CN219134131U

CN219134131U - 一种带驻车唤醒功能的epb开关及电子驻车制动系统

Info

Publication number: CN219134131U
Application number: CN202223535615.3U
Authority: CN
Inventors: 傅直全; 刘旺昌; 李少峰; 毛乐勇; 金杰; 陈腾炜; 陈钢强; 楼超雄; 王国琴; 郭冬冬; 胡斌铨
Original assignee: Zhejiang VIE Science and Technology Co Ltd
Current assignee: Zhejiang VIE Science and Technology Co Ltd
Priority date: 2022-12-29
Filing date: 2022-12-29
Publication date: 2023-06-06
Anticipated expiration: 2032-12-29

Abstract

本实用新型涉及驻车制动技术，公开了一种带驻车唤醒功能的EPB开关及电子驻车制动系统，其包括EPB开关MCU和开关电源模块，其特征在于，开关电源模块的驻车唤醒端连接有EPB驻车唤醒开关S3，EPB驻车唤醒开关S3的另一端与开关电源模块的电瓶电源BAT端连接，EPB开关MCU的PWR_Ctl与开关电源模块的PWR_Ctl端连接，从而使得开关电源模块保持电源输出状态。本实用新型在静态时，电源芯片不工作，其静态电流为零，有利于保护电源，同样本实用新型设计的系统安全性能更高。

Description

一种带驻车唤醒功能的EPB开关及电子驻车制动系统

技术领域

本实用新型涉及驻车制动技术，尤其涉及了一种带驻车唤醒功能的EPB开关及电子驻车制动系统。

背景技术

GB12676-2014《商用车辆和挂车制动系统技术要求及试验方法》第4.2.1.25.E条规定：关闭控制制动装备电能的点火/启动开关和/或拔掉钥匙后，仍能进行驻车制动，但无法解除制动。中国专利CN201920173924.X，公开了一种用于汽车电子驻车系统EPB的控制开关电路,其断电后EPB开关均能唤醒,依然可以解除制动，不满足上述规定。

EPB系统在车辆停止状态下，关闭点火电源后，一般处于休眠模式或者断电模式，在此期间，EPB系统电子控制单元(简称ECU)会将自身功耗降到最低，一般总电流不超过1毫安，并将休眠模式或者断电模式下的电流称之为静态电流。静态电流虽然很小，但是对于长期停放的车辆而言，长时间的漏电流会导致汽车电瓶严重馈电影响车辆启动，甚至会损坏汽车电瓶。

如现有技术中CN201811482322.9静态时，电源芯片和EPB开关虽然是周期性的在工作,ASIC芯片进入最低功耗模式，但其寿命及性能还是会受到影响，这将缩短其使用寿命，对系统安全性有较大的影响。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术中静态时，电源芯片和EPB开关虽然是周期性的在工作,ASIC芯片进入最低功耗模式，但电源寿命及性能还是会受到影响，对系统安全性有较大的影响的问题，提供了一种带驻车唤醒功能的EPB开关及电子驻车制动系统。

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：

一种带驻车唤醒功能的EPB开关，包括EPB开关MCU和开关电源模块，其特征在于，开关电源模块的驻车唤醒端连接有EPB驻车唤醒开关S3，EPB驻车唤醒开关S3的另一端与开关电源模块的电瓶电源BAT端连接，EPB开关MCU的PWR_Ctl与开关电源模块的PWR_Ctl端连接，从而使得开关电源模块保持电源输出状态。

作为优选，开关电源模块包括开关电源芯片U1,开关电源芯片BAT端连接有二极管D11,high_level_en端连接有电阻R19、电阻R14和二极管D18,电阻R19和二极管D18串联，二极管D18的另一端与EPB驻车唤醒开关S3连接。

作为优选，开关电源模块还包括二极管D13、D15、D16、电阻R13；二极管D16、电阻R13、二极管D13、二极管D15依次串联，二极管D16的另一端与开关MCU的PWR_Ctl端连接，二极管D13的另一端连接有电阻R16,电阻R16的另一端连接有电阻R17、电阻R18，电阻R18的另一端连接有电容C17，电容C17和电阻R17的另一端均接地。

作为优选，开关电源芯片U1为高电平电源使能芯片。

为了解决上述技术问题，本实用新型还提供了一种带驻车唤醒功能的电子驻车制动系统，包括EPB主控制器，整车电源；其还包括所述的一种带驻车唤醒功能的EPB开关；整车电源提供电瓶电源BAT及点火电源IGN至EPB主控制器；EPB开关与电瓶电源BAT及点火电源IGN连接。

作为优选，EPB主控制器包括主电源模块、主控制器MCU、带CAN唤醒功能的CAN总线；主电源模块接收电瓶电源BAT及点火电源IGN，并将接收的电源进行转换传送至主控制器MCU；带CAN唤醒功能的CAN总线与EPB开关的CAN总线连接。

作为优选，主电源模块包括主电源芯片U2,主电源芯片U2的电源输出端VDD与主控制器MCU端连接；主电源芯片U2的电源输入端连接有二极管D1,二极管D1的另一端与电瓶电源BAT端连接；主电源芯片U2的使能端High_level_en端连接有mos管Q1，mos管Q1的S端与二极管D1、电阻R1连接，mos管Q1的G端与电阻R1电阻R2连接；电阻R2的另一端连接有三极管T2,三极管T2的发射极与电阻R4、电阻R3、电阻R5、电阻R9连接，电阻R9的另一端连接有二极管D8，电阻R3的另一端连接有二极管D6，电阻R5的另一端连接有二极管D7，电阻R4另一端接地。

本实用新型的设计，达到了下述的技术效果：

本实用新型整车电源提供双电源给EPB开关，其中一路电源为BAT,为电瓶电源，也称常电，另外一路电源为IGN，是整车点火电源。关闭控制制动装备电能的点火/启动开关和/或拔掉钥匙后，BAT依然有电，IGN没有电，通过操作EPB开关可以使驻车唤醒有效，从而唤醒EPB开关的开关电源模块，EPB开关的开关电源模块将BAT的电压转化为5V电源，开关MCU得电后开始工作，开关MCU的PWR_Ctl输出高电平使EPB开关的开关电源模块保持电源输出状态，这时即使松开EPB开关后驻车唤醒无效，开关MCU依然可以正常工作；EPB开关得电后正常工作。

本实用新型EPB开关得电后正常工作后，EPB开关通过开关CAN总线发送CAN报文唤醒主电源模块，从而主MCU得电正常工作。

本实用新型在静态时，电源芯片不工作，其静态电流为零，有利于保护电源，同样本实用新型设计的系统安全性能更高。

附图说明

图1是本实用新型的EPB开关框图；

图2是本实用新型的驻车系统框图；

图3是本实用新型的EPB开关模块电源唤醒电路图；

图4是本实用新型的EPB主控制器模块电源唤醒电路图；

图5是本实用新型的EPB开关拉手角度变化输出曲线图；

图6是本实用新型的EPB开关模块系统上电模式判断流程图。

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

图1所示，整车电源提供双电源至EPB开关，其中一路电源为电瓶电源BAT，另一路电源为整车点火电源IGN。

关闭控制制动装备电能的点火/启动开关和/或拔掉钥匙后，BAT依然有电，IGN没有电；通过操作EPB开关使驻车唤醒有效，从而唤醒EPB开关的开关电源模块，EPB开关的开关电源模块将BAT的电压转化为5V电源，开关MCU得电后开始工作，开关MCU的PWR_Ctl输出高电平使EPB开关的开关电源模块保持电源输出状态；即使松开EPB开关后驻车唤醒无效，开关MCU依然可以正常工作；EPB开关得电后正常工作。

EPB开关的开关电源模块开关电源芯片U1为高电平使能芯片，BAT为整车电瓶电源，整车电瓶电源正常供电时，可以通过点火电源IGN或者EPB驻车唤醒开关使U1的高电平使能端口High_level_en得到高电平，从而将整车电瓶电源转化为5V电源，开关MCU正常工作。

如图3中，二极管D11、D18、D15用于防止电源反接。当点火电源IGN下电后，二极管D13和D15用于防止EPB驻车唤醒开关S3，接通后将电瓶电源导入IGN网络，使EPB主控制器误以为正常上电。D13用于防止电瓶电源或者开关MCU输出的电源影响开关MCU对系统电源状态的判断。二极管D16防止点火电源和电瓶电源串电至MCU的端口从而烧毁开关MCU。MCU的控制端口耐压值相对于点火电源和电瓶电源比较低，防止高压直接作用在MCU的控制端口。

开关MCU通过采集AD1端口的AD值可以得到AD1端口的电压Vad1；假定D15的压降为0.7V,则点火电压VHCU＝Vad1*(R16+R17)/R17+0.7。

霍尔传感器的输出电压Vh随着EPB开关拉手的角度变化而变化，当EPB开关拉手处于0°零点位置，即不动时，将零点的电压标定为Vhb；当EPB开关拉手处于20°点火下点误操作判断位置时的电压设为Vha,如图5。

开关电源模块包括开关电源芯片U1,开关电源芯片BAT端连接有二极管D11,high_level_en端连接有电阻R19、电阻R14和二极管D18,电阻R19和二极管D18串联，二极管D18的另一端与EPB驻车唤醒开关S3连接。

开关电源模块还包括二极管D13、D15、D16、电阻R13；二极管D16、电阻R13、二极管D13、二极管D15依次串联，二极管D16的另一端与开关MCU的Pwr_ctl端连接，二极管D13的另一端连接有电阻R16,电阻R16的另一端连接有电阻R17、电阻R18，电阻R18的另一端连接有电容C17，电容C17和电阻R17的另一端均接地。开关电源芯片U1为高电平电源使能芯片。

电阻R16、电阻R17设计时保证点火电源IGN有效输入范围内MCU的AD采集口AD1上的电压不能超过MCU的工作电压，并留有一定的余量。

电阻R16、R17设计时保证点火电源IGN有效输入范围内MCU的AD采集口AD1上的电压不能超过MCU的工作电压，并留有一定的余量。R18为限流电阻。MCU通过AD1上的电压计算出点火电源的电源从而判断系统是点火上电模式或者点火下电模式或者其他故障模式。

假定EPB系统为24V系统，一般供电电压范围为18V～32V，R17上分压得到的电压大于等于5V时，开关MCU统一认定为5V，留有一定的余量的意思是让电压为32V时，R17上分压得到的电压略小于5V的电压，比如4.5V。

实施例2

在实施例1基础上，本实施例为一种带驻车唤醒功能的电子驻车制动系统，包括EPB主控制器，整车电源；其还包括的一种带驻车唤醒功能的EPB开关；整车电源提供电瓶电源BAT及点火电源IGN至EPB主控制器；EPB开关与电瓶电源BAT及点火电源IGN连接。

EPB主控制器包括主电源模块、主控制器MCU、带CAN唤醒功能的CAN总线；主电源模块接收电瓶电源BAT及点火电源IGN，并将接收的电源进行转换传送至主控制器MCU；带CAN唤醒功能的CAN总线与EPB开关的CAN总线连接。

主电源模块包括主电源芯片U2,主电源芯片U2的电源输出端VDD与主控制器MCU端连接；主电源芯片U2的电源输入端连接有二极管D1,二极管D1的另一端与电瓶电源BAT端连接；主电源芯片U2的使能端High_level_en端连接有mos管Q1，mos管Q1的S端与二极管D1、电阻R1连接，mos管Q1的G端与电阻R1电阻R2连接；电阻R2的另一端连接有三极管T2,三极管T2的发射极与电阻R4、电阻R3、电阻R5、电阻R9连接，电阻R9的另一端连接有二极管D8，电阻R3的另一端连接有二极管D6，电阻R5的另一端连接有二极管D7，电阻R4另一端接地。

主电源模块包括二极管D1、D6、D7、D8,电阻R1、R2、R3、R4、R5，R9，NPN三极管T2,P沟道MOS管Q1，主电源芯片U2。

二极管D1用于防止电源反接。P沟道MOS管Q1的S级与G级极限压差为VGSmax，当点火电源IGN上电时或者MCU的PWR_Hold端口输出高电平时或者CAN唤醒信号有效时(输出高电平)，T2的集电极和发射极导通；

由D1、R1、R2、D8、T2构成的分压网络，需要保证当整车电源取最大值时，R1上分得的电压VR1＜VGSmax，从而保证P沟道MOS管Q1不会因为过压而击穿。

电阻R3、R4设计时保证MCU的PWR_Hold端口输出高电平时，T2的集电极和发射极有效导通，电阻R5、R4设计时保证点火电源IGN有效输入范围内T2的集电极和发射极都能有效导通。电阻R9、R4设计时保证AN唤醒信号有效时T2的集电极和发射极都能有效导通。

二极管D6用于防止点火电源IGN串电至MCU的端口从而烧毁MCU；二极管D7用于防止电源反接，同时当点火电源IGN下电后，防止MCU的PWR_Hold端口输出的高电平串电至点火电源IGN从而影响其他同样接入点火电源IGN的其他ECU误判没有下电。

二极管D8用于防止点火电源IGN串电至CAN唤醒的端口从而烧毁带CAN唤醒功能内部CAN总线；

当点火电源IGN上电或CAN唤醒端口输出高电平或PWR_Hold端口输出高电平时，T2的集电极和发射极导通,进而P沟道MOS管Q1的S级和D级导通从而使能主电源芯片U2，主电源芯片输出+5V,主MCU正常工作。

实施例3

在上述实施例基础上，本实施例为一种带驻车唤醒功能的电子驻车制动方法，通过流程图6可知，EPB开关通过开关CAN总线将系统电源状态发送给EPB主控制器。

开关MCU通过AD1上的电压计算出点火电源的电压VHCU，再结合霍尔传感器的输出电压Vh，从而判断系统电源状态：是点火上电、驻车唤醒上电或完全掉电。

VHCU用于判断点火上电和点火下电，VHCU大于设定的阈值V12，则判断为点火上电；VHCU小于设定的阈值V11，则判断为点火下电；判断为点火下电后，霍尔传感器的输出电压Vh如果大于设定的阈值Vha，则判断为驻车唤醒上电状态，霍尔传感器的输出电压Vh如果介于设定的阈值Vhb±0.2V时，则判断为完全掉电。

假定EPB系统为24V系统，一般供电电压范围为18V～32V,设定一个比最小供电电压略小的电压V12为点火上电阈值，比如可以设定V12＝17V；当点火掉电后，理论上采集到的点火电压为0V，设定一个比最小0V略大的电压V12为点火下电阈值，比如可以设定V11＝0.5V。

Claims

1.一种带驻车唤醒功能的EPB开关，包括EPB开关MCU和开关电源模块，其特征在于，开关电源模块的驻车唤醒端连接有EPB驻车唤醒开关S3，EPB驻车唤醒开关S3的另一端与开关电源模块的电瓶电源BAT端连接，EPB开关MCU的PWR_Ctl与开关电源模块的PWR_Ctl端连接，从而使得开关电源模块保持电源输出状态。

2.根据权利要求1所述的一种带驻车唤醒功能的EPB开关，其特征在于，开关电源模块包括开关电源芯片U1,开关电源芯片BAT端连接有二极管D11,high_level_en端连接有电阻R19、电阻R14和二极管D18,电阻R19和二极管D18串联，二极管D18的另一端与EPB驻车唤醒开关S3连接。

3.根据权利要求1所述的一种带驻车唤醒功能的EPB开关，其特征在于，开关电源模块还包括二极管D13、D15、D16、电阻R13；二极管D16、电阻R13、二极管D13、二极管D15依次串联，二极管D16的另一端与开关MCU的PWR_Ctl端连接，二极管D13的另一端连接有电阻R16,电阻R16的另一端连接有电阻R17、电阻R18，电阻R18的另一端连接有电容C17，电容C17和电阻R17的另一端均接地。

4.根据权利要求1所述的一种带驻车唤醒功能的EPB开关，其特征在于，开关电源芯片U1为高电平电源使能芯片。

5.一种带驻车唤醒功能的电子驻车制动系统，包括EPB主控制器，整车电源；其特征在于，还包括权利要求1-4任一所述的一种带驻车唤醒功能的EPB开关；整车电源提供电瓶电源BAT及点火电源IGN至EPB主控制器；EPB开关与电瓶电源BAT及点火电源IGN连接。

6.根据权利要求5所述的一种带驻车唤醒功能的电子驻车制动系统，其特征在于，EPB主控制器包括主电源模块、主控制器MCU、带CAN唤醒功能的CAN总线；主电源模块接收电瓶电源BAT及点火电源IGN，并将接收的电源进行转换传送至主控制器MCU；带CAN唤醒功能的CAN总线与EPB开关的CAN总线连接。

7.根据权利要求5所述的一种带驻车唤醒功能的电子驻车制动系统，其特征在于，主电源模块包括主电源芯片U2,主电源芯片U2的电源输出端VDD与主控制器MCU端连接；主电源芯片U2的电源输入端连接有二极管D1,二极管D1的另一端与电瓶电源BAT端连接；主电源芯片U2的使能端High_level_en端连接有mos管Q1，mos管Q1的S端与二极管D1、电阻R1连接，mos管Q1的G端与电阻R1电阻R2连接；电阻R2的另一端连接有三极管T2,三极管T2的发射极与电阻R4、电阻R3、电阻R5、电阻R9连接，电阻R9的另一端连接有二极管D8，电阻R3的另一端连接有二极管D6，电阻R5的另一端连接有二极管D7，电阻R4另一端接地。