电源控制装置、控制方法和存储介质

技术领域

本公开涉及控制从电力供给源到多个负载的电力供给的车辆电源控制装置等。

背景技术

日本未审查专利申请公开第2018-182935号(JP 2018-182935 A)公开了一种电源系统，其使用由电容器制成的蓄电元件作为主电力供给源的备用，以在诸如主电力供给源的电压损失的电力故障的情况下执行从蓄电元件到负载的电力的备用供给。

发明内容

当多个负载同时需要备用电力供给时，可以想到为这些负载设置的致动器(ACT)所消耗的突入电流可能会重叠。如果由于突入电流的重叠而导致大量电流流过电力供给线路，由于电容器的寄生电阻和布线电阻而发生瞬时电压降，这可能妨碍备用电力供给的运行。

鉴于上述问题作出本公开，并且本公开的目的是提供一种电源控制装置等，其能够抑制备用电力供给中由负载所消耗的突入电流的重叠。

为了解决上述问题，本公开的技术的一个方案是一种用于车辆的电源控制装置。所述电源控制装置是控制从用于第一电力供给源的备用而设置的第二电力供给源向多个负载的电力供给的装置。所述电源控制装置包括：切换单元，其在第一模式和第二模式之间切换，在所述第一模式中，所述第二电力供给源的电力被供给到第一负载而不被供给到第二负载，在所述第二模式中，所述第二电力供给源的所述电力被供给到所述第二负载而不被供给到所述第一负载；以及控制单元，其基于所述车辆的状态来控制所述切换单元的模式切换。

根据本公开的电源控制装置等，由于向第一负载的电力供给和向第二负载的电力供给不会同时发生，因此可以在使用第二电力供给源的电力的备用电力供给中抑制由多个负载所消耗的突入电流的重叠。

附图说明

下面将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意义，其中相同的标号表示相同的元件，并且其中：

图1是根据本公开的实施例的电源控制装置及其外围部件的功能框图；

图2是由电源控制装置执行的电力供给控制的处理流程图；以及

图3是根据由电源控制装置执行的修改例的电力供给控制的处理流程图。

具体实施方式

在根据本公开的车辆电源控制装置中，当主电源发生故障且有必要使用冗余电源为门解锁系统和制动系统提供备用电力供给时，由门解锁致动器的操作而产生的突入电流和由制动致动器的操作而产生的突入电流不会重叠。这使得可以避免由于从冗余电源的大电流的放电而导致在输出电压中的瞬间下降。

在下文中，将参照附图详细描述本公开的实施例。

实施例

配置

图1是根据本公开的实施例的电源控制装置100及其外围部件的功能框图。图1所示的功能框包括电源控制装置100、包括SBW系统210、门解锁系统220和制动系统230的多个系统以及第一电力供给源300。电源控制装置100、SBW系统210、门解锁系统220、制动系统230和第一电力供给源300安装在车辆上。

第一电力供给源300是向SBW系统210、门解锁系统220和制动系统230供给电力的主电源(+B电源)。作为第一电力供给源300，可以例示出预定的电源配置，诸如包括产生电力的交流发电机和将产生的电力转换成预定电压的直流-直流(DC/DC)转换器，或者诸如铅蓄电池的可充电二次电池(辅助蓄电池)。

诸如SBW系统210、门解锁系统220和制动系统230的系统是用于实现与车辆相关的预定功能的车载装置(车载负载)，并且尤其需要冗余电源配置。这些系统均被连接和配置为使得能够在没有电源控制装置100的情况下从第一电力供给源300接收主电力供给(未示出)，并且基于第一电力供给源300从电源控制装置100接收备用电力供给。安装在车辆上的系统不限于图1所示出的系统。

SBW系统210是一种线控换档(SBW)控制装置，通过该装置，可以通过电信号改变变速器(未示出)中的齿轮级。SBW系统210包括作为将驾驶员的换档操作转换成电信号的电子控制单元的SBW_ECU 212，以及作为基于由SBW_ECU 212指示的电信号改变齿轮级的致动器的SBW_ACT 211。在SBW_ACT 211中，例如，当车门打开时，在执行控制以将换档位置置于驻车位置的时刻产生负载电流。

门解锁系统220是一种锁定/解锁控制装置，其可以利用电信号锁定/解锁车门。门解锁系统220包括门解锁ECU 222和门解锁ACT 221，门解锁ECU 222是将驾驶员的锁定/解锁操作转换成电信号的电子控制单元，门解锁ACT 221是基于由门解锁ECU 222指示的电信号来改变车门的锁定状态和解锁状态的致动器。在门解锁ACT 221中，例如，在从车辆发生碰撞起已经经过预定时间(例如，10秒)时产生负载电流。

制动系统230是能够在车辆上产生制动力的制动控制装置。制动系统230包括制动ECU 232和制动ACT 231，制动ECU 232是将驾驶员的制动操作转换成电信号的电子控制单元，制动ACT 231是基于由制动ECU 232指示的电信号来产生制动力的致动器。在制动ACT231中，例如，在主电源的故障后，当驾驶员输入制动操作时，产生负载电流。

电源控制装置100为子电源(冗余电源)，当由于第一电力供给源300的电力故障，从第一电力供给源300向SBW系统210、门解锁系统220和制动系统230的电力供给发生异常时，用于向SBW系统210、门解锁系统220和制动系统230执行电力的备用供给。

图1所示的电源控制装置100包括第二电力供给源110、充电/放电电路120、检测单元130、切换单元140、控制单元150和多个继电器161至165。

第二电力供给源110例如是可充电二次电池，诸如锂离子电池或诸如电容器的蓄电元件。第二电力供给源110被设置用于第一电力供给源300的备用。第二电力供给源110连接到充电/放电电路120，以便能够对第一电力供给源300的电力进行充电，并且将由其自身存储的电力放电到SBW系统210、门解锁系统220和制动系统230。

充电/放电电路120是用于经由继电器161从第一电力供给源300输入电力并将电力输出到第二电力供给源110的电路。此外，充电/放电电路120是用于从第二电力供给源110输入电力并经由继电器162至165和切换单元140向SBW系统210、门解锁系统220和制动系统230输出电力的电路。例如，DC/DC转换器可以被用于充电/放电电路120。充电/放电电路120可以基于来自控制单元150等的指令来对第二电力供给源110进行充电/放电。

检测单元130被配置为检测车辆的预定状态。检测单元130检测第一电力供给源300中发生异常(例如电力故障)的状态作为车辆的预定状态(第一检测单元)。此外，检测单元130检测车辆已经发生碰撞的状态或车辆的速度已经降低的状态作为车辆的预定状态(第二检测单元)。当检测单元130检测到车辆的预定状态时，它被通知给控制单元150。

切换单元140被配置为将电力供给的状态从第一电力供给源300或第二电力供给源110切换至门解锁ACT 221和制动ACT 231。切换单元140设置有“第一模式”和“第二模式”，“第一模式”是其中第二电力供给源110的电力被供给到制动ACT 231(第一负载)而不被供给到门解锁ACT 221(第二负载)的状态，“第二模式”是其中第二电力供给源110的电力被供给到门解锁ACT 221(第二负载)而不被供给到制动ACT 231(第一负载)的状态。切换单元140可以基于来自控制单元150的指令选择性地在第一模式和第二模式之间切换。切换单元140可以通过将能够在电导通/断开之间切换的继电器插入充电/放电电路120和制动ACT231之间(第一继电器)以及充电/放电电路120和门解锁ACT 221之间(第二继电器)来被配置。

控制单元150被配置为基于由检测单元130检测到的车辆的状态来控制用于对切换单元140中的电力供给状态(第一模式或第二模式)进行切换的模式切换，并且例如是微型计算机。控制单元150还可以控制充电/放电电路120的状态。此外，控制单元150可以控制多个继电器161至165的导通/断开状态。稍后将描述由控制单元150执行的控制的细节。

多个继电器161至165是可以基于来自控制单元150等的指令在电导通/断开状态之间切换的切换元件。继电器161的一端子连接到第一电力供给源300，并且另一端子连接到充电/放电电路120。继电器162的一端子连接到充电/放电电路120，并且另一端子连接到SBW_ACT 211。继电器163的一端子连接到充电/放电电路120，并且另一端子连接到SBW_ECU212。继电器164的一端子连接到充电/放电电路120，并且另一端子连接到门解锁ECU 222。继电器165的一端子连接到充电/放电电路120，并且另一端子连接到制动ECU 232。继电器161至165的数量不限于图1所示的数量，并且根据连接到电源控制装置100的系统的数量而增加和减少。

上述电源控制装置100的部分或全部配置通常可以被配置为包括处理器、存储器、输入/输出接口等的电子控制单元(ECU)。当处理器读取并执行存储在存储器中的程序时，电子控制单元实现上述充电/放电电路120、检测单元130、切换单元140和控制单元150的部分或全部功能。

控制

接下来，进一步参考图2，将描述由电源控制装置100执行的控制。图2是图示出由电源控制装置100的各个部件执行的电力供给控制的处理过程的流程图。例如，当车辆的点火开启(IG-ON)时，开始图2所示的电力供给控制。

步骤S201

电源控制装置100完成第二电力供给源110中的必要充电。随着该充电完成，当第一电力供给源300中发生异常时，可以使用第二电力供给源110来执行对SBW系统210、门解锁系统220和制动系统230的备用电力供给。当第二电力供给源110的充电完成时，处理进行到步骤S202。

步骤S202

电源控制装置100判定检测单元130是否已经检测到第一电力供给源300中已经发生异常。第一电力供给源300的异常是其中电力不能从第一电力供给源300被供给到SBW系统210、门解锁系统220和制动系统230的状态，诸如电力故障或接地故障。当在第一电力供给源300中检测到异常时(步骤S202：是)，处理进行到步骤S203，并且当在第一电力供给源300中没有检测到异常时(步骤S202：否)，该电力供给控制结束。

步骤S203

电源控制装置100通过切换单元140和控制单元150控制向SBW系统210、门解锁系统220和制动系统230的备用电力供给状态。具体地，电源控制装置100控制SBW_ACT 211、SBW_ECU 212、门解锁ECU 222、制动ACT 231和制动ECU 232中的每一个，使得可以供给电力(导通状态)，并且仅控制门解锁ACT 221处于不能被供给电力的状态(断开状态)。即，切换单元140切换到第一模式。

当第一电力供给源300中存在异常时选择第一模式的原因是，当发生异常时，车辆可能正在行驶，并且在这种情况下，应该优先考虑对驾驶员的制动操作的快速响应，而不是车门的解锁操作。通过设定可以向第一模式供给电力的状态，例如，即使同时输入制动操作和门解锁操作，也仅接受制动操作，并且两个操作的突入电流不重叠。当系统的备用电力供给状态被控制为第一模式时，处理进行到步骤S204。

步骤S204

电源控制装置100判定检测单元130是否已经检测到车辆已经发生碰撞。车辆的碰撞例如是与诸如前方车辆、迎面而来的车辆、交通信号灯或护栏的目标的追尾碰撞或接触。当检测到车辆发生碰撞时(步骤S204：是)，处理进行到步骤S205，并且当没有检测到车辆发生碰撞时(步骤S204：否)，处理进行到步骤S207。

步骤S205

电源控制装置100通过切换单元140和控制单元150来控制向SBW系统210、门解锁系统220和制动系统230的备用电力供给状态。具体地，电源控制装置100控制SBW_ACT 211、SBW_ECU 212、门解锁ACT 221、门解锁ECU 222和制动ECU 232，使得可以被供给电力(导通状态)，并且仅控制制动ACT 231处于不能被供给电力的状态(断开状态)。即，切换单元140切换到第二模式。

在第一电力供给源300中发生异常后的车辆碰撞的情况下设定第二模式的原因是，由于碰撞，车辆的速度已经变得极低或车辆已经停止的可能性很高，并且在这种情况下，驾驶员将操作制动器的可能性很低，应该优先考虑解锁车门以逃离。通过设定可以向第二模式供给电力的状态，例如，即使同时输入制动操作和门解锁操作，也仅接受门解锁操作，并且两个操作的突入电流不重叠。当向系统的备用电力供给状态被控制为第二模式时，处理进行到步骤S206。

步骤S206

电源控制装置100从第二电力供给源110向门解锁系统220供给备用电力。此时，备用电力也从第二电力供给源110被供给到SBW系统210和制动ECU 232。当执行对门解锁系统220的备用电力供给时，该电力供给控制结束。

步骤S207

电源控制装置100从第二电力供给源110向制动系统230供给备用电力。此时，备用电力也从第二电力供给源110供给到SBW系统210和门解锁ECU 222。当执行对制动系统230的备用电力供给时，该电力供给控制结束。

应注意，可以使用SBW_ACT 211或其他致动器代替门解锁ACT 221来作为用于控制备用电力的供给状态的致动器。在这种情况下，可以对根据车辆碰撞的检测而切换的第一模式和第二模式之间的切换顺序进行切换来进行控制。

修改例

图3是图示出根据由电源控制装置100的各个部件执行的修改例的电力供给控制的处理过程的流程图。图3所示出的修改例的电力供给控制用步骤S304的处理代替图2的步骤S204的处理。该修改例的电力供给控制中的其他处理与图2的电力供给控制中的处理相同，因此将省略一部分描述。

当在步骤S203中向SBW系统210、门解锁系统220和制动系统230的备用电力供给状态被控制为第一模式时，处理进行到步骤S304。

步骤S304

电源控制装置100判定检测单元130是否已经检测到车辆的速度已经降低至等于或小于预定值的值。这种判定与车辆碰撞的判定是同义的，因此在假设车辆的速度将由于车辆的碰撞而降低的情况下，可以将预定值设定为尽可能小的值(例如，小于5km/h)。当检测到车辆的速度已经变得等于或小于预定值时(步骤S304：是)，处理进行到步骤S205，并且当没有检测到车辆的速度已经变得等于或小于预定值时(步骤S304：否)，处理进行到步骤S207。

在步骤S205中，向SBW系统210、门解锁系统220和制动系统230的备用电力供给状态被控制为第二模式。当在第一电力供给源300中发生异常之后车速降低时设定第二模式的原因是，如在上述车辆碰撞的情况下，在车辆的速度已经变得极低或者车辆已经停止的情况下，驾驶员将操作制动器的可能性很低，并且应该优先考虑解锁车门以便逃离。

操作和效果

如上所述，在根据本公开的实施例的电源控制装置100中，当从作为第一电力供给源300(主电源)的备用的第二电力供给源110(冗余电源)向SBW系统210、门解锁系统220和制动系统230供给电力时，基于车辆碰撞的判定或车速降低的判定，只有门解锁ACT 221和制动ACT 231中的一个被控制到不被供给备用电力的状态。

通过该控制，即使驾驶员同时指示制动操作和门解锁操作，也仅接受制动操作或门解锁操作。因此，由于制动操作的执行而导致的突入电流和由于门解锁操作的执行而导致的突入电流不重叠，避免了从第二电力供给源110放电。因此，可以抑制第二电力供给源110的输出电压的瞬时大幅下降，并且避免妨碍来自第二电力供给源110的备用电力供给的操作(控制微计算机的复位等)。

此外，由于无需增加作为第二电力供给源110的电容器等的容量，因此可以防止电源控制装置100的成本、重量和尺寸的增加。此外，无需采取诸如预先将第二电力供给源110的输出电压设定为高以准备电压下降的对策，并且可以抑制电容器等的寿命的劣化。

尽管上文已经描述了本公开的技术的一个实施例，但除电源控制装置外，本公开可以被解释为例如由电源控制装置执行的方法、该方法的程序、存储该程序的计算机可读非暂时性存储介质以及包括电源控制装置的车辆。

本公开的电源控制装置可以用作用于车辆的备用集成电源，该车辆具有为诸如SBW/门解锁/制动的多个系统(负载)供给备用电力的蓄电单元。