CN107210745A - 用于多电压车载电网的控制设备 - Google Patents

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Abstract

提出一种用于车辆的多电压车载电网(3)的控制设备(1)，其中多电压车载电网(3)具有第一子网(31)，所述第一子网构成为，由具有第一供应电压的第一电压供应源(311)运行，并且具有第二子网(32)，所述第二子网构成为，由具有第二供应电压的第二电压供应源(321)运行。控制设备(1)包括：发送接收器(11)，其经由第一子网(31)的第一接地端子(316)连接到地线，并且所述发送接收器构成为用于与第一子网(31)的通信部件(312)通信；控制单元(12)，其经由第二子网(32)的第二接地端子(326)连接到相同的地线，并且所述控制单元构成为用于控制第二子网(32)的功率部件(322，323)；发送路径(13)，其将控制单元(12)的信号输出端(12‑1)耦合到发送接收器(11)的信号输入端(11‑1)上，其中发送路径(13)构成为用于将由控制单元(12)在信号输出端(12‑1)处提供的控制信号朝向发送接收器(11)的信号输入端(11‑1)传输；设置在发送路径(13)中的二极管(131)，所述二极管的阴极端子(131‑1)耦合到第二接地端子(326)上。还设有多个场效应晶体管(132，133)，其中多个场效应晶体管(132，133)将发送路径(13)一方面耦合到第一电压供应源(311)上和/或耦合到第二电压供应源(321)上，并且另一方面耦合到第一接地端子(321)上和/或耦合到第二接地端子(326)上。

Description

用于多电压车载电网的控制设备
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的用于车辆的多电压车载电网的控制设备以及一种根据权利要求8的前序部分的车辆的多电压车载电网的控制设备。
背景技术
有时，车辆，例如轿车、货车、列车等配设有多电压电网。多电压车载电网包括至少一个第一子网和第二子网。第一子网构成为，由具有第一供应电压的、例如12V的第一供应电压的第一电压供应源运行。第二子网构成为，由具有第二供应电压、例如48V的第二供应电压的第二电压供应源运行。
在这种多电压车载电网中，有时使用控制设备，所述控制设备不仅能够耦合到第一子网上而且能够耦合到第二子网上。因此，在控制设备内部，能够存在这两个子网的两个电压级。
例如，这种控制设备包括发送接收器，所述发送接收器经由第一接地端子连接到地线，例如车辆地线上，并且所述发送接收器构成为用于：与第一子网的通信部件通信。例如，这种发送接收器包括所谓的内部互联网络(LIN)收发器。
此外，这种控制设备能够包括控制单元，所述控制单元经由第二子网的第二接地端子连接到地线，例如车辆地线上，并且所述控制单元构成为用于：控制第二子网的功率部件。
发送接收器通常耦合到控制单元上。例如，为了该目的而设有多个控制信号路径。发送路径例如将控制单元的信号输出端耦合到发送接收器的信号输入端上，并且接收路径能够沿相反方向将发送接收器的信号输出端耦合到控制单元的信号输入端上。
在这种控制设备中，成问题的是：在这两子网之间的清晰明确的分离，尤其在第一子网中和/或在第二子网中缺少运行电压供应的情况下进行清晰明确的分离。
发明内容
本发明的目的是，将在控制设备的控制单元和发送接收器之间的耦合设计为，使得控制信号能够以可靠的方式在发送接收器和控制单元之间传输。
根据第一方面，提出独立权利要求1的控制设备。独立权利要求8的控制设备形成第二方面。
有利的实施方式的特征在从属权利要求中给出。由从属权利要求限定的特征能够彼此组合以形成其他实施例，只要所述实施例没有明确地描述为是相互替选的。
在第一方面的控制设备中，发送路径将控制单元的信号输出端耦合到发送接收器的信号输入端上。发送路径构成为用于：将由控制单元在信号输出端处提供的控制信号朝向发送接收器的信号输入端传输。在发送路径中设置有二极管，所述二极管的阴极端子耦合到第二接地端子上。还设有多个场效应晶体管，其中多个场效应晶体管将发送路径一方面耦合到第一电压供应源上和/或耦合到第二电压供应源上，并且另一方面耦合到第一接地端子上和/或耦合到第二接地端子上。例如，设置在发送路径中的二极管经由多个场效应晶体管耦合到第二接地端子上。
在第二方面的控制设备中，接收路径将发送接收器的信号输出端耦合到控制单元的信号输入端上。接收路径构成为用于：将由发送接收器在信号输出端处提供的控制信号朝向控制单元的信号输入端传输。在接收路径中设置有二极管，所述二极管的阴极端子耦合到第二接地端子上。此外，在第二方面的控制设备中设有多个晶体管，其中多个晶体管将接收路径一方面耦合到第一电压供应源上和/或耦合到第二电压供应源上，并且另一方面耦合到第一接地端子上和/或耦合到第二接地端子上。例如，设置在接收路径中的二极管经由多个晶体管耦合到第二接地端子上。
这两个上述方面能够彼此组合。因此，在控制设备的一个实施方式中，发送接收器和控制单元经由所述接收路径并且经由所述发送路径彼此耦合。
在第一方面的控制设备的一个实施方式中，设置在发送路径中的二极管构成为用于：截止经由发送路径从第一子网到第二子网的电流的通流。就此而言，设置在发送路径中的二极管能够实现两个子网的分离。
在第二方面的控制设备的一个实施方式中，设置在接收路径中的二极管构成为，截止经由接收路径从第二子网到第一子网的电流的通流。就此而言，设置在接收路径中的二极管能够实现两个子网的分离。
在第一方面的控制设备的另一实施方式中，多个场效应晶体管构成为，根据控制单元的信号输出端的状态产生发送路径中的信号电平。例如，控制单元的信号输出端是如下端子，控制单元能够选择性地将所述端子设置为状态“LOW低”、“HIGH高”或“HZ”(高欧姆)中的一个状态。根据控制单元的信号输出端具有何种状态，多个场效应晶体管能够在发送路径中产生相应的信号电平。其信号输入端耦合到发送路径上的发送接收器能够接收由控制单元提供的控制信号，所述控制信号具有由多个场效应晶体管产生的信号电平。
在第二方面的控制设备的另一实施方式中，多个晶体管构成为，根据发送接收器的信号输出端的状态在发送路径上产生信号电平。例如，发送接收器构成为，使其信号输出端置于状态“HIGH高”、“LOW低”或“HZ”(高欧姆)中的一个状态。根据发送接收器的信号输出端处于何种状态，多个晶体管能够在接收路径中产生相应的信号电平。其信号输入端耦合在接收路径上的控制单元能够接收由发送接收器提供的控制信号，所述控制信号具有由多个晶体管产生的信号电平。
晶体管和场效应晶体管在接收路径中或在发送路径中的具体的布线的实例参考附图详细阐述。
下面，首先应阐述第一方面的控制设备的和第二方面的控制设备的其他特征。下述内容明确地适用于第一方面的控制设备而且也适用于第二方面的控制设备。因此，在下文中总是谈及“控制设备”。
控制设备例如构成为用在车辆的多电压车载电网中，例如用在轿车的多电压车载电网中。
多电压车载电网例如是12V/48V的多电压车载电网。也就是说，例如第一电压供应源提供具有大约12V的电压的第一供应电压，并且第二电压供应源提供大约48V的第二供应电压。
因此，第二供应电压能够大于第一供应电压。
因此，第一供应电压以第一接地端子为参考，并且第二供应电压以第二接地端子为参考。
第一接地端子例如与第二接地端子分开地设置，其中这两个接地端子能够连接到相同的地线，例如车辆地线上。这两个接地端子例如能够分别包括接地销。通常，第一接地端子和第二接地端子例如引导相同的电势。然而，在一个运行电压供应有故障的情况下，能够造成在这两个接地端子之间的电势差，对此在后面更详细地进行探讨。
如上文已经表明，第一供应电压能够是直流电压，并且第二供应电压同样能够是直流电压。电压供应源例如分别包括电池和/或整流器装置，所述电池和/或整流器装置提供直流电压作为第一或第二供应电压。
例如，控制设备包括：第一供应接触部，用于接收第一供应电压；第二供应接触部，用于接收第二供应电压；第一接地接触部，其与第一接地端子连接；和第二接地接触部，其与第二接地端子连接。控制设备的所述接触部例如设置在控制设备的壳体上。在第一供应接触部和第一接地接触部之间例如施加第一供应电压，并且在第二供应接触部和第二接地接触部之间例如施加第二供应电压。
例如，控制单元以及发送接收器设置在控制设备的壳体内部。
发送接收器例如包括内部互联网络(LIN)-收发器。例如，发送接收器是LIN收发器。
发送接收器例如具有第一接地端口，所述第一接地端口与第一接地端子连接。所述连接例如能够经由控制设备的所述第一接地接触部进行。发送接收器还能够具有第一供应端口，所述第一供应端口耦合到第一电压供应源上。所述耦合例如能够经由控制设备的第一供应接触部进行。以这种方式，发送接收器能够由第一电压供应源供应能量。因此，为发送接收器在第一供应电压下输送电流。不言而喻，在相应的供应路径中也能够设有电压变换器，所述供应路径将发送接收器的供应端口耦合到第一电压供应源上。
发送接收器构成为用于与第一子网的通信部件通信。所述通信部件例如设置在控制设备外部。通信部件例如能够包括车辆控制部件、诊断部件、电子数据处理装置等。例如，通信部件构成为用于：根据LIN标准进行通信。因此，在一个实施方式中，发送接收器构成为：借助于通信部件根据LIN标准来交换信号。为了所述目的，发送接收器能够包括通信接口，所述通信接口例如经由控制设备的多个通信信号接触部与第一子网的通信部件连接。
所述通信接口能够具有发送接收器的一个或多个引脚。同样，发送接收器的信号输入端和信号输出端例如能够分别以引脚的构型构成。
控制单元例如能够包括微控制器。例如，控制单元是微控制器。
控制单元经由第二子网的第二接地端子连接到相同的地线，例如车辆地线上。这种到第二接地端子上的耦合例如能够经由控制设备的所述第二接地接触部进行。例如，对此，将控制单元的第二接地端口与第二接地接触部连接。控制单元能够具有第二供应端口，所述第二供应端口例如耦合到第二电压供应源上，使得控制单元能够由第二电压供应源供应能量。例如，所述耦合借助于控制设备的所述第二供应接触部进行。在控制单元的第二供应端口和第二供应接触部之间的相应的供应路径中能够设有电压变换器，所述电压变换器经由第二供应接触部接收由第二电压供应源提供的第二供应电压并且将所述第二供应电压转换为用于控制单元的运行电压。
控制单元的信号输出端和信号输入端例如分别以引脚的构型构成。
控制单元构成为用于：控制第二子网的功率部件。功率部件例如包括变流器装置，所述变流器装置为电动马达提供功率信号，例如单相的或多相的交流电压信号。例如，控制单元控制变流器装置的驱动器，并且变流器装置根据驱动器输出信号提供用于要控制的马达的功率信号。第二子网的功率部件例如由第二电压供应源供应能量。例如，控制单元具有控制信号接口，所述控制信号接口将控制单元耦合到第二子网的功率部件上。
发送接收器和控制单元彼此有效耦合。例如，为了所述耦合设有多个控制信号路径，所述控制信号路径分别能够以单向的控制信号路径的构型构成，即所述控制信号路径允许控制信号仅沿一个方向传输。
在控制单元方面，控制信号路径中的至少一个是上文所阐述的发送路径，经由所述发送路径进行控制信号从控制单元朝向发送接收器的传输。在控制单元方面，控制信号路径中的另一控制信号路径是上文所阐述的接收路径，经由所述接收路径进行控制信号从发送接收器朝向控制单元的传输。
附图说明
在实施例的根据附图的下面的描述中，控制设备的其他特征和优点，尤其发送路径的和接收路径的其他特征和优点变得显而易见。附图示出：
图1示出具有根据一个或多个实施方式的控制设备的多电压车载电网的一部分的示意的且示例的视图；
图2示出根据一个或多个实施方式的控制设备的部件的示意的且示例的视图；
图3示出根据一个或多个实施方式的控制设备的部件的示意的且示例的视图；
图4示出根据一个或多个实施方式的控制设备的部件的示意的且示例的视图。
具体实施方式
图1示出具有根据一个或多个实施方式的控制设备的多电压车载电网3的一部分的示意的且示例的视图。
多电压车载电网3例如是车辆的、例如轿车的多电压车载电网。多电压车载电网3包括第一子网31和第二子网32。第一子网31由具有第一供应电压的第一电压供应源311运行，并且第二子网32由具有第二供应电压的第二电压供应源321运行。
第一电压供应源311例如包括第一电池和/或第一整流器装置。例如，第一电压供应源311提供大约12V的直流电压。
第二电压供应源321例如包括第二电池和/或第二整流器装置。例如，第二电压供应源321提供大约48V的直流电压。
相对于第一接地端子316施加第一供应电压，并且相对于第二接地端子326施加第二供应电压。
这两个接地端子316和326能够分别以接地销或类似形式的构型存在。通常，第一接地端子316与第二接地端子326分开地设置。这两个接地端子316和326连接到相同的地线，例如车辆地线上。通常这两个接地端子316和326引导相同的电势。然而，如果造成由运行电压供应故障，那么能够发生：在这两个接地端子316和326之间产生电势差，对此在后面更详细地进行探讨。
第一子网31还包括通信部件312。例如，通信部件312构成为：根据LIN标准提供和接收信号。例如，通信部件312包括车辆控制装置、电子数据处理装置和诊断装置和/或类似装置。
在图1中示出的示例中，第二子网32包括电动马达322以及变流器装置323，所述变流器装置例如包括功率电子变流器和设为用于控制功率电子变流器的驱动器。变流器装置323由第二电压供应源321供应能量。例如，变流器装置323接收由第二电压供应源321提供的第二供应电压并且将所述第二供应电压转换为用于电动马达322的电压信号，例如交流电压信号。
控制设备1包括发送接收器11和控制单元12。发送接收器11例如包括LIN收发器。例如，发送接收器11是LIN收发器。控制单元12例如包括微控制器(μC)。例如，控制单元12是微控制器。
发送接收器11和控制单元12能够设置在控制设备1的壳体19中。控制设备1例如包括：第一供应接触部16a，用于接收第一供应电压；第二供应接触部16b，用于接收第二供应电压；第一接地接触部17a，其与第一接地端子316连接；以及第二接地接触部17b，其与第二接地端子326连接。所述接触部16a、16b、17a和17d能够设置在控制设备1的壳体19上。
在第一供应接触部16a和第一接地接触部17a之间例如施加第一供应电压，并且在第二供应接触部16b和第二接地接触部17b之间例如施加第二供应电压。
发送接收器11包括第一供应端口111，所述第一供应端口耦合到第一电压供应源311上。所述耦合例如经由所述第一供应接触部16a进行。此外，发送接收器11包括第一接地端口112，其耦合到接地端子316上。所述耦合例如经由控制设备1的所述第一接地接触部17a进行。以这种方式，发送接收器11能够由第一电压供应源311供应能量。在第一电压供应源311和第一供应端口111之间能够设有图中未示出的电压变换器，所述电压变换器将由第一供应电压源311产生的第一供应电压转换为用于发送接收器11的运行电压。
发送接收器11构成用于与第一子网的通信部件312通信。例如，发送接收器11包括通信接口113，所述通信接口能够经由控制设备1的多个通信接触部18与第一子网31的通信部件312连接。例如，通信接口113包括多个引脚。例如，根据LIN标准，发送接收器11与通信部件312交换信号。因此，发送接收器11能够与第一子网31相关联。
控制单元12包括第二供应端口121，所述第二供应端口耦合到第二电压供应源321上。例如，所述耦合经由控制设备1的所述第二供应接触部16b进行。在控制单元12的第二供应端口121和第二电压供应源321之间能够设有电压变换器10，所述电压变换器将由第二电压供应源321提供的第二供应电压转换为用于控制单元12的运行电压。例如，电压变换器10在电压变换器输出端16b’处提供运行电压，就是说：已转换的第二供应电压。另一方面，控制单元12包括第二接地端口122，所述第二接地端口耦合到第二接地端子326上。所述耦合例如经由控制设备1的所述第二接地接触部17b进行。也这种方式，控制单元12能够由第二电压供应源321供应能量。
控制单元12构成用于控制第二子网32的功率部件，例如用于借助于变流器装置323运行电动马达322。为了所述目的，控制单元12例如具有控制信号接口123，控制单元12能够借助于所述控制信号接口控制变流器装置323，例如变流器装置323的驱动器。例如，根据施加在控制信号接口123上的信号，变流器装置323将由第二电压供应源321产生的第二供应电压转换为用于电动马达322的单相或多相的交流电压。
电动马达322例如用于车辆的驱动器，例如用于打开和关闭车辆的行李舱盖，用于打开和关闭车辆的车窗，用于运行车辆的制动，或用于实现车辆的推进。
发送接收器11和控制单元12彼此有效耦合。为了所述耦合，设有多个控制信号路径，在图1中示出所述控制信号路径中的三个控制信号路径13、14和15，其中在其他实施方式中，也能够设有多于或少于三个的控制信号路径13、14和15。
每个控制信号路径12、14和15将信号输出端(分别表示为TX)耦合到信号输入端(分别表示为RX)上。控制信号路径13、14和15能够分别是单向的控制信号路径，所述控制信号路径构成为将控制信号分别仅从信号输出端朝向信号输入端传输，然而不沿相反方向传输。
例如，第一控制信号路径13将控制单元的第一信号输出端12-1耦合到发送接收器11的第一信号输入端11-1上。在控制单元方面，所述控制信号路径13是发送路径。下面大多谈及“发送路径13”。
此外，第二控制信号路径14能够将发送接收器11的第二信号输出端11-2耦合到控制单元12的第二信号输入端12-2上。在控制单元12方面，所述控制信号路径14是接收路径，所述接收路径在下文中大多称作为“第一接收路径14”。
此外，第三控制信号路径15例如将发送接收器11的第三信号输出端11-3耦合到控制单元12的第三信号输入端12-3上。在控制单元12方面，所述第三发送信号路径15同样是接收路径，所述接收路径在下文中大多称作为“第二接收路径15”。
发送路径13例如构成为：将由控制单元12在第一信号输出端12-1处提供的控制信号朝向发送接收器11的第一信号输入端11-1传输。以类似方式，第一接收路径14能够构成为：将由发送接收器11在第二信号输出端11-2处提供的控制信号朝向控制单元12的第二信号输入端12-2传输。同样，第二接收路径15能够构成为：将由发送接收器11在第三信号输出端11-3处提供的另一控制信号朝向控制单元12的第三信号输入端12-3传输。
第一信号输入端11-1、第二信号输出端11-2和第三信号输出端11-3例如分别以引脚的构型存在，例如以LIN收发器的引脚的构型存在。控制单元12的第一信号输出端12-1、第二信号输入端12-2以及第三信号输入端12-3例如以引脚的构型存在，例如以微控制器的引脚的构型存在。
例如，发送接收器11构成为：将第一信号输入端11-1置于状态“HZ”中，以便接收由发送路径13传递的控制信号。发送接收器11还能够构成为，将第二信号输出端11-2可选地置于状态“LOW”、“HIGH”、“HZ”中的一个状态中，以便将控制信号借助于第一接触路径14朝向控制单元12传输。同样，发送接收器11能够构成为，将第三信号输出端11-3选择性地置于状态“LOW”、“HIGH”或“HZ”中的一个状态中，以便将控制信号经由第二接收路径朝向控制单元12传输。
例如，控制单元12构成为，将第二信号输入端12-2以及第三信号输入端12-3分别置于状态“HZ”中，以便接收借助于第一接收路径14或借助于第二接收路径15传输的控制信号。此外，控制单元12能够构成为，将第一信号输出端12-1选择性地置于状态“LOW”、“HIGH”或“HZ”中的一个状态中，以便将控制信号经由发送路径13朝向发送接收器11传输。
发送路径13能够包括第一电路模块130。第一接收路径14能够包括第二电路模块140并且第二接收路径15能够包括第三电路模块150。
电路模块130、140和150能够分别包括至少一个二极管和多个晶体管，从而在信号传输中能够满足鉴于信号质量的特定的安全相关的功能和/或要求，和/或鉴于信号时序的要求。
总的来说，每个电路模块130、140和150能够构成为：针对在第一子网31中和/或在第二子网32中的有故障的运行电压供应采用截止状态，其中禁止控制信号经由相关的控制信号路径13、14或15的传输。因此，如果例如存在有故障的运行电压供应，那么每个电路模块130、140和150能够构成为，截止相应的路径13、14或15，使得禁止信号传输。
例如在出现至少一种如下情况时，存在有故障的运行电压供应：
-发送接收器11不再连接到地线上；
-控制单元12不再连接到地线上；
-在第一子网31中和/或在第二子网32中发生短路；
-在第一接地端子316和接地端子326之间的电势差超出阈值。
最后提到故障情况例如也称作接地偏差。阈值的绝对值例如能够为1V。然而，通过相应地设计电路模块130、140和150的部件的尺寸，也能够改变所述值。
首先提到的两种故障情况(发送接收器11不再连接到地线上或控制单元12不再连接到地线上)有时也称作接地断开(Masseabriss)。
尤其，每个电路模块130、140和150能够构成为，经由相关的控制信号路径13、14或15防止具有较高的供应电压的子网、例如第二子网32击穿到具有较低的供应电压的子网、例如第一子网31中。为了所述目的，每个电路模块130、140和150尤其能够具有所述二极管。
现在参考图2至图4阐述第一电路模块130的、第二电路模块140的和第三电路模块150的配置的具体实例。
图2示出第一电路模块130的示意的且示例的视图。第一电路模块130至少部分地设置在发送路径13中。
第一电路模块130包括二极管131，所述二极管的阴极端子131-1耦合到第二接地端子326上。此外，第一电路模块130包括多个场效应晶体管132和133，其中多个场效应晶体管132和133将发送路径13一方面耦合到第一电压供应源311上并且另一方面耦合到第一接地端子321上和第二接地端子326上。
例如，将设置在发送路径13中的二极管131的阴极端子131-1经由第二场效应晶体管133耦合到第二接地端子326上，其中为此也能够设置有欧姆电阻136。阴极端子131-1经由欧姆电阻136朝向第二场效应晶体管133的第一信号端子133-1引导。
第二场效应晶体管133的第二信号端子133-2连接到第二接地端子326上，其中所述连接例如能够经由所述第二接地接触部17b进行。第二场效应晶体管133的控制端子133-3一方面经由电阻134耦合到控制单元的第一信号输出端12-1上。另一方面，控制端子133-3经由另一欧姆电阻135耦合到第二接地端子326上。这两个欧姆电阻134和135是可选的；控制端子133-3也能够直接与第一信号输出端12-1连接并且直接与第二接地端子326连接。
借助于第一场效应晶体管132，发送路径13耦合到第一电压供应源311上。所述耦合例如借助于所述第一供应接触部16a进行。
二极管131的阳极端子131-2一方面直接与第一场效应晶体管132的控制端子132-3连接并且另一方面经由欧姆电阻137与第一电压供应源311连接，更确切地说例如经由所述第一供应接触部16a连接，所述第一供应接触部也能够连接到第一信号端子132-1上。第一场效应晶体管132的第二信号端子132-2连接到发送接收器11的第一信号输入端11-1上，例如经由另一欧姆电阻138连接，其中所述欧姆电阻138是可选的；第二信号端子132-2也能够直接与第一信号输入端11-1连接。此外，发送接收器11的第一信号输入端11-1经由另一欧姆电阻139与第一接地端子316连接。
在发送路径13和两个接地端子316和326之间的连接尤其也能够经由在图2中未示出的接地接触部17a和17b进行。
二极管131能够构成为，截止经由发送路径13从第二子网32朝向第一子网31的电通流。第二子网32能够如所描述的那样是用更高的供应电压运行的子网。
经由两个场效应晶体管132和133能够产生用于控制信号的电平，所述控制信号应从发送接收器的第一信号输出端12-1朝向第一信号输入端11-1传输。
借助于两个场效应晶体管132和133能够提供用于要经由发送路径13传输的控制信号的信号电平。例如，控制单元12通过选择性地将第一信号输出端12-1置于所述状态“LOW”、“HIGH”或“HZ”中的一个状态中来控制两个场效应晶体管132和133。例如，根据第一信号输出端12-1的状态，所述场效应晶体管132和133能够被接通(导通的)或被切断(截止的)。
场效应晶体管132和133相对于类似的双极晶体管具有如下优点，所述场效应晶体管能够被相对快地开关。
因此，具有第一电路模块130的发送路径13尤其适合于传输动态信号，即其电平应相对快地且频繁地改变的信号。
这两个场效应晶体管132和133例如分别实施为MOSFET。第一场效应管132例如构成为自截止的p型沟道MOSFET。在所述变型方案中，第一信号端子132-1是源极端子，第二信号端子132-2是漏极端子并且控制端子132-3是栅极端子。第二场效应晶体管132例如构成为自截止的n型沟道MOSFET。在所述变型方案中，第一信号端子133-1构成为漏极端子，第二信号端子133-2构成为源极端子并且控制端子133-3构成为栅极端子。
图3示出第二电路模块140的示意的且示例的视图，所述第二电路模块至少部分地设置在第一接收路径14中。
第二电路模块140具有设置在第一接收路径14中的二极管141，所述二极管的阴极端子141-1耦合到第二接地端子326上。此外，第二电路模块140具有多个晶体管142和143，其中多个晶体管142和143将第一接收路径一方面耦合到第一电压供应源311和第二电压供应源321上并且另一方面耦合到第二接地端子326上。
例如，阴极端子141-1借助于欧姆电阻146和147耦合到第二接地端子326上。在欧姆电阻147和第二接地端子326之间的连接还能够经由所述第二接地接触部17b进行。
第一接收路径14到第一电压供应源311上的耦合例如借助于第一晶体管142进行，所述第一晶体管的第一信号端子142-1例如连接到所述第一供应接触部16a上。
到第二电压供应源321上的耦合例如借助于欧姆电阻148以及在图3中未示出的电压变换器10进行，所述电压变换器在其电压变换器输出端16b’处提供已变换的第二供应电压。
欧姆电阻148不仅耦合到控制单元12的第二信号输入端12-2上，而且耦合到第二晶体管143的第一信号端子143-1上。第二晶体管143的第二信号端子143-2直接耦合到第二接地端子326上。所述耦合还能够借助于第二接地接触部17b进行。控制端子143-3经由已经提到的欧姆电阻147同样连接到第二接地端子326上。
发送接收器11的第二信号输出端11-2经由欧姆电阻144连接到第一晶体管142的控制端子142-3上。第一晶体管142的已经提到的第一信号端子142-1经由再一欧姆电阻145与第一晶体管142的控制端子142-3连接。第二信号端子142-2直接与设置在第一接收路径14中的二极管141的阳极端子141-2连接。
设置在第一接收路径14中的二极管141能够构成为，截止经由第一接收路径14从第二子网32朝向第一子网31的电流。由于二极管141，经由第一接收路径14的电通流例如仅可以沿相反的方向进行。
借助于两个晶体管142和143，能够提供用于要经由第一接收路径14传输的控制信号的信号电平。例如，发送接收器11通过选择性地将第二信号输出端11-2置于所述状态“LOW”、“HIGH”或“HZ”中的一个状态的方式来控制两个晶体管142和143。例如，所述晶体管142和143能够根据第二信号输出端11-2的状态被接通(导通的)或被切断(截止的)。
至少部分地设置在第一接收路径14中的第二电路模块140例如适合于传输动态较低的信号，例如WAKE-UP(唤醒)信号。例如，这两个晶体管142和143分别构成为双极晶体管。第一晶体管142例如是pnp晶体管。在该变型形式中，第一信号端子142-1是发射极端子，第二信号端子142-2是集电极端子，并且控制端子142-3是基极端子。
第二晶体管143例如是npn型晶体管。在所述变型方案中，第一信号端子143-1是集电极端子，第二信号端子143-2是发射极端子并且控制端子143-3是基极端子。
图4示出第三电路模块150的示意的且示例的视图，所述第三电路模块至少部分地设置在第二接收路径15中。
第三电路模块150包括设置在接收路径15中的二极管151，所述二极管的阴极端子151-1耦合到第二接地端子326上。此外，第三电路模块150包括多个晶体管152和153，其中多个晶体管152和153将第二接收路径15一方面耦合到第一电压供应源311上并且耦合到第二电压供应源321上，并且另一方面耦合到第二接地端子326上。
例如，二极管151的阴极端子151-1经由欧姆电阻156和157耦合到第二接地端子326上，其中欧姆电阻156是可选的。经由可选的电阻156，二极管151的阴极端子151-1连接到第二晶体管153的控制端子153-3上。如果不设有欧姆电阻156，那么阴极端子151-1直接与控制端子153-3连接。第二晶体管153的控制端子153-3经由所述欧姆电阻157耦合到第二接地端子上。
此外，第三电路模块150的布线基本上对应于在图3中示例地示出的第二电路模块140的布线。就此而言，参考上文。
因此，例如，第二接收路径15经由第一晶体管152耦合到第一电压供应源321上，其中所述耦合尤其能够经由所述第一供应接触部16a进行。
第二接收路径15到电压供应源321上的耦合例如经由另一欧姆电阻158进行，所述另一欧姆电阻能够连接到电压变换器输出端16b’上，所述电压变换器输出端能够引导被变换的第二供应电压。
在控制单元12方面，第三信号输入端12-3连接到第二晶体管153的第一控制端子153-1上。第二晶体管153的第二信号端子153-2耦合到第二接地端子326上。
在发送接收器11方面，第三信号输出端11-3经由欧姆电阻154耦合到第一晶体管152的控制端子152-3上。另一欧姆电阻155将控制端子152-3与第一晶体管152的第一信号端子152-1连接。第二信号端子152-2与二极管151的阳极端子151-2连接。
例如，这两个晶体管152和153构成为：产生用于要经由第二接收路径15传输的信号的电平。例如，发送接收器11通过选择性地将第三信号输出端11-1置于所述状态“LOW”、“HIGH”或“HZ”中的一个状态中的方式来控制这两个晶体管152和153。例如晶体管152、153由此被接通(导通的)或被切断(截止的)。
在第二接收路径15中，第三电路模块150的这两个晶体管152和153分别构成为场效应晶体管，例如构成为MOSFET。第二接收路径15借此例如适合于传输的相对动态的控制信号，所述控制信号的电平应相对快地且频繁地改变。
第一晶体管152例如构成为自截止的p型沟道MOSFET。在所述变型方案中，第一信号端子152-1是源极端子，第二信号端子152-2是漏极端子并且控制端子152-3是栅极端子。
第二晶体管153例如构成为自截止的n型沟道MOSFET。在所述变型方案中，第二晶体管153的第一信号端子153-1是漏极端子，第二信号端子153-2是源极端子并且控制端子153-3是栅极端子。
在控制设备1的一个实施方式中，发送接收器11和控制单元12至少经由发送路径13、第一接收路径14和第二接收路径15彼此有效耦合，其中在发送路径13中至少部分地包含第一电路模块130，在第一接收路径14中至少部分地包含第二电路模块140并且在第二接收路径15中至少部分地包含第三电路模块150，其中第一电路模块130如在图2中示出的那样构成，第二电路模块140如在图3中示出的那样构成并且第三电路模块150如在图4中示出那样构成。此外，为了实现发送接收器11到控制单元12上的有效耦合能够设有其他控制信号路径。
在上文中，总是将车辆的已知的12V/48V的多电压车载电网用作多电压车载电网的实例。然而，不言而喻，本发明不局限于这种多电压车载电网。更确切地说，也能够应用不同于12V水平或48V水平的电压水平。
附图标记列表
1 控制设备
10 电压变换器
11 发送接收器
11-1 第一信号输入端
11-2 第二信号输出端
11-3 第三信号输出端
111 第一供应端口
112 第一接地端口
133 通信接口
12 控制单元
12-1 第一信号输出端
12-2 第二信号输入端
12-3 第三信号输入端
121 第二供应端口
122 第二接地端口
123 控制信号接口
13 发送路径
130 第一电路模块
131 二极管
131-1 二极管的阴极端子
131-2 二极管的阳极端子
132 第一场效应晶体管
132-1 第一场效应晶体管的第一信号端子
132-2 第一场效应晶体管的第二信号端子
132-3 第一场效应晶体管的控制端子
133 第二场效应晶体管
133-1 第二场效应晶体管的第一信号端子
133-2 第二场效应晶体管的第二信号端子
133-3 第二场效应晶体管的控制端子
134，……，139 欧姆电阻
14 第一接收路径
140 第二电路模块
141 二极管
141-1 二极管的阴极端子
141-2 二极管的阳极端子
142 第一双极晶体管
142-1 第一双极晶体管的第一信号端子
142-2 第一双极晶体管的第二信号端子
142-3 第一双极晶体管的控制端子
143 第二双极晶体管
143-1 第二双极晶体管的第一信号端子
143-2 第二双极晶体管的第二信号端子
143-3 第二双极晶体管的控制端子
144，……，148 欧姆电阻
15 第二接收路径
150 第三电路模块
151 二极管
151-1 二极管的阴极端子
151-2 二极管的阳极端子
152 第一场效应晶体管
152-1 第一场效应晶体管的第一信号端子
152-2 第一场效应晶体管的第二信号端子
152-3 第一场效应晶体管的控制端子
153 第二场效应晶体管
153-1 第二场效应晶体管的第一信号端子
153-2 第二场效应晶体管的第二信号端子
153-3 第二场效应晶体管的控制端子
154，……，158 欧姆电阻
16a 第一供应接触部
16b 第二供应接触部
16b’ 电压变换器输出端
17a 第一接地接触部
17b 第二接地接触部
18 (多个)通信信号接触部
19 壳体
3 多电压车载电网
31 第一子网
311 第一电压供应源
312 第一子网的通信部件
316 第一接地端子
32 第二子网
321 第二电压供应源
322 电动马达
323 变流器装置
326 第二接地端子

Claims (21)

1.一种用于车辆的多电压车载电网(3)的控制设备(1)，其中所述多电压车载电网(3)具有第一子网(31)，所述第一子网构成为，由具有第一供应电压的第一电压供应源(311)运行，并且具有第二子网(32)，所述第二子网构成为，由具有第二供应电压的第二电压供应源(321)运行；所述控制设备(1)包括：
-发送接收器(11)，其经由所述第一子网(31)的第一接地端子(316)连接到地线，并且所述发送接收器构成为用于：与所述第一子网(31)的通信部件(312)通信；
-控制单元(12)，其经由所述第二子网(32)的第二接地端子(326)连接到相同的地线，并且所述控制单元构成为用于：控制所述第二子网(32)的功率部件(322，323)；
-发送路径(13)，其将所述控制单元(12)的信号输出端(12-1)耦合到所述发送接收器(11)的信号输入端(11-1)上，其中所述发送路径(13)构成为用于将由所述控制单元(12)在所述信号输出端(12-1)处提供的控制信号朝向所述发送接收器(11)的所述信号输入端(11-1)传输；
-设置在所述发送路径(13)中的二极管(131)，所述二极管的阴极端子(131-1)耦合到所述第二接地端子(326)上；
其特征在于，
-设有多个场效应晶体管(132，133)，其中所述多个场效应晶体管(132，133)将所述发送路径(13)一方面耦合到所述第一电压供应源(311)上和/或耦合到所述第二电压供应源(321)上，并且另一方面耦合到所述第一接地端子(321)上和/或耦合到所述第二接地端子(326)上。
2.根据权利要求1所述的控制设备(1)，其特征在于，所述多个场效应晶体管(132，133)包括设置在所述发送路径(13)中的第一场效应晶体管(132)，所述第一场效应晶体管具有耦合到所述第一电压供应源(311)上的第一信号端子(132-1)和耦合到所述发送接收器(11)的所述信号输入端(11-1)上的第二信号端子(132-2)。
3.根据权利要求1或2所述的控制设备(1)，其特征在于，所述多个场效应晶体管(132，133)包括设置在所述发送路径(13)中的第二场效应晶体管(133)，所述第二场效应晶体管具有：
-耦合到所述二极管(131)的所述阴极端子(131-1)上的第一信号端子(133-1)；
-耦合到所述第二接地端子(326)上的第二信号端子(133-2)；
-耦合到所述控制单元(12)的所述信号输出端(12-1)上的控制端子(133-3)。
4.根据权利要求2或3所述的控制设备(1)，其特征在于，所述二极管(131)的阳极端子(131-2)耦合到所述第一场效应晶体管(132)的控制端子(132-3)上。
5.根据权利要求4所述的控制设备(1)，其特征在于，所述第一场效应晶体管(132)的所述第一信号端子(132-1)经由欧姆电阻(137)耦合到所述第一场效应晶体管(132)的所述控制端子(132-3)上。
6.根据权利要求3和权利要求4或5所述的控制设备(1)，其特征在于，所述第一场效应晶体管(132)的所述控制端子(132-3)经由所述二极管(131)耦合到所述第二场效应晶体管(133)的所述第一信号端子(133-1)上。
7.根据权利要求2所述的控制设备(1)，其特征在于，所述第一场效应晶体管(132)的所述第二信号端子(132-2)经由另一欧姆电阻(139)耦合到所述第一接地端子(316)上。
8.一种用于车辆的多电压车载电网(3)的控制设备(1)，其中所述多电压车载电网(3)具有第一子网(31)，所述第一子网构成为，由具有第一供应电压的第一电压供应源(311)运行，并且具有第二子网(32)，所述第二子网构成为，由具有第二供应电压的第二电压供应源(321)运行；所述控制设备(1)包括：
-发送接收器(11)，其经由所述第一子网(31)的第一接地端子(316)连接到地线，并且所述发送接收器构成为用于：与所述第一子网(31)的通信部件(312)通信；
-控制单元(12)，其经由所述第二子网(32)的第二接地端子(326)连接到相同的地线，并且所述控制单元构成为用于：控制所述第二子网(32)的功率部件(322，323)；
-接收路径(14；15)，其将所述发送接收器(11)的信号输入端(11-2；11-3)耦合到所述控制单元(12)的信号输入端(12-2；12-3)上，其中所述接收路径(14；15)构成为用于：将由所述发送接收器(11)在所述信号输出端(11-2；11-3)处提供的控制信号朝向所述控制单元(12)的所述信号输入端(12-2；12-3)传输；
-设置在所述接收路径(14；15)中的二极管(141；151)，所述二极管的阴极端子(141-1；151-1)耦合到所述第二接地端子(326)上；
其特征在于，
-设有多个晶体管(142，143；152，153)，其中所述多个晶体管(142，143；152，153)将所述接收路径(14；15)一方面耦合到所述第一电压供应源(311)上和/或耦合到所述第二电压供应源(321)上，并且另一方面耦合到所述第一接地端子(321)上和/或耦合到所述第二接地端子(326)上。
9.根据权利要求8所述的控制设备(1)，其特征在于，所述多个晶体管(142；143；152；153)包括设置在所述接收路径(14；15)中的第一晶体管(142；152)，所述第一晶体管具有耦合到所述第一电压供应源(311)的第一信号端子(142-1；152-1)和耦合到所述发送接收器(11)的所述信号输出端(11-2；11-3)上的控制端子(142-3；152-3)。
10.根据权利要求8或9所述的控制设备(1)，其特征在于，所述多个晶体管(142，143；152，153)包括设置在所述接收路径(14；15)中的第二晶体管(143；153)，所述第二晶体管具有：
-耦合到所述二极管(141；151)的所述阴极端子(141-1；151-1)上的控制端子(143-3；153-3)；
-耦合到所述控制单元(12)的所述信号输入端(12-2；12-3)上的第一信号端子(143-1；153-1)；
-耦合到所述第二接地端子(326)上的第二信号端子(143-2；153-2)。
11.根据权利要求9所述的控制设备(1)，其特征在于，所述二极管(141；151)的阳极端子(141-2；151-2)耦合到所述第一晶体管(142；152)的第二信号端子(142-2；152-2)上。
12.根据权利要求9或11所述的控制设备(1)，其特征在于，所述第一晶体管(142；152)的所述第一信号端子(142-1；152-1)经由欧姆电阻(145；155)耦合到所述第一晶体管(142；152)的所述控制端子(142-3；152-3)上。
13.根据权利要求9、10和11所述的控制设备(1)，其特征在于，所述第一晶体管(142；152)的所述第二信号端子(142-2；152-2)经由所述二极管(141；151)耦合到所述第二晶体管(143；153)的所述控制端子(143-3；153-3)上。
14.根据权利要求10所述的控制设备(1)，其特征在于，所述第二晶体管(143；153)的所述控制端子(143-3；153-3)经由另一欧姆电阻(147；157)耦合到所述第二接地端子(326)上。
15.根据权利要求8至14中任一项所述的控制设备(1)，其特征在于，所述控制单元(12)的所述信号输入端(12-2；12-3)经由另一欧姆电阻(148；158)耦合到所述第二电压供应源(321)上。
16.根据上述权利要求中任一项所述的控制设备(1)，其特征在于，所述控制单元(12)包括微控制器。
17.根据上述权利要求中任一项所述的控制设备(1)，其特征在于，所述发送接收器(11)包括内部互联网络-收发器。
18.根据上述权利要求中任一项所述的控制设备(1)，其特征在于，所述第二供应电压大于所述第一供应电压。
19.根据上述权利要求中任一项所述的控制设备(1)，其特征在于，所述第一供应电压以所述第一接地端子(316)为参考，并且所述第二供应电压以所述第二接地端子(326)为参考。
20.根据上述权利要求中任一项所述的控制设备(1)，其特征在于，所述控制设备(1)包括：
-第一供应接触部(16a)，用于接收所述第一供应电压；
-第二供应接触部(16b)，用于接收所述第二供应电压；
-第一接地接触部(17a)，其与所述第一接地端子(316)连接；
-第二接地接触部(17b)，其与所述第二接地端子(326)连接。
21.根据上述权利要求中任一项所述的控制设备(1)，其特征在于，所述地线是所述车辆的地线。
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