DE112012006919B4

DE112012006919B4 - Kommunikationsvorrichtung und Kommunikationsverfahren zur Vorhersage von Leerlaufzeiten eines Busses aufgrund erhaltener Nutzungszustandsangaben

Info

Publication number: DE112012006919B4
Application number: DE112012006919.6T
Authority: DE
Inventors: c/o TOYOTA JIDOSHA KABUSH Mabuchi Mitsuhiro
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2012-09-19
Filing date: 2012-09-19
Publication date: 2018-05-09
Anticipated expiration: 2032-09-20
Also published as: CN104641597A; DE112012006919T5; CN104641597B; JPWO2014045354A1; US9298577B2; JP5843020B2; WO2014045354A1; DE112012006919B8; US20150220412A1

Abstract

Kommunikationsvorrichtung (20), die mit einer Kommunikationsleitung (15) verbunden ist, durch die Kommunikationsmeldungen übertragen werden, so dass sie in der Lage ist, Kommunikationsmeldungen zu senden und zu empfangen, wobei die Kommunikationsvorrichtung (20) aufweist:eine Erfassungseinheit (21), die einen Zeitabschnitt, in dem eine Kommunikationsmeldung durch die Kommunikationsleitung (15) fließt, über einem festen Erfassungszeitabschnitt (Tc) erfasst und ein Erfassungsergebnis davon als Nutzungszustandsangabe für diesen Erfassungszeitabschnitt (Tc) erhält;eine Voraussageeinheit (22), die auf Basis der erhaltenen Nutzungszustandsangabe für den Erfassungszeitabschnitt (Tc) eine Leerlaufzeit voraussagt, in der keine Kommunikationsmeldung durch die Kommunikationsleitung (15) fließt; undeine Sendeeinheit (23), die eine Kommunikationsmeldung in der vorausgesagten Leerlaufzeit an die Kommunikationsleitung (15) überträgt,wobei die Kommunikationsvorrichtung (20) dadurch gekennzeichnet ist, dassder Erfassungszeitabschnitt (Tc) eine Mehrzahl von periodisch aufeinander folgenden Bestimmungszeitabschnitten (Δt) beinhaltet,die Erfassungseinheit (21) wiederholt für jeden von diesen Bestimmungszeitabschnitten (∆t) erfasst, ob in diesem Bestimmungsabschnitt (∆t) eine Kommunikationsmeldung zur Kommunikationsleitung (15) fließt, unddie Voraussageeinheit (22) auf Basis eines Erfassungsergebnisses für einen der Bestimmungszeitabschnitte, die in den Nutzungszustandsangaben enthalten sind, eine Leerlaufzeit eines folgenden Erfassungszeitabschnitts (Tc), die diesem einen von den Bestimmungszeitabschnitten (Δt) entspricht, voraussagt,wobei die Voraussageeinheit (22) auf Basis einer oder mehrerer Nutzungszustandsangabe(n), die eine Nutzungszustandsangabe einschließen, die einem aktuellen Erfassungszeitabschnitt (Tc) entspricht, eine Leerlaufzeit eines folgenden Erfassungszeitabschnitts (Tc), der auf den aktuellen Erfassungszeitabschnitt (Tc) folgt, voraussagt.

Description

GEBIET DER TECHNIK
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kommunikationsvorrichtung, die mit einem Netz verbunden ist, beispielsweise einem Fahrzeugnetz, und betrifft ein Kommunikationsverfahren zur Verwendung in der Kommunikationsvorrichtung.
TECHNISCHER HINTERGRUND
Es ist allgemein bekannt, dass in vielen Fällen eine Mehrzahl von elektronischen Steuereinheiten (ECUs), die in einem Fahrzeug eingebaut sind, ein Kommunikationssystem bildet, in dem die elektronischen Steuereinheiten Informationen (Fahrzeuginformationen) haben, die sie sich gegenseitig übermitteln können, da den jeweiligen elektronischen Steuereinheiten gestattet wird, eine Netzverbindung miteinander herzustellen. Ein Controller Area Network (CAN) ist ein solches Fahrzeugnetzsystem.
Wenn Meldungssendungen von ECUs sich überschneiden, wird in dem CAN eine Arbitrierung im Hinblick auf das Senden von Meldungen auf Basis einer Meldungs-ID durchgeführt, bei der es sich um eine ID handelt, welche für eine Meldung bezeichnend ist. Danach wird nur das Senden der Meldung zugelassen, die unter den Meldungen, deren Sendungen einander überschneiden, die höchste Priorität hat, und die anderen Meldungen müssen auf ihre Sendung warten. In dem CAN wird die Anzahl der Fälle, in denen Meldungssendungen einander überschneiden, proportional zu einer Zunahme der Meldungen, die durch den Bus fließen, größer. Daher steigt die Wahrscheinlichkeit dafür, dass eine Verzögerung der Meldungssendung stattfindet. Daher wurden Verfahren zur Verringerung der Verzögerung beim Senden von Meldungen vorgeschlagen, und ein Beispiel dafür ist in der JP 2009-135567 A beschrieben.
Eine in der JP 2009-135567 A beschriebene Datenübertragungseinheit ist eine Vorrichtung, die Meldungen zwischen zwei Kommunikationsbussen überträgt. Die Datenübertragungseinheit beinhaltet ein erstes Rahmensteuermodul, das Meldungen zu/von einem ersten Kommunikationsbus sendet/empfängt, ein zweites Rahmensteuermodul, das Meldungen zu/von einem zweiten Kommunikationsbus sendet/empfängt, und einen Mikrocomputer, der mit diesen zwei Rahmensteuermodulen verbunden ist und in der Lage ist, Meldungen zwischen ihnen zu übertragen. Der Mikrocomputer ist mit einer Kommunikationsbuslastüberwachungsvorrichtung versehen, welche die Buslast des ersten Kommunikationsbusses oder die des zweiten Kommunikationsbusses misst. Die Datenübertragungseinheit weist zusätzlich dazu ein erstes Nur-Empfänger-Modul, das eine vom ersten Kommunikationsbus empfangene Meldung an das zweite Rahmensteuermodul überträgt, und ein zweites Nur-Empfänger-Modul auf, das eine Meldung, die vom zweiten Kommunikationsbus empfangen wird, an das erste Rahmensteuermodul überträgt. Jedes Nur-Empfänger-Modul beinhaltet ein Empfangsauswahlregister. Der Mikrocomputer stellt im Empfangsauswahlregister eine Blockierungsrate ein, gemäß der die Übertragung einer Meldung an ein Rahmensteuermodul, bei dem es sich um ein Übertragungsziel handelt, gehemmt wird. Wenn die Buslast des zweiten Kommunikationsbusses 50 % oder mehr wird, stellt der Mikrocomputer die Blockierungsrate des Empfangsauswahlregisters des ersten Nur-Empfänger-Moduls für eine Meldung mit hoher Priorität auf eine niedrige Blockierungsrate und für eine Meldung mit niedriger Priorität eine hohe Blockierungsrate ein, so dass eine Verzögerung der Meldung mit der hohen Priorität verringert ist.
Eine gattungsgemäße Kommunikationsvorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 sowie ein korrespondierendes Kommunikationsverfahren mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 11 sind Gegenstand der US 2011/0 273 978 A1 , der US 4,764,920 A , der WO 2012/114 194 A1 und der US 2008/0 056 131A1 .
KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
PROBLEME, DIE VON DER ERFINDUNG GELÖST WERDEN SOLLEN
Auch wenn gemäß der in der JP 2009-135567 A beschriebenen Datenübertragungseinheit die Verzögerung einer Meldung mit hoher Priorität verringert wird, wenn die Buslast hoch ist, ist die Wahrscheinlichkeit dafür, dass eine Sendeverzögerung stattfindet, immer noch hoch, da die Buslast an sich hoch ist. Außerdem wird in dieser Datenübertragungseinheit eine Sendeverzögerung, die in einer Meldung mit niedriger Priorität erzeugt wird, nicht berücksichtigt.
Somit ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Kommunikationsvorrichtung zu schaffen, die in der Lage ist, eine Verzögerung beim Senden von Kommunikationsmeldungen auch dann zu verringern, wenn eine Buslast hoch ist, und ein Kommunikationsverfahrens zur Verwendung in der Kommunikationsvorrichtung zu schaffen.
Mittel zur Lösung der Probleme
Nun werden Mittel zum Erreichen des genannten Ziels und ihre Vorteile erörtert.
Um das genannte Ziel zu erreichen, und gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Kommunikationsvorrichtung geschaffen, die mit einer Kommunikationsleitung verbunden ist, durch die Kommunikationsmeldungen übertragen werden, so dass sie in der Lage ist, Kommunikationsmeldungen zu senden und zu empfangen. Die Kommunikationsvorrichtung weist eine Erfassungseinheit, eine Voraussageeinheit und eine Sendeeinheit auf. Die Erfassungseinheit erfasst einen Zeitabschnitt, in dem eine Kommunikationsmeldung durch die Kommunikationsleitung fließt, über einen festen Erfassungszeitabschnitt, wobei ein Ergebnis dieser Erfassung als Nutzungszustandsangabe für diesen Erfassungszeitabschnitt erhalten wird. Auf Basis der erhaltenen Nutzungszustandsangabe für den Erfassungszeitabschnitt sagt die Voraussageeinheit eine Leerlaufzeit voraus, in der keine Kommunikationsmeldung durch die Kommunikationsleitung fließt. Die Sendeeinheit, die eine Kommunikationsmeldung in der vorausgesagten Leerlaufzeit an die Kommunikationsleitung überträgt.
Um das oben genannte Ziel zu erreichen, und gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Kommunikationsverfahren geschaffen, das von einer Kommunikationsvorrichtung verwendet wird, um Kommunikationsmeldungen zu senden. Die Kommunikationsvorrichtung ist mit einer Kommunikationsleitung verbunden, durch die Kommunikationsmeldungen übertragen werden, so dass sie in der Lage ist, Kommunikationsmeldungen zu senden und zu empfangen. Das Kommunikationsverfahren beinhaltet: Erfassen eines Zeitabschnitts, in dem eine Kommunikationsmeldung durch die Kommunikationsleitung fließt, über einen festen Erfassungszeitabschnitt und Erhalten eines Ergebnisses dieser Erfassung als Nutzungszustandsangabe für diesen Erfassungszeitabschnitt; Voraussagen einer Leerlaufzeit, in der keine Kommunikationsmeldung durch die Kommunikationsleitung fließt, auf Basis der erhaltenen Nutzungszustandsangabe für den Erfassungszeitabschnitt; und Senden einer Kommunikationsmeldung an die Kommunikationsleitung in der vorausgesagten Leerlaufzeit.
Gemäß dieser Gestaltung oder diesem Verfahren ist die Kommunikationsvorrichtung in der Lage, in einer Leerlaufzeit, die im Hinblick auf diese Kommunikationsleitung vorausgesagt wird, d.h. als Zeitabschnitt, in dem keine Kommunikationsmeldungen gesendet werden, eine Kommunikationsmeldung an die Kommunikationsleitung zu senden. Das Senden einer Kommunikationsmeldung durch die Kommunikationsvorrichtung in der Leerlaufzeit verringert die Wahrscheinlichkeit dafür, dass sich das Senden dieser Kommunikationsmeldung mit dem Senden einer Kommunikationsmeldung von einer anderen Kommunikationsvorrichtung überschneidet und verzögert wird.
Außerdem findet bei einer Kommunikationsmeldung, die in einer Leerlaufzeit übertragen wird, keine Arbitrierung zwischen dieser Kommunikationsmeldung und einer anderen Kommunikationsmeldung statt. Daher wird die Kommunikationsmeldung unabhängig vom Grad der eingestellten Priorität ohne Weiteres übertragen.
Außerdem führt die Kommunikationsvorrichtung die Voraussage der Leerlaufzeit durch, ohne sie von der Sendedauer einer Kommunikationsmeldung abhängig zu machen. Daher ist es möglich, mit einem aperiodischen Senden einer Meldung, die gemäß einem Ereignis gesendet wird, angemessen umzugehen oder mit dem zeitversetzten Senden einer Meldung angemessen umzugehen.
Außerdem verringert das Senden einer Kommunikationsmeldung in der Leerlaufzeit eine Auswirkung auf eine bereits vorhandene Meldung, die gesendet werden soll, z.B. wird dadurch das Stattfinden einer Verzögerung gehemmt, die dadurch erzeugt wird, dass das Senden auf Standby gesetzt wird.
Die Voraussageeinheit sagt auf Basis einer oder mehrerer Nutzungszustandsangabe(n), die eine Nutzungszustandsangabe einschließt bzw. einschließen, die einem aktuellen Erfassungszeitabschnitt entspricht, eine Leerlaufzeit eines folgenden Erfassungszeitabschnitts, der auf den aktuellen Erfassungszeitabschnitt folgt, voraus.
Gemäß dieser Gestaltung ist die Kommunikationsvorrichtung in der Lage, eine Leerlaufzeit auf Basis der aktuellen Nutzungszustandsangabe vorauszusagen, die in einem Erfassungszeitabschnitt erhalten wird.
Der Erfassungszeitabschnitt beinhaltet eine Mehrzahl von periodisch aufeinander folgenden Bestimmungszeitabschnitten, die Erfassungseinheit erfasst wiederholt für jeden von diesen Bestimmungszeitabschnitten, ob in diesem Bestimmungszeitabschnitt eine Kommunikationsmeldung zur Kommunikationsleitung fließt, und die Voraussageeinheit sagt eine Leerlaufzeit des folgenden Erfassungszeitabschnitts für jeden von den Bestimmungszeitabschnitten voraus.
Gemäß dieser Gestaltung wird die Voraussage der Leerlaufzeit auf Basis der Einstellung von sowohl dem Erfassungszeitabschnitt als auch dem Bestimmungszeitabschnitt durchgeführt. Daher kann die Leerlaufzeit problemlos vorausgesagt werden.
Die Voraussageeinheit sagt auf Basis des Erfassungsergebnisses für einen von den Bestimmungszeitabschnitten, das in der Nutzungszustandsangabe enthalten ist, eine Leerlaufzeit des folgenden Erfassungszeitabschnitts voraus, die diesem einen von den Bestimmungszeitabschnitten entspricht.
Gemäß dieser Gestaltung wird auf Basis eines Erfassungsergebnisses für den Bestimmungszeitabschnitt, das aus einer Nutzungszustandsangabe erhalten wird, die Leerlaufzeit, die diesem Bestimmungszeitabschnitt entspricht, im folgenden Erfassungszeitabschnitt vorausgesagt. Daher kann die Leerlaufzeit ausreichend genau vorausgesagt werden.
Vorzugsweise erhält die Voraussageeinheit ein oder mehrere Erfassungsergebnis(se) aus einem angezielten Bestimmungszeitabschnitt in der einen oder den mehreren Nutzungszustandsangabe(n), berechnet ein Verhältnis, in dem keine Kommunikationsmeldung fließt, auf Basis des einen oder der mehreren Erfassungsergebnisse(s) und vergleicht das Verhältnis, in dem die berechnete Kommunikationsmeldung nicht fließt, mit einem Schwellenwert, wodurch sie einen Leerlaufzeitabschnitt des folgenden Erfassungszeitabschnitts, der dem anzuzielenden Bestimmungszeitabschnitt entspricht, voraussagt.
Gemäß dieser Gestaltung ist es möglich, die Leerlaufzeit auf Basis eines Vergleichs zwischen dem Schwellenwert und dem auf einen Bestimmungszeitabschnitt bezogenen Erfassungsergebnis der einen oder der mehreren Nutzungszustandsangabe(n) zu berechnen. Anders ausgedrückt ist es möglich, den Voraussageprozess flexibel durchzuführen.
Wenn eine Mehrzahl von Nutzungszustandsangaben verwendet wird, wird außerdem die Leerlaufzeit auf Basis des Verhältnisses, in dem keine Kommunikationsmeldung fließt, ausreichend genau vorausgesagt, auch wenn Unterschiede in der Erfassung der Ergebnisse der Nutzungszustandsangaben bestehen.
Vorzugsweise sagt die Voraussageeinheit jedes Mal, wenn ein Erfassungsergebnis im Hinblick auf die jeweiligen Bestimmungszeitabschnitte des aktuellen Erfassungszeitabschnitts erhalten wird, eine Leerlaufzeit des folgenden Erfassungszeitabschnitts voraus, die einem Bestimmungszeitabschnitt entspricht, für den das Erfassungsergebnis erhalten worden ist.
Gemäß dieser Gestaltung wird die Leerlaufzeit des folgenden Erfassungszeitabschnitts gemäß der Tatsache vorausgesagt, dass das Erfassungsergebnis für den Bestimmungszeitabschnitt in der Nutzungszustandsangabe für den aktuellen Erfassungszeitabschnitt erhalten wird. Daher wird genügend Zeit für die Voraussage der Leerlaufzeit für den folgenden Erfassungszeitabschnitt, der im Anschluss an den aktuellen Erfassungszeitabschnitt beginnen wird, sichergestellt.
Vorzugsweise sagt die Voraussageeinheit die Leerlaufzeit unter Berücksichtigung eines Gewichts voraus, das auf einem Nutzungswert basiert, der in der Nutzungszustandsangabe eingestellt ist.
Gemäß dieser Gestaltung wird die Voraussage der Leerlaufzeit unter Berücksichtigung des Nutzungswerts in der Nutzungszustandsangabe durchgeführt.
Vorzugsweise wird das Gewicht im Hinblick auf die Nutzungszustandsangabe für den aktuellen Erfassungszeitabschnitt am höchsten eingestellt, und je älter die Nutzungszustandsangabe ist, desto geringer wird das Gewicht.
Gemäß dieser Gestaltung wird das Gewicht so eingestellt, dass es proportional zur Nähe zum folgenden Erfassungszeitabschnitt, in dem die Leerlaufzeit vorausgesagt werden wird, höher wird und proportional zum zeitlichen Abstand zum folgenden Erfassungszeitabschnitt kleiner wird. Dadurch kann die Voraussage durchgeführt werden, während einer neuen Nutzungszustandsangabe große Bedeutung zugemessen wird.
Vorzugsweise nimmt die Erfassungseinheit keine Kommunikationsmeldungen, die von der Sendeeinheit übertragen werden, in die erhaltene Nutzungszustandsangabe auf.
Gemäß dieser Gestaltung wirkt sich eine Kommunikationsmeldung, die von der Sendeeinheit selbst übertragen wird, nicht auf die Voraussage der Leerlaufzeit aus. Daher ist es möglich, die Leerlaufzeit ausreichend genau vorauszusagen, wenn eine Kommunikationsmeldung in einem kontinuierlichen Erfassungszeitabschnitt gesendet wird.
Vorzugsweise wird der Erfassungszeitabschnitt periodisch in einem Bereich von 100 ms bis 10 s eingestellt.
Gemäß dieser Gestaltung ist es möglich, viele periodische Meldungen in dem Erfassungszeitabschnitt unterzubringen. Daher ist die Genauigkeit der Voraussage verbessert.
Vorzugsweise wird der Erfassungszeitabschnitt gemäß einem Zeitabschnitt für eine Kommunikationsmeldung mit der längsten Sendezeit von einer Mehrzahl von Kommunikationsmeldungen eingestellt.
Gemäß dieser Gestaltung ist es möglich, die Sendezeiten vieler periodischer Meldungen in einem Erfassungszeitabschnitt unterzubringen. Daher ist die Genauigkeit der Voraussage verbessert.
Vorzugsweise wird der Erfassungszeitabschnitt gemäß einem Zeitabschnitt eingestellt, der das kleinste gemeinsame Vielfache von Sendezeiten einer Mehrzahl von Kommunikationsmeldungen ist.
Gemäß dieser Gestaltung passt der Erfassungszeitabschnitt für die Sendezeiten einer Mehrzahl von periodischen Meldungen, auf die abgezielt wird. Daher ist die Genauigkeit der Voraussage verbessert.
Vorzugsweise ist die Kommunikationsleitung zum Teil oder ganz in einem Fahrzeug eingebaut und die Kommunikationsmeldung basiert auf einem CAN-Protokoll.
Gemäß dieser Gestaltung ist eine Verzögerung, die in der Kommunikationsmeldung verursacht wird, auch dann verringert, wenn eine erzeugte Buslast hoch ist, die durch eine Kommunikationsmeldung eines Controller Area Network-Protokolls (CAN-Protokolls), das in einem bordeigenen LAN häufig verwendet wird, erzeugt wird. Eine wichtige Meldung, die das Fahren des Fahrzeugs betrifft, ist in dem bordeigenen LAN enthalten. Dadurch wird beispielsweise die Wahrscheinlichkeit dafür, dass diese wichtige Meldung durch die Auswirkung einer Meldung mit niedrigerer Priorität verzögert wird, verringert.
Figurenliste

1 ist ein Blockdiagramm, das eine schematische Gestaltung eines Kommunikationssystems einschließlich einer Kommunikationsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
2 ist ein Diagramm, das schematisch eine Nutzungszustandsangabe zeigt, die in dem in 1 dargestellten Kommunikationssystem erhalten wird.
3 ist ein Diagramm, das schematisch Voraussagedaten zeigt, die von dem in 1 dargestellten Kommunikationssystem vorausgesagt werden.
4 ist ein Diagramm, das eine Art und Weise zeigt, wie in dem in 1 dargestellten Kommunikationssystem Voraussagedaten aus Nutzungszustandsangabe vorausgesagt werden;
5 ist ein Diagramm, das einen Modus zeigt, in dem in einem Kommunikationssystem, das eine Kommunikationsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beinhaltet, Voraussagedaten aus Nutzungszustandsangabe vorausgesagt werden;
6 ist ein Diagramm, das ein Rechenverfahren zum Berechnen von in 5 dargestellten Voraussagedaten zeigt; und
7 ist ein Diagramm, das ein Rechenverfahren zum Berechnen von Voraussagedaten in einem Kommunikationssystem zeigt, dass eine Kommunikationsvorrichtung gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beinhaltet.

MÖGLICHKEITEN DER AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
Erste Ausführungsform
Ein Kommunikationssystem, das eine Kommunikationsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufweist, wird nun unter Bezugnahme auf 1 bis 4 beschrieben.
Wie in 1 dargestellt ist, weist ein Fahrzeug 10 ein bordeigenes Netzsystem auf, das als Kommunikationssystem dient. Das Onboard-Netzsystem weist erste bis dritte elektronische Steuereinheiten (ECUs) 11 bis 13, ein Datensendemodul 20 und einen kommunikativen Bus 15 auf, der als Kommunikationsleitung dient und mit dem die ersten bis dritten ECUs 11 bis 13 und das Datensendemodul 20 verbunden sind. Die ersten bis dritten ECUs 11 bis 13 und das Datensendemodul 20 sind in der Lage, gegenseitig unterschiedliche Informationen, die beispielsweise in einer Steueroperation verwendet werden, über den kommunikativen Bus 15 zu übertragen (zu senden und zu empfangen).
Das Onboard-Netzsystem der vorliegenden Ausführungsform ist als CAN-Netz gestaltet, an das ein Controller Area Network (CAN)-Protokoll als Kommunikationsprotokoll angelegt wird. Anders ausgedrückt handelt es sich bei dem kommunikativen Bus 15 beispielsweise um ein verdrilltes Kabelpaar. Die ersten bis dritten ECUs 11 bis 13 und das Datensendemodul 20 weisen jeweils einen CAN-Controller auf, der Kommunikationsmeldungen auf Basis des CAN-Protokolls zum/vom kommunikativen Bus 15 sendet/empfängt. Die ersten bis dritten ECUs 11 und 13 und das Datensendemodul 20 übertragen gegenseitig unterschiedliche Informationen beispielsweise zur Verwendung in einer Steueroperation auf Basis des Sendens/Empfangens von Kommunikationsmeldungen auf Basis des CAN-Protokolls.
Jede von den ersten bis dritten ECUs 11 bis 13 ist eine Steuervorrichtung zur Verwendung in verschiedenen Steueroperationen des Fahrzeugs 10 und ist eine ECU, die Systeme steuert, beispielsweise ein Antriebssystem, ein Fahrsystem, ein Fahrzeugkarosseriesystem und ein Informationsvorrichtungssystem. Zum Beispiel ist eine Verbrennungsmotor-ECU ein Beispiel für eine ECU, die das Antriebssystem steuert, eine Lenkungs-ECU oder eine Bremsen-ECU ist ein Beispiel für eine ECU, die das Fahrsystem steuert, und eine Beleuchtungs-ECU oder eine Fenster-ECU ist ein Beispiel für eine ECU, die das Fahrzeugkarosseriesystem steuert, und eine Autonavigations-ECU ist ein Beispiel für eine ECU, die das Informationsvorrichtungssystem steuert.
Das Datenübermittlungsmodul 20 überträgt Kommunikationsmeldungen, die in den kommunikativen Bus 15 eingegeben werden, von einer externen Vorrichtung, während es eine Auswirkung auf eine Kommunikationsmeldung mit großer Wichtigkeit, die in dem Onboard-Netzsystem gesendet wird und die verwendet wird, um das Fahrzeug 10 zu steuern, beschränkt. Das Datensendemodul 20 weist einen Datenlinkverbinder (DLC) auf, der mit einer externen Vorrichtung verbunden ist. In das Datensendemodul 20 werden Kommunikationsmeldungen einschließlich unterschiedlicher Informationen von der externen Vorrichtung, die mit dem DLC verbunden ist, eingegeben, und die eingegebenen Kommunikationsmeldungen werden nach Bedarf auf den kommunikativen Bus 15 übertragen. Ferner werden Kommunikationsmeldungen, die vom kommunikativen Bus 15 empfangen werden, an die externe Vorrichtung gesendet. Anders ausgedrückt wird eine Wartungsvorrichtung 30 oder eine Anwendervorrichtung 31, bei der es sich um eine externe Vorrichtung handelt, mit dem Datensendemodul 20 verbunden, so dass Kommunikationsmeldungen übertragen werden können.
Die Wartungsvorrichtung 30 ist eine reguläre Kommunikationsvorrichtung, die für Hersteller oder Autohändler bereitgestellt wird, beispielsweise eine Fehlerdiagnosevorrichtung (ein Prüfgerät), während ein bordeigenes Fehlerdiagnosesystem, d.h. ein Onboard-Diagnose- (OBD)-System verwendet wird.
Die Anwendervorrichtung 31 ist eine nicht-reguläre Kommunikationsvorrichtung, die von einem Anwender unabhängig bereitgestellt wird, beispielsweise ein nicht-reguläres Prüfgerät oder ein Smartphone. Die Anwendervorrichtung 31 sendet Kommunikationsmeldungen auf Basis eines Programms, das beispielsweise durch einen Anwender erzeugt worden ist. Daher ist es in der Anwendervorrichtung 31 nicht möglich, die Wahrscheinlichkeit dafür zu eliminieren, dass eine Kommunikationsmeldung ohne Berücksichtigung der Buslast des kommunikativen Busses 15 gesendet wird, ebenso wenig wie die Wahrscheinlichkeit dafür, dass eine große Anzahl von Kommunikationsmeldungen durch einen Programmierfehler oder aus bösem Willen gesendet wird. Die Anwendervorrichtung 31 kann mit einem externen System oder einem öffentlichen Netz (z.B. dem Internet) verbunden werden. Daher besteht bei der Anwendervorrichtung 31 auch eine Wahrscheinlichkeit dafür, dass versucht wird, eine große Anzahl von Kommunikationsmeldungen mittels eines nicht-autorisierten Zugriffs oder einen Angriff über das Internet oder dergleichen an den kommunikativen Bus 15 zu senden.
Das Datensendemodul 20 ist so gestaltet, dass es einen Mikrocomputer mit einer zentralen Verarbeitungseinheit (CPU) und nicht-flüchtige und flüchtige Speichervorrichtungen, wie einen ROM und einen RAM, aufweist. Ein Steuerprogramm, das verschiedene Prozesse verarbeitet, und verschiedene Parameter, die in verschiedenen Prozessen verwendet werden, werden in der nicht-flüchtigen Speichervorrichtung des Datensendemoduls 20 gespeichert. Bei Bedarf führt die zentrale Verarbeitungseinheit das in der Speichervorrichtung gespeicherte Steuerprogramm aus und nimmt bei Bedarf Bezug auf die verschiedenen Parameter, wenn das Steuerprogramm ausgeführt wird. In der vorliegenden Ausführungsform beinhaltet das Steuerprogramm ein Busüberwachungsprogramm, das erfasst, ob eine Kommunikationsmeldung durch den kommunikativen Bus 15 fließt, und das sein Erfassungsergebnis als Nutzungszustandsangabe erhält, und ein Nutzungszustandsvoraussageprogramm, das aus der erhaltenen Nutzungszustandsangabe eine Leerlaufzeit voraussagt, die in dem kommunikativen Bus 15 auftritt und in der keine Kommunikationsmeldung fließt. Das Steuerprogramm beinhaltet außerdem ein Sendebefehlprogramm, welches das Senden einer Kommunikationsmeldung in einer vorausgesagten Leerlaufzeit befiehlt. Diese Programme können als individuelle Programme im Datensendemodul 20 gespeichert: werden und können jeweils als Programm ausgeführt werden, das unabhängig ist von den anderen Programmen.
Die verschiedenen Parameter beinhalten einen Erfassungszeitabschnitt Tc, bei dem es sich um eine feste Zeitspanne handelt, über welche der kommunikative Bus 15 überwacht wird, und einen Bestimmungszeitabschnitt Δt, bei dem es sich um eine Zeitspanne handelt, die kürzer ist als der Erfassungszeitabschnitt Tc.
Wie in 2 dargestellt ist, ist eine Mehrzahl von Bestimmungszeitabschnitten Δt in dem einzelnen Erfassungszeitabschnitt Tc enthalten, und die Anzahl der Bestimmungszeitabschnitte Δt, die in dem Erfassungszeitabschnitt Tc enthalten sind, wird gemäß „Erfassungszeitabschnitt Tc (Zeit n)“ / „Bestimmungszeitabschnitt Δt“ berechnet.
Die Erfassungszeitabschnitt Tc ist eine Zeitspanne, in der das Vorhandensein oder Fehlen einer Kommunikationsmeldung, die durch den kommunikativen Bus 15 fließt, wiederholt (periodisch) überwacht wird. Die Erfassungszeitabschnitt Tc umfasst eine Zeitspanne vom Bezugszeitpunkt (Zeit T = 0) bis zum Endzeitpunkt (T = n). Vorzugsweise bringt der Erfassungszeitabschnitt Tc Kommunikationszeiten vieler Kommunikationsmeldungen in seinem Intervall unter, und beispielsweise werden Werte von 100 Millisekunden (ms) bis 10 Sekunden (s) als Zeitspanne eingestellt, die sich für die Überwachung des kommunikativen Busses 15 eignet. Der Erfassungszeitabschnitt Tc kann kürzer sein als 100 Millisekunden oder kann länger sein als 10 Sekunden. Außerdem kann der Erfassungszeitabschnitt Tc entweder eine Kommunikationszeit einer Kommunikationsmeldung sein, die für sich überwacht werden soll, oder deren Vielfaches sein, oder sie kann entweder eine Kommunikationszeit einer Kommunikationsmeldung, welche die längste Zeit braucht, oder deren Vielfaches sein, oder sie kann ein gemeinsames Vielfaches sein, beispielsweise das kleinste gemeinsame Vielfache von Kommunikationszeiten einer Mehrzahl von Kommunikationsmeldungen.
Der Bestimmungszeitabschnitt Δt ist eine Zeitspanne für die Bestimmung, ob eine Kommunikationsmeldung durch den kommunikativen Bus 15 fließt (d.h. ob dieser Daten führt). Vorzugsweise dauert der Bestimmungszeitabschnitt Δt genauso lange wie die kürzeste Kommunikationsmeldung oder er ist länger als diese und wird als Zeitabschnitt, der sich für die Bestimmung eignet, ob eine Kommunikationsmeldung fließt, beispielsweise auf 500 Mikrosekunden (µs) bis 1 Millisekunde eingestellt. Der Bestimmungszeitabschnitt Δt kann auf eine Zeitspanne eingestellt werden, die kürzer ist als die kürzeste Kommunikationsmeldung, oder er kann kürzer sein als 500 Mikrosekunden oder er kann im Gegensatz dazu länger sein als 1 Millisekunde.
Das Datensendemodul 20 besteht aus einer Busüberwachungseinheit 21, die als Erfassungsabschnitt dient, der die Nutzungszustandsangabe für den kommunikativen Bus 15 ermittelt, einer Nutzungszustandsvoraussageeinheit 22, die als Voraussageabschnitt dient, der die Leerlaufzeit des kommunikativen Busses 15 auf Basis der Nutzungszustandsangabe voraussagt, und einer Datensendeeinheit 23, die als Sendeabschnitt dient, der eine Kommunikationsmeldung auf Basis der vorausgesagten Leerlaufzeit an den kommunikativen Bus 15 sendet. In der Busüberwachungseinheit 21, der Nutzungszustandsvoraussageeinheit 22 und der Datensendeeinheit 23 werden deren Funktionen ganz oder teilweise dadurch verwirklicht, dass die Ausführung des genannten Steuerprogramms in der zentralen Verarbeitungseinheit des Datensendemoduls 20 zugelassen wird.
Die Busüberwachungseinheit 21 erfasst fortgesetzt, ob eine Kommunikationsmeldung zum kommunikativen Bus 15 fließt, und erhält ein Erfassungsergebnis als eine Nutzungszustandsangabe 210. Die Busüberwachungseinheit 21 gestattet der flüchtigen Speichervorrichtung oder dergleichen, die erhaltene Nutzungszustandsangabe 210 zu speichern. Die Busüberwachungseinheit 21 verwendet den Erfassungszeitabschnitt Tc als eine Einheit, während der ein kommunikativer Bus 15 wiederholt überwacht wird. Die Busüberwachungseinheit 21 erhält eine Nutzungszustandsangabe 210 im Hinblick auf einen Erfassungszeitabschnitt Tc, und somit werden Nutzungszustandsangaben erhalten, die den jeweiligen Erfassungszeitabschnitten Tc entsprechen. In der vorliegenden Ausführungsform erhält die Busüberwachungseinheit 21 eine aktuelle Nutzungszustandsangabe 210 entsprechend einem aktuellen Erfassungszeitabschnitt Tc. Wenn eine aktuelle Nutzungszustandsangabe 210 erhalten wird, verwendet die Busüberwachungseinheit 21 außerdem eine Nutzungszustandsangabe, die dem letzten Erfassungszeitabschnitt Tc entspricht, als letzte Nutzungszustandsangabe 211 und verwendet eine Nutzungszustandsangabe, die dem vorletzten Erfassungszeitabschnitt Tc entspricht, als vorletzte Nutzungszustandsangabe 212.
Die Busüberwachungseinheit 21 bestimmt in jedem Bestimmungszeitabschnitt Δt, ob eine Kommunikationsmeldung zum kommunikativen Bus 15 fließt. Wenn der Bestimmungszeitabschnitt Δt über seine gesamte Dauer oder über einen Teil seiner Dauer einen Zustand beinhaltet, dass eine Kommunikationsmeldung gesendet wird, bestimmt die Busüberwachungseinheit 21, dass während dieses Bestimmungszeitabschnitts Δt eine Kommunikationsmeldung gesendet wird. Wenn der Bestimmungszeitabschnitt Δt dagegen zu keiner Zeit einen Zustand beinhaltet, dass eine Kommunikationsmeldung gesendet wird, bestimmt die Busüberwachungseinheit 21, dass während dieses Bestimmungszeitabschnitts Δt keine Kommunikationsmeldung gesendet wird, d.h. sie bestimmt, dass dieser Bestimmungszeitabschnitt Δt eine Leerlaufzeit ist. Danach setzt die Busüberwachungseinheit 21 im Hinblick auf jeden Bestimmungszeitabschnitt Δt, der in der Nutzungszustandsangabe 210 enthalten ist, „0“ für einen Zeitabschnitt, während dem keine Kommunikationsmeldung gesendet wird, und setzt „1“ für einen Zeitabschnitt, während dem eine Kommunikationsmeldung gesendet wird. Die Busüberwachungseinheit 21 ist so ausgelegt, dass eine Kommunikationsmeldung, die von der Datensendeeinheit 23 gesendet wird, nicht in die Nutzungszustandsangabe 210 aufgenommen wird und in dieser Zeit „0“ für die Nutzungszustandsangabe 210 gesetzt wird.
Die Nutzungszustandsvoraussageeinheit 22 sagt die Leerlaufzeit des kommunikativen Busses 15 im Hinblick auf einen „folgenden Erfassungszeitabschnitt Tc“ voraus, bei dem es sich um einen Erfassungszeitabschnitt Tc handelt, der sich unmittelbar an den aktuellen Erfassungszeitabschnitt Tc anschließt. Anders ausgedrückt sagt die Nutzungszustandsvoraussageeinheit 22 eine Leerlaufzeit im Hinblick auf einen „folgenden Erfassungszeitabschnitt Tc“ voraus, der von der Gegenwart aus gesehen in der Zukunft liegt. Die Leerlaufzeit wird beispielsweise in der Nutzungszustandsangabe 210 für jeden Bestimmungszeitabschnitt Δt gespeichert. Daher wird die Voraussage eines Nutzungszustands für jeden Bestimmungszeitabschnitt Δt durchgeführt. In der vorliegenden Ausführungsform führt die Nutzungszustandsvoraussageeinheit 22 jedes Mal, wenn das Erfassungsergebnis für einen Bestimmungszeitabschnitt Δt zu der Nutzungszustandsangabe 210 des aktuellen Erfassungszeitabschnitts Tc hinzugefügt wird, eine Voraussage im Hinblick auf einen Zeitabschnitt durch, der diesem Bestimmungszeitabschnitt Δt im folgenden Erfassungszeitabschnitt Tc entspricht. Anders ausgedrückt sagt die Nutzungszustandsvoraussageeinheit 22 einen Bestimmungszeitabschnitt Δt voraus, der auf den aktuellen Bestimmungszeitabschnitt Δt mit einem Abstand von einem Erfassungszeitabschnitt Tc zwischen den beiden Bestimmungszeitabschnitten Δt folgt. Die Voraussage kann kollektiv durchgeführt werden, auch wenn ihr Beginn etwas verzögert ist.
Auf Basis einer oder mehrerer Nutzungszustandsangabe(n) (beispielsweise 210) sagt die Nutzungszustandsvoraussageeinheit 22 eine Leerlaufzeit im Hinblick auf einen „folgenden Erfassungszeitabschnitt Tc“ voraus und lässt zu, dass eine flüchtige Speichervorrichtung oder dergleichen das vorausgesagte Ergebnis als Voraussagedaten 221 speichert. Beispielsweise auf Basis der aktuellen Nutzungszustandsangabe 210 (siehe 2), die von der Busüberwachungseinheit 21 erhalten wird, sagt die Nutzungszustandsvoraussageeinheit 22 eine Leerlaufzeit im Hinblick auf einen „folgenden Erfassungszeitabschnitt Tc“ voraus und erzeugt Voraussagedaten 221 (siehe 3). Beispielsweise werden in der Nutzungszustandsvoraussageeinheit 22, wenn eine Voraussage für den jeweiligen Bestimmungszeitabschnitt Δt nur auf Basis der aktuellen Nutzungszustandsangabe 210 durchgeführt wird, die Voraussagedaten 221 im Hinblick auf den „folgenden Erfassungszeitabschnitt Tc“ der aktuellen Nutzungszustandsangabe 210 gleich. Wenn in der Nutzungszustandsvoraussageeinheit 22 beispielsweise der gespeicherte Inhalt der ersten bis neunten Bestimmungszeitabschnitte Δt der aktuellen Nutzungszustandsangabe 210 „110011000“ ist, dann wird die Voraussage für jeden Zeitabschnitt, der den ersten bis neunten Bestimmungszeitabschnitten Δt der Voraussagedaten 221 entspricht, „110011000“. Ebenso wird, wenn in der Nutzungszustandsvoraussageeinheit 22 ein m. Bestimmungszeitabschnitt Δt der aktuellen Nutzungszustandsangabe 210 „1“ ist, die Voraussage für einen Zeitabschnitt, der dem m. Bestimmungszeitabschnitt Δt der Voraussagedaten 221 entspricht, „1“. Dies ist ein Beispiel für die Voraussage einer Leerlaufzeit unter Verwendung von nur einer Nutzungszustandsangabe.
Die Datensendeeinheit 23 beinhaltet einen Sendeteil eines sogenannten CAN-Transceivers und sendet eine Kommunikationsmeldung auf Basis eines CAN-Protokolls an den kommunikativen Bus 15 gemäß dem CAN-Protokoll. In der Datensendeeinheit 23 wird eine Kommunikationsmeldung von einer externen Vorrichtung, beispielsweise einer Wartungsvorrichtung 30 oder der Anwendervorrichtung 31, die mit dem Datensendemodul 20 verbunden ist, eingegeben. Die Datensendeeinheit 23 gestattet eine vorübergehende Speicherung der eingegebenen Kommunikationsmeldung in der flüchtigen Speichervorrichtung oder dergleichen des Datensendemoduls 20. Danach sendet, d.h. überträgt die Datensendeeinheit 23 die von der externen Vorrichtung eingegebene Kommunikationsmeldung an den kommunikativen Bus 15. In der vorliegenden Ausführungsform nimmt die Datensendeeinheit 23 Bezug auf die Voraussagedaten 221 und gibt als Ergebnis davon einen Befehl zum Senden einer Kommunikationsmeldung in einer in diesen Voraussagedaten 221 enthaltenen Leerlaufzeit an sich selbst aus und sendet die Kommunikationsmeldung auf Basis dieses Befehls an den kommunikativen Bus 15. Infolgedessen sendet die Datensendeeinheit 23 die Kommunikationsmeldung in einem Zeitabschnitt an den kommunikativen Bus 15, während dessen die Wahrscheinlichkeit dafür, dass andere Kommunikationsmeldungen gesendet werden, niedrig ist. Dadurch wird die Wahrscheinlichkeit einer Auswirkung auf das Senden der anderen Kommunikationsmeldung, die denselben kommunikativen Bus 15 verwendet, geringer.
In der vorliegenden Ausführungsform sendet die Datensendeeinheit 23 eine Kommunikationsmeldung auf Basis von vorab erzeugten Voraussagedaten 221. Daher besteht keine Notwendigkeit dafür, in Echtzeit den kommunikativen Bus 15 zu überwachen und Voraussagedaten 221 zu erzeugen, um zum aktuellen Zeitpunkt senden zu können. Anders ausgedrückt ist in der Datensendeeinheit 23 die Wahrscheinlichkeit dafür, dass sich die Verzögerung bei der Verarbeitung in der Nutzungszustandsvoraussageeinheit 22 und so weiter auf das Senden einer Kommunikationsmeldung auswirkt, gering. Außerdem reicht es aus, wenn die Nutzungszustandsvoraussageeinheit 22 die Voraussagedaten 221 erzeugt, bevor die Datensendeeinheit 23 diese verwendet. Daher ist der zeitliche Freiheitsgrad im Hinblick auf die Erzeugung der Voraussagedaten 221 groß.
Falls die Voraussagedaten 221 in Echtzeit erzeugt werden sollen, wenn die Datensendeeinheit 23 eine Kommunikationsmeldung sendet, ist ein Zeitpunkt, zu dem die Kommunikationsmeldung gesendet werden wird, unvermeidlich über eine Zeitspanne verzögert, die nötig ist, um die Voraussagedaten 221 zu erzeugen.
Nun wird die Funktionsweise des Datensendemoduls 20 beschrieben.
Zunächst wird die Funktionsweise der Busüberwachungseinheit 21 beschrieben.
Wie in 2 dargestellt ist, erfasst die Busüberwachungseinheit 21 unter der Annahme, dass der Erfassungszeitabschnitt Tc (Zeit n) als eine abgeschlossene Zeitspanne definiert ist, wiederholt den Zustand des Kommunikationsbusses, d.h. sie erfasst wiederholt, ob eine Kommunikationsmeldung fließt (das Vorhandensein oder das Fehlen von Daten). Danach erhält die Busüberwachungseinheit 21 wiederholt ein Erfassungsergebnis als Nutzungszustandsangabe 210 und bewirkt wiederholt, dass das Erfassungsergebnis gespeichert wird (Erfassungsschritt). In 2 ist in der Figur nur eine Zeitspanne dargestellt, und andere Zeitspannen sind der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt.
Wenn eine neue Nutzungszustandsangabe 210 erhalten wird, die dem aktuellen Erfassungszeitabschnitt Tc entspricht, verschiebt die Busüberwachungseinheit 21 beispielsweise eine Nutzungszustandsangabe 210, die in der Vergangenheit erhalten wurde, jeweils entsprechend der Datenmenge, die einem Mal entspricht, auf der Zeitachse nach hinten. Wenn Nutzungszustandsangaben entsprechend einer Menge von Daten so oft gespeichert worden sind, wie es für die Voraussage durch die Nutzungszustandsvoraussageeinheit 22 nötig ist, werden jedes Mal, wenn neue Angaben hinzukommen, die ältesten Nutzungszustandsangaben, die für die Voraussage überflüssig geworden sind, fallen gelassen.
Die Busüberwachungseinheit 21 bestimmt für jeden Bestimmungszeitabschnitt Δt, ob eine Kommunikationsmeldung zum kommunikativen Bus 15 fließt (das Vorhandensein oder das Fehlen von Daten). Danach setzt die Busüberwachungseinheit 21 dieses Erfassungsergebnis für einen entsprechenden Zeitabschnitt (Bestimmungszeitabschnitt Δt) in der Nutzungszustandsangabe 210. Anders ausgedrückt wird „1“ für den entsprechenden Zeitabschnitt (Bestimmungszeitabschnitt Δt) der Nutzungszustandsangabe 210 gesetzt, wenn Daten im kommunikativen Bus 15 „vorhanden“ sind, und „0“ wird für den entsprechenden Zeitabschnitt (Bestimmungszeitabschnitt Δt) der Nutzungszustandsangabe 210 gesetzt, wenn Daten im kommunikativen Bus „fehlen“. Die Busüberwachungseinheit 21 erzeugt eine Nutzungszustandsangabe 210, die einem abgeschlossenen Erfassungszeitabschnitt Tc entspricht so, dass ein bis m Bestimmungsergebnisse („0“ oder „1“) enthalten sind.
Die Busüberwachungseinheit 21 erfasst auch dann, dass Daten im kommunikativen Bus 15 „fehlen“, wenn sie eine Kommunikationsmeldung erfasst hat, die von der Datensendeeinheit 23 gesendet wird. Der Grund dafür ist, dass ein Zeitabschnitt, in dem eine Kommunikationsmeldung von der Datensendeeinheit 23 gesendet wird, ein Zeitabschnitt ist, in dem es der Datensendeeinheit 23 möglich ist, eine Kommunikationsmeldung zu senden, und dass keine Notwendigkeit dafür besteht, diesen Zeitabschnitt aus Leerlaufzeiten auszuschließen die im Hinblick auf einen nächsten Erfassungszeitabschnitt Tc vorausgesagt werden.
Nun wird die Funktionsweise der Nutzungszustandsvoraussageeinheit 22 beschrieben.
Wie in 4 dargestellt ist, sagt die Nutzungszustandsvoraussageeinheit 22 eine Leerlaufzeit beispielsweise auf Basis der aktuellen Nutzungszustandsangabe 210 und der letzten Nutzungszustandsangabe 211 voraus (Voraussageschritt). Danach erzeugt die Nutzungszustandsvoraussageeinheit 22 Voraussagedaten 221, welche die vorausgesagte Leerlaufzeit beinhalten. In der vorliegenden Ausführungsform wird eine Leerlaufzeit eines entsprechenden Zeitabschnitts in den Voraussagedaten 221 jedes Mal vorausgesagt, wenn ein Bestimmungsergebnis zur aktuellen Nutzungszustandsangabe 210 hinzugefügt wird, d.h. jedes Mal, wenn ein Bestimmungszeitabschnitt Δt endet.
Die Nutzungszustandsvoraussageeinheit 22 nimmt Bezug auf ein Bestimmungsergebnis („0“ oder „1“) des gleichen Zeitabschnitts in der aktuellen Nutzungszustandsangabe 210 und der letzten Nutzungszustandsangabe 211 (der eine bestimmte Position in der nummerierten Reihe aufweist) und sagt voraus, ob der Zeitabschnitt der Voraussagedaten 221 (der eine bestimmte Position in der nummerierten Reihe aufweist), der dem Zeitabschnitt entspricht, auf den Bezug genommen wurde (der eine bestimmte Position in der nummerierten Reihe aufweist), eine Leerlaufzeit ist. Wenn die Kombination aus Bestimmungsergebnissen für den gleichen Zeitabschnitt in der aktuellen Nutzungszustandsangabe 210 und der letzten Nutzungszustandsangabe 211 „0, 0“ ist, dann sagt die Nutzungszustandsvoraussageeinheit 22 voraus, dass dieser Zeitabschnitt der Voraussagedaten 221 „eine Leerlaufzeit“ ist, d.h. „0“ ist. Wenn die Kombination aus Bestimmungsergebnissen für den gleichen Zeitabschnitt in der aktuellen Nutzungszustandsangabe 210 und der letzten Nutzungszustandsangabe 211 irgendeine von „1, 0“, „0, 1“ und „1, 1“ ist, dann sagt die Nutzungszustandsvoraussageeinheit 22 voraus, dass dieser Zeitabschnitt der Voraussagedaten 221 „keine Leerlaufzeit“ ist, d.h. „1“ ist. Dies ist ein Beispiel für die Voraussage einer Leerlaufzeit unter Verwendung von zwei Nutzungszustandsangaben.
Anders ausgedrückt berechnet die Nutzungszustandsvoraussageeinheit 22 den Wert der Voraussagedaten 221 beispielsweise durch Anwenden der Arithmetik einer logischen Addition (ODER-Operation) auf die Kombination aus Bestimmungsergebnissen. Der Wert der Voraussagedaten 221 kann durch logische Multiplikation (UND-Operation) berechnet werden, ohne auf die logische Addition beschränkt zu sein, oder er kann auf Basis eines Vergleichs zwischen dem Prozentanteil von „0“ (oder „1“) an der Kombination und einem vorgegebenen Prozentanteil auf „0“ oder „1“ festgelegt werden.
Nun wird die Funktionsweise der Datensendeeinheit 23 beschrieben.
Wie in 3 dargestellt ist, sendet die Datensendeeinheit 23, wenn die Busüberwachungseinheit 21 einen Erfassungszeitabschnitt Tc im Anschluss an den aktuellen Erfassungszeitabschnitt Tc startet, eine Kommunikationsmeldung in einem Zeitabschnitts „0“ (einem Bestimmungszeitabschnitt Δt) unter Bezugnahme auf die Voraussagedaten 221 (Sendeschritt). Genauer speichert die Datensendeeinheit 23 vorübergehend eine Kommunikationsmeldung, die von einer externen Vorrichtung eingegeben wird, und sendet die gespeicherte Kommunikationsmeldung, wenn eine vorausgesagte Leerlaufzeit gekommen ist. Die Datensendeeinheit 23 muss nicht unbedingt eine Kommunikationsmeldung an den kommunikativen Bus 15 senden, wenn die Datensendeeinheit 23 keine Kommunikationsmeldungen gespeichert hat, auch wenn eine vorausgesagte Leerlaufzeit gekommen ist. Wenn von der externen Vorrichtung eine Kommunikationsmeldung eingegeben wird, kann die Datensendeeinheit 23 außerdem diese Kommunikationsmeldung direkt an den kommunikativen Bus 15 senden, ohne diese Kommunikationsmeldung zwischenzuspeichern, wenn sie sich in einer vorausgesagten Leerlaufzeit befindet.
Infolgedessen wird dem Datensendemodul 20 gestattet, die von der externen Vorrichtung eingegebene Kommunikationsmeldung in einer vorausgesagten Leerlaufzeit an den kommunikativen Bus 15 zu senden. Anders ausgedrückt ist das Datensendemodul 20 in der Lage, die Auswirkung des Sendens der von der externen Vorrichtung eingegebenen Kommunikationsmeldung an den kommunikativen Bus 15 auf Kommunikationsmeldungen zu verringern, die von den ersten bis dritten ECUs 11 bis 13 gesendet werden. Genauer ist die Wahrscheinlichkeit dafür hoch, dass Kommunikationsmeldungen wichtige Informationen enthalten, wenn sie von den ersten bis dritten ECUs 11 bis 13 gesendet werden, die von Anfang an mit dem kommunikativen Bus 15 verbundenen gewesen sind. Daher ist es möglich, die Zuverlässigkeit des Fahrzeugs 10 aufrechtzuerhalten, indem eine Verzögerung dieser Kommunikationsmeldungen verringert wird. Andererseits ist es möglich, den Komfort des Fahrzeugs 10 zu verbessern, wenn man die Informationen von der externen Vorrichtung aufnimmt, während eine nachteilige Auswirkung auf das Fahrzeug 10 beschränkt ist.
Außerdem sendet das Datensendemodul 20 eine Kommunikationsmeldung in einer vorausgesagten Leerlaufzeit des kommunikativen Busses 15. Daher kann mit hoher Wahrscheinlichkeit verhindert werden, dass eine Arbitrierung stattfindet, wenn diese Kommunikationsmeldung gesendet wird. Die Arbitrierung führt bevorzugt das Senden einer Kommunikationsmeldung durch, die eine kleine Meldungs-ID hat (d.h. von hoher Priorität ist), und versetzt das Senden einer Kommunikationsmeldung, die eine große Meldungs-ID hat (d.h. von niedriger Priorität ist), in den Wartezustand. Daher nimmt die Anzahl der Kommunikationsmeldungen, die auf ihre Versendung warten, zu. Daher wird der Buslastfaktor des kommunikativen Busses 15 größer, und die Verzögerung des Sendens von Kommunikationsmeldungen wird tendenziell größer, und zwar unabhängig vom Prioritätsgrad. Insbesondere wird das Senden einer Kommunikationsmeldung mit einer niedrigen Priorität tendenziell stark verzögert. Jedoch bewirkt gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Kommunikationsmeldung von einer externen Vorrichtung nicht leicht eine Arbitrierung. Daher ist es möglich, die Kommunikationsmeldung sofort zu senden, auch wenn diese Kommunikationsmeldung eine niedrige Priorität hat. Anders ausgedrückt wird gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Erhöhung der Anzahl der Kommunikationsmeldungen, die auf das Versenden warten, entgegengewirkt. Daher ist die Verzögerung des Sendens von Kommunikationsmeldungen einschließlich von Kommunikationsmeldungen mit niedriger Priorität verringert. Außerdem ist bei Kommunikationsmeldungen von der externen Vorrichtung die Zeit bis zum Beginn des Sendens dieser Meldungen verkürzt.
Außerdem sendet das Datensendemodul 20 eine Kommunikationsmeldung in einer vorausgesagten Leerlaufzeit. Daher ist das Datensendemodul 20 in der Lage, die Kommunikationsmeldung zu senden und gleichzeitig einer Arbitrierung entgegenzuwirken, auch wenn der Buslastfaktor hoch ist. Infolgedessen wird eine Verzögerung, die bewirkt wird, wenn eine Kommunikationsmeldung gesendet wird, kleiner als in einem Fall, in dem eine Kommunikationssteuerung gemäß dem Buslastfaktor durchgeführt wird. Anders ausgedrückt ist die Wartezeit bis zum Beginn des Sendens einer Kommunikationsmeldung durch das Datensendemodul 20 kurz. Außerdem verbessert die Nutzung der Leerlaufzeit den Nutzungsgrad des kommunikativen Busses und ermöglicht eine effektive Nutzung einer Busbandbreite. Außerdem wird einer Arbitrierung entgegengewirkt. Daher ist einer Auswirkung einer Kommunikationsmeldung, die von einer ECU gesendet wird, die ständig mit dem kommunikativen Bus 15 verbunden ist, auf das Senden entgegengewirkt, d.h. es wird einer Verzögerung entgegengewirkt.
Außerdem erzeugt das Datensendemodul 20 Voraussagedaten 221, während die vorausgesagte Leerlaufzeit nur von dem Erfassungszeitabschnitt Tc und dem Bestimmungszeitabschnitt Δt abhängt. Daher müssen beispielsweise die Meldungs-ID einer Kommunikationsmeldung, die durch den kommunikativen Bus 15 fließt, oder Informationen über die Sendezeit der jeweiligen Kommunikationsmeldungen keine Voraussagedaten 221 erzeugen. Infolgedessen entfällt beispielsweise die zeitaufwändige Aufgabe, Informationen, beispielsweise eine Meldungs-ID, zu verwalten, und somit ist die Gestaltung des Datensendemoduls 20 vereinfacht.
Außerdem ist das Datensendemodul 20 in der Lage, das Senden einer Kommunikationsmeldung, welche die Busbandbreite des kommunikativen Busses 15 einnimmt, beispielsweise einer Umprogrammierungs-Kommunikationsmeldung oder einer Kommunikationsmeldung durch einen Denial of Service Angriff (DoS-Angriff), angemessen zu bewältigen.
Zum Beispiel gestattet das Datensendemodul 20 das Senden einer Umprogrammierungs-Kommunikationsmeldung so schnell wie möglich, ohne die Busbandbreite des kommunikativen Busses 15 zu besetzen. Anders ausgedrückt wird auch dann, wenn eine Umprogrammierung durchgeführt wird, eine Auswirkung, die sich in Kommunikationsvorgängen anderer Kommunikationsmeldungen zeigt, unterdrückt. Außerdem wird einer Arbitrierung dadurch entgegengewirkt, dass eine Kommunikationsmeldung gesendet wird, während auf eine Leerlaufzeit abgezielt wird und das Warten auf eine ungewisse Sendegelegenheit vermieden wird, so dass die Umprogrammierung umgehend durchgeführt werden kann.
Außerdem wird selbst dann, wenn beispielsweise ein DoS-Angriff von der Anwendervorrichtung 31 versucht wird, und selbst dann, wenn die Kommunikationsmeldung einen Angriff darstellt, mit dem die Busbandbreite eingenommen werden soll, diese Kommunikationsmeldung nur in einer vorausgesagten Leerlaufzeit gesendet. Daher ist es möglich, eine Auswirkung, die sich in Kommunikationsvorgängen anderer Kommunikationsmeldungen zeigt, zu beschränken.
Die Kommunikationsvorrichtung der vorliegenden Ausführungsform erreicht die folgenden Vorteile.
(1) Das Datensendemodul 20 sendet eine Kommunikationsmeldung an den kommunikativen Bus 15 in einer Leerlaufzeit, die im Hinblick auf diesen kommunikativen Bus 15 vorausgesagt wird, das heißt in einem Zeitabschnitt, in dem wahrscheinlich keine andere Kommunikationsmeldung gesendet wird. Dadurch wird die Wahrscheinlichkeit dafür, dass sich das Senden dieser Kommunikationsmeldung mit dem Senden einer Kommunikationsmeldung von einer anderen ECU überschneidet, verringert.
Außerdem findet bei einer Kommunikationsmeldung, die in einer Leerlaufzeit gesendet wird, keine Arbitrierung zwischen dieser Kommunikationsmeldung und einer anderen Kommunikationsmeldung statt. Daher wird die Kommunikationsmeldung unabhängig vom Grad der eingestellten Priorität ohne weiteres gesendet.
Außerdem führt das Datensendemodul 20 die Voraussage einer Leerlaufzeit unabhängig von der Sendezeit einer Kommunikationsmeldung durch. Daher ist es möglich, mit dem Senden einer aperiodischen Meldung, die gemäß einem Ereignis gesendet wird, angemessen umzugehen oder mit dem Senden einer zeitversetzten Meldung angemessen umzugehen.
Außerdem verringert das Senden einer Kommunikationsmeldung in der vorausgesagten Leerlaufzeit Auswirkungen auf eine bereits vorhandene Meldung, die gesendet werden soll, z.B. wird dadurch einer Verzögerung entgegengewirkt, die dadurch erzeugt wird, dass das Senden auf Standby gesetzt wird.
(2) Es ist möglich, dass das Datensendemodul 20 eine Leerlaufzeit auf Basis einer aktuellen Nutzungszustandsangabe 210 voraussagt, die in einem Erfassungszeitabschnitt Tc erhalten wird.
(3) Die Voraussage einer Leerlaufzeit wird auf Basis der Einstellung von sowohl dem Erfassungszeitabschnitt Tc als auch dem Bestimmungszeitabschnitt Δt durchgeführt. Daher kann die Leerlaufzeit problemlos vorausgesagt werden.
(4) Auf Basis eines Erfassungsergebnisses für den Bestimmungszeitabschnitt Δt, das aus der Nutzungszustandsangabe 210 erhalten wird, wird eine Leerlaufzeit entsprechend diesem Bestimmungszeitabschnitt Δt in den Voraussagedaten 221 vorausgesagt. Daher kann die Leerlaufzeit ausreichend genau vorausgesagt werden.
(5) Eine Leerlaufzeit des folgenden Erfassungszeitabschnitts Tc wird gemäß der Tatsache vorausgesagt, dass das Erfassungsergebnis für den Bestimmungszeitabschnitt Δt in der Nutzungszustandsangabe 210 für den aktuellen Erfassungszeitabschnitt Tc erhalten wird. Daher wird genügend Zeit für die Voraussage einer Leerlaufzeit im Hinblick auf den folgenden Erfassungszeitabschnitt Tc, der im Anschluss an den aktuellen Erfassungszeitabschnitt Tc beginnt, sichergestellt.
(6) In einer Kommunikationsmeldung, die von der Datensendeeinheit 23 gesendet wird, ermöglicht die Bestimmung, dass Daten im kommunikativen Bus 15 „fehlen“, die Voraussage einer Leerlaufzeit, auf die sich die von ihr selbst (der Datensendeeinheit 23) gesendete Kommunikationsmeldung nicht auswirkt. Infolgedessen ist es möglich, eine Leerlaufzeit ausreichend genau vorauszusagen, zu der eine Kommunikationsmeldung in einem kontinuierlichen Erfassungszeitabschnitt Tc gesendet wird.
(7) Es ist möglich, viele periodische Meldungen im Erfassungszeitabschnitt Tc unterzubringen, indem man den Erfassungszeitabschnitt Tc periodisch im Bereich von 100 ms bis 10s einstellt. Daher ist die Genauigkeit der Voraussage verbessert. Auch wenn der Erfassungszeitabschnitt Tc so eingestellt wird, dass er mit dem Zeitabschnitt einer Kommunikationsmeldung übereinstimmt, die eine lange Sendezeit hat, sind Sendezeiten vieler periodischer Meldungen im Erfassungszeitabschnitt Tc enthalten. Daher ist die Genauigkeit der Voraussage verbessert. Außerdem passt der Erfassungszeitabschnitt Tc für die Sendezeiten einer Mehrzahl von periodischen Meldungen, die angezielt werden sollen, wenn er auf einen Zeitabschnitts abgestimmt wird, der das kleinste gemeinsame Vielfache der Sendezeiten einer Mehrzahl von Kommunikationsmeldungen ist. Daher ist die Genauigkeit der Voraussage verbessert.
(8) Auch wenn eine Buslast hoch ist, die in dem kommunikativen Bus 15 durch eine Kommunikationsmeldung des CAN-Protokolls erzeugt wird, das in einem bordeigenen LAN häufig verwendet wird, ist eine Verzögerung, die in der Kommunikationsmeldung erzeugt wird, verkürzt. Eine wichtige Meldung, die das Fahren des Fahrzeugs betrifft, ist im bordeigenen LAN enthalten. Dadurch wird beispielsweise die Wahrscheinlichkeit dafür, dass diese wichtige Meldung durch den Einfluss einer Meldung mit niedrigerer Priorität verzögert wird, verringert.
Zweite Ausführungsform
Ein Kommunikationssystem, das eine Kommunikationsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufweist, wird nun unter Bezugnahme auf 5 und 6 beschrieben.
Die vorliegende Ausführungsform ist auf die gleiche Weise gestaltet wie die erste Ausführungsform, abgesehen von einem Verfahren zum Erzeugen von Voraussagedaten 221 mittels der Nutzungszustandsvoraussageeinheit 22. Daher werden im Folgenden Gestaltungen beschrieben, die sich von denen der ersten Ausführungsform unterscheiden. Zur Verdeutlichung haben Komponenten, die den entsprechenden Komponenten der ersten Ausführungsform ähnlich oder gleich sind, die gleichen Bezugszahlen, und auf ihre ausführliche Beschreibung wird verzichtet.
Wie in 5 dargestellt ist, nimmt die Nutzungszustandsvoraussageeinheit 22 Bezug auf ein Bestimmungsergebnis („0“ oder „1“) für den gleichen Zeitabschnitt (der eine bestimmte Position in der nummerierten Reihe aufweist) in der aktuellen Nutzungszustandsangabe 210, der letzten Nutzungszustandsangabe 211 und der vorletzten Nutzungszustandsangabe 212. Danach sagt die Nutzungszustandsvoraussageeinheit 22 auf Basis der Bestimmungsergebnisse, die aus dem gleichen Zeitabschnitt der drei Angaben erhalten worden sind, voraus, ob der Zeitabschnitt der Voraussagedaten 221 (der eine bestimmte Position in der nummerierten Reihe aufweist), der dem Zeitabschnitt entspricht, auf den Bezug genommen worden ist (der eine bestimmte Position in der nummerierten Reihe aufweist), eine Leerlaufzeit ist.
Wenn, wie in 6 dargestellt ist, die Kombination aus Bestimmungsergebnissen für den gleichen Zeitabschnitt in der aktuellen Nutzungszustandsangabe 210, der letzten Nutzungszustandsangabe 211 und der vorletzten Nutzungszustandsangabe 212 „0, 0, 0“ ist, dann sagt die Nutzungszustandsvoraussageeinheit 22 voraus, dass dieser Zeitabschnitt der Voraussagedaten 221 „eine Leerlaufzeit“ ist, d.h. „0“ ist. Wenn die Kombination aus Bestimmungsergebnissen für den gleichen Zeitabschnitt in der aktuellen Nutzungszustandsangabe 210, der letzten Nutzungszustandsangabe 211 und der vorletzten Nutzungszustandsangabe 212 irgendeine von „0, 0, 1“, „0, 1, 0“ und „1, 0, 0“ ist, dann sagt die Nutzungszustandsvoraussageeinheit 22 voraus, dass dieser Zeitabschnitt der Voraussagedaten 221 „eine Leerlaufzeit“ ist, d.h. „0“ ist. Wenn dagegen die Kombination aus Bestimmungsergebnissen für den gleichen Zeitabschnitt in der aktuellen Nutzungszustandsangabe 210, der letzten Nutzungszustandsangabe 211 und der vorletzten Nutzungszustandsangabe 212 irgendeine von „0, 1, 1“, „1, 1, 0“, „1,0, 1“, und „1, 1, 1“ ist, dann sagt die Nutzungszustandsvoraussageeinheit 22 voraus, dass dieser Zeitabschnitt der Voraussagedaten 221 „keine Leerlaufzeit“ ist, d.h. „1“ ist.
Anders ausgedrückt sagt die Nutzungszustandsvoraussageeinheit 22 voraus, dass dieser Zeitabschnitt der Voraussagedaten 221 „eine Leerlaufzeit“ ist, d.h. „0“ ist, wenn das Verhältnis von „0“ in den drei Bestimmungsergebnissen „1/2“ (50 %), wobei es sich um einen Schwellenwert handelt, oder größer ist. Wenn dagegen das Verhältnis von „0“ in den drei Bestimmungsergebnissen kleiner ist als „1/2“ (50 %), wobei es sich um einen Schwellenwert handelt, dann sagt die Nutzungszustandsvoraussageeinheit 22 voraus, dass dieser Zeitabschnitt der Voraussagedaten 221 „keine Leerlaufzeit“ ist, d.h. „1“ ist,
Wenn das Verhältnis von „0“ „2/3“ (etwa 66 %), wobei es sich um einen Schwellenwert handelt, oder größer ist, dann kann die Nutzungszustandsvoraussageeinheit 22 voraussagen, dass dieser Zeitabschnitt der Voraussagedaten 221 „0“ ist, und wenn das Verhältnis von „0“ kleiner ist als „2/3“ (etwa 66 %), wobei es sich um einen Schwellenwert handelt, kann die Nutzungszustandsvoraussageeinheit 22 voraussagen, dass dieser Zeitabschnitt der Voraussagedaten 221 „1“ ist. Dadurch wird die Genauigkeit der Voraussage verbessert.
Wenn das Verhältnis von „0“ „4/5“ (etwa 80 %), wobei es sich um einen Schwellenwert handelt, oder größer ist, dann kann die Nutzungszustandsvoraussageeinheit 22 voraussagen, dass dieser Zeitabschnitt der Voraussagedaten 221 „0“ ist, und wenn das Verhältnis von „0“ kleiner ist als „4/5“ (etwa 80 %), wobei es sich um einen Schwellenwert handelt, kann die Nutzungszustandsvoraussageeinheit 22 voraussagen, dass dieser Zeitabschnitt der Voraussagedaten 221 „1“ ist. Dadurch wird die Genauigkeit der Voraussage weiter verbessert. In diesem Fall wird nur dann vorausgesagt, dass dieser Zeitabschnitt „0“ ist, wenn die Kombination „0, 0, 0“ ist, während vorausgesagt wird, dass der Zeitabschnitt „1“ ist, außer wenn die Kombination „0, 0, 0“ ist.
Ohne auf die Bestimmung von „0“ (oder „1“) beschränkt zu sein, kann der Wert der Voraussagedaten 221 auf Basis eines Vergleichs zwischen dem Verhältnis von Bestimmungsergebnissen „0“ (oder „1“) in Kombinationen und einem vorgegebenen Verhältnis durch logische Addition (ODER-Operation) oder logische Multiplikation (UND-Operation) berechnet werden.
Infolgedessen werden die Voraussagedaten 221 aus den drei Nutzungszustandsangaben 210 bis 212 vorausgesagt. Daher wird eine Voraussage besser durchgeführt.
Wie oben beschrieben, ist es gemäß der Kommunikationsvorrichtung der vorliegenden Ausführungsform möglich, die folgenden Vorteile zusätzlich zu den in der ersten Ausführungsform genannten Vorteilen (1) bis (8) zu erzielen.
(9) Es ist möglich, eine vorausgesagte Leerlaufzeit beispielsweise auf Basis eines Vergleichs zwischen einem Schwellenwert und einem Erfassungsergebnis im Hinblick auf einen Bestimmungszeitabschnitt Δt von einer oder mehreren Nutzungszustandsangaben 210 zu berechnen. Anders ausgedrückt ist es möglich, einen Voraussageprozess flexibel durchzuführen.
Wenn eine Mehrzahl von Nutzungszustandsangaben verwendet wird, wird außerdem eine Leerlaufzeit auf Basis eines Verhältnisses von nicht fließenden Kommunikationsmeldungen ausreichend genau vorausgesagt, auch wenn Unterschiede zwischen der Erfassung der Ergebnisse der Nutzungszustandsangabe bestehen.
Andere Ausführungsformen
Die oben geschilderten Ausführungsformen können wie folgt modifiziert werden.
Das Datensendemodul kann auf Basis der Frequenz der Kommunikationsmeldungen, die übertragen werden sollen, zusätzlich bestimmen, ob sich eine Kommunikationsmeldung, die übertragen werden soll, auf den kommunikativen Bus auswirkt, und kann die Bestimmung einem Anwender oder anderen ECUs mitteilen. Außerdem kann die Übertragung einer Kommunikationsmeldung an den kommunikativen Bus, die sich auf den kommunikativen Bus auswirkt, gestoppt werden. Dadurch wird die Wahrscheinlichkeit dafür verringert, dass von einer externen Vorrichtung eine Kommunikationsmeldung gesendet wird, die sich auf den kommunikativen Bus auswirkt. Infolgedessen weist die Kommunikationsvorrichtung eine verbesserte Funktion auf, um Kommunikationsmeldungen von einer externen Vorrichtung zu bewältigen. Außerdem ist die Zuverlässigkeit eines Kommunikationssystems, das diese Kommunikationsvorrichtung aufweist, verbessert.
Wenn eine Leerlaufzeit, die vom kommunikativen Bus 15 erfasst wird, unter einem vorgegebenen Verhältnis liegt, kann das Datensendemodul außerdem bestimmen, dass eine Wahrscheinlichkeit dafür besteht, dass eine illegale Kommunikationsmeldung durch den kommunikativen Bus fließen wird, und kann dies einem Anwender oder dergleichen mitteilen und kann dies anderen ECUs mitteilen. Infolgedessen weist die Kommunikationsvorrichtung eine verbesserte Funktion auf, um Kommunikationsmeldungen von einer externen Vorrichtung zu bewältigen. Außerdem ist die Zuverlässigkeit eines Kommunikationssystems, das diese Kommunikationsvorrichtung aufweist, verbessert.
In jeder von den dargestellten Ausführungsformen wird auch dann bestimmt, dass Daten im kommunikativen Bus 15 „fehlen“, wenn eine Kommunikationsmeldung erfasst wird, die von der Datensendeeinheit 23 gesendet wird. Ohne Beschränkung darauf kann jedoch bestimmt werden, dass Daten im kommunikativen Bus „vorhanden sind“, wenn eine Kommunikationsmeldung erfasst wird, die von der Datensendeeinheit gesendet wird. Wenn beispielsweise eine Kommunikationsmeldung mit einem Intervall gesendet wird, das länger ist als eine Mehrzahl von Erfassungszeitabschnitten, die für Voraussagen verwendet werden, dann wirkt sich das Senden von älteren Kommunikationsmeldungen nicht auf die Voraussage einer Leerlaufzeit aus. Dadurch wird die Flexibilität des Designs dieser Kommunikationsvorrichtung verbessert.
In jeder von den dargestellten Ausführungsformen wird eine Leerlaufzeit auf Basis des Bestimmungsergebnisses „0“ oder „1“ einer Nutzungszustandsangabe vorausgesagt. Ohne darauf beschränkt zu sein, kann jedoch auch eine Gewichtungsoperation an „0“ oder „1“ der Nutzungszustandsangabe angelegt werden, und eine Leerlaufzeit kann unter Berücksichtigung des resultierenden Gewichts vorausgesagt werden.
Wie in 7 dargestellt ist, kann das Gewicht eines Bestimmungsergebnisses der aktuellen Nutzungszustandsangabe 210 beispielsweise als _„m1“ definiert werden, und das Gewicht eines Bestimmungsergebnisses der letzten Nutzungszustandsangabe 211 kann als „m2“ definiert werden, und das Gewicht eines Bestimmungsergebnisses der vorletzten Nutzungszustandsangabe 212 kann als „m3“ definiert werden. Auf Basis eines Ergebnisses, das durch Multiplizieren des Bestimmungsergebnisses der Nutzungszustandsangaben mit diesem Gewicht erhalten wird, kann die Nutzungszustandsvoraussageeinheit eine Leerlaufzeit voraussagen. Im Einzelnen wird der Wert x durch Addieren des Produkts des Bestimmungsergebnisses der aktuellen Nutzungszustandsangabe 210 und „m1“, des Produkts des Bestimmungsergebnisses der letzten Nutzungszustandsangabe 211 und „m2“ und des Produkts des Bestimmungsergebnisses der vorletzten Nutzungszustandsangabe 212 und „m3“ berechnet. Danach kann die Nutzungszustandsvoraussageeinheit unter der Voraussetzung, dass der resultierende Wert x unter einem vorgegebenen Schwellenwert liegt, „Leerlaufzeit“ voraussagen, („0“), und die Nutzungszustandsvoraussageeinheit kann unter der Voraussetzung, dass der resultierende Wert x größer ist als der vorgegebene Schwellenwert, „keine Leerlaufzeit“ voraussagen („1“). Anders ausgedrückt wird die Voraussage der Leerlaufzeit unter Berücksichtigung des Nutzungswerts der Nutzungszustandsangaben durchgeführt.
Zum Beispiel kann das Gewicht so eingestellt werden, dass die Beziehung m1 > m2 > m3 gilt, so dass das Gewicht proportional zur Nähe zum folgenden Erfassungszeitabschnitt Tc für die Voraussage einer Leerlaufzeit größer wird, und so, dass das Gewicht proportional zum zeitlichen Abstand zum folgenden Erfassungszeitabschnitt Tc kleiner wird. Infolgedessen wird „1“, wenn es sich dabei um ein Bestimmungsergebnis der aktuellen Nutzungszustandsangabe 210 handelt, höher bewertet als „1“, wenn es sich dabei um ein Bestimmungsergebnis der letzten Nutzungszustandsangabe 211 handelt, oder als „1“, wenn es sich dabei um ein Bestimmungsergebnis der vorletzten Nutzungszustandsangabe 212 handelt. Anders ausgedrückt ist die Voraussagegenauigkeit der Voraussagedaten 221 durch die Durchführung einer Voraussage verbessert, bei welcher der aktuellen Nutzungszustandsangabe 210 eine große Bedeutung beigemessen wird. Dadurch wird die Flexibilität des Designs der Kommunikationsvorrichtung verbessert.
In jeder der dargestellten Ausführungsformen sagt die Nutzungszustandsvoraussageeinheit 22 eine Leerlaufzeit unter Verwendung von drei Nutzungszustandsangaben voraus. Ohne darauf beschränkt zu sein, können jedoch mehr als drei Nutzungszustandsangaben verwendet werden, um eine Leerlaufzeit vorauszusagen, wenn es möglich ist, eine Leerlaufzeit vorauszusagen. Dadurch wird die Flexibilität des Designs der Kommunikationsvorrichtung verbessert.
In jeder der dargestellten Ausführungsformen wird eine externe Vorrichtung über einen Digital Loop Carrier (DLC) mit dem Datensendemodul 20 verbunden. Ohne darauf beschränkt zu sein, kann die externe Vorrichtung über einen Connector oder dergleichen, bei dem es sich nicht um einen DLC handelt, mit dem Datensendemodul verbunden sein, wenn die externe Vorrichtung kommunikationsmäßig mit dem Datensendemodul verbunden werden kann. Dadurch wird die Flexibilität des Designs der Kommunikationsvorrichtung verbessert.
In jeder der dargestellten Ausführungsformen wird eine externe Vorrichtung über Kabel mit dem Datensendemodul 20 verbunden. Ohne darauf beschränkt zu sein, kann eine externe Vorrichtung jedoch auch mittels einer drahtlosen Kommunikation mit dem Datensendemodul verbunden werden. Zum Beispiel kann das Datensendemodul mit einer drahtlosen Kommunikationseinheit versehen sein, und die externe Vorrichtung kann ebenso mit einer entsprechenden drahtlosen Kommunikationseinheit verstehen sein, so dass drahtlose Kommunikationsvorgänge zwischen dem Datensendemodul und der externen Vorrichtung stattfinden. Dadurch wird der Anwendungsbereich der Kommunikationsvorrichtung vergrößert.
In jeder der dargestellten Ausführungsformen überträgt das Datensendemodul 20 Informationen, die von einer externen Vorrichtung eingegeben werden, an den kommunikativen Bus 15. Ohne darauf beschränkt zu sein, kann das Datensendemodul jedoch auch Informationen, die von anderen ECUs eingegeben werden, an den kommunikativen Bus übertragen oder kann Informationen verwenden, die vom Datensendemodul selbst ausgegeben werden, wenn sie an den kommunikativen Bus gesendet werden. Außerdem kann das Datensendemodul in ECUs enthalten sein. Dadurch können Kommunikationsmeldungen von internen Vorrichtungen (beispielsweise ECUs) des Fahrzeugs an den kommunikativen Bus ausgegeben werden, während eine Auswirkung auf andere Kommunikationsvorgänge beschränkt ist. Dadurch wird der Anwendungsbereich dieser Kommunikationsvorrichtung vergrößert.
In jeder der dargestellten Ausführungsformen ist das Kommunikationssystem ein System, das auf einem CAN-Protokoll basiert. Ohne darauf beschränkt zu sein, braucht das Protokoll dieses Kommunikationssystem jedoch lediglich ein Kommunikationsprotokoll zu sein, mit dem ein Zustand auftreten kann, in dem in einer Kommunikationsleitung keine Kommunikationsmeldung fließt. Anders ausgedrückt kann das Kommunikationsprotokoll, das auf das Kommunikationssystem angewendet werden kann, abgesehen vom CAN-Protokoll auch ein Kommunikationsprotokoll wie Ethernet (eingetragenes Warenzeichen) oder FlexRay (eingetragenes Warenzeichen) sein. Außerdem kann eine Leerlaufzeit dieses Kommunikationsprotokolls vorausgesagt werden und in dieser Leerlaufzeit kann eine Kommunikationsmeldung gesendet werden. Dadurch wird die Flexibilität des Designs der Kommunikationsvorrichtung verbessert und der Anwendungsbereich der Kommunikationsvorrichtung wird vergrößert.
In jeder der dargestellten Ausführungsformen ist ein Kommunikationssystem in dem Fahrzeug 10 eingebaut. Ohne darauf beschränkt zu sein, kann das Kommunikationssystem jedoch teilweise oder ganz außerhalb des Fahrzeugs angeordnet sein. Infolgedessen wird das Kommunikationssystem auch auf Kommunikationssysteme anwendbar, die aus CANs bestehen, die solche von Fahrzeugen ausschließen.
In jeder der dargestellten Ausführungsformen ist ein Kommunikationssystem in dem Fahrzeug 10 eingebaut. Ohne darauf beschränkt zu sein, kann das Kommunikationssystem abgesehen von dem Fahrzeug jedoch auch in einem mobilen Körper, wie einem Schiff, einer Eisenbahn, einer industriellen Maschine oder einem Roboter vorgesehen sein. Dadurch wird der Anwendungsbereich der Kommunikationsvorrichtung vergrößert.
Bezugszeichenliste
10...Fahrzeug, 11...erste elektronische Steuereinheit (ECU), 12...zweite elektronische Steuereinheit (ECU), 13... dritte elektronische Steuereinheit (ECU), 15... kommunikativer Bus, 20... Datensendemodul, 21... Busüberwachungseinheit, 22... Nutzungszustandsvoraussageeinheit, 23... Datensendeeinheit, 30... Wartungsvorrichtung, 31... Anwendervorrichtung, 210...aktuelle Nutzungszustandsangabe, 211...letzte Nutzungszustandsangabe, 212...vorletzte Nutzungszustandsangabe, 221... Voraussagedaten, Δt... Bestimmungszeitabschnitt, Tc... Erfassungszeitabschnitt.

Claims

Kommunikationsvorrichtung (20), die mit einer Kommunikationsleitung (15) verbunden ist, durch die Kommunikationsmeldungen übertragen werden, so dass sie in der Lage ist, Kommunikationsmeldungen zu senden und zu empfangen, wobei die Kommunikationsvorrichtung (20) aufweist: eine Erfassungseinheit (21), die einen Zeitabschnitt, in dem eine Kommunikationsmeldung durch die Kommunikationsleitung (15) fließt, über einem festen Erfassungszeitabschnitt (Tc) erfasst und ein Erfassungsergebnis davon als Nutzungszustandsangabe für diesen Erfassungszeitabschnitt (Tc) erhält; eine Voraussageeinheit (22), die auf Basis der erhaltenen Nutzungszustandsangabe für den Erfassungszeitabschnitt (Tc) eine Leerlaufzeit voraussagt, in der keine Kommunikationsmeldung durch die Kommunikationsleitung (15) fließt; und eine Sendeeinheit (23), die eine Kommunikationsmeldung in der vorausgesagten Leerlaufzeit an die Kommunikationsleitung (15) überträgt, wobei die Kommunikationsvorrichtung (20) dadurch gekennzeichnet ist, dass der Erfassungszeitabschnitt (Tc) eine Mehrzahl von periodisch aufeinander folgenden Bestimmungszeitabschnitten (Δt) beinhaltet, die Erfassungseinheit (21) wiederholt für jeden von diesen Bestimmungszeitabschnitten (∆t) erfasst, ob in diesem Bestimmungsabschnitt (∆t) eine Kommunikationsmeldung zur Kommunikationsleitung (15) fließt, und die Voraussageeinheit (22) auf Basis eines Erfassungsergebnisses für einen der Bestimmungszeitabschnitte, die in den Nutzungszustandsangaben enthalten sind, eine Leerlaufzeit eines folgenden Erfassungszeitabschnitts (Tc), die diesem einen von den Bestimmungszeitabschnitten (Δt) entspricht, voraussagt, wobei die Voraussageeinheit (22) auf Basis einer oder mehrerer Nutzungszustandsangabe(n), die eine Nutzungszustandsangabe einschließen, die einem aktuellen Erfassungszeitabschnitt (Tc) entspricht, eine Leerlaufzeit eines folgenden Erfassungszeitabschnitts (Tc), der auf den aktuellen Erfassungszeitabschnitt (Tc) folgt, voraussagt.
Kommunikationsvorrichtung (20) nach Anspruch 1, wobei die Voraussageeinheit (22) eines oder mehrere Erfassungsergebnisse aus einem anzuzielenden Bestimmungszeitabschnitt (Δt) in der einen oder den mehreren Nutzungszustandsangabe(n) erhält, ein Verhältnis, in welchem keine Kommunikationsmeldung fließt, auf Basis des einen oder der mehreren erhaltenen Erfassungsergebnisse(s) berechnet und das Verhältnis von nicht fließenden Kommunikationsmeldungen mit einem Schwellenwert vergleicht, wodurch eine Leerlaufzeit des folgenden Erfassungszeitabschnitts (Tc) vorausgesagt wird, die dem anzuzielenden Bestimmungszeitabschnitt (Δt) entspricht.
Kommunikationsvorrichtung (20) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Voraussageeinheit (22) jedes Mal, wenn ein Erfassungsergebnis im Hinblick auf den jeweiligen Bestimmungszeitabschnitt des aktuellen Erfassungszeitabschnitts (Tc) erhalten wird, eine Leerlaufzeit des folgenden Erfassungszeitabschnitts (Tc) voraussagt, die einem Bestimmungszeitabschnitt entspricht, für den das Erfassungsergebnis erhalten worden ist.
Kommunikationsvorrichtung (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Voraussageeinheit (22) die Leerlaufzeit unter Berücksichtigung eines Gewichts voraussagt, das auf einem Nutzungswert basiert, der in der Nutzungszustandsangabe eingestellt ist.
Kommunikationsvorrichtung (20) nach Anspruch 4, wobei das Gewicht im Hinblick auf die Nutzungszustandsangabe des aktuellen Erfassungszeitabschnitts (Tc) am höchsten eingestellt wird, und das Gewicht umso kleiner wird, je älter die Nutzungszustandsangabe ist.
Kommunikationsvorrichtung (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Erfassungseinheit (21) keine Kommunikationsmeldungen, die von der Sendeeinheit (23) gesendet werden, in die erhaltene Nutzungszustandsangabe aufnimmt.
Kommunikationsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Erfassungszeitabschnitt (Tc) periodisch in einem Bereich von 100 ms bis 10 s eingestellt wird.
Kommunikationsvorrichtung (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Erfassungszeitabschnitt (Tc) gemäß einem Zeitabschnitt einer Kommunikationsmeldung eingestellt wird, welche die längste Sendezeit einer Mehrzahl von Kommunikationsmeldungen hat.
Kommunikationsvorrichtung (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Erfassungszeitabschnitt (Tc) gemäß einem Zeitabschnitt eingestellt wird, der das kleinste gemeinsame Vielfache von Sendezeiten einer Mehrzahl von Kommunikationsmeldungen ist.
Kommunikationsvorrichtung (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Kommunikationsvorrichtung (20) zum Teil oder ganz in einem Fahrzeug eingebaut ist, und die Kommunikationsmeldung auf einem Controller Area Network-Protokoll basiert.
Kommunikationsverfahren, das von einer Kommunikationsvorrichtung (20) verwendet wird, um Kommunikationsmeldungen zu senden, wobei die Kommunikationsvorrichtung (20) mit einer Kommunikationsleitung (15) verbunden ist, durch die Kommunikationsmeldungen übertragen werden, so dass sie in der Lage ist, Kommunikationsmeldungen zu senden und zu empfangen, wobei das Kommunikationsverfahren beinhaltet: Erfassen eines Zeitabschnitts, in dem eine Kommunikationsmeldung durch die Kommunikationsleitung (15) fließt, über einem festen Erfassungszeitabschnitt (Tc) und Erhalten eines Ergebnisses dieser Erfassung als Nutzungszustandsangabe für diesen Erfassungszeitabschnitt (Tc); Voraussagen einer Leerlaufzeit, in der keine Kommunikationsmeldung durch die Kommunikationsleitung (15) fließt, auf Basis der erhaltenen Nutzungszustandsangabe für den Erfassungszeitabschnitt (Tc); und Senden einer Kommunikationsmeldung an die Kommunikationsleitung (15) in der vorausgesagten Leerlaufzeit, wobei das Kommunikationsverfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass der Erfassungszeitabschnitt (Tc) eine Mehrzahl von periodisch aufeinander folgenden Bestimmungszeitabschnitten (Δt) beinhaltet, beim Erhalten der Nutzungszustandsangabe wiederholt für jeden von diesen Bestimmungszeitabschnitten (∆t) erfasst wird, ob in diesem Bestimmungsabschnitt (∆t) eine Kommunikationsmeldung zur Kommunikationsleitung (15) fließt, und bei der Voraussage einer Leerlaufzeit auf Basis eines Erfassungsergebnisses für einen der Bestimmungszeitabschnitte, die in den Nutzungszustandsangaben enthalten sind, eine Leerlaufzeit eines folgenden Erfassungszeitabschnitts (Tc), die diesem einen von den Bestimmungszeitabschnitten (Δt) entspricht, vorausgesagt wird. wobei die Voraussageeinheit (22) auf Basis einer oder mehrerer Nutzungszustandsangabe(n), die eine Nutzungszustandsangabe einschließen, die einem aktuellen Erfassungszeitabschnitt (Tc) entspricht, eine Leerlaufzeit eines folgenden Erfassungszeitabschnitts (Tc), der auf den aktuellen Erfassungszeitabschnitt (Tc) folgt, voraussagt.