DE112009005387B4

DE112009005387B4 - Gateway-Vorrichtung für Fahrzeuge

Info

Publication number: DE112009005387B4
Application number: DE112009005387T
Authority: DE
Inventors: Masaaki Ichihara
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2009-11-04
Filing date: 2009-11-04
Publication date: 2013-09-12
Anticipated expiration: 2029-11-05
Also published as: WO2011055425A1; JPWO2011055425A1; JP5316646B2; CN102598594A; DE112009005387T5; US20120127928A1; US8817706B2

Abstract

Gateway-Vorrichtung für ein Fahrzeug, die in einem Fahrzeug vorgesehen ist, mit einem Außerfahrzeugnetzwerk, einem fahrzeuginternen Informationssystemnetzwerk und einem fahrzeuginternen Steuersystemnetzwerk verbunden ist, eine Datenkommunikation zwischen den drei Netzwerken steuert, und die die Prioritäten der Datenkommunikation zwischen dem fahrzeuginternen Informationssystemnetzwerk und dem fahrzeuginternen Steuersystemnetzwerk und der Datenkommunikation zwischen dem Außerfahrzeugnetzwerk und dem fahrzeuginternen Informationssystemnetzwerk entsprechend den Fahrbedingungen des Fahrzeugs ändert.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Gateway-Vorrichtung für ein Fahrzeug, die in einem Fahrzeug vorgesehen ist, ein fahrzeuginternes Informationssystemnetzwerk, ein Steuersystemnetzwerk und ein Netzwerk außerhalb eines Fahrzeugs miteinander verbindet und eine Datenkommunikation zwischen diesen drei Netzwerken steuert.
Stand der Technik
In den vergangenen Jahren wurden in Fahrzeugen verschiedene Systeme ebenso wie der Verbrennungsmotor und das Bremssystem elektronisch gesteuert, und es ist ein Netzwerk in dem Fahrzeug angeordnet, um eine Datenkommunikation zwischen den Systemen durchzuführen. Außerdem wird eine Datenkommunikation zwischen den Systemen in dem Fahrzeug und weiteren Fahrzeugen oder einem Datenzentrum außerhalb des Fahrzeugs unter Verwendung von beispielsweise einer Straße-zu-Fahrzeug-Kommunikation und einer Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation in großem Ausmaß durchgeführt, um Informationen außerhalb des Fahrzeugs wie beispielsweise Verkehrsinformationen um das Fahrzeug herum zu erlangen. Die JP 2008-193572 A beschreibt eine Technik, bei der eine Gateway-Vorrichtung (Vermittlungsvorrichtung) zwischen einem Informationssystemnetzwerk und einem Steuersystemnetzwerk in dem Fahrzeug vorgesehen ist, der Zustand eines Informationssystems und eines Steuersystems periodisch überwacht und eine Zugriffssteuerung durchgeführt wird, um einen Zugriff auf das Informationssystem und das Steuersystem zu unterbrechen oder umzuwandeln, wenn eine fehlende Übereinstimmung zwischen dem Informationssystem und dem Steuersystem während einer Kooperation zwischen diesen auftritt, wodurch das Informationssystem dem Steuersystem zugeordnet wird, ohne die Stabilität oder Sicherheit einer Fahrzeugsteuerung zu beeinträchtigen.
Die WO 01/26338 A2 beschreibt ein Fahrzeugnetzwerk zur Kommunikation zwischen verschiedenen elektronischen Vorrichtungen innerhalb eines Fahrzeugs und zur Kommunikation dieser Vorrichtungen mit externen Netzwerken des Fahrzeugs. Das Fahrzeugnetzwerk weist spezielle Vorrichtungen, Software und Protokolle auf und schafft eine Sicherheit für essentielle Fahrzeugfunktionen und Datenkommunikationen, erleichtert eine Integration neuer Vorrichtungen und Dienste in das Fahrzeugnetzwerk und erleichtert die Hinzufügung von Diensten, die das Fahrzeug mit externen Netzwerken wie beispielsweise dem Internet verbinden.
Die US 2003/0117298 A1 beschreibt ein fahrzeuginternes Gateway, das zwischen mehreren Bussen zum Übertragen von Daten angeordnet ist und situationsabhängig geeignete Steuerungen durchführt.
Die US 2008/0219274 A1 beschreibt ein fahrzeuginternes Gateway, das mit einem Informationssystemnetzwerk und einem Steuersystemnetzwerk eines Fahrzeugs verbunden ist. Das Gateway weist eine Informationssystemszugriffsschaltung, die für eine Nachrichtenübertragung und einen Nachrichtenempfang zu und von dem Informationssystemnetzwerk verantwortlich ist, eine Steuersystemzugriffsschaltung, die für eine Nachrichtenübertragung und einen Nachrichtenempfang zu und von dem Steuersystemnetzwerk verantwortlich ist, eine Zugriffssteuerschaltung, die Datenflüsse zwischen der Informationssystemzugriffsschaltung und der Steuersystemzugriffsschaltung steuert, eine Strategieverwaltungsschaltung, die Strategien für eine Zugriffssteuerung der Zugriffssteuerschaltung verwaltet, eine Informationssystemüberwachungsschaltung, die den Status eines Informationssystems über die Informationssystemzugriffsschaltung überwacht, eine Informationssystemkonfigurationsverwaltungsschaltung, die Informationen, die von der Informationssystemüberwachungsschaltung erlangt werden, verwaltet, eine Steuersystemüberwachungsschaltung, die den Status des Steuersystems über die Steuersystemzugriffsschaltung überwacht, eine Steuersystemkonfigurationsverwaltungsschaltung, die Informationen, die von der Steuersystemüberwachungsschaltung erlangt werden, verwaltet, und eine Strategieerneuerungsschaltung, die bestimmt, ob die Strategien, die von der Strategienverwaltungsschaltung verwaltet werden, zu erneuern sind, und die die Strategien erneuert, auf.
Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
Die Größe der Daten, die bei einer Kommunikation mit einem Netzwerk außerhalb des Fahrzeugs übertragen werden, neigt dazu, größer als die Größe der Daten, die bei einer Kommunikation zwischen dem fahrzeuginternen Informationssystemnetzwerk und dem Steuersystemnetzwerk übertragen werden, zu sein. Die Größe von Daten, die bei der Kommunikation zwischen dem fahrzeuginternen Informationssystemnetzwerk und dem Steuersystemnetzwerk übertragen werden, ist gering, aber die Echtzeiteigenschaft bei der Kommunikation zwischen dem fahrzeuginternen Informationssystemnetzwerk und dem Steuersystemnetzwerk ist wichtiger als diejenige bei der Kommunikation mit dem Netzwerk außerhalb des Fahrzeugs (Außerfahrzeugnetzwerk). Die Gateway-Vorrichtung, die in der JP 2008-193572 A beschrieben ist, offenbart keine Kommunikationssteuerung zwischen drei Netzwerken.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Gateway-Vorrichtung für ein Fahrzeug zu schaffen, die eine Kommunikation zwischen einem fahrzeuginternen Informationssystemnetzwerk, einem Steuersystemnetzwerk und einem Außerfahrzeugnetzwerk steuert und in der Lage ist, eine geeignete Kommunikationssteuerung entsprechend einer Datenkommunikation zwischen den Netzwerken durchzuführen.
Lösung für das Problem
Um die Aufgabe zu lösen, wird gemäß einem Aspekt der Erfindung eine Gateway-Vorrichtung für ein Fahrzeug geschaffen, die in einem Fahrzeug vorgesehen ist, mit einem Außerfahrzeugnetzwerk, einem fahrzeuginternen Informationssystemnetzwerk und einem fahrzeuginternen Steuersystemnetzwerk verbunden ist, eine Datenkommunikation zwischen den drei Netzwerken steuert und die Prioritäten der Datenkommunikation zwischen dem fahrzeuginternen Informationssystemnetzwerk und dem fahrzeuginternen Steuersystemnetzwerk und der Datenkommunikation zwischen dem Außerfahrzeugnetzwerk und dem fahrzeuginternen Informationssystemnetzwerk entsprechend den Fahrbedingungen des Fahrzeugs ändert.
Die Datenkommunikation zwischen dem fahrzeuginternen Informationssystemnetzwerk und dem fahrzeuginternen Steuersystemnetzwerk kann eine Priorität über der Datenkommunikation zwischen dem Außerfahrzeugnetzwerk und dem fahrzeuginternen Informationssystemnetzwerk während der Fahrt des Fahrzeugs aufweisen. Die Datenkommunikation zwischen dem Außerfahrzeugnetzwerk und dem fahrzeuginternen Informationssystemnetzwerk kann eine Priorität über der Datenkommunikation zwischen dem fahrzeuginternen Informationssystemnetzwerk und dem fahrzeuginternen Steuersystemnetzwerk aufweisen, wenn das Fahrzeug stoppt. Die Priorität der Datenkommunikation zwischen dem fahrzeuginternen Informationssystemnetzwerk und dem fahrzeuginternen Steuersystemnetzwerk kann sich erhöhen, wenn sich der Abstand des Host-Fahrzeugs zu einer Kreuzung oder einer geschätzten Stoppposition oder eine geschätzte Ankunftszeit des Host-Fahrzeugs verringert.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Gemäß der Erfindung wird die Priorität der Datenkommunikation zwischen dem fahrzeuginternen Informationssystemnetzwerk und dem fahrzeuginternen Steuersystemnetzwerk im Vergleich zu der Datenkommunikation zwischen dem Außerfahrzeugnetzwerk und dem fahrzeuginternen Informationssystemnetzwerk entsprechend den Fahrbedingungen des Fahrzeugs geändert. Daher ist es möglich, eine geeignete Kommunikationssteuerung entsprechend der Datenkommunikation durchzuführen.
Während der Fahrt des Fahrzeugs wird beispielsweise der Datenkommunikation zwischen dem fahrzeuginternen Informationssystemnetzwerk und dem fahrzeuginternen Steuersystemnetzwerk Priorität gegeben. Auf diese Weise wird eine Echtzeiteigenschaft gewährleistet. Wenn das Fahrzeug stoppt, ist die Notwendigkeit der Gewährleistung der Echtzeiteigenschaft, um eine Fahrsteuerung durchzuführen, gering. Daher wird einer Kommunikation mit dem Außerfahrzeugnetzwerk Priorität gegeben, wodurch auf wirksame Weise eine Datenkommunikation mit hohem Volumen durchgeführt werden kann. Eine Notwendigkeit zum Gewährleisten der Echtzeiteigenschaft einer Fahrsteuerung erhöht sich, wenn sich das Fahrzeug der Kreuzung zeitlich oder hinsichtlich des Abstands annähert. Daher ist es vorteilhaft, die Priorität zu erhöhen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist ein Blockdiagramm, das die Netzwerkstruktur eines Fahrzeugs, das mit einer Gateway-Vorrichtung gemäß der Erfindung versehen ist, darstellt;
2 ist ein Diagramm, das schematisch ein Beispiel für Daten, die zwischen Netzwerken durch die Gateway-Vorrichtung, die in 1 gezeigt ist, übertragen werden, darstellt;
3 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel des Flusses eines Netzwerksteuerprozesses in der Vorrichtung, die in 1 gezeigt ist, darstellt;
4 ist ein Flussdiagramm, das ein anderes Beispiel des Flusses des Netzwerksteuerprozesses in der Vorrichtung, die in 1 gezeigt ist, darstellt;
5 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel einer Prioritätssteuerung in dem Fluss des Netzwerksteuerprozesses in der Vorrichtung, die in 1 gezeigt ist, darstellt;
6 ist ein Diagramm, das einen Vergleich zwischen der Übertragung von Paketen in der Prioritätssteuerung, die in 5 gezeigt ist, und der allgemeinen Übertragung von Paketen darstellt;
7 ist ein Flussdiagramm, das ein anderes Beispiel der Prioritätssteuerung in dem Fluss des Netzwerksteuerprozesses in der Vorrichtung, die in 1 gezeigt ist, darstellt; und
8 ist eine Tabelle, die ein Beispiel der Einstellung einer Priorität in der Prioritätssteuerung, die in 7 gezeigt ist, darstellt.
Beschreibung von Ausführungsformen
Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung genauer mit Bezug auf die zugehörigen Zeichnungen beschrieben. Um das Verständnis der Erfindung zu erleichtern, werden in den Zeichnungen dieselben Komponenten so weit wie möglich mit denselben Bezugszeichen bezeichnet, und deren Beschreibung wird nicht wiederholt.
1 zeigt die Netzwerkstruktur eines Fahrzeugs, das mit einer Gateway-Vorrichtung gemäß der Erfindung versehen ist. Diese Ausführungsform enthält eine fahrzeuginterne Gateway-Vorrichtung 1, die die folgenden drei Netzwerke miteinander verbindet: ein fahrzeuginternes Steuersystemnetzwerk mit einer ECU-Gruppe (elektronische Steuereinheit), die Komponenten des Fahrzeugs wie beispielsweise einen Verbrennungsmotor, eine Bremsvorrichtung und ein Energieversorgungssystem steuert; ein fahrzeuginternes Informationssystemnetzwerk mit einer ECU-Gruppe eines Informationsverarbeitungssystems, das dem Fahrer Informationen, die für den Fahrbetrieb nützlich sind, oder Multimediainformationen bereitstellt; und ein Außerfahrzeugnetzwerk, das auf einem Straße-zu-Fahrzeug-Kommunikationssystem, einem Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikationssystem und einer Telefonleitung oder einer Datenkommunikationsleitung zur Verbindung des Fahrzeugs mit einem Zentrum durch ITS (intelligente Transportsysteme), die durch VICS (Fahrzeuginformations- und Kommunikationssystem) typisiert werden, basiert.
Unter diesen Netzwerken erfolgt eine Datenübertragung in dem fahrzeuginternen Steuersystemnetzwerk gemäß dem CAN-Protokoll (Steuernetzwerk). Jede CAN-Nachricht weist einen einzigartigen ID (Identifizierer) auf, und die Verwendung des ID macht es möglich, die Nachricht auf dem CAN-Netzwerk einzigartig zu identifizieren.
Das fahrzeuginterne Informationssystemnetzwerk und das Außerfahrzeugnetzwerk basieren jeweils auf TCP/IP (Übertragungssteuerprotokoll/Internetprotokoll), erstellen eine virtuelle Verbindung zwischen einer Datenübertragungsquelle und einem Datenempfangsziel und führen eine Datenkommunikation durch.
Da das fahrzeuginterne Steuersystemnetzwerk, das fahrzeuginterne Informationssystemnetzwerk und das Außerfahrzeugnetzwerk unterschiedliche Übertragungsprotokolle verwenden, ist es notwendig, diese ineinander umzuwandeln. Das fahrzeuginterne Informationssystemnetzwerk und das Außerfahrzeugnetzwerk verwenden dasselbe Protokoll, aber eine Verbindung wird quer über die Netzwerke durchgeführt. Daher ist in einigen Fällen eine Umwandlung quer über die Netzwerke notwendig. Derartige Umwandlungen werden von der Gateway-Vorrichtung 1 durchgeführt.
Es sind beispielsweise eine Fernsicherheits-ECU 31, die ein unerlaubtes Eindringen in das Fahrzeug erfasst und dieses über das Außerfahrzeugnetzwerk meldet, eine Karosserie-ECU 32, die ein Lichtsystem steuert, eine Energie-ECU 33, die die elektrischen/mechanischen Systeme des Fahrzeugs steuert, und eine Schalt-ECU 34, die einen Schaltzustand bzw. Gangzustand steuert, mit einem fahrzeuginternen Steuersystemnetzwerk 35 verbunden, und das fahrzeuginterne Steuersystemnetzwerk 35 ist mit einer CAN-Schnittstelle (I/F) 11 der Gateway-Vorrichtung 1 verbunden. Das fahrzeuginterne Informationssystemnetzwerk enthält beispielsweise eine Multimedia-ECU 20, die eine Navigationsfunktion aufweist und mit einer USB-Schnittstelle (universeller serieller Bus) 14 der Gateway-Vorrichtung 1 verbunden ist. Das Außerfahrzeugnetzwerk ist mit einer Kommunikationsmodulschnittstelle 10 der Gateway-Vorrichtung 1 über eine Antenne 17 verbunden.
Die Gateway-Vorrichtung 1 enthält außerdem eine CPU 15, einen Speicher 13, eine Eingangs-/Ausgangsschnittstelle (I/O) 12 und eine GPS-Empfangsschnittstelle 16 (globales Positionierungssystem), und eine Antenne 21, die Signale von einem GPS-Satelliten empfängt, ist mit der GPS-Empfangs-IF 16 verbunden.
2 ist ein Diagramm, das schematisch ein Beispiel einer Datengruppe darstellt, die zwischen den Netzwerken, die über die Gateway-Vorrichtung 1 miteinander verbunden sind, übertragen wird. Ein Beispiel der Daten, die von einer Informationssystem-ECU-Gruppe (fahrzeuginternes Informationssystemnetzwerk) zu einer Fahrzeug-ECU-Gruppe (fahrzeuginternes Steuersystemnetzwerk) über ein Gateway GW-A übertragen werden, ist eine Kurveninformation (Daten D₂) eines derartigen Orts, der von der Multimedia-ECU 20 gemeldet wird. Die Schalt-ECU 34 führt einen Prozess P₂ einer Änderung eines „optimalen Schaltzustands” auf der Grundlage der empfangenen Daten durch.
Ein Beispiel der Daten, die von der Fahrzeug-ECU-Gruppe (fahrzeuginternes Steuersystemnetzwerk) zu dem Außerfahrzeugnetzwerk über ein Gateway GW-B übertragen werden, ist eine Alarminformation (Daten D₁), die von der Sicherheits-ECU 31 einem Informationszentrum außerhalb des Fahrzeugs gemeldet wird. Ein Außerfahrzeugnetzwerkinformationszentrum führt einen Prozess P₁ zum Empfangen von „Alarminformationen” durch.
Ein Beispiel der Daten, die von dem Außerfahrzeugnetzwerk zu der Informationssystem-ECU-Gruppe (fahrzeuginternes Informationssystemnetzwerk) über ein Gateway GW-C übertragen werden, ist eine Multimediainformation (Daten D₃), die Browser-Daten enthält, die der Multimedia-ECU 20 von dem Zentrum gemeldet werden. Die Informationssystem-ECU-Gruppe führt einen Prozess P₃ zum Anzeigen der empfangenen Daten auf der Anzeige durch.
Im Folgenden wird der Betrieb der Gateway-Vorrichtung 1 mit Bezug auf das Flussdiagramm, das in 3 gezeigt ist, beschrieben. Der Prozessfluss wird wiederholt zu einem vorbestimmten Zeitpunkt während der Periode durchgeführt, während derer die Energiezufuhr des Fahrzeugs eingeschaltet wird, die Gateway-Vorrichtung 1 ein Ausführungsprogramm während eines vorbestimmten Starts beendet, um zu einem normalen Betrieb fortzuschreiten, die Energiezufuhr des Fahrzeugs ausgeschaltet und die Gateway-Vorrichtung 1 heruntergefahren bzw. ausgeschaltet wird.
Zunächst liest die Gateway-Vorrichtung 1 die Informationen einer Fahrzeuggeschwindigkeit V von einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 36 aus (Schritt S1). Dann vergleicht die Gateway-Vorrichtung 1 den Absolutwert der Fahrzeuggeschwindigkeit V mit einem Schwellenwert Vth (Schritt S2). Der Schwellenwert Vth wird auf 0 oder einen ausreichend kleinen Wert für die Bestimmung, ob sich das Fahrzeug im Wesentlichen in einem Stoppzustand befindet, eingestellt. Wenn der Absolutwert der Fahrzeuggeschwindigkeit gleich oder kleiner als der Schwellenwert Vth ist, bestimmt die Gateway-Vorrichtung 1, dass sich das Fahrzeug in dem Stoppzustand befindet, und schreitet zum Schritt S3 fort. Dann stellt die Gateway-Vorrichtung 1 das Gateway GW-C, das eine Informationsübertragungsroute von dem Außerfahrzeugnetzwerk zu dem fahrzeuginternen Informationssystemnetzwerk mit der Informationssystem-ECU-Gruppe ist, (mit Priorität) als vorrangig vor dem Gateway GW-A ein. Wenn in Schritt S2 der Absolutwert der Fahrzeuggeschwindigkeit V größer als der Schwellenwert Vth ist, bestimmt die Gateway-Vorrichtung 1, dass sich das Fahrzeug in einem Fahrzustand befindet, und schreitet zum Schritt S4 fort. Dann stellt die Gateway-Vorrichtung 1 das Gateway GW-A, das eine Informationsübertragungsroute von dem fahrzeuginternen Informationssystemnetzwerk mit der Informationssystem-ECU-Gruppe zu dem fahrzeuginternen Steuersystemnetzwerk mit der Fahrzeug-ECU-Gruppe ist, (mit Priorität) als vorrangig vor dem Gateway GW-C ein.
Als solches wird während der Fahrt des Fahrzeugs einer Kommunikation von dem fahrzeuginternen Informationssystemnetzwerk zu dem fahrzeuginternen Steuersystemnetzwerk Priorität gegeben. Daher ist es möglich, eine Echtzeiteigenschaft zu gewährleisten und beispielsweise eine Fahrsteuerung stabil durchzuführen. In dem Stoppzustand ist die Notwendigkeit, die Echtzeiteigenschaft einer Fahrsteuerung zu gewährleisten, gering. Daher wird einer Kommunikation von dem Außerfahrzeugnetzwerk zu dem fahrzeuginternen Informationssystemnetzwerk Priorität gegeben, was es möglich macht, auf wirksame Weise eine Datenkommunikation mit hohem Volumen durchzuführen.
Ein weiteres Beispiel des Betriebs der Gateway-Vorrichtung 1 wird im Folgenden mit Bezug auf das Flussdiagramm der 4 beschrieben. In diesem Prozess liest die Gateway-Vorrichtung 1 zunächst die Informationen der Fahrzeuggeschwindigkeit V von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 36 und Abstandsinformationen L zu einer Kreuzung aus (Schritt S11). Die Abstandsinformationen L zu der Kreuzung werden mit Bezug auf beispielsweise die derzeitige Position des Host-Fahrzeugs, die auf der Grundlage des Signals, das von dem GPS-Satelliten empfangen wird, berechnet wird, und die Positionsinformationen der Kreuzung, die in einer Kartendatenbank, die in einer Speichervorrichtung des Fahrzeugs gespeichert ist, registriert ist, berechnet. Alternativ können die Positionsinformationen einer benachbarten Kreuzung über das Außerfahrzeugnetzwerk erlangt werden. Wenn beispielsweise eine Stopplinie an einer Kreuzungseintrittsposition vorhanden ist, kann die Position der Stopplinie als die Position der Kreuzung eingestellt werden. Wenn keine Stopplinie vorhanden ist, kann eine Verbindungsposition zu der kreuzenden Straße als die Position der Kreuzung eingestellt werden.
Dann vergleicht die Gateway-Vorrichtung 1 ähnlich wie in Schritt S2 den Absolutwert der Fahrzeuggeschwindigkeit V mit dem Schwellenwert Vth (Schritt S12). Wenn der Absolutwert der Fahrzeuggeschwindigkeit V gleich oder kleiner als der Schwellenwert Vth ist, das heißt, wenn bestimmt wird, dass sich das Fahrzeug in einem Stoppzustand befindet, stellt die Gateway-Vorrichtung 1 das Gateway GW-C, das eine Informationsübertragungsroute von dem Außerfahrzeugnetzwerk zu dem fahrzeuginternen Informationssystemnetzwerk mit der Informationssystem-ECU-Gruppe ist, mit Priorität vor dem Gateway GW-A ähnlich wie in Schritt S3 ein (Schritt S13). Wenn in Schritt S12 der Absolutwert der Fahrzeuggeschwindigkeit V größer als der Schwellenwert Vth ist, bestimmt die Gateway-Vorrichtung 1, dass sich das Fahrzeug in einem Fahrzustand befindet, und schreitet zum Schritt S14 fort. Dann ändert die Gateway-Vorrichtung 1 die Priorität des Gateway GW-C, das eine Informationsübertragungsroute von dem fahrzeuginternen Steuersystemnetzwerk mit der Fahrzeug-ECU-Gruppe zu dem fahrzeuginternen Informationssystemnetzwerk mit der Informationssystem-ECU-Gruppe ist, in Abhängigkeit von dem Wert L. Insbesondere wird die Priorität derart eingestellt, dass sie sich erhöht, wenn sich der Wert von L verringert.
Bei einer Kommunikation mit hoher Priorität ist es im Vergleich zu einer Kommunikation mit niedriger Priorität möglich, die Echtzeiteigenschaft zu gewährleisten. Daher erhöht sich die Priorität einer Kommunikation von dem fahrzeuginternen Steuersystemnetzwerk zu dem fahrzeuginternen Informationssystemnetzwerk, wenn sich der Abstand zu der Kreuzung verringert. Auf diese Weise wird die Echtzeiteigenschaft gewährleistet. Insbesondere ist es in der Nähe der Kreuzung notwendig, eine Steuerung unter Berücksichtigung weiterer Fahrzeuge, die in unterschiedlichen Richtungen fahren, oder von Fußgängern, die an dem Fußgängerüberweg kreuzen, durchzuführen. Daher erhöht sich die Priorität der Kommunikation. In dieser Ausführungsform wird die Priorität auf der Grundlage des Abstands zu der Kreuzung eingestellt. Die Priorität kann jedoch auf der Grundlage einer geschätzten Ankunftszeit eingestellt werden. Außerdem kann die Priorität auf der Grundlage des Abstands zu einer geschätzten Stoppposition und nicht zu der Kreuzung oder der geschätzten Ankunftszeit eingestellt werden. Die geschätzte Stoppposition kann auf der Grundlage beispielsweise von Umgebungsstraßenbedingungen (dem Zustand einer Ampel oder dem Fahrzustand weiterer Fahrzeuge), die von dem Außerfahrzeugnetzwerk erhalten werden, bestimmt werden.
Im Folgenden wird der detaillierte Inhalt des Prioritätssteuerprozesses beschrieben. 5 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel des Prioritätssteuerprozesses darstellt. Hier wird ein Beispiel beschrieben, bei dem Puffer 1 bis 3 derart vorgesehen sind, dass sie Eingangs-Ports 1 bis 3 (entsprechend den GW₁ bis GW₃ in 1) entsprechen, die in jedem Gate vorgesehen sind, und bei dem der Übertragung von Datenpaketen von dem Port 2 Priorität gegeben wird.
Zunächst werden Eingangsdaten von einem Port N erlangt bzw. geholt und dann in einem entsprechenden Puffer N gespeichert (Schritt S21). Dann wird bestimmt, ob eine vorbestimmte Anzahl von Paketen innerhalb der Zeitbegrenzung durchgelassen werden kann, wenn die Pakete durch ein FIFO-System (zuerst rein, zuerst raus), bei dem das Paket, das zuerst eingegeben wird, zuerst übertragen wird, übertragen werden (Schritt S22). Dieser Bestimmungsprozess dient zum Bestimmen, ob eine vorbestimmte Anzahl von Paketen über eine Kommunikation, die bevorzugt gesteuert wird, übertragen werden kann. Wenn bestimmt wird, dass die Pakete durchgelassen bzw. vermittelt werden können, werden Daten (Paket) durch das allgemeine FIFO-System übertragen, ohne eine spezielle Prioritätssteuerung durchzuführen (Schritt S23). Wenn andererseits bestimmt wird, dass es schwierig ist, eine vorbestimmte Anzahl von Paketen innerhalb der Zeitbegrenzung zu übertragen, schreitet der Prozess zum Schritt S24, und es wird bestimmt, ob Daten (Paket) in dem Puffer 2 vorhanden sind, die ein Prioritätsziel sind. Wenn keine Daten (Paket) in dem Puffer 2 vorhanden sind, ist es nicht notwendig, eine spezielle Prioritätssteuerung durchzuführen. Daher schreitet der Prozess zum Schritt S23, und es werden Daten (Paket) durch das allgemeine FIFO-System übertragen. Wenn andererseits Daten (Paket) in dem Puffer 2 vorhanden sind, schreitet der Prozess zum Schritt S25, und es wird eine vorbestimmte Anzahl von Paketen von dem Puffer 2 übertragen. Dieser Prozess wird wiederholt durchgeführt, um zu garantieren, dass eine vorbestimmte Anzahl von Paketen von dem Puffer 2 während einer vorbestimmten Zeitdauer übertragen wird.
6 zeigt den Vergleich zwischen der allgemeinen Paketkommunikation (FIFO) und einer Paketkommunikation in der Prioritätssteuerung gemäß der Erfindung. In der allgemeinen Kommunikation werden, wie es unter 1. in 6 gezeigt ist, Pakete aufeinanderfolgend in der Eingangsreihenfolge, d. h. in der Reihenfolge von P10, P20, P30, P11, P21, P31, P12, P22, P32, ..., übertragen. Daher werden beispielsweise sogar dann, wenn die Pakete P22 bis P24 zeitlich als Erstes übertragen werden müssen, die Pakete P13, P14, P32 und P33 übertragen, was zu einer Erhöhung der Übertragungszeit führt. Wenn im Gegensatz dazu die Prioritätssteuerung gemäß der Erfindung verwendet wird, werden die Pakete P22 bis P24 zuerst übertragen, und dann werden die Pakete P12 bis P14 und P32 bis P34 übertragen. Daher ist es möglich, den Prozess vorrangig durchzuführen.
7 ist ein Flussdiagramm, das ein anderes Beispiel des Prioritätssteuerprozesses darstellt. Hier wird ein Beispiel, bei dem die Prioritätssteuerung entsprechend Diensten durchgeführt wird, beschrieben. Dieser Prioritätssteuerprozess ähnelt dem Prioritätssteuerprozess, der in 5 gezeigt ist, darin, dass die Puffer 1 bis 3 in Entsprechung zu den Eingangs-Ports 1 bis 3 (entsprechend den GW₁ bis GW₃, die in 1 gezeigt sind), die in jedem Gate vorgesehen sind, vorgesehen sind.
Zunächst werden Eingangsdaten von dem Port N erlangt und dann in dem entsprechenden Puffer N gespeichert (Schritt S31). Dann wird der ID eines Zieldienstes des Pakets erlangt (Schritt S32). Dann wird bestimmt, ob eine vorbestimmte Anzahl von Paketen innerhalb der Zeitbegrenzung durchgelassen bzw. vermittelt werden kann, wenn die Pakete durch das FIFO-System übertragen werden (Schritt S33). Wenn bestimmt wird, dass die Pakete durchgelassen werden können, werden Daten (Paket) durch das allgemeine FIFO-System übertragen, ohne eine spezielle Prioritätssteuerung durchzuführen (Schritt S34). Wenn andererseits bestimmt wird, dass es schwierig ist, eine vorbestimmte Anzahl von Paketen innerhalb der Zeitbegrenzung zu übertragen, schreitet der Prozess zum Schritt S35, und das zu übertragende Paket wird entsprechend der Priorität der Dienste bestimmt. Dann wird eine vorbestimmte Anzahl von Paketen oder Zielpaketen an eine Dienstendeinheit übertragen. Dieser Prozess wird wiederholt durchgeführt, um zu garantieren, dass ein gewünschtes Paket für den Dienst mit hoher Priorität übertragen wird.
8 zeigt ein Beispiel der Priorität für jeweilige Dienste entsprechend dem Fahrzustand des Fahrzeugs. In 8 gibt ein Pfeil die Hauptinformationsübertragungsroute an. Wenn ein Ziel in Klammern angegeben ist, werden Daten nur dann übertragen, wenn die Multimedia-ECU 20 die angezeigte Funktion aufweist. Hier wird die höchste Priorität normalerweise für den Dienst eines Notfallberichtssystems vergeben, und die niedrigste Priorität wird normalerweise für den Dienst eines Multimedia-Systems, das eine große Datengröße verwendet, vergeben. Während der Fahrt des Fahrzeugs (einschließlich vor der Fahrt des Fahrzeugs) wird die Priorität des Dienstes des Fahrunterstützungssystems derart eingestellt, dass sie der Priorität des Notfallberichtssystems folgt. Das Fahrunterstützungssystem enthält Steuersysteme wie beispielsweise eine Fahrbahnhalteunterstützung (LKA), die die Fahrt des Fahrzeugs auf der Fahrbahn unterstützt, ein Automatikgetriebe (AT), wie beispielsweise eine Schalt-ECU, und eine IPA (intelligente Parkunterstützung), die ein Parkunterstützungssystem ist. Wenn das Fahrzeug stoppt, wird die Priorität des Dienstes eines Sicherheitssystems derart eingestellt, dass sie der Priorität des Notfallberichtssystems folgt. Während der Fahrt des Fahrzeugs folgt die Priorität des Dienstes des Sicherheitssystems der Priorität des Dienstes des Fahrunterstützungssystems. Eine geringere Priorität als die oben genannte Priorität wird für ein Nicht-Fahrunterstützungssystem, das CAN-Informationen verwendet, beispielsweise Informationen eines Ferndiagnosesystems, einer HUD (Kopfhoch-Anzeige) und einer ESPO (Eco-Fahrunterstützungsinformationsbereitstellung) eingestellt, und eine niedrige Priorität wird für das Fahrerunterstützungssystem eingestellt. Die Einstellung der Priorität, wie sie in dieser Ausführungsform beschrieben ist, ist nur beispielhaft, und es kann die Priorität für jeden Dienst anders sein.
Bezugszeichenliste

1: FAHRZEUGINTERNE GATEWAY-VORRICHTUNG
10: KOMMUNIKATIONSMODULSCHNITTSTELLE
11: CAN-SCNNITTSTELLE
12: EINGANGS-/AUSGANGSSCHNITTSTELLE
13: SPEICHER
14: USB-SCNNITTSTELLE
15: CPU
16: GPS-EMPFANGSSCHNITTSTELLE
17, 21: ANTENNE
20: MULTIMEDIA-ECU
31: FERNSICHERHEITS-ECU
32: KAROSSERIE-ECU
33: ENERGIE-ECU
35: FAHRZEUGINTERNES STEUERSYSTEMNETZWERK
36: FAHRZEUGGESCHWINDIGKEITSSENSOR

Claims

Gateway-Vorrichtung für ein Fahrzeug, die in einem Fahrzeug vorgesehen ist, mit einem Außerfahrzeugnetzwerk, einem fahrzeuginternen Informationssystemnetzwerk und einem fahrzeuginternen Steuersystemnetzwerk verbunden ist, eine Datenkommunikation zwischen den drei Netzwerken steuert, und die die Prioritäten der Datenkommunikation zwischen dem fahrzeuginternen Informationssystemnetzwerk und dem fahrzeuginternen Steuersystemnetzwerk und der Datenkommunikation zwischen dem Außerfahrzeugnetzwerk und dem fahrzeuginternen Informationssystemnetzwerk entsprechend den Fahrbedingungen des Fahrzeugs ändert.
Gateway-Vorrichtung für ein Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei die Datenkommunikation zwischen dem fahrzeuginternen Informationssystemnetzwerk und dem fahrzeuginternen Steuersystemnetzwerk eine Priorität über der Datenkommunikation zwischen dem Außerfahrzeugnetzwerk und dem fahrzeuginternen Informationssystemnetzwerk während der Fahrt des Fahrzeugs aufweist.
Gateway-Vorrichtung für ein Fahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Datenkommunikation zwischen dem Außerfahrzeugnetzwerk und dem fahrzeuginternen Informationssystemnetzwerk eine Priorität über der Datenkommunikation zwischen dem fahrzeuginternen Informationssystemnetzwerk und dem fahrzeuginternen Steuersystemnetzwerk aufweist, wenn das Fahrzeug stoppt.
Gateway-Vorrichtung für ein Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Priorität der Datenkommunikation zwischen dem fahrzeuginternen Informationssystemnetzwerk und dem fahrzeuginternen Steuersystemnetzwerk erhöht wird, wenn sich der Abstand eines Host-Fahrzeugs zu einer Kreuzung oder einer geschätzten Stoppposition oder eine geschätzte Ankunftszeit des Host-Fahrzeugs verringert.