CN101416359B

CN101416359B - 用于串行数据传输的车辆线缆

Info

Publication number: CN101416359B
Application number: CN200780012233.1A
Authority: CN
Inventors: J·特拉; N·弗里斯; J·迈尔
Original assignee: MD Elektronik GmbH
Current assignee: MD Elektronik GmbH
Priority date: 2006-04-12
Filing date: 2007-03-14
Publication date: 2011-10-05
Anticipated expiration: 2027-03-14
Also published as: ATE548785T1; WO2007118562A1; EP2011194B1; EP2011194A1; CN101416359A; DE102006017647A1

Abstract

本发明涉及一种用于串行数据传输的车辆线缆，其包括屏蔽(1.5)、多个芯线(1.1，1.2，1.3，1.4)、具有多个连接引脚(2.1，2.2，2.3，2.4)的插塞连接器(2)，以及包围所述插塞连接器(2)的导电的屏蔽壳(3)。在此，屏蔽壳(3)与屏蔽(1.5)电连接，其中在各个连接引脚(2.1，2.2，2.3，2.4)上所述芯线(1.1，1.2，1.3，1.4)之一分别被直接接触。

Description

用于串行数据传输的车辆线缆

本发明涉及按照权利要求1的、集束的、用于串行数据传输的车辆线缆，所述车辆线缆包括插塞连接器。

这样的车辆线缆例如可被使用在机动车或飞机中并且通常大量件数地被需要。为了低成本地提供相应的车辆线缆，简单的构造和简单的可集束性具有重要意义。此外，这种车辆线缆必须是良好电磁屏蔽的，由此辐射出的电磁波不会引起例如在所涉及的车辆的车载电子组件中的干扰。

由WO 03 058 765 A1公开了一种用于机动车的插塞连接器，所述插塞连接器具有被屏蔽的结构方式。在此，插塞连接器被固定在印刷电路板上。

在US 5 766 041中同样示出了一种被屏蔽的插塞连接器，该插塞连接器如其在机动车应用中常见的情况一样被安装到前侧护壁板中。该文献中也推荐了具有印刷电路板的结构方式。

通常，插塞连接器安装在印刷电路板上的结构方式被应用于车辆中，其中该插塞连接器用于连接外部的电子设备。在印刷电路板上经常也配置电部件，这些电部件可满足最多变的功能。此外，通常在印刷电路板上安装与车辆的车载电网(Bordnetz)相连接的其它插塞连接器。

已知的车辆线缆主要具有这样的缺点，它们尤其是在高频率的数据传输情况下、如它们在高的数据传输率情况下出现时，不具有足够的电磁兼容性(EMV)。

因此，本发明的任务在于提供一种车辆线缆，它极好地被屏蔽，使得辐射出的电磁功率被减小，以及保证高的EMV紧密性(EMV-dichtigkeit)。然而此外，车辆线缆还应能够以较小的制造成本被加工。

所述任务按照本发明通过权利要求1的特征被解决。

按照本发明，为了串行的数据传输，所述车辆线缆包括围绕多个芯线的屏蔽。此外，具有多个连接引脚的插塞连接器也属于该车辆线缆。这里，插塞连接器被导电的屏蔽壳包围。所述屏蔽壳与屏蔽电连接并且每个连接引脚与相应的一个芯线直接接触。

直接接触尤其被理解为无印刷电路板的结构方式，其中芯线例如与连接引脚焊接。以令人惊叹的方式示出，与具有印刷电路板的已知结构方式不同，在电磁兼容性(EMV)方面的特性现在可以显著改善。因此，本发明的主题尤其是无印刷电路板或印制线路板的车辆线缆。

作为被证实特别有利的结构方式，本发明的车辆线缆具有至少四个芯线。

插塞连接器或其壳体通常具有大致矩形形状的外轮廓。有利地，插塞连接器的整个外表面、除了对于与插塞连接器配合件的共同作用来说重要的那个面之外都被屏蔽壳紧密包围。在通常存在的矩形形状的外轮廓情况下，插塞连接器的五个外表面相应地被屏蔽壳包围。

在本发明的优选方案中，如果屏蔽壳通过卷边连接(Crimp-Verbindung)与所述屏蔽连接，则得到特别高的EMV紧密性。

车辆线缆通常特别大量地被需要，因此格外重要的是：这样的车辆线缆可以简单并且低成本地被制造。出于该原因并且考虑到高的EMV紧密性，有利地，所述屏蔽壳被一件式(einstueckig)地构成。如果屏蔽壳首先以挤压工艺制造并且随后进一步被深拉，则实现了极好且经济的可制造性。有利地，屏蔽壳的材料直至超过70％的重量由铝制成。尤其是技术上纯净的铝(≧90％的重量)格外好地适于作为用于屏蔽壳的材料。

在本发明的另一方案中，在屏蔽壳内部设置了至少一个电部件，通过所述电部件实现对于车辆线缆的测试或诊断功能。当使用多个这样的电部件时，可以在屏蔽壳内设置电路，通过所述电路可以实现对于车辆线缆的测试或诊断功能。

有利地，电部件在所述芯线之一上和/或在所述连接引脚之一上被直接接触。“直接接触”在此也意味着，车辆线缆尤其不具有印刷电路板，使得例如所涉及的电部件可以直接焊接到引脚或芯线上。

通过具有用于测试目的的、设置在屏蔽壳内的电部件的结构方式，当车辆线缆必须满足这种测试功能时，所涉及的车辆线缆的EMV紧密性进一步被提高。

电磁波的辐射也取决于辐射体的几何结构。本发明的车辆线缆在通用串行总线插塞连接器(USB插塞连接器)的应用中、尤其是在A类型的标准USB插头或标准USB插座中已被证实是特别有利的。

尤其是，本发明的车辆线缆可以用于符合USB2.0标准的接口，而不会有电磁兼容性方面的困难。相应地，480MBit/s的数据传输率毫无问题地是可能的，虽然这样的高数据传输率在车辆线缆中会导致高的电压-频率。

在本发明的优选方案中，车辆线缆具有另外的插塞连接器。尤其有利的是，所述插塞连接器按照FAKRA(FAKRA＝(德国)汽车工业专业委员会)标准来构造。

插塞连接器在下面被理解为电耦合器，其可以被构造为插头，也可以被构造为插座。

本发明的有利的方案可以从从属权利要求中得到。

本发明的车辆线缆的其它细节和优点从后面的、借助附图的实施例的描述中得到。

示出了：

图1车辆线缆的示图，

图2a屏蔽壳的透视图，

图2b屏蔽壳的第一剖视图，

图2c屏蔽壳的第二剖视图，

图3具有连接引脚和属于车辆线缆的电线的芯线的插塞连接器的透视图，

图4车辆线缆的示意性电路图。

在图1中示出了车辆线缆，其包括电线1、插塞连接器(在所介绍的实施例中为扁的、大致矩形形状的A型USB插座2)，以及屏蔽壳3。此外，一个另外的插塞连接器分配给该车辆线缆，所述另外的插塞连接器这里被是所谓的FAKRA插头4。

电线1包括绝缘的外套，所述外套包围屏蔽1.5(图3，图4)。此外，电线1还包括四个芯线1.1、1.2、1.3、1.4。两个芯线1.2、1.3被确定用于传输数据。另外两个芯线1.1、1.4应在车辆线缆的工作中用5V的电压供给所连接的设备。四个芯线1.1、1.2、1.3、1.4在电线1中被屏蔽1.5包围(图4)。

在安装过程中，首先将在电线1的被指定用于固定在USB插座2上的端部上的外套去掉，并且将屏蔽1.5的网状物翻到外套上方。为了将屏蔽1.5的自由端固定，收缩软管1.6围绕该端部被放置并且相应地被热压套装(aufgeschrumpft)。然后，将芯线1.1，1.2，1.3，1.4的除去绝缘的端部与插座2的引脚2.1、2.2、2.3、2.4直接接触，在所介绍的实施例中被焊接。

按照图3和4，测试电路的电部件设置在第一引脚2.1和第四引脚2.4之间。这些电部件被构造为二极管5和电阻6。二极管5和电阻6串联连接，并且在此也分别通过焊接连接分别与第一引脚2.1和第四引脚2.4直接接触。

车辆线缆还包括导电的屏蔽壳3，如在图2a、2b、2c中所示。为了考虑到大量件数而实现低成本的结构方式，屏蔽壳3由被压条的铝件制造，所述铝件被深拉，使得屏蔽壳3获得按照图3的几何形状。在此，大致为空心圆柱体的区域3.1构造的方式，使得其适于被卷边。前面部分3.2用于接收USB插座2。使用技术上纯铝作为用于屏蔽壳3的材料，如在所示的实施例中的情况一样，具有多种优点：这样所述材料可以良好地被压条并且同时也良好地被深拉。此外，它还具有突出的导电性并且还是轻的，这恰恰在汽车制造业中是有利的。

在安装中，屏蔽壳3被推到USB插座2上面(在图3中从右边过来)，使得USB插座2被屏蔽壳3包围。在该位置上，空心圆柱体的区域3.1相应地包围屏蔽1.5，其中USB插座2的前面部分3.2也被屏蔽壳3包围。为了将屏蔽壳3可靠地与屏蔽1.5电连接，将屏蔽壳3轻微地塑性变形，使得建立与USB插座2的相应外表面的固定的接触。此外，通常还代替地或补充地在USB插座2上设置弹性元件、例如适当弯曲的舌簧，然而它们在所述附图中没有被示出。这些元件应当同样能够实现可靠的接触。完成的车辆线缆这样地被构造，即整面地围绕USB插座2来卷边屏蔽壳3。在此，屏蔽壳3在五个外表面(就USB插座2而言)上围绕USB插座2并且在连接区域中还另外地围绕屏蔽1.5。通过该结构方式，实现了非常好的EMV紧密性。

如已经提到的一样，车辆线缆还具有FAKRA插头4。该FAKRA插头4被安装在电线1的、与USB插座2相对的端部上。按照图1和4，FAKRA插头4除了四个芯线1.1、1.2、1.3、1.4还具有一个其它的、用于屏蔽1.5的接触部，接触部例如可以与地连接。

这样构造的车辆线缆例如可以装配到汽车中，其中USB插座2可以安装在前侧护壁板上。在汽车被交付之前，在制造商处通常会进行所谓的装配控制(Verbaukontrolle)。也就是说，以电子方式来检验在汽车中实际上是否装配了所需的装备，以及必要时还检验是否给出了装备元件的作用能力。为了实现该测试功能，设有二极管5和电阻6。在执行测试或诊断过程时，将电压施加到第四芯线1.4上并且将芯线1.1与地连接。如果流过电流，则可以认为：USB插座2或者说车辆线缆被安装在所检验的汽车中了。为了不流过不允许的高电流，电阻6与二极管5串联连接。

在车辆线缆的工作中，在第四芯线1.4和第一芯线1.1之间的电压电势的符号与测试过程中正好相反。二极管5在此状态下不导通，使得由二极管5和电阻6组成的测试电路不影响工作。

通过由二极管5和电阻6组成的测试电路的这种构造现在可以实现，车辆线缆可以被测试而无需从外部例如通过开关的访问。由此，测试电路也可以完全屏蔽地实现，因此保证了非常高的EMV紧密性。在传统的车辆线缆中用于测试功能的电路通常被安装在印刷电路板或电路板(platine)上。

如果以高的例如480Mbit/s的数据传输率为条件，则在车辆线缆中出现例如40MHz数量级的高的电压-频率。现在已经显示，以传统结构方式的相应的车辆线缆，尤其是在使用印刷电路板的条件下，在工作时会导致相对较高的辐射水平。所述高的辐射水平尤其是可能在车载电子组件中触发干扰，这尤其是在车载电子组件的安全相关的功能中无论如何必须避免的。通过本发明的车辆线缆，在车辆中的USB接口的电磁不兼容性被排除。

Claims

1.一种用于串行数据传输的车辆线缆，包括

屏蔽(1.5)，

多个芯线(1.1，1.2，1.3，1.4)，其由所述屏蔽(1.5)环绕，

具有多个连接引脚(2.1，2.2，2.3，2.4)的插塞连接器(2)，以及

包围所述插塞连接器(2)的导电的屏蔽壳(3)，

其中所述插塞连接器(2)被构造为通用串行总线插塞连接器，并且所述屏蔽壳(3)与所述屏蔽(1.5)电连接并且各个所述连接引脚(2.1，2.2，2.3，2.4)与相应的一个所述芯线(1.1，1.2，1.3，1.4)直接接触，在所述屏蔽壳(3)内设置有至少一个电部件(5，6)，所述至少一个电部件包括二极管(5)，通过所述二极管实现对于所述车辆线缆的测试功能，其中在所述车辆线缆的工作中所述二极管不导通。

2.按照权利要求1所述的车辆线缆，其中：

所述屏蔽壳(3)通过卷边连接与所述屏蔽(1.5)连接。

3.按照权利要求1或2所述的车辆线缆，其中：

所述屏蔽壳(3)被一件式地构成。

4.按照上述权利要求1-2中任一项所述的车辆线缆，其中：

所述屏蔽壳(3)被构造为深拉的部件。

5.按照上述权利要求1-2中任一项所述的车辆线缆，其中：

所述屏蔽壳(3)由具有超过70％的重量的铝的材料制成。

6.按照权利要求1所述的车辆线缆，其中：

在所述屏蔽壳(3)内设置有二极管作为电部件(5)。

7.按照权利要求1所述的车辆线缆，其中：

在所述屏蔽壳(3)内设置有电阻作为电部件(6)。

8.按照权利要求1所述的车辆线缆，其中：

电部件(5，6)在所述芯线(1.1，1.2，1.3，1.4)之一上或在所述连接引脚(2.1，2.2，2.3，2.4)之一上被直接接触。

9.按照上述权利要求1-2中任一项所述的车辆线缆，其中：

所述插塞连接器(2)被构造为A类型的标准插头或标准插座。

10.按照上述权利要求1-2中任一项所述的车辆线缆，其中：

所述车辆线缆包括另外的插塞连接器(4)。

11.按照上述权利要求1-2中任一项所述的车辆线缆，其中：

所述车辆线缆包括FAKRA-插塞连接器。