann.
In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform kann eine Sicherheitsvorrichtung mit dem lokalen Bus NW4 verbunden sein, der einen Kommunikationsbus darstellt, der die erste ECU-Gruppe 100A und das DCM 300 verbindet. Genauer gesagt kann die Sicherheitsvorrichtung im lokalen Bus NW4 angeordnet sein. Die Sicherheitsvorrichtung bestimmt, ob die empfangenen Daten unautorisierte Daten sind oder nicht. Wenn die empfangenen Daten unautorisierte Daten sind, blockiert die Sicherheitsvorrichtung die unautorisierten Daten. Auf diese Weise können der Microcontroller 310 und der zweite Kommunikationstransceiver 330 nicht nur durch die Signalleitung L3 verbunden sein, welche eine Übertragung einer Kommunikationsnachricht vom zweiten Kommunikationstransceiver zum Microcontroller 310 zulässt, sondern auch durch die Signalleitung L4, welche die Übertragung einer Kommunikationsnachricht vom Microcontroller 310 an den zweiten Kommunikationstransceiver 330 zulässt.
In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform umfasst das DCM 300 den ersten Kommunikationstransceiver 320 und den zweiten Kommunikationstransceiver 330 als Kommunikationstransceiver, die jeweils dem dritten globalen Bus NW3 und dem vierten lokalen Bus NW4 entsprechen. Stattdessen kann die DCM 300 einen Kommunikationstransceiver umfassen, der vom dritten globalen Bus NW3 und vom vierten lokalen Bus NW4 geteilt wird, und den Zeitpunkt der Übertragung einer Kommunikationsnachricht unter Verwendung des geteilten Kommunikationstransceivers über den dritten globalen Bus NW3 und den vierten lokalen Bus NW4 unter der Steuerung des Microcontrollers 310 umschalten.
In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform ist das DCM 300 mit der Gateway-ECU 400 über den dritten globalen Bus NW3 verbunden, der einen Kommunikationsbus darstellt, der sich vom ersten globalen Bus NW1 und vom zweiten globalen Bus NW2 unterscheidet, und das DCM 300 ist ausgestaltet, um mit der ersten ECU-Gruppe 100A und der zweiten ECU-Gruppe 100B zu kommunizieren. Das DCM 300 braucht jedoch nicht mit der Gateway-ECU 400 über den dritten globalen Bus NW3 verbunden sein.
In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform erhält das DCM 300, wenn die externe Aufladevorrichtung 20 das Fahrzeug 10 lädt, Aufladungsinformationen des Fahrzeugs 10 von der ersten ECU-Gruppe 100A über den lokalen Bus NW4, und überträgt die Aufladungsinformationen des Fahrzeugs 10 an die außerhalb des Fahrzeugs befindliche Vorrichtung 30. Zudem kann das DCM 300 nicht nur, wenn die externe Aufladevorrichtung 20 das Fahrzeug 10 lädt, sondern auch, wenn das Fahrzeug 10 fährt, Aufladungsinformationen des Fahrzeugs 10 von der ersten ECU-Gruppe 100A über den lokalen Bus NW4 erhalten, und die Aufladungsinformation an die außerhalb des Fahrzeugs befindliche Vorrichtung 30 übertragen.
In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform ist die Gateway-ECU 400 mit der ersten ECU-Gruppe 100A, der zweiten ECU-Gruppe 100B und dem DCM 300 über die globalen Busse NW1 bis NW3 verbunden. Die Anzahl der globalen Busse, die mit der Gateway-ECU 400 verbunden sind, braucht jedoch nicht drei sein. Stattdessen kann die Anzahl der globalen Busse, die mit der Gateway-ECU 400 verbunden sind, vier oder mehr sein, solange die globalen Busse zumindest globale Busse umfassen, welche jeweils der ersten ECU-Gruppe 100A, welche die Aufladungsinformationen des Fahrzeugs 10 verwaltet, der zweiten ECU-Gruppe 100B, die mit einem globalen Bus verbunden ist, der sich von dem der ersten ECU-Gruppe 100A unterscheidet, und dem DCM 300 entsprechen, das mit der außerhalb des Fahrzeugs befindlichen Vorrichtung 30 kommuniziert.
In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform umfasst die erste ECU-Gruppe 100A, die Aufladungsinformationen des Fahrzeugs 10 an das DCM 300 über den lokalen Bus NW4 überträgt, eine Mehrzahl von ECUs 100. Es müssen jedoch nicht mehrere ECUs 100 vorhanden sein, welche die Aufladungsinformation des Fahrzeugs 10 an das DCM 300 über den lokalen Bus NW4 übertragen, sondern es kann auch nur eine sein. Das gleiche gilt für die Anzahl der ECUs 100, welche die zweite ECU-Gruppe 100B bilden.
In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform empfangen und übertragen jede ECU 100 sowie das DCM 300 Informationen über die globale Bussen NW1 bis NW3 und den lokalen Bus NW4 entsprechend dem CAN-Protokoll. Ein anderes Kommunikationsprotokoll als das CAN-Protokoll, beispielsweise FLEXRAY (eingetragenes Markenzeichen) oder ETHERNET (eingetragenes Markenzeichen), kann als Kommunikationsprotokoll verwendet werden, um Informationen über die globalen Busse NW1 bis NW3 und den lokalen Bus NW4 zu übertragen und zu empfangen.
Der Microcontroller 110 einer jeden ECU 100 braucht nicht die CPU 120 und die Speicher (ROM 130 und ROM 140) zu umfassen, und all die verschiedenen Prozesse, die vorstehend beschrieben sind, durch Software ausführen. Beispielsweise kann der Microcontroller 110 dedizierte Hardware (anwendungsspezifische integrierte Schaltungen, ASIC) umfassen, die zumindest einen Teil der vorstehenden Prozesse ausführt. Das bedeutet, der Microcontroller 110 kann eine Schaltung sein mit (1) einer oder mehrere dedizierter Hardwareschaltungen wie einem ASIC, (2) einem oder mehreren Prozessoren (Mikrocomputer), welche gemäß entsprechenden Computerprogrammen (Software) arbeiten, oder (3) eine Kombination aus (1) und (2). Der Microcontroller 310 des DCM 300 kann in der gleichen Weise ausgestaltet sein.
Die vorstehend beschriebenen Beispiele und Ausführungsformen sind lediglich als beispielhaft, nicht jedoch als beschränkend anzusehen; die Erfindung ist nicht auf die hier wiedergegebenen Details beschränkt sondern kann um Umfang und Äquivalenzbereich der nachfolgenden Ansprüche modifiziert werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2009292333 A [0002]

Claims

Onboard-Fahrzeugkommunikationssystem, aufweisend: eine erste ECU, die ausgestaltet ist, um Aufladungsinformationen eines Fahrzeugs zu verwalten; ein Gateway, das mit der ersten ECU über einen ersten globalen Bus verbunden ist; eine zweite ECU, die mit dem Gateway über einen zweiten globalen Bus verbunden ist, der einen Kommunikationsbus darstellt, der sich vom ersten globalen Bus unterscheidet; eine Onboard-Fahrzeugkommunikationsvorrichtung, die ausgestaltet ist, um mit der Außenseite des Fahrzeugs zu kommunizieren; sowie einen lokalen Bus, der einen Kommunikationsbus darstellt, der nicht mit dem Gateway verbunden ist, wobei der lokale Bus die erste ECU mit der Onboard-Fahrzeugkommunikationsvorrichtung verbindet, wobei die erste ECU derart ausgestaltet ist, dass sie Aufladungsinformationen des Fahrzeugs über den lokalen Bus an die Onboard-Fahrzeugkommunikationsvorrichtung überträgt, wenn eine externe Ladevorrichtung das Fahrzeug auflädt.
Onboard-Fahrzeugkommunikationssystem nach Anspruch 1, wobei die Onboard-Fahrzeugkommunikationsvorrichtung umfasst: einen Controller, und einen Kommunikationstransceiver, der ausgestaltet ist, um eine Kommunikationsnachricht über den lokalen Bus zu übermitteln, und der Controller und der Kommunikationstransceiver durch eine Signalleitung verbunden sind, die eine Übertragung einer Kommunikationsnachricht vom Kommunikationstransceiver an den Controller zulässt, und nicht durch eine Signalleitung verbunden sind, die eine Übertragung einer Kommunikationsnachricht vom Controller an den Kommunikationstransceiver zulässt.
Onboard-Fahrzeugkommunikationssystem nach Anspruch 1, wobei die Onboard-Fahrzeugkommunikationsvorrichtung umfasst: einen Controller, und einen Kommunikationstransceiver, der ausgestaltet ist, um eine Kommunikationsnachricht über den lokalen Bus zu übermitteln, und der Controller und der Kommunikationstransceiver durch eine Signalleitung verbunden sind, so dass eine direkte Übertragung einer Kommunikationsnachricht vom Kommunikationstransceiver an den Controller möglich ist, und eine direkte Übertragung einer Kommunikationsnachricht vom Controller an den Kommunikationstransceiver eingeschränkt ist.
Onboard-Fahrzeugkommunikationssystem nach Anspruch 2, wobei der Kommunikationstransceiver ein erster Kommunikationstransceiver ist, die Onboard-Fahrzeugkommunikationsvorrichtung über einen dritten globalen Bus mit dem Gateway verbunden ist, der einen Kommunikationsbus darstellt, der sich vom ersten globalen Bus und vom zweiten globalen Bus unterscheidet, die Onboard-Fahrzeugkommunikationsvorrichtung ferner einen zweiten Kommunikationstransceiver umfasst, der ausgestaltet ist, um die Kommunikationsnachricht über den dritten globalen Bus unter der Steuerung des Controllers zu übermitteln, und der zweite Kommunikationstransceiver und der Controller durch eine Signalleitung verbunden sind, die eine Übertragung einer Kommunikationsnachricht vom zweiten Kommunikationstransceiver an den Controller zulässt, und durch eine Signalleitung verbunden sind, die eine Übertragung einer Kommunikationsnachricht vom Controller an den zweiten Kommunikationstransceiver zulässt.
Onboard-Fahrzeugkommunikationssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Onboard-Fahrzeugkommunikationsvorrichtung über einen dritten globalen Bus mit dem Gateway verbunden ist, der einen Kommunikationsbus darstellt, der sich vom ersten globalen Bus und vom zweiten globalen Bus unterscheidet, und die Onboard-Fahrzeugkommunikationsvorrichtung ausgestaltet ist, um mit der ersten ECU und der zweiten ECU zu kommunizieren.