CN101927753A - 一种带can总线的电子转向锁 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种带CAN总线的电子转向锁，属于汽车技术领域。它解决了现有的当控制器错误发出上锁指令时其执行器也会执行上锁从而可能引发车毁人亡事故的问题。本带CAN总线的电子转向锁，与电子转向锁控制器连接，包括锁舌和驱动锁舌上锁/解锁动作的锁舌驱动器，该电子转向锁还包括CAN收发器、系统电源模块、功率电源模块、两个传感器和主、辅CPU，主、辅CPU相互之间能进行通讯，主CPU通过CAN收发器与CAN总线进行通讯并能从CAN总线中获取各控制器信息，两个传感器能采集锁舌信息，主、辅CPU根据这些信息控制电子转向锁上锁和解锁。本带CAN总线的电子转向锁具有放错能力强且上锁/解锁控制准确高的优点。

Description

一种带CAN总线的电子转向锁

技术领域

本发明属于汽车技术领域，涉及一种电子转向锁，特别是一种带CAN总线的电子转向锁。

背景技术

机动车转向锁通常采用机械式结构，主要有外部机械锁和内部机械锁二种。

外部机械锁的工作机制是使用一根端部带弯的长钢条将机动车的制动脚踏板与方向盘连接在一起。当该转向锁锁定时，方向盘不能做大角度转向，也无法压下制动脚踏板，由此实现防盗功能。外部机械锁本身具备一定的防剪防锯功能，但是它锁定的方向盘是塑料内镶一个小的铝合金管做成，较容易被剪开、锯断形成缺口，如果再将机械式转向锁从缺口中取出，就会使其防盗功能失效。

内部机械锁的工作机制是将机械锁体集成于转向锁锁舌内侧，其受点火开关的直接触发，当机械钥匙插入点火锁孔并转动一定位置时，触发开、闭锁动作。该转向锁能在一定程度上克服外部暴力解锁的问题，但是其本质仍是机械装置触发，无法避免机械钥匙易被仿制的问题。

为了克服机械式转向锁的上述缺陷，后来人们设计出了电子转向锁。其中公开了一种名为“电子转向柱锁控制器及其实现方法”(申请号：200810043103.0，公开号：CN101503087A)的技术方案，该技术方案中所述的控制器包括：一个主MCU(微控制器)和一个辅MCU，所述的主MCU接收CAN总线信号和连接线信号，并向电子转向柱锁执行器发出控制信号，所述辅MCU接收连接线信号；CAN通讯模块，所述主MCU通过所述CAN通讯模块与CAN总线进行通讯；LIN通讯模块，所述主MCU通过所述LIN通讯模块与LIN总线进行通讯；钥匙档位连接线，车辆的钥匙档位信号通过所述钥匙档位连接线传递到所述两个MCU；车速连接线，车辆的车速信号通过所述车速连接线传递到所述两个MCU；锁体状态连接线，所述执行器的锁体状态信号通过所述锁体状态连接线传输到所述两个MCU。该技术方案虽然很好的解决了机械式转向锁的上述问题，但仍存在一些问题，其主要在于：其由控制器检测钥匙档位信号、车速信号及执行器的锁体状态信号，对执行器发送开闭锁指令进行对执行器控制，执行器对控制器发出来的控制指令没有判断功能，控制器发送什么指令，其执行器就执行相应的指令，如果控制器发生故障发出错误指令时，此时执行器就会执行错误的指令，当车辆在高速行驶时，控制器错误发出上锁指令，执行器执行上锁就可能引发车毁人亡事故。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种当电子转向锁控制器发来上锁控制指令时其本身能对所接收的控制指令进行分析判断并根据分析判断结果作出上锁动作的带CAN总线的电子转向锁。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种带CAN总线的电子转向锁，与电子转向锁控制器连接，包括锁舌和驱动锁舌上锁/解锁动作的锁舌驱动器，其特征在于：该电子转向锁还包括CAN收发器、系统电源模块、功率电源模块、两个传感器和主、辅CPU，主、辅CPU相互之间能进行通讯，所述的主CPU通过CAN收发器与CAN总线进行通讯并能从CAN总线中获取各控制器信息，系统电源模块与主、辅CPU连接，功率电源模块分别与上述的锁舌驱动器、电子转向锁控制器和主、辅CPU连接并能提供驱动电源给上述的锁舌驱动器，所述的两个传感器分别设置在上锁和解锁位置且能分别采集在上述两个位置上的锁舌信息，每个传感器均与上述主、辅CPU连接且能将其采集到的锁舌信息传输给主、辅CPU，上述锁舌驱动器分别与主、辅CPU连接，所述的主、辅CPU能对其接收到的上述各控制器信息、锁舌信息和电子转向锁控制器发送来的上锁/解锁控制指令进行分析判断并根据其分析判断结果发出上锁/解锁动作指令控制驱动器对锁舌执行上锁/解锁动作。

上述CPU是中央微处理器的缩写，上述的电子转向锁控制器可以单独设计成一个车身控制器，也可以将其集成到其他车身控制器上。系统电源模块能对电子转向锁供电，功率电源模块对锁舌驱动器提供驱动电源。

CAN总线上连接有很多控制器，其控制器包括EMS(发动机控制器)、ABS(防抱死制动控制器)、TCU(自动变速箱控制器)、BCM(车身控制器)。EMS会发送车速信息、发动机转速信息和发动机运转信息等信息到CAN总线上，ABS会发送车速信息等到CAN总线上，TCU会发送档位信息到CAN总线上，BCM会发送点火电源信息和左前门状态信息等信息到CAN总线上，电子转向锁控制器会通过CAN总线发送上锁/解锁控制指令给电子转向锁。当电子转向锁控制器通过CAN总线发出上锁控制指令给电子转向锁时，电子转向锁控制器控制功率电源模块工作提供驱动电源给锁舌驱动器；同时，电子转向锁中的主CPU通过CAN收发器会接收到各控制器信息，其各控制器信息包括ABS的车速信息、BCM的点火电源信息、TCU的档位信息、BCM的左前门状态信息和EMS的车速信息、发动机转速信息，主CPU与辅CPU之间能够相互通讯。

分别设置在上锁和解锁位置的两传感器会检测到各自位置上的锁舌信息，若上锁位置传感器检测到有锁舌，而解锁位置上传感器没有检测到，则说明该电子转向锁处于上锁状态，若解锁位置上传感器检测到锁舌，而上锁位置上传感器没有检测到，则说明该电子转向锁处于解锁状态，若两个位置上的传感器均输出有检测到锁舌信息或没有检测到锁舌信息，则说明其中有至少一个传感器出现错误，此时，主、辅CPU即使在其他上锁条件都满足的情况下也不会控制锁舌驱动器上锁。

本电子转向锁的上锁原理如下：

电子转向锁接收到电子转向锁控制器发送来的上锁指令后，然后从CAN总线上接收各控制器信息，判断是否完全满足ABS和EMS两路车速为零、EMS的发动机转速为零、BCM的点火电源为关闭、TCU的档位为P档及BCM的左前门状态为有开门或关门动作，还有位于上锁和解锁位置的两霍尔传感器发送来的信息分别是上锁位置上没有锁舌和解锁位置上有锁舌的信息时，如果完全满足上述条件，则主、辅CPU才对电机发送上锁指令，并结合功率电源模块对电机驱动进行上锁动作。

解锁时，需要电子转向锁控制器通过CAN总线与电子转向锁认证通过后，电子转向锁才能进行解锁动作。

本电子转向锁内部采用双系统，采用主、辅双CPU对各信息的接收并分析处理发出控制信号共同来控制锁舌驱动器的工作，当主、辅双CPU中其中任何一个自身发生故障或其接收的信息出现错误时即其发送给锁舌驱动器的控制器信号是错误的，锁舌驱动器都驱动不了；分别位于上锁、解锁位置上的两传感器各自将其检测到的锁舌信息均通过双路分别输出给主、辅CPU，主、辅CPU能接收到来自两传感器的两路锁舌信息，当主、辅CPU接收到的锁舌信息各自之间没有冲突且相应没有出错的话，主、辅CPU同时从CAN总线上接收到的各控制器信息都满足上锁要求时，此时主、辅CPU才会共同控制锁舌驱动器进行上锁动作。

在上述的一种带CAN总线的电子转向锁中，所述的传感器为双路输出的霍尔传感器。

在上述的一种带CAN总线的电子转向锁中，所述的锁舌驱动器为电机。

与现有技术相比，本电子转向锁在接收到电子转向锁控制器发送来的上锁指令时，会根据从CAN总线上接收的各控制器信息及位于上锁、解锁位置上的两传感器检测到的锁舌信息进行分析判断，当完全满足上锁条件时，才会进行上锁动作，其自身具有分析判断能力，避免了电子转向锁控制器发出错误上锁指令时其电子转向锁直接执行上锁引发车毁人亡事故的发生。该电子转向锁内部采用双系统结构，采用两个双路输出的霍尔传感器对上锁和解锁位置上的锁舌信息进行检测，主、辅双CPU接收各信息及对其分析判断并共同控制锁舌驱动器的工作状态，双系统结构使得该电子转向锁对错误检测能力大大提高，提高其防错能力，使其上锁准确，防止上锁动作的错误执行引发事故。本电子转向锁中通过电子转向锁控制器来控制功率电源模块的工作与否，当电子转向锁控制器无上锁、解锁需求时，电子转向锁控制器不给电子转向锁提供功率电源，在这种情况下，即使电子转向锁出现异常情况，也因无功率电源，电子转向锁也不会异常上锁或解锁。

附图说明

图1是本发明的原理结构框图。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

如图1所示，本带CAN总线的电子转向锁与电子转向锁控制器连接，包括锁舌和驱动锁舌上锁/解锁动作的电机，该电子转向锁还包括CAN收发器、系统电源模块、功率电源模块、两个霍尔传感器和主、辅CPU，主、辅CPU相互之间能进行通讯。主CPU通过CAN收发器与CAN总线进行通讯，CAN总线上连接有EMS(发动机控制器)、ABS(防抱死制动控制器)、TCU(自动变速箱控制器)、BCM(车身控制器)和电子转向锁控制器，电子转向锁通过CAN总线能接收到来自EMS的车速信息和发动机转速信息、ABS的车速信息、BCM的点火电源信息和左前门状态信息、TCU的档位信息和电子转向锁控制器的上锁/解锁指令。系统电源模块与主、辅CPU连接，功率电源模块分别与电机、电子转向锁控制器和主、辅CPU连接并能提供驱动电源给电机，两个霍尔传感器分别设置在上锁和解锁位置且能分别采集在两个位置上的锁舌信息，每个霍尔传感器均与主、辅CPU连接且能将其采集到的锁舌信息传输给主、辅CPU，电机分别与主、辅CPU连接。

本电子转向锁的上锁原理如下：

电子转向锁接收到电子转向锁控制器发送来的上锁指令后，然后从CAN总线上接收各控制器信息，判断是否完全满足ABS和EMS两路车速为零、EMS的发动机转速为零、BCM的点火电源为关闭、TCU的档位为P档及BCM的左前门状态为有开门或关门动作，还有位于上锁和解锁位置的两霍尔传感器发送来的信息分别是上锁位置上没有锁舌和解锁位置上有锁舌的信息时，如果完全满足上述条件，则主、辅CPU才对电机发送上锁指令，并结合功率电源模块对电机驱动进行上锁动作。

解锁时，需要电子转向锁控制器通过CAN总线与电子转向锁认证通过后，电子转向锁才能进行解锁动作。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (3)

1.一种带CAN总线的电子转向锁，与电子转向锁控制器连接，包括锁舌和驱动锁舌上锁/解锁动作的锁舌驱动器，其特征在于：该电子转向锁还包括CAN收发器、系统电源模块、功率电源模块、两个传感器和主、辅CPU，主、辅CPU相互之间能进行通讯，所述的主CPU通过CAN收发器与CAN总线进行通讯并能从CAN总线中获取各控制器信息，系统电源模块与主、辅CPU连接，功率电源模块分别与上述的锁舌驱动器、电子转向锁控制器和主、辅CPU连接并能提供驱动电源给上述的锁舌驱动器，所述的两个传感器分别设置在上锁和解锁位置且能分别采集在上述两个位置上的锁舌信息，每个传感器均与上述主、辅CPU连接且能将其采集到的锁舌信息传输给主、辅CPU，上述锁舌驱动器分别与主、辅CPU连接，所述的主、辅CPU能对其接收到的上述各控制器信息、锁舌信息和电子转向锁控制器发送来的上锁/解锁控制指令进行分析判断并根据其分析判断结果发出上锁/解锁动作指令控制驱动器对锁舌执行上锁/解锁动作。

2.根据权利要求1所述的一种带CAN总线的电子转向锁，其特征在于，所述的传感器为双路输出的霍尔传感器。

3.根据权利要求1或2所述的一种带CAN总线的电子转向锁，其特征在于，所述的锁舌驱动器为电机。

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