专利名称：用于通信系统的插头元件以及通信总线系统的制作方法
技术领域：
本发明的出发点是根据独立权利要求的前序部分的一种用于构造通信系统的插头元件以及一种通信总线系统。
背景技术：
电器/电子架构(E/E架构)描述例如载人车辆或载重车辆中的车辆电气和电子设备的构造。如今的E/E架构例如将机动车辆中的控制设备和传感器相连接或者实现车辆中的不同电子部件的通信。在此，总线连接或通信总线连接将通信系统的各个元件相连接，这些元件最终访问公共的总线并且借助于该公共的总线彼此通信。但是常规的总线系统例如可能需要电缆束或控制设备耦合元件、例如控制设备针脚中的拼接，以便实现到总线并且由此到其导体元件(例如电缆束的电缆)的导电连接或耦合。但是这同时导致总线结构的导电元件的线路长度增加。各个元件或电子部件例如可能不具有单义的标识，以至于不能由此单义地关于相关参数标识出要连接到总线的部件。同样可能未提供表示要连接到总线的部件是否具有中间件或末端件的功能的单义标识。在中间件的情况下，总线尤其是可能在更远的分布中延续，而末端件例如通过终端电阻使总线结束或终止。例如在外围传感器接口(Peripheral Sensor Interface, PSI 5)的情况下，也有可能的是，关于总线连接的类型、通信频率或必要时要连接的传感器类型的单义标识是不可能的。在控制器局域网(Controller Area Networks，CAN)的情况下，可以在控制设备中可能地存在附加的控制设备接触元件或SG针脚以及终端电阻，即使同一设备中不需要两种元件。
发明内容
因此，提供一种用于构造通信系统的插头元件，具有多个用于连接通信总线系统的通信总线系统接触元件、多个内部连接元件、以及配置编码单元，其特征在于，该插头元件被设置用于构造通信总线系统。此外，提供一种通信总线系统，具有控制设备；至少一个第一插头元件，其具有四个通信总线系统接触元件；以及第二插头元件，其具有两个通信总线系统接触元件，其中该控制设备、所述至少一个第一插头元件和所述第二插头元件在工作时被连接为能够彼此
ififn。在此，根据本发明的插头元件被设置用于构造总线系统本身，因此被构造为一体的组件。该插头元件不仅连接到总线系统上，更确切而言，插头元件本身被设置为相继地构造通信总线系统。这尤其是通过如下方式来实现将根据本发明的插头元件不是安放在总线系统的导电元件的并联分接头上，而是通过具有四个通信总线系统接触元件的安排来实现总线系统的通过插头元件的贯通回路。因此，根据本发明的插头元件不需要预定义或预制的、例如以车辆的电缆束形式的总线线路系统，而是可以独立地逐段地通过利用处于中间的线路或电缆段串联各个插头元件来首先构造总线系统。因此，如果在本发明的情形下提到通信总线系统的构造，则在此应当理解为相继串联地连接各个插头元件，所述插头元件总体上形成通信总线系统。插头元件可以具有针对相应的所期望的总线系统或总线协议的专有的或标准化的插头规格，由此具有与所期望的总线系统相匹配的相应的插头元件类型。因此，根据本发明的插头元件具有机械的和/或电的扩展和编码。在此，区分两种不同的插头元件、即中间插头元件或中间件以及末端插头元件或末端件。在中间件的情况下在插头元件本身中进行贯通回路或菊式链接 (Daisy-Chaining)。因此，中间件尤其是在总线系统的方向上提供四个通信总线系统接触元件或四个线路以用于将插头元件耦合到总线系统上并且提供这些通信总线系统接触元件的贯通回路。在中间件中的要连接的元件、例如传感器元件的方向上，此外可以提供两个内部连接元件或两个耦合器、例如插座耦合器或插头耦合器，传感器元件可以与其连接。在末端件的情况下，尤其是可以在总线系统的方向上存在两个通信总线系统接触元件，并且在要连接的元件、例如传感器元件或终端电阻元件的方向上存在两个内部连接元件。尤其是可以在插头上或插头中使用机械、光学或者电编码，以便避免插头元件的混淆。因此在PSI 5总线系统的情况下，可以进行传感器类型或通信配置的编码，而在CAN 总线系统的情况下可以进行如下编码，即总线终端电阻元件是否集成在插头元件或末端件中。此外，一般可以对E/E架构拓扑进行编码，或者针对专门的应用情况在总线系统中根据同步脉冲(Sync-Puls)对延迟时间进行编码。在根据本发明的插头元件的情况下，尤其是可以不需要在控制设备处保持贯通回路能力、由此保持菊式链接。由此可以每传感器节省至少两个接触元件或针脚，此外控制设备插头中以及电路板表面中的材料成本减少。由此可以通过减小变型多样性来实现控制设备的标准化，因为尤其是不需要区分控制设备的装配或总线网络的拓扑。可以避免保持终端电阻，所述终端电阻可能在各个元件中不是必需的，因为这些元件是作为中间件而不是作为末端件被布置的，由此也可以减小所需的电路板面积、由此治安插头区域进行优化。光学可见的插头区域中的可视或光学编码尤其是可以充当服务情况下的区分特征，以便能够短期地用备用设备更换损坏的设备，而不必例如关注该设备，以便确定该设备最终是哪种设备类型。因此，得以避免故障，例如由于连接错误的插头元件、由于根据钥匙一锁原理的连接元件、插座元件或传感器元件和通信矩阵之间的连接的单义性造成的故障。尤其是应当将通信矩阵理解为具有相关发送者和接受者的消息目录。由此也可以实现插头元件的电缆束上的连接的标称化或标准化，由此可以保证简单的可更换性。插座元件中、由此通信总线系统接触元件中的专门与各个总线系统协调或者为其标称化的插头的使用可能是必需的或优选的。
插头元件因此可以基本上由原本的插头接触部或通信总线系统接触元件构成，所述插头接触部或通信总线系统接触元件在中间件的情况下可以双倍地实施，由此可以通过插头元件实现总线的贯通回路，由此实现菊式链接。此外，插座元件可以具有尤其是机械的配置条，该配置条喷涂在例如具有由塑料材料制成的壳体的插座元件上或安放在该插座元件上。一种被设置为容纳插座元件的对应件可以具有用于配置条的对应件，该对应件同样可以例如机械地相应配置。由此可以通过对插头元件进行编码、例如通过配置条的突出或凹陷来保证相应的插头元件最后可以插入到被设置为与插头元件相对应的对应件或容纳元件中。同样可以保证在车辆中的特定位置处仅能安装匹配或所期望的插头元件。因此，例如可以通过配置条定义特定的传感器类型，其仅能插入到特定的为该传感器类型设计的容纳部中。在CAN总线的情况下，可以通过配置条机械编码，使得末端件包含终端电阻。因此，尤其是在CAN总线的情况下可以仅将中间件和末端件区分为使得末端件具有终端电阻，而中间件不具有终端电阻。其余的机械和/或电参数可以在CAN总线的情况下在末端件与中间件之间一致。因此，通过配置条获得插头元件到传感器类型、通信类型以及末端件或中间件的单义的分配。根据本发明的插头元件在原则上可以用于大量的总线系统，例如PSI5、CAN、 FlexRay 禾Π DSI。
在附图中以及在下面的描述中进一步阐述本发明的实施例。图la、b示出了根据本发明的中间件以及末端件的示例性实施方式； 图2示出了根据本发明的通信总线系统的示例性实施方式；
图3a — c示出了根据本发明的通信配置和传感器类型配置的示例性安排。
具体实施例方式图la、b示出了根据本发明的中间件以及末端件的示例性实施方式。图Ia示出了中间件加。中间件加示例性地总共具有四个通信总线系统接触元件 4以及两个内部连接元件6。每两个通信总线系统接触元件4直接彼此连接，并且因此实现了中间件加内的菊式链接或贯通回路。通信总线系统接触元件4可以由标准化的连接元件、如针脚或接触弹簧来实现， 这些连接元件例如向外突出地布置在壳体1的表面上。内部连接元件6实现该连接、例如传感器元件的连接。此外，在壳体1的表面上施加有配置条8、10。在此，配置条8、10可以是纯光学地一例如通过彩色掩模、机械地通过提高或加深相应的条部分、或者电学地通过导电接触来实现。在图1中用三个单个的元件示出了通信配置线路条8以及传感器类型配置线路条10， 这些元件实现了对各个配置的二进制编码并且因此在3个元件的情况下也可以区分8个可能的配置。在机械编码的情况下，配置条8、10的各个元件可以在几何上单义地成形，例如壳体表面1中的四角形的突起或凹陷，该壳体表面1在插入到连接元件上的情况下与连接元件上的相应凹陷或突起啮合。因此可以保证仅仅在合适地将突起或凹陷布置在插头元件 2a、b上以及将凹陷或突起布置在连接元件上的情况下，才可以实现插入，该插入在后面才使得能够将通信总线系统接触元件与通信总线系统电接触。图Ib中示出了根据本发明的插头元件的末端件2b。根据图lb，插头元件2b具有两个通信总线系统接触元件4，并且因此不能通过插头元件2b实现总线的贯通回路。在通信总线系统接触元件4处又设置有两个内部连接元件 6。在末端件的情况下，也可以在末端件2b的内部连接元件6之间布置传感器元件，或者在需要通信总线终端电阻的情况下可以将该通信总线终端电阻连接在内部连接元件6之间。用于通信配置8以及传感器类型配置10的配置条对应于根据图Ia的插头元件加的配置条。进一步参考图2示出了根据本发明的通信总线系统的示例性实施方式。图2示出了通信总线系统20，该通信总线系统20示例性地具有控制设备22、两个中间件加以及一个末端件2b。中间件加以其贯通回路或菊式链接配置示出，而末端件2b 被构造成这样的末端件并且仅仅具有两个通信总线系统接触元件4。根据通信配置条8，两个中间件加都被配置成具有4KHz的中间件(参见图3)。末端件2b又通过通信配置条8被编码为末端件。通过两个配置条、例如传感器类型配置条6， 可以对传感器类型进行编码，该传感器类型可以作为传感器元件Ma、b、c布置在内部连接元件6之间。在第一中间件加的情况下，在此可以对压力传感器进行编码，在第二中间件 2a的情况下可以对加速度传感器进行编码，并且在末端件2b的情况下可以对转速传感器进行编码(参见图3)。根据通信总线的安排，同样可以在末端件b中作为元件2 布置总线终端电阻元件。因此如图2所示，可以相继地通过串联根据本发明的具有贯通回路功能的控制元件h、b来构造总线系统，而不必在此在各个插头元件h、b之间设置预制的电缆长度，因为这些插头元件例如由于其菊式链接功能而可以访问各个插头元件之间的单独的电缆长度。在图3a — c中示出了根据本发明的通信配置和传感器类型配置的示例性安排，因此示出了通信配置条8或传感器类型配置条10的可能的配置或对应。在此，所示的频率表达每单位时间由通信信道传输的事件、以及总线时钟。根据总线类型，可以在通信配置条8的情况下在不同频率下在末端件和中间件之间进行区分，或者可以例如区分末端件/中间件以及延迟时间。传感器类型配置例如可以在加速度传感器、压力传感器、转速传感器和皮带张紧器之间区分。在对配置条8、10进行编码的情况下，可以将划线“_”理解为未构造的元件，而将 “X”理解为所构造的元件、例如壳体中的机械突出或凹陷、彩色掩模或导电接触部。划线“-” 与“X”之间的关系同样可以是相反的。
权利要求
1.一种用于构造通信系统的插头元件(2a，b)，具有多个用于连接通信总线系统(20)的通信总线系统接触元件(4)； 多个内部连接元件(6);以及配置编码单元(8，10)， 其特征在于，插头元件(2，b)被设置用于构造通信总线系统(20)。
2.根据权利要求1所述的插头元件，其中插头元件(2a，b)具有两个或四个通信系统连接元件(4)，和/或其中插头元件 (2a, b)具有两个内部连接元件(6)。
3.根据前述权利要求之一所述的插头元件，其中内部连接元件(6)被设置用于连接来自由传感器元件、电阻元件和通信总线系统终端电阻元件构成的组中的元件。
4.根据前述权利要求之一所述的插头元件，其中插头元件(2a，b)被设置用于连接和构造来自由外围传感器接口(PSI5)、控制器局域网(CAN)、FlexRay以及数字串行接口(DSI)构成的组中的通信系统。
5.根据前述权利要求之一所述的插头元件，其中插头元件(2a，b)具有四个通信系统接触元件(4)，所述通信系统接触元件(4)被设置用于通过插头元件(2a，b)来形成通信总线(20)的贯通回路。
6.根据前述权利要求之一所述的插头元件，其中配置编码单元(8，10)被设置用于对插头元件(2a，b)的特性进行电、机械和/或可视编码。
7.根据前述权利要求之一所述的插头元件，其中配置编码单元(8，10)被设置用于根据同步脉冲和/或插头元件类型对传感器类型、通信配置、电气电子拓扑、延迟时间进行编码。
8.一种通信总线系统(20)，具有 控制设备(22)；根据前述权利要求之一所述的至少一个第一插头元件(2a)，其具有四个通信总线系统接触元件(4);以及根据前述权利要求之一所述的第二插头元件(2b)，其具有两个通信总线系统接触元件(4)，其中控制设备(22)、所述至少一个第一插头元件(2a)和所述第二插头元件(2b)在工作时连接以便能够彼此通信。
全文摘要
本发明涉及用于通信系统的插头元件以及通信总线系统。一种用于构造通信系统(20)的插头元件2a，b，具有多个用于连接通信总线系统(20)的通信总线系统接触元件(4)、多个内部连接元件(6)、以及配置编码单元(8，10)，其特征在于，插头元件(2，b)被设置用于构造通信总线系统(20)。
文档编号G06F13/40GK102412972SQ201110228258
公开日2012年4月11日 申请日期2011年8月10日 优先权日2010年8月11日
发明者席尔 J., 科恩哈斯 R. 申请人:罗伯特·博世有限公司