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Die vorliegende Erfindung beansprucht die Priorität der
japanischen Patentanmeldung Nr. 2007-052711 , eingereicht am 2. März 2007, deren gesamter Inhalt hiermit durch Bezugnahme darauf enthalten ist.
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrzeugnetzwerksystem für Kommunikationen zwischen mehreren Vorrichtungen, die an einem Fahrzeug angebracht sind.
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In den vergangenen Jahren ist eine Vielzahl von elektronischen Vorrichtungen für verschiedene Betriebszwecke an einem Fahrzeug montiert worden. Dieses macht es notwendig, mehrere elektronische Steuereinheiten (ECUs) zum Steuern der Aktivitäten dieser elektronischen Vorrichtungen an dem Fahrzeug anzubringen. Für kooperative Aktivitäten der ECUs müssen die ECUs Informationen teilen, und es ist wünschenswert, dass es ein Fahrzeug gibt, bei dem diese durch ein Netzwerk miteinander verbunden sind. 4 zeigt ein schematisches Diagramm eines Fahrzeugnetzwerksystems gemäß dem Stand der Technik. In 4 bezeichnet das Bezugszeichen 100 an einem nicht gezeigten Fahrzeug angebrachte ECUs, und es sind vier ECUs 100 durch Kommunikationsleitungen 101 miteinander verbunden. In 4A besteht der Aufbau aus einem Netzwerksystem vom Kaskadentyp, bei dem die vier ECUs 100 in Serie geschaltet sind. Die Daten können von einer Quellen-ECU 100 zu einer Ziel-ECU 100 durch eine andere ECU 100 übertragen werden. Andererseits zeigt 4B den Aufbau eines sternförmigen Netzwerksystems, bei dem die Kommunikationsleitung 101 an einem Verzweigungspunkt 102 in vier Zweiglinien bzw. -leitungen verzweigt, die einzeln mit den ECUs 100 verbunden sind. In dem sternförmigen Netzwerksystem können die Daten, die von einer einzelnen ECU 100 übertragen bzw. gesendet werden, von sämtlichen verbleibenden ECUs 100 empfangen werden.
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In der
JP-A-2001-352336 besteht ein Netzwerk aus mehreren Netzwerkknoten, die mit einem Sternknoten verbunden sind. Der Sternknoten ist mit mehreren Schnittstellen zum Verbinden mit den einzelnen Netzwerkknoten versehen. Der Sternknoten gibt die Schnittstelle als Antwort auf ein Pilotsignal von einem jeweiligen Netzwerkknoten frei, wodurch eine Nachricht an mindestens einen Netzwerkknoten übertragen wird. Dieses Netzwerk ist an dem Sternknoten mit einer Bestimmungsschaltung zum Bestimmen einer Schnittstelle, die zum Übertragen der Nachricht zu öffnen ist, in dem Fall, in dem zwei oder mehr Pilotsignale gleichzeitig an der Schnittstelle des Sternknotens ankommen, versehen, so dass der Zugriffskonflikt gelöst werden kann.
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In dem Fall des Netzwerksystems vom Kaskadentyp, das in 4A gezeigt ist, müssen jedoch die anderen ECUs 100 als die ECUs 100 an den beiden Enden die Daten, die von der ECU 100 auf einer Seite übertragen werden, empfangen und die Daten an die ECU 100 an der anderen Seite übertragen. Demzufolge müssen jeweils zwei Sendeschaltungen und Empfangsschaltungen angebracht bzw. vorgesehen werden, womit das Problem besteht, dass hohe Kosten verursacht werden. In dem Fall des sternförmigen Netzwerksystems, das in 4B gezeigt ist, muss jede ECU 100 nur eine Sendeschaltung und eine Empfangsschaltung aufweisen. Es werden jedoch häufig Metallkabel als Kommunikationsleitungen 101 verwendet. In dem Fall, in dem die Metallkabel an einem Verzweigungspunkt 102 verzweigt sind, wie es in der Figur gezeigt ist, werden Reflexionswellen durch die Impedanzen der Metallkabel verursacht, wenn sich Signale für die Datenübertragungen durch die Kommunikationsleitungen 101 fortpflanzen. In Abhängigkeit von dem Grad dieser Reflexionswellen besteht das Problem, dass Kommunikationsprobleme wie z. B. das sogenannte Ringing-Phänomen auftreten können.
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Aus der
US 2003/0 215 235 A1 ist ein Fahrzeugnetzwerksystem bekannt, aufweisend mehrere Sternnetzwerke, wobei mehrere Vorrichtungen, die an einem Fahrzeug angebracht sind, durch jeweilige Zweigleitungen in jedem der Sternnetzwerke in einer Sternform miteinander verbunden sind, und eine Verbindungsleitung zum Verbinden der Sternnetzwerke miteinander. Außerdem wird darin beschrieben, die Zweigleitungen als Kommunikationsleitungen für eine elektrische Kommunikation und die Verbindungsleitung als Kommunikationsleitung für eine optische Kommunikation auszuführen.
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Aus der
JP 2000 269 978 A ist eine Verstärkerschaltung für Anzeigekomponenten in einem Kraftfahrzeug bekannt. Verschiedene Anzeigekomponenten werden sternförmig an einen Verstärker angeschlossen, weiterhin sind die Verstärker untereinander verbunden. Die Verbindungsleitungen, welche der Kommunikation dienen, können sowohl elektrisch als auch optisch ausgeführt sein.
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Aus der
US 2001/0 048 688 A1 ist ein Sternnetzwerk für den Einsatz in Kraftfahrzeugen bekannt. Es ist beschrieben, dass bei einer sternförmigen elektrischen Anbindung von Netzwerkkomponenten es zu einer Impedanzfehlanpassung ”Ringing-Phänomen” kommen kann. Deshalb wird dort der Einsatz eines aktiven Sternknotens vorgeschlagen.
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In den vergangenen Jahren wurde beobachtet, dass optische Fasern als Kommunikationsleitungen, die das Netzwerk bilden, verwendet werden. In dem Fall, in dem die Kommunikationen durch die optischen Fasern erfolgen, ist es vorteilhaft, dass das Ringing-Phänomen durch die zuvor genannten Einflüsse der reflektierten Wellen nicht verursacht wird, so dass die Kommunikationen leicht und zuverlässig durchgeführt werden können. In dem Fall des Netzwerksystems, das an dem Fahrzeug angebracht ist, müssen die Kommunikationsleitungen jedoch in dem begrenzten Raum des Fahrzeugs angeordnet werden. Dieses kann es notwendig machen, die Kommunikationsleitungen zu biegen und anzuordnen. Die optischen Fasern weisen das Problem auf, dass sie schwer zu biegen und anzuordnen sind, das heißt, die optischen Fasern weisen eine niedrige Flexibilität für eine Anordnung auf. Außerdem verursacht das Verzweigen des Lichtes einen Abfall der optischen Leistung. Wenn sich die Anzahl der Vorrichtungen, die mit einer optischen Faser zu verbinden sind, erhöht, kann es unmöglich werden, ausreichende S/N-Verhältnisse (Signal/Rausch-Verhältnisse) in den einzelnen Vorrichtungen zu erhalten.
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Die Erfindung ist durch die Merkmale des Anspruchs 1 angegeben. Die abhängigen Ansprüche betreffen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung.
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Gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen der Erfindung ist ein Fahrzeugnetzwerksystem derart ausgebildet, dass es ein Sternnetzwerk unter Verwendung von Kommunikationsleitungen für optische Kommunikationen als Zweigleitungen ausbildet, wodurch mehrere Vorrichtungen miteinander verbunden werden. Mehrere Sternnetzwerke sind unter Verwendung von Kommunikationsleitungen für elektrische Kommunikationen verbunden. Die Kommunikationsleitungen können auf einfache Weise in dem Fahrzeug angeordnet werden, und es kann kein Ringing-Phänomen in den Kommunikationen auftreten.
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Außerdem ist gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen der Erfindung ein Fahrzeugnetzwerksystem derart ausgebildet, dass es ein Sternnetzwerk unter Verwendung von Umwandlern für gemeinsame Verbindungen von optischen Signalen und elektrischen Signalen ausbildet, um mit den Umwandlern mehrere Vorrichtungen individuell durch Zweigleitungen miteinander zu verbinden. Die Umwandler sind durch eine Verbindungsleitung miteinander verbunden, wodurch die Sternnetzwerke miteinander verbunden werden. Die Verbindungsleitung zwischen den Umwandlern kann auf einfache Weise in dem Fahrzeug angeordnet werden, und es kann auf zuverlässige Weise verhindert werden, dass das Ringing-Phänomen in dem Sternnetzwerk auftritt.
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Außerdem ist gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen der Erfindung ein Fahrzeugnetzwerksystem derart aufgebaut, dass ein Umwandler Signale, die von einer Verbindungsleitung oder einer Zweigleitung eingegeben werden, zu sämtlichen verbleibenden Verbindungsleitungen oder Zweigleitungen ausgibt. Informationen können auf zuverlässige Weise von mehreren Vorrichtungen, die an dem Fahrzeug angebracht, geteilt werden.
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Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung ist ein Fahrzeugnetzwerksystem mit mehreren Sternnetzwerken, wobei mehrere Vorrichtungen, die an einem Fahrzeug angebracht sind, durch jeweilige Zweigleitungen in jedem der Sternnetzwerke in einer Sternform miteinander verbunden sind, und einer Verbindungsleitung zum Verbinden der Sternnetzwerke versehen, wobei die Zweigleitungen Kommunikationsleitungen für optische Kommunikationen sind und die Verbindungsleitung eine Kommunikationsleitung für eine elektrische Kommunikation ist.
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In dem ersten Aspekt der Erfindung ist das Sternnetzwerk durch Verbinden der Vorrichtungen durch die Zweigleitungen in der Sternform aufgebaut, und das Fahrzeugnetzwerksystem ist durch Verbinden der Sternnetzwerke durch die Verbindungsleitung aufgebaut. Gleichzeitig können die Zweigleitungen Kommunikationsleitungen optischer Fasern für optische Kommunikationen sein, und die Verbindungsleitung kann eine Kommunikationsleitung eines Metallkabels für elektrische Kommunikationen sein. Das Netzwerksystem ist derart aufgebaut, dass dessen Abschnitte einer kürzeren Distanz zwischen den Vorrichtungen aus dem Sternnetzwerk für optische Kommunikationen bestehen, wohingegen dessen Abschnitte einer längeren Distanz für elektrische Kommunikationen vorgesehen sind. Bei diesem Aufbau können die Abschnitte, in denen die Kommunikationsleitungen sehr wahrscheinlich gebogen sind, wenn sie in dem Fahrzeug angeordnet sind, aus Kommunikationsleitungen wie z. B. den Metallkabeln bestehen, die leicht einer Biegung unterzogen werden können. Außerdem kann das Sternnetzwerk, in dem das Ringing-Phänomen auftreten kann, aus Kommunikationsleitungen wie z. B. den optischen Fasern bestehen, bei denen keine Reflexionswelle auftritt, um das Ringing-Phänomen zu verhindern. Durch Verteilen der Vorrichtungen, die an dem Fahrzeug anzubringen sind, auf geeignete Weise in mehrere Blöcke kann außerdem der Abfall der optischen Leistung ebenso unterdrückt werden wie in dem Fall, in dem sämtliche Vorrichtungen mit einem einzigen Netzwerk optischer Fasern verbunden sind.
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Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung enthält das Fahrzeugnetzwerksystem Umwandler, die für die jeweiligen Sternnetzwerke vorgesehen sind, um Umwandlungen zwischen optischen Signalen und elektrischen Signalen durchzuführen, wobei die Vorrichtungen durch die Zweigleitungen in den jeweiligen Sternnetzwerken mit den Umwandlern verbunden sind und wobei die Umwandler durch die Verbindungsleitung miteinander verbunden sind.
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In dem zweiten Aspekt der Erfindung ist das Sternnetzwerk unter Verwendung des Umwandlers zum Verbinden der optischen Signale und der elektrischen Signale und durch Verbinden der Vorrichtungen individuell mit dem Umwandler durch die Zweigleitungen aufgebaut. Außerdem ist das Fahrzeugnetzwerksystem durch Verbinden der Umwandler mittels der Verbindungsleitung aufgebaut, um dadurch die Sternnetzwerke miteinander zu verbinden. Die optischen Signale, die von einer Vorrichtung ausgegeben werden, werden durch den Umwandler in elektrische Signale umgewandelt und zu dem Umwandler eines anderen Sternnetzwerkes übertragen. Die empfangenen elektrischen Signale werden in optische Signale umgewandelt, und diese optischen Signale werden in eine andere Vorrichtung eingespeist. In dem Fall, in dem die Kommunikationen in einem anderen Sternnetzwerk durchgeführt werden, wandelt andererseits der Umwandler die optischen Signale, die von einer Vorrichtung ausgegeben werden, nicht um, sondern kann die optischen Signale einer Vorrichtung zuführen. Demzufolge kann das Netzwerksystem, das die optischen Kommunikationen und die elektrischen Kommunikationen gemischt einsetzt, auf einfache und zuverlässige Weise durch Bilden des Sternnetzwerkes um den Umwandler und durch miteinander Verbinden der Umwandler durch die Verbindungsleitung aufgebaut werden.
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Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung enthält das Fahrzeugnetzwerksystem Umwandler, die Signale, die von der Verbindungsleitung eingegeben werden, in die Zweigleitungen ausgeben, und die Umwandler geben die Signale, die von einer der Zweigleitungen eingegeben werden, in die Verbindungsleitung und sämtliche andere Zweigleitungen aus.
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In dem dritten Aspekt der Erfindung geben die Umwandler die Signale, die von einem Umwandler, der mit einer Verbindungsleitung verbunden ist, oder einer Vorrichtung, die mit einer Zweigleitung verbunden ist, eingegeben werden, an sämtliche verbleibenden Verbindungsleitungen oder Zweigleitungen aus. Demzufolge können die Signale von einer Vorrichtung in sämtliche Vorrichtungen eingespeist werden, die mit den Umwandlern durch die Verbindungsleitungen oder Zweigleitungen verbunden sind. Daher können sämtliche Vorrichtungen in diesem Fahrzeugnetzwerksystem die Informationen auf einfache und zuverlässige Weise teilen.
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Gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung ist das Sternnetzwerk unter Verwendung der Kommunikationsleitungen für optische Kommunikationen als die Zweigleitungen aufgebaut, um dadurch die Vorrichtungen miteinander zu verbinden. Das Fahrzeugnetzwerksystem ist unter Verwendung der Kommunikationsleitungen für elektrische Kommunikationen als die Verbindungsleitung aufgebaut, um dadurch die Sternnetzwerke miteinander zu verbinden. Demzufolge kann das Fahrzeugnetzwerksystem auf einfache Weise in dem Fahrzeug angeordnet werden, so dass der Freiheitsgrad beim Entwickeln des Fahrzeugnetzwerksystems verbessert bzw. erweitert werden kann. Außerdem kann eine Anordnung der Kommunikationsleitungen wie z. B. der optischen Fasern mittels Biegung so weit wie möglich vermieden werden. Somit tritt ein Brechen der Kommunikationsleitungen kaum auf, wodurch die Zuverlässigkeit des Fahrzeugnetzwerkes verbessert wird. Weiterhin sind die Vorrichtungen geeignet auf die Netzwerke verteilt, so dass der Abfall der optischen Leistung für die optischen Kommunikationen vermieden werden kann. Daher können die Kommunikationen ohne das Ringing-Phänomen in dem Sternnetzwerk gewährleistet werden, wodurch die Zuverlässigkeit der Kommunikationen verbessert wird.
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Gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung kann weiterhin ein Fahrzeugnetzwerksystem, bei dem die optischen Kommunikationen und die elektrischen Kommunikationen gemischt sind, auf einfache und zuverlässige Weise aufgebaut sein. Das Sternnetzwerk wird unter Verwendung des Umwandlers zum Verbinden der optischen Signale und der elektrischen Signale und durch Verbinden der Vorrichtungen individuell mit dem Umwandler durch die Zweigleitungen ausgebildet. Die Sternnetzwerke sind durch Verbinden der Umwandler durch die Verbindungsleitung miteinander verbunden. Daher ist es auf einfache Weise möglich, das Fahrzeugnetzwerksystem in dem Fahrzeug anzuordnen und das Auftreten des Ringing-Phänomens zu verhindern.
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Gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung geben außerdem die Umwandler die Signale, die von einer Zweigleitung oder Verbindungsleitung eingegeben werden, an sämtliche der verbleibenden Verbindungsleitungen oder Zweigleitungen aus. Die Signale können von einer Vorrichtung sämtlichen Vorrichtungen, die mit den Umwandlern durch die Verbindungsleitungen oder Zweigleitungen verbunden sind, zugeführt werden. Daher können sämtliche Vorrichtungen in diesem Fahrzeugnetzwerksystem die Informationen auf einfache und zuverlässige Weise teilen. Somit können die Vorrichtungen, die an dem Fahrzeug angebracht sind, auf einfache Weise miteinander kooperieren.
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Weitere Aspekte und Vorteile der Erfindung werden anhand der folgenden Beschreibung und den zugehörigen Zeichnungen deutlich. Es zeigen:
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1 ein schematisches Diagramm, das ein Fahrzeugnetzwerksystem gemäß einer Ausführungsform zeigt;
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2 ein schematisches Diagramm, das ein Beispiel des Fahrzeugnetzwerksystems zeigt;
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3 ein schematisches Diagramm, das ein Fahrzeugnetzwerksystem gemäß einer Modifikation der Ausführungsform zeigt;
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4A ein schematisches Diagramm, das ein Fahrzeugnetzwerksystem vom Kaskadentyp gemäß dem Stand der Technik zeigt; und
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4B ein schematisches Diagramm, das ein sternförmiges Fahrzeugnetzwerksystem gemäß dem Stand der Technik zeigt.
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Im Folgenden werden Ausführungsformen der Erfindung anhand der zugehörigen Zeichnungen beschrieben. 1 ist ein schematisches Diagramm, das das Fahrzeugnetzwerksystem zeigt. In 1 ist ein Fahrzeug 1 durch gestrichelte Linien gezeigt und weist mehrere ECUs 10, die daran angebracht sind, auf. Die ECUs 10 steuern die Tätigkeiten der verschiedenen elektronischen Vorrichtungen (obwohl diese in der Zeichnung weggelassen sind), die an dem Fahrzeug 1 angebracht sind, wie beispielsweise der elektronischen Vorrichtungen zum EIN-/AUS-Schalten von Scheinwerfern, Rückscheinwerfern, Bremslichtern oder Innenlichtern, die an dem Fahrzeug 1 angebracht sind, elektronischen Vorrichtungen zum Aktivieren von Scheibenwischern, elektronischen Vorrichtungen zum Ansteuern von Hupen, elektronischen Vorrichtungen zum automatischen Ändern der Geschwindigkeit, elektronischen Vorrichtungen wie z. B. einem Antiblockiersystem (ABS) oder Traktionssteuersystem (TCS) für die elektrische Fahrsteuerung des Fahrzeugs 1 sowie elektronischen Vorrichtungen zum Aktivieren von Airbags.
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An dem Fahrzeug 1 sind außerdem mehrere Umwandler 20 angebracht, die Funktionen zum Umwandeln optischer Signale, die eingegeben werden, in elektrische Signale, um die elektrischen Signale auszugeben, und zum Umwandeln elektrischer Signale, die eingegeben werden, in optische Signale, um die optischen Signale auszugeben, aufweisen. Die ECUs 10, die an dem Fahrzeug 1 angebracht sind, sind einzeln durch optische Fasern 40 mit einem Umwandler 20 verbunden. Die ECUs 10 können ein Sternnetzwerk, dessen Zentrum der Umwandler 20 bildet, bilden, um dadurch Informationen gemeinsam durch optische Kommunikationen zu übertragen. Außerdem sind die Umwandler 20 seriell durch ein Metallkabel 30 dazwischen verbunden, so dass sie Informationen gemeinsam durch elektrische Kommunikationen übertragen können.
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Der Umwandler 20 ist mit mehreren Verbindungsports zur Verbindung mit den optischen Fasern 40 und einem oder mehreren Verbindungsports zum Verbinden mit dem Metallkabel 30 versehen. Der Umwandler 20 kann optische Signale, die von den ECUs 10 durch die optischen Fasern 40 eingegeben werden, in elektrische Signale umwandeln, um die elektrischen Signale durch das Metallkabel 30 an einen anderen Umwandler 20 auszugeben. Der Umwandler 20 kann elektrische Signale, die durch das Metallkabel 30 von einem anderen Umwandler 20 eingegeben werden, in optische Signale umwandeln, um die optischen Signale durch die optischen Fasern 40 an die ECUs 10 auszugeben. Außerdem können die optischen Signale, die von den ECUs 10 durch die optischen Fasern 40 eingegeben werden, als optische Signale an eine andere ECU 10 ausgegeben werden, ohne dass sie in elektrische Signale umgewandelt werden. Die elektrischen Signale, die von einem Umwandler 20 durch das Metallkabel 30 eingegeben werden, können als elektrische Signale an einen anderen Umwandler 20 übertragen werden, ohne in optische Signale umgewandelt zu werden.
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In dem gezeigten Beispiel sind die Umwandler 20 individuell an drei Abschnitten des vorderen, mittleren und hinteren Abschnitts des Fahrzeugs 1 angeordnet. Es sind vier ECUs 10 in einer Sternform durch optische Fasern 40 mit dem vorderen Umwandler 20 verbunden. Es sind zwei ECUs 10 durch optische Fasern 40 in einer Sternform mit dem mittleren Umwandler 20 verbunden. Außerdem sind vier ECUs 10 durch optische Fasern 40 in einer Sternform mit dem hinteren Umwandler 20 verbunden. Weiterhin ist der vordere Umwandler 20 mit dem mittleren Umwandler 20 durch ein Metallkabel 30 verbunden, und der mittlere Umwandler 20 ist mit dem hinteren Umwandler 20 durch ein Metallkabel 30 verbunden. In dem Fahrzeug 1 sind der vordere Abschnitt und der mittlere Abschnitt sowie der mittlere Abschnitt und der hintere Abschnitt durch relativ lange Abstände voneinander getrennt, und die Signalleitungen müssen entlang der Karosserie des Fahrzeugs 1 angeordnet werden. Diese Komponenten werden unter Verwendung der auf einfache Weise biegbaren Metallkabel 30 verdrahtet, so dass das Fahrzeugnetzwerksystem auf einfache Weise aufgebaut werden kann. Weiterhin sind die ECUs 10 relativ konzentriert in dem vorderen Abschnitt des Fahrzeugs 1 und mit relativ kurzen Abständen angeordnet, so dass sie gerade verdrahtet werden können. Daher sind die ECUs 10 und die Umwandler 20 in der Sternform durch die optischen Fasern 40 miteinander verbunden, so dass das Netzwerk auf einfache Weise unter Verhinderung des Ringing-Phänomens aufgebaut werden kann. Ähnliches gilt für den mittleren Abschnitt und den hinteren Abschnitt des Fahrzeugs 1.
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2 ist ein schematisches Diagramm, das ein Kommunikationsbeispiel des Fahrzeugnetzwerksystems und das Senden und Empfangen von Signalen, wie es durch Pfeile angegeben ist, von der Übertragungsseite zur Empfangsseite des Fahrzeugnetzwerksystems der 1 zeigt. Hier erfolgt die Beschreibung für das Fahrzeug 1 (obwohl es in der Zeichnung weggelassen ist) derart, dass der obere Abschnitt der 2 an dem Vorderteil des Fahrzeugs 1 angeordnet ist, wohingegen der untere Abschnitt an dem Hinterteil des Fahrzeugs 1 angeordnet ist. In dem Fall, in dem eine ECU 10, die in dem vorderen Abschnitt des Fahrzeugs 1 angeordnet ist, beispielsweise die optischen Signale überträgt, werden diese optischen Signale von dem Umwandler 20, der in dem vorderen Abschnitt des Fahrzeugs 1 angeordnet ist, empfangen. Der Umwandler 20 überträgt die empfangenen optischen Signale an die verbleibenden drei ECUs 10, die in dem vorderen Abschnitt des Fahrzeugs 1 angeordnet sind, und wandelt die empfangenen optischen Signale in elektrische Signale um und überträgt die umgewandelten elektrischen Signale zum Umwandler 20 in dem mittleren Abschnitt des Fahrzeugs 1. Der Umwandler 20 an dem mittleren Abschnitt des Fahrzeugs 1 wandelt die empfangenen elektrischen Signale in optische Signale um, um die optischen Signale an die beiden ECUs 10, die an dem mittleren Abschnitt des Fahrzeugs 1 angeordnet sind, zu übertragen, und überträgt die empfangenen elektrischen Signale an den Umwandler 20, der in dem hinteren Abschnitt des Fahrzeugs 1 angeordnet ist. Der Umwandler 20 an dem hinteren Abschnitt des Fahrzeugs 1 wandelt die empfangenen elektrischen Signale in optische Signale um und überträgt die umgewandelten optischen Signale an die vier ECUs 10, die in dem hinteren Abschnitt des Fahrzeugs 1 angeordnet sind.
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Somit überträgt der Umwandler 20 in dem Fall, in dem er ein Signal von irgendeiner der Kommunikationsleitungen, d. h. der Metallkabel 30 oder der optischen Fasern 40, die mit ihm verbunden sind, empfängt, das empfangene Signal in einem geeigneten Signalmodus zu sämtlichen verbleibenden Kommunikationsleitungen. Demzufolge kann das Signal, wie es von einer ECU 10 übertragen wird, von sämtlichen verbleibenden ECUs 10, die an dem Fahrzeug 1 angebracht sind, empfangen werden, so dass sämtliche ECUs 10, die an dem Fahrzeug 1 angebracht sind, durch Teilen der Informationen miteinander kooperieren können.
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In dem Fahrzeugnetzwerksystem, das derart aufgebaut ist, sind die ECUs 10 des Fahrzeugs 1 durch die optischen Fasern 40 in der Sternform mit den Umwandlern 20 verbunden, so dass das Ringing-Phänomen zum Zeitpunkt der Kommunikationen verhindert werden kann. Weiterhin sind die Umwandler 20 durch das Metallkabel 30 miteinander verbunden, so dass der Freiheitsgrad hinsichtlich des Anordnens der Kommunikationsleitungen zwischen den Umwandlern 20 verbessert werden kann. Somit sind die ECUs 10, die innerhalb eines Bereiches nahe bei dem vorderen Abschnitt, dem mittleren Abschnitt und dem hinteren Abschnitt des Fahrzeugs 1 angeordnet sind, mit einem Umwandler 20 verbunden, und die ECUs 10, die an entfernten Positionen zwischen dem vorderen Abschnitt und dem hinteren Abschnitt sowie zwischen dem mittleren Abschnitt und dem hinteren Abschnitt des Fahrzeugs 1 angeordnet sind, sind individuell mit den unterschiedlichen Umwandlern 20 verbunden, so dass die Kommunikationen durch die Kommunikationsleitungen zwischen den Umwandlern 20 erfolgen können. Demzufolge ist es möglich, das Fahrzeugnetzwerksystem einfach aufzubauen und die Zuverlässigkeit der Kommunikationen zu verbessern. In dem Fall, in dem der Umwandler 20 Signale durch irgendeine der verbundenen Kommunikationsleitungen empfängt, wird das empfangene Signal an sämtliche Vorrichtungen, die mit anderen Kommunikationsleitungen verbunden sind, übertragen. Demzufolge können sämtliche ECUs 10, die an dem Fahrzeug 1 angebracht sind, die Informationen auf einfache Weise teilen, so dass die ECUs 10 auf einfache Weise miteinander kooperieren können.
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Hier ist dieser Modus der Ausführungsform derart ausgebildet, dass der Umwandler 20 Signale von irgendeiner der Kommunikationsleitungen empfängt, aber die empfangenen Signale an sämtliche der verbleibenden Kommunikationsleitungen überträgt. Der Aufbau sollte jedoch nicht als darauf eingeschränkt verstanden werden, sondern kann derart modifiziert werden, dass der Umwandler 20 eine oder mehrere seiner verbundenen Vorrichtungen auswählt und die empfangenen Signale nur zu der ausgewählten Vorrichtung oder den ausgewählten Vorrichtungen überträgt. Weiterhin stellt der Aufbau des Fahrzeugnetzwerksystems, das in 1 gezeigt ist, nur ein Beispiel dar, aber die Erfindung sollte nicht als darauf beschränkt angesehen werden. In 1 ist beispielsweise eine derartige Konfiguration vorgesehen, dass zehn ECUs 10 an dem Fahrzeug 1 angebracht sind, aber die Erfindung ist nicht darauf beschränkt. Der Aufbau kann derart beschaffen sein, dass neun oder weniger oder elf oder mehr ECUs 10 angebracht sind. Auf ähnliche Weise sind drei Umwandler 20 an dem Fahrzeug 1 angebracht, aber die Erfindung ist nicht darauf beschränkt. Der Aufbau kann derart beschaffen sein, dass zwei oder weniger oder vier oder mehr Umwandler 20 angebracht sind. Außerdem ist die Vorrichtung, die mit dem Netzwerk verbunden ist, eine ECU 10, aber die Erfindung ist nicht darauf beschränkt. Der Aufbau kann derart beschaffen sein, dass eine andere Vorrichtung verbunden ist.
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Weiterhin ist die Anordnung der ECUs 10 und der Umwandler 20 in dem Fahrzeug 1, die in 1 gezeigt ist, nicht darauf beschränkt, sondern kann geeignet entsprechend der Gestalt der Karosserie des Fahrzeugs 1 ausgebildet sein. Außerdem können die Anordnungen und die Längen der Metallkabel 30 und der optischen Fasern 40 für die Gestalt der Karosserie des Fahrzeugs 1 und für die Anordnungen der ECUs 10 und der Umwandler 20 geeignet ausgelegt sein. Außerdem können die Metallkabel 30 und die optischen Fasern 40 gebündelt und angeordnet werden, wenn sie an dem Fahrzeug 1 angebracht werden. Diese Anordnung liegt nicht außerhalb des Bereiches der Erfindung.
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(Modifikation)
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3 ist ein schematisches Diagramm, das einen Aufbau eines Fahrzeugnetzwerksystems gemäß einer Modifikation der Ausführungsform der Erfindung zeigt. Hier ist das Fahrzeug 1 ebenfalls wie in 2 nicht gezeigt, aber die Beschreibungen betreffen ebenfalls das Fahrzeug 1 derart, dass der obere Abschnitt der 3 an dem Vorderteil des Fahrzeugs 1 angeordnet ist, wohingegen der untere Abschnitt an dem Hinterteil des Fahrzeugs 1 angeordnet ist. In dem Fahrzeugnetzwerksystem gemäß dieser Modifikation ist das Metallkabel zwischen dem Umwandler 20 des mittleren Abschnitts des Fahrzeugs 1 und dem Umwandler 20 des hinteren Abschnitts an einem Verzweigungspunkt 35 zweigeteilt, und eine ECU 10a ist mit einem Ende des verzweigten Metallkabels 30 verbunden. Die elektrischen Signale, die beispielsweise von dem Umwandler 20 des mittleren Abschnitts übertragen werden, können durch das Metallkabel 30 von dem Umwandler 20 des hinteren Abschnitts und von der ECU 10a an dem Zweigende des Metallkabels 30 empfangen werden. Weiterhin können die elektrischen Signale, die von der ECU 10a übertragen bzw. gesendet werden, von den beiden Umwandlern 20 des mittleren Abschnitts und des hinteren Abschnitts des Fahrzeug 1 empfangen werden.
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In dem Fall, in dem das Metallkabel 30 verzweigt ist, kann das Ringing-Phänomen zu dem Zeitpunkt der Kommunikation auftreten. Daher ist es wünschenswert, dass die Länge des Metallkabels 30 von dem Verzweigungspunkt 35 des Metallkabels 30 zu der ECU 10a gleich oder kleiner als die Länge L ist, die wie folgt aus der Formel 1 berechnet wird.
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Hier bezeichnet in der Formel 1 das Zeichen T0 die Anstiegszeit der elektrischen Signale zu dem Zeitpunkt der Kommunikation durch das Metallkabel 30, und das Zeichen V bezeichnet die Geschwindigkeit des Signals. Beispielsweise in dem Fall der Anstiegszeit von T0 = 5 ns und der Geschwindigkeit von V = 20 cm/ns beträgt die Länge L des Metallkabels 30 gemäß Formel 1 L = 50 cm. In Abhängigkeit von der Auslegung des Metallkabels 30 ergibt sich jedoch eine andere Wahrscheinlichkeit, mit der das Ringing-Phänomen auftritt. Daher sollte die Länge L des Metallkabels 30 von dem Verzweigungspunkt 35 zu der ECU 10a nicht notwendigerweise auf diejenige, die durch die Formel 1 angegeben ist, beschränkt werden, sondern kann so groß sein, dass sie kein Ringing-Phänomen verursacht.
