CN103973535A - 菊链通信系统在短路情况下的运行 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种通信系统，其具有一个主用户设备和从主用户设备出发借助供电线路的至少一条导线连接在链中的多个从用户设备，其中主用户设备分别具有用于供电线路的至少一条导线的输出端，并且多个从用户设备中的每个分别具有用于供电线路的至少一条导线的输入端和输出端和用于将输入端与输出端连接的开关装置，其中多个从用户设备中的第一个的输入端与主用户设备的输出端连接并且多个从用户设备中的第n+1个的输入端与第n个从用户设备的输出端连接，其中n≥1，其中主用户设备设立用于在短路方面监视供电线路的至少一条导线并且在所识别的短路情况下如此控制多个从用户设备中的在链中位于短路前面的从用户设备，使得开关装置不被闭合或断开。

Description

菊链通信系统在短路情况下的运行

技术领域

本发明涉及一种通信系统，所述通信系统具有一个主用户设备和多个从用户设备，所述多个从用户设备从主用户设备出发借助供电线路的至少一条导线（Ader）连接在链中。

本发明涉及这样的通信系统，在所述通信系统中多个用户设备在链中彼此连接（所谓的菊链）以用于供电（并且通常也用于通信）。虽然本发明随后主要参考PSI5接口来描述，但本发明并不限于此，而是可用在所有如下通信系统中：其中使至少一条供电线路作为链从一个用户设备延续至下一个用户设备。

背景技术

PSI5（外围传感器接口5）是用于传感器的数字接口，其基于双线线路并且尤其是在汽车电子设备中用于将所铺设的传感器（在此称为“从用户设备”）连接到电子控制设备（在此称为“主用户设备”）上。除支持简单的点到点配置以外，还支持菊链配置，在所述菊链配置中，多个从用户设备在链中连接在一个主用户设备上。因为涉及双线线路，所以每一个从用户设备包括用于供电的四个连接端（各两个输入端和两个输出端），通信也通过所述连接端进行。PSI5根据电流接口的原理利用对发送电流进行调制以在供电线路上传输数据来工作。通过相对高的信号电流和比特编码实现高的抗干扰性，由此使用廉价的双绞线线路对于布线来说就足够了。

在这种菊链连接中，尤其是在恶劣的汽车环境中，可能出现供电线路中的短路问题（如短路到地、短路到电源）。这导致，必须切断整个总线。

值得期望的是，在短路的情况下也能够在总线上继续运行尽可能多的用户设备。

发明内容

根据本发明，提出一种具有权利要求1的特征的通信系统。这种通信系统的主用户设备和从用户设备也是本发明的主题。有利的扩展方案是从属权利要求以及以下描述的主题。

本发明描述一种通信系统，所述通信系统具有一个主用户设备和多个从用户设备，所述多个从用户设备从主用户设备出发借助供电线路的至少一条导线连接在链中。主用户设备分别具有用于供电线路的至少一条导线的输出端，并且多个从用户设备中的每一个分别具有用于供电线路的至少一条导线的输入端和输出端和用于将输入端与输出端连接的开关装置。多个从用户设备中的第一从用户设备的输入端与主用户设备的输出端连接，并且多个从用户设备中的第n+1个从用户设备的输入端与第n个从用户设备的输出端连接，其中n≥1。

主用户设备被设立用于在短路方面监视供电线路的至少一条导线。例如，相应的PSI5驱动器模块是可获得的。此外，主用户设备被设立用于在所识别的短路情况下（尤其在运行期间）结束从用户设备的供电。随后可以进行从用户设备的根据本发明的（再次）启动或者初始化。

主用户设备被设立用于，在通信开始时（例如在建立主用户设备的供电时）按顺序对用于通信的多个从用户设备初始化。每个从用户设备原则上被设立用于，在初始化结束时闭合开关装置，以便将输入端与输出端连接。通过这种方式接通链的后续的从用户设备并且可以对其初始化。

此外，主用户设备被设立用于，在所识别的短路情况下在初始化期间如此控制在短路前面的从用户设备，使得该从用户设备断开和/或在新的或者将来的初始化结束时不闭合开关装置。因此，链在该位置结束，并且在短路前面的从用户设备尽管存在短路也能够运行。因为在初始化期间已知，哪个从用户设备在探测到短路之前已经闭合开关装置，所以短路的位置也能够确定。

优选地，主用户设备在此如此设立，使得其在所识别的短路情况下首先结束所有从用户设备的供电，从而所有从用户设备可以再次重新被初始化。然后，在新的初始化时，可以如此控制在短路前面的相关从用户设备，使得该相关从用户设备在初始化结束时不闭合开关装置。

本发明的优点

本发明实现一种可能性：在短路的情况下阻止供电电压的自动的继续切换。由此，将通信维持到最后的无差错连接的从用户设备。本发明不仅涵盖了最初存在的短路而且也涵盖了在运行中出现的短路。如果故障在接通通信系统时已经存在，则一旦最后初始化的从用户设备释放供电电压到短路的线路段上，主用户设备就识别出该短路，并且切断电路供应。在通信系统重新启动时，现在如此对最后的正确工作的从用户设备编程，使得所述从用户设备不再继续切换供电电压并且因此该链的其余部分与短路一起保持不被供电。如果在运行中在链上发生短路，则在此也关断供电电压并且启动新的初始化。然后，在此情况下如在从一开始就存在短路的情况下那样处理。

本发明的其他的优点和扩展方案从描述和附图中得出。

可以理解，上面提到的和随后还要阐述的特征不仅可以以分别说明的组合而且还可以以其他组合和/或单独地使用，而不脱离本发明的范畴。

根据实施例在附图中示意性地示出本发明，并且下面参考附图详细描述本发明。

附图说明

图1示出根据本发明的通信系统的第一优选实施方式，其中电流连接线路的接地导线被连接，

图2示出根据本发明的通信系统的第二优选实施方式，其中电力连接线路的接地导线被连接，

图3示出根据本发明的通信系统的第三优选实施方式，其中电力连接线路的引导电流的导线以及接地导线被连接，

图4示出图3中的从用户的开关装置的详细视图。

具体实施方式

下面连贯和整体地描述图1至4，其中相同的元件配备有相同的参考标记，并且起相同作用的元件配备有以100递增的参考标记。在此，图1至3以电路图方式示出根据本发明的通信系统的不同实施方式，并且图4示出从用户设备的开关装置的优选实施方式。

通信系统100、200、300在此构造为PSI5通信系统，并且具有在此构造为控制设备110、210或者310的主用户设备和在此构造为传感器111、112、113、...、211、212、213、...、311、312、313、...的从用户设备。在此例如可以涉及压力传感器、加速度传感器或接触传感器。控制设备110、210或者310具有PSI5接口驱动器模块110a、210a或者310a，所述PSI5接口驱动器模块同时提供所连接的传感器的供电和数据通信并且通过编程技术被设立用于执行本发明的主用户特定的步骤。

每一个传感器具有PSI5接口驱动器模块111a、112a、113a等等，所述PSI5接口驱动器模块通过编程技术被设立用于执行本发明的从用户特定的步骤，尤其是如此被控制，使得不闭合或甚至断开开关装置。

所述传感器分别通过供电线路10的导线11、12在链中彼此连接。在初始化阶段期间，传感器被编程到传输时间段中的确定的时隙上。由此，所传输的数据对于接口来说可辨识并且可以分配给相应的传感器。因此，也可以在链的所有位置上安装相同类型的传感器。

所述初始化通过控制设备的接口驱动器模块110a、210a或者310a实现。按顺序对传感器初始化。因此，首先对在接口后面的第一传感器111或者211或者311初始化，随后对第二传感器112或者212或者312等等初始化。在初始化结束之后，相应的传感器的接口驱动器模块111a或者211a或者311a、...继续将供电自动地切换到后续的传感器上，所述后继的传感器随后被初始化。该过程重复直至链中最后的传感器。

控制设备110、...的接口驱动器模块110a、...被设立用于，在至少一个导线11、12与地GND或电压+的短路方面监视供电线路10。如果在正常运行期间出现短路，则接口驱动器模块110a、...切断所连接的传感器的供电并且执行重新初始化。该重新初始化如第一次初始化那样进行并且在后面被阐述。

在初始状态中，传感器的开关装置（见图4中的311b、311c）断开，从而在供电线路10的导线11、12的输入端和所属的输出端之间不存在连接。控制设备开始初始化，其方式是，所述控制设备将电流切换到供电线路10上。随后，对链中的分别第一传感器111、211或者311供电并且通过已知的方式初始化。在初始化结束时，传感器的相应的接口驱动器模块111a、...闭合开关装置，并且因此接通链中的下一个传感器112、212或者312。现在对所述下一个传感器初始化，等等。

如果控制设备110、...的接口驱动器模块110a、...在开关装置被闭合之后探测到短路，则该接口驱动器模块可以确定短路在链中的位置，切断所连接的传感器的供电，并且执行继续的初始化。在继续初始化时，通过常规方式对在链中直接位于短路前的传感器之前的所有传感器初始化。然而，在初始化时如此控制在链中直接位于短路前的传感器，使得该传感器在初始化结束时不闭合开关装置。通信系统保持部分地可运转。

因为在车辆中预期对地短路比对运行电压短路显著更加频繁，所以符合目的的是，通过开关将供电电压继续连接在供电电压的高电平中，如在图2中所示那样。

对于所有可能的短路最优的传感器布局是不仅切断高的供电电平，而且切断低的供电电平，如图3中所示的那样。

如果场效应晶体管用作开关装置，该场效应晶体管由于寄生二极管而始终在电流方向上是导通的，则为了进一步提高稳健性，可以以“背靠背”结构（反串联电路）布置开关晶体管，如在图4中所示的那样。因此保证，可以与短路电势无关地尽可能将通信系统保持在运行中。

Claims (11)

1.一种通信系统（100；200；300），所述通信系统具有一个主用户设备（110；210；310）和多个从用户设备（111，112，113；211，212，213；311，312，313），所述多个从用户设备从所述主用户设备出发借助供电线路（10）的至少一条导线（11，12）连接在链（10）中，

其中所述主用户设备分别具有用于所述供电线路（10）的至少一条导线（11，12）的输出端，并且所述多个从用户设备中的每一个分别具有用于所述供电线路的至少一条导线（11，12）的输入端和输出端和用于将所述输入端与所述输出端连接的开关装置（311b，311c），

其中所述多个从用户设备中的第一从用户设备（111；211；311）的输入端与所述主用户设备（110；210；310）的输出端连接，并且所述多个从用户设备中的第n+1个从用户设备的输入端与第n个从用户设备的输出端连接，其中n≥1，

其中所述主用户设备（110；210；310）被设立用于在短路方面监视所述供电线路（10）的至少一条导线（11，12），并且在所识别的短路情况下如此控制所述多个从用户设备中的在链中位于短路前面的从用户设备，使得所述开关装置不被闭合或断开。

2.根据权利要求1所述的通信系统（100；200；300），其中所述主用户设备（110；210；310）被设立用于按顺序对用于通信的多个从用户设备初始化，其中所述多个从用户设备中的每一个被设立用于在初始化结束时闭合其开关装置，以便将所述输入端与所述输出端连接。

3.根据权利要求2所述的通信系统（100；200；300），其中所述主用户设备（110；210；310）被设立用于，在所识别的短路情况下在所述初始化期间确定所述多个从用户设备的在所述链中位于短路前面的从用户设备（112；212；312）。

4.根据权利要求3所述的通信系统（100；200；300），其中所述主用户设备（110；210；310）被设立用于，如此控制所述多个从用户设备的在所述链中位于短路前面的从用户设备（112；212；312），使得该从用户设备不闭合所述开关装置。

5.根据以上权利要求之一所述的通信系统（100；200；300），其中所述主用户设备（110；210；310）被设立用于，在所识别的短路情况下结束所有从用户设备的供电。

6.根据以上权利要求之一所述的通信系统（100；200；300），其中所述供电线路（10）的至少一条导线（11，12）是引导电流的和/或接地的导线。

7.根据以上权利要求之一所述的通信系统（100；200；300），其中所述开关装置（311b，311c）具有两个晶体管，所述两个晶体管以反串联电路连接。

8.根据以上权利要求之一所述的通信系统（100；200；300），其中所述多个从用户设备的在所述链中位于短路前面的从用户设备（112；212；312）在所述链中直接位于该短路前面。

9.根据以上权利要求之一所述的通信系统（100；200；300），其中所述供电线路的至少一条导线（11，12）同时是数据传输导线。

10.一种根据以上权利要求之一所述的通信系统（100；200；300）的主用户设备（110；210；310）。

11.一种根据以上权利要求之一所述的通信系统（100；200；300）的从用户设备（111，112，113；211，212，213；311，312，313）。