CN101817311B - 一种应用于机动车的驻车制动系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种应用于机动车的驻车制动系统，由电子控制器、机电执行器等构成，所述机电执行器由电机、减速齿轮系统、制动钳总成等构成，所述电子控制器由电源和与电源相连的多个模块组成，所述多个模块包括主控制模块，所述的主控制模块与其他各个模块通过线路连接，所述主控制模块实现与各个模块之间的控制与通信。本发明能够解决车辆出现甩尾现象，在特殊工作状况下导致制动力不足，在安全性和舒适性方面存在隐患等技术问题，同时，本发明还具有如下优点：各个模块间相对独立，整体性能更可靠、保证系统安全，结构更紧凑，集成度高，系统小型化更容易。

Description

一种应用于机动车的驻车制动系统

技术领域

本发明属于机动车制动系统技术领域，具体地说，涉及一种应用于机动车的电子驻车制动系统。

背景技术

在机动车制动系统制造技术领域中，驻车制动系统被广泛用于各种车辆中，作为机动车上的一个重要的辅助系统，它具有提供驻车制动力和辅助制动的作用。

目前，应用于机动车上的驻车制动系统大多为传统结构的驻车制动系统，传统结构的驻车制动系统是机械式手动驻车系统，在进行驻车制动时，首先通过驻车制动手柄带动机械拉线，然后再由机械拉线带动安装在轮毂上的制动钳或制动盘进行进行相关操作，实现驻车制动。但传统结构的驻车制动控制系统在舒适性和安全性等方面均存在一定隐患，具体表现在：

1、由于传统驻车制动系统的控制装置同时对两后轮进行制动，当左右车轮处在不同路面时，不能及时调节左右轮的制动力，导致后轮抱死出现甩尾现象，，其舒适性和安全性存在一定的隐患。

2、采用传统驻车制动系统，在坡路上停车或其他需要较大驻车制动力时，一些力量较小的驾驶员(尤其是女性驾驶员)无法将制动手柄拉到需要的位置，导致制动力不足，影响驻车制动效果，存在一定的安全隐患。

发明内容

本发明提供的技术方案所要解决的技术问题是，由于现有驻车制动系统采用传统结构形式，不能及时独立的控制左右轮间的制动力，高速时易出现甩尾现象，需要加大驻车制动力时，在特殊工作状况下导致制动力不足，在安全性和舒适性方面存在隐患等技术问题，而提供了一种电子驻车制动系统控制器。

本发明所提供的技术方案是，一种应用于机动车的驻车制动系统，由电子控制器、机电执行器等构成，所述机电执行器由电机、减速齿轮系统、制动钳总成等构成，所述电子控制器由电源和与电源相连的多个模块组成，所述多个模块包括主控制模块，所述的主控制模块与其他各个模块通过线路连接，所述主控制模块实现与各个模块之间的控制与通信。

所述电子控制器主要由蓄电池、主电源模块、主控制模块、辅控制模块、电机控制模块、按键输入模块、CAN通信模块、接口电路模块、指示信号输出模块，车辆倾角传感器模块等组成，所述主电源模块包括主供电电路和主电源故障检测两部分组成；所述辅控制模块由辅供电电路、辅电源检测、辅控制器等三部分组成；所述电源通过主供电电路和主电源故障检测分别向主控制模块、电机控制模块、按键输入模块、CAN通信模块、接口电路模块、指示信号输出模块，车辆倾角传感器模块进行供电；所述电源通过辅供电线路分别向辅电源检测和辅控制器供电。

所述主电源模块将蓄电池12V转换为5V，将所述5V电压传递给主单片机和其他模块，为主控制模块的主单片机和系统其他模块提供工作电压；所述主电源故障检测，检测输出电压，为主控制器提供外部看门狗和上电复位功能。

所述辅供电电路将所述5V电压传递给辅控制器和辅电源检测电路，为辅控制器和辅电源检测电路提供5V电源；辅电源检测电路检测所述5V电压是否正常，辅控制器和主控制器进行通讯，验证关键控制信息的准确性。

所述电机控制模块由电机驱动模块和电机故障检测模块两部分组成，电机驱动模块完成将控制命令转换为驱动信号传递给电机，电机接受到驱动信号后开始旋转，电机故障检测模块检测电机控制模块是否出现故障，同时验证控制命令有效性。

所述按键输入模块，通过按键的操作进行自动/手动模式切换，并控制系统完成驻车/释放功能。

所述CAN通信模块连接到车辆总线，与车辆其他模块之间通信

所述电机驱动模块分为左、右电机驱动模块两个独立的部分。

所述主控制器通过CAN通信模块、接口电路模块、车辆倾角传感器模块和按键输入模块获取车辆信息的输入，经过逻辑判断，向电机驱动模块输出控制信号，控制电机驱动模块控制电机转动完成驻车或释放动作。

所述辅供电电路向辅控制器提供电源，辅控制器工作并检测电子驻车制动系统启动按键是否按下，检测到有按键按下后辅控制器控制主电源模块启动向主控制器供电，主控制器工作时首先控制主电源模块持续供电，然后开始进入工作循环，主控制器通过按键输入电路读取按键的状态，结合通过CAN通信模块接收到的信息和车辆倾角信息判断能否响应按键动作；

若能响应，则主控制器和辅控制器通信，双方同时打开电机控制权限，驱动电机动作，通过灯光信号输出输出指示信号；主电源检测和辅电源检测检测到电源异常立刻复位控制器停止动作；电机故障检测模块检测电机故障后立即停止电机动作，并把故障信息反馈给主控制器，主控制器确认故障，记录故障码，并输出灯光指示信号和报警器信号；

若不能响应，则主控制器和辅控制器保持原状态不动作。

采用本发明所提供的技术方案，能够有效解决由于现有驻车制动系统采用传统结构形式，不能及时独立的控制左右轮间的制动力，高速时易出现甩尾现象。需要加大驻车制动力时，在特殊工作状况下导致制动力不足，在安全性和舒适性方面存在隐患等技术问题，同时，本发明还具有如下诸多优点：

1.本发明电路采用模块化设计，各个模块间相对独立，整体性能更可靠，单独模块的升级不会影响其他模块的工作。

2.本发明电路采用双微控制器设计，保证电路每一次输入输出的准确性，从而保证系统安全。

3.本发明电路采用4层板PCB设计，使用表贴元件，结构更紧凑，集成度高，系统小型化更容易。

4.本发明具有自诊断功能，和发动机、变速器共用故障诊断仪，通过故障诊断仪读取故障码，进行诊断。

5.本发明带有CAN总线数据传输模块，与汽车发动机、变速器ECU通信更容易。

附图说明

结合附图，对本发明作进一步的说明：

图1为本发明结构示意图；

其中，1为由蓄电池；2为主电源模块；3为主控制器模块；4为辅控制器模块；5为电机控制模块；6为按键输入模块；7为CAN通信模块；8为接口电路模块；9为指示信号输出模块；10为车辆倾角传感器模块。

具体实施方式

如附图1所示，本发明所提供的技术方案为一种应用于机动车的驻车制动系统，由电子控制器、机电执行器等构成，所述机电执行器由电机、减速齿轮系统、制动钳总成等构成，所述电子控制器由电源和与电源相连的多个模块组成，所述多个模块包括主控制模块，所述的主控制模块与其他各个模块通过线路连接，所述主控制模块实现与各个模块之间的控制与通信。

本发明所提供的电子控制器，主要由蓄电池1、主电源模块2、主控制器模块3、辅控制器模块4、电机控制模块5、按键输入模块6、CAN通信模块7、接口电路模块8、指示信号输出模块9，车辆倾角传感器等十大模块组成。工作时分别由主电源模块2和辅电源模块向主控制器和辅控制器供电，主控制器通过CAN通信、接口电路、车辆倾角传感器和按键输入电路获取车辆信息，控制电机驱动模块控制电机转动完成驻车/释放动作，并输出指示信号。

本发明所提供的电子驻车制动系统除具有机械式的一些优点外，还能为汽车提供更好的舒适性和安全性，因此，国外某些高档轿车上已开始使用电子驻车制动系统来代替传统的机械式驻车制动系统。由于电子驻车制动系统的开发技术门槛高，国内目前还没有企业开发出类似产品。经过多年的技术攻关，开发出拥有自主知识产权的电子驻车制动控制器。

本发明设计的一种电子驻车制动系统控制器，控制器主要由蓄电池1、主电源模块2、主控制器模块3、辅控制器模块4、电机控制模块5、按键输入模块6、CAN通信模块7、接口电路模块8、指示信号输出模块9，车辆倾角传感器模块10，十大模块组成。其中：

蓄电池1为整个EPB系统提供工作电源。

主电源模块2分为主供电电路2-1和主电源故障检测2-2两部分。主电源模块2将蓄电池112V转换为5V，为主控制器和系统其他模块提供工作电压，主电源检测模块检测输出电压，并具有看门狗和上电复位功能。

主控制器模块3是整个系统核心控制部件，与各个模块连接及实现各个模块之间的控制与通信。

辅控制模块4由辅供电电路、电源检测、辅控制器三个部分组成，辅供电电路负责为辅控制器和电源检测电路提供5V电源。电源检测电路检测5V电压是否正常，辅控制器和主控制器进行通讯验证关键控制信息的准确性。

电机控制模块5由电机驱动模块和电机故障检测模块两部分组成，电机驱动模块完成将控制命令转换为驱动信号带动电机旋转，电机故障检测模块检测电机控制模块5是否出现故障，和控制命令有效性的验证。

按键输入模块6，通过按键的操作进行自动/手动模式切换，并控制系统完成驻车，释放功能。

CAN通信模块7连接到车辆总线，与车辆其他模块之间通信。

接口电路模块8是使系统与外部连接的接口，连接EPB系统外部设备。

指示信号输出模块9，由灯光信号输出和报警器输出组成，用于对驾驶员提供灯光和声音提示。

倾角传感器模块提供车辆的倾角信息供主控制器控制策略使用。

本发明所提供的技术方案是一种应用于机动车的驻车制动系统，该驻车制动系统为电子停车制动系统(英文为Electronic Park Brake，简称EPB)将EPB控制器安装到EPB系统之后，辅供电电路工作向辅控制器提供电源，辅控制器工作并检测EPB按键是否按下，检测到有按键按下后辅控制器控制主电源模块2启动向主控制器供电，主控制器工作时首先控制主电源模块2持续供电，然后开始进入工作循环，主控制器通过按键输入电路读取按键的状态，结合通过CAN通信模块7接收到的信息和车辆倾角信息判断能否响应按键动作，若能响应则主控制器和辅控制器通信，双方同时打开电机控制权限，驱动电机动作，通过灯光信号输出输出指示信号。主电源检测和辅电源检测检测到电源异常立刻复位控制器停止动作。电机故障检测模块检测电机故障后立即停止电机动作，并把故障信息反馈给主控制器，主控制器确认故障，记录故障码，并输出灯光指示信号和报警器信号。

附图1中：

表示主电源供给路线

表示辅电源供给路线

表示控制信号传递路线

表示功率线路走向

Claims (8)

1.一种应用于机动车的驻车制动系统，由电子控制器、机电执行器构成，所述机电执行器由电机、减速齿轮系统、制动钳总成构成，其特征在于，所述电子控制器由电源和与电源相连的多个模块组成，所述多个模块包括主控制器模块(3)，所述的主控制器模块(3)与其他各个模块通过线路连接，所述主控制器模块(3)实现与各个模块之间的控制与通信；所述电子控制器由蓄电池(1)、主电源模块(2)、主控制器模块(3)、辅控制器模块(4)、电机控制模块(5)、按键输入模块(6)、CAN通信模块(7)、接口电路模块(8)、指示信号输出模块(9)、车辆倾角传感器模块(10)组成，所述主电源模块(2)包括主供电电路和主电源故障检测两部分组成；所述辅控制器模块(4)由辅供电电路、辅电源检测、辅控制器三部分组成；所述电源通过主供电电路和主电源故障检测分别向主控制器模块(3)、电机控制模块(5)、按键输入模块(6)、CAN通信模块(7)、接口电路模块(8)、指示信号输出模块(9)、车辆倾角传感器模块(10)进行供电；所述电源通过辅供电线路分别向辅电源检测和辅控制器供电；所述主电源模块(2)将蓄电池(1)12V转换为5V，将所述5V电压传递给主单片机和其他模块，为主控制器模块(3)的主单片机和系统其他模块提供工作电压；所述主电源故障检测，检测输出电压，为主控制器提供外部看门狗和上电复位功能。

2.根据权利要求1所述的一种应用于机动车的驻车制动系统，其特征在于，所述辅供电电路将所述5V电压传递给辅控制器和辅电源检测电路，为辅控制器和辅电源检测电路提供5V电源；辅电源检测电路检测所述5V电压是否正常，辅控制器和主控制器进行通讯，验证关键控制信息的准确性。

3.根据权利要求1或2所述的一种应用于机动车的驻车制动系统，其特征在于，所述电机控制模块(5)由电机驱动模块和电机故障检测模块两部分组成，电机驱动模块完成将控制命令转换为驱动信号传递给电机，电机接受到驱动信号后开始旋转，电机故障检测模块检测电机控制模块(5)是否出现故障，同时验证控制命令有效性。

4.根据权利要求3所述的一种应用于机动车的驻车制动系统，其特征在于，所述按键输入模块(6)，通过按键的操作进行自动/手动模式切换，并控制系统完成驻车，释放功能。

5.根据权利要求4所述的一种应用于机动车的驻车制动系统，其特征在于，所述CAN通信模块(7)连接到车辆总线，与车辆其他模块之间通信。

6.根据权利要求5所述的一种应用于机动车的驻车制动系统，其特征在于，所述电机驱动模块分为左、右电机驱动模块两个独立的部分。

7.根据权利要求6所述的一种应用于机动车的驻车制动系统，其特征在于，所述主控制器通过CAN通信模块(7)、接口电路模块(8)、车辆倾角传感器模块(10)和按键输入模块(6)获取车辆信息的输入，经过逻辑判断，向电机驱动模块输出控制信号，控制电机驱动模块控制电机转动完成驻车或释放动作。

8.根据权利要求7所述的一种应用于机动车的驻车制动系统，其特征在于，所述辅供电电路向辅控制器提供电源，辅控制器工作并检测电子驻车制动系统启动按键是否按下，检测到有按键按下后辅控制器控制主电源模块(2)启动向主控制器供电，主控制器工作时首先控制主电源模块(2)持续供电，然后开始进入工作循环，主控制器通过按键输入电路读取按键的状态，结合通过CAN通信模块(7)接收到的信息和车辆倾角信息判断能否响应按键动作；

若能响应，则主控制器和辅控制器通信，双方同时打开电机控制权限，驱动电机动作，通过灯光信号输出输出指示信号；主电源检测和辅电源检测检测到电源异常立刻复位控制器停止动作；电机故障检测模块检测电机故障后立即停止电机动作，并把故障信息反馈给主控制器，主控制器确认故障，记录故障码，并输出灯光指示信号和报警器信号；

若不能响应，则主控制器和辅控制器保持原状态不动作。

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