CN113497477A - 一种自动驾驶的双电源供电控制系统及方法 - Google Patents

一种自动驾驶的双电源供电控制系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明实施例提供一种自动驾驶的双电源供电控制系统及方法,该系统挂载于自动驾驶车上,包括第一电源、第二电源、双电源控制器及域控制器,所述域控制器包括驱动控制器、第一电源开关管Q1和第二电源开关管Q2;所述驱动控制器,用于获取所述双电源控制器发送的控制状态信号,并基于预设的控制策略分别控制所述第一电源开关管Q1和所述第二电源开关管Q2的状态,以控制所述第一电源和所述第二电源对所述域控制器的供电。本发明实现了双电源供电设备的主动控制,解决了目前的双电源供电控制架构中存在的应用效果差的问题。

Description

一种自动驾驶的双电源供电控制系统及方法
技术领域
本发明涉及电源应用技术领域,尤其涉及一种自动驾驶的双电源供电控制系统及方法。
背景技术
目前在设备双电源输入不控装置的架构中,双电源负载设备的双电源输入分别经过一个二极管直接短接在一起,给设备进行供电,实际工作中,两侧供电完全不控,电源1和电源2哪一侧电压高,即自动完全由哪一侧进行供电。故两侧电源分担的负载大小难以准确计算,通过双电源控制器的的电流值也难以准确衡量。因此,两侧电源均需要考虑该负载电流全由该侧供电来设计,双电源控制器也要考虑该负载电流完全通过双电源控制器来设计,设计上存在较大的浪费,可能导致成本、体积等的提升而实际却未必完全使用到的情况。
同时现有的“双电源切换装置及汽车”专利中针对汽车的双电源切换装置架构包含的组成部分与上述双电源输入不控装置的架构一致,差异在于双电源负载设备的内部结构。双电源负载设备的双电源输入中,电源1经二级管给负载供电,电源2经MOS管Q给负载供电,而Q的G极从电源1输入取电,进行Q导通和关断的逻辑判定。虽然这套架构能够解决双电源供电设备的供电切换需求,但也存在以下一些潜在问题:第一,从电源1还是电源2取电是被动控制的方式,无法考虑主动调整的控制策略;第二,电源1出现过压时,无法有效切断电源1供电并切换到电源2供电,也无法进行有效的稳压保护,设备仍仅可由电源1供电,可能造成负载设备休眠或损坏带来危险。第三,无法关断电源1供电,如果因为OTA或其他功能要求需要挂接在汽车常电(蓄电池供电)上,不进行断电则在汽车发动机关闭后可能存在较大的静态电流,从而对汽车蓄电池提出更高的要求。而如果需要断电,则需要在外部增加开关或继电器进行控制,此时,设备完全断电,无法满足OTA或其他功能要求所需的挂接在汽车常电(蓄电池供电)上的要求。例如,针对有OTA要求、功率和静态电流大、功能复杂、集成度高的自动驾驶域控制器应用效果较差。第四,当电源1出现短路/欠压时电压陡降,电源1一侧无法供电,而Q的接通会存在微小的延时,此时在Q完全接通前电源2一侧也无法供电,则负载设备可能存在一段时间的断电,可能造成设备休眠以及车辆危险状态。
发明内容
本发明实施例提供一种自动驾驶的双电源供电控制系统及方法,用以解决目前自动驾驶域控制器的双电源供电架构中存在的上述部分或全部问题。
第一方面,本发明实施例提供一种自动驾驶的双电源供电控制系统挂载于自动驾驶车上,包括第一电源、第二电源、双电源控制器及域控制器,所述域控制器包括驱动控制器、第一电源开关管Q1和第二电源开关管Q2;
所述驱动控制器,用于获取所述双电源控制器发送的控制状态信号,并基于预设的控制策略分别控制所述第一电源的开关管Q1和所述第二电源的开关管Q2的状态,以控制所述第一电源和所述第二电源对所述域控制器的供电。
进一步地,所述域控制器还包括第一电源防反二级管、第二电源防反二级管、一个电阻、一个电容和一个可拆卸的稳压二级管;
所述第一电源通过所述第一电源防反二级管与所述第一电源开关管Q1连接;
所述第二电源通过所述第二电源防反二级管与所述第二电源开关管Q2连接;
所述第一电源开关管Q1和第二电源开关管Q2并联;所述一个电阻同时与一个电容和一个可拆卸的稳压二级管并联,且并联后串联所述并联的第一电源开关管Q1和第二电源开关管Q2。
进一步地,所述域控制器进一步包括预设的控制策略;其中,所述预设的控制策略是基于适用场合或条件确定的;
所述预设的控制策略,用于基于所述双电源控制器发送的包括模拟电压信号和通信信号在内的控制状态信号,驱使所述驱动控制器分别控制所述第一电源开关管Q1和所述第二电源开关管Q2的状态。
进一步地,所述预设的控制策略包括第一控制策略、第二控制策略和第三控制策略;
所述预设的控制策略是基于适用场合或条件确定的,包括:
当所述域控制器的功率小于预设阈值时,确定所述第一控制策略驱使所述驱动控制器分别控制所述第一电源开关管Q1和所述第二电源开关管Q2的状态;
当所述驱动控制器控制开关管的安全等级大于预设等级时,确定所述第二控制策略驱使所述驱动控制器分别控制所述第一电源开关管Q1和所述第二电源开关管Q2的状态;
当所述第一电源和所述第二电源的电压差不小于预设阈值时,确定所述第三控制策略驱使所述驱动控制器分别控制所述第一电源开关管Q1和所述第二电源开关管Q2的状态。
进一步地,所述确定所述第一控制策略驱使所述驱动控制器分别控制所述第一电源开关管Q1和所述第二电源开关管Q2的状态,具体包括:
当所述域控制器正常工作时,将第一电源开关管Q1闭合和第二电源开关管Q2断开的状态反馈给所述域控制器的电源管理芯片,所述第一电源对所述域控制器供电;
当所述双电源控制器为保护模式时,第一电源开关管Q1自动保护切断,第一电源开关管Q1和第二电源开关管Q2均断开,所述第一电源和所述第二电源均不供电,并由电容进行供电延续;
将第一电源开关管Q1和第二电源开关管Q2的开关状态反馈给所述域控制器的电源管理芯片,所述域控制器的电源管理芯片接收到第一电源开关管Q1和第二电源开关管Q2均断开的信号,并输出控制信号控制第二电源开关管Q2闭合,并维持第一电源开关管Q1断开,第二电源开关管Q2闭合后将状态反馈给所述域控制器的电源管理芯片;
当所述第一电源或第一电源开关管Q1为保护状态恢复时,所述域控制器的电源管理芯片先控制第二电源开关管Q2断开,接收到第一电源开关管Q1和第二电源开关管Q2均断开的信号后,再控制第一电源开关管Q1闭合。
进一步地,所述确定所述第二控制策略驱使所述驱动控制器分别控制所述第一电源开关管Q1和所述第二电源开关管Q2的状态,具体包括:
当所述域控制器正常工作时,将第一电源开关管Q1闭合和第二电源开关管Q2断开的状态反馈给所述域控制器的电源管理芯片,所述第一电源对所述域控制器供电;
当所述双电源控制器为保护模式时,第一电源开关管Q1将模拟电压信号传递到第二电源开关管Q2,所述第二电源开关管Q2接收到模拟电压信号后闭合,所述第一电源和所述第二电源均对所述域控制器供电,并由所述电容或所述稳压二级管进行稳压保护;
将第一电源开关管Q1和第二电源开关管Q2的开关状态反馈给所述域控制器的电源管理芯片,所述域控制器的电源管理芯片接收到第一电源开关管Q1和第二电源开关管Q2均闭合的信号,并输出控制信号控制第一电源开关管Q1断开,并维持第二电源开关管Q2闭合,第一电源开关管Q1断开后将状态反馈给所述域控制器的电源管理芯片;
当所述第一电源或第一电源开关管Q1为保护状态恢复时,所述域控制器的电源管理芯片先控制第一电源开关管Q1闭合,接收到第一电源开关管Q1和第二电源开关管Q2均闭合的信号后,再控制第二电源开关管Q2断开。
进一步地,所述确定所述第三控制策略驱使所述驱动控制器分别控制所述第一电源开关管Q1和所述第二电源开关管Q2的状态,具体包括:
当所述域控制器正常工作时,将第一电源开关管Q1和第二电源开关管Q2均闭合的状态反馈给所述域控制器的电源管理芯片,所述第一电源和所述第二电源并联,根据所述电压差选取电源对所述域控制器供电;
当所述双电源控制器的第一电源侧为保护模式时,第一电源开关管Q1自动保护切断,将所述第二电源开关管Q2闭合和第一电源开关管Q1断开的状态反馈给所述域控制器的电源管理芯片;
当所述第一电源或第一电源开关Q1为保护状态恢复时,所述域控制器的电源管理芯片控制第一电源开关管Q1闭合,并将第一电源开关管Q1闭合的状态反馈给所述域控制器的电源管理芯片;
当所述双电源控制器的第二电源侧为保护模式时,第二电源开关管Q2自动保护切断,将第一电源开关管Q1闭合和第二电源开关管Q2断开的状态反馈给所述域控制器的电源管理芯片;
当所述第二电源或第二电源开关Q2为保护状态恢复时,所述域控制器的电源管理芯片控制第二电源开关管Q2恢复闭合,并将第二电源开关管Q2闭合的状态反馈给所述域控制器的电源管理芯片。
进一步地,所述模拟电压信号,用于将所述双电源控制器的通断状态实时反馈给所述域控制器的MOS驱动控制器;其中,所述通断状态包括闭合状态和保护切断状态。
进一步地,所述通信信号,用于将所述双电源控制器的闭合或断开状态以及保护模式反馈给所述域控制器的MOS驱动控制器;其中,所述保护模式包括第一电源过压或欠压、第二电源过压或欠压和所述双电源控制器过流或过温。
第二方面,本发明实施例提供一种基于上述自动驾驶的双电源供电控制系统的控制方法,包括以下步骤:
将包括第一电源、第二电源、双电源控制器及域控制器在内的双电源供电控制系统挂载到自动驾驶车上;其中,所述域控制器包括驱动控制器、第一电源的开关管Q1和第二电源的开关管Q2;
所述双电源控制器发送控制状态信号至所述驱动控制器;
所述驱动控制器基于预设的控制策略分别控制所述第一电源的开关管Q1和所述第二电源的开关管Q2的状态,以控制所述第一电源和所述第二电源对所述域控制器的供电。
本发明实施例提供了一种基于上述的自动驾驶的双电源供电控制系统及方法,通过域控制器中的驱动控制器获取所述双电源控制器通过模拟电压信号和通信信号发送的控制状态信号,并基于预设的控制策略分别控制所述第一电源开关管Q1和所述第二电源开关管Q2的状态,以控制所述第一电源和所述第二电源对所述域控制器的供电。本发明实现了双电源供电设备的主动控制,解决了目前自动驾驶域控制器的双电源供电架构中存在的不经济、不可控的应用效果差的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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一简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施例,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,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明提供的双电源输入不控装置的架构示意图;
图2是本发明提供的双电源切换装置的架构示意图;
图3是本发明提供的双电源供电控制系统的架构示意图;
图4是本发明提供的双电源供电控制方法的流程示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明中的附图,对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。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。
本发明技术基础:简单的设备双电源输入不控装置的架构如图1所示,这套架构中包含电源1、电源2、双电源控制器(DCDC)、双电源负载设备以及保险丝几个组成部分。在该架构中,双电源负载设备的双电源输入分别经过一个二极管直接短接在一起,给设备进行供电,图1中用电阻符号表示设备中的用电负载。实际工作中,两侧供电完全不控,电源1和电源2哪一侧电压高,即自动完全由哪一侧进行供电。故两侧电源分担的负载大小难以准确计算,通过双电源控制器的的电流值也难以准确衡量。因此,两侧电源均需要考虑该负载电流全由该侧供电来设计,双电源控制器也要考虑该负载电流完全通过双电源控制器来设计,设计上存在较大的浪费,可能导致成本、体积等的提升而实际却未必完全使用到的情况。而目前针对汽车的双电源切换装置架构如图2所示,这套架构包含的组成部分与上一套架构一致,唯一有差异的是双电源负载设备的内部结构。双电源负载设备的双电源输入中,电源1经二极管给负载供电,电源2经MOS管Q给负载供电,而Q的G极从电源1输入取电,进行Q导通和关断的逻辑判定。这套架构能解决双电源供电设备的供电切换需求。当电源1供电正常时,电源1输入为高,即Q的G极为高,从而Q不导通,此时,仅电源1给设备供电;当电源1出现短路/欠压时,电源1输入为低,Q的G极为低,从而Q导通,此时,仅电源2给设备供电。
下面结合图3-图4描述本发明提供的一种自动驾驶的双电源供电控制系统及方法。
本发明实施例提供了一种自动驾驶核心控制器的双电源供电控制系统。图3为本发明实施例提供的一种自动驾驶的双电源供电控制系统的结构示意图,如图3所示,该系统挂载于自动驾驶车上,包括第一电源、第二电源、双电源控制器及域控制器,所述域控制器包括驱动控制器、第一电源开关管Q1和第二电源开关管Q2;
所述驱动控制器,用于获取所述双电源控制器发送的控制状态信号,并基于预设的控制策略分别控制所述第一电源的开关管Q1和所述第二电源的开关管Q2的状态,以控制所述第一电源和所述第二电源对所述域控制器的供电。
与现有技术相比,本发明实施例提供的双电源供电控制系统中,域控制器的结构设计不同,且需要从双电源控制器获取控制状态信号,并基于预设的控制策略对所述域控制器供电,实现了双电源供电设备的主动控制,提高了其在自动驾驶中的应用效果。
基于上述任一实施例,结合图3所示,所述域控制器还包括第一电源防反二级管、第二电源防反二级管、一个电阻、一个电容和一个可拆卸的稳压二级管;
所述第一电源通过所述第一电源防反二级管与所述第一电源开关管Q1连接;
所述第二电源通过所述第二电源防反二级管与所述第二电源开关管Q2连接;
所述第一电源开关管Q1和第二电源开关管Q2并联;所述一个电阻同时与一个电容和一个可拆卸的稳压二级管并联,且并联后串联所述并联的第一电源开关管Q1和第二电源开关管Q2。
具体地,域控制器的双电源输入中有两个智能MOS开关管Q1和Q2(以下简称MOS管)。电源1经防反二极管和智能MOS管Q1给域控制器供电,电源2经防反二极管和智能MOS管Q2给域控制器供电,Q1和Q2的状态由MOS的驱动控制器进行控制,其控制信号根据硬线模拟电源信号和CAN通信信号反馈的供电网络状态进行设置,MOS的驱动控制器从两侧电源输入直接进行取电。同时,域控制器还并联了一个电容C和一个稳压二极管VD(按需),起到续流和稳压的作用。本发明的架构设计能有效解决上述的现有架构中双电源供电设备的在供电控制方面的不足。
基于上述任一实施例,所述域控制器进一步包括预设的控制策略;其中,所述预设的控制策略是基于适用场合或条件确定的;
所述预设的控制策略,用于基于所述双电源控制器发送的包括模拟电压信号和通信信号在内的控制状态信号,驱使所述驱动控制器分别控制所述第一电源开关管Q1和所述第二电源开关管Q2的状态。
基于上述任一实施例,所述预设的控制策略包括第一控制策略、第二控制策略和第三控制策略;
所述预设的控制策略是基于适用场合或条件确定的,包括:
当所述域控制器的功率小于预设阈值时,确定所述第一控制策略驱使所述驱动控制器分别控制所述第一电源开关管Q1和所述第二电源开关管Q2的状态;
当所述驱动控制器控制开关管的安全等级大于预设等级时,确定所述第二控制策略驱使所述驱动控制器分别控制所述第一电源开关管Q1和所述第二电源开关管Q2的状态;
当所述第一电源和所述第二电源的电压差不小于预设阈值时,确定所述第三控制策略驱使所述驱动控制器分别控制所述第一电源开关管Q1和所述第二电源开关管Q2的状态。
基于上述任一实施例,所述确定所述第一控制策略驱使所述驱动控制器分别控制所述第一电源开关管Q1和所述第二电源开关管Q2的状态,具体包括:
当所述域控制器正常工作时,将第一电源开关管Q1闭合和第二电源开关管Q2断开的状态反馈给所述域控制器的电源管理芯片,所述第一电源对所述域控制器供电;
当所述双电源控制器为保护模式时,第一电源开关管Q1自动保护切断,第一电源开关管Q1和第二电源开关管Q2均断开,所述第一电源和所述第二电源均不供电,并由电容进行供电延续;
将第一电源开关管Q1和第二电源开关管Q2的开关状态反馈给所述域控制器的电源管理芯片,所述域控制器的电源管理芯片接收到第一电源开关管Q1和第二电源开关管Q2均断开的信号,并输出控制信号控制第二电源开关管Q2闭合,并维持第一电源开关管Q1断开,第二电源开关管Q2闭合后将状态反馈给所述域控制器的电源管理芯片;
当所述第一电源或第一电源开关管Q1为保护状态恢复时,所述域控制器的电源管理芯片先控制第二电源开关管Q2断开,接收到第一电源开关管Q1和第二电源开关管Q2均断开的信号后,再控制第一电源开关管Q1闭合。
具体地,控制策略1:正常工作时,Q1闭合,Q2断开,两个智能MOS管把开关状态通过通信信号反馈给PM(电源管理)芯片,此时域控制器完全从电源1上取电。
当进入保护状态(包括电源1过压、欠压、过流或Q1过温)后,智能MOS管Q1自保护切断,此时Q1和Q2均断开,两侧电源均无法供电,由电容C起到供电延续的作用。
两个智能MOS管把开关状态通过通信信号反馈给PM(电源管理)芯片,域控制器的PM(电源管理)芯片接收到Q1和Q2均断开的通信信号后,输出通信信号控制Q2闭合、维持Q1断开,智能MOS管Q2闭合后将状态通过通信信号反馈给PM芯片。
如果电源1或Q1从保护状态恢复,则依照相似的逻辑,PM芯片先控制Q2断开,接收到Q1和Q2均断开的通信信号后,再控制Q1闭合。
这一策略中因为有维持供电延续的需求,对电容C的取值也有相应的要求,具体取值可以根据MCU接收CAN信号并对保护进行判断的时间、域控制器自身的功率消耗以及ISO-16750.2标准中的供电要求进行计算。
因为涉及到电容C来维持供电,以上第一控制策略更适用于域控制器功率相对较小的场合。
基于上述任一实施例,所述确定所述第二控制策略驱使所述驱动控制器分别控制所述第一电源开关管Q1和所述第二电源开关管Q2的状态,具体包括:
当所述域控制器正常工作时,将第一电源开关管Q1闭合和第二电源开关管Q2断开的状态反馈给所述域控制器的电源管理芯片,所述第一电源对所述域控制器供电;
当所述双电源控制器为保护模式时,第一电源开关管Q1将模拟电压信号传递到第二电源开关管Q2,所述第二电源开关管Q2接收到模拟电压信号后闭合,所述第一电源和所述第二电源均对所述域控制器供电,并由所述电容或所述稳压二级管进行稳压保护;
将第一电源开关管Q1和第二电源开关管Q2的开关状态反馈给所述域控制器的电源管理芯片,所述域控制器的电源管理芯片接收到第一电源开关管Q1和第二电源开关管Q2均闭合的信号,并输出控制信号控制第一电源开关管Q1断开,并维持第二电源开关管Q2闭合,第一电源开关管Q1断开后将状态反馈给所述域控制器的电源管理芯片;
当所述第一电源或第一电源开关管Q1为保护状态恢复时,所述域控制器的电源管理芯片先控制第一电源开关管Q1闭合,接收到第一电源开关管Q1和第二电源开关管Q2均闭合的信号后,再控制第二电源开关管Q2断开。
具体地,控制策略2:正常工作时,Q1闭合,Q2断开,两个智能MOS管把开关状态通过通信信号反馈给PM(电源管理)芯片,此时域控制器完全从电源1上取电。
当进入保护状态(包括电源1过压、欠压、过流或Q1过温)后,智能MOS管Q1提供硬线信号传递到智能MOS管Q2,Q2接收到信号后闭合,此时Q1和Q2均闭合,两侧电源均可供电,由电容C或稳压管VT起到稳压保护的作用。
两个智能MOS管把开关状态通过通信信号反馈给PM(电源管理)芯片,域控制器的PM(电源管理)芯片接收到Q1和Q2均闭合的通信信号后,输出通信信号控制Q1断开、维持Q2闭合,智能MOS管Q1断开后将状态通过通信信号反馈给PM芯片。
如果电源1或Q1从保护状态恢复,则依照相似的逻辑,PM芯片先控制Q1闭合,接收到Q1和Q2均闭合的通信信号后,再控制Q2断开。
这一策略中因为存在双管导通的时间段,且电容和稳压管的选型应能够在这一时间段完成对供电系统的保护和该控制器供电的维持,以防出现危险状态,需要结合Q1和Q2的源边感抗等内部寄生参数进行选取。因为存在双管导通的时间段,因此,域控制器负载需从设计上和物理上额外增加防止出现对地短路的情况,以防止双电源失效,增加这方面的成本。
基于上述任一实施例,所述确定所述第三控制策略驱使所述驱动控制器分别控制所述第一电源开关管Q1和所述第二电源开关管Q2的状态,具体包括:
当所述域控制器正常工作时,将第一电源开关管Q1和第二电源开关管Q2均闭合的状态反馈给所述域控制器的电源管理芯片,所述第一电源和所述第二电源并联,根据所述电压差选取电源对所述域控制器供电;
当所述双电源控制器的第一电源侧为保护模式时,第一电源开关管Q1自动保护切断,将所述第二电源开关管Q2闭合和第一电源开关管Q1断开的状态反馈给所述域控制器的电源管理芯片;
当所述第一电源或第一电源开关Q1为保护状态恢复时,所述域控制器的电源管理芯片控制第一电源开关管Q1闭合,并将第一电源开关管Q1闭合的状态反馈给所述域控制器的电源管理芯片;
当所述双电源控制器的第二电源侧为保护模式时,第二电源开关管Q2自动保护切断,将第一电源开关管Q1闭合和第二电源开关管Q2断开的状态反馈给所述域控制器的电源管理芯片;
当所述第二电源或第二电源开关Q2为保护状态恢复时,所述域控制器的电源管理芯片控制第二电源开关管Q2恢复闭合,并将第二电源开关管Q2闭合的状态反馈给所述域控制器的电源管理芯片。
具体地,控制策略3:正常工作时,Q1和Q2均闭合,两个智能MOS管把开关状态通过通信信号反馈给PM(电源管理)芯片,此时电源1和电源2并联,域控制器根据输入电压取电。
当电源1侧进入保护状态(包括电源1过压、欠压、过流或Q1过温)后,智能MOS管Q1自保护切断,此时Q2闭合,Q1断开,电源1单独供电,两个智能MOS把开关状态通过通信信号反馈给PM(电源管理)芯片。
如果电源1或Q1从保护状态恢复,则PM芯片再控制Q1恢复闭合,闭合后通过通信信号反馈给PM芯片。
当电源2侧进入保护状态(包括电源2过压、欠压、过流或Q2过温)后,智能MOS管Q2自保护切断,此时Q1闭合,Q2断开,电源2单独供电,两个智能MOS把开关状态通过通信信号反馈给PM(电源管理)芯片。
如果电源2或Q2从保护状态恢复,则PM芯片控制Q2恢复闭合,闭合后通过通信信号反馈给PM芯片。
这一策略中因为Q1和Q2原始状态均为闭合,电源1和电源2并联,域控制器供电仅从高电压侧取电,功率消耗来源无法控制,如果电源1和电源2电压非常接近时,则电流震荡的风险会增加。
因此,第三控制策略更适用于两侧电源电压有一定压差的场合,比如,电源1为发电机和蓄电池1,电源2为蓄电池2的场合,因发电机电压高于蓄电池,则两侧会有一定压差。如果两侧电源电压接近,如电源2为超级电容,或电源1和电源2各包含一台发电机且输出电压相同,则会增加电流震荡的风险。
基于上述任一实施例,所述模拟电压信号,用于将所述双电源控制器的通断状态实时反馈给所述域控制器的MOS驱动控制器;其中,所述通断状态包括闭合状态和保护切断状态。
具体地,模拟电压信号反馈双电源控制器(DCDC)的通断状态,状态为1表示闭合状态,状态为0表示保护切断状态。
基于上述任一实施例,所述通信信号,用于将所述双电源控制器的闭合或断开状态以及保护模式反馈给所述域控制器的MOS驱动控制器;其中,所述保护模式包括第一电源过压或欠压、第二电源过压或欠压和所述双电源控制器过流或过温。
具体地,通信信号由双电源控制器(DCDC)反馈给域控制器,提供双电源控制器的闭合/断开状态,以及保护模式等,双电源控制器通常有电源1一侧过压或欠压、电源2过压或欠压、控制器过流或过温等保护模式。
本发明实施例使用以上两种不同类型信号可以降低共因失效的可能性。
本发明实施例提供了一种自动驾驶的双电源供电控制方法,如图4所示,该方法包括以下步骤:
步骤410,将包括第一电源、第二电源、双电源控制器及域控制器在内的双电源供电控制系统挂载到自动驾驶车上;其中,所述域控制器包括驱动控制器、第一电源的开关管Q1和第二电源的开关管Q2;
步骤420,所述双电源控制器发送控制状态信号至所述驱动控制器;
步骤430,所述驱动控制器基于预设的控制策略分别控制所述第一电源的开关管Q1和所述第二电源的开关管Q2的状态,以控制所述第一电源和所述第二电源对所述域控制器的供电。
综上所述,本发明的双电源输入的供电控制架构针对现有架构中存在的不足,实现了如下功能:
1、两路电源输入均使用了开关管(如MOSFET)进行控制,且均为主动控制,可以根据实际情况选择不同的主动控制策略,从而可控程度和控制状态选择上更加完备。
2、既可以自主控制电源1一侧单管导通实现电源1一侧电源单路供电外,又可以自主控制电源2一侧单管导通实现电源2一侧电源单路供电。相比于二极管仅能隔离欠压故障,双开关管的控制模式可以有效隔离另外一侧供电的过压和欠压故障,防止设备因过压状态而出现休眠或危险。
3、可以控制双管断开实现双路供电关断,从而针对因OTA或其他原因要求设备挂接在汽车常电(蓄电池供电)上的场合,不增加开关或继电器即可以有效进行供电控制,在汽车发动机关闭后,既可以实现设备内部部分断电,大幅降低静态电流,又能针对设备其他部分有效供电,满足OTA或其他功能要求。这种情况对复杂控制器如自动驾驶的域控制器这种功率和静态电流大且功能复杂、集成度高的设备更加适用。
4、双管输出侧对接的位置使用了一个电容,既可以在供电切换时实现短时的供电延续作用,确保切换过程中供电连续,延迟设备的休眠,又可以在出现过压或欠压时,起到瞬时的稳压作用,防止设备因过压或欠压而出现休眠或危险。
5、双管输出侧对接的位置可以按需使用一个稳压二级管,起到持续的稳压作用,防止设备因过压或欠压而出现休眠或危险。
6、针对双电源双边控制的结构使用一根硬线实时发送的模拟电压信号和一组通信信号,接收双电源之间的控制器状态信号并控制双管通断,从而有效避免共因失效,且尽量避免过多的使用硬线导致成本增加。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下,即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述,本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现,当然也可以通过硬件。基于这样的理解,上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中,如ROM/RAM、磁碟、光盘等,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种自动驾驶的双电源供电控制系统,挂载于自动驾驶车上,包括第一电源、第二电源、双电源控制器及域控制器,其特征在于,所述域控制器包括驱动控制器、第一电源开关管Q1和第二电源开关管Q2;
所述驱动控制器,用于获取所述双电源控制器发送的控制状态信号,并基于预设的控制策略分别控制所述第一电源的开关管Q1和所述第二电源的开关管Q2的状态,以控制所述第一电源和所述第二电源对所述域控制器的供电。
2.根据权利要求1所述的自动驾驶的双电源供电控制系统,其特征在于,所述域控制器还包括第一电源防反二级管、第二电源防反二级管、一个电阻、一个电容和一个可拆卸的稳压二级管;
所述第一电源通过所述第一电源防反二级管与所述第一电源开关管Q1连接;
所述第二电源通过所述第二电源防反二级管与所述第二电源开关管Q2连接;
所述第一电源开关管Q1和第二电源开关管Q2并联;所述一个电阻同时与一个电容和一个可拆卸的稳压二级管并联,且并联后串联所述并联的第一电源开关管Q1和第二电源开关管Q2。
3.根据权利要求1或2所述的自动驾驶的双电源供电控制系统,其特征在于,所述域控制器进一步包括预设的控制策略;其中,所述预设的控制策略是基于适用场合或条件确定的;
所述预设的控制策略,用于基于所述双电源控制器发送的包括模拟电压信号和通信信号在内的控制状态信号,驱使所述驱动控制器分别控制所述第一电源开关管Q1和所述第二电源开关管Q2的状态。
4.根据权利要求3所述的自动驾驶的双电源供电控制系统,其特征在于,所述预设的控制策略包括第一控制策略、第二控制策略和第三控制策略;
所述预设的控制策略是基于适用场合或条件确定的,包括:
当所述域控制器的功率小于预设阈值时,确定所述第一控制策略驱使所述驱动控制器分别控制所述第一电源开关管Q1和所述第二电源开关管Q2的状态;
当所述驱动控制器控制开关管的安全等级大于预设等级时,确定所述第二控制策略驱使所述驱动控制器分别控制所述第一电源开关管Q1和所述第二电源开关管Q2的状态;
当所述第一电源和所述第二电源的电压差不小于预设阈值时,确定所述第三控制策略驱使所述驱动控制器分别控制所述第一电源开关管Q1和所述第二电源开关管Q2的状态。
5.根据权利要求4所述的自动驾驶的双电源供电控制系统,其特征在于,所述确定所述第一控制策略驱使所述驱动控制器分别控制所述第一电源开关管Q1和所述第二电源开关管Q2的状态,具体包括:
当所述域控制器正常工作时,将第一电源开关管Q1闭合和第二电源开关管Q2断开的状态反馈给所述域控制器的电源管理芯片,所述第一电源对所述域控制器供电;
当所述双电源控制器为保护模式时,第一电源开关管Q1自动保护切断,第一电源开关管Q1和第二电源开关管Q2均断开,所述第一电源和所述第二电源均不供电,并由电容进行供电延续;
将第一电源开关管Q1和第二电源开关管Q2的开关状态反馈给所述域控制器的电源管理芯片,所述域控制器的电源管理芯片接收到第一电源开关管Q1和第二电源开关管Q2均断开的信号,并输出控制信号控制第二电源开关管Q2闭合,并维持第一电源开关管Q1断开,第二电源开关管Q2闭合后将状态反馈给所述域控制器的电源管理芯片;
当所述第一电源或第一电源开关管Q1为保护状态恢复时,所述域控制器的电源管理芯片先控制第二电源开关管Q2断开,接收到第一电源开关管Q1和第二电源开关管Q2均断开的信号后,再控制第一电源开关管Q1闭合。
6.根据权利要求4所述的自动驾驶的双电源供电控制系统,其特征在于,所述确定所述第二控制策略驱使所述驱动控制器分别控制所述第一电源开关管Q1和所述第二电源开关管Q2的状态,具体包括:
当所述域控制器正常工作时,将第一电源开关管Q1闭合和第二电源开关管Q2断开的状态反馈给所述域控制器的电源管理芯片,所述第一电源对所述域控制器供电;
当所述双电源控制器为保护模式时,第一电源开关管Q1将模拟电压信号传递到第二电源开关管Q2,所述第二电源开关管Q2接收到模拟电压信号后闭合,所述第一电源和所述第二电源均对所述域控制器供电,并由所述电容或所述稳压二级管进行稳压保护;
将第一电源开关管Q1和第二电源开关管Q2的开关状态反馈给所述域控制器的电源管理芯片,所述域控制器的电源管理芯片接收到第一电源开关管Q1和第二电源开关管Q2均闭合的信号,并输出控制信号控制第一电源开关管Q1断开,并维持第二电源开关管Q2闭合,第一电源开关管Q1断开后将状态反馈给所述域控制器的电源管理芯片;
当所述第一电源或第一电源开关管Q1为保护状态恢复时,所述域控制器的电源管理芯片先控制第一电源开关管Q1闭合,接收到第一电源开关管Q1和第二电源开关管Q2均闭合的信号后,再控制第二电源开关管Q2断开。
7.根据权利要求4所述的自动驾驶的双电源供电控制系统,其特征在于,所述确定所述第三控制策略驱使所述驱动控制器分别控制所述第一电源开关管Q1和所述第二电源开关管Q2的状态,具体包括:
当所述域控制器正常工作时,将第一电源开关管Q1和第二电源开关管Q2均闭合的状态反馈给所述域控制器的电源管理芯片,所述第一电源和所述第二电源并联,根据所述电压差选取电源对所述域控制器供电;
当所述双电源控制器的第一电源侧为保护模式时,第一电源开关管Q1自动保护切断,将所述第二电源开关管Q2闭合和第一电源开关管Q1断开的状态反馈给所述域控制器的电源管理芯片;
当所述第一电源或第一电源开关Q1为保护状态恢复时,所述域控制器的电源管理芯片控制第一电源开关管Q1闭合,并将第一电源开关管Q1闭合的状态反馈给所述域控制器的电源管理芯片;
当所述双电源控制器的第二电源侧为保护模式时,第二电源开关管Q2自动保护切断,将第一电源开关管Q1闭合和第二电源开关管Q2断开的状态反馈给所述域控制器的电源管理芯片;
当所述第二电源或第二电源开关Q2为保护状态恢复时,所述域控制器的电源管理芯片控制第二电源开关管Q2恢复闭合,并将第二电源开关管Q2闭合的状态反馈给所述域控制器的电源管理芯片。
8.根据权利要求3所述的自动驾驶的双电源供电控制方法,其特征在于,所述模拟电压信号,用于将所述双电源控制器的通断状态实时反馈给所述域控制器的MOS驱动控制器;其中,所述通断状态包括闭合状态和保护切断状态。
9.根据权利要求3所述的自动驾驶的双电源供电控制方法,其特征在于,所述通信信号,用于将所述双电源控制器的闭合或断开状态以及保护模式反馈给所述域控制器的MOS驱动控制器;其中,所述保护模式包括第一电源过压或欠压、第二电源过压或欠压和所述双电源控制器过流或过温。
10.一种基于权利要求1-9任一项所述的自动驾驶的双电源供电控制系统的控制方法,其特征在于,包括以下步骤:
将包括第一电源、第二电源、双电源控制器及域控制器在内的双电源供电控制系统挂载到自动驾驶车上;其中,所述域控制器包括驱动控制器、第一电源的开关管Q1和第二电源的开关管Q2;
所述双电源控制器发送控制状态信号至所述驱动控制器;
所述驱动控制器基于预设的控制策略分别控制所述第一电源的开关管Q1和所述第二电源的开关管Q2的状态,以控制所述第一电源和所述第二电源对所述域控制器的供电。
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