專利名稱：用于機動車的電路布置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種機動車的電路布置。電路布置具有負載、例如電機。電機尤其是電子換向的電機具有特別是永磁的轉子。電機具有控制單元，其中控制單元被設計用于控制電機、尤其是電機的定子以用于使所述轉子轉動。
背景技術：
在從現有技術已知的、機動車內的電負載、例如電機中存在問題包括控制單元的電負載持續地與機動車的車載電網相連接，并因此與車載電網的電池電勢相連接。當電負載的電路布置處在機動車內不防腐蝕的位置處時，例如在散熱器通風機作為負載處于機動車發動機機艙的區域中的情況下，當在被雨淋濕的道路上行駛時負載會與濺水進行接觸，而當機動車的停止狀態期間，電負載繼續與車載電網保持連接。負載由控制單元基于激活信號切換到接通狀態或斷開狀態。在斷開狀態期間，泄露電流可能從與車載電網連接的負載接線流到車載電網的車輛接地端。由此可能不利地導致電池放電。此外不利的是，只有當由負載在運行中所消耗的工作電流被超過時，負載才通過與負載串聯連接的熔斷器與車載電網斷開。不利的是，比工作電流小的泄露電流可能對機動車造成損壞或觸發電池放電。由DE 20 2006 013 422U1已知一種控制裝置，該控制裝置用于控制在機動車中可借助電機操作的調整機構。該控制裝置與用于接通電機的繼電器相連接，并且被設計用于為繼電器加載控制電壓以用于激活繼電器。
發明內容
按照本發明，開頭所述類型的電路布置具有帶有控制接線的可控制的開關，優選繼電器或半導體開關。該可控制的開關在輸入側與機動車的車載電網的電池電勢(Batteriepotenzial)相連接、尤其是可斷開地相連接。該可控制的開關在輸出側與電負載、尤其是電機相連接，優選與電機的控制單元相連接。控制單元有控制輸入端，所述控制輸入端用于接收用來激活負載的、尤其是在電機的情況下用于使電機的轉子轉動的激活信號。控制單元與可控制的開關的控制接線相連接，并且被設置用于基于所述激活信號給控制接線施加接通信號以用于激活負載。通過該電路布置，負載本身、尤其是負載的控制單元可以產生用于激活負載的接通信號。該接通信號有利地消耗少量電流，從而用于產生接通信號的開關電路可以具有熔斷器，該熔斷器的熔斷電流小于用于保護負載的工作電流的熔斷器的熔斷電流。當負載、尤其是負載的控制單元的接線與濕氣、例如含鹽的濺水接觸時，并且當泄露電流通過含鹽的濺水流向車身并且以及通過車身流向車載電網的接地端時，通過相對于用來保護工作電流的保險部較小的保險部、尤其是熔斷器來保護泄露電流。當泄露電流超過保險部的切斷電流時，尤其是通過熔斷器預先給定的切斷電流值，則熔斷器可以中斷控制電路并且從而阻止電池放電。
在電路布置的一種優選的實施方式中，使所述可控制的開關在輸出側與負載、特別是電機相連接的電流線路比在負載、優選電機的定子與控制單元之間的電連接部更長。由此，優選控制單元、優選作為負載的組成部分安置在負載、特別是電機的附近，其中，可控制的開關可以有利地布置在機動車中的防腐蝕的位置處，例如遠離負載。在電路布置的一種優選的實施方式中，控制單元與電機的殼體、優選與定子機械連接。由此可以成本有利地制造電機。在電路布置的一種優選的實施方式中，控制單元的控制 輸入端被設計用于與數據總線相連接。由此，負載、特別是電機可以有利地裝入到機動車的數據總線-系統中。數據總線優選是現場總線，尤其是LIN-Bus (局域網-總線(LIN = Local-Area-Network局域網))或CAN-Bus (控制器局域網-總線(CAN = Contro 11 er-Ar ea-Ne twork控制器局域網))或PMW-信號線(脈沖寬度調制-信號線)。本發明還涉及一種具有按照前述類型的電路布置的機動車。在所述機動車中，繼電器優選安置在防腐蝕的位置處。此外優選地，負載、例如電機被安置在不防腐蝕的位置處。由此，負載可以有利地低成本經濟地與機動車連接。因此，例如電機和電機的接線不需要在特別耗費的情況下被封閉，并且因此防止濺水或冷凝水。本發明還涉及一種激活在機動車中的電負載、尤其是在機動車中的電機的方法，優選借助前述類型的電路布置。在所述方法中，負載具有與負載尤其是機械連接的控制單元。在所述方法中優選地，可控制的開關、尤其是繼電器或半導體開關與負載相比安置在機動車的更好地防腐蝕的位置處。在所述方法中，在步驟中產生用于激活負載的激活信號。在下一方法步驟中，基于激活信號產生用于操作所述可控制的開關、尤其是繼電器或半導體開關的接通信號，并且因此將用于使所述負載運行的工作電流接通到所述負載上。通過所述方法，可以有利地對從負載的接線流至車輛的車載電網接地端的泄漏電流進行限制。在所述方法的一種優選的實施方式中，激活信號是數據總線的信號或PWM-信號線(PWM=脈沖寬度調制)的信號。數據總線優選是現場總線、尤其是CAN-Bus或LIN-Bus。在所述方法的一種優選的實施方式中，負載是電機、尤其是散熱器通風機或機動車助力轉向系統的電機。通過所述方法，負載、尤其是散熱器通風機或助力轉向系統不需要特別耗費地避免受到濺水。
下面借助附圖和其它的實施例來描述本發明。電路布置的其它優選的實施方式由在從屬權利要求中所描述的特征以及由在下面的
中所描述的特征得出。圖I示出了用于機動車用的電路布置的實施例，其具有電負載和繼電器，該繼電器可以通過控制線路由負載本身激活；圖2示出了用于使帶有電機和可控制的開關的電路布置運行的方法用的實施例。
具體實施例方式圖I示意性示出了用于機動車3的電路布置I的實施例。在該實施例中，電路布置I具有帶有定子10的電機作為負載。在本實施例中，定子10具有三個星形連接的定子線圈，即定子線圈12、14和16。也可以考慮，定子是三角形連接，或直流電機作為電機、例如串聯電機。電機具有轉子11和控制單元18。控制單元18具有功率輸出級20和與功率輸出級20連接的處理單元22。處理單元22通過例如微處理器、微控制器或FPGA(現場可編程門陣列)形成。控制單元18設計用于借助處理單元22和功率輸出級20以下述方式給定子10的定子線圈12、14和16通電流定子10能夠生成用于使電機的轉子11轉動的旋轉磁場。轉子11借助電機軸15與通風機17相連接。在本實施例中，通風機17是機動車3的散熱器5的散熱器通風機。也可以考慮與電機軸15連接的助力轉向系統、車窗玻璃升降器或其它設置在不防濺水或腐蝕的位置處的電氣裝置。 電路布置I還具有繼電器30。繼電器30具有繼電器線圈32和與繼電器線圈32作用連接的開關。繼電器30的開關具有至少兩個開關觸點，其中開關的第一開關觸點與接線38相連接，開關的第二觸點與接線39連接。接線39通過保險部46與車載電網40的接線44連接。例如，接線44是車載電網的引導正電勢的接線，其例如根據DIN-標準72552被稱作接線端30。車載電網40還具有接地端42。繼電器線圈32利用第一接線34與接地端42連接，并且利用第二接線36通過連接線路52與控制單元18的控制輸出端24連接，所述第二接線與之前所述的控制接線相應。控制單元18被設計用于基于通過控制單元18的輸入端26接收的激活信號生成接通信號，并且在輸出側通過控制輸出端24和連接線路52將該接通信號發送給繼電器30。繼電器30、尤其是繼電器線圈32可以基于通過連接線路52接收的接通信號使繼電器30的開關閉合。控制單元18有用于正電勢的接線28。用于正電勢的接線28與功率輸出級20連接。因此，能夠通過接線28給功率輸出級20提供用于使電機的定子10運行的工作電流。接線28通過連接線路54與繼電器30的開關的接線38連接。連接線路54相應于前述的電流線路并且被設計用于傳導負載的、在本實施例中電機的工作電流。如果繼電器30的開關基于通過連接線路52接收的接通信號借助繼電器線圈32號閉合，則用于使功率輸出級20運行的工作電流從車載電網40流經接線44、保險部46、繼電器30的第二接線、繼電器30的閉合開關、繼電器30的第一接線38和連接線路54至控制單元18的接線28。工作電流進一步從接線28通過功率輸出級20并且從功率輸出級20、尤其是從功率輸出級20的開關晶體管流至功率輸出級20的接地端。電路布置還具有控制單元48。控制單元48被設計用于控制機動車3的部件的運行，從而例如控制電機、尤其是內燃機的運行。控制單元48借助連接部50、尤其是數據總線50或PMW-信號線與控制輸入端26連接。數據總線50例如可以是CAN-Bus或LIN-Bus。處理單元22例如具有在附圖中未示出的用于與數據總線50連接的接口。功率輸出級20通過連接線路56與處理單元22連接。功率輸出級20在輸出端通過連接線路57與定子線圈16連接、通過連接線路58與定子線圈14連接并且和通過連接線路59與定子線圈12連接。在本實施例中，連接線路57、58和59分別比繼電器30的接線38與電機控制單元18的接線28的連接線路54短。因此，繼電器可以有利地安置在機動車3中，在本實施例中安置在機動車3的端壁區域中，以防止濺水60。濺水60可能會接觸到具有定子10和控制單元18的電機。以虛線表示的泄露電流62例如可能從接線28流至車輛接地的接地端42。如果機動車已經停止，并且在此例如機動車3的內燃機沒有處于運行狀態，則接線39可以通過保險部46與車載電網40的接線44的正電勢連接。
控制單元48和處理單元22例如在圖I中未示出地可以通過保險部與車載電網40的接線連接，該保險部的切斷電流、尤其是熔斷電流比保險部46的切斷電流、尤其是熔斷電流小很多。例如，該接線相應于按照DIN-標準72552的接線端15。由于未被激活的繼電器30，有利地沒有泄露電流62從接線28流至接地端42。如果控制單元18通過控制輸入端26接收用于激活通風機17的激活信號，則控制單元18可以通過控制輸出端24發送用于激活繼電器30的接通信號。通過這種方式，控制單元18基于激活信號接通用于運行通風機17本身的工作電流。圖2示出用于運行在機動車中的負載的方法用的實施例，尤其是借助圖I所示的電路布置I。在該方法中，負載具有與負載機械連接的控制單元。此外，在所述方法中，可控制的開關、尤其是繼電器或半導體開關與負載相比設置在機動車的更好地防腐蝕的位置處。在所述方法中，在步驟80中產生用于激活負載的激活信號。在下一步驟82中，基于該 激活信號產生用于操作可控制的開關的接通信號，并且在步驟84中借助可控制的開關將用于運行負載的工作電流接通到負載上。在步驟86中，對從負載的接線流至機動車的車載電網接地端的泄漏電流進行限制。該泄漏電流例如可以借助保險部、尤其是熔斷器限制，其中，用于泄漏電流的極限值小于用于使負載運行的工作電流。例如，激活信號是PWM-信號線的信號或數據總線的信號，尤其是CAN-Bus或LIN-Bus的信號。負載例如是散熱器通風機的電機，車窗玻璃升降器或助力轉向系統的電機。用于負載的其它實施例是安置在機動車發動機艙中的負載，例如電動噴油泵或防抱死系統的驅動裝置、轉向電動機、尤其是助力轉向系統、車載電網控制設備、電池-監控裝置、尤其是電池-充電狀態-監控裝置、具有至少一個白熾燈或發光二極管的車輛照明系統、車輛前大燈、尤其是氣體放電-前大燈、例如具有氙氣。
權利要求
1.用于機動車⑶的電路布置(I)，所述電路布置具有電機(10，18)、尤其是電子換向的電機(10，18)，其中，所述電機(10，18)具有轉子和控制單元，所以控制單元被設計用于控制電機以用于使所述轉子(11)轉動， 其特征在于， 所述電路布置(I)具有帶有控制接線(36)的可控制的開關(30)、特別是繼電器(30)或半導體開關，其中所述可控制的開關(30)在輸入側(39)與所述機動車(3)的車載電網(40)的電池電勢(44)相連接并且在輸出側(38)與所述電機(28，18，20)、特別是所述控制單元(18，20)相連接，其中所述控制單元(18)具有用于接收用來使所述轉子(11)轉動的激活信號的控制輸入端(26)，并且其中所述控制單元(18，24)與所述可控制的開關(30)的控制接線(36)相連接，并且被設計用于基于所述激活信號給所述控制接線(36)施加接通信號以用于激活所述電機(10，11)。
2.根據權利要求I所述的電路布置(I)， 其特征在于， 使所述可控制的開關(30)在輸出側(38)與所述電機(20，10)相連接的電流線路(54)比在所述電機的定子(10)與所述控制單元(20，18)之間的電連接部更長。
3.根據前述權利要求中任一項所述的電路布置(1)， 其特征在于， 所述控制單元(18，20)與所述電機(10，11)的殼體機械連接。
4.根據前述權利要求中任一項所述的電路布置(1)， 其特征在于， 所述控制單元(18)的控制輸入端(36)被設計用于與數據總線(50)相連接。
5.根據權利要求4所述的電路布置(1)， 其特征在于， 所述數據總線(50)是現場總線，尤其是局域網-總線或控制器局域網-總線或脈沖寬度調制-信號線。
6.具有前述權利要求中任一項所述的電路布置(I)的機動車(3)， 其特征在于， 可控制的開關(30)被安置在機動車(3)的防腐蝕的位置處。
7.用于激活在機動車(3)中的電負載(10，11)、尤其是電機(10)的方法，特別是借助于根據前述權利要求中任一項所述的電路布置(I)，在所述方法中，所述負載(10)具有控制單元(18)并且與控制單元(18)尤其是機械地連接，并且在所述方法中，可控制的開關(30)、特別是繼電器(30)或半導體開關與所述負載(10)相比安置在機動車的更好地防腐蝕的位置處，并且其中在所述方法中，在步驟(80)中產生用于激活所述負載(10)的激活信號；在下一步驟(82)中，基于激活信號產生用于操作所述可控制的開關(30)的接通信號，并且借助所述可控制的開關(30)將用于使所述負載(10)運行的工作電流接通到所述負載(10)上(84)。
8.根據權利要求7所述的方法， 其特征在于， 所述激活信號是數據總線(50)的信號。
9.根據權利要求7或8所述的方法，其特征在于，所述數據總線(50)是CAN-Bus或LIN-Bus。
10.根據權利要求7至9中任一項所述的方法，其特征在于，所述負載是散熱器通風機(17)或助力轉向系統的電機(10)。
全文摘要
本發明涉及一種用于機動車的電路布置。電路布置具有電機。電機具有控制單元，其中控制單元被設計用于控制電機、尤其是電機的定子以用于使所述轉子轉動。按照本發明，電路布置具有帶有控制接線的可控制的開關。可控制的開關在輸入側與機動車的車載電網的電池電勢相連接、尤其是可斷開地相連接。可控制的開關在輸出側與電負載、尤其是電機相連接，優選與電機的控制單元相連接。控制單元具有控制輸入端，所述控制輸入端用于接收用來激活負載的、尤其是在電機的情況下用于使電機的轉子轉動的激活信號。控制單元與可控制的開關的控制接線相連接，并且被設置用于基于所述激活信號給控制接線施加接通信號以用于激活負載。
文檔編號H02H3/16GK102648580SQ201080036795
公開日2012年8月22日 申請日期2010年7月8日 優先權日2009年8月20日
發明者H·弗雷澤, H-J·基恩, H-U·貝耶, N·哈貝爾 申請人:羅伯特·博世有限公司