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(xiàng)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(jī)電器件，盡管誰(shuí)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(diǎn)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(xiǎn)絲盒、繼電器觸點(diǎn)，以及點(diǎn)火線圈或若干點(diǎn)火線圈初級(jí)線圈它可攜載至少4個(gè)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(diǎn)激勵(lì)電路所汲取的負(fù)荷相比，繼電器線圈需要也許5％或低于5％的電流來(lái)動(dòng)作，為此，繼電器線圈可以使用非常細(xì)的導(dǎo)線接到汽車點(diǎn)火開(kāi)關(guān)上，而且汽車點(diǎn)火開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)上額定電流也要小得多，但如果電路直接接到點(diǎn)火開(kāi)關(guān)上，情況則可能相反。
這種設(shè)備的一個(gè)特別突出的用途就是用在驅(qū)動(dòng)汽車起動(dòng)電動(dòng)機(jī)的螺線管組件中。然而，在起動(dòng)電動(dòng)機(jī)中，當(dāng)汽車點(diǎn)火開(kāi)關(guān)扳到“起動(dòng)”位置時(shí)，螺線管才動(dòng)作。
在與點(diǎn)火和任何燃油泵電路相連接的繼電器中，在點(diǎn)火開(kāi)關(guān)扳到“運(yùn)行”和“起動(dòng)”位置時(shí)，這些螺線管則必須動(dòng)作。
現(xiàn)代汽車停機(jī)裝置可以是獨(dú)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(diǎn)火裝置或燃油泵的電源，除非駕駛員超控，因?yàn)樗沼懈婢鞯蔫€匙。過(guò)去，這些鑰匙簡(jiǎn)直就是從簡(jiǎn)單的電阻網(wǎng)絡(luò)、數(shù)字鍵盤到采用二進(jìn)制代碼串和代碼跳動(dòng)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(kāi)始使用電子鑰匙。在所有這些設(shè)備中，汽車停機(jī)裝置必須采用導(dǎo)線接入汽車電路。為此，需要對(duì)現(xiàn)有的汽車電路進(jìn)行修改，以便安裝汽車停機(jī)裝置，但這樣既耗費(fèi)時(shí)間，且又需要安裝人員對(duì)汽車電路比較了解。如果安裝人員對(duì)汽車電路不熟悉，就需要進(jìn)行調(diào)查分析，確定汽車電路的性質(zhì)。
在整個(gè)技術(shù)設(shè)計(jì)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(gè)所述整體或某一組整體，但并不是排除任何其他某一個(gè)整體或任何其他某一組整體。
該項(xiàng)發(fā)明提供了一個(gè)兼有執(zhí)行許可裝置的自備式繼電器，該項(xiàng)自備式繼電器具有切換電路時(shí)使用的開(kāi)關(guān)裝置和可驅(qū)動(dòng)該開(kāi)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(lái)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(gè)輸入部件；存儲(chǔ)器包含有一個(gè)分配給該繼電器的存儲(chǔ)代碼；比較器的功能就是將上述加密代碼同該存儲(chǔ)代碼進(jìn)行比較；在這里，當(dāng)該比較器測(cè)定結(jié)果發(fā)現(xiàn)加密代碼與存儲(chǔ)代碼相符時(shí)，控制器則驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)裝置，從而對(duì)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(guò)至少一個(gè)橋式整流器獲得自己的電源。橋式整流器的連接旨在用來(lái)整流自第一次輸入部件、開(kāi)關(guān)裝置、以及一個(gè)有效機(jī)箱接地中一個(gè)或多個(gè)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(gè)插入式更換單元使用，無(wú)論原來(lái)設(shè)備內(nèi)接線極性如何，都不會(huì)對(duì)其帶來(lái)影響。
為了說(shuō)明這個(gè)問(wèn)題，該自備式繼電器的第一次輸入部件可以看作是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)繼電器的控制線圈至少在比較器測(cè)定代碼是否符合時(shí)是這樣，而開(kāi)關(guān)裝置則可以被看作是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)繼電器的觸點(diǎn)。
一般來(lái)講，開(kāi)關(guān)裝置由開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)組成，用來(lái)開(kāi)關(guān)電流。在一個(gè)特定用途中，開(kāi)關(guān)裝置將電源切換到Kettering凱特林點(diǎn)火內(nèi)燃機(jī)點(diǎn)火線圈的初級(jí)電路上。而在另外一種用途上，開(kāi)關(guān)裝置則將電源切換到汽車燃油系統(tǒng)或內(nèi)燃機(jī)噴油系統(tǒng)二者之中任何一個(gè)或二者的燃油泵上。不言而喻，開(kāi)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(kāi)關(guān)元件。
一般來(lái)講，控制器通常是由具有開(kāi)關(guān)器件的機(jī)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(kāi)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(dòng)電路等組成。
比較器可以是用來(lái)將所產(chǎn)生的模擬信號(hào)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(hào)與上述存儲(chǔ)代碼進(jìn)行比較的模擬器件，或者是一個(gè)采用串行發(fā)送二進(jìn)制碼形式將加密代碼同存儲(chǔ)代碼進(jìn)行比較的一個(gè)微處理機(jī)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(kāi)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(shí)從第一次輸入部件和開(kāi)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(gè)的最佳特性，在部分電源基準(zhǔn)為機(jī)箱接地的情況下，為方便起見(jiàn)，自備式繼電器還可以接到機(jī)箱接地，以便獲得電源。
此外，加密代碼最好是一個(gè)串行二進(jìn)制代碼，第二次輸入部件從位于自備式繼電器內(nèi)的無(wú)線電接收機(jī)上接收加密代碼。在這種情況下，加密代碼可通過(guò)一個(gè)手持式遙控發(fā)送器，或通過(guò)專用連接器供電的移動(dòng)式發(fā)送器進(jìn)行發(fā)送。在汽車內(nèi)使用時(shí)，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(diǎn)煙器插座。
或者，加密代碼可以是一個(gè)串行二進(jìn)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(guò)一個(gè)移動(dòng)式發(fā)送器加到電源上，而發(fā)送器的電源則由一個(gè)專用連接器提供。在汽車內(nèi)使用時(shí)，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(diǎn)煙器插座。
自備式繼電器內(nèi)最好還可以裝有一個(gè)抑制電路，防止開(kāi)關(guān)器被起動(dòng)，除非在第一次輸入部件上存在電壓差時(shí)，才可起動(dòng)。
抑制電路內(nèi)最好裝有一個(gè)光隔離器，其輸入端接至第一次輸入部件上。


該項(xiàng)發(fā)明的兩個(gè)特別最佳的具體裝置參照附圖予以說(shuō)明圖1是根據(jù)第一個(gè)具體裝置給出的汽車停機(jī)裝置代碼發(fā)送器的電路圖。
圖2至圖4是根據(jù)第一個(gè)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(gè)具體裝置給出的自備式繼電器的電路圖。
最佳實(shí)施例兩項(xiàng)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(jī)裝置使用，而不需要對(duì)汽車線路進(jìn)行改動(dòng)，這對(duì)于目前已知類型的汽車停機(jī)裝置來(lái)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(lái)激活起動(dòng)電動(dòng)機(jī)電磁線圈，通往點(diǎn)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(méi)有許可起動(dòng)裝置對(duì)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(dòng)。這兩項(xiàng)具體裝置同以觸點(diǎn)11形式的開(kāi)關(guān)裝置和以動(dòng)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(dòng)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(gè)具體裝置使用了一個(gè)插入式模塊17，如圖所示，該模塊有觸點(diǎn)19，模塊安裝在殼體(圖中未示)內(nèi)，這樣在汽車儀表板點(diǎn)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(shí)可產(chǎn)生52.5KHz頻移鍵控(FSK)編碼信號(hào)，該信號(hào)疊加在汽車的線路上。
插入式模塊17有一個(gè)微處理機(jī)21，該微處理機(jī)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(guò)串行諧振電路25和簡(jiǎn)單的帶通濾波器27送到功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管FET驅(qū)動(dòng)器23，驅(qū)動(dòng)變壓器29，變壓器通過(guò)甚低阻抗耦合器將信號(hào)耦合到電源線上，從而將該數(shù)據(jù)加到汽車線路上。
參照?qǐng)D2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(hào)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(hào)。盡管其它一些制造廠商可能會(huì)用相同的插腳兼容，和/或也許相同的接線柱編號(hào)，但應(yīng)該明白，有些制造廠商可能不使用上述編號(hào)。在這種情況下，就需要進(jìn)行改動(dòng)，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(hào)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(diǎn)，而接線柱87a則是常閉觸點(diǎn)。接線柱87是標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備繼電器的常開(kāi)觸點(diǎn)。跨接在標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備繼電器的這些觸點(diǎn)中的任何觸點(diǎn)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(shí)，這就是程序起動(dòng)的信號(hào)，閉合內(nèi)部的停機(jī)裝置繼電器。以光隔離器電路31形式的抑制電路用來(lái)確保該程序起動(dòng)不會(huì)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(jiǎn)單的橋式電路的原因是，在接線柱85和86的任何一個(gè)或兩者上會(huì)有一個(gè)正電位。程序起動(dòng)應(yīng)該只能在跨接接線柱85和86的電壓出現(xiàn)差別時(shí)才會(huì)開(kāi)始，而當(dāng)它們二者均處于高位時(shí)，則不會(huì)開(kāi)始。
另外，由于可能會(huì)遇到極性變化，橋式整流器33用來(lái)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(hào)加電這些插腳上前接線柱85和86上沒(méi)電時(shí)，常開(kāi)接線柱87和30上就會(huì)有采用極性相接的第二電源。由橋式整流器37實(shí)現(xiàn)任何必須進(jìn)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(dòng)電動(dòng)機(jī)繼電器的應(yīng)用情況。由于點(diǎn)火開(kāi)關(guān)通過(guò)“附件”進(jìn)行切換，然后再扳到“點(diǎn)火接通”位置，插入式模塊17從而有電，駕駛員可將其插入點(diǎn)煙器插座內(nèi)。如果接線柱85和86上沒(méi)有電源來(lái)向該裝置供電，那么在接線柱30和87上就會(huì)有電。因此，該具體裝置的繼電器就會(huì)得到來(lái)自接線柱30和87的電源，對(duì)插入式裝置17提供的信號(hào)進(jìn)行解碼和檢驗(yàn)。頻移鍵控(FSK)信號(hào)從來(lái)自VP點(diǎn)的電源線上獲取，通過(guò)帶有限幅二極管41的帶通濾波器39。這個(gè)弱小的信號(hào)然后進(jìn)入微處理機(jī)43，后者對(duì)其進(jìn)行放大和解碼，并將其同機(jī)內(nèi)存儲(chǔ)的其中一個(gè)代碼進(jìn)行比較。如果該代碼有效時(shí)，就會(huì)有一個(gè)信號(hào)輸出到開(kāi)關(guān)45，當(dāng)從光隔離器31收到一個(gè)信號(hào)時(shí)，該開(kāi)關(guān)激勵(lì)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(hào)86號(hào)接線柱通電的情況下才會(huì)被激勵(lì)，而不會(huì)在代碼一被確定有效時(shí)便被激勵(lì)。這樣，該具體裝置便可作為可更換的起動(dòng)電動(dòng)機(jī)繼電器使用。
在許多汽車的起動(dòng)階段，當(dāng)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)扳到“起動(dòng)”位置時(shí)，點(diǎn)煙器插座會(huì)出現(xiàn)掉電現(xiàn)象。微處理機(jī)43裝有另外一個(gè)存儲(chǔ)器，用來(lái)暫時(shí)存儲(chǔ)收到的信號(hào)，這樣微處理機(jī)43擁有有效信息進(jìn)行工作，使得繼電器線圈13最終通電和繼電器觸點(diǎn)11最終閉合。在另外一個(gè)具體裝置中，該功能是由一個(gè)小型可充電電池或微型大電容器(0.5F以上)提供。
第二個(gè)具體裝置同第一個(gè)具體裝置類似，但它使用了標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)線電發(fā)送信號(hào)給其繼電器，如圖5至7所示。所使用的編碼為隨機(jī)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(lái)自發(fā)送機(jī)的射頻信號(hào)的無(wú)線電接收機(jī)47。然后，接收機(jī)47產(chǎn)生的串行二進(jìn)制信號(hào)由微處理機(jī)43同存儲(chǔ)在EEROM電可擦只讀存儲(chǔ)器49內(nèi)的代碼進(jìn)行比較。
發(fā)送器裝置可以是普通的手持式遙控高頻隨機(jī)加密發(fā)送器，然而，在另一個(gè)具體裝置中，發(fā)送器可以置于一個(gè)可插入點(diǎn)煙器插座的單元內(nèi)。點(diǎn)火開(kāi)關(guān)一接通，發(fā)送器就發(fā)送一個(gè)信號(hào)給汽車停機(jī)裝置。
值得一提的是，該項(xiàng)發(fā)明的使用范圍并不限定在這里所公開(kāi)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(shí)使用的開(kāi)關(guān)裝置和驅(qū)動(dòng)開(kāi)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(gè)第二次輸入部件，用來(lái)接收加密代碼；存儲(chǔ)器單元內(nèi)包含有分配給該繼電器的存儲(chǔ)代碼，比較器則將加密代碼與存儲(chǔ)代碼進(jìn)行比較；當(dāng)比較器測(cè)定加密代碼與存儲(chǔ)代碼相匹配時(shí)，控制器即驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)裝置，對(duì)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(guò)至少一個(gè)橋式整流器獲得自己的電源；橋式整流器的連接旨在對(duì)來(lái)自第一次輸入部件、開(kāi)關(guān)裝置和一個(gè)有效機(jī)箱接地中的一個(gè)或多個(gè)獲得的電源進(jìn)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(kāi)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(kāi)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(jī)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(gè)串行二進(jìn)制碼，而且第二次輸入部件接收來(lái)自位于自備式繼電器內(nèi)的無(wú)線電接收機(jī)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(gè)串行二進(jìn)制碼，而且第二次輸入部件接收來(lái)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(dòng)式發(fā)送器給出的電源上，該發(fā)送器由一個(gè)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(gè)抑制電路，用來(lái)防止開(kāi)關(guān)器動(dòng)作，除非跨接在第一次輸入部件上的電壓存在一個(gè)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(gè)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(shí)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(shí)使用的開(kāi)關(guān)裝置和驅(qū)動(dòng)開(kāi)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(gè)第二次輸入部件，用來(lái)接收加密代碼。存儲(chǔ)器單元內(nèi)包含有分配給該繼電器的存儲(chǔ)代碼，比較器則將加密代碼與存儲(chǔ)代碼進(jìn)行比較。當(dāng)比較器測(cè)定加密代碼與存儲(chǔ)代碼相匹配時(shí)，控制器即驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)裝置，對(duì)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(guò)至少一個(gè)橋式整流器獲得自己的電源。橋式整流器的連接旨在對(duì)來(lái)自第一次輸入部件、開(kāi)關(guān)裝置和一個(gè)有效機(jī)箱接地中的一個(gè)或多個(gè)獲得的電源進(jìn)行整流。
文檔編號(hào)B60R25/04GK1429159SQ01809454
公開(kāi)日2003年7月9日 申請(qǐng)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(qǐng)人:戴納芒科有限公司