CN107069350B - 自供电匹配检测连接器 - Google Patents

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Abstract

公开了一种具有自供电匹配检测的连接器。公开的连接器对的实例包括第一连接器。示例性连接器对还包括附接到第一连接器的压电传感器。当第一连接器和第二连接器匹配时，示例性压电传感器产生电压。示例性压电传感器在第一连接器和第二连接器解除匹配时产生电压。示例性连接器对还包括电连接到压电传感器的存储器电路，以响应于检测到由压电传感器产生的电压而记录连接事件。另外，示例性连接器对包括电连接到存储器电路的RFID电路。示例RFID性电路发送连接事件。

Description

自供电匹配检测连接器
技术领域
本发明总体上涉及连接器，更具体地，涉及具有自供电匹配检测的连接器。
背景技术
连接器用作连接电路的电接口。例如，在车辆中，连接器将单个部件连接到形成电力和/或通信分配系统的线束。当连接器在车辆组装时没有适当地匹配时，连接器会由于在驾驶时车辆的振动而稍后分开。这会导致可靠性问题，这又导致要维修车辆。另外，不匹配的连接器可以用于获得对车辆的通信总线的未授权访问。
发明内容
所附权利要求定义了本申请。本公开总结了实施例的方面，并且不应当用于限制权利要求。如对于本领域的普通技术人员在审查以下附图和详细描述之后将显而易见的，根据本文描述的技术可预期其它实施方式，并且这些实施方式旨在在本申请的范围内。
一种示例性连接器对包括第一连接器。示例性连接器对还包括附接到第一连接器的压电传感器。当第一连接器和第二连接器匹配时，压电传感器产生电压。示例性连接器对还包括电连接到压电传感器以响应于检测到由压电传感器产生的电压而记录连接事件的存储器电路。另外，示例性连接器对包括电连接到存储器电路的RFID电路。RFID电路发送连接事件。
一种示例性电路包括压电传感器。示例性电路还包括电连接到压电传感器的微处理器。微处理器响应于压电传感器产生电荷而将连接事件记录在非易失性存储器中。示例性电路还包括电连接到微处理器的RFID天线。微处理器响应于从RFID读取器接收的信号经由RFID天线发送连接事件。
附图说明
为了更好地理解本发明，可以参考以下附图中所示的实施例。附图中的部件不一定按比例绘制并且相关的元件可以省略，或者在一些情况下可以夸大比例，以便强调和清楚地示出本文所描述的新颖性特征。此外，如本领域中已知的，系统部件可以不同地布置。此外，在附图中，相同的附图标记表示多个图中的相应部分。
图1A和1B示出了根据本发明教导的自供电匹配检测连接器的侧剖视图；
图2示出了图1A和1B的自供电匹配检测电路的框图；
图3是可以被执行以实现图1A、1B和2的自供电匹配检测电路的示例方法的流程图。
具体实施方式
尽管本发明可以以各种形式实施，但是在附图中示出并且在下文中将描述一些示例性和非限制性实施例，应当理解，本公开被认为是本发明的示例并且不旨在将本发明限制于所示的具体实施例。
图1A和1B示出了根据本发明的教导的自供电匹配检测连接器对100的侧面剖视图。为了简洁，自供电匹配检测连接器对100在本文中也被称为连接器对。连接器对100包括第一连接器102和第二连接器104。图1A描述了处于未匹配状态的第一连接器102和第二连接器104。图1B描述了处于匹配状态的第一连接器102和第二连接器104。如本文所使用的，术语“完全匹配”被定义为第一连接器102和第二连接器104电气地和机械地连接，使得它们在没有施加有意的力的情况下不会分开。在一些示例中，第一连接器102用作线束的终端以及第二连接器104电连接到部件(例如车辆中的传感器或电子控制单元)。
第一连接器102具有主体106。主体106具有内壁108和内部基部110。在所示示例中，第一连接器102是具有插销112的阳型连接器。插销112可附接到电导体114a和116a。例如，当组装时，插销112可以压接或焊接到电导体114a和116a上。插销112在第一连接器102的主体106内电隔离。第一连接器102可以具有任何数量的插销(例如一个、十个、二十等)并且可以以任何合适的方式(例如，矩形、圆形等)设置在主体106中。根据连接器对100的用途，第一连接器102的主体106可以具有不同的特征部件(例如安装支架、应变消除支架等)。
第二连接器104是具有插座118的阴型连接器。插座118可附接到电导体114b和116b。例如，当组装时，插座118可以压接或焊接到电导体114b和116b上。插座在第二连接器104的主体120内电隔离。第二连接器104的插座118的设置与第一连接器102的插销112的设置互补。第二连接器104的主体120可以根据连接器对100的用途而具有不同的特征部件(例如安装支架、应变消除支架等)。
电导体114a、114b、116a和116b可以是导线和/或铜迹线等。当第一和第二连接器102和104匹配时，第一连接器102的插销112和第二连接器104的插座118机械地接合，使得附接到第一连接器102的电导体114a和116a电连接到附接到第二连接器104的相应的电导体114b和116b。第一和第二连接器102和104锁定在一起。例如，第一和第二连接器102和104可以包括锁定夹、连接螺母、螺纹、锁紧螺母插座和/或卡口安装件等。
在所示示例中，第一连接器102包括压电传感器122和连接检测电路124。压电传感器122包括具有压电层126和基质层128的一个或多个悬臂梁。压电层126是例如石英或电气石的压电材料，压电层126响应于机械应力而产生电荷。例如，当悬臂梁变形时，压电层126产生电荷(如图1B最佳所示)。基质层128是支撑压电层126的刚性但可变形的材料。
在所示示例中，压电传感器122附接到第一连接器102的内壁108中的一个。或者，在一些示例中，压电传感器122附接到第一连接器102的内部基部110。当插入进第一连接器102中以接合插销112和插座118之间的机械连接时，第二连接器104在压电传感器122上施加应力并且使悬臂梁偏转。压电传感器122定位在第一连接器102内，使得当第二连接器104匹配到第一连接器102时，第二连接器104在压电传感器122上施加应力。在一些实施例中，第一连接器102可以包括检测第二连接器104何时被移除的第二压电传感器(未示出)。例如，第二压电传感器可以被定位成使得当第一和第二连接器102和104解除匹配时，第二压电传感器保持比压电传感器122更长的偏转。在这样的示例中，连接检测电路124检测在压电传感器122不存在时产生电荷的第二压电传感器，并将断开事件记录在非易失性存储器中。
如下面更详细地讨论的，连接检测电路124由当压电传感器122变形时产生的电荷供电。连接检测电路124电连接到压电传感器122。在所示的示例中，连接检测电路124附接到第一连接器102主体106的外壁130。连接检测电路124通过穿通孔(有时称为“通孔”)电连接到压电传感器122。或者，在一些示例中，连接检测电路124附接到与压电传感器122相同的内壁108，使得当第二连接器104与第一连接器102匹配时，连接检测电路124匹配在由第一连接器102的内壁108和第二连接器104所限定的间隙内。在这样的示例中，连接检测电路124可以通过铜迹线电连接到压电传感器122。
当通过压电传感器122产生电荷时，连接检测电路124接收电力并将连接事件记录在非易失性存储器中。此外，当供电时，连接检测电路124指示连接器对100当前匹配。如下面更详细地讨论的，当由射频识别(Radio-Frequency Identification，RFID)读取器询问时，连接检测电路124发送一个或多个标识符、存储在非易失性存储器中的连接事件以及连接器对100当前是否匹配的指示。
图2示出了自供电匹配检测电路200的框图。自供电匹配检测电路200包括图1A和1B的压电传感器122和连接检测电路124。连接检测电路124包括存储器电路202和RFID天线204。当压电传感器122变形时，压电传感器122向存储器电路202提供电荷。存储器电路202将连接事件记录在非易失性存储器中并经由RFID天线204发送连接事件。此外，在由RFID读取器询问时，RFID天线204将电荷提供给存储器电路202。
存储器电路202可以由一个或多个分立组件、集成电路、低功率微处理器、专用集成电路(application specific integrated circuit，ASIC)、可编程逻辑器件(programmable logic device，PLD)和现场可编程逻辑器件(field programmable logicdevice，FPLD)等来实现。存储器电路202包括传感器调节电路206、RFID管理电路208和存储器管理电路210。传感器调节电路206将由压电传感器122产生的电荷转换为由存储器管理电路210使用的电压。传感器调节电路206可以包括电容器和/或低功率电源。RFID管理电路208将由RFID天线204产生的电荷转换为由存储器管理电路210使用的电压。
存储器管理电路210包括非易失性存储器(诸如闪存、可擦除可编程只读存储器(Erasable Programmable Read-Only Memory，EPROM)、电阻随机存取存储器(ResistiveRandom-Access Memory，RRAM)等)、驱动非易失性存储器的电路、非易失性存储器，以及发送电路，该发送电路用于响应于从RFID读取器接收到信号而发送非易失性存储器的内容。在一些示例中，非易失性存储器和/或发送电路可以集成到低功率微处理器中。另外，存储器管理电路210区分来自传感器调节电路206和RFID管理电路208的接收电压。
当存储器管理电路210从传感器调节电路206接收电压时，存储器管理电路210将连接事件记录到非易失性存储器中。在一些示例中，将连接事件记录到非易失性存储器中可以包括增加存储在非易失性存储器中的计数器。在一个实施例中，存储器管理电路还可以记录发生匹配(或解除匹配)的时间。存储器管理电路210还保持连接指示器(例如，存储器中的标记)。连接指示器具有(a)表示存储器管理电路210当前正从传感器调节电路206接收电压的第一状态(诸如逻辑真状态)，以及(b)表示存储器管理电路210当前没有从传感器调节电路206接收电压的第二状态(例如逻辑假状态)。
当存储器管理电路210从RFID管理电路208接收电压时，存储器管理电路210经由RFID天线204发送非易失性存储器的内容，如连接事件的记录。在一些实施例中，非易失性存储器包括标识符。标识符是标识如下内容的值(a)特定存储器管理电路210、(b)与连接器对100相关的线束和/或与连接器对100相关联的车辆。存储器管理电路210还发送连接指示器的状态。
图3是检测连接器对100的两个连接器102和104何时匹配的示例性方法的流程图。最初，在接通电源之后，存储器管理电路210确定其是否正在从压电传感器122接收电力(框300)。例如，如果压电传感器122正在产生电荷，则传感器调节电路206向存储器管理电路210供电。如果存储器管理电路210正从压电传感器122接收电力，则存储器管理电路210在其非易失性存储器中记录连接事件(框302)。例如，存储器管理电路210可以增加存储在非易失性存储器中的计数器。
存储器管理电路210确定其是否正从RFID天线204接收电力(框304)。例如，当具有连接器对100的车辆被维修时，车辆可以被RFID读取器扫描。扫描在RFID天线204中感生电荷。结果，RFID管理电路208向存储器管理电路210供电。如果存储器管理电路210正在从RFID天线204接收电力，则存储器管理电路210经由RFID天线204发送非易失性存储器的内容(框306)。例如，存储器管理电路210可以发送与连接器相关联的标识符、存储在非易失性存储器中的连接事件的数量以及连接器对100当前是否匹配的指示。然后，存储器管理电路210等待从RFID天线204接收电力。
在本申请中，转折连词的使用旨在包括连接词。定冠词或不定冠词的使用并不表示基数。特别地，对“这”对象或“一个(a)”和“一个(an)”对象的引用也旨在表示可能的多个这样的对象之一。此外，连词“或”可以用于传达同时存在的特征，而不是互斥的替代。换句话说，连词“或”应当被理解为包括“和/或”。术语“包括(includes)”，“包括(including)”和“包括(include)”是包括性的，并且分别具有与“包含(comprises)”，“包含(comprising)”和“包含(comprise)”相同的范围。
上述实施例，特别是任何“优选地”实施例是实施方式的可能示例，并且仅仅是为了清楚理解本发明的原理而提出的。在不实质上背离本文所描述的技术的精神和原理的事件下，可对上述实施例进行许多变化和修改。所有修改旨在包括在本发明的范围内并由所附权利要求保护。

Claims (16)

1.一种连接器对，包含：
第一连接器；
第二连接器；
压电传感器，所述压电传感器附接到所述第一连接器，当所述第一连接器和第二连接器匹配时，所述压电传感器产生电压，以及当所述第一连接器和所述第二连接器完全匹配时，所述压电传感器变形；
存储器电路，所述存储器电路电连接到所述压电传感器以响应于检测到由所述压电传感器产生的电压而记录连接事件；以及
RFID电路，所述RFID电路电连接到所述存储器电路，所述RFID电路用于发送所述连接事件；
其中所述压电传感器是第一压电传感器，并且所述连接器对包括附接到所述第一连接器的第二压电传感器，当所述第一连接器和所述第二连接器至少部分地解除匹配时，所述第二压电传感器产生电压。
2.根据权利要求1所述的连接器对，其中所述存储器电路电连接到所述第二压电传感器以响应于检测到在所述第一压电传感器不产生电压时由所述第二压电传感器产生的电压而记录断开事件。
3.根据权利要求1所述的连接器对，其中当所述第一连接器和所述第二连接器完全匹配时，所述压电传感器产生电压。
4.根据权利要求1所述的连接器对，其中所述压电传感器附接到所述第一连接器的内壁。
5.根据权利要求1所述的连接器对，其中所述压电传感器包括当所述第一连接器和所述第二连接器匹配时变形的悬臂梁。
6.根据权利要求1所述的连接器对，其中所述存储器电路包括非易失性存储器。
7.根据权利要求1所述的连接器对，其中所述存储器电路包括具有集成的非易失性存储器的微处理器。
8.根据权利要求1所述的连接器对，其中所述RFID电路包括RFID天线。
9.根据权利要求1所述的连接器对，其中当所述RFID电路检测到来自RFID读取器的信号时，所述RFID电路向所述存储器电路供电。
10.一种电路，包含：
连接器对，其中，所述连接器对包含：
压电传感器，其中所述压电传感器附接到第一连接器的内表面；
第二连接器，当所述第一连接器和所述第二连接器完全匹配时，所述压电传感器变形；
微处理器，所述微处理器电连接到所述压电传感器，所述微处理器被配置为响应于所述压电传感器产生电荷而在非易失性存储器中记录连接事件；以及
RFID天线，所述RFID天线电连接到所述微处理器，所述微处理器被配置为响应于从RFID读取器接收到信号而经由所述RFID天线发送所述连接事件；
其中所述压电传感器是第一压电传感器，并且所述连接器对包括附接到所述第一连接器的第二压电传感器，当所述第一连接器和所述第二连接器至少部分地解除匹配时，所述第二压电传感器产生电压。
11.根据权利要求10所述的电路，其中所述第一连接器电连接到车辆中的传感器。
12.根据权利要求10所述的电路，其中所述压电传感器包括具有压电层和支撑层的悬臂梁。
13.根据权利要求12所述的电路，其中所述压电传感器响应于当第一连接器和第二连接器匹配时所述第二连接器使所述悬臂梁变形而产生电荷。
14.根据权利要求13所述的电路，其中所述第一连接器电连接到车辆中的传感器，并且所述第二连接器电连接到线束。
15.根据权利要求10所述的电路，包括传感器调节电路，所述传感器调节电路用于将由所述压电传感器产生的电荷转换为由所述微处理器使用。
16.根据权利要求10所述的电路，其中所述微处理器发送识别第一连接器的标识符和所述连接事件的计数。
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