用于斷開和連接兩個子車載網絡的裝置和方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種用于斷開和連接兩個特別是在機動車車載網絡中的子車載網絡的裝置和方法。
【背景技術】
[0002]經常將具有相似電壓情況的子車載網絡互相連接，但是由于不同的存儲器技術或存儲器充電狀態，在實際運行中具有電壓差別。在此，在利用鉛酸電池和鋰離子電池的12V車載網絡中，可能會出現直到4V的電壓差別。如果在一個子車載網絡中的車載網絡用電器需要高穩定性的供電電壓，而相反在另一子車載網絡中的用電器是非常動態性的，則會出現另一問題。因此，在這種具有子車載網絡的車載網絡中已知用于有針對性地連接或斷開子車載網絡的開關兀件。
[0003]從EP O 987 146 BI中已知一種雙電池系統，包括:啟動電池、發電機、初級用電器、車載網絡電池、啟動器和布置在啟動電池與車載網絡電池之間的功率開關。與功率開關并聯布置了MOSFET，通過它能夠接通充電路徑。在此，可以存在第二 MOSFET，其中兩個源極端子優選互相連接。在此，兩個MOSFET分別作為開關工作，S卩，其被導通或被截止。
[0004]從DE 195 48 612 B4中已知一種多回路的汽車車載網絡，包括:發電機、用電器、一側或兩側布置的緩沖存儲器和用于暫時連接多回路汽車車載網絡的電流回路的模擬開關。該模擬開關具有至少兩個可控的場效應晶體管，其漏極端子或源極端子互相連接。在場效應晶體管的源極電極與兩個場效應晶體管的柵極電極之間具有齊納二極管，其限制所涉及的電極之間的最大電壓。柵極電極與具有電荷栗的MOSFET驅動器連接。在此，公開了也能夠通過改變柵極電壓來操控M0SFET，使得模擬開關也可以被用作線性控制器。
[0005]從DE 699 35 831 T2中已知一種用于機動車的電力系統，包括具有啟動電池和啟動電動機的啟動電池側，該啟動電動機與啟動電池連接。所述系統還包括具有發電機的用電器側和用電器電池，該用電器電池與多個用電器連接。另外，所述系統具有充電控制器，其經第一導線和第二導線布置在啟動電池側與用電器電池側之間，用于控制兩側之間的電流。電動機控制裝置經第三導線與充電控制器連接，通過該充電控制器由電池側之一給電動機控制裝置通電。充電控制器具有第一和第二晶體管，其借助電子控制單元控制，其中該控制單元被包含在充電控制器中。這兩個晶體管串聯連接，其中節點與第三導線連接。與晶體管分別并聯連接二極管，其中二極管彼此對置。在未激活狀態下，兩個晶體管被截止，其中電動機控制器通過對應電壓側處于更高級別的二極管獲得電流。晶體管優選是M0SFET，其由技術決定地已經具有本征二極管。在此，兩個晶體管也可以作為線性控制器來操控，即能夠在最小值(導通)與最大值(截止)之間控制電阻值。控制單元的具體構造沒有被公開。
[0006]原則上，可以通過控制設備的微處理器計算控制策略，然后驅動對應的晶體管驅動電路。然而，關于控制速度，這點很重要。替代地，可以將至少一部分控制單元構造成硬件，其雖然更快，但是產生更高成本。

【發明內容】

[0007]因此，本發明要解決的技術問題是，實現一種用于斷開和連接兩個子車載網絡的裝置，其在具有高控制速度下產生更低的成本。另一個要解決的技術問題是，提供一種用于斷開和連接的合適方法。
[0008]由具有本發明的特征的裝置以及具有本發明的特征的方法得到該技術問題的解決方案。在本發明中還給出了本發明的其它優選實施方式。
[0009]—種用于斷開和連接兩個子車載網絡的裝置包括串聯連接的兩個開關元件和控制設備，其中所述控制設備被構造為，根據所采集的實際值和預先規定的子車載網絡的預期值生成開關元件的控制信號。預期值例如是子車載網絡的預期電壓。實際值例如是子車載網絡的實際電壓。其它預期值例如是最大電流，而其它實際值是實際電流。開關元件分別被構造為由二極管和可控電阻組成的并聯電路，該可控電阻優選構造為晶體管。在此，可以在低歐姆的最小值與高歐姆的最大值之間控制可控電阻。最小值例如處于接近O Ω而最大值在M Ω范圍。兩個開關元件被彼此布置為，二極管的兩個陽極或兩個陰極互相連接，其中優選將兩個陰極互相連接。開關元件的控制器至少部分地、優選完全地構造為硬件。控制器被構造為，為開關元件產生控制信號，以便在最小值與最大值之間調節電阻。另外，開關元件配置至少一個控制單元，其被構造為，根據控制設備的信號為開關元件產生控制信號，以便將開關元件調節到最小值或最大值。該裝置還具有至少一個可由控制設備操控的轉接裝置，借助其將一個開關元件與控制器連接而另一個開關元件與至少一個控制單元連接。在此要注意，控制器與開關元件之間不必直接連接，而是也可以在中間連接起驅動器作用的控制單元。本發明的基本原理在于將控制減半，即，控制器總是分別僅控制最多一個開關元件，相反通過控制設備操控另一個開關元件，即調節到最小值或最大值。這點對于控制速度方面不是問題。在此，通過將控制減半不會造成對操控的明顯限制。通過將控制減半能夠相應地節省成本，因為例如能夠構造明顯更小的相應的ASIC(這涉及組件的數量)。
[0010]如已經說明的，開關元件優選構造為M0SFET，其技術決定地自動同時形成二極管。原則上，然而也可以將二極管和可控電阻構造為單獨的組成部分。
[0011]在一種實施方式中，所述裝置具有解復用器作為轉接裝置，其中，控制器或控制器輸出端被布置在該解復用器的輸入端。解復用器的一個輸出端和與第一開關元件配置的控制單元連接，而解復用器的另一個輸出端和與第二開關元件配置的控制單元連接。控制單元被構造為，在解復用器的輸入端與對應輸出端連接的情況下，將控制器的信號接通到配置的開關元件。在此，控制單元首先具有驅動電路或操控電路的任務。未與控制器連接的控制單元被控制設備操控，以便導通或截止例如作為可控電阻的晶體管。在此要注意，也可以將控制單元構造為，兩個控制單元都與解復用器無關地由控制設備操控，例如同時截止或導通兩個晶體管。重要之處僅在于，控制器最多總是僅分別配置一個控制單元或控制元件。當然，也可以在控制中集成導通命令或截止命令，從而使控制器總是配置一個開關元件。
[0012]在一種替代實施方式中，所述轉接裝置由兩個復用器構成，這兩個復用器分別配置一個開關元件，其中復用器的輸出端與所配置的開關元件連接。復用器的一個輸入端分別與控制器連接，而另一個輸入端與控制單元連接，其中控制設備被構造為，操控復用器，使得同時只能有一個復用器接通控制器。在該實施方式中，操控功能被集成在控制器中。
[0013]在另一種實施方式中，控制單元、轉接裝置和/或控制器被綜合成硬件部件，例如以ASIC形式。
[0014]在另一種實施方式中，控制單元和/或轉接裝置被集成在控制設備中。
[0015]在另一種實施方式中，在開關元件之間布置有用于外部充電源的接線點。在此，為了給子車載網絡充電，外部充電源被調節到具有更高充電電壓的子車載網絡的充電電壓。具有更高充電電壓的子車載網絡的開關元件被低歐姆地接通，而另一個子車載網絡的開關元件相應地由控制器操控，使得在開關元件上降落相對于該子車載網絡的充電電壓所需的電壓差。
【附圖說明】
[0016]以下結合優選實施例詳細解釋本發明。其中:
[0017]圖1示出了用于連接和斷開兩個子車載網絡的裝置按照第一實施方式的示意框圖，以及
[0018]圖2示出了用于連接和斷開兩個子車載網絡的裝置按照第二實施方式的示意框圖。
【具體實施方式】
[0019]在圖1中示出了用于斷開和連接兩個子車載網絡20、30的裝置I。在第一子車載網絡20中例如布置了 12V的鉛酸電池，而在第二子車載網絡30中布置了 12V的鋰離子電池單元。所述裝置I包括兩個開關元件2和3，其被構造為MOSFET晶體管。兩個MOSFET晶體管以漏極端子互相連接。在此，真實的MOSFET晶體管技術決定地分別具有本征二極管D2、D3，其陰極互相連接。因此，真實的MOSFET能夠被理解為分別具有并聯連接的二極管D2、D3的理想的晶體管T2、T3。所述裝置I還具有控制設備4、控制器5、解復用器6以及兩個控制單元7、8。控制器5被構造為硬件模塊，例如ASIC，并且從控制設備4獲得輸入信號Se，或者必要時也直接從測量裝置獲得輸入信號。輸入信號Se例如是兩個子車載網絡20、30的實際電壓和預期電壓，以及在子車載網絡20、30之間的實際電流和預期電流。例如通過電流傳感器9符號正確地采集實際電流。控制器5根據輸入信號Se為開關元件2、3之一計算操控值，以便在晶體管Τ2、Τ3上調節所希望的電阻。控制設備4根據輸入信號Se決定要通過控制器5操控哪個開關元件2、3，并且相應地操控解復用器6。例如，如果要通過控制器5控制與第二子車載網絡30配置的開關元件3，則由控制設備4操控解復用器6，使得控制器5的輸出信號被傳輸到控制單元8。然后，在作為驅動器或操控器工作的控制單元8中，為晶體