CN208947100U - 电源管理单元 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种电源管理单元，包括电源转换模块和控制模块，电源转换模块输出连接有至少两条用于给多源感知***中的感知单元供电的不同电压等级的供电支路，供电支路中串设有控制开关，控制模块控制连接控制开关；控制模块还设置有用于与智能决策单元通信连接的第一端口。在本实用新型中，控制模块通过第一端口接收智能决策单元下发的感知***配置方案，为了给感知***配置方案中需要开启的感知单元提供工作电源，控制模块控制相应供电支路中的控制开关闭合，而其他感知单元因无电源供电无需工作，为整车节省了此部分功耗，提高了能量利用率；同时可以减少部分感知单元的使用频率，延长了其使用寿命。

Description

电源管理单元

技术领域

本实用新型涉及一种电源管理单元，属于车辆智能驾驶技术领域。

背景技术

随着市场中客户的美好出行需求日益升级，以及国家2017智能网联技术规划的落地实施，近年来国内各商用车企均发力研究并逐渐开始推广各项智能化配置。针对不同气候条件，特别是高温、高寒或高海拔地区等环境下的长期运行，智能驾驶客车的各项智能化功能性、安全性、可靠性功能能否得以持久充分发挥，是对车辆智能化***可靠安全设计的严峻考验，也是影响智能驾驶客车能否得以大批量推广的关键因素之一。

目前，国内新能源智能驾驶商用车领域更多侧重于车辆动力电池的极端气候适应性和智能驾驶汽车某项功能的研究测试，没有考虑到智能驾驶***在全气候条件下的适应性，相关技术与国外存在较大差距。就目前的智能驾驶现状，存在以下问题：

1、智能驾驶客车全生命周期范围内，某项智能化功能关闭后，其对应感知部分及数据融合功能依然在工作，不仅浪费能源、不利于有效信息的高效准确融合，且会导致部分智能化配置功能将无法保证持久有效可靠地发挥；

2、智能驾驶客车因集成多种感知传感器，存在较多电压平台如5V、12V、24V等，且因车辆尺寸较大，电源相关线束布局路径较远，供电可靠性不能得到保证，感知***工作可靠性存在风险。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种电源管理单元，用于解决目前智能驾驶客车供电不节能、感知***工作可靠性不能有效保证的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种电源管理单元，包括电源转换模块和控制模块，所述电源转换模块输出连接有至少两条用于给多源感知***中的感知单元供电的不同电压等级的供电支路，所述供电支路中串设有控制开关，所述控制模块控制连接所述控制开关；所述控制模块还设置有用于与智能决策单元通信连接的第一端口。

本实用新型的有益效果是：控制模块通过第一端口接收智能决策单元下发的感知***配置方案，为了给感知***配置方案中需要开启的感知单元提供工作电源，控制模块控制相应供电支路中的控制开关闭合，以实现电源输出，而其他不需要开启的感知单元因无电源供电无需工作，为整车节省了此部分功耗，提高了能量利用率；同时可以减少部分感知单元的使用频率，延长了其使用寿命。

进一步的，为了对感知单元的工作状态进行初步监测，并将监测到的信息发送给智能决策单元，以便于智能决策单元实时优化调整感知***配置方案，进一步的实现供电节能和多源感知***可靠工作，还包括用于采集各供电支路输出电压和电流的电压电流采集模块，所述控制模块采样连接所述电压电流采集模块。

进一步的，为了提高数据融合单元的数据处理效率，为智能决策单元提供可靠输入，所述控制模块还设置有用于与数据融合单元通信连接以发送各感知单元工作状态的第二端口。

进一步的，为了使驾驶员能够及时了解感知单元的异常情况，提醒驾驶员安全行驶，并及时维修，所述控制模块还设置有用于与车载终端通信连接以发送各感知单元工作状态的第三端口。

附图说明

图1是本实用新型智能驾驶车辆的控制方法的流程图；

图2是智能驾驶车辆的控制***实施例1的结构示意图；

图3是本实用新型电源管理单元的结构示意图；

图4是智能驾驶车辆的控制***实施例2的结构示意图；

图5是智能驾驶车辆的控制***实施例3的结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例对本实用新型进行进一步详细说明。

本实用新型提供了一种智能驾驶车辆的控制装置，包括处理器和存储器，该处理器用于处理存储在存储器中的指令，以实现一种智能驾驶车辆的控制方法。该智能驾驶车辆的控制方法及装置可以应用于智能驾驶商用车，其中控制方法的流程图如图1所示，包括以下步骤：

(1)接收驾驶员选择的智能功能模式，并根据该智能功能模式确定感知***配置方案。

(2)根据确定的感知***配置方案，控制给该感知***配置方案中选择的感知单元提供工作电源。

通过接收驾驶员选择的智能功能模式，并根据该智能功能模式来确定感知***配置方案，根据该感知***配置方案确定需要开启的感知单元，并控制给这些需要开启的感知单元提供工作电源使其投入运行，而其他不需要开启的感知单元因无电源供电无需投入运行，为整车节省了此部分功耗，降低了整车低压能耗，提高了能量利用率；同时可以减少部分感知单元的使用频率，延长了其使用寿命，降低了电源线网和通讯线网的压力。

为了实时更新感知***配置方案，实时确定需要开启的感知单元，关闭不需要开启的感知单元，保证车辆各种智能化功能性、安全性、可靠性功能的持久充分发挥，根据感知***配置方案、各感知单元采集到的环境信息以及感知***配置方案中选择的感知单元的工作状态进行信息融合，并根据信息融合结果以及感知***配置方案中选择的感知单元的工作状态实时优化调整感知***配置方案。其中，信息融合是指对按时序获得的若干观测信息，在一定准则下加以自动分析、综合，以完成所需的决策和评估任务而进行的信息处理技术。通过在信息融合过程中进行有效的数据处理，构建实时路况，可以为感知***配置策略提供精准输入。另外，由于不投入工作的感知单元不再参与到数据融合过程中，提高了信息融合处理效率。

为了实现上述的智能驾驶车辆的控制方法及装置，本实用新型提供了一种智能驾驶车辆的控制***，该控制***的结构示意图如图2所示，包括智能决策单元、电源管理单元、数据融合单元以及多源感知***。电源管理单元供电连接多源感知***，数据融合单元采样连接多源感知***和电源管理单元，并通信连接智能决策单元，智能决策单元通信连接电源管理单元。在智能决策单元上还设置有信息输入端口，用于接收驾驶员智能功能模式，其中驾驶员智能功能模式的接收可以通过硬线或者报文来实现。

其中，多源感知***主要是指满足智能驾驶客车各项配置的感知***，包括摄像头、超声波雷达、毫米波雷达等多种类型的感知单元。

电源管理单元是指为多源感知***供电的管理***，主要包括控制模块和电源转换模块，电源转换模块输出连接有至少两条用于给多源感知***中的各感知单元供电的不同电压等级的供电支路，其结构示意图如图3所示。具体的，电源转换模块的输入电压为24V，可以通过供电支路输出多个电压等级的供电电源，例如可以提供5V、9V、12V等多种直流电源，能同时满足不同感知单元即感知零部件的需求；在各供电支路中均串设有控制开关，控制模块控制连接各控制开关，通过控制开关的导通或断开来控制各供电支路的接通或关闭，管理各感知单元的供电或唤醒。例如，各控制开关可以为继电器开关、晶闸管等可控开关，控制模块通过继电器开关、晶闸管相对应的控制电路来实现对继电器开关、晶闸管等可控开关的控制。同时，该电源管理单元内部各供电支路配置有电流、电压检测元件，也就是电压电流采集模块，控制模块采样连接该电压电流采集模块，并基于供电支路电压电流信息，可对相应感知单元的工作状态(包括功率、电压等核心工作环境参数)进行初步监测。在控制模块上，还设置有用于与智能决策单元通信连接以获取智能决策单元发送的感知***配置方案、并将感知单元的工作状态发送给智能决策单元的第一端口，还设置有用于与数据融合单元通信连接以发送感知单元工作状态的第二端口。

数据融合单元通过接收智能决策单元发送的当前感知***配置方案类型、多源感知***的各种环境信息和电源管理单元提供的各感知单元的工作状态，进行高效准确的数据融合，为智能决策单元提供精准输入。以泊车辅助***为例，假设该功能的感知***配置方案为8个超声波雷达(左2+右2+后4)+1个摄像头(后1)，当驾驶员选择启动泊车辅助的功能按钮后，智能决策单元将该功能的感知***配置方案发送给电源管理单元、数据融合单元，电源管理单元根据该感知***配置方案给相应感知单元正常供电，并将对应8个超声波雷达和摄像头的工作状态反馈给数据融合单元，数据融合单元依据配置方案剔除异常状态传感器信息，进行有效数据融合，为智能决策提供精准车位信息、障碍物信息等。

智能决策单元作为整个控制***的核心模块，通过接收驾驶员智能化功能模式的输入、数据融合单元的输入及电源管理单元反馈的各感知单元工作状态，决策并实时优化调整实车所需的感知***配置方案。以360°辅助预警***为例，假设车辆具备12个超声波雷达(前后各6个)+4个标清摄像头(前后左右各1个)，默认状态下该辅助预警功能的感知***配置方案为8个超声波雷达(前后各4个)和4个标清摄像头，当驾驶员启动该辅助预警***功能后，首先智能决策单元输出默认感知***配置方案给电源管理单元和数据融合单元，若智能决策单元接收到的反馈状态均正常，就以该配置发挥辅助预警功能；若收到电源管理单元反馈的其中一个超声波雷达异常(如供电电压正常，但输出电流为0，无感知信息反馈)，智能决策单元调整后方超声波雷达配置方案，调用后方另外2个或1个超声波雷达用以弥补盲区，电源管理单元关闭异常超声波雷达的供电支路，启动新配置供电方案，数据融合单元同步更新融合结果，保证该360°辅助预警***功能的可靠发挥。进一步地，360°辅助预警***的实现方案有多种方式，如8个超声波雷达+2个标清摄像头，仅4个标清摄像头，10个超声波雷达+2个标清摄像头等等，均可以作为异常情况下智能决策单元更新的感知***配置方案。

另外，为了将实车各智能化配置功能状态、感知***配置方案自组织状态、感知单元的工作状态上报后台监控，便于运营人员及时维护和管理，该智能驾驶车辆的控制***还包括通信连接智能决策单元和电源管理单元的车载终端(TBOX)，此时电源管理单元中的控制模块设置有第三端口，并通过该第三端口通信连接车载终端以发送各感知单元的工作状态，该车载终端设置有用于与后台监控通信连接的通信端口，以实现数据交互。

为了实时显示故障感知单元或者多源感知***方案配置失效的状态，智能决策单元还连接有显示仪表，以第一时间提醒驾驶员安全行驶，并及时维修。为了实现数据传输，电源管理单元通过高速总线连接智能决策单元、数据融合单元和车载终端，其中该高速总线包括但不限于CAN、FlexRay总线、以太网等。

上述智能驾驶车辆的控制***的工作原理为：智能决策单元通过硬线或报文获取驾驶员智能化功能需求后，根据驾驶员的智能化功能选择、数据融合单元提供的实时路况信息和多源感知***的当前状态，实时自适应自组织符合工况的感知***配置方案，并同步给数据融合单元和电源管理单元。电源管理单元根据当前的感知***配置方案，控制对应的供电支路给需要开启的感知单元供电，临时关闭不需要工作的感知单元，以减少部分感知单元的使用频率，延长其使用寿命，同时可以为整车节省此部分功耗，降低电源线网和通讯线网的压力。多源感知***根据电源管理单元的供电控制，需工作的感知单元对路况信息进行实时采集，为数据融合单元提供前端信息输入。数据融合单元根据电源管理单元反馈的感知单元状态、多源感知***采集的信息、当前感知***配置方案类型，对感知信息进行快速高效的数据融合，为感知配置策略提供定向可靠输入，有效提高了数据融合数据处理效率。

此外，将最新的智能化配置功能状态、感知***配置方案自组织状态、各感知单元工作状态发送给TBOX和显示仪表(可简称为仪表)，用于监控及相关报警提醒。针对异常感知单元或智能化功能失效，显示仪表及后台监控能够及时报警，第一时间提醒司机安全驾驶，便于运营管理人员对车辆的维护，最终避免因单点或多点故障带来的功能失效，保证智能化功能性、安全性、可靠性功能的发挥。

需要说明的是，智能决策单元、数据融合单元、以及电源管理单元中的处理功能模块也可以直接采用一个处理器单元来实现，此时智能驾驶车辆的控制***对应的结构示意图如图4所示。处理器单元控制连接多个供电电源，各供电电源通过供电支路供电连接多源感知***，以给多源感知***中的各感知单元供电，此时用于给各感知单元供电的多电压等级电源可以是集成设置在一起的多电压等级电源，如上述的输出多电压等级电源的电源转换模块，当然也可以是分开设置的。各供电电源输出连接的各供电支路设置有电压电流采集模块，用于采集供电电源的输出电压、电流。处理器单元还采样连接多源感知***，以获取环境感知信息；采样连接电压电流采集模块，以获取感知单元的工作状态。在工作过程中，由该处理器单元来实现感知***配置方案决策，根据决策的感知***配置方案控制供电电源给相应的感知单元供电，并根据各感知单元采集到的环境信息、感知单元工作状态以及感知***配置方案进行信息融合，根据信息融合结果实时调整感知***配置方案。

当然，作为其他的实施方式，也可以采用一个处理器单元仅用来实现智能决策单元和数据融合单元的所有功能，此时智能驾驶车辆的控制***对应的结构示意图如图5所示。处理器单元通信连接电源管理单元，电源管理单元供电连接多源感知***，处理器单元还采样连接多源感知***和电源管理单元。此时，该处理器单元能够同时完成感知***配置方案决策以及数据融合处理，具体控制过程已在上述内容中进行了详细介绍，此处不再赘述。

Claims (4)

1.一种电源管理单元，其特征在于，包括电源转换模块和控制模块，所述电源转换模块输出连接有至少两条用于给多源感知***中的感知单元供电的不同电压等级的供电支路，所述供电支路中串设有控制开关，所述控制模块控制连接所述控制开关；所述控制模块还设置有用于与智能决策单元通信连接的第一端口。

2.根据权利要求1所述的电源管理单元，其特征在于，还包括用于采集各供电支路输出电压和电流的电压电流采集模块，所述控制模块采样连接所述电压电流采集模块。

3.根据权利要求2所述的电源管理单元，其特征在于，所述控制模块还设置有用于与数据融合单元通信连接以发送各感知单元工作状态的第二端口。

4.根据权利要求2或3所述的电源管理单元，其特征在于，所述控制模块还设置有用于与车载终端通信连接以发送各感知单元工作状态的第三端口。