用于测量机动车的电池的电压的设备的制作方法
【专利摘要】一种用于测量机动车的电池的电压的设备。本实用新型涉及用于测量机动车的电池（5）的电压Vbat的设备，包括模拟/数字转换器（3），电平适配器（6），其连接至电池并且连接至模拟/数字转换器，用于使所述电池的电压适应所述模数转换器的操作特性的目的，以及电压调节器（4），其适于向模拟/数字转换器供应参考电压Vref。根据本实用新型，该测量设备还包括电压基准，其由连接至模拟/数字转换器的基准-电压源（10）组成，从而向模拟/数字转换器供应基准电压Vo。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种用于测量机动车的电池的电压Vbat的设备。 用于测量机动车的电池的电压的设备
【背景技术】
[0002] 用于测量机动车的电池的电压Vbat的当前设备通常被并入板载电子模块中，诸 如例如注入控制（injection control)计算机，并且常规包括：
[0003] ?模拟/数字转换器，其通常被并入电子模块的微控制器中，
[0004] ?电平适配器，其连接至电池并且连接至模拟/数字转换器，用于使所述电池的电 压Vbat适应所述模拟/数字转换器的操作特性的目的，
[0005] ?以及电压调节器，其适于向模拟/数字转换器供应除了电子模块的内部电源之 外的参考电压Vref。
[0006] 借助于此类测量设备取得的、+/-500 mV级别的值的测量的准确性通常对于机动 车计算机的大部分应用而言是足够的。
[0007] 然而，已经发现对于关于电池电压的值的信息的当前使用而言接受的准确性水平 不能满足诸如用于配备"启停"设备(这些设备用于例如当存在在交通灯处或交通堵塞中的 延长的停止时自动关闭内燃机，并且只要驾驶员做出已知的意图就瞬时重启它们）的车辆 的应用之类的某些近来的应用。需要知道电池的电荷的状态的这些应用具体地需要+/-200 mV级别的准确性水平。
[0008] 为解决该问题执行的研究已经使得揭露源自模拟/数字转换器的参考电压Vref 的分散性（dispersion)的主要误差源成为可能。具体地，该参考电压的分散性被整体传 送到电池电压的测量并且导致+/-280 mV级别的测量误差，大于对于某些具体应用而言接 受的测量误差，其中该参考电压的分散性对于汽车领域中的一般电压调节器而言为+/_ 2% 的级别。
[0009] 根据这些发现，当前研究的技术方案目的在于关于供应的参考电压Vref的准确 性来改进电压调节器的性能。
[0010] 然而，所有当前的技术方案都导致电压调节器的相当大的额外成本，这显著影响 电子模块的成本。
[0011] 本实用新型的目的是避开该缺点并且提供一种用于测量机动车的电池的电压的 设备，其满足"启停"类型的应用所需的准确性要求（+/-200 mV级别)，继而用于相对于当前 测量设备的成本的合理额外成本。 实用新型内容
[0012] 因而，本实用新型的主题是一种用于测量机动车的电池的电压Vbat的设备，包 括：
[0013] ?模拟/数字转换器，
[0014] ?电平适配器，其连接至电池并且连接至模拟/数字转换器，用于使所述电池的电 压Vbat适应所述模拟/数字转换器的操作特性的目的，
[0015] ?以及电压调节器，其适于向模拟/数字转换器供应参考电压Vref。
[0016] 根据本实用新型，该测量设备是值得注意的，因为该测量设备包括电压基准 (benchmark),其由连接至模拟/数字转换器的基准-电压源组成，从而向模拟/数字准确 供应基准电压Vo。
[0017] 因此本实用新型在于向当前常规测量设备添加由值Vo的准确电压源组成的电压 基准，其使得通过组合由电平适配器供应的表示Vbat的电压的模拟/数字转换的结果与基 准电压Vo来获得修正的电池电压并且因此独立于模拟/数字转换器的参考电压Vref的变 化的数字图像成为可能，因此满足了需要+/-200 mV级别的准确性的所需准确性的迫切需 要。
[0018] 此类技术方案因此仅需要添加设计用于产生电压基准的部件，该部件的成本与用 精确电压调节器替换常规电压调节器产生的额外成本相比是适中的。
[0019] 而且，具体地与用于电池电压的测量的增加的准确性的需求相联系的该电压基准 的存在，其添加以及因此其成本仅在需要该增加的准确性的应用的背景中考虑。
[0020] 根据本实用新型的一个有利实施例，基准电压源连接至电压调节器，从而由后者 供电。
[0021] 而且，根据本实用新型的测量设备可以有利地包括模拟复用器（multiplexer)，其 包括分别连接至电平适配器和基准-电压源的两个输入，以及连接至模拟/数字转换器的 通道的输出。
[0022] 当模拟/数字转换器不具有可用于测量基准电压Vo的通道时，特别需要此类复用 器。在该情况中，该复用器使得具体地交替地选择源自电平适配器的信号或源自基准-电 压源的信号成为可能，以便将它们切换到专用于测量电池的电压的模拟/数字转换器的通 道。
【专利附图】
【附图说明】
[0023] 本实用新型的其他特征、目的和优势将从参考附图的以下详细描述中浮现，附图 表示作为非限制性示例的其优选实施例。在该图中，图1表示合并根据本实用新型的测量 设备的电子模块。
【具体实施方式】
[0024] 图1中示出的电子模块1由诸如注入控制计算机之类的计算机组成，其被设计用 于机动车车载安装并且合并用于测量所述车辆的电池5的电压的设备。
[0025] 首先，计算机1包括：
[0026] ?微控制器2,其合并了模拟/数字转换器3,该模拟/数字转换器3特别地包括专 用于测量电池5的电压Vbat的通道3a，
[0027] ?电压调节器4,被设计用于向计算机1的所有电子部件供电，并且特别地适于为 模拟/数字转换器3提供5伏特的参考电压Vref，
[0028] ?以及电平适配器6,在示例中其由电阻分压器桥（resistive divider bridge) 组成，该电阻分压器桥被设计用于使电池5的电压Vbat适应模拟/数字转换器3的操作特 性。
[0029] 电阻分压器桥还以常规方式包括串联的两个电阻器7、8和电容器9。
[0030] 而且，根据本实用新型，计算机1合并：
[0031] ?由基准-电压源10组成的电压基准，基准-电压源10 -方面连接至电压调节 器4,插入偏置电阻器11，从而由后者供电，并且另一方面连接至模拟/数字转换器3的通 道3a，插入电容器12,从而向所述模拟/数字转换器供应基准电压Vo，
[0032] ?复用器13,插在一方面电平适配器6与基准-电压源10与另一方面模拟/数字 转换器3的通道3a之间，并且包括分别连接至电平适配器6和基准-电压源10的两个输 入，以及连接至模拟/数字转换器3的通道3a的输出。
[0033] 该复用器13用于交替地选择源自电平适配器6的信号kxVbat或源自基准-电压 源10的信号Vo,以便将它们切换到模拟/数字转换器3的通道3a，对待测量的信号的选择 借助于被配置作为输出的逻辑端口 2a由微控制器2控制。
[0034] 由如上所述的模拟/数字转换器3、电平适配器6、电压调节器4和基准-电压源 10组成的根据本实用新型的测量设备使得通过组合由电平适配器6供应的电压kxVbat的 模拟/数字转换的结果与基准电压Vo来获得修正的电池5的电压Vbat并且因此独立于模 拟/数字转换器3的参考电压Vref的变化的数字图像成为可能。
[0035] 因而，该测量设备使得通过简单地添加低成本的基准-电压源10来满足了需要 +/-200 mV级别的测量准确性的某些当前应用所需准确性的迫切需要成为可能。
【权利要求】
1. 一种用于测量机动车的电池（5)的电压Vbat的设备，包括： ?模拟/数字转换器（3)， ?电平适配器（6 )，其连接至电池（5 )并且连接至模拟/数字转换器（3 )，用于使所述电 池（5)的电压Vbat适应所述模拟/数字转换器（3)的操作特性的目的， ?以及电压调节器（4)，其适于向模拟/数字转换器（3)供应参考电压Vref， 所述测量设备其特征在于其包括电压基准，所述电压基准由连接至模拟/数字转换器 (3 )的基准-电压源（10 )组成，从而向模拟/数字转换器（3 )供应基准电压Vo使得电池（5 ) 的电压Vbat独立于模拟/数字转换器（3)的参考电压Vref的变化。
2. 根据权利要求1所述的测量设备，其特征在于基准-电压源（10)连接至电压调节器 (4)，从而由后者供电。
3. 根据权利要求1和2之一所述的测量设备，其特征在于其包括模拟复用器（13)，所 述模拟复用器（13)包括分别连接至电平适配器（6)以及连接至基准-电压源10的两个输 入，以及连接至模拟/数字转换器（3)的通道（3a)的输出。
4. 根据权利要求1至3之一所述的测量设备，其中电平适配器由电阻分压器桥组成。
【文档编号】G01R19/25GK203894316SQ201320351305
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2013年6月19日 优先权日:2012年12月17日
【发明者】A.卢舍斯 申请人:法国大陆汽车公司, 大陆汽车有限公司