CN113853466A - 具有混合备用能量源的闩锁组件 - Google Patents

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Abstract

提供了用于闭合面板的闩锁组件和对应的操作方法。该组件包括致动组，用于在正常操作期间使用来自主电源的电力来闩锁和解锁闭合面板。第一备用能量源选择性地耦接至致动组，并且在正常操作期间存储能量并在故障期间供应能量。第二备用能量源选择性地耦接至第一备用能量源并且在故障期间向第一备用能量源供应能量。闩锁控制器耦接至备用能量源并且检测闩锁操作以及是否存在正常操作。闩锁控制器基于检测到闩锁操作和故障来使用来自第二备用能量源的能量对第一备用能量源充电，并且在正常操作期间断开第二备用能量源以保存存储在第二备用能量源中的能量。

Description

具有混合备用能量源的闩锁组件
相关申请的交叉引用
本PCT国际专利申请要求于2019年5月23日提交的美国临时申请第62/851,993号的权益。上述申请的全部公开内容被视为本申请的公开内容的一部分并且因此通过引用并入。
技术领域
本公开内容总体上涉及一种用于车门的电闩锁组件，尤其涉及一种具有混合备用能量源的闩锁组件和操作该闩锁组件的方法。
背景技术
本部分提供与本公开内容有关的背景信息，其不一定是现有技术。
期望在机动车辆中具有电致动闩锁组件；然而，这样的电致动侧门闩锁组件的一个问题是：它们缺乏在故障模式下使闩锁被激活(例如，解锁)以释放和打开侧门的能力。如果机动车辆发生事故并且例如将电池或其他主电源连接至电致动闩锁组件的电力线缆被切断或损坏从而阻止闩锁正确操作，则可能出现这样的故障模式。在其他情况下，例如，由于长时间段保持存储，主车辆电池可能已经耗尽。因此，主电池电力可能不足以为闩锁的操作适当地提供电力。另外，具有电致动闩锁组件的车辆中的主电源的丢失或耗尽可能导致难以访问车辆(例如，打开侧门以访问发动机罩脱开机构)以便弥补主电源的缺失或耗尽。
为了避免这些情况，闩锁通常具有用作电致动闩锁组件的备用件的机械释放装置。这样的冗余机械释放装置可以用作电致动闩锁组件的备用件，但增加了重量和组装成本，并且进一步限制了门或其他闭合面板的设计。因此，仍然需要改进门模块中使用的闩锁组件及其对应的操作方法，消除对机械释放装置的需求。
发明内容
本部分提供了本公开内容的一般概述，并且不是对其全部范围或其全部特征和优点的全面公开。
本公开内容的一个目的是提供一种解决并克服上述缺点的闩锁组件和操作该闩锁组件的方法。
因此，本公开内容的一个方面是提供一种用于机动车辆的闭合面板的闩锁组件。闩锁组件包括至少一个致动组，该至少一个致动组能够移动以在正常操作条件期间使用来自主电源的电力来闩锁和解锁闭合面板。第一备用能量源选择性地耦接至至少一个致动组，并且被配置成在正常操作条件期间存储能量并且在与正常操作条件不同的故障操作条件期间向至少一个致动组供应能量。第二备用能量源选择性地耦接至第一备用能量源，并且被配置成在故障操作条件期间向第一备用能量源供应能量。具有闩锁控制器的电子控制电路耦接至至少一个致动组并且耦接至第一备用能量源和第二备用能量源。闩锁控制器被配置成检测闩锁请求和完成的闩锁操作之一，并且检测是否存在正常操作条件和故障操作条件之一。闩锁控制器被配置成基于检测到闩锁请求和完成的闩锁操作以及故障操作条件之一，使用来自第二备用能量源的能量对第一备用能量源充电。闩锁控制器还在正常操作条件期间将第二备用能量源与第一备用能量源断开连接以保存第二备用能量源中存储的能量。
根据本公开内容的另一方面，提供了另一种用于机动车辆的闭合面板的闩锁组件。闩锁组件包括马达，该马达能够移动以在正常操作条件期间使用来自主电源的电力来闩锁和解锁闭合面板。第一备用能量源选择性地耦接至马达，并且被配置成在正常操作条件期间存储能量并且在与正常操作条件不同的故障操作条件期间向马达供应能量。第二备用能量源被配置成在故障操作条件期间向第一备用能量源供应能量。第一升压转换器耦接在第二备用能量源与第一备用能量源之间。具有闩锁控制器的电子控制电路耦接至第一备用能量源和第二备用能量源以及第一升压转换器。闩锁控制器被配置成检测闩锁请求，并且检测是否存在正常操作条件和故障操作条件之一。闩锁控制器被配置成在故障操作条件期间使用第一升压转换器使来自第二备用能量源的电压升压以对第一备用能量源充电。闩锁控制器响应于检测到故障操作条件而将第一备用能量源耦接至马达以使第一备用能量源的电压升压以驱动马达。
根据本公开内容的又一方面，还提供了一种操作闭合面板的闩锁组件的操作方法的方法。该方法包括检测是否存在主电源可用的正常操作条件和主电源不可用的故障操作条件之一的步骤。接下来，该方法包括响应于检测到故障操作条件而将第一备用能量源与至少一个致动组断开连接，该至少一个致动组能够移动以闩锁和解锁闭合面板。该方法还包括以下步骤：将第二备用能量源连接至第一升压转换器并且将第一升压转换器连接至第一备用能量源以使用来自第二备用能量源的能量将第一备用能量源充电到低于完全充电的中间电压电平。该方法继续以下：检测闩锁请求并且响应于检测到闩锁请求而将第一升压转换器连接至第二备用能量源以对第一备用能量源充电。该方法的下一步骤是：将第一备用能量源连接至第二升压转换器，并且将第一备用能量源与第一升压转换器断开连接。该方法继续以下步骤：返回到将第一升压转换器连接至第二备用能量源以对第一备用能量源充电的步骤。该方法继续以下：将第二升压转换器连接至至少一个致动组并且控制至少一个致动组执行闩锁请求。该方法还包括将第一备用能量源与第二升压转换器断开连接的步骤。该方法还包括以下步骤：检测完成的闩锁操作，并且响应于检测到完成的闩锁操作而将第一升压转换器连接至第一备用能量源以使用来自第二备用能量源的能量将第一备用能量源充电到中间电压电平。
根据本公开内容的其他方面，提供了另一种操作闭合面板的闩锁组件的方法。该方法包括检测是否存在主电源可用的正常操作条件和主电源不可用的故障操作条件之一的步骤。该方法继续以下步骤：响应于检测到故障操作条件而检测闩锁请求，并且响应于未检测到闩锁请求而确定是否已经经过预定时间段。该方法然后包括以下步骤：响应于经过预定时间段而将第二备用能量源与第一升压转换器断开连接以实现深度睡眠模式。该方法还包括以下步骤：检测完成的闩锁操作，并且响应于检测到完成的闩锁操作而将第一升压转换器连接至第一备用能量源以使用来自第二备用能量源的能量将第一备用能量源充电到中间电压电平。该方法的接下来的步骤是：确定是否已经经过预定时间段，并且响应于未经过预定时间段而返回到将第一升压转换器连接至第一备用能量源以使用来自第二备用能量源的能量将第一备用能量源充电到中间电压电平的步骤。该方法然后包括以下步骤：响应于经过预定时间段而将第二备用能量源与第一升压转换器断开连接以实现深度睡眠模式。
根据本公开内容的另一方面，提供了一种用于机动车辆的闭合面板的闩锁组件。闩锁组件包括至少一个致动组，该至少一个致动组能够移动以在正常操作条件期间使用来自主电源的电力来闩锁和解锁闭合面板。第一备用能量源选择性地耦接至至少一个致动组，并且被配置成在正常操作条件期间存储能量并且在与正常操作条件不同的故障操作条件期间向至少一个致动组供应能量。第二备用能量源选择性地耦接至第一备用能量源，并且被配置成在故障操作条件期间向第一备用能量源供应能量。闩锁组件还包括具有闩锁控制器的电子控制电路，该电子控制电路耦接至至少一个致动组并且耦接至第一备用能量源和第二备用能量源。电子控制电路被配置成检测是否存在正常操作条件和故障操作条件之一。电子控制电路还被配置成基于检测到故障操作条件来使用来自第二备用能量源的能量对第一备用能量源充电，其中，第一备用能量源被充电以将第一备用能量源的电压保持在预定电压范围内。
根据本公开内容的另一方面，提供了一种用于机动车辆的闭合面板的闩锁组件。闩锁组件包括闩锁电动马达，该闩锁电动马达能够移动以在正常操作条件期间使用来自主电源的电力来闩锁和解锁闭合面板。闩锁组件还包括第一备用能量源，该第一备用能量源选择性地耦接至闩锁电动马达，并且被配置成在正常操作条件期间存储能量并且在与正常操作条件不同的故障操作条件期间向闩锁电动马达供应能量。第二备用能量源被配置成在故障操作条件期间向第一备用能量源供应能量。具有闩锁控制器的电子控制电路耦接至第一备用能量源和第二备用能量源，并且被配置成检测是否存在正常操作条件和故障操作条件之一。电子控制电路还在正常操作条件期间将第二备用能量源与第一备用能量源断开连接以保存第二备用能量源中存储的能量，并且响应于检测到故障操作条件而将第二备用能量源连接至第一备用能量源。
根据另一方面，提供了一种操作闭合面板的闩锁组件的方法。该方法包括检测是否存在主电源可用的正常操作条件和主电源不可用的故障操作条件之一的步骤。该方法继续以下：响应于检测到故障操作条件而将第一备用能量源与至少一个致动组断开连接，该至少一个致动组能够移动以闩锁和解锁闭合面板。接下来，响应于检测到故障操作条件而将第二备用能量源连接至第一备用能量源，以将第一备用能量源的电压保持在预定电压范围内。
根据另一方面，提供了一种操作闭合面板的闩锁组件的方法。该方法包括检测是否存在主电源可用的正常操作条件和主电源不可用的故障操作条件之一的步骤。接下来，响应于检测到故障操作条件而将第二备用能量源连接至第一备用能量源，以将第一备用能量源的电压保持在预定电压范围内。该方法继续以下步骤：检测闩锁请求并且响应于未检测到闩锁请求和检测到故障操作条件之一而确定是否已经经过预定时间段。该方法的下一步骤是：响应于经过预定时间段而将第二备用能量源与第一备用能量源断开连接以实现深度睡眠模式。
根据另一方面，提供了一种用于机动车辆的闭合面板的闩锁组件。闩锁组件包括至少一个致动组，该至少一个致动组能够移动以在正常操作条件期间使用来自主电源的电力来闩锁和解锁闭合面板。第一备用能量源选择性地耦接至至少一个致动组，并且被配置成在正常操作条件期间存储能量并且在与正常操作条件不同的故障操作条件期间向至少一个致动组供应能量。第二备用能量源选择性地耦接至第一备用能量源，并且被配置成在故障操作条件期间向第一备用能量源供应能量。闩锁组件还包括具有闩锁控制器的电子控制电路，该电子控制电路耦接至至少一个致动组并且耦接至第一备用能量源和第二备用能量源。电子控制电路被配置成检测是否存在正常操作条件和故障操作条件之一。电子控制电路还被配置成确定在检测到故障操作条件之后是否已经经过预定时间段，并且响应于经过预定时间段而将第二备用能量源与第一备用能量源断开连接以实现深度睡眠模式。
根据另一方面，提供了一种用于机动车辆的闭合面板的闩锁组件。闩锁组件包括至少一个致动组，该至少一个致动组能够移动以在正常操作条件期间使用来自主电源的电力来闩锁和解锁闭合面板。第一备用能量源选择性地耦接至至少一个致动组，并且被配置成在正常操作条件期间存储能量并且在与正常操作条件不同的故障操作条件期间向至少一个致动组供应能量。第二备用能量源选择性地耦接至第一备用能量源，并且被配置成在故障操作条件期间向第一备用能量源供应能量。闩锁组件还包括具有闩锁控制器的电子控制电路，该电子控制电路耦接至至少一个致动组并且耦接至第一备用能量源和第二备用能量源。电子控制电路被配置成检测是否存在正常操作条件和故障操作条件之一，并且检测第一备用能量源的电压低于下电压阈值电平。电子控制电路还被配置成响应于检测到第一备用能量源的电压低于下电压阈值电平，而基于检测到正常操作条件来使用来自主电源的能量将第一备用能量源充电到上电压阈值电平。另外，电子控制电路被配置成检测第二备用能量源的电压低于下电压阈值电平，并且响应于检测到第一备用能量源的电压低于下阈值而基于检测到故障操作条件来使用来自第二备用能量源的能量将第二备用能量源充电到达上电压阈值电平的电平。
根据闩锁组件的相关方面，闩锁组件还包括第二备用开关，该第二备用开关耦接在第二备用能量源与第一备用能量源之间并且由闩锁控制器控制，以用于将第二备用能量源与第一备用能量源耦接和去耦接。闩锁组件还包括第一备用开关，该第一备用开关耦接在第一备用能量源与主电源之间并且由闩锁控制器控制，以用于将第一备用能量源与主电源耦接和去耦接。
根据闩锁组件的相关方面，闩锁组件还包括控制器，该控制器还被配置成响应于检测到第二备用能量源的电压处于或高于上电压阈值电平而停止对第二备用能量源充电，并且响应于检测到第一备用能量源的电压处于或低于下电压阈值电平而使用来自第二备用能量源的能量将第二备用能量源充电到上电压阈值电平。
根据闩锁组件的相关方面，闩锁组件还包括耦接至第一备用能量源和第二备用能量源的第一升压转换器。第一升压转换器由闩锁控制器以突发(burst)模式控制以增加来自第二备用能量源的电压以对第一备用能量源充电。
根据闩锁组件的相关方面，闩锁组件还包括耦接至主电源的主正端子并且耦接至第一备用能量源的第二升压转换器。第二升压转换器由闩锁控制器以降压(buck)模式控制以降低来自主电源的电池电压以对第一备用能量源充电。
根据闩锁组件的相关方面，第二备用能量源的上电压阈值电平是部分充电电平和完全充电电平之一。
根据本文提供的描述，其他适用领域将变得明显。本概述中的描述和具体示例旨在仅用于说明的目的并且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，并且不旨在限制本公开内容的范围。
图1是根据本公开内容的各方面的具有闭合面板和闩锁组件的机动车辆的示意图；
图2是根据本公开内容的各方面的图1的闩锁组件的电子控制电路的总体框图；
图3是根据本公开内容的各方面的图1和图2的闩锁组件的一部分的分解侧立体图；
图4A和图4B示出了根据本公开内容的各方面的图1和图2的闩锁组件的印刷电路板，其示出了附接至闩锁组件的印刷电路板的超级电容器和锂离子电池；
图5是根据本公开内容的各方面的用于图1的机动车辆的闭合面板的闩锁组件的第一示例性实施方式的框图；
图6示出了根据本公开内容的各方面的在主电源可用时闩锁组件的第一示例性实施方式的操作序列；
图7示出了根据本公开内容的各方面的在主电源不可用时闩锁组件的第一示例性实施方式的操作序列；
图7A示出了根据本公开内容的其他方面的在主电源不可用时闩锁组件的第一示例性实施方式的操作序列；
图8和图9是根据本公开内容的各方面的用于图1的机动车辆的闭合面板的闩锁组件的第二示例性实施方式的框图；
图10是根据本公开内容的各方面的闩锁组件的第二示例性实施方式的电路示意图；
图11示出了根据本公开内容的各方面的闩锁组件的第二示例性实施方式的多端口转换器的第一状态和第二状态；
图12示出了根据本公开内容的各方面的在主电源可用时在多端口转换器处于第一状态和第二状态的情况下闩锁组件的第二示例性实施方式的操作序列；
图13示出了根据本公开内容的各方面的闩锁组件的第二示例性实施方式的多端口转换器的第三状态和第四状态以及第五状态和第六状态；
图14示出了根据本公开内容的各方面的在主电源不可用时在多端口转换器处于第三状态和第四状态的情况下闩锁组件的第二示例性实施方式的操作序列；
图15示出了根据本公开的各方面的在闩锁操作期间在主电源可用时在多端口转换器处于第一状态和第二状态的情况下闩锁组件的第二示例性实施方式的操作序列；
图16示出了根据本公开内容的各方面的在主电源不可用时在多端口转换器处于第五状态和第六状态的情况下闩锁组件的第二示例性实施方式的操作序列；
图17示出了根据本公开内容的各方面的在主电源不可用时在多端口转换器处于第三状态到第六状态的情况下闩锁组件的第二示例性实施方式的操作序列；
图18示出了根据本公开内容的各方面的在闩锁操作期间在主电源不可用时在多端口转换器处于第三状态和第四状态的情况下闩锁组件的第二示例性实施方式的操作序列；
图19和图20示出了根据本公开内容的各方面的示出闭环操作的闩锁组件的第二示例性实施方式的操作序列；
图21示出了根据本公开内容的各方面的操作机动车辆的闭合面板的闩锁组件的方法的步骤；
图22示出了示出根据本公开内容的各方面的闩锁组件的升压控制器的行为的状态图；
图23示出了根据本公开内容的各方面的在主电源可用时在双升压转换器配置处于第一状态和第二状态的情况下闩锁组件的第一示例性实施方式的操作序列；
图24示出了根据本公开内容的各方面的闩锁组件的第一示例性实施方式的双升压转换器配置的第三状态和第四状态以及第五状态和第六状态；
图25示出了根据本公开内容的各方面的在主电源不可用时在双升压转换器配置处于第一状态和第二状态的情况下闩锁组件的第一示例性实施方式的操作序列；以及
图26示出了根据本公开内容的各方面的在主电源不可用时在双升压转换器配置处于第一状态和第二状态的情况下闩锁组件的第一示例性实施方式的操作序列。
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。在一些情况下，某些电路、结构和技术没有被详细描述或示出，以免混淆本公开内容。
一般而言，本公开内容涉及一种非常适合在许多应用中使用的类型的闩锁组件。将结合一个或更多个示例实施方式来描述本公开内容的闩锁组件和相关联的操作方法。然而，提供所公开的具体示例实施方式仅用于足够清楚地描述发明构思、特征、优点和目的，以允许本领域技术人员理解和实践本公开内容。具体地，提供示例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传达范围。阐述了许多具体细节，例如具体部件、设备和方法的示例，以提供对本公开内容的实施方式的透彻理解。对本领域技术人员明显的是，不需要采用具体细节，示例实施方式可以以许多不同的形式实施并且均不应被解释为限制本公开内容的范围。在一些示例实施方式中，不详细描述公知的过程、公知的设备结构和公知的技术。
如图1最佳地示出的，被称为“智能闩锁”或电子闩锁的闩锁组件1、1'耦接至机动车辆3的闭合面板(例如，侧门2)。然而，应当理解，闩锁组件1、1'可以同样地耦接至机动车辆3的任何种类的闭合设备或面板。闩锁组件1、1'通过电连接元件5例如电力线缆电连接至机动车辆3的主电源4，例如示例性地提供12V的电池电压Vbatt的主电池(主电源4可以同样地包括机动车辆3内的不同的电能量源，例如交流发电机)。
闩锁组件1、1'包括设置在闩锁壳体11内的至少一个致动组6'，其包括能够操作以控制门2的致动(或通常闭合面板的致动，以闩锁和解锁闭合面板)的闩锁电动马达9。闩锁电动马达9是用于驱动闭合构件的部件例如闩锁组件1、1'的致动的马达的说明性示例。具有马达的其他类型的部件包括但不限于窗调节器马达、门呈现器马达、电动致动器马达、系带马达、可展开手柄马达、镜子马达、姿势或访问系统、身份认证系统(例如被动式无钥匙进入(PKE)系统)、用户接口例如键盘或接口等，但不限于此。如图所示，至少一个致动组6'包括棘轮6，棘轮6选择性地可旋转以接合撞针7(固定至机动车辆3的车身，例如固定至所谓的“A柱”或“B柱”，以未详细显示的方式)。当棘轮6相对于撞针7旋转到闩锁位置(即棘轮6的初始位置)时，侧门2处于闭合操作状态。棘爪8选择性地接合棘轮6以防止棘轮在闩锁电动马达9的驱动下旋转，以便在接合位置与非接合位置之间移动，从而提供动力释放功能。可以提供附加的电动马达或相同的电动马达以提供除动力释放功能之外的其他闩锁功能，例如棘轮6也可以由电动马达驱动以便相对于机动车辆3系紧门2，并且例如，棘轮6也可以由电动马达驱动以便相对于机动车辆3呈现门2。
闩锁组件1、1'还包括电子控制电路10，电子控制电路10可以与闩锁组件1、1'的至少一个致动组6'一起方便地嵌入和布置在闩锁壳体11(示意性示出)中，从而提供集成的紧凑且易于组装的单元。
电子控制电路10耦接至至少一个致动组6'的闩锁电动马达9并且向其提供驱动信号Sd。电子控制电路10还可以电耦接至主车辆管理单元12(也称为主ECU或“车身计算机”或车身控制模块或BCM)，主车辆管理单元12被配置成经由数据总线14控制机动车辆3的一般操作，以便交换信号、数据、命令和/或信息。
此外，如图2最佳地示出的，电子控制电路10(直接和/或经由车辆管理单元12间接)耦接至机动车辆3的多个传感器15，例如：钥匙卡信号、手柄读取传感器(其读取外部和/或内部手柄16的致动)、碰撞传感器、锁开关传感器等；方便地，电子控制电路10还从被配置成检测例如棘轮6和/或棘爪8的操作位置的位置传感器(未示出)例如霍尔传感器接收关于闩锁致动的反馈信息。
电子控制电路10还耦接至机动车辆3的主电源4(例如，车辆电池)，以便接收电池电压Vbatt；电子控制电路10因此能够检查电池电压Vbatt的值是否降低到预定阈值以下，以迅速确定是否发生紧急状况或碰撞状况或电池主故障或电力线故障(当可能需要备用能量源子组件20时)。电子控制电路10包括备用能量源子组件20(例如，在闩锁组件1、1'内)，备用能量源子组件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'和闩锁电动马达9以及向电子控制电路10供应电能(Vload)。备用能量源子组件20也可以设置成远离闩锁组件1、1'并且设置在其他位置。例如，备用能量源子组件20可以设置在车辆门腔中，例如安装至车门模块。
更详细地，电子控制电路10包括例如设置有微控制器、微处理器或类似计算模块21a的闩锁控制器21，闩锁控制器21耦接至备用能量源子组件20和闩锁组件1、1'的致动组6'以控制其操作。电子控制电路10还包括输出模块或驱动器电路，例如H桥模块27。应当理解，输出模块可以是集成电路、由分立部件构成、或者甚至与电子控制电路10的其他元件集成。主电源二极管104、144连接在主电源4与备用能量源子组件20之间以确保电流仅从主电源4流出(例如，该功率二极管的阴极端子连接至备用能量源子组件20并且其阳极端子连接至主电源4以接收Vbatt)。
闩锁控制器21具有嵌入式存储器21b例如非易失性随机存取存储器21b，嵌入式存储器21b耦接至计算模块21a、存储合适的程序和计算机指令(例如以固件的形式)，所述合适的程序和计算机指令包含本文描述的马达监测和控制方法以及技术的由计算模块21a执行的算法。例如，存储在嵌入式存储器21b上的指令和代码也可以与各种系统模块有关，例如应用编程接口(API)模块、驱动API、数字输入输出API、诊断API、通信API以及用于与车身控制模块(BCM)或其他车辆系统的LIN通信和CAN总线通信的通信驱动器。虽然模块或单元可以被描述为加载到嵌入式存储器21b中，但应理解，模块或单元可以以硬件和/或软件来实现。应认识到，闩锁控制器21可以替选地包括分立部件的逻辑电路以执行计算模块21a和存储器21b的功能。
如将在下文中更详细讨论的，备用能量源20还包括第一备用能量源24，第一备用能量源24选择性地耦接至至少一个致动组6'，并且被配置成在正常操作条件期间存储能量并且在不同于正常操作条件的故障操作条件期间向至少一个致动组6'供应能量。术语“选择性地耦接”在本文中用于例如描述以下耦接：该耦接可以根据需要控制，并且例如响应于包含本文所描述的执行算法的这样的程序和计算机指令的执行而由闩锁控制器21控制。
根据一方面，第一备用能量源24包括一组低压超级电容器或超级电容器24(在下文中简称超级电容器或超级电容器组)作为能量供应单元(或能量箱)，以即使在电力故障的情况下，也向闩锁组件1、1'提供电力备份。例如，作为非限制性示例，超级电容器24可以被提供为具有三个3法拉至5法拉超级电容器的超级电容器堆叠。超级电容器可以包括电解双层电容器、赝电容器或它们的组合。虽然第一备用能量源24可以包括超级电容器组，但是应当理解，第一备用能量源24可以包括电池或其他能量存储设备。第一备用能量源24可以提供所存储能量的快速和高功率放电。
超级电容器有利地提供高能量密度、高输出电流能力并且没有记忆效应；此外，超级电容器尺寸小并且易于集成、具有扩大的温度范围、寿命长，并且可以承受非常多次数的充电循环。超级电容器无毒，并且不会带来爆炸或火灾风险，因此适于危险状况，例如适于汽车应用。
闩锁组件1、1'的备用能量源子组件20另外包括第二备用能量源26，第二备用能量源26选择性地耦接至第一备用能量源24并且被配置成在故障操作条件期间向第一备用能量源24供应能量。根据一方面，第二备用能量源26为锂离子电池；然而，应当理解的是，替选地可以选择其他能量源用于第二备用能量源26。另一方面，第二备用能量源26是不可充电的锂离子电池。另一方面，第二备用能量源26是可充电锂离子电池。例如，第二备用能量源26可以是一种长期高密度能量存储设备。因此，第一备用能量源24和第二备用能量源26结合起来可以包括混合备用能量源28。具体地，超级电容器24可以是相对高功率、低等效串联电阻(ESR)，并且锂电池26可以具有相对高的能量密度。超级电容器24可以提供快速功率放电，并且锂电池26可以具有长期充电保持能力。
因此，闩锁组件1、1'包括闩锁控制器21，闩锁控制器21耦接至至少一个致动组6'并且耦接至第一备用能量源24和第二备用能量源26。第一升压转换器30耦接在第二备用能量源26与第一备用能量源24之间，并且还耦接至闩锁控制器21。第二升压转换器32耦接至闩锁控制器21。第一升压转换器30和第二升压转换器32可以是同步且双向的，以例如在正常操作条件期间通过使负电流流过第一升压转换器30和第二升压转换器32来允许从主电源4对第一备用能量源24和第二备用能量源26两者充电。例如，负电流可以从主电源4流过第二升压转换器32到第一备用能量源24以对第一备用能量源24再充电，并且负电流可以从第一备用能量源24流过第一升压转换器30到第二备用能量源26以对第二备用能量源26再充电。
因此，根据超级电容器电压，第二升压转换器32在其输出端(其也是备用能量源20的输出端)处提供升压电压Vload。升压电压Vload然后由电子控制电路10的输出模块例如集成H桥模块34接收，该输出模块的输出驱动至少一个致动组6'的闩锁电动马达9。
图3示出了图1和图2的闩锁组件1、1'的一部分的分解侧透视图。闩锁组件1、1'的闩锁壳体11以流体密封的方式在内部容纳闩锁电动马达9、蜗轮51和齿轮53；闩锁组件的其他部件例如扇形齿轮55和致动杆56全部均由闩锁壳体11承载在外部。齿轮53安装在轴线C的公共轴上，其以流体密封的方式从闩锁壳体11向外突出。实际上，蜗轮51和齿轮53限定第一传动装置48，该第一传动装置48以流体密封的方式容纳在闩锁壳体11内并且由闩锁电动马达9直接驱动。
闩锁壳体11具有夹层结构并且限定两个不同的腔室59、60，这两个不同的腔室中的一个(腔室59)以流体密封的方式容纳闩锁控制器21，并且另一个(腔室60)以流体密封的方式容纳闩锁电动马达9和传动装置48，例如蜗轮51和齿轮53。更具体地，闩锁壳体11包括中央板61和两个盖元件62、63，盖元件62、63布置在板61的相对侧并且以流体密封的方式周向耦接至板61以限定相对的腔室59、60。
腔室59容纳印刷电路板65和连接至印刷电路板65的多个电容器64，并且包括闩锁控制器21和电子控制电路10的其他元件。盖元件63与板61界定腔室60并且在外部承载齿轮54、扇形齿轮55和致动杆56。
板61限定用于电容器64的多个座；电容器64与印刷电路板65的连接例如通过本身已知且未示出的压配合连接器进行。盖元件62限定用于闩锁电动马达9、蜗轮51和齿轮53的多个座，其在相对侧被板61封闭。盖元件62还容纳电连接器66，电连接器66用于将电子控制电路10连接至机动车辆3的电气系统(例如，连接至BCM 12)。
闩锁电动马达9被容纳在限定闩锁壳体11的上部的盖元件62的部分中；齿轮53、扇形齿轮55和致动杆56全部均相对于闩锁电动马达9布置在下方。闩锁电动马达9和蜗轮51具有与轴线C正交的轴线D。闩锁电动马达9和蜗轮51沿相反的方向旋转以分别执行释放功能和复位功能以分别在棘轮释放位置与棘轮保持位置之间移动棘爪8。齿轮53被安装成绕轴线C旋转并且接收来自蜗轮51的致动力；更详细地说，齿轮53由蜗轮51驱动。
扇形齿轮55被安装成围绕固定销旋转，该固定销具有平行于轴线C并与其间隔开的轴线E。扇形齿轮55还包括用于与致动杆56相互作用的三个凸轮表面69、70、71。凸轮表面70在与凸轮表面69相同的方向上作用并且适于与致动杆56协作以沿释放行程移动致动杆56。特别地，扇形齿轮55通过闩锁电动马达9、蜗轮51和齿轮53围绕轴线E沿初始方向旋转以产生闩锁的释放，并且沿与第一方向相反的次级方向旋转以获得辅助棘轮到启用位置的复位，在该启用位置，辅助棘轮通过猛地关上门2来允许闭合闩锁。
致动杆56由闩锁壳体11沿相应纵向方向F以可移动的方式承载。致动杆56的释放行程和复位行程由这样的杆56沿相应纵向方向F的相对运动限定。
如图4A和图4B所示，超级电容器24和锂离子电池26可以附接至被设置在闩锁壳体11内的印刷电路板65。然而，应当理解，可以替选地利用其他布置和位置。例如，锂离子电池26可以设置在闩锁壳体11的外部，例如设置在闭合面板2内的单独的电源壳体内或者在车辆3内的另一位置处。例如，锂离子电池和超级电容器可以设置在闩锁壳体11的外部。
如图5最佳地示出的，提供用于机动车辆3的闭合面板2的闩锁组件1的第一示例性实施方式。再次，闩锁组件1包括至少一个致动组6'，该至少一个致动组6'能够移动以在正常操作条件期间使用来自主电源4的电力闩锁和解锁闭合面板2。闩锁组件1还包括选择性地耦接至至少一个致动组6'的第一备用能量源24(例如，超级电容器)。第一备用能量源24被配置成在正常操作条件期间存储能量并且在与正常操作条件不同的故障操作条件(例如，如上面讨论的紧急状况或碰撞状况)期间向至少一个致动组6'供应能量。第一备用能量源24还可以被配置成以如下文将描述的方式在故障操作条件期间存储能量。闩锁组件1另外包括第二备用能量源26(例如，锂离子电池)，第二备用能量源26选择性地耦接至第一备用能量源24并且被配置成在故障操作条件期间向第一备用能量源24供应能量。闩锁组件1另外包括具有闩锁控制器21的电子控制电路10，电子控制电路10耦接至至少一个致动组6'并且耦接至第一备用能量源24和第二备用能量源26。
如所示出的，第一升压转换器30耦接在第二备用能量源26与第一备用能量源24之间。具体地，第一升压转换器30包括耦接在第二备用能量源的第二备用正端子74与第一升压节点76之间的第一电感器72。第一升压开关78耦接在第一升压节点76与电接地80之间。如所示出的，闩锁控制器21可以使用第一电流探头83对第一升压开关78的低侧电流采样。
第二升压转换器32耦接至闩锁控制器21，并且包括耦接在第一备用能量源24的第一备用正端子86与第二升压节点88之间的第二电感器84。第二升压开关90耦接在第二升压节点88与电接地80之间，并且第二升压节点88耦接至闩锁电动马达9。如所示出的，闩锁控制器21可以使用第二电流探针91对第二升压开关90的低侧电流采样。
第二备用开关92耦接在第二备用能量源26与第一电感器72之间，并且由闩锁控制器21控制以将第二备用能量源26与第一备用能量源24耦接和去耦接。第一备用开关94耦接在第一备用能量源24与第二电感器84之间，并且由闩锁控制器21控制以将第一备用能量源24与第二电感器84耦接和去耦接。
母线电容器98与闩锁电动马达9并联连接，并且并联电容器100与主电源4并联。夹具102也与主电源4并联。闩锁组件1还包括肖特基二极管104，该二极管104具有连接至主电源4的主正端子的阳极和连接至闩锁电动马达9的阴极。
降压开关106耦接至主电源4的主正端子108和第二电感器84，并且由闩锁控制器21控制并且例如由升压控制器23(例如，作为闩锁控制器21的一部分)控制，以降低来自主电源4的电池电压以对第一备用能量源24充电(当主电源4可用时)。
供电二极管109和供电电阻器110连接在第一备用能量源24的第一备用正端子86与供电节点112之间。第二供电二极管111和第二供电电阻器113连接在降压开关106与供电节点112之间。低压差调节器114耦接至供电节点112和闩锁控制器21，并且供电电容器116耦接在供电节点112与电接地80之间。当主车辆电池可用时，从Vdriver从供电节点112向升压控制器23供应电力，或当Vdriver不可用时，从第一备用能量源24向升压控制器23供应电力。在故障条件下也可以以类似的方式向包括升压控制器23的闩锁控制器21供应电力。
闩锁组件1的第一示例性实施方式还包括桥驱动器118，桥驱动器118包括耦接至闩锁控制器21或升压控制器23的桥输入120、以及耦接至供电节点112的供电输入122、以及耦接至降压开关106的第一桥输出124、以及耦接至第二升压开关90的第二桥输出126。闩锁组件1还包括桥驱动器119，桥驱动器119包括耦接至闩锁控制器21、升压控制器23的桥输入121、以及耦接至供电节点112的供电输入123、以及耦接至降压开关73的第一桥输出125、以及耦接至第一升压开关78的第二桥输出127。闩锁控制器21可以包括马达控制器128用于例如通过控制闩锁电动马达9来控制闩锁组件1的闩锁或解锁或者锁定或解锁，包括升压控制器23。具体地，升压控制器23例如通过控制降压开关106、第一升压开关78、第二升压开关90和第一备用开关94来控制升压操作和充电操作。因此，闩锁控制器21可以包括集成配置例如集成微芯片式的升压控制器23和马达控制器128。替选地，如上面所描述的，闩锁控制器21可以例如通过提供与升压控制器23分离的马达控制器128被提供为分布式控制器，其中升压控制器23和马达控制器128每个均设置在安装至例如印刷电路板65的不同微芯片中。马达控制器128也可以与升压控制器23分开远离设置，例如马达控制器128和升压控制器23每个均设置在形成单独部件的一部分的单独的印刷电路板上。
因此，包括闩锁控制器21的备用能量源子组件20能够在多种模式下操作，多种模式包括正常操作模式(例如，当主电源4可用时)和故障操作模式(例如，当主电源4不可用时)。闩锁控制器21被配置成检测闩锁请求和完成的闩锁操作之一。闩锁控制器21还被配置成检测是否存在正常操作条件和故障操作条件之一。
在图6中最佳地示出在正常操作条件期间的操作序列。在时间T1处，主电源4可用，并且通过主电力二极管104、144(第一示例性实施方式中的肖特基二极管104)直接从主电源4提供可用于至少一个致动组6'的电压(Vdriver)。主电源4的电压被表示为汽车电池(Car Battery)。第一备用开关94(被指示为SC连接)使第一备用能量源24保持连接。在时间T2处，在突发模式下通过Vdriver将第一备用能量源24的电压(Vsc)再充电至上电压阈值电平电压，例如在第一备用能量源24(Vsc)已经被允许放电至下电压阈值电平Vsc_low之后，可以在突发模式下通过Vdriver将第一备用能量源24(Vsc)在中间再充电至上充电电压电平(例如，完全充电或全电压阈值电平27)。第二升压转换器32(升压2)如附图标记33所示以降压模式操作，以使用主电源4将第一备用能量源24从下电压阈值电平(例如，部分电压阈值电压电平29)循环充电至上电压阈值电平或全电压阈值电平27。因此，上电压阈值电压电平说明性地是第一备用能量源24的完全充电或全电压阈值电平27，然而，可以替代地利用其他电压电平。换句话说，当检测到Vsc处于或低于部分电压阈值电压电平29时，第二升压转换器32(升压2)以降压模式操作来提供被示为脉冲35的负电流脉冲，以将Vsc的电压电平带到上电压阈值电平(例如，全电压阈值电平27)。然后在37处第二升压转换器32(升压2)在一段时间内不进行操作，从而允许Vsc如由斜率39所示的下降到部分电压阈值电平29。在主电源4可用时，第二备用能量源26保持断开连接(被指示为LIB连接的第二备用开关92保持断开)。换句话说，闩锁控制器21被配置成在正常操作条件期间将第二备用能量源26与第一备用能量源24断开连接，以保存存储在第二备用能量源26中的能量，并且例如防止来自第二备用能量源26的漏电流。此外，在图6中被指定为升压1的第一升压转换器30(耦接至第二备用能量源26)在正常操作条件期间不进行操作，因此，没有电流IL1通过第一电感器72。在实施方式中，当第一备用能量源24是可再充电备用能量源以对第一备用能量源24再充电时，在图6中被指示为升压1的第一升压转换器30可以在正常操作条件期间以降压模式操作。然而，如所示出的，第二升压转换器32(升压2)利用反向电流(降压)以突发模式操作以对第一备用能量源24充电，并且通过第二电感器84的电流IL2被示为负电流。在正常操作条件期间的闩锁请求(在时间T3处示出)之后，被提供给至少一个致动组6'的电压Vdriver从主电源4提供。第二升压转换器32(升压2)随电压模式而运行，其中(例如，闩锁控制器21的)内部比例积分(PI)回路将测量值Vdriver与参考值进行比较，并且改变第二升压转换器32PWM信号的占空比以便在时间T4处的闩锁事件期间将Vdriver调节到10V，并且闩锁事件在时间T5处结束。
如图7所示，在时间T1'处，主电源4缺失(主电源电压再次被示为汽车电池)。因此，在故障操作模式期间，主电源4不再保持Vdriver，并且因此，闩锁控制器21在检测到故障操作模式时并且也在随后的正常操作条件期间的后续闩锁请求之前暂时断开第一备用能量源24(SC连接被示为低)。第一备用能量源24的电压(Vsc)被允许部分放电至低于完全充电或全电压阈值电平27的待机或中间电压电平41'，并且保持在低于全电压阈值电平27的待机或中间电压电平41'，以保持系统开启(例如从(Vsc)向VCCdrv或供电节点112提供能量以向升压控制器23供应电力)并且补偿第一备用能量源24在“滞后窗口”(被示为HW)的任何泄漏。换句话说，在第一备用能量源24的电压(Vsc)已经被允许放电到下电压阈值电平(例如，完全放电电平)之后，可以通过第二备用能量源26以突发模式将第一备用能量源24的电压(Vsc)在中间再充电到中间电压电平41'。例如，第一升压转换器30(升压1)如图7所示以升压模式操作，以使用第二备用能量源26将第一备用能量源24从下电压阈值电平(例如，完全放电电平29')循环充电到部分电压阈值电平(例如，中间电压电平41')。换句话说，当检测到Vsc处于或低于部分充电或下电压阈值电平29'(例如，完全放电电平)时，第一升压转换器30进行操作，以将Vsc的电平带到中间电压电平41'。然后第二升压转换器32(升压2)不进行操作，以允许Vsc下降到下电压阈值电平29'(例如，完全放电电平)。第一升压转换器30将第一备用能量源24充电至完全充电或全电压电平27，并且第二升压转换器32在闩锁请求时在时间T3'处开始并且在时间T4'处的闩锁事件期间调节Vdriver直到在时间T5'处闩锁事件结束。
替选地，如图7A所示，第一升压转换器30(升压1)以升压模式操作，以在故障操作条件期间使用第二备用能量源26将第一备用能量源24从部分充电或部分电压阈值电平29'循环充电至上电压阈值电平(例如，完全充电或完全电压电平27')。第一升压转换器30以升压模式操作，以循环控制供应电流脉冲35'随后是不提供电流脉冲的时段37'。将第一备用能量源24保持在该电平的能量由第二备用能量源26提供，因此在主电源缺失的时刻，被指示为LIB连接的第二备用开关92将第二备用能量源26连接至第一备用能量源24，并且第一升压转换器30(升压1)进行操作以将第一备用能量源24的电压保持在中间电压(例如，部分电压阈值电平29')。为了控制和调节从第二备用能量源26所需的恒定电流，第一升压转换器30以电流模式控制进行操作。可以提供准固定频率(QFF)电流模式控制，与电压模式控制相比，电流模式控制可以提供对电感器电流的精确控制和更快的动态响应。因此，有电流通过第一电感器72(IL1)。换句话说，闩锁控制器21例如升压控制器23还被配置成将第二备用电源26(通过第二备用开关92)连接至第一备用电源24并且使来自第二备用能量源26(LIB)的电压升压，以响应于检测到第一备用能量源24的电压电平下降到“滞后窗口”(HW)以下而在故障操作条件期间使用第一升压转换器30将第一备用能量源24充电到中间电压电平(例如，部分电压阈值电平29')。在闩锁请求之前的时间(在T1'与T3'之间)期间以及在故障操作模式期间，第二升压转换器32(升压2)不进行操作，并且因此没有电流通过第二电感器84(IL2)。
一旦在故障操作模式期间在时间T3'处存在闩锁请求，则闩锁控制器21临时连接第一备用能量源24(SC连接显示为高)，并且第一备用能量源24的电压(Vsc)瞬时攀升至完全充电电压27'，因为闩锁控制器21控制第一升压转换器30(升压1)对第一备用能量源24充电(同样使用来自第二备用能量源26的能量)。因此，闩锁控制器21还被配置成响应于在时间T3'处检测到闩锁请求而将第一备用能量源24连接至至少一个致动组6'并且响应于闩锁请求而(使用第二升压转换器32)将来自第一备用能量源24的电压升高到有效电压电平(例如，大约9伏)。因此，闩锁控制器21可以在故障操作条件期间使用第一升压转换器30使来自第二备用能量源26的电压升压以对第一备用能量源24充电，并且响应于检测到故障操作条件而将第一备用能量源24耦接至(至少一个致动组6'的)马达9来使用第二升压转换器32使第二备用能量源26的电压升压以驱动马达9。因此，由于第一备用能量源24的连接以及使用来自第二备用能量源26的能量通过第一升压转换器30对第一备用能量源24充电，Vdriver在时间T3'处的闩锁请求之后上升，直至时间T4'处的闩锁事件。
然后，当闩锁操作或事件在时间T5'完成(例如，由闩锁控制器21检测到完成的闩锁操作)时，第一备用能量源24再次断开连接(SC连接变为低)。具体地，闩锁控制器21响应于检测到完成的闩锁操作而使用第一备用开关94将第一备用能量源24与至少一个致动组6'断开连接。来自第二备用能量源26的能量用于对第一备用能量源24再充电。如所示出的，LIB连接(第二备用开关92)指示第二备用能量源26保持连接至第一备用能量源24并且第二升压转换器32(升压1)进行操作以将第一备用能量源24的电压再充电到或带回到中间电压电平(例如，完全充电电压27')。因此，闩锁控制器21基于检测到闩锁请求和完成的闩锁操作以及故障操作条件之一来使用来自第二备用能量源26的能量对第一备用能量源24充电。
闩锁控制器21另外被配置成在检测到故障操作条件之后以及在时间T5'检测到完成的闩锁操作之后的预定时间段之后(在图7和图7A中被示为2天的超时)，(例如，使用第二备用开关92)将第二备用能量源26与第一备用能量源24断开连接。
如图7A所示，与图7之间的差异是，在闩锁请求和/或闩锁事件期间，第一升压转换器30不进行操作，而是在闩锁事件完成之后第一升压转换器30进行操作来以突发模式对第一备用电源30再充电，如下文描述的。
如图8至图10中最佳地示出的，提供了用于机动车辆3的闭合面板2的闩锁组件1'的第二示例性实施方式。闩锁组件1'的第二示例性实施方式不同于闩锁组件1的第一示例性实施方式，因为第一升压转换器30和第二升压转换器32包括多端口转换器130。多端口转换器130的单电感器拓扑结构允许两种模式。首先，当主电源4可用或存在时，多端口转换器130向负载(例如，电动马达9)和第一备用能量源24提供能量。其次，当主电源4不可用时或断开连接时，第二备用能量源26对第一备用能量源24充电，第一备用能量源24转而向闩锁组件1'(例如，电动马达9)提供能量。
更具体地，多端口转换器130包括单个电感器(升压电感器132)，该单个电感器(升压电感器132)具有耦接至第一备用能量源24的第一备用正节点86的第一升压电感器端子134和耦接至第二备用能量源26的第二备用正节点74的第二升压电感器端子136(图10中示出包括等效串联电阻(ESR)133)。多端口转换器130还包括耦接在升压电感器132的第二升压电感器端子136与电接地80之间并且由闩锁控制器21控制的第一升压开关78。第二升压开关90耦接在升压电感器132的第一升压电感器端子134与电接地80之间并且由闩锁控制器21控制。
多端口转换器130还包括第一备用开关94，第一备用开关94耦接在第一备用正节点86与第一升压电感器端子134之间，并且由闩锁控制器21控制以耦接和去耦接第一备用能量源24。另外，多端口转换器130包括第二备用开关92，第二备用开关92耦接在第二备用正节点74与第二升压电感器端子136之间并且由闩锁控制器21控制以耦接和去耦接第二备用能量源26。电池滤波器137(图10)可以设置在第二备用能量源26与第二备用开关92之间。多端口转换器130还包括马达和电池连接开关138，马达和电池连接开关138耦接在第二升压电感器端子136与共享节点140之间并且由闩锁控制器21控制以将主电源4和闩锁电动马达9二者与第一升压转换器30和第二升压转换器32耦接和去耦接，共享节点140耦接至主电源4的正电池端子108和闩锁电动马达9。闩锁组件1'的第二示例性实施方式还包括与闩锁电动马达9并联连接的负载链路电容器142以及耦接在主电源4与共享节点140之间的主电源二极管144。采用的其他混合能量拓扑配置是可能的，例如在Omar Laldin,MazharMoshirvaziri和Oliver Trescases的“Predictive Algorithm for Optimizing PowerFlow in Hybrid Ultracapacitor/Battery Storage Systems for Light ElectricVehicles”,IEEE Transactions on Power Electronics 28(8),2013年8月,第3882-3895页中描述的那些，其全部内容通过引用并入本文。
因此，如图11最佳地示出的，闩锁组件1'的第二示例性实施方式的闩锁控制器21被配置成在第一状态(状态1)下闭合马达和电池连接开关138和第二升压开关90并且断开第一备用连接开关94以及第一升压开关78和第二备用开关92，以通过主电源二极管144将来自主电源4的能量存储在升压电感器132中，状态1以升压电感器32中的电流的过零开始直到滞后控制参考。因此，例如，当主电源4可用并且闩锁控制器21在正常操作条件下操作时，闩锁控制器21还被配置成在第二状态(状态2)下闭合第一升压开关78和第一备用开关94并且断开第二升压开关90和第二备用开关92以及马达和电池连接开关138，以使用存储在升压电感器132中的能量对第一备用能量能量源24充电，状态2开始于电流参考，升压电感器132被放电直到升压电感器132中的电流过零(再次，当主电源4可用并且闩锁控制器21在正常操作条件下操作时)。如果第一备用能量源24没有被完全充电，则多端口转换器130通过将来自Vload的能量存储到升压电感器132中并且然后存储到第一备用能量源24中来调节第一备用能量源24(即降压转换器)。在图12中示出了在第一状态和第二状态期间升压电感器132(V_L)的电感器电流(IL)、至少一个致动组6'处的电压(Vload或Vlatch)、第一备用能量源24的电压(Vuc)以及升压电感器132的电压。如所示出的，主电源二极管144允许Vload使用来自主电源4的能量进行备份充电(例如，充电到12伏-Vf(主电源二极管144两端的电压))，并且在每个周期期间对第一备用能量源24充电(从第一状态反复转变到第二状态)。因此，通过主电源二极管144对Vload进行调节，并且多端口转换器130从Vload对第一备用能量源24充电。图23示出了闩锁组件1的第一示例性实施方式的对应状态，根据说明性实施方式，例如当主电源4可用并且闩锁控制器21在正常操作条件下进行操作时，闩锁控制器21被配置成闭合第一备用开关94以使用在降压模式下操作的第二升压转换器32对第一备用能量源24充电，并且断开第二备用开关92以保存第二备用能量源26的能量。可选地，第一升压转换器30可以在降压模式下操作，以在第二备用能量源26被实施为需要第二备用开关92闭合的可再充电类型备用能量源时对第二备用能量源26充电。因此，在所示的点处，V_DRIVER具有11.47V的电压，第一备用能量源24具有用于超级电容器SC1、SC2、SC3(分别具有1.76V、1.61V和1.84V的电压)的堆叠的5.22伏的电压(V_SC或SC电压)和0.000的ESR(每个超级电容器SC1、SC2、SC3)，其由V_DRIVER或Vload充电，并且第二备用能量源26被断开连接并且具有4.04伏的电压(LIB电压)。随时间示出电压V_SC、V_DRIVER和LIB电压。
另外，如图13最佳地示出的，闩锁控制器21被配置成在第三状态(状态3)下闭合第一备用开关94和第一升压开关78并且断开第二备用开关92以及马达和电池连接开关138和第二升压开关90，以将来自第一备用能量源24的能量存储在升压电感器132中(将来自第一备用能量源24的能量存储在升压电感器132中，以升压电感器32中的电流过零开始直到滞后控制参考)。并且，例如，当主电源4不可用并且闩锁控制器21在故障操作条件下操作时，闩锁控制器21在第四状态(状态4)下闭合第一备用开关94以及马达和电池连接开关138并且断开第一升压开关78以及第二升压开关90和第二备用开关92，以使用来自第一备用能量源24的存储能量对负载链路电容器142充电，其中从升压电感器132中存储的能量对负载链路电容器142充电以电流参考开始，升压电感器132被放电直到升压电感器132中的电流过零(再次，当主电源4不可用并且闩锁控制器21在故障操作条件下操作时)。如图14所示，升压电感器132的电流(IL)在关断时间期间下降到零以限制最大切换频率，并且在稳定状态下，将闩锁或负载的电压(负载链路电容器142两端的Vload)调节在有效电平(大约10伏)，其中具有来自静态电流的小纹波。第一备用能量源24因此在每个周期期间放电(从第三状态反复转变到第四状态)并且示出静态负载电流Iload(例如，大约10毫安)。因此，第一备用能量源24被完全充电并且多端口转换器130从第一备用能量源24中存储的能量将Vload调节在大约10伏。
当主电源4可用且闩锁控制器21在正常操作条件下操作时，多端口转换器130也可以在第一状态和第二状态下操作，并且检测到闩锁请求，如图15最佳地示出的。在闩锁请求之后，并且当闩锁事件发生时，通过主电源二极管144调节Vload(具有由负载或马达9引起的一些纹波并且对第一备用能量源24充电)，并且如果需要(如果第一备用能量源24的电压低于预定阈值)，则通过多端口转换器130对第一备用能量源24充电。第一备用能量源24的电压(Vuc)示出每个周期均对第一备用能量源24充电，并且在闩锁事件期间示出负载或马达9的瞬时负载电流Iload。
返回参照图13，闩锁控制器21然后可以在第五状态下(状态5)闭合第二备用开关92和第二升压开关90并且断开第一备用开关94和第一升压开关78以及马达和电池连接开关138，以将来自第二备用能量源26的能量存储在升压电感器132中，其中来自第二备用能量源26的能量被存储在升压电感器132中(再次，将来自第一备用能量源24的能量存储在升压电感器132中，以升压电感器32中的电流过零开始直到滞后控制参考)。并且，例如，当主电源4不可用并且闩锁控制器21在故障操作条件下操作时，闩锁控制器21另外被配置成在第六状态(状态6)下闭合第一升压开关78和第一备用开关94并且断开第二升压开关90和第二备用开关92以及马达和电池连接开关138，以使用升压电感器132中存储的能量对第一备用能量源24充电，其中从升压电感器132中存储的能量对第一备用能量源24充电(再次，以电流参考开始，升压电感器132被放电直到升压电感器132中的电流过零并且当主电源4不可用并且闩锁控制器21在故障操作条件下操作时)。如图16所示，闩锁或负载的电压(负载链路电容器142两端的Vload)从电流流向闩锁或马达9而不断放电(以执行闩锁操作或给马达控制器128供电以能够检测例如闩锁请求)，并且在每个周期期间从第二备用能量源26对第一备用能量源24充电(从第五状态反复转变到第六状态)，并且示出来自第二备用能量源26的平均100毫安电流I_batt。因此，Vload已满，并且多端口转换器130使用来自第二备用能量源26的能量对第一备用能量源24充电。具体地，如所示出的，由于当多端口转换器130在第五状态和第六状态下操作时连续供应来自第二备用能量源26的电流(Ibatt)，第一备用能量源24的电压(Vuc)增加。图24示出了闩锁组件1的第一示例性实施方式的状态，根据说明性实施方式，例如当主电源4不可用并且闩锁控制器21在故障模式下操作时，并且闩锁控制器21被配置成控制第二备用开关92的闭合以使用在升压模式下操作的第二升压转换器32从第二备用能量源26对第一备用能量源24充电，并且断开第一备用开关94。因此，在所示的点处，V_DRIVER具有7.18V的电压，第一备用能量源24具有用于超级电容器SC1、SC2、SC3(分别具有2.39V、2.24V和2.47V的电压)的堆叠的7.10伏的电压V_SC或SC电压和0.055的ESR(每个超级电容器SC1、SC2、SC3)并且由具有3.90伏的电压LIB电压的第二备用能量源26充电。接下来，在休息时，控制器21、23等待第一备用能量源24的电压V_SC或SC电压下降，并且然后从V_DRIVER对第一备用能量源24充电，之后等待并且由控制器21、23监控。然后，从V_DRIVER对第一备用能量源24充电。再次随着时间的推移示出电压V_SC、V_DRIVER和LIB电压。
如图17最佳地示出的，当主电源4不可用并且闩锁控制器21在故障操作条件下操作但未检测到闩锁请求时，多端口转换器130可以反复地从第三状态转变到第四状态并且转变到第五状态，然后转变到第六状态。结果是，第二备用能量源26对第一备用能量源24充电，第一备用能量源24转而对负载链路电容器142两端的Vload充电以在闩锁或负载(闩锁马达9)处提供电压，直到第一备用能量源24和Vload被完全充电。在稳定状态下，将Vload调节在大约10伏，其中具有来自静态电流的小纹波，并且在每个周期中，来自第一备用能量源24的能量用于将Vload调节在10伏，而第二备用能量源将净电荷提供到第一备用能量源24中。图17还示出了来自第二备用能量源26的平均100毫安的连续电流。然后，如图18最佳地示出的，当主电源4不可用并且闩锁控制器21在故障操作条件下操作并且检测到例如由马达控制器128检测到闩锁请求时，多端口转换器130可以反复地从第三状态转变到第四状态并且转变到第五状态。因此，多端口转换器130仅专注于通过专门从第一备用能量源24获取能量而将Vload调节到有效电平(大约10伏)。因此，如所示出的，在闩锁事件期间从第一备用能量源24将Vload调节在10伏，并且第一备用能量源24在每个周期期间被放电(通过第一备用能量源24的电压Vuc的降低示出)以保持调节的Vload。还示出在闩锁事件期间的瞬时负载电流I_load。图25示出了闩锁组件1的第一示例性实施方式的状态，根据说明性实施方式，例如当主电源4不可用并且闩锁控制器21在故障模式下操作并且闩锁控制器21已经检测到闩锁请求时，并且闩锁控制器21已经被配置成闭合第一备用连接开关94以向闩锁电动马达9供应来自第一备用能量源24的能量，并且被配置成然后响应于检测到闩锁事件已完成而断开第一备用连接开关94并返回到使用来自第二备用能量源26的能量使用在升压模式下操作的第二升压转换器30对第一备用能量源24充电。因此，在所示的点处，V_DRIVER具有1.71V的电压，第一备用能量源24具有用于超级电容器SC1、SC2、SC3(分别具有2.43V、2.31V和2.51V的电压)的堆叠的7.25伏的电压(V_SC或SC电压)和0.055的ESR(每个超级电容器SC1、SC2、SC3)并且由具有3.92伏的电压(LIB电压)的第二备用能量源充电。闩锁操作开始，并且在休息时，控制器21、23等待第一备用能量源24的电压(V_SC或SC电压)下降，并且然后从第二备用能量源26对第一备用能量源24充电。接下来，在休息时，控制器21、23等待第一备用能量源24的电压(V_SC或SC电压)下降，并且然后从V_DRIVER对第一备用能量源24充电，之后进行等待并且由控制器21、23监控。然后，从V_DRIVER对第一备用能量源24充电。再次示出随着时间的推移的电压V_SC、V_DRIVER和LIB电压。图26示出了闩锁组件1的第一示例性实施方式的对应状态，根据说明性实施方式，例如当主电源4不可用并且闩锁控制器21在故障模式下操作时。因此，在所示的点处，第一备用能量源24具有用于超级电容器SC1、SC2、SC3(分别具有2.49V、2.35V和2.63V的电压)的堆叠的7.45伏的电压(V_SC或SC电压)和0.055的ESR(每个超级电容器SC1、SC2、SC3)，第二备用能量源26具有4.00伏的电压(LIB电压)，V_DRIVER具有1.18V的电压，并且控制器21、23等待第一备用能量源24的电压(V_SC或SC电压)下降。控制器21、23然后从第二备用能量源26对第一备用能量源24充电。闩锁操作开始，并且在休息时，控制器21、23等待第一备用能量源24的电压(V_SC或SC电压)下降，并且然后从第二备用能量源26对第一备用能量源24充电。接下来，在休息时，控制器21、23等待第一备用能量源24的电压(V_SC或SC电压)下降，并且然后从V_DRIVER对第一备用能量源24充电，之后等待并由控制器21、23监控。然后，从V_DRIVER对第一备用能量源24充电。再次示出随着时间的推移的电压V_SC、V_DRIVER和LIB电压。
闩锁控制器21和多端口转换器130的闭环操作可以在图19和图20中看到。具体地，在图19中，闩锁控制器21例如升压控制器23监控主电源4的状态(例如，在以1100指示的0秒处，主电源4存在并且在0.26秒处主电源4被移除或不可用)以及闩锁电动马达9是否被激活(例如，是否存在闩锁请求或已完成的闩锁操作)、负载链路电容器142两端的电压(V_load)、第一备用能量源24的电压(V_uc)以及第二备用能量源26的平均电流和充电状态，并且相应地做出反应，并且在以1102指示的0.15秒的时间处，闩锁事件开始。如所示出的，在主电源4可用时，升压电感器132的电流(I_L)在一段时间内为负(例如，被钳位在-10安培处)，同时从负载链路电容器142的可用电压(V_load)对第一备用能量源24充电(例如，直到如1104处所示的0.26秒)。在这段时间内，负载链路电容器142两端的电压(V_load)被调节为主电源4的电压减去主电源二极管144两端的电压降。一旦主电源4变得不可用，升压电感器的电流(I_L)为正，同时第一备用能量源24对负载链路电容器142(V_load)充电，如图19和图20所示。另外，在图20中，当主电源4在闩锁事件的整个持续时间内不可用时，升压电感器132中的电流(I_L)被示为在闩锁事件期间调节V_load。第一备用能量源24在闩锁事件期间被放电，并且多端口转换器130专用于在闩锁事件期间调节V_load。具体地，当主电源4不可用时(例如，在0.26秒处)，第一备用能量源24被放电以将负载链路电容器的电压(V_load)调节到大约10伏。在闩锁事件之前(在被指示为1106和1108的时间之间)并且一旦闩锁完成(在被指示为1110的时间处)，第二备用能量源26用于对第一备用能量源24充电，如由100毫安I_batt电流所示。因此，升压电感器132的电流(I_L)回到小的负电流，同时第二备用能量源26对第一备用能量源24充电。
如图21最佳地示出的，提供示出了操作闭合面板的闩锁组件1、1'的方法。该方法包括步骤1200：检测是否存在主电源4可用的正常操作条件和主电源4不可用的故障操作条件之一。如果在步骤1200处检测到主电源4不可用的故障操作条件，则该方法的下一步骤是1202：响应于检测到故障操作条件而将第一备用能量源24与第二升压转换器32断开连接。接下来，1204将第二备用能量源26连接至第一升压转换器30。该方法继续1206：使用第一升压转换器30将第一备用能量源24保持在部分充电，该第一升压转换器30使用来自第二备用能量源26的能量将第一备用能量源24充电到低于完全充电的中间电压电平。该方法的下一步骤是1208：检测闩锁请求。该方法还包括步骤1210：响应于未检测到闩锁请求而确定是否已经经过预定时间段。然后，该方法继续1212：响应于经过预定时间段而将第二备用能量源26与第一升压转换器30断开连接以实现深度睡眠模式，并且该方法可以包括关闭闩锁控制器21、升压控制器23或者将闩锁控制器21和升压控制器23转变到深度睡眠状态，直到连接主车辆电池或另一备用能量源并且闩锁控制器21、升压控制器23从闩锁控制器21、升压控制器23处于关机状态或深度睡眠状态唤醒。
该方法继续进行步骤1214：响应于检测到闩锁请求而将第一升压转换器30与第二备用能量源26断开连接，并且将第一备用能量源24连接至第二升压转换器32。该方法还包括步骤1216：调节Vdriver或Vload的电压电平，例如将Vdriver调节到完全充电电压，例如针对闩锁事件的10伏。该方法继续步骤1222：控制至少一个致动组6'以执行闩锁请求。该方法还包括步骤1226：检测完成的闩锁操作，并且响应于闩锁操作未完成而返回到调节Vdriver的电压电平的步骤1216。
如果在步骤1200处没有检测到主电源4不可用的故障操作条件，则该方法的下一步骤是1230：将第一升压转换器30与第二备用电源26断开连接以转换第二备用能量源26的能量，例如以防止漏电流。该方法然后包括步骤1232：将第一备用能量源24连接至第二升压转换器32，并且在步骤1234处，使用第二升压转换器32例如使用降压模式下的具有负电流的第二升压转换器32将第一备用能量源24保持在部分充电。该方法然后包括步骤1236：在第一备用能量源24例如超级电容器充电期间测量第一备用能量源24例如超级电容器的等效串联电阻(ESR)。在ESR测量的步骤1236处，控制器例如控制器21、23等待，直到第一备用能量源24完全充电到预定义的设定上阈值，然后控制器21、23通过控制和检测来自第一备用能量源24的小放电脉冲(与电流方向相反)来确定ESR测量，以便监测响应于小放电脉冲的第一备用能量源24的电压降。这样的监测到的电压降可以然后由控制器21、23用来计算ESR。
图22示出了示出闩锁组件1、1'的升压控制器21(或升压控制器23)的行为的状态图。在初始状态或状态1300(在图22中指示为“状态0”)下，闩锁控制器21初始化，并且确定主电源4是否可用或者来自主电源4的电力是否出现故障或中断。
响应于确定主电源4不可用(例如，汽车电池不存在)，闩锁控制器21可以从初始状态1300转变到第一状态1302(在图22中指示为“状态1”)，其中，闩锁控制器21(或升压控制器23)控制第一升压转换器30以使用来自第二备用能量源26的能量将第一备用能量源24充电至上电压阈值电平，例如中间电压电平。第二升压转换器32在第一状态1302下不进行操作。
在确定第一备用能量源24被充电至上电压阈值电平例如中间电压电平并且检测到闩锁请求之后，闩锁控制器21可以从第一状态1302转变到第二状态1304(在图22中被指示为“状态2”)。在第二状态1304下，闩锁控制器21调节Vdriver或Vload的电压电平，(例如，使用比例积分(PI)控制)控制第二升压转换器32的操作，并且保持第一升压转换器30关闭。一旦闩锁控制器21检测到完成的闩锁操作并且第一备用能量源24的电压电平低于“滞后窗口”(例如，低于上电压阈值电平的下电压阈值电平，例如中间电压电平)，闩锁控制器转变回第一状态1302。
从第一状态1302，闩锁控制器21也可以响应于闩锁控制器21确定第一备用能量源24被充电到上电压阈值电平例如中间电压电平并且未检测到闩锁请求而转变到第三状态1306(在图22中指示为“状态3”)。在第三状态1306下，第一备用能量源24(例如，多个超电容器或超级电容器)中的电荷被平衡。
在确定第一备用能量源24中的电荷被平衡之后，闩锁控制器21从第三状态1306转变到第四状态1308(在图22中指示为“状态4”)。在第四状态1308下，闩锁控制器21(和/或升压控制器23)转变为深度睡眠模式，也如图7和图7A示出的，图7和图7A示出了闩锁组件1的第一示例性实施方式的状态，根据说明性实施方式，例如当主电源4不可用并且闩锁控制器21在故障模式下操作时，并且闩锁控制器21检测到例如由计数器模块或由控制器21操作的功能确定的预定超时时段的到期(例如，使用图26中所示的定时器1316)，并且然后作为响应如LIB连接开关状态图的时刻47(图7)处所示的断开第二备用开关92，将第二备用源备用能量源26与第一升压转换器31电路断开连接，以转换来自第二备用源备用能量源26的能量。响应于确定第一备用能量源24中的电荷低于“滞后窗口”(HW)，闩锁控制器从第四状态1308转变回初始状态1300。
当处于初始状态1300时，如果闩锁控制器21确定主电源4可用(例如，存在汽车电池)，则闩锁控制器21可以从初始状态1300转变到第五状态1310(在图22中指示为“状态5”)。在第五状态1310下，闩锁控制器21(或升压控制器23)以降压模式控制第二升压转换器32，以使用来自Vdriver或Vload的能量将第一备用能量源24充电到中间电压电平。第一升压转换器30在第五状态1310不进行操作。另外，闩锁控制器21还测量第一备用能量源24的等效串联电阻(ESR)。
响应于第一备用能量源24被充电到中间电压电平，闩锁控制器21然后可以转变到第三状态1306，在第三状态1306下第一备用能量源24中的电荷被平衡。另外，当在第一状态1302、第三状态1306、第四状态1308或第五状态1310内操作时，如1312所示主电源4的可用性的任何变化和/或如1314所示检测到闩锁请求会使具有定时器1316的闩锁控制器21转变回初始状态1300。
根据另一说明性实施方式，备用能量系统1、1'可以是用于机动车辆3的闭合面板2的分布式系统。系统1、1'包括马达9，马达9能够移动以在正常操作条件期间使用来自主电源4的电力致动闭合面板2的部件。系统1、1'还包括第一备用能量源24，第一备用能量源24选择性地耦接至电动马达9，并且被配置成在正常操作条件期间存储能量并且在不同于正常操作条件的故障操作条件期间向闩锁电动马达9供应能量。另外，系统1、1'包括第二备用能量源26，第二备用能量源26被配置成在故障操作条件期间向第一备用能量源24供应能量。第一升压转换器30耦接在第二备用能量源26与第一备用能量源24之间。具有控制器21、23的电子控制电路耦接至第一备用能量源24和第二备用能量源26以及第一升压转换器30。电子控制电路被配置成检测致动请求(例如，闩锁请求)，检测是否存在正常操作条件和故障操作条件之一，在故障操作条件期间使用第一升压转换器30使来自第二备用能量源26的电压升压以对第一备用能量源24充电，并且响应于检测到故障操作条件而将第一备用能量源24耦接至马达9以使第一备用能量源24的电压升压以驱动电动马达9。根据这样的系统1、1'，第二备用能量源26可以被配置成向第一备用能量源24供应能量，第一备用能量源24被配置成对多个部件例如远程部件供电，或者第二备用能量源26可以被配置成对多个第一备用能量源24供电。多个第一备用能量源24中的每一个可以包括作为部件的一部分的第一备用能量源24。
还公开了用于机动车辆3的闭合面板2的闩锁组件1、1'，包括：闩锁电动马达9，其能够移动以在正常操作条件期间使用来自主电源4的电力闩锁和解锁闭合面板2；第一备用能量源24，其选择性地耦接至闩锁电动马达9，并且被配置成在正常操作条件期间存储能量并且在不同于正常操作条件的故障操作条件期间向闩锁电动马达9供应能量；第二备用能量源26，其被配置成在故障操作条件期间向第一备用能量源24供应能量；具有闩锁控制器21的电子控制电路10，其耦接第一备用能量源24和第二备用能量源26，并且被配置成：检测是否存在正常操作条件和故障操作条件之一；在正常操作条件期间将第二备用能量源26与第一备用能量源24断开连接，以保存第二备用能量源26中存储的能量；响应于检测到故障操作条件而将第二备用能量源26连接至第一备用能量源24。
根据一方面，闩锁组件1、1'还包括：第一升压转换器30，其耦接在第二备用能量源26与第一备用能量源24之间；闩锁控制器21，其还被配置成：检测闩锁请求，在故障操作条件期间使用第一升压转换器30使来自第二备用能量源26的电压升压以对第一备用能量源24充电，并且响应于检测到闩锁请求而将第一备用能量源24耦接至闩锁电动马达9以使第一备用能量源24的电压升压以驱动闩锁电动马达9。
根据一方面，闩锁控制器21还被配置成：使用第一升压转换器30使来自第二备用能量源26的电压升压以将第一备用能量源24充电到上电压阈值电平。
根据一方面，闩锁控制器21还被配置成：响应于检测到完成的闩锁操作而将第一备用能量源24与闩锁电动马达9去耦接。
根据一方面，第一升压转换器30包括耦接在第二备用正端子74和第二备用能量源26与第一升压节点76之间的第一电感器72以及耦接在第一升压节点76与电接地80之间的第一升压开关78。
根据一方面，闩锁组件1、1'还包括耦接至闩锁控制器21的第二升压转换器32，并且闩锁控制器21还被配置成响应于闩锁请求而使来自第一备用能量源24的电压升压到有效电压电平。
根据一方面，第二升压转换器32包括耦接在第一备用能量源24的第一备用正端子与第二升压节点之间的第二电感器84以及耦接在第二升压节点与电接地80之间的第二升压开关，并且第二升压节点耦接至闩锁电动马达9。
根据一方面，闩锁组件1、1'还包括第二备用开关92和第一备用开关94，第二备用开关92耦接在第二备用能量源26与第一电感器72之间并且由闩锁控制器21控制，以用于将第二备用能量源26与第一备用能量源24耦接和去耦接，第一备用开关94耦接在第一备用能量源24与第二电感器84之间并且由闩锁控制器21控制，以用于将第一备用能量源24与闩锁电动马达9耦接和去耦接。
根据一方面，闩锁组件1、1'还包括与闩锁电动马达9并联连接的总线电容器98和与主电源4并联的并联电容器100以及与主电源并联的夹具102。
根据一方面，闩锁组件1、1'还包括肖特基二极管104，肖特基二极管104具有连接至主电源4的主正端子108的阳极和连接至闩锁电动马达9的阴极。
根据一方面，闩锁组件1、1'还包括降压开关，该降压开关耦接至主电源4的主正端子108和第二电感器84，并且由闩锁控制器21控制以降低来自主电源4的电池电压以对第一备用能量源24充电。
根据一方面，闩锁组件1、1'还包括连接在第一备用能量源24的第一备用正端子86与供电节点112之间的供电二极管119和供电电阻器110以及耦接至供电节点112和闩锁控制器21的低压差调节器114，并且供电电容器116耦接在供电节点112与电接地80之间。
根据一方面，闩锁组件1、1'还包括桥驱动器122，桥驱动器122包括耦接至闩锁控制器21的桥输入120和耦接至供电节点112的供电输入122以及耦接至降压开关106的第一桥输出126和耦接至第二升压开关90的第二桥输出126
根据一方面，第一升压转换器30和第二升压转换器32包括多端口转换器130，多端口转换器130包括：升压电感器132，其具有耦接至第一备用能量源24的第一备用正节点86的第一升压电感器端子134和耦接至第二备用能量源26的第二备用正节点74的第二升压电感器端子136；第一升压开关78，其耦接在升压电感器132的第二升压电感器端子136与电接地80之间，并且由闩锁控制器21控制；以及第二升压开关90，其耦接在升压电感器132的第一升压电感器端子134与电接地80之间并且由闩锁控制器21控制。
根据一方面，多端口转换器130还包括：第一备用开关94，其耦接在第一备用正节点86与第一升压电感器端子134之间，并且由闩锁控制器21控制以用于耦接和去耦接第一备用能量源24；以及第二备用开关92，其耦接在第二备用正节点74与第二升压电感器端子136之间，并且由闩锁控制器21控制以用于耦接和去耦接第二备用能量源26。
根据一方面，多端口转换器130还包括马达和电池连接开关138，马达和电池连接开关138耦接在第二升压电感器端子136与耦接至主电源4的正电池端子108和闩锁电动马达9的共享节点140之间，并且由闩锁控制器21控制，以用于将主电源4和闩锁电动马达9与第一升压转换器30和第二升压转换器32耦接和去耦接。
根据一方面，闩锁组件1、1'还包括与闩锁电动马达9并联连接的负载链路电容器142。
根据一方面，闩锁控制器21还被配置成：在第一状态下闭合马达和电池连接开关138以及第二升压开关90并且断开第一备用开关94和第一升压开关78以及第二备用开关92，以将来自主电源4的能量存储在升压电感132中；在第二状态下闭合第一升压开关78和第一备用开关94并且断开第二升压开关90和第二备用开关92以及马达和电池连接开关138，以使用存储在升压电感器132中的能量对第一备用能量源24充电；在第三状态下闭合第一备用开关94和第一升压开关78并且断开第二备用开关92以及马达和电池连接开关138和第二升压开关90，以将来自第一备用能量源24的能量储存在升压电感器132中；在第四状态下闭合第一备用开关94以及马达和电池连接开关138并且断开第一升压开关78和第二升压开关90以及第二备用开关92，以使用来自第一备用能量源24的存储的能量对负载链路电容器142充电；在第五状态下闭合第二备用开关92和第二升压开关90并且断开第一备用开关94和第一升压开关78以及马达和电池连接开关138，以将来自第二备用能量源26的能量存储在升压电感132中；以及在第六状态下闭合第一升压开关78和第一备用开关94并且断开第二升压开关90和第二备用开关92以及马达和电池连接开关138，以使用存储在升压电感器132中的能量对第一备用能量源24充电。
还提供了一种操作闭合面板2的闩锁组件1、1'的方法，包括以下步骤：检测是否存在主电源4可用的正常操作条件和主电源4不可用的故障操作条件之一；响应于检测到故障操作条件而将第一备用能量源24与至少一个致动组6'断开连接，该至少一个致动组6'能够移动以闩锁和解锁闭合面板；响应于检测到故障操作条件而将第二备用能量源26连接至第一备用能量源24，以将第一备用能量源的电压保持在预定电压范围内。
根据一方面，该方法还包括以下步骤：响应于检测到第一备用能量源24的电压处于或低于预定电压范围的下电压电平而将第一备用能量源24充电到预定电压范围的上电压电平。
根据一方面，该方法还包括以下步骤：响应于检测到正常操作条件而将第一备用能量源24连接至主电源4，以响应于检测到第一备用能量源24的电压处于或低于下电压电平而将第一备用能量源24充电到上电压电平，以使用来自主电源4的能量将第一备用能量源的电压保持在预定电压范围内。
根据一方面，在正常操作条件期间将第一备用能量源24充电到上电压电平，该上电压电平比第一备用能量源24在故障操作条件期间被充电到的上电压电平高。
根据一方面，该方法还包括以下步骤：检测闩锁请求；响应于检测到闩锁请求而将第一备用能量源24连接至至少一个致动组6'；控制至少一个致动组6'执行闩锁请求；检测完成的闩锁操作；将第一备用能量源24与至少一个致动组6断开连接；响应于检测到完成的闩锁操作而使用第二备用能量源26对第一备用能量源24充电以将第一备用能量源的电压保持在预定电压范围内。
根据一方面，该方法还包括以下步骤：将第二备用能量源26连接至第一升压转换器30；将第一升压转换器30连接至第一备用能量源24，以使用来自第二备用能量源26的能量对第一备用能量源24充电以将第一备用能量源的电压保持在预定电压范围内；响应于检测到闩锁请求而将第一升压转换器30连接至第二备用能量源26以对第一备用能量源24充电；将第一备用能量源24连接至第二升压转换器32；将第二升压转换器32连接至至少一个致动组6'；控制至少一致动组6'执行闩锁请求；检测完成的闩锁操作；响应于检测到完成的闩锁操作而将第一备用能量源24与第二升压转换器32断开连接；响应于检测到完成的闩锁操作而将第一升压转换器30连接至第一备用能量源24以使用来自第二备用能量源26的能量将第一备用能量源24的电压保持在预定电压范围内。
根据一方面，该方法还包括以下步骤：响应于未检测到闩锁请求和检测到故障操作条件之一而确定是否已经经过预定时间段；以及响应于经过预定时间段而将第二备用能量源26与第一备用能量源24断开连接以实现深度睡眠模式。
根据一方面，该方法还包括响应于检测到正常操作条件而从深度睡眠模式唤醒的步骤。
还提供了一种操作闭合面板2的闩锁组件1、1'的方法，包括以下步骤：检测是否存在主电源可用的正常操作条件和主电源4不可用的故障操作条件之一；响应于检测到故障操作条件而将第二备用能量源26连接至第一备用能量源24，以将第一备用能量源的电压保持在预定电压范围内；检测闩锁请求；响应于未检测到闩锁请求和检测到故障操作条件之一而确定是否已经经过预定时间段；以及响应于经过预定时间段而将第二备用能量源26与第一备用能量源24断开连接以实现深度睡眠模式。
还提供了一种用于机动车辆3的闭合面板2的闩锁组件1、1'，包括：至少一个致动组6'，其能够移动以在正常操作条件期间使用来自主电源的电力闩锁和解锁闭合面板2；第一备用能量源24，其选择性地耦接至至少一个致动组6'，并且被配置成在正常操作条件期间存储能量并且在与正常操作条件不同的故障操作条件期间向至少一个致动组6'供应能量；第二备用能量源26，其选择性地耦接至第一备用能量源24，并且被配置成在故障操作条件期间向第一备用能量源24供应能量；具有闩锁控制器21的电子控制电路10，其耦接至至少一个致动组6'并且耦接至第一备用能量源24和第二备用能量源26，并且被配置成：检测是否存在正常操作条件和故障操作条件之一；在检测到故障操作条件之后确定是否经过了预定时间段；以及响应于经过预定时间段而将第二备用能量源26与第一备用能量源24断开连接以实现深度睡眠模式。
根据一方面，闩锁控制器21还被配置成：响应于检测到故障操作条件而将第二备用能量源26与第一备用能量源24连接。
根据一方面，闩锁控制器21还被配置成：在实现深度睡眠模式之后检测正常操作条件；以及在检测到正常操作条件之后将第二备用能量源26与第一备用能量源重新连接。
根据一方面，闩锁控制器21还被配置成：检测闩锁请求和完成的闩锁操作之一；响应于检测到闩锁请求和完成的闩锁操作之一而将第一升压转换器30连接至第一备用能量源24以使用来自第二备用能量源26的能量对第一备用能量源24充电；确定是否已经经过预定时间段；响应于未经过预定时间段而返回到以下步骤：将第一升压转换器30连接至第一备用能量源24以使用来自第二备用能量源26的能量对第一备用能量源24充电；以及响应于经过预定时间段而将第二备用能量源26与第一升压转换器30断开连接以实现深度睡眠模式。
根据一方面，闩锁控制器21包括耦接至至少一个致动组6'的马达控制器128和耦接至第一备用能量源24和第二备用能量源26的升压控制器23，并且升压控制器23被配置成：检测是否存在正常操作条件和故障操作条件之一；在故障操作条件下检测闩锁请求和完成的闩锁操作之一；基于检测到闩锁请求和完成的闩锁操作以及故障操作条件之一，使用来自第二备用能量源26的能量对第一备用能量源24充电。
根据一方面，马达控制器128被配置成当处于故障操作条件时在无动力条件下操作，并且升压控制器被配置成当处于故障操作条件时在动力条件下操作。
根据一方面，升压控制器被配置成在动力条件下从第二备用能量源26和第一备用能量源24中的一个接收电力。
根据一方面，马达控制器128在故障操作条件时处于无动力条件，并且被配置成使用用于驱动闩锁电动马达9的第一备用能量源24的升压电压转变到动力条件。
显然，然而在不脱离所附权利要求限定的范围的情况下，可以对本文描述和示出的内容进行改变。已经出于说明和描述的目的提供了实施方式的前述描述。并非旨在穷举或限制本公开内容。特定实施方式的各个元素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可以在选定实施方式中使用，即使未具体示出或描述。其也可以以多种方式变化。这样的变化不应被视为背离本公开内容，并且所有此这样的修改均旨在包括在本公开内容的范围内。
本文使用的术语仅用于描述特定示例实施方式的目的，并不旨在进行限制。如本文使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”也可以旨在包括复数形式，除非上下文另有明确指示。术语“包含”、“含有”、“包括”和“具有”是包含性的，并且因此指定了所述特征、整数、步骤、操作、元素和/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、元素、部件和/或它们的组。除非被明确标识为执行顺序，否则不应将本文描述的方法步骤、过程和操作解释为必然要求它们以所讨论或示出的特定顺序执行。还应当理解，可以采用附加的或替选的步骤。
当元件或层被称为“在另一元件或层上”、“接合至”、“连接至”或“耦接至”另一元件或层时，它可以直接在另一元件或层上、接合、连接或耦接至另一元件或层，或者可能存在中间元件或层。相比之下，当元件被称为“直接在另一元件或层上”、“直接接合至”、“直接连接至”或“直接耦接至”另一元件或层时，可能不存在中间元件或层。用于描述元素之间关系的其他词应该以类似的方式解释(例如，“在……之间”与“直接在……之间”，“相邻”与“直接相邻”等)。如本文使用的，术语“和/或”包括一个或更多个相关联的所列项的任何和所有组合。
尽管本文可以使用术语第一、第二、第三等来描述各个元件、部件、区域、层和/或部分，但是这些元件、部件、区域、层和/或部分不应受这些术语的限制。这些术语可以仅用于将一个元件、部件、区域、层或部分与另一区域、层或部分区分开来。除非上下文清楚地指明，否则本文使用的诸如“第一”、“第二”和其他数字术语的术语不暗示顺序或次序。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、层或部分可以被称为第二元件、部件、区域、层或部分。
为了便于描述如图所示的一个元素或特征与另外的元素或特征的关系，本文可以使用空间相对术语例如“内部”、“外部”、“下面”、“下方”、“下部”、“上方”、“上部”、“顶部”、“底部”等。除了图中所描绘的取向之外，空间相对术语可以旨在涵盖设备在使用或操作中的不同取向。例如，如果图中的设备被翻转，则被描述为在其他元素或特征“下方”或“下面”的元素将被定向为在其他元素或特征“上方”。因此，示例术语“下方”可以涵盖上方和下方的取向二者。设备可以以其他方式定向(旋转90度或处于其他取向)并且本文使用的空间相关描述被相应地解释。

Claims (11)

1.一种用于机动车辆的闭合面板的闩锁组件，包括：
至少一个致动组，其能够移动以在正常操作条件期间使用来自主电源的电力来闩锁和解锁所述闭合面板；
第一备用能量源，其选择性地耦接至所述至少一个致动组，并且被配置成在所述正常操作条件期间存储能量并且在与所述正常操作条件不同的故障操作条件期间向所述至少一个致动组供应所述能量；
第二备用能量源，其选择性地耦接至所述第一备用能量源，并且被配置成在所述故障操作条件期间向所述第一备用能量源供应能量；以及
具有闩锁控制器的电子控制电路，其耦接至所述至少一个致动组并且耦接至所述第一备用能量源和所述第二备用能量源，并且被配置成：
检测是否存在所述正常操作条件和所述故障操作条件之一；并且
基于检测到所述故障操作条件，使用来自所述第二备用能量源的能量对所述第一备用能量源充电，其中，所述第一备用能量源被充电以将所述第一备用能量源的电压保持在预定电压范围内。
2.根据权利要求1所述的闩锁组件，其中，所述预定电压范围包括上电压阈值电平和下电压阈值电平，闩锁控制器还被配置成响应于检测到所述第一备用能量源的电压处于或低于所述下电压阈值电平而将所述第一备用能量源充电到所述上电压阈值电平。
3.根据权利要求2所述的闩锁组件，其中，所述闩锁控制器还被配置成：
在正常操作条件期间使用来自所述主电源的电力对所述第一备用能量源充电，其中，响应于检测到所述第一备用能量源的电压处于或低于所述下电压阈值电平，所述第一备用能量源被充电到所述上电压阈值电平，以将所述第一备用能量源的电压保持在预定电压范围内。
4.根据权利要求2所述的闩锁组件，其中，所述闩锁控制器还被配置成：
在所述正常操作条件期间将所述第一备用能量源充电到全电压阈值电平，并且在所述故障操作条件期间将所述第一备用能量源充电到部分电压阈值电平，其中，所述部分电压阈值电平低于所述全电压阈值电平。
5.根据权利要求1所述的闩锁组件1、1'，其中，所述闩锁控制器还被配置成：
在所述正常操作条件期间将所述第二备用能量源与所述第一备用能量源断开连接，以保存所述第二备用能量源中存储的能量；并且
响应于检测到所述故障操作条件而将所述第二备用能量源连接至所述第一备用能量源，以向所述第一备用能量源供应能量。
6.根据权利要求5所述的闩锁组件，还包括第二备用开关，所述第二备用开关耦接在所述第二备用能量源与所述第一备用能量源之间并且由所述闩锁控制器控制，以用于将所述第二备用能量源26与所述第一备用能量源耦接和去耦接。
7.根据权利要求1所述的闩锁组件，其中，所述闩锁控制器还被配置成：
在所述正常操作条件期间将所述第一备用能量源连接至所述主电源，以使用来自所述主电源的电力对所述第一备用能量源充电；并且
响应于检测到所述故障操作条件而将所述第一备用能量源与所述主电源断开连接。
8.根据权利要求7所述的闩锁组件，还包括第一备用开关，所述第一备用开关耦接在所述第一备用能量源与主车辆电池之间并且由所述闩锁控制器控制，以用于将所述第一备用能量源与所述主车辆电池和所述至少一个致动组中的至少一个耦接和去耦接。
9.根据权利要求5所述的闩锁组件，其中，所述闩锁控制器还被配置成在检测到所述故障操作条件之后的预定时间段之后将所述第二备用能量源与所述第一备用能量源断开连接。
10.根据权利要求5所述的闩锁组件，其中，所述闩锁控制器还被配置成响应于检测到闩锁请求而将所述第一备用能量源连接至所述至少一个致动组。
11.根据权利要求10所述的闩锁组件，其中，所述闩锁控制器还被配置成响应于检测到完成的闩锁操作而将所述第一备用能量源与所述至少一个致动组断开连接。
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