[发明专利]具有用于接地线和传感器的短路保护的电路的控制设备和用于接地线和传感器的短路保护的方法

说明书

一种控制设备（6），用于分析传感器（2）的传感器信号，具有至少一个第一传感器连接端（21）和至少一个第二传感器连接端（22），用于连接传感器（2），其中第二传感器连接端（22）连接到短路保护电路（23），所述短路保护电路布置在第二传感器连接端（22）和接地之间（3）并且包括可开关的晶体管（7），利用所述晶体管能够中断第二传感器连接端（22）的接地（3）。

技术领域

本发明涉及一种控制设备，其具有用于对接地线和传感器进行短路保护的电路和用于对接地线和传感器进行短路保护的方法。为了分析电阻传感器（例如NTC温度传感器，NTC=负温度系数），通常借助（另外的）第一电阻形成分压器，该电阻与传感器串联连接，通过该分压器生成模拟电压信号。

背景技术

电压信号例如可以利用控制设备中的模数转换器来检测并进行处理。分压器在此构造成使得传感器的一个连接端接地或参考电位，而另一连接端连接至第一电阻。在这种关系下，第一电阻通常也称为“上拉电阻”。第一电阻在与传感器相对的一端连接到供电电压源。在第一电阻和传感器之间截取信号，用于分析传感器所测量的测量变量的控制设备测量该信号。

这样的装置例如通常用于机动车辆中，以便能够为控制设备实现例如对控制设备外部的温度的测量。这种装置的另一应用情况是在混合动力和电动车辆中，其中可以通过这种装置来检测电机的温度。接触传感器的线路在此必要时在控制设备外部通过机动车电缆束延伸。但是也可能的是，通过单独的电缆将线路从控制设备引至电机。

发明内容

在汽车领域中，通常要求上述装置应该无损地承受住在与传感器连接的两条传感器线之一的短路和因此可能流过的短路电流。

短路电流在这里通常被理解为流过传感器线之一并且超过限定的极限电流的电流。例如，当两条传感器线（第一传感器线和第二传感器线）之一上存在大电压时，可能出现这种电流。车载电网的例如14伏的工作电压通常已经足以在对该电压短路时使以下电流流动，该电流使传感器、线路或电路过载。

短路在这里应理解为与以下信号的不希望的、低欧姆的电连接，该信号可以承载电压，电流可以通过该电压流经传感器，通过线路或进入控制设备，该电流可以明显大于正常运行中的工作电流。

对于在控制设备中以高欧姆连接的线路，其中控制设备本身已经形成高欧姆电阻，通常已经通过控制设备中电路的高欧姆设计来提供短路保护。

然而，由于短路，对于传感器存在过载和损坏的风险，因为尽管如此全部的车载电网电压（例如14伏）仍然可以施加到传感器上。例如，如果在传感器的第一线路上（第一线路连接到与接地相反的一侧）出现14伏特的整个车载电网电压，则传感器可能因过载而损坏，因为它不是为这样的电压设计的。

如果涉及NTC温度传感器（NTC=负温度系数），这个问题加剧。这种NTC温度传感器的电阻随着不断的加热而持续减小，从而损耗功率持续增加。如果传感器的散热不足以散发该加热，则这种正反馈通常导致传感器损坏。

在控制设备中以低欧姆连接的线路（例如传感器的接地线）中，与传感器的表现无关地都得不到短路保护。对与控制设备的参考电位（通常为接地）不同的电压的短路可能导致损坏通往传感器的线路、控制设备或传感器。但是，出于测量精度的原因，通常不能省略传感器连接端之一的低欧姆连接。

通过此处提出的控制设备和相应的运行方法，应保护传感器和连接至传感器的低欧姆引线，以防发生短路时过载和损坏。这应该在不显著损失测量精度的情况下实现。