CN114750709A - 一种应用于汽车电源网络的隔离控制器及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种应用于汽车电源网络的隔离控制器及控制方法，包括主供电模块、蓄电池与若干个用电器，所述主供电模块与所述蓄电池之间设有主通路，所述主通路与所述用电器之间设有若干个子通路，所述主供电模块与所述用电器以及所述主供电模块与所述蓄电池之间安装有隔离控制模块，所述隔离控制模块包括主开关、内部控制器与若干个子开关，本发明提供的应用于汽车电源网络的隔离控制器及控制方法，能够对主电源网络和用电器电源网络故障的诊断，并在故障发生后断开主开关或者子开关，在主开关断开后，蓄电池能够为用电器供电，使得自动驾驶部件、汽车的安全部件仍能按照既定的设计要求完成其功能。

Description

一种应用于汽车电源网络的隔离控制器及控制方法

技术领域

本发明涉及汽车电子设计技术领域，尤其涉及一种应用于汽车电源网络的隔离控制器及控制方法。

背景技术

随着自动驾驶的日益精进和普及，整车为实现自动模式下的安全功能对电源网络的安全也提出了更高的要求。

现有的整车电源构架中，当电源网络出现单点失效时，控制器无法在短时间内对主电源网络和备份电源网络进行隔断，使得其他电源网络节点上的用电器、控制器无法正常工作，进而造成车辆制动系统无法正常工作而引发事故。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提出一种应用于汽车电源网络的隔离控制器及控制方法，以解决上述问题的全部或之一。

基于上述目的，本发明提供了一种应用于汽车电源网络的隔离控制器，包括主供电模块、蓄电池与若干个用电器，所述主供电模块与所述蓄电池之间设有主通路，所述主通路与所述用电器之间设有若干个子通路，所述主供电模块与所述用电器以及所述主供电模块与所述蓄电池之间安装有隔离控制模块，所述隔离控制模块包括主开关、内部控制器与若干个子开关，所述主开关安装在所述主通路上，用于控制所述主通路的通断，所述子开关安装在所述子通路上，用于控制所述子通路的通断；

其中，当发生故障时，主开关与若干个子开关自动断开，蓄电池供电，内部控制器在预定时间内控制子开关进行闭合，当无故障发生时，保持闭合状态，并控制主开关闭合；当仍有故障发生时，子开关自动断开，并使主开关保持断开状态。

可选的，所述用电器包括冗余制动装置、集成化制动控制器、电动助力转向系统、电控刹车助力系统的全部或部分。

可选的，所述主供电模块为主流变换器或发电机。

可选的，所述内部控制器对所述主开关与所述子开关上的电流值以及电压值进行数据采集，并设置流经所述主开关与所述子开关电流的电流值以及主开关两端与所述子开关两端的电压值的阈值，当电流值或电压值超过阈值时，所述内部控制器断开所述主开关与所述子开关。

可选的，所述主开关与所述子开关均包括隔离开关与智能电子保险丝。

基于上述实施方式，提出一种应用于汽车电源网络的隔离控制器的控制方法，包括如下步骤：

标定主开关与子开关的过压、欠压和过流等故障的阈值，内部控制器对电流值与电压值进行数据采集；

当发生故障时，内部控制器控制主开关与若干个子开关断开，蓄电池供电，内部控制器在预定时间内控制子开关进行尝试闭合；

当子开关闭合后无故障发生时，子开关保持闭合状态，并控制主开关闭合；当仍有故障发生时，内部控制器断开子开关，并使主开关保持断开状态。

可选的，所述内部控制器在预定时间内控制子开关进行尝试闭合，具体为：

内部控制器在1min内控制子开关进行尝试闭合。

可选的，当仍有故障发生时，内部控制器断开子开关，并使主开关保持断开状态，还包括：

当仍有故障发生时，内部控制器控制子开关在10s内进行5次闭合尝试，如仍有故障发生，则内部控制器断开子开关，使主开关保持断开状态。

从上面所述可以看出，本发明提供的应用于汽车电源网络的隔离控制器及控制方法，通过设置隔离控制模块，采用隔离开关与智能电子保险丝相结合的方式对电路的通断进行控制，能够通过检测电源网络节点的电压和电流值、输出到用电器的电压和电流值，实现对主电源网络和用电器电源网络故障的诊断，并在故障发生后断开主开关或者子开关，在主开关断开后，蓄电池能够为用电器供电，使得自动驾驶部件、汽车的安全部件仍能按照既定的设计要求完成其功能，提高了整车的安全等级。

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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明，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为本发明的应用于汽车电源网络的隔离控制器的示意图；

图2为本发明的应用于汽车电源网络的隔离控制器的控制方法的流程示意图；

其中，主供电模块1、蓄电池2、用电器3、主通路4、子通路5、主开关6、子开关7。

具体实施方式

为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本公开进一步详细说明。

需要说明的是，除非另外定义，本发明使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

基于上述目的，本发明提供了一种应用于汽车电源网络的隔离控制器，如图1所示，包括主供电模块1、蓄电池2与若干个用电器3，所述主供电模块1与所述蓄电池2之间设有主通路4，所述主通路4与所述用电器3之间设有若干个子通路5，所述主供电模块1与所述用电器3以及所述主供电模块1与所述蓄电池2之间安装有隔离控制模块，所述隔离控制模块包括主开关6、内部控制器与若干个子开关7，所述主开关6安装在所述主通路4上，用于控制所述主通路4的通断，所述子开关7安装在所述子通路5上，用于控制所述子通路5的通断；

其中，当发生故障时，主开关6与若干个子开关7自动断开，蓄电池2供电，内部控制器在预定时间内控制子开关7进行闭合，当无故障发生时，保持闭合状态，并控制主开关6闭合；当仍有故障发生时，子开关7自动断开，并使主开关6保持断开状态。

本发明能够通过检测电源网络节点的电压和电流值、输出到用电器3的电压和电流值，实现对主电源网络和用电器3电源网络故障的诊断，并在故障发生后断开主开关6或者子开关7，在主开关6断开后，蓄电池2能够为用电器3供电，使得自动驾驶部件、汽车的安全部件仍能按照既定的设计要求完成其功能，提高了整车的安全等级。

在一种实施方式中，所述用电器3包括冗余制动装置、集成化制动控制器、电动助力转向系统、电控刹车助力系统的全部或部分。用电器3也可以是其他部件，子开关7的数量根据整车用电器3的情况可以进行增减。

在一种实施方式中，所述主供电模块1为主流变换器或发电机。通电后，主供电模块1通过主开关6向蓄电池2供电，并通过子开关7的连通向子通路5供电，为子通路5上的用电器3提供电力。

具体的说，所述内部控制器对所述主开关6与所述子开关7上的电流值以及电压值进行数据采集，并设置流经所述主开关6与所述子开关7电流的电流值以及主开关6两端与所述子开关7两端的电压值的阈值，当电流值或电压值超过阈值时，所述内部控制器断开所述主开关6与所述子开关7。

进一步的，根据实际情况，设置主开关6上各故障点的阈值为：过压时的电压阈值为大于16.5V，欠压时电压阈值为小于8.5V，过流时的电流阈值为大于200A；设置子开关7上各故障点的阈值为：过压时的电压阈值为大于17V，欠压时电压阈值为小于8V，过流时的电流阈值为大于70A。

在一种实施方式中，所述主开关6与所述子开关7均包括隔离开关与智能电子保险丝。

基于上述实施方式，如图2所示，提出一种应用于汽车电源网络的隔离控制器的控制方法，包括如下步骤：

标定主开关6与子开关7的过压、欠压和过流等故障的阈值，内部控制器对电流值与电压值进行数据采集；

当发生故障时，内部控制器控制主开关6与若干个子开关7断开，蓄电池2供电，内部控制器在预定时间内控制子开关7进行尝试闭合；

当子开关7闭合后无故障发生时，子开关7保持闭合状态，并控制主开关6闭合；当仍有故障发生时，内部控制器断开子开关7，并使主开关6保持断开状态。

可选的，所述内部控制器在预定时间内控制子开关7进行尝试闭合，具体为：

内部控制器在1min内控制子开关7进行尝试闭合。

可选的，当仍有故障发生时，内部控制器断开子开关7，并使主开关6保持断开状态，还包括：

当仍有故障发生时，内部控制器控制子开关7在10s内进行5次闭合尝试，如仍有故障发生，则内部控制器断开子开关7，使主开关6保持断开状态。

本发明通过设置隔离控制模块，采用隔离开关与智能电子保险丝相结合的方式对电路的通断进行控制，能够通过检测电源网络节点的电压和电流值、输出到用电器3的电压和电流值，实现对主电源网络和用电器3电源网络故障的诊断，并在故障发生后断开主开关6或者子开关7，在主开关6断开后，蓄电池2能够为用电器3供电，使得自动驾驶部件、汽车的安全部件仍能按照既定的设计要求完成其功能，提高了整车的安全等级。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本公开的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。

本发明旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种应用于汽车电源网络的隔离控制器，其特征在于，包括主供电模块、蓄电池与若干个用电器，所述主供电模块与所述蓄电池之间设有主通路，所述主通路与所述用电器之间设有若干个子通路，所述主供电模块与所述用电器以及所述主供电模块与所述蓄电池之间安装有隔离控制模块，所述隔离控制模块包括主开关、内部控制器与若干个子开关，所述主开关安装在所述主通路上，用于控制所述主通路的通断，所述子开关安装在所述子通路上，用于控制所述子通路的通断；

其中，当发生故障时，主开关与若干个子开关自动断开，蓄电池供电，内部控制器在预定时间内控制子开关进行闭合，当无故障发生时，保持闭合状态，并控制主开关闭合；当仍有故障发生时，子开关自动断开，并使主开关保持断开状态。

2.根据权利要求1所述的应用于汽车电源网络的隔离控制器，其特征在于，所述用电器包括冗余制动装置、集成化制动控制器、电动助力转向系统、电控刹车助力系统的全部或部分。

3.根据权利要求1所述的应用于汽车电源网络的隔离控制器，其特征在于，所述主供电模块为主流变换器或发电机。

4.根据权利要求1所述的应用于汽车电源网络的隔离控制器，其特征在于，所述内部控制器对所述主开关与所述子开关上的电流值以及电压值进行数据采集，并设置流经所述主开关与所述子开关电流的电流值以及主开关两端与所述子开关两端的电压值的阈值，当电流值或电压值超过阈值时，所述内部控制器断开所述主开关与所述子开关。

5.根据权利要求1所述的应用于汽车电源网络的隔离控制器，其特征在于，所述主开关与所述子开关均包括隔离开关与智能电子保险丝。

6.根据权利要求1-5所述的应用于汽车电源网络的隔离控制器的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

标定主开关与子开关的过压、欠压和过流等故障的阈值，内部控制器对电流值与电压值进行数据采集；

当发生故障时，内部控制器控制主开关与若干个子开关断开，蓄电池供电，内部控制器在预定时间内控制子开关进行尝试闭合；

当子开关闭合后无故障发生时，子开关保持闭合状态，并控制主开关闭合；当仍有故障发生时，内部控制器断开子开关，并使主开关保持断开状态。

7.根据权利要求6所述的应用于汽车电源网络的隔离控制器的控制方法，其特征在于，所述内部控制器在预定时间内控制子开关进行尝试闭合，具体为：

内部控制器在1min内控制子开关进行尝试闭合。

8.根据权利要求6所述的应用于汽车电源网络的隔离控制器的控制方法，其特征在于，当仍有故障发生时，内部控制器断开子开关，并使主开关保持断开状态，还包括：

当仍有故障发生时，内部控制器控制子开关在10s内进行5次闭合尝试，如仍有故障发生，则内部控制器断开子开关，使主开关保持断开状态。

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