帶有兩個(gè)具有不同車(chē)載電網(wǎng)電壓的車(chē)載電網(wǎng)的機(jī)動(dòng)車(chē)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種機(jī)動(dòng)車(chē)，包括:具有第一電壓源的第一車(chē)載電網(wǎng)，該第一電壓源提供第一車(chē)載電網(wǎng)電壓；具有第二電壓源的第二車(chē)載電網(wǎng)，該第二電壓源提供不同于第一車(chē)載電網(wǎng)電壓的第二車(chē)載電網(wǎng)電壓，其中兩個(gè)車(chē)載電網(wǎng)電壓是直流電壓，其中至少一個(gè)電網(wǎng)隔離裝置連接第一車(chē)載電網(wǎng)的連接點(diǎn)和第二車(chē)載電網(wǎng)的連接點(diǎn)。
【背景技術(shù)】
[0002]應(yīng)用的機(jī)動(dòng)車(chē)大部分具有僅僅單個(gè)的12V車(chē)載電網(wǎng)。特別是鑒于用于機(jī)動(dòng)車(chē)的電氣驅(qū)動(dòng)裝置或混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置的越來(lái)越大的重要性，值得期望的是，在車(chē)載電網(wǎng)中使用較高的電壓。同時(shí)，機(jī)動(dòng)車(chē)的車(chē)載電子裝置的部件經(jīng)常還應(yīng)在電網(wǎng)中以12V車(chē)載電壓運(yùn)行。因此可以有利的是，在一個(gè)機(jī)動(dòng)車(chē)中設(shè)有兩個(gè)具有不同車(chē)載電網(wǎng)電壓的車(chē)載電網(wǎng)。
[0003]如果在機(jī)動(dòng)車(chē)中使用兩個(gè)不同的車(chē)載電網(wǎng)，那么經(jīng)常必要的是，將信息從一個(gè)車(chē)載電網(wǎng)傳輸?shù)搅硪卉?chē)載電網(wǎng)。如此，例如通信總線，例如CAN總線可以是具有相對(duì)低的車(chē)載電網(wǎng)電壓的電網(wǎng)的一部分。然而例如可以適宜的是，通過(guò)該總線驅(qū)控發(fā)動(dòng)機(jī)控制器，該發(fā)動(dòng)機(jī)控制器是具有較高的第二車(chē)載電網(wǎng)電壓的車(chē)載電網(wǎng)的一部分。在該情況下，信息必須由具有較低的車(chē)載電網(wǎng)電壓的車(chē)載電網(wǎng)傳輸?shù)骄哂休^高的車(chē)載電網(wǎng)電壓的車(chē)載電網(wǎng)中。另一方面，通過(guò)在具有較高的車(chē)載電網(wǎng)電壓的車(chē)載電網(wǎng)中的構(gòu)件可能提供測(cè)量值、故障信號(hào)或等，它們隨后又應(yīng)輸入到通信總線中。在該情況下，具有較高的車(chē)載電網(wǎng)電壓的車(chē)載電網(wǎng)與具有較低的車(chē)載電網(wǎng)電壓的車(chē)載電網(wǎng)的通信是必要的。
[0004]對(duì)于在兩個(gè)具有不同車(chē)載電網(wǎng)電壓的車(chē)載電網(wǎng)之間的信息交換重要的是，防止在這兩個(gè)車(chē)載電網(wǎng)之間的短路。如果具有較低車(chē)載電網(wǎng)電壓亦即例如12V的車(chē)載電網(wǎng)和具有較高車(chē)載電網(wǎng)電壓亦即例如48V的車(chē)載電網(wǎng)短路，那么這可能導(dǎo)致:在設(shè)計(jì)用于以較低的車(chē)載電網(wǎng)電壓運(yùn)行的構(gòu)件上存在較高的車(chē)載電網(wǎng)電壓，這可能導(dǎo)致構(gòu)件的故障并且甚至可能導(dǎo)致持久的損壞。
[0005]因此，通常使用脫耦器用于信息交換，該脫耦器能實(shí)現(xiàn)在電網(wǎng)之間無(wú)電流的信息傳輸。脫耦器可以是例如光電耦合器，其中，通過(guò)應(yīng)發(fā)送信息的車(chē)載電網(wǎng)的電壓信號(hào)運(yùn)行光源例如發(fā)光二極管，該發(fā)光二極管的光影響在信息應(yīng)傳輸?shù)狡渲械能?chē)載電網(wǎng)中光電晶體管或類(lèi)似構(gòu)件的導(dǎo)電能力。由此實(shí)現(xiàn)兩個(gè)車(chē)載電網(wǎng)的完全的電氣解耦。
[0006]除此之外也使用這樣的脫耦器，該脫耦器代替兩個(gè)車(chē)載電網(wǎng)的光學(xué)耦合設(shè)有電磁耦合，例如如下的脫耦器，該脫耦器包括小型化變壓器或者在發(fā)送信號(hào)的側(cè)上包括線圈而在接收信號(hào)的側(cè)上包括具有巨磁阻的結(jié)構(gòu)。該解決方案的缺點(diǎn)是，脫耦器是相對(duì)大和相對(duì)昂貴的構(gòu)件。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]因此，本發(fā)明的任務(wù)在于，提出一種機(jī)動(dòng)車(chē)，該機(jī)動(dòng)車(chē)能以如下方式實(shí)現(xiàn)在兩個(gè)車(chē)載電網(wǎng)之間的信息傳輸，該方式能可靠地防止在這些車(chē)載電網(wǎng)之間的短路。
[0008]為了實(shí)現(xiàn)該任務(wù)，按照本發(fā)明在開(kāi)始所述類(lèi)型的機(jī)動(dòng)車(chē)中規(guī)定，電網(wǎng)隔離裝置包括至少一個(gè)半導(dǎo)體元件，其中電網(wǎng)隔離裝置具有截?cái)喾较蚝蛯?dǎo)通方向，在中斷電壓以下沿該截?cái)喾较蚧旧喜贿M(jìn)行電流傳輸，而在最小電壓以上沿該導(dǎo)通方向進(jìn)行電流傳輸，其中電網(wǎng)隔離裝置的導(dǎo)通方向由第一車(chē)載電網(wǎng)朝向第二車(chē)載電網(wǎng)，由此通過(guò)控制在第一車(chē)載電網(wǎng)的連接點(diǎn)處的電壓可將第一信號(hào)由第一車(chē)載電網(wǎng)傳輸?shù)降诙?chē)載電網(wǎng)中和/或由此通過(guò)控制在第二車(chē)載電網(wǎng)的連接點(diǎn)與參考電位之間的可控阻抗可將第二信號(hào)由第二車(chē)載電網(wǎng)傳輸?shù)降谝卉?chē)載電網(wǎng)中，所述參考電位形成用于兩個(gè)車(chē)載電網(wǎng)的共同的參考電位。
[0009]本發(fā)明的基礎(chǔ)構(gòu)思在于，雖然在機(jī)動(dòng)車(chē)車(chē)載電網(wǎng)之間信息傳輸時(shí)必須防止電網(wǎng)短路，并且特別是防止較高的車(chē)載電網(wǎng)電壓“擊穿”具有較低的車(chē)載電網(wǎng)電壓的車(chē)載電網(wǎng)，然而兩個(gè)車(chē)載電網(wǎng)的完全電氣分離不是必要的。典型地，在機(jī)動(dòng)車(chē)中為兩個(gè)車(chē)載電網(wǎng)無(wú)論如何應(yīng)用共同的參考或接地電位，該參考或接地電位例如與車(chē)身連接。兩個(gè)車(chē)載電網(wǎng)與該接地電位的連接雖然通常在不同點(diǎn)上實(shí)現(xiàn)，然而通過(guò)該共同的接地電位形成車(chē)載電網(wǎng)的導(dǎo)通電流的耦合，由此兩個(gè)車(chē)載電網(wǎng)電氣耦合。
[0010]因?yàn)闊o(wú)論如何已經(jīng)存在車(chē)載電網(wǎng)的電氣耦合，那么在信號(hào)傳輸中不必須考慮完全的電氣分離。僅僅重要的是，避免在電網(wǎng)之間的短路并因此避免施加高電壓到設(shè)計(jì)為以具有較低電壓運(yùn)行的車(chē)載電網(wǎng)。
[0011]在該觀點(diǎn)下，如果電流由第一車(chē)載電網(wǎng)流入第二車(chē)載電網(wǎng)中，只要防止電流從第二車(chē)載電網(wǎng)輸送到第一車(chē)載電網(wǎng)中就不是缺點(diǎn)。這樣定向的電流傳輸可以通過(guò)半導(dǎo)體元件，特別是二極管以及相應(yīng)連接的場(chǎng)效應(yīng)晶體管或類(lèi)似的元件實(shí)現(xiàn)。這樣的半導(dǎo)體元件具有截?cái)喾较?，沿該截?cái)喾较蛑挥袕囊欢ǖ南鄬?duì)高的電壓才流過(guò)電流。如果半導(dǎo)體元件如此選擇，使得擊穿電壓，也就是自此電壓起才可能有沿截?cái)喾较虻碾娏鞯碾妷捍笥谠诘谝缓偷诙?chē)載電網(wǎng)中車(chē)載電網(wǎng)電壓的差，那么由此幾乎完全防止沿截?cái)喾较虻碾娏?。僅僅有非常小的漏電電流流過(guò)，該漏電電流例如可以小于I μΑ。沿半導(dǎo)體元件的截?cái)喾较蛄鲃?dòng)的漏電電流是半導(dǎo)體元件的固有特征。有利的是，選擇具有盡可能小的漏電電流的半導(dǎo)體元件，然而完全防止漏電電流是不可能的。小的漏電電流然而僅僅導(dǎo)致在第一車(chē)載電網(wǎng)中不重要的電位變化，該不重要的電位變化可以被忽略。
[0012]半導(dǎo)體元件沿導(dǎo)通方向僅僅具有非常小的電阻。因此，由第一車(chē)載電網(wǎng)到第二車(chē)載電網(wǎng)中的電流傳輸可以容易地實(shí)現(xiàn)。
[0013]在電網(wǎng)之間的信號(hào)輸送必須區(qū)分兩種情況。如果在第二車(chē)載電網(wǎng)的連接點(diǎn)處的電壓高于第一車(chē)載電網(wǎng)的連接點(diǎn)處的電壓，那么通過(guò)電網(wǎng)隔離裝置不進(jìn)行電流傳輸。由此兩個(gè)連接點(diǎn)得以解耦，并且在第一車(chē)載電網(wǎng)的連接點(diǎn)上和在第二車(chē)載電網(wǎng)的連接點(diǎn)上的電位相互獨(dú)立。然而，如果在第一車(chē)載電網(wǎng)的連接點(diǎn)處的電壓大于在第二車(chē)載電網(wǎng)的連接點(diǎn)處的電壓，那么沿電網(wǎng)隔離裝置的導(dǎo)通方向發(fā)生電流傳輸，由此第一車(chē)載電網(wǎng)的連接點(diǎn)和第二車(chē)載電網(wǎng)的連接點(diǎn)相互導(dǎo)通連接并且因此具有幾乎相同的電位。
[0014]電網(wǎng)隔離裝置的該特征一方面可以用于從第一車(chē)載電網(wǎng)到第二車(chē)載電網(wǎng)中的信號(hào)傳輸以及另一方面用于從第二車(chē)載電網(wǎng)到第一車(chē)載電網(wǎng)中的信號(hào)傳輸。從第一車(chē)載電網(wǎng)到第二車(chē)載電網(wǎng)中的信號(hào)傳輸可以由此實(shí)現(xiàn)，即，調(diào)整在第一車(chē)載電網(wǎng)的連接點(diǎn)處的電壓。這可以例如通過(guò)切換在兩個(gè)電壓之間連接點(diǎn)、數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器、連接點(diǎn)通過(guò)可開(kāi)關(guān)的電阻網(wǎng)耦合到第一電壓源、第一連接點(diǎn)通過(guò)晶體管或類(lèi)似物與第一電壓源或參考電位連接實(shí)現(xiàn)。只要在第一車(chē)載電網(wǎng)的連接點(diǎn)處的電壓大于在第二車(chē)載電網(wǎng)的連接點(diǎn)處的電壓，那么電壓信號(hào)可以傳輸?shù)降诙?chē)載電網(wǎng)中。因此特別有利的是，將第二車(chē)載電網(wǎng)的連接點(diǎn)直接或間接與參考電位連接。例如可以在第二車(chē)載電網(wǎng)的連接點(diǎn)與參考電位之間連接電阻并且信號(hào)可以在第二車(chē)載電網(wǎng)中由此確定信號(hào)，即測(cè)量在該電阻上的電壓降。然而也可能的是，在第二車(chē)載電網(wǎng)的連接點(diǎn)處的電壓直接用于控制任務(wù)，也就是例如為了控制在晶體管的柵極上的電位，開(kāi)關(guān)繼電器，將電壓用作模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器的輸入電壓或諸如此類(lèi)。
[0015]同樣，從第二車(chē)載電網(wǎng)到第