CN102431521A - 一种汽车换挡杆锁的控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种汽车换挡杆锁的控制系统，包括换挡杆锁控制器、均与换挡杆锁控制器相连的锁开关、指纹扫描器和驱动电机；换挡杆锁控制器包括通信模块、指纹识别模块和信号处理模块。本发明通过采集并识别用户的指纹，作为解锁的依据，使得车内其他乘员无法轻易地对换挡杆锁进行解锁，避免换挡杆被错误操作而引起意外事故；同时通过采集挡位信号和发动机转速信号，定时控制换挡杆锁自动上锁，控制变速器自动换挡，消除了当驾驶员暂时离开车内情况下忘记将换挡杆锁上锁，忘记将变速器切换至正确的挡位所引起的相应安全隐患。
Description
技术领域
本发明属于汽车控制技术领域，具体涉及一种汽车换挡杆锁的控制系统。
背景技术
汽车的换挡杆锁是一种用于防止换挡杆被车内其他乘员错误操作而设计的一种锁，现阶段车内的换挡杆锁一般都是通过换挡杆上的锁开关来控制其上锁或解锁，换挡杆锁一旦锁上，换挡杆就无法被拨动，只有通过锁开关将其解锁后才能控制换挡杆。
但现有换挡杆锁的设计也存在着一定的安全隐患，当车内有儿童在，驾驶员暂时离开车内且车未熄火，驾驶员可能会忘记将换挡杆锁上锁，此时若小孩对换挡杆进行拨动，使得变速器的挡位被切换，就有可能导致车辆运动进而发生意外事故。即使驾驶员将换挡杆锁上锁了，由于锁开关就在换挡杆上，小孩也很方便触碰到开关，将换挡杆锁解锁后，对换挡杆进行拨动。因此现有换挡杆锁单一的开关控制，使得其在一定程度上是存在安全隐患的。
发明内容
针对现有技术所存在的上述技术缺陷，本发明提供了一种汽车换挡杆锁的控制系统，采用指纹识别和定时上锁，有效避免了换挡杆被误操作的情况。
一种汽车换挡杆锁的控制系统，包括：换挡杆锁控制器；
用于向换挡杆锁控制器发送开关信号的锁开关；
设于锁开关上且用于采集指纹的指纹扫描器，所述的指纹扫描器将指纹发送给换挡杆锁控制器；
用于切换变速器挡位的驱动电机，所述的驱动电机根据换挡杆锁控制器向其提供的换挡信号切换变速器挡位；
所述的换挡杆锁控制器，包括：
通信模块，获取变速器控制器的挡位信号和发动机控制器的发动机转速信号；
指纹识别模块，对所述的指纹进行特征识别，并根据识别结果输出开锁信号；
信号处理模块，根据所述的开关信号、挡位信号、发动机转速信号和开锁信号，输出上锁信号或解锁信号以控制换挡杆锁；并根据所述的挡位信号和发动机转速信号，向所述的驱动电机发送换挡信号。
当所述的开关信号为关信号、当所述的发动机转速信号对应的转速大于500转/分钟且所述的挡位信号对应的挡位为N挡位超过n秒、当所述的发动机转速信号对应的转速小于500转/分钟且所述的挡位信号对应的挡位为非P挡位超过m秒或当所述的发动机转速信号对应的转速小于500转/分钟且所述的挡位信号对应的挡位为P挡位，信号处理模块输出上锁信号控制换挡杆锁自动锁上；n和m均为大于0的自然数。
当所述的开关信号为开信号且所述的信号处理模块接收到开锁信号，信号处理模块输出解锁信号控制换挡杆锁自动解开。
当所述的发动机转速信号对应的转速大于500转/分钟且所述的挡位信号对应的挡位为N挡位超过n秒或当所述的发动机转速信号对应的转速小于500转/分钟且所述的挡位信号对应的挡位为非P挡位超过m秒，所述的信号处理模块向驱动电机发送换挡信号，使之将变速器切换至P挡位。
所述的驱动电机通过选挡杆拉线切换变速器挡位。
优选的技术方案中，所述的信号处理模块通过通信模块向ECU(行车电脑)发送换挡杆锁的开关状态信息和变速器的自动切换信息；使得用户可以获取到换挡杆锁的状态。
优选的技术方案中，所述的通信模块通过CAN(Controller Area Network，控制器局域网络)总线与变速器控制器、发动机控制器和ECU进行通信；信号信息传输速度快，实时性强。
所述的信号处理模块为MCU(微处理器单元)。
本发明的有益技术效果为：
(1)本发明通过采集并识别用户的指纹，作为解锁的依据，使得车内其他乘员无法轻易地对换挡杆锁进行解锁，避免换挡杆被错误操作而引起意外事故。
(2)本发明通过采集挡位信号和发动机转速信号，定时控制换挡杆锁自动上锁，控制变速器自动换挡，消除了当驾驶员暂时离开车内情况下忘记将换挡杆锁上锁，忘记将变速器切换至正确的挡位所引起的相应安全隐患。
附图说明
图1为本发明控制系统的结构示意图。
图2为本发明换挡杆锁控制器的控制流程示意图。
具体实施方式
为了更为具体地描述本发明，下面结合附图及具体实施方式对本发明的技术方案及其控制过程进行详细说明。
如图1所示，一种汽车换挡杆锁的控制系统，包括：换挡杆锁控制器；
锁开关，其向换挡杆锁控制器发送开关信号；
指纹扫描器，其设于锁开关上以采集用户的指纹，并将指纹发送给换挡杆锁控制器；
驱动电机，其接收换挡杆锁控制器输出的换挡信号，以切换变速器挡位；
换挡杆锁控制器，包括：通信模块、指纹识别模块和MCU。
通信模块通过CAN总线与变速器控制器和发动机控制器进行通信，并获取变速器控制器的挡位信号和发动机控制器的发动机转速信号；其中挡位信号和发动机转速信号均为差分信号，通信模块会将这些信号转换为数字信号后提供给MCU。
指纹识别模块与指纹扫描器相连，并对指纹扫描器采集的指纹进行特征识别，当识别出模块内数据库里确有与该指纹匹配的训练指纹，则其输出开锁信号；其中指纹扫描器采集的指纹为一系列数字信号，指纹识别模块先对这一系列数字信号进行特征提取，然后通过相应算法将提取出的特征信息与内部数据库里的训练样本一一进行匹配度计算，进而判断识别。
MCU与换挡杆锁、通信模块、指纹识别模块、锁开关和驱动电机相连，并根据锁开关的开关信号、指纹识别模块产生的开锁信号、通信模块传送的挡位信号和发动机转速信号，输出上锁信号或解锁信号以控制换挡杆锁；同时，MCU通过通信模块向ECU发送换挡杆锁的开关状态信息和变速器的自动切换信息。
其中开关信号为开关量的电平信号，其输入MCU之前，都需要进行相关信号转换，即将电平信号转换为数字信号；同时MCU向通信模块传送的开关状态信息和自动切换信息为数字信号，通信模块会将该信号转换为差分信号发送给ECU。
当开关信号为关信号(数字量为1)、当发动机转速信号对应的转速大于500转/分钟且挡位信号对应的挡位为N挡位超过20秒、当发动机转速信号对应的转速小于500转/分钟且挡位信号对应的挡位为非P挡位超过30秒或当发动机转速信号对应的转速小于500转/分钟且挡位信号对应的挡位为P挡位，MCU输出上锁信号控制换挡杆锁自动锁上。
当开关信号为开信号(数字量为0)且MCU接收到开锁信号，MCU输出解锁信号控制换挡杆锁自动解开。
当发动机转速信号对应的转速大于500转/分钟且挡位信号对应的挡位为N挡位超过20秒或当发动机转速信号对应的转速小于500转/分钟且挡位信号对应的挡位为非P挡位超过30秒，MCU向驱动电机发送换挡信号，使之将变速器切换至P挡位。
其中换挡信号、上锁信号和解锁信号均为电平信号，在提供给驱动电机和换挡杆锁之前，需对这些电平信号进行相关信号转换，转换成12V的高电压信号。
本实施方式的换挡杆锁控制器的控制流程如图2所示，控制器首先实时采集CAN总线信号(包括挡位信号和发动机转速信号)；然后，控制器判断发动机控制器所提供的发动机转速信号对应的转速是否大于500转/分钟：
若否，则控制器判断挡位信号对应的挡位为是否为P挡位：若为P挡则控制器驱动换挡杆锁上锁；若为非P挡，则控制器计算非P挡状态是否超过30秒，超过的话，则控制器使驱动电机通过选挡杆拉线将变速器挡位切换至P挡，同时驱动换挡杆锁上锁；
若是，则控制器判断挡位信号对应的挡位为是否为N挡位：若为非N挡，用户可通过操作锁开关的按钮以及指纹识别控制换挡杆切换变速器的挡位；若为N挡，则控制器计算N挡状态是否超过20秒，超过的话，则控制器使驱动电机通过选挡杆拉线将变速器挡位切换至P挡，同时驱动换挡杆锁上锁；
控制过程中，控制器还判断换挡杆上锁开关的按钮是否被按下：若未被按下，则控制器驱动换挡杆锁上锁；若被按下，则控制器检测指纹扫描器采集的用户按键时的指纹，若该指纹与数据库里某一训练指纹相匹配(匹配的训练指纹为用户之前录入数据库中的)，则控制器驱动换挡杆锁解锁，用户可控制换挡杆切换变速器的挡位；同时控制器还将换挡杆锁的状态信息以及变速器被自动换挡的信息通过CAN总线发送至ECU，使其显示告知用户。
Claims (7)
1.一种汽车换挡杆锁的控制系统，其特征在于，包括：换挡杆锁控制器；
用于向换挡杆锁控制器发送开关信号的锁开关；
设于锁开关上且用于采集指纹的指纹扫描器，所述的指纹扫描器将指纹发送给换挡杆锁控制器；
用于切换变速器挡位的驱动电机，所述的驱动电机根据换挡杆锁控制器向其提供的换挡信号切换变速器挡位；
所述的换挡杆锁控制器，包括：
通信模块，获取变速器控制器的挡位信号和发动机控制器的发动机转速信号；
指纹识别模块，对所述的指纹进行特征识别，并根据识别结果输出开锁信号；
信号处理模块，根据所述的开关信号、挡位信号、发动机转速信号和开锁信号，输出上锁信号或解锁信号以控制换挡杆锁；并根据所述的挡位信号和发动机转速信号，向所述的驱动电机发送换挡信号。
2.根据权利要求1所述的汽车换挡杆锁的控制系统，其特征在于：
当所述的开关信号为关信号、当所述的发动机转速信号对应的转速大于500转/分钟且所述的挡位信号对应的挡位为N挡位超过n秒、当所述的发动机转速信号对应的转速小于500转/分钟且所述的挡位信号对应的挡位为非P挡位超过m秒或当所述的发动机转速信号对应的转速小于500转/分钟且所述的挡位信号对应的挡位为P挡位，信号处理模块输出上锁信号控制换挡杆锁自动锁上，n和m均为大于0的自然数；
当所述的开关信号为开信号且所述的信号处理模块接收到开锁信号，信号处理模块输出解锁信号控制换挡杆锁自动解开。
3.根据权利要求1所述的汽车换挡杆锁的控制系统，其特征在于：当所述的发动机转速信号对应的转速大于500转/分钟且所述的挡位信号对应的挡位为N挡位超过n秒或当所述的发动机转速信号对应的转速小于500转/分钟且所述的挡位信号对应的挡位为非P挡位超过m秒，所述的信号处理模块向驱动电机发送换挡信号，使之将变速器切换至P挡位。
4.根据权利要求1所述的汽车换挡杆锁的控制系统，其特征在于：所述的驱动电机通过选挡杆拉线切换变速器挡位。
5.根据权利要求1所述的汽车换挡杆锁的控制系统，其特征在于：所述的信号处理模块通过通信模块向ECU发送换挡杆锁的开关状态信息和变速器的自动切换信息。
6.根据权利要求1、5所述的汽车换挡杆锁的控制系统，其特征在于：所述的通信模块通过CAN总线与变速器控制器、发动机控制器和ECU进行通信。
7.根据权利要求1、2、3、5所述的汽车换挡杆锁的控制系统，其特征在于：所述的信号处理模块为MCU。
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