專利名稱：用于通信系統(tǒng)的插頭元件以及通信總線系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的出發(fā)點是根據(jù)獨立權(quán)利要求的前序部分的一種用于構(gòu)造通信系統(tǒng)的插頭元件以及一種通信總線系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
電器/電子架構(gòu)(E/E架構(gòu))描述例如載人車輛或載重車輛中的車輛電氣和電子設(shè)備的構(gòu)造。如今的E/E架構(gòu)例如將機(jī)動車輛中的控制設(shè)備和傳感器相連接或者實現(xiàn)車輛中的不同電子部件的通信。在此，總線連接或通信總線連接將通信系統(tǒng)的各個元件相連接，這些元件最終訪問公共的總線并且借助于該公共的總線彼此通信。但是常規(guī)的總線系統(tǒng)例如可能需要電纜束或控制設(shè)備耦合元件、例如控制設(shè)備針腳中的拼接，以便實現(xiàn)到總線并且由此到其導(dǎo)體元件(例如電纜束的電纜)的導(dǎo)電連接或耦合。但是這同時導(dǎo)致總線結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電元件的線路長度增加。各個元件或電子部件例如可能不具有單義的標(biāo)識，以至于不能由此單義地關(guān)于相關(guān)參數(shù)標(biāo)識出要連接到總線的部件。同樣可能未提供表示要連接到總線的部件是否具有中間件或末端件的功能的單義標(biāo)識。在中間件的情況下，總線尤其是可能在更遠(yuǎn)的分布中延續(xù)，而末端件例如通過終端電阻使總線結(jié)束或終止。例如在外圍傳感器接口(Peripheral Sensor Interface, PSI 5)的情況下，也有可能的是，關(guān)于總線連接的類型、通信頻率或必要時要連接的傳感器類型的單義標(biāo)識是不可能的。在控制器局域網(wǎng)(Controller Area Networks，CAN)的情況下，可以在控制設(shè)備中可能地存在附加的控制設(shè)備接觸元件或SG針腳以及終端電阻，即使同一設(shè)備中不需要兩種元件。

發(fā)明內(nèi)容
因此，提供一種用于構(gòu)造通信系統(tǒng)的插頭元件，具有多個用于連接通信總線系統(tǒng)的通信總線系統(tǒng)接觸元件、多個內(nèi)部連接元件、以及配置編碼單元，其特征在于，該插頭元件被設(shè)置用于構(gòu)造通信總線系統(tǒng)。此外，提供一種通信總線系統(tǒng)，具有控制設(shè)備；至少一個第一插頭元件，其具有四個通信總線系統(tǒng)接觸元件；以及第二插頭元件，其具有兩個通信總線系統(tǒng)接觸元件，其中該控制設(shè)備、所述至少一個第一插頭元件和所述第二插頭元件在工作時被連接為能夠彼此
ififn。在此，根據(jù)本發(fā)明的插頭元件被設(shè)置用于構(gòu)造總線系統(tǒng)本身，因此被構(gòu)造為一體的組件。該插頭元件不僅連接到總線系統(tǒng)上，更確切而言，插頭元件本身被設(shè)置為相繼地構(gòu)造通信總線系統(tǒng)。這尤其是通過如下方式來實現(xiàn)將根據(jù)本發(fā)明的插頭元件不是安放在總線系統(tǒng)的導(dǎo)電元件的并聯(lián)分接頭上，而是通過具有四個通信總線系統(tǒng)接觸元件的安排來實現(xiàn)總線系統(tǒng)的通過插頭元件的貫通回路。因此，根據(jù)本發(fā)明的插頭元件不需要預(yù)定義或預(yù)制的、例如以車輛的電纜束形式的總線線路系統(tǒng)，而是可以獨立地逐段地通過利用處于中間的線路或電纜段串聯(lián)各個插頭元件來首先構(gòu)造總線系統(tǒng)。因此，如果在本發(fā)明的情形下提到通信總線系統(tǒng)的構(gòu)造，則在此應(yīng)當(dāng)理解為相繼串聯(lián)地連接各個插頭元件，所述插頭元件總體上形成通信總線系統(tǒng)。插頭元件可以具有針對相應(yīng)的所期望的總線系統(tǒng)或總線協(xié)議的專有的或標(biāo)準(zhǔn)化的插頭規(guī)格，由此具有與所期望的總線系統(tǒng)相匹配的相應(yīng)的插頭元件類型。因此，根據(jù)本發(fā)明的插頭元件具有機(jī)械的和/或電的擴(kuò)展和編碼。在此，區(qū)分兩種不同的插頭元件、即中間插頭元件或中間件以及末端插頭元件或末端件。在中間件的情況下在插頭元件本身中進(jìn)行貫通回路或菊式鏈接 (Daisy-Chaining)。因此，中間件尤其是在總線系統(tǒng)的方向上提供四個通信總線系統(tǒng)接觸元件或四個線路以用于將插頭元件耦合到總線系統(tǒng)上并且提供這些通信總線系統(tǒng)接觸元件的貫通回路。在中間件中的要連接的元件、例如傳感器元件的方向上，此外可以提供兩個內(nèi)部連接元件或兩個耦合器、例如插座耦合器或插頭耦合器，傳感器元件可以與其連接。在末端件的情況下，尤其是可以在總線系統(tǒng)的方向上存在兩個通信總線系統(tǒng)接觸元件，并且在要連接的元件、例如傳感器元件或終端電阻元件的方向上存在兩個內(nèi)部連接元件。尤其是可以在插頭上或插頭中使用機(jī)械、光學(xué)或者電編碼，以便避免插頭元件的混淆。因此在PSI 5總線系統(tǒng)的情況下，可以進(jìn)行傳感器類型或通信配置的編碼，而在CAN 總線系統(tǒng)的情況下可以進(jìn)行如下編碼，即總線終端電阻元件是否集成在插頭元件或末端件中。此外，一般可以對E/E架構(gòu)拓?fù)溥M(jìn)行編碼，或者針對專門的應(yīng)用情況在總線系統(tǒng)中根據(jù)同步脈沖(Sync-Puls)對延遲時間進(jìn)行編碼。在根據(jù)本發(fā)明的插頭元件的情況下，尤其是可以不需要在控制設(shè)備處保持貫通回路能力、由此保持菊式鏈接。由此可以每傳感器節(jié)省至少兩個接觸元件或針腳，此外控制設(shè)備插頭中以及電路板表面中的材料成本減少。由此可以通過減小變型多樣性來實現(xiàn)控制設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)化，因為尤其是不需要區(qū)分控制設(shè)備的裝配或總線網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)洹？梢员苊獗３纸K端電阻，所述終端電阻可能在各個元件中不是必需的，因為這些元件是作為中間件而不是作為末端件被布置的，由此也可以減小所需的電路板面積、由此治安插頭區(qū)域進(jìn)行優(yōu)化。光學(xué)可見的插頭區(qū)域中的可視或光學(xué)編碼尤其是可以充當(dāng)服務(wù)情況下的區(qū)分特征，以便能夠短期地用備用設(shè)備更換損壞的設(shè)備，而不必例如關(guān)注該設(shè)備，以便確定該設(shè)備最終是哪種設(shè)備類型。因此，得以避免故障，例如由于連接錯誤的插頭元件、由于根據(jù)鑰匙一鎖原理的連接元件、插座元件或傳感器元件和通信矩陣之間的連接的單義性造成的故障。尤其是應(yīng)當(dāng)將通信矩陣?yán)斫鉃榫哂邢嚓P(guān)發(fā)送者和接受者的消息目錄。由此也可以實現(xiàn)插頭元件的電纜束上的連接的標(biāo)稱化或標(biāo)準(zhǔn)化，由此可以保證簡單的可更換性。插座元件中、由此通信總線系統(tǒng)接觸元件中的專門與各個總線系統(tǒng)協(xié)調(diào)或者為其標(biāo)稱化的插頭的使用可能是必需的或優(yōu)選的。
插頭元件因此可以基本上由原本的插頭接觸部或通信總線系統(tǒng)接觸元件構(gòu)成，所述插頭接觸部或通信總線系統(tǒng)接觸元件在中間件的情況下可以雙倍地實施，由此可以通過插頭元件實現(xiàn)總線的貫通回路，由此實現(xiàn)菊式鏈接。此外，插座元件可以具有尤其是機(jī)械的配置條，該配置條噴涂在例如具有由塑料材料制成的殼體的插座元件上或安放在該插座元件上。一種被設(shè)置為容納插座元件的對應(yīng)件可以具有用于配置條的對應(yīng)件，該對應(yīng)件同樣可以例如機(jī)械地相應(yīng)配置。由此可以通過對插頭元件進(jìn)行編碼、例如通過配置條的突出或凹陷來保證相應(yīng)的插頭元件最后可以插入到被設(shè)置為與插頭元件相對應(yīng)的對應(yīng)件或容納元件中。同樣可以保證在車輛中的特定位置處僅能安裝匹配或所期望的插頭元件。因此，例如可以通過配置條定義特定的傳感器類型，其僅能插入到特定的為該傳感器類型設(shè)計的容納部中。在CAN總線的情況下，可以通過配置條機(jī)械編碼，使得末端件包含終端電阻。因此，尤其是在CAN總線的情況下可以僅將中間件和末端件區(qū)分為使得末端件具有終端電阻，而中間件不具有終端電阻。其余的機(jī)械和/或電參數(shù)可以在CAN總線的情況下在末端件與中間件之間一致。因此，通過配置條獲得插頭元件到傳感器類型、通信類型以及末端件或中間件的單義的分配。根據(jù)本發(fā)明的插頭元件在原則上可以用于大量的總線系統(tǒng)，例如PSI5、CAN、 FlexRay 禾Π DSI。


在附圖中以及在下面的描述中進(jìn)一步闡述本發(fā)明的實施例。圖la、b示出了根據(jù)本發(fā)明的中間件以及末端件的示例性實施方式； 圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的通信總線系統(tǒng)的示例性實施方式；
圖3a — c示出了根據(jù)本發(fā)明的通信配置和傳感器類型配置的示例性安排。
具體實施例方式圖la、b示出了根據(jù)本發(fā)明的中間件以及末端件的示例性實施方式。圖Ia示出了中間件加。中間件加示例性地總共具有四個通信總線系統(tǒng)接觸元件 4以及兩個內(nèi)部連接元件6。每兩個通信總線系統(tǒng)接觸元件4直接彼此連接，并且因此實現(xiàn)了中間件加內(nèi)的菊式鏈接或貫通回路。通信總線系統(tǒng)接觸元件4可以由標(biāo)準(zhǔn)化的連接元件、如針腳或接觸彈簧來實現(xiàn)， 這些連接元件例如向外突出地布置在殼體1的表面上。內(nèi)部連接元件6實現(xiàn)該連接、例如傳感器元件的連接。此外，在殼體1的表面上施加有配置條8、10。在此，配置條8、10可以是純光學(xué)地一例如通過彩色掩模、機(jī)械地通過提高或加深相應(yīng)的條部分、或者電學(xué)地通過導(dǎo)電接觸來實現(xiàn)。在圖1中用三個單個的元件示出了通信配置線路條8以及傳感器類型配置線路條10， 這些元件實現(xiàn)了對各個配置的二進(jìn)制編碼并且因此在3個元件的情況下也可以區(qū)分8個可能的配置。在機(jī)械編碼的情況下，配置條8、10的各個元件可以在幾何上單義地成形，例如殼體表面1中的四角形的突起或凹陷，該殼體表面1在插入到連接元件上的情況下與連接元件上的相應(yīng)凹陷或突起嚙合。因此可以保證僅僅在合適地將突起或凹陷布置在插頭元件 2a、b上以及將凹陷或突起布置在連接元件上的情況下，才可以實現(xiàn)插入，該插入在后面才使得能夠?qū)⑼ㄐ趴偩€系統(tǒng)接觸元件與通信總線系統(tǒng)電接觸。圖Ib中示出了根據(jù)本發(fā)明的插頭元件的末端件2b。根據(jù)圖lb，插頭元件2b具有兩個通信總線系統(tǒng)接觸元件4，并且因此不能通過插頭元件2b實現(xiàn)總線的貫通回路。在通信總線系統(tǒng)接觸元件4處又設(shè)置有兩個內(nèi)部連接元件 6。在末端件的情況下，也可以在末端件2b的內(nèi)部連接元件6之間布置傳感器元件，或者在需要通信總線終端電阻的情況下可以將該通信總線終端電阻連接在內(nèi)部連接元件6之間。用于通信配置8以及傳感器類型配置10的配置條對應(yīng)于根據(jù)圖Ia的插頭元件加的配置條。進(jìn)一步參考圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的通信總線系統(tǒng)的示例性實施方式。圖2示出了通信總線系統(tǒng)20，該通信總線系統(tǒng)20示例性地具有控制設(shè)備22、兩個中間件加以及一個末端件2b。中間件加以其貫通回路或菊式鏈接配置示出，而末端件2b 被構(gòu)造成這樣的末端件并且僅僅具有兩個通信總線系統(tǒng)接觸元件4。根據(jù)通信配置條8，兩個中間件加都被配置成具有4KHz的中間件(參見圖3)。末端件2b又通過通信配置條8被編碼為末端件。通過兩個配置條、例如傳感器類型配置條6， 可以對傳感器類型進(jìn)行編碼，該傳感器類型可以作為傳感器元件Ma、b、c布置在內(nèi)部連接元件6之間。在第一中間件加的情況下，在此可以對壓力傳感器進(jìn)行編碼，在第二中間件 2a的情況下可以對加速度傳感器進(jìn)行編碼，并且在末端件2b的情況下可以對轉(zhuǎn)速傳感器進(jìn)行編碼(參見圖3)。根據(jù)通信總線的安排，同樣可以在末端件b中作為元件2 布置總線終端電阻元件。因此如圖2所示，可以相繼地通過串聯(lián)根據(jù)本發(fā)明的具有貫通回路功能的控制元件h、b來構(gòu)造總線系統(tǒng)，而不必在此在各個插頭元件h、b之間設(shè)置預(yù)制的電纜長度，因為這些插頭元件例如由于其菊式鏈接功能而可以訪問各個插頭元件之間的單獨的電纜長度。在圖3a — c中示出了根據(jù)本發(fā)明的通信配置和傳感器類型配置的示例性安排，因此示出了通信配置條8或傳感器類型配置條10的可能的配置或?qū)?yīng)。在此，所示的頻率表達(dá)每單位時間由通信信道傳輸?shù)氖录?、以及總線時鐘。根據(jù)總線類型，可以在通信配置條8的情況下在不同頻率下在末端件和中間件之間進(jìn)行區(qū)分，或者可以例如區(qū)分末端件/中間件以及延遲時間。傳感器類型配置例如可以在加速度傳感器、壓力傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器和皮帶張緊器之間區(qū)分。在對配置條8、10進(jìn)行編碼的情況下，可以將劃線“_”理解為未構(gòu)造的元件，而將 “X”理解為所構(gòu)造的元件、例如殼體中的機(jī)械突出或凹陷、彩色掩?；?qū)щ娊佑|部。劃線“-” 與“X”之間的關(guān)系同樣可以是相反的。
權(quán)利要求
1.一種用于構(gòu)造通信系統(tǒng)的插頭元件(2a，b)，具有多個用于連接通信總線系統(tǒng)(20)的通信總線系統(tǒng)接觸元件(4)； 多個內(nèi)部連接元件(6);以及配置編碼單元(8，10)， 其特征在于，插頭元件(2，b)被設(shè)置用于構(gòu)造通信總線系統(tǒng)(20)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的插頭元件，其中插頭元件(2a，b)具有兩個或四個通信系統(tǒng)連接元件(4)，和/或其中插頭元件 (2a, b)具有兩個內(nèi)部連接元件(6)。
3.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的插頭元件，其中內(nèi)部連接元件(6)被設(shè)置用于連接來自由傳感器元件、電阻元件和通信總線系統(tǒng)終端電阻元件構(gòu)成的組中的元件。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的插頭元件，其中插頭元件(2a，b)被設(shè)置用于連接和構(gòu)造來自由外圍傳感器接口(PSI5)、控制器局域網(wǎng)(CAN)、FlexRay以及數(shù)字串行接口(DSI)構(gòu)成的組中的通信系統(tǒng)。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的插頭元件，其中插頭元件(2a，b)具有四個通信系統(tǒng)接觸元件(4)，所述通信系統(tǒng)接觸元件(4)被設(shè)置用于通過插頭元件(2a，b)來形成通信總線(20)的貫通回路。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的插頭元件，其中配置編碼單元(8，10)被設(shè)置用于對插頭元件(2a，b)的特性進(jìn)行電、機(jī)械和/或可視編碼。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的插頭元件，其中配置編碼單元(8，10)被設(shè)置用于根據(jù)同步脈沖和/或插頭元件類型對傳感器類型、通信配置、電氣電子拓?fù)?、延遲時間進(jìn)行編碼。
8.一種通信總線系統(tǒng)(20)，具有 控制設(shè)備(22)；根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的至少一個第一插頭元件(2a)，其具有四個通信總線系統(tǒng)接觸元件(4);以及根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的第二插頭元件(2b)，其具有兩個通信總線系統(tǒng)接觸元件(4)，其中控制設(shè)備(22)、所述至少一個第一插頭元件(2a)和所述第二插頭元件(2b)在工作時連接以便能夠彼此通信。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于通信系統(tǒng)的插頭元件以及通信總線系統(tǒng)。一種用于構(gòu)造通信系統(tǒng)(20)的插頭元件2a，b，具有多個用于連接通信總線系統(tǒng)(20)的通信總線系統(tǒng)接觸元件(4)、多個內(nèi)部連接元件(6)、以及配置編碼單元(8，10)，其特征在于，插頭元件(2，b)被設(shè)置用于構(gòu)造通信總線系統(tǒng)(20)。
文檔編號G06F13/40GK102412972SQ201110228258
公開日2012年4月11日 申請日期2011年8月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月11日
發(fā)明者席爾 J., 科恩哈斯 R. 申請人:羅伯特·博世有限公司