菊鏈通信系統(tǒng)在短路情況下的運(yùn)行的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種通信系統(tǒng)，其具有一個主用戶設(shè)備和從主用戶設(shè)備出發(fā)借助供電線路的至少一條導(dǎo)線連接在鏈中的多個從用戶設(shè)備，其中主用戶設(shè)備分別具有用于供電線路的至少一條導(dǎo)線的輸出端，并且多個從用戶設(shè)備中的每個分別具有用于供電線路的至少一條導(dǎo)線的輸入端和輸出端和用于將輸入端與輸出端連接的開關(guān)裝置，其中多個從用戶設(shè)備中的第一個的輸入端與主用戶設(shè)備的輸出端連接并且多個從用戶設(shè)備中的第n+1個的輸入端與第n個從用戶設(shè)備的輸出端連接，其中n≥1，其中主用戶設(shè)備設(shè)立用于在短路方面監(jiān)視供電線路的至少一條導(dǎo)線并且在所識別的短路情況下如此控制多個從用戶設(shè)備中的在鏈中位于短路前面的從用戶設(shè)備，使得開關(guān)裝置不被閉合或斷開。
【專利說明】菊鏈通信系統(tǒng)在短路情況下的運(yùn)行
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種通信系統(tǒng)，所述通信系統(tǒng)具有一個主用戶設(shè)備和多個從用戶設(shè)備，所述多個從用戶設(shè)備從主用戶設(shè)備出發(fā)借助供電線路的至少一條導(dǎo)線(Ader)連接在鏈中。
[0002]本發(fā)明涉及這樣的通信系統(tǒng)，在所述通信系統(tǒng)中多個用戶設(shè)備在鏈中彼此連接(所謂的菊鏈)以用于供電(并且通常也用于通信)。雖然本發(fā)明隨后主要參考PSI5接口來描述，但本發(fā)明并不限 于此，而是可用在所有如下通信系統(tǒng)中:其中使至少一條供電線路作為鏈從一個用戶設(shè)備延續(xù)至下一個用戶設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0003]PSI5 (外圍傳感器接口 5)是用于傳感器的數(shù)字接口，其基于雙線線路并且尤其是在汽車電子設(shè)備中用于將所鋪設(shè)的傳感器(在此稱為“從用戶設(shè)備”)連接到電子控制設(shè)備(在此稱為“主用戶設(shè)備”)上。除支持簡單的點(diǎn)到點(diǎn)配置以外，還支持菊鏈配置，在所述菊鏈配置中，多個從用戶設(shè)備在鏈中連接在一個主用戶設(shè)備上。因?yàn)樯婕半p線線路，所以每一個從用戶設(shè)備包括用于供電的四個連接端(各兩個輸入端和兩個輸出端)，通信也通過所述連接端進(jìn)行。PSI5根據(jù)電流接口的原理利用對發(fā)送電流進(jìn)行調(diào)制以在供電線路上傳輸數(shù)據(jù)來工作。通過相對高的信號電流和比特編碼實(shí)現(xiàn)高的抗干擾性，由此使用廉價的雙絞線線路對于布線來說就足夠了。
[0004]在這種菊鏈連接中，尤其是在惡劣的汽車環(huán)境中，可能出現(xiàn)供電線路中的短路問題(如短路到地、短路到電源)。這導(dǎo)致，必須切斷整個總線。
[0005]值得期望的是，在短路的情況下也能夠在總線上繼續(xù)運(yùn)行盡可能多的用戶設(shè)備。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]根據(jù)本發(fā)明，提出一種具有權(quán)利要求1的特征的通信系統(tǒng)。這種通信系統(tǒng)的主用戶設(shè)備和從用戶設(shè)備也是本發(fā)明的主題。有利的擴(kuò)展方案是從屬權(quán)利要求以及以下描述的主題。
[0007]本發(fā)明描述一種通信系統(tǒng)，所述通信系統(tǒng)具有一個主用戶設(shè)備和多個從用戶設(shè)備，所述多個從用戶設(shè)備從主用戶設(shè)備出發(fā)借助供電線路的至少一條導(dǎo)線連接在鏈中。主用戶設(shè)備分別具有用于供電線路的至少一條導(dǎo)線的輸出端，并且多個從用戶設(shè)備中的每一個分別具有用于供電線路的至少一條導(dǎo)線的輸入端和輸出端和用于將輸入端與輸出端連接的開關(guān)裝置。多個從用戶設(shè)備中的第一從用戶設(shè)備的輸入端與主用戶設(shè)備的輸出端連接，并且多個從用戶設(shè)備中的第n+1個從用戶設(shè)備的輸入端與第η個從用戶設(shè)備的輸出端連接，其中η≥I。
[0008]主用戶設(shè)備被設(shè)立用于在短路方面監(jiān)視供電線路的至少一條導(dǎo)線。例如，相應(yīng)的PSI5驅(qū)動器模塊是可獲得的。此外，主用戶設(shè)備被設(shè)立用于在所識別的短路情況下(尤其在運(yùn)行期間)結(jié)束從用戶設(shè)備的供電。隨后可以進(jìn)行從用戶設(shè)備的根據(jù)本發(fā)明的(再次)啟動或者初始化。
[0009]主用戶設(shè)備被設(shè)立用于，在通信開始時(例如在建立主用戶設(shè)備的供電時)按順序?qū)τ糜谕ㄐ诺亩鄠€從用戶設(shè)備初始化。每個從用戶設(shè)備原則上被設(shè)立用于，在初始化結(jié)束時閉合開關(guān)裝置，以便將輸入端與輸出端連接。通過這種方式接通鏈的后續(xù)的從用戶設(shè)備并且可以對其初始化。
[0010]此外，主用戶設(shè)備被設(shè)立用于，在所識別的短路情況下在初始化期間如此控制在短路前面的從用戶設(shè)備，使得該從用戶設(shè)備斷開和/或在新的或者將來的初始化結(jié)束時不閉合開關(guān)裝置。因此，鏈在該位置結(jié)束，并且在短路前面的從用戶設(shè)備盡管存在短路也能夠運(yùn)行。因?yàn)樵诔跏蓟陂g已知，哪個從用戶設(shè)備在探測到短路之前已經(jīng)閉合開關(guān)裝置，所以短路的位置也能夠確定。
[0011]優(yōu)選地，主用戶設(shè)備在此如此設(shè)立，使得其在所識別的短路情況下首先結(jié)束所有從用戶設(shè)備的供電，從而所有從用戶設(shè)備可以再次重新被初始化。然后，在新的初始化時，可以如此控制在短路前面的相關(guān)從用戶設(shè)備，使得該相關(guān)從用戶設(shè)備在初始化結(jié)束時不閉合開關(guān)裝置。
[0012]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)
本發(fā)明實(shí)現(xiàn)一種可能性:在短路的情況下阻止供電電壓的自動的繼續(xù)切換。由此，將通信維持到最后的無差錯連接的從用戶設(shè)備。本發(fā)明不僅涵蓋了最初存在的短路而且也涵蓋了在運(yùn)行中出現(xiàn)的短路。如果故障在接通通信系統(tǒng)時已經(jīng)存在，則一旦最后初始化的從用戶設(shè)備釋放供電電壓到短路的線路段上，主用戶設(shè)備就識別出該短路，并且切斷電路供應(yīng)。在通信系統(tǒng)重新啟動時，現(xiàn)在如此對最后的正確工作的從用戶設(shè)備編程，使得所述從用戶設(shè)備不再繼續(xù)切換供電電壓并且因此該鏈的其余部分與短路一起保持不被供電。如果在運(yùn)行中在鏈上發(fā)生短路，則在此也關(guān)斷供電電壓并且啟動新的初始化。然后，在此情況下如在從一開始就存在短路的情況下那樣處理。
[0013]本發(fā)明的其他的優(yōu)點(diǎn)和擴(kuò)展方案從描述和附圖中得出。
[0014]可以理解，上面提到的和隨后還要闡述的特征不僅可以以分別說明的組合而且還可以以其他組合和/或單獨(dú)地使用，而不脫離本發(fā)明的范疇。
[0015]根據(jù)實(shí)施例在附圖中示意性地示出本發(fā)明，并且下面參考附圖詳細(xì)描述本發(fā)明。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1示出根據(jù)本發(fā)明的通信系統(tǒng)的第一優(yōu)選實(shí)施方式，其中電流連接線路的接地導(dǎo)線被連接，
圖2示出根據(jù)本發(fā)明的通信系統(tǒng)的第二優(yōu)選實(shí)施方式，其中電力連接線路的接地導(dǎo)線被連接，
圖3示出根據(jù)本發(fā)明的通信系統(tǒng)的第三優(yōu)選實(shí)施方式，其中電力連接線路的引導(dǎo)電流的導(dǎo)線以及接地導(dǎo)線被連接，
圖4示出圖3中的從用戶的開關(guān)裝置的詳細(xì)視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面連貫和整體地描述圖1至4，其中相同的元件配備有相同的參考標(biāo)記，并且起相同作用的元件配備有以100遞增的參考標(biāo)記。在此，圖1至3以電路圖方式示出根據(jù)本發(fā)明的通信系統(tǒng)的不同實(shí)施方式，并且圖4示出從用戶設(shè)備的開關(guān)裝置的優(yōu)選實(shí)施方式。
[0018]通信系統(tǒng)100、200、300在此構(gòu)造為PSI5通信系統(tǒng)，并且具有在此構(gòu)造為控制設(shè)備110、210或者310的主用戶設(shè)備和在此構(gòu)造為傳感器111、112、113、...、211、212、213、...、311、312、313、...的從用戶設(shè)備。在此例如可以涉及壓力傳感器、加速度傳感器或接觸傳感器?？刂圃O(shè)備110、210或者310具有PSI5接口驅(qū)動器模塊110a、210a或者310a，所述PSI5接口驅(qū)動器模塊同時提供所連接的傳感器的供電和數(shù)據(jù)通信并且通過編程技術(shù)被設(shè)立用于執(zhí)行本發(fā)明的主用戶特定的步驟。
[0019]每一個傳感器具有PSI5接口驅(qū)動器模塊11 la、112a、113a等等，所述PSI5接口驅(qū)動器模塊通過編程技術(shù)被設(shè)立用于執(zhí)行本發(fā)明的從用戶特定的步驟，尤其是如此被控制，使得不閉合或甚至斷開開關(guān)裝置。
[0020]所述傳感器分別通過供電線路10的導(dǎo)線11、12在鏈中彼此連接。在初始化階段期間，傳感器被編程到傳輸時間段中的確定的時隙上。由此，所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)對于接口來說可辨識并且可以分配給相應(yīng)的傳感器。因此，也可以在鏈的所有位置上安裝相同類型的傳感器。
[0021]所述初始化通過控制設(shè)備的接口驅(qū)動器模塊110a、210a或者310a實(shí)現(xiàn)。按順序?qū)鞲衅鞒跏蓟Ｒ虼?，首先對在接口后面的第一傳感?11或者211或者311初始化，隨后對第二傳感器112或者212或者312等等初始化。在初始化結(jié)束之后，相應(yīng)的傳感器的接口驅(qū)動器模塊11 Ia或者21 Ia或者311a、...繼續(xù)將供電自動地切換到后續(xù)的傳感器上，所述后繼的傳感器隨后被初始化。該過程重復(fù)直至鏈中最后的傳感器。
[0022]控制設(shè)備110、...的接口驅(qū)動器模塊110a、...被設(shè)立用于，在至少一個導(dǎo)線11、12與地GND或電壓+的短路方面監(jiān)視供電線路10。如果在正常運(yùn)行期間出現(xiàn)短路，則接口驅(qū)動器模塊110a、...切斷所連接的傳感器的供電并且執(zhí)行重新初始化。該重新初始化如第一次初始化那樣進(jìn)行并且在后面被闡述。
[0023]在初始狀態(tài)中，傳感器的開關(guān)裝置(見圖4中的311b、311c)斷開，從而在供電線路10的導(dǎo)線11、12的輸入端和所屬的輸出端之間不存在連接?？刂圃O(shè)備開始初始化，其方式是，所述控制設(shè)備將電流切換到供電線路10上。隨后，對鏈中的分別第一傳感器111、211或者311供電并且通過已知的方式初始化。在初始化結(jié)束時，傳感器的相應(yīng)的接口驅(qū)動器模塊111a、...閉合開關(guān)裝置，并且因此接通鏈中的下一個傳感器112、212或者312?，F(xiàn)在對所述下一個傳感器初始化，等等。
[0024]如果控制設(shè)備110、...的接口驅(qū)動器模塊110a、...在開關(guān)裝置被閉合之后探測到短路，則該接口驅(qū)動器模塊可以確定短路在鏈中的位置，切斷所連接的傳感器的供電，并且執(zhí)行繼續(xù)的初始化。在繼續(xù)初始化時，通過常規(guī)方式對在鏈中直接位于短路前的傳感器之前的所有傳感器初始化。然而，在初始化時如此控制在鏈中直接位于短路前的傳感器，使得該傳感器在初始化結(jié)束時不閉合開關(guān)裝置。通信系統(tǒng)保持部分地可運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0025]因?yàn)樵谲囕v中預(yù)期對地短路比對運(yùn)行電壓短路顯著更加頻繁，所以符合目的的是，通過開關(guān)將供電電壓繼續(xù)連接在供電電壓的高電平中，如在圖2中所示那樣。
[0026]對于所有可能的短路最優(yōu)的傳感器布局是不僅切斷高的供電電平，而且切斷低的供電電平，如圖3中所示的那樣。[0027]如果場效應(yīng)晶體管用作開關(guān)裝置，該場效應(yīng)晶體管由于寄生二極管而始終在電流方向上是導(dǎo)通的，則為了進(jìn)一步提高穩(wěn)健性，可以以“背靠背”結(jié)構(gòu)(反串聯(lián)電路)布置開關(guān)晶體管，如在圖4中所示的那樣。因此保證，可以與短路電勢無關(guān)地盡可能將通信系統(tǒng)保持在運(yùn)彳丁中。
【權(quán)利要求】
1.一種通信系統(tǒng)(100 ；200 ;300)，所述通信系統(tǒng)具有一個主用戶設(shè)備(110 ；210 ；310)和多個從用戶設(shè)備(111，112，113 -,211,212, 213 ;311，312，313)，所述多個從用戶設(shè)備從所述主用戶設(shè)備出發(fā)借助供電線路(10)的至少一條導(dǎo)線(11，12)連接在鏈(10)中， 其中所述主用戶設(shè)備分別具有用于所述供電線路(10)的至少一條導(dǎo)線(11，12)的輸出端，并且所述多個從用戶設(shè)備中的每一個分別具有用于所述供電線路的至少一條導(dǎo)線(11，12)的輸入端和輸出端和用于將所述輸入端與所述輸出端連接的開關(guān)裝置(311b，311c), 其中所述多個從用戶設(shè)備中的第一從用戶設(shè)備(111 ;211 ；311)的輸入端與所述主用戶設(shè)備(110 ；210 ；310)的輸出端連接，并且所述多個從用戶設(shè)備中的第n+1個從用戶設(shè)備的輸入端與第η個從用戶設(shè)備的輸出端連接，其中η > 1， 其中所述主用戶設(shè)備(110 ；210 ;310)被設(shè)立用于在短路方面監(jiān)視所述供電線路(10)的至少一條導(dǎo)線(11，12)，并且在所識別的短路情況下如此控制所述多個從用戶設(shè)備中的在鏈中位于短路前面的從用戶設(shè)備，使得所述開關(guān)裝置不被閉合或斷開。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通信系統(tǒng)(100；200 ;300)，其中所述主用戶設(shè)備(110 ；210 ；310)被設(shè)立用于按順序?qū)τ糜谕ㄐ诺亩鄠€從用戶設(shè)備初始化，其中所述多個從用戶設(shè)備中的每一個被設(shè)立用于在初始化結(jié)束時閉合其開關(guān)裝置，以便將所述輸入端與所述輸出端連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的通信系統(tǒng)(100；200 ;300)，其中所述主用戶設(shè)備(110 ；210 ；310)被設(shè)立用于，在所識別的短路情況下在所述初始化期間確定所述多個從用戶設(shè)備的在所述鏈中位于短路前面的從用戶設(shè)備(112 ；212 ;312)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的通信系統(tǒng)(100；200 ;300)，其中所述主用戶設(shè)備(110 ；210 ；310)被設(shè)立用于，如此控制所述多個從用戶設(shè)備的在所述鏈中位于短路前面的從用戶設(shè)備(112 ；212 ;312)，使得該從用戶設(shè)備不閉合所述開關(guān)裝置。
5.根據(jù)以上權(quán)利要求之一所述的通信系統(tǒng)(100;200;300)，其中所述主用戶設(shè)備(110 ；210 ;310)被設(shè)立用于，在所識別的短路情況下結(jié)束所有從用戶設(shè)備的供電。
6.根據(jù)以上權(quán)利要求之一所述的通信系統(tǒng)(100；200 ;300)，其中所述供電線路(10)的至少一條導(dǎo)線(11，12)是引導(dǎo)電流的和/或接地的導(dǎo)線。
7.根據(jù)以上權(quán)利要求之一所述的通信系統(tǒng)(100；200 ;300)，其中所述開關(guān)裝置(311b，311c)具有兩個晶體管，所述兩個晶體管以反串聯(lián)電路連接。
8.根據(jù)以上權(quán)利要求之一所述的通信系統(tǒng)(100；200 ;300)，其中所述多個從用戶設(shè)備的在所述鏈中位于短路前面的從用戶設(shè)備(112 ；212 ;312)在所述鏈中直接位于該短路前面。
9.根據(jù)以上權(quán)利要求之一所述的通信系統(tǒng)(100；200 ;300)，其中所述供電線路的至少一條導(dǎo)線(11，12)同時是數(shù)據(jù)傳輸導(dǎo)線。
10.一種根據(jù)以上權(quán)利要求之一所述的通信系統(tǒng)(100 ；200 ；300)的主用戶設(shè)備(110 ；210 ;310)。
11.一種根據(jù)以上權(quán)利要求之一所述的通信系統(tǒng)(100 ；200 ；300)的從用戶設(shè)備(111，.112,113 ;211,212,213 ;311，312,313)。
【文檔編號】H04L12/403GK103973535SQ201410043157
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年1月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月30日
【發(fā)明者】R.卡爾納, G.魏斯 申請人:羅伯特·博世有限公司