CN112443212A - 一种车锁装置、车及其锁车方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种车锁装置，用于安装在车上锁定或解锁车，所述车锁装置包括控制模块、ECU模块、车锁组件以及驱动车轮转动的驱动电机，所述ECU模块实时采集驱动电机的电机驱动信号及车主体的振动信号并进行处理生成实时状态信号，以判断所述车处于静止状态或运动状态，所述控制模块用于根据所述实时状态信号控制所述车锁组件锁定或解锁；其中，所述电机驱动信号包括霍尔信号、轮动相线信号及PWM信号中至少一种或几种的组合。本发明还提供一种车。本发明还提供一种车的锁车方法。

Description

一种车锁装置、车及其锁车方法

【技术领域】

本发明涉及车锁技术领域，尤其涉及一种车锁装置、车及其锁车方法。

【背景技术】

现有的车在停车后，一般都是通过钥匙将车头锁定成一个角度来进行锁车，锁车过程麻烦，也有一些车上安装了电机锁，需要锁车时，只需操作车上对应电机锁的按键，即可完成一键锁车，但是这种锁车的方式存在安全隐患，比如车在行驶过程中，由于用户的误操作或者故障等原因导致启动锁车功能，进而造成安全事故。

【发明内容】

为克服现有技术存在的问题，本发明提供一种车锁装置、车及其锁车方法。

本发明解决技术问题的方案是提供一种车锁装置，用于安装在车上锁定或解锁车，所述车锁装置包括控制模块、ECU模块、车锁组件以及驱动车轮转动的驱动电机，所述ECU模块实时采集驱动电机的电机驱动信号及车主体的振动信号并进行处理生成实时状态信号，以判断所述车处于静止状态或运动状态，所述控制模块用于根据所述实时状态信号控制所述车锁组件锁定或解锁；其中，所述电机驱动信号包括霍尔信号、轮动相线信号及PWM信号中至少一种或几种的组合。

优选地，所述ECU模块生成实时状态信号时，判断车处于该静止状态时间是否超过预设时间，若超过，则可通过控制模块控制车锁组件执行锁定动作。

优选地，所述车锁组件包括锁体、锁销及车锁马达，所述车锁马达设置于所述锁体内以驱动所述锁销运动完成锁定或解锁，所述控制模块包括继电器，所述继电器与所述车锁马达电连接，以控制所述车锁马达通电或断电。

优选地，所述驱动电机上安装有磁钢，所述ECU模块包括霍尔传感器，所述霍尔传感器设置于所述锁体内，通过检测磁钢的信号变化，当所述霍尔传感器在设定的时间内未检测到磁钢的信号变化后，所述继电器控制所述车锁马达通电。

优选地，所述控制模块进一步包括控制开关，所述继电器与所述车锁马达正转的电路或反转的电路串接，所述控制开关通过所述继电器与所述车锁马达电连接，以在所述车锁马达通电时，通过所述控制开关控制所述车锁马达完成锁定或解锁。

优选地，所述ECU模块进一步包括定时器，所述设定的时间通过所述定时器进行设定。

优选地，所述ECU模块进一步包括震动传感器，所述震动传感器检测所述车的震动信号，并结合所述霍尔传感器检测的磁钢信号变化，判断所述车的状态；震动传感器包括三轴加速度传感器、陀螺仪传感器中的任一种；所述控制开关包括MOS管、三极管中的任一种。

优选地，所述控制模块进一步包括感应开关，所述感应开关感应所述车锁组件的状态，且所述感应开关与所述ECU模块电连接。

本发明还提供一种车的锁车方法，其包括以下步骤：步骤S1：实时采集驱动电机的电机驱动信号及车自身的震动信号；步骤S2，基于获得至少一种电机驱动信号及震动信号以判断车的实时状态；车的实时状态包括运动状态和静止状态；及步骤S3，当检测的车为运动状态时，无法锁定车；当检测的车为静止状态时，可以锁定车，其中，所述电机驱动信号包括霍尔信号、轮动相线信号及PWM信号中至少一种或几种的组合。

本发明还提供一种车，所述车包括车本体及上述的车锁装置，所述车锁装置安装于所述车本体上，以将所述车本体锁定或解锁。

与现有技术相比，本发明的车锁装置、车及其锁车方法具有以下优点：

1.通过结合霍尔信号、轮动相线信号及PWM信号中至少一种或几种的组合生成实时状态信号，以判断车处于静止状态或运动状态，进而使控制模块根据实时状态信号控制所述车锁组件执行锁定或解锁动作，防止由于用户误触或者车故障等原因导致在车行驶过程中锁定车的现象，避免发生安全事故。

2.通过判断车处于静止状态是否超过预设时间，若超过，则可通过控制模块控制车锁组件执行锁定动作，以防止用户在遇到塞车或者等红灯的情况时，由于误触而导致车锁组件锁定车。

3.当检测的车为运动状态时，无法锁定车，以避免车在运动时，由于用户误操作导致车被锁定，进而引发安全事故；当检测的车为静止状态时，可以锁定车，以保证用户停车后可以锁定车，防止车被盗。

4.通过在车上安装车锁装置，并通过控制模块根据ECU模块感应车的状态控制车锁组件的状态，以在车处于静止状态时，控制模块才可控制车锁组件锁定车，防止由于用户误触或者车故障等原因导致在车行驶过程中锁定车的现象，避免发生安全事故。

5.控制模块通过继电器与车锁马达电连接，以使继电器控制车锁马达通电或断电，进而在马达断电时，防止控制模块控制车锁马达锁定车而引发安全事故。

4.霍尔传感器在设定的时间内未检测到磁钢的信号变化之后，即车处于静止状态的设定时间以后，继电器就会控制导通车锁马达通电，以防止用户在遇到塞车或者等红灯的情况时，由于误触而导致车锁组件锁定车。

5.通过定时器与控制开关电连接，以通过定时器在设定时间后控制所述控制开关锁定车，防止用户停车后，忘记锁车而丢失车。

6.通过震动传感器结合霍尔传感器检测车的状态，加强判断车状态的准确性，使车锁装置更准确地进行锁车。

7.通过采集驱动电机的电机驱动信号及车自身的震动信号判断车的实时状态，以当车为静止状态时才可以锁定车，当车为运动状态时无法锁定车，保证骑行安全。

8.在车上安装车锁装置，以防止由于用户误触或者车故障等原因导致在车行驶过程中锁定电动的现象，避免发生安全事故。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的原则之内所作的任何修改，等同替换和改进等均应包含本发明的保护范围之内。

【附图说明】

图1是本发明第一实施例车锁装置的模块示意图。

图2是本发明第一实施例车锁装置中车锁组件和控制模块的模块示意图。

图3是本发明第一实施例车锁装置与车的模块示意图。

图4是本发明第一实施例车锁装置中控制模块的模块示意图。

图5是本发明第一实施例车锁装置中霍尔传感器部分的电路图。

图6是本发明第一实施例车锁装置中继电器部分的电路图。

图7是本发明第三实施例锁车方法的步骤流程图。

附图标记说明：1、车锁装置；2、车；11、控制模块；12、车锁组件；13、ECU模块；111、继电器；112、控制开关；113、驱动开关；114、感应开关；121、锁体；122、锁销；123、车锁马达；131、霍尔传感器；132、震动传感器；133、定时器；21、车轮；22、驱动电机；221、定子；222、转子；223、线圈；224、磁钢。

【具体实施方式】

为了使本发明的目的，技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施实例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1，本发明第一实施例提供一种车锁装置1，用于安装在车2上锁定或解锁车2，车锁装置1包括控制模块11、ECU(Electronic Control Unit，电子控制单元)模块及车锁组件12，控制模块11与车锁组件12电连接，以控制车锁组件12的状态，ECU模块13集成于车2内以检测车2的状态，同时，ECU模块13与控制模块11、车锁组件12电连接，以使控制模块11根据ECU模块13检测车2的状态，控制车锁组件12的状态。

在本发明中，所述车2可包括电动车、自行车、滑板车、三轮车等，所述车2也可用于如共享单车、共享电单车或共享滑板车中。

其中，车2的状态包括运动状态和静止状态，运动状态即为车2正在行驶中，静止状态即为车2正在停放中。车锁的状态包括锁定状态和解锁状态，锁定状态即为车锁组件12锁定车2，使车2无法行驶，解锁状态即为车锁组件12解锁车2，使车2可以行驶。其中，在本发明中所述ECU模块13可包括电机驱动信号及震动信号综合来判断所述车2是处于静止状态还是运动状态。

具体地，在本发明中，当ECU模块13检测出车2为运动状态时，控制模块11无法控制车锁组件12锁定车2，反之，当ECU模块13检测出车2为静止状态时，控制模块11才可以控制车锁组件12锁定车2。因此，可避免用户在行驶车2的程中，由于误触或者故障等原因导致车锁组将锁定车2，进而引发安全事故，提升车2的安全性。

请参阅图2，车锁组件12包括锁体121、锁销122及车锁马达123，车锁马达123设置于锁体121内以驱动锁销122运动完成锁定或解锁，控制模块11包括继电器111和控制开关112，继电器111与车锁马达123电连接，以控制车锁马达123通电或断电，控制开关112通过继电器111与车锁马达123电连接，以在车锁马达123通电时，通过控制开关112控制车锁马达123完成锁定或解锁，ECU模块13与继电器111、控制开关112电连接，以在ECU模块13检测车2为运动状态时，使继电器111控制车锁马达123断电，此时，无法通过控制开关112控制车锁马达123的状态；在ECU模块13检测到电车为静止状态时，使继电器111控制车锁马达123通电，此时，可通过控制开关112控制车锁马达123完成锁定或解锁，以保证用户在行驶车2时的安全。

在本实施例中，控制开关112包括MOS管、三极管中的任一种，以控制车锁马达123正转或反转来完成锁定或解锁。

请参阅图3，车2包括车轮21和驱动电机22，驱动电机22驱动车轮21转动从而使车2行驶。

驱动电机22上安装有磁钢224，ECU模块13包括霍尔传感器131，霍尔传感器131设置于锁体121内，霍尔传感器131用于检测霍尔信号；通过检测磁钢224的信号变化，以判断车2的状态，可以理解，磁钢224的信号变化即为轮动相线信号变化，驱动电机22包括定子221和转子222，转子222上缠绕有线圈223，当线圈223未通电时，磁钢224与线圈223的相对位置无变化，霍尔传感器131检测出磁钢224无信号变化，进而，判断车2为静止状态，此时，继电器111控制车锁马达123通电；

当线圈223通电后，转子222相对定子221旋转，即驱动电机22开始旋转，驱动电机22旋转时，线圈223与磁钢224的位置相对变化，霍尔传感器131检测磁钢224发生信号变化，进而判断车2为运动状态，此时，继电器111控制车锁马达123断电。

ECU模块13进一步包括震动传感器132，震动传感器132检测车2的震动信号，并结合霍尔传感器131检测的磁钢224信号变化，判断车2的状态，在本实施例中，震动传感器132包括三轴加速度传感器、陀螺仪传感器中的任一种，车2的震动信号可以为车2在行驶过程中产生的震动。震动传感器132结合霍尔传感器131检测车2的状态，加强判断车2状态的准确性，使车锁装置1更准确地进行锁车。

基于上述的设置，可进一步提高所述车锁装置感应的灵敏度及准确度。

ECU模块13包括定时器133，定时器133与霍尔传感器131、继电器111电连接，以使霍尔传感器131在设定时间内未检测到磁钢224的信号变化时，如1-2秒内未检测到磁钢224的信号变化时，定时器133控制继电器111与车锁马达123通电，进而可通过控制开关112控制车锁组件12锁定车2；当霍尔传感器131在设定时间内检测到磁钢224的信号变化时，即车2为运动状态，此时，继电器111与车锁马达123之间为开路，进而用户通过控制开关112进行锁车动作时，车锁马达123无法锁定车2。

进一步地，定时器133与控制开关112电连接，以在继电器111与车锁马达123通电之后的设定时间内，如继电器111与车锁马达123通电之后的10-20秒内，定时器133通过控制开关112控制车锁组件12锁定车2，防止用户在使用完车2之后忘记锁定车2而导致车2被盗的现象。

作为一种变形，定时器133可以省略，继电器111为定时继电器。

请参阅图4，控制模块11进一步包括驱动开关113，驱动开关113与驱动电机22电连接，以供用户通过驱动开关113控制驱动电机22转动，驱动电机22转动产生PWM(PulseWidth Modulation，脉冲宽度调制)信号，并通过串口通讯、485通讯等的方式发送给ECU模块13，进而由所述ECU模块判断车2的状态。

控制模块11进一步包括感应开关114，感应开关114感应车锁组件12的状态，如通过检测锁销122的位置感应车锁组件12的状态，且感应开关114与ECU模块13电连接，以将车锁组将的状态反馈至ECU模块13，以使控制模块11根据ECU获得的反馈信号控制车锁组件12，当车锁组件12为锁定状态时，控制模块11只能控制车锁组件12至解锁状态；当车锁组件12为解锁状态时，控制模块11则只在车2为静止状态时控制车锁组件12至锁定状态。

请参阅图5-图6，图5为车锁装置1中与霍尔传感器关联的电路图，图6为与继电器关联的电路图，其中，U1为单片机，U3为霍尔传感器,J2为继电器，ECU模块13与单片机U1、霍尔传感器U3并联，以通过单片机U1转换电平，通过霍尔传感器U3检测磁钢224的信号变化，并通过单片机U1反馈至ECU模块13；继电器J2通过控制开关112与单片机U1串联，且继电器J2的第一条线路1与控制车锁马达123正转的电路Motor+串联，继电器J2的第二条线路2为断路，车锁马达123反转的电路直接与控制开关112串联。

当ECU模块13获得磁钢224发生信号变化时，即获得了轮动相线信号，即车2为运动状态，此时，继电器J2接通第二条线路2，即继电器J2为开路，进而，用户通过控制开关112进行锁车动作时，车锁马达123不会响应，即无法使车锁组件12锁定车2；

当ECU模块13获得磁钢224未发生信号变化时，即车2为静止状态，此时，继电器J2接通第一条线路1，即继电器J2与车锁马达123正转的电路Motor+连通，进而，用户通过控制开关112进行锁车动作时，车锁马达123正转，即可以控制车锁组件12锁定车2。

可以理解，车锁马达正转即为锁定动作，车锁马达反转即为解锁动作。作为一种变形，车锁反转为锁定动作，车锁马达正转为解锁动作，此时继电器与车锁马达反转的电路串联。

本发明第二实施例提供一种车，该车包括车本体上述的车锁装置，车锁装置安装于车本体上，以将车本体锁定或解锁，以避免用户在行驶车的程中，由于误触或者故障等原因导致车锁装置将锁定车，进而引发安全事故，提升车的安全性。

请参阅图7，本发明第三实施例提供一种车的锁车方法，其包括以下步骤：

步骤S1：实时采集驱动电机的电机驱动信号及车自身的震动信号；

步骤S2，基于获得至少一种电机驱动信号及震动信号以判断车的实时状态；车的实时状态包括运动状态和静止状态；及

步骤S3，当检测的车为运动状态时，无法锁定车；当检测的车为静止状态时，可以锁定车。

其中，所述电机驱动信号包括霍尔信号、轮动相线信号及PWM信号中至少一种或几种的组合。

在本发明一些更优的实施例中，所述步骤S3进一步包括：

步骤S31，判断车处于该静止状态时间是否超过预设时间，若超过，则可通过控制模块控制车锁组件执行锁定动作。

本发明第一实施例中的内容同样适用于本实施例。本发明所述的车锁防误碰判断方法将ECU模块、控制模块、驱动电机、车锁组件组成一个锁车和防护的整体。其中，ECU模块用于采集驱动电机的霍尔信号和轮动相线信号，加上是否驱动电机的PWM信号，其中，上述的霍尔信号、轮动相线信号及PWM信号均为认为是电机驱动信号，进而控制模块结合电机驱动信号控制车锁组件的锁定或解锁。

进一步地，通过设置震动传感器感应获得车自身的震动感应信号，具体的震动传感器可包括如三轴加速度传感器、陀螺仪等震动感应元器件。

具体地，在上述步骤S1及步骤S2中，可综合上述提供的霍尔信号、轮动相线信号、驱动电机的PWM信号中任一种或几种，结合震动信号，来判断车是否处于静止(非骑行/运动)状态；

在上述步骤S3中，当所述ECU模块判断获得车处于静止状态时，需要判断是否保持这种静止状态超过预设时间后，才会可通过控制模块控制车锁马达转动带动锁体内齿轮组转动从而推动锁销穿出锁体进入驱动电机端盖的锁孔内，完成车锁组件锁紧的动作。可以理解，车锁马达通过齿轮组与锁销连接，以将车锁马达的转动转换为锁销的移动，进而使锁销插入锁孔内，在本实施例中，锁孔设置于驱动电机的端盖处。

上述预设时间可根据实际需求进行设定，如可设定为3s、5s、10s、15s等。这样设置的目的在于避免由于用户临时停留(例如遇到塞车或者等红灯的情况)，而出现用户误碰的情况。

与现有技术相比，本发明的车锁装置、车及其锁车方法具有以下优点：

1.通过结合霍尔信号、轮动相线信号及PWM信号中至少一种或几种的组合生成实时状态信号，以判断车处于静止状态或运动状态，进而使控制模块根据实时状态信号控制所述车锁组件执行锁定或解锁动作，防止由于用户误触或者车故障等原因导致在车行驶过程中锁定车的现象，避免发生安全事故。

2.通过判断车处于静止状态是否超过预设时间，若超过，则可通过控制模块控制车锁组件执行锁定动作，以防止用户在遇到塞车或者等红灯的情况时，由于误触而导致车锁组件锁定车。

3.当检测的车为运动状态时，无法锁定车，以避免车在运动时，由于用户误操作导致车被锁定，进而引发安全事故；当检测的车为静止状态时，可以锁定车，以保证用户停车后可以锁定车，防止车被盗。

4.通过在车上安装车锁装置，并通过控制模块根据ECU模块感应车的状态控制车锁组件的状态，以在车处于静止状态时，控制模块才可控制车锁组件锁定车，防止由于用户误触或者车故障等原因导致在车行驶过程中锁定车的现象，避免发生安全事故。

5.控制模块通过继电器与车锁马达电连接，以使继电器控制车锁马达通电或断电，进而在马达断电时，防止控制模块控制车锁马达锁定车而引发安全事故。

4.霍尔传感器在设定的时间内未检测到磁钢的信号变化之后，即车处于静止状态的设定时间以后，继电器就会控制导通车锁马达通电，以防止用户在遇到塞车或者等红灯的情况时，由于误触而导致车锁组件锁定车。

5.通过定时器与控制开关电连接，以通过定时器在设定时间后控制所述控制开关锁定车，防止用户停车后，忘记锁车而丢失车。

6.通过震动传感器结合霍尔传感器检测车的状态，加强判断车状态的准确性，使车锁装置更准确地进行锁车。

7.通过采集驱动电机的电机驱动信号及车自身的震动信号判断车的实时状态，以当车为静止状态时才可以锁定车，当车为运动状态时无法锁定车，保证骑行安全。

8.在车上安装车锁装置，以防止由于用户误触或者车故障等原因导致在车行驶过程中锁定电动的现象，避免发生安全事故。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的原则之内所作的任何修改，等同替换和改进等均应包含本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种车锁装置，安装在车上，其特征在于：所述车锁装置包括控制模块、ECU模块、车锁组件以及驱动车轮转动的驱动电机，所述ECU模块实时采集驱动电机的电机驱动信号及车主体的振动信号并进行处理生成实时状态信号，以判断所述车处于静止状态或运动状态，所述控制模块用于根据所述实时状态信号控制所述车锁组件锁定或解锁；

其中，所述电机驱动信号包括霍尔信号、轮动相线信号及PWM信号中至少一种或几种的组合。

2.如权利要求1所述的车锁装置，其特征在于：所述ECU模块生成实时状态信号时，判断车处于该静止状态时间是否超过预设时间，若超过，则可通过控制模块控制车锁组件执行锁定动作。

3.如权利要求1所述的车锁装置，其特征在于：所述车锁组件包括锁体、锁销及车锁马达，所述车锁马达设置于所述锁体内以驱动所述锁销运动完成锁定或解锁，所述控制模块包括继电器，所述继电器与所述车锁马达电连接，以控制所述车锁马达通电或断电。

4.如权利要求3所述的车锁装置，其特征在于：所述驱动电机上安装有磁钢，所述ECU模块包括霍尔传感器，所述霍尔传感器设置于所述锁体内，通过检测磁钢的信号变化，当所述霍尔传感器在设定的时间内未检测到磁钢的信号变化后，所述继电器控制所述车锁马达通电。

5.如权利要求4所述的车锁装置，其特征在于：所述控制模块进一步包括控制开关，所述继电器与所述车锁马达正转的电路或反转的电路串接，所述控制开关通过所述继电器与所述车锁马达电连接，以在所述车锁马达通电时，通过所述控制开关控制所述车锁马达完成锁定或解锁。

6.如权利要求4所述的车锁装置，其特征在于：所述ECU模块进一步包括定时器，所述设定的时间通过所述定时器进行设定。

7.如权利要求3所述的车锁装置，其特征在于：所述ECU模块进一步包括震动传感器，所述震动传感器检测所述车的震动信号，并结合所述霍尔传感器检测的磁钢信号变化，判断所述车的状态；

震动传感器包括三轴加速度传感器、陀螺仪传感器中的任一种；

所述控制开关包括MOS管、三极管中的任一种。

8.如权利要求1所述的车锁装置，其特征在于：所述控制模块进一步包括感应开关，所述感应开关感应所述车锁组件的状态，且所述感应开关与所述ECU模块电连接。

9.一种车的锁车方法，其特征在于：其包括以下步骤：

步骤S1：实时采集驱动电机的电机驱动信号及车自身的震动信号；

步骤S2：基于获得至少一种电机驱动信号及震动信号以判断车的实时状态；车的实时状态包括运动状态和静止状态；及

步骤S3：当检测的车为运动状态时，无法锁定车；当检测的车为静止状态时，可以锁定车，

其中，所述电机驱动信号包括霍尔信号、轮动相线信号及PWM信号中至少一种或几种的组合。

10.一种车，其特征在于：所述车包括车本体及如权利要求1-8任一项所述的车锁装置，所述车锁装置安装于所述车本体上，以将所述车本体锁定或解锁。

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