專利名稱：電路裝置的控制電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于電路裝置的控制電路，其中該電路裝置包含繼電器和開關(guān)，所述開關(guān)根據(jù)其開關(guān)位置來實現(xiàn)或阻止繼電器的通電。
在DE 100 05 778 A1中公開了一種用于控制繼電器的電路裝置，所述繼電器使在車輛中所布置的內(nèi)燃機(jī)的起動器與電池電連接或者與之分離。該電路裝置被如此構(gòu)造，使得繼電器在電池的有期限的電壓降落時保持激活。具有閉鎖電路的存儲器電路電氣布置在計算機(jī)和用于控制繼電器的末級之間。該存儲器電路在電池的電壓降落時存儲由該計算機(jī)所產(chǎn)生的開關(guān)信號，并從而保持繼電器的相應(yīng)的開關(guān)位置。在電池的電壓降落時轉(zhuǎn)入復(fù)位狀態(tài)的所述計算機(jī)在電池的電壓降落結(jié)束之后被再激活，并如此控制該閉鎖電路，使得繼電器再次通過開關(guān)信號由計算機(jī)控制。
在DE 101 03 638 B4中公開了用于啟動內(nèi)燃機(jī)的設(shè)備和方法。該設(shè)備包括兩個開關(guān)裝置，用于在啟動裝置和電壓源之間建立電連接。該設(shè)備還包括具有計算機(jī)單元、第一和第二開關(guān)和自保持裝置的控制設(shè)備。來自點火啟動鎖的啟動信號可以被輸送給計算機(jī)單元和第一和二開關(guān)。這兩個開關(guān)分別與所述兩個開關(guān)裝置之一如此耦合，使得當(dāng)所屬的開關(guān)閉合時，操作相應(yīng)的開關(guān)裝置。自保持裝置在輸入側(cè)與該啟動裝置相耦合，并在輸出側(cè)與第一開關(guān)耦合。該自保持裝置如此開關(guān)，使得即使不再施加啟動信號，該自保持裝置也可以在預(yù)定的時間期間使該第一開關(guān)保持閉合。
本發(fā)明的任務(wù)在于，提供一種可靠地控制繼電器的控制電路。
該任務(wù)通過獨(dú)立權(quán)利要求的特征而得到解決。本發(fā)明的有利的改進(jìn)在從屬權(quán)利要求中來表征。
本發(fā)明的特征在于用于電路裝置的控制電路，其中該電路裝置包括繼電器和開關(guān)。所述開關(guān)根據(jù)其開關(guān)位置實現(xiàn)或阻止繼電器的通電。該控制電路被構(gòu)造用于當(dāng)起動信號被輸送給所述控制電路時在預(yù)先給定的持續(xù)時間上產(chǎn)生保持信號。該起動信號由復(fù)位信號構(gòu)成，或者通過由復(fù)位信號和開關(guān)信號的邏輯連接來產(chǎn)生，或者通過去活所述開關(guān)信號來產(chǎn)生。另外，該控制電路被構(gòu)造用于與在預(yù)先給定的持續(xù)時間期間起動信號的進(jìn)一步曲線走向(Verlauf)無關(guān)地在預(yù)先給定的持續(xù)時間產(chǎn)生所述保持信號。另外，該控制電路被構(gòu)造用于只要滿足兩個條件中的至少一個就激活開關(guān)輸出端，并且否則就去活所述開關(guān)輸出端。當(dāng)開關(guān)信號被輸送給控制電路時，則滿足第一條件。當(dāng)所述開關(guān)輸出端在開始產(chǎn)生所述保持信號時被激活并且保持信號被產(chǎn)生時，則滿足第二條件。所述開關(guān)輸出端如此與所述開關(guān)電耦合，使得當(dāng)該開關(guān)輸出端被激活時該開關(guān)實現(xiàn)繼電器的通電，否則該開關(guān)阻止繼電器的通電。
該控制電路的優(yōu)點在于，與在預(yù)先給定的持續(xù)時間期間起動信號的進(jìn)一步曲線走向無關(guān)地在所述預(yù)先給定的持續(xù)時間產(chǎn)生保持信號。由此該控制電路相對于在預(yù)先給定的持續(xù)時間期間可能出現(xiàn)的干擾信號是穩(wěn)健的。從而保證了僅僅在所述預(yù)先給定的持續(xù)時間產(chǎn)生保持信號，其中所述持續(xù)時間緊接著觸發(fā)起動信號的時間點。這實現(xiàn)了對繼電器的可靠控制。
該控制電路優(yōu)選地可以與控制單元相耦合，其中該控制單元被構(gòu)造用于產(chǎn)生起動信號并輸送給控制電路?？刂茊卧獜亩梢酝ㄟ^所述控制電路和所述開關(guān)來控制繼電器。當(dāng)控制單元被復(fù)位時，起動信號優(yōu)選地被產(chǎn)生。于是該控制電路所具有的優(yōu)點是，當(dāng)控制單元被復(fù)位時，繼電器的開關(guān)狀態(tài)可以被保持，并從而在低的電池電壓的情況下也能夠起動比如車輛。但是，如果由于例如控制單元的復(fù)位還沒有結(jié)束而使該控制單元還不能再次產(chǎn)生開關(guān)信號，那么出于安全性原因在經(jīng)過預(yù)先給定的持續(xù)時間之后結(jié)束繼電器的通電。該控制單元的復(fù)位例如可以由于太低的電池電壓而被觸發(fā)，其中所述太低的電池電壓可能出現(xiàn)在車輛中的內(nèi)燃機(jī)的起動階段期間。
另外控制電路可以簡單而價格合理地作為專用集成電路來構(gòu)造。該控制電路可以被如此構(gòu)造，使得所述控制電路可以例如通過控制單元簡單地被診斷，以便能夠保證控制電路的可靠運(yùn)行。該控制單元例如還可以被構(gòu)造用于控制車輛的內(nèi)燃機(jī)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，或者用于檢測內(nèi)燃機(jī)的傳感器的測量值。
在有利的擴(kuò)展中，該控制電路具有時鐘計數(shù)器，其中該時鐘計數(shù)器被構(gòu)造用于通過起動信號而被啟動，并用于在所述預(yù)先給定的持續(xù)時間產(chǎn)生保持信號。這具有的優(yōu)點是，這樣一種控制電路可以簡單地被集成在專用集成電路中，因為不需要容量來預(yù)先給定持續(xù)時間。另外從而可以簡單地檢驗控制電路。只有在預(yù)先給定的持續(xù)時間結(jié)束時，該時鐘計數(shù)器才可以重新被起動。
在另一有利的擴(kuò)展中，該控制電路具有單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器(Mono-Flop)，其中該單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器被構(gòu)造用于通過起動信號而被啟動，并用于在所述預(yù)先給定的持續(xù)時間產(chǎn)生保持信號。只有當(dāng)所述預(yù)先給定的持續(xù)時間結(jié)束時，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器才可以重新被起動。
在另一有利的擴(kuò)展中，該控制電路被構(gòu)造用于當(dāng)不產(chǎn)生開關(guān)信號而產(chǎn)生保持信號時根據(jù)停止信號來去活開關(guān)輸出端。優(yōu)選地控制單元被構(gòu)造用于產(chǎn)生停止信號并輸送給控制電路。該控制單元可以還在所述預(yù)先給定的持續(xù)時間結(jié)束之前去活開關(guān)輸出端。其優(yōu)點是，繼電器僅僅如所需要的那樣長時間地被接通。
在該方面，如果控制電路被構(gòu)造用于根據(jù)停止控制信號通過停止信號來禁止或允許去活開關(guān)輸出端，則是有利的。這具有的優(yōu)點是，可以通過禁止所述停止信號來阻止對該開關(guān)輸出端的不希望的去活。該控制電路從而能相對于尤其由于控制單元的復(fù)位而可能出現(xiàn)的干擾信號是穩(wěn)健的。
在該控制電路的另一有利的擴(kuò)展中設(shè)置比較器，該比較器與開關(guān)電耦合，并通過把經(jīng)由該開關(guān)的電壓降與預(yù)先給定的閾電壓相比較來確定開關(guān)的開關(guān)狀態(tài)值。這具有的優(yōu)點是，可以簡單地確定開關(guān)的實際開關(guān)位置。
下面借助示例性附圖來解釋本發(fā)明的實施例。
其中

圖1示出了一種電路裝置，圖2示出了電壓時間圖。
相同構(gòu)造或功能的元件在各圖中配備有相同的參考符號。
圖1示出了一種電路裝置，其具有繼電器1、電池2、開關(guān)3、控制單元4、控制電路5和電壓處理單元6。在圖2中示出了在車輛中內(nèi)燃機(jī)的起動階段期間電池2的電池電壓VBAT的電壓時間圖。電池2具有12伏特的額定電壓。但電池2也可以具有另外的額定電壓。
電池電壓VBAT在起動階段期間由于起動器的高電流需求而降落到例如約6伏特。該起動階段例如持續(xù)直至10秒。比如約50至100毫秒的短時間地，電池電壓VBAT可能降落到小于6伏特。電壓依賴于電池2的充當(dāng)狀態(tài)并依賴于相應(yīng)的車輛。
電池與繼電器1和電壓處理單元6電耦合，并向其輸送電池電壓VBAT。繼電器1與開關(guān)3電耦合。開關(guān)3根據(jù)開關(guān)3的開關(guān)位置來實現(xiàn)或阻止繼電器1的通電。該繼電器1被構(gòu)造用于對諸如車輛中的起動器或燃料泵的電負(fù)載進(jìn)行開關(guān)。
電壓處理單元6與控制單元4和控制電路5電耦合。該電壓處理單元6從向其所輸送的電池電壓VBAT中產(chǎn)生控制單元4的運(yùn)行電壓VCC和控制電路5的運(yùn)行電壓VDD。運(yùn)行電壓VDD也可以與電壓處理單元6分離地從電池電壓VBAT或者從另一電壓源產(chǎn)生。另外，電壓處理單元6被構(gòu)造用于產(chǎn)生復(fù)位信號RES和電壓狀態(tài)信號VOK。
該復(fù)位信號RES在時間點t1處被產(chǎn)生，在該時間點電池電壓VBAT變得小于例如為5.5伏的最小電壓，其中該最小電壓對于產(chǎn)生控制單元4的運(yùn)行電壓VCC是必需的，所述運(yùn)行電壓VCC例如為5伏特。復(fù)位信號RES被輸送給控制單元4，并將其復(fù)位。
為了保持控制電路5的例如為3.5伏特的運(yùn)行電壓VDD，優(yōu)選地需要比用于保持控制單元4的運(yùn)行電壓VCC小的最小電壓，使得當(dāng)控制單元4的運(yùn)行電壓VCC不再可供使用時，控制電路5還可以被運(yùn)行。
電壓狀態(tài)信號VOK用信號通知，控制單元4的運(yùn)行電壓VCC可供使用并且可以運(yùn)行控制單元4。這在時間點t1之前是這種情況，并且在時間點t2之后，當(dāng)電池電壓VBAT再次大于最小電壓時也是這種情況。電壓狀態(tài)信號VOK從而在從時間點t1至?xí)r間點t2的持續(xù)時間TR被產(chǎn)生。
控制單元4與控制電路5電耦合，并且控制電路5與開關(guān)3電耦合?？刂茊卧?被構(gòu)造用于產(chǎn)生開關(guān)信號SWON用于借助控制電路5來控制開關(guān)3。開關(guān)信號SWON被輸送給控制電路5。該開關(guān)信號SWON也可以例如通過諸如點火開關(guān)的機(jī)械開關(guān)或者以其他方式而被產(chǎn)生?？刂齐娐?具有開關(guān)輸出端SWOUT，其中該開關(guān)輸出端SWOUT與開關(guān)3電耦合。當(dāng)開關(guān)輸出端SWOUT被去活時，開關(guān)3阻止繼電器1的通電，并且當(dāng)該開關(guān)輸出端SWOUT被激活時，實現(xiàn)繼電器1的通電。
控制電路5包括定時開關(guān)設(shè)備7、與門8、或門9和與非門10。開關(guān)信號SWON在或門9的第一輸入端處被輸送給或門9。該或門9的輸出端構(gòu)成開關(guān)輸出端SWOUT，其中所述開關(guān)輸出端SWOUT與與門8的第一輸入端相耦合。與門8的輸出端與或門9的第二輸入端相耦合。
復(fù)位信號RES構(gòu)成起動信號START，其中所述起動信號START被輸送給定時開關(guān)設(shè)備7。該起動信號START可替代地也可以通過去活開關(guān)信號SWON而被產(chǎn)生。另外該起動信號START可替代地也可以通過由復(fù)位信號RES和開關(guān)信號SWON的邏輯連接或者以其他方式而被產(chǎn)生。
定時開關(guān)設(shè)備7被構(gòu)造用于產(chǎn)生保持信號HOLD，其中所述保持信號HOLD在與門8的第二輸入端處被輸送給該與門8。另外控制單元4被構(gòu)造用于產(chǎn)生停止信號STOP，其中所述停止信號STOP被輸送給與非門10。另外電壓狀態(tài)信號VOK被輸送給該與非門10。該與非門10的輸出端與與門8的第三輸入端相耦合。
定時開關(guān)設(shè)備7通過起動信號START、例如通過下降沿而被起動，并且之后在預(yù)先給定的持續(xù)時間TD產(chǎn)生保持信號HOLD，其中所述定時開關(guān)設(shè)備7例如被構(gòu)造為還被稱為單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路、或者被構(gòu)造為時鐘計數(shù)器。預(yù)先給定的持續(xù)時間TD從時間點t1至?xí)r間點t3被產(chǎn)生，并優(yōu)選地為200毫秒和2秒之間，但也可以更短或更長。
當(dāng)開關(guān)信號SWON由控制單元4產(chǎn)生時，開關(guān)輸出端SWOUT被激活。另外，當(dāng)定時開關(guān)設(shè)備7產(chǎn)生保持信號HOLD，與非門10的輸出端被激活，并且當(dāng)開關(guān)輸出端SWOUT在開始產(chǎn)生保持信號HOLD時被激活時，該開關(guān)輸出端SWOUT被激活。否則該開關(guān)輸出端SWOUT被去活。
由于控制單元4的復(fù)位而不由該控制單元4產(chǎn)生開關(guān)信號SWON，使得如果開關(guān)輸出端SWOUT在時間點t1處已經(jīng)激活，則在控制單元4復(fù)位期間該開關(guān)輸出端SWOUT在預(yù)先給定的持續(xù)時間T保持激活。如果控制單元4直至?xí)r間點t3不再次產(chǎn)生開關(guān)信號SWON，則在預(yù)先給定的持續(xù)時間TD結(jié)束之后，開關(guān)輸出端SWOUT被去活。在預(yù)先給定的持續(xù)時間TD期間，定時開關(guān)設(shè)備7不能通過起動信號START被重新啟動。由此保證，如果繼電器的通電不通過產(chǎn)生起動信號SWON被保持，那么該繼電器1最遲在時間點t3不再被通電。由此控制電路5相對于尤其在車輛的內(nèi)燃機(jī)的起動階段期間可能出現(xiàn)的干擾信號是穩(wěn)健的。
如果電壓狀態(tài)信號VOK通過H電平用信號通知控制單元4的運(yùn)行電壓VCC可供使用，并且如果控制單元4產(chǎn)生停止信號，則在預(yù)先給定的持續(xù)時間TD期間開關(guān)輸出端SWOUT可以被去活。由此如果控制單元4在復(fù)位之后再次準(zhǔn)備好，則能夠中止對繼電器1的通電。由此可以阻止繼電器1不必要地長時間被通電。電壓狀態(tài)信號VOK被用作停止控制信號，所述停止控制信號在持續(xù)時間TR內(nèi)通過L電平禁止停止信號STOP，并在該持續(xù)時間TR結(jié)束之后通過H電平再次允許停止信號STOP。也即如果持續(xù)時間TR短于預(yù)先給定的持續(xù)時間TD，那么僅僅在時間點t2和時間點t3之間可以進(jìn)行開關(guān)輸出端SWOUT的去活。如果持續(xù)時間TR長于預(yù)先給定的持續(xù)時間TD，那么在預(yù)先給定的持續(xù)時間TD結(jié)束之后該開關(guān)輸出端SWOUT被去活。
此外電路裝置還具有比較器11，其中該比較器11在輸入側(cè)與開關(guān)3和繼電器1如此電耦合，使得給比較器11輸送經(jīng)由開關(guān)3的電壓降。此外還給比較器11輸送閾電壓UTH。該比較器11把經(jīng)由開關(guān)3的電壓降與該閾電壓UTH相比較，并據(jù)此產(chǎn)生開關(guān)狀態(tài)值SWSTATE，其中所述開關(guān)狀態(tài)值SWSTATE被輸送給控制單元4。例如約為2伏特的閾電壓UTH被如此設(shè)定，使得開關(guān)3的開關(guān)位置(也即開關(guān)3閉合或開關(guān)3斷開)通過開關(guān)狀態(tài)值SWSTATE被輸送給控制單元4。
權(quán)利要求
1.用于電路裝置的控制電路，其中所述電路裝置包括繼電器(1)和開關(guān)(3)，所述開關(guān)根據(jù)其開關(guān)位置來實現(xiàn)或阻止所述繼電器(1)的通電，其中所述控制電路(5)被構(gòu)造-用于當(dāng)起動信號(START)被輸送給所述控制電路時，在預(yù)先給定的持續(xù)時間(TD)產(chǎn)生保持信號(HOLD)，其中所述起動信號(START)通過復(fù)位信號(RES)構(gòu)成，或者通過由所述復(fù)位信號(RES)和開關(guān)信號(SWON)的邏輯連接來產(chǎn)生，或者通過去活所述開關(guān)信號(SWON)而產(chǎn)生，-用于與在所述預(yù)先給定的持續(xù)時間(TD)期間起動信號的進(jìn)一步曲線走向無關(guān)地在所述預(yù)先給定的持續(xù)時間(TD)產(chǎn)生所述保持信號(HOLD)，以及-用于只要滿足兩個條件中的至少一個就激活開關(guān)輸出端(SWOUT)，并且否則去活所述開關(guān)輸出端(SWOUT)，其中當(dāng)所述開關(guān)信號(SWON)被輸送給所述控制電路(5)時，滿足所述第一條件，并且當(dāng)所述開關(guān)輸出端(SWOUT)在開始產(chǎn)生所述保持信號(HOLD)時被激活并且所述保持信號被產(chǎn)生時，滿足所述第二條件，其中所述開關(guān)輸出端(SWOUT)如此與所述開關(guān)(3)電耦合，使得當(dāng)所述開關(guān)輸出端(SWOUT)被激活時，所述開關(guān)(3)實現(xiàn)所述繼電器(1)的通電，否則所述開關(guān)(3)阻止所述繼電器(1)的通電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制電路，其具有時鐘計數(shù)器，該時鐘計數(shù)器被構(gòu)造用于通過所述起動信號(START)而被起動，并在所述預(yù)先給定的持續(xù)時間(TD)產(chǎn)生所述保持信號(HOLD)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制電路，其具有單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，該單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器被構(gòu)造用于通過所述起動信號(START)而被起動，并在所述預(yù)先給定的持續(xù)時間(TD)產(chǎn)生所述保持信號(HOLD)。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的控制電路，其被構(gòu)造用于當(dāng)所述開關(guān)信號(SWON)不被產(chǎn)生而所述保持信號(HOLD)被產(chǎn)生時，根據(jù)停止信號(STOP)來去活所述開關(guān)輸出端(SWOUT)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的控制電路，其被構(gòu)造用于根據(jù)停止控制信號通過所述停止信號(STOP)來阻止或允許去活所述開關(guān)輸出端(SWOUT)。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的控制電路，其中設(shè)置比較器(11)，該比較器與所述開關(guān)(3)電耦合，并通過比較經(jīng)由所述開關(guān)(3)的電壓降與預(yù)先給定的閾電壓(UTH)來確定所述開關(guān)(3)的開關(guān)狀態(tài)值(SWSTATE)。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于電路裝置的控制電路(5)，所述電路裝置包括繼電器(1)和開關(guān)(3)。所述控制電路(5)被構(gòu)造用于當(dāng)起動信號(START)被輸送給所述控制電路時，在預(yù)先給定的持續(xù)時間(TD)產(chǎn)生保持信號(HOLD)。另外所述控制電路(5)被構(gòu)造用于與在所述預(yù)先給定的持續(xù)時間(TD)期間起動信號(START)的進(jìn)一步曲線走向無關(guān)地在所述預(yù)先給定的持續(xù)時間(TD)產(chǎn)生所述保持信號(HOLD)。另外所述控制電路(5)被構(gòu)造用于只要滿足兩個條件中的至少一個就激活開關(guān)輸出端(SWOUT)。當(dāng)所述開關(guān)輸出端(SWOUT)被激活時，所述開關(guān)(3)實現(xiàn)所述繼電器(1)的通電，否則就阻止所述繼電器(1)的通電。
文檔編號H01H47/04GK101069013SQ200580041376
公開日2007年11月7日 申請日期2005年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月1日
發(fā)明者B·阿恩特, R·福斯特, G·沃爾法思 申請人:西門子公司