CN107979063A - 用于切断控制设备的至少一个组件的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于切断控制设备（100）的至少一个组件（101）的装置，为了进行能量供给所述控制设备被连接到陆上、水上或者空中运输工具的机载电网（1）上，所述装置具有：供电电压接头（201），用于所述控制设备（100）的供电电压能够加载到所述供电电压接头上；用于对所述加载在供电电压接头（201）上的供电电压的数值进行测量的测量单元（202）；比较单元（203），该比较单元被设计用于：将借助于测量单元（202）所测量的供电电压数值与至少一个电压阈值进行比较；以及切断单元（204），该切断单元被设计用于：在达到所述至少一个电压阈值时切断所述至少一个组件（101）。

Description

用于切断控制设备的至少一个组件的装置

技术领域

本发明涉及一种用于切断控制设备的至少一个组件的装置，为了进行能量供给所述控制设备被连接到陆上、水上或者空中运输工具的机载电网（Bordnetz）上。

背景技术

现代的机动车的突出之处在于，控制设备牢固地相互连接。大量的功能（例如驾驶员协助功能）要求不同的单个的传感器和致动器的共同作用。例如自动的间距调节（“ACC”）通过雷达控制设备、马达控制设备和制动器控制设备的相互连接来实现。

为了保证最大的运行可靠性，所参与的控制设备能够对本身并且彼此间进行监控。这可以通过以下方式来实现：使用一种微型控制器（μC），在该微型控制器上执行相应的监控程序。

在识别出功能限制或者通信干扰时，会发生所定义的反应，例如警告驾驶员并且进行故障存储输入。所述控制设备的运行在此可能要经受某些预先规定的约束。例如可以规定，某些功能必须仅仅在所述供电电压的某些范围内才能够实施。例如对于常见的、具有12V额定电压的机动车电网来说，可以规定，控制设备必须在供电电压数值为10V或者更大时正常地发挥功能，在供电电压数值处于7V与10V之间时必须具有一定的减小的功能范围，并且在供电电压数值直至最小7V时至少还必须能够通过所连接的数据网络进行通信。

在相互监控方面可以规定，通过所连接的数据网络至少在确定的、具有有效数值的间隔内必须接收到某些消息，以便能够确认所监控的并且发送所述消息的控制设备的功能能力。否则会产生故障存储记录。

此外，可以将在进行所规定的使用时出现的情况从故障反应中除去。对于机动车来说，这一点尤其是情境式的电压干扰的开始。在那里所消失的消息并非必然暗示着受到监控的控制设备发生了故障。

发明内容

按照本发明，提出了具有独立权利要求所述特征的用于切断控制设备的至少一个组件的装置以及具有这样的装置的机载电网，其中为了进行能量供给所述控制设备被连接到陆上、水上或者空中运输工具的机载电网上。有利的设计方案是从属权利要求以及以下说明书的主题。

“控制设备”尤其是指一种设备，该设备具有至少一个逻辑电路单元（尤其是微型控制器或者微型处理器）和存储单元，该存储单元具有保存在其上面的程序，所述程序由所述逻辑电路单元来执行，以便控制所述陆上、水上或者空中运输工具的功能。优选地，控制设备也具有数据接口（例如总线接口，例如CAN），借助于所述数据接口所述控制设备可以与所述陆上、水上或者空中运输工具的数据网络传输数据地相连接。按照有待控制的功能，控制设备还具有输入端和输出端（例如开关、模拟I/O、数字I/O、ADC、DAC）和/或电流或电压控制器件、例如用于对所连接的组件、例如喷射器、制动器、阀、驱动装置等等进行操控的输出级。在运输工具中常见的控制设备是马达控制设备、制动器控制设备、离合器控制设备、变速器控制设备、电池控制设备、发电机调节器、信息娱乐设备等等。优选地，按本发明的、用于将所述控制设备的至少一个组件切断的装置被集成到所述控制设备中。

本发明提出，借助于相应的装置来测量机载电网中的控制设备的供电电压的数值、尤其是交流电压的有效值或者直流电压的电平值并且将所述供电电压数值与至少一个电压阈值进行比较。在达到所述至少一个电压阈值时，有针对性地切断所述控制设备的至少一个组件。由此避免处于运行极限之外的不受欢迎的反应。

根据预期的用途，所述至少一个电压阈值包括上电压阈值和/或下电压阈值。不言而喻，如果低于下电压阈值，也就达到了所述下电压阈值；并且如果超过上电压阈值，也就达到了所述上电压阈值。

因为现在设置了一种专注的、用于对所述供电电压进行测量的装置，所以在出现未预见的或者无意的反应之前，可以在达到确定的电压水平时切断所述控制设备的至少一个组件。在被连接到供电电网上的控制设备的总复合结构中，由此例如对不利的电压情况产生一致的反应。由此使得所有控制设备都可以协调地工作。尤其是关于监控和与电压有关的功能的不一致性情况可以得到避免。

如果替代地规定所述控制设备的组件不被切断，那就例如可能由于在低电压情况下的功能限制而产生例如“未经许可的”故障警告（错误的-积极的）。其原因在于，最后向所述控制设备的微型控制器供电的工作电压特定于控制设备地（尤其根据电路板布局、构件公差、构件老化、电缆敷设、型号内的变化（Streuung）等等）从所述供电电压中推导出。最后向控制设备的微型控制器供电的工作电压因此在相同的供电电压情况下特定于控制设备地可能比所述供电电压低1-2V。这可能引起：有些第一控制设备已经占据与其他第二控制设备不同的功能范围或者根本不再发挥功能，而其他第二控制设备则还进行监控并且与之相应地在消息消失时识别故障。而后对于机动车来说尤其在马达起动情况中可能出现不受欢迎的或者未经许可的故障的输入。“未经许可”是因为在这种情况中本来不应该或者必须再进行故障监控。

优选地，如果达到至少一个第二电压阈值，则再次接通所述控制设备的至少一个组件。上述至少一个用于切断的电压阈值和至少一个用于接通的第二电压阈值可以相同。但是，优选设置了一种滞后，以避免接通和切断振荡。

优选地，所述控制设备的至少一个组件包括逻辑电路单元、尤其是所述控制设备的微型控制器或者微型处理器。由此可以特别容易地关闭所述控制设备的功能能力，而例如不必进行完全的切断。

进一步优选地，所述控制设备的至少一个组件在达到所述至少一个电压阈值时立即被切断或者在切断延迟时间结束后才被切断。切断延迟时间的等候尤其能够实现：正常地结束所述组件或者控制设备的运行，例如保存数据，将高速缓冲存储器清空等等。立即的切断尤其在过电压的情况下有意义，以避免损坏。

进一步优选地，只有在至少一段去抖动时间范围内达到所述至少一个电压阈值时才切断所述控制设备的至少一个组件。由此，短时间的电压变化不会导致切断。

优选地，所述至少一个电压阈值和/或所述切断延迟时间和/或所述去抖动时间和/所述至少一个第二电压阈值能够在外部、尤其是通过数据接口来预先给定。由此所述装置能够总是与具体地占优势的条件和电压情况相匹配。

所述装置，这里尤其是测量单元、比较单元和/或切断单元能够由分立的结构元件或者由至少一条集成线路来构成。

所述测量单元、比较单元和/或切断单元可以在结构上分开地布置在不同的设备中，或者所有或者多个可以布置在同一设备中。

本发明的其他优点和设计方案从说明书和附图中获得。

附图说明

借助于实施例在附图中示意性地示出了本发明并且下面参照附图对本发明进行描述。

图1线路图状地示出了按本发明的机载电网的优选的第一种实施方式，所述机载电网具有控制设备和用于将所述控制设备的至少一个组件切断的装置；

图2粗略示意性地示出了按本发明的、用于将所述控制设备的至少一个组件切断的装置的另一种优选的实施方式。

具体实施方式

在图1中线路图状地示出了按本发明的机载电网的优选的第一种实施方式，该机载电网具有控制设备100和用于将所述控制设备的至少一个组件切断的装置200（下面被称为切断装置），并且该机载电网在总体上用1来表示。该机载电网在这里例如构造为机动车机载电网。

作为机动车电池2来构成的能量源为所述机动车机载电网1提供作为直流电压的供电电压U=。对于常见的机动车机载电网来说，额定电压例如为12V。在所述机动车机载电网中，除了所述控制设备100之外还存在其他的控制设备（未示出），通过相应的引线由所述机动车电池2来向所述其他的控制设备供给电压。

所述控制设备100在所示出的实例中构造为用于对所述机动车的内燃机10进行控制的马达控制设备，并且具有逻辑电路单元101（尤其是微型控制器或者微处理器）以及存储单元102，该存储单元则具有在其上面所保存的程序，所述程序由所述逻辑电路单元101来执行，以用于控制所述机动车的功能。此外，所述控制设备100也具有数据接口103（例如总线接口、例如CAN），借助于所述数据接口所述控制设备与所述机动车的数据网络3传输数据地相连接。所述数据网络3尤其构造为总线、例如以CAN总线。

此外，所述控制设备具有用于对所述内燃机10的所连接的喷射器进行操控的电流或者电压控制器件104、尤其是输出级。

按本发明的切断装置的一种优选的实施方式用200来表示并且被集成到所述控制设备100中。

所述切断装置200具有：供电电压接头201，用于所述控制设备的供电电压被加载到所述供电电压接头上；用于对加载在所述供电电压接头201上的供电电压的数值进行测量的测量单元202；以及作为逻辑电路单元203来构成的比较单元，该比较单元构造用于：将借助于所述测量单元202来测量的供给电压值与下电压阈值进行比较。此外，所述切断装置200具有能够由所述逻辑电路单元203操控的作为数据接口204、例如总线接口来构成的切断单元，通过该切断单元可以将切断指令输出给所述控制设备的有待切断的组件。

所述切断装置200的数据接口204优选间接（例如通过所述控制设备的数据接口103）或者直接与所述数据网络3相连接，以便从那里尤其得到预先给定的工作参数，例如电压阈值、切断延迟时间、去抖动时间等等。

所述测量单元202、所述逻辑电路单元203和所述数据接口204都构造为集成电路、例如ASIC。作为替代方案也可以规定，所述测量单元在结构上与其余部分分开并且将所述测量值通过数据连接、例如数据总线传输给所述逻辑电路单元。

这里选择了所述逻辑电路单元101作为所述控制设备200的有待切断的组件。

在图2中粗略示意性地并且线路图状地示出了按本发明的切断装置300的优选的第二种实施方式，该切断装置由分立的结构元件所构成。

所述切断装置300同样具有供电电压接头301，用于控制设备的供电电压被加载到所述供电电压接头上。用于对加载在供电电压接头301上的供电电压的数值进行测量的测量单元302与被设计用于将借助于所述测量单元302测量的供给电压值与下电压阈值进行比较的比较单元303一起被构造为运算放大器。所述运算放大器的比较输入端为了接收所述电压阈值而与数模转换器DAC相连接。

所述切断单元304在这里作为晶体管、例如MOSFET或者IGBT来示出，所述晶体管被接入到所述逻辑电路单元101的电压供给线路中。通过电容器305可以调节去抖动时间。在这种实例中，所述切断单元304同时是接通单元，该接通单元被设计用于在达到这里与所述下电压阈值相等的第二电压阈值时接通所述逻辑电路单元101。转换中的滞后例如可以通过施密特触发器而产生。

在所述控制设备100的运行过程中或者在所述切断装置200、300等的运行过程中，所述切断装置例如连续地或者以有规律的间隔（例如每100ms）检测所述供电电压U=的数值、即这里是直流电压电平，并且将其与所述下电压阈值进行比较。如果（必要时在去抖动时间范围内）达到或者低于所述下电压阈值，所述切断装置200、300就（必要时在切断延迟时间结束之后）切断所述控制设备的逻辑电路单元101。

Claims (11)

1.用于切断控制设备（100）的至少一个组件（101）的装置，为了进行能量供给所述控制设备被连接到陆上、水上或者空中运输工具的机载电网（1）上，所述装置具有：

供电电压接头（201、301），用于所述控制设备（100）的供电电压能够加载到所述供电电压接头上；

测量单元（202、302），该测量单元用于对加载在供电电压接头（201、301）上的供电电压的数值进行测量；

比较单元（203、303），该比较单元被设计用于将借助于测量单元（202、302）所测量的供电电压数值与至少一个电压阈值进行比较；以及

切断单元（204、304），该切断单元被设计用于在达到至少一个电压阈值时切断所述至少一个组件（101）。

2.按权利要求1所述的装置，其中所述至少一个电压阈值能够在外部预先给定。

3.按权利要求1或2所述的装置，其中所述切断单元（204、304）被设计用于：在达到所述至少一个电压阈值时立即切断或者在切断延迟时间结束之后才切断所述至少一个组件（101）。

4.按权利要求3所述的装置，其中所述切断延迟时间能够在外部预先给定。

5.按前述权利要求中任一项所述的装置，其中所述切断单元（204、304）被设计用于：只有在至少一段去抖动时间范围内达到所述电压阈值时才切断所述至少一个组件（101）。

6.按权利要求5所述的装置，其中所述去抖动时间能够在外部预先给定。

7.按前述权利要求中任一项所述的装置，其具有接通单元（304），该接通单元被设计用于：在达到至少一个第二电压阈值时接通所述至少一个组件（101）。

8.按权利要求7所述的装置，其中所述至少一个第二电压阈值能够在外部预先给定。

9.按前述权利要求中任一项所述的装置，该装置由分立的结构元件或者由集成电路所构成。

10.陆上、水上或者空中运输工具的机载电网（1），具有按前述权利要求中任一项所述的装置（200、300）并且具有控制设备（100），该控制设备被设计用于控制陆上、水上或者空中运输工具的功能。

11.按权利要求10所述的机载电网（1），其中所述控制设备（100）的至少一个组件（101）是逻辑电路单元或者微型控制器。