CN102326312B - 包括升压装置的汽车电子控制单元以及控制方法 - Google Patents
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Abstract
根据本发明，一种汽车的电子控制单元（3）包括控制该汽车引擎的操作的微控制器（30）、通过电源（2）提供给微控制器（30）的电压的调节器（31）以及升压装置（32），该升压装置包括适用于激活耦合到电源（2）的至少一个电感负载（320）的控制器件（321），所述激活包括通过所述至少一个电感负载进行的连续的能量累积和放电。所述至少一个电感负载（320）与所述至少一个第二装置（4）共享，该至少一个第二装置在电子控制单元（3）内部或外部，第二装置的操作由所述电子控制单元控制。本发明还涉及一种用于控制耦合到汽车的电源（2）的至少一个电感负载（320）的方法。
Description
技术领域
本发明属于汽车电子控制单元（calculateur）的领域。更特别的，本发明涉及一种包括升压装置的电子控制单元。
背景技术
现代机动车辆的电子控制单元具有升压装置，该升压装置用于在车辆的电池所提供的电压低——例如低于5伏（V）时临时提高该电压。这通常发生在车辆引擎启动（启动器的激活）时，并且显著地发生在该电池处于低温（冬天）或在其使用寿命结束时。这样，所述电压的临时提高是必需的，因为低于5V的电压通常不足以允许电子控制单元的微控制器来驱动引擎的启动。
根据现有技术的电子控制单元1在图1中示意性示出。耦合到机动车辆的电池2的电子控制单元1包括微控制器10、电压调节器11和升压装置12。
升压装置12是“升压变换器”类型的开关模式电源，并且包括耦合到电池2的电感负载120以及用于控制该电感负载120、二极管122和电容负载123的控制器件121。
控制器件121通常包括用作开关的晶体管1210以及用于控制该晶体管1210的控制电路1211，该控制电路的操作在下面描述。
原理上，控制电路1211保持电感负载120不激活，也就是说开关保持断开。
如果当引擎启动时通过电池2提供的电压不足，也就是说低于最小启动电压，则控制电路1211激活电感负载120，也就是说开关交替地闭合/断开。
当开关闭合时，电感负载120连接到电气地，而所述电感负载累积能量。
当开关断开时，在电感负载120中累积的能量通过二级管122被放电到电容负载123。在电感负载120的端子上的电压与通过电池2提供的电压相加，并且在电容负载123的端子上的电压暂时大于通过电池2提供的电压。
在累积时间间隔期间，二极管122断开，并且电容负载123向电压调节器11放电。
为了激活电感负载120，控制电路1211形成经过脉宽调制的类型的信号，该信号的频率是依据电感负载120的电感值来选择的并且通常对于10μH的电感值来说大约是100kHz。
升压装置的另一个示例在文献EP 1 557 561 A1中描述。在该文献EP 1 557 561 A1中，升压装置是DC/DC变换器，该DC/DC变换器包括许多部件：二极管，电容器，晶体管和线圈。
升压装置的效率是已知的。然而，将这样的装置添加到电子控制单元中带来了必要部件数量的增加，从而导致电子控制单元的印刷电路的尺寸以及电磁干扰的增加。因此，添加这样的装置——此外在实践中不是经常请求（仅在特定条件下引擎启动时）——对电子控制单元的最终成本具有相当大的影响。
发明内容
本发明提出通过具有升压装置的电子控制单元来解决上述问题，该升压装置包括用于控制与至少一个第二装置共享的至少一个电感负载的器件，该至少一个第二装置在电子控制单元内部或外部，第二装置的操作由电子控制单元控制。
优选地，升压装置的控制器件也驱动所述至少一个电感负载以用于操作所述至少一个第二装置。
优选地，所述至少一个第二装置仅在机动车辆引擎启动之后的时间间隔期间才需要激活所述至少一个电感负载。
优选地，所述至少一个第二装置是可变几何形状的涡轮增压器执行器或用于排光机动车辆引擎的油箱的系统。
本发明还涉及一种用于控制至少一个电感负载的方法，包括：
a)在引擎启动时激活至少一个电感负载以操作升压装置的步骤，
b)在引擎启动之后的时间间隔期间为了操作所述至少一个第二装置而激活所述至少一个电感负载的步骤。
附图说明
下面参照按照非限制方式表现的附图描述本发明的实施例：
-图1：具有根据现有技术的升压装置的电子控制单元的示意图，
-图2：包括根据本发明的升压装置的电子控制单元的示意图。
具体实施方式
图2示意性表现了根据本发明的电子控制单元3的优选实施例，该电子控制单元3包括控制车辆引擎、电压调节器31和升压装置32的操作的微控制器30。
微控制器30由电源提供电压，在该实例中该电源是车辆的电池2。由电池2提供的电压随着时间而改变并且由电压调节器31调节，该电压调节器31的功能是向微控制器30提供基本上恒定的电压，例如大约5V。
根据本发明，升压装置32包括用于控制与第二装置4共享的电感负载320的控制器件321，在图2所示的非限制示例中所述电感负载和所述第二装置在电子控制单元3外部。
第二装置4对应于引擎或机动车辆的包括由电子控制单元3驱动的电感负载的装置。这例如是可变几何形状的涡轮增压器的执行器、用于排光油箱的系统、燃料喷射器等。
优选地，控制器件321也在升压装置32与第二装置4之间共享，并且所述控制器件激活电感负载320以用于操作所述升压装置或者用于操作所述第二装置。
控制器件321包括用作开关的晶体管3210以及用于控制该晶体管3210的控制电路3211，这些元件驱动电感负载320被激活。
与操作升压装置32相关联的电感负载320的激活如上所述在于由电感负载320进行的连续的能量累积/放电，该放电通过二极管322进行并且放电到电容负载323，当电感负载320累积能量时，该电容负载323又逐渐放电到电压调节器31。
与操作第二装置4相关联的电感负载320的激活依据所涉及的装置类型而在于针对升压装置32的连续的能量累积/放电，或在于晶体管3210从关状态（断开）到开状态（闭合）的简单过程。
为了不中断引擎的启动，第二装置4优选是连接到电子控制单元1的装置，其中对电感负载320的驱动不是启动引擎所必需的，该装置例如是可变几何形状的涡轮增压器执行器、用于排光油箱的系统、开/关阀等。
在未在图中示出的另一优选实施例中，第二装置4和电感负载320处于电子控制单元3内部。例如可以是电子控制单元3内部的滤波电感器的功能，该滤波电感器不必为了启动引擎而被驱动。
与图1示出的根据现有技术的电子控制单元1相比较，可以看出本发明使得可以主要节省三个部件，因为电感负载320、晶体管3210和控制电路3211是共享的，而以前它们重复地用于第二装置4（40，124和125）和升压装置12（120，1210，1211）。
在根据本发明的电子控制单元3中二极管的数量不变，因为例如对应于图1的二极管126的二极管322连接电感负载320以及电容负载323，并且因为二极管324优选插在电池2与电容负载323之间以便在电感负载320被激活用于第二装置4时为微控制器30提供动力。
本发明还涉及一种用于控制电感负载320的方法，该电感负载在升压装置32与第二装置4之间共享。该方法主要包括两个步骤：
a)在启动车辆引擎时的控制步骤，
b)在启动该引擎之后的控制步骤。
在步骤a)期间，电感负载320被驱动用于操作升压装置32。步骤a)优选包括以下子步骤：
-在启动引擎之前的子步骤，其中由电池2提供的电压相当于最小启动电压，
-条件子步骤，在由电池2提供的电压小于最小启动电压时执行该条件子步骤，其中电感负载320被激活。
在步骤b)期间，电感负载320被激活以用于操作第二装置4。
更一般性的，本发明不限于单个电感负载的使用：在未示出的变形实施例中，若干电感负载在升压装置32与多个第二装置之间共享，每个第二装置都在电子控制单元3的内部或外部。
本发明是特别有利的，因为它使得与现有技术相比可以节省至少3个电子部件，这导致电子控制单元3的制造成本降低并且导致每个电子控制单元3的故障数量减少。部件数量的减少也导致支撑电子控制单元3的印刷电路的表面面积减少，这在所述电子控制单元的小型化方面是有利的，并且还导致由电子控制单元3产生的电磁污染的减少。
Claims (4)
1.一种用于机动车辆的电子控制单元（3），该电子控制单元包括：
-控制该机动车辆的引擎的操作的微控制器（30），
-由电源（2）提供给微控制器（30）的电压的调节器（31），
-升压装置（32），包括适用于激活耦合到电源（2）的至少一个电感负载（320）的控制器件（321），所述激活由通过所述至少一个电感负载进行的连续的能量累积和放电组成，
该电子控制单元（3）的特征在于，所述至少一个电感负载（320）与至少一个另外的装置（4）共享，该至少一个另外的装置在电子控制单元（3）内部或外部，所述另外的装置的操作由所述电子控制单元控制，其中仅在机动车辆引擎启动之后的时间间隔期间，为操作所述至少一个另外的装置（4）才需要激活所述至少一个电感负载（320），
其中所述另外的装置（4）对应于引擎或机动车辆的包括由电子控制单元（3）驱动的电感负载的装置。
2.根据权利要求1所述的电子控制单元（3），其中所述至少一个另外的装置（4）是可变几何形状的涡轮增压器执行器或用于排光机动车辆引擎的油箱的系统。
3.一种用于控制耦合到机动车辆的电源（2）的至少一个电感负载（320）的方法，包括：
a)在启动车辆引擎时由控制器件（321）激活所述至少一个电感负载（320）以用于操作提供给机动车辆的电子控制单元（3）的微控制器（30）的升压装置（32）的步骤，
其特征在于，该方法还包括：
b)在机动车辆引擎启动之后的时间间隔期间为了操作至少一个另外的装置（4）而激活所述至少一个电感负载（320）的步骤，该至少一个另外的装置（4）处于电子控制单元（3）的内部或外部。
4.根据权利要求3所述的用于控制耦合到机动车辆的电源（2）的至少一个电感负载（320）的方法，其特征在于，升压装置（32）的控制器件（321）驱动至少一个电感负载（320）的激活以用于操作所述至少一个另外的装置（4）。
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