專利名稱：給汽車的控制器提供工作電壓的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種給汽車的控制器提供工作電壓的方法，以及一種用 于執(zhí)行此方法的裝置，其中由汽車電池持久地給控制器提供工作電壓。
背景技術(shù)：
為了使發(fā)動(dòng)機(jī)控制器運(yùn)行一這些控制器是用于控制內(nèi)燃機(jī)的一需 要電能，這些電能是由發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的，而發(fā)電機(jī)也是由內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的。 在發(fā)動(dòng)機(jī)靜止時(shí)或者當(dāng)汽車起動(dòng)時(shí)必須由汽車電池提供能源，因此發(fā)動(dòng) 機(jī)控制器和汽車電池是電連接的。
此外，發(fā)動(dòng)機(jī)控制器即使在汽車停止時(shí)也必須保持汽車電子設(shè)備的 某些功能。其中停車記數(shù)器的運(yùn)行一該記數(shù)器計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)自上次運(yùn)行以
來(lái)的時(shí)間一或者通過(guò)數(shù)據(jù)總線保持醒(wakeup)功能就屬于此。在所述 數(shù)據(jù)總線中另一控制器通過(guò)一個(gè)通信線路給發(fā)動(dòng)機(jī)控制器發(fā)送一個(gè)脈 沖，這個(gè)脈沖導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)控制器的接通。在汽車電子設(shè)備內(nèi)部的長(zhǎng)期提 供的存儲(chǔ)器也要求發(fā)動(dòng)機(jī)控制器和汽車電池保持長(zhǎng)期的連接，因?yàn)樗鼈?的數(shù)據(jù)在發(fā)動(dòng)機(jī)控制器關(guān)機(jī)時(shí)會(huì)丟失。
DE 10 2004 023 252 Al公開(kāi)了 一種用于汽車電子控制單元的能源 輸送回路。這個(gè)回路具有一個(gè)恒定電壓能源提供管路。這個(gè)回路由汽車 電池提供能源，并且將 一種預(yù)定調(diào)節(jié)的電壓輸送到汽車電子控制單元的 一個(gè)微處理機(jī)中，通過(guò)這一措施給這個(gè)微處理機(jī)長(zhǎng)期地提供能源。這個(gè) 恒定電壓能源提供管路通過(guò)多個(gè)中間電壓回路接通。這些中間電壓回路 是用于汽車電子控制單元的不同的運(yùn)行狀態(tài)的分離。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)是提供一種給汽車的控制器提供工作電壓的方法和 裝置，其中，即使在汽車處于斷開(kāi)狀態(tài)，或者在起動(dòng)期間也可以最小的 電路花費(fèi)可靠地保證給控制器提供能源。
根據(jù)本發(fā)明這個(gè)任務(wù)是通過(guò)下述措施完成的，即在每個(gè)時(shí)刻汽車電 池的電位通過(guò)一個(gè)^又暫時(shí)地(zeitweise)和控制器連^妾的線^各和控制器接通。
設(shè)置至少三個(gè)線路。這些線路在不同的時(shí)刻將控制器和汽車電池連
接起來(lái)。它們是端子15、主繼電器上的電池(UBMR)和主繼電器(HR)。
在這種情況中在端子15上、在主繼電器的電池上和主繼電器上的 電壓如此出現(xiàn)，即無(wú)論是信號(hào)直接接通電池電壓，還是通過(guò)繼電器得到 汽車電池的電位總是一條線路有電池電壓電位。
這樣就可放棄一條將汽車電池和控制器永久連接的附加線路。除了 附加線路外也省掉了保險(xiǎn)裝置和插頭引線。沒(méi)有必要用硬件區(qū)分在接通 的和持續(xù)的變型方案之間的不同的電壓方案，因?yàn)橥ㄟ^(guò)所有的電的汽車 系統(tǒng)均可識(shí)別汽車電池的接線拆除(Abklemmen)。
由于廢除了持續(xù)地給控制器供電所以也省掉了用于反極性保護(hù)裝 置和敷設(shè)附加線路的費(fèi)用?？梢苑艞売糜跍p少電磁兼容性和靜電放電的 措施。通過(guò)這些措施減少汽車電池的靜止電流消耗，或者至少保持一樣。 在本發(fā)明的 一個(gè)方案中控制器的不同的線路按照一個(gè)規(guī)定的順序 通過(guò)器件和汽車電池連接，這些器件在連接的時(shí)刻將控制器和汽車電池 的電位連接起來(lái)。
一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是可以省卻一個(gè)雙重的電壓提供(持續(xù)的和接通的)，因 為不必再在持續(xù)提供的汽車系統(tǒng)，如具有存儲(chǔ)器和停車時(shí)間計(jì)數(shù)器的汽 車系統(tǒng)和非持續(xù)地提供的系統(tǒng)之間加以區(qū)別，而是只需保留一個(gè)接通的 電壓提供。
有利地在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)期間通過(guò)一個(gè)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)將控制器和汽車電池 在繼電器活化時(shí)連接起來(lái)。這樣，點(diǎn)火開(kāi)關(guān)一方面和汽車電池連接，另 一方面和控制器的端子15連接。在操作點(diǎn)火開(kāi)關(guān)時(shí)端子15,并且因此 控制器處于汽車電池的電位上。除此之外通過(guò)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)(端子15)接通 了繼電器。
在本發(fā)明的另 一方案中在斷開(kāi)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)后將繼電器去活化，其中， 在繼電器去活化狀態(tài)時(shí)將控制器和汽車電池的電位連接起來(lái)。
通過(guò)繼電器(也叫做主繼電器)接通控制器。這個(gè)繼電器設(shè)計(jì)成功 率繼電器，并且當(dāng)功率繼電器去活化時(shí)和電池電壓連接。當(dāng)功率繼電器 激活時(shí)在汽車電池的電位和主繼電器上的電池電壓之間存在一種連接。
在本發(fā)明的另 一方案中，在一個(gè)用于給汽車控制器提供工作電壓的 裝置中，其中，由汽車電池持續(xù)地給控制器供電，設(shè)置給控制器提供持續(xù)電壓的機(jī)構(gòu)，這些機(jī)構(gòu)在不同的控制器階段中將和控制器連接的線路 中的至少一個(gè)線路和汽車電池的電位接通起來(lái)。這些機(jī)構(gòu)在發(fā)動(dòng)機(jī)控制 器中，例如是點(diǎn)火開(kāi)關(guān)和主繼電器。這些機(jī)構(gòu)設(shè)置在汽車中。這樣，為 了達(dá)到控制器的一種接通的電壓提供就不需要附加的器件。點(diǎn)火開(kāi)關(guān)和 主繼電器在時(shí)間上相繼接通，這樣在控制器和汽車電池的連接中就不會(huì) 出現(xiàn)中斷，并且因此保持控制器的 一種近乎持續(xù)的電壓提供。
在本發(fā)明的一個(gè)改進(jìn)方案中控制器的一個(gè)內(nèi)部的電壓提供裝置和 通往控制器的線路連接。在這種情況中簡(jiǎn)單地通過(guò)引導(dǎo)汽車電池的電位 的線路連續(xù)地給這個(gè)內(nèi)部的電壓提供裝置提供能量。
為了阻止由于汽車電池和控制器的錯(cuò)誤連接損害控制器，每條線路 都是通過(guò)一個(gè)設(shè)置在控制器中的反極性保護(hù)裝置通往控制器的內(nèi)部電 壓提供裝置。這樣一種反極性保護(hù)裝置可成本有利地實(shí)現(xiàn)，因?yàn)槊織l線 路只需要一個(gè)二極管，這個(gè)二極管設(shè)置在控制器的輸入端和內(nèi)部的電壓 提供裝置之間。
在本發(fā)明的另一方案中控制器和一個(gè)數(shù)據(jù)總線連接，這個(gè)數(shù)據(jù)總線 接通控制器。在這種情況中這種連接是通過(guò)一個(gè)通信線路實(shí)現(xiàn)的，所述 通信線路僅具有小的電壓。因?yàn)檫@個(gè)電壓對(duì)于控制器的內(nèi)部電壓提供裝 置不夠用，所以為了接通控制器通過(guò)數(shù)據(jù)總線在控制器的內(nèi)部電壓提供 裝置和接地線之間設(shè)置一個(gè)蓄能器。這個(gè)蓄能器由通過(guò)外部的、和汽車 電池連接的線路充電，并且供提高數(shù)據(jù)總線的電壓信號(hào)使用，以便給內(nèi) 部電壓提供裝置提供足夠的能源。
若蓄能器設(shè)計(jì)為電容器，則這個(gè)蓄能器可特別容易實(shí)現(xiàn)。這樣成本 有利的器件為控制器持續(xù)地提供工作電壓作出貢獻(xiàn)。


本發(fā)明可以有許多實(shí)施形式。其中之一借助一些附圖加以詳細(xì)說(shuō)明。
這些附圖是
圖1:汽車中現(xiàn)有技術(shù)的發(fā)動(dòng)機(jī)控制器的電路連接原理簡(jiǎn)圖。 圖2:按照一個(gè)第一實(shí)施形式的發(fā)動(dòng)機(jī)控制器的外部和內(nèi)部的電路 連接圖。
圖3:按照?qǐng)D2的實(shí)施例的發(fā)動(dòng)機(jī)控制器的電壓曲線圖。
5圖4:按照第二實(shí)施例的發(fā)動(dòng)機(jī)控制器的外部和內(nèi)部的電路連接圖。
具體實(shí)施例方式
在附圖中相同的特征用相同的附圖標(biāo)記表示。
圖1示出了現(xiàn)有技術(shù)的發(fā)動(dòng)機(jī)控制器的電路連接圖。發(fā)動(dòng)機(jī)控制器 1通過(guò)線路2直接和汽車電池3連接。因此汽車電池3的一個(gè)電壓電位 UBD永恒地緊貼在發(fā)動(dòng)機(jī)控制器1的有關(guān)的輸入端上。通過(guò)一條線路4 點(diǎn)火開(kāi)關(guān)5的一個(gè)端部設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)控制器1的另一輸入端上。所述點(diǎn) 火開(kāi)關(guān)的第二端部也連接在汽車電池3的電位UBD上。通過(guò)線路6將汽 車電池3和主繼電器7連接起來(lái)。所述主繼電器通往發(fā)動(dòng)機(jī)控制器的輸 入端HR。主繼電器7的開(kāi)關(guān)8在接通狀態(tài)時(shí)通過(guò)線路9將汽車電池和發(fā) 動(dòng)機(jī)控制器1的第四輸入端UBHR連接起來(lái)。
用于發(fā)動(dòng)機(jī)控制器的輸入端HR和UBHR的附圖標(biāo)記同時(shí)表示轉(zhuǎn)換狀 態(tài)。這樣HR表示主繼電器，UBHR表示主繼電器上的電池電壓。UBD應(yīng) 持久地等同于電池電壓。
從該圖中可以看出，這個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)控制器1不僅通過(guò)線路1持久地和 汽車電池3的電位連接，而且有時(shí)也通過(guò)線路4、 6和9和汽車電池的 電位連接。這就導(dǎo)致給發(fā)動(dòng)機(jī)控制器1的雙重電壓提供。
從圖2可以看到，在第一實(shí)施例中取消了線路2,并且因此取消了 發(fā)動(dòng)機(jī)控制器1和汽車電池的持久的連接。在根據(jù)圖1的這種設(shè)計(jì)中點(diǎn) 火開(kāi)關(guān)5和主繼電器7，包括它的開(kāi)關(guān)8是通過(guò)線路20、 6和9和汽車 電池3的電^f立連接。
在控制器1的內(nèi)部設(shè)置發(fā)動(dòng)機(jī)控制器1的一個(gè)內(nèi)部電壓提供裝置 10，這個(gè)內(nèi)部電壓提供裝置和發(fā)動(dòng)一幾控制器1的^r入端K1. 15 、 HR和UBHR 連接。在輸入端Kl. 15和內(nèi)部電壓提供裝置IO之間設(shè)置一個(gè)二極管11。 此外，在輸入端UBHR和內(nèi)部電壓提供裝置IO之間設(shè)置一個(gè)二極管12， 在輸入端HR和內(nèi)部電壓提供裝置IO之間設(shè)置另一二極管13。所有二極 管ll、 12和13用作反極性保護(hù)裝置、信號(hào)的脫耦，并且用于防止通過(guò) 電容器向內(nèi)部電壓提供裝置反向放電。這些二極管ll、 12和13彼此并 聯(lián)接線。它們直接通往內(nèi)部電壓提供裝置10。
從圖3中可以看出，由于這些電路連接雖然在不同的時(shí)刻發(fā)動(dòng)機(jī)控 制器1在線路20、 6和9之間來(lái)往接通，但是在每個(gè)時(shí)刻汽車電池3的電位都加在發(fā)動(dòng)機(jī)控制器1上。在圖3中簡(jiǎn)圖示出了位于發(fā)動(dòng)機(jī)控制器 1的單個(gè)的輸入端Kl. 15、 HR和UBHR上的電壓變化和時(shí)間t的關(guān)系圖， 并且未示出電信號(hào)。在此用12伏表示汽車電池3的電位。
當(dāng)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)5斷開(kāi)時(shí)在端子15上的電位為0伏。在相同的時(shí)刻斷 開(kāi)的主繼電器7通過(guò)線路6和汽車電池3連接，并且發(fā)動(dòng)機(jī)控制器的輸 入端HR位于汽車電池3的電位上。llr入端UBHR也為0伏，因?yàn)橹骼^電 器7是去活化的，并且開(kāi)關(guān)8是打開(kāi)的。
在圖3的A點(diǎn)中操作點(diǎn)火開(kāi)關(guān)，這和下述情況是相同的意思，即點(diǎn) 火開(kāi)關(guān)是閉合的，并且在端子15上為電池電位UBD,在控制信號(hào)脈沖輸 出之后主繼電器7接通。其意思是主繼電器7的開(kāi)關(guān)8被閉合，并且由 于繼電器的才幾械吸動(dòng)時(shí)間而時(shí)間滯后地因此在UBHR輸入端有汽車電池 的電位，其中，輸入端HR以12伏接通到0伏。(B點(diǎn))
在C點(diǎn)當(dāng)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)可看到一個(gè)可比較的電壓曲線。在這種情 況中點(diǎn)火開(kāi)關(guān)5#:打開(kāi)，并且位于端子15的電位從12伏的電池電壓下 降到G伏。也就是說(shuō)在端子15沒(méi)有了電壓。由于這一過(guò)程在控制信號(hào) 脈沖輸出之后斷開(kāi)主繼電器。但是這種斷開(kāi)只有在例如為了結(jié)束存儲(chǔ)過(guò) 程或者診斷而結(jié)束了控制器的空程才進(jìn)行，這在軟件方面實(shí)現(xiàn)?，F(xiàn)在發(fā) 動(dòng)^/L控制器的輸入端HR又位于工作電壓UBHR上，因?yàn)橹骼^電器通過(guò)線 路6和汽車電池3連接。在D點(diǎn)主繼電器7由于它的機(jī)械釋放時(shí)間在時(shí) 間上滯后下降，其中，開(kāi)關(guān)8被打開(kāi)，并且主繼電器斷開(kāi)。在這一時(shí)刻 輸入端UBHR又為G伏。
在圖4中示出了本發(fā)明的一個(gè)可能的擴(kuò)展方案。在這種情況中發(fā)動(dòng) 機(jī)控制器1和數(shù)據(jù)總線的一個(gè)未進(jìn)一步示出的通信線路連接。這個(gè)數(shù)據(jù) 總路線可以設(shè)計(jì)為CAN總線、Flex Ray或者LIN總線。在數(shù)據(jù)總線上傳 輸一個(gè)用于發(fā)動(dòng)機(jī)控制器1的起動(dòng)脈沖。這個(gè)起動(dòng)脈沖是由另一個(gè)控制 器初始化。這個(gè)數(shù)據(jù)總線為比較高歐姆的，并且因此只具有少量幾伏的 電壓電平。專門為了醒功能只有1伏電壓供使用。這個(gè)電壓對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī) 控制器1的內(nèi)部電壓提供裝置IO來(lái)說(shuō)是不夠用的。
根據(jù)圖4,發(fā)動(dòng)機(jī)控制器的輸入端UBHR和HR與二極管12和13連 接。這些二極管通往內(nèi)部電壓提供裝置10。 一個(gè)電容器14和這些二極 管12和13并聯(lián)地接地。電容器14搭接主繼電器7的機(jī)械吸動(dòng)時(shí)間， 因?yàn)樵诖藭r(shí)刻數(shù)據(jù)總線不提供電壓。由于發(fā)動(dòng)機(jī)控制器1的內(nèi)部電路電流吸收，估計(jì)為1毫安，主繼電器7的機(jī)械吸動(dòng)時(shí)間為5毫秒，所以具 有容量為1 )LiF的電容器14看起來(lái)足夠在這么短的時(shí)間內(nèi)保持能量的提 供。
借助根據(jù)本發(fā)明的這些方案不僅可以省掉持續(xù)正連接，而且也可保 證為發(fā)動(dòng)機(jī)控制器中的不同功能提供電壓。
所述的原理不僅適用于發(fā)動(dòng)機(jī)控制器，而且也可用設(shè)置在汽車中的 其它的控制器中，如變速器控制器或者ABS-控制器。
權(quán)利要求
1.給汽車的控制器(1)提供工作電壓的方法，由汽車電池(3)持續(xù)地給控制器(1)供電，其特征在于，在每個(gè)時(shí)刻汽車電池(3)的電位(UBD)通過(guò)僅暫時(shí)地與控制器(1)連接的線路(4、6、9)和控制器(1)連接。
2. 按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，控制器(1)的不 同的線路(20、 6、 9)按照規(guī)定的順序通過(guò)器件(5、 7、 8)和汽車電 池(3)連接，這些器件在連接的時(shí)刻將控制器(1 )和汽車電池(3) 的電位(UBD)連接起來(lái)。
3. 按照權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，在啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)期間 通過(guò)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)(5)將控制器(1)和汽車電池(3)在繼電器(7)激活 時(shí)連接起來(lái)。
4. 按照權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，在點(diǎn)火開(kāi)關(guān)(5) 斷開(kāi)后繼電器(7 )被去活化，在繼電器(7 )去活化狀態(tài)時(shí)將控制器(1 ) 和汽車電池(3)的電位(UBD)連接起來(lái)。
5. 給汽車的控制器(1 )提供工作電壓的裝置，由汽車電池(3) 持續(xù)地給控制器(1 )供電，其特征在于，設(shè)置給控制器(1 )持續(xù)地提 供電壓的機(jī)構(gòu)(5、 7、 8),這些機(jī)構(gòu)在不同的控制器階段中將和控制 器(1)連接的線路(20、 6、 9)中的至少一個(gè)線路和汽車電池(3)的 電位(UBD)接通起來(lái)。
6. 按照權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，控制器(1)的內(nèi) 部的電壓提供裝置(10)和通往控制器(1)的線路(4、 6、 9)連接。
7. 按照權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，每條線路(20、 6、 9)都是通過(guò)設(shè)置在控制器中的反極性保護(hù)裝置(11、 12、 13)通往控 制器(1)的內(nèi)部的電壓提供裝置(10)。
8. 按照權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，控制器(1)和數(shù) 據(jù)總線連接，這個(gè)數(shù)據(jù)總線接通控制器(1)。
9. 按照權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，為了通過(guò)數(shù)據(jù)總線 接通控制器(1 ),在控制器(1 )的內(nèi)部的電壓提供裝置(10)和地之 間設(shè)置蓄能器(H)。
10. 按照權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，蓄能器是電容器 (14)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種給汽車的控制器提供工作電壓的方法，其中，由汽車電池持續(xù)地給控制器提供工作電壓，并且本發(fā)明還涉及一種用于執(zhí)行此方法的裝置。在一種給汽車的控制器提供工作電壓的方法中在每個(gè)時(shí)刻通過(guò)和控制器連接的線路(20、6、9)中的至少一個(gè)線路將汽車電池(3)的電位(UBD)和控制器(1)接通，其中，在此方法中當(dāng)汽車處于斷開(kāi)狀態(tài)和停車狀態(tài)或者在起動(dòng)中以最小的線路花費(fèi)可靠地保證控制器的能源供給。
文檔編號(hào)B60R16/02GK101628563SQ20091016455
公開(kāi)日2010年1月20日 申請(qǐng)日期2009年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月18日
發(fā)明者D·巴克霍爾茨, M·柯希納 申請(qǐng)人:羅伯特.博世有限公司