DE69624752T2

DE69624752T2 - Multiplex-Kommunikationssystem für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE69624752T2
Application number: DE69624752T
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Hashimoto; Yuji Nagatani
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1995-04-27
Filing date: 1996-04-29
Publication date: 2003-03-20
Anticipated expiration: 2016-04-30
Also published as: EP0739782A3; US5852613A; JPH08298489A; EP0739782B1; JP3571410B2; DE69624752D1; EP0739782A2

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Kraftfahrzeug-Multiplex- Kommunikationssystem und insbesondere auf eine Verdrahtungsstruktur für ein Kraftfahrzeug-Multiplex-Kommunikationssystem.
In den letzten Jahren wurden Kraftfahrzeug-Multiplex-Kommunikationssysteme entwickelt, in denen mehrere Steuereinheiten, die jeweils einen Mikrocomputer oder dergleichen umfassen, an einer Kraftfahrzeugkarosserie installiert sind und mittels eines Kommunikationskabels für Multiplex-Kommunikationsvorgänge zwischen diesen Steuereinheiten verbunden sind. Das Kommunikationskabel, das die Steuereinheiten verbindet, umfaßt im allgemeinen ein Kabel mit einem gleichmäßigen Wellenwiderstand oder einer gleichmäßigen Frequenzcharakteristik über seine gesamte Länge.
In solchen Kraftfahrzeug-Multiplex-Kommunikationssystemen ist die Position zum Installieren der jeweiligen Steuereinheiten im allgemeinen durch die Struktur der Kraftfahrzeugkarosserie und die Strukturen zum Installieren anderer Kraftfahrzeug-Zubehörteile eingeschränkt. Das verwendete Kommunikationskabel kann daher keine frei wählbare Länge aufweisen, sondern sollte eine Länge aufweisen, die durch die Positionen bestimmt wird, an denen die Steuereinheiten installiert sind.
Das Kommunikationskabel wirkt wie eine Antenne für den Empfang externer Störungen in einem Frequenzband, das der Länge des Kommunikationskabels entspricht. Es besteht daher die Tendenz, daß die externen Störungen in diesem Frequenzband auf das Kommunikationskabel abgestimmt sind und von diesem aufgenommen werden. Wenn das Frequenzband eines durch das Kommunikationskabel zu übertragenden Signals verschieden ist von dem Frequenzband der externen Störungen, die auf das Kommunikationskabel abgestimmt sind (im allgemeinen ist das Frequenzband des zu übertragenden Signals niedriger als das Frequenzband der externen Störungen), kann jede der Steuereinheiten das übertragene Signal abgrenzen und die eingestrahlten externen Störungen stören nicht die Kommunikation zwischen den Steuereinheiten. Die externen Störungen, die mit dem übertragenen Signal gemischt werden, tendieren jedoch dazu, Impulsstörungen zum übertragenen Signal hinzuzufügen, selbst wenn das Frequenzband der externen Störungen vom Frequenzband des übertragenen Signals verschieden ist. Im Stand der Technik war es daher üblich, ein geeignetes Filter zu verwenden, um die externen Störungen, die auf das Kommunikationskabel abgestimmt sind, zu unterdrücken, um die Steuereinheiten vor einem Versagen aufgrund solcher externer Störungen zu bewahren. Solche Filter sind z. B. beschrieben in DE 42 35 616, über die die Ansprüche der vorliegenden Anmeldung charakterisiert sind.
Kommunikationskabel bestimmter Längen erlauben externen Störungen, in das Frequenzband eingestrahlt zu werden, das das Frequenzband eines übertragenen Signals überlappt. Wenn solche externen Störungen auf das Kommunikationskabel abgestimmt sind, erkennt jede der Steuereinheiten die externen Störungen als ein von einer weiteren Steuereinheit übertragenes Signal. Da solche eingestrahlten externen Störungen nicht herausgefiltert werden können, versagt das Kraftfahrzeug-Multiplex-Kommunikationssystem aufgrund der externen Störungen. Da die Kraftfahrzeug-Multiplex-Kommunikationssysteme, die in den letzten Jahren erhältlich sind, für Hochgeschwindigkeits-Kommunikationsvorgänge ausgelegt sind, sind deren Kommunikationskabel tendenziell auf externe Störungen in diesen Frequenzbändern abgestimmt, die das Frequenzband eines zwischen den Steuereinheiten übertragenen Signals überlappen, und neigen daher dazu, unter störungsinduzierten Fehlfunktionen zu leiden.
In vielen Kraftfahrzeug-Multiplex-Kommunikationssystemen senden die Steuereinheiten selbst hochfrequente Störungen aus. Wenn solche hochfrequenten Störungen auf die Kommunikationskabel für die Kraftfahrzeug- Multiplex-Kommunikationssysteme abgestimmt sind, werden die Hochfre quenzstörungen von den Kommunikationskabeln, die wie Antennen wirken, in den Raum abgestrahlt. Wenn das Frequenzband der hochfrequenten Störungen, die von den Kommunikationskabeln abgestrahlt werden, das Frequenzband eines Signals überlappt, das von einer am Kraftfahrzeug montierten elektronischen Vorrichtung wie z. B. einem Rundfunkempfänger am Kraftfahrzeug empfangen wird, empfängt die elektronische Vorrichtung die hochfrequenten Störungen und erzeugt Störungsgeräusche oder Fehlfunktionen.
Gemäß einer Lösung der obigen Probleme kann die Länge eines Kommunikationskabels so gewählt werden, daß das Frequenzband der auf das Kommunikationskabel abgestimmten externen Störungen und das Frequenzband der hochfrequenten Störungen, die von den Steuereinheiten über das Kommunikationskabel abgestrahlt werden, nicht das Frequenzband eines Signals, das zwischen den Steuereinheiten übertragen wird, und das Frequenzband eines Signals, das von einer am Kraftfahrzeug montierten elektronischen Vorrichtung wie z. B. einem Rundfunkempfänger am Kraftfahrzeug empfangen wird, überlappen.
Da jedoch, wie oben beschrieben worden ist, die Länge des Kommunikationskabels durch die Orte begrenzt ist, an denen die Steuereinheiten installiert sind, ist es nicht möglich, die Länge des Kommunikationskabels frei zu wählen zum Zweck des Schutzes des Kraftfahrzeug-Multiplex-Kommunikationssystems vor unerwünschten Störungen.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Verdrahtungsstruktur für ein Kraftfahrzeug-Multiplex-Kommunikationssystem zu schaffen, die eine einfache Anordnung aufweist, um das Frequenzband der externen Störungen, die auf ein Kommunikationskabel abgestimmt sind, das mehrere Steuereinheiten des Kraftfahrzeug-Multiplex-Kommunikationssystems verbindet, verschieden zu machen von der Frequenz eines zwischen den Steuereinheiten zu übertragenden Signals, unabhängig von den Orten, an denen die Steuereinheiten installiert sind, so daß die Kommunikationsvorgänge zwischen den Steuereinheiten widerstandsfähig gegen Störungen gemacht werden.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, eine Verdrahtungsstruktur für ein Kraftfahrzeug-Multiplex-Kommunikationssystem zu schaffen, die eine einfache Anordnung aufweist, um das Frequenzband der Störungen, die von mehreren der Steuereinheiten des Kraftfahrzeug-Multiplex-Kommunikationssystems über ein Kommunikationskabel abgestrahlt werden, verschieden zu machen von dem Frequenzband eines Signals, das von einer am Kraftfahrzeug montierten elektronischen Vorrichtung wie z. B. einem Rundfunkempfänger empfangen wird, unabhängig von den Orten, an denen die Steuereinheiten installiert sind, so daß Störungen, die die am Kraftfahrzeug montierte elektronische Vorrichtung wie z. B. einen Rundfunkempfänger beeinträchtigen, an einer Abstrahlung gehindert werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Kraftfahrzeug-Multiplex-Kommunikationssystem geschaffen, das mehrere Steuereinheiten umfaßt, die über ein Kommunikationskabel miteinander kommunizieren, dadurch gekennzeichnet, daß das Kommunikationskabel einen gleichmäßigen Wellenwiderstand aufweist und das System ferner umfaßt: mehrere impedanz-modifizierte Einheiten, die jeweils einen vom gleichmäßigen Wellenwiderstand verschiedenen Wellenwiderstand aufweisen, wobei die impedanz-modifizierten Einheiten am Kommunikationskabel so positioniert sind, daß sie das Kommunikationskabel funktional in mehrere Kabelsegmente unterteilen, derart, daß das vom Kabel aufgenommene Störungsfrequenzband höher ist als ein Kommunikationsfrequenzband der zwischen den Steuereinheiten übertragenen Signale, und/oder derart, daß das vom Kabel abgestrahlte Störungsfrequenzband höher ist als ein Empfangsfrequenzband von Signalen, die von einer am Kraftfahrzeug montierten elektronischen Vorrichtung empfangen werden; und mehrere Filter zum Unterdrücken externer Störungen, die auf die Kommunikationskabelsegmente abgestimmt sind, wobei das Kommunikationskabel jeweils über die Filter mit den Steuereinheiten verbunden ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ferner ein Kraftfahrzeug-Multiplex- Kommunikationssystem geschaffen, das mehrere Steuereinheiten umfaßt, die über ein Kommunikationskabel miteinander kommunizieren, dadurch gekennzeichnet, daß das Kabel in mehrere Kabelsegmente unterteilt ist, indem die Kommunikationskabelsegmente jeweils Frequenzeigenschaften oder Wellenwiderstände aufweisen, die voneinander verschieden sind, derart, daß das vom Kabel aufgenommene Störungsfrequenzband höher ist als ein Kommunikationsfrequenzband der zwischen den Steuereinheiten übertragenen Signale, und/oder derart, daß das vom Kabel abgestrahlte Störungsfrequenzband höher ist als ein Empfangsfrequenzband von Signalen, die von einer am Kraftfahrzeug montierten elektronischen Vorrichtung empfangen werden; und das System ferner mehrere Filter umfaßt zum Unterdrücken der externen Störungen, die auf die Kommunikationskabelsegmente abgestimmt sind, wobei das Kommunikationskabel jeweils über Filter mit den Steuereinheiten verbunden ist.
In der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das Kraftfahrzeug-Multiplex-Kommunikationssystem mehrere Steuereinheiten, die an einem Kraftfahrzeug montiert sind, ein Kommunikationskabel, das die Steuereinheiten verbindet für Multiplex-Kommunikationsvorgänge zwischen den Steuereinheiten, wobei das Kommunikationskabel einen gleichmäßigen Wellenwiderstand aufweist und mehrere Kommunikationskabelsegmente umfaßt, und mehrere impedanz-modifizierte Einheiten umfassen, die jeweils eine vom gleichmäßigen Wellenwiderstand verschiedene Impedanz aufweisen, wobei jede der impedanz-modifizierten Einheiten zwischen zwei benachbarten Kommunikationskabelsegmenten angeschlossen ist, und wobei die impedanz-modifizierten Einheiten an solchen Orten des Kommunikationskabels positioniert sind, daß die Frequenzbänder von externen Störungen, die auf die Kommunikationskabelsegmente in Abhängigkeit von deren Längen abgestimmt sind, höher sind als ein Frequenzband eines zwischen den Steuereinheiten übertragenen Signals.
Mit der obigen ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die impedanz-modifizierten Einheiten, die jeweils eine vom gleichmäßigen Wellenwiderstand des Kommunikationskabels verschiedene Impedanz aufweisen, im Kommunikationskabel positioniert. Das Kommunikationskabel ist durch die impedanz-modifizierten Einheiten in Kommunikationskabelsegmente unterteilt, die jeweils auf jeder Seite der jeweiligen impedanz-modifizierten Einheiten positioniert sind, wobei die Segmente wie Antennen zum Empfangen externer Störungen wirken. Da die Länge jedes der Kommunikationskabelsegmente kleiner ist als die Gesamtlänge des Kommunikationska bels, sind die Frequenzbänder der externen Störungen, die auf die Kommunikationskabelsegmente abgestimmt sind, höher als in dem Fall, in dem keine impedanz-modifizierten Einheiten vorhanden sind. Die impedanz- modifizierten Einheiten sind an solchen Orten des Kommunikationskabels positioniert, daß die Frequenzbänder der externen Störungen, die auf die Kommunikationskabelsegmente in Abhängigkeit von deren Längen abgestimmt sind, höher sind als ein Frequenzband eines zwischen den Steuereinheiten übertragenen Signals. Die Frequenzbänder der externen Störungen, die auf die Kommunikationskabelsegmente abgestimmt sind, sind daher verschieden vom Frequenzband des zwischen den Steuereinheiten übertragenen Signals.
Gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind somit die Frequenzbänder der auf die Kommunikationskabelsegmente abgestimmten externen Störungen verschieden von dem Frequenzband des zwischen den Steuereinheiten übertragenen Signals, unabhängig von den Orten der Steuereinheiten, wobei das zwischen den Steuereinheiten übertragene Signal sehr widerstandsfähig gegen Störungen gemacht wird.
In der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Kommunikationskabel vorzugsweise über Filter mit den Steuereinheiten verbunden, um die auf die Kommunikationskabelsegmente abgestimmten externen Störungen zu unterdrücken. Somit werden die auf die Kommunikationskabelsegmente abgestimmten externen Störungen daran gehindert, in die Steuereinheiten zu gelangen. Die Steuereinheiten können somit zuverlässig arbeiten, ohne durch die externen Störungen beeinflußt zu werden.
In einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das Kraftfahrzeug-Multiplex-Kommunikationssystem mehrere Steuereinheiten, die an einem Kraftfahrzeug montiert sind, ein Kommunikationskabel, das die Steuereinheiten für Multiplex-Kommunikationsvorgänge zwischen den Steuereinheiten verbindet, wobei das Kommunikationskabel einen gleichmäßigen Wellenwiderstand aufweist und mehrere Kommunikationskabelsegmente umfaßt, und mehrere impedanz-modifizierte Einheiten umfassen, die jeweils eine vom gleichmäßigen Wellenwiderstand verschiedene Impedanz aufweisen, wobei jede der impedanz-modifizierten Einheiten zwischen zwei benachbarten Kommunikationskabelsegmenten angeschlossen ist, und wobei die impedanz-modifizierten Einheiten an solchen Orten des Kommunikationskabels positioniert sind, daß die Frequenzbänder der abgestrahlten Störungen, die auf die Kommunikationskabelsegmente in Abhängigkeit von deren Längen abgestimmt sind, höher sind als ein Frequenzband eines Signals, das von einer am Kraftfahrzeug montierten elektronischen Vorrichtung empfangen wird.
Mit der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weisen die impedanz-modifizierten Einheiten jeweils eine von der gleichmäßigen charakteristischen Impedanz des Kommunikationskabels verschiedene Impedanz auf und sind im Kommunikationskabel positioniert. Das Kommunikationskabel wird durch die impedanz-modifizierten Einheiten in die Kommunikationskabelsegmente unterteilt, die jeweils auf einer Seite der jeweiligen impedanz-modifizierten Einheiten positioniert sind, wobei die Segmente wie eine Antenne für abgestrahlte Störungen von den Steuereinheiten in relativ hohen Frequenzbändern wirken. Die impedanz-modifizierten Einheiten sind an solchen Orten des Kommunikationskabels positioniert, daß die Frequenzbänder der abgestrahlten Störungen, die auf die Kommunikationskabelsegmente in Abhängigkeit von deren Längen abgestimmt sind, höher sind als ein Frequenzband eines Signals, das von einer am Kraftfahrzeug montierten elektronischen Vorrichtung empfangen wird. Die Frequenzbänder der abgestrahlten Störungen, die auf die Kommunikationskabelsegmente abgestimmt sind, sind daher verschieden vom Frequenzband des Signals, das von der elektronischen Vorrichtung empfangen wird.
Gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind daher die Frequenzbänder der von den Steuereinheiten abgestrahlten Störungen verschieden von dem Frequenzband des Signals, das von der elektronischen Vorrichtung empfangen wird, unabhängig von den Orten der Steuereinheiten, wobei die elektronische Vorrichtung davor bewahrt wird, durch die von den Steuereinheiten über die Kommunikationskabel abgestrahlten Störungen beeinträchtigt zu werden.
In der ersten oder der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann jede der impedanz-modifizierten Einheiten einen Ferritkern umfassen, der in das Kommunikationskabel eingesetzt ist, oder eine schraubenlinienförmige Spule von Windungen des Kommunikationskabels selbst, oder mehrere überlagerte Faltungen des Kommunikationskabels selbst. Jede der impedanz-modifizierten Einheiten kann somit eine einfache Struktur aufweisen.
In einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das Kraftfahrzeug-Multiplex-Kommunikationssystem mehrere Steuereinheiten, die an einem Kraftfahrzeug montiert sind, sowie ein Kommunikationskabel umfassen, das die Steuereinheiten für Multiplex-Kommunikationsvorgänge zwischen den Steuereinheiten verbindet, wobei das Kommunikationskabel mehrere verbundene Kommunikationskabelsegmente umfaßt, die eine jeweilige Frequenzcharakteristik oder jeweilige Wellenwiderstände aufweisen, die voneinander verschieden sind, wobei die Kommunikationskabelsegmente entsprechende Längen aufweisen, so daß Frequenzbänder von externen Störungen, die auf die Kommunikationskabelsegmente abgestimmt sind, höher sind als ein Frequenzband eines zwischen den Steuereinheiten übertragenen Signals.
Mit der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfaßt das Kommunikationskabel mehrere verbundene Kommunikationskabelsegmente, die jeweilige Frequenzeigenschaften oder jeweilige Wellenwiderstände aufweisen, die voneinander verschieden sind. Das Kommunikationskabel ist somit in die Kommunikationskabelsegmente unterteilt, die wie Antennen zum Empfangen externer Störungen wirken. Die Kommunikationskabelsegmente weisen jeweils solche Längen auf, so daß die Frequenzbänder der externen Störungen, die auf die Kommunikationskabelsegmente abgestimmt sind, höher sind als ein Frequenzband eines zwischen den Steuereinheiten übertragenen Signals. Die Frequenzbänder der externen Störungen, die auf die Kommunikationskabelsegmente abgestimmt sind, sind daher verschieden von dem Frequenzband des zwischen den Steuereinheiten übertragenen Signals.
Gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die Frequenzbänder der auf die Kommunikationskabelsegmente abgestimmten externen Störungen verschieden von dem Frequenzband des zwischen den Steuereinheiten übertragenen Signals, unabhängig von den Orten der Steuereinheiten, wobei das zwischen den Steuereinheiten übertragene Signal sehr widerstandsfähig gegenüber Störungen gemacht wird.
In der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Kommunikationskabel vorzugsweise über Filter mit den Steuereinheiten verbunden, um die auf die Kommunikationskabelsegmente abgestimmten externen Störungen zu unterdrücken. Die auf die Kommunikationskabelsegmente abgestimmten externen Störungen werden somit daran gehindert, in die Steuereinheiten zu gelangen. Die Steuereinheiten können somit zuverlässig arbeiten, ohne durch die externen Störungen beeinflußt zu werden.
In einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das Kraftfahrzeug-Multiplex-Kommunikationssystem mehrere Steuereinheiten, die an einem Kraftfahrzeug montiert sind, sowie ein Kommunikationskabel umfassen, das die Steuereinheiten für Multiplex-Kommunikationsvorgänge zwischen den Steuereinheiten verbindet, wobei das Kommunikationskabel mehrere verbundene Kommunikationskabelsegmente umfaßt, die jeweilige Frequenzeigenschaften oder jeweilige Wellenwiderstände aufweisen, die voneinander verschieden sind, und wobei die Kommunikationskabelsegmente jeweils solche Längen aufweisen, daß die Frequenzbänder von abgestrahlten Störungen, die auf die Kommunikationskabelsegmente abgestimmt sind, höher sind als ein Frequenzband eines Signals, das von einer am Kraftfahrzeug montierten elektronischen Vorrichtung empfangen wird.
Mit der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Kommunikationskabel in die Kommunikationskabelsegmente unterteilt, die wie Antennen für die Abstrahlung von Störungen von den Steuereinheiten über die Kommunikationskabelsegmente in relativ hohen Frequenzbändern wirken. Die Kommunikationskabelsegmente weisen jeweils solche Längen auf, daß die Frequenzbänder der über die Kommunikationskabelsegmente abgestrahlten Störungen höher sind als ein Frequenzband eines Signals, das von der elektronischen Vorrichtung empfangen wird. Die Frequenzbänder der über die Kommunikationskabelsegmente abgestrahlten Störungen sind daher verschieden von dem Frequenzband des von der elektronischen Vorrichtung empfangenen Signals.
In der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind daher die Frequenzbänder der über die Kommunikationskabelsegmente abgestrahlten Störungen verschieden von dem Frequenzband des von der elektronischen Vorrichtung empfangenen Signals, unabhängig von den Orten der Steuereinheiten, wobei die elektronische Vorrichtung davor bewahrt wird, durch die von den Steuereinheiten über das Kommunikationskabel abgestrahlten Störungen beeinträchtigt zu werden.
Die obigen und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden deutlich anhand der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen, die lediglich beispielhaft bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zeigen.
Fig. 1 ist eine schematische Ansicht einer Verdrahtungsstruktur für ein Kraftfahrzeug-Multiplex-Kommunikationssystem gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 ist eine perspektivische Ansicht eines Impedanz-Modifizierers für die Verwendung in der in Fig. 1 gezeigten Verdrahtungsstruktur;
Fig. 3 ist eine perspektivische Ansicht eines weiteren Impedanz-Modifizierers für die Verwendung in der in Fig. 1 gezeigten Verdrahtungsstruktur;
Fig. 4 ist eine perspektivische Ansicht eines weiteren Impedanz-Modifizierers für die Verwendung in der in Fig. 1 gezeigten Verdrahtungsstruktur; und
Fig. 5 ist eine schematische Ansicht einer Verdrahtungsstruktur für ein Kraftfahrzeug-Multiplex-Kommunikationssystem gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Wie in Fig. 1 gezeigt, besitzt ein Kraftfahrzeug-Multiplex-Kommunikationssystem, das eine Verdrahtungsstruktur gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält, mehrere (z. B. drei) elektronische Steuereinheiten 1 (im folgenden als "ECUs" bezeichnet), die an jeweiligen Positionen an einem Kraftfahrzeug A installiert sind. Die ECUs 1 weisen jeweils Gehäuse 2 auf, die jeweils Schaltungen 3 aufnehmen, welche Mikrocomputer und dergleichen enthalten. Die Schaltungen 3 sind mittels eines Kommunikationskabels 4 für gegenseitige Kommunikationsvorgänge zwischen den ECUs 1 verbunden. Das Kommunikationskabel 4 ist mit den Schaltungen 3 der ECUs 1 über jeweilige Filter 5 verbunden. Die Filter 5 dienen dazu, externe Störungen in einem Frequenzband, das auf das Kommunikationskabel 4 abgestimmt ist, an einem Eindringen in die Schaltungen 3 zu hindern, und ferner ein Signal in einem Frequenzband, das für die Kommunikationsvorgänge zwischen den ECUs 1 verwendet wird, durchzulassen.
Das Kommunikationskabel 4 besitzt grundsätzlich über seine gesamte Länge einen gleichmäßigen Wellenwiderstand (eine Impedanz pro Längeneinheit). Das Kommunikationskabel 4 besitzt mehrere (in der ersten Ausführungsform 3) beabstandete impedanz-modifizierte Einheiten 6, die jeweils eine Impedanz aufweisen, die verschieden ist vom Wellenwiderstand des Kommunikationskabels 4.
Wie in Fig. 2 gezeigt, kann jede der impedanz-modifizierten Einheiten 6 einen am Kommunikationskabel 4 montierten Ferritkern umfassen (z. B. kann der Kern mittels eines Loches längs der Kernlängsachse auf das Kabel aufgefädelt sein). Wie in Fig. 3 gezeigt, kann alternativ jede der impedanz- modifizierten Einheiten 6 eine schraubenlinienförmige Spule von Windungen des Kommunikationskabels 4 selbst umfassen. Wie in Fig. 4 gezeigt ist, kann ferner alternativ jede der impedanz-modifizierten Einheiten 6 mehrere überlagerte Faltungen des Kommunikationskabels 4 selbst umfassen. Jede der impedanz-modifizierten Einheiten 6, die irgendeine der in den Fig. 2, 3 und 4 gezeigten Strukturen aufweisen kann, besitzt eine Kapazität oder Induktivität, die verschieden ist von derjenigen anderer Abschnitte des Kommunikationskabels 4, und besitzt somit eine Impedanz, die verschieden ist vom Wellenwiderstand des Kommunikationskabels 4.
Die impedanz-modifizierten Einheiten 6 unterteilen das Kommunikationskabel 4 funktional in mehrere (in der ersten Ausführungsform vier) Kommunikationskabelsegmente 4a, von denen zwei auf jeder Seite der jeweiligen impedanz-modifizierten Einheiten 6 angeordnet sind. Jedes der Kommunikationskabelsegmente 4a wirkt, in Abhängigkeit von ihrer Länge, wie eine Antenne für den Empfang externer Störungen.
Im folgenden wird der Betrieb des Kraftfahrzeug-Multiplex-Kommunikationssystems beschrieben. Wenn externe Störungen auf das Kraftfahrzeug- Multiplex-Kommunikationssystem einwirken, sind die externen Störungen in den Frequenzbändern, die den Längen der jeweiligen Kommunikationskabelsegmente 4a entsprechen, auf die Kommunikationskabelsegmente 4a abgestimmt und werden in das Kommunikationskabel 4 eingestrahlt.
Wenn die ECUs 1 während ihres Betriebs abgestrahlte Störungen erzeugen, sind die abgestrahlten Störungen in den Frequenzbändern, die den Längen der jeweiligen Kommunikationskabelsegmenten 4a entsprechen, auf die Kommunikationskabelsegmente 4a abgestimmt und werden von den Kommunikationskabelsegmenten 4a in den umgebenden Raum abgestrahlt.
Die impedanz-modifizierten Einheiten 6 sind an solchen Orten des Kommunikationskabels 4 positioniert, daß die Frequenzbänder der externen Störungen, die auf die Kommunikationskabelsegmente 4a entsprechend deren Längen abgestimmt sind, höher sind als das Frequenzband (im folgenden bezeichnet als "Kommunikationsfrequenzband") eines zwischen den ECUs 1 übertragenen Signals, wobei die Frequenzbänder der abgestrahlten Störungen, die auf die Kommunikationskabelsegmente 4a in Abhängigkeit von deren Längen abgestimmt sind, höher sind als das Frequenzband (im folgenden bezeichnet als "Empfangsfrequenzband") eines Signals, das von einer am Kraftfahrzeug montierten elektronischen Vorrichtung, wie z. B. einem Rundfunkempfänger, einem Telephon oder dergleichen am Kraftfahrzeug A, empfangen wird. Anders ausgedrückt, die impedanz-modifizierten Einheiten 6 sind so positioniert, daß sie Kommunikationskabelsegmente 4a mit relativ kurzen Längen schaffen, auf die externe und abgestrahlte Störungen in Frequenzbändern abgestimmt sind, die höher sind als die Kommunikations- und Empfangsfrequenzbänder.
Die Frequenzbänder der externen Störungen, die auf die Kommunikationskabelsegmente 4a abgestimmt sind und in das Kommunikationskabel 4 ein gestrahlt werden, sind daher verschieden vom Kommunikationsfrequenzband für die Signalübertragung zwischen den ECUs 1. Die ECUs 1 werden somit daran gehindert, die externen Störungen als ein untereinander übertragenes Signal zu erkennen.
Die Filter 5 umfassen Tiefpaßfilter zum Unterdrücken der Frequenzbänder der auf die Kommunikationskabelsegmente 4a abgestimmten externen Störungen (die höher sind als das Kommunikationsfrequenzband). Folglich werden die externen hochfrequenten Störungen, die auf die Kommunikationskabelsegmente 4a abgestimmt sind, daran gehindert, zu den Schaltungen 3 der ECUs 1 zu gelangen, wobei die ECUs 1 ein Signal empfangen, das frei von Impulsstörungen ist, die ansonsten von den hochfrequenten externen Störungen erzeugt würden. Die ECUs 1 arbeiten normalerweise ohne Fehlfunktion auf der Grundlage des zugeführten Signals. Da die Frequenzbänder der von den ECUs 1 über die Kommunikationskabelsegmente 4a abgestrahlten Störungen höher sind als das Empfangsfrequenzband, wird eine am Kraftfahrzeug montierte elektronische Vorrichtung, wie z. B. ein Rundfunkempfänger, daran gehindert, Störgeräusche oder Fehlfunktionen zu erzeugen.
In der ersten Ausführungsform weist das Kommunikationskabel 4 im wesentlichen eine integrale, einheitliche Struktur auf, die die Kommunikationskabelsegmente 4a mit den dazwischen angeordneten impedanz-modifizierten Einheiten 6 umfaßt, die Kommunikationskabelsegmente 4a können jedoch durch Verbinder voneinander getrennt und miteinander verbunden werden, die jeweils eine impedanz-modifizierte Einheit 6 umfassen, die irgendeine der in den Fig. 2 bis 4 gezeigten Strukturen aufweisen kann.
Fig. 5 zeigt ein Kraftfahrzeug-Multiplex-Kommunikationssystem, das eine Verdrahtungsstruktur gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält.
Das in Fig. 5 gezeigte Kraftfahrzeug-Multiplex-Kommunikationssystem weist grundsätzlich die gleiche Struktur auf wie das in Fig. 1 gezeigte Kraftfahrzeug-Multiplex-Kommunikationssystem. Diejenigen Teile des in Fig. 5 gezeigten Kraftfahrzeug-Multiplex-Kommunikationssystems, die identisch sind mit denjenigen der Fig. 1, sind mit identischen Bezugszeichen bezeichnet und werden im folgenden nicht genauer beschrieben.
Indem in Fig. 5 gezeigten Kraftfahrzeug-Multiplex-Kommunikationssystem sind die drei ECUs 1 mittels eines Kommunikationskabels 4 verbunden, das drei Kommunikationskabelsegmente 7, 8, 9 umfaßt, die jeweils voneinander verschiedene Wellenwiderstände aufweisen. Die Kommunikationskabelsegmente 7, 8 sind miteinander mittels eines Verbinders 10 verbunden, während die Kommunikationskabelsegmente 8, 9 miteinander mittels eines Verbinders 11 verbunden sind. Die Verbinder 10, 11 dienen einfach zum elektrischen Verbinden der Kommunikationskabelsegmente 7, 8, 9.
Die Kommunikationskabelsegmente 7, 8, 9 weisen jeweils Längen auf, deren Summe so gewählt ist, daß diese den Positionen entspricht, an denen die ECUs 1 am Kraftfahrzeug A installiert sind. Die Längen der Kommunikationskabelsegmente 7, 8, 9 sind relativ kurz, so daß die Frequenzbänder der externen Störungen, die auf die Kommunikationskabelsegmente 7, 8, 9 abgestimmt sind, höher sind als das Kommunikationsfrequenzband, und die Frequenzbänder der abgestrahlten Störungen, die auf die Kommunikationskabelsegmente 7, 8, 9 abgestimmt sind, höher sind als das Empfangsfrequenzband.
Das Kommunikationskabel 4, das die Kommunikationskabelsegmente 7, 8, 9 umfaßt, ist mit den Schaltungen 3 der ECUs 1 über die jeweiligen Filter 5 verbunden.
Die Kommunikationskabelsegmente 7, 8, 9 weisen verschiedene Wellenwiderstände auf, um eine solche Antennenfunktion zu schaffen, daß externe Störungen und abgestrahlte Störungen in Frequenzbändern, die jeweils den Längen der Kommunikationskabelsegmente 7, 8, 9 entsprechen, auf die jeweiligen Kommunikationskabelsegmente 7, 8, 9 abgestimmt sein können. Die Frequenzbänder der externen Störungen, die auf die jeweiligen Kommunikationskabelsegmente 7, 8, 9 abgestimmt sind und in das Kommunikationskabel 4 eingestrahlt werden, sind höher als das Kommunikationsfrequenzband, auf das oben in der ersten Ausführungsform Bezug genommen worden ist. Dementsprechend werden die ECUs 1 daran gehindert, externe Störungen, die in das Kommunikationskabel 4 eingestrahlt worden sind, als ein zwischen den ECUs 1 übertragenes Signal zu erkennen. Da die eingestrahlten externen Störungen durch die Filter 5 unterdrückt werden, empfangen die ECUs 1 ein übertragenes Signal, das frei von Impulsstörungen ist, wobei die ECUs 1 ohne Fehlfunktionen normal arbeiten.
Die Frequenzbänder der von den ECUs 1 über die Kommunikationskabelsegmente 7, 8, 9 abgestrahlten Störungen sind höher als das Empfangsfrequenzband, auf das oben in der ersten Ausführungsform Bezug genommen worden ist. Folglich wird eine elektronische Vorrichtung, wie z. B. ein am Kraftfahrzeug montierter Rundfunkempfänger, daran gehindert, Störgeräusche zu erzeugen und Fehlfunktionen aufzuweisen.
In der zweiten Ausführungsform wurden die Kommunikationskabelsegmente 7, 8, 9 als verschiedene Wellenwiderstände aufweisend beschrieben. Die Kommunikationskabelsegmente 7, 8, 9 können jedoch jeweils Frequenzeigenschaften aufweisen, die voneinander verschieden sind (z. B. können die Kabelsegmente verschiedene Durchmesser aufweisen oder durch verschiedene Abschirmungen abgedeckt sein). In diesem Fall können ihre Wellenwiderstände gleich sein.
Obwohl gewisse bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung gezeigt und genauer beschrieben worden sind, ist klar, daß verschiedene Änderungen und Abwandlungen daran vorgenommen werden können, ohne vom Umfang der beigefügten Ansprüche abzuweichen.

Claims

1. Kraftfahrzeug-Multiplex-Kommunikationssystem, das mehrere Steuereinheiten (1) umfaßt, die über ein Kommunikationskabel (4) miteinander kommunizieren, dadurch gekennzeichnet, daß

das Kommunikationskabel (4) einen gleichmäßigen Wellenwiderstand aufweist und das System ferner umfaßt:

mehrere impedanz-modifizierte Einheiten (6), die jeweils einen vom gleichmäßigen Wellenwiderstand verschiedenen Wellenwiderstand aufweisen, wobei die impedanz-modifizierten Einheiten (6) am Kommunikationskabel (4) so positioniert sind, daß sie das Kommunikationskabel funktional in mehrere Kabelsegmente (4a, 7, 8, 9) unterteilen, derart, daß das vom Kabel (4) aufgenommene Störungsfrequenzband höher ist als ein Kommunikationsfrequenzband der zwischen den Steuereinheiten (1) übertragenen Signale, und/oder derart, daß das vom Kabel (4) abgestrahlte Störungsfrequenzband höher ist als ein Empfangsfrequenzband von Signalen, die von einer am Kraftfahrzeug montierten elektronischen Vorrichtung empfangen werden; und

mehrere Filter (5) zum Unterdrücken externer Störungen, die auf die Kommunikationskabelsegmente (4a, 7, 8, 9) abgestimmt sind, wobei das Kommunikationskabel (4) jeweils über die Filter (5) mit den Steuereinheiten (1) verbunden ist.

2. Kraftfahrzeug-Multiplex-Kommunikationssystem nach Anspruch 1, bei dem jede der impedanz-modifizierten Einheiten (6) einen Ferritkern umfaßt.

3. Kraftfahrzeug-Multiplex-Kommunikationssystem nach Anspruch 1, bei dem jede der impedanz-modifizierten Einheiten (6) eine schraubenlinienförmige Spule von Windungen des Kommunikationskabels (4) selbst umfaßt.

4. Kraftfahrzeug-Multiplex-Kommunikationssystem nach Anspruch 1, bei dem jede der impedanz-modifizierten Einheiten (6) mehrere überlagerte Faltungen des Kommunikationskabels (4) selbst umfaßt.

5. Kraftfahrzeug-Multiplex-Kommunikationssystem, das mehrere Steuereinheiten (1) umfaßt, die über ein Kommunikationskabel (4) miteinander kommunizieren, dadurch gekennzeichnet, daß

das Kabel in mehrere Kabelsegmente (4a, 7, 8, 9) unterteilt ist, indem die Kommunikationskabelsegmente (4a, 7, 8, 9) jeweils Frequenzeigenschaften oder Wellenwiderstände aufweisen, die voneinander verschieden sind, derart, daß das vom Kabel (4) aufgenommene Störungsfrequenzband höher ist als ein Kommunikationsfrequenzband der zwischen den Steuereinheiten (1) übertragenen Signale, und/oder derart, daß das vom Kabel (4) abgestrahlte Störungsfrequenzband höher ist als ein Empfangsfrequenzband von Signalen, die von einer am Kraftfahrzeug montierten elektronischen Vorrichtung empfangen werden; und

das System ferner mehrere Filter (5) umfaßt zum Unterdrücken der externen Störungen, die auf die Kommunikationskabelsegmente (4a, 7, 8, 9) abgestimmt sind, wobei das Kommunikationskabel (4) jeweils über die Filter (5) mit den Steuereinheiten (1) verbunden ist.