带有两个具有不同车载电网电压的车载电网的机动车的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种机动车，包括:具有第一电压源的第一车载电网，该第一电压源提供第一车载电网电压；具有第二电压源的第二车载电网，该第二电压源提供不同于第一车载电网电压的第二车载电网电压，其中两个车载电网电压是直流电压，其中至少一个电网隔离装置连接第一车载电网的连接点和第二车载电网的连接点。
【背景技术】
[0002]应用的机动车大部分具有仅仅单个的12V车载电网。特别是鉴于用于机动车的电气驱动装置或混合动力驱动装置的越来越大的重要性，值得期望的是，在车载电网中使用较高的电压。同时，机动车的车载电子装置的部件经常还应在电网中以12V车载电压运行。因此可以有利的是，在一个机动车中设有两个具有不同车载电网电压的车载电网。
[0003]如果在机动车中使用两个不同的车载电网，那么经常必要的是，将信息从一个车载电网传输到另一车载电网。如此，例如通信总线，例如CAN总线可以是具有相对低的车载电网电压的电网的一部分。然而例如可以适宜的是，通过该总线驱控发动机控制器，该发动机控制器是具有较高的第二车载电网电压的车载电网的一部分。在该情况下，信息必须由具有较低的车载电网电压的车载电网传输到具有较高的车载电网电压的车载电网中。另一方面，通过在具有较高的车载电网电压的车载电网中的构件可能提供测量值、故障信号或等，它们随后又应输入到通信总线中。在该情况下，具有较高的车载电网电压的车载电网与具有较低的车载电网电压的车载电网的通信是必要的。
[0004]对于在两个具有不同车载电网电压的车载电网之间的信息交换重要的是，防止在这两个车载电网之间的短路。如果具有较低车载电网电压亦即例如12V的车载电网和具有较高车载电网电压亦即例如48V的车载电网短路，那么这可能导致:在设计用于以较低的车载电网电压运行的构件上存在较高的车载电网电压，这可能导致构件的故障并且甚至可能导致持久的损坏。
[0005]因此，通常使用脱耦器用于信息交换，该脱耦器能实现在电网之间无电流的信息传输。脱耦器可以是例如光电耦合器，其中，通过应发送信息的车载电网的电压信号运行光源例如发光二极管，该发光二极管的光影响在信息应传输到其中的车载电网中光电晶体管或类似构件的导电能力。由此实现两个车载电网的完全的电气解耦。
[0006]除此之外也使用这样的脱耦器，该脱耦器代替两个车载电网的光学耦合设有电磁耦合，例如如下的脱耦器，该脱耦器包括小型化变压器或者在发送信号的侧上包括线圈而在接收信号的侧上包括具有巨磁阻的结构。该解决方案的缺点是，脱耦器是相对大和相对昂贵的构件。
【发明内容】
[0007]因此，本发明的任务在于，提出一种机动车，该机动车能以如下方式实现在两个车载电网之间的信息传输，该方式能可靠地防止在这些车载电网之间的短路。
[0008]为了实现该任务，按照本发明在开始所述类型的机动车中规定，电网隔离装置包括至少一个半导体元件，其中电网隔离装置具有截断方向和导通方向，在中断电压以下沿该截断方向基本上不进行电流传输，而在最小电压以上沿该导通方向进行电流传输，其中电网隔离装置的导通方向由第一车载电网朝向第二车载电网，由此通过控制在第一车载电网的连接点处的电压可将第一信号由第一车载电网传输到第二车载电网中和/或由此通过控制在第二车载电网的连接点与参考电位之间的可控阻抗可将第二信号由第二车载电网传输到第一车载电网中，所述参考电位形成用于两个车载电网的共同的参考电位。
[0009]本发明的基础构思在于，虽然在机动车车载电网之间信息传输时必须防止电网短路，并且特别是防止较高的车载电网电压“击穿”具有较低的车载电网电压的车载电网，然而两个车载电网的完全电气分离不是必要的。典型地，在机动车中为两个车载电网无论如何应用共同的参考或接地电位，该参考或接地电位例如与车身连接。两个车载电网与该接地电位的连接虽然通常在不同点上实现，然而通过该共同的接地电位形成车载电网的导通电流的耦合，由此两个车载电网电气耦合。
[0010]因为无论如何已经存在车载电网的电气耦合，那么在信号传输中不必须考虑完全的电气分离。仅仅重要的是，避免在电网之间的短路并因此避免施加高电压到设计为以具有较低电压运行的车载电网。
[0011]在该观点下，如果电流由第一车载电网流入第二车载电网中，只要防止电流从第二车载电网输送到第一车载电网中就不是缺点。这样定向的电流传输可以通过半导体元件，特别是二极管以及相应连接的场效应晶体管或类似的元件实现。这样的半导体元件具有截断方向，沿该截断方向只有从一定的相对高的电压才流过电流。如果半导体元件如此选择，使得击穿电压，也就是自此电压起才可能有沿截断方向的电流的电压大于在第一和第二车载电网中车载电网电压的差，那么由此几乎完全防止沿截断方向的电流。仅仅有非常小的漏电电流流过，该漏电电流例如可以小于I μΑ。沿半导体元件的截断方向流动的漏电电流是半导体元件的固有特征。有利的是，选择具有尽可能小的漏电电流的半导体元件，然而完全防止漏电电流是不可能的。小的漏电电流然而仅仅导致在第一车载电网中不重要的电位变化，该不重要的电位变化可以被忽略。
[0012]半导体元件沿导通方向仅仅具有非常小的电阻。因此，由第一车载电网到第二车载电网中的电流传输可以容易地实现。
[0013]在电网之间的信号输送必须区分两种情况。如果在第二车载电网的连接点处的电压高于第一车载电网的连接点处的电压，那么通过电网隔离装置不进行电流传输。由此两个连接点得以解耦，并且在第一车载电网的连接点上和在第二车载电网的连接点上的电位相互独立。然而，如果在第一车载电网的连接点处的电压大于在第二车载电网的连接点处的电压，那么沿电网隔离装置的导通方向发生电流传输，由此第一车载电网的连接点和第二车载电网的连接点相互导通连接并且因此具有几乎相同的电位。
[0014]电网隔离装置的该特征一方面可以用于从第一车载电网到第二车载电网中的信号传输以及另一方面用于从第二车载电网到第一车载电网中的信号传输。从第一车载电网到第二车载电网中的信号传输可以由此实现，即，调整在第一车载电网的连接点处的电压。这可以例如通过切换在两个电压之间连接点、数字/模拟转换器、连接点通过可开关的电阻网耦合到第一电压源、第一连接点通过晶体管或类似物与第一电压源或参考电位连接实现。只要在第一车载电网的连接点处的电压大于在第二车载电网的连接点处的电压，那么电压信号可以传输到第二车载电网中。因此特别有利的是，将第二车载电网的连接点直接或间接与参考电位连接。例如可以在第二车载电网的连接点与参考电位之间连接电阻并且信号可以在第二车载电网中由此确定信号，即测量在该电阻上的电压降。然而也可能的是，在第二车载电网的连接点处的电压直接用于控制任务，也就是例如为了控制在晶体管的栅极上的电位，开关继电器，将电压用作模拟/数字转换器的输入电压或诸如此类。
[0015]同样，从第二车载电网到第