一种自动驾驶车辆开关机电源管理系统的制作方法

1.本实用新型涉及自动驾驶汽车技术领域，尤其涉及一种自动驾驶车辆开关机电源管理系统。


背景技术：

2.低速自动驾驶车辆在失控阶段依赖于急停开关，紧急情况下按急停开关直接断总电源的方式来关闭运行linux的智能控制器，这是十分危险的。因为linux后台运行着许多进程，所以强制关机可能会导致进程的数据丢失，使系统处于不稳定的状态，甚至在有的系统中会损坏硬件设备。


技术实现要素：

3.本实用新型提供了一种自动驾驶车辆开关机电源管理系统，解决相关技术中存在的急停开关紧急断开导致的数据丢失以及系统不稳定的问题。
4.作为本实用新型的一个方面，提供一种自动驾驶车辆开关机电源管理系统，其中，包括：供电电源、整车电源开关电路、安全控制电路、智能控制电路和急停开关，所述整车电源开关电路与所述供电电源连接，所述安全控制电路和所述智能控制电路均与所述整车电源开关电路连接，所述智能控制电路与所述安全控制电路连接，所述急停开关与所述安全控制电路连接；
5.所述供电电源用于为自动驾驶车辆整车提供电源供应；
6.所述整车电源开关电路用于接通或断开所述供电电源的电源供应；
7.所述安全控制电路能够在所述急停开关被按下时，控制所述智能控制电路进行数据同步和软关机，且控制所述智能控制电路与所述供电电源之间断开连接，并控制自身与所述供电电源之间断开连接，以及能够在所述整车电源开关电路被闭合时接通所述供电电源；
8.所述智能控制电路能够在所述急停开关被按下时，在所述安全控制电路的控制下实现软关机以及数据同步，并能够在所述整车电源开关电路被闭合时在所述安全控制电路的控制下释放软关机信号并进行自启动。
9.进一步地，所述安全控制电路包括：第一继电器、第一开关电路和安全控制器，所述第一继电器与所述整车电源开关电路连接，所述第一开关电路与所述第一继电器连接，所述安全控制器与所述第一开关电路连接，所述安全控制器与所述第一继电器连接，所述安全控制器还用于连接所述急停开关以及连接所述智能控制电路，
10.所述第一继电器能够在所述急停开关被按下时在所述安全控制器的控制下实现断开，并能够在所述整车电源开关电路被闭合时在所述第一开关电路的控制下实现闭合；
11.所述第一开关电路能够在所述急停开关被按下时控制所述第一继电器处于常断状态，并能够在所述整车电源开关电路被闭合时控制所述第一继电器闭合；
12.所述安全控制器能够在检测到所述急停开关的急停信号时向所述智能控制电路
发出软关机控制信号，控制所述智能控制电路与所述供电电源断开连接，并控制所述第一继电器断开以切断所述安全控制器与所述供电电源的连接，以及能够在所述整车电源开关电路被闭合时进行自启动。
13.进一步地，所述第一开关电路包括：第一mos管、第一电阻、第二电阻、第三电阻和第一二极管，所述第一mos管的栅极连接所述第一电阻的一端，所述第一电阻的另一端连接所述整车电源开关电路，所述第二电阻的一端连接所述第一mos管的栅极，所述第二电阻的另一端连接信号地，所述第一mos管的源极连接所述信号地，所述第一mos管的漏极连接所述第一继电器，所述第一二极管的阳极连接所述第一mos管的漏极，所述第一二极管的阴极连接所述整车电源开关电路，所述第三电阻的一端连接所述第一mos管的栅极，所述第三电阻的另一端连接所述安全控制器。
14.进一步地，所述智能控制电路包括：第二继电器、第二开关电路和智能控制器，所述第二继电器与所述整车电源开关电路连接，所述第二开关电路与所述第二继电器连接，所述智能控制器与所述第二继电器连接，所述第二开关电路和所述智能控制器均与所述安全控制器连接；
15.所述第二继电器能够在所述急停开关被按下时在所述安全控制器的控制下断开以切断所述智能控制器与所述供电电源的连接，以及能够在所述整车电源开关电路被闭合时在所述第二开关电路的控制下实现闭合；
16.所述第二开关电路能够在所述整车电源开关电路被闭合时控制所述第二继电器闭合；
17.所述智能控制器能够根据所述软关机控制信号进行软关机并进行数据同步。
18.进一步地，所述第二开关电路包括：第二mos管、第四电阻、第五电阻和第二二极管，所述第二mos管的栅极与所述第四电阻的一端连接，所述第四电阻的另一端连接所述安全控制器，所述第五电阻的一端连接所述第四电阻的一端，所述第五电阻的另一端连接信号地，所述第二mos管的源极连接所述信号地，所述第二mos管的漏极连接所述第二继电器，所述第二二极管的阳极连接所述第二mos管的漏极，所述第二二极管的阴极连接所述整车电源开关电路。
19.进一步地，所述智能控制器包括型号为英伟达jetson tx2的高算力控制器。
20.进一步地，所述安全控制器包括型号为思岚breakout的底盘控制器。
21.进一步地，所述整车电源开关电路包括：空气开关、第六电阻和第一电容，所述空气开关的一端连接所述供电电源，所述空气开关的另一端分别连接所述第六电阻的一端和所述第一电容的一端，所述第六电阻的另一端连接信号地，所述第一电容的另一端连接所述安全控制电路，所述空气开关的另一端还连接所述安全控制电路，所述第六电阻用于在所述空气开关断开时进行放电，所述第一电容用于在所述空气开关由断开到闭合的耦合电容。
22.本实用新型提供的自动驾驶车辆开关机电源管理系统，在急停开关被紧急按下时通过安全控制电路控制智能控制电路实现软关机并实现数据同步，解决了自动驾驶车辆在失控阶段按下急停开关直接断总电源带来的智能控制器系统崩溃等不确定危害，安全控制电路在控制整车运动的同时管理整车电源，省去了额外的常上电的电源管理模块，电源管理完成后安全控制电路还可以自断电。
附图说明
23.附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。
24.图1为本实用新型提供的自动驾驶车辆开关机电源管理系统的结构框图。
25.图2为本实用新型提供的自动驾驶车辆开关机电源管理系统的具体工作原理图。
具体实施方式
26.需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互结合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
27.为了使本领域技术人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。
28.需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包括，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
29.在本实施例中提供了一种自动驾驶车辆开关机电源管理系统，图1是根据本实用新型实施例提供的自动驾驶车辆开关机电源管理系统10的结构框图，如图1所示，包括：供电电源100、整车电源开关电路200、安全控制电路300、智能控制电路400和急停开关500，所述整车电源开关电路200与所述供电电源100连接，所述安全控制电路300和所述智能控制电路400均与所述整车电源开关电路200连接，所述智能控制电路400与所述安全控制电路300连接，所述急停开关500与所述安全控制电路300连接；
30.所述供电电源100用于为自动驾驶车辆整车提供电源供应；
31.所述整车电源开关电路200用于接通或断开所述供电电源的电源供应；
32.所述安全控制电路300能够在所述急停开关500被按下时，控制所述智能控制电路400进行数据同步和软关机，且控制所述智能控制电路400与所述供电电源100之间断开连接，并控制所述安全控制电路300自身与所述供电电源100之间断开连接，以及能够在所述整车电源开关电路200被闭合时接通所述供电电源；
33.所述智能控制电路400能够在所述急停开关500被按下时，在所述安全控制电路300的控制下实现软关机以及数据同步，并能够在所述整车电源开关电路200被闭合时在所述安全控制电路的控制下释放软关机信号并进行自启动。
34.本实用新型提供的自动驾驶车辆开关机电源管理系统，在急停开关被紧急按下时通过安全控制电路控制智能控制电路实现软关机并实现数据同步，解决了自动驾驶车辆在失控阶段按下急停开关直接断总电源带来的智能控制器系统崩溃等不确定危害，安全控制电路在控制整车运动的同时管理整车电源，省去了额外的常上电的电源管理模块，电源管
理完成后安全控制电路还可以自断电。
35.作为本实用新型的具体实施例，如图2所示，所述安全控制电路300包括：第一继电器k1、第一开关电路310和安全控制器u1，所述第一继电器k1与所述整车电源开关电路200连接，所述第一开关电路310与所述第一继电器k1连接，所述安全控制器u1与所述第一开关电路310连接，所述安全控制器u1与所述第一继电器k1连接，所述安全控制器u1还用于连接所述急停开关500以及连接所述智能控制电路400，
36.所述第一继电器k1能够在所述急停开关500被按下时在所述安全控制器u1的控制下实现断开，并能够在所述整车电源开关电路200被闭合时在所述第一开关电路310的控制下实现闭合；
37.所述第一开关电路310能够在所述急停开关500被按下时控制所述第一继电器k1处于常断状态，并能够在所述整车电源开关电路200被闭合时控制所述第一继电器k1闭合；
38.所述安全控制器u1能够在检测到所述急停开关500的急停信号时向所述智能控制电路400发出软关机控制信号，控制所述智能控制电路400与所述供电电源100断开连接，并控制所述第一继电器k1断开以切断所述安全控制器u1与所述供电电源100的连接，以及能够在所述整车电源开关电路200被闭合时进行自启动。
39.进一步具体地，如图2所示，所述第一开关电路310包括：第一mos管q1、第一电阻r3、第二电阻r4、第三电阻r7和第一二极管d1，所述第一mos管q1的栅极连接所述第一电阻r3的一端，所述第一电阻r3的另一端连接所述整车电源开关电路200，所述第二电阻r4的一端连接所述第一mos管q1的栅极，所述第二电阻r4的另一端连接信号地gnd，所述第一mos管q1的源极连接所述信号地gnd，所述第一mos管q1的漏极连接所述第一继电器k1，所述第一二极管d1的阳极连接所述第一mos管q1的漏极，所述第一二极管d1的阴极连接所述整车电源开关电路200，所述第三电阻r7的一端连接所述第一mos管q1的栅极，所述第三电阻r7的另一端连接所述安全控制器u1。
40.应当理解的是，所述第一继电器k1、第一二极管d1、第一电阻r3、第二电阻r4和第一mos管q1构成安全控制器u1的电源自开关电路，所述第三电阻r7为限流电阻，保护安全控制器u1的io1管脚不受整车电源开关电路200开关的脉冲冲击。
41.另外，应当理解的是，急停开关500作为安全控制器u1的外部中断输入
42.具体地，如图2所示，所述智能控制电路400包括：第二继电器k2、第二开关电路410和智能控制器u2，所述第二继电器k2与所述整车电源开关电路200连接，所述第二开关电路410与所述第二继电器k2连接，所述智能控制器u2与所述第二继电器k2连接，所述第二开关电路410和所述智能控制器u2均与所述安全控制器u1连接；
43.所述第二继电器k2能够在所述急停开关500被按下时在所述安全控制器u1的控制下断开以切断所述智能控制器u2与所述供电电源100的连接，以及能够在所述整车电源开关电路200被闭合时在所述第二开关电路410的控制下实现闭合；
44.所述第二开关电路410能够在所述整车电源开关电路200被闭合时控制所述第二继电器k2闭合；
45.所述智能控制器u2能够根据所述软关机控制信号进行软关机并进行数据同步。
46.进一步具体地，如图2所示，所述第二开关电路410包括：第二mos管q2、第四电阻r5、第五电阻r6和第二二极管d2，所述第二mos管q1的栅极与所述第四电阻r5的一端连接，
所述第四电阻r5的另一端连接所述安全控制器u1，所述第五电阻r6的一端连接所述第四电阻r5的一端，所述第五电阻r6的另一端连接信号地gnd，所述第二mos管q2的源极连接所述信号地gnd，所述第二mos管q2的漏极连接所述第二继电器k2，所述第二二极管d2的阳极连接所述第二mos管q2的漏极，所述第二二极管d2的阴极连接所述整车电源开关电路200。
47.应当理解的是，第二继电器k2、第二二极管d2、第四电阻r5、第五电阻r6和第二mos管q2构成智能控制器u2的电源开关电路。
48.优选地，所述智能控制器u2包括型号为英伟达jetson tx2的高算力控制器。
49.优选地，所述安全控制器u1包括型号为思岚breakout的底盘控制器。
50.具体地，如图2所示，所述整车电源开关电路200包括：空气开关sw1、第六电阻r1和第一电容c1，所述空气开关sw1的一端连接所述供电电源100，所述空气开关sw1的另一端分别连接所述第六电阻r1的一端和所述第一电容c1的一端，所述第六电阻r1的另一端连接信号地gnd，所述第一电容c1的另一端连接所述安全控制电路u1，所述空气开关sw1的另一端还连接所述安全控制电路u1，所述第六电阻r1用于在所述空气开关sw1断开时进行放电，所述第一电容c1用于在所述空气开关sw1由断开到闭合的耦合电容。
51.需要说明的是，所述空气开关sw1为整车电源开关，所述第六电阻为放电电阻，当空气开关sw1断开时迅速释放掉电气系统中由电容积累的残电，第一电容c1为空气开关sw1从断开到闭合的耦合电容。
52.具体地，如图2所示，所述急停开关500具体为图中所示开关sw2，开关sw2的一端连接信号地gnd，另一端连接所述安全控制电路300。
53.应当理解的是，本实用新型实施例所述供电电源100具体可以为自动驾驶车辆的电池。
54.下面结合图2对自动驾驶车辆开关机电源管理系统的具体工作原理进行详细说明。
55.关电过程：
56.当开关sw2被按下，安全控制器u1检测到急停信号，首先通过io2管脚控制智能控制器u2软关机，在软关机阶段智能控制器u2会数据同步，避免断电后部分数据丢失导致系统崩溃，软关机结束后，安全控制器u1会通过io3管脚控制第二继电器k2断开智能控制器u2的电源，最后安全控制器u1通过io1管脚控制第一继电器k1断开自身电源，第一mos管q1的栅极被置低后第一继电器k1处于常断状态，为保证整车达到最低功耗状态，切断第一空气开关sw1，至此整车控制器电源被切断。
57.开电过程：
58.空气开关sw1从关断到闭合，正脉冲通过第一电容c1耦合至第一mos管q1的栅极，第一mos管q1 的vgs大于3v时第一继电器k1打开，正脉冲维持500ms足以维持至安全控制器u1上电将自关机io1管脚置高，自身电源打开，再将io3管脚置高打开智能控制器u2的电源并释放io2管脚软关机信号，智能控制器u2上电启动，至此完成整车控制器电源开启。
59.综上，本实用新型实施例提供的自动驾驶车辆开关机电源管理系统，解决了自动驾驶车辆在失控阶段按下急停开关直接断总电源带来的不确定危害，安全控制器在控制整车运动的同时管理整车电源，省去了额外的常上电的电源管理模块，电源管理完成后安全控制器可以自断电，并配合空气开关在保证安全性的同时降低了整车功耗，同时安全控制
器可依靠空气开关打开时的脉冲激活，完成上电时序管理。
60.可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本实用新型的原理而采用的示例性实施方式，然而本实用新型并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本实用新型的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本实用新型的保护范围。