JP2011522443A - System for integrating multiple modules using a power / data backbone network - Google Patents
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Abstract
仮想電気/電子デバイスのインターフェース及び管理システム(VEEDIMS)が提供される。一実施例において、VEEDIMSは、デジタルデータ及び電力を同時に搬送するように構成される、複数のケーブルによって形成されるバックボーンネットワークを備える。コントローラがバックボーンネットワークに接続され、複数の制御命令を実行するように構成される。バックボーンネットワークを介して複数のモジュールがコントローラに接続され、該バックボーンネットワークを介してデータ及び電力を受信する。該モジュールは制御命令に基づいて、コントローラからの制御信号を受信する。少なくとも1つのデバイスが、モジュール内に配置される直接入力/出力(I/O)インターフェースを介して、モジュールのうちの1つに接続される。該モジュール内に収容されるデバイス特有ドライバが、上記デバイスと、コントローラ内の汎用VEEDIMSコントローラドライバとの間の通信インターフェースを提供する。 A virtual electrical / electronic device interface and management system (VEEDIMS) is provided. In one embodiment, VEEDIMS comprises a backbone network formed by a plurality of cables configured to carry digital data and power simultaneously. A controller is connected to the backbone network and configured to execute a plurality of control instructions. A plurality of modules are connected to the controller via the backbone network and receive data and power via the backbone network. The module receives a control signal from the controller based on the control command. At least one device is connected to one of the modules via a direct input / output (I / O) interface located within the module. A device specific driver housed in the module provides a communication interface between the device and the generic VEEDIMS controller driver in the controller.
Description
[関連出願の相互参照]
本出願は、2007年6月6日に出願された「VIRTUAL ELECTRICAL AND ELECTRONIC DEVICE INTERFACE AND MANAGEMENT SYSTEM」と題する米国特許出願第60/933,358号、及び2008年6月6日に出願された「SYSTEM FOR INTEGRATING A PLURALITY OF MODULES USING A POWER/DATA BACKBONE NETWORK」と題する米国特許出願第12/134,424号に対する優先権を主張し、それらの米国特許出願は参照により本明細書に援用される。
[Cross-reference of related applications]
This application is filed on June 6, 2007, US Patent Application No. 60 / 933,358 entitled “VIRTUAL ELECTRICAL AND ELECTRONIC DEVICE INTERFACE AND MANAGEMENT SYSTEM”, and “July 6, 2008”. Claims priority to US patent application Ser. No. 12 / 134,424 entitled “SYSTEM FOR INTEGRATING A PLURALITY OF MODULES USING A POWER / DATA BACKBONE NETWORK”, which is hereby incorporated by reference.
以下の開示は制御システムに関し、より詳細には、電力/データバックボーンを介してモジュール機能を提供し制御することに関する。 The following disclosure relates to control systems, and more particularly to providing and controlling modular functionality over a power / data backbone.
背景
よく知られていることであるが、特に乗物(車両)(vehicle)においては、電力及び通信構成要素がオートメーションの孤島として形成されることは珍しくなく、その場合には、他の孤島との通信及び電力分配が、制限されるか又は全く行なわれない。たとえば、乗物の電気システムは、典型的には、曲がらないワイヤハーネス及び孤立した構成要素に制限され、それが問題解決及び修理を難しくする。それゆえ、電力及びデータを統合したネットワークとそれに対応するモジュール式の構成要素とを、提供し制御することができるシステムが必要とされている。
Background As is well known, it is not uncommon for power and communication components to be formed as automation islands, especially in vehicles, in which case Communication and power distribution is limited or not performed at all. For example, vehicle electrical systems are typically limited to unbent wire harnesses and isolated components, which makes problem solving and repair difficult. Therefore, there is a need for a system that can provide and control a network integrating power and data and the corresponding modular components.
発明の概要
一実施の形態において、乗物のための仮想電気/電子デバイスのインターフェース及び管理システム(a Virtual Electrical and Electronic Device Interface and Management System)(VEEDIMS)が提供される。VEEDIMSは、バックボーンネットワークと、コントローラと、複数のモジュールと、少なくとも1つのデバイスとを備える。バックボーンネットワークは複数のケーブルによって形成され、各ケーブルはデジタルデータ及び電力を同時に搬送するように構成される。コントローラは、バックボーンネットワークに接続され、複数の制御命令を実行するように構成される。複数のモジュールはバックボーンネットワークを介してコントローラに接続され、該バックボーンネットワークを介して該モジュールが必要とするデータ及び全電力を受信するように構成される。該モジュールは複数の制御命令に基づいて、コントローラからの制御信号を受信するように構成される。デバイスは、複数のモジュールのうちの第1のモジュール内に配置される直接入力/出力(I/O)インターフェースを介して、第1のモジュールに接続される。第1のモジュール内に収容されるデバイス特有ドライバが、上記デバイスと、コントローラ内の汎用VEEDIMSコントローラドライバとの間の通信インターフェースを提供する。
SUMMARY OF THE INVENTION In one embodiment, a Virtual Electrical and Electronic Device Interface and Management System (VEEDIMS) for a vehicle is provided. VEEDIMS comprises a backbone network, a controller, a plurality of modules, and at least one device. The backbone network is formed by a plurality of cables, each cable configured to carry digital data and power simultaneously. The controller is connected to the backbone network and is configured to execute a plurality of control instructions. The plurality of modules are connected to the controller via a backbone network and configured to receive data and total power required by the module via the backbone network. The module is configured to receive a control signal from a controller based on a plurality of control instructions. The device is connected to the first module via a direct input / output (I / O) interface disposed within the first module of the plurality of modules. A device specific driver housed in the first module provides a communication interface between the device and the generic VEEDIMS controller driver in the controller.
別の実施の形態では、仮想電気/電子デバイスのインターフェース及び管理システム(VEEDIMS)が提供される。VEEDIMSは、第1のコントローラと、エネルギー源と、第1のスイッチと、第1のモジュールとを備える。第1のコントローラは、第1の電力インターフェースと、第1のネットワーク/電力インターフェースと、該第1の電力インターフェース及び第1のネットワーク/電力インターフェースに接続される第1のプロセッサと、第1のプロセッサによって実行可能な複数の命令を含有する第1のメモリとを有し、該命令は複数のモジュールを制御するようになっているコントローラ命令を含む。エネルギー源は、電力のみを搬送するようになっている第1のケーブルを介して第1の電力インターフェースに直に接続される。第1のスイッチは、電力のみを搬送するようになっている第2のケーブルを介してエネルギー源に直に接続される第2の電力インターフェースと、電力及びデータの両方を同時に搬送するようになっている第3のケーブルを介して第1のネットワーク/電力インターフェースに直に接続される第2のネットワーク/電力インターフェースとを有する。複数のモジュールのうちの第1のモジュールは、電力及びデータの両方を同時に搬送するようになっている第4のケーブルを介して第2のネットワーク/電力インターフェースに直に接続される第3のネットワーク/電力インターフェースと、デバイス入力/出力(I/O)ポートと、該第3のネットワーク/電力インターフェース及び該デバイスI/Oポートに接続される第2のプロセッサと、該第2のプロセッサによって実行可能な複数の命令を含有する第2のメモリとを有し、該命令は、第1のモジュールと、デバイスI/Oポートを介して第1のモジュールに接続されるデバイスとの間の通信を可能にするようになっているドライバ命令を含む。第1のモジュールは上記デバイスと第1のコントローラとの間の通信インターフェースを提供するように構成される。 In another embodiment, a virtual electrical / electronic device interface and management system (VEEDIMS) is provided. The VEEDIMS includes a first controller, an energy source, a first switch, and a first module. The first controller includes a first power interface, a first network / power interface, a first processor connected to the first power interface and the first network / power interface, and a first processor. And a first memory containing a plurality of instructions executable by the controller, the instructions including controller instructions adapted to control the plurality of modules. The energy source is directly connected to the first power interface via a first cable adapted to carry only power. The first switch is adapted to carry both power and data simultaneously with a second power interface connected directly to the energy source via a second cable that is intended to carry only power. And a second network / power interface connected directly to the first network / power interface via a third cable. A first module of the plurality of modules is a third network directly connected to the second network / power interface via a fourth cable adapted to carry both power and data simultaneously. Executable by the second processor / power interface, a device input / output (I / O) port, a second processor connected to the third network / power interface and the device I / O port A second memory containing a plurality of instructions, wherein the instructions enable communication between the first module and a device connected to the first module via a device I / O port Contains driver instructions that are supposed to be The first module is configured to provide a communication interface between the device and the first controller.
さらに別の実施の形態では、仮想電気/電子デバイスのインターフェース及び管理システム(VEEDIMS)支援アーキテクチャが提供される。VEEDIMS支援アーキテクチャは、モジュールとコントローラとを備える。モジュールは、乗物内に配置され、デバイスに適合する入力/出力(I/O)インターフェースを介して該デバイスに接続するように構成され、該モジュールに双方向データ及び一方向電力を同時に搬送するようになっているケーブルを介してコントローラに接続するように構成される。該モジュールは、第1のプロセッサと、第1のプロセッサによって実行可能な第1の命令セットを含む第1のメモリとを有し、第1の命令セットはハイパーテキスト転送プロトコル(HTTP)サーバを設けるための命令を含み、第1のメモリは、該モジュールのサービス履歴と、HTTPサーバを介してアクセス可能である上記モジュール及び上記デバイスのうちの少なくとも一方のための部品表とを含むドキュメンテーションセットをさらに含む。コントローラは、乗物内に配置されるとともに、第2のプロセッサと、第2のプロセッサによって実行可能な第2の命令セットを含む第2のメモリとを有し、第2の命令セットは、上記モジュールからデータを受信すると共に該データを第2のメモリ内に格納するための命令を含む。 In yet another embodiment, a virtual electrical / electronic device interface and management system (VEEDIMS) support architecture is provided. The VEEDIMS support architecture includes a module and a controller. The module is located in the vehicle and is configured to connect to the device via an input / output (I / O) interface that is compatible with the device so as to simultaneously carry bidirectional data and unidirectional power to the module. It is configured to connect to the controller via a cable. The module includes a first processor and a first memory including a first instruction set executable by the first processor, the first instruction set providing a hypertext transfer protocol (HTTP) server. The first memory further includes a documentation set including a service history of the module and a bill of materials for at least one of the module and the device accessible via an HTTP server. Including. The controller is disposed in the vehicle and includes a second processor and a second memory including a second instruction set executable by the second processor, wherein the second instruction set includes the module And instructions for storing the data in the second memory.
さらに完全に理解してもらうために、ここで、添付の図面と共に取り上げられる以下の説明が参照される。 For a more complete understanding, reference is now made to the following description, taken in conjunction with the accompanying drawings.
ここで図面を参照すると、図面においては、全体を通して、類似の構成要素を指示するために類似の参照番号が用いられており、電力/データバックボーンネットワークを用いて複数のモジュールを統合するためのシステム及び方法の種々の図及び実施形態が例示及び説明され、他の実施可能な実施形態が説明される。それらの図は必ずしも縮尺通りに描かれているわけではなく、場合によっては、例示の目的のみで図面は誇張されており、且つ/又は簡略化されている。当業者であれば、以下の実現可能な実施形態例に基づいた多くの可能な応用形態及び変形形態を理解するであろう。 Referring now to the drawings, wherein like reference numerals are used to refer to like components throughout, a system for integrating multiple modules using a power / data backbone network Various figures and embodiments of methods and methods are illustrated and described, and other possible embodiments are described. The drawings are not necessarily drawn to scale, in some cases the drawings are exaggerated and / or simplified for illustrative purposes only. Those skilled in the art will appreciate the many possible applications and variations based on the following example embodiments that can be implemented.
以下の開示は、乗物又は構造物の全て又は一部に対して、電力及びデータを統合したネットワークと、それに対応するモジュール式の構成要素とを提供し制御することを説明する。用語「乗物(車両、輸送手段)(vehicle)」は、動くことができる任意の人工の機械又は電気機械システム(たとえば、オートバイ、自動車、トラック、ボート及び航空機)を含む場合があり、一方、用語「構造物」は、動くことができない任意の人工システムを含む場合がある。本開示においては、例示目的で乗物及び構造物の両方が用いられるが、本開示の教示は、数多くの異なる環境、及び特定の環境内の種々の状態に適用することができることは理解されたい。したがって、本開示は、有人及び遠隔制御の陸上乗物を含む、陸上環境内の乗物及び構造物、並びに地上及び地下の構造物に適用することができる。また、本開示は、船舶、並びに水上又は水中で使用するために設計された他の有人及び遠隔制御の乗物及び静止した構造物(たとえば、石油プラットフォーム及び潜水調査設備)を含む、海洋環境内の乗物及び構造物にも適用することができる。また、本開示は、有人及び遠隔制御の航空機、宇宙船及び衛星を含む、航空宇宙環境内の乗物及び構造物にも適用することができる。 The following disclosure describes providing and controlling an integrated power and data network and corresponding modular components for all or part of a vehicle or structure. The term “vehicle” may include any man-made mechanical or electromechanical system (eg, motorcycle, automobile, truck, boat and aircraft) that can move, while the term A “structure” may include any artificial system that cannot move. In the present disclosure, both vehicles and structures are used for illustrative purposes, but it is to be understood that the teachings of the present disclosure can be applied to many different environments and various conditions within a particular environment. Accordingly, the present disclosure can be applied to vehicles and structures in the terrestrial environment, including manned and remotely controlled land vehicles, and ground and underground structures. The present disclosure also includes ships and other manned and remotely controlled vehicles and stationary structures (eg, oil platforms and submersible survey facilities) designed for use on or under water. It can also be applied to vehicles and structures. The present disclosure can also be applied to vehicles and structures in the aerospace environment, including manned and remotely controlled aircraft, spacecraft and satellites.
図1を参照すると、一実施形態において、仮想電気/電子デバイスのインターフェース及び管理システム(VEEDIMS、又は本明細書では単に文字「V」を頭に付けることよって表される)制御環境(VCE)100が例示される。VCE100は、分散されたローカルレベルでのインテリジェンスを提供するために、ソフトウエア層102及びハードウエア層104の中に配列されるソフトウエア構成要素及びハードウエア構成要素を含むことができる。ソフトウエア層102は、VEEDIMSコントローラ(Vコントローラ)層106と、VEEDIMSネットワーク(Vネット)トランスポート層108と、VEEDIMSモジュール(Vモジュール)ドライバ層110とを含む場合がある。ハードウエア層104は、1つ又は複数のVコントローラ112と、VCE電源114と、VEEDIMSスイッチ(Vスイッチ)116と、Vモジュール118とを含む場合があり、種々のハードウエア構成要素間の接続はVネットケーブル120及び/又はVEEDIMS電力(V電力)ケーブル122によって与えられる。
Referring to FIG. 1, in one embodiment, a virtual electrical / electronic device interface and management system (VEEDIMS, or represented herein simply by prefixing it with the letter “V”) Control Environment (VCE) 100. Is exemplified. VCE 100 may include software components and hardware components arranged within
ソフトウエア層102は、ハードウエア層104に制御命令を与え、ハードウエア層が、動作し、データを収集し、事象を監視及び報告し、さらにVEEDIMS動作環境(VOE)を提供するために必要とされる他の機能を実行できるようにする。ソフトウエア層102によって提供される機能の実際の物理的な場所は、VCE100の構成によって異なる場合がある。たとえば、或る特定のソフトウエア機能は、構成によって、Vコントローラ112内に配置されることもあれば、Vモジュール118内に配置されることもある。
The
Vコントローラ層106はVEEDIMSコントローラカーネルを含み、それは、数ある機能の中でも、VEEDIMSコントローラドライバ(図示せず)を実行する。VEEDIMSコントローラドライバは、Vモジュール118とやり取り(interact)するように構成されるソフトウエアモジュールであって、後に説明されるように、VCE100内で動作する電気/電子システムを直に動かし、管理し、さらに監視するものである。VEEDIMSコントローラドライバは、比較的汎用的なものとすることができる高レベルドライバであり、それよりも特殊なドライバ(たとえば、Vモジュールドライバ層110内にある)は、汎用の高レベルドライバと物理的な構成要素インターフェースとの間の通信を解釈する下位のソフトウエア層において与えられる。
The
Vネットトランスポート層108は、イーサネット(登録商標)プロトコルの最適化されたバージョンのようなオープンプロトコルを基にすることができ、ブロードキャスト及び/又はアドレス指定可能Vネットトラフィックを搬送し、VCE100の高速リアルタイム動作能力を支援する。Vネットトラフィックはパケット形式であり、本開示において用いられるときの用語「パケット」は、データグラム、フレーム、パケット等を含む任意のタイプのカプセル化されたデータを含む場合があり、カプセル化された情報は、音声、ビデオ、データ及び/又は他の情報を含む場合がある。Vネットトラフィックのうちの或る量又は全てが暗号化される場合がある。
The V-
Vネットトランスポート層108は、Vネットバックボーン(後に説明される)と共に、広帯域幅のネットワークを用いて、個別の入力/出力(I/O)レベルに至るまでネットワーク通信を統合できるようにする。これは、乗物内の所与のサブシステムに関して極めて特殊な目的を果たすためにネットワーキングを全体的に適用する、従来の乗物ネットワーキング技術とは対照的である。イーサネット(登録商標)に加えて、Vネットトランスポート層108によって用いられる場合がある他のプロトコルは、伝送制御プロトコル/インターネットプロトコル(TCP/IP)、ユーザデータグラムプロトコル(UDP)、ハイパーテキスト転送プロトコル(HTTP)、Modbus(Modicon社によって公開されたシリアル通信プロトコル)、ブルートゥース、ファイアワイヤ、コントローラエリアネットワーク(CAN)及びフレックスレイを含む。たとえば、VEEDIMSは、イーサネット(登録商標)通信のデファクトスタンダードとしてModbusTCPを使用するとともに、シリアル通信のデファクトスタンダードとしてModbusを使用することができ、他のアプリケーション特有の下位プロトコルは、ModbusTCPをゲートウエイとして用いてアクセスすることができる。
The V-
Vモジュールドライバ層110は、後にさらに詳細に説明されるように、Vモジュール118の内部ハードウエア、及びVモジュール内部ハードウエアに物理的に接続される装置とやり取りするように構成される。これらは、特定のサブシステム(たとえば、Vモジュール118及びデバイス/構成要素)又はデバイスがVCE100内で機能することができるように書かれたデバイス特有のドライバとすることができる。
The V
ハードウエア層104は、その上でソフトウエア層102を実行することができるハードウエアプラットフォームを提供し、種々のサブシステムと構成要素との間の通信及び電力のリンクも提供する。Vコントローラ112はVEEDIMSコントローラカーネルを実行し、そのカーネルはVコントローラ層106の一部であり、VOEを管理する責任を担う。Vコントローラ112は、ミッションクリティカルなタスクに包括的な責任を担い、1つのVコントローラが動作しなくなるときに引き起こされる場合がある問題を最小限に抑えるために、機能的に共通の部分を有することができる。
The
1つ又は複数のVCE電源114は、直接的又は間接的に、VCE100内の全ての構成要素に電気エネルギーを与えることができる。VCE電源114は、Vネットケーブル120及びV電力ケーブル122によって形成される電力分配網に接続される場合があり、それらのケーブルは後に説明される。電力分配網は、高品質(たとえば、航空宇宙レベル)の電力分配網とすることができる。この高品質の電力分配網は、監視機能がある磁気水圧回路遮断器(supervised magnetic hydraulic circuit breakers)と、サイクル・バイ・サイクル又はフォールドバック電流制限電子回路とを用いて、構成要素及び配線を保護し、且つ診断及び障害回復を促進するものである。監視は、乗物の操縦者に、電気システムが故障した理由を直ちに指示し、その問題を解決するために取られるべきステップを含む場合もある。電流フォールドバックを用いて、サブシステムへの電気的な障害を制限することができ、それにより障害を抑制すると共に、障害の発生時であっても、最大限可能な機能を乗物に与えることができる。
One or more
Vスイッチ116は物理的な筐体を備えており、その筐体には、VスイッチがVコントローラ112とVモジュール118との間のVネットトラフィックのためのコンジットとしての役割を果たすことができるようにするために必要とされる電子回路及びコネクタが収容される。また、Vスイッチは、VCE電源114から受信する電力(すなわち、V電力電流)をVモジュールに分配する。
The
Vモジュール118は、Vスイッチ116及びVネットケーブル120によって形成されるVネットバックボーン(すなわち、ネットワーク又はマルチドロップ通信バス)を介して、任意の電気/電子デバイスがVCE100とのデジタルデータ接続及び電源接続を有することができるように設計された個別電気/電子機器インターフェースモジュールである。実施形態によっては、Vモジュール118は、少なくとも制限された制御機能を含む場合がある。
The
VCE100内の相互接続は、Vネットケーブル120及びV電力ケーブル122によって提供される。Vネットケーブル120は、Vコントローラ112、Vスイッチ116及びVモジュール118の間のデジタル信号経路及び直流(DC)電圧相互接続を提供することができる物理的なVネット分配配線媒体である。V電力ケーブル122は、高アンペア数のDC電圧をVCE電源114からVコントローラ112及びVスイッチ116まで供給するのに専用の物理的な電力分配配線媒体である。
The interconnection within
Vネットケーブル120及びV電力ケーブル122によって提供される機能は、特定のVCE100によって異なる場合がある。たとえば、VCEの実施態様の中には、12ボルトDC電力だけを印加する必要があるものもあれば、さらに高い電圧(たとえば、24ボルトDC、48ボルトDC又は50/60Hzの110/220VAC)を必要とするものもある。高い所要電力(必要電力)を有するVCE実施態様では、専用のVスイッチ116、Vモジュール118、Vネットケーブル120及びV電力ケーブル122が設けられる場合もある。専用のものは、色分けされたケーブルと、異なる構成を有するキーコネクタとを用いることによって識別し、電源が適合しないVスイッチ116及びVモジュール118を接続してしまう危険性を回避することができる。
The functions provided by the V
Vネットケーブル120の一実施形態が、電力分配能力とデータネットワーキング能力とを兼ね備える統合単一ケーブルコネクタアセンブリとして形成される。そのアセンブリは、特定の防水防塵保護規格を満たし(たとえば、IP−67又は同様のレベルの保護シールとして適格である)、VCE100内のVモジュール118又はサブシステムとの耐久性のあるインターフェースを提供する耐水コネクタを含む場合がある。そのコネクタは、上記のような特定の電力分配レベル(たとえば、12、24若しくは48ボルトDC又は110/220VAC50/60)を有することができ、要求される電流を搬送することができる無極接点と、複数の高性能プロトコルと共に用いるために設計されるネットワークコネクタとを含む場合がある。Vネットケーブルコネクタは、種々のレベルのイーサネット(登録商標)(たとえば、10baseT、100baseT及び1000baseT)に対応することができる。他の実施形態は、イーサネット(登録商標)に加えて、又はその代わりとして、ユニバーサルシリアルバス(USE)プロトコル、ファイアワイヤ、CAN及びフレックスレイのようなプロトコルに対応することもできる。Vネットケーブルアセンブリのコネクタシェルは、過酷な適用環境に適した温度定格を有する耐食材料から宇宙航空規格に合わせて製造することができる。Vネットデータトラフィックと干渉することのないレベルにクロストーク又は他の雑音を維持するだけの十分な遮蔽効果を有する整合被覆ケーブルアセンブリを用いることができる。
One embodiment of the V-
Vネットケーブル120は無極配線(neutral wiring)を1つのケーブルコンセプトに統合し、グランドループを防ぐと共に、雑音を低減し、信頼性を高める。これまで、車、船舶、航空機及び類似の環境は、DC動作電圧のための戻り経路として乗物の金属シャーシを使用してきた。これは主に経費節約策として行なわれるが、不具合(downstream failures)に繋がるおそれがある。たとえば、グランドへの電気的接続は、用いられる材料の仕上げ及び組成に応じて異なる電位を有する可能性があり、これは、今でも既に厳しい動作環境において、さらに腐食を進めるおそれがある。回路の電気抵抗は時間と共に変動する可能性があり、結果として、変動する電圧が同じ共通グランドを通って流れることになり、それにより多くの場合に、回路経路間に電気的雑音が引き起こされる。したがって、Vネットケーブル120を用いることにより、電気回路戻り経路を分離し、引き起こされた電気的なクロストークを最小限に抑えるか、又は解消するように設計される、気密で信頼性が高い接続を有する保護グランドワイヤとしてVネットケーブルを構成することによって、VEEDIMSは、これらの問題を最小限に抑えるか、又は解消する。
The V
Vネットケーブル120に加えて、又はその代わりとして、銅線及び光ファイバを含む、数多くの異なるタイプの通信媒体が用いられる場合があることは理解されたい。光ファイバが用いられる場合には、VCE100のVモジュール118又は別の構成要素が、ファイバ/銅線変換及び銅線/ファイバ変換を実行することができる。
It should be understood that many different types of communication media may be used, including copper wire and optical fiber, in addition to or as an alternative to V-
さらに図2を参照すると、別の実施形態において、図1のハードウエア層104の別の実現可能な構成が示される。この例では、Vコントローラ112が、V電力ケーブル112を介してVCE電源114に接続され、Vネットケーブル120を介してVスイッチ116に接続される。VCE電源114は、Vスイッチ116にも接続される。これは、Vネットケーブル120が電力を搬送していない場合があるため、且つ/又はVネットケーブル120が、Vスイッチ、及び電力を得るためにVスイッチに依存するVモジュール118のような構成要素に、必要とされる電力量を給電できない場合があるためである。Vモジュール118はVスイッチ116にのみ接続されるが、以下に説明されるように、他のVモジュールに接続される場合もある。図には示されないが、実施形態によっては、Vコントローラ112は、Vモジュール118に直に(すなわち、Vスイッチ116を介在することなく)接続される場合もある。Vコントローラ112及びVスイッチ116の一方又は両方が、VCE電源114と通信して、どの程度の電力を利用できるかを判断し、消費電力需要をVCE電源に戻すと共に、電力レベルを制御することができる。
Still referring to FIG. 2, in another embodiment, another possible configuration of the
Vスイッチ116に接続されることに加えて、Vモジュール118は、入力/出力(I/O)インターフェース202を介してサブシステム/デバイス200に接続される場合もあり、そのインターフェースは、Vネットケーブル120、又は別のバスベースI/Oインターフェース、アナログI/Oインターフェース及び/若しくはデジタルI/Oインターフェースとすることができる。サブシステム/デバイス200は、この例ではVCE100の外部にあるものとして示されるが、VCEの一部とすることもできる。Vモジュール118をサブシステム/デバイス200と統合して、単一のサブシステムを形成することもでき、又は図に示されるように別個にすることもできる。
In addition to being connected to the
Vモジュール118又はサブシステム/デバイス200がVネットバックボーンにプラグインされた後に、該Vモジュール又はサブシステム/デバイスをVCEと自動的に統合することによって、VCE100は「プラグ・アンド・ラン」機能に対応することができる。Vモジュール118又はサブシステム/デバイス200とVCE100との統合状態は、発光ダイオード(LED)又は別のインジケータによって指示される場合がある。たとえば、サブシステム200がVネットバックボーンに接続されるときに、サブシステムの或るLED色が、そのサブシステムの統合状態を指示することができる。赤色LEDが、サブシステム200が(たとえば、利用可能な電力が不足していることに起因して)VCE100と統合されていないことを指示し、緑色LEDが、サブシステムが統合されて使用できることを指示する。最初にプラグインされたときに統合されなかった場合に、たとえば、サブシステム200が電力を利用できるようになる場合には、LED色が赤色から緑色に変化することもできる。
By automatically integrating the V module or subsystem / device with the VCE after the
VCE100は、自己公表(self-publishing)に対応することもできる。自己公表では、Vモジュール118、又はVEEDIMS対応サブシステム若しくはデバイス(たとえば、その中に少なくとも基本的なVモジュール機能が組み込まれているサブシステム若しくはデバイス)のような新たな構成要素がVネットバックボーンに接続されるとき、その新たな構成要素が、その「パーソナリティ」(たとえば、電力需要、能力及び他の情報)を公表することができる。代替的には、Vコントローラ112又は別の構成要素が、新たな構成要素に問い合わせて、そのパーソナリティを特定することができる。その新たな構成要素が或るクラス(後に説明される)のメンバである場合には、VCE100は既に、その新たな構成要素についての一定の情報(たとえば、最大消費電力)を有する場合がある。したがって、これまでは、新たな構成要素を一部としてVCE100に追加するのに、多くの場合に新たな構成要素についての情報をVCEに入力する必要があったが、それとは異なり、VCEによれば、新たな構成要素をVネットバックボーンに単純にプラグインできるようになり、その後、VCEがその新たな構成要素についての関連情報を特定する。
The
VCE100は、自動更新に対応することができる。自動更新は、Vモジュール118、又はVEEDIMS対応サブシステム若しくはデバイス(たとえば、その中に少なくとも基本的なVモジュール機能が組み込まれているサブシステム若しくはデバイス)のような新たな構成要素がVネットバックボーンに接続されるとき、その新たな構成要素が情報を送信して、その新たな構成要素に関するVOEのさらに高い制御レベルを更新することができる。これは、新たな構成要素に関する情報を入力する際の人的誤りを回避する。
The
VCE100は、電力分配による効率的な電力使用に対応することができる。電力分配では、Vモジュール118、又はVEEDIMS対応サブシステム若しくはデバイス(たとえば、その中に少なくとも基本的なVモジュール機能が組み込まれているサブシステム若しくはデバイス)のような新たな構成要素がVネットバックボーンに接続されるとき、Vコントローラ112、又はVスイッチ116のような別の構成要素が、その新たな構成要素を動作させるだけの十分な電力があるか否かを判断することができる。この判断は、新たな構成要素の動作仕様に基づくことができ、その動作仕様は、新たな構成要素が接続されるときに、その新たな構成要素によって公表される場合があるか、又は新たな構成要素に問い合わせることによって得られる場合がある。十分な電力が利用可能である場合には、その利用可能な電力量を減らして、新たな構成要素が活動状態としてVCE100内に受け入れられる。新たな構成要素の所要電力が利用可能な電力よりも大きいという理由か、又は或る量の電力が予約されており新たな構成要素が使用するために利用できないという理由で、利用可能な電力が十分にない場合には、その新たな構成要素は、VCE100へのアクセスを拒否されるか、又は十分な電力が利用可能になるまで非活動状態にされる。
The
新たな構成要素がVEEDIMS対応でない場合には、その構成要素がプラグインされるVモジュール118は、試験を実施して新たな構成要素の電力使用量を求めることができるか、又は電力が利用可能であると仮定して、或る一定のレベルの電力を単純に割り当てることができる。たとえば、非VEEDIMS対応ファンがVモジュール118にプラグインされる場合には、そのファンは、そのパーソナリティについての情報を公表することができず、そのような情報を見つけるために問い合わせを受けることができない。したがって、Vモジュール118はファンの動作を監視して、所要電力及び電流、温度、並びに他の類似の情報を特定し、そのファンのためのプロファイルを作成すると共に、短絡及び他の問題を防ぐことができる。その後、Vモジュール118は、そのプロファイル情報を用いてVOEを更新することができ、それによりVEEDIMSプロキシとしての役割を果たし、非VEEDIMS対応ファンに、少なくとも基本的なVEEDIMS機能を与えることができる。
If the new component is not VEEDIMS compliant, the
VCEの種々のレベルにおいて消費電力を監視及び制御して、VCEが効率的に使用されていることを確実にすることができるので、電力分配は、VCE100をさらに環境にフレンドリーにすることもできる。この制御は、所要電力が高い構成要素を交換のために特定し、VCE100内の消費電力を全体的に調整するために用いることができる。
Power distribution can also make the
VCE100は、ソフトウエア及びハードウエア冗長性に対応することができる。たとえば、ハードウエア冗長性は、ミッションクリティカルな動作のために複数のハードウエア構成要素(たとえば、Vコントローラ112)を用いることによって、且つVコントローラ112、Vスイッチ116及びVモジュール118にデュアルポート及び他の安全手段を設けることによって提供され得る。Vコントローラ112、Vスイッチ116及びVモジュール118のうちのいくつか又は全ては、VCE100がソフトウエア、ハードウエア及びリンク障害を検出して、それに応じて調整できるようにするために、ハートビート又は他の通知方法を用いることもできる。
The
さらに図3を参照すると、さらに別の実施形態において、図1のVCE100の1つの実現可能な構成が、複数のVスイッチ116及びVモジュール118を互いに接続できること(すなわち、デイジーチェーン)を示す。Vスイッチ116をデイジーチェーン接続することができることによって、VCE100において、各VスイッチからVコントローラ112及びVCE電源114にそれぞれ別個のVネットケーブル120及びV電力ケーブル122を配線する必要がなくなる。同様に、Vモジュール118をデイジーチェーン接続することができることによって、各VモジュールからVスイッチ116に別個のVネットケーブル120を配線する必要がなくなる。これにより、さらに効率的にケーブルを配線できるようになる。これは、VCE100が、乗物又は他の環境全体を通して分散される複数のVスイッチ116及びVモジュール118を用いて構成できるためである。
Still referring to FIG. 3, in yet another embodiment, one possible configuration of the
デイジーチェーン接続は、電力、データ又は電力及びデータの両方を含む場合がある。Vスイッチ116及びVモジュール118のうちの1つ又は複数は、Vネットトラフィックをデイジーチェーン接続できるようにするために、他のVスイッチ及びVモジュールにデータを渡すように構成されるイーサネット(登録商標)スイッチを備える場合がある。さらに、1つのデイジーチェーンの1つの方向において電力が送信される場合があり、他の方向においてデータが送信される場合がある。したがって、分散型で且つ分離される(すなわち、モジュール式の)システムを提供しながら、任意の所与の構成のVCE100を高い自由度で構成することができる。
A daisy chain connection may include power, data, or both power and data. One or more of V-
この例では、Vコントローラ112は、電力を得るためにVCE電源114に接続され(破線)、Vネットデータ通信のためにVスイッチ116a及び116bに接続される(実線)。Vスイッチ116aはVネットデータ及び電力をVモジュール118aに供給し、Vモジュール118aはデイジーチェーン接続されたVモジュール118bにVネットデータ及び電力を同様に供給する。Vスイッチ116bは、Vスイッチ116c及びVモジュール118cに接続され、VネットデータをVスイッチ116cに供給し、Vネットデータ及び電力の両方をVモジュール118cに供給する。Vスイッチ116bはVCE電源114に直に接続されないことに留意されたい。Vスイッチ116cは、Vモジュール118d及び118e並びにVスイッチ116bに接続される。Vスイッチ116cは、電力をVスイッチ116bに供給し、Vネットデータ及び電力の両方をVモジュール118d及び118eに供給する。図には示されないが、Vコントローラ112及び/又はVスイッチ116は、VCE電源114と通信して、電力をどの程度利用できるかを判断し、消費電力需要をVCE電源に戻し、且つ電力レベルを制御することができる。
In this example, the
さらなるVスイッチ116(図示せず)が、Vコントローラ112に接続され、且つ/又はVスイッチ116a〜116cからデイジーチェーン接続される場合があり、さらなるVモジュール118(図示せず)が、Vスイッチ116a〜116cのうちの1つに接続されるか、又はVモジュール118a〜118eからデイジーチェーン接続される場合がある。さらに、複数のVスイッチ116が単一のVスイッチに接続される場合があり、複数のVモジュール118が単一のVモジュールに接続される場合がある。接続することができるVスイッチ116及びVモジュール118の数への制約は、利用可能なポートの数と、連結される構成要素によって必要とされる電力量対その一連の構成要素が利用可能な電力量とを含む場合がある。連結される構成要素が相対的に長くなると必要とされる接続の数が増えるので、ケーブル及び構成要素を交換するのが難しくなる場合がある。
An additional V switch 116 (not shown) may be connected to
図には示されないが、数多くの異なるネットワークトポグラフィが用いられる場合があることは理解されたい。たとえば、環状ネットワーク構成及び星状ネットワーク構成のいずれも、VCE100において用いることができる。
Although not shown in the figure, it should be understood that many different network topographies may be used. For example, both a ring network configuration and a star network configuration can be used in the
図4を参照すると、図1のVコントローラ112の一実施形態が示される。Vコントローラ112は、VEEDIMS中央処理装置(VCPU)400と、メモリ402と、通信/電力インターフェース404と、1つ又は複数の内部通信リンク406とを備える。Vコントローラ112の構成及びその構成要素のタイプは、そのVコントローラが用いられることになる特定のVCE100に応じて異なる場合があることは理解されたい。たとえば、乗物環境では、Vコントローラ112は、所望の機能を提供するために必要とされる最小限の数のポートを有する比較的コンパクトな集積回路基板として設計される場合がある。対照的に、構造物(たとえば、家又はオフィスビル)のような環境では、一般的にスペースが重要ではなくなるので、コンパクトではないVコントローラ112が用いられる場合がある。さらに、Vコントローラ112は、数多くの異なるVCEにおいて用いるために比較的汎用的である場合があるか、又は極めて特殊な要件(たとえば、航空宇宙環境)を有する特定のVCE100において用いるためにカスタマイズされる場合がある。
Referring to FIG. 4, one embodiment of the
VCPU400は実際には、マルチプロセッサ又は分散処理システムを表す場合があり、メモリ402は種々のレベルのキャッシュメモリ、メインメモリ、ハードディスク及び遠隔の記憶場所を含む場合があり、通信/電力インターフェース404は、受信専用、データ及び電力の分配/合成専用、並びに送信専用の複数のインターフェースを表す場合がある。たとえば、通信/電力インターフェース404は、V電力ケーブル122を介してVCE電源114から電力を受信する第1のインターフェース(図示せず)と、Vネットケーブル120を介して1つ又は複数のVスイッチ116と通信する第2のインターフェース(図示せず)とを有する場合がある。実施形態によっては、Vコントローラ112は、Vネットケーブル120を介して、Vスイッチ116に電力を送信する場合もある。通信/電力インターフェース404のデータ伝送能力は、有線(たとえば、Vネットケーブル120)及び無線の両方の機能を提供することができる。
Vコントローラ層106(たとえば、VEEDIMSコントローラカーネル及びVEEDIMSコントローラドライバ)及びVネットトランスポート層108のための命令は、メモリ402内に格納され、VCPU400によって実行される場合がある。Vコントローラ層106の機能は、Vコントローラ112によって完全に処理される場合があるか、又はVコントローラ層機能のいくつか若しくは全てが、Vスイッチ116以下のレベルまでプッシュダウンされる場合がある。後に検討されるように、付加機能がVコントローラ112によって提供されて、VCE100のパラメータを制御すると共にVCEに関するデータを得るために、ユーザがVコントローラとやり取りできるようにされる場合がある。VCE100内に複数のVコントローラ112が存在する場合には、それらのVコントローラは、負荷分散機能を提供すると共に、Vコントローラのうちの1つが動作しない場合に冗長性を確保するソフトウエアを含む場合がある。
Instructions for V controller layer 106 (eg, VEEDIMS controller kernel and VEEDIMS controller driver) and V
図5を参照すると、図1のVスイッチ116の一実施形態が示される。Vスイッチ116は、処理装置(PU)500と、メモリ502と、通信/電力インターフェース504と、1つ又は複数の内部通信リンク506とを備える。Vスイッチ116の構成及びその構成要素のタイプは、そのVコントローラが用いられることになる特定のVCE100に応じて異なる場合があることは理解されたい。たとえば、乗物環境では、Vスイッチ116は、所望の機能を提供するために必要とされる最小限の数のポートを有する比較的コンパクトな集積回路基板として設計される場合がある。対照的に、構造物(たとえば、家又はオフィスビル)のような環境では、一般的にスペースが重要ではなくなるので、コンパクトではないVスイッチ116が用いられる場合がある。さらに、Vスイッチ116は、数多くの異なるVCEにおいて用いるために比較的汎用的である場合があるか、又は極めて特殊な要件(たとえば、航空宇宙環境)を有する特定のVCE100において用いるためにカスタマイズされる場合がある。
Referring to FIG. 5, one embodiment of the
PU500は実際には、マルチプロセッサ又は分散処理システムを表す場合があり、メモリ502は種々のレベルのキャッシュメモリ、メインメモリ、ハードディスク及び遠隔の記憶場所を含む場合がある。この例では、PU500及びメモリ502は、Netburner社(San Diego, CA)によって製造されるような埋め込みシステムを有する回路基板上に形成される場合がある。その回路基板は、電力、通信及び他の接続のための複数のポートを備える場合がある。
The
通信/電力インターフェース504は、Vネットデータトラフィック及び電力の受信専用、Vネットデータトラフィック及び電力の分配/合成専用、及びVネットデータトラフィック及び電力の送信専用の複数のインターフェースを表す場合がある。たとえば、通信/電力インターフェース504は、V電力ケーブル122を介してVCE電源114から電力を受信し、PU500及びメモリ502に電力を送信する第1のインターフェース(図示せず)と、Vネットケーブル120を介して、Vコントローラ112、Vスイッチ116及びVモジュール118と通信する第2のインターフェース(図示せず)とを有する場合がある。
Communication /
第2のインターフェースは、Vスイッチ116をVコントローラ112にリンクするVネットケーブル120が電力構成要素を持たないこと、又はその2つをリンクするVネットケーブルが、電力に対応しないVスイッチ内の指定されたスロットに挿入される場合があることを認識するように構成することができる。通信/電力インターフェース504は、V電力ケーブル122を介して受信した電力を他のVスイッチ116及びVモジュール118に接続されるVネットケーブル120に渡すために、第1のインターフェースと第2のインターフェースとの間の接続を含む場合がある。Vネットケーブル120がデータ用及び電力用に2つの別個のチャネルを有する場合には、第1及び第2のインターフェースは適切なチャネルに個別に接続される場合がある。データ及び電力が1つの信号において(たとえば、別個の周波数で)搬送される場合には、第1及び第2のインターフェースは、Vネットデータトラフィック信号及び電力信号を1つにまとめて、単一の送信信号を生成することができる。
The second interface is that the V
通信/電力インターフェース504の第1及び第2のインターフェースは、Vネットデータトラフィック及び電力のうちの或る量又は全てがVスイッチ116を通過することができるように構成することもできる。たとえば、別のVスイッチ116がVネットケーブル120を介して通信/電力インターフェース504の入力/出力ポートに接続される場合には、通信/電力インターフェースは、受信した電力のうちの或る量、及び受信したVネットデータトラフィックのうちの或る量又は全てを通過させて、他のVスイッチに渡すことができる。通信/電力インターフェース504は、Vネットケーブル120を介した電力の送出をVスイッチ116が制御できるようにするフィルタ又は他の制御回路を備える場合もある。通信/電力インターフェース504のデータ伝送能力は、有線(たとえば、Vネットケーブル120)及び無線の両方の機能を提供することができる。
The first and second interfaces of the communication /
Vネットトランスポート層180のための命令、及びVコントローラ層106とやり取りするための命令は、メモリ502内に格納され、Vスイッチ116をVCE100内の複数アプリケーション実行インターフェース(MAXI)として確立するためにPU500によって実行される場合がある。いくつかの実施形態において、Vスイッチ116は、Vコントローラ層106の少なくとも一部のための命令を含む場合がある。他の実施形態では、Vスイッチ116は、(たとえば、個々にアドレス指定可能なVモジュール118を有するVCE100において)基本的なVネットデータトラフィック切替だけを提供することができ、自らの消費電力需要が満たされた後に、単に任意の残りの電力を通過させて、接続されるVスイッチ及びVモジュールに渡すことができる。
Instructions for V net transport layer 180 and instructions for interacting with
図6を参照すると、図1のVモジュール118の一実施形態が示される。上記で説明されたように、Vモジュール118は、個別電気/電子機器インターフェースモジュールであって、任意の電気/電子デバイスがVスイッチ116及びVネットケーブル120によって形成されるVネットバックボーンを介してVCE100へのデータ及び電力接続を有することができるようにするために設計されたものである。一般的に、Vモジュール118は、Vコントローラ112内に存在するVコントローラ層106において動作する汎用ソフトウエア制御ドライバが、例えばエンジンを有する乗物において見られる場合があるインストルメントパネル計器のような低レベルのデバイスを制御できるように、ハードウエア(用途によっては、ソフトウエア)アブストラクション(abstraction:抽象化)層をVOEに提供するように設計される。
Referring to FIG. 6, one embodiment of the
Vモジュール118は、VEEDIMS遠隔処理ユニット(VRPU)600と、メモリ602と、通信/電力インターフェース604と、1つ又は複数の内部通信リンク606とを備える。Vモジュール118の構成及び構成要素のタイプは、Vモジュールが用いられることになる特定のVCE100によって異なる場合があることは理解されたい。たとえば、乗物環境では、Vモジュール118は、所望の機能を提供するために必要とされる最小限の数のポートを有する比較的コンパクトな集積回路基板として設計される場合がある。対照的に、構造物(たとえば、家又はオフィスビル)のような環境では、一般的にスペースが重要ではなくなるので、コンパクトでないVモジュール118が用いられる場合がある。さらに、Vモジュール118は、数多くの異なるVCEにおいて用いるために比較的汎用的である場合があるか、又は極めて特殊な要件(たとえば、航空宇宙環境)を有する特定のVCE100において用いるためにカスタマイズされる場合がある。
The
VRPU600は実際には、マルチプロセッサ又は分散処理システムを表す場合があり、メモリ602は種々のレベルのキャッシュメモリ、メインメモリ、ハードディスク及び遠隔の記憶場所を含む場合がある。この例では、VRPU600及びメモリ602は、Netburner社(San Diego, CA)によって製造されるような埋め込みシステムを有する回路基板上に形成される場合がある。その回路基板は、電力、通信及び他の接続のための複数のポートを備えることができる。
通信/電力インターフェース604は、Vネットデータトラフィック及び電力の受信専用、Vネットデータトラフィック及び電力の分配/合成専用、及びVネットデータトラフィック及び電力の送信専用の複数のインターフェースを表す場合がある。たとえば、通信/電力インターフェース604は、Vスイッチ116に接続されるVネットケーブル120から電力を受信する第1のインターフェース(図示せず)と、同じVネットケーブルを介してVネットデータを送受信する第2のインターフェース(図示せず)とを有する場合がある。Vネットケーブルがデータ用及び電力用に2つの別個のチャネルを有する場合には、第1及び第2のインターフェースは適切なチャネルに個別に接続される場合がある。データ及び電力が1つの信号に(たとえば、別個の周波数で)合成される場合には、第1及び第2のインターフェースは、入ってくる信号をフィルタリングして、データ及び電力を分離することができる。
Communication /
通信/電力インターフェース604の第1及び第2のインターフェースは、Vネットデータトラフィック及び電力のうちの或る量又は全てがVモジュール118を通過することができるように構成することもできる。たとえば、別のVモジュール118がVネットケーブル120を介して通信/電力インターフェース604の入力/出力ポートに接続される場合には、通信/電力インターフェース604は、受信した電力のうちの或る量、及び受信したVネットデータトラフィックのうちの或る量又は全てを通過させて、他のVモジュールに渡すことができる。通信/電力インターフェース604のデータ伝送能力は、有線(たとえば、Vネットケーブル120)及び無線の両方の機能を提供することができる。
The first and second interfaces of the communication /
通信/電力インターフェース604の第1及び第2のインターフェースは、Vモジュール118を1つ又は複数のサブシステム/デバイス200に接続することができる。たとえば、第1及び第2のインターフェースのうちの一方又は両方が図2のI/Oインターフェース202を形成する場合があるか、又は通信/電力インターフェース604が、サブシステム/デバイス200に対する通信及び電力分配用の1つ若しくは複数の他のバスベースI/Oインターフェース、アナログI/Oインターフェース及び/若しくはデジタルI/Oインターフェースを備える場合がある。Vモジュール118は、たとえば、I/Oインターフェース202を介したI/Oスキャンを行使して、取り付けられたサブシステム/デバイス200の障害に関する例外報告(exception reporting)を実行することができる。いくつかの実施形態では、Vモジュール118の通信/電力インターフェース604は、ゲートウエイとしての役割を果たし、取り付けられたサブシステム/デバイス200が外部無線デバイス(図示せず)にアクセスできるようにする。
The first and second interfaces of the communication /
Vネットトランスポート層108のための命令、Vモジュールドライバ層110のための命令及びVコントローラ層106とやり取りするための命令は、メモリユニット602内に格納され、Vモジュール118をVCE100内のMAXIとして構成するためにVRPU600によって実行される場合がある。いくつかの実施形態では、Vモジュール118は、Vコントローラ層106の少なくとも一部のための命令を含む場合もある。
Instructions for the V
Vモジュールドライバ層110は、専用デバイスインターフェース特有のドライバソフトウエアを含み、このドライバソフトウエアは、VOEと、Vモジュール118に接続されるサブシステム/デバイス200との間のインターフェースを提供する。たとえば、車両(乗物)のようなVCE100において、油温、圧力、水温等の個別センサからの信号データが、Vモジュールドライバ層110の特有ドライバを介してサブシステム/デバイス200から取り込まれ、Vモジュール118によって収集されるとともに処理される。Vモジュール118はセンサデータを取り込み、そのデータをVネットトラフィックとして(たとえば、VEEDIMS対応データストリームとして)、Vネットバックボーンを介してVコントローラ112に送信する。VEEDIMS対応でないセンサデータは、Vコントローラ112に送信される前に、Vモジュール118によって変換される場合があることは理解されたい。さらに具体的な例では、車両の現在の状態を操縦者に通知する目的で、回転計、速度計及び一連の他の計器を駆動するために、Vコントローラ層106内のVコントローラ層ドライバが開発される場合がある。これを果たすために、Vモジュール118に接続される個別のセンサがデジタル又はアナログの信号データを生成し、そのデータが、対応するVモジュールドライバ層110に基づいて、Vモジュールによって収集及び処理される。Vモジュール118は、処理された信号データを、VCPU400による処理のために、Vネットバックボーンを介してVコントローラ112に送信する。その際、Vコントローラ112は、その情報を車両の操縦者に与えることができる。
The V
Vモジュール118は、高いレベルの変更を必要とせずに、新たなサブシステム及び構成要素をVOEと統合できるようにする。たとえば、新たな物理的な電気/電子装置及び任意の対応するソフトウエアに対応するために、Vモジュール118のためのドライバが書かれ得る。そのドライバは、Vモジュールドライバ層110内に存在することになり、Vコントローラ層106によって用いられるVEEDIMS標準インターフェースプロトコルに準拠するように書かれるであろう。その標準インターフェースプロトコルは、VEEDIMS開発キット(VDK)を介して入手することができるか、又は開発者が使用するために別の方法で公開される場合がある。この手法は、ディスクドライブを制御するためにUNIX(登録商標)オペレーティングシステム環境において書かれる汎用ディスクドライブコントローラドライバの考え方と概念的に類似である。新たなディスクドライブが開発されるとき、そのハードウエアレベルにおいて任意の新たに使用できる能力があるにも関わらず、汎用ディスクドライブコントローラドライバは、新たなドライブとやり取りすることができる。なぜなら、新たなドライブのどのようなユニークな態様でも、新たなドライブの低レベルのドライバが、より高レベルの汎用ディスクドライブコントローラドライバに適合するように設計される限り、汎用デバイスドライバに対してトランスペアレントであるためである。したがって、新たなサブシステム及び構成要素は、それらのドライバがVEEDIMS標準インターフェースプロトコルに準拠する限り、高いレベルのVCE変更を必要とせずに、VCE100と統合され得る。
The
Vモジュール118は、他のVモジュールと区別するためにVCE100内で用いることができる固有識別子を有することができる。その固有識別子は、媒体アクセス制御(MAC)アドレス、IPアドレス、又は任意の他の固有の識別コード(たとえば、シリアル番号)とすることができる。
後にさらに詳細に説明されるように、Vモジュール118は、完全に暗号化されたパスワードで保護される自らの内部ウエブサイトを、不揮発性メモリ(たとえば、メモリ602)内に格納しておくことができる。その情報は、製品ドキュメンテーション及びリビジョンレベル(revision levels)、完全な部品表(BOM)、並びに修理及び製造履歴を含む場合がある。Vモジュール118は、このデータをVCE100内の同じレベル(peer)のVモジュール、及びそれよりも高いレベルの構成要素(たとえば、Vスイッチ116及びVコントローラ112)に報知又は送信することができる。Vモジュール118は、障害解析のために、不揮発性メモリ内に、障害に先行する事象のキャッシュされたデータスナップショットを保持する場合があり、実行時間及び他の対象パラメータも格納する場合がある。そのような情報を用いて、故障したVモジュール118の交換を果たすことができ、交換時にVCEのソフトウエアを再構成する必要はない。Vモジュール118は、起動時に診断を実行すると共に、必要に応じて、その状態を報告するように構成することができる。さらに、Vモジュール118、並びにVスイッチ116及びVコントローラ112は全てハートビート信号を生成する場合があり、Vコントローラ112は、そのハートビート信号を監視して、種々のVCE構成要素の状態を判断することができる。
As will be described in more detail later, the
図7を参照すると、システムアーキテクチャの一実施形態700が示される。システムアーキテクチャ700は、VCE100を、広くアクセス可能であり且つ操作される場合がある情報上位層と、ミッションクリティカルである中央制御層と、デバイス層とを有するものと見なす。システムアーキテクチャ700は、情報上位層に重点を置いており、下位層を主にデータ収集及び診断のために使用する。例示するために、システムアーキテクチャ700は、車両層(vehicle layer)、店舗(たとえば、車両修理工場)層(shop layer)及び企業層(enterprise layer)に関して説明される。本実施形態におけるVCE100は、図1のVコントローラ112及びVモジュール118を車両層内に含み、VEEDIMSフリート診断702を店舗層内に含み、VEEDIMSフリート管理704を企業層内に含む。この例では、データ収集、コンパイル及び解析のために、OSIsoft社(San Leandro, CA)によって提供されるPIシステムが用いられる。しかしながら、他のシステムを用いることもでき、本開示はPIシステムには限定されないことは理解されたい。
Turning to FIG. 7, one
本実施形態では、図1のVCE100は、順次データ記憶に対応するように構成され、それにより、事象(たとえば、障害)が発生した後に時間及び偏位(excursion)に基づいて障害解析できるようになる。従来の自動車診断システムは誤りコードパラダイム(error code paradigm)に基づく。誤りコードパラダイムでは、特定の障害が、コンピュータ内に格納される所定の誤りコードを生成し、それにより、理論的には、サービス技術者が障害の根本原因を診断し、システムを修理できるようになる。残念なことに、この所定誤りコード手法は、不測の障害事象又は一連の事象を捕捉することはできないので、結果として、多くの場合に問題解決の実施時間を引き延ばし、それでも元の問題の根本原因を特定できない場合がある。たとえば、誤りを分離できない場合には、障害が発生した構成要素を除去しようとして、ワイヤハーネスの大きな部分、さらには、より大きな部品アセンブリが交換される場合がある。そのような試行錯誤による問題解決手法は、顧客、販売業者及び製造業者にとって極めて大きな負担になる。
In this embodiment, the
本開示は、全ての時系列及び事象反応データ(event driven data)を高い分解能で捕捉すると共に、そのデータをコンパクトな不揮発性デジタル媒体に記憶できるようにするシステムアーキテクチャ700を提供することによって、この問題に対処する。また、そのシステムによれば、特定の障害が起こっている間に、データを精査し、解析して、種々のシステムの状態を調べることができるようになる。この能力によって、顧客によって気付かれるか、又はVCE100によって記録される特定の障害事象に、システムデータを関連付けることができるようになり、さらには、障害に繋がった可能性がある事柄の包括的な状況を明らかにするために、事象前のデータストリームも解析できるようになる。この解析過程によって、サービス技術者は、従来では検出して修理するのがとても困難な障害事象であった断続的な障害の原因を、コンピュータ化されたツールを用いて迅速且つ効率的に診断できるようになる。
The present disclosure provides this by providing a
VCE100は、生成され、収集された全てのデータを格納する能力も提供することができる。圧縮及び例外の場合にのみフィルタリングできるようにすることによって、分解能を失うことなく記憶効率を高めることができる。さらに、単に現時点での問題に対処するのではなく、改善を確認することを目的として後に解析するために、伝送技術(たとえば、ブルートゥース、並びに他の有線及び無線技術)を用いることによって、蓄積されたデータをダウンロードすることができる。たとえば、将来の構成要素障害を防ぐための予測手段を規定するのに使用され得る障害条件を特定するために、データが解析され得る。
The
論理表現又は偏位限界のための探索のような、迅速な検索及び高度な探索のために、データが編成され得る。いくつかの実施形態において、データ記憶装置(たとえば、データベース)は、データストリームの特定の部分の開始及び終了へのポインタを格納するバッチサブシステムを用いることができ、それにより、オーバレイを用いて同じような事象同士を比較できるようになる。たとえば、最適なエンジン始動のモデルを開発すると共に、保守の必要性をパラメータドリフト(たとえば、コールドスタート時のクランキング時間)として予測するために、始動事象を迅速に呼び出して比較できるように、全てのエンジン始動事象がバッチサブシステムによって編成され得る。データベースの効率によって、多変量統計解析を含む、高度な解析が可能になる。これにより、リアルタイムにデータを解析できるようになり、障害検出を実行できるだけでなく、通常の動作パラメータから離れていく傾向を観測することによって予防保守機能も実行することができる。いくつかの例では、VCE100は、最高のプロファイル(たとえば、最適な1組の性能パラメータ)に基づいて制御し、且つ性能がそのプロファイルから逸れるときに警報を起動するように構成することができる。
Data can be organized for quick and advanced searching, such as searching for logical expressions or excursion limits. In some embodiments, the data storage device (eg, database) can employ a batch subsystem that stores pointers to the start and end of a particular portion of the data stream, thereby using the overlay to do the same Such events can be compared. For example, to develop an optimal engine start model and to be able to quickly call up and compare start events to predict maintenance needs as parameter drift (eg, cranking time at cold start) Multiple engine start events can be organized by the batch subsystem. The efficiency of the database enables advanced analysis, including multivariate statistical analysis. As a result, data can be analyzed in real time, and not only fault detection can be performed, but also a preventive maintenance function can be performed by observing a tendency away from normal operating parameters. In some examples, the
このレベルの解析を成し遂げるために、Vモジュール118は、センサ及び他のフィードバック機構を用いて、取り付けられたサブシステム/デバイス200(図2)に関する情報を収集する。その情報は、バスベースI/Oインターフェース706、アナログI/Oインターフェース708及びデジタルI/Oインターフェース710のようなインターフェースを介して得られる場合がある。I/Oインターフェース706、708及び710のそれぞれは、情報を汎用I/Oインターフェース層712の中に通し、そのインターフェース層によって、Vモジュール118は種々のタイプのI/Oインターフェースのそれぞれと一様に通信できるようになる。
To accomplish this level of analysis, the
I/Oインターフェース層712は、その情報をレジスタマップ714内に格納し、レジスタマップは、Modbus/TCPドライバ716及び埋め込み部品ヒストリアンオブジェクト(Embedded Component Historian Object:ECHO)ドライバ718(たとえば、OSIsoft社(San Leandro, CA)によって提供されるPIシステムに対応するようなECHO)にアクセスすることができる。Modbus/TCPドライバ716及びECHOドライバ718は、後に説明されるように、Vコントローラ112の対応する構成要素とのインターフェースを構成する。
The I /
レジスタマップ714はVEEDIMSダイナミックコントローラ720にもアクセスすることができ、VEEDIMSダイナミックコントローラは、レジスタマップから情報を入手し、その情報を処理して、ドキュメンテーション722を更新及び保守するように構成される。ドキュメンテーションバージョン管理は、非常に複雑な車両、又は大量生産される車両において複雑な問題となる。この問題を解決するために、VEEDIMSは、Vモジュール118内又は別のサブシステム内に、ドキュメンテーションセット全部を埋め込み、サービス技術者が即座に利用できるようにする。さらに、サービスログが格納される場合があり、車両のサービス履歴を正確に反映するようにサービスログを更新することができる。いくつかの実施形態において、サービスログは請求書作成システムにリンクされる場合があり、請求書作成システムがログを自動的に更新する。
ダイナミックコントローラ720は、診断モジュール724を用いて診断を実行すると共に、その診断から生じる情報を保持することもでき、構成モジュール726を用いて、Vモジュール及びサブシステム/デバイスパラメータを構成すると共に、構成情報を保持することができる。ダイナミックコントローラ720は、上記で説明された埋め込みウエブサーバを用いて、ハイパーテキスト転送プロトコル(HTTP)インターフェース728を介して、ドキュメンテーション722、並びに診断モジュール724及び構成モジュール726に関連する情報を利用できるようにすることもできる。この例では、その情報を、店舗層内のVEEDIMSフリート診断702が利用できるようになるが、VCE100に対応する車両の操縦者を含む、数多くの他のユーザが利用できるようになる場合がある。
The
Vコントローラ112は、Vモジュール118のModbus/TCPドライバ716を介してレジスタマップ714から情報を受信するModbus/TCPドライバ730を備える。Modbus/TCPドライバ730は、処理された情報をECHO構成要素736に送る前に、その情報を処理することができる可視化モジュール732に情報を渡す。また、Vコントローラ112は、Vモジュール118のECHOドライバ718を介してレジスタマップ714から情報を受信するECHOドライバ734も備える。ECHOドライバ734は、情報をECHO構成要素736に渡す。ECHO構成要素736は、その情報のうちのいくつか又は全てを、ECHOアップロード構成要素738を介して、企業層内のVEEDIMSフリート管理704に送ることができる。また、ECHO構成要素736は、その情報のうちのいくつか又は全てをECHOデータデータベース740内に格納することもでき、そのデータベースは、大量のタイムスタンプ付きデータを迅速に(たとえば、リアルタイム又は概ねリアルタイムに)収集し、アーカイブするための役割を担うことができる。
The
Vコントローラ112及びVモジュール118によって格納されるデータのうちの或る量又は全てが、事故のような高衝撃及び高温の状況に耐えるように設計される「ブラック・ボックス」内に格納される場合がある。上記のデータは、種々のサブシステムが損傷を受けるか、又は破壊される場合であっても、解析するために後に入手され得る。
When some or all of the data stored by V-
店舗層内のVEEDIMSフリート診断702はウエブブラウザ742を含み、ウエブブラウザ742を用いて、Vモジュール118のウエブサーバによって提供されるHTTPインターフェース728を介して、ドキュメンテーションデータ722及び診断データ724にアクセスし、それらのデータを見ることができる。Vモジュール118のデータがHTTPによって提供されることに起因して、独自開発の装置及びツールが必要とされずに、そのデータへのアクセスが成し遂げられ得る。そのデータを暗号化することができるとき、適切な認証証明書を有するユーザだけがデータにアクセスすることができるので、セキュリティを確保することができる。また、VEEDIMSフリート診断702は、構成ツール744も備える場合があり、構成ツール744は、構成モジュール726とやり取りして構成情報を入手し、拡張可能マークアップ言語(XML)構成情報を用いてVモジュール118、他のVモジュール、及び取り付けられているサブシステム/デバイスのパラメータを構成するために用いられ得る。
The VEEDIMS fleet diagnostic 702 in the store tier includes a
VEEDIMSフリート診断702は、Vコントローラ112のECHOデータデータベース740からデータを入手するECHO構成要素746をさらに備える。そのデータがPI ECHOドライバ748を介してPIサーバ750に渡される場合があり、種々のPI解析ツール752が店舗層内のデータのうちの或る量又は全てを解析することに用いられる場合がある。そのデータは、ECHOアップロード構成要素754を介して、企業層内のVEEDIMSフリート管理704に渡される場合がある。
The VEEDIMS fleet diagnostic 702 further comprises an
企業層内のVEEDIMSフリート管理704は、ECHOアップロード構成要素738及び754からデータを受信するECHOアップロード構成要素756を備える。ECHOアップロード構成要素756は、そのデータをECHO構成要素758に渡し、ECHO構成要素758は、そのデータを、PI ECHOドライバ760を介して、PIデータデータベース762に格納する。PI解析ツール766は、解析するために、PIサーバ764を介してPIデータデータベース762内のデータにアクセスすることができる。
The
図8を参照すると、一実施形態において、図1のVCE100を用いて管理され得る環境として、車両800(乗物)が示される。車両800は、シャーシ801を備えており、シャーシ内に配置されるか、又はシャーシに接続される複数のサブシステム及び対応する構成要素があり、それらは車両800に対して、推進、舵取り、制動及び他の機能を提供する。本明細書において説明されるサブシステム及び構成要素は例示することだけを目的としていること、及び車両800と共に、数多くの他のサブシステム及び構成要素が用いられる場合があることは理解されたい。さらに、例示されるサブシステム及び構成要素は、例示されるものとは異なるように構成される場合があり、車両800内に異なるように配置される場合もある。
Referring to FIG. 8, in one embodiment, a vehicle 800 (vehicle) is shown as an environment that can be managed using the
車両800は、タイヤ802a、802b、802c及び802dと、それぞれ対応するタイヤ圧力監視システム(TPMS)タイヤ内センサ804a、804b、804c及び804dとを備えており、それらのセンサはTPMS無線信号受信機806に信号をそれぞれ送信する。タイヤ802a、802b、802c及び802dは軸808a及び808bに接続され、それらの軸はエンジン810に接続されるトランスミッションシステム(図示せず)を介して駆動される。エンジン制御ユニット(ECU)812が、エンジン810の性能を監視及び管理することができる。たとえば、ECU812は、監視されるパラメータに基づいて、エンジン810内の燃料噴射を制御することができる。ヘッドライトアセンブリ814a及び814b、並びにテールライトアセンブリ816a及び816bが電気システムに接続される場合があり、その電気システムによって、ヘッドライト及びテールライトアセンブリを形成する種々のライトを操作できるようになる。
The
「半ドア」センサ820a及び820bを用いて、ドア818a及び818bがそれぞれ監視される場合がある。ドア818a及び818bがそれぞれ開けられるときに、室内照明、警報及び他の機能を制御するために、「ドア開放」スイッチ822a及び822bが用いられる場合がある。運転席824a及び助手席824bはそれぞれ乗員検知センサ826a及び826bを備えることがあり、それらのセンサは、人がいることを指示する。
“Half door”
車室は、フィードバック情報(たとえば、速度、燃料レベル及びエンジン温度)を運転者に与えるための計器群828、ステアリングホイール830上に配置される種々の作動手段(たとえば、スイッチ及びボタン)、インストルメントパネルスイッチ群832、並びにインタラクティブナビゲーション及び情報画面834(たとえば、フラットパネル)を収容することもできる。インタラクティブ画面834を用いて、ナビゲーション情報、車両情報(たとえば、現在の燃料レベル、燃料補給が必要とされるまでの推定残りマイル数、及び種々の温度(たとえば、エンジン及び車室温度))、及び他の情報をユーザに対して提供することができる。ウィンドシールドワイパアセンブリ836が、ステアリングホイール830上の作動手段を介して制御される場合がある。ロールバーライトアセンブリ838a及び838bが電気システムに接続される場合があり、その電気システムによって、たとえば、インタラクティブ画面834を介してロールバーライトアセンブリ上の種々のライトを操作できるようになる。
The vehicle compartment includes a group of
燃料室840(fuel cell)が、エンジン810からの低圧燃料戻し経路において流体流量を測定する流量計842、及びエンジンへの高圧力燃料経路において流体流量を測定する流量計844に接続される場合がある。給油口キャップ846が給油経路に蓋をすることができ、その経路は流量計848によって監視される。図には示されないが、センサが給油口キャップ846を監視し、所定の位置にあることを確実にすることができる。燃料室840及び種々の流量計842、844及び848は監視される場合がある。
A fuel chamber 840 (fuel cell) may be connected to a
車両800は、点火、推進、舵取り、制動、油圧及びタイヤ圧、コントロールパネルインジケータ、車室環境パラメータ(たとえば、温度及び空気流)、及び音声/映像エンターテインメントシステム設定のような車両機能を監視し、且つ/又は制御するように構成される種々のサブシステム(全てが図示されるとは限らない)を備える場合があることは理解されたい。そのようなサブシステムは、複雑なもの(たとえば、ECU812によって管理されるような燃料噴射)から、比較的簡単なもの(たとえば、室内「ドーム」ライトの制御)まで多岐にわたることがある。
The
さらに図9を参照すると、図1のVCE100の一実施形態が、図8の車両800において示される。その車両800は、Vコントローラ112及びVCE電源114を備えており、それらは互いに且つVスイッチ116に接続される。Vスイッチ116は第1のVモジュール118aに接続され、第1のVモジュール118aはさらに、第2のVモジュール118bに接続される。Vモジュール118a及び118bはそれぞれ、テールライトアセンブリ816a及び816bに接続される。この例では、各テールライトアセンブリ816a及び816bは複数のLEDを含み、それらのLEDはリバースライトエリア、ブレーキライトエリア、及び方向指示エリアに分割される。いくつかの実施形態では、Vモジュール118a及び118bは、個々のテールライトアセンブリに組み込まれる。他の実施形態では、Vモジュール118a及び118bは、個々のテールライトに接続されるが、別個の構成要素である。Vコントローラ112はVモジュール118cにも接続され、Vモジュール118cはさらに、独自開発(独自仕様)のケーブル(proprietary cable)を介してECM812に接続される。
Still referring to FIG. 9, one embodiment of the
この例では、VCE100のVモジュールは、パッシブスイッチクラス、ソレノイド/アクチュエータクラス、モータクラス、パッシブ情報表示クラス、インタラクティブ情報表示クラス、パッシブデータパススルークラス、フィードバックデータ収集クラス、及び照明制御クラスを含む、複数のクラスに分類される。これらのクラスは例示することを目的としており、限定するつもりはないことは理解されたい。さらに、特定のクラス間に重なりがある場合があり、或るクラスの全て又は一部が、別のクラスの一部を形成する場合がある。 In this example, the VCE 100 V module includes multiple passive switch classes, solenoid / actuator classes, motor classes, passive information display classes, interactive information display classes, passive data pass-through classes, feedback data collection classes, and lighting control classes. It is classified into the class. It should be understood that these classes are for purposes of illustration and are not intended to be limiting. Furthermore, there may be overlap between certain classes, and all or part of one class may form part of another class.
パッシブスイッチクラスは、半ドアセンサ820a及び820b、又は乗員検知センサ826a及び826bのために用いられる場合がある、簡単なオン/オフ状態スイッチ又は瞬時接触スイッチのようなサブシステム及び構成要素を含む。このクラスは、ウィンドシールドワイパアセンブリ836の間欠、低速、中速及び高速ワイピング間隔を起動するためにウィンドシールドワイパ制御において用いられる場合があるような、多機能又は多状態を制御するために用いられる、さらに複雑な多位置パッシブスイッチを含む場合もある。
The passive switch class includes subsystems and components such as simple on / off state switches or instantaneous contact switches that may be used for half-
ソレノイド/アクチュエータクラスは、ドア、トランクドアを電気的に開けるために、又は任意の他の単一の動作又は過程のために用いられるサブシステム及び構成要素を含む。モータクラスは、ワイパ(たとえば、ウィンドシールドワイパアセンブリ836)を動かす際に用いられるサブシステム及び構成要素、フード/ドア開放機構において用いられるサブシステム及び構成要素、パワーシート又はミラーを動かすために用いられるサブシステム及び構成要素、並びに類似の電動操作において用いられるサブシステム及び構成要素を含む。 The solenoid / actuator class includes subsystems and components used to electrically open doors, trunk doors, or any other single action or process. The motor class is used to move subsystems and components used in moving wipers (eg, windshield wiper assembly 836), subsystems and components used in hood / door opening mechanisms, power seats or mirrors. Subsystems and components as well as subsystems and components used in similar motorized operations.
パッシブ情報表示クラスは、計器群828内の電気/電子ダッシュボード計器、アドレス指定可能なマトリックス液晶ディスプレイ(LCD)及び有機発光ダイオード(OLED)ディスプレイのようなアクティブディスプレイを含む、ユーザのための視覚表示情報を供給するサブシステム及び構成要素を含む。インタラクティブ情報表示クラスは、インタラクティブ画面834、グローバル・ポジショニング・システム(GPS)ナビゲーションデバイス、サウンドシステム、アクティブディスプレイ、及び状態表示を用いてエンジンスタンバイ/始動/停止制御切替能力を提供するインタラクティブスタータスイッチを含む、サブシステム及び構成要素を含む。
Passive information display classes include visual displays for users, including active displays such as electrical / electronic dashboard instruments in the
パッシブデータパススルークラスは、パッシブディスプレイを含む、データ収集及びデータパススルーを実行するためのサブシステム及び構成要素を含む。フィードバックデータ収集クラスは、インタラクティブディスプレイ、照明制御モジュール及びエンジン制御モジュールのようなサブシステム及び構成要素を含む。照明制御クラスは、ヘッドライトアセンブリ814a及び814b、昼間走行ライト、テールライトアセンブリ816a及び816b、並びに一時的な室内照明及びインストルメントパネル照明のためのサブシステム及び構成要素を含む。
The passive data pass-through class includes subsystems and components for performing data collection and data pass-through, including passive displays. The feedback data collection class includes subsystems and components such as interactive displays, lighting control modules, and engine control modules. The lighting control class includes
上記のクラスリストによれば、この例のVモジュール118a及び118bは、照明制御クラスモジュールとして分類される。Vモジュール118cは、パッシブデータパス又はフィードバックデータ収集クラス内に分類される場合がある。
According to the above class list, the
Vモジュール118cは、非VEEDIMS対応レガシーサブシステム又は構成要素とやり取りして、該非VEEDIMS対応レガシーサブシステム又は構成要素に少なくとも基本的なレベルのVEEDIMS機能を与えることができるVモジュールの一例である。Vモジュール118cは、独自開発のケーブルを介して、ECM812からCANバスデータを受信する。その後、Vモジュール118cは、CANバスデータをVネットデータに変換し、変換されたデータを、Vネットバックボーンを介して送信する。これにより、VCE100がCANバスデータを利用できるようになり、その際にVモジュール118cよりも高いVCEレベルにおいて他の変換を実行する必要はない。いくつかの実施形態において、VEEDIMS対応ECMをECM812の代わりに用いることができ、それにより、そのECMをVCE100内にシームレスに組み込むことができるようになる。VEEDIMS対応ECMは、より高いレベルの制御システムの受信準備ができるまで、エンジン始動及び走行データをキャッシュする能力も備える場合がある。そのキャッシュ技術は、任意の待ち時間に対応することができ、タイムスタンプ処理の同期を提供することができ、如何なるデータも失うことなく、アップグレード又はメンテナンスのために、より高いレベルのシステムをシャットダウンできるようにする。
例示のために、Vモジュール118a及び118bのそれぞれが上記のようなMAXIボードを形成するように、それらのVモジュールはそれぞれ、命令を実行するNetburnerを有する回路基板を含む。各Vモジュール118a及び118bは、テールライトアセンブリ816a及び816bのリバースライトエリアのリバースライトを点灯させるために必要とされる複数の電源を備えており、ブレーキライト及び方向指示エリアを駆動するために他の電源も備える場合がある。
For purposes of illustration, each of the
Vモジュール118a及び118bは、テールライトアセンブリ816a及び816bのそれぞれのLEDを個別にアドレス指定することができ、光ファイバリンク又は他の手段を用いて、LEDからのフィードバックを受信し、輝度レベル等を特定することができる。たとえば、車両800が始動されるとき、Vモジュール118a及び118bは、テールライトアセンブリ816a及び816b内の各LEDの迅速な試験を実行して、LEDが機能していることを確実にすることができる。これは、光ファイバリンクを介して得られるフィードバックを用いて成し遂げることができ、それにより、Vモジュール118a及び118bは各LED又は複数のLEDグループの輝度レベル及び色を測定できるようになる。色試験は、18ビットの分解能まで正確にすることができ、その分解能は、Vモジュール118a及び118bに、テールライトアセンブリ816a及び816bの光出力よりも高い度合いの制御を与える。この情報を用いて、Vモジュール118a及び118bは、たとえば、パルス幅変調(PWM)一括ドライブ(collective drive)を用いて、LEDの出力を制御することができる。
The
Vモジュール118a及び118bに与えられるフィードバックは、試験以外の種々の目的のために用いられる場合がある。たとえば、そのフィードバックは、昼間走行ライトのような昼間及び夜間照明を制御するために用いることができ、また、周囲光レベルに基づいてLEDの輝度を調整するために用いることができる。別の例では、そのフィードバックは、テールライトアセンブリ816a及び816bを用いてアクティブリフレクタを提供するために用いることができる。アクティブリフレクタを形成するために、光ファイバが外部光源から到来する光を検出するまで、LEDをオフにしておくことができる。これが生じる場合がある1つの起こり得るシナリオは、車両800が故障しており、夜間に路肩に止まっている場合である。ハザードライトを点滅させたままにし、バッテリを消耗するのではなく、光ファイバは他の車両からのヘッドライトを検出することができ、それに応答して、LEDのうちのいくつか又は全てを起動し、車両の存在の能動的に指示することができる。LEDは一瞬光らせることができるか、又はさらに別のインジケータを与えるために別の方法で操作することができる。
The feedback provided to the
Vモジュール118a及び118bを形成するMAXIボードは、照明制御のような目的のために1つ又は複数の汎用シリアルインターフェースを備える場合がある。たとえば、MAXIボードは、イーサネット(登録商標)又は他の専用デジタル制御プロトコルを介して、(娯楽産業によって照明制御のために用いられる)DMXに対応することができる。MAXIボードによって、RS232準拠シリアルポートを含む他のシリアルインターフェースに対応することもできる。
The MAXI board that forms the
この例では、テールライトアセンブリ816a及び816bはそれぞれ、VCE電源114とLEDとの間に配置される電源(PS)ボード(図示せず)を備える。PSボードはVEEDIMS対応でない場合もあるが、一方向信号及び双方向信号を介して、Vモジュール118a及び118bに接続される場合がある。PSボードは、LEDへの最大電流を設定することができ、その最大電流は、PSボード上に配置されるアドレス指定可能なポテンショメータを介して、対応するVモジュール118a及び118bによって制御することができる。また、PSボードは、LEDにPWM信号を送信して輝度を制御することもでき、そのPWM信号は、Vモジュール118a及び118bによって制御することができる。テールライトアセンブリ816a及び816bがVモジュール118a及び118bを用いることなく動作することができるように、PSボードの機能のうちのいくつか又は全てがローカルに制御される場合があることに留意されたい。
In this example,
図10を参照すると、別の実施形態において、環境1000が、図1のVCE100を含む構造物1002を示す。この例では、構造物1002は、複数のフロア1004及び1006、並びに1つ又は複数の入口1008(たとえば、ドア)を含む地上の建物である。花壇1010のような庭が、構造物1002の周囲に配置される場合がある。構造物1002は、複数の構成要素、並びにそれらの構成要素を監視及び制御するための対応するシステムに関連付けられる場合がある。たとえば、構造物1002は、注水システム1012、環境制御システム1014、照明システム1016、警報システム1018及びセキュリティシステム1020に関連付けられる場合がある。システム1012、1014、1016、1018及び1020のそれぞれが複数のシステム又はサブシステムを表す場合があることは理解されたい。
Referring to FIG. 10, in another embodiment,
注水システム1012は、花壇1010及び他の屋外の庭及び屋内の植物の鉢植え(図示せず)への水分の供給を制御及び監視するように構成される場合がある。環境制御システム1014は、暖房及び空調設備を制御及び監視するように構成される場合がある。照明システム1016は、構造物1002の屋内及び屋外照明を制御及び監視するように構成される場合があり、屋内照明システム及び屋外照明システムを表す場合がある。警報システム1018は火災報知システム及びセキュリティ警報システムを表す場合がある。警報システム1018は、構造物1002内の危険防止構成要素(たとえば、火災報知)、並びにセキュリティ警報(たとえば、無許可での立ち入りを知らせるためにドア1008にある盗難予防警報、或いは部屋又は事務所の続き部屋への立ち入りを管理するために屋内ドアにある警報)を制御及び監視するように構成される場合がある。セキュリティシステム1020は、カメラ、モーションセンサ及び類似のセキュリティデバイスを制御及び監視するように構成される場合があり、実施形態によっては、セキュリティ警報を制御及び監視する場合もある。
The
Vネットバックボーンを介して、システム1012、1014、1016、1018及び1020を監視及び制御するために、1つ又は複数のVコントローラ112を用いることができ、Vネットバックボーンは電力分配能力を含む場合も、含まない場合もある。Vコントローラ112は、複数のVモジュール118a、118b及び118cに接続される。図には示されないが、Vコントローラ112と、Vモジュール118a、118b及び118cとの間に、1つ又は複数のVスイッチ116が配置される場合もある。
One or more V-
Vモジュール118aは注水システム1012に接続される。Vモジュール118bは環境制御システム1014及び照明システム1016に接続される。Vモジュール118cは、警報システム1018及びセキュリティシステム1020に接続される。各Vモジュール118a、118b及び118cは、先行する実施形態において上記で説明されたように、接続されるシステム1012、1014、1016、1018及び1020を監視し、それらのシステムに問い合わせると共に、それらのシステムを制御することができる。
The
いくつかの実施形態では、VCE100は、構造物1002の主電力分配網のような、さらに大規模なシステムに関係する場合もある。これらの事例では、VCE100によって得られるデータは他の情報源と共有される場合がある。たとえば、電力分配網データが電力会社と共有される場合があり、さらには、それらの情報は解析するために他のデータと統合される場合もある。その解析を用いて、電灯制限及び停電を含む問題を防ぐことができ、所与のエリア内の需要を追跡することができる。
In some embodiments, the
本明細書における図面及び詳細な説明は、限定するものではなく、例示するものと見なされるべきであり、開示される特定の形態及び例に限定することは意図していないことは理解されたい。それどころか、添付の特許請求の範囲によって定められるような本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、当業者には明らかな任意のさらになる変更、変形、改変、置換、代替、設計上の選択及び実施形態が含まれる。したがって、添付の特許請求の範囲は、全てのそのような変更、変形、改変、置換、代替、設計上の選択及び実施形態を包含するように解釈されることが意図されている。 It should be understood that the drawings and detailed description herein are to be regarded as illustrative rather than limiting, and are not intended to be limited to the particular forms and examples disclosed. On the contrary, any further changes, modifications, alterations, substitutions, alternatives, design choices and Embodiments are included. Accordingly, the appended claims are intended to be construed to include all such changes, modifications, variations, substitutions, alternatives, design choices and embodiments.
Claims (29)
複数のケーブルによって形成されるバックボーンネットワークであって、各ケーブルはデジタルデータ及び電力を同時に搬送するように構成される、バックボーンネットワークと、
前記バックボーンネットワークに接続され、複数の制御命令を実行するように構成されるコントローラと、
前記バックボーンネットワークを介して前記コントローラに接続される複数のモジュールであって、前記バックボーンネットワークを介して前記モジュールが必要とするデータ及び全電力を受信するように構成され、前記モジュールは前記複数の制御命令に基づいて、前記コントローラからの制御信号を受信するように構成される、複数のモジュールと、
前記複数のモジュールのうちの第1のモジュール内に配置される直接入力/出力(I/O)インターフェースを介して、該第1のモジュールに接続される少なくとも1つのデバイスであって、該第1のモジュール内に収容されるデバイス特有ドライバが、該デバイスと、前記コントローラ内の汎用VEEDIMSコントローラドライバとの間の通信インターフェースを提供する、少なくとも1つのデバイスと
を備える、乗物のための仮想電気/電子デバイスのインターフェース及び管理システム。 A virtual electrical / electronic device interface and management system (VEEDIMS) for a vehicle, comprising:
A backbone network formed by a plurality of cables, each cable configured to carry digital data and power simultaneously; and
A controller connected to the backbone network and configured to execute a plurality of control instructions;
A plurality of modules connected to the controller via the backbone network, configured to receive data and total power required by the module via the backbone network, the module controlling the plurality of controls A plurality of modules configured to receive control signals from the controller based on instructions;
At least one device connected to the first module via a direct input / output (I / O) interface disposed in the first module of the plurality of modules, the first module comprising: A virtual electrical / electronic for a vehicle comprising: a device-specific driver housed in a module of the device comprising: Device interface and management system.
第1の電力インターフェースと、第1のネットワーク/電力インターフェースと、該第1の電力インターフェース及び該第1のネットワーク/電力インターフェースに接続される第1のプロセッサと、該第1のプロセッサによって実行可能な複数の命令を含有する第1のメモリとを有する第1のコントローラであって、前記命令は複数のモジュールを制御するようになっているコントローラ命令を含む、該第1のコントローラと、
電力のみを搬送するようになっている第1のケーブルを介して前記第1の電力インターフェースに直に接続されるエネルギー源と、
電力のみを搬送するようになっている第2のケーブルを介して前記エネルギー源に直に接続される第2の電力インターフェースと、電力及びデータの両方を同時に搬送するようになっている第3のケーブルを介して前記第1のネットワーク/電力インターフェースに直に接続される第2のネットワーク/電力インターフェースとを有する第1のスイッチと、
複数のモジュールのうちの第1のモジュールであって、該第1のモジュールは、電力及びデータの両方を同時に搬送するようになっている第4のケーブルを介して前記第2のネットワーク/電力インターフェースに直に接続される第3のネットワーク/電力インターフェースと、デバイス入力/出力(I/O)ポートと、該第3のネットワーク/電力インターフェース及び該デバイスI/Oポートに接続される第2のプロセッサと、該第2のプロセッサによって実行可能な複数の命令を含有する第2のメモリとを有しており、前記命令は、該第1のモジュールと、前記デバイスI/Oポートを介して該第1のモジュールに接続されるデバイスとの間の通信を可能にするようになっているドライバ命令を含み、該第1のモジュールは前記デバイスと前記第1のコントローラとの間の通信インターフェースを提供するようになっている、第1のモジュールと
を備える、仮想電気/電子デバイスのインターフェース及び管理システム。 A virtual electrical / electronic device interface and management system (VEEDIMS) comprising:
A first power interface; a first network / power interface; a first processor connected to the first power interface and the first network / power interface; and executable by the first processor A first controller having a first memory containing a plurality of instructions, wherein the instructions include controller instructions adapted to control a plurality of modules;
An energy source connected directly to the first power interface via a first cable adapted to carry only power;
A second power interface connected directly to the energy source via a second cable adapted to carry only power, and a third adapted to carry both power and data simultaneously A first switch having a second network / power interface connected directly to the first network / power interface via a cable;
A first module of the plurality of modules, wherein the first module is connected to the second network / power interface via a fourth cable adapted to carry both power and data simultaneously; A third network / power interface directly connected to the device, a device input / output (I / O) port, and a second processor connected to the third network / power interface and the device I / O port And a second memory containing a plurality of instructions executable by the second processor, wherein the instructions are received by the first module and the device I / O port through the first I / O port. Driver instructions adapted to enable communication with a device connected to a module, the first module comprising the device And the first controller and adapted to provide a communication interface between, and a first module, the virtual electrical / electronic device interface and management systems.
乗物内に配置されるモジュールであって、該モジュールは、デバイスに適合する入力/出力(I/O)インターフェースを介して該デバイスに接続するように構成されるとともに、該モジュールに双方向データ及び一方向電力を同時に搬送するようになっているケーブルを介してコントローラに接続するように構成され、該モジュールは、第1のプロセッサと、該第1のプロセッサによって実行可能な第1の命令セットを含む第1のメモリとを有し、該第1の命令セットはハイパーテキスト転送プロトコル(HTTP)サーバを設けるための命令を含み、該第1のメモリは、該モジュールのサービス履歴と、該HTTPサーバを介してアクセス可能である該モジュール及び前記デバイスのうちの少なくとも一方のための部品表とを含むドキュメンテーションセットをさらに含む、モジュールと、
前記乗物内に配置されるコントローラであって、該コントローラは第2のプロセッサと、該第2のプロセッサによって実行可能な第2の命令セットを含む第2のメモリとを有し、該第2の命令セットは、前記モジュールからデータを受信すると共に、該データを該第2のメモリ内に格納するための命令を含む、コントローラとを備える、仮想電気/電子デバイスのインターフェース及び管理システム支援アーキテクチャ。 A virtual electrical / electronic device interface and management system (VEEDIMS) support architecture comprising:
A module disposed in a vehicle, the module configured to connect to the device via an input / output (I / O) interface adapted to the device, and The module is configured to connect to the controller via a cable adapted to carry unidirectional power simultaneously, and the module includes a first processor and a first instruction set executable by the first processor. The first instruction set includes instructions for providing a hypertext transfer protocol (HTTP) server, the first memory including a service history of the module and the HTTP server A document including a module and a bill of materials for at least one of said devices accessible via Further comprising a Plantation set, and the module,
A controller disposed in the vehicle, the controller having a second processor and a second memory including a second instruction set executable by the second processor; A virtual electrical / electronic device interface and management system support architecture comprising: an instruction set comprising a controller that receives data from the module and includes instructions for storing the data in the second memory.
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