一种客车电子手刹控制器及其控制方法与流程

本发明涉及一种客车电子手刹控制器及其控制方法。

背景技术：

目前，已有部分高档乘用车应用了电子手刹系统，取消了常规的拉线式手刹。但在客车、卡车等商用车领域，由于该领域的车型多采用气压制动，不同于乘用车的油压制动，所以在上述领域几乎没有安装电子手刹的车型。因此，如何设计一种客车电子手刹控制器，尚缺乏有效的解决方案。

技术实现要素：

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种客车电子手刹控制器及其控制方法，具有控制拉手刹、松手刹以及解除手刹功能。

本发明所采用的技术方案是：

一种客车电子手刹控制器，包括壳体以及设置在壳体内的电源模块、信号去抖动模块、控制器和功率输出模块，所述电源模块用于给信号去抖动模块、控制器和功率输出模块提供所需的电源，所述信号去抖动模块与控制器的输入端连接，所述控制器的输出端与功率输出模块连接。

进一步的，所述电源模块包括电源电路和滤波电路。

进一步的，所述电源电路包括电源芯片、第一二极管和第三二极管，所述第一二极管的阳极连接24v电源，所述第一二极管的阴极通过电阻与电源芯片的输入端连接，所述电源芯片的输出端给信号去抖动模块、控制器和功率输出模块提供所需的电源，所述电源芯片的接地端通过第三二极管与地节点连接。

进一步的，所述滤波电路包括第一电容、第二电容、第三电容、第四电容和第二二极管，并联的第二电容和第四电容的一端与电源芯片的输入端连接，另一端与电源芯片的接地端连接，并联的第一电容和第三电容的一端与电源芯片的输出端连接，另一端与电源芯片的接地端连接；第二二极管的阳极与地节点连接，第二二极管的阴极与24v电源连接。

进一步的，所述信号去抖动模块包括多路信号去抖动电路，所述信号去抖动电路包括并联的电阻、电容和稳压管，并联的电阻、电容和稳压管的一端接地，另一端分别与第二电阻和控制器的输入端连接，所述第二电阻的另一端为电子手刹控制器的输入端。

进一步的，所述功率输出模块包括继电器、智能电源开关、第一三极管和第三三极管，所述第一三极管的基极通过电阻与控制器的一输出端连接，所述第一三极管的集电极通过电阻与智能电源开关的输入端连接，所述智能电源开关的输出端与继电器的常开开关的一端连接，所述第三三极管的基极通过电阻与控制器的另一输出端连接，所述第三三极管的集电极与继电器的线圈连接，所述继电器的常开开关的另一端为电子手刹控制器的输出端。

进一步的，所述智能电源开关采用bts443p型智能电源开关。

进一步的，所述功率输出模块还包括与智能电源开关的第四管脚连接的检测电路，所述检测电路包括并联的电容和电阻以及并联的稳压管和电容；

所述并联的电容和电阻的一端与智能电源开关的第四管脚连接，所述并联的电容和电阻的一端还通过电阻与并联的稳压管和电容的一端连接，并联的电容和电阻的另一端以及并联的稳压管和电容的另一端接地。

进一步的，所述控制器采用mc68hc08系列单片机。

一种如上所述的客车电子手刹控制器的控制方法，该方法包括以下步骤：

采集手制动状态信号、拉手刹信号和松手刹信号；

接收到手制动状态信号，则驱动手刹工作指示灯点亮；

当接收到拉手刹信号时，输出拉手刹电磁阀控制信号，控制执行拉手刹动作；

当接收到松手刹信号时，并且接收到的脚制动状态信号为正信号时，则输出松刹电磁阀控制信号，控制执行松手刹动作；

当循环接收到拉手刹信号和松手刹信号时，并且未接收到手制动状态信号，则输出拉手刹电磁阀控制信号，控制执行拉手刹动作；当循环接收到拉手刹信号和松手刹信号时，并且接收到手制动状态信号，则输出松刹电磁阀控制信号，控制执行松手刹动作。

进一步的，还包括：

当接收到的松手刹信号的时间超过设定的时间阈值后，输出松刹电磁阀控制信号，强制执行松手刹动作；

当循环接收到拉手刹信号和松手刹信号超过设定的时间阈值后，循环输出拉刹电磁阀控制信号和松刹电磁阀控制信号，循环反复执行拉手刹动作和松手刹动作。

进一步的，还包括：

从发动机can总线的信号中读取到发动机转速，采集车门信号和变速箱空挡信号；

当发动机转速大于设定的转速阈值，并且未接收到车门信号和变速箱空挡信号，接收到手制动状态信号，则输出松刹电磁阀控制信号，控制执行松手刹动作。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本发明的电子手刹控制器可方便的固定在车身内部，与整车控制线束连接，起到安全控制整车功能；

(2)本本发明采用单片机读取整车状态，通过功率输出模块控制电子手刹气控阀的开关，预防电磁冲击和反向电压干扰。

附图说明

图1是客车电子手刹控制器结构框图；

图2是电源电路和滤波电路的电路图；

图3是信号去抖动电路的电路图；

图4是功率输出模块的电路图；

图5是客车电子手刹控制器的管脚电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进一步说明。

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

在本发明中，术语如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“侧”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，只是为了便于叙述本发明各部件或元件结构关系而确定的关系词，并非特指本发明中任一部件或元件，不能理解为对本发明的限制。

本发明中，术语如“固接”、“相连”、“连接”等应做广义理解，表示可以是固定连接，也可以是一体地连接或可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的相关科研或技术人员，可以根据具体情况确定上述术语在本发明中的具体含义，不能理解为对本发明的限制。

如图1所示，本发明提供了一种客车电子手刹控制器，该客车电子手刹控制器包括壳体以及设置在壳体内的电源模块1、信号去抖动模块2、控制器3和功率输出模块4，所述电源模块1用于给信号去抖动模块2、控制器3和功率输出模块4提供所需的电源，所述信号去抖动模块2与控制器3的输入端连接，所述控制器3的输出端与功率输出模块4连接，所述功率输出模块4用于输出控制拉手刹电磁阀、松手刹电磁阀或手刹工作指示灯信号。所述客车电子手刹控制器的壳体可方便的固定在车身内部，与整车控制线束连接，起到安全控制功能。

所述电源模块包括电源电路和滤波电路，所述电源电路，用于将输入的24vdc车载电源降压到5vdc电源电压，给其他模块供电；所述滤波电路与电源电路连接，用于对电源电路输出的电源电压进行滤波处理，滤除干扰。由于车辆上用电器众多，包含有电容性负载、电感性负载和阻性负载，同时发电机还存在有抛负载的失效模式，所以车辆的电源电压存在各种纹波和异常电压抖动。为防止电源电压的异常对电子手刹控制器其他电路的破坏损伤，提高电子手刹控制器的可靠性，针对车辆电源电压可能的异常点，选择滤波电路进行干扰滤除，将电压的波动抑制到电子手刹控制器内部电路可以接受的程度。

图2是电源电路和滤波电路的电路图。所述电源电路包括电阻r1、电源芯片u1、二极管d1和二极管d3，所述二极管d1的阳极连接24v电源，阴极连接电阻r1，所述电阻r1的另一端与电源芯片u1的输入端连接，所述电源芯片u1的输出端向信号去抖动模块、控制器和功率输出模块输出所需的电源，所述电源芯片u1的接地端通过二极管d3与地节点sgnd连接。

在本实施例中，所述电源芯片u1采用7805电源芯片。

所述滤波电路包括电容c1、电容c2、电容c3、电容c4和二极管d2，并联的电容c2和电容c4的一端与电源芯片u1的输入端连接，另一端与电源芯片u1的接地端连接，并联的电容c1和电容c3的一端与电源芯片u1的输出端连接，另一端与电源芯片u1的接地端连接；二极管d2的阳极与地节点sgnd连接，二极管d2的阴极与24v电源连接。

所述信号去抖动模块，用于对控制器输入端的外部干扰进行抑制。由于电子手刹控制器需要实时判断控制器的输入管脚状态，如判断输入管脚的状态正确与否关系着整车的运行安全，因此设置了信号去抖动电路对外部干扰进行全面抑制。

所述信号去抖动模块包括六路信号去抖动电路，如图3所示，所述信号去抖动电路包括电阻r2、电阻r3、电容c5和稳压管d4，所述电阻r3、电容c5和稳压管d4并联连接，并联的电阻r3、电容c5和稳压管d4的一端接地，另一端分别与电阻r2和控制器的输入端连接，所述电阻r2的另一端作为该电子手刹控制器的输入端，用于接收总线信号、车门信号、空挡信号、手制动信号和脚制动信号。

所述控制器采用mc68hc(9)08系列单片机来实现，单片机具有集成度高，逻辑实现方便，定时器精度高，可实现负载控制要求，mc68hc(9)08系列单片机具备防止代码跑飞的功能，而且即使发生了代码跑飞，它也能防止应用出现故障。

所述功率输出模块，用于控制拉手刹电磁阀、松手刹电磁阀或手刹工作指示灯；由于功率输出电路对应的负载为大功率灯类型负载，可靠的功率输出电路需要既能达到需要的输出能力又要求有足够的寿命次数，优选地，功率输出电路采用继电器，满足了这两方面的要求。

图4是功率输出模块的电路图。如图4所示，所述功率输出模块包括继电器k1、智能电源开关q2、三极管q1、三极管q3和稳压管vr1，所述三极管q1的基极通过电阻r12与控制器的一输出端连接，所述三极管q1的发射极接地，所述三极管q1的集电极通过电阻r7与智能电源开关q2的输入端连接，所述智能电源开关q2的输出端与继电器k1的常开开关的一端连接，所述三极管q3的基极通过电阻r21与控制器的另一输出端连接，所述三极管q3的发射极接地，所述三极管q1的集电极与继电器k1的线圈连接，所述继电器k1的常开开关的另一端为电子手刹控制器的输出端，用于与拉手刹电磁阀、松手刹电磁阀或手刹工作指示灯连接。

在本实施例中，所述智能电源开关q2采用bts443p型智能电源开关。

在本实施例中，所述功率输出模块还包括与智能电源开关q2的is端连接的检测电路，所述检测电路包括并联的电容c12和电阻r13、电阻r11以及并联的稳压管vr1和电容c13。所述并联的电容c12和电阻r13的一端分别与智能电源开关q2的is端、电阻r11的一端连接，所述电阻r11的另一端与并联的稳压管vr1和电容c13的一端连接，并联的电容c12和电阻r13的另一端以及并联的稳压管vr1和电容c13的另一端接地。

所述客车电子手刹控制器的壳体上设置有与整车控制线束连接的电源管脚、输入管脚和输出管脚。图5是客车电子手刹控制器的管脚电路原理图。如图5所示，所述电源管脚包括a1脚和a2脚，a1脚接电源，a2脚接地线；所述输入管脚包括b1脚、b2脚、b3脚、b4脚、b5脚、b6脚、c1脚、c2脚和c3脚，b1脚和b2脚用于从can总线中读取发动机转速信息；b3脚接收车门信号，车门打开时为正信号、关闭时悬空；b4脚接收空挡信号，在空挡时为负信号、不在空挡时悬空；b5脚接收手制动状态信号，拉上手刹为负信号、未拉时悬空；b6脚接收脚制动状态信号，踩下制动时为正信号、未踩时悬空；c1脚接收拉手刹信号，为负控点动开关、c2脚接收松手刹信号，为负控点动开关；c3脚接收循环切换手刹信号，为负控点动开关；输出管脚包括d1脚、d2脚和d3脚，d1脚输出手刹工作指示灯控制信号，d2脚输出松手刹电磁阀控制信号，d3脚输出拉手刹电磁阀控制信号。

所述客车电子手刹控制器使用时：

当b5脚接到负信号时，d1脚一直往外输出24v电源，驱动手刹工作指示灯点亮；

当c1脚接到负触发信号(>0.2s)后，d3脚向外输出持续0.5s的高电平电源，执行拉手刹动作；

当c2脚接到负触发信号(>0.2s)后，若此时b6脚接到高电平信号，则d2脚向外输出持续0.5s的高电平电源，执行松手刹动作；

当c2脚接到负触发信号(>0.2s)后，若此时b6脚未接到高电平信号(为悬空状态)，则d2脚不向外输出高电平电源；

当c2脚接到大于1s的负触发信号后，则不管b6脚处于何种状态，d2脚向外输出持续0.5s的高电平电源，强制执行松手刹动作；

当c3脚接到负触发信号(>0.2s)后，若b5脚为悬空状态，则d3脚向外输出持续0.5s的高电平电源，执行拉手刹动作；

当c3脚接到负触发信号(>0.2s)后，若b5脚为接地状态，则此时检测b6脚的状态，若b6脚同时为高电平信号，则d2脚向外输出持续0.5s的高电平电源，执行松手刹动作；若b6脚为悬空状态，则d2脚不向外输出高电平电源；

当c3脚接到大于1s的负触发信号后，在电子控制器通电的一个循环内，不管别的脚位的状态，第一次执行d3脚向外输出高电平电源(持续0.5s、拉手刹动作)，第二次执行d2脚向外输出高电平电源(持续0.5s、松手刹动作)，循环反复；

当从发动机can总线的信号中读取到发动机转速大于400r/min、油门开度大于20％，b3脚悬空，未接到正信号，车门关闭；b4脚悬空，未接到负信号，变速箱不在空挡；b5脚接地，驻车制动有效；d2脚向外输出持续0.5s的高电平电源，自动执行松手刹动作。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。