电子控制车门的制作方法

本发明涉及一种用于机动车辆的电子控制车门锁，所述电子控制车门包括电子控制车门锁和电动机，所述电子控制车门锁被配置用于在至少两种不同的操作条件下运行，所述至少两种不同的操作条件包括正常操作条件和碰撞操作条件，所述电动机被配置用于在所述正常操作条件下基于主电源电压致动所述电子控制车门锁并在所述碰撞操作条件下基于备用电源电压致动所述电子控制车门锁。本发明还涉及一种包括电子控制车门和主电源的机动车辆。本发明还进一步涉及一种用于操作电子控制车门的方法，所述电子控制车门包括机动车辆的电子控制车门锁和电动机，所述电子控制车门锁被配置用于在至少两种不同的操作条件下运行，所述至少两种不同的操作条件包括正常操作条件和碰撞操作条件，所述电动机被配置用于在所述正常操作条件下基于主电源电压致动所述电子控制车门锁并在所述碰撞操作条件下基于备用电源电压致动所述电子控制车门锁。

背景技术：

1、多种汽车系统需要在车辆中设置备用能源，以便在车辆的主电源发生故障或中断时，提供电能来替代该主电源或对该主电源进行辅助。这种备用电源在正常运行期间通常由车辆的主电源保持在充电状态，以便一旦需要即可随时使用，例如在车辆发生事故或碰撞时。

2、电子控制车门锁通常具有不同的操作条件或模式，例如正常操作条件和碰撞操作条件。碰撞操作条件非常关键，因假定车辆的主电源不再可用。因此，要求电子控制车门锁在碰撞操作条件下运行一段时间，通常为数天。在所述碰撞操作条件下，电流消耗和能量管理变得非常关键。

3、电子控制车门通常具有内部储能单元，例如超级电容器。如果始终满载运行，所述内部储能单元的能量通常仅能维持数小时，这往往不足以满足所需的数天运行时间。

技术实现思路

1、因此，本发明的目的在于提供一种能够在碰撞操作条件下运行一段时间（例如数天）的电子控制车门。

2、本发明的目的通过独立权利要求的特征实现。优选实施方案在从属权利要求中详述。

3、因此，该目的通过一种用于机动车辆的电子控制车门锁实现，所述电子控制车门包括：电子控制车门锁，所述电子控制车门锁被配置用于在至少三种不同的操作条件下运行，所述至少三种不同的操作条件包括正常操作条件、休眠操作条件和碰撞操作条件；

4、系统基础芯片，所述系统基础芯片被配置用于在所述正常操作条件下从机动车辆的主电源接收主电源电压，并在所述碰撞操作条件下接收备用电源电压；

5、电动机，所述电动机被配置用于在所述正常操作条件下基于所述主电源电压致动所述电子控制车门锁并在所述碰撞操作条件下基于所述备用电源电压致动所述电子控制车门锁；以及

6、电子控制单元，所述电子控制单元被配置用于：在由所述系统基础芯片触发时，在所述休眠操作条件下进入休眠状态，并在所述正常操作条件和所述碰撞操作条件下被唤醒；以及在所述正常操作条件和所述碰撞操作条件下控制所述电动机，其中，

7、所述系统基础芯片包括供电线路，所述供电线路被配置用于连接至位于所述电子控制单元外部的电子装置。

8、所提出的解决方案的一个关键点在于采用一种休眠策略，在该策略中至少电子控制单元进入低功耗状态，同时仅监测少数唤醒源（例如系统基础芯片），以便被唤醒而执行所需操作。因此，通过使用系统基础芯片，与不具有这种系统基础芯片的电子控制车门相比，该电子控制车门的总体功耗显著降低。在休眠条件下，该电子控制单元优选几乎完全关断，这意味着仅用于唤醒电子控制单元的功能仍在运行，从而大幅降低电子控制单元的总体功耗。

9、该系统基础芯片优选设置为集成电路，该集成电路在单个裸片上集成汽车电子控制单元（ecu）的各种功能。系统基础芯片可以包括诸如电压调节器、监控功能、复位发生器、看门狗功能、总线接口（例如本地互连网络（lin）、can总线或其他总线）、唤醒逻辑和/或电源开关等嵌入式功能。电子控制单元优选被配置为响应于从系统基础芯片接收到的、基于相应操作条件（例如休眠操作条件、正常操作条件或碰撞操作条件）的触发信号而进入不同的操作状态，例如进入休眠状态或唤醒状态。

10、碰撞操作条件或故障操作条件发生在车辆的主电源失效时，或者主电源与由电子控制车门操作的车辆车门之间的电气连接中断或断开时，例如在车辆发生事故或碰撞的情况下。与之相反，正常操作条件或常规操作条件应理解为在其中由主电源提供用于操作电动机的电能的模式。

11、该主电源优选被设置为机动车辆的电池，例如提供12 v或24 v直流电。在正常操作条件下，主电源可以为下文描述的、提供备用电源电压的超级电容器组充电。在这方面，机动车辆、电子控制车门和/或电子控制车门锁可以包括充电模块，尤其是可由控制装置控制的充电模块，以便只要能够从主电源电压获得电力，就基于主电源电压对超级电容器组进行再充电。电动机优选被配置用于致动电子控制车门锁和/或电子控制车门，以锁定和解锁机动车辆的电子控制车门。

12、更一般地，表述“电子控制车门锁”应理解为一种装置，用于在打开位置与关闭位置之间锁定可移动元件，从而打开和关闭通向机动车辆内部舱室的通道，除了机动车辆的侧门之外，该装置例如还包括行李厢、后舱门、发动机罩盖或其他封闭舱室、车窗升降器和天窗。所提出的电子控制车门能够符合安保和安全法规，这些法规例如要求即使在车辆的主电源发生故障时，或者在主电源与车辆车门之间的电气连接中断或断开时，也能够打开车辆车门。这种情况例如可能在车辆发生事故或碰撞时发生。

13、所述车辆可以是电动车辆。电子控制车门锁可以包括由金属、塑料或其组合制成的壳体。下文描述的超级电容器组、电动机、系统基础芯片和/或电子控制单元优选设置在该壳体内。替代地或附加地，电子控制车门可以包括车门壳体，该车门壳体容纳下文描述的超级电容器组、电动机、系统基础芯片和/或电子控制单元。

14、电子控制车门可以包括四象限控制器，控制单元被配置为向该四象限控制器施加脉宽调制信号以操作电动机。对该四象限控制器进行脉宽调制优选意味着基于脉宽调制信号切换该四象限控制器。脉宽调制（pwm）或脉冲持续时间调制（pdm）通常被理解为通过将电信号有效地分割成离散的部分来降低电信号所输送的平均功率的方法。特别地，可以通过接通和关断备用电源电压和/或主电源电压，基于这种pwm信号操作电动机。通过改变pwm信号的脉冲宽度，可以控制电动机的速度。

15、四象限控制器可以设置为h桥和/或包括构造为mosfet的开关。通常，h桥是切换施加至负载的电压的极性的电子电路；在此，主电源电压和/或备用电源电压为所施加的电压，电动机为负载。借助这种h桥，电动机可以正向或反向运行，例如用于锁定或解锁机动车辆的车门。该名称源自其常见的电路原理图表示形式，其中四个开关被配置为字母“h”的支路，并且负载（即电动机）作为横杆连接。固态h桥通常使用相反极性的开关构成，例如连接至主电源的pnp双极结型晶体管或p沟道mosfet以及接地的n沟道mosfet。替代地，两侧均可以使用p沟道或n沟道mosfet。

16、控制单元可以设置为微处理器、微控制器或类似的计算模块，并被配置为控制电动机的运行，尤其是经由四象限控制器进行控制，并且尤其还基于主电压和/或备用电源电压的值进行控制。此外，该控制单元还可以被配置用于连接至机动车辆的其他控制器，例如机动车辆的控制装置。

17、控制单元和/或系统基础芯片还可以被配置用于判定主电压的值是否下降到预定阈值以下，从而判定为正在发生碰撞操作条件。在这方面，电子控制单元可以包括耦接至计算模块的嵌入式存储器，例如非易失性随机存取存储器，该嵌入式存储器存储适当的程序和计算机指令，例如固件形式的程序和计算机指令。替代地，控制单元可以包括由分立的部件构成的逻辑电路，以执行计算模块和存储器的功能。

18、供电线路优选连接至电子装置，该电子装置优选布置在电子控制单元外部。换言之，该电子装置不是电子控制单元的一部分，和/或与电子控制单元分开布置。术语“供电线路”可以理解为系统基础芯片向电子装置提供电力和/或从电子装置接收电力，例如电源信号。

19、根据一种优选实施方案，电子控制车门包括位于电子控制单元外部的电子装置。因此，该电子装置是电子控制车门的一部分。优选地，该电子装置是电子控制车门锁的一部分。在这方面，“一部分”例如是指位于电子控制车门或相应的电子控制车门锁的相应壳体内。

20、在另一种优选实施方案中，电子装置设置为传感器和/或把手，尤其是门把手，优选为所述电子控制车门的门把手。这样，由传感器和/或把手产生的信号可以由该电子装置处理，和/或该电子装置可以向传感器和/或把手提供电力。

21、根据一种优选实施方案，系统基础芯片包括被配置用于接收主电源电压和备用电源电压的低压差（ldo）稳压器、被配置用于接收唤醒信号的唤醒管理器以及被配置用于与机动车辆通信的总线收发器。该低压差稳压器优选设置为直流线性电压调节器，即使电源电压（即主电源电压或辅助电源电压）非常接近输出电压，该低压差稳压器也能够调节输出电压。ldo可以包括功率fet和差分放大器。唤醒管理器优选被配置用于处理与唤醒电子控制单元和/或使电子控制单元进入休眠状态相关的唤醒信号。总线收发器优选被配置用于与本地互连网络（lin）、can总线或其他网络交换信息。

22、在另一种优选实施方案中，系统基础芯片被配置为在休眠操作条件下关断ldo稳压器和/或总线收发器。通过关断ldo稳压器和/或总线收发器，可以在休眠操作条件下最大限度地降低电子控制车门的功耗。在这种情况下，仅唤醒管理器不被关断，以监听是否出现唤醒条件，从而以这种方式唤醒系统基础芯片，并优选随后唤醒电子控制单元。

23、根据又一优选实施方案，系统基础芯片包括低压差（ldo）稳压器和/或唤醒管理器，该唤醒管理器被配置用于响应于唤醒信号而唤醒电子控制单元。在另一种优选实施方案中，该电子控制单元被配置用于处理与唤醒信号相关联的唤醒请求。因此，当接收到唤醒信号时，系统基础芯片、ldo稳压器和/或唤醒管理器可以充当“缓冲器”，以便随后指示一旦被唤醒的电子控制单元处理与该唤醒信号相关联的唤醒请求。

24、根据又一优选实施方案，系统基础芯片被配置为响应于i/o状态信号变化、总线跳变/总线状态变化和/或从正常操作条件到碰撞操作条件的变化而唤醒电子控制单元。该总线跳变可以由总线收发器接收到的信号而触发。

25、在另一种优选实施方案中，电子控制车门包括超级电容器组，该超级电容器组被配置为在正常操作条件下储存能量，并在碰撞操作条件下提供备用电源电压。根据又一优选实施方案，该超级电容器组至少包括第一超级电容器单元，优选至少包括彼此连接的第一超级电容器单元和第二超级电容器单元，以共同提供备用电源电压。

26、超级电容器单元（也称为超级电容器、supercap、sc或超电容器）通常是高容量电容器，其电容值远高于其他电容器但具有较低的电压限值，这种高容量电容器填补了电解电容器与可充电电池之间的空白。该超级电容器通常每单位体积或质量储存比电解电容器多10至100倍的能量，能够比电池更快地接收和释放电荷，并且能够比可充电电池承受多得多的充放电循环。

27、超级电容器单元在充满电时例如具有2.45 v的电压。因此，如果第一超级电容器单元和第二超级电容器单元彼此连接，则共同提供的备用电源电压等于4.9 v。优选地，至少两个、两个、三个或四个超级电容器单元串联连接而形成超级电容器组。

28、所述目的还通过一种包括如前所述的电子控制车门和所述主电源的机动车辆实现，其中，所述主电源连接至所述系统基础芯片。因此，在所述正常操作条件下，所述主电源为所述系统基础芯片和/或所述电动机供电，例如，以使所述电动机致动从而锁定和解锁机动车辆的车门。

29、所述目的还进一步通过一种用于操作电子控制车门的方法实现，所述电子控制车门包括：机动车辆的电子控制车门锁，所述电子控制车门锁被配置用于在至少三种不同的操作条件下运行，所述至少三种不同的操作条件包括正常操作条件、休眠操作条件和碰撞操作条件；

30、系统基础芯片，所述系统基础芯片被配置用于在所述正常操作条件下从机动车辆的主电源接收主电源电压，并在所述碰撞操作条件下接收备用电源电压，其中，所述系统基础芯片包括供电线路，所述供电线路被配置用于连接至位于电子控制单元外部的电子装置；以及

31、电动机，所述电动机被配置用于在所述正常操作条件下基于所述主电源电压致动所述电子控制车门锁并在所述碰撞操作条件下基于所述备用电源电压致动所述电子控制车门锁；并且所述方法包括以下步骤：

32、所述系统基础芯片触发电子控制单元，使所述电子控制单元在所述休眠操作条件下进入休眠状态，并在所述正常操作条件和所述碰撞操作条件下被唤醒，其中，所述电子控制单元被配置用于在所述正常操作条件和所述碰撞操作条件下控制所述电动机。

33、本领域技术人员可以根据上述电子控制车门得出用于操作电子控制车门的所述方法的更多实施方案和优点。