CN113353040B - 具有传感器识别功能的商用车电控制动系统及识别方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及商用车EBS领域，公开了具有传感器识别功能的商用车电控制动系统及其自动识别方法，其所述电阻R10一端连接MCU的I/O_P1.1端口，电阻R10的另一端与NPN三极管T10的基极相连,NPN三极管T10的发射极接地，NPN三极管T10的集电极与电阻R11的一端相连，所述电阻R11的另一端与电阻R12的一端、PNP三极管T11的基极相连，所述电阻R12的另一端与所述PNP三极管T11的发射极、MCU工作电源+5V相连接，所述PNP三极管T11的集电极与R15的一端相连接，所述R15的另一端与电阻R13的一端、行程传感器的信号线相连，所述行程传感器的另一端接地，所述R13的另一端与电容C10的一端，MCU的AD采集口AD1相连，所述电容C10的另一端接地。该方案能够对传感器类型进行识别，方便后续处理器进行下达相应指令。

Description

具有传感器识别功能的商用车电控制动系统及识别方法
技术领域
本发明涉及商用车电控制动控制领域，尤其涉及了具有传感器识别功能的商用车电控制动系统及识别方法。
背景技术
目前市场上主要的制动踏板行程传感器类型有电阻式和电压式。CN107117153A-一种电控制动系统的控制方法、装置及电控制动系统即公开了一种带有行程传感器的电控系统。电压式传感器采用霍尔式传感器，其工作原理为行程的变化引起霍尔电势的变化，即传感器输出电压的变化，根据行程的变化，输出0V～5V的电压，但为了区别传感器信号对地短路和对电源短路，传感器实际正常输出作了限压，一般输出0.5V～4.5V。电阻式传感器采用滑线变阻器，其工作原理为行程的变化引起电阻的变化，根据行程的变化，输出连续变化的电阻。为了区别传感器信号对地短路和对电源短路，电阻式传感器一般输出滑线变阻器量程的5％～100％，比如10KΩ量程的滑线变阻器输出0.5KΩ～10KΩ。
目前市场上主要的气压传感器是电压式，但也有电阻式的，电阻式有采用压敏电阻相关工艺的。目前的商用车电控制动控制系统面对多种类型的制动踏板行程传感器和气压传感器，没有采用同一硬件和同一软件兼容不同类型的制动踏板行程传感器，造成多种硬件版本和软件版本的控制系统生产和销售。
其他汽车电子控制器产品或系统，也同样会碰到类似的问题。如使用不同类型的油压传感器、油量传感器、水温传感器、添蓝液位传感器等传感器的汽车电子控制器产品或系统。
发明内容
本发明针对现有商用车电动控制的缺点，提供一种商用车电控空气悬架系统。
为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：
具有传感器识别功能的商用车电控制动系统，包括EBS处理器，EBS处理器集成了MCU、传感器采集及识别模块；传感器采集及识别模块用于采集和识别传感器的信号，传感器采集及识别模块与MCU连接，MCU根据采集的传感器及识别模块的电平和电压信号判断传感器的类型；
传感器采集及识别模块包括电阻R10、R11、R12、R13、R15，NPN三极管T10,PNP三极管T11,电容C10，所述电阻R10一端连接MCU的I/O_P1.1端口，电阻R10的另一端与NPN三极管T10的基极相连,NPN三极管T10的发射极接地，NPN三极管T10的集电极与电阻R11的一端相连，所述电阻R11的另一端与电阻R12的一端、PNP三极管T11的基极相连，所述电阻R12的另一端与所述PNP三极管T11的发射极、MCU工作电源+5V相连接，所述PNP三极管T11的集电极与R15的一端相连接，所述R15的另一端与电阻R13的一端、行程传感器的信号线相连，所述行程传感器的另一端接地，所述R13的另一端与电容C10的一端，MCU的AD采集口AD1相连，所述电容C10的另一端接地。
作为优选，传感器采集及识别模块为行程传感器采集及识别模块或/和气压传感器采集及识别模块。
作为优选，MCU包括A/D采样模块，中央处理模块，虚拟内存模块。
作为优选，MCU的工作电源电压是5V，MCU的AD采集口采集的电压值上限是5V，下限是0V。
作为优选，MCU集成有通讯接口、定时器，实时时钟。
作为优选，包括上述集成了传感器自动识别功能的商用车电控制动控制系统，定义MCU的I/O_P1.1端口输出低电平后，AD采集口AD1采集的实时电压值用符号V1a表示；将MCU的I/O_P1.1端口输出高电平后，AD采集口AD1采集的实时电压值用符号V1b，将行程传感器对电源短路的阈值用符号V1h表示，将传感器对地短路的阈值用符号V1L表示，识别包括以下步骤，
S1.I/O_P1.1端口输出低电平，同时采集AD1口的电压值V1a，判断V1a与V1h的大小关系，若V1a＞V1h，则代表传感器对电源短路，MCU存储故障并通过CAN总线接口将故障代码发送至整车CAN总线，V1a≤V1h，则进入步骤S2；
S2.判断V1a与V1L的关系，若V1a＜V1L，I/O_P1.1端口输出高电平并进入步骤S3；若V1A≥V1L，则判断传感器为电压式传感器，处理器调用电压式传感器的参数进行对应的命令；
S3.再次采集AD1口的电压值V1b，若V1b＜V1L，则代表传感器对地短路，MCU存储故障并通过CAN总线接口将故障代码发送至整车CAN总线；若V1b≥V1L则进入步骤S4；
S4.判断V1b＞V1h是否成立，若成立则代表传感器为开路，MCU存储故障并通过CAN总线接口将故障代码发送至整车CAN总线；若不成立则代表传感器为电阻式传感器，处理器调用电阻式传感器的参数进行对应的命令。
作为优选，V1L大于0，且小于传感器正常工作时的最小电压；V1h大于传感器工作时的最大电压且小于MCU的工作电压。
通过以上技术方案，本发明具有以下技术效果：
应用于汽车电子控制器领域。该系统通过软件技术和硬件技术相结合，在系统初始化的阶段就将不同类型的传感器区分开来，之后再根据传感器的类型调用对应的参数表进行对应的指示、操作等，从而能快速使用新的传感器，实现传感器的快速配套。如此，实现了采用单一电子设备支持多种传感器的目的，避免更改硬件和软件而重新设计衍生多种型号的电子设备，加快了开发和匹配的进度，对开发、生产、运输、保管、装配、售后等方面带来方便和成本的节约。
附图说明
图1为EBS处理器的连接示意图。
图2为识别模块的电路图。
图3为制动踏板行程传感器识别流程图。
图4是气压传感器的识别流程图。
附图中各数字标号所指代的部位名称如下：1—EBS处理器、2—MCU、3—制动踏板行程传感器采集及识别模块、4—气压传感器采集及识别模块、5—CAN总线接口、6—制动踏板行程传感器、7—气压传感器、8—EBS执行模块、10—整车CAN总线、11—A/D采样模块、12—CPU、14—虚拟内存模块。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例1
具有传感器识别功能的商用车电控制动系统及识别方法，包括EBS处理器1，EBS处理器1集成了MCU2、传感器采集及识别模块；传感器采集及识别模块用于采集和识别传感器的信号，传感器采集及识别模块与MCU2连接，MCU2根据采集的传感器及识别模块的电平和电压信号判断传感器的类型；本实施例中的传感器类型一般为两种，一种为电压式传感器，另外一种是电阻式传感器，本方案的目的在于如何让处理器在初始阶段分辨出传感器类型，使处理器能够快速与该类传感器相匹配的。
其中本实施例中的电控制动控制系统包括气压传感器7和踏板行程传感器，两者分别连接有自己对应的传感器采集及识别模块。
其中传感器采集及识别模块包括电阻R10、R11、R12、R13、R15，NPN三极管T10,PNP三极管T11,电容C10，所述电阻R10一端连接MCU2的I/O_P1.1端口，电阻R10的另一端与NPN三极管T10的基极相连,NPN三极管T10的发射极接地，NPN三极管T10的集电极与电阻R11的一端相连，所述电阻R11的另一端与电阻R12的一端、PNP三极管T11的基极相连，所述电阻R12的另一端与所述PNP三极管T11的发射极、MCU2工作电源+5V相连接，所述PNP三极管T11的集电极与R15的一端相连接，所述R15的另一端与电阻R13的一端、行程传感器的信号线相连，所述行程传感器的另一端接地，所述R13的另一端与电容C10的一端，MCU2的AD采集口AD1相连，所述电容C10的另一端接地。
为了方便叙述，上述的传感器采集及识别模块定义为踏板形成传感器采集及识别模块。
传感器采集及识别模块为行程传感器采集及识别模块3或和气压传感器采集及识别模块4，分别对应连接行程传感器和气压传感器7。
所述的MCU2,为微处理机控制单元，它是一个集成在一块芯片上的完整计算机系统，具有一个完整计算机所需要的大部分部件：中央处理模块(CPU12)、内存、内部和外部总线系统，同时集成诸如通讯接口、定时器，实时时钟等外围设备。所述的MCU2在所述的集成了传感器自动识别功能的商用车电控制动控制系统中起主要作用的主要包含A/D采样模块11，中央处理模块，虚拟内存模块14。所述的MCU2是整个系统的运算核心和控制核心，用于数据采集、分析、储存和处理，用于存放软件代码，完成传递指令代码和内部功能码，数据交换。
本实施例中，MCU2的工作电源电压是5V，MCU2的AD采集口采集的电压值上限是5V，下限是0V。
所述电压式制动踏板行程传感器6当踏板行程在起点时传感器信号线输出端输出电压为0.5V也可以是其他阻值，这里只是举例，随着行程增加，电压升高，行程达到最大限位值时传感器信号线输出端输出电压为4.5V。当传感器信号线对电源短路时，MCU2的AD采集口采集的电压为5V,当传感器信号线对低短路时，MCU2的AD采集口采集的电压为0V。
所述电阻式制动踏板行程传感器6当踏板行程在起点时传感器信号线对地电阻为0.5KΩ也可以是其他阻值，这里只是举例，随着行程增加，电阻变大，行程达到最大限位值时传感器信号线对地电阻为10KΩ。系统上电后，所述MCU2的I/O_P1.1端口输出低电平，NPN三极管T10处于关断状态，PNP三极管T11处于关断状态，此时若传感器信号线对电源短路，MCU2的AD采集口采集的电压为5V,若传感器信号线没有对电源短路，MCU2的AD采集口采集的电压为0V。当判断传感器不是电压式传感器后，所述MCU2的的I/O_P1.1端口输出高电平，NPN三极管T10处于打开状态，PNP三极管T11处于打开状态，MCU2的工作电源+5V通过PNP三极管给R15供电，假设R15＝2KΩ，传感器正常连接并正常工作，当踏板行程在起点时对地电阻为0.5KΩ，此时传感器信号上的电压约为1.0V,随着行程增加，电压升高,行程达到最大限位值时传感器信号线对地电阻为10KΩ,此时传感器信号上的电压约为4.17V。PNP三极管T11处于关闭状态时，如果是电压式传感器正常工作，则AD采集可以采集到0.5V～4.5V；如果是电阻式传感器，采集到的电压始终为0V。PNP三极管T11处于打开状态时，电阻式传感器的电阻变化才能通过电压的变化让MCU2可以识别。
为了流程描述的方便，定义MCU2的I/O_P1.1端口输出低电平后，AD采集口AD1采集的实时电压值用符号V1a表示；将MCU2的I/O_P1.1端口输出高电平后，AD采集口AD1采集的实时电压值用符号V1b，将行程传感器对电源短路的阈值用符号V1h表示，将传感器对地短路的阈值用符号V1L表示，识别包括以下步骤，
S1.I/O_P1.1端口输出低电平，同时采集AD1口的电压值V1a，判断V1a与V1h的大小关系，若V1a＞V1h，则代表传感器对电源短路，MCU2存储故障并通过CAN总线接口5将故障代码发送至整车CAN总线9，V1a≤V1h，则进入步骤S2；
S2.判断V1a与V1L的关系，若V1a＜V1L，I/O_P1.1端口输出高电平并进入步骤S3；若V1A≥V1L，则判断传感器为电压式传感器，处理器调用电压式传感器的参数进行对应的命令；
S3.再次采集AD1口的电压值V1b，若V1b＜V1L，则代表传感器对地短路，MCU2存储故障并通过CAN总线接口5将故障代码发送至整车CAN总线9；若V1b≥V1L则进入步骤S4；
S4.判断V1b＞V1h是否成立，若成立则代表传感器为开路，MCU2存储故障并通过CAN总线接口5将故障代码发送至整车CAN总线9；若不成立则代表传感器为电阻式传感器，处理器调用电阻式传感器的参数进行对应的命令。
本方案中V1L大于0，且小于传感器正常工作时的最小电压例入0.5V；V1h大于传感器工作时的最大电压且小于MCU2的工作电压5V。
其中EBS处理器1还外接有EBS执行模块8，EBS执行模块8在MCU2和软件的配合下对传感器的输入变化作出反应，执行不同模式的制动。
本发明不仅可以有效识别传感器类型，还能方便快捷的对传感器的对电源短路、对地短路、开路三种最典型的故障进行识别和判断，并通过CAN总线向整车发出预警，对制动系统的安全提供了保障。该系统通过软件技术和硬件技术相结合，在系统初始化的阶段就将不同类型的传感器区分开来，之后再根据传感器的类型调用对应的参数表进行对应的指示、操作等，从而能快速使用新的传感器，实现传感器的快速配套。如此，实现了采用单一电子设备支持多种传感器的目的，避免更改硬件和软件而重新设计衍生多种型号的电子设备，加快了开发和匹配的进度，对开发、生产、运输、保管、装配、售后等方面带来方便和成本的节约。
实施例2
本实施例与实施例1的区别之处在于：所述的气压传感器采集及识别模块4，包括电阻R20、R21、R22、R23、R25，NPN三极管T20,PNP三极管T21,电容C20，所述电阻R20一端连接MCU2的I/O_P1.2端口，电阻R20的另一端与NPN三极管T20的基极相连,NPN三极管T20的发射极接地，NPN三极管T20的集电极与电阻R21的一端相连，所述电阻R21的另一端与电阻R22的一端、PNP三极管T21的基极相连，所述电阻R22的另一端与所述PNP三极管T21的发射极、MCU2工作电源+5V相连接，所述PNP三极管T21的集电极与R25的一端相连接，所述R25的另一端与电阻R23的一端、气压传感器7的信号线相连，所述气压传感器7的另一端接地，所述R23的另一端与电容C20的一端，MCU2的AD采集口AD2相连，所述电容C20的另一端接地。
实施例3
汽车，装配有实施例的具有传感器识别功能的商用车电控制动系统及识别方法。

Claims (2)

1.一种商用车电控控制系统传感器自动识别方法，包括具有传感器识别功能的商用车电控制动系统，该系统包括EBS处理器，EBS处理器集成了MCU、传感器采集及识别模块；传感器采集及识别模块用于采集和识别传感器的信号，传感器采集及识别模块与MCU连接，MCU根据采集的传感器及识别模块的电平和电压信号判断传感器的类型；
传感器采集及识别模块包括电阻R10、R11、R12、R13、R15，NPN三极管T10,PNP三极管T11,电容C10，所述电阻R10一端连接MCU的I/O_P1.1端口，电阻R10的另一端与NPN三极管T10的基极相连,NPN三极管T10的发射极接地，NPN三极管T10的集电极与电阻R11的一端相连，所述电阻R11的另一端与电阻R12的一端、PNP三极管T11的基极相连，所述电阻R12的另一端与所述PNP三极管T11的发射极、MCU工作电源+5V相连接，所述PNP三极管T11的集电极与R15的一端相连接，所述R15的另一端与电阻R13的一端、行程传感器的信号线相连，所述行程传感器的另一端接地，所述R13的另一端与电容C10的一端，MCU的AD采集口AD1相连，所述电容C10的另一端接地；传感器采集及识别模块为行程传感器采集及识别模块或/和气压传感器采集及识别模块；MCU包括A/D采样模块，中央处理模块，虚拟内存模块；MCU的工作电源电压是5V，MCU的AD采集口采集的电压值上限是5V，下限是0V；MCU集成有通讯接口、定时器，实时时钟；EBS处理器还连接有EBS执行模块；EBS处理器还包括CAN总线接口并通过CAN总线接口连接整车CAN总线；
定义MCU的I/O_P1.1端口输出低电平后，AD采集口AD1采集的实时电压值用符号V1a表示；将MCU的I/O_P1.1端口输出高电平后，AD采集口AD1采集的实时电压值用符号V1b，将行程传感器对电源短路的阈值用符号V1h表示，将传感器对地短路的阈值用符号V1L表示，识别包括以下步骤，
S1.I/O_P1.1端口输出低电平，同时采集AD1口的电压值V1a，判断V1a与V1h的大小关系，若V1a＞V1h，则代表传感器对电源短路，MCU存储故障并通过CAN总线接口将故障代码发送至整车CAN总线，V1a≤V1h，则进入步骤S2；
S2.判断V1a与V1L的关系，若V1a＜V1L，I/O_P1.1端口输出高电平并进入步骤S3；若V1A≥V1L，则判断传感器为电压式传感器，处理器调用电压式传感器的参数进行对应的命令；
S3.再次采集AD1口的电压值V1b，若V1b＜V1L，则代表传感器对地短路，MCU存储故障并通过CAN总线接口将故障代码发送至整车CAN总线；若V1b≥V1L则进入步骤S4；
S4.判断V1b＞V1h是否成立，若成立则代表传感器为开路，MCU存储故障并通过CAN总线接口将故障代码发送至整车CAN总线；若不成立则代表传感器为电阻式传感器，处理器调用电阻式传感器的参数进行对应的命令。
2.根据权利要求1所述的一种商用车电控控制系统传感器自动识别方法，其特征在于：V1L大于0，且小于传感器正常工作时的最小电压；V1h大于传感器工作时的最大电压且小于MCU的工作电压。
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