CN107448074B - 含电子锁、把手有两引脚把手开关的机动车辆闭锁系统 - Google Patents

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CN107448074B CN201710295054.9A CN201710295054A CN107448074B CN 107448074 B CN107448074 B CN 107448074B CN 201710295054 A CN201710295054 A CN 201710295054A CN 107448074 B CN107448074 B CN 107448074B
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Abstract

公开了一种用于机动车辆闭锁系统的电子锁，所述电子锁具有电子控制电路，所述电子控制电路包括用于两引脚把手开关的把手开关读取电路，还公开了操作所述把手开关读取电路的方法。电子控制电路包括控制单元。把手开关读取电路由控制单元控制，用于与把手开关子组件耦接。把手开关读取电路适于：向把手开关子组件供应交流电压；以及生成对应于把手开关子组件的把手电容器的充电和放电并且对把手开关子组件的把手开关被操作做出响应的输出电压波形。把手开关读取电路基于输出电压波形来确定把手开关的位置以及把手开关读取电路和把手开关子组件中故障的存在。

Description

含电子锁、把手有两引脚把手开关的机动车辆闭锁系统
相关申请的交叉引用
本申请要求于2016年4月29日提交的序列号为62/329,278的美国临时申请的权益，其全部内容通过引用并入本文中。
技术领域
本公开内容总体上涉及用于机动车辆闭锁系统的电子锁(通常称为e-latch)，所述电子锁具有用于两引脚把手开关的把手开关读取电路，本公开内容还涉及操作所述把手开关读取电路的方法。
背景技术
本部分提供与本公开内容有关的背景信息并且背景信息未必是现有技术。
在以下描述和所附权利要求书中，将使用表述“闭锁装置”来总体指代能够在打开位置与关闭位置之间移动以分别打开和闭合机动车辆的内部隔间的入口的任何元件，因此除了以下描述将仅通过示例方式明确引用的机动车辆的侧门之外，所述任何元件还包括行李箱、后舱、引擎盖或其他封闭隔间、窗调节器、天窗。
已知在机动车辆中设置电子锁以例如用于控制侧门的打开和闭合。
电子门锁通常包括具有棘轮的闩锁机构，该棘轮能够相对于固定至门柱的撞针选择性地旋转以锁定和打开门。闩锁机构还包括棘爪，该棘爪选择性地与棘轮接合以防止棘轮旋转。电子门锁包括电动机，电动机电连接至车辆的主电源(例如所述车辆的12V电池)，以经由电力操作的闩锁释放致动器来直接或间接地驱动棘爪。
众所周知，与电子锁有关的常见问题在于：即使在车辆的主电源出现故障的情况下或者在主电源与闩锁中的电动机之间的电连接中断或断开的情况下也能控制门的打开和闭合，这也是安全条例所要求的，这种情形会发生在涉及车辆的事故或碰撞的情况下。
另外，电子门锁的使用导致使用门把手开关或传感器来确定例如把手的位置或把手的激活(即，把手是否被拉动)。这些把手开关可以经由有线连接而连接至与电子锁相关联的控制电路或控制单元。然而，这样的门开关可能经历故障以及/或者连接至开关的接线可能出现故障或短接至地或短接至其他接线例如携载车辆电池电压的接线。与把手开关和/或关联的接线相关联的故障可以例如可能使车辆的使用者受困(例如，门把手的移动未被适当检测到)和/或导致电子锁或门开口的自发释放(例如，由于至门把手开关的接线中的问题导致开关状态被错误地读出)。用于诊断门开关问题的已知解决方案通常不能检测所有可能的危险故障模式和/或利用复杂的检测方案。
因此，本领域需要一种改进的用于操作把手开关和诊断把手开关的电路以及操作该电路的方法。
发明内容
本部分提供对本公开内容的总体概述，并且不意在被解释为对其全部范围或其全部特征、方面和目的的全面公开。
因此，本公开内容的一方面提供了一种用于电子锁组件的电子控制电路。电子控制电路包括控制单元，控制单元包括计算模块和存储器，用于与多个传感器通信，并且连接至主电源。把手开关读取电路连接至控制单元并且由控制单元控制，把手开关读取电路连接至主电源。把手开关读取电路具有用于与把手开关子组件耦接的常开节点和公共节点，把手开关子组件具有用于连接常开节点和公共节点的把手开关以及与把手开关并联的把手电容器。把手开关读取电路适于向把手开关子组件供应交流电压。另外，把手开关读取电路适于在公共节点处生成对应于把手电容器的充电和放电并且对把手开关被操作做出响应的输出电压波形。最后，把手开关读取电路适于基于输出电压波形来确定把手开关的位置以及把手开关读取电路和把手开关子组件中故障的存在。
根据本公开内容的另一方面，提供了一种用于电子锁组件的把手开关读取电路。把手开关读取电路包括用于连接至控制单元的输出节点和至少一个输入节点。把手开关读取电路还包括：用于连接至主电源的主电源节点、用于连接至地的接地节点以及用于连接至把手开关子组件的常开节点和公共节点。另外，把手开关读取电路包括直流至交流转换器，所述直流至交流转换器连接至所述至少一个输入节点中之一和主电源节点并且包括转换器输出节点，用于将来自主电源的直流电压转换为在转换器输出节点处输出的交流电压。公共节点与接地节点之间连接有串联电容器。公共节点耦接至输出节点以在输出节点处向控制单元提供输出波形，以确定把手开关子组件的把手开关的位置和开关读取电路中存在的任何故障。
根据本公开内容的又一方面，提供了一种操作用于电子锁组件的开关读取电路的方法。该方法包括根据直流电压生成交流电压的步骤。接下来，将交流电压供应至把手开关子组件。该方法通过生成对应于把手开关子组件的把手电容器的充电和放电并且对把手开关被操作做出响应的输出电压波形而继续。该方法的下一步骤是使用控制单元对输出电压波形进行采样。该方法以基于对输出电压波形的采样来确定把手开关子组件的把手开关的位置和开关读取电路中存在的任何故障而结束。
根据本文中提供的描述，这些方面和其他方面以及适用领域将变得明显。本发明内容中的描述和具体示例仅意在说明的目的，而不意在限制本公开内容的范围。
附图说明
本文中描述的附图仅用于说明所选实施方式而不是所有实现方式，并且不意在将本公开内容限制于仅实际示出的内容。考虑到这一点，当结合附图考虑时，根据以下书面描述，本公开内容的示例性实施方式的各种特征和优点将变得明显，在附图中：
图1是根据本公开内容的一方面的具有闭锁装置和相关的电子锁组件的机动车辆的示意图；
图2是根据本公开内容的一方面的图1的电子锁组件的电子控制电路的一般框图；
图3是根据本公开内容的一方面的图2的电子控制电路的把手开关读取电路的电路图；
图4A、图4B以及图5示出了根据本公开内容的一方面的操作电子锁组件的把手开关读取电路的方法；
图6是根据本公开内容的各方面的输入至图2的电子控制电路的控制单元的输出电压波形的图，其中示出在所有可能的把手开关状态下的输入电压；
图7是示出多个可检测故障和关联的至图2的电子控制电路的控制单元的输出电压波形的样本以及微控制器对于每个可检测故障的相应动作的图表；
图8是输入至图2的电子控制电路的控制单元的输出电压波形的图，其中示出不存在故障的情况下的输出电压波形；
图9是输入至图2的电子控制电路的控制单元的输出电压波形的图，其中示出在无故障状况下把手被拉动情况下的输出电压波形；
图10是输入至图2的电子控制电路的控制单元的输出电压波形的图，其中示出公共引脚与电池短接情况下的输出电压波形；
图11是输入至图2的电子控制电路的控制单元的输出电压波形的图，其中示出公共引脚与地短接的输出电压波形；
图12是输入至图2的电子控制电路的控制单元的输出电压波形的图，其中示出常开引脚与电池短接的输出电压波形；
图13是输入至图2的电子控制电路的控制单元的输出电压波形的图，其中示出常开引脚与地短接的输出电压波形；
图14是输入至图2的电子控制电路的控制单元的输出电压波形的图，其中示出常开引脚与公共引脚短接的输出电压波形；
图15是输入至图2的电子控制电路的控制单元的输出电压波形的图，其中示出常开引脚断路(即开路)的输出电压波形；
图16是输入至图2的电子控制电路的控制单元的输出电压波形的图，其中示出外部电容器击穿(即短路)的输出电压波形；以及
图17示出了示出多个故障模式、关联的危险描述以及故障模式是否可检测的图表。
具体实施方式
在以下描述中，阐述细节以提供对本公开内容的理解。在某些情况下，为了不使本公开内容模糊，某些电路、结构和技术未被详细描述或示出。
通常，本公开内容涉及非常适合在许多应用中使用的类型的电力操作的装置(power-operated device)。更具体地，本文中公开了用于机动车辆闭锁系统的电子锁，所述电子锁具有用于两引脚把手开关的把手开关读取电路，以及还公开了操作所述把手开关读取电路的方法。将结合一个或更多个示例性实施方式来描述用于本公开内容的电子锁组件的电子控制电路。然而，公开的具体示例性实施方式仅被提供来描述本发明的构思，特征、优点和目的将足够清楚以允许本领域技术人员理解和实践本公开内容。
参照附图，其中，贯穿多个视图，相似附图标记指代对应部分，图1中的附图标记1作为整体指代耦接至机动车辆3的侧门2的电子锁组件(在下文中称为电子锁组件1)(然而，应当理解，电子锁组件1同样可以耦接至机动车辆3的任何种类的闭锁装置)。
电子锁组件1通过电气连接元件5例如电缆电连接至机动车辆3的主电源4，例如提供12V的电池电压Vbatt的主电池(主电源4同样可以包括机动车辆3内的不同电能源，例如交流发电机)。
电子锁组件1包括致动组6，致动组6包括能够操作成控制门2(或通常车辆闭锁装置)的致动的电动机6d。
在可能的实施方式中，致动组6包括具有棘轮6a的闩锁机构，该棘轮6a能够选择性地旋转以与撞针6b(以未详细示出的方式固定至机动车辆3的本体，例如固定至所谓的“A柱”或“B柱”)接合。当棘轮6a相对于撞针6b旋转至锁定位置时，侧门2处于闭合的操作状态。也与闩锁机构相关联的棘爪6c选择性地与棘轮6a接合以防止棘轮6a旋转，棘轮6a由电动机6d驱动以在接合位置与非接合位置之间移动。
电子锁组件1还包括电子控制电路10，电子控制电路10例如包括微控制器或其他已知的计算单元，电子控制电路10可以方便地与电子锁组件1的致动组6一起嵌入在和布置在同一壳或壳体11(示意性示出)中，从而提供紧凑集成的且易于组装的单元。
电子控制电路10耦接至电动机6d并且向电动机6d提供驱动信号Sd。电子控制电路10还经由数据总线14电耦接至被配置成控制机动车辆3的一般操作的主车辆管理单元12(还被称为主ECU或“车体计算机”)，以交换信号、数据、命令和/或信息。
车辆管理单元12还耦接至碰撞传感器13，例如加速度计或力传感器，碰撞传感器13提供指示紧急情况例如碰撞的存在的信号，例如加速度信号或力信号。
便利地，电子控制电路10还从位置传感器(未示出)例如霍尔传感器接收关于闩锁致动的反馈信息，其中所述位置传感器被配置成检测例如棘轮6a和/或棘爪6c的操作位置；并且电子控制电路10还从把手开关子组件16接收(直接地和/或经由车辆管理单元12间接地)关于车辆把手15(外部和/或内部)的致动的信息，其中所述把手开关子组件16检测机动车辆3的门的内部和/或外部把手15的用户激活。
电子控制电路10还耦接至机动车辆3的主电源4，以接收电池电压Vbatt；因此，电子控制电路10能够检查电池电压Vbatt的值是否减小至预定阈值以下，以迅速确定是否发生紧急状况(在可能需要备用能量源时)。
如图2的示意性框图所示，电子控制电路10包括嵌入式集成备用能量源20，备用能量源20被配置成在来自机动车辆3的主电源4的主电力供应发生故障或中断的情况下向致动组6、闩锁电动机6d以及所述电子控制电路10供应电能。
该备用能量源20在正常操作期间通常保持在由主电源4充电的充电状态，以在需要时例如在碰撞的情况下立即可用。
更详细地，电子控制电路10包括例如设置有微控制器、微处理器或模拟计算模块21a的控制单元21，控制单元21耦接至备用能量源20和电子锁组件1的致动组6以控制它们的操作。
控制单元21具有耦接至计算模块21a的嵌入式存储器21b，例如非易失性随机存取存储器21b，嵌入式存储器21b存储合适的程序和计算机指令(例如以固件的形式)。要认识到，可替选地，控制单元21可以包括用于实现计算模块21a和存储器21b的功能的分立部件的逻辑电路。
以已知的方式(此处未详细论述)，控制单元21被配置成基于由把手开关子组件16检测到的信号和基于从车辆管理单元12接收的信号来控制电子锁组件1以控制门2的致动，所述由把手开关子组件16检测到的信号指示例如用户意图打开机动车辆3的门2，所述从车辆管理单元12接收的信号指示例如对携带适当认证装置(如钥匙扣)的用户的准确认证或用于指示紧急情况例如碰撞的发生(例如，车辆管理单元12可以向控制单元21发送紧急信号Cs)。
根据本公开内容的一方面，电子控制电路10包括把手开关读取电路22，把手开关读取电路22在图2中被大体示出并且在图3中被更详细示出。把手开关读取电路22包括用于连接至控制单元21的第一输入节点24、第二输入节点26和输出节点28。把手开关读取电路22还包括用于连接至主电源4的主电源节点30和用于连接至地的接地节点32。另外，在把手开关读取电路22中包括有备用电源节点34以用于连接至备用能量源20。常开节点36和公共节点38各自用于连接至把手开关子组件16。
直流至交流转换器40连接至第一输入节点24和主电源节点30，并且直流至交流转换器40包括转换器输出节点42以将来自主电源4的直流(DC)电压转换为转换器输出节点42处的交流(AC)电压输出。直流至交流转换器40包括第一电力开关44，第一电力开关44具有连接至第一输入节点24的第一基极46和连接至接地节点32的第一发射极48以及第一集电极50。直流至交流转换器40还包括第二电力开关52，第二电力开关52具有连接至第一集电极50的第二基极54和连接至主电源节点30的第二发射极56以及第二集电极58。直流至交流转换器40还包括连接至第二集电极58的转换器电阻器60。第一电力开关44以及因而的第二电力开关52可以由控制单元21通过第一输入节点24进行操作(例如，控制单元21可以在第一输入节点24处提供交流信号以切换第一电力开关44从而产生交流电压输出)。
另外，直流至交流转换器40包括双二极管62，双二极管62包括连接在备用电源节点34与转换器输出节点42之间的第一二极管64，第一二极管64用于防止电流从转换器输出节点42流向备用电源节点34。双二极管62包括连接在转换器电阻器60与转换器输出节点42之间的第二二极管66，第二二极管66用于对交流电压进行整流并且防止电流从转换器输出节点42流向第二集电极58。转换器至开关电阻器68连接在转换器输出节点42与常开节点36之间用于提供电压降。
可以耦接至把手开关读取电路22的把手开关子组件16包括用于连接把手开关读取电路22的常开节点36和公共节点38的把手开关70以及与把手开关70并联的把手电容器72。把手电容器72的电容可以例如为10纳法，然而，应当理解，把手电容器72可以具有不同的电容。优选地，将把手电容器72的电容选择成与电路(例如，把手开关子组件16和把手开关读取电路22)的寄生电容区分开。在把手开关70与常开节点36之间还连接有把手电阻器74。如下面更详细地描述的，把手电阻器74有助于提供电压降，所述电压降可以由控制单元21使用以区分把手开关读取电路22和/或把手开关子组件16中存在的故障。把手开关70能够在响应于把手15处于休息位置的断开位置与响应于把手15被拉动的闭合位置之间操作。
串联电容器76连接在公共节点38与接地节点32之间。并联电容器78连接在转换器输出节点42与接地节点32之间以提供静电放电保护。串联电容器76帮助诊断把手开关读取电路22中的故障，这在下面详细论述。
接地开关80具有连接至接地节点32的第一源极82和连接至第二输入节点26的第一栅极84以及第一漏极86。接地电阻器88连接在公共节点38与接地开关80的第一漏极86之间。接地开关80由控制单元21使用第二输入节点26来进行操作(例如，控制单元21提供足以切换接地开关80的电压)。
分压器子电路90耦接至公共节点38和输出节点28以减小公共节点38处的公共节点输出电压。例如，连接至把手开关读取电路22的输出节点28的控制单元21可能仅能够接受在特定可接受电压范围内的电压，因此分压器子电路90帮助降低公共节点输出电压以不超过特定可接受电压范围。输出二极管94连接在公共节点38与分压器子电路90之间以防止电流从输出节点28流向公共节点38。分压器子电路90包括连接在输出二极管94与输出节点28之间的第一电阻器92和连接在输出节点28与接地节点32之间的第二电阻器96。分压器电容器98连接在输出二极管94与接地节点32之间。在由备用能量源20供电时可以从触发节点99测量触发电压以启动系统。第二输入电阻器100连接在第二输入节点26与接地节点32之间。
如图4A、图4B以及图5所示，还公开了操作开关读取电路的方法。该方法可以包括接通接地开关80的步骤200。接下来，步骤202：根据直流电压生成交流电压。该步骤可以包括步骤204：从主电源4向直流至交流转换器40提供直流电压。根据直流电压生成交流电压的步骤202还可以包括以下步骤：使用控制单元21来切换直流至交流转换器40的第一电力开关44和第二电力开关52的步骤206，以及响应于对直流至交流转换器40的第一电力开关44和第二电力开关52的切换来根据直流电压生成交流电压的步骤208。然后，该方法包括将交流电压供应至把手开关子组件16的步骤209。
该方法以步骤210继续，在步骤210中，生成对应于把手开关子组件16的把手电容器72的充电和放电并且对把手开关子组件16的把手开关70被操作做出响应的输出电压波形(即，至控制单元21的输入电压)。例如，输出电压波形在图6中示出并且示出了针对可能的把手开关70位置和把手开关读取电路22中可能发生的状况的输出电压波形。该方法还可以包括步骤212：利用二极管对交流电压进行整流以产生整流的交流电压(例如，使用双二极管62的第一二极管64)。如果如此，则将交流电压供应至把手开关子组件16的步骤209被进一步限定为步骤214：将整流的交流电压供应至把手开关子组件16。生成输出电压波形的步骤还可以包括以下步骤：响应于整流的交流电压为正以整流的交流电压对把手开关子组件16的把手电容器72充电的步骤216，以及响应于整流的交流电压为零以整流的交流电压将把手开关子组件16的把手电容器72放电的步骤218。
该方法以步骤220继续，在步骤220中，使用控制单元21对输出电压波形进行采样。该步骤可以包括步骤222：在第一预定时间段(例如，响应于对直流至交流转换器40的第一电力开关44和第二电力开关52的切换来根据直流电压生成交流电压的步骤208之后1毫秒)之后使用控制单元21在输出节点28处采样输出电压波形的第一样本。同样地，步骤224：在比第一预定时间段长的第二预定时间段(例如，响应于对直流至交流转换器40的第一电力开关44和第二电力开关52的切换来根据直流电压生成交流电压的步骤208之后10毫秒)之后使用控制单元21在输出节点28处采样输出电压波形的第二样本。也可以周期性地重复采样第一样本和第二样本的步骤。
该方法还包括步骤226：基于对输出电压波形的采样来确定把手开关子组件16的把手开关70的位置和把手开关读取电路22中存在的任何故障。这样的步骤可以包括比较第一样本与第二样本的步骤228。如图7最佳示出的，把手开关读取电路22可以检测把手开关70的位置和把手开关读取电路22和/或把手开关子组件16中可能发生的可能故障。基于对输出电压波形的采样来确定把手开关子组件16的把手开关70的位置和把手开关读取电路22中存在的任何故障的步骤226还可以包括步骤230：响应于与第二样本相比第一样本的电压较高(图8)来确定把手开关70是断开的(即，把手15未被拉动)并且不存在故障。类似地，该方法可以包括步骤232：响应于第一样本和第二样本是第一限定的恒定电压例如2.3V(图9)来确定把手开关70是闭合的(即，把手15被拉动)并且不存在故障。
确定把手开关70的位置的步骤还可以包括：响应于第一样本和第二样本均为第二限定的恒定电压例如4V(图10)来确定把手开关70是断开的并且存在公共节点38与电池短接的故障的步骤234。类似地，步骤236：响应于第一样本和第二样本均为第三限定的恒定电压例如2.8V(图14)来确定把手开关70是断开的并且存在常开节点36与公共节点38短接的故障。如上所述，把手电阻器74提供电压降以帮助区分故障。具体地，把手电阻器74帮助区分常开节点36与公共节点38短接(图14)的故障与在无故障的情况下把手开关70被移动至闭合位置(图9)的正常操作。详细地，与跨常开节点36和公共节点38的短路相比，当把手15被拉动时，电流通过把手电阻器74从而产生电压降。在跨常开节点36和公共节点38的短路的情况下，短路发生在把手电阻器74之前，因此，把手电阻器74两端将不存在电压降，控制单元21因此可以区别这两种情况。
该方法还可以包括响应于第一样本和第二样本均为第四限定的恒定电压例如1.6V(图16)来确定把手开关70是断开的并且存在把手电容器72短接的故障的步骤238。该方法另外可以包括响应于第一样本和第二样本均为零伏(图11、图12、图13以及图15)来确定把手开关70是断开的并且存在至少一个故障的步骤240。在图8至图16的每个图中，所示出的“接通”的指示对应于读取/诊断开始的时刻(即，第一电力开关44的激活)。
根据前面的描述，所论述的解决方案的优点是清楚的。特别地，由于把手开关读取电路22的改进的能力(即，检测故障状况的能力)，因此可以实现在电子锁组件1的正常操作期间以及在碰撞或任何其他种类的紧急情况之后的安全性的增加。具体地，如本文中公开的用于与把手开关子组件16耦接的把手开关读取电路22能够检测所有可能的危险故障。如图17所示，该把手开关读取电路22和上面论述的方法步骤改进了闩锁组件，包括例如可以使用三引脚把手开关的闩锁组件。这种对把手开关读取电路22和/或把手开关子组件16中的故障的检测在防止不期望的门打开(例如，电子锁组件1的自发释放)和用户受困(例如，把手15的移动未被正确检测到)方面是重要的。
显然，可以在不偏离所附权利要求书中限定的范围的情况下对本文所描述和示出的内容进行改变。例如，电子锁组件1可以操作机动车辆3内的任何种类的不同的闭锁装置。通常，把手开关读取电路22也可以用于机动车辆3内的其他目的，或者用于不同的自动应用(即，把手开关读取电路22适用于包括内部电容器和电阻器的任何类型的开关)。
出于说明和描述的目的，提供了实施方式的前述描述。前述描述不意在穷举或者限制本公开内容。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可以互换并且可以用于选定的实施方式中，即使没有被具体示出或描述。各个元件或特征还可以以许多方式进行改变。这些变型不应被视为偏离本公开内容，并且所有这些变型都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，结合示例性开关系统所公开的构思同样可以在许多其他系统中实现以控制一个或更多个操作和/或功能。
提供了示例性实施方式使得本公开内容将是透彻的，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如具体部件、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而言将明显的是，不需要采用具体细节，示例性实施方式可以以许多不同形式来实施并且不应被解释为限制本公开内容的范围。在一些示例性实施方式中，未详细描述公知的过程、公知的装置结构和公知的技术。
本文中所使用的术语仅用于描述特定的示例性实施方式的目的而非意在进行限制。在本文中使用时，除非上下文另外明确地指出，否则单数形式“一(a)”、“一种(an)”和“该(the)”可以意在也包括复数形式。术语“包括(comprise)”、“包含(comprising)”、“含有(including)”以及“具有(having)”是开放性的包括并且因此指定存在所陈述的特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件，但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或它们的组。除非具体确定为执行顺序，否则本文中所描述的方法步骤、过程和操作不应被解释为必须要求以所论述或说明的特定顺序来执行。还要理解，可以采用另外的或替代性步骤。
当元件或层被称为“位于”另一元件或层上、“接合至”、“连接至”或“耦接至”另一元件或层时，其可以直接位于另一元件或层上、直接地接合至、连接至或耦接至另一元件或层，或者可以存在中间元件或中间层。相反地，当元件被称为“直接位于”另一元件或层上、“直接接合至”、“直接连接至”或“直接耦接至”另一元件或层时，则可能不存在中间元件或中间层。用于描述元件之间的关系的其他词语应当以类似的方式来解释(例如“在…之间”与“直接在…之间”、“相邻”与“直接相邻”等)。如本文中所使用的，术语“和/或”包括关联的列举项中的一个或更多个列举项的任意组合和所有组合。
尽管在本文中会使用术语第一、第二和第三等来描述各种元件、部件、区域、层和/或部分，但是这些元件、部件、区域、层和/或部分不应被这些术语所限制。这些术语可以仅用于将一个元件、部件、区域、层或部分与另一区域、层或部分区分开。除非上下文明确地指出，否则诸如“第一”、“第二”以及其他数字术语的术语在本文中使用时不意指次序或顺序。因此，在不偏离示例性实施方式的教导的情况下，文中和所附权利要求中所论述的第一元件、第一部件、第一区域、第一层或第一部分可以被称为第二元件、第二部件、第二区域、第二层或第二部分。
为了便于描述，本文中可以使用空间相对术语如“内”、“外”、“下面”、“下方”、“下”、“上方”、“上”等来描述如附图中示出的一个元件或特征与另一元件(或另一些元件)或另一特征(或另一些特征)的关系。空间相对术语可以意在包括装置在使用中或操作中的除了附图中所描绘的取向之外的不同取向。例如，如果翻转附图中的装置，则被描述为位于其他元件或特征的“下方”或“下面”的元件将被定向成位于所述其他元件或特征的“上方”。因此，示例性术语“下方”可以包括在上方和在下方两种取向。装置可以以其他方式进行定向(旋转角度或以其他取向)并且本文中所使用的空间相对描述也依此解释。
本公开内容还可以通过以下方案来实现。
方案1.一种电子控制电路，包括：
控制单元，包括计算模块和存储器，用于与多个传感器通信，并且连接至主电源；以及
开关读取电路，所述开关读取电路连接至所述控制单元并且由所述控制单元控制，所述开关读取电路连接至所述主电源并且具有用于与开关子组件耦接的常开节点和公共节点，所述开关子组件具有用于连接所述常开节点和所述公共节点的开关以及与所述开关并联的电容器，所述开关读取电路适于：向所述开关子组件供应交流电压；在所述公共节点处生成对应于所述电容器的充电和放电并且对所述开关被操作做出响应的输出电压波形；以及基于所述输出电压波形来确定所述开关的位置以及所述开关读取电路和所述开关子组件中的故障的存在。
方案2.根据方案1所述的电子控制电路，其中，所述开关读取电路是供车辆闭锁系统使用的把手开关读取电路，并且其中，所述开关子组件是具有把手开关和把手电容器的把手开关子组件。
方案3.根据方案2所述的电子控制电路，其中，所述把手开关读取电路包括用于将来自所述主电源的直流电压转换为供应至所述把手开关子组件的交流电压的直流至交流转换器。
方案4.根据方案2所述的电子控制电路，还包括备用能量源，所述备用能量源电耦接至所述控制单元和所述把手开关读取电路，用于响应于所述主电源的故障和中断之一来提供电能。
方案5.一种用于电子锁组件的开关读取电路，包括：
用于连接至控制单元的输出节点和至少一个输入节点、用于连接至主电源的主电源节点、用于连接至地的接地节点以及用于连接至开关子组件的常开节点和公共节点；
直流至交流转换器，连接至所述至少一个输入节点之一和所述主电源节点并且包括转换器输出节点，用于将来自所述主电源的直流电压转换为在所述转换器输出节点处输出的交流电压；
连接在所述公共节点与所述接地节点之间的串联电容器；以及
所述公共节点耦接至所述输出节点以在所述输出节点处向所述控制单元提供输出波形，以确定所述开关子组件的开关的位置和所述开关读取电路中存在的任何故障。
方案6.根据方案5所述的开关读取电路，其中，所述至少一个输入节点包括第一输入节点和第二输入节点，并且所述直流至交流转换器包括第一电力开关、第二电力开关以及转换器电阻器，所述第一电力开关具有连接至所述第一输入节点的第一基极、连接至所述接地节点的第一发射极以及第一集电极，所述第二电力开关具有连接至所述第一集电极的第二基极、连接至所述主电源节点的第二发射极以及第二集电极，所述转换器电阻器连接至所述第二集电极。
方案7.根据方案6所述的开关读取电路，其中，所述直流至交流转换器包括双二极管，所述双二极管包括第一二极管和第二二极管，所述第一二极管连接在所述备用电源节点与所述转换器输出节点之间以防止电流从所述转换器输出节点流向所述备用电源节点，所述第二二极管连接在所述转换器电阻器与所述转换器输出节点之间以对所述交流电压进行整流并且防止电流从所述转换器输出节点流向所述第二集电极。
方案8.根据方案5所述的开关读取电路，还包括连接在所述转换器输出节点与所述常开节点之间用于提供电压降的转换器至开关电阻器。
方案9.根据方案5所述的开关读取电路，还包括连接在所述公共节点与所述接地节点之间的串联电容器。
方案10.根据方案5所述的开关读取电路，还包括分压器子电路，所述分压器子电路耦接至所述公共节点和所述输出节点，用于减小来自所述公共节点的公共节点输出电压。
方案11.根据方案10所述的开关读取电路，还包括输出二极管，所述输出二极管连接在所述公共节点与所述分压器子电路之间以防止电流从所述输出节点流向所述公共节点。
方案12.根据方案11所述的开关读取电路，还包括分压器子电路，所述分压器子电路包括连接在所述输出二极管与所述输出节点之间的第一电阻器、连接在所述输出节点与所述接地节点之间的第二电阻器以及连接在所述输出二极管与所述接地节点之间的分压电容器。
方案13.根据方案5所述的开关读取电路，其中，所述至少一个输入节点包括第一输入节点和第二输入节点，所述把手开关读取电路还包括接地开关，所述接地开关具有连接至所述接地节点的第一源极、连接至所述第二输入节点的第一栅极以及耦接至所述公共节点的第一漏极。
方案14.一种操作开关读取电路的方法，包括以下步骤：
根据直流电压生成交流电压；
将所述交流电压供应至开关子组件；
生成对应于所述开关子组件的电容器的充电和放电并且对所述开关子组件的开关被操作做出响应的输出电压波形；
使用控制单元对所述输出电压波形进行采样；以及
基于对所述输出电压波形的采样来确定所述开关子组件的所述开关的位置和所述开关读取电路中存在的任何故障。
方案15.根据方案14所述的方法，其中，根据直流电压生成交流电压的步骤包括：
将来自主电源的所述直流电压提供至直流至交流转换器；
使用所述控制单元切换第一电力开关和第二电力开关；以及
响应于对所述直流至交流转换器的所述第一电力开关和所述第二电力开关的切换来根据所述直流电压生成交流电压。
方案16.根据方案15所述的方法，还包括利用二极管对所述交流电压进行整流以产生整流的交流电压的步骤，并且其中，将所述交流电压供应至所述开关子组件的步骤被进一步限定为将所述整流的交流电压供应至所述开关子组件。
方案17.根据方案16所述的方法，其中，生成对应于所述开关子组件的所述电容器的充电和放电并且对所述开关子组件的所述开关被操作做出响应的输出电压波形的步骤包括：
响应于所述整流的交流电压为正以所述整流的交流电压对所述开关子组件的所述电容器充电；以及
响应于所述整流的交流电压为零以所述整流的交流电压将所述开关子组件的所述电容器放电。
方案18.根据方案14所述的方法，其中，使用控制单元对所述输出电压波形进行采样的步骤包括：
在第一预定时间段之后使用所述控制单元在输出节点处采样所述输出电压波形的第一样本；以及
在比所述第一预定时间段长的第二预定时间段之后使用所述控制单元在所述输出节点处采样所述输出电压波形的第二样本。
方案19.根据方案18所述的方法，其中，基于对所述输出电压波形的采样来确定所述开关子组件的所述开关的状态和所述开关读取电路中存在的任何故障的步骤包括：
比较所述第一样本与所述第二样本；
响应于与所述第二样本相比所述第一样本的电压较高，确定所述开关是断开的并且不存在故障；
响应于所述第一样本和所述第二样本是第一限定的恒定电压，确定所述开关是闭合的并且不存在故障；
响应于所述第一样本和所述第二样本均为第二限定的恒定电压，确定所述开关是断开的并且存在公共节点与电池短接的故障；
响应于所述第一样本和所述第二样本均为第三限定的恒定电压，确定所述开关是断开的并且存在常开节点与所述公共节点短接的故障；
响应于所述第一样本和所述第二样本均为第四限定的恒定电压，确定所述开关是断开的并且存在所述电容器被短路的故障；以及
响应于所述第一样本和所述第二样本均为零伏，确定所述开关是断开的并且存在至少一个故障。
方案20.根据方案14所述的方法，还包括接通接地开关的步骤。

Claims (12)

1.一种用于电力操作的装置(1)的电子控制电路(10)，包括：
控制单元(21)，包括计算模块(21a)和存储器(21b)，用于与多个传感器通信，并且连接至主电源(4)；以及
开关读取电路(22)，所述开关读取电路(22)连接至所述控制单元(21)并且由所述控制单元(21)控制，所述开关读取电路(22)连接至所述主电源(4)并且具有用于与把手开关子组件(16)耦接的常开节点(36)和公共节点(38)，所述把手开关子组件(16)具有用于连接所述常开节点(36)和所述公共节点(38)的开关(70)以及与所述开关(70)并联的电容器(72)，所述开关读取电路(22)适于：向所述把手开关子组件(16)供应交流电压；在所述公共节点(38)处生成对应于所述电容器(72)的充电和放电并且对所述开关(70)被操作做出响应的输出电压波形；以及基于所述输出电压波形来确定所述开关(70)的位置以及所述开关读取电路(22)和所述把手开关子组件(16)中故障的存在。
2.根据权利要求1所述的电子控制电路(10)，其中，所述开关读取电路是与车辆闭锁系统中的电子锁(1)相关联的把手开关读取电路(22)，并且其中，所述开关(70)是把手开关(70)并且所述电容器(72)是把手电容器(72)。
3.根据权利要求2所述的电子控制电路(10)，其中，所述把手开关读取电路(22)包括用于将来自所述主电源(4)的直流电压转换为供应至所述把手开关子组件(16)的交流电压的直流至交流转换器(40)。
4.根据权利要求2所述的电子控制电路(10)，还包括备用能量源(20)，所述备用能量源(20)电耦接至所述控制单元(21)和所述把手开关读取电路(22)，用于响应于所述主电源(4)的故障和中断之一来提供电能。
5.根据权利要求2所述的电子控制电路(10)，其中，所述把手开关读取电路(22)包括：
用于连接至所述控制单元(21)的输出节点(28)和至少一个输入节点(24、26)，用于连接至所述主电源(4)的主电源节点(30)，用于连接至地的接地节点(32)以及用于连接至所述把手开关子组件(16)的常开节点(36)和公共节点(38)；
直流至交流转换器(40)，连接至所述至少一个输入节点(24、26)中之一和所述主电源节点(30)并且包括转换器输出节点(42)，用于将来自所述主电源(4)的直流电压转换为在所述转换器输出节点(42)处输出的交流电压；以及
连接在所述公共节点(38)与所述接地节点(32)之间的串联电容器(76)，
其中，所述公共节点(38)耦接至所述输出节点(28)以在所述输出节点(28)处向所述控制单元(21)提供输出波形，以确定所述把手开关子组件(16)的把手开关(70)的位置和所述把手开关读取电路(22)中存在的任何故障。
6.根据权利要求5所述的电子控制电路(10)，其中，所述把手开关读取电路(22)还包括连接在所述转换器输出节点(42)与所述常开节点(36)之间用于提供电压降的转换器至开关电阻器(68)。
7.根据权利要求5所述的电子控制电路(10)，其中，所述把手开关读取电路(22)还包括分压器子电路(90)，所述分压器子电路(90)耦接至所述公共节点(38)和所述输出节点(28)，用于减小来自所述公共节点(38)的公共节点输出电压。
8.根据权利要求5所述的电子控制电路(10)，其中，在所述把手开关读取电路(22)中，所述至少一个输入节点(24、26)包括第一输入节点(24)和第二输入节点(26)，所述把手开关读取电路(22)还包括接地开关(80)，所述接地开关(80)具有连接至所述接地节点(32)的第一源极(82)和连接至所述第二输入节点(26)的第一栅极(84)以及耦接至所述公共节点(38)的第一漏极(86)。
9.一种操作用于电力操作的装置(1)的开关读取电路(22)的方法，包括以下步骤：
根据直流电压生成交流电压；
将所述交流电压供应至把手开关子组件(16)；
生成对应于所述把手开关子组件(16)的电容器(72)的充电和放电并且对所述把手开关子组件(16)的开关(70)被操作做出响应的输出电压波形；
使用控制单元(21)对所述输出电压波形进行采样；以及
基于对所述输出电压波形的采样来确定所述把手开关子组件(16)的所述开关(70)的位置和所述开关读取电路(22)中存在的任何故障。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述开关读取电路是与车辆闭锁系统中的电子锁(1)相关联的把手开关读取电路(22)，并且其中，所述开关(70)是把手开关(70)并且所述电容器(72)是把手电容器(72)。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，使用所述控制单元(21)对所述输出电压波形进行采样的步骤包括：
在第一预定时间段之后使用所述控制单元(21)在输出节点(28)处采样所述输出电压波形的第一样本；以及
在比所述第一预定时间段长的第二预定时间段之后使用所述控制单元(21)在所述输出节点(28)处采样所述输出电压波形的第二样本。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，基于对所述输出电压波形的采样来确定所述把手开关子组件(16)的把手开关(70)的状态和所述把手开关读取电路(22)中存在的任何故障的步骤包括：
比较所述第一样本与所述第二样本；
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