CN109263573B

CN109263573B - 用于在受控构件移动时唤醒电子控制单元的系统

Info

Publication number: CN109263573B
Application number: CN201810785648.2A
Authority: CN
Inventors: 托马斯·麦格特里克; 张旭阳
Original assignee: Magna Covering Co ltd
Current assignee: Magna Covering Co ltd
Priority date: 2017-07-17
Filing date: 2018-07-17
Publication date: 2023-05-26
Anticipated expiration: 2038-07-17
Also published as: US20190017311A1; DE102018211829A1; CN109263573A; US10927585B2

Abstract

提供了一种用于在受控构件(例如车辆升降门或窗)移动时唤醒电子控制单元并且保护电子控制单元免受电机反EMF的系统。该系统包括动力驱动单元，其耦接到受控构件和电子控制单元，用于移动受控构件。比较器子系统耦接到动力驱动单元并且被配置成：将响应于受控构件的手动移动由于电机反电动势而产生的动力驱动单元的电输出与电参考进行比较，以确定是否唤醒电子控制单元。该系统检测受控构件的手动移动，例如，防止未经授权的进入，并且引起警报和/或使电机制动或驱动以对抗受控构件的手动移动。

Description

用于在受控构件移动时唤醒电子控制单元的系统

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年7月17日提交的美国临时申请第62/533,214号的权益。上述申请的全部公开内容通过引用合并到本文中。

技术领域

本公开内容总体上涉及一种与机动车辆的电子控制单元一起使用的系统。更具体地，本公开内容涉及一种用于在受控构件移动时唤醒电子控制单元的系统，并且该系统包括保护电子控制单元免受电机反电动势的算法。

背景技术

本节提供与本公开内容相关的背景信息，其不一定是现有技术。

车辆通常包括多个电子控制单元以控制车辆操作的各个方面。这样的电子控制单元的一个示例是用于诸如动力升降门/尾门的闭合构件、窗、诸如滑动门或天窗的滑动闭合件、或其他受控构件(例如，动力座椅)的电子控制单元(ECU)。车辆的原始设备制造商(OEM)不断寻找机会以减少在车辆关断时从车辆电池汲取的车辆“关断”(即，睡眠)电流。这适用于具有手动闭合构件和动力受控构件例如尾门或升降门的车辆。OEM 已经针对手动尾门解决了“门打开(gate open)”状态，但是对于动力升降门或尾门而言尚未解决。

对于具有手动尾门的车辆，用于车辆尾门打开状态的睡眠电流的主要来源是位于乘客舱后部或尾门本身上的头灯。当升降门打开时，头灯会被照亮，但随后在指定的持续时间(通常为15分钟)之后由其他电子控制单元(例如车身控制模块(BCM))超时退出(time-out)以节省能量并避免耗尽车辆主电池。灯保持关断直到尾门关闭并重新打开为止。

对于具有动力操作尾门的车辆，用于打开的尾门的睡眠电流的主要来源是传感器的传感器电流和检测尾门的手动移动所需的支持传感器电子器件的传感器电流，用于ECU唤醒以进行适当的闩锁(latch)收紧 (cinching)、动力门移动和门位置监测。传感器电流足以在很长一段时间内消耗车辆电池的能量(例如在“尾门”运动事件期间，其中升降门保持打开以进入内部舱室)。然而，如果传感器在一段时间后停用以节省电池能量(类似于手动尾门的灯的停用)，那么(中间行程动力操作所需要的) 门位置将丢失并且ECU未唤醒以监测(适当地收紧闩锁并将闩锁从辅助锁定位置转换到主锁定位置所需要的)用于闭合的快速转换闩锁信号。

用于操作动力尾门的ECU通常使用金属氧化物半导体场效应晶体管 (MOSFET)来控制尾门驱动单元电机。当操作员手动移动尾门时，尾门反驱动电机，并且电机产生电压反EMF。电压通过MOSFET的体二极管传播，并且传播到ECU的其他敏感电路。最终，由电机产生的反EMF被馈送到耦接到ECU和电机的车辆电池线束。如果操作员非常快地推动尾门，则电机会产生非常高的反EMF电压(在某些情况下，它可能高于100 伏)。高电压可能会持续几秒钟，这取决于操作员手动操作尾门的时间。如果电池连接到车辆电池线束，则线束上的反EMF被钳位在电池电压处。但是，如果没有电池连接到线束或者如果例如由于尾门而使电池已经耗尽，则电池线束上的高反EMF电压不会受到车辆电池的限制，并且因此会损坏连接到电池线束的ECU。

在一些ECU设计中，继电器安装在MOSFET输出和电机的端子之间。当ECU使电机关断时，ECU使继电器和MOSFET关断。因此，继电器变为开路。同时，如果操作员推动尾门，则由电机产生的电压不能通过继电器(开路)。这种设计能够保护ECU以免被反EMF损坏。但是，需要额外的继电器和继电器控制。此外，如果操作员非常用力地砰地关上尾门，则一些机械部件可能会被巨大的冲击力损坏。

此外，存在其他硬件解决方案来保护ECU以免被反EMF损坏。这些设计中的大多数都需要额外的硬件部件来保护ECU免受可能会持续几秒钟的高电压浪涌。这些额外的硬件部件会给ECU增加大量成本。

鉴于上述情况，本领域需要设计和开发用于能够在受控构件移动时唤醒电子控制单元并保护电子控制单元免受电机反电动势的系统。

发明内容

本节提供了本公开内容的总体概述，而不旨在充当其全部范围或其所有特征、优点、目的和方面的全面和详尽的公开。

本公开内容的目的是提供一种用于在受控构件移动时唤醒电子控制单元并且保护电子控制单元免受电机反电动势的系统，所述系统满足了上述需求并提供了超过常规系统的技术进步。

本公开内容的另一目的是提供一种用于在受控构件(例如动力升降门 /尾门、窗或者诸如滑动门或天窗的滑动闭合件)移动时唤醒电子控制单元的系统。该系统包括动力驱动单元，其耦接到受控构件和电子控制单元，用于移动受控构件。比较器子系统耦接到动力驱动单元，并且比较器子系统被配置成将响应于受控构件的手动移动由于电机反电动势而产生的动力驱动单元的电输出与电参考进行比较。比较器子系统还被配置成基于动力驱动单元的电输出与电参考的比较来唤醒电子控制单元。

本公开内容的另一目的是提供一种用于保护电子控制单元免受电机反电动势的系统。该系统包括动力驱动单元，该动力驱动单元耦接到受控构件和电子控制单元，用于移动受控构件。电子控制单元适于使用响应于受控构件的手动移动而产生的动力驱动单元的电输出来唤醒。电子控制单元还适于选择性地将动力驱动单元短接到地，以消散响应于受控构件的手动移动而产生的动力驱动单元的电输出。

本公开内容的另一目的是提供一种用于使用比较器子系统来在受控构件移动时唤醒电子控制单元的系统，所述比较器子系统包括差分放大器以将电输出与电参考如预定电压进行比较。

本公开内容的另一目的是提供一种用于在受控构件移动时唤醒电子控制单元的系统，其中，电子控制单元被配置成测量受控构件的速度。

本公开内容的另一目的是提供一种用于唤醒电子控制单元的系统，其中，电子控制单元被配置成使电机施加对抗(oppose)受控构件的手动移动的制动力。

本公开内容的另一目的是提供一种用于唤醒电子控制单元的系统，其中，电子控制单元被配置成使电机施加对抗受控构件的手动移动的制动力，并且其中，制动力与受控构件的速度成比例。

本公开内容的另一目的是提供一种用于唤醒电子控制单元的系统，其中，电子控制单元被配置成使用脉冲宽度调制来改变制动力的量。

本公开内容的另一目的是提供一种用于唤醒电子控制单元的系统，其中，电子控制单元被配置成选择性地将动力驱动单元短接到地，以使电机施加对抗受控构件的手动移动的制动力。

本公开内容的另一目的是提供一种用于唤醒电子控制单元的系统，其中，电子控制单元被配置成选择性地将电阻元件连接到电机的一个或更多个电机端子，以使电机施加对抗受控构件的手动移动的制动力。

本公开内容的另一目的是提供一种用于唤醒电子控制单元的系统，其中，电子控制单元被配置成选择性地将电阻元件连接在电机的两个或更多个电机端子之间以使电机施加对抗受控构件的手动移动的制动力。

本公开内容的另一目的是提供一种用于唤醒电子控制单元的系统，其中，电子控制单元被配置成选择性地将电源连接到电机以施加对抗受控构件的手动移动的制动力。

本公开内容的另一目的是提供一种用于唤醒电子控制单元的系统，其中，动力驱动单元包括齿轮组，该齿轮组被配置成在电机的输出轴与被耦接以移动受控构件的从动轴之间提供减速。

本公开内容的另一目的是提供一种系统，该系统被配置成响应于受控构件的手动移动而产生警报信号。

本公开内容的另一目的是提供一种具有防盗功能的系统。该系统包括电机，该电机机械地耦接到窗并且与电子控制单元电通信，用于移动窗并且响应于窗的手动移动而在电输出上产生反电动势。该系统还包括比较器子系统，该比较器子系统电耦接到电机并且该比较器子系统被配置成：将电输出与电参考进行比较；以及使电机对抗窗的手动移动并且响应于电输出与电参考的比较而向窗施加力。根据本公开内容的一个方面，电子控制单元向电机施加电压以使电机对抗窗的手动移动而向窗施加力。

根据本文提供的详细描述，其他适用领域将变得明显。如所指出的，在本发明内容中公开的目的、方面、特征和具体实施方式的描述仅旨在用于说明的目的，而不旨在限制本公开内容的范围。

附图说明

本文描述的附图仅用于所选实施方式而不是所有可能的实现方式的说明性目的，并且因此不旨在限制本公开内容的范围。

图1是具有动力升降门的机动车辆的等距视图，该动力升降门配备有一对机电支柱(strut)；

图2是根据说明性实施方式的大体上沿图1的机电支柱的纵向中心轴线截取的剖视图；

图3是根据说明性实施方式的包括电子控制单元的闩锁控制模块的透视图；

图4示出了根据本公开内容的方面的用于采用差分运算放大器在受控构件(例如图1的动力升降门)移动时唤醒电子控制单元的系统的第一示例性实施方式；

图5示出了根据本公开内容的方面的用于采用非反相运算放大器在受控构件(例如图1的动力升降门)移动时唤醒电子控制单元的系统的第二示例性实施方式；

图6示出了根据本公开内容的方面的用于在受控构件(例如图1的动力升降门)移动时唤醒电子控制单元的系统的第三示例性实施方式；

图7示出了根据本公开内容的方面的反EMF电压衰减电路；

图7A示出了根据说明性实施方式的图7的电连接在机电支柱的电机与图4的用于唤醒电子控制单元的系统之间的反EMF电压衰减电路；

图8示出了根据本公开内容的方面的用于确认图4的系统的第一示例性实施方式、图5的第二示例性实施方式和图6的第三示例性实施方式的操作的测试装置；

图9示出了在图1的动力升降门的不同手动行进速度下捕获的所产生的电压；

图10示出了根据说明性实施方式的用于唤醒电子控制单元的系统的系统框图，该系统框图示出了反EMF向电子控制单元的传播；

图11示出了根据说明性实施方式的用于唤醒电子控制单元的系统的系统框图，该系统框图示出了反EMF向地的受控分流；

图12示出了根据说明性实施方式的双向电机控制开关配置的电路图；

图13示出了根据说明性实施方式的示例性脉冲宽度调制FET开关控制信号；

图14示出了由受图13的FET开关控制信号控制的电机产生的反 EMF电压随时间信号；

图15示出了由不受图13的FET开关控制信号控制的电机产生的反 EMF电压随时间信号；

图16示出了根据说明性实施方式的具有连接在电机端子之间的可选分流电阻器的双向电机控制开关配置的电路图；

图17示出了根据本公开内容的方面的包括齿轮组的用于窗调节器的动力驱动单元的剖视图；

图18A示出了根据本公开内容的一个方面的示出了合并在窗调节器系统中的图17的动力驱动单元的门板的干侧(dry side)；图18B示出了根据本公开内容的一个方面的示出了合并在窗调节器系统中的图17的动力驱动单元的门板的湿侧(wet side)；以及

图19是示出了根据本公开内容的方面的防盗方面的方法步骤的流程图。

贯穿附图的若干视图，对应的附图标记指示对应的部件。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例性实施方式。然而，以下描述本质上仅是示例性的，并不旨在限制本公开内容、其主题、应用或用途。为此，提供了用于在受控构件移动时唤醒电子控制单元并且保护电子控制单元免受电机反电动势的系统和方法的示例性实施方式，使得本公开内容将是彻底的并且将向本领域技术人员充分地传达范围。阐述了许多具体细节，例如特定部件、装置和方法的示例以便以许多不同形式提供对实施方式的透彻理解，并且这不应被解释为限制由本公开内容所提供的预期保护范围。如所理解的，鉴于本领域技术人员提供的理解，本文未详细描述一些众所周知的过程、结构和技术。

一般而言，本公开内容涉及一种与机动车辆的电子控制单元一起使用的系统和方法。更特别地，本公开内容涉及一种用于在受控构件移动时唤醒电子控制单元并且保护电子控制单元免受电机反电动势的系统，并且更特别地，涉及一种用于在受控构件移动时唤醒电子控制单元并且保护电子控制单元免受电机反电动势的类型适用且适合于在机动车辆中使用和安装的系统和方法。然而，本文提供的教导被认为适用于控制电机和/或动力驱动单元所需的任何其他电子控制单元，该电子控制单元可能需要在电机或动力驱动单元移动(例如，在可操作地连接到车库门动力驱动单元的车库门移动)时从睡眠、非有效(inactive)或无动力状态唤醒。虽然结合尾门或动力升降门公开了本公开内容的系统和方法，但是预期并设想本文公开的系统适用于其他机动车辆系统。

受控构件可以是例如升降门、尾门、滑动闭合件或车辆的窗。这样的窗可以是例如向上和向下滑入车辆的门中的窗，或者被配置成通过绕竖直或水平轴线旋转或者通过滑动如皮卡车的驾驶室上的天窗或后窗而移动的窗。受控构件也可以是车库门或类似类型的滑动镶板门。

现在参照图1，机电支柱10被示出为安装到机动车辆11。机电支柱 10包括被包在上壳体或管(在下文中被简称为壳体14)中的动力驱动单元12，以及被包在外部下壳体或盖管(在下文中被称为外盖管18)中的伸缩(telescoping)单元16。位于壳体14的一端处的第一枢轴(pivot) 安装座(mount)19枢轴地安装到车辆11的车身的限定车辆11中的内部货物区域的部分的部分。第二枢轴安装座20附接到伸缩单元16的远端，并且枢轴地安装到车辆11的受控构件或升降门21。机电支柱10的动力驱动单元12说明性地包括：安装在电机壳体中的电动电机22(例如参见图 4)，例如有刷或无刷DC电机；以及旋转-线性转换装置，例如，如将在下文中更详细地示出的导螺杆(leadscrew)和驱动螺母组件，旋转-线性转换装置可以例如安装在支柱壳体14中。电动电机22包括用于从车辆电压源25(例如电池)向电机22供电的正电机端子24和用于使用车辆地电位28使电机22接地的负电机端子26。转换装置用于将电机22的电机输出的旋转转换成容纳在支柱壳体14中的可伸长构件的线性双向移动。

现在除了参照图1之外还参照图2，示出了机电支柱10的实施方式，其示出为于2016年4月18日提交的题为“Electromechanical strut with electromechanical brakeand method of allowing and preventing movement of a closure member of avehicle”的共同拥有的美国专利申请序列号 15/131,826中公开的机电支柱的实施方式，该美国专利申请的全部内容通过引用并入本文。为了说明，其中使用附图标记10参考的机电支柱为了方便在图2中用偏移附图标记10’再现。同样，美国专利申请号15/131,826 中公开的元件在图2中示出为通过撇(“’”)符号弥补。除了机电支柱10’ 之外，本公开内容可以适用于包括用于移动闭合构件的电机的其他类型的装置，并且对机电支柱10’的参考不应该限制本公开内容。例如，本公开内容可以应用于2015年6月15日提交的题为“Electromechanical strut with integrated flex coupling and slip device andclutch/coupling assembly therefor”的美国专利申请序列号14/750,042以及2015年11月11日提交的题为“Electromechanical strut with motor-gearbox assembly havingdual stage planetary gearbox”的美国专利申请序列号14/938,156中公开的机电支柱，这两个美国专利申请的全部内容通过引用并入本文。本公开内容还可以应用于2014年6月20日提交的题为“Powered garage door opener”的美国专利申请序列号14/309,996，其全部内容通过引用并入本文。这些专利申请清楚地表明本公开内容的机电支柱10的各种部件如何相对于彼此起作用，以及本公开内容的支柱10和用于在受控构件移动时唤醒电子控制单元并且保护电子控制单元免受电机反电动势的系统和方法可以如何并入到车辆应用中。本公开内容还可以应用于2014年6月20日提交的题为“Powered garage dooropener”的美国专利申请序列号14/309,996，其全部内容通过引用并入本文。

仍然参照图1和图2，机电支柱10’说明性地包括外壳体14’，其类似于支柱壳体14，具有管状壁，该管状壁具有沿纵向轴线A在相对的第一端42’和第二端44’之间延伸的外表面40’以及限定腔或室48’以定尺寸为至少部分容纳电机齿轮组件30’的内表面46’。相当于本公开内容的电机 22的电机32’和行星齿轮组34’位于室48’内。导螺杆36’设置在类似于伸缩单元16的伸缩单元16’内，并且耦接到相当于本公开内容的动力驱动单元12的动力驱动单元12’的输出轴50’。在所示的实施方式中，在本领域中已知的行星齿轮组34’通过示例而非限制的方式提供约20:1的减速比。齿轮组34’可以如通过引用并入本文中的任何前述参考文献中所述的那样来设置，并且可以被设置成具有任何期望的减速比。动力驱动单元12'具有耦接器52’，该耦接器52’使得动力单元12’能够快速且容易地与伸缩单元16’附接。外壳体14’的管状壁包括连接在一起的一对圆柱形管。电机 32’和齿轮组34’沿轴线A在导螺杆36’和机电制动组件38’之间定位，使得制动组件38’设置在电机32’和壳体14’的第一端42’之间，并且电机32’ 设置在齿轮组34’和机电制动组件38’之间。伸缩单元16’包括单壁可伸长管18’，类似于外盖管18，其沿纵向轴线A在相对的第一端54’和第二端56’之间延伸，并且具有限定腔或室60’以定尺寸为间隙(clearance)容纳导螺杆36’的内表面58’。通过示例而非限制的方式，例如经由用于互连部件的配合螺旋螺纹，可伸长管18’的一端54’刚性地连接到类似于第二枢轴安装座20的第二枢轴安装座24’，而另一端刚性地连接到类似于第一枢轴安装座19的第一枢轴安装座20’。电引线106’被配置成与如将在下文中更详细地描述的ECU 30、130电通信(communication)，并且特别地，与设置在可以包括电力引线和霍尔传感器引线的电机32’的电子板29例如PCB 上的ECU 30、130电通信。霍尔传感器199也可以设置在与电机轴98’相邻的PCB 29上。当电机32’经由来自引线106’的电流通电时，电机轴98’ 绕轴线A旋转以驱动行星齿轮组34’，并且因此驱动导螺杆36’，从而将驱动螺母62’和可伸长管18’轴向地驱动到各个位置。例如，电机轴98’可以将伸缩单元16’驱动到如图1所示的延伸位置以打开车辆11的升降门 21或侧门13或其他闭合构件。电机轴98’也可以将伸缩单元16’驱动到如图2所示的收缩位置以关闭升降门21或门13。

除了参照图2之外，返回参照图1，电子控制单元(ECU)30电耦接到机电支柱10，并且电耦接到车辆11的电气系统的车辆电压源25和车辆地电位28，以控制电机22以及机电支柱10的移动，这进而控制升降门 21的打开、关闭和停止。电子控制单元30包括用于操作机电支柱10和电子控制单元30的微处理器或微控制器32。说明性地，电子控制单元 (ECU)30可以设置在车辆11车身上，例如，如集成到车身控制模块500 中，或者作为独立单元，或者根据又一说明性实施方式，电子控制单元 (ECU)30可以集成到设置在升降门21内的闩锁控制模块400中并且使用附图标记30’来参考，或者仍然根据另一说明性实施方式，电子控制单元(ECU)30可以被集成到耦接到升降门21的智能闩锁23中，并且使用附图标记30”来参考。术语“电子控制单元”(“ECU”)在本文中用于指代用于处理数据的任何机器，包括用于提供本文描述的系统的控制并且执行本文描述的方法的步骤的数据处理系统、计算机系统、模块、控制器、控制单元、微处理器等，其可以包括用于执行本文描述的处理、步骤、指令和算法以提供对这样的系统的控制并执行这样的方法的硬件部件和/或软件部件。本公开内容可以以任何计算机编程语言实现，只要电子控制单元的操作系统提供可以支持本公开内容的要求的设施即可。所呈现的任何限制都是特定类型的操作系统或计算机编程语言的结果，并且不是对本公开内容的限制。本公开内容还可以以硬件或以硬件和软件的组合来实现。应理解，在以下描述中，阐述细节以提供对本公开内容的理解。在一些情况下，未详细描述或示出某些软件、电路、结构、技术、指令、步骤和方法，以免模糊本公开内容。

除了参照图3之外，仍然参照图1，根据说明性实施方式，示出了闩锁控制模块400和智能闩锁402(闩锁23的增强版本配置有用于高级控制功能的控制单元以及备用能量源)或电子闩锁，其被示出为安装在受控构件(例如，升降门21)内的位置中(即，间隔开并且在机电支柱10外部/远离机电支柱10)，并且经由通过电连接404(例如，有线和/或无线通信)说明性地建立的通信路径耦接到机电支柱10。电连接404可以用于向机电支柱10提供操作动力，其可以说明性地从主车辆电源(例如车辆主电池25)或其他电源和/或备用能量源提供。根据说明性实施方式，电子控制单元30可以并入到闩锁控制模块400或智能闩锁402中。可替选地，闩锁控制模块400可以位于车身11上。

仍然参照图1和图3，闩锁控制模块400包括壳体406，用于包围安装到支承结构(例如印刷电路板)的各种闩锁控制电子部件。说明性地，壳体406以半透明的方式示出，用于观察将在下文中描述的内部部件。壳体406可以包括安装特征，例如孔408，其用于使用螺钉或其他连接器(例如按扣、铆钉、螺母和螺栓等)将壳体406固定到车身11或固定在闭合板21内，例如固定到门模块(未示出)或升降门21的结构。闩锁控制模块400包括由壳体406包围的印刷电路板410，其用于支承彼此协调电通信的安装到印刷电路板410的各种闩锁控制电子器件和部件。这样的电子部件可以包括硬件和软件部件，例如微控制器412和存储器模块414(例如微芯片，其用于存储由微控制器412执行的指令和算法(例如代码))，以及电阻器、电感器和电容器以及用于操作闩锁控制模块400的微控制器 412和存储器模块414以控制机电支柱10和(可选地)闩锁23的其他信号调节/支持部件。例如，存储在存储器模块414上的指令和算法可以与如下各种系统模块相关，例如，用于闩锁API、驱动API、数字输入输出 API、诊断API、通信API的应用程序编程接口(API)模块以及用于LIN 通信和CAN总线通信的通信驱动器。还可以提供微控制器驱动器，例如 LIN驱动器、CAN驱动器、SPI、I/O控制、动力控制，用于微控制器管理的存储器管理器和模式控制、用于升降门21的控制功能(例如，打开或关闭速度、方向)、以及输入/输出控制模块。还提供了机械子系统模块，例如用于闩锁23的闩锁控制并与其对接。虽然模块被描述为被加载到存储器414中，但是应该理解，模块可以以硬件和/或软件实现。还可以包括FET硬件例如H桥FET 416(场效应晶体管)和加载到存储器414中的软件例如FET API。升降门21的这种控制功能可以作为指令存储在存储器414中，如由微处理器412执行以控制H桥FET 416(场效应晶体管) 以向机电支柱10的电机22提供协调的动力，例如FET 416被控制为负载开关以连接或断开由微处理器412或FET驱动器控制的电能(电压和/或电流)的源以控制电机22。说明性地，微处理器412直接或间接地电连接到H桥FET 416用于对其进行控制(例如用于控制FET开关速率)。例如，可以调节FET 416的开关频率，如由微处理器412控制以调节允许传导到电机22的电力，以控制闭合构件21的移动。H桥FET 416被示为经由电连接404说明性地连接到机电支柱10，电连接404连接到安装到印刷电路板410的连接器安装座420的连接器引脚418。如下面将更详细地描述的反EMF电压信号174可以由微处理器412或电子控制单元30说明性地接收，从而用于根据本文的进一步教导通过向电机22提供电力的相同电连接器404进行处理。连接器引脚422可以被设置并与设置在机电支柱10内用于接收位置信号的霍尔传感器199电通信。如下文详细描述的第一示例性实施方式的电子控制单元30可以在闩锁控制模块400中实现，由此比较器子系统136可以在微处理器412的内部，用于唤醒微处理器412以执行中间行程动力操作、位置监测、提示唤醒排序、在手动关闭事件期间从快速闩锁信号转换中收紧的鲁棒闩锁23等，同时所有通过闩锁控制模块400来减少暗睡眠(电流)使用。虽然电子控制单元30被示出为闩锁控制模块400中的实施方式，但是应该理解，例如，它可以集成到例如智能闩锁402的另一系统中，或者集成在设置有例如PCB 29的内部印刷电路板、微处理器31、存储器33和例如FET 200的FET 35的机电支柱10内。

现在除了参照图1之外还参照图4，提供了系统34的第一示例性实施方式，系统34用于在车辆11的升降门21移动时唤醒电子控制单元30 并保护电子控制单元30免受由电动电机22在由升降门21的手动移动反向驱动时产生的反电动势(EMF)。例如，系统34包括设置在ECU 30内的比较器子系统36，其包括低功率比较器电路38，低功率比较器电路38 包括电耦接到正电机端子24的比较器单元40(例如，差分放大器)。比较器单元40包括负比较器输入42、正比较器输入44和比较器输出46以及比较器电压源输入48(用于连接到电源电压(例如，ECU 30内或来自车辆电压源25的5伏电源))和比较器电压地电位50(用于连接到地电位(例如，车辆地电位28))。比较器单元40比较两个电压(一个在负比较器输入42处，并且另一个在正比较器输入44处)，并且在比较器输出 46处输出指示负比较器输入42和正比较器输入44中的哪一个较大的数字信号。根据说明性实施方式，正比较器输入44处的参考电压基于由电阻器56和54建立的分压器电路来设定。多个比较器电阻器52、54、56、 58、60和比较器电容器62、64电耦接到负比较器输入42、正比较器输入 44、比较器输出46和比较器电压源输入48。虽然比较器子系统36设置在系统34中的ECU 30内，但应该理解，替代地，它可以与ECU 30分离。例如，比较器子系统36可以设置在与ECU 30的公共支承件(例如印刷电路板)上，并且经由如本领域公知的在印刷电路板上形成的电迹线电耦接在一起。

更详细地，多个比较器电阻器52、54、56、58、60包括电连接在正电机端子24和负比较器输入42之间的第一比较器电阻器52。第二比较器电阻器54电连接在正比较器输入44和比较器地电位(例如，车辆地电位28)之间。第三比较器电阻器56电连接到正比较器输入44和比较器电压源输入48之间。第四比较器电阻器58电连接在正比较器输入44和比较器输出46之间，并且第五比较器电阻器60电连接在比较器输出46 和比较器电压源输入48之间。多个比较器电容器62、64包括电连接在比较器地电位和负比较器输入42之间的第一比较器电容器62。第二比较器电容器64电连接到正比较器输入44和比较器地电位(例如，车辆地电位 28)之间。

比较器子系统36还包括系统基础芯片(SBC)66、用于微控制器32 的独立电源管理集成电路，其电耦接到比较器输出46并且包括SBC输出 68和SBC电压源输入70(用于连接到供电电压(例如，来自车辆电压源 25))和SBC地电位72(用于连接到地电位(例如，ECU 30内的地电位或车辆地电位28)。SBC输出68电耦接到微控制器32的输入，例如电子控制单元30的专用唤醒输入端口，以从低功率睡眠模式、非有效模式或无动力模式向微控制器32提供唤醒命令信号。应该理解，SBC 66可以集成到微控制器32中，使得微控制器32直接接收比较器输出46。与微处理器32的睡眠模式(例如，大于300μA)相比，SBC 66在睡眠模式下可以具有低静态电流消耗(例如，小于15μA)。取决于比较器单元40的配置，比较器单元40可以说明性地在睡眠模式下具有低静态电流消耗(例如，小于1μA)。

在系统34的第一示例性实施方式的操作中，比较器子系统36仅需要低操作电流(例如：1μASBC 66低功率电流消耗+15μA比较器单元40 较低功率电流消耗)并且能够从任何门打开位置检测升降门21的手动移动，并且然后向ECU30提供唤醒信号。如果迅速执行检测和唤醒，则ECU 30可以监测升降门21的位置以用于中间行程动力操作，例如控制机电支柱10以在升降门21的手动移动之后完成升降门21的关闭或打开，如果机电制动组件38’已经故障则控制升降门21的自由下落，以及监测闩锁 23的信号转换用于动力收紧以完成升降门21例如闩锁23的关闭，闩锁23被配置成与设置在车身11上的撞针(striker)27可释放地接合以释放或捕获撞针27，闩锁23被控制成从辅助撞针捕获位置转换到主捕获位置作为收紧操作的一部分。具有收紧功能的闩锁的实施方式在2017年9月 27日提交的题为“Power closure latch assembly with cinch mechanism having ratchet retentionfunction”的共同拥有的美国专利申请号15/716,876中公开，其全部内容通过引用并入本文。

在升降门21的门打开状态期间，低功率比较器电路38用于检测电动电机22的非有效电机电压的变化，其指示升降门21的手动移动。比较器电路38用于比较响应于受控构件(例如，升降门21)的手动移动由于电机反电动势而产生的动力驱动单元12的电机22的电输出，并且基于动力驱动单元12的电输出与电参考的比较来唤醒ECU 30。当操作者沿关闭方向手动移动升降门21时，(通过反EMF电压174)所产生的电压通过低功率比较器电路38的(分别由多个比较器电阻器52、54、56、58、60和比较器电容器62、64的所选电阻和电容值建立的)预定阈值或电参考，从而使唤醒信号从比较器输出46发送到SBC 66。由电机22产生的反EMF 电压174说明性地与电机22被电驱动时的极性相反，如图4所示。一旦唤醒，SBC 66向微控制器32提供电力，微控制器32然后处理唤醒信号以从关断模式或低功率消耗睡眠模式转换到有效和动力模式。一旦唤醒，ECU 30然后监测升降门21的手动门关闭序列(例如，监测霍尔传感器 199)。根据第一实施方式，比较器单元40触发低有效输出以针对ECU 30 发送唤醒信号。

现在参照图5，提供了系统34的第二示例性实施方式，系统34用于在车辆11的升降门21移动时唤醒电子控制单元30并且保护电子控制单元30免受例如来自电动电机22的反电动势(EMF)。系统34包括设置在ECU 30内的比较器子系统36，比较器子系统36包括低功率比较器电路 38，低功率比较器电路38包括比较器单元40(例如，非反相差分放大器)，比较器单元40电耦接到从可选择的6位ADC 41输出输入到负比较器输入42的电压参考以及耦接到正比较器输入44的差分运算放大器47输出。比较器单元40比较两个电压，一个在负比较器输入42处(即，预定的电参考电压电平)，并且另一个在正比较器输入44处(即，放大的反EMF 感测电压160)并且在比较器输出46处输出指示哪个输入电压较大的数字信号。比较器输出46电连接到微处理器32的唤醒触发输入147——其说明性地在微处理器32内部——以在比较器单元40确定输入到负比较器输入42的电压电平达到和/或超过预定的参考电压触发电平——其表示为V_oct——时，例如当负比较器输入42电压电平大于被可选地偏移了参考电压电平(V_ref)的、放大的反EMF电压(aV_sense)时，将微处理器32从低功率睡眠或关断状态触发为通电或上电。正比较器输入44连接到运算放大器47的运算放大器输出45。运算放大器47放大并平移/偏移输入电压，并且更具体地放大在正开路放大器输入150处输入的电压(即，由被偏移了由可选择的电参考电压源V_offset 61确定的电压参考电平的感测反EMF 电压160构成)并输出放大的运算放大器输出45。运算放大器输出45还电连接到微处理器32的ADC内部输入端口51，其由微处理器32处理以控制用于设置要在负比较器输入42处输入的电参考电压V_oct的电平的 ADC 41(可选择的6位ADC)，以确保比较器单元40被配置在与正比较器输入44处输入的电压电平可比的合适电平处，以提高反EMF的检测和比较灵敏度。因此，基于输入的反EMF电压160电平动态地设置电参考电平。因此，微处理器32被配置成根据感测反EMF电压电平来设置要在负比较器输入42处输入的电参考信号。基于感测反EMF向比较器输入 44提供动态且可调节的电参考输入增加了比较器单元40的用于生成用于 ECU 30的触发唤醒信号的比较操作的灵敏度，这使得ECU 30能够被快速供电并执行所需的时间敏感操作，例如监测、动力门控制和其他控制(例如收紧、制动)。

仍然参照图5，设置有多个非反相运算放大器电阻器54、56以用于控制运算放大器47的增益以放大感测反EMF电压160，并且说明性地被放大由电阻器值限定的预先配置的增益因子，例如Av＝1+R₅₄/R₅₆。电阻器 54、56(R₅₄、R₅₆)被说明性地设置在微处理器32的外部并电连接到微处理器输入端口AMP(0)62和AMPM(0)64。针对四十八(48)的增益因子，电阻器54说明性地为470KΩ，而电阻器56说明性地为10KΩ。因此，电阻器54电耦接到负运算放大器输入152和运算放大器输出45，用于向负运算放大器输入152提供分压反馈信号，而电阻器56电耦接到电阻器54、负运算放大器输入152、电阻器67、电阻器166以及地电位28。电阻器67电耦接到微处理器32的输入端口65。电阻器166还电耦接到地电位28。电阻器166通过MOSFET 69的MOSFET源极端子170 电连接在正电机端子24和负电机端子26之间。MOSFET漏极端子172 连接到负电机端子26，使得当通过由微处理器32将控制信号施加到MOSFET 69栅极端子73(说明性地，图11的MOSFET栅极端子204₃) 来将MOSFET 69切换为导通时，产生的反EMF电流76流过MOSFET 69 (说明性地，图11的MOSFET 200₄)。如在图5的说明性示例中那样，当电机22如升降门21的手动移动所赋予的那样手动移动时，允许闭环电路 77中的产生的反EMF电流76流过电阻器166以产生感测反EMF电压 160。例如，电阻器166具有1.6mΩ的电阻值，并且当产生的反EMF电流76说明性地为二十(20)安培时，将产生0.032伏的感测反EMF电压 160(V_sense)。在源极端子170处产生的感测反EMF电压160如上所述被馈送到正开路放大器输入50，并且由运算放大器47放大48倍，以将感测电压160放大到1.563伏。该值可以可选地由可选择的电参考电压源 V_offset 61偏移，以补偿被称为输入偏移电压的输入误差。该误差补偿与感测电压160一起被放大，以将补偿误差电平添加到由微处理器32读取并且还被提供给微处理器32内部的比较器单元40的输出电压。在所描述的数学示例中，将0.032伏的运算放大器47的输入电压放大到提供给正比较器输入44的1.536伏的更易管理的可比较电压电平输入，使得比较器单元40可以准确地比较感测反EMF电压160，而无需从向微处理器32 供应的电压电平例如5伏得到的参考电压。表示为V_oct的预定或动态选择的参考电压触发电平可以说明性地设置为1.5伏，在这种情况下，比较器单元40将产生高(即1伏信号)电平，向微处理器32指示过电流状态，即作为升降门21的手动移动的结果，感测反EMF电压160足以唤醒微处理器32。虽然比较器子系统36被示出为设置在图5的系统34的ECU 30 内，但是应该理解的是，替代地它可以与ECU 30分离。根据该第二实施方式，比较器单元40用于向微处理器32触发已经发生过电流状态的低有效(接地)信号。

如图6所示，还提供了系统134的第三示例实施方式，系统134用于在车辆11的升降门21移动时唤醒电子控制单元130并保护电子控制单元 130免受来自电动电机22的反电动势(EMF)。第三示例性实施方式的电子控制单元130的微处理器132包括比较器子系统136。换句话说，比较器子系统136在微处理器132的内部。比较器子系统136包括数模转换器 (DAC)174，数模转换器(DAC)174包括VRSEL输入176、V_in1输入 178、V_in2输入180、DACEN输入182、VOSEL输入184以及DAC输出 186。DAC 174包括第一DAC多路复用器(MUX)188，其中V_in1输入 178和V_in2输入180作为输入并由VRSEL输入176控制。第一MUX 188 的输出通过多个DAC电阻器192连接到第二MUX 190，所述多个DAC 电阻器192互连在多个第二MUX输入193之间，并由VOSEL输入184 控制。DAC输出186是第二MUX 190的输出。

比较器子系统136还包括比较器单元140，比较器单元140包括负比较器输入142、正比较器输入144和比较器输出146。比较器单元140比较负比较器输入142和正比较器输入144，并在比较器输出146处输出指示哪个更大的数字信号。比较器输出146连接到具有样本输入196和中断请求(IRQ)输出198的窗和滤波器控制单元194。电动电机22的正电机端子24通过输入电阻器202输入到微控制器132的微控制器输入201，输入电阻器202通过输入电容器204连接到地电位(例如，ECU 130内的地电位或车辆地电位28)以保护微控制器132。微控制器输入201连接到分别由PSEL输入214和MSEL输入216控制的PMUX 208的多个PMUX 输入206和NMUX 212的多个NMUX输入210。PMUX 208的输出与DAC 输出186一起连接到正输入MUX 218，并且正输入MUX 218由INPSEL 输入220控制。NMUX 212的输出与DAC输出186一起连接到负输入MUX 222，并且负输入MUX 222由INNSEL输入224控制。正输入MUX 218和负输入MUX 222中的每个的输出分别连接到比较器单元140的正比较器输入144和负比较器输入142。所描述的多路复用器用于选择用作内部比较器140的参考电压以进行过电流检测的可编程DAC(数模转换器)信号电压。它允许选择用于过电流检测的可编程电压。对于一些应用，输入到比较器单元140的反EMF 174信号可以是10安培，而对于其他应用，它可以是30安培，但是仅作为示例，并且微处理器32因此可以通过控制多路复用器来选择对多路复用器的适当参考输入来控制参考电信号。例如，可以选择进入NMUX输入210和PMUX 208的0到7个模拟参考输入作为电参考点。因此，比较器子系统136可以由微处理器32根据应用(例如，由受控构件的移动产生的预期的反EMF 174)来调谐或控制，并且可选地，比较器子系统136还可以使用利用多路复用器输入到比较器单元40中的可选择的参考信号电平来动态地调节参考信号电平。

在升降门21的门打开状态期间系统134的第三示例性实施方式的操作中，微控制器132的比较器子系统136被用于检测电动电机22的非有效电机电压的变化。更详细地，比较器子系统136用于比较响应于受控构件(例如，升降门21)的手动移动由于电机反电动势而产生的动力驱动单元12的电机22的电输出，并基于动力驱动单元12的电输出与电参考的比较来唤醒ECU 130。当操作者沿关闭方向手动地移动升降门21时，产生的电压(反EMF174)通过比较器子系统136的预定阈值或电参考，从而产生到微控制器132的唤醒信号。DAC 174的DAC输出186设置触发点的电参考或可编程参考电压。一旦唤醒，微控制器132处理唤醒信号并监测手动升降门21关闭序列。

如图7所示，还提供了系统234的第四示例性实施方式，系统234用于在车辆11的升降门21移动时唤醒电子控制单元130并保护电子控制单元130免受来自电动电机22的反电动势(EMF)。系统234包括连接到电动电机22的正电机端子24的第一调节器电路100以测量正电机端子24 上的输出电压并将该输出电压转换成适合于由微控制器32、132的模拟输入监测的信号，例如，通过将所产生的反EMF 174(例如其可以在100伏以上范围内)的输出电压转换到用于输入到例如系统34的负比较器输入 42的0-5V DC信号。第一调节器电路100包括串联连接在车辆地电位28 与正电机端子24之间的第六和第七比较器电阻器102、104，其优选地提供相当高的阻抗以最小化其中的功率损耗。第六和第七比较器电阻器102、104可以分别具有例如95.3KΩ和5KΩ的值。在第六和第七比较器电阻器 102、104之间限定第一输出节点108，第一输出节点108被驱动到作为正电机端子24上的输出电压的一部分的电压。在一个实施方式中，第一输出节点108被连接到微控制器32、132的第一模拟输入，例如连接到图5 的第二说明性实施方式的输入端口65，其将该电压与预定值进行比较。一旦第一输出节点108的电压超过预定值，微控制器32、132则使ECU 30、 130唤醒。第一电压调节器106连接在第一输出节点108和车辆地电位28 之间，以钳制第一输出节点108上的最大电压，从而避免通过施加过大电压而损坏微控制器32、132。第一电压调节器106可以是齐纳二极管，其可以具有例如5.1伏的值。现在参照图7A，示出了施加在正电机端子24 和系统34的负比较器输入42的输入之间以衰减提供给负比较器输入42 的所产生的反EMF电压174的第一调节器电路100的另一示例。

系统234的第四示例性实施方式还包括连接到电动电机22的负电机端子26的第二调节器电路110以测量负电机端子26上的输出电压，并将该输出电压转换成适合于微控制器32、132的模拟输入监测的信号，例如通过将输出电压转换为0-5V DC信号。第二调节器电路110可以在结构上类似于第一调节器电路100。第二调节器电路110包括串联连接在车辆地电位28和负电机端子26之间的第八和第九比较器电阻器112、114，其优选地提供相当高的阻抗，以最小化其中的功率损耗。第八和第九比较器电阻器112、114可以分别具有例如95.3KΩ和5KΩ的值。在第八和第九比较器电阻器112、114之间限定第二输出节点118，第二输出节点118被驱动到作为负电机端子26上的输出电压的一部分的电压。第二输出节点118 连接到微控制器32、132的第二模拟输入，微控制器32、132将该电压与预定值进行比较。一旦第二输出节点118的电压超过预定值，微控制器32、132则使ECU 30、130唤醒。第二电压调节器116连接在第二输出节点118 和车辆地电位28之间，以钳制第二输出节点118上的最大电压，从而避免通过施加过大电压而损坏微控制器32、132。认识到调节器电路100、 110可以应用于本公开内容的其他实施方式以用于预调节反EMF电压以输入微处理器内部或外部的比较器电路。

系统34的第一和第二示例性实施方式和系统134的第三示例性实施方式和系统234的第四示例性实施方式的操作使用图8中所示的测试装置进行确认。具体而言，在升降门21的手动关闭操作期间在示波器上捕获电动电机22的产生的电压与行进时间的关系。可以完成手动关闭升降门 21的若干序列，其中手动行进速度从快速(砰地关上升降门21)变化至非常慢。图9中示出了在不同手动行进速度下捕获的示例产生的电压。通过对这些产生的电压的分析，可以验证不同的电压和信号斜坡时间在比较器子系统36、136的规格和能力范围内。具体地，用升降门21的手动行进速度实验，两个比较器子系统36、136的操作可以确认在快速响应时间内的唤醒能力。

低功率比较器(例如，诸如以上示出的那些比较器子系统36、136) 可以具有低至一微安的电流消耗。例如，如果在ECU睡眠模式期间ECU 电流预算为100微安，则与打开升降门21状态期间(例如在尾随、露营或装载车辆11期间，但这些仅作为非限制性示例)相比，以上示出的比较器子系统36、136的低电流消耗可以显著减少主电池25上的电流泄漏。此外，在手动操作期间比较器子系统36、136与来自电动电机22的反EMF 电压的组合创建目前尚未在车辆11上使用的ECU 30、130的独特唤醒特征，而没有与更复杂的唤醒电路或继电器的使用相关联的成本。在比较器单元集成到微处理器32中的配置中，检测电路或比较器子系统36、136 的成本最小或甚至不存在，例如如在系统34、134的第二和第三示例性实施方式的情况下那样。

原始设备制造商(OEM)利用结合了本文中公开的系统34、134、234 的ECU 30、130的优点在于降低了在动力尾门(即，升降门21)的门打开状态期间的暗(睡眠)电流。还提供了根据来自即时唤醒序列的位置监测的中间行程动力操作的附加功能。最后，由于ECU30、130被唤醒(被系统34、134、234唤醒后)，可以实现在手动关闭事件期间根据快速闩锁信号转换的鲁棒闩锁收紧。

现在参照图10至图12，ECU 30、130还可以包括金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)，或者在本文中也称为“FET”，以控制电机22。电子控制单元30、130被配置成通过控制说明性的四个场效应晶体管200_{1，2，3，4}的开关来控制电机22，四个场效应晶体管200_{1，2，3，4}控制电力到电机 22的流动和方向，并且更具体地，控制来自诸如电池25的电压源的电力的流动。电子控制单元30、130的微处理器32说明性地包括栅极驱动器 203以向FET栅极204_{1，2，3，4}发出控制信号，从而控制FET 200的接通或关断状态以允许电流在FET 200的FET源极端子206_{1，2，3，4}和漏极端子208_{1，2，3，4}之间流动。说明性地，提供了四个FFT 200以使用如图12所示的配置选择性地施加直流电流以进行电机22的双向移动以打开或关闭升降门 21(即顺时针旋转和逆时针旋转)。在第二FET 200₂的源极206₂和第四 FET 200₄的漏极208₄之间所设置的装置连接到正电机端子24。在第一FET 200₁的源极206₁和第三FET200₃的漏极208₃之间设置的装置被连接到负电机端子26。与电子控制单元30、130一起设置并说明性地电连接到栅极驱动器203的输出端口210_1，2被电连接到FET栅极204_{1，2，3，4}以提供由微处理器32确定的控制信号32以控制电机22。微处理器32说明性地将开关信号提供给栅极驱动器203，这将提供栅极204_{1，2，3，4}所需的必要高电流输出以控制源极端子206_{1，2，3，4}和漏极端子208_{1，2，3，4}之间的电流流动。

为了保护ECU 30、130免受反EMF 174，微控制器32、132可以实现如由微控制器32的控制逻辑根据加载到存储器207例如EEPROM或其他类型存储器中的存储指令执行的特定保护算法或例程。尽管这种算法的示例在下文被描述为ECU 30、130的一部分，并且可以用作系统34、134、 234的一部分，但应当理解的是，本文描述的算法也可以独立于以上描述的比较器子系统36、136来使用。

在用于保护ECU 30、130免受反EMF 174的第一算法中，如果没有电池连接到耦接到ECU 30、130的车辆电池线束，则ECU 30、130不被供电(即，微控制器32、132不被供电，并且没有软件正在运行)。当操作者移动升降门21时，由电机22产生的电输出或电压输出开始向ECU 30、130提供能量。当电压足够高(例如，约7伏)时，ECU 30、130中的微控制器32、132开始工作(即，作为ECU 30、130中的微控制器32、 132的一部分而提供的说明性地存储在存储单元207中的软件例如指令开始运行或由微控制器32、132执行)。同时，响应于软件的执行，微处理器32控制MOSFET 200(即FETS 200₃、200₄被接通或为导通状态(即，源极端子206_3，4电连接到漏极端子208_3，4)，而FET 200₁、200₂可选地被断开或为非导通状态(即，源极端子206_1，2不被电连接到漏极端子208_1，2))，以选择性地将动力驱动单元12(例如，电机的端子24、26)短接到车辆地电位28，以消散响应于受控构件的手动移动而产生的动力驱动单元12 的电输出174。因此，由电机22产生的电压降至0伏。因此，ECU 30、 130可以如图10所示被保护以免被流向ECU 30、130的反EMF 174损坏，而无需添加任何额外的硬件部件。它还可以保护升降门21的机械部件以免被高速关门冲击损坏，这是因为电机22速度可以通过其端子24、26的接地而被降低。

更具体地，在第一算法中，ECU 30、130在上电复位之后的1秒内接通MOSFET 200以将电机的端子24、26短接到地电位28。可替选地，在手动移动门的情况下，当电机未被默认供电时，MOSFET 200被设置为将电机的端子24、26短接到地电位28。在该配置中，无需唤醒ECU 30、 130以设置FET(即，FET 200₃、200₄)以将端子24、26电连接到地电位 28。如上所述，如果没有电池连接到与ECU 30、130连接的线束，则ECU 30、130不被供电。当操作者推动升降门21时，电机22开始发电。当该生成的电的电压足够高时，ECU 30、130的软件开始以如上所述的方式运行。如图10所示，在ECU 30、130的上电复位例程之后，软件接通MOSFET(例如，FET 200₃、200₄)以将电机端子24、26短接到地电位28。因此，电机22生成的电压(例如，反EMF电压174)下降到0伏，并且升降门 21被停止。如图10所示，该算法通过允许反EMF174流动来防止ECU 30、 130被由电机22生成的高电压(反EMF)损坏。

在保护ECU 30、130免受反EMF的第二算法中，ECU 30、130测量反EMF电压174，并且在上电复位之后还测量升降门21的速度(例如，通过耦接到电机22和微处理器32的霍尔效应传感器199)。ECU 30、130 使用该信息来控制MOSFET 200，以使漏极208₃、208₄在与如由微控制器 32控制的栅极驱动器203提供到MOSFET端子204_3,4的PWM占空比信号成比例的时间段内短接到地。使用这种闭环控制算法，ECU 30、130能够通过以下操作来调节反EMF电压：通过经过生成用于控制FET 200(例如，FET 200₃、200₄)的PWM占空比而随着时间短路端子24、26来将电机22的速度控制到安全范围，PWM(脉冲宽度调制)占空比基于升降门 21的检测速度和/或电机22的速度而变化；保护ECU 30、130免受高反 EMF电压的影响；并且防止机械部件被高冲击力损坏(通过降低升降门 21的关闭速度)。

与第一算法一样，如果没有电池连接到与ECU 30、130连接的线束，则对于第二算法，ECU 30、130不被供电。当操作者推动升降门21时，电机22生成电压(反EMF)。当电压足够高时，ECU 30、130的软件开始运行。ECU 30、130例如使用霍尔效应传感器199来测量反EMF电压和升降门21的速度。当电机22生成的电压高于电参考或阈值(例如，16 V)并且升降门21的速度高于阈值(例如，每秒45度)时，ECU 30、130 开始以第一PWM占空比(例如，20％)接通MOSFET(例如，FET 200₃、 200₄)，以选择性地将电机端子24、26短接到地电位28(例如，在每个 PWM时段中20％PWM占空比意味着：电机端子24、26在20％持续时间内连接到地电位28)。例如，如果PWM时段是100μs，那么对于每100μs，电机端子24、26在20μs内连接到地电位28。如果电机22的电压和速度增加，则ECU 30、130将PWM占空比增加到第二PWM占空比(例如， 50％)，因此，电机22在更长时间内被短接到地电位28(即，在50％的时间内，电机22被短接到地电位28)。这可以降低由电机22生成的电压和升降门21的速度。使用该第二闭环控制算法，ECU 30、130将反EMF电压(和升降门21的速度)调节在安全范围内。图13说明性地示出了提供到电机端子24、26的两个PWM开关策略(例如，信号)，用于将端子24、 26短接到地电位以控制电机22的速度，从而控制升降门21。

如果操作者以正常速度(例如，低于每秒45度)移动升降门21，则 ECU 30、130不使升降门21减慢。如果操作者太快地砰地关上升降门21；则保护算法开始起作用；响应于ECU30、130的唤醒以及微处理器32执行上述算法，所产生的反EMF电压174和升降门21的速度开始下降。此外，该第二算法防止连接到电池线束的ECU 30、130被高反EMF电压损坏。它还通过减慢升降门21来保护机械部件以免被关门冲击力损坏。

与上述系统34、134、234提供的唤醒一样，也可以验证描述的第一算法和第二算法。例如，电池25可以与耦接到ECU 30、130的线束断开。示波器可以用于测量电池线束上的电压。升降门21可以以高速移动，并且可以利用没有这些撞击保护算法的ECU 30、130的软件以及具有这些撞击保护算法的ECU 30、130的软件来验证算法。可以执行若干手动操作循环(即，打开和关闭升降门21)，并且可以监测和记录电池线束上的电压。图15示出了在不使用本文中描述的算法控制升降门21来保护ECU 30、130的情况下产生的反EMF 174。图16示出了在使用本文中描述的算法控制升降门21来保护ECU 30、130的情况下产生的反EMF 174。

如上所述的算法以及使用MOSFET来控制电机22可以在不添加任何硬件部件的情况下防止ECU 30、130被高反EMF损坏。这样的算法还保护机械部件以免被高速关门冲击损坏。这样的算法也可以用于例如其他动力或电机操作的部件，例如但不限于动力侧动力无限检查。

根据另一方面，ECU 30、130被配置成：使电机22施加对抗受控构件的手动移动的制动力。以这种方式，系统提供防盗功能，防盗功能可以检测受控构件如窗被手动打开，并且可以施加相反的力以防止强力进入车辆11。例如，ECU 30、130可以被配置成：响应于使用上文描述的系统和方法来唤醒ECU 30、130，选择性地将动力驱动单元12短接到地电位，以使电机22施加对抗受控构件的手动移动的制动力。因此，可以提供用于车辆的无动力安全系统，原因是：未授权进入的动作(例如，受控构件的移动)为系统提供必须的能量，以响应于受控构件移动而启动受控构件的受控阻止。

根据另一个方面，ECU 30、130被配置成：使电机22施加对抗受控构件的基于重力的运动的制动力，例如物理制动的情况，例如机电制动组件38’在机电支柱10’中故障，或者用于将车库门悬挂在打开位置的车库门开启器制动的制动器故障。以这种方式，该系统提供安全功能，该安全功能可以检测例如由于故障的制动器而导致受控构件(如升降门)自由下落，并且可以施加相反的力以防止或减少受控构件的自由下落。例如，ECU 30、130可以被配置成：选择性地将动力驱动单元12短接到地电位，以使电机22施加对抗受控构件的自由下落运动的制动力。

现在参照图17，ECU 30、130可以被配置成：选择性地将电阻元件连接到电机22的一个或更多个电机端子24、26，以使电机22施加对抗受控构件的手动移动的制动力。例如，电子控制单元30、130可以被配置成：选择性地将电阻元件401连接在正电机端子24与负电机端子26之间，因此电阻元件401消散由电机22产生的电能，从而使电机22施加对抗受控构件的手动移动或自由下落运动的制动力。ECU 30、130可以被配置成：当例如通过使用霍尔传感器199感测移动来确定存在手动移动或自由下落运动时，对通过电阻元件401选择性地互连端子24、26的开关403进行操作。可以以类似方式在端子24、26之间切换诸如400的多个并联电阻元件，以改变制动力的程度和消散的能量。可替选地或另外地，ECU 30、130可以被配置成：选择性地将电源连接到电机22，以施加对抗受控构件的手动移动的制动力。

根据另一个方面，主题系统可以响应于受控构件的手动移动而提供指示企图盗窃或故意破坏的警告信号。这样的警告信号可以用于触发诸如听觉警报和/或视觉警报的警告，和/或可以例如通过无线数据连接来触发对远程监测系统的警报。例如，比较器子系统36或ECU 30、130可以被配置成：响应于受控构件的手动移动而生成警告信号。比较器子系统36或 ECU 30、130可以与具有安全和/或警告功能的车辆车身控制模块(BCM) 500(例如包括用于通过通信网络501与诸如安全服务服务器、警察或者私人安全跟踪公司的服务器的远程装置502进行通信的通信接口)电通信，或者与诸如车辆所有者的用于接收关于警告事件的数据信息的蜂窝电话的移动装置电通信。

现在参照图18A、图18B和图19，示出了用于使用附图标记600指代的窗调节器系统的动力驱动单元12的实施方式，窗调节器系统由电子控制单元30、130控制。这样的另一种类型的转换装置的非限制性示例是窗调节器驱动单元，该窗调节器驱动单元具有耦接到由电机22以受控方式旋转的电机输出轴82的旋转蜗轮86，蜗轮86具有与设置在和电机22 耦接的齿轮组84上的齿啮合接合的螺纹，并且其用于在耦接到齿轮组84 的从动轴90与输出电机82轴的旋转之间提供齿轮减速功能。齿轮组84 可以采用附加的或不同的部件布置以提供电机22的输出轴82与从动轴 90之间的速度降低，从动轴90又被耦接以移动受控构件。以这种方式，齿轮组84还可以提供力倍增器，力倍增器可以用于要求将大的力施加至受控构件以手动移动受控构件。这样的力倍增器可以具有防盗应用，例如，防止人能够容易地手动移动诸如车辆中的窗602的受控构件以由于齿轮组84与涡轮86之间的传动关系而进入车辆中。然而，在齿轮组84与蜗轮86之间提供可以使电机22难以或不可能被受控构件的线性运动反向驱动的这样的力倍增器关系可以导致置于电机22上的扭矩输出和功率消耗要求增加，可选地需要更大尺寸的电机22以移动闭合构件。应该理解的是，转换装置可以采用其他形式，并且包括通常用于车辆中的门窗的电缆驱动器和剪刀机构。

用于窗调节器系统600的动力驱动单元的实施方式在2016年9月6 日提交的题为“Bldc window lift motor system”的共同拥有的美国专利申请号15/257,180中被公开，该专利申请的全部内容通过引用并入本文，所述动力驱动单元在该专利申请中被称为动力致动器单元100并且为方便起见在图18A和图18B中被再现。用于窗调节器系统600的动力驱动单元说明性地包括齿轮组84，齿轮组84可以包括安装到电机22的输出轴82的蜗杆86以及与其啮合以转动从动轴90的正齿轮88。齿轮组84可以采用附加的或不同的部件布置，以提供电机22的输出轴82与从动轴90 之间的速度降低，从动轴90又被耦接以移动受控构件，在该说明性示例中，受控构件是窗602。以这种方式，齿轮组84还可以提供力倍增器，力倍增器可以用于要求将大的力施加至窗602以手动移动窗602(即，向上或向下)。这样的力倍增器可以具有防盗应用，例如，防止人能够如由图18A中的箭头604所示向下容易地手动移动窗602以进入车辆11中。如图18A所示，用于窗调节器系统600的动力驱动单元可以是用于移动车辆11的窗602的电缆驱动系统的一部分。为了本文中的说明和参考，在图18A和图18B中再现了用于窗调节器系统600的动力驱动单元或在美国专利申请号15/257,180中被称为用于窗调节器20”的窗调节器电机60”，以便于利用如由双撇(“””)符号弥补的在美国专利申请号15/257,180中提到的附图标记。美国专利申请号15/257,180的电子控制单元36”可以集成用于以本文中下面将要描述的方式控制窗调节器电机60”的电子控制单元30、130。在用于控制窗108”、602的移动的窗调节器电机60”的操作中，通过电缆驱动系统50”沿着轨道42”来驱动升降支架40”。电缆驱动系统50”包括电线或电缆52”，所述电线或电缆52”连接到升降支架40” 并且由电缆引导件54”沿着驱动路径来引导。电缆52”连接到电缆驱动鼓 56”，如本领域中已知的，电缆驱动鼓56”被安装成用于在位于载体12” 的湿侧上的嵌套安装座58”中旋转。双向电机60”位于载体12”的干侧上，并且经由轴(例如，从动轴90)连接到电缆驱动鼓56”，所述轴通过载体 12”延伸到干侧以将电缆驱动鼓56”与电机60”互连。电机60”由说明性地包括本公开内容的电子控制单元30、130的ECU 36”控制。当ECU 30在一个方向上旋转电机60”时，电缆驱动鼓56”也被旋转以拉紧电缆52”，并且使升降支架40”和窗108”沿一个方向移动，相反，当ECU 30对电机60”的旋转进行反向时，升降支架40”和窗108”沿相反方向移动。使用上文描述的系统和方法，ECU 30、130可以被配置成：响应于ECU 30、 130被准小偷的试图未授权进入唤醒，选择性地将窗调节器电机60”短接到地电位，以使窗调节器电机60”施加对抗窗602的手动移动的制动力。因此，可以提供用于车辆的无动力安全系统，原因是：未授权进入的动作 (例如，窗602的移动)为系统提供必需的能量，以响应于窗602的移动而启动窗602的受控阻止。

此外，本公开内容的用于在受控构件移动时唤醒ECU 30、130的系统可以允许无需机械地对抗受控构件的手动移动的齿轮组84和/或其他硬件到先前需要的程度。换言之，现有技术系统需要复杂和/或大量的硬件解决方案来防止受控构件(例如，窗和车库门)的手动移动，以防止它们被手动操纵以进入车辆11中。主题系统可以使用现有的硬件(如电机22) 以及简化的齿轮组84来提供类似的防盗/进入防止功能，从而在重量和/ 或成本方面提供可能的节省。

提供了示出图19的流程图中的主题系统的防盗方面的方法300。方法300包括：在步骤302处手动移动受控构件。这可以包括例如拉动、推动、楔入或者被施加至受控构件(如窗、门板、天窗或其他闭合件(例如，车库门))的其他力。诸如部分打开的窗的受控构件可能特别容易被准小偷手动强行打开。车辆操作者可能非故意地或故意地使一个或更多个窗或其他闭合件部分地打开，例如，以将冷却气流提供到处于炎热条件的车辆中。

方法300包括：在步骤304处检测闭合构件的手动移动并且唤醒ECU 30、130。可以根据本公开内容通过以下操作来执行该步骤：使用比较器子系统36、136将来自动力驱动单元12内的电机22的电输出与电参考进行比较，并且基于动力驱动单元12的电输出与电参考的比较来将ECU 30、 130从其睡眠模式或无动力模式唤醒到其操作模式。

方法300还包括：在步骤306处使电机22对抗受控构件的手动移动。与在子步骤306A处手动移动受控构件相反，可以通过由电机22施加制动力作为被动阻力来执行该步骤306。例如，ECU 30、130可以使电机端子 24、26中的一个或更多个连接到车辆地电位28或电阻负载(如电阻元件 401、电阻器)。可替选地，可以通过向电机22施加电力以在子步骤306B 处使电机生成对抗受控构件的手动移动的驱动扭矩来执行306。例如，ECU 30、130可以向电机22提供电力，以对抗受控构件的手动移动。

显然，在不脱离所附权利要求中限定的范围的情况下，可以对本文描述和说明的内容做出改变。例如，本文中公开的系统可以替代地用于机动车辆内的其他致动器或电机操作的系统或者用于不同的应用。

出于说明和描述的目的，已经提供了实施方式的前述描述。其并不意在是详尽的或限制本公开内容。特定实施方式的各个元件或特征通常不限于该特定实施方式，而是在适用的情况下是可互换的，并且即使没有明确示出或描述，仍然可以用于选择的实施方式。同样也可以以许多方式来变化。不应将这样的变型视为脱离本公开内容，并且所有这样的修改意在被包括在本公开内容的范围内。本领域技术人员将认识到，结合示例开关系统公开的概念同样可以实现在许多其他系统中，以控制一个或更多个操作和/或功能。

提供示例实施方式，使得本公开内容将是彻底的，并且将向本领域技术人员充分传达范围。阐述了许多具体细节(如特定部件、装置和方法的示例)，以提供对本公开内容的实施方式的透彻理解。对于本领域技术人员将显而易见的是，无需采用具体细节，示例实施方式可以以许多不同形式来实现，并且两者都不应该被解释为限制本公开内容的范围。在一些示例实施方式中，没有详细描述公知的过程、公知的装置结构和公知的技术。

本文中使用的术语仅用于描述特定示例实施方式的目的，并且并不意在是限制性的。除非上下文另有明确规定，否则如本文中所使用的，单数形式“一(a)”、“一个(an)”和该(the)也可以意在包括复数形式。术语“包括(comprises)”、“包含(comprising)”、“包括(including)”和“具有(having)”是包含性的，并且因此指定所陈述的特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或其组。除非特别被标识为性能的顺序，否则本文中描述的方法步骤、过程和操作不应被解释为必须要求它们以讨论或说明的特定顺序被执行。还应理解，可以采用另外的或替选的步骤。

当元件或层被称为“在……上”、“接合到”、“连接到”或“耦接到” 另一个元件或层时，它可以直接在另一个元件或层上、接合到、连接到或耦接到另一个元件或层，或者可以存在中间元件或层。相反，当元件被称为“直接在......上”、“直接接合到”、“直接连接到”或“直接耦接到”另一个元件或层时，可能不存在中间元件或层。用于描述元件之间的关系的其他词应该以相似的方式来解释(例如，“在......之间”与“直接在......之间”、“相邻”与“直接相邻”等)。如本文中使用的，术语“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任何组合和所有组合。

尽管本文中可以使用术语第一、第二、第三等来描述各种元件、部件、区域、层和/或区段，但是这些元件、部件、区域、层和/或区段不应受到这些术语的限制。这些术语可以仅用于将一个元件、部件、区域、层或区段与另一个区域、层或区段区分开。除非上下文明确指出，否则诸如“第一”、“第二”和其他数字术语的术语在本文中使用时并不意指次序或顺序。因此，在不脱离示例实施方式的教导的情况下，下面讨论的第一元件、部件、区域、层或区段可以被称为第二元件、部件、区域、层或区段。

为了便于描述，如图所示，本文中可以使用诸如“内部”、“外部”、 “下方”、“下面”、“下部”、“上方”、“上面”等的空间相对术语来描述一个元件或特征与另一个元件或特征的关系。除了图中描绘的方向以外，空间相对术语可以意在涵盖装置在使用或操作中的不同方向。例如，如果图中的装置被翻转，则被描述为在其他元件或特征“下方”或“下面”的元件将被定向在其他元件或特征“上方”。因此，示例术语“下方”可以包括上方和下方两个方向。本文中公开的元件和组件可以以其他方式来定向 (旋转度或其他方向)，并且本文中使用的空间相对描述相应地被解释。

本公开内容还可以如以下示例进行配置。

示例1.一种用于在受控构件移动时唤醒电子控制单元的系统，包括：

动力驱动单元，其包括耦接到所述受控构件并且与所述电子控制单元电通信的电机，用于移动所述受控构件以及响应于所述受控构件的手动移动而通过所述电机中的反电动势产生电输出；

其中，所述电子控制单元能够在操作模式或睡眠模式下操作；

比较器子系统，其耦接到所述动力驱动单元并且被配置成：

将所述电输出与电参考进行比较；以及

基于所述动力驱动单元的所述电输出与所述电参考的比较来将所述电子控制单元从所述睡眠模式唤醒到所述操作模式。

示例2.根据示例1所述的用于在受控构件移动时唤醒电子控制单元的系统，其中，所述比较器子系统还被配置成基于所述动力驱动单元的所述电输出与所述电参考的比较来消散所述反电动势。

示例3.根据示例1所述的用于在受控构件移动时唤醒电子控制单元的系统，其中，所述受控构件是车辆的升降门。

示例4.根据示例1所述的用于在受控构件移动时唤醒电子控制单元的系统，其中，所述受控构件是车辆的滑动闭合件。

示例5.根据示例1所述的用于在受控构件移动时唤醒电子控制单元的系统，其中，所述受控构件是车辆的窗。

示例6.根据示例1所述的用于在受控构件移动时唤醒电子控制单元的系统，其中，所述比较器子系统包括差分放大器以将所述电输出与所述电参考进行比较。

示例7.根据示例6所述的用于在受控构件移动时唤醒电子控制单元的系统，其中，所述电参考是预定电压。

示例8.根据示例1所述的用于在受控构件移动时唤醒电子控制单元的系统，其中，所述电子控制单元被配置成测量所述受控构件的速度。

示例9.根据示例1所述的用于在受控构件移动时唤醒电子控制单元的系统，其中，所述电子控制单元被配置成使所述电机施加对抗所述受控构件的手动移动的制动力。

示例10.根据示例9所述的用于在受控构件移动时唤醒电子控制单元的系统，其中，所述电子控制单元被配置成测量所述受控构件的速度；以及

其中，所述制动力与所述受控构件的速度成比例。

示例11.根据示例10所述的用于在受控构件移动时唤醒电子控制单元的系统，其中，所述电子控制单元被配置成使用脉冲宽度调制来改变所述制动力的量。

示例12.根据示例9所述的用于在受控构件移动时唤醒电子控制单元的系统，其中，所述电子控制单元被配置成选择性地将所述动力驱动单元短接到地，以使所述电机施加对抗所述受控构件的手动移动的制动力。

示例13.根据示例9所述的用于在受控构件移动时唤醒电子控制单元的系统，其中，所述电子控制单元被配置成选择性地将电阻元件连接到所述电机的一个或更多个电机端子，以使所述电机施加对抗所述受控构件的手动移动的制动力。

示例14.根据示例13所述的用于在受控构件移动时唤醒电子控制单元的系统，其中，所述电子控制单元被配置成选择性地将所述电阻元件连接在所述电机的所述一个或更多个电机端子中的两个或更多个之间，以使所述电机施加对抗所述受控构件的手动移动的制动力。

示例15.根据示例9所述的用于在受控构件移动时唤醒电子控制单元的系统，其中，所述电子控制单元被配置成选择性地将电源连接到所述电机，以施加对抗所述受控构件的手动移动的制动力。

示例16.根据示例1所述的用于在受控构件移动时唤醒电子控制单元的系统，其中，所述动力驱动单元包括齿轮组，所述齿轮组被配置成在所述电机的输出轴与被耦接以移动所述受控构件的从动轴之间提供减速。

示例17.根据示例1所述的用于在受控构件移动时唤醒电子控制单元的系统，其中，所述比较器子系统或所述电子控制单元中之一被配置成响应于所述受控构件的手动移动而产生警报信号。

示例18.一种用于在车辆中的窗手动移动时唤醒电子控制单元的系统，包括：

电机，其机械地耦接到所述窗并且与所述电子控制单元电通信，用于移动所述窗以及响应于所述窗的手动移动而在电输出上产生反电动势；

其中，所述电子控制单元能够在操作模式或睡眠模式下操作，所述睡眠模式具有降低的能力和降低的功耗；

比较器子系统，其电耦接到所述电机并且被配置成：

将所述电输出与电参考进行参考；以及

响应于所述电输出与所述电参考的比较而使所述电机向所述窗施加对抗所述窗的手动移动的力。

示例19.根据示例18所述的用于在车辆中的窗手动移动时唤醒电子控制单元的系统，其中，所述电子控单元向所述电机施加电压以使所述电机向所述窗施加对抗所述窗的手动移动的力。

示例20.一种用于保护电子控制单元免受反电动势的系统，包括：

动力驱动单元，其耦接到受控构件和所述电子控制单元，用于移动所述受控构件；

其中，所述电子控制单元能够在操作模式或睡眠模式下操作；以及

所述电子控制单元适于：

使用响应于所述受控构件的手动移动而产生的所述动力驱动单元的电输出来从所述睡眠模式唤醒到所述操作模式，

响应于所述受控构件的手动移动而消散所述动力驱动单元的所述电输出。

Claims

1.一种用于在受控构件移动时唤醒电子控制单元(30,130)的系统(34,134,234)，包括：

动力驱动单元(12)，其包括耦接到所述受控构件并且与所述电子控制单元(30,130)电通信的电机(22)，用于移动所述受控构件以及响应于所述受控构件的手动移动而通过所述电机(22)中的反电动势产生电输出；

其中，所述电子控制单元(30,130)能够在操作模式或睡眠模式下操作，其中，所述电子控制单元(30,130)被配置成使所述电机(22)施加对抗所述受控构件的手动移动的制动力；

比较器子系统(36,136)，其耦接到所述动力驱动单元(12)并且被配置成：

将所述电输出与电参考进行比较；以及

基于所述动力驱动单元(12)的所述电输出与所述电参考的比较来将所述电子控制单元(30,130)从所述睡眠模式唤醒到所述操作模式。

2.根据权利要求1所述的用于在受控构件移动时唤醒电子控制单元(30,130)的系统(34,134,234)，其中，所述比较器子系统(36,136)还被配置成基于所述动力驱动单元(12)的所述电输出与所述电参考的比较来消散所述反电动势。

3.根据权利要求1所述的用于在受控构件移动时唤醒电子控制单元(30,130)的系统(34,134,234)，其中，所述受控构件是车辆(11)的升降门(21)。

4.根据权利要求1所述的用于在受控构件移动时唤醒电子控制单元(30,130)的系统(34,134,234)，其中，所述受控构件是车辆(11)的滑动闭合件。

5.根据权利要求1所述的用于在受控构件移动时唤醒电子控制单元(30,130)的系统(34,134,234)，其中，所述受控构件是车辆(11)的窗。

6.根据权利要求1所述的用于在受控构件移动时唤醒电子控制单元(30,130)的系统(34,134,234)，其中，所述比较器子系统(36,136)包括差分放大器以将所述电输出与所述电参考进行比较。

7.根据权利要求1或6所述的用于在受控构件移动时唤醒电子控制单元(30,130)的系统(34,134,234)，其中，所述电参考是预定电压。

8.根据权利要求1所述的用于在受控构件移动时唤醒电子控制单元(30,130)的系统(34,134,234)，其中，所述电子控制单元(30,130)被配置成测量所述受控构件的速度。

9.根据权利要求1所述的用于在受控构件移动时唤醒电子控制单元(30,130)的系统(34,134,234)，其中，所述电子控制单元(30,130)被配置成测量所述受控构件的速度；以及

其中，所述制动力与所述受控构件的速度成比例。