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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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1. Gebiet
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrzeugnetzwerksystem für Fahrzeuge,
beispielsweise Kraftfahrzeuge, bei welchem ein oder mehrere installierte
Einheiten beispielsweise zu einer Schleife geschaltet sind, durch
mehrere Lichtleitfaser- oder Drahtkommunikationsleitungen, und betrifft
ein Abänderungsverfahren
für dieses.
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Spezieller
betrifft die Erfindung ein Fahrzeugnetzwerksystem und ein Abänderungsverfahren für dieses,
bei welchen dann, wenn gewünscht
wird, das Netzwerksystem abzuändern,
eine derartige Netzwerksystemabänderung
durch einfaches und leichten Installieren oder Entfernen einer Einheit
bei geringem Kostenaufwand durchgeführt werden kann, wobei die
Konfiguration oder Topologie einer Kommunikationsleitung, welche
vorhandenen Einheiten zugeordnet ist, so weit wie möglich erhalten
bleibt.
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2. Beschreibung des Stands
der Technik
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Die
DE A1 42 28 733 beschreibt ein Fahrzeugnetzwerksystem gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 1 oder 2.
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Es
gab bereits ein Netzwerksystem zum Einsatz in Fahrzeugen, bei welchem
mehrere vorhandene Einheiten, die an verschiedenen Orten in dem Fahrzeug
installiert sind, miteinander über
Kommunikationsleitungen verbunden sind.
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Bei
einem derartigen Fahrzeugnetzwerksystem tritt es häufig auf,
dass der Wunsch vorhanden ist, das System dadurch zu erweitern,
dass zur vorhandenen Systemkonfiguration derartige Einheiten wie
ein Mobiltelefon oder ein CD-Wechsler hinzugefügt werden.
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Um
derartige Bedürfnisse
in der Vergangenheit zu erfüllen,
wurde eine Kabelbaumanordnung (nachstehend als „Kabelbaum" bezeichnet), die eine vorhandene Systemkonfiguration
zur Bereitstellung von Verbindungen in einem Fahrzeug aufweist,
vollständig
von dem Fahrzeug entfernt, und es wurde eine Erweiterungseinheit
dem entfernten Kabelbaum hinzugefügt, wodurch ein abgeänderter
Kabelbaum mit einer abgeänderten
Systemkonfiguration ausgebildet wurde. Der abgeänderte Kabelbaum wurde erneut
in dem Fahrzeug angebracht, um die gegenseitigen Verbindungen zwischen
einer erhöhten
Anzahl an Einheiten herzustellen, einschließlich der hinzugefügten Erweiterungseinheit.
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Die 10A bis 10C zeigen
ein typisches Beispiel, bei welchem bei einem Fahrzeug als vorhandene
Einheiten eine Kopfeinheit (H/U) 101 vorgesehen ist, die
in der Nähe
eines Armaturenbretts des Fahrzeugs angeordnet ist, sowie eine Untereinheit 102,
die in dessen Kofferraum angeordnet ist. Ein Kabelbaum 111,
der optische Kommunikationsleitungen 103 und 104 enthält, stellt
die gegenseitigen Verbindungen zwischen den Einheiten 101 und 102 dar,
und dient daher als Fahrzeugnetzwerksystem. Um dieses Netzwerksystem
auf ein in 10C gezeigtes System durch Hinzufügen einer
in 10B gezeigten Erweiterungseinheit 105 zu
erweitern, wird folgender Vorgang durchgeführt.
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Zuerst
wird der Kabelbaum 111, der die gegenseitigen Verbindungen
zwischen der Kopfeinheit 101 und der Untereinheit 102 in
dem in 10A gezeigten Netzwerksystem
herstellt, von dem Fahrzeug entfernt.
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Nach
dem Entfernen des Kabelbaums 111 wird die in 10B gezeigte, neue Erweiterungseinheit 105 an
einem Ort wie beispielsweise dem Kofferraum des Fahrzeugs installiert,
wonach ein neuer Kabelbaum 113, der optische Kommunikationsleitungen 106, 107 und 108 einer
Art enthält,
die sich von den vorherigen Kommunikationsleitungen unterscheidet, dazu
verwendet wird, die Verbindungen zwischen den Einheiten 101 und 102 und
der neu installierten Erweiterungseinheit 105 herzustellen.
Dieser Kabelbaum wird so geschaltet, dass ein erweitertes Fahrzeugnetzwerksystem
ausgebildet wird.
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Beim
Versuch, das Bedürfnis
zu erfüllen,
ein Netzwerksystem zu erweitern, unter Verwendung der früheren Vorgehensweise,
wurde daher anstatt des erneuten Einsatzes der ursprünglichen
Verdrahtung in dem Netzwerksystem der Kabelbaum durch einen neuen
Kabelbaum ersetzt. Dies macht es erforderlich, nicht nur den vorhandenen
Kabelbaum von dem Fahrzeug zu entfernen, sondern auf die gegenseitigen
Verbindungen zwischen der erhöhten
Anzahl an Einheiten unter Verwendung eines neu hergestellten Kabelbaums
herzustellen. Das Ergebnis war eine beträchtliche Komplikation der Arbeit
des Erweiterns des Netzwerksystems, so dass das Bedürfnis besteht,
die Anzahl der Arbeitsschritte zu verringern, die bei dieser Vorgehensweise
auftreten.
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Da
der gesamte Kabelbaum durch einen neuen ersetzt wurde, anstatt den
vorhandenen Kabelbaum erneut zu verwenden, war die in der Vergangenheit
eingesetzte Vorgehensweise nicht nur verschwenderisch unter dem
Gesichtspunkt der wirksamen Nutzung von Ressourcen, sondern brachte auch
das Problem eines Anstiegs der Kosten mit sich, die beim Erweitern
des Netzwerksystems auftreten.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Aus
den voranstehenden Ausführungen
wird deutlich, dass es ein lange bestehendes Bedürfnis nach einer neuen, kostengünstigen
Vorgehensweise gibt, welche dem Wunsch genügt, ein Fahrzeugnetzwerksystem
abzuändern,
die vorhandene Verdrahtung soweit wie möglich einzusetzen, und einfache und
unkomplizierte Schritte zu verwenden.
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Daher
besteht ein Ziel der vorliegenden Erfindung in der Bereitstellung
eines Fahrzeugnetzwerksystems und eines Abänderungsverfahrens für dieses,
welche den Wunsch nach einer Abänderung erfüllen können, die
vorhandene Verdrahtungsanordnung maximal nutzen, jedoch eine einfache,
kostengünstige
Vorgehensweise zur Verfügung
stellen.
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Ein
Aspekt der vorliegenden Erfindung, welcher das voranstehend geschilderte
Ziel erreicht, ist ein Fahrzeugnetzwerksystem gemäß Patentanspruch
1 oder 2. Bevorzugte Ausführungsformen
der Erfindung gemäß Patentanspruch
1 oder 2 sind in den abhängigen
Patentansprüchen
3 bis 6 angegeben.
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Gemäß diesem
Aspekt der Erfindung wird durch Unterbrechen einer Kommunikationsleitung
in der Mitte, um das Einführen
einer oder mehrerer neuer Erweiterungseinheiten zu ermöglichen,
ermöglicht,
maximal den vorhandenen Kabelbaum zu nutzen, wenn das Bedürfnis besteht,
das Fahrzeugnetzwerksystem zu erweitern, wobei diese Erweiterung mit
einfachen Schritten und geringen Kosten erreicht wird.
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Vorzugsweise
umfassen die Kommunikationsleitungen, welche die eine vorhandene
Einheit oder die mehreren vorhandenen Einheiten verbinden, ein Paar
optischer Kommunikationsleitungen, die jeweils speziell entweder
für den
Empfang oder das Senden ausgebildet sind, und mit einem Steckerverbinder
versehen sind.
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Vorzugsweise
wird ermöglicht,
in dem man ermöglicht,
einzelne, spezielle Sende- und Empfangskommunikationsleitungen zu
unterbrechen, damit das Einfügen
einer neuen Erweiterungseinheit oder mehrerer neuer Erweiterungseinheiten
ermöglicht
wird, den vorhandenen Kabelbaum maximal zu nutzen, wenn das Bedürfnis besteht,
das Fahrzeugnetzwerksystem zu erweitern, wobei diese Erweiterung
mit einfachen Schritten und niedrigen Kosten erreicht wird.
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Vorzugsweise
weist die eine Erweiterungseinheit, oder weisen die mehreren Erweiterungseinheiten,
eine Kombination aus einer Kommunikationsleitung und einem Stecker
auf, die so ausgebildet ist, dass sie als genormte Option für die Verbindung
zwischen Einheiten ausgebildet ist.
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Daher
wird ermöglicht,
durch Normen der Erweiterungseinheiten, um eine gegenseitige Verbindung
zwischen ihnen durch eine Kommunikationsleitung mit einem Stecker
zu ermöglichen,
schneller auf den Wunsch eines Benutzers nach einer Erweiterung des
Netzwerksystems reagieren zu können.
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Vorzugsweise
besteht ein Ringnetzwerksystem für
optische Kommunikation in einem Fahrzeug aus einer Gruppe gegenseitig
verbindbarer und trennbarer Module, die gegenseitig durch Stecker verbunden
sind, die eine gemeinsame Spezifikation für die Verbindung erfüllen.
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Vorzugsweise
weisen die Module jeweils einen opto-elektrischen Wandler auf, einen elektro-optischen
Wandler, einen Prozessor, der zwischen den opto-elektrischen Wandler
und den elektro-optischen Wandler geschaltet ist, und ein Gehäuse zum
Einschließen
des opto-elektrischen Wandlers, des elektro-optischen Wandlers und
des Prozessors.
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Gemäß einem
anderen Aspekt weist ein Modifikationsverfahren zum Modifizieren
eines Fahrzeugnetzwerksystems die Merkmale auf, die im unabhängigen Patentanspruch
7 angegeben sind.
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Auch
gemäß irgendeinem
dieser drei Aspekte der Erfindung können gleiche Auswirkungen erzielt werden.
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KURZBESCHREIBUNG
DER BEIGEFÜGTEN ZEICHNUNGEN
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Die
voranstehenden und weitere Ziele und neuen Merkmale der vorliegenden
Erfindung werden noch deutlicher aus der folgenden, detaillierten
Beschreibung, wenn diese im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen
gelesen wird, bei welchen:
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1A, 1B und 1C schematische Darstellungen
der Konfiguration eines Fahrzeugnetzwerksystems gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung sind;
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2A und 2B schematische
Darstellungen der Konfiguration eines Fahrzeugnetzwerksystems gemäß einer
anderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung sind;
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3A und 3B schematische
Darstellungen der Konfiguration eines Fahrzeugnetzwerksystems gemäß einer
anderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung sind;
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4A, 4B und 4C detaillierte
Perspektivansichten sind, die zusammen eine Erweiterungsprozedur
für einen
optischen Steckerverbinder einer optischen Kommunikationsleitung
ermöglichen, als
Modifikationsverfahren gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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5 ein
Blockschaltbild eines Ringnetzwerks für optische Kommunikation in
einem Fahrzeug ist, das als Fahrzeugnetzwerksystem gemäß einer
anderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird;
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6 ein
Blockschaltbild eines umfangreichen Moduls in dem Ringnetzwerk von 5 ist;
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7 eine
Querschnittsansicht eines Grundmoduls in dem umfangreichen Modul
von 6 ist;
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8 eine
Perspektivansicht in Explosionsdarstellung des Grundmoduls von 7 ist;
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9A bis 9F Blockschaltbilder
verschiedener Leitungsanordnungen sind, die für gegenseitige Verbindungen
zwischen Modulen in dem Ringnetzwerk von 5 vorgefertigt
sind; und
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10A, 10B und 10C schematische Darstellungen sind, die ein Beispiel
für ein
früheres
Fahrzeugnetzwerksystem erläutern.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Nachstehend
werden die bevorzugten Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen
erläutert.
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Bei
der ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung sind, wie in 1A gezeigt,
die vorhandenen Einheiten eine Kopfeinheit (H/U) 1, die in
der Nähe
des Armaturenbretts des Fahrzeugs angeordnet ist, und eine Geräteeinheit 2,
die im Kofferraum des Fahrzeugs angeordnet ist. Optische Kommunikationsleitungen 3 und 4 stellen
gegenseitige Verbindungen zwischen den vorhandenen Einheiten 1 und 2 her.
Steckerverbinder 5 und 6 sind an geeignet gewählten Orten
entlang den Längen
der Leitungen 3 und 4 vorgesehen, wodurch die
Kommunikationsleitungen 3 und 4 in Kommunikationsleitungen 3a und 4a an
der Seite der Kopfeinheit 1 und Kommunikationsleitungen 3b und 4b an
der Seite der Geräteeinheit 2 aufgeteilt
werden.
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Die
Steckerverbinder 5 und 6, die in der Mitte zwischen
den vorhandenen Einheiten 1 und 2 in den Kommunikationsleitungen 3 und 4 angeordnet
sind, halten ihren verbundenen Zustand durch das Zusammenpassen
eines Stiftsteckers M und einer Steckerbuchse F aufrecht, wie in 4A gezeigt,
und werden getrennt durch Unterbrechung des zusammengepassten Zustands
zwischen dem Stiftstecker M und der Steckerbuchse F, wie in 4B gezeigt
ist.
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Daher
weist bei dieser Ausführungsform
für die
optischen Kommunikationsleitungen 3a und 4a an
der Seite der Kopfeinheit 1 das Kabel der Leitung 3a einen
Stiftstecker M auf, und das Kabel der Leitung 4a eine Steckerbuchse
F, und weist bei den optischen Kommunikationsleitungen 3b und 4b ein
Kabel der Leitung 3b eine Steckerbuchse F auf, und weist
ein Kabel der Leitung 4b einen Stiftstecker M auf. Bei
dieser Anordnung ermöglichen
die Kommunikationsleitungen 3 und 4 das Verbinden
und Trennen der Steckerverbinder 5 und 6.
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Bei
einem Fahrzeugnetzwerksystem, bei welchem diese vorhandenen Einheiten 1 und 2 miteinander über die
optischen Kommunikationsleitungen 3 und 4 verbunden
sind, ist es extrem einfach, das Fahrzeugnetzwerksystem durch Hinzufügen einer
neuen Erweiterungseinheit 7 zu erweitern, beispielsweise
jene, die in 1B gezeigt ist, was zu dem Fahrzeugnetzwerksystem
führt,
das in 1C gezeigt ist.
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Im
Einzelnen wird, wenn eine oder mehrere Erweiterungseinheiten 7 den
vorhandenen Einheiten 1 und 2 bei dieser Ausführungsform
hinzugefügt
werden, zuerst der Steckerverbinder 5 getrennt, der in der
optischen Kommunikationsleitung 3 vorgesehen ist, wie in 4B gezeigt,
und wird der Stiftstecker M der optischen Kommunikationsleitung 3A,
wie in 4A gezeigt, mit einer Steckerbuchse
F einer optischen Kommunikationsleitung 8 verbunden, die
von der neuen Erweiterungseinheit 7 ausgeht, wodurch die
optische Kommunikationsleitung 3a mit der optischen Kommunikationsleitung 8 verbunden
wird. Auf die gleiche Art und Weise wird die Steckerbuchse F der
optischen Kommunikationsleitung 3b mit einem Stiftstecker
M einer anderen optischen Kommunikationsleitung 9 verbunden,
die von der neuen Erweiterungseinheit 7 ausgeht, wodurch
die optische Kommunikationsleitung 3b mit der optischen
Kommunikationsleitung 9 verbunden wird.
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Die
optische Kommunikationsleitung 4 zwischen den vorhandenen
Einheiten 1 und 2 bleibt über den bei ihr vorgesehenen
Steckerverbinder 6 verbunden. Daher bleibt die Steckerbuchse
F der optischen Kommunikationsleitung 4a zusammengepasst
mit dem Stiftstecker M der optischen Kommunikationsleitung 4b,
wodurch der verbundene Zustand zwischen den optischen Kommunikationsleitungen 4a und 4b aufrechterhalten
wird.
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Daher
wird bei der Ausführungsform,
wenn eine oder mehrere Erweiterungseinheiten (zusammen durch die
Erweiterungseinheit 7 repräsentiert) den vorhanden Einheiten 1 und 2 hinzugefügt werden,
die optische Kommunikationsleitung 3 an dem Steckerverbinder 5 getrennt,
und werden der Stiftstecker M bzw. die Steckerbuchse F, die durch
diesen Vorgang am Steckerverbinder 5 freigesetzt werden, mit
einer freien Steckerbuchse F bzw. einem freien Stiftstecker M an
der Seite der Erweiterungseinheit verbunden, wodurch die eine oder
die mehreren Erweiterungseinheiten den vorhandenen Einheiten 1 und 2 hinzugefügt werden.
Diese Anordnung ermöglicht
ein kostengünstiges
Eingehen auf das Erfordernis, das Fahrzeugnetzwerksystem zu erweitern,
wobei einfache Schritte eingesetzt werden, und die vorhandene Konfiguration
der Verdrahtung zu den vorhandenen Einheiten so weit wie möglich beibehalten wird.
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Weiterhin
umfassen die Kommunikationsleitungen, die eine oder mehrere vorhandene
Einheiten verbinden (zusammen repräsentiert durch die Einheiten 1 und 2),
ein Paar optischer Kommunikationsleitungen 3 und 4,
die speziell jeweils entweder für
das Senden oder den Empfang ausgebildet sind, und weisen die optischen
Kommunikationsleitungen 3 und 4 ihre Steckerverbinder 5 und 6 auf,
so dass selbst beim Einsatz bei einem Fahrzeugnetzwerksystem, das
für die
vorhandenen Einheiten 1 und 2 konfiguriert ist,
die gegenseitig über
das Paar der optischen Kommunikationsleitungen 3 und 4 verbunden werden
sollen, die speziell zum Senden bzw. Empfangen ausgebildet sind,
und selbst wenn der Wunsch besteht, das Fahrzeugnetzwerksystem zu erweitern,
dieser Wunsch auf kostengünstige
Art und Weise erfüllt
werden kann, auch in Bezug auf die Kosten, während die vorhandene Verdrahtungskonfiguration
so weit wie möglich
aufrechterhalten bleibt.
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Wenn
die Erweiterungseinheit 7, die zur Erweiterung des Systems
hinzugefügt
werden soll, zusammen mit den Kommunikationsleitungen 8 und 9 in
einer angepassten Konfiguration hergestellt wird, die als genormte
Option OP behandelt werden soll, die zur Verbindung zwischen den
vorhandenen Kommunikationsleitungen 8 und 9 geeignet
ist, welche Stecker aufweisen, wird ermöglicht, ein Fahrzeugnetzwerksystem
zu erzielen, das schnell mit dem Bedürfnis eines Benutzers fertig
werden kann, eine Systemerweiterung vorzunehmen.
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Die 2A und 2B zeigen
ein Fahrzeugnetzwerksystem gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Bei dieser Ausführungsform sind, wie in 2A gezeigt,
die vorhandenen Einheiten eine Kopfeinheit (H/U) 11, die in
der Nähe
des Armaturenbretts des Fahrzeugs angeordnet ist, eine Geräteeinheit 12,
beispielsweise ein Audioverstärker
(AMP), der in der Nähe
des rechten, zentralen Teils des Fahrzeugs entlang dessen Fahrtrichtung
angeordnet ist, eine Geräteeinheit 13, beispielsweise
ein Mobiltelefon (TEL), die in dem Fahrzeugkofferraum angeordnet
ist, und eine Geräteeinheit 14,
beispielsweise ein CD-Wechsler (CD-CH). Bei dieser Ausführungsform
sind die mehreren Einheiten 11, 12, 13 und 14 gegenseitig
durch optische Kommunikationsleitungen 16, 17, 18, 19, 20 und 21 verbunden,
um so eine Systemkonfiguration zu erzielen, bei welcher die Kopfeinheit
(H/U) 11 mit den anderen Einheiten 12 bis 14 verbunden
ist. Die Kommunikationsleitung 20, welche die Verbindung zwischen
der Geräteeinheit
(AMP) 12 und der Geräteeinheit
(TEL) 13 herstellt, ist an einem geeignet gewählten Ort
entlang ihrer Länge
mit einem Steckerverbinder 22 versehen, der es ermöglicht,
dass die Kommunikationsleitung 20 in eine Kommunikationsleitung 20a an
der Seite der Geräteeinheit
(AMP) 12 und eine Kommunikationsleitung 20b an
der Seite der Geräteeinheit
(TEL) 13 aufgeteilt werden kann. Die Kommunikationsleitung 21,
welche die Verbindung zwischen der Geräteeinheit (TEL) 13 und
der Geräteeinheit
(CD-CH) 14 herstellt, ist an einem geeignet gewählten Ort
entlang ihrer Länge
mit einem Steckerverbinder 23 versehen, der es ermöglicht, dass
die Kommunikationsleitung 21 in eine Kommunikationsleitung 21a an
der Seite der Geräteeinheit (TEL) 13 und
eine Kommunikationsleitung 21b an der Seite der Geräteeinheit
(CD-CH) 14 aufgeteilt werden kann. Es wird darauf hingewiesen,
dass zwar bei dieser Ausführungsform
die Geräteeinheit
(TEL) 13 als eine vorhandene Einheit behandelt wird, sie
jedoch auch alternativ als eine optionale Einheit OP behandelt werden
könnte.
Nachdem bei der zweiten Ausführungsform
das Fahrzeugnetzwerksystem durch das Hinzufügen einer Erweiterungseinheit
konfiguriert wurde, wird daher ermöglicht, eine andere Erweiterungseinheit
nachzurüsten.
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Selbst
in jenem Fall, in welchem vorhandene Einheiten 11, 12, 13 und 14 miteinander
so verbunden sind, dass ein Fahrzeugnetzwerksystem unter Verwendung
optischer Kommunikationsleitungen 16, 17, 18, 19, 20 und 21 gebildet
wird, ist es extrem einfach, das Fahrzeugnetzwerksystem zu erweitern, durch
Hinzufügen
einer neuen Erweiterungseinheit (UNITa) 24 auf die geschilderte
Art und Weise, beispielsweise wie in 2B gezeigt.
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Bei
dem voranstehend geschilderten Systemerweiterungsbeispiel wird der
Steckerverbinder 22 getrennt, der in der optischen Kommunikationsleitung 20 zwischen
der Geräteeinheit
(AMP) 12 und der Geräteeinheit
(TEL) 13 vorhanden ist, und wird eine Steckerbuchse F der
sich ergebenden optischen Kommunikationsleitung 20a mit
einem Stiftstecker M einer optischen Kommunikationsleitung 25 verbunden,
die von der neuen Erweiterungseinheit (UNITa) 24 ausgeht,
wodurch eine Verbindung zwischen der optischen Kommunikationsleitung 20a und
der optischen Kommunikationsleitung 25 erzielt wird. Ein Stiftstecker
M der optischen Kommunikationsleitung 20b wird mit einer
Steckerbuchse F einer anderen optischen Kommunikationsleitung 26 verbunden,
die von der neuen Erweiterungseinheit (UNITa) 24 ausgeht,
wodurch die optische Kommunikationsleitung 20b mit der
optischen Kommunikationsleitung 26 verbunden wird.
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Die
optische Kommunikationsleitung 21 zwischen der Geräteeinheit
(TEL) 13 und der Geräteeinheit
(CD-CH) 14 bleibt über
den Steckerverbinder 23 verbunden. Daher bleibt eine Steckerbuchse
F der optischen Kommunikationsleitung 21a verbunden mit einem
Stiftstecker M der optischen Kommunikationsleitung 21b,
so dass die Verbindung zwischen der optischen Kommunikationsleitung 21a und
der optischen Kommunikationsleitung 21b aufrechterhalten wird.
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Bei
der zweiten Ausführungsform
kann, nachdem beim System eine erste Erweiterung durchgeführt wurde,
selbst dann, wenn eine weitere Erweiterung benötigt wird, dies durch eine
einfache und leichte Installierung bei geringem Kostenaufwand erreicht
werden, während
die Konfiguration der Verdrahtung zu vorhandenen Einheiten so weit
wie möglich
beibehalten bleibt, ähnlich
wie im Falle der ersten Ausführungsform.
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Die 3A und 3B erläutern ein
Fahrzeugnetzwerksystem gemäß einer
dritten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Bei dieser Ausführungsform ist das Fahrzeugnetzwerksystem so
aufgebaut, dass die einzige vorhandene Einheit eine Kopfeinheit
(H/U) 31 ist, die in der Nähe des Fahrzeugarmaturenbretts
angeordnet ist. Optische Kommunikationsleitungen 34 und 35,
die von der Kopfeinheit (H/U) 31 ausgehen, sind in Form
einer geschlossenen Schleife über
ein Paar von Steckerverbindern 36 und 37 und eine
optische Kommunikationsleitung 38 verbunden. Bei dieser
Systemkonfiguration gemäß dieser
Ausführungsform
ist eine Erweiterungseinheit (TEL) 32 in der Nähe eines
linken, zentralen Teils des Fahrzeugs entlang dessen Fahrtrichtung
angeordnet, und ist eine Erweiterungseinheit (CD-CH) 33 in
der Nähe
eines rechten zentralen Teils des Fahrzeugs entlang der Fahrtrichtung
angeordnet. Diese Ausführungsform
erläutert
daher jenen Fall, bei welchem die Erweiterungseinheit (TEL) 32 und
die Erweiterungseinheit (CD-CH) 33 als Optionen vorgesehen
sind, jedoch in dem Fahrzeug nicht verwendet werden.
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Wenn
das Fahrzeugnetzwerksystem so konfiguriert werden soll, dass die
Erweiterungseinheit (TEL) 32 und die Erweiterungseinheit
(CD-CH) 33 im System enthalten sind, werden zuerst ein
Stiftstecker M und eine Steckerbuchse F an dem Steckerverbinder 36,
der zwischen der optischen Kommunikationsleitung 34 und
der optischen Kommunikationsleitung 38 vorhanden ist, getrennt,
und werden entsprechend ein Stiftstecker M und eine Steckerbuchse
F an dem Steckerverbinder 37 getrennt, der zwischen der
optischen Kommunikationsleitung 35 und der optischen Kommunikationsleitung 38 vorgesehen
ist.
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Dann
wird, um die in 3B gezeigte Konfiguration zu
erreichen, der Stiftstecker M der optischen Kommunikationsleitung 35 mit
einer Steckerbuchse F einer optischen Kommunikationsleitung 39 verbunden,
die von der Erweiterungseinheit (CD-CH) 33 ausgeht, um
so die optische Kommunikationsleitung 35 mit der optischen Kommunikationsleitung 39 zu
verbinden, und wird der Stiftstecker M der optischen Kommunikationsleitung 34 mit
einer Steckerbuchse F einer optischen Kommunikationsleitung 40 verbunden,
die von der Erweiterungseinheit (TEL) 32 ausgeht, um so
die optische Kommunikationsleitung 34 mit der optischen
Kommunikationsleitung 40 zu verbinden.
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Durch
Verbinden der Steckerbuchse F des Steckerverbinders 37 der
optischen Kommunikationsleitung 38 mit einem Stiftstecker
M einer optischen Kommunikationsleitung 41, die von der
Erweiterungseinheit (CD-CH) 44 ausgeht, wird eine Verbindung
zwischen der optischen Kommunikationsleitung 38 und der
optischen Kommunikationsleitung 41 erzielt, und durch Verbinden
der Steckerbuchse F des Steckerverbinders 36 der optischen
Kommunikationsleitung 38 mit einem Stiftstecker M einer
optischen Kommunikationsleitung 42, die von der Erweiterungseinheit
(TEL) 32 ausgeht, wird eine Verbindung zwischen der optischen
Kommunikationsleitung 38 und der optischen Kommunikationsleitung 42 hergestellt.
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Daher
kann die dritte Ausführungsform, ähnlich wie
die erste und zweite Ausführungsform,
eine Systemerweiterung mit einfacher und leichter Installierung
bei geringem Kostenaufwand erreichen, während die Konfiguration der
Verdrahtung zu vorhandenen Einheiten so weit wie möglich beibehalten
bleibt, selbst in einem Fall, in welchem mehrere Erweiterungseinheiten,
die an voneinander verschiedenen Orten in dem Fahrzeug angeordnet
sind, gleichzeitig dem Netzwerksystem hinzugefügt werden sollen.
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Anders
ausgedrückt,
erfüllt
die erste Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung das Bedürfnis, ein Fahrzeugnetzwerksystem
durch eine leichte und einfache Installierung bei geringem Kostenaufwand zu
erweitern, während
die Konfiguration der Verdrahtung zu vorhandenen Einheiten soweit
wie möglich beibehalten
bleibt, verwendet die zweite Ausführungsform spezielle Sende-
und Empfangs- Optikkommunikationsleitungen,
um eine Verbindung zwischen vorhandenen Einheiten herzustellen,
um die selbe Auswirkung wie die erste Ausführungsform zu erreichen, und
stellt die dritte Ausführungsform
einen weiteren Vorteil in. der Hinsicht zur Verfügung, dass sie eine schnelle
Erfüllung
des Bedürfnisses
ermöglicht,
das Fahrzeugnetzwerksystem zu erweitern.
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Die
voranstehende Beschreibung von Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung konzentrierte sich auf Fälle, bei welcher eine oder
mehrere Einheiten einem in der Fabrik installierten Netzwerk hinzugefügt wurden,
um ein erweitertes System zu erzielen.
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Allerdings
wird darauf hingewiesen, dass die vorliegende Erfindung auch bei
jeder anderen Stufe im Verlauf der Zeit eingesetzt werden kann,
einschließlich
bei der ursprünglichen
Anbringung in der Fabrik, Nachrüstung
nach der Anbringung für
eine teilweise oder vollständige
Erweiterung, und sogar Entfernen von Einheiten nach der Anbringung,
um eine Verkleinerung der Systemkonfiguration zu erreichen. Angesichts
dieser universellen Einsetzbarkeit ist es möglich, die vorliegende Erfindung
als ein Ringnetzwerksystem für
optische Kommunikation in Fahrzeugen zu charakterisieren, welches
aus einer Gruppe gegenseitig verbindbarer und trennbarer Module besteht,
deren Stecker eine gemeinsame Spezifikation für die Verbindung erfüllen, was
eine frei wählbare Modulkombination
und Systemmodifikation ermöglicht,
so dass die angestrebte Systemtopologie ein Netzwerk in Form eines
geschlossen Ringes ist, mit keinen Verzweigungen an irgendeinem
Stecker zwischen Verbindern.
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5 zeigt
ein Ringnetzwerk für
optische Kommunikation in Fahrzeugen, das als ein Netzwerksystem
gemäß einer
fünften
Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung eingesetzt wird, wobei die voranstehend geschilderte
Darstellung der vorliegenden Erfindung berücksichtigt wird.
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Dieses
Ringnetzwerk wird durch ein großes Modul
X gebildet, das als vorderes Netzwerksystem dient, das an der Vorderseite
eines Fahrzeugs angeordnet ist, ein kleines Modul Y1, das als ein
linksseitiges Netzwerksystem dient, das an der linken Seite des
Fahrzeugs angeordnet ist, ein anderes kleines Modul Y2, das als
ein rechtsseitiges Netzwerksystem dient, das an der rechten Seite
des Fahrzeugs angeordnet ist, und ein mittelgroßes Modul Z, das als hinteres
Netzwerksystem dient, das am hinteren Teil des Fahrzeugs angeordnet
ist.
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Die
jeweiligen Module X, Y1, Y2 und Z weisen erweiterbare Verbindungsleitungen
Lx, Ly1, Ly2 und Lz innerhalb der Module auf, die durch ein einzelnes
Grundmodul gebildet werden (anhand eines Paares aus einem OE-Wandler
(opto-elektrischer Wandler) und einem EO-Wandler (elektro-optischer Wandler)
und einen dazwischen geschalteten Mikroprozessors P), oder zwei
oder mehr in Reihe geschaltete Grundmodule, sowie Verbindungsleitungssegmentpaare
L1/L2, L3/L4, L5/L6, und L7/L8 für Verbindungen
zwischen Modulen, welche Verbindungen zwischen den Verbindungsleitungen
in den Modulen der Module X, Y1, Y2 und Z herstellen.
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Eine
einpolige oder mehrpolige Aderendhülsen-Steckerbuchse (nachstehend
als „Steckerbuchse" bezeichnet) F ist
an einem freien Ende jedes der Leitungssegmente L1, L3, L5 und L7
an einer Seite der Verbindungsleitungssegmentpaare L1/L2, L3/L4, L5/L6,
und L7/L8 angebracht, und ein anderer einpoliger oder mehrpoliger
Aderendhülsen-Stiftstecker (nachstehend
als „Stiftstecker" bezeichnet) M ist
an einem freien Ende jedes der Leitungssegmente L2, L4, L6 und L8
an der anderen Seite dieser Leitungssegmentpaare angebracht. Da
alle Steckerbuchsen F und Stiftstecker M gemeinsame Anpassungsspezifikationen
in Bezug auf optische Signale, Anlage von Aderendhülsen, und
Zusammenpassen von Gehäusen
erfüllen,
ergibt sich daraus, dass jede Steckerbuchse F mit jedem Stiftstecker
M zusammengepasst werden kann, soweit ihre Signalverarbeitungsanforderungen
zusammenpassen. So ist es beispielsweise an jedem Punkt in dem Vorgang
der Herstellung oder des Zusammenbaus möglich, durch gegenseitiges
Verbinden der Steckerbuchse F und des Stiftsteckers M von Leitungssegmenten
L3 und L6 am rückwärtigen Ende
der linken und rechten Module Y1 bzw. Y2, und gegenseitiges Verbinden
der Steckerbuchsen F und der Stiftstecker M der Leitungssegmente
L7 und L8 am Vorderende des hinteren Moduls Z, eine Trennung zwischen
einem Netzwerk, das die vorderen und mittleren Teile des Fahrzeugs
abdeckt (gebildet durch eine geschlossene Schleife aus Modulen X,
Y1 und Y2) und einem Netzwerk zu erreichen, welches den hinteren
Teil des Fahrzeugs abdeckt (geschlossene Schleife mit dem Modul
Z). Es ist weiterhin möglich,
zu jedem Zeitpunkt die ursprünglichen
Verbindungen wieder herzustellen, um das Netzwerk wieder in seine
ursprüngliche
Konfiguration zu bringen, oder dazwischen ein Modul anzuordnen,
um eine weitere Netzwerkerweiterung zu erreichen.
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Als
allgemeine Regel ist bei dieser Ausführungsform kein Leitungssegment
zwischen Modulen mit drei oder mehr Steckern zwischen Modulen (wobei
Steckerbuchsen und Stiftstecker getrennt gezählt sind) vorhanden, und keine
Form einer Reihenschaltung von Verbindungsleitungssegmenten zwischen Modulen,
die fünf
oder mehr Stecker zwischen Modulen aufweisen. In jenem Fall, in
welchem ein kleines Modul, beispielsweise das Modul Y1 oder das
Modul Y2, aus einem einzigen Grundmodul besteht, wird jedes Verbindungsleitungssegment
zwischen Modulen des kleinen Moduls durch ein entsprechendes Leitungssegment
zwischen Modulen des Grundmoduls gebildet.
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Es
wird darauf hingewiesen, dass auch bei den Verbindungsleitungen
innerhalb der Module, zwischen jedem Paar von in Reihe geschalteten
EO- und OE-Wandlern, nur die minimale Anzahl an Steckern vorhanden
ist (als allgemeine Regel, falls möglich nicht mehr als sieben,
oder insgesamt neun, einschließlich
eines vorinstallierten Steckerpaars für eine offene Schaltungskonfiguration).
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Bei
den voranstehenden Ausführungen
sollte berücksichtigt
werden, dass es Fälle
gibt, bei welchen Überlegungen
in Bezug auf das Gesamtsystem dazu führen, dass es vorzuziehen ist,
mehr Stecker als entsprechend der allgemeinen Regel einzusetzen,
selbst wenn dies einen gewissen Verlust des Lichtübertragungswirkungsgrades
hervorruft, was zu stringenteren Systemanforderungen in Bezug auf
die optische Signalerkennung führt.
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6 zeigt
die Verbindungsleitung Lx in einem Modul als Teil einer optischen
Kommunikationsleitung, die sich durch das große Modul X des Ringnetzwerks
von 5 erstreckt.
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Dieser
Teil der Kommunikationsleitung, sowie andere Teile von dieser, besteht
aus einer Abfolge von insgesamt N Grundmodulen Bi, die in Reihe durch
ihre Steckerbuchsen F und Stiftstecker M geschaltet sind, wobei
N eine vorbestimmte, positive ganze Zahl ist, und i eine frei wählbare,
positive ganze Zahl ist, die nicht größer ist als N. Jedes Grundmodul
Bi weist einen OE-Wandler auf, der an die Steckerbuchse F innerhalb
des Grundmoduls Bi angeschlossen ist, einen EO-Wandler, der an den Stiftstecker M in
dem Grundmodul Bi angeschlossen ist, einen Mikroprozessor P, der
direkt oder indirekt zwischen den OE- und den EO-Wandler geschaltet
ist, über
eine Schnittstelle an eine Geräteeinheit
angeschlossen ist, oder in einer Geräteeinheit vorgesehen ist, und
eine aus Harz geformte oder aus Formen zusammengesetzte Umhüllung oder
ein Gehäuse
Cs, das eine optische Abschirmung außerhalb des Grundmoduls Bi
festlegt, und im Wesentlichen einige oder alle Elemente darin umschließt, einschließlich des
OE- und EO-Wandlers,
mit oder ohne den Mikroprozessor P. Einige Grundmodule, beispielsweise
B1 und BN, sind hierarchisch ausgebildet,
um anderen Mikroprozessoren auf die voranstehend geschilderte Art
und Weise zugeordnet zu werden.
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Die
meisten Grundmodule weisen eine typische Ausbildung auf, die als
Grundmodul Bn in 6 dargestellt ist, welches einen
vorgefertigten Modulkörper
MB und eine hieran angebrachte, vorgefertigte Leitungsanordnung
LA umfasst. Der Modulkörper MB
weist ein Gehäuse
Cs auf, einen zweipoligen Stiftstecker MM, der an einer Vorderseite
des Gehäuses
Cs installiert oder einstückig
hiermit ausgebildet ist, einen OE-Wandler, der an einen Pol des
zweipoligen Stiftsteckers MM angeschlossen ist, einen EO-Wandler,
der an den anderen Pol des zweipoligen Stiftsteckers MM angeschlossen
ist, und einen Mikroprozessor P, der zwischen den OE-Wandler und
den EO-Wandler geschaltet
ist. Die Leitungsanordnung LA weist eine zweipolige Steckerbuchse
FF auf, die zu dem zweipoligen Stiftstecker MM so passt, dass eine
optische Verbindung von Pol zu Pol erfolgt, eine einpolige Steckerbuchse
F, die an einem freien Ende als Leitungssegment Ln1 zwischen Modulen vorgesehen
ist, das sich von einem Pol der zweipoligen Steckerbuchse FF erstreckt,
der zu dem voranstehend erwähnten
einen Pol des zweipoligen Stiftsteckers MM passt, und einen einpoligen
Stiftstecker M, der an einem freien Ende eines Leitungssegments Ln2
zwischen Modulen vorgesehen ist, das sich von dem anderen Pol der
zweipoligen Steckerbuchse FF erstreckt, der zu dem voranstehend
erwähnten
anderen Pol des zweipoligen Stiftsteckers MM passt. Die Leitungssegmente
Ln1 und Ln2 zwischen Modulen sind jeweils mit insgesamt zwei Steckern
FF und F oder M versehen.
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7 zeigt
eine Ansicht von unten eines Längsquerschnitts
des Grundmoduls Bn, und 8 eine entsprechende Perspektivansicht
in Explosionsdarstellung, wobei eine Prozessorumhüllung weggelassen
ist.
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Bei
der Leitungsanordnung LA sind bei den Leitungssegmenten Ln1 und
Ln2 zwischen Modulen deren Lichtleitfasern 51 und 52 eng
gehaltert in eine Aderendhülse 53 bzw. 54 eingepasst,
wobei die Aderendhülsen 51 und 52 in
paralleler Position in einem aus Harz geformten Stiftsteckergehäuse 60 der
zweipoligen Steckerbuchse FF formverriegelt befestigt sind. Die
Steckerbuchse F, die an dem freien Ende des Leitungssegmentes Ln1
zwischen Modulen vorgesehen ist, und der Stiftstecker M, der an
dem freien Ende des Leitungssegmentes Ln2 zwischen Modulen vorgesehen
ist, umfassen die Steckerbuchse F und den Stiftstecker M, die in
den 4A bis 4C gezeigt
sind, und können
formschlüssig
und optisch zusammengepasst werden, auf eine selbstverriegelnde
und von Hand entriegelbare Art und Weise.
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Das
Stiftsteckergehäuse 60 der
Steckerbuchse FF wird von Hand abnehmbar in Position in einem aus
Harz geformten Steckerbuchsengehäuse 70 des
zweipoligen Stiftsteckers MM eingepasst, und von Hand entriegelbar
damit verriegelt, durch einen Verriegelungsmechanismus Rk, der durch
einen Verriegelungsvorsprung gebildet wird, der auf einem flexiblen
Daumenteil an einer OE-Seite des Gehäuses 60 der Steckerbuchse
FF vorgesehen ist, und einen Verriegelungsvorsprung, der an einer
entsprechenden Seite des Gehäuses 70 des
Stiftsteckers MM vorgesehen ist, so dass die Lichtleitfasern 51 und 52 in
der Leitungsanordnung LA zur optischen Verbindung zentriert werden, über Muffen 81 und 82,
die in das Steckergehäuse 70 eingepasst
sind, mit einem OE-Wandlerelement 83 des
OE-Wandlers bzw. einem OE-Wandlerelement 84 des
EO-Wandlers. Der OE- und der EO-Wandler werden durch eine Stiftverbindung
mit einer Eingabe/Ausgabeschnittstelle verbunden, die in einem Gehäuse 90 des
Mikroprozessors P vorgesehen ist, und werden um den Stecker MM herum
durch einen Deckel 85 abgeschirmt, der an einem rückwärtigen Ende
des Steckergehäuses 70 befestigt
ist.
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Die 9A bis 9F zeigen
verschiedene Leitungsanordnungen LA1 bis LA6, die entsprechend gemeinsamen
Steckerspezifikationen vorgefertigt sind, und so ausgebildet sind,
dass mit ihnen selbstverriegelnde und von Hand entriegelbare Verbindungen
zwischen Modulen in dem Ringnetzwerk von 5 vorgenommen
werden können.
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Ungeradzahlige
Leitungsanordnungen LA1, LA3 und LA5 weisen jeweils eine zweipolige
Steckerbuchse FF auf, und ein Paar aus einer einpoligen Steckerbuchse
F und einem einpoligen Stiftstecker M, ein Paar einpoliger Steckerbuchsen
F und F, und ein Paar einpoliger Stiftstecker M und M. Geradzahlige
Leitungsanordnungen LA2, LA4 und LA6 weisen jeweils einen zweipoligen
Stiftstecker MM auf, und ein Paar aus einer einpoligen Steckerbuchse
F und einem einpoligen Stiftstecker M, ein Paar aus einpoligen Steckerbuchsen
F und F, und ein Paar einpoliger Stiftstecker M und M.
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Zwar
erläutern
die voranstehend geschilderten Ausführungsformen Beispiele, bei
welchen die Topologie des Fahrzeugnetzwerksystems eine vernetzte
Topologie in Reihenschaltung ist, jedoch ist die vorliegende Erfindung
nicht auf diese Art einer Topologie beschränkt, und kann alternativ bei
einem Fahrzeugnetzwerksystem eingesetzt werden, das eine andere
Topologie einsetzt, beispielsweise eine Bus-Topologie.
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Zwar
wurden bevorzugte Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung beschrieben, jedoch dient diese Beschreibung
zum Zwecke der Erläuterung,
und es wird darauf hingewiesen, dass Änderungen und Variationen vorgenommen
werden können, ohne
vom Umfang der folgenden Patentansprüche abzuweichen.