专利名称：机动交通工具的电源及电子设备的控制方法及控制系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于机动交通工具的电源及电子设备的控制方法，以及实施该方
法的控制系统。
背景技术：
在车辆、火车、地铁和轮船等各种机动交通工具中，它们的供电系统主要由发电系 统(如发电机)和电池系统(如蓄电池)并联组成，电池系统在车辆启动、发电机不工作或 发电机发电功率不足的情况下提供能量。 以汽车为例，车载发电系统主要由发电机构成，车载电池系统由电池构成，发电机 不工作时，车载电子设备都由车载电池系统供电。但现有的车载电子设备不能智能化管理， 若它们直接接在车载供电系统上，当发电机不工作时，它们仍然工作，就会耗光车载电池的 能量，从而导致车辆无法正常使用，影响车辆的开启，因此现有的车载电子设备都没有和车 载供电系统直接相接，它们通过车辆电源总开关与车载供电系统相连。当车辆电源总开关 闭合后，车载电子设备就接到车载供电系统上，车载电子设备就开始工作；当车辆电源总开 关断开后，车载电子设备就与车载供电系统断开，车载电子设备就不工作；车辆电源总开关 受控于车辆钥匙或其他信号。 车载电子设备的应用越来越广泛，目前，在车辆上安装摄像头、无线模块和多媒体 播放器等已经成为首选，它们的电源系统直接影响车载电子设备的使用情况。目前常用的 车载电子设备都没有直接与其供电系统相连，而是通过一个车辆电源总开关与其供电系统 相连，此车辆电源总开关由车辆钥匙或者其他信号控制。车辆启动时，总开关闭合，电子设 备开始工作；车辆停止工作或者发生故障时，开关断开，电子设备就停止工作。
上述方式导致电子设备的工作范围受到很大的限制。例如当发生故障后或停止 工作后，车载摄像头和电子设备都不工作，摄像头和电子设备就不能对故障后和车辆停止 工作后，车上状况和发生的事件进行录像和处理，从而就失去很多有价值的线索和信息。其 次，当发生故障后或车辆停止工作后，车载无线通信设备(如3G模块，GPRS模块，WIFI模 块)和其它电子设备都无法正常使用，就不能及时进行报警和传输信息，突发事件就不能 及时有效地处理。另外，车辆会定点停放，当定点停放时，车载电子设备都停止工作，就不能 通过无线网络更新车载设备上的信息，就不能上传和下载信息。 以上可以看出，目前机动交通工具上的电源及电子设备都存在一个缺点它们的 工作受控于钥匙、遥控器等控制信号，无法进行智能化管理。
发明内容
本发明的目的是提供一种结构简单，同时实现智能化控制和管理机动交通工具上
的电源和电子设备，灵活控制各个电源和电子设备的工作模式和工作时间。 本发明所称的机动交通工具泛指车辆、火车、地铁和轮船等，其共同点是供电系统
主要由发电系统和电池系统并联组成，本发明所称的电子设备是指直接或间接使用机动交通工具上的供电系统的用电设备。 —种机动交通工具的电源及电子设备的控制方法，所述的电源及电子设备包括由
发电系统和电池系统并联构成的供电系统、电子设备、直接向电子设备供电的电源模块以
及用于导通供电系统和电源模块的第一开关，所述的第一开关断开时发电系统停止供电， 在所述的供电系统和电源模块之间设置带第二开关的第一支路； 当第一开关导通时，检测第一开关的导通信号，并通过该导通信号指令第二开关
导通，使得供电系统和电源模块通过第一支路导通； 当第一开关断开时，检测第一开关的断开信号，并通过该断开信号指令第二开关 在预定的时间或条件下断开； 当所述的预定的时间或条件尚未发生时，第一开关又恢复导通，则预定的时间或 条件取消，第二开关继续保持导通。 所述的第一开关导通供电系统和电源模块时，是通过导线直接与供电系统和电源 模块相连。 所述的第一开关导通供电系统和电源模块时，是通过第一开关自身的导通信号指 令所述的第二开关导通，使得供电系统和电源模块通过第一支路导通。 即第一开关可以通过直接或间接两种方式实现供电系统和电源模块之间的导通。
—种机动交通工具的电源及电子设备的控制系统，包括由发电系统和电池系统并 联构成的供电系统、电子设备、直接向电子设备供电的电源模块以及用于导通供电系统和 电源模块的第一开关，所述的第一开关断开时发电系统停止供电。 在所述的供电系统和电源模块之间设有带第二开关的第一支路，当第二开关闭合
时第一支路将供电系统和电源模块导通； 设有控制模块，所述的控制模块包括 a)检测电路，用于检测第一开关的闭合或断开； b)控制电路，用于控制第二开关的闭合或断开，当第一开关闭合时第二开关导 通； c)信号电路，用于接收检测电路的信号并向控制电路发送用于控制第二开关的断 开信号； 所述的第一开关通过导线直接与供电系统和电源模块相连；或通过第二电源模块 作用于第二开关，第一开关闭合时通过第二电源模块使第二开关导通。 即第一开关可以通过直接或间接两种方式实现供电系统和电源模块之间的导通。
若采用第二电源模块，则所述的第二电源模块内设有第二控制电路，用于控制第 二开关的导通。 需要说明的是，在实际的应用场合中，所述的电子设备、第二开关、电源模块、第二 电源模块和控制模块可能会以各种形态出现，例如四者以整体物理形态出现或者四个相 对独立的物理模块出现。但是，不管四者以何种物理形态出现，从逻辑功能上看，四者都是 相对独立的，因此在本发明的描述中，它们是分开的四个功能模块。 例如实际应用中，可以将控制模块直接嵌入电子设备，而完成控制模块内相应功 能的电路也可以与电子设备共用，即借用电子设备中的部分电路。 所述的供电系统由发电系统和电池系统并联组成的，第一开关为机动交通工具上自带元件，即电源总开关，以机动车为例，第一开关即车辆电源总开关，车辆电源总开关受 控于车辆钥匙或其他信号。 而第二开关的导通和断开受控于控制模块，电子设备直接由电源模块提供能量。
所述的控制模块中的检测电路可以是各类采样电路，控制电路可由逻辑电路等电 路组成，信号电路可由信号存取、传输等电路组成，这些均可以采用现有技术中关于信号处 理的电路或模块。 控制模块通过检测电路来获得第一开关的工作状态，控制模块根据第一开关的工 作状态来决定第二开关的工作状态，控制模块还可以根据实际需求通过其内部的控制电路 来控制第二开关的工作状态； 控制模块通过电路与电子设备相连，这样可获得电子设备的工作状态，同时电子 设备也可获取控制模块中的信息，电子设备也可根据控制模块中的信息来确定其自身的工 作状态。 所述的电源模块包括功率开关电路和开关控制电路，功率开关电路的输入端用于
接入第一开关或第二开关；功率开关电路的输出端接电子设备和嵌入式系统，开关控制电
路与功率开关电路相连，控制模块通过检测线路来确定第一开关的工作状态； 第一开关闭合后，发电系统就开始工作，发电系统就给电子设备供电，同时也可以
给电池系统充电；当发电系统发电功率不足时，电池系统一起给电子设备供电；第一开关
断开后，发电系统停止工作不再提供能量；若车辆发生故障，车辆发动机不工作时，它的发
电系统也就停止工作，此时也意味着第一开关就断开。
即第一开关并不单纯的表示为电路中的开关，第一开关与发电系统之间还存在相
互关联的逻辑关系，所以强调第一开关导通时供电系统和电源模块之间导通，但所述的第
一开关断开时不仅是电路的切断，发电系统也停止供电。 控制模块本身也可以通过电源模块供电，或通过其他电源供电。 第一开关通过间接方式实现供电系统和电源模块之间的导通时，实际上是通过第
二电源模块作用于第二开关，使第一支路导通，这里所述的第二电源模块包括控制电路，它
可控制第二开关的工作状态。
以汽车为例，本发明控制系统的工作模式可分为2个阶段
1)车辆工作阶段；
2)车辆不工作阶段。 其中在1)车辆工作阶段，其供电系统和电子设备的工作与现有的系统一样，车辆 发电系统和电池系统组成的供电系统向车载电子设备供电； 在2)车辆不工作阶段，例如车辆停止工作，发生故障、事故等，车辆发电系统停 止工作，但电子设备同样正常工作，由车载的电池系统通过第二开关来供电，此时电子设备 的关断就不受控于第一开关，电子设备的工作由控制模块来控制，当满足预设的时间或条 件后，控制模块发出关机信号，就会使第二开关断开，电池系统和电子设备均停止工作。
电子设备通过信号电路可获取第一开关的工作状态，当第一开关处于断开状态 时，电池系统通过第二开关向电子设备供电，控制模块通过检测电路获取此时第一开关的 状态，控制模块根据实际情况来控制第二开关的工作时间，电子设备通过可获取此时控制 模块中的信息，因此电子设备可根据实际情况决定是否进入待机状态，当进入待机状态时，系统可节省能耗。 本发明控制系统在拓宽现有机动交通工具的电源和电子设备工作范围的基础上， 同时有效地保护了其电池系统，不影响其正常使用，实现了智能化管理车载电源和电子设 备。 本发明控制系统不改变其现有的供电系统，而是充分利用了其现有的供电系统， 在简单的电路上同时实现其供电系统和其电子设备的智能化管理，也简化了电路的复杂 性。
图1为现有的机动交通工具的电源和电子设备控制系统的原理示意图； 图2为本发明控制系统的原理示意图； 图3为本发明控制系统另一种实施方式的原理示意图。
具体实施例方式
机动交通工具与汽车为例。 参见图1，现有的车载供电系统1，它的开启和关断都是由第一开关4(即图中的车 辆电源总开关Q)来控制，车辆电源总开关Q是汽车自身的元件，它受控于钥匙、遥控器等控 制信号。车辆启动时，车辆电源总开关Q就闭合，其供电系统1就工作，通过电源模块2使 得电子设备3工作；当车辆发生故障或钥匙拔掉，车辆电源总开关Q就断开，电源模块2停 止工作，电子设备3同样也工作。由于车辆电源总开关Q是由钥匙或遥控器来控制，也就说 其电源模块2和电子设备3的工作受钥匙或遥控器的控制。 参照图2，本发明控制系统中，其中发电系统和电池系统并联构成了车辆的供电系 统1 ，第一开关4 (即图中的车辆电源总开关Q)和第二开关5 (即图中的开关S)直接接在 车辆的供电系统1上，电源模块2则通过车辆电源总开关Q和开关S与供电系统1相连，电 子设备3由电源模块2提供能量；车辆电源总开关Q受控于车辆钥匙或其他信号，而开关S 由控制模块6来控制。 本实施例中车辆电源总开关Q通过导线直接与供电系统1和电源模块2相连，即 通过直接方式实现供电系统1和电源模块2之间的导通。 控制模块6由控制电路、检测电路和信号电路等组成，控制模块6通过检测电路来
获取车辆电源总开关Q的工作状态(即图中的信号B)，控制模块6根据车辆电源总开关Q
的工作状态和实际需求来确定开关S的状态，控制模块6通过控制电路来控制开关S (即通
过图中的信号A控制开关S)，电子设备3可信号电路之间进行信号(即图中的信号D)的交
换来获取控制模块6中的信息，控制模块6也可以获取电子设备的工作状态。 控制模块6中的检测电路为现有技术中的采样电路，控制模块6通过检测电路来
获取车辆电源总开关Q的工作状态；控制模块6发送信号A来控制开关S的工作状态。 车辆电源总开关Q受控于钥匙、遥控器等控制信号，当车辆启动时，车辆电源总开
关Q就闭合，车辆发电系统就工作，此时车辆发电系统和电池系统组成的供电系统1通过车
辆电源总开关Q可一起给电源模块2供电，电源模块2就给电子设备3供电。 控制模块6检测电路确定车辆电 总开关Q的状态，就可确定车辆状态。车辆电源总开关Q闭合后，信号B就变为高电平，此时控制模块6就检测到车辆处于工作状态，控 制模块6通过信号A来控制开关S —直导通，电源模块2通过开关S也接到车辆发电系统 和电池系统组成的供电系统上1，另外电子设备3通过信号D可获取控制模块6中的信息， 控制模块6也可通过信号D获取电子设备的信息。 当车辆停止工作或发生事故、故障后，车辆发电系统G就不工作，此时车辆电源总 开关Q就断开，信号B就变为低电平，此时控制模块就检测到车辆处于不工作状态，但控制 模块通过信号A让开关S仍然保持导通，电源模块通过开关S接到车载电池系统C上，电源 模块仍然处于工作状态，其电子设备和控制模块仍然工作，其电子设备的关断由控制模块 控制。 另外，电子设备可通过信号线路D获取控制模块中的工作参数，例如车辆电源总 开关Q的工作状态，同时控制模块也可获取电子设备的工作状态。因此本系统中的车载电 源和电子设备的工作就能实现智能化管理，控制模块可控制它们的关断。当工作任务结束 或者到达设备工作时间点，控制模块通过信号A就控制开关S关断，开关S关断后，其整个 供电系统l都不工作；或者当工作任务结束，控制模块6可让车载电源系统(供电系统)或 者电子设备处于低功耗待机状态，此时系统工作在最省电模式。 因此本发明控制系统在车辆停止工作或发生故障、事故后，控制模块6根据实际 情况灵活设置各个电子设备3的工作模式和工作时间，实现了智能化管理，同时又可有效 保护其电池系统。 参见图3，是本发明另一种实施方式。 本实施方式中第一开关4通过第二电源模块7作用于第二开关5，第一开关4闭合 时通过第二电源模块7使第二开关5导通。即第一开关4通过间接方式实现供电系统1和 电源模块2之间的导通。 发电系统和车辆的电池系统并联构成了车辆的供电系统1，车辆电源总开关Q和 开关S直接接在车辆的供电系统1上. 第二电源模块1通过车辆电源总开关Q与供电系统1相连；电源模块2则通过开 关S与供电系统1相连，电子设备3由电源模块2直接提供能量。
车辆电源总开关Q受控于车辆钥匙或其他信号。 而开关S既可以由控制模块6通过信号A来控制，也可以由第二电源模块7中的 第二控制电路通过信号F来控制。 当车辆启动时，发电系统工作，车辆电源总开关Q就闭合，此时车辆的发电系统和 电池系统并联组成供电系统1，由于第二电源模块通过车辆电源总开关Q与供电系统1相 连，第二电源模块也就开始工作，第二电源模块发出信号F控制开关S闭合，使得电源模块 2通过开关S与供电系统1相连，电源模块2开始工作，电源模块2给电子设备3供电。
控制模块6通过车辆电源总开关Q的信号B来确定车辆电源总开关Q的状态，就 可确定车辆状态。车辆电源总开关Q闭合后，信号B就变为高电平，此时控制模块6就检测 到车辆处于工作状态，控制模块6工作后，控制模块6通过控制电路控制开关S —直处于导 通。 当车辆停止工作和发生事故、故障后，发电系统就不工作，车辆电源总开关Q就断 开，第二电源模块就与供电系统1断开，第二电源模块停止工作，信号B就变为低电平，此时控制模块6通过检测电路就检测到车辆处于不工作状态，但控制模块6通过信号A让开关S 一直导通，电源模块2通过开关S与车辆电池系统相连，电源模块2仍然处于工作状态，其 电子设备3和控制模块6仍然工作，电子设备3的关断由控制模块6控制。
另夕卜，电子设备6可通过信号D获取控制模块3中的工作参数，例如车辆电源总开 关Q的工作状态，同时控制模块6也可获取电子设备3的工作状态。因此电源模块2和电 子设备3的工作就能实现智能化管理，控制模块6可控制它们的关断。当工作任务结束或 者到达设备工作时间点，控制模块6通过信号A就控制开关S关断，开关S关断后，其整个 供电系统1停止工作；或者当工作任务结束，控制模块6可让车载电源系统和车载电子设备 系统处于低功耗待机状态，此时系统工作在最省电模式。 本发明控制系统在车辆停止工作或发生故障、事故后，控制模块6根据实际情况 灵活设置各个电子设备3的工作模式和工作时间，实现了智能化管理，同时又可有效保护 其电池系统。 就具体设备而言，例如摄像头和电子设备在车辆停止工作，车辆发生故障和发生 突发事件后都可继续录像，录制时间可由控制模块自由设置，更多有价值的信息和线索都 被录制。同样，车载无线通信设备(WIFI模块、GPRS模块、3G模块等)和电子设备，在其停 止工作或发生故障和发生突发事件后都可无线通信和传输，以及报警和信息传输，就可以 有效，及时处理，人身安全和财产安全得到保障，无线设备的工作时间可由控制模块自由设 置。另外，车辆定点停放后，其电子设备都可工作，可通过无线网络更新车载电子设备上的 信息，就可上传和下载信息。当任务结束后，系统发出信号，切断整个电源系统或者系统处 于低功耗待机状态。车载电子设备通过开关S与车辆电池系统相连，在车辆停止工作，发生 故障或事故后，车载电子设备仍然可工作，工作状态受控于控制模块，控制模块可根据实现 需求对车载电子设备的工作状态进行智能化管理。因此在实现智能化管理的基础上，又可 有效保护其电池系统，不影响正常使用。本系统可灵活控制各个电子设备的工作时间，实现 智能化管理各个电子设备，同时又可有效保护其电池系统，不影响正常使用。
最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本发明的具体实施例。显然，本发明不限 于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导 出或联想到的所有变形，均应认为是发明的保护范围。
权利要求
一种机动交通工具的电源及电子设备的控制方法，所述的电源及电子设备包括由发电系统和电池系统并联构成的供电系统(1)、电子设备(3)、直接向电子设备(3)供电的电源模块(2)以及用于导通供电系统(1)和电源模块(2)的第一开关(4)，所述的第一开关(4)断开时发电系统停止供电，其特征在于在所述的供电系统(1)和电源模块(2)之间设置带第二开关(5)的第一支路；当第一开关(4)导通时，检测第一开关(4)的导通信号，并通过该导通信号指令第二开关(5)导通，使得供电系统(1)和电源模块(2)通过第一支路导通；当第一开关(4)断开时，检测第一开关(4)的断开信号，并通过该断开信号指令第二开关(5)在预定的时间或条件下断开；当所述的预定的时间或条件尚未发生时，第一开关(4)又恢复导通，则预定的时间或条件取消，第二开关(5)继续保持导通。
2. 如权利要求l所述的控制方法，其特征在于所述的第一开关(4)导通供电系统(1) 和电源模块(2)时，是通过导线直接与供电系统(1)和电源模块(2)相连。
3. 如权利要求l所述的控制方法，其特征在于所述的第一开关(4)导通供电系统(1) 和电源模块(2)时，是通过第一开关(4)自身的导通信号指令所述的第二开关(5)导通，使 得供电系统(1)和电源模块(2)通过第一支路导通。
4. 一种机动交通工具的电源及电子设备的控制系统，包括由发电系统和电池系统并联 构成的供电系统(D、电子设备(3)、直接向电子设备(3)供电的电源模块(2)以及用于导 通供电系统(1)和电源模块(2)的第一开关(4)，所述的第一开关(4)断开时发电系统停止 供电，其特征在于在所述的供电系统(1)和电源模块(2)之间设有带第二开关(5)的第一支路，当第二 开关(5)闭合时第一支路将供电系统(1)和电源模块(2)导通； 设有控制模块(6)，所述的控制模块(6)包括a) 检测电路，用于检测第一开关(4)的闭合或断开；b) 控制电路，用于控制第二开关(5)的闭合或断开，当第一开关(4)闭合时第二开关(5) 导通;c) 信号电路，用于接收检测电路的信号并向控制电路发送用于控制第二开关(5)的断 开信号。
5. 如权利要求4所述的控制系统，其特征在于所述的第一开关(4)通过导线直接与 供电系统(1)和电源模块(2)相连。
6. 如权利要求4所述的控制系统，其特征在于所述的第一开关(4)通过第二电源模 块(7)作用于第二开关(5)，第一开关(4)闭合时通过第二电源模块(7)使第二开关(5)导 通。
7. 如权利要求6所述的控制系统，其特征在于所述的第二电源模块(7)内设有第二 控制电路，用于控制第二开关(5)的导通。
全文摘要
本发明公开了一种机动交通工具的电源及电子设备的控制方法及控制装置，所述的电源及电子设备包括由发电系统和电池系统并联构成的供电系统、电子设备、电源模块以及用于导通供电系统和电源模块的第一开关，供电系统和电源模块之间设置带第二开关的第一支路；第一开关导通时，指令第二开关导通，使得供电系统和电源模块通过第一支路导通；当第一开关断开时，指令第二开关在预定的时间或条件下断开；当所述的预定的时间或条件上未发生时，第一开关又恢复导通，则预定的时间或条件取消，第二开关继续保持导通。本发明控制方法及系统充分利用了其现有的供电系统，在简单的电路上同时实现其供电系统和其电子设备的智能化管理。
文档编号B60R16/033GK101710727SQ200910153759
公开日2010年5月19日 申请日期2009年11月5日 优先权日2009年11月5日
发明者杨益平, 郑雅羽, 陈朋 申请人:杨益平;郑雅羽;陈朋