控制装置及控制方法与流程

本发明涉及用于车辆的电制动器装置的控制装置和控制方法。

背景技术：

具有用于自动执行停车的自动停车功能的车辆设置有电制动器装置，该电制动器装置从控制自动停车功能的车载装置接收命令，而不是接收来自用户的制动器踏板操作，并操作制动器。已经广泛地知道一种技术，其中主电力供应系统和辅助电力供应系统的两个系统被设置为将电力供应至电制动器装置的电力供应系统，并且，当主电力供应系统故障时，通过由辅助电力供应系统紧急操作电制动器装置来使车辆制动和停止。

例如，第2015-160591号日本未审查专利申请公开(jp2015-160591a)公开了设置有发电装置的电制动器装置，该发电装置将在车辆的行驶期间生成的动能的一部分转换成电能并利用其为备用电力供应装置充电，当主电力供应装置中的电力未达到设定的基准时，该电制动器装置能够使用辅助电力供应装置驱动电动机。

此外，第2004-322987号日本未审查专利申请公开(jp2004-322987a)公开了用于电制动器的电力供应装置，该电力供应装置设置有主电池和由电容器组成的辅助电力供应装置，以及当检测到主电池的电压低于基准值的异常时，从辅助电力供应装置供应电力至制动器。

技术实现要素：

在jp2015-160591a和jp2004-322987a中，在检测到主电力供应系统中的故障之后，辅助电力供应系统被电连接至电制动器装置。通常通过使用继电器等来执行这种电连接。然而，由于继电器等的操作需要给定的时间，存在发生从当检测到主电力供应系统中的故障的时间到当由辅助电力供应系统开始电力供应的时间的时滞的可能性，并且发生电力供应中的暂时停电。当在自动停车的执行期间发生电力供应中的暂时停电时，在停电期间制动器不能操作，使得不可能立即使车辆制动。

本发明提供用于电制动器装置的控制装置和控制方法，即使当主电力供应系统故障时也能够通过使用辅助电力供应系统来快速地使车辆制动和停止。

本发明的第一方面是设置在车辆中的控制器，该车辆包括：电制动器装置；第一电力供应系统和第二电力供应系统，其配置为供应电力至电制动器装置；以及继电器，其设置在电制动器装置和第二电力供应系统之间。该控制器包括：故障检测单元，其配置为检测第一电力供应系统中的故障，和电力供应系统控制单元，其配置为基于故障检测单元的检测结果控制向电制动器装置的电力供应。该电力供应系统控制单元配置为：在车辆的自动停车功能的执行开始的情况下闭合继电器；在自动停车功能的执行期间，当故障检测单元没有检测到第一电力供应系统中的故障时，通过将第二电力供应系统的目标输出电压设定为低于第一电力供应系统的输出电压的第一电压，使第一电力供应系统供应电力至电制动器装置，而不使第二电力供应系统供应电力至电制动器装置；并且在自动停车功能的执行期间，当故障检测单元检测到第一电力供应系统中的故障时，通过将第二电力供应系统的目标输出电压设定为其中电制动器装置可操作的范围内的电压，使第二电力供应系统供应电力至电制动器装置。

在第一方面中，第二电力供应系统可以包括作为电源的电容器。电力供应系统控制单元可以在点火关断之后执行使电容器放电的处理。

在第一方面中，电力供应系统控制单元可以获取电容器的电压，并且当电容器的电压通过放电的处理变得低于预定的下限电压时，结束放电的处理。

在第一方面中，故障检测单元可以获取第一电力供应系统的输出电压，并且当第一电力供应系统的输出电压等于或低于预定的故障检测电压时，检测第一电力供应系统中的故障。

在第一方面中，当其中第一电力供应系统的输出电压等于或低于预定的故障检测电压的状态持续预定的时间时，故障检测单元可以检测第一电力供应系统中的故障。

在第一方面中，电力供应系统控制单元可以获取车辆的速度，并且在自动停车功能的执行期间，当第一电力供应系统没有故障并且车辆的速度变得低于预定的速度时，通过将第二电力供应系统的目标输出电压设定为高于第一电压，使第二电力供应系统供应电力至电制动器装置。

在第一方面中，可以基于电容器的电压确定第二电力供应系统的目标输出电压。

在第一方面中，预定的速度可以被设定为，使得即使当开始从所述第二电力供应系统至所述电制动器装置的电力供应时也确保电容器的一定的电力存储量，以及然后，当第一电力供应系统故障时，第二电力供应系统的输出电压被维持在电制动器装置的操作电压直到车辆停止。

本发明的第二方面是控制车辆的控制方法，该车辆包括：电制动器装置；第一电力供应系统和第二电力供应系统，其配置为供应电力至电制动器装置；以及继电器，其设置在电制动器装置和第二电力供应系统之间。该控制方法包括：检测第一电力供应系统中的故障的步骤；在车辆的自动停车功能的执行开始的情况下闭合继电器的步骤；在自动停车功能的执行期间，当没有检测到第一电力供应系统中的故障时，通过将第二电力供应系统的目标输出电压设定为低于第一电力供应系统的输出电压的第一电压，使第一电力供应系统供应电力至电制动器装置，而不使第二电力供应系统供应电力至电制动器装置的步骤；并且在自动停车功能的执行期间，当检测到第一电力供应系统中的故障时，通过将第二电力供应系统的目标输出电压设定为其中电制动器装置可操作的范围内的电压，使第二电力供应系统供应电力至电制动器装置的步骤。

通过本发明的每个方面，能够提供用于电制动器装置的控制装置和控制方法，其能够去除当作为主电力供应系统的第一电力供应系统故障时由用于连接作为辅助电力供应系统的第二电力供应系统的继电器操作而导致的时滞，从而快速地使车辆制动和停止。

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显著性，其中相似的附图标记表示相似的元件，并且其中：

图1是根据本发明的一个实施例的控制装置及其周边部(periphery)的示意性配置的图；

图2是根据本发明的一个实施例的由控制装置执行的控制的流程图；

图3是描述根据本发明的一个实施例的由控制装置进行的控制的图；

图4是描述根据本发明的一个实施例的由控制装置进行的控制的另一图；

图5是描述根据本发明的一个实施例的由控制装置进行的控制的再一图；和

图6是描述根据本发明的一个实施例的由控制装置进行的控制的又一图。

具体实施方式

在本发明的一个实施例中，能够从第一电力供应系统(主电力供应系统)和第二电力供应系统(辅助电力供应系统)供应电力至电制动器装置。在自动停车功能的执行的开始时，电制动器装置和第二电力供应系统预先通过继电器彼此连接。在自动停车功能的执行期间，当第一电力供应系统没有故障时，第二电力供应系统的目标输出电压被设定为低的，使得仅从第一电力供应系统而不从第二电力供应系统供应电力。在自动停车功能的执行期间，当第一电力供应系统故障时，第二电力供应系统的目标输出电压被设定为其中电制动器装置可以操作的电压，并且通过操作电制动器装置使车辆停止。这样，能够去除当第一电力供应系统故障时由用于将电制动器装置连接至第二电力供应系统的继电器操作而导致的时滞，因此与当在第一电力供应系统故障之后执行继电器操作时相比，快速地使车辆制动和停止。

以下在本文中，将参照附图详细描述本发明的一个实施例。

实施例

配置

图1是图示根据本发明的一个实施例的搭载在车辆上的控制装置10和控制装置10的周边部的示意性配置的图。将参照图1描述每个配置。车辆的类型没有特别地限制，并且其示例包括汽油车、混合动力车(hybridvehicle，hv)和电动车(electricvehicle，ev)。在图1中，电力线由实线表示，并且控制信号线由虚线表示。

电制动器装置

电制动器装置40基于来自要在后面描述的自动停车控制装置100的命令使车辆制动。电制动器装置40包括执行器和根据来自自动停车控制装置100的命令控制执行器的控制单元。电制动器装置40可以从要在后面描述的第一电力供应系统20和第二电力供应系统30接收电力供应。电制动器装置40的类型不受限制，只要其是能够通过来自车载装置(诸如自动停车控制装置100)的电控制信号而操作的制动系统(线控制动)即可。例如，执行器可以是在液压制动器中基于控制信号控制液压的电泵、阀等。替代性地，执行器可以是在能够可变地控制再生制动器和液压制动器之间的操作分布的电制动器控制中基于控制信号控制液压而不是助推器的马达。替代性地，执行器可以是在电动地生成摩擦构件的驱动力(诸如用于将盘式制动块(brakepad)压向制动转子的力(或将鼓式制动蹄片(brakeshoe)压向制动鼓的力))的并且将驱动力直接地传递至摩擦构件而不使用液压的直接驱动电制动器中基于控制信号而生成驱动力的电装置。

第一电力供应系统

第一电力供应系统20是供应电力至电制动器装置40的主电力供应系统。第一电力供应系统20包括例如第一电池21、第二电池23以及设置在它们之间的第一dcdc转换器(第一ddc)22。

第一电池21可以是例如利用从车辆外部供应的电力或由设置在车辆中的发电机生成的电力充电的锂离子电池。第二电池23可以是例如具有输出电压低于第一电池21的输出电压的铅蓄电池。第一dcdc转换器22将第一电池21的输出转换为预定电压。来自第一dcdc转换器22的输出和来自第二电池23的输出变为来自第一电力供应系统20的输出。第一dcdc转换器22的输出还用于对第二电池23充电。第一电力供应系统20可以供应电力至控制装置10、自动停车控制装置100等，并且还可以供应电力至一个或多个装置，诸如灯(负载90)。

第二电力供应系统

第二电力供应系统30包括第二dcdc转换器(第二ddc)31、连接至第二dcdc转换器31的电容器32、以及第一继电器33。第一继电器33被安装为使得在闭合状态下能够通过使电容器32的端子短路而形成电容器32的放电路径。电容器32是第二电力供应系统30的电源。

第二dcdc转换器31可以执行双向电压转换输出。具体地，第二dcdc转换器31将电容器32的输出转换为要在下面描述的目标输出电压，并且使其成为第二电力供应系统30的输出。此外，第二dcdc转换器31将通过要在下面描述的第二继电器80供应的第一电力供应系统20的输出转换为预定电压，并将其供应至电容器32，从而对电容器32进行充电。

第一整流器元件(二极管)50安装在第一电力供应系统20和电制动器装置40之间。第一整流器元件50具有作为流入侧的连接至第一电力供应系统20的一端，以及作为流出侧的连接至电制动器装置40的另一端。

第三继电器70和第二整流器元件(二极管)60串联安装在第二电力供应系统30和电制动器装置40之间。第二整流器元件60具有作为流入侧的连接至第二电力供应系统30的一端，以及作为流出侧的连接至电制动器装置40的另一端。

第二继电器80安装在第一电力供应系统20和第二电力供应系统30之间。

第一整流器元件50和第二整流器元件60的流出侧彼此连接并且具有相同电位。上述流出侧可以如图示在电制动器装置40的外部连接，或可以在电制动器装置40的内部连接。

控制装置

控制装置10控制从第二电力供应系统30到电制动器装置40的电力供应。控制装置10包括故障检测单元11和电力供应系统控制单元12。控制装置10典型地是包括处理器、存储器、输入/输出接口等的电子控制单元(electroniccontrolunit，ecu)。

故障检测单元11检测第一电力供应系统20中是否存在故障。尽管由故障检测单元11检测故障的方法没有特别限制，但是在本实施例中，例如，故障检测单元11基于由电压传感器(未图示)测量的第一电力供应系统20的输出电压来检测故障。

电力供应系统控制单元12可以从自动停车控制装置100获取指示自动停车功能的执行状态的信息，从故障检测单元11获取第一电力供应系统20中的故障的检测结果，以及获取电容器32的电压(电力存储量)的测量结果。此外，电力供应系统控制单元12可以从设置在车辆中的各种装置适当地获取指示车辆的点火导通/关断的电力供应状态的信息或指示车辆的各种操作状态(诸如车辆的速度)的信息。电力供应系统控制单元12基于上述状态、从故障检测单元11获取的第一电力供应系统20中的故障的检测结果等，控制第一继电器33、第二继电器80和第三继电器70，并通过控制第二电力供应系统30的第二dcdc转换器31来设定第二电力供应系统30的目标输出电压，从而控制向电制动器装置40的电力供应。

自动停车控制装置

自动停车控制装置100安装在车辆中用于实现自动停车功能。当从用户接收到停车指令时，自动停车控制装置100通过基于例如由设置在车辆中的各种传感器测量的关于车辆及其周围环境的信息生成用于控制车辆的驱动力、制动力、转向角等的命令，并将该命令输出至设置在车辆中的引擎或马达的控制装置、电制动器装置40、转向控制装置等来控制车辆，使得车辆可以被自动地停放在停车位中。

此外，由自动停车控制装置100实现的自动停车功能的类型不受限制。自动停车功能的类型的示例包括：在停车位的附近根据来自坐在驾驶员座位上的用户的指令在停车位中停车、根据来自已在停车位的附近离开车辆的用户的指令在停车位中远程停车、以及根据来自已在停车场的入口处离开车辆的用户的指令使车辆从停车场的入口移动到停车位并停放在停车位中的自动代客停车。

控制

将进一步参照附图描述在自动停车功能的执行期间由控制装置10执行的电力供应系统的控制。图2是图示由控制装置10执行的控制处理的序列的流程图。图3至图6是描述第一电力供应系统20、第二电力供应系统30和电制动器装置40之间的电连接状态的图。在图3至图6中，由第一继电器33、第二继电器80和第三继电器70的状态限定的连接路径由粗阴影线表示。图2中图示的控制是从根据来自用户的指令由自动停车控制装置100的自动停车功能的执行开始的控制的示例。

图3图示在车辆的点火导通状态中自动停车功能的执行的开始之前的连接状态。在自动停车功能的执行的开始之前的状态中，控制装置10的电力供应系统控制单元12断开第三继电器70，并且第二电力供应系统30的输出未连接至电制动器装置40。因此，电制动器装置40利用仅来自第一电力供应系统20的电力供电。此外，控制装置10的电力供应系统控制单元12通过断开第一继电器33并闭合第二继电器80，利用第一电力供应系统20的输出对电容器32充电。

将参照图2描述当执行自动停车功能时由控制装置10执行的处理。

步骤s101：当从自动停车控制装置100获取指示已经开始自动停车功能的执行的信息时，电力供应系统控制单元12闭合第三继电器70，并断开第二继电器80。

通过以上处理，如图4所示，不仅第一电力供应系统20而且第二电力供应系统30可以分别供应电力至电制动器装置40。

步骤s102：当第一电力供应系统20没有故障时，电力供应系统控制单元12通过控制第二电力供应系统30的目标输出电压来抑制从第二电力供应系统30到电制动器装置40的电力供应。在本实施例中，电力供应系统控制单元12通过将第二电力供应系统30的目标输出电压设定为低于第一电力供应系统20当其没有故障时的输出电压的并且不施加正向偏压至第二整流器元件60的第一电压vb1，来抑制从第二电力供应系统30到电制动器装置40的电力供应。例如，第一电压vb1被设定为低于通过监控当第一电力供应系统20没有故障时的输出电压而获得的实际测量值。替代性地，第一电压vb1可以被设定为低于当第一电力供应系统20没有故障时的输出电压的假定范围。然而，第一电压vb1不必太低，并且可以高于例如要在下面描述的预定的故障检测电压vd。这样，当第一电力供应系统20故障时，电力可以快速地从第二电力供应系统30供应至电制动器装置40。该处理可以在步骤s101之前执行。

步骤s103：故障检测单元11检测第一电力供应系统20中是否存在故障。当检测到第一电力供应系统20中的故障时(步骤s103中为“是”)，该处理进行到步骤s104。当没有检测到故障时(步骤s103中为“否”)，该处理进行到步骤s106。

故障检测单元11可以通过获取第一电力供应系统20的输出电压并且检测所获取的输出电压等于或小于故障检测电压vd的事实来检测第一电力供应系统20中的故障。故障检测电压vd被设定为例如低于当第一电力供应系统20没有故障时的输出电压的假定范围。替代性地，为了更准确地检测故障，当其中第一电力供应系统20的输出电压等于或低于预定的故障检测电压vd的状态持续预定的时间时，故障检测单元11可以检测故障。

步骤s104：当从故障检测单元11获取指示检测到故障的检测结果时，电力供应系统控制单元12将第二电力供应系统30的目标输出电压设定为电制动器操作电压vf。具体地，通过向第二dcdc转换器31发出与目标输出电压相对应的命令来设定目标输出电压。这样，如图5所示，电力实际上可以从第二电力供应系统30供应至电制动器装置40。从当发出用于设定目标输出电压的命令时到当第二电力供应系统30的输出电压实际遵循该命令时的时间段通常短于用于断开和闭合继电器的时间段。电制动器操作电压vf是其中电制动器装置40能够使车辆停止的范围内的电压，并且可以是固定值或可变值，只要其在该范围内即可。此外，电力供应系统控制单元12通过操作电制动器装置40来使车辆制动。此外，如上所述，当在步骤s102中作为第二电力供应系统30的目标输出电压的第一电压vb1被设定为高于故障检测电压vd时，与当第一电压vb1被设定为等于或小于故障检测电压vd时相比，在该步骤中，能够缩短从当第二电力供应系统30的目标输出电压被设定为电制动器操作电压vf时到当输出电压实际达到电制动器操作电压vf时所需的时间段。

步骤s105：电力供应系统控制单元12获取信息(诸如车辆的速度)，并判断车辆是否可以停止。当车辆可以停止时(步骤s105中为“是”)，该处理进行到步骤s110。否则(步骤s105中为“否”)，重复步骤s105，直到确认车辆已经停止。

步骤s106：电力供应系统控制单元12获取车辆的速度并且判断车辆的速度是否低于要在下面描述的预定的速度spd。当车辆的速度低于速度spd时(步骤s106中为“是”)，该处理进行到步骤s107。否则(步骤s106中为“否”)，该处理返回到步骤s103。

步骤s107：电力供应系统控制单元12通过增加第二电力供应系统30的目标输出电压来控制第二电力供应系统30，使得即使当第一电力供应系统20没有故障时，电力也从第二电力供应系统30供应至电制动器装置40。例如，电力供应系统控制单元12将第二电力供应系统30的目标输出电压设定为第二电压vb2，该第二电压vb2是基于第一电力供应系统20的输出电压以及第一整流器元件50和第二整流器元件60的电压降量来确定的，并且该第二电压vb2等于或高于施加正向偏压施加至第二整流器元件60的电压。这样，电力从第一电力供应系统20和第二电力供应系统30二者或者仅从第二电力供应系统30供应至电制动器装置40。如上所述，在通过电制动器装置40的操作使车辆的速度变得低于速度spd之后接近停车的结束时，电力从第二电力供应系统30供应至电制动器装置40。因此，可以有效地利用电容器32中充电的电力，并且可以抑制车辆的燃料效率的恶化。速度spd被设定为，使得即使当开始从第二电力供应系统30到电制动器装置40的电力供应时，也可以确保电容器32的一定的电力存储量，并且此后，当第一电力供应系统20故障时，第二电力供应系统30的输出电压可以被可靠地维持在电制动器操作电压vf直到车辆停止。

步骤s108：电力供应系统控制单元12可以从自动停车控制装置100获取指示自动停车功能的执行已经结束的信息，并判定自动停车功能的执行是否已经结束。当自动停车功能的执行已经结束时(步骤s108中为“是”)，该处理进行到步骤s109。否则(步骤s108中为“否”)，该处理返回到步骤s103。

步骤s109：控制装置10获取指示车辆的电力供应状态的信息，并判断点火是否已经关断。当点火已经关断时(步骤s109中为“是”)，该处理进行到步骤s110。否则(步骤s109中为“否”)，重复步骤s109，直到确认点火关断为止。此外，在自动停车功能的执行结束之后，根据例如来自自动停车控制装置100或用户的指令来关断点火。

步骤s110：如图6所示，电力供应系统控制单元12通过断开第三继电器70并闭合第一继电器33来开始使电容器32放电。此外，在该处理中，尽管电力供应系统控制单元12不必须断开第三继电器70，但是通过断开第三继电器70，能够可靠地抑制在放电时对电制动器装置40或第一电力供应系统20的意外影响。

步骤s111：电力供应系统控制单元12获取电容器32的电压，并判断该电压是否已经变得低于预定的下限电压ve。当电容器32的电压变得低于下限电压ve时(步骤s111中为“是”)，该处理结束。否则(步骤s111中为“否”)，重复步骤s110。下限电压ve被设定为即使长时间放置电容器32也不会劣化的电压。这样，能够抑制电容器32的劣化。此外，能够抑制电力供应系统控制单元12长时间待机直到电容器32完全放电。

电力供应系统控制单元12可以在步骤s110的处理之前获取电容器32的电压，并且当所获取的电压低于下限电压ve时，结束处理而不执行步骤s110和s111。此外，第二电力供应系统30可以设置有代替电容器32的另一电力供应源(诸如二次电池)。在这种情况下，当电力供应源即使不被放电也不会劣化时，可以省略步骤s110和s111中的放电处理。

有利效果

如上所述，根据本发明的一个实施例的控制装置10在自动停车功能的执行的开始时预先闭合第三继电器70，使得第二电力供应系统30电连接至电制动器装置40。这样，在第一电力供应系统20故障之后，能够消除由于切换当通过继电器等将第二电力供应系统30电连接至电制动器装置40时所需的继电器的状态而导致的时滞。因此，即使当第一电力供应系统20故障时，也可以通过第二电力供应系统30快速地使车辆制动和停止。

此外，在其中第一电力供应系统20没有故障的状态中的第二电力供应系统30的目标输出电压被设定为低于在其中第一电力供应系统20没有故障的状态中的第一电力供应系统20的输出电压。这样，第二电力供应系统30中的电力不被供应至电制动器装置40，以及因此能够维持第二电力供应系统30的电力存储量，为第一电力供应系统20中的故障的发生做准备。

此外，当车辆的速度变得低于预定的速度spd时，第二电力供应系统30的目标输出电压被设定为等于或高于故障检测电压vd的预定的第二电压vb2。这样，在通过电制动器装置40的操作使车辆的速度变得低于速度spd之后接近停车的结束时，电力从第二电力供应系统30供应至电制动器装置40。因此，可以有效地利用电容器32中充电的电力，并且可以抑制车辆的燃料效率的恶化。

此外，取决于自动停车的类型，可以通过掉转(cutback)方向盘等来使车辆多次制动。在这种情况下，例如，在步骤s106中，控制装置10可以从自动停车控制装置100获取指示电制动器装置40的控制状态的信息。然后，仅当所获取的信息指示电制动器装置40正在针对自动停车中的最后停止而操作并且车辆的速度低于速度spd时，处理才可以进行到步骤s107。否则，处理可以返回到步骤s103。这样，在除了针对最后停止的制动之外的制动期间，能够维持电容器32的电力存储量，为第一电力供应系统20中的故障的发生做准备，而无需从第二电力供应系统30供应电力至电制动器装置40。

变型示例

在上面描述的实施例的步骤s106和s107中，尽管第二电力供应系统30的目标输出电压基于车辆的速度而改变，但是第二电力供应系统30的目标输出电压除了基于车辆的速度而改变之外还可以基于电容器32的电压而改变。例如，当电容器32的电压相对地高并且其电力存储量大时，第二电力供应系统30的目标输出电压被设定为相对地高，使得来自第二电力供应系统30的电力供应变大。这样，可以更有效地利用电容器32中充电的电力。此外，当电容器32的电压相对地低并且其电力存储量小时，第二电力供应系统30的目标输出电压被设定为相对地低，使得来自第二电力供应系统30的电力供应变小。这样，可以更可靠地维持电容器32中的电力存储量，为在第一电力供应系统20中故障的发生做准备。

此外，在步骤s104中，例如，控制装置10可以存储或获取其中记录了当第一电力供应系统20故障时的车辆的速度以及对应的电制动器操作电压vf的映射图(map)，并且电力供应系统控制单元12可以参照该映射图设定与速度相对应的电制动器操作电压vf。

本发明可以应用于车辆的电制动器装置等的电力供应控制装置。

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