CN214325076U - 机动车用电子驻车制动控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及设备检测技术领域，公开了机动车用电子驻车制动控制系统及控制方法，包括EPB电子控制单元和车载电子控制单元，EPB电子控制单元(1)控制连接有第一电子卡钳执行机构(5)，车载电子控制单元(2)控制连接有第二电子卡钳执行机构(6)；还包括信号输出模块，信号输出模块(7)与EPB电子控制单元(1)连接，EPB电子控制单元接收信号输出模块(7)的信号判断车辆当前状态，EPB电子控制单元(1)和车载电子控制单元根据EPB开关模块(4)所传输的信号以及信号输出模块输出的信号控制第一电子卡钳执行机构(5)或/和第二电子卡钳执行机构。该系统具有双冗余功能，其安全性更高，保证电子驻车系统制动不降级。

Description

机动车用电子驻车制动控制系统

技术领域

本实用新型涉及设备检测领域，尤其涉及了机动车用电子驻车制动控制系统。

背景技术

汽车行业随着电动化、智能化、网联化、共享化的快速崛起，给零部件企业带来新的商机和挑战，无人驾驶、辅助驾驶等智能系统在车辆的应用，对汽车及零部件功能安全要求提出更高要求。为了满足汽车及零部件可靠性和功能安全性要求，开发具有双冗余的EPB产品成为趋势。针对电动汽车取消P档锁止机构的需求，寻求替代其功能的产品是必然选择。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术存在的缺点，提供了机动车用电子驻车制动控制系统。

为了解决上述技术问题，本实用新型通过下述技术方案得以解决：

机动车用电子驻车制动控制系统，包括EPB电子控制单元和车载电子控制单元，EPB电子控制单元和车载电子控制单元通过CAN总线进行连接，还包括EPB开关模块，EPB 开关模块和EPB电子控制单元以及车载电子控制单元连接，EPB电子控制单元控制连接有第一电子卡钳执行机构，车载电子控制单元控制连接有第二电子卡钳执行机构；还包括信号输出模块，信号输出模块与EPB电子控制单元连接，EPB电子控制单元接收信号输出模块的信号判断车辆当前状态，EPB电子控制单元和车载电子控制单元根据EPB开关模块所传输的信号以及信号输出模块输出的信号控制第一电子卡钳执行机构或/和第二电子卡钳执行机构。

作为优选，EPB开关模块包括EPB触摸开关模块和EPB按键开关模块， EPB触摸开关模块和EPB电子控制单元以及车载电子控制单元连接并信号传输至EPB电子控制单元以及车载电子控制单元；EPB按键开关模块和EPB电子控制单元以及车载电子控制单元连接并信号传输至EPB电子控制单元以及车载电子控制单元。

作为优选，车载电子控制单元和EPB电子控制单元均包括用于识别EPB信号模块的信号检测电路，车载电子控制单元和EPB电子控制的单元均包括用于EPB触摸开关模块信号检测电路和EPB按键开关模块信号检测电路，车载电子控制单元和EPB电子控制的单元的EPB触摸开关模块信号检测电路均和EPB触摸开关模块连接，车载电子控制单元和EPB电子控制的单元的EPB按键信号检测电路均和EPB按键开关模块连接。

作为优选，信号输出模块包括油门踏板信号模块、点火开关信号模块、制动踏板信号模块、P档位信号模块、P柄位信号模块的中的一种或者多种，EPB电子控制单元包括与上述信号模块一一对应的检测电路。

作为优选，EPB电子控制单元包括用于检测信号输出模块的信号的信号检测电路，当EPB电子控制单元的信号检测电路无法正常检测到所对应的信号输出模块发出信号时，EPB开关模块发出驻车/释放或应急制动指令时，系统不执行或降级执行与EPB电子控制单元连接的电子卡钳执行机构。

作为优选，包括上述的机动车用电子驻车制动控制系统，其控制方法包括以下步骤：

S1、当人员操作EPB开关模块后，EPB开关模块向EPB电子控制单元以及车载电子控制单元同时发出驻车/释放或应急制动指令，EPB电子控制单元以及车载电子控制单元检测信号是否正常接收，包括正常工作和非正常工作两种状态；

S2、EPB电子控制单元的信号检测电路检测信号输出模块的信号是否正常接收没包括正常工作和非正常工作；

S3、若S1和S2均正常工作，则EPB电子控制单元控制第一电子卡钳执行机构执行驻车/释放或应急制动指令，车载电子控制单元控制第二电子卡钳执行机构执行驻车/释放或应急制动指令；

S4、若步骤S1正常工作，步骤S2EPB电子控制单元非正常工作，则第一电子卡钳执行机构不执行驻车/释放或应急制动指令，或降级执行驻车/释放或应急制动指令，车载电子控制单元控制第二电子卡钳执行机构执行驻车/释放或应急制动指令；

S5、若步骤S1中EPB电子控制单元检测EPB开关模块信号的电路正常接收检测EPB开关模块的信号，车载电子控制单元检测EPB开关模块信号的电路不能正常接收检测EPB开关模块的信号，且步骤S2 EPB电子控制单元正常工作，则EPB电子控制单元控制第一卡钳执行机构执行驻车/释放或应急制动指令。

作为优选，信号输出模块包括P档位信号模块和/或P柄位信号模块，EPB电子控制单元包括与P档位信号模块对应的P档位信号检测电路或/和与P柄位信号模块对应的P柄位信号检测模块，当EPB电子控制单元的CAN总线信号检测电路、P档位信号模块和/或P柄位信号模块检测到P柄位信号或P档位信号的一种或者两种，或CAN总线检测到P柄位信号或P档位信号的一种或者两种，则EPB电子控制单元和车载电子控制单元执行驻车/释放指令。

本实用新型所设计的电子驻车制动系统具有以下技术效果：

新型EPB产品作为汽车电子驻车制动系统在满足机动车驻车法规前提下，结合双EPB开关的冗余检测控制，及P档位或P柄位硬线信号检测，或CAN总线上的对应信号的冗余检测控制，也满足了替代P档锁止机构的功能，本系统在结合双ECU的冗余控制配置，完全满足了ISO 26262功能安全要求。其能够保证驾驶员在不离开驾驶位置的前提下操作任一一个EPB开关均可实现系统性能和功能不降级，而且采用变速箱档位信号、档位操作手柄柄位信号与EPB电子控制单元的P柄位信号检测电路、P档位信号检测电路双冗余检测，满足取代P档锁止机构功能。而且采用了故障判别模式，使得EPB电子控制单元使用更具由可靠性，其给至少单轮驻车/释放或应急制动提供了双冗余控制功能。

附图说明

图1是控制系统的连接示意图。

图2是制动器和制动盘的配合示意图。

图3是制动器的结构示意图。

图4为制动器的内部结构示意图。

图5螺杆、滚珠和导管的结构图。

图6是螺母套的示意图。

附图中各数字标号所指代的部位名称如下：1—EPB电子控制单元、2—车载电子控制单元、3—CAN总线、4—EPB开关模块、5—第一电子卡钳执行机构、6—第二电子卡钳执行机构、7—信号输出模块、8—EPB触摸开关模块、9—EPB按键开关模块、10—触摸开关检测电路、11—按键开关检测电路、13—点火开关信号模块、50—制动踏板信号模块、14—P档位信号模块、15—P柄位信号模块、16—点火开关信号检测电路、17—制动踏板信号检测电路、18—P档位信号检测电路、19—p柄位信号检测电路、20—油门踏板信号检测电路、21—油门踏板信号模块、22—CAN总线信号检测电路。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步详细描述。

实施例1

机动车用电子驻车制动控制系统，包括EPB电子控制单元1和车载电子控制单元2，本实施例采用两个ECU实现双冗余控制，即用EPB按键开关模块9或EPB触摸开关模块8中的任何一个实施驻车/释放或应急制动时，EPB电子控制单元1EPB_ECU和车载电子控制单元2车载_ECU同时进行信号自检，在两ECU判断属于正常工作下，实施驻车/释放或应急制动，其硬件结构上具备双冗余控制功能安全要求。具备当一个EPB开关损坏后，驾驶员方便操作系统进行正常工作，具备当一个ECU损坏后，另一个ECU实施单边工作，具备整车取消P档锁止机构后替代工作。

本实施例中EPB电子控制单元1和车载电子控制单元2通过CAN总线3进行连接，EPB电子控制单元1与车载电子控制单元2通过CAN总线3进行信息交互。该电子驻车控制系统还包括EPB开关模块4，EPB 开关模块和EPB电子控制单元1以及车载电子控制单元2连接，EPB电子控制单元1控制连接有第一电子卡钳执行机构5，车载电子控制单元2控制连接有第二电子卡钳执行机构6；还包括信号输出模块7，信号输出模块7与EPB电子控制单元1连接，EPB电子控制单元1接收信号输出模块7的信号判断车辆当前状态，EPB电子控制单元1和车载电子控制单元2根据EPB开关模块4所传输的信号以及信号输出模块7输出的信号控制第一电子卡钳执行机构5或/和第二电子卡钳执行机构6。

其中EPB开关模块4能够同时将信号传输给EPB电子控制单元1以及车载电子控制单元2，从而EPB电子控制单元1以及车载电子控制单元2对自身进行自检后判断是否执行驻车制动或紧急制动，以及决定执行单侧制动或者双侧制动。

EPB开关模块4包括EPB触摸开关模块8和EPB按键开关模块9， EPB触摸开关模块8和EPB电子控制单元1以及车载电子控制单元2连接并信号传输至EPB电子控制单元1以及车载电子控制单元2；EPB按键开关模块9和EPB电子控制单元1以及车载电子控制单元2连接并将信号传输至EPB电子控制单元1以及车载电子控制单元2。

车载电子控制单元2和EPB电子控制单元1均包括用于识别EPB信号模块的信号检测电路，车载电子控制单元2和EPB电子控制的单元1均包括用于EPB触摸开关模块8信号检测电路和EPB按键开关模块9信号检测电路，车载电子控制单元2和EPB电子控制的单元1的EPB触摸开关模块8信号检测电路均和EPB触摸开关模块8连接，车载电子控制单元2和EPB电子控制的单元1的EPB按键信号检测电路均和EPB按键开关模块9连接。当EPB电子控制单元1或车载电子控制单元2的EPB按键开关模块9信号检测电路、EPB触摸开关模块8信号检测电路无法正常工作时，则代表EPB电子控制单元1或车载电子控制单元2处于故障状态，此时另一个正常工作的ECU控制所连接的电子驻车执行机构执行驻车/释放或应急制动命令。

为了保证系统的双冗余控制，本实施例中的信号输出模块7包括油门踏板信号模块21、点火开关信号模块13、制动踏板信号模块50、P档位信号模块14、油门踏板信号模块21、P柄位信号模块15的中的一种或者多种，本实施例的控制系统包括上述所有的信号输出模块7，EPB电子控制单元1包括与上述信号模块一一对应的检测电路，即包括油门踏板信号检测电路20、点火开关信号检测电路16、制动踏板信号检测电路17、P档位信号检测电路18、油门踏板信号检测电路20以及P柄位信号检测电路19，上述检测电路用于检测EPB电子控制单元1是否能够正常接收所对应硬件所发出的信号由此判断EPB电子控制单元1是否处于正常工作状态。

由上可知本实施例中EPB电子控制单元1包括用于检测信号输出模块7的信号的信号检测电路，当EPB电子控制单元1的信号检测电路无法正常检测到所对应的信号输出模块7发出信号时，EPB开关模块4发出驻车/释放或应急制动指令时，系统不执行或降级执行与EPB电子控制单元1连接的电子卡钳执行机构。

为了尽可能的表述清楚本方案，本实施例还提供机动车用电子驻车制动控制系统，其控制方法包括以下步骤：

S1、当人员操作EPB开关模块4后，EPB开关模块4向EPB电子控制单元1以及车载电子控制单元2同时发出驻车/释放或应急制动指令，EPB电子控制单元1以及车载电子控制单元2检测信号是否正常接收，包括正常工作和非正常工作两种状态；正常工作表明EPB按键开关模块9或/和EPB触摸开关模块8与EPB电子控制单元1以及车载电子控制单元2连接正常，EPB电子控制单元1以及车载电子控制单元2能够正常接收并识别EPB按键开关模块9或/和EPB触摸开关模块8所发出的信号；

S2、EPB电子控制单元1的信号检测电路检测信号输出模块7的信号是否正常接收，包括正常工作和非正常工作；该步骤的举措在于验证EPB电子控制单元1是否正常工作，其是否满足符合ISO 26262功能安全要求；

S3、若S1和S2均正常工作，则EPB电子控制单元1控制第一电子卡钳执行机构5执行驻车/释放或应急制动指令，车载电子控制单元2控制第二电子卡钳执行机构6执行驻车/释放或应急制动指令；

S4、若步骤S1正常工作，步骤S2EPB电子控制单元1非正常工作，即代表EPB电子控制单元1与所述的信号输出模块7之间存在信号不能正常传输的现象，代表当前EPB电子控制单元1存在失效的风险，则第一电子卡钳执行机构5不执行驻车/释放或应急制动指令，或降级执行驻车/释放或应急制动指令，车载电子控制单元2控制第二电子卡钳执行机构6执行驻车/释放或应急制动指令；

S5、若步骤S1中EPB电子控制单元1检测EPB开关模块4信号的电路正常接收检测EPB开关模块4的信号，车载电子控制单元2检测EPB开关模块4信号的电路不能正常接收检测EPB开关模块4的信号，且步骤S2 EPB电子控制单元1正常工作，则EPB电子控制单元1控制第一卡钳执行机构执行驻车/释放或应急制动指令。

由上可知本实施例中信号输出模块7包括P档位信号模块14和P柄位信号模块15，EPB电子控制单元1包括与P档位信号模块14对应的P档位信号检测电路18和与P柄位信号模块15对应的P柄位信号检测电路19，当EPB电子控制单元1的CAN总线信号检测电路22、P档位信号模块14和P柄位信号模块15检测到P柄位信号或P档位信号的一种或者两种，或CAN总线3检测到P柄位信号或P档位信号的一种或者两种，则EPB电子控制单元1和车载电子控制单元2执行驻车/释放指令。该种设计能够满足替代传统的P档机械锁止机构，采用P档信号或P柄位信号以及电子控制单元结合的方式，驱动电子卡钳执行机构执行驻车/释放命令，且其符合ISO 26262功能安全要求。

实施例2

本实施例与实施例1的区别之处在于，EPB电子控制单元1采用其他车载电子控制单元2进行代替。

实施例3

本实施例与实施例1的区别之处在于，信号输出模块7包括油门踏板信号模块21、点火开关信号模块13、制动踏板信号模块50、P档位信号模块14、P柄位信号模块15的中的一种或者多种，EPB电子控制单元1包括与上述信号模块一一对应的检测电路。

实施例4

本实施例中第一电子制动卡钳执行机构5和第二电子卡钳执行机构6为浮动式制动器，其包括钳体101，钳体101的下侧形成有制动区域201，具体的钳体101的下端设置有钳爪，钳爪和活塞的下端形成制动区域201；本实施例中活塞移动采用电机带动螺杆301从而带动螺母套601的方式进行驱动。螺杆301的上端通过轴承501与钳体101固定。钳体101内安装有螺杆301，螺杆301的外部装配与螺母套601，螺杆301和螺母套601之间设置有滚珠701，螺母套601上安装有导管801，导管801和螺杆301的螺旋导槽901、螺母套601螺旋导槽901形成滚珠701的循环轨道161，还包括活塞套100，螺杆301转动带动螺母套601直线运动，螺母套601直线运动可带动活塞套100向制动盘111方向运动。螺杆301转动时，带动螺母套601移动，其中滚珠701在循环轨道161滚动，减小了阻力，过程更加的顺畅，稳定性更好。

本实施例中，活塞套100和的外壁过盈套接有密封圈121，钳体101的内壁设置有限位密封圈121外圈的限位槽131，活塞在受到螺母套601向制动区域201的推力下移时，密封圈121变形，当螺母套601撤去对活塞的外力时，密封圈121变形恢复的同时带动活塞回位。

为了方便导管801固定安装，还包括固定片141，螺母套601的外侧面设置有插孔151，插孔151成对设置，导管801的两端插接在插孔151内，插孔151和螺杆301的螺旋导槽901、螺母套601螺旋导槽901组成的循环轨道161连通，固定片141卡设在导管801的外壁将导管801固定在螺母套601上，固定片141通过安装螺栓与螺母套601固定连接。

为了使固定片141和导管801固定更加方便，空间占用更小，所以本实施例固定片141的内侧形成有限位导管801的卡槽171，卡槽171的数量个导管801的数量相匹配。本实施例中导管801的数量为两个，整个固定片141呈“M”型设置。

本实施例中，活塞套100中部为上端开口下端有盖的腔体181，螺母套601的外壁设置有限位结构191，限位结构191为“扇状”。

该制动器还包括安装架200，安装架200固定安装在机架或者其他固定件上。钳体101通过导向销241与安装架200连接，钳体101可沿导向销241上下移动。具体的为安装架200上设置有两根导向销241，钳体101上设置有和导向销241配合的孔。

为了便于滚珠701的滚动以及螺杆301和螺母套601的配合，钳体101上设置有注油嘴211，钳体101内部形成有安装腔室221，螺杆301、活塞以及螺母套601安装在安装腔室221内，注油嘴211和安装腔室221连通，安装腔室221的内壁和活塞外壁以及密封圈121的上端面形成密闭空间。

本实施例中，安装区间内安装有内制动块和外制动块，其中内制动块位于活塞的下端，外制动块支撑在钳爪上，内制动块和外制动块均和安装架200滑动配合。

其中制动器的行车制动的工作过程如下：

安装架200固定在转向节上，钳体101通过导向销241安装在安装架200上，并可沿导向销241轴向滑动。

导向销241外侧装配橡胶防震套，起到减震防噪的作用。钳体101内布置活塞，行车制动时，钳体101外部通过进油口与外部制动液压管路相连；内部与活塞构成制动液压空间，并设有矩形密封圈121、圆形密封圈121，防止制动液泄漏。外部制动液通过进油孔进入缸体后，在活塞和钳体101上建立制动压强，发生相离运动。活塞挤压内摩擦块向制动盘111靠近，钳体101勾头挤压外摩擦块同样想制动盘111移动。随着制动液压的加强，制动间隙消除，发生内外摩擦块挤压制动盘111的作用，形成行车制动行为。

驻车制动的工作过程如下：

驻车信号发出后，外部的电机带动螺杆301转动，通过螺杆301与螺套之间的循环球丝杆传动副，将转动方式转化为平动运动方式，进而产生推动挤压活塞的动作。同时螺杆301受到反作用力挤压钳体101顶部轴承501进而推动钳体101勾头挤压外摩擦块。内外摩擦块在上述运动下挤压制动盘111产生驻车制动效果。驻车制动完成后，电机反转，撤除螺母套601对活塞的作用力，活塞在密封圈121变形恢复的作用下回到初始位置。外部电机通过花键槽231与螺杆301配合连接。

总之，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本实用新型专利的涵盖范围。

Claims (6)

1.机动车用电子驻车制动控制系统，包括EPB电子控制单元（1）和车载电子控制单元（2），其特征在于：EPB电子控制单元（1）和车载电子控制单元（2）通过CAN总线（3）进行连接，还包括EPB开关模块（4），EPB 开关模块和EPB电子控制单元（1）以及车载电子控制单元（2）连接，EPB电子控制单元（1）控制连接有第一电子卡钳执行机构（5），车载电子控制单元（2）控制连接有第二电子卡钳执行机构（6）；还包括信号输出模块（7），信号输出模块（7）与EPB电子控制单元（1）连接，EPB电子控制单元（1）接收信号输出模块（7）的信号判断车辆当前状态，EPB电子控制单元（1）和车载电子控制单元（2）根据EPB开关模块（4）所传输的信号以及信号输出模块（7）输出的信号控制第一电子卡钳执行机构（5）或/和第二电子卡钳执行机构（6）。

2.根据权利要求1所述的机动车用电子驻车制动控制系统，其特征在于：EPB开关模块（4）包括EPB触摸开关模块（8）和EPB按键开关模块（9），EPB触摸开关模块（8）和EPB电子控制单元（1）以及车载电子控制单元（2）连接并信号传输至EPB电子控制单元（1）以及车载电子控制单元（2）；EPB按键开关模块（9）和EPB电子控制单元（1）以及车载电子控制单元（2）连接并信号传输至EPB电子控制单元（1）以及车载电子控制单元（2）。

3.根据权利要求2所述的机动车用电子驻车制动控制系统，其特征在于：车载电子控制单元（2）和EPB电子控制单元（1）均包括用于识别EPB信号模块的信号检测电路，车载电子控制单元（2）和EPB电子控制的单元（1）均包括用于EPB触摸开关模块（8）信号检测电路和EPB按键开关模块（9）信号检测电路，车载电子控制单元（2）和EPB电子控制的单元（1）的EPB触摸开关模块（8）信号检测电路均和EPB触摸开关模块（8）连接，车载电子控制单元（2）和EPB电子控制的单元（1）的EPB按键信号检测电路均和EPB按键开关模块（9）连接。

4.根据权利要求1所述的机动车用电子驻车制动控制系统，其特征在于：信号输出模块（7）包括油门踏板信号模块（21）、点火开关信号模块（13）、制动踏板信号模块（50）、P档位信号模块（14）、P柄位信号模块（15）的中的一种或者多种，EPB电子控制单元（1）包括与上述信号模块一一对应的检测电路。

5.根据权利要求1所述的机动车用电子驻车制动控制系统，其特征在于：EPB电子控制单元（1）包括用于检测信号输出模块（7）的信号的信号检测电路，当EPB电子控制单元（1）的信号检测电路无法正常检测到所对应的信号输出模块（7）发出信号时，EPB开关模块（4）发出驻车/释放或者应急制动指令时，系统不执行或降级执行与EPB电子控制单元（1）连接的电子卡钳执行机构。

6.根据权利要求1所述的机动车用电子驻车制动控制系统，其特征在于：第一电子卡钳执行机构（5）或/和第二电子卡钳执行机构（6）为新型驻车制动器；驻车制动器包括钳体（101），钳体（101）的下侧形成有制动区域（201）；钳体（101）内安装有螺杆（301），螺杆（301）通过轴承（501）和钳体（101）连接，螺杆（301）的外部装配与螺母套（601），螺杆（301）和螺母套（601）之间设置有滚珠（701），螺母套（601）上安装有导管（801），导管（801）和螺杆（301）的螺旋导槽（901）、螺母套（601）螺旋导槽（901）形成滚珠（701）的循环轨道（161），还包括活塞套（100），螺杆（301）、螺母套（601）以及导管（801）安装在活塞套（100）内，螺杆（301）转动带动螺母套（601）直线运动，螺母套（601）直线运动可带动活塞套（100）向制动盘（111）方向运动；活塞套（100）和的外壁过盈套接有密封圈（121），钳体（101）的内壁设置有限位密封圈（121）外圈的限位槽（131），活塞在受到螺母套（601）向制动区域（201）的推力下移时，密封圈（121）变形，当螺母套（601）撤去对活塞的外力时，密封圈（121）变形恢复的同时带动活塞回位；还包括固定片（141），螺母套（601）的外侧面设置有插孔（151），插孔（151）成对设置，导管（801）的两端插接在插孔（151）内，插孔（151）和螺杆（301）的螺旋导槽（901）、螺母套（601）螺旋导槽（901）组成的循环轨道（161）连通，固定片（141）卡设在导管（801）的外壁将导管（801）固定在螺母套（601）上，固定片（141）通过安装螺栓与螺母套（601）固定连接。

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