CN106132780B - 用于车辆的多电压车载电网的控制设备 - Google Patents

用于车辆的多电压车载电网的控制设备 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于车辆的多电压车载电网的控制设备(1)。控制设备(1)包括：第一控制模块(11)，所述第一控制模块经由第一供给路径(A)连接到所述控制设备(1)的第一供给电压端子(111)上和/或连接到所述控制设备(1)的第一接地端子(112)上，以便在第一供给电压情况下被供给电流；和第二控制模块(12)，所述第二控制模块经由第二供给路径(B)连接到所述控制设备(1)的第二供给电压端子(121)上和/或连接到所述控制设备(1)的第二接地端子(122)上，以便在第二供给电压情况下被供给电流。根据本范明，第二供给路径(B)包含电路模块(13)，所述电路模块构成为，根据控制信号(1‑1)将所述第二供给路径(B)选择性地截止或者切换为能传导。

Description

用于车辆的多电压车载电网的控制设备
技术领域
本发明涉及一种用于车辆的多电压车载电网的控制设备，以及一种用于运行用于车辆的多电压车载电网的控制设备的方法。
背景技术
多电压车载电网有时安装在车辆、如轿车、卡车、列车等中。多电压车载电网通常包括第一子电网和第二子电网，所述第一子电网在第一供给电压中运行，所述第二子电网在第二供给电压中运行。在本文中尤其已知用于轿车的12V的子电网以及48V的子电网。
为了控制部件，例如为了控制由这两个子电网中的一个或者这两个子电网运行的泵，通常设有控制设备，所述控制设备包括第一控制模块和第二控制模块。第一控制模块通常构成用于在多电压车载电网的第一供给电压中运行而第二控制模块通常构成用于在第二供给电压中运行。为此，第一控制模块经由第一供给路径连接到控制设备的第一供给电压端子上和/或连接到控制设备的第一接地端子上，以便在第一供给电压的情况下被供给电流。类似地，这也适用于第二控制模块，所述第二控制模块经由第二供给路径连接到控制设备的第二供给电压端子上和/或连接到控制设备的第二接地端子上，以便在第二供给电压的情况下被供给电流。在这两个供给路径中能够设有电压转换器，使得给控制模块输送分别经转换的供给电压。
这两个控制模块能够经由控制信号路径彼此耦合，以便彼此交换控制信号。
在用于车辆的多电压车载电网的这类控制设备中，有问题的是，在多电压车载电网内，例如在上述控制信号路径中，会出现补偿电流，所述补偿电流会损伤或者损毁多电压车载电网的单元、尤其控制设备的单元。除此之外，在持续施加第一供给电压和第二供给电压时会产生泄漏电流，例如因电化学迁移(湿气)而促进的泄漏电流，所述泄漏电流同样会导致多电压车载电网中的损伤，尤其导致用于多电压车载电网的控制设备中的损伤。
发明内容
因此，本发明基于下述技术目的：确保车辆的多电压车载电网的更可靠的运行。
根据本发明的第一方面，该目的通过具有根据本发明的实施例的控制设备实现。此外，根据本发明的第二方面，所述目的通过具有根据本发明的实施例的用于运行用于车辆的多电压车载电网的控制设备的方法实现。有利的改进方案的特征在后续的描述中予以说明。
在本发明的第一方面的控制设备中，第二供给路径包含电路模块，所述电路模块构成用于根据控制信号选择性地将第二供给路径截止或者切换为能传导。
如果第二供给路径被截止，那么第二控制模块不被供给电流。在通过电路模块进行截止时，没有电流流经第二供给路径。在第二供给路径被截止的情况下，在第二控制模块上优选没有施加第二供给电压。由此避免：在控制设备中产生短路、泄漏电流或者类似故障。除此之外，控制设备的构件能够设计得更小，由此降低了控制设备的成本。通过截止第二供给路径的可行性，此外能够节省在其它情况下用于防止上述故障(例如由电化学迁移引起的泄漏电流)的材料和部件。总的来说，由此通过根据本发明的控制设备实现多电压车载电网的可靠的运行。
如果第二供给路径通过电路模块切换为能传导，那么能够在第二供给电压的情况下经由第二供给端子给第二控制模块输送电流。电路模块优选设计为，使得产生小的传导损耗直至不产生传导损耗。
控制模块能够以简单的方式安装在现有的控制设备中或者已经在控制设备的设计方案中予以考虑。电路模块可以小的耗费安装在控制设备中。控制信号尤其能够基本上无逻辑地、即在没有信号评估的情况下产生，这随后予以详细阐述。由此，本发明借助于简单的机构实现了多电压车载电网的显著更可靠的运行。
接下来详细阐述根据本发明的控制设备的部件：
根据本发明的控制设备构成用于使用在车辆的多电压车载电网中。所述控制设备例如用于控制部件、例如泵，所述泵在第一供给电压情况下和/或在第二供给电压情况下运行。通常，第二供给电压大于第一供给电压。第一供给电压例如为12V而第二供给电压为48V。这两个供给电压优选是直流电压。
为了控制由第一子电网和/或第二子电网运行的部件，控制设备包括所述的第一控制模块和所述的第二控制模块，所述第一控制模块能够构成用于在第一供给电压情况下运行，所述第二控制模块能够构成用于在第二供给电压情况下运行。
在控制设备中设有第一供给路径，所述第一供给路径将第一控制模块连接到控制设备的第一供给电压端子上和/或将第一控制模块连接到控制设备的第一接地端子上，使得第一控制模块能够在第一供给电压情况下被供给电流。在控制设备正常运行时，在第一供给电压端子上例如施加第一供给电压，使得在第一供给电压情况下经由第一供给电压端子给第一控制模块输送电流。例如在故障的情况下或者当控制设备被置于静止模式中或者被关断时，施加在第一供给电压端子上的电压也可以与第一供给电压偏差。第一供给电压例如是直流电压并且例如为大约12V。在第一供给路径中可以设有电压转换器，尤其直流电压转换器，使得转换过的第一供给电压能够经由第一供给路径被输送给第一控制模块。
此外，设有第二供给路径，所述第二供给路径将第二控制模块连接到控制设备的第二供给电压端子上和/或将第二控制模块连接到控制设备的第二接地端子上，使得第二控制模块能够在第二供给电压情况下被供给电流。在控制设备正常运行时，在第二供给电压端子上例如施加第二供给电压，使得在第二供给电压情况下经由第二供给电压端子给第二控制模块输送电流。但是，在第二供给电压端子上所施加的电压也能够与第二供给电压偏差，例如在故障的情况下。第二供给电压例如是直流电压并且例如为大约48V。在第二供给路径中同样可以设有电压转换器，尤其直流电压转换器，使得转换过的第二供给电压能够经由第二供给路径被输送给第二控制模块。
控制设备例如包括壳体，在所述壳体中不仅集成有第一控制模块而且集成有第二控制模块。这两个供给电压端子和这两个接地端子构成如下接口，控制设备经由所述接口能够接收第一供给电压和第二供给电压。这两个接地端子例如在空间上彼此分开地设置在壳体上，然而在控制设备之外连接到同一接地上，例如连接到车辆接地上。
第一控制模块此时并不一定必须构成为集成模块，而是可以包括一个或多个第一控制元件和其它的第一部件，所述第一部件也可以在空间上彼此分开地设置。就此而言，这也适用于第二控制模块。
第一控制模块例如包括微控制器。第二控制模块例如包括控制信号发送接收器，如局域互联网(LIN)收发器。例如，第二控制模块除了控制信号发送接收器外不包括其它的控制部件，尤其不包括其它的微控制器。
第一控制模块和第二控制模块能够经由至少一个控制信号路径彼此耦合，使得控制信号能够由第一控制模块传输至第二控制模块和/或将控制信号从第二控制模块传输至第一控制模块。
第一供给电压和第二供给电压优选分别是直流电压。不仅第一供给路径而且第二供给路径都能够分别包括一个或多个直流电压转换器，使得能够给第一控制模块的第一部件和/或第二控制模块的第二部件提供转换过的供给电压。这种直流电压转换器也能够构成为第一控制模块的一部分或者构成为第二控制模块的一部分，而不是安装在相关的供给路径中。
第二供给路径根据本发明包含电路模块，所述电路模块根据控制信号将第二供给路径截止或者切换为能传导，以便在第二供给电压情况下要么禁止电流供给要么保证电流供给。即，在第二供给路径被截止的情况下，不给第二控制模块提供电流。电路模块能够选择性地安装在第二供给路径的第一部分中和/或安装在第二供给路径的第二部分中，所述第一部分位于第二供给电压端子和第二控制模块的供给输入端之间，所述第二部分位于所述第二控制模块的供给输出端和第二接地端子之间。在所有情况下，通过电路模块截止第二供给路径使得禁止电流流经第二供给路径，而切换为能传导使得保证电流流经第二供给路径。
例如，电路模块构成用于：根据控制信号选择性地占据接通状态或者关断状态，其中在接通状态中，第二供给路径是能传导的，以便保证在第二供给电压情况下的电流供给，而其中在电路模块的关断状态中，第二供给路径被截止，以便禁止在第二供给电压情况下的电流供给。电路模块的这种功能例如能够通过可控开关确保，所述可控开关包括用于接收控制信号的控制信号输入端并且构成用于根据控制信号来切换。可控开关例如是MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)，譬如p沟道MOSFET，或者是另一晶体管类型。优选地，可控开关具有低的传导电阻，以便在接通状态下造成尽可能小的传导损耗直至不造成传导损耗。当在第二供给电压情况下经由第二供给路径给第二控制模块输送电流时，产生所述传导损耗，所述第二供给路径包含电路模块。该电流随后也流经可控开关。
接下来描述根据本发明的控制设备的其它优选的实施方式。这些优选的实施方式的其它特征能够彼此组合并且能够与已经在上文中所描述的可选的特征组合以构成其它的实施方式，只要它们未明确地作为彼此的替选方案来描述。
在一个优选的实施方式中，控制设备构成为，根据施加在第一供给电压端子上的电压来产生控制信号。
如果在第一供给电压端子上例如施加第一供给电压，即例如12V的供给电压，那么控制设备优选产生控制信号，使得电路模块不截止第二供给路径，而是切换为能传导，以便在第二供给电压情况下保证对于第二控制模块的电流供给。
如果施加在第一供给电压端子上的电压例如因为存在故障情况和/或控制设备转变到静止模式中而与第一供给电压偏差，那么控制设备优选产生控制信号，使得电路模块截止第二供给路径，以便在第二供给电压情况下禁止对第二控制模块的电流供给。
通过控制设备根据施加在第一供给电压端子上的电压如此产生控制信号能够以简单的方式借助于晶体管实现，这随后予以详细阐述。该实施方式在任何情况下都具有如下优点：当施加在第一供给电压端子上的电压与例如12V的第一供给电压偏差时，第二供给路径能够自动地被截止。如果例如通过切断第一供给电压的方式使第一控制模块置于静止模式中，也就是说，第一供给电压端子上的电压为大约0V，那么这种置于静止模式自动地引起第二供给路径被截止。以这种方式自动地保证，在第二控制设备中不产生短路和/或泄漏电流或者漏电流。根据施加在第一供给电压端子上的电压产生控制信号基本上能够“无逻辑地”进行，也就是说，在无信号评估的情况下进行。在控制设备中例如仅在电路技术方面保证，施加在第一供给电压端子上的电压与第一供给电压的偏差导致，电路模块截止第二供给路径，并且在第一供给电压端子上施加第一供给电压时将第二供给路径切换为能传导，使得第二控制模块能够在第二供给电压情况下被供给电流。
在另一优选的实施方式中，控制设备构成为，使得根据故障信号和/或根据有故障的供给电压产生控制信号，其中当下述中的至少一个为真时，存在有故障的供给电压：
-第一控制模块不再连接到第一接地端子上；
-第二控制模块不再连接到第二接地端子上；
-在多电压车载电网的第一子电网中有短路和/或在多电压车载电网的第二子电网中有短路，其中第一子电网在第一供给电压情况下运行而第二子电网在第二供给电压情况下运行；或者
-第一接地端子和第二接地端子之间的电势差超出阈值。
为了检测这种有故障的供给电压和/或为了接收这种故障信号，控制设备能够具有评估单元。这种评估单元能够耦合到第一供给电压端子上、耦合到第二供给电压端子上、耦合到第一接地端子上和/或耦合到第二接地端子上以检测有故障的供给电压和/或以产生或接收故障信号。
例如，当第一控制模块和/或第二控制模块不再接地时，才存在有故障的供给电压。这种意外事件也称为“撤除接地(Masseabriss)”或者“接地丢失”。此外，当在第一子网中和/或在第二子网中产生短路和/或两个接地端子之间的电势差超出阈值例如+/-1V时，存在有故障的供给电压。后一种故障情况也称为“接地偏置”。阈值的数值能够预设。
例如在供给电压有故障的情况下，控制设备产生用于电路模块的控制信号，使得电路模块截止第二供给路径，以便在第二供给电压情况下禁止对第二控制模块的供给。如果不存在有故障的供给电压和故障信号，那么控制设备例如产生控制信号，使得电路模块将第二供给路径切换为能传导，以至于第二控制模块能够在第二供给电压情况下被供给电流。
例如，设有用于监控多电压车载电网的监控单元。多电压车载电网的监控单元例如给控制设备输送故障信号。例如，如果在多电压车载电网中产生如下状态，所述状态要求切断控制设备中的第二供给电压或者在所述状态中切断控制设备中的第二供给电压是适当的，那么监控单元产生故障信号。例如，控制设备响应于故障信号的接收而产生控制信号，使得该控制信号促使电路模块截止第二供给路径。
在上文中所描述的实施方式也能够彼此组合。控制设备例如构成为，不仅根据施加在第一供给电压端子上的电压而且根据有故障的供给电压和/或根据故障信号产生用于电路模块的控制信号。控制设备例如产生控制信号，使得仅当施加在第一供给电压端子上的电压与第一供给电压无偏差，不存在任何类型的有故障的供给电压并且不施加故障信号时，第二供给路径才通过电路模块切换为能传导。一旦存在有故障的供给电压和/或显示出故障信号，那么截止第二供给路径是必要的或者是适当的，和/或一旦施加在第一供给电压端子上的电压与第一供给电压偏差，那么控制设备产生用于电路模块的控制信号，使得切换模块截止第二供给路径，使得禁止在第二供给电压情况下给第二控制模块供给电流。
在控制设备的另一优选的实施方式中，电路模块经由控制信号路径连接到第一供给电压端子上，以便接收控制信号。在该实施方式中，施加在第一供给电压端子上的电压直接对控制信号起作用并从而直接对电路模块的状态起作用。
控制信号路径例如包含晶体管，所述晶体管具有晶体管控制输入端、功率信号输入端和功率信号输出端。晶体管控制输入端例如耦合到第一供给电压端子上，使得施加在第一供给电压端子上的电压控制晶体管。晶体管的功率信号输出端例如耦合到第二接地端子上，而功率信号输入端不仅耦合到第二供给电压端子上而且耦合到电路模块上，以便给电路模块输送控制信号。也就是说，控制设备的晶体管根据施加在第一供给电压端子上的电压产生用于电路模块的控制信号。
晶体管例如设置在控制信号路径中，使得施加在第一供给电压端子上的第一供给电压引起：通过晶体管产生的控制信号促使电路模块将第二供给路径切换为能传导，并且使得第一供给电压端子上的与第一供给电压偏差的电压引起：通过晶体管产生的控制信号促使电路模块截止第二供给路径。
如所述的那样，在根据本发明的控制设备的一个优选的实施方式中，电路模块包含可控开关，其中所述可控开关优选具有用于接收控制信号的控制信号输入端并且构成为，根据控制信号进行切换。可控开关例如是晶体管，例如是p沟道MOSFET，所述晶体管优选包括较低的传导电阻，使得当第二控制模块经由第二供给路径获取电流时，能够尽可能地避免传导损耗。
此外，可控开关例如具有电流信号输入端和电流信号输出端，其中电流信号输入端优选连接到第二供给电压端子上而电流信号输出端优选连接到第二控制模块的供给输入端上。作为其替选方案，电流信号输入端连接到第二控制模块的供给输出端上而电流信号输出端连接到第二接地端子上。
也就是说，具有可控开关的电路模块能够选择性地包含在第二供给路径的第一部分中或者包含在第二供给路径的第二部分中，所述第一部分位于第二供给电压端子和第二控制模块的供给输入端之间，所述第二部分位于第二控制模块的供给输出端和第二接地端子之间。在第二供给电压情况下(或者在转换过的第二供给电压情况下)第二控制模块经由供给输入端获取电流，而第二控制模块经由供给输出端输出电流。
然而，优选的是，具有可控开关的电路模块连接在第二供给路径的所述第一部分中、即连接在第二供给电压端子和第二控制模块的供给输入端之间。如果第二供给路径通过电路模块截止，那么保证：第二控制模块不被加载第二供给电压。此外，优选的是，电路模块的可控开关紧邻第二供给电压端子地设置，使得在第二供给路径被截止的情况下，施加在第二供给电压端子上的电压仅施加在第二供给电压端子附近，然而不在控制设备的其它区域中。也就是说，可控开关的电流信号输入端和第二供给电压端子之间的间距优选是小的并且例如小于1cm。
在另一优选的实施方式中，控制设备的晶体管的功率信号输入端例如经由第一欧姆电阻耦合到电路模块的可控开关的控制信号输入端上。此外，控制信号输入端优选例如经由第二欧姆电阻耦合到第二供给电压端子上。这两个欧姆电阻构成分压器，并且施加在这两个欧姆电阻之间的电压是用于可控开关的控制信号。
也就是说，可控开关优选根据如下电压来切换，所述电压施加在这两个欧姆电阻之间。施加在该处的电压的值因此通过施加在第一供给电压端子上的电压来确定，因为后者控制晶体管并从而控制流经这两个欧姆电阻的电流。如果晶体管被接通，那么这两个欧姆电阻串联连接，并且施加在第二供给电压端子上的电压基本上降落在这两个欧姆电阻上。这两个欧姆电阻中的至少一个优选是高欧姆的，使得在晶体管接通的情况下产生小的传导损耗，理想状态下不产生传导损耗。如果晶体管由于施加在第一供给电压端子上的电压而被关断，那么没有电流流经这两个欧姆电阻，使得施加在这两个欧姆电阻之间的电压引起：可控开关截止第二供给路径。在这种情况下，禁止电流流经第二供给路径。
替代于欧姆电阻，也能够设有另一阻抗类型，以便构成所述的分压器。
在另一优选的实施方式中，第一控制模块具有控制信号发送接收器，例如局域互联网(LIN)收发器，所述控制信号发送接收器经由至少一个控制信号路径耦合到第二控制模块上，以便给第二控制模块提供第一控制信号和/或从第二控制模块接收第二控制信号。也就是说，第一控制模块和第二控制模块能够经由至少一个控制信号路径彼此通信地耦合。不仅第一控制模块和第二控制模块而且至少一个控制信号路径能够在根据本发明的控制设备的另一实施方式中集成在控制设备的壳体中。
根据本发明的第二方面，上述目的通过一种具有本发明的实施例的用于运行用于车辆的多电压车载电网的控制设备的方法来实现。
本发明的第二方面的方法共享本发明的第一方面的控制设备的优点。所述方法的优选的实施方式对应于本发明的第一方面的控制设备的上述优选的实施方式，尤其如在后续的描述中所限定的那样。
在一个特别优选的实施方式中，根据施加在第一供给电压端子上的电压产生控制信号。作为其替选方案或者附加方案，在另一优选的实施方式中根据故障信号和/或根据有故障的供给电压产生控制信号。此外在上文中，已经说明了有故障的供给电压的实例以及产生故障信号的实例。
附图说明
本发明的其它特征和优点在接下来根据附图对实施例的描述中变得清楚。
附图示出：
图1示出根据本发明的第一方面的控制设备的第一实施方式的示意性的和示范性的视图；以及
图2示出图1中示出的控制设备的示例性的实行方案的示意性的和示范性的视图。
具体实施方式
图1示出控制设备1的第一实施方式的示意性的、示范性的视图。控制设备1设置用于使用在车辆例如轿车的多电压车载电网中。多电压车载电网例如是轿车的已知的12V/48V的多电压车载电网。
控制设备1包括第一控制模块(12V)和第二控制模块(48V)。这两个控制模块11和12设置在控制设备1的壳体17中。在壳体17上设有多个端子。经由第一供给电压端子111和第一接地端子112给控制设备1输送第一供给电压。在控制设备1正常运行时，在第一供给电压端子111上施加例如12V的第一供给电压。
经由第二供给电压端子121并且经由第二接地端子122给控制设备1输送例如48V的第二供给电压。这两个接地端子112和122例如在控制设备1之外、即例如在壳体17之外连接到共同的接地端子上、例如连接到车辆接地上。
此外，设有第一控制信号接口113，第一控制模块11能够经由所述第一控制信号接口输出信号和/或接收信号。此外，设有第二控制信号接口123，第二控制模块12能够经由所述第二控制信号接口输出信号和/或接收信号。第一控制模块11和第二控制模块12经由至少一个控制信号路径1112彼此耦合，使得第一控制模块11能够给第二控制模块12输送第一控制信号和/或能够从第二控制模块12接收第二控制信号。
为了给这两个控制模块11和12分别供给对于相应的运行所需的电流，设有第一供给路径A和第二供给路径B。
第一供给路径A将第一控制模块11连接到第一供给电压端子111和第一接地端子112上。在第一供给电压情况下经由该第一供给路径A给第一控制模块11输送电流。
第二供给路径B将第二控制模块12连接到第二供给电压端子121和第二接地端子122上。在控制设备1正常运行时，在第二供给电压情况下经由第二供给路径B给第二控制模块12输送电流。
第一控制模块11为了接收和输出电流包括第一供给输入端114和第一供给输出端115，施加在第一供给电压端子111上的电压经由第一供给路径A被输送给所述第一供给输入端，所述第一供给输出端经由第一供给路径A连接到第一接地端子112上。同样地，第二控制模块12为了接收和输出电流包括供给输入端124和供给输出端125，所述供给输入端经由第二供给路径B耦合到第二供给电压端子121上，所述供给输出端经由第二供给路径B连接到第二接地端子122上。
在供给路径A和B中也能够分别设有一个或多个电压转换器，以便给控制模块11和12提供转换过的供给电压。然而所述电压转换器在附图中未示出。
控制设备1此外包括电路模块13，所述电路模块设置在第二供给路径B中。根据控制信号1-1，电路模块13截止第二供给路径B或者将该第二供给路径切换为能传导，以便在第二供给电压情况下禁止或保证电流供给。通过电路模块13截止第二供给路径B使得没有电流流经第二供给路径B。
为了接收控制信号1-1，控制设备1包括控制信号路径C，所述控制信号路径耦合到第一供给电压端子111上，使得电路模块13能够接收控制信号1-1。这此时要借助在图2中示出的实例来详细阐述。
图2示出图1中所示出的控制设备1的示例性的实施方案，其中控制设备1的相同部件用相同的附图标记来表示。
在根据图2的实施例中，电路模块13包括可控开关131(在下文中也直接称为“开关”131)。开关131根据控制信号1-1来切换。在接通状态中，开关131将第二供给路径B切换为能传导，使得保证经由第二供给路径B的电流供给。也就是说，在接通状态中，第二控制模块12在第二供给电压端子121上施加有电压的情况下接收电流。在关断状态中，开关131截止第二供给路径B。由此，禁止电流流经第二供给路径B，使得第二控制模块12不被供给电流。也就是说，施加在第二供给电压端子121上的电压也不施加在第二供给输入端124上。
在图2中示出的实例中，可控开关131是p沟道MOSFET。然而，基本上也可以考虑其它晶体管类型来实现开关模块13的功能。然而符合目的的是，所使用的开关/晶体管具有低的传导电阻，以便在接通状态中引起尽可能低的传导损耗，理想情况下不引起传导损耗。
可控开关131通过控制信号1-1控制。也就是说，在图2中示出的实例中，控制信号1-1经由控制信号路径C被输送给电路模块13即可控开关131。控制信号路径C将电路模块13与第一供给电压端子111连接。换句话说，控制设备1根据施加在第一供给电压端子111上的电压产生控制信号1-1。
控制信号路径C包括晶体管14，所述晶体管具有第一晶体管控制输入端14-1、功率信号输出端14-3和功率信号输入端14-2。晶体管控制输入端14-1经由第一二极管116连接到第一供给电压端子111上。功率信号输出端14-3连接到第二接地端子122上，例如经由如在图2中所示出的第二供给路径B连接到第二接地端子上。晶体管14的功率信号输入端14-2经由第一欧姆电阻15连接到可控开关131的控制信号输入端131上。在MOSFET的情况下，控制信号输入端131-1是栅极端子。控制信号输入端131-1经由第二欧姆电阻133连接到第二供给电压端子121上。可控开关131的电流信号输入端131-1同样连接到第二供给电压端子121上。在MOSFET的情况下，电流信号输入端131-2例如是源极端子。开关131的电流信号输出端131-3连接到第二控制模块的供给输入端124上。在MOSFET的情况下，电流信号输出端131-3例如是漏极端子。
晶体管14例如是双极型晶体管，如npn晶体管。在这种情况下，晶体管控制输入端14-1是基极端子，功率信号输出端14-3是发射极端子而功率信号输入端14-2是集电极端子。
如果在第一供给电压端子111上施加例如12V的第一供给电压，那么晶体管14接通。因此，电流流经第一欧姆电阻15和第二欧姆电阻133，所述电流通过施加在第二供给电压端子121上的电压产生。这两个欧姆电阻15和133构成分压器，所述分压器预设控制信号输入端131-1上的电压。该电压是控制信号1-1。
因为在晶体管14的接通状态中在通过这两个欧姆电阻15和133构成的分压器上降落有电压，所以施加在控制信号输入端131-1上的电压引起可控电路131接通，即，将第二供给路径B切换为能传导。随后，在第二供给电压端子121上施加有电压时经由第二供给路径B给第二控制模块12提供电流。该电压在控制设备1正常运行时与第二供给电压，即例如48V相同。
如果施加在第一供给电压端子111上的电压与第一供给电压偏差，那么所述电压例如下降到大致0V，因为存在有故障的供给电压和/或控制设备1应转变到静止模式中，那么晶体管14截止。这自动引起：施加在控制信号输入端131-1上的电压下降或者为0V，使得可控开关131关断并且截止第二供给路径B。在该状态中，没有电流流经第二供给路径，使得第二控制模块12不被供给电流。
出于安全性原因，在控制信号路径C中设有第一二极管116。第一二极管116保证：在晶体管14故障的情况下，施加在第二供给电压端子121上的电压在任何情况下都不被输送给第一供给电压端子111，而是降落在二极管116上。
在图2中示出的实例中，第一控制模块111包括控制信号发送接收器(LIN)118，所述控制信号发送接收器经由控制信号路径1112耦合到第二控制模块12上。控制信号发送接收器118例如设计为LIN收发器。控制信号发送接收器118经由第二二极管117耦合到第一供给电压端子111上。第二二极管117实现对控制信号发送接收器118的防反接保护。
在这两个附图中示出的控制设备1的实施例参照类型为12V/48V的多电压车载电网来阐述。然而本发明并不限于这类型的多电压车载电网；更确切地说，第一供给电压和第二供给电压也能够为不同于12V或48V的值。
此外，在所示出的实施例中电路模块13在第二供给路径B的第一部分中设置在第二供给电压端子121和第二控制模块12的第二供给输入端124之间。然而，电路模块13也能够在第二供给路径B的第二部分中设置在第二控制模块12的第二供给输出端125和第二接地端子122之间，并且也能够在这些位置中选择性地将第二供给路径切换为能传导或者截止。
替代于或者附加于在图2中所示出的场效应晶体管，电路模块13也可以包括双极型晶体管或者另一晶体管类型。同样地，晶体管14可以不构成为双极型晶体管，而是构成为场效应晶体管。
参照在图1和图2中示出的实施例阐述：控制设备1根据施加在第一供给电压端子111上的电压产生控制信号1-1。然而，如在说明书的概述部分中已经强调过的那样，除了或者替选于根据第一供给电压端子111上的电压由控制设备1产生控制信号1-1，也能够根据有故障的供给电压和/或根据故障信号由控制设备1产生控制信号1-1。为了该目的，控制设备1可以包括在附图中未示出的评估单元，所述评估单元检测这种有故障的供给电压和/或接收这种故障信号。
当第一控制模块11不再连接到第一接地端子112上、第二控制模块12不再连接到第二接地端子122、在多电压车载电网的第一子电网中和/或在多电压车载电网的第二部分中存在短路、和/或第一接地端子112和第二接地端子122之间的电势差超过例如为1V的阈值时，例如存在有故障的供给电压。
例如设有(在附图中未示出的)监控单元，用于监控多电压车载电网。监控单元同样可以安装在控制设备1的壳体17中。作为替选方案，监控单元安装在壳体1之外。多电压车载电网的监控单元例如给控制设备1输送故障信号。例如，如果在多电压车载电网中产生如下状态，所述状态要求切断控制设备1中的第二供给电压，或者在所述状态中切断控制设备1中的第二供给电压是适当的，则监控单元产生故障信号。控制设备1例如响应于故障信号的接收而产生控制信号1-1，使得该控制信号促使电路模块13截止第二供给路径B。
在图2中示出的第一二极管116和第二二极管117也能够设置在第一控制模块11之外。就此而言同样适用于第二欧姆电阻133。该欧姆电阻133也可以设置在电路模块13之外。
附图标记列表
1 控制设备
1-1 控制信号
11 第一控制模块
111 第一供给电压端子
1112 控制信号路径
112 第一接地端子
113 第一控制信号接口
114 第一供给输入端
115 第二供给输出端
116 第一二极管
117 第二二极管
118 控制信号发送接收器
12 第二控制模块
121 第二供给电压端子
122 第二接地端子
123 第二控制信号接口
124 第二供给输入端
125 第二供给输出端
13 电路模块
131 可控开关
131-1 控制信号输入端
131-2 电流信号输入端
131-3 电流信号输出端
133 第二欧姆电阻
14 晶体管
14-1 晶体管控制输入端
14-2 功率信号输入端
14-3 功率信号输出端
15 第一欧姆电阻
17 壳体
A 第一供给路径
B 第二供给路径
C 控制信号路径

Claims (22)

1.一种用于车辆的多电压车载电网的控制设备(1)，所述控制设备包括：
-第一控制模块(11)，所述第一控制模块经由第一供给路径(A)连接到所述控制设备(1)的第一供给电压端子(111)上和/或经由第一供给路径(A)连接到所述控制设备(1)的第一接地端子(112)上，以便在所述多电压车载电网的第一供给电压情况下被供给电流；和
-第二控制模块(12)，所述第二控制模块经由第二供给路径(B)连接到所述控制设备(1)的第二供给电压端子(121)上和/或经由第二供给路径(B)连接到所述控制设备(1)的第二接地端子(122)上，以便在所述多电压车载电网的第二供给电压情况下被供给电流；
其特征在于，
所述第二供给路径(B)包含电路模块(13)，所述电路模块构成为，根据控制信号(1-1)将所述第二供给路径(B)选择性地截止或者切换为能传导。
2.根据权利要求1所述的控制设备(1)，其特征在于，所述控制设备(1)构成为，根据施加在所述第一供给电压端子(111)上的电压产生所述控制信号(1-1)。
3.根据权利要求1所述的控制设备(1)，其特征在于，所述控制设备(1)构成为，根据故障信号和/或根据有故障的供给电压产生所述控制信号(1-1)，其中当下述中的至少一个为真时，存在所述有故障的供给电压：
-所述第一控制模块(11)不再连接到所述第一接地端子(112)上；
-所述第二控制模块(12)不再连接到所述第二接地端子(122)上；
-在所述多电压车载电网的第一子电网中和/或在所述多电压车载电网的第二子电网中存在短路，其中所述第一子电网在所述第一供给电压情况下运行而所述第二子电网在所述第二供给电压情况下运行；或者-所述第一接地端子(112)和所述第二接地端子(122)之间的电势差超出阈值。
4.根据权利要求1所述的控制设备(1)，其特征在于，所述电路模块(13)构成为，根据所述控制信号(1-1)选择性地占据接通状态或者关断状态，其中在接通状态中所述第二供给路径(B)是能传导的，以便保证在所述第二供给电压情况下的电流供给，而其中在关断状态中所述第二供给路径(B)是截止的，以便禁止在所述第二供给电压情况下的电流供给。
5.根据权利要求1所述的控制设备(1)，其特征在于，所述电路模块(13)经由控制信号路径(C)连接到所述第一供给电压端子(111)上，以便接收所述控制信号(1-1)。
6.根据权利要求5所述的控制设备(1)，其特征在于，所述控制信号路径(C)包含晶体管(14)，所述晶体管具有晶体管控制输入端(14-1)、功率信号输入端(14-2)和功率信号输出端(14-3)，其中
-所述晶体管控制输入端(14-1)耦合到所述第一供给电压端子(111)上，以及
-所述功率信号输入端(14-2)耦合到所述第二供给电压端子(121)和所述电路模块(13)上，以便给所述电路模块(13)输送所述控制信号(1-1)。
7.根据权利要求6所述的控制设备(1)，其特征在于，所述功率信号输出端(14-3)耦合到所述第二接地端子(122)上。
8.根据权利要求1所述的控制设备(1)，其特征在于，所述电路模块(13)包括可控开关(131)，所述可控开关具有用于接收所述控制信号(1-1)的控制信号输入端(131-1)，其中所述可控开关(131)构成为，根据所述控制信号(1-1)进行切换。
9.根据权利要求8所述的控制设备(1)，其特征在于，所述可控开关(131)具有电流信号输入端(131-2)和电流信号输出端(131-3)，其中
-所述电流信号输入端(131-2)连接到所述第二供给电压端子(121)上；或者
-电流信号输出端(131-3)连接到所述第二接地端子(122)上。
10.根据权利要求9所述的控制设备(1)，其特征在于，所述电流信号输出端(131-3)连接到所述第二控制模块(12)的供给输入端(124)上。
11.根据权利要求9所述的控制设备(1)，其特征在于，所述电流信号输入端(131-2)连接到所述第二控制模块(12)的供给输出端(125)上。
12.根据权利要求6所述的控制设备(1)，其特征在于，所述电路模块(13)包括可控开关(131)，所述可控开关具有用于接收所述控制信号(1-1)的控制信号输入端(131-1)，其中所述可控开关(131)构成为，根据所述控制信号(1-1)进行切换，其中所述晶体管(14)的所述功率信号输入端(14-2)耦合到所述可控开关(131)的所述控制信号输入端(131-1)上。
13.根据权利要求12所述的控制设备(1)，其特征在于，所述晶体管(14)的所述功率信号输入端(14-2)经由第一欧姆电阻(15)耦合到所述可控开关(131)的所述控制信号输入端(131-1)上。
14.根据权利要求8所述的控制设备(1)，其特征在于，所述控制信号输入端(131-1)耦合到所述第二供给电压端子(121)上。
15.根据权利要求14所述的控制设备(1)，其特征在于，所述控制信号输入端(131-1)经由第二欧姆电阻(133)耦合到所述第二供给电压端子(121)上。
16.根据权利要求1所述的控制设备(1)，其特征在于，所述第一控制模块(11)具有控制信号发送接收器(118)，所述控制信号发送接收器经由至少一个控制信号路径(1112)耦合到所述第二控制模块(12)上，以便给所述第二控制模块(12)提供第一控制信号和/或以便从所述第二控制模块(12)接收第二控制信号。
17.根据权利要求16所述的控制设备(1)，其特征在于，所述控制信号发送接收器(118)是局域互联网收发器。
18.根据权利要求1所述的控制设备(1)，其特征在于，所述控制设备(1)具有壳体(17)，在所述壳体中集成有所述第一控制模块(11)、所述第二控制模块(12)和所述电路模块(13)。
19.根据权利要求1所述的控制设备(1)，其特征在于，所述第二供给电压大于所述第一供给电压。
20.一种用于运行用于车辆的多电压车载电网的控制设备(1)的方法，其中所述控制设备(1)具有：
-第一控制模块(11)，所述第一控制模块经由第一供给路径(A)连接到所述控制设备(1)的第一供给电压端子(111)上和/或经由第一供给路径(A)连接到所述控制设备(1)的第一接地端子(112)上，以便在所述多电压车载电网的第一供给电压情况下被供给电流；和
-第二控制模块(12)，所述第二控制模块经由第二供给路径(B)连接到所述控制设备(1)的所述第二供给电压端子(121)和/或经由第二供给路径(B)连接到所述控制设备(1)的第二接地端子(122)上，以便在所述多电压车载电网的第二供给电压情况下被供给电流；
其特征在于，所述方法包括：
-根据控制信号(1-1)控制设置在所述第二供给路径(B)中的电路模块(13)，以便将所述第二供给路径(B)选择性地截止或切换为能传导。
21.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，根据施加在所述第一供给电压端子(111)上的电压产生所述控制信号(1-1)。
22.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，根据故障信号和/或根据有故障的供给电压产生所述控制信号(191)，其中当下述中的至少一个为真时，存在所述有故障的供给电压：
-所述第一控制模块(11)不再连接到所述第一接地端子(112)上；
-所述第二控制模块(12)不再连接到所述第二接地端子(122)上；
-在所述多电压车载电网的第一子电网中和/或在所述多电压车载电网的第二子电网中存在短路，其中所述第一子电网在所述第一供给电压情况下运行而所述第二子电网在所述第二供给电压情况下运行；或者
-所述第一接地端子(112)和所述第二接地端子(122)之间的电势差超过阈值。
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