CN116653902A - 车载系统和车辆 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及搭载于车辆的车载系统和车辆。本发明的车载系统包括主电池、副电池、与主电池连接并且经由一个半导体继电器与副电池连接的制动系统、诊断制动系统的诊断部、以及控制副电池的控制部。诊断部构成为向控制部通知制动系统的诊断开始，控制部构成为基于从诊断部通知的诊断开始来实施副电池的放电控制，并构成为使连接副电池的半导体继电器的第1端子的电压高于连接制动系统的半导体继电器的第2端子的电压。

Description

车载系统和车辆
技术领域
本公开涉及搭载于车辆的车载系统和车辆。
背景技术
在日本专利第5266892中公开有包括主电池、副电池、以及被从主电池和副电池的至少一方供给电力的负载在内的电源系统。在该电源系统中，为了实现从副电池向负载的稳定的电力的供给，在副电池与负载之间串联地插入两个半导体继电器，并使寄生二极管的整流方向互为相反。
为了削减电源系统的成本，考虑使插入于副电池与负载之间的半导体继电器为一个的结构。然而，在使半导体继电器为一个的结构的情况下，即使将半导体继电器控制为切断状态，也会因寄生二极管而产生供电流流动的路径。
因此，例如，在如将半导体继电器断开的状态下进行异常有无的自我诊断的制动系统那样、将负载与副电池连接的情况下，在制动系统的自我诊断中电流经由寄生二极管而逃逸，存在不能获得准确的诊断结果的风险。
发明内容
本公开提供一种在将一个半导体继电器插入于副电池与制动系统之间的结构中能够获得制动系统的准确的自我诊断的结果的车载系统和车辆。
本公开的第1形态是搭载于车辆的车载系统。上述车载系统包括主电池、副电池、与上述主电池连接并且经由一个半导体继电器与上述副电池连接的制动系统、构成为诊断上述制动系统的异常的有无的诊断部、以及构成为控制上述副电池的充放电的控制部。上述主电池构成为向上述制动系统供给电力，上述副电池构成为向上述制动系统供给电力。上述诊断部构成为：在开始上述制动系统的诊断的情况下，向上述控制部通知诊断开始。上述控制部构成为：基于从上述诊断部通知的上述诊断开始来实施上述副电池的放电控制。上述控制部构成为：基于上述诊断开始，使连接上述副电池的上述半导体继电器的第1端子的电压高于连接上述制动系统的上述半导体继电器的第2端子的电压。
在上述第1形态的基础上，上述诊断部也可以构成为在结束上述制动系统的诊断的情况下向上述控制部通知诊断结束，上述控制部构成为基于从上述诊断部通知的上述诊断结束来结束上述副电池的上述放电控制。
在上述第1形态的基础上，上述诊断部也可以构成为：在将上述车辆的点火装置接通后，向上述控制部通知上述诊断结束。
也可以构成为：在上述第1形态的基础上，上述半导体继电器具有从上述第2端子朝向上述第1端子整流的寄生二极管。
本公开的第2形态是搭载有车载系统的车辆。上述车辆包括上述车载系统。上述车载系统包括主电池、副电池、与上述主电池连接并且经由一个半导体继电器与上述副电池连接的制动系统、诊断上述制动系统的异常的有无的诊断部、以及控制上述副电池的充放电的控制部。上述主电池构成为向上述制动系统供给电力，上述副电池构成为向上述制动系统供给电力。上述诊断部构成为：在开始上述制动系统的诊断的情况下，向上述控制部通知诊断开始。上述控制部构成为：基于从上述诊断部通知的上述诊断开始来实施上述副电池的放电控制。上述控制部构成为：基于上述诊断开始，使连接上述副电池的上述半导体继电器的第1端子的电压高于连接上述制动系统的上述半导体继电器的第2端子的电压。
本公开的第3形态是搭载于车辆的车载系统。上述车载系统包括主电池、副电池、与上述主电池连接并且经由一个半导体继电器与上述副电池连接的制动系统、诊断上述制动系统的异常的有无的第1处理器、控制上述副电池的充放电的第2处理器、以及位于上述副电池与上述半导体继电器之间的转换器。上述主电池构成为向上述制动系统供给电力。上述副电池构成为向上述制动系统供给电力。上述第2处理器构成为：基于来自上述第1处理器的上述制动系统的诊断开始信号来向上述转换器发出命令。构成为：接收到来自上述第1处理器的诊断开始信号的上述第2处理器使用上述转换器来将上述副电池的电力向上述半导体继电器侧放电。上述第2处理器构成为：基于上述诊断开始信号，使连接上述副电池的上述半导体继电器的第1端子的电压高于连接上述制动系统的上述半导体继电器的第2端子的电压。
根据上述本公开的第1形态、第2形态、第3形态，在将一个半导体继电器插入于副电池与制动系统之间的结构中，能够获得制动系统的准确的自我诊断的结果。
以下参考附图，对本发明的示例性实施例的特征、优点、以及技术和工业意义进行描述，在附图中，相同的附图标记表示相同的元件。
附图说明
图1是本公开的一个实施方式所涉及的车载系统的简要结构图。
图2是由车载系统执行的控制的处理流程图。
具体实施方式
本公开的车载系统是在副电池与制动系统之间插入一个半导体继电器的结构。在该结构中，在制动系统实施自我诊断的情况下，向控制副电池的冗余电源系统通知诊断处理的开始，接收到该通知的冗余电源系统实施副电池的放电，使得半导体继电器的副电池侧的电压高于制动系统侧的电压。通过该控制，对于半导体继电器的两端的电压而言，副电池侧高于制动系统侧，因此能够防止电流经由半导体继电器具有的寄生二极管从制动系统向冗余电源系统流动。
以下，边参照附图边对本公开的一个实施方式详细地进行说明。
＜实施方式＞
[结构]
图1是本公开的一个实施方式所涉及的车载系统1的简要结构图。图1所例示的车载系统1具备主电池(主BATT)10、冗余电源系统20以及制动系统30。
本实施方式所涉及的车载系统1能够搭载于装备需要冗余的电源结构的负载(系统、致动器等)的车辆等。以下，将搭载有需要冗余的电源结构的制动系统30作为负载的车辆的情况作为一例来对本实施方式进行说明。
(1)主电池
主电池10例如是构成为能够充放电的锂离子电池等二次电池。主电池10能够向冗余电源系统20和制动系统30等搭载于车辆的负载供给电力。
(2)冗余电源系统
冗余电源系统20是用于在因电源失效等而在从主电池10向制动系统30的电力供给中产生了异常时向制动系统30供给备用电力的系统。该冗余电源系统20包括DCDC转换器(DDC)21、副电池(副BATT)22、半导体继电器23以及控制部24等。
DCDC转换器21是用于将从主电池10输入的电力转换为规定的电压的电力并输出的电力转换器。该DCDC转换器21能够基于控制部24的指示(电压指令值等)来将从主电池10供给的电力向副电池22充电。另外，DCDC转换器21能够基于控制部24的指示来将积蓄于副电池22的电力(备用电力)经由半导体继电器23向制动系统30供给。
副电池22例如是构成为能够充放电的锂离子电池等二次电池、电容器等蓄电元件。该副电池22能够对主电池10的电力进行充电地、并且能够将自身积蓄的电力向制动系统30放电地与DCDC转换器21连接。
半导体继电器23例如是使用了场效应晶体管(MOSFET：Metal OxideSemiconductor Field Effect Transistor)的继电器。该半导体继电器23以寄生二极管(体二极管)从制动系统30向DCDC转换器21整流的朝向插入并设置于DCDC转换器21与制动系统30之间。即，作为寄生二极管的阴极侧的半导体继电器23的第1端子与DCDC转换器21连接，作为寄生二极管的阳极侧的半导体继电器23的第2端子与制动系统30连接。半导体继电器23基于控制部24(或者未图示的其他的控制部)的指示来切换电导通/切断的状态。
控制部24通过对DCDC转换器21指示动作，能够控制副电池22的充放电来控制DCDC转换器21的输出电压Vpwb。基于从制动系统30通知的唤醒信号(后文叙述)等来进行该控制。另外，控制部24能够控制半导体继电器23的导通状态与切断状态的切换。该控制部24例如由包括处理器、存储器以及输入输出接口等在内的微机构成，通过处理器读出并执行在存储器储存的程序来实现规定的功能。此外，控制部24虽然被包括在冗余电源系统20中，但是也可以构成为冗余电源系统20以外的结构。
(3)制动系统
制动系统30是能够借助主电池10或者副电池22的电力而动作并通过未图示的制动机构经由车辆的制动致动器(BRK_ACT)使车辆产生制动力的控制系统。该制动系统30包括电压监视器31和诊断部32等。
电压监视器31是用于监视在监视制动系统30被从冗余电源系统20供给备用电力的输入端子出现的电压Vin、即冗余电源系统20的输出电压Vout的结构。该电压监视器31也可以包括电压传感器等检测元件。
诊断部32是用于实施诊断制动系统30的状态的诊断处理的结构。该诊断部32例如诊断制动致动器是否动作等、制动系统30是否正常地动作。更具体而言，诊断部32对若制动系统30正常地动作则是否由电压监视器31检测到在输入端子出现的电压Vin的值(在图1的例子中，为从主电池10的电压中减去由二极管D31引起的下降电压和由电阻R30引起的下降电压而得的电压值)进行检查。作为一例，若使车辆的点火装置变为接通状态(点火启动)、打开车辆的车门或踩踏了制动踏板，则开始制动系统30的诊断处理。
本实施方式的诊断部32在实施制动系统30的诊断处理时向冗余电源系统20通知开始制动系统30的诊断。作为开始诊断的通知，能够例示用于促使冗余电源系统20启动的唤醒信号的发送。该唤醒信号例如优选不经由CAN等车载网络而经由专用线路(直通线路)从制动系统30向冗余电源系统20发送。
此外，该制动系统30的一部分或者所有的结构典型地能够构成为包括处理器、存储器以及输入输出接口等在内的电子控制装置(例如，BRK_ECU)。该电子控制装置通过处理器读出并执行在存储器储存的程序来实现上述的功能。此外，诊断部32虽然被包括在制动系统30中，但也可以构成为制动系统30以外的结构。
[控制]
接下来，进一步参照图2对本实施方式所涉及的车载系统1执行的控制进行说明。图2是对车载系统1执行的制动系统30的诊断处理的顺序进行说明的流程图。
若打开车辆的车门、或踩踏了制动踏板，则开始图2所示的制动系统30的诊断处理。
(步骤S201)
车载系统1使制动系统30启动。通过主电池10与制动系统30的电源线连接(向电源线外加主电池10的电压)来进行该启动。若制动系统30启动，则处理进入至步骤S202。
(步骤S202)
制动系统30的诊断部32向冗余电源系统20通知开始制动系统30的诊断处理这一情况(诊断开始通知)。本实施方式的诊断部32通过向冗余电源系统20发送使冗余电源系统20启动的唤醒信号(唤醒信号：开启)来通知诊断开始。而且，诊断部32与诊断开始的通知同时实施制动系统30的诊断处理。通过用专用线路(直通线路)向冗余电源系统20发送唤醒信号，能够使制动系统30和冗余电源系统20几乎同时启动。若向冗余电源系统20通知制动系统30的诊断处理的开始，则处理进入至步骤S203。
(步骤S203)
车载系统1使冗余电源系统20启动。通过使冗余电源系统20的DCDC转换器21的动作开始(对输出电压Vpwb进行输出)来进行该启动。在冗余电源系统20的启动后，冗余电源系统20的控制部24控制DCDC转换器21，使得DCDC转换器21的输出电压Vpwb高于制动系统30的输入端子的电压Vin。作为该控制，能够例示半导体继电器23在切断状态下将副电池22的电力(或者主电池10的电力)向电阻R20和电容器C20侧放电并使输出电压Vpwb上升的控制(放电控制)。通过该电压控制，能够防止电流经由半导体继电器23具有的寄生二极管从制动系统30向冗余电源系统20流动。若冗余电源系统20启动、并且控制DCDC转换器21的输出电压Vpwb，则处理进入至步骤S204。
(步骤S204)
制动系统30的诊断部32判断制动系统30的诊断处理是否完成。通过该诊断处理，至少获得制动系统30正常的诊断结果或者异常的诊断结果。如上述那样基于电压监视器31的检测电压值来进行该诊断。在制动系统30的诊断处理完成的情况下(步骤S204，是)，处理进入至步骤S205。另一方面，在制动系统30的诊断处理未完成的情况下(步骤S204，否)，再度基于步骤S204对诊断处理的完成进行判断。
(步骤S205)
车载系统1判断是否将车辆的点火装置接通(点火启动)。在将点火装置接通的(点火启动)情况下(步骤S205，是)，处理进入至步骤S206。另一方面，在未使点火装置接通(点火关闭)的情况下(步骤S205，否)，处理进入至步骤S208。
(步骤S206)
制动系统30的诊断部32向冗余电源系统20通知结束制动系统30的诊断处理这一情况(诊断结束通知)。本实施方式的诊断部32通过向冗余电源系统20发送使冗余电源系统20休止(休眠)的唤醒信号(唤醒信号：关闭)来通知诊断结束。若向冗余电源系统20通知制动系统30的诊断处理的结束，则处理进入至步骤S207。
(步骤S207)
车载系统1进行基于制动系统30的诊断部32的诊断结果的动作。例如，在是制动系统30正常的诊断结果的情况下，车载系统1使车辆的各系统启动并使它们正常地动作。另一方面，在是制动系统30异常的诊断结果的情况下，车载系统1仅使车辆的特定的系统启动并进行警告在制动系统30产生了异常这一情况的动作(警告显示、声音等)。若进行基于诊断结果的动作，则本制动系统30的诊断处理结束。
(步骤S208)
车载系统1判定是否从使制动系统30启动起经过了第1时间。为了避免使制动系统30和冗余电源系统20过度地持续启动致使消耗电力变多而进行该判定。因而，该第1时间能够设定为系统消耗电力较少即可的规定的时间。在判定为在制动系统30的启动后经过了第1时间的情况下(步骤S208，是)，处理进入至步骤S209。另一方面，在判定为在制动系统30的启动后未经过第1时间的情况下(步骤S208，否)，处理进入至步骤S205。
(步骤S209)
车载系统1使制动系统30停止。通过将主电池10与制动系统30的电源线断开(不使主电池10的电压外加于电源线)来进行该停止。若制动系统30停止，则处理进入至步骤S210。
(步骤S210)
车载系统1使冗余电源系统20停止。通过使冗余电源系统20的DCDC转换器21的动作停止(不使输出电压Vpwb输出)来进行该停止。若冗余电源系统20停止，则本制动系统30的诊断处理结束。
＜作用·效果＞
如以上那样，根据本公开的一个实施方式所涉及的车载系统1，在将一个半导体继电器23插入于副电池22与制动系统30之间的结构中，在制动系统30实施自我的诊断的情况下，向控制副电池22的冗余电源系统20通知诊断处理的开始。而且，接收到诊断处理的开始的通知的冗余电源系统20控制DCDC转换器21来实施副电池22的放电，使得半导体继电器23的副电池22(DCDC转换器21)侧的第1端子的电压Vpwb高于制动系统30侧的第2端子的电压Vout。
通过该控制，对于半导体继电器23的两端的电压而言，副电池22(DCDC转换器21)侧高于制动系统30侧，因此能够防止电流经由半导体继电器23具有的寄生二极管从制动系统30向冗余电源系统20流动。因而，能够获得制动系统30的准确的自我诊断的结果。
以上，对本公开技术的一个实施方式进行了说明，但是本公开能够作为车载系统、具备处理器和存储器的车载系统执行的控制方法、用于执行控制方法的控制程序、存储有控制程序的计算机能够读取的非临时性存储介质、以及搭载有车载系统的车辆来理解。
本公开的车载系统能够用于装备需要冗余的电源结构的负载的车辆等。

Claims (6)

1.一种车载系统，搭载于车辆，其特征在于，
所述车载系统包括：
主电池；
副电池；
制动系统，与所述主电池连接，并且经由一个半导体继电器与所述副电池连接，所述主电池构成为向所述制动系统供给电力，所述副电池构成为向所述制动系统供给电力；
诊断部，构成为诊断所述制动系统的异常的有无；以及
控制部，构成为控制所述副电池的充放电，
所述诊断部构成为：在开始所述制动系统的诊断的情况下，向所述控制部通知诊断开始，
所述控制部构成为：基于从所述诊断部通知的所述诊断开始，实施所述副电池的放电控制，
所述控制部构成为：基于从所述诊断部通知的所述诊断开始，使连接所述副电池的所述半导体继电器的第1端子的电压高于连接所述制动系统的所述半导体继电器的第2端子的电压。
2.根据权利要求1所述的车载系统，其特征在于，
所述诊断部构成为：在结束所述制动系统的诊断的情况下，向所述控制部通知诊断结束；和
所述控制部构成为：基于从所述诊断部通知的所述诊断结束来结束所述副电池的所述放电控制。
3.根据权利要求2所述的车载系统，其特征在于，
所述诊断部构成为：在将所述车辆的点火装置接通后，向所述控制部通知所述诊断结束。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的车载系统，其特征在于，
所述半导体继电器具有从所述第2端子朝向所述第1端子整流的寄生二极管。
5.一种车辆，其特征在于，
所述车辆包括车载系统，所述车载系统包括：
主电池；
副电池；
制动系统，与所述主电池连接，并且经由一个半导体继电器与所述副电池连接，所述主电池构成为向所述制动系统供给电力，所述副电池构成为向所述制动系统供给电力；
诊断部，诊断所述制动系统的异常的有无；以及
控制部，控制所述副电池的充放电，
所述诊断部构成为：在开始所述制动系统的诊断的情况下，向所述控制部通知诊断开始，
所述控制部构成为：基于从所述诊断部通知的所述诊断开始来实施所述副电池的放电控制，
所述控制部构成为：基于从所述诊断部通知的所述诊断开始，使连接所述副电池的所述半导体继电器的第1端子的电压高于连接所述制动系统的所述半导体继电器的第2端子的电压。
6.一种车载系统，搭载于车辆，其特征在于，
所述车载系统包括：
主电池；
副电池；
制动系统，与所述主电池连接，并且经由一个半导体继电器与所述副电池连接，所述主电池构成为向所述制动系统供给电力，所述副电池构成为向所述制动系统供给电力；
第1处理器，诊断所述制动系统的异常的有无；
第2处理器，控制所述副电池的充放电；以及
转换器，位于所述副电池与所述半导体继电器之间，
其中，所述第2处理器构成为：基于来自所述第1处理器的所述制动系统的诊断开始信号来向所述转换器发出命令，
构成为：接收到来自所述第1处理器的所述诊断开始信号的所述第2处理器使用所述转换器来将所述副电池的电力向所述半导体继电器侧放电，
所述第2处理器构成为：基于从所述第1处理器通知的所述诊断开始信号，使连接所述副电池的所述半导体继电器的第1端子的电压高于连接所述制动系统的所述半导体继电器的第2端子的电压。
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