CN108725379B - 具有防盗能力的转向系统 - Google Patents

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Abstract

提供了一种用于自主或半自主车辆的具有防盗能力的转向系统。转向系统包括与电动助力转向系统和变速器控制系统连通的控制器。控制器被编程为，为响应表明是未通过验证的操作者的第一信号及进行操作的请求，将电动助力转向系统置于待机模式并阻止变速器控制系统改变变速器操作状态和变速器操作位置的至少一个。本发明提供的转向系统可以为车辆提供防盗能力并且防止或阻止车辆被推离或滚动离开其当前位置。

Description

具有防盗能力的转向系统
技术领域
本发明涉及转向系统的控制系统和方法，尤其涉及具有防盗能力的转向系统和车辆。
背景技术
车辆通常设有诸如门锁、警报器或转向柱锁等防盗系统。对于提供在转向柱与车辆车轮之间具有无线通信的高级(advanced，先进的)转向系统的车辆，一些防盗系统可能对于车辆的未授权的使用是无效的。因此，需要提供一种用于具有高级转向系统的车辆的防盗系统。
发明内容
根据本公开的一个实施例，提供了一种转向系统。该转向系统包括电动助力转向系统和控制器。控制器与电动助力转向系统连通并被配置成验证操作者。控制器被编程为，为响应表明是未通过验证的操作者的第一信号及操作转向系统的请求，向电动助力转向系统提供第一信号并阻止对电动助力转向系统进行操作。
根据本公开的另一实施例，提供了一种用于自主或半自主车辆的转向系统。转向系统包括控制器，该控制器与电动助力转向系统和变速器控制系统连通(communication，通信)。控制器被编程为，为响应表明是未通过验证的操作者的第一信号及进行操作的请求，将电动助力转向系统置于待机模式并阻止变速器控制系统改变变速器操作状态和变速器操作位置的至少一个。
根据本公开的又另一实施例，提供了一种用于车辆的转向系统。该转向系统包括电动助力转向系统，该电动助力转向系统被可操作地连接到可转向车轮和控制器。控制器与电动助力转向系统和刹车系统连通，刹车系统被可操作地连接到可转向车轮和不可转向车轮的至少一个。所述控制器被编程为，为响应表明是未通过验证的操作者的第一信号及进行操作的请求，向电动助力转向系统提供第一信号并阻止对车辆进行操作。
从结合附图给出的以下描述中将更清楚地了解这些和其他优点和特征。
附图说明
说明书末尾的权利要求书中特别指出并明确声明了视为本公开的主题。从结合附图给出的以下详细描述中可清楚了解到本公开的上述及其他特征、以及优点，在附图中：
图1是车辆的示意图；
图2A是示出阻止对车辆进行未授权使用的方法的流程图；以及
图2B是图2A的流程图的延续。
具体实施方式
现在参考附图，其中将参考特定实施例描述本公开且不限制本公开，应该理解的是，所公开的实施例仅用于说明可表现为多种形式及替代形式的本公开。附图不一定按比例；部分特征可以被夸大或被缩小以示出特定部件的细节。因此，这里所公开的特定结构及功能细节并不被解释为是限制性的，而仅作为教示本公开技术人员来多方面运用本公开的代表性基础。
参考图1，示出了车辆10。车辆10可以是非自主型车辆、自主型车辆、半自主型车辆、自主驱动型车辆或选择性自主车辆。车辆10包括自动驾驶辅助转向系统(ADAS)20、电动助力转向系统22、车辆系统24、变速器控制系统26、刹车系统28和控制器30。
ADAS 20能够使用感应、转向和/或刹车技术而全面地自主控制或至少部分地自主控制车辆10且不需要驾驶员的持续输入(例如，转向、加速、刹车、操控等)。ADAS 20可以与车辆子系统连通，例如电动助力转向系统22、车辆系统24、变速器控制系统26、刹车系统28、控制器30及其他可以影响车辆10的操作的车辆子系统。在至少一个实施例中，ADAS 20被设置为控制器30的一部分。选择性自主车辆的驾驶员能够通过开关或其他机构选择性地激活或解除ADAS 20。车辆控制系统或监控系统能够选择性地激活或解除ADAS 20，以响应车辆10的内部或外部发生的事件。
ADAS 20和电动助力转向系统22可以包括车辆10的转向系统。电动助力转向系统22可以包括方向盘40、转向组件42和可转向车轮44。方向盘40被连接到转向柱46。方向盘40与转向柱46的组合可以是可调节的，使得该组合沿着从转向柱46延伸的纵向轴线是可延伸的或可缩回的。方向盘40与转向柱46的组合在ADAS 20被解除时可以处于延伸位置。方向盘40与转向柱46的组合可以从延伸位置朝向缩回位置移动，以响应ADAS 20的激活，使得可转向车轮44与转向柱46的组合在ADAS 20被激活时处于缩回位置。延伸位置对应于车辆10的驾驶员能够通过方向盘40提供转向输入的位置。缩回位置对应于车辆10的驾驶员不需要通过方向盘40提供转向输入的位置。
方向盘40可以在可旋转状态与不可旋转状态之间切换。当ADAS 20被解除时，方向盘40处于可旋转状态。车辆10的驾驶员能够在ADAS 20被解除时通过方向盘40提供车辆10的方向控制。方向盘40在ADAS 20被激活时处于不可旋转状态。在处于不可旋转状态时阻止方向盘40旋转。方向盘40与转向组件42可操作地分离时，方向盘40处于不可旋转状态。应该清楚的是，转向组件42与方向盘40的分离可以以机械方式、电气方式、或两者的组合方式完成。
电动助力转向系统22可以被配置或被设置为线控转向系统，使得车辆10的转向系统为在方向盘40和/或转向柱46与转向组件42之间不具有直接机械连接的线控转向型转向系统。方向盘40可以被直接地或间接地选择性联接到转向组件42。可转向车轮44可以通过转向轴或者经由控制器30的有线连接或无线连接而被直接地或间接地选择性联接到转向组件42。在ADAS 20被解除时，可转向车轮44可以被联接到转向组件42。可转向车轮44可以在ADAS 20被激活并控制或操纵车辆10时与转向组件42分离。
转向组件42被设置成枢转或转动可转向车轮44以响应方向盘40的旋转，或者响应由ADAS 20提供的用于枢转或转动可转向车轮44的指令。
转向组件42包括壳体50和转向机构52。在至少一个实施例中，壳体50被设置成容纳控制器，使得控制器30被置于壳体50内。该壳体50被设置成容纳转向机构52的至少一部分。转向机构52从壳体50延伸并被设置成枢转可转向车轮44以响应方向盘40的旋转和/或由ADAS 20提供的指令。转向机构52可以被构造为具有齿条和齿轮转向的转向器(steeringrack，转向齿条)等。
转向机构52包括一种装置(如旋转编码器)，该装置解译方向盘40的旋转并将信息应用于旋转、平移、或枢转转向机构52的一部分以枢转可转向车轮44的致动器。在ADAS 20被解除时，该装置向致动器提供信号。在ADAS 20被激活时，该装置不提供信号或信号被致动器忽略。
车辆系统24是设置为提供操作车辆10的请求和/或验证车辆10的操作者的系统。车辆系统24作为验证源来操作，以验证车辆的操作者被授权或通过验证以操作车辆10。如果车辆系统24没有验证到车辆的操作者被授权或通过验证去操作车辆10，则车辆系统24可以阻止车辆10的操作。
车辆系统24可以包括设置成接收钥匙的车辆启动装置(车辆点火装置)60。验收钥匙和旋转或按压车辆启动装置60并且通过车辆启动装置60或控制器30提供启动信号验证了钥匙的持有者是通过验证的车辆10的操作者。未验收钥匙或者无法旋转或禁止按压车辆启动装置60不会通过车辆启动装置60或控制器30提供启动信号，并且不会验证出钥匙的持有者是通过验证的车辆10的操作者。
在其他实施例中，车辆系统24包括遥控钥匙(key fob)检测器62和便携式启动装置(fob ignition)64。作为遥控钥匙检测器62检测到与车辆10配对的遥控钥匙的响应，车辆系统24能够使车辆10的操作者通过便携式启动装置64提供操作车辆10的请求。作为遥控钥匙检测器62未检测到与车辆10配对的遥控钥匙的响应，车辆系统24阻止车辆10的操作者通过便携式启动装置64提供操作车辆10的请求。
在其他实施例中，车辆系统24包括驾驶员验证系统66。驾驶员验证系统66被设置成使用生物测定、配对密码、遥控钥匙等验证车辆的操作者的身份。作为响应驾驶员验证系统66验证出车辆10的操作者的身份的响应，车辆系统24能够使车辆10的操作者通过启动开关提供操作车辆10的请求。作为驾驶员验证系统66没有检测到通过验证的车辆10的操作者的响应，车辆系统24阻止车辆10的操作者通过启动开关68提供操作车辆10的请求。
作为车辆系统24没有检测到或没有验证到通过验证的车辆10的操作者的响应，车辆系统24被设置成向车辆子系统提供表明是未通过验证的车辆10的操作者的第一信号，所述车辆子系统为例如燃料注入系统、变速器控制模块、发动机控制模块、电动助力转向系统22、变速器控制系统26、刹车系统28以及控制器30中的至少一个。在至少一个实施例中，车辆系统24被设置成向上述车辆子系统的至少一个及上述车辆子系统的另一车辆子系统提供第一信号，并阻止操作上述车辆子系统的至少一个及上述车辆子系统的另一车辆子系统。作为车辆系统24检测到或验证到通过验证的车辆10的操作者的响应，车辆系统24被设置成向车辆子系统提供表明已通过验证对车辆10进行操作的第二信号，所述车辆子系统为例如燃料注入系统、变速器控制模块、发动机控制模块、电动助力转向系统22、变速器控制系统26、刹车系统28以及控制器30中的至少一个。在至少一个实施例中，车辆系统24被设置成向上述车辆子系统的至少一个及上述车辆子系统的另一车辆子系统提供第二信号，并使得能够对上述车辆子系统的至少一个及上述车辆子系统的另一车辆子系统进行操作/促成上述车辆子系统的至少一个及上述车辆子系统的另一车辆子系统的操作。
变速器控制系统26与车辆变速器连通。作为通过验证的车辆10的操作者请求改变变速器操作状态和/或变速器操作位置的响应，变速器控制系统26被设置成改变变速器操作状态和变速器操作位置中的至少一个。作为车辆系统24提供了表明未通过验证对车辆10进行操作的第一信号的响应，变速器控制系统26阻止车辆变速器从停车状态(停车位置)变为倒车状态(倒车位置)、空挡状态(空挡位置)或前进状态(前进位置)。作为车辆系统24提供了表明已通过验证对车辆10进行操作的第二信号的响应，变速器控制系统26能够使车辆变速器从停车状态(停车位置)变为倒车状态(倒车位置)、空挡状态(空挡位置)或前进状态(前进位置)。
刹车系统28被操作性地连接到车辆10的可转向车轮44和不可转向车轮中的至少一个。刹车系统28与制动器74连通，该制动器74被设置成选择性地阻止或促成对可转向车轮44和不可转向车轮中的至少一个进行旋转。制动器74可以是电致动停车制动器(parkingbraking)。作为车辆系统24提供表明是未通过验证的车辆10的操作者的第一信号的响应，刹车系统28被操作成驱动或操作制动器74以阻止车辆10的可转向车轮44和不可转向车轮中的至少一个进行旋转。作为车辆系统24提供表明是通过验证的车辆10的操作者的第二信号的响应，刹车系统28被操作成驱动或操作制动器74以促成或使得车辆10的可转向车轮44和不可转向车轮中的至少一个能够进行旋转。
在至少一个实施例中，作为车辆系统24没有检测到或没有验证到通过验证的车辆10的操作者的响应，车辆系统24被设置成向另一车辆子系统提供表明是未通过验证的车辆10的操作者的第一信号，所述另一车辆子系统为例如以下至少一个：具有内燃机的车辆的油门控制/燃料注入控制、具有电力驱动的车辆的逻辑驱动(MOSFET)控制、以及用于阻止对油门控制/燃料注入控制和逻辑驱动(MOSFET)控制中的至少一个进行操作的控制器30。作为车辆系统24检测到或验证出通过验证的车辆10的操作者的响应，车辆系统24被设置成向以下至少一个提供表明已通过验证对车辆10进行操作的第二信号：具有内燃机的车辆的油门控制/燃料注入控制、具有电力驱动的车辆的逻辑驱动(MOSFET)控制、以及能够使油门控制/燃料注入控制和逻辑驱动(MOSFET)控制中的至少一个进行操作的控制器30。
控制器30可以被设置为车辆10的单独的部件。在至少一个实施例中，控制器30可以被设置为ADAS 20的一部分，或者可以被设置为电动助力转向系统22的一部分，使得控制器与壳体50集成为一体。控制器30被配置成从ADAS 20、与ADAS 20相关的传感器、电动助力转向系统22、车辆系统24、变速器控制系统26和刹车系统28接收信息或信号。
控制器30包括与多种类型的计算机可读存储设备或媒介进行通信的微处理器或中央处理单元(CPU)。计算机可读存储设备或媒介可以包括易失存储器和非易失存储器，例如，只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)和磨损修正系数存储器(KAM)中的。KAM是在关掉CPU时可用于存储多个操作变量的持续存储器或非易失存储器。计算机可读存储设备或媒介可以使用多个已知存储器设备中的任何存储器设备来实现，所述已知存储器设备为例如PROM(可编程只读存储器)、EPROM(电PROM)、EEPROMs(电可擦除PROM)、闪速存储器或者任何能够存储数据的其他电的、磁的、光学的或以上方式组合的存储器设备，其一部分表示表现出可执行指令，通过控制器30来使用以提供车辆10的防盗能力。
控制器30被编程为向电动助力转向系统22、变速器控制系统26、刹车系统28以及另一车辆子系统中的至少一个提供表明是未通过验证的车辆10的操作者的第一信号，以响应从车辆系统24接收表明是未通过验证的车辆10的操作者的第一信号以及接收操作车辆10的请求。
控制器30向电动助力转向系统22提供信号或指令以阻止电动助力转向系统22被操作。在阻止电动助力转向系统22被操作时，电动助力转向系统22不会响应通过方向盘40输入的线控转向指令。信号或指令可以阻止向电动助力转向系统22提供动力(power，电力、电能)。在至少一个实施例中，控制器30向电动助力转向系统22提供信号或指令以操作电动助力转向系统22来枢转可转向车轮44。可转向车轮44可以始终左右枢转，直到转向机构52的行驶结束。可转向车轮44的枢转防止或阻止车辆10置于空挡并被推离或滚动离开其当前位置。
控制器30还可以向变速器控制系统26提供信号或指令以阻止变速器控制系统26被操作。信号或指令可以阻止变速器控制系统26改变变速器操作状态和变速器操作位置的至少一个。阻止改变变速器操作状态和变速器操作位置的至少一个防止或阻止了车辆10的变速器被置于空挡并被推离或滚动离开其当前位置。
控制器30还可以向刹车系统28提供信号或指令以操作刹车系统28。刹车系统28可以被操作为通过操作制动器74而阻止可转向车轮44和不可转向车轮的至少一个的旋转。通过制动器74锁定车辆10的可转向车轮44和不可转向车轮的至少一个防止或阻止了车辆车轮的旋转，以阻止车辆10被推离或滚动离开其当前位置。
在至少一个实施例中，控制器30可以将电动助力转向系统22置于阻止电动助力转向系统22被操作的待机模式。在其他实施例中，在将电动助力转向系统22置于待机模式之前，控制器30向电动助力转向系统22提供信号或指令以操作电动助力转向系统22来枢转可转向车轮44。电动助力转向系统22保持在待机模式，直到车辆10被重新启动并且车辆的操作者被验证。这确保车辆10在操作期间实际上没有停止运行并且仅在启动时执行检查。
作为从车辆系统24接收表明是通过验证的车辆10的操作者的第二信号以及接收操作车辆10的请求的响应，控制器30被编程为向电动助力转向系统22、变速器控制系统26和刹车系统28的至少一个提供表明是通过验证的车辆10的操作者的第二信号。
控制器30向电动助力转向系统22提供信号或指令而使电动助力转向系统22能够被操作。在使电动助力转向系统22能够被操作时，电动助力转向系统22可以响应通过方向盘40输入的线控转向指令。信号或指令可以请求向电动助力转向系统22提供动力。在至少一个实施例中，控制器30向电动助力转向系统22提供信号或指令以操作电动助力转向系统22来摆直(straighten)可转向车轮44。
控制器30还可以向变速器控制系统26提供信号或指令，以使变速器控制系统26能够被操作。信号或指令还使变速器控制系统26能够改变变速器操作状态和变速器操作位置的至少一个，使得车辆10的变速器可以移离停车位置或停车状态。
控制器30还可以向刹车系统28提供信号或指令以操作刹车系统28。刹车系统28可以被操作为通过释放或不操作制动器74使得或促成可转向车轮44和不可转向车轮的至少一个旋转。释放或不操作制动器74使得或促成车辆车轮进行旋转以阻止车辆10被推离或滚动离开其当前位置。
在至少一个实施例中，控制器30可以将电动助力转向系统22从待机模式移除，以响应表明是通过验证的车辆10的操作者的第二信号以及操作车辆10的请求。
控制器还被编程为阻止对电动助力转向系统22进行操作以响应向控制器30、另一车辆系统和电动助力转向系统22的至少一个提供动力。在有人尝试启动(hotwire)车辆10的过程中，可以向这些系统的至少一个提供动力。向电动助力转向系统22和控制器30的至少一个施加动力(或电力)使得表明是未通过验证的车辆10的操作者的第一信号及表明是通过验证的车辆10的操作者的第二信号的至少一个信号缺失。控制器30可以向电动助力转向系统22提供信号或指令以操作电动助力转向系统22而使可转向车轮44枢转至左侧极限或右侧极限。
参考图2，示出了阻止对车辆进行未授权使用的方法。本领域任意普通技术人员可以理解的是，流程图表示为硬件、软件或硬件及软件的组合可以实现或影响的控制逻辑。多个功能可能受到设有控制器30或设置成与控制器30分开的程序化微处理器的影响。控制逻辑可以使用多种已知编程及处理技术或策略的任意一种来实现且并不局限于所示的次序或顺序。例如，中断或事件驱动的处理可以被应用于实时控制应用，而不是示出单纯的顺序策略。同样，可以使用平行处理、多任务处理、或多线程系统和方法。
该方法可以通过控制器30执行并且可以被实施为闭环控制系统。为了简化，将在该方法的单次迭代的背景下描述该方法。该方法可以在车辆10的启动顺序之前或期间执行。
在方框100，该方法评估是否提供操作车辆10的请求。如果没有提供操作车辆10的请求，则该方法结束。如果提供操作车辆10的请求，则该方法继续至方框102。
在方框102，该方法确定车辆的操作者是否通过验证。如果车辆的操作者没有通过车辆系统24的验证，则车辆继续至方框104。
在方框104，车辆系统24向车辆子系统提供表明是未通过验证的车辆10的操作者的第一信号，所述车辆子系统为例如电动助力转向系统22、变速器控制系统26、刹车系统28、油门控制/燃料注入控制和逻辑驱动(MOSFET)控制的至少一个。接着，该方法可以继续执行以下过程的至少一个或组合：在方框106，阻止对电动助力转向系统22进行操作；在方框108，操作电动助力转向系统22以枢转可转向车轮44；在方框110，阻止对变速器控制系统26进行操作；以及方框112，操作刹车系统28。
在方框114，该方法可以将电动助力转向系统22置于待机模式，该待机模式等待随后的操作车辆10的请求以及表明是通过验证的车辆10的操作者的信号。
在方框116，该方法评估随后的操作车辆10的请求是否被接收且是否由通过验证的车辆10的操作者提供。如果随后的操作车辆10的请求没有被接收或不由通过验证的车辆10的操作者提供，该方法返回方框114且电动助力转向系统22保持在待机模式。在方框118，如果随后的操作车辆10的请求被接收且由通过验证的车辆10的操作者提供，则该方法向电动助力转向系统22、变速器控制系统26和刹车系统28的至少一个提供表明是通过验证的车辆10的操作者的第二信号。接着，在方框120，该方法将电动助力转向系统22从待机模式移除。
返回方框102，该方法确定车辆10的操作者是否通过验证。如果车辆的操作者通过验证，则车辆10继续至方框122。在方框122，该方法向车辆子系统提供表明是通过验证的车辆10的操作者的第二信号，所述车辆子系统为例如电动助力转向系统22、变速器控制系统26、刹车系统28、油门控制/燃料注入控制以及逻辑驱动(MOSFET)控制的至少一个。
接着，该方法可以继续执行以下过程的至少一个或组合：在方框124，使得对电动助力转向系统22能够进行操作；其中，在方框126，使得对电动助力转向系统22能够进行操作包括向电动助力转向系统22提供动力；在方框128，使得对变速器控制系统26能够进行操作；以及在方框130，操作刹车系统28以使得或促成可转向车轮44和不可转向车轮的至少一个能够旋转。
虽然仅结合有限数量的实施例描述本公开，但应该容易理解的是，本公开并不局限于这类公开的实施例。相对地，本公开可以被修改为包含任何数量的上文未描述的变型、替代、替换或等同设置，但这些均符合本公开的范围。此外，虽然已描述了本公开的多个实施例，但应该理解的是，本公开的方案可以仅包括所述实施例中的一部分。因此，本公开并不被视为由以上描述限制。

Claims (10)

1.一种转向系统，包括：
车辆系统，被配置成使用生物测定或配对密码验证操作者的身份，并向控制器提供表明是未通过验证的操作者的第一信号；
电动助力转向系统；以及
控制器，与所述电动助力转向系统和所述车辆系统连通，所述控制器被编程为，为响应表明是未通过验证的操作者的第一信号及操作所述转向系统的请求，向所述电动助力转向系统提供所述第一信号，并操作所述电动助力转向系统来枢转可转向车轮至左侧极限或右侧极限，将所述电动助力转向系统置于阻止电动助力转向系统被操作的待机模式，直到车辆被重新启动并且操作者被验证，
其中，所述控制器还被编程为，为响应表明是通过验证的操作者的第二信号，向所述电动助力转向系统和另一车辆子系统的至少一个提供所述第二信号，并且为响应向所述控制器和所述电动助力转向系统的至少一个施加电力，使所述第一信号和所述第二信号的至少一个缺失，操作所述电动助力转向系统来枢转所述可转向车轮。
2.根据权利要求1所述的转向系统，其中，所述控制器还被编程为，为响应所述第一信号，阻止对另一车辆子系统进行操作。
3.根据权利要求1所述的转向系统，其中，所述控制器与所述电动助力转向系统的壳体集成为一体。
4.根据权利要求1所述的转向系统，其中，所述控制器还被编程为向所述电动助力转向系统提供动力。
5.根据权利要求1所述的转向系统，其中，所述控制器还与变速器控制系统连通，所述控制器还被编程为，为响应表明是未通过验证的操作者的所述第一信号及操作所述电动助力转向系统的请求，将所述电动助力转向系统置于待机模式并阻止所述变速器控制系统改变变速器操作状态和变速器操作位置的至少一个。
6.根据权利要求5所述的转向系统，其中，所述控制器还被编程为，为响应表明是通过验证的操作者的第二信号及操作所述电动助力转向系统的请求，将所述电动助力转向系统从所述待机模式移除。
7.根据权利要求6所述的转向系统，其中，所述控制器还被编程为，使得所述变速器控制系统能够改变所述变速器操作状态和所述变速器操作位置的至少一个。
8.根据权利要求7所述的转向系统，其中，所述控制器还被编程为，使得对所述电动助力转向系统能够进行操作。
9.一种车辆的转向系统，包括：
电动助力转向系统；
可转向车轮，可操作地连接到所述电动助力转向系统；
不可转向车轮；
刹车系统，可操作地连接到所述可转向车轮和所述不可转向车轮的至少一个；以及
根据前述权利要求任一项中所述的控制器，所述控制器与所述电动助力转向系统和所述刹车系统连通，所述控制器被编程为，为响应表明是未通过验证的操作者的第一信号及操作所述电动助力转向系统的请求，向所述电动助力转向系统提供所述第一信号并阻止对所述车辆进行操作，其中，所述控制器还被编程为操作所述刹车系统以阻止所述可转向车轮和所述不可转向车轮的至少一个的旋转。
10.根据权利要求9所述的转向系统，其中，所述控制器还被编程为，为响应表明是通过验证的操作者的第二信号及进行操作的请求，向所述电动助力转向系统提供所述第二信号，使得能够对所述车辆进行操作，并且操作所述刹车系统以促成所述可转向车轮和所述不可转向车轮的至少一个的旋转。
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