DE112009001527T9

DE112009001527T9 - Kommunikationsvorrichtung, Kommunikationssystem und Kommunikationsverfahren

Info

Publication number: DE112009001527T9
Application number: DE112009001527T
Authority: DE
Inventors: Hiroaki Takada; Ryo Kurachi; Yukihiro Miyashita
Original assignee: Nagoya University NUC; Sumitomo Wiring Systems Ltd; AutoNetworks Technologies Ltd; Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Nagoya University NUC; Sumitomo Wiring Systems Ltd; AutoNetworks Technologies Ltd; Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2008-07-10
Filing date: 2009-07-10
Publication date: 2012-06-21
Anticipated expiration: 2029-07-11
Also published as: US8626869B2; DE112009001527B4; US20110047244A1; DE112009001527T5; JP2010021804A; WO2010004768A1

Abstract

Es ist Aufgabe, eine Kommunikationsvorrichtung, die einen Erzeugungszeitpunkt der empfangenen Daten bestimmen kann, jedoch einfach aufgebaut ist, ein die Kommunikationsvorrichtung aufweisendes Kommunikationssystem und ein Kommunikationsverfahren bereitzustellen. Werden Daten gesendet, so sendet eine ECU1 Zeitverzögerungsinformation, die eine zeitliche Verzögerung (Td(0) = Ts(0) – Tc(0)) anzeigt, die einer Differenz zwischen einer Zeit (Tc(0)) eines Erzeugungszeitpunkts, an welchem die Daten erzeugt werden, und einer Zeit (Ts(0)) eines Sendestartzeitpunkts, an welchem die Datenaussendung tatsächlich gestartet wird, entspricht. Wenn die Daten übertragen werden, fügt eine Weiterleitungsvorrichtung (2a) Zeitverzögerungsinformation, die eine zeitliche Verzögerung (Td(1)) anzeigt, die einer Differenz zwischen einer Zeit (Tm(1)) eines Empfangsstartzeitpunkts, an welchem die Weiterleitungsvorrichtung (2a) beginnt, die Daten zu empfangen, und einer Zeit (Ts(1)) eines Übertragungsstartzeitpunkts, an welchem die Weiterleitungsvorrichtung (2a) beginnt, die Daten zu senden (zu übertragen), entspricht, zu der zu den empfangenen Daten hinzugefügten zeitlichen Verzögerung (Td(0)) hinzu. ...

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kommunikationssystem zum Senden und Empfangen von Daten unter mehreren Kommunikationsvorrichtungen. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner eine Kommunikationsvorrichtung, die einfache Konfigurationen nutzen kann, um einen Erzeugungszeitpunkt von empfangenen Daten zu bestimmen, ein die Kommunikationsvorrichtung aufweisendes Kommunikationssystem und ein Kommunikationsverfahren.
2. Stand der Technik
Es ist seit kurzem in verschiedenen Gebieten bekannt, ein System mit mehreren Kommunikationsvorrichtungen zu verwenden, bei dem jede Kommunikationsvorrichtung eine bestimmte Funktion aufweist und mit anderen Kommunikationsvorrichtungen verbunden ist, um verschiedene Abläufe über einen Datenaustausch unter den verschiedenen Kommunikationsvorrichtungen auszuführen. So ist es beispielsweise in einem Gebiet des lokalen Netzwerks (LAN), das in einem Kraftfahrzeug befestigt ist, bekannt, elektronische Steuereinheiten (ECUs) als Kommunikationsvorrichtungen zu verwenden, um zu bewirken, dass jede ECU einen bestimmten Ablauf ausführt, und Daten unter den ECUs auszutauschen, um verschiedene von einem System zu realisierende Funktionen bereitzustellen.
Für gewöhnlich wird allen Daten eine verfügbare Zeitspanne auferlegt, wenn ein Prozess zum Austauschen von Daten ausgeführt wird, deren Inhalte momentan unter mehreren Kommunikationsvorrichtungen ausgetauscht werden müssen. Dies kann dann, wenn sehr alte Daten beispielsweise von einer Sicherheitsfunktionen steuernden ECU eines fahrzeugeigenen LAN-Bereichs verwendet werden, zu Problemen führen.
Das nachstehend aufgeführte Patentdokument 1 zeigt, dass jede ECU eine Steuerung ausführt, um Daten in Übereinstimmung mit einer Prioritätsreihenfolge zu senden und zu empfangen, auf der Grundlage einer Ankunftsverfallszeit zur Minimierung einer Anzahl von Daten die auf die Ankunftsverfallszeit folgend ankommen. In dem Patentdokument 1 wird eine absolute Zeit verwendet, um die Ankunftsverfallszeit zu erhalten, und weist jede ECU ein Zeittaktmittel auf, um die Zeit auf der Grundlage einer Referenzzeit zu zählen, die unter den ECUs abgeglichen bzw. synchronisiert wird, um vorzugsweise die Daten zu senden, deren Ankunftsverfallszeit unter den zu sendenden Daten früher erreicht ist.

[Patentdokument 1] Japanische Patentanmeldung mit der Offenlegungsnummer 2007-295081 .

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Wenn die Zeit auf der Grundlage einer unter ECUs synchronisierten Referenzzeit gezählt wird, so wie es im Patentdokument 1 aufgezeigt wird, kann ein Erzeugungszeitpunkt, an dem Daten von einer anderen Kommunikationsvorrichtung, wie beispielsweise einer anderen ECU, erzeugt werden, genau erkannt werden, indem Zeitinformation des Erzeugungszeitpunkts, der von der anderen Kommunikationsvorrichtung registriert wird, empfangen wird.
Kommunikationsvorrichtungen können miteinander verbunden und jeweils ein Taktmittel zum Zählen der Zeit, wie beispielsweise einen Timer, aufweisen. Ferner sind verschiedene Verfahren bekannt, um die zu zählende Zeit unter den Kommunikationsvorrichtungen zu synchronisieren. Für solch eine Synchronisierung muss jede Kommunikationsvorrichtung jedoch einen Prozess ausführen, um zu bewirken, dass die vom eigenen Taktmittel gezählte Zeit einer Referenzzeit entspricht, die von einer anderen Kommunikationsvorrichtung gesendet wird, oder eine Funktion eines GPS-Empfängers (Empfänger für ein globales Positionsbestimmungssystem) aufweisen.
Die vorliegende Erfindung ist angesichts der obigen Umstände geschaffen worden, und es ist eine primäre Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kommunikationsvorrichtung, die eine Zeit am Erzeugungszeitpunkt von Daten, die von einer anderen Kommunikationsvorrichtung empfangen werden, unter Verwendung von einfachen Konfigurationen ohne eine Synchronisierung der von einem Taktmittel gezählten Zeit genau bestimmen kann, ein die Kommunikationsvorrichtung aufweisendes Kommunikationssystem und ein Kommunikationsverfahren bereitzustellen.
Eine Vorrichtung gemäß einer ersten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist eine Kommunikationsvorrichtung mit einem Taktmittel, einem Kommunikationsmittel zum Senden und Empfangen von Daten und einem Möglichkeitsentscheidungsmittel zum Entscheiden, ob es möglich ist oder nicht, Daten mittels des Kommunikationsmittels zu senden, wobei die Kommunikationsvorrichtung aufweist: ein Mittel zur Gewinnung einer zeitlichen Verzögerung zwischen einer Zeit an einem Erzeugungszeitpunkt, an dem Daten erzeugt werden, und einer Zeit an einem Sendestartzeitpunkt, an welchem das Senden der Daten, deren Aussendung vom Möglichkeitsentscheidungsmittel als möglich entschieden wird, gestartet wird; ein Mittel zum Hinzufügen von Zeitverzögerungsinformation, welche die gewonnene zeitliche Verzögerung anzeigt, zu den Daten; ein Mittel zur Bestimmung eines Empfangsstartzeitpunkts auf der Grundlage einer Zeit des Taktmittels; und ein Bestimmungsmittel zur Bestimmung eines Datenerzeugungszeitpunkts auf der Grundlage der Zeitverzögerungsinformation und des Empfangsstartpunkts.
Eine Vorrichtung gemäß einer zweiten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist eine Kommunikationsvorrichtung, die ferner aufweist: ein Mittel zur Erfassung eines Datensendestartzeitpunkts mittels des Taktmittels, wenn vom Möglichkeitsentscheidungsmittel entschieden wird, dass es möglich ist, Daten mittels des Kommunikationsmittels zu senden; und ein Mittel zur Berechnung einer zeitlichen Verzögerung zwischen einer Zeit am erfassten Datensendestartzeitpunkt und einer Zeit am Datenerzeugungszeitpunkts, wobei die erhaltene zeitliche Verzögerung anzeigende Zeitverzögerungsinformation zu den Daten hinzugefügt wird, deren Aussendung bereits gestartet wurde.
Eine Vorrichtung gemäß einer dritten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist eine Kommunikationsvorrichtung, die ferner aufweist: ein Bestimmungsmittel zur Bestimmung eines Sendestartzeitpunkts eines Sendens von Daten; ein Gewinnungsmittel zur Gewinnung einer zeitlichen Verzögerung zwischen dem bestimmten Sendestartzeitpunkt und dem Erzeugungszeitpunkt; ein Mittel zum Hinzufügen von Zeitverzögerungsinformation, welche die gewonnene zeitliche Verzögerung anzeigt, zu den Daten; ein Mittel zum Entscheiden auf der Grundlage einer Zeit des Taktmittels, ob der vom Bestimmungsmittel bestimmte Sendestartzeitpunkt erreicht ist oder nicht; und ein Mittel, das dazu ausgelegt ist, es mittels des Kommunikationsmittels zu versuchen, die Daten und die zu den Daten hinzugefügte Zeitverzögerungsinformation zu senden, wenn bestimmt wird, dass der Sendestartzeitpunkts erreicht ist, wobei dann, wenn vom Möglichkeitsentscheidungsmittel entschieden wird, dass es nicht möglich ist, ein neuer Sendestartzeitpunkt, um das Senden ein zweites Mal zu starten, neu bestimmt, die zeitliche Verzögerung neu gewonnen und die Datenaussendung erneut versucht wird.
Eine Vorrichtung gemäß einer vierten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist eine Kommunikationsvorrichtung, die ferner aufweist: ein Mittel zur weiteren Übertragung, wenn Daten mit der hinzugefügten Zeitverzögerungsinformation vom Kommunikationsmittel empfangen werden, der Daten zu einer weiteren Kommunikationsvorrichtung mittels des Kommunikationsmittels; ein Gewinnungsmittel zur Gewinnung einer zeitlichen Verzögerung zwischen einer Zeit am Erzeugungszeitpunkt von Daten, der vom Bestimmungsmittel bestimmt wird, und einer Zeit an einem Übertragungsstartzeitpunkt von Daten; und ein Mittel zur Verwendung der Zeitverzögerungsinformation, die durch die gewonnene zeitliche Verzögerung angezeigt wird, als die Zeitverzögerungsinformation, die zu den übertragenen Daten hinzugefügt wird.
Ein System gemäß einer fünften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist ein Kommunikationssystem mit mehreren Kommunikationsvorrichtungen, die jeweils ein Taktmittel, ein Kommunikationsmittel zum Senden und Empfangen von Daten und ein Möglichkeitsentscheidungsmittel zum Entscheiden, ob es möglich ist oder nicht, Daten mittels des Kommunikationsmittels zu senden, aufweisen, wobei jede Kommunikationsvorrichtung aufweist: ein Mittel zur Berechnung einer zeitlichen Verzögerung zwischen einer Zeit an einem Erzeugungszeitpunkt, an dem Daten erzeugt werden, und einer Zeit an einem Sendestartzeitpunkt, an welchem das Senden der Daten, deren Aussendung vom Möglichkeitsentscheidungsmittel als möglich entschieden wird, gestartet wird; ein Mittel zum Hinzufügen von Zeitverzögerungsinformation, welche die gewonnene zeitliche Verzögerung anzeigt, zu den Daten; ein Mittel zur Bestimmung eines Empfangsstartzeitpunkts auf der Grundlage einer Zeit des Taktmittels; und ein Bestimmungsmittel zur Bestimmung eines Datenerzeugungszeitpunkts auf der Grundlage der Zeitverzögerungsinformation und des Empfangsstartpunkts.
Ein Verfahren gemäß einer sechsten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist ein Kommunikationsverfahren, gemäß dem eine Kommunikationsvorrichtung mit einem Taktmittel und einem Kommunikationsmittel zum Senden und Empfangen von Daten entscheidet, ob es möglich ist oder nicht, Daten mittels des Kommunikationsmittels zu senden, und die Daten sendet, wenn entschieden wird, dass es möglich ist, die Daten mittels des Kommunikationsmittels zu senden, wobei die Kommunikationsvorrichtung: das Senden der Daten im Ansprechen auf die Entscheidung startet, dass es möglich ist, die Daten mittels der Kommunikationsmittel zu senden; einen Sendestartzeitpunkt der Daten mittels des Taktmittels gewinnt; eine zeitliche Verzögerung zwischen dem gewonnenen Sendestartzeitpunkt und einer Zeit eines Erzeugungszeitpunkts, an welchem die Daten erzeugt werden, berechnet; und Zeitverzögerungsinformation, welche die berechnete zeitliche Verzögerung anzeigt, zu den Daten hinzufügt, deren Aussendung gestartet wurde, und anschließend die Daten sendet.
Ein Verfahren gemäß einer siebten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist ein Kommunikationsverfahren, gemäß dem eine Kommunikationsvorrichtung mit einem Taktmittel und einem Kommunikationsmittel zum Senden und Empfangen von Daten entscheidet, ob es möglich ist oder nicht, Daten mittels des Kommunikationsmittels zu senden, und die Daten sendet, wenn entschieden wird, dass es möglich ist, die Daten mittels des Kommunikationsmittels zu senden, wobei die Kommunikationsvorrichtung: einen Sendestartzeitpunkt zum Senden von Daten bestimmt; eine zeitliche Verzögerung zwischen einer Zeit des bestimmten Sendestartzeitpunkts und einer Zeit eines Erzeugungszeitpunkts, an welchem die Daten erzeugt werden, berechnet; Zeitverzögerungsinformation, welche die berechnete zeitliche Verzögerung anzeigt, zu den Daten hinzufügt; entscheidet, ob der Sendestartzeitpunkt erreicht ist oder nicht; versucht, die Daten und die zu den Daten hinzugefügte Zeitverzögerungsinformation mittels des Kommunikationsmittels zu senden, wenn entschieden wird, dass der Sendestartzeitpunkt erreicht ist; einen neuen Sendestartzeitpunkt für ein erneutes Senden der Daten neu bestimmt; die zeitliche Verzögerung neu berechnet; und erneut versucht, die Daten zu senden.
Gemäß der ersten und der fünften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird die Zeitverzögerungsinformation zu Daten hinzugefügt, die eine zeitliche Verzögerung zwischen einer Zeit an einem Erzeugungszeitpunkt, an dem Daten erzeugt werden, und einer Zeit an einem Sendestartzeitpunkt, an welchem das Senden der Daten tatsächlich möglich geworden ist und gestartet wurde, anzeigt. Wenn eine vernachlässigbare zeitliche Verzögerung zwischen der Zeit des Sendestartzeitpunkts und der Zeit des Erzeugungsstartzeitpunkts vorhanden ist, liegt die Zeit des Datenerzeugungszeitpunkts die durch die Zeitverzögerungsinformation angezeigte Zeit vor der Zeit des Empfangsstartzeitpunkts.
Gemäß der zweiten und der sechsten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird Zeit am Sendestartzeitpunkt erhalten, wenn das Senden der Daten gestartet worden ist, und zwar für die Daten, deren Übertragung als möglich entschieden wird. Folglich kann eine zeitliche Verzögerung auf der Grundlage der Information erhalten werden, welche den Sendestartzeitpunkt genau anzeigt, an welchem die Datenübertragung tatsächlich gestartet worden ist, und wird anschließend diese genaue Information zu den zu sendenden Daten hinzugefügt.
Gemäß der dritten und der siebten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird der Datensendestartzeitpunkt vorher bestimmt, eine zeitliche Verzögerung zwischen der Zeit am bestimmten Sendestartzeitpunkt und der Zeit am Erzeugungszeitpunkt der Daten berechnet und Zeitverzögerungsinformation auf der Grundlage der berechneten zeitlichen Verzögerung zu den Daten hinzugefügt. Wenn versucht wird, die Daten am Sendestartzeitpunkt zu senden, und das Senden der Daten im Ansprechen auf die Entscheidung, die anzeigt, dass es möglich ist, die Daten zu senden, tatsächlich gestartet wird, wird die Zeitverzögerungsinformation, welche die genaue zeitliche Verzögerung anzeigt, während des Sendeprozesses zu den Daten hinzugefügt. Wenn das Senden der Daten im Ansprechen auf die Entscheidung, die anzeigt, dass es nicht möglich ist, die Daten zu senden, nicht gestartet wird, wird die Zeit des Sendestartzeitpunkts in Übereinstimmung mit der folgenden Chance zum Senden der Daten neu bestimmt, wird die Zeitverzögerungsinformation neu erhalten und wird die Übertragung der Daten auf der Grundlage der neu erhaltenen Zeitverzögerungsinformation neu versucht. Folglich kann Zeitverzögerungsinformation hinzugefügt werden, mit welcher der Erzeugungszeitpunkt unter Verwendung von einfachen Konfigurationen genau bestimmt werden kann, und zwar auch dann, wenn es schwierig ist, die Zeitverzögerungsinformation während eines Datensendeprozesses zu den Daten hinzuzufügen.
Gemäß der vierten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung empfängt die Kommunikationsvorrichtung Daten von einer anderen Kommunikationsvorrichtung und überträgt die empfangenen Daten. Für die Übertragung berechnet die Kommunikationsvorrichtung auf der Grundlage eines eigenen Taktmittels eine zeitliche Verzögerung zwischen einer Zeit des Erzeugungszeitpunkts der empfangenen Daten und einer Zeit des Übertragungszeitpunkts für die Übertragung der empfangenen Daten und fügt die Kommunikationsvorrichtung Information über die berechnete zeitliche Verzögerung zu den zu übertragenden Daten hinzu. Folglich kann die Kommunikationsvorrichtung den Erzeugungszeitpunkt der empfangenen Daten auf der Grundlage der Zeit, die vom eigenen Taktmittel gezählt wird, und der Zeitverzögerungsinformation, die zusammen mit den Daten empfangen wird, genau bestimmen, und zwar auch bei den Konfigurationen, bei welchen die Daten über mehrere Kommunikationsvorrichtungen übertragen werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann der Erzeugungszeitpunkt unter Verwendung von einfachen Konfigurationen zum Senden und Empfangen von Daten genau bestimmt werden, ohne dass Synchronisierungsprozesse der vom Taktmittel jeder Kommunikationsvorrichtung gezählten Zeit ausgeführt werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
1 zeigt ein Blockdiagramm zur Veranschaulichung von Komponenten eines an einem Kraftfahrzeug montierten Kommunikationssystems gemäß einer ersten Ausführungsform.
2 zeigt ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung eines Beispiels eines Kommunikationsverfahrens der ersten Ausführungsform, gemäß dem eine Steuereinheit einer ECU Daten erzeugt und die Daten zusammen mit Zeitverzögerungsinformation sendet.
3 zeigt ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung eines Beispiels eines Verfahrens der ersten Ausführungsform, gemäß welchem die Steuereinheit der ECU oder eine Steuereinheit einer Weiterleitungsvorrichtung Daten empfängt und einen Erzeugungszeitpunkt der empfangenen Daten bestimmt.
4 zeigt ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung eines Beispiels eines Kommunikationsverfahrens der ersten Ausführungsform, gemäß welchem die Steuereinheit der Weiterleitungsvorrichtung Daten überträgt.
5 zeigt eine beispielhafte Ansicht zur Veranschaulichung von Prozessen der ersten Ausführungsform, die bewirken sollen, dass jede beliebige der ECUs oder die Weiterleitungsvorrichtung den Erzeugungszeitpunkt der von der ECU und der Weiterleitungsvorrichtung übertragenen Daten genau bestimmt.
6 zeigt ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung eines Beispiels eines Kommunikationsverfahrens einer zweiten Ausführungsform, gemäß dem eine Steuereinheit einer ECU Daten erzeugt und die Daten zusammen mit Zeitverzögerungsinformation sendet.
7 zeigt ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung eines Beispiels eines Kommunikationsverfahrens der zweiten Ausführungsform, gemäß dem eine Steuereinheit einer Weiterleitungsvorrichtung Daten überträgt.
Bezugszeichenliste

1: ECU
10: Steuereinheit
12: Taktgebereinheit
13: Kommunikationssteuereinheit
2a, 2b: Weiterleitungsvorrichtung
20: Steuereinheit
22: Taktgebereinheit
23: Kommunikationseinheit
3a, 3b: Kommunikationsleitung

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Nachstehend wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher beschrieben. Bei der ersten und der zweiten Ausführungsform, die nachstehend beschrieben werden, wird ein Kommunikationssystem der vorliegenden Erfindung im Rahmen eines Kommunikationssystems beschrieben, das an einem Kraftfahrzeug, wie beispielsweise einem Personenkraftwagen, befestigt ist und mehrere ECUs aufweist, die am Kraftfahrzeug befestigt sind, um Daten untereinander auszutauschen.
(Erste Ausführungsform)
1 zeigt ein Blockdiagramm zur Veranschaulichung von Komponenten des am Kraftfahrzeug befestigten Kommunikationssystems der ersten Ausführungsform. Das am Kraftfahrzeug befestigte Kommunikationssystem weist auf: ECUs 1, 1, ... als Kommunikationsvorrichtungen zum Senden und Empfangen von Daten, Weiterleitungsvorrichtungen 2a, 2b, ..., die unter den ECUs 1, 1, ... übertragene Daten weiterleiten; und Kommunikationsleitungen 3a, 3b, ..., welche die ECUs 1, 1, ... und die Weiterleitungsvorrichtungen 2a, 2b, ... verbinden.
Die ECUs 1, 1, ... sind jeweils mit den verschiedenen Kommunikationsleitungen 3a, 3b, ... verbunden. Die Weiterleitungsvorrichtung 2a ist mit den beiden Kommunikationsleitungen 3a, 3b verbunden und dazu ausgelegt, Daten, die unter den ECUs 1, 1, ... übertragen werden, die jeweils mit den Kommunikationsleitungen 3a, 3b verbunden sind, weiterzuleiten. In gleicher Weise ist die Weiterleitungsvorrichtung 2b mit den beiden Kommunikationsleitungen 3b, 3c verbunden und dazu ausgelegt, Daten, die unter den ECUs 1, 1, ... übertragen werden, die jeweils mit den Kommunikationsleitungen 3b, 3c verbunden sind, weiterzuleiten.
Jede der ECUs 1, 1, ... weist auf: eine Steuereinheit 10, die Abläufe jeder Komponente steuert; eine Speichereinheit 11, die Daten speichert, die zur Steuerung der Abläufe benötigt werden; eine Taktgebereinheit 12; und eine Kommunikationssteuereinheit 13, welche die Kommunikation über die Kommunikationsleitungen 3a, 3b, ... steuert.
Die Steuereinheit 10 der ECU 1 wird von einer am Kraftfahrzeug befestigten elektrischen Energiequelle (nicht gezeigt), wie beispielsweise einer Batterie oder einem Generator, mit elektrischer Energie versorgt, um jede der Komponenten zu steuern.
Die Speichereinheit 11 weist einen flüchtigen Speicher auf und ist dazu ausgelegt, die verschiedenen Daten, die in von der Steuereinheit 10 ausgeführten Prozessen erzeugt werden, die Messwerte, die durch Signale beschrieben werden, die von Sensoren eingegeben werden, die nachstehend noch beschrieben werden, oder die Daten, die von den Weiterleitungsvorrichtungen 2a, 2b, ... weitergeleitet werden, temporär zu speichern.
Die Taktgebereinheit 12 zählt den Verlauf der Zeit durch ein Zählen mit einer vorbestimmten Frequenz. Die Taktgebereinheit 12 zählt beispielsweise den Verlauf der Zeit von einem vorbestimmten Referenzzeitpunkt an. Der Referenzzeitpunkt kann ein Zeitpunkt sein, an dem eine elektrische Energie zugeführt wird, oder ein vorbestimmter Tageszeitpunkt (wie beispielsweise die koordinierte Weltzeit; UTC) sein. Die Steuereinheit 10 erhält zu jedem beliebigen Zeitpunkt Zeitinformation von der Taktgebereinheit 12. Obgleich die Steuereinheit 10 in jeder der ECUs 1, 1, ... die Zeitinformation von der Taktgebereinheit 12 erhält und die erhaltene Zeitinformation die Zeit anzeigt, basiert die angezeigte Zeit auf der lokalen Zeit in jeder ECU 1 und muss die lokale Zeit nicht unter den ECUs 1, 1, ... synchronisiert werden.
Die Kommunikationssteuereinheit 13 weist eine Funktion als Netzwerk-Controller auf und realisiert eine Kommunikation über jede der Kommunikationsleitungen 3a, 3b, .... Bei dieser Ausführungsform ist sie dazu ausgelegt, Daten zwischen den ECUs 1, 1, ... und den Weiterleitungsvorrichtungen 2a, 2b, ... auf der Grundlage eines CAN-Protokolls (Controller Area Network Protokoll) zu senden und zu empfangen. Folglich sendet und empfängt die Kommunikationssteuereinheit 12 auf der Grundlage des CAN-Protokolls Daten über die Kommunikationsleitungen 3a, 3b. Da die Steuereinheit 10 der ECU 1 mit der Kommunikationsleitung 3a verbunden ist, überwacht sie beispielsweise den Kommunikationsstatus der Kommunikationsleitung 3a unter Verwendung der Kommunikationssteuereinheit 12, entscheidet sie, ob die Steuereinheit 10 Daten senden kann oder nicht, und sendet sie die Daten, wenn bestimmt wird, dass die Steuereinheit die Daten senden kann. Insbesondere kann die Steuereinheit 10 von einer ECU 1, da sie mit der Kommunikationsleitung 3a verbunden ist, bewirken, dass die Kommunikationssteuereinheit 12 die Daten sendet, wenn die Daten nicht von einer anderen der ECUs 1, 1, ... und der Weiterleitungsvorrichtung 2a gesendet werden, die gleich der einen ECU 1 mit der Kommunikationsleitung 3a verbunden sind. Wenn mehrere Vorrichtungen gleichzeitig versuchen, Datensendeprozesse zwischen den ECUs 1, 1, ... und der Weiterleitungsvorrichtung 2a, die mit der Kommunikationsleitung 3a verbunden sind, zu starten, wird ein Auswahlprozess ausgeführt, um zu bewirken, dass vorzugsweise eine der Vorrichtungen den Datensendeprozess startet, um die Daten zu senden. Insbesondere ist sie dazu ausgelegt, ein Auswahlfeld zum Ausführen des Auswahlprozesses in einen Dateikopf bzw. Header einzubringen, der zum Anfang der Daten hinzugefügt wird, die auf der Grundlage des CAN-Protokolls übertragen werden, wobei der Auswahlprozess für die Kommunikationsleitung 3a auf der Grundlage einer Bitfolge im Auswahlfeld ausgeführt und der versuchte Sendeprozess von nur einer Vorrichtung, einer ECU 1 oder einer Weiterleitungsvorrichtung 2a, die durch den Auswahlprozess gewählt wird, fortgesetzt wird. Wenn Daten von irgendeiner der Vorrichtungen unter den ECUs 1, 1, ... und einer Weiterleitungsvorrichtung 2a gesendet werden, die mit der Kommunikationsleitung 3a verbunden sind, werden die Daten von den Vorrichtungen, den ECUs 1, 1, ... und einer Weiterleitungsvorrichtung 2a, die mit der Kommunikationsleitung 3a verbunden sind, gleichzeitig empfangen.
Die ECUs 1, 1, ... können Daten senden, die numerische Information von verschiedenen physikalischen Größen aufweist, wie beispielsweise Messwerten, Rechenwerten und Steuerwerten. Ferner können die ECUs 1, 1, ... einen Motor, eine Bremse oder dergleichen unter Verwendung eines Mikrocomputers steuern. Eine ECU 1 ist beispielsweise mit einem Sensor (nicht gezeigt) zur Erfassung von Drehzahlen von Rädern (Raddrehzahl) verbunden und arbeitet als Antiblockiersystem (ABS). Die ECU 1 steuert die Bremse in Übereinstimmung mit der vom Sensor erfassten Raddrehzahl während eines Bremszeitraums des Kraftfahrzeugs und sendet Daten, welche die Messwerte der Raddrehzahl aufweisen, über die Kommunikationsleitung 3a in Richtung der anderen ECUs 1, 1, ... und der Weiterleitungsvorrichtung 2a.
Wenn jede der ECUs 1, 1, ... solche Daten sendet, die numerische Information von verschiedenen physikalischen Größen aufweist, wie beispielsweise Messwerten, Rechenwerten und Steuerwerten, wird Information zum Ende der zu sendenden Daten hinzugefügt. Die Information zeigt einen Erzeugungszeitpunkt, wie beispielsweise den Zeitpunkt, an dem ein Sensor Messwerte der Raddrehzahl erfasst. Insbesondere fügt die jeweilige Steuereinheit 10 der ECUs 1, 1, ... Zeitverzögerungsinformation hinzu, die eine zeitliche Verzögerung zwischen der Zeit des Erzeugungszeitpunkts und der Zeit des Sendestartzeitpunkts, an welchem die Steuereinheiten mit einem Senden der Daten beginnen, anzeigt. Wenn eine der ECUs 1, 1, ... Daten empfängt und eine Bezugnahme auf den Erzeugungszeitpunkt der empfangenen Daten benötigt, verwendet diese eine der ECUs 1, 1, ... die zu den empfangenen Daten hinzugefügte Zeitverzögerungsinformation und bestimmt die Zeit des Erzeugungszeitpunkts, welche die durch die die Zeitverzögerungsinformation angezeigte Verzögerungszeit vor der Zeit des Empfangsstartzeitpunkts liegt, an welchem diese eine der ECUs 1, 1, ... mit dem Datenempfang beginnt.
Die Weiterleitungsvorrichtung 2a weist auf: eine Steuereinheit 20, welche die Abläufe jeder Komponente steuert; eine Speichereinheit 21, die verschiedene Information speichert; eine Taktgebereinheit 22; und eine Kommunikationseinheit 23, die mit den Kommunikationsleitungen 3a, 3b verbunden ist. Die internen Komponenten der Weiterleitungsvorrichtungen 2b, 2c ähneln bzw. gleichen denjenigen der Weiterleitungsvorrichtung 2a, so dass sie nachstehend nicht näher beschrieben werden.
Die Steuereinheit 20 weist einen Mikroprozessor (MPU) auf. Ferner wird die Steuereinheit 20 von einer am Kraftfahrzeug befestigten elektrischen Energiequelle (nicht gezeigt), wie beispielsweise einer Batterie oder einem Generator, mit elektrischer Energie versorgt, um die jeweiligen Komponenten zu steuern.
Die Speichereinheit 21 weist einen flüchtigen Speicher auf und ist dazu ausgelegt, die von den ECUs 1, 1, ... empfangenen Daten temporär zu speichern. Ferner ist die Speichereinheit 21 dazu ausgelegt, die verschiedenen Daten zu speichern, die in von der Steuereinheit 20 ausgeführten Prozessen erzeugt werden.
Die Taktgebereinheit 22 führt ein Zählen mit einer vorbestimmten Frequenz aus und zählt den Verlauf der Zeit. Die Taktgebereinheit 22 zählt beispielsweise den Zeitverlauf von einem vorbestimmten Referenzzeitpunkt an. Der Referenzzeitpunkt kann ein Zeitpunkt sein, an dem einer elektrische Energieversorgung gestartet wird, oder kann eine vorbestimmte Tageszeit (wie beispielsweise UTC) sein, gleich dem Referenzzeitpunkt der jeweiligen Taktgebereinheit 12 der ECUs 1, 1, .... Die Steuereinheit 20 erhält zu jedem beliebigen Zeitpunkt Zeitinformation von der Taktgebereinheit 22. Da die Steuereinheit 20 in jeder der Weiterleitungsvorrichtungen 2a, 2b die Zeitinformation von der Taktgebereinheit 22 erhält und die erhaltene Zeitinformation die Zeit anzeigt, basiert die angezeigte Zeit auf der lokalen Zeit in jeder Weiterleitungsvorrichtung und muss die lokale Zeit nicht unter den Weiterleitungsvorrichtungen 2a, 2b synchronisiert werden.
Die Kommunikationseinheit 23 realisiert eine Datenübertragung mit den mit der Kommunikationseinheit 23 verbundenen ECUs 1, 1, ... über die Kommunikationsleitungen 3a, 3b. Folglich sendet und empfängt die Kommunikationseinheit 23 Daten auf der Grundlage des CAN-Protokolls. Ferner weist die Kommunikationseinheit 23 mehrere Anschlüsse auf, die jeweils mit verschiedenen Kommunikationsleitungen 3a, 3b verbunden werden können, um Daten zu senden und zu empfangen. Da die Steuereinheit 20 der Weiterleitungsvorrichtung 2a mit den Kommunikationsleitungen 3a, 3b verbunden ist, überwacht sie den Kommunikationsstatus der Kommunikationsleitung 3a unter Verwendung der Kommunikationseinheit 23, entscheidet sie, ob die Steuereinheit 20 Daten senden kann oder nicht, und sendet sie die Daten über die Kommunikationsleitung 3a, wenn bestimmt wird, dass die Steuereinheit 20 die Daten senden kann. In gleicher Weise überwacht die Weiterleitungsvorrichtung 2a den Kommunikationsstatus der Kommunikationsleitung 3b, entscheidet die Weiterleitungsvorrichtung 2a, ob die Steuereinheit 20 Daten senden kann oder nicht, und sendet die Weiterleitungsvorrichtung 2a die Daten über die Kommunikationsleitung 3b, wenn bestimmt wird, dass die Steuereinheit die Daten senden kann. Ferner kann die Kommunikationseinheit 23 über die verschiedenen Kommunikationsanschlüsse gleichzeitig Datenübertragungen ausführen.
Jede Steuereinheit 20 der Weiterleitungsvorrichtungen 2a, 2b kann, wie vorstehend beschrieben, Daten von den ECUs 1, 1, ... über die Kommunikationseinheit 23 empfangen und die empfangenen Daten über einen anderen Anschluss, der sich von dem Anschluss unterscheidet, über welchen die Daten empfangen werden, an andere ECUs 1, 1, ... übertragen. Zu diesem Zeitpunkt kann die Steuereinheit 20 ferner die Zeitverzögerungsinformation zur Bestimmung des Erzeugungszeitpunkts der zu übertragenden Daten übertragen, obgleich die Zeitverzögerungsinformation zusammen mit den empfangenen Daten übertragen wird. Es sollte beachtet werden, dass die Steuereinheit 20 die Zeitverzögerungsinformation modifiziert und anschließend überträgt. Insbesondere fügt die Steuereinheit 20 eine zeitliche Verzögerung zwischen der Zeit des Empfangsstartzeitpunkts, an welchem die Steuereinheit 20 mit einem Empfang der Daten beginnt, und der Zeit des Übertragungsstartzeitpunkts, an welchem die Steuereinheit 20 eine Übertragung der empfangenen Daten startet, zu der zeitlichen Verzögerung hinzu, die durch die zu den empfangenen Daten hinzugefügte Zeitverzögerungsinformation angezeigt wird, um eine neue zeitliche Verzögerung zwischen der Zeit des Erzeugungszeitpunkts, an welchem die empfangenen Daten erzeugt worden sind, und der Zeit des Übertragungsstartzeitpunkts für die empfangenen Daten zu erhalten. Ferner tauscht die die Steuereinheit 20 die Zeitverzögerungsinformation, die zu den zu übertragenden Daten hinzugefügt wurde, gegen neue Zeitverzögerungsinformation aus, welche die erhaltene neue zeitliche Verzögerung anzeigt, und überträgt anschließend die neue Zeitverzögerungsinformation.
2 zeigt ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung eines Beispiels eines Kommunikationsverfahrens der ersten Ausführungsform, gemäß dem jede Steuereinheit 10 der ECUs 1, 1, ... Daten erzeugt und die erzeugten Daten zusammen mit der Zeitverzögerungsinformation sendet. Das folgende Ablaufdiagramm beschreibt Prozesse, die von der Steuereinheit 10 einer ECU 1 ausgeführt werden, die mit der Kommunikationsleitung 3a verbunden ist. Jede Steuereinheit 10 der anderen ECUs 1, 1, ... führt ebenso diese Art von Prozessen aus.
Die Steuereinheit 10 erzeugt Daten mit numerischer Information von verschiedenen physikalischen Größen (Schritt S11), wenn sie die Messwerte über einen Sensor erfasst hat, wenn sie die Rechenwerte erhalten hat, die auf den Empfang anderer Daten berechnet werden, oder wenn sie die Steuerwerte zur Steuerung eines Objekts erhalten hat. Zu diesem Zeitpunkt erhält die Steuereinheit 10 Information über die Zeit des Erzeugungszeitpunkts, an welchem die Steuereinheit 10 die Daten erzeugt hat, d. h. Information über die von der Taktgebereinheit 12 gezählte Zeit (Tc⁽⁰⁾) des Erzeugungszeitpunkts (Schritt S12).
Nachstehend wird die Zeitinformation an einem jeweiligen Zeitpunkt durch Ersatzbuchstaben mit einer hochgestellten Zahl beschrieben, so wie die Information der Zeit des Erzeugungszeitpunkts in Schritt S12 durch „Tc⁽⁰⁾” beschrieben wird. Die hochgestellte Zahl ist eine beliebige natürliche Zahl (k), die dazu dient, eine Vorrichtung zu identifizieren, deren lokale Zeit für die Zeitinformation verwendet wird. Ferner entspricht die hochgestellte Zahl einer Anzahl von Malen einer Weiterleitung der Daten. So wird die Zeit des Erzeugungszeitpunkts in Schritt S12 beispielsweise durch Tc⁽⁰⁾ beschrieben, wobei die „0 (Null)” zeigt, dass „Tc⁽⁰⁾” die Zeitinformation ist, die auf der lokalen Zeit der Vorrichtung basiert, welche die Daten erzeugt hat (Datenausgangsvorrichtung), wobei „0 (Null)” die Anzahl von Weiterleitungsmalen beschreibt. Die hochgestellte Zahl kann in der übertragenen Zeitverzögerungsinformation nicht enthalten sein.
Die Steuereinheit 10 erlaubt es der Kommunikationssteuereinheit 13, zu versuchen, die in Schritt S11 erzeugten Daten zu senden, und entscheidet, ob die Kommunikationssteuereinheit 13 dabei, das Senden der Daten zu starten, Erfolg oder keinen Erfolg hat (Schritt S13). Wenn bestimmt wird, dass die Kommunikationssteuereinheit 13 keinen Erfolg dabei hat, das Senden der Daten zu starten, da eine andere der ECUs 1, 1, ... oder die Weiterleitungsvorrichtung 2a, die mit der Kommunikationsleitung 3a verbunden sind, Daten austauscht, oder die Steuereinheit 10 bei der Wahl nicht gewählt wird (S13 = NEIN), kehrt die Steuereinheit 10 im Ablauf zu Schritt S13 zurück und wartet, bis die Kommunikationssteuereinheit 13 in der Lage ist, das Senden der Daten zu starten. Wenn bestimmt wird, dass die Kommunikationssteuereinheit 13 keinen Erfolg dabei hat, das Senden der Daten zu starten, empfängt die Steuereinheit 10 andere Daten, die von der anderen der ECUs 1, 1, ... oder der Weiterleitungsvorrichtung 2a gesendet werden, über die Kommunikationssteuereinheit 13.
Wenn entschieden wird, dass die Kommunikationssteuereinheit 13 Erfolg dabei hat, das Senden der Daten zu starten, da die ECUs 1, 1, ... und die Weiterleitungsvorrichtung 2a, die mit der Kommunikationsleitung 3a verbunden sind, keine Daten austauschen, oder die Steuereinheit 10 bei der Wahl gewählt wird (S13 = JA), erhält die Steuereinheit 10 Information über die von der Taktgebereinheit 12 gezählte Zeit des Sendestartzeitpunkts (Ts⁽⁰⁾) (Schritt S14). Genauer gesagt, die Zeit des Sendestartzeitpunkts (Ts⁽⁰⁾) entspricht der Zeit bzw. dem Zeitpunkt, an welchem das Ende des Wahlfeldes in den gesendeten Daten übertragen wird.
Die Steuereinheit 10 berechnet eine zeitliche Verzögerung (Td⁽⁰⁾ = Ts⁽⁰⁾ – Tc⁽⁰⁾) entsprechend einer Differenz für die gesendeten Daten zwischen der Zeit des Sendestartzeitpunkts (Ts⁽⁰⁾) und der Zeit des Erzeugungszeitpunkts (Tc⁽⁰⁾) (Schritt S15), bewirkt, dass die Kommunikationssteuereinheit 13 die die berechnete zeitliche Verzögerung (Td⁽⁰⁾) anzeigende Zeitverzögerungsinformation zu den gesendeten Daten hinzufügt, die sich im Sendeprozess befinden (Schritt S16), und beendet den Ablauf nach Abschluss des Sendeprozesses.
Folglich kann die Steuereinheit 10 die zeitliche Verzögerung auf der Grundlage der genauen Zeitinformation des Sendestartzeitpunkts berechnen, an welchem die Daten tatsächlich gesendet worden sind (Ts⁽⁰⁾), und wird die Information über die berechnete zeitliche Verzögerung zu den gesendeten Daten hinzugefügt, die sich im Sendeprozess befinden, und zusammen mit den gesendeten Daten übertragen.
Wenn die Kommunikationssteuereinheit 13 Kommunikationsprozesse auf der Grundlage des CAN-Protokolls ausführt, können die nachstehend beschriebenen Prozesse den Schritt S16 realisieren, in welchem die Zeitverzögerungsinformation hinzugefügt wird. Zum Senden der Daten fügt die Kommunikationssteuereinheit 13 die Dateianfang-Information mit dem Wahlfeld zum Anfang der gesendeten Daten hinzu und die Dateiende-Information, welche das Datensendeende anzeigt, zum Ende der gesendeten Daten hinzu. Anschließend werden die gesendeten Daten von der Kommunikationssteuereinheit 13 übertragen. Die Dateianfang-Information weist Information über die Länge vom Anfang der Dateianfang-Information bis zum Ende der Dateiende-Information auf. Folglich weist die Zeitverzögerungsinformation bestimmte numerische Information und ein Feld vorbestimmter Länge gefolgt von der bestimmten numerischen Information auf. Im Voraus wird beliebige numerische Information in das Feld eingefügt, welches die Zeitverzögerungsinformation anzeigt. Ferner ist das die Zeitverzögerungsinformation anzeigende Feld derart konfiguriert, dass es von der Kommunikationssteuereinheit 13 neu beschrieben bzw. überschrieben werden kann, auch wenn die Kommunikationssteuereinheit 13 das Senden der Daten gestartet hat. Die Steuereinheit 10 erhält die Zeit des Sendestartzeitpunkts (Ts⁽⁰⁾), wenn die Kommunikationssteuereinheit 13 Erfolg dabei hat, das Senden der Daten zu starten. Ferner berechnet die Steuereinheit 10 die zeitliche Verzögerung (Td⁽⁰⁾) und weist anschließend die Kommunikationssteuereinheit 13 an, die Zeitverzögerungsinformation neu zu schreiben. Folglich kann die Zeitverzögerungsinformation zu den gesendeten Daten, die sich im Sendeprozess befinden, hinzugefügt werden.
3 zeigt ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung eines Beispiels eines Verfahrens der ersten Ausführungsform, gemäß dem jede Steuereinheit 10 der ECUs 1, 1, ... oder jede Steuereinheit 20 der Weiterleitungsvorrichtungen 2a, 2b Daten empfängt und einen Erzeugungszeitpunkt der empfangenen Daten bestimmt. Das folgende Ablaufdiagramm beschreibt Prozesse, die von einer ECU 10 ausgeführt werden, die mit der Kommunikationsleitung 3b verbunden ist. Andere ECUs 1, 1, ... und die Weiterleitungsvorrichtungen 2a, 2b führen ebenso Prozesse dieser Art aus.
Die Steuereinheit 10 bestimmt, ob die Kommunikationssteuereinheit 13 (die Kommunikationseinheit 23, wenn die Prozesse von jeder Steuereinheit 20 der Weiterleitungsvorrichtungen 2a, 2b ausgeführt werden) mit dem Empfang von Daten begonnen hat oder nicht (Schritt S21). Wenn bestimmt wird, dass die Kommunikationssteuereinheit 13 noch nicht damit begonnen hat, Daten zu empfangen (S21 = NEIN), kehrt die Steuereinheit 10 im Ablauf zu Schritt S21 zurück.
Wenn bestimmt wird, dass die Kommunikationssteuereinheit 13 bereits begonnen hat, Daten zu empfangen (S21 = JA), erhält die Steuereinheit 10 die von der Taktgebereinheit 12 gezählte Zeit des Empfangsstartzeitpunkts (Tm^(k)) (Schritt S22). Die Steuereinheit 10 extrahiert ferner die Zeitverzögerungsinformation, welche die zeitliche Verzögerung (Td^(k-1)) anzeigt und zu den empfangenen Daten hinzugefügt ist, bezüglich derer die Kommunikationssteuereinheit 13 den Empfangsprozess in Schritt S21 gestartet hat (Schritt S23). Die Steuereinheit 10 berechnet ferner die Zeit des Erzeugungszeitpunkts in Übereinstimmung mit den empfangenen Daten auf der Grundlage der eigenen lokalen Zeit (Tc^(k) = Tm^(k) – Td^(k-1)) unter Verwendung der zeitlichen Verzögerung (Td^(k-1)), die durch die extrahierte Zeitverzögerungsinformation angezeigt wird, und der Zeitinformation des Empfangsstartzeitpunkts (Tm^(k)), die in Schritt S22 erhalten wird (Schritt S24). Anschließend beendet die Steuereinheit 10 das Verfahren zur Bestimmung der Zeit des Erzeugungszeitpunkts in Übereinstimmung mit den empfangenen Daten.
Folglich kann die Steuereinheit 10 der ECU 1, die mit der Kommunikationsleitung 3b verbunden ist, die Zeit des Erzeugungszeitpunkts in Übereinstimmung mit den Daten bestimmen, die von der ECU 1 erzeugt und gesendet werden, die mit beispielsweise der Kommunikationsleitung 3a verbunden ist. Die Zeitverzögerungsinformation zeigt eine zeitliche Verzögerung von dem Zeitpunkt, an welchem die Daten tatsächlich erzeugt werden, bis zu dem Zeitpunkt, an welchem die Daten tatsächlich gesendet werden. Folglich werden die Daten genau an dem Zeitpunkt erzeugt, welcher die durch die Zeitverzögerungsinformation gezeigte zeitliche Verzögerung vor dem Empfangsstartzeitpunkt liegt. Die Anzahlinformation „k” im Ablaufdiagramm der 3 beschreibt eine Anzahl von Malen einer Weiterleitung der Daten auf eine Erzeugung der Daten von einer Vorrichtung folgend.
4 zeigt ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung eines Beispiels eines Kommunikationsverfahrens der ersten Ausführungsform, gemäß dem jede Steuereinheit 20 der Weiterleitungsvorrichtungen 2a, 2b, ... Daten überträgt. Das folgende Ablaufdiagramm beschreibt Prozesse, gemäß denen die Steuereinheit 20 der Weiterleitungsvorrichtung 2a, die mit den Kommunikationsleitungen 3a, 3b verbunden ist, Daten von der ECU 1 empfängt, die mit der Kommunikationsleitung 3a verbunden ist, und die empfangenen Daten zu jeder Vorrichtung überträgt, die mit der Kommunikationsleitung 3b verbunden ist. Die Steuereinheit 20 führt ähnliche Prozesse aus, um Daten von irgendeiner Vorrichtung zu empfangen, die mit der Kommunikationsleitung 3b verbunden ist, und die empfangenen Daten zu den ECUs 1, 1, ... zu übertragen, die auch mit der Kommunikationsleitung 3a verbunden sind. Jede Steuereinheit 20 der anderen Weiterleitungsvorrichtungen 2b, 2c führt ebenso Prozesse dieser Art aus.
Die Steuereinheit 20 entscheidet, ob die Kommunikationseinheit 23 begonnen hat, Daten über den Anschluss der mit der Kommunikationsleitung 3a verbundenen Kommunikationseinheit 23 zu empfangen, oder nicht (Schritt S31). Wenn entschieden wird, dass die Kommunikationseinheit 23 noch nicht begonnen hat, Daten zu empfangen (S31 = NEIN), kehrt die Steuereinheit 20 im Ablauf zu Schritt S31 zurück, überwacht die Steuereinheit 20 die mit der Kommunikationseinheit 23 verbundene Kommunikationsleitung 3a und wartet die Steuereinheit 20, bis die Kommunikationseinheit 23 beginnt, Daten zu empfangen.
Wenn entschieden wird, dass die Kommunikationseinheit 23 bereits begonnen hat, Daten zu empfangen (S31 = JA), erhält die Steuereinheit 20 Information über die von der Taktgebereinheit 22 gezählte Zeit des Empfangsstartzeitpunkts (Tm^(k)) (Schritt S32). Anschließend entscheidet die Steuereinheit 20, ob die Kommunikationseinheit 23 den Empfang der Daten abgeschlossen hat oder nicht (Schritt S33). Wenn bestimmt wird, dass die Kommunikationseinheit 23 den Empfang der Daten noch nicht abgeschlossen hat (S33 = NEIN), kehrt die Steuereinheit 20 im Ablauf zu Schritt S33 zurück.
Wenn durch die Erfassung der Dateiende-Information entschieden wird, dass die Kommunikationseinheit 23 den Empfang der Daten bereits abgeschlossen hat (S33 = JA), extrahiert die Steuereinheit 20 die Zeitverzögerungsinformation, die zu den empfangenen Daten hinzugefügt ist und die zeitliche Verzögerung (Td^(k-1)) zeigt (Schritt S34).
Wenn die empfangenen Daten über einen Anschluss, der sich von dem Anschluss unterscheidet, über welchen die übertragenen Daten empfangen worden sind, zu den ECUs 1, 1, ... und der Weiterleitungsvorrichtung 3b zu übertragen sind, die mit der Kommunikationsleitung 3b verbunden sind, erlaubt es die Steuereinheit 20 der Kommunikationseinheit 23, es zu versuchen, die empfangenen Daten zu übertragen, und entscheidet die Steuereinheit 20, ob die Kommunikationseinheit 23 Erfolg oder keinen Erfolg dabei hat, die Übertragung der Daten zu starten (Schritt S35). Wenn entschieden wird, dass die Kommunikationseinheit 23 keinen Erfolg dabei hat, die Übertragung der empfangenen Daten zu starten, da eine andere der ECUs 1, 1, ... oder die Weiterleitungsvorrichtung 2b, die mit der Kommunikationsleitung 3b verbunden sind, Daten austauscht, oder die Steuereinheit 20 bei der Wahl nicht gewählt wird (S35 = NEIN), kehrt die Steuereinheit 20 im Ablauf zu Schritt S35 zurück und wartet, bis die Kommunikationseinheit 23 in der Lage ist, die Übertragung der empfangenen Daten zu starten.
Wenn entschieden wird, dass die Kommunikationseinheit 23 Erfolg dabei hat, die Übertragung der empfangenen Daten zu starten, da die ECUs 1, 1, ... und die Weiterleitungsvorrichtung 2b, die mit der Kommunikationsleitung 3b verbunden sind, keine Daten austauschen, oder die Steuereinheit 20 bei der Wahl gewählt wird (S35 = JA), erhält die Steuereinheit 20 die Zeitinformation des von der Taktgebereinheit 22 gezählten Übertragungsstartzeitpunkts (Ts^(k)) (Schritt S36).
Die Steuereinheit 20 berechnet eine zeitliche Verzögerung (Td^(k) = Td^(k-1) + [Ts^(k) – Tm^(k)]) entsprechend einer Differenz zwischen der Zeit des Übertragungsstartzeitpunkts gemäß den empfangenen Daten (Ts^(k)) und der Zeit des Empfangsstartzeitpunkts der empfangenen Daten (Tm^(k)) plus der zeitlichen Verzögerung, die durch die empfangene (d. h. extrahierte) Zeitverzögerungsinformation (Td^(k-1)) angezeigt wird (Schritt S37). Anschließend bewirkt die Steuereinheit 20, dass die Kommunikationseinheit 23 die berechnete Zeitverzögerungsinformation, welche die zeitliche Verzögerung (Td^(k)) anzeigt, zu den übertragenen Daten hinzufügt, die sich im Übertragungsprozess befinden (Schritt S38), und beendet die Steuereinheit 20 das Verfahren nach Abschluss des Übertragungsprozesses.
Wenn die Kommunikationseinheit 23 Kommunikationsprozesse auf der Grundlage des CAN-Protokolls ausführt, führen die nachstehend beschriebenen Prozesse dazu, dass die berechnete Zeitverzögerungsinformation in Schritt S38 hinzugefügt wird, ähnlich dem Fall mit der Kommunikationssteuereinheit 13. Die Zeitverzögerungsinformation weist bestimmte numerische Information und ein Feld vorbestimmter Länge gefolgt von der bestimmten numerischen Information auf. Die Steuereinheit 20 bringt im Voraus beliebige numerische Information in das Feld ein, welches die Zeitverzögerungsinformation anzeigt. Die Kommunikationseinheit 23 ist derart konfiguriert, dass sie in der Lage ist, das Feld zum Anzeigen der Zeitverzögerungsinformation nachdem Beginn des Übertragungsprozesses der empfangenen Daten neu zu beschreiben. Die Steuereinheit 20 erhält die Zeitinformation des Übertragungsstartzeitpunkts (Ts^(k)), wenn die Kommunikationseinheit 23 Erfolg dabei hat, die Übertragung der empfangenen Daten zu starten. Ferner berechnet die Steuereinheit 20 die zeitliche Verzögerung (Td^(k)) und weist anschließend die Kommunikationseinheit 23 an, die Zeitverzögerungsinformation des Feldes neu zu beschreiben.
5 zeigt eine beispielhafte Ansicht zur Veranschaulichung von Prozessen der ersten Ausführungsform, die dazu ausgelegt sind, jede der ECUs 1, 1, ... oder der Weiterleitungsvorrichtungen 2a, 2b zu veranlassen, den Erzeugungszeitpunkt der Daten, die von den ECUs 1, 1, ... und den Weiterleitungsvorrichtungen 2a, 2b übertragen werden, genau zu bestimmen. In der 5 ist die Zeit derart angezeigt, dass sie in Abwärtsrichtung verstreicht. Die veranschaulichende Ansicht der 5 zeigt den Fall auf, dass Daten von einer ECU 1 erzeugt werden, die mit der Kommunikationsleitung 3a verbunden ist, und die Weiterleitungsvorrichtungen 2a, 2b, ... die erzeugten Daten Weise weiterleiten.
Wenn die mit der Kommunikationsleitung 3a verbundene ECU 1 die Daten erzeugt, wird die Zeitinformation des Erzeugungszeitpunkts „Tc⁽⁰⁾” erhalten. Wenn die lokale Zeit der ECU 1 die Zeit Ts⁽⁰⁾ erreicht, beginnt die ECU 1, die erzeugten Daten zu senden. Zu diesem Zeitpunkt fügt die ECU 1 die Zeitverzögerungsinformation zu den zu sendenden Daten hinzu, wobei die Zeitverzögerungsinformation die zeitliche Verzögerung Td⁽⁰⁾ = Ts⁽⁰⁾ – Tc⁽⁰⁾ anzeigt.
Die ECU 1 und die Weiterleitungsvorrichtung 2a können, da sie mit der Kommunikationsleitung 3a verbunden sind, Daten auf der Grundlage des CAN-Protokolls senden und empfangen. Wenn die ECU 1 Erfolg dabei hat, das Senden der erzeugten Daten zu starten, wenn die lokale Zeit der ECU 1 die Zeit Ts⁽⁰⁾ erreicht, startet die Weiterleitungsvorrichtung 2a gleichzeitig den Empfang der gesendeten Daten, wenn die lokale Zeit der Weiterleitungsvorrichtung 2a die Zeit Tm⁽¹⁾ erreicht. Die Steuereinheit 20 der Weiterleitungsvorrichtung 2a kann dann, wenn sie auf die zeitliche Verzögerung Td⁽⁰⁾ Bezug nimmt, die durch die Zeitverzögerungsinformation angezeigt wird, die zu den von der ECU 1 gesendeten Daten hinzugefügt wird (d. h. den von der Steuereinheit 20 empfangenen Daten), bestimmen, dass die Zeit des Erzeugungszeitpunkts gemäß den empfangenen Daten gleich Tc⁽¹⁾ = Tm⁽¹⁾ – Td⁽⁰⁾ in der lokalen Zeit der Weiterleitungsvorrichtung 2a ist.
Die Weiterleitungsvorrichtung 2a empfängt die erzeugten Daten von der ECU 1 und überträgt die empfangenen Daten anschließend zu den ECUs 1, 1, ... und der Weiterleitungsvorrichtung 2b, die mit der Kommunikationsleitung 3b verbunden sind. Zu diesem Zeitpunkt erhält die Steuereinheit 20 der Weiterleitungsvorrichtung 2a die Zeit Ts(1) des Übertragungsstartzeitpunkts, an welchem die Kommunikationseinheit 23 Erfolg dabei hatte, die Übertragung der empfangenen Daten zu starten, wie durch das vorstehend beschriebene Ablaufdiagramm der 4 aufgezeigt. Ferner berechnet die Steuereinheit 20 die zeitliche Verzögerung zwischen der Zeit Ts⁽¹⁾ des Übertragungsstartzeitpunkts und der Zeit Tc⁽¹⁾ des Erzeugungszeitpunkts, d. h. die zeitliche Verzögerung Td⁽¹⁾ entsprechend einer Differenz zwischen der Zeit Tm⁽¹⁾ des Empfangszeitpunkts gemäß der Weiterleitungsvorrichtung 2a und der Zeit Ts⁽¹⁾ des Übertragungszeitpunkts plus der zeitlichen Verzögerung Td⁽⁰⁾, die durch die Zeitverzögerungsinformation angezeigt wird, die zusammen mit den gesendeten Daten empfangen wird. Ferner fügt die Steuereinheit 20 Information über die berechnete zeitliche Verzögerung Td⁽¹⁾ zu den zu übertragenden Daten hinzu und sendet ebenso die Information der berechneten zeitlichen Verzögerung Td⁽¹⁾.
Wenn von der Weiterleitungsvorrichtung 2a übertragene Daten empfangen wurden, können die mit der Kommunikationsleitung 3b verbundenen ECUs 1, 1, ... die Zeit Tc⁽²⁾ des Erzeugungszeitpunkts auf der Grundlage der eigenen lokalen Zeit bestimmen, und zwar in Übereinstimmung mit der zeitlichen Verzögerung Td⁽¹⁾, die durch die Zeitverzögerungsinformation angezeigt wird, die zu den empfangenen Daten (d. h. den von der Weiterleitungsvorrichtung 2a übertragenen Daten) hinzugefügt ist, und der Zeit Tm⁽²⁾ des eigenen Empfangsstartzeitpunkts.
Wenn Daten empfangen wurden, die „k” Mal weitergeleitet (übertragen) wurden, kann die ECU 1 in gleicher Weise die Zeit Tc^(k) des Erzeugungszeitpunkts in Übereinstimmung mit den empfangenen Daten (d. h. den weitergeleiteten/übertragenen Daten) auf der Grundlage der eigenen lokalen Zeit in Übereinstimmung mit der zeitlichen Verzögerung Td^(k-1), die durch die zu den empfangenen Daten (d. h. den weitergeleiteten/übertragenen Daten) hinzugefügte Zeitverzögerungsinformation angezeigt wird, und der Zeit Tm^(k) des Empfangsstartzeitpunkts der weitergeleiteten/übertragenen Daten in dieser ECU 1 bestimmen. Die zu den empfangenen Daten hinzugefügte Zeitverzögerungsinformation zeigt die zeitliche Verzögerung zwischen der Zeit des Erzeugungszeitpunkts und der Zeit des Sendestartzeitpunkts (Empfangsstartzeitpunkts), die mit einer vorbestimmten Frequenz gezählt wird, und zwar auch für den Fall, dass die empfangenen Daten mehrere Male weitergeleitet worden sind. Folglich ist die Zeit des Erzeugungszeitpunkts gemäß den empfangenen Daten die Zeit Tc^(k), welche die zeitliche Verzögerung Td^(k-1) vor der Zeit Tm^(k) des Empfangsstartzeitpunkts liegt, und zwar auch für den Fall, dass die empfangenen Daten mehrere Male weitergeleitet worden sind.
Die ECUs 1, 1, ... und die Weiterleitungsvorrichtungen 2a, 2b, ... können, wie vorstehend beschrieben, die Zeit des Erzeugungszeitpunkts auf der Grundlage der eigenen lokalen Zeit auch für den Fall bestimmen, dass die Zeit der Taktgebereinheit 12 und der Taktgebereinheit 22 nicht auf der Grundlage einer vorbestimmten absoluten Zeit miteinander synchronisiert sind. Folglich sind die Erzeugungszeitpunkte der Zeit Tc⁽⁰⁾, der Zeit Tc⁽¹⁾ und der Zeit Tc^(k), wie in 5 gezeigt, identisch, obgleich die Zeit Tc⁽⁰⁾, die Zeit Tc⁽¹⁾ und die Zeit Tc^(k), wie in 5 gezeigt, durch verschiedene hochgestellte Zahlen beschrieben werden.
(Zweite Ausführungsform)
Bei der ersten Ausführungsform ist jede Steuereinheit 10 der ECUs 1, 1, ... und jede Steuereinheit 20 der Weiterleitungsvorrichtungen 2a, 2b, ... dazu ausgelegt, die Zeitinformation des Übertragungsstartzeitpunkts (d. h. des Sende- und Weiterleitungsstartzeitpunkts) im Ansprechen auf den Erfolg dabei, das Senden von Daten zu starten, zu erhalten, und dazu ausgelegt, die erhaltene Zeitinformation während des Übertragungsprozesses zu den Daten hinzuzufügen. Demgegenüber ist die zweite Ausführungsform dazu ausgelegt, den Übertragungsstartzeitpunkt (d. h. den Sende- und Weiterleitungsstartzeitpunkt) im Voraus festzulegen und zu versuchen, Daten zu übertragen, nachdem die Zeitverzögerungsinformation erhalten wurde, die zu den zu übertragenden Daten hinzuzufügen ist.
Ein Kommunikationssystem der zweiten Ausführungsform weist Konfigurationen auf, die denjenigen des Kommunikationssystems der ersten Ausführungsform gleichen, mit Ausnahme der detaillierten Prozesse, die von jeder Steuereinheit 10 der ECUs 1, 1, ... ausgeführt werden, und der detaillierten Prozesse, die von jeder Steuereinheit 20 der Weiterleitungsvorrichtungen 2a, 2b, ... ausgeführt werden. Nachstehend werden gleiche Konfigurationen in der ersten und der zweiten Ausführungsform mit den gleichen Bezugszeichen versehen und werden diese gleichen Konfigurationen nicht wiederholt näher beschrieben, sondern wird vielmehr unter Bezugnahme auf die Ablaufdiagramme auf die Unterschiede in den Konfigurationen der ersten und der zweiten Ausführungsformen näher eingegangen, d. h. auf die Prozesse, die von jeder Steuereinheit 10 der ECUs 1, 1, ... ausgeführt werden, und die Prozesse, die von jeder Steuereinheit 20 der Weiterleitungsvorrichtungen 2a, 2b, ... ausgeführt werden.
6 zeigt ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung eines Beispiels eines Kommunikationsverfahrens der zweiten Ausführungsform, gemäß dem jede Steuereinheit 10 der ECUs 1, 1, ... Daten erzeugt und die Daten zusammen mit der Zeitverzögerungsinformation sendet. Das folgende Ablaufdiagramm beschreibt Prozesse, die von der Steuereinheit 10 einer ECU 1 ausgeführt werden, die mit der Kommunikationsleitung 3a verbunden ist. Jede Steuereinheit 10 der anderen ECUs 1, 1, ... führt ebenso Prozesse dieser Art aus. In dem nachstehend beschriebenen Ablaufdiagramm sind die Prozesse, die denjenigen im Ablaufdiagramm der 2 entsprechen, mit den gleichen Schrittnummern versehen und werden diese gleichen Prozess nachstehend nicht wiederholt näher beschrieben.
Nachdem Information über die von der Taktgebereinheit 12 gezählte Zeit Tc⁽⁰⁾ des Erzeugungszeitpunkts erhalten wurde (S12), legt die Steuereinheit 10 eine geschätzte Zeit bzw. einen geschätzten Zeitpunkt, an welchem das Senden der erzeugten Daten gestartet wird, d. h. die Zeit Ts⁽⁰⁾ des Sendestartzeitpunkts fest (Schritt S41). Anschließend berechnet die Steuereinheit 10 eine zeitliche Verzögerung (Td⁽⁰⁾ = Ts⁽⁰⁾ – Tc⁽⁰⁾) entsprechend einer Differenz zwischen der Zeit Ts⁽⁰⁾ des Sendestartzeitpunkts und der Zeit Tc⁽⁰⁾ des Erzeugungszeitpunkts (Schritt S42).
Die Steuereinheit 10 fügt die Zeitverzögerungsinformation, welche die berechnete zeitliche Verzögerung (Td⁽⁰⁾) anzeigt, zu den erzeugten Daten (d. h. den zu sendenden Daten) hinzu (Schritt S43) und entscheidet, ob die von der Taktgebereinheit 12 gezählte Zeit die festgelegte Zeit (Ts⁽⁰⁾) des Sendestartzeitpunkts erreicht hat oder nicht (Schritt S44). Wenn entschieden wird, dass die Zeit die festgelegte Zeit (Ts⁽⁰⁾) des Sendestartzeitpunkts nicht erreicht hat (S44 = NEIN), kehrt die Steuereinheit 10 im Ablauf zu Schritt S44 zurück.
Wenn entschieden wird, dass die Zeit die festgelegte Zeit (Ts⁽⁰⁾) des Sendestartzeitpunkts erreicht bzw. erreicht hat (S44 = JA), erlaubt es die Steuereinheit 10 der Kommunikationssteuereinheit 13, es zu versuchen, die in Schritt S11 erzeugten Daten zu senden, und entscheidet, ob die Kommunikationssteuereinheit Erfolg oder keinen Erfolg dabei hat, das Senden der erzeugten Daten zu starten (Schritt S45). Wenn bestimmt wird, dass die Kommunikationssteuereinheit keinen Erfolg dabei hat, das Senden der erzeugten Daten zu starten, da eine andere der ECUs 1, 1, ... oder die Weiterleitungsvorrichtung 2a, die mit der Kommunikationsleitung 3a verbunden sind, Daten austauscht, oder die Steuereinheit 10 bei der Wahl bzw. Entscheidung nicht gewählt wurde (S45 = NEIN), kehrt die Steuereinheit 10 im Ablauf zu Schritt S41 zurück und legt eine neue Zeit Ts⁽⁰⁾ des Sendestartzeitpunkts für einen Versuch, die erzeugten Daten erneut zu senden, fest.
Wenn entschieden wird, dass die Kommunikationssteuereinheit Erfolg dabei hat, das Senden der erzeugten Daten zu starten, da die ECUs 1, 1, ... und die Weiterleitungsvorrichtung 2a, die mit der Kommunikationsleitung 3a verbunden sind, keinen Daten austauschen, oder die Steuereinheit 10 bei der Wahl gewählt wird (S45 = JA), setzt die Steuereinheit 10 den Sendeprozess der Daten fort und beendet den Ablauf nach Abschluss des Sendeprozesses.
Obgleich Information der zuvor festgelegten Zeit zu den erzeugten Daten (d. h. den zu sendenden Daten) als Information über die Zeit des Sendestartzeitpunkts hinzugefügt wird, wird die zuvor festgelegte Zeit genau die Zeit bzw. der Zeitpunkt, an welchem der Sendeprozess der erzeugten Daten tatsächlich gestartet worden ist, wenn die Kommunikationssteuereinheit Erfolg dabei hat, das Senden der erzeugten Daten zu starten. Die zweite Ausführungsform nutzt ebenso das in der 3 gezeigte Ablaufdiagramm der ersten Ausführungsform, um zu bewirken, dass jede Steuereinheit 10 der ECUs 1, 1, ..., welche die erzeugten Daten (d. h. die von der ECU 1 gesendeten Daten) empfangen hat, oder jede Steuereinheit 20 der Weiterleitungsvorrichtungen 2, 2, ..., welche die erzeugten Daten (d. h. die von der ECU 1 gesendeten Daten) empfangen hat, die Zeit des Erzeugungszeitpunkts bestimmt. Folglich kann die Zeit des Erzeugungszeitpunkts auch auf der Grundlage der Zeitverzögerungsinformation, welche die zeitliche Verzögerung (Td⁽⁰⁾) anzeigt und über das im Ablaufdiagramm der 6 gezeigte Verfahren erhalten wird, richtig bestimmt werden.
7 zeigt ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung eines Beispiels eines Kommunikationsverfahrens der zweiten Ausführungsform, gemäß dem jede Steuereinheit 20 der Weiterleitungsvorrichtungen 2a, 2b, ... Daten überträgt. Das folgende Ablaufdiagramm beschreibt Prozesse, gemäß denen die Steuereinheit 20 der Weiterleitungsvorrichtung 2a, die mit den Kommunikationsleitungen 3a, 3b verbunden ist, Daten von einer ECU 1 empfängt, die mit der Kommunikationsleitung 3a verbunden ist, und die empfangenen Daten zu Vorrichtungen überträgt, die mit der Kommunikationsleitung 3b verbunden sind. Die Steuereinheit 20 der Weiterleitungsvorrichtung 2a führt ebenso ähnliche Prozesse aus, um Daten von einer Vorrichtung zu empfangen, die mit der Kommunikationsleitung 3b verbunden ist, und die empfangenen Daten zu den ECUs 1, 1, ... zu übertragen, die mit der Kommunikationsleitung 3a verbunden sind. Ferner führt jede Steuereinheit 20 anderer Weiterleitungsvorrichtungen 2b, 2c, ... Prozesse dieser Art aus.
Bei dem nachstehend beschriebenen Ablaufdiagramm sind die Prozesse, die denjenigen im Ablaufdiagramm der 4 der ersten Ausführungsform entsprechen, mit den gleichen Schrittnummern versehen und werden diese gleichen Prozesse nachstehend nicht wiederholt näher beschrieben.
Die Steuereinheit 20 extrahiert die Zeitverzögerungsinformation, welche die zeitliche Verzögerung (Td^(k-1)) anzeigt, aus den empfangenen Daten (S34). Wenn die empfangenen Daten zu den ECUs 1, 1, ... und der Weiterleitungsvorrichtung 3b zu übertragen sind, die mit einem Anschluss verbunden sind, der sich von dem Anschluss unterscheidet, über welchen die Daten empfangen werden, führt die Steuereinheit 20 die folgenden Prozesse aus, nachdem die Zeitverzögerungsinformation extrahiert wurde.
Die Steuereinheit 20 legt die geschätzte Zeit, um das Senden (d. h. Übertragen) der Daten zu starten, d. h. die Zeit (Ts^(k)) des Sendestartzeitpunkts fest (Schritt S51). Anschließend berechnet die Steuereinheit 10 die zeitliche Verzögerung (Td^(k) = Td^(k-1) + (Ts^(k) – Tm^(k)), welche der Differenz zwischen der festgelegten geschätzten Zeit (Ts^(k)) des Sendestartzeitpunkts und der Zeit (Tm^(k)) des Empfangsstartzeitpunkts plus der zeitlichen Verzögerung (Td^(k-1)), die durch die empfangene (d. h. extrahierte) Zeitverzögerungsinformation angezeigt wird, entspricht (Schritt S52).
Die Steuereinheit 20 fügt die Zeitverzögerungsinformation, welche die berechnete zeitliche Verzögerung (Td^(k)) anzeigt, zu den erzeugten Daten hinzu (Schritt S53) und entscheidet, ob die von der Taktgebereinheit 12 gezählte Zeit die in Schritt S51 festgelegte geschätzte Zeit (Ts^(k)) des Sendestartzeitpunkts erreicht hat oder nicht (Schritt S54). Wenn entschieden wird, dass die Zeit die festgelegte geschätzte Zeit (Ts^(k)) des Sendestartzeitpunkts nicht erreicht hat (S54 = NEIN), kehrt die Steuereinheit 20 im Ablauf zu Schritt S54 zurück.
Wenn entschieden wird, dass die Zeit die festgelegte geschätzte Zeit (Ts^(k)) des Sendestartzeitpunkts erreicht hat (S54 = JA), erlaubt es die Steuereinheit 20 der Kommunikationseinheit 23, es zu versuchen, die Daten zu übertragen (d. h. zu senden), und entscheidet die Steuereinheit 20, ob die Kommunikationseinheit Erfolg oder keinen Erfolg dabei hat, die Übertragung der Daten zu starten (Schritt S55). Wenn bestimmt wird, dass die Kommunikationseinheit keinen Erfolg dabei hat, die Übertragung der Daten zu starten, da eine andere der ECUs 1, 1, ... oder die Weiterleitungsvorrichtung 2b, die mit der Kommunikationsleitung 3b verbunden sind, Daten austauscht, oder die Steuereinheit 20 bei der Wahl nicht gewählt wurde (S55 = NEIN), kehrt die Steuereinheit 20 im Ablauf zu Schritt S51 zurück und legt eine neue geschätzte Zeit Ts^(k) des Übertragungsstartzeitpunkts für einen erneuten Versuch, die Übertragung der empfangenen Daten zu starten, fest.
Wenn entschieden wird, dass die Kommunikationseinheit Erfolg dabei hat, die Übertragung der empfangenen Daten zu starten, da die ECUs 1, 1, ... und die Weiterleitungsvorrichtung 2b, die mit der Kommunikationsleitung 3b verbunden sind, keine Daten austauschen, oder die Steuereinheit 20 bei der Wahl gewählt wird (S55 = JA), setzt die Steuereinheit 20 den Übertragungsprozess der empfangenen Daten fort und beendet das Verfahren nach Abschluss des Übertragungsprozesses.
Obgleich die festgelegte geschätzte Zeit als die Zeit des Übertragungsstartzeitpunkts zu den Daten hinzugefügt wird, wird die festgelegte geschätzte Zeit genau die Zeit bzw. der Zeitpunkt, an welchem der Übertragungsprozess der empfangenen Daten tatsächlich gestartet worden ist, wenn die Kommunikationseinheit Erfolg dabei hat, die Übertragung (d. h. das Senden) der Daten zu starten. Folglich kann die Zeit des Erzeugungszeitpunkts der empfangenen Daten auch auf der Grundlage der Zeitverzögerungsinformation, welche die zeitliche Verzögerung (Td^(k)) anzeigt, die über das Verfahren im Ablaufdiagramm der 7 berechnet wird, richtig bestimmt werden.
Die zweite Ausführungsform ist derart ausgelegt, dass das Senden und Weiterleiten von Daten versucht wird, nachdem die Zeitverzögerungsinformation aufweisende Information erhalten wurde. Folglich erfordern die Kommunikationssteuereinheit 13 und die Kommunikationseinheit 23 keine Ausführung des Überschreibungsprozesses des die Zeitverzögerungsinformation anzeigenden Feldes innerhalb der Daten, die sich im Sendeprozess oder im Übertragungs- bzw. Weiterleitungsprozess befinden.
Die erste und die zweite Ausführungsform werden dahingehend aufgezeigt, dass sie die Zeitverzögerungsinformation übertragen, welche die zeitliche Verzögerung anzeigt, die auf der Grundlage der Zeitinformation berechnet wird, die von jeder Taktgebereinheit 12 der ECUs 1, 1, ... und jeder Taktgebereinheit 22 der Weiterleitungsvorrichtungen 2a, 2b, ... gezählt wird, wobei die Zeitverzögerungsinformation dahingehend dargestellt wird, dass sie zusammen mit den übertragenen Daten übertragen wird. Solche Zeitverzögerungsinformation kann jedoch derart ausgelegt sein, dass sie eine zeitliche Verzögerung anzeigt, die beispielsweise in Nanosekunden beschrieben wird. Bei dieser Konfiguration kann jede Taktgebereinheit 12 der ECUs 1, 1, ... mit einer vorbestimmten Frequenz zählen, die sich von der Frequenz unterscheidet, mit der jede Taktgebereinheit 22 der Weiterleitungsvorrichtungen 2a, 2b, ... zählt. Folglich kann auch für den Fall, dass die Taktgebereinheit 12 der ECU 1, die mit der Kommunikationsleitung 3a verbunden ist, dazu ausgelegt ist, mit 600 MHz zu zählen, und die Taktgebereinheit 22 der Weiterleitungsvorrichtung 2a dazu ausgelegt ist, mit 3 GHz zu zählen, die Zeitverzögerungsinformation übertragen werden, nachdem die Darstellung der übertragenen Zeitverzögerungsinformation mit Nanosekunden modifiziert wurde, und können die Steuereinheit 10 und die Steuereinheit 20 jeweils die Einheit der übertragenen Zeitverzögerungsinformation mit der Einheit der Zeitinformation, die durch das Zählen der Taktgebereinheit 12 und der Taktgebereinheit 22 erhalten wird, abgleichen.
Die erste und die zweite Ausführungsform werden dahingehend aufgezeigt, dass die Kommunikationsleitungen 3a, 3b auf dem CAN-Protokoll basieren. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt, solch eine auf dem CAN-Protokoll basierende Datenkommunikation über die Kommunikationsleitungen 3a, 3b zu nutzen. Die genutzte Datenkommunikation kann auf einem anderen Protokoll basieren, wie beispielsweise LIN (Local Interconnect Network) und FlexRay (gesetzlich geschützte Marke), indem beispielsweise solch ein Protokoll auf die Kommunikationsvorrichtung in dem in einem Kraftfahrzeug befestigten Kommunikationssystem angewandt wird.
Die erste und die zweite Ausführungsform werden dahingehend aufgezeigt, dass die ECUs 1, 1, ... und die Weiterleitungsvorrichtungen 2a, 2b, ... über eine Bustopologie jeweils mit den Kommunikationsleitungen 3a, 3b verbunden sind. Folglich kann bei der Datenübertragung über die Kommunikationsleitungen 3a, 3b, ... durch eine Überwachung der Kommunikationsleitungen 3a, 3b, ... das Senden von Daten von mehreren Vorrichtungen aus gleichzeitig unterbrochen werden, um zu bewirken, dass andere Vorrichtungen die von einer Vorrichtung gesendeten Daten gleichzeitig empfangen, und um eine zeitliche Verzögerung zwischen der Zeit des Sendestartzeitpunkts und der Zeit des Empfangsstartzeitpunkts zu vernachlässigen. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diese Darstellung beschränkt. Die ECUs 1, 1, ... und die Weiterleitungsvorrichtungen 2a, 2b, ... können über eine andere Verbindungstopologie verbunden sein, die eine von Null verschiedene zeitliche Verzögerung zwischen der Zeit des Sendestartzeitpunkts und der Zeit des Empfangsstartzeitpunkts verursacht. Obgleich die verursachte von Null verschiedene zeitliche Verzögerung gegebenenfalls die Bestimmung der Zeit des Erzeugungszeitpunkts beeinflusst, verursacht solch eine Topologie dann kein Problem, wenn die verursachte von Null verschiedene zeitliche Verzögerung einen geringen Einfluss auf die Genauigkeit ausübt, die für die zu bestimmende Zeit des Erzeugungszeitpunkts erforderlich ist.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern kann auf verschiedene Weise modifiziert werden, ohne ihren Schutzumfang zu verlassen, der durch die beigefügten Ansprüche definiert wird, zu deren Auslegung die vorangehende Beschreibung hinzuzuziehen ist, wobei alle Änderungen innerhalb der Grenzen der Ansprüche oder äquivalente Auslegungen dieser als mit im Schutzumfang der vorliegenden Erfindung beinhaltet verstanden werden sollen.
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

JP 2007-295081 [0004]

Claims

Kommunikationsvorrichtung mit einem Taktmittel, einem Kommunikationsmittel zum Senden und Empfangen von Daten und einem Möglichkeitsentscheidungsmittel zum Entscheiden, ob es möglich ist oder nicht, Daten mittels des Kommunikationsmittels zu senden, wobei die Kommunikationsvorrichtung aufweist: – ein Mittel zur Berechnung einer zeitlichen Verzögerung zwischen einer Zeit an einem Erzeugungszeitpunkt, an dem Daten erzeugt werden, und einer Zeit an einem Sendestartzeitpunkt, an welchem das Senden der Daten, deren Aussendung vom Möglichkeitsentscheidungsmittel als möglich entschieden wird, gestartet wird; – ein Mittel zum Hinzufügen von Zeitverzögerungsinformation, welche die erhaltene zeitliche Verzögerung anzeigt, zu den Daten; – ein Mittel zur Bestimmung eines Empfangsstartzeitpunkts auf der Grundlage einer Zeit des Taktmittels; und – ein Bestimmungsmittel zur Bestimmung eines Datenerzeugungszeitpunkts auf der Grundlage der Zeitverzögerungsinformation und des Empfangsstartpunkts.
Kommunikationsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie ferner aufweist: – ein Mittel zur Erfassung einer Zeit eines Datensendestartzeitpunkts mittels des Taktmittels, wenn vom Möglichkeitsentscheidungsmittel entschieden wird, dass es möglich ist, Daten mittels des Kommunikationsmittels zu senden; und – ein Mittel zur Berechnung einer zeitlichen Verzögerung zwischen der Zeit des erfassten Datensendestartzeitpunkts und der Zeit des Datenerzeugungszeitpunkts, wobei – die erhaltene zeitliche Verzögerung anzeigende Zeitverzögerungsinformation zu den Daten hinzugefügt wird, deren Aussendung bereits gestartet wurde.
Kommunikationsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie ferner aufweist: – ein Bestimmungsmittel zur Bestimmung eines Sendestartzeitpunkts eines Sendens von Daten; – ein Berechnungsmittel zur Berechnung einer zeitlichen Verzögerung zwischen einer Zeit des bestimmten Sendestartzeitpunkts und der Zeit des Erzeugungszeitpunkts; – ein Mittel zum Hinzufügen von Zeitverzögerungsinformation, welche die erhaltene zeitliche Verzögerung anzeigt, zu den Daten; – ein Mittel zum Entscheiden auf der Grundlage einer Zeit des Taktmittels, ob der vom Bestimmungsmittel bestimmte Sendestartzeitpunkt erreicht ist oder nicht; und – ein Mittel, das dazu ausgelegt ist, es mittels des Kommunikationsmittels zu versuchen, die Daten und die zu den Daten hinzugefügte Zeitverzögerungsinformation zu senden, wenn bestimmt wird, dass der Sendestartzeitpunkts erreicht ist, wobei – dann, wenn vom Möglichkeitsentscheidungsmittel entschieden wird, dass es nicht möglich ist, ein neuer Sendestartzeitpunkt, um das Senden ein zweites Mal zu starten, neu bestimmt, die zeitliche Verzögerung neu erhalten und die Datenaussendung erneut versucht wird.
Kommunikationsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass sie ferner aufweist: – ein Mittel zur weiteren Übertragung, wenn Daten mit der hinzugefügten Zeitverzögerungsinformation vom Kommunikationsmittel empfangen werden, der Daten zu einer weiteren Kommunikationsvorrichtung mittels des Kommunikationsmittels; – ein Berechnungsmittel zur Berechnung einer zeitlichen Verzögerung zwischen der Zeit des Erzeugungszeitpunkts von Daten, der vom Bestimmungsmittel bestimmt wird, und einer Zeit eines Übertragungsstartzeitpunkts von Daten; und – ein Mittel zur Verwendung der Zeitverzögerungsinformation, die durch die erhaltene zeitliche Verzögerung angezeigt wird, als die Zeitverzögerungsinformation, die zu den übertragenen Daten hinzugefügt wird.
Kommunikationssystem mit mehreren Kommunikationsvorrichtungen, die jeweils ein Taktmittel, ein Kommunikationsmittel zum Senden und Empfangen von Daten und ein Möglichkeitsentscheidungsmittel zum Entscheiden, ob es möglich ist oder nicht, Daten mittels des Kommunikationsmittels zu senden, aufweisen, wobei jede Kommunikationsvorrichtung aufweist: – ein Mittel zur Berechnung einer zeitlichen Verzögerung zwischen einer Zeit an einem Erzeugungszeitpunkt, an dem Daten erzeugt werden, und einer Zeit an einem Sendestartzeitpunkt, an welchem das Senden der Daten, deren Aussendung vom Möglichkeitsentscheidungsmittel als möglich entschieden wird, gestartet wird; – ein Mittel zum Hinzufügen von Zeitverzögerungsinformation, welche die erhaltene zeitliche Verzögerung anzeigt, zu den Daten; – ein Mittel zur Bestimmung eines Empfangsstartzeitpunkts auf der Grundlage einer Zeit des Taktmittels; und – ein Bestimmungsmittel zur Bestimmung eines Datenerzeugungszeitpunkts auf der Grundlage der Zeitverzögerungsinformation und des Empfangsstartpunkts.
Verfahren, gemäß dem eine Kommunikationsvorrichtung mit einem Taktmittel und einem Kommunikationsmittel zum Senden und Empfangen von Daten entscheidet, ob es möglich ist oder nicht, Daten mittels des Kommunikationsmittels zu senden, und die Daten sendet, wenn entschieden wird, dass es möglich ist, die Daten mittels des Kommunikationsmittels zu senden, wobei die Kommunikationsvorrichtung: – das Senden der Daten im Ansprechen auf die Entscheidung startet, dass es möglich ist, die Daten mittels der Kommunikationsmittel zu senden; – die Zeit eines Sendestartzeitpunkts der Daten vom Taktmittel erhält; – eine zeitliche Verzögerung zwischen der erhaltenen Zeit des Sendestartzeitpunkts und der Zeit eines Erzeugungszeitpunkts, an welchem die Daten erzeugt werden, berechnet; und – Zeitverzögerungsinformation, welche die berechnete zeitliche Verzögerung anzeigt, zu den Daten hinzufügt, deren Aussendung gestartet wurde, und anschließend die Daten sendet.
Verfahren, gemäß dem eine Kommunikationsvorrichtung mit einem Taktmittel und einem Kommunikationsmittel zum Senden und Empfangen von Daten entscheidet, ob es möglich ist oder nicht, Daten mittels des Kommunikationsmittels zu senden, und die Daten sendet, wenn entschieden wird, dass es möglich ist, die Daten mittels des Kommunikationsmittels zu senden, wobei die Kommunikationsvorrichtung: – einen Sendestartzeitpunkt zum Senden von Daten bestimmt; – eine zeitliche Verzögerung zwischen einer Zeit des bestimmten Sendestartzeitpunkts und einer Zeit eines Erzeugungszeitpunkts, an welchem die Daten erzeugt werden, berechnet; – Zeitverzögerungsinformation, welche die berechnete zeitliche Verzögerung anzeigt, zu den Daten hinzufügt; – entscheidet, ob der Sendestartzeitpunkt erreicht ist oder nicht; – versucht, die Daten und die zu den Daten hinzugefügte Zeitverzögerungsinformation mittels des Kommunikationsmittels zu senden, wenn entschieden wird, dass der Sendestartzeitpunkt erreicht ist; – einen neuen Sendestartzeitpunkt für ein erneutes Senden der Daten neu bestimmt; – die zeitliche Verzögerung neu berechnet; und – erneut versucht, die Daten zu senden.