專利名稱：用于模擬控制定向電動機和其它負載的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大致的目的是提供控制系統(tǒng)，更具體的是提供一種用于模擬控制定向電動機和其它負載的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
許多的設(shè)備使用定向電動機和其它負載來給該設(shè)備的使用者提供便利的特性或功能。定向電動機和其它負載通常由諸如按鈕或者開關(guān)之類的輸入設(shè)備控制。
例如，定向電動機通常允許使用者打開和關(guān)閉機動車的窗戶并且鎖住或解鎖機動車的門。這些特性通常被稱作為“自動開閉式車窗”和“自動門鎖”。定向電動機還可以支持“快速”打開或關(guān)閉的特性，用戶不需要連續(xù)按壓按鈕或開關(guān)即可完全打開或關(guān)閉窗戶。定向電動機還可以用來調(diào)節(jié)車輛中的駕駛員或乘客的座位，或者可以在車輛的擋風(fēng)玻璃上來回移動風(fēng)檔刮水器。此外，定位電動機還可以用來調(diào)節(jié)位于車輛的門上的側(cè)后視鏡、打開和關(guān)閉滑動式車門，以及打開和關(guān)閉遮陽篷頂。
定向電動機和其它負載也可以用于汽車工業(yè)以外的場合。例如，定向電動機和其它負載可以與住宅門鎖以及家用自動化系統(tǒng)一起使用。另一個例子是，定向電動機和其它負載可以用于工業(yè)控制，例如旋轉(zhuǎn)致動器、滯后和滑動傳動裝置、螺線管、閥門和電動機。

發(fā)明內(nèi)容
本申請公開的內(nèi)容提供一種用于模擬控制定向電動機和其它負載的系統(tǒng)和方法。
在第一實施例中，定向負載驅(qū)動器包括能識別與狀態(tài)編碼輸入信號相關(guān)的功能的控制器。定向負載驅(qū)動器還包括能夠產(chǎn)生多個輸出信號并且提供該輸出信號給定向負載的多個晶體管。定向負載能沿多個方向運行。輸出信號使得定向負載沿其中一個方向運行以實現(xiàn)所識別的功能。
在特殊的實施例中，定向負載包括車輛中的定向電動機，并且定向電動機能在多個方向旋轉(zhuǎn)。而且，所識別的功能還包括以下功能之一打開一個或多個窗戶，關(guān)閉一個或多個窗戶，快速打開或關(guān)閉一個或多個窗戶，快速關(guān)閉一個或多個窗戶，解鎖一個或多個門鎖，鎖住一個或多個門鎖，移動一個或多個座位，移動一個或多個風(fēng)檔刮水器，調(diào)節(jié)一個或多個后視鏡，打開一個或多個門，關(guān)閉一個或多個門，打開一個或多個遮陽篷頂，以及關(guān)閉一個或多個遮陽篷頂。
在第二實施例中，系統(tǒng)包括能夠沿多個方向運行從而實現(xiàn)多個功能的定向負載。該系統(tǒng)還包括能產(chǎn)生識別其中一個功能的狀態(tài)編碼輸入信號的輸入信號發(fā)生器。此外，該系統(tǒng)還包括能識別與狀態(tài)編碼輸入信號相關(guān)的功能、能產(chǎn)生多個輸出信號，并且能將輸出信號提供給定向負載的定向負載驅(qū)動器。輸出信號使得定向負載沿其中一個方向運行，從而實現(xiàn)被識別的功能。
在第三實施例中，方法包括接收狀態(tài)編碼輸入信號，該狀態(tài)編碼輸入信號識別與單條線上的定向負載相關(guān)的功能。定向負載能夠沿多個方向運行。該方法還包括產(chǎn)生多個與該功能相關(guān)的輸出信號。另外，該方法還包括將輸出信號提供給定向負載。輸出信號使得定向負載沿其中一個方向運行從而實現(xiàn)該功能。
根據(jù)以下的附圖、描述以及權(quán)利要求，其它技術(shù)特征對于本領(lǐng)域的一個普通技術(shù)人員是非常明顯的。


為了更加清楚的理解本發(fā)明及其特征，現(xiàn)在將參考相應(yīng)的附圖作以下描述，其中圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的具有用于模擬控制一個或多個定向負載的示例性車輛；圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的用于定向負載的第一示例性定向驅(qū)動器；圖3和圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的、用于模擬控制定向負載的系統(tǒng)的圖2中的定向驅(qū)動器的示例；圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的用于定向負載的第二示例性定向驅(qū)動器；圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的、用于模擬控制定向負載的系統(tǒng)的圖5中的定向驅(qū)動器的示例；圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的用于定向負載的第三示例性定向驅(qū)動器；圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的、用于模擬控制定向負載的系統(tǒng)的圖7中的定向驅(qū)動器的示例；圖9示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的用于多個定向負載的第四示例性定向驅(qū)動器；圖10示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的、用于模擬控制多個定向負載的系統(tǒng)的圖9中的定向驅(qū)動器的示例；以及圖11示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的、用于模擬控制一個或多個定向負載的方法示例。
具體實施例方式
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的、具有用于模擬控制一個或多個定向負載的系統(tǒng)102的示例性車輛100。圖1中所示出的車輛100和系統(tǒng)102僅僅用作說明。車輛100和系統(tǒng)102可用于不脫離本發(fā)明的范圍的其它實施例。
在這個例子中，車輛100包括由一個或多個定向負載控制的一個或多個元件。例如，車輛100可以包括可以利用一個或多個定向電動機打開和關(guān)閉的一個或多個窗戶104。打開和關(guān)閉窗戶104的定向電動機也可以支持“快速”打開或關(guān)閉的特性。車輛100也可以包括利用一個或多個定向電動機鎖住或解鎖的一個或多個門鎖106。車輛100可以包括利用一個或多個定向電動機控制的任意其它或者附加的元件，例如駕駛員或乘客的座位、風(fēng)檔刮水器、側(cè)后視鏡、滑動車門以及遮陽篷頂。
圖1的虛線內(nèi)的元件表示實現(xiàn)用于模擬控制車輛100中的一個或多個定向負載的系統(tǒng)102的示例性元件。在這個例子中，車輛100包括至少一個定向電動機108。該定向電動機108表示能夠旋轉(zhuǎn)或者沿多個方向運行的任意合適的電動機或其它負載。例如，定向電動機108可以表示能以順時針方向和逆時針方向旋轉(zhuǎn)的電動機。旋轉(zhuǎn)或運行的不同方向可以與車輛100中的不同的功能相關(guān)。例如，一個運行方向可以使窗戶104打開，而另一個運行方向可以使窗戶104關(guān)閉。另一個例子是，一個運行方向可以使門鎖106上升(解鎖)，而另一個運行方向可以使門鎖106下降(鎖住)。雖然車輛100在整個文件被描述為包括一個或多個定向電動機108，但是車輛100也可以包括和/或系統(tǒng)102能夠控制任意其它的或者附加的定向負載，例如螺線管或者線性致動器。而且，雖然定向電動機108被描述為以不同方向旋轉(zhuǎn)，但是其它定向負載也可以以不同的方式運行，例如往復(fù)線性移動。在這個文件中，短語“定向負載”指的是能以多個方向運行的任意的負載。
定向驅(qū)動器110連接到定向電動機108。在這個文件中，術(shù)語“連接”和它的派生詞指的是在兩個或多個元件之間任意的直接或間接連通，無論那些元件是否相互物理接觸。定向驅(qū)動器110控制定向電動機108的運行。例如，定向驅(qū)動器110可以接收識別定向電動機108的預(yù)期操作的輸入信號112。定向驅(qū)動器110然后可以產(chǎn)生控制定向電動機108的輸出信號114，使得定向電動機108提供預(yù)期操作。作為一個特殊的例子，定向驅(qū)動器110可以輸出兩個輸出信號114。一個輸出信號114可以表示正電壓信號，并且另一個輸出信號114可以表示接地。通過切換正電壓輸出信號114和接地輸出信號114，定向驅(qū)動器110可以控制定向電動機108的旋轉(zhuǎn)或運行方向。定向驅(qū)動器110可以產(chǎn)生用于定向電動機108的任意合適數(shù)量的輸出信號114并且以任意合適的方式來控制定向電動機108。
由定向驅(qū)動器110接收的輸入信號112識別將由定向電動機108實現(xiàn)的功能。定向驅(qū)動器110使用輸入信號112來確定產(chǎn)生哪一個輸出信號114。例如，如果輸入信號112表示使用者希望打開窗戶104，那么定向驅(qū)動器110會產(chǎn)生使得定向電動機108沿一個方向旋轉(zhuǎn)的輸出信號114。如果輸入信號112表示使用者希望關(guān)閉窗戶104，那么定向驅(qū)動器110會產(chǎn)生使得定向電動機106以另一個方向旋轉(zhuǎn)的輸出信號114。
在一些實施例中，輸入信號112表示模擬電壓信號，盡管可以使用模擬電流或其它信號。在特殊實施例中，輸入信號112表示在單條線或?qū)Ь€上接收到的單個模擬電壓信號。在這些實施例中，輸入信號112的電壓電平可以識別具體的功能，并且不同的電壓電平可以識別不同的功能。通過這種方式，模擬信號可以具有被分成子區(qū)間的運行范圍，其中每一個子區(qū)間都對應(yīng)不同的指令或動作。結(jié)果是，可以認為輸入信號112表示狀態(tài)編碼輸入信號或者電壓信號，其中狀態(tài)表示可以被請求的功能。在另一個實施例中，定向驅(qū)動器110可以接收多個輸入信號112。在這個文件中，“狀態(tài)編碼”信號指的是具有多個電平的信號(電壓、電流等等)，其中不同的指令或動作與至少一些電平有關(guān)。
定向驅(qū)動器110包括任意的硬件、軟件、固件或者它們的組合，以用于控制一個或多個定向電動機108的運行。以下將對圖2至圖10示出了定向驅(qū)動器110的示例性實施例進行描述。
輸入信號發(fā)生器116連接到定向驅(qū)動器110。輸入信號發(fā)生器116產(chǎn)生由定向驅(qū)動器110接收的輸入信號112。輸入信號發(fā)生器116表示輸入信號112的任意合適的源。例如，輸入信號發(fā)生器116可以表示能夠由使用者操作的一個或多個輸入設(shè)備，例如按鈕或開關(guān)。輸入信號發(fā)生器116也可以表示車輛100中的電子元件，例如能夠控制車輛100的運行的微控制器或者微處理器。輸入信號發(fā)生器116可以表示輸入信號112的任意其它的或者附加的源。在一些實施例中，輸入信號發(fā)生器116能提供單一狀態(tài)編碼模擬電壓信號給定向驅(qū)動器110作為輸入信號112。
電源118連接到定向驅(qū)動器110。電源118為定向驅(qū)動器110提供電源電壓120，該電源電壓120為定向驅(qū)動器110提供電能。定向驅(qū)動器110使用電源電壓120來啟動和控制定向電動機108。電源118表示任意合適的電源，例如電池。
盡管圖1示出了具有用于模擬控制一個或多個定向負載的系統(tǒng)102的車輛100的一個例子，但是可以對圖1作出各種改變。例如，車輛100可以包括任意數(shù)量的定向電動機108、定向驅(qū)動器110、輸入信號發(fā)生器116以及電源118。而且，定向電動機108可以用來控制窗戶104、門鎖106、或者車輛100的任意其它的或者附加的元件。進而，每個定向驅(qū)動器100都可以控制一個或者多個定向電動機108。除此以外，系統(tǒng)102可以根據(jù)特定的需要包括任意其它的或者附加的元件。此外，系統(tǒng)102可以用于任何運行環(huán)境，其中包括例如住宅和工業(yè)系統(tǒng)的非汽車用環(huán)境。
圖2示出了根據(jù)本發(fā)明公開的一個實施例的、用于定向負載的定向驅(qū)動器110的第一示例。圖2中所示出的定向驅(qū)動器110的實施例僅僅用于說明。不脫離本發(fā)明公開內(nèi)容的范圍，可以使用定向驅(qū)動器110的其它實施例。
在這個例子中，定向驅(qū)動器110在引腳IN處接收輸入信號112。輸入信號112表示單一狀態(tài)編碼電壓信號。輸入信號112由輸入采樣電路(SMPL)202采樣。輸入采樣電路202接收輸入信號112、采樣或測量信號112的電壓，并且保持采樣的電壓以用于輸出。輸入采樣電路202表示用于采樣、調(diào)節(jié)或者濾波輸入信號并且輸出控制信號的任意結(jié)構(gòu)，例如鎖存器或者濾波器。
參考單元204產(chǎn)生用于定向驅(qū)動器110中的多個參考電壓R1-R5。參考單元204表示用于產(chǎn)生多個參考電壓的任意機構(gòu)。例如，參考單元204可以表示一個或多個分壓器。
五個比較器206a-206e接收由輸入采樣電路202提供的采樣的輸入電壓以及由參考單元204提供的參考電壓。每個比較器206a-206e都比較采樣的輸入電壓和其中一個參考電壓。比較器206a-206e然后輸出識別比較器的比較結(jié)果的信號。例如，如果采樣的輸入電壓小于接收到的參考電壓，則每個比較器206a-206e都可以輸出邏輯值0，如果采樣的輸入電壓超過接收到的參考電壓，則每個比較器206a-206e都可以輸出邏輯值1。每個比較器206a-206e都包括用于比較電壓的任意結(jié)構(gòu)。
控制器208控制定向驅(qū)動器110的運行，并且使得定向驅(qū)動器110產(chǎn)生輸出信號114，該輸出信號控制定向電動機108的運行。例如，在一些實施例中，輸入信號112表示單一狀態(tài)編碼電壓，并且不同的電壓范圍與不同的功能或指令相關(guān)。例如，如果輸入信號112的電壓下降到第一電壓范圍內(nèi)，控制器208則可以使得定向電動機108打開車窗104。如果輸入信號112的電壓下降到第二電壓范圍內(nèi)，控制器208則可以使得定向電動機108關(guān)閉車窗104。如果輸入信號112的電壓下降到第三電壓范圍內(nèi)，控制器208則可以使得定向電動機108快速打開車窗104。在這個實施例中，參考電壓R1-R5限定了四個電壓范圍，盡管可以在定向驅(qū)動器110內(nèi)限定并使用任意合適數(shù)量的電壓范圍。
比較器206a-206e的輸出識別輸入信號112的電流采樣值下降的電壓范圍。例如，比較器206a的輸出表示采樣的輸入電壓是否超過第一電壓范圍的較低的閾值(1L)。比較器206b的輸出表示采樣的輸入電壓是否超過第一電壓范圍的較高的閾值(1H)和/或第二電壓范圍的較低的閾值(2L)。
利用比較器206a-206e的輸出，控制器208識別采樣的輸入電壓下降的電壓范圍。例如，控制器208可以分析比較器206a-206e的輸出，從而識別采樣的輸入電壓超過較低的閾值但不超過較高的閾值的電壓范圍?？刂破?08然后控制定向驅(qū)動器110中的其它元件的運行，從而產(chǎn)生合適的輸出信號114來實現(xiàn)與識別的電壓范圍相關(guān)的功能。例如，控制器208可以根據(jù)識別到的電壓范圍使得定向驅(qū)動器110產(chǎn)生輸出信號114來打開、關(guān)閉或快速打開車輛100中的窗戶104。控制器208包括用于控制輸出信號的產(chǎn)生的任意的硬件、軟件、固件或者它們的組合，該輸出信號控制定向電動機。
輸出信號114由四個開關(guān)晶體管210a-210d產(chǎn)生。每個開關(guān)晶體管210a-210d都連接到引腳Vcc處的電源電壓212或者連接到引腳GND處的接地端214。每個開關(guān)晶體管210a-210d都能夠在導(dǎo)通狀態(tài)(連接它的源極和漏極)或者非導(dǎo)通狀態(tài)下運行。如圖2所示，兩個晶體管210a-210b用來產(chǎn)生在引腳OUT1處的第一輸出信號114，并且兩個晶體管210c-210d用來產(chǎn)生在引腳OUT2處的第二輸出信號114。
在這個實施例中，控制器208使得兩個晶體管210a-210b提供電源電壓212或者接地電壓214作為第一輸出信號114。例如，控制器208可以使晶體管210a處于導(dǎo)通狀態(tài)并且使晶體管210b處于非導(dǎo)通狀態(tài)，從而提供電源電壓212作為第一輸出信號114。類似的，控制器208可以使晶體管210a處于非導(dǎo)通狀態(tài)并且使晶體管210b處于導(dǎo)通狀態(tài)，從而提供地電壓214作為第一輸出信號114。類似的方法可以用來產(chǎn)生第二輸出信號114。通過這種方法，定向驅(qū)動器110可以通過輸出電源電壓212作為一個輸出以及地電壓214作為另一個的輸出使得定向電動機沿一個方向運行。定向驅(qū)動器110可以通過交換輸出使得定向電動機沿其它方向運行。每個開關(guān)晶體管210a-210d都表示任意合適的晶體管或者晶體管的組合，例如n通道金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(“MOSFET”)。
如圖2所示，四個二極管216a-216d用來限制或防止在開關(guān)晶體管210a-210d的源極和漏極之間產(chǎn)生不期望的電流。每個二極管216a-216d都表示任意合適類型和任意數(shù)量的二極管。
利用電荷泵218使得開關(guān)晶體管210a-210d處于合適的導(dǎo)通和非導(dǎo)通狀態(tài)。電荷泵218連接到開關(guān)晶體管210a-210d的柵極并連接到控制器208。電荷泵218提供合適的電壓給開關(guān)晶體管210a-210d的柵極，從而控制開關(guān)晶體管210a-210d在導(dǎo)通和非導(dǎo)通狀態(tài)之間切換。電荷泵218在控制器208的控制下運行。例如，控制器208可以使得電荷泵218將晶體管210a-210c之一設(shè)置為導(dǎo)通狀態(tài)，并且將晶體管210b-210d之一設(shè)置為導(dǎo)通狀態(tài)。電荷泵218包括能夠為多個開關(guān)晶體管的柵極提供控制電壓的任意結(jié)構(gòu)。
定向驅(qū)動器110還包括幫助保護定向驅(qū)動器110處于它的運行環(huán)境中的各種元件。例如，逆功率保護器219可以幫助減小或防止由反向安裝電池或者其它提供電源電壓212的電源而對定向驅(qū)動器110產(chǎn)生的損害。過壓保護器220可以幫助減小或防止由過電源212產(chǎn)生的對定向驅(qū)動器110的損害。在這個例子中，逆功率保護器219和過電壓保護器220在電源電壓212上串聯(lián)運行。過電壓保護器220然后提供電壓給參考單元204、比較器206a-206e、控制器208以及欠壓傳感器222，從而保護這些元件不受到過電源電壓212的損害。逆功率保護器219表示能夠減輕由反向安裝電源所產(chǎn)生的損害的任意結(jié)構(gòu)。過電壓保護器220表示能夠減輕由過電源電壓所產(chǎn)生的損害的任意結(jié)構(gòu)。
欠壓傳感器222用于檢測小于計算閾值的電源電壓212。為了保護較低的電源電壓212不受到可能的損害，欠壓傳感器222檢測這個條件并用信號通知控制器208?？刂破?08然后可以進行任意合適的動作，例如進入減小定向驅(qū)動器110的運行的保護狀態(tài)。欠壓傳感器222表示能夠檢測欠壓狀態(tài)的任意結(jié)構(gòu)。
兩個短路/斷開傳感器224a-224b保護定向驅(qū)動器110不短路并且不與輸出引腳OUT1和OUT2斷開。例如，由于短路，一個或多個的引腳OUT1和OUT2可以直接連接到接地端，而短路/斷開傳感器224a-224b可以檢測這個狀態(tài)。引腳OUT1和OUT2中的一個或多個也可能未與定向電動機108連接，并且短路/斷開傳感器224a-224b也可以檢測這個狀態(tài)。
溫度傳感器226保護定向驅(qū)動器110免受過高的溫度。例如，溫度傳感器226可以測量定向驅(qū)動器110的溫度，并且將這個溫度報告給控制器208。如果溫度超過閾值，控制器208則可以進行任意合適的動作，例如進入保護狀態(tài)。溫度傳感器226表示能夠測量溫度的任意結(jié)構(gòu)。
定向驅(qū)動器110還包括電流傳感器228和限流器230。電流傳感器228測量通過輸出引腳OUT1和OUT2提供的電流的大小。如果電流的大小超過閾值，控制器208則可以進行任意合適的動作，例如進入保護狀態(tài)。電流傳感器228表示能夠測量電流的任意結(jié)構(gòu)。
限流器230能夠限制通過輸出引腳OUT1和OUT2的電流的大小。例如，定向驅(qū)動器110可以和大量的不同定向電動機配合使用，而不同的定向電動機會需要不同大小的電流。限流器230識別特殊應(yīng)用中所需要的電流的最大值，并且通知控制器208。在特定實施例中，電阻可以通過引腳LIM連接到限流器230，或者限流器230可以直接連接到地。如果連接到地，那么限流器230可以允許從定向驅(qū)動器110引出最大電流。如果連接到電阻器，那么從定向驅(qū)動器110引出的電流的大小與電阻有關(guān)，其中較大的電阻引起較小量的電流，而較小的電阻引起較大的電流。限流器230表示能夠識別提供給定向電動機的電流最大值的任意結(jié)構(gòu)。
如圖2所示，電源濾波器可以通過引腳CFLT連接到定向驅(qū)動器110。電源濾波器可以幫助減小或消除電源電壓212的變化。例如，電源濾波器可以包括當(dāng)電源電壓212暫時下降時能夠提供附加的電壓的一個或多個電容器。
電壓通過引腳VREF提供給定向驅(qū)動器110。在引腳VREF處接收到的電壓調(diào)節(jié)輸入信號112如何由定向驅(qū)動器110解碼。例如，如果在引腳VREF處沒有提供電壓，或者引腳VREF處的電壓被拉得很高，那么定向驅(qū)動器110可以假設(shè)在引腳VREF處接收到電源電壓未調(diào)節(jié)。例如，當(dāng)定向驅(qū)動器110的引腳VCC連接到電池或者其它未調(diào)節(jié)的電源時會發(fā)生這種情況。如果引腳VREF連接到接地端，那么定向驅(qū)動器110可以假設(shè)引腳VCC處接收到電源電壓是被調(diào)節(jié)的電壓，例如+5V。
引腳VREF處的電壓被提供給控制器208，該控制器208確定定向驅(qū)動器110將以調(diào)節(jié)模式還是未調(diào)節(jié)模式運行。如果使用未調(diào)節(jié)模式，則控制器208使得參考單元204基于引腳VCC處接收到的實際電源電壓來換算參考電壓R1-R5。例如，引腳VCC處的電源電壓的最大值可以為16V，并且參考單元204可以根據(jù)等于實際接收到的電壓與16V的比值的系數(shù)來換算參考電壓R1-R5。如果接收到的電壓為14V，那么參考單元204可以根據(jù)系數(shù)0.875(14V/16V)來換算參考電壓R1-R5。如果接收到的電壓為8V，那么參考單元204可以根據(jù)系數(shù)0.5(8V/16V)來換算參考電壓R1-R5。通過這種方式，控制器208和參考單元204可以隨著未調(diào)節(jié)電壓電源接收到的電源電壓的改變來調(diào)節(jié)定向驅(qū)動器110的運行。
圖3和圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的、用于模擬控制定向負載的系統(tǒng)102中的圖2的定向驅(qū)動器110的示例。圖3和圖4所示出的示例僅僅是用來說明的。不脫離本發(fā)明公開內(nèi)容的范圍，圖2的定向驅(qū)動器110可以用于其它系統(tǒng)。
在圖3中，定向驅(qū)動器110連接到輸入信號發(fā)生器116，該輸入信號發(fā)生器包括開關(guān)302和多個電阻器304。開關(guān)302是具有可由使用者例如車輛100的駕駛員選擇的多個設(shè)置的輸入設(shè)備。在這個例子中，開關(guān)302具有三種設(shè)置，分別對應(yīng)于用于車輛100中的窗戶104的“上”、“下”和“快速向下”(EXD)功能。開關(guān)302表示具有可由使用者選擇多個設(shè)置的任意結(jié)構(gòu)。
開關(guān)302的每個設(shè)置都與不同的電阻器304相關(guān)。電阻器304可以具有相互不同的電阻值。當(dāng)使用者操作開關(guān)302時，其中一個電阻器304連接定向驅(qū)動器110的引腳IN并在該引腳IN處產(chǎn)生電壓。電阻器304的不同電阻值在定向驅(qū)動器110的引腳IN處產(chǎn)生不同電壓。通過這種方式，不同的功能可以與不同的電阻器304相關(guān)，可以利用電阻器304產(chǎn)生不同的電壓，并且定向驅(qū)動器110可以利用電壓來識別由使用者選擇的不同功能。每個電阻器304都可以具有任意合適的電阻值。
開關(guān)302和引腳IN連接到電容器306。引腳OUT1和OUT2分別連接到電容器308和310。電源118連接到電容器312。引腳CFLT連接到電容器314-316。電容器306-316可以具有任意合適的電容值。例如，電容器306-314的每一個都可以具有0.1μF的電容值，并且電容器316可以具有47μF的電容值。
如圖3所示，引腳LIM連接到電阻器318。電阻器318可選地連接到引腳LIM并且根據(jù)將提供給定向電動機108的電流可以具有任意合適的值。如果沒有電阻器318連接到引腳LIM，那么引腳LIM直接連接到接地端，并且定向電動機110可以提供最大量的電流給定向電動機108。
圖4中所示的定向驅(qū)動器110的實現(xiàn)方式與圖3中所示的定向驅(qū)動器110的實現(xiàn)方式類似。在圖4所示的實現(xiàn)方式中，電源118通過晶體管402和二極管404連接到引腳VCC。晶體管402可以表示任意合適的晶體管或者晶體管的組合，例如p溝道MOSFET。二極管404減少或防止從定向驅(qū)動器110流到電源118的不期望的電流。二極管404表示任意合適類型和數(shù)量的二極管。在這個實施例中，晶體管402和二極管404提供附加保護以免受電源118的反向安裝的影響。晶體管402的柵極可以連接到系統(tǒng)102中能夠控制晶體管402的任意合適的元件。
圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的、用于定向電動機108的定向驅(qū)動器110的第二示例。圖5所示的定向驅(qū)動器110的實施例僅僅用于說明。不脫離本發(fā)明公開內(nèi)容的范圍，可以使用定向驅(qū)動器110的其它實施例。
在這個例子中，圖2中的具有四個輸出的電荷泵218已經(jīng)由具有五個輸出的電荷泵502代替。電荷泵502繼續(xù)控制開關(guān)晶體管210a-210d。電荷泵502的第五個輸出被提供給反極性驅(qū)動器504。當(dāng)控制器208檢測電源反向安裝時，電荷泵502輸出信號給反極性驅(qū)動器504。反極性驅(qū)動器504接收來自電荷泵502的信號并驅(qū)動引腳G/S處的進行/停止(G/S)信號506。G/S信號506作為一種指示器用來通知反向電源安裝的系統(tǒng)102中的其它元件，并且可以被用作任意合適的目的。反極性驅(qū)動器504表示用于驅(qū)動識別電源的反向安裝的信號的任意結(jié)構(gòu)。
圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的、用于模擬控制定向負載的系統(tǒng)102中的圖5的定向驅(qū)動器110的一個示例。圖6所示的示例僅僅用于說明。不脫離本發(fā)明公開內(nèi)容的范圍，可以在其它的系統(tǒng)中使用圖5的定向驅(qū)動器110。
圖6所示的定向驅(qū)動器110的實現(xiàn)方式類似于圖4所示的定向驅(qū)動器110的實現(xiàn)方式。在這個例子中，G/S信號506從定向驅(qū)動器110的引腳G/S提供給晶體管402的柵極以及電阻器502。電阻器502還連接到晶體管402的源極以及電源118。通過提供G/S信號506給晶體管402的柵極，當(dāng)發(fā)出G/S信號時，晶體管402可以被設(shè)置成非導(dǎo)通狀態(tài)，這可以幫助減小或消除反向電源安裝對定向驅(qū)動器110產(chǎn)生的影響。電阻器502可以具有任意合適的電阻值。
系統(tǒng)102的實現(xiàn)方式還包括電容器504和齊納二極管506。電容器504可以具有任意合適的電容值，例如47μF的電容值。齊納二極管506可以表示任意合適的齊納二極管或者二極管的組合。
圖2至圖6所示的定向驅(qū)動器110的實施例示出了使用單狀態(tài)編碼輸入信號112來控制定向電動機108。圖7至圖10示出了使用多狀態(tài)編碼輸入信號112的定向驅(qū)動器110的實施例。例如，輸入信號112可以源于多個輸入信號發(fā)生器116。而且，多個輸入信號112可以用來控制相同的定向電動機108。通過這個例子，多個輸入信號發(fā)生器116可以用來控制車輛100中的相同的窗戶104，例如當(dāng)駕駛員側(cè)的門上的開關(guān)和乘客側(cè)門上的開關(guān)都可以用來控制乘客側(cè)的門上的窗戶104時。
圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的、用于定向電動機108的定向驅(qū)動器110的第三示例。圖7所示的定向驅(qū)動器110的實施例僅僅用于說明。不脫離本發(fā)明公開內(nèi)容的范圍，可以使用定向驅(qū)動器110的其它實施例。
在這個例子中，定向驅(qū)動器110接收兩個引腳IN1和IN2處的兩個狀態(tài)編碼電壓輸入信號112a-112b。輸入信號112a-112b由一個和多個輸入采樣電路702a-702b采樣。每個輸入采樣電路702a-702b都表示用于采樣輸入信號和輸出該采樣值的任意結(jié)構(gòu)。
如圖7所示，其中一個輸入信號112a是主信號，并且其它的輸入信號是從信號。在這些實施例中，定向驅(qū)動器110指定或者處理輸入信號112a-112b使其具有優(yōu)先權(quán)，其中主輸入信號112a的優(yōu)先權(quán)高于從輸入信號112b的優(yōu)先權(quán)。輸入采樣電路702a采樣主輸入信號112a，并且輸入采樣電路702b采樣從輸入信號112b。比較器704用來比較主輸入信號112a的電壓和測量或計算得到的參考電壓R。如果主輸入信號112a的電壓超過參考電壓R，比較器704則輸出不使能輸入采樣電路702b的信號。否則，比較器704則輸出使能輸入采樣電路702b的信號。通過這種方式，可以根據(jù)主輸入信號112a是否具有表示指令的電壓來使采樣從輸入信號112b的采樣電路702b使能或者不使能。參考電壓R可以被設(shè)置為任意合適的值，例如小于可以表示編碼指令的主輸入信號112a的最低電壓的電壓值。
在定向驅(qū)動器110中提供引腳ENS，以用于使主輸入信號112a能夠優(yōu)先于從輸入信號112b。如果引腳ENS不連接到任意其它的元件，比較器704則接收參考電壓R并進行如上所述的操作。如果引腳ENS連接到接地的電阻器，那么輸入采樣電路702b始終不使能，從而忽略從輸入信號112b。
定向驅(qū)動器110的這個實施例還包括參考單元706。參考單元706執(zhí)行與圖2的參考單元204相同的功能，產(chǎn)生五個參考電壓R1-R5。參考單元706還產(chǎn)生由比較器704使用的參考電壓R。參考單元708表示用于產(chǎn)生多個參考電壓的任意機構(gòu)，例如一個或多個分壓器。
如圖7所示，控制器208在沒有利用圖5所示的反極性驅(qū)動器504的情況下直接輸出G/S信號708到引腳G/S。但是，反極性驅(qū)動器504可以用于圖7所示的定向驅(qū)動器110的實施例中。
圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的、用于模擬控制定向負載的系統(tǒng)102中的圖7的定向驅(qū)動器110的示例。圖8所示的示例僅僅用于說明。不脫離本發(fā)明公開內(nèi)容的范圍，可以在其它系統(tǒng)中使用圖7的定向驅(qū)動器110。
圖8所示的定向驅(qū)動器110的實現(xiàn)方式與圖3所示的定向驅(qū)動器110的實現(xiàn)方式類似。在這個例子中，多個輸入信號發(fā)生器116用于提供輸入信號112a-112b給定向驅(qū)動器110。兩個輸入信號發(fā)生器116包括開關(guān)802a-802b以及電阻器804a-804b。輸入信號112a-112b還被提供給兩個電容器806a-806b。開關(guān)802a-802b和電阻器804a-804b可以與圖3所示的開關(guān)302和電阻器304相同或類似。而且，每個電容器806a-806b可以與圖3所示的電容器306相同或類似。
如圖8所示，電阻器808可選地連接到定向驅(qū)動器110的引腳ENS。如上所述，電阻器808的存在使得定向驅(qū)動器110同樣處理兩個輸入信號112a-112b(輸入信號112a不是主信號)。通過除去到電阻器808的連接，定向驅(qū)動器110可以將輸入信號112a處理為主信號并將輸入信號112b處理為從信號。
圖9示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的、用于多個定向電動機108的定向驅(qū)動器110的第四示例。圖9所示的定向驅(qū)動器110的實施例僅僅用于說明。不脫離本發(fā)明公開內(nèi)容的范圍，可以使用定向驅(qū)動器110的其它實施例。
在這個例子中，定向驅(qū)動器110利用三個引腳OUT1-OUT3處提供的三個輸出信號114來控制兩個不同的定向電動機108。兩個輸出信號114(例如引腳OUT1和OUT2處的信號)的組合控制其中一個定向電動機108。兩個輸出信號114(例如引腳OUT2和OUT3處的信號)的不同組合控制另一個定向電動機108。
在這個實施例中，六個開關(guān)晶體管210a-210f用來產(chǎn)生三個輸出信號114。開關(guān)晶體管210e-210f以與開關(guān)晶體管210a-210d相似的方式操作。而且，六個二極管216a-216d用來減小或防止開關(guān)晶體管210a-210f的源極和漏極之間的不期望的電流。
提供電荷泵902以控制六個開關(guān)晶體管210a-210f。電荷泵902可以以與上述的圖2的電荷泵218相似的方式操作。在這個實施例中，電荷泵902包括六個不同的輸出，它們用來控制六個不同的開關(guān)晶體管210a-210f。而且，由于產(chǎn)生三個輸出信號114，定向驅(qū)動器110包括三個短路/斷開傳感器224a-224c。
圖10示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的、用于模擬控制多個定向負載的系統(tǒng)102中的圖9的定向驅(qū)動器110的示例。圖10所示的定向驅(qū)動器110的實施例僅僅用于說明。不脫離本發(fā)明公開內(nèi)容的范圍，可以在其它系統(tǒng)中使用圖9的定向驅(qū)動器110。
圖10所示的定向驅(qū)動器110的實現(xiàn)方式與圖8所示的定向驅(qū)動器110的實現(xiàn)方式類似。在這個例子中，多個輸入信號發(fā)生器116用來提供輸入信號112a-112b到定向驅(qū)動器110。兩個輸入信號發(fā)生器116包括開關(guān)902a-902b。一個輸入信號發(fā)生器116還包括四個電阻器904a，并且另一個輸入信號發(fā)生器116還包括三個電阻器904b。在這個例子中，四個電阻器904a對應(yīng)于窗戶104的三種設(shè)置(上、下以及快速向下)，外加一個附加的診斷電阻器。三個電阻器904b對應(yīng)于用于門鎖106的兩種設(shè)置(鎖和解鎖)，外加一個附加的診斷電阻器。診斷電阻器總是連接在輸入引腳IN1和IN2以及接地端之間，并且可以用來確定開關(guān)902a-902b何時處于打開的位置。圖10中的系統(tǒng)102還包括一個連接到第三輸出引腳OUT3的附加的電容器908。電容器908可以與電容器308-310相同或類似。
圖10所示的系統(tǒng)102可應(yīng)用于控制多個定向電動機108的許多不同的應(yīng)用場合中。例如，圖10所示的系統(tǒng)102可以應(yīng)用于車輛100的門上，其中定向電動機108控制窗戶104以及門的門鎖106。
以下的描述表示圖2至10中任一個所示的定向驅(qū)動器110的特別實施例的特定細節(jié)。提供以下的細節(jié)僅僅用于說明。不脫離本發(fā)明公開內(nèi)容的范圍，可以使用具有不同的操作特性的定向驅(qū)動器110的其它實施例。
在一些實施例中，定向驅(qū)動器110用于車身和底盤的應(yīng)用場合中。所希望的操作溫度范圍可以從-40℃到85℃或者從-40℃到105℃。定向驅(qū)動器110利用9VDC和16VDC之間的輸入電壓(輸入信號112的電壓)來操作。參考電壓VREF可以被提供給定向驅(qū)動器110，用以調(diào)節(jié)輸入信號112如何被解碼?？梢允褂秘撦d匹配來匹配定向電動機108的阻抗，例如15mΩ、50mΩ或150mΩ。定向驅(qū)動器110的接地引腳GND可以通過定向電動機108的外殼連接到主體片金屬接地端。當(dāng)處于非操作的狀態(tài)(輸入信號112為中性，即沒有接收到指令)時，定向驅(qū)動器110可以具有非常低的靜態(tài)電流損耗。
定向驅(qū)動器110的IN引腳上的電壓電平控制定向驅(qū)動器110的輸出。表格1示出了定向驅(qū)動器110使用的輸出信號114的一個例子，以控制定向電動機108打開和關(guān)閉窗戶104。


表格1在這個例子中，VREF的值可以除以識別到的系數(shù)±7.5％?！肮收鲜А睜顟B(tài)表示由外部控制器或其它設(shè)備監(jiān)控的IN引腳的輸出狀態(tài)。
定向驅(qū)動器110可以包括提供狀態(tài)數(shù)據(jù)給外部控制器或其它設(shè)備的輸出狀態(tài)引腳。例如，狀態(tài)引腳可以輸出由定向驅(qū)動器110的控制器208提供的信息。作為一個例子，狀態(tài)引腳可以提供識別定向驅(qū)動器110中檢測的第一故障的電壓編碼輸出信號。輸出可以被鎖存和保持直到被復(fù)位。作為一個特定的例子，當(dāng)沒有故障被檢測到時，狀態(tài)引腳可以輸出值VREF/1.2。如果檢測到過電流故障，則引腳OUT1和OUT2可以被發(fā)送到接地端，并且狀態(tài)引腳可以輸出識別過電流故障的電壓。
可以利用連接到LIM引腳的電阻來限制由定向驅(qū)動器110提供的電流。在其它實施例中，在檢測過電流條件中，可以利用時間作為條件，其中電阻值用來選擇過電流極限和時間閾值。表格2示出了定向驅(qū)動器110的不同的可能的限流設(shè)置。

表格2可以使用任意合適的電阻來識別表格2所示的最后四種設(shè)置。而且，當(dāng)LIM引腳斷開時，檢測時間將沒有意義。
定向驅(qū)動器110還可以具有接收控制定向驅(qū)動器110是否能啟用動態(tài)制動和電流極限的信號的使能引腳。例如，信號可以獨立的啟動這些功能中的每一個。表格3示出了用于控制這些特征的一個可能的編碼方案。

表格3如上所述，定向驅(qū)動器110可以檢測不同的問題(例如過電流和欠壓問題)。問題的檢測可以將定向驅(qū)動器110設(shè)置到多個故障模式之一，并且故障可以通過狀態(tài)引腳被識別。例如，如果內(nèi)部測量的電流超過選擇的電流極限(如果有的話，基于連接到LIM引腳的電阻)超過檢測時間，那么定向驅(qū)動器110的輸出可以鎖閉并保持鎖閉，直到被復(fù)位。在一些實施例中，當(dāng)限流被使能引腳禁用時，定向驅(qū)動器110僅僅檢測過電流故障。
當(dāng)電源電壓212超過最大操作電壓時，定向驅(qū)動器110還會遇到過電壓的問題。當(dāng)這個問題發(fā)生時，定向驅(qū)動器110可以禁用它的輸出并且將問題報告給狀態(tài)引腳。這個問題可能表示非閉鎖問題。換句話說，一旦電源電壓212恢復(fù)到小于最大操作電壓減去過電壓滯后值得到的電壓，則定向驅(qū)動器110在不需要復(fù)位的情況下恢復(fù)正常操作。
定向驅(qū)動器110還會受到過高的溫度的影響。如果定向驅(qū)動器110的溫度超過最大操作溫度，那么定向驅(qū)動器110會禁用它的輸出。一旦溫度下降到低于最大操作溫度減去過溫度滯后值得到的值，定向驅(qū)動器110則會恢復(fù)正常的操作。如果檢測到循環(huán)的過溫度條件(例如，在特定時間中或者在電流“通電”周期期間的五個過溫度條件)，那么定向驅(qū)動器110則會在剩余的“通電”周期禁用。
此外，定向驅(qū)動器110處于欠壓狀態(tài)，例如當(dāng)電源電壓212下降到9VDC以下時。當(dāng)發(fā)生這個情況時，定向驅(qū)動器110的輸出會閉鎖，并且定向驅(qū)動器110應(yīng)當(dāng)被復(fù)位。
除了這些故障模式以外，定向驅(qū)動器110能夠保護它自身不受到其它問題的影響。例如，需要定向驅(qū)動器110可以經(jīng)受由電源118的反向安裝引起的低至-16V的反向電壓的應(yīng)用場合。當(dāng)發(fā)生這個情況時，定向驅(qū)動器110可以增大定向驅(qū)動器110的輸出從而保持晶體管的結(jié)溫低于150℃。而且，如果定向驅(qū)動器110在使用期間與接地端斷開，則定向驅(qū)動器110可以關(guān)閉它的輸出。進而，定向驅(qū)動器110可以經(jīng)受在使用期間電源斷開。還可以提供外部保護來保護定向驅(qū)動器110不受到電源斷開的影響。除此之外，可以通過狀態(tài)引腳檢測和報告輸出斷開(沒有連接到OUT1和OUT2)。另外，內(nèi)部過電壓鉗可以用于輸出從而提供保護并且消耗存儲在電感負載中的能量。鉗子可以獨立的將晶體管的漏源電壓限制到特定的范圍。
定向驅(qū)動器110可以安裝在絕緣的金屬襯底和/或高散熱襯底上。定向驅(qū)動器110可以制造成一種連接到印刷電路板(PCB)的裸芯片，并且代表三層(電路布線層、環(huán)氧層，以及底部金屬層)的組合體。定向驅(qū)動器110還可以被設(shè)計為具有或不具有熱封裝增強性能的單片電路、三片電路或者其它多片設(shè)備。封裝好的定向驅(qū)動器110可以被置于插入模制引線框上，然后放置在定制或標準的外殼內(nèi)。標準或定制的車用連接器可以用來將定向驅(qū)動器110連接到車輛中的其它元件，例如中央微控制器。
盡管圖2至圖10示出了用于一個或多個定向電動機108的定向驅(qū)動器110的不同示例性實施例和實現(xiàn)方式，但是可以對圖2至圖10作出多種改變。例如，當(dāng)由參考電壓R1-R5限定四個不同的電壓范圍時，定向驅(qū)動器110可以支持任意數(shù)量的電壓范圍。而且，可以組合或省略定向驅(qū)動器110中的多種元件，并且可以根據(jù)特殊的需求增加附加的元件。進而，多種開關(guān)的每一個都可以包括任意數(shù)量的設(shè)置，并且其它或附加類型的輸入設(shè)備可以用來產(chǎn)生輸入信號112。除此之外，如圖所示，定向驅(qū)動器110在一個實施例或?qū)嵤┓绞街谐霈F(xiàn)的特征可以用于定向驅(qū)動器110的其它的實施例或者實現(xiàn)方式。例如，圖4和圖6所示的晶體管402和二極管404也可以用于圖8和圖10所示的實施方式中。此外，雖然被描述為基于輸入信號112的電壓電平進行操作，但是定向驅(qū)動器110也可以根據(jù)輸入信號112的電流大小或其它特性來操作。例如，輸入采樣電路可以測量輸入信號的電流電平，比較器可以將測量的電流電平與參考值進行比較。
圖11示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的、用于模擬控制一個或多個定向負載的示例性方法1100。為了便于說明，結(jié)合圖2或圖7中的定向驅(qū)動器110來描述方法1100，其中定向驅(qū)動器110在圖1的系統(tǒng)102中操作。方法1100可以用于任意其他合適的驅(qū)動器和任意其他合適的系統(tǒng)。
在步驟1102，定向驅(qū)動器110接收至少一個狀態(tài)編碼輸入信號。例如，這可以包括，定向驅(qū)動器110通過輸入引腳IN接收輸入信號112、或者通過輸入引腳IN1和IN2接收輸入信號112a-112b。輸入信號112可以來源于任意合適的輸入信號發(fā)生器116，例如用戶控制的開關(guān)或者中央微控制器。
在步驟1104，定向驅(qū)動器110識別參考電壓VREF。例如，這可以包括，定向驅(qū)動器110確定參考電壓VREF是被拉高還是連接至地。參考電壓VREF確定定向驅(qū)動器110是否利用調(diào)節(jié)的電壓(例如+5V)或未調(diào)節(jié)的電壓來對狀態(tài)編碼輸入信號112進行解碼。
根據(jù)步驟1106所確定的是否接收到一個或多個輸入信號(以及是否忽略多個輸入信號的其中一個從信號)，在步驟1108或1110，定向驅(qū)動器110識別與輸入信號相關(guān)的功能。任一個步驟都包括參考單元204產(chǎn)生多個參考電壓R1-R5，該參考電壓根據(jù)參考電壓VREF被測量。如果接收到單個輸入信號，該步驟也可以包括輸入采樣電路202采樣輸入信號112。如果接收到多個輸入信號，那么該步驟可以包括輸入采樣電路702a-702b采樣輸入信號112，其中輸入采樣電路702b由比較器704控制從而提供優(yōu)先權(quán)高于輸入信號112b的輸入信號112a。任一個步驟還可以包括比較器206a-206e比較采樣的輸入電壓與參考電壓R1-R5。此外，該步驟可以包括控制器208接收比較的結(jié)果并且識別采樣的輸入電壓下降的電壓范圍。識別的電壓范圍與被請求的功能相關(guān)。
在步驟1112，定向驅(qū)動器110產(chǎn)生能夠使得一個或多個定向負載提供被請求的功能的輸出信號。例如，該步驟可以包括，控制器208使得電荷泵218將每個開關(guān)晶體管210a-210d設(shè)置成適當(dāng)?shù)膶?dǎo)通或非導(dǎo)通狀態(tài)。一個特殊的例子是，該步驟可以包括晶體管210a-210b之一提供電源電壓212或地電壓214之一作為第一輸出信號，和晶體管210c-210d之一提供相對的電壓作為第二輸出信號114。
在步驟1114，定向驅(qū)動器110提供產(chǎn)生的輸出信號114給一個或多個定向負載。例如，該步驟可以包括，定向驅(qū)動器110通過輸出引腳OUT1和OUT2提供兩個輸出信號114給一個或多個定向電動機108。
如果在步驟1116中在定向驅(qū)動器110中檢測到故障，那么在步驟1118中定向驅(qū)動器110輸出故障數(shù)據(jù)。例如，該步驟可以包括，控制器208識別故障(例如欠壓狀態(tài))并輸出識別檢測到的故障的電壓編碼輸出信號。如果在步驟1120沒有檢測到故障并且另一個功能被請求，定向驅(qū)動器110則回到步驟1104以解碼和實現(xiàn)下一個請求的功能。否則，方法1100結(jié)束。
盡管圖11示出了用于模擬控制一個或多個定向負載的方法1100的一個例子，但是可以對圖11作出各種改變。例如，定向驅(qū)動器110可以進行任意的附加的操作，例如當(dāng)在定向驅(qū)動器110中檢測到一個或多個故障時進行保護。而且，可以并行進行多種步驟。
闡明本專利文件中使用的特定詞語和短語的定義是有利的。術(shù)語“包括”和“包含”及其派生詞意味著不受限制的包括。術(shù)語“或者”包括在內(nèi)的，其意味著和/或。術(shù)語“每個”指的是至少一個標識項目的子設(shè)備中的每一個。短語“相關(guān)”和“與之相關(guān)”及其派生詞可以意味著包括、被包括在內(nèi)、互連到、包含、被包含在內(nèi)、連接到、耦合到、與之通信、結(jié)合、交錯、并列、接近于、交界于、具有、具有特性等等。術(shù)語“控制器”和“微控制器”表示控制至少一個操作的任意的設(shè)備、系統(tǒng)或其部件?？刂破骰蛭⒖刂破骺梢詰?yīng)用于硬件、固件、軟件或至少兩個相同部件的組合。應(yīng)當(dāng)注意到的是，不論是本地還是遠程，與任意特殊的控制器或微控制器相關(guān)的功能可以是集中式的或分布式的。
雖然本發(fā)明已經(jīng)描述了特定的實施例以及大體相關(guān)的方法，但是這些實施例和方法的改變和置換對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說是很明顯的。因此，示例性實施例的上述描述并非定義或限定本發(fā)明的內(nèi)容。不脫離由以下權(quán)利要求限定的本發(fā)明公開內(nèi)容的主旨和范圍，其它的變化、替代和改變都是可能的。
權(quán)利要求
1.一種定向負載驅(qū)動器，其包括能夠識別與狀態(tài)編碼輸入信號相關(guān)的功能的控制器；以及多個能夠產(chǎn)生多個輸出信號并且為定向負載提供輸出信號的晶體管，該定向負載能夠沿多個方向操作，輸出信號使得定向負載沿其中一個方向操作從而執(zhí)行所識別的功能。
2.如權(quán)利要求1所述的驅(qū)動器，還包括能夠提供狀態(tài)編碼輸入信號的模擬采樣的輸入采樣電路；以及多個能夠比較模擬采樣信號與多個參考值的比較器，參考值限定了多個范圍，該多個范圍與包括所識別功能在內(nèi)的多個功能有關(guān)。
3.如權(quán)利要求2所述的驅(qū)動器，其中模擬采樣信號包括狀態(tài)編碼輸入信號的電壓和狀態(tài)編碼輸入信號的電流的其中之一。
4.如權(quán)利要求1所述的驅(qū)動器，其中多個晶體管包括能夠產(chǎn)生輸出信號之一的兩個晶體管，該兩個晶體管包括能夠提供電源電壓作為輸出信號的第一晶體管；以及能夠提供地電壓作為輸出信號的第二晶體管。
5.如權(quán)利要求1所述的驅(qū)動器，還包括連接到晶體管的柵極的電荷泵，電荷泵能夠?qū)⒚總€晶體管設(shè)置成導(dǎo)通狀態(tài)或非導(dǎo)通狀態(tài)，從而產(chǎn)生輸出信號，其中控制器能夠控制電荷泵。
6.如權(quán)利要求5所述的驅(qū)動器，其中控制器和反極性驅(qū)動器中的至少一個能輸出識別電源的反向安裝的信號。
7.如權(quán)利要求1所述的驅(qū)動器，其中控制器能夠使用多個狀態(tài)編碼輸入信號之一來識別功能；并且驅(qū)動器還包括能夠提供狀態(tài)編碼輸入信號的模擬采樣信號的多個輸入采樣電路；以及能夠?qū)顟B(tài)編碼輸入信號之一的模擬電平與參考值進行比較的比較器，比較器的輸出能夠啟動和禁用接收另一個狀態(tài)編碼輸入信號的輸入采樣電路。
8.如權(quán)利要求7所述的驅(qū)動器，其中晶體管能夠為多個定向負載中的一個提供輸出信號。
9.如權(quán)利要求1所述的驅(qū)動器，還包括能夠限制輸出信號中所提供的電流的大小的限流器，其中電流的大小與連接到限流器的電阻相關(guān)。
10.如權(quán)利要求1所述的驅(qū)動器，還包括連接到控制器的溫度傳感器、連接到控制器的電流傳感器、連接到控制器的欠壓傳感器、連接到控制器的過壓保護器、連接到控制器的短路傳感器，以及連接到控制器的斷路傳感器中的至少一個。
11.如權(quán)利要求1所述的驅(qū)動器，其中定向負載包括車輛中的定向電動機，該定向電動機能夠沿多個方向操作；以及所識別的功能包括以下其中之一開一個或多個窗戶，關(guān)閉一個或多個窗戶，快速打開一個或多個窗戶，快速關(guān)閉一個或多個窗戶，解鎖一個或多個門鎖，鎖住一個或多個門鎖，移動一個或多個座位，移動一個或多個風(fēng)檔刮水器，調(diào)節(jié)一個或多個后視鏡，打開一個或多個門，關(guān)閉一個或多個門，打開一個或多個遮陽篷頂，以及關(guān)閉一個或多個遮陽篷頂。
12.如權(quán)利要求1所述的驅(qū)動器，其中定向負載包括與住宅門鎖、家用自動化系統(tǒng)以及工業(yè)控制之一一起使用的定向負載。
13.如權(quán)利要求1所述的驅(qū)動器，其中控制器能夠接收第二輸入信號并且使用第二輸入信號來確定驅(qū)動器是否接收到已調(diào)節(jié)的或未調(diào)節(jié)的電源電壓。
14.如權(quán)利要求13所述的驅(qū)動器，還包括能夠產(chǎn)生多個參考值的參考發(fā)生器，當(dāng)驅(qū)動器接收到未調(diào)節(jié)的電源電壓時，參考值發(fā)生器還能換算參考值，換算的參考值用來識別與狀態(tài)編碼輸入信號相關(guān)的功能。
15.一種系統(tǒng)，其包括能夠沿多個方向操作以執(zhí)行多個功能的定向負載；能產(chǎn)生識別多個功能之一的狀態(tài)編碼輸入信號的輸入信號發(fā)生器；以及能夠識別與狀態(tài)編碼輸入信號相關(guān)的功能、產(chǎn)生多個輸出信號、并且為定向負載提供輸出信號的定向負載驅(qū)動器，其中輸出信號使得定向負載沿其中一個方向操作從而執(zhí)行所識別的功能。
16.如權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中定向負載驅(qū)動器包括能夠提供狀態(tài)編碼輸入信號的模擬采樣的輸入采樣電路；能夠?qū)⒛M采樣信號與多個參考值進行比較的多個比較器，該參考值限定多個范圍，該多個范圍與多個功能相關(guān)。能夠利用比較器的輸出識別多個功能之一的控制器；以及能夠產(chǎn)生輸出信號的多個晶體管，其中控制器能夠控制晶體管。
17.如權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其中定向負載驅(qū)動器還包括以下至少一個電荷泵，能夠?qū)⒚總€晶體管設(shè)置成導(dǎo)通狀態(tài)或非導(dǎo)通狀態(tài)從而產(chǎn)生輸出信號，其中控制器能夠控制電荷泵從而控制晶體管；以及限流器，能夠限制輸入信號中提供的電流的大小，其中電流的大小與連接到限流器的電阻相關(guān)。
18.如權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其中控制器和反極性驅(qū)動器中的至少一個能夠輸出識別電源反方向安裝的信號；以及為晶體管的柵極提供信號，該晶體管將電源與定向負載驅(qū)動器連接。
19.如權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中定向驅(qū)動器能夠接收來自一個或多個輸入信號發(fā)生器的多個狀態(tài)編碼輸入信號；以及定向負載驅(qū)動器包括能夠提供狀態(tài)編碼輸入信號的模擬采樣的多個輸入采樣電路；以及能夠?qū)顟B(tài)編碼輸入信號之一的模擬電平與參考值進行比較的比較器，比較器的輸出能夠啟動和禁用接收另一個狀態(tài)編碼輸入信號的輸入采樣電路。
20.如權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中輸入信號發(fā)生器包括具有多種設(shè)置的開關(guān)；以及多個電阻器，每個電阻器都與多種設(shè)置中的一個相關(guān)。
21.如權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中輸入信號發(fā)生器通過單一導(dǎo)線連接到定向負載。
22.一種方法，包括接收識別與單一導(dǎo)線上的定向負載相關(guān)的功能的狀態(tài)編碼輸入信號，該定向負載能夠沿多個方向操作；產(chǎn)生與該功能相關(guān)的多個輸出信號；以及提供輸出信號給定向負載，該輸出信號使得定向負載沿其中一個方向操作從而執(zhí)行該功能。
23.如權(quán)利要求22所述的方法，其中產(chǎn)生多個輸出信號包括提供狀態(tài)編碼輸入信號的模擬采樣；將模擬采樣值與多個參考值進行比較；根據(jù)比較的結(jié)果識別模擬采樣值下降的范圍，該范圍與功能相關(guān)；以及根據(jù)所識別的范圍利用電荷泵使多個晶體管產(chǎn)生輸出信號。
24.如權(quán)利要求22所述的方法，其中接收狀態(tài)編碼信號包括接收多個狀態(tài)編碼輸入信號，多個狀態(tài)編碼輸入信號中的至少一部分具有不同的優(yōu)先權(quán)；以及產(chǎn)生多個輸出信號包括提供第一狀態(tài)編碼輸入信號的模擬采樣；如果第一狀態(tài)編碼輸入信號的模擬電平不超過第一參考值，則提供第二狀態(tài)編碼輸入信號的模擬采樣；將至少一個模擬采樣信號與多個第二參考值進行比較；根據(jù)比較結(jié)果識別至少一個模擬采樣信號下降的范圍，該范圍與功能相關(guān)；以及根據(jù)所識別的范圍利用電荷泵使多個晶體管產(chǎn)生輸出信號。
全文摘要
一種能夠沿多個方向操作的定向負載。例如，定向電動機可以沿順時針和逆時針方向旋轉(zhuǎn)。定向負載驅(qū)動器產(chǎn)生使定向負載沿其中一個方向操作的輸出信號，從而提供被請求的功能。利用輸入信號識別被請求的功能，例如狀態(tài)編碼輸入信號。定向負載驅(qū)動器通過單一導(dǎo)線或單一輸入引腳接收狀態(tài)編碼輸入信號。在定向負載驅(qū)動器的控制下，定向負載可以執(zhí)行任意的多種功能。在車用場合，定向負載可以打開或關(guān)閉窗戶，鎖住或解鎖門，或者打開或關(guān)閉門。在其它的應(yīng)用中，定向負載可以與住宅門鎖、家用自動化系統(tǒng)或者工業(yè)控制配合使用。
文檔編號H02P1/22GK1928759SQ20061011017
公開日2007年3月14日 申請日期2006年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月30日
發(fā)明者G·J·布爾拉克, M·米羅夫斯基 申請人:意法半導(dǎo)體公司