本发明涉及汽车电子技术领域，尤其涉及一种锁定方向盘的方法、系统及汽车。
背景技术：
汽车已经成为生活中不可或缺的代步工具，汽车类盗窃犯罪也成了社会持续关注的焦点。汽车盗窃是一种常见的犯罪行为，已经成为威胁个人财产安全的重要因素。因此在选购汽车时，汽车的防盗性能也是需要重点考虑的因素之一。
目前，汽车防盗技术多种多样，主要包括机械式防盗器、芯片式防盗器、电子式防盗装置、gps卫星定位汽车防盗系统、网络式防盗器等。其中，通过锁定方向盘，使方向盘无法转动进而实现防盗功能是一种常用的汽车防盗技术。现有技术中主要通过转向管柱锁来实现锁定方向盘的功能，根据上锁方式不同，可以分为机械锁和电子锁。机械转向管柱锁通过普通机械钥匙插入锁孔转动来驱动锁舌进行上锁和解锁动作，而电子转向管柱锁通过电机来驱动锁舌进行上锁和解锁动作，一般配置于无钥匙启动的车型上。
无论是通过机械转向管柱锁还是电子转向管柱锁实现锁定方向盘进行防盗，都会增加汽车的制造成本。出于成本因素的考虑，许多自动档车型取消了转向管柱锁，改为变速箱锁止进行防盗，这样车辆在锁止状态下方向盘仍可以转动，增加了车辆被盗的风险。因此，亟需一种低成本且安全性高的锁定方向盘的方法。
技术实现要素：
本发明提供一种锁定方向盘的方法、系统及汽车，以降低现有技术中锁定方向盘实现防盗功能的成本。
第一方面，本发明提供一种锁定方向盘的方法，包括：
确定处于休眠状态的汽车的方向盘转角相对于进入休眠状态的初始转角的角度变化值，休眠状态为车辆无点火信号且车速为0；
根据角度变化值控制转向机构驱动方向盘朝向角度变化的相反方向旋转，以使方向盘恢复到初始转角。
进一步的，上述方法还包括：
若确定车辆锁止信号为解锁状态，且接收到点火信号，则根据方向盘的转角变化控制转向机构驱动方向盘。
进一步的，在一些可选的实施方式中，若确定车辆无点火信号且车速为0，则关闭转向机构的驱动电源。
第二方面，本发明提供一种锁定方向盘的系统，包括：
转角传感器，转向系统控制器和转向机构；
转角传感器用于检测汽车的方向盘转角，并发送给转向系统控制器；
转向系统控制器用于确定处于休眠状态的汽车的方向盘转角相对于进入休眠状态的初始转角的角度变化值，并根据角度变化值控制转向机构，休眠状态为车辆无点火信号且车速为0；
转向机构用于根据转向系统控制器的控制，驱动方向盘朝向角度变化的相反方向旋转，以使方向盘恢复到初始转角。
进一步的，在一些可选的实施方式中，上述转向系统控制器还用于，在确定车辆锁止信号为解锁状态且接收到点火信号时，根据方向盘的转角变化控制转向机构驱动方向盘。
进一步的，在一些可选的实施方式中，上述转向系统控制器还用于，在确定车辆无点火信号且车速为0时，关闭转向机构的驱动电源。
进一步的，上述转向机构包括：电机、减速机构、转向器和转向管柱。其中，电机分别与转向系统控制器和减速机构相连接，转向管柱分别与转向器和方向盘相连接，减速机构与转向器相连接，或者，减速机构与转向管柱相连接。
第三方面，本发明提供一种汽车，包括方向盘和电动助力转向系统，电动助力转向系统包括上述任一锁定方向盘的系统。
本发明实施例锁定方向盘的方法、系统及汽车，通过记录在车辆无点火信号且车速为0进入休眠状态时车辆方向盘的初始转角，当处于休眠状态的车辆的方向盘的转角相对于初始转角发生角度变化时，便控制转向机构驱动方向盘朝向角度变化的相反方向旋转，使方向盘恢复到初始转角的位置，实现了锁定方向盘的功能，加强了整车的防盗性能，提高了安全性。本发明实施例提供的锁定方向盘的方法、系统及汽车，由于未采用实体锁装置，因此降低了锁定方向盘的成本，且不会出现实体锁中会出现的锁舌和锁槽卡死的情况，提高了锁定方向盘的安全性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明锁定方向盘的方法实施例一的流程图；
图2为本发明锁定方向盘的方法中电动助力转向系统模式转换示意图；
图3为本发明锁定方向盘的系统实施例一的结构示意图；
图4为本发明锁定方向盘的系统实施例二的结构示意图；
图5为本发明锁定方向盘的系统实施例三的结构示意图；
图6为本发明具备锁定方向盘功能的汽车实施例一的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
汽车的防盗性能已经成为购车时需要重点考虑的因素之一。通过锁定方向盘，使方向盘无法转动可以实现加强整车防盗的功能。
现有技术中主要通过转向管柱锁来实现锁定方向盘的功能，无论是通过普通机械钥匙插入锁孔转动来驱动锁舌进行上锁和解锁动作的机械转向管柱锁，还是智能的通过电机来驱动锁舌进行上锁和解锁动作的电子转向管柱锁，由于实体锁的存在，都会增加锁定方向盘实现防盗功能的成本。而且，转向管柱锁的锁舌和锁槽之间容易出现卡死的现象，造成一定的安全隐患。
针对现有技术中锁定方向盘功能存在的上述问题，本发明提供一种低成本的锁定方向盘的方法，加强整车的防盗性能，提高安全性。本发明提供的锁定方向盘的方法可以用于一切含有电动助力转向系统的车辆，包括有钥匙启动的和配置了无钥匙进入及启动系统的车辆。
图1为本发明锁定方向盘的方法实施例一的流程图，如图1所示，本实施例的方法可以包括：
步骤101、确定处于休眠状态的汽车的方向盘转角相对于进入休眠状态的初始转角的角度变化值，休眠状态为车辆无点火信号且车速为0。
当车辆无点火信号且车速为0时，车辆进入休眠状态。其中，点火信号(kl15)硬线连接至电动助力转向系统控制器，当车辆处于on档位时，电动助力转向系统控制器可以收到高电平信号即表示整车电源状态处于高电平的信号，此时有点火信号；当车辆处于acc或off档位时，电动助力转向系统控制器可以收到低电平信号即表示整车电源状态处于低电平的信号，此时无点火信号。车速信号可以从制动控制系统发送的总线信号中获取，例如可以从制动防抱死系统(antilockbrakesystem，简称：abs)或者车身电子稳定系统(electronicstabilityprogram，简称：esp)控制器发送的总线信号中获取。在一种可能的实现方式中，制动控制系统通过轮速传感器综合计算整车的车速后发送车速总线信号。
当车辆进入休眠状态时，电动助力转向系统的控制器记录此时的方向盘转角，即为进入休眠状态的初始转角。方向盘的转角可以通过转角传感器实时获得。电动助力转向系统的控制器每隔预设的时间间隔，将从转角传感器获取的方向盘的实时转角与进入休眠状态时的初始转角进行比较，若相同，则可知方向盘未被转动，电动助力转向系统的控制器不做处理；若不同，则可知方向盘被转动了，此时，电动助力转向系统的控制器确定此时的方向盘转角相对于进入休眠状态的初始转角的角度变化值，该角度变化值包括变化的方向和变化的角度大小。本实施例对于预设的时间间隔值不做特殊限定，可根据具体情况进行设置，例如，可以设置为0.5秒、1秒、2秒等，但是该时间间隔值不宜过长，以免不能及时获知方向盘转角的变化。
步骤102、根据角度变化值控制转向机构驱动方向盘朝向角度变化的相反方向旋转，以使方向盘恢复到初始转角。
当电动助力转向系统的控制器确定了处于休眠状态的汽车的方向盘转角相对于进入休眠状态的初始转角的角度变化值时，便根据该角度变化值的大小和方向控制转向机构驱动方向盘朝向角度变化的相反方向旋转，使方向盘恢复到初始转角。
车辆无点火信号和车速为0这两个条件要同时满足，是为了形成安全冗余，避免在车辆行进中误触发锁定方向盘导致转向锁止造成危险。
本实施例提供的锁定方向盘的方法，记录了在车辆无点火信号且车速为0进入休眠状态时车辆方向盘的初始转角，当处于休眠状态的车辆的方向盘的转角相对于初始转角发生角度变化时，便控制转向机构驱动方向盘朝向角度变化的相反方向旋转，使方向盘恢复到初始转角的位置，实现了锁定方向盘的功能，加强了整车的防盗性能，提高了安全性。本实施例提供的锁定方向盘的方法，由于未采用实体锁装置，因此降低了锁定方向盘的成本，且不会出现实体锁中会出现的锁舌和锁槽卡死的情况，提高了安全性。
在上述实施例的基础上，本实施例对锁定方向盘的方法进行进一步说明。当车辆锁止信号为解锁状态，且接收到点火信号时，则说明车辆已经合法启动，此时电动助力转向系统进入正常助力模式，即根据方向盘的转角变化控制转向机构驱动方向盘，为驾驶员提供转向助力。当车辆处于无点火信号且车速为0的休眠模式时，电动助力转向系统的控制器切断电机驱动电源以降低功耗。车辆锁止信号可以是无钥匙进入及启动系统(passiveentrypassivestart，简称peps)发出的总线信号，也可以是由传统遥控钥匙系统(remotekeylessentry，简称rke)发出的总线信号。
本实施例提供的锁定方向盘的方法，不仅能够在非法转动方向盘时对方向盘进行锁定，而且能够在车辆合法启动时，提供转向助力，在车辆处于休眠模式时，切断电机驱动电源降低静态功耗。
对于配置了无钥匙进入及启动系统peps的车辆，一种可能的实现方式为，当车辆处于休眠状态时，方向盘转角相对于初始转角发生了角度变化，且车辆锁止信号为锁止时，根据角度变化值控制转向机构驱动方向盘朝向角度变化的相反方向旋转，以使方向盘恢复到初始转角。本实施例提供的锁定方向盘的方法可以避免驾驶员未离开车辆时便对方向盘进行锁定。
在上述实施例的基础上，本实施例针对锁定方向盘的方法中电动助力转向系统的工作状态进行进一步说明。图2为本发明锁定方向盘的方法中电动助力转向系统模式转换示意图。如图2所示，本实施例定义了电动助力转向系统的三种工作模式：休眠模式21、防盗模式22和正常助力模式23。当满足相应条件时，各工作模式可以沿图中箭头所示方向进行转换。下面分别对各工作模式以及各工作模式之间进行转换的条件进行详细说明。
休眠模式21：电动助力转向系统的控制器切断电机驱动电源，以降低静态功耗。
防盗模式22：电动助力转向系统控制方向盘向角度变化的相反方向旋转，使方向盘被锁定。
正常助力模式23：电动助力转向系统根据方向盘的转角提供转向助力。
当电动助力转向系统处于休眠模式21或者处于防盗模式22时，电动助力转向系统的控制器检测到车辆锁止信号为解锁状态且有点火信号时，则说明车辆已经合法启动，此时电动助力转向系统进入正常助力模式23，即根据方向盘的转角变化控制转向机构驱动方向盘，为驾驶员提供转向助力。
当电动助力转向系统处于正常助力模式23时，电动助力转向系统的控制器检测到车辆无点火信号且车速为0时，则由正常助力模式23转换为休眠模式21，电动助力转向系统的控制器记录此时的方向盘初始转角且切断电机驱动电源，以降低静态功耗。
当电动助力转向系统处于休眠模式21，电动助力转向系统的控制器监控方向盘转角相对于初始转角是否发生变化。当方向盘转角信号无变化、无点火信号且车速为0，电动助力转向系统继续处于休眠状态。当方向盘转角信号发生变化、无点火信号且车速为0，或者当方向盘转角信号发生变化、无点火信号、车速为0且车辆锁止信号为锁止，电动助力转向系统由休眠模式21进入防盗模式22，电动助力转向系统驱动方向盘朝向角度变化的相反方向旋转，使方向盘恢复到初始转角，实现对方向盘的锁定。电动助力转向系统在防盗模式22下使方向盘恢复到初始转角后，便再次进入休眠模式21，继续监控方向盘转角相对于初始转角是否发生变化。
本实施例提供的锁定方向盘的方法通过在防盗模式下控制方向盘朝向角度变化的相反方向旋转，使方向盘恢复到初始转角，实现了对方向盘的锁定，加强了整车的防盗性能。相比现有技术中通过实体锁装置实现对方向盘的锁定，降低了成本。
图3为本发明锁定方向盘的系统实施例一的结构示意图，如图3所示，本实施例提供的锁定方向盘的系统20可以包括：转角传感器201、转向系统控制器202和转向机构203。
转角传感器201，用于检测汽车的方向盘转角，并发送给转向系统控制器。
转角传感器201是测量和监控方向盘转动角度的传感器，本实施例对其具体型号不做限定。转角传感器201可以实时获取到方向盘的转角，并将方向盘的转角信号发送给转向系统控制器202。
转向系统控制器202，用于确定处于休眠状态的汽车的方向盘转角相对于进入休眠状态的初始转角的角度变化值，并根据角度变化值控制转向机构，休眠状态为车辆无点火信号且车速为0。
当车辆无点火信号且车速为0时，转向系统控制器202判定车辆进入休眠状态，并记录此时方向盘的转角即为进入休眠状态的初始转角。其中，点火信号(kl15)硬线连接至转向系统控制器202，当车辆处于on档位时，转向系统控制器202可以收到高电平信号即表示整车电源状态处于高电平的信号，此时有点火信号；当车辆处于acc或off档位时，转向系统控制器202可以收到低电平信号即表示整车电源状态处于低电平的信号，此时无点火信号。车速信号可以从制动控制系统发送的总线信号中获取，例如可以从制动防抱死系统(antilockbrakesystem，简称：abs)或者车身电子稳定系统(electronicstabilityprogram，简称：esp)控制器发送的总线信号中获取。在一种可能的实现方式中，制动控制系统通过轮速传感器综合计算整车的车速后发送车速总线信号。
当车辆处于休眠状态时，每隔预设的时间间隔，转向系统控制器202将从转角传感器201获取到的方向盘转角与进入休眠状态的初始转角进行比较。若相同，则说明方向盘未被非法转动，在下一个时间间隔到达时，进行下一次判断；若不相同，则说明方向盘被非法转动了，此时，转向系统控制器202根据角度变化值控制转向机构203。本实施例对于预设的时间间隔值不做特殊限定，可根据具体情况进行设置，例如，可以设置为0.5秒、1秒、2秒等，但是该时间间隔值不宜过长，以免不能及时获知方向盘转角的变化。
转向机构203，用于根据转向系统控制器202的控制，驱动方向盘朝向角度变化的相反方向旋转，以使方向盘恢复到初始转角。
转向机构203接收转向系统控制器202的控制信号，根据控制信号驱动方向盘朝向角度变化的相反方向旋转，使方向盘恢复到进入休眠状态时的初始转角，实现对方向盘的锁定。
转向系统控制器202在判定车辆是否进入休眠状态时，车辆无点火信号和车速为0这两个条件要同时满足，是为了形成安全冗余，避免在车辆行进中误触发锁定方向盘导致转向锁止造成危险。
本实施例提供的锁定方向盘的系统，通过转向系统控制器记录在车辆无点火信号且车速为0进入休眠状态时车辆方向盘的初始转角，并且在处于休眠状态的车辆的方向盘的转角相对于初始转角发生角度变化时，控制转向机构驱动方向盘朝向角度变化的相反方向旋转，使方向盘恢复到初始转角的位置，实现了锁定方向盘的功能，加强了整车的防盗性能，提高了安全性。本实施例提供的锁定方向盘的系统，由于未采用实体锁装置，因此降低了锁定方向盘的成本，且不会出现实体锁中的锁舌和锁槽卡死的情况，提高了锁定方向盘的安全性。
在上述实施例的基础上，本实施例对锁定方向盘的系统进行进一步说明。当车辆锁止信号为解锁状态，且接收到点火信号时，则说明车辆已经合法启动，此时转向系统控制器202进入正常助力模式，即根据方向盘的转角变化控制转向机构203驱动方向盘，为驾驶员提供转向助力。当车辆处于无点火信号且车速为0的休眠模式时，转向系统控制器202切断电机驱动电源以降低功耗。车辆锁止信号可以是无钥匙进入及启动系统(passiveentrypassivestart，简称peps)发出的总线信号，也可以是由传统遥控钥匙系统(remotekeylessentry，简称rke)发出的总线信号。
本实施例提供的锁定方向盘的系统，不仅能够在非法转动方向盘时对方向盘进行锁定，而且能够在车辆合法启动时，提供转向助力，在车辆处于休眠模式时，切断电机驱动电源降低静态功耗。
在上述实施例的基础上，以下实施例针对上述实施例中的转向机构进行进一步说明。上述实施例中的转向机构可以包括：电机、减速机构、转向器和转向管柱。根据伺服单元安装位置的不同，转向机构中各部件之间具有不同的连接关系。下面分别就伺服单元安装在转向器和伺服单元安装在转向管柱两种情况进行说明。
图4为本发明锁定方向盘的系统实施例二的结构示意图。如图4所示，本实施例中的转向机构203包括：电机2031、转向器2032、减速机构2033和转向管柱2034。
其中，电机2031分别与转向系统控制器202和减速机构2033相连接，转向管柱2034分别与转向器2032、转角传感器201和方向盘204相连接，转向器2032分别与减速机构2033和转向管柱2034相连接。
转向系统控制器202接收转角传感器201发送的方向盘转角信号，并从车辆总线系统获取车速信号、车辆锁止信号以及车辆是否有点火信号，判断车辆所处状态，根据车辆所处状态控制电机2031，电机2031控制减速机构2033，减速机构2033控制转向器2032，转向器2032控制转向管柱2034驱动方向盘204。
本实施例提供的锁定方向盘的系统中伺服单元安装在转向器，减速机构与转向器相连接，通过转向器控制转向管柱驱动方向盘实现对方向盘的锁定。本实施例提供的锁定方向盘的系统能够降低现有技术中实现锁定方向盘功能的成本。
图5为本发明锁定方向盘的系统实施例三的结构示意图。如图5所示，本实施例中的转向机构203包括：电机2031、转向器2032、减速机构2033和转向管柱2034。
其中，电机2031分别与转向系统控制器202和减速机构2033相连接，转向管柱2034分别与减速机构2033、转向器2032、转角传感器201和方向盘204相连接。
转向系统控制器202接收转角传感器201发送的方向盘转角信号，并从车辆总线系统获取车速信号、车辆锁止信号以及车辆是否有点火信号，判断车辆所处状态，根据车辆所处状态控制电机2031，电机2031控制减速机构2033，减速机构2033控制转向管柱2034驱动方向盘204。
本实施例提供的锁定方向盘的系统中伺服单元安装在转向管柱，减速机构与转向管柱相连接，减速机构通过控制转向管柱驱动方向盘实现对方向盘的锁定。本实施例提供的锁定方向盘的系统能够降低现有技术中实现锁定方向盘功能的成本。
在上述实施例的基础上，本发明还提供一种具备锁定方向盘功能的汽车。图6为本发明具备锁定方向盘功能的汽车实施例一的结构示意图。如图6所示，本实施例提供的汽车60包括：方向盘601和电动助力转向系统602。
其中，电动助力转向系统602包括上述任一实施例提供的锁定方向盘的系统。
本实施例提供的汽车，通过电动助力转向系统实现对方向盘的锁定，加强了整车的防盗功能。并且，本实施例提供的汽车在实现锁定方向盘功能时，未增加实体装置，降低了防盗的成本。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：rom、ram、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。