CN111619473A - 一种汽车静态电源管理***及管理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种汽车静态电源管理***及管理方法，包括蓄电池传感器、继电器、车身控制器、网关控制器、HU控制器、后台服务器和通过CAN线与网关控制器连接的N个控制器，蓄电池传感器通过LIN线与车身控制器连接，车身控制器能控制继电器的开关闭合/断开，车身控制器通过CAN线与网关控制器连接，网关控制器通过CAN线与HU控制器连接，HU控制器与后台服务器进行无线通信；在整车下电后，通过对未在计时时间内休眠的控制器进行复位控制，尽量使整车网络上的控制器都进行休眠，从而减小了对蓄电池的电量消耗，同时结合蓄电池的SOC状态和整车的静态电流监控，在蓄电池电量较低时进行整车断电，确保了汽车在停放后能正常起动。

Description

一种汽车静态电源管理***及管理方法
技术领域
本发明属于汽车电器领域，具体涉及一种汽车静态电源管理***及管理方法。
背景技术
目前几乎所有的车辆都配备网关控制器，其主要作用是对网络信号和报文进行转发和分配，如整车带网关控制器，网关控制器用于网络地址的分配、信号和报文的转发，基于整车上各个控制器功能的不同，分配的网关也有区别，例如车身控制器、控制器1至控制器n（比如空调控制器等）被分配到网段1，HU控制器、控制器n+1至控制器N（比如无线充电控制器等）被分配到网段2上。基于上述架构的整车各控制器在整车电源处于OFF档，车辆处于闭锁状态下的休眠工作流程为：首先各控制器根据自身休眠判定条件，在该网段上发送是否休眠指令；其次网关控制器结合各网段控制器的网络休眠报文（包括是否休眠、何时进入休眠、何时唤醒等），判断整车网络是否休眠（整车网络上的所有控制器都休眠，则表示整车网络休眠），如果是，则结束，否则返回再次判断整车网络是否休眠。
当前车辆的智能化日益增多，信号交互频繁，这导致在整车下电后，即使车身控制器已对各控制器发送休眠指令，但各控制器之间因为异常的信号接收或发送或周边环境的影响，某个或多个控制器长时间不休眠，或者是下电后整车静态电流大，都会导致蓄电池亏电，有可能导致车辆在停放后不能正常起动。但维修人员在进行问题的分析和排查时，事件很难再次浮现和触发，导致问题不能及时的解决。
发明内容
本发明的目的是提供一种汽车静态电源管理***及管理方法，以在整车在下电后更好的避免蓄电池深度亏电，确保汽车在停放后能正常起动。
本发明所述的汽车静态电源管理***，包括蓄电池传感器、继电器、车身控制器、网关控制器、HU控制器（即娱乐主机控制器）、后台服务器和通过CAN线与网关控制器连接的N个控制器（N个控制器为目前已在汽车上已经使用的各个控制器），蓄电池传感器安装于蓄电池的负极端，蓄电池传感器通过LIN线与车身控制器连接，蓄电池传感器监控蓄电池的SOC和整车的静态电流，在蓄电池的SOC小于第一预设SOC阈值或整车的静态电流超标时，将蓄电池的SOC数据和整车的静态电流数据发送给车身控制器，继电器的开关连接在蓄电池的供电回路中，继电器的线圈通过硬线与车身控制器连接，车身控制器能控制继电器的开关闭合/断开以使整车通电或者断电（即接通/切断蓄电池的供电），车身控制器通过CAN线与网关控制器连接，网关控制器通过CAN线与HU控制器连接，车身控制器、HU控制器以及N个控制器通过网关控制器、CAN线进行通信，HU控制器与后台服务器进行无线通信。
优选的，所述汽车静态电源管理***还包括诊断接口，诊断接口通过CAN线与网关控制器连接。诊断接口的主要功能是提供一种外接诊断设备的接口，维修人员可以利用诊断仪等相关设备***诊断接口中与网关控制器1相连，用于查询及清除相关信息。
优选的，所述HU控制器内具有4G模块，HU控制器通过4G模块与后台服务器进行无线通信。
本发明所述的汽车静态电源管理方法，采用上述汽车静态电源管理***，该方法包括：
S1、网关控制器判断是否整车电源处于OFF档，且车辆处于闭锁状态，如果是，则执行S2，否则继续执行S1；
S2、网关控制器启动网络诊断计时时钟，然后执行S3；
S3、网关控制器获取各控制器发送的网络休眠报文，然后执行S4；
S4、网关控制器判断整车网络是否已休眠，如果是，则网关控制器停止计时，然后执行S15，否则执行S5；
S5、网关控制器判断计时时间是否到达预设时间阈值，如果是，则执行S6，否则返回执行S3；
S6、网关控制器记录未休眠的控制器的相关数据，将未休眠的控制器的相关数据存储在诊断ID中，同时将未休眠的控制器的相关数据发送给HU控制器，然后执行S7；
S7、HU控制器将未休眠的控制器的相关数据上传到后台服务器，然后执行S8；
S8、后台服务器存储未休眠的控制器的相关数据，锁定未休眠的控制器（即识别出未休眠的控制器），并发送未休眠的控制器的复位指令到HU控制器，然后执行S9；
S9、HU控制器判断是否满足复位条件，如果是，则执行S10，否则结束；
S10、HU控制器将未休眠的控制器的复位指令发送给网关控制器，然后执行S11；
S11、网关控制器映射未休眠的控制器的复位指令并发送给未休眠的控制器，然后执行S12；
S12、网关控制器判断是否所有未休眠的控制器都复位成功，如果是，则判定整车网络休眠，然后执行S15，否则执行S13；
S13、网关控制器记录未复位成功的控制器的相关数据，将未复位成功的控制器的相关数据存储在诊断ID中，同时将未复位成功的控制器的相关数据发送给HU控制器，然后执行S14；
S14、HU控制器将未复位成功的控制器的相关数据上传到后台服务器，后台服务器存储未复位成功的控制器的相关数据，然后执行S15；
S15、网关控制器判断是否整车电源处于OFF档，且车辆处于闭锁状态，如果是，则执行S16，否则结束；
S16、网关控制器判断是否收到车身控制器发送的蓄电池的SOC数据和整车的静态电流数据，如果是，则执行S17，否则返回执行S15；
S17、网关控制器记录SOC数据和静态电流数据并存储在诊断ID中，同时将SOC数据和静态电流数据发送给HU控制器，然后执行S18；
S18、HU控制器将SOC数据和静态电流数据上传到后台服务器，然后执行S19；
S19、后台服务器存储SOC数据和静态电流数据，并发送提醒用户点火充电的消息至手机，然后执行S20；
S20、车身控制器判断蓄电池的SOC是否小于第二预设SOC阈值，如果是，则执行S21，否则返回执行S15；
S21、车身控制器控制继电器的开关断开，整车断电，然后结束。
优选的，如果整车电源处于OFF档，则表示满足复位条件，否则表示不满足复位条件。
优选的，所述第一预设SOC阈值为50%，所述第二预设SOC阈值为30%。
在整车下电后，通过对未在计时时间内休眠的控制器进行复位控制，尽量使整车网络上的控制器都进行休眠，从而减小了对蓄电池的电量消耗，同时结合蓄电池的SOC状态和整车的静态电流监控，在蓄电池电量较低时进行整车断电，更好的避免了蓄电池深度亏电，解决了整车在下电后，因控制器未休眠或整车网络未休眠或整车的静态电流过大等异常情况导致整车停放后不能起动的问题，确保了汽车在停放后能正常起动；另外，在控制过程中，如果出现未正常休眠、未正常复位、SOC较低、静态电流超标等异常情况时，网关控制器都会将这些异常情况存储在诊断ID中，同时通过HU控制器发送给后台服务器，维修人员可以通过查询后台服务器上的数据或者通过诊断仪获取诊断ID中的数据，来快速排查蓄电池亏电问题，方便、快捷。
附图说明
图1为本发明中汽车静态电源管理***的电路拓扑结构图。
图2为本发明中汽车静态电源管理方法的一部分流程图。
图3为本发明中汽车静态电源管理方法的另一部分流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作详细说明。
如图1所示的汽车静态电源管理***，包括蓄电池传感器1、继电器2、车身控制器3、网关控制器4、HU控制器5（即娱乐主机控制器）、后台服务器6、诊断接口7和通过CAN线与网关控制器4连接的N个控制器。网关控制器4、网段1上的车身控制器3、实现既定功能的控制器1至控制器n以及网段2上的HU控制器5、实现既定功能的控制器n+1至控制器N是现有的整车网络拓扑结构中已经存在的；只是网关控制器4内部增加了网络诊断计时时钟，同时在诊断ID中新增加相应诊断存储及清除字节，HU控制器5内具有4G模块。蓄电池传感器1安装于蓄电池的负极端，蓄电池传感器1通过LIN线与车身控制器3连接，蓄电池传感器1监控蓄电池的SOC和整车的静态电流，在蓄电池的SOC小于50%或整车的静态电流超标（即整车的静态电流大于预设静态电流阈值）时，将蓄电池的SOC数据和整车的静态电流数据发送给车身控制器3，继电器2的开关连接在蓄电池的供电回路中，继电器2的线圈通过硬线与车身控制器3连接，车身控制器3能控制继电器2的开关闭合/断开以使整车通电或者断电（即接通/切断蓄电池的供电），车身控制器3通过CAN线与网关控制器4连接，车身控制器3能将接收到的蓄电池的SOC数据和整车的静态电流数据通过CAN线发送给网关控制器4，诊断接口7通过CAN线与网关控制器4连接，网关控制器4通过CAN线与HU控制器5连接，车身控制器3、HU控制器5以及N个控制器通过网关控制器4、CAN线进行通信，HU控制器5通过4G模块与后台服务器6进行无线通信。
如图2、图3所示的汽车静态电源管理方法，采用上述汽车静态电源管理***，该方法包括：
S1、网关控制器4判断是否整车电源处于OFF档，且车辆处于闭锁状态，如果是，则执行S2，否则继续执行S1；
S2、网关控制器4启动网络诊断计时时钟，然后执行S3；
S3、网关控制器4获取各控制器发送的网络休眠报文（包括是否休眠、进入休眠的时间、唤醒时间等），然后执行S4；
S4、网关控制器4判断整车网络是否已休眠，如果是，则网关控制器4停止计时，然后执行S15，否则执行S5；
S5、网关控制器4判断计时时间是否到达预设时间阈值，如果是，则执行S6，否则返回执行S3；
S6、网关控制器4记录未休眠的控制器的相关数据（比如未休眠的控制器的ID、未休眠的控制器的未休眠次数等），将未休眠的控制器的相关数据存储在诊断ID中，同时将未休眠的控制器的相关数据发送给HU控制器5，然后执行S7；
S7、HU控制器5通过4G网络将未休眠的控制器的相关数据上传到后台服务器6，然后执行S8；
S8、后台服务器6存储未休眠的控制器的相关数据，锁定未休眠的控制器（即识别出未休眠的控制器），并通过4G网络发送未休眠的控制器的复位指令到HU控制器5，然后执行S9；
S9、HU控制器5判断是否满足复位条件（即判断整车电源是否处于OFF档），如果是，则执行S10，否则结束；
S10、HU控制器5将未休眠的控制器的复位指令发送给网关控制器4，然后执行S11；
S11、网关控制器4映射未休眠的控制器的复位指令并发送给未休眠的控制器，然后执行S12；
S12、网关控制器4判断是否所有未休眠的控制器都复位成功，如果是，则判定整车网络休眠，然后执行S15，否则执行S13；
S13、网关控制器4记录未复位成功的控制器的相关数据（比如未复位成功的控制器的ID），将未复位成功的控制器的相关数据存储在诊断ID中，同时将未复位成功的控制器的相关数据发送给HU控制器5，然后执行S14；
S14、HU控制器5通过4G网络将未复位成功的控制器的相关数据上传到后台服务器6，后台服务器5存储未复位成功的控制器的相关数据，然后执行S15；
S15、网关控制器4判断是否整车电源处于OFF档，且车辆处于闭锁状态，如果是，则执行S16，否则结束；
S16、网关控制器4判断是否收到车身控制器3发送的蓄电池的SOC数据和整车的静态电流数据，如果是，则执行S17，否则返回执行S15；
S17、网关控制器4记录该SOC数据和静态电流数据并存储在诊断ID中，同时将该SOC数据和静态电流数据发送给HU控制器5，然后执行S18；
S18、HU控制器5通过4G网络将该SOC数据和静态电流数据上传到后台服务器6，然后执行S19；
S19、后台服务器6存储该SOC数据和静态电流数据，并发送提醒用户点火充电的消息至手机，然后执行S20；
S20、车身控制器3判断蓄电池的SOC是否小于30%，如果是，则执行S21，否则返回执行S15；
S21、车身控制器3控制继电器2的开关断开，整车断电，然后结束。
整车断电后，车身控制器3依靠自身剩余的电量维持一些基体工作，驾驶员只有通过机械钥匙打开车门，在车门打开时，车身控制器3检测到车门已打开，则控制继电器2的开关闭合，接通蓄电池的供电回路，整车通电，整车网络唤醒，蓄电池还有略小于30%的电量，汽车能正常起动。

Claims (6)

1.一种汽车静态电源管理***，其特征在于：包括蓄电池传感器（1）、继电器（2）、车身控制器（3）、网关控制器（4）、HU控制器（5）、后台服务器（6）和通过CAN线与网关控制器（4）连接的N个控制器，蓄电池传感器（1）安装于蓄电池的负极端，蓄电池传感器（1）通过LIN线与车身控制器（3）连接，蓄电池传感器监控蓄电池的SOC和整车的静态电流，在蓄电池的SOC小于第一预设SOC阈值或整车的静态电流超标时，将蓄电池的SOC数据和整车的静态电流数据发送给车身控制器，继电器（2）的开关连接在蓄电池的供电回路中，继电器（2）的线圈通过硬线与车身控制器（3）连接，车身控制器（3）能控制继电器（2）的开关闭合/断开，车身控制器（3）通过CAN线与网关控制器（4）连接，网关控制器（4）通过CAN线与HU控制器（5）连接， HU控制器（5）与后台服务器（6）进行无线通信。
2.根据权利要求1所述的汽车静态电源管理***，其特征在于：还包括诊断接口（7），诊断接口（7）通过CAN线与网关控制器（4）连接。
3.根据权利要求1或2所述的汽车静态电源管理***，其特征在于：所述HU控制器（5）内具有4G模块，HU控制器（5）通过4G模块与后台服务器（6）进行无线通信。
4.一种汽车静态电源管理方法，采用如权利要求1至3任一项所述的汽车静态电源管理***，其特征在于，该方法包括：
S1、网关控制器（4）判断是否整车电源处于OFF档，且车辆处于闭锁状态，如果是，则执行S2，否则继续执行S1；
S2、网关控制器（4）启动网络诊断计时时钟，然后执行S3；
S3、网关控制器（4）获取各控制器发送的网络休眠报文，然后执行S4；
S4、网关控制器（4）判断整车网络是否已休眠，如果是，则网关控制器（4）停止计时，然后执行S15，否则执行S5；
S5、网关控制器（4）判断计时时间是否到达预设时间阈值，如果是，则执行S6，否则返回执行S3；
S6、网关控制器（4）记录未休眠的控制器的相关数据，将未休眠的控制器的相关数据存储在诊断ID中，同时将未休眠的控制器的相关数据发送给HU控制器（5），然后执行S7；
S7、HU控制器（5）将未休眠的控制器的相关数据上传到后台服务器（6），然后执行S8；
S8、后台服务器（6）存储未休眠的控制器的相关数据，锁定未休眠的控制器，并发送未休眠的控制器的复位指令到HU控制器，然后执行S9；
S9、HU控制器（5）判断是否满足复位条件，如果是，则执行S10，否则结束；
S10、HU控制器（5）将未休眠的控制器的复位指令发送给网关控制器（4），然后执行S11；
S11、网关控制器（4）映射未休眠的控制器的复位指令并发送给未休眠的控制器，然后执行S12；
S12、网关控制器（4）判断是否所有未休眠的控制器都复位成功，如果是，则判定整车网络休眠，然后执行S15，否则执行S13；
S13、网关控制器（4）记录未复位成功的控制器的相关数据，将未复位成功的控制器的相关数据存储在诊断ID中，同时将未复位成功的控制器的相关数据发送给HU控制器，然后执行S14；
S14、HU控制器（5）将未复位成功的控制器的相关数据上传到后台服务器（6），后台服务器存储未复位成功的控制器的相关数据，然后执行S15；
S15、网关控制器（4）判断是否整车电源处于OFF档，且车辆处于闭锁状态，如果是，则执行S16，否则结束；
S16、网关控制器（4）判断是否收到车身控制器（3）发送的蓄电池的SOC数据和整车的静态电流数据，如果是，则执行S17，否则返回执行S15；
S17、网关控制器（4）记录SOC数据和静态电流数据并存储在诊断ID中，同时将SOC数据和静态电流数据发送给HU控制器，然后执行S18；
S18、HU控制器（5）将SOC数据和静态电流数据上传到后台服务器（6），然后执行S19；
S19、后台服务器（6）存储SOC数据和静态电流数据，并发送提醒用户点火充电的消息至手机，然后执行S20；
S20、车身控制器（3）判断蓄电池的SOC是否小于第二预设SOC阈值，如果是，则执行S21，否则返回执行S15；
S21、车身控制器（3）控制继电器（2）的开关断开，整车断电，然后结束。
5.根据权利要求4所述的汽车静态电源管理方法，其特征在于：如果整车电源处于OFF档，则表示满足复位条件，否则表示不满足复位条件。
6.根据权利要求5所述的汽车静态电源管理方法，其特征在于：所述第一预设SOC阈值为50%，所述第二预设SOC阈值为30%。
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