JP5391193B2 - 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 - Google Patents

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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）制御環境（ＶＣＥ）の一実施形態において存在することができるソフトウエア層及びハードウエア層を示す図である。 図１のＶＣＥの一実施形態におけるハードウエア層の１つの実現可能な構成を示す図である。 図１のＶＣＥの一実施形態におけるハードウエア層の別の実現可能な構成を示す図である。 図１のＶＣＥにおいて用いることができるＶＥＥＤＩＭＳコントローラの一実施形態を示すブロック図である。 図１のＶＣＥにおいて用いることができるＶＥＥＤＩＭＳスイッチの一実施形態を示すブロック図である。 図１のＶＣＥにおいて用いることができるＶＥＥＤＩＭＳモジュールの一実施形態を示すブロック図である。 図１のＶＣＥの複数の態様を組み込むことができるシステムアーキテクチャの一実施形態を示す図である。 図１のＶＣＥを用いることができる乗物の一実施形態を示す図である。 図８の乗物内に配置される、図１のＶＣＥの一実施形態を示す図である。 図１のＶＣＥを用いることができる構造物の一実施形態を示す図である。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

「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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

Claims (31)

1. 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（ＶＥＥＤＩＭＳ）であって、
   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、
   前記第１のモジュールは、
   前記デバイスが特に前記第１のモジュールとの通信のために構成されているか否かを判断し、
   前記デバイスが特に前記第１のモジュールとの通信のために構成されておらず前記第１のモジュールと通信できない場合には、前記デバイスの動作パターンを監視して、前記コントローラによる使用のために前記デバイスのプロファイルを生成し、
   前記デバイスが特に前記第１のモジュールとの通信のために構成されている場合、前記デバイスと通信することにより、前記デバイスのプロファイルを前記デバイスから直接取得するように構成されている、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。
2. 前記コントローラと前記第１のモジュールとの間の前記バックボーンネットワーク内に配置されるスイッチをさらに備え、該スイッチは、前記必要とされる電力を電源から前記第１のモジュールに渡すと共に、前記第１のモジュールと前記コントローラとの間で通信を転送するように構成される、請求項１に記載のＶＥＥＤＩＭＳ。
3. 前記バックボーンネットワークはイーサネット（登録商標）を基にし、前記コントローラ及び前記第１のモジュールはそれぞれ、前記第１のモジュールと前記コントローラとの間で通信するための伝送制御プロトコル（ＴＣＰ）ドライバを備える、請求項２に記載のＶＥＥＤＩＭＳ。
4. 前記スイッチはイーサネットスイッチを含む、請求項２に記載のＶＥＥＤＩＭＳ。
5. 前記第１のモジュールは、ハイパーテキスト転送プロトコル（ＨＴＴＰ）サーバをさらに備える、請求項１に記載のＶＥＥＤＩＭＳ。
6. 前記第１のモジュールは、前記第１のモジュール及び前記デバイスについての診断データを得ると共に、該診断データを前記ＨＴＴＰサーバを介してアクセス可能にするように構成されている診断構成要素をさらに備える、請求項５に記載のＶＥＥＤＩＭＳ。
7. 前記第１のモジュールは、前記第１のモジュールのサービス履歴を含むドキュメンテーションセットをさらに含み、前記ドキュメンテーションセットは、前記ＨＴＴＰを介してアクセス可能であるように構成される、請求項５に記載のＶＥＥＤＩＭＳ。
8. 前記第１のモジュールは、前記第１の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動作パラメータを設定するように構成されている設定構成要素をさらに備える、請求項１に記載のＶＥＥＤＩＭＳ。
9. 前記第１のモジュールは、前記第１のモジュール及び前記デバイスのうちの少なくとも一方についてのデータを収集するように構成されているデータ収集構成要素をさらに備える、請求項１に記載のＶＥＥＤＩＭＳ。
10. 前記データ収集構成要素は、前記収集されたデータを前記第１のモジュールから前記コントローラに送信するためにＥＣＨＯドライバに接続される埋め込み部品ヒストリアンオブジェクト（ＥＣＨＯ）を含む、請求項９に記載のＶＥＥＤＩＭＳ。
11. 前記収集されたデータは、前記コントローラ内のデータベースに転送される前に、前記第１のモジュール内のレジスタマップ内に格納される、請求項９に記載のＶＥＥＤＩＭＳ。
12. 前記第１のモジュールは前記デバイスと統合される、請求項１に記載のＶＥＥＤＩＭＳ。
13. 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（ＶＥＥＤＩＭＳ）であって、
    電力のみを搬送するように構成された第１のケーブルの第１のコネクタを受けるように構成されている第１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構成された第３ケーブルの第１の信号ケーブルコネクタを受けるように構成されている第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構成され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構成された前記第１のケーブルの第２のコネクタを介して前記第１の電力インターフェースに直に接続されるバッテリと、
    電力のみを搬送するように構成された第２のケーブルの第１のコネクタを受けるとともに、前記第２のケーブルを介して前記バッテリに直に接続されるように構成されている第２の電力インターフェースと、前記第３のケーブルの第２の信号ケーブルコネクタを受けるように構成されているとともに、電力及びデータの両方を同時に搬送するように構成された第４のケーブルの第１の信号ケーブルコネクタを受けるように構成されている第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のスイッチであって、該第１のスイッチは、電力及びデータの両方を同時に搬送するように構成された前記第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ており、前記第１のコントローラと前記複数のモジュールとの間でデータコンジットとしての役割を果たすように構成されているとともに、前記バッテリと前記複数のモジュールとの間で電力コンジットとしての役割を果たすように構成されている第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、前記第４のケーブルの第２信号ケーブルコネクタを受けるように構成されるとともに電力及びデータの両方を同時に搬送するように構成された前記第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構成されたドライバ命令を含み、該第１のモジュールは前記スイッチを介して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構成されている、第１のモジュールと
    を備え、
    前記第２のメモリの前記命令は、
    前記デバイスが特に前記第１のモジュールとの通信のために構成されているか否かを判断し、
    前記デバイスが特に前記第１のモジュールとの通信のために構成されておらず前記第１のモジュールと通信できない場合には、前記デバイスの動作パターンを監視して、前記コントローラによる使用のために前記デバイスのプロファイルを生成し、
    前記デバイスが特に前記第１のモジュールとの通信のために構成されている場合、前記デバイスと通信することにより、前記デバイスのプロファイルを前記デバイスから直接取得するように
    前記第１のモジュールを構成する命令も含む、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。
14. 電力及びデータの両方を同時に搬送するように構成された第５のケーブルを介して前記第１のコントローラに接続される第２のコントローラをさらに備え、前記第１のメモリは、前記複数のモジュールによって引き起こされる負荷を前記第１のコントローラと前記第２のコントローラとの間で均衡させるための、前記第１のプロセッサによって実行可能な複数の命令を含む、請求項１３に記載のＶＥＥＤＩＭＳ。
15. 第３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構成された第５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４のネットワーク／電力インターフェースとを有する第２のスイッチをさらに備え、前記第２のスイッチは、前記バッテリではなく、前記第１のスイッチから電力を得るように構成される、請求項１３に記載のＶＥＥＤＩＭＳ。
16. 前記第１のスイッチ及び前記第２のスイッチは、前記第５のケーブルを介して前記第１のスイッチから前記第２のスイッチに電力を渡すと共に、同時に前記第５のケーブルを介して前記第２のスイッチから前記第１のスイッチにデータを渡すように構成される、請求項１５に記載のＶＥＥＤＩＭＳ。
17. 電力及びデータの両方を同時に搬送するように構成された第５のケーブルを介して前記第３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４のネットワーク／電力インターフェースを有する第２のモジュールをさらに備え、前記第２のモジュールは、その電力を前記第１のモジュールから得るように構成される、請求項１３に記載のＶＥＥＤＩＭＳ。
18. 前記第２のメモリは、前記デバイスが前記第１のモジュールに最初に接続されるときに、前記デバイスに問い合わせを送信すると共に、該問い合わせから生じるデータを前記第１のコントローラに送信するための命令をさらに含む、請求項１３に記載のＶＥＥＤＩＭＳ。
19. 前記第１のモジュール及び前記デバイスのうちの少なくとも一方は、前記第１のモジュール又は前記デバイスがそれぞれ前記第１のスイッチ又は前記第１のモジュールに接続された後に使用できるか否かを指示するように構成される光インジケータを備える、請求項１３に記載のＶＥＥＤＩＭＳ。
20. 前記第２のメモリは、前記第１のモジュールが前記第１のスイッチに最初に接続されるときに、前記第１のモジュールの機能を記述するデータを前記第１のコントローラに送信するための命令をさらに含む、請求項１３に記載のＶＥＥＤＩＭＳ。
21. 前記第１のスイッチは、前記第２のネットワーク／電力インターフェースに接続される第３のプロセッサと、該第３のプロセッサによって実行可能な複数の命令を含む第３のメモリとを備え、該命令は、前記デバイスが前記第１のモジュールに最初に接続されるときに前記デバイスの所要電力を求めるための命令、及び前記デバイスの前記所要電力を満たすだけの十分な電力を前記第１のスイッチが利用することができるか否かを判断するための命令を含む、請求項１３に記載のＶＥＥＤＩＭＳ。
22. 前記第１のモジュール及び前記デバイスは単一のユニットに統合される、請求項１３に記載のＶＥＥＤＩＭＳ。
23. 複数のデバイスが前記第１のモジュールに接続される、請求項１３に記載のＶＥＥＤＩＭＳ。
24. 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）支援システムであって、
    車両層と、
    前記車両層から分離された店舗層と
    を備え、
    前記車両層は、
    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、前記車両の動作中に前記デバイス及び前記モジュールから補足された時系列データ及び事象反応データの両方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み、該データは時系列及び事象反応データを含む、コントローラと
    を有し、
    前記第１の命令セットは、
    前記デバイスが特に前記モジュールとの通信のために構成されているか否かを判断し、
    前記デバイスが特に前記モジュールとの通信のために構成されておらず前記モジュールと通信できない場合には、前記デバイスの動作パターンを監視して、前記コントローラによる使用のために前記デバイスのプロファイルを生成し、
    前記デバイスが特に前記モジュールとの通信のために構成されている場合、前記デバイスと通信することにより、前記デバイスのプロファイルを前記デバイスから直接取得するように
    前記モジュールを構成する命令も含み、
    前記店舗層は、
    前記ＨＴＴＰサーバと通信して前記ドキュメンテーションにアクセスするブラウザと、
    前記コントローラから時系列及び事象反応データを受信するとともに、該時系列及び事象反応データを使用して、所定の最適な車両パラメータと比較される前記車両の性能を解析するように構成されている解析ツールと
    を有する、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システム。
25. 前記第１の命令セットは、前記モジュール及び前記デバイスについての診断データを得ると共に、前記ＨＴＴＰサーバ及び前記ケーブルの内のうちの少なくとも一方を介して該診断データを転送するように構成される診断構成要素のための命令をさらに備える、請求項２４に記載のＶＥＥＤＩＭＳ支援システム。
26. 前記第１の命令セットは、前記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動作パラメータを設定するように構成される設定構成要素のための命令をさらに備える、請求項２４に記載のＶＥＥＤＩＭＳ支援システム。
27. 前記第１の命令セットは、前記モジュール及び前記デバイスのうちの少なくとも一方についてのデータを収集するように構成されるデータ収集構成要素のための命令をさらに備える、請求項２４に記載のＶＥＥＤＩＭＳ支援システム。
28. 前記データ収集構成要素は、前記収集されたデータを前記モジュールから前記ケーブルを介して前記コントローラに送信するためにＥＣＨＯドライバに接続される埋め込み部品ヒストリアンオブジェクト（ＥＣＨＯ）を含む、請求項２７に記載のＶＥＥＤＩＭＳ支援システム。
29. 前記第１の命令セットは、前記デバイスのプロファイルを前記コントローラに送信するための命令をさらに含む、請求項２４に記載のＶＥＥＤＩＭＳ支援システム。
30. 前記第１のモジュールは、前記デバイスに対して少なくとも１つのテストを行い、前記電力により使用される電力のレベルを判別するようにさらに構成されている、請求項１に記載のＶＥＥＤＩＭＳ。
31. 前記第１のモジュールは、前記デバイスの動作パターンを監視する前に、定義された電力のレベルを前記デバイスに割り当てるように構成されており、前記第１のモジュールは、前記コントローラにより許可された場合にのみ、前記電力を割り当てるように構成されている、請求項１に記載のＶＥＥＤＩＭＳ。

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