車輛的控制器的製作方法
2023-04-28 11:53:16
專利名稱：車輛的控制器的製作方法
技術領域：
本發明基於按照獨立權利要求所述的車輛控制器。
發明內容
具有獨立權利要求特徵的本發明的車輛控制器的優點是，通過使控制器的且尤其是安全氣囊控制器的有關部件與車載電源斷開，避免了象如點火迴路控制系統的負末級至車輛外殼的短路故障或者正末級至車輛外殼的短路這樣的故障可能造成防前衝回拉裝置的意外觸發。這取決於在這樣的故障中，在本發明控制器裡可能沒有偶然的電流流過觸發件，確切地說是點火器。
特別有利的是，控制器裡的線路板接地和車輛外殼接地之間的電阻值不是重要的，這對具有鋁車架的車輛來說尤其重要，因為它們受結構型式限制而有較高的電阻值。此外，在這種材料的情況下，由於顯著生成氧化層而難於在整個車輛使用壽命期間裡保證很低的電阻連接，如果沒有本發明，就需要這種低電阻連接。
此外，通過在接受電流隔斷供電電壓的集成電路IC中的電流隔斷，即使在車載電源電壓較高時，例如在42V車載電源時，也能夠保持成本低廉的40V產生過程。因此，不需要轉換成電壓較高的昂貴過程，這是因為車載電源與內部供電電壓沒有什麼關係。在這裡，尤其對點火集成電路(IC)來說，即對點火迴路控制系統的集成電路來說，可以省去末級電晶體處的面積，因為這些面積不必再針對高車載電源電壓是抗短路的。還有利的是，通過電流隔斷，在正末級至車輛外殼發生短路時能使點火器在正常觸發下點火，因為在正末級處的電壓不再短路了。
通過在從屬權利要求描述的一些措施和改進方案，能有利地改進如獨立權利要求所述的車輛控制器。
特別有利的是，在用於對控制器供電的變換器裡的電流隔斷功能通過一個變壓器來實現，在初級側設有一個直流電壓/交流電壓變換器並在次級側設有一個整流器。在車輛裡，通過電池來提供直流電，因此需要直流電壓/交流電壓變換器是為了使電能通過變壓器進行傳輸。由於布置在次級側的控制器部件需要直流電壓，因此，在次級側設有整流器。直流電壓/交流電壓變換器可被設計成振蕩器或斬波器的形式。
還有利的是，用於從外圍設備部件至控制器電子裝置或點火迴路控制系統進行數據傳輸的耦合元件被設計成光電耦合器，以便也在這裡保證數據傳輸時的電流隔斷。
還有利的是，變換器與至少一個蓄電器且最好是電容器連接，當供電系統即電池斷開時，電容器繼續驅使變換器工作，就是說，工作一定時間。這保證了尤其在發生事故時安全氣囊控制器能短暫工作。
作為通過電流隔斷來保護的控制器中的部件，可以設置總的控制器電子裝置，尤其是處理器，或者也可以只設點火迴路控制系統。
本發明的實施例在附圖中示出了並且在以下的說明中將詳細敘述。圖1表示本發明的第一實施例，圖2表示本發明的第二實施例，圖3表示了變換器的控制框圖。
具體實施例方式
在目前常用的安全氣囊控制器中，控制器供電系統的接地連接或是通過單獨的接地線或是通過線路板接地點與金屬控制器外殼的導電連接來產生，該控制器外殼導電地與車輛外殼連接。在這兩種方法中必需要有儘可能低的電阻連接，以避免線路板接地點相對車輛外殼接地點有不同的電位。同時，特別必須注意單獨的接地線電阻或金屬控制器外殼至車輛外殼的傳輸電阻。
如果不存在故障，即沒有負末級至車輛外殼的短路，沒有正末級至車輛外殼的短路，或者至車輛外殼的連接中斷了，就產生以下的接通過程當合上點火開關時，安全氣囊控制器的接通電流通過饋電線電阻和線路板上的串聯電阻的串聯保險絲來限定，以便限制充電電流以及限制單獨接地線的或金屬控制器外殼至車輛外殼的傳輸電阻。充電電流流至一個通常為220-470μF的電解電容器，這對供電電壓的濾波是必需的。此外，設有一個二極體作為防極性變換二極體。根據電池電壓和上述電阻的總電阻，接通電流為幾十安培。該電流流過傳輸電阻或單獨接地線的電阻並在這裡引起電壓降，從而可能造成線路板接地點相對車輛外殼的電位升高。這種電位升高在正常情況下是不重要的。
但如果點火迴路控制系統的負末級與車輛外殼短路，則線路板接地點相對車輛外殼如上所述地就升為正值。由於負末級出現故障，點火器直接與車輛外殼相連。因而，車輛外殼就具有一個比線路板接地點更負的電位。當電位差足夠大時，在點火迴路-集成電路(IC)上的寄生二極體變得導通並有電流流過點火器。電流流過時間和電流大小有時大到足以造成無意的點火。
如果現在出現正末級至車輛外殼的短路，則點火器在與正末級連接時就與車輛外殼相連。這樣，車輛外殼就有一個比線路板接地點更負的電位。當電位差足夠大時，在點火迴路控制系統的IC上的二極體變得導通並且有電流流過點火器。電流流過時間和電流大小在一定條件下大到足以造成無意的點火。
如果現在存在至車輛外殼的連接的中斷，以及負末級至車輛外殼的短路或正末級至車輛外殼的短路，就產生以下情況接通電流可以不再流過至車輛外殼的連接線路，這是因為控制器沒有接地。在這種情況下，它流過點火迴路IC上的寄生二極體。此外，電流流過點火器。電流流過時間和電流大小無論如何大到足以造成無意點火。控制器在這種情況下導致通過點火器的接地連接。
本發明建議一種控制器，它在出現這些故障時不造成點火器的意外點火。尤其是通過電流隔斷就不可能產生可能導致點火器的無意點火的電流。
電流隔斷是必需的，以便將控制器供電系統與車載電源隔斷開。這最好通過在直流電壓變換器裡的變壓器完成。對此，在初級側則需要有交流電壓發生器並在次級側有一個整流器。此外，外圍設備的如診斷線路或安全帶鎖開關或傳感器的與車載電源接地有關的信號都必須通過所謂的耦合元件被接到控制器的電流隔斷部件上。作為這樣的耦合元件，最好採用光電耦合器。這些耦合元件既可以分立地構成，也可以集成在控制器的相應的集成電路(IC)裡。
圖1表示本發明裝置的第一線路框圖。點火開關分隔開一個車輛電池2，電池的另一頭接地，即接在車輛外殼、車架3上。在另一側，點火開關1與一個變換器5連接，該變換器位於控制器4裡。變換器5在一側與車輛外殼3連接並在另一側與一個內部接地點7連接。變換器5本身具有電流隔斷功能，因此，車輛外殼3按直流來說與內部接地點7分隔開。變換器5給控制器電子裝置6提供電壓8。控制器電子裝置6促使與同樣位於控制器4裡的耦合元件10的數據交換。本身也有電流隔斷功能的耦合元件10由於在這裡最好應用光電耦合器，因而在另一側通過數據輸入/輸出端12與一個外圍設備11連接。外圍設備11與車輛外殼3相連。所謂的外圍設備是指傳感器和/或診斷線路和/或安全帶鎖開關。
變換器5在此是直流電壓變換器。直流電壓變換器具有如圖3所示的配置。在那裡，首先設有一個直流電壓/交流電壓變換器20，它連接在變壓器21上。在變壓器21的次級設有整流器22。直流電壓/交流電壓變換器20在此可作成振蕩器形式或例如也可以成斬波器形式。於是，產生了交流電壓，它可以通過變壓器21傳輸。整流器22將交流電壓整成直流，以便於是能供給控制器電子裝置6。整流器22尤其可以被設計成橋式整流器，在橋分支裡接入二極體。但也可以採用更簡單的或可供選的整流電路。
圖2表示本發明的第二實施形式。與圖1相同的部件用相同標記表示。點火開關1又與車輛電池2連接，電池2又與車輛外殼3連接。點火開關1在另一側與控制器4連接並同時與具有電流隔斷功能的變換器13和沒有電流隔斷功能的變換器18連接。變換器13的結構如圖3所示。變換器13的另一側與控制器4裡的內部接地點15連接並通過線路14將電壓加到點火迴路-IC16上。點火迴路IC16經過一個數據輸入/輸出端與耦合元件10連接，這些耦合元件實現了與控制器電子裝置17的數據交換。控制器電子裝置17從沒有電流隔斷功能的變換器18中得到供電，而控制器電子裝置17又與車輛外殼3相連。此外，控制器電子裝置通過線路19與外圍設備11相連，外圍設備本身又是與車輛外殼3相關的。
這個例子表明，通過藉助變換器的按照本發明的電流隔斷，也能夠只分隔開控制器裡的個別安全關鍵部件，而另一些部件仍然可以連接在車輛外殼上。
也可以隔斷另一些同樣在發生故障時會造成文章開頭所述的糟糕後果的部件或者附加部件。但如上所述，電流隔斷的優點在於，可以實現電壓變換，這使得用於控制器部件的現有製造方法能繼續使用。
變換器5或13可藉助作為蓄電器的儲能電容器而在電池斷開即在供電中斷的情況繼續工作一段規定的自給自足時間。
權利要求
1.車輛的控制器，該控制器(4)具有一個帶有電流隔斷功能的變換器(5，13)用於給至少一個部件(6，16)供電，有電流隔斷功能的至少一個耦合元件(10)可以與所述的至少一個部件(6，16)連接，該耦合元件(10)用於數據傳輸，所述至少一個部件(6，16)配置有一個接地接點(7，15)。
2.按權利要求1所述的控制器，其特徵在於，該變換器(5，13)有一個變壓器(21)用於電流隔斷，在初級側設有一個直流電壓/交流電壓變換器(20)並且在次級側設有一個整流器(22)。
3.按權利要求2所述的控制器，其特徵在於，該直流電壓/交流電壓變換器(20)是一個振蕩器。
4.按權利要求2所述的控制器，其特徵在於，該直流電壓/交流電壓變換器(20)是一個斬波器。
5.按上述權利要求之一所述的控制器，其特徵在於，所述至少一個耦合元件(10)成光電耦合器的形式。
6.按上述權利要求之一所述的控制器，其特徵在於，該變換器(5，13)與至少一個蓄電器連接，該蓄電器在供電(2)中斷時驅動該變換器(5，13)工作。
7.按上述權利要求之一所述的控制器，其特徵在於，所述至少一個部件(6，16)是防前衝回拉裝置的點火迴路控制系統。
8.按權利要求1-6之一所述的控制器，其特徵在於，所述至少一個部件(6，16)是控制器電子裝置。
全文摘要
本文提出一種車輛控制器，其中，供電通過一個提供電流隔斷功能的變換器來進行。此外，通過這種電流隔斷功能被斷開的部件與一個同樣也提供電流隔斷功能的耦合元件相連，以便與外部部件及控制器裡的未被隔斷電流的部件連接進行數據交換。
文檔編號B60R16/023GK1649756SQ03809701
公開日2005年8月3日 申請日期2003年2月20日 優先權日2002年8月1日
發明者R·亨納, A·亨納 申請人:羅伯特-博希股份公司