一种电子p档锁止系统
技术领域
1.本实用新型实施例涉及汽车制造技术，尤其涉及一种电子p档锁止系统。
背景技术：
2.随着新能源汽车行业的发展，电子p档锁止系统越来越被大家熟知并使用。
3.目前的电子p档锁止系统中，控制器和执行器是两个独立的部分，二者通过线束连接，其中，执行器里包括位置传感部分、电机和机械结构，控制器主要包括电源、mcu、电机驱动等。这样的电子p档锁止系统往往所需布置空间大、线束多、成本也较高。
技术实现要素：
4.本实用新型提供一种电子p档锁止系统，以实现减少线束、节省布局空间的目的，达到了系统更加小型化、低成本化的效果。
5.本实用新型实施例提供了一种电子p档锁止系统，包括：机械模块、电机、电机驱动模块、位置传感器模块和嵌入式功率模块；机械模块包括p档锁止和解锁执行机构；电机，与所述p档锁止和解锁执行机构连接；电机驱动模块，与所述电机电连接；所述电机驱动模块包括控制端、反馈端、所述电机驱动模块用于根据控制端的信号驱动所述电机的工作并采集流过所述电机的电流，通过反馈端输出采集的信号；位置传感器模块，用于获取所述p档锁止和解锁执行机构的状态位置；嵌入式功率模块，包括电机驱动信号输出端、电机状态信号采集端、传感器信号输入端，所述电机驱动信号输出端和所述电机信号采集端分别连接所述电机驱动模块的控制端和反馈端，所述传感信号输入端与所述位置传感器连接。
6.可选地，所述嵌入式功率模块还包括：电源端和通讯端，所述电源端用于连接蓄电池，所述通讯端连接外设的整车控制器。
7.可选地，所述电机为直流有刷两相电机。
8.可选地，所述位置传感器模块包括三轴霍尔传感电路，所述三轴霍尔传感电路包括mlx90365ldc-abd-000-re芯片。
9.可选地，所述嵌入式功率模块包括：电源管理单元、通讯单元、h桥驱动单元和控制单元；电源管理单元连接所述嵌入式功率模块的电源端，用于监控蓄电池状态并提供电源；通讯单元连接所述嵌入式功率模块的通讯端，用于连接所述整车控制器，并接收或发送消息；h桥驱动单元连接所述电机驱动信号输出端和所述电源管理单元，用于为所述电机驱动模块提供控制信号；控制单元连接所述嵌入式功率模块的传感器信号输入端和电机状态信号采集端、所述电源管理单元、所述通讯单元和所述h桥驱动单元，所述控制单元用于根据所述整车控制器的指令控制所述位置传感器模块、所述电源管理单元和h桥驱动单元。
10.可选地，所述嵌入式功率模块采用tle9867qxw20芯片。
11.可选地，所述通讯单元为lin通讯单元。
12.可选地，所述电机驱动模块包括第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管、第四晶体管、四个第一二极管和第一电阻，所述四个第一二极管分别连接在所述第一晶体管、所述第
二晶体管、所述第三晶体管和所述第四晶体管的第一极和第二极之间，所述第一晶体管和所述第三晶体管分别与所述第二晶体管和第四晶体管串联，两个串联支路再并联，两个串联支路并联后的一端连接所述第一电阻的一端，两个串联支路并联之后的另一端作为电源端连接所述嵌入式功率模块的电源管理单元，所述第一电阻的两端作为所述电机驱动模块的反馈端，所述第一晶体管、所述第二晶体管、所述第三晶体管和所述第四晶体管的控制极作为所述电机驱动模块的控制端，所述第一电阻的两端作为所述电机驱动模块的反馈端；所述第一晶体管与所述第二晶体管的连接点连接所述电机的第一电机端子，所述第三晶体管和所述第四晶体管的连接点连接所述电机的第二电机端子。
13.可选地，所述第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管和第四晶体管均为n 型mos管。
14.本实用新型提供的电子p档锁止系统，嵌入式功率模块接收并分析位置传感器模块采集到的p档位置信号，进而判断出p档的状态，嵌入式功率模块根据p档的状态和控制指令控制电机驱动模块的工作状态，电机驱动模块不同的工作状态向电机发送的控制电流的方向不同，实现电机正反转带动机械模块实现p档锁止和解锁，该电子p档锁止系统将多种执行模块和控制模块集成于一个系统内，其中的嵌入式功率模块集成了控制、故障诊断和切断保护等多种功能，电子p档锁止系统实现了减少线束、节省布局空间的目的，达到了系统更加小型化、低成本化的效果。
附图说明
15.图1为本实用新型实施例提供的一种电子p档锁止系统的示意图；
16.图2为本实用新型实施例提供的另一种电子p档锁止系统的示意图；
17.图3为本实用新型实施例提供的一种电机驱动模块的示意图。
具体实施方式
18.下面结合附图和实施例对本实用新型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实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。
19.本实用新型实施例提供一种电子p档锁止系统100。图1为本实用新型实施例提供的一种电子p档锁止系统100的示意图，参见图1，该电子p档锁止系统100包括：机械模块101、电机102、电机驱动模块103、位置传感器模块 104和嵌入式功率模块105；机械模块101包括p档锁止和解锁执行机构106；电机102与p档锁止和解锁执行机构106连接；电机驱动模块103与电机102 电连接；电机驱动模块103包括控制端107、反馈端108，电机驱动模块103用于根据控制端107的信号驱动电机102的工作并采集流过电机102的电流，通过反馈端108输出采集的信号；位置传感器模块104用于获取p档锁止和解锁执行机构106的状态位置；嵌入式功率模块105包括电机驱动信号输出端109、电机状态信号采集端110、传感器信号输入端111，电机驱动信号输出端109和电机状态信号采集端110分别连接电机驱动模块103的控制端107和反馈端108，传感器信号输入端111与位置传感器模块104连接。
20.其中，机械模块101用于p档锁止和解锁，p档锁止和解锁执行机构106 由电机驱动，机械模块101还包括齿轮。电机102是带动机械模块101动作的驱动机构。示例性地，电机102可以是直流有刷两相电机，电机102的输出轴连接机械模块101的齿轮，进而带动p档锁
止和解锁执行机构106完成p档锁止和解锁；电机驱动模块103包括h桥电路，电机驱动模块103用于根据控制端107的信号控制h桥电路的工作状态从而控制电机102的旋转方向，电机驱动模块103还用于采集流过电机102的电流并反馈至嵌入式功率模块105；位置传感器模块104是包括位置传感器的位置检测电路，用于获取机械模块101 的p档锁止和解锁执行机构106的状态位置，并反馈至嵌入式功率模块105；嵌入式功率模块105是电子p档锁止系统100的总控制器，用于根据控制信号控制电机驱动模块103和位置传感模块的工作状态，同时接收并分析电机驱动模块103和位置传感模块采集的信号，具有故障诊断和切断保护的功能。
21.示例性地，当嵌入式功率模块105接收到p档锁止的信号时，嵌入式功率模块105接收并分析来自位置传感器模块104的位置信号，若嵌入式功率模块 105分析位置信号得出p档已锁止的结论，则嵌入式功率模块105不再做出其它动作，若嵌入式功率模块105分析位置信号得出p档处于解锁状态的结论，则嵌入式功率模块105控制电机驱动模块103中h桥电路处于p档锁止的工作状态，通过控制电机102正转带动机械模块101的齿轮正转，进而齿轮带动p 档锁止和解锁执行机构106完成p档锁止；相应地，当嵌入式功率模块105接收到p档解锁的信号时，嵌入式功率模块105接收并分析来自位置传感器模块 104的位置信号，若嵌入式功率模块105分析位置信号得出p档处于解锁状态的结论，则嵌入式功率模块105不再做出其它动作，若嵌入式功率模块105分析位置信号得出p档已锁止的结论，则嵌入式功率模块105控制电机驱动模块 103中h桥电路处于p档解锁的工作状态，通过控制电机102反转带动机械模块101的齿轮反转，进而齿轮带动p档锁止和解锁执行机构106完成p档解锁。
22.在电子p档锁止系统100的工作过程中，电机驱动模块103检测流入电机 102的电流并反馈至嵌入式功率模块105，嵌入式功率模块105通过分析接收到的电机状态信号对电机102的状态进行监控，当发现电机102出现故障时，嵌入式功率模块105控制控制电机驱动模块103停止工作，不再为电机102提供驱动电流，防止电机102故障运行造成进一步损失，嵌入式功率模块105起到故障诊断和切断保护的作用。
23.本实施例提供的电子p档锁止系统，嵌入式功率模块接收并分析位置传感器模块采集到的p档位置信号，进而判断出p档的状态，嵌入式功率模块根据 p档的状态和控制指令控制电机驱动模块的工作状态，电机驱动模块不同的工作状态向电机发送的控制电流的方向不同，实现电机正反转带动机械模块实现 p档锁止和解锁，该电子p档锁止系统将多种执行模块和控制模块集成于一个系统内，其中的嵌入式功率模块集成了控制、故障诊断和切断保护等多种功能，电子p档锁止系统实现了减少线束、节省布局空间的目的，达到了系统更加小型化、低成本化的效果。
24.继续参考图1，可选地，嵌入式功率模块105还包括：电源端112和通讯端 113，电源端112用于连接蓄电池，通讯端113连接外设的整车控制器。
25.其中，蓄电池可以是为电子p档锁止系统100供电的外设电池；整车控制器是整个车辆控制系统的核心控制部件，可以向电子p档锁止系统100的嵌入式功率模块发送p档锁止或者p档解锁指令，嵌入式功率模块105根据p档锁止或者p档解锁指令控制其他模块的工作，从而实现p档锁止或者p档解锁。
26.继续参考图1，可选地，电机102为直流有刷两相电机。
27.其中，直流有刷两相电机有正反两个旋转方向；对应电动驱动模块中h桥电路的两
个不同工作状态，流过直流有刷两相电机的电流可以有正反两个方向，分别对应直流有刷两相电机输出轴的正反两个旋转方向。
28.继续参考图1，可选地，位置传感器模块104包括三轴霍尔传感电路，三轴霍尔传感电路包括mlx90365ldc-abd-000-re芯片。
29.其中，三轴霍尔传感电路用于采集p档位置信号， mlx90365ldc-abd-000-re芯片是霍尔传感器芯片，是根据霍尔效应制作的一种磁场传感器芯片，可以通过感知机械模块101的磁场变化，从而采集对应的p档位置。
30.本实施例提供的p档锁止系统，将多种执行模块和控制模块集成于一个系统内，其中的嵌入式功率模块集成了控制、故障诊断和切断保护等多种功能，电子p档锁止系统实现了减少线束、节省布局空间的目的，达到了系统更加小型化的效果。
31.图2为本实用新型实施例提供的另一种电子p档锁止系统100的示意图，参见图2，可选地，嵌入式功率模块105包括：电源管理单元201、通讯单元 202、h桥驱动单元203和控制单元204；电源管理单元201连接嵌入式功率模块105的电源端112，用于监控蓄电池状态并提供电源；通讯单元202连接嵌入式功率模块105的通讯端113，用于连接整车控制器，并接收或发送消息；h桥驱动单元203连接电机驱动信号输出端109和电源管理单元201，用于为电机驱动模块103提供控制信号；控制单元204连接嵌入式功率模块105的传感器信号输入端111和电机状态信号采集端110、电源管理单元201、通讯单元202 和h桥驱动单元203，控制单元204用于根据整车控制器的指令控制位置传感器模块104、电源管理单元201和h桥驱动单元203。
32.其中，电源管理单元201对蓄电池提供的电源进行转换、过压保护和过流保护，可以为通讯单元202、h桥驱动单元203、控制单元204以及位置传感器模块104提供适当且稳定的电源；通讯单元202连接整车控制器和控制单元204，起到传输控制信号和反馈信号的作用；h桥驱动单元203可以根据控制单元204 的控制信号控制电机驱动模块103的工作状态；控制单元204可以分析电源管理单元201的供电状态是否正常，可以控制位置传感器模块104采集p档位置，然后接收并分析位置传感器模块104反馈的p档位置信号，进而判断p档锁止或者解锁，还可以向h桥驱动单元203发送控制信号并分析电机驱动模块103 反馈的电机状态信号，判断电机是否正常工作。
33.示例性地，在整车控制器发出p档锁止信号后，通讯单元202将p档锁止信号传送至控制单元204，控制单元204首先控制位置传感器模块104采集p 档位置信息并反馈至控制单元204，控制单元204分析p档位置信息并判断p 档的状态；若p档已锁止，则控制单元204通过通讯单元202将反馈p档已锁止的信号反馈至整车控制器且p档锁止系统不再做出其它动作；若p档处于解锁状态，则控制单元204向h桥驱动单元203发出p档锁止信号，h桥驱动单元203控制电机驱动模块103处于p档锁止的工作状态，从而电机驱动模块103 向电机提供的电流是正向的，电机输出轴正转带动机械模块的齿轮对应转动，实现p档的锁止，此时，位置传感器模块104再次采集p档位置信息发送至控制单元204，控制单元204分析得到p档已锁止的结论，并通过通讯单元202 向整车控制器反馈p档已锁止的信息。
34.类似地，在整车控制器发出p档解锁信号后，通讯单元202将p档解锁信号传送至控制单元204，控制单元204首先控制位置传感器模块104采集p档位置信息并反馈至控制单元204，控制单元204分析p档位置信息并判断p档的状态；若p档处于解锁状态，则控制单元204
通过通讯单元202将反馈p档已解锁的信号反馈至整车控制器且p档锁止系统不再做出其它动作；若p档已锁止，则控制单元204向h桥驱动单元203发出p档解锁信号，h桥驱动单元 203控制电机驱动模块103处于p档解锁的工作状态，从而电机驱动模块103 向电机提供的电流是反向的，电机输出轴反转带动机械模块的齿轮对应转动，实现p档的解锁，此时，位置传感器模块104再次采集p档位置信息发送至控制单元204，控制单元204分析得到p档已解锁的结论，并通过通讯单元202 向整车控制器反馈p档已解锁的信息。
35.需要特别说明的是，本实施例中的“正转”和“反转”仅为相对的转动方向，其中，“正向”对应p档锁止的方向，“反向”对应p档解锁的方向，反之亦可，并不作为对本实用新型保护范围的限定。
36.本实施例中提供的电子p档锁止系统，将电源管理单元、h桥驱动单元、通讯单元和控制单元集成于嵌入式功率模块，电源管理单元具有供电和诊断电源故障的功能，通讯单元在整车控制器和控制单元之间传输消息，控制单元分析接收到的消息并控制h桥驱动单元和位置传感模块的工作状态，并监控电机、电源管理单元和位置传感器模块的工作状态，防止故障引发的设备损坏，集成多种单元的嵌入式功率模块减少了p档锁止系统的线束使用量，节约了布局空间，达到了p档锁止系统更加小型化、低成本化的效果。
37.继续参考图2，可选地，嵌入式功率模块105采用tle9867qxw20芯片。
38.继续参考图2，可选地，通讯单元202为lin通讯单元。
39.其中，lin通讯单元是基于通用异步收发器/串行接口的低成本串行通讯设备。
40.本实施例中提供的电子p档锁止系统，嵌入式功率模块采用了 tle9867qxw20芯片，可以进一步减小p档锁止系统的布局空间，通讯单元采用了单线传输的lin通讯单元，结构简单，可以进一步减小线束的复杂性，降低成本。
41.图3为本实用新型实施例提供的一种电机驱动模块103的示意图，参见图 2，可选地，电机驱动模块103包括第一晶体管t1、第二晶体管t2、第三晶体管t3、第四晶体管t4、四个第一二极管q和第一电阻r1，四个第一二极管q 分别连接在第一晶体管t1、第二晶体管t2、第三晶体管t3和第四晶体管t4 的第一极和第二极之间，第一晶体管t1和第三晶体管t3分别与第二晶体管t2 和第四晶体管t4串联，两个串联支路再并联，两个串联支路并联后的一端连接第一电阻r1的一端，两个串联支路并联之后的另一端作为电源端连接嵌入式功率模块的电源管理单元，第一电阻r1的两端作为电机驱动模块103的反馈端，第一晶体管t1、第二晶体管t2、第三晶体管t3和第四晶体管t4的控制极作为电机驱动模块103的控制端，第一电阻r1的两端作为电机驱动模块103的反馈端；第一晶体管t1与第二晶体管t2的连接点连接电机的第一电机端子，第三晶体管t3和第四晶体管t4的连接点连接电机的第二电机端子。
42.示例性地，当h桥驱动单元接收到来自控制单元的p档锁止信号时，h桥驱动单元将控制第一晶体管t1和第四晶体管t4导通，控制第二晶体管t2和第三晶体管t3关断，此时电流从第一电机端子流入电机，从第二电机端子流出电机，电机输出轴正转带动机械模块的齿轮对应转动，实现p档的锁止，此时，位置传感器模块再次采集p档位置信息发送至控制单元，控制单元分析得到p 档已锁止的结论，并通过通讯单元向整车控制器反馈p档已锁止的信息；相似地，当h桥驱动单元接收到来自控制单元的p档解锁信号时，h桥驱动单元将控制第二晶体管t2和第三晶体管t3导通，控制第一晶体管t1和第四晶体管 t4关断，此时电流从
第二电机端子流入电机，从第一电机端子流出电机，电机输出轴反转带动机械模块的齿轮对应转动，实现p档的解锁，此时，位置传感器模块再次采集p档位置信息发送至控制单元，控制单元分析得到p档已解锁的结论，并通过通讯单元向整车控制器反馈p档已解锁的信息；同时，第一电阻r1的两端连接控制单元，可以将通过电机状态信号反馈给控制单元，电机状态信号包括通过电机的电流值，控制单元可以根据采集的电机状态信号监测电机的工作状态，防止电机故障造成的设备损坏。
43.本实施例中提供的一种电子p档锁止系统，电机驱动模块103通过晶体管的不同导通组合实现为电机提供不同方向的电流，第一电阻r1用于采集流经电机的电流，以实现控制器对电机工作状态的监控，达到了电子p档锁止系统可靠性高的效果。
44.继续参照图3，可选地，第一晶体管t1、第二晶体管t2、第三晶体管t3 和第四晶体管t4均为n型mos管。
45.本实施例中提供的一种电子p档锁止系统，将多种执行模块和控制模块集成于一个系统内，其中的嵌入式功率模块集成了控制、故障诊断和切断保护等多种功能，电机驱动模块还能采集电机工作状态，防止电机故障造成的设备损坏，n型mos管的损耗较小，该系统实现了减少线束、节省布局空间、降低能耗和故障诊断的目的，达到了系统小型化、简单化、低能耗且可靠性高的效果。
46.注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。