CN1288013C - 带有许可装置的自备式控制器 - Google Patents

Abstract

装有执行许可装置的自备式继电器。该自备式继电器具有在切换电路时使用的开关装置和驱动开关装置的控制器。另外，自备式继电器拥有可接收控制器所需的控制电流的第一次输入部件。执行许可装置中有一个第二次输入部件，用来接收加密代码。存储器单元内包含有分配给该继电器的存储代码，比较器则将加密代码与存储代码进行比较。当比较器测定加密代码与存储代码相匹配时，控制器即驱动开关装置，对收到控制电流的第一次输入部件作出响应。继电器内的有源电路通过至少一个桥式整流器获得自己的电源。桥式整流器的连接旨在对来自第一次输入部件、开关装置和一个有效机箱接地中的一个或多个获得的电源进行整流。

Description

带有许可装置的自备式控制器

技术领域

该项发明系指向电路供电的控制器，尤其是有关汽车上使用的控制电路。

背景技术

在现代汽车上，通常使用继电器来代替对于高电流容量线路的需要这些线路同向驾驶室与控制开关相接，同时也排除了对这些标定负载高电流的控制开关的需要。上述任何一种用途都是使用一个继电器，即，将其线圈接至高光束电路，其高电流触点用来形成向大灯远距灯供电的电路。不使用继电器，除了现有的大灯的高光束电流负荷以外，大灯的额外电流负荷也会引起高光束/低光束开关和/或头灯开关出现故障，而车的线路情况则仍保持正常。尽管可以避免这种情况的发生，即在汽车生产期间使用较粗的导线和额定电流较大的开关，这样在汽车主人决定安装大灯远距灯时，汽车的线路仍拥有足够的额定负荷，但一般情况下，都不这样做，因为这会造成生产成本的增加。

同样，出于节省成本的考虑，这种继电器通常都是属于机电器件，尽管谁也不清楚为什么它们不是采用固态即用晶体管制成的一直被用于汽车电路系统的其它部分。这包括汽车点火电路、汽车燃油泵和喷油系统电路的转换。这样，更为昂贵的高电流容量的线路就用在了非常短的电路上，即用在和汽车保险丝盒、继电器触点，以及点火线圈或若干点火线圈初级线圈它可携载至少4个安培的电流等相接的电路上，另外，同样和任何燃油泵和喷油增压泵等相接的电路上。与继电器触点激励电路所汲取的负荷相比，继电器线圈需要也许5％或低于5％的电流来动作，为此，继电器线圈可以使用非常细的导线接到汽车点火开关上，而且汽车点火开关触点上额定电流也要小得多，但如果电路直接接到点火开关上，情况则可能相反。

这种设备的一个特别突出的用途就是用在驱动汽车起动电动机的螺线管组件中。然而，在起动电动机中，当汽车点火开关扳到“起动”位置时，螺线管才动作。

在与点火和任何燃油泵电路相连接的继电器中，在点火开关扳到“运行”和“起动”位置时，这些螺线管则必须动作。

现代汽车停机装置可以是独立的，也可以并入告警系统，通常都与汽车的电路相接，从而切断送往汽车点火装置或燃油泵的电源，除非驾驶员超控，因为他握有告警器的钥匙。过去，这些钥匙简直就是从简单的电阻网络、数字键盘到采用二进制代码串和代码跳动设备的复杂的加密技术，当然更为现代化的告警器上已经开始使用电子钥匙。在所有这些设备中，汽车停机装置必须采用导线接入汽车电路。为此，需要对现有的汽车电路进行修改，以便安装汽车停机装置，但这样既耗费时间，且又需要安装人员对汽车电路比较了解。如果安装人员对汽车电路不熟悉，就需要进行调查分析，确定汽车电路的性质。

发明的公开

此项发明的目的就是提供一种汽车停机系统，该系统的安装可以解决上述一些问题，或者至少可以替代目前的汽车停机系统。

在整个技术设计文件中，除非上下文另有要求，“包括”一词应理解为包含了某一个所述整体或某一组整体，但并不是排除任何其他某一个整体或任何其他某一组整体。

该项发明提供了一个兼有执行许可装置的自备式继电器，该项自备式继电器具有切换电路时使用的开关装置和可驱动该开关装置的控制器。自备式继电器内含有第一次输入部件，用来接收控制器所需的控制电流。该执行许可装置装有用于接收加密代码的第二个输入部件；存储器包含有一个分配给该继电器的存储代码；比较器的功能就是将上述加密代码同该存储代码进行比较；在这里，当该比较器测定结果发现加密代码与存储代码相符时，控制器则驱动开关装置，从而对收到控制电流的第一次输入部件作出响应。为此，该继电器内的有源电路通过至少一个桥式整流器获得自己的电源。桥式整流器的连接旨在用来整流自第一次输入部件的一个或者多个，和开关装置的电源进行整流。这样，该自备式继电器就不受极性限制，可以作为一个插入式更换单元使用，无论原来设备内接线极性如何，都不会对其带来影响。

为了说明这个问题，该自备式继电器的第一次输入部件可以看作是一个标准继电器的控制线圈至少在比较器测定代码是否符合时是这样，而开关装置则可以被看作是一个标准继电器的触点。

一般来讲，开关装置由开关触点组成，用来开关电流。在一个特定用途中，开关装置将电源切换到Kettering凯特林点火内燃机点火线圈的初级电路上。而在另外一种用途上，开关装置则将电源切换到汽车燃油系统或内燃机喷油系统二者之中任何一个或二者的燃油泵上。不言而喻，开关装置可以是固态的，例如晶体管、可控硅整流器或三端双向可控硅开关元件。

一般来讲，控制器通常是由具有开关器件的机电继电器线圈和晶体管、可控硅整流器或三端双向可控硅开关元件的基极或栅极，以及根据需要配备的相关的驱动电路等组成。

比较器可以是用来将所产生的模拟信号诸如电阻网络或参考电压或电流或直流/交流变换器等产生的模拟信号与上述存储代码进行比较的模拟器件，或者是一个采用串行发送二进制码形式将加密代码同存储代码进行比较的一个微处理机或基于PLA的或其它的电子设备。

综上所述，自备式继电器中的有源电路还是从第一次输入部件中获取自己的电源更好。

或者，自备式继电器中的有源电路也可以从开关装置中获取自己的电源。

再或者，自备式继电器中的有源电路也可以同时从第一次输入部件和开关装置二者中获取自己的电源。

根据获取电源几种方式的任何一个的最佳特性，在部分电源基准为机箱接地的情况下，为方便起见，自备式继电器还可以接到机箱接地，以便获得电源。

此外，加密代码最好是一个串行二进制代码，第二次输入部件从位于自备式继电器内的无线电接收机上接收加密代码。在这种情况下，加密代码可通过一个手持式遥控发送器，或通过专用连接器供电的插入式装置进行发送。在汽车内使用时，连接器可以用插座安装到汽车的仪表板上，或者是使用现有的或配装的点烟器插座。

或者，加密代码可以是一个串行二进制代码，第二次输入部件从与第一次输入部件相连接的放大器电路上接收加密代码。加密代码通过一个插入式装置加到电源上，而发送器的电源则由一个专用连接器提供。在汽车内使用时，连接器可以用插座安装到汽车的仪表板上，或者是使用现有的或配装的点烟器插座。

自备式继电器内最好还可以装有一个抑制电路，防止开关器被起动，除非在第一次输入部件上存在电压差时，才可起动。

抑制电路内最好装有一个光隔离器，其输入端接至第一次输入部件上。

附图说明

该项发明的两个特别最佳的具体装置参照附图予以说明

图1是根据第一个具体装置给出的汽车停机装置代码发送器的电路图。

图2至图4是根据第一个具体装置给出的自备式继电器的电路图。

图5至图7是根据第二个具体装置给出的自备式继电器的电路图。

最佳实施例

两项具体装置均为汽车用插入式可更换继电器，该继电器装有执行许可装置，它可以使继电器当作汽车停机装置使用，而不需要对汽车线路进行改动，这对于目前已知类型的汽车停机装置来讲，却总是必不可少的，但严格按照工厂标准安装的那些除外。这种继电器可用来激活起动电动机电磁线圈，通往点火系统的线路和通用式燃油泵或喷油系统内使用的燃油泵。没有许可起动装置对于继电器工作的准许，与继电器相连接的电路是不可能工作的，汽车也就不可能起动。这两项具体装置同以触点11形式的开关装置和以动作线圈13形式的控制器一起安装在继电器壳体内，并连接到继电器接线柱15上，动作许可装置插在继电器接线柱15和执行线圈13之间。

第一个具体装置使用了一个插入式模块17，如图所示，该模块有触点19，模块安装在壳体(图中未示)内，这样在汽车仪表板点烟器内或其它内部装置内可以使用。插入式模块17的电路加电时可产生52.5KHz频移键控(FSK)编码信号，该信号叠加在汽车的线路上。

插入式模块17有一个微处理机21，该微处理机经编程，使用频移键控(FSK)码可周期性的发送串行编码32位数据串。这些数据通过串行谐振电路25和简单的带通滤波器27送到功率场效应晶体管FET驱动器23，驱动变压器29，变压器通过甚低阻抗耦合器将信号耦合到电源线上，从而将该数据加到汽车线路上。

参照图2至图4，在继电器接线柱15内，接线柱30，85，86和87是相同的。这些接线柱编号30，85，86和87是标准的Bosch(波许)或Siemens(西门子)汽车继电器上使用的标准编号。尽管其它一些制造厂商可能会用相同的插脚兼容，和/或也许相同的接线柱编号，但应该明白，有些制造厂商可能不使用上述编号。在这种情况下，就需要进行改动，以确保插入式继电器的线路与插座相匹配。在标准的波许或西门子汽车继电器里，接线柱85号和86总是接到标准设备继电器线圈上，且极性是可变的。接线柱30是标准设备继电器的公共继电器触点。接线柱87是标准设备继电器的常开触点。跨接在标准设备继电器的这些触点中的任何触点的极性也是可变的。因此，极性是可变的，这取决于在制造厂该继电器是如何接入汽车线路的。

当12V电压出现在接线柱85和86上时，这就是程序起动的信号，闭合内部的停机装置继电器。以光隔离器电路31形式的抑制电路用来确保该程序起动不会发生，除非跨接在接线柱85和86之间的电压出现电压差。使用新颖的光隔离器31而不使用简单的桥式电路的原因是，在接线柱85和86的任何一个或两者上会有一个正电位。程序起动应该只能在跨接接线柱85和86的电压出现差别时才会开始，而当它们二者均处于高位时，则不会开始。

另外，由于可能会遇到极性变化，桥式整流器33用来确保5V电压调整器35拥有正确的极性。如果由于某种原因在信号加电这些插脚上前接线柱85和86上没电时，常开接线柱87和30上就会有采用极性相接的第二电源。由桥式整流器37实现任何必须进行的极性修正。

下面介绍了采用第一具体装置的继电器取代标准设备起动电动机继电器的应用情况。由于点火开关通过“附件”进行切换，然后再扳到“点火接通”位置，插入式模块17从而有电，驾驶员可将其插入点烟器插座内。如果接线柱85和86上没有电源来向该装置供电，那么在接线柱30和87上就会有电。因此，该具体装置的继电器就会得到来自接线柱30和87的电源，对插入式装置17提供的信号进行解码和检验。频移键控(FSK)信号从来自VP点的电源线上获取，通过带有限幅二极管41的带通滤波器39。这个弱小的信号然后进入微处理机43，后者对其进行放大和解码，并将其同机内存储的其中一个代码进行比较。如果该代码有效时，就会有一个信号输出到开关45，当从光隔离器31收到一个信号时，该开关激励继电器线圈13。光隔离器31的使用确保了继电器线圈13只有在85号86号接线柱通电的情况下才会被激励，而不会在代码一被确定有效时便被激励。这样，该具体装置便可作为可更换的起动电动机继电器使用。

在许多汽车的起动阶段，当点火开关扳到“起动”位置时，点烟器插座会出现掉电现象。微处理机43装有另外一个存储器，用来暂时存储收到的信号，这样微处理机43拥有有效信息进行工作，使得继电器线圈13最终通电和继电器触点11最终闭合。在另外一个具体装置中，该功能是由一个小型可充电电池或微型大电容器(0.5F以上)提供。

第二个具体装置同第一个具体装置类似，但它使用了标准的无线电发送信号给其继电器，如图5至7所示。所使用的编码为随机加密，从而可避免代码抓取。

同样的数字表示同样的部件和功能。附加部件包括接收来自发送机的射频信号的无线电接收机47。然后，接收机47产生的串行二进制信号由微处理机43同存储在EEROM电可擦只读存储器49内的代码进行比较。

发送器装置可以是普通的手持式遥控高频随机加密发送器，然而，在另一个具体装置中，发送器可以置于一个可插入点烟器插座的单元内。点火开关一接通，发送器就发送一个信号给汽车停机装置。

值得一提的是，该项发明的使用范围并不限定在这里所公开的特殊的具体装置上。

Claims (12)

1.装有执行许可装置(43)的自备式继电器，该自备式继电器具有在切换电路时使用的开关装置(11)和驱动开关装置(11)的控制器(13)；另外，自备式继电器拥有可接收控制器(13)所需的控制电流的第一次输入部件(85，86)；执行许可装置(43)中有一个第二次输入部件(B，D)，用来接收加密代码；存储器单元(43)内包含有分配给该继电器的存储代码，比较器(43)则将加密代码与存储代码进行比较；当比较器(43)测定加密代码与存储代码相匹配时，控制器(13)即驱动开关装置(11)，对收到控制电流的第一次输入部件(85，86)作出响应；其特征在于继电器内的有源电路通过至少一个桥式整流器(BD1，BD2)获得自己的电源；桥式整流器的连接旨在对来自第一次输入部件(85，86)的一个或多个，和开关装置(11)的电源进行整流。

2.如权利要求1所述的自备式继电器，其特征在于在该自备式继电器中的有源电路从第一次输入部件(85，86)中获得电源。

3.如权利要求1所述的自备式继电器，其特征在于在该自备式继电器中的有源电路从开关装置(11)中获得电源。

4.如权利要求1所述的自备式继电器，其特征在于，在该自备式继电器中的有源电路既可从第一次输入部件(85，86)又可从开关装置(11)中获得电源。

5.如权利要求2至4所述的任意一种自备式继电器，其特征在于，在该自备式继电器中，加密代码是一个串行二进制码，而且第二次输入部件(D)接收来自位于自备式继电器内的无线电接收机(47)的加密代码。

6.如权利要求2至4所述的任意一种自备式继电器，其特征在于在该自备式继电器中，加密代码是一个串行二进制码，而且第二次输入部件接收来自放大器电路(39，41)的加密代码，该放大器电路接到第一次输入部件，加密代码加到插入式装置(17)给出的电源上，该发送器由一个专用连接器供电。

7.如权利要求2至4所述的任意一种自备式继电器，其特征在于该自备式继电器含有一个抑制电路(31，Q2)，用来防止开关器(11)动作，除非跨接在第一次输入部件(85，86)上的电压存在一个电压差。

8.如权利要求7所述的自备式继电器，其特征在于在该自备式继电器中，其抑制电路(31，Q2)内装有一个光隔离器(31)，其输入端(1，2)接到第一次输入部件(85，86)上。

9.如权利要求5所述的自备式继电器，其特征在于，该自备式继电器含有一个抑制电路(31，Q2)，用来防止开关器(11)动作，除非跨接在第一次输入部件(85，86)上的电压存在一个电压差。

10.如权利要求9所述的自备式继电器，其特征在于，在该自备式继电器中，其抑制电路(31，Q2)内装有一个光隔离器(31)，其输入端(1，2)接到第一次输入部件(85，86)上。

11.如权利要求6所述的自备式继电器，其特征在于，该自备式继电器含有一个抑制电路(31，Q2)，用来防止开关器(11)动作，除非跨接在第一次输入部件(85，86)上的电压存在一个电压差。

12.如权利要求11所述的自备式继电器，其特征在于，在该自备式继电器中，其抑制电路(31，Q2)内装有一个光隔离器(31)，其输入端(1，2)接到第一次输入部件(85，86)上。

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