CN114291029B - 一种车载电子转向管柱锁安全上电控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于车载控制方法技术领域，具体涉及一种车载电子转向管柱锁安全上电控制方法；由双控制模块联合控制，其中双控制模块分别为相互独立的主控制器和从控制器，其中主控制器负责获取1‑7号输入条件并分别对其进行检测及实施判断决策，若全部条件均满足要求则输出电源正的使能控制信号输出，否则不输出信号；采用分立的双控制模块联合控制电子转向管柱锁供电使能，并结合相互独立的多路信息源的综合判断检查和安全校验机制，能够对车载电子转向管柱锁实现快速响应的并附带高安全交互校验的供电控制，同时有效避免由于电子转向管柱锁误动作异常锁死方向盘而导致的行车安全隐患，可有效保障电子转向管柱锁上电控制的高安全性及高可靠性。

Description

一种车载电子转向管柱锁安全上电控制方法

技术领域

本发明属于车载控制方法技术领域，具体涉及一种车载电子转向管柱锁安全上电控制方法。

背景技术

为了提高汽车的防盗安全性，目前市场绝大部分汽车都装备有转向柱锁装置，以实现车辆在离车后锁死转向管柱从而使得转向盘不能转动。转向管柱锁的使用可以防止车辆被非法转向。

传统的转向管柱锁是机械式的，即通过齿形正确的机械钥匙插入转向锁锁芯，机械钥匙旋转锁芯，从而使得转向管柱锁的锁舌缩回到锁体内部，实现解锁转向盘。近年来，随着汽车智能无钥匙启动装备系统的出现，电子转向管柱锁的应用逐步增多。电子转向管柱锁即通过控制模块控制电机，通过电机的旋转带动锁舌缩回锁体内部。电子转向管柱锁的出现使得驾驶员可以不用手动使用机械钥匙旋转锁芯，转向锁的解闭锁控制由控制模块自动完成，从而简化驾驶员的操作，提供了更加智能舒适的用户感受。

行业内对电子转向柱锁的控制可靠性和安全性要求极高：一方面要求停车期间当转向管柱锁处于闭锁状态下能够有效防止转向盘被非法转动；另一方面要求行车期间当转向管柱已经处于解锁状态时，不允许出现异常上锁动作卡死方向盘。但目前同时实现上述两点要求是电子转向管柱锁控制方案的设计难点。

发明内容

为了克服上述问题，本发明提供一种车载电子转向管柱锁安全上电控制方法，采用分立的双控制模块联合控制电子转向管柱锁供电使能，并结合相互独立的多路信息源的综合判断检查和安全校验机制，能够对车载电子转向管柱锁实现快速响应的并附带高安全交互校验的供电控制，同时有效避免由于电子转向管柱锁误动作异常锁死方向盘而导致的行车安全隐患，可有效保障电子转向管柱锁上电控制的高安全性及高可靠性。

一种车载电子转向管柱锁安全上电控制方法，包括如下内容：

电子转向管柱锁由双控制模块联合控制，其中双控制模块分别为相互独立的主控制器和从控制器，其中主控制器负责获取1-7号输入条件并分别对其进行检测及实施判断决策，若全部条件均满足要求则进行电源正的使能控制信号输出，否则不输出信号；

从控制器负责获取8-11号输入条件并分别对其进行检测及实施判断决策，若全部条件均满足要求则进行电源负的使能控制信号输出，否则不输出信号；

只有当主控制器和从控制器同时输出信号时，电子转向管柱锁才允许被成功上电；且在进行电子转向柱锁上电控制期间，主控制器和从控制器之间实时通过CAN总线进行信息交互，且二者之间采用基于OSEC网络建环管理实施节点在线监控，互相监控二者网络节点通信的运行状态，若主控制器或从控制器检测到对方的网络节点通信存在故障，则不会输出对应的使能控制信号。

所述主控制器负责获取并分别对其进行检测及实施判断决策的输入条件为：

1号输入条件为操控有效范围鉴权；鉴权过程为：首先主控制器识别是否远程操作，如检测到远程操作，则鉴权结果为不可上电；如检测到本地请求操作，则鉴权结果为允许上电；

2号输入条件为：钥匙位置检查；鉴权过程为：主控制器探测当前是否存在有效钥匙位于驾驶室内，若检测到有效钥匙位于驾驶室内，则鉴权通过，允许上电，反之，则不允许执行上电动作；

3号输入条件为钥匙合法性鉴权；鉴权过程为：主控制器对当前位于驾驶室内的钥匙进行合法性检查鉴权，若钥匙加密认证合格通过，则鉴权通过，允许上电，反之，则不允许执行上电动作；

4号输入条件为CAN车速检查；判断过程为：主控制器对当前车速信息进行检查，若当前车速等于零，即当前本车处于停车状态，则允许上电，反之，则不允许执行上电动作；

5号输入条件为引擎运行状态检查；判断过程为：主控制器对当前本车引擎运行状态信息进行检查，若当前状态为引擎未运行，则允许上电，反之，则不允许执行上电动作；

6号输入条件为整车电源状态检查；判断过程为：当主控制器检测到整车当前电源档位处于由OFF档切向ON档的过程中，此时满足电子转向管柱锁解锁触发条件，则主控制器立即对输入条件1-5进行控制决策检查，若输入条件1-5全部符合上电要求则向CAN总线输出电源正的使能控制信号；当主控制器检测到整车电源档位稳定的处于非OFF档位，则主控制器不输出信号，不允许为电子转向柱锁上电；

7号输入条件为司机侧车门状态检测，当主控制器检测到当前本车的整车电源档位处于OFF档，且同时检测到本车司机侧车门打开信号有效，此时满足电子转向管柱锁闭锁的触发条件也就是满足了上电的条件，则主控制器立即对输入条件1-5进行控制决策检查，若输入条件1-5全部符合上电要求则向CAN总线输出电源正的使能控制信号。

所述从控制器负责获取并分别对其进行检测及实施判断决策的输入条件为：

8号输入条件为发动机转速判断；判断过程为：从控制器对当前发动转速状态进行检测，当检测到当前发动机转速为零，则允许为电子转向管柱锁上电，反之，则不允许执行上电动作；

9号输入条件为硬线车速判断；判断过程为：从控制器直接通过对轮速传感器输出的硬线车速信号进行检测，若当前车速等于零，即当前本车处于停车状态，则允许上电，反之，则不允许执行上电动作；

10号输入条件为整车电源状态检查；判断过程为：从控制器检测到当整车电源档位稳定的处于非OFF档位，则从控制器不允许为电子转向柱锁上电，反之则允许上电；

11号输入条件为转向管柱锁请求上电指令状态；决策过程为：从控制器接收来自主控制器输出的信号为电源正的使能控制信号，此时若输入条件8-10全部符合上电要求则向CAN总线输出电源负的使能控制信号。

所述主控制器和从控制器同时分别输出电源正的使能控制信号和电源负的使能控制信号的时间不超过2s。

本发明的有益效果：

本发明中从控模块和从控模块相互独立，联合控制电子转向管柱锁上电，其中一个模块出现故障，不会影响另一个模块的正常运行，从而不会导致电子转向管柱锁出现误上电。

从控模块和从控模块分别检测多路来自不同信息源的电子转向管柱锁上电使能的输入条件。如CAN总线车速信号和硬线车速信号，二者来自不同信息源，提高安全上电可靠性。

从控模块和从控模块之间采用了带有交互安全检查机制的高速CAN网络通信，包括：网络通信建环管理、通信报文校验和滚动码检查等，保障了通信的可靠性和快速性。

从控模块带有多层级鉴权过程，包括远程/本地鉴权、“钥匙位置鉴权”、“钥匙合法性鉴权”，多次层级鉴权确保了对电子转向管柱锁上电控制的安全性。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

实施例1

一种车载电子转向管柱锁安全上电控制方法，包括如下内容：

电子转向管柱锁由双控制模块联合控制，其中双控制模块分别为相互独立的主控制器和从控制器，其中主控制器负责获取1-7号输入条件并分别对其进行检测及实施判断决策，若全部条件均满足要求则输出电源正的使能控制信号输出，否则不输出信号；

从控制器负责获取8-11号输入条件并分别对其进行检测及实施判断决策，若全部条件均满足要求则输出电源负的使能控制信号输出，否则不输出信号；

只有当主控制器和从控制器同时输出信号时，电子转向管柱锁才允许被成功上电；且在进行电子转向柱锁上电控制期间，主控制器和从控制器之间实时通过CAN总线进行信息交互，且二者之间采用基于OSEC网络建环管理实施节点在线监控，互相监控二者网络节点通信的运行状态，若主控制器或从控制器检测到对方的网络节点通信存在故障，则不会输出对应的使能控制信号。

所述主控制器负责获取并分别对其进行检测及实施判断决策的输入条件为：

1号输入条件为操控有效范围鉴权；鉴权过程为：首先主控制器通过CAN总线识别是否远程操作，如检测到远程操作，则鉴权结果为不可上电；如检测到本地请求操作，则鉴权结果为允许上电；

2号输入条件为：钥匙位置检查；鉴权过程为：主控制器通过CAN总线或通过获取车内检测天线信号探测当前是否存在有效钥匙位于驾驶室内，若检测到有效钥匙位于驾驶室内，则鉴权通过，允许电子转向管柱锁上电，反之，则不允许执行上电动作；

3号输入条件为钥匙合法性鉴权；鉴权过程为：主控制器通过CAN总线或通过获取车内检测天线信号对当前位于驾驶室内的钥匙进行合法性检查鉴权，若钥匙加密认证合格通过，则鉴权通过，允许后续为电子转向管柱锁上电，反之，则不允许执行上电动作；

4号输入条件为CAN车速检查；判断过程为：主控制器通过CAN总线对当前车速信息进行检查，若当前车速等于零，即当前本车处于停车状态，则允许电子转向管柱锁上电，反之，则不允许执行上电动作；

5号输入条件为引擎运行状态检查；判断过程为：主控制器通过CAN总线对当前本车引擎运行状态信息进行检查，若当前状态为引擎未运行，则允许电子转向管柱锁上电，反之，则不允许执行上电动作；此项检查适用于燃油车，若为纯电动车，则此项输入检查可对应为“高压上电状态检查”。

6号输入条件为整车电源状态检查；判断过程为：当主控制器通过CAN总线或硬线检测到整车当前电源档位处于由OFF档切向ON档的过程中，此时满足电子转向管柱锁解锁触发条件，则主控制器立即对输入条件1-5进行控制决策检查，若输入条件1-5全部符合上电要求则向CAN总线输出电源正的使能控制信号；当整车电源档位稳定的处于非OFF档位，则主控制器不输出信号，不允许为电子转向柱锁上电；

7号输入条件为司机侧车门状态检测，当主控制器通过CAN总线或硬线检测到当前本车的整车电源档位处于OFF档，且同时检测到本车司机侧车门打开信号有效，此时满足电子转向管柱锁闭锁的触发条件也就是满足了上电的条件，则主控制器立即对输入条件1-5进行控制决策检查，若输入条件1-5全部符合上电要求则向CAN总线输出电源正的使能控制信号。允许为电子转向柱锁提供电源正控制使能。

所述从控制器负责获取并分别对其进行检测及实施判断决策的输入条件为：

8号输入条件为发动机转速判断；判断过程为：从控制器通过CAN总线对当前发动转速状态进行检测，当检测到当前发动机转速为零，则允许为电子转向管柱锁上电，反之，则不允许执行上电动作；此项检查适用于燃油车，若本车为纯电动车，则此项输入检查可对应为“电机运行状态检查”。

9号输入条件为硬线车速判断；判断过程为：从控制器直接通过对轮速传感器输出的硬线车速信号进行检测，若当前车速等于零，即当前本车处于停车状态，则允许电子转向管柱锁上电，反之，则不允许执行上电动作；

该硬线车速信号即使在整车不上电的情况下，仍然可以正常有效输出。该车速与输入4的车速信号，是来自不同源的车速，即使在CAN总线不通信的情况，从控制器仍可检测到本车车速，从而实现电子转向管柱锁的安全上电控制冗余。

10号输入条件为整车电源状态检查；判断过程为：从控制器通过CAN总线检测到当整车电源档位稳定的处于非OFF档位，则从控制器不允许为电子转向柱锁上电，反之则允许上电；

11号输入条件为转向管柱锁请求上电指令状态；决策过程为：从控制器接收来自主控制器向CAN总线输出的信号为电源正的使能控制信号，此时若输入条件8-10全部符合上电要求则向CAN总线输出电源负的使能控制信号。

所述主控制器和从控制器同时分别输出电源正的使能控制信号和电源负的使能控制信号的时间不超过2s。

实施例2

本技术方案中电子转向管柱锁由双控制模块联合控制，主控制器为主控模块，从控制器为从控模块。主控制器和从控制器互相独立，是两个分立的零件，有独立的电源管理模块、微处理器模块及相关电路。若其中一个零件发生损坏或故障，并不会影响另一个零件的正常运行。

主控制器为主控制模块，主控制器负责对“输入1-7”的输入条件进行检测及实施判断决策，实现“输出1：电源正的使能控制”信号输出。从控制器为从控制模块，从控制模块负责对“输入8-11”的输入条件进行检测及实施判断决策，实现“输出2：电源负的使能控制”信号输出。只有当输出1和输出2都为“使能供电”的状态时，电子转向管柱锁才被成功上电。

在进行电子转向柱锁上电控制期间，主控制器和从控制器之间，实时进行信息交互校验，互相监控二者网络节点通信的运行状态，互相通信的信息带有“校验码”和“滚动码”校验机制，从而可确保通信信息的可靠及可信。

主控制器和从控制器之间采用高速CAN总线通信，并采用基于事件触发的通信机制，以提高通信的快速响应性。主控制器和从控制器之间采用基于OSEC网络建环管理实施节点在线监控，从而提供通信的可靠性。

输入1为“操控有效范围鉴权”。此项由主控制器实施鉴权判断，鉴权过程为：首先识别“是否远程操作”，如检测到为远程请求操作，则鉴权结果为“不可上电”；如检测到为本地请求操作，则鉴权结果为“允许上电”。

输入2为“钥匙位置检查”。此项由主控制器实施鉴权判断，鉴权过程为：探测当前是否存在有效钥匙位于驾驶室内，若检测到有效钥匙位于驾驶室内，则鉴权通过，允许后续为电子转向管柱锁上电。反之，则不允许执行上电动作。

输入3为“钥匙合法性鉴权”。此项由主控制器实施鉴权判断，鉴权过程为：对当前位于驾驶室内的钥匙进行合法性检查鉴权，若钥匙加密认证合格通过，则鉴权通过，允许后续为电子转向管柱锁上电。反之，则不允许执行上电动作。

输入4为“CAN车速检查”。此项由主控制器实施决策判断，判断过程为：对当前本车车速信息进行检查，若当前车速为等于零，即当前本车处于停车状态，则决策结论为可以为电子转向管柱锁上电。反之，则不允许执行上电动作。

输入5为“引擎运行状态检查”。此项由主控制器实施决策判断，判断过程为：对当前本车引擎运行状态信息进行检查，若当前状态为引擎未运行，则决策结论为可以为电子转向管柱锁上电。反之，则不允许执行上电动作。此项检查适用于燃油车，若为纯电动车，则此项输入检查可对应为“高压上电状态检查”。

输入6为“整车电源状态检查”。此项输入检测作为电子转向管柱锁上电的触发条件信息，由主控制器进行决策判断。判断过程为：当主控制器检测到整车当前电源档位由OFF档切向ON档，此时满足电子转向管柱锁解锁触发条件，则主控制器立即对输入信息(输入1-5)进行控制决策检查，检查全部通过则允许为电子转向柱锁提供电源正控制使能。当整车电源档位稳定的处于非OFF档位，则主控制器不允许为电子转向柱锁上电。

输入7为“司机侧车门状态检测”。此项由主控制器实施决策判断，当主控制器检测到当前本车的整车电源档位处于OFF档，且检测到本车司机侧车门打开信号有效，此时满足电子转向管柱锁闭锁触发条件，则主控制器立即对输入信息(输入1-5)进行控制决策检查，检查全部通过则允许为电子转向柱锁提供电源正控制使能。

输入8为“发动机转速判断”。此项由从控制器实施决策判断，判断过程为：对当前发动转速状态进行检查，当检测到当前发动机转速为零，则允许为电子转向管柱锁上电。反之，则不允许执行上电动作。此项检查适用于燃油车，若本车为纯电动车，则此项输入检查可对应为“电机运行状态检查”。

输入9为“硬线车速判断”。此项由从控制器实施决策判断，判断过程为：从控制器直接对轮速传感器输出的硬线车速信号进行检测，该硬线车速信号即使在整车不上电的情况下，仍然可以正常有效输出。该车速与输入4的车速信号，是来自不同源的车速，即使在CAN总线不通信的情况，从控制器仍可检测到本车车速，从而实现电子转向管柱锁的安全上电控制冗余。

输入10为“整车电源状态检查”。此项由从控制器实施决策判断，判断过程为：从控制器检测到当整车电源档位稳定的处于非OFF档位，则从控制器不允许为电子转向柱锁上电。

输入11为“转向管柱锁请求上电指令状态”。此项由从控制器实施决策判断，决策过程为：从控制器接收来自主控制器的“转向管柱锁请求上电指令”，该指令包含“上电请求/断电请求/无动作”等状态。

对于主控制器和从控制器，在执行电子转向管柱锁的上电操作时，具备超时监控策略，每次电子转向管柱锁上电的最长时长不得超过事先确定的标定值(一般2秒)。

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明的保护范围并不局限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (2)

1.一种车载电子转向管柱锁安全上电控制方法，其特征在于包括如下内容：

电子转向管柱锁由双控制模块联合控制，其中双控制模块分别为相互独立的主控制器和从控制器，其中主控制器负责获取1-7号输入条件并分别对其进行检测及实施判断决策，若全部条件均满足要求则进行电源正的使能控制信号输出，否则不输出信号；

从控制器负责获取8-11号输入条件并分别对其进行检测及实施判断决策，若全部条件均满足要求则进行电源负的使能控制信号输出，否则不输出信号；

只有当主控制器和从控制器同时输出信号时，电子转向管柱锁才允许被成功上电；且在进行电子转向柱锁上电控制期间，主控制器和从控制器之间实时通过CAN总线进行信息交互，且二者之间采用基于OSEC网络建环管理实施节点在线监控，互相监控二者网络节点通信的运行状态，若主控制器或从控制器检测到对方的网络节点通信存在故障，则不会输出对应的使能控制信号；

所述主控制器负责获取并分别对其进行检测及实施判断决策的输入条件为：

1号输入条件为操控有效范围鉴权；鉴权过程为：首先主控制器识别是否远程操作，如检测到远程操作，则鉴权结果为不可上电；如检测到本地请求操作，则鉴权结果为允许上电；

2号输入条件为：钥匙位置检查；鉴权过程为：主控制器探测当前是否存在有效钥匙位于驾驶室内，若检测到有效钥匙位于驾驶室内，则鉴权通过，允许上电，反之，则不允许执行上电动作；

3号输入条件为钥匙合法性鉴权；鉴权过程为：主控制器对当前位于驾驶室内的钥匙进行合法性检查鉴权，若钥匙加密认证合格通过，则鉴权通过，允许上电，反之，则不允许执行上电动作；

4号输入条件为CAN车速检查；判断过程为：主控制器对当前车速信息进行检查，若当前车速等于零，即当前本车处于停车状态，则允许上电，反之，则不允许执行上电动作；

5号输入条件为引擎运行状态检查；判断过程为：主控制器对当前本车引擎运行状态信息进行检查，若当前状态为引擎未运行，则允许上电，反之，则不允许执行上电动作；

6号输入条件为整车电源状态检查；判断过程为：当主控制器检测到整车当前电源档位处于由OFF档切向ON档的过程中，此时满足电子转向管柱锁解锁触发条件，则主控制器立即对输入条件1-5进行控制决策检查，若输入条件1-5全部符合上电要求则向CAN总线输出电源正的使能控制信号；当主控制器检测到整车电源档位稳定的处于非OFF档位，则主控制器不输出信号，不允许为电子转向柱锁上电；

7号输入条件为司机侧车门状态检测，当主控制器检测到当前本车的整车电源档位处于OFF档，且同时检测到本车司机侧车门打开信号有效，此时满足电子转向管柱锁闭锁的触发条件也就是满足了上电的条件，则主控制器立即对输入条件1-5进行控制决策检查，若输入条件1-5全部符合上电要求则向CAN总线输出电源正的使能控制信号；

所述从控制器负责获取并分别对其进行检测及实施判断决策的输入条件为：

8号输入条件为发动机转速判断；判断过程为：从控制器对当前发动转速状态进行检测，当检测到当前发动机转速为零，则允许为电子转向管柱锁上电，反之，则不允许执行上电动作；

9号输入条件为硬线车速判断；判断过程为：从控制器直接通过对轮速传感器输出的硬线车速信号进行检测，若当前车速等于零，即当前本车处于停车状态，则允许上电，反之，则不允许执行上电动作；

10号输入条件为整车电源状态检查；判断过程为：从控制器检测到当整车电源档位稳定的处于非OFF档位，则从控制器不允许为电子转向柱锁上电，反之则允许上电；

11号输入条件为转向管柱锁请求上电指令状态；决策过程为：从控制器接收来自主控制器输出的信号为电源正的使能控制信号，此时若输入条件8-10全部符合上电要求则向CAN总线输出电源负的使能控制信号。

2.根据权利要求1所述的一种车载电子转向管柱锁安全上电控制方法，其特征在于所述主控制器和从控制器同时分别输出电源正的使能控制信号和电源负的使能控制信号的时间不超过2s。