[发明专利]用于在受控构件移动时唤醒电子控制单元的系统

说明书

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。

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。