CN112440896B - 一种l3智能驾驶电网系统及车辆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了L3智能驾驶电网系统及车辆，涉及电子技术领域，还涉及智能驾驶领域。采用本发明公开的L3智能驾驶电网系统及车辆，通过将L3智能驾驶电网系统拆分为第一电网系统和第二电网系统两个子系统，同时对两个子系统中的模块进行汽车安全完整性等级拆分，以使得L3智能驾驶电网系统安全性能达到ASIL D级的要求。此外，采用第一电网系统和第二电网系统双路隔离供电，保证在任意一个系统失效时，另一个系统作为其备用供电系统，维持转向助力模块、安全控制模块和刹车助力模块的供电正常，提高整车的安全驾驶系数。

Description

一种L3智能驾驶电网系统及车辆

技术领域

本发明涉及电子技术领域，还涉及智能驾驶领域，尤其涉及一种L3智能驾驶电网系统及车辆。

背景技术

智能驾驶作为战略性新兴产业的一大重要组成部分，由L1级发展至L3级。L3级智能驾驶系统不仅能够独自完成部分驾驶任务，而且还能在特定环境下辅助驾驶员完成驾驶任务。智能驾驶技术的发展是由从互联网时代跨越到人工智能时代的一大步，也是世界新一轮经济与科技发展的战略制高点之一。

然而，市面上的整车供电技术无法满足L3级智能驾驶车辆对安全性能的要求，现有技术中采用单侧电网技术为整车用电设备提供电能，但是由于不可比避免的非预期失效，一旦该电网中的某一部分短路或者断路，整车的用电设备将受到影响，尤其是转向助力模块、安全控制模块和刹车助力模块，电网系统的失效，使得失去转向助力和刹车助力，进而整车失去控制，严重时将造成交通事故，对驾驶员和乘车人员的生命财产安全造成威胁。

因此，有必要设计一种L3智能驾驶电网系统，解决现有技术中L3智能驾驶电网系统的安全等级达不到ASIL D(Automotive Safety Integration Level，汽车安全完整性等级)的问题、单侧电网无法解决某路失效影响整车运行的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种L3智能驾驶电网系统，解决现有技术中L3智能驾驶电网系统达不到ASIL D级的要求和单侧电源无法解决某路失效，则造成转向助力模块、安全控制模块和刹车助力模块失效的情况出现的问题。

有鉴于此，本发明提供一种L3智能驾驶电网系统，以解决上述技术问题，所述L3智能驾驶电网系统的汽车安全完整性等级为D级，所述L3智能驾驶电网系统包括高压供电电源、汽车安全完整性等级被拆分为B级的第一电网系统和汽车安全完整性等级被拆分为B级的第二电网系统；所述高压供电电源，用于向所述第一电网系统和所述第二电网系统供电；所述第一电网系统与所述第二电网系统在任意一个系统失效时，另一个系统作为其备用供电系统，且所述第一电网系统与所述第二电网系统物理隔离。

进一步地，所述第一电网系统包括：汽车安全完整性等级被拆分为C级的第一直流降压器，用于将所述高压供电电源提供的高压电转化为低压直流电；汽车安全完整性等级被拆分为B级的第一电池感应器，用于检测所述低压直流电是否满足供电条件，并将检测结果反馈至所述第一直流降压器。

进一步地，所述第二电网系统包括汽车安全完整性等级被拆分为B级的第二直流降压器和汽车安全完整性等级被拆分为B级的第二电池感应器；汽车安全完整性等级被拆分为B级的第二直流降压器，用于将所述高压供电电源提供的高压电转化为低压直流电；汽车安全完整性等级被拆分为B级的第二电池感应器，用于检测所述低压直流电是否满足供电条件，并将检测结果反馈至所述第二直流降压器。

进一步地，所述L3智能驾驶电网系统还包括转向助力模块、安全控制模块和刹车助力模块；所述转向助力模块与所述第一电网系统连接，且与所述第二电网系统连接；所述安全控制模块与所述第一电网系统连接，且与所述第二电网系统连接；所述刹车助力模块与所述第一电网系统连接，且与所述第二电网系统连接。

具体地，所述刹车助力模块包括主动刹车单元和辅助刹车单元；所述主动刹车单元与所述第一电网系统连接；所述辅助刹车单元与所述第二电网系统连接。

进一步地，所述第一电网系统还包括汽车安全完整性等级被拆分为B级的整车控制模块和汽车安全完整性等级被拆分为B级的显示模块；所述整车控制模块与所述第一电池感应器连接；所述显示模块与所述整车控制模块连接。

进一步地，所述第二电网系统还包括：汽车安全完整性等级被拆分为B级的发动机控制模块；所述发动机控制模块与所述第二电池感应器连接。

进一步地，所述第一电网系统还包括：汽车安全完整性等级被拆分为B级的第一线束。

进一步地，所述第二电网系统还包括：汽车安全完整性等级被拆分为B级的第二线束。

进一步地，所述第一电网系统还包括第一电源；所述第一电源与所述第一电池感应器连接。

具体地，所述第一电源为蓄电池，所述第一电源的工作电压为13.5伏至14.9伏。

进一步地，所述第二电网系统还包括第二电源；所述第二电源与所述第二电池感应器连接。

具体地，所述第二电源为蓄电池，所述第二电源的工作电压为13.5伏至14.9伏。

相应地，本发明还提供了一种车辆，所述车辆包括上述任一所述的L3智能驾驶电网系统。

实施本发明所公开的一种L3智能驾驶电网系统及车辆，通过将L3智能驾驶电网系统拆分为第一电网系统和第二电网系统两个子系统，同时对两个子系统中的模块进行汽车安全完整性等级拆分，以使得L3智能驾驶电网系统安全性能达到ASIL D级的要求。此外，采用第一电网系统和第二电网系统双路隔离供电，保证在任意一个系统失效时，另一个系统作为其备用供电系统，维持转向助力模块、安全控制模块和刹车助力模块的供电正常，提高整车的安全驾驶系数。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案和优点，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。

图1是本发明实施例提供的一种L3智能驾驶电网系统结构示意图；

图2是本发明实施例1所提供的一种L3智能驾驶电网系统结构的具体连接示意图；

图3是本发明实施例所提供的电器盒物理隔离的结构示意图。

其中，附图标记为：100-高压供电电源；200-第一电网系统；300-第二电网系统；400-转向助力模块；500-安全控制模块；600-刹车助力模块；210-第一直流降压器；220-第一电池感应器；230-整车控制模块；240-显示模块；250-第一电源；310-第二直流降压器；320-第二电池感应器；330-发动机控制模块；340-第二电源；510-车辆动态控制器；520-刹车加力控制器；610-主动刹车单元；620-辅助刹车单元。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一个实施例，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作出创造性劳动的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。

需说明的是，本发明的权利要求书、说明书及说明书附图中的术语“第一”、“第二”等用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。并且，术语“第一”、“第二”是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或者先后顺序。应该理解的是，这样的使用数据在适当的情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够适用于除本方案图示或描述以外的实施顺序。此外，术语“包括”及其任何形式的变形，意图在于覆盖不排他的包括，例如，包含了一系列的系统或控制器，不必限于清楚地列出哪些系统或控制器，而是能够包括没有清楚地列出的或对安全驾驶系统固有的系统或控制器。

在本发明创造的描述中，需要理解的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应作广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接连接，可以是两个系统内部的相连或两个系统的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1

请参考图1-3，其中，图1所示为本发明实施例提供的一种L3智能驾驶电网系统的结构示意图，图2为图1所提供的一种L3智能驾驶电网系统结构的具体连接示意图。本说明书提供了如附图所示的结构组成，但基于常规或者无创造性的劳动可以包括更多或者更少的结构组成。实施例中列举的结构组成仅仅为众多结构组成中的一种，不代表唯一的结构组成。在实际的安全驾驶系统中，可以按照实施例附图所提供的结构组成。

如图1所示，所述L3智能驾驶电网系统包括高压供电电源100、汽车安全完整性等级被拆分为B级的第一电网系统200和汽车安全完整性等级被拆分为B级的第二电网系统300；所述高压供电电源100，用于向所述第一电网系统200和所述第二电网系统300供电；所述第一电网系统200与所述第二电网系统300在任意一个系统失效时，另一个系统作为其备用供电系统，且所述第一电网系统200与所述第二电网系统300物理隔离。

需要说明的是，在本说明书实施例中，所述ASIL为车辆功能安全标准ISO 26262的规定，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的情况下，可以直接获得。ASIL有四个等级，分别为A,B,C,D，其中，A为最低等级，D为最高等级。

继续如图1所示，所述第一电网系统200包括汽车安全完整性等级被拆分为C级的第一直流降压器210，用于将所述高压供电电源100提供的高压电转化为低压直流电；汽车安全完整性等级被拆分为B级的第一电池感应器220，用于检测所述低压直流电是否满足供电条件，并将检测结果反馈至所述第一直流降压器210。所述第二电网系统300包括汽车安全完整性等级被拆分为B级第二直流降压器310和汽车安全完整性等级被拆分为B级第二电池感应器320；汽车安全完整性等级被拆分为B级的第二直流降压器310，用于将所述高压供电电源100提供的高压电转化为低压直流电；汽车安全完整性等级被拆分为B级的第二电池感应器320，用于检测所述低压直流电是否满足供电条件，并将检测结果反馈至所述第二直流降压器310。

在本说明实施例中，所述第一电网系统200还包括第一电源250；所述第一电源250与所述第一电池感应器220连接。所述第二电网系统300还包括第二电源340；所述第二电源340与所述第二电池感应器320连接。其中，所述第一电源250和所述第二电源340均为蓄电池。所述第一电源250的工作电压为13.5伏至14.9伏。所述第二电源340的工作电压为13.5伏至14.9伏。

在本说明书实施例中，高压供电电源100提供的高压电可以具体为400V或者48V。正常行车时，所述高压供电电源100通过直流降压器将400V或者48V高压电转换为12V电压，为智能驾驶负载以及整车负载供电，当电池电量不足时，直流降压器向整车负载供电，同时向第一电源和第二电源充电。

如图3所示，其所示为本发明实施例所提供的电器盒物理隔离的结构示意图，所述电器盒物理隔离的结构中阴影部分分别独立。所述电器盒采用正弦测试电压500Vrms连接至标称电压12V和24V，施加于所述电池盒，确保测试过程中不会发生绝缘击穿和闪络现象。

具体地，所述直流降压器的选型需要同时兼顾额定电压和额定电流，当车辆正常行驶时，直流降压器需要根据稳态整车负载需求，将所述高压直流电降低并保持在13.5V，当车辆内部发生短路，直流降压器输出电压过低，需在规定时间内切断降压器自身供电输出，实施保护，确保整车电压不会由于直流降压器失效而被拉低至工作电压范围以外。在车辆稳定行驶过程中，直流降压器能够提供足够的电流输出，保证车辆正常用电需求，当大功率负载运行时，由所述第一电源250和所述第二电源340承担瞬间产生的脉冲电流。

继续参考图1，所述L3智能驾驶电网系统还包括转向助力模块400、安全控制模块500和刹车助力模块600；所述转向助力模块400与所述第一电网系统200连接，且与所述第二电网系统300连接；所述安全控制模块500与所述第一电网系统200连接，且与所述第二电网系统300连接；所述刹车助力模块600与所述第一电网系统200连接，且与所述第二电网系统300连接。为保证所述第一电网系统200和所述第二电网系统300的供电独立性，在任一个系统失效时，另一系统作为其备用供电系统，维持转向助力模块、安全控制模块和刹车助力模块的供电正常，支持整车正常行驶以及在规定时间内车辆能够安全停车。

具体地，所述刹车助力模块600包括主动刹车单元610和辅助刹车单元620；所述主动刹车单元610与所述第一电网系统200连接；所述辅助刹车单元620与所述第二电网系统300连接。所述主动刹车单元610与所述辅助刹车单元620由不同的供电系统供电，确保车辆能够安全停车。

继续参考图1，所述第二电网系统300还包括汽车安全完整性等级被拆分为B级的发动机控制模块330；所述发动机控制模块330与所述第二电池感应器320连接。所述第一电网系统200还包括汽车安全完整性等级被拆分为B级的整车控制模块230和汽车安全完整性等级被拆分为B级的显示模块240；所述整车控制模块230与所述第一电池感应器220连接；所述显示模块240与所述整车控制模块230连接。

如图2所示，在本说明书实施例中，所述整车控制模块230与所述第一电池感应器220通过LIN线通讯，所述发动机控制模块330与所述第二电池感应器320通过LIN通讯，该种连接通讯方式为了保证在单侧电网系统失效时，有备份通讯传输方式，能够保证实时检测整车电能动态平衡。所述第一电池感应器220和所述第二电池感应器320用于分别检测所述第一电源250和第二电源340的电压状态，当检测到的实际电压在一段时间内低于工作电压的范围的最小值时，将通过整车控制模块230发出警报，并同时在显示模块240上显示，驾驶员接收到报警信号后，操作系统退出智能驾驶模式，执行靠边停车操作。

在本说明书实施例中，所述第一电网系统200还包括汽车安全完整性等级被拆分为B级的第一线束。所述第二电网系统300还包括汽车安全完整性等级被拆分为B级的第二线束。

实施本实施例所公开的L3智能驾驶电网系统及车辆，通过将L3智能驾驶电网系统拆分为第一电网系统和第二电网系统两个子系统，同时对两个子系统中的模块进行汽车安全完整性等级拆分，以使得L3智能驾驶电网系统安全性能达到ASIL D级的要求。此外，采用第一电网系统和第二电网系统双路隔离供电，保证在任意一个系统失效时，另一个系统作为其备用供电系统，维持转向助力模块、安全控制模块和刹车助力模块的供电正常，提高整车的安全驾驶系数。

需要说明的是：上述本发明实施例先后顺序仅仅为了描述，不代表实施例的优劣，且上述本说明书特定实施例进行了描述，其他实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或者步骤可以按照不同于实施例中的顺序来执行并且能够实现期望的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出特定顺序或者连续顺序才能够实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务并行处理也可以实现期望的结果。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种L3智能驾驶电网系统，所述L3智能驾驶电网系统的汽车安全完整性等级为D级，其特征在于，所述L3智能驾驶电网系统包括高压供电电源(100)、汽车安全完整性等级被拆分为B级的第一电网系统(200)和汽车安全完整性等级被拆分为B级的第二电网系统(300)；

所述高压供电电源(100)，用于向所述第一电网系统(200)和所述第二电网系统(300)供电；

所述第一电网系统(200)与所述第二电网系统(300)在任意一个系统失效时，另一个系统作为其备用供电系统，且所述第一电网系统(200)与所述第二电网系统(300)物理隔离；

所述第一电网系统(200)包括：

汽车安全完整性等级被拆分为C级的第一直流降压器(210)，用于将所述高压供电电源(100)提供的高压电转化为低压直流电；

汽车安全完整性等级被拆分为B级的第一电池感应器(220)，用于检测所述低压直流电是否满足供电条件，并将检测结果反馈至所述第一直流降压器(210)。

2.根据权利要求1所述的一种L3智能驾驶电网系统，其特征在于，所述第二电网系统(300)包括汽车安全完整性等级被拆分为B级的第二直流降压器(310)和汽车安全完整性等级被拆分为B级的第二电池感应器(320)；

汽车安全完整性等级被拆分为B级的第二直流降压器(310)，用于将所述高压供电电源(100)提供的高压电转化为低压直流电；

汽车安全完整性等级被拆分为B级的第二电池感应器(320)，用于检测所述低压直流电是否满足供电条件，并将检测结果反馈至所述第二直流降压器(310)。

3.根据权利要求1所述的一种L3智能驾驶电网系统，其特征在于，所述L3智能驾驶电网系统还包括转向助力模块(400)、安全控制模块(500)和刹车助力模块(600)；

所述转向助力模块(400)与所述第一电网系统(200)连接，且与所述第二电网系统(300)连接；所述安全控制模块(500)与所述第一电网系统(200)连接，且与所述第二电网系统(300)连接；所述刹车助力模块(600)与所述第一电网系统(200)连接，且与所述第二电网系统(300)连接。

4.根据权利要求3所述的一种L3智能驾驶电网系统，其特征在于，所述刹车助力模块(600)包括主动刹车单元(610)和辅助刹车单元(620)；

所述主动刹车单元(610)与所述第一电网系统(200)连接；所述辅助刹车单元(620)与所述第二电网系统(300)连接。

5.根据权利要求1所述的一种L3智能驾驶电网系统，其特征在于，所述第一电网系统(200)还包括汽车安全完整性等级被拆分为B级的整车控制模块(230)和汽车安全完整性等级被拆分为B级的显示模块(240)；

所述整车控制模块(230)与所述第一电池感应器(220)连接；所述显示模块(240)与所述整车控制模块(230)连接。

6.根据权利要求2所述的一种L3智能驾驶电网系统，其特征在于，所述第二电网系统(300)还包括汽车安全完整性等级被拆分为B级的发动机控制模块(330)；

所述发动机控制模块(330)与所述第二电池感应器(320)连接。

7.根据权利要求1所述的一种L3智能驾驶电网系统，其特征在于，所述第一电网系统(200)还包括第一电源(250)；

所述第一电源(250)与所述第一电池感应器(220)连接；所述第一电源(250)的工作电压为13.5伏至14.9伏。

8.根据权利要求2所述的一种L3智能驾驶电网系统，其特征在于，所述第二电网系统(300)还包括第二电源(340)；

所述第二电源(340)与所述第二电池感应器(320)连接；所述第二电源(340)的工作电压为13.5伏至14.9伏。

9.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括上述权利要求1-8任意一项所述的L3智能驾驶电网系统。

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