CN109017314B - 一种基于电机控制器的电源管理系统以及控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种基于电机控制器的电源管理系统及控制方法，该电源管理系统包括：储能装置、点火开关、整车控制器以及电机控制器，电机控制器包括第一开关、电源芯片、CAN通信收发器以及微处理器。其中，第一开关分别与储能装置、点火开关以及电源芯片相连。在休眠时，电源芯片输出第一信号，控制第一开关闭合，以使电源芯片能够持续为CAN通信收发器以及微处理器供电，当需要进行系统唤醒时，无需重新对各器件进行上电，进而提高了唤醒速度。除此，微处理器基于点火开关输出的点火信号以及CAN通信收发器输出的目标CAN通信信号，执行自检动作。本电源管理系统没有额外使用延时芯片，降低了系统成本。

Description

一种基于电机控制器的电源管理系统以及控制方法
技术领域
本发明涉及电源管理技术领域，具体涉及一种基于电机控制器的电源管理系统以及控制方法。
背景技术
电机控制器被应用在电动汽车等领域，基于点火开关提供的点火信号，实现开机或关机控制。除此，电机控制器还可以基于整车控制器发出的CAN通信信号，实现扭矩输出等功能。
然而，随着电动汽车技术的不断发展，需要电机控制器具备延时掉电功能以及远程休眠/唤醒功能。通常，整车控制器通过CAN总线向电机控制器下发休眠或掉电指令，然后电机控制器再通过CAN总线将该指令下发到延时时间判定电路中的计时芯片，该计时芯片控制电源开关驱动电路以及电源开关执行电路完成下电。
但，发明人发现，上述延时时间判定电路中包括计时芯片，其成本较高，除此，上述电路在休眠模式下，电机控制器完全断电，CPU在结束休眠时需要经过系统初始化才能正常运行，唤醒速度较慢。
因此，如何提供一种基于电机控制器的电源管理系统，既能降低系统成本，又能提高唤醒速度，是本领域技术人员亟待解决的一大技术难题。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种基于电机控制器的电源管理系统以及控制方法，既能降低系统成本，提高唤醒速度。
为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：
一种基于电机控制器的电源管理系统，包括：储能装置、点火开关、整车控制器以及电机控制器，所述电机控制器包括第一开关、电源芯片、CAN通信收发器以及微处理器；
所述第一开关分别与所述储能装置、所述点火开关以及所述电源芯片相连，
基于所述点火开关输出的点火信号和/或所述电源芯片输出的电源信号，控制所述第一开关的关断状态；
所述电源芯片与所述CAN通信收发器以及所述微处理器相连，
当所述电源管理系统处于休眠状态时，所述电源芯片输出的电源信号使所述第一开关闭合，为所述CAN通信收发器以及所述微处理器供电；
所述CAN通信收发器与所述整车控制器相连，
将所述整车控制器输出的CAN通信信号转换成目标CAN通信信号；
所述微处理器与所述点火开关以及所述CAN通信收发器相连，
基于所述点火信号以及所述目标CAN通信信号，执行自检动作；
当所述微处理器完成自检动作后，所述微处理器和电源芯片执行关机动作，所述第一开关断开。
可选的，所述基于所述点火开关输出的点火信号和/或所述电源芯片输出的电源信号，控制所述第一开关的关断状态，包括：
当所述点火开关输出的点火信号或所述电源芯片输出的电源信号为第一信号时，所述第一开关闭合，所述储能装置通过所述第一开关为所述电源芯片输出第一电压信号，所述电源芯片将所述第一电压信号转换成目标电压信号，为所述CAN通信收发器以及所述微处理器供电；
当所述电源芯片输出的电源信号以及所述点火开关输出的点火信号均为第二信号时，所述第一开关断开。
可选的，所述基于所述点火信号以及所述目标CAN通信信号，执行自检动作，包括：
当所述点火信号为所述第二信号或所述目标CAN通信信号为关机通信信号时，所述微处理器执行自检动作。
可选的，所述第一开关包括第一MOSFET、第二MOSFET以及与逻辑电路；
所述第一MOSFET的输出端作为所述与逻辑电路的第一输入端，所述第二MOSFET的输出端作为所述与逻辑电路的第二输入端，所述与逻辑电路的输出端作为所述第一开关的输出端。
可选的，所述第一信号为高电平，所述第二信号为低电平。
可选的，所述微处理器和电源芯片执行关机动作，包括：
当预设时间到达时，所述微处理器输出关机信号，所述电源芯片基于所述关机信号输出所述第二信号，所述第一开关断开，所述电源芯片停止为所述CAN通信收发器以及所述微处理器供电。
可选的，所述电源管理系统处于休眠状态，包括：
当所述目标CAN通信信号为休眠信号时，所述微处理器输出第一SPI通信信号，所述电源芯片基于所述第一SPI通信信号输出所述第一信号，所述第一开关闭合，所述电源芯片为所述CAN通信收发器以及所述微处理器供电。
一种控制方法，应用于任意一项上述的电源管理系统，所述控制方法包括：
第一工作模式，当所述点火信号为所述第二信号或所述目标CAN通信信号为所述关机通信信号时，所述微处理器执行自检动作；
第二工作模式，当所述目标CAN通信信号为所述休眠信号时，所述微处理器执行休眠动作。
可选的，所述微处理器执行自检动作后，还包括：
当预设时间到达时，所述微处理器输出所述关机信号，所述电源芯片基于所述关机信号输出所述第二信号，所述第一开关断开，所述电源芯片停止为所述CAN通信收发器以及所述微处理器供电。
可选的，所述微处理器执行休眠动作，包括：
当所述目标CAN通信信号为所述休眠信号时，所述微处理器输出第一SPI通信信号，所述电源芯片基于所述第一SPI通信信号输出所述第一信号，所述第一开关闭合，所述电源芯片为所述CAN通信收发器以及所述微处理器供电。
基于上述技术方案，本发明提供了一种基于电机控制器的电源管理系统及控制方法，该电源管理系统包括：储能装置、点火开关、整车控制器以及电机控制器，电机控制器包括第一开关、电源芯片、CAN通信收发器以及微处理器。其中，第一开关分别与储能装置、点火开关以及电源芯片相连。在休眠时，电源芯片输出第一信号，控制第一开关闭合，以使电源芯片能够持续为CAN通信收发器以及微处理器供电，当需要进行系统唤醒时，无需重新对各器件进行上电，进而提高了唤醒速度。
除此，微处理器基于点火开关输出的点火信号以及CAN通信收发器输出的目标CAN通信信号，执行自检动作。本电源管理系统没有额外使用延时芯片，降低了系统成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种基于电机控制器的电源管理系统的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种控制方法的流程示意图；
图3为本发明实施例提供的一种控制方法的又一流程示意图；
图4为本发明实施例提供的一种控制方法的又一流程示意图。
具体实施方式
为了解决背景技术中电源管理系统成本高以及唤醒速度较慢的问题，本发明实施例提供了一种基于电机控制器的电源管理系统。
请参阅图1，图1为该电源管理系统的结构示意图，该电源管理系统包括：储能装置21、点火开关22、整车控制器23以及电机控制器24，其中，电机控制器24包括第一开关241、电源芯片242、CAN通信收发器243以及微处理器244。
具体的，各器件的连接关系如下：
第一开关241分别与储能装置21、点火开关22以及电源芯片242相连。
基于所述点火开关22输出的点火信号和/或所述电源芯片242输出的电源信号，控制所述第一开关241的关断状态。
所述电源芯片242与所述CAN通信收发器243以及所述微处理器244相连。
当所述电源管理系统处于休眠状态时，所述电源芯片242输出的电源信号使所述第一开关241闭合，为所述CAN通信收发器243以及所述微处理器244供电。
所述CAN通信收发器243与所述整车控制器23相连。
将所述整车控制器23输出的CAN通信信号转换成目标CAN通信信号。
所述微处理器244与所述点火开关22以及所述CAN通信收发器243相连。
基于所述点火信号以及所述目标CAN通信信号，执行自检动作。
当所述微处理器完成自检动作后，所述微处理器244和电源芯片242执行关机动作，所述第一开关241断开。
基于上述各器件的连接关系，请参阅图2，对本发明实施例提供的电源管理系统的工作原理进行说明，该控制方法包括:
S31、第一工作模式：
当点火信号为第二信号或所述目标CAN通信信号为关机通信信号时，微处理器244执行自检动作，并在自检完成后控制第一开关断电完成关机。
S32、第二工作模式：
当所述目标CAN通信信号为休眠信号时，微处理器244执行休眠动作。
具体的，本发明实施例提供的电源管理系统主要实现两种工作模式，在本实施例中，将两种工作模式定义为第一工作模式以及第二工作模式，其中，第一工作模式为微处理器244实现关机自检的工作模式，第二工作模式为微处理器244实现休眠的工作模式。
进一步的，本实施例通过控制点火信号为第二信号或控制所述目标CAN通信信号为关机通信信号时，微处理器则执行自检动作并在自检完成后由微处理器控制第一开关断电完成关机，即，电源管理系统处于第一工作模式。
通过控制目标CAN通信信号为休眠信号时，微处理器则执行休眠动作，此时，电源芯片输出第一信号，控制第一开关闭合，以使电源芯片能够持续为CAN通信收发器以及微处理器供电，即，电源管理系统处于第二工作模式。当需要进行系统唤醒时，无需重新对各器件进行上电，进而提高了唤醒速度。
可见，本方案提供的电源管理系统在进行休眠时，能够通过电源芯片为CAN通信收发器以及所述微处理器持续供电。且本电源管理系统没有额外使用延时芯片，降低了系统成本。
值得一提的是，在本实施例中，第一开关的关断状态基于上述点火开关输出的点火信号和/或上述电源芯片输出的电源信号。
当所述点火开关输出的点火信号或所述电源芯片输出的电源信号为第一信号时，所述第一开关闭合，所述储能装置通过所述第一开关为所述电源芯片输出第一电压信号，所述电源芯片将所述第一电压信号转换成目标电压信号，为所述CAN通信收发器以及所述微处理器供电。
当所述电源芯片输出的电源信号以及所述点火开关输出的点火信号均为第二信号时，所述第一开关断开。
结合上述第一开关的控制条件，进一步的，在本实施例中，如图3所示，当微处理器执行自检动作后，还包括步骤S41：
当预设时间到达时，所述微处理器输出关机通信信号，所述电源芯片基于所述关机通信信号输出所述第二信号，所述第一开关断开，所述电源芯片停止为所述CAN通信收发器以及所述微处理器供电。
该步骤S41即为微处理器和电源芯片执行的关机动作，即在处理器实现自检后，微控制器发送关机通信信号至电源芯片，此时，电源芯片输出第二信号(低电平)，然后由于此时的点火开关也为低电平，使得第一开关断开，储能装置不能为电源芯片提供电能，使得电源芯片掉电，不能继续为CAN通信收发器以及微处理器供电，即此时，整个电源管理系统掉电，实现了电源管理系统的延时掉电。
即，所述微处理器和电源芯片执行关机动作，包括：
当预设时间到达时，所述微处理器输出关机信号，所述电源芯片基于所述关机信号输出所述第二信号，所述第一开关断开，所述电源芯片停止为所述CAN通信收发器以及所述微处理器供电。
除此，正如上文所述，在第二工作模式，当所述目标CAN通信信号为所述休眠信号时，所述微处理器执行休眠动作。具体的，本实施例提供了一种微处理器执行休眠动作的具体实现步骤，如图4所示，包括步骤S51：
当所述目标CAN通信信号为所述休眠信号时，所述微处理器输出第一SPI通信信号，所述电源芯片基于所述第一SPI通信信号输出所述第一信号，所述第一开关闭合，所述电源芯片为所述CAN通信收发器以及所述微处理器供电。
此时，本方案提供的电源管理系统中，电源芯片输出第一信号(高电平)，使得第一开关闭合，电源芯片仍能够为CAN通信收发器以及微处理器供电，实现了微处理器在休眠期间，电源芯片维持休眠供电。当需要进行系统唤醒时，无需重新对各器件进行上电，进而提高了唤醒速度。
该步骤S51对应电源管理系统处于休眠状态的状态，具体包括：
当所述目标CAN通信信号为休眠信号时，所述微处理器输出第一SPI通信信号，所述电源芯片基于所述第一SPI通信信号输出所述第一信号，所述第一开关闭合，所述电源芯片为所述CAN通信收发器以及所述微处理器供电。
可见，本方案提供的电源管理系统中，提高了唤醒速度且可以实现延时掉电功能以及休眠功能，没有额外使用延时芯片，降低了系统成本。
示意性的，本实施例还提供了各器件的具体实现方式，如下：
第一开关241为互锁开关，即只有当点火信号以及电源信号均为第二信号时，第一开关241才关断。
当电源芯片242输出的电源信号以及点火开关22输出的点火信号中至少有一个为第一信号时，第一开关241就能闭合。
进一步的，本实施例还提供了一种互锁开关的具体实现电路，所述第一开关包括第一MOSFET、第二MOSFET以及与逻辑电路；
所述第一MOSFET的输出端作为所述与逻辑电路的第一输入端，所述第二MOSFET的输出端作为所述与逻辑电路的第二输入端，所述与逻辑电路的输出端作为所述第一开关的输出端。
其中，所述第一信号可以为高电平，所述第二信号可以为低电平。所述储能装置为电压低于第一预设值的低压储能装置，所述电源芯片为低压电源芯片。
综上，本发明提供了一种基于电机控制器的电源管理系统及控制方法，该电源管理系统包括：储能装置、点火开关、整车控制器以及电机控制器，电机控制器包括第一开关、电源芯片、CAN通信收发器以及微处理器。其中，第一开关分别与储能装置、点火开关以及电源芯片相连。在休眠时，电源芯片输出第一信号，控制第一开关闭合，以使电源芯片能够持续为CAN通信收发器以及微处理器供电，当需要进行系统唤醒时，无需重新对各器件进行上电，进而提高了唤醒速度。
除此，微处理器基于点火开关输出的点火信号以及CAN通信收发器输出的目标CAN通信信号，执行自检动作。本电源管理系统没有额外使用延时芯片，降低了系统成本。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种基于电机控制器的电源管理系统，其特征在于，包括：储能装置、点火开关、整车控制器以及电机控制器，所述电机控制器包括第一开关、电源芯片、CAN通信收发器以及微处理器；
所述第一开关分别与所述储能装置、所述点火开关以及所述电源芯片相连，基于所述点火开关输出的点火信号和/或所述电源芯片输出的电源信号，控制所述第一开关的关断状态；
所述电源芯片与所述CAN通信收发器以及所述微处理器相连，当所述电源管理系统处于休眠状态时，所述电源芯片输出的电源信号使所述第一开关闭合，为所述CAN通信收发器以及所述微处理器供电；
所述CAN通信收发器与所述整车控制器相连，将所述整车控制器输出的CAN通信信号转换成目标CAN通信信号；
所述微处理器与所述点火开关以及所述CAN通信收发器相连，基于所述点火信号以及所述目标CAN通信信号，执行自检动作；
当所述微处理器完成自检动作后，所述微处理器和电源芯片执行关机动作，所述第一开关断开，停止为所述CAN通信收发器以及所述微处理器供电。
2.根据权利要求1所述的电源管理系统，其特征在于，所述基于所述点火开关输出的点火信号和/或所述电源芯片输出的电源信号，控制所述第一开关的关断状态，包括：
当所述点火开关输出的点火信号或所述电源芯片输出的电源信号为第一信号时，所述第一开关闭合，所述储能装置通过所述第一开关为所述电源芯片输出第一电压信号，所述电源芯片将所述第一电压信号转换成目标电压信号，为所述CAN通信收发器以及所述微处理器供电；
当所述电源芯片输出的电源信号以及所述点火开关输出的点火信号均为第二信号时，所述第一开关断开。
3.根据权利要求2所述的电源管理系统，其特征在于，所述基于所述点火信号以及所述目标CAN通信信号，执行自检动作，包括：
当所述点火信号为所述第二信号或所述目标CAN通信信号为关机通信信号时，所述微处理器执行自检动作。
4.根据权利要求1所述的电源管理系统，其特征在于，所述第一开关包括第一MOSFET、第二MOSFET以及与逻辑电路；
所述第一MOSFET的输出端作为所述与逻辑电路的第一输入端，所述第二MOSFET的输出端作为所述与逻辑电路的第二输入端，所述与逻辑电路的输出端作为所述第一开关的输出端。
5.根据权利要求2所述的电源管理系统，其特征在于，所述第一信号为高电平，所述第二信号为低电平。
6.根据权利要求2所述的电源管理系统，其特征在于，所述微处理器和电源芯片执行关机动作，包括：
当预设时间到达时，所述微处理器输出关机信号，所述电源芯片基于所述关机信号输出所述第二信号，所述第一开关断开，所述电源芯片停止为所述CAN通信收发器以及所述微处理器供电。
7.根据权利要求2所述的电源管理系统，其特征在于，所述电源管理系统处于休眠状态，包括：
当所述目标CAN通信信号为休眠信号时，所述微处理器输出第一SPI通信信号，所述电源芯片基于所述第一SPI通信信号输出所述第一信号，所述第一开关闭合，所述电源芯片为所述CAN通信收发器以及所述微处理器供电。
8.一种控制方法，其特征在于，应用于如权利要求1-7中任一项所述的电源管理系统，所述控制方法包括:
第一工作模式，当所述点火信号为第二信号或所述目标CAN通信信号为所述关机通信信号时，所述微处理器执行自检动作；
第二工作模式，当所述目标CAN通信信号为所述休眠信号时，所述微处理器执行休眠动作。
9.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于，所述微处理器执行自检动作后，还包括：
当预设时间到达时，所述微处理器输出所述关机信号，所述电源芯片基于所述关机信号输出所述第二信号，所述第一开关断开，所述电源芯片停止为所述CAN通信收发器以及所述微处理器供电。
10.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于，所述微处理器执行休眠动作，包括：
当所述目标CAN通信信号为所述休眠信号时，所述微处理器输出第一SPI通信信号，所述电源芯片基于所述第一SPI通信信号输出第一信号，所述第一开关闭合，所述电源芯片为所述CAN通信收发器以及所述微处理器供电。
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