车辆及其控制方法与流程

1.本公开涉及一种车辆及其控制方法。


背景技术：

2.通常，在车辆发生故障的情况下，建议将车辆移动到安全的地方并保持车辆的主要功能。
3.然而，在具有单个电力系统的车辆中，例如应用了自动驾驶系统的车辆，当电力系统发生故障时，可能无法实施这样的建议。
4.例如，应用自动驾驶系统的车辆的主控制器，例如防抱死制动系统(abs)、安全气囊控制单元(acu)、车身控制模块(bcm)、防盗器(immo)、电子控制单元(ecu)和/或电机驱动动力转向系统(mdps)，可以在点火(ign)电力状态下进行操作。然而，当电力系统发生故障时，主控制器可能无法正常操作。
5.虽然可以将诸如电池的电源装置单独添加到应用自动驾驶系统的车辆，但是在诸如配件(acc)和点火装置等的电力元件中需要诸如单独的钥匙组或智能钥匙(smk)控制装置的电源更换装置。


技术实现要素：

6.本发明的实施例提供了一种车辆及其控制方法，可以在车辆紧急情况下通过车辆的电力冗余将行驶中的车辆移动到行驶车道之外的安全的地方，并保持车辆系统即使在紧急情况下也能正常工作。
7.例如，当包括自动驾驶系统的车辆的主电源发生故障时，车辆及其控制方法可以通过基于电池的电池电力(也称为备用电力)向车辆的控制器供应电力来控制车辆。
8.本公开的另外实施例将在随后的描述中部分阐述，并且将从描述中变得基本上显而易见，或者可以通过本公开的实践而获知。
9.根据本公开的实施例，提供了一种车辆，包括：电池；开关，配置为通过监测车辆的电力来识别车辆的电力状态处于正常状态还是异常状态，以及基于电力状态处于异常状态，控制所述电池的电池电力的供应；以及控制器，配置为基于电池电力的供应来控制车辆。
10.车辆还包括电压转换器，配置为供应电力，其中开关被配置为：识别电压转换器的电压，基于电压转换器的电压来识别电力状态处于正常状态还是异常状态，并控制电池的电池电力供应给控制器。
11.开关被配置为基于电压转换器的电压超出预设参考电压范围的次数超过预定次数来识别电力状态处于异常状态。
12.开关被配置为进一步基于电池的附件电力和点火电力未被供应来识别车辆的电力状态处于异常状态。
13.开关被配置为基于电池的点火电力和附件电力中的至少一种被供应来识别车辆
的电力状态处于正常状态。
14.控制器被配置为基于电池电力控制行驶中的车辆在行驶车道的路肩上靠边停车。
15.根据本公开的实施例，提供了一种车辆控制方法，该控制方法包括：通过监测车辆的电力来识别车辆的电力状态处于正常状态还是异常状态；基于电力状态处于异常状态，控制车辆的电池的电池电力供应给控制器，并且响应于电池电力被供应给控制器来控制车辆。
16.电力包括从车辆的电压转换器提供的电力，并且识别电力状态处于正常状态还是异常状态包括：识别电压转换器的电压以及基于电压转换器的电压识别电力状态处于正常状态还是异常状态。
17.识别电力状态处于正常状态还是异常状态包括：基于电压转换器的电压超出预设参考电压范围的次数超过预定次数，识别电力状态处于异常状态。
18.控制方法还包括：识别电池的点火电力和附件电力中的至少一种是否被供应，并且识别电力状态处于正常状态还是异常状态包括：进一步基于电池的点火电力和附件电力没有被供应，识别车辆的电力状态处于异常状态。
19.识别电力状态处于正常状态还是异常状态包括：基于电池的点火电力和附件电力中的至少一种被供应，识别车辆的电力状态处于正常状态。
20.车辆的控制包括：控制行驶中的车辆在行驶车道的路肩上靠边停车。
附图说明
21.从下面结合附图对示例性实施例的描述中，本公开的实施例的这些和/或其他方面将变得显而易见并且更容易理解，其中：
22.图1和图2是根据实施例的车辆的框图；
23.图3是示出根据实施例的开关和集成中央控制单元的详细配置的图；
24.图4是示出根据实施例的车辆的控制操作的图；
25.图5是示出根据实施例的车辆的控制操作的图；
26.图6是示出根据实施例的车辆的操作的流程图；
27.图7是示出根据实施例的车辆的操作的流程图；以及
28.图8是示出根据实施例的车辆的操作的流程图。
具体实施方式
29.在整个说明书中，相同的附图标记表示相同的元件。此外，本说明书并未描述根据本公开的实施例的所有元件，并且省略了本公开所属领域中公知的描述或重叠部分。诸如“～部件”、“～装置”、“～模块”等术语可以指代用于处理至少一个功能或动作的单元。例如，这些术语可以指由至少一个硬件或软件处理的至少一个过程。根据实施例，多个“～部件”、“～装置”、“～模块”可以体现为单个元件，或者单个“～部件”、“～装置”、“～模块”可以包括多个元件。
30.应当理解，当一个元件被称为“连接”到另一个元件时，它可以直接或间接地连接到另一个元件，其中间接连接包括经由无线通信网络的“连接”。
31.应当理解，本说明书中使用的术语“包括”指定所述特征、数量、步骤、操作、元件
和/或部件的存在，但不排除存在或添加一个或更多其他特征、数量、步骤、操作、元件、部件和/或它们的组。
32.应当理解，尽管术语第一、第二等可以在本公开中用于描述各种元件，但是这些元件不应受这些术语的限制。
33.应当理解，单数形式也旨在包括复数形式，除非上下文另有明确规定。
34.用于方法步骤的附图标记只是为了便于说明，而不是限制步骤的顺序。因此，除非上下文另有明确规定，否则可以以其他方式执行所述顺序。
35.本公开的实施例提供了一种技术，在诸如自动驾驶车辆的车辆发生紧急情况时，可以通过电力冗余将行驶中的车辆移动到行驶车道之外的安全地方。例如，在自动驾驶车辆发生故障的情况下，本公开提供的技术可以在预定时间段操作车辆的主系统以将车辆移动到安全的地方。
36.在下文中，将参照附图详细描述操作原理和实施例。
37.图1和图2是根据实施例的车辆1的框图。
38.参照图1和图2，车辆1可包括开关110、电池120、电压转换器130和/或控制器140。
39.开关110可以被称为背靠背开关(back to back switch)，即b到b开关。开关110可以安装在车辆1内部并且管理电压转换器130和电池120之间的电网。
40.开关110可以在电压转换器130和电池120之间发生短路等错误时断开，并执行分离电网的功能(替代现有熔断器的作用的功能)。
41.开关110可以通过监测车辆1的内部电力来执行能够响应紧急情况的控制操作。
42.例如，开关110可以实时监测车辆1的电力状态，例如，从电压转换器130传输的电力和/或电池120的电力的状态。此外，开关110可以基于对车辆1的电力状态的监测来识别车辆1的电力状态(也称为电力系统)处于正常状态还是异常状态。
43.当车辆1的电力状态处于异常状态时，开关110可以控制电池120的电池电力的供应。
44.例如，当车辆1的电源部件的一部分断开(也称为短路)时，车辆1的电力状态可能处于异常状态。
45.例如，开关110可以控制电池120，使得电池120的电池电力(也称为备用电力)，即冗余电力，被提供给控制器140，以确保车辆1的电力安全。
46.电池120可以存储能量并向车辆1的至少一个装置(也称为构成部件)供应电力。
47.例如，电池120可以基于车辆1的发动机的旋转力而被充电并且向车辆1的至少一个装置供应电力。此外，可以通过在开关110的控制下接收从电压转换器130传输的电力来对电池120进行充电。
48.电压转换器130可以向车辆1的至少一个装置供应电力。
49.电压转换器130可以将车辆1的电池120的高电压转换成低电压(例如，12v)以向车辆1的至少一个装置供应电力。
50.电压转换器130可以包括诸如图2所示的低电压直流到直流转换器(ldc)205的转换器。
51.从电压转换器130供应的电力可以称为ldc电力。
52.控制器140可以控制至少一个其他构成部件(例如，设备和/或软件(软件程序))，
并且执行各种数据处理和计算。
53.控制器140可以包括集成中央控制单元(icu)207、智能钥匙系统(smk，也称为电子控制单元)209、发动机室接线盒(er j/b)211，和/或自动驾驶车辆接线盒(av j/b)a213。
54.可以通过电压转换器130向icu207供应电力，并且icu207将供应的电力传输到每个负载装置。
55.可以通过er j/b211向icu207供应电力，并且icu207将供应的电力传输到smk209。
56.smk209可以通过er j/b211电连接到ldc205和开关110。
57.smk209可以执行继电器控制，即使得能够将电力供应到车辆1的每个负载装置的控制操作。
58.电池120可以在smk209的控制下输出诸如电池电力、附件电力(accessory power)、点火电力和/或启动电力的电力。
59.电池电力可以是恒定电力。即使当车辆1的点火钥匙处于“关闭”状态时，即不管车辆1是否启动，也可以应用电池电力。上述电池电力的应用状态可以称为电池电力状态。
60.例如，电池电力可以是施加到刹车灯和/或车内灯等的电力。
61.附件电力可以是车辆1的点火钥匙处于附件(acc)位置时施加到车辆1的至少一个负载装置的电力。
62.例如，附件电力可以是即使在车辆1未启动时也施加到车辆1的至少一个负载装置的电力。附件电力的上述应用状态可以称为附件电力状态。
63.例如，附件电力可以是施加到汽车音响、点烟器插孔等的电力。
64.点火电力可以是当车辆1未启动但点火钥匙处于“开启(on)”位置时所施加的电力。例如，点火电力可以包括第一点火电力和/或第二点火电力。
65.第一点火电力可以是在车辆1的启动马达旋转时施加到车辆1的至少一个装置的电力。
66.第二点火电力可以是仅当车辆1的点火钥匙处于“开启”位置时才向车辆的至少一个装置施加的电力。
67.第一点火电力可以称为igl和/或点火电力，并且点火电力的这种施加状态可以称为点火电力状态。
68.启动电力可以是当点火钥匙处于启动(st)位置时为驱动车辆1的启动马达而短时间施加的电力。
69.er j/b211可以通过av j/b a213电连接到开关110，并且开关110可以电连接到电池120。
70.参照图2，车辆1还可以包括自动驾驶车辆接线盒(av j/b)b215。开关110可以通过av j/b b215电连接到电池120。
71.尽管上面已经描述了根据图2的实施例的控制器140包括icu207、smk209、er j/b211和/或av j/b a213，但是根据另一个实施例，上述构成部件中的每一个可以单独安装，或者一部分构成部件可以包括在开关110中。
72.图3是示出根据实施例的开关110和icu207的详细配置的图。
73.参照图3，开关110可以包括微控制单元(mcu)301、主调节器303、栅极驱动器305和307、和/或场效应晶体管(fet)309和311。
74.mcu301可以包括控制器局域网(can)控制器313、模数转换器(adc)315和/或通用输入输出(gpio)引脚317。
75.icu207可以包括mcu321和/或can控制器323。
76.可以通过主调节器303将从ldc205传输的电力(ldc)和/或从电池120传输的电池电力(12v btt)转换成vcc电压来向mcu301供应vcc电压。
77.mcu301可以基于vcc电压监测车辆1的电力状态。
78.例如，当vcc电压超出预设参考电压范围时，mcu301可以识别电力状态，即车辆1的电力系统，处于异常状态。当vcc电压在预设参考电压范围内时，mcu301可以识别出电力状态，即车辆1的电力系统，处于正常状态。
79.mcu301可以接收电池120的附件电力和/或点火电力。
80.mcu301可以通过can控制器313与icu207，即icu207的can控制器323，进行通信。
81.mcu301可以通过can控制器313向icu207发送指示车辆1的电力状态处于异常状态的消息。
82.mcu301可以基于通过ldc205传输的电力处于异常状态来控制栅极驱动器305和307。
83.电池120的电池电力可以基于栅极驱动器305和307的控制被提供给车辆1的至少一个装置。
84.例如，电池120的电池电力(icu备用和/或igu/acc备用)可以提供给icu207和/或车辆1的至少一个装置。
85.图4是示出根据实施例的车辆1的控制操作的图。
86.参照图4，车辆1的er j/b211可以接收从ldc205传输的电力，并且可以通过继电器402、404以及继电器406、408向icu207供应电力。
87.icu207可以将接收的电力供应给smk209和/或车辆1的至少一个其他装置。
88.smk209可以控制er j/b211的继电器402、404。smk209可以响应于继电器402、404的控制，识别通过icu207供应的点火电力和/或附件电力(也称为输入)。
89.例如，继电器402、404可以将电池120的电力供应到至少一个装置或阻断电池120的电力供应。
90.例如，继电器406的控制可以包括对可以通过er j/b211传输到smk209的点火电力的供应或阻断的控制。此外，继电器408的控制可以包括对可以通过er j/b211传输到smk209的附件电力的供应或阻断的控制。
91.smk209可以根据继电器406的控制识别是否通过icu207供应点火电力。smk209可以根据继电器408的控制识别是否通过icu207供应附件电力。
92.开关110可以通过er j/b211电连接到ldc205。
93.开关110可以识别从ldc205传输到icu207的电力是处于正常状态还是异常状态。
94.当从ldc205传输到icu207的电力处于正常状态时，开关110可以维持现有的电流供应操作。
95.例如，如图4所示，开关110的第一场效应晶体管fet_1 309可以电连接到连接ldc205和icu207的er j/b211。此外，开关110的第二场效应晶体管fet_2 311可以电连接到icu207。
96.例如，如图4所示，当从ldc205传输到icu207的电力处于正常状态时，开关110可以保持fet_1 309和fet_2 311的“断开”状态。
97.根据上述图4的实施例，当车辆1的主电力没有错误时，车辆1可以执行正在进行的操作，例如自动驾驶操作。
98.图5是示出根据实施例的车辆1的控制操作的图。
99.参照图5，开关110可以监测车辆1的电力状态。开关110可以在监测车辆1的电力状态时识别到电力系统，即从ldc205传输的电力，处于异常状态。
100.开关110可以基于识别到电力系统，即从ldc205传输的电力，处于异常状态，使用车辆1的电池120的电池电力batt作为输入电力来执行紧急模式。
101.例如，如图5所示，开关110可以将电连接到电池120的电力供应端子的fet_1 309和/或fet_2 311变为“接通”状态。
102.开关110可以基于fet_2 311改变为“接通”状态，将电池120的电池电力供应给icu207，该icu207可以将电力供应给smk209。
103.开关110可以基于fet_1 309改变为“接通”状态，将电池120的电池电力供应到er j/b211，例如继电器402、404的前端。
104.基于fet_2311改变为“接通”状态而被激活的smk209可以执行对继电器402、404的控制。
105.根据上述图5的实施例，当车辆1的主电力出现错误时，例如，当识别出从ldc205传输的电力处于异常状态时，可以控制车辆1以紧急模式进行操作，从而可以为icu207提供电池120的电池电力。
106.图6是示出根据实施例的车辆1的操作的流程图。
107.车辆1(和/或车辆1的开关110)可以监测车辆1的电力(601)。
108.车辆1(和/或车辆1的开关110)可以基于对车辆1的电力的监测来供应电池120的电池电力(603)。
109.车辆1(和/或车辆1的开关110)可以识别电压转换器130的电压。车辆1(和/或车辆1的开关110)可以基于电压转换器130的电压来识别车辆1的电力状态是处于正常状态还是异常状态。当识别出电力状态处于异常状态时，车辆1(和/或车辆1的开关110)可以将电池120的电池电力供应给车辆1的控制器140。
110.例如，车辆1(和/或车辆1的开关110)可以基于电压转换器130的电压超出预设参考电压范围的次数超过预定次数来识别车辆1的电力状态处于异常状态。
111.车辆1(和/或车辆1的控制器140)可以响应于电池电力的供应来控制车辆1(605)。
112.车辆1(和/或车辆1的控制器140)可以基于电池电力来控制车辆1以在行驶车道的路肩上靠边停车。
113.除了上述图6的实施例之外，车辆1(和/或车辆1的控制器140)可以识别是否供应电池120的点火电力和附件电力中的至少一种。
114.车辆1(和/或车辆1的开关110)可以在未供应电池120的点火电力和附件电力时识别出车辆1的电力状态处于异常状态。
115.车辆1(和/或车辆1的开关110)可以基于电池120的点火电力和附件电力中的至少一种被供应以识别出车辆1的电力状态处于正常状态。
116.图7是示出根据实施例的车辆1的操作的流程图。
117.车辆1(和/或车辆1的控制器140)可以识别车辆1的紧急状态(701)。
118.车辆1可以在诸如自动驾驶的驾驶期间识别车辆1的紧急状态。
119.车辆1的紧急状态可以包括与车辆1的行驶相关的外部环境错误和/或车辆1的内部错误(也称为车辆1本身的错误)。
120.例如，车辆1的外部环境错误可以包括：识别到车辆1前方的交通事故、识别到可能与行驶中的车辆1发生碰撞的对象(人、车辆等)、和/或由于恶劣天气等在路面上打滑。
121.例如，车辆1的内部错误可以包括车辆1的至少一个装置的错误和/或故障等。
122.车辆1(和/或车辆1的控制器140)可以识别车辆1的紧急状态是否是车辆1的内部错误(703)。
123.车辆1可以基于通过至少一个传感器等的输出值、车辆1的电池120中的充电量和/或供应到车辆1的每个装置的电力等来识别车辆1的内部错误是否发生。
124.车辆1可以通过车辆1的至少一个传感器、摄像头和/或激光雷达等来识别车辆1的外部环境错误是否发生。
125.当车辆1的紧急状态是内部错误时，车辆1可以执行操作707，否则可以执行操作705。
126.车辆1(和/或车辆1的控制器140)可以执行用于应对由于外部环境错误而引起的紧急状态的控制操作(705)。
127.当紧急状态为识别出行驶中的车辆1的前方发生交通事故时，车辆1可以进行车辆1的防撞控制和/或停止控制等。
128.当紧急状态是识别出可能与行驶中的车辆1发生碰撞的对象时，车辆1可以执行防撞控制等。
129.当紧急状态是路面上的打滑时，车辆1可以执行诸如减速等的控制操作。
130.当车辆1的紧急状态是内部错误时，车辆1(和/或车辆1的开关110)可以识别车辆1的电力状态是否处于异常状态(707)。
131.车辆1的电力可以是从根据上述图1和图5的实施例的ldc205供应的电力。
132.车辆1可以识别从ldc205供应的电力的电压，并且可以识别车辆1的电力状态是否处于异常状态，即电力系统的故障。
133.例如，当从ldc205供应的电力的电压超出参考电压范围时，车辆1可以识别车辆1的电力状态处于异常状态。当从ldc205供应的电力的电压在参考电压范围内时，车辆1可以识别车辆1的电力状态处于正常状态。
134.根据实施例，当车辆1的电力状态处于异常状态时，车辆1可以执行操作709，否则执行操作713。
135.车辆1(和/或车辆1的开关110)可以识别车辆1的点火电力和/或附件电力是否是可识别的(709)。
136.车辆1可以识别车辆1的点火电力和/或附件电力是否通过icu207被供应到根据图1和图5的实施例的smk209。
137.当识别车辆1的点火电力和/或附件电力时，车辆1(和/或车辆1的开关110)可以执行操作713，否则可以执行操作711。
138.车辆1可以开启电池120的备用电力(711)。
139.电池120的备用电力可以是根据图1至图5的实施例的上述电池电力。
140.车辆1可以控制开关110以使根据图1至图5的实施例的电池120的电池电力可以被供应给icu207。
141.车辆1通过控制开关110将电池120的电池电力供应给icu207，icu207可以向smk209供应电力，因此电池电力可以被供应给smk209。
142.车辆1(和/或车辆1的控制器140)可以识别是否可以执行车辆1的自动驾驶控制(713)。
143.当可以执行车辆1的自动驾驶控制时，车辆1可以执行操作717，否则可以执行操作715。
144.车辆1(和/或车辆1的控制器140)可以基于驾驶员的操纵来执行车辆控制(715)。
145.当不执行车辆1的自动驾驶控制时，车辆1可以通过扬声器和/或显示器等输出装置输出相应的信息，以便驾驶员识别车辆1的自动驾驶控制没有被执行。因此，驾驶员可以直接操纵车辆1以进行车辆控制。
146.车辆1(和/或车辆1的控制器140)可以执行自动驾驶控制(717)。
147.在图7的操作705中针对每个紧急状态的上述控制操作是本发明的实施例，也可以应用针对车辆1的紧急状态的现有的各种控制操作。
148.图8是示出根据实施例的车辆1的操作的流程图。
149.车辆1(和/或车辆1的开关110)可以监测ldc205的电压(801)。
150.车辆1可以在行驶时在每个预定时间段内监测ldc205的电压。
151.车辆1(和/或车辆1的开关110)可以基于ldc205的电压来识别车辆1的电力状态是否处于异常状态(803)。
152.从ldc205供应的电力可以称为车辆1的电力。
153.车辆1可以识别出被监测的ldc205的电压不是正常电压。
154.例如，当被监测的ldc205的电压超出预定电压范围时，车辆1可以识别ldc205的电压不是正常电压。
155.当车辆1连续识别出ldc205的电压不是正常电压达预定次数(例如，2至3次)或更多时，车辆1可以识别车辆1的电力状态处于异常状态。
156.根据实施例，当车辆1的电力状态处于异常状态时，车辆1可以执行操作805，否则可以结束操作。
157.车辆1(或smk209)可以识别点火电力和/或附件电力是否是可识别的(805)。
158.车辆1可以识别点火电力和/或附件电力是否通过icu207供应给smk209。
159.当识别出车辆1的点火电力和/或附件电力时，车辆1可以结束本实施例的操作，否则可以执行操作807。
160.车辆1(或smk209)可以向icu207发送指示车辆1的电力状态处于异常状态的消息(807)。
161.车辆1(或icu207和/或开关110)可以识别电池备用电力是否开启(809)。
162.当电池备用电力开启时，车辆1可以执行操作811，否则可以结束本实施例的操作。
163.icu207可以基于使开关110能够开启电池备用电力的信号的传输来识别电池备用
电力是否开启。
164.也就是说，icu207可以发送信号以使开关110开启电池备用电力，并且开关110可以基于该信号开启电池备用电力。
165.icu207可以控制开关110，使得电池120的电池电力可以提供给icu207。
166.车辆1(或icu207)可以执行预定的车辆控制操作(811)。
167.车辆1(或icu207)可以响应于基于电池备用电力开启的紧急状态而执行预定的车辆控制操作。
168.例如，预定的车辆控制操作可以包括车辆1的移动。
169.可以基于电池120的电池电力将开关110和icu207的电力维持预定时间段，并且车辆1可以控制车辆1的驱动装置、制动装置和/或转向装置等，从而可以在预定时间段内将车辆1停在安全位置。
170.由上述可知，根据本公开的实施例，当车辆的主电源发生故障时，车辆及其控制方法可以使用电池的备用电力，将诸如自动驾驶车辆的车辆的主控制器的车辆系统的电力维持预定时间段。
171.例如，当自动驾驶车辆的主电源发生故障时，该车辆及其控制方法可以使自动驾驶车辆移动到行驶车道之外的安全的地方。
172.例如，车辆及其控制方法可以提供电力冗余设计，使得即使在主电力关闭后，也能够将用于驱动的临时备用电力供应给车辆的控制器(也称为负载装置)，因此车辆可以移动到安全的地方，以防止发生车祸。
173.例如，车辆及其控制方法可以通过在诸如自动驾驶车辆的车辆中实现冗余电力来提高车辆的电力系统的稳定性和可靠性。
174.因此，本公开实施例可以通过介质(例如计算机可读介质)中/上的计算机可读代码/指令来实现，以控制至少一个处理元件以实现任一上述示例性实施例。该介质可以对应于允许存储和/或传输计算机可读代码的任何介质。
175.计算机可读代码可以记录在介质上或通过互联网传输。该介质可以包括只读存储器(rom)、随机存取存储器(ram)、磁带、磁盘、闪存和光学记录介质。
176.尽管已经出于说明性目的描述了实施例，但是本领域技术人员将理解，在不脱离本公开的范围和精神的情况下，可以进行各种修改、添加和替换。因此，未出于限制目的描述实施例。