CN113043852A - 电子驻车系统、车辆控制系统和车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种电子驻车系统、车辆控制系统和车辆，应用于电子驻车技术领域。在本发明提供了的电子驻车系统，通过将现有技术中独立于车辆的电驱动桥的电子驻车系统中的驻车控制器整合在所述电驱动桥的驱动控制单元中，并同时将所述电子驻车系统的驻车执行结构与所述电驱动桥的变速器集成在一起的方式，实现将相互独立的电驱动桥和电子驻车系统集成在一个系统中，因此，无需为电子驻车系统单独配置一个电子控制器以及该电子控制器与其他部件之间的连接布线，从而减小了电子驻车系统占用汽车整车的空间，简化了电子电器架构，并降低了制造成本高。

Description

电子驻车系统、车辆控制系统和车辆
技术领域
本发明涉及电子驻车技术领域，特别涉及一种电子驻车系统、车辆控制系统和车辆。
背景技术
汽车电子驻车系统(EPB：Electrical Parking Brake)是指由电子控制方式实现停车制动的技术。根据控制方式不同分为拉线式电子驻车制动系统和集成式电子驻车制动系统。
通常，电子驻车系统可作为车辆驻车制动的冗余系统，且现有市场上的电子驻车系统多为独立系统，因此，为了实现控制电子驻车系统的正常运行，现有的电子驻车系统需要单独配置一个电子控制单元以及该电子控制单元与其他部件之间的连接布线，从而导致现有的电子驻车制动控制系统占用汽车整车空间大，制造成本高的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电子驻车系统、车辆控制系统和车辆，以解决现有电子驻车系统需要单独配置一个电子控制单元以及该电子控制单元与其他部件之间的连接布线，从而导致现有的电子驻车系统占用汽车整车空间大，制造成本高的问题。
第一方面，为解决上述技术问题，本发明提供一种电子驻车系统，包括：
驻车控制器，所述驻车控制器集成在车辆的电驱动桥的驱动控制单元内，用于接收外部驻车信号并根据所述外部驻车信号生成相应的驻车指令；
驻车执行结构，所述驻车执行结构集成在所述电驱动桥的变速器中，用于根据所述驻车控制器发出的驻车指令控制所述变速器中的齿轮箱使所述车辆驻车；
驻车电机，所述驻车电机的一端与所述驻车控制器电性连接，用于接收所述驻车控制器生成的驻车指令，所述驻车电机的另一端与所述驻车执行结构连接，用于根据所述驻车指令驱动所述驻车执行机构对所述齿轮箱进行控制。
可选的，所述驻车控制器与所述车辆的整车控制单元可以通过CAN总线通信连接，以接收所述整车控制单元下发的所述外部驻车信号。
可选的，所述驻车控制器可以包括系统状态管理模块、自学习模块、功能安全模块、执行机构控制模块、执行机构状态计算模块、故障管理模块、系统保护模块中的至少一个模块；
所述系统状态管理模块可以用于对所述电子驻车系统进行状态管理，包括使所述电子驻车系统进入初始化状态、待机状态、锁止控制状态、解锁控制状态和故障状态中至少一种；
所述自学习模块可以用于在所述电子驻车系统执行所述外部驻车信号或进入所述解锁控制状态时，根据预设的自学习触发条件进行关于所述驻车执行机构的零位的自学习，且在检测到所述电子驻车系统在可能的零位区间出现堵转时完成自学习，并将所检测到的堵转位置设置为所述电子驻车系统的新零点；
所述功能安全模块可以用于对所述电子驻车系统中包含的各电子部件进行监控，以在至少一个所述电子部件出现故障时，进行安全响应；
所述执行机构控制模块可以用于通过控制所述驻车电机的电流，以根据所述驻车控制器发出的驻车指令控制所述变速器中的齿轮箱执行与所述驻车指令匹配的动作。
第二方面，基于如上所述的电子驻车系统，本发明还提供了一种车辆控制系统，包括：安装在车辆上的电驱动桥和如上所述的电子驻车系统。
可选的，所述电驱动桥可以包括依次连接的驱动控制单元、第二电源模块、驱动电机和具有齿轮箱的变速器；所述第二电源模块可以用于给所述驱动电机供电；所述驱动控制单元可以包括主驱动控制器以及所述电子驻车系统的驻车控制器，所述主驱动控制器可以用于控制所述驱动电机工作；所述驱动电机用于控制所述齿轮箱工作，以改变车辆行进的速度。
可选的，所述变速器中的齿轮箱可以被所述电驱动桥和所述电子驻车系统复用，当所述电驱动桥工作时，所述驱动电机根据所述主驱动控制器发出的驱动指令带动所述齿轮箱执行与所述驱动指令匹配的动作；
或者，当所述电子驻车系统工作时，所述驻车执行机构根据所述驻车控制器发出的驻车指令控制所述齿轮箱执行与所述驻车指令匹配的动作。
可选的，所述车辆控制系统还包括可以与所述第二电源模块连接的高压电池、与所述驱动控制单元连接的低压电池以及所述驱动控制单元通信连接的整车控制单元中的至少一种；所述高压电池的电压高于所述低压电池的电压，所述高压电池可以用于向所述第二电源模块供电，所述低压电池用于向所述驱动控制单元供电；所述整车控制单元可以用于向所述驱动控制单元发送用于驻车的驻车指令或者用于变速的驱动指令。
可选的，所述主驱动控制器与所述驻车控制器可以复用同一用户控制界面。
可选的，所述驱动控制单元和所述第二电源模块可以集成在同一印刷电路板上。
第三方面，基于如上所述的电子驻车系统，本发明还提供了一种车辆，包括：如上所述的车辆控制系统。
与现有技术相比，本发明技术方案至少具有如下有益效果之一：
本发明提供了一种新型的电子驻车系统，通过将现有技术中独立于车辆的电驱动桥的电子驻车系统中的驻车控制器整合在所述电驱动桥的驱动控制单元中，并同时将所述电子驻车系统的驻车执行结构与所述电驱动桥的变速器集成在一起的方式，实现将相互独立的电驱动桥和电子驻车系统集成在一个系统中，因此，无需为电子驻车系统单独配置一个电子控制器以及该电子控制器与其他部件之间的连接布线，从而减小了电子驻车系统占用汽车整车的空间，简化了电子电器架构，并降低了制造成本高。
进一步的，由于本发明提供的电子驻车系统中的驻车控制器中包括具有自动学习驻车执行机构零位位置的功能模块，能够实现在工厂下线后的驻车执行机构零点位置学习解决不同样品装配误差，以及在产品使用过程中进行驻车执行机构零点位置以补偿系统机械结构的磨损变化的能力，从而实现了实时调整驻车执行机构的零点位置，提高了车辆电子驻车系统的驻车效率。
附图说明
图1为本发明一实施例中车辆控制系统的结构示意图；
图2为图1中所述电子驻车系统中的电子驻车系统的驻车控制器的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合示意图对本发明的具体实施方式进行更详细的描述。根据下列描述，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
承如背景技术所述，在现有技术中，通常，电子驻车系统可作为车辆驻车制动的冗余系统，且现有市场上的电子驻车系统多为独立系统，因此，为了实现控制电子驻车系统的正常运行，现有的电子驻车系统需要单独配置一个电子控制单元以及该电子控制单元与其他部件之间的连接布线，从而导致现有的电子驻车制动控制系统占用汽车整车空间大，制造成本高的问题。
为此，本发明提供了一种电子驻车系统、车辆控制系统和车辆，以解决现有电子驻车系统需要单独配置一个电子控制单元以及该电子控制单元与其他部件之间的连接布线，从而导致现有的电子驻车系统占用汽车整车空间大，制造成本高的问题。
下面首先对本发明实施例提供包含本发明提出的新型的电子驻车系统的车辆控制系统进行介绍。
参考图1，图1为本发明一实施例中车辆控制系统的结构示意图。如图1所示，本发明提供的车辆控制系统包括：安装在车辆上的电驱动桥和电子驻车系统。
其中，所述电驱动桥可以包括依次连接的驱动控制单元2、第二电源模块5、驱动电机3和具有齿轮箱41的变速器4。
具体的，所述第二电源模块5用于给所述驱动电机3供电；所述驱动控制单元2包括主驱动控制器21以及所述电子驻车系统的驻车控制器22，所述主驱动控制器21用于控制所述驱动电机3工作；所述驱动电机3用于控制所述齿轮箱41工作，以改变车辆行进的速度。
进一步的，所述电子驻车系统可以包括驻车控制器22、驻车电机6和驻车执行机构42。
具体的，所述驻车控制器22集成在车辆的电驱动桥的驱动控制单元2内，用于接收外部驻车信号并根据所述外部驻车信号生成相应的驻车指令；
所述驻车执行结构42集成在所述电驱动桥的变速器4中，用于根据所述驻车控制器22发出的驻车指令控制所述变速器4中的齿轮箱41使所述车辆驻车；
所述驻车电机6的一端与所述驻车控制器22电性连接，用于接收所述驻车控制器22生成的驻车指令，所述驻车电机6的另一端与所述驻车执行结构42连接，用于根据所述驻车指令驱动所述驻车执行机构42对所述齿轮箱41进行控制。
此外，所述电子驻车系统还可以包括第一电源模块7，所述第一电源模块连7与所述驻车电机6连接，以用于为所述驻车电机6进行供电。
并且，所述驻车控制器22与所述车辆的整车控制单元1可以通过CAN总线通信连接，以接收所述整车控制单元1下发的所述外部驻车信号。
进一步的，所述变速器4中的齿轮箱41被所述电驱动桥和所述电子驻车系统复用。具体的，当所述电驱动桥工作时，所述驱动电机3根据所述主驱动控制器21发出的驱动指令带动所述齿轮箱41执行与所述驱动指令匹配的动作；
或者，当所述电子驻车系统工作时，所述驻车执行机构42根据所述驻车控制器22发出的驻车指令控制所述齿轮箱41执行与所述驻车指令匹配的动作。
可选的，所述电驱动桥还可以包括与所述第二电源模块5连接的高压电池(未图示)、与所述驱动控制单元2连接的低压电池(未图示)以及所述驱动控制单元2通信连接的整车控制单元1中的至少一种。
其中，所述高压电池的电压高于所述低压电池的电压，所述高压电池用于向所述第二电源模块5供电，所述低压电池用于向所述驱动控制单元2供电；所述整车控制单元1用于向所述驱动控制单元2发送用于驻车的驻车指令或者用于变速的驱动指令。
可选的，所述主驱动控制器21与所述驻车控制器22可以复用同一用户控制界面(未图示)。
可选的，所述驱动控制单元2和所述第二电源模块5和所述第一电源模块7均集成在同一印刷电路板上。
由于在本发明提供了的电子驻车系统中，其是通过将现有技术中独立于车辆的电驱动桥的电子驻车系统中的驻车控制器整合在所述电驱动桥的驱动控制单元中，并同时将所述电子驻车系统的驻车执行结构与所述电驱动桥的变速器集成在一起的方式，实现将相互独立的电驱动桥和电子驻车系统集成在一个系统中，因此，无需为电子驻车系统单独配置一个电子控制器以及该电子控制器与其他部件之间的连接布线，从而减小了电子驻车系统占用汽车整车的空间，简化了电子电器架构，并降低了制造成本高。
为了更加清楚的解释本发明提供的驻车控制器22，下面结合附图来具体介绍本发明提供的驻车控制器22的内部结构。参考图2，图2为图1中所述车辆控制系统中电子驻车系统的驻车控制器22的内部结构示意图。
如图2所示，本发明提出的车辆控制系统中电子驻车系统的驻车控制器22具体可以包括：系统状态管理模块221、自学习模块222、功能安全模块223、故障管理模块224、执行机构控制模块225、执行机构状态计算模块226、系统保护模块227中的至少一个模块。
其中，所述系统状态管理模块221用于对所述电子驻车系统进行状态管理，包括使所述电子驻车系统进入初始化状态、待机状态、锁止控制状态、解锁控制状态和故障状态中至少一种。
在本实施例中，所述系统状态管理模块221可以实时监测外部是否发出外部驻车信号，例如，所述整车控制单元1自发的发出的驻车信号，或者，当所述整车控制单元1检测到车辆执行启动、行进、上锁和解锁等操作时，其发出的驻车信号。当所述系统状态管理模块221检测到所述驻车信号之后，其对所述电子驻车系统进行状态管理，所述状态可以包括使所述电子驻车系统进入初始化状态、待机状态、锁止控制状态、解锁控制状态和故障状态中至少一种。
具体的，当系统状态管理模块221检测到所述整车控制单元1发出的唤醒信号、点火信号，或者其他的初始状态唤醒信号后，所述系统状态管理模块221根据该初始状态唤醒信号，向所述驻车控制器22中的各个功能模块发送自检指令，所述各个功能模块自接收到所述自检指令之后，开始功能检查，若所述驻车控制器22的各个功能模块均正常，则将所述系统状态管理模块221将所述电子驻车系统的状态设置为待机状态；若所述驻车控制器22中的一个或多个功能模块出现异常，则所述驻车控制器22将所述电子驻车系统设置为故障状态。
之后，当所述电子驻车系统的状态为待机状态时，若所述系统状态管理模块221检测到所述整车控制单元1发出驻车信号，则所述系统状态管理模块221将所述电子驻车系统的状态设置为所述锁止控制状态或者所述解锁控制状态。并在所述驻车执行机构42控制所述齿轮箱41执行完所述驻车信号对应的驻车指令之后，再将所述电子驻车系统的状态设置为待机状态。
所述自学习模块222用于在所述电子驻车系统执行所述外部驻车信号或进入所述解锁控制状态时，根据预设的自学习触发条件进行关于所述驻车执行机构42的零位的自学习，且在检测到所述电子驻车系统在可能的零位区间出现堵转时完成自学习，并将所检测到的堵转位置设置为所述电子驻车系统的新零点。
在本实施例中，在所述驻车执行机构42控制所述齿轮箱41执行完所述驻车指令的同时，所述系统状态管理模块221可以向所述自学习模块222发出启动指令，以在所述驻车执行机构42控制所述齿轮箱41执行完所述驻车指令的同时，所述自学习模块222进行所述驻车执行机构42的零位的自学习。
具体的，当所述电子驻车系统执行所述外部驻车信号或进入所述解锁控制状态时，所述自学习模块222通过触发条件触发启动，并检测所述驻车电机6的电流是否持续大于电流阈值一定时间，且所述驻车执行机构42的移动位移(堵转位置)是否小于位移阈值；若是，则将所述移动位移(堵转位置)作为所述位移阈值(新零点)。
其中，所述触发条件可以为外部请求触发，例如整车控制单元1通过CAN信号发出的触发条件，或者，为诊断仪通过通信协议发出的触发条件；还可以为内部触发条件，例如经过特定的驾驶循环间隔进行触发。
所述功能安全模块223用于对所述电子驻车系统中包含的各电子部件进行监控，以在至少一个所述电子部件出现故障时，进行安全响应。
其中，所述电子部分包括驱动芯片、电流传感器、位置传感器、驻车电机等部分。
在本实施例中，当所述功能安全模块223判断出所述驻车指令可信时，其向其他相应的功能模块发送执行指令，当其判断出所述驻车指令不可信时，则所述功能安全模块223可以忽视该驻车执行指令，或者向所述其他相应功能模块发送不执行指令。
之后，所述功能安全模块223还用于在所述当电驱动桥在动力输出时，控制所述电子驻车系统不进行驻车或解锁动作，以及对传感器(如电流、位置传感器)进行冗余采样及校验，当传感器合理性有问题时进行2级安全响应。所述功能安全模块223还用于对本发明提供的车辆控制系统的状态进行监控，并当与执行指令发生冲突时进行2级安全响应，以及利用外部芯片对主控芯片进行监控，并当发现主控芯片故障时进行3级安全响应。
并且，所述功能安全模块223还可以用于对主控芯片进行校验，并当校验不过时进行3级安全响应。其中，2级安全响应包括直接通过独立硬件通道关闭驱动芯片的输出，或者关闭驱动的供电。3级安全响应，包括控制系统重启复位。
所述故障管理模块224用于对所述电子驻车系统的供电、驱动芯片、与驱动芯片的通讯、电流传感器、位置传感器等进行监控与诊断，当发生故障时记录故障原因并存入存储器中，且上报外部上层控制器，例如，整车控制单元1。
所述执行机构控制模块225用于通过控制所述驻车电机6的电流，以根据所述驻车控制器22发出的驻车指令控制所述变速器4中的齿轮箱41执行与所述驻车指令匹配的动作。
所述执行机构状态计算模块226用于对所述电子驻车系统结合当前系统状态、执行机构位置、执行机构运动状态确定执行机构的当前状态。
所述系统保护模块227用于完成所述车辆控制系统的检测和保护，并当所述系统检测到如下情况时通过限制直至切断电流输出来完成系统保护。
具体的，当检测到堵转时限制输出电流，从而进行堵转保护；当检测到系统控制超时，则限制输出电流，从而进行系统控制过程超时保护；当检测到控制目标已达成则，限制输出电流，避免传感器噪声引起的控制输出，从而进行控制完成保护；当检测到驻车控制电路严重故障如短路等，则切断驻车控制系统电路，防止影响主驱动系统。
由于本发明提供的电子驻车系统中的驻车控制器中包括具有自动学习驻车执行机构零位位置的功能模块，能够实现在工厂下线后的驻车执行机构零点位置学习解决不同样品装配误差，以及在产品使用过程中进行驻车执行机构零点位置以补偿系统机械结构的磨损变化的能力，从而实现了实时调整驻车执行机构的零点位置，提高了车辆电子驻车系统的驻车效率。
此外，基于如上所述的电子驻车系统，本发明还提供了一种车辆，包括：如上所述的车辆控制系统。
综上所述，本发明提供了一种新型的电子驻车系统，通过将现有技术中独立于车辆的电驱动桥的电子驻车系统中的驻车控制器整合在所述电驱动桥的驱动控制单元中，并同时将所述电子驻车系统的驻车执行结构与所述电驱动桥的变速器集成在一起的方式，实现将相互独立的电驱动桥和电子驻车系统集成在一个系统中，因此，无需为电子驻车系统单独配置一个电子控制器以及该电子控制器与其他部件之间的连接布线，从而减小了电子驻车系统占用汽车整车的空间，简化了电子电器架构，并降低了制造成本高。
进一步的，由于本发明提供的电子驻车系统中的驻车控制器中包括具有自动学习驻车执行机构零位位置的功能模块，能够实现在工厂下线后的驻车执行机构零点位置学习解决不同样品装配误差，以及在产品使用过程中进行驻车执行机构零点位置以补偿系统机械结构的磨损变化的能力，从而实现了实时调整驻车执行机构的零点位置，提高了车辆电子驻车系统的驻车效率。
需要说明的是，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围。
还应当理解的是，除非特别说明或者指出，否则说明书中的术语“第一”、“第二”、“第三”等描述仅仅用于区分说明书中的各个组件、元素、步骤等，而不是用于表示各个组件、元素、步骤之间的逻辑关系或者顺序关系等。
此外还应该认识到，此处描述的术语仅仅用来描述特定实施例，而不是用来限制本发明的范围。必须注意的是，此处的以及所附权利要求中使用的单数形式“一个”和“一种”包括复数基准，除非上下文明确表示相反意思。例如，对“一个步骤”或“一个装置”的引述意味着对一个或多个步骤或装置的引述，并且可能包括次级步骤以及次级装置。应该以最广义的含义来理解使用的所有连词。以及，词语“或”应该被理解为具有逻辑“或”的定义，而不是逻辑“异或”的定义，除非上下文明确表示相反意思。此外，本发明实施例中的方法和/或设备的实现可包括手动、自动或组合地执行所选任务。

Claims (10)

1.一种电子驻车系统，其特征在于，包括：
驻车控制器，所述驻车控制器集成在车辆的电驱动桥的驱动控制单元内，用于接收外部驻车信号并根据所述外部驻车信号生成相应的驻车指令；
驻车执行结构，所述驻车执行结构集成在所述电驱动桥的变速器中，用于根据所述驻车控制器发出的驻车指令控制所述变速器中的齿轮箱使所述车辆驻车；
驻车电机，所述驻车电机的一端与所述驻车控制器电性连接，用于接收所述驻车控制器生成的驻车指令，所述驻车电机的另一端与所述驻车执行结构连接，用于根据所述驻车指令驱动所述驻车执行机构对所述齿轮箱进行控制。
2.如权利要求1所述的电子驻车系统，其特征在于，所述驻车控制器与所述车辆的整车控制单元通过CAN总线通信连接，以接收所述整车控制单元下发的所述外部驻车信号。
3.如权利要求1所述的电子驻车系统，其特征在于，所述驻车控制器包括系统状态管理模块、自学习模块、功能安全模块、执行机构控制模块、执行机构状态计算模块、故障管理模块、系统保护模块中的至少一个模块；
所述系统状态管理模块用于对所述电子驻车系统进行状态管理，包括使所述电子驻车系统进入初始化状态、待机状态、锁止控制状态、解锁控制状态和故障状态中至少一种；
所述自学习模块用于在所述电子驻车系统执行所述外部驻车信号或进入所述解锁控制状态时，根据预设的自学习触发条件进行关于所述驻车执行机构的零位的自学习，且在检测到所述电子驻车系统在可能的零位区间出现堵转时完成自学习，并将所检测到的堵转位置设置为所述电子驻车系统的新零点；
所述功能安全模块用于对所述电子驻车系统中包含的各电子部件进行监控，以在至少一个所述电子部件出现故障时，进行安全响应；
所述执行机构控制模块用于通过控制所述驻车电机的电流，以根据所述驻车控制器发出的驻车指令控制所述变速器中的齿轮箱执行与所述驻车指令匹配的动作。
4.一种车辆控制系统，其特征在于，包括：安装在车辆上的电驱动桥和如权利要求1至3任一项所述的电子驻车系统。
5.如权利要求4所述的车辆控制系统，其特征在于，所述电驱动桥包括依次连接的驱动控制单元、第二电源模块、驱动电机和具有齿轮箱的变速器；所述第二电源模块用于给所述驱动电机供电；所述驱动控制单元包括主驱动控制器以及所述电子驻车系统的驻车控制器，所述主驱动控制器用于控制所述驱动电机工作；所述驱动电机用于控制所述齿轮箱工作，以改变车辆行进的速度。
6.如权利要求5所述的车辆控制系统，其特征在于，所述变速器中的齿轮箱被所述电驱动桥和所述电子驻车系统复用，当所述电驱动桥工作时，所述驱动电机根据所述主驱动控制器发出的驱动指令带动所述齿轮箱执行与所述驱动指令匹配的动作；
或者，当所述电子驻车系统工作时，所述驻车执行机构根据所述驻车控制器发出的驻车指令控制所述齿轮箱执行与所述驻车指令匹配的动作。
7.如权利要求5所述的车辆控制系统，其特征在于，还包括与所述第二电源模块连接的高压电池、与所述驱动控制单元连接的低压电池以及所述驱动控制单元通信连接的整车控制单元中的至少一种；所述高压电池的电压高于所述低压电池的电压，所述高压电池用于向所述第二电源模块供电，所述低压电池用于向所述驱动控制单元供电；所述整车控制单元用于向所述驱动控制单元发送用于驻车的驻车指令或者用于变速的驱动指令。
8.如权利要求4所述的车辆控制系统，其特征在于，所述主驱动控制器与所述驻车控制器复用同一用户控制界面。
9.如权利要求4所述的车辆控制系统，其特征在于，所述驱动控制单元和所述第二电源模块集成在同一印刷电路板上。
10.一种车辆，其特征在于，包括：如权利要求5至9任一项所述的车辆控制系统。
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