專利名稱：一種電子機械式制動系統(tǒng)電控單元的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及電子機械式制動系統(tǒng)，尤其涉及一種基于CAN總線網絡通 信的電子機械式制動系統(tǒng)的電控單元。
背景技術：
目前，幾乎所有的汽車制動系統(tǒng)都采用液壓或氣壓制動，液體或氣體壓力 通過制動總泵和一系列管路元件傳送到車輪上。當踏下制動踏板時，踏板通過 推桿推動制動總缸中活塞，使制動液產生壓力并通過管路傳遞到車輪制動器。 而ABS (Anti-lock Braking System,防抱死制動系統(tǒng))或其它制動干預系統(tǒng)是
按照每個制動器的需要對制動壓力進行調節(jié)。
傳統(tǒng)液壓制動仍然是較可靠和經濟的辦法，但是，對于大型車輛來說，由 于制動管路長，閥門元件多，容易造成制動滯后、制動距離長、安全性低、制 動液污染環(huán)境等問題。液壓式ABS的控制多采用開關控制方式，存在控制的不 連續(xù)性。
隨著電子技術，特別是大規(guī)模集成電路的發(fā)展，現(xiàn)代汽車的制動技術開始 朝著電子機械式制動方向發(fā)展，并將逐步代替常規(guī)的控制系統(tǒng)，全面實現(xiàn)車輛 控制的智能化。
另外，隨著電子控制單元在汽車應用上的增多，各系統(tǒng)(如發(fā)動機電控系 統(tǒng)、防抱死系統(tǒng)、自動巡航系統(tǒng)和車載多媒體系統(tǒng))和汽車顯示儀表之間，系 統(tǒng)和汽車故障診斷系統(tǒng)之間均需要進行數(shù)據交換，如此巨大的數(shù)據交換量，如 仍然采用傳統(tǒng)數(shù)據交換的方法，用導線進行點對點連接的傳輸方式將是復雜的 工程，據統(tǒng)計，如果一個中級轎車需要線束插頭300個以上，插針總數(shù)1800 2200個，線束總長超過1.5 2.0km，裝配復雜而且故障率很高。
西此，開發(fā)一種既能彌補傳統(tǒng)液壓制動缺點，又能在多個汽車電子控制系 統(tǒng)中保持高效率、高可靠的數(shù)據通訊的電子機械式制動系統(tǒng)就顯得非常必要。
實用新型內容
本實用新型的目的在于針對現(xiàn)有技術的不足，提供一種基于C緒總線網絡 通信的電子機械式制動系統(tǒng)的電控單元。
本實用新型解決其技術問題采用的技術方案是 一種電子機械式制動系統(tǒng) 電控單元，它包括CAN總線網絡、 一個主控制節(jié)點和四個從控制節(jié)點；所述四 個從控制節(jié)點分別通過CAN總線與主控制節(jié)點相連。
進一步地，所述主控制節(jié)點主要由主控制節(jié)點微控制器、JTAG調試接口模 塊、時鐘電路模塊、復位電路模塊、CAN收發(fā)模塊、報警指示模塊和輸入通道模 塊組成；JTAG調試接口模塊、時鐘電路模塊、復位電路模塊、CAN收發(fā)模塊、 報警指示模塊、輸入通道模塊分別與主控制節(jié)點微控制器相連。
進一步地，所述從控制節(jié)點主要由從控制節(jié)點微控制器、JTAG調試接口模 塊、時鐘電路模塊、復位電路模塊、CAN收發(fā)模塊和制動電機驅動模塊組成；所 述JTAG調試接口模塊、時鐘電路模塊、復位電路模塊、CAN收發(fā)模塊、制動電 機驅動模塊分別與從控制節(jié)點微控制器相連。 '
本實用新型具有的有益效果是-
1. 制動系統(tǒng)以電能作為能量來源，由電機驅動制動鉗塊，整個系統(tǒng)內無需制動液 體，有利于節(jié)能環(huán)保。
2. 正常工作時在制動踏板和制動器之間沒有機械連接，用電線取代部分或全部 制動管路，并省去制動系統(tǒng)的很多閥，使整車重量降低。同時采用電線連接， 使制動響應更加迅速，系統(tǒng)耐久性更好，裝配更簡單。
3. CAN總線的傳輸數(shù)據非?？?，可以達到每秒傳輸32bytes有效數(shù)據，這樣可 以有效保證數(shù)據的實效性和準確性。傳統(tǒng)的轎車在機艙和車身內需要埋設大 量線束進行各不同控制系統(tǒng)相互間的數(shù)據通訊，而CAN總線技術的應用可以 大量減少車體內線束的數(shù)量，線束的減少則降低了故障發(fā)生的可能性。
4. 四個從控制節(jié)點可實時地獨立分配、控制每個車輪的制動力，為實現(xiàn)防抱死 制動系統(tǒng)ABS、牽引力控制系統(tǒng)TCS、電子穩(wěn)定程序ESP、主動避撞技術ACC 等功能提供了硬件上的準備。


圖1是本實用新型的電子機械式制動系統(tǒng)的總體結構示意圖2是本實用新型電子機械式制動系統(tǒng)電控單元的主、從控制節(jié)點分別具
有的電源模塊和濾波電路的電路圖3是本實用新型電子機械式制動系統(tǒng)電控單元主控制節(jié)點部分電路圖； 圖4是本實用新型電子機械式制動系統(tǒng)電控單元從控制節(jié)點部分電路圖； 其中，圖2與圖3共同組成主控制節(jié)點整體電路；圖2與圖4共同組成從
控制節(jié)點整體電路。
具體實施方式
以下結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步描述
本實用新型基于CAN總線網絡通信電子機械式制動系統(tǒng)電控單元包括CAN 總線網絡、 一個主控制節(jié)點和四個從控制節(jié)點，四個從控制節(jié)點通過CAN總線 與主控制節(jié)點相連。
參照附圖1，整個系統(tǒng)的工作原理如下
當駕駛員踩下制動踏板進行制動時，制動踏板行程傳感器感知駕駛員的制
動意圖，并把這一信息轉換為電信號發(fā)送給電控單元101的主控制節(jié)點，主控 制節(jié)點將采集來的信號根據轉化為控制信號，并通過CAN總線網絡發(fā)送給相應 從控制節(jié)點，從控制節(jié)點把從CAN總線收到的屬于自己的控制信號發(fā)送給制動 電機，制動電機帶動執(zhí)行機構實施對各車輪的制動。輪速傳感器可實時采集汽 車各車輪輪速信號，主控制節(jié)點實時監(jiān)測各車輪狀態(tài)，并產生相應車輪所需增 大或減小的制動力，然后把這一信息通過CAN總線發(fā)送給相應的從控制節(jié)點， 使其完成對各自的執(zhí)行機構進行制動力大小調整的控制。
圖2示出了主、從控制節(jié)點分別具有的電源模塊，負責向電子機械式制動 系統(tǒng)電控單元相關模塊提供所需電源
其中，圖(a)為12V轉5V電路。12V轉5VDC/DC轉換芯片U3輸入端連接 汽車電源，其12V引腳端與地端之間連接有電解電容C110、穩(wěn)壓二極管D101進 行對輸入電源的濾波與穩(wěn)壓處理；輸出端連接到系統(tǒng)5V電源線上，其5V引腳 端與地端之間連接有電解電容Clll，進行對輸出電源的濾波處理。
圖(b)為5V轉2. 5V電路。5V轉2. 5V LDO穩(wěn)壓器U4輸入端連接系統(tǒng)5V 電源線，其5V引腳端與地端之間連接有電容C113，進行對其輸入電源濾波處理； 輸出端連接主、從控制節(jié)點微控制器所需供壓為2.5V的引腳，其引腳與地端之 間連接有電容C114,進行對其輸出電源濾波處理。所釆用電容可為獨石電容或
瓷片電容。
圖(c)為濾波電路。電容C115、電容C116、電容C117、電容C118相互并 聯(lián)后一端接DC/DC轉換芯片U3輸出的5V電源，一端接地；電容C119、電容C120 并聯(lián)后一端接LD0穩(wěn)壓器U4輸出的2. 5V電源， 一端接地。所采用電容可為獨 石電容或瓷片電容。
如附圖3所示為基于CAN總線網絡通信電子機械式制動系統(tǒng)電控單元主控 制節(jié)點部分電路，包括主控制節(jié)點微控制器301、 JTAG調試接口模塊302、時鐘 電路模塊303、復位電路模塊304、 CAN收發(fā)模塊305、報警指示模塊306、輸入 通道模塊307。 JTAG調試接口模塊302、時鐘電路模塊303、復位電路模塊304、 C認收發(fā)模塊305、報警指示模塊306、輸入通道模塊307分別與微控制器301 相連。主控制節(jié)點微控制器301負責將采集來的信號進行處理，并產生控制信 號；JTAG調試接口模塊302是進行控制程序下載、調試的接口；時鐘電路模塊 303負責提供給微控制器芯片內CPU和其他一些內部集成電路所需的時鐘信號； 復位電路模塊304為微控制器芯片提供了初始化手段，使程序從指定處開始執(zhí) 行；CAN收發(fā)模塊305負責實現(xiàn)主、從控制節(jié)點在CAN總線網絡中物理層上 的數(shù)據通訊；報警指示模塊306負責系統(tǒng)出現(xiàn)故障或其它問題時進行報警指示； 輸入通道模塊307負責接收制動踏板行程傳感器、四個輪速傳感器所傳輸來的 信號，并進行相應的濾波處理。
各模塊電路連接關系如下-
JTAG調試接口模塊302: JTAG連接器2引腳接5V電源，4、 6、 12引腳接 地；3、 8、 10引腳分別直接接主控制節(jié)點微控制器的30、 63、 32引腳；電阻 R107、電阻R108、電阻R109、電阻R110—端交匯于一點接5V電源， 一端分別 接JTAG連接器的7、 1、 11、 13引腳，JTAG連接器的7、 1、 11、 13引腳又分別 與主控制節(jié)點微控制器的29、 31、 28、 34引腳相連；JTAG連接器9引腳連接 電阻Rlll后接地，電阻Rlll靠近JTAG連接器一端又與主控制節(jié)點62引腳相 連;其余引腳為空。此電路模塊為控制程序的下載和調試提供了一個標準的接 □。
時鐘電路模塊303:電容CIOI、電容C102—端分別與主控制節(jié)點微控制器 60、 61引腳相連，另一端交匯于一點接地，主控制節(jié)點微控制器60、 61引腳間 連接晶振Ql。此模塊為微控制器內CPU和其他一些內部集成電路提供時鐘信號。
復位電路模塊304:復位按鈕Sl連接在微控制器復位引腳與地之間并并聯(lián) 一個電容C112，復位按鈕Sl接微控制器復位引腳一端再連接一個電阻R117后
接5V電源。此模塊為微控制器芯片提供了初始化手段，使程序從指定處開始執(zhí) 行。
CAN收發(fā)模塊305: C認收發(fā)器輸入端與主控制節(jié)點微控制器CAN模塊引腳 相連；兩個輸出端與CAN總線相連，其中輸出端兩引腳間接有電阻R106。主控 制節(jié)點CAN收發(fā)器負責與其他四個從控制節(jié)點CAN收發(fā)器通過CAN總線網絡進 行物理層上的數(shù)據通訊。
報警指示模塊306:發(fā)光二極管LED1、 LED2、 LED3、 LED4各陽極分別接電 阻RIOI、電阻R102、電阻R103、電阻R104并交匯于一點接5V電源，陰極分別 連接主控制節(jié)點微控制器的l、 2、 3、 4引腳。此模塊負責系統(tǒng)出現(xiàn)故障或其它 問題時進行報警指示。
輸入通道模塊307:電阻R112、電阻R113、電阻R114、電阻R115、電阻 R116—端空出， 一端分別接主控制節(jié)點微控制器A/D轉換模塊的9、 10、 11、 12、 13引腳，各電阻連主控制節(jié)點微控制器引腳一端分別連接有電容C104、電 容C105、電容C106、電容C107、電容C108，交匯于一點接地。此模塊負責接 收制動踏板行程傳感器、四個輪速傳感器所傳輸來的信號，并進行相應的濾波 處理后發(fā)送給微控制器。
如附圖4所示為基于CAN總線網絡通信電子機械式制動系統(tǒng)電控單元從控 制節(jié)點部分電路，包括從控制節(jié)點微控制器401、 JTAG調試接口模塊302、時鐘 電路模塊303、復位電路模塊304、 CAN收發(fā)模塊305、制動電機驅動模塊402。 JTAG調試接口模塊302、時鐘電路模塊303、復位電路模塊304、 CAN收發(fā)模塊 305、制動電機驅動模塊402分別與從控制節(jié)點微控制器401相連。從控制節(jié)點 微控制器401負責從CAN總線網絡中接收屬于自己的信號并輸出至驅動芯片； 制動電機驅動模塊402負責對大功率制動電機的驅動處理；電源模塊(圖2)負 責向主、從控制節(jié)點相關芯片提供所需的電源。
各模塊電路連接關系如下
JTAG調試接口模塊302: JTAG連接器2引腳接5V電源，4、 6、 12引腳接 地；3、 8、 10引腳分別直接接從控制節(jié)點微控制器的30、 63、 32引腳；電阻 R107、電阻R108、電阻R109、電阻R110—端交匯于一點接5V電源， 一端分別 接JTAG連接器的7、 1、 11、 13引腳，JTAG連接器的7、 1、 11、 13引腳又分別 與從控制節(jié)點微控制器的29、 31、 28、 34引腳相連；JTAG連接器9引腳連接 電阻Rlll后接地，電阻Rlll靠近JTAG連接器一端又與從控制節(jié)點微控制器62 引腳相連；其余引腳為空。此電路模塊為控制程序的下載和調試提供了一個標
準的接口。
時鐘電路模塊303:電容CIOI、電容C102—端分別與從控制節(jié)點微控制器 60、 61引腳相連，另一端交匯于一點接地，從控制節(jié)點微控制器60、 61引腳間 連接晶振Ql。此模塊為微控制器內CPU和其他一些內部集成電路提供時鐘信號。
復位電路模塊304:復位按鈕Sl連接在微控制器復位引腳與地之間并并聯(lián) 一個電容C112，復位按鈕Sl接微控制器復位引腳一端再連接一個電阻R117后 接5V電源。此模塊為微控制器芯片提供了初始化手段，使程序從指定處開始執(zhí) 行。
C認收發(fā)模塊305: CAN收發(fā)器輸入端與從控制節(jié)點微控制器CAN模塊引腳 相連；兩個輸出端與CAN總線相連，其中輸出端兩引腳間接有電阻R106。從控 制節(jié)點CAN收發(fā)器負責與主控制節(jié)點CAN收發(fā)器通過CAN總線網絡進行物理層 上的數(shù)據通訊。
制動電機驅動模塊402:從控制節(jié)點驅動芯片相關引腳接12V或5V電源、 地。輸入端INA和INB引腳與從控制節(jié)點微控制器輸出為電機正反轉信號的33、 34引腳間分別連接有電阻R204、電阻R205;輸入端PWM引腳與從控制節(jié)點微控 制器輸出為PWM信號的43引腳間連接有電阻R203。輸出端OUTA、 OUTB連接制 動驅動電機。此模塊負責對大功率制動電機的驅動處理。
上述實施例是對本實用新型的說明，不是對本實用新型的限定，任何在本 實用新型基礎上簡單變換后的電路均屬于本實用新型的保護范圍。
權利要求1.一種電子機械式制動系統(tǒng)電控單元，其特征在于，它包括CAN總線網絡、一個主控制節(jié)點和四個從控制節(jié)點；所述四個從控制節(jié)點分別通過CAN總線與主控制節(jié)點相連。
2. 根據權利要求1所述的電子機械式制動系統(tǒng)電控單元，其特征在于，所述主 控制節(jié)點主要由主控制節(jié)點微控制器(301)、 JTAG調試接口模塊(302)、時鐘 電路模塊(303)、復位電路模塊(304)、 C認收發(fā)模塊(305 )、報警指示模塊(306 ) 和輸入通道模塊(307)組成；JTAG調試接口模塊(302)、時鐘電路模塊(303)、 復位電路模塊(304)、 CAN收發(fā)模塊(305)、報警指示模塊(306)、輸入通道模 塊(307)分別與主控制節(jié)點微控制器(301)相連。
3. 根據權利要求l所述的電子機械式制動系統(tǒng)電控單元，其特征在于，所述從 控制節(jié)點主要由從控制節(jié)點微控制器(401)、 JTAG調試接口模塊(302)、時鐘 電路模塊(303)、復位電路模塊(304)、 CAN收發(fā)模塊(305)和制動電機驅動 模塊(402)組成;.所述JTAG調試接口模塊(302)、時鐘電路模塊(303)、復 位電路模塊(304)、 CAN收發(fā)模塊(305)、制動電機驅動模塊(402)分別與從 控制節(jié)點微控制器(401)相連。
專利摘要本實用新型公開了一種電子機械式制動系統(tǒng)的電控單元，其包括CAN總線網絡、一個主控制節(jié)點和四個從控制節(jié)點。其中主控制節(jié)點接收制動踏板行程傳感器和四個輪速傳感器所傳輸來的信號，然后產生相應的控制信號發(fā)送至CAN總線網絡；從控制節(jié)點則從CAN總線網絡接收屬于自己的信號，經過一定的處理輸出至制動電機，制動電機然后帶動執(zhí)行機構實施對車輪的制動。本實用新型的系統(tǒng)既能彌補傳統(tǒng)液壓制動系統(tǒng)一些制動管路長、閥門元件多、容易造成制動滯后、制動距離長、制動液污染環(huán)境等缺點，又能在多個汽車電子控制系統(tǒng)中保持高效率、高可靠的數(shù)據通訊，同時可集成ABS、TCS、及ESP等功能。
文檔編號B60R16/02GK201193013SQ20082008624
公開日2009年2月11日 申請日期2008年4月25日 優(yōu)先權日2008年4月25日
發(fā)明者張正兵, 施正堂, 李亮成, 郭立書, 鮑慶坤 申請人:浙江亞太機電股份有限公司