CN112578699A - 用于耦接控制器和线束的接口组件 - Google Patents

Abstract

本公开提出由控制侧接口装置和线束侧接口装置组成的用于耦接控制器和线束的接口组件。控制侧接口装置包括多个控制侧信号端子和用于接收线束编码的至少一个控制侧编码端子。相应地，线束侧接口装置包括多个线束侧信号端子和用于发送线束编码的至少一个线束侧编码端子。还提出具有这种接口装置的控制器和线束以及相应的机动车辆。通过本公开的方案，可以针对车辆连接功能仅使用一种型号的接口组件，开发成本低，采购方便，可以有效降低生产成本和物流成本，提高设备的使用率，便于维护。

Description

用于耦接控制器和线束的接口组件

技术领域

本公开涉及电气耦接设备，具体地，涉及由控制侧接口装置和线束侧接口装置组成的用于耦接控制器和线束的接口组件，具有这种接口装置的控制器和线束以及相应的机动车辆。

背景技术

在诸如机动车辆内部的需要将控制器与线束进行电气耦接的应用场景中，控制器与线束之间的连接在功能上一般需要一一对应。目前，通过在控制器与线束的接口装置上设置对应的机械连接结构实现控制器与线束之间的防错连接。

控制器与线束之间的机械连接结构通常采用具有公端与母端连接器的壳体。为了满足市场定制化的需求，需要设计控制器与对应线束的大量不同的变种配置。多个变种配置的实现需要针对不同型号开辟公端与母端连接器壳体的专用区域，意味着需要多种模具或更换模具生产以实现不同的连接器，这导致较高的开发成本，采购成本，生产成本和物流成本等问题。

因此，存在对控制器和线束之间的连接器设备进行改进的需求。

需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

根据本公开的实施例，为解决上述技术缺陷，提出由控制侧接口装置和线束侧接口装置组成的用于耦接控制器和线束的接口组件，具有这种接口装置的控制器和线束以及相应的机动车辆，使得控制器和线束之间的接口组件可以采用单一或更少数量的型号配置以进行电气耦接，满足不同的连接需求，并且可以进一步实现自动匹配的功能。

根据本公开的一方面，提出一种控制侧接口装置，用于将控制器经由线束侧接口装置耦接到线束，所述控制侧接口装置包括多个控制侧信号端子，每个所述控制侧信号端子耦接到所述线束侧接口装置的对应的线束侧信号端子，所述控制侧接口装置还包括至少一个控制侧编码端子，每个所述控制侧编码端子耦接到所述线束侧接口装置的对应的线束侧编码端子，所述控制侧编码端子被配置为将所接收的来自所述线束侧接口装置的线束编码传输到所述控制器。

根据本公开的实施例，每个所述控制侧编码端子接收来自所述线束侧接口装置的对应的线束侧编码端子的编码状态，所述线束编码基于所述线束侧编码端子的所述编码状态生成。

根据本公开的另一方面，提出一种线束侧接口装置，用于将线束经由控制侧接口装置耦接到控制器，所述线束侧接口装置包括多个线束侧信号端子，每个所述线束侧信号端子耦接到所述控制侧接口装置的对应的控制侧信号端子，所述线束侧接口装置还包括至少一个线束侧编码端子，每个所述线束侧编码端子耦接到所述控制侧接口装置的对应的控制侧编码端子，所述线束侧编码端子被配置为将所述线束的线束编码发送到所述控制侧接口装置。

根据本公开的实施例，每个所述线束侧编码端子向所述控制侧接口装置的对应的控制侧编码端子发送所述线束侧编码端子的编码状态，所述线束编码基于所述线束侧编码端子的所述编码状态生成。

根据本公开的又一方面，提出一种用于车辆的控制器，包括如上所述的控制侧接口装置。

根据本公开的实施例，所述控制器被配置为基于所述线束编码与所述线束进行匹配。

根据本公开的又一方面，提出一种用于车辆的线束，包括如上所述的线束侧接口装置。

根据本公开的实施例，所述线束被配置为基于所述线束编码与所述控制器进行匹配。

根据本公开的又一方面，提出一种接口组件，包括如上所述的控制侧接口装置以及如上所述的线束侧接口装置。

根据本公开的又一方面，提出一种机动车辆，包括如上所述的控制器以及如上所述的线束。

通过采用上述方案，可以获得开发成本低，采购方便，可以有效降低生产成本和物流成本，提高设备的使用率，便于维护的有益效果。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

通过参照附图详细描述其示例性实施例，本公开的上述和其它特征及优点将变得更加明显。

图1为根据本公开的实施例的接口组件的示例性连接示意图；以及

图2A-2D为根据本公开的实施例的线束侧的编码状态的示例性示意图。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例性实施例。然而，示例性实施例能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本公开将全面和完整，并将示例性实施例的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中，为了清晰，可能会夸大部分元件的尺寸或加以变形。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。

此外，所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而没有所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、元件等。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构、方法或者操作以避免模糊本公开的各方面。

应注意的是，在本实施例中以机动车辆的车载控制器(ECU)和车辆内的线束为例描述本公开的方案，但是本领域技术人员可以理解，本公开的方案不限于车辆控制器和车辆内线束之间的电气耦接的场景，还可以应用于任何控制器与线束之间的电气耦接，或者需要通过线束进行电气互联或耦接的电气设备之间的电气耦接的场景。

术语“耦接”指的是两者之间直接地连接或者经由其它器件间接地连接，该连接可以是通过诸如电线、电缆和插头插座等的有线连接，也可以是通过诸如RF、WiFi等的无线连接。在电气连接场景下，“耦接”也可以等同于“连接”或“电气连接”。“电气连接”指的是两者通过电、电磁等方式进行信号连接，该信号包括但不限于供电信号(直流或交流电压或电流)，数据信号(诸如指令的控制信号，诸如参数或状态的数据)等。

图1示出根据本公开的实施例的接口组件的连接拓扑结构。

接口组件包括位于控制器侧的控制侧接口装置110和位于线束侧的线束侧接口装置210。

ECU 100依次经由控制侧接口装置110和线束侧接口装置210与线束200相互耦接。ECU 100包括处理器(MCU)130，用于基于从控制侧接口装置110接收的信号完成控制功能。线束200连接到车辆中的其它车载设备、传感器和车外设备等。线束200还可以经由车辆内的总线(例如CAN)连接到其它设备和传感器。

控制侧接口装置110包括多个控制侧端子，其中包括多个控制侧编码端子110a，110b，110c和110d，以及多个控制侧信号端子110e，110f，…，110g和110h。与控制侧接口装置110的端子相对应地，线束侧接口装置210包括多个线束侧端子，其中包括多个线束侧编码端子210a，210b，210c和210d，以及多个线束侧信号端子210e，210f，…，210g和210h。控制侧接口装置110的端子110a，110b，110c，110d，110e，110f，…，110g和110h分别一一对应并耦接到线束侧接口装置210的端子210a，210b，210c，210d，210e，210f，…，210g和210h。在本实施例中，以4个编码端子为例说明本公开的技术方案，本领域技术人员应当理解，根据实际需要，也可以采用其它数量的编码端子，例如1个，2个，…，N个，其中N为正整数。

控制侧信号端子110e-110h和线束侧信号端子210e-210h与现有的用于连接车辆控制器与线束的连接器壳体的控制器端和线束端的信号端子类似，用于根据接口协议定义将ECU与线束互联，在二者之间传输供电信号和/或数据信号。例如，可以定义其中的电源端子，控制信号端子和数据信号端子等。信号端子的数量根据ECU的控制需求和线束规范而定，并且随着ECU或机动车辆型号的型号变种调整。例如，旧款的ECU或车辆信号采用8个信号端子，新款的型号变种中采用10个信号端子，并且该10个信号端子的端口定义可能与旧款的8个信号端子有所不同，并且相应功能也经过调整。信号端子的数量也可以采用1个，2个，…，M个，其中M为正整数。ECU 100从控制侧信号端子110e-110h接收由其它车辆设备经由线束200传输的信号和数据，由处理器130完成相应的控制功能。ECU 100也通过控制侧信号端子110e-110h将控制信号和数据经由线束200传输到其它车辆设备和传感器等。

相比现有的控制器端和线束端的连接器，控制侧接口装置110所包括的控制侧编码端子110a-110d用于与线束侧接口装置210的线束侧编码端子210a-210d一一对应耦接，以便将从线束侧编码端子接收的线束编码传输到ECU 100。换句话说，接口组件中的控制侧接口装置110和线束侧接口装置210分别在控制侧端子和线束侧端子中预留多个端子，专门用于线束编码。

下面将详细介绍线束编码。线束编码用于标识接口组件的型号。相互匹配的控制侧接口装置110和线束侧接口装置210应当具有相同的线束编码。根据本公开的实施例，控制侧接口装置110与ECU 100相关联，例如控制侧接口装置110与ECU 100耦接或者是ECU100的一部分，因此控制侧接口装置110的线束编码也可以用于标识ECU 100。类似的，线束侧接口装置210与线束200相关联，例如前者与后者耦接或者作为后者的一部分，因此线束侧接口装置210的线束编码也可以用于标识线束200。因此，如果ECU 100与线束200相互匹配，则它们应当具有相同的线束编码。通过线束编码，可以验证车辆控制器与相应线束的匹配关系。在此，控制器与线束的匹配关系包括二者端子数量相同，各个端子的电气协议匹配。

根据本公开的实施例，线束编码由线束侧接口装置210中的各个线束侧编码端子210a-21d的编码状态生成，参见图2A-2D。在线束侧接口装置210中，每个线束侧编码端子210a-210d可以具有不同的连接状态。这些连接状态可以用于唯一地表示编码端子的编码状态。线束侧编码端子的连接状态包括与其它端子或目标连接的短路(短接，short)状态和不连接任何端子的开路(悬空，open)状态。进一步，短路状态还包括与电源(VCC)连接的电源短路，接地(GND)连接的接地短路，以及与其它编码端子连接的端子间短路中的至少一种。作为替代，接地短路还可以与电源短路和端子间短路二者区分为接地连接和互连连接。

例如，可以定义电源短路为编码状态1，接地短路为编码状态2，端子间短路为编码状态3，开路为编码状态4，则四个线束侧编码端子210a-210d的相应编码状态构成的编码状态序列形成上文所述的线束编码。进一步，端子间短路还可以根据所短路连接的编码端子编号进一步细分。例如，如果当前编码端子短路连接到编码端子210a，则编码状态3进一步表示为a；如果当前编码端子短路连接到编码端子210a和210b，则编码状态3进一步表示为ab。此外，短路状态还可以区分为直接短路和经由电阻器等元件的间接短路。间接短路根据短路电压也可以进一步细分。因此，基于编码状态生成的例如以状态值序列的形式的线束编码，足以区分车辆内的各种车辆型号和接口组件的型号及其变种。例如，图2A中的线束编码为b/a/4/4，图2B中的线束编码为b/a/d/c，图2C中的线束编码为bc/ac/ab/2，图2D中的线束编码为1/c/b/4。

线束侧接口装置210中的线束编码可以在线束200出厂时设置完成，也可以基于车辆的型号和配置信息在出厂后设定或修改。允许稍后修改和设定线束编码在诸如4S店维修的情境下可能是有益的。

在控制侧接口装置110与线束侧接口装置210的端子之间耦接时，上述线束编码可以经由线束侧编码端子210a-210d传输到控制侧编码端子110a-110d，进而传输到ECU 100的处理器130。根据本公开的实施例，可以在ECU 100中设置有接口(I/O)电路单元120，用于将线束编码传输到处理器130，由处理器130将所接收的线束编码与ECU 100中存储的线束编码进行比较以确定ECU 100与当前连接的线束200是否匹配。ECU100也可以使用ECU内预先存储的可匹配的多个线束编码与多种型号的线束200进行匹配。

当ECU 100与线束200的型号匹配时，处理器130可以开启与线束200连接以向其它车辆设备或传感器传输信号。除了上述用于识别控制器100和线束200的型号的防错功能，根据本公开的实施例的线束编码还可以具有自动匹配的功能。处理器130可以根据所识别的线束编码自动配置控制器100的控制参数以完成对应车辆型号的线束匹配功能，针对满足不同协议的车辆设备提供对应的控制功能。因此，对ECU 100的控制软件的适当修改，可以获得使ECU 100增加关于识别线束编码以及基于识别的线束编码调整控制参数和功能的优点。当ECU 100与线束200的型号不匹配时，处理器130可以断开与线束200的信号连接，形成错误码和/或执行报错或报警操作。ECU 100的匹配操作可以在接口组件完成耦接并且ECU上电后执行。

根据本公开的实施例，还可以在接口组件中使用机械耦合结构提高防错级别。例如，新款线束侧接口装置210具有10个端子，其中包括6个线束侧信号端子和4个线束侧编码端子，当该新款线束侧接口装置210与具有10个端子的旧款控制侧接口装置110耦接时，ECU100可能会向线束侧接口装置210的编码端子错误地发送信号导致信号不能完整地传输。另外，例如新款控制侧接口装置110具有10个端子，其中包括6个控制侧信号端子和4个控制侧编码端子，当该新款控制侧接口装置110与具有10个端子的旧款线束侧接口端子210耦接时，ECU 100可能无法识别旧款线束侧接口装置210中与控制侧接口装置110的编码端子对应的线束侧信号端子传输的信号或者错误地将该信号识别为线束编码，使得ECU 100无法工作或者错误地运行。因此，还可以在新款接口组件的控制侧接口装置110和线束侧接口装置210上的预定位置设置相互对应的机械耦合结构，以区分具有相同数量的端子的新款和旧款型号的接口组件，提高防错的级别。机械耦合结构例如可以采用相互匹配的沟槽结构等。

根据本公开的实施例，接口组件中的控制侧接口装置110和线束侧接口装置210的端子可以分别采用公母端耦接的形式。例如，图1和图2A-D中所示的控制侧接口装置110的各个端子的右侧实心箭头可以表示来自控制侧的端子采用公母端耦接中的公端(插头或插针，pin)的形式，而线束侧接口装置210的各个对应端子的左侧剪尾可以表示来自线束侧的端子采用公母端耦接中的母端(插座或插孔)的形式。根据需要，也可以将控制侧和线束侧接口装置中的端子的公母端耦接的方式对调。

根据本公开的实施例，接口组件中的端子排列可以采用单排或多排的形式，也可以采用诸如同轴线束的矩阵排列形式。接口组件的端子外侧也可以设置有至少一层电气屏蔽结构和材料。

通过将上述控制侧接口装置和线束侧接口装置组成的接口组件应用于机动车辆的控制器与线束之间的连接，可以使车辆仅使用一种或少量型号的接口组件(控制侧和线束侧)就可以满足整个平台的所有车辆型号的防错要求，克服当前需要使用多种不同型号的接口组件适配不同配置车型的问题。此外，采用本公开的实施例的控制侧接口装置和线束侧接口装置组成的接口组件，以及具有这种接口组件的机动车辆可以由一种或少数几种型号的控制器自动识别匹配的线束，并且根据线束所对应的车辆型号调整控制参数以向不同的车辆设备提供服务。这种方案开发成本低，采购方便，可以有效降低生产成本和物流成本，提高设备的使用率，便于维护。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的内容后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由所附的权利要求指出。

Claims (19)

1.一种控制侧接口装置，用于将控制器经由线束侧接口装置耦接到线束，所述控制侧接口装置包括多个控制侧信号端子，每个所述控制侧信号端子耦接到所述线束侧接口装置的对应的线束侧信号端子，其特征在于，

所述控制侧接口装置还包括至少一个控制侧编码端子，每个所述控制侧编码端子耦接到所述线束侧接口装置的对应的线束侧编码端子，所述控制侧编码端子被配置为将所接收的来自所述线束侧接口装置的线束编码传输到所述控制器。

2.根据权利要求1所述的控制侧接口装置，其特征在于，每个所述控制侧编码端子接收来自所述线束侧接口装置的对应的线束侧编码端子的编码状态，所述线束编码基于所述线束侧编码端子的所述编码状态生成。

3.根据权利要求2所述的控制侧接口装置，其特征在于，所述编码状态为电源短路、接地短路、端子间短路和开路中的一种。

4.根据权利要求1所述的控制侧接口装置，其特征在于，所述控制侧接口装置还包括与所述线束侧接口装置对应的机械耦合结构。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的控制侧接口装置，其特征在于，所述控制侧信号端子和所述控制侧编码端子与所述线束侧信号端子和所述线束侧编码端子之间一一对应。

6.一种用于车辆的控制器，其特征在于，所述控制器包括如权利要求1至5中任一项所述的控制侧接口装置。

7.根据权利要求6所述的控制器，其特征在于，所述控制器被配置为基于所述线束编码与所述线束进行匹配。

8.根据权利要求6或7所述的控制器，其特征在于，所述控制器被配置为基于所述线束编码获取车辆的配置信息并且调整所述控制器的参数。

9.一种线束侧接口装置，用于将线束经由控制侧接口装置耦接到控制器，所述线束侧接口装置包括多个线束侧信号端子，每个所述线束侧信号端子耦接到所述控制侧接口装置的对应的控制侧信号端子，其特征在于，

所述线束侧接口装置还包括至少一个线束侧编码端子，每个所述线束侧编码端子耦接到所述控制侧接口装置的对应的控制侧编码端子，所述线束侧编码端子被配置为将所述线束的线束编码发送到所述控制侧接口装置。

10.根据权利要求9所述的线束侧接口装置，其特征在于，每个所述线束侧编码端子向所述控制侧接口装置的对应的控制侧编码端子发送所述线束侧编码端子的编码状态，所述线束编码基于所述线束侧编码端子的所述编码状态生成。

11.根据权利要求10所述的线束侧接口装置，其特征在于，所述编码状态为电源短路、接地短路、端子间短路和开路中的一种。

12.根据权利要求10中任一项所述的线束侧接口装置，其特征在于，所述线束侧接口装置被配置为基于车辆的配置信息设定或修改所述线束侧编码端子的所述编码状态。

13.根据权利要求9所述的线束侧接口装置，其特征在于，所述线束侧接口装置还包括与所述控制侧接口装置对应的机械耦合结构。

14.根据权利要求9至13中任一项所述的线束侧接口装置，其特征在于，所述线束侧信号端子和所述线束侧编码端子与所述控制侧信号端子和所述控制侧编码端子之间一一对应。

15.一种用于车辆的线束，其特征在于，所述线束包括如权利要求9至14中任一项所述的线束侧接口装置。

16.根据权利要求15所述的线束，其特征在于，所述线束被配置为基于所述线束编码与所述控制器进行匹配。

17.一种接口组件，其特征在于，包括如权利要求1至5中任一项所述的控制侧接口装置以及如权利要求9至14中任一项所述的线束侧接口装置。

18.根据权利要求17所述的接口组件，其特征在于，所述控制侧接口装置和所述线束侧接口装置采用公母端耦接的形式。

19.一种机动车辆，其特征在于，包括如权利要求6至8中任一项所述的控制器以及如权利要求17至18中任一项所述的线束。

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