用于总线系统的总线用户,用于汽车的总线系统以及用于在总线系统中分配地址的方法

摘要

本发明涉及一种总线用户(14)，用于具有至少两根导线(12,16,18)的总线系统(10)，该总线用户具有至少一个连接元件(20)，它具有至少两个触点(22,24)，它们分别与一根导线(12,16,18)连接，其特征在于一地址分配装置(30)，利用它根据触点(22,24)与导线(12,16,18)的相应连接状态可以获得总线用户(14)在总线系统(10)中的地址。本发明还涉及一种具有至少一个总线用户(14)的总线系统(10)和一种用于在总线系统(10)中分配地址的方法。

说明书

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1前序部分所述的用于总线系统的总线 用户，一种根据权利要求5前序部分所述的用于汽车的总线系统以及一种 根据权利要求9前序部分所述的用于在总线系统中分配地址的方法。

背景技术

例如由汽车系列产品以及由一般的现有技术早就充分公知用于总线 系统的总线用户，总线系统以及用于在总线系统中分配地址的方法。这种 总线系统用于在多个用户之间通过公共的传输路径传输数据，其中，这些 用户不参与在其它用户之间的数据传输。

所述总线系统尤其用于在汽车中连接各个控制器形式的电子用户，它 们例如控制汽车的各个执行元件。为了可以使用户相互交换数据并由此相 互通讯，它们例如利用至少一个导线元件相互连接。

这种导线元件可以包括一根或多根金属丝，它们通过尤其由塑料制成 的包套包封。在用户之间要传输的信号和数据(它们也称为消息/报文)利 用电压差传输并且例如通过协议加密或解密。为了保证无误的通讯，在总 线系统上的用户分别需要明确的定址，由此可以明确地识别每个用户。

为用户分配地址也称为编码。为了自动分配地址例如可以在每个用户 处与总线系统断开并且只有条件地传输消息、即信号或者执行电的测量。 这导致高的布线费用以及高的故障概率。为了执行分配地址备选地可以使 用并敷设独立的导线。由一般的现有技术也公知许多方法，其中用户的插 头的附加触点不同地占用或者在插头中安装无源的元件。

由DE 101 23 802 B4公知的是，例如通过EEPROM或者通过插头编 码实现这种编码。此外由DE 101 23 802 B4公知一种用于控制电子驱控的 汽车部件的控制系统。该控制系统包括单线式总线系统，其具有至少一个 上一级的、具有至少两个其它用户的控制装置，它们分别附属于至少一个 汽车部件。在此，上一级的控制装置和其它用户通过总线相互连接，该总 线包括至少两个数据导线。设有至少一个开关装置/切换装置，它由上一级 的控制单元控制并且通过至少两个其它用户的每个用户可以根据选择有针 对性地单个断开或接通。

由DE 103 54 602 A1公知一种用于汽车的总线系统，它包括至少两个 总线用户。该总线系统包括至少一个数据导线作为第一导线、至少一个供 电导线作为第二导线和至少一个接地导线作为第三导线。总线用户还分别 具有至少一个连接部件，它包括至少两个触点。触点可以分别与导线之一 连接。

第一触点是电压接头，它可以连接在供电导线上。第二触点是数据通 讯接头，它可以连接在数据导线上。各个连接元件还包括第三触点，它是 接地接头并且可以连接在接地导线上。还设有各个连接元件的第四触点， 它是配置接头。

该配置接头用于给总线用户分配地址，即，用于编码。在此，该配置 接头可以连接在电源线或者数据导线或者接地导线上或者断开，由此给出 四个状态并因此给出了四个地址可能性。配备这个附加的配置接头导致总 线用户和相关的总线系统的相对较高的布线费用。

发明内容

因此本发明的目的是，提供一种总线用户、一种总线系统以及一种用 于在总线系统中分配地址的方法，它们能够实现特别简单的地址分配。

这个目的通过具有权利要求1特征的总线用户、通过具有权利要求5 特征的总线系统以及通过具有权利要求9特征的方法得以实现。在其余权 利要求中给出本发明的具有适宜的和不平凡的改进方案的有利扩展结构。

本发明的第一方面涉及一种总线用户，用于具有至少两根导线的总线 系统。该总线用户包括至少一个连接元件，该连接元件具有至少两个触点。 所述触点分别与一根导线连接。

为了实现方便地在总线系统中为总线用户分配地址以及为了简单且 成本低廉地实现大量的地址可能性，按照本发明规定一种总线用户的地址 分配装置，利用该地址分配装置根据两个触点与导线的相应连接状态可以 获得总线用户在总线系统中的地址。通过评估两个触点的连接状态能够仅 以非常少量的总线系统导线以及非常少量的总线用户触点实现非常大量的 组合可能性，并由此实现非常大量的地址可能性，并由此实现不同地址， 方式是通过改变触点或者说改变触点与导线的连接状态。由此尤其可以使 布线费用并由此使总线用户成本保持微小。

根据触点的连接状态得到在触点之间的相应电势情况或电压情况，由 此获得总线用户的相应地址并由此可以执行编码。在此，所述触点可以连 接在不同的或者相同的总线系统导线上。同样能够使一个触点连接在一根 导线上，而另一触点断开。例如也能够使两个触点断开，即，不连接在导 线上。

为了实现更大量的地址可能性，所述连接元件可以具有更大量的触点， 即，至少三个触点，其中利用地址分配装置根据至少三个触点的相应连接 状态可以获得总线用户的地址。备选或附加地能够，使所述总线系统具有 更大量的导线、即至少三根导线，所述连接元件的触点能与所述导线连接。 由此也可以以简单的方式实现非常大量的地址可能性。

所述总线系统的第一导线例如是接地导线，通过它使总线用户可与大 地连接。第二导线可以是电源线，通过它使总线用户可与电源连接并因此 以电流供电。在此可以规定，将数据导线组合到电源线里面。这意味着， 通过电源线实现信号和相关数据的传输。对此备选地可以使所述总线系统 具有第三导线，该第三导线设计成数据导线。因此通过独立于电源线的数 据导线实现数据传输。

在本发明的有利扩展结构中，利用地址分配装置根据触点与导线的相 应连接状态在至少一个触点与作为电源导线的相应导线连接的条件下可以 获得总线用户在总线系统中的地址。由此对于分配地址使用本来用于总线 用户供电的至少一个触点，由此以特别简单的方式获得地址。因此，可以 以简单的方式实现在总线系统中的地址分配，在多个总线用户中分别使至 少一个触点与电源线连接，而其它触点同样与电源线或者与总线系统的其 它导线连接或断开。由此实现简单的用于在总线系统中分配地址的编码方 法，其中为了分配地址改变至少一个触点，相应的总线用户通过该至少一 个触点可与电源线连接，或者改变总线用户的连接状态，而在每个总线用 户中优选使各个触点之一与电源线连接。

在本发明的另一有利的实施例中规定与触点耦联的供电装置，利用它 可以使外部供给电压转换成总线用户的内部供给电压，通过至少一个触点 与电源线连接可以通过外部供给电压给总线用户供电。为了分配地址评估 触点上的电压或电势，为此无需通讯协议。根据触点的连接状态可以改变 触点上的电压或者说触点之间的电压差或电压情况。现在，所述供电装置 能够转换这个外部供给电压或者说触点上的各个电压为内部供给电压，使 得所述总线用户即便在不同的触点连接状态也以至少基本相同的、内部供 给电压供电并因此能够运行。为此所述供电装置例如包括内部二极管或者 具有MOSFETs的有源整流装置。

为了方便且不复杂地实现特别大量的地址可能性，在本发明的另一实 施例中规定，所述总线用户的连接元件具有至少一个另一触点，该另一触 点与导线之一连接，其中，利用地址分配装置根据现在至少三个触点与导 线的相应连接状态可以获得总线用户在总线系统中的地址。

本发明的第二方面涉及一种用于汽车的总线系统，具有至少两根导线 和至少两个总线用户，所述总线用户分别具有至少一个连接元件。各连接 元件分别包括至少两个触点，它们可以分别与导线之一连接。

按照本发明所述总线用户分别具有地址分配装置，利用地址分配装置 根据各个总线用户的触点与导线的相应连接状态可以获得总线用户在总线 系统中的相应地址。本发明的第一方面的有利扩展结构视为本发明第二方 面的有利扩展结构，反之亦然。在按照本发明的总线系统中能够以方便且 不复杂并因此成本低廉的方式实现特别大量的地址可能性。

在本发明的有利扩展结构中，导线之一设计成电源线，通过它以电流 供电总线用户。在此，各个总线用户的至少一个触点与电源线连接。因此， 在至少两个总线用户中通过评估本来用于供电的触点的连接状态并由此以 简单的方式实现不同的分配地址。

在多个总线用户时优选规定，各总线用户的至少一个触点与电源线连 接。相应的其它触点同样可以在仅一个总线用户中与电源线连接，其中在 另一总线用户或者在其它总线用户中相应的另一触点具有与其不同的连接 状态，其中，所述总线用户具有各个触点的连接状态的不同组合。因此对 每个总线用户在总线系统中分派明确的地址。因此在总线系统中由此实现 不同地址的分派，即，使至少一个用于供电的触点改变。

在总线系统中，其它总线用户也可以通讯，其地址例如在其硬件中固 定给定。此外能够，在总线系统中对于每个硬件类型可以重新使用所述的 编码。在此，附属于第一硬件类型的总线用户可以与附属于第一硬件类型 的第一编码号一起利用通过所述编码实现的地址可能性。附属于第二硬件 类型的总线用户可以与附属于第二硬件类型的第二编码号一起利用通过所 述编码实现的地址可能性。由此以简单的方式可实现许多不同的地址。

具有至少一个按照本发明的总线用户和/或具有至少一个按照本发明 的总线系统的汽车也属于本发明。通过方便且不复杂的分配地址，尤其由 于在批量生产汽车时的规模效应，能够实现极大地节省成本。

本发明的第三方面涉及一种方法，用于在具有至少两根导线和至少两 个总线用户的总线系统中分配地址，其中，所述总线用户分别包括至少一 个连接元件，它具有至少两个触点，它们分别与导线之一可连接。在此， 为所述总线用户分配在总线系统中的相应地址。

为了实现方便且成本低廉的地址分配按照本发明规定，利用尤其各总 线用户的地址分配装置根据触点与导线的相应连接状态获得相应的地址。 本发明前面两个方面的有利扩展结构视为本发明第三方面的有利扩展结构， 反之亦然。

已经证实有利的是，在相应总线用户的至少一个触点与设计成电源线 的导线连接的条件下获得相应总线用户的相应地址。由此使用本来用于供 电总线用户的触点的连接状态。因此可以避免使用用于分派明确地址的附 加配置触点，由此可以使总线用户和总线系统的布线费用保持微少。

附图说明

由下面的优选实施例描述以及借助于附图给出本发明的其它优点、特 征和细节。前面在描述中列举的特征和特征组合以及下面在附图描述中列 举的和/或在附图中单独示出的特征和特征组合不仅可以在分别给出的组 合中使用，而且也可以在其它组合中或者单独使用，而不离开本发明的范 围。

以唯一的视图示出总线系统的原理图，其中对总线系统的总线用户以 简单的方式配置明确的地址，方式是通过评估总线用户的相应连接元件的 两个触点的相应连接状态。

具体实施方式

附图示出具有三根导线的总线系统10。第一导线是数据导线12。数 据导线12在此附属于所谓的LIN总线(单线式总线)。但是前面和下面 的描述也可以容易地转用到其它总线如CAN总线。

总线系统10的总线用户通过数据导线12可以相互交换电信号和相关 的数据，它们也称为消息或报文，由此相互通讯。在附图中只简示出这些 总线用户中的一个总线用户并且以14表示。

该总线用户例如是设计成轿车的汽车的相应控制器。利用相应的控制 器控制或调节、即驱控汽车的至少一个执行元件。

总线系统10包括接地导线16作为第二导线，通过它使总线用户连接 或可连接至大地。作为第三导线总线系统10包括电源线18，通过它使总 线用户以电流供电。

如图所示，总线用户14具有连接元件20，该连接元件具有触点 22,24,26,28。第一触点22也称为编码1，因为利用第一触点22实现分配地 址、即，进行总线用户14的编码，由此使总线用户14得到在总线系统10 中的明确地址。第二触点24也称为编码2，因为第二触点24也用于分配 地址。相应地在其它总线用户中通过改变其与导线的连接状态使用触点 22,24，用于对各总线用户配置明确的地址。由此使总线用户相互间明确地 通讯。

第三触点26也称为LIN，因为第三触点26与附属于LIN总线的数据 导线12连接。第四触点28也称为GND(Ground)，因为第四触点28与 接地导线16连接。

大地、即接地导线16和第四触点28在这里固定给定。这意味着，每 个总线用户的第四触点28与接地导线16连接。相应地，每个总线用户的 第三触点26也与数据导线12连接。在这里总线用户相互间的差别仅仅在 于连接状态的各自组合，即，触点22,24与导线的连接，由此实现明确的 分配地址。

在总线用户14中，第二触点24与电源线18连接，而第一触点22断 开。因此第一触点22具有第一连接状态，在该状态第一触点22断开。第 二触点24具有第二连接状态，在该状态第二触点24与电源线18连接。通 过触点22,24使微处理器μC与总线用户14的地址分配装置30耦联，其 中利用地址分配装置30根据触点22,24的相应连接状态可以获得总线用户 14的地址。

在其它总线用户中触点22,24也与电源线18耦联。由于这个边缘条件， 对于每个总线用户连接至少一个触点到电源线18上，由此得到五个不同的 地址可能性：

第一可能性：编码1与电源线18连接，编码2断开。

第二可能性：编码1与电源线18连接，编码2与接地导线16连接。

第三可能性：编码1与电源线18连接，编码2与电源线18连接。

第四可能性：编码1断开，编码2与电源线18连接。这个第四可能 性在总线用户14中实现。

第五可能性：编码1与接地导线16连接，编码2与电源线18连接。

这五个地址可能性可以以简单的方式实现，通过改变至少一个用于供 电的触点22,24或者说其相应的连接状态，由此可以使总线系统10的布线 费用保持微少，并且总线用户可以至少基本一致地构成。在此，不电影响 用于传输数据的第三触点26。

总线系统10的控制器可以检验正确的分配地址，通过它询问所有的 总线用户。总线用户可以识别错误，通过它们将地址按照每个分配地址与 前面的地址进行比较。在已经识别所有总线用户以后，必需由控制器确认 允许的、即正当的地址变化。

在总线系统10里面例如也能够对于总线用户的每个硬件类型分别重 新使用所述编码，即，五个地址可能性，并且与至少一个、例如在各硬件 类型中确定的编码号组合。如果作为附属于第一硬件类型的总线用户例如 设有五个截止阀、作为附属于第二硬件类型的总线用户设有五个转换阀并 且作为附属第三硬件类型的总线用户设有泵，则对第一硬件类型、即截止 阀配置第一编码号，对第二硬件类型、即转换阀配置不同于第一编码号的 第二编码号并且对第三硬件类型、即泵配置不同于第一和第二编码号的第 三编码号。

对于截止阀可以与对于所有截止阀相同的第一编码号一起使用上述 的五个地址可能性作为地址。相应地对于转换阀可以与对于所有转换阀相 同的第二编码号一起使用上述的五个地址可能性作为地址。对于泵可以使 用第三编码号作为地址。因此以简单的方式实现在总线系统10中实现了相 互不同的地址。

为了以非常简单的方式实现更大数量的地址可能性例如也能够，使数 据导线12包括在触点22,24连接状态的变化里面，即，使触点22,24也有 选择地与数据导线12连接或断开。由此附加地对于上述的五个地址可能性 得到两个附加的地址可能性，使地址可能性的数量增加到七个：

第六可能性是：编码1与数据导线12连接，编码2与电源线18连接。

第七可能性是：编码1与电源线18连接，编码2与数据导线12连接。

另一可能性规定，接地导线16和数据导线12附加地对于电源线18 或者代替电源线用于分配地址，即，编码。

由此看出，分配地址在总线用户内部利用地址分配装置30实现，方 式是通过检验触点22,24的连接状态。

总线用户14还包括电源装置32，其具有两个内部的二极管34，它们 与用于供电的触点22,24连接。利用供电装置32可以使外部供给电压(通 过它总线用户14通过至少一个触点22,24与电源线18连接供电)转换成 总线用户的内部供给电压Vcc，由此获得内部供给电压Vcc并可以运行总 线用户14。由此在总线用户中，尽管触点22,24的不同连接状态，整体上 也能够以至少基本相同的内部供给电压Vcc供电总线用户。

通过评估触点22,24的连接状态的简单分配地址可以使总线用户基本 相同地构成并由此包括非常大量的相同部件，这导致节省成本。