一种基于供电异常状况下自动驾驶控制器电源系统及设计方法与流程

1.本发明涉及自动驾驶电源设计领域，尤其涉及一种基于供电异常状况下自动驾驶控制器电源系统及设计方法。


背景技术：

2.自动驾驶系统包括主要部件组成有自动驾驶控制器、相机、激光雷达、惯导、gnss、超声波雷达等传感器，随着自动驾驶技术的快速发展，高度自动驾驶车辆驾驶场景已由园区等封闭道路，逐渐转向半封闭或公开道路行驶。自动驾驶控制器采用车规级的电源设计，为满足可靠性目标，方案上主要采用主从冗余电源设计、二次电源独立设计、降额设计、以及控制器各模块设置电压监测点设计，保证自动驾驶控制器在供电异常情况下也可进行正常工作，并在车辆无法自动驾驶情况下保障车辆执行安全停车策略。所有功能模块二次电源独立设计，相互不影响。对每个模块进行两路电源输入且支持整车dc-dc 6～16v电压，额定电压12v。电源主芯片采用ti的lm5176-q1，支持输入电压最低为3.5v，因此，在外部电源电压降至5.4v时，mpc5775e及其外围电路可保持正常工作。
3.控制器内部根据功能安全等级顺序分层上电，降低故障率提高系统运行可靠性。同时mpc5775e在各主要模块设置电压监测点，一旦监测点在一定周期的检测的电压异常，则车辆执行车辆安全策略。


技术实现要素：

4.为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基于供电异常状况下自动驾驶控制器电源系统，包括：车端dc-dc供电电源、抗浪涌防反接模块、电源主芯片、电源副芯片、dc-dc电源模块、各处理模块、传感器、监测模块、上电时序控制模块、安全策略触发模块、交换机、xavier、ai处理单元。
5.其中，供电电源与抗浪涌防反接模块连接；抗浪涌防反接模块连接与电源主芯片、电源副芯片连接；电源主芯片与电源模块相连接；电源副芯片与检测模块相连接；传感器与电源模块相连接；安全策略出发模块与检测模块相连接。
6.本发明还提供一种基于供电异常状况下自动驾驶控制器电源系统设计方法，包括：步骤一、dc-dc为自动驾驶控制器端供电；步骤二、抗浪涌防反接电路抑制dc-dc上电启动时浪涌电流及输入电压瞬变浪涌，同时防止输入极性反接；步骤三、电源副芯片给监测模块供电；步骤四、监测模块监测电源主芯片输入、输出电压、内部dc-dc输出电压，一定周期内电压不满足各模块供电电压要求时，进行车辆安全策略执行；作为优选，dc-dc采用双电源给自动驾驶控制器（ad）端供电，避免因一路故障导致
控制器无法正常启动。
7.作为优选，在步骤三中，监测模块按照车规级可靠性设计，采用单独的电源副芯片进行供电，避免其他高功率负载电路对电源造成的影响；作为优选，电源主芯片采用lm5176-q1，支持输入电压最低为3.5v，在外部电源电压降至5.4v时，各处理模块及其外围电路保持正常工作。
8.作为优选，电源系统上电顺序实行分层控制：第一层监测模块上电，第二层监测模块时序控制xavier、交换机、ai处理单元上电，第三层xavier控制外围电路和传感器供电。
9.作为优选，监测模块实时监测各模块供电电压符合要求时，再进行上电，避免处理单元损坏。
10.本发明带来的有益效果：1.本发明能实现自动驾驶控制器电源系统安全、可靠、稳定，保证控制器内部各模块正常工作，实现自动驾驶在道路上安全行驶。
11.2.电源系统采用两路电源供电、独立电源供电、电压监测、分层上电控制等方式提高电源系统鲁棒性。
12.3.对自动驾驶控制器及内部各模块电源供电电压监测，在一定周期内电源不能恢复正常的，进行车辆安全控制。
附图说明
13.图1为本发明系统电源系统架构图；图2为本发明上电时序分层控制图；图3为本发明方法的流程图。
具体实施方式
14.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
15.本实施例提供了一种基于供电异常状况下自动驾驶控制器电源系统，包括：车端dc-dc供电电源、抗浪涌防反接模块、电源主芯片lm5176-q1；、电源副芯片tle6389-2gv50、dc-dc电源模块、各处理模块、传感器、监测模块mpc5775e、上电时序控制模块、安全策略触发模块、交换机、xavier、ai处理单元。
16.其中，供电电源与抗浪涌防反接模块连接；抗浪涌防反接模块连接与电源主芯片、电源副芯片连接；电源主芯片与电源模块相连接；电源副芯片与检测模块相连接；传感器与电源模块相连接；安全策略出发模块与检测模块相连接。
17.本发明还提供一种基于供电异常状况下自动驾驶控制器电源系统设计方法，包括：s1、dc-dc为自动驾驶控制器端供电；s2、抗浪涌防反接电路抑制dc-dc上电启动时浪涌电流及输入电压瞬变浪涌，同时防止输入极性反接；
s3、电源副芯片给监测模块供电；s4、监测模块监测电源主芯片输入、输出电压、内部dc-dc输出电压，一定周期内电压不满足各模块供电电压要求时，进行车辆安全策略执行；进一步地，在步骤s1中，dc-dc采用双电源给自动驾驶控制器（ad）端供电，避免因一路故障导致控制器无法正常启动。
18.进一步地，在步骤s3中，监测模块按照车规级可靠性设计，采用单独的电源副芯片进行供电，避免其他高功率负载电路对电源造成的影响；其中，电源主芯片采用lm5176-q1，支持输入电压最低为3.5v，在外部电源电压降至5.4v时，各处理模块及其外围电路保持正常工作。
19.进一步地，电源系统上电顺序实行分层控制：第一层监测模块上电，第二层监测模块时序控制xavier、交换机、ai处理单元上电，第三层xavier控制外围电路和传感器供电。
20.其中，监测模块实时监测各模块供电电压符合要求时，再进行上电，避免处理单元损坏。
21.上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
22.上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。


技术特征：
1.一种基于供电异常状况下自动驾驶控制器电源系统，包括：车端dc-dc供电电源、抗浪涌防反接模块、电源主芯片、电源副芯片、dc-dc电源模块、各处理模块、传感器、监测模块、上电时序控制模块、安全策略触发模块、交换机、xavier、ai处理单元。2.如权利要求1所述的一种基于供电异常状况下自动驾驶控制器电源系统，其特征在于，供电电源与抗浪涌防反接模块连接；抗浪涌防反接模块连接与电源主芯片、电源副芯片连接；电源主芯片与电源模块相连接；电源副芯片与检测模块相连接；传感器与电源模块相连接；安全策略出发模块与检测模块相连接。3.一种基于供电异常状况下自动驾驶控制器电源系统设计方法，包括：步骤一、dc-dc为自动驾驶控制器端供电；步骤二、抗浪涌防反接电路抑制dc-dc上电启动时浪涌电流及输入电压瞬变浪涌，同时防止输入极性反接；步骤三、电源副芯片给监测模块供电；步骤四、监测模块监测电源主芯片输入、输出电压、内部dc-dc输出电压，一定周期内电压不满足各模块供电电压要求时，进行车辆安全策略执行。4.如权利要求3所述的一种基于供电异常状况下自动驾驶控制器电源系统设计方法，其特征在于，在步骤一中，dc-dc采用双电源给自动驾驶控制器（ad）端供电，避免因一路故障导致控制器无法正常启动。5.如权利要求3所述的一种基于供电异常状况下自动驾驶控制器电源系统设计方法，其特征在于，在步骤三中，监测模块按照车规级可靠性设计，采用单独的电源副芯片进行供电，避免其他高功率负载电路对电源造成的影响。6.如权利要求3所述的一种基于供电异常状况下自动驾驶控制器电源系统设计方法，其特征在于，电源主芯片采用lm5176-q1，支持输入电压最低为3.5v，在外部电源电压降至5.4v时，各处理模块及其外围电路保持正常工作。7.如权利要求3所述的一种基于供电异常状况下自动驾驶控制器电源系统设计方法，其特征在于，电源系统上电顺序实行分层控制：第一层监测模块上电，第二层监测模块时序控制xavier、交换机、ai处理单元上电，第三层xavier控制外围电路和传感器供电。8.如权利要求3所述的一种基于供电异常状况下自动驾驶控制器电源系统设计方法，其特征在于，监测模块实时监测各模块供电电压符合要求时，再进行上电，避免处理单元损坏。

技术总结
本发明涉及一种基于供电异常状况下自动驾驶控制器电源系统，包括：车端DC-DC供电电源、抗浪涌防反接模块、电源主芯片、电源副芯片、DC-DC电源模块、各处理模块、传感器、监测模块、上电时序控制模块、安全策略触发模块、交换机、Xavier、AI处理单元，供电电源与抗浪涌防反接模块连接；抗浪涌防反接模块连接与电源主芯片、电源副芯片连接；电源主芯片与电源模块相连接；电源副芯片与检测模块相连接；传感器与电源模块相连接；安全策略出发模块与检测模块相连接，本发明能实现自动驾驶控制器电源系统安全、可靠、稳定，保证控制器内部各模块正常工作，实现自动驾驶在道路上安全行驶。实现自动驾驶在道路上安全行驶。


技术研发人员：耿劲松 王永峰 蔡营 陆鑫
受保护的技术使用者：东风汽车集团股份有限公司
技术研发日：2021.11.25
技术公布日：2022/3/8