FR3119127A1 - Connector with Auto-detection on Insertion - Google Patents

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Abstract

La détection de la présence d’une contrepartie est très importante dans plusieurs secteurs notamment celui des équipements embarqués automobiles. En effet, les calculateurs embarqués qui gèrent les fonctionnalités vitales de l’automobile peuvent avoir des anomalies de fonctionnement permanentes ou intermittentes d’où le besoin de réaliser du diagnostic et de la surveillance. Pour accéder au service de diagnostic du véhicule, il faut se brancher sur le connecteur de diagnostic du calculateur embarqué en utilisant le moyen fourni par le constructeur et interroger le calculateur pour pouvoir réparer la panne et ou télécharger une mise à jour du logiciel embarqué. Dans certains cas, un moyen supplémentaire sera nécessaire pour se mettre en parallèle avec le calculateur du véhicule. Il est destiné à superviser les défauts permanents ou intermittents transmis par le calculateur et les stocker en local ou les transmettre par des moyens de télécommunications sans fil au garagiste ou au constructeur. La connexion simultanée de deux dispositifs de diagnostic sur le bus de communication OBD d’un véhicule peut induire des anomalies. Généralement, un câble ou harnais dit OBD en forme d’Y (1) est utilisé et connecté au calculateur embarqué du véhicule (7) par l’intermédiaire du connecteur (4), un moyen de diagnostic et de téléchargement (8) du constructeur ou homologué par ce dernier est connecté au connecteur OBD femelle (2) réservée aux équipements originaux et le moyen de diagnostic appelé « tierce » (9) connecté au connecteur femelle OBD (3). Dans cette configuration deux outils de diagnostic et de téléchargement OBD envoyant simultanément des commandes sur le même bus de communication de diagnostic embarqué à bord peuvent induire des erreurs de lecture des trames et même causer des pannes au niveau du calculateur embarqué du véhicule et ou les instruments de diagnostic. Pour éviter cette situation, le connecteur OBD femelle (2) réservée aux équipements originaux de diagnostic et de téléchargement (8) est équipé d’un micro-interrupteur (5) qui remplace la broche ou contact numéro 4 du connecteur (2). A l’insertion de la contrepartie du connecteur (2), le micro-interrupteur (5), actionne un relais (11) pour couper l’alimentation au moyen tierce (9) parvenant de la broche 16 du connecteur (3) et alimenter le système débarqué (8) par l’intermédiaire de la broche 16 du connecteur (4) pour empêcher la connexion simultanée sur le même bus de communication du calculateur embarqué (7).The detection of the presence of a counterparty is very important in several sectors, in particular that of automotive on-board equipment. Indeed, the on-board computers that manage the vital functions of the automobile can have permanent or intermittent operating anomalies, hence the need for diagnostics and monitoring. To access the vehicle's diagnostic service, you must connect to the diagnostic connector of the on-board computer using the means provided by the manufacturer and interrogate the computer in order to be able to repair the fault and or download an update of the on-board software. In some cases, an additional means will be necessary to parallel with the vehicle's computer. It is intended to monitor permanent or intermittent faults transmitted by the computer and store them locally or transmit them by wireless telecommunications means to the mechanic or the manufacturer. Simultaneous connection of two diagnostic devices to a vehicle's OBD communication bus may cause faults. Generally, a so-called OBD Y-shaped cable or harness (1) is used and connected to the vehicle's on-board computer (7) via the connector (4), a manufacturer's diagnostic and downloading means (8) or approved by the latter is connected to the female OBD connector (2) reserved for original equipment and the means of diagnosis called "third party" (9) connected to the female OBD connector (3). In this configuration, two OBD diagnostic and download tools simultaneously sending commands on the same on-board diagnostic communication bus can induce frame reading errors and even cause failures in the vehicle's on-board computer and/or instruments of diagnosis. To avoid this situation, the female OBD connector (2) reserved for original diagnostic and downloading equipment (8) is equipped with a microswitch (5) which replaces pin or contact number 4 of the connector (2). On insertion of the counterpart of the connector (2), the micro-switch (5), actuates a relay (11) to cut off the power supply to the third means (9) coming from pin 16 of the connector (3) and to supply the off-board system (8) via pin 16 of the connector (4) to prevent simultaneous connection to the same communication bus of the on-board computer (7).

Description

Connecteur avec Auto-détection à l’InsertionConnector with Auto-detection on Insertion

L’invention se rapporte au domaine de la connectique électrique et l’automatisation des actions à l’insertion des connecteurs contreparties. Plus particulièrement, le domaine technique de l’invention concerne les dispositifs de l’auto détection à l’insertion d’un connecteur appelé contrepartie et l’exploitation de la détection pour enchainer des actions d’asservissements ou de commandes. L’invention consiste particulièrement à utiliser une seule broche spécifique en forme d’un micro-switch ou micro-interrupteur pour véhiculer à la fois le signal et assurer la détection de la présence ou l’intention d’enficher les deux connecteurs en configuration fiche et embase.The invention relates to the field of electrical connectors and the automation of actions when inserting counterpart connectors. More particularly, the technical field of the invention relates to self-detection devices upon insertion of a connector called counterparty and the exploitation of detection to chain servo or control actions. The invention particularly consists in using a single specific pin in the form of a micro-switch or micro-switch to convey both the signal and ensure the detection of the presence or the intention to plug in the two connectors in plug configuration and base.

Les connecteurs se présentent en plusieurs variantes en formes d’embases et de fiches. Pour assurer la continuité électrique, ces connecteurs sont équipés de broches ou de contacts permettant de sertir, souder ou de visser des fils électriques. Un connecteur est généralement caractérisé par plusieurs paramètres mais le plus important est le nombre de broches. Les broches ou contacts à sertir d’un connecteur sont caractérisés par une zone de sertissage au niveau de l’isolant, d’une zone de sertissage au niveau du conducteur et d’une lamelle de verrouillage pour bloquer le contact dans sa cavité.The connectors come in several variants in the form of sockets and plugs. To ensure electrical continuity, these connectors are equipped with pins or contacts for crimping, soldering or screwing electrical wires. A connector is generally characterized by several parameters but the most important is the number of pins. The pins or crimp contacts of a connector are characterized by a crimping zone at the level of the insulator, a crimping zone at the level of the conductor and a locking lamella to block the contact in its cavity.

Pour détecter la présence de la contrepartie, il est nécessaire d’avoir au moins un contact libre pour récupérer un signal dont la forme et l’amplitude sont connues pour amorcer une commande ou tout simplement pour le mesurer à travers un convertisseur analogique-numérique. Autres méthodes exigent la disponibilité d’au moins deux broches libres pour y connecter une résistance d’identification.To detect the presence of the counterpart, it is necessary to have at least one free contact to recover a signal whose shape and amplitude are known to initiate a command or simply to measure it through an analog-digital converter. Other methods require the availability of at least two free pins to connect an identification resistor to them.

Cette contrainte d’avoir des broches libres pour assurer la détection est quasiment impossible dans certains cas. Par exemple, les connecteurs dits OBD de diagnostic à bord des automobiles où toutes les broches sont utilisées pour véhiculer les signaux de diagnostic suivant les standards de l’industrie ainsi que l’alimentation et la masse. L’objet de cette invention est d’utiliser une seule broche pour véhiculer le signal et en même temps assurer l’auto-détections à l’insertion de la contrepartie.This constraint of having free pins to ensure detection is almost impossible in some cases. For example, the so-called OBD diagnostic connectors on board automobiles where all the pins are used to convey diagnostic signals according to industry standards as well as power and ground. The object of this invention is to use a single pin to convey the signal and at the same time ensure self-detection when inserting the counterpart.

L’une des applications industrielles de cette invention s’articule autour du diagnostic des automobiles. En effet, chaque véhicule est équipé d’un calculateur permettant à travers un connecteur OBD femelle ayant 16 broches femelles, de récupérer les données de fonctionnement et évidemment de conduire des opérations de diagnostic aiguillées.One of the industrial applications of this invention revolves around the diagnosis of automobiles. Indeed, each vehicle is equipped with a computer allowing, through a female OBD connector with 16 female pins, to retrieve operating data and of course to carry out directed diagnostic operations.

Dans certains cas, un moyen supplémentaire sera nécessaire pour se mettre en parallèle avec le calculateur du véhicule. Ce moyen est installé dans un véhicule en plus de celui fourni par le constructeur du véhicule. Il est destiné à superviser les défauts transmis par le calculateur et les stocker en local ou les transmettre par des moyens de télécommunications sans fil au garagiste ou au constructeur.In some cases, an additional means will be necessary to parallel with the vehicle's computer. This means is installed in a vehicle in addition to that provided by the vehicle manufacturer. It is intended to monitor the faults transmitted by the computer and store them locally or transmit them by wireless telecommunications means to the mechanic or the manufacturer.

La connexion permanente d'un dispositif de diagnostic et de stockage supplémentaire sur les bus de communications OBD d’un véhicule peut induire des anomalies lorsqu'un un équipement de diagnostic et de téléchargement du constructeur est connecté. En effet, un câble OBD en forme d’Y est connecté au calculateur embarqué du véhicule, un moyen de diagnostic et de téléchargement du constructeur ou approuvé par ce dernier est connecté au connecteur OBD femelle réservée aux équipements originaux et le moyen de diagnostic appelé « supplémentaire » ou « tierce » connecté au connecteur femelle OBD générique. Dans cette configuration , deux outils d'analyse et de téléchargement OBD envoyant simultanément des commandes sur le même bus de communication de diagnostic embarqué à bord peuvent induire des erreurs de lecture des trames et même causer des pannes au niveau du calculateur embarqué du véhicule et ou les instruments de diagnostic.The permanent connection of an additional diagnostic and storage device on the OBD communication buses of a vehicle can induce anomalies when a diagnostic and downloading equipment from the manufacturer is connected. Indeed, a Y-shaped OBD cable is connected to the on-board computer of the vehicle, a means of diagnosis and downloading from the manufacturer or approved by the latter is connected to the female OBD connector reserved for original equipment and the means of diagnosis called " additional" or "third party" connected to the generic OBD female connector. In this configuration, two OBD scan and download tools simultaneously sending commands on the same on-board diagnostic communication bus can induce frame reading errors and even cause failures in the vehicle's on-board computer and/or diagnostic instruments.

Pour éviter de perturber les signaux protocolaires sur l’outil du constructeur, il va falloir détecter l’insertion du connecteur OBD male de l’outil constructeur dans la contrepartie du câble OBD en Y. Cette détection permettra de couper l’alimentation de la batterie située sur la broche 16 du connecteur OBD femelle destiné aux outils tierce de diagnostic et de surveillance et la faire basculée sur la broche 16 du connecteur dédié aux outils du constructeur automobile original. Cette détection et commande sont assurées par un micro-switch ou un micro-interrupteur, nommé aussi pointe de test dans l’industrie. Ce micro-interrupteur est logé dans la broche 4 du connecteur du câble OBD en forme d’Y dédié au constructeur automobile et s’active dès l’insertion de la contrepartie de l’outil du constructeur. Cette fermeture permet de lier la masse la bobine d’un relais qui fait basculer l’alimentation située sur la broche 16 du connecteur OBD femelle dédié aux outils tierce sur la broche 16 du connecteur OBD femelle du constructeur automobile. Ci-dessous, une brève description des figures des dessins :To avoid disturbing the protocol signals on the manufacturer's tool, it will be necessary to detect the insertion of the male OBD connector of the manufacturer's tool into the counterpart of the OBD Y cable. This detection will cut off the battery supply located on pin 16 of the female OBD connector intended for third-party diagnostic and monitoring tools and switch it to pin 16 of the connector dedicated to the tools of the original car manufacturer. This detection and control are ensured by a micro-switch or a micro-switch, also called test tip in the industry. This microswitch is housed in pin 4 of the OBD Y-shaped connector dedicated to the car manufacturer and is activated as soon as the counterpart of the manufacturer's tool is inserted. This closure makes it possible to link the mass of the coil of a relay which switches the power supply located on pin 16 of the female OBD connector dedicated to third-party tools to pin 16 of the female OBD connector of the car manufacturer. Below is a brief description of the figures in the drawings:

câble OBD en Y (1) comprenant un connecteur OBD femelle (2) du constructeur automobile original, un connecteur OBD femelle (3) dédié aux instruments de diagnostic et de surveillance tierce, un connecteur male (4) contrepartie du calculateur embarqué du véhicule, un micro-interrupteur (5) normalement ouvert qui est destiné à détecter l’insertion de la contrepartie du connecteur du constructeur automobile original et un relais (6) pour faire basculer la tension d’alimentation de la broche 16 du connecteur (3) sur la broche 16 du connecteur (2). OBD Y-cable (1) comprising a female OBD connector (2) from the original car manufacturer, a female OBD connector (3) dedicated to diagnostic instruments and third-party monitoring, a male connector (4) counterpart of the vehicle's on-board computer, a normally open microswitch (5) which is intended to detect the insertion of the counterpart of the connector of the original car manufacturer and a relay (6) to switch the supply voltage of pin 16 of the connector (3) to pin 16 of connector (2).

en mode d’utilisation du câble OBD en Y, le calculateur embarqué du véhicule (7) est muni d’un connecteur OBD femelle et ayant une contrepartie connecteur OBD male du câble en Y, un moyen de diagnostic et de surveillance tierce (9) muni d’un connecteur OBD male contrepartie du connecteur OBD femelle du câble en Y et d’un moyen de diagnostic ou de téléchargement du constructeur automobile original (8) muni d’un connecteur OBD II male contrepartie du connecteur OBD femelle du harnais OBD en forme d’Y. in the mode of use of the OBD Y-cable, the vehicle's on-board computer (7) is provided with a female OBD connector and having a counterpart male OBD connector of the Y-cable, a means of diagnosis and third-party monitoring (9) equipped with a male OBD connector counterpart of the female OBD connector of the Y-cable and a means of diagnosis or downloading from the original vehicle manufacturer (8) provided with a male OBD II connector counterpart of the female OBD connector of the OBD harness in Y shape.

schéma électrique du câble de diagnostic automobile en Y montre le connecteur OBD femelle (2) ayant micro-interrupteur (10) logé dans la cavité de la broche 4 avec deux fils soudés l’un sur l’extrémité et l’autre sur le fût. Quand la broche 4 de la contrepartie est insérée, le piston du micro-interrupteur s’enfonce et les deux fils seront connectés. Puisque le fil soudé sur le fût est en contact avec la masse situé sur la broche 4 du connecteur, le relais (11) est excité et fait basculer l’alimentation du connecteur (3) dédié aux outils de diagnostic et de surveillance tierce vers le connecteur (2) dédié à l’outil de téléchargement du constructeur automobile sur la broche 16. automotive diagnostic Y cable wiring diagram shows female OBD connector (2) having micro switch (10) housed in pin 4 cavity with two wires soldered one on the end and one on the barrel . When pin 4 of the counterpart is inserted, the plunger of the microswitch depresses and the two wires will be connected. Since the wire welded on the barrel is in contact with the ground located on pin 4 of the connector, the relay (11) is energized and switches the power supply from the connector (3) dedicated to diagnostic tools and third-party monitoring to the connector (2) dedicated to the car manufacturer's download tool on pin 16.

assemblage du micro-interrupteur (10) avec deux fils soudés sur le fût et la terminaison. L’ensemble est inséré dans la cavité numéro 4 du connecteur OBD femelle (2) du constructeur automobile original. A l’insertion du connecteur OBD male (12), le piston du micro-interrupteur s’enfonce et se ferme. assembly of the microswitch (10) with two wires soldered on the barrel and the termination. The assembly is inserted into cavity number 4 of the female OBD connector (2) from the original vehicle manufacturer. When the male OBD connector (12) is inserted, the microswitch plunger pushes in and closes.

connecteur OBD femelle générique ayant 16 broches (14) pour l’installation des outils de diagnostic et de surveillance tierce et la forme de la cavité (13) abritant généralement des contacts femelles à sertir ou à souder. generic female OBD connector having 16 pins (14) for the installation of diagnostic tools and third-party monitoring and the shape of the cavity (13) generally housing female contacts to be crimped or soldered.

connecteur OBD femelle dédié aux constructeurs automobile (15). La cavité (16) représente la cavité où le micro-interrupteur sera logé et remplacera la broche femelle portant le signal de la masse. female OBD connector dedicated to car manufacturers (15). The cavity (16) represents the cavity where the microswitch will be housed and will replace the female pin carrying the ground signal.

mécanisme interne du micro-interrupteur (17) ayant deux fils soudés sur le fût et la terminaison (18). internal mechanism of the microswitch (17) having two wires soldered to the barrel and the termination (18).

circuit électronique (19) qui s’actionne par liaison à l’alimentation quand le micro-interrupteur (10), qui sera dans une des cavités d’un connecteur, se ferme suite à l’insertion de la contrepartie electronic circuit (19) which is activated by connection to the power supply when the micro-switch (10), which will be in one of the cavities of a connector, closes following the insertion of the counterpart

circuit électronique (20) qui s’actionne par une liaison à la masse ou à la terre quand le micro-interrupteur (10) se ferme suite à l’insertion de la contrepartie. electronic circuit (20) which is activated by a ground or earth connection when the micro-switch (10) closes following the insertion of the counterpart.

le micro-interrupteur (10) est inséré dans la cavité d’un connecteur autre qu’OBD ayant deux fils (C, D) soudés sur le fût et l’autre sur la terminaison. A l’insertion du connecteur contrepartie autre que le connecteur OBD, les points (C, D) sont liés permettant l’activation d’un relais, d’un microcontrôleur, d’un transistor ou tout autre circuit électrique ou électronique à commande. the microswitch (10) is inserted into the cavity of a non-OBD connector having two wires (C, D) soldered to the barrel and the other to the termination. On insertion of the counterpart connector other than the OBD connector, the points (C, D) are linked allowing the activation of a relay, a microcontroller, a transistor or any other controlled electrical or electronic circuit.

Claims (6)

Dispositif constitué d’un harnais automobile en forme d’Y composé d’un connecteur OBD femelle spécifique réservé au constructeur automobile original, d’un connecteur OBD femelle générique utilisé pour installer les moyens de diagnostic et de surveillance des parties tierce, d’un connecteur OBD male qui est la contrepartie du connecteur du calculateur embarqué du véhicule, d’un micro-interrupteur miniaturisé normalement ouvert qui remplace le contact original et d’un moyen électromagnétique à commande permettant le basculement de l’alimentation entre le connecteur du moyen de diagnostic et de surveillance tierce et le connecteur OBD femelle spécifique réservé au constructeur automobile original.Device consisting of a Y-shaped automotive harness composed of a specific female OBD connector reserved for the original car manufacturer, a generic female OBD connector used to install third-party diagnostic and monitoring means, a male OBD connector which is the counterpart of the connector of the on-board computer of the vehicle, of a miniaturized micro-switch normally open which replaces the original contact and of an electromagnetic means with command allowing the switching of the power supply between the connector of the means of diagnostic and third-party monitoring and the specific female OBD connector reserved for the original car manufacturer. Dispositif selon la revendication 1, peut comprendre un micro-interrupteur normalement fermé qui remplace le contact à sertir, à souder ou à visser de tout type de connecteurs autre que ceux du secteur automobile dits OBD.Device according to claim 1, can comprise a normally closed micro-switch which replaces the crimp, solder or screw contact of any type of connector other than those of the so-called OBD automotive sector. Dispositif selon la revendication 1, peut comprendre un relais, un circuit électronique ou électrique permettant la commande par une liaison à l’alimentation ou à travers une liaison à la masse ou à la terre par une action mécanique sur un micro-interrupteur normalement ouvert ou fermé.Device according to claim 1, may comprise a relay, an electronic or electrical circuit allowing control by a connection to the power supply or through a connection to the mass or the earth by a mechanical action on a normally open microswitch or farm. Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes utilise un assemblage d’un ou plusieurs micro-interrupteurs normalement ouvert ou normalement fermé logés dans une ou plusieurs cavités d’un connecteur, qui remplacent le ou les contacts originaux permettant à l’insertion d’une contrepartie de commander un circuit électrique, électronique ou électromagnétique ou lire une tension, courant, résistance, capacité, inductance, fréquence ou des signaux divers.Device according to any one of the preceding claims uses an assembly of one or more normally open or normally closed micro-switches housed in one or more cavities of a connector, which replace the original contact or contacts allowing the insertion of a counterpart to control an electric, electronic or electromagnetic circuit or read a voltage, current, resistance, capacitance, inductance, frequency or various signals. Le dispositif suivant l’une quelconque des revendications précédentes permet d’utiliser un micro-interrupteur normalement ouvert ou normalement fermé au lieu de la broche d’un connecteur du type OBD ou autre pour véhiculer à la fois le signal et la détection à l’insertion de la contrepartie.The device according to any one of the preceding claims makes it possible to use a normally open or normally closed microswitch instead of the pin of an OBD or other type connector to convey both the signal and the detection to the insertion of the consideration. Le dispositif suivant l’une quelconque des revendications ayant un ou plusieurs micro-interrupteurs normalement ouvert ou fermé logés dans les cavités d’un connecteur qui fait partie d’un harnais, d’un boitier ou d’une carte électronique pour la détection de présences et ou pour véhiculer des signaux.The device according to any one of the claims having one or more normally open or closed micro-switches housed in the cavities of a connector which forms part of a harness, of a box or of an electronic card for the detection of presences and or to convey signals.
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