车辆异常监视装置.pdf

发动机控制单元(110)具有用于存储冻结帧数据的数据存储器(111)，冻结帧数据是用于指示当检测到车辆设备的异常时车辆设备的运行状态的数据。发动机控制单元(110)通过无线电通信将在数据存储器中存储的冻结帧数据保存在车辆外部的管理站(200)的存储单元(201)中。发动机控制单元(110)确定通信的正确性，并基于已经正确地执行了通信的确定，执行存储器操作，以从数据存储器中删除相关的冻结帧数据。

1、  一种车辆异常监视装置，包括：
电子单元(110)，包括用于存储异常分析数据的数据存储器(111)，所述异常分析数据用于分析车辆设备的异常；以及
存储单元(151，201)，与所述电子单元分离地设置，用于在通过通信从所述数据存储器发送所述异常分析数据时，存储所述异常分析数据，
其特征在于：
所述电子单元(110)确定所述通信的正确性，并且当所述通信被确定为正确时，执行将所述异常分析数据从所述数据存储器中删除的存储器操作。

2、  如权利要求1所述的车辆异常监视装置，
其中，所述异常分析数据是冻结帧数据，用于指示在根据基于来自传感器的传感器输出执行的对所述车辆设备的异常监视而检测到所述车辆设备的异常时所述车辆设备的运行状态，所述传感器用于检测根据所述车辆设备的运行状态而变化的物理量。

3、  如权利要求2所述的车辆异常监视装置，
其中，当正在存储所述冻结帧数据时所述车辆的钥匙开关关闭时，所述电子单元(110)将来自车辆电池的功率供应保持用于存储所述冻结帧数据所必需的一段时间。

4、  如权利要求2所述的车辆异常监视装置，
其中，所述存储单元(151，201)被设置在管理站(200)中，所述管理站(200)用于在所述车辆外部管理所述冻结帧数据，
其中，通过与所述管理站的无线电通信，执行通过通信进行的对所述冻结帧数据的保存，以及
其中，所述电子单元(110)基于所述管理站所提供的用于指示正确接收所述冻结帧数据的信息，确定正确执行了所述通信。

5、  如权利要求4所述的车辆异常监视装置，
其中，当在所述冻结帧数据的发送之后的预定时间内，所述管理站没有提供用于指示正确接收所述冻结帧数据的信息时，所述电子单元(110)进一步向所述管理站重发所述冻结帧数据。

6、  如权利要求5所述的车辆异常监视装置，
其中，所述电子单元(110)还计数所述冻结帧数据的连续重发的次数，并且当在所计数的连续重发的次数达到预定次数之后，所述管理站没有提供用于指示正确接收所述冻结帧数据的信息时，基于在所述车辆与管理站之间的通信中发生异常的假设而停止所述冻结帧数据的重发。

7、  如权利要求5所述的车辆异常监视装置，
其中，所述电子单元(110)还计数所述冻结帧数据的连续重发的次数，并且当在所计数的连续重发的次数达到预定次数之后，所述管理站没有提供用于指示正确接收所述冻结帧数据的信息时，向用户提供用于指示在所述车辆与管理站之间的通信中已经发生异常的信息。

8、  如权利要求4所述的车辆异常监视装置，
其中，所述电子单元(110)确定是否与所述管理站正确地建立起用于发送所述冻结帧数据的通信环境，并且当确定已经正确建立起所述通信环境时，发送所述冻结帧数据。

9、  如权利要求8所述的车辆异常监视装置，
其中，所述电子单元(110)确定所述车辆是否处于能够与所述管理站进行无线电通信的位置，并且当确定所述车辆处于这样的位置时，确定正确地建立起所述通信环境。

10、  如权利要求9所述的车辆异常监视装置，
其中，所述车辆具有构成部分导航系统的导航控制单元(150)，以及
其中，所述电子单元(110)基于通过所述导航控制单元获得的位置信息，确定所述车辆是否处于能够执行所述无线电通信的位置。

11、  如权利要求9所述的车辆异常监视装置，
其中，所述管理站(200)还与所述车辆交换关于除了与所述冻结帧数据相关联的数据之外的数据的信息，以及
其中，所述电子单元(110)基于交换所述信息时的灵敏度的状态，确定所述车辆是否处于能够执行所述无线电通信的位置。

12、  如权利要求4所述的车辆异常监视装置，
其中，提供了通信线路，以用于连接到外部工具，以及
其中，所述电子单元(110)还在外部工具请求输出所述冻结帧数据时，向所述管理站通知返回所述冻结帧数据的请求，并且将从所述管理站返回的冻结帧数据输出到所述外部工具。

13、  如权利要求12所述的车辆异常监视装置，
其中，当在通知返回所述冻结帧数据的请求之后的预定时间内没有从所述管理站返回所述冻结帧数据时，所述电子单元(110)还向所述外部工具输出用于指示所述冻结帧数据被存储和维持在所述管理站中的信息。

14、  如权利要求4所述的车辆异常监视装置，
其中，所述电子单元(110)包括用于执行与管理站之间的无线电通信的通信单元。

15、  如权利要求2所述的车辆异常监视装置，
其中，所述存储单元(201)被设置在车载控制单元(150)中，所述车载控制单元用于在所述车辆中管理所述冻结帧数据，从而通过与所述车载控制单元的有线通信来执行通过通信进行的对所述冻结帧数据的保存，以及
其中，所述电子单元(110)基于所述车载控制单元所提供的用于指示正确接收所述冻结帧数据的信息，确定正确执行了所述通信。

16、  如权利要求4所述的车辆异常监视装置，
其中，所述数据存储器(111)包括易失性存储器(111a)和非易失性存储器(111b)，以及
其中，所述电子单元(111)在根据所述异常监视而检测到所述车辆设备的异常时，基于检测到所述车辆设备的异常，将用于指示所述车辆设备的运行状态的数据存储在所示易失性存储器中，并暂时将所述易失性存储器中存储的所述数据作为所述冻结帧数据暂时保存在所述非易失性存储器中。

17、  如权利要求4所述的车辆异常监视装置，
其中，所述冻结帧数据包括时间顺序的冻结帧数据，其指示在检测到所述车辆设备的异常的时刻所述车辆设备的运行状态，以及在该时刻之前和该时刻之后所述车辆设备的运行状态。

18、  如权利要求17所述的车辆异常监视装置，
其中，所述数据存储器(111)包括易失性存储器(111a)和非易失性存储器(111b)，以及
其中所述电子单元(110)基于时间顺序将用于指示所述车辆设备的运行状态的数据存储在所述易失性存储器中，当根据所述异常监视而检测到所述车辆设备的异常时，将用于指示在检测到所述车辆设备的异常的时刻所述车辆设备的运行状态的数据，与用于指示在该时刻之前和之后所述车辆设备的运行状态的数据相关联，并且将由此关联的所述多项数据作为所述时间顺序的冻结帧数据暂时保存在所述非易失性存储器中。

19、  如权利要求18所述的车辆异常监视装置，
其中，按照时间顺序存储在所述易失性存储器中的数据包括按预定时间间隔采样的至少三项数据，
其中，通过基于先进先出连续地移位按时间顺序存储的各项数据，执行将所述各项数据存储在所述易失性存储器中，从而维持按所述预定时间间隔采样的所述各项数据和与这些数据的采样序列相关联的地址之间的关系，以及
其中，当根据所述异常监视而检测到所述车辆设备的异常时，所述电子单元将用于指示在检测到所述车辆设备的异常的时刻所述车辆设备的运行状态的数据，与在如此移位的所述各项数据中的在该时刻之后的第一项数据，和在如此移位的所述各项数据中的在该时刻之前的至少两项数据相关联，作为所述时间顺序的冻结帧数据。

20、  如权利要求16所述的车辆异常监视装置，
其中，将用于指示所述车辆设备的运行状态的多项数据存储在构成部分所述数据存储器的易失性存储器中，所述多项数据中的部分用作所述冻结帧数据，以及
其中，所述电子单元确定自根据在传送所述冻结帧数据时的所述异常监视而检测到所述车辆设备的异常起，来自所述车辆电池的功率供应是否继续，并且根据所述功率供应继续的确定，将在所述易失性存储器中存储的用于指示所述车辆设备的运行状态的多项数据中的不用作所述冻结帧数据的数据，连同所述冻结帧数据一起保存在所述存储单元中。

21、  如权利要求2到20中任意一个所述的车辆异常监视装置，
其中，将用于指示根据所述异常监视而检测到所述车辆设备的异常的时间的时间信息添加到所述冻结帧数据中。

22、  如权利要求2到20中任意一个所述的车辆异常监视装置，
其中，将用于指示从根据所述异常监视而检测到所述车辆设备的异常时开始的总时间的时间信息添加到所述冻结帧数据中，在该总时间期间，所述数据存储器没有足够的空闲容量来存储所述冻结帧数据，并且所述车辆的钥匙开关开启。

车辆异常监视装置
发明领域
本发明涉及一种车辆异常监视装置，其监视车辆设备的异常和存储并保持冻结帧(freeze frame)数据，所述冻结帧数据是用于指示当检测到车辆设备的异常时车辆设备的运行状态的数据。
背景技术
众所周知，对于各种类型的车辆设备的控制被运用在车辆上，其包括对车辆发动机的燃料喷射的控制。在控制车辆发动机燃料喷射的情况中，每次提供用于燃烧的混合物时，基于用于检测废气管中的氧气浓度的氧气传感器输出的信号而识别所述混合物的空气-燃料比。根据所述识别(所述混合物被识别为浓厚或稀薄)来控制燃料喷射量，以降低在废气中包含的有害物质的量。然而，这种控制可能不利地影响发动机输出，并且当由于例如氧气传感器的异常而使对燃料喷射量的适当控制失效时，甚至可能与期望相背离地增加在废气中包含的有害物质的量。
因此，希望为车辆提供一种车辆异常监视装置，用于监视包括车辆发动机在内的各种车辆设备的异常。特别是，这种车辆异常监视装置基于例如用于检测根据车辆设备的运行状态而变化的物理量的传感器输出的信号，来监视车辆设备的异常。当检测到该传感器或者另一类型的车辆设备的异常时，车辆异常监视装置在数据存储器中存储并保持与该异常相关的异常代码，或者诸如冻结帧数据之类的监视数据，所述冻结帧数据是用于指示当检测到车辆设备的异常时车辆设备的运行状态的数据。此外，执行预先设定的与由此存储和维持的异常代码相关联的故障安全功能，并且指示其他控制单元执行相同的故障安全功能。在车辆设备维修或检查时，通过有线通信将数据存储器中所存储的数据中的冻结帧数据从数据存储器正常输出到外部工具中，并用于分析车辆设备异常的原因。
为了满足与环保和车辆安全相关的最近需求，频繁地运用控制来补偿波动物理特性。这种控制的示例包括如上所述的对车辆发动机燃料喷射的控制，和对车辆制动器的控制。为运用这种控制而提供的车辆设备的种类和数量逐年增多，这种设备包括用于检测废气管中的氧气浓度的氧气传感器和用于检测车辆的行驶速度的车辆速度传感器。即，在车辆诊断装置中，要存储在数据存储器中的监视数据的类型和数量正在增加，并且根据数据存储器的容量而适当存储和保持所述监视数据可能变得困难。
在所述情况下，相关技术中的建议包括车辆异常监视装置，其用于将在数据存储器中存储的监视数据中的冻结帧数据保存(转送)到管理站的数据存储单元中，该管理站被设置在车辆外部，并通过无线电通信将信息发送到车辆异常监视装置以及从车辆异常监视装置接收信息，如US.6,256,594(JP-11-65645)所公开的。
如上所述，所述冻结帧数据被存储和维持来用于分析发动机设备的异常的原因。在该意义上讲，没有必要将这种数据存储和保持在车辆异常监视装置的数据存储器中。在这点上，在US.6,256,594中公开的车辆异常监视装置中，由于所述冻结帧数据被存储和维持在可为很多车辆所用的管理站的数据存储单元中，因此可以删除在数据存储器中的相应数据。
如上所述，在根据相关技术的车辆异常监视装置的情况下，由于已经完全转送的冻结帧数据可以从数据存储器中删除，因此能够在相同的数据存储器中存储和维持(累积)更大量的监视数据。
然而，在根据相关技术的车辆异常监视装置中，当基于无线电通信将在数据存储器中存储的冻结帧数据发送到管理站时，可能发生转送错误，并且这种具有错误的数据随后能够被存储在管理站的数据存储单元中。在这种在该情形下删除在数据存储器中存储和维持的冻结帧数据的情况中，冻结帧数据本身的可靠性可能大大降低。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种车辆异常监视装置，即使在车辆中所并入的数据存储器的容量存在限制时，其也能够存储和保持更大量的异常监视数据并具有较高的可靠性。
根据本发明的一个方面，车辆异常监视装置包括包含用于存储异常分析数据的存储器的电子单元，所述异常分析数据用于分析车辆设备的异常，以及与所述电子单元分离设置的存储单元，用于当通过通信从所述数据存储器发送所述异常分析数据时，存储所述异常分析数据。所述电子单元确定所述通信的正确性，并且当所述通信被确定为正确时，执行从所述数据存储器删除所述异常分析数据的存储器操作。
所述异常分析数据可以是冻结帧数据，所述冻结帧数据指示当根据基于传感器的传感器输出而执行的对所述车辆设备的异常监视而检测到所述车辆设备的异常时所述车辆设备的运行状态，所述传感器用于检测根据所述车辆设备的所述运行状态而变化的物理量。
当正在存储所述冻结帧数据时所述车辆的钥匙开关关闭时，所述电子单元将来自车辆电池的电力供应保持用于存储所述冻结帧数据所需的一段时间。
所述存储单元可以被设置用于在所述车辆外部管理所述冻结帧数据的管理站中。通过与所述管理站的无线电通信，执行通过通信进行的所述冻结帧数据的存储。所述电子单元确定所述通信是基于所述管理站提供的用于指示正确接收所述冻结帧数据的信息而被正确地执行。
附图说明
图1是示出采用根据本发明第一实施例的车辆异常监视装置的系统的方框图；
图2是示意性地示出在本发明实施例中的时间顺序的冻结帧数据的图；
图3A和3B是示出根据本发明实施例，用于指示工作区域中的车辆设备的运行状态的数据的存储模式的图；
图4是示出根据本发明实施例，用于存储指示工作区域中的车辆设备的运行状态的数据的存储器操作过程的流程图；
图5是示出根据本发明实施例，用于存储指示工作区域中的车辆设备的运行状态的数据的标志处理过程的流程图；
图6是示出根据本发明实施例，由车辆异常监视装置(发动机控制单元)执行的从备份区域中删除时间顺序的冻结帧数据的操作的存储器操作过程的流程图；
图7是示出根据本发明实施例，用于确定通信环境的处理过程的流程图；
图8是示出根据本发明实施例，当点火开关关闭时所执行的过程的处理过程的流程图；
图9是示出采用根据本发明第二实施例的车辆异常监视装置的系统的方框图；
图10是示出根据本发明实施例，由车辆异常监视装置(发动机控制单元)执行的从备份区域中删除时间顺序的冻结帧数据的操作的存储器操作过程的流程图；
图11是示出采用根据本发明第三实施例的车辆异常监视装置的系统的方框图；
图12是示出由修改例中的导航控制单元执行的存储器操作的处理过程的流程图；
图13是示出由根据本发明的车辆异常监视装置执行的从备份区域中删除时间顺序的冻结帧数据的操作的存储器操作过程的流程图；
图14是示出根据本发明实施例，用于确定通信环境的另一个示例的处理过程的流程图；
图15是示出用于将时间信息添加到时间顺序的冻结帧数据中的存储器操作的存储器操作过程的流程图；
图16示出了其中存储时间顺序的冻结帧数据的备份区域的存储器结构；以及
图17是示出基于从外部工具发出的输出时间顺序的冻结帧数据的请求而执行的响应过程的处理过程的流程图。
具体实施方式
(第一实施例)
参考图1，本发明的车辆异常监视装置用于其中通过无线电通信在每个车辆100与管理站200之间交换信息的系统中。
在该系统中，管理站200通过无线电通信获取每个车辆100上的诸如运行状态和异常监视数据之类的车辆信息，并进行对该信息的全面管理。例如，所述站200具有例如已知类型的处理单元(未示出)、通信装置(未示出)以及利用非易失性存储器(例如硬盘)构成的存储单元201之类的元件。
车辆具有由多个电子控制单元构成的车载网络，用于对各种类型的车辆设备进行分散式控制，例如诸如CAN(控制单元区域网络)之类的总线型网络系统。例如，车辆100具有由例如用于控制车辆发动机的燃料喷射的发动机控制单元110、用于控制变速器传动比的自动切换的变速器(transmission)控制单元120、用于控制车辆的制动器的制动器控制单元130以及用于通过无线电通信与管理站200交换信息的通信控制单元140之类的电子控制单元构成的车载网络。所述管理站对包括车辆100在内的多个车辆的各种类型的信息进行全面管理。
通过电连接到电子控制单元的通信总线BS，在电子控制单元110到140之间交换这些电子控制单元中的每一个的控制状态和控制结果。通常，根据由此交换的信息和预先存储的控制数据，执行结合在电子控制单元110到140中的每一个中的只读存储器中所存储的控制程序本身，并且以协调方式执行上述控制行为。例如，当变速器控制单元120从设置在变速器的外轴上的车辆速度传感器接收到检测信号(二进制信号)时，所述控制单元基于该检测信号生成用于指示车辆速度信息的数据，并将其例如作为串行数据而发送到通信总线BS101上。该串行数据例如被制动器控制单元130取回，以由制动器控制单元130使用来控制以上所述的车辆的制动器。除了只读存储器之外，每个电子控制单元中还包括其中设置的已知的特征，例如用于读出并执行在存储器中存储的程序数据的算术单元、用于存储该算术单元所执行的计算的结果的数据存储器以及用于与其他电子控制单元交换信息的通信单元。
在这种车载网络中，基于通过通信总线BS交换的信息，执行对包括车辆发动机在内的车辆设备的异常监视。例如，发动机控制单元(车辆异常监视装置)110基于用于指示氧气传感器和其他类型的车辆设备的运行状态的数据，监视氧气传感器和其他类型车辆设备的异常。当根据异常监视而检测到车辆设备的异常时，将与该异常相关联的异常代码或者诸如冻结帧数据之类的监视数据保存并维持在车辆控制单元110本身中所结合的数据存储器111中，所述冻结帧数据是用于指示在检测到该异常时车辆设备的运行状态的数据。此外，执行与数据存储器111中所存储和维持的异常代码相关联的预先设置的故障安全功能，并且指示其他控制单元执行相同的故障安全功能。通过这种过程，例如即使是在氧气传感器异常的情况下，也能继续适当地控制喷射到车辆发动机中的燃料的量。
然而，如上所述，保持数据存储器111中所存储的监视数据中的冻结帧数据，以用于分析车辆设备的异常的原因。将这种数据存储和维持在车辆控制单元110中的数据存储器111中不是必须的。因此，在发动机控制单元110的情况中，使用通信将数据存储器111中所存储的冻结帧数据保存在管理站200处的存储单元201中。在该时刻，确定通信的正确性，并当确定已经正确执行了通信时，执行存储器操作以从数据存储器111中删除感兴趣的冻结帧数据。这种配置使得可以更加可靠地存储和保持更大量的监视数据，同时将车辆中的存储介质容量限制为优选的量。此外，本发明的管理站200通过无线电通信获取车辆上的信息，尤其是冻结帧数据，并进行该信息的全面管理，如上所述。因此，能够更加容易地使用冻结帧数据来提供各种优点。
例如，在车辆外部设置的管理站200能够向感兴趣的车辆的用户(驾驶员)通知已经检测到车辆设备的异常的事实。还可以搜集车辆设备异常的统计数据，例如每个车辆类型或者生产批号，并且可以在车辆开发(例如安全测量)时使用该统计数据。结果是，将会变得可以得到足够的服务，尤其是当进行车辆维护时。
作为数据存储器111，本实施例的发动机控制单元110采用随机存取存储器(RAM)，其存储区域可通过车辆电池部分地备份。假设根据以上异常监视而检测到车辆设备的异常。则，发动机控制单元110首先将用于指示相关车辆设备的运行状态的数据存储在未被如上所述备份的数据存储器111的工作区域(易失性存储器)111a中。然后，将存储在工作区域111a中的数据作为冻结帧数据暂时存储在被备份的数据存储器111的备份区域(非易失性存储器)111b中。在此种配置中，能够正确地将冻结帧数据存储和维持在备份区域111b中，直到冻结帧数据被保存在管理站200的存储单元201中。然而，在将在备份区域111b中存储的冻结帧数据保存在管理站200的存储单元201中之后，发动机控制单元110执行存储器操作，以删除备份区域111b中的该冻结帧数据，如上所述。
本实施例的发动机控制单元110所使用的冻结帧数据是时间顺序的冻结帧数据，其是指示当检测到车辆设备的异常时车辆设备的运行状态以及在该时刻前后的运行状态的数据。
图2示出了这种时间顺序的冻结帧数据。
该时间顺序的冻结帧数据包括由指示当检测到车辆设备的异常时车辆设备的运行状态的数据和与该异常相关联的异常代码构成的数据D0，表示在检测到异常之前车辆设备的运行状态的数据D1，以及表示在检测到异常之后车辆设备的运行状态的数据D2。车辆设备的运行状态通常由车辆传感器所输出的值表示，例如用于检测发动机曲轴的旋转模式的曲轴传感器所输出的值(E/S：发动机转速)，用于检测发动机的进气量的气流传感器所输出的值(A/A：进气量)，变速器的输出轴上设置的车辆速度传感器所输出的值(V/S：车辆速度)，水温传感器所输出的值(W/T：水温)，用于检测发动机进气温度的进气温度传感器所输出的值(A/T：进气温度)，以及用于检测废气管中空气-燃料比的氧气传感器所输出的值(O/C：氧气浓度)。
如从以上可以明显看到的，时间顺序的冻结帧数据表示在车辆设备的异常发生的时刻前后一段时间内车辆设备的运行状态中的变化，并且该数据允许对该异常的原因进行更加接近的分析。然而，当与仅仅包含指示在车辆设备的异常发生时车辆设备的运行状态的数据D0的冻结帧数据相比，这种时间顺序的冻结帧数据由于其数据结构的原因而包括更大量的信息。因此，数据不可避免地对数据存储器111的容量的空闲存在某些影响。由此，在本实施例的发动机控制单元110中，如果确定冻结帧数据已经如上所述地被正确地保存在存储器的外部，则采用主动方式将冻结帧数据从数据存储器的备份区域111b中删除。结果是，即使是在使用这种时间顺序的冻结帧数据时，也能够高度可靠地存储和维持更大量的监视数据。从而，基于这种时间顺序的冻结帧数据能够因此对车辆设备的异常的原因进行更加接近的分析。
接下来，参考图3A和3B描述当将这种时间顺序的冻结帧数据存储在数据存储器111的备份区域111b中时，发动机控制单元110所执行的存储器操作。在图3A和3B中，每项数据都跟随着(i，j)，“i”指示数据在采样序列中的位置，“j”指示数据类型。在图3A和3B中，为其设定采样序列值“0”的数据是在存在异常时所采样的数据。
在该过程中，如图3A所示，用于指示车辆设备的运行状态的数据首先基于时间顺序被存储在数据存储器111的工作区域111a中。
特别是，每次以下条件满足逻辑AND条件，将按照预定间隔(例如500ms)采样的四项数据FD1到FD4存储(更新)在数据存储器111的工作区域111a中，所述条件是：(A)维持数据FD1到FD4和与数据FD1到FD4的采样序列顺序相关联的地址之间的关系，和(B)基于先进先出来对数据FD1到FD4顺序地进行移位。例如，当在图3B所示的定时检测到车辆设备的异常时，将数据FD1到FD3设置为数据D1，数据D1表示在检测到异常之前车辆设备的运行状态，而数据D0表示在检测到异常时车辆设备的运行状态。此外，将数据FD4设置为数据D2，数据D2表示在检测到异常之后车辆设备的运行状态。由此而设置的数据D0到D2作为以上所述的时间顺序的冻结帧数据而相互关联，并且将相互关联的数据作为时间顺序的冻结帧数据而暂时存储在备份区域111b中。因此，将时间顺序的冻结帧数据存储在数据存储器111的备份区域111b中。
将参考图4和5进一步描述存储器操作过程。图4示出了按照预定时间间隔(例如500ms)重复的过程。图5示出了基于根据以上所述的异常监视而检测到的车辆设备的异常，而执行的过程。
参考所述过程，当在条件(A)与(B)之间满足逻辑AND条件时，发动机控制单元110首先将四项数据FD1到FD4(图3A)存储(更新)在数据存储器111的工作区域111a中，如图4所示的步骤S111和S112的过程。尤其是，在步骤S111的过程中，已经存储在数据存储器111的工作区域111a中的数据FD1到FD4中的数据FD2到FD4分别被移位来变为数据FD1到FD3。在随后的步骤S112的过程中，在该时刻指示车辆设备的运行状态的数据被新近地存储在与上述采样序列相关联的工作区域111a的地址中，并且该数据构成数据FD4。
接下来，如步骤S113的过程，确定异常发生标志是否已经置位，该标志表示根据异常监视已经检测到车辆设备的异常。例如，将异常发生标志存储在数据存储器111中，并且通过发动机控制单元110操作该标志的状态。具体地，如图5所示，如果在根据异常监视而检测到车辆设备的异常时，已经将数据D0(图3B)存储在数据存储器111的工作区域111a中，则将异常发生标志置位(步骤S122)。
因此，当在步骤S113的过程中将异常发生标志置位时，就存在图3B所示的情况，即，在作为步骤S112的过程中的移位结果的FD3与在步骤S113的过程中新近存储的数据FD4之间检测到车辆设备的异常。在该情况下，如果备份区域111b有足够的空闲容量来存储时间顺序的冻结帧数据(步骤S114)，发动机控制单元110就将数据D0与工作区域111a中的数据FD1到FD4相关联(步骤S115)。将相互关联的数据作为时间顺序的冻结帧数据暂时存储在备份区域111b中(步骤S115)。当在步骤S116的过程中，对异常发生标志进行复位时，结束该控制。
然而，当备份区域111b没有足够的空闲容量来暂时存储时间顺序的冻结帧数据时，在执行步骤S116的过程时结束控制，而不执行步骤S115中的过程。
当在步骤S113的过程中没有对异常发生标志置位时，存在图3A所示的情况。在该情况中，步骤S111和S112的过程因此按照预定时间间隔进行重复，直到确定异常发生标志被置位为止。
参考图6的存储器操作过程，描述用于删除在备份区域111b中存储的时间顺序的冻结帧数据的存储器操作过程。在该存储器操作过程中，在发动机控制单元110与管理站200之间，在通信控制单元140的参与下进行无线电通信。
当将时间顺序的冻结帧数据存储在备份区域111b中(步骤S131)中时，发动机控制单元110首先通过无线电通信向管理站200发送时间顺序的冻结帧数据(步骤S132)。接下来，确定该通信的正确性，并且当确定已经正确地执行了该通信并且管理站200已经接收到数据时(步骤S133)，将时间顺序的冻结帧数据从备份区域111b中删除。在本实施例中，每次将时间顺序的冻结帧数据存储在备份区域111b中时，都由发动机控制单元110执行这种过程(步骤S132到步骤S134)，以采用优选的方式维持备份区域111b中的空闲容量。
在本实施例中，基于以下事实确定已经进行了正确的通信(步骤S133)：管理站200已经提供用于指示在发送时间顺序的冻结帧数据之后的一段预定时间内，已经正确地接收到时间顺序的冻结帧数据的信息(接收完成通知)。在没有接收到接收完成通知的情况下，发动机控制单元110执行向管理站200重发相同的冻结帧数据的过程(步骤S135到S137)。首先，在步骤S135的过程中计数对时间顺序的冻结帧数据进行连续重发的次数，并确定所计数的连续重发的次数是否已经超过上限值，该上限值是存在关于车辆100与管理站200自身的通信功能的异常的问题的次数。
如以下将要描述的，当所计数的连续重发的次数等于或者小于该上限值时，控制单元等待直到确定存在与管理站200进行通信的适当环境，如步骤S136和S137的过程。当确定存在与管理站200进行通信的适当环境时，发动机控制单元110再次继续步骤S132的过程，并在步骤S132的过程中重发时间顺序的冻结帧数据。即，在该情况下，步骤S135到S137和步骤S132的过程基本上进行重复，直到从管理站200发送通信完成通知为止。
当在步骤S135的过程中，作为重复进行这种重发的结果，所计数的连续重发的次数超过了上限值时，就假设车辆100与管理站200自身的通信功能可能已经发生异常，并停止该重发过程。通过开启异常指示灯(MIL)来向驾驶员通知该异常状态(步骤S138)。当MIL开启时，禁止执行存储器操作本身(图6)。
现在参考图7描述发动机控制单元110执行的确定通信环境的过程(步骤S137)。
在车辆100与管理站200之间还交换关于除了与时间顺序的冻结帧数据相关联的数据之外的数据的信息。在这点上，发动机控制单元110基于其在交换信息中所表现出的灵敏度，确定车辆100是否处于如上所述能够进行无线电通信的位置，并且基于该确定来确定通信环境。
特别是，为了确定通信环境，发动机控制单元110首先将接收历史标志复位，如图7所示的步骤S141的过程。当管理站200发送除了与时间顺序的冻结帧数据相关联的数据之外的数据时(步骤S142)，在将接收历史标志置位时结束控制(步骤S143)。结果是，在步骤S137的过程中根据接收历史标志被置位的事实来确定通信环境良好。
当在步骤S142，发动机控制单元110除了与时间顺序的冻结帧数据相关联的数据之外没有发送其他数据时，在该时刻结束控制，并且不执行步骤S143的过程。在该情况下，在步骤S137(图6)的过程中根据接收历史标志被复位的事实来确定通信环境不良好，并重复步骤S136的过程直到在步骤S137的过程中确定通信环境良好。
在此，在保存时间顺序的冻结帧数据的过程期间，车辆100的点火开关可能关闭。在这种在该情况下停止从车辆电池到发动机控制单元110的功率供应的情况中，能够降低时间顺序的冻结帧数据的可靠性。在该情况下，在发动机控制单元110的情况中，将从车辆电池到发动机控制单元110的功率供应维持一段时间，该一段时间是在保存时间顺序的冻结帧数据时车辆100的点火开关关闭的情况下保存过程所需的时间。
图8以流程图的形式示出了当点火开关关闭时发动机控制单元110执行的过程。
当点火开关关闭时，如步骤S151的过程，发动机控制单元110首先基于主继电器控制维持来自车辆电池的功率供应。接下来，如步骤S152的过程，确定时间顺序的冻结帧数据是否正在保存。当确定该数据正在进行保存时，该数据可能处于将其从工作区域111a保存到备份区域111b中的过程中，或者该数据可能处于将其从备份区域111b保存到管理站200的存储单元201的过程中。当正在执行两种保存过程中的任意一种时，所述控制等待直到完成该保存过程。当保存时间顺序的冻结帧数据的过程结束时，在基于主继电器控制的来自车辆电池的功率供应不再维持时结束所述控制(步骤S153)。
如上所述，根据第一实施例的车辆异常监视装置能够具有以下所述的重要优点。
(1)由于在确定已经将冻结帧数据正确地保存在装置外部的条件下，能够从所述装置中所结合的数据存储器111中删除在数据存储器111中存储的冻结帧数据，因此能够更加可靠地存储和维持更大量的异常监视数据。
(2)由于通过无线电通信将冻结帧数据存储在管理站200的存储单元201中，因此能够更好地抑制车辆100中的存储介质的容量。此外，当进行车辆维护时能够提供足够的服务。
(3)当在发送冻结帧数据之后的一段预定时间中没有从管理站200发送接收完成通知时，则再次向管理站200发送冻结帧数据。因此，能够在车辆100与管理站200之间通过无线电通信可靠地交换信息。
(4)由于当时间顺序的冻结帧数据的连续发送次数已经超过上限值时开启MIL，因此能够将车辆100和管理站200自身的通信功能异常的状态通知给驾驶员。
(5)当发送时间顺序的冻结帧数据时，确定是否与管理站200正确地建立起通信环境(步骤S136和S137)，并且基于对正确建立起该通信环境的确定，发送时间顺序的冻结帧数据。因此，能够在车辆100与管理站200之间执行适当的通信。
(6)在车辆100与管理站200之间还交换关于除了与时间顺序的冻结帧数据相关联的数据之外的数据的信息，并且根据信息交换过程中所展示出的车辆100的灵敏度，确定车辆100是否处于能够如上所述执行无线电通信的位置。即，由于根据车辆100处于能够进行无线电通信的适当位置的事实确定正确地建立起通信环境，因此能够正确地并容易地进行确定。
(7)按照如上所述所使用的冻结帧数据是时间顺序的冻结帧数据，其是指示当检测到车辆设备的异常时车辆设备的运行状态、该时刻之前的状态和该时刻之后的状态的数据。基于这种时间顺序的冻结帧数据，能够对车辆设备的异常的原因进行更加接近的分析。
(8)作为数据存储器111，可以使用包含工作区域111a和备份区域111b的随机存取存储器(RAM)。基于时间顺序将用于指示车辆设备的运行状态的数据保存在工作区域111a中。当根据以上异常监视而检测到车辆设备的异常时，将用于指示在该时刻的车辆设备的运行状态的数据与用于指示在该时刻之前和之后的同一车辆设备的运行状态的数据相关联。由于将由此关联的数据作为如上所述的时间顺序的冻结帧数据而暂时存储在备份区域111b中，因此能够将该时间顺序的冻结帧数据正确地存储和维持在数据存储器111中，直到将该时间顺序的冻结帧数据保存在外部管理站200中。
(9)基于当正在保存时间顺序的冻结帧数据时车辆100的点火开关可能关闭的事实，将从车辆电池到发动机控制单元110的功率供应维持一段保存时间顺序的冻结帧数据所需的时间。因此可以采用优选的方式维持时间顺序的冻结帧数据的可靠性。
(第二实施例)
第二实施例的车辆异常监视装置同样基于传感器输出的信号而监视包括车辆发动机在内的车辆设备的异常，所述传感器用于检测根据车辆设备的运行状态而变化的物理量。特别是，该装置由例如发动机控制单元110构成，所述发动机控制单元110是用于对各种类型的车辆设备进行分散式控制的多个电子控制单元之一。结合在发动机控制单元110中的数据存储器111具有与第一实施例(图1)基本相同的存储器结构。第二实施例与上述第一实施例基本相同，因为当通过如上所述的异常监视而检测到车辆设备的异常时，发动机控制单元110如下所述地对数据存储器111执行存储器操作。
-在数据存储器111的工作区域111a中，将用于指示检测到异常时的车辆设备的运行状态的数据与用于指示该时刻之前和之后的同一车辆设备的运行状态的数据相关联，并且将彼此相关联的数据项作为如上所述的时间顺序的冻结帧数据而暂时存储在备份区域111b中。
-通过通信将在数据存储器111的备份区域111b中存储的时间顺序的冻结帧数据保存在独立提供的存储单元中。确定通信的正确性，并且当确定已经正确执行了通信时，从备份区域111b中删除该时间顺序的冻结帧数据。
本发明的发动机控制单元110类似上述，因为基于当正在保存数据时车辆的点火开关可能关闭的事实，将从车辆电池到发动机控制单元110的功率供应保持一段保存时间顺序的冻结帧数据所需的时间。
然而，构成部分导航系统的导航控制单元(车载控制单元)150作为对各种类型的车辆设备进行分散式控制的多个电子控制单元之一而连接到车载网络上，如图9所示。导航控制单元150结合有存储单元151，其具有由大容量，例如硬盘构成。本实施例的发动机控制单元110通过通信总线BS将如上所述的时间顺序的冻结帧数据保存在存储单元151中。如果已经正确执行了该保存，就将时间顺序的冻结帧数据从备份区域111b中删除。这种配置还允许更好地抑制结合在发动机控制单元110中的数据存储器111的容量。
参考图10描述存储器操作的存储器操作过程。
假设时间顺序的冻结帧数据存储在备份区域111b中(步骤S231)。则，发动机控制单元110首先通过通信总线BS向导航控制单元150发送(转送)该时间顺序的冻结帧数据(步骤S232)。接下来，确定通信的正确性，并且当确定通信已经正确地执行时，即已经接收到时(步骤S233)，将该时间顺序的冻结帧数据从备份区域111b中删除(步骤S234)。在本实施例中，每次将时间顺序的冻结帧数据存储在备份区域111b中时，就由发动机控制单元110执行这种过程，以采用优选的方式维持备份区域111b中的空闲容量。
在第二实施例中，根据车载网络的通信协议确定是否进行了正确的通信(步骤S233)。当在步骤S233的过程中确认通信不正确时执行的过程(例如重发过程)也可以基于车载网络的通信协议来执行。
如上所述，第二实施例的车辆异常监视装置能够提供的优点与在第一实施例的描述中的项(1)和项(7)到(9)中所列出的优点基本相同。
当将根据第二实施例的车辆异常监视装置用于采用如上所述的车载导航控制单元的系统中时，其不限于以上所述的处理模式，可以对该装置进行如下修改。
(第三实施例)
在第二实施例中，导航控制单元150中的存储单元(硬盘)151被用作保存时间顺序的冻结帧数据的最终位置。然而，在如图11所示，车载网络与图1所示的管理站200交换数据的情况下，例如根据图12所示的处理过程，可以通过无线电通信，将保存在存储单元151中的时间顺序的冻结帧数据进一步保存在管理站200中。这种处理模式的使用允许更加容易地利用时间顺序的冻结帧数据来提供各种优点。例如，在车辆外部设置的管理站200能够向感兴趣的车辆的驾驶员通知已经检测到车辆设备的异常的事实。还可以搜集车辆设备异常的统计数据，例如每种车辆类型或者生产批号，并且可以在车辆开发(例如安全测量)时使用该统计数据。结果是，将会得到足够的服务，尤其是当进行车辆维护时。
现在参考图12描述第三实施例中的导航控制单元150所执行的存储器操作。按照预定时间间隔重复相同的过程。
如步骤S241的过程，导航控制单元150首先确定是否已经从发动机控制单元110发送时间顺序的冻结帧数据。当确定存在数据的发送时，将时间顺序的冻结帧数据存储在存储单元151中(步骤S242)，并且基于无线电通信向管理站200发送时间顺序的冻结帧数据(步骤S243和S244)。接下来，确定通信(即管理站200对冻结帧数据的接收)的正确性，并且当确定已经正确执行了通信时(步骤S245)，将时间顺序的冻结帧数据从存储单元151中删除(步骤S246)。
当在步骤S241的过程中没有来自发动机控制单元110的发送时，在步骤S243到S246的过程中将时间顺序的冻结帧数据从存储单元151中删除，而不执行步骤S242的过程。应该注意的是，在步骤S243的过程中可以确定时间顺序的冻结帧数据没有存储在存储单元151中。在该情况下，在该时刻结束所述控制。
在第三实施例中，基于在时间顺序的冻结帧数据的发送之后的一段预定时间内管理站200已经提供了用于指示正确接收到时间顺序的冻结帧数据的信息(接收完成通知)的事实，确定已经进行了正确的接收(步骤S245)。
如上所述，第三实施例能够提供与在以上项(1)和项(7)到(9)中所列的优点相同的优点。还可以实现与在第一实施例中的项(2)中所列的优点的相同或者基本相同的优点。
(其他实施例)
可以通过对上述实施例如下进行修改来执行上述实施例。
在包括以上实施例在内的通常情况下，将指示车辆设备的运行状态的多项数据存储在数据存储器111的工作区域111a中，并且将所述多项数据之中的一些(例如发动机转速和进气量)用作时间顺序的冻结帧数据。在以上实施例中，通过通信将这种时间顺序的冻结帧数据保存在外部存储单元。确定通信的正确性，并且当确定已经正确执行了通信时，从备份区域111b中删除该时间顺序的冻结帧数据。然而，当在存储工作区域111a中的多项数据中不用作时间顺序的冻结帧数据的其他数据也保存在外部存储单元中时，基于该数据能够进行更加接近的分析。
现在参考图13描述保存过程。假设将管理站200的存储单元201用于待保存的数据的目的地。当将时间顺序的冻结帧数据存储在备份区域111b中时(步骤S331)，发动机控制单元110首先根据断开(trip)确定标志确定从发动机电池到发动机控制单元110的功率的供应是否继续(步骤S332)。当根据异常监视而检测到车辆设备的异常时，将断开确定标志置位，并且当车辆的点火开关开启时将其复位。因此，当在步骤S332的过程中确定断开确定标志被置位，则基于到发动机控制单元的功率供应保持继续的确定，发动机控制单元110进入步骤S333的过程，在步骤S333的过程中，除了在备份区域111b中存储的时间顺序的冻结帧数据之外，还发送在工作区域111a中存储的数据中的用于分析异常的数据(例如各种传感器输出的值以及输入/输出端口的状态)。
当在步骤S332的过程中确定断开确定标志被复位时，发动机控制单元110的功率供应已经被中断，在工作区域111a中的数据已经丢失。因此，在该情况下，发动机控制单元110仅仅向管理站200发送备份区域111b中存储的时间顺序的冻结帧数据(步骤S334)。在两种情况中的任意一种情况下，一旦将数据存储器111中存储的内容通过无线电通信发送到管理站200，就确定无线电通信的正确性，并且当确定已经正确执行了通信时(步骤S335)，将时间顺序的冻结帧数据从备份区域111b中删除(步骤S336)。
在图12和图13所示的处理过程中，当没有收到如上所述的接收完成通知时，可以向管理站200重发感兴趣的数据(步骤S245和S335)。例如，在第一实施例的步骤S135到S137的过程执行之后，可以再次执行步骤S244或者步骤S332的过程，这就允许感兴趣的数据被正确地发送到管理站200。在该实用情况中，从实际的观点看，还期望执行第一实施例的步骤S138的过程(开启MIL)。
在导航控制单元150被装载在车辆上的系统中，发动机控制单元110可以基于通过导航控制单元150获得的位置信息，执行通信环境的确定(步骤S136)。当在该情况下确定通信环境时，如图14所示，在步骤S311的过程中将通信标志复位。在该情况下，根据来自导航控制单元150的位置信息，确定以下条件之间是否满足逻辑AND条件：(A)车辆位于可通信区域(步骤S312)以及(B)车辆在特定位置的外部，例如在隧道或者地铁的外部(步骤S313)。当满足AND条件时，在对通信标志置位时结束控制(步骤S314)。因此，在随后的步骤S137(图6)的过程中，基于通信标志被置位的事实确定与管理站200的通信环境良好。然而，当条件(A)与(B)之间的AND条件不满足时(步骤S312和步骤S313)，在该时刻结束控制，而不执行步骤S137的过程。在该情况下，在步骤S137的过程中确定与管理站200的通信环境不好，并且重复图14中采用示例的方式所示出的过程，直到在步骤S137的过程中确定通信环境良好为止。
可以将用于指示根据异常监视而检测到车辆设备的异常的时间的时间信息加入时间顺序的冻结帧数据。在该配置中，管理站200能够根据该时间信息与数据接收时间之间的比较，识别将时间顺序的冻结帧数据未发送到管理站200的时间段或者未删除时间顺序的冻结帧数据的时间段。
可以将用于指示从通过异常监视而检测到车辆设备的异常时开始的总时间的时间数据(时间信息)加入时间顺序的冻结帧数据中，在该总时间期间，备份区域111b没有足够的空闲容量来存储时间顺序的冻结帧数据，并且发动机的点火开关开启。即使已经执行异常监视，这种配置也可以容易地识别未将时间顺序的冻结帧数据从备份区域111b中删除的时间。
现在参考图15描述该存储器操作过程。例如，每秒都重复该过程。在此假设备份区域111b的容量设置为允许存储最多三项时间顺序的冻结帧数据，如图16所示。在图16中，每项数据都跟随有(r，s，t)，“r”指示数据的帧数，“i”指示数据在采样序列中的位置，“j”指示数据的类型。在图16中，为其设置了采样序列值“0”的数据是在发生异常时所采样的数据。将如上所述的时间数据添加到在每次发生异常时所采样的每项数据中。在该过程中，如图15所示，发动机控制单元110首先确定以下条件是否满足逻辑AND的关系：(A)备份区域111b没有足够的空闲空间来保存新的时间顺序的冻结帧数据(步骤S321)和(B)发动机点火开关开启(步骤S322)。当在条件(A)与(B)之间满足逻辑AND条件时，通过对在备份区域111b中存储的三项时间顺序的冻结帧数据FFD1到FFD3中的每个时间数据加“1”来累加时间计数。当在条件(A)与(B)之间不满足逻辑AND条件时，在该时刻结束一次控制，而不执行步骤S323的过程。由于这种过程每秒都执行，因此即使是执行异常监视，添加到时间顺序的冻结帧数据中的时间数据指示未将该时间顺序的冻结帧数据从备份区域111b中删除的总时间。
当能够通过通信线路将发动机控制单元(发动机异常监视装置)110连接到外部工具时，可能通过在汽车经销商或者修理车间处的外部工具发出(advise)时间顺序的冻结帧数据的输出请求。在该情况下，当时间顺序的冻结帧数据已经保存在车辆外部的存储单元中时，并且数据已经从数据存储器111中删除时，汽车经销商或者修理车间可能不能提供适当的服务。在该点上，根据图17所示的过程，如果发动机控制单元110对应于来自外部工具的输出请求，则能够更好地消除这种顾虑。在每个预定周期都重复该过程。
特别是，当通过外部工具发出时间顺序的冻结帧数据的输出请求时(步骤S341)，发动机控制单元110首先向管理站200发出返回时间顺序的冻结帧数据的请求(步骤S342)。接下来，控制单元确定在发出该返回请求之后的一段预定时间内是否已经将数据从管理站200返回(步骤S343)。当时间顺序的冻结帧数据返回时，控制单元将所返回的数据输出到外部工具(步骤S344)。当在步骤S343的过程中没有返回时间顺序的冻结帧数据，则将用于指示时间顺序的冻结帧数据被存储和维持在管理站200的信息输出到外部工具(步骤S345)。因此，向外部工具通知冻结帧数据被存储和维持在何处。
第一实施例中的步骤S135到S137的过程并不局限于时间顺序的冻结帧数据的重发，其可以在每次发送时间顺序的冻结帧数据时执行。
当发动机控制单元(发动机异常监视装置)110是结合有用于与管理站200进行无线电通信的通信单元的类型时，在将时间顺序的冻结帧数据保存在外部存储单元中时，能够更好地抑制施加到例如在车辆中构建的车载网络之类的通信线路上的负载。
可以根据任何过程将时间顺序的冻结帧数据存储在备份区域111b中。
可以使用任何类型的时间顺序的冻结帧数据，只要它指示在车辆设备的异常发生前后一段时间内车辆设备的运行状态中的变化，并且可以采样任何数量的数据。
不是必须使用时间顺序的冻结帧数据作为冻结帧数据。所需要的是用于指示当根据异常监视而检测到车辆设备的异常时车辆设备的运行状态的数据。
任何确定方法都可以用于确定通信环境(步骤S316)，只要该方法可以确定在车辆与管理站200之间能否正确地交换信息。
包括使用电子邮件进行通知的方法在内的任何方法都可以用于向用户通知用于指示在车辆与管理站之间的通信中已经发生异常的事实的信息(步骤S138)。
不是必须要将用于指示在车辆与管理站之间的通信中已经发生异常的事实的信息通知给用户(步骤S138)。并且也不是必须要执行冻结帧数据的重发。
数据存储器111可以是由任何易失性存储器和任何非易失性存储器(包括硬盘)构成的存储器。
数据存储器111可以由易失性存储器和任何非易失性存储器两者之一构成。然而，当数据存储器111仅仅由易失性存储器构成时，在从车辆电池到发动机控制单元110的功率供应执行期间，必须通过通信将数据存储器111中的所有冻结帧数据保存在外部存储单元中。在该情况下，当确定正确地执行了通信时，在易失性存储器中存储的冻结帧数据成为删除目标。
不是必须要基于在冻结帧数据发送期间发动机点火开关可能关闭的事实，而将从车辆电池到发动机控制单元110的功率供应维持通信所必需的一段时间。
车辆异常监视装置并不局限于发动机控制单元110，其可以是任何控制单元。
要保存的数据或者要从数据存储器111中删除的数据并不局限于冻结帧数据，其可以是用于分析车辆异常的任何类型的数据(异常分析数据)。异常分析数据是与例如在传感器、致动装置或者发动机控制单元处的异常发生的状态相关联的数据，并且异常分析数据是用作异常分析的有用参考的信息。在某种情况下，为了检测致动装置的磨损，例如，在车辆被卖出后行驶每个预定时间段或者距离时，周期性地存储致动装置的仪器误差的学习值，并且基于仪器误差的学习值的变化来检测致动装置的磨损。用于异常分析的数据包括这种仪器误差的学习值，其能够用作历史信息。