CN103718516A - 用于车辆调节***中的传感装置的通信连接 - Google Patents

用于车辆调节***中的传感装置的通信连接 Download PDF

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Abstract

用于车辆中的调节***的传感器（2），具有传感器元件以及接口元件（8），该一个接口元件（8)被设立用于将传感器元件通信地连接到车辆中的控制设备（4）,其特征在于，该接口元件（8）被构造为双接触接口元件。

Description

用于车辆调节***中的传感装置的通信连接
技术领域
本发明涉及车辆中的调节***。本发明尤其是涉及车辆调节***或制动调节***中的传感器的连接。此外本申请尤其是涉及ESP***中压力传感器的连接。
背景技术
在车辆中、例如在混合动力车辆和/或电动车辆的调节***通常具有传感器，例如液压循环中的压力传感器。为此经常使用一个、三个或也使用五个压力传感器。
基础***例如拥有一个压力传感器，而扩展的***具有在初级回路中的一个压力传感器以及对于每个次级回路分别一个附加压力传感器。特别是在混合动力车辆中，大多采用直至5个压力传感器，这些压力传感器集成在共同的液压***中。
图1示出具有5个压力传感器2 PS1至PS5的示范性液压电路图。图1在此情况下示例性示出通过车辆的ESP控制设备4集成控制的液压***。
中央布置的压力传感器2 PS1监视液压***的初级回路，而4个其它压力传感器2 PS2至PS5分别监视各个制动缸的液压管路6，各个制动缸示范性地被示出布置在4个轮子处。
图1的液压电路图的右侧包括主缸（MasterCyclinder）MC1的初级回路，该主缸操控左前轮（LF）和右后轮（RR）。左侧操控左后轮（LR）和右前轮（RF）。虚线框包括ESP控制设备4的部件。
通常制动***中的***压力可以由制动踏板并由此由驾驶员脚去耦和闭锁（einschliessen）。这通过USV（换向阀，无电流地打开）和HSV（高压开关阀，无电流地闭合）实现。分离通过闭合USV来进行。
制动压力在操作制动器时通过打开的USV和通过打开的EV（入口阀，无电流地打开）给出到制动钳中。回流通过在每个轮子处的无电流地闭合的AV（排出阀）阻碍。如果必须在轮子处排放制动压力，则AV被打开并且制动液体流出到存储室Spk1或Spk2中。
接着返回运输泵通过止回阀RVR也可以又将存储室排空，其方式是示意性在中间示出的发动机M操作返回运输泵sRFP1和sRFP2。
扼流圈D1，D2以及溢流阻尼器AD1和AD2是关于在液压运输时泵的干扰性噪声的噪声措施。
与阀平行绘出的球体表示反冲阀，带有划线的菱形代表筛分元件，所述筛分元件应当防止例如脏物颗粒的脏物到达阀中。
在图1中示出的具有5个压力传感器2的示例性液压电路图在此与目前常见的最大扩建阶段（Ausbaustufe）对应。
图2a示出具有5个压力传感器2的液压机组的示范性构型，其对于每个传感器2分别具有4个金接触焊盘8或金接触件8a。图2b示出利用每压力传感器连接端分别4个金弹簧8b与控制设备4建立接触用于接触金焊盘8a。
常规的压力传感器各拥有4个金接触部，其各具有一个金焊盘，并且常规的压力传感器使用至控制设备的金弹簧接触部。两个接触件通常被用于压力传感器的电压供应，而另外两个接触件构造用于输出模拟压力信号的信号线路。
按照常规方式，压力传感器单个布线和被连接，使得对每个压力传感器来说需要传感器中的4个焊盘和控制设备中的4个接触弹簧。由此随着传感器的数量增加，所需要的焊盘和弹簧数量也成比例地上升。由此在图1的***中总共使用20个接触焊盘以及20个接触弹簧。这导致在制造传感器和控制设备时的高工作耗费并且由此表示显著的成本因素。
发明内容
本发明的任务是减小用于连接ESP控制设备中的压力传感器的金接触部的数量。
为此根据本发明在使用非常快速的、数字的、有总线能力的双导线接口——例如***传感器接口（PSI5）或分布式***接口（DSI）——的情况下将压力传感器连接到控制设备。
PSI5使用双导线线路并且在汽车电子设备中被用于将远距离布置的传感器连接到电子控制设备。利用PSI5可以实施具有异步和同步通信的点对点配置以及总线配置。***传感器接口使用电流接口，其中对发送电流进行调制以便将数据传输到供电线路上。通过26mA的相对高的信号流以及以曼彻斯特代码的比特编码实现高的抗干扰性。由此成本低廉的、扭绞的双导线线路足以用于电缆铺设。数据字分别由两个起始比特、8至24个数据比特和一个奇偶校验比特或者3比特CRC（循环冗余校验）组成。
在使用PSI接口的情况下可以经由两个线路连接直至4个压力传感器。这些线路在此情况下或者作为串行总线或者作为并行总线被运行，接口本身被构造为电流接口。这意味着，两个接触件或供电线路同时通过电流调制被用于传输数字传感器数据。通过将连接端减少到两个而同时将可能的所连接的传感器增加到直至3或4或更多，还可以实现由压力传感器模块组成的模块化积木式***。
这些压力传感器模块由具有多个在内部经由总线连接布线的压力传感器的组件组成。经由中央电流接口可以将这些组件或模块与例如ESP控制设备的控制设备连接。由此通过减少所需要的连接接触件，能够以简化和成本低廉的方式实现控制设备壳体。此外压力传感器模块可以经由标准化的、而且在几何结构或机械方面标准化的接口连接。
由此本发明的核心是代替单独的电压供应以及具有总共4个连接接触件或管脚的单独的模拟接口，在连接ESP控制设备中的压力传感器时使用双导线电流接口。此外，由此可以实现多个在ESP控制设备处合并到一个模块中并且在其处在内部通过数字快速总线接口（例如PSI5或DSI）连接的压力传感器的组合。由此，例如3个压力传感器可以经由两个接触件连接，5个压力传感器例如可以经由4个接触件连接。
由此首先通过标准接口得到在构建和连接技术情况下的成本节省以及通过减少用于连接的金焊盘和金弹簧得到材料成本的节省。此外还在制造方面得到减小的工作耗费，因为例如必须装入更少的弹簧或压入更少的焊盘，由此还可以提高制造的时钟周期。
附图说明
本发明的实施方式在附图中示出并且在随后的描述中被更详细阐述。
图1示出具有5个压力传感器的液压***的示范性构型；
图2a，b示出具有5个压力传感器的控制设备的示范性构型，其中所述压力传感器分别具有4个连接接触件；以及
图3a-c示出根据本发明的压力传感器的连接端的示范性构型。
具体实施方式
在图3a中示范性示出压力传感器2与控制设备4的连接接口，该控制设备例如是ESP控制设备。压力传感器2仅使用两个接触件或管脚8用于连接。
代替常规的电压供应和单独的具有总共4个管脚的模拟接口，通过在压力传感器2与ESP控制设备4之间使用双导线电流接口来实现双接触连接。
多个（在图3b中示范性3个）压力传感器2可以在使用通信总线10（例如PSI5或DSI）的情况下作为模块12相互连接并且此外还经由两个接触件8连接到控制设备4。
总线10在此情况下例如构造为数字的有总线能力的双导线接口，各个压力传感器2可以并行地或串行地布置在该双导线接口上或连接到该双导线接口上。
图3c示出模块12，在该模块12中总共布置有5个压力传感器2a，b。总共5个压力传感器2a,b经由总共4个接触件8,8'连接到控制设备4。在此情况下，压力传感器2a在使用总线10a的情况下与接触件8连接并经由所述接触件8连接到控制设备4。其它的（在图3c中示范性两个）压力传感器2b又在使用总线10b的情况下连接到接触件8'。两个接触件对8,8'可以被布置在模块12的标准化位置处，由此整个模块12可以简单和快速地插到控制设备4上或连接到该控制设备4。
由此代替建造分别各具有4个接触件的每个压力传感器或将每个压力传感器分别与4个接触件连接，在图3a中将一个压力传感器与控制设备连接，在图3b中将具有3个压力传感器的模块与控制设备连接，以及在图3c中将具有5个压力传感器的模块与控制设备连接。在此情况下，单压力传感器模块12拥有两个管脚8，这些管脚实现例如PSI5或DSI的快速数字电流接口。
图3b的三压力传感器模块12同样拥有两个管脚8，该模块将3个压力传感器信号同样地在根据PSI5或DSI的数字的同步或异步电流接口上传输。图3b的模块12在此具有该模块内部的传感器经由串行或并行总线的内部互连。
图3b的五压力传感器模块12又拥有4个管脚或接触件8,8'。前面两个管脚8在此提供用于与图3b的模块可比的前面3个压力传感器的接口，而另外两个管脚或接触件8'构造至第四和第五压力传感器2的总线连接。它们在其方面又在内部作为并行总线或串行总线连接并且经由两个接触件8'通信地向外连接或连接至控制设备4。
压力传感器2可以被组合成共同的模块12作为组件，而或者总线布线可以直接在压力传感器之间进行，例如被构造为简单导体。但是，在控制设备4中的印刷电路板上的接触部保持由此不被触碰并且还被减少到两个（或在根据图3c的构型情况下4个）。
作为另一种实施方式可以设想，所有压力传感器分别直接用两个接触件8而不是如迄今为止那样4个接触件与控制设备的印刷电路板接触。在这种情况下，在各个传感器2之间不使用总线，而是每个传感器2直接在控制设备4中被接触或者与控制设备4接触。
在压力传感器2单个地并且直接分别用两个接触件8与控制设备4连接的情况下，本发明的总线也可以在ESP控制设备4的印刷电路板上或者在ESP控制设备4中实现，由此多个压力传感器2用并行总线或串行总线布线。从而由此可以减少在印刷电路板上或在控制设备4中的印刷电路板面积以及印制导线。
通过这样的事后布线，还可以实现压力传感器2经由两个单线路直接连接至接口构件。换句话说这意味着，可以实现每个压力传感器本身利用两个接触件到控制设备的接触，并且在ESP控制设备的印刷电路板上存在本来的总线线路，使得构建供电以及针对通信的协议的接口构件仅在ESP控制设备中直接被建造在印刷电路板上并且在压力传感器模块中不存在其它接收器。为此接触件的数量可以完全不这样剧烈减小，也就是在5个压力传感器的情况下得到至少10个接触件而不是以前的20个。

Claims (9)

1. 用于车辆中的调节***的传感器（2），具有
传感器元件；以及
接口元件（8），其被设立为用于将传感器元件通信地连接到车辆中的控制设备（4）；
其特征在于，
接口元件（8）被构造为双接触接口元件。
2. 根据权利要求1所述的传感器，
其中所述接口元件(8)是来自由数字接口元件、有总线能力的接口元件、***传感器接口接口元件、分布式***接口接口元件、电流接口元件和电流调制接口元件构成的组中的接口元件。
3. 根据权利要求1或2所述的传感器，
其中传感器元件被构造为压力传感器元件并且被设立用于确定液压管路（6）中的压力。
4. 控制设备（4），具有
至少一个根据权利要求1至3之一所述的传感器（2）。
5. 根据权利要求4所述的控制设备，具有
第一多个、尤其是两个或三个、传感器（2），
其中第一多个传感器（2）共同地连接在接口元件（8）上并且与控制设备（4）通信地耦合。
6. 根据权利要求5所述的控制设备，具有
第二多个、尤其是两个或三个、传感器（2），
其中第二多个传感器（2）共同地连接在第二接口元件（8）上并且与控制设备（4）通信地耦合。
7. 根据权利要求6所述的控制设备，
其中第一多个正好具有3个传感器（2），并且第二多个正好具有两个传感器（2）， 或者
其中第一多个正好具有两个传感器（2），并且第二多个正好具有3个传感器（2）。
8. 根据权利要求4至7之一所述的控制设备，
其中该控制设备被构造为制动调节***控制设备，尤其是被构造为ESP调节***控制设备。
9. 车辆，尤其是电动车辆和/或混合动力车辆，具有根据权利要求1至3之一所述的传感器（2）和/或根据权利要求4至8之一所述的控制设备（4）。
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