JP6272340B2 - インテリジェント・コネクタ - Google Patents

Description

本開示は電気機器の分野に関し、具体的には電気機器内のスレーブ・モジュールをバスに結合するためのインテリジェント・コネクタに関する。

電子技術の発展に伴い、ますます多くの電気機器が、異なる物理的機能を実行するためにその中に様々なハードウェア・モジュールを統合している。たとえば、家庭用電気機器内のこれらのハードウェア・モジュールとしては、電気ヒータ、ファン、モータ、多数のセンサ、等が挙げられる。これらのハードウェア・モジュールの動作を制御するためには、ハードウェア・モジュールに電力供給を行うかまたは信号交換を実現すべく、電気機器の従来のマスタ制御基板をそれぞれ、それぞれのハードウェア・モジュールに接続する必要がある。さらに、ハードウェア・モジュールへの電力供給を制御するためのスイッチまたはリレーも、通常はマスタ制御基板上に統合される。

しかしながら、この直接接続制御モードは、新しいデバイスおよび機能が絶えず導入されている中で、次第にシステム設計の支障となってきている。より多数のデバイスが設置され、結果としてサイズがより大きく、柔軟性が低く、保守コストがより高いマスタ制御基板が、システム設計に存在することになる。このことに鑑みて、従来の直接接続制御モードの代替とするための取り組みとして、バスを介して制御された構成要素を有するマスタ制御基板を制御するための、別の制御モードが開発されている。このバス型制御アーキテクチャは、バス上で結合された各ノードが何らかのデータ処理能力を有することを必要とする。

しかし多数の従来のハードウェア・モジュール、たとえば加熱管、電気機械、弁、等は、そのようなデータ処理機能を有さず、結果としてその上でインテリジェント制御モジュールと接続される必要がある。残念ながら、異なるハードウェア・モジュール上に取り付け可能な汎用性のあるインテリジェント・コネクタを考案することは、ハードウェア・モジュールの多様性ならびにそれらの構造上の違いおよびサイズの違いにより、かなり困難であり得る。上記に鑑みて、様々なハードウェア・モジュールをバス上で結合することを容易にするインテリジェント・コネクタを提供することが望ましい。

この問題に対処するために、本発明の態様によれば、電気機器内のバスを少なくとも１つのスレーブ・モジュールと結合するように構成されたインテリジェント・コネクタが提供される。
このインテリジェント・コネクタは、バスインターフェース、負荷インターフェース、第１のスイッチ制御インターフェース、および信号処理ユニットを含むバス制御モジュールを含む。このバス制御モジュールは、バスインターフェースを介してバスと結合し、かつ負荷インターフェースを介してスレーブ・モジュールと結合しており、バスとスレーブ・モジュールとの間で信号を相互に交換する。シグナリング処理ユニットは、相互に交換された信号を処理するように構成される。第１のスイッチ制御インターフェースは、スイッチ制御信号を出力するように構成される。

インテリジェント・コネクタは、スレーブ・モジュールへの電力供給を制御するためのモジュールと統合されなくてもよいので（このモジュールは通常は異なるスレーブ・モジュールに応じて異なる形状、構造、または電気的仕様で具現化される）、汎用性のあるバス制御モジュールと共に、異なるスレーブ（ハードウェア）モジュールを使用することができる。
そして、スレーブ・モジュールが電源制御モジュールによって電力供給を有効および無効にされる必要がある場合には、スレーブ（ハードウェア）モジュールを取り付けるときに電力供給を制御するための電源制御モジュールをバス制御モジュール上に取り付け可能とすることができる。この結果、これらの２つの追加のモジュールは、スレーブ・モジュールがデータ処理の機能を電力供給の機能と統合し、このことによりスレーブ（ハードウェア）モジュールをバス上に制御可能に結合させることを可能にする。したがって、先の態様のインテリジェント・コネクタは、バス制御アーキテクチャを実装するコストを低減しつつ、異なるハードウェア・モジュールの構造的要件および機能的要件を満たし得る。

一実施形態では、インテリジェント・コネクタは、電源制御モジュールをさらに含む。この電源制御モジュールは、電源入力インターフェース、電源出力インターフェース、第２のスイッチ制御インターフェース、およびスイッチ制御ユニットを含む。
電源制御モジュールは、電源入力インターフェースを介して電力供給を受け、また、電源出力インターフェースを介してスレーブ・モジュールに電力供給を行う。第２のスイッチ制御インターフェースは、第１のスイッチ制御インターフェースと着脱可能に結合しており、バス制御モジュールから提供されるスイッチ制御信号を受信し、かつスイッチ制御信号に応答してスレーブ・モジュールに電力供給を行う。様々なスレーブ・モジュールに、それらの構造的な要件および電源制御要件に適合された電源制御モジュールを搭載可能である。また、これらの電源制御モジュールは、様々な構造、サイズ、および電気的仕様で具現化され得る。

一実施形態では、バス制御モジュールおよび電源制御モジュールは、異なるプリント回路基板上に配置される。第１のスイッチ制御インターフェースおよび第２のスイッチ制御インターフェースは、異なるプリント回路基板の２つの端子にそれぞれ配置される。これら２つの端子は互いに適合しており、第１のスイッチ制御インターフェースおよび第２のスイッチ制御インターフェースは着脱可能に結合される。
異なるプリント回路基板上にそれぞれ配置されるバス制御モジュールおよび電源制御モジュールは、それぞれに設計および製造可能である。第１のスイッチ制御インターフェースおよび第２のスイッチ制御インターフェースは、形状および構造が適合する２つの端子上に配置されることによって互いに結合可能であり、このことによって異なるハードウェア・モジュールの用途の要求に対応できる。

一実施形態では、電源制御モジュールは、第１の信号インターフェースおよび第２の信号インターフェースをさらに含む。第１の信号インターフェースは、負荷インターフェースと結合するように構成され、第２の信号インターフェースはスレーブ・モジュールと結合するように構成される。したがって、電源制御モジュールは、直列形態でバス制御モジュールと協働するように使用できる。このことはインテリジェント・コネクタの構造的な性能、具体的には構造的な安定性および信頼性を改善し得る。

一実施形態では、スイッチ制御ユニットはリレーまたはサイリスタを含む。

一実施形態では、バス制御モジュールは第１の電源入力インターフェースおよび第１の電源出力インターフェースをさらに含む。第１の電源入力インターフェースは、電力供給線と結合するように構成され、電力供給を受ける。また、第１の電源出力インターフェースは、電源制御モジュールの電源入力インターフェースと着脱可能に結合するように構成され、第１の電源入力インターフェースから受けた電力供給を出力する。
したがって、電力供給が得られるインターフェースをバス制御モジュール上に統合することができ、また、このコネクタ構造は、電力供給線およびバスが１つに統合されることにより、個別の端子の数を減少させるという適用シナリオにとって好適である。

一実施形態では、バス制御モジュールは、第２の電源入力インターフェースおよび第２の電源出力インターフェースをさらに含む。第２の電源入力インターフェースは、電源制御モジュールの電源出力インターフェースと結合するように構成され、電力供給を受ける。第２の電源出力インターフェースは、スレーブ・モジュールと結合するように構成され、スレーブ・モジュールに電力供給を行う。

一実施形態では、バスインターフェースは単線バスインターフェースの種類のものである。単線バスインターフェースの種類において具現化されるインターフェースは設けられるピンの数が少なく、したがって構造的に単純である。

一実施形態では、バスインターフェースはＬＩＮ（Ｌｏｃａｌ Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ Ｎｅｔｗｏｒｋ）バスインターフェースである。

一実施形態では、バスインターフェースは、少なくとも１つの電圧入力ピン，接地ピン，およびデータピンを含む。

一実施形態では、バス制御モジュールは、デバッグインターフェースをさらに含む。また、バス制御モジュールは、デバッグインターフェースを介して、デバッグプログラムのダウンロード，デバッグ命令の受信，状態情報の出力を行うようにさらに構成される。

一実施形態では、負荷インターフェースは、１つまたは複数のピンを含む。このピンは、周波数信号の入力，電圧アナログ信号の入力，ＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ；パルス幅変調）信号の出力，スイッチ信号の入力，または制御可能な電源の出力を行うように、それぞれ構成される。

本発明の上述した特徴および他の特徴は、続く実施形態の詳細な説明において以下に明確に記載される。

以下では、図面と関連して例示される実施形態が詳細に記載されており、本発明の上述した特徴および他の特徴が一層明らかになるであろう。また、同一のまたは同様の構成要素は、全図面を通して同一のまたは同様の参照符号で示される。

本発明の実施形態によるインテリジェント・コネクタが具現化され得る制御線１００を例示する図である。 本発明の実施形態によるインテリジェント・コネクタ２００を例示する図である。 本発明の実施形態によるインテリジェント・コネクタ２００を例示する図である。 本発明の別の実施形態によるインテリジェント・コネクタ３００を例示する図である。 本発明の別の実施形態によるインテリジェント・コネクタ３００を例示する図である。 本発明の実施形態によるインテリジェント・コネクタ４００を例示する図である。 本発明の実施形態によるインテリジェント・コネクタ４００を例示する図である。

以下の好ましい実施形態の詳細な説明では、本発明の一部を構成する図面を参照する。例として、図面は本発明が実施され得る具体的な実施形態を例示する。例示する実施形態は、本発明の全ての実施形態を網羅することを意図していない。それらの代わりに他の実施形態が利用可能であり、または、本発明の範囲から逸脱することなくそれらに対して構造的修正および論理的修正がなされ得ることを理解することができる。したがって、以下の詳細な説明は限定的なものではなく、また、本発明の範囲は添付の特許請求の範囲において規定される。

図１は、本発明の実施形態によるインテリジェント・コネクタが具現化され得る制御線１００を例示する。制御線１００は電気機器（図示せず）内に配置されており、マスタ制御モジュール１３０とスレーブ・モジュール１４０との間の信号交換を目的として、電気機器内のマスタ制御モジュール１３０を、少なくとも１つのスレーブ・モジュール１４０に結合する。

いくつかの例では、電気機器は、たとえば、家庭用電気機器、工業用に制御されるデバイス、デジタル方式で制御される機械器具、等である。具体的には、マスタ制御モジュール１３０は、電気機器内のスレーブ・モジュール１４０の動作を制御するためのモジュールを指す。マスタ制御モジュール１３０は、スレーブ・モジュール１４０の動作を制御するために、ユーザから入力された命令または動作中のアプリケーションによって生成された命令から制御信号を生成することができる。たとえば、マスタ制御モジュール１３０は、マイクロ制御ユニット、マイクロ制御器、または別の適切な電子デバイスである。
スレーブ・モジュール１４０は、制御線１００を介してマスタ制御モジュール１３０に結合された電子モジュールまたは電気機械モジュールを指す。いくつかの例では、スレーブ・モジュール１４０の動作は、マスタ制御モジュール１３０、たとえばヒータ，ヒートシンク，実行部，等から提供される制御信号によって制御される。また、他のいくつかの例では、スレーブ・モジュール１４０はフィードバック信号をさらに生成することができ、たとえばセンサ等である。一般には、スレーブ・モジュール１４０は、これに対して投入される電力供給によってその動作を維持させることができ、また電力供給（たとえば、供給電力、電流、または電圧）を変動させることによってその動作状態を変化させることができる。

図１に例示するスレーブ・モジュール１４０の数は、単に例示的なものであることに留意されたい。また、実際の用途では、電気機器に含まれるスレーブ・モジュール１４０の数は３つに限定されるものではなく、１つ、２つ、または４つ以上であり得ることを当業者なら理解することに留意されたい。さらに実際の用途では、１つのインテリジェント・コネクタ１２０が２つ以上のスレーブ・モジュール１４０に対応してもよい。

図１に例示するように、制御線１００は、バス、つまりインテリジェント・コネクタ１２０をバスコントローラ１１０と結合するバス１５０を用いて構築される。バス１５０は、データ信号を送信するように構成される。たとえば、マスタ制御モジュール１３０からの制御信号を、バス１５０を介してインテリジェント・コネクタ１２０に送信し、さらにインテリジェント・コネクタ１２０によって対応するスレーブ・モジュール１４０に提供することが可能である。または、スレーブ・モジュール１４０からのフィードバック信号を、バス１５０を介してバスコントローラ１１０に送信し、さらにバスコントローラ１１０によってマスタ制御モジュール１３０に提供することが可能である。

実際の用途では、インテリジェント・コネクタ１２０は、電力供給線１６０によって行われる電力供給（たとえば、電源からの電力供給）を受けるために、かつスレーブ・モジュール１４０に電力供給を行うために、電力供給線１６０上にさらに結合される。図１に例示する実施形態では、電力供給線１６０はバス１５０を介してインテリジェント・コネクタ１２０に導入される、すなわち、バス１５０は、信号を送信するための信号バス１５１、および電力供給を中継するための電力バス１５２を含む。電力バス１５２は、バスコントローラ１１０を介して電力供給線１６０に間接的に結合することによって電力供給を受けることができる。また、電力バス１５２は、電気機器上で電力供給線１６０に直接的に結合することによっても電力供給を受けることができる。
実際の用途では、電力バス１５２および電力供給線１６０は、これらの２つの結合モードのいずれかでまたは図２に例示するようにこれらの２つの結合モードの両方で接続され得る。代替として、他のいくつかの実施形態では、電力供給線１６０は、インテリジェント・コネクタ１２０にバス１５０なしで直接的に接続され得、また対応するスレーブ・モジュール１４０にインテリジェント・コネクタ１２０を介して電力供給を行うことができる。

図２および図３は、本発明の実施形態によるインテリジェント・コネクタ２００を例示する。具体的には、図２は、インテリジェント・コネクタ２００の回路ブロック図を例示している。また、図３は、インテリジェント・コネクタ２００の代替の構造を例示する。

図２および図３に例示するように、インテリジェント・コネクタ２００は、電気機器内のバス２０１を少なくとも１つのスレーブ・モジュール２０３（図示せず）と結合するように構成される。具体的には、インテリジェント・コネクタ２００は以下を含む。

バス制御モジュール２１０は、バスインターフェース２１１、負荷インターフェース２１２、第１のスイッチ制御インターフェース２１３、および信号処理ユニット２１４を含む。バス制御モジュール２１０は、バスインターフェース２１１を介してバス２０１に結合し、かつ負荷インターフェース２１２を介してスレーブ・モジュール２０３に結合して、バス２０１とスレーブ・モジュール２０３との間で信号を相互に交換する。信号処理ユニット２１４は、相互に交換された信号を処理するように構成される。第１のスイッチ制御インターフェース２１３は、スイッチ制御信号を出力するように構成される。

明らかであろうが、インテリジェント・コネクタ２００のバス制御モジュール２１０は、スレーブ・モジュール２０３への電力供給を制御する電源制御モジュールから分離可能である。これにより、スレーブ・モジュール２０３のサイズ、形状、および電気的仕様の制約から生じる取り付けの問題を緩和することができる。したがって、異なるスレーブ（ハードウェア）モジュール２０３を、汎用性のあるバス制御モジュール２１０と共に使用可能である。その結果、バス制御モジュール２１０は、データ処理機能と電力供給を指示する機能と統合させて、スレーブ（ハードウェア）モジュール２０３をバス２０１上に制御可能に結合させることができる。

インテリジェント・コネクタ２００は、電源制御モジュールにスイッチ制御信号を提供することによって、スレーブ・モジュール２０３への電力供給を直接的に制御する。
実際の用途では、インテリジェント・コネクタ２００は、スレーブ・モジュール２０３への電力供給を直接的に制御する機能をさらに有し得る。したがって、いくつかの例では任意選択として、インテリジェント・コネクタ２００は、電源制御モジュール２２０をさらに含む。この電源制御モジュール２２０は、電源入力インターフェース２２１、電源出力インターフェース２２２、第２のスイッチ制御インターフェース２２３、およびスイッチ制御ユニット２２４を含む。
電源制御モジュール２２０は電源入力インターフェース２２１を介して電力供給を受け、電源出力インターフェース２２２を介してスレーブ・モジュール２０３に電力供給を行う。第２のスイッチ制御インターフェース２２３は、第１のスイッチ制御インターフェース２１３に着脱可能に結合し、バス制御モジュール２１０から提供されるスイッチ制御信号を受信し、かつ、スイッチ制御信号に応答してスレーブ・モジュール２０３に電力供給を行う。

具体的には、バス２０１上で結合されたインテリジェント・コネクタ２００は、異なるインテリジェント・コネクタ２００が互いに区別され得るように、またバス２０１上で結合されたバスコントローラまたはマスタ制御基板（図示せず）によって識別され得るように、異なるアドレスを提供される。マスタ制御基板がバスコントローラを介してインテリジェント・コネクタ２００と結合されたスレーブ・モジュールを制御すると、バスコントローラは、マスタ制御基板によって提供された制御信号を圧縮してデータパケットとし、これに宛先アドレスを追加する。その後、バスコントローラは圧縮された制御信号をバス２０１に送信し、バス２０１を介して制御信号はそれぞれのインテリジェント・コネクタ２００にさらに分配される。
次に、インテリジェント・コネクタ２００はそれらのバスインターフェース２１１でバス２０１を介して送信されたデータパケットを受信する。次いで、データパッケージを信号処理ユニット２１４によって構文解析させて、その中の制御信号を取得する。この場合、宛先アドレスがインテリジェント・コネクタ２００自体のアドレスと一致しない場合は、インテリジェント・コネクタ２００はそのデータパケットを破棄し、または、宛先アドレスが一致する場合は、信号処理ユニット２１４は取得された制御信号にさらに応答しその中に含まれる様々な制御命令に従って作動する。

たとえば、インテリジェント・コネクタ２００は、スレーブ・モジュール２０３への電力供給を有効にする、無効にする、または調整するように命令する制御信号を受信する。次いで、インテリジェント・コネクタ２００は、第１のスイッチ制御インターフェース２１３ならびに電源制御モジュール２２０の第２のスイッチ制御インターフェース２２３を介して、電力供給に関する電源制御信号を、電源制御モジュール２２０のスイッチ制御ユニット２２４に送信する。そして、スイッチ制御ユニット２２４は、電力供給をさらに制御する。
別の例では、インテリジェント・コネクタ２００は、制御されるべきスレーブ・モジュール２０３に命令する制御信号、たとえば、スレーブ・モジュール２０３に対して、データの取得，信号のテスト，パラメータの設定，または別の機能の実行を行うように命令する制御命令を受信する。次いで、インテリジェント・コネクタ２００は、その制御命令または構文解析の結果得られる他のデータ情報を、負荷インターフェース２１２を介してスレーブ・モジュール２０３に送信する。
さらに別の例では、インテリジェント・コネクタ２００は、スレーブ・モジュール２０３から負荷インターフェース２１２を介してフィードバック信号をさらに受信できる（たとえば、スレーブ・モジュールのセンスデータおよび状態情報あるいはスレーブ・モジュール２０３からフィードバックされた他の信号またはデータ）。また、インテリジェント・コネクタ２００は、フィードバック信号を信号処理ユニット２１４によって処理させ、次いでバスインターフェース２１０を介してバス２０１にさらに送信させることができる。

電源制御モジュール２２０において、スイッチ制御ユニット２２４は、電源入力インターフェース２２１、電源出力インターフェース２２２、および第２のスイッチ制御インターフェース２２３にそれぞれ結合する。したがってスイッチ制御ユニット２２４は、電源入力インターフェース２２１を介して受けた電力供給が、第２のスイッチ制御インターフェース２２３を介して受信された供給源電力制御信号に応答して、電源出力インターフェース２２２を介してスレーブ・モジュール２０３に出力されるように制御することができる。
いくつかの例では、スイッチ制御ユニット２２４は、たとえば、リレー、サイリスタ、または電力供給（たとえば、電流、電圧、またはオン／オフ状態）を調整することのできる別のデバイスである。

いくつかの実施形態では、バス制御モジュール２１０は、信号処理ユニット２１４に結合されたデバッグインターフェース２１９をさらに含む。バス制御モジュール２１０は、デバッグインターフェース２１９を介して、デバッグプログラムをダウンロードし、デバッグ命令を受信し、状態情報を出力することができる。

図２および図３に例示する実施形態では、バス制御モジュール２１０および電源制御モジュール２２０は、異なるプリント回路基板上に配置される。その結果、これらの２つのモジュールは、異なる用途の要求に応じてそれぞれ製造され得る。インテリジェント・コネクタ２００が取り付けられ使用されると、これらの２つのモジュール内のそれぞれのインターフェース（第１のスイッチ制御インターフェース２１３および第２のスイッチ制御インターフェース２２３を除く）は、バス２０１のピン上またはスレーブ・モジュール２０３のピン上にそれぞれ接続することができる。これにより、バスをスレーブ・モジュール２０３と結合させることができる。
たとえば、図３では、バスインターフェース２１１は複数のピンを含む。各ピンは、それぞれ導線を介してバス２０１上に電気的に接続される。また、負荷インターフェース２１２は複数のピンを含み、各ピンはそれぞれ導線を介してスレーブ・モジュール２０３の対応する信号ピン上に電気的に接続される。
任意選択で、バスインターフェース２１１は、単線バスインターフェースの種類のもの、たとえばＬＩＮ（Ｌｏｃａｌ Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ Ｎｅｔｗｏｒｋ）バスインターフェースとすることができ、対応するバスプロトコル仕様の下で信号を送信できる。単線バスインターフェースの種類において具現化されるインターフェースは、設けられるピンの数が少なく、したがって構造的に単純である。
いくつかの例では、バスインターフェース２１１には、少なくとも１つの電圧入力ピン、たとえば５Ｖおよび／または１２Ｖの電圧入力ピン、接地ピン、ならびにデータピンが設けられる。さらに、負荷インターフェース２１２は、周波数信号の入力，電圧アナログ信号の入力，ＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ；パルス幅変調）信号の出力，スイッチ信号の入力，または制御可能な電源の出力をそれぞれ行うための、１つまたは複数のピンを含む。

具体的には、周波数信号入力ピンは、１０ｋＨｚから１００ｋＨｚの範囲の周波数でまたは別の周波数範囲において、トランジスタ−トランジスタ論理（ＴＴＬ）レベル（０〜５Ｖ）のデジタルクロック信号を入力することができる。また、このピンは、水レベルセンサ、湿度センサ、ホール効果型回転速度センサ、または別の信号出力のために、測定値と共に変動する周波数で主として使用される。電圧アナログ信号入力ピンは、たとえば０〜５Ｖのアナログ信号を入力することができ、また温度センサ、濁度センサ、または別の信号出力のために、測定値と共に変動する電圧で主として使用される。
ＰＷＭ出力ピンは、ＰＷＭデジタル信号またはフィルタリングされたアナログ信号出力（０〜５Ｖ）を出力することができる。また、ＰＷＭ出力ピンは、電気機械の回転速度制御，ランプの明るさ調節，等のために使用される。スイッチ信号入力ピンは、高／低レベルのトリガを入力することができ、またスイッチを用いた検出，ホール効果型スイッチを用いた検出，等のために使用される。制御可能な電源出力ピンを用いることで、直流で給電される機器の駆動や、また流れている電流を用いた検出を実行し、これによりピンの出力電力をモニタすることができる。

同様に、電源制御モジュール２２０において、電源入力インターフェース２２１には２本のピンが設けられ、この各ピンはそれぞれ導線を介して電力供給線２０５上に電気的に接続される。また、電源出力インターフェース２２２には２本のピンが設けられ、この各ピンはそれぞれ導線を介してスレーブ・モジュール２０３の電力入力ピンに電気的に接続される。

バス制御モジュール２１０の第１のスイッチ制御インターフェース２１３および電源モジュール２２０の第２のスイッチ制御インターフェース２２３は、異なるプリント回路基板の２つの端子のところにそれぞれ配置される。これらの２つの端子は互いに適合し、すなわち、それらは形状および構造において互いに対応する。これにより、第１のスイッチ制御インターフェース２１３および第２のスイッチ制御インターフェース２２３は、これらの２つの端子を介して着脱可能に結合できる。
図３に例示する例では、第１のスイッチ制御インターフェース２１３および第２のスイッチ制御インターフェース２２３は、電源制御信号を移送するように、バス制御モジュール２１０と電源制御モジュール２２０とを着脱可能に結合するものである。第１のスイッチ制御インターフェース２１３および第２のスイッチ制御インターフェース２２３は、構造的に適合する端子として成形される。すなわち、第１のスイッチ制御インターフェース２１３は、それ自体から複数のピンが延出している半円形の突出部として成形される。これに対応して、第２のスイッチ制御インターフェース２２３は、それ自体の内面上または内側に複数のピンが延出している半円形の凹部として成形される。
したがって、第１のスイッチ制御インターフェース２１３を第２のスイッチ制御インターフェース２２３の凹部内に挿入して、これらの２つのモジュール上の対応するピンを電気的接続のために互いに接触させることが可能である。理解され得るように、図３のインターフェースの構造および形状は単に例示的なものである。
また、実際の用途では、それぞれの端子はスレーブ・モジュール２０３の様々な構造または形状に応じて、他の構造で代替的に具現化され得る。さらに、図３のそれぞれの端子が複数のスレーブ下位端子へとそれぞれ分解可能であること、または、複数の異なる端子が単一の端子へと互いに統合可能であることに、さらに留意されたい。

明らかであろうが、インテリジェント・コネクタ２００のバス制御モジュール２１０および電源制御モジュール２２０は、２つの着脱可能に結合されたインターフェースを介して互いに結合される。よって、様々なスレーブ・モジュール２０３に、それらの構造的要件および電源制御要件に適合された電源制御モジュール２２０を搭載可能である。
また、これらの電源制御モジュール２２０は、様々な構造、サイズ、および電気的仕様で具現化され得る。したがって、インテリジェント・コネクタ２００は、バス制御アーキテクチャを実装するコストを低減しつつ、様々なスレーブ・モジュール２０３の構造的要件および電源制御要件を満たし得る。

上記の図２および図３に例示したインテリジェント・コネクタ２００が、バス制御モジュール２１０および電源制御モジュール２２０の両方を含むことにさらに留意されたい。但し、実際の用途では、インテリジェント・コネクタ２００はバス制御モジュール２１０しか含まない場合があり、一方、電源制御モジュール２２０が追加的に設けられバス制御モジュール２１０上に着脱可能に結合される場合がある。

図４および図５は、本発明の実施形態によるインテリジェント・コネクタ３００を例示する。具体的には、図４は、インテリジェント・コネクタ３００の回路のブロック図を例示する。また、図５は、インテリジェント・コネクタ３００の代替の構造を例示する。

図４および図５に例示するように、インテリジェント・コネクタ３００は、電気機器内のバス３０１を少なくとも１つのスレーブ・モジュール３０３（図示せず）と結合するように構成される。具体的には、インテリジェント・コネクタ３００は以下を含む。

バス制御モジュール３１０は、バスインターフェース３１１、負荷インターフェース３１２、第１のスイッチ制御インターフェース３１３、信号処理ユニット３１４、第１の電源入力インターフェース３１５、および第１の電源出力インターフェース３１６を含む。バス制御モジュール３１０は、バスインターフェース３１１を介してバス３０１に結合し、かつ、負荷インターフェース３１２を介してスレーブ・モジュール３０３に結合しており、バス３０１とスレーブ・モジュール３０３との間で信号を相互に交換する。
信号処理ユニット３１４は、相互に交換された信号を処理するように構成される。第１のスイッチ制御インターフェース３１３は、スイッチ制御信号を出力するように構成される。さらに第１の電源入力インターフェース３１５は、電力供給線３０５と結合するように構成されており、電力供給を受ける。

電源制御モジュール３２０は、電源入力インターフェース３２１、電源出力インターフェース３２２、第２のスイッチ制御インターフェース３２３、およびスイッチ制御ユニット３２４を含む。
電源制御モジュール３２０は、電源入力インターフェース３２１を介して第１の電源出力インターフェース３１６と着脱可能に結合しており、第１の電源出力インターフェース３１６を介して電力供給出力を受けるとともに、電源出力インターフェース３２２を介してスレーブ・モジュール３０３に電力供給を行う。第２のスイッチ制御インターフェース３２３は、第１のスイッチ制御インターフェース３１３と着脱可能に結合する。
これにより、第２のスイッチ制御インターフェース３２３は、バス制御モジュール３１０によって提供されるスイッチ制御信号を受信し、かつ、スイッチ制御信号に応答して電力供給を受けるようにスレーブ・モジュール３０３を制御する。

明らかであろうが、インテリジェント・コネクタ３００に関して、これが電力供給を得るインターフェース、すなわち、第１の電源入力インターフェース３１５は、バス制御モジュール３１０上に統合可能であり、そしてバス制御モジュール３１０は、電源制御モジュール３２０に電力供給を行う。
このコネクタ構造は、電力供給線３０５およびバス３０１が１つに統合されることにより個別の端子の数を減少させるという適用シナリオにおいて好適である。すなわち、第１の電源入力インターフェース３１５をバスインターフェース３１１と統合して同じ端子３３１とすることにより、同じ配線束（複数の導電配線を含む）を介して、第１の電源入力インターフェース３１５をバス３０１および電力供給線３０５と結合させることができる。

好ましくは、電源制御モジュール３２０は、第１の信号インターフェース３２５および第２の信号インターフェース３２６をさらに含む。第１の信号インターフェース３２５は負荷インターフェース３１２と結合するように構成され、第２の信号インターフェース３２６はスレーブ・モジュール３０３と結合するように構成される。
第１の信号インターフェース３２５および第２の信号インターフェース３２６は、互いに結合される。したがって、電源制御モジュール３２０は、第２の信号インターフェース３２６と統合させて同じ端子３３４とし、このことにより同じ配線束（複数の導電配線を含む）を介してスレーブ・モジュール３０３と結合させることができる。
また、電源入力インターフェース３２１、第２のスイッチ制御インターフェース３２３、および第１の信号インターフェース３２５は、同じ端子３３３へと統合可能である。またこれに対応して、第１の電源出力インターフェース３１６、第１のスイッチ制御インターフェース３１３、および負荷インターフェース３１２は、前述の端子に適合する端子３３２へと統合可能である。
したがって、これらの２つの端子３３１および３３２は互いに協働し、これらの２つのモジュール上の対応する複数のピンを電気的接続のために接触させる。したがって、電源制御モジュール３２０は直列形態でバス制御モジュール３１０と協働するように使用でき、このことはインテリジェント・コネクタ３００の構造的な性能、具体的には構造的な安定性および信頼性を改善し得る。たとえば、配線束は、インターフェース間で応力の不均衡に起因して発生する不確実な接続の問題の影響を受けない。

上記の図４および図５に例示したインテリジェント・コネクタ３００が、バス制御モジュール３１０および電源制御モジュール３２０の両方を含むことにさらに留意されたい。但し、実際の用途では、インテリジェント・コネクタ３００はバス制御モジュール３１０しか含まない場合があり、一方、電源制御モジュール３２０が追加的に設けられバス制御モジュール３１０上に着脱可能に結合される場合がある。

図６および図７は、本発明の実施形態によるインテリジェント・コネクタ４００を例示する。具体的には、図６はインテリジェント・コネクタ４００の回路のブロック図を例示し、また、図７はインテリジェント・コネクタ４００の代替の構造を例示する。

図６および図７に例示するように、インテリジェント・コネクタ４００は、電気機器内のバス４０１を少なくとも１つのスレーブ・モジュール４０３（図示せず）と結合するように構成される。具体的にはインテリジェント・コネクタ４００は以下を含む。

バス制御モジュール４１０は、バスインターフェース４１１、負荷インターフェース４１２、第１のスイッチ制御インターフェース４１３、および信号処理ユニット４１４を含む。バス制御モジュール４１０は、バスインターフェース４１１を介してバス４０１に結合し、かつ負荷インターフェース４１２を介してスレーブ・モジュール４０３に結合しており、バス４０１とスレーブ・モジュール４０３との間で信号を相互に交換する。信号処理ユニット４１４は、相互に交換された信号を処理するように構成される。第１のスイッチ制御インターフェース４１３は、スイッチ制御信号を出力するように構成される。

電源制御モジュール４２０は、電源入力インターフェース４２１、電源出力インターフェース４２２、第２のスイッチ制御インターフェース４２３、およびスイッチ制御ユニット４２４を含む。電源制御モジュール４２０は、電源入力インターフェース４２１を介して第１の電源出力インターフェース４１６と着脱可能に結合しており、第１の電源出力インターフェース４１６を介して電力供給出力を受けるとともに、電源出力インターフェース４２２を介してスレーブ・モジュール４０３に電力供給を行う。

さらにバス制御モジュール４１０は、第１の電源入力インターフェース４１５、第１の電源出力インターフェース４１６、第２の電源入力インターフェース４１７、および第２の電源出力インターフェース４１８をさらに含む。具体的には、第１の電源入力インターフェース４１５は、電力供給線４０５と結合するように構成され、電力供給を受ける。
第１の電源出力インターフェース４１６は、電源制御モジュール４２０の電源入力インターフェース４２１と着脱可能に結合するように構成されており、第１の電源入力インターフェース４１５から受けた電力供給を出力する。
さらに、第２の電源入力インターフェース４１７は、電源制御モジュール４２０の電源出力インターフェース４２２と結合するように構成され、電力供給を受ける。第２の電源出力インターフェース４１８は、スレーブ・モジュール４０３と結合するように構成され、スレーブ・モジュール４０３に電力供給を行う。

図７に例示するインテリジェント・コネクタ４００の構造では、バスインターフェース４１１は第１の電源入力インターフェース４１５と統合され同じ端子４３１となり、バス４０１および電力供給線４０５と１つに結合される。第２の電源出力インターフェース４１８は負荷インターフェース４１２と統合され同じ端子４３２となり、電源およびスレーブ・モジュール４０３の信号インターフェースと１つに結合される。
さらに、第１の電源出力インターフェース４１６、第２の電源入力インターフェース４１７、および第１のスイッチ制御インターフェース４１３は、同じ端子４３３へと統合される。また、電源入力インターフェース４２１、電源出力インターフェース４２２、および第２のスイッチ制御インターフェース４２３は、端子４３３と形状が適合する端子４３４へと統合される。これにより、バス制御モジュール４１０と電源制御モジュール４２０とを着脱可能に結合させる。

したがって、電源制御モジュール４２０をバス４０１およびスレーブ・モジュール４０３と結合する必要はなく、このことはまた、端子の数の減少、およびその結果としてコストの低減および構造の単純化を容易にする。

上記の図６および図７に例示したインテリジェント・コネクタ４００がバス制御モジュール４１０および電源制御モジュール４２０の両方を含むことにさらに留意されたい。但し、実際の用途では、インテリジェント・コネクタ４００はバス制御モジュール４１０しか含まない場合があり、一方、電源制御モジュール４２０が追加的に設けられバス制御モジュール４１０上に着脱可能に結合される場合がある。

本発明は図面および先の説明において詳細に例示され記載されてきたが、例示および説明は代表的かつ例示的なものであって限定的なものではなく、また、本発明は先の実施形態に限定されるものではないことを理解されたい。

当業者は、これらの説明、開示、図面、および特許請求の範囲を検討して、開示する実施形態の他の変形形態を認識し製作し得る。特許請求の範囲において、「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」の用語は他の要素またはステップを除外するものではなく、また、「１つの（ａ／ａｎ）」の用語は複数を除外するものではない。本発明の実際の用途では、１つのある要素が、請求項に挙げた複数の技術的特徴の機能を実行することができる。特許請求の範囲におけるいずれの参照符号も、本発明の範囲を限定するものと解釈されるべきではない。

Claims (11)

1. 電気機器内のバスを少なくとも１つのスレーブ・モジュールと結合するように構成されたインテリジェント・コネクタであって、
   バスインターフェース、負荷インターフェース、第１のスイッチ制御インターフェース、および信号処理ユニットを備えるバス制御モジュールを備え、
   前記バス制御モジュールが、前記バスインターフェースを介して前記バスと結合し、かつ前記負荷インターフェースを介して前記スレーブ・モジュールと結合しており、前記バスと前記スレーブ・モジュールとの間で信号を相互に交換するとともに、
   前記信号処理ユニットが、相互に交換された前記信号を処理するように構成され、
   前記第１のスイッチ制御インターフェースが、スイッチ制御信号を出力するように構成され、
   前記インテリジェント・コネクタが電源制御モジュールをさらに備え、
   前記電源制御モジュールは、電源入力インターフェース、電源出力インターフェース、第２のスイッチ制御インターフェース、およびスイッチ制御ユニットを有し、
   前記電源制御モジュールが、前記電源入力インターフェースを介して電力供給を受け、かつ前記電源出力インターフェースを介して、前記負荷インターフェースと前記スレーブ・モジュールとの接続経路とは異なる経路から前記スレーブ・モジュールに電力供給を行い、
   前記第２のスイッチ制御インターフェースが、前記第１のスイッチ制御インターフェースと着脱可能に結合しており、前記バス制御モジュールによって提供される前記スイッチ制御信号を受信し、かつ前記スイッチ制御信号に応答して前記スレーブ・モジュールに電力供給を行う、
   ことを特徴とするインテリジェント・コネクタ。
2. 前記バス制御モジュールおよび前記電源制御モジュールが異なるプリント回路基板上に配置され、
   前記第１のスイッチ制御インターフェースおよび前記第２のスイッチ制御インターフェースが、前記異なるプリント回路基板の２つの端子にそれぞれ配置され、
   前記２つの端子は互いに適合しており、前記第１のスイッチ制御インターフェースおよび前記第２のスイッチ制御インターフェースが着脱可能に結合することを特徴とする、請求項１に記載のインテリジェント・コネクタ。
3. 前記電源制御モジュールが、第１の信号インターフェースおよび第２の信号インターフェースをさらに備え、
   前記第１の信号インターフェースが、前記負荷インターフェースと結合するように構成され、
   前記第２の信号インターフェースが、前記スレーブ・モジュールと結合するように構成されることを特徴とする、請求項１に記載のインテリジェント・コネクタ。
4. 前記スイッチ制御ユニットがリレーまたはサイリスタを備えることを特徴とする、請求項１に記載のインテリジェント・コネクタ。
5. 前記バス制御モジュールが、第１の電源入力インターフェースおよび第１の電源出力インターフェースをさらに備え、
   前記第１の電源入力インターフェースが、電力供給線と結合するように構成されて、電力供給を受けるとともに、
   前記第１の電源出力インターフェースが、前記電源制御モジュールの前記電源入力インターフェースと着脱可能に結合するように構成されて、前記第１の電源入力インターフェースから受けた電力供給を出力することを特徴とする、請求項１に記載のインテリジェント・コネクタ。
6. 前記バス制御モジュールが、第２の電源入力インターフェースおよび第２の電源出力インターフェースをさらに備え、
   前記第２の電源入力インターフェースが、前記電源制御モジュールの前記電源出力インターフェースと結合するように構成されて、電力供給を受けるとともに、
   前記第２の電源出力インターフェースが、前記スレーブ・モジュールと結合するように構成されて、前記スレーブ・モジュールに電力供給を行うことを特徴とする、請求項５に記載のインテリジェント・コネクタ。
7. 前記バスインターフェースが、単線バスインターフェースの種類のものであることを特徴とする、請求項１に記載のインテリジェント・コネクタ。
8. 前記バスインターフェースが、ＬＩＮバスインターフェースであることを特徴とする、請求項７に記載のインテリジェント・コネクタ。
9. 前記バスインターフェースが、少なくとも１つの電圧入力ピン，接地ピン，およびデータピンを備えることを特徴とする、請求項８に記載のインテリジェント・コネクタ。
10. 前記バス制御モジュールがデバッグインターフェースをさらに備え、
    前記バス制御モジュールが、前記デバッグインターフェースを介して、デバッグプログラムのダウンロード，デバッグ命令の受信，状態情報の出力を行うようにさらに構成されることを特徴とする、請求項１に記載のインテリジェント・コネクタ。
11. 前記負荷インターフェースが１つまたは複数のピンを備え、
    前記ピンは、周波数信号の入力，電圧アナログ信号の入力，ＰＷＭ信号の出力，スイッチ信号の入力，または制御可能な電源の出力を行うようにそれぞれ構成されることを特徴とする、請求項１に記載のインテリジェント・コネクタ。

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