CN116345659A - 电源控制设备和控制方法 - Google Patents

Abstract

一种电源控制设备，包括：第一系统，被配置为从第一电源向第一负载组供电；第二系统，被配置为从第二电源向第二负载组供电；多个负载开关，被配置为将电源切换到第一负载组和第二负载组中的每个负载；以及控制单元，被配置为控制多个负载开关，使得在预定备用状态下从第二电源向包括在第一负载组和第二负载组中的至少一个负载组中的备用负载供电，其中，控制单元检测第二电源的充电状态，并且在预定备用状态下，随着充电状态的升高，增加要连接的负载开关的数量。

Description

电源控制设备和控制方法

技术领域

本发明涉及用于从多个系统供电的技术。

背景技术

传统上，当在多个电力系统中的一些电力系统中发生异常时，从另一个电力系统向备用负载供电的电源系统是已知的(例如，参见JP-A-2019-62727)。

发明内容

当由另一个电力系统供电的电源的蓄电容量较低时，另一个电力系统可以向备用负载提供的电力可能不足，并且另一个电力系统对备用负载的运行时间可能会缩短。

鉴于上述情况做出了本发明，并且本发明的目的是提供一种用于增加备用负载的运行时间的电源控制设备和控制方法。

根据实施例的一个方面的电源控制设备包括第一系统、第二系统、多个负载开关和控制单元。第一系统可以从第一电源向第一负载组供电。第二系统可以从第二电源向第二负载组供电。多个负载开关可以将电源切换到第一负载组和第二负载组中的每个负载。控制单元控制多个负载开关，使得在预定备用状态下从第二电源向包括在第一负载组和第二负载组中的至少一个负载组中的备用负载供电。控制单元检测第二电源的充电状态。在预定备用状态下，控制单元随着充电状态的升高而增加要连接的负载开关的数量。

根据实施例的一个方面，可以增加备用负载的运行时间。

附图说明

图1是示出了根据实施例的电源控制设备的配置示例的图。

图2是示出了由第一电源提供的电源的图。

图3是示出了在第一系统中发生接地故障并且第二电源的充电状态是第一充电状态的情况下的电源的图。

图4是示出了在第一系统中发生接地故障并且第二电源的充电状态是第二充电状态的情况下的电源的图。

图5是示出了第二电源的充电状态、是否允许自动驾驶控制以及故障安全控制之间的关系的图。

图6是示出了在启动开关断开并且第二电源的充电状态是第四充电状态的情况下的电源的图。

图7是示出了在启动开关断开并且第二电源的充电状态是第五充电状态的情况下的电源的图。

图8是示出了在启动开关断开并且第二电源的充电状态是第六充电状态的情况下的每个开关的状态的图。

图9是示出了在启动开关断开时第二电源的充电状态和电源之间的关系的图。

图10是示出了在第一系统中发生接地故障时的故障安全处理的流程图。

图11是示出了在启动开关断开时的待机处理的流程图。

具体实施方式

在下文中，将参考附图详细描述电源控制设备和控制方法的实施例。本发明不限于下面的实施例。在下文中，尽管将描述电力控制设备安装在具有自动驾驶功能的车辆上并向负载提供电力(“电力”在下文中可以被称为“电”)的示例，但是根据实施例的电源控制设备可以安装在不具有自动驾驶功能的车辆上。另外，根据实施例的电源控制设备可以安装在除车辆以外的设备上。

尽管在以下描述中将描述配备有电源控制设备的车辆是电动车辆或混合动力车辆的情况，但是配备有电源控制设备的车辆可以是使用内燃机引擎行进的发动机车辆。

图1是示出了根据实施例的电源控制设备1的配置示例的图。根据实施例的电源控制设备1连接到第一电源10、第一负载组100、第二负载组110、自动驾驶控制设备120和启动开关130。

第一电源10包括DC/DC转换器11(在下文中被称为“DC/DC 11”)和铅电池12(在下文中被称为“PbB 12”)。第一电源10的电池可以是除PbB 12以外的任何二次电池。第一电源10是主要向第一负载组100、第二负载组110等供电的主电源。

DC/DC 11连接到通过将车辆的再生能量转换为电力来产生电力的发电机，并且变换并输出来自该发电机的输入电压。当车辆包括发动机时，发电机可以是通过将发动机的旋转力转换为电力来产生电力的交流发电机。DC/DC 11对PbB 12充电，向第一负载组100供电，向第二负载组110供电，并对稍后描述的第二电源20充电。

第一负载组100包括第一负载101、第二负载102和第三负载103。第一负载101包括在执行自动驾驶时使用的设备。第一负载101包括在自动驾驶期间运行的转向电机、电动制动设备、车载摄像机、雷达等。

第二负载102包括与自动驾驶的执行无关的设备。第二负载102包括即使在车辆停车并且车辆的电源系统的启动开关130断开时也运行的设备。第二负载102包括控制车辆的门的锁定的门锁控制ECU等。当车载摄像机是在启动开关130断开的状态下捕捉车辆周围的图像的摄像机时，第二负载102包括车载摄像机。

第三负载103包括与自动驾驶的执行无关的设备。第三负载103包括车厢内的插座、车厢外的插座等。

第二负载102和第三负载103是在启动开关130断开时可以运行的待机负载。第二负载102和第三负载103也是备用负载。第二负载102和第三负载103设置有优先级。第二负载102的优先级高于第三负载103的优先级。第二负载102和第三负载103的优先级存储在电源控制设备1的存储区域中。

第二负载组110包括第四负载111和第五负载112。类似于第一负载101，第四负载111是在执行自动驾驶时使用的负载。第四负载111是诸如转向电机或电动制动设备之类的驱动系统负载。第四负载111是在稍后描述的第一系统200中发生接地故障时执行自动驾驶控制的故障安全控制的备用负载。

第五负载112是在执行自动驾驶时使用的负载。第五负载112是诸如车载摄像机和雷达之类的识别系统负载。第五负载112是在稍后描述的第一系统200中发生接地故障时执行自动驾驶控制的故障安全控制的备用负载。

第四负载111和第五负载112是在稍后描述的第一系统200中发生接地故障时可以通过从第二电源20供电而运行的备用负载。第四负载111和第五负载112设置有优先级。第四负载111的优先级高于第五负载112的优先级。第四负载111和第五负载112的优先级存储在电源控制设备1的存储区域中。

自动驾驶控制设备120是通过运行第一负载组100和第二负载组110(第四负载111和第五负载112)中的第一负载101来控制车辆的自动驾驶的控制设备。自动驾驶控制设备120可以通过运行第一负载101和第二负载组110中的任何一个来执行自动驾驶控制的故障安全控制。当在稍后描述的第一系统200或第二系统210中发生接地故障时，自动驾驶控制设备120控制其中没有发生接地故障的系统以执行自动驾驶控制的故障安全控制。自动驾驶控制的故障安全控制是通过自动驾驶使车辆后退到安全地点的控制。

启动开关130是用于在导通状态和断开状态之间切换电源系统的开关。启动开关130可以是点火开关或附件(ACC)开关。

电源控制设备1由设置在电源控制设备1的外部的第一电源10供电。电源控制设备1可以向稍后描述的第一负载组100、第二负载组110和第二电源20提供从设置在电源控制设备1的外部的第一电源10提供的电力。

电源控制设备1包括第一系统200和第二系统210。第一系统200是可以从第一电源10向第一负载组100供电的系统。第二系统210是可以从稍后描述的第二电源20向稍后描述的第二负载组110供电的系统。

第一系统200包括连接第一电源10和第一负载组100的第一线路201。第一线路201连接到第一负载组100中的负载101至103中的每一个。

第二系统210包括连接第二电源20和第二负载组110的第二线路211。第二线路211连接到第二负载组110中的负载111和112中的每一个。第一线路201和第二线路211通过连接线路220连接。

电源控制设备1包括第二电源20、DC/DC转换器30、多个开关40至48、第一电压传感器50、第二电压传感器51和控制单元60。

第二电源20例如包括锂离子电池21(在下文中被称为“LiB 21”)。选择具有比第一电源10的电压高的电压的电池作为第二电源20，使得即使在较低温度下也可以提供最小必要电压。第二电源20是第一电源10无法供电时的备用电源。第二电源20的电池可以是除LiB21以外的任何二次电池。

DC/DC转换器30(在下文中被称为“DC/DC 30”)由控制单元60控制，并且在LiB 21充电时变换并输出来自第一电源10的输入电压。当LiB 21未充电时，DC/DC 30处于非运行状态。

多个开关40至48包括第一电池开关40、第二电池开关41、备用开关42、系统间开关43和第一负载开关44至第五负载开关48。第一电池开关40设置在可以连接第一电源10和第一负载组100的第一线路201上。

第一电池开关40是连接或断开第一电源10和第一系统200的开关，并且是在供电状态和非供电状态之间切换来自第一电源10的电源的开关。当第一电池开关40导通时，第一电池开关40的两端电连接。当第一电池开关4断开时，第一电池开关40两端之间的电连接断开(即，切断)。这同样适用于第二电池开关41至第五负载开关48。

第二电池开关41设置在可以连接第二电源20和第二负载组110的第二线路211上。第二电池开关41是连接或断开第二电源20和第二系统210的开关，并且是在供电状态和非供电状态之间将电源切换到第二电源20并且在供电状态和非供电状态之间切换来自第二电源20的电源的开关。

备用开关42设置在第二线路211上。备用开关42与DC/DC 30并联设置。当备用开关42导通时，电流不流过DC/DC 30，但是流过备用开关42。当备用开关42断开时，电流流过DC/DC 30。即，备用开关42是切换电流是否流过DC/DC 30的开关。

系统间开关43设置在连接第一线路201和第二线路211的连接线路220上。系统间开关43是可以连接或断开第一线路201和第二线路211的开关。即，系统间开关43是连接或断开第一系统200和第二系统210的开关。

第一负载开关44设置在第一线路201上。第一负载开关44是切换是否向第一负载101供电的开关。

第二负载开关45设置在第二线路201上。第二负载开关45是切换是否向第二负载102供电的开关。

第三负载开关46设置在第二线路201上。第三负载开关46是切换是否向第三负载103供电的开关。

第四负载开关47设置在第二线路211上。第四负载开关47是切换是否向第四负载111供电的开关。

第五负载开关48设置在第二线路211上。第五负载开关48是切换是否向第五负载112供电的开关。

第一负载开关44至第五负载开关48是能够切换是否向第一负载组100和第二负载组110中的负载101、102、103、111和112供电的负载开关。

第一电压传感器50设置在连接线路220上。具体地，第一电压传感器50设置在系统间开关43和第一线路201之间的连接线路220上。第一电压传感器50检测第一系统200的电压。第二电压传感器51设置在连接线路220上。具体地，第二电压传感器51设置在系统间开关43和第二线路211之间的连接线路220上。第二电压传感器51检测第二系统210的电压。

控制单元60包括设置有中央处理单元(CPU)、只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)等的各种电路或微型计算机。控制单元60可以配置有诸如专用集成电路(ASIC)或现场可编程门阵列(FPGA)之类的硬件。

控制单元60包括检测单元61和开关设置单元62，检测单元61在CPU使用RAM作为工作区域执行存储在ROM中的程序时起作用。控制单元60控制电源控制设备1的运行。当从第一电源10和第二电源20向控制单元60供电时，运行控制单元60。即，控制单元60可以通过由第一电源10或第二电源20供电来运行。检测单元61和开关设置单元62的功能可以划分为多个功能。

在预定备用状态下，控制单元60控制多个负载开关，使得从第二电源20向包括在第一负载组100和第二负载组110中的至少一个中的备用负载供电。具体地，在预定备用状态下，控制单元60随着第二电源20的充电状态的升高而增加要连接的负载开关的数量。

检测单元61检测预定备用状态。预定备用状态包括在第一系统200中发生电源故障的状态。预定备用状态包括启动开关130断开的状态。

电源故障例如是接地故障。即，检测单元61检测在第一系统200中是否发生了接地故障。检测单元61在第一电池开关40和系统间开关43导通并且备用开关42断开的正常状态下确定由第一电压传感器50检测到的电压是否在正常范围内。正常范围是由第一电压传感器50在第一系统200中没有发生电源故障时检测到的电压指示的范围。例如，正常范围是由第一电压传感器50检测到的电压等于或高于预先设置的预定电压的范围。

当在正常状态下由第一电压传感器50检测到的电压不在正常范围内时，例如，当电压小于预定电压时，检测单元61检测到在第一系统200中发生接地故障。

当在正常状态下由第一电压传感器50检测到的电压在正常范围内时，检测单元61检测到在第一系统200中没有发生接地故障。

在正常状态下，检测单元61可以基于由第二电压传感器51检测到的电压来检测在第二系统210中是否发生了电源故障。

检测单元61基于从启动开关130获取的信号来确定启动开关130是导通还是断开。

检测单元61获取由设置在第二电源20中的测量设备测量到的第二电源20的电压信息，并检测第二电源20的充电状态。具体地，检测单元61检测第二电源20的充电状态(SOC)。除了电压信息之外，检测单元61可以获取电流信息和温度信息，并且可以使用电流信息等来检测第二电源20的充电状态。检测单元61在启动开关130导通时启动车辆时以及在随后的运行期间，周期性地检测第二电源20的充电状态。

当检测到第二电源20的充电状态时，检测单元61确定第二电源20的充电状态是否是第一充电状态。第一充电状态是LiB 21的蓄电容量等于或大于第一预定容量的状态。第一预定容量是预先设置的值。第一预定容量是在自动驾驶期间在第一系统200中发生接地故障时第二负载组110的第四负载111和第五负载112可以执行自动驾驶控制的故障安全控制的容量。第一预定容量例如是充满电的蓄电容量的50％的容量。当检测单元61确定第二电源20的充电状态是第一充电状态时，检测单元61允许自动驾驶。

当检测到第二电源20的充电状态时，检测单元61确定第二电源20的充电状态是否是第二充电状态。第二充电状态是LiB 21的蓄电容量小于第一预定容量并且等于或大于第二预定容量的状态。第二预定容量是预先设置的值，并且小于第一预定容量。即，第二充电状态低于第一充电状态。第二预定容量是在自动驾驶期间在第一系统200中发生接地故障的情况下，直到由第四负载111执行的自动驾驶控制的故障安全控制完成时(即，直到车辆停止)才可以执行当第五负载112运行时的自动驾驶控制的故障安全控制的容量。第二预定容量例如是充满电的蓄电容量的30％的容量。当检测单元61确定第二电源20的充电状态是第二充电状态时，检测单元61允许自动驾驶。

当检测到第二电源20的充电状态时，检测单元61确定第二电源20的充电状态是否是第三充电状态。第三充电状态是LiB 21的蓄电容量小于第二预定容量的状态。第三充电状态是在自动驾驶期间在第一系统200中发生接地故障的情况下，直到自动驾驶控制的故障安全控制完成时(即，直到车辆停止)才能执行仅当第四负载111被驱动时的自动驾驶控制的故障安全控制的状态。因此，当检测单元61确定第二电源20的充电状态是第三充电状态时，检测单元61禁止自动驾驶。

当在车辆行驶期间检测到第二电源20的充电状态时，检测单元61检测第二电源20的充电状态是否是第一充电状态至第三充电状态中的任何一个，并根据检测结果确定是否允许自动驾驶。具体地，当检测单元61在启动开关130导通之后确定在手动驾驶期间第二电源20的充电状态是第一充电状态或第二充电状态时，检测单元61允许自动驾驶，并且当检测单元61确定第二电源20的充电状态是第三充电状态时，检测单元61禁止自动驾驶。在检测单元61允许自动驾驶的情况下，当自动驾驶开始时，检测单元61继续检测第二电源20的充电状态，并在自动驾驶期间检测到接地故障之后进一步检测第二电源20的充电状态。当在自动驾驶期间检测到第一系统200的接地故障时，根据此时第二电源20的充电状态来控制稍后描述的开关40至48。

检测单元61确定车辆是否处于自动驾驶状态。检测单元61确定自动驾驶控制设备120是否执行了自动驾驶。

当启动开关130断开时，检测单元61在该时间段期间检测第二电源20的充电状态。

具体地，当启动开关130断开时，检测单元61确定第二电源20的充电状态是否是第四充电状态。第四充电状态是LiB 21的蓄电容量等于或大于第三预定容量的状态。第三预定容量是预先设置的值。第三预定容量例如是充满电的蓄电容量的50％的容量。

当启动开关130断开时，检测单元61确定第二电源20的充电状态是否是第五充电状态。第五充电状态是LiB 21的蓄电容量小于第三预定容量并且等于或大于第四预定容量的状态。第四预定容量是预先设置的值，并且小于第三预定容量。第四预定容量例如是充满电的蓄电容量的20％。

当启动开关130断开时，检测单元61确定第二电源20的充电状态是否是第六充电状态。第六充电状态是LiB 21的蓄电容量小于第四预定容量的状态。

开关设置单元62将开关40至48中的每一个设置为导通(ON)或断开(OFF)，并且切换开关40至48中的每一个的ON和OFF。当不处于预定备用状态并且从第一电源10向第一负载组100和第二负载组110供电时，开关设置单元62导通第一电池开关40、系统间开关43、以及第一负载开关44至第五负载开关48。即，在正常行进状态下，开关设置单元62导通第一电池开关40、系统间开关43、以及第一负载开关44至第五负载开关48。因此，如图2所示，由第一系统200从第一电源10向第一负载组100中的负载101至103供电。图2是示出了由第一电源10提供的电源的图。由第一系统200和第二系统210从第一电源10向第二负载组110中的负载111和112供电。具体地，从第一电源10经由第一线路201、连接线路220和第二线路211向第二负载组110中的负载111和112供电。

当第二电源20充电时，开关设置单元62导通第二电池开关41并且断开备用开关42。控制单元60驱动DC/DC 30。因此，从第一电源10向第二电源20的LiB 21供电，并且LiB21被充电。当LiB 21充电时，备用开关42断开，并且电流通过DC/DC 30流向LiB 21。当第二电源20的LiB 21未充电时，开关设置单元62断开第二电池开关41。

当在自动驾驶期间在第一系统200中发生接地故障并且第二电源20的充电状态是第一充电状态时，开关设置单元62控制开关40至48，使得第二系统210从第二电源20向用于自动驾驶的所有负载供电。开关设置单元62控制开关40至48，使得第二系统210从第二电源20向第四负载111和第五负载112供电。具体地，开关设置单元62断开第一电池开关40和系统间开关43。此外，开关设置单元62导通第二电池开关41、备用开关42、第四负载开关47和第五负载开关48。因此，如图3所示，不从第一电源10向第一负载组100和第二负载组110供电。另外，第二系统210从第二电源20向第四负载111和第五负载112供电。图3是示出了在第一系统200中发生接地故障并且第二电源20的充电状态是第一充电状态的情况下的电源的图。

当在第一系统200中发生接地故障并且第二电源20的充电状态是第一充电状态时，开关设置单元62控制作为负载开关的第四负载开关47和第五负载开关48，并且导通第四负载开关47和第五负载开关48。因此，从第二电源20向第四负载111和第五负载112(即，包括在第二负载组110中的所有备用负载)供电。

当备用开关42导通时，电流不流过DC/DC 30，但是通过备用开关42流向第四负载111和第五负载112。

当在自动驾驶期间在第一系统200中发生接地故障并且第二电源20的充电状态是第一充电状态时，开关设置单元62控制开关40至48，使得第二系统210从第二电源20向第四负载111供电。即，开关设置单元62控制开关40至48，使得向在用于自动驾驶的负载中的具有较高优先级的第四负载111供电。具体地，开关设置单元62断开第一电池开关40、系统间开关43和第五负载开关48。此外，开关设置单元62导通第二电池开关41、备用开关42和第四负载开关47。因此，如图4所示，不从第一电源10向第一负载组100和第二负载组110供电。第二系统210从第二电源20向第四负载111供电。图4是示出了在第一系统200中发生接地故障并且第二电源20的充电状态是第二充电状态的情况下的电源的图。

当在第一系统200中发生接地故障并且第二电源20的充电状态是第二充电状态时，开关设置单元62控制作为负载开关的第四负载开关47，并且导通第四负载开关47。开关设置单元62控制作为负载开关的第五负载开关48，并且断开第五负载开关48。因此，从第二电源20向包括在第二负载组110中的备用负载中的具有较高优先级的第四负载111供电。

在手动驾驶期间第二电源20的充电状态是第三充电状态的情况下，开关设置单元62执行与图2所示的正常行进状态下的开关控制相同的开关控制，使得检测单元61禁止自动驾驶。

如图5所示，电源控制设备1根据手动驾驶期间第二电源20的充电状态确定是否允许自动驾驶，并且当在自动驾驶期间在第一系统200中发生接地故障时，切换以使用第二负载组110执行自动驾驶控制的故障安全控制。图5是示出了第二电源20的充电状态、是否允许自动驾驶控制以及故障安全控制之间的关系的图。

在允许自动驾驶并且在自动驾驶期间在第一系统200中发生接地故障的情况下，当第二电源20的充电状态是第一充电状态时，执行自动驾驶控制的故障安全控制。在这种情况下，第四负载开关47和第五负载开关48导通，并且从第二电源20向第四负载111和第五负载112(即，用于自动驾驶的所有负载)供电。

在允许自动驾驶并且在自动驾驶期间在第一系统200中发生接地故障的情况下，当第二电源20的充电状态是第二充电状态时，执行自动驾驶控制的故障安全控制。在这种情况下，第四负载开关47导通，并且第五负载开关48断开，并且从第二电源20向用于自动驾驶的负载中的具有较高优先级的第四负载111供电，并且不向具有较低优先级的第五负载112供电。

当第二电源20的充电状态是第三充电状态时，不允许自动驾驶。

当在第一系统200中发生接地故障时，针对开关40至48可以考虑以下两种控制方法。

在第一种控制方法中，开关设置单元62根据在第一系统200中发生接地故障时第二电源20的充电状态来确定是否导通负载开关，并且此后，开关设置单元62保持开关40至48中的每一个的ON或OFF状态直到故障安全控制完成。因此，自动驾驶控制设备120可以根据发生接地故障时第二电源20的充电状态来执行适当的故障安全控制直到故障安全控制完成。

在第二种控制方法中，开关设置单元62根据在第一系统200中发生接地故障时第二电源20的充电状态来确定是否导通负载开关，并且此后，开关设置单元62根据在故障安全控制期间第二电源20的充电状态来确定是否导通负载开关。具体地，当在第一系统200中发生接地故障时第二电源20的充电状态是第一充电状态时，导通第四负载开关47和第五负载开关48，并且执行故障安全控制。当在故障安全控制期间第二电源20的充电状态降低到第二充电状态时，开关设置单元62断开第五负载开关48，并且故障安全控制仅由具有较高优先级的第四负载111执行。此后，即使当第二电源20的充电状态降低到第三充电状态时，故障安全控制也仅由第四负载111继续执行。当在第一系统200中发生接地故障时第二电源20的充电状态是第二充电状态时，开关设置单元62导通第四负载开关47，并且故障安全控制仅由具有较高优先级的第四负载111执行。因此，可以通过具有较高优先级的负载执行较长时间的故障安全控制。

上面描述了当启动开关130导通时在车辆行进期间开关设置单元62的控制，并且下面将描述当启动开关130断开时在车辆停车期间开关设置单元62的控制。

当启动开关130断开并且第二电源20的充电状态是第四充电状态时，开关设置单元62控制开关40至48，使得从第二电源20向所有在启动开关130断开的时间段期间运行的负载供电。即，开关设置单元62控制开关40至48，使得从第二电源20向第二负载102和第三负载103供电。具体地，开关设置单元62断开第一电池开关40、第一负载开关44、第四负载开关47和第五负载开关48。此外，开关设置单元62导通第二电池开关41、备用开关42、系统间开关43、第二负载开关45和第三负载开关46。因此，如图6所示，不从第一电源10向第一负载组100和第二负载组110供电。从第二电源20向第一负载组100中的第二负载102和第三负载103供电。图6是示出了启动开关130断开并且第二电源20的充电状态是第四充电状态的情况下的电源的图。

当启动开关130断开并且第二电源20的充电状态是第四充电状态时，开关设置单元62控制作为负载开关的第二负载开关45和第三负载开关46，并且导通第二负载开关45和第三负载开关46。因此，从第二电源20向作为待机负载的所有第二负载102和第三负载103供电。

当启动开关130断开并且第二电源20的充电状态是第五充电状态时，开关设置单元62控制开关40至48，使得从第二电源20向第二负载102供电。即，开关设置单元62控制开关40至48，使得从第二电源20向在启动开关130断开的时间段期间运行的负载中的具有较高优先级的第二负载102供电。具体地，开关设置单元62断开第一电池开关40、第一负载开关44、第三负载开关46、第四负载开关47和第五负载开关48。此外，开关设置单元62导通第二电池开关41、备用开关42、系统间开关43和第二负载开关45。因此，如图7所示，不从第一电源10向第一负载组100和第二负载组110供电。从第二电源20向第一负载组100的第二负载102供电。另外，不向第三负载103供电。图7是示出了启动开关130断开并且第二电源20的充电状态是第五充电状态的情况下的电源的图。

当启动开关130断开并且第二电源20的充电状态是第五充电状态时，开关设置单元62控制作为负载开关的第二负载开关45，并且导通第二负载开关45。开关设置单元62控制第三负载开关46，并且断开第三负载开关46。因此，从第二电源20向待机负载中的具有较高优先级的第二负载102供电。

当启动开关130断开并且第二电源20的充电状态是第六充电状态时，开关设置单元62断开所有开关40至48，如图8所示。图8是示出了当启动开关130断开并且第二电源20的充电状态是第六充电状态时开关40至48中的每一个的状态的图。

当启动开关130断开时，电源控制设备1根据第二电源20的充电状态将电源切换到第一负载组100中的第二负载102和第三负载103，如图9所示。图9是示出了启动开关130断开时第二电源20的充电状态和电源之间的关系的图。

当启动开关130断开并且第二电源20的充电状态是第四充电状态时，从第二电源20向第二负载102和第三负载103(即,所有待机负载)供电。

当启动开关130断开并且第二电源20的充电状态是第五充电状态时，从第二电源20向待机负载中的具有较高优先级的第二负载102供电。不从第二电源20向具有较低优先级的第三负载103供电。

当启动开关130断开并且第二电源20的充电状态是第六充电状态时，停止向所有负载101至103、111和112供电。

当启动开关130断开并且第二电源20的充电状态是第六充电状态时，可以从第一电源10向第二负载102和第三负载103供电。在这种情况下，第二负载开关45和第三负载开关46可以根据第一电源10的PbB 12的蓄电容量来导通或断开。

与在第一系统200中发生接地故障时开关40至48的控制方法类似，以下两种控制方法可以被认为是当启动开关130断开时开关40至48的控制方法。

在第一种控制方法中，开关设置单元62根据启动开关130断开时第二电源20的充电状态来确定是否导通负载开关，并且此后，开关设置单元62保持开关40至48中的每一个的ON或OFF状态。

在第二种控制方法中，开关设置单元62根据启动开关130断开时第二电源20的充电状态来确定是否导通负载开关，并且此后，开关设置单元62根据第二电源20的充电状态来确定是否导通负载开关。具体地，当启动开关130断开时第二电源20的充电状态是第四充电状态时，开关设置单元62导通第二负载开关45和第三负载开关46。此后，当第二电源20的充电状态降低到第五充电状态时，开关设置单元62导通第二负载开关45，并断开第三负载开关46，并且仅对具有较高优先级的第二负载102供电。此外，当第二电源20的充电状态降低到第六充电状态时，开关设置单元62断开所有开关40至48。

接下来，将参考图10描述根据实施例的故障安全处理。图10是示出了在第一系统200中发生接地故障时的故障安全处理的流程图。

电源控制设备1检测第二电源20的充电状态(S100)。电源控制设备1确定第二电源20的充电状态是第一充电状态还是第二充电状态(S101)。

具体地，电源控制设备1确定LiB 21的蓄电容量是否等于或大于第一预定容量。当LiB 21的蓄电容量等于或大于第一预定容量时，电源控制设备1确定第二电源20的充电状态是第一充电状态。当LiB 21的蓄电容量小于第一预定容量时，电源控制设备1确定第二电源20的充电状态不是第一充电状态。

电源控制设备1确定LiB 21的蓄电容量是否小于第一预定容量并且等于或大于第二预定容量。当LiB 21的蓄电容量小于第一预定容量并且等于或大于第二预定容量时，电源控制设备1确定第二电源20的充电状态是第二充电状态。当LiB 21的蓄电容量小于第二预定容量时，电源控制设备1确定第二电源20的充电状态不是第二充电状态。即，当LiB 21的蓄电容量小于第二预定容量时，电源控制设备1确定第二电源20的充电状态是第三充电状态。

当第二电源20的充电状态是第一充电状态或第二充电状态时(S101：是)，电源控制设备1允许自动驾驶(S102)。当第二电源20的充电状态不是第一充电状态或第二充电状态时(S101：否)，即，当第二电源20的充电状态是第三充电状态时，电源控制设备1禁止自动驾驶(S103)。

电源控制设备1确定车辆是否处于自动驾驶状态(S104)。当车辆未处于自动驾驶状态时(S104：否)，电源控制设备1结束当前处理。当第二电源20的充电状态是第三充电状态时，自动驾驶被禁止，并且因此不启动自动驾驶。在这种情况下，处理结束而不进行到步骤S105。

当车辆处于自动驾驶状态时(S104：是)，电源控制设备1确定在第一系统200中是否发生了接地故障(S105)。具体地，电源控制设备1确定由第一电压传感器50检测到的电压是否在正常范围内。当由第一电压传感器50检测到的电压在正常范围内时，电源控制设备1确定在第一系统200中没有发生接地故障。当由第一电压传感器50检测到的电压不在正常范围内时，电源控制设备1确定在第一系统200中发生了接地故障。

当在第一系统200中没有发生接地故障时(S105：否)，电源控制设备1结束当前处理。

当在第一系统200中发生了接地故障时(S105：是)，电源控制设备1确定第二电源20的充电状态是否是第一充电状态(S106)。

当第二电源20的充电状态是第一充电状态时(S106：是)，电源控制设备1从第二电源20向第四负载111和第五负载112供电(S107)。即，电源控制设备1使第四负载111和第五负载112执行自动驾驶控制的故障安全控制。具体地，电源控制设备1导通第二电池开关41、备用开关42、第四负载开关47和第五负载开关48，并且断开第一电池开关40和系统间开关43。

当第二电源20的充电状态不是第一充电状态时(S106：否)，电源控制设备1确定第二电源20的充电状态是否是第二充电状态(S108)。

当第二电源20的充电状态是第二充电状态时(S108：是)，电源控制设备1从第二电源20向第四负载111供电(S109)。即，电源控制设备1使第四负载111执行故障安全控制。具体地，电源控制设备1导通第二电池开关41、备用开关42和第四负载开关47，并且断开第一电池开关40、系统间开关43和第五负载开关48。

当第二电源20的充电状态不是第二充电状态时(S108：否)，即，当第二电源20的充电状态是第三充电状态时，电源控制设备1结束当前处理。

在自动驾驶期间发生接地故障的情况下，当第二电源20的充电状态是第一充电状态或第二充电状态，并且然后第二电源20的充电状态变是第三充电状态时，禁止自动驾驶(S103)。由于已经执行了自动驾驶，因此在步骤S104中确定车辆处于自动驾驶状态(104：是)。然后，继续在先前处理中由在步骤S109中设置的第四负载111执行的故障安全控制。

当在第一系统200中发生接地故障并且第二电源20的充电状态从第一充电状态变为第二充电状态时，电源控制设备1将第五负载开关48从ON切换为OFF。即，当在第一系统200中发生接地故障时，第二电源20的充电状态从第二电源20向第四负载111和第五负载112供电的状态降低，并且第二电源20的充电状态从第一充电状态变为第二充电状态，第五负载开关48断开。

接下来，将参考图11描述根据实施例的待机处理。图11是示出了在启动开关130断开时的待机处理的流程图。

电源控制设备1确定启动开关130是否断开(S200)。当启动开关130没有断开时(S200：否)，电源控制设备1结束当前处理。

当启动开关130断开时(S200：是)，电源控制设备1检测第二电源20的充电状态(S201)。

电源控制设备1确定第二电源20的充电状态是否是第四充电状态(S202)。具体地，电源控制设备1确定LiB 21的蓄电容量是否等于或大于第三预定容量。当LiB 21的蓄电容量等于或大于第三预定容量时，电源控制设备1确定第二电源20的充电状态是第四充电状态。当LiB 21的蓄电容量小于第三预定容量时，电源控制设备1确定第二电源20的充电状态不是第四充电状态。

当第二电源20的充电状态是第四充电状态时(S202：是)，电源控制设备1从第二电源20向第二负载102和第三负载103(即，所有待机负载)供电(S203)。具体地，电源控制设备1导通第二电池开关41、备用开关42、系统间开关43、第二负载开关45和第三负载开关46。电源控制设备1断开第一电池开关40、第一负载开关44、第四负载开关47和第五负载开关48。

当第二电源20的充电状态不是第四充电状态时(S202：否)，电源控制设备1确定第二电源20的充电状态是否是第五充电状态(S204)。具体地，电源控制设备1确定LiB 21的蓄电容量是否小于第三预定容量并且等于或大于第四预定容量。当LiB 21的蓄电容量小于第三预定容量并且等于或大于第四预定容量时，电源控制设备1确定第二电源20的充电状态是第五充电状态。当LiB 21的蓄电容量小于第四预定容量时，电源控制设备1确定第二电源20的充电状态不是第五充电状态。即，当LiB 21的蓄电容量小于第四预定容量时，电源控制设备1确定第二电源20的充电状态是第六充电状态。

当第二电源20的充电状态是第五充电状态时(S204：是)，电源控制设备1从第二电源20向待机负载中的具有较高优先级的第二负载102供电(S205)。具体地，电源控制设备1导通第二电池开关41、备用开关42、系统间开关43和第二负载开关45。电源控制设备1断开第一电池开关40、第一负载开关44、第三负载开关46、第四负载开关47和第五负载开关48。

当第二电源20的充电状态不是第五充电状态时(S204：否)，即，当第二电源20的充电状态是第六充电状态时，电源控制设备1停止从第二电源20向所有负载101至103、111、112供电(S206)。具体而言，电源控制设备1断开所有开关40至48。电源控制设备1可以断开第一电池开关40和第二电池开关41，并且导通开关42至48中的至少一个。

当启动开关130断开并且第二电源20的充电状态从第四充电状态变为第五充电状态时，电源控制设备1将第三负载开关46从ON切换到OFF。当启动开关130断开时，第二电源20的充电状态从第二电源20向第二负载102和第三负载103供电的状态降低，并且第二电源20的充电状态从第四充电状态变为第五充电状态，第三负载开关46断开。

当启动开关130断开并且第二电源20的充电状态从第五充电状态变为第六充电状态时，电源控制设备1可以从第一电源10向第二负载102供电，而不是从第二电源20供电。在这种情况下，第一电池开关40导通，并且第二电池开关41和系统间开关43断开。

电源控制设备1包括第一系统200、第二系统210、多个开关(负载开关)44至48和控制单元60。第一系统200可以从第一电源10向第一负载组100供电。第二系统210可以从第二电源20向第二负载组110供电。多个开关44至48可以将电源切换到第一负载组100和第二负载组110中的负载101至103、111和112中的每一个。控制单元60控制多个开关44至48，使得在预定备用状态下从第二电源20向包括在第一负载组100和第二负载组110中的至少一个中的负载(备用负载)101至103、111和112供电。控制单元60检测第二电源20的充电状态，并且在预定备用状态下随着充电状态的升高而增加要连接的开关44至48的数量。

因此，电源控制设备1可以根据第二电源20的充电状态从第二电源20向负载101至103、111和112供电。因此，电源控制设备1可以增加负载101至103、111和112中的每一个的运行时间。例如，当第二电源20的充电状态较低时，电源控制设备1减少在预定备用状态下由第二电源20供电的负载101至103、111和112的数量。因此，电源控制设备1可以使用从第二电源20提供的电力来增加负载101至103、111和112中的每一个的运行时间。

预定备用状态包括在第一系统200中发生接地故障的状态。

因此，当在第一系统200中发生接地故障时，电源控制设备1可以根据第二电源20的充电状态来改变通过从第二电源20供电而运行的负载111和112的数量。因此，当在第一系统200中发生接地故障并且第二电源20的充电状态较高时，电源控制设备1可以运行多个负载111和112以执行自动驾驶控制的故障安全控制。当在第一系统200中发生接地故障并且第二电源20的充电状态较低时，电源控制设备1可以减少要运行的负载的数量，并且增加要运行的负载112的运行时间。

电源控制设备1包括系统间开关43。系统间开关43连接或断开第一系统200和第二系统210。在第一系统200中发生接地故障的状态下，控制单元60使系统间开关43断开第一系统200和第二系统210。当第二电源20的充电状态是第一充电状态时，控制单元60在第一系统200中发生接地故障的状态下控制第四负载开关47和第五负载开关48。控制单元60控制第四负载开关47和第五负载开关48，使得从第二系统210向第四负载111和第五负载112供电。当第二电源20的充电状态是低于第一充电状态的第二充电状态时，控制单元60在第一系统200中发生接地故障的状态下控制第四负载开关47和第五负载开关48。控制单元60控制第四负载开关47和第五负载开关48，使得从第二电源20向具有较高优先级的第四负载111供电。

因此，当第二电源20的充电状态是第一充电状态并且在第一系统200中发生接地故障时，电源控制设备1可以从第二电源20向第四负载111和第五负载112供电。因此，电源控制设备1可以运行第四负载111和第五负载112以执行自动驾驶控制的故障安全控制。当第二电源20的充电状态是第二充电状态并且在第一系统200中发生接地故障时，电源控制设备1从第二电源20仅向具有较高优先级高的第四负载111供电。因此，当第二电源20的充电状态是第二充电状态并且在第一系统200中发生接地故障时，电源控制设备1可以增加第四负载111的运行时间。因此，电源控制设备1可以可靠地执行自动驾驶控制的故障安全控制。当在第一系统200中发生接地故障时，电源控制设备1可以通过自动驾驶控制的故障安全控制将车辆移动到安全地点。

当在第一系统200中发生接地故障并且第二电源20的充电状态从第一充电状态变为第二充电状态时，控制单元60断开用于向具有较低优先级的第五负载112供电的第五负载开关48。

因此，电源控制设备1在第二电源20的充电状态较低时，可以抑制从第二电源20向第四负载111的供电时间的缩短。因此，电源控制设备1可以增加第四负载111的运行时间。

当第二电源20的充电状态是第一充电状态或第二充电状态时，控制单元60允许由第四负载111或由第四负载111和第五负载112执行的控制。当第二电源20的充电状态是低于第二充电状态的第三充电状态时，控制单元60禁止由第四负载111和第五负载112执行的控制。

因此，电源控制设备1可以防止在第二电源20的充电状态是第三充电状态时启动自动驾驶控制的故障安全控制。

预定备用状态包括电源系统的启动开关130断开的状态。

因此，当启动开关130断开时，电源控制设备1可以根据第二电源20的充电状态来改变通过从第二电源20供电而运行的负载102和103的数量。因此，当启动开关130断开并且第二电源20的充电状态较高时，电源控制设备1可以抑制第一电源10的蓄电容量的降低，并且使用从第二电源20的供电来运行第二负载102和第三负载103。当启动开关130断开并且第二电源20的充电状态较低时，电源控制设备1可以通过仅运行第二负载102来抑制第二电源20的蓄电容量的降低。即，电源控制设备1可以使用从第二电源20提供的电力来增加第二负载102的运行时间。

当启动开关130断开并且第二电源20的充电状态是第四充电状态时，控制单元60控制第二负载开关45和第三负载开关46。控制单元60控制第二负载开关45和第三负载开关46，使得从第二系统210向第二负载102和第三负载103(所有待机负载)供电。当启动开关130断开并且第二电源20的充电状态是低于第四充电状态的第五充电状态时，控制单元60控制第二负载开关45和第三负载开关46。控制单元60控制第二负载开关45和第三负载开关46，使得从第二电源20向在第二负载102和第三负载103之间具有较高优先级的第二负载102供电。

因此，当启动开关130断开并且第二电源20的充电状态较低时，电源控制设备1可以使用从第二电源20提供的电力来运行第二负载102和第三负载103。因此，电源控制设备1可以抑制第一电源10的蓄电容量的降低。当启动开关130断开并且第二电源20的充电状态较低时，电源控制设备1可以通过仅运行具有较高优先级的第二负载102来抑制第二电源20的蓄电容量的降低。即，电源控制设备1可以使用从第二电源20提供的电力来增加第二负载102的运行时间。

当启动开关130断开并且第二电源20的充电状态从第四充电状态变为第五充电状态时，控制单元60断开用于向第三负载103供电的第三负载开关46。控制单元60断开用于向第二负载102和第三负载103之间的具有较低优先级的第三负载103供电的第三负载开关46。

因此，当启动开关130断开并且第二电源20的充电状态较低时，电源控制设备1可以停止向具有较低优先级的第三负载103的供电。因此，电源控制设备1可以使用从第二电源20提供的电力来增加第二负载102的运行时间。

当启动开关130断开并且第二电源20的充电状态是低于第五充电状态的第六充电状态时，控制单元60控制多个负载开关，使得不向第二负载102和第三负载103供电。

因此，电源控制设备1可以抑制第二电源20的电压降和第一电源10的电压降。因此，电源控制设备1可以缩短在启动开关130导通之后直到第二电源20的LiB 21被充电为止才能执行备用控制的时间段。

当启动开关130断开并且第二电源20的充电状态是低于第五充电状态的第六充电状态时，控制单元60控制第二负载开关45和第三负载开关46。控制单元60控制第二负载开关45和第三负载开关46，使得从第一电源10向在第二负载102和第三负载103之间具有较高优先级的第二负载102供电。

因此，即使在启动开关130被断开并且第二电源20的充电状态降低时，电源控制设备1也可以继续第二负载102的运行。

电源控制设备1能够执行故障安全处理和待机处理中的任意一种。

第一负载101至第五负载112中的至少一个可以进一步划分为多个负载。在这种情况下，对应于每个负载设置有用于将电源切换到每个负载的开关。每个负载设置有优先级，并且每个开关基于第二电源20的充电状态和故障安全处理或待机处理中的优先级来控制。

另外，可以将诸如车载摄像机和雷达之类的识别系统负载之一设置为第四负载111，并且可以将另一个设置为第五负载112。因此，当第二电源20的充电状态是第二充电状态时，可以使用包括在第四负载111中的识别系统负载来执行故障安全控制。即，即使当第二电源20的充电状态较低时，车辆也可以通过故障安全控制可靠地退回到安全地点。

本领域技术人员可以容易地得出附加效果和修改。因此，本发明的更广泛的方面不限于上面所示和描述的具体细节和代表性实施例。因此，可以进行各种修改而不背离由所附权利要求和权利要求的等同物定义的一般发明概念的精神或范围。

附图标记列表

1.电源控制设备

10.第一电源

20.第二电源

43.系统间开关

44.第一负载开关

45.第二负载开关

46.第三负载开关

47.第四负载开关

48.第五负载开关

60.控制单元

61.检测单元

62.开关设置单元

100.第一负载组

101.第一负载

102.第二负载(备用负载、待机负载)

103.第三负载(备用负载、待机负载)

110.第二负载组

111.第四负载(备用负载)

112.第五负载(备用负载)

130.启动开关

200.第一系统

210.第二系统

220.连接线路。

Claims (11)

1.一种电源控制设备，包括：

第一系统，被配置为从第一电源向第一负载组供电；

第二系统，被配置为从第二电源向第二负载组供电；

多个负载开关，被配置为分别将电源切换到所述第一负载组和所述第二负载组中的每个负载；以及

控制单元，被配置为控制所述多个负载开关，使得在预定备用状态下从所述第二电源向包括在所述第一负载组和所述第二负载组中的至少一个负载组中的备用负载供电，

其中，所述控制单元

检测所述第二电源的充电状态，并且

在所述预定备用状态下，随着所述充电状态的升高，增加要连接的所述负载开关的数量。

2.根据权利要求1所述的电源控制设备，

其中，所述预定备用状态包括在所述第一系统中发生接地故障的状态。

3.根据权利要求2所述的电源控制设备，还包括：

系统间开关，连接或断开所述第一系统和所述第二系统，

其中，所述控制单元

使所述系统间开关在发生所述接地故障的状态下断开所述第一系统和所述第二系统，

当所述充电状态是第一充电状态时，控制所述多个负载开关，使得在发生所述接地故障的状态下从所述第二电源向包括在所述第二负载组中的所有备用负载供电，并且

当所述充电状态是低于所述第一充电状态的第二充电状态时，控制所述多个负载开关，使得在发生所述接地故障的状态下从所述第二电源向包括在所述第二负载组中的所述备用负载中的具有较高优先级的备用负载供电。

4.根据权利要求3所述的电源控制设备，

其中，在发生所述接地故障的状态下，当所述充电状态从所述第一充电状态变为所述第二充电状态时，所述控制单元断开用于将电源切换到具有较低优先级的备用负载的所述负载开关。

5.根据权利要求3或4所述的电源控制设备，

其中，所述控制单元在所述充电状态是所述第一充电状态或所述第二充电状态时允许备用负载执行控制，并且当所述充电状态是低于所述第二充电状态的第三充电状态时，禁止所述备用负载执行控制。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的电源控制设备，

其中，所述预定备用状态包括电源系统的启动开关断开的状态。

7.根据权利要求6所述的电源控制设备，

其中，所述控制单元

控制所述多个负载开关，使得当所述启动开关断开并且所述充电状态是第四充电状态时，从所述第二电源向所述备用负载中的所有待机负载供电，并且

控制所述多个负载开关，使得当所述启动开关断开并且所述充电状态是低于所述第四充电状态的第五充电状态时，从所述第二电源向所述待机负载中的具有较高优先级的待机负载供电。

8.根据权利要求7所述的电源控制设备，

其中，当所述启动开关断开并且所述充电状态从所述第四充电状态变为所述第五充电状态时，所述控制单元断开用于向具有较低优先级的待机负载供电的所述负载开关。

9.根据权利要求7或8所述的电源控制设备，

其中，所述控制单元控制所述多个负载开关，使得当所述启动开关断开并且所述充电状态是低于所述第五充电状态的第六充电状态时，不向所述待机负载供电。

10.根据权利要求7或8所述的电源控制设备，

其中，所述控制单元控制所述多个负载开关，使得当所述启动开关断开并且所述充电状态是低于所述第五充电状态的第六充电状态时，从所述第一电源向所述待机负载中的具有较高优先级的待机负载供电。

11.一种电源控制设备的控制方法，所述电源控制设备包括：第一系统，被配置为从第一电源向第一负载组供电；第二系统，被配置为从第二电源向第二负载组供电；以及多个负载开关，被配置为分别将电源切换到所述第一负载组和所述第二负载组中的每个负载，所述控制方法包括：

控制所述多个负载开关，使得在预定备用状态下从所述第二电源向包括在所述第一负载组或所述第二负载组中的备用负载供电；

检测所述第二电源的充电状态；以及

在所述预定备用状态下，随着所述充电状态的升高，增加要连接的所述负载开关的数量。

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