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JP7698394B2 - 異常検知システム、異常検知方法及びプログラム - Google Patents
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異常検知システム、異常検知方法及びプログラム Download PDF

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Description

本開示は、車載ネットワークシステムにおける異常を検出するための異常検知システム及び異常検知方法に関する。
近年、自動車の中のシステムには、電子制御装置(ECU:Electronic Control Unit)と呼ばれる装置が多数配置されている。これらのECUをつなぐネットワークは車載ネットワークと呼ばれる。車載ネットワークには、多数の規格が存在する。その中でも最も主流な車載ネットワークの一つに、ISO11898-1で規定されているCAN(Controller Area Network)という規格が存在する。
CANでは、通信路は2本のバスで構成され、バスに接続されているECUはノードと呼ばれる。バスに接続されている各ノードは、フレームと呼ばれるメッセージを送受信する。
CANでは、送信先ノードや送信元ノードを指す識別子は存在せず、送信ノードはフレーム毎にメッセージIDと呼ばれるIDを付けて送信し、各受信ノードは予め定められたメッセージIDのみを受信する。そのため、CANのバスにECUを接続し、異常な制御コマンドを含むフレームを正規のECUになりすまして送信することで、自動車を不正に制御できてしまう脅威がある。
このような脅威に対応するため、車外にあるサーバシステムを用いて車両内で判定困難な不正なメッセージの注入を検出する方法が提案されている(例えば特許文献1)。
特許第6423402号公報
しかし、上記特許文献1では、車両外にあるサーバシステムへの通信を意図的に妨害された場合や、車両外へ通信ができなくなるような異常が車両において発生した場合に、車内の異常の情報をサーバシステムへ通知できず、サーバシステムにおいて異常の適切な検知処理を実施できないといった問題が存在する。
そこで、本開示は、車両内で発生した異常の情報をより確実に車両外へ通知することができる異常検知システムなどを提供することを目的とする。
本開示の一態様である異常検知システムは、車両に搭載された1つ以上の電子制御装置が設けられた車載ネットワークシステムにおける異常検知システムであって、前記車載ネットワークシステムでは、前記車両と、前記車両の外部の特定の装置とが複数の通信経路を介して通信可能であり、前記異常検知システムは、前記車両における異常を検知する異常検知部と、特定の異常の発生に基づいて、前記車両における異常の検知結果を示す異常検知結果情報を前記特定の装置へ送信するための通信経路を、前記複数の通信経路のうちから決定する決定部と、決定された通信経路を使って前記特定の装置へ前記異常検知結果情報を送信する異常検知結果送信部と、を有することを特徴とする。
本開示によれば、車両内で発生した異常の情報をより確実に車両外へ通知することが可能となる。
図1は、実施の形態1における車載ネットワークシステムの全体構成の一例を示す図である。 図2は、実施の形態1におけるECUの構成の一例を示す図である。 図3は、実施の形態1における検知ルールの一例を示す図である。 図4は、実施の形態1における車内への検知結果状態メッセージのフォーマットの一例を示す図である。 図5は、実施の形態1における検知結果管理テーブルの一例を示す図である。 図6は、実施の形態1におけるIVIの構成の一例を示す図である。 図7は、実施の形態1における通信ECUの構成の一例を示す図である。 図8は、実施の形態1における車外への検知結果状態メッセージのフォーマットの一例を示す図である。 図9は、実施の形態1におけるサーバの構成の一例を示す図である。 図10は、実施の形態1における異常情報通信処理に関するシーケンスの一例を示す図である。 図11は、実施の形態1における異常情報送信経路切替処理に関するシーケンスの一例を示す図である。 図12は、実施の形態1の変形例1におけるサーバの構成の一例を示す図である。 図13は、実施の形態1の変形例1における異常情報送信経路切替処理に関するシーケンスの一例を示す図である。 図14は、実施の形態1の変形例2における通信ECUの構成の一例を示す図である。 図15は、実施の形態1の変形例2における異常情報送信経路切替処理に関するシーケンスの一例を示す図である。 図16は、実施の形態2における車載ネットワークシステムの全体構成の一例を示す図である。 図17は、実施の形態2における通信ECUの構成の一例を示す図である。 図18は、実施の形態2における充電ECUの構成の一例を示す図である。 図19は、実施の形態2における検知ルールの一例を示す図である。 図20は、実施の形態2における車内への検知結果状態メッセージのフォーマットの一例を示す図である。 図21は、実施の形態2における車外への検知結果状態メッセージのフォーマットの一例を示す図である。 図22は、実施の形態2における異常情報送信経路切替処理に関するシーケンスの一例を示す図である。 図23は、実施の形態2における異常情報通信処理に関するシーケンスの一例を示す図である。 図24は、実施の形態2の変形例1における充電ECUの構成の一例を示す図である。 図25は、実施の形態2の変形例1における異常情報通信処理に関するシーケンスの一例を示す図である。 図26は、その他の実施の形態における、発生した異常と切り替えられた通信経路の表示の一例を示す図である。 図27は、その他の実施の形態における、発生した異常と切り替えられた通信経路の詳細表示の一例を示す図である。 図28は、その他の実施の形態における、発生した異常と切り替えられた通信経路の詳細表示の他の一例を示す図である。 図29は、その他の実施の形態における、発生した異常と切り替えられる通信経路との対応関係の設定をするための表示の一例を示す図である。 図30は、その他の実施の形態における、コンピュータで実現される仮想環境のソフトウェア構成の一例を示す図である。 図31は、その他の実施の形態における異常検知方法の一例を示すフローチャートである。
本開示の一態様である異常検知システムは、車両に搭載された1つ以上の電子制御装置が設けられた車載ネットワークシステムにおける異常検知システムであって、前記車載ネットワークシステムでは、前記車両と、前記車両の外部の特定の装置とが複数の通信経路を介して通信可能であり、前記異常検知システムは、前記車両における異常を検知する異常検知部と、特定の異常の発生に基づいて、前記車両における異常の検知結果を示す異常検知結果情報を前記特定の装置へ送信するための通信経路を、前記複数の通信経路のうちから決定する決定部と、決定された通信経路を使って前記特定の装置へ前記異常検知結果情報を送信する異常検知結果送信部と、を有する。
これにより、車内で発生した異常に関する異常検知結果情報を車外のシステム(特定の装置)へ通知する際に、予め設定された複数の通信経路のうちのある通信経路を介した通信ができなくなるような特定の異常が発生した場合に、別の適切な通信経路が決定され、当該通信経路を使って異常検知結果情報を特定の装置へ通知することが可能となり、車両全体の安全性を担保することが可能となる。したがって、車両内で発生した異常情報をより確実に車両外へ通知することができる。
例えば、前記特定の異常は、前記車両の外部との通信の異常を含んでいてもよい。
これにより、予め設定された複数の通信経路のうちのある通信経路を介した車両の外部との通信の異常が発生した場合に、別の適切な通信経路を決定することが可能となる。
例えば、前記車両の外部との通信の異常は、前記特定の装置への前記異常検知結果情報の送信処理の異常を含んでいてもよい。
これにより、送信処理に関わる装置のみで通信経路を決定することができ、通信経路の決定にかかる時間を削減することが可能となる。
例えば、前記車両の外部との通信の異常は、前記特定の装置における前記異常検知結果情報の受信処理の異常を含んでいてもよい。
これにより、車両内の送信処理に関わる装置に、通信経路の決定に関わる処理を追加する必要がなく、車両におけるリソースを削減することが可能となる。
例えば、前記特定の異常は、前記車両における異常を含んでいてもよい。
これにより、車両外へ通信ができなくなるような異常が車両において発生した場合に、発生した異常に応じて適切な通信経路を決定することが可能となる。
例えば、前記決定部は、発生した前記特定の異常を、異常の種類ごとに通信経路が対応付けられたテーブルに照合することで、前記異常検知結果情報を前記特定の装置へ送信するための通信経路を、前記複数の通信経路のうちから決定してもよい。
これにより、予め想定される異常に対して、例えば異常の重要度(深刻度、緊急度など)に応じた通信経路がテーブルにおいて対応付けられているため、異常の重要度に応じて柔軟に通信経路を決定することが可能となる。
例えば、前記異常検知システムは、さらに、前記テーブルにおける異常の種類と通信経路との対応付けを変更する変更部を有していてもよい。
これにより、車両が出荷された後であっても、テーブルにおける異常の種類と通信経路との対応付けを変更することができる。
例えば、前記複数の通信経路は、TCU(Telematics Control Unit)を介する通信経路を含んでいてもよい。
これにより、テレマティクスサービスなどを利用する車両での、車両外からの異常検知が可能となり、車両全体の安全性を担保することが可能となる。
例えば、前記複数の通信経路は、IVI(In-Vehicle Infotainment)を介する通信経路を含んでいてもよい。
これにより、エンターテインメントサービスなどを利用する車両での、車両外からの異常検知が可能となり、車両全体の安全性を担保することが可能となる。
例えば、前記複数の通信経路は、バッテリーの充電を担当する電子制御装置を介する通信経路を含んでいてもよい。
これにより、バッテリー装置を持つ電気自動車やプラグインハイブリッド車での、車両外からの異常検知が可能となり、車両全体の安全性を担保することが可能となる。
例えば、前記決定部は、前記特定の異常の発生及び前記車両の状態に応じて、前記異常検知結果情報を前記特定の装置へと送信するための通信経路を、前記複数の通信経路のうちから決定してもよい。
これにより、現在の車両の状態に応じた適切な通信経路の決定が可能となり、車両全体の安全性を担保することが可能となる。
例えば、前記異常検知システムは、さらに、決定された通信経路を示す通信経路情報を送信する通信経路送信部を有していてもよい。
これにより、特定の異常の発生に応じて決定された通信経路を例えばウェブブラウザなどによって確認することができる。
また、本開示の一態様である異常検知方法は、車両に搭載された1つ以上の電子制御装置が設けられた車載ネットワークシステムにおける異常検知方法であって、前記車載ネットワークシステムでは、前記車両と、前記車両の外部の特定の装置とが複数の通信経路を介して通信可能であり、前記異常検知方法は、前記車両における異常を検知する異常検知ステップと、特定の異常の発生に基づいて、前記車両における異常の検知結果を示す異常検知結果情報を前記特定の装置へ送信するための通信経路を、前記複数の通信経路のうちから決定する決定ステップと、決定された通信経路を使って前記特定の装置へ前記異常検知結果情報を送信する異常検知結果送信ステップと、を含む。
これにより、車両内で発生した異常情報をより確実に車両外へ通知することができる異常検知方法を提供できる。
以下、図面を参照しながら、本開示の実施の形態に関わる異常検知システムについて説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも本開示の好ましい一具体例を示す。つまり、以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置および接続形態、ステップ、ステップの順序などは、本開示の一例であり、本開示を限定する主旨ではない。
本開示は、請求の範囲の記載に基づいて特定される。したがって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本開示の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素は、本開示の課題を達成するために必ずしも必要ではないが、より好ましい形態を構成する構成要素として説明される。
(実施の形態1)
[1.システムの構成]
ここでは、本開示の実施の形態1として、車載ネットワークシステム1000について図面を参照しながら説明する。
[1.1 車載ネットワークシステム1000の全体構成]
図1は、実施の形態1における車載ネットワークシステム1000の全体構成の一例を示す図である。
車載ネットワークシステム1000は、車両1001と、車両1001とネットワークを介して接続して動作するサーバ1400と、によって構成される。車載ネットワークシステム1000には、車両1001に搭載された1つ以上のECUが設けられる。また、車載ネットワークシステム1000には、異常検知システムが含まれている。
異常検知システムは、プロセッサ、通信インタフェース及びメモリなどを含むコンピュータである。メモリは、ROM(Read Only Memory)及びRAM(Random Access Memory)などであり、プロセッサにより実行されるプログラムを記憶することができる。異常検知システムが有する構成要素は、メモリに格納されたプログラムを実行するプロセッサ及び通信インタフェースなどによって実現される。異常検知システムは、1つの筐体によって実現された装置であってもよい。また、異常検知システムの構成要素は、複数の装置(複数の筐体)に分散して配置されていてもよい。
車両1001は、各種車載ネットワークにて接続される、ECU1100a、1100b及び1100cと、各ECU1100a~1100cの制御対象であるブレーキ1011、ハンドル1012及びアクセル1013と、各ECU1100a~1100cと車載ネットワークを介して通信する、IVI1200及び通信ECU1300と、から構成される。
ECU1100a~1100cは、車載ネットワークを通じて、通信メッセージを互いに送受信することで、車両の制御を実現する。例えば、車載ネットワークにはCANが使用される。以下では、ECU1100a~1100cを総合してECU1100とも呼ぶ。
IVI1200は、車両1001内の状態を表示可能な表示部を備え、車両1001内の状態を示す各種情報をドライバへ提示する。また、IVI1200は、サーバ1400と通信を行い、サーバ1400と車両1001内の他のECUとのメッセージの送受信を実施する。なお、IVI1200は、サーバ1400以外の車両外の装置とも通信可能であってもよい。
通信ECU1300は、サーバ1400と通信を行い、サーバ1400と車両1001内の他のECUとのメッセージの送受信を実施する。通信ECU1300は、TCUの一例である。
サーバ1400は、遠隔より車両の安全性を担保するための監視を実施する。また、サーバ1400は、車両1001から送信されたメッセージを解析することで、車両1001内で判定困難な不正なメッセージを検出してもよい。サーバ1400は、車両1001の外部の特定の装置の一例である。
図1に示されるように、車載ネットワークシステム1000では、車両1001と、サーバ1400とが複数の通信経路を介して通信可能である。例えば、複数の通信経路は、通信ECU1300(TCU)を介する通信経路及びIVI1200を介する通信経路を含む。
[1.2 ECU1100の構成図]
図2は、実施の形態1におけるECU1100の構成の一例を示す図である。ECU1100は、通信部1101と、メッセージ変換部1102と、起動管理部1103と、暗号処理部1104と、鍵管理部1105と、検知結果管理部1106と、検知結果保持部1107と、から構成される。
通信部1101は、各種センサや、車載ネットワークを通じた他のECUとの通信を行う。通信部1101は、受信したメッセージやセンサ値をメッセージ変換部1102に通知する。また、通信部1101は、メッセージ変換部1102又は検知結果管理部1106より通知されたメッセージを他のECUや各種センサに送信する。
メッセージ変換部1102は、通信部1101から通知されたセンサ値を車載ネットワークのフォーマットに基づき変換し、通信部1101を介して、他のECUへ送信する。また、メッセージ変換部1102は、通信部1101より受信した通信メッセージをセンサ値や設定情報に変換し、通信部1101を介して、各種センサに送信する。また、メッセージ変換部1102は、受信したメッセージを暗号処理部1104へ通知する。
起動管理部1103は、ECU1100の起動処理と、ECU1100の各機能の起動処理を担当する。起動管理部1103は、起動時に起動内容の正当性チェックが必要な場合は、暗号処理部1104へ通知する。
暗号処理部1104は、鍵管理部1105の保持する鍵や証明書を用いて、メッセージに含まれるMAC(メッセージ認証符号)の検証を行い、その結果を検知結果管理部1106へと通知する。また、暗号処理部1104は、起動管理部1103からの通知内容に対応して、装置や機能の起動時の正当性チェックを行い、その結果を検知結果管理部1106へと通知する。暗号処理部1104は、車両1001における異常(例えば、攻撃による異常又は故障による異常等)を検知する異常検知部の一例である。
鍵管理部1105は、暗号処理部1104で使用する鍵や証明書を保持する。
検知結果管理部1106は、暗号処理部1104から通知された車両1001における異常の検知結果を、周辺情報とともに検知結果保持部1107へ格納する。また、検知結果管理部1106は、検知結果保持部1107の保持内容を、通信部1101を介して通信ECU1300へ、検知結果状態メッセージ(異常検知結果情報とも呼ぶ)として送信する。車両1001における異常を検知する際の検知ルールの一例については図3に、検知結果状態メッセージのメッセージフォーマットの一例については図4に、それぞれ示す。
検知結果保持部1107は、検知結果管理部1106より通知の受けた検知結果データを保持する。また、検知結果保持部1107は、検知結果管理部1106からの読み出し指示に応じて、当該検知結果データを検知結果管理部1106へ通知する。検知結果保持部1107の具体的な保持内容の一例については、図5に示す。
[1.3 検知ルールの一例]
図3は、実施の形態1における車載ネットワークのメッセージの異常を検知するための検知ルールの一例を示す図である。図3に示されるように、検知ルールには、具体的な検知内容と、それぞれの検知内容に対応するエラーIDとが対応付けられたテーブルが含まれている。テーブルに記載された異常が発生した場合に、該当するエラーIDと周辺情報とが、検知結果として保存処理される。
[1.4 車内への検知結果状態メッセージのフォーマットの一例]
図4は、実施の形態1における車内への検知結果状態メッセージのフォーマットの一例を示す図である。車内への検知結果状態メッセージ(言い換えると車載ネットワークに送信される検知結果状態メッセージ)のペイロードは、検知結果ヘッダーD1101と、検知部ID D1102と、エラーID D1103と、検知結果ペイロードD1104と、によって構成される。
検知結果ヘッダーD1101は、以降に続くデータの種別とその数を示す値を格納するための領域である。予め決められた番号を先頭に入れておくことで、検知結果ヘッダーD1101は、以降のデータが検知結果状態を示すメッセージであることを表すと同時に、その中身を受信者に伝える役割を担う。
検知部ID D1102は、ECU1100a、ECU1100b及びECU1100cの中にある異常検知部を特定するためにユニークに設定された数字を格納する。
エラーID D1103は、検知部ID D1102で特定した異常検知部からの検知結果に含まれる異常の種別を示す。
検知結果ペイロードD1104は、エラー周辺情報となる情報を示す。
なお、本図に示すとおり、複数のエラーIDを一つのメッセージに入れることも可能である。
[1.5 検知結果管理テーブルの一例]
図5は、実施の形態1における検知結果管理テーブルの一例を示す図である。例えば、検知結果管理部1106は、車内への検知結果状態メッセージに基づいて検知結果管理テーブルを作成し、検知結果保持部1107に格納する。検知結果管理テーブルは、暗号処理部1104によって検知された異常に該当するエラーIDと、その異常の発生時刻と、周辺情報となる検知結果ペイロードデータと、によって構成されている。
[1.6 IVI1200の構成図]
図6は、実施の形態1におけるIVI1200の構成の一例を示す図である。IVI1200は、車内通信部1201と、変換部1202と、車外通信部1203と、表示部1204と、から構成される。
車内通信部1201は、車内の他ECUより受信したメッセージを変換部1202へと通知する。また、車内通信部1201は、変換部1202より通知されたメッセージを車内の他ECUへと送信する。さらに、車内通信部1201は、ドライバへ通知が必要な情報を、表示部1204へ通知する。
変換部1202は、車内通信部1201及び車外通信部1203の一方を介して受信したメッセージのうち、転送が必要となるデータを予め決められたフォーマットへ変換し、車内通信部1201及び車外通信部1203の他方へと送信する。
車外通信部1203は、サーバ1400より受信したメッセージを変換部1202へと通知する。また、車外通信部1203は、変換部1202より通知されたメッセージをサーバ1400へと送信する。さらに、車外通信部1203は、ドライバへ通知が必要な情報を、表示部1204へ通知する。車外通信部1203は、複数の通信経路のうちから、IVI1200とサーバ1400との通信経路が決定された場合、決定された通信経路を使ってサーバ1400へ異常検知結果情報を送信する異常検知結果送信部となる。
表示部1204は、車内通信部1201と、車外通信部1203と、から情報を通知され、通知された情報に基づいてドライバに必要な情報を提示する。
[1.7 通信ECU1300の構成図]
図7は、実施の形態1における通信ECU1300の構成の一例を示す図である。通信ECU1300は、車内通信部1301と、変換部1302と、車外通信部1303と、切替部1304と、から構成される。
車内通信部1301は、車内の他ECUより受信したメッセージを変換部1302へと通知する。また、車内通信部1301は、変換部1302より通知されたメッセージを車内の他ECUへと送信する。
変換部1302は、車内通信部1301及び車外通信部1303の一方を介して受信したメッセージのうち、転送が必要となるデータを予め決められたフォーマットへ変換し、車内通信部1301及び車外通信部1303の他方へと送信する。また、変換部1302は、切替部1304からの通知を受け、通知された情報を変換した上で車内通信部1301へ通知する。
車外通信部1303は、サーバ1400より受信したメッセージを変換部1302へと通知する。また、車外通信部1303は、変換部1302より通知されたメッセージをサーバ1400へと送信する。また、車外通信部1303は、通信エラーが発生した場合に、サーバ1400へ送信するべき情報(具体的には、検知結果状態メッセージ(異常検知結果情報))を切替部1304へ通知する。サーバ1400へ送信される検知結果状態メッセージのメッセージフォーマットの一例については図8に示す。車外通信部1303は、複数の通信経路のうちから、通信ECU1300とサーバ1400との通信経路が決定された場合、決定された通信経路を使ってサーバ1400へ異常検知結果情報を送信する異常検知結果送信部となる。
切替部1304は、車外通信部1303よりサーバ1400へ送信するべき情報の通知を受け、現状サーバ1400との通信に用いている通信経路とは他の通信経路を用いたサーバ1400との通信が可能な車外通信部を持つECUへ、サーバ1400へ送信するべき情報を通知するために、変換部1302へ当該情報を通知する。切替部1304は、特定の異常の発生に基づいて、車両1001における異常の検知結果を示す異常検知結果情報をサーバ1400へ送信するための通信経路を、複数の通信経路のうちから決定する決定部の一例である。切替部1304によって、車両1001とサーバ1400との通信に用いられる通信経路が、決定された通信経路に切り替えられる。
[1.8 車外への検知結果状態メッセージのフォーマットの一例]
図8は、実施の形態1における車外への検知結果状態メッセージのフォーマットの一例を示す図である。車外への検知結果状態メッセージ(言い換えるとサーバ1400へ送信される検知結果状態メッセージ)のペイロードは、検知結果ヘッダーD1201と、車両ID D1202と、検知部ID D1203と、エラーID D1204と、検知結果ペイロードD1205と、によって構成される。
検知結果ヘッダーD1201は、以降に続くデータの種別とその数を示す値を格納するための領域である。予め決められた番号を先頭に入れておくことで、検知結果ヘッダーD1201は、以降のデータが検知結果状態を示すメッセージであることを表すと同時に、その中身を受信者に伝える役割を担う。
車両ID D1202は、車両1001を特定するためにユニークに設定された数字を格納する。
検知部ID D1203は、ECU1100a、ECU1100b及びECU1100cの中にある異常検知部を特定するためにユニークに設定された数字を格納する。
エラーID D1204は、検知部ID D1203で特定した異常検知部からの検知結果に含まれる異常の種別を示す、エラーIDを示す。
検知結果ペイロードD1205は、検知結果状態を判定した結果を示す。
車外への検知結果状態メッセージは、サーバ1400がどの車両からのメッセージであるかを特定するために、車内への検知結果状態メッセージに車両ID D1202が追加されたものとなっている。
なお、本図に示すとおり、複数の検知部IDや、エラーIDを一つのメッセージに入れることも可能である。
[1.9 サーバ1400の構成図]
図9は、実施の形態1におけるサーバ1400の構成の一例を示す図である。サーバ1400は、通信部1401と、車両管理部1402と、から構成される。
通信部1401は、車両1001との通信を行い、受信したメッセージを車両管理部1402へと通知する。また、通信部1401は、車両管理部1402から通知された内容を、車両1001へと送信する。
車両管理部1402は、通信部1401を介して、車両1001と通信を行い、車両1001内の情報を管理する。例えば、車両管理部1402は、車両1001から送信されたメッセージを解析することで、不正なメッセージを検出してもよい。
[1.10 異常情報通信処理シーケンスの一例]
図10は、実施の形態1における異常情報通信処理に関するシーケンスの一例を示す図である。図10では、ECU1100が、異常情報を集約し、通信ECU1300へ伝えるシーケンスの一例を示している。
(S1101)ECU1100は、異常の発生を待機し、通信ECU1300は、通信の発生(ECU1100からの通知の受信)を待機する。
(S1102)車両1001において異常が発生し、ECU1100は、異常を検知する。
(S1103)ECU1100は、当該異常の発生回数を示すカウンタ値を1つインクリメントする。
(S1104)ECU1100は、当該異常のカウンタ値が予め規定された回数を超えたかどうか(つまり、当該異常が規定数発生したかどうか)の判定を行い、超えた場合はS1105へ、超えていない場合はS1101へそれぞれ進む。規定された回数は、例えば、異常の種別ごとに設定される。設定される回数は特に限定されないが、例えば、異常の種別に応じて設定される。
(S1105)ECU1100は、発生した異常の内容を集約した情報(異常検知結果情報)を通信ECU1300へ送信する。
(S1106)ECU1100は、当該異常のカウンタ値をリセットする。
(S1107)ECU1100は、一連の処理を完了し、S1101へ戻る。
[1.11 異常情報送信経路切替処理シーケンスの一例]
図11は、実施の形態1における異常情報送信経路切替処理に関するシーケンスの一例を示す図である。図11では、通信ECU1300が、異常検知結果情報をサーバ1400へ送信する際に、特定の異常として送信エラーが発生した場合に、通信経路を、IVI1200を介する通信経路に切り替えて(言い換えると、複数の通信経路のうちからIVI1200を介する通信経路を決定して)、IVI1200から異常検知結果情報を送信する処理のシーケンスの一例を示す。
(S1201)通信ECU1300は、通信の発生(ECU1100からの通知の受信)を待機し、IVI1200は、通信の発生(通信ECU1300からの通知の受信)を待機し、サーバ1400は、通信の発生(通信ECU1300又はIVI1200からの通知の受信)を待機する。
(S1202)通信ECU1300は、受信した異常検知結果情報を、サーバ1400へ送信する。
(S1203)通信ECU1300は、特定の異常として送信エラーが発生したかどうかを確認し、発生していない場合は正常終了し、発生した場合はS1204へ進む。このように、例えば、特定の異常は、車両1001の外部(例えばサーバ1400)との通信の異常を含み、車両の外部との通信の異常は、サーバ1400への異常検知結果情報の送信処理の異常を含む。
(S1204)通信ECU1300は、送信のリトライ回数に関するカウンタ値を1つインクリメントする。
(S1205)通信ECU1300は、送信のリトライ回数(上記カウンタ値)が規定の回数を超えたかどうかを確認し、超えた場合はS1206へ、超えていない場合はS1202へ進む。規定の回数は特に限定されず、適宜設定される。
(S1206)通信ECU1300は、送信のリトライに関するカウンタ値をリセットする。
(S1207)通信ECU1300は、サーバ1400へ送信しようとしていた異常検知結果情報を別通信ECU(ここではIVI1200)へ通知する。
(S1208)IVI1200は、通信ECU1300から受信した異常検知結果情報を、サーバ1400へ送信する。
(実施の形態1の効果)
実施の形態1で示した車載ネットワークシステム1000では、車内で発生した異常に関する情報を車外のシステム(例えばサーバ1400)へ通知する際に、車両1001のネットワークシステム内の車外との通信を担当するECU(例えば通信ECU1300)の通信に異常が発生した場合にも、予め別の車外通信ECU(例えばIVI1200)による通信経路を代替として設定しておくことで、異常に関する情報を適切に車外のシステムへ通知することが可能となり、車両全体の安全性を担保することが可能となる。
(実施の形態1の変形例1)
実施の形態1で示した車載ネットワークシステム1000では、車両1001のネットワークシステム内の車外通信を担当するECUが通信異常を検知することで、適切な通信経路を決定する例について説明したが、車外のシステムが通信異常を判断し、通信経路を変更するとしても良い。なお、実施の形態1と同様の図面については説明を省略し、ここでは構成の異なるサーバ11400について主に説明する。
[1.12 サーバ11400の構成図]
図12は、実施の形態1の変形例1におけるサーバ11400の構成の一例を示す図である。サーバ11400は、通信部11401と、車両管理部1402と、切替部11403から構成される。なお、実施の形態1と同様の構成は、同一の番号を付与した上で説明を省略する。
通信部11401は、車両1001との通信を行い、受信したメッセージを車両管理部1402へと通知する。また、通信部11401は、車両管理部1402から通知された内容を、車両1001へと送信する。また、通信部11401は、通信エラーが発生した場合に、切替部11403へと通知する。
切替部11403は、通信部11401より通知を受け、現状車両との通信に用いている通信経路とは他の通信経路を用いたサーバ11400との通信が可能な車外通信部を持つECUと通信するために、通信部11401へ通知する。切替部11403は、特定の異常の発生に基づいて、車両における異常の検知結果を示す異常検知結果情報をサーバ11400へ送信するための通信経路を、複数の通信経路のうちから決定する決定部の一例である。切替部11403によって、車両とサーバ11400との通信に用いられる通信経路が、決定された通信経路に切り替えられる。
[1.13 異常情報送信経路切替処理シーケンスの一例]
図13は、実施の形態1の変形例1における異常情報送信経路切替処理に関するシーケンスの一例を示す図である。図13では、サーバ11400が、異常検知結果情報を通信ECU1300へリクエストする際に、特定の異常として通信エラーが発生した場合に、リクエスト先をIVI1200に切り替えて(言い換えると、複数の通信経路のうちからIVI1200を介する通信経路を決定して)、IVI1200から異常検知結果情報を送信する処理のシーケンスの一例を示す。なお、実施の形態1と同様のステップは、同一の番号を付与した上で説明を省略する。
(S11201)通信ECU1300とIVI1200は、サーバ11400からの受信の発生を待機する。
(S11202)サーバ11400は、定期的に通信ECU1300へ異常検知結果情報をリクエストする。
(S11203)サーバ11400は、リクエストに対して正常にレスポンスが受信できたかどうかを確認し、受信できた場合は正常終了し、受信していない場合はS11204へ進む。このように、例えば、特定の異常は、車両1001の外部(例えばサーバ11400)との通信の異常を含み、車両の外部との通信の異常は、サーバ11400における異常検知結果情報の受信処理の異常を含む。
(S11204)サーバ11400は、リクエストのリトライに関するカウンタ値を1つインクリメントする。
(S11205)サーバ11400は、リクエストのリトライ回数(上記カウンタ値)が規定の回数を超えたかどうかを確認し、超えた場合はS11206へ、超えていない場合はS11202へ進む。
(S11206)サーバ11400は、リクエストのリトライに関するカウンタ値をリセットする。
(S11207)サーバ11400は、異常検知結果情報のリクエスト先を通信ECU1300からIVI1200へ切り替え、リクエストを送信する。
(S11208)IVI1200は、受信したリクエストに応じて異常検知結果情報を別ECU(例えばECU1100)へ要求して取得する。
(実施の形態1の変形例1の効果)
実施の形態1の変形例1で示した車載ネットワークシステムでは、車内で発生した異常に関する情報を車外のシステムへ通知する際に、車両1001のネットワークシステム内の車外との通信を担当するECU(例えば通信ECU1300)に異常が発生したことを、車外のシステム(例えばサーバ11400)から検知することで、異常に関する情報を適切に車外のシステムが取得することが可能となり、車両1001全体の安全性を担保することが可能となる。さらに、車両1001内部での通信経路の決定及び切り替えに関する構成要素を省くことが可能となり、車両1001におけるリソースの節約となる。なお、車外のシステム及び車両1001の両方が通信経路の決定及び切り替えに関する構成要素を有していてもよい。
(実施の形態1の変形例2)
実施の形態1で示した車載ネットワークシステム1000では、車両1001のネットワークシステム内の車外通信を担当するECUが通信異常を検知することで、適切な通信経路を決定する例について説明したが、更に車両の状態に応じて、通信経路を変更するかどうかを判断するとしても良い。なお、実施の形態1と同様の図面については説明を省略し、ここでは構成の異なる通信ECU11300について主に説明する。
[1.14 通信ECU11300の構成図]
図14は、実施の形態1の変形例2における通信ECU11300の構成の一例を示す図である。通信ECU11300は、車内通信部1301と、変換部1302と、車外通信部1303と、切替部11304と、車両状態推定部11305と、から構成される。なお、実施の形態1と同様の構成は、同一の番号を付与した上で説明を省略する。
切替部11304は、車両状態推定部11305から現在の車両状態を取得する。また、切替部11304は、車外通信部1303よりサーバ(例えばサーバ1400)へ送信するべき情報の通知を受ける。そして、切替部11304は、取得した現在の車両状態が、特定の車両状態に該当する場合に、現状サーバ1400との通信に用いている通信経路とは他の通信経路を用いたサーバ1400との通信が可能な車外通信部を持つECUへ、サーバ1400へ送信するべき情報を通知するために、車内通信部1301へ当該情報を通知する。切替部11304は、特定の異常の発生及び車両の状態に応じて、異常検知結果情報をサーバ1400へと送信するための通信経路を、複数の通信経路のうちから決定する決定部の一例である。切替部11304によって、車両とサーバ1400との通信に用いられる通信経路が、決定された通信経路に切り替えられる。
車両状態推定部11305は、現在の車両状態を推定した上で、推定した車両状態を切替部11304へ通知する。推定される車両状態は、特に限定されず、適宜設定される。
[1.15 異常情報送信経路切替処理シーケンスの一例]
図15は、実施の形態1の変形例2における異常情報送信経路切替処理に関するシーケンスの一例を示す図である。図15では、通信ECU11300が、異常検知結果情報をサーバ1400へ送信する際に、特定の異常として送信エラーが発生した場合、かつ、現在の車両状態が特定の車両状態に合致した場合にのみ、通信経路を、IVI1200を介する通信経路に切り替えて、IVI1200から異常検知結果情報を送信する処理のシーケンスの一例を示す。なお、実施の形態1と同様のステップは、同一の番号を付与した上で説明を省略する。
(S11209)通信ECU11300は、車両状態が予め決められた状態(例えばイグニッションオン中)に合致するかどうかを判定し、合致する場合はS1207へ、合致していない場合は終了する。イグニッションオフの場合には、車両は停止していると考えられるため、すぐに別の車外通信部を持つECUから検知結果情報を送信しなくてもよい場合が多いため、サーバ1400へ異常検知結果情報を送信せずに処理を終了している。
(実施の形態1の変形例2の効果)
実施の形態1の変形例2で示した車載ネットワークシステムでは、車内で発生した異常に関する情報を車外のシステム(例えばサーバ1400)へ通知する際に、特定の車両状態において車両のネットワークシステム内の車外との通信を担当するECU(例えば通信ECU11300)に異常が発生した場合にも、予め別の車外通信ECU(例えばIVI1200)を代替として設定しておくことで、異常に関する情報を適切に車外のシステムへ通知することが可能となり、車両全体の安全性を担保することが可能となる。別の車外通信ECUを用いて通信を行うことが許容される特定の車両状態を予め設定しておくことで、更なる通信エラーを回避することが可能となる。
(実施の形態2)
実施の形態1で示した車載ネットワークシステム1000では、車内で発生した異常に関する情報を車外のシステムへ通知する際に、特定の異常として通信に関する異常が発生した場合に通信経路の切り替えを行う例を示しているが、これに限らない。例えば、車内で重要度が高い異常が発生した際に、既に車外通信機能を含む他機能にも異常が発生している可能性が高いことを鑑み、通信に関する異常が発生したかどうかに関わらず、車外システムへの通信経路を切り替えても良い。この例について、図面を参照しながら説明する。なお、実施の形態1と同様の図面については説明を省略する。
[2.システムの構成]
ここでは、本開示の実施の形態2として、車載ネットワークシステム2000について図面を参照しながら説明する。なお、実施の形態1と同様の構成は、同一の番号を付与した上で説明を省略する。
[2.1 車載ネットワークシステム2000の全体構成]
図16は、実施の形態2における車載ネットワークシステム2000の全体構成の一例を示す図である。
車載ネットワークシステム2000は、車両2001と、車両2001とネットワークを介して接続して動作するサーバ1400と、によって構成される。車載ネットワークシステム2000には、車両2001に搭載された1つ以上のECUが設けられる。また、車載ネットワークシステム2000には、異常検知システムが含まれている。
車両2001は、各種車載ネットワークにて接続される、ECU1100a、1100b及び1100c(ECU1100)と、各ECU1100の制御対象であるブレーキ1011、ハンドル1012及びアクセル1013と、各ECU1100と車載ネットワークを介して通信する通信ECU2300と、車両の動力源となるバッテリー2015と、バッテリー2015の充電を担当する充電ECU2500と、から構成される。
通信ECU2300は、サーバ1400と通信を行い、サーバ1400と車両2001内の他のECUとのメッセージの送受信を実施する。通信ECU2300は、TCUの一例である。
充電ECU2500は、車外の充電設備(図示せず)と接続し、バッテリー2015の充電に関する処理を担当する。充電ECU2500は、さらに、サーバ1400と通信を行い、サーバ1400と車両2001内の他のECUとのメッセージの送受信を実施する。なお、充電ECU2500は、サーバ1400以外の車両外の装置とも通信可能であってもよい。
図16に示されるように、車載ネットワークシステム2000では、車両2001と、サーバ1400とが複数の通信経路を介して通信可能である。例えば、複数の通信経路は、通信ECU2300(TCU)を介する通信経路及び充電ECU2500を介する通信経路を含む。
[2.2 通信ECU2300の構成図]
図17は、実施の形態2における通信ECU2300の構成の一例を示す図である。通信ECU2300は、車内通信部1301と、変換部2302と、車外通信部2303と、から構成される。
変換部2302は、車内通信部1301及び車外通信部2303の一方を介して受信したメッセージのうち、転送が必要となるデータを予め決められたフォーマットへ変換し、車内通信部1301及び車外通信部2303の他方へと送信する。
車外通信部2303は、サーバ1400より受信したメッセージを変換部2302へと通知する。また、車外通信部2303は、変換部2302より通知されたメッセージをサーバ1400へと送信する。車外通信部2303は、複数の通信経路のうちから、通信ECU2300とサーバ1400との通信経路が決定された場合、決定された通信経路を使ってサーバ1400へ異常検知結果情報を送信する異常検知結果送信部となる。
[2.3 充電ECU2500の構成図]
図18は、実施の形態2における充電ECU2500の構成の一例を示す図である。充電ECU2500は、車内通信部2501と、起動管理部2502と、暗号処理部2503と、鍵管理部2504と、検知結果管理部2505と、検知結果保持部2506と、切替部2507と、充電処理部2508と、車外通信部2509と、から構成される。
車内通信部2501は、車載ネットワークを通じた他のECUとの通信を行う。車内通信部2501は、受信したメッセージを暗号処理部2503及び充電処理部2508へ通知する。また、車内通信部2501は、切替部2507又は充電処理部2508より通知されたメッセージを他のECUへ送信する。
起動管理部2502は、充電ECU2500の起動処理と、充電ECU2500の各機能の起動処理を担当する。起動管理部2502は、起動時に起動内容の正当性チェックが必要な場合は、暗号処理部2503へ通知する。
暗号処理部2503は、鍵管理部2504の保持する鍵や証明書を用いて、メッセージに含まれるMAC(メッセージ認証符号)の検証を行い、その結果を検知結果管理部2505へと通知する。また、暗号処理部2503は、起動管理部2502からの通知内容に対応して、装置や機能の起動時の正当性チェックを行い、その結果を検知結果管理部2505へと通知する。暗号処理部2503は、車両2001における異常を検知する異常検知部の一例である。
鍵管理部2504は、暗号処理部2503で使用する鍵や証明書を保持する。
検知結果管理部2505は、暗号処理部2503から通知された車両2001における異常の検知結果を、周辺情報とともに検知結果保持部2506へ格納する。また、検知結果管理部2505は、検知結果保持部2506の保持内容を、車内通信部2501を介して通信ECU2300へ、あるいは、車外通信部2509を介してサーバ1400へと検知結果状態メッセージ(異常検知結果情報とも呼ぶ)として送信するため、検知結果状態メッセージを切替部2507へと通知する。検知ルールの一例については図19に、検知結果状態メッセージのメッセージフォーマットの一例については図20に、それぞれ示す。
検知結果保持部2506は、検知結果管理部2505より通知の受けた検知結果データを保持する。また、検知結果保持部2506は、検知結果管理部2505からの読み出し指示に応じて、当該検知結果データを検知結果管理部2505へ通知する。検知結果保持部2506の具体的な保持内容の一例については、実施の形態1と同様であるため、ここでは説明を省略する。
切替部2507は、検知結果管理部2505からサーバ1400へ送信するべき情報の通知を受け、当該情報を通信ECU2300へ通知するか、サーバ1400へ通知するかを判断し、通信ECU2300へ通知する場合には車内通信部2501を介して通知し、サーバ1400へ通知する場合には車外通信部2509を介して通知する。切替部2507は、特定の異常の発生に基づいて、車両2001における異常の検知結果を示す異常検知結果情報をサーバ1400へ送信するための通信経路を、複数の通信経路のうちから決定する決定部の一例である。例えば、切替部2507は、発生した特定の異常を、異常の種類ごとに通信経路が対応付けられたテーブル(後述する図19参照)に照合することで、異常検知結果情報をサーバ1400へと送信するための通信経路を、複数の通信経路のうちから決定する。切替部2507によって、車両2001とサーバ1400との通信に用いられる通信経路が、決定された通信経路に切り替えられる。
充電処理部2508は、バッテリー2015の充電処理を担当する。また、充電処理部2508は、車内通信部2501を介して他ECUへバッテリー2015の状態を通知したり、車外通信部2509を介してサーバ1400へ充電処理実施履歴を通知したりする役割を持つ。
車外通信部2509は、車外の充電設備(図示しない)を介して、サーバ1400と通信を行う。車外通信部2509は、受信したメッセージを充電処理部2508へ通知する。また、車外通信部2509は、切替部2507又は充電処理部2508より通知されたメッセージをサーバ1400へ送信する。切替部2507より通知された、サーバ1400へ送信される検知結果状態メッセージのメッセージフォーマットの一例については図21に示す。車外通信部2509は、複数の通信経路のうちから、充電ECU2500とサーバ1400との通信経路が決定された場合、決定された通信経路を使ってサーバ1400へ異常検知結果情報を送信する異常検知結果送信部となる。
[2.4 検知ルールの一例]
図19は、実施の形態2における車載ネットワークのメッセージの異常を検知するための検知ルールの一例を示す図である。図19に示されるように、検知ルールには、具体的な検知内容と、それぞれの検知内容に対応するエラーIDと、各エラーIDに対応した経路情報とが対応付けられたテーブルが含まれている。テーブルに記載された異常が発生した場合に、該当するエラーIDと周辺情報とが保存処理された上で、送信先となる経路情報に記載されるECUへ送信される。
[2.5 車内への検知結果状態メッセージのフォーマットの一例]
図20は、実施の形態2における車内への検知結果状態メッセージのフォーマットの一例を示す図である。車内への検知結果状態メッセージ(言い換えると車載ネットワークに送信される検知結果状態メッセージ)のペイロードは、検知結果ヘッダーD1101と、検知部ID D1102と、エラーID D1103と、検知結果ペイロードD1104と、によって構成される。なお、実施の形態1と全て同一の要素であるため、個別の項目に関する説明は省略するが、本図に示すとおり、単一のエラーIDを一つのメッセージに入れることも可能である。
[2.6 車外への検知結果状態メッセージのフォーマットの一例]
図21は、実施の形態2における車外への検知結果状態メッセージのフォーマットの一例を示す図である。車外への検知結果状態メッセージ(言い換えるとサーバ1400へ送信される検知結果状態メッセージ)のペイロードは、検知結果ヘッダーD1201と、車両ID D1202と、検知部ID D1203と、エラーID D1204と、検知結果ペイロードD1205と、によって構成される。なお、実施の形態1と全て同一の要素であるため、個別の項目に関する説明は省略するが、本図に示すとおり、単一の検知部IDやエラーIDを一つのメッセージに入れることも可能である。
[2.7 異常情報送信経路切替処理シーケンスの一例]
図22は、実施の形態2における異常情報送信経路切替処理に関するシーケンスの一例を示す図である。図22では、特定の異常として、車両2001における異常(例えば充電ECU2500での異常)が発生した際に、異常検知結果情報を通信ECU2300へ送信するのではなく、充電ECU2500から直接サーバ1400へ送信する(言い換えると、複数の通信経路のうちから充電ECU2500を介する通信経路を決定する)処理のシーケンスの一例を示す。なお、実施の形態1と同一の処理ステップに関しては同一の番号を付与し、説明を省略する。
(S2101)充電ECU2500は、異常の発生を待機し、通信ECU2300は、通信の発生(充電ECU2500からの通知の受信)を待機する。
(S2102)充電ECU2500は、異常の発生を検知する。
(S2103)充電ECU2500は、発生した異常が、車両2001における予め決められた異常かどうかを判定し、車両2001における予め定められた異常だった場合は、通信経路の切り替え時の送信処理へと進む。当該処理の詳細は図23にて説明する。充電ECU2500が検知した異常が車両2001における予め定められた異常ではなかった場合は、S2104へ進む。このように、特定の異常は、車両2001における異常を含む。
(S2104)充電ECU2500は、異常の発生回数に関するカウンタ値を1つインクリメントする。
(S2105)充電ECU2500は、異常の発生回数(上記カウンタ値)が予め規定された回数を超えたかどうかの判定を行い、超えた場合はS2106へ、超えていない場合はS2101へ進む。
(S2106)充電ECU2500が、発生した異常内容を集約した情報を通信ECU2300へ送信する。
(S2107)充電ECU2500は、上記カウンタ値をリセットする。
(S2108)充電ECU2500は、一連の処理を完了し、S2101へ戻る。
[2.8 異常情報切替経路送信処理シーケンスの一例]
図23は、実施の形態2における異常情報通信処理に関するシーケンスの一例を示す図である。図23では、充電ECU2500がサーバ1400へと、発生した異常に関する異常検知結果情報を送信する処理のシーケンスの一例を示す。
(S2201)サーバ1400は、通信の発生(通信ECU2300又は充電ECU2500からの通知の受信)を待機する。
(S2202)充電ECU2500は、発生した異常に関する異常検知結果情報をサーバ1400へと送信する。
(実施の形態2の効果)
実施の形態2で示した車載ネットワークシステム2000では、車内で発生した異常に関する情報を車外のシステム(例えばサーバ1400)へ通知する際に、図19に示されるように、発生する異常毎に通信経路を予め決めておくことで、異常に関する情報を適切に車外のシステムへ通知することが可能となり、車両2001全体の安全性を担保することが可能となる。また、異常毎に通信経路を分けることで、通信経路ごとの負荷を分散させることができる。
(実施の形態2の変形例1)
実施の形態2で示した車載ネットワークシステム2000では、車両2001のネットワークシステム内で予め定められた異常が発生したことを検知することで、適切な通信経路を決定する例について説明したが、更に車両の状態に応じて、通信経路を変更するかどうかを判断するとしても良い。なお、実施の形態2と同様の図面については説明を省略するため、ここでは構成の異なる充電ECU22500について主に説明する。
[2.9 充電ECU22500の構成図]
図24は、実施の形態2の変形例1における充電ECU22500の構成の一例を示す図である。充電ECU22500は、車内通信部2501と、起動管理部2502と、暗号処理部2503と、鍵管理部2504と、検知結果管理部2505と、検知結果保持部2506と、切替部22507と、充電処理部2508と、車外通信部2509と、車両状態推定部22510と、から構成される。
切替部22507は、車両状態推定部22510より現在の車両状態を取得する。また、切替部22507は、検知結果管理部2505からサーバ(例えばサーバ1400)へ送信するべき情報の通知を受ける。そして、切替部22507は、取得した現在の車両状態が、特定の車両状態に該当する場合に、サーバ1400へ送信するべき情報を通信ECU2300へ通知するか、サーバ1400へ通知するかを判断し、通信ECU2300へ通知する場合には車内通信部2501を介して通知し、サーバ1400へ通知する場合には車外通信部2509を介して通知する。切替部22507は、特定の異常の発生及び車両の状態に基づいて、車両における異常の検知結果を示す異常検知結果情報をサーバ1400へ送信するための通信経路を、複数の通信経路のうちから決定する決定部の一例である。切替部22507によって、車両とサーバ1400との通信に用いられる通信経路が、決定された通信経路に切り替えられる。
車両状態推定部22510は、現在の車両状態を推定した上で、推定した車両状態を切替部22507へ通知する。推定される車両状態は、特に限定されず、適宜設定される。
[2.10 異常情報切替経路送信処理シーケンスの一例]
図25は、実施の形態2の変形例1における異常情報通信処理に関するシーケンスの一例を示す図である。図25では、充電ECU22500がサーバ1400へと発生した異常に関する情報を送信する処理のシーケンスの一例を示す。なお、実施の形態2と同一の処理ステップに関しては同一の番号を付与し、説明を省略する。
(S22203)充電ECU22500は、車両状態が予め決められた状態(例えば充電中)であるかどうかを判定し、充電中の場合はS2202へ、充電中ではない場合は処理を終了する。受電中でない場合には、車両は車外の充電設備に接続されておらず、充電ECU22500は、そもそもサーバ1400と通信できる状態にないため、処理が終了する。
(実施の形態2の変形例1の効果)
実施の形態2の変形例1で示した車載ネットワークシステムでは、車内で発生した異常に関する情報を車外のシステム(例えばサーバ1400)へ通知する際に、発生する異常毎に通信経路を予め決めておくことで、異常に関する情報を適切に車外のシステムへ通知することが可能となり、車両全体の安全性を担保することが可能となる。さらに、通信を行うことが許容される特定の車両状態を予め設定しておくことで、通信エラーなどを回避するとともに、キャッシュやバッファリングなどを不要とし、車両内のリソースの削減が可能となる。
(その他の実施の形態)
以上、本開示の一つ又は複数の態様に係る異常検知システムについて、実施の形態に基づいて説明したが、本開示は、これらの実施の形態に限定されるものではない。本開示の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を各実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本開示の一つ又は複数の態様の範囲内に含まれてもよい。
例えば、異常検知システムは、特定の異常の発生に基づいて複数の通信経路のうちから決定された通信経路を示す通信経路情報を送信する通信経路送信部を有していてもよい。例えば、通信経路送信部は、実施の形態1では、IVI1200が備える車外通信部1203又は通信ECU1300が備える車外通信部1303であってもよいし、実施の形態2では、充電ECU2500が備える車外通信部2509又は通信ECU2300が備える車外通信部2303であってもよい。送信された通信経路情報は、ウェブブラウザ等に表示されてもよい。これについて図26を用いて説明する。
図26は、その他の実施の形態における、発生した異常と切り替えられた通信経路の表示の一例を示す図である。
図26に示されるように、発生した異常の、ID、発生日時、内容、その異常の発生により切り替えられた通信経路がウェブブラウザ等に表示されてもよい。これにより、管理者等は、どのような異常が発生して、どのような通信経路に切り替えられたのかを把握することができる。
また、発生した異常と切り替えられた通信経路の詳細が表示されてもよい。これについて図27及び図28を用いて説明する。
図27は、その他の実施の形態における、発生した異常と切り替えられた通信経路の詳細表示の一例を示す図である。
例えば、図26における表示において、各行(例えば各行のIDなど)が選択可能であり、選択された行に対応する、発生した異常と切り替えられた通信経路の詳細が図27のように表示されてもよい。例えば、IDが「67890」の異常の詳細が図27に示されており、当該異常がMACエラーであり、具体的には「89 AE」の部分が異常であることが示されている。また、車載ネットワークにおける当該異常の発生箇所が破線で示されている。また、切り替えられた通信経路がIVIを介する通信経路であることが、「IVI」の部分が強調表示されることで示されている。
図28は、その他の実施の形態における、発生した異常と切り替えられた通信経路の詳細表示の他の一例を示す図である。
例えば、発生した異常と切り替えられた通信経路の詳細が図28のように表示されてもよい。例えば、IDが「24680」の異常の詳細が図28に示されており、当該異常がブートエラーであることが示されている。また、車載ネットワークにおける当該異常の発生箇所が破線で示されている。また、切り替えられた通信経路が充電ECUを介する通信経路であることが、「充電ECU」の部分が強調表示されることで示されている。
例えば、異常検知システムは、異常の種類ごとに通信経路が対応付けられたテーブルにおける異常の種類と通信経路との対応付けを変更する変更部を有していてもよい。例えば、変更部は、実施の形態2では、充電ECU2500が備える検知結果管理部2505であってもよい。これについて図29を用いて説明する。
図29は、その他の実施の形態における、発生した異常と切り替えられる通信経路との対応関係の設定をするための表示の一例を示す図である。
例えば、図29に示されるように、発生した異常と切り替えられる通信経路との対応関係がウェブブラウザ等に表示されてもよく、ウェブブラウザ上等で管理者等によって当該対応関係が設定されてもよい。例えば、図29では、MAC認識エラーが発生したときに切り替えられる通信経路が通信ECUを介する通信経路となっているが、充電ECUやIVIを介する通信経路に変更可能であってもよい。例えば、ウェブブラウザ上等で設定が変更された場合、その旨を示す情報が変更部に通知され、変更部は、当該情報に基づいて、テーブルにおける異常の種類と通信経路との対応付けを変更してもよい。
上記の実施の形態では、車載ネットワークとしてCANプロトコルを用いる例について説明したが、これに限るものではない。例えば、車載ネットワークとしてCAN-FD(CAN with Frexible Data Rate)、LIN(Local Interconnect Network)、MOST(Media Oriented Systems Transport)、Ethernet(登録商標)などを用いてもよい。あるいは、車載ネットワークは、これらのネットワークをサブネットワークとして、組み合わせたネットワーク構成であってもよい。
上記実施の形態では、切替部を有するECUが車両状態を推定する例について説明したが、特定のECUが車両状態を判定し、他のECUが車載ネットワークを介して判定された車両状態を取得するとしても良いし、各ECUが独自に車両状態を判定するとしても良い。また、車両状態としてイグニッションONや充電中のみならず、停車中、駐車中、アクセサリーON、走行中、低速走行中、高速走行中などの状態を判定するとしても良い。
上記実施の形態では、異常検知結果情報として、CANのMACエラー、Authenticated Boot、TEE(Trusted Execution Enviroment)の起動エラーなどを示したが、これらに限定されるわけではない。例えば、異常検知結果情報として、ネットワークシステムやECUが観測する各種異常情報、例えば、システムログを使った不正アプリ検知情報や、Firewallエラー情報、IDS(Intrusion Detection System)による検知情報などを含む、いかなる異常情報を用いるとしても良い。
上記実施の形態では、検知結果管理部と検知結果保持部が、実際に異常検知結果情報を生成した同一のECU内に存在している構成について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、検知結果保持部のみ単独のECUとしてEDR(Event Data Recorder)として存在しても良いし、複数のECUが生成した異常検知結果情報を特定のECUが持つ検知結果管理部へ集約するとしても良い。
上記実施の形態1では、通信エラーとして一定回数のリトライエラーを挙げたが、これは一例であり、いかなる通信エラーを排除するものではない。例えば、通信エラーは、一定時間のタイムアウトとしても良いし、証明書などを用いた認証エラーなどであっても良い。
上記実施の形態では、通信経路として、IVI又は充電ECUを介する通信経路を挙げたが、これは一例であり、いかなる通信手段を排除するものではない。例えば、通信経路として、ドライバのスマートフォンを用いたWi-FiもしくはBluetooth経由でのテザリングや、特定の場所に設置された通信装置との通信であるETC(Electronic Toll Collection System)や、DSRC(Dedicated Short Range Communications)を使っても良い。
上記実施の形態では、通信経路を完全に切り替えて送信する例について説明したが、冗長化のために複数の通信経路で同時に送信するとしてもよい。さらに、サーバ1400あるいはサーバ11400側で双方の通信状態を比較して判断するとしても良い。
また、上記実施の形態では、切り替え先のECU(通信経路)を物理的に離れているECUとして説明しているが、これに限定されず、切り替え先のECUは、論理的に別のECUであってもよい。
例えば、異常検知システムに、複数のECUの機能を統合するハイパーバイザー(Hypervisor)などのECUが導入されてもよい。このようなECU内において、それぞれが異なる仮想マシン上で動作する複数の仮想OS(オペレーティングシステム)上に、複数の外部インタフェースが保持される場合、特定の異常が発生したことに応じて、あるOSが持つ予め決められた通信経路から、他のOSが有する上記予め決められた通信経路とは異なる通信経路へと通信経路の切り替えが行われても良い。
例えば、ECU1100a~1100c、IVI1200、通信ECU1300、11300、2300、充電ECU2500、22500等のECUのうち、複数のECUが、1つの物理的な装置(コンピュータ)等により構築される仮想環境により、実現されていても良い。
図30は、その他の実施の形態における、コンピュータ1600で実現される仮想環境のソフトウェア構成の一例を示す図である。コンピュータ1600は、仮想マシンモニタ1601、仮想マシン1602~1605を備える。仮想マシン1602は、仮想ハードウェア1610、汎用オペレーティングシステム1611及びアプリ1612~1614を備え、仮想マシン1603は、仮想ハードウェア1620、汎用オペレーティングシステム1621及びアプリ1622を備え、仮想マシン1604は、仮想ハードウェア1630、リアルタイムオペレーティングシステム1631及びアプリ1632を備え、仮想マシン1605は、仮想ハードウェア1640及びファームウェア1641を備える。ECUは、このような仮想環境のソフトウェア構成によって実現されてもよい。
なお、汎用オペレーティングシステム1611、1621或いはリアルタイムオペレーティングシステム1631上で動作するアプリの数は、一例に過ぎず、より多くのアプリが動作しても良い。
また、汎用オペレーティングシステムが動作する仮想マシン2つと、リアルタイムオペレーティングシステムが動作する仮想マシン1つと、ファームウェアが動作する仮想マシン1つによって仮想環境が構成される例を図示しているが、これは一例に過ぎない。仮想環境を、例えば、ファームウェアが動作する仮想マシンだけで構成しても良いし、ファームウェアが動作する仮想マシンとリアルタイムオペレーティングシステムが動作する仮想マシンとだけで構成しても良い。
上記の実施の形態における各装置は、具体的には、マイクロプロセッサ、ROM、RAM、ハードディスクユニット、ディスプレイユニット、キーボード、マウスなどから構成されるコンピュータシステムである。RAMまたはハードディスクユニットには、コンピュータプログラムが記録されている。マイクロプロセッサが、コンピュータプログラムにしたがって動作することにより、各装置は、その機能を達成する。ここでコンピュータプログラムは、所定の機能を達成するために、コンピュータに対する指令を示す命令コードが複数個組み合わされて構成されたものである。
上記の実施の形態における各装置は、構成する構成要素の一部または全部は、1個のシステムLSI(Large Scale Integration:大規模集積回路)から構成されているとしてもよい。システムLSIは、複数の構成部を1個のチップ上に集積して製造された超多機能LSIであり、具体的には、マイクロプロセッサ、ROM、RAMなどを含んで構成されるコンピュータシステムである。RAMには、コンピュータプログラムが記録されている。マイクロプロセッサが、コンピュータプログラムにしたがって動作することにより、システムLSIは、その機能を達成する。
また、上記の各装置を構成する構成要素の各部は、個別に1チップ化されていても良いし、一部又はすべてを含むように1チップ化されてもよい。
また、ここでは、システムLSIとしたが、集積度の違いにより、IC、LSI、スーパーLSI、ウルトラLSIと呼称されることもある。また、集積回路化の手法はLSIに限るものではなく、専用回路又は汎用プロセッサで実現してもよい。LSI製造後に、プログラムすることが可能なFPGA(Field Programmable Gate Array)や、LSI内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサを利用しても良い。
さらには、半導体技術の進歩又は派生する別技術によりLSIに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。バイオ技術の適用等が可能性としてありえる。
上記の各装置を構成する構成要素の一部または全部は、各装置に脱着可能なICカードまたは単体のモジュールから構成されているとしてもよい。ICカードまたはモジュールは、マイクロプロセッサ、ROM、RAMなどから構成されるコンピュータシステムである。ICカードまたはモジュールは、上記の超多機能LSIを含むとしてもよい。マイクロプロセッサが、コンピュータプログラムにしたがって動作することにより、ICカードまたはモジュールは、その機能を達成する。このICカードまたはこのモジュールは、耐タンパ性を有するとしてもよい。
例えば、本開示は、異常検知システムとして実現できるだけでなく、異常検知システムを構成する各構成要素が行うステップ(処理)を含む異常検知方法として実現できる。
図31は、その他の実施の形態における異常検知方法の一例を示すフローチャートである。
異常検知方法は、車両に搭載された1つ以上のECUが設けられた車載ネットワークシステムにおける異常検知方法であって、車載ネットワークシステムでは、車両と、車両の外部の特定の装置とが複数の通信経路を介して通信可能であり、異常検知方法は、図31に示されるように、車両における異常を検知する異常検知ステップ(S1)と、特定の異常の発生に基づいて、車両における異常の検知結果を示す異常検知結果情報を特定の装置へ送信するための通信経路を、複数の通信経路のうちから決定する決定ステップ(S2)と、決定された通信経路を使って特定の装置へ異常検知結果情報を送信する異常検知結果送信ステップ(S3)と、を含むことを特徴とする。
例えば、異常検知方法におけるステップは、コンピュータ(コンピュータシステム)によって実行されてもよい。そして、本開示は、異常検知方法に含まれるステップを、コンピュータに実行させるためのコンピュータプログラム又は当該プログラムからなるデジタル信号として実現できる。
また、本開示は、コンピュータプログラムまたはデジタル信号をコンピュータ読み取り可能な記録媒体、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、CD-ROM、MO、DVD、DVD-ROM、DVD-RAM、BD(Blu-ray(登録商標) Disc)、半導体メモリなどに記録したものとしてもよい。また、本開示は、これらの記録媒体に記録されているデジタル信号であるとしてもよい。
また、本開示は、コンピュータプログラムまたはデジタル信号を、電気通信回線、無線または有線通信回線、インターネットを代表とするネットワーク、データ放送等を経由して伝送するものとしてもよい。
また、本開示は、マイクロプロセッサとメモリを備えたコンピュータシステムであって、メモリは、上記コンピュータプログラムを記録しており、マイクロプロセッサは、コンピュータプログラムにしたがって動作するとしてもよい。
また、プログラムまたはデジタル信号を記録媒体に記録して移送することにより、またはプログラムまたはデジタル信号をネットワーク等を経由して移送することにより、独立した他のコンピュータシステムにより移送されたプログラム又はデジタル信号を実施するとしてもよい。
上記実施の形態及び上記変形例をそれぞれ組み合わせるとしてもよい。
本開示は、車両と、車両と通信する車両の外部の装置とを備える車載ネットワークシステムに適用できる。
1000、2000 車載ネットワークシステム
1001、2001 車両
1100a、1100b、1100c ECU
1011 ブレーキ
1012 ハンドル
1013 アクセル
1101、1401、11401 通信部
1102 メッセージ変換部
1103、2502 起動管理部
1104、2503 暗号処理部
1105、2504 鍵管理部
1106、2505 検知結果管理部
1107、2506 検知結果保持部
1200 IVI
1201、1301、2501 車内通信部
1202、1302、2302 変換部
1203、1303、2303、2509 車外通信部
1204 表示部
1300、11300、2300 通信ECU
1304、11304、2507、11403、22507 切替部
1400、11400 サーバ
1402 車両管理部
1600 コンピュータ
1601 仮想マシンモニタ
1602、1603、1604、1605 仮想マシン
1610、1620、1630、1640 仮想ハードウェア
1611、1621 汎用オペレーティングシステム
1612、1613、1614、1622、1632 アプリ
1631 リアルタイムオペレーティングシステム
1641 ファームウェア
2015 バッテリー
2500、22500 充電ECU
2508 充電処理部
11305、22510 車両状態推定部
D1101、D1201 検知結果ヘッダー
D1102、D1203 検知部ID
D1103、D1204 エラーID
D1104、D1205 検知結果ペイロード
D1202 車両ID

Claims (12)

  1. 車両に搭載された1つ以上の電子制御装置が設けられた車載ネットワークシステムにおける異常検知システムであって、
    前記車載ネットワークシステムでは、前記車両と、前記車両の外部の特定の装置とが複数の通信経路を介して通信可能であり、
    前記異常検知システムは、
    前記車両における異常を検知する異常検知部と、
    特定の異常の発生に基づいて、前記車両における異常の検知結果を示す異常検知結果情報を前記特定の装置へ送信するための通信経路を、前記複数の通信経路のうちから決定する決定部と、
    決定された通信経路を使って前記特定の装置へ前記異常検知結果情報を送信する異常検知結果送信部と、
    を有
    前記特定の異常は、前記車両の外部との通信の異常を含み、
    前記車両の外部との通信の異常は、前記特定の装置における前記異常検知結果情報の受信処理の異常を含む、
    異常検知システム。
  2. 前記車両の外部との通信の異常は、前記特定の装置への前記異常検知結果情報の送信処理の異常を含む、
    請求項に記載の異常検知システム。
  3. 前記特定の異常は、前記車両における異常を含む、
    請求項1又は2に記載の異常検知システム。
  4. 前記決定部は、発生した前記特定の異常を、異常の種類ごとに通信経路が対応付けられたテーブルに照合することで、前記異常検知結果情報を前記特定の装置へ送信するための通信経路を、前記複数の通信経路のうちから決定する、
    請求項1~のいずれか1項に記載の異常検知システム。
  5. 前記異常検知システムは、さらに、前記テーブルにおける異常の種類と通信経路との対応付けを変更する変更部を有する、
    請求項に記載の異常検知システム。
  6. 前記複数の通信経路は、TCU(Telematics Control Unit)を介する通信経路を含む、
    請求項1~のいずれか1項に記載の異常検知システム。
  7. 前記複数の通信経路は、IVI(In-Vehicle Infotainment)を介する通信経路を含む、
    請求項1~のいずれか1項に記載の異常検知システム。
  8. 前記複数の通信経路は、バッテリーの充電を担当する電子制御装置を介する通信経路を含む、
    請求項1~のいずれか1項に記載の異常検知システム。
  9. 前記決定部は、前記特定の異常の発生及び前記車両の状態に応じて、前記異常検知結果情報を前記特定の装置へと送信するための通信経路を、前記複数の通信経路のうちから決定する、
    請求項1~のいずれか1項に記載の異常検知システム。
  10. 前記異常検知システムは、さらに、決定された通信経路を示す通信経路情報を送信する通信経路送信部を有する
    請求項1~のいずれか1項に記載の異常検知システム。
  11. 車両に搭載された1つ以上の電子制御装置が設けられた車載ネットワークシステムにおける異常検知方法であって、
    前記車載ネットワークシステムでは、前記車両と、前記車両の外部の特定の装置とが複数の通信経路を介して通信可能であり、
    前記異常検知方法は、
    前記車両における異常を検知する異常検知ステップと、
    特定の異常の発生に基づいて、前記車両における異常の検知結果を示す異常検知結果情報を前記特定の装置へ送信するための通信経路を、前記複数の通信経路のうちから決定する決定ステップと、
    決定された通信経路を使って前記特定の装置へ前記異常検知結果情報を送信する異常検知結果送信ステップと、
    を含
    前記特定の異常は、前記車両の外部との通信の異常を含み、
    前記車両の外部との通信の異常は、前記特定の装置における前記異常検知結果情報の受信処理の異常を含む、
    異常検知方法。
  12. 請求項11に記載の異常検知方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
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