[发明专利]用于感应现场总线系统中的故障电流的装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于确定总线系统中的故障的转换电路，并涉及一种相应的方法。 

背景技术

为了在电子控制器之间进行通信以及为了控制与监控汽车内的传感器和执行器，当今越来越多应用总线系统，诸如控制器-区域-网络(CAN)，其也被简称为CAN总线。在此，在进行发送的与进行接收的总线参与者之间设置有电信号的传输，所述的传输经由电子线路实现。此类线路可能在工作中由于机械负荷或其他影响而被损坏，这导致传输时的故障。受损的线路应不再应用在总线系统中，但是常规的系统只能在有限的范围内检测总线系统线路上的故障。因此只能受限地(例如通过断开受损的路径)对所检测的故障作出反应。常规的用于检验总线线路的机制此外限于测量总线线路的电压。这有明显的缺点，即由于某一线路长度而倾向于摆动的总线线路不能被可靠地监控故障。这例如涉及对外部电压(诸如供电电压)的短路或者对地的短路。

发明内容

本发明的任务是，改进现有的用于识别总线系统中故障的方法和装置。

依照本发明，该任务借助用于驱动现场总线系统的总线的转换电路来解决，所述转换电路包括用于确定总线的故障、特别是故障电流的装置。依照本发明的这个方面，所述的用于确定故障的装置包含用于确定第一总线线路的第一电流的第一装置、用于确定第二总线线路 的第二电流的第二装置、和用于基于第一和第二电流检测故障的检测装置。本发明原则上可用于所有的多线总线，在所述多线总线中可以监控总电流。特别对于具有两线制线路的总线系统，本发明是有利的。CAN总线属于具有两线制线路的总线系统，但RS-485总线也属于具有两线制线路的总线系统。在许多现场总线系统(诸如CAN总线)中，设置有在总线参与者之间经由两线或多线总线线路的、控制信息和数据信息的传输，在所述两线或多线总线线路上耦合有总线参与者。在未受扰的工作中，已定义的电流流进总线的第一线路(或者总线的一部分)，并且同样大小的电流又经由总线的第二线路流出。在此，电流例如经由一线路在一方向上被送出，并且经由终端电阻返回到第二线路上。本发明建议，确定所述的两电流，并且基于该测量来检测总线故障。因而，不同于传统的方法，不进行总线线路上的电压测量。取代地，测量线路上的电流。由此，特别在长的总线线路的情况下避免，测量由于总线线路的摆动倾向而不可靠或者持续比较长的时间。此外，某些故障在一定的边界条件下不可以通过纯的电压测量来确定。

本发明可以应用于所有总线系统，在所述总线系统中定义的电流在第一总线线路上以一方向流动并且在第二总线线路上以相反的方向流动。用于确定电流的装置例如可以有利地被构建为分流电阻，并且直接耦合到相应的总线线路中。在所述电阻上降低的电压重现流过总线线路的电流。确定电流的其他可能性基于电感性耦合，诸如Reed传感器。用于检测故障的装置基于相应的测量方法通过比较基于电流的电压来实现。这里例如可以使用比较器，所述比较器比较相应的电压值。

依照本发明的另一有利的实施方案，用于驱动总线线路的驱动级被作为用于确定总线线路的电流的装置实施以及使用。依照本发明的该有利方面，据此在总线线路中不连接特有的附加组件(诸如前述的分流电阻)。取代地，使用驱动级的组成部分。这样的驱动级有利地是被设置用于总线线路的确定的工作的组件。此类组件例如可以在所 谓的CAN收发机中碰到，所述CAN收发机提供在针对总线协议的CAN控制器与两条或多条总线线路之间的连接。经过由CAN收发机提供的接口引起在总线参与者之间的数据交换。在其他总线系统中也出现相似的组件。这些总线系统以相同的方式从前面提及的本发明优点中受益。在CAN总线的情况下，发送部分包含针对每个总线线路的驱动器和驱动器控制转换电路。所谓的高侧驱动器与CAN收发机的供电电压相耦合，并且允许电流流进第一总线线路。所谓的低侧驱动器与地相耦合，并且总线线路接纳来自另一总线线路的电流。一般地，在此类驱动级中组件直接连接到总线线路的电流流过的路径中。依照本发明的这个方面，使用这些组件用于确定电流。这例如通过以下方式是可能的，即将在所述组件上降低的电压应用于确定电流。特别地，在一个有利的实施方案中可以将驱动级的驱动晶体管用作用于确定电流的装置。