專利名稱：帶有許可裝置的自備式控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
該項發(fā)明系指向電路供電的控制器，尤其是有關(guān)汽車上使用的控制電路。
同樣，出于節(jié)省成本的考慮，這種繼電器通常都是屬于機電器件，盡管誰也不清楚為什么它們不是采用固態(tài)即用晶體管制成的一直被用于汽車電路系統(tǒng)的其它部分。這包括汽車點火電路、汽車燃油泵和噴油系統(tǒng)電路的轉(zhuǎn)換。這樣，更為昂貴的高電流容量的線路就用在了非常短的電路上，即用在和汽車保險絲盒、繼電器觸點，以及點火線圈或若干點火線圈初級線圈它可攜載至少4個安培的電流等相接的電路上，另外，同樣和任何燃油泵和噴油增壓泵等相接的電路上。與繼電器觸點激勵電路所汲取的負荷相比，繼電器線圈需要也許5％或低于5％的電流來動作，為此，繼電器線圈可以使用非常細的導(dǎo)線接到汽車點火開關(guān)上，而且汽車點火開關(guān)觸點上額定電流也要小得多，但如果電路直接接到點火開關(guān)上，情況則可能相反。
這種設(shè)備的一個特別突出的用途就是用在驅(qū)動汽車起動電動機的螺線管組件中。然而，在起動電動機中，當(dāng)汽車點火開關(guān)扳到“起動”位置時，螺線管才動作。
在與點火和任何燃油泵電路相連接的繼電器中，在點火開關(guān)扳到“運行”和“起動”位置時，這些螺線管則必須動作。
現(xiàn)代汽車停機裝置可以是獨立的，也可以并入告警系統(tǒng)，通常都與汽車的電路相接，從而切斷送往汽車點火裝置或燃油泵的電源，除非駕駛員超控，因為他握有告警器的鑰匙。過去，這些鑰匙簡直就是從簡單的電阻網(wǎng)絡(luò)、數(shù)字鍵盤到采用二進制代碼串和代碼跳動設(shè)備的復(fù)雜的加密技術(shù)，當(dāng)然更為現(xiàn)代化的告警器上已經(jīng)開始使用電子鑰匙。在所有這些設(shè)備中，汽車停機裝置必須采用導(dǎo)線接入汽車電路。為此，需要對現(xiàn)有的汽車電路進行修改，以便安裝汽車停機裝置，但這樣既耗費時間，且又需要安裝人員對汽車電路比較了解。如果安裝人員對汽車電路不熟悉，就需要進行調(diào)查分析，確定汽車電路的性質(zhì)。
在整個技術(shù)設(shè)計文件中，除非上下文另有要求，“包括”一詞應(yīng)理解為包含了某一個所述整體或某一組整體，但并不是排除任何其他某一個整體或任何其他某一組整體。
該項發(fā)明提供了一個兼有執(zhí)行許可裝置的自備式繼電器，該項自備式繼電器具有切換電路時使用的開關(guān)裝置和可驅(qū)動該開關(guān)裝置的控制器。自備式繼電器內(nèi)含有第一次輸入部件，用來接收控制器所需的控制電流。該執(zhí)行許可裝置裝有用于接收加密代碼的第二個輸入部件；存儲器包含有一個分配給該繼電器的存儲代碼；比較器的功能就是將上述加密代碼同該存儲代碼進行比較；在這里，當(dāng)該比較器測定結(jié)果發(fā)現(xiàn)加密代碼與存儲代碼相符時，控制器則驅(qū)動開關(guān)裝置，從而對收到控制電流的第一次輸入部件作出響應(yīng)。為此，該繼電器內(nèi)的有源電路通過至少一個橋式整流器獲得自己的電源。橋式整流器的連接旨在用來整流自第一次輸入部件、開關(guān)裝置、以及一個有效機箱接地中一個或多個部分產(chǎn)生的電源。這樣，該自備式繼電器就不受極性限制，可以作為一個插入式更換單元使用，無論原來設(shè)備內(nèi)接線極性如何，都不會對其帶來影響。
為了說明這個問題，該自備式繼電器的第一次輸入部件可以看作是一個標(biāo)準(zhǔn)繼電器的控制線圈至少在比較器測定代碼是否符合時是這樣，而開關(guān)裝置則可以被看作是一個標(biāo)準(zhǔn)繼電器的觸點。
一般來講，開關(guān)裝置由開關(guān)觸點組成，用來開關(guān)電流。在一個特定用途中，開關(guān)裝置將電源切換到Kettering凱特林點火內(nèi)燃機點火線圈的初級電路上。而在另外一種用途上，開關(guān)裝置則將電源切換到汽車燃油系統(tǒng)或內(nèi)燃機噴油系統(tǒng)二者之中任何一個或二者的燃油泵上。不言而喻，開關(guān)裝置可以是固態(tài)的，例如晶體管、可控硅整流器或三端雙向可控硅開關(guān)元件。
一般來講，控制器通常是由具有開關(guān)器件的機電繼電器線圈和晶體管、可控硅整流器或三端雙向可控硅開關(guān)元件的基極或柵極，以及根據(jù)需要配備的相關(guān)的驅(qū)動電路等組成。
比較器可以是用來將所產(chǎn)生的模擬信號諸如電阻網(wǎng)絡(luò)或參考電壓或電流或直流/交流變換器等產(chǎn)生的模擬信號與上述存儲代碼進行比較的模擬器件，或者是一個采用串行發(fā)送二進制碼形式將加密代碼同存儲代碼進行比較的一個微處理機或基于PLA的或其它的電子設(shè)備。
綜上所述，自備式繼電器中的有源電路還是從第一次輸入部件中獲取自己的電源更好。
或者，自備式繼電器中的有源電路也可以從開關(guān)裝置中獲取自己的電源。
再或者，自備式繼電器中的有源電路也可以同時從第一次輸入部件和開關(guān)裝置二者中獲取自己的電源。
根據(jù)獲取電源幾種方式的任何一個的最佳特性，在部分電源基準(zhǔn)為機箱接地的情況下，為方便起見，自備式繼電器還可以接到機箱接地，以便獲得電源。
此外，加密代碼最好是一個串行二進制代碼，第二次輸入部件從位于自備式繼電器內(nèi)的無線電接收機上接收加密代碼。在這種情況下，加密代碼可通過一個手持式遙控發(fā)送器，或通過專用連接器供電的移動式發(fā)送器進行發(fā)送。在汽車內(nèi)使用時，連接器可以用插座安裝到汽車的儀表板上，或者是使用現(xiàn)有的或配裝的點煙器插座。
或者，加密代碼可以是一個串行二進制代碼，第二次輸入部件從與第一次輸入部件相連接的放大器電路上接收加密代碼。加密代碼通過一個移動式發(fā)送器加到電源上，而發(fā)送器的電源則由一個專用連接器提供。在汽車內(nèi)使用時，連接器可以用插座安裝到汽車的儀表板上，或者是使用現(xiàn)有的或配裝的點煙器插座。
自備式繼電器內(nèi)最好還可以裝有一個抑制電路，防止開關(guān)器被起動，除非在第一次輸入部件上存在電壓差時，才可起動。
抑制電路內(nèi)最好裝有一個光隔離器，其輸入端接至第一次輸入部件上。


該項發(fā)明的兩個特別最佳的具體裝置參照附圖予以說明圖1是根據(jù)第一個具體裝置給出的汽車停機裝置代碼發(fā)送器的電路圖。
圖2至圖4是根據(jù)第一個具體裝置給出的自備式繼電器的電路圖。
圖5至圖7是根據(jù)第二個具體裝置給出的自備式繼電器的電路圖。
最佳實施例兩項具體裝置均為汽車用插入式可更換繼電器，該繼電器裝有執(zhí)行許可裝置，它可以使繼電器當(dāng)作汽車停機裝置使用，而不需要對汽車線路進行改動，這對于目前已知類型的汽車停機裝置來講，卻總是必不可少的，但嚴(yán)格按照工廠標(biāo)準(zhǔn)安裝的那些除外。這種繼電器可用來激活起動電動機電磁線圈，通往點火系統(tǒng)的線路和通用式燃油泵或噴油系統(tǒng)內(nèi)使用的燃油泵。沒有許可起動裝置對于繼電器工作的準(zhǔn)許，與繼電器相連接的電路是不可能工作的，汽車也就不可能起動。這兩項具體裝置同以觸點11形式的開關(guān)裝置和以動作線圈13形式的控制器一起安裝在繼電器殼體內(nèi)，并連接到繼電器接線柱15上，動作許可裝置插在繼電器接線柱15和執(zhí)行線圈13之間。
第一個具體裝置使用了一個插入式模塊17，如圖所示，該模塊有觸點19，模塊安裝在殼體(圖中未示)內(nèi)，這樣在汽車儀表板點煙器內(nèi)或其它內(nèi)部裝置內(nèi)可以使用。插入式模塊17的電路加電時可產(chǎn)生52.5KHz頻移鍵控(FSK)編碼信號，該信號疊加在汽車的線路上。
插入式模塊17有一個微處理機21，該微處理機經(jīng)編程，使用頻移鍵控(FSK)碼可周期性的發(fā)送串行編碼32位數(shù)據(jù)串。這些數(shù)據(jù)通過串行諧振電路25和簡單的帶通濾波器27送到功率場效應(yīng)晶體管FET驅(qū)動器23，驅(qū)動變壓器29，變壓器通過甚低阻抗耦合器將信號耦合到電源線上，從而將該數(shù)據(jù)加到汽車線路上。
參照圖2至圖4，在繼電器接線柱15內(nèi)，接線柱30，85，86和87是相同的。這些接線柱編號30，85，86和87是標(biāo)準(zhǔn)的Bosch(波許)或Siemens(西門子)汽車?yán)^電器上使用的標(biāo)準(zhǔn)編號。盡管其它一些制造廠商可能會用相同的插腳兼容，和/或也許相同的接線柱編號，但應(yīng)該明白，有些制造廠商可能不使用上述編號。在這種情況下，就需要進行改動，以確保插入式模塊的線路與插座相匹配。在標(biāo)準(zhǔn)的波許或西門子汽車?yán)^電器里，接線柱85號和86總是接到標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備繼電器線圈上，且極性是可變的。接線柱30是標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備繼電器的公共繼電器觸點，而接線柱87a則是常閉觸點。接線柱87是標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備繼電器的常開觸點?？缃釉跇?biāo)準(zhǔn)設(shè)備繼電器的這些觸點中的任何觸點的極性也是可變的。因此，極性是可變的，這取決于在制造廠該繼電器是如何接入汽車線路的。
當(dāng)12V電壓出現(xiàn)在接線柱85和86上時，這就是程序起動的信號，閉合內(nèi)部的停機裝置繼電器。以光隔離器電路31形式的抑制電路用來確保該程序起動不會發(fā)生，除非跨接在接線柱85和86之間的電壓出現(xiàn)電壓差。使用新穎的光隔離器31而不使用簡單的橋式電路的原因是，在接線柱85和86的任何一個或兩者上會有一個正電位。程序起動應(yīng)該只能在跨接接線柱85和86的電壓出現(xiàn)差別時才會開始，而當(dāng)它們二者均處于高位時，則不會開始。
另外，由于可能會遇到極性變化，橋式整流器33用來確保5V電壓調(diào)整器35擁有正確的極性。如果由于某種原因在信號加電這些插腳上前接線柱85和86上沒電時，常開接線柱87和30上就會有采用極性相接的第二電源。由橋式整流器37實現(xiàn)任何必須進行的極性修正。
下面介紹了采用第一具體裝置的繼電器取代標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備起動電動機繼電器的應(yīng)用情況。由于點火開關(guān)通過“附件”進行切換，然后再扳到“點火接通”位置，插入式模塊17從而有電，駕駛員可將其插入點煙器插座內(nèi)。如果接線柱85和86上沒有電源來向該裝置供電，那么在接線柱30和87上就會有電。因此，該具體裝置的繼電器就會得到來自接線柱30和87的電源，對插入式裝置17提供的信號進行解碼和檢驗。頻移鍵控(FSK)信號從來自VP點的電源線上獲取，通過帶有限幅二極管41的帶通濾波器39。這個弱小的信號然后進入微處理機43，后者對其進行放大和解碼，并將其同機內(nèi)存儲的其中一個代碼進行比較。如果該代碼有效時，就會有一個信號輸出到開關(guān)45，當(dāng)從光隔離器31收到一個信號時，該開關(guān)激勵繼電器線圈13。光隔離器31的使用確保了繼電器線圈13只有在85號86號接線柱通電的情況下才會被激勵，而不會在代碼一被確定有效時便被激勵。這樣，該具體裝置便可作為可更換的起動電動機繼電器使用。
在許多汽車的起動階段，當(dāng)點火開關(guān)扳到“起動”位置時，點煙器插座會出現(xiàn)掉電現(xiàn)象。微處理機43裝有另外一個存儲器，用來暫時存儲收到的信號，這樣微處理機43擁有有效信息進行工作，使得繼電器線圈13最終通電和繼電器觸點11最終閉合。在另外一個具體裝置中，該功能是由一個小型可充電電池或微型大電容器(0.5F以上)提供。
第二個具體裝置同第一個具體裝置類似，但它使用了標(biāo)準(zhǔn)的無線電發(fā)送信號給其繼電器，如圖5至7所示。所使用的編碼為隨機加密，從而可避免代碼抓取。
同樣的數(shù)字表示同樣的部件和功能。附加部件包括接收來自發(fā)送機的射頻信號的無線電接收機47。然后，接收機47產(chǎn)生的串行二進制信號由微處理機43同存儲在EEROM電可擦只讀存儲器49內(nèi)的代碼進行比較。
發(fā)送器裝置可以是普通的手持式遙控高頻隨機加密發(fā)送器，然而，在另一個具體裝置中，發(fā)送器可以置于一個可插入點煙器插座的單元內(nèi)。點火開關(guān)一接通，發(fā)送器就發(fā)送一個信號給汽車停機裝置。
值得一提的是，該項發(fā)明的使用范圍并不限定在這里所公開的特殊的具體裝置上。
權(quán)利要求
1.裝有執(zhí)行許可裝置的自備式繼電器，該自備式繼電器具有在切換電路時使用的開關(guān)裝置和驅(qū)動開關(guān)裝置的控制器；另外，自備式繼電器擁有可接收控制器所需的控制電流的第一次輸入部件；執(zhí)行許可裝置中有一個第二次輸入部件，用來接收加密代碼；存儲器單元內(nèi)包含有分配給該繼電器的存儲代碼，比較器則將加密代碼與存儲代碼進行比較；當(dāng)比較器測定加密代碼與存儲代碼相匹配時，控制器即驅(qū)動開關(guān)裝置，對收到控制電流的第一次輸入部件作出響應(yīng)；其特征在于繼電器內(nèi)的有源電路通過至少一個橋式整流器獲得自己的電源；橋式整流器的連接旨在對來自第一次輸入部件、開關(guān)裝置和一個有效機箱接地中的一個或多個獲得的電源進行整流。
2.權(quán)利要求1所述的自備式繼電器，其特征在于在該自備式繼電器中的有源電路從第一次輸入部件中獲得電源。
3.權(quán)利要求1所述的自備式繼電器，其特征在于在該自備式繼電器中的有源電路從開關(guān)裝置中獲得電源。
4.權(quán)利要求1所述的自備式繼電器，其特征在于在該自備式繼電器中的有源電路從第一次輸入部件和開關(guān)裝置中獲得電源。
5.權(quán)利要求2至4所述的自備式繼電器，其特征在于該自備式繼電器還接到機箱接地，以便獲得電源。
6.權(quán)利要求2至5所述的自備式繼電器，其特征在于在該自備式繼電器中，加密代碼是一個串行二進制碼，而且第二次輸入部件接收來自位于自備式繼電器內(nèi)的無線電接收機的加密代碼。
7.權(quán)利要求2至5所述的自備式繼電器，其特征在于在該自備式繼電器中，加密代碼是一個串行二進制碼，而且第二次輸入部件接收來自放大器電路的加密代碼，該放大器電路接到第一次輸入部件，加密代碼加到移動式發(fā)送器給出的電源上，該發(fā)送器由一個專用連接器供電。
8.權(quán)利要求2至7所述的自備式繼電器，其特征在于該自備式繼電器含有一個抑制電路，用來防止開關(guān)器動作，除非跨接在第一次輸入部件上的電壓存在一個電壓差。
9.權(quán)利要求8所述的自備式繼電器，其特征在于在該自備式繼電器中，其抑制電路內(nèi)裝有一個光隔離器，其輸入端接到第一次輸入部件上。
10.本文所述的自備式繼電器實際上應(yīng)以附圖為準(zhǔn)。
全文摘要
裝有執(zhí)行許可裝置的自備式繼電器。該自備式繼電器具有在切換電路時使用的開關(guān)裝置和驅(qū)動開關(guān)裝置的控制器。另外，自備式繼電器擁有可接收控制器所需的控制電流的第一次輸入部件。執(zhí)行許可裝置中有一個第二次輸入部件，用來接收加密代碼。存儲器單元內(nèi)包含有分配給該繼電器的存儲代碼，比較器則將加密代碼與存儲代碼進行比較。當(dāng)比較器測定加密代碼與存儲代碼相匹配時，控制器即驅(qū)動開關(guān)裝置，對收到控制電流的第一次輸入部件作出響應(yīng)。繼電器內(nèi)的有源電路通過至少一個橋式整流器獲得自己的電源。橋式整流器的連接旨在對來自第一次輸入部件、開關(guān)裝置和一個有效機箱接地中的一個或多個獲得的電源進行整流。
文檔編號B60R25/04GK1429159SQ01809454
公開日2003年7月9日 申請日期2001年8月28日 優(yōu)先權(quán)日2000年8月28日
發(fā)明者理查德·托馬斯·弗里策爾, 艾弗·梅特利茨基 申請人:戴納芒科有限公司