CN111002826A - 控制设备和控制方法 - Google Patents

Abstract

根据实施例的控制设备包括检测单元和许可单元。检测单元检测通过设置在车辆的主电池和辅助机械电池之间的电源继电器连接到主电池的电子元件的操作状态。在由检测单元检测到的操作状态是停止状态的情况下，许可单元允许电源继电器的断开或闭合操作。

Description

控制设备和控制方法

技术领域

公开的实施例涉及控制设备和控制方法。

背景技术

传统上，提供了这样的控制设备，其在降低安装在车辆上的辅助机械电池的电池电压时，通过DCDC转换器执行从主电池到辅助机械电池的供电(例如，参见日本专利申请公开No.2011-000894)。

这种类型的控制设备断开或闭合连接主电池和辅助机械电池的继电器并操作电力转换器，从而可以执行从主电池到辅助机械电池的供电。

然而，在传统技术中，例如，可以在DCDC转换器的操作期间执行继电器的断开或闭合操作，并且在这种情况下，可能发生电弧放电而引起继电器的损坏。

通过考虑上述内容提供了实施例的一个方面，并且旨在提供能够实现元件保护的控制设备和控制方法。

发明内容

根据实施例一个方面的控制设备包括检测单元和许可单元。检测单元检测通过设置在车辆的主电池和辅助机械电池之间的电源继电器连接到主电池的电子元件的操作状态。在由检测单元检测到的操作状态是停止状态的情况下，许可单元允许电源继电器的断开或闭合操作。

根据本发明，可以实现元件保护。

附图说明

通过根据附图阅读本发明的以下详细描述，可以容易地理解本发明的更完整的认识及其所涉及的优点。

图1是示出了控制方法的概述的图。

图2是控制系统的框图。

图3是控制设备的框图。

图4至图6是示出了由控制设备执行的处理步骤的流程图。

具体实施方式

在下文中，将参照附图详细说明根据实施例的控制设备和控制方法。另外，本发明不限于所呈现的实施例。

首先，将通过使用图1来说明根据实施例的控制方法的概述。图1是示出了控制方法的概述的图。另外，这种控制方法如图1所示由控制设备1执行。此外，图1仅描述了说明所需的元件，并且为了便于说明，简化示出了连接的每个关系等。

如图1所示的控制设备1是对车辆的主电池B1或辅助机械电池B2的充电进行控制的控制设备。主电池B1是通过逆变器21向推动车辆的电动机M1供电的二次电池，辅助机械电池B2是向车辆的辅助机械M2供电的二次电池。

此外，电源继电器RL1和DCDC转换器20设置在主电池B1和辅助机械电池B2之间。另外，DCDC转换器20和逆变器21是电子元件的示例。

控制设备1监视主电池B1和辅助机械电池B2的电池电压中的每一个，并且在辅助机械电池B2的电池电压降低的情况下，操作DCDC转换器20并连接电源继电器RL1，从而可以对辅助机械电池B2充电。

此处，当在DCDC转换器20和逆变器21的操作期间断开或闭合电源继电器RL1时，在电源继电器RL1中可能发生电弧放电，从而导致电源继电器RL1的损坏。

因此，在根据实施例的控制方法中，在检测电子元件的操作状态并且电子元件的这种操作状态是停止状态的情况下，允许断开或闭合电源继电器RL1。

具体地，控制设备1检测连接到电源继电器RL1的DCDC转换器20和逆变器21的操作状态(步骤S1)。例如，控制设备1检测控制DCDC转换器20和逆变器21的控制信号，从而可以检测DCDC转换器20和逆变器21的操作状态。

随后，在DCDC转换器20和逆变器21的操作状态均是停止状态的情况下，控制设备1允许断开或闭合电源继电器RL1(步骤S2)。

具体地，在向辅助机械电池B2的供电开始的情况下并且在DCDC转换器20和逆变器21都处于停止状态的情况下，控制设备l连接电源继电器RL1，然后允许激活DCDC转换器20。

此外，在停止辅助机械电池B2的充电的情况下并且在DCDC转换器20和逆变器21都处于停止状态的情况下，控制设备1允许电源继电器RL1的连接释放。

类似地，控制设备1在通过使用主电池B1的电力驱动电动机M1的情况下并且在DCDC转换器20和逆变器21设置在停止状态下的情况下允许电源继电器RL1的连接；或者在停止电动机M1的情况下并且在DCDC转换器20和逆变器21设置在停止状态下的情况下允许电源继电器RL1的连接释放。

因此，在根据实施例的控制方法中，在连接到电源继电器RL1的电子元件设置在停止状态下的情况下，允许断开或闭合电源继电器RL1，从而可以实现电源继电器RL1的元件保护。

接下来，将通过使用图2来说明包括控制设备1的控制系统100的配置示例。图2是控制系统100的框图。另外，在图2中，简化了控制设备1并且一起示出了充电设备40。

如图2所示，控制系统100包括控制设备1、主电池B1、辅助机械电池B2、DCDC转换器20、逆变器21、充电器30、电动机M1和辅助机械M2。

控制设备1包括控制整个控制系统100的电子控制单元(ECU)和用于向这种ECU提供电源的各种电路。另外，稍后将通过使用图3来描述控制设备1的配置示例。

主电池B1是具有比辅助机械电池B2高的瞬时大电流放电电阻和比辅助机械电池B2低的充电/放电效率的蓄电池，并且举例来说，是铅电池。

辅助机械电池B2是具有比主电池B1低的瞬时大电流放电电阻和比主电池B1高的充电/放电效率的蓄电池，并且举例来说，是锂离子电池或电容器等。

辅助机械电池B2通过附件开关SW2连接到辅助机械M2，并且向辅助机械M2供电。此外，辅助机械电池B2通过端子T1或者主继电器RLm和端子T2连接到控制设备1，使得还可以向控制设备1供电。

此外，辅助机械电池B2通过车辆启动开关SW1和端子T4连接到控制设备1。例如，车辆启动开关SW1是在车辆的点火开关接通的情况下连接的开关。

DCDC转换器20设置在主电池B1和辅助机械电池B2之间，通过控制设备1的控制降低从主电池B1输入的输入电压，并通过充电继电器RL2将其提供给辅助机械电池B2。

逆变器21调节从主电池B1输入的输入电压的电源频率，并将其提供给电动机M1。由此，可以调节电动机M1的旋转频率。

辅助机械M2是在相对长的时间段内持续或连续消耗电力的车载设备，并且例如是设置在车辆上的汽车导航设备、电视设备、无线电设备、音频设备、空调设备等。

充电器30将通过充电连接器31从充电设备40提供的电力调节到预定电压，然后将其提供给主电池B1或辅助机械电池B2。

在充电连接器31连接到充电设备40的情况下，充电器30向控制设备1输出设置在充电器30和主电池B1之间的充电继电器RL2的连接请求。由此，可以通过从充电设备40供应的电力对主电池B1充电。

接下来，将通过使用图3来说明控制设备1的配置示例。图3是控制设备1的框图。如图3所示，控制设备1包括控制单元10、存储单元15、电源电路Cp、计时器Cl和主继电器控制电路Cr。

电源电路Cp由诸如变换电路或稳定电路的各种电路组成，并调节从辅助机械电池B2输入的电压。电源电路Cp将通过端子T1从辅助机械电池B2输入的输入电压Vbat减小到预定电压，并将其作为输出电压Vs输出。

此外，电源电路Cp可以将通过主继电器RLm(参见图2)和端子T2从辅助机械电池B2输入的输入电压VB减小到预定电压，并将其作为输出电压Vm输出。另外，输入电压Vbat总是输入到电源电路Cp，并且输入电压VB仅在主继电器RLm接通时的一段时间内输入到电源电路Cp。

在车辆的点火开关断开的一段时间内，计时器Cl以预定周期激活控制单元10。在点火开关断开的一段时间内，计时器Cl开始计时，并且在达到预定阈值时间的情况下，将主继电器RLm的连接请求信号输出到主继电器控制电路Cr。

由此，主继电器RLm由主继电器控制电路Cr连接，使得输入电压VB输入到电源电路Cp。此外，控制单元10在基于输入电压VB的输出电压Vm下操作，由此计时器Cl连接主继电器RLm，从而可以激活控制单元10。

主继电器控制电路Cr是控制主继电器RLm的断开或闭合的电路。主继电器控制电路Cr可以根据控制单元10的控制信号或如上所述从计时器Cl输出的连接请求信号来控制主继电器RLm的断开或闭合。

在车辆的点火断开的一段时间内，基于计时器Cl的操作以预定周期激活控制单元10。

控制单元10包括检测单元11、确定单元12、计算单元13和许可单元14。控制单元10包括例如具有中央处理单元(CPU)、只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、硬盘驱动器(HDD)、输入/输出端口等的计算机以及各种电路。

计算机的CPU读取并执行例如存储在ROM中的程序，从而用作控制单元10的检测单元11、确定单元12、计算单元13和许可单元14。

此外，还可以提供由诸如专用集成电路(ASIC)或现场可编程门阵列(FPGA)之类的硬件组成的控制单元10的检测单元11、确定单元12、计算单元13和许可单元14中的至少一个或全部。

此外，存储单元15对应于例如RAM或数据闪存(data flush)。RAM或数据闪存可以存储各种数据或各种程序的信息。另外，控制设备1可以通过由有线或无线网络连接的另一计算机或便携式记录介质获取如上所述的程序或各种信息。

检测单元11检测通过设置在主电池B1和辅助机械电池B2之间的电源继电器RL1连接到主电池B1的电子元件的操作状态。另外，如上所述的DCDC转换器20和逆变器21对应于电子元件。

例如，检测单元11检测输入到每个电子元件的控制信号，使得可以检测每个电子元件的操作状态。当检测到每个电子元件的操作状态时，检测单元11执行将激活标志写入存储单元15的操作。例如，对于激活标志，“1”表示激活，“0”表示停止。

在车辆停止的一段时间内，即在车辆的点火开关断开的一段时间内，以预定周期激活确定单元12，从而执行对电源继电器RL1的固定(fixation)的确定。具体地，如上所述由计时器Cl以预定周期激活确定单元12，并且确定单元12在其激活时执行对电源继电器RL1的固定的确定。

确定单元12可以基于设置在电源继电器RL1和DCDC转换器20之间的(未示出的)电压表的测量结果来执行对固定的确定。也就是说，在对电源继电器RL1的命令值是断开(OFF)的一段时间内，在电压值超过预定电压值的情况下，确定单元12可以确定将电源继电器RL1闭合并固定。

另一方面，在如上所述的情况下并且在电压表的值为0的情况下，确定单元12可以确定电源继电器RL1是正常的。然后，确定单元12执行将确定结果写入存储单元15的操作。

计算单元13计算主电池B1和辅助机械电池B2的电池状态(充电状态(SOC))。具体地，当控制单元10被激活时，计算单元13在满足预定条件的情况下计算主电池B1和辅助机械电池B2的SOC。

此处，预定条件表示由检测单元11检测的每个电子元件的操作状态是停止状态并且由确定单元12提供的确定结果是未闭合或未固定。计算单元13参考由检测单元11和确定单元12写入存储单元15的信息，使得可以确定是否满足预定条件。

之后，在满足预定条件的情况下，计算单元13获取主电池B1和辅助机械电池B2中的每一个的电池电压。此处，在满足预定条件的情况下，主电池B1和辅助机械电池B2中的每一个的电池电压对应于开路电压(开路电压OCV)。

然后，计算单元13可以基于SOC-OCV曲线计算主电池B1和辅助机械电池B2中的每一个的SOC，该SOC-OCV曲线表示主电池B1和辅助机械电池B2中的每一个中SOC和OCV之间的关系。

因此，在满足如上所述的预定条件的情况下计算单元13计算SOC，使得可以准确地计算每个SOC。然后，在主电池B1的SOC大于或等于第一阈值并且辅助机械电池B2的SOC小于或等于第二阈值的情况下，计算单元13向许可单元14通知从主电池B1到辅助机械电池B2的充电请求，或者在辅助机械电池B2的SOC达到第二阈值的情况下，向许可单元14通知对辅助机械电池B2的充电停止请求。

在由检测单元11检测到的电源继电器RL1的操作状态是停止状态的情况下，许可单元14允许电源继电器RL1的断开或闭合操作。具体地，在获取如上所述的充电请求的情况下，并且在DCDC转换器20和逆变器21都设置在停止状态下的情况下，许可单元14允许电源继电器RL1的连接，连接电源继电器RL1，然后允许DCDC转换器20的操作。

由此，通过DCDC转换器20从主电池B1向辅助机械电池B2供电。之后，在从计算单元13获取充电停止请求的情况下，许可单元14允许在DCDC转换器20停止之后电源继电器RL1的连接释放。

此外，在获取电动机M1的启动请求或停止请求的情况下，并且在DCDC转换器20和逆变器21都设置在停止状态下的情况下，许可单元14也可以允许电源继电器RL1的断开或闭合操作。

具体地，在获取启动请求的情况下，并且在DCDC转换器20和逆变器21都设置在停止状态下的情况下，许可单元14允许电源继电器RL1的连接，然后允许逆变器21的驱动。

此外，在获取停止请求的情况下，许可单元14使逆变器21停止，然后允许电源继电器RL1的连接释放。

因此，许可单元14仅在DCDC转换器20或逆变器21停止的一段时间内允许电源继电器RL1的断开或闭合操作，从而可以抑制电源继电器R11中电弧放电的发生，并因此可以实现电源继电器RL1的元件保护。

同时，可以在辅助机械电池B2的充电期间接收电动机M1的启动请求。在这种情况下，许可单元14可以在电源继电器RL1被连接的同时允许逆变器21的操作。

具体地，例如，许可单元14在电源继电器RL1被连接的同时操作逆变器21，使得从主电池B1向电动机M1供电。

在这种情况下，如果对电源继电器RL1执行连接或断开，则电动机M1的启动被延迟一段时间，此段时间是这种连接或断开所需的。

相反，许可单元14连接电源继电器RL1，从而可以快速启动电动机M1。

接下来，将说明如图2中所示通过充电器30对主电池B1和辅助机械电池B2充电时许可单元14的处理。在未示出的充电插头连接到充电设备40的情况下，充电器30向控制单元10通知充电请求信号。

在获取充电请求信号的情况下，许可单元14连接充电继电器RL2，使得通过充电继电器RL2从充电器30对主电池B1充电。

此外，在满足充电结束条件的情况下，许可单元14允许充电继电器RL2的连接释放，使得可以停止对主电池B1的充电。

此处，充电结束条件是例如主电池B1的SOC大于或等于预定值的条件或者辅助机械电池B2的SOC小于预定值的条件。

因此，在获取充电请求信号的情况下，许可单元14连接充电继电器RL2，使得可以通过从充电设备40供应的电力对主电池B1充电。从而，可以抑制主电池B1的电池耗尽。

另外，在确定单元12确定电源继电器RL1被闭合并固定的情况下，许可单元14还可以禁止DCDC转换器20的操作。换句话说，可以禁止从主电池B1向辅助机械电池B2供电。

从而，可以抑制主电池B1的剩余电池电量的降低，并且可以抑制电池耗尽。

接下来，将通过使用图4至图6来说明根据实施例的由控制设备1执行的处理步骤。图4至图6是示出了由控制设备1执行的处理步骤的流程图。

首先，将通过使用图4来说明在车辆的点火开关断开的一段时间内控制设备1的控制单元10的一系列处理。如图4所示，首先，控制单元10确定控制单元10本身是否被计时器Cl激活(步骤S101)。

在确定控制单元10本身基于计时器Cl被激活的情况下(步骤S101的是)，控制单元10确定电子元件是否停止(步骤S102)。此处，在电子元件停止的情况下(步骤S102的是)，控制单元10执行对电源继电器RL1的固定的确定(步骤S103)。

之后，作为固定确定的结果，控制单元10确定电源继电器RL1是否正常(步骤S104)，并且在电源继电器RL1正常的情况下，计算主电池B1和辅助机械电池B2的SOC(步骤S105)。

之后，控制单元10基于在步骤S105中计算的SOC执行对辅助机械电池B2的充电控制(步骤S106)，将主继电器RLm的断开命令输出到主继电器控制电路Cr(步骤S107)，并结束这一过程。另外，将通过使用图5来说明步骤S106中的充电控制。

此外，在步骤S101的处理中控制单元10本身未被激活的情况下(步骤S101的否)，控制单元10直接结束这一过程。此外，在步骤S102的处理中电子元件进行操作的情况下(步骤S102的否)，或者在步骤S104的处理中电源继电器RL1被闭合并固定的情况下(步骤S104的否)，控制单元1O执行异常对应处理(步骤S108)并结束这一过程。另外，此处的异常对应处理包括例如诊断输出等。

接着，将通过使用图5来说明步骤S106中的充电控制过程的处理步骤。如图5所示，首先，控制单元10确定电子元件是否停止(步骤S111)。

在电子元件停止的情况下(步骤S111的是)，控制单元10允许电源继电器RL1的连接(步骤S112)，并且之后允许DCDC转换器20的操作(步骤S113)。

控制单元10确定是否满足充电结束条件(步骤S114)，并且在满足这样的充电结束条件的情况下(步骤S114的是)，使DCDC转换器20停止(步骤S115)，之后允许电源继电器RL1的断开(步骤S116)，并结束这一过程。

此外，在步骤S111的处理中电子元件未设置在停止状态下的情况下(步骤S111的否)，控制单元10结束这一过程。另外，此处，控制单元10可以停止电子元件，之后转移到步骤S112的处理。

此外，在步骤S114的处理中不满足充电结束条件的情况下(步骤S114的否)，控制单元10持续执行步骤S114的处理。

另外，尽管此处说明了在DCDC转换器20进行操作的情况下控制单元10的处理，但是也可以将这样的处理步骤应用于操作逆变器21的处理。

在这种情况下，用逆变器21代替如图5所示的DCDC转换器20并且将步骤S114中“满足充电结束条件”替换为“获取电动机M1的停止请求”就足够了。

接下来，将通过使用图6来说明在驱动逆变器21时控制单元10的处理。如图6所示，控制单元10确定是否获取了电动机M1的启动请求(步骤S121)。

在获取了电动机M1的启动请求的情况下(步骤S121的是)，控制单元10确定电源继电器L1是否接通(步骤S122)。在电源继电器RL1断开并且电源继电器RL1未闭合和固定的情况下(步骤S122的否)，控制单元10允许电源继电器RL1的连接(步骤S123)。

然后，控制单元10允许逆变器21的驱动(步骤S124)并结束这一过程。此外，在步骤S122的处理中电源继电器RL1接通的情况下(步骤S122的是)，控制单元10省略步骤S123的处理，并转移到步骤S124的处理。

如上所述，根据实施例的控制设备1包括检测单元11和许可单元14。检测单元11检测通过设置在车辆的主电池B1和辅助机械电池B2之间的电源继电器RL1连接到主电池B1的电子元件的操作状态。

在由检测单元11检测到的操作状态是停止状态的情况下，许可单元14允许电源继电器RL1的断开或闭合操作。因此，根据实施例的控制设备1可以执行元件保护。

Claims (5)

1.一种控制设备，包括：

检测单元，检测通过设置在车辆的主电池和辅助机械电池之间的电源继电器连接到所述主电池的电子元件的操作状态；以及

许可单元，在由所述检测单元检测到的操作状态是停止状态的情况下，允许所述电源继电器的断开或闭合操作。

2.根据权利要求1所述的控制设备，包括：

确定单元，在车辆的点火开关断开的一段时间内以预定周期激活并执行对所述电源继电器的固定的确定；以及

计算单元，在所述确定单元确定所述电源继电器未被固定并且由所述检测单元检测到的操作状态是停止状态的情况下，计算所述主电池和所述辅助机械电池的电池状态。

3.根据权利要求2所述的控制设备，其中：

所述辅助机械电池通过DCDC转换器连接到所述电源继电器，并且

在所述确定单元确定所述电源继电器被固定的情况下，所述许可单元禁止所述DCDC转换器的操作。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的控制设备，其中：

在充电期间通过所述电源继电器从所述主电池向所述辅助机械电池提供对所述车辆的运行请求的情况下，所述许可单元在连接所述电源继电器的同时允许使所述车辆运行的电动机的操作。

5.一种控制方法，包括：

检测步骤，检测通过设置在车辆的主电池和辅助机械电池之间的电源继电器连接到所述主电池的电子元件的操作状态；以及

许可步骤，在由所述检测步骤检测到的操作状态是停止状态的情况下，允许所述电源继电器的断开或闭合操作。

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