CN109094490A - 车辆的电源管理装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本公开提供用于判断车辆控制器的电源电路是否异常的车辆的电源管理装置及其控制方法。上述电源管理装置包括：电池；电池传感器，被配置为获取电池的电压信息；和控制器，被配置为接收电池的电压信息，以将第二电压和第三电压与预设基准信息进行比较，并判断电源是否异常，其中，由控制器测量第一电压，通过将第一电压转换成数字信号来调节第二电压，并且由电池传感器测量第三电压。

Description

车辆的电源管理装置及其控制方法

本申请要求在2017年6月20日提交的韩国专利申请No.10-2017-0077880的优先权和权益，其全部内容通过引用合并于此。

技术领域

本公开涉及一种电源管理装置及其控制方法，用于判断车辆的电源系统是否异常。

背景技术

此部分的陈述仅提供与本公开有关的背景信息，不构成现有技术。

通常，熔断器盒安装在车辆中。熔断器盒通常包含熔断器，以从供给到各种电子设备的电源保护电路。最近，智能接线盒(SJB)作为多功能熔断器盒被广泛使用，其除了熔断器盒的通用目的之外，还包含控制各种继电器电路和其他电子设备的操作时间的微控制器单元(MCU)。

图1是表示一般的智能接线盒100的示例的图。

如图1所示，智能接线盒100可以包括MCU 110，该MCU 110控制向车辆中的各种负载供电或断电。MCU 110基于通过通信单元220接收的控制信号和车辆开关230的状态，利用由电池210供给的电力，触发继电器和智能电源开关(IPS)。另外，智能接线盒100通常可以包括在车辆交付给顾客时被接通的熔断器开关120。作为结果，MCU110可以根据熔断器开关120的状态，使用不同的方法来控制供给到车辆的电源，参照图2对此进行描述。

图2是表示在一般的智能接线盒中管理车辆电源的过程的示例的流程图。

如图2所示，在发生外部开关输入或者激活控制器区域网络(CAN)通信时，智能接线盒可以向车辆中的各种负载系统供电(S201)。在供电后满足睡眠模式条件时(例如，CAN通信进入睡眠模式)(S202)，智能接线盒可以进入睡眠模式(S203)并执行关断暗电流的操作。

用于关断暗电流的操作可以根据熔断器开关状态而不同(S204)。具体而言，在当交付给顾客时熔断器开关被接通的情况下，如果计时器开启并且经过预定时间(例如20分钟)(S205)，则首先关断灯负载(S206)。然而，在经过更长时间(例如12小时)时(S207)，可以关断车体电负载(S208)。在车体电负载被关断时，MCU断电(S209)并保持相应的状态，直到满足预设解除条件(S210)。这里，在计时器开启之后，当通过诸如智能钥匙的远程控制器接收到锁定信号时，经过短时间(例如5秒)，然后负载可以被关断。另外，预设解除条件可以是诸如交换开关输入的变化和/或CAN通信激活。

在熔断器开关状态为断开时，如果在计时器开启之后经过预定的时间(例如5分钟)(S211)，则可以一次关断所有负载(S222)。

然而，在上述的电源管理装置中，结构上只有一些负载(即，灯负载和车体负载)被智能接线盒关断。而且，暗电流阻断功能仅根据车辆制造商的管理政策被激活。作为结果，可能难以满足驾驶员要求。

另外，对于每个负载判断行驶车辆的电源系统是否异常，因此用于检测和监测异常电源的电路所需的电阻器的数量可能增加，从而也增加了制造成本。

发明内容

本公开提供一种用于判断车辆的电源系统是否异常的车辆的电源管理装置及其控制方法。

具体而言，本公开提供一种车辆的电源管理装置及其控制方法，其能够有助于提高产品可靠性并降低制造成本。这能够通过电阻电路和误差校正逻辑来实现，上述电阻电路和误差校正逻辑被设计为共同监测供给到多个负载的电池电压。

在本公开的一个形式中，车辆的电源管理装置包括：电池；电池传感器，被配置为获取电池的电压信息；和控制器，被配置为接收电池的电压信息，将第二电压和第三电压与预设基准信息进行比较，并判断电源是否异常，其中，由控制器测量第一电压，通过将第一电压转换成数字信号来调节第二电压，由电池传感器测量第三电压。

在本公开的另一种形式中，一种控制车辆的电源管理装置的方法包括以下步骤：计算通过将第一电压转换成数字信号来调节的第二电压，其中由控制器测量第一电压，并且控制器包括监测电路和微控制器单元(MCU)；由电池传感器测量第三电压；将第二电压和第三电压与预设基准信息进行比较；和判断电源是否异常。

根据本文提供的描述可以明确其他的应用领域。应当理解，描述和具体示例仅用于说明的目的，并不意图限制本公开的范围。

附图说明

为了能够很好地理解本公开，现在将参照附图对以示例方式给出的其各种形式进行描述，其中：

图1是表示一般的智能接线盒的示例的图。

图2是表示在一般的智能接线盒中管理车辆电源的过程的示例的流程图。

图3是表示电源管理系统的结构的图。

图4A和图4B是表示监测电路的示例的图。

图5A和图5B是表示校正常数的计算和监测电路的校正逻辑的使用的示例的图；

图6是示出以表格的形式配置的预设基准信息的示例的图；

图7是表示用于判断行驶期间车辆的电源系统是否异常的逻辑的示例的图；以及

图8是表示基准信息与车辆的实时电压信息的比较的示例的图。

这里描述的附图仅用于说明的目的，并不意图以任何方式限制本公开的范围。

具体实施方式

以下说明本质上仅为例示，并不意图限制本公开、应用或用途。应当理解，在附图中，相应的附图标记表示相同或相应的部分和特征。

在此，本文中的元件的后缀“模块”和“单元”为了说明的方便而使用，因此可以互换使用，并且不具有任何可区分的含义或功能。

在至少一个形式的以下说明中，以清楚和简要为目的，将省略对包含在本文中的已知功能和结构的详细说明。从附图中将更清楚地理解本公开的特征，并且本公开不应被附图限制，并且，不脱离本公开的主旨和技术范围的所有变化、等同物和替代包含在本公开中。

为了在行驶期间判断电源系统是否异常并警告用户，本公开的一种形式提出了一种用于共同监测施加到多个负载的电池电压的电阻电路和校正逻辑。

将参照图3描述用于上述提议的车辆的电源管理系统300。

图3是表示本公开的一些形式的电源管理系统300的结构的图。

参照图3，本公开的一些形式的电源管理系统300可以包括电池310、电池传感器320和控制器330。

电池310可以向车辆中的各种负载系统供电，并且安装在电池310中的电池传感器320可以检测由电池310供给的电力。

控制器330可以通过车辆中的网络接收由电池传感器320检测的电池电压信息。

在本公开的一些形式中，用于具体化网络系统的通信方法可以是可适用于车辆的有线通信，例如控制器区域网络(CAN)、局域互联网络(LIN)、Flexray、以太网等，但不限于此。

控制器330可以是集成控制单元(ICU)，或者可以具体化为集成网关和电源控制模块(IGPM)，但不限于此。

控制器330可以包括监测电路340和微控制器单元(MCU)350。

监测电路340可以降低从电池310施加的电压并将降低的电压输出到MCU350，并且MCU350可以将从监测电路340施加的电压转换成数字信号并将应用了校正常数的电压与基准信息进行比较，以判断电源系统是否异常。

其中，校正常数可以被定义为考虑监测电路340中所包括的多个电阻器的误差率而计算出的值，其在下面参照图5A和图5B进行描述。

基准信息可以以包括被定义为预设数据的多个项目的表格的形式配置，其在下面参照图6进行描述。

MCU350可以包括转换器351、校正处理器352、接收器353、存储单元354、判断器355和发射器356。

转换器351可以包括用于将从监测电路340输出的电压(下面，称为“第一电压”)转换成数字信号的模拟/数字转换器(ADC)。

校正处理器352可以将校正常数应用于通过将第一电压转换成数字信号而获得的电压，从而以高可靠性计算电压(以下称为“第二电压”)。

接收器353可以通过网络接收由电池传感器320检测的电池电压(下面，称为“第三电压”)。

存储单元354可以生成预设基准信息和存储预设基准信息的存储空间，并且，能够适用的装置可以包括电可擦可编程只读存储器(EEPROM)等，但不限于此。

判断器355可以将对应于第三电压的第二电压与基准信息进行比较，以判断包括从电池310到控制器330的部件的电源系统是否异常，并且在判断为电源系统异常时，发射器356可以将警告消息发送到车辆中的显示设备。

控制器330可以包括智能电源开关(IPS)，智能功率开关(IPS)以将从电池310供给的电源向车辆中的各种负载供给或关断的方式操作。

负载1和负载2可以包括前照灯负载、车辆电负载、多媒体负载等，但这仅为示例，本公开不限于此。

下面，将基于上述电源管理系统300更详细地描述监测电路340a和340b的结构。

图4A和图4B是表示本公开的一些形式的监测电路340a和340b的示例的图。

监测电路340a和340b可以降低从电池310施加的电压并将降低的电压输出到MCU350a和350b，并且，MCU 350a和350b可以监测从监测电路340a和340b输出的电压以判断包括从电池310到控制器的部件的电源系统是否异常。

首先，参照图4A，本公开的一些形式的监测电路340a可以独立地包括与多个负载中的负载1串联连接的多个电阻器R1和R3、以及与负载2串联连接的多个电阻器R2和R4。

参照图4B，本公开的一些形式的监测电路340b可以包括与多个负载和电池的公共节点N_C并联连接的多个电阻器R1和R2、以及与多个并联连接的电阻器串联连接的电阻器R3。

在使用监测电路340b时，MCU350b测量由监测电路340b输出的一个电压V₁以判断电源是否异常，因此共同监测供给到多个负载的电池电压，并且电路中所包括的多个电阻器中的一些电阻器被省略，因此降低了制造成本。

监测电路中所包括的多个电阻器具有误差率，因此可以通过应用校正常数来以高可靠性计算电压。

下面，将更详细地描述计算校正常数的过程。

在包括图5A和图5B的以下说明中，为了方便描述，假设车辆的控制器是集成网关和电源控制模块(IGPM)。然而，这仅为示例，本公开不限于此。

图5A和图5B是表示校正常数的计算和监测电路的校正逻辑的使用的示例的图。

在图5A中，可以适用具有没有误差率的理想电阻器的IGPM样品。

参照图5A，在具有预定幅值的基准电压V_input施加到监测电路时，由MCU测量的第一电压V_{1_ref}可以根据以下公式基于欧姆定律计算。[公式1]

在图5B中，可以适用具有误差率的实际电阻器的IGPM样本。

参照图5B，在具有预定幅值的基准电压V_input施加到监测电路时，由MCU测量的第一电压V_{1_car}可以根据以下公式基于欧姆定律计算。

在这种情况下，监测电路可以包括与多个负载和电池的公共节点并联连接的多个电阻器R1和R2、与并联连接的多个电阻器串联连接的电阻器R3、以及误差电阻器ΔR1，ΔR2和ΔR3。

[公式2]

校正常数σ可以被定义为以相同的电压V_input为基准的适用理想电阻器的IGPM样本的第一电压V_{1_ref}比适用实际电阻器的IGPM样本的第一电压V_{1_car}，并且可以根据以下公式计算。

[公式3]

在这种情况下，校正常数σ在每个制作的IGPM可以表示相同或不同的特征，控制器的存储单元可以预先存储计算出的校正常数σ。

通过上述过程计算的校正常数σ可以应用于通过将在车辆中适用了具有实际电阻器的IGPM的条件下测量的第一电压转换成数字信号获得的电压V_{2_car}，以降低误差，从而能够计算具有高可靠性的第二电压V_{2_ref}。

经由误差校正逻辑计算的第二电压V_{2_ref}可以根据以下公式计算。[公式4]

V_{2_ref}＝σ×V_{2_car}

由行驶车辆的电池传感器320测量的第三电压可以与第二电压对应，上述第二电压通过将校正常数应用于将由控制器330测量的电压转换成数字信号而获得的电压来计算。

下面，更详细地描述为了判断电源是否异常而生成作为比较对象的基准信息的过程。

图6是示出以表格的形式配置的预设基准信息600的示例的图。

预设基准信息600可以通过以表格的形式配置通过将由控制器测量的第一基准电压转换成数字信号来校正的第二基准电压610和由电池传感器测量的第三基准电压620而形成。

第二基准电压可以是通过将由包括没有误差率的理想电阻器的IGPM测量的第一基准电压转换成数字信号而获得的值。在使用基准信息时，即使在监测电路340中使用具有高误差率的电阻器，也能够提供具有高可靠性的电压，由此提高产品可靠性并降低制造成本。

由电池传感器320测量的第三基准电压可以与由控制器330计算的第二基准电压对应。

在这种情况下，第二基准电压可以被定义为通过模拟/数字转换器转换成数字信号的电压，并且可以以整数的形式被存储。

在制造车辆之后，可以通过各种条件引导电池电压的变化，因此控制器330的存储单元354可以产生第二基准电压和/或第三基准电压的多个数据。

表格可以包括多个项目630和640，多个项目中的每个项目可以包括彼此对应的成对的第二基准电压和第三基准电压，并且包括在多个项目中的每个项目的成对的第二基准电压和第三基准电压可以具有不同的值。

例如，多个项目中的第一项目630可以包括一对13.6V的第三基准电压和与其对应的531V的第二基准电压，并且第一项目630和第二项目640各自所包含的第二基准电压和第三基准电压可以具有不同的电压。然而，这仅为例示，对于本领域的普通技术人员而言显而易见的是，第二基准电压和第三基准电压的详细范围不限于此。

下面，将参照图7和图8描述用于基于在行驶期间由电池传感器320测量的上述电压、由控制器330计算的电压、和预设基准信息来判断电源系统是否异常的逻辑。

图7是表示用于判断行驶期间车辆的电源系统是否异常的逻辑的示例的图。

参照图7，首先，控制器330可以计算来自行驶车辆的电池310的第二电压(S710)并从电池传感器320接收第三电压(S720)。

控制器330的转换器351可以测量从监测电路340输出的第一电压(S711)，并且模拟/数字转换器(ADC)可以将第一电压转换成数字信号(S712)。

校正处理器352可以将转换成数字的电压乘以预设校正常数(S713)以计算第二电压(S714)。

接收器353可以通过网络接收由电池传感器320检测的电池的第三电压(S721)。

在通过操作S710和S720接收行驶车辆的电压信息时，控制器330可以将电压信息与预设基准信息进行比较(S730)。

将参照图8更详细地描述将行驶车辆的实时电压信息与预设基准信息进行比较和判断的过程。

图8是表示基准信息与车辆的实时电压信息的比较的示例的图。

如图8所示，可以将和对应于接收到的第三电压的第三基准电压匹配的第二基准电压与第二电压进行比较，以判断电源是否异常。

例如，在行驶期间接收到的车辆的实时电压信息的第三电压是14.2V时，可以检索预设基准信息中与对应于14.2V的第三基准电压相对应的第二基准电压，并与第二电压进行比较。

回头参照图7，可以判断基准信息的第二基准信息与由行驶车辆接收到的第二电压之间的误差是否大于预设误差允许范围(S740)。

在误差大于预设误差允许范围时，可以将警告消息发送到车辆中的显示装置(S760)。

本公开还可以具体化为计算机可读记录介质上的计算机可读代码。计算机可读记录介质是能够存储后续可由计算机系统读取的数据的任意的数据存储设备。计算机可读记录介质的示例包括只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、CD-ROMs、磁带、软盘、光学数据存储设备、诸如经由互联网的传输的载波等。

在本公开的一些形式中，可以获得以下效果。

能够预先监测可能由车辆的电源系统异常引起的问题并通知给用户，由此减少在行驶期间可能发生的事故的次数。

另外，用于共同监测施加到多个负载的电池电压的电阻电路和误差校正逻辑能够提高产品可靠性并降低制造成本。

本领域技术人员可以理解，能够通过本公开获得的效果不限于上文具体描述的内容，从详细说明结合附图能够更清楚地理解本公开的其它优点。

本公开的说明本质上仅为示例，因此，不偏离本公开的实质的变化应当包含在本公开的范围内。这样的变化不被认为是背离本公开的主旨和范围。

Claims (15)

1.一种车辆的电源管理装置，所述装置包括：

电池；

电池传感器，被配置为获取所述电池的电压信息；和

控制器，被配置为：

接收所述电池的电压信息；

将第二电压和第三电压与预设基准信息进行比较；并且

判断电源是否异常，

其中，由所述控制器测量第一电压，通过将所述第一电压转换成数字信号来调节所述第二电压，并且由所述电池传感器测量所述第三电压。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，

所述控制器包括集成控制单元(ICU)以及集成网关和电源控制模块(IGPM)。

3.根据权利要求1所述的装置，其中，

所述预设基准信息以基于第二基准电压和第三基准电压的表格的形式配置，其中由所述控制器测量第一基准电压，通过将所述第一基准电压转换成数字信号来调节所述第二基准电压，由所述电池传感器测量第三基准电压。

4.根据权利要求3所述的装置，其中所述表包括：

多个项目，其中所述多个项目中的每个项目包括成对的第二基准电压和第三基准电压，其中每一对第二基准电压和第三基准电压具有不同的值。

5.根据权利要求1所述的装置，其中所述控制器包括：

微控制器单元(MCU)；和

监测电路，被配置为接收来自电池的电压并将第一电压输出至MCU，

其中所述监测电路包括：

与至少一个负载和电池之间的公共节点并联连接的至少一个电阻器；和

与所述至少一个电阻器串联连接的电阻器。

6.根据权利要求5所述的装置，其中所述MCU包括：

转换器，包括被配置为将第一电压转换成数字信号的模拟/数字转换器；

校正处理器，被配置为通过将转换成数字信号的值乘以校正常数来计算第二电压；

存储单元，被配置为生成并存储预设基准信息；和

判断器，被配置为将第二基准电压与第二电压进行比较，并且判断电源是否异常。

7.根据权利要求6所述的装置，还包括：

发射器，被配置为在第二基准电压与第二电压之间的误差大于预设允许范围时发送警告消息。

8.根据权利要求6所述的装置，其中，

所述校正常数基于与至少一个负载和电池之间的公共节点并联连接的所述至少一个电阻器、与所述至少一个电阻器串联连接的所述电阻器、和所述监测电路中的误差电阻器来计算。

9.一种控制车辆的电源管理装置的方法，所述方法包括以下步骤：

计算通过将第一电压转换成数字信号来调节的第二电压，其中由控制器测量所述第一电压，并且所述控制器包括监测电路和微控制器单元(MCU)；

由电池传感器测量第三电压；

将第二电压和第三电压与预设基准信息进行比较；和

判断电源是否异常。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，

所述控制器包括集成控制单元(ICU)以及集成网关和电源控制模块(IGPM)。

11.根据权利要求9所述的方法，还包括以下步骤：

接收来自所述电池的电压；和

将第一电压输出至MCU，

其中所述监测电路包括：

与至少一个负载和电池之间的公共节点并联连接的至少一个电阻器；和

与所述至少一个电阻器串联连接的电阻器。

12.如权利要求11所述的方法，其中计算所述第二电压的步骤包括：

基于与至少一个负载和电池之间的公共节点并联连接的所述至少一个电阻器、与所述至少一个电阻器串联连接的所述电阻器、和所述监测电路中的误差电阻器来计算校正常数；和

将校正常数应用于转换成数字信号的值。

13.如权利要求9所述的方法，其中所述预设基准信息通过以下步骤生成：

计算通过将第一基准电压转换成数字信号来调节的第二基准电压，其中由控制器测量所述第一基准电压；

由电池传感器测量第三基准电压；

接收第二基准电压和第三基准电压；和

以表格的形式配置第二基准电压和第三基准电压。

14.如权利要求13所述的方法，其中判断电源是否异常的步骤包括以下步骤：

将第二基准电压与第二电压进行比较；和

在第二基准电压与第二电压之间的误差大于预设允许范围时，发送警告消息。

15.一种记录有程序的计算机可读记录介质，其中所述程序引导处理器执行以下操作：

计算通过将第一电压转换成数字信号来调节的第二电压，其中由控制器测量所述第一电压，并且所述控制器包括监测电路和微控制器单元(MCU)；

由电池传感器测量第三电压；

将第二电压和三电压与预设基准信息进行比较；

判断电源是否异常。