DE19933824A1 - Datenkommunikationssystem - Google Patents

Abstract

Ein Datenkommunikationssystem, insbesondere für Kraftfahrzeuge, weist eine mehrere Datenleitungen (3) umfassende Bus-Struktur, einen Diagnosestecker (10) sowie eine Schutzschaltung (6) auf. Als Schutzschaltung (6) ist in jede Datenleitung (3) ein Wechselschalter (7) eingesetzt, dessen Basiskontakt (8) mit dem Diagnosestecker (10), dessen einer Schaltkontakt (11) mit Masse (12) und dessen anderer Schaltkontakt (13) mit der Datenleitung (3) verbunden ist, wobei der Wechselschalter (7) in einer Ausgangsstellung an Masse (12) und bei Anschluß eines Diagnosegerätes (15) an den Diagnosestecker (10) an der Datenleitung (3) anliegt.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Datenkommu­ nikationssystem, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit ei­ ner mehrere Datenleitungen umfassenden Bus-Struktur, ei­ nem Anschlußkontakte aufweisenden Diagnosestecker sowie einer Schutzschaltung.

Ein in Kraftfahrzeugen gebräuchliches Datenkom­ munikationssystem zur Kontrolle, Verknüpfung und Steue­ rung einer Vielzahl von Funktionen ist beispielsweise das CAN-Bus-System mit zwei parallelen Bus-Leitungen. Die an die Bus-Leitungen angeschlossenen Steuergeräte des Kraft­ fahrzeugs kommunizieren über einen Diagnosestecker mit einem externen Diagnosegerät. Hierbei erweist es sich als problematisch, daß der Stecker des Diagnosegerätes elek­ trostatisch aufgeladen sein kann und beim Aufstecken auf den Diagnosestecker diese Ladung freigibt, woraufhin er­ hebliche Schäden am Kraftfahrzeug bzw. an den an das Bus- System angeschlossenen Steuergeräten entstehen. Außerdem besteht bei einem frei zugänglichen Diagnosestecker die Möglichkeit einen Kurzschluß durch entsprechende Über­ brückung der Kontakte zu verursachen, der ebenfalls zu Funktionsbeeinträchtigungen der Steuergeräte und des Bus- Systems führt.

Die DE-A-43 06 361 offenbart ein Datenkommuni­ kationssystem, insbesondere in Kraftfahrzeugen, mit Bus- Struktur. Zwischen der Datenleitung und dem Bezugspoten­ tial ist eine Schutzschaltung mit drei Strom-Spannungs- Kennlinienbereichen a, b und c angeordnet, wobei unter­ halb einer Schwellspannung, die über der regulären Span­ nung der Datenleitung liegt, zwischen Datenleitung und Bezugspotential kein Ableitstrom durch die Schutzschal­ tung fließt, oberhalb der Schwellspannung unterhalb einer Eckspannung ein steiler Anstieg des Stromes über der Spannung erfolgt und oberhalb der Eckspannung der Strom durch die Schutzschaltung begrenzt ist. Die Realisierung dieser aufwendigen Schutzschaltung erfolgt durch eine Kombination mehrerer elektronischer Bauteile, die zum ei­ nen mit Masse und zum anderen mit einem neutralen Punkt des symmetrischen Bus-Systems in Verbindung stehen.

Im weiteren ist aus der EP-B-0 653 813 ein buchsenförmiger Steckverbinder zum Verbinden eines Schal­ tungsträgers mit einem geerdeten Kopfverbinder bekannt, der einen schützenden Deckel mit wenigstens einem leitfä­ higen Abschnitt umfaßt. Der Steckverbinder weist ein Ge­ häuse mit einer Vielzahl von Anschlußklemmen auf, wobei jede Anschlußklemme einen Paarungsabschnitt zur mechani­ schen und elektrischen Anlage an einem in dem geerdeten Kopfverbinder untergebrachten Stiftanschluß besitzt. Dar­ über hinaus ist an den Anschlußklemmen ein Kontaktab­ schnitt ausgebildet, der an einem leitfähigen Bereich des Schaltungsträgers mechanisch und elektrisch anliegen kann, wobei die Kontaktabschnitte eine Öffnung zum ver­ einfachten Einsetzen des Schaltungsträgers bilden. Wenig­ stens eine der Anschlußklemmen ist eine Erdungsanschluß­ klemme mit einem Deckelberührungssegment, das wenigstens an einem leitfähigen Abschnitt des Deckelelementes mecha­ nisch und elektrisch leitend anliegt. Der Schaltungsträ­ ger und der Deckel sind mittels der Erdungsanschlußklemme verbunden, um einen wirksamen Schutz gegen statische Auf­ ladung bereitzustellen.

Des weiteren zeigt das DE-U-295 06 489 einen Service-Rücksteller für Kraftfahrzeuge mit unterschiedli­ chen Diagnosebuchsen, bestehend aus einer Schalteinrich­ tung mit einem Ausgang zur Abgabe eines für den Rück­ stelleingang einer Serviceintervall-Auswerteelektronik bestimmten Reset-Signals, einem zum Anschluß an Masse be­ stimmten Eingang und wenigstens einem weiteren, zum An­ schluß an eine Bordspannung bestimmten Eingang, wobei der Ausgang und die Eingänge in Parallelschaltung an zugeord­ nete Kontakte von wenigstens zwei zum Anschluß an je eine der Diagnosebuchsen bestimmten Steckern angeschlossen sind. Zwischen der Schalteinrichtung und den Kontakten ist ein selbsttätig wirksamer Berührungs- und Kurzschluß- Schutz geschaltet, der bei Benutzung eines der Stecker ausgewählte Kontakte desselben von ausgewählten Kontakten des anderen Steckers entkoppelt.

Ferner ist aus der EP-A-0 895 899 eine Daten­ busleitung mit über Knoten angeschlossenen Sende- und Empfangskomponenten bekannt. An jedem Knoten ist ein Ab­ schlußwiderstand in die Bus-Leitung schaltbar und beid­ seits des Abschlußwiderstandes liegt jeweils ein unabhän­ gig betätigbarer erster bzw. zweiter Schalter, mit dem die Bus-Leitung beiderseits des Abschlußwiderstandes un­ terbrochen werden kann. Aufgrund der Anordnung der Schal­ ter und Abschlußwiderstände wird eine virtuelle Ring-Bus­ übertragung ermöglicht, mit der Leitungsfehler umgangen und defekte Komponenten unwirksam gemacht werden. Ein wirksamer Schutz vor einem Kurzschluß oder vor der Ein­ leitung einer unerwünschten Ladung in die Datenbusleitung besteht nicht.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Datenkommuni­ kationssystem der eingangs genannten Art zu schaffen, das einen wirksamen Schutz gegen elektrostatische Entladung sowie unbeabsichtigte Manipulationen bereitstellt und da­ bei mit einem geringen Aufwand realisiert ist.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch ge­ löst, daß als Schutzschaltung in jede Datenleitung ein Wechselschalter eingesetzt ist, dessen Basiskontakt mit dem Diagnosestecker, dessen einer Schaltkontakt mit Masse und dessen anderer Schaltkontakt mit der Datenleitung verbunden ist, wobei der Wechselschalter in einer Aus­ gangsstellung an Masse und bei Anschluß eines Diagnosege­ rätes an den Diagnosestecker an der Datenleitung anliegt.

Aufgrund dieser Ausgestaltung ist der Diagnose­ stecker in der Ausgangsstellung der Wechselschalter stets mit Masse verbunden. Ein Kurzschluß des Datenkommunikati­ onssystems, der beispielsweise durch eine unbeabsichtigte Berührung des Diagnosesteckers hervorgerufen werden kann, ist somit nicht möglich, da keine Verbindung zwischen dem Diagnosestecker und den Datenleitungen besteht. Im weite­ ren werden am Diagnosestecker freigesetzte elektrostati­ sche Ladungen direkt auf Masse geleitet, wodurch eine Funktionsbeeinträchtigung des Datenkommunikationssystems ebenfalls weitgehend ausgeschlossen wird.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung des Er­ findungsgedankens sind die Datenleitungen parallele Da­ tenleitungen eines Can-Busses und die Wechselschalter un­ mittelbar hinter dem Diagnosestecker in die zugeordnete Datenleitung eingesetzt. Durch die Plazierung der Wech­ selschalter ist der gesamte Can-Bus vor Beschädigungen durch eine elektrostatische Entladung sowie durch einen Kurzschluß oder ein Aufstecken eines ungeeigneten Stec­ kers auf den Diagnosestecker geschützt.

Bevorzugt sind die Wechselschalter als Relais ausgebildet. Zweckmäßigerweise ist das Relais als Schließer ausgeführt. Das Relais benötigt nach seiner Er­ regung eine bestimmte Zeitspanne für den Schaltvorgang. Diese Zeitspanne ist ausreichend, um elektrostatische La­ dungen über Masse abzuleiten, bevor eine Verbindung zwi­ schen dem Diagnosestecker und der Datenleitung herge­ stellt ist. Die Ausgestaltung des Relais als Schließer stellt bei fehlender Erregung die Verbindung zur Masse sicher.

Um bei einer ordnungsgemäßen Verwendung des Da­ tenkommunikationssystems eine Verbindung zu des Datenlei­ tungen der Bus-Struktur herzustellen, erfolgt vorzugs­ weise eine Beaufschlagung des Relais mittels eines elek­ trischen Signals des externen Diagnosegerätes.

Bevorzugt ist das Diagnosegerät zum Datenaus­ tausch über eine separate Steuerleitung mit einem der Steuergeräte gekoppelt. Das Diagnosegerät und das Steuer­ gerät tauschen vorbestimmte, gegebenenfalls codierte Da­ ten mittels der Steuerleitung aus, woraufhin das Diagno­ segerät oder das Steuergerät die Beaufschlagung des Re­ lais bewirkt.

Zweckmäßigerweise erfolgt das elektrische Sig­ nal zur Beaufschlagung des Relais in Abhängigkeit vom Typ des Diagnosegerätes. Somit wird die Verbindung zur Daten­ leitung nur beim Anschluß eines geeigneten Diagnosegerä­ tes hergestellt und eine Beeinflussung des Datenkommuni­ kationssystems beispielsweise durch den Anschluß eines unzulässigen Kodiersteckers ist nahezu ausgeschlossen. Das Diagnosegerät kann zu seiner Erkennung beispielsweise einen geeigneten Abschlußwiderstand umfassen oder ent­ sprechende Kennungsdaten über die Steuerleitung an das Diagnosegerät senden.

Zur Herstellung einer Verbindung zwischen den Datenleitungen der Bus-Struktur und dem Diagnosegerät, erfolgt vorteilhafterweise die Beaufschlagung des Relais mittels eines elektrischen Signals eines Steuergerätes des Kraftfahrzeugs. Die Beaufschlagung des Relais wird somit innerhalb des Kraftfahrzeuges bewirkt.

Es versteht sich, daß die vorstehend genannten und nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispieles unter Bezugnahme auf die zugehöri­ gen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Darstellung eines Schaltplanes eines erfindungsgemäßen Datenkommuni­ kationssystems und

Fig. 2 die Darstellung nach Fig. 1 im ge­ schalteten Zustand.

Das Datenkommunikationssystem umfaßt nach Fig. 1 zwei Steuergeräte 1, die über Verbindungsleitungen 2 mit parallelen Datenleitungen 3 des als Can-Bus 4 ausge­ bildeten Bussystems in Verbindung stehen. Der Can-Bus 4 weist zwischen den Datenleitungen 3 eingesetzte Abschluß­ widerstände 5 auf. Im weiteren Verlauf des Can-Busses 4 ist eine Schutzschaltung 6 vorgesehen, die aus jeweils einem in eine Datenleitung 3 eingesetzten Wechselschalter 7 besteht, wobei die Wechselschalter 7 Bestandteile eines Relais sind und mit ihren Basiskontakten 8 mit jeweils einem Anschlußkontakt 9 eines offenliegenden Diagnose­ steckers 10 in Verbindung stehen. Ein Schaltkontakt 11 jedes Wechselschalters 7 ist mit Masse 12 und ein anderer Schaltkontakt 13 mit der zugeordneten Datenleitung 3 ge­ koppelt. In der Ausgangsstellung liegt ein Kontaktarm 14 jedes Wechselschalters 7 an dem mit der Masse 12 verbun­ denen Schaltkontakt 11 an, weshalb keine Verbindung zwi­ schen dem Diagnosestecker 10 und den Datenleitungen 3 be­ steht. Neben den Anschlußkontakten 9 für die Datenleitun­ gen 3 ist jeweils ein Anschlußkontakt 9 zum Anschluß an Masse 12 und an eine Spannungsversorgungseinrichtung 17 vorgesehen.

Wird gemäß Fig. 2 ein externes Diagnosegerät 15 über entsprechende Verbindungsleitungen 16 an den An­ schlußkontakten 9 des Diagnosesteckers 10 angeschlossen, sendet das Diagnosegerät 15 ein elektrisches Signal zur Beaufschlagung der Wechselschalter 7 und die Kontaktarme 14 kommen an den Schaltkontakten 13 zur Anlage, wonach eine Verbindung zwischen dem Diagnosegerät 15 und den Da­ tenleitungen 3 besteht. Aufgrund der Trägheit der Wech­ selschalter 7 verstreicht eine gewisse Zeitspanne vom An­ schluß des Diagnosegerätes 15 an den Diagnosestecker 10 bis zur Verbindung des Diagnosesteckers 10 mit den Daten­ leitungen 3. Während dieser Zeitspanne werden elektrosta­ tische Aufladungen über die Masse 3 abgeleitet und schä­ digen sonach nicht den Can-Bus 4 mit den zugeordneten Steuergeräten 1.

Claims (8)

1. Datenkommunikationssystem, insbesondere für Kraft­ fahrzeuge, mit einer mehrere Datenleitungen (3) um­ fassenden Bus-Struktur, einem Diagnosestecker (10) sowie einer Schutzschaltung (6), dadurch gekenn­ zeichnet, daß als Schutzschaltung (6) in jede Daten­ leitung (3) ein Wechselschalter (7) eingesetzt ist, dessen Basiskontakt (8) mit dem Diagnosestecker (10), dessen einer Schaltkontakt (11) mit Masse (12) und dessen anderer Schaltkontakt (13) mit der Daten­ leitung (3) verbunden ist, wobei der Wechselschalter (7) in einer Ausgangsstellung an Masse (12) und bei Anschluß eines Diagnosegerätes (15) an den Diagnose­ stecker (10) an der Datenleitung (3) anliegt.

2. Datenkommunikationssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Datenleitungen (3) parallele Datenleitungen eines Can-Busses (4) und die Wechsel­ schalter (7) unmittelbar hinter dem Diagnosestecker (10) in die zugeordnete Datenleitung (3) eingesetzt sind.

3. Datenkommunikationssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wechselschalter (7) als Relais ausgebildet sind.

4. Datenkommunikationssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Relais als Schließer ausge­ führt ist.

5. Datenkommunikationssystem nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Beaufschlagung des Relais mittels eines elektrischen Signals des exter­ nen Diagnosegerätes (15) erfolgt.

6. Datenkommunikationssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Diagnosegerät (15) zum Datenaustausch über eine separate Steuer­ leitung mit einem der Steuergeräte (1) gekoppelt ist.

7. Datenkommunikationssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Beaufschlagung des Relais mittels eines elektrischen Signals eines Steuergerä­ tes (1) des Kraftfahrzeugs erfolgt.

8. Datenkommunikationssystem nach den Ansprüchen 6 und dadurch gekennzeichnet, daß das elektrische Si­ gnal zur Beaufschlagung des Relais in Abhängigkeit vom Typ des Diagnosegerätes (15) erfolgt.