DE102023135753A1

DE102023135753A1 - Bestimmungsvorrichtung für einen anormalen rahmen, bestimmungsverfahren für einen anormalen rahmen und programmprodukt zum bestimmen eines anormalen rahmens

Info

Publication number: DE102023135753A1
Application number: DE102023135753.0A
Authority: DE
Inventors: Remma Takeuchi; Tatsuro Kawakami; Michitaka FUKUSHIMA
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2022-12-27
Filing date: 2023-12-19
Publication date: 2024-06-27
Also published as: JP2024093195A; CN118259647A; US20240214124A1

Abstract

Eine Bestimmungsvorrichtung (10) für einen anormalen Rahmen empfängt Datenrahmen, die an eine elektronische Steuereinheit (20) mit einer vorbestimmten Periode (T) gesendet werden. Ein Empfangsintervall (P) zwischen einem ersten Datenrahmen und einem zweiten Datenrahmen wird berechnet. Der zweite Datenrahmen wird unmittelbar vor Empfangen des ersten Datenrahmens empfangen. Ein vorbestimmter Wert wird zu einem Bestimmungswert (C) addiert, der in einem Speicher (106) gespeichert ist, wenn das Empfangsintervall (P) kürzer als ein Schwellenwert (PT) ist. Es wird bestimmt, dass der zweite Datenrahmen ein anormaler Rahmen ist, wenn der Bestimmungswert (C) einen Grenzwert (CL) erreicht und das Empfangsintervall (P) länger als ein Nachbarschaftsempfangsintervall (D) ist, das ein Kriterium zum Bestimmen ist, ob der erste Datenrahmen und der zweite Datenrahmen in Nachbarschaft zueinander empfangen werden.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Vorrichtung zum Bestimmen eines anormalen Datenrahmens aus Datenrahmen, die von einer elektronischen Steuereinheit gesendet werden, und betrifft ein Verfahren und ein Programmprodukt, die in der Vorrichtung ausgeführt werden.
HINTERGRUND
Herkömmlicherweise sind unterschiedliche Typen von elektronischen Steuereinheiten an einem Automobil montiert und ein Fahrzeugbordsystem beinhaltet diese elektronischen Steuereinheiten, die miteinander mittels eines Kommunikationsnetzwerks verbunden sind. So ein Fahrzeugbordsystem verwendet bekannter Weise ein netzwerkbasiertes Intrusion Detection System (NIDS) bzw. netzwerkbasiertes Angriffserkennungssystem zum Erfassen, ob es einen verdächtigen Zugriff oder Daten von der Außenseite gibt.
Beispielsweise offenbart Patentdokument 1 ( WO 2013/094072 A ) ein Kommunikationssystem, das mit einer einfachen Konfiguration bestimmen kann, ob Nachrichten, die in dem Kommunikationssystem kommuniziert werden, normal oder anormal sind. In diesem Kommunikationssystem sind mehrere ECUs mit einem Kommunikationsbus verbunden, um Kommunikation von Nachrichten zu ermöglichen. Ein vorbestimmtes Kommunikationsintervall ist für jede ECU festgelegt und eine ECU sendet Nachrichten basierend auf dem vorbestimmten Kommunikationsintervall. Dann, wenn ein Kommunikationsintervall empfangener Nachrichten kürzer als das vorbestimmte Kommunikationsintervall ist, wird bestimmt, dass die Nachrichten nicht normal sind.
Patentdokument 2 ( JP 2009-253557 A ) offenbart eine Relaisverbindungseinheit, die Nachrichten, die zwischen elektronischen Steuereinheiten gesendet und empfangen werden, weiterleitet. Die Relaisverbindungseinheit zählt die Anzahl von Empfängen einer Nachricht, die innerhalb einer vorbestimmten festgelegten Zeit empfangen wird, und bestimmt, dass die Nachricht nicht normal ist, wenn die Anzahl von Empfängen eine festgelegte Anzahl von Empfängen überschreitet.
ÜBERBLICK
Das Kommunikationsintervall der Nachricht, die in Patentdokument 1 eingefügt ist, kann unter Verwendung einer Zeit berechnet werden, die durch einen Zeitstempel angegeben ist, der zu der empfangenen Nachricht hinzugefügt wird. Jedoch kann abhängig von der Zeitauflösung des Zeitstempels eine Zeitdifferenz zwischen der tatsächlichen Zeit und der Zeit, die durch den hinzugefügten Zeitstempel angegeben ist, zunehmen. Die Zeitdifferenz kann Fehler beim Bestimmen verursachen, ob die Nachricht normal oder anormal ist. Gemäß dem Verfahren, das in Patentdokument 2 beschrieben ist, wird die Wahrscheinlichkeit fehlerhafter Bestimmung aufgrund niedriger Zeitauflösung des Zeitstempels reduziert. Jedoch, da es erforderlich ist, temporär eine Empfangszeit jeder der Nachrichten zu speichern, die innerhalb der festgelegten Zeit empfangen werden, kann ein Speicherverbrauch zunehmen. Ferner ist es in dem Verfahren, das in Patentdokument 2 beschrieben ist, nicht möglich, zu spezifizieren, welche Nachricht unter den Nachrichten, die in der Anzahl von Empfängen gezählt wurden, anormal ist.
Demnach ist es eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, zu bestimmen, ob empfangene Datenrahmen einen anormalen Datenrahmen beinhalten, und zu bestimmen, welcher empfangene Datenrahmen der anormale Datenrahmen ist.
Eine Bestimmungsvorrichtung für einen anormalen Rahmen ist konfiguriert, um mit einer elektronischen Steuereinheit verbunden zu sein, und konfiguriert, um Datenrahmen mit einer vorbestimmten Periode zu senden. Bestimmungsvorrichtung für einen anormalen Rahmen beinhaltet einen Empfänger, einen Intervallrechner, einen Speicher, einen Wertaktualisierer und einen Rahmenbestimmer. Der Empfänger ist konfiguriert, um einen ersten Datenrahmen zu empfangen, für den geschätzt wird, dass er von der elektronischen Steuereinheit gesendet wurde. Der Intervallrechner ist konfiguriert, um ein Empfangsintervall zwischen dem ersten Datenrahmen und einem zweiten Datenrahmen zu berechnen. Der zweite Datenrahmen ist ein Datenrahmen, der durch den Empfänger, unmittelbar bevor der Empfänger den ersten Datenrahmen empfängt, empfangen wird, Der Speicher ist konfiguriert, um einen Bestimmungswert zum Erfassen eines anormalen Rahmens zu speichern. Der Wertaktualisierer ist konfiguriert, um einen vorbestimmten Wert zu dem Bestimmungswert zu addieren, wenn das Empfangsintervall kürzer als ein Schwellenwert ist. Der Rahmenbestimmer ist konfiguriert, um zu bestimmen, dass der zweite Datenrahmen der anormale Rahmen ist, wenn der Bestimmungswert einen Grenzwert erreicht und das Empfangsintervall länger als ein Nachbarschaftsempfangsintervall ist, das ein Kriterium zum Bestimmen ist, ob der erste Datenrahmen und der zweite Datenrahmen in Nachbarschaft zueinander empfangen werden.
Gemäß der vorstehend beschriebenen Konfiguration kann die Bestimmungsvorrichtung für einen anormalen Rahmen gemäß der vorliegenden Offenbarung mit hoher Genauigkeit bestimmen, dass ein anormaler Rahmen in empfangenen Datenrahmen beinhaltet ist, und kann auch bestimmen, welcher Datenrahmen unter den empfangenen Datenrahmen der anormale Datenrahmen ist.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

1 ist ein Diagramm, das ein Fahrzeugbordsystem illustriert, das eine Bestimmungsvorrichtung für einen anormalen Rahmen gemäß einer ersten Ausführungsform oder einer zweiten Ausführungsform beinhaltet.
2 ist ein Diagramm, das ein Konfigurationsbeispiel der Bestimmungsvorrichtung für einen anormalen Rahmen gemäß der ersten Ausführungsform oder der zweiten Ausführungsform illustriert.
3 ist ein Diagramm, das Zeitstempel illustriert, die durch einen Zeitstempler gemäß der ersten Ausführungsform oder der zweiten Ausführungsform hinzugefügt werden.
4 ist ein Diagramm, das ein Empfangsintervall von Datenrahmen und einen Bestimmungswert gemäß der ersten Ausführungsform illustriert.
5 ist ein Diagramm, das ein Empfangsintervall von Datenrahmen und einen Bestimmungswert gemäß der ersten Ausführungsform illustriert.
6 ist ein Diagramm, das ein Empfangsintervall von Datenrahmen und einen Bestimmungswert gemäß der ersten Ausführungsform illustriert.
7 ist ein Diagramm, das ein Empfangsintervall von Datenrahmen und einen Bestimmungswert gemäß der ersten Ausführungsform illustriert.
8 ist ein Diagramm, das eine Operation einer Bestimmungsvorrichtung für einen anormalen Rahmen gemäß der ersten Ausführungsform illustriert.
9 ist ein Diagramm, das eine Operation der Bestimmungsvorrichtung für einen anormalen Rahmen gemäß der ersten Ausführungsform illustriert.
10 ist ein Diagramm, das eine Operation einer Bestimmungsvorrichtung für einen anormalen Rahmen gemäß der zweiten Ausführungsform illustriert.
11 ist ein Diagramm, das eine Operation der Bestimmungsvorrichtung für einen anormalen Rahmen gemäß der zweiten Ausführungsform illustriert.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden nachstehend gemäß den Zeichnungen beschrieben.
Alle in Ausführungsformen beschriebenen Wirkungen können Wirkungen sein, die durch eine Konfiguration einer Ausführungsform als Beispiel der vorliegenden Offenbarung erzielt werden, und müssen nicht notwendigerweise Wirkungen der vorliegenden Offenbarung sein.
In der vorliegenden Offenbarung ist die Konfiguration, die in jeder Ausführungsform offenbart ist, nicht auf jede Ausführungsform alleine beschränkt, sondern kann über die Ausführungsformen hinweg kombiniert werden. Beispielsweise kann eine in einer Ausführungsform offenbarte Konfiguration mit anderen Ausführungsformen kombiniert werden. Die offenbarten Konfigurationen in den jeweiligen mehreren Ausführungsformen können teilweise miteinander kombiniert werden.
Eine vorstehend beschriebene Schwierigkeit ist nicht allgemein bekannt, sondern wurde ursprünglich vom Erfinder in der vorliegenden Offenbarung herausgefunden und ist eine Tatsache, die die Nichtnaheliegenheit der vorliegenden Anmeldung zusammen mit einer Konfiguration und einem Verfahren, die in der vorliegenden Offenbarung beschrieben sind, bestätigt.
Den Ausführungsformen gemeinsame Konfigurationen
(1) Fahrzeugbordsystem 1
1 illustriert ein Fahrzeugbordsystem 1, das eine Bestimmungsvorrichtung 10 für einen anormalen Rahmen, mehrere elektronische Steuereinheiten 20 (nachfolgend als ECU bezeichnet) und ein Kommunikationsnetzwerk 2 beinhaltet, das diese Vorrichtung und Einheiten miteinander verbindet. In jeder nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen hat eine elektronische Steuereinheit, die als ein Gateway funktioniert, ebenso eine Funktion der Bestimmungsvorrichtung 10 für einen anormalen Rahmen. Diese elektronische Steuereinheit empfängt Datenrahmen, die von den ECUs 20 gesendet werden, und führt eine Serie von Verarbeitungen einer später beschriebenen Bestimmung eines anormalen Rahmens aus. Jedoch ist die Bestimmungsvorrichtung 10 für einen anormalen Rahmen der Ausführungsformen nicht auf die elektronische Steuereinheit beschränkt, die als das Gateway funktioniert. Beispielsweise kann die Bestimmungsvorrichtung 10 für einen anormalen Rahmen der Ausführungsformen in dem Fahrzeugbordsystem 1 als eine elektronische Steuereinheit bereitgestellt werden, die für die Bestimmung eines anormalen Rahmens dediziert ist, oder jede ECU 20, die das Fahrzeugbordsystem 1 bildet, kann die Funktion der Bestimmungsvorrichtung 10 für einen anormalen Rahmen haben. Die Bestimmungsvorrichtung 10 für einen anormalen Rahmen kann einen Prozessor beinhalten, der konfiguriert ist, um Anweisungen eines Programms auszuführen, das in einem Speicher gespeichert ist.
Das Kommunikationsnetzwerk 2 kann Kommunikationsstandards wie Controller Area Network (CAN), Local Interconnect Network (LIN) Ethernet (registrierte Marke), Wi-Fi (registrierte Marke) und jede andere geeignete Kommunikation verwenden. In den nachfolgenden Beispielen verwendet das Kommunikationsnetzwerk 2 CAN.
Die ECUs 20 sind jeweils eine „elektronische Steuereinheit“, die Datenrahmen an die Bestimmungsvorrichtung 10 für einen anormalen Rahmen periodisch, das heißt, mit einer vorbestimmten Sendeperiode sendet. Jeder der Datenrahmen, der durch die ECUs 20 mit der vorbestimmten Periode gesendet wird, enthält unterschiedliche Daten als Erfassungsergebnisse von Sensoren, die an dem Fahrzeug montiert sind, und/oder einen Steuerwert zur Fahrzeugsteuerung.
Hierbei kann die „elektronische Steuereinheit“ nicht nur eine physisch unabhängige elektronische Steuereinheit, sondern ebenso eine virtuelle Steuereinheit sein, die unter Verwendung einer Virtualisierungstechnologie implementiert ist.
In jeder Ausführungsform bilden die Bestimmungsvorrichtung 10 für einen anormalen Rahmen und die ECUs 20 das Fahrzeugbordsystem 1, das beispielsweise an einem Fahrzeug montiert ist. Jedoch ist die Bestimmungsvorrichtung 10 für einen anormalen Rahmen nicht auf eine Vorrichtung beschränkt, die an dem Fahrzeug montiert ist, und kann auf jedes beliebige System angewendet werden.
(2) Konfiguration von Bestimmungsvorrichtung 10 für einen anormalen Rahmen
Die Konfiguration der Bestimmungsvorrichtung 10 für einen anormalen Rahmen wird gemäß 2 beschrieben. Die Bestimmungsvorrichtung 10 für einen anormalen Rahmen beinhaltet einen Empfänger 101, einen Zeitgeber 102, einen Zeitstempler 103, einen Intervallrechner 104, eine Datenbank 105, einen Speicher 106, einen Wertaktualisierer 107 und einen Bestimmer 108. Der Bestimmer 108 implementiert einen Anomaliebestimmer 109 und einen Rahmenbestimmer. 110
Der Empfänger 101 empfängt einen Datenrahmen (entsprechend einem „ersten Datenrahmen“), für den geschätzt wird, dass er von der ECU 20 mittels CAN gesendet wurde. Im Prinzip ist der Datenrahmen, der durch den Empfänger 101 empfangen wird, ein Datenrahmen, der von der ECU 20 gesendet wird. Jedoch, wenn ein externer Angreifer einen gefälschten Datenrahmen mittels nicht autorisierten Zugriffs einfügt, so dass eine Sendequelle des gefälschten Datenrahmens die ECU 20 zu sein scheint, erkennt der Empfänger 101 fälschlicherweise den empfangenen gefälschten Datenrahmen als einen Datenrahmen, der von der ECU 20 gesendet wird. Das heißt, der Empfänger 101 empfängt nicht nur den Datenrahmen, der tatsächlich von der ECU 20 gesendet wird, sondern ebenso den Datenrahmen, der fälschlicherweise als von der ECU 20 gesendet erkannt wird.
Der Zeitgeber 102 ist eine Uhr bzw. ein Takt der Bestimmungsvorrichtung 10 für einen anormalen Rahmen. Der Zeitgeber 102 kann eine beliebige Konfiguration haben. Beispielsweise kann der Zeitgeber einen Freilaufzähler, der einen internen Takt zur gleichen Zeit wie die Aktivierung der Bestimmungsvorrichtung 10 für einen anormalen Rahmen zählt, einen Frequenzteilungszähler, der eine interne Taktfrequenz teilt und zählt, oder einen Zeitgeber beinhalten, der Bezug auf eine absolute Zeit nimmt, die durch GPS erlangt wird.
Der Zeitstempler 103 fügt einen Zeitstempel zu dem Datenrahmen basierend auf der Zeit des Zeitgebers 102 hinzu. Der Zeitstempel gibt eine Zeit an, wann der Empfänger 101 den Datenrahmen empfängt. Der Zeitstempler 103 tastet mit einer vorfestgelegten Abtastperiode den Datenrahmen, der durch den Empfänger 101 empfangen wird, ab und fügt den Zeitstempel hinzu. Demnach können sich streng genommen eine Zeitstempelungszeit, die eine Zeit des Hinzufügens des Zeitstempels zu dem Datenrahmen ist, und eine tatsächliche Empfangszeit, die eine Zeit des Empfängers 101 ist, der tatsächlich den Datenrahmen empfängt, voneinander unterscheiden.
Der Zeitstempel, der durch den Zeitstempler 103 hinzugefügt wird, und ein Empfangsintervall des Datenrahmens werden gemäß 3 beschrieben. 3 (a) illustriert Datenrahmen F1, F2, F3 und F4, die bei tatsächlichen Empfangszeiten des Empfängers 101 positioniert sind, die tatsächlich die Datenrahmen empfangen. In diesem Beispiel empfängt der Empfänger 101 die Datenrahmen bei einem Empfangsintervall von ungefähr 10 ms. 3 (b) und (c) illustrieren Datenrahmen F1, F2, F3 und F4, die bei Zeitstempelungszeiten des Zeitstemplers positioniert sind, der Zeitstempel in Fällen hinzufügt, in denen Datenrahmen von 3 (a) bei einer Abtastperiode von 2,5 ms bzw. 5 ms abgetastet wird. Wie aus dem Vergleich zwischen 3 (a) und 3 (b) und (c) ersichtlich ist, gibt es eine Zeitdifferenz zwischen einer tatsächlichen Empfangszeit eines Datenrahmens und einer Zeitstempelungszeit des Datenrahmens. Diese Differenz wird signifikanter, wenn die Abtastperiode länger wird.
Beispielsweise ist ein Empfangsintervall zwischen den Datenrahmen F1 und F2, die in 3 (a) gezeigt sind, tatsächlich ungefähr 10 ms, während ein Empfangsintervall basierend auf Zeiten, die durch Zeitstempel angegeben werden, die zu den Datenrahmen F1 und F2 hinzugefügt werden, die in 3 (b) gezeigt sind, 7,5 ms ist. Ferner ist ein Empfangsintervall basierend auf Zeiten, die durch Zeitstempel angegeben sind, die zu den Datenrahmen F1 und F2 hinzugefügt werden, die in 3 (c) gezeigt sind, 5 ms. Wie vorstehend beschrieben ist, sind die Empfangsintervalle zwischen den Datenrahmen F1 und F2, die in 3 (b) und (c) gezeigt sind, kürzer als ein Sendeintervall, in dem die ECU 20 tatsächlich die Datenrahmen sendet. Demnach kann der Datenrahmen F1 oder der Datenrahmen F2 als ein anormaler Datenrahmen (nachfolgend als ein anormaler Rahmen bezeichnet) bestimmt werden, wenn Anomalie eines Datenrahmens basierend nur auf einem Empfangsintervall zwischen zwei Datenrahmen bestimmt wird.
Andererseits ist ein Empfangsintervall zwischen den Datenrahmen F3 und F4, die in 3 (a) gezeigt sind, tatsächlich ungefähr 10 ms, während ein Empfangsintervall basierend auf den Zeitstempelungszeiten, die in 3 (b) gezeigt sind, 12,5 ms sind. Ferner ist ein Empfangsintervall basierend auf den Zeitstempelungszeiten, die in 3 (c) gezeigt sind, 15 ms. Wie vorstehend beschrieben ist, sind die Empfangsintervalle zwischen den Datenrahmen F3 und F4, die in 3 (b) und (c) gezeigt sind, länger als das Sendeintervall, in dem die ECU 20 tatsächlich die Datenrahmen sendet.
Der Intervallrechner 104 berechnet ein Empfangsintervall P zwischen einem gegenwärtig empfangenen Datenrahmen (entsprechend einem „ersten Datenrahmen“), der durch den Empfänger 101 empfangen wird, und einem unmittelbar vorhergehenden Datenrahmen (entsprechend einem „zweiten Datenrahmen“), der durch den Empfänger 101 unmittelbar vor dem Empfangen des gegenwärtig empfangenen Datenrahmens empfangen wird, basierend auf Zeitstempelungszeiten, die durch Zeitstempel angegeben werden, die zu diesen Rahmen hinzugefügt sind.
Wie vorstehend beschrieben ist, sendet die ECU 20 den Datenrahmen mit der vorbestimmten Periode. Demnach ist das Empfangsintervall der Datenrahmen, die durch den Empfänger 101 der Bestimmungsvorrichtung 10 für einen anormalen Rahmen empfangen werden, grundsätzlich gleich dem Sendeintervall der ECU 20. Jedoch, wenn der Empfänger 101 einen anormalen Rahmen empfängt, der mittels nicht autorisierten Zugriffs eingefügt wird, wird das Empfangsintervall der Datenrahmen kürzer als das Sendeintervall. Ferner, wie in 3 illustriert ist, kann das Empfangsintervall der Datenrahmen kürzer oder länger als das Sendeintervall aufgrund der Differenz zwischen der Zeit, die durch den Zeitstempel angegeben ist, und der tatsächlichen Empfangszeit oder aufgrund einer Verzögerung beim Senden des Datenrahmens wegen Stau des Kommunikationsnetzwerks 2 werden.
Die Datenbank 105 speichert einen Schwellenwert P_T des Empfangsintervalls von Datenrahmen, die durch den Empfänger 101 empfangen werden. Die Datenbank 105 speichert ferner ein Kriterium für den Anomaliebestimmer 109, der bestimmt, ob ein anormaler Rahmen in den Datenrahmen anwesend ist, die durch den Empfänger 101 empfangen werden. In anderen Worten speichert die Datenbank 105 einen Grenzwert C_L eines Bestimmungswerts C, der als ein Kriterium zum Erfassen des anormalen Rahmens verwendet wird. Die Datenbank 105 kann ein nichtflüchtiger Speicher wie ein ROM, ein Flash-Speicher oder eine Festplatte sein. Wenn der Empfänger 101 mehrere Typen von Datenrahmen empfängt, die unterschiedliche Identifikationsinformationen (beispielsweise ECU-ID oder CAN-ID) oder unterschiedliche Datentypen haben, kann die Datenbank 105 den Schwellenwert P_T und den Grenzwert C_L des Empfangsintervalls für jeden Typ von Datenrahmen speichern. Dann bestimmt der Bestimmer 108, der später beschrieben wird, die Anwesenheit oder Abwesenheit eines anormalen Rahmens und welcher Datenrahmen unter Datenrahmen mit den gleichen Identifikationsinformationen oder dem gleichen Datentyp ein anormaler Rahmen ist.
Der Schwellenwert P_T und der Grenzwert C_L in der vorliegenden Ausführungsform werden als fixierte Werte angenommen. In diesem Fall werden der Schwellenwert P_T und der Grenzwert C_L in der Datenbank 105 in beispielsweise einer Herstellungsfabrik der Bestimmungsvorrichtung 10 für einen anormalen Rahmen oder bei einem Händler gespeichert, der ein Fahrzeug verkauft, an dem das Fahrzeugbordsystem 1 montiert ist. Jedoch können der Schwellenwert P_T und der Grenzwert C_L variable Werte sein, die sich dynamisch gemäß unterschiedlichen Parametern ändern. Beispielsweise, wenn das Kommunikationsnetzwerk 2 gestaut ist, besteht eine hohe Wahrscheinlichkeit, dass der Datenrahmen mit einer Verzögerung empfangen wird. Demnach, wenn die Last des Kommunikationsnetzwerks 2 hoch ist, kann der Schwellenwert P_T oder der Grenzwert C_L des Empfangsintervall P automatisch festgelegt werden, um größer als die zu sein, die in einem Normalzustand festgelegt sind, in dem die Last des Kommunikationsnetzwerks 2 nicht hoch ist. Der Schwellenwert P_T und der Grenzwert C_L, die in der Datenbank 105 gespeichert sind, werden später beschrieben.
Der Speicher 106 speichert den Bestimmungswert C, der zum Erfassen eines anormalen Rahmens verwendet wird. Der Bestimmungswert, der in dem Speicher 106 gespeichert ist, wird angemessen durch den Wertaktualisierer 107 aktualisiert wird, der später beschrieben wird. Der Speicher 106 kann ein flüchtiger Speicher wie ein RAM sein und die Daten des Bestimmungswerts werden gelöscht, wenn die Energie der Bestimmungsvorrichtung 10 für einen anormalen Rahmen abgeschaltet wird. Wenn die Energie erneut eingeschaltet wird, wird der Bestimmungswert auf einen vorfestgelegten Anfangswert (C_Ini) zurückgesetzt. Jedoch kann der Speicher 106 eine Festplatte (HDD), ein Flash-Speicher oder dergleichen sein.
Der Speicher 106 kann ferner einen Wert speichern, der der Bestimmungswert ist, der gespeichert wird, bevor der durch den Wertaktualisierer 107 aktualisiert wird. Beispielsweise kann der Speicher 106 zusätzlich zu dem Bestimmungswert C mindestens zwei Bestimmungswerte, bevor sich durch den Wertaktualisierer 107 auf den Bestimmungswert C aktualisiert werden, speichern. Insbesondere kann der Speicher 106 einen Bestimmungswert C1, bevor der Bestimmungswert C1 auf den Bestimmungswert C aktualisiert wird, und einen Bestimmungswert C2 speichern, bevor der Bestimmungswert C2 auf den Bestimmungswert C1 aktualisiert wird. Diese Bestimmungswerte C, C1, C2 ändern sich jedes Mal, wenn der Wertaktualisierer 107 Aktualisierung ausführt. Wenn die Bestimmungswerte neu aktualisiert werden, wird der Wert, der als der Bestimmungswert C gespeichert ist, der Bestimmungswert C1 und der Wert, der als der Bestimmungswert C1 gespeichert ist, wird der Bestimmungswert C2.
Der Wertaktualisierer 107 vergleicht das Empfangsintervall P, das durch den Intervallrechner 104 berechnet wird, mit dem Schwellenwert P_T, der in der Datenbank 105 gespeichert ist. Dann wird der Bestimmungswert C, der in dem Speicher 106 gespeichert ist, gemäß dem Vergleichsergebnis aktualisiert. Insbesondere, wenn das Empfangsintervall P kürzer „als“ der Schwellenwert P_T ist, aktualisiert der Wertaktualisierer 107 den Bestimmungswert C durch „Addition“ eines „vorbestimmten“ Werts zu dem Bestimmungswert C. Ferner, wenn das Empfangsintervall P länger „als“ der Schwellenwert P_T ist, aktualisiert der Wertaktualisierer 107 den Bestimmungswert C durch „Subtraktion“ des „vorbestimmten“ Werts von Bestimmungswert C. Der Bestimmungswert C, der in dem Speicher 106 gespeichert ist, wird mit dem aktualisierten Bestimmungswert C überschrieben.
Der Ausdruck „als“, der vorstehend beschrieben ist, beinhaltet beide Fälle, in denen ein erstes Objekt den gleichen Wert wie ein zweites Vergleichsobjekt enthält und das erste Objekt nicht den gleichen Wert wie das zweite Vergleichsobjekt enthält.
Der Ausdruck „vorbestimmt“, der vorstehend beschrieben ist, beinhaltet „immer konstant“ und „eindeutig gemäß Bedingungen bestimmt“.
Der Ausdruck „Addition“ bzw. „Hinzufügen“, der vorstehend beschrieben ist, beinhaltet eine Berechnung des Addierens eines negativen Werts zu dem Bestimmungswert C sowie eine Berechnung des Addierens eines positiven Werts zu dem Bestimmungswert C. Ferner ist „Addition“ ausreichend, solange eine Operation des Addierens eines vorbestimmten Werts ausgeführt wird. Beispielsweise muss sich der Bestimmungswert C vor und nach der Operation nicht ändern, wenn der Wert einen Maximalwert C_max oder einen Minimalwert C_min des Bestimmungswerts C erreicht.
Der Ausdruck „Subtraktion“, der vorstehend beschrieben ist, beinhaltet eine Berechnung des Subtrahierens eines negativen Werts von dem Bestimmungswert C sowie eine Berechnung des Subtrahierens eines positiven Werts von dem Bestimmungswert C. Ferner ist „Subtraktion“ ausreichend, solange eine Operation des Subtrahierens eines vorbestimmten Werts ausgeführt wird. Beispielsweise muss sich der Bestimmungswert C vor und nach der Operation nicht notwendigerweise ändern, wenn der Wert den Maximalwert C_max oder den Minimalwert C_min des Bestimmungswerts C erreicht.
Der vorbestimmte Wert ist beispielsweise ein Wert, der basierend auf einer „Differenz“ zwischen dem Empfangsintervall P der Datenrahmen berechnet wird, die durch den Intervallrechner 104 und den Schwellenwert P_T des Empfangsintervalls berechnet werden. Beispielsweise kann die „Differenz“ selbst zwischen dem Empfangsintervall P und dem Schwellenwert P_T als der vorbestimmte Wert festgelegt werden. Insbesondere, wenn das Empfangsintervall P kürzer als der Schwellenwert P_T ist, aktualisiert der Wertaktualisierer 107 den Bestimmungswert C durch Addition des vorbestimmten Werts, das heißt, Addition einer Differenz (das heißt, P_T - P) zwischen dem Empfangsintervall P der Datenrahmen und dem Schwellenwert P_T zu dem Bestimmungswert C, der in dem Speicher 106 gespeichert ist. Wenn das Empfangsintervall P länger als der Schwellenwert P_T ist, aktualisiert der Wertaktualisierer 107 den Bestimmungswert C durch Subtraktion des vorbestimmten Werts, das heißt, Subtraktion einer Differenz (das heißt, P - P_T) zwischen dem Empfangsintervall P der Datenrahmen und dem Schwellenwert P_T von dem Bestimmungswert C. In diesem Fall kann gesagt werden, dass der Bestimmungswert C ein Gesamtwert von Differenzen zwischen dem Empfangsintervall P und dem Schwellenwert P_T ist. In der nachfolgenden Ausführungsform ist ein Fall, in dem der vorbestimmte Wert eine Differenz zwischen dem Empfangsintervall P und dem Schwellenwert P_T ist, als ein Beispiel beschrieben.
Der Ausdruck „Differenz“, der vorstehend beschrieben ist, muss nur eine Subtraktion beinhalten und beinhaltet nicht nur einfache Differenz (y - x), sondern beispielsweise ebenso eine Differenz von Quadraten (y² - x²), eine Quadratwurzel einer Differenz ((y - x)^1/2) und eine gewichtete Differenz (by - ax: a und b sind Konstanten).
Der Bestimmungswert C muss kein Gesamtwert der Differenz selbst zwischen dem Empfangsintervall P und dem Schwellenwert P_T sein und kann ein Gesamtwert numerischer Werte sein, die vorab mit der Größe der Differenz verknüpft werden. Beispielsweise ist die Differenz zwischen dem Empfangsintervall P der Datenrahmen und dem Schwellenwert P_T vorab in mehrere Bereiche klassifiziert und die Datenbank 105 speichert die Bereiche der Differenz zwischen dem Empfangsintervall P und dem Schwellenwert P_T und numerische Werte, die mit den jeweiligen Bereichen in einer Tabelle verknüpft sind. Wenn die Differenz zwischen dem Empfangsintervall P und dem Schwellenwert P_T innerhalb eines spezifischen Differenzbereichs ist, wird der Bestimmungswert C durch Addition oder Subtraktion eines numerischen Werts, der mit dem Bereich verknüpft ist, als der vorbestimmte Wert aktualisiert.
In einem anderen Beispiel ist der Bestimmungswert C ein Wert, der die Anzahl von Malen, die das Empfangsintervall P der Datenrahmen kürzer als der Schwellenwert P_T ist, angibt. Beispielsweise addiert der Wertaktualisierer 107 „1“ als den vorbestimmten Wert zu dem Bestimmungswert C, der in dem Speicher 106 gespeichert ist, wenn das Empfangsintervall P kürzer als der Schwellenwert P_T ist. Der Wertaktualisierer 107 subtrahiert „1“ als den vorbestimmten Wert von dem Bestimmungswert C, wenn das Empfangsintervall P länger als der Schwellenwert P_T ist. Der vorbestimmte Wert, der zu dem Bestimmungswert C addiert wird, ist nicht notwendigerweise „1“ und kann auf irgendeinen anderen numerischen Wert festgelegt werden.
Der Minimalwert C_min und der Maximalwert C_max können vorab für den Bestimmungswert C festgelegt werden. In diesem Fall, wenn das Empfangsintervall P länger als der Schwellenwert P_T ist und der Bestimmungswert C gleich dem Minimalwert C_min ist, kann der Wertaktualisierer 107 den Bestimmungswert C durch den Minimalwert C_min nach der Subtraktion ersetzen oder die Subtraktion nicht ausführen. Auf ähnliche Weise, wenn das Empfangsintervall P kürzer als der Schwellenwert P_T ist und der Bestimmungswert C gleich dem Maximalwert C_max ist, kann der Wertaktualisierer 107 den Bestimmungswert C durch den Maximalwert C_max nach der Addition ersetzen oder die Addition nicht ausführen. Jedoch, wie später beschrieben wird, bestimmt der Rahmenbestimmer 110, ob der Bestimmungswert C den Grenzwert C_L das erste Mal erreicht, basierend auf der Reihenfolge der Addition und der Subtraktion. In diesem Fall wird, sogar, wenn die Subtraktion oder die Addition nicht tatsächlich ausgeführt wird, bestimmt, dass die Subtraktion durch den Wertaktualisierer 107 ausgeführt wurde, wenn das Empfangsintervall P länger als der Schwellenwert P_T ist, und dass die Addition durch den Wertaktualisierer 107 ausgeführt wird, wenn das Empfangsintervall P kürzer als der Schwellenwert P_T ist. Als ein Beispiel kann der Maximalwert C_max des Bestimmungswerts C gleich dem Grenzwert C_L des Bestimmungswerts C sein. Als ein Beispiel kann der Minimalwert C_min des Bestimmungswerts C auf null festgelegt werden. In diesem Fall ist der Bestimmungswert C immer ein positiver Wert. Der Minimalwert C_min des Bestimmungswerts C kann gleich dem Anfangswert C_Ini des Bestimmungswerts C sein.
Der Anomaliebestimmer 109 des Bestimmers 108 vergleicht den Bestimmungswert C, der durch den Wertaktualisierer 107 aktualisiert wird, mit dem Grenzwert C_L, der in der Datenbank 105 gespeichert ist. Wenn bestimmt wird, dass der Bestimmungswert C den Grenzwert C_L erreicht hat, das heißt, wenn bestimmt wird, dass der Bestimmungswert C gleich oder größer als der Grenzwert C_L ist (C ≥ C_L) ist, bestimmt der Anomaliebestimmer 109, dass ein anormaler Rahmen in den Datenrahmen anwesend ist, die durch den Empfänger 101 empfangen werden. Wenn der Maximalwert C_max des Bestimmungswerts C gleich dem Grenzwert C_L ist, wird der Bestimmungswert C kein grö-ßerer Wert als der Grenzwert C_L. Demnach, wenn der Bestimmungswert C gleich dem Grenzwert C_L ist (C = C_L), bestimmt der Anomaliebestimmer 109, dass ein anormaler Rahmen anwesend ist.
Wenn der Anomaliebestimmer 109 bestimmt, dass ein anormaler Rahmen anwesend ist, bestimmt der Rahmenbestimmer 110 des Bestimmers 108, welcher der Datenrahmen, die durch den Empfänger 101 empfangen werden, der anormale Rahmen ist. Ein Bestimmungsverfahren durch den Rahmenbestimmer 110 wird später in jeder Ausführungsform beschrieben.
Wenn der Rahmenbestimmer 110 bestimmt, dass ein spezifischer Datenrahmen der anormale Rahmen ist, kann der Rahmenbestimmer 110 den anormalen Datenrahmen verwerfen. Alternativ können Informationen, die den anormalen Rahmen angeben, zu den Datenrahmen addiert werden.
(3) Festlegen von unterschiedlichen Parametern
Als nächstes wird Festlegen von Parametern, die in jeder Ausführungsform verwendet werden, beschrieben.
(a) Schwellenwert (P_T)
Der Schwellenwert P_T des Empfangsintervalls P ist auf einen Wert festgelegt, der gleich oder kleiner als eine vorbestimmte Periode T ist, mit der jede ECU 20 einen Datenrahmen sendet (das heißt, der Schwellenwert P_T ≤ die vorbestimmte Periode T). Der Grund dafür ist, dass, wenn das Empfangsintervall P zwischen zwei Datenrahmen gleich oder kleiner als die vorbestimmte Periode T ist, gibt es eine Wahrscheinlichkeit, dass einer der Datenrahmen ein anormaler Rahmen ist, der mittels nicht autorisiertem Zugriffs eingefügt wurde. Jedoch, wie vorstehend beschrieben ist, kann die Empfangszeit des Datenrahmens, der von der ECU 20 gesendet wird, aufgrund einer Differenz zwischen der Zeitstempelungszeit und der tatsächlichen Empfangszeit oder aufgrund eines Staus des Kommunikationsnetzwerks 2 geändert werden. Demnach kann das Empfangsintervall P zwischen zwei normalen Datenrahmen möglicherweise kleiner oder gleich der vorbestimmten Periode T werden. Demnach wird der Schwellenwert P_T des Empfangsintervalls P vorzugsweise auf einen Wert gleich einem Minimalwert P_Min eines Empfangsintervalls zwischen zwei normalen Datenrahmen festgelegt, die von der ECU 20 gesendet werden (das heißt, der Schwellenwert P_T = der Minimalwert P_Min des Empfangsintervalls). Wenn der Schwellenwert P_T auf einen Wert festgelegt wird, der gleich dem Minimalwert P_Min des Empfangsintervalls ist, und der Empfänger 101 keinen anormalen Rahmen empfängt und nur einen normalen Datenrahmen empfängt, der von der ECU 20 gesendet wird, wird das Empfangsintervall P von zwei Datenrahmen länger als der Schwellenwert P_T.
Der Minimalwert P_Min des Empfangsintervalls kann beispielsweise ein Minimalwert eines Empfangsintervalls sein, der gemessen wird, wenn Datenrahmen mit der vorbestimmten Periode T durch die ECU 20 gesendet werden, die tatsächlich an dem Fahrzeugbordsystem 1 montiert ist. In einem weiteren Beispiel kann der Minimalwert P_Min ein Wert von 90% oder 80% der vorbestimmten Periode T sein, mit der die ECU 20 die Datenrahmen sendet.
(b) Grenzwert (C_L)
Der Grenzwert C_L des Bestimmungswerts C kann bevorzugt auf einen Wert festgelegt werden, so dass der Bestimmungswert C den Grenzwert C_L zur Zeit des Empfangs eines nachfolgenden von zwei normalen Datenrahmen erreicht, die von der ECU 20 gesendet werden, während ein nicht autorisierter Datenrahmen zwischen den zwei normalen Datenrahmen eingefügt wird. Beispielsweise ist der Grenzwert C_L auf einen Wert gleich oder kleiner als ein Wert festgelegt, der durch Subtrahieren einer vorbestimmten Periode T von zweimal dem Schwellenwert P_T erlangt wird (das heißt, der Grenzwert C_L ≤ 2 × dem Schwellenwert P_T - die vorbestimmte Periode T).
4 ist ein Diagramm, das ein Beispiel eines Falls illustriert, in dem ein anormaler Rahmen F2 zwischen zwei normalen Datenrahmen F1 und F3 eingefügt wird. 4(a) illustriert Zeitstempelungszeiten, bei denen ein Zeitstempel zu den Datenrahmen hinzugefügt wird, und die Empfangsintervalle basierend auf den Zeitstempelungszeiten. Die Zeiten, bei denen die Datenrahmen F1 bis F3 empfangen werden, sind t, t + x bzw. t + T. Das heißt, in diesem Beispiel ist das Empfangsintervall der normalen Datenrahmen F1 und F3 gleich der vorbestimmten Periode T zum Senden durch die ECU 20. 4(b) illustriert einen Bestimmungswert C, der sich gemäß den Empfangsintervallen der Datenrahmen F1 bis F3 ändert. Der Bestimmungswert C zur Zeit des Empfangs des Datenrahmens F1 ist der Anfangswert C_Ini des Bestimmungswerts und ist in diesem Beispiel 0.
Wie in 4 illustriert ist, da das Empfangsintervall P1 zwischen den Datenrahmen F1 und F2 kürzer als der Schwellenwert P_T ist, addiert der Wertaktualisierer 107 die Differenz (P_T - P1) zwischen dem Empfangsintervall P1 der Datenrahmen F1 und F2 und dem Schwellenwert P_T zu dem Bestimmungswert C. Hierbei, da die Empfangszeiten der Datenrahmen F1 und F2 t bzw. t + x sind, ist das Empfangsintervall P1 (t + x) - x, das heißt, x. Demnach wird die Differenz (P_T - x) zu dem Bestimmungswert C addiert. Ferner, da das Empfangsintervall P2 zwischen den Datenrahmen F2 und F3 kürzer als der Schwellenwert P_T ist, addiert der Wertaktualisierer 107 die Differenz (P_T - P2) zwischen dem Empfangsintervall P2 der Datenrahmen F2 und F3 und dem Schwellenwert P_T zu dem Bestimmungswert C. Hierbei, da die Empfangszeiten der Datenrahmen F2 und F3 t + x bzw. t + T sind, ist das Empfangsintervall P2 (t + T) - (t + x), das heißt, T - x. Demnach wird die Differenz (P_T - (T - x)) zu dem Bestimmungswert C addiert.
In dem Beispiel von 4 erreicht der Bestimmungswert C den Grenzwert C_L, wenn der Datenrahmen F3 empfangen wird. Demnach werden die folgenden Ausdrücke hergestellt. $CL \leq (P_{T} - x) + (P_{T} - (T - x))$
$CL \leq 2 PT - T$
Wie in dem vorstehenden Ausdruck gezeigt ist, wird der Grenzwert C_L auf einen Wert gleich oder kleiner als ein Wert festgelegt, der durch Subtrahieren der vorbestimmten Periode T von zweimal dem Schwellenwert P_T erlangt wird.
In 4 ist das Empfangsintervall der normalen Datenrahmen F1 und F3 die vorbestimmte Periode T. Jedoch in einem Fall, in dem das Empfangsintervall der normalen Datenrahmen F1 und F3 länger als die vorbestimmte Periode T aufgrund einer Differenz zwischen der Zeitstempelungszeit und der tatsächlichen Empfangszeit oder einer Verzögerung aufgrund Staus des Kommunikationsnetzwerks 2 wird, kann der Bestimmungswert C möglicherweise nicht den Grenzwert C_L erreichen, wenn der Datenrahmen F3 bei der vorstehend beschriebenen Festlegung des Grenzwerts C_L empfangen wird.
Demnach ist der Grenzwert C_L bevorzugter auf einen Wert gleich einem Wert festgelegt, der durch Subtrahieren einen Maximalwerts P_Max eines Empfangsintervalls zwischen zwei normalen Datenrahmen erlangt wird, die von der ECU 20 gesendet werden, von zwei Mal dem Schwellenwert P_T erlangt wird (das heißt, der Grenzwert C_L = 2 × der Schwellenwert P_T - der Maximalwert P_Max des Empfangsintervalls). Da der Grenzwert C_L auf diese Weise festgelegt wird, erreicht der Bestimmungswert den Grenzwert C_L jedes Mal, wenn ein nachfolgender von zwei Datenrahmen von der ECU 20 empfangen wird, während ein nicht autorisierter Datenrahmen zwischen den zwei normalen Datenrahmen eingefügt wird.
Der Maximalwert P_Max des Empfangsintervalls kann beispielsweise ein Maximalwert eines Empfangsintervalls sein, der gemessen wird, wenn Datenrahmen mit der vorbestimmten Periode T durch die ECU 20 gesendet werden, die tatsächlich an dem Fahrzeugbordsystem 1 montiert ist. In einem weiteren Beispiel kann der Maximalwert P_Max ein Wert von 110% oder 120% der vorbestimmten Periode T sein, mit der die ECU 20 die Datenrahmen sendet.
Der vorstehend beschriebene Grenzwert C_L ist lediglich ein Beispiel einer Festlegung in einem Fall, in dem die Differenz zwischen dem Empfangsintervall P und dem Schwellenwert P_T auf einen vorbestimmten Wert festgelegt ist, und ist nicht auf dieses Beispiel beschränkt. Beispielsweise, wenn ein numerischer Wert, der mit einer Größe der Differenz zwischen dem Empfangsintervall P und dem Schwellenwert P_T verknüpft ist, auf einen vorbestimmten Wert festgelegt ist, kann der Grenzwert C_L auf einen Wert festgelegt werden, der sich von dem vorstehend beschriebenen Grenzwert unterscheidet.
(c) Nachbarschaftsempfangsintervall (D)
Als nächstes wird ein Nachbarschaftsempfangsintervall D beschrieben, das in jeder Ausführungsform verwendet wird. Das Nachbarschaftsempfangsintervall D ist ein Empfangsintervall, das ein Kriterium zum Bestimmen ist, ob zwei Datenrahmen in Nachbarschaft zueinander empfangen werden. Das heißt, wenn das Empfangsintervall P zwischen zwei Datenrahmen gleich oder kleiner als das Nachbarschaftsempfangsintervall D ist, wird bestimmt, dass diese zwei Datenrahmen Datenrahmen sind, die in Nachbarschaft zueinander empfangen werden.
Das Nachbarschaftsempfangsintervall D ist derart festgelegt, dass der Bestimmungswert C unmittelbar den Grenzwert C_L erreicht, wenn zwei Datenrahmen in Nachbarschaft empfangen werden. Das heißt, das Nachbarschaftsempfangsintervall D ist derart festgelegt, dass die Differenz zwischen dem Schwellenwert P_T und dem Nachbarschaftsempfangsintervall D gleich oder größer als der Grenzwert C_L ist. In diesem Fall werden die folgenden mathematischen Ausdrücke hergestellt. $PT - D \geq C_{L}$
$D \leq P_{T} - C_{L}$
Wie in den vorstehenden Ausdrücken gezeigt ist, wird das Nachbarschaftsempfangsintervall D auf einen Wert gleich oder kleiner als ein Wert festgelegt, der durch Subtrahieren des Grenzwerts C_L von dem Schwellenwert P_T erlangt wird.
Wie vorstehend beschrieben ist, kann bevorzugt der Schwellenwert P_T auf einen Wert gleich dem Minimalwert P_Min des Empfangsintervalls der normalen Datenrahmen festgelegt werden, und der Grenzwert C_L wird auf einen Wert festgelegt, der durch Subtrahieren des Maximalwerts P_Max des Empfangsintervalls der normalen Datenrahmen von zweimal dem Schwellenwert P_T erlangt wird. Wenn der Schwellenwert P_T und der Grenzwert C_L auf diese Werte festgelegt sind kann das Nachbarschaftsempfangsintervall durch die folgenden Ausdrücke festgelegt werden. $\begin{array}{l} D = ({der Minimalwert P}_{Min} des Empfangsintervalls) - {2 \times ({den Minimalwert P}_{Min} \\ des Empfangsintervalls) - {den Maximalwert P}_{Max} des Empfangsintervalls} \end{array}$
$\begin{array}{l} D = {der Maximalwert P}_{Max} des Empfangsintervalls - {der Minimalwert P}_{Min} des \\ Empfangsintervalls \end{array}$
Das heißt, das Nachbarschaftsempfangsintervall D ist auf einen Wert gleich einem Wert festgelegt, der durch Subtrahieren des Minimalwerts P_Min des Empfangsintervalls der normalen Datenrahmen von dem Maximalwert P_Max des Empfangsintervalls der normalen Datenrahmen erlangt wird.
Erste Ausführungsform
Als nächstes wird ein Verfahren zum Bestimmen eines anormalen Rahmens durch den Rahmenbestimmer 110 gemäß der ersten Ausführungsform beschrieben.
Der Rahmenbestimmer 110 bestimmt als erstes, ob der Bestimmungswert C den Grenzwert C_L „zum ersten Mal“ erreicht. Als Beispiel bestimmt der Rahmenbestimmer 110, dass der Bestimmungswert C den Grenzwert C_L zum ersten Mal erreicht, indem er bestimmt, dass der Bestimmungswert C den Grenzwert C_L erreicht, indem ein vorbestimmter Wert zu dem Bestimmungswert C addiert wird, der kleiner als der Grenzwert C_L ist. In einem weiteren Beispiel kann der Rahmenbestimmer 110 bestimmen, dass der Bestimmungswert C den Grenzwert C_L zum ersten Mal erreicht, indem er bestimmt, dass der Bestimmungswert C den Grenzwert C_L erreicht, indem ein vorbestimmter Wert zu dem Anfangswert C_Ini des Bestimmungswerts C eine vorbestimmte Anzahl von Malen, die vorab festgelegt ist, addiert wird. Alternativ kann der Rahmenbestimmer 110 bestimmen, dass der Bestimmungswert C den Grenzwert C_L zum ersten Mal erreicht, indem er bestimmt, dass der Bestimmungswert C den Grenzwert C_L erreicht, indem ein vorbestimmter Wert zu dem Bestimmungswert C eine vorbestimmte Anzahl von Malen zum ersten Mal, nachdem ein vorbestimmter Wert von dem Bestimmungswert C durch den Wertaktualisierer 107 subtrahiert wird, addiert wird. Beispielsweise, wie vorstehend beschrieben ist, kann die vorbestimmte Anzahl von Malen auf zwei festgelegt werden, wenn der Grenzwert C_L derart festgelegt ist, dass der Bestimmungswert C den Grenzwert C_L zur Zeit des Empfangs eines nachfolgenden von zwei normalen Datenrahmen erreicht, während ein anormaler Rahmen zwischen die zwei normalen Datenrahmen eingefügt ist. In diesem Fall, wenn der vorbestimmte Wert zu dem Anfangswert zweimal aufgrund Einfügung des anormalen Rahmens zwischen zwei normalen Datenrahmen addiert wird, bestimmt der Rahmenbestimmer 110, dass der Bestimmungswert C den Grenzwert C_L zum ersten Mal erreicht.
Hierbei beinhaltet der Ausdruck „erstes Mal“ beispielsweise nicht nur einen Fall, in dem der Bestimmungswert C den Grenzwert C_L zum ersten Mal nach Aktivierung der Vorrichtung erreicht, sondern ebenso einen Fall, in dem der Bestimmungswert C den Grenzwert C_L zum ersten Mal innerhalb einer vorbestimmten Periode bzw. eines vorbestimmten Zeitraums erreicht, und einen Fall, in dem der Bestimmungswert C den Grenzwert C_L zum ersten Mal erreicht, nachdem eine vorbestimmte Bedingung erfüllt ist.
5 ist ein Diagramm, das ein Beispiel eines Falls illustriert, in dem vier Datenrahmen F1 bis F4 empfangen werden. 5(a) zeigt Zeitstempelungszeiten, bei denen Zeitstempel zu den Datenrahmen F1 bis F4 addiert werden, und Empfangsintervalle P1, P2, P3 basierend auf den Zeitstempelungszeiten. 5(b) zeigt den Bestimmungswert C, der sich gemäß den Empfangsintervallen der Datenrahmen P1, P2, P3 der Datenrahmen F1 bis F4 ändert. In dem Beispiel von 5 sind unter den vier Datenrahmen die Datenrahmen F1, F2, F4 normale Datenrahmen und der Datenrahmen F3 ist ein anormaler Rahmen.
Hierbei ist in dem folgenden Beispiel der Anfangswert C_Ini des Bestimmungswerts C gleich dem Minimalwert C_min des Bestimmungswerts C und die vorbestimmte Anzahl von Malen ist auf zwei festgelegt.
Beispielsweise in dem Beispiel, das in 5 illustriert ist, da das Empfangsintervall P1 zwischen dem Datenrahmen F1 und dem Datenrahmen F2 länger als der Schwellenwert P_T ist, subtrahiert der Wertaktualisierer 107 die Differenz (P1 - P_T) zwischen dem Empfangsintervall P1 und dem Schwellenwert P_T von dem Bestimmungswert C. Jedoch ist in diesem Beispiel der Wert des Bestimmungswerts C vor der Subtraktionsverarbeitung gleich dem Anfangswert C_Ini, der der Minimalwert C_min des Bestimmungswerts C ist (das heißt, C_Ini = 0). Somit ist der Bestimmungswert C nach der Aktualisierung weiterhin gleich dem Anfangswert C_Ini. Als nächstes sind das Empfangsintervall P2 zwischen dem Datenrahmen F2 und dem Datenrahmen F3 und das Empfangsintervall P3 zwischen dem Datenrahmen F3 und dem Datenrahmen F4 beide kürzer als der Schwellenwert P_T. Demnach addiert der Wertaktualisierer 107 die Differenz zwischen dem Empfangsintervall P2 und dem Schwellenwert P_T zu dem Bestimmungswert C und die Differenz zwischen dem Empfangsintervall P3 und dem Schwellenwert P_T zu dem Bestimmungswert C. Wie in 5(b) illustriert ist, wenn die Differenz (P_T - P3) zwischen dem Empfangsintervall P3 und dem Schwellenwert P_T zu dem Bestimmungswert C addiert wird, erreicht der Bestimmungswert C den Grenzwert C_L und somit bestimmt der Anomaliebestimmer 109, dass ein anormaler Rahmen anwesend ist.
Hierbei subtrahiert in 5 der Wertaktualisierer 107 einen vorbestimmten Wert von dem Bestimmungswert C, wenn der Datenrahmen F2 empfangen wird, und addiert dann einen vorbestimmten Wert zu dem Bestimmungswert C zweimal, wenn der Datenrahmen F3 und den Datenrahmen F4 empfängt. Demzufolge erreicht der Bestimmungswert C den Grenzwert C_L. Demnach, wenn der Anomaliebestimmer 109 bestimmt, dass ein anormaler Rahmen zur Zeit des Empfangs des Datenrahmens F4 anwesend ist, bestimmt der Rahmenbestimmer 110, dass der Bestimmungswert C den Grenzwert C_L zum ersten Mal erreicht.
In 5 addiert der Wertaktualisierer 107 einen vorbestimmten Wert zweimal zu dem Anfangswert C_Ini des Bestimmungswerts C und dabei erreicht der Bestimmungswert C den Grenzwert C_L. Ferner addiert der Wertaktualisierer 107 einen vorbestimmten Wert zu dem Bestimmungswert C, der kleiner als der Grenzwert C_L ist, in anderen Worten addiert der Wertaktualisierer 107 den Bestimmungswert C, der durch Addition von P_T - P2 zu dem Anfangswert C_Ini erlangt wird, und dabei erreicht der Bestimmungswert C den Grenzwert C_L. Demnach kann gemäß diesen der Rahmenbestimmer 110 bestimmen, dass der Bestimmungswert C den Grenzwert C_L zum ersten Mal erreicht.
6 illustriert einen Fall, in dem ferner ein anormaler Rahmen F5 empfangen wird, nachdem der Datenrahmen F4 in 5 empfangen wird. Da ein Empfangsintervall P4 zwischen dem Datenrahmen F4 und dem Datenrahmen F5 kürzer als der Schwellenwert P_T ist, addiert der Wertaktualisierer 107 die Differenz (P_T - P4) zwischen dem Empfangsintervall P4 und dem Schwellenwert P_T zu dem Bestimmungswert C. Jedoch, da der Bestimmungswert C vor der Aktualisierung gleich dem Grenzwert C_L des Bestimmungswerts C ist, das heißt, der Maximalwert C_max, ist der Bestimmungswert C nach der Aktualisierung weiterhin gleich dem Grenzwert C_L. Dann, da der Bestimmungswert C nach der Aktualisierung den Grenzwert C_L erreicht hat, bestimmt der Anomaliebestimmer 109, dass ein anormaler Rahmen anwesend ist. Hierbei, wenn der Anomaliebestimmer 109 bestimmt, dass ein anormaler Rahmen zur Zeit des Empfangs des Datenrahmens F5 anwesend ist, addiert der Wertaktualisierer 107 einen vorbestimmten Wert drei Mal zu dem Bestimmungswert C und dabei erreicht der Bestimmungswert C den Grenzwert C_L. Demnach bestimmt der Rahmenbestimmer 110 nicht, dass der Bestimmungswert C den Grenzwert C_L zum ersten Mal erreicht. Wie vorstehend gemäß 5 beschrieben ist, erreicht der Bestimmungswert C den Grenzwert C_L zur Zeit des Empfangs des Datenrahmens F4 und der Anomaliebestimmer 109 bestimmt, dass ein anormaler Rahmen anwesend ist. Demnach ist es offensichtlich, dass es nicht das erste Mal ist, dass der Bestimmungswert C den Grenzwert C_L zur Zeit des Empfangs des Datenrahmens F5 erreicht.
In dem Beispiel von 6, wenn der Anomaliebestimmer 109 bestimmt, dass ein anormaler Rahmen zur Zeit des Empfangs des Datenrahmens F5 anwesend ist, addiert der Wertaktualisierer 107 einen vorbestimmten Wert zu dem Bestimmungswert C, der gleich oder größer als der Grenzwert C_L ist. Demnach, wenn der Bestimmungswert C den Grenzwert C_L zur Zeit des Empfangs des Datenrahmens F5 erreicht, kann bestimmt werden, dass es nicht das erste Mal ist, dass der Bestimmungswert C den Grenzwert C_L erreicht.
Alternativ kann der Rahmenbestimmer 110 bestimmen, dass der Bestimmungswert C den Grenzwert C_L zum ersten Mal erreicht, wenn der Bestimmungswert C den Grenzwert C_L erreicht, indem der vorbestimmte Wert zwei Mal nach Subtraktion des vorbestimmten Werts addiert wird, und der Bestimmungswert, der durch die Subtraktion des vorbestimmten Werts erlangt wird, gleich dem Anfangswert C_Ini des Bestimmungswerts C ist. Hierbei wird der Bestimmungswert, nachdem der vorbestimmte Wert zum zweiten Mal addiert ist, als C angenommen, der Bestimmungswert, bevor er auf den Bestimmungswert C aktualisiert wird und nachdem der vorbestimmte Wert zum ersten Mal addiert ist, wird als C1 angenommen und der Bestimmungswert, bevor er auf den Bestimmungswert C1 aktualisiert wird, wird als C2 angenommen. Die Bestimmungswerte C, C1 und C2 werden in dem Speicher 106 gespeichert. Wenn der Bestimmungswert C2, der durch die Subtraktion des vorbestimmten Werts erlangt wird, nicht gleich dem Anfangswert C_Ini ist, beinhaltet der Bestimmungswert C einen Wert, der aufgrund eines jüngsten Datenrahmens addiert wird, der zur Zeit empfangen wird, zu der der Anomaliebestimmer 109 bestimmt, dass ein anormaler Rahmen anwesend ist, und einen Wert, der aufgrund eines anormalen Rahmens addiert wird, der vor einem Datenrahmen empfangen wird, der unmittelbar vor dem jüngsten Datenrahmen empfangen wird. Andererseits, wenn der Bestimmungswert C2, der durch die Subtraktion des vorbestimmten Werts erlangt wird, gleich dem Anfangswert ist, wird der Bestimmungswert C nicht durch den Wert beeinflusst, der aufgrund des anormalen Rahmens, der in der Vergangenheit empfangen wird, addiert wird. Demnach, wenn der Bestimmungswert C2, der durch die Subtraktion des vorbestimmten Werts erlangt wird, gleich dem Anfangswert C_Ini des Bestimmungswerts C ist, kann bestimmt werden, dass der Bestimmungswert C den Grenzwert C_L zum ersten Mal erreicht.
Das Verfahren des Rahmenbestimmers 110 zum Bestimmen, ob der Bestimmungswert C den Grenzwert C_L zum ersten Mal erreicht, ist nicht auf das vorstehend beschriebene Beispiel beschränkt. Beispielsweise, wenn eine vorbestimmte Periode bzw. ein vorbestimmter Zeitraum abgelaufen ist, seit der Anomaliebestimmer 109 zuletzt bestimmt hat, dass ein anormaler Rahmen in der Vergangenheit anwesend war, kann der Rahmenbestimmer 110 bestimmen, dass der Bestimmungswert C den Grenzwert C_L zum ersten Mal erreicht.
Wenn der Rahmenbestimmer 110 bestimmt, dass es nicht das erste Mal ist, dass der Bestimmungswert C den Grenzwert C_L erreicht, bestimmt der Rahmenbestimmer 110, dass mindestens einer eines gegenwärtig empfangenen Datenrahmens, der zur Zeit des Bestimmens empfangen wird, dass ein anormaler Rahmen anwesend ist und ein unmittelbar vorhergehender Datenrahmen, der unmittelbar vor dem Empfang des gegenwärtig empfangenen Datenrahmens empfangen wird, der anormale Rahmen ist. In dem Beispiel von 6, wenn der Anomaliebestimmer 109 bestimmt, dass ein anormaler Rahmen zur Zeit des Empfangs des Datenrahmens F5 anwesend ist, bestimmt der Rahmenbestimmer 110, dass es nicht das erste Mal ist, dass der Bestimmungswert C den Grenzwert C_L erreicht, und bestimmt, dass mindestens einer des Datenrahmens F5, der zur Zeit des Bestimmens empfangen wird, dass ein anormaler Rahmen anwesend ist, und des Datenrahmen F4, der unmittelbar vor dem Datenrahmen F5 empfangen wird, der anormale Datenrahmen ist. In anderen Worten, wenn ein vorbestimmter Wert ferner zu dem Bestimmungswert C addiert wird, der gleich oder größer als der Grenzwert C_L ist, bestimmt der Rahmenbestimmer 110, dass mindestens einer des Datenrahmens F5, der zur Zeit der Bestimmung empfangen wird, dass ein anormaler Rahmen anwesend ist, und des Datenrahmens F4, der unmittelbar vor dem Datenrahmen F5 empfangen wird, der anormale Rahmen ist.
Andererseits, wenn der Rahmenbestimmer 110 bestimmt, dass der Bestimmungswert C den Grenzwert C_L zum ersten Mal erreicht, bestimmt der Rahmenbestimmer 110 ferner, ob der gegenwärtig empfangene Datenrahmen, der zur Zeit des Bestimmens empfangen wird, dass ein anormaler Rahmen anwesend ist und der unmittelbar vorhergehende Datenrahmen, der unmittelbar vor dem gegenwärtig empfangenen Datenrahmen empfangen wird, in Nachbarschaft zueinander empfangen werden. Ob die zwei Datenrahmen in Nachbarschaft zueinander empfangen werden, wird basierend darauf bestimmt, ob das Empfangsintervall zwischen den zwei Datenrahmen kürzer als das Nachbarschaftsempfangsintervall D ist.
Wie vorstehend beschrieben ist, ist das Nachbarschaftsempfangsintervall D ein Empfangsintervall als ein Kriterium zum Bestimmen, ob zwei Datenrahmen in Nachbarschaft empfangen werden, und wenn das Empfangsintervall zwischen zwei Datenrahmen länger als das Nachbarschaftsempfangsintervall D ist, wird bestimmt, dass diese Datenrahmen nicht in Nachbarschaft empfangen werden. Wenn das Empfangsintervall zwischen zwei Datenrahmen gleich oder kleiner als das Nachbarschaftsempfangsintervall D ist, wird bestimmt, dass diese zwei Datenrahmen in Nachbarschaft empfangen werden. Wenn das Empfangsintervall P zwischen den zwei Datenrahmen gleich oder kleiner als das Nachbarschaftsempfangsintervall D ist, wird die Differenz zwischen dem Schwellenwert P_T und dem Empfangsintervall P ein Wert, der größer als der Grenzwert C_L ist, und der Bestimmungswert erreicht unmittelbar den Grenzwert C_L.
Wenn der Rahmenbestimmer 110 bestimmt, dass das Empfangsintervall P zwischen den zwei Datenrahmen länger als das Nachbarschaftsempfangsintervall D ist, bestimmt der Rahmenbestimmer 110, dass der unmittelbar vorhergehenden Datenrahmen, der unmittelbar vor dem gegenwärtig empfangenen Datenrahmen empfangen wird, der zur Zeit der Bestimmung empfangen wird, dass ein anormaler Rahmen anwesend ist, der anormale Rahmen ist. Andererseits, wenn der Rahmenbestimmer 110 bestimmt, dass das Empfangsintervall P zwischen den zwei Datenrahmen gleich oder kleiner als das Nachbarschaftsempfangsintervall D ist und die zwei Datenrahmen in Nachbarschaft zueinander empfangen werden, bestimmt der Rahmenbestimmer 110, dass mindestens einer des gegenwärtig empfangenen Datenrahmens, der zur Zeit der Bestimmung empfangen wird, dass ein anormaler Rahmen anwesend ist, und des unmittelbar vorhergehenden Datenrahmens, der unmittelbar vor dem gegenwärtig empfangenen Datenrahmen empfangen wird, der anormale Rahmen ist. Beispielsweise erreicht in dem Beispiel von 5 der Bestimmungswert C den Grenzwert C_L zum ersten Mal zur Zeit des Empfangs des Datenrahmens F4. Das Empfangsintervall P3 zwischen dem Datenrahmen F3 und dem Datenrahmen F4 ist länger als das Nachbarschaftsempfangsintervall D. Demnach bestimmt der Rahmenbestimmer 110, dass der Datenrahmen F3, der unmittelbar vor dem Datenrahmen F4 empfangen wird, der zur Zeit der Bestimmung empfangen wird, dass ein anormaler Rahmen anwesend ist, der anormale Rahmen ist.
7 ist ein Diagramm, das ein Beispiel eines Falls illustriert, in dem drei Datenrahmen F1 bis F3 empfangen werden. 7(a) und 7(b) zeigen Zeitstempelungszeiten, bei denen Zeitstempel zu den Datenrahmen F1 bis F3 addiert werden, und Empfangsintervalle P1, P2 basierend auf den Zeitstempelungszeiten. 7(c) zeigt den Bestimmungswert C, der sich gemäß den Empfangsintervallen P1, P2 der Datenrahmen F1 bis F3 ändert. 7(a) und 7(b) zeigen jeweils einen Fall, in dem der Datenrahmen F2 und der Datenrahmen F3 in Nachbarschaft zueinander empfangen werden. In 7(a) ist der Datenrahmen F2 ein anormaler Rahmen, wobei in 7(b) der Datenrahmen F3 ein anormaler Rahmen ist.
In 7(a), wie vorstehend beschrieben ist, da der Datenrahmen F2 und der Datenrahmen F3 in Nachbarschaft zueinander empfangen werden, ist das Empfangsintervall P2 kürzer als das Nachbarschaftsempfangsintervall D. Wenn hierbei ein Empfangsintervall (P1 + P2) zwischen dem normalen Datenrahmen F1 und dem Datenrahmen F3 gleich der vorbestimmten Periode T ist, der das Sendeintervall der ECU 20 ist, ist das Empfangsintervall P1 zwischen dem normalen Datenrahmen F1 und dem anormalen Rahmen F2 länger als der Schwellenwert P_T. Demnach wird zur Zeit des Empfangs des Datenrahmens F2 die Verarbeitung zum Addieren eines vorbestimmten Werts zu dem Bestimmungswert C nicht ausgeführt. Dann, wenn der Datenrahmen F3 empfangen wird, wird eine Differenz (P_T - P2) zwischen dem Schwellenwert P_T und dem Empfangsintervall P2 zu dem Bestimmungswert C addiert, so dass der Bestimmungswert C den Grenzwert C_L erreicht.
Auf ähnliche Weise ist in 7(b), da der Datenrahmen F2 und der Datenrahmen F3 in Nachbarschaft zueinander empfangen werden, das Empfangsintervall P2 kürzer als das Nachbarschaftsempfangsintervall D. Da das Empfangsintervall P1 zwischen dem normalen Datenrahmen F1 und dem normalen Datenrahmen F2 länger als der Schwellenwert P_T ist, wird die Verarbeitung zum Addieren eines vorbestimmten Werts zu dem Bestimmungswert C nicht zur Zeit des Empfangs des Datenrahmen F2 ausgeführt. Dann, wenn der Datenrahmen F3 empfangen wird, wird eine Differenz (P_T - P2) zwischen dem Schwellenwert P_T und dem Empfangsintervall P2 zu dem Bestimmungswert C addiert, so dass der Bestimmungswert C den Grenzwert C_L erreicht.
In 7(a) und 7(b) sind das Empfangsintervall P1 zwischen dem Datenrahmen F1 und dem Datenrahmen F2 und das Empfangsintervall (P1 + P2) zwischen dem Datenrahmen F1 und dem Datenrahmen F3 beide länger als der Schwellenwert P_T und sind Empfangsintervalle von normalen Datenrahmen. Das heißt, sowohl die Empfangszeit des Datenrahmens F2 als auch die Empfangszeit des Datenrahmens F3 können die Empfangszeit des normalen Datenrahmens sein, der nach Empfangen des normalen Datenrahmens F1 empfangen wird. Ferner ist es sowohl in 7(a) als auch in 7(b), da sich der Bestimmungswert C ändert, wie in 7C illustriert ist, schwierig zu spezifizieren, welcher des Datenrahmens F2 und des Datenrahmens F3 ein anormaler Rahmen ist. Das heißt, wenn zwei Datenrahmen in Nachbarschaft zueinander empfangen werden, ist es schwierig zu bestimmen, welche der zwei Datenrahmen ein anormaler Rahmen ist. Demnach bestimmt in diesem Fall der Rahmenbestimmer 110, dass mindestens einer eines gegenwärtig empfangenen Datenrahmens, der zur Zeit einer Anomalieerfassung empfangen wird, und eines unmittelbar vorhergehenden Datenrahmens, der unmittelbar vor dem gegenwärtig empfangenen Datenrahmen empfangen wird, der anormale Rahmen ist. In dem Fall von 7 wird bestimmt, dass mindestens einer der Datenrahmen F2 und F3 ein anormaler Rahmen ist.
Als nächstes wird die Operation der Bestimmungsvorrichtung 10 für einen anormalen Rahmen gemäß 8 beschrieben. 8 zeigt nicht nur ein Verfahren zum Bestimmen eines anormalen Rahmens in der Bestimmungsvorrichtung 10 für einen anormalen Rahmen, sondern auch eine Verarbeitung zum Verarbeiten des Programms, das durch die Bestimmungsvorrichtung 10 für einen anormalen Rahmen ausgeführt wird. Die Verarbeitung ist nicht auf die in 8 illustrierte Reihenfolge beschränkt. Das heißt, die Reihenfolge kann angemessen geändert werden, solange es keine Einschränkung wie eine Beziehung gibt, in der ein Ergebnis eines vorhergehenden Schritts in einem nachfolgenden Schritt verwendet wird. Das gleiche gilt für die Ablaufdiagramme der nachfolgenden Ausführungsformen. Die Verarbeitung, die in 8 illustriert ist, wird wiederholt jedes Mal ausgeführt, wenn die Bestimmungsvorrichtung 10 für einen anormalen Rahmen einen Datenrahmen empfängt.
Bei Schritt S101 empfängt der Empfänger 101 einen Datenrahmen für den geschätzt wird, dass er von der ECU 20 gesendet wurde.
Bei Schritt S102 addiert der Zeitstempler 103 einen Zeitstempel zu dem gegenwärtig empfangenen Datenrahmen.
Bei Schritt S103 berechnet der Intervallrechner 104 ein Empfangsintervall P zwischen dem gegenwärtig empfangenen Datenrahmen, der bei S101 empfangen wird, und einem unmittelbar vorhergehenden Datenrahmen, der durch den Empfänger 101 unmittelbar vor dem gegenwärtig empfangenen Datenrahmen empfangen wird, basierend auf der Zeit, die durch den Zeitstempel angegeben ist, der bei S102 hinzugefügt wird.
Bei Schritt S104 vergleicht der Wertaktualisierer 107 das Empfangsintervall P, das bei Schritt S103 berechnet wird, mit dem Schwellenwert P_T des Empfangsintervalls P. Wenn das Empfangsintervall P kürzer als der Schwellenwert P_T ist (JA bei Schritt S104), fährt die Verarbeitung mit Schritt S105 fort. Andererseits, wenn das Empfangsintervall P länger als oder der Schwellenwert ist (NEIN bei Schritt S104) fährt die Verarbeitung mit S106 fort. In dem Ablaufdiagramm von 8 fährt die Verarbeitung mit Schritt S106 fort, sogar, wenn das Empfangsintervall P gleich dem Schwellenwert P_T ist. Jedoch, wenn das Empfangsintervall P gleich dem Schwellenwert P_T ist, kann die Verarbeitung mit Schritt S105 fortfahren. Schritt S105 und S106 sind beide eine Verarbeitung zum Aktualisieren des Bestimmungswerts C in dem Wertaktualisierer 107.
Wenn das Empfangsintervall P kürzer als der Schwellenwert P_T ist (JA bei Schritt S104), addiert der Wertaktualisierer 107 eine Differenz (P_T - P) zwischen dem Empfangsintervall P, das bei Schritt S103 berechnet wird, und dem Schwellenwert P_T zu dem Bestimmungswert C, der in dem Speicher 106 gespeichert ist, zum Aktualisieren des Bestimmungswert bei Schritt S105. Hierbei, wenn der Bestimmungswert C nach der Addition gleich oder größer als der Maximalwert C_max des Bestimmungswerts C ist, wird der Maximalwert C_max des Bestimmungswerts C als der Bestimmungswert C bei Schritt S105 festgelegt.
Als nächstes vergleicht bei Schritt S107 der Anomaliebestimmer 109 den Bestimmungswert C, der bei Schritt S105 aktualisiert wird, mit dem Grenzwert C_L.
Hierbei, wenn der Bestimmungswert C den Grenzwert erreicht hat (JA bei Schritt S107), bestimmt der Anomaliebestimmer 109 bei Schritt S108, dass ein anormaler Rahmen unter empfangenen Datenrahmen anwesend ist.
Dann bestimmt bei Schritt S109 der Rahmenbestimmer 110, welcher der empfangenen Datenrahmen der anormale Rahmen ist. Details der Verarbeitung bei Schritt S109 werden später im Detail beschrieben.
Wenn das Empfangsintervall P länger als der Schwellenwert P_T ist (NEIN bei Schritt S104), aktualisiert der Wertaktualisierer 107 den Bestimmungswert C bei Schritt S106 durch Subtrahieren einer Differenz (P - P_T) zwischen dem Empfangsintervall P, das bei Schritt S103 berechnet wird, und dem Schwellenwert P_T von dem Bestimmungswert C, der in dem Speicher 106 gespeichert ist. Hierbei, wenn der Bestimmungswert C nach der Subtraktion gleich oder kleiner als der Minimalwert C_min des Bestimmungswerts C ist, wird der Minimalwert C_min des Bestimmungswerts C als der Bestimmungswert C bei Schritt S106 festgelegt.
Bei Schritt S110 wird der Bestimmungswert C, der bei Schritt S105 oder S106 aktualisiert wird, in dem Speicher 106 gespeichert und die Verarbeitung endet.
9 ist ein Diagramm, das die Verarbeitung von Schritt S109 illustriert.
Bei Schritt S201 bestimmt der Rahmenbestimmer 110, ob der Bestimmungswert C den Grenzwert C_L zum ersten Mal erreicht. Wie vorstehend beschrieben ist, kann ein beliebiges Verfahren als ein Verfahren zum Bestimmen, ob der Bestimmungswert den Grenzwert zum ersten Mal erreicht, eingesetzt werden.
Wenn der Rahmenbestimmer 110 bestimmt, dass der Bestimmungswert C den Grenzwert C_L zum ersten Mal erreicht (JA bei Schritt S201), bestimmt der Rahmenbestimmer 110 ferner bei Schritt S202, ob das Empfangsintervall P zwischen dem gegenwärtig empfangenen Datenrahmen, der bei Schritt S101 empfangen wird, und dem unmittelbar vorhergehenden Datenrahmen, der unmittelbar vor dem gegenwärtig empfangenen Datenrahmen empfangen wird, kürzer als das Nachbarschaftsempfangsintervall D ist, das heißt, ob die zwei Datenrahmen in Nachbarschaft zueinander empfangen werden.
Wenn das Empfangsintervall P länger als das Nachbarschaftsempfangsintervall D ist, das heißt, der gegenwärtig empfangene Datenrahmen und der unmittelbar vorhergehende Datenrahmen, der unmittelbar vor dem gegenwärtig empfangenen Datenrahmen empfangen wird, nicht in Nachbarschaft zueinander empfangen werden, bestimmt der Rahmenbestimmer 110, dass der unmittelbar vorhergehende Rahmen ein anormaler Rahmen ist, bei Schritt S203.
Wenn es nicht das erste Mal ist, dass der Bestimmungswert C den Grenzwert C_L erreicht (NEIN bei Schritt S201) oder wenn das Empfangsintervall P gleich oder kleiner als das Nachbarschaftsempfangsintervall D ist (NEIN bei Schritt S202), bestimmt der Rahmenbestimmer 110 bei Schritt S204, das mindestens einer des gegenwärtig empfangenen Datenrahmens und des unmittelbar vorhergehenden Datenrahmens, der unmittelbar vor dem gegenwärtig empfangenen Datenrahmen empfangen wird, ein anormaler Rahmen ist.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform, wenn eine vorbestimmte Bedingung erfüllt ist, bestimmt der Rahmenbestimmer 110, dass der unmittelbar vorhergehende Datenrahmen, der unmittelbar vor dem gegenwärtig empfangenen Datenrahmen empfangen wird, ein anormaler Rahmen ist. Sogar, wenn die vorbestimmte Bedingung nicht erfüllt ist, bestimmt der Rahmenbestimmer 110, dass mindestens einer des gegenwärtig empfangenen Datenrahmens und des unmittelbar vorhergehenden Datenrahmens ein anormaler Rahmen ist.
Zweite Ausführungsform
In der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform, nachdem der Bestimmungswert C den Grenzwert C_L erreicht, wird der Bestimmungswert C in dem Speicher 106 als der Grenzwert C_L, der der Maximalwert C_max ist, gespeichert. In der zweiten Ausführungsform, wenn der Bestimmungswert C den Grenzwert C_L erreicht, wird der Bestimmungswert auf den Anfangswert C_Ini zurückgesetzt. Nachfolgend wird die Konfiguration der zweiten Ausführungsform mit Fokus auf Unterschiede zur ersten Ausführungsform beschrieben.
Die Konfiguration der Bestimmungsvorrichtung 10 für einen anormalen Rahmen der vorliegenden Ausführungsform ist die gleiche wie die der ersten Ausführungsform und wird gemäß 2 beschrieben. Jede Konfiguration der Bestimmungsvorrichtung 10 für einen anormalen Rahmen hat die gleiche Funktion wie die der ersten Ausführungsform. In der vorliegenden Ausführungsform, wenn der Bestimmungswert C den Grenzwert C_L erreicht, wird der Bestimmungswert C auf den Anfangswert C_Ini zurückgesetzt. Demnach entspricht ein Fall, in dem der Bestimmungswert C den Grenzwert C_L erreicht, einem Fall, in dem der Bestimmungswert C den Grenzwert C_L zum ersten Mal erreicht, nachdem der Bestimmungswert C zurückgesetzt ist. Demnach muss der Rahmenbestimmer 110 der vorliegenden Ausführungsform nicht bestimmen, ob der Bestimmungswert C den Grenzwert C_L zum ersten Mal erreicht.
Die Operation der Bestimmungsvorrichtung 10 für einen anormalen Rahmen der vorliegenden Ausführungsform wird gemäß 10 und 11 beschrieben. Beschreibungen von Verarbeitungen, die gleich zu 8 sind, werden weggelassen. In 8, nachdem der anormale Rahmen bei Schritt S109 bestimmt wird, wird der Bestimmungswert C, der bei Schritt S105 oder S106 aktualisiert wird, in dem Speicher 106 bei Schritt S110 gespeichert Jedoch wird in der vorliegenden Ausführungsform, wie in 10 illustriert ist, nachdem der anormale Rahmen bei Schritt S109 bestimmt wird, der Bestimmungswert C auf den Anfangswert C_Ini bei Schritt S301 aktualisiert, wodurch der Bestimmungswert C zurückgesetzt wird. Nur, wenn das Empfangsintervall P, das bei Schritt S103 berechnet wird, länger als der Schwellenwert P_T ist (NEIN bei Schritt S104) oder wenn der Bestimmungswert C nicht den Grenzwert C_L erreicht (NEIN bei Schritt S107), wird der Bestimmungswert C, der bei Schritt S105 oder Schritt S106 aktualisiert wird, in dem Speicher 106 bei Schritt S302 gespeichert.
11 ist ein Diagramm, das die Verarbeitung von Schritt S109 aus 10 illustriert. Im Gegensatz zu 9 wird die Verarbeitung von Schritt S201 nicht ausgeführt. Der Grund dafür ist, dass in der vorliegenden Ausführungsform der Fall, in dem der Bestimmungswert C den Grenzwert C_L erreicht, immer der Fall ist, in dem der Bestimmungswert C den Grenzwert C_L zum ersten Mal erreicht, nachdem der Bestimmungswert C zurückgesetzt ist.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist es möglich, zu bestimmen, dass der unmittelbar vorhergehende Datenrahmen, der unmittelbar vor dem gegenwärtig empfangenen Datenrahmen empfangen wird, oder mindestens einer des gegenwärtig empfangenen Datenrahmens und des unmittelbar vorhergehenden Datenrahmens ein anormaler Rahmen ist, ohne zu bestimmen, ob der Bestimmungswert C den Grenzwert C_L zum ersten Mal erreicht.
Die Merkmale der Bestimmungsvorrichtung 10 für einen anormalen Rahmen und dergleichen der vorliegenden Offenbarung wurden vorstehend beschrieben.
Ausdrücke, die in der Beschreibung jeder Ausführungsform verwendet werden, sind Beispiele und können durch synonyme Ausdrücke oder Ausdrücke mit einer synonymen Funktion ersetzt werden.
Das Blockschaltbild, das in der Beschreibung jeder Ausführungsform verwendet wird, ist ein Diagramm, in dem die Konfigurationen von Vorrichtungen und dergleichen durch Funktionen klassifiziert und organisiert sind. Die Blöcke, die die jeweiligen Funktionen repräsentieren, können durch eine beliebige Kombination von Hardware oder Software implementiert werden. Da die Blöcke die Funktionen darstellen, kann das Blockschaltbild auch als Offenbarung eines Verfahrens und eines Programms zur Implementierung des Verfahrens verstanden werden.
Eine Reihenfolge von Funktionsblöcken, die als Verarbeitungen, Abläufe und Verfahren verstanden werden können, die in den Ausführungsformen beschrieben sind, können geändert werden, solange es keine Einschränkungen gibt, wie beispielsweise eine Beziehung, in der Ergebnisse vorhergehender Schritte in anderen Schritten verwendet werden.
Die Ausdrücke „erste“, „zweite“ oder „N“ (N ist einer Ganzzahl), die in jeder Ausführungsform und der vorliegenden Offenbarung verwendet werden, werden verwendet, um zwei oder mehr Konfigurationen und Verfahren des gleichen Typs zu unterscheiden, wobei dies nicht die Reihenfolge oder Überlegenheit einschränkt.
In der vorstehen beschriebenen Ausführungsform ist die Bestimmungsvorrichtung für einen anormalen Rahmen an dem Fahrzeug montiert. Jedoch kann die vorliegende Offenbarung für die Bestimmungsvorrichtung für einen anormalen Rahmen für spezielle Vorrichtungen oder Allzweckvorrichtungen außer Fahrzeugen verwendet werden.
Ferner beinhalten Beispiele einer Form der Bestimmungsvorrichtung für einen anormalen Rahmen der vorliegenden Offenbarung folgendes. Die Beispiele einer Form als eine Komponente beinhalten ein Halbleiterelement, eine elektronische Schaltung, ein Modul und einen Mikrocontroller. Die Beispiele der Form als ein halbfertiges Produkt beinhalten eine elektronische Steuervorrichtung (elektronische Steuereinheit (ECU)) und eine Systemplatine. Die Beispiele der Form als ein fertiges Produkt beinhalten ein Mobiltelefon, ein Smartphone, ein Tablet, einen Personal Computer (PC), eine Arbeitsstation und einen Server. Ferner beinhalten die Beispiele der Form eine Vorrichtung mit einer Kommunikationsfunktion wie eine Videokamera, eine Standbildkamera und ein Autonavigationssystem.
Funktionen wie eine Antenne und eine Kommunikationsschnittstelle können zu der Bestimmungsvorrichtung für einen anormalen Rahmen hinzugefügt werden.
Ferner kann die Bestimmungsvorrichtung für einen anormalen Rahmen der vorliegenden Offenbarung nicht nur durch dedizierte Hardware implementiert werden, die die in jeder Ausführungsform beschriebenen Konfigurationen und Funktionen hat, sondern ebenso als eine Kombination eines Programms, das in einem nichtflüchtigen greifbaren Speichermedium, wie einem Speicher oder einer Festplatte, gespeichert ist und vorgesehen ist, um die vorliegende Offenbarung zu implementieren, und einer Allzweck-Hardware, die eine dedizierte CPU oder eine Allzweck-CPU aufweist, die das Programm ausführen kann, und einen Speicher und dergleichen aufweist.
Das Programm, das in dem nichtflüchtigen, greifbaren Speichermedium (beispielsweise einer externen Speichervorrichtung (einer Festplatte, einem USB-Speicher, einer CD/BD oder einer internen Speichervorrichtung wie ein RAM und ein ROM)) der dedizierten oder Allzweck-Hardware gespeichert ist, kann auch an die dedizierte oder Allzweck-Hardware mittels des Speichermediums oder mittels einer Kommunikationsleitung von einem Server gesendet werden, ohne das Speichermedium zu verwenden. Demzufolge ist es möglich, eine aktuellste Funktion durch Aktualisieren des Programms bereitzustellen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

WO 2013094072 A [0003]
JP 2009253557 A [0004]

Claims

Bestimmungsvorrichtung (10) für einen anormalen Rahmen, die konfiguriert ist, um mit einer elektronischen Steuereinheit (20) verbunden zu sein, die konfiguriert ist, um Datenrahmen mit einer vorbestimmten Periode (T) zu senden, wobei die Bestimmungsvorrichtung (10) für einen anormalen Rahmen aufweist: einen Empfänger (101), der konfiguriert ist, um einen ersten Datenrahmen zu empfangen, für den geschätzt wird, dass er von der elektronischen Steuereinheit (20) gesendet wurde; einen Intervallrechner (104), der konfiguriert ist, um ein Empfangsintervall (P) zwischen dem ersten Datenrahmen und einem zweiten Datenrahmen zu berechnen, wobei der zweite Datenrahmen ein Datenrahmen ist, der durch den Empfänger (101), unmittelbar bevor der Empfänger (101) den ersten Datenrahmen empfängt, empfangen wird; einen Speicher (106), der konfiguriert ist, um einen Bestimmungswert (C) zum Erfassen eines anormalen Rahmens zu speichern; einen Wertaktualisierer (107), der konfiguriert ist, um einen vorbestimmten Wert zu dem Bestimmungswert (C) zu addieren, wenn das Empfangsintervall (P) kürzer als ein Schwellenwert (P_T) ist; und einen Rahmenbestimmer (110), der konfiguriert ist, um zu bestimmen, dass der zweite Datenrahmen der anormale Rahmen ist, wenn der Bestimmungswert (C) einen Grenzwert (C_L) erreicht und das Empfangsintervall (P) länger als ein Nachbarschaftsempfangsintervall (D) ist, das ein Kriterium zum Bestimmen ist, ob der erste Datenrahmen und der zweite Datenrahmen in Nachbarschaft zueinander empfangen werden.
Bestimmungsvorrichtung für einen anormalen Rahmen gemäß Anspruch 1, wobei der Rahmenbestimmer (110) konfiguriert ist, um zu bestimmen, dass mindestens einer des ersten Datenrahmens und des zweiten Datenrahmens der anormale Rahmen ist, wenn das Empfangsintervall (P) gleich oder kürzer als das Nachbarschaftsempfangsintervall (D) ist.
Bestimmungsvorrichtung für einen anormalen Rahmen gemäß Anspruch 1, wobei der Rahmenbestimmer (110) konfiguriert ist, um zu bestimmen, dass der zweite Datenrahmen der anormale Rahmen ist, wenn der Bestimmungswert (C) den Grenzwert (C_L) zum ersten Mal erreicht und das Empfangsintervall (P) länger als das Nachbarschaftsempfangsintervall (D) ist.
Bestimmungsvorrichtung für einen anormalen Rahmen gemäß Anspruch 3, wobei der Rahmenbestimmer (110) konfiguriert ist, um zu bestimmen, dass der Bestimmungswert (C) den Grenzwert (C_L) zum ersten Mal erreicht, wenn der Bestimmungswert (C) den Grenzwert (C_L) erreicht, indem der vorbestimmte Wert zu einem Anfangswert (C_Ini) des Bestimmungswerts (C) eine vorbestimmte Anzahl von Malen addiert wird.
Bestimmungsvorrichtung für einen anormalen Rahmen gemäß Anspruch 3, wobei der Wertaktualisierer (107) konfiguriert ist, um den vorbestimmten Wert von dem Bestimmungswert (C) zu subtrahieren, wenn das Empfangsintervall (P) länger als der Schwellenwert (P_T) ist, und der Rahmenbestimmer (110) konfiguriert ist, um zu bestimmen, dass der Bestimmungswert (C) den Grenzwert (C_L) zum ersten Mal erreicht, wenn der Bestimmungswert (C) den Grenzwert (C_L) erreicht, indem der vorbestimmte Wert zu dem Bestimmungswert (C) eine vorbestimmte Anzahl von Malen addiert wird, nachdem der vorbestimmte Wert von dem Bestimmungswert (C) subtrahiert wird.
Bestimmungsvorrichtung für einen anormalen Rahmen gemäß Anspruch 1, wobei der Rahmenbestimmer (110) konfiguriert ist, um zu bestimmen, dass der zweite Datenrahmen der anormale Rahmen ist, wenn der Bestimmungswert (C) den Grenzwert (C_L) zum ersten Mal erreicht, indem der vorbestimmte Wert zu dem Bestimmungswert (C) addiert wird, der kleiner als der Grenzwert (C_L) ist, und das Empfangsintervall (P) länger als das Nachbarschaftsempfangsintervall (D) ist.
Bestimmungsvorrichtung für einen anormalen Rahmen gemäß Anspruch 1, wobei der Rahmenbestimmer (110) konfiguriert ist, um zu bestimmen, dass mindestens einer des ersten Datenrahmens und des zweiten Datenrahmens der anormale Rahmen ist, wenn der vorbestimmte Wert weiter zu dem Bestimmungswert (C) hinzugefügt wird, der gleich oder größer als der Grenzwert (C_L) ist.
Bestimmungsvorrichtung für einen anormalen Rahmen gemäß Anspruch 1, wobei der Schwellenwert (P_T) gleich oder kleiner als die vorbestimmte Periode (T) ist.
Bestimmungsvorrichtung für einen anormalen Rahmen gemäß Anspruch 8, wobei der Schwellenwert (P_T) gleich einem Minimalwert (P_Min) eines Empfangsintervalls von Datenrahmen ist, die von der elektronischen Steuereinheit (20) gesendet werden.
Bestimmungsvorrichtung für einen anormalen Rahmen gemäß Anspruch 1, wobei der vorbestimmte Wert eine Differenz zwischen dem Empfangsintervall (P) und dem Schwellenwert (P_T) ist, und der Grenzwert (C_L) gleich oder kleiner als ein Wert ist, der durch Subtrahieren der vorbestimmten Periode von zwei Mal dem Schwellenwert (P_T) erlangt wird.
Bestimmungsvorrichtung für einen anormalen Rahmen gemäß Anspruch 10, wobei der Grenzwert (C_L) gleich einem Wert ist, der durch Subtrahieren eines Maximalwerts (P_MAx) eines Empfangsintervalls der Datenrahmen, die von der elektronischen Steuereinheit (20) gesendet werden, von zwei Mal dem Schwellenwert (P_T) erlangt wird.
Bestimmungsvorrichtung für einen anormalen Rahmen gemäß Anspruch 10, wobei der Wertaktualisierer (107) konfiguriert ist, um die Differenz von dem Bestimmungswert (C) zu subtrahieren, wenn das Empfangsintervall (P) länger als der Schwellenwert (P_T) ist, und der Rahmenbestimmer (110) konfiguriert ist, um zu bestimmen, dass der zweite Datenrahmen der anormale Rahmen ist, wenn der Bestimmungswert (C) den Grenzwert (C_L) zum ersten Mal erreicht, indem die Differenz zwei Mal nach Subtraktion der Differenz von dem Bestimmungswert (C) addiert wird, und das Empfangsintervall (P) länger als das Nachbarschaftsempfangsintervall (D) ist.
Bestimmungsvorrichtung für einen anormalen Rahmen gemäß Anspruch 1, wobei der vorbestimmte Wert eine Differenz zwischen dem Empfangsintervall (P) und dem Schwellenwert (P_T) ist, und das Nachbarschaftsempfangsintervall (D) gleich oder kleiner als ein Wert ist, der durch Subtrahieren des Grenzwerts (C_L) von dem Schwellenwert (P_T) erlangt wird.
Bestimmungsvorrichtung für einen anormalen Rahmen gemäß Anspruch 13, wobei das Nachbarschaftsempfangsintervall (D) gleich einem Wert ist, der durch Subtrahieren eines Minimalwerts (P_Min) eines Empfangsintervalls der Datenrahmen, die von der elektronischen Steuereinheit (20) gesendet werden, von einem Maximalwert (P_Max) des Empfangsintervalls der Datenrahmen, die von der elektronischen Steuereinheit (20) gesendet werden, erlangt wird.
Bestimmungsvorrichtung für einen anormalen Rahmen gemäß Anspruch 1, wobei der vorbestimmte Wert ein Wert basierend auf einer Differenz zwischen dem Empfangsintervall (P) und dem Schwellenwert (P_T) ist.
Bestimmungsvorrichtung für einen anormalen Rahmen gemäß Anspruch 1, wobei ein Maximalwert (C_max) des Bestimmungswerts (C) gleich dem Grenzwert (C_L) ist.
Bestimmungsverfahren für einen anormalen Rahmen, das durch eine Bestimmungsvorrichtung (10) für einen anormalen Rahmen ausgeführt wird, die mit einer elektronischen Steuereinheit (20) verbunden ist und konfiguriert ist, um Datenrahmen mit einer vorbestimmten Periode (T) zu senden, wobei das Verfahren umfasst: Empfangen eines ersten Datenrahmens, für den geschätzt wird, dass er von der elektronischen Steuereinheit (20) gesendet wurde; Berechnen eines Empfangsintervalls (P) zwischen dem ersten Datenrahmen und einem zweiten Datenrahmen, wobei der zweite Datenrahmen ein Datenrahmen ist, der unmittelbar vor dem Empfang des ersten Datenrahmens empfangen wird; Hinzufügen eines vorbestimmten Werts zu einem Bestimmungswert (C), der in einem Speicher (106) gespeichert ist, basierend auf einer Bestimmung, dass das Empfangsintervall (P) kürzer als der Schwellenwert (P_T) ist; und Bestimmen, dass der zweite Datenrahmen ein anormaler Rahmen ist, basierend auf einer Bestimmung, dass der Bestimmungswert (C) einen Grenzwert (C_L) erreicht und das Empfangsintervall (P) länger als ein Nachbarschaftsempfangsintervall (D) ist, das ein Kriterium zum Bestimmen ist, ob der erste Datenrahmen und der zweite Datenrahmen in Nachbarschaft zueinander empfangen werden.
Programmprodukt zum Bestimmen eines anormalen Rahmens, das durch eine Bestimmungsvorrichtung (10) für einen anormalen Rahmen ausführbar ist, die mit einer elektronischen Steuereinheit (20) verbunden ist, die konfiguriert ist, um Datenrahmen mit einer vorbestimmten Periode (T) zu senden, wobei die Anweisungen konfiguriert sind, um, wenn das Programm durch die Bestimmungsvorrichtung (10) für einen anormalen Rahmen ausgeführt wird, die Bestimmungsvorrichtung (10) für einen anormalen Rahmen zu veranlassen, folgendes auszuführen: Empfangen eines ersten Datenrahmens, für den geschätzt wird, dass er von der elektronischen Steuereinheit (20) gesendet wurde; Berechnen eines Empfangsintervalls (P) zwischen dem ersten Datenrahmen und einem zweiten Datenrahmen, wobei der zweite Datenrahmen ein Datenrahmen ist, der unmittelbar vor dem Empfang des ersten Datenrahmens empfangen wird; Hinzufügen eines vorbestimmten Werts zu einem Bestimmungswert (C), der in einem Speicher (106) gespeichert ist, basierend auf einer Bestimmung, dass das Empfangsintervall (P) kürzer als der Schwellenwert (P_T) ist; und Bestimmen, dass der zweite Datenrahmen ein anormaler Rahmen ist, basierend auf einer Bestimmung, dass der Bestimmungswert (C) einen Grenzwert (C_L) erreicht und das Empfangsintervall (P) länger als ein Nachbarschaftsempfangsintervall (D) ist, das ein Kriterium zum Bestimmen ist, ob der erste Datenrahmen und der zweite Datenrahmen in Nachbarschaft zueinander empfangen werden.