专利名称：电路装置的控制电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于电路装置的控制电路，其中该电路装置包含继电器和开关，所述开关根据其开关位置来实现或阻止继电器的通电。
在DE 100 05 778 A1中公开了一种用于控制继电器的电路装置，所述继电器使在车辆中所布置的内燃机的起动器与电池电连接或者与之分离。该电路装置被如此构造，使得继电器在电池的有期限的电压降落时保持激活。具有闭锁电路的存储器电路电气布置在计算机和用于控制继电器的末级之间。该存储器电路在电池的电压降落时存储由该计算机所产生的开关信号，并从而保持继电器的相应的开关位置。在电池的电压降落时转入复位状态的所述计算机在电池的电压降落结束之后被再激活，并如此控制该闭锁电路，使得继电器再次通过开关信号由计算机控制。
在DE 101 03 638 B4中公开了用于启动内燃机的设备和方法。该设备包括两个开关装置，用于在启动装置和电压源之间建立电连接。该设备还包括具有计算机单元、第一和第二开关和自保持装置的控制设备。来自点火启动锁的启动信号可以被输送给计算机单元和第一和二开关。这两个开关分别与所述两个开关装置之一如此耦合，使得当所属的开关闭合时，操作相应的开关装置。自保持装置在输入侧与该启动装置相耦合，并在输出侧与第一开关耦合。该自保持装置如此开关，使得即使不再施加启动信号，该自保持装置也可以在预定的时间期间使该第一开关保持闭合。
本发明的任务在于，提供一种可靠地控制继电器的控制电路。
该任务通过独立权利要求的特征而得到解决。本发明的有利的改进在从属权利要求中来表征。
本发明的特征在于用于电路装置的控制电路，其中该电路装置包括继电器和开关。所述开关根据其开关位置实现或阻止继电器的通电。该控制电路被构造用于当起动信号被输送给所述控制电路时在预先给定的持续时间上产生保持信号。该起动信号由复位信号构成，或者通过由复位信号和开关信号的逻辑连接来产生，或者通过去活所述开关信号来产生。另外，该控制电路被构造用于与在预先给定的持续时间期间起动信号的进一步曲线走向(Verlauf)无关地在预先给定的持续时间产生所述保持信号。另外，该控制电路被构造用于只要满足两个条件中的至少一个就激活开关输出端，并且否则就去活所述开关输出端。当开关信号被输送给控制电路时，则满足第一条件。当所述开关输出端在开始产生所述保持信号时被激活并且保持信号被产生时，则满足第二条件。所述开关输出端如此与所述开关电耦合，使得当该开关输出端被激活时该开关实现继电器的通电，否则该开关阻止继电器的通电。
该控制电路的优点在于，与在预先给定的持续时间期间起动信号的进一步曲线走向无关地在所述预先给定的持续时间产生保持信号。由此该控制电路相对于在预先给定的持续时间期间可能出现的干扰信号是稳健的。从而保证了仅仅在所述预先给定的持续时间产生保持信号，其中所述持续时间紧接着触发起动信号的时间点。这实现了对继电器的可靠控制。
该控制电路优选地可以与控制单元相耦合，其中该控制单元被构造用于产生起动信号并输送给控制电路。控制单元从而可以通过所述控制电路和所述开关来控制继电器。当控制单元被复位时，起动信号优选地被产生。于是该控制电路所具有的优点是，当控制单元被复位时，继电器的开关状态可以被保持，并从而在低的电池电压的情况下也能够起动比如车辆。但是，如果由于例如控制单元的复位还没有结束而使该控制单元还不能再次产生开关信号，那么出于安全性原因在经过预先给定的持续时间之后结束继电器的通电。该控制单元的复位例如可以由于太低的电池电压而被触发，其中所述太低的电池电压可能出现在车辆中的内燃机的起动阶段期间。
另外控制电路可以简单而价格合理地作为专用集成电路来构造。该控制电路可以被如此构造，使得所述控制电路可以例如通过控制单元简单地被诊断，以便能够保证控制电路的可靠运行。该控制单元例如还可以被构造用于控制车辆的内燃机的执行机构，或者用于检测内燃机的传感器的测量值。
在有利的扩展中，该控制电路具有时钟计数器，其中该时钟计数器被构造用于通过起动信号而被启动，并用于在所述预先给定的持续时间产生保持信号。这具有的优点是，这样一种控制电路可以简单地被集成在专用集成电路中，因为不需要容量来预先给定持续时间。另外从而可以简单地检验控制电路。只有在预先给定的持续时间结束时，该时钟计数器才可以重新被起动。
在另一有利的扩展中，该控制电路具有单稳态触发器(Mono-Flop)，其中该单稳态触发器被构造用于通过起动信号而被启动，并用于在所述预先给定的持续时间产生保持信号。只有当所述预先给定的持续时间结束时，单稳态触发器才可以重新被起动。
在另一有利的扩展中，该控制电路被构造用于当不产生开关信号而产生保持信号时根据停止信号来去活开关输出端。优选地控制单元被构造用于产生停止信号并输送给控制电路。该控制单元可以还在所述预先给定的持续时间结束之前去活开关输出端。其优点是，继电器仅仅如所需要的那样长时间地被接通。
在该方面，如果控制电路被构造用于根据停止控制信号通过停止信号来禁止或允许去活开关输出端，则是有利的。这具有的优点是，可以通过禁止所述停止信号来阻止对该开关输出端的不希望的去活。该控制电路从而能相对于尤其由于控制单元的复位而可能出现的干扰信号是稳健的。
在该控制电路的另一有利的扩展中设置比较器，该比较器与开关电耦合，并通过把经由该开关的电压降与预先给定的阈电压相比较来确定开关的开关状态值。这具有的优点是，可以简单地确定开关的实际开关位置。
下面借助示例性附图来解释本发明的实施例。
其中
图1示出了一种电路装置，图2示出了电压时间图。
相同构造或功能的元件在各图中配备有相同的参考符号。
图1示出了一种电路装置，其具有继电器1、电池2、开关3、控制单元4、控制电路5和电压处理单元6。在图2中示出了在车辆中内燃机的起动阶段期间电池2的电池电压VBAT的电压时间图。电池2具有12伏特的额定电压。但电池2也可以具有另外的额定电压。
电池电压VBAT在起动阶段期间由于起动器的高电流需求而降落到例如约6伏特。该起动阶段例如持续直至10秒。比如约50至100毫秒的短时间地，电池电压VBAT可能降落到小于6伏特。电压依赖于电池2的充当状态并依赖于相应的车辆。
电池与继电器1和电压处理单元6电耦合，并向其输送电池电压VBAT。继电器1与开关3电耦合。开关3根据开关3的开关位置来实现或阻止继电器1的通电。该继电器1被构造用于对诸如车辆中的起动器或燃料泵的电负载进行开关。
电压处理单元6与控制单元4和控制电路5电耦合。该电压处理单元6从向其所输送的电池电压VBAT中产生控制单元4的运行电压VCC和控制电路5的运行电压VDD。运行电压VDD也可以与电压处理单元6分离地从电池电压VBAT或者从另一电压源产生。另外，电压处理单元6被构造用于产生复位信号RES和电压状态信号VOK。
该复位信号RES在时间点t1处被产生，在该时间点电池电压VBAT变得小于例如为5.5伏的最小电压，其中该最小电压对于产生控制单元4的运行电压VCC是必需的，所述运行电压VCC例如为5伏特。复位信号RES被输送给控制单元4，并将其复位。
为了保持控制电路5的例如为3.5伏特的运行电压VDD，优选地需要比用于保持控制单元4的运行电压VCC小的最小电压，使得当控制单元4的运行电压VCC不再可供使用时，控制电路5还可以被运行。
电压状态信号VOK用信号通知，控制单元4的运行电压VCC可供使用并且可以运行控制单元4。这在时间点t1之前是这种情况，并且在时间点t2之后，当电池电压VBAT再次大于最小电压时也是这种情况。电压状态信号VOK从而在从时间点t1至时间点t2的持续时间TR被产生。
控制单元4与控制电路5电耦合，并且控制电路5与开关3电耦合。控制单元4被构造用于产生开关信号SWON用于借助控制电路5来控制开关3。开关信号SWON被输送给控制电路5。该开关信号SWON也可以例如通过诸如点火开关的机械开关或者以其他方式而被产生。控制电路5具有开关输出端SWOUT，其中该开关输出端SWOUT与开关3电耦合。当开关输出端SWOUT被去活时，开关3阻止继电器1的通电，并且当该开关输出端SWOUT被激活时，实现继电器1的通电。
控制电路5包括定时开关设备7、与门8、或门9和与非门10。开关信号SWON在或门9的第一输入端处被输送给或门9。该或门9的输出端构成开关输出端SWOUT，其中所述开关输出端SWOUT与与门8的第一输入端相耦合。与门8的输出端与或门9的第二输入端相耦合。
复位信号RES构成起动信号START，其中所述起动信号START被输送给定时开关设备7。该起动信号START可替代地也可以通过去活开关信号SWON而被产生。另外该起动信号START可替代地也可以通过由复位信号RES和开关信号SWON的逻辑连接或者以其他方式而被产生。
定时开关设备7被构造用于产生保持信号HOLD，其中所述保持信号HOLD在与门8的第二输入端处被输送给该与门8。另外控制单元4被构造用于产生停止信号STOP，其中所述停止信号STOP被输送给与非门10。另外电压状态信号VOK被输送给该与非门10。该与非门10的输出端与与门8的第三输入端相耦合。
定时开关设备7通过起动信号START、例如通过下降沿而被起动，并且之后在预先给定的持续时间TD产生保持信号HOLD，其中所述定时开关设备7例如被构造为还被称为单稳态触发器的单稳态触发电路、或者被构造为时钟计数器。预先给定的持续时间TD从时间点t1至时间点t3被产生，并优选地为200毫秒和2秒之间，但也可以更短或更长。
当开关信号SWON由控制单元4产生时，开关输出端SWOUT被激活。另外，当定时开关设备7产生保持信号HOLD，与非门10的输出端被激活，并且当开关输出端SWOUT在开始产生保持信号HOLD时被激活时，该开关输出端SWOUT被激活。否则该开关输出端SWOUT被去活。
由于控制单元4的复位而不由该控制单元4产生开关信号SWON，使得如果开关输出端SWOUT在时间点t1处已经激活，则在控制单元4复位期间该开关输出端SWOUT在预先给定的持续时间T保持激活。如果控制单元4直至时间点t3不再次产生开关信号SWON，则在预先给定的持续时间TD结束之后，开关输出端SWOUT被去活。在预先给定的持续时间TD期间，定时开关设备7不能通过起动信号START被重新启动。由此保证，如果继电器的通电不通过产生起动信号SWON被保持，那么该继电器1最迟在时间点t3不再被通电。由此控制电路5相对于尤其在车辆的内燃机的起动阶段期间可能出现的干扰信号是稳健的。
如果电压状态信号VOK通过H电平用信号通知控制单元4的运行电压VCC可供使用，并且如果控制单元4产生停止信号，则在预先给定的持续时间TD期间开关输出端SWOUT可以被去活。由此如果控制单元4在复位之后再次准备好，则能够中止对继电器1的通电。由此可以阻止继电器1不必要地长时间被通电。电压状态信号VOK被用作停止控制信号，所述停止控制信号在持续时间TR内通过L电平禁止停止信号STOP，并在该持续时间TR结束之后通过H电平再次允许停止信号STOP。也即如果持续时间TR短于预先给定的持续时间TD，那么仅仅在时间点t2和时间点t3之间可以进行开关输出端SWOUT的去活。如果持续时间TR长于预先给定的持续时间TD，那么在预先给定的持续时间TD结束之后该开关输出端SWOUT被去活。
此外电路装置还具有比较器11，其中该比较器11在输入侧与开关3和继电器1如此电耦合，使得给比较器11输送经由开关3的电压降。此外还给比较器11输送阈电压UTH。该比较器11把经由开关3的电压降与该阈电压UTH相比较，并据此产生开关状态值SWSTATE，其中所述开关状态值SWSTATE被输送给控制单元4。例如约为2伏特的阈电压UTH被如此设定，使得开关3的开关位置(也即开关3闭合或开关3断开)通过开关状态值SWSTATE被输送给控制单元4。
权利要求
1.用于电路装置的控制电路，其中所述电路装置包括继电器(1)和开关(3)，所述开关根据其开关位置来实现或阻止所述继电器(1)的通电，其中所述控制电路(5)被构造-用于当起动信号(START)被输送给所述控制电路时，在预先给定的持续时间(TD)产生保持信号(HOLD)，其中所述起动信号(START)通过复位信号(RES)构成，或者通过由所述复位信号(RES)和开关信号(SWON)的逻辑连接来产生，或者通过去活所述开关信号(SWON)而产生，-用于与在所述预先给定的持续时间(TD)期间起动信号的进一步曲线走向无关地在所述预先给定的持续时间(TD)产生所述保持信号(HOLD)，以及-用于只要满足两个条件中的至少一个就激活开关输出端(SWOUT)，并且否则去活所述开关输出端(SWOUT)，其中当所述开关信号(SWON)被输送给所述控制电路(5)时，满足所述第一条件，并且当所述开关输出端(SWOUT)在开始产生所述保持信号(HOLD)时被激活并且所述保持信号被产生时，满足所述第二条件，其中所述开关输出端(SWOUT)如此与所述开关(3)电耦合，使得当所述开关输出端(SWOUT)被激活时，所述开关(3)实现所述继电器(1)的通电，否则所述开关(3)阻止所述继电器(1)的通电。
2.根据权利要求1所述的控制电路，其具有时钟计数器，该时钟计数器被构造用于通过所述起动信号(START)而被起动，并在所述预先给定的持续时间(TD)产生所述保持信号(HOLD)。
3.根据权利要求1所述的控制电路，其具有单稳态触发器，该单稳态触发器被构造用于通过所述起动信号(START)而被起动，并在所述预先给定的持续时间(TD)产生所述保持信号(HOLD)。
4.根据前述权利要求之一所述的控制电路，其被构造用于当所述开关信号(SWON)不被产生而所述保持信号(HOLD)被产生时，根据停止信号(STOP)来去活所述开关输出端(SWOUT)。
5.根据权利要求4所述的控制电路，其被构造用于根据停止控制信号通过所述停止信号(STOP)来阻止或允许去活所述开关输出端(SWOUT)。
6.根据前述权利要求之一所述的控制电路，其中设置比较器(11)，该比较器与所述开关(3)电耦合，并通过比较经由所述开关(3)的电压降与预先给定的阈电压(UTH)来确定所述开关(3)的开关状态值(SWSTATE)。
全文摘要
本发明涉及用于电路装置的控制电路(5)，所述电路装置包括继电器(1)和开关(3)。所述控制电路(5)被构造用于当起动信号(START)被输送给所述控制电路时，在预先给定的持续时间(TD)产生保持信号(HOLD)。另外所述控制电路(5)被构造用于与在所述预先给定的持续时间(TD)期间起动信号(START)的进一步曲线走向无关地在所述预先给定的持续时间(TD)产生所述保持信号(HOLD)。另外所述控制电路(5)被构造用于只要满足两个条件中的至少一个就激活开关输出端(SWOUT)。当所述开关输出端(SWOUT)被激活时，所述开关(3)实现所述继电器(1)的通电，否则就阻止所述继电器(1)的通电。
文档编号H01H47/04GK101069013SQ200580041376
公开日2007年11月7日 申请日期2005年11月25日 优先权日2004年12月1日
发明者B·阿恩特, R·福斯特, G·沃尔法思 申请人:西门子公司