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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. GEBIET DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrzeugkommunikationssystem
zum Durchführen
einer Datenkommunikation zwischen an einem Fahrzeug angebrachten
ECUs.
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2. BESCHREIBUNG DES ZUGEHÖRIGEN STANDES
DER TECHNIK
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Zusammen
mit einer Zunahme bezüglich
an einem Fahrzeug angebrachter elektronischer Geräte in jüngster Vergangenheit
ist eine Anzahl von ECUs (elektronischen Steuereinheiten) in einem
Fahrzeug vorgesehen worden. Weiterhin sind, damit ECUs eine Datenkommunikation
miteinander durchführen, Kommunikationsleitungen
für eine
Datenübertragung zwischen
ECUs verkabelt und sind Anschlussstellenverbindungsstücke (hierin
nachfolgend "J/Cs" genannt) zum Verzweigen
der Kommunikationsleitungen vorgesehen.
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1 ist
eine erklärende
Ansicht, die einen Aufbau eines herkömmlichen Fahrzeugkommunikationssystems
zeigt. Wie es in der Zeichnung gezeigt ist, ist im Fahrzeugkommunikationssystem
ein J/C 103 mit einer als Startpunkt dienenden ECU 101 verbunden
und verzweigt eine Kommunikationsleitung über ein J/C 103 in
zwei Leitungen. Die Verzweigungsleitungen sind jeweils mit einem
J/C 104 und einem J/C 105 verbunden.
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Sechs
ECUs 102 sind jeweils mit dem J/C 104 und dem
J/C 105 verbunden, und die Anschlussstellenpunkte innerhalb
des J/C 104 und des J/C 105 sind jeweils über Abschlusswiderstände RT geerdet.
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Weiterhin
ist die Länge
der Kommunikationsleitung, die die als Startpunkt dienende ECU 101 und das
J/C 103 verbindet, auf 4 m eingestellt und sind die Längen der
Kommunikationsleitungen, die das J/C 103 und das J/C 104 und
das J/C 103 und das J/C 105 verbinden, beide auf
4,5 m eingestellt. Längen
der Kommunikationsleitungen zwischen dem J/C 104 und einer
jeweiligen ECU 102 und zwischen dem J/C 105 und
einer jeweiligen ECU 102 sind auf 2 m eingestellt. In der
Zeichnung stellt Tx ein Senden dar und stellt Rx ein Empfangen dar.
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Im
Fahrzeugkommunikationssystem mit dem obigen Aufbau tritt dann, wenn
einmal ein Signal von der ECU 101 als der Startpunkt zu
einer jeweiligen ECU 102 gesendet wird, wenn ein EIN-Zustand
(dominant) in einen AUS-Zustand (rezessiv) geschaltet wird, manchmal
ein so genanntes Überschwingen auf,
bei welchem eine Signalwellenform in der vertikalen Richtung stark
oszilliert.
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Die 2 und 3 sind
charakteristische Ansichten, die Signalwellenformen an unterschiedlichen
Teilen des Fahrzeugkommunikationssystems zeigen, wenn ein Signal
von der ECU 101 gesendet wird. In 2 stellt
eine Kurve S101 eine am Ausgangsanschluss der ECU 101 erzeugte
Spannung dar und stellt eine Kurve S102 eine am J/C 104 erzeugte
Spannung dar. Eine in 3 gezeigte Kurve S103 stellt
eine am Eingangsanschluss der ECU 102 erzeugte Spannung
dar.
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In
den 2 und 3 wird eine Ausgabe eines Sendesignals
zu einer Zeit t101 vom AUS-Zustand zum EIN-Zustand geschaltet. Ein
solches Ausgangssignal von der ECU 101 erreicht dann einen vorbestimmten
Spannungspegel und ein erwünschtes
Signal wird zu der anderen ECU 102 gesendet.
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Zu
einer Zeit t102 wird der EIN-Zustand einer Ausgabe eines Sendesignals
zum AUS-Zustand geschaltet. Die Ausgabe eines Sendesignals wird
dann ausgeschaltet, aber die Wellenform S101 am Ausgangsanschluss
der ECU 101 zeigt aufgrund eines Überschwingens große vertikale
Oszillationen, und sie fährt
mit einem Oszillieren bis zu einer Zeit t103, der nächsten Einschaltzeit,
fort.
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Daher
haben, wie es in der Kurve S102 in 2 und der
Kurve S103 in 3 gezeigt ist, am J/C 104 erzeugte
Spannungen und die Eingangsanschlüsse der ECUs 102 auf
der Empfangsseite kontinuierlich Wellenformen, die in vertikaler
Richtung mit kleinen Amplituden oszillieren. Dies wird auf die Tatsache
zurückgeführt, dass
die Anschlussstellenpunkte innerhalb des J/C 104 "Abschnitte" einer zwischen der
ECU 101 und dem J/C 104 erzeugten stehenden Welle
werden. Wenn einmal ein solches Überschwingen
auftritt, tritt ein Fehler in Bezug auf ein Kommunikationssignal
zwischen der ECU 101 und den ECUs 102 auf, was
ein Problem einer verschlechterten Kommunikationsgenauigkeit verursacht.
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Weiterhin
ist deshalb, weil ein Überschwingen
aufgrund dessen auftritt, weil die Anschlussstellenpunkte innerhalb
des J/C 104 "Abschnitte" einer stehenden
Welle werden, wie es oben angegeben ist, ein Überschwingen nicht etwas, was
immer auftritt. Eine charakteristische Impedanz ändert sich in Abhängigkeit
von verschiedenen Zuständen,
einschließlich
der Länge
von Kommunikationsleitungen zwischen ECUs und J/Cs, der Größe der Abschlusswiderstände RT,
die an dem J/C 104 und dem J/C 105 angeschlossen
sind, der Anzahl von ECUs 102, die an dem J/C 104 und
dem J/C 105 angeschlossen sind. Ein großes Ausmaß eines Überschwingens oder kein Überschwingen
kann in Abhängigkeit
von der Größe der charakteristischen
Impedanz auftreten.
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Daher
ist es möglich,
ein Überschwingen durch
Bestimmen von Positionen der ECUs 101 und 102 und
der J/Cs 103 bis 105, von Längen von Kommunikationsleitungen
und ähnlichem
im Fahrzeug basierend auf einer groben Voraussage von Zuständen zu
verhindern, bei welchen kein Überschwingen auftreten
kann. Nichtsdestoweniger kann sich in der Realität eine charakteristische Impedanz
aufgrund einer Variation bezüglich
Längen
von Kommunikationsleitungen in unterschiedlichen Fahrzeugen, an welchen
die ECUs, J/Cs und die Kommunikationsleitungen angebracht sind,
und eines Hinzufügens
von ECUs ändern,
was in einem Überschwingen
resultieren kann.
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Ein
vorgeschlagenes Verfahren zum Verhindern eines Überschwingens ohne Fehler ist
beispielsweise in der offengelegten japanischen Patentveröffentlichung
Nr.
JP 2000-151153
A offenbart. Bei diesem Verfahren sind Treiber an jeweilige
Busleitungen angeschlossen, um die Busleitungen anzutreiben. Somit
wird verhindert, dass sich eine charakteristische Impedanz ändert.
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Die
Patenanmeldungsveröffentlichung
US 2003/0001610 A1 betrifft
ein Schaltkreisbrett, das eine Übertragungsleitung
mit einem Verbinder aufweist, auf dem zusätzlich ein Terminierungsschaltkreis
an einem Ende der Übertragungsleitung
vorgesehen ist, so dass die Übertragungsleitung
selbst dann terminiert wird, wenn der Verbinder nicht verwendet
wird.
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Die
Patentanmeldungsveröffentlichung
US 2003/0190849 A1 betrifft
einen verteilten Terminator für
eine Übertragungsleitung,
die mehrere integrierte Schaltkreise verbindet. Dieser besteht aus
einer Vielzahl von Widerständen
und einem Kondensator, die so dimensioniert sind, dass unterschiedliche
Reflexionskoeffizienten bereitgestellt werden können.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Jedoch
muss bei den beschriebenen obigen Systemen ein Treiber in jede Busleitung
eingebaut werden. Daher wird die Größe des gesamten Systems groß, was in
einem Problem einer Kostenerhöhung
resultiert.
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Die
vorliegende Erfindung hat es erreicht, das obige herkömmliche
Problem zu lösen.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Fahrzeugkommunikationssystem
zur Verfügung
zu stellen, das ein Auftreten eines Überschwingens mit einem einfachen
Aufbau verhindern kann.
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Zum
Erreichen der oben angegebenen Aufgabe besteht ein Aspekt der vorliegenden
Erfindung in einem Fahrzeugkommunikationssystem, das dadurch charakterisiert
ist, dass es folgendes aufweist: einen Sendeknoten, eine Vielzahl
von Empfangsknoten, die an den Sendeknoten über Kommunikationsleitungen
und eine Verzweigungseinrichtung zum Verzweigen der Kommunikationsleitung
in eine Vielzahl von Leitungen angeschlossen sind, eine Verzögerungsschaltung,
die in der Verzweigungseinrichtung vorgesehen ist und ein Ende an
die Kommunikationsleitung auf einer Seite des Sendeknotens und das
andere Ende an die Kommunikationsleitung auf einer Seite der Vielzahl
von Empfangsknoten angeschlossen hat, einen ersten Abschlusswiderstand, der
ein Ende der Verzögerungsschaltung
erdet, und einen zweiten Abschlusswiderstand, der das andere Ende
der Verzögerungsschaltung
erdet.
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Gemäß dem Aspekt
der vorliegenden Erfindung ist die Verzweigungseinrichtung mit der
Verzögerungsschaltung
versehen, ist ein Ende der Verzögerungsschaltung über den
ersten Abschlusswiderstand geerdet und ist das andere Ende der Verzögerungsschaltung über den
zweiten Abschlusswiderstand geerdet. Dies verhindert, dass die Verzweigungseinrichtung
ein "Abschnitt" wird, der eine Erzeugung
einer stehenden Welle in den Kommunikationsleitungen verursacht,
die die Verzweigungseinrichtung und den Sendeknoten verbinden. Daher wird
eine Erzeugung eines Überschwingens
verhindert.
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Widerstandswerte
des ersten und des zweiten Abschlusswiderstands können dieselben
sein.
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Mit
dem oben beschriebenen Aufbau wird es deshalb, weil die Widerstandswerte
des ersten und des zweiten Abschlusswiderstands dieselben sind, einfach
Widerstandswerte einzustellen und die Abschlusswiderstände in der
Gesamtschaltung anzuordnen.
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Die
Verzögerungsschaltung
kann einen Widerstand, eine Spule und/oder einen Kondensator enthalten.
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Mit
dem oben beschriebenen Aufbau kann die Verzögerungsschaltung deshalb, weil
ein Widerstand, eine Spule oder ein Kondensator als Element verwendet
wird, das die Verzögerungsschaltung
bildet, mit einem einfachen Element gebildet werden. Dies trägt zu Miniaturisierungen
des Systems und zu einer Realisierung einer Platz sparenden Struktur bei.
Darüber
hinaus kann das System mit niedrigen Kosten hergestellt werden.
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Die
Verzögerungsschaltung
kann ein elektrischer Draht mit einer vorbestimmten Länge sein.
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Mit
dem oben beschriebenen Aufbau kann deshalb, weil die Verzögerungsschaltung
unter Verwendung eines elektrischen Drahts aufgebaut ist, wie beispielsweise
aus einem Kabelbaum, ein Anschließen der Verzögerungsschaltung
auf einfache Weise ausgeführt
werden, und somit wird eine Arbeit zum Anbringen der Verzögerungsschaltung
vereinfacht.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
ein Schaltungsdiagramm, das einen Aufbau eines herkömmlichen
Fahrzeugkommunikationssystems zeigt;
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2 ist
eine charakteristische Ansicht bzw. Kennlinienansicht, die Wellenformen
von an einem Ausgangsanschluss einer ECU 101 und an einem J/C 104,
die in 1 gezeigt sind, erzeugten Spannungen zeigt;
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3 ist
eine Kennlinienansicht, das eine Wellenform einer an einem Eingangsanschluss
der in 1 gezeigten ECU 102 erzeugten Spannung zeigt;
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4 ist
ein Schaltungsdiagramm, das einen Aufbau eines Fahrzeugkommunikationssystems gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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5 ist
eine Kennlinienansicht, die eine Wellenform einer an einem Ausgangsanschluss
der in 4 gezeigten ECU 1 erzeugten Spannung
zeigt;
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6 ist
eine Kennlinienansicht, die eine Wellenform einer bei einem in 4 gezeigten
Punkt P1 erzeugten Spannung zeigt;
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7 ist
eine Kennlinienansicht, die eine Wellenform einer bei einem in 4 gezeigten
Punkt P2 erzeugten Spannung zeigt; und
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8 ist
eine Kennlinienansicht, die eine Wellenform einer an einem Eingangsanschluss
der in 4 gezeigten ECU 2 erzeugten Spannung
zeigt.
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BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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Nachfolgend
wird ein Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
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In
den Zeichnungen sind dieselben und ähnliche Teile durch dieselben
oder ähnliche
Bezugszeichen bezeichnet.
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Darüber hinaus
zeigt das nachfolgend zu beschreibende Ausführungsbeispiel als Beispiele
ein System und ein Verfahren zum Verkörpern einer technischen Idee
dieser Erfindung. Die technische Idee dieser Erfindung beschränkt Materialien,
Formen, Strukturen, Anordnungen und ähnliches von Einzelbestandteilen
nicht auf diejenigen, die nachfolgend zu beschreiben sind. Verschiedene
Abänderungen
können
innerhalb des Schutzumfangs der Ansprüche zu der technischen Idee
dieser Erfindung hinzugefügt
werden.
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4 ist
eine erklärende
Ansicht, die einen Aufbau eines Fahrzeugkommunikationssystems gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt. Wie es in der Zeichnung gezeigt
ist, führt
das Fahrzeugkommunikationssystem eine Datenkommunikation zwischen
einer als Startpunkt dienenden ECU (einem Sendeknoten) 1 und
anderen ECUs (Empfangsknoten) 2 durch. Die ECU 1 ist
mit einem Anschlussstellenverbindungsstück (hierin nachfolgend "J/C" genannt) 3 durch
eine Kommunikationsleitung 11 verbunden. Weiterhin verzweigt
das J/C 3 eine Kommunikationsleitung in zwei Leitungen und
sind die Leitungen über
Kommunikationsleitungen 12 jeweils mit J/Cs (Verzweigungseinrichtungen) 4 und 5 verbunden.
In der Zeichnung stellt Tx ein Senden dar und stellt Rx ein Empfangen
dar.
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Die
ECU 1 kann beispielsweise eine an einem Fahrzeug angebrachte
Zähler-ECU
sein. Die ECUS 2 können
beispielsweise eine Tür-ECU,
eine Sensor-ECU, eine Lenk-ECU, eine Scheibenwischer-ECU, eine Gierraten-ECU
und ähnliches
sein.
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Das
J/C 4 hat eine Verzögerungsschaltung 6. Ein
Ende der Verzögerungsschaltung 6 (als
Punkt P1 festgelegt) ist mit der Kommunikationsleitung 12 verbunden
und auch über
einen Abschlusswiderstand RT1 (einen ersten
Abschlusswiderstand) geerdet. Das andere Ende der Verzögerungsschaltung 6 (als Punkt
P2 festgelegt) verzweigt in sechs Leitungen, die dann über eine
Kommunikationsleitung 13 jeweils mit sechs ECUs 2 verbunden
sind. Der Punkt P2 ist auch über
einen Abschlusswiderstand RT2 (einen zweiten
Abschlusswiderstand) geerdet.
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Gleichermaßen hat
das J/C 5 eine Verzögerungsschaltung 7.
Ein Ende der Verzögerungsschaltung 7 ist
mit der Kommunikationsleitung 12 verbunden und ist auch über einen
Abschlusswiderstand RT1 (einen ersten Abschlusswiderstand)
geerdet. Das andere Ende der Verzögerungsschaltung 7 verzweigt
in sechs Leitungen, die dann über
eine Kommunikationsleitung 13 jeweils mit sechs ECUs 2 verbunden
sind. Dieses Anschlussstellenverbindungsstück ist auch über einen
Abschlusswiderstand RT2 (einen zweiten Abschlusswiderstand)
geerdet. Es ist zu beachten, dass jeder der zwei Abschlusswiderstände RT1 und RT2 einen
Widerstandswert hat, der zweimal so groß wie derjenige des in 1 beim
herkömmlichen
Beispiel gezeigten Abschlusswiderstands RT ist.
Daher wird ein Wert von parallel geschalteten Widerstandswerten
der zwei Abschlusswiderstände
RT1 und RT2 gleich
demjenigen des Abschlusswiderstands RT.
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Darüber hinaus
ist die Länge
der Kommunikationsleitung 11, die die ECU 1 als
der Startpunkt und das J/C 3 verbindet, auf 4 m eingestellt
und sind die Längen
der Kommunikationsleitungen 12, die das J/C 3 und
das J/C 4 und das J/C 3 und das J/C 5 verbinden,
jeweils auf 4,5 m eingestellt. Ebenso sind die Längen der Kommunikationsleitungen 13,
die das J/C 4 und eine jeweilige ECU 2 und das
J/C 5 und eine jeweilige ECU 2 verbinden, jeweils
auf 2 m eingestellt. Darüber
hinaus sind die Verzögerungsschaltungen 6 und 7 durch
Elemente, wie beispielsweise Widerstände, Spulen und Kondensatoren,
konfiguriert, so dass die Schaltungen eine gleiche Impedanz zu derjenigen
einer Kommunikationsleitung mit einer Länge von 0,6 m haben.
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Als
Nächstes
werden Effekte des Fahrzeugkommunikationssystems gemäß diesem
Ausführungsbeispiel
mit dem oben angegebenen Aufbau beschrieben. Wenn einmal ein Sendesignal
von der ECU 1 ausgegeben wird, wird das Ausgangssignal zu
jeder ECU 2 über
die Kommunikationsleitung 11, das J/C 3, die Kommunikationsleitungen 12,
die J/Cs 4 und 5 und die Kommunikationsleitungen 13 gesendet.
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Eine
in 5 gezeigte Kurve S1 stellt eine in der Kommunikationsleitung 11 erzeugte
Signalwellenform dar, wenn ein Sendesignal von der ECU 1 ausgegeben
wird. Eine in 6 gezeigte Kurve S2 stellt eine
Signalwellenform am Anschlussstellenpunkt P1 der Verzögerungsschaltung 6 und
der Kommunikationsleitung 12 dar. Eine in 7 gezeigte Kurve
S3 stellt eine Signalwellenform am Anschlussstellenpunkt P2 der
Verzögerungsschaltung 6 und der
Kommunikationsleitung 13 dar. Eine in 8 gezeigte
Kurve S4 stellt eine an einem Eingangsanschluss der ECU 2 erzeugte
Signalwellenform dar. Für
jede Signalwellenform stellt die horizontale Achse eine Zeit dar
und stellt die vertikale Achse einen Spannungspegel dar.
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Wenn
zu einer Zeit t1 in 5 einmal ein Senden eines Signals
von der ECU 1 von einem AUS-Zustand aus eingeschaltet wird,
beginnt die ECU 1 ein Senden eines Signals. Darauf folgend zeigt
dann, wenn zu einer Zeit t2 einmal ein Senden ausgeschaltet wird,
die Signalwellenform eine große Oszillation
in die negative Richtung und eine weitere große Oszillation in die positive
Richtung und wird plötzlich
auf eine Spannung von Null reduziert.
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Anders
ausgedrückt
wird im Vergleich mit dem durch die Kurve S101 in 2 gezeigten
herkömmlichen
Beispiel die durch ein Überschwingen verursachte
Amplitude einer Signalwellenform schnell reduziert. Weiterhin werden,
wie es in den in den 6 bis 8 gezeigten
Kurven S2 bis S4 gezeigt ist, die Amplituden der Signalwellenformen
am Punkt P1, am Punkt P2 und am Eingangsanschluss der ECU 2 auch
schnell reduziert, und dann erreichen die Spannungen nahezu Null.
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Demgemäß kann das
Fahrzeugkommunikationssystem gemäß diesem
Ausführungsbeispiel
ein Überschwingen
unterdrücken,
das erzeugt wird, wenn das Senden eines Signals von der ECU 1 von einem
EIN-Zustand aus ausgeschaltet wird.
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Dies
ist deshalb so, weil die Verzögerungsschaltung 6 zwischen
den Punkten P1 und P2 vorgesehen ist und zusätzlich der Punkt P1 über den
Abschlusswiderstand RT1 geerdet ist und
der Punkt P2 über
den Abschlusswiderstand RT2 geerdet ist.
Daher wird eine Impedanz zwischen den Abschlusswiderständen RT1 und RT2 (anders
ausgedrückt
zwischen den Punkten P1 und P2) erzeugt. Als Ergebnis werden die
Anschlussstellenpunkte innerhalb des J/C 4 keine "Abschnitte" einer stehenden
Welle, die in den Kommunikationsleitungen 11 und 12 erzeugt wird,
die die ECU 1 und das J/C 4 verbinden.
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Im
Fahrzeugkommunikationssystem gemäß dem Ausführungsbeispiel
ist die Verzögerungsschaltung 6 innerhalb
des J/C 4 vorgesehen, ist ein Ende P1 der Verzögerungsschaltung 6 über den
Abschlusswiderstand RT1 geerdet und ist
das andere Ende P2 der Verzögerungsschaltung über den
Abschlusswiderstand RT2 geerdet. Daher wird
eine Erzeugung einer stehenden Welle zwischen der ECU 1 und
dem J/C 3 verhindert, wodurch ein Überschwingen effektiv unterdrückt wird.
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Bislang
ist das J/C 4 beschrieben worden. In Bezug auf das J/C 5 wird
eine Erzeugung eines Überschwingens
auf gleiche Weise durch Vorsehen der Verzögerungsschaltung 7 verhindert.
Daher werden Kommunikationsfehler drastisch reduziert, was in einer
signifikanten Verbesserung bezüglich
einer Kommunikationsgenauigkeit resultiert.
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Darüber hinaus
erfolgt beim vorgenannten Ausführungsbeispiel
eine Beschreibung über
ein Beispiel, bei welchem das J/C 4 mit der Verzögerungsschaltung 6 versehen
ist, die aus einem Element, wie beispielsweise einem Widerstand,
einer Spule und einem Kondensator, hergestellt ist. Jedoch ist die
vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Ein elektrischer Draht,
wie beispielsweise ein Kabelbaum, kann als die Verzögerungsschaltung
angeordnet und verwendet werden. In diesem Fall wirkt eine charakteristische
Impedanz des Kabelbaums als die Verzögerungsschaltung 6.
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Das
Fahrzeugkommunikationssystem gemäß der vorliegenden
Erfindung ist basierend auf dem dargestellten Ausführungsbeispiel
beschrieben worden. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf
das Ausführungsbeispiel
beschränkt,
und die Bestandteilselemente im Ausführungsbeispiel können durch
beliebige Bestandteilselemente mit denselben Funktionen ersetzt
werden. Beispielsweise sind beim oben beschriebenen Ausführungsbeispiel
Widerstandswerte der zwei Abschlusswiderstände RT1
und RT2 auf denselben Wert eingestellt,
aber die Werte müssen
nicht immer dieselben sein.