CN109660434A - 车辆网络装置 - Google Patents

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Abstract

可置于车辆不同区域的两个通信ECU(10、20)配备有通过区间连接单元(17)互相连接的各自的通信中继器(12)和(22)。各通信中继器功能简化且独立于路由器(13)的功能。通信中继器(12)或(22)在接收到信号时将信号输出到通信线(11‑1)至(11‑4)或(21‑1)至(21‑4)中的与接收信号的通信线属于相同系统的另一通信线以及路由器(13)。路由器控制在通信线(11‑1)至(11‑4)中的一通信线与通信线(21‑1)至(21‑4)中的一通信线这样的不同系统通信线之间传输的信号的路线。因通信中继器成本低且能以高速运行，且路由器数量降低，所以能降低部件成本。各车辆装置连接到属于各预定类别且彼此独立的通信线(11‑1)至(11‑4)或(21‑1)至(21‑4)中的一者。

Description

车辆网络装置
技术领域
本发明涉及一种车辆网络装置，并且更具体地，涉及一种用于使得车辆上的各种装置能够互相通信的技术。
背景技术
在车辆中，通常地，大量的各种电气装置布置在各种部位处。而为了以适当的方式控制一个或多个电气装置，例如，为每个功能设置包含微计算机的电子控制单元(ECU)。
此外，例如，需要使得设置在车辆上的各种ECU能够共享相同的信息，并且获取必要信息，以及使得各个ECU的操作状态能够被其它ECU识别。为此，在同一车辆上，功能或类型彼此不同的大量ECU通过网络互相连接，从而能够互相通信(例如，参考专利文献1和2)。
例如，涉及一种车辆控制系统的专利文献1公开了用于缩短布线长度并且有助于布线操作的技术。该车辆控制系统配备有：多个功能性ECU，其布置在车辆的多个不同的区域，并且依据作为控制对象的功能性单元的功能被分类为多组；多个中继ECU，其被布置在各个区域中；第一网络，其将多个中继ECU互相连接；以及第二网络，每个第二网络都设置在每个区域中，并且将功能性ECU与该区域中的中继ECU连接。
涉及一种通信系统的专利文献2公开了一种使得即使装置具有不同的通信协议也能够在装置之间通信并且缩短了电线的长度的技术。该通信系统配备有：多个网关单元，每个网关单元都设置在车辆的各个部分中，并且能够与具有不同的通信协议的多个装置通信；以及干线，该干线将各个部分互相连接。
引用列表
专利文献
[专利文献1]JP-A-2015-67187
[专利文献2]JP-A-2017-19329
发明内容
技术问题
在例如专利文献1中公开的实现ECU之间的通信的上述车辆网络中，各种ECU依据作为控制对象的功能性单元的功能而被分类为多组。考虑以下因素进行这样的组的分类：
(1)如果将必要通信速率相似的多个ECU分配到相同的组并且连接到共同的通信线，则能够降低系统的部件成本。
(2)如果将实现关联功能的多个ECU分配至相同的组并且连接到共同的通信线，则能够减少经过网关的绕行信息的量。合理的实施方式可以是依据功能将ECU分组为例如车身组、传动系组、驾驶辅助组、多媒体组等。
(3)另一个合理的实施方式可以是考虑到要传输的信息的安全性的差异和由车辆的故障导致的车辆事故的风险的程度而将ECU分组。
(4)再一个合理的实施方式可以是将车身上互相靠近的ECU分配到相同的组并且将彼此远离的ECU分配到不同的组。这使得能够缩短线束的通信线长度，并且降低部件成本和重量。例如，容易想到针对诸如车辆保险杠附近的区域、发动机室区域、仪表板区域、门区域/车顶区域、座椅区域和行李室区域这样的各个区域形成不同的组。
然而，由于在项(1)-(4)中描述的分组的优化方式具有不同的目的，所以优化的结果，即，网络配置依据重视项(1)-(4)中的哪一项而变化。项(1)-(4)中的期望重视的项可以依据情况而变化。
顺便提及，要求诸如干线这样的将彼此远离的多个区域连接的通信线以高速传输大量的信息。此外，由于分类为多组的不同系统的信号线存在于网络系统的各个区域中，所以用于控制诸如CAN(控制器局域网络)标准的框架这样的信号的路线的路由器需要设置在网络上的多个区域的连接部位处。然而，由于与高速通信兼容并且能够执行复杂控制的路由器非常昂贵，所以如果将路由器安装在各个区域中，则整个车辆的网络的成本增大。另一方面，如果路由器的处理速度低，则即使由同一系统的信号线传输信号，该信号也在从一个区域向另一个区域行进时在路由器中延迟，这使得难以满足车辆要求的规格。
已经鉴于以上情况做出本发明，并且因此本发明的目的是提供一种车辆网络装置，其能够缩短使用多个系统的通信线的通信的延迟时间。
解决问题的方案
为了实现以上目的，本发明提供了以下项(1)至(5)的车辆网络装置：
(1)一种安装在车辆上的车辆网络装置，包括：
通信中继器，该通信中继器连接到至少两组的多条通信线；和
路由器，该路由器控制信号的通信路线经过所述通信中继器，
其中，所述多条通信线属于各预定的系统，并且彼此独立；
其中，当接收到来自所述至少两组的多条通信线之中的一组多条通信线中的通信线的信号时，所述通信中继器将所述信号发送到另一组多条通信线中的与从其接收到所述信号的通信线属于相同系统的通信线，并且发送到所述路由器；并且
其中，所述路由器将所述信号发送到所述另一组多条通信线中的与从其接收到所述信号的通信线属于不同系统的通信线。
(2)一种车辆网络装置，包括：
多个通信中继器，该多个通信中继器能够设置在车辆上的不同区域中；
路由器，该路由器控制信号的通信路线经过所述多个通信中继器中的两个通信中继器；和
一个或多个区间连接单元，每个所述区间连接单元利用通信线将所述多个通信中继器中的两个通信中继器互相连接，并且将所述多个通信中继器中的一个通信中继器与所述路由器互相连接；以及
装置连接单元，该装置连接单元连接至所述多个通信中继器中的各个通信中继器，并且每个所述装置连接单元都具有多条通信线，
其中，所述多条通信线属于各预定的系统，并且彼此独立；
其中，所述区间连接单元的各自的所述通信线具有传输线，该传输线彼此独立，并且属于与所述多条通信线在数量上至少相等的各系统；
其中，所述多个通信中继器中的每个通信中继器在接收到信号时，将所述信号输出到所述传输线中的与从其接收到所述信号的通信线属于相同系统的通信线，并且输出到所述路由器；并且
其中，所述路由器将所述信号发送到所述传输线中的与从其接收到所述信号的通信线属于不同系统的通信线。
(3)根据项(2)所述的车辆网络装置，其中
所述多个通信中继器设置在所述车辆中的设置有具备不同功能的各车辆部分并且彼此独立的各个空间中。
(4)根据项(2)或(3)所述的车辆网络装置，还包括：
干线，该干线相比于各个所述装置连接单元的所述多条通信线能够进行高速通信，其中：
所述干线包括传输线，该传输线与每个所述装置连接单元的所述多条通信线至少在数量上相同。
(5)根据项(2)至(4)的任意一项所述的车辆网络装置，还包括：
一装置，该装置管理通信安全，并且设置在所述多个通信中继器中的至少一个通信中继器与关联的所述装置连接单元中的属于一个系统的通信线之间。
根据具有项(1)的配置的车辆网络装置，由于通信中继器的操作非常简单，所以当从一个系统的通信线接收到的信号经由通信中继器发送至相同系统的另一条通信线时，能够缩短通信延迟时间。
根据具有项(2)的配置的车辆网络装置，由于多个通信中继器中的每个通信中继器的操作是非常简单的，所以能够仅通过使用配置简单并且廉价的专用的硬件，实现能够高速操作的各个通信中继器。此外，能够仅通过使用单个路由器控制在不同系统的信号线之间传输的信号的路线。从而，整个系统的配置简化。结果，能够在抑制部件成本增高的同时实现高速操作，并且缩短通信延迟时间。
根据具有项(3)的配置的车辆网络装置，能够通过将通信中继器设置在例如车辆保险杠附近的区域、发动机舱区域、仪表板区域、门区域、顶棚区域、座椅区域和行李室区域这样的区域中，容易地构成将车辆的部分互相连接的通信网络，并且能够以高速进行位于不同区域中的部分之间的通信。
根据具有(4)的配置的车辆网络装置，由于能够进行高速通信的干线被用作区间连接单元，所以即使在远距离的区域之间，也能够缩短通信延迟时间。此外，由于与多个系统的通信线在数量上至少相等的传输线形成在单个干线中，所以不需要为各个通信中继器设置切换输入/输出连接关系的功能。从而，能够仅利用单个的路由器控制车辆上的网络的通信路线。
根据具有项(5)的配置的车辆网络装置，通过使用经过用于管理通信安全的装置的通信路线，即使在进行车辆上的装置与车辆外侧的非限定的装置之间的通信时，也能够确保通信安全。
发明的有益效果
根据本发明的车辆网络装置使得能够抑制诸如路由器这样的部件的成本的增加，并且能够在多个区域之间进行高速通信。即，由于不需要在多个部位设置路由器功能，并且各个通信路由器的操作是简单的，所以能够实现高速操作，而无需使用昂贵的部件。
已经简要地描述了本发明。当参考附图阅读下文描述的用于实施本发明的实施方式(后文中，称为实施例)时，本发明的细节将变得更加清晰。
附图说明
图1是示出具有示例性配置-1的车辆网络装置的方框图。
图2是示出安装在车辆上的各个系统(组)的通信线的特性趋势的表格。
图3是示出不包括通信中继器的通信ECU的配置的方框图。
图4是示出具有示例性配置-2的车辆网络装置的方框图。
图5是图示出有关图4所示的车辆网络装置中的传输线的示例性结构的示意图。
图6是示出车辆上的车辆网络装置的通信ECU的示例性布置的方框图。
参考标记列表
10、10A、20、20A、20B、20C、20D：通信ECU
10a：微计算机
11-1、11-2、11-3、11-4：通信线
12、22：通信中继器
12a、12b、12c、12d：输入/输出口
13：路由器
13a：位赋值表保持单元
13b：位赋值表比较单元
14-1、14-2、14-3、14-4：驱动器IC
15、25：安全管理单元
16：路由器连接单元
17、17A、17B、17C、17D：区间连接单元
18：光连接干线
18a、18b、18c、18d：光传输线
21-1、21-2、21-3、21-4：通信线
22a、22b、22c、22d：输入/输出口
24-1、24-2、24-3、24-4：驱动器IC
30：车辆
具体实施方式
后文将参考附图描述本发明的具体实施例。
<车辆网络装置的示例性配置-1>
图1示出了具有示例性配置-1的车辆网络装置。
图1所示的车辆网络装置由两个通信ECU10和20以及将两个通信ECU连接的区间连接单元17构成。通信ECU10和20分别设置在车辆上的区域-1和区域-2中。
通信ECU10具有使得彼此独立的不同系统的通信线11-1、11-2、11-3和11-4与通信ECU20之间能够通信的功能。各个通信线11-1、11-2和11-3具有使得具备通信功能的各种车辆装置(ECU等)相连接的总线功能。从而，能够连接到各条通信线11-1、11-2和11-3的车辆装置的数量能够根据需要而变化。例如，不同系统的通信线11-1、11-2和11-3可以在诸如通信速度、通信协议等这样的设计规格方面彼此不同。
通信线11-4具有使得能够在车辆外部的装置与车辆装置之间进行通信的功能。从而，为了使用通信线11-4进行通信，应当设置用于确保通信安全的功能。各条通信线11-1、11-2、11-3和11-4在其设计规格与CAN(控制器局域网络)标准兼容的情况下由两条电线构成。
图1中示出的通信ECU10配备有通信中继器12、路由器13、驱动器IC(集成电路)14-1至14-4以及安全管理单元15。通信中继器12与路由器13通过路由器连接单元16互相连接。通信线11-1、11-2、11-3和11-4分别经由驱动器IC14-1、14-2、14-3和14-4连接到通信中继器12的输入/输出口12a、12b、12c和12d。安全管理单元15连接在输入/输出口12d与驱动器IC 14-4之间。
通信中继器12仅具有集线器功能，其以维持系统种类和通信规格相同的方式简单地中继相同区域中的通信或者不同区域之间的通信。即，在图1所示的包括四个系统的通信线11-1至11-4的通信ECU10中，通信中继器12彼此独立地中继四个系统的通信。连接通信中继器12与通信ECU20的区间连接单元17包括与各通信线11-1至11-4相对应的四个系统的通信线，从而能够彼此独立地中继由通信线11-1至11-4传输的通信。
另一方面，车辆网络需要中继系统种类或者通信规格彼此不同的系统之间的通信。例如，可能发生如下情况：需要连接到通信线11-1的车辆装置与连接到通信线11-3的车辆装置之间的通信。为了能够进行这样的不同系统之间的通信，通信ECU10除了配备有通信中继器12之外，还配备有路由器13。
即，路由器13具有例如当必要时将从通信线11-1至11-4中的一条通信线传输的信号的目的地切换至通信线11-1至11-4中的系统种类不同的另一条通信线这样的路线控制功能。路由器13还具有通过吸收例如通信协议或者其它标准项目的差异而能够在不同系统之间进行通信的网关(GW)功能。
驱动器IC14-1至14-4进行适于通信线11-1至11-4所属的各系统的通信标准的各信号处理。即，各个驱动器IC14-1至14-4包含接收单元和传输单元，该接收单元和传输单元对根据通信标准输入或输出的信号进行放大、波形整形以及其它处理。
连接通信中继器12与路由器13的路由器连接单元16配备有独立的通信线，该通信线的数量与通信线11-1至11-4的数量相同(四条)。从而，路由器连接单元16能够接收来自各通信线11-1至11-4的信号，并且将信号输出到各通信线11-1至11-4。这些信号由通信中继器12中继。
另一方面，四个系统的通信线21-1至21-4连接到设置在区域-2中的通信ECU20。通信线21-1至21-4对应于设置在区域-1中的各通信线11-1至11-4。
即，通信线21-1与11-1的通信协议和通信标准相同。类似地，通信线21-2与11-2的通信协议和通信标准相同，通信线21-3与11-3的通信协议和通信标准相同，并且通信线21-4与11-4的通信协议和通信标准相同。从而，车辆装置能够连接到例如系统相同并且与该车辆装置系统种类相同的通信线11-1和21-1中的任意一者。实际上，由于通信ECU10与通信ECU20设置在不同的区域中，所以车辆装置连接到例如系统相同且与该车辆装置系统种类相同的通信线11-1和21-1中的较近的一者或有利的一者。像与通信线21-4的系统相同的通信线11-4一样，通信线21-4用于连接到车辆的外部的装置。
图1所示的通信ECU20配备有通信中继器22、四个系统的驱动器IC24-1至24-4以及安全管理单元25。即，除了通信ECU20不配备有路由器之外，该通信ECU20与通信ECU10相同。
通信中继器22具有以保持通信线21-1至21-4与通信线11-1至11-4系统相同的方式在两者之间中继通信的功能。通信中继器22的输入/输出口22a、22b、22c和22d接收来自通信线21-1至21-4的信号，并且将信号输出到通信线21-1至21-4。输入/输出口22a、22b和22c分别经由驱动器IC24-1至24-3连接到通信线21-1至21-3。输入/输出口22d经由安全管理单元25和驱动器IC24-4连接到通信线21-4。
<中继操作的概述>
<通信中继器12的功能>
当在输入/输出口12a接收到来自通信线11-1的信号时，区域-1中的通信中继器12将与接收到的信号携带的信息相同的信息原样发送到区间连接单元17的相同系统的通信线17a，并且发送到路由器连接单元16的相同系统的通信线16a。
类似地，当在输入/输出口12b接收到来自通信线11-2的信号时，通信中继器12将与接收到的信号携带的信息相同的信息原样发送到区间连接单元17的相同系统的通信线17b，并且发送到路由器连接单元16的相同系统的通信线16b。
当在输入/输出口12c接收到来自通信线11-3的信号时，通信中继器12将与接收到的信号携带的信息相同的信息原样发送到区间连接单元17的相同系统的通信线17c，并且发送到路由器连接单元16的相同系统的通信线16c。当在输入/输出口12d接收到来自通信线11-4的信号时，通信中继器12将与接收到的信号携带的信息相同的信息原样发送到区间连接单元17的相同系统的通信线17d，并且发送到路由器连接单元16的相同系统的通信线16d。
当接收到来自区间连接单元17的第一系统通信线17a的信号时，通信中继器12将与接收到的信号携带的信息相同的信息从相同系统的输入/输出口12a发送到通信线11-1，并且发送到相同系统的通信线16a。
类似地，当接收到来自区间连接单元17的第二系统通信线17b的信号时，通信中继器12将与接收到的信号携带的信息相同的信息从相同系统的输入/输出口12b发送到通信线11-2，并且发送到相同系统的通信线16b。
当接收到来自区间连接单元17的第三系统通信线17c的信号时，通信中继器12将与接收到的信号携带的信息相同的信息从相同系统的输入/输出口12c发送到通信线11-3，并且发送到相同系统的通信线16c。当接收到来自区间连接单元17的第四系统通信线17d的信号时，通信中继器12将与接收到的信号携带的信息相同的信息从相同系统的输入/输出口12d发送到通信线11-4，并且发送到相同系统的通信线16d。
<通信中继器22的功能>
当在输入/输出口22a接收到来自通信线21-1的信号时，区域-2中的通信中继器22将与接收到的信号携带的信息相同的信息原样发送到区间连接单元17的相同系统的通信线17a。类似地，当在输入/输出口22b接收到来自通信线21-2的信号时，通信中继器22将与接收到的信号携带的信息相同的信息原样发送到区间连接单元17的相同系统的通信线17b。
当在输入/输出口22c接收到来自通信线21-3的信号时，通信中继器22将与接收到的信号携带的信息相同的信息原样发送到区间连接单元17的相同系统的通信线17c。当在输入/输出口22d接收到来自通信线21-4的信号时，通信中继器22将与接收到的信号携带的信息相同的信息原样发送到区间连接单元17的相同系统的通信线17d。
当接收到来自区间连接单元17的第一系统通信线17a的信号时，通信中继器12将与接收的信号携带的信息相同的信息从相同系统的输入/输出口22a发送到通信线21-1。类似地，当接收到来自区间连接单元17的第二系统通信线17b的信号时，通信中继器12将与接收的信号携带的信息相同的信息从相同系统的输入/输出口22b发送到通信线21-2。
当接收到来自区间连接单元17的第三系统通信线17c的信号时，通信中继器12将与接收的信号携带的信息相同的信息从相同系统的输入/输出口22c发送到通信线21-3。当接收到来自区间连接单元17的第四系统通信线17d的信号时，通信中继器12将与接收的信号携带的信息相同的信息从相同系统的输入/输出口22d发送到通信线21-4。
<中继操作概述>
从以上描述可见，在不使用路由器13的功能的情况下，通信中继器12和22运行为使得信号在多个区域中仅在属于相同系统的通信线之间通过中继而通信。
例如，当信号经由驱动器IC14-1从通信线11-1输入到通信中继器12的输入/输出口12a时，该信号经由通信中继器12、通信线17a、通信中继器22和驱动器IC24-1发送到通信线21-1。类似地，当信号经由驱动器IC14-2从通信线11-2输入到通信中继器12的输入/输出口12b时，该信号经由通信中继器12、通信线17b、通信中继器22和驱动器IC24-2发送到通信线21-2。
当信号经由驱动器IC14-3从通信线11-3输入到通信中继器12的输入/输出口12c时，该信号经由通信中继器12、通信线17c、通信中继器22和驱动器IC24-3发送到通信线21-3。当信号经由驱动器IC14-4从通信线11-4输入到通信中继器12的输入/输出口12d时，该信号经由通信中继器12、通信线17d、通信中继器22和驱动器IC24-4发送到通信线21-4。
当信号经由驱动器IC24-1从通信线21-1输入到通信中继器22的输入/输出口22a时，该信号经由通信中继器22、通信线17a、通信中继器12和驱动器IC14-1发送到通信线11-1。类似地，当信号从通信线21-2输入到输入/输出口22b时，该信号经由通信中继器22、通信线17b、通信中继器12和驱动器IC14-2发送到通信线11-2。
当信号经由驱动器IC24-3从通信线21-3输入到通信中继器22的输入/输出口22c时，该信号经由通信中继器22、通信线17c、通信中继器12和驱动器IC14-3发送到通信线11-3。当信号从通信线21-4输入到输入/输出口22d时，该信号经由通信中继器22、通信线17d、通信中继器12和驱动器IC14-4发送到通信线11-4。
利用以上操作，当在与属于相同系统的通信线连接的装置(例如，多个ECU)之间进行通信时，通常，因为通信中继器12和22不需要从信号提取目的地指示信息，所以抑制了信号的中继的延迟。在需要在不同类型的系统之间进行通信的情况下，利用路由器13的功能根据需要建立包括属于不同系统的多个通信线的通信路线。
例如，路由器13能够将与输入到路由器连接单元16的第一通信线16a的信号所携带的信息相同的信息发送到第二通信线至第四通信线16b-16d中的任意通信线。从而，从区域-1中的通信线11-1接收的信号能够被发送到属于与通信线11-1不同系统的通信线11-2至11-4以及通信线21-2至21-4中所选的一条通信线。
然而，由于属于不同系统的通信线可能通信协议或者通信标准互不相同，所以在进行不同系统之间的通信时，需要用于吸收这样的通信协议或者通信标准的差异的功能；路由器13设置有该功能。即，配备有路由器13的通信ECU10包括网关功能，其使得能够利用属于不同系统的多个通信线进行通信。在图1所示的单个路由器13能够控制安装在车辆中的整个网络的配置中，路由器13仅设置在具有网关功能的单个通信ECU10中就足够。
<各个系统的通信线的特性组>
图2示出了安装在车辆上的各个系统(组)的通信线的特性的趋势。图2所示的实例是将安装在车辆中的各种车辆装置(诸如ECU这样的电气装置)依据功能而分类为六个系统的情况，即，驾驶辅助系统、轮驱动系统、电力系统、车身系统、信息系统和外部连接系统。
图2中的术语“风险”是指例如相关装置的错误操作的影响程度。“高风险”是指交通事故发生的高可能性，“中风险”是指交通事故发生的较高的可能性，并且“低风险”是指用户会感到不便的状态。
虽然图2的实例是通信线被分类为六个系统的情况，但是能够通过将一些系统组合为一组而减少系统的数量。例如，由于在图2的实例中驾驶辅助系统与轮驱动系统是风险相似并且通信数据量相似的两个系统，所以这两个系统可以组合到同一组。类似地，电力系统与车身系统是风险相似并且通信数据量相似的两个系统，所以这两个系统可以组合到一组。此外，信息系统与外部连接系统也可以分类到一组。
通过以如上述方式考虑各方面的相似性以确定如何将车辆装置分配到属于各系统的通信线，能够优化构成网络的四个系统的通信线11-1至11-4以及四个系统的通信线21-1至21-4的通信规格。
例如，在图1所示的车辆网络装置中，由于配备有四个系统的通信线11-1至11-4以及四个系统的通信线21-1至21-4，所以容易想到将图2所示的六个系统的通信线的一部分组合。例如，驾驶辅助系统和轮驱动系统的车辆装置连接到第一系统的通信线11-1或21-1。电力系统和车身系统的车辆装置连接到第二系统的通信线11-2或21-2。信息系统的车辆装置连接到第三系统的通信线11-3或21-3。要求安全管理的外部连接系统的车辆装置连接到第四系统的通信线11-4或21-4。
<路由器13的功能>
图3示出了不包括通信中继器12的通信ECU10的配置。图3的实例假定通信线11-1、11-2和11-4被设计为与CAN通信标准兼容，并且通信线11-3被设计为与以太网(注册商标)通信标准兼容。
图3所示的通信ECU10配备有微计算机10a、CAN驱动器IC14-1、14-2和14-4以及以太网驱动器IC14-3。微计算机10a设置有安全管理单元15、路由器13以及各系统的驱动器的功能。
安全管理单元15设置有防火墙功能和加密通信功能。路由器13设置有位赋值表保持单元13a的功能和位赋值表比较单元13b的功能。位赋值表呈现了将信息赋值到执行与通信协议相关的处理所需的各个通信位的方式，所述通信协议对应于与通信线11-1至11-4等所属的各个系统兼容的多种通信标准中的各通信标准。
路由器13能够建立不同系统之间的通信的通信路线。例如，路由器13能够将从与通信线11-1连接的车辆装置接收到的信号发送到属于另一个系统的通信线11-3。然而，在图3的实例中，由于通信线11-1与11-3的通信标准分别为CAN和以太网，所以路由器13需要吸收这些标准之间的差异。
为此，参考位赋值表保持单元13a的位赋值表，通过位赋值比较单元13b的处理，路由器13识别在传输源和传输目的地的通信标准中的信息对于各个位的赋值方式，并且吸收通信协议之间的差异，或者如果需要则进行数据转换。
<车辆网络装置的优势效果>
在图1所示的车辆网络系统中，设置在安装于各个区域中的各通信ECU10和20内部的通信中继器12和22通过区间连接单元17互相连接，从而使得能够在不同区域之间进行通信。由于不要求各个通信中继器12和22进行除了简单的中继功能之外的操作，所以各个通信中继器12和22能够通过仅采用廉价的硬件部件而实现高速的通信。从而，能够缩短通信的沿着经过多个区域的路线的传输延迟时间。即使在通信ECU10与20设置在不同区域中的情况下，也仅需要一个路由器13以进行通信线11-1至11-4以及21-1至21-4中的属于不同系统的通信线之间的通信。因此，能够大幅地降低整个网络的部件成本。
<变型例>
<车辆网络装置的示例性配置-2>
图4示出了具有作为图1所示的示例性配置-1的变型例的示例性配置-2的车辆网络装置。示例性配置-2与示例性配置-1的区别之处在于在通信中继器12与通信中继器22互相连接的部位处采用光连接干线18。
预计诸如图1所示的区间连接单元17和图4所示的光连接干线18这样的用于车辆上的不同区域之间的连接的通信线用于交换大量数据。此外，很有可能在车辆侧规格中将容许通信延迟时间设定得非常短。
因此需要使用于连接不同区域的通信ECU10与20之间的通信的速度高，并且使得在各个通信ECU10和20中进行的处理的速度高。如在图4所示的配置中，通过光连接干线18连接通信ECU10与20，这使得能够进行高速通信，并且因此能够传输大量数据。即，由于使用光信号进行数据通信，所以能够通过将通信频率设定得较高而提高位速率。容易想到根据例如以太网标准而以光通信的方式通过光连接干线18进行通信。
<关于传输线的示例性结构>
图5示出关于图4所示的车辆网络装置中的传输线的示例性结构。在图5的实例中，在光连接干线18的光纤的部位处，四个光传输线18a、18b、18c和18d彼此独立地形成。实际上，能够通过依次介由四个时分通信信道发送光传输线18a、18b、18c和18d的信号而形成四个光传输线18a、18b、18c和18d。当然能够采用其它方法，例如，能够通过介由相同的光纤发送具有不同波长的多个光信号而同时确保多个通信信道。
在图4的实例中，因为四个独立的光传输线18a-18d形成在光连接干线18中，所以能够防止各通信中继器12和22变得复杂。即，能够经由光传输线18a-18d的对应系统将由四个系统的通信线11-1至11-4传输的信息原样发送到四个相应系统的通信线21-1至21-4。不需要进行例如将通信中继器12中的多个系统的信号混合，或者从通信中继器22接收的信号分离出多个系统的信号这样的特殊处理。
<车辆上的车辆网络装置的通信ECU的示例性布置>
图6示出了车辆30上的车辆网络装置的通信ECU的示例性布置。图6所示的车辆网络装置包括具有网关(GA)功能的一个通信ECU10A以及不具有网关功能的四个通信ECU20A、20B、20C和20D。连接到该网络的通信ECU20A-20D的总数根据需要而增多或减少。
五个通信ECU10A、20A、20B、20C和20D布置在车辆30上的不同区域中。在一般实例中，通信ECU10A、20A、20B、20C和20D分别设置在发动机舱中、左门附近、仪表板中、右门附近以及行李室中。自然地，通信ECU10A、20A、20B、20C和20D可以设置在其它区域中，例如，在车身顶棚附近的区域、座椅附近的区域以及保险杠附近的区域。
在图6的实例中，通信ECU10A的通信中继器12与通信ECU20A的通信中继器22通过区间连接单元17A互相连接。类似地，通信ECU10A的通信中继器12与通信ECU20B的通信中继器22通过区间连接单元17B互相连接。通信ECU10A的通信中继器12与通信ECU20C的通信中继器22通过区间连接单元17C互相连接。通信ECU10A的通信中继器12与通信ECU20D的通信中继器22通过区间连接单元17D互相连接。
像区间连接单元17一样，各个区间连接单元17A、17B、17C和17D具有四个系统的独立通信线。在图6的实例中，通信中继器12和通信中继器22分别被设计为与以太网标准兼容。
除了通信ECU10A被配置为使得多个区间连接单元17A、17B、17C和17D能够连接到其通信中继器12之外，通信ECU10A与图1所示的通信ECU10的配置相同。各个通信ECU20A-20D与图1所示的通信ECU20的配置相同。
通过将设置在车辆30的各部位处的多种车辆装置(诸如ECU这样的电气装置；未示出)中的每个车辆装置连接到通信ECU10A的多个系统的通信线11-1至11-4中的一条通信线或者通信ECU20A-20D中的一个通信ECU的多个系统的通信线21-1至21-4中的一条通信线，能够使所述每个车辆装置与网络上的其它车辆装置通信。
连接到多个系统的通信线11-1至11-4中的一条通信线或者多个系统的通信线21-1至21-4中的一条通信线的各种车辆装置中的每个车辆装置都能够接收被发送至相同通信线的所有信号。例如，在采用CAN通信标准的情况下，通过识别包括在数据帧中的ID，每个车辆装置从其它数据帧中区分出指向其自身的数据帧，并且仅接收指向其自身的数据帧同时舍弃其它数据帧。在采用以太网通信标准的情况下，各个车辆装置判断MAC帧中含有的目的地MAC地址是否与其自身地址一致，并且仅接收指向其自身的MAC帧同时舍弃其它MAC帧。结果，多个车辆装置能够连接到具有总线结构的各条通信线。
将在以下项[1]至[5]中简要地总结根据本发明的实施例的车辆网络装置的特征：
[1]一种安装在车辆上的车辆网络装置，包括：
通信中继器(12)，该通信中继器连接到至少两组的多条通信线(11-1至11-4)；和
路由器(13)，该路由器控制信号的通信路线经过所述通信中继器，
其中，所述多条通信线属于各预定的系统，并且彼此独立；
其中，当接收到来自所述至少两组的多条通信线中的一组多条通信线中的通信线的信号时，所述通信中继器将所述信号发送到另一组多条通信线中的与从其接收到所述信号的通信线属于相同系统的通信线，并且发送到所述路由器；并且
其中，所述路由器将所述信号发送到所述另一个组多条通信线中的与从其接收到所述信号的通信线属于不同系统的通信线。
[2]一种车辆网络装置，包括：
多个通信中继器(12、22)，该多个通信中继器能够设置在车辆上的不同区域中；
路由器(13)，该路由器控制信号的通信路线经过所述多个通信中继器中的两个通信中继器；和
一个或多个区间连接单元(17)，每个所述区间连接单元利用通信线将所述多个通信中继器中的两个通信中继器互相连接，并且将所述多个通信中继器中的一个通信中继器与所述路由器互相连接；以及
装置连接单元(通信线11-1至11-4。21-1至21-4)，该装置连接单元连接到所述多个通信中继器中的各个通信中继器，并且每个所述装置连接单元都具有多条通信线，
其中，所述多条通信线属于各预定的系统，并且彼此独立；
其中，各个区间连接单元的所述通信线具有传输线，该传输线彼此独立，并且属于与所述多条通信线在数量上至少相等的各系统；
其中，所述多个通信中继器中的每个通信中继器在接收到信号时，将所述信号输出到所述传输线中的与从其接收到所述信号的通信线属于相同系统的通信线，并且输出到所述路由器；并且
其中，所述路由器将所述信号发送到所述传输线中的与从其接收到所述信号的通信线属于不同系统的通信线。
[3]根据项[2]所述的车辆网络装置，其中
所述多个通信中继器(12、22)设置在所述车辆中的设置有具备不同功能的各车辆部分并且彼此独立的各个空间中(参见图6)。
[4]根据项[2]或[3]所述的车辆网络装置，还包括：
干线(光连接干线18)，该干线能够进行比各个所述装置连接单元的所述多条通信线高速的通信，其中：
所述干线包括传输线(光传输线18a-18d)，该传输线与每个所述装置连接单元的所述多条通信线在数量上至少相同。
[5]根据项[2]至[4]的任意一项所述的车辆网络装置，还包括装置(安装管理单元15、25)，该装置管理通信安全并且设置在所述多个通信中继器中的至少一个通信中继器与关联的所述装置连接单元中的属于一个系统的通信线之间。

Claims (5)

1.一种安装在车辆上的车辆网络装置，包括：
通信中继器，该通信中继器连接到至少两组的多条通信线；和
路由器，该路由器控制信号的通信路线经过所述通信中继器，
其中，所述多条通信线属于各预定的系统，并且彼此独立；
其中，当接收到来自所述至少两组的多条通信线之中的一组多条通信线中的通信线的信号时，所述通信中继器将所述信号发送到另一组多条通信线中的与接收到所述信号的所述通信线属于相同系统的通信线，并且将所述信号发送到所述路由器；并且
其中，所述路由器将所述信号发送到另一组多条通信线中的与接收到所述信号的所述通信线属于不同系统的通信线。
2.一种车辆网络装置，包括：
多个通信中继器，该多个通信中继器能够设置在车辆上的不同区域中；
路由器，该路由器控制信号的通信路线经过所述多个通信中继器中的两个通信中继器；和
区间连接单元，每个所述区间连接单元利用通信线将所述多个通信中继器中的两个通信中继器互相连接，并且将所述多个通信中继器中的一个通信中继器与所述路由器互相连接；以及
装置连接单元，该装置连接单元连接至所述多个通信中继器中的各通信中继器，并且每个所述装置连接单元均具有多条通信线，
其中，所述多条通信线属于各预定的系统，并且彼此独立；
其中，每个所述区间连接单元的通信线具有传输线，所述传输线彼此独立，并且属于与所述多条通信线在数量上至少相等的各系统；
其中，所述多个通信中继器中的每个通信中继器在接收到信号时，将所述信号输出到所述传输线中的与接收到所述信号的通信线属于相同系统的通信线，并且将所述信号输出到所述路由器；并且
其中，所述路由器将所述信号发送到所述传输线中的与接收到所述信号的通信线属于不同系统的通信线。
3.根据权利要求2所述的车辆网络装置，其中，
所述多个通信中继器设置在所述车辆的各个空间中，所述各个空间设置有具备不同功能的各车辆部分并且彼此独立。
4.根据权利要求2或3所述的车辆网络装置，还包括：
干线，该干线相比于各所述装置连接单元的所述多条通信线能够进行高速通信，其中：
所述干线包括传输线，所述传输线与每个所述装置连接单元的所述多条通信线在数量上至少相同。
5.根据权利要求2至4的任意一项所述的车辆网络装置，还包括：
管理通信安全的装置，该装置设置在所述多个通信中继器中的至少一个通信中继器与相关联的所述装置连接单元中的属于一个系统的通信线之间。
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