一种电子驻车制动系统的制作方法

1.本实用新型涉及驻车制动技术，尤其涉及了一种电子驻车制动系统。


背景技术：

2.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。
3.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。
4.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。


技术实现要素：

5.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，提供了一种电子驻车制动系统。
6.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：
7.一种电子驻车制动系统，包括整车电源单元、epb主控制器单元和epb开关单元；
8.其epb主控制器单元包括电源唤醒模块、主电源模块、降压电源模块和主控制器mcu；
9.整车电源单元提供电瓶电源bat及整车点火电源ignition至epb主控制器单元的电源唤醒模块；
10.电源唤醒模块与epb开关单元连接有整车唤醒开关；
11.降压电源模块的vsw电压端与epb开关单元连接；
12.电源唤醒模块提供电源vin至主电源模块，主电源模块对输入的电压进行转换，并将转换的电压传送至主控制器mcu；
13.主控制器mcu传送第一使能控制信号pwr_hold至电源唤醒模块，通过第一使能控制信号pwr_hold控制电源唤醒模块保持电源的输出状态；主控制器mcu传送第二使能控制信号hcu_pwr_en至降压电源模块，从而使得降压电源模块的vsw输出电压有效。
14.作为优选，epb主控制器单元还包括内部can总线接口，epb开关单元包括epb开关can总线接口；内部can总线接口与epb开关can总线接口连接。
15.作为优选，epb开关单元包括epb开关mcu模块、epb开关电源模块、epb驻车唤醒开关s3；epb驻车唤醒开关s3一端接地另一端与电源唤醒模块连接，降压电源模块的电压vsw端与epb开关电源模块连接，
16.当epb开关单元的电源输入端vsw没有得电，则epb开关拉手使得epb驻车唤醒开关s3对地导通，则epb开关单元输出低电平有效地唤醒信号。
17.作为优选，电源唤醒模块包括电源芯片u2和电源芯片u1；电源芯片u2用于降压电源模块，电源芯片u1用于主电源模块；
18.电源芯片u2的vin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；
19.电源芯片u2的high_level_en端连接有mos管q1，mos管q1的s端连接电阻r1及二极管d1；mos管q1的s端连接电阻r1及电阻r2；
20.电阻r2的另一端与二极管d8及三极管t2的集电极连接；三极管t2的基级与电阻r3、电阻r4、电阻r5连接；电阻r3的另一端连接有二极管d6，二极管d6的另一端与pwr_hold连接；电阻r5的另一端连接有二极管d7，二极管d7的另一端与pwr_hold及电阻r6连接；
21.电阻r6的另一端连接有电阻r7、电阻r8；电阻r7的另一端接地，电阻r8另一端连接有电容c7及主mcu模块的ad0_ignition端，电容c7的另一端接地。
22.作为优选，电源唤醒模块包括电源芯片u2和电源芯片u1；电源芯片u2用于降压电源模块，电源芯片u1用于主电源模块；
23.电源芯片u1的vin端连接mos管q1的d端，mos管q1的s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；mos管q1的d端与电源芯片u2的vin端及电容c6连接，电容c6的另一端接地，且电源芯片u2与电容c6共地；
24.mos管q1的s端连接电阻r1；mos管q1的g端连接电阻r1及电阻r2；
25.电阻r2的另一端与二极管d8及三极管t2的集电极连接；二极管d8的另一端与驻车开关s3连接；
26.三极管t2的基级与电阻r3、电阻r4、电阻r5连接；电阻r3的另一端连接有二极管d6，二极管d6的另一端与pwr_hold连接；电阻r5的另一端连接有二极管d7，二极管d7的另一端与pwr_hold及电阻r6连接；
27.电阻r6的另一端连接有电阻r7、电阻r8；电阻r7的另一端接地，电阻r8另一端连接有电容c7及主mcu模块的ad0_ignition端，电容c7的另一端接地。
28.作为优选，mos管q1管q1为p沟道mos管；三极管t2为npn型三极管。
29.本实用新型的设计，达到了下述的技术效果：
30.本实用新型epb系统，在关闭点火电源后，没有驻车唤醒的情况下，主mcu通过控制端口关闭所有的电源，没有处于休眠模式的元器件，静态电流为零。
31.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
32.图1是本实用新型电子驻车系统系统框图；
33.图2是本实用新型epb开关模块框图；
34.图3是本实用新型epb主控制器模块电源唤醒电路图；
35.图4是本实用新型的epb主控制器模块电源唤醒电路图；
36.图5是本实用新型的epb主控制器模块系统上电模式判断流程图；
37.图6是本实用新型的epb主控制器模块系统在驻车唤醒上电模式下工作流程图。
具体实施方式
38.下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步详细描述。
39.实施例1
40.一种电子驻车制动系统，包括整车电源单元、epb主控制器单元和epb开关单元；其特征在于，epb主控制器单元包括电源唤醒模块、主电源模块、降压电源模块和主控制器mcu；
41.整车电源单元提供电瓶电源bat及整车点火电源ignition至epb主控制器单元的电源唤醒模块；
42.电源唤醒模块与epb开关单元连接有整车唤醒开关；
43.降压电源模块的vsw电压端与epb开关单元连接；
44.电源唤醒模块提供电源vin至主电源模块，主电源模块对输入的电压进行转换，并将转换的电压传送至主控制器mcu；
45.主控制器mcu传送第一使能控制信号pwr_hold至电源唤醒模块，通过第一使能控制信号pwr_hold控制电源唤醒模块保持电源的输出状态；主控制器mcu传送第二使能控制信号hcu_pwr_en至降压电源模块，从而使得降压电源模块的vsw输出电压有效。
46.epb主控制器单元还包括内部can总线接口，epb开关单元包括epb开关can总线接口；内部can总线接口与epb开关can总线接口连接。
47.图1，整车电源提供双电源给电子驻车制动系统，其中一路电源为bat电瓶电源，也称“常电”，另外一路电源为ignition整车点火电源。假定整车电源为24v,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，ignition没有电，通过操作epb开关可以使“驻车唤醒”有效，从而唤醒“电源唤醒模块”，“vin”输出电压约23.3v,主电源模块将23.3v的电压转化为5v电源，主mcu得电后开始工作，主mcu的“pwr_hold”输出高电平使“电源唤醒模块”保持电源输出状态，这时即使松开epb开关后“驻车唤醒”无效，主mcu依然可以工作；主mcu的“hcu_pwr_en”输出高电平使“降压电源模块”的“vsw”输出有效电压，epb开关得电后正常工作，从而仍能进行驻车制动，但无法解除制动。
48.epb开关单元包括epb开关mcu模块、epb开关电源模块、epb驻车唤醒开关s3；epb驻车唤醒开关s3一端接地另一端与电源唤醒模块连接，降压电源模块的电压vsw端与epb开关电源模块连接，
49.当epb开关单元的电源输入端vsw没有得电，则epb开关拉手使得epb驻车唤醒开关s3对地导通，则epb开关单元输出低电平有效地唤醒信号。
50.图2中，即使epb开关的电源输入端“vsw”没有得电时，依然可以通过epb的开关拉手使epb驻车唤醒开关s3对地导通。使epb开关输出一个低有效的唤醒信号。epb开关的电源输入端“vsw”得电后，epb开关将采集的开关和按钮的状态定时通过开关can总线接口发出。
51.电源唤醒模块包括电源芯片u2和电源芯片u1；电源芯片u2用于降压电源模块，电源芯片u1用于主电源模块；
52.电源芯片u2的vin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；
53.电源芯片u2的high_level_en端连接有mos管q1，mos管q1的s端连接电阻r1及二极管d1；mos管q1的s端连接电阻r1及电阻r2；
54.电阻r2的另一端与二极管d8及三极管t2的集电极连接；三极管t2的基级与电阻r3、电阻r4、电阻r5连接；电阻r3的另一端连接有二极管d6，二极管d6的另一端与pwr_hold连接；电阻r5的另一端连接有二极管d7，二极管d7的另一端与pwr_hold及电阻r6连接；
55.电阻r6的另一端连接有电阻r7、电阻r8；电阻r7的另一端接地，电阻r8另一端连接有电容c7及主mcu模块的ad0_ignition端，电容c7的另一端接地。
56.mos管q1管q1为p沟道mos管；三极管t2为npn型三极管。
57.系统点火掉电判断电压阈值设为v1，系统电源电压欠压判断电压阈值设为v2，系统电源电压过压判断电压阈值设为v3。
58.在实施例1基础上，本实施例二极管d6用于防止电源反接，同时防止点火电源串电至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ignition下电后，防止mcu的pwr_hold端口输出的高电平串电至点火电源ignition从而影响其他同样接入点火电源ignition的其他ecu误判没有下电。
59.当epb开关上的s3导通时，p沟道mos管q1的s级和d级导通，从而使主电源模块得电正常工作。当点火电源ignition上电时，t2的集电极和发射极导通,进而p沟道mos管q1的s级和d级导通从而使主电源模块得电正常工作。
60.电阻r6、r7设计时保证点火电源ignition有效输入范围内mcu的ad采集口“ad0_ignition”上的电压不能超过mcu的工作电压，并留有一定的余量。r8为限流电阻。mcu通过“ad0_ignition”上的电压计算出点火电源的电源从而判断系统是否欠压、过压或者掉电。
61.实施例2
62.在实施例1基础上，与实施例1所不同的是电源唤醒模块包括电源芯片u2和电源芯片u1；电源芯片u2用于降压电源模块，电源芯片u1用于主电源模块；
63.电源芯片u1的vin端连接mos管q1的d端，mos管q1的s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；mos管q1的d端与电源芯片u2的vin端及电容c6连接，电容c6的另一端接地，且电源芯片u2与电容c6共地；
64.mos管q1的s端连接电阻r1；mos管q1的g端连接电阻r1及电阻r2；
65.电阻r2的另一端与二极管d8及三极管t2的集电极连接；二极管d8的另一端与驻车开关s3连接；
66.三极管t2的基级与电阻r3、电阻r4、电阻r5连接；电阻r3的另一端连接有二极管d6，二极管d6的另一端与pwr_hold连接；电阻r5的另一端连接有二极管d7，二极管d7的另一端与pwr_hold及电阻r6连接；
67.电阻r6的另一端连接有电阻r7、电阻r8；电阻r7的另一端接地，电阻r8另一端连接有电容c7及主mcu模块的ad0_ignition端，电容c7的另一端接地。
68.二极管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s3接地时由d1、r1、r2、d8、s3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；当点火电源ignition上电时或者mcu的pwr_hold端口输出高电平时，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＜vgsmin，从而保证p沟道mos管q1不会因为过压而击穿。
69.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ignition有效输入范围内t2的集电极和发射极都能有效导通。将降压电源模块放在前端,降低主电源模块中能量转换损失和选型难度和体积。
70.实施例3
71.在上述实施例基础上，本实施例为电子驻车系统的唤醒方法，点火上电模式下所有的epb功能都可以实现；驻车唤醒上电模式下只响应手动驻车命令。
72.实施例4
73.在上述实施例基础上，本实施例为实现电子驻车系统的方法。其方法包括点火上电唤醒模式和驻车唤醒模式。
74.点火上电唤醒模式和驻车唤醒模式区别方式包括：
75.pwr_hold端口输出高电平，用于电压保护，high_level_en端口输出高电平用于启动降压模块，并为epb开关提供电源；
76.采集ad0_ignition端的电压，并计算点火电源电压vig；
77.确定点火电源电压与系系统点火掉电判断电压阈值v1，系统电源电压欠压判断电压阈值v2，系统电源电压过压判断电压阈值v3的关系从而确定系统电源电压欠压及过压的模式，从而确定点火上电唤醒模式和驻车唤醒模式。
78.驻车唤醒上电模式的控制流程为：
79.驻车唤醒上电时间ts为0，并通过累加定时器对驻车唤醒上电时间进行计时；
80.通过内部can总线接口获取epb开关单元的开关状态孔按钮状态，并判断手动驻车是否有效，当受通驻车有效，则主控制器的mcu通过点启发驱动模块控制epb电磁阀，实现驻车；否则判断驻车唤醒时间ts最大唤醒周期tw的大小；
81.当驻车唤醒时间ts大于最大唤醒周期tw，则hcu_pwr_en端口输出低电平，关闭epb开关电源，pwr_hold端口输出低电平，关闭系统电源。

技术特征：
1.一种电子驻车制动系统，包括整车电源单元、epb主控制器单元和epb开关单元；其特征在于，epb主控制器单元包括电源唤醒模块、主电源模块、降压电源模块和主控制器mcu；整车电源单元提供电瓶电源bat及整车点火电源ignition至epb主控制器单元的电源唤醒模块；电源唤醒模块与epb开关单元连接有整车唤醒开关；降压电源模块的vsw电压端与epb开关单元连接；电源唤醒模块提供电源vin至主电源模块，主电源模块对输入的电压进行转换，并将转换的电压传送至主控制器mcu；主控制器mcu传送第一使能控制信号pwr_hold至电源唤醒模块，通过第一使能控制信号pwr_hold控制电源唤醒模块保持电源的输出状态；主控制器mcu传送第二使能控制信号hcu_pwr_en至降压电源模块，从而使得降压电源模块的vsw输出电压有效。2.根据权利要求1所述的一种电子驻车制动系统，其特征在于，epb主控制器单元还包括内部can总线接口，epb开关单元包括epb开关can总线接口；内部can总线接口与epb开关can总线接口连接。3.根据权利要求1所述的一种电子驻车制动系统，其特征在于，epb开关单元包括epb开关mcu模块、epb开关电源模块、epb驻车唤醒开关s3；epb驻车唤醒开关s3一端接地另一端与电源唤醒模块连接，降压电源模块的电压vsw端与epb开关电源模块连接，当epb开关单元的电源输入端vsw没有得电，则epb开关拉手使得epb驻车唤醒开关s3对地导通，则epb开关单元输出低电平有效地唤醒信号。4.根据权利要求1所述的一种电子驻车制动系统，其特征在于，电源唤醒模块包括电源芯片u2和电源芯片u1；电源芯片u2用于降压电源模块，电源芯片u1用于主电源模块；电源芯片u2的vin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；电源芯片u2的high_level_en端连接有mos管q1，mos管q1的s端连接电阻r1及二极管d1；mos管q1的s端连接电阻r1及电阻r2；电阻r2的另一端与二极管d8及三极管t2的集电极连接；三极管t2的基级与电阻r3、电阻r4、电阻r5连接；电阻r3的另一端连接有二极管d6，二极管d6的另一端与pwr_hold连接；电阻r5的另一端连接有二极管d7，二极管d7的另一端与pwr_hold及电阻r6连接；电阻r6的另一端连接有电阻r7、电阻r8；电阻r7的另一端接地，电阻r8另一端连接有电容c7及主mcu模块的ad0_ignition端，电容c7的另一端接地。5.根据权利要求1所述的一种电子驻车制动系统，其特征在于，电源唤醒模块包括电源芯片u2和电源芯片u1；电源芯片u2用于降压电源模块，电源芯片u1用于主电源模块；电源芯片u1的vin端连接mos管q1的d端，mos管q1的s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；mos管q1的d端与电源芯片u2的vin端及电容c6连接，电容c6的另一端接地，且电源芯片u2与电容c6共地；mos管q1的s端连接电阻r1；mos管q1的g端连接电阻r1及电阻r2；电阻r2的另一端与二极管d8及三极管t2的集电极连接；二极管d8的另一端与驻车开关s3连接；三极管t2的基级与电阻r3、电阻r4、电阻r5连接；电阻r3的另一端连接有二极管d6，二极管d6的另一端与pwr_hold连接；电阻r5的另一端连接有二极管d7，二极管d7的另一端与
pwr_hold及电阻r6连接；电阻r6的另一端连接有电阻r7、电阻r8；电阻r7的另一端接地，电阻r8另一端连接有电容c7及主mcu模块的ad0_ignition端，电容c7的另一端接地。6.根据权利要求4所述的一种电子驻车制动系统，其特征在于，mos管q1管q1为p沟道mos管；三极管t2为npn型三极管。

技术总结
本实用新型涉及驻车制动技术，公开了一种电子驻车制动系统，其包括EPB开关MCU和开关电源模块，其包括整车电源单元、EPB主控制器单元和EPB开关单元；其EPB主控制器单元包括电源唤醒模块、主电源模块、降压电源模块和主控制器MCU；整车电源单元提供电瓶电源BAT及整车点火电源Ignition至EPB主控制器单元的电源唤醒模块；电源唤醒模块与EPB开关单元连接有整车唤醒开关；降压电源模块的VSW电压端与EPB开关单元连接；电源唤醒模块提供电源VIN至主电源模块，主电源模块对输入的电压进行转换，并将转换的电压传送至主控制器MCU。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。更高。更高。


技术研发人员：刘旺昌 毛乐勇 李少峰 陈腾炜 金杰 陈钢强 王国琴 郭冬冬 楼超雄 胡斌铨
受保护的技术使用者：浙江万安科技股份有限公司
技术研发日：2022.12.29
技术公布日：2023/6/28