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一种分布式的汽车 电能调控方法

阅读：5发布：2021-07-24

专利汇可以提供一种分布式的汽车电能调控方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种分布式的汽车电能调控方法，属于汽车电能控制技术领域。对静态电能进行调节：当车辆处于静置，将满足条件的控制器先进入一级睡眠状态，若在一定时间内未检测到报文信息，则命令进入一级睡眠状态的控制器再进入二级睡眠状态，蓄电池会根据当前车辆的不同状态关闭相关负载的供电，令相关控制单元进入休眠模式，使静态电流降低，提高静置时间。对汽车运行时动态电能进行调节，检测蓄电池状态，若检测到蓄电池处于负平衡状态，采集车辆实时状态数据，与设定的阈值比较，将不满足设定阈值的用电设备关闭，保持发电机持续为蓄电池供电。这种方式控制电能输出设备与用电器负载消耗的电能不能出现负平衡，保证了蓄电池不会出现馈电现象。，下面是一种分布式的汽车电能调控方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种分布式的汽车电能调控方法，其特征在于：
当车辆处于静置，点火开关处于关闭档位时，车辆上各控制器检测与自身连接的用电设备是否关闭，若关闭，则命令满足条件的控制器进入一级睡眠状态；各进入一级睡眠状态的控制器持续对总线进行检测，若在一定时间内未检测到报文信息，则命令进入一级睡眠状态的控制器进入二级睡眠状态；
当汽车处于驾驶状态时，检测蓄电池状态，若检测到蓄电池处于负平衡状态，采集车辆实时状态数据，与设定的阈值比较，将不满足设定阈值的用电设备关闭，保持发电机持续为蓄电池供电。
2.如权利要求1所述的分布式的汽车电能调控方法，其特征在于：各控制器进入一级睡眠状态后，各控制器首先按照一定顺序发送广播消息通知其他控制器自身已处于一级睡眠状态，当优先级最低的控制器发送的消息被优先级最高的控制器检测到后，证明所有的控制器均已进入一级睡眠状态。
3.如权利要求1所述的分布式的汽车电能调控方法，其特征在于：进入二级睡眠状态的控制器在CAN总线上一旦检测到报文信息，则所有的控制器将均被唤醒。
4.如权利要求3所述的分布式的汽车电能调控方法，其特征在于：车辆放置后若出现车辆无法启动时，通过2种方式检测：一种是判断是否存在异常唤醒源阻止车辆进入睡眠状态；另一种是判断是否存在异常控制器唤醒车辆；检测结束后，设置故障代码标示故障原因。
5.如权利要求1所述的分布式的汽车电能调控方法，其特征在于：采集的实时状态数据包括控制器端的供电电压信号和电压持续时间信号、车速信号、发动机转速信号及蓄电池外部环境温度信号。
6.如权利要求5所述的分布式的汽车电能调控方法，其特征在于：利用采集到的蓄电池外部环境温度信号，在发电机向蓄电池的充电过程中，根据蓄电池自身特性的温度-电压曲线，调节蓄电池的充电电压，改变发电机的转速和输出功率进而调节发电机的电能分配。
7.如权利要求1所述的分布式的汽车电能调控方法，其特征在于：发动机转速与设定的转速阈值比较，当发动机大于某一转速阈值时允许大功率负载启动，当发动机小于某一转速阈值时关闭相关负载。
8.如权利要求1所述的分布式的汽车电能调控方法，其特征在于：当控制器识别出自身处于欠压或过压状态后，存储对应故障码并通过总线发送给信息显示器，给予驾驶员提示信息。

说明书全文

一种分布式的汽车 电能调控方法

技术领域

[0001] 本发明属于汽车电能控制技术领域，特别涉及一种分布式的汽车电能调控方法。

背景技术

[0002] 为满足驾驶者对汽车安全性和舒适性越来越高的要求，现代汽车增加了许多人性化的功能如：车道偏离预警、夜视系统、碰撞识别、变道盲区预警、移动物体/行人探测预警、全景摄像头、自适应巡航、座椅通风，按摩，记忆、多区空调、膝部气囊、自动泊车系统等。实现上述功能需要在整车电气系统的基础上增加很多传感器、控制器和大功率的执行器等电气负载，而一般整车只有蓄电池和发电机能够提供有限的电量输出，为使整车电子电气系统正常工作，需要设计一种高可靠性、低成本的控制方法来保证汽车在各种驾驶工况下电能的有效利用以及输出与消耗之间的平衡。

[0003] 目前国内汽车的电能管理方法一般采用集中控制方式即新开发一个单独的控制单元专门用来监测蓄电池和发电机当前的工作状态，然后分析处理实现信息提示预警、蓄电池的充放电控制、发电机的输出功率控制以及调节相关大功率负载的工作状态等功能。这种方法的优点是智能化程度比较高，可以实现复杂的控制策略并且因为是一个单独的零部件，方便整车电器集成方案的设计，但此方法具有一定的局限性即成本较高，一般只能应用在高档轿车中，同时由于功能集中控制的特点决定了控制单元内部软件非常复杂性，其失效时对整车电气系统功能影响较大，风险较高。

发明内容

[0004] 针对现有技术存在的问题，本发明提出一种分布式的汽车电能调控方法。

[0005] 本发明所采用的技术方案是：一种分布式的汽车电能调控方法，其技术要点是：当车辆处于静置，点火开关处于关闭档位时，车辆上各控制器检测与自身连接的用电设备是否关闭，若关闭，则命令满足条件的控制器进入一级睡眠状态；各进入一级睡眠状态的控制器持续对总线进行检测，若在一定时间内未检测到报文信息，则命令进入一级睡眠状态的控制器进入二级睡眠状态；
当汽车处于驾驶状态时，检测蓄电池状态，若检测到蓄电池处于负平衡状态，采集车辆实时状态数据，与设定的阈值比较，将不满足设定阈值的用电设备关闭，保持发电机持续为蓄电池供电。

[0006] 各控制器进入一级睡眠状态后，各控制器首先按照一定顺序发送广播消息通知其他控制器自身已处于一级睡眠状态，当最后一个控制器发送的消息被第一个控制器检测到后，证明所有的控制器均已进入一级睡眠状态。

[0007] 进入二级睡眠状态的控制器在CAN总线上一旦检测到报文信息，则所有的控制器将均被唤醒。

[0008] 车辆放置后若出现车辆无法启动时，通过2种方式检测：一种是判断是否存在异常唤醒源阻止车辆进入睡眠状态；另一种是判断是否存在异常控制器唤醒车辆；检测结束后，设置故障代码标示故障原因。

[0009] 采集的实时状态数据包括控制器端的供电电压信号和电压持续时间信号、车速信号、发动机转速信号及蓄电池外部环境温度信号。

[0010] 利用采集到的蓄电池外部环境温度信号，在发电机向蓄电池的充电过程中，根据蓄电池自身特性的温度-电压曲线，调节蓄电池的充电电压，改变发电机的转速和输出功率进而调节发电机的电能分配。

[0011] 发动机转速与设定的转速阈值比较，当发动机大于某一转速阈值时允许大功率负载启动，当发动机小于某一转速阈值时关闭相关负载。

[0012] 当控制器识别出自身处于欠压或过压状态后存储对应故障码并通过总线发送给信息显示单元，给予驾驶员提示信息。

[0013] 本发明的优点及有益效果是：该分布式的汽车电能调控方法，对静态电能进行调节：当车辆处于静置，将满足条件的控制器先进入一级睡眠状态，若在一定时间内未检测到报文信息，则命令进入一级睡眠状态的控制器再进入二级睡眠状态，这种静态电能管理方式，保证汽车长时间放置后，能够成功启动。整个过程仅使用蓄电池进行供给，根据当前车辆的不同状态关闭相关负载的供电，同时令相关控制单元进入休眠模式，从而使静态电流降低，提高静置时间。对汽车运行时动态电能进行调节，检测蓄电池状态，若检测到蓄电池处于负平衡状态，采集车辆实时状态数据，与设定的阈值比较，将不满足设定阈值的用电设备关闭，保持发电机持续为蓄电池供电。这种方式控制电能输出设备与用电器负载消耗的电能不能出现负平衡，保证了蓄电池不会出现馈电现象。附图说明

[0014] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，还可根据这些附图获得其他的附图。

[0015] 图1为本发明实施例提供的分布式的汽车电能调控方法流程图。

具体实施方式

[0016] 为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图1和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

[0017] 一种分布式的汽车电能调控方法，包括如下步骤：步骤1，当车辆处于静置时，点火开关处于关闭档位时，车辆上各控制器检测与自身连接的用电设备是否关闭，若关闭，则命令满足条件的控制器进入一级睡眠状态，各进入一级睡眠状态的控制器持续对总线进行检测，若在一定时间内未检测到报文信息，则命令进入一级睡眠状态的控制器进入二级睡眠状态。

[0018] 各控制器进入一级睡眠状态后，各控制器首先按照一定顺序(该顺序由用户自行定义，可根据存储器在内存中的编号顺序，本实施例中的控制器的拓扑结构为：第一个控制器发送消息给第二个控制器，依次类推，最后一个控制器接收到上一个控制器的消息后转发给第一个控制器)发送广播消息通知其他控制器自身已处于一级睡眠状态，当最后一个控制器发送的消息被第一个控制器检测到后，证明所有的控制器均已进入一级睡眠状态。此时控制单元的功耗将会降低一级，然后每个控制器在设定时间(该时间由用户自行进行设定)内会监测相关唤醒源，如果在这段时间内车辆状态没有任何变化，各控制器会进入第二级睡眠状态即ECU睡眠，此刻各控制器的静态电流降至最小，可以达到微安级别。此时车辆完全进入睡眠状态，整车静态电流将降至最低。这时控制器会继续监测整车状态，当识别出驾驶员有车辆使用意图(即唤醒源)，通过总线唤醒所有控制器，恢复整车的正常电气功能。本实施例中的唤醒源包括点火开关档位信号、车速信号、车门是否被打开或关闭信号、中控锁开关是否被按下等等。

[0019] 整车静态电流过大会导致车辆出现短时间停放后不能启动的现象，一般导致这种情况发生的原因有两种，第一种是存在异常唤醒源阻止车辆进入睡眠状态；第二种是存在异常控制器唤醒车辆。本实施例中通过OSEK网络管理功能可以识别并记录上述原因。如果点火开关处于OFF档位后15分钟，控制器没有接收到其它某一个控制器的睡眠提示位，则在内部存储区中记录对应控制器故障标识符即表明存在异常唤醒源阻止车辆进入睡眠。当点火开关处于OFF档位且控制器发出睡眠确认命令后的10秒钟内，控制器又监测到总线上出现报文则在内部存储区中记录此故障对应的标识符，以表明有异常唤醒源出现。控制器中存储的故障码可以采用诊断设备通过车辆诊断接口读出，以供分析排除导致车辆静态电流过大的故障。

[0020] 步骤102，当汽车处于驾驶状态时，检测蓄电池状态，若检测到蓄电池处于负平衡状态，采集车辆实时状态数据，与设定的阈值比较，将不满足设定阈值的用电设备关闭，保持发电机持续为蓄电池供电。

[0021] 采集的实时状态数据包括控制器端的供电电压信号和电压持续时间信号、车速信号、发动机转速信号及蓄电池外部环境温度信号。

[0022] 设置各控制器的启动条件：当发动机大于某一转速时允许大功率负载启动，当发动机小于某一转速时关闭相关负载，将采集发动机转速信号并与启动条件比较，当满足启动条件，允许开启，否则，关闭。例如：控制器会通过CAN/LIN总线接收大功率负载（是指其自身开启或关闭时会导致整车电压波动，即出现驾驶员可以感知的现象如车内灯光变暗/变量、音响声音变大/变小等状况的负载）如电动后除霜加热器、大灯、空调鼓风机、雨刮电机的工作状态以及目前发电机的负荷信息等。

[0023] 例如，当用电设备为后除霜电加热负载时，控制器会判断发动机转数，进行阈值分析，例如设定阈值为：转数在600rpm以上启动后除霜电加热负载，转数在500rpm则关闭后除霜电加热负载。检测发动机转数，当发动机转数达到600rpm后，才会允许后除霜加热开启；当发动机转数下降到500rpm后自动关闭后除霜加热功能，防止蓄电池电量耗光。

[0024] 再如，当用电设备为空调鼓风机时，控制器会参考发动机状态对空调鼓风机进行控制。控制器会从总线上接收发动机转速信号，当判断出发动机没有工作时，最大只会允许鼓风机半负荷工作；当判断出发动机处在运转时，才会允许鼓风机可以全负荷运转。在发动机运转时，控制器如果判断出当前车辆用电器功耗较大，发电机负荷较高时，同样会降低鼓风机的转速，从而保证不会出现蓄电池馈电的情况发生。

[0025] 利用采集到的蓄电池外部环境温度信号，在发电机向蓄电池的充电过程中，提高或降低当前发动机的转速，通过调节发电机的输出功率来调整各用电器的电能分配，例如，当控制器检测到外部环境温度在-20℃时，根据蓄电池自身特性的压力-温度曲线，调节蓄电池的充电电压为14.8V；而外部环境温度在40℃时，调节蓄电池的充电电压为14V，该方法可以有效的延长蓄电池的使用寿命，同时能够降低油耗。

[0026] 当控制器识别出自身处于欠压或过压状态后存储对应故障码并通过总线发送给信息显示单元，给予驾驶员提示信息。

[0027] 以上对本发明进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

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