本文所述的实施例总体上涉及车辆变速器领域，更具体地涉及变速器控制装置。
背景技术：
在车辆中，通常通过车辆操作者对换挡器进行操作来选择期望的变速器运行模式。换挡器使用电磁阀来控制各个位置之间的切换和选择。变速器控制单元(tcu)对电磁阀进行控制。具体地，tcu单元内的微控制器将通过高或低电压使能信号来控制电源开关以对或不对电磁阀模块供应电力。
现有tcu侧的ipd芯片内和车辆侧的负载电磁阀都设置有保护二极管，防止电源反接时大的逆向电流造成ipd芯片和电磁阀烧损，但是由于二极管在正向导通时内阻较小，使得回路中电流过大，超过了基板走线对电流最大值的规格，造成基板走线烧损。
图1a示出了tcu和负载的常规电路配置在电源正接时的电流回路示意图，而图1b示出了这种常规电路配置在电源反接时的电流回路示意图。如图所示，ipd内保护二极管和负载电磁阀的保护二极管同向，当蓄电池反接时，电流通过ipd保护二极管再通过负载电磁阀保护二极管到地端，由于保护二极管正向导通内阻非常小，所以反向导通的电流会非常大，基板走线规格耐电流能力最大为4a，而实测反接电流会达到8a以上，则基板走线烧损(例如，在如图1b中的箭头所示的位置处)。
因此，需要一种能够在电源反接时正常工作的变速器控制装置。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于克服现有技术中的上述和/或其他的问题，特别是能够在电源反接时防止tcu烧损，同时还能使tcu能够对负载电磁阀进行正常操作以完成适当的挂挡、摘挡动作。
具体地，本实用新型的示例性实施例提供了一种变速器控制装置，包括：防电源反接电路，用于连接在电源和负载之间并且具有第一电路节点、第二电路节点、第三电路节点和第四电路节点，其中所述第一电路节点和所述第二电路节点用于在其之间连接电源，所述第三电路节点连接至所述负载的第一端；以及变速器控制单元，连接在所述第三电路节点和所述第四电路节点之间，并且连接至所述负载的第二端，所述变速器控制单元能够控制所述负载的第二端与所述第四电路节点之间的导通或断开，其中所述防电源反接电路被配置成无论所述电源在所述第一电路节点和所述第二电路节点之间正接还是反接时，所述第三电路节点的电位都大于所述第四电路节点的电位。利用该变速器控制装置，无论电源在防电源反接电路的输入侧正接还是反接时，防电源反接电路的输出侧的电压偏置方向保持不变，即电流始终从第三电路节点流经tcu和负载回到第四电路节点，从而防止tcu侧和负载侧出现逆向电流而导致tcu烧损，同时还能保证tcu能够正常对负载进行控制操作。
较佳地，所述变速器控制单元包括三极管，所述三极管的漏极和源极分别连接至所述负载的第二端和所述第四电路节点，所述三极管的栅极连接至所述变速器控制单元中的微控制器以从其接收控制信号。
较佳地，所述防电源反接电路包括：第一二极管，第一二极管的负极连接到所述第一电路节点，第一二极管的正极连接到所述第四电路节点；第二二极管，第二二极管的负极连接到所述第三电路节点，第二二极管的正极连接到所述第一电路节点；第三二极管，第三二极管的负极连接到所述第三电路节点，第三二极管的正极连接到所述第二电路节点；和第四二极管，第四二极管的负极连接到所述第二电路节点，第四二极管的正极连接到所述第四电路节点。特别地，当所述电源的正极连接至所述第一电路节点而负极连接至所述第二电路节点，并且所述负载的第二端与所述第四电路节点之间导通时，所述第二二极管和所述第四二极管导通，并且所述第一二极管和所述第三二极管截止；以及当所述电源的负极连接至所述第一电路节点而正极连接至所述第二电路节点，并且所述负载的第二端与所述第四电路节点之间导通时，所述第二二极管和所述第四二极管截止，并且所述第一二极管和所述第三二极管导通。
较佳地，所述防电源反接电路包括：第一nmos管，第一nmos管的栅极连接到所述第二电路节点，第一nmos管的漏极连接到所述第一电路节点，第一nmos管的源极连接到所述第四电路节点；第二nmos管，第二nmos管的栅极连接到所述第一电路节点，第二nmos管的漏极连接到所述第二电路节点，第二nmos管的源极连接到所述第四电路节点；第一pmos管，第一pmos管的栅极连接到所述第二电路节点，第一pmos管的漏极连接到所述第一电路节点，第一pmos管的源极连接到所述第三电路节点；和第二pmos管，第二pmos管的栅极连接到所述第一电路节点，第二pmos管的漏极连接到所述第二电路节点，第二pmos管的源极连接到所述第三电路节点。特别地，当所述电源的正极连接至所述第一电路节点而负极连接至所述第二电路节点，并且所述负载的第二端与所述第四电路节点之间导通时，所述第一pmos管和所述第二nmos管导通，并且所述第一nmos管和所述第二pmos管截止；以及当所述电源的负极连接至所述第一电路节点而正极连接至所述第二电路节点，并且所述负载的第二端与所述第四电路节点之间导通时，所述第一pmos管和所述第二nmos管截止，并且所述第一nmos管和所述第二pmos管导通。
较佳地，所述第二电路节点接地。
较佳地，所述变速器控制装置还包括第五二极管，所述第五二极管的负极连接至所述第二电路节点，所述第五二极管的正极连接至所述第四电路节点。
较佳地，所述负载与保护二极管并联连接，所述保护二极管的负极连接至所述负载的第一端，所述保护二极管的正极连接至所述负载的第二端。
较佳地，所述负载是换挡器中用来控制各个档位之间的切换和选择的电磁阀。
附图说明
通过结合附图对于本实用新型的示例性实施例进行描述，可以更好地理解本实用新型，在附图中：
图1a示出了tcu和负载的常规电路配置在电源正接时的电流回路示意图；
图1b示出了tcu和负载的常规电路配置在电源反接时的电流回路示意图；
图2示出根据本实用新型的示例性实施例的变速器控制装置200的示意性框图；
图3a和图3b示出根据本实用新型的示例性实施例的变速器控制装置的电路配置的第一示例；以及
图4a和图4b示出根据本实用新型的示例性实施例的变速器控制装置的电路配置的第二示例。
具体实施方式
以下将描述本实用新型的具体实施方式，需要指出的是，在这些实施方式的具体描述过程中，为了进行简明扼要的描述，本说明书不可能对实际的实施方式的所有特征均作详尽的描述。应当可以理解的是，在任意一种实施方式的实际实施过程中，正如在任意一个工程项目或者设计项目的过程中，为了实现开发者的具体目标，为了满足系统相关的或者商业相关的限制，常常会做出各种各样的具体决策，而这也会从一种实施方式到另一种实施方式之间发生改变。此外，还可以理解的是，虽然这种开发过程中所作出的努力可能是复杂并且冗长的，然而对于与本实用新型公开的内容相关的本领域的普通技术人员而言，在本公开揭露的技术内容的基础上进行的一些设计，制造或者生产等变更只是常规的技术手段，不应当理解为本公开的内容不充分。
除非另作定义，权利要求书和说明书中使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属技术领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本实用新型专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“一个”或者“一”等类似词语并不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同元件，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“耦合”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，也不限于是直接的还是间接的连接。
图2示出根据本实用新型的示例性实施例的变速器控制装置200的示意性框图。变速器控制装置200可以包括防反接电路210和变速器控制单元220。
防反接电路210可以包括输入侧与输出侧，输入侧包括可与电源连接的两个输入端(未示出)，输出侧可以包括用于输出电力的第一输出端和第二输出端(未示出)。变速器控制单元220的输入侧可以连接至所述防反接电路210的输出侧以从其接收来自电源的电力。变速器控制单元(tcu)220可以连接至负载以(例如，通过电源开关)控制对负载的电力传输。在本实用新型的实施例中，防电源反接电路210可以被配置成无论电源在输入侧正接还是反接时，所述第一输出端的电位都大于所述第二输出端的电位。
图3a和图3b示出根据本实用新型的示例性实施例的变速器控制装置的电路配置的第一示例，其中图3a示出电源在输入侧正接的情况，而图3b示出电源在输入侧反接的情况。变速器控制装置可以包括防反接电路310和变速器控制单元320。
如图所示，防电源反接电路310可以具有第一电路节点311、第二电路节点312、第三电路节点313和第四电路节点314。第一电路节点311和第二电路节点312可以用于在其之间连接电源10。第三电路节点313可以连接至负载20的第一端。
变速器控制单元320可以连接在第三电路节点313和第四电路节点314之间，并且连接至负载20的第二端。变速器控制单元320能够控制负载10的第二端与第四电路节点314之间的导通或断开。例如，可选地，变速器控制单元320可以包括三极管321，三极管321的漏极d和源极s分别连接至负载10的第二端和第四电路节点314，而三极管321的栅极g连接至变速器控制单元320中的微控制器以从其接收控制信号(例如，使能信号)。
在本实用新型的实施例中，防电源反接电路310可以被配置成无论电源20在第一电路节点311和第二电路节点312之间正接还是反接时，第三电路节点313的电位都大于第四电路节点314的电位。
具体地，防电源反接电路310可以包括第一二极管321、第二二极管322、第三二极管323和第四二极管324。第一二极管321的负极连接到第一电路节点311，第一二极管321的正极连接到第四电路节点314。第二二极管322的负极连接到第三电路节点313，第二二极管322的正极连接到第一电路节点311。第三二极管323的负极连接到第三电路节点313，第三二极管323的正极连接到第二电路节点312。第四二极管324的负极连接到第二电路节点312，第四二极管324的正极连接到第四电路节点314。
如图3a所示，当电源10的正极连接至第一电路节点311而负极连接至第二电路节点312，并且负载20的第二端与第四电路节点314之间导通时，第二二极管322和第四二极管324导通，并且第一二极管321和第三二极管323截止。
如图3b所示，当电源10的负极连接至第一电路节点311而正极连接至第二电路节点312，并且负载20的第二端与第四电路节点314之间导通时，第二二极管322和第四二极管324截止，并且第一二极管321和第三二极管323导通。
以上描述了根据本实用新型的示例性实施例的变速器控制装置的电路配置的第一示例。采用该变速器控制装置，无论电源10在防电源反接电路310的输入侧正接还是反接时，防电源反接电路310的输出侧的电压偏置方向保持不变，即电流始终从第三电路节点313流经tcu320和负载20回到第四电路节点314，从而防止tcu侧和负载侧出现逆向电流而导致tcu烧损，同时还能保证tcu能够正常对负载进行控制操作。
图4a和图4b示出根据本实用新型的示例性实施例的变速器控制装置的电路配置的第二示例，其中图4a示出电源在输入侧正接的情况，而图4b示出电源在输入侧反接的情况。变速器控制装置可以包括防反接电路410和变速器控制单元420。
如图所示，防电源反接电路410可以具有第一电路节点411、第二电路节点412、第三电路节点413和第四电路节点414。第一电路节点411和第二电路节点412可以用于在其之间连接电源10。第三电路节点413可以连接至负载20的第一端。
变速器控制单元420可以连接在第三电路节点413和第四电路节点414之间，并且连接至负载20的第二端。变速器控制单元420能够控制负载10的第二端与第四电路节点414之间的导通或断开。例如，可选地，变速器控制单元420可以包括三极管421，三极管421的漏极d和源极s分别连接至负载20的第二端和第四电路节点414，而三极管421的栅极g连接至变速器控制单元420中的微控制器以从其接收控制信号。
在本实用新型的实施例中，防电源反接电路410可以被配置成无论电源10在第一电路节点411和第二电路节点412之间正接还是反接时，第三电路节点413的电位都大于第四电路节点414的电位。
具体地，防电源反接电路410可以包括第一nmos管421、第一pmos管422、第二pmos管423和第二nmos管424。
第一nmos管421的栅极连接到第二电路节点412，第一nmos管421的漏极连接到第一电路节点411，第一nmos管421的源极连接到第四电路节点414。
第二nmos管424的栅极连接到第一电路节点，第二nmos管424的漏极连接到第二电路节点412，第二nmos管424的源极连接到第四电路节点414。
第一pmos管422的栅极连接到第二电路节点412，第一pmos管422的漏极连接到第一电路节点411，第一pmos管422的源极连接到第三电路节点413。
第二pmos管423的栅极连接到第一电路节点411，第二pmos管423的漏极连接到第二电路节点412，第二pmos管423的源极连接到第三电路节点413。
如图4a所示，当电源10的正极连接至第一电路节点411而负极连接至第二电路节点412，并且负载20的第二端与第四电路节点414之间导通时，第一pmos管422和第二nmos管424导通，并且第一nmos管421和第二pmos管423截止。
具体地，电源10正接时，第一nmos管421和第一pmos管422的栅极为低电平，第二nmos管424和第二pmos管423的栅极为高电平。第一pmos管422刚上电，寄生二极管导通，电源10与负载20形成回路，所以源极电位就是vbat-0.6v，而栅极电位是0v，第一pmos管422导通，由于内阻很小，从漏极流向源极的电流把二极管短路，压降几乎为0。电流经过第一pmos管422到tcu420和负载20，通过ipd(例如，三极管421)到第二nmos管424流入到地端，第二nmos管424刚上电，寄生二极管导通，所以源极的电位大概就是0.6v，而栅极的电位是vbat，vbat-0.6v大于ugs的阈值开启电压，第二nmos管424的源极和漏极导通，由于内阻也很小，所以寄生二极管短路，压降几乎为0。注意，上述电压值仅作为示例来解释本申请的原理，而非限制性描述。
如图4b所示，当电源10的负极连接至第一电路节点411而正极连接至第二电路节点412，并且负载20的第二端与第四电路节点414之间导通时，第一pmos管422和第二nmos管424截止，并且第一nmos管421和第二pmos管423导通。
具体地，电源10逆接时，第一nmos管421和第一pmos管422的栅极为高电平，第二nmos管424和第二pmos管423的栅极为低电平。同理，第一nmos管421导通，第二pmos管423导通，电流通过第二pmos管423进入tcu420和负载20，然后通过ipd流到第一nmos管421回到电源负极。
以上描述了根据本实用新型的示例性实施例的变速器控制装置的电路配置的第二示例。采用该变速器控制装置，无论电源10在防电源反接电路410的输入侧正接还是反接时，防电源反接电路410的输出侧的电压偏置方向保持不变，即电流始终从第三电路节点413流经tcu420和负载20回到第四电路节点414，从而防止tcu侧和负载侧出现逆向电流而导致tcu烧损，同时还能保证tcu能够正常对负载进行控制操作。
可选地，第二电路节点312、412可以接地。
可选地，变速器控制装置还可以包括保护二极管，保护二极管的负极连接至第二电路节点312、412，第五二极管的正极连接至第四电路节点314、414。
可选地，负载20与负载保护二极管并联连接，负载保护二极管的负极连接至负载20的第一端，负载保护二极管的正极连接至负载20的第二端。
以上详细描述了根据本实用新型的示例性实施例的变速器控制装置。无论该变速器控制装置与电源正接还是反接，都能够正常进行操作以实现对负载(例如，电磁阀)的控制(例如，供应或不供应电力)，从而避免tcu因较大的逆向电流而烧损。当本申请的变速器控制装置用来控制换挡器中的电磁阀时，无论电源正接还是反接，换挡器都能够正常完成挂挡或摘挡操作。
应当理解，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。
1.一种变速器控制装置，包括：
防电源反接电路，用于连接在电源和负载之间并且具有第一电路节点、第二电路节点、第三电路节点和第四电路节点，其中所述第一电路节点和所述第二电路节点用于在其之间连接电源，所述第三电路节点连接至所述负载的第一端；以及
变速器控制单元，连接在所述第三电路节点和所述第四电路节点之间，并且连接至所述负载的第二端，所述变速器控制单元能够控制所述负载的第二端与所述第四电路节点之间的导通或断开，
其中，所述防电源反接电路被配置成无论所述电源在所述第一电路节点和所述第二电路节点之间正接还是反接时，所述第三电路节点的电位都大于所述第四电路节点的电位。
2.如权利要求1所述的变速器控制装置，其特征在于，所述变速器控制单元包括三极管，所述三极管的漏极和源极分别连接至所述负载的第二端和所述第四电路节点，所述三极管的栅极连接至所述变速器控制单元中的微控制器以从其接收控制信号。
3.如权利要求1所述的变速器控制装置，其特征在于，所述防电源反接电路包括：
第一二极管，第一二极管的负极连接到所述第一电路节点，第一二极管的正极连接到所述第四电路节点；
第二二极管，第二二极管的负极连接到所述第三电路节点，第二二极管的正极连接到所述第一电路节点；
第三二极管，第三二极管的负极连接到所述第三电路节点，第三二极管的正极连接到所述第二电路节点；和
第四二极管，第四二极管的负极连接到所述第二电路节点，第四二极管的正极连接到所述第四电路节点。
4.如权利要求3所述的变速器控制装置，其特征在于：
当所述电源的正极连接至所述第一电路节点而负极连接至所述第二电路节点，并且所述负载的第二端与所述第四电路节点之间导通时，所述第二二极管和所述第四二极管导通，并且所述第一二极管和所述第三二极管截止；以及
当所述电源的负极连接至所述第一电路节点而正极连接至所述第二电路节点，并且所述负载的第二端与所述第四电路节点之间导通时，所述第二二极管和所述第四二极管截止，并且所述第一二极管和所述第三二极管导通。
5.如权利要求1所述的变速器控制装置，其特征在于，所述防电源反接电路包括：
第一nmos管，第一nmos管的栅极连接到所述第二电路节点，第一nmos管的漏极连接到所述第一电路节点，第一nmos管的源极连接到所述第四电路节点；
第二nmos管，第二nmos管的栅极连接到所述第一电路节点，第二nmos管的漏极连接到所述第二电路节点，第二nmos管的源极连接到所述第四电路节点；
第一pmos管，第一pmos管的栅极连接到所述第二电路节点，第一pmos管的漏极连接到所述第一电路节点，第一pmos管的源极连接到所述第三电路节点；和
第二pmos管，第二pmos管的栅极连接到所述第一电路节点，第二pmos管的漏极连接到所述第二电路节点，第二pmos管的源极连接到所述第三电路节点。
6.如权利要求5所述的变速器控制装置，其特征在于：
当所述电源的正极连接至所述第一电路节点而负极连接至所述第二电路节点，并且所述负载的第二端与所述第四电路节点之间导通时，所述第一pmos管和所述第二nmos管导通，并且所述第一nmos管和所述第二pmos管截止；以及
当所述电源的负极连接至所述第一电路节点而正极连接至所述第二电路节点，并且所述负载的第二端与所述第四电路节点之间导通时，所述第一pmos管和所述第二nmos管截止，并且所述第一nmos管和所述第二pmos管导通。
7.如权利要求1所述的变速器控制装置，其特征在于，所述第二电路节点接地。
8.如权利要求1所述的变速器控制装置，其特征在于，所述变速器控制装置还包括第五二极管，所述第五二极管的负极连接至所述第二电路节点，所述第五二极管的正极连接至所述第四电路节点。
9.如权利要求1所述的变速器控制装置，其特征在于，所述负载与保护二极管并联连接，所述保护二极管的负极连接至所述负载的第一端，所述保护二极管的正极连接至所述负载的第二端。
10.如权利要求1所述的变速器控制装置，其特征在于，所述负载是换挡器中用来控制各个档位之间的切换和选择的电磁阀。
技术总结