CN114007912B - 制动系统的控制装置结构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及制动系统的电子控制装置(ECU，Electronic Control Unit)结构，具有如下的效果：为了预防电子控制装置的发生故障，以对称结构或非对称结构追加配置构成冗余(Redundancy)的电子控制装置板，配置多个用于冗余的电机位置传感器，由此，即使电机位置传感器中的一个发生故障，也可通过另一个电机位置传感器使制动系统正常工作。

Description

制动系统的控制装置结构
技术领域
本发明涉及汽车，尤其，涉及汽车的制动系统的结构。
背景技术
对于汽车而言，制动系统是必须的。原因在于，不能停下的汽车不能行驶。因此，为了乘客的安全，过分强调制动系统的稳定性也不为过。
近来，自动驾驶汽车或电动汽车的关注日益增加，制动系统也需要进一步提高的强制动力和稳定性。为此，代替现有的液压式系统，使用电子主增压器，并研发了通过集成防抱死制动系统(ABS，Anti-lock Brake System)和电子稳定控制系统(ESC，ElectricStability Control)来构建而成的集成动态制动器(IDB，Integrated Dynamic Brake)。通过使用这种集成动态制动器系统，实现了制动系统的小型化和轻量化，在提供各种功能的同时大幅提高稳定性。
但是，如上所述的现有的集成动态制动器系统的许多部分由电子设备组成，因此，始终具有故障风险。若在汽车的行驶过程中发生故障而处于制动系统不工作的状态，则可引起严重事故，从而需要为制动系统的不工作状态做好准备。
本发明的发明人努力解决这种现有技术的制动系统的问题。为了完成如下的系统而努力，即，即使制动系统的一部分发生故障，也可应对突发情况来使制动系统正常工作，最终完成了本发明。
发明内容
技术问题
本发明的目的在于，提供如下的制动系统的结构：即使系统的一部分发生故障，也可使整个系统正常工作。
另外，本发明的未明确的其他目的将在下述详细说明及其效果容易推断的范围内追加考虑。
技术方案
用于解决如上所述的公知技术的问题的本发明的制动系统的电子控制装置(ECU)组装结构的特征在于，包括：外壳，具有通过隔板划分的空间；第一控制部及第二控制部，独立配置于由上述隔板划分的空间；第一微控制单元(MCU)及第二微控制单元，分别位于上述第一控制部及第二控制部；电机，被上述第一微控制单元或第二微控制单元控制，用于向液压活塞供给驱动力；以及电机位置传感器(MPS，Motor Position Sensor)，用于检测上述电机的旋转位置，上述第二控制部构成上述第一控制部的冗余(Redundancy)来执行相同的功能。
本发明的特征在于，上述电机的中心轴位于上述第一控制部与上述第二控制部相向的上述隔板的延长线上，在与上述电机的头半径内相对应的上述第一控制部及上述第二控制部上分别配置第一电机位置传感器及第二电机位置传感器。
本发明的特征在于，上述电机的中心轴位于上述第一控制部与上述第二控制部相向的上述隔板的延长线上，上述电机的头位于上述第一电机位置传感器与上述第二电机位置传感器之间。
本发明的特征在于，上述电机的中心轴位于上述第一控制部与上述第二控制部相向的上述隔板的延长线上，上述第一电机位置传感器及上述第二电机位置传感器位于第三印制电路板(PCB)上，上述第三印制电路板通过金属线与上述第一控制部及上述第二控制部相连接。
本发明的特征在于，上述电机的中心轴的延长线位于上述第一控制部上，上述第一电机位置传感器及上述第二电机位置传感器位于上述电机的中心轴延长线上。
本发明的特征在于，上述第一电机位置传感器位于上述第一控制部的下端，上述第二电机位置传感器位于上述第一控制部的上端，上述第二电机位置传感器通过汇流排与上述第二控制部相连接。
本发明的特征在于，上述第一电机位置传感器及上述第二电机位置传感器位于第三印制电路板，上述第三印制电路板通过第一汇流排与上述第一控制部相连接来使上述第一电机位置传感器与上述第一控制部相连接，上述第三印制电路板通过第二汇流排与上述第二控制部相连接来使上述第二电机位置传感器与上述第二控制部相连接。
本发明的特征在于，上述电机包括上述第一控制部方向的第一电机头以及与上述第一控制部相反方向的第二电机头，上述第一电机位置传感器位于上述第一控制部与上述第一电机头之间的第一控制部上，上述第二电机位置传感器位于第四印制电路板，上述第四印制电路板位于上述电机的轴的第二电机头方向延长线上，上述第四印制电路板通过金属线与上述第二控制部相连接来使上述第二电机位置传感器与上述第二控制部相连接。
本发明的特征在于，上述电机的中心轴的延长线位于上述第一控制部上，上述第一电机位置传感器位于上述电机的中心轴延长线上，上述第二电机位置传感器和垂直于上述电机中心轴的上述电机的头位于同一平面上。
发明的效果
根据本发明，具有如下的效果：提供相同结构的冗余印制电路板，由此，即使一个印制电路板发生故障，冗余印制电路板也执行相同的功能，从而可应对紧急情况并提高制动系统的稳定性。
另外，即使未在此文中明确提及的效果，由本发明的技术特征所预期的以下说明书中记载的效果及潜在效果均当成记载于本发明的说明书。
附图说明
图1为本发明优选一实施例的制动系统的简要结构图。
图2为本发明优选一实施例的制动系统电子控制装置的简要结构图。
图3为更详细地示出电子控制装置中的电机位置传感器的结构的图。
图4为本发明优选一实施例的制动系统的分解立体图。
图5为示出电机位置传感器的配置例和其原理的图。
图6至图8示出本发明优选一实施例的传感器配置状态。
图9至图12示出本发明优选各种实施例的电机位置传感器的配置结构。
※需要阐明的是，附图为了帮助理解本发明的技术思想而作为参照例示，本发明的发明要求保护范围并不局限于此。
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明的各种实施例所传达的本发明的结构和由该结构产生的效果。当说明本发明时，在判断为相关公知功能的说明，即，本技术领域的普通技术人员周知的事项不必要地混淆本发明的主旨的情况下，将省略其详细说明。
“第一”、“第二”等的术语可用于说明各种结构要素，但上述结构要素并不限定于该术语。上述术语仅用于区别一个结构要素与另一个结构要素。例如，在不超出本发明的发明要求保护范围内，可将“第一结构要素”命名为“第二结构要素”，相似地，可将“第二结构要素”命名为“第一结构要素”。并且，除非在文脉上明确表示不同，否则单数的表达包括复数的表达。除非另行定义，否则在本发明的实施例中使用的术语可解释为本技术领域的普通技术人员通常周知的含义。
以下，参照附图说明本发明的各种实施例所传达的本发明的结构和由该结构产生的效果。
图1为本发明优选一实施例的整个制动系统的简要结构图。
制动系统包括贮液器1110、主缸1120、液压供给装置1130、液压控制单元1140、转储控制部1180、用于控制流路的多个阀和多个传感器以及用于控制它们的电子控制装置(ECU，Electric Control Unit)。
在贮液器1110储存沿着流路流动而生成压力的加压介质。加压介质根据阀的调节流向所需的位置。在贮液器1110的流路生成的模拟器阀1111a用于控制贮液器1110与主缸1120之间的加压介质的流动。当正常进行工作时，模拟器阀1111a开启，使用人员使贮液器1110与主缸1120联动，在非正常工作模式中，模拟器阀1111a关闭，主缸1120的加压介质通过备用流路传递至用于控制轮缸的多个阀。
驾驶人员踩下制动踏板，则主缸1120加压并排出收容在内部的制动油等的加压介质。由此，向驾驶人员提供根据制动踏板力的反作用力。截止阀1121a用于控制主缸1120与多个阀之间的备用流路的流动，上述多个阀用于控制轮缸。
液压供给装置1130根据踏板的位置生成液压并传递至车轮1011、1012、1013、1014的轮缸，由此进行汽车的制动。为了生成液压，液压供给装置1130包括电机。
液压控制单元1140用于控制在液压供给装置1130中提供的液压。
转储控制部1180用于控制贮液器1110与液压供给装置1130之间的加压介质的流动。
各个阀开启或关闭在贮液器1110与主缸1120之间或贮液器1110与液压供给装置1130之间形成的流路来控制加压介质的流动。多个阀由无需控制且仅朝向一侧方向流动的止回阀或者通过电子控制装置10的控制来控制开启和关闭的电磁阀组成。
多个入口阀1161a、1161b、1151a、1151b用于控制从液压供给装置1130供给至轮缸的加压介质的流动。
多个出口阀1162a、1162b用于控制从轮缸向贮液器1110排出的加压介质的流动。
其他多个出口阀1171a、1171b用于控制轮缸与主缸1120之间的加压介质的流动。
诊断阀1191在执行检查其他阀的故障或流路的泄漏(leak)的诊断模式时使用。
电子控制装置10通过从多个传感器40、62、64、66接收信号来控制包括在各个阀或液压供给装置1130的电机，从而控制制动系统的操作。
图2为示出电子控制装置10的整体结构的图。
电子控制装置10由包括第一微控制单元110的第一控制部100和包括第二微控制单元210的第二控制部200构成。
第一微控制单元110为通过从电机位置传感器32、34、踏板传感器40、压力传感器62、64、66等接收输入来控制电机20、阀50、驻车制动器82、84等的结构。
图3为更详细地示出电子控制装置10的电机位置传感器配置结构的图。
电子控制装置10包括由第一印制电路板100构成的第一控制部、由第二印制电路板200构成的第二控制部、电机300以及电机位置传感器401、402。
电机300包括在液压供给装置1300，根据微控制单元的控制而生成并供给液压单元所需的液压。为此，需精密地控制电机300的位置，包括在印制电路板的微控制单元可通过电机位置传感器401、402掌握电机的位置并精确控制电机300。
图4为电子控制装置10的分解立体图的例。
在电机300及液压块与印制电路板100、200之间设置外壳20。在外壳，多个线圈与多个汇流排相连接来使各个传感器与多个印制电路板或者第一控制部100与第二控制部200相连接。
盖30用于覆盖位于外壳20的第一控制部100及第二控制部200，还起到散热器的作用。
图5为示出电机位置传感器的配置例和其原理的图。
在图5的(a)部分中，第一电机位置传感器401和第二电机位置传感器402分别位于第一控制部100和第二控制部200。电机位置传感器401、402需位于电机的头磁铁范围内，因此，在第一控制部100与第二控制部200相向的部分对称设置。
在图5的(b)部分中，若电机的头310转动，则电机位置传感器401、402可检测其来掌握电机的旋转位置。
图6示出电机位置传感器的配置例。示出第一控制部和第二控制部以相同的结构且以电机为中心对称配置的状态。多个电机位置传感器也可对称配置。
图9和图10示出如上所述的电机位置传感器以对称结构配置的例。
图7示出电机位置传感器的另一配置例。电机位置传感器位于第一控制部100上的电机的中心轴上，因此，第一控制部100和第二控制部200示出由外壳20划分的非对称结构。
图11和图12示出如上所述的电机位置传感器非对称结构的例。
图8示出电机印制电路板并不是对称结构也使电机位置传感器具有对称结构的例。
在图8的(a)部分的例中，两个印制电路板具有非对称结构，但是，在电机和电机位置传感器所在的部分中，具有如图6所示的外壳20经过中心轴的对称结构。因此，如图8的(b)部分，电机300的中心轴经过第一控制部100与第二控制部200之间，第一电机位置传感器401和第二电机位置传感器402也可相对于电机的中心轴以对称结构配置。
图9至图12示出本发明优选各种实施例的电机位置传感器的配置结构。
在图9的(a)部分中，第一控制部100和第二控制部200位于由外壳20分离的空间，电机300也位于与第一控制部100及第二控制部200分离的空间。第一电机位置传感器401和第二电机位置传感器402以隔着外壳20与电机300的中心轴对称的方式设置。为了提高电机位置传感器的感测性能，电机头310具有可覆盖所有多个电机位置传感器401、402所在的位置的半径为佳。在多个电机位置传感器401、402位于电机头310的半径内的情况下，称为同轴(On-Axis)。
图9的(b)部分示出多个电机位置传感器401、402并未位于电机头310的半径内的偏轴(Off-Axis)配置。第一电机位置传感器401位于第一控制部100的下端，第二电机位置传感器402位于第二控制部200的下端。电机头310、第一电机位置传感器401及第二电机位置传感器402可并排位于垂直于电机300的轴的平面上。
图10示出多个电机位置传感器401、402配置于对称位置的例。
在图10的(a)部分中，第一电机位置传感器401位于第一控制部100的下端，第二电机位置传感器402位于第二控制部200的下端。可知，第一电机位置传感器401和第二电机位置传感器402为位于电机头310的半径内的同轴位置。电机头310为了位于接近多个电机位置传感器401、402的位置，在外壳可形成用于电机头310的开口部。
图10的(b)部分为电机头位于与电子控制装置的印制电路板相反方向的情况的例。电机头310位于与第一控制部100及第二控制部200相反方向，第一电机位置传感器401及第二电机位置传感器402位于第三印制电路板500上，第一电机位置传感器401及第二电机位置传感器402以电机中心轴为基准对称配置，位于电机头310的半径内。第三印制电路板500与第一控制部100及第二控制部200的印制电路板为通过金属线601、602相连接的结构。
图10的(c)部分示出多个电机传感器位于电机头的侧面，而不是位于电机的中心轴的结构。第一电机位置传感器401位于第一控制部100，第二电机位置传感器402位于第二控制部200的下端，电机头310位于第一电机位置传感器401与第二电机位置传感器402之间。第一电机位置传感器401、第二电机位置传感器402及电机头310并排位于垂直于电机300的中心轴的同一平面上。
图11示出多个电机位置传感器401、402均配置于电机轴的延长线上的例。为此，具有电机300的中心轴位于第一控制部100上，而不是位于第一控制部100与第二控制部200之间的非对称结构。
在图11的(a)部分中，第一电机位置传感器401位于第一控制部100的一侧面，第二电机位置传感器402位于第一控制部100的另一侧面，两个传感器均位于电机300的中心轴的延长线上的电机头310的半径内。第一电机位置传感器401与第一控制部100直接连接，第二电机位置传感器402通过汇流排701与第二控制部200相连接，上述汇流排701位于第一控制部100与第二控制部200之间。
图11的(b)部分为使用安装多个电机位置传感器的单独的印制电路板的情况。在电机300的中心轴延长线上设置第三印制电路板110，在第三印制电路板110的一侧面和另一侧面分别设置第一电机位置传感器401和第二电机位置传感器402。第三印制电路板110通过第二汇流排702与第一控制部100相连接，通过第三汇流排703与第二控制部200相连接，由此，使第一电机位置传感器401和第二电机位置传感器402与第一控制部100和第二控制部200分别连接。
图11的(c)部分示出利用两个电机头使电机位置传感器分别位于互不相同的方向的结构。第一电机位置传感器401与第一控制部100直接连接。第二电机位置传感器402位于第四印制电路板120，上述第四印制电路板120位于第二电机头320的延长线上，上述第二电机头320位于与第一控制部100相反方向，第四印制电路板120通过金属线603与第二控制部200相连接，由此，第二电机位置传感器402与第二控制部200相连接。
图12示出第一控制部和第二控制部相对于电机的中心轴非对称的另一例。
在图12的(a)部分中，第一电机位置传感器401和第二电机位置传感器402位于第一控制部100的一侧面和另一侧面的电机300的中心轴延长线上，第一电机位置传感器401或第二电机位置传感器402通过汇流排704与第二控制部200相连接。汇流排704为贯通外壳20的隔板来连接的结构，上述外壳20物理分离第一控制部100和第二控制部200所在的空间。
图12的(b)部分示出第一电机位置传感器位于同轴且第二电机位置传感器位于偏轴的例。
第一电机位置传感器401位于第一控制部100的一面的电机300的中心轴上，位于同轴的位置。相反，第二电机位置传感器402位于垂直于电机300的中心轴的平面的电机头310的侧面，是与第二控制部200直接连接的结构。若两个传感器均要位于同轴位置，则电机的头310大小需变大，这将导致费用增加，因此，使一个传感器位于同轴且使另一传感器位于偏轴，从而具有可减少电机头310的大小的效果。
本发明的保护范围并不局限于以上明确说明的实施例的记载和表达。并且，再次补充说明的是，本发明的保护范围并不局限于本发明所属技术领域的显而易见的变更或取代。

Claims (8)

1.一种制动系统的电子控制装置组装结构，其特征在于，包括：
外壳，具有通过隔板划分的空间；
第一控制部及第二控制部，独立配置于由上述隔板划分的空间；
第一微控制单元及第二微控制单元，分别位于上述第一控制部及第二控制部；
电机，被上述第一微控制单元或第二微控制单元控制，用于向液压活塞供给驱动力；以及
第一电机位置传感器和第二电机位置传感器，它们位于上述电机的头磁铁范围内，用于检测上述电机的旋转位置，
上述电机包括上述第一控制部方向的第一电机头以及与上述第一控制部相反方向的第二电机头，
上述第一电机位置传感器位于上述第一控制部与上述第一电机头之间的第一控制部上，上述第二电机位置传感器位于第四印制电路板，上述第四印制电路板位于上述电机的轴的第二电机头方向延长线上，上述第四印制电路板通过金属线与上述第二控制部相连接来使上述第二电机位置传感器与上述第二控制部相连接，
上述第二控制部构成上述第一控制部的冗余来执行相同的功能。
2.根据权利要求1所述的制动系统的电子控制装置组装结构，其特征在于，上述电机的中心轴位于上述第一控制部与上述第二控制部相向的上述隔板的延长线上，在与上述电机的头半径内相对应的上述第一控制部及上述第二控制部上分别配置第一电机位置传感器及第二电机位置传感器。
3.根据权利要求1所述的制动系统的电子控制装置组装结构，其特征在于，上述电机的中心轴位于上述第一控制部与上述第二控制部相向的上述隔板的延长线上，
上述电机的头位于上述第一电机位置传感器与上述第二电机位置传感器之间。
4.根据权利要求1所述的制动系统的电子控制装置组装结构，其特征在于，上述电机的中心轴位于上述第一控制部与上述第二控制部相向的上述隔板的延长线上，
上述第一电机位置传感器及上述第二电机位置传感器位于第三印制电路板上，上述第三印制电路板通过金属线与上述第一控制部及上述第二控制部相连接。
5.根据权利要求1所述的制动系统的电子控制装置组装结构，其特征在于，上述电机的中心轴的延长线位于上述第一控制部上，上述第一电机位置传感器及上述第二电机位置传感器位于上述电机的中心轴延长线上。
6.根据权利要求5所述的制动系统的电子控制装置组装结构，其特征在于，上述第一电机位置传感器位于上述第一控制部的下端，上述第二电机位置传感器位于上述第一控制部的上端，上述第二电机位置传感器通过汇流排与上述第二控制部相连接。
7.根据权利要求5所述的制动系统的电子控制装置组装结构，其特征在于，上述第一电机位置传感器及上述第二电机位置传感器位于第三印制电路板，上述第三印制电路板通过第一汇流排与上述第一控制部相连接来使上述第一电机位置传感器与上述第一控制部相连接，上述第三印制电路板通过第二汇流排与上述第二控制部相连接来使上述第二电机位置传感器与上述第二控制部相连接。
8.根据权利要求1所述的制动系统的电子控制装置组装结构，其特征在于，上述电机的中心轴的延长线位于上述第一控制部上，上述第一电机位置传感器位于上述电机的中心轴延长线上，上述第二电机位置传感器和垂直于上述电机的中心轴的上述电机的头位于同一平面上。
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