DE112013006920T5 - Ausfall-Detektionsvorrichtung für Spannungssensor - Google Patents

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Abstract

Aufgabe: um den Ausfall in einem Spannungssensor, der Batteriespannung detektiert, zuverlässig zu detektieren, ohne fehlerhafte Bestimmung. Lösung: ein Stromsensor 4 detektiert Lade-/Entladestrom einer Batterie 3. Ein Lade-/Entladestrom-Änderungsbetrags-Berechnungsmittel S101 berechnet einen Lade-/Entladestrom-Änderungsbetrag dIs, basierend auf dem durch den Stromsensor 4 detektierten Strom. Ein Spannungssensor 5 detektiert die Spannung der Batterie 3. Ein Spannungs-Änderungsbetrags-Berechnungsmittel S102 berechnet einen Spannungs-Änderungsbetrag dVs, basierend auf der durch den Spannungssensor 5 detektierten Spannung. Falls der Lade-/Entladestrom-Änderungsbetrag dIs gleich oder größer einem vorbestimmten Wert ist und der Spannungs-Änderungsbetrag dVs kleiner als ein Ausfall-Bestimmungswert k ist, bestimmen Detektionsmittel S103 und S104, dass der Spannungssensor 5 ausgefallen ist.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Ausfall-Detektionsvorrichtung zum Detektieren eines Ausfalls bei einem Spannungssensors, insbesondere einem Spannungssensor zum Detektieren einer Batteriespannung eines Akkumulators.
  • HINTERGRUND
  • Ein Fahrzeug ist mit einem Akkumulator versehen, welcher durch einen mit einem Innenverbrennungsmotor über einen Riemen oder dergleichen verbundenen elektrischen Generator erzeugte elektrische Energie zeitweilig speichert, um benötigten Strom an elektrische Vorrichtungen zu liefern, selbst wenn der Innenverbrennungsmotor nicht rotiert und beispielsweise Strom nicht durch den elektrischen Generator erzeugt werden kann.
  • Falls ein solcher Akkumulator überladen oder über-entladen wird, wird der Verschleiß in dem Akku beschleunigt. Daher ist es im Falle der Verwendung eines Akkumulators notwendig, das Laden oder Entladen so durchzuführen, dass der Ladezustand SOC (state of charge) des Akkumulators nicht ein überladener oder ein über-entladener Zustand wird.
  • Als Mittel zum Detektieren des SOC in dem Akkumulator sind Mittel zum Berechnen des SOC, basierend auf der durch eine Spannungssensor detektierten Akkumulatorspannung, vorbekannt.
  • Jedoch wird im obigen Detektionsmittel, falls der Spannungssensor ausgefallen ist, das Laden oder Entladen basierend auf einem fehlerhaften SOC durchgeführt, und daher kann der SOC des Akkumulators zu einem über-geladenen Zustand oder einen über-entladenen Zustand werden.
  • Daher wird eine solche SOC-Detektionsvorrichtung mit einem Spannungssensor mit einer Vorrichtung zum Detektieren des Ausfalls im Spannungssensor versehen.
  • Patentdokument 1 offenbart eine Ausfall-Detektionsvorrichtung, die eine elektromotorische Kraft und einen Innenwiderstand eines Akkumulators basierend auf einem durch einen Stromsensor detektierten Lade- und Entladestrom des Akkus und der durch einen Spannungssensor detektierten Spannung des Akkus berechnet, eine Schätz-Batteriespannung des Akkumulators, basierend auf der elektromotorischen Kraft und dem Innenwiderstand, berechnet, die Schätz-Batteriespannung mit der durch den Spannungssensor detektierten Batteriespannung vergleicht, und falls eine Differenz dazwischen gleich oder größer einem vorbestimmten Wert ist, feststellt, dass der Spannungssensor ausgefallen ist.
  • ZITATELISTE
  • PATENTDOKUMENT
    • Patentdokument 1: Japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2008-135310 .
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • DURCH DIE ERFINDUNG ZU LÖSENDE PROBLEME
  • Patentdokument 1 offenbart als Mittel zum Berechnen der elektromotorischen Kraft des Akkumulators ein Verfahren, in welchem eine Mehrzahl von Kombinationsdaten von Lade-/Entladestrom I mit Batteriespannung V ermittelt werden, eine V-I-Approximationslinie, die eine gerade Primär-Approximationslinie von Spannung V und Strom I ist, über Regressionsanalyse berechnet wird, und Polarisationsspannung von einem V-Schnittpunkt der geraden V-I-Approximationslinie subtrahiert wird, wodurch die elektromagnetische Kraft der Batterie berechnet wird.
  • Zusätzlich offenbart Patentdokument 1 als Mittel zum Berechnen des Innenwiderstandes des Akkumulators ein Verfahren, in welchem der Innenwiderstand aus einer Neigung der durch das obige Verfahren berechneten geraden V-I-Approximationslinie berechnet wird.
  • Jedoch wird im Falle der Verwendung der obigen Verfahren, falls ein Ausfall so aufgetreten ist, dass der Detektionswert des Spannungssensors zu einem festen Wert wird, die Neigung der geraden V-I-Approximationslinie im Wesentlichen Null, und koinzidiert der V-Schnittpunkt der geraden V-I-Approximationslinie im Wesentlichen mit dem detektierten Wert des Spannungssensors.
  • Zu dieser Zeit, falls beispielsweise die Polarisationsspannung im Wesentlichen Null ist, koinzidiert die elektromagnetische Kraft mit dem V-Schnittpunkt, das heißt dem detektierten Wert des Spannungssensors.
  • Andererseits wird die Schätz-Batteriespannung durch ein Produkt des Innenwiderstands und des Lade-/Entladestroms berechnet, der von der elektromotorischen Kraft abgezogen wird. In dem Fall, bei dem der detektierte Wert des Spannungssensors ein fester Wert ist und die Polarisationsspannung im Wesentlichen Null, wie oben beschrieben, wird die elektromagnetische Kabel gleich dem detektierten Wert des Spannungssensors und wird das Produkt von Innenwiderstand und Lade-/Entladestrom im Wesentlichen Null. Daher koinzidiert die Schätz-Batteriespannung im Wesentlichen mit dem detektierten Wert des Spannungssensors.
  • Daher wird in einem solchen Fall eine Differenz zwischen der Schätz-Batteriespannung und der detektierten Batteriespannung im Wesentlichen Null, und übersteigt daher nicht den vorbestimmten Wert. Daher ist es unmöglich, einen Ausfall zu detektieren.
  • Somit berücksichtigt die im Patentdokument 1 offenbarte Technik die Detektion eines solchen Ausfalls beim Spannungssensor, wie oben beschrieben, nicht.
  • Die vorliegende Erfindung ist gemacht worden, um das obige Problem zu lösen und eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, Ausfall des Spannungssensors zuverlässig zu detektieren, um die Batteriespannung ohne fehlerhafte Bestimmung zu detektieren.
  • LÖSUNG DER PROBLEME
  • Eine Ausfall-Bestimmungsvorrichtung für einen Spannungssensor gemäß der vorliegenden Erfindung beinhaltet: einen Stromsensor zum Detektieren von Lade-/Entladestrom einer Batterie; ein Lade-/Entladestrom-Änderungsbetrags-Berechnungsmittel zum Berechnen eines Lade-/Entladestrom-Änderungsbetrags dIs, basierend auf dem durch den Stromsensor detektierten Strom; einen Spannungssensor zum Detektieren von Spannung der Batterie; ein Spannungs-Änderungsbetrags-Berechnungsmittel zum Berechnen eines Spannungs-Änderungsbetrags dVs, basierend auf der durch den Spannungssensor detektierten Spannung; und ein Ausfall-Detektionsmittel zum, falls der Lade-/Entladestrom-Änderungsbetrag dIs gleich oder größer einem vorbestimmten Wert ist und der Spannungs-Änderungsbetrag dVs kleiner als ein Ausfall-Bestimmungswert k ist, Bestimmen, dass der. Spannungssensor ausgefallen ist.
  • WIRKUNG DER ERFINDUNG
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird es möglich, eine Ausfall-Detektionsvorrichtung für einen Spannungssensor zu erhalten, die zum zuverlässigen Detektieren eines Ausfalls bei einem Spannungssensor zum Detektieren von Batteriespannung in der Lage ist, ohne fehlerhafte Bestimmung.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist ein schematisches Konfigurationsdiagramm, welches ein Beispiel eines Stromversorgungssystems für einen Innenverbrennungsmotor zeigt, der mit einer Ausfall-Bestimmungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung versehen ist.
  • 2 ist ein Flussdiagramm, das einen Prozess durch eine Ausfall-Bestimmungsvorrichtung für einen Spannungssensor zeigt, gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung.
  • 3 ist ein Flussdiagramm, das einen Prozess durch eine Ausfall-Bestimmungsvorrichtung für einen Spannungssensor gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 4 ist ein Flussdiagramm, das einen Prozess durch eine Ausfall-Bestimmungsvorrichtung für einen Spannungssensor gemäß Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 5 ist ein Flussdiagramm, das einen Prozess durch eine Ausfall-Bestimmungsvorrichtung für einen Spannungssensor gemäß Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 6 ist ein Graph, der ein Beispiel einer Änderung beim Ladungsbetrag in dem Fall zeigt, bei dem ein Spannungs-Änderungsbetrag bei der Ladung im Wesentlichen Null ist.
  • 7 ist ein Graph, der ein Beispiel einer Änderung beim Entladungsstrom in dem Fall zeigt, wo ein Spannungs-Änderungsbetrag beim Entladen im Wesentlichen Null ist.
  • 8 ist ein schematisches Konfigurationsdiagramm, das ein Beispiel eines Stromversorgungssystems für einen Innenverbrennungsmotor zeigt, der mit einer Ausfall-Bestimmungsvorrichtung für einen Spannungssensor gemäß Ausführungsform 5 der vorliegenden Erfindung versehen ist.
  • BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Ausführungsform 1
  • 1 zeigt ein Beispiel eines schematischen Konfigurationsdiagramms eines Stromversorgungssystems für einen Innenverbrennungsmotor, der mit einer Ausfall-Bestimmungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung versehen ist.
  • Ein Innenverbrennungsmotor 1 und ein Elektrogenerator 2 sind über einen Riemen oder dergleichen verbunden, so dass, wenn der Innenverbrennungsmotor 1 rotiert, der Elektrogenerator 2 ebenfalls rotiert.
  • Wenn der Elektrogenerator 2 rotiert, führt der Elektrogenerator 2 elektrische Erzeugung durch. Die erzeugte elektrische Energie wird zum Laden einer Batterie 3 verwendet, wird durch eine elektrische Vorrichtung 12 nach Durchlaufen von Spannungsumwandlung durch eine Spannungsumwandlungsvorrichtung 10 verbraucht oder wird zum Laden einer Unterbatterie 11 verwendet.
  • Strom zum Antreiben eines Anlassers 13 zum Starten des Innenverbrennungsmotors 1 wird aus der Unterbatterie 11 zugeführt. Die Batterien sind eine Lithium-Ionen-Batterie etc..
  • Hier ist die Spannungsumwandlungsvorrichtung 10 unter der Annahme bereitgestellt, dass sich Spannungen der Batterie 3 und der Unterbatterie 11 unterscheiden. Falls jedoch die Spannungen auf demselben Potential liegen, kann stattdessen ein Schalter oder dergleichen verwendet werden.
  • Eine Lithium-Ionen-Batterie ist ein Akkumulator (Sekundärbatterie), in welchem eine positive Elektrode und eine negativ Elektrode durch eine Trennung isoliert sind, und sich Lithium-Ionen zwischen der positiven Elektrode und der negativen Elektrode in einer elektrolytischen Lösung bewegen, um Laden und Entladen durchzuführen. Falls die Lithium-Ionen-Batterie über-geladen oder über-entladen wird, besteht eine Möglichkeit des Verschleißes oder des internen Kurzschluss.
  • Ein Stromsensor 4 detektiert einen Änderungsstrom der Batterie 3 als einen Positivwert und Entladungsstrom derselben als einen Negativwert, und sendet den detektierten Lade-/Entladestrom an eine Batterie-Verwaltungseinheit (BMU) 8.
  • Eine Zell-Monitoreinheit (CMU) 7 überwacht die Batterie 3. Die CMU 7 sendet Informationen zur Batteriespannung, die durch den Spannungssensor 5 detektiert ist, und eine durch einen Temperatursensor 6 detektierten Batterietemperatur an die BMU 8.
  • Der BMU 8 verwaltet die Batterie 3. An der BMU 8 wird der Lade-/Entladestrom der Batterie 3 aus dem Stromsensor 4 eingegeben, und die Batteriespannung und die Batterietemperatur werden aus der CMU 7 eingegeben.
  • Weiter berechnet die BMU 8 den Ladezustand SOC der Batterie 3 durch Stromintegration oder dergleichen, basierend auf dem eingegebenen Lade-/Entladestrom und der eingegebenen Batteriespannung und steuert Lade-/Entladestrom so, dass die Batterie 3 nicht über-geladen oder über-entladen wird.
  • Ein Spannungssensorausfall-Detektionsabschnitt 9 berechnet einen Lade-/Entladestrom-Änderungsbetrag dIs, basierend auf dem an der BMU 8 eingegebenen Lade-/Entladestrom und berechnet einen Spannungs-Änderungsbetrag dVs, basierend auf der an der BMU 8 eingegebenen Batteriespannung.
  • Jeder Änderungsbetrag wird beispielsweise als ein Differentialbetrag zwischen dem aktuellen Wert und dem vorherigen Wert berechnet.
  • Weiter detektiert der Spannungssensorausfall-Detektionsabschnitt 9 den Ausfall beim Spannungssensor, basierend auf dem Lade-/Entladestrom-Änderungsbetrag dIs und dem Spannungs-Änderungsbetrag dVs.
  • 2 ist ein Flussdiagramm, das einen Prozess durch die Ausfall-Detektionsvorrichtung für einen Spannungssensor gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt. Der Prozess wird periodisch ausgeführt (beispielsweise alle 10 ms).
  • Nachfolgend wird die Ausfall-Detektionsvorrichtung gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung basierend auf dem Flussdiagramm in 2 erläutert.
  • Die Batteriespannung V beim Laden oder Entladen wird durch den nachfolgenden Ausdruck (1) unter Verwendung von Lade-/Entladestrom I der Batterie 3, elektromagnetischer Kraft E der Batterie 3 und einem Innenwiderstand r der Batterie 3 repräsentiert. Es wird angemerkt, dass in Bezug auf den Lade-/Entladestrom ein Ladestrom als positiv definiert ist und ein Entladestrom als negativ definiert ist. V = E + r·I (1)
  • Daher, falls sich der Batteriestrom ändert, sollte sich auch die Batteriespannung ändern. In Ausführungsform 1 wird eine Ausfalldetektion basierend auf dem Änderungsbetrag des Batteriestroms und dem Änderungsbetrag der Batteriespannung durchgeführt.
  • Im Schritt S101, basierend auf dem an die BMU 8 eingegebenen Lade-/Entladestrom wird der Lade-/Entladestrom-Änderungsbetrag dIs berechnet (Schritt S101 entspricht dem Lade-/Entladestrom-Änderungsbetrag-Berechnungsmittel). Mit anderen Worten, wird basierend auf der an der BMU 8 eingegebenen Spannung der Ladungs-/Entladungsspannungs-Änderungsbetrag dVs berechnet (Schritt S102 entspricht dem Spannungs-Änderungsbetrags-Berechnungsmittel).
  • Im Schritt S103 bestimmt der Spannungssensorausfall-Detektionsabschnitt 9, ob ein Absolutwert |dIs| des Ladungs-/Entladungsstrom-Änderungsbetrags dIs größer als ein vorbestimmter Wert ist, oder nicht.
  • Falls |dIs| größer als der vorbestimmte Wert ist, schreitet der Prozess zu Schritt S104 fort. Falls |dIs| gleich oder kleiner als der vorbestimmte Wert ist, wird der Prozess beendet.
  • Im Schritt S104 bestimmt der Spannungssensorausfall-Detektionsabschnitt 9, ob ein Absolutwert |dVs| des Spannungs-Änderungsbetrags kleiner als ein Ausfall-Bestimmungswert k ist. Falls |dVs| kleiner als der Ausfall-Bestimmungswert k ist, bestimmt der Spannungssensorausfall-Detektionsabschnitt 9, dass der Spannungssensor 5 ausgefallen ist (Schritte S103 und S104 entsprechen dem Ausfall-Detektionsmittel).
  • Wie oben beschrieben, beinhaltet die Ausfall-Detektionsvorrichtung für den Spannungssensor von Ausführungsform 1: den Stromsensor 4 zum Detektieren des Lade-/Entladestroms der Batterie 3; das Lade-/Entladestrom-Änderungsbetrags-Berechnungsmittel S104 zum Berechnen des Lade-/Entladestrom-Änderungsbetrags dIs basierend auf dem durch den Stromsensor 4 detektierten Strom; den Spannungssensor 5 zum Detektieren der Spannung der Batterie 3; das Spannung-Änderungsbetrags-Berechnungsmittel S102 zum Berechnen des Spannungs-Änderungsbetrags dVs, basierend auf der durch den Spannungssensor 5 detektierten Spannung; und das Ausfall-Detektionsmittel S103 und S104 zum, falls der Lade-/Entladestrom-Änderungsbetrag dIs gleich oder größer dem vorbestimmten Wert ist und der Spannungs-Änderungsbetrag dVs kleiner als der Ausfall-Bestimmungswert k ist, Bestimmen, dass der Spannungssensor 5 ausgefallen ist. Einer solchen Konfiguration geschuldet, ist es möglich, den Ausfall des Spannungssensors 5 zuverlässig zu detektieren, basierend auf dem Lade-/Entladestrom-Änderungsbetrag dIs und dem Spannungs-Änderungsbetrag dVs.
  • Ausführungsform 2
  • 3 ist ein Flussdiagramm, das einen Prozess durch eine Ausfall-Detektionsvorrichtung für den Spannungssensor 5 gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung zeigt. Der Prozess wird periodisch ausgeführt (beispielsweise alle 10 ms).
  • Ausführungsform 2 unterscheidet sich von Ausführungsform 1 im Nachfolgenden.
  • Das heißt, in 3 ist der Schritt S203 im Vergleich zu 2 hinzugefügt.
  • Nachfolgend wird ein Unterschied in 3 gegenüber 2 beschrieben.
  • Die Batteriespannung V beim Laden oder Entladen wird durch den nachfolgenden Ausdruck (1) repräsentiert, wie oben beschrieben. V = E + r·I (1)
  • Falls sich der Lade-/Entladestrom I ändert, ändert sich die Batteriespannung V um einen Betrag entsprechend einem Produkt des internen Widerstands r und des Lade-/Entladestrom-Änderungsbetrags dIs, das heißt r·dIs.
  • Der Innenwiderstand r der Batterie 3 variiert beispielsweise abhängig vom Typ der Batterie 3.
  • Daher, selbst falls der Lade-/Entladestrom-Änderungsbetrag dIs der gleiche ist, falls der Innenwiderstand r ein anderer ist, variiert r·dIs und variiert der Spannungs-Änderungsbetrag dVs.
  • Im Schritt S203, berücksichtigend, dass der Spannungs-Änderungsbetrag dVs abhängig vom Innenwiderstand r, wie oben beschrieben, variiert, wird eine Verarbeitung des Einstellens des Ausfall-Bestimmungswerts k basierend auf dem Innenwiderstand r und dem Lade-/Entladestrom-Änderungsbetrag dIs von Batterie 3 durchgeführt.
  • Die Konfiguration von Ausführungsform 2 ermöglicht es, dass der Auswahlbestimmungswert gemäß dem Innenwiderstand der Batterie geändert wird, wodurch zuverlässig eine Auswahldetektion durchgeführt wird, unabhängig von einer Variation beim Innenwiderstand der Batterie.
  • Ausführungsform 3
  • 4 ist ein Flussdiagramm, das einen Prozess durch eine Ausfall-Detektionsvorrichtung für den Spannungssensor 5 gemäß Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung zeigt. Der Prozess wird periodisch ausgeführt (beispielsweise alle 10 ms).
  • Ausführungsform 3 unterscheidet sich von Ausführungsform 2 im Nachfolgenden.
  • In 4 ist nämlich Schritt S303 im Vergleich zu 3 hinzugefügt.
  • Nachfolgend wird ein Unterschied in 4 gegenüber 3 beschrieben.
  • Der Innenwiderstand r der Batterie 3 gibt einen anderen Wert an, abhängig von einer Temperatur T der Batterie 3, dem Ladezustand SOC der Batterie 3, oder einem Verschleißgrad der Batterie 3.
  • Im Schritt S303, berücksichtigend, dass der Innenwiderstand abhängig von der Temperatur, dem Ladezustand oder dem Verschleißgrad der Batterie 3 variiert, wird der Innenwiderstand r der Batterie 3, beispielsweise basierend auf einem Kennfeld des Innenwiderstands r in Bezug auf die durch den Temperatursensor 6 detektierte Batterietemperatur T, dem Ladezustand SOC der Batterie 3 und dem Verschleißgrad der Batterie 3 berechnet.
  • Es wird angemerkt, dass der Ladezustand SOC und der Verschleißgrad der Batterie 3 durch Ladezustands-Berechnungsmittel und Verschleißgrad-Berechnungsmittel, die in der BMU 8 enthalten sind, berechnet werden.
  • Die Konfiguration von Ausführungsform 3 ermöglicht es, dass der innere Widerstand r gemäß dem Zustand der Batterie 3 geändert wird, und weiter, dass der Ausfall-Bestimmungswert k geändert wird, wodurch zuverlässig eine Auswahldetektion unabhängig vom Zustand der Batterie durchgeführt wird.
  • Ausführungsform 4
  • 5 ist ein Flussdiagramm, das einen Prozess durch eine Ausfall-Detektionsvorrichtung für den Spannungssensor gemäß Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung zeigt. Der Prozess wird periodisch ausgeführt (beispielsweise alle 10 ms).
  • Ausführungsform 4 unterscheidet sich von Ausführungsform 1 im Folgenden.
  • Es wird nämlich in 5 Schritt S404 im Vergleich zu 2 hinzugefügt.
  • Nachfolgend wird ein Unterschied in 5 gegenüber 2 beschrieben.
  • Der Spannungs-Änderungsbetrag dV der Batterie 3 beim Laden oder Entladen wird durch den nachfolgenden Ausdruck (2) repräsentiert, der einen Lade-/Entladestrom-Änderungsbetrag dI der Batterie 3 und einen Änderungsbetrag dE der elektromagnetischen Kraft der Batterie 3 verwendet. dV = dE + r·dI (2)
  • Während des Ladens steigt die elektromagnetische Kraft konstant an und daher ist der Wert von dE konstant positiv. Der Wert von r·dI ist positiv, wenn der Ladestrom-Änderungsbetrag dI ansteigt und ist negativ, wenn der Ladestrom-Änderungsbetrag dI abnimmt.
  • Daher, falls der Ladestrom während des Ladens abnimmt, wird der Wert von dE positiv und wird der Wert von r·dI negativ, so dass ein anscheinender Spannungs-Änderungsbetrag dV im Wesentlichen Null sein kann.
  • 6 ist ein Graph, der eine Änderung beim Ladestrom in dem Fall zeigt, bei dem ein anscheinender Spannungs-Änderungsbetrag im Wesentlichen während des Ladens Null ist. Eine solche Änderung kann im Fall von beispielsweise einer Konstantspannungsladung beobachtet werden, in welcher das Laden mit konstanter Ladespannung durchgeführt wird.
  • Während der Entladung sinkt die elektromagnetische Kraft konstant und daher ist der Wert von dE konstant negativ. Der Wert von r·dI ist negativ, wenn der Ladestrom-Änderungsbetrag dI ansteigt und ist positiv, wenn der Ladestrom-Änderungsbetrag dI abnimmt.
  • Daher, falls der Entladungsstrom während der Entladung abnimmt, wird der Wert von dE negativ und wird der Wert von r·dI positiv, so dass ein anscheinender Spannungs-Änderungsbetrag dV im Wesentlichen Null sein kann.
  • 7 ist ein Graph, der die Änderung beim Entladestrom in dem Fall zeigt, bei dem ein anscheinender Spannungs-Änderungsbetrag im Wesentlichen während der Entladung Null ist.
  • Im Schritt S404 wird in dem Fall, wenn der anscheinende Spannungs-Änderungsbetrag im Wesentlichen Null ist, wie oben beschrieben, das heißt im Fall, bei dem der Ladestrom abnimmt oder der Entladestrom abnimmt, der Prozess ohne Durchführen von Ausfallbestimmung beendet.
  • In der Konfiguration von Ausführungsform 4, da eine Ausfalldiagnose nicht in dem Fall durchgeführt wird, wenn es unmöglich ist, zu bestimmen, ob ein Ausfall aufgetreten ist oder nicht, kann eine fehlerhafte Bestimmung verhindert werden.
  • Ausführungsform 5
  • 8 zeigt ein Beispiel eines schematischen Konfigurationsdiagramms eines Stromversorgungssystems für einen Innenverbrennungsmotor, der mit einer Ausfall-Bestimmungsvorrichtung für einen Spannungssensor gemäß Ausführungsform 5 der vorliegenden Erfindung versehen ist.
  • Ein Unterschied gegenüber 1 ist, dass ein Ausfall-Detektions-Notifikationsmittel 51 hinzugefügt ist, um eine Mitteilung nach außen zu geben, dass ein Ausfall beim Spannungssensor durch den Spannungssensorausfall-Detektionsabschnitt 9 detektiert worden ist.
  • Das Ausfall-Detektions-Notifikationsmittel 51 teilt einem Anwender mit, wenn ein Ausfall beim Spannungssensor 5 durch den Spannungssensorausfall-Detektionsabschnitt 9 detektiert worden ist.
  • Die Konfiguration von Ausführungsform 5 kann einen Anwender auffordern, beispielsweise die Verwendung des ausgefallenen Spannungssensors zu stoppen oder der ausgefallenen Spannungssensors auszutauschen.
  • Es wird angemerkt, dass innerhalb des Schutzumfangs der vorliegenden Erfindung die obigen Ausführungsformen frei miteinander kombiniert werden können oder jede der obigen Ausführungsformen angemessen modifiziert oder verkürzt werden kann.
  • BESCHREIBUNG VON BEZUGSZEICHEN
  • 1 Innenverbrennungsmotor, 2 Elektrogenerator, 3 Batterie, 4 Stromsensor, 5 Spannungssensor, 6 Temperatursensor, 7 CMU, 8 BMU, 9 Spannungssensorausfall-Detektionsabschnitt, 10 Spannungsumwandlungsvorrichtung, 11 Unterbatterie 11, 12 elektrische Vorrichtung, 13 Anlasser, 51 Ausfall-Detektions-Notifikationsmittel.

Claims (5)

  1. Ausfall-Bestimmungsvorrichtung für einen Spannungssensor, umfassend: einen Stromsensor zum Detektieren von Lade-/Entladestrom einer Batterie; ein Lade-/Entladestrom-Änderungsbetrags-Berechnungsmittel zum Berechnen eines Lade-/Entladestrom-Änderungsbetrags dIs, basierend auf dem durch den Stromsensor detektierten Strom; einen Spannungssensor zum Detektieren von Spannung der Batterie; ein Spannungs-Änderungsbetrags-Berechnungsmittel zum Berechnen eines Spannungs-Änderungsbetrags dVs, basierend auf der durch den Spannungssensor detektierten Spannung; und ein Ausfall-Detektionsmittel zum, falls der Lade-/Entladestrom-Änderungsbetrag dIs gleich oder größer einem vorbestimmten Wert ist und der Spannungs-Änderungsbetrag dVs kleiner als ein Ausfall-Bestimmungswert k ist, Bestimmen, dass der Spannungssensor ausgefallen ist.
  2. Ausfall-Detektionsvorrichtung für Spannungssensor gemäß Anspruch 1, wobei der Ausfall-Bestimmungswert k gemäß einem Produkt r·dIs des Lade-/Entladestrom-Änderungsbetrags dIs und eines Innenwiderstands r der Batterie eingestellt wird.
  3. Ausfall-Detektionsvorrichtung für Spannungssensor gemäß Anspruch 2, weiter umfassend: einen Temperatursensor zum Detektieren einer Temperatur der Batterie; eine durch den Temperatursensor detektierte Batterietemperatur T; ein Ladungszustands-Berechnungsmittel zum Berechnen eines Ladungszustands SOC der Batterie, basierend auf dem durch den Stromsensor detektierten Lade-/Entladestrom und der durch den Spannungssensor detektierten Spannung; ein Verschleißgrad-Berechnungsmittel zum Berechnen eines Verschleißgrads der Batterie; und ein Innenwiderstands-Berechnungsmittel zum Berechnen des Innenwiderstands r, basierend auf dem Ladungszustand SOC, der Batterietemperatur T und dem Verschleißgrad.
  4. Ausfall-Detektionsvorrichtung für Spannungssensor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Auswahldiagnose nicht in dem Fall durchgeführt wird, bei dem der Ladestrom der Batterie abnimmt oder der Entladestrom der Batterie abnimmt.
  5. Ausfall-Detektionsvorrichtung für Spannungssensor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, weiter umfassend ein Ausfall-Detektions-Notifikationsmittel, um nach außen eine Meldung zu geben, dass ein Ausfall beim Spannungssensor durch das Ausfall-Detektionsmittel detektiert worden ist.
DE112013006920.2T 2013-04-09 2013-04-09 Ausfall-Detektionsvorrichtung für Spannungssensor Expired - Fee Related DE112013006920B4 (de)

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Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6187432B2 (ja) * 2014-11-14 2017-08-30 株式会社デンソー 制御装置
JP6419046B2 (ja) * 2015-09-15 2018-11-07 本田技研工業株式会社 蓄電システムの故障形態判定装置
CN107340475B (zh) * 2016-04-29 2021-03-16 株式会社日立制作所 电池故障检测方法和电池故障检测装置
CN106526488B (zh) * 2016-09-27 2019-01-25 北京理工大学 串联式动力电池包内传感器故障诊断方法
KR102261481B1 (ko) * 2017-10-30 2021-06-07 (주)엘지에너지솔루션 배터리 퇴화 진단 장치 및 방법
US10698033B2 (en) * 2017-12-21 2020-06-30 Robert Bosch Battery Systems, Llc Sensor fault detection using paired sample correlation
KR102255485B1 (ko) 2018-01-26 2021-05-24 주식회사 엘지에너지솔루션 Soh 분석 장치 및 방법
JP6969463B2 (ja) * 2018-03-19 2021-11-24 トヨタ自動車株式会社 バッテリの監視装置
CN111758042A (zh) 2018-06-28 2020-10-09 株式会社Lg化学 诊断电流传感器的设备和方法
JP2020024120A (ja) * 2018-08-06 2020-02-13 株式会社豊田自動織機 電圧推定装置及び電圧推定方法
CN110712526B (zh) * 2019-09-26 2021-06-22 潍柴动力股份有限公司 电压可信性校验方法、校验装置、控制设备及存储介质
CN113364068A (zh) * 2020-03-04 2021-09-07 南京德朔实业有限公司 充电管理方法和电池包
US11506695B2 (en) * 2020-04-13 2022-11-22 Skyworks Solutions, Inc. Calibration of the external resistance value in the power sourcing equipment of a POE system
CN111596248A (zh) * 2020-06-01 2020-08-28 安徽江淮汽车集团股份有限公司 分流器电流采集故障判断方法、装置、设备及存储介质
CN111631661B (zh) * 2020-06-01 2022-06-14 上海明略人工智能(集团)有限公司 洗碗机的故障定位方法、存储介质、电子装置
CN113848524A (zh) * 2021-09-06 2021-12-28 中国第一汽车股份有限公司 一种电池管理系统诊断电流传感器故障的方法、装置、终端及存储介质
CN116365456B (zh) * 2023-04-03 2024-02-09 南京国电南自电网自动化有限公司 一种跨间隔保护数据异常识别及智能处理方法

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3311268B2 (ja) * 1997-03-14 2002-08-05 本田技研工業株式会社 電流センサの故障判定装置
EP1585374A1 (de) * 2003-01-17 2005-10-12 JSR Corporation Leiterplattenprüfer und leiterplattenprüfverfahren
JP4103781B2 (ja) * 2003-11-19 2008-06-18 トヨタ自動車株式会社 負荷駆動回路における異常監視装置
JP4622500B2 (ja) * 2004-12-17 2011-02-02 日産自動車株式会社 車両用電圧センサのオフセット補正装置
KR100669476B1 (ko) * 2005-12-21 2007-01-16 삼성에스디아이 주식회사 배터리의 soc보정 방법 및 이를 이용한 배터리 관리시스템
JP4501873B2 (ja) 2006-02-27 2010-07-14 トヨタ自動車株式会社 電源装置の異常判定装置及び異常判定方法
JP5102483B2 (ja) * 2006-11-29 2012-12-19 プライムアースEvエナジー株式会社 異常検出装置、異常検出方法、及び異常検出プログラム
JP2008253129A (ja) * 2007-03-07 2008-10-16 Matsushita Electric Ind Co Ltd リチウム系二次電池の急速充電方法およびそれを用いる電子機器
JP2009122056A (ja) * 2007-11-19 2009-06-04 Denso Corp バッテリ充放電電流検出装置
JP4518156B2 (ja) * 2008-01-28 2010-08-04 株式会社デンソー 車両システム
JP4450254B2 (ja) * 2008-03-25 2010-04-14 三菱自動車工業株式会社 車両用発電制御装置
KR101099811B1 (ko) * 2009-03-03 2011-12-27 주식회사 엘지화학 배터리 팩의 전류측정부 이상 진단 방법 및 장치
JP2011257219A (ja) * 2010-06-08 2011-12-22 Nissan Motor Co Ltd 二次電池の内部抵抗又は開放電圧を演算する演算装置
AU2011296468A1 (en) * 2010-09-02 2013-03-21 Proterra Inc. System and methods for battery management
JP5719236B2 (ja) * 2011-05-31 2015-05-13 プライムアースEvエナジー株式会社 二次電池の制御装置
KR101551062B1 (ko) * 2014-02-18 2015-09-07 현대자동차주식회사 배터리 셀 불량 진단 장치 및 방법
CN105467324B (zh) * 2014-09-30 2020-03-03 株式会社杰士汤浅国际 电池劣化判定装置、电池劣化判定方法以及电池组

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