一种电子式转向锁控制系统的制作方法

本实用新型属于汽车技术领域，涉及一种电子式转向锁控制系统。

背景技术：

我国汽车行业飞速发展，汽车销量和保有量都取得了巨大的进步，各项电子控制系统在车辆应用不断普及，其中一键启动式智能进入系统就受到了市场的广泛欢迎，该系统取代了传统的机械点火锁结构，转而由电子转向柱锁控制转向柱锁的锁止和解锁，不管是机械锁还是电子锁，其品质可靠性和安全性都显得尤为重要，安全可靠的电子转向柱锁控制系统是一键启动式智能进入系统应用的关键。

目前市面上关于电子式转向锁控制系统通常采用图2的框图所示的方案来实现转向柱锁的锁止和解锁。其中的解锁操作为：

1)无钥匙进入与启动模块使能电子式转向锁电源，控制开关1闭合，给电子式转向锁供电；

2)电子式转向锁初始化完成后，无钥匙进入与启动模块通过lin通讯获取电子式转向锁当前锁舌位置；

3)若电子式转向锁的锁舌处于非解锁位置，无钥匙进入与启动模块通过lin通讯发送解锁请求给电子式转向锁；

4)电子式转向锁控制开关6和开关3闭合，执行解锁动作；

5)电子式转向锁完成解锁动作后，控制开关6和开关3断开，并将锁舌运行状态和锁舌位置通过lin通讯反馈给无钥匙进入与启动模块；

6)无钥匙进入与启动模块通过lin通讯发送电子式转向锁电源禁止请求；

7)电子式转向锁通过lin通讯响应电子式转向锁电源禁止请求；

8)无钥匙进入与启动模块禁止电子式转向锁电源，控制开关1断开。

该电子式转向锁控制系统需要由无钥匙进入与启动模块采集轮速信号，控制电子式转向锁的电源和上锁接地，电子式转向锁控制电机运转，以实现电子式转向锁的解锁和上锁动作。电子式转向锁的控制系统方案需要无钥匙进入与启动模块和电子式转向锁两个控制模块来实现相应功能，控制系统结构复杂。

技术实现要素：

本实用新型的目的是针对现有技术存在的上述问题，提出了一种电子式转向锁控制系统，其所要解决的技术问题是：如何在结构简化的情况下保证电子式转向锁控制的可靠性和安全性。

本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：一种电子式转向锁控制系统，包括can总线、主芯片、辅芯片、与主芯片连接的高边驱动芯片、与辅芯片连接的低边驱动芯片以及用于驱动锁舌上锁/解锁动作的电机，所述高边驱动芯片和低边驱动芯片均与电机连接，所述主芯片和辅芯片进行相互通讯，所述主芯片与can总线通讯连接，还包括用于获取on挡电源硬线信号的第一接口、用于获取硬线车速信号的第二接口、用于获取蓄电池正极电压信号的第三接口以及分别与主芯片和辅芯片连接用于接收主芯片和辅芯片的使能信号的安全芯片，所述第一接口和第三接口分别连接所述安全芯片的输入端，所述安全芯片的输出端分别连接高边驱动芯片、主芯片和辅芯片，所述第一接口和第二接口分别与主芯片的输入端连接，所述第一接口和第二接口分别与辅芯片的输入端连接，所述主芯片、辅芯片和安全芯片分别用于对各自接收的车辆信号进行处理并通过控制高边驱动芯片和低边驱动芯片来使电机运转。

本电子式转向锁控制系统的工作原理为：主芯片通过can总线获取轮速总线信号、发动机转速信号、电源模式信号、车辆上锁/解锁请求信号、驾驶员侧门状态信号等，主芯片根据can总线输送的信号判断解锁条件或上锁条件触发时，主芯片对can总线上接收到的电源模式信号与on挡电源硬线信号进行校验，在上锁条件触发时，还对can总线上接收的轮速信号与硬线车速信号进行校验，同时主芯片实时传输can总线的信号给辅芯片，辅芯片对can总线上的电源模式信号进行判断并与on挡电源硬线信号进行校验，在上锁条件触发时，还对can总线上接收的轮速信号与硬线车速信号进行校验，并将校验结果传输给主芯片；主芯片在判断自身的校验结果与辅芯片的校验结果一致后使能安全芯片，辅芯片也使能安全芯片，安全芯片对蓄电池电源正极信号、on挡电源硬线信号以及主芯片和辅芯片的使能信号进行判断并输出控制信号给高边驱动芯片；主芯片和辅芯片同时检测安全芯片的输出状态，如果安全芯片的输出状态与使能一致，主芯片使能高边驱动芯片，辅芯片使能低边驱动芯片，高边驱动芯片和低边驱动芯片控制电机运转，从而驱动锁舌上下运动，完成解锁和上锁动作，本本电子式转向锁控制系统由自身采集轮速总线信号、硬线车速信号、发动机转速信号、电源模式信号、车辆上锁请求信号、驾驶员侧门状态信号、on挡电源硬线信号，并根据各信号状态进行逻辑运算处理，完成电子式转向锁的解锁和闭锁动作，有效优化了电子式转向锁控制系统的复杂性，在动作时，通过主芯片和辅芯片对各输出状态进行判断，保证了电子式转向锁控制系统的可靠性和安全性。

在上述的电子式转向锁控制系统中，所述电子式转向锁控制系统还包括与门，所述与门的第一输入端与辅芯片连接，所述与门的第二输入端与第一接口连接，所述与门的第三输入端与主芯片连接，所述与门的输出端连接安全芯片的输入端。

在上述的电子式转向锁控制系统中，所述电子式转向锁控制系统还包括用于检测锁舌位置状态的位置传感器，所述位置传感器与所述主芯片连接。位置传感器的设置，保证电子式转向锁在进行解锁或上锁操作时的精确性及可靠性。

在上述的电子式转向锁控制系统中，所述电子式转向锁控制系统还包括通用异步收发传输器，所述主芯片和辅芯片通过通用异步收发传输器进行同步通讯。通用异步收发传输器的设置，用于实现主芯片和辅芯片的相互监控。

在上述的电子式转向锁控制系统中，所述电子式转向锁控制系统还包括用于电机运行状态进行实时检测的电机诊断模块，所述电机诊断模块分别与主芯片和辅芯片连接。电机诊断模块的设置，便于在检测到电机存在故障时进行及时处理，保证安全性。

在上述的电子式转向锁控制系统中，所述电子式转向锁控制系统还包括电路板，所述主芯片、辅芯片、安全芯片、高边驱动芯片、低边驱动芯片、位置传感器、与门和电机诊断模块均设置于电路板上。

与现有技术相比，本电子式转向锁控制系统由自身采集车辆信号，采用主芯片、辅芯片和安全芯片进行逻辑运算，控制电机运转完成电子式转向锁的解锁或闭锁动作，有效简化了电子式转向锁的结构，同时保证了电子式转向锁解锁、闭锁的安全性。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是现有技术的结构示意图

图中，1、主芯片；2、辅芯片；3、安全芯片；4、位置传感器；5、电机诊断模块；6、高边驱动芯片；7、低边驱动芯片；8、can总线；9、第一接口；10、第二接口；11、第三接口；12、与门；13、电机；14、通用异步收发传输器；15、电路板。

具体实施方式

以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。

如图1所示，本电子式转向锁控制系统包括can总线8、主芯片1、辅芯片2、与主芯片1连接的高边驱动芯片6、与辅芯片2连接的低边驱动芯片7以及用于驱动锁舌上锁/解锁动作的电机13，高边驱动芯片6和低边驱动芯片7均与电机13连接，主芯片1和辅芯片2进行相互通讯，主芯片1与can总线8通讯连接，还包括用于获取on挡电源硬线信号的第一接口9、用于获取硬线车速信号的第二接口10、用于获取蓄电池正极电压信号的第三接口11以及分别与主芯片1和辅芯片2连接用于接收主芯片1和辅芯片2的使能信号的安全芯片3，第一接口9和第三接口11分别连接安全芯片3的输入端，安全芯片3的输出端分别连接高边驱动芯片6、主芯片1和辅芯片2，第一接口9和第二接口10分别与主芯片1的输入端连接，第一接口9和第二接口10分别与辅芯片2的输入端连接，主芯片1、辅芯片2和安全芯片3分别用于对各自接收的车辆信号进行处理并通过控制高边驱动芯片6和低边驱动芯片7来使电机13运转。

作为优选，本电子式转向锁控制系统还包括与门12，与门12的第一输入端与辅芯片2连接，与门12的第二输入端与第一接口9连接，与门12的第三输入端与主芯片1连接，与门12的输出端连接安全芯片3的输入端。

作为优选，本电子式转向锁控制系统还包括用于检测锁舌位置状态的位置传感器4，位置传感器4与主芯片1连接。位置传感器4的设置，保证电子式转向锁在进行解锁或上锁操作时的精确性及可靠性。

作为优选，本电子式转向锁控制系统还包括通用异步收发传输器14，主芯片1和辅芯片2通过通用异步收发传输器14进行同步通讯。通用异步收发传输器14的设置，用于实现主芯片1和辅芯片2的相互监控。

作为优选，本电子式转向锁控制系统还包括用于电机13运行状态进行实时检测的电机诊断模块5，电机诊断模块5分别与主芯片1和辅芯片2连接。电机诊断模块5的设置，便于在检测到电机13存在故障时进行及时处理，保证安全性。

作为优选，本电子式转向锁控制系统还包括电路板15，主芯片1、辅芯片2、安全芯片3、高边驱动芯片6、低边驱动芯片7、位置传感器4、与门12和电机诊断模块5均设置于电路板15上。

作为优选方案，主芯片1还对主芯片1输出给高边驱动芯片6的使能信号以及辅芯片2输出给低边驱动芯片7的使能信号进行检测，保证控制的可靠性。

作为优选方案，主芯片1采用型号为r5f10bxx的芯片；辅芯片2采用型号为r5f1096xx的芯片；安全芯片3采用型号为mlx922xx的芯片；高边驱动芯片6采用型号为vnx7050xx的芯片；低边驱动芯片7采用型号为vnl5030xx的芯片。

本电子式转向锁控制系统的工作原理为：主芯片1通过can总线8获取轮速总线信号、发动机转速信号或发动机运行状态信号、电源模式信号、车辆上锁/解锁请求信号、驾驶员侧门状态信号等，在电源电压在9～16v之间且电源模式为off且锁舌处于上锁状态，主芯片1判断车辆满足解锁的前提条件，在电子式转向锁控制系统和无钥匙进入与启动模块认证成功后进入解锁过程；主芯片1判断收到的can总线8上的电源模式信号，并与on档电源硬线信号进行校验；主芯片1实时传输can总线8信号给辅芯片2，辅芯片2判断收到的can总线8上的电源模式信号，并与on档电源硬线信号进行校验，并将校验结果传输给主芯片1；主芯片1在判断主芯片1和辅芯片2校验结果一致后，主芯片1和辅芯片2分别发送使能信号给与门12，在解锁时，电源挡位处于off挡，第一接口9输入的为高电平，则与门12输出高电平给安全芯片3；安全芯片3在接收到高电平信号且蓄电池正极电压信号后输出控制信号给高边驱动芯片6；主芯片1和辅芯片2同时检测安全芯片3的输出状态，如果安全芯片3的反馈状态与使能一致，主芯片1使能高边驱动芯片6，辅芯片2使能低边驱动芯片7；主芯片1检测高边驱动芯片6和低边驱动芯片7获得的使能信号，保证使能信号准确输出；高边驱动芯片6和低边驱动芯片7控制电机13高速运转，电机13通过蜗杆驱动齿轮低速旋转，在齿轮转动过程中，齿轮上的圆柱凸轮曲面驱动锁舌向上运动，完成解锁动作；作为优选，位置传感器4实时检测锁舌位置，当锁舌到达解锁位置时，停止此次电机13驱动。

当电源模式在off档且can总线8和硬线轮速信号≤4km/h并且有效且引擎转动状态为停止有效且电子式转向锁30s的上锁时间未超时，主芯片1判断为上锁前提条件满足，并在检测到驾驶员侧车门由关闭变为打开或驾驶员侧车门由打开变为关闭或无钥匙进入与启动模块发送车门上锁请求或电源模式转换到off档后2s或电源模式转换到off档后25s时触发上锁动作；主芯片1计算收到的can总线8的轮速信号，并与硬线车速信号进行校验，主芯片1判断收到的can总线8上的电源模式信号、发动机转速信号，并与on档电源硬线信号进行校验；主芯片1实时传输总线信号给辅芯片2；辅芯片2同样计算计算收到的can总线8的轮速信号，并与硬线车速信号进行校验，判断收到的can总线8上的电源模式信号、发动机转速信号，并与on档电源硬线信号进行校验，并将校验结果传输给主芯片1；在主芯片1和辅芯片2校验结果一致后，分别使能安全芯片3；主芯片1和辅芯片2同时检测安全芯片3的输出状态，如果安全芯片3的反馈状态与使能一致，主芯片1使能高边驱动芯片6，辅芯片2使能低边驱动芯片7；主芯片1检测高边驱动芯片6和低边驱动芯片7获得的使能信号；高边驱动芯片6和低边驱动芯片7控制电机13高速运转，电机13通过蜗杆驱动齿轮低速旋转，在齿轮转动过程中，齿轮上的圆柱凸轮曲面驱动锁舌向下运动，完成上锁动作；在上锁过程中，位置传感器4实时检测锁舌位置，当锁舌到达上锁位置时，停止此次电机13驱动。

本本电子式转向锁控制系统由自身采集轮速总线信号、硬线车速信号、发动机转速信号、电源模式信号、车辆上锁请求信号、驾驶员侧门状态信号、on挡电源硬线信号，并根据各信号状态进行逻辑运算处理，完成电子式转向锁的解锁和闭锁动作，有效优化了电子式转向锁控制系统的复杂性，在动作时，通过主芯片1、辅芯片2以及安全芯片3对各输出状态进行判断，保证了电子式转向锁控制系统的可靠性和安全性。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。