車輛電子駐車系統(tǒng)的電控單元的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種車輛電子駐車系統(tǒng)的電控單元，包括電源模塊、信號處理模塊、BDM調(diào)試模塊、時鐘發(fā)生模塊、電機驅(qū)動模塊、電源模塊U1以及主控芯片U2。本發(fā)明具使汽車更安全、更舒適，電子駐車是由按鈕來控制的，給車內(nèi)節(jié)省了很多空間，具有自診斷和報警功能，不會出現(xiàn)溜車，在駕駛員忘記駐車時駐車功能也能自動觸發(fā)或關(guān)閉。
【專利說明】
車輛電子駐車系統(tǒng)的電控單元
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及汽車類電子技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種車輛電子駐車系統(tǒng)的電控單元。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，市場上大部分汽車使用的是機械式駐車系統(tǒng)，俗稱“手剎”。其工作原理是通過手柄拉動鋼絲使剎車盤工作。隨著社會發(fā)展，汽車數(shù)量的增多，路況也變得更加復(fù)雜，使得手剎的操作的不方便性，以及易發(fā)生磨損和變形從而導(dǎo)致故障的缺點日益突顯出來，這不僅增加了汽車的駕駛難度，同時也使得行車的安全性大大降低。
[0003]隨著汽車電子的快速發(fā)展，汽車的智能化程度越來越高，電子駐車系統(tǒng)也應(yīng)運而生。電子駐車系統(tǒng)操作方便，穩(wěn)定性好，在行車制動失效時也可作為緊急制動，完全能夠替代手剎。電子駐車系統(tǒng)由裝有行星齒輪減速機構(gòu)和電機的左右制動鉗和電控單元組成。通過電子按鈕來手動操作，簡單省力，提升了汽車的駕駛性能。
[0004]然而，現(xiàn)有電子駐車系統(tǒng)功能過于單一，不夠智能，僅靠按鈕操控，不能夠根據(jù)車輛的狀態(tài)信息來自動調(diào)整電子駐車系統(tǒng)的工作模式。也不能準(zhǔn)確地控制電機，即不能夠根據(jù)需要車輛的運行情況來調(diào)整電機的輸出來控制制動鉗，這使得駐車性能不夠好、不夠智能。這是不利于電子駐車系統(tǒng)的推廣和普及的。
[0005]因此開發(fā)一種功能更加完善、更加智能的電子駐車系統(tǒng)非常必要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了克服上述不足，實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種車輛電子駐車系統(tǒng)的電控單元:
[0007]本發(fā)明包括電源模塊、信號處理模塊、BDM調(diào)試模塊、時鐘發(fā)生模塊、電機驅(qū)動模塊、電源模塊Ul:freescale MC33904以及主控芯片U2: freescale MC9S12XET256，所述電源模塊用于將汽車提供的+12V電壓轉(zhuǎn)換為接入電路以及接入電路內(nèi)部元器件能使用的電壓；所述信號處理模塊用于采集電機的轉(zhuǎn)速和方向信號;所述BDM調(diào)試模塊用于使復(fù)位端口處于高電平狀態(tài);所述時鐘發(fā)生模塊用于向主控芯片U2提供時鐘參考和以及進行初始化;所述電機驅(qū)動模塊用于接受主控芯片U2的控制信號并控制電機的轉(zhuǎn)速和方向。
[0008]本發(fā)明具有以下有益效果:
[0009]1.使用更方便，功能更完善，駐車性能更好；
[0010]2.設(shè)計的小巧，成本合理，PCB設(shè)計緊湊合理，元器件采購生產(chǎn)很方便；
[0011]3.使汽車更安全、更舒適，電子駐車是由按鈕來控制的，給車內(nèi)節(jié)省了很多空間，具有自診斷和報警功能，不會出現(xiàn)溜車，在駕駛員忘記駐車時駐車功能也能自動觸發(fā)或關(guān)閉。
【附圖說明】
[0012]圖1是本發(fā)明涉及的電子駐車系統(tǒng)的執(zhí)行機構(gòu)示意圖。
[0013]圖2是本發(fā)明涉及的電子駐車系統(tǒng)的電控單元的電氣原理圖。
[0014]圖3是本發(fā)明涉及的電子駐車系統(tǒng)的電控單元的電源模塊的電路圖。
[0015]圖4是本發(fā)明除去電源模塊的的電路圖。
【具體實施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖及實施例進一步說明本發(fā)明。
[0017]實施例:本發(fā)明包括電源模塊、信號處理模塊200、BDM調(diào)試模塊201、時鐘發(fā)生模塊202、電機驅(qū)動模塊203、電源模塊Ul:FREESCALE MC33904以及主控芯片U2，所述電源模塊用于將汽車提供的+12V電壓轉(zhuǎn)換為接入電路以及接入電路內(nèi)部元器件能使用的電壓;所述信號輸入和采集模塊200用于采集電機的轉(zhuǎn)速和方向信號;所述BDM調(diào)試模塊201用于使復(fù)位端口處于高電平狀態(tài);所述時鐘發(fā)生模塊202用于向主控芯片U2提供時鐘參考和以及進行初始化;所述電機驅(qū)動模塊203用于接受主控芯片U2的控制信號并控制電機的轉(zhuǎn)速和方向。所述電源模塊包括濾波電容Cl、濾波電容C2、濾波電容C3、濾波電容C4、濾波電容C5、濾波電容C6、濾波電容C7、電源轉(zhuǎn)換芯片UUCAN總線芯片LI以及三極管Ql，所述濾波電容Cl、濾波電容C2和濾波電容C3并聯(lián)后與電源轉(zhuǎn)換芯片U1:FREESCALE MC33904的引腳VSUPl和VSUP2連接，所述三極管Ql的發(fā)射極與電源轉(zhuǎn)換芯片Ul的引腳VB連接，所述三極管Ql的基極與電源轉(zhuǎn)換芯片Ul的引腳VE連接，所述濾波電容C6和濾波電容C7并聯(lián)后連接到三極管Ql的集電極，所述CAN總線芯片LI與電源轉(zhuǎn)換芯片Ul的引腳CANH和引腳CANL相連，所述濾波電容C4和C5并聯(lián)后與電源轉(zhuǎn)換芯片Ul的引腳V-AUX相連。所述信號輸入和采集模塊200包括端子CZl、電阻R10、電阻R11、電阻R12、電阻R13、電阻R14、電阻R15、P型三極管Q11、三極管Q12、電容?21、電容022、電容023、電容024、電容025、電容026、電容027、電容039、電容040、電容041、速度傳感器U41和位移傳感器U42，所述P型三極管Qll的發(fā)射極與電源VCC相連，所述電阻Rll的一端與P型三極管Ql I的集電極相連、另一端接地，所述電容C23的一端與P型三極管Ql I的集電極相連、另一端接地，所述P型三極管Q11的集電極與主控芯片U2連接，所述電容C21的一端與端子CZl的引腳EPB相連、另一端接地，所述電阻RlO的一端與端子CZl的引腳EPB相連、另一端與P型三極管Qll的基極相連，所述三極管Q12的發(fā)射極接地，所述三極管Q12的集電極與端子CZl的引腳SwitchLamp相連，所述電容C22的一端與端子CZl的引腳Switch Lamp相連、另一端接地，所述電阻R12的一端通過電阻R13與三極管Q12的基極相連，所述電阻R12的另一端接地，所述電容C24的一端同時與電阻R13和電阻R12相連，所述電容C24的另一端接地，所述速度傳感器U41與主控芯片U2相連、并通過電阻R14、電阻R15、電容C25、電容C26和電容C27穩(wěn)壓和濾波，所述位移傳感器U42與主控芯片U2相連，并通過電容C40濾除干擾保證波形不失真以及通過電容C39穩(wěn)壓。所述BDM調(diào)試模塊201包括BDM調(diào)試接口 JBDM、電阻R16和電容C30，所述BDM調(diào)試接口 JBDM的引腳I接入主控芯片U2的調(diào)試針腳BKGD，并通過電阻R16以及通過電容C30穩(wěn)壓。所述時鐘發(fā)生模塊202包括晶振X1、電阻R17、電容C28和電容C29，所述晶振Xl與電阻R17并聯(lián)，所述電容C28和電容C29的一端均接地，所述電容C28和電容C29的另一端分別連接至晶振Xl兩端。所述電機驅(qū)動模塊203包括半橋電機驅(qū)動芯片U31、半橋電機驅(qū)動芯片U32、電容C31、電容C32、電容C33、電容C34、電容C35、電容C36、電容C37、電容C38、電阻R21、電阻R23、電阻R24、電阻R25、電阻R26、電阻R27、電阻R29、電阻R30、電阻R31和電阻R32，所述半橋電機驅(qū)動芯片U31和半橋電機驅(qū)動芯片U32串聯(lián)、并且半橋電機驅(qū)動芯片U31和半橋電機驅(qū)動芯片U32上端均接入12V電源、下端接地，12V電源通過并聯(lián)電容C31、電容C32、電容C33以及電容C36來濾除諧波和穩(wěn)壓，12V電源接入半橋電機驅(qū)動芯片U31和半橋電機驅(qū)動芯片U32的引腳7，半橋電機驅(qū)動芯片U31和半橋電機驅(qū)動芯片U32的引腳I均接地，主控芯片U2輸出信號IN_A、輸出信號INH_A、輸出信號IN_B和輸出信號INH_B*別通過串聯(lián)電阻電阻R23、電阻R24、電阻R29、電阻R30輸入至半橋電機驅(qū)動芯片U31和半橋電機驅(qū)動芯片U32，同時經(jīng)過電阻R25、電阻R26、電阻R31和電阻R32下拉至地，輸出的電機驅(qū)動信號MA和輸出的電機驅(qū)動信號MB并聯(lián)電容C37和電容C38，半橋電機驅(qū)動芯片U31和半橋電機驅(qū)動芯片U32的電流反饋信號并聯(lián)電容C34和電容C35、同時接電阻R21和電阻R27。
[0018]圖1是本發(fā)明涉及的電子駐車系統(tǒng)的執(zhí)行機構(gòu)示意圖。其工作原理為:當(dāng)電控單元接受到駐車按鈕的信號或者根據(jù)車輛運行狀態(tài)由軟件算法判斷到需要駐車時，驅(qū)動電機I動作。電機I帶動齒輪2轉(zhuǎn)動，并通過兩級齒輪減速(2與3，4與5)增大了輸出力矩。第二從動齒輪5帶動螺桿螺母副運動，將轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)化為螺桿9的直線運動，螺桿9拉動拉索來推動剎車片對剎車盤的制動。圖2是本發(fā)明涉及的電子駐車系統(tǒng)的電控單元的電氣原理圖。電源模塊是將汽車提供的+12V標(biāo)準(zhǔn)電壓轉(zhuǎn)換為CPU和傳感器所需要的+5V電壓，使用的電源芯片還帶了CAN收發(fā)器功能。本電控單元與整車通過CAN電路完成通信，采集車輛運行狀態(tài)和將本電控單元的運行狀態(tài)通過儀表輸出。電機驅(qū)動電路接受CPU的使能信號驅(qū)動電機完成相應(yīng)的工作。反饋電路包括位移信號和轉(zhuǎn)速信號的采集。晶振及復(fù)位電路為CHJ提供時鐘參考和初始化功能。圖3是本發(fā)明涉及的電子駐車系統(tǒng)的電控單元的電源模塊的電路圖。此電源模塊將車載+12 V電壓轉(zhuǎn)化為CPU、傳感器、接口電路所需的+5 V。+12V的信號經(jīng)過并聯(lián)的濾波電容C1、C2、C3后進入電源芯片Ul，三極管Ql串聯(lián)Ul后漏極輸出電壓VDD供CPU使用，VDD端并聯(lián)了電容C6/C7作去耦濾波用。電源芯片Ul還具有CAN通信功能，芯片L1、Q1與Ul串聯(lián)可保護CAN總線，確保數(shù)據(jù)傳遞少受影響。LI芯片可抑制不對稱干擾，Ql芯片可抑制靜電和瞬態(tài)電流形成的干擾。Ul和濾波電容C4、C5并聯(lián)后輸出電壓VCC供傳感器和接口電路使用。圖4是本發(fā)明涉及的電子駐車系統(tǒng)的電控單元除電源模塊外的各主要功能模塊的電路原理圖。各模塊獨立，都與U2連接。信號輸入和采集模塊200中，車載+12V電源、整車CAN信號、駐車開關(guān)信號和駐車指示燈信號通過端子CZl輸入。電阻R10、P型三極管Qll、電阻Rll連接，三極管Qll與電源模塊輸出的VCC分別串聯(lián)然后并聯(lián)電容C21、C23用來濾波，此電路可以將駐車開關(guān)信號轉(zhuǎn)化為主控芯片U2能接受的OV或5V。駐車指示燈信號由主控芯片U2控制三極管Q12的通斷來控制，三極管Q12串聯(lián)電阻R11、R12且并聯(lián)電容C22、C24、C41用來濾除干擾。此模塊還能采集電機轉(zhuǎn)速信號和位移信號。U41為霍爾式轉(zhuǎn)速傳感器，通過VCC來供電，并聯(lián)電容C27起穩(wěn)壓作用。電機轉(zhuǎn)速和方向輸出端口接上拉電阻R14、R15，還并聯(lián)了濾波電容C25X26W42為位移傳感器，接入VCC供電，使用電容C39來穩(wěn)壓。主控芯片U2采集位移信號，并聯(lián)電容C40來濾除干擾，保證波形不失真。BDM調(diào)試模塊201，JO為BDM調(diào)試接口，引腳I接入U2的調(diào)試針腳BKGD，引腳六加載電源模塊輸出地VDD電壓。調(diào)試接口還與U2的復(fù)位針腳連接，通過并聯(lián)電阻R16、VDD使復(fù)位端口處于高電平狀態(tài)，電容C31起穩(wěn)壓作用。時鐘發(fā)生模塊202，晶振Xl兩端并聯(lián)電阻R17和電容C28、C29，電阻電容用來調(diào)節(jié)晶振輸出波形，使時鐘信號更準(zhǔn)確。電機驅(qū)動模塊203，半橋電機驅(qū)動芯片U31、U32串聯(lián)且上端接入+12V電壓、下端接地。+12V并聯(lián)電容〇31、032、033、036用來濾除諧波和穩(wěn)壓。后接入1]31/1]32的7端，并且1]31/1]32的1端接地。主控芯片1]2輸出信號爪_4、1順_六、118、1冊_8分別串聯(lián)電阻1?23、1?24、1?29、1?30，輸入驅(qū)動芯片U31、U32。IN信號可使能芯片，INH信號可使芯片不工作處于低功耗模式，并且經(jīng)過電阻尺25、1?26、1?1、1?2下拉至地，防止驅(qū)動芯片誤動作。1^、1^為輸出的電機驅(qū)動信號，并聯(lián)上了電容C37、C38。驅(qū)動芯片U31、U32還能反饋電機電流，電流反饋信號并聯(lián)了電容C34、C35，接有下拉電阻R21、R27。當(dāng)因堵轉(zhuǎn)等原因達到電流極限值時，可暫停驅(qū)動電路的工作。電源模塊是通過電源轉(zhuǎn)換芯片Ul: FREESCALE MC33904將汽車提供的+12V電壓轉(zhuǎn)換為主控芯片U2、速度傳感器U41和位移傳感器U42能使用的VDD、VCC。整車的狀態(tài)信息通過CAN通信電路4輸入主控芯片U2，通過電源轉(zhuǎn)換芯片Ul: FREESCALE MC33904自帶的CAN并串聯(lián)CAN總線保護芯片L1、Q10來完成CAN通信。電機驅(qū)動電路8主要是接受主控芯片U2的控制信號通過帶電流反饋的半橋驅(qū)動芯片串聯(lián)U31、U32來控制電機的轉(zhuǎn)速和方向，驅(qū)動電路帶電流檢測電路，也能完成過溫和過流保護。電機轉(zhuǎn)速和位移信號輸入電路3通過速度傳感器U41和位移傳感器U42來采集電機的轉(zhuǎn)速和方向。按鈕信號輸入電路2中通過三極管Qll串聯(lián)VCC連接來采集按鈕的信號，還含有三極管Q12串聯(lián)電阻R12、R13且并聯(lián)電容C24、C41用來接受主控芯片U2的信號驅(qū)動報警燈。U41通過串聯(lián)VCC來供電，并聯(lián)電容C27起穩(wěn)壓作用。電機轉(zhuǎn)速和方向輸出端口串上拉電阻R14、R15，還并聯(lián)了濾波電容025、026。1]42接入VCC供電，并聯(lián)電容C39來穩(wěn)壓，并聯(lián)電容C40來濾除干擾，保證波形不失真。
【主權(quán)項】
1.一種車輛電子駐車系統(tǒng)的電控單元，包括電源模塊、信號處理模塊、BDM調(diào)試模塊、時鐘發(fā)生模塊、電機驅(qū)動模塊、電源模塊Ul以及主控模塊U2，其特征在于:所述電源模塊用于將汽車提供的+12V電壓轉(zhuǎn)換為接入電路以及接入電路內(nèi)部元器件能使用的電壓;所述信號處理模塊用于采集電機的轉(zhuǎn)速和方向信號;所述BDM調(diào)試模塊用于使復(fù)位端口處于高電平狀態(tài);所述時鐘發(fā)生模塊用于向主控模塊U2提供時鐘參考和以及進行初始化;所述電機驅(qū)動模塊用于接受主控芯片U2的控制信號并控制電機的轉(zhuǎn)速和方向。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛電子駐車系統(tǒng)的電控單元，其特征在于:所述電源模塊包括濾波電容Cl、濾波電容C2、濾波電容C3、濾波電容C4、濾波電容C5、濾波電容C6、濾波電容C7、電源轉(zhuǎn)換芯片UUCAN總線芯片LI以及三極管Ql，所述濾波電容Cl、濾波電容C2和濾波電容C3并聯(lián)后與電源轉(zhuǎn)換芯片Ul的引腳VSUPl和VSUP2連接，所述三極管Ql的發(fā)射極與電源轉(zhuǎn)換芯片Ul的引腳VB連接，所述三極管Ql的基極與電源轉(zhuǎn)換芯片Ul的引腳VE連接，所述濾波電容C6和濾波電容C7并聯(lián)后連接到三極管Ql的集電極，所述CAN總線芯片LI與電源轉(zhuǎn)換芯片Ul的引腳CANH和引腳CANL相連，所述濾波電容C4和C5并聯(lián)后與電源轉(zhuǎn)換芯片Ul的引腳V-AUX相連。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛電子駐車系統(tǒng)的電控單元，其特征在于:所述信號處理模塊包括端子CZ1、電阻R10、電阻R11、電阻R12、電阻R13、電阻R14、電阻R15、P型三極管Q11、三極管Q12、電容C21、電容C22、電容C23、電容C24、電容C25、電容C26、電容C27、電容C39、電容C40、電容C41、速度傳感器U41和位移傳感器U42，所述P型三極管Ql I的發(fā)射極與電源VCC相連，所述電阻Rll的一端與P型三極管Qll的集電極相連、另一端接地，所述電容C23的一端與P型三極管Qll的集電極相連、另一端接地，所述P型三極管Qll的集電極與主控芯片U2連接，所述電容C21的一端與端子CZI的引腳EI3B相連、另一端接地，所述電阻R1的一端與端子CZI的引腳EPB相連、另一端與P型三極管Ql I的基極相連，所述三極管Q12的發(fā)射極接地，所述三極管Q12的集電極與端子CZl的引腳Switch Lamp相連，所述電容C22的一端與端子CZl的引腳Switch Lamp相連、另一端接地，所述電阻Rl2的一端通過電阻R13與三極管Q12的基極相連，所述電阻Rl 2的另一端接地，所述電容C24的一端同時與電阻Rl 3和電阻Rl 2相連，所述電容C24的另一端接地，所述速度傳感器U41與主控芯片U2相連、并通過電阻R14、電阻R15、電容C25、電容C26和電容C27穩(wěn)壓和濾波，所述位移傳感器U42與主控芯片U2相連、并通過電容C40濾除干擾保證波形不失真以及通過電容C39穩(wěn)壓。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛電子駐車系統(tǒng)的電控單元，其特征在于:所述BDM調(diào)試模塊包括BDM調(diào)試接口 JBDM、電阻R16和電容C30，所述BDM調(diào)試接口 JBDM的引腳I接入主控芯片U2的調(diào)試針腳BKGD、并通過電阻Rl 6以及通過電容C30穩(wěn)壓。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛電子駐車系統(tǒng)的電控單元，其特征在于:所述時鐘發(fā)生模塊包括晶振X1、電阻R17、電容C28和電容C29，所述晶振Xl與電阻R17并聯(lián)，所述電容C28和電容C29的一端均接地，所述電容C28和電容C29的另一端分別連接至晶振Xl兩端。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛電子駐車系統(tǒng)的電控單元，其特征在于:所述電機驅(qū)動模塊包括半橋電機驅(qū)動芯片U31、半橋電機驅(qū)動芯片U32、電容C31、電容C32、電容C33、電容C34、電容C35、電容C36、電容C37、電容C38、電阻R21、電阻R23、電阻R24、電阻R25、電阻R26、電阻R27、電阻R29、電阻R30、電阻R31和電阻R32，所述半橋電機驅(qū)動芯片U31和半橋電機驅(qū)動芯片U32串聯(lián)、并且半橋電機驅(qū)動芯片U31和半橋電機驅(qū)動芯片U32上端均接入12V電源、下端接地，12V電源通過并聯(lián)電容C31、電容C32、電容C33以及電容C36來濾除諧波和穩(wěn)壓，12V電源接入半橋電機驅(qū)動芯片U31和半橋電機驅(qū)動芯片U32的引腳7，半橋電機驅(qū)動芯片U31和半橋電機驅(qū)動芯片U32的引腳I均接地，主控芯片U2輸出信號IN_A、輸出信號INH_A、輸出信號IN_B、輸出信號INH_B分別通過串聯(lián)電阻電阻R23、電阻R24、電阻R29、電阻R30輸入至半橋電機驅(qū)動芯片U31和半橋電機驅(qū)動芯片U32、同時經(jīng)過電阻R25、電阻R26、電阻R31和電阻R32下拉至地，輸出的電機驅(qū)動信號MA和輸出的電機驅(qū)動信號MB并聯(lián)電容C37和電容C38，半橋電機驅(qū)動芯片U31和半橋電機驅(qū)動芯片U32的電流反饋信號并聯(lián)電容C34和電容C35、同時接電阻R21和電阻R27。
【文檔編號】G05B19/042GK105867224SQ201610224267
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年4月12日
【發(fā)明人】黃迪, 許杰, 朱永勝, 張志勇, 黃祖勝
【申請人】東風(fēng)汽車公司