DE19933824B4

DE19933824B4 - Data communication system

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Publication number: DE19933824B4
Application number: DE19933824A
Authority: DE
Inventors: Rudi Dipl.-Ing. Schieck (FH); Rudi Dipl.-Ing. Ludwig (TH)
Original assignee: Adam Opel GmbH
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 1999-07-20
Filing date: 1999-07-20
Publication date: 2008-11-06
Anticipated expiration: 2019-07-21
Also published as: DE19933824A1

Abstract

Datenkommunikationssystem für Kraftfahrzeuge mit einer mehrere Datenleitungen (3) umfassenden Bus-Struktur, einem Diagnosestecker (10) sowie einer Schutzschaltung (6), dadurch gekennzeichnet, daß als Schutzschaltung (6) in jede Datenleitung (3) ein Wechselschalter (7) eingesetzt ist, dessen Basiskontakt (8) mit dem Diagnosestecker (10) verbunden ist, wobei ein Schaltkontakt (11) des Wechselschalters (7) mit Masse (12) und ein anderer Schaltkontakt (13) des Wechselschalters (7) mit der Datenleitung (3) verbunden ist, wobei der Basiskontakt (8) des Wechselschalters (7) in einer Ausgangsstellung an Masse (12) und bei Anschluß eines Diagnosegerätes (15) an den Diagnosestecker (10) an der Datenleitung (3) anliegt, wobei von dem Anschluß des Steckers des Diagnosegerätes (15) an den Diagnosestecker (10) bis zur Verbindung des Diagnosesteckers (10) mit den Datenleitungen (3) eine Zeitspanne vergeht, in der elektrostatische Aufladungen des Diagnosegerätes (15) über die Masse (3) abgeleitet werden.Data communication system for motor vehicles comprising a bus structure comprising a plurality of data lines (3) Diagnostic connector (10) and a protective circuit (6), characterized in that as a protective circuit (6) a changeover switch (7) is inserted into each data line (3) is whose base contact (8) connected to the diagnostic connector (10) is, wherein a switching contact (11) of the changeover switch (7) to ground (12) and another switching contact (13) of the changeover switch (7) with the data line (3) is connected, wherein the base contact (8) of the Changeover switch (7) in a starting position to ground (12) and when connecting a diagnostic device (15) is applied to the diagnostic connector (10) on the data line (3), being from the terminal of Plug of the diagnostic device (15) to the diagnostic connector (10) until the diagnostic connector is connected (10) a period of time passes with the data lines (3) in which electrostatic charges of the diagnostic device (15) via the mass (3) derived become.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Datenkommunikationssystem, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einer mehrere Datenleitungen umfassenden Bus-Struktur, einem Anschlußkontakte aufweisenden Diagnosestecker sowie einer Schutzschaltung.The The invention relates to a data communication system, in particular for motor vehicles, with a bus structure comprising several data lines, one connecting contacts having diagnostic connector and a protective circuit.

Ein in Kraftfahrzeugen gebräuchliches Datenkommunikationssystem zur Kontrolle, Verknüpfung und Steuerung einer Vielzahl von Funktionen ist beispielsweise das CAN-Bus-System mit zwei parallelen Bus-Leitungen. Die an die Bus-Leitungen angeschlossenen Steuergeräte des Kraftfahrzeugs kommunizieren über einen Diagnosestecker mit einem externen Diagnosegerät. Hierbei erweist es sich als problematisch, daß der Stecker des Diagnosegerätes elektrostatisch aufgeladen sein kann und beim Aufstecken auf den Diagnosestecker diese Ladung freigibt, woraufhin erhebliche 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 Überbrückung der Kontakte zu verursachen, der ebenfalls zu Funktionsbeeinträchtigungen der Steuergeräte und des Bus-Systems führt.One in use in motor vehicles Data communication system for controlling, linking and controlling a variety of functions is, for example, the CAN bus system with two parallel ones Bus lines. The control units of the motor vehicle connected to the bus lines communicate via a diagnostic connector with an external diagnostic device. in this connection proves to be problematic that the plug of the diagnostic device electrostatically can be charged and when plugging on the diagnostic connector releases this charge, whereupon significant damage to the vehicle or at to the bus system connected control units arise. Furthermore exists in a freely accessible Diagnostic connector the possibility a short circuit appropriate bridging of the Cause contacts, which also causes functional impairment of the controllers and of the bus system leads.

Die DE-A-43 06 361 offenbart ein Datenkommunikationssystem, insbesondere in Kraftfahrzeugen, mit Bus-Struktur. Zwischen der Datenleitung und dem Bezugspotential ist eine Schutzschaltung mit drei Strom-Spannungs-Kennlinienbereichen a, b und c angeordnet, wobei unterhalb einer Schwellspannung, die über der regulären Spannung der Datenleitung liegt, zwischen Datenleitung und Bezugspotential kein Ableitstrom durch die Schutzschaltung 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 einen mit Masse und zum anderen mit einem neutralen Punkt des symmetrischen Bus-Systems in Verbindung stehen.The DE-A-43 06 361 discloses a data communication system, especially in motor vehicles, with bus structure. Between the data line and the reference potential, a protection circuit with three current-voltage characteristic regions a, b and c is arranged, below a threshold voltage, which is above the regular voltage of the data line, between the data line and reference potential no leakage current flows through the protection circuit, above the Threshold voltage below a corner voltage is a steep rise of the current across the voltage and above the corner voltage of the current through the protection circuit is limited. The realization of this complex protection circuit is carried out by a combination of several electronic components, which are connected to ground and on the other hand with a neutral point of the balanced bus system.

Im weiteren ist aus der EP-B-0 653 813 ein buchsenförmiger Steckverbinder zum Verbinden eines Schaltungsträgers mit einem geerdeten Kopfverbinder bekannt, der einen schützenden Deckel mit wenigstens einem leitfähigen Abschnitt umfaßt. Der Steckverbinder weist ein Gehäuse mit einer Vielzahl von Anschlußklemmen auf, wobei jede Anschlußklemme einen Paarungsabschnitt zur mechanischen und elektrischen Anlage an einem in dem geerdeten Kopfverbinder untergebrachten Stiftanschluß besitzt. Darüber hinaus ist an den Anschlußklemmen ein Kontaktabschnitt ausgebildet, der an einem leitfähigen Bereich des Schaltungsträgers mechanisch und elektrisch anliegen kann, wobei die Kontaktabschnitte eine Öffnung zum vereinfachten Einsetzen des Schaltungsträgers bilden. Wenigstens eine der Anschlußklemmen ist eine Erdungsanschlußklemme mit einem Deckelberührungssegment, das wenigstens an einem leitfähigen Abschnitt des Deckelelementes mechanisch und elektrisch leitend anliegt. Der Schaltungsträger und der Deckel sind mittels der Erdungsanschlußklemme verbunden, um einen wirksamen Schutz gegen statische Aufladung bereitzustellen.In the further is from the EP-B-0 653 813 a female connector for connecting a circuit substrate to a grounded header connector comprising a protective cover having at least one conductive portion. The connector comprises a housing having a plurality of terminals, each terminal having a mating portion for mechanical and electrical contact with a pin terminal housed in the grounded header connector. In addition, a contact portion is formed at the terminals, which can mechanically and electrically abut a conductive region of the circuit substrate, wherein the contact portions form an opening for simplified insertion of the circuit substrate. At least one of the terminals is a grounding terminal with a cover touch segment, which rests mechanically and electrically conductive at least on a conductive portion of the cover member. The circuit carrier and the cover are connected by means of the grounding terminal to provide effective protection against static electricity.

Des weiteren zeigt das DE-U-295 06 489 einen Service-Rücksteller für Kraftfahrzeuge mit unterschiedlichen Diagnosebuchsen, bestehend aus einer Schalteinrichtung mit einem Ausgang zur Abgabe eines für den Rückstelleingang einer Serviceintervall-Auswerteelektronik bestimmten Reset-Signals, einem zum Anschluß an Masse bestimmten Eingang und wenigstens einem weiteren, zum Anschluß an eine Bordspannung bestimmten Eingang, wobei der Ausgang und die Eingänge in Parallelschaltung an zugeordnete 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.Furthermore, that shows DE-U-295 06 489 a service resetter for motor vehicles with different diagnostic sockets, consisting of a switching device having an output for delivering a reset signal intended for the reset input of a service interval evaluation, an intended for connection to ground input and at least one other, for connection to an on-board voltage Input, wherein the output and the inputs are connected in parallel to associated contacts of at least two for connection to each of the diagnostic sockets specific plugs. Between the switching device and the contacts an automatically effective contact and short circuit protection is switched, which decouples the use of one of the plug selected contacts thereof from selected contacts of the other connector.

Ferner ist aus der EP-A-0 895 899 eine Datenbusleitung mit über Knoten angeschlossenen Sende- und Empfangskomponenten bekannt. An jedem Knoten ist ein Abschlußwiderstand in die Bus-Leitung schaltbar und beidseits des Abschlußwiderstandes liegt jeweils ein unabhängig betätigbarer erster bzw. zweiter Schalter, mit dem die Bus-Leitung beiderseits des Abschlußwiderstandes unterbrochen werden kann. Aufgrund der Anordnung der Schalter und Abschlußwiderstände wird eine virtuelle Ring-Busübertragung ermöglicht, mit der Leitungsfehler umgangen und defekte Komponenten unwirksam gemacht werden. Ein wirksamer Schutz vor einem Kurzschluß oder vor der Einleitung einer unerwünschten Ladung in die Datenbusleitung besteht nicht.Furthermore, from the EP-A-0 895 899 a data bus with node-connected transmitting and receiving components known. At each node, a terminating resistor in the bus line is switchable and on both sides of the terminating resistor is in each case an independently operable first or second switch, with which the bus line can be interrupted on both sides of the terminating resistor. Due to the arrangement of the switches and terminating resistors, a virtual ring bus transmission is made possible by which line faults are bypassed and defective components are rendered ineffective. There is no effective protection against a short circuit or prior to the introduction of unwanted charge into the data bus.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Datenkommunikationssystem der eingangs genannten Art zu schaffen, das einen wirksamen Schutz gegen elektrostatische Entladung sowie unbeabsichtigte Manipulationen bereitstellt und dabei mit einem geringen Aufwand realisiert ist.It The object of the invention is a data communication system of the beginning mentioned type, which provides effective protection against electrostatic Provides unloading and unintentional manipulation and It is realized with little effort.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, 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 Ausgangsstellung an Masse und bei Anschluß eines Diagnosegerätes an den Diagnosestecker an der Datenleitung anliegtAccording to the invention the object is achieved in that a changeover switch is used as a protection circuit in each data line whose base contact with the diagnostic connector whose one switching contact with ground and whose other switching contact is connected to the data line, wherein the changeover switch in an initial position to ground and when connecting a diagnostic device to the diagnostic connector is applied to the data line

Aufgrund dieser Ausgestaltung ist der Diagnosestecker in der Ausgangsstellung der Wechselschalter stets mit Masse verbunden. Ein Kurzschluß des Datenkommunikationssystems, 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 weiteren werden am Diagnosestecker freigesetzte elektrostatische Ladungen direkt auf Masse geleitet, wodurch eine Funktionsbeeinträchtigung des Datenkommunikationssystems ebenfalls weitgehend ausgeschlossen wird.by virtue of This configuration is the diagnostic connector in the starting position the change-over switch is always connected to earth. A short circuit of the data communication system, for example, by an inadvertent contact of the Diagnosis connector can be caused, so it is not possible because no connection between the diagnostic connector and the data lines consists. In addition, the electrostatically released at the diagnostic connector Charges are conducted directly to ground, causing a malfunction the data communication system also largely excluded becomes.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung des Erfindungsgedankens sind die Datenleitungen parallele Datenleitungen eines Can-Busses und die Wechselschalter unmittelbar hinter dem Diagnosestecker in die zugeordnete Datenleitung eingesetzt. Durch die Plazierung der Wechselschalter ist der gesamte Can-Bus vor Beschädigungen durch eine elektrostatische Entladung sowie durch einen Kurzschluß oder ein Aufstecken eines ungeeigneten Steckers auf den Diagnosestecker geschützt.To an advantageous embodiment of the inventive concept are the Data lines parallel data lines of a Can bus and the Changeover switch immediately behind the diagnostic connector in the assigned Data line used. By placing the changeover switch the entire Can bus is damaged by electrostatic damage Discharge and by a short circuit or plugging a unsuitable connector protected to the diagnostic connector.

Bevorzugt sind die Wechselschalter als Relais ausgebildet. Zweckmäßigerweise ist das Relais als Schließer ausgeführt. Das Relais benötigt nach seiner Erregung eine bestimmte Zeitspanne für den Schaltvorgang. Diese Zeitspanne ist ausreichend, um elektrostatische Ladungen über Masse abzuleiten, bevor eine Verbindung zwischen dem Diagnosestecker und der Datenleitung hergestellt ist. Die Ausgestaltung des Relais als Schließer stellt bei fehlender Erregung die Verbindung zur Masse sicher.Prefers the changeover switches are designed as relays. Conveniently, is the relay as normally open executed. The relay is needed after its excitation a certain period of time for the switching process. These Time is sufficient to electrostatic charges above ground derive before connecting between the diagnostic connector and the data line is made. The design of the relay as turnkey ensures the connection to the ground in the absence of excitement.

Um bei einer ordnungsgemäßen Verwendung des Datenkommunikationssystems eine Verbindung zu des Datenleitungen der Bus-Struktur herzustellen, erfolgt vorzugsweise eine Beaufschlagung des Relais mittels eines elektrischen Signals des externen Diagnosegerätes.Around when used properly of the data communication system connects to the data lines To produce the bus structure, it is preferably a loading of the Relay by means of an electrical signal of the external diagnostic device.

Bevorzugt ist das Diagnosegerät zum Datenaustausch über eine separate Steuerleitung mit einem der Steuergeräte gekoppelt. Das Diagnosegerät und das Steuergerät tauschen vorbestimmte, gegebenenfalls codierte Daten mittels der Steuerleitung aus, woraufhin das Diagnosegerät oder das Steuergerät die Beaufschlagung des Relais bewirkt.Prefers is the diagnostic device for data exchange via a separate control line coupled to one of the controllers. The diagnostic device and the control unit exchange predetermined, optionally coded data by means of Control line, whereupon the diagnostic device or the control unit, the admission of the relay causes.

Zweckmäßigerweise erfolgt das elektrische Signal zur Beaufschlagung des Relais in Abhängigkeit vom Typ des Diagnosegerätes. Somit wird die Verbindung zur Datenleitung nur beim Anschluß eines geeigneten Diagnosegerätes hergestellt und eine Beeinflussung des Datenkommunikationssystems 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.Conveniently, the electrical signal is applied to the relay in dependence of the type of diagnostic device. Thus, the connection to the data line only when connecting a suitable diagnostic device manufactured and an influence on the data communication system for example, by connecting an impermissible Kodiersteckers is almost impossible. The diagnostic device can be used to detect it For example, include a suitable terminating resistor or ent speaking Identification data about the Control line to the diagnostic device send.

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.to Establishing a connection between the data lines of the bus structure and the diagnostic device, Advantageously, the admission of the relay means an electrical signal of a control unit of the motor vehicle. The Actuation of the relay is thus within the motor vehicle causes.

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.It understands that the Not only mentioned above and still to be explained features in the specified combination, but also in others Combinations are usable without the scope of the present To leave invention.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispieles unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:The Invention will be described below with reference to an embodiment with reference on the associated Drawings closer explained. Show it:

1 eine Darstellung eines Schaltplanes eines erfindungsgemäßen Datenkommunikationssystems und 1 a representation of a circuit diagram of a data communication system according to the invention and

2 die Darstellung nach 1 im geschalteten Zustand. 2 the representation after 1 in the switched state.

Das Datenkommunikationssystem umfaßt nach 1 zwei Steuergeräte 1, die über Verbindungsleitungen 2 mit parallelen Datenleitungen 3 des als Can-Bus 4 ausgebildeten Bussystems in Verbindung stehen. Der Can-Bus 4 weist zwischen den Datenleitungen 3 eingesetzte Abschlußwiderstände 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 Diagnosesteckers 10 in Verbindung stehen. Ein Schaltkontakt 11 jedes Wechselschalters 7 ist mit Masse 12 und ein anderer Schaltkontakt 13 mit der zugeordneten Datenleitung 3 gekoppelt. In der Ausgangsstellung liegt ein Kontaktarm 14 jedes Wechselschalters 7 an dem mit der Masse 12 verbundenen Schaltkontakt 11 an, weshalb keine Verbindung zwischen dem Diagnosestecker 10 und den Datenleitungen 3 besteht. Neben den Anschlußkontakten 9 für die Datenleitungen 3 ist jeweils ein Anschlußkontakt 9 zum Anschluß an Masse 12 und an eine Spannungsversorgungseinrichtung 17 vorgesehen.The data communication system comprises 1 two controllers 1 that have connection lines 2 with parallel data lines 3 as Can bus 4 trained bus system. The can bus 4 points between the data lines 3 used termination resistors 5 on. In the further course of the Can bus 4 is a protection circuit 6 provided, one from each in a data line 3 used changeover switch 7 exists, with the changeover switch 7 Components of a relay are and with their base contacts 8th each with a connection contact 9 an exposed diagnostic connector 10 keep in touch. A switching contact 11 each changeover switch 7 is with mass 12 and another switch contact 13 with the associated data line 3 coupled. In the initial position is a contact arm 14 each changeover switch 7 at that with the mass 12 connected switching contact 11 why no connection between the diagnostic connector 10 and the data lines 3 consists. Next to the connection contacts 9 for the data lines 3 is in each case a connection contact 9 for connection to earth 12 and on a power supply device 17 intended.

Wird gemäß 2 ein externes Diagnosegerät 15 über entsprechende Verbindungsleitungen 16 an den Anschlußkontakten 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 Datenleitungen 3 besteht. Aufgrund der Trägheit der Wechselschalter 7 verstreicht eine gewisse Zeitspanne vom Anschluß des Diagnosegerätes 15 an den Diagnosestecker 10 bis zur Verbindung des Diagnosesteckers 10 mit den Datenleitungen 3. Während dieser Zeitspanne werden elektrostatische Aufladungen über die Masse 3 abgeleitet und schädigen sonach nicht den Can-Bus 4 mit den zugeordneten Steuergeräten 1.Is according to 2 an external diagnostic device 15 via corresponding connection lines 16 at the connection contacts 9 of the diagnostic connector 10 connected, sends the diagnostic device 15 an electrical signal to act on the changeover switch 7 and the contact arms 14 come to the switch contacts 13 to the plant, after which a connection between the diagnostic device 15 and the data lines 3 consists. Due to the inertia of the changeover switch 7 elapses a certain period of time from the connection of the diagnostic device 15 to the diagnostic connector 10 until the connection of the diagnostic connector 10 with the data lines 3 , During this time period, electrostatic charges will build up over the ground 3 Therefore, they do not dissipate and damage the Can bus 4 with the associated control units 1 ,

Claims

Data communication system for motor vehicles with a plurality of data lines ( 3 ) bus structure, a diagnostic connector ( 10 ) as well as a protection circuit ( 6 ), characterized in that as a protective circuit ( 6 ) in each data line ( 3 ) a changeover switch ( 7 ) whose basic contact ( 8th ) with the diagnostic connector ( 10 ), wherein a switching contact ( 11 ) of the changeover switch ( 7 ) with mass ( 12 ) and another switching contact ( 13 ) of the changeover switch ( 7 ) with the data line ( 3 ), the base contact ( 8th ) of the changeover switch ( 7 ) in a starting position to ground ( 12 ) and when connecting a diagnostic device ( 15 ) to the diagnostic connector ( 10 ) on the data line ( 3 ) is applied, wherein from the terminal of the plug of the diagnostic device ( 15 ) to the diagnostic connector ( 10 ) to the connection of the diagnostic connector ( 10 ) with the data lines ( 3 ) a period of time elapses in the electrostatic charges of the diagnostic device ( 15 ) over the mass ( 3 ) be derived.

Data communication system according to claim 1, characterized in that the data lines ( 3 ) parallel data lines of a Can bus ( 4 ) and the changeover switches ( 7 ) immediately behind the diagnostic connector ( 10 ) in the associated data line ( 3 ) are used.

Data communication system according to claim 1 or 2, characterized in that the changeover switches ( 7 ) are designed as relays.

Data communication system according to claim 3 or 4, characterized in that the relay is acted on by means of an electrical signal of the external diagnostic device ( 15 ) he follows.

Data communication system according to one of Claims 1 to 4, characterized in that the diagnostic device ( 15 ) for data exchange via a separate control line with a control unit ( 1 ) of the motor vehicle, which is connected to the data lines ( 3 ) of the bus structure is connected.

Data communication system according to Claim 6, characterized in that the charging of the relay by means of an electrical signal of a control unit ( 1 ) of the motor vehicle.

Data communication system according to claims 6 and 7, characterized in that the electrical signal for charging the relay depends on the type of diagnostic device ( 15 ) to only connect a suitable diagnostic device ( 15 ).