CN117200379A - 控制装置、控制方法以及非暂时性存储介质 - Google Patents

控制装置、控制方法以及非暂时性存储介质 Download PDF

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篠原俊树
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Abstract

本公开提供控制装置、控制方法以及非暂时性存储介质。控制电池的所述控制装置包括一个以上的处理器，所述一个以上的处理器配置为：获取所述电池的物理量；检测预定信号；基于所述电池的所述物理量控制继电器，所述继电器连接在所述电池与从所述电池供应电力的预定装置之间；当所述电池的所述物理量在所述继电器处于断开状态的同时已经连续满足预定条件达第一时期时，连接所述继电器；以及依据所述预定信号是否已经被所述一个以上的处理器检测到来改变所述第一时期。

Description

控制装置、控制方法以及非暂时性存储介质
技术领域
本公开涉及控制装置、控制方法以及非暂时性存储介质。
背景技术
下面的技术用于使用锂离子电池(LiB)作为辅助电池的车辆中。当出现预定状态时，辅助电池通过继电器与车辆系统电气地断开，从而确保车辆系统的安全并且保护电池。
当辅助电池与车辆系统电气地断开时，需要将辅助电池重新电气连接至车辆系统，从而起动车辆。日本未审查专利申请公开第2020-114079号(JP 2020-114079A)公开一种控制装置，其检测外部电源的连接并且将使辅助电池从车辆系统断开的继电器从断开状态切换至连接状态。
发明内容
当连接至车辆的电源(诸如外部充电器)的输出低时，由于缺少起动车辆系统的足够的电力，车辆系统可能不能起动。因此需要基于车辆的状态、电源(诸如外部充电器)的状态等适当地判定何时将继电器从断开状态切换至连接状态，并且随后控制继电器的切换。
本公开提供控制装置、控制方法以及非暂时性存储介质，其能够适当地控制继电器从断开状态向连接状态的切换。
根据本公开的第一方案的控制装置控制电池。所述控制装置包括一个以上的处理器，所述一个以上的处理器配置为：获取所述电池的物理量；检测预定信号；基于所述电池的所述物理量控制继电器，所述继电器连接在所述电池与从所述电池供应电力的预定装置之间；当所述电池的所述物理量在所述继电器处于断开状态的同时已经连续满足预定条件达第一时期时，连接所述继电器；以及依据所述预定信号是否已经被所述一个以上的处理器检测到来改变所述第一时期。
根据本公开的第二方案的控制方法由控制装置的计算机执行，所述控制装置控制电池。所述控制方法包括：获取所述电池的物理量；检测预定信号；当所述电池的所述物理量在继电器处于断开状态的同时已经连续满足预定条件达第一时期时连接所述继电器，所述继电器连接在所述电池与从所述电池供应电力的预定装置之间；以及依据是否已经检测到所述预定信号来改变所述第一时期。
根据本公开的第三方案的非暂时性存储介质存储能够由控制装置的一个以上的处理器执行的指令，所述控制装置控制电池并且使所述一个以上的处理器执行功能。所述功能包括：获取所述电池的物理量；检测预定信号；当所述电池的所述物理量在继电器处于断开状态的同时已经连续满足预定条件达第一时期时连接所述继电器，所述继电器连接在所述电池与从所述电池供应电力的预定装置之间；以及依据是否已经检测到所述预定信号来改变所述第一时期。
根据以上本公开的控制装置、控制方法以及非暂时性存储介质，依据是否已经检测到预定信号来动态地改变用于判定是否连接继电器的第一时期。因此，能够根据车辆的状况适当地控制继电器从断开状态向连接状态的切换。
附图说明
将在下文中参照附图描述本发明的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业方面的重要性，其中相同的附图标记表示相同的元件，并且其中：
图1为根据实施例的控制装置及其周边部件的功能框图；
图2为由控制装置执行的第一示例的继电器控制的流程图；
图3A为由控制装置执行的第二示例的继电器控制的流程图；以及
图3B为由控制装置执行的第二示例的继电器控制的流程图。
具体实施方式
本公开的控制装置基于关于电池和外部充电器的信息等，判定期望连接继电器的车辆的状况，以及应当对连接继电器给予优先的车辆的状况，并且将继电器从断开状态切换至连接状态。继电器的适当切换能够通过该控制实现。将在下文中参照附图详细描述本公开的实施例。
实施例
配置
图1为根据本公开的实施例的控制装置110及其周边部件的功能框图。图1所示的功能框包括电池组、多个装置410、420以及外部充电器500。电池组包括电池监视电子控制单元(ECU)100、继电器200以及电池300。例如，该电池组用于车辆中，诸如使用内燃机作为动力源的汽车，以及使用电动机作为动力源的混合动力电动车(HEV)。
电池300为用于经由继电器200向装置410、420供应电力的电池。例如，电池300由多个可充电的二次电池单元C(诸如串联连接的锂离子电池单元)组成。电池300能够用作所谓的辅助电池，其用于向不涉及驱动车辆的装置供应电力。
继电器200为设置(连接)在电池300与装置410、420和外部充电器500之间的开关。当由电池监视ECU 100控制(指示)时，继电器200在端子彼此电气连接的导通状态(ON)与端子彼此电气地断开的非导通状态(OFF)之间切换。继电器200的示例为常开单极单掷开关。
装置410、420为连接至电池300的预定装置，并且为通过经由继电器200从电池300供应的电力操作的装置。装置410、420的数量不限于图1所示的数量。在电池300被用作车辆的辅助电池的情况下，装置410、420的示例包括辅助装置，其包括诸如马达和电磁阀的致动器、诸如前照灯和车内灯的灯、诸如加热器和冷却器的空调单元、转向装置、制动装置以及用于自动驾驶和先进驾驶辅助的电子控制单元(ECU)。
外部充电器500为连接至电池300的预定装置，并且为意在对电池300进行充电的充电器。外部充电器500能够由车辆的使用者等附接和拆下。外部充电器500不但包括用于诸如电池耗尽时的紧急情况的充电器，而且包括为了使用装置410、420等而在正常操作期间使用的充电器。外部充电器500能够连接至将继电器200和装置410、420连接的电源线，并且能够经由继电器200向电池300供应充电电流。充电电流的一部分被供应至电池监视ECU100用于电源，并且还针对由装置410、420产生的消耗而提供。
电池监视ECU 100监视并控制电池300的状态，并且控制继电器200的连接状态。电池监视ECU 100包括控制装置110、电压测量单元120以及电流测量单元130。控制装置110包括获取单元111、检测单元112、控制单元113以及判定单元114。
获取单元111从电压测量单元120和电流测量单元130或者从未示出的配置获取电池300的物理量。电池300的物理量的示例包括电压、电流以及温度。
检测单元112检测预定信号。预定信号为能够识别车辆与电池组之间的通信的建立所基于的信号。典型地，预定信号为指示在电池监视ECU 100与涉及车辆的操作的预定系统之间已经建立通信(控制器局域网(Controller Area Network，CAN)，本地互联网络(Local Interconnect Network，LIN)等)的信号。涉及车辆的操作的预定系统为在混合动力模式下控制车辆的行驶的HV-ECU。当电池监视ECU 100能够与HV-ECU通信并且HV-ECU的状态转变时，能够判定乘员具有起动车辆的意图，或者能够判定将稍后描述的电池300的暂时异常并非电池300的本体的故障，而是传感器等的故障。因此，执行该信号的检测。
判定单元114执行电池诊断以判定电池300的状态。更具体地，判定单元114执行电池诊断，以基于由获取单元111获取的电池300的物理量判定是否存在与电池300有关的任何预定异常。该电池诊断判定的预定异常不但包括电池300的本体的异常，而且包括用于获取电池300的物理量的各种传感器的异常(故障等)以及连接线的异常(断开等)。判定单元114判定电池300的电流、电压以及温度是否已经等于或者大于预定阈值达预定时期以上，并且因此判定是否存在与电池300有关的任何异常。针对电池300的电流、电压以及温度来设定预定阈值和预定时期。
控制单元113判定外部充电器500是否连接至车辆。更具体地，控制单元113判定外部充电器500是否连接至继电器200与装置410、420之间的电源线。例如，能够通过控制装置110检测电源线中的电压改变来判定外部充电器500是否连接至该电源线。控制单元113还判定连接至车辆的外部充电器500是否已经能够输出与车辆的起动有关的预定控制所需的值。控制单元113还在导通状态(ON)与非导通状态(OFF)之间切换继电器200的连接状态。基于电池300的物理量、来自检测单元112的预定信号的检测结果、继电器200的前后(继电器200的一端与另一端之间)的电压差、因判定单元114引起的电池诊断等，来动态地控制继电器200的状态的该切换。稍后将描述该继电器控制。
电压测量单元120测量电池300的电压。未示出的电压传感器等被用于测量电池300的电压。由电压测量单元120测量的电压被输出至控制装置110。
电流测量单元130测量流过电池300的电流(放电电流和充电电流)。能够检测流过与电池300串联插入的负载R的电流的电流传感器(未示出)等被用于测量流过电池300的电流。由电流测量单元130测量的电流被输出至控制装置110。
控制装置110典型地能够被配置为包括一个以上的处理器、一个以上的存储器以及一个以上的输入和输出接口等的一个以上的ECU。本实施例的控制装置110能够通过处理器读取和执行存储在存储器中的程序来实施获取单元111、检测单元112、控制单元113以及判定单元114的以上功能的全部或者一部分。
控制
将进一步参照图2、图3A以及图3B描述由根据本实施例的控制装置110执行的控制。图2为由控制装置110的配置执行的第一示例的继电器控制的处理的流程图。图3A和图3B为由控制装置110的配置执行的第二示例的继电器控制的处理的流程图。由接头X、Y和Z连接图3A的处理和图3B的处理。
第一示例
当继电器200切换至继电器200电气地断开的非导通状态(OFF)时，开始图2所示的第一示例的继电器控制。在该第一示例中继电器200被切换至非导通状态(OFF)的状况的示例包括：当存储在电池300中的电量变为大于预定上限时(过度充电状态)；当存储在电池300中的电量变为小于预定下限时(过度放电状态)；当电池300的温度变为高于预定上限时(过热状态)；以及当车辆已经连续长时期驻车(已经长期放置)时。
步骤S201
控制单元113判定外部充电器500是否连接至车辆。更具体地，作为连接断开的继电器200所需的特定操作，控制单元113判定外部充电器500是否连接至继电器200与装置410、420之间的电源线。当控制单元113判定外部充电器500连接至车辆时(在步骤S201中为“是”)，处理进行至步骤S202。
步骤S202
控制单元113判定连接至车辆的外部充电器500是否输出高于第一阈值的电力。第一阈值为与车辆的起动有关的预定控制(例如，READY-ON)所需的预定电力值。第一阈值可以为电压值或者电流值来替代电力值。当控制单元113判定外部充电器500输出高于第一阈值的电力时(在步骤S202中为“是”)，处理进行至步骤S203。当控制单元113判定外部充电器500未输出高于第一阈值的电力(输出等于或者小于第一阈值)时(在步骤S202中为“否”)，处理返回至步骤S201。
步骤S203
检测单元112判定是否已经检测到预定信号。具体地，判定是否已经在包括在装置410、420中的HV-ECU与电池监视ECU 100之间建立通信。当检测单元112判定已经检测到预定信号时(在步骤S203中为“是”)，处理进行至步骤S204。当检测单元112判定尚未检测到预定信号时(在步骤S203中为“否”)，处理进行至步骤S205。
步骤S204
控制单元113改变将用于随后的步骤S205中的判定的第一时期。典型地，控制单元113减小第一时期(例如，从四秒减至一秒)。作为示例，做出该改变，从而通过使连接继电器200优先于等待外部充电器500的输出变得稳定来增加起动车辆的机会。在控制单元113改变第一时期之后，处理进行至步骤S205。
当在步骤S204中改变第一时期时可以考虑机器学习的结果。作为示例，对由使用者等执行的READY-ON操作的数量进行计数，并且当计数值大于预定值时进一步减小第一时期。作为另一个示例，在由使用者等进行的车辆的起动时检测到电池300的剩余容量(充电状态(SOC，state of charge))，并且当电池300的剩余容量低时进一步减小第一时期。
步骤S205
控制单元113判定继电器200前后的电压差是否已经连续小于第二阈值达第一时期以上。继电器200前后的电压差为继电器200的连接至外部充电器500的端子处的电压值Va与继电器200的连接至电池300的端子处的电压值Vb(电池300的物理量)之间的差(Va-Vb)。由获取单元111获取电压值Va和电压值Vb。第二阈值为设定为当连接继电器200时避免影响车辆的电流立即从外部充电器500流向电池300的预定值。第一时期为用于判定继电器200前后的电压差是否已经连续稳定地小于第二阈值的待机时间。当控制单元113判定继电器200前后的电压差已经连续小于第二阈值达第一时期以上时(在步骤S205中为“是”)，处理进行至步骤S206。当控制单元113判定继电器200前后的电压差尚未连续小于第二阈值达第一时期以上时(在步骤S205中为“否”)，处理返回至步骤S202。
步骤S206
控制单元113将继电器200切换至电连接继电器200的导通状态(ON)。在控制单元113将继电器200切换至导通状态后，继电器控制结束。此后，车辆转变至能够起动车辆的状态，诸如READY-ON状态。
如上所述，在第一示例的继电器控制中，当能够识别车辆与电池组之间的通信的建立时，连接继电器200优先于判定继电器200前后的电压差是否连续稳定。因此，即使当外部充电器500在低输出的状态下连接至车辆时，也能够起动车辆。因此增加了起动车辆的机会。
第二示例
当继电器200被切换至电气地断开继电器200的非导通状态(OFF)时，开始图3A和图3B所示的第二示例的继电器控制。在第二示例中，继电器200被切换至非导通状态(OFF)(即，断开状态)的状况的示例为当已经发生与电池300有关的任何预定异常(将稍后描述)时。
步骤S301
控制单元113判定外部充电器500是否连接至车辆。该步骤与第一示例中的步骤S201类似。当控制单元113判定外部充电器500连接至车辆时(在步骤S301中为“是”)，处理进行至步骤S302。
步骤S302
控制单元113判定连接至车辆的外部充电器500是否输出高于第一阈值的电力。该步骤与第一示例中的步骤S202类似。当控制单元113判定外部充电器500输出高于第一阈值的电力时(在步骤S302中为“是”)，处理进行至步骤S303。当控制单元113判定外部充电器500未输出高于第一阈值的电力(输出等于或者小于第一阈值)时(在步骤S302中为“否”)，处理返回至步骤S301。
步骤S303
判定单元114基于由获取单元111获取的电池300的物理量执行电池诊断，从而判定是否存在与电池300有关的任何预定异常。在判定单元114执行电池诊断之后，处理进行至步骤S304。
步骤S304
判定单元114从电池诊断的结果判定是否存在与电池300有关的任何预定异常。当在该点存在与电池300有关的任何异常时，判定单元114判定该异常为暂时异常。当判定单元114判定存在与电池300有关的任何预定异常时(在步骤S304中为“是”)，处理进行至步骤S305。当判定单元114判定不存在与电池300有关的预定异常时(在步骤S304中为“否”)，处理进行至步骤S309。
步骤S305
检测单元112判定是否已经检测到预定信号。该步骤与第一示例中的步骤S203类似。当检测单元112判定已经检测到预定信号时(在步骤S305中为“是”)，处理进行至步骤S306。当检测单元112判定尚未检测到预定信号时(在步骤S305中为“否”)，处理进行至步骤S307。
步骤S306
控制单元113改变将用于随后的步骤S309中的判定的第一时期。典型地，控制单元113增加第一时期(例如，从四秒增加至七秒)。作为示例，做出该改变，从而通过延迟在稍后的步骤S309中确认存在与电池300有关的异常的时刻而在暂时异常的阶段可靠地检测出异常。即使在电池300连接后也通过该继电器控制周期地执行电池诊断。因此，因为快速地连接电池300，所以增加第一时期在减小由于添加至电池诊断的干扰噪声导致的诊断精度降低方面，以及在抑制电池300的电力被超出需要地消耗方面也是有效的。在控制单元113改变第一时期之后，处理进行至步骤S309。
当在步骤S306中改变第一时期时可以考虑机器学习的结果。作为示例，记录使用者等的充电偏好，并且当使用外部电池而不是外部充电器500使车辆经常跨接起动时，进一步增加第一时期。作为另一个示例，记录车辆的目的地，并且当目的地为高输出充电器可能连接至车辆的地点时进一步增加第一时期。
步骤S307
判定单元114判定自从其判定与电池300有关的异常为暂时异常起是否已经经过第二时期。该第二时期为用于确认暂时异常为实际异常的预定待机时间，并且根据电池诊断的内容等按需设定。第二时期可以与第一时期相同或者不同于第一时期。可以在步骤S306中连同第一时期一起改变第二时期。当判定单元114判定已经经过第二时期时(在步骤S307中为“是”)，处理进行至步骤S308。当判定单元114判定尚未经过第二时期时(在步骤S307中为“否”)，处理返回至步骤S303。
步骤S308
判定单元114确认存在与电池300有关的预定异常(实际异常)。当判定单元114确认存在与电池300有关的预定异常时，在不连接继电器200的状态下结束该继电器控制。
步骤S309
控制单元113判定继电器200前后的电压差是否已经连续小于第二阈值达第一时期以上。该步骤类似于第一示例中的步骤S205。当控制单元113判定继电器200前后的电压差已经连续小于第二阈值达第一时期以上时(在步骤S309中为“是”)，处理进行至步骤S310。当控制单元113判定继电器200前后的电压差尚未连续小于第二阈值达第一时期以上时(在步骤S309中为“否”)，处理返回至步骤S302。
步骤S310
控制单元113将继电器200切换至电气连接继电器200的导通状态(ON)。在控制单元113将继电器200切换至导通状态后，继电器控制结束。此后，车辆转变至车辆能够起动的状态，诸如READY-ON状态。
如上所述，在第二示例的继电器控制中，在不清楚是否存在与电池300有关的异常的情况下，当能够识别车辆与电池组之间的通信的建立时，判定是否存在与电池300有关的异常优先于连接继电器200。因此能够期望改进电池300的诊断的准确性。
作用及效果
如上所述，根据本公开的实施例的控制装置基于电池的物理量以及是否已经建立车辆与电池组之间的通信，动态地控制何时将设置在电池与多个装置之间的继电器从非导通状态(OFF)切换至导通状态(ON)。根据本公开的实施例的控制装置还基于是否存在与电池有关的任何异常，动态地控制何时将设置在电池与多个装置之间的继电器从非导通状态(OFF)切换至导通状态(ON)。
通过这些控制，能够根据车辆的状况适当地控制继电器从断开状态向连接状态的切换。
虽然在上文中描述了本公开的技术的一个实施例，但是本公开不但能够理解为控制装置，而且能够理解为由包括处理器和存储器的控制装置执行的控制方法，所述控制方法的控制程序，具有存储在其中的所述控制程序的计算机可读非暂时性存储介质，配备有控制装置的车辆等。
本公开的控制装置等能够用于控制安装在车辆上的电池。

Claims (10)

1.一种控制装置，其控制电池，所述控制装置的特征在于包括一个以上的处理器，所述一个以上的处理器配置为：
获取所述电池的物理量；
检测预定信号；
基于所述电池的所述物理量控制继电器，所述继电器连接在所述电池与从所述电池供应电力的预定装置之间；
当所述电池的所述物理量在所述继电器处于断开状态的同时已经连续满足预定条件达第一时期时，连接所述继电器；以及
依据所述预定信号是否已经被所述一个以上的处理器检测到来改变所述第一时期。
2.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述一个以上的处理器被配置为：
判定所述电池的状态；以及
当在所述继电器处于所述断开状态的同时做出所述电池具有异常的判定时，维持所述继电器的所述断开状态。
3.根据权利要求2所述的控制装置，其特征在于，所述一个以上的处理器被配置为：
响应于预定状态的检测判定所述电池处于暂时异常；以及
当所述电池已经连续处于暂时异常达第二时期时，判定所述电池具有异常。
4.根据权利要求3所述的控制装置，其特征在于，所述一个以上的处理器被配置为，当在判定所述电池处于暂时异常的状态下检测到所述预定信号时，将所述第一时期改变为与当未检测到所述预定信号时使用的所述第一时期不同的值。
5.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述一个以上的处理器被配置为，相比于未检测到所述预定信号时，当检测到所述预定信号时减小所述第一时期。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的控制装置，其特征在于，所述一个以上的处理器被配置为，当所述继电器处于所述断开状态并且经由所述继电器连接至所述电池的外部充电器的输出等于或者小于预定值时，维持所述继电器的所述断开状态。
7.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于：
所述控制装置安装在车辆上；并且
所述预定信号为指示在所述控制装置与涉及所述车辆的操作的系统之间已经建立通信的信号。
8.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述预定条件为所述继电器的一端与另一端之间的电压差等于或者小于预定电压值。
9.一种控制方法，其由控制装置的计算机执行，所述控制装置控制电池，所述控制方法的特征在于包括：
获取所述电池的物理量；
检测预定信号；
当所述电池的所述物理量在继电器处于断开状态的同时已经连续满足预定条件达第一时期时连接所述继电器，所述继电器连接在所述电池与从所述电池供应电力的预定装置之间；以及
依据是否已经检测到所述预定信号来改变所述第一时期。
10.一种非暂时性存储介质，其存储能够由控制装置的一个以上的处理器执行的指令，所述控制装置控制电池并且使所述一个以上的处理器执行功能，所述功能的特征在于包括：
获取所述电池的物理量；
检测预定信号；
当所述电池的所述物理量在继电器处于断开状态的同时已经连续满足预定条件达第一时期时连接所述继电器，所述继电器连接在所述电池与从所述电池供应电力的预定装置之间；以及
依据是否已经检测到所述预定信号来改变所述第一时期。
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