CN115959081A - 一种具有防盗功能的车辆制动执行器及其防盗控制方法 - Google Patents

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    • B60T13/74—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems with electrical assistance or drive

Abstract

本发明公开了一种具有防盗功能的车辆制动执行器，控制单元通过传动机构驱动卡钳机构；控制单元中设置处理器模块、通信模块和驱动模块；处理器模块通过通信模块与车辆的通信信号进行信号交换；处理器模块通过驱动模块向传动机构发送执行指令。本发明还公开了该制动器的防盗控制方法。采用上述技术方案，执行器既能够实现基本的驻车制动和行车辅助制动功能，又能够通过与其他防盗机构及防盗措施配合，大大提高车辆的防盗性能；其具有安全性高、集成度高的优点，同时降低成本。

Description

一种具有防盗功能的车辆制动执行器及其防盗控制方法
技术领域
本发明属于机动车安防的技术领域，涉及机动车的防盗保护技术。更具体地，本发明涉及一种具有防盗功能的车辆制动执行器。本发明还涉及其防盗控制方法。
背景技术
随着汽车电控系统的逐步发展，车辆的安全是一个广泛受关注的问题。根据汽车防盗法规，对于车辆安全防盗的要求是：车辆不能轻易地被非授权者将其启动并驶离。现有技术中的车辆一般通过动力系统配合安装方向盘管柱锁、换档锁或传动轴限制非授权使用。但是机械锁的加装增加了整车成本，也不利于车辆减重。
电子驻车制动系统(EPB)已在车辆中广泛应用，其功能覆盖了驻车制动和行车辅助制动。在车辆防盗方面，EPB具备两个方面的特点：一方面，EPB具备阻止辆的驶离的驻车功能；另一方面，EPB系统作为电控系统，可以方便地与车辆相关通信节点进行信号的认证和交互，以限制车辆的驶离。能否利用EPB上述特点，将现有EPB进行改进升级提升车辆的防盗水平，已受到业内的广泛关注。此外，汽车智能网联化，带来了汽车电子电气架构的升级，汽车架构正在从分布式向域集中式、中央计算式逐渐演化。
在此背景下，EPB系统将也逐步向EPB的执行器和电控单元ECU一体化演化，EPB驻车制动系统的执行器将成为具备响应外部控制命令的新型制动执行器，该新型制动执行器也将成为在域集中式、中央计算式电气架构下的独立外设存在，从而简化为电气系统的布局、简化EPB系统的开发、增加EPB系统的部署的灵活性、扩展EPB在系统中的功能定义。
发明内容
本发明提供一种具有防盗功能的车辆制动执行器，其目的是提高车辆的防盗性能。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
本发明的具有防盗功能的车辆制动执行器，包括卡钳机构；所述的车辆制动执行器设置控制单元，所述的控制单元通过传动机构驱动卡钳机构；所述的控制单元中设置处理器模块、通信模块和驱动模块；所述的处理器模块通过通信模块与所述的车辆的通信信号进行信号交换；所述的处理器模块通过驱动模块向传动机构发送执行指令。
所述的车辆的通信信号由车辆的执行器控制模块产生。
所述的车辆的执行器控制模块为车辆上任意一个具备通信功能ECU，或者为车辆底盘域控制器。
所述的车辆制动执行器设置壳体支架，所述的控制单元和传动机构均设置在壳体支架中。
在所述的壳体支架中，还设置连接器，所述的连接器至少包括一个通信引脚、至少一个供电引脚，以建立所述的车辆制动执行器与车辆的供电电源及车辆的通信信号的连接；所述的通信引脚与所述的控制单元连接；所述的供电引脚与车辆整车的电源连接。
所述的传动机构包括传动齿轮和驱动电机。
为了实现与上述技术方案相同的发明目的，本发明还提供了以上所述的具有防盗功能的车辆制动执行器的防盗控制方法，其控制过程为：
控制过程开始；
所述的车辆制动执行器发送随机种子密钥至车辆的执行器控制模块；
执行器控制模块接收种子密钥并通过预设算法对种子密钥进行处理，生成回传密钥并将其发送至车辆制动执行器；
车辆制动执行器将获得的回传密钥与自己发送的种子密钥进行对比；
如果两个密钥相同，则初始化车辆制动执行器与执行器控制模块之间的加密控制指令通信；
如果两个密钥不相同，则车辆制动执行器返回到发送随机种子密钥之前的状态；
如果没有通过该安全验证，则执行器控制模块返回接收种子密钥之前的状态；
车辆制动执行器接收加密控制指令后进行解密，然后执行该控制指令；
控制指令执行完成后，车辆制动执行器向执行器控制模块发送控制指令完成的信息；
车辆制动执行器和执行器控制模块的控制过程结束。
执行器控制模块只有在通信初始化完成且通过车辆防盗系统的安全验证后，才能与车辆制动执行器重新建立通信并发送加密控制指令，对车辆制动执行器进行控制。
只有在通过车辆防盗系统基于密钥、握手信号的安全机制的安全验证后，执行器控制模块才能发送加密控制指令对执行器进行控制。
在车辆制动执行器和执行器控制模块的通信中，加密控制指令的加密规则随着加密控制指令通信初始化中的随机种子密钥变化，以防止控制指令被截获后非法使用；
基于车辆防盗的安全性考虑，车辆制动执行器根据接收到的非法控制指令的频次，设定执行器禁止响应控制指令的持续时间；当车辆制动执行器接收到非法控制指令并达到预设频次后，在设定的时间内禁止车辆制动执行器动作。
车辆制动执行器接收非法指令频次越高，禁止执行器动作的时间越久。
本发明采用上述技术方案，执行器既能够实现基本的驻车制动和行车辅助制动功能，又能够通过与其他防盗机构及防盗措施配合，大大提高车辆的防盗性能；其具有安全性高、集成度高的优点，同时降低成本。
附图说明
附图所示内容及图中的标记简要说明如下：
图1为本发明的模块结构示意图；
图2为本发明的安装、连接结构示意图；
图3为本发明的状态逻辑与控制关系示意图。
图中标记为：
11、连接器，12、控制单元，13、传动机构，14、壳体支架；21、车辆信号，22、通信模块，23、处理器模块，24、驱动模块，25、卡钳机构。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
如图1、图2所示本发明的结构，是具有防盗功能的车辆制动执行器，包括卡钳机构25。本发明所述的机动车整车，包括但不限于乘用车、商用车。
本发明提供一种具有车辆禁止非法控制、非授权使用的保护执行机构，以及这种制动执行器的防盗安全保护控制方法，实现提高车辆电子驻车防盗功能的标准化和安全性的发明目的。
为了实现提高车辆的防盗性能的发明目的，本发明采取的技术方案为：
如图1所示，本发明的具有防盗功能的车辆制动执行器设置控制单元12，所述的控制单元12通过传动机构13驱动卡钳机构25；所述的控制单元12中设置处理器模块23、通信模块22和驱动模块24；所述的处理器模块23通过通信模块22与所述的车辆的通信信号21进行信号交换；所述的处理器模块23通过驱动模块24向传动机构13发送执行指令。
车辆制动执行器接受外部控制指令的控制，不同执行器的控制指令差异化。其中，通信模块22可接收车辆信号21，处理器模块23完成控制指令的解密和解析，以及驱动模块24的检测和控制等，驱动模块24驱动传动机构13中的电机转动。
本发明集成了连接器、控制单元、传动机构和壳体支架，并通过动态加密的控制指令对执行器进行控制。该车辆制动执行器易于与车辆中的其他防盗模块配合，实现车辆的防盗；该车辆制动执行器可以替代车辆中专为防盗布置的齿轮锁或转向柱锁等零部件，有利于整车成本进一步降低、节省整车的内部空间、降低装配工艺难度。
本发明可实现的功能如下：
1、车辆制动执行器可接收整车通信网络的公开信号，并可发送车辆制动执行器状态至整车通信网络上；
2、车辆制动执行器可通过加密控制指令，执行EPB的夹紧、释放等功能；
3、车辆制动执行器可记录EPB工作状态，与卡钳机构一同满足法规要求的8％的坡道驻车功能；
4、执行器无法接受来自于外部的非法控制指令控制。
所述的车辆的通信信号21由车辆的执行器控制模块产生。
在图1中，车辆制动执行器的控制单元12与通信信号21进行双向信号传输。
执行器控制模块将控制指令采用动态加密的形式传输到车辆制动执行器。控制指令集通常包含夹紧、释放等指令，车辆制动执行器根据控制指令执行对应的功能。控制指令是指能够触发执行器完成预定义动作的特定信号。
所述的车辆的执行器控制模块为车辆上任意一个具备通信功能ECU，或者为车辆底盘域控制器。执行器控制模块可以是车辆上的任何具有通信功能的控制单元或模块。例如，该执行器控制模块可以是某个具备通信功能ECU、也可以是一个车辆底盘的域控制器。
通信模块22可接收执行器控制模块加密信号或其他ECU加密信号；车辆的执行器控制模块能够与车辆制动执行器建立通信、发送加密控制指令，执行器控制模块可以是车辆上的任何具有通信功能的控制单元或模块。例如，该执行器控制模块可以是某个具备通信功能ECU、也可以是一个车辆底盘的域控制器。
所述的车辆制动执行器设置壳体支架14，所述的控制单元12和传动机构13均设置在壳体支架14中。
所述的壳体支架14对车辆制动执行器的机械和电子部件进行支撑和保护。
在所述的壳体支架14中，还设置连接器11，所述的连接器11至少包括一个通信引脚、至少一个供电引脚，以建立所述的车辆制动执行器与车辆的供电电源及车辆的通信信号的连接；所述的通信引脚与所述的控制单元12连接；所述的供电引脚与车辆整车的电源连接。
该通信引脚与执行器控制模块连接，该供电引脚与整车电气连接；
所述的传动机构13包括传动齿轮和驱动电机。
所述的传动机构13由传动齿轮和电机组成，是装配在执行器内的机械结构。传动机构13与控制单元12、壳体支架14组成执行器。该执行器可以与卡钳机构25等机械结构配合，将电机输出的扭矩转换为制动力。
综上所述，本发明包括连接器11、控制单元12、传动机构13、壳体支架14；车辆制动执行器只有接收到与其匹配的加密控制指令、并解码确认后，才能响应控制指令对执行器的控制。该车辆制动执行器与车辆的制动器即卡钳机构25配合产生制动夹紧力。
如图3所示：
通信初始化完成后，执行器控制模块才能发送加密的控制指令。
为了实现与上述技术方案相同的发明目的，本发明还提供了以上所述的具有防盗功能的车辆制动执行器的防盗控制方法，其控制过程为：
控制过程开始；
所述的车辆制动执行器发送随机种子密钥至车辆的执行器控制模块；
执行器控制模块接收种子密钥并通过预设算法对种子密钥进行处理，生成回传密钥并将其发送至车辆制动执行器；
车辆制动执行器将获得的回传密钥与自己发送的种子密钥进行对比；
如果两个密钥相同，则初始化车辆制动执行器与执行器控制模块之间的加密控制指令通信；
如果两个密钥不相同，则车辆制动执行器返回到发送随机种子密钥之前的状态；
如果没有通过该安全验证，则执行器控制模块返回接收种子密钥之前的状态；
车辆制动执行器接收加密控制指令后进行解密，然后执行该控制指令；
控制指令执行完成后，车辆制动执行器向执行器控制模块发送控制指令完成的信息；
车辆制动执行器和执行器控制模块的控制过程结束。
执行器控制模块只有在通信初始化完成且通过车辆防盗系统的安全验证后，才能与车辆制动执行器重新建立通信并发送加密控制指令，对车辆制动执行器进行控制。
只有在通过车辆防盗系统基于密钥、握手信号的安全机制的安全验证后，执行器控制模块才能发送加密控制指令对执行器进行控制。
车辆的执行器控制模块只有通过车辆防盗系统的安全验证后，才能与车辆制动执行器建立通信、发送加密控制指令，只有通过车辆防盗系统基于密钥、握手信号等安全机制的安全验证后，执行器控制模块才能发送加密控制指令对执行器进行控制。
在车辆制动执行器和执行器控制模块的通信中，加密控制指令的加密规则随着加密控制指令通信初始化中的随机种子密钥变化，以防止控制指令被截获后非法使用。
基于车辆防盗的安全性考虑，车辆制动执行器可以根据接收到的非法控制指令的频次，设定执行器禁止响应控制指令的持续时间；当车辆制动执行器接收到非法控制指令并达到预设频次后，在设定的时间内禁止车辆制动执行器动作。
车辆制动执行器接收非法指令频次越高，禁止执行器动作的时间越久。
本发明采用上述技术方案，执行器既能够实现基本的驻车制动和行车辅助制动功能，又能够通过与其他防盗措施配合实现车辆的防盗。该执行器具有安全性高、集成度高、成本低的优点，其有益效果是：
1、安全性高：该执行器作为车辆其他控制模块的执行端，并且采用动态加密的控制指令，防止非预期的外部控制。
2、集成度高：执行器内部集成了控制单元，形成了可以独立运行的电控系统；可独立控制扭矩输出，可以通过标准通信接口灵活配置。
3、成本低：可替代目前用于车辆防盗的方向盘管柱锁或齿轮锁等防盗专用部件，并节约整车布置和工艺安装成本。
本发明的机动车整车至少配置一个的情况下，可解决驻车可靠性风险，保证驻车安全。通过独立的车辆制动执行器，既提高了车辆安全性，又降低了整车成本。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种具有防盗功能的车辆制动执行器，包括卡钳机构(25)，其特征在于：所述的车辆制动执行器设置控制单元(12)，所述的控制单元(12)通过传动机构(13)驱动卡钳机构(25)；所述的控制单元(12)中设置处理器模块(23)、通信模块(22)和驱动模块(24)；所述的处理器模块(23)通过通信模块(22)与所述的车辆的通信信号(21)进行信号交换；所述的处理器模块(23)通过驱动模块(24)向传动机构(13)发送执行指令。
2.按照权利要求1所述的具有防盗功能的车辆制动执行器，其特征在于：所述的车辆的通信信号(21)由车辆的执行器控制模块产生。
3.按照权利要求2所述的具有防盗功能的车辆制动执行器，其特征在于：所述的车辆的执行器控制模块为车辆上任意一个具备通信功能ECU，或者为车辆底盘域控制器。
4.按照权利要求1所述的具有防盗功能的车辆制动执行器，其特征在于：所述的车辆制动执行器设置壳体支架(14)，所述的控制单元(12)和传动机构(13)均设置在壳体支架(14)中。
5.按照权利要求4所述的具有防盗功能的车辆制动执行器，其特征在于：在所述的壳体支架(14)中，还设置连接器(11)，所述的连接器(11)至少包括一个通信引脚、至少一个供电引脚，以建立所述的车辆制动执行器与车辆的供电电源及车辆的通信信号的连接；所述的通信引脚与所述的控制单元(12)连接；所述的供电引脚与车辆整车的电源连接。
6.按照权利要求1所述的具有防盗功能的车辆制动执行器，其特征在于：所述的传动机构(13)包括传动齿轮和驱动电机。
7.按照权利要求1至6中任意一项所述的具有防盗功能的车辆制动执行器的防盗控制方法，其特征在于：其控制过程为：
控制过程开始；
所述的车辆制动执行器发送随机种子密钥至车辆的执行器控制模块；
执行器控制模块接收种子密钥并通过预设算法对种子密钥进行处理，生成回传密钥并将其发送至车辆制动执行器；
车辆制动执行器将获得的回传密钥与自己发送的种子密钥进行对比；
如果两个密钥相同，则初始化车辆制动执行器与执行器控制模块之间的加密控制指令通信；
如果两个密钥不相同，则车辆制动执行器返回到发送随机种子密钥之前的状态；
如果没有通过该安全验证，则执行器控制模块返回接收种子密钥之前的状态；
车辆制动执行器接收加密控制指令后进行解密，然后执行该控制指令；
控制指令执行完成后，车辆制动执行器向执行器控制模块发送控制指令完成的信息；
车辆制动执行器和执行器控制模块的控制过程结束。
8.按照权利要求7所述的具有防盗功能的车辆制动执行器的防盗控制方法的防盗控制方法，其特征在于：执行器控制模块只有在通信初始化完成且通过车辆防盗系统的安全验证后，才能与车辆制动执行器重新建立通信并发送加密控制指令，对车辆制动执行器进行控制。
9.按照权利要求7所述的具有防盗功能的车辆制动执行器的防盗控制方法，其特征在于：在车辆制动执行器和执行器控制模块的通信中，加密控制指令的加密规则随着加密控制指令通信初始化中的随机种子密钥变化，以防止控制指令被截获后非法使用。
10.按照权利要求7所述的具有防盗功能的车辆制动执行器的防盗控制方法，其特征在于：基于车辆防盗的安全性考虑，车辆制动执行器根据接收到的非法控制指令的频次，设定执行器禁止响应控制指令的持续时间；当车辆制动执行器接收到非法控制指令并达到预设频次后，在设定的时间内禁止车辆制动执行器动作。
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