CN101683012B - 测量及接口模块、由这样的模块构成的装置以及用于连接所述模块的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种测量及接口模块(10)、一种由这样的模块(10、10’)构成的装置以及一种用于连接所述模块的方法，其中所述模块(10)包括外壳(11)，该外壳(11)具有第一插接装置，该第一插接装置一方面包括钩状的第一凸起(20)并且另一方面包括能够回转的定位盖(21)，并且所述第一凸起(20)和处于打开位置(OP)中的定位盖(21)形成用于使另外的测量及接口模块(10’)定位并夹紧的固定座。

Description

测量及接口模块、由这样的模块构成的装置以及用于连接所述模块的方法

技术领域

本发明涉及按权利要求1、15和16所述的一种测量及接口模块、一种由这样的模块构成的装置以及一种用于连接所述模块的方法。

背景技术

在开发和优化汽车系统时，必须使在控制仪中运行的调节或者说控制功能与相应的系统性能相匹配。为此必须测量许多参量并且在控制仪中改变各个功能的优化参数或者代码。在典型情况下，所述测量和所述功能的优化用在个人电脑上运行的工具(Tools)来实施。这些工具需要全部的对系统来说重要的参量。

这些参量比如可以通过来自控制仪的测量接口如ETK(ETAS公司的仿真器测头)以及在通过不同的汽车总线比如CAN(控制器局域网)、LIN(本地互联网)、FlexRay和MOST进行控制仪通信时通过所述参量的截取和阅读来测量。此外，所述测量模块可以包含传感器信号输入端、模拟/数字的或者数字的输入/输出接口。此外，所述测量可以包括所述控制仪上的诊断接口以及模拟或数字测量模块。所述控制仪中的有待优化的参数典型地通过专门的协议在汽车总线上或者通过ETK来传输。此外，在某些开发应用中也有必要以试验的方法来触发或者模拟附加的组件。

图1示出了具有用于控制仪的功能代码的快速原型单元2的汽车1的俯视图，该快速原型单元2包括多个能够扩展的测量及接口模块。该单元2在此与汽车1的不同的系统和组件联网，一方面用于触发这些系统和组件，另一方面用于截取测量参量。在此示范性地示出了测量传感器3和3’、控制仪4和5以及多条汽车总线6(FlexRay)、6’(LIN)、6”(CAN 1)和6’”(CAN 2)。通过笔记本计算机7对所截取的测量参量进行数据分析。在此，这样的单元2的最大的接口是4×ETK、15×CAN、1×MOST、3×FlexRay以及1×用于将这些模块彼此间连接起来的以太网。

因为每种车型的系统和组件在测量源的类型和数目方面大为不同，所以需要一种模块，该模块可以容易地与相应所需要的输入端及输出端相匹配并且将所测量的参量在处理之后传输给个人电脑工具。此外，所述模块的大小由于安装空间并且出于成本原因能够与相应的应用情况相匹配。机械的稳定性对于这样的应用来说尤其在振动、温度和灰尘方面也是一个重要的因素。

出于这些原因已经有不同的测量及接口模块，这些测量及接口模块可以或多或少地较好地与相应的应用相匹配。这些测量及接口模块比如是ETAS公司的系统ES1000，该系统通过VME(VersaModuleEurocard)总线将不同的卡与接口彼此连接起来。不过，VME外壳预先给定较大的框架，因而所述系统不能最佳地得到匹配。此外，这种外壳类型无法与环境条件相匹配，这一点尤其因缺乏密封性以及用于插入其它模块的触点的污染而变得明显。

发明内容

因此，本发明的任务是，提供一种测量及接口模块，该测量及接口模块允许简单、快速且可靠地与其它的模块相连接，其中排除因环境影响而引起的损坏并且如此插接在一起的模块的数目不受限制。

该任务通过一种测量及接口模块得到解决，该测量及接口模块具有外壳，该外壳具有第一插接装置，该第一插接装置一方面包括钩状的第一凸起并且另一方面包括能够回转的定位盖，并且所述第一凸起与处于打开位置中的定位盖形成用于使另外的测量及接口模块定位并且夹紧的固定座。

所述测量及接口模块的要点在此首先在于，为可靠地接纳所述模块，虽然稳定但也是很大的框架是多余的。由此，彼此相连接的模块的大小在开发周期内并且在如将来为统一产品制造商与其配件厂之间的接口通过推动汽车开放系统架构(Autosar)而出现的系统功能联网时能够最佳地得到匹配。比如作为记录器模块的应用能够通过诊断界面用这样的解决方案来得到实现。此外，这样的能够插接的模块能够用少量的操作简单、快速且如此牢固地连接起来，使得其甚至经受得住比如在试验汽车的恶劣环境中的振动一样的外部影响。

按本发明的方法的优选的改进方案在从属权利要求2到14中得到说明。

据此，在所述测量及接口模块的一种有利的实施方式中规定，所述外壳具有突起，用于产生阻止将另外的测量及接口模块接纳在所述第一插接装置中的阻力矩，并且所述两个模块克服这种阻力矩而彼此夹紧。这样的突起在此是一种特别简单和可靠的用于在这两个模块之间产生应力的方案。此外，由此不必提供专门构成的定位盖或者特别成形的凸起，这样做更加麻烦不过原则上也是可行的。

在另一种优选的实施方式中，所述外壳具有第二插接装置，该第二插接装置一方面包括钩状的第二凸起并且另一方面包括定位面，其中构造所述第二凸起和所述定位面用于使所述模块定位并夹紧在另外的测量及接口模块的相同类型的固定座中。由此，所述模块能够与两个相同类型的模块相连接，这提高了模块堆的可扩展性。

在此优选在所述模块上设置了用于与另外的模块进行电连接的插座，这除了机械连接之外也能够实现所述模块的电连接。

在此有利的是，在所述定位盖的打开位置中所述插座朝外界开启并且在所述定位盖的闭锁位置中朝外界被覆盖。由此防止所述模块以及电连接因恶劣的环境影响如湿气和脏物而遭受损坏。

此外，所述模块以优选的方式具有用于与互补的插座进行电连接的插头，这还允许电耦合到另外的模块上。

这样的连接能够特别简单地插接，如果所述插座支承在浮动支座上。此外，为了使所述插头在另外的模块上定向，可以在所述模块的外壳上构造导向销和与其互补的空隙。

优选如此在模块之间建立的连接的机械负荷能力通过所述定位盖与定位面之间的螺纹连接得到提高。这种效果还可以通过所述钩状的凸起的在互补的凸起上的长的接触面得到增强。所述凸起因此优选构造为折边。

模块的特别良好的可扩展性通过以下方式来获得，即设置了自身的供电和/或温度冷却。由此大的供电模块成为多余，该供电模块必须满足由插接在一起的模块构成的装置的最大电流并且因此必须非常大或者限制可扩展性。通过其自给自足的供电和温度冷却，能够插接在一起的模块的数目几乎不受限制。

另一个优点通过定位盖来产生，所述定位盖具有用于与汽车相连接的固定装置。通过这样的定位盖，接口模块不仅可以接纳另一模块，而且比如也可以通过构造在定位盖上的用于安全带或者线缆夹的接片、用于粘接搭扣带的平坦的表面等立即安置在汽车中或者汽车上。如此固定的模块可以以有利的方式额外地具有供电插头和/或保护线路，用于实现能量供应。

但是，开头所提到的任务也可以通过由至少两个前面所说明的测量及接口模块构成的装置得到解决，在该装置中所述模块通过第一和第二插接装置彼此相连接，方法是其互补的钩状的凸起嵌入彼此当中并且针对定位在所述定位面上的定位盖形成阻力，使得所述两个模块以机械方式彼此相对夹紧。

这种装置的要点是，提供特别牢固的机械连接，该机械连接同样允许能够插接在一起的模块的数目几乎不受限制。

所提到的任务额外地通过一种用于连接两个测量及接口模块的方法得到解决，在该方法中打开第一模块的定位盖并且将钩卡连接结构悬置在所述两个模块之间，所述模块围绕着所述钩卡连接结构如此朝彼此进行运动，使得第一个模块的定位盖定位在第二个模块的互补的定位面上并且这两个模块彼此夹紧。

按本发明的方法的要点在于可以简单地以少数几个步骤来补充或者取出模块。由此明显缩短用于控制仪的所期望的测量系统和/或测试系统的准备时间，这又有利于其更为快速的开发和/或用于汽车或者说与汽车之间的匹配。

此外，在所述方法的一种有利的实施方式中，所述定位盖和定位面相互拧紧，这有助于进一步在机械方面增强两个模块之间的连接。

附图说明

下面借助于实施例对按本发明的测量及接口模块进行详细解释。相同的或者起相同作用的部件用相同的附图标记来表示。其中：

图1是具有快速原型单元的汽车，该快速原型单元包括多个公知的测量及接口模块；

图2a是按本发明的测量及接口模块的从前面看的透视图，该测量及接口模块的定位盖处于打开位置中；

图2b是图2a的按本发明的测量及接口模块的在与另外的相同类型的模块的连接过程中的透视图；

图3是图2b的两个模块的从下面看的详细的透视剖面图，用于对机械连接方案和电连接方案进行详细解释；

图4是图2b的两个模块的从后面看的透视图，这两个模块完全定位在彼此上面并且彼此相对夹紧；

图5是图2a的模块的从侧面看的详细的透视剖面图，用于说明插座的支承结构；

图6是用于使插头在图2b的模块上定向的导向销及空隙的详细透视图，以及

图7是图2b的两个模块的从下面看的详细的透视剖面图，这两个模块完全定位在彼此上面并且彼此相对夹紧。

具体实施方式

图1示出了早已在开头说明的具有用于控制仪的功能代码的快速原型单元2的汽车1，所述快速原型单元2包括多个公知的测量及接口模块。所述单元2通过所述模块与比如用于发动机温度和λ值(Lambdawert)的测量传感器3和3’、与比如用于发动机控制系统、用于安全系统如气囊和安全带拉紧器或者用于信息娱乐包的控制仪4和5相连接。与各个汽车总线6(FlexRay)、6’(LIN)、6”(CAN1)和6’”(CAN 2)之间存在着另外的耦合，通过所述各个汽车总线可以截取其它的测量值。通过与所述单元2相连接的笔记本-计算机7，可以进行数据分析和/或校准并且调节所述单元2。所述单元2在此必须能够按测试情况和从中产生的对或多或少的模块的要求灵活地进行扩展，并且此外必须在试验汽车使用的恶劣条件下完全保持功能能力。从中产生对所述各个模块之间的机械及电连接的稳定性的特殊要求。以往这些要求尤其在灰尘和湿气影响下无法令人满意地得到满足。

图2a示出了按本发明的测量及接口模块10的从前面看的透视图，该测量及接口模块10的定位盖21处于打开位置OP中。在外壳11的右边的前缘上，伸展着钩状的凸起20，该凸起20在这里构造为折边。此外，所述模块的外壳11在其正面上具有用于与汽车组件相连接的圆形的插座(未详细示出)。在所述模块10的左侧布置了用于与另外的相同类型的模块相连接的插头50。

图2b示出了图2a的按本发明的测量及接口模块10的在与另外的相同类型的模块10’的连接过程中的透视图，在所述另外的相同类型的模块10’的左边的前缘上伸展着钩状的凸起30’，该凸起30’悬置在所述凸起20中。所述凸起30’在此构造为与所述凸起20互补的折边。这两个模块10和10’现在通过转矩的施加围绕着所悬置的凸起20和30’的旋转点朝彼此运动，其中所述定位盖21定位在所述模块10’的后侧上的定位面(未详细示出)上，使得所述模块10和10’克服所述嵌入彼此当中的凸起的阻力牢固地彼此夹紧。同时，所述模块10’的相应于插头50的插头(这里看不见)与所述模块10的插座进行电连接，所述插座通过所述定位盖21的打开而开启。所述定位盖21由此用于一方面以机械方式牢固连接所述模块10和10’，并且同时用作处于其下面的插座的保护件。

图3示出了图2b的两个模块10和10’的从下面看的详细的透视剖面图，用于对所述机械连接方案和电连接方案进行详细解释。所述模块10相应地具有第一插接装置，在该第一插接装置中所述钩状的凸起20和处于打开位置OP中的定位盖21形成用于另外的模块10’的固定座。所述模块10’又具有互补的插接装置，该插接装置由所述钩状的凸起30’和定位面31’构成，在该插接装置上一方面悬置所述凸起20’并且另一方面定位所述定位盖21。在两个支座之间，所述另外的模块10’克服所述模块10的突起22a的阻力矩或者说所述模块10’的突起22b’的阻力矩牢固地夹紧在所述模块10上。在此，所述模块10’的插头50’进入所述模块10的插座40中用于与其进行电连接。

此外，所述两个模块10和10’的外壳11或者说11’具有用于连接更多相同类型的模块的插接装置，从而可以建立能够任意扩展的模块堆。例如一方面在所述模块11’上设置了另外的第一插接装置，其固定座通过所述凸起20’和定位盖21’构成。在这个第一插接装置中，另外的模块可以克服所述模块10’的突起22a’或者说这个另外的模块的突起22b的阻力矩被夹紧。所述模块10另一方面具有另外的钩状的凸起30和定位面31，所述凸起30和定位面31可以夹紧在互补的固定座中。为了相应地电连接另外的模块，在所述模块10上设置了另外的插头50并且在所述模块10’上设置了另外的插座40’。

所述定位盖21、21’或者所述外壳11、11’也可选设有固定装置，该固定装置允许快速连接到汽车上。在这里的情况中，所述定位盖21、21’的相应的外侧面具有用于粘接搭扣带的平坦的表面。此外，如此固定的模块10、10’可以设置用于耦合能量供应系统的供电插头和/或保护线路。

图4示出了图2b的两个模块10和10’的从后面看的透视图，这两个模块10和10’完全定位在彼此上面并且彼此相对夹紧。所述模块10和10’的外壳11和11’通过所述定位盖21以机械方式牢固地彼此相对夹紧，并且同时保护处于里面的插头50’和插座40(参见图3)之间的电连接以防止环境影响。另一方面，所述定位盖21’使所述外壳11’并且由此使所述处于里面的插座40’(参见图3)相对于环境密封，从而在总体上在所述模块10和10’之间不仅获得稳定的机械连接而且获得稳定的电连接，所述连接尤其排除了相互的振动。在特别关键的应用情况中可以通过以下方式来进一步增强所述连接，即通过孔23和24将所述定位盖21拧紧在定位面31’(参见图3)上。

图5示出了图2a的模块10的从侧面看的详细的透视剖面图，用于说明插座的支承结构。所述模块10的插座40在此支承在浮动支座41上，使得插入所述插座40中的插头50’(参见图3)由自身进行定心。同时，由此对外壳公差和外壳振动进行了补偿。

图6示出了用于使插头在图2b的模块10和10’上定向的导向销70及空隙60的详细透视图。这样的导向销70可以作为对接站(Docking-Stationen)的常见插头的导向凸耳的补充设置在所述外壳11或者说11’中，用于定心地将所述插头50’插入所述插座40(参见图3)中。

图7示出了图2b的两个模块10和10’的从下面看的详细的透视剖面图，这两个模块10和10’完全定位在彼此上面并且彼此相对夹紧。所述模块10和10’的紧凑的外壳形状在此不仅允许防止所述电连接受到脏物和湿气的影响而且允许对相应的模块进行特别良好的整体密封。所示出的连接机构由此可以用在将来的可扩展-集线器-产品(Scalable-Hub-Produkt)上。

按本发明的模块在此可以是主模块，该主模块可以自给自足地连接到计算机如个人电脑上。由此，所述模块得到其自身的供电和冷却。相应的从属模块而后可以连接到任意其它的模块上，但是为了与计算机进行通信需要主模块。在此，每个模块可以仅仅包括有限数目的应用接口和测量输入端。不过因为所述模块能够以简单的方式方法非常稳定地彼此相连接，所以可以毫无问题地通过缩放使其与所期望的校准情况或者测试情况相匹配。

Claims (15)

1.测量及接口模块(10)，具有外壳(11)，该外壳(11)具有第一插接装置，该第一插接装置一方面包括钩状的第一凸起(20)并且另一方面包括能够回转的定位盖(21)，并且所述第一凸起(20)和处于打开位置(OP)中的定位盖(21)形成用于使另外的测量及接口模块(10’)定位并夹紧的固定座，其中，所述外壳(11)具有用于产生阻止将另外的测量及接口模块(10’)接纳在所述第一插接装置中的阻力矩的突起(22a)，并且所述测量及接口模块(10)和所述另外的测量及接口模块(10’)克服这个阻力矩彼此夹紧，所述外壳(11)具有第二插接装置，该第二插接装置一方面包括钩状的第二凸起(30)并且另一方面包括定位面(31)，其中构造所述第二凸起(30)和所述定位面(31)用于使所述测量及接口模块(10)定位并夹紧在另外的测量及接口模块(10’)的相同类型的固定座中。

2.按权利要求1所述的测量及接口模块(10)，具有用于与另外的测量及接口模块(10’)进行电连接的插座(40)。

3.按权利要求2所述的测量及接口模块(10)，其中，所述插座(40)在所述定位盖(21)的打开位置(OP)中朝外界开启并且在所述定位盖(21)的闭锁位置中朝外界被覆盖。

4.按权利要求2或3所述的测量及接口模块(10)，具有用于与互补的插座(40’)进行电连接的插头(50)。

5.按权利要求4所述的测量及接口模块(10)，其中，所述插座(40)支承在所述测量及接口模块的浮动支座(41)上。

6.按权利要求4所述的测量及接口模块(10)，具有用于使所述插头(50)在另外的测量及接口模块(10’)上定向的导向销(60)。

7.按权利要求6所述的测量及接口模块(10)，具有用于接纳互补的导向销(60’)的空隙(60)。

8.按权利要求1所述的测量及接口模块(10)，在所述测量及接口模块(10)的定位盖(21)和所述另外的测量及接口模块(10’)的定位面(31’)之间具有螺纹连接。

9.按权利要求1所述的测量及接口模块(10)，其中，所述钩状的凸起(20、30)构造为相应的折边。

10.按权利要求1所述的测量及接口模块(10)，其中，所述测量及接口模块具有自身的供电和/或温度冷却。

11.按权利要求1所述的测量及接口模块(10)，其中，所述定位盖(21)具有用于与汽车相连接的固定装置。

12.按权利要求11所述的测量及接口模块(10)，其中，所述测量及接口模块具有供电插头和/或保护线路。

13.由至少两个按权利要求1到12中任一项所述的测量及接口模块(10、10’)构成的装置，其中，所述测量及接口模块(10、10’)通过第一及第二插接装置彼此相连接，方法是其互补的钩状的凸起(20、30’)彼此啮合并且形成针对定位在所述定位面(31’)上的定位盖(21)的阻力，使得所述两个测量及接口模块(10、10’)以机械方式彼此相对夹紧。

14.用于连接两个按权利要求1到12中任一项所述的测量及接口模块(10、10’)的方法，其中，打开第一测量及接口模块(10)的定位盖(21)并且将钩卡连接结构(20、30’)悬置在这两个测量及接口模块(10、10’)之间，所述两个测量及接口模块(10、10’)围绕着所述钩卡连接结构(20、30’)彼此相对运动，使得第一测量及接口模块(10)的定位盖(21)定位在第二测量及接口模块(10’)的互补的定位面(31’)上并且这两个测量及接口模块(10、10’)彼此夹紧，其中，所述外壳(11)具有用于产生阻止将第二测量及接口模块(10’)接纳在所述第一插接装置中的阻力矩的突起(22a)，并且所述第一测量及接口模块(10)和所述第二测量及接口模块(10’)克服这个阻力矩彼此夹紧。

15.按权利要求14所述的方法，其中，所述定位盖(21)和所述定位面(31’)相互拧紧。

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