車載終端的低功耗系統和車載終端的製作方法

2023-05-29 06:32:36 2

本實用新型涉及新能源汽車節能領域，具體而言，涉及一種車載終端的低功耗系統和車載終端。

背景技術：

隨著資源和環境雙重壓力的持續增大，發展新能源汽車已成為未來汽車工業發展的方向。同時由於新能源汽車節能減排的效果很突出，新能源汽車得到了越來越多的人們的認可。雖然新能源汽車節能減排的效果很突出，但其本身的動力需要消耗電力，為儘量節省電力，延長新能源汽車的工作歷程，許多整車廠對新能源汽車零部件的功耗，尤其是休眠功耗，提出了休眠電流小於1mA的要求。目前市場上，大部分新能源汽車的車載終端產品都是通過使用超低功耗的電子元器件來是實現低功耗要求的，但這樣做不僅不能滿足休眠電流小於1mA的需求，還增加了新能源汽車的成本。

針對在現有技術中車載終端為了降低車載休眠功耗，採用低功耗晶片來降低車載終端的休眠功耗而導致降低效率低下且成本高的問題，目前尚未提出有效的解決方案。

技術實現要素：

本實用新型實施例提供了一種車載終端的低功耗系統和車載終端，以至少解決現有技術中車載終端為了降低休眠功耗，採用低功耗晶片來降低車載終端的休眠而導致效率低下且成本高的技術問題。

根據本實用新型實施例的一個方面，提供了一種車載終端的低功耗系統，包括：

處理器，用於在車載系統進入休眠狀態之前，發出斷開信號和休眠信號；至少一個第一電子元件，位於車載系統中，與處理器連接，用於根據接收到的斷開信號斷開為任意一個或多個第一電子元件供電的電路；至少一個第二電子元件，位於車載系統中，與處理器連接，用於根據休眠信號控制任意一個或多個第二電子元件進入休眠模式；電源轉換器，分別與至少一個第一電子元件、至少一個第二電子元件和處理器連接，用於供電。

根據本實用新型實施例的另一方面，還提供了一種車載終端，該車載終端包括上述實施例的任意一項的車載終端的低功耗系統。

在本實用新型實施例中，採用在車載系統進入休眠狀態之前，處理器向第一電子元件和第二電子元件分別發出關閉信號和休眠信號，與處理器連接的第一電子元件在接收到處理器所發送的關閉信號後，斷開第一電子元件供電的電路；與處理器連接的第二電子元件在接收到處理器所發送的休眠信號後，控制第二電子元件進入休眠模式的方式，通過處理器控制第一電子元件和第二電子元件的供電模式，在車載系統處於休眠狀態下，關閉不需要處於工作狀態的第一元件的供電電源，使必須處於工作狀態的第二電子元件進入休眠狀態，達到了降低車載系統休眠功耗的目的，進而解決了現有技術中車載終端為了降低休眠功耗，採用低功耗晶片來降低車載終端的休眠而導致效率低下且成本高的技術問題。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，構成本申請的一部分，本實用新型的示意性實施例及其說明用於解釋本實用新型，並不構成對本實用新型的不當限定。在附圖中：

圖1是根據本實用新型實施例的一種車載終端的低功耗系統結構示意圖；

圖2是根據本實用新型實施例的一種可選的車載終端的低功耗系統結構示意圖；

圖3是根據本實用新型實施例的一種可選的車載終端的低功耗系統的休眠流程圖；

圖4是根據本實用新型實施例的一種可選的車載終端的低功耗系統的喚醒流程圖；以及

圖5是根據本實用新型實施例的一種可選的車載終端的低功耗系統的CAN喚醒流程圖。

具體實施方式

為了使本技術領域的人員更好地理解本實用新型方案，下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分的實施例，而不是全部的實施例。基於本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應當屬於本實用新型保護的範圍。

需要說明的是，本實用新型的說明書和權利要求書及上述附圖中的術語「第一」、「第二」等是用於區別類似的對象，而不必用於描述特定的順序或先後次序。應該理解這樣使用的數據在適當情況下可以互換，以便這裡描述的本實用新型的實施例能夠以除了在這裡圖示或描述的那些以外的順序實施。此外，術語「包括」和「具有」以及他們的任何變形，意圖在於覆蓋不排他的包含，例如，包含了一系列步驟或單元的過程、方法、系統、產品或設備不必限於清楚地列出的那些步驟或單元，而是可包括沒有清楚地列出的或對於這些過程、方法、產品或設備固有的其它步驟或單元。

首先，在對本實用新型實施例進行描述的過程中出現的部分名詞或者術語適用於如下解釋：

CAN(Controller Area Network)即區域網控制網絡，是國際上應用最廣泛的現場總線之一。其最早由德國Bosch公司推出，用於汽車內部測量和執行部件之間的數據通訊，在各車載電子控制裝置之間交換信息，形成汽車電子控制網絡。

根據本實用新型實施例，提供了一種車載終端的低功耗系統的實施例。

圖1是根據本實用新型實施例1的一種車載終端的低功耗系統結構示意圖，如圖1所示，該系統包括：處理器10、第一電子元件20、第二電子元件30和電源轉換器40。

處理器10，用於在車載系統進入休眠狀態之前，發出斷開信號和休眠信號。

作為一種可選的實施例，車載系統在進入休眠狀態之前處於正常工作狀態，當車載系統接收到休眠的指示信號時，處理器會向車載系統中的其他功能部件發送關閉信號和休眠信號，使相關的部件分別進入停止工作的狀態或者休眠待機的狀態。

需要說明的是，上述處理器可以是ARM處理器、X86處理器和X64處理器。休眠狀態指在保證汽車可以正常啟動的前提下，使汽車功耗儘量低的狀態。指示信號可以是在車主進行了關閉車載系統的操作時處理器所接收到的指示信號。車載系統的不同工作部件的工作要求是不同的，有些工作部件需要全天工作，有些工作部件在有需求的時候工作，由此處理器會根據不同工作部件的工作需求發送不同的處理信號：在有需求的時候工作的工作部件接收處理器發送的關閉信號，需要全天工作的工作部件接收處理器發送的休眠信號。

第一電子元件20，位於車載系統中，與處理器連接，用於根據接收到的斷開信號斷開為任意一個或多個第一電子元件供電的電路。

作為一種可選的實施例，在處理器檢測到車載系統接收到休眠信號時，向第一電子元件發送關閉信號的命令，第一電子元件接收到處理器發送的關閉信號，並斷開第一電子元件的供電電路，使第一電子元件處於關閉狀態。

需要說明的是，第一電子元件是指在工作需要的情況下才開始工作的部件，比如定位器、通信裝置等，可以是一個電子元件，也可以為多個電子元件。為該第一電子元件供電的電源可以是經電流轉換器轉化而來的電壓，也可以是經電源轉換晶片轉換而來的電壓。

第二電子元件30，位於車載系統中，與處理器連接，用於根據休眠信號控制任意一個或多個第二電子元件進入休眠模式。

作為一種可選的實施例，處理器在檢測到車載系統接收到休眠信號時，向第二電子元件發送休眠信號的命令，第二電子元件接收到處理器發送的休眠信號，使第二電子元件處於休眠狀態。

需要說明的是，第二電子元件是指在需要全天處於工作狀態的工作部件，比如定時器、處理器、CAN總線收發器等，可以是一個電子元件，也可以為多個電子元件。為該第二電子元件供電的電源可以是經電流轉換器轉化而來的電壓，也可以是經電源轉換晶片轉換而來的電壓。

電源轉換器40，分別與至少一個第一電子元件、至少一個第二電子元件和處理器連接，用於供電。

作為一種可選的實施例，電源轉換器分別與第一電子元件和第二電子元件相連，用於將9～36V的直流電壓轉換成適合為第一電子元件和第二電子元件供電的直流電壓。

在上述系統中，在車載系統進入休眠狀態之前，處理器向第一電子元件和第二電子元件分別發出關閉信號和休眠信號，與處理器連接的第一電子元件在接收到處理器所發送的關閉信號後，斷開第一電子元件供電的電路；與處理器連接的第二電子元件在接收到處理器所發送的休眠信號後，控制第二電子元件進入休眠模式。因此，通過處理器控制第一電子元件和第二電子元件的供電模式，在車載系統處於休眠狀態下，關閉不需要處於工作狀態的第一元件的供電電源，使必須處於工作狀態的第二電子元件進入休眠狀態，達到了降低車載系統休眠功耗的目的，進而解決了在現有技術中車載終端為了降低車載休眠功耗，採用低功耗晶片來降低車載終端的休眠功耗而導致降低效率低下且成本高的問題。

可選地，第一電子元件包括：開關元件、電源轉換晶片和待斷開裝置，開關元件通過連接於處理器和開關元件之間的收發總線接收到斷開信號，其中，開關元件位於電源轉換晶片和待斷開裝置之間，或者，電源轉換晶片位於待斷開裝置和開關元件之間。第二電子元件包括：至少一個總線收發器。

作為一種可選的實施例，當開關元件接收到處理器通過收發總線發送的斷開信號時，開關元件處於斷開狀態，與電源轉換晶片連接的電源轉換器不再為待斷開裝置供電。其中，當開關元件位於電源轉換晶片和待斷開裝置之間時，開關元件接收到斷開信號後，為了保證處理器的正常供電，此時並未斷開處理器與電源轉換晶片之間的連接，與電源轉換晶片連接的電源轉換器仍為處理器供電。

可選地，待斷開裝置至少包括如下之一：定位裝置和通信裝置，其中，在待斷開裝置為定位裝置的情況下，與定位裝置連接的開關元件為第一開關元件，與定位裝置連接的電源轉換晶片為第一電源轉換晶片；在待斷開裝置為通信裝置的情況下，與通信裝置連接的開關元件為第二開關元件，與通信裝置連接的電源轉換晶片為第二電源轉換晶片。

作為一種可選的實施例，在待斷開裝置為定位裝置的情況下，與定位裝置連接的開關元件為第一開關元件，與定位裝置連接的電源轉換晶片為第一電源轉換晶片，第一電源轉換晶片用於為定位裝置提供符合其供電要求的電源，當車載終端處於休眠狀態的情況下，定位裝置不需要供電，此時第一開關元件處於斷開狀態，斷開與電源轉換晶片連接供電電源，可以降低車載系統的休眠功耗，其中，此時的待斷開裝置也可以為通信裝置。在待斷開裝置為通信裝置的情況下，與通信裝置連接的開關元件為第二開關元件，與通信裝置連接的電源轉換晶片為第二電源轉換晶片，第二電源轉換晶片用於為通信裝置提供符合其供電要求的電源，當車載終端處於休眠狀態的情況下，通信裝置不需要供電，此時第二開關元件處於斷開狀態，斷開電源轉換晶片與供電電源之間的連接，可以降低車載系統的休眠功耗，其中，此時的待斷開裝置也可以為定位裝置。

可選地，在本實施例提供的系統中，如圖2所示，第一電源轉換晶片2091的一端經由第一開關元件213和定位裝置203接入處理器10的串行接口，第一電源轉換晶片2091的另一端經由電源轉換器40接入電源；第一開關元件213的一端經由第一電源轉換晶片2091接入電源，另一端經由定位裝置203接入處理器10。

作為一種可選的實施例，當第一開關元件處於閉合狀態時，第一電源轉換晶片將經電源轉換器轉換而來的直流電壓轉換成定位裝置的工作電壓，當第一開關元件閉合時，為定位裝置供電；當第一開關元件處於斷開狀態時，定位裝置得不到供電，處於關閉狀態。

可選地，在本實施例提供的系統中，如圖2所示，上述收發總線還包括：

第一收發總線219，一端接入處理器10的第一收發接口，另一端接入第一開關元件213和第一電源轉換晶片2091之間的節點，用於根據斷開信號控制第一開關元件213斷開。

作為一種可選的實施例，處理器通過第一收發總線向第一開關元件發送斷開信號，第一開關元件處於斷開狀態，供電電源不再為定位裝置供電，此時，定位裝置處於關閉狀態；當處理器通過第一收發總線向第一開關元件發送關閉信號時，第一開關元件處於關閉狀態，供電電源為定位裝置供電，此時，定位裝置處於正常工作的狀態。

可選地，在本實施例提供的系統中，如圖2所示，第二開關元件215的一端經由第二電源轉換晶片2092和通信裝置205接入處理器10的串行接口，第二開關元件215的另一端經由電源轉換器40接入電源。

作為一種可選的實施例，當第二開關元件處於閉合狀態時，第二電源轉換晶片將經電源轉換器轉換而來的直流電壓轉換成通信裝置的工作電壓，當第二開關元件閉合時，為通信裝置供電；當第二開關元件處於斷開狀態時，通信裝置得不到供電電源的供電，處於關閉狀態。

可選地，在本實施例提供的系統中，如圖2所示，上述收發總線還包括：

第二收發總線201，一端接入處理器10的第二收發接口，另一端接入第二開關元件215和電源轉換器40之間的節點，用於根據斷開信號控制第二開關元件215斷開。

作為一種可選的實施例，處理器通過第二收發總線向第二開關元件發送斷開信號，第二開關元件處於斷開狀態，供電電源不再為通信裝置供電，此時，通信裝置處於關閉狀態；當處理器通過第二收發總線向第二開關元件發送閉關信號時，第二開關元件處於關閉狀態，供電電源為通信裝置供電，此時，通信裝置處於正常工作的狀態。

可選地，在本實施例提供的系統中，如圖2所示，總線收發器207，一端連接於處理器10的總線接口，另一端接入電源轉換器40，用於在檢測到休眠信號的情況下進入休眠模式。

作為一種可選的實施例，總線收發器可以提供對總線的差動發送和接收功能。由於整個車載系統需要支持CAN喚醒，所以不能切斷總線收發器的供電電源。在總線收發器收到處理器發送的休眠信號的情況下，總線收發器進入休眠狀態。

需要說明的是，總線收發器在處理器處於休眠狀態的情況下，當接收到喚醒信號是，喚醒處理器以及第一電子元件，所以總線收發器一直處於供電狀態。此外，總線收發器可以為一個收發器，也可以為多個收發器。

由以上可知，當處理器接收到車載終端發送的休眠指示時，向第一電子元件和第二電子元件分別發送關閉信號和休眠信號，第一電子元件接收到關閉信號後，斷開定位裝置和通信裝置的供電，總線收發器和處理器進入休眠狀態。

圖3為詳細的休眠流程，如圖3所示，在步驟S301中，處理器判斷是否接收到休眠信號；在接收到休眠信號的情況下，向第一電子元件和第二電子元件分別發送關閉信號和休眠信號，第一電子元件接收到關閉信號後，執行步驟S303和步驟S305，分別斷開定位裝置和通信裝置的供電；第二電子元件接收到休眠信號後，執行步驟S307總線收發器進入休眠狀態；最後在步驟S309中，處理器休眠。

可選地，在本實施例提供的系統中，處理器用於在檢測到休眠信號時關閉定位裝置和通信裝置，並進入休眠模式；處理器或總線收發器還用於在檢測到喚醒信號的情況下進入喚醒模式。

處理器還用於在接收到喚醒信號的情況下，控制車載系統進入喚醒模式。

作為一種可選的實施例，當處理器檢測到休眠信號時，切斷定位裝置與通信裝置的供電，定位裝置和通信裝置進入關閉狀態，處理器進入休眠狀態。當處理器檢測到喚醒信號時，處理器進入喚醒狀態，並向第一電子元件和第二電子元件發送喚醒信號，整個車載系統進入正常工作的模式中；當總線收發器檢測到喚醒信號時，總線收發器進入喚醒狀態，並使處理器進入喚醒狀態，處理器向第一電子元件發送喚醒信號，整個車載系統進入正常工作的模式中。

需要說明的是，喚醒信號可以為定時喚醒信號、開關量喚醒信號和CAN喚醒信號，喚醒模式指第一電子元件和第二電子元件處於正常工作的模式。

可選地，在本實施例提供的系統中，在喚醒信號包括：定時喚醒信號或開關量喚醒信號的情況下，首先進入喚醒模式的處理器還用於喚醒總線收發器，並打開定位裝置和通信裝置的供電。

作為一種可選的實施例，具體的喚醒流程如圖4所示，在步驟S401中，處理器判斷是否接收到定時喚醒信號，當沒有接收到定時喚醒信號時，執行步驟S403判斷是否有開關量喚醒信號；當未接收到開關量喚醒信號時，說明整個系統處於休眠狀態，不需要喚醒；當接收到定時喚醒信號或者開關量喚醒信號時，執行步驟S405，喚醒處理器；在處理器處於喚醒狀態的情況下，執行步驟S407，喚醒總線收發器；然後執行步驟S409，第一開關元件接收到第一收發總線傳遞來的喚醒信號，使處於斷開狀態的第一開關元件閉合，定位裝置與電源轉換晶片之間處於接通狀態，定位模塊被喚醒，處於正常工作狀態；執行步驟S411，第二開關元件接收到第二收發總線傳遞來的喚醒信號，使處於斷開狀態的第二開關元件閉合，電源轉換晶片與電流轉換器之間處於接通狀態，通信模塊被喚醒，處於正常工作狀態；最後在步驟S413中，處理器正常工作。

可選地，在本實施例提供的系統中，在喚醒信號為CAN總線喚醒信號的情況下，首先進入喚醒模式的總線收發器還用於喚醒處理器，在接收到喚醒信號的情況下，並打開定位裝置和通信裝置的供電。

作為一種可選的實施例，具體的CAN喚醒流程如圖5所示，在步驟S501中，判斷是否存在CAN喚醒信號，當未接收到CAN喚醒信號時，說明整個系統處於休眠狀態，不需要喚醒；當接收到CAN喚醒信號時，執行步驟S503，喚醒總線收發器；然後執行步驟S505，通過CAN通信喚醒處理器；處理器喚醒後，處理器向第一電子元件發送喚醒信號；在步驟S507中，第一開關元件接收到第一收發總線傳遞來的喚醒信號，使處於斷開狀態的第一開關元件閉合，定位模塊被喚醒，處於正常工作狀態；在步驟S509中，第二開關元件接收到第二收發總線傳遞來的喚醒信號，使處於斷開狀態的第二開關元件閉合，通信模塊被喚醒，處於正常工作狀態；最後在步驟S511中，處理器正常工作。

可選地，一種車載終端包括任意一項的車載終端的低功耗系統。

作為一種可選的實施例，當車載終端接收到休眠的指令時，處理器接收該休眠指令，向第一電子元件發送關閉信號，定位裝置與第一電源轉換晶片之間的連接斷開，通信裝置與電源轉換器之間的連接斷開；並向第二電子元件發送休眠信號，總線收發器進入休眠狀態，同時處理器進入休眠狀態，整個車載系統處於休眠的狀態。

當處於休眠狀態的車載終端接收到定時喚醒信號或開關量喚醒信號時，處理器接收該信號，並處於喚醒狀態，同時通過CAN通信喚醒總線收發器，然後再通過第一收發總線關閉第一開元元件，定位裝置被喚醒；通過第二收發總線關閉第二開元元件，接通電源轉換晶片與電流轉換器之間的連接，通信裝置被喚醒，整個車載系統處於正常工作的狀態。

當處於休眠狀態的車載終端接收到CAN總線喚醒信號時，CAN總線收發器處於喚醒狀態，並向處理器發送喚醒信號，處理器處於喚醒狀態；通過第一收發總線關閉第一開元元件，定位裝置被喚醒；通過第二收發總線關閉第二開元元件，接通第二電源轉換晶片與電源轉換器之間的連接，通信裝置被喚醒，整個車載系統處於正常工作的狀態。

此處需要說明的是，本申請與現有技術中低功耗系統的區別在於，現有技術中的車載終端通過處理器採集整個車輛的總線數據，並通過定位裝置獲得車輛當前的定位信息，並將這些定位信息按照一定的協議通過通信裝置發送給遠程監控平臺，為滿足低功耗的需求，這些新能源汽車的車載終端產品都是通過使用超低功耗的電子元器件來實現低功耗要求的，但是這樣做不僅會增加終端產品的成本，而且遠遠不能滿足休眠電流小於1mA的需求，因此，本申請所提供的低功耗系統在不增加車載終端的成本並且滿足產品功能的基礎上，增加了兩路收發總線用來控制車載終端中相關負載的供電，從而可以降低整個車載系統的休眠功耗，進而解決了現有技術中車載終端為了降低休眠功耗，採用低功耗晶片來降低車載終端的休眠而導致效率低下且成本高的技術問題。

上述本實用新型實施例序號僅僅為了描述，不代表實施例的優劣。

在本實用新型的上述實施例中，對各個實施例的描述都各有側重，某個實施例中沒有詳述的部分，可以參見其他實施例的相關描述。

以上僅是本實用新型的優選實施方式，應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本實用新型的保護範圍。