CN101628563A - 给汽车的控制器提供工作电压的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种给汽车的控制器提供工作电压的方法，其中，由汽车电池持续地给控制器提供工作电压，并且本发明还涉及一种用于执行此方法的装置。在一种给汽车的控制器提供工作电压的方法中在每个时刻通过和控制器连接的线路(20、6、9)中的至少一个线路将汽车电池(3)的电位(UBD)和控制器(1)接通，其中，在此方法中当汽车处于断开状态和停车状态或者在起动中以最小的线路花费可靠地保证控制器的能源供给。

Description

给汽车的控制器提供工作电压的方法和装置

技术领域

本发明涉及一种给汽车的控制器提供工作电压的方法，以及一种用于执行此方法的装置，其中由汽车电池持久地给控制器提供工作电压。

背景技术

为了使发动机控制器运行-这些控制器是用于控制内燃机的-需要电能，这些电能是由发电机产生的，而发电机也是由内燃机驱动的。在发动机静止时或者当汽车起动时必须由汽车电池提供能源，因此发动机控制器和汽车电池是电连接的。

此外，发动机控制器即使在汽车停止时也必须保持汽车电子设备的某些功能。其中停车记数器的运行-该记数器计算发动机自上次运行以来的时间-或者通过数据总线保持醒(wakeup)功能就属于此。在所述数据总线中另一控制器通过一个通信线路给发动机控制器发送一个脉冲，这个脉冲导致发动机控制器的接通。在汽车电子设备内部的长期提供的存储器也要求发动机控制器和汽车电池保持长期的连接，因为它们的数据在发动机控制器关机时会丢失。

DE 10 2004 023 252 A1公开了一种用于汽车电子控制单元的能源输送回路。这个回路具有一个恒定电压能源提供管路。这个回路由汽车电池提供能源，并且将一种预定调节的电压输送到汽车电子控制单元的一个微处理机中，通过这一措施给这个微处理机长期地提供能源。这个恒定电压能源提供管路通过多个中间电压回路接通。这些中间电压回路是用于汽车电子控制单元的不同的运行状态的分离。

发明内容

本发明的任务是提供一种给汽车的控制器提供工作电压的方法和装置，其中，即使在汽车处于断开状态，或者在起动期间也可以最小的电路花费可靠地保证给控制器提供能源。

根据本发明这个任务是通过下述措施完成的，即在每个时刻汽车电池的电位通过一个仅暂时地(zeitweise)和控制器连接的线路和控制器接通。

设置至少三个线路。这些线路在不同的时刻将控制器和汽车电池连接起来。它们是端子15、主继电器上的电池(UBMR)和主继电器(HR)。

在这种情况中在端子15上、在主继电器的电池上和主继电器上的电压如此出现，即无论是信号直接接通电池电压，还是通过继电器得到汽车电池的电位总是一条线路有电池电压电位。

这样就可放弃一条将汽车电池和控制器永久连接的附加线路。除了附加线路外也省掉了保险装置和插头引线。没有必要用硬件区分在接通的和持续的变型方案之间的不同的电压方案，因为通过所有的电的汽车***均可识别汽车电池的接线拆除(Abklemmen)。

由于废除了持续地给控制器供电所以也省掉了用于反极性保护装置和敷设附加线路的费用。可以放弃用于减少电磁兼容性和静电放电的措施。通过这些措施减少汽车电池的静止电流消耗，或者至少保持一样。

在本发明的一个方案中控制器的不同的线路按照一个规定的顺序通过器件和汽车电池连接，这些器件在连接的时刻将控制器和汽车电池的电位连接起来。

一个优点是可以省却一个双重的电压提供(持续的和接通的)，因为不必再在持续提供的汽车***，如具有存储器和停车时间计数器的汽车***和非持续地提供的***之间加以区别，而是只需保留一个接通的电压提供。

有利地在发动机起动期间通过一个点火开关将控制器和汽车电池在继电器活化时连接起来。这样，点火开关一方面和汽车电池连接，另一方面和控制器的端子15连接。在操作点火开关时端子15，并且因此控制器处于汽车电池的电位上。除此之外通过点火开关(端子15)接通了继电器。

在本发明的另一方案中在断开点火开关后将继电器去活化，其中，在继电器去活化状态时将控制器和汽车电池的电位连接起来。

通过继电器(也叫做主继电器)接通控制器。这个继电器设计成功率继电器，并且当功率继电器去活化时和电池电压连接。当功率继电器激活时在汽车电池的电位和主继电器上的电池电压之间存在一种连接。

在本发明的另一方案中，在一个用于给汽车控制器提供工作电压的装置中，其中，由汽车电池持续地给控制器供电，设置给控制器提供持续电压的机构，这些机构在不同的控制器阶段中将和控制器连接的线路中的至少一个线路和汽车电池的电位接通起来。这些机构在发动机控制器中，例如是点火开关和主继电器。这些机构设置在汽车中。这样，为了达到控制器的一种接通的电压提供就不需要附加的器件。点火开关和主继电器在时间上相继接通，这样在控制器和汽车电池的连接中就不会出现中断，并且因此保持控制器的一种近乎持续的电压提供。

在本发明的一个改进方案中控制器的一个内部的电压提供装置和通往控制器的线路连接。在这种情况中简单地通过引导汽车电池的电位的线路连续地给这个内部的电压提供装置提供能量。

为了阻止由于汽车电池和控制器的错误连接损害控制器，每条线路都是通过一个设置在控制器中的反极性保护装置通往控制器的内部电压提供装置。这样一种反极性保护装置可成本有利地实现，因为每条线路只需要一个二极管，这个二极管设置在控制器的输入端和内部的电压提供装置之间。

在本发明的另一方案中控制器和一个数据总线连接，这个数据总线接通控制器。在这种情况中这种连接是通过一个通信线路实现的，所述通信线路仅具有小的电压。因为这个电压对于控制器的内部电压提供装置不够用，所以为了接通控制器通过数据总线在控制器的内部电压提供装置和接地线之间设置一个蓄能器。这个蓄能器由通过外部的、和汽车电池连接的线路充电，并且供提高数据总线的电压信号使用，以便给内部电压提供装置提供足够的能源。

若蓄能器设计为电容器，则这个蓄能器可特别容易实现。这样成本有利的器件为控制器持续地提供工作电压作出贡献。

附图说明

本发明可以有许多实施形式。其中之一借助一些附图加以详细说明。

这些附图是：

图1：汽车中现有技术的发动机控制器的电路连接原理简图。

图2：按照一个第一实施形式的发动机控制器的外部和内部的电路连接图。

图3：按照图2的实施例的发动机控制器的电压曲线图。

图4：按照第二实施例的发动机控制器的外部和内部的电路连接图。

具体实施方式

在附图中相同的特征用相同的附图标记表示。

图1示出了现有技术的发动机控制器的电路连接图。发动机控制器1通过线路2直接和汽车电池3连接。因此汽车电池3的一个电压电位UBD永恒地紧贴在发动机控制器1的有关的输入端上。通过一条线路4点火开关5的一个端部设置在发动机控制器1的另一输入端上。所述点火开关的第二端部也连接在汽车电池3的电位UBD上。通过线路6将汽车电池3和主继电器7连接起来。所述主继电器通往发动机控制器的输入端HR。主继电器7的开关8在接通状态时通过线路9将汽车电池和发动机控制器1的第四输入端UBHR连接起来。

用于发动机控制器的输入端HR和UBHR的附图标记同时表示转换状态。这样HR表示主继电器，UBHR表示主继电器上的电池电压。UBD应持久地等同于电池电压。

从该图中可以看出，这个发动机控制器1不仅通过线路1持久地和汽车电池3的电位连接，而且有时也通过线路4、6和9和汽车电池的电位连接。这就导致给发动机控制器1的双重电压提供。

从图2可以看到，在第一实施例中取消了线路2，并且因此取消了发动机控制器1和汽车电池的持久的连接。在根据图1的这种设计中点火开关5和主继电器7，包括它的开关8是通过线路20、6和9和汽车电池3的电位连接。

在控制器1的内部设置发动机控制器1的一个内部电压提供装置10，这个内部电压提供装置和发动机控制器1的输入端K1.15、HR和UBHR连接。在输入端K1.15和内部电压提供装置10之间设置一个二极管11。此外，在输入端UBHR和内部电压提供装置10之间设置一个二极管12，在输入端HR和内部电压提供装置10之间设置另一二极管13。所有二极管11、12和13用作反极性保护装置、信号的脱耦，并且用于防止通过电容器向内部电压提供装置反向放电。这些二极管11、12和13彼此并联接线。它们直接通往内部电压提供装置10。

从图3中可以看出，由于这些电路连接虽然在不同的时刻发动机控制器1在线路20、6和9之间来往接通，但是在每个时刻汽车电池3的电位都加在发动机控制器1上。在图3中简图示出了位于发动机控制器1的单个的输入端K1.15、HR和UBHR上的电压变化和时间t的关系图，并且未示出电信号。在此用12伏表示汽车电池3的电位。

当点火开关5断开时在端子15上的电位为0伏。在相同的时刻断开的主继电器7通过线路6和汽车电池3连接，并且发动机控制器的输入端HR位于汽车电池3的电位上。输入端UBHR也为0伏，因为主继电器7是去活化的，并且开关8是打开的。

在图3的A点中操作点火开关，这和下述情况是相同的意思，即点火开关是闭合的，并且在端子15上为电池电位UBD，在控制信号脉冲输出之后主继电器7接通。其意思是主继电器7的开关8被闭合，并且由于继电器的机械吸动时间而时间滞后地因此在UBHR输入端有汽车电池的电位，其中，输入端HR以12伏接通到0伏。(B点)

在C点当点火开关断开时可看到一个可比较的电压曲线。在这种情况中点火开关5被打开，并且位于端子15的电位从12伏的电池电压下降到0伏。也就是说在端子15没有了电压。由于这一过程在控制信号脉冲输出之后断开主继电器。但是这种断开只有在例如为了结束存储过程或者诊断而结束了控制器的空程才进行，这在软件方面实现。现在发动机控制器的输入端HR又位于工作电压UBHR上，因为主继电器通过线路6和汽车电池3连接。在D点主继电器7由于它的机械释放时间在时间上滞后下降，其中，开关8被打开，并且主继电器断开。在这一时刻输入端UBHR又为0伏。

在图4中示出了本发明的一个可能的扩展方案。在这种情况中发动机控制器1和数据总线的一个未进一步示出的通信线路连接。这个数据总路线可以设计为CAN总线、Flex Ray或者LIN总线。在数据总线上传输一个用于发动机控制器1的起动脉冲。这个起动脉冲是由另一个控制器初始化。这个数据总线为比较高欧姆的，并且因此只具有少量几伏的电压电平。专门为了醒功能只有1伏电压供使用。这个电压对于发动机控制器1的内部电压提供装置10来说是不够用的。

根据图4，发动机控制器的输入端UBHR和HR与二极管12和13连接。这些二极管通往内部电压提供装置10。一个电容器14和这些二极管12和13并联地接地。电容器14搭接主继电器7的机械吸动时间，因为在此时刻数据总线不提供电压。由于发动机控制器1的内部电路电流吸收，估计为1毫安，主继电器7的机械吸动时间为5毫秒，所以具有容量为1μF的电容器14看起来足够在这么短的时间内保持能量的提供。

借助根据本发明的这些方案不仅可以省掉持续正连接，而且也可保证为发动机控制器中的不同功能提供电压。

所述的原理不仅适用于发动机控制器，而且也可用设置在汽车中的其它的控制器中，如变速器控制器或者ABS-控制器。

Claims (10)

1.给汽车的控制器(1)提供工作电压的方法，由汽车电池(3)持续地给控制器(1)供电，其特征在于，在每个时刻汽车电池(3)的电位(UBD)通过仅暂时地与控制器(1)连接的线路(4、6、9)和控制器(1)连接。

2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，控制器(1)的不同的线路(20、6、9)按照规定的顺序通过器件(5、7、8)和汽车电池(3)连接，这些器件在连接的时刻将控制器(1)和汽车电池(3)的电位(UBD)连接起来。

3.按照权利要求2所述的方法，其特征在于，在启动发动机期间通过点火开关(5)将控制器(1)和汽车电池(3)在继电器(7)激活时连接起来。

4.按照权利要求3所述的方法，其特征在于，在点火开关(5)断开后继电器(7)被去活化，在继电器(7)去活化状态时将控制器(1)和汽车电池(3)的电位(UBD)连接起来。

5.给汽车的控制器(1)提供工作电压的装置，由汽车电池(3)持续地给控制器(1)供电，其特征在于，设置给控制器(1)持续地提供电压的机构(5、7、8)，这些机构在不同的控制器阶段中将和控制器(1)连接的线路(20、6、9)中的至少一个线路和汽车电池(3)的电位(UBD)接通起来。

6.按照权利要求5所述的装置，其特征在于，控制器(1)的内部的电压提供装置(10)和通往控制器(1)的线路(4、6、9)连接。

7.按照权利要求6所述的装置，其特征在于，每条线路(20、6、9)都是通过设置在控制器中的反极性保护装置(11、12、13)通往控制器(1)的内部的电压提供装置(10)。

8.按照权利要求5所述的装置，其特征在于，控制器(1)和数据总线连接，这个数据总线接通控制器(1)。

9.按照权利要求8所述的装置，其特征在于，为了通过数据总线接通控制器(1)，在控制器(1)的内部的电压提供装置(10)和地之间设置蓄能器(14)。

10.按照权利要求9所述的装置，其特征在于，蓄能器是电容器(14)。

Images