本发明专利技术涉及一种用于对机动车辆(10)中的数据网络(11)的监测装置(23)进行操作的方法，其中，该监测装置(23)在网络连接(12)处接收来自数据网络(11)的包括至少一个电信号(20，21)的数据消息(19)。本发明专利技术提供了该监测装置(23)以进行以下操作：确定该消息(19)的预定消息部分中的该至少一个电信号(20，21)的相应信号电平的至少一个电平值；基于该至少一个电平值生成测试值；针对该数据消息(19)确定指示该数据消息(19)的所声称发送器设备的发送器信息项；基于该发送器信息确定参考值；以及如果该测试值与该参考值之间的差就绝对值而言大于预定阈值，则生成警告信号(28)。该电信号的信号电平被阻抗衰减或总体上改变，这由连接该发送器设备和该监测装置(23)的线路部分导致。使用这样的事实：在网络中应用各个控制设备(ECU)之间的线路上的特性衰减，这些特性衰减在很大程度上是固定的并且因此在静态网络中是确定的。因此，该监测装置提供了一种方法和装置，其中，在网络中在接收站ECU M(13)处捕获来自发射站ECU X(14，15，16)的总线信号的幅度或幅度差，将其与预期的幅度或幅度差进行比较，并用于检测异常。这使得发送器设备难以隐藏不正确的发送器信息项。
Method of operation of monitoring device for data network in motor vehicle and monitoring device, control device and motor vehicle
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于对机动车辆中数据网络的监测装置进行操作的方法以及监测装置、控制设备和机动车辆本专利技术涉及一种用于对机动车辆中的数据网络中的监测装置进行操作的方法。监测装置检测数据消息是否由数据网络中不正确的发送器发射。本专利技术还包括监测装置、具有该监测装置的机动车辆控制设备和具有该控制设备的机动车辆。可以在机动车辆中提供监测装置以检测数据网络中网络订户的传输行为异常。例如，异常可归因于操纵尝试，在该尝试下，网络订户(即，例如控制设备)使用不正确的发送器发出数据消息。结果是，该网络订户表现为另一个网络订户。这可以例如作为以未经授权的方式调谐机动车辆的尝试的一部分来执行。不正确的配置还可能导致网络订户发射根本不打算发出的数据消息，因为为此提供了另一个网络订户。结合本专利技术，所述数据网络应理解为意指例如CAN总线(CAN——控制器区域网络)、FlexRay总线、以太网网络、MOST总线、USB总线、或者所提及的网络技术中的至少两种不同技术的组合。本专利技术基于监测机动车辆中的数据网络以获得不正确数据消息的目的。该目的通过独立权利要求的主题来实现。通过从属权利要求、以下说明和附图描述了本专利技术的有利改进。本专利技术提供了一种用于对机动车辆中的数据网络的监测装置进行操作的方法。可以将监测装置提供作为例如机动车辆的控制设备中的附加电路。该方法规定监测装置在网络连接处接收来自数据网络的数据消息。尽管这个数据消息是数字信号，但是其在物理层(PHY)上作为至少一个电信号传输。因此，数据消息包括至少一个这样的电信号。确定该消息的预定消息部分中的该至少一个电信号的相应信号电平的至少一个电平值。例如，可以捕获电压电平或电流电平作为信号电平。然后，电平值相应地指示电压幅度或电流幅度。基于该至少一个电平值生成测试值。换言之，如果捕获了多个电平值，则对其进行组合以形成单个测试值。在捕获单个电平值的情况下，可以将该电平值用作测试值。此外，针对数据消息确定指示数据消息的所声称的发送器设备的标识符或发送器信息项。所声称的发送器设备是另一个网络订户，即，控制设备，例如，数据消息可能潜在地源自该控制设备并且还据称根据发送器信息发源。网络订户的另一种术语还被称为“站”。本专利技术现在用于检查发送器信息是否正确。为此目的，例如基于发送器信息、根据监测装置的数据存储器来确定参考值。此参考值与测试值相关。如果测试值与参考值之间的差大于预定阈值，则生成警告信号。在这种情况下，优选地捕获就绝对值而言的差，其结果是，测试值是大于还是小于参考值没有任何差别。为了检测不正确的发送器信息项，本专利技术使用以下事实：在经由数据网络进行传输期间，通过用于将发送器设备电连接到监测装置的线路部分或线路区段来改变至少一个电平值。发送器设备可以例如根据用于数据网络的通信的规则或标准来生成至少一个电信号，即，可以为至少一个电信号设置标准电平值。然而，该至少一个电信号的相应信号电平被阻抗衰减或总体上改变，这由连接该发送器设备和该监测装置的线路部分导致。这是因为阻抗可以具有电感、电容和/或电阻分量，每个分量可以影响该至少一个电信号。如果数据消息由正确的发送器设备发出，则参考值可以指示监测装置可以预期的测试值。相比而言，如果数据消息由另一个发送器设备发出到数据网络中，则不同的线路部分位于以未经授权方式进行发射的发送器设备与监测装置之间。此线路部分例如由于不同的线路长度而具有不同的阻抗，其结果是，不同于在正确的发送器设备发出数据消息时的情况该至少一个电信号也相应地导致相应的不同电平值。本专利技术产生的优点在于，基于至少一个电平值的测量在物理层上检测具有伪造的发送器信息的数据消息。这使得发送器设备难以隐藏不正确的发送器信息项。另一个优点在于，其足以在无需调整或改变其他网络订户(即，其他控制设备)的传输行为和/或电路设计的情况下提供监测设备，以便能够在数据网络中提供根据本专利技术的监测。本专利技术还包括产生额外优点的改进方案。在规定数据消息包括差分传输的两个电信号(反相的两个电信号)的数据网络中，一个信号的最大值和另一个信号的最小值优选地被确定为这两个信号的相应电平值。监测装置计算最大值与最小值之间的电平差的电平差值。因此，确定最高信号电平和最低信号电平。这两个差分信号的两个电平值通常可以使用。基于电平差确定测试值。例如，电平差可以直接用作测试值。这种改进方案使得能够在监测数据网络时考虑两个电信号。根据一个改进方案，不仅监测装置本身而且另外地另一个网络订户(即，例如另一个控制设备)都生成这样的电平差值。在此改进方案中，监测装置相应地经由数据网络接收如在数据网络中确定的这两个信号的另一电平差的另一电平差值。然后，基于这两个电平差值的商确定测试值。这产生两个优点。一方面，测试值因此与发送器设备使用的信号电平无关。这意味着制造公差具有独立性，其结果是，发送器设备的替换不会导致测试值的损坏，并且因此总是再次由正确的发送器设备产生参考值。另一个优点在于，在数据网络中的两个点处(即，在两个网络连接处)分别确定电平差。因此，防止了以下情况，在该情况中，因为未经授权的发送器设备随机地距离监测装置与正确的发送器设备相同的距离，并且因此线路部分将具有相同的长度，所以伪造的发送器信息项保持未被监测装置检测到。为了确定发送器信息，可以规定监测装置从数据消息中读取发送器信息。如果数据消息包含发送器设备的信息项(例如，其网络地址)，则这是可能的。可替代地，可以规定监测装置基于数据消息的消息类型、根据数据网络的预定义配置计划来确定发送器信息。例如，数据消息可以包含特定测量变量(例如，转向角)的值。给定消息类型(“转向角”)的数据消息可以根据配置计划有意地仅仅源自预定的发送器设备。因此，也可以以这种方式确定发送器信息项。另一个问题是如何在机动车辆中提供参考值。可以通过监测装置经由数据网络接收来自其实际发送器信息为已知的已知发送器设备的参考消息，在校准阶段生成参考值。同样，可以以所描述的方式计算参考消息的测试值。然后，将所计算出的测试值用作例如存储在数据存储器中的参考值。如果可以确保在校准阶段期间数据网络中没有操纵，则可以例如在机动车辆的生产期间或在维修车间停车期间执行校准阶段。测量参考值具有以下优点：可以在参考值中考虑制造公差，并且因此可以在监测期间隐含地补偿该制造公差。可替代地，也可以计算参考值。在这个方面，可以基于该数据网络的线路区段的阻抗值来计算该参考值，该线路区段将该监测装置电连接到该已知的发送器设备。如果未由另一个控制设备确定第二测试值，则可以基于已知发送器设备在生成至少一个电信号时使用的标准电平的标准电平值(例如，电流电平或电压电平，特别是所述最大值和最小值)来另外地实现参考值。为了获得有意义的电平值，以所描述的方式使用预定消息部分。一种改进方案规定监测装置将该数据消息的预定信号位确定为该预定消息部分。在此，哪个信号位是适合的取决于数据网络中使用的通信协议。优选地，使用在其中信号电平具有所述最大值的信号位。为了以较小的技术复杂性执行监测，优选地规定监测装置借助于采样保持电路并借助于连接在该采样保持电路下游的模拟/数字转换器生成至少一个电平值。因此，监测装置可以借助于采样保持电路伴随地读取(即，捕获)预定消息部分，即，可以将该至少一个电信本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于对机动车辆(10)中的数据网络(11)的监测装置(23)进行操作的方法，其中，该监测装置(23)在网络连接(12)处接收来自该数据网络(11)的包括至少一个电信号(20，21)的数据消息(19)，其特征在于：该监测装置(23)：‑确定该消息(19)的预定消息部分中的该至少一个电信号(20，21)的相应信号电平的至少一个电平值，‑基于该至少一个电平值生成测试值，‑针对该数据消息(19)确定指示该数据消息(19)的所声称发送器设备的发送器信息项，‑基于该发送器信息确定参考值，以及‑如果该测试值与该参考值之间的差就绝对值而言大于预定阈值，则生成警告信号(28)。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.01.19 DE 102017200826.11.一种用于对机动车辆(10)中的数据网络(11)的监测装置(23)进行操作的方法，其中，该监测装置(23)在网络连接(12)处接收来自该数据网络(11)的包括至少一个电信号(20，21)的数据消息(19)，其特征在于：该监测装置(23)：-确定该消息(19)的预定消息部分中的该至少一个电信号(20，21)的相应信号电平的至少一个电平值，-基于该至少一个电平值生成测试值，-针对该数据消息(19)确定指示该数据消息(19)的所声称发送器设备的发送器信息项，-基于该发送器信息确定参考值，以及-如果该测试值与该参考值之间的差就绝对值而言大于预定阈值，则生成警告信号(28)。2.如权利要求1所述的方法，其中，该数据消息(19)包括差分传输的两个电信号(20，21)，并且该监测装置(23)计算一个信号(20)与另一个信号(21)之间的电平差的电平差值，并且基于该电平差值确定该测试值。3.如权利要求2所述的方法，其中，该监测装置(23)经由该数据网络(11)接收如在另一网络连接(12)处所确定的该数据消息(19)中的该至少一个电信号(20，21)的另一电平差的另一电平差值，并且基于这两个电平差值的商确定该测试值。4.如前述权利要求之一所述的方法，其中，该监测装置(23)从该数据消息(19)读取该发送器信息，或者基于该数据消息(19)的消息类型、根据该数据网络(11)的预定义配置计划确定该发送器信息。5.如前述权利要求之一所述的方法，其中，该相应信号电平是电压电平或电流电平。6.如前述权利要求之一所述的方法，其中，通过该监测装...
【专利技术属性】
技术研发人员：L·利德，P·诺伊鲍尔，
申请(专利权)人：大陆泰密克微电子有限责任公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE
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