[发明专利]用于在具有USB连接的系统中防止过电压和/或过电流的装置和方法

说明书

相关申请的引用

本申请要求于2011年10月31日提交的美国临时申请No.61/553,670的优先权，该申请的全部内容出于所有目的以引用的方式合并于此，如同在本文中被完全阐述那样。

技术领域

本发明大体涉及用于车辆通信接口(VCI)、诊断工具、扫描工具、个人电脑(PC)、诊断计算机、车辆等的保护装置。更具体地，本发明涉及在VCI、诊断工具、扫描工具、PC、诊断计算机、车辆和其他部件中的一个或更多个之间的电气保护连接，以防止损坏并防止过电压和/或过电流对用户造成伤害。

背景技术

现代车辆通常具有一个或更多个诊断系统，该诊断系统一般具有独立的计算机控制模块或电子控制单元(ECU)以控制该车辆的不同功能。一些示例包括动力控制模块(PCM)、发动机控制模块(ECM)、变速器控制模块(TCM)以及防抱死制动系统(ABS)。该车辆诊断系统通常具有自诊断能力以检测该车辆正遭遇的问题并向驾驶员发出对该车辆正遭遇的问题的警告。当发现问题时，诊断故障代码(DTC)被设置在计算机的存储器内。根据制造商的需要DTC可以是通用的或特定的。

为了检索并破译DTC，车辆修理技术人员需要连接到车辆并能够与车辆通信。诸如VCI、诊断工具、扫描工具、PC等中的一个或其结合之类的装置通常被用于传递、检索并破译DTC。在一个典型实施方案中，VCI在车辆通信协议与PC通信协议之间进行转化。在这种情况下，VCI与PC机之间的通信协议可以是通用串行总线(USB)。在这种情形下，PC充当该诊断系统的用户界面部分。可替换地，人们可以使用扫描工具，该扫描工具将直接与车辆进行通信并具有自身独立的用户界面。VCI通常被装备以通过不同的通信协议进行通信，比如，控制器局域网(CAN)、SAE J1850VPW、PWM、ISO9141以及其他协议。这些通信协议可以专用于不同机动车辆制造商，而其他协议可以是极为标准化的，至少在物理层处是极为标准化的。

电缆通常被用于将VCI与车辆连接。尽管该VCI通常具有SAE J1962类连接器(其具有16个用于各种通信、控制以及测量的引脚)，但是针对不同功能的不同引脚的用途在该车辆中的不同模块之间变化，并且还可以随着车辆的不同制造变化。在一些实例中，VCI可以使用其他类型的连接器，并且其他类型的电缆可被替换具有SAE J1962类连接器的电缆，例如以太网电缆或通用串行总线(USB)电缆。类似地，VCI还可以通过这些电缆中的一种电缆被连接到其他装置和所述车辆本身。

VCI连接将地信号提供给与其连接的设备，以使得例如诊断工具可以将所述信号用作参考信号。在没有良好地信号的情况下，诊断工具所接收到的测量结果会不准确。该地信号可以来自车辆地线。

该方法已知的问题包括诸如接地回路之类的过电压和/或过电流对相关部件的损害。例如，在对意在处于相同电势(通常为地电势)但实际上却处于不同电势的两点进行连接的导体中，，会出现接地回路。由不恰当设计或不恰当安装的设备所产生的接地回路是电系统中噪声和干扰的主要原因。接地回路还会造成电击危害，这是因为用户通常可接近的表面上“接地”的部件不处于地电势。当多个部件被连接在一起时，例如，VCI和诊断工具，这些部件可包括可能处于不同电势并造成接地回路的接地点。

因此，需要提供一种设备以保护连接的装置的电子部件免受损坏，并保护设备的用户免受由诸如接地回路之类的过电压和/或过电流造成的伤害。

发明内容

本发明在很大程度上满足了上述需要，其中，在一个方面，提供了一种设备，所述设备在某些方面中可为将诊断工具连接到VCI的电缆提供电气保护能力。另外，所述设备可以在通过USB电缆等连接的任意装置间提供电气保护。

根据本发明的一个方面，一种用于对电路进行电气保护的系统，包括：多个用于进行传导的器件，其包括：第一电源线、地线以及第一数据线，其中，所述地线和所述第一数据线各自具有第一部分和第二部分；用于限制电压的器件，其被电连接到所述第一电源线、所述地线的第一部分以及所述第一数据线的第一部分；以及多个用于限制电流的器件，其中，第一用于限制电流的器件被电连接到所述地线的第一部分和所述地线的第二部分，并且第二用于限制电流的器件被电连接到所述第一数据线的第一部分和所述第一数据线的第二部分。