技术领域
[0001] 本
发明涉及一种汽车电子驻车系统EPB的控制开关，此开关能够将驾驶员的驻车意图转换为电
信号并传递给EPB电控单元ECU，从而控制汽车驻车执行器执行驻车动作。
背景技术
[0002] 随着国家标准对乘用车安全要求的提高，用户对驾驶车辆的舒适性及美观性提出更高的需求，传统的机械手刹以不太符合市场需求。而EPB电子手刹控制开关的产生，一定程度上解决了此问题。
[0003] 传统的EPB开关只是单一的发送某一种信号(模拟或数字)给控制单元信号进行识别。同一种信号识别在使用过程中易发生共因失效(同一种信号类型对某些环境的干扰都较敏感)，不符合功能安全的要求。同时随着EPB功能的拓展，对开关集成唤醒及AUTOHOLD的功能信号的识别缺少了独立的控制
电路措施和手段。
发明内容
[0004] 为了解决背景技术中存在的技术问题，本发明提出了一种汽车电子驻车系统EPB的控制开关，能够符合EPB功能安全的要求，满足EPB功能的拓展下的开关集成唤醒及自动驻车的功能信号的识别，解决了对驾驶员开关
请求识别存在不准确性及开关功能不多样化的技术问题。
[0005] 通过
数字信号和
模拟信号的冗余校验，识别用户的操作开关的请求，增强了识别开关请求的功能安全。开关内集成开关唤醒及自动驻车功能的信号识别，故能匹配更多车载应用的功能需求。
[0006] 本发明采用的技术方案如下：
[0007] 本发明的电子驻车系统EPB中包括控制开关和电子
控制器ECU。
[0008] 所述的控制开关主要由
背光灯照明电路(Rearview Lightening)M1、EPB动作指示电路(EPB LAMP)M2、自动驻车功能开启指示电路(AUTO LAMP)M3和三个独立的双控开关电路，三个双控开关电路分别为拉起动作双控开关电路(Brake)M4、释放动作双控开关电路(Release)M5、自动驻车功能双控开关电路(Auto Hold)M6构成，而且在电子控制器ECU的主芯片增设连接有
电阻R1～R9、
三极管Q1～Q3、
二极管D10～D30。
[0009] 背光灯照明电路M1包括限流电阻R10、
发光二极管D1和去耦电容C1，限流电阻R10、发光二极管D1和去耦电容C1依次
串联且串联后的两端均接地，限流电阻R10和去耦电容C1之间中点引出接+12V电源。
[0010] EPB动作指示电路M2包括限流电阻R11、发光二极管D2和去耦电容C2，限流电阻R11、发光二极管D2和去耦电容C2依次串联，串联后去耦电容C2的末端接地，串联后限流电阻R11的末端通过脚1连接ECU内部的三极管Q1的集
电极，限流电阻R11和去耦电容C2之间中点引出接+12V电源；三极管Q1的发射极接地，三极管Q1的基极接电子控制器ECU的主芯片的使能引脚CTR1。
[0011] 自动驻车功能开启指示电路M3包括限流电阻R12、发光二极管D3和去耦电容C3，限流电阻R12、发光二极管D3和去耦电容C3依次串联，串联后去耦电容C3的末端接地，串联后限流电阻R12的末端通过脚2连接ECU内部的三极管Q2的集电极，限流电阻R12和去耦电容C3之间中点引出接+12V电源；三极管Q2的发射极接地，三极管Q2的基极接电子控制器ECU的主芯片的使能引脚CTR2。
[0012] 拉起动作双控开关电路M4包括开关S1、电阻R13～R15，开关S1具有两个公共端分别为S11、S14，具有四个接线端分别为S12、S13、S15、S16；接线端S12接地，接线端S13通过电阻R14接到+12V电源，接线端S15处于悬空状态，接线端S16通过电阻R15接地；公共端S11通过脚4串联接到ECU内部的限流电阻R3的一端，限流电阻R3另一端经二极管D10接到电子控制器ECU的主芯片的内部唤醒口WAKE UP；公共端S14通过脚3分别接到ECU内部的电阻R1和电阻R2的一端，电阻R1的另一端连接到电子控制器ECU的主芯片的模数采集转换引脚ADC1和通用输入输出口GPIO1，电阻R2的另一端接到+5V电源。
[0013] 释放动作双控开关电路M5包括开关S2、电阻R16～R18，开关S2具有两个公共端分别为S21、S24，具有四个接线端分别为S22、S23、S25、S26；接线端S22接地，接线端S23通过电阻R17接到+12V电源，接线端S25处于悬空状态，接线端S26通过电阻R18接地；公共端S21通过脚6串联接到ECU内部的限流电阻R6的一端，限流电阻R6另一端经二极管D20接到电子控制器ECU的主芯片的内部唤醒口WAKE UP；公共端S24通过脚5分别接到ECU内部的电阻R4和电阻R5的一端，电阻R4的另一端连接到电子控制器ECU的主芯片的模数采集转换引脚ADC2和通用输入输出口GPIO2，电阻R5的另一端接到+5V电源。
[0014] 自动驻车功能双控开关电路M6包括开关S3、电阻R19～R21，开关S3具有两个公共端分别为S31、S34，具有四个接线端分别为S32、S33、S35、S36；接线端S32接地，接线端S33通过电阻R20接到+12V电源，接线端S35处于悬空状态，接线端S36通过电阻R21接地；公共端S31通过脚8串联接到ECU内部的限流电阻R9的一端，限流电阻R9另一端经二极管D30接到电子控制器ECU的主芯片的内部唤醒口WAKE UP；公共端S34通过脚7分别接到ECU内部的电阻R7和电阻R8的一端，电阻R7的另一端连接到电子控制器ECU的主芯片的模数采集转换引脚ADC3和通用输入输出口GPIO3，电阻R8的另一端接到+5V电源。
[0015] 所述的电子控制器ECU的主芯片内设置有内部含冗余校验模
块，内部含冗余校验模通过模数采集转换引脚ADC脚采集拉起动作双控开关电路M4/释放动作双控开关电路M5/自动驻车功能双控开关电路M6的三个电路中开关S1/S2/S3动作后而产生的数字触发信号，通用输入输出口GPIO采集拉起动作双控开关电路M4/释放动作双控开关电路M5/自动驻车功能双控开关电路M6的三个电路中开关S1/S2/S3动作后而产生的模拟触发信号，进而对模拟触发信号和数字触发信号进行校验对比，从而准确识别获得开关动作后的状态。
[0016] 所述的拉起动作双控开关电路M4中，公共端S11和接线端S12、S13构成了第一组单刀双掷开关，公共端S14和接线端S15、S16构成了第二组单刀双掷开关，两组单刀双掷开关构成了双刀双掷开关；公共端S11和公共端S14同步运动，分别在由接线端S12和接线端S15构成的接线端组与由接线端S13和接线端S16构成的接线端组之间切换连接。
[0017] 为了满足EPB开关能够唤醒EPB控制单元(唤醒EPB指的是车辆为了省电，使得EPB出于掉电状态即休眠，当驾驶员动作开关EPB就恢复正常工作状态)，本发明开关设计了一条wakeUP电路分支，当开关的动作时，通过此线被MCU采集到高低点位的变化，就可以触发EPB ECU进入正常工作状态(非省电模式)。
[0018] 本发明的有益效果是：
[0019] 本发明在添加信号识别冗余模块的同时，也避免了同一种识别方法带来的共因失效的
风险(如冗余两通道信号识别方法都为数字识别或两通道都为模拟识别)，且使得开关的功能全面，能填补功能上的空白。
[0020] 本发明通过数字信号和模拟信号的冗余校验，识别用户的操作开关的请求，增强了识别开关请求的功能安全。
[0021] 本发明的开关内集成开关唤醒及AUTOHOLD(自动驻车)功能的信号识别，故能匹配更多车载应用的功能需求。
附图说明
[0022] 图1为本发明的电路原理图。
具体实施方式
[0023] 下面将结合本发明
实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本
申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0024] 如图1所示，电子驻车系统EPB中包括控制开关和电子控制器ECU，控制开关连接于电子控制器ECU，电子控制器ECU具有一个主芯片，控制开关主要由背光灯照明电路(Rearview Lightening)M1、EPB动作指示电路(EPB LAMP)M2、自动驻车功能开启指示电路(AUTO LAMP)M3和三个独立的双控开关电路，三个双控开关电路分别为拉起动作双控开关电路(Brake)M4、释放动作双控开关电路(Release)M5、自动驻车功能双控开关电路(Auto Hold)M6构成，而且在电子控制器ECU的主芯片增设连接有电阻R1～R9、三极管Q1～Q3、二极管D10～D30，电阻R1～R9、三极管Q1～Q3和二极管D10～D30均位于汽车ECU内部。
[0025] 如图1所示，背光灯照明电路M1包括限流电阻R10、发光二极管D1和去耦电容C1，限流电阻R10、发光二极管D1和去耦电容C1依次串联且串联后的两端均接地，限流电阻R10和去耦电容C1之间中点引出接+12V电源；发光二极管D1作为工作总指示灯，保持常开状态。
[0026] 如图1所示，EPB动作指示电路M2包括限流电阻R11、发光二极管D2和去耦电容C2，限流电阻R11、发光二极管D2和去耦电容C2依次串联，串联后去耦电容C2的末端接地，串联后限流电阻R11的末端通过脚1连接ECU内部的三极管Q1的集电极，限流电阻R11和去耦电容C2之间中点引出接+12V电源；三极管Q1的发射极接地，三极管Q1的基极接电子控制器ECU的主芯片的使能引脚CTR1；发光二极管D2作为EPB动作指示灯，ECU通过内部控制使能引脚CTR1，控制三极管Q1决定EPB动作指示灯是否点亮。
[0027] 如图1所示，自动驻车功能开启指示电路M3包括限流电阻R12、发光二极管D3和去耦电容C3，限流电阻R12、发光二极管D3和去耦电容C3依次串联，串联后去耦电容C3的末端接地，串联后限流电阻R12的末端通过脚2连接ECU内部的三极管Q2的集电极，限流电阻R12和去耦电容C3之间中点引出接+12V电源；三极管Q2的发射极接地，三极管Q2的基极接电子控制器ECU的主芯片的使能引脚CTR2；发光二极管D3作为自动驻车功能指示灯，ECU通过内部控制使能引脚CTR2，控制三极管Q2决定自动驻车功能指示灯是否点亮。
[0028] 如图1所示，拉起动作双控开关电路M4包括开关S1、电阻R13～R15，开关S1具有两个公共端分别为S11、S14，具有四个接线端分别为S12、S13、S15、S16；公共端S11和接线端S12、S13构成了单刀双掷开关，公共端S14和接线端S15、S16构成了单刀双掷开关；接线端S12接地，接线端S13通过电阻R14接到+12V电源，接线端S15处于悬空状态，接线端S16通过电阻R15接地；公共端S11通过脚4串联接到ECU内部的限流电阻R3的一端，限流电阻R3另一端经二极管D10接到电子控制器ECU的主芯片的内部唤醒口WAKE UP；公共端S14通过脚3分别接到ECU内部的电阻R1和电阻R2的一端，电阻R1的另一端接到电子控制器ECU的主芯片的模数采集转换引脚ADC1、通用输入输出口GPIO1，电阻R2的另一端接到+5V电源，脚3同时通过电阻R13接地；脚3成为电阻R2与电阻R13串联分压的中点，脚3
电压数值被ECU的模数采集转换引脚ADC1读取。
[0029] 如图1所示，释放动作双控开关电路M5包括开关S2、电阻R16～R18，开关S2具有两个公共端分别为S21、S24，具有四个接线端分别为S22、S23、S25、S26；公共端S21和接线端S22、S23构成了单刀双掷开关，公共端S24和接线端S25、S26构成了单刀双掷开关；接线端S22接地，接线端S23通过电阻R17接到+12V电源，接线端S25处于悬空状态，接线端S26通过电阻R18接地；公共端S21通过脚6串联接到ECU内部的限流电阻R6的一端，限流电阻R6另一端经二极管D20接到电子控制器ECU的主芯片的内部唤醒口WAKE UP；公共端S24通过脚5分别接到ECU内部的电阻R4和电阻R5的一端，电阻R4的另一端接到电子控制器ECU的主芯片的模数采集转换引脚ADC2、通用输入输出口GPIO2，电阻R5的另一端接到+5V电源，脚5同时通过电阻R16接地；脚5成为电阻R5与电阻R16串联分压的中点，脚5电压数值被ECU的模数采集转换引脚ADC2读取。
[0030] 如图1所示，自动驻车功能双控开关电路M6包括开关S3、电阻R19～R21，开关S3具有两个公共端分别为S31、S34，具有四个接线端分别为S32、S33、S35、S36；公共端S31和接线端S32、S33构成了单刀双掷开关，公共端S34和接线端S35、S36构成了单刀双掷开关；接线端S32接地，接线端S33通过电阻R20接到+12V电源，接线端S35处于悬空状态，接线端S36通过电阻R21接地；公共端S31通过脚8串联接到ECU内部的限流电阻R9的一端，限流电阻R9另一端经二极管D30接到电子控制器ECU的主芯片的内部唤醒口WAKEUP；公共端S34通过脚7分别接到ECU内部的电阻R7和电阻R8的一端，电阻R7的另一端接到+5V电源和电子控制器ECU的主芯片的模数采集转换引脚ADC3、通用输入输出口GPIO3，电阻R8的另一端接到+5V电源，脚7同时通过电阻R19接地；脚7成为电阻R8与电阻R19串联分压的中点，脚7电压数值被ECU的模数采集转换引脚ADC3读取。
[0031] 本发明中，发光二极管D2、D3受EPB ECU控制，发光二极管D1受整车其他单元控制。
[0032] 电子控制器ECU的主芯片内设置有内部含冗余校验模块，内部含冗余校验模通过模数采集转换引脚ADC脚采集拉起动作双控开关电路M4/释放动作双控开关电路M5/自动驻车功能双控开关电路M6的三个电路中开关S1/S2/S3动作后而产生的数字触发信号，通用输入输出口GPIO采集拉起动作双控开关电路M4/释放动作双控开关电路M5/自动驻车功能双控开关电路M6的三个电路中开关S1/S2/S3动作后而产生的模拟触发信号，进而对模拟触发信号和数字触发信号进行校验对比，从而准确识别获得开关动作后的状态。
[0033] 拉起动作双控开关电路M4中，公共端S11和接线端S12、S13构成了第一组单刀双掷开关，公共端S14和接线端S15、S16构成了第二组单刀双掷开关，两组单刀双掷开关构成了双刀双掷开关；公共端S11和公共端S14同步运动，分别在由接线端S12和接线端S15构成的接线端组与由接线端S13和接线端S16构成的接线端组之间切换连接。
[0034] 本发明特殊地将电子驻车系统EPB的控制中的驻车开关分为拉起动作双控开关电路M4、释放动作双控开关电路M5、自动驻车功能双控开关电路M6的三个功能开关，拉起动作双控开关电路M4、释放动作双控开关电路M5、自动驻车功能双控开关电路M6分别用于对驾驶员操作意图的识别，设计的优势在于在满足开关所需功能的前提下，又保障三个电路相互独立，在某一个开关电路失效时，不引起其他开关电路的信号识别。
[0035] 同时本发明将指示电路分为三种，分别为背光灯照明电路M1、EPB动作指示电路M2、自动驻车功能开启指示电路M3，这样能提示电子驻车系统EPB当前处于何种工作状态。
[0036] 具体实施中，电子控制器ECU的主芯片采用飞思卡尔MS9S12P128MGK型号。
[0037] 本发明的控制开关控制方法过程如下：
[0038] 状态模式1：
[0039] 系统处于初始状态下(开关不动作)，通过ECU的使能引脚CTR1控制三极管Q1关闭，EPB动作指示灯D2不亮。
[0040] 公共端S11与接线端S12连接，此时公共端S11一端经接线端S12接地，公共端S11另一端通过脚1连接ECU内部的电阻R3及二极管D10。
[0041] 公共端S14与接线端S15连接，此时公共端S14一端经接线端S15悬空，公共端S14另一端连接到电阻R2与电阻R13的中点。此时通过ECU的模数采集转换引脚ADC1读取的脚3电压数值＝5×(R13/(R13+R2))，ECU识别信号输入低。
[0042] 1、当驾驶员请求驻车时，按下开启开关S1，启动电子驻车
[0043] 按下开启开关S1，即将S11从连接到S12的状态变成连接到S13的状态，同时将S14从连接到S15的状态变成连接到S16的状态。
[0044] A.通过ECU的使能引脚CTR1控制三极管Q1打开，EPB动作指示灯D2亮，显示此时有驻车请求；
[0045] B.S11连接到S13，此时S11一端经S13通过电阻R14连接+12V，S11另一端通过脚4输入到ECU内部的电阻R3及二极管D10。
[0046] 在S11接通S13的同时，S14连接S16，此时模数采集转换引脚ADC1读取的脚3电压数值＝5×(R13//R15/((R13//R15)+R2))，此时通过通用输入输出口GPIO1读取采集ECU识别到一个从低到高的触发信号1。ECU通过对比脚3电压的变化，识别到触发信号2。
[0047] C.实现开关的功能安全，ECU将会对触发信号1与触发信号2进行校验对比，当两个触发信号均为正确驻车下应有的信号时，则判断出驾驶员有拉起EPB开关需求，防止单一模块失效导致的误触发功能。
[0048] 状态模式2：
[0049] 系统处于初始状态下(开关不动作)，通过ECU的使能引脚CTR1控制三极管Q1关闭，EPB动作指示灯D2不亮。
[0050] 公共端S21与接线端S22连接，此时公共端S21一端经接线端S22接地，公共端S21另一端通过脚6连接ECU内部的电阻R6及二极管D20。
[0051] 公共端S24与接线端S25连接，此时公共端S24一端经接线端S25悬空，公共端S24另一端连接到电阻R2与电阻R16的中点。此时通过ECU的模数采集转换引脚ADC2读取的脚5电压数值＝5×(R16/(R5+R16))，ECU识别信号输入低。
[0052] 1、当驾驶员请求启动车辆时，按下开启开关S2，启动驻车释放
[0053] 按下开启开关S2，即将S21从连接到S22的状态变成连接到S23的状态，同时将S24从连接到S25的状态变成连接到S26的状态。
[0054] A.通过ECU的使能引脚CTR1控制三极管Q1打开，EPB动作指示灯D2亮，显示此时有释放请求；
[0055] B.S21连接到S23，此时S21一端经S23通过电阻R17连接+12V，另一端通过引脚6输入到ECU内的电阻R6及二极管D20。
[0056] 在S21接通S23的同时，S24连接S26，此时模数采集转换引脚ADC2读取的脚5电压数值＝5×(R16//R18/((R16//R18)+R5))，此时通过通用输入输出口GPIO2读取采集ECU识别到一个从低到高的触发信号3。ECU通过对比脚5电压的变化，识别到触发信号4。
[0057] C.实现开关的功能安全，ECU将会对触发信号3与触发信号4进行校验对比，当两个触发信号均为正确驻车释放下应有的信号时，则ECU判断驾驶员有按下开关需求，防止单一模块失效导致的误触发功能。
[0058] 状态模式3：
[0059] 系统处于初始状态下(开关不动作)，通过ECU的使能引脚CTR2控制三极管Q2关闭，自动驻车功能指示灯D3不亮。
[0060] 公共端S31与接线端S32连接，此时公共端S31一端经接线端S32接地，公共端S31另一端通过脚8连接ECU内部的电阻R9及二极管D30。
[0061] 公共端S34与接线端S35连接，此时公共端S34一端经接线端S35悬空，公共端S34另一端连接到电阻R8与电阻R19的中点。此时通过ECU的模数采集转换引脚ADC3读取的脚7电压数值＝5×(R19/(R8+R19))，ECU识别信号输入低。
[0062] 1、当驾驶员请求自动驻车功能，按下开启开关S3，启动自动驻车功能[0063] 按下开启开关S3，即将S31从连接到S32的状态变成连接到S33的状态，同时将S34从连接到S35的状态变成连接到S36的状态。
[0064] A.通过ECU的使能引脚CTR2控制三极管Q2打开，自动驻车功能指示灯D3亮，显示启动自动驻车功能。
[0065] B.S31连接到S33，此时S31一端经S33通过电阻R20连接+12V，另一端通过引脚8输入到ECU内的电阻R9及二极管D30。
[0066] 在S31接通S33的同时，S34连接S36，此时模数采集转换引脚ADC3读取的脚7电压数值＝5×(R19//R21/((R19//R21)+R8))，此时通过通用输入输出口GPIO3读取采集ECU识别到一个从低到高的触发信号5。ECU通过对比脚7电压的变化，识别到触发信号6。
[0067] C.实现开关的功能安全，ECU将会对触发信号5与触发信号6进行校验对比，当两个触发信号均为正确的启动自动驻车功能下应有的信号时，则判断驾驶员启动自动驻车功能，防止单一模块失效导致的误触发功能。
[0068] 具体实施中，各个开关含有唤醒功能，当电子控制器ECU处于休眠模式时，通过开关的动作输出一个脉冲触发信号经模数采集转换引脚ADC脚被ECU采集，使得ECU从休眠模式进入正常工作模式。
[0069] A、电子控制器ECU在不工作时处于休眠状态，以降低自身的功耗，当驾驶员有拉起开关S1时，触发信号1将作为唤醒信号输入，使得电子驻车系统EPB进入正常工作状态。
[0070] B、电子控制器ECU在不工作时处于休眠状态，以降低自身的功耗，当驾驶员下按开关S2时，触发信号3将作为唤醒信号输入，使得电子驻车系统EPB处于正常工作状态。
[0071] C、电子控制器ECU在不工作时处于休眠状态，以降低自身的功耗，驾驶员按下开关S3时，触发信号5将作为唤醒信号输入，使得电子驻车系统EPB处于正常工作状态。
[0072] 目前的开关依靠单一的信号(模拟或数字)进行驾驶员请求的识别，随着ISO26262标准的推广对汽车功能安全提出了更高的要求，本发明的控制开关设计实现了对模拟量(电压)和
数字量(高低电位，当电压低于
门限值为0，当电压高于门限值则为1)的校验提供了
接口，如下图所示的GPIO1线路及ADC1线路。MCU的通过对这两路信号线进行校验得知驾驶员的请求。因两种方式都能独立的采集到驾驶员的请求，同时它们对信号识别的方法是不一致的。故在添加信号识别冗余模块的同时，也避免了同一种识别方法带来的共因失效的风险(如冗余两通道信号识别方法都为数字识别或两通道都为模拟识别)。
[0073] 随着EPB功能的拓展，自动驻车功能的产生，需要开关提供相应的接口。本发明的控制开关结构设计中添加了自动驻车功能信号的
触发电路，使得开关的功能更全面，填补了自动驻车功能上的空白。
[0074] 本发明的控制开关的设计，对EPB(电子驻车系统)的上拉开关、下拉开关都采用独立控制的双掷开关。不采用一个开关的动作去识别上拉和下拉。避免了一个开关的失效导致两个信号(上拉和下拉)都无法识别，在某些工况下更能保护用户的安全。
[0075] 为了满足EPB开关能够唤醒EPB控制单元(唤醒EPB指的是车辆为了省电，使得EPB出于掉电状态即休眠，当驾驶员动作开关EPB就恢复正常工作状态)，本发明的控制开关设计了一条wakeUP线，当开关的动作时，通过此线被MCU采集到高低点位的变化，就可以触发EPB ECU进入正常工作状态(非省电模式)。
[0076] 除上述优选实施例外，本发明还有其他的实施方式，本领域技术人员可以根据本发明作出各种改变和
变形，只要不脱离本发明的精神，均应属于本发明
权利要求书中所定义的范围。
[0077] 显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
