冗余电源控制系统的控制方法技术方案

本发明专利技术涉及汽车电源控制技术领域，具体的说是一种冗余电源控制系统的控制方法，所述冗余电源控制系统的控制方法包括系统在以下八个状态：休眠状态、保护开关闭合状态、主开关闭断开状态、主开关闭合状态、主开关应急切换状态、保护开关切断状态、主开关锁死状态以及故障损坏状态下的控制，当系统收到两路IG唤醒信号，由休眠状态切换到保护开关闭合且主开关断开状态下；当系统无故障，主回路电压值和冗余回路电压值的差值小于电压差值设定阈值，且发动机转速大于设定转速阈值时，系统中的主开关由断开状态切换至主开关闭合状态；当系统收到两路IG唤醒信号为无效，即整车电源IG关闭，系统转入休眠状态。统转入休眠状态。

【技术实现步骤摘要】
冗余电源控制系统的控制方法

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[0001]本专利技术涉及汽车电源控制
，具体的说是一种能够实现双电源冗余供电、安全可靠、数据通信稳定的冗余电源控制系统的控制方法。

技术介绍
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[0002]现有的冗余方案无法满足汽车行业对具备高级别自动驾驶系统功能安全方面的要求，具体地说，现有方案只是从整车电源系统角度出发，对整个电原系统概念化设计；冗余电源控制系统自身单路供电，如供电异常，直接导致系统无法供电，与自动驾驶对于系统安全等级要求不符；此外现有方案中冗余电源控制系统自身单路CAN通信，如单路CAN通信异常，无法确保系统正常通信，与自动驾驶对于系统安全等级要求不符；现有方案中执行开关单路设计，如自身开关出现故障，如短路，此时如整车电源故障引起火灾，后果不堪设想。

技术实现思路
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[0003]本专利技术针对现有技术中存在的缺点和不足，提出了一种能够实现双电源冗余供电、安全可靠、数据通信稳定的冗余电源控制系统的控制方法。
[0004]本专利技术通过以下措施达到：
[0005]一种冗余电源控制系统的控制方法，其特征在于，所述冗余电源控制系统中包括控制器MCU、主切换开关、保护开关、主回路电压采集电路、电流采集电路、温度采集电路、主切换开关驱动电路、CAN通信电路、保护开关驱动电路、冗余回路电压采集电路、电源电路，其中所述主切换开关接于主回路与冗余回路之间，主切换开关的控制端与主切换开关驱动电路的输出端相连，所述保护开关串联在主切换开关与冗余回路之间，且保护开关的控制端与保护开关驱动电路的输出端相连，所述主回路电压采集电路的输入端接于主回路，电流采集电路的输入端接于主回路，温度采集电路的输入端接于主回路，主回路电压采集电路的输出端与电流采集电路的输出端以及温度采集电路的输出端分别与控制器MCU相连；所述冗余回路电压采集电路的输入端与冗余回路相连，输出端与控制器MCU相连；所述电源电路与控制器MCU相连，与控制器MCU相连的CAN通信电路包括主回路CAN通信电路与冗余回路CAN通信电路；还设有与控制器MCU相连的冗余回路电流采集电路、冗余回路温度采集电路；其中，所述冗余电源控制系统的控制方法包括系统在以下八个状态：休眠状态、保护开关闭合状态、主开关闭断开状态、主开关闭合状态、主开关应急切换状态、保护开关切断状态、主开关锁死状态以及故障损坏状态下的控制，其中当系统收到两路IG唤醒信号，也即整车电源打开时，由休眠状态切换到保护开关闭合且主开关断开状态下；
[0006]当系统无故障，主回路电压值和冗余回路电压值的差值小于电压差值设定阈值，且发动机转速大于设定转速阈值时，系统中的主开关由断开状态切换至主开关闭合状态；
[0007]当故障导致主开关不可恢复性损坏，则主开关切换到故障损坏状态；
[0008]当主回路或冗余回路存在过压、欠压、过温、过流故障，且主开关未损坏的状态下，由主开关闭合状态切换为主开关应急切断状态；
[0009]在设定时间内，若主开关连续多次检测到因故障恢复闭合主开关时，则主开关锁死在断开状态；
[0010]当系统收到两路IG唤醒信号为无效，即整车电源IG关闭，系统转入休眠状态。
[0011]本专利技术所述冗余电源控制系统中还设有与控制器MCU相连的数据存储器。
[0012]本专利技术所述冗余电源控制系统中所述主切换开关与保护开关分别采用MOS管实现。
[0013]本专利技术当接收到IGN电源唤醒电路输出的唤醒信号，同时收到IGN电源检测电路输出的电源信号时，整车电源开启，电源电路开始供电，控制器MCU通过主回路电压采集电路检测到主回路电压值U1，通过冗余回路电压采集电路获取冗余回路电压值U2，判断U1与U2的差值
△
U与阈值的大小，当电压差值
△
U小于阈值，且发动机转速大于转速阈值时，控制器MCU判断装置工作正常；当主回路或冗余回路出现过压、欠压、过流、过温、过载时，控制器MCU通过主切换开关驱动电路以及保护开关驱动电路迅速切断开关，进纸自动驾驶，当故障恢复后，控制器MCU控制开关闭合，允许自动驾驶；控制器MCU通过CAN通信电路实现与整车之间的通信，接收车辆状态(如发动机转速、自动驾驶状态、端电压等)并向整车控制器上传冗余电源控制系统的工作状态，其中CAN通信电路包括主回路CAN通信电路与冗余回路CAN通信电路，控制器MCU通过主回路CAN通信电路与冗余回路CAN通信电路分别向主回路与冗余回路发送相同的数据，主回路CAN通信电路与冗余回路CAN通信电路互为备份，避免某一路CAN通信电路故障造成冗余电源控制器无法收发信号。
[0014]本专利技术与现有技术相比，提出详细的安全的设计方案，从实用角度真正满足自动驾驶系统搭载；系统双电源冗余供电设计，解决现有方案中单电源供电故障时无法确保系统自身安全，无法满足自动驾驶对于系统安全等级要求不符；系统双路CAN通信设计，解决现有方案中单路CAN通信实故暂时无法确保自身CAN通信正常，无法满足自动驾驶对于系统安全等级要求不符；系统双路执行开关串联设计，解决现有方案中单路开关设计出现故障无法断开通关串联的开关断开，避免引发意外风险，如火灾。
附图说明：
[0015]附图1是本专利技术的系统结构框图。
[0016]附图2是本专利技术的系统应用流程图。
具体实施方式：
[0017]下面结合附图和实施例，对本专利技术做进一步的说明。
[0018]实施例1：
[0019]如附图1所示，本专利技术涉及汽车
，特别用于L4级及以上自动驾驶车辆的电源系统冗余化方案中，本专利技术提出的冗余电源控制系统设有控制器MCU、主切换开关、保护开关、主回路电压采集电路、电流采集电路、温度采集电路、主切换开关驱动电路、CAN通信电路、保护开关驱动电路、冗余回路电压采集电路、电源电路，其中所述主切换开关接于主回路与冗余回路之间，主切换开关的控制端与主切换开关驱动电路的输出端相连，所述保护开关串联在主切换开关与冗余回路之间，且保护开关的控制端与保护开关驱动电路的输出端相连，所述主回路电压采集电路的输入端接于主回路，电流采集电路的输入端接于主
回路，温度采集电路的输入端接于主回路，主回路电压采集电路的输出端与电流采集电路的输出端以及温度采集电路的输出端分别与控制器MCU相连；所述冗余回路电压采集电路的输入端与冗余回路相连，输出端与控制器MCU相连；所述电源电路与控制器MCU相连，与控制器MCU相连的CAN通信电路包括主回路CAN通信电路与冗余回路CAN通信电路；还设有与控制器MCU相连的冗余回路电流采集电路、冗余回路温度采集电路；还设有与控制器MCU相连的数据存储器；所述主切换开关与保护开关分别采用MOS管实现。
[0020]如附图2所示，冗余电源控制器可实现以下功能：
[0021]①
冗余电源控制器收到两路IG唤醒信号有效(整车电源ON)；
[0022]②
系统无故障，PCU检测到主回路电压值U1和冗余回路电压值U2差值<xxV(本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种冗余电源控制系统的控制方法，其特征在于，所述冗余电源控制系统中设有控制器MCU、主切换开关、保护开关、主回路电压采集电路、电流采集电路、温度采集电路、主切换开关驱动电路、CAN通信电路、保护开关驱动电路、冗余回路电压采集电路、电源电路，其中所述主切换开关接于主回路与冗余回路之间，主切换开关的控制端与主切换开关驱动电路的输出端相连，所述保护开关串联在主切换开关与冗余回路之间，且保护开关的控制端与保护开关驱动电路的输出端相连，所述主回路电压采集电路的输入端接于主回路，电流采集电路的输入端接于主回路，温度采集电路的输入端接于主回路，主回路电压采集电路的输出端与电流采集电路的输出端以及温度采集电路的输出端分别与控制器MCU相连；所述冗余回路电压采集电路的输入端与冗余回路相连，输出端与控制器MCU相连；所述电源电路与控制器MCU相连，与控制器MCU相连的CAN通信电路包括主回路CAN通信电路与冗余回路CAN通信电路；还设有与控制器MCU相连的冗余回路电流采集电路、冗余回路温度采集电路；其中，所述冗余电源控制系统的控制方法包括系统在以下八个状态：休眠状态、保护开关闭...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵龙辉，谢永红，刘志勇，
申请(专利权)人：威海天凡电源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：