DE102012207014B4 - INTERFACE FOR A CABLE TREE - Google Patents
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Abstract
Schnittstelle (1) mit einem elektronischen Baustein (5), wobei der Baustein (5) Anschlüsse (4) aufweist, die mit wenigstens einer elektrischen Leitung (7) eines Kabelbaumes und mit wenigstens einem Anschluss (6) einer Schaltung (8) verbindbar sind, wobei der Baustein (5) ausgebildet ist, um Signale eines ersten physikalischen Signals, die im Kabelbaum zur Übertragung von Daten und/oder Signalen verwendet werden, in Signale eines zweiten physikalischen Signals umzuwandeln, das von der Schaltung verwendet wird, wobei das erste physikalische Signal und das zweite physikalische Signal unterschiedliche physikalische Signale darstellen, wobei das zweite physikalische Signal ein internes Busprotokoll eines Steuergeräts darstellt, wobei die Umwandlung zwischen dem ersten Signal und dem zweiten Signal eine Umwandlung von einem elektrischen Signal in ein optisches Signal umfasst.Interface (1) with an electronic component (5), wherein the component (5) has connections (4) which can be connected to at least one electrical line (7) of a cable harness and to at least one connection (6) of a circuit (8) wherein the device (5) is adapted to convert signals of a first physical signal used in the harness for transmitting data and / or signals into signals of a second physical signal used by the circuitry, the first physical signal Signal and the second physical signal represent different physical signals, wherein the second physical signal represents an internal bus protocol of a controller, wherein the conversion between the first signal and the second signal comprises a conversion of an electrical signal into an optical signal.
Description
Im Stand der Technik sind Schnittstellen zum Anschließen eines Steuergeräts an einem Kabelbaum eines Fahrzeugs bekannt. Zur Datenkommunikation innerhalb eines Steuergeräts eines Fahrzeugs wird ein internes Bussystem verwendet, z. B. MOST. Zur Datenkommunikation zwischen Steuergeräten über einen Kabelbaum werden ebenfalls externe Bussysteme verwendet, wobei die internen und externen Bussysteme gleich oder unterschiedlich sein können. Aufgrund der physikalischen Bedingungen und Anforderungen zwischen dem Steuergerät und dem Kabelbaum unterscheiden sich selbst bei identischen internen und externen Bussystemen jedoch die Übertragungssysteme, d. h. die physikalischen Signale. In the prior art, interfaces for connecting a controller to a wiring harness of a vehicle are known. For data communication within a control device of a vehicle, an internal bus system is used, for. B. MOST. For data communication between ECUs via a cable harness also external bus systems are used, the internal and external bus systems may be the same or different. However, due to the physical conditions and requirements between the controller and the wiring harness, even with identical internal and external bus systems, the transmission systems, i. E. H. the physical signals.
Bei heutigen Bussystemen (CAN, MOST-POF-Ethernet usw.) bildet die physikalische Grenze des Steuergeräts gleichzeitig den physikalischen und datentechnischen Übergang in das Bordnetz, das aus einem Kabelbaum und anderen nicht-elektronischen Komponenten besteht. An der Schnittstelle vom Steuergerät zum Kabelbaum, d. h. im Stecker des Kabelbaums ändert sich die Übertragungstechnik, d. h. die Art des Bussystems und/oder die Art des physikalischen Signals. In today's bus systems (CAN, MOST-POF Ethernet, etc.), the physical limit of the control unit simultaneously forms the physical and data transfer into the electrical system, which consists of a wiring harness and other non-electronic components. At the interface from the controller to the wiring harness, d. H. in the connector of the wiring harness changes the transmission technology, d. H. the type of bus system and / or the type of physical signal.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine verbesserte Schnittstelle und einen verbesserten Kabelbaum bereitzustellen.The object of the invention is to provide an improved interface and an improved wiring harness.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch die Schnittstelle gemäß Patentanspruch 1 gelöst. The object of the invention is achieved by the interface according to claim 1.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Further advantageous embodiments of the invention are specified in the dependent claims.
Ein Vorteil der Schnittstelle besteht darin, dass eine erhöhte Flexibilität bei Änderungen des externen Bussystems und/oder externer physikalischer Signale gegeben ist. Dies wird dadurch erreicht, dass eine Schnittstelle bereitgestellt wird, die einen elektronischen Baustein aufweist, wobei der elektronische Baustein ausgebildet ist, um Signale eines ersten Signals und/oder Daten eines ersten Datenprotokolls, das im Kabelbaum zur Übertragung von Daten und/oder Signalen verwendet wird, in Daten und Signale eines zweiten Signals bzw. eines zweiten Datenprotokolls umzuwandeln, das von der Schaltung, insbesondere einem Steuergerät verwendet wird. An advantage of the interface is that there is increased flexibility with changes of the external bus system and / or external physical signals. This is accomplished by providing an interface having an electronic device, wherein the electronic device is configured to receive signals of a first signal and / or data of a first data protocol used in the harness for transmitting data and / or signals to convert into data and signals of a second signal or a second data protocol, which is used by the circuit, in particular a control unit.
Auf diese Weise ist es nicht erforderlich, bei einer Änderung des externen Bussystems beispielsweise bei einer Änderung von elektrischen Signalen zu optischen Signalen die Schaltung auszutauschen. Vielmehr reicht ein Austausch der Schnittstelle aus, um trotz eines veränderten externen physikalischen Signals oder externen Bussystems die gleiche Schaltung, insbesondere das gleiche Steuergerät weiter verwenden zu können. Ein Beispiel für eine Änderung des externen Datenprotokolls kann der Wechsel von einem CAN-Bussystem zu Ethernet oder zu Fast-Ethernet sein. Auch bei einem Wechsel des externen Bussystems kann weiterhin die gleiche Schaltung, insbesondere das gleiche Steuergerät verwendet werden. Es ist nur erforderlich, den elektronischen Baustein der Schnittstelle umzuprogrammieren oder einen anderen elektronischen Baustein zu verwenden, der die neuen physikalischen Signale und/oder Datenprotokolle verarbeiten kann. In this way, it is not necessary to replace the circuit when changing the external bus system, for example, in a change of electrical signals to optical signals. Rather, an exchange of the interface is sufficient in order to be able to continue using the same circuit, in particular the same control unit, despite a changed external physical signal or external bus system. An example of a change in the external data protocol can be the change from a CAN bus system to Ethernet or to Fast Ethernet. Even with a change of the external bus system, the same circuit, in particular the same control unit can continue to be used. It is only necessary to use the electronic component of the interface or to use another electronic device capable of processing the new physical signals and / or data protocols.
Zudem bietet die beschriebene Schnittstelle den Vorteil, dass bei Änderungen im externen Bussystem oder bei den externen physikalischen Signalen keine neuen Freigabeprozesse für das Steuergerät und Maßnahmen zur Verifizierung des Designs anfallen, da dieses unverändert beibehalten werden kann. Typischerweise wird eine Änderung des Bussystems durch einen steigenden Bandbreitenbedarf zur Datenübertragung verursacht, der bei einem Wechsel einer Baureihe eines Fahrzeugs zu einer neuen Baureihe auftritt. Aufgrund der Schnittstelle ist die Schaltung, insbesondere das Steuergerät kein kosteneffizientes Übernahmeteil, sondern kann unverändert beibehalten werden. In addition, the described interface offers the advantage that, in the event of changes in the external bus system or in the case of the external physical signals, no new release processes for the control unit and measures for the verification of the design are incurred since this can be maintained unchanged. Typically, a change in the bus system is caused by an increasing bandwidth requirement for data transmission that occurs when a series of a vehicle changes to a new series. Due to the interface, the circuit, in particular the control unit is not a cost-efficient transfer part, but can be kept unchanged.
Der Baustein ist ausgebildet, um ein internes Busprotokoll eines Steuergeräts zu verarbeiten. Die Umwandlung zwischen dem ersten Signal und dem zweiten Signal umfasst eine Umwandlung von einem elektrischen Signal in ein optisches Signal.The module is designed to process an internal bus protocol of a control unit. The conversion between the first signal and the second signal includes conversion from an electrical signal to an optical signal.
In einer weiteren Ausführungsform ist der Baustein ausgebildet, um Signale bzw. Daten eines externen Busprotokolls zu verarbeiten. Auf diese Weise wandelt der Baustein nicht nur das externe Busprotokoll in ein entsprechend internes Busprotokoll um, sondern kann auch dazu verwendet werden, um externe physikalische Signale, die zur Übertragung der Daten über den Kabelbaum verwendet werden, in physikalische Signale umzuwandeln, die von der Schaltung, insbesondere dem Steuergerät verarbeitet werden. Somit wird eine Umwandlung der Datenprotokolle und/oder eine Umwandlung der physikalischen Signale vorgenommen. Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann der Baustein beispielsweise auch nur eine Umwandlung des Datenprotokolls oder nur eine Umwandlung der physikalischen Signale vornehmen. In a further embodiment, the module is designed to process signals or data of an external bus protocol. In this way, the device not only converts the external bus protocol into a corresponding internal bus protocol, but can also be used to convert external physical signals used to transmit the data via the harness into physical signals received from the circuit , in particular the control unit are processed. Thus, a conversion of the data protocols and / or a conversion of the physical signals is made. Depending on the selected embodiment, the block may, for example, only perform a conversion of the data protocol or only a conversion of the physical signals.
In einer weiteren Ausführungsform sind die Leitungen des Kabelbaums in der Schnittstelle mechanisch befestigt. Dies bedeutet, dass keine Steckverbindung zwischen dem Kabelbaum und der Schnittstelle vorgesehen ist, sondern dass eine feste Verbindung, beispielsweise eine Schraubverbindung oder eine andere mechanische Befestigung der Leitungen des Kabelbaums an der Schnittstelle vorgesehen ist. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass die Leitungen des Kabelbaums sich zuverlässig in einer festen Montageposition befinden. Dies ist insbesondere bei optischen Signalen, aber auch bei hochfrequenten elektrischen Signalen und bei elektrischen Signalen mit einer hohen Datenrate erforderlich. Auf diese Weise wird gewährleistet, dass die Qualität des Signals beim Übergang vom Kabelbaum zur Schnittstelle möglichst wenig beeinträchtigt wird.In another embodiment, the wires of the wiring harness are mechanically fixed in the interface. This means that no plug connection between the cable harness and the interface is provided, but that a fixed connection, for example a screw connection or another mechanical attachment of the cables of the cable harness is provided at the interface. In this way it is ensured that the wires of the wiring harness are reliably in a fixed mounting position. This is particularly necessary for optical signals, but also for high-frequency electrical signals and electrical signals with a high data rate. In this way, it is ensured that the quality of the signal is as little as possible affected during the transition from the wiring harness to the interface.
In einer weiteren Ausführungsform ist auch das Kabel, insbesondere das Kabel des Kabelbaums fest mit der Schnittstelle verbunden. Dadurch wird eine weitere mechanische Stabilität für den Anschluss der Leitungen des Kabels an der Schnittstelle gewährleistet. In a further embodiment, the cable, in particular the cable of the wiring harness is firmly connected to the interface. This ensures further mechanical stability for connecting the cables of the cable to the interface.
In einer weiteren Ausführungsform ist das Kabel mit der Schnittstelle mechanisch versiegelt. Dies bedeutet, dass mechanische Mittel vorgesehen sind, die das Kabel dichtungsfest mit der Schnittstelle verbinden. Dies kann beispielsweise eine Verklebung des Kabels mit dem Gehäuse der Schnittstelle darstellen. In another embodiment, the cable is mechanically sealed to the interface. This means that mechanical means are provided which seal the cable to the interface. This can represent, for example, a gluing of the cable to the housing of the interface.
In einer weiteren Ausführungsform sind ein Abschnitt des Kabels und die Schnittstelle in einem Block eingebettet. Der Block kann beispielsweise in Form eines geschäumten Teils, insbesondere aus PU oder anderen Materialien bestehen. Zudem kann der Block auch aus Klebematerial, insbesondere einem Heißkleber ausgebildet sein. In another embodiment, a portion of the cable and the interface are embedded in a block. The block may for example be in the form of a foamed part, in particular of PU or other materials. In addition, the block may also be formed of adhesive material, in particular a hot melt adhesive.
In einer weiteren Ausführungsform stellt das zweite Signal bzw. Datenprotokoll ein Zustandsprotokoll dar, bei dem definierte Zustände und keine Datenworte übertragen werden. Beispielsweise kann als Zustand ein Schaltzustand wie z. B. „Strom an“ oder „Spannung 5V“ übertragen werden. Beispielsweise kann das Zustandsprotokoll dann z. B. direkt eine Ansteuerung eines Relais darstellen. In a further embodiment, the second signal or data protocol represents a status protocol in which defined states and no data words are transmitted. For example, as a state, a switching state such. B. "power on" or "voltage 5V" are transmitted. For example, the state log can then z. B. represent a control of a relay directly.
In einer weiteren Ausführungsform ist der Baustein ausgebildet, um einen Zustand in ein Datenwort umzuwandeln und über das erste Signal bzw. Datenprotokoll auszugeben. In another embodiment, the device is configured to convert a state to a data word and output via the first signal or data protocol.
In einer weiteren Ausführungsform ist die Schaltung als schaltbarer Stromverteiler, insbesondere als Relais ausgebildet. Auf diese Weise kann ein einfacher Stromverteiler mit Hilfe der beschriebenen Schnittstelle angesteuert werden.In a further embodiment, the circuit is designed as a switchable power distributor, in particular as a relay. In this way, a simple power distribution can be controlled using the described interface.
Die Ausführungsform, bei der ein Zustandsprotokoll in ein Signal bzw. Datenprotokoll vom Baustein umgewandelt wird, kann auch dazu verwendet werden, um kostengünstig einen Stromverteiler mit Hilfe der Schnittstelle an ein Steuergerät anzuschließen.The embodiment in which a state log is converted into a signal or data protocol by the device may also be used to inexpensively connect a power distributor to a controller through the interface.
In einer weiteren Ausführungsform weist der Baustein eine Vorrichtung zum Umwandeln von verschiedenen physikalischen Signalen auf. Dabei kann z. B. eine Umwandlung von optischen in elektrische Signale oder eine Umwandlung einer Modulation wie z. B. eine Umwandlung eines amplitudenmodulierten Signals in ein frequenzmoduliertes Signal erfolgen. Zudem kann auch eine Umwandlung eines amplitudenmodulierten Signals in ein Signal mit einem direct-sequence spread spectrum (DSSS) umgewandelt werden, wobei die Nutzdaten in direkter Folge über Exklusiv-Oder mit einem Spreizcode verknüpft und anschließend auf einen Träger aufmoduliert werden. Der Spreizcode hat somit die Funktion eines Kryptoschlüssels. In another embodiment, the device has an apparatus for converting various physical signals. It can be z. As a conversion of optical into electrical signals or a conversion of a modulation such. B. a conversion of an amplitude modulated signal into a frequency modulated signal. In addition, it is also possible to convert an amplitude-modulated signal into a signal with a direct-sequence spread spectrum (DSSS). be converted, wherein the user data in direct sequence via exclusive-or linked with a spreading code and then modulated onto a carrier. The spreading code thus has the function of a crypto key.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:The invention will be explained in more detail below with reference to FIGS. Show it:
Der Ausgangsanschluss
Der Baustein
Die Aufgabe des Bausteins
In einer einfachen Ausführungsform sind die Signalleitungen
In einer weiteren Ausführungsform ist das Kabel
Somit stellt die Schnittstelle
In einer weiteren Ausführungsform ist der interne Bus BI kein übliches System zur Datenübertragung, sondern ein System zur Zustandsübertragung, d. h. die Umsetzung des externen Datenbusses BE auf den internen Datenbus BI erfordert die Interpretation eines Datenworts in einen Schaltzustand. Ein Schaltzustand kann „Strom an“ oder „Spannung auf 10V“ darstellen. Der interne Bus kann auf diese Weise direkt eine Ansteuerung der Schaltung, insbesondere eines Stromverteilers wie z. B. eines Relais ausführen. In der Gegenrichtung ist dann die Übertragung eines Zustands in ein Datenwort erforderlich. Der Übertragungsort ist der Baustein
Die Schaltung
Müssen z. B. bei dem ersten Fall zu viele Leitungen an das Steuergerät angeschlagen werden, so wird auf die vorhandene Schnittstelle ein Stecker aufgesetzt, der die Informationen von einem Bus übernimmt und umsetzt. Statt der Steuerleitungen umfasst das Kabel des Kabelbaums nun nur noch die Leitungen, die für das Bussystem benötigt werden. Must z. B. in the first case too many lines are posted to the controller, a plug is placed on the existing interface, which takes over the information from a bus and implements. Instead of the control cables, the cable of the cable harness now only contains the cables that are needed for the bus system.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1 1
- Schnittstelle interface
- 2 2
- Kabel electric wire
- 3 3
- Signalleitung signal line
- 4 4
- Anschluss connection
- 5 5
- Baustein building block
- 6 6
- Ausgangsanschluss output port
- 7 7
- Leitung management
- 8 8th
- Schaltung circuit
- 11 11
- Gehäuse casing
- 12 12
- Block block
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