DE112010003769T5

DE112010003769T5 - Fahrzeugkommunikationssystem, optischer kommunikationskabelbaum und optische teilungsvorrichtung

Info

Publication number: DE112010003769T5
Application number: DE112010003769T
Authority: DE
Inventors: Hayato Yuki; Takeo Uchino
Original assignee: AutoNetworks Technologies Ltd
Current assignee: AutoNetworks Technologies Ltd
Priority date: 2009-09-24
Filing date: 2010-09-24
Publication date: 2012-07-26
Also published as: US8929732B2; DE112010003769T8; US20120189302A1; CN102577188A; WO2011037187A1

Abstract

Es wird ein Fahrzeugkommunikationssystem bereitgestellt, das optische Kommunikationen zwischen in ein Auto eingebauten elektrischen Einrichtungen durchführen kann, Effekte verhindern kann, die durch Überschwingen und Störrauschen verursacht sind, und ferner eine Verarbeitung ähnlich der Arbitrierungsverarbeitung auf der Grundlage des herkömmlichen CAN-Protokolls durchführen kann. Mehrere optische Kommunikationseinrichtungen 1a, 1b sind durch Kommunikationsleitungen 4, 4 zu einer Sterntopologie mit einem Optokoppler 3, der in der Mitte der Sterntopologie angeordnet ist und eingekoppeltes Licht verteilen kann, verbunden. Jede der optischen Kommunikationseinrichtungen 1a, 1b veranlasst eine optische Sendeeinheit 15, ein optisches Signal in eine optische Einkopplungseinheit 31 des Optokopplers 3 einzukoppeln, und veranlasst eine optische Empfangseinrichtung 14, ein von einer optischen Auskopplungseinheit 32 des Optokopplers 3 ausgekoppeltes optisches Signal zu empfangen, um eine Kollision auf der Grundlage des Empfangssignals zu erfassen. Nach der Aussendung eines optischen Signals durch die optische Sendeeinheit 15 veranlasst jede der optischen Kommunikationseinrichtungen 1a, 1b die optische Empfangseinheit 14, das optische Signal zu empfangen, und führt die Kollisionserfassung auf der Grundlage des Vergleichs zwischen dem Sendesignal und dem Empfangssignal durch. Eine jede der optischen Kommunikationseinrichtungen 1a, 1b, die die Kollision erfasst hat, stoppt ihre eigene Verarbeitung zum Senden des optischen Signals und führt eine Verarbeitung zum Empfangen optischer Signale durch.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrzeugkommunikationssystem, das eine Kommunikation mit mehreren elektronischen Einrichtungen durchführt, die in einem Fahrzeug eingebaut sind, und betrifft insbesondere ein Fahrzeugkommunikationssystem, das eine optische Kommunikation durchführt, einen optischen Kommunikationskabelbaum und eine optische Teilungseinrichtung.
2. Beschreibung des Standes der Technik
Herkömmlich sind viele elektronische Einrichtungen in einem Fahrzeug (z. B. einem Auto) eingebaut und über Kommunikationsleitungen miteinander verbunden. Diese elektronischen Einrichtungen tauschen Informationen miteinander aus und arbeiten zusammen, um Funktionen bezüglich der Fahrt des Autos zu regeln und Funktionen bezüglich des Insassenkomforts des Autos zu regeln. Das Controller Area Network (CAN) ist als Kommunikationsstandard zum Implementieren der Kommunikation mit den elektronischen Einrichtungen, die in dem Auto eingebaut sind, wert verbreitet (siehe die nicht patentierten Druckschriften 1 und 2).
Ferner stellt sie ein neues Auto mit mehr elektronischen Einrichtungen bereit. Somit ist es erforderlich, viele elektronische Einrichtungen über eine Kommunikationsleitung (CAN-Bus) miteinander zu verbinden und Interkommunikationen zwischen vielen elektronischen Einrichtungen zu implementieren. Jedoch entsteht häufig ein Überschwingen, wenn viele elektronische Einrichtungen mit dem CAN-Bus verbunden sind. Mit anderen Worten, es kann häufig zu Kommunikationsfehlern kommen, so dass die Anzahl mit dem CAN-Bus verbindbarer elektronischer Einrichtungen begrenzt ist. Es ist ferner bekannt, dass solche Kommunikationsfehler durch Störrauschen verursacht sind, die dem CAN-Bus überlagert sind, insbesondere in der Nähe von elektronischen Einrichtungen und Verbindungsleitungen, die Hochspannungssignale verwenden, in einem Gebiet, wo viele elektronische Einrichtungen und Kommunikationsleitungen fest montiert sind, z. B. der Maschinenraum eines Fahrzeugs.
Es wurde erwogen, für diese Probleme eine optische Kommunikation mit Glasfaserkabeln zu verwenden, die gegenüber elektromagnetischem Rauschen unempfindlich sind. Es wurde vorgeschlagen, die optische Kommunikation in der Fahrzeugindustrie zu verwenden (siehe Patentschrift 1).
Es ist überlegenswert, die optische Kommunikation nicht nur für einen Teil der Kommunikationen zu verwenden, sondern für jedwede Kommunikation zwischen elektronischen Einrichtungen in einem Auto (z. B. elektronische Fahrzeugeinrichtungen). Es ist vorteilhaft, ein solches Kommunikationssystem auf der Grundlage dieser Überlegung zu realisieren, ohne die herkömmliche elektronische Einrichtung völlig zu verändern. Somit ist ein solches Kommunikationssystem zu bevorzugen, das die Verwendung der Kommunikationsfunktionen auf der Grundlage des herkömmlichen Kommunikationsprotokolls ermöglicht, das für elektronische Einrichtungen ausgelegt ist.
Auf der Grundlage des CAN-Protokolls umfasst der CAN-Bus ein verdrilltes Kabel, das ein Fehlersignal überträgt und mit mehreren elektronischen Einrichtungen verbunden ist. Jede elektronische Einrichtung sendet und empfängt ein digitales Signal, das durch das Differenzsignal repräsentiert ist. Da das CAN elf Protokoll für die serielle Kommunikation ist, kann nur eine elektronische Einrichtung von den mehreren elektronischen Einrichtungen, die mit dem CAN-Bus verbunden sind, die Sendeverarbeitung durchführen, und die weiteren elektronischen Einrichtungen müssen warten, bis die eine elektronische Einrichtung die Sendeverarbeitung beendet hat. Wenn einige elektronische Einrichtungen die Sendeverarbeitung gleichzeitig durchführen (d. h. wenn eine Kommunikationskollision auftritt), führt jede elektronische Einrichtung eine Kommunikationsarbitrierungsverarbeitung durch, und es wird die Sendeverarbeitung derjenigen Kommunikation durchgeführt, die die höchste Priorität besitzt.
Um die Arbitrierungsverarbeitung zum Adressieren der Kommunikationskollision durchzuführen, erfasst jede elektronische Einrichtung das Signalniveau des CAN-Buses zum Zeitpunkt der Ausgabe des Sendesignals an den CAN-Bus. Wenn sich das Signalniveau ändert (von rezessiv zu dominant), nachdem jede elektronische Einrichtung das Sendesignal ausgesendet hat, bestimmt jede der elektronischen Einrichtungen, dass die Kommunikationskollision auftritt, und stoppt die Durchführung der Sendeverarbeitung. Das dominante Signal hat eine höhere Priorität als das rezessive Signal, Somit kann diejenige elektronische Einrichtung, die das dominante Signal übertragen hat, die Sendeverarbeitung kontinuierlich durchführen, selbst wenn eine Kommunikationskollision auftritt.

Patentschrift 1: Japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2008-219353
Nichtpatentschrift 1: ISO 11898-1; 2003 Road Vehicles – Controller Area Network (CAN) – Part 1; Data Link Layer and Physical Signaling
Nichtpatentschrift 2: ISO 11519-1; 1994 Road Vehicles – Low Speed Serial Data Communication – Part 1; General and Definitions

KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Die optische Kommunikation benötigt eine optische Kommunikationsleitung zum Übertragen von Signalen und eine davon verschiedene optische Kommunikationsleitung zum Empfangen von Signalen. Somit kann keine elektronische Einrichtung das durch sie selbst ausgegebene Sendesignal zur genau der Zeit erfassen, zu der sie das Sendesignal ausgibt, wenn die optische Kommunikation zur Kommunikation zwischen elektronischen Einrichtungen verwendet wird, die in einem Auto eingebaut sind, um einen durch Überschwingen verursachten Kommunikationsfehler, Störungsrauschen und dergleichen zu verhindern. Mit anderen Worten, es ist nicht möglich, die Kommunikation auf der Grundlage des herkömmlichen CAN-Protokolls durchzuführen. Es kann erforderlich sein, ein neues Protokoll zu verwenden, das an die optische Kommunikation angepasst ist und sich von dem CAN unterscheidet, so dass eine elektronische Einrichtung eine optische Kommunikation durchführt. Auch kann es erforderlich sein, die elektronischen Einrichtungen in Übereinstimmung mit dem neuen Protokoll zu entwickeln. Diese Umstände können die Entwicklungskosten erhöhen.
Das optische Kommunikationssystem kann einen passiven, optischen Sternkoppler (im Folgenden einfach ”Optokoppler”) umfassen. Angenommen, der Optokoppler wird verwendet, um ein optisches Kommunikationssystem mit vielen Knoten (viele elektronische Einrichtungen) zu realisieren. In diesem angenommenen Fall ist es teuer, einen Optokoppler zum Teilen optischer Signale zu den vielen Knoten zur gleichen Zeit zu verwenden, da die Anordnung der optischen Kommunikationsleitungen (Lichtleitfasern) auf der Grundlage dieser Verwendung kostenintensiv ist. In diesem angenommen Fall ist es sinnvoll, einen Nebenknoten zu erzeugen, durch den ein Optokoppler mit einer elektronischen Einrichtung verbunden ist, und mehrere Nebenknoten zu verwenden, die über Optokoppler miteinander verbunden sind, um so das optische Kommunikationssystem zu realisieren. Beispielsweise ist es sinnvoll, die Nebenknoten in einigen Bereichen in einem Auto wie etwa dem Motorraum, der Fahrgastzelle oder dem Kofferraum anzuordnen und einen Optokoppler eines Nebenknotens mit einem Optokoppler eines weiteren Nebenknotens zu verbinden, um so das gesamte optische Kommunikationssystem zu realisieren.
Jedoch gibt es, wenn das gesamte optische Kommunikationssystem aus Optokopplern mehrerer Nebenknoten aufgebaut ist, dahingehend ein Problem, dass optische Signale zwischen den Optokopplern gemultiplext werden. Somit ist es erforderlich, dafür zu sorgen, dass die oben beschriebene Konfiguration Kommunikationen durchführt, die an das CAN-Protokoll angepasst sind, um so das CAN-Protokoll selbst dann zu nutzen, wenn optische Signale durch Optokoppler übertragen werden.
Die vorliegende Erfindung ist angesichts solcher Umstände gemacht worden und hat zum Ziel, ein Fahrzeugkommunikationssystem, einen optischen Kommunikationskabelbaum und eine optische Kommunikationsvorrichtung bereitzustellen, in der nicht nur optische Kommunikationen implementieren sein können, sondern auch Kommunikationen auf der Grundlage eines vorbestimmten Protokolls durchgeführt werden können, das für elektrische Signale verwenden worden ist.
Die vorliegende Erfindung hat als weiteres Ziel, ein Fahrzeugkommunikationssystem, einen optischen Kommunikationskabelbaum und eine optische Teilungseinrichtung bereitzustellen, in denen nicht nur die optische Kommunikation zwischen elektronischen Einrichtungen (Kommunikationseinrichtungen), die in einem Auto eingebaut sind, implementiert sein und die durch Überschwingen verursachten Effekte, Störungsrauschen etc. verhindern werden können, sondern die auch eine Verarbeitung ähnlich der Arbitrierungsverarbeitung auf der Grundlage des herkömmlichen CAN-Protokolls durchführen können. Die vorliegende Erfindung hat als weiteres Ziel, ein Fahrzeugkommunikationssystem, einen optischen Kommunikationskabelbaum und eine optische Tellungsvorrichtung bereitzustellen, die ein großes Netzwerk mit Optokopplern bilden körnen.
Ein Fahrzeugkommunikationssystem gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst: eine optische Teilungsvorrichtung, die mehrere optische Einkopplungseinheiten und mehrere optische Auskopplungseinheiten umfasst und ein von einer optischen Einkopplungseinheit eingekoppeltes an mehrere optische Auskopplungseinheiten weiterleitet, und mehrere optische Kommunikationseinrichtungen, die über optische Kommunikationsleitungen zu einer Sterntopologie verbunden sind, wobei die optische Teilungsvorrichtung in einer Mitte der Sterntopologie angeordnet ist und jede optische Kommunikationseinrichtung ferner umfasst: eine optische Sendeeinheit, die die Licht in eine optische Einkopplungseinheit der optischen Teilungsvorrichtung einkoppelt, um so ein optisches Signal zu senden, eine optische Empfangseinheit, die ein von einer optischen Auskopplungseinheit der optischen Teilungsvorrichtung ausgekoppeltes Licht empfängt, um so ein optisches Signal zu empfangen, und ein Erfassungsmittel zum Erfassen einer Kollision optischer Signale, die zwischen den Kommunikationseinrichtungen übertragen werden, in Übereinstimmung mit dem von der optischen Empfangseinheit empfangenen optischen Signal.
Ferner umfasst ein Fahrzeugkommunikationssystem gemäß der vorliegenden Erfindung. das Erfassungsmittel, das ausgelegt ist, um die Kollision zu erfassen, wenn das durch die optische Empfangseinheit empfangene optische Signal gegenüber dem durch die optische Sendeeinheit gesendeten optischen Signal verändert ist; und die optische Kommunikationseinrichtung ausgelegt ist, um die Übertragung des optischen Signals zu stoppen und Empfangen und ein durch eine weitere optische Kommunikationseinrichtung gesendetes optisches Signal zu empfangen, wenn das Erfassungsmittel die Kollision gesendeter optischer Signale erfasst.
Ferner umfasst eine Fahrzeugkommunikationsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung die optische Kommunikationseinrichtung, die ferner umfasst: eine oder mehrere Sendeeinheiten und elektrische Empfangseinheiten, die eine Übertragung eines elektrischen Signals durchführen; und eine opto-elektrische Umwandlungseinheit, die das durch die optische Empfangseinheit empfangene optische Signal in ein elektrisches Signal umwandelt und das durch die elektrische Empfangseinheit empfangene elektrische Signal in ein optisches Signal umwandelt; und ferner umfasst das Fahrzeugkommunikationssystem gemäß der vorliegenden Erfindung die optische Kommunikationseinrichtung, die ausgelegt ist, um eine Kommunikation zwischen einer weiteren optischen Kommunikationseinrichtung und einer oder mehreren elektrischen Kommunikationseinrichtungen, die elektrische Signale übertragen, zu vermitteln.
Ferner umfasst ein Fahrzeugkommunikationssystem gemäß der vorliegenden Erfindung eine opto-elektrische Umwandlungseinrichtung, die umfasst: eine oder mehrere elektrische Sendeeinheiten und elektrische Empfangseinheiten, die eine Übertragung von elektrischen Signalen mit der optischen Sendeeinheit, der optischen Empfangseinheit und der Erfassungseinheit durchführen; und eine opto-elektrische Umwandlungseinheit, die das durch die optische Empfangseinheit empfangene optische Signal in ein elektrisches Signal umwandelt und das durch die elektrische Empfangseinheit empfangene elektrische Signal in ein optisches Signal umwandelt, wobei die opto-elektrische Umwandlungsvorrichtung Kommunikationen zwischen der einen oder mehreren Kommunikationseinrichtungen und einer oder mehreren Einrichtungen, die eine Übertragung von elektrischen Signalen durchführen, vermittelt.
Ferner umfasst ein Fahrzeugkommunikationssystem gemäß der vorliegenden Erfindung mehrere optische Kommunikationsnetzwerke, von denen jedes die optische Kommunikationseinrichtung umfasst, die zu einer Sterntopologie verbunden sind, in der die optische Teilungsvorrichtung in der Mitte angeordnet ist, und die opto-elektrische Umwandlungseinrichtung umfasst, wobei opto-elektrische Umwandlungseinrichtungen der mehreren optischen Kommunikationsnetzwerke über eine elektrische Kommunikationsleitung verbunden sind.
Ferner umfasst ein Fahrzeugkommunikationssystem gemäß der vorliegenden Erfindung mehrere optische Kommunikationsleitungen, von denen jede eine optische Einkopplungseinheit einer optischen Teilungsvorrichtung mit der optischen Kommunikationseinrichtung oder der opto-elektrischen Umwandlungseinrichtung verbindet, wobei eine Länge einer optischen Kommunikationsleitung im Wesentlichen gleich einer Länge einer weiteren optischen Kommunikationsleitung ist.
Ferner umfasst ein optisches Kommunikationssystem gemäß der vorliegenden Erfindung mehrere von der optischen Teilungsvorrichtung verschiedene optische Teilungsvorrichtungen, in denen eine optische Einkopplungseinheit einer optischen Teilungsvorrichtung mit einer optischen Auskopplungseinheit einer weitere optischen Teilungsvorrichtung verbunden ist, wobei die mehreren optischen Kommunikationseinrichtungen jeweils über eine optische Kommunikationsleitung mit einem Teil der optischen Einkopplungseinheit und der optischen Auskopplungseinheit, die Teil der mehreren optischen Teilungsvorrichtungen sind, zu einer Sterntopologie verbunden sind.
Ferner umfasst ein Fahrzeugkommunikationssystem gemäß der vorliegenden Erfindung ein oder mehrere Filter, die mit einer optischen Auskopplungseinheit einer weiteren optischen Teilungsvorrichtung von den mehreren optischen Auskopplungseinheiten der mehreren optischen Teilungsvorrichtungen verbunden sind und ein Licht dämpfen, dessen Wellenlängen von Wellenlängen optischer Signale, die durch die mehreren optischen Kommunikationseinrichtungen übertragen werden, verschieden sind.
Ferner umfasst ein Fahrzeugkommunikationssystem gemäß der vorliegenden Erfindung: eine erste optische Teilungsvorrichtung und eine zweite optische Teilungsvorrichtung, wobei eine optische Einkopplungseinheit der ersten optischen Teilungsvorrichtung mit einer optischen Auskopplungseinheit der zweiten optischen Teilungsvorrichtung verbunden ist und eine optische Auskopplungseinheit der ersten optischen Teilungsvorrichtung mit einer optischen Einkopplungseinheit der zweiten optischen Teilungsvorrichtung verbunden ist; mehrere erste optische Kommunikationseinrichtungen und mehrere zweite Kommunikationseinrichtungen, die jeweils mit Teilen der optischen Einkopplungseinheiten und optischen Auskopplungseinheiten der ersten und zweiten optischen Teilungsvorrichtung über optische Kommunikationsleitungen zu einer Sterntopologie verbunden sind und optische Signale übertragen, die eine erste Wellenlänge oder eine zweite Wellenlänge enthalten, und optische Signale empfangen, die unterschiedliche Wellenlängen haben, in denen die erste Wellenlänge oder die zweite Wellenlänge enthalten ist; ein erstes Filter, das zwischen die optische Auskopplungseinheit der ersten optischen Teilungsvorrichtung und die optische Einkopplungseinheit der zweiten optischen Teilungsvorrichtung geschaltet ist und Licht mit der zweiten Wellenlänge dämpft; und ein zweites Filter, das zwischen die optische Auskopplungseinheit der zweiten optischen Teilungsvorrichtung und die optische Einkopplungseinheit der ersten optischen Teilungsvorrichtung geschaltet ist und Licht mit der ersten Wellenlänge dämpft.
Ferner umfasst ein Fahrzeugkommunikationssystem gemäß der vorliegenden Erfindung die optische Kommunikationseinrichtung, die ausgelegt ist, um eine Übertragung optischer Signale auf der Grundlage eines CAN-Protokolls durchzuführen.
Ferner umfasst ein Fahrzeugkommunikationssystem gemäß der vorliegenden Erfindung die optische Teilungsvorrichtung, die einen oder mehrere Optokoppler umfasst, von denen jeder zwei der optischen Einkopplungseinheiten und zwei der optischen Auskopplungseinheiten umfasst.
Ferner umfasst ein optischer Kommunikationskabelbaum gemäß der vorliegenden Erfindung: eine optische Teilungsvorrichtung, die mehrere optische Einkopplungseinheiten und mehrere optische Auskopplungseinheiten umfasst und ein von eifern der optischen Einkopplungseinheiten eingekoppeltes Licht ausgibt und auf mehrere optische Auskopplungseinheiten verteilt; eine optische Kommunikationsleitung, die mit einer vorbestimmten optischen Einkopplungseinheit und optischen Auskopplungseinheit von den mehreren optischen Einkopplungseinheiten und optischen Auskopplungseinheiten verbunden ist; und ein oder mehrere Filter, die mit optischen Kommunikationsleitungen verbunden sind, die mit bestimmten optischen Auskopplungseinheiten von den mehreren optischen Auskopplungseinheiten verbunden sind und Licht mit einer vorbestimmten Wellenlänge dämpfen.
Ferner umfasst ein optischer Kabelbaum gemäß der vorliegenden Erfindung das Filter, das innerhalb eines Verbinders der optischen Kommunikationsleitung angeordnet ist, die eine Verbindung mit einer weiteren optischen Teilungsvorrichtung herstellt.
Ferner umfasst eine optische Teilungseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung: eine optische Teilungsvorrichtung, die mehrere optische Einkopplungseinheiten und mehrere optische Auskopplungseinheiten umfasst und ein von einem der mehreren Einkopplungseinheiten eingekoppeltes Licht ausgibt und auf mehrere optische Auskopplungseinheiten verteilt; und ein oder mehrere Filter, die mit bestimmten optischen Auskopplungseinheiten von den mehreren optischen Auskopplungseinheiten verbunden sind und Licht mit einer vorbestimmten Wellenlänge dämpfen.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst die verwendete optische Teilungsvorrichtung mehrere optische Einkopplungseinheiten und optische Auskopplungseinheiten und gibt ein Licht von einer optischen Einkopplungseinheit aus und verteilt es an mehrere optische Auskopplungseinheiten. Diese optische Teilungsvorrichtung ist über optische Kommunikationsleitungen mit mehreren optischen Kommunikationseinrichtungen zu einer Sterntopologie verbunden, um so das Fahrzeugkommunikationssystem zu bilden. Wenn optische Signale von mehreren Einkopplungseinheiten in diese optische Teilungsvorrichtung eingekoppelt werden, werden mehrere optische Signale kombiniert und die kombinierten optischen Signale werden von allen optischen Auskopplungseinheiten ausgekoppelt.
Jede optische Kommunikationseinrichtung ist über die optischen Kommunikationsleitungen mit einer optischen Einkopplungseinheit und einer optischen Auskopplungseinheit der optischen Teilungsvorrichtung verbunden. Die optische Kommunikationseinrichtung kann das durch die optische Teilungsvorrichtung ausgekoppelte und verteilte optische Signal zu dem Zeitpunkt empfangen, zu dem ein optisches Signal zu einer optischen Einkopplungseinheit der optischen Teilungsvorrichtung gesendet wird, Ferner kann die optische Kommunikationseinrichtung das durch die optische Kommunikationseinrichtung selbst übertragene Signal mit dem durch die optische Kommunikationseinrichtung selbst empfangen Signal vergleichen und dann die Kollision der gesendeter optischen Signale erfassen.
Daher kann die optische Kommunikationseinrichtung das Vorhandensein/Fehlen von Licht der Dominanz/Rezessivität des CAN-Protokolls zuordnen, eine Verarbeitung ähnlich der Arbitrierungsverarbeitung auf der Grundlage des CAN-Protokolls und Kommunikationen auf der Grundlage des CAN-Protokolls durchführen. Daher kann in der optischen Kommunikationseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung eine herkömmliche Kommunikationseinrichtung implementiert sein, die einfach mit einer Schnittstellenschaltung und dergleichen zum Verbinden der optischen Kommunikationsleitung versehen ist, so dass es möglich ist, eine optische Kommunikationseinrichtung mit niedrigen Kosten zu entwickeln.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung erfasst die optische Kommunikationseinrichtung die Kollision zwischen dem durch die optische Kommunikationseinrichtung selbst gesendeten optischen Signal und einem weiteren, durch weitere optische Kommunikationseinrichtung gesendeten Signal, wenn das durch die optische Teilungsvorrichtung durch die optische Kommunikationseinrichtung selbst empfangene optische Signal gegenüber dem durch die optische Kommunikationseinrichtung selbst gesendeten optischen Signal verändert ist. Wenn die optische Kommunikationseinrichtung die Kollision erfasst hat, stoppt sie das Senden des optischen Signals und empfängt das durch die weitere optische Kommunikationseinrichtung gesendete weitere optische Signal. Diese Verarbeitungen wie etwa die Kollisionserfassung und der Sendestopp basieren auf einem Verfahren zur optischen Kommunikation, und zwar im Wesentlichen dem gleichen wie das Verfahren, das für die Arbitrierungsverarbeitung des CAN-Protokolls verwendet wird. Daher können in der optischen Kommunikationseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung relativ geringfügige Modifikationen der Kommunikationseinrichtung, die Kommunikationen auf der Grundlage des herkömmlichen CAN-Protokolls durchführt, implementiert werden, wie etwa einer Schaltungsmodifikation oder einer Schaltungsergänzung.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst das Fahrzeugkommunikationssystem eine oder mehrere optische Kommunikationseinrichtungen, die mit einer Funktion zum Senden von optischen Signalen und ferner mit einer Funktion zum Senden von elektrischen Signalen ausgestattet sind. Diese optische Kommunikationseinrichtung dient einer wechselseitigen Umwandlung zwischen den gesendeten elektrischen Signalen und optischen Signalen sowie einer Vermittlung von Kommunikationen zwischen einer weiteren optischen Kommunikationseinrichtung und der elektrischen Kommunikationseinrichtung. Daher kann das Fahrzeugkommunikationssystem sowohl die elektrische Kommunikation als auch die optische Kommunikation durchführen.
Alternativ umfasst das Fahrzeugkommunikationssystem die opto-elektrische Umwandlungseinrichtung, die mit einer optischen Kommunikationsfunktion und einer elektrischen Kommunikationsfunktion ausgestattet ist, und führt eine wechselseitige Umwandlung zwischen elektrischen und optischen Signalen durch. Die opto-elektrische Umwandlungsvorrichtung dient der Vermittlung von Kommunikationen zwischen einer oder mehreren optischen Kommunikationseinrichtungen und einer oder mehreren elektrischen Kommunikationseinrichtungen. Daher kann das Fahrzeugkommunikationssystem in gleicher Weise sowohl die elektrische Kommunikation als auch die optische Kommunikation durchführen.
Eine Kommunikationsleitung des Fahrzeugkommunikationssystems ist innerhalb eines begrenzten Bereichs des Autos angeordnet. Somit kann die dort angeordnete Kommunikationsleitung gebogen werden. Jedoch ist es unter Umständen schwierig, eine optische Kommunikationsleitung für diese Anordnung zu biegen, wenn die optische Kommunikationsleitung eine Lichtleitfaser ist. Mit anderen Worten, es besteht das Problem, dass die Lichtleitfaser einen begrenzten Freiheitsgrad der Anordnung besitzt. Mit anderen Worten, die elektrische Kommunikationsleitung zeigt einen höheren Widerstand gegen Biegung. Da das Fahrzeugkommunikationssystem nicht nur die optische Kommunikationsleitung, sondern auch die elektrische Kommunikationsleitung verwenden kann, ist es möglich, den Freiheitsgrad der Anordnung im Zusammenhang mit dem Fahrzeugkommunikationssystem in dem Auto zu verbessern.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein optisches Kommunikationsnetzwerk die optische Kommunikationseinrichtung und die opto-elektrische Umwandlungseinrichtung, die zu einer Sterntopologie verbunden sind, wobei die optische Teilungsvorrichtung in der Mitte angeordnet ist. Ferner sind die opto-elektrischen Umwandlungseinrichtungen mehrerer optischer Kommunikationsnetzwerke durch elektrische Kommunikationsleitungen verbunden, um so das Fahrzeugkommunikationssystem zu bilden. Daher kann das Fahrzeugkommunikationssystem die optische Kommunikation mit dem optischen Sterntopologie-Kommunikationsnetzwerk und die elektrische Kommunikation zwischen einem optischen Kommunikationsnetzwerk und den weiteren optischen Kommunikationsnetzwerken durchführen.
Es ist zum Beispiel möglich, die optische Kommunikation in einem Bereich auszuwählen, in dem viele Vorrichtungen dicht beieinander angeordnet sind, wie etwa einen Motorraum im vorderen Teil eines Autos, und das elektrische Signal in einem Bereich auszuwählen, dessen Abstand relativ geringer ist und wo es wahrscheinlich ist, dass die Kommunikationsleitung gebogen werden muss, wie es in einem Bereich zwischen dem vorderen Teil des Autos und dem hinteren Teil des Autos. Daher ist es möglich, eine Konfiguration im Hinblick auf die Stärke und Schwäche der optischen Kommunikation und der elektrischen Kommunikation auszulegen. Eine solche Konfiguration gemäß der vorliegenden Erfindung ist insbesondere für ein Auto vorteilhaft, in dem sich wahrscheinlich mehrere Vorrichtungen in einigen Bereichen befinden.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine optische Teilungsvorrichtung, die Teil des Fahrzeugkommunikationssystems ist, eine optische Einkopplungseinheit und eine optische Kommunikationsleitung, die diese optische Einkopplungseinheit mit der optischen Kommunikationseinrichtung verbindet, und besitzt eine Länge, die im Wesentlichen gleich einer Länge einer weiteren optischen Kommunikationsleitung ist, die diese optische Einkopplungseinheit mit der opto-elektrischen Umwandlungseinrichtung verbindet. Daher gibt es fast keine zeitliche Differenz zwischen einem Zeitpunkt, wenn in die optische Teilungsvorrichtung ein optisches Signal von der optischen Kommunikationseinrichtung eingekoppelt wird, und einem Zeitpunkt, wenn in die optische Teilungsvorrichtung ein optisches Signal von der opto-elektrischen Umwandlungseinrichtung eingekoppelt wird, und es ist möglich, eine Verarbeitung wie etwa die Kommunikationskollision-Erfassungsverarbeitung und die Arbitrierungsverarbeitung fehlerfrei durchzuführen.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine optische Kommunikationseinrichtung mehrere optische Teilungsvorrichtungen, von denen jede mehrere optische Einkopplungseinheiten und optische Auskopplungseinheiten umfasst und ein von einer der optischen Einkopplungseinheiten eingekoppeltes Licht zu den optischen Auskopplungseinheiten verteilt und ausgibt, sind optische Kommunikationseinrichtungen durch optische Kommunikationsleitungen zu einer Sterntopologie miteinander verbunden, und sendet jede optische Kommunikationseinrichtung ein optisches Signal zu einer optischen Einkopplungseinheit der optischen Teilungsvorrichtung und empfängt ein optisches Signal, das von einer optischen Auskopplungseinheit der optischen Teilungsvorrichtung ausgekoppelt wurde.
Eine optische Einkopplungseinheit einer optischen Teilungsvorrichtung ist mit einer optischen Auskopplungseinheit einer weiteren optischen Teilungsvorrichtung verbunden. Daher ist es möglich, die optische Kommunikation voll zu nutzen.
Wenn ein optisches Signal durch eine optische Kommunikationseinrichtung gesendet wird, die mit der optischen Teilungsvorrichtung verbunden ist, wird das gesendete optische Signal in eine optische Einkopplungseinheit einer optischen Teilungsvorrichtung eingekoppelt und dann von einer optischen Auskopplungseinheit der optischen Teilungsvorrichtung ausgekoppelt. Eine der optischen Auskopplungseinheiten ist mit derjenigen optischen Kommunikationseinrichtung verbunden, die dieses optische Signal gesendet hatte. Daher kann diese optische Kommunikationseinrichtung das durch diese optische Kommunikationseinrichtung selbst gesendete optische Signal überwachen. Dieses optische Signal wird auch von der optischen Auskopplungseinheit dieser optischen Teilungsvorrichtung zu einer weiteren optischen Kommunikationseinrichtung ausgekoppelt, die Teil der Sterntopologie ist. Daher kann jede optische Kommunikationseinrichtung dieses optische Signal empfangen, und dieses optische Signal kann in eine optischen Einkopplungseinheit einer weiteren optischen Teilungsvorrichtung eingekoppelt wird. Anschließend koppelt die weitere optische Teilungsvorrichtung ihrerseits dieses optische Signal von ihren eigenen optischen Auskopplungseinheiten aus und verteilt es. Somit empfängt auch die optische Kommunikationseinrichtung dieses optische Signal, da es Teil der Sterntopologie ist.
Daher ist es möglich, die optische Kommunikation zu einer Kommunikation zu machen, die auf dem CAN-Protokoll basiert, welches die Kollisionserfassungsverarbeitung, die Arbitrierungsverarbeitung und dergleichen enthält.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung gibt es eine optische Auskopplungseinheit von den optischen Auskopplungseinheiten, die Teil jeder optischen Teilungsvorrichtung sind, die nicht mit der optischen Kommunikationseinrichtung verbunden ist. Mit anderen Worten, es gibt eine optische Auskopplungseinheit, die mit einer weiteren optischen Teilungsvorrichtung verbunden ist. Eine solche optische Auskopplungseinheit ist mit einem oder mehreren Filtern verbunden, die Licht mit einer von einer Wellenlänge des durch die optische Kommunikationseinrichtung gesendeten Signals verschiedenen Wellenlänge dämpft.
Somit wird, wenn ein optisches Signal durch eine optische Kommunikationseinrichtung gesendet wird, die mit einer optischen Teilungsvorrichtung verbunden ist, dieses optische Signal in die optische Teilungsvorrichtung eingekoppelt, zu einer weiteren optischen Kommunikationseinrichtung ausgekoppelt, die mit der optischen Tei-lungsvorrichtung verbunden ist, und ferner in Richtung einer Einkopplungseinheit einer weiteren optischen Teilungsvorrichtung ausgekoppelt, ohne dabei gedämpft zu werden. Die weitere optische Teilungsvorrichtung veranlasst jede optische Auskopplungseinheit, Licht auszukoppeln, das in die optische Einkopplungseinheit eingekoppelt wird. Mit anderen Worten, die weitere optische Teilungsvorrichtung gibt jedes eingekoppelte Licht aus, unabhängig von der ursprünglichen optischen Teilungsvorrichtung, die es ausgekoppelt und zu der weiteren optischen Teilungsvorrichtung gesendet hat. Ein weiteres Filter, das mit einer weiteren Teilungsvorrichtung verbunden ist, dämpft Licht mit einer von einer Wellenlänge eines durch eine optische Kommunikationseinrichtung, die mit der weiteren Teilungsvorrichtung verbunden ist, gesendeten optischen Signals verschiedenen Wellenlänge. Daher gelangt das durch eine optische Teilungsvorrichtung ausgekoppelte Licht nicht zu der optischen Teilungsvorrichtung zurück, da es durch das Filter gedämpft ist, obwohl es sein kann, dass das ausgekoppelte Licht in eine weitere optische Teilungsvorrichtung eingekoppelt und von der weiteren optischen Teilungsvorrichtung ausgekoppelt wird.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung führt die optische Kommunikationseinrichtung Kommunikationen auf der Grundlage eines vorbestimmten Protokolls durch, das verwendet wird, um ein optisches Signal während der Sendeverarbeitung mit einem optischen Signal während der Empfangsverarbeitung zu vergleichen und zu bestimmen, ob die Sendeverarbeitung erfolgreich war oder nicht. Die optische Kommunikationseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist dazu ausgelegt, ein optisches Signal, das erneut in die optische Kommunikationseinrichtung eingekoppelt wurde, zu einer optischen Teilungsvorrichtung zu senden. Daher wird das durch die optische Kommunikationseinrichtung gesendete optische Signal selbst während der Sendeverarbeitung zu der optischen Kommunikationseinrichtung zurückgesendet, so dass es möglich ist, Kommunikationen auf der Grundlage des vorbestimmten Protokolls durchzuführen. Das „vorbestimmte Protokoll” ist zum Beispiel das CAN-Protokoll.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die optische Teilungsvorrichtung einen oder mehrere Optokoppler mit jeweils zwei Eingängen und zwei Ausgängen umfassen, die relativ preisgünstig sind. Daher ist es möglich, die Kosten des Fahrzeugkommunikationssystems zu reduzieren. In einem Beispielfall, in dem die optische Kommunikation zwischen zwei optischen Kommunikationseinrichtungen durchgeführt wird, genügt ein Optokoppler für das Fahrzeugkommunikationssystem. In einem Beispielfall, in dem die optische Kommunikation zwischen vier optischen Kommunikationseinrichtungen durchgeführt wird, genügen vier Optokoppler für das Fahrzeugkommunikationssystem. In einem Fall, in dem die optische Kommunikation zwischen acht optischen Kommunikationseinrichtungen durchgeführt wird, genügen zwölf Optokoppler für das Fahrzeugkommunikationssystem.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung sind mehrere optische Teilungsvorrichtungen, optische Kommunikationsleitungen, die jeweils mit den mehreren optischen Teilungsvorrichtungen verbunden sind, und Filter, die jeweils Licht mit von Wellenlängen von durch optische Kommunikationseinrichtungen, die jeweils mit optischen Teilungsvorrichtungen verbunden sind, gesendeten optischen Signalen verschiedenen Wellenlänge dämpfen. Die mehreren optischen Teilungsvorrichtungen, optischen Kommunikationsleitungen und Filter werden zuvor zusammengebunden, um den Kabelbaum zu bilden. Daher ist es möglich, indem man den Kabelbaum mit optischen Kommunikationseinrichtungen verbindet, leicht das optische Kommunikationssystem zu bilden, das eine Kommunikation auf der Grundlage des vorbestimmten Protokolls durchführen kann.
In der vorliegenden Erfindung kann das Filter innerhalb eines Verbinders angeordnet sein, der einen Kabelbaum mit einem weiteren Kabelbaum verbindet. Indem ein Kabelbaum und ein weiterer Kabelbaum wie oben beschrieben verbunden werden, ist es leicht möglich, das optische Kommunikationssystem aufzubauen, das eine Kommunikation auf der Grundlage des vorbestimmten Protokolls durchführen kann.
In der vorliegenden Erfindung kann die optische Teilungseinrichtung das Filter und die optische Teilungsvorrichtung umfassen. Wenn mehrere optische Teilungsvorrichtungen miteinander verbunden sind, deren durch jeweilige Filter gedämpfte Wellenlängen eines Lichts verschieden sind, und die jeweils mit optischen Kommunikationseinrichtungen verbunden sind, die Wellenlängen von Filtern entsprechen, die Teil der verbundenen optischen Teilungsvorrichtungen sind, ist es leicht möglich, das optische Kommunikationssystem aufzubauen, das eine Kommunikation auf der Grundlage des vorbestimmten Protokolls durchführen kann.
In der vorliegenden Erfindung können mehrere optische Kommunikationseinrichtungen zu einer Sterntopologie verbunden sein, wobei die optische Teilungsvorrichtung in der Mitte angeordnet ist, und jede der optischen Kommunikationseinrichtungen kann so konfiguriert sein, dass sie ein optisches Signal zu einer optischen Einkopplungseinheit der optischen Teilungsvorrichtung sendet und ein durch die optische Teilungsvorrichtung ausgekoppeltes optisches Signal empfängt, und die Kollisionserfassung in Übereinstimmung mit dem empfangenen optischen Signal durchführt. Daher kann das Fahrzeugkommunikationssystem die optische Kommunikation verwenden und dabei ein Überschwingen, Störrauschen und dergleichen verhindern, und es kann ferner eine der Kommunikationsverarbeitung auf der Grundlage des herkömmlichen CAN-Protokolls ähnliche Verarbeitung durchführen. Daher ist es möglich, Kosten für die Implementierung des Fahrzeugkommunikationssystems, das die optische Kommunikation durchführen kann, einzusparen.
In der vorliegenden Erfindung können mehrere optische Kommunikationseinrichtungen mit der optischen Teilungsvorrichtung verbunden sein, und die optische Teilungsvorrichtung kann ferner mit einer weiteren optischen Teilungsvorrichtung verbunden sein, um so da Kommunikationssystem zu bilden. Daher kann jede optische Kommunikationseinrichtung, die die optische Kommunikation durchführt, kontinuierlich Signale überwachen, die in einer Kommunikationsleitung übertragen werden, einschließlich der durch die überwachende optische Kommunikationseinrichtung übertragenen Signale. Daher ist es möglich, dass die optische Kommunikation eine Kommunikation auf der Grundlage des CAN-Protokolls ist, das im Wesentlichen dazu verwendet wird, die Kollisionserfassung, die Arbitrierungserfassung und dergleichen durchzuführen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration eines Fahrzeugkommunikationssystems in einer Ausführungsform 1 gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
2 ist ein Flussdiagramm, das eine Prozedur einer Sendeverarbeitung zeigt, die durch eine optische Kommunikationseinrichtung durchgeführt wird, die Teil des Fahrzeugkommunikationssystems der vorliegenden Erfindung ist.
3 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration des Fahrzeugkommunikationssystems in einer Ausführung 2 gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
4 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration des Fahrzeugkommunikationssystems in der Ausführungsform 2 gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
5 ist eine schematische Ansicht, die eine Beispielkonfiguration einer optischen Teilungsvorrichtung zeigt, die in dem Fahrzeugkommunikationssystem verwendet wird.
6 ist eine schematische Ansicht, die eine weitere Beispielkonfiguration der optischen Teilungsvorrichtung zeigt, die in dem Fahrzeugkommunikationssystem verwendet wird.
7 ist eine schematische Ansicht, die eine weitere Beispielkonfiguration der optischen Teilungsvorrichtung zeigt, die in dem Fahrzeugkommunikationssystem verwendet wird.
8 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration des Fahrzeugkommunikationssystems in einer Ausführungsform 3 gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
9 ist eine schematische Ansicht, die ein Beispiel zeigt, in dem das Fahrzeugkommunikationssystem in der Ausführungsform 3 in ein Auto eingebaut ist.
10 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration eines Fahrzeugkommunikationssystems in einer Ausführungsform 4 zeigt.
11 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration der optischen Kommunikationseinrichtung in der Ausführungsform 4 zeigt.
12 ist eine schematische Ansicht, die Konfigurationen der optischen Teilungsvorrichtung und einen Verbinder in der Ausführungsform 4 und eine Sendeverarbeitung von optischen Signalen durch die optische Teilungsvorrichtung und den Verbinder in der Ausführungsform 4 zeigt.
13 ist eine Kennlinie, die eine Charakteristik eines Filters in der Ausführungsform 4 zeigt.
14 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration des optischen Fahrzeugkommunikationssystems in der Ausführungsform 5 zeigt.
15 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration der optischen Teilungseinrichtung in der Ausführungsform 5 zeigt.
BESCHEIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
(Ausführungsform 1)
Die vorliegende Erfindung in nachfolgend mit Bezug auf die Figuren beschrieben, die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zeigen. 1 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration eines Fahrzeugkommunikationssystems in einer Ausführungsform 1 gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt. Das Fahrzeugkommunikationssystem in der Ausführungsform 1 umfasst mehrere (zwei) optische Kommunikationseinrichtungen 1a, 1b, die jeweils durch optische Kommunikationsleitungen 4, 5 mit einem Optokoppler 3 verbunden sind, und ist ein Sterntopologie-Netzwerksystem, in dem der Optokoppler 3 in der Mitte angeordnet ist.
Die optischen Kommunikationseinrichtungen 1a, 1b, die Teil des Fahrzeugkommunikationssystems sind, sind elektronische Einrichtungen wie etwa elektronische Steuerungs- bzw. Regelungseinheiten (ECUs), die mit optischen Kommunikationsfunktionen ausgestattet und in einem Fahrzeug (nicht gezeigt) eingebaut sind. Während 1 eine detaillierte Konfiguration der optischen Kommunikationseinrichtung 1a zeigt, ist eine solche detaillierte Konfiguration der weiteren optischen Kommunikationseinrichtung 1b nicht gezeigt, da beide Kommunikationen identisch sind. Jede der optischen Kommunikationseinrichtungen 1a, 1b umfasst eine Zentralverarbeitungseinheit (CPU) 11, eine CAN-Steuerungs- bzw. Regelungseinheit 12 und eine optische Kommunikationseinheit 13.
Die CPU 11, die Teil von jeder der optischen Kommunikationseinrichtungen 1a, 1b ist, führt ein Programm aus, das zuvor ein einem Speicher wie etwa einem Nur-Lese-Speicher (ROM) gespeichert wurde, um eine Verarbeitung, z. B. die Systemverwaltung von jeder Komponente, die Teil der Einrichtung ist, einige für die Verwaltung erforderliche Berechnungen und dergleichen durchzuführen. Wenn während dieser Verarbeitung eine der optischen Kommunikationseinrichtungen 1a, 1b einen Informationsaustausch mit einer weiteren der optischen Kommunikationseinrichtungen 1a, 1b erfordert, liefert die CPU 11 eine Kommunikationsmeldung an die CAN-Steuerungs- bzw. Regelungseinheit 12, um eine Kommunikation mit der weiteren der optischen Kommunikationseinrichtungen 1a, 1b zu ermöglichen. Wenn die CPU 11 versucht, Daten zu einer weiteren der optischen Kommunikationseinrichtung 1a, 1b zu übertragen, liefert sie diese Daten an die CAN-Steuerungs- bzw. Regelungseinheit 12. Ferner liefert die CAN-Steuerungs- bzw. Regelungseinheit 12, wenn sie Daten von einer weiteren optischen Kommunikationseinrichtung 1a, 1b empfängt, diese Daten an die CPU 11.
Wenn zu übertragende Daten durch die CPU 11 geliefert werden, wandelt die CAN-Steuerungs- bzw. Regelungseinheit 12 diese Daten auf der Grundlage des Datenformats, das für das CAN-Protokoll verwendet wird, in Sendedaten um und liefert die umgewandelten Daten an eine optische Sendeeinheit 15, die Teil einer optischen Kommunikationseinheit 13 ist. In Übereinstimmung mit dem CAN-Protokoll übertragene Daten umfassen mehrere Felder wie etwa ein Arbitrierungsfeld, ein Steuerfeld, ein Datenfeld, ein Feld für eine zyklische Redundanzprüfung (CRC), und ein Rückmeldungsfeld (ACK). Die durch die CPU 11 gelieferten Daten werden in dem Datenfeld gespeichert. Das Arbitrierungsfeld speichert Daten, die zur Arbitrierung der Kommunikationskollision verwendet werden. Die in dem Arbitrierungsfeld gespeicherten Daten basieren auf der Priorität von in Übereinstimmung mit dem CAN-Protokoll gesendeten Daten. Daten „0 (dominant)” repräsentieren eine höhere Priorität als Daten „1 (rezessiv)”.
Die CAN-Steuerungs- bzw. Regelungseinheit 12 übernimmt durch die optische Empfangseinheit 14 in der optischen Kommunikationseinheit 13 empfangene Daten. Da die durch die optische Empfangseinheit 14 empfangenen Daten in einem Format vorliegen, das auf dem CAN-Protokoll basiert, extrahiert die CAN-Steuerungs- bzw. Regelungseinheit 12 erforderliche Daten aus dem Datenfeld der empfangenen Daten und liefert die extrahierten Daten an die CPU 11. Daher kann die CPU 11 eine Verarbeitung auf der Grundlage der von einer weiteren der optischen Kommunikationseinrichtungen 1a, 1b empfangenen Daten durchführen.
Da die optische Empfangseinheit 14 und die optische Sendeeinheit 15 Teil der optischen Kommunikationseinrichtung 13 sind, kann die optische Kommunikationseinheit 13 eine wechselseitige Umwandlung zwischen elektrischen Signalen und optischen Signalen durchführen. Die elektrischen Signale werden zwischen der optischen Kommunikationseinrichtung 13 und der CAN-Steuerungs- bzw. Regelungseinheit 12 übertragen, während die optischen Signale zwischen einer der optischen Kommunikationseinrichtungen 1a, 1b und der weiteren der optischen Kommunikationseinrichtungen 1a, 1b übertragen werden. Die optische Sendeeinheit 15 in der optischen Kommunikationseinheit 13 umfasst eine Lichtquelle (z. B. eine Leuchtdiode), eine Steuerschaltung, die die Lichtquelle ein-/ausschaltet, und dergleichen. Wenn die optische Sendeeinheit 15 die Sendedaten von der CAN-Steuerungs- bzw. Regelungseinheit 12 empfängt, wandelt sie die mit elektrischen Signalen konfigurierten Sendedaten in mit optischen Signale konfigurierte Sendedaten um. Anschließend gibt die optische Sendeeinheit 15 die umgewandelten optischen Signale an die optische Übertragungskommunikationsleitung 4 aus.
Die optische Empfangseinheit 14 in der optischen Kommunikationseinheit 13 umfasst ein Lichtempfangselement wie etwa eine Fotodiode und kann ein von der optischen Empfangskommunikationsleitung 5 ausgesendetes Licht erfassen. Die optische Empfangseinheit 14 kann elektrische Signale auf der Grundlage des Lichts, das durch das Lichtempfangselement erfasst wurde, ausgeben. Daher kann die optische Empfangseinheit 14 in jeder der optischen Kommunikationseinrichtungen 1a, 1b durch die weitere optische Kommunikationseinrichtung 1a, 1b gesendeten optischen Signale empfangen, die optischen Signale in die elektrischen Signale umwandeln und die umgewandelten elektrischen Signale an die CAN-Steuerungs- bzw. Regelungseinheit 12 übergeben.
Der Optokoppler 3 in dem Fahrzeugkommunikationssystem umfasst zwei optische Einkopplungseinheiten 31, 31 auf einer Seite und zwei optische Auskopplungseinheiten 32, 32 auf der weiteren Seite. Somit ist der Optokoppler 3 eine optische Teilungsvorrichtung, die das von der optischen Einkopplungseinheit 31 eingekoppelte Licht auf die zwei optischen Auskopplungseinheiten 32, 32 verteilt, d. h. das Licht zu den zwei optischen Einheiten 32, 32 weiterleitet. Die erste optische Einkopplungseinheit 31, die Teil des Optokopplers 3 ist, ist über die optische Kommunikationsleitung 4 mit der optischen Sendeeinheit 15 verbunden, die Teil der optischen Kommunikationseinrichtung 1a ist, und die zweite optische Einkopplungseinheit 31 ist über die optische Kommunikationsleitung 4 mit der optischen Sendeeinheit 15 verbunden, die Teil der weiteren optischen Kommunikationseinrichtung 1b enthalten ist. Die erste optische Auskopplungseinheit 32, die Teil des Optokopplers 3 ist, ist über die optische Kommunikationsleitung 5 mit der optischen Empfangseinheit 14 verbunden, die Teil der optischen Kommunikationseinrichtung 1a ist, und die zweite optische Auskopplungseinheit 32 ist über die optische Kommunikationsleitung 5 mit der optischen Empfangseinheit 14 verbunden, die Teil der weiteren optischen Kommunikationseinrichtung 1b ist.
Wenn die optische Sendeeinheit 15, die Teil der optischen Kommunikationseinrichtung 1a ist, über die optische Kommunikationsleitung 4 ein optisches Signal überträgt, wird das übertragene optische Signal in die Einkopplungseinheit 31 eingekoppelt, die Teil des Optokopplers 3 ist. Das eingekoppelte optische Signal wird durch den Optokoppler 3 verteilt und von den zwei optischen Auskopplungseinheiten 32, 32 ausgekoppelt. Anschließend werden die ausgekoppelten optischen Signale durch die optischen Kommunikationseinrichtungen 1a, 1b empfangen. Ebenso wird, wenn die optische Kommunikationseinrichtung 1b ein optisches Signal überträgt, das übertragene optische Signal durch den Optokoppler 3 verteilt, und die verteilten optischen Signale werden durch die optische Kommunikationseinrichtungen 1a, 1b empfangen. Wenn die beiden optischen Kommunikationseinrichtungen 1a, 1b optische Signale übertragen, werden die zwei gesendeten optischen Signale durch den Optokoppler 3 kombiniert. Das kombinierte optische Signal wird durch den Optokoppler 3 verteilt. Anschließend wird das kombinierte optische Signal von jeder der optischen Auskopplungseinheiten 32, 32 ausgekoppelt und durch die jeweilige der optischen Kommunikationseinrichtungen 1a, 1b empfangen.
Die optischen Kommunikationseinrichtungen 1a, 1b übertragen optische Signale, in denen die Vorhandensein/Fehlen von Licht als Entsprechung der digitalen Daten verwendet wird. Der Optokoppler 3 gibt Licht in Richtung der zwei optischen Auskopplungseinheiten 32, 32 aus, wenn Licht in eine der zwei optischen Einkopplungseinheiten 31, 31 eingekoppelt wird. Somit ist es möglich, eine Verarbeitung ähnlich der Arbitrierungsverarbeitung auf der Grundlage des CAN-Protokolls durchzuführen, wenn das Vorhandensein/Fehlen von Licht in dem optischen Signal mit der Eigenschaft dominant/rezessiv in den auf der Grundlage des CAN-Protokolls formatierten Daten assoziiert werden kann.
Die optische Kommunikationsleitung 4, die die optische Sendeeinheit 15, die Teil der optischen Kommunikationseinrichtung 1a ist, mit der optischen Einkopplungseinheit 31 verbindet, die Teil des Optokopplers 3 ist, hat vorzugsweise eine Länge, die in etwa der Länge der weiteren optischen Kommunikationsleitung 4 entspricht, die die optische Sendeeinheit 15, die Teil der optischen Kommunikationseinrichtung 1b ist, mit der optischen Einkopplungseinheit 31, die Teil des Optokopplers 3 ist, verbindet, um eine Differenz zwischen einem Zeitpunkt, wenn ein durch die optische Kommunikationseinrichtung 1a übertragenes optisches Signal in den Optokoppler 3 eingekoppelt wird, und einem Zeitpunkt, wenn ein durch die weitere optische Kommunikationseinrichtung 1b gesendetes optisches Signal in den Optokoppler 3 eingekoppelt wird, zu verhindern.
Jedoch kann eine optische Kommunikationsleitung 4 in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit der optischen Kommunikation eine von der Länge der weiteren optischen Kommunikationsleitung 4 verschiedene Länge besitzen.
Eine der optischen Kommunikationseinrichtungen 1a, 1b, die Teil des Fahrzeugkommunikationssystems ist, veranlasst die CAN-Steuerungs- bzw. Regelungseinheit 12 zu der weiteren der optischen Kommunikationseinrichtungen 1a, 1b zu sendenden Daten auf der Grundlage eines vorbestimmten Datenformats in Sendedaten umzuwandeln, veranlasst die optische Sendeeinheit 15 in der optischen Kommunikationseinheit 13, die Sendedaten in optische Signale umzuwandeln, und überträgt die optischen Signale. Nachdem (unmittelbar nachdem) die optischen Signale übertragen sind, übertragen sind, veranlasst die eine von den optischen Kommunikationseinrichtungen 1a, 1b, dass die optische Empfangseinheit 14 die gesendeten optischen Signale empfängt, wandelt die optischen Signale in Empfangsdaten um, die mit elektrische Signalen konfiguriert sind, und veranlasst, dass die CAN-Steuerungs- bzw. Regelungseinheit 12 bestimmt, ab die Empfangsdaten mit den Sendedaten identisch sind oder nicht. Somit kann eine der optischen Kommunikationseinrichtungen 1a, 1b erfassen, dass die Kollision einer Übertragung optischer Signale durch die weitere der optischen Kommunikationseinrichtungen 1a, 1b verursacht wird.
Wenn die Sendedaten mit den Empfangsdaten identisch sind und dann keine Kollision verursacht wird, kann jede der optischen Kommunikationseinrichtungen 1a, 1b mit der Durchführung der Sendeverarbeitung fortfahren. Wenn die Kollision erfasst wird, da die Sendedaten nicht mit den Empfangsdaten identisch sind, stoppt jede der optischen Kommunikationseinrichtungen 1a, 1b, die die Kollision erfasst hat, die Durchführung der Sendeverarbeitung und startet die Durchführung der Empfangsverarbeitung, um die durch die weitere der optischen Kommunikationseinrichtungen 1a, 1b gesendeten Daten zu empfangen. Selbst dann, wenn eine Kollision optischer Signale tatsächlich verursacht ist, kann die Kollision nicht durch jede der optischen Kommunikationseinrichtungen 1a, 1b erfasst werden, die Daten mit höherer Priorität übertragen, und somit fährt eine solche Kommunikationseinrichtung mit der Durchführung der Sendeverarbeitung fort.
2 ist ein Flussdiagramm, das eine Prozedur einer durch die optischen Kommunikationseinrichtungen 1a, 1b, die Teil des Fahrzeugkommunikationssystems gemäß der vorliegenden Erfindung sind, durchgeführte Sendeverarbeitung zeigt. Die CPU 11, die in jeder der optischen Kommunikationseinrichtungen 1a, 1b enthalten ist, liefert an die weitere der optischen Kommunikationseinrichtungen 1a, 1b zu sendenden Daten an die CAN-Steuerungs- bzw. Regelungseinheit 12, veranlasst, dass die CAN-Steuerungs- und Regelungseinheit 12 die Daten auf der Grundlage eines vorbestimmten Datenformats in Sendedaten umwandelt, veranlasst, dass die optische Sendeeinheit 15 die Sendedaten in optische Signale umwandelt und gibt dann die optischen Signale aus, um so die Sendeverarbeitung der optischen Signale durchzuführen (Schritt S1). Nachdem die optischen Signale gesendet sind, veranlasst eine der optischen Kommunikationseinrichtungen 1a, 1b, dass die optische Empfangseinheit 14 die optischen Signale empfängt (Schritt S2), wandelt die empfangenen optischen Signale in Empfangsdaten um, die mit elektrischen Signalen konfiguriert sind, und übergibt die Empfangsdaten an die CAN-Steuerungs- bzw. Regelungseinheit 12.
Als nächstes veranlasst die eine von den Kommunikationseinrichtungen 1a, 1b die CAN-Steuerungs- bzw. Regelungseinheit 12, zu bestimmen, ob die in Schritt S1 gesendeten optischen Signale (Sendesignale) mit den in Schritt S2 gesendeten optischen Signalen (Empfangssignale) identisch sind oder nicht (Schritt S3). Wenn bestimmt worden ist, dass die Sendesignale nicht mit den Empfangssignalen identisch sind (S3: NEIN), erfasst die eine von den Kommunikationseinrichtungen 1a, 1b, dass die Übertragungskollision der optischen Signale durch die weitere von den Kommunikationseinrichtungen 1a, 1b verursacht ist, stoppt die Durchführung der Sendeverarbeitung, veranlasst die CAN-Steuerungs- bzw. Regelungseinheit 12, die Empfangsverarbeitung durchzuführen, um von der weiteren der optischen Kommunikationseinrichtungen 1a, 1b gesendete optische Signale zu empfangen (Schritt S4), und bestimmt, ob die Empfangsverarbeitung abgeschlossen ist oder nicht (Schritt S5). Wenn bestimmt worden ist, dass die Empfangsverarbeitung noch nicht abgeschlossen ist (S5: NEIN), kehrt die eine von den Kommunikationseinrichtungen 1a, 1b zu Schritt S4 der Prozedur zurück und fährt mit der Durchführung der Empfangsverarbeitung fort. Wenn bestimmt worden ist, dass die Empfangsverarbeitung abgeschlossen ist (S5: JA), kehrt die eine der optischen Kommunikationseinrichtungen 1a, 1b zu Schritt S1 der Prozedur zurück und startet erneut die Durchführung der Sendeverarbeitung.
Wenn bestimmt worden ist, dass die Sendesignale mit den Empfangssignalen identisch sind (S3: JA), kann die eine von den Kommunikationseinrichtungen 1a, 1b die Durchführung der Sendeverarbeitung fortsetzen, da sie keine Kollision eines optischen Signals erfasst. Anschließend bestimmt die eine von den Kommunikationseinrichtungen 1a, 1b, ob die Sendeverarbeitung optischer Signale bezüglich der Sendedaten abgeschlossen ist oder nicht (Schritt S6). Wenn bestimmt worden ist, dass die Sendeverarbeitung nicht abgeschlossen ist (S6: NEIN), kehrt die eine der optischen Kommunikationseinrichtungen 1a, 1b zu Schritt S1 der Prozedur zurück und fährt mit der Durchführung der Sendeverarbeitung fort. Wenn bestimmt worden ist, dass die Sendeverarbeitung abgeschlossen ist (S6: JA), beendet die eine der Kommunikationseinrichtungen 1a, 1b die Durchführung der Sendeverarbeitung.
Wie es oben beschrieben ist, umfasst das Fahrzeugkommunikationssystem gemäß der Ausführungsform 1 den Optokoppler 3, der eingekoppeltes Licht teilt, wobei der Optokoppler 3 durch die optischen Kommunikationsleitungen 4, 5 mit den mehreren optischer Kommunikationseinrichtungen 1a, 1b zu einer Sterntopologie verbunden ist, in der der Optokoppler 3 in der Mitte angeordnet ist. Jede der optischen Kommunikationseinrichtungen 1a, 1b veranlasst die eigene optische Sendeeinheit 15, optische Signale in die optische Einkopplungseinheit 31, die Teil des Optokopplers 3 ist, einzukoppeln, veranlasst die eigene optische Empfangseinheit 14, von der optischen Auskopplungseinheit 32, die Teil des Optokopplers 3 ist, ausgekoppelte optische Signale zu empfangen, und führt auf der Grundlage der Empfangssignale die Erfassungsverarbeitung einer Übertragungskollision durch. Daher ist es möglich, die optische Kommunikation zu implementieren, die durch Überschwingen, Störrauschen und dergleichen verursachte Effekte verhindern kann. Ferner kann das Fahrzeugkommunikationssystem gemäß der Ausführungsform 1 die optische Kommunikation mit einem Verfahren durchführen, das mit dem Verfahren identisch ist, das auf dem CAN-Protokoll basiert, das für die elektrische Kommunikation verwendet wird. Somit ist es möglich, eine Einheit zu verwenden, die mit der Einheit identisch ist, die Teil einer Kommunikationseinrichtung ist, die die elektrische Kommunikation durchführt, z. B. die CAN-Steuerungs- bzw. Regelungseinheit 12, die Teil jeder der Kommunikationseinrichtungen 1a, 1b ist. Daher kann jede der optischen Kommunikationseinrichtungen 1a, 1b in einer herkömmlichen Kommunikationseinrichtung implementiert sein, die mit der optischen Kommunikationseinheit 13 ausgestattet ist, da die herkömmliche Kommunikationseinrichtung die elektrische Kommunikation durchführen kann. Daher ist es möglich, die Kosten zur Entwicklung der optischen Kommunikationseinrichtungen 1a, 1b einzusparen.
Ferner veranlasst jede von den Kommunikationseinrichtungen 1a, 1b die optische Empfangseinheit 14, optische Signale, d. h. die Empfangssignale, zu empfangen, nachdem sie die optische Sendeeinheit 15 veranlasst hat, optische Signale, d. h. die Sendesignale, zu senden, bestimmt, ob die Empfangssignale mit den Sendesignalen identisch sind, und führt auf der Grundlage der Bestimmung die Kollisionserfassungsverarbeitung durch. Wenn erfasst worden ist, dass die Kollision verursacht worden ist, stoppt jede der Kommunikationseinrichtungen 1a, 1b die Durchführung der Sendeverarbeitung eigener optischer Signale und startet die Durchführung der Empfangsverarbeitung optischer Signale von anderen. Daher ist es möglich, die Arbitrierungsverarbeitung für die optische Kommunikation mit dem auf dem CAN-Protokoll basierenden Verfahren durchzuführen. Ferner kann die Länge der optischen Kommunikationsleitung 4, die die optische Sendeeinheit 15, die Teil der optischen Kommunikationseinrichtung 1a ist, mit der optischen Einheit 31, Teil des Optokopplers 3 ist, verbindet, so ausgelegt sein, dass sie im Wesentlichen gleich der Länge der optischen Kommunikationsleitung 4 ist, die die optische Sendeeinheit 15, die Teil der optischen Kommunikationseinrichtung 1b ist, mit der optischen Einkopplungseinheit 31, die Teil des Optokopplers 3 ist, verbindet. Daher ist es möglich, einen Abstand zwischen dem Zeitpunkt, zu dem die von der optischen Kommunikationseinrichtung 1a gesendeten optischen Signale in den Optokoppler 3 eingekoppelt werden, und dem Zeitpunkt, zu dem die von der optischen Kommunikationseinrichtung 1b gesendeten optischen Signale in den Optokoppler 3 eingekoppelt werden, zu verhindern und eine Verarbeitung wie etwa die Kommunikationskollisionserfassungsverarbeitung und die Arbitrierungsverarbeitung fehlerfrei durchzuführen.
Diese Ausführungsform ist vor dem Hintergrund des Fahrzeugkommunikationssystems erläutert, das die Optokoppler 3 mit jeweils zwei Eingängen und zwei Ausgängen verwendet, um zwei optische Kommunikationseinrichtungen 1a, 1b zu veranlassen, die optische Kommunikation durchzuführen. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht hierauf begrenzt. Es ist vielmehr möglich, alternativ einen Optokoppler zu verwenden, der mehrere optische Einkopplungs-/Auskopplungseinheiten umfasst, um zu bewirken, dass drei oder mehrere optische Kommunikationseinrichtungen die optische Kommunikation durchführen. In dem alternativen Fall können optische Kommunikationseinrichtungen durch Kommunikationsleitungen miteinander zu einer Sterntopologie verbunden sein, in der der Optokoppler in der Mitte angeordnet ist, und können die oben beschriebene Verarbeitung wie etwa die Kommunikationskollisionserfassungsverarbeitung und die Arbitrierungsverarbeitung durchführen.
(Ausführungsform 2)
Die 3 und 4 sind Blockdiagramme, die Konfigurationen des Fahrzeugkommunikationssystems in einer Ausführungsform 2 gemäß der vorliegenden Erfindung zeigen. 3 stellt eine Gesamtkonfiguration des Fahrzeugkommunikationssystems dar, und 4 stellt eine detaillierte Konfiguration jeder in dem Fahrzeugkommunikationssystem enthaltenen Komponente dar. Obwohl das oben beschriebene Fahrzeugkommunikationssystem in der Ausführungsform 1 die optischen Kommunikationseinrichtungen 1a, 1b umfasst, die nur die optische Kommunikation durchführen, kann das Fahrzeugkommunikationssystem in der Ausführungsform 2 nicht nur die optische Kommunikation, sondern auch die elektrische Kommunikation durchführen. Das Fahrzeugkommunikationssystem in Ausführungsform 2 umfasst zwei optische Kommunikationseinrichtungen 7a, 7b und einen Optokoppler 3, ebenso wie das Fahrzeugkommunikationssystem in der Ausführungsform 1, und umfasst ferner vier elektrische Kommunikationseinrichtungen 9a–9d. Es ist zu beachten, dass die optischen Kommunikationseinrichtungen 7a, 7b, die in dem Fahrzeugkommunikationssystem in der Ausführungsform 2 enthalten sind, dazu geeignet sind, die optische Kommunikation durch die optischen Kommunikationsleitungen 4, 5 und die elektrische Kommunikation durch einen CAN-Bus 6 durchzuführen.
Die optische Kommunikationseinrichtung 7a, die Teil des Fahrzeugkommunikationssystems in der Ausführungsform 2 ist, umfasst die optische Sendeeinheit 15, die über die optische Kommunikationsleitung 4 mit einer ersten optischen Einkopplungseinheit 31 verbunden ist, die Teil des Optokopplers 3 ist, und umfasst die optische Empfangseinheit 14, die über die optische Kommunikationsleitung 5 mit einer ersten optischen Auskopplungseinheit 31 verbunden ist, die Teil des Optokopplers 3 ist. Entsprechend umfasst die optische Kommunikationseinrichtung 7b die optische Sendeeinheit 15, die über die optische Kommunikationsleitung 4 mit einer zweiten optischen Einkopplungseinheit 31 verbunden ist, die Teil des Optokopplers 3 ist, und umfasst die optische Empfangseinheit 14, die über die optische Kommunikationsleitung 5 mit einer zweiten optischen Auskopplungseinheit 31 verbunden ist, die Teil des Optokopplers 3 ist. Kurz, die zwei optischen Kommunikationseinrichtungen 7a, 7b sind durch die optischen Kommunikationsleitungen 4, 5 zu einer Sterntopologie miteinander verbunden, in der der Optokoppler 3 in der Mitte angeordnet ist.
Jede der optischen Kommunikationseinrichtungen 7a, 7b umfasst die CPU 11, die CAN-Steuerungs- bzw. Regelungseinheit 12 und die optische Kommunikationseinheit 13, ebenso wie jede der optischen Kommunikationseinrichtungen 1a, 1b in der Ausführungsform 1, und umfasst ferner eine CAN-Steuerungs- bzw. Regelungseinheit 71 und eine elektrische Kommunikationseinheit 72. Die CAN-Steuerungs- bzw. Regelungseinheit 71 führt eine Verarbeitung wie die CAN-Steuerungs- bzw. Regelungseinheit 12 durch. Somit wandelt die CAN-Steuerungs- bzw. Regelungseinheit 71, wenn sie von der CPU 11 Daten empfängt, die empfangenen Daten auf der Grundlage des Datenformats, das für das CAN-Protokoll verwendet wird, in Sendedaten um und übergibt die Sendedaten an die elektrische Kommunikationseinheit 72, um so Daten auszusenden. Ferner extrahiert die CAN-Steuerungs- bzw. Regelungseinheit 72, wenn die Empfangsdaten durch die elektronische Kommunikationseinheit 72 empfangen werden, gewünschte Daten aus den Empfangsdaten und übergibt die extrahierten Daten an die CPU 11. Daher kann die CPU 11 die CAN-Steuerungs- bzw. Regelungseinheit 12 zur Durchführung der optischen Kommunikation verwenden, und kann die CAN-Steuerungs- bzw. Regelungseinheit 71 zur Durchführung der elektrischen Kommunikation verwenden. Ferner kann die CAN-Steuerungs- bzw. Regelungseinheit 71 eine Verarbeitung wie etwa die Kommunikationskollisionserfassungsverarbeitung und die Arbitrierungsverarbeitung auf der Grundlage des CAN-Protokolls durchführen.
Die elektrische Kommunikationseinheit 72, die Teil jeder der optischen Kommunikationseinrichtungen 7a, 7b ist, ist mit dem CAN-Bus 6 verbunden. Wenn die CAN-Steuerungs- bzw. Regelungseinheit 72 die Sendedaten übergeben hat, gibt die elektrische Kommunikationseinheit 72 die Sendedaten, die mit den elektrischen Signalen konfiguriert sind, zu dem CAN-Bus 6 aus, um die elektrischen Signale zu den elektrischen Kommunikationseinrichtungen 9a–9d zu senden. Ferner erfasst die elektrische Kommunikationseinheit 71 das Potential des CAN-Buses 6 zum Empfangen der elektrischen Signale, d. h. zum Empfangen der Empfangsdaten, und übergibt die Empfangsdaten an die CAN-Steuerungs- bzw. Regelungseinheit 71. Die CAN-Steuerungs- bzw. Regelungseinheit 71 bestimmt, ob die Empfangsdaten mit den Sendedaten identisch sind, und kann auf der Grundlage der Bestimmungsergebnisse die Kommunikationskollisionserfassungsverarbeitung durchführen.
Das Fahrzeugkommunikationssystem in der Ausführungsform 2 umfasst: die optische Kommunikationseinrichtung 7a, die durch den geteilten CAN-Bus 6 mit den elektrischen Kommunikationseinrichtungen 9a, 9b verbunden und dazu geeignet ist, die elektrische Kommunikation auf der Grundlage des CAN-Protokolls durchzuführen; und die optische Kommunikationseinrichtung 7b, die durch den weiteren geteilten CAN-Bus 6 mit den elektrischen Kommunikationseinrichtungen 9c, 9d verbunden und dazu geeignet ist, die elektrische Kommunikation auf der Grundlage des CAN-Protokolls durchzuführen.
Jede der elektrischen Kommunikationseinrichtungen 9a–9d umfasst eine CPU 91, eine CAN-Steuerungs- bzw. Regelungseinheit 92, eine elektrische Kommunikationseinheit 93 und dergleichen. Es ist zu beachten, dass die CPU 91, die CAN-Steuerungs- bzw. Regelungseinheit 92 und die elektrische Kommunikationseinheit 93, die Teil jeder der elektrischen Kommunikationseinrichtungen 9a–9d sind, ebenso konfiguriert sind wie die CPU 11, die CAN-Steuerungs- bzw. Regelungseinheit 71 und die elektrische Kommunikationseinheit 72, die Teil jeder der elektrischen Kommunikationseinrichtungen 7a, 7b sind. Daher können die elektrischen Kommunikationseinrichtungen 9a–9d die Sendeverarbeitung elektrischer Signale durch den CAN-Bus 6 und ferner die Verarbeitung auf der Grundlage des CAN-Protokolls, wie etwa die Kommunikationskollisionserfassungsverarbeitung und die Arbitrierungsverarbeitung, durchführen.
Es ist möglich, die optische Kommunikation und die elektrische Kommunikation zusammen in dem oben beschriebenen Fahrzeugkommunikationssystem in der Ausführungsform 2 zu implementieren, da jede der optischen Kommunikationseinrichtungen 7a, 7b nicht nur die Funktion zum Durchführen der optischen Kommunikation, sondern auch die Funktion zum Durchführen der elektrischen Kommunikation enthält. Daher ist es möglich, die vielseitige Anwendbarkeit des Fahrzeugkommunikationssystems zu verbessern. Ferner ist es möglich, die kosten für die Entwicklung der optischen Kommunikationseinrichtungen 7a, 7b zu reduzieren, da jede der beiden optischen Kommunikationseinrichtungen 7a, 7b das auf dem CAN-Protokoll zum Durchführen der optischen Kommunikation und der elektrischen Kommunikation basierende Kommunikationsverfahren verwenden können. Ferner können die optischen Kommunikationseinrichtungen 9a, 9b, die mit einem CAN-Bus 6 verbunden sind, so ausgelegt sein, dass sie durch die optischen Kommunikationseinrichtungen 7a, 7b und den Optokoppler 3 mit den elektrischen Kommunikationseinrichtungen 9c, 9d, die mit dem weiteren CAN-Bus 6 verbunden sind, kommunizieren. Daher ist es in diesem weiteren Fall möglich, die vielseitige Anwendbarkeit des Fahrzeugkommunikationssystems viel stärker zu verbessern.
Obwohl diese Ausführungsform vor dem Hintergrund der optischen Kommunikationseinrichtungen 7a, 7b erläutert ist, die jeweils durch den CAN-Bus 6 mit zwei der elektrischen Kommunikationseinrichtungen 9a–9d verbunden sind, ist zu beachten, dass die vorliegende Erfindung nicht hierauf begrenzt ist. Vielmehr kann eine gewünschte Anzahl der elektrischen Kommunikationseinrichtungen 9a–9d, die mit jedem CAN-Bus 6 verbunden sind, eingestellt werden.
Die Konfigurationen der weiteren Teile, die in dem Fahrzeugkommunikationssystem in der Ausführungsform 2 enthalten sind, sind mit jenen der Ausführungsform 1 identisch und somit mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet wie jene in der Ausführungsform 1 und nicht ausführlich erläutert.
(Ausführungsform 3)
In den oben beschriebenen Fahrzeugkommunikationssystemen 1 und 2 wird ein einziger Optokoppler 3 mit jeweils zwei Eingängen und zwei Ausgängen verwendet, um zwei optische Kommunikationseinrichtungen 1a, 1b oder 7a, 7b zu veranlassen, die optische Kommunikation durchzuführen. Andererseits kann das Fahrzeugkommunikationssystem gemäß einer Ausführungsform 3 mehrere optische Kommunikationseinrichtungen veranlassen, die optische Kommunikation durchzuführen.
5, 6 und 7 sind schematische Ansichten, die Beispielkonfigurationen einer optischen Teilungsvorrichtung zeigen, die für das Fahrzeugkommunikationssystem verwendet werden. 5 stellt einen einzigen der Optokoppler 3 mit jeweils zwei Eingängen und zwei Ausgängen dar, die in dem Fahrzeugkommunikationssystem in den Ausführungsformen 1 und 2 verwendet werden, wobei Pfeile Eingabe/Ausgaberichtungen optischer Signale anzeigen und die optische Einkopplungseinheit 31 und die optische Auskopplungseinheit 32 in 5 nicht gezeigt sind. Dieser einzige Optokoppler 3 bewirken, dass zwei optische Kommunikationseinrichtungen die optischen Kommunikation durchführen, wie es in den Ausführungsformen 1 und 2 beschrieben ist.
6 stellt ein Beispiel einer einzigen optischen Teilungsvorrichtung mit vier Eingängen und vier Ausgängen da, die vier Optokoppler 3a–3d umfasst. Diese optische Teilungsvorrichtung umfasst 2 Optokoppler 3a, 3b mit jeweils zwei Eingängen und zwei Ausgängen in einem vorderen Abschnitt (Einkopplungsabschnitt) und ist dazu geeignet, vier von den vier optischen Kommunikationseinrichtungen ausgekoppelten optischen Signale in die vier optischen Einkopplungseinheiten 31, 31, ... einzukoppeln, die Teil der Optokoppler 3a bzw. 3b sind. Ferner umfasst diese optische Teilungsvorrichtung 2 Optokoppler 3c, 3d mit jeweils zwei Eingängen und zwei Ausgängen in einem hinteren Abschnitt (Auskopplungsabschnitt), wobei zwei optische Auskopplungseinheiten 32, 32, die Teil des Optokopplers 3a in dem vorderen Abschnitt sind, mit den optischen Einkopplungseinheiten 31, 31 verbunden sind, die Teil der Optokoppler 3c bzw. 3d in dem hinteren Abschnitt sind, wobei zwei optische Auskopplungseinheiten 32, 32, die Teil des Optokoppler 3b in dem vorderen Abschnitt sind, mit der optischen Einkopplungseinheit 31 verbunden sind, die Teil der Optokoppler 3c bzw. 3d sind. Daher wird ein optisches Signal, das in eine der optischen Einkopplungseinheiten 31, 31, ... eingekoppelt wird, die Teil der Optokopplern 3a, 3b in dem vorderen Abschnitt sind, von allen optischen Auskopplungseinheiten 32, 32 ... ausgekoppelt, die Teil der Optokoppler 3c, 3d in dem hinteren Abschnitt sind. Wenn mehrere optische Signale in die Optokoppler 3a, 3a in dem vorderen Abschnitt eingekoppelt werden, werden diese optische Signale zu einem Signalgemisch kombiniert, und das Signalgemisch wird von allen optischen Auskopplungseinheiten 32, 32, ... ausgekoppelt, die Teil der Optokoppler 3c, 3d in dem hinteren Abschnitt sind.
7 stellt ein Beispiel einer einzigen optischen Teilungsvorrichtung mit acht Eingängen und acht Ausgängen dar, die zwölf Optokoppler 3a–31 umfasst. Diese optische Teilungsvorrichtung 30 umfasst 4 Optokoppler mit jeweils zwei Eingängen und zwei Ausgängen in dem vorderen Abschnitt, 4 Optokoppler 3e–3h mit jeweils zwei Eingängen und zwei Ausgängen in dem mittleren Abschnitt, und 4 Optokoppler 3i–3l mit jeweils zwei Eingängen und zwei Ausgängen in dem hinteren Abschnitt. Von dem Optokoppler 3a und dem Optokoppler 3b in dem vorderen Abschnitt ausgekoppelte optische Signale werden jeweils nicht nur in den Optokoppler 3e, sondern auch in den Optokoppler 3f in dem mittleren Abschnitt eingekoppelt. Ferner werden von dem Optokoppler 3c und dem Optokoppler 3d ausgekoppelte optische Signale nicht nur in den Optokoppler 3g, sondern auch in den Optokoppler 3h in dem mittleren Abschnitt eingekoppelt. Mit anderen Worten, die Optokoppler 3a, 3b, 3e, 3f bilden eine optische Teilungsvorrichtung mit vier Eingängen und vier Ausgängen, wie es in 6 beschrieben ist, und die Optokoppler 3c, 3d, 3g, 3h bilden eine weitere optische Teilungsvorrichtung mit vier Eingängen und vier Ausgängen, wie es in 6 beschrieben ist.
Von dem Optokoppler 3e und von dem Optokoppler 3g in dem mittleren Abschnitt der optischen Teilungsvorrichtung 30 ausgekoppelte optische Signale werden jeweils nicht nur in den Optokoppler 3i, sondern auch in den Optokoppler 3j in dem hinteren Abschnitt eingekoppelt. Ferner werden von dem Optokoppler 3f und von dem Optokoppler 3h in dem mittleren Abschnitt ausgekoppelte Signale nicht nur in den Optokoppler 3k, sondern auch an den Optokoppler 31 in dem hinteren Abschnitt eingekoppelt. Daher wird ein in eine der optischen Einkopplungseinheiten 31, 31..., die Teil der Optokoppler 3a–3d in dem vorderen Abschnitt sind, eingekoppeltes optisches Signal von allen optischen Auskopplungseinheiten 32, 32, ..., die Teil der Optokoppler 3i–3l in dem hinteren Abschnitt sind, ausgekoppelt. Wenn mehrere optische Signale in die Optokoppler 3a–3d in dem vorderen Abschnitt eingekoppelt werden, werden diese optischen Signale zu einem Signalgemisch kombiniert und das Signalgemisch wird von allen optischen Auskopplungseinheiten 32, 32, ..., die Teil der Optokoppler 3i–3l in dem hinteren Abschnitt sind, ausgekoppelt.
8 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration des Fahrzeugkommunikationssystems in der Ausführungsform 3 gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt. Das Fahrzeugkommunikationssystem in der Ausführungsform 3 umfasst 3 optische Teilungsvorrichtungen 30, 30, ... mit acht Eingängen und acht Ausgängen, von denen jede in 7 gezeigt ist. Jede optische Teilungsvorrichtung 30 ist durch die optischen Kommunikationsleitungen 4, 4, ..., 5, 5, ... mit sieben optischen Kommunikationseinrichtungen 1, 1, ... und einer opto-elektrischen Umwandlungseinrichtung 7 zu einer Sterntopologie verbunden, um eines von Sternnetzwerken 8a–8c zu bilden. In 8 ist die optische Teilungsvorrichtung 30 mit acht Eingängen und acht Ausgängen durch ein achteckiges Symbol, die optische Kommunikationseinrichtung 1 durch ein kreisförmiges Symbol und die opto-elektrische Umwandlungsvorrichtung 7 durch ein quadratisches Symbol dargestellt. Obwohl die optische Kommunikationseinrichtung 1 für die Sternnetzwerke 8b, 8c in 8 nicht gezeigt ist, sind sieben optische Kommunikationseinrichtungen 1, 1, .... mit der optischen Teilungsvorrichtung 30 zu dem Sternnetzwerk 8b bzw. dem Sternnetzwerk 8c verbunden.
Die optische Kommunikationseinrichtung 1 ist ähnlich konfiguriert wie die optischen Kommunikationseinrichtungen 1a, 1b in der Ausführungsform 1, umfasst die optische Sendeeinheit 15, die über die optische Kommunikationsleitung 4 mit einer der optischen Einkopplungseinheiten 31, 31, .... verbunden ist, die Teil der Optokoppler 3a–3d sind, die die optische Teilungsvorrichtung 30 bilden, und umfasst ferner die optische Empfangseinheit 14, die über die optische Kommunikationsleitung 5 mit einer der optischen Auskopplungseinheiten 32, 32, ... verbunden ist, die Teil der Optokoppler 3i–3l sind, die die optische Teilungsvorrichtung 30 bilden. Daher kann die optische Kommunikationseinrichtung 1 die optische Kommunikation auf der Grundlage des CAN-Protokolls mit einer weiteren optischen Kommunikationseinrichtung 1 und der optoelektrischen Umwandlungseinrichtung 7 in demselben Netzwerk aus Sternnetzwerken 8a–8c durchführen. Mit anderen Worten, die optische Kommunikationseinrichtung 1 ist mit einer optischen Teilungsvorrichtung 30 verbunden und kann die optische Kommunikation auf der Grundlage des CAN-Protokolls mit den Einrichtungen, die mit derselben optischen Teilungsvorrichtung 30 verbunden sind, durchführen.
Die opto-elektrische Umwandlungseinrichtung 7 ist so konfiguriert wie die optischen Kommunikationseinrichtungen 7a, 7b in der Ausführungsform 2 und umfasst die Funktion zur Durchführung der optischen Kommunikation und die Funktion zur Durchführung der elektrischen Kommunikation. Die opto-elektrische Umwandlungseinrichtung 7 umfasst die optische Sendeeinheit 15, die über die optische Kommunikationsleitung 4 mit einer der optischen Einkopplungseinheiten 31, 31, ... verbunden ist, die Teil der optischen Verteilungseinheit 30 sind, ferner die optische Empfangseinheit 14, die über die optische Kommunikationsleitung 5 mit einer der optischen Auskopplungseinheiten 32, 32, ... die Teil der optischen Teilungsvorrichtung 30 sind, und durch den CAN-Bus 6 mit einer weiteren opto-elektrischen Umwandlungseinrichtung 7 verbunden ist, die Teil eines weiteren der Sternnetzwerke 8a–8c ist. Daher kann die opto-elektrische Umwandlungseinrichtung 7, die Teil eines der Sternnetzwerke 8a–8c ist, die optische Kommunikation mit der optischen Kommunikationseinrichtung 1, die Teil desselben Sternnetzwerkes 8a–8c ist, und durch den CAN-Bus 6 die elektrische Kommunikation mit einer weiteren opto-elektrischen Umwandlungseinrichtung 7 durchführen.
Wenn die opto-elektrische Umwandlungseinrichtung 7 die optische Kommunikation durchführt und von einer optischen Kommunikationseinrichtung 1, die Teil desselben der Sternnetzwerke 8a–8c ist, ein optisches Signal empfängt, veranlasst die opto-elektrische Umwandlungseinrichtung 7 die optische Kommunikationseinheit 13, das empfangene optische Signal in das elektrische Signal umzuwandeln, und die elektrische Kommunikationseinheit 72, das umgewandelte elektrische Signal zu dem CAN-Bus 6 auszugeben, um das umgewandelte elektrische Signal zu einer weiteren optoelektrischen Umwandlungseinrichtung 7 zu senden, die Teil eines weiteren der Sternnetzwerke 8a–8c ist. Wenn die opto-elektrische Umwandlungseinrichtung 7 von einer weiteren opto-elektrischen Umwandlungseinrichtung 7 ein elektrisches Signal empfängt, veranlasst die opto-elektrische Umwandlungseinrichtung 7 die optische Kommunikationseinheit 13, das empfangene elektrische Signal in das optische Signal umzuwandeln und das umgewandelte optische Signal zu der optischen Kommunikationsleitung 4 auszugeben, um das umgewandelte optische Signal zu einer optischen Kommunikationseinrichtung 1 zu senden, die Teil desselben der Sternnetzwerke 8a–8c ist. Kurz, die opto-elektrische Umwandlungseinrichtung 7 kann zwischen der elektrischen Kommunikation und der optischen Kommunikation vermitteln.
Zum Beispiel wird ein durch eine optische Kommunikationseinrichtung 1 in dem Sternnetzwerk 8a gesendetes optisches Signal durch eine weitere optische Kommunikationseinrichtung 1 und die opto-elektrische Umwandlungseinrichtung 7 empfangen, die in demselben Sternnetzwerk 8a angeordnet sind, und wird durch die optoelektrische Umwandlungseinrichtung 7 in das elektrische Signal umgewandelt. Anschließend sendet die opto-elektrische Umwandlungseinrichtung 7 das umgewandelte elektrische Signal zu einer weiteren opto-elektrischen Umwandlungseinrichtung 7, die Teil eines weiteren Sternnetzwerks 8b, 8c ist, wo es durch eine weitere opto-elektrische Umwandlungseinrichtung 7 umgewandelt wird, die das gesendete elektrische Signal empfängt und Teil des weiteren Sternnetzwerks 8b, 8c ist. Anschließend sendet die weitere opto-elektrische Umwandlungseinrichtung 7 das umgewandelte optische Signal zu einer optischen Kommunikationseinrichtung 1, die Teil des weiteren Sternnetzwerks 8b, 8c ist. Kurz, jede optische Kommunikationseinrichtung 1 kann die Datenübertragung mit allen weiteren optischen Kommunikationseinrichtungen durchführen, die Teil des Fahrzeugkommunikationssystems sind.
9 ist eine schematische Ansicht, die einen Beispielfall zeigt, in dem das Fahrzeugkommunikationssystem in der Ausführungsform 3 in einem Auto 100 eingebaut ist. In dem in 9 gezeigten Beispiel umfasst das Auto 100 das Sternnetzwerk 8a in einem vorderen Abschnitt, das Sternnetzwerk 8b in einem mittleren Abschnitt und das Sternnetzwerk 8c in einem hinteren Abschnitt. Jedes der Sternnetzwerke 8a–8c umfasst die opto-elektrische Umwandlungseinrichtung 7, die mit den weiteren der Sternnetzwerke 8a–8c durch den CAN-Bus verbunden ist, der entlang des Fahrzeugaufbaus des Autos 100 angeordnet ist. Somit können drei Sternnetzwerke 8a–8c wechselseitig die Aussendung elektrischer Signale durchführen.
Es ist zum Beispiel erforderlich, viele elektronische Einrichtungen innerhalb eines begrenzten Bereichs des Motorraums in dem vorderen Abschnitt des Autos 100 dicht bei einander zu platzieren. Wenn diese elektronischen Einrichtungen über die optische Kommunikationsfunktion verfügen, so dass jedes dieser elektronischen Einrichtungen die optische Kommunikationseinrichtung 1 ist, kann das Sternnetzwerk 8a aus diesen optischen Kommunikationseinrichtungen 1, 1, ...., die durch die optischen Kommunikationsleitungen 4, 5 miteinander verbunden sind, wobei die optische Teilungsvorrichtung 30 in der Mitte angeordnet ist, gebildet werden. Daher ist es möglich, zu verhindern, dass die durch Überschwingen, Störrauschen und dergleichen verursachten Effekte die optische Kommunikation zwischen den optischen Kommunikationseinrichtungen 1, 1, ..., die in dem Sternnetzwerk 8a angeordnet sind, beeinträchtigen, und die korrekte Kommunikation zu implementieren. Ebenso ist es auch möglich, zu verhindern, dass die durch Überschwingen, Störrauschen und dergleichen verursachten Effekte die optische Kommunikation zwischen den optischen Kommunikationseinrichtungen 1, 1, ..., die in dem Sternnetzwerk 8b oder dem Sternnetzwerk 8c angeordnet sind, beeinträchtigen.
Ferner ist es vorteilhaft, die elektrische Kommunikationsleitung zur Durchführung der Kommunikation zwischen den elektronischen Einrichtungen zu verwenden, die relativ weit voneinander entfernt in dem Auto 100 angeordnet sind, da es sehr wahrscheinlich ist, dass die Kommunikationsleitung, die diese elektronischen Einrichtungen verbindet, gebogen werden muss. Die Sternnetzwerke 8a–8c sind in dem vorderen Abschnitt, dem mittleren Abschnitt bzw. dem hinteren Abschnitt des Autos 100 angeordnet, d. h. sie sind relativ weit voneinander getrennt. Somit sind die Sternnetzwerke 8a–8c über den CAN-Bus 6 miteinander verbunden und führen die elektrische Kommunikation mit der eigenen opto-elektrischen Umwandlungseinrichtung 7 durch. Daher ist es möglich, die Anordnung der Kommunikationsleitungen in dem Auto 100 zu vereinfachen.
Wie es oben beschrieben ist, ist es vorteilhaft, die Sternnetzwerke 8a–8c, die die optische Kommunikation durchführen, in dem Fahrzeugkommunikationssystem in der Ausführungsform 3 so anzuordnen, das die optische Teilungsvorrichtung 30 in der Mitte angeordnet ist, d. h. in dem Bereich, wo der Abstand zwischen den elektronischen Einrichtungen relativ kürzer ist, jedoch das Fahrzeugkommunikationssystem in der Ausführungsform 3 so auszulegen, dass es die elektrische Kommunikation über den CAN-Bus 6 in dem Bereich durchführt, wo der Abstand zwischen den elektronischen Einrichtungen relativ länger ist.
Wie es oben beschrieben ist, umfasst das Fahrzeugkommunikationssystem in der Ausführungsform 3 die Sternnetzwerke 8a–8c, von denen jedes die optische Kommunikationseinrichtung 1 und die opto-elektrische Umwandlungseinrichtung 7 umfasst, die miteinander verbunden sind, wobei die optische Teilungsvorrichtung 30 in der Mitte angeordnet ist. Ferner sind die opto-elektrischen Umwandlungseinrichtungen 7, 7, ..., die Teil der Sternnetzwerke 8a–8c sind, durch den CAN-Bus 6 miteinander verbunden. Daher ist es möglich, das Fahrzeugkommunikationssystem, das sowohl die optische Kommunikation als auch die elektrische Kommunikation durchführen kann, zu implementieren und die vielseitige Anwendbarkeit des Fahrzeugkommunikationssystems zu verbessern. Ferner kann des Fahrzeugkommunikationssystem in der Ausführungsform 3 so ausgefegt sein, dass es die optische Kommunikation in dem Bereich durchführt, wo viele elektronische Einrichtungen dicht beieinander angeordnet sind, d. h. der Abstand zwischen den elektronischen Einrichtungen relativ kürzer ist, und die elektrische Kommunikation in dem Bereich durchführt, wo der Abstand zwischen den elektronischen Einrichtungen relativ größer ist. Daher ist es möglich, die Anordnung der Kommunikationsleitungen in dem Auto 100 zu vereinfachen und die Effekte zu verhindern, die durch Überschwingen, Störrauschen und dergleichen in dem Bereich hervorgerufen werden, wo viele elektronische Einrichtungen dicht beieinander angeordnet sind. Ferner umfasst die optische Teilungsvorrichtung 30 mit acht Eingängen und acht Ausgängen mehrere Optokoppler 3a–31 mit zwei Eingängen und zwei Ausgängen. Daher ist es möglich, die Kosten zur Implementierung der optischen Teilungsvorrichtung 30 zu reduzieren, die viele Einkopplungs-/Auskopplungseinheiten umfasst, und die Kosten für die Implementierung des Fahrzeugkommunikationssystems zu reduzieren.
Diese Ausführungsform ist vor dem Hintergrund des Fahrzeugkommunikationssystems erläutert, das drei Sternnetzwerke 8a–8c umfasst. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht hierauf begrenzt. Vielmehr kann das Fahrzeugkommunikationssystem ein, zwei, vier oder mehr Sternnetzwerke umfassen. Ferner ist diese Ausführungsform vor dem Hintergrund der Sternnetzwerke 8a–8c erläutert, von denen jedes sieben optische Kommunikationseinrichtungen 1, 1, ...umfasst. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht hierauf begrenzt. Vielmehr kann das Sternnetzwerk weniger als sieben optische Kommunikationseinrichtungen 1, 1, ... oder mehr als sieben optische Kommunikationseinrichtungen 1, 1, ... umfassen, wobei die optische Teilungsvorrichtung verwendet wird, die mehrere Einkopplungs-/Auskopplungseinheiten enthält.
Die Konfigurationen der weiteren Elemente, die in dem Fahrzeugkommunikationssystem in der Ausführungsform 3 enthalten sind, sind mit jenen in den Ausführungsformen 1 und 2 identisch und somit mit den gleichen Bezugszeichen wie jene in den Ausführungsformen 1 und 2 bezeichnet und sind nicht ausführlich erläutert.
(Ausführungsform 4)
10 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration des optischen Fahrzeugkommunikationssystems in einer Ausführungsform 4 zeigt. Das optische Fahrzeugkommunikationssystem ist in dem Auto 100 eingebaut und umfasst mehrere optische Kommunikationseinrichtungen 110a, 110x, ..., 110b, 110b, ...., optische Teilungsvorrichtungen 102a, 102b, optische Kommunikationsleitungen 103, 103, ..., und Verbinder 104a, 104b. Ein optischer Kommunikationskabelbaum 105a umfasst die optische Teilungsvorrichtung 102a, die optischen Kommunikationsleitungen 103 und den Verbinder 104a. Entsprechend umfasst ein optischer Kommunikationskabelbaum 105b die optische Teilungsvorrichtung 102b, die optischen Kommunikationsleitungen 103 und den Verbinder 104b.
Die mehreren optischen Kommunikationseinrichtungen 110x, 110a, ... sind über die optischen Kommunikationsleitungen 103, 103, ... mit der optischen Teilungsvorrichtung 102a zu einer Sterntopologie verbunden. Entsprechend sind die mehreren optischen Kommunikationseinrichtungen 110b, 110b, ... über die optischen Kommunikationsleitungen 103, 103 mit der optischen Teilungsvorrichtung 102b zu einer Sterntopologie verbunden.
Die optische Teilungsvorrichtung 102a ist über die optische Kommunikationsleitung 103 mit dem Verbinder 104a verbunden. Die optische Teilungsvorrichtung 102b ist über die optische Kommunikationsleitung 103 mit dem Verbinder 104b verbunden. Der Verbinder 104a ist mit dem Verbinder 104b verbunden, so dass die optische Teilungsvorrichtung 102a mit der optischen Teilungsvorrichtung 102b verbunden ist.
Die optische Kommunikationsleitung 103 ist eine Lichtleitfaser. Die Hinleitung von der optischen Kommunikationseinrichtung 110a zu der optischen Teilungsvorrichtung 102a ist von der Rückleitung von der optischen Teilungsvorrichtung 102a zu der optischen Kommunikationseinrichtung 110a verschieden. Ebenso ist die Hinleitung von der optischen Kommunikationseinrichtung 110b zu der optischen Teilungsvorrichtung 102b von der Rückleitung von der optischen Teilungsvorrichtung 102b zu der optischen Kommunikationsleitung 110b verschieden. Ebenso ist in der optischen Kommunikationsleitung 103 zwischen der optischen Teilungsvorrichtung 102a und der optischen Teilungsvorrichtung 102b die Leitung von der optischen Teilungsvorrichtung 102a zu der optischen Teilungsvorrichtung 102b von der Leitung von der optischen Teilungsvorrichtung 102b zu der optischen Teilungsvorrichtung 102a verschieden.
11 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration der optischen Kommunikationseinrichtung 110a (110b) in der Ausführungsform 4 zeigt. Die optische Kommunikationseinrichtung 110a umfasst einen Mikrocomputer (in 11 durch „μC” dargestellt) 111 und einen optischen Sende-Empfänger 112. Die optische Kommunikationseinrichtung 110a ist eine ECU, die jede in dem Auto angeordnete Komponente steuert. Obwohl die Wellenlänge des durch den optischen Sende-Empfänger gesendeten optischen Signals in der optischen Kommunikationseinrichtung 110a und der optischen Kommunikationseinrichtung 110b verschieden ist, sind die weiteren Konfigurationen in beiden Fällen gleich. Daher ist die innere Konfiguration der optischen Kommunikationseinrichtung 110b nicht ausführlich beschrieben.
Der Mikrocomputer 111 veranlasst einen Prozessor wie etwa eine Zentralverarbeitungseinheit (CPU) und eine Mikroverarbeitungseinheit (MPU), ein Programm auszulesen, das in einem Nur-Lese-Speicher (ROM) gespeichert ist, um Fahrzeugkomponenten (nicht gezeigt) zu steuern. Der Mikrocomputer 111 umfasst die Funktionen, die durch den CAN-Kontroller 113 implementiert sind. Somit kann der Mikrocomputer 111 eine Datenübertragung auf der Grundlage des CAN-Protokolls durchführen und eine Steuerung bzw. Regelung in Übereinstimmung mit den empfangenen Daten durchführen.
In Übereinstimmung mit der durch den Prozessor, der in dem Mikrocomputer enthalten ist, übergebenen Anweisung erzeugt der CAN-Kontroller 113 ein Sendesignal Tx, das auf der Grundlage des Datenformats, das für das CAN-Protokoll verwendet wird, in die Sendedaten umgewandelt wird, und gibt das Sendesignal Tx an den optischen Sende-Empfänger 112 aus. Ferner interpretiert der CAN-Kontroller 113, wenn er ein Empfangssignal Rx von dem optischen Sende-Empfänger 112 empfängt, das Empfangssignal Rx auf der Grundlage des CAN-Protokolls und übermittelt die Interpretationsergebnisse an den Prozessor. Während der CAN-Kontroller 113 das Sendesignal Tx kontinuierlich Bit für Bit ausgibt, führt er die Eingangsverarbeitung des Empfangssignals Rx durch und vergleicht das unten beschriebene Arbitrierungsfeld des Empfangssignals Rx und das Arbitrierungsfeld des eigenen Sendesignals Tx. Wenn das Arbitrierungsfeld des Sendesignals Tx mit dem Arbitrierungsfeld des Empfangssignals Rx identisch ist, fährt der CAN-Kontroller 113 mit der Ausgabe des Sendesignals Tx fort. Wenn das Arbitrierungsfeld des Sendesignals Tx nicht mit dem Arbitrierungsfeld des Empfangssignals Rx identisch ist, stoppt der CAN-Kontroller 113 die Ausgabe des Sendesignals Tx und führt die Verarbeitung in dem Empfangsmodus durch. Daher ist es möglich, die Arbitrierungsverarbeitung durchzuführen, wenn Signale gleichzeitig von den mehreren optischen Kommunikationseinrichtungen 110a, 110a, ... (oder optischen Kommunikationseinrichtungen 110b, 110b, ...) gesendet werden.
Das in Übereinstimmung mit dem CAN-Protokoll gesendete Signal ist das digitale Signal, das mehrere Felder wie etwa das Arbitrierungsfeld, das Steuerfeld, das Feld der zyklischen Redundanzüberprüfung (CRC) und das Rückmeldungsfeld (ACK) umfasst. Wenn von dem Prozessor in dem Mikrocomputer 111 Daten geliefert werden, werden die gelieferten Daten in dem Datenfeld gespeichert. Das Arbitrierungsfeld dient der Durchführung der Arbitrierungsverarbeitung, die oben beschrieben ist, wenn die Kommunikationskollision auftritt, und speichert Werte, die der Signalpriorität entsprechen. Der sendende CAN-Kontroller 113 überprüft, ob das ACK-Bit in dem ACK-Feld des gesendeten Signals vorhanden ist oder nicht, um zu bestimmen, ob das gesendete Signal empfangen wurde oder nicht, und ferner um zu bestimmten, ob das gesendete Signal erneut gesendet werden saute oder nicht. In dem CAN-Protokoll ist dem digitalen Signal „0 (dominant)” eine höhere Priorität zugeordnet als dem digitalen Signal „1 (rezessiv)”.
Wenn das Sendesignal Tx durch den CAN-Kontroller 113 in Übereinstimmung mit dem CAN-Protokoll erzeugt ist, wandelt der optische Sende-Empfänger 112 das Sendesignal Tx in das optische Signal um und gibt das umgewandelte optische Signal über die optische Kommunikationsleitung 103 aus. Der optische Sende-Empfänger 112 wandelt das „0 (dominante)”-Signal auf der Grundlage des CAN-Protokolls in das „Vorhandensein” von Licht und das „1 (rezessive)”-Signal auf der Grundlage des CAN-Protokolls in die „Fehlen” von Licht um. Wenn hingegen der optische Sende-Empfänger 112 über die optische Kommunikationsleitung 103 das Signal empfängt, wandelt er das „Vorhandensein” des empfangenen Signals (d. h. Licht) in das „0 (dominante)”-Signal und das „Fehlen” des empfangenen Signals (d. h. Licht) in das „1 (rezessive)”-Signal um, um das Empfangssignal Rx zu erzeugen, welches das digitale Signal ist. Anschließend übergibt der optische Sende-Empfänger 112 das Empfangssignal Rx an den CAN-Kontroller 113.
Die Wellenlänge des durch den optischen Sende-Empfänger 112, der Teil der optischen Kommunikationseinrichtung 110a ist, ausgesendeten optischen Signals ist von der Wellenlänge des durch den optischen Sende-Empfänger 112, der Teil der optischen Kommunikationseinrichtung 110b ist, gesendeten optischen Signals verschieden. Zum Beispiel verwendet der optische Sende-Empfänger 112, der Teil der optischen Kommunikationseinrichtung 110a ist, ein optisches Signal mit einer Wellenlänge von 650 nm, um eine Signalübertragung auf der Grundlage des CAN-Protokolls durchzuführen. Der optische Sende-Empfänger 112, der Teil der optischen Kommunikationseinrichtung 110a ist, kann korrekt sowohl das optische Signal mit einer Wellenlänge von 550 nm, als auch das optische Signal mit einer Wellenlänge von 650 nm empfangen, das optische Signal in das digitale Signal umwandeln und das umgewandelte digitale Signal an den CAN-Kontroller 113 senden. Jedoch vernachlässigt der optische Sende-Empfänger 112, der Teil der optischen Kommunikationseinrichtung 110a ist, ein optisches Signal mit einer Wellenlänge von 650 nm, dessen Leistung jedoch geringer als ein vorbestimmtes Niveau ist.
Im Gegensatz dazu verwendet der optische Sende-Empfänger 112, der Teil der optischen Kommunikationseinrichtung 110b ist, zum Beispiel das optische Signal mit einer Wellenlänge von 550 nm. Die Wellenlänge des optischen Signals, das in dem optischen Sende-Empfänger 112 verwendet wird, der Teil der optischen Kommunikationseinrichtung 110b ist, ist vorzugsweise um nicht weniger als 50–100 nm länger oder kürzer als die Wellenlänge des optischen Signals, das in dem optischen Sende-Empfänger 112 verwendet wird, der Teil der optischen Kommunikationseinrichtung 110a ist. Die Kommunikationseinrichtung 110b ist bis auf die Wellenlänge des durch sie selbst gesendeten optischen Signals gleich wie die Kommunikationseinrichtung 110a konfiguriert. Somit empfängt die Kommunikationseinrichtung 110b auch sowohl das optische Signal mit einer Wellenlänge von 550 nm, als auch das optische Signal mit einer Wellenlänge von 650 nm, korrekt, vernachlässigt aber ein optisches Signal, das zwar eine Wellenlänge von 550 nm besitzt, dessen Leistung jedoch niedriger als ein vorbestimmtes Niveau ist.
12 ist eine schematische Ansicht, die Konfigurationen der optischen Teilungsvorrichtungen 102a, 102b und der Verbinder 104a, 104b in der Ausführungsform 4 und eine Sendeverarbeitung von optischen Signalen durch die optischen Teilungsvorrichtungen 102a, 102b und Verbinder 104a, 104b in der Ausführungsform 4 zeigt. Da die optische Teilungsvorrichtung 102b gleich konfiguriert ist wie die optische Teilungsvorrichtung 102a, ist nachfolgend nur die optische Teilungsvorrichtung 102a ausführlich beschrieben, nicht jedoch die optische Teilungsvorrichtung 102b.
Zum besseren Verständnis basiert die Erläuterung der nachfolgend beschriebenen 12 auf dem Kontext der optischen Teilungsvorrichtung 102a, die vier optische Einkopplungseinheiten 120a, 120a, ... und vier optische Auskopplungseinheiten 121a, 121a, ... umfasst und mit drei optischen Kommunikationseinrichtungen 110a, 110a, .... verbunden ist. Natürlich kann die optische Kommunikationseinrichtung 110a alternativ mehr als vier optische Einkopplungseinheiten 120a, 120a, ... und mehr als vier optische Auskopplungseinheiten 121a, 121a, ... umfassen. Ferner kann die optische Kommunikationseinrichtung 110a mit mehr als drei optischen Kommunikationseinrichtungen 110x, 110a, ... verbunden sein.
Die optische Teilungsvorrichtung 102a umfasst vier optische Einkopplungseinheiten 120a, 120a, ... auf der einen Seite und vier optische Auskopplungseinheiten 121a, 121a, ... auf der anderen Seite. Die optische Einkopplungseinheit 120a ist ein Leitungselement, das das von der optischen Kommunikationsleitung 103 eingekoppelte optische Signal weiterleitet, und die optische Auskopplungseinheit 121a ist ein Leitungselement, das das in der optischen Teilungsvorrichtung 102a sich fortpflanzende Licht zu der optischen Kommunikationsleitung 103 weiterleitet, die mit der optischen Auskopplungseinheit 121a verbunden ist. Die optische Auskopplungseinheit 121a kann ferner ein Lichtempfangselement zum Empfangen des Lichts umfassen und kann das Licht über die optische Kommunikationsleitung 130 ausgeben. Somit wird, wenn das Licht in eine optische Einkopplungseinheit 120a eingekoppelt wird, das eingekoppelte Licht von allen vier optischen Auskopplungseinheiten 121a, 121a, ... ausgekoppelt.
Die optische Teilungsvorrichtung 102a umfasst 4 Optokoppler mit jeweils zwei Eingängen und zwei Ausgängen, die relativ preiswert sind. Von den vier Optokopplern sind zwei Optokoppler in dem vorderen Abschnitt (Einkopplungsabschnitt) angeordnet, und die verbleibenden zwei Optokoppler sind in dem hinteren Abschnitt (Auskopplungsabschnitt) angeordnet. Zwei Auskopplungseinheiten, die Teil eines jeden der zwei Optokoppler in dem vorderen Abschnitt sind, sind mit zwei Optokopplern in dem hinteren Abschnitt verbunden. Somit wird, wenn das Licht in eine der Einkopplungseinheiten eingekoppelt wird, die Teil der zwei Optokoppler in dem vorderen Abschnitt sind, das eingekoppelte Licht zu den zwei Optokopplern in dem hinteren Abschnitt ausgekoppelt und von den beiden Auskopplungseinheiten in dem hinteren Abschnitt, die Teil jedes der zwei Optokoppler in dem hinteren Abschnitt sind, ausgekoppelt. Die optische Teilungsvorrichtung 102a ist zylindrisch oder prismatisch und aus einem transparenten Material wie etwa einem transparenten Harz oder Glas gebildet. Wenn Licht in eine der optischen Einkopplungseinheiten 120a eingekoppelt wird, kann sich das eingekoppelte Licht im inneren fortpflanzen und von allen vier optischen Auskopplungseinheiten ausgekoppelt werden.
Sieben optische Kommunikationseinrichtungen 110x, 110a, .... und eine optische Teilungsvorrichtung 102b können mit der optischen Teilungsvorrichtung 102a verbunden sein, wenn die optische Teilungsvorrichtung 102a acht optische Einkopplungseinheiten 120a, 120a, .... und acht optische Auskopplungseinheiten 121a, 121a, ... umfasst. Wenn die optische Verteilungsvorrichtung 102a acht optische Einkopplungseinheiten 120a, 120a, ... und acht optische Auskopplungseinheiten 121a, 121a, ... umfasst, kann die optische Teilungseinheit 102a 12 Optokoppler mit jeweils zwei Eingängen und zwei Ausgängen umfassen, die preiswert sind. Mit anderen Worten, die optische Teilungsvorrichtung 102a kann vier Optokoppler, die in dem vorderen Abschnitt (Einkopplungsabschnitt) angeordnet sind, vier Optokoppler, die in dem mittleren Abschnitt angeordnet sind, und vier Optokoppler, die in dem hinteren Abschnitt (Auskopplungsabschnitt) angeordnet sind, umfassen, wobei jede der zwei Einkopplungseinheiten, die Teil jedes Optokopplers sind, getrennt und verbunden werden und jede von den zwei Auskopplungseinheiten in jedem Optokoppler getrennt und verbunden werden.
Da sowohl der Verbinder 104a als auch der Verbinder 104b mit der optischen Kommunikationsleitung 103 verbunden ist, leiten jeder von ihnen das sich in der verbundenen optischen Kommunikationsleitung 103 fortpflanzende optische Signal weiter und lenken das optische Signal zu einer weiteren optischen Kommunikationsleitung 103. Der Verbinder 104a umfasst in seinem Inneren ein Filter 140a, und der Filter Verbinder 104b umfasst in seinem Inneren ein Filter 140b. Das Filter 140a ist ein optisches Filter (Hochpassfilter: HPF), und das Filter 140b ist ein weiteres optisches Filter (Tiefpassfilter: LPF). 13 ist eine Kennlinie, die Eigenschaften der Filter 140a, 140b in der Ausführungsform 4 zeigt. Das Filter 140a ist zum Beispiel für das optische Signal durchlässig mit einer Wellenlänge von 650 nm, dämpft jedoch das optische Signal mit einer Wellenlänge von 550 nm, von den optischen Signalen, die sich in der optischen Kommunikationsleitung fortpflanzen. Das Filter 140b ist zum Beispiel für das optische Signal mit einer Wellenlänge von 550 nm durchlässig, dämpft jedoch das optische Signal mit einer Wellenlänge von 650 nm.
Selbst wenn alle Kommunikationen in dem Fahrzeugkommunikationssystem in Form der optischen Kommunikation wie die in der Ausführungsform 1 implementiert sind, ermöglichen es die oben beschriebenen Konfigurationen, dass die optische Kommunikationseinrichtung 110a und die optische Kommunikationseinrichtung 110b jeweils eine Kommunikationsverarbeitung auf der Grundlage des CAN-Protokolls durchführen. Nachfolgend sind detaillierte Konfigurationen mit erneutem Bezug auf 12 beschrieben.
Die optische Kommunikationseinrichtung 110a sendet ein Datensignal, um zu ermöglichen, dass durch die eigene Verarbeitung gewonnene Daten von einer weiteren optischen Kommunikationseinrichtung 110a oder optischen Kommunikationseinrichtung 110b verwendet werden. So wie es gesendet wird, ist das Datensignal ein optisches Signal mit einer Wellenlänge von 650 nm. Das gesendete optische Signal wird in eine optische Einkopplungseinheit 120a eingekoppelt, die Teil der optischen Teilungsvorrichtung 102a ist, die über die optische Kommunikationsleitung 103 mit der optischen Kommunikationseinrichtung 110a verbunden ist.
Wenn ein optisches Signal in eine optische Einkopplungseinheit 120a eingekoppelt wird, die Teil der optischen Teilungsvorrichtung 102a ist, koppelt die optische Teilungsvorrichtung 102a das eingekoppelte optische Signal von allen vier optischen Auskopplungseinheiten 121a, 121a, ... aus. Drei von vier optischen Auskopplungseinheiten 121a, 121a, ... sind mit den drei optischen Kommunikationseinrichtungen 110x, 110a, ... verbunden, einschließlich der optischen Sende-Kommunikationseinrichtung 110a, die das optische Signal gesendet hat. Somit können diese drei optischen Kommunikationseinrichtungen 110a, 110a, ... das von der Übertragungsquelle gesendete Datensignal empfangen. Somit kann die Sende-Kommunikationseinrichtung 110a den CAN-Kontroller 113 veranlassen, das Arbitrierungsfeld in dem Datensignal, das von der Sende-Kommunikationseinrichtung 110a ausgekoppelt wird, und das Arbitrierungsfeld in dem eingekoppelten Empfangssignal zu vergleichen. Daher ist es möglich, die Kommunikation auf der Grundlage des CAN-Protokolls zu implementieren.
Die weitere der vier optischen Einkopplungseinheiten 121a, die Teil der optischen Teilungsvorrichtung 102a ist, ist über das Filter 140, in dessen Innerem sich der Verbinder 104a befindet, mit der weiteren optischen Teilungsvorrichtung 102b verbunden. Da das Filter 140a Licht mit einer Wellenlänge von 650 nm zu 100% durchlässt, d. h. das Filter 140a das von der optischen Kommunikationseinrichtung 110a gesendete optische Signal zu 100% durchlässt, erreicht das von einer optischen Einkopplungseinheit 121a gesendete optische Signal auch die Teilungsvorrichtung 102b.
Wenn ein optisches Signal in eine optische Einkopplungseinheit 120b eingekoppelt wird, die Teil der optischen Teilungsvorrichtung 102b ist, gibt die optische Teilungsvorrichtung 102b das eingekoppelte optische Signal von allen vier optischen Auskopplungseinheiten 121b, 121b, .... aus. Drei der vier optischen Auskopplungseinheiten 121b, 121b... sind über die optischen Kommunikationsleitungen 103, 103, ... mit entsprechenden der drei optischen Kommunikationseinrichtungen 110b, 110b, ... verbunden. Da die optische Kommunikationseinrichtung 110b die von diesen drei optischen Auskopplungseinheiten 121b, 121b, ... ausgekoppelten optischen Signale empfangen kann, und zwar unabhängig von der Wellenlänge der ausgekoppelten optischen Signale, kann die optische Kommunikationseinrichtung 110b das von der optischen Kommunikationseinrichtung 110a gesendete optische Signal empfangen. Daher kann die optische Kommunikationseinrichtung 110b auch das von der optischen Kommunikationseinrichtung 110b gesendete Licht empfangen.
Die weitere von den vier optischen Auskopplungseinheiten 121b, 121b, ..., die Teil der optischen Teilungsvorrichtung 120b ist, ist durch den Verbinder 104, in dessen Innerem sich das Filter 140b befindet, mit der optischen Teilungsvorrichtung 120a verbunden. Somit wird das durch die optische Kommunikationseinrichtung 110a gesendete und dann von der optischen Teilungsvorrichtung 102a ausgekoppelte optische Signal, nachdem es in die optische Teilungsvorrichtung 102b eingekoppelt wurde, von der optischen Auskopplungseinheit 121b ausgekoppelt, die Teil der optischen Teilungsvorrichtung 102b ist, ebenso wie die weiteren optischen Signale, und wieder in die optische Teilungsvorrichtung 102a zurückgeführt. Jedoch dämpft das Filter 140b, das Teil des Verbinders 104b ist, das Licht mit einer Wellenlänge von 650 nm, gegenüber der Wellenlänge des von der optischen Kommunikationseinrichtung 110b gesendeten optischen Signals unterschiedlich, obwohl das Filter 140b ein Licht mit einer Wellenlänge von 550 nm zu 100% durchlässt, d. h. das Filter 140b das von der optischen Kommunikationseinrichtung 110b gesendete zu 100% durchlässt. Daher kann das durch die optische Kommunikationseinrichtung 110a gesendete und dann von der optischen Teilungsvorrichtung 102a ausgekoppelte optische Signal nicht durch den Sende-Empfänger 112, der Teil der optischen Kommunikationseinrichtung 110a ist, empfangen werden, da dieses optische Signal in seiner Leistung reduziert wird, selbst wenn es wieder in die optische Teilungsvorrichtung 102a eingekoppelt wird, nachdem es in die optische Teilungsvorrichtung 102b eingekoppelt wurde.
Ebenso sendet die optische Kommunikationseinrichtung 110b ein Datensignal, um zu ermöglichen, dass durch die eigene Verarbeitung gewonnenen Daten von einer weiteren optischen Kommunikationseinrichtung 110b oder optischen Kommunikationseinrichtung 110a verwendet werden. Nachdem das optische Signal mit einer Wellenlänge von 550 nm von der optischen Kommunikationseinrichtung 110b ausgekoppelt wurde, wird es in eine optische Einkopplungseinheit 120b eingekoppelt, die Teil der optischen Teilungsvorrichtung 102 ist, und dann von den vier optischen Auskopplungseinheiten 121b, 121b, ... ausgekoppelt. Daher kann das von der optischen Kommunikationseinrichtung 110b gesendete optische Signal von den vier optischen Kommunikationseinrichtungen 110b, 110b, ... empfangen werden, einschließlich der optischen Sende-Kommunikationseinrichtung. Ferner wird dieses optische Signal von einer optischen Auskopplungseinheit 121b von den vier optischen Auskopplungseinheiten 121b, 121b, ... über den Verbinder 104b, in dem sich das Filter 140b befindet, zu der optischen Teilungsvorrichtung 102a ausgekoppelt. Da das Filter 140b das optische Signal mit einer Wellenlänge von 650 nm durchlässt, jedoch das optische Signal mit einer Wellenlänge von 650 nm dämpft, lässt das Filter 140b das von der optischen Kommunikationseinrichtung 110b gesendete optische Signal durch. Daher erreicht das von der optischen Kommunikationseinrichtung 110b gesendete optische Signal die optische Teilungsvorrichtung 102a, Obwohl diese optische Signal in die optische Einkopplungseinheit 102a eingekoppelt wird, die Teil der optischen Teilungsvorrichtung 102a ist, und dann von der optischen Auskopplungseinheit 121a ausgekoppelt wird, die mit der optischen Teilungsvorrichtung 102b verbunden ist, wird dieses optische Signal durch das Filter 140a gedämpft, so dass es ein Signal mit verringerter Leistung ist, und kann nicht durch den Sende-Empfänger 112 empfangen werden, der Teil der optischen Kommunikationseinrichtung 110b ist, selbst wenn es in die optische Teilungsvorrichtung 102b zurückgeführt wird.
Wie es oben beschrieben ist, ist die optische Teilungsvorrichtung 102a mit der optischen Teilungsvorrichtung 102b verbunden, und die optische Kommunikationseinrichtung 110a und die optische Kommunikationseinrichtung 110b können die Übertragung optischer Signale auf der Grundlage des CAN-Protokolls durchführen. Ferner ist es möglich, das Überschwingen zu verhindern, das bei den optischen Signalen zwischen der optischen Teilungsvorrichtung 102a und der optischen Teilungsvorrichtung 102b verursacht wird, da das Filter 140a und das Filter 140b vorgesehen sind.
Wie es in 10 in der Ausführungsform 4 gezeigt ist, ist es möglich, das optische Kommunikationssystem, in dem die optische Kommunikation auf der Grundlage des CAN-Protokolls ohne die Gateway (GW) Einrichtung implementiert ist, leicht aufzubauen, wenn die optischen Kommunikationskabelbäume 105a, 105b zuvor vorbereitet wurden, so dass es nur noch erforderlich ist, sie mit den optischen Kommunikationseinrichtungen 110x, 110a, ..., 110b, 110b, ... zu verbinden, um dadurch das optische Kommunikationssystem zu bilden. Daher ist es möglich, das optische Kommunikationssystem auf der Grundlage des herkömmlichen CAN-Protokolls zu implementieren, während die durch das elektromagnetische Rauschen und das Überschwingen verursachten Effekte verhindert werden.
(Ausführungsform 5)
In der Ausführungsform 4 ist das Filter 140a in dem Verbinder 104a integriert, der mit derjenigen optischen Auskopplungseinheit 121a von den optischen Auskopplungseinheiten 121a, 121a, ..., die Teil der optischen Teilungsvorrichtung 102a sind, verbunden ist, mit der keine optische Kommunikationseinrichtung 110a verbunden ist. Jedoch verwendet eine Ausführungsform 5 ein Filter, das dem Filter 140a entspricht, das in der Teilungsvorrichtung 102a integriert ist.
Das Fahrzeugkommunikationssystem in der Ausführungsform 5 ist ebenso aufgebaut wie das in der Ausführungsform 4, mit der Ausnahme einer optischen Teilungseinrichtung 6 und eines Verbinders, in dem sich der Filter 140a nicht befindet, statt der optischen Teilungsvorrichtung 102a und des Verbinders 104a.
14 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration des Fahrzeugkommunikationssystems in der Ausführungsform 5 zeigt. Das Fahrzeugkommunikationssystem in der Ausführungsform 5 ist in das Auto 100 eingebaut und umfasst mehrere optische Kommunikationseinrichtungen 110a, 110a, ..., 110b, 110b, ..., die optische Teilungseinrichtungen 106a, 106b und die optischen Kommunikationsleitungen 103, 103, ... Ein optischer Kommunikationskabelbaum 107a umfasst die optische Teilungsvorrichtung 106a und die optische Kommunikationsleitung 103. Entsprechend umfasst ein optischer Kommunikationskabelbaum 107b die optische Verteilungsvorrichtung 107b und die optische Kommunikationsleitung 103.
Mehrere optische Kommunikationseinrichtungen 110a, 110a, ... sind jeweils über die optischen Kommunikationsleitungen 103, 103, ... mit der Teilungseinrichtung 106a zu der Sterntopologie verbunden. Ebenso sind mehrere optische Kommunikationseinrichtungen 110b, 110b, ... über die optischen Kommunikationsleitungen 103, 103, ... mit der Teilungseinrichtung 106a zu der Sterntopologie verbunden. Die optische Teilungseinrichtung 106a ist über die optische Kommunikationsleitung 103 mit der optischen Teilungseinrichtung 106b verbunden, wobei die Leitung von der optischen Teilungseinrichtung 106a zu der optischen Teilungseinrichtung 106b und die Leitung von der optischen Teilungseinrichtung 106b zu der optischen Teilungseinrichtung 106a verschieden sind.
15 ist ein Blockdiagramm, das die Konfigurationen der optischen Teilungseinrichtungen in der Ausführungsform 5 zeigt. Die Konfiguration der optischen Teilungseinrichtung 100a ist gleich jener der optischen Teilungseinrichtung 106b, so dass nachfolgend nur die optische Teilungseinrichtung 106a ausführlich beschrieben ist, nicht jedoch die optische Teilungseinrichtung 106b.
Die optische Teilungseinrichtung 106a umfasst eine optische Teilungsvorrichtung 160a und ein Filter 164a.
Ebenso wie in der Ausführungsform 1 umfasst die optische Teilungsvorrichtung 160a 4 Optokoppler mit jeweils zwei Eingängen und zwei Ausgängen, die preiswert sind, und vier optische Einkopplungseinheiten 161a, 161a, ... auf der einen Seite und vier optische Auskopplungseinheiten auf der andere Seite. Die optische Teilungsvorrichtung 160a kann in zylindrischer oder in prismatischer Form aus transparentem Material wie etwa einem transparenten Harz oder Glas gebildet sein. Drei dieser vier optischen Einkopplungseinheiten 161a, 161a, .., die Teil der optischen Teilungsvorrichtung 160a sind, sind über optische Kommunikationsleitungen mit Kommunikationsanschlüssen verbunden, um mit den optischen Kommunikationseinrichtungen 110a, 110a, .. verbunden zu sein, und die weitere von den vier optischen Einkopplungseinheiten 161a, 161a, ... ist über eine optische Kommunikationsleitung mit einem Verbindungsanschluss 163a verbunden, um mit einer weiteren optischen Teilungseinrichtung 106b verbunden zu sein. Eine dieser vier optischen Auskopplungseinheiten 162a, 162a, ... ist mit dem Filter 164a verbunden, und die weiteren drei der vier optischen Auskopplungseinheiten 162a, 162a sind über optische Kommunikationsleitungen mit den Verbindungsanschlüssen verbunden, um mit den optischen Kommunikationseinrichtungen 110x, 110a, ... verbunden zu sein.
Das Filter 164a ist ein optisches Filter und ist über eine optische Kommunikationsleitung mit dem Kommunikationsanschluss 165a verbunden, um mit der optischen Teilungseinrichtung 106b verbunden zu sein. Das Filter 164a ist, ebenso wie das Filter 140a in der Ausführungsform 4, ein HPF, ist für Licht mit einer Wellenlänge von 650 nm zu 100% durchlässig, d. h. ist für das von der optischen Kommunikationseinrichtung 110x, die mit der optischen Kommunikationseinrichtung 110a verbunden ist, gesendete optische Signal zu 100% durchlässig, und dämpft Licht mit einer Wellenlänge von 550 nm, d. h. dämpft das von der optischen Kommunikationseinrichtung 110b, die mit der optischen Teilungseinrichtung 106b verbunden ist, gesendete optische Signal.
Wie es nicht gezeigt ist, ist das Filter 64b im Inneren der optischen Teilungseinrichtung 106b angeordnet, die mit der optischen Kommunikationseinrichtung 110b verbunden ist. Das Filter 64b ist, ebenso wie das Filter 140b, ein LPF, ist für Licht mit einer Wellenlänge von 550 nm zu 100% durchlässig, d. h. ist für das von der optischen Kommunikationseinrichtung 110b, die mit der optischen Teilungseinrichtung 106b verbunden ist, gesendete optische Signal zu 100% durchlässig, und dämpft Licht mit einer Wellenlänge von 650 nm, d. h. dämpft das von der optischen Kommunikationseinrichtung 110a, die mit der optischen Teilungseinrichtung 106a verbunden ist, gesendete optische Signal.
Die optische Teilungseinrichtung 106a und die optische Teilungseinrichtung 106b, die oben beschrieben sind, sind über die optische Kommunikationsleitung 103 durch die Verbindung zwischen dem Verbindungsanschluss 163a und dem Verbindungsanschluss 65b sowie durch die Verbindung zwischen dem Verbindungsanschluss 165a und dem Verbindungsanschluss 63b miteinander verbunden. Ferner sind die Verbindungsanschlüsse, die Teil der optischen Teilungseinrichtung 106a sind, mit den optischen Kommunikationseinrichtungen 110a, 110a, ... verbunden, und die Verbindungsanschlüsse, die Teil der optischen Teilungseinrichtung 106b sind, sind mit den optischen Kommunikationseinrichtungen 110b, 110b, ... verbunden. Daher sind die Konfigurationen gleich jenen der in 12 gezeigten Ausführungsform 4, so dass es möglich Ist, das Senden von optischen Signalen zwischen der optischen Kommunikationseinrichtung 110a und der optischen Kommunikationseinrichtung 110b auf der Grundlage des CAN-Protokolls durchzuführen. Ferner kann durch das Filter 164a und das Filter 164b das Überschwingen verhindern werde, das bei den optischen Signalen zwischen der optischen Teilungseinrichtung 106a und der optischen Teilungsvorrichtung 106b hervorgerufen wird.
Wie es in 14 in der Ausführungsform 5 gezeigt ist, ist es möglich, das optische Kommunikationssystem, durch das die optische Kommunikation auf der Grundlage des CAN-Protokolls ohne die GW-Einrichtung implementiert ist, leicht aufzubauen, wenn die optischen Kommunikationskabelbäume 107a, 107b zuvor vorbereitet wurden, so dass sie lediglich mit den optischen Kommunikationseinrichtungen 110a, 110x, ..., 110b, 110b, ... verbunden werden müssen, um dadurch das optische Kommunikationssystem zu bilden. Daher ist es möglich, das optische Kommunikationssystem auf der Grundlage des herkömmlichen CAN-Protokolls zu implementieren und dabei die Effekte zu verhindern, die durch das elektromagnetische Rauschen und das Überschwingungen verursacht werden.
Die Ausführungsformen 1–5 sind vor dem Hintergrund des Systems erläutert, in dem die optische Kommunikation auf der Grundlage des CAN-Protokolls implementiert ist. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf das CAN beschränkt. Es ist vielmehr möglich, die vorliegende Erfindung auf ein Gesamtsystem anzuwenden, das Signale kontinuierlich überwacht, die zu einer Kommunikationsleitung gesendet werden, einschließlich der durch dieses selbst gesendeten Signale, und die Kommunikation mit optischen Signalen auf der Grundlage eines Protokolls zum Erfassen der Kollision implementiert.
Ferner sind die Ausführungsformen 1–5 vor dem Hintergrund des Fahrzeugnetzwerks erläutert. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf ein solches Fahrzeugnetzwerk beschränkt. Es ist vielmehr möglich, die vorliegende Erfindung auf eine andere CAN-Kommunikation wie etwa eine Fabrikautomatisierung (FA) anzuwenden.
Es sollte klar sein, dass die hier beschriebenen nur beispielhaft für die vorliegenden Erfindung sind und dass verschiedene Modifikationen möglich sind, ohne dadurch den Schutzbereich der Erfindung, wie er in den beigefügten Ansprüchen definiert ist, zu verlassen.
Bezugszeichenliste

1, 1a, 1b: optische Kommunikationseinrichtung
3, 3a–3l: Optokoppler (optische Teilungsvorrichtung)
4, 5: optische Kommunikationsleitung
6: CAN-Bus (elektrische Kommunikationsleitung)
7: opto-elektrische Umwandlungseinrichtung
7a, 7b: optische Kommunikationseinrichtung (opto-elektrische Umwandlungseinrichtung)
8a–8c: Sternnetzwerk (optisches Kommunikationsnetzwerk)
9a–9d: elektrische Kommunikationseinrichtung
11: CPU
12: CAN-Steuerungs- bzw. Regelungseinheit (Erfassungsmittel)
13: optische Kommunikationseinheit (opto-elektrische Umwandlungseinheit)
14: optische Empfangseinheit
15: optische Sendeeinheit
30: optische Teilungseinheit
31: optische Einkopplungseinheit
32: optische Auskopplungseinheit
71: CAN-Steuerungs- bzw. Regelungseinheit
72: elektrische Kommunikationseinheit (elektrische Sendeeinheit, elektrische Empfangseinheit)
91: CPU
92: CAN-Steuerungs- bzw. Regelungseinheit
93: elektrische Kommunikationseinheit
100: Auto
102a: optische Teilungsvorrichtung (erste optische Teilungsvorrichtung)
102b: optische Teilungsvorrichtung (zweite optische Teilungsvorrichtung)
103: optische Kommunikationsleitung
104a, 104b: Verbinder
105a, 105b: optischer Kommunikationskabelbaum
106a, 106b: optische Teilungseinrichtung
110a: optische Kommunikationseinrichtung (erste optische Kommunikationseinrichtung)
110a: optische Kommunikationseinrichtung (zweite optische Kommunikationseinrichtung)
140a: Filter (erstes Filter)
140b: Filter (zweites Filter)
160a: optische Teilungsvorrichtung
164a: Filter (erstes Filter)

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2008-219353 [0008]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

ISO 11898-1; 2003 Road Vehicles – Controller Area Network (CAN) – Part 1; Data Link Layer and Physical Signaling [0008]
ISO 11519-1; 1994 Road Vehicles – Low Speed Serial Data Communication – Part 1; General and Definitions [0008]

Claims

Fahrzeugkommunikationssystem mit: einer optischen Teilungsvorrichtung, die mehrere optische Einkopplungseinheiten und mehrere optische Auskopplungseinheiten umfasst und ein von einer optischen Einkopplungseinheit eingekoppeltes Licht zu mehreren optischen Auskopplungseinheiten weiterleitet, und mehreren optischen Kommunikationseinrichtungen, die über optische Kommunikationsleitungen zu einer Sterntopologie verbunden sind, wobei die optische Teilungsvorrichtung in einer Mitte der Sterntopologie angeordnet ist, und jede optische Kommunikationseinrichtung ferner umfasst: eine optische Sendeeinheit, die ein Licht in eine optische Einkopplungseinheit der optischen Teilungsvorrichtung einkoppelt, um so ein optisches Signal zu senden; eine optische Empfangseinheit, die ein von einer optischen Auskopplungseinheit der optischen Teilungsvorrichtung ausgekoppeltes Licht empfängt, um so ein optisches Signal zu empfangen; und ein Erfassungsmittel zum Erfassen einer Kollision optischer Signale, die zwischen den Kommunikationseinrichtungen übertragen werden, in Übereinstimmung mit dem durch die optische Empfangseinheit empfangenen optischen Signal.
Fahrzeugkommunikationssystem gemäß Anspruch 1, wobei das Erfassungsmittel ausgelegt ist, um die Kollision zu erfassen, wenn das durch die optische Empfangseinheit empfangene optische Signal gegenüber dem durch die optische Sendeeinheit gesendeten Signal verändert ist, und die optische Kommunikationseinrichtung ausgelegt ist, um die Übertragung des optischen Signals zu stoppen und ein durch eine weitere optische Kommunikationseinrichtung gesendetes optisches Signal zu empfangen, wenn das Erfassungsmittel die Kollision gesendeter optischer Signale erfasst.
Fahrzeugkommunikationssystem gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die optische Kommunikationseinrichtung ferner umfasst: eine oder mehrere elektrische Sendeeinheiten und elektrische Empfangseinheiten, die eine Übertragung eines elektrischen Signals durchführen; und eine opto-elektrische Umwandlungseinheit, die das durch die optische Empfangseinheit empfangene optische Signal in ein elektrisches Signal umwandelt und das durch die elektrische Empfangseinheit empfangene elektrische Signal in ein optisches Signal umwandelt, und die optische Kommunikationseinrichtung ausgelegt ist, um eine Kommunikation zwischen einer weiteren optischen Kommunikationseinrichtung und einer oder mehreren elektrischen Kommunikationseinrichtungen, die elektrische Signale übertragen, zu vermitteln.
Fahrzeugkommunikationssystem nach Anspruch 1 oder 2, ferner umfassend: eine opto-elektrische Umwandlungseinrichtung, die umfasst eine oder mehrere elektrische Sendeeinheiten und elektrische Empfangseinheiten, die eine Übertragung elektrischer Signale mit der optischen Sendeeinheit, der optischen Empfangseinheit und der Erfassungseinheit durchführen; und eine opto-elektrische Umwandlungseinheit, die das durch die optische Empfangseinheit empfangene optische Signal in ein elektrisches Signal umwandelt und das durch die elektrische Empfangseinheit empfangene elektrische Signal in ein optisches Signal umwandelt, wobei die opto-elektrische Umwandlungseinrichtung Kommunikationen zwischen der einen oder mehreren Kommunikationseinrichtung und einer oder mehreren Einrichtungen, die eine Übertragung von elektrischen Signalen durchführen, vermittelt.
Fahrzeugkommunikationssystem nach Anspruch 4, ferner umfassend: mehrere optische Kommunikationsnetzwerke, von denen jedes die optische Kommunikationseinrichtung umfasst, die zu einer Sterntopologie verbunden sind, in der die optische Teilungsvorrichtung in der Mitte angeordnet ist, und die opto-elektrische Umwandlungseinrichtung umfasst, wobei die opto-elektrischen Umwandlungseinrichtungen der mehreren optischen Kommunikationsnetzwerke über eine elektrische Kommunikationsleitung verbunden sind.
Fahrzeugkommunikationssystem nach Anspruch 5, wobei mehrere optische Kommunikationsleitungen vorhanden sind, von denen jede eine optische Einkopplungseinheit einer optischen Teilungsvorrichtung mit der optischen Kommunikationseinrichtung oder der opto-elektrischen Umwandlungseinrichtung verbindet, und eine Länge einer optischen Kommunikationsleitung im Wesentlichen gleich einer Länge einer weiteren optischen Kommunikationsleitung ist.
Fahrzeugkommunikationssystem nach Anspruch 1 oder 2, ferner umfassend: mehrere von der optischen Teilungsvorrichtung verschiedene optische Teilungsvorrichtungen, in denen eine optische Einkopplungseinheit einer optischen Teilungsvorrichtung mit einer optischen Auskopplungseinheit einer weiteren optischen Teilungsvorrichtung verbunden ist, wobei die mehreren optischen Kommunikationseinrichtungen jeweils über eine optische Kommunikationsleitung mit einem Teil der optischen Einkopplungseinheit und der optischen Auskopplungseinheit, die Teil der mehreren optischen Teilungsvorrichtungen sind, zu einer Sterntopologie verbunden sind.
Optisches Kommunikationssystem nach Anspruch 7, ferner umfassend: ein oder mehrere Filter, die mit einer optischen Auskopplungseinheit einer weiteren optischen Teilungsvorrichtung von den mehreren optischen Auskopplungseinheiten der mehreren optischen Teilungsvorrichtungen verbunden sind und ein Licht dämpfen, dessen Wellenlängen von Wellenlängen optischer Signale, die durch die mehreren optischen Kommunikationseinrichtungen übertragen werden, verschieden sind.
Optisches Kommunikationssystem nach Anspruch 1 oder 2, ferner umfassend: eine erste optische Teilungsvorrichtung und eine zweite optische Teilungsvorrichtung, wobei eine optische Einkopplungseinheit der ersten optischen Teilungsvorrichtung mit einer optischen Auskopplungseinheit der zweiten optischen Teilungsvorrichtung verbunden ist, und eine optische Auskopplungseinheit der ersten optischen Teilungsvorrichtung mit einer optischen Einkopplungseinheit der zweiten optischen Teilungsvorrichtung verbunden ist; mehrere erste optische Kommunikationseinrichtungen und mehrere zweite optische Kommunikationseinrichtungen, die jeweils mit Teilen der optischen Einkopplungseinheiten und optischen Auskopplungseinheiten der ersten und der zweiten optischen Teilungsvorrichtung durch optische Kommunikationsleitungen zu einer Sterntopologie verbunden sind und optische Signale übertragen, die eine erste Wellenlänge oder eine zweite Wellenlänge enthalten, und optische Signale empfangen, die unterschiedliche Wellenlängen haben, in denen die erste Wellenlänge oder die zweite Wellenlänge enthalten ist; ein erstes Filter, das zwischen die optische Auskopplungseinheit der ersten optischen Teilungsvorrichtung und die optische Einkopplungseinheit der zweiten optischen Teilungsvorrichtung geschaltet ist und Licht mit der zweiten Wellenlänge dämpft; und ein zweites Filter, das zwischen die optische Auskopplungseinheit der zweiten optischen Teilungsvorrichtung und die optische Einkopplungseinheit der ersten optischen Teilungsvorrichtung geschaltet ist und Licht mit der ersten Wellenlänge dämpft.
Optisches Kommunikationssystem nach einem der Ansprüche 1–9, wobei die optische Kommunikationseinrichtung ausgelegt ist, um eine Übertragung optischer Signale auf der Grundlage eines CAN-Protokolls durchzuführen.
Fahrzeugkommunikationssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die optische Teilungsvorrichtung einen oder mehrere Optokoppler umfasst, von denen jeder zwei der optischen Einkopplungseinheiten und zwei der optischen Auskopplungseinheiten umfasst.
Optischer Kommunikationskabelbau mit: einer optischen Teilungsvorrichtung, die mehrere optische Einkopplungseinheiten und mehrere optische Auskopplungseinheiten umfasst und ein von einer der optischen Einkopplungseinheiten eingekoppeltes Licht ausgibt und auf die mehreren optischen Auskopplungseinheiten verteilt; einer optischen Kommunikationsleitung, die mit einer vorbestimmten optischen Einkopplungseinheit und optischen Auskopplungseinheit von den mehreren optischen Einkopplungseinheiten und optischen Auskopplungseinheiten verbunden ist; und ein oder mehrere Filter, die mit optischen Kommunikationsleitungen verbunden sind, die mit bestimmten optischen Auskopplungseinheiten von den mehreren optischen Auskopplungseinheiten verbunden sind und Licht mit einer vorbestimmten Wellenlänge dämpfen.
Optischer Kommunikationskabelbaum nach Anspruch 12, wobei das Filter innerhalb eines Verbinders der optischen Kommunikationsleitung angeordnet ist, die eine Verbindung mit einer weiteren optischen Teilungsvorrichtung herstellt.
Optische Teilungseinrichtung mit: einer optischen Teilungsvorrichtung, die mehrere optische Einkopplungseinheiten und mehrere optische Auskopplungseinheiten umfasst und ein von einer der optischen Einkopplungseinheiten eingekoppeltes Licht ausgibt und auf mehrere optische Auskopplungseinheiten verteilt; und einem oder mehreren Filtern, die mit bestimmten optischen Auskopplungseinheiten von den mehreren optischen Auskopplungseinheiten verbunden sind und Licht mit einer vorbestimmten Wellenlänge dämpfen.