DE112019002098T5

DE112019002098T5 - Fehlerdiagnoseverfahren und verwaltungsvorrichtung für ein energiespeichergerät

Info

Publication number: DE112019002098T5
Application number: DE112019002098.6T
Authority: DE
Inventors: Masayuki Imura
Original assignee: GS Yuasa International Ltd
Current assignee: GS Yuasa International Ltd
Priority date: 2018-04-23
Filing date: 2019-04-19
Publication date: 2021-01-07
Also published as: JP7334734B2; CN112005458A; US20210165044A1; JPWO2019208410A1; WO2019208410A1

Abstract

Fehlerdiagnoseverfahren für ein Motorstartsystem (1), bei dem eine Starter-Energiespeichervorrichtung (11) zum Zuführen elektrischer Leistung zu einem Starter (10) und eine Hilfsenergiespeichervorrichtung (12) parallel geschaltet sind, wobei das Verfahren umfasst: einen ersten Erfassungsschritt (S102) des Erfassens einer Stromrichtung mit einer Erfassungseinheit (19) in einem Zustand, in dem ein erstes Relais (20) offen ist und ein zweites Relais (23) während der Entladung der Starter-Energiespeichervorrichtung (11) geschlossen ist, und einen Bestimmungsschritt (S103) des Bestimmens des Fehlers des ersten Relais (20) auf der Grundlage eines Erfassungsergebnisses im ersten Erfassungsschritt.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fehlerdiagnoseverfahren für ein System, bei dem eine Energiespeichervorrichtung zur Versorgung einer elektrischen Last mit elektrischer Energie und eine andere Stromversorgung, die eine Energiespeichervorrichtung oder ein Ladegerät ist, parallel geschaltet sind, sowie eine Steuervorrichtung für ein Energiespeichergeräte.
STAND DER TECHNIK
Das Patentdokument 1 offenbart ein Energiespeichervorrichtung, die einen in Reihe mit einem Energiespeichergerät geschalteten Schutzschalter enthält, und öffnet den Schutzschalter, um das Energiespeichergerät vor Überladung oder Überentladung zu schützen, wenn die Überladung oder Überentladung des Energiespeichergeräts vorhergesagt wird. Bei dieser Energiespeichervorrichtung ist es bei einem Ausfall des Leistungsschalters unter Umständen nicht möglich, das Energiespeichergerät vor Überladung oder Überentladung zu schützen. Daher wurde eine Fehlerdiagnose des Schutzschalters durchgeführt.
Das Patentdokument 2 beschreibt einen Batteriesatz, bei dem ein erster Schalter und ein zweiter Schalter parallel geschaltet sind. Im Patentdokument 2 wird zunächst ein Öffnungsbefehlssignal an einen ersten Schalter und ein Schließbefehlssignal an einen zweiten Schalter übertragen, um eine offene Spannung VAD zu erhalten. Als nächstes wird ein Einschaltbefehlssignal an den ersten Schalter und ein Ausschaltbefehlssignal an den zweiten Schalter übertragen, um eine offene Spannung VAE zu erhalten. Der Ausfall des ersten Schalters wird anhand einer Spannungsdifferenz ΔV zwischen diesen Spannungen diagnostiziert.
In Patentdokument 3 wird ein Batteriesatz offenbart, der eine Vielzahl von parallel zueinander geschalteten Schaltern und eine beidseitige Spannungserfassungseinheit enthält, die ein beidseitiges Spannungserfassungssignal ausgibt, das jeder der beiden Endspannungen der Vielzahl von Schaltern entspricht. In Patentdokument 3 wird die Vielzahl von Schaltern zu verschiedenen Zeiten sequentiell gekennzeichnet, und es werden Öffnungsbefehlssignale gegeben, um einen Schalterausfall auf der Grundlage des beidseitigen Spannungserfassungssignals zu bestimmen, wenn jedes der Öffnungsbefehlssignale gegeben wird.
DOKUMENTE ZUM STAND DER TECHNIK
PATENTDOKUMENTE

Patentdokument 1: JP-A-2017-135834
Patentdokument 2: Internationale Veröffentlichung Nr. 2016/103721
Patentdokument 3: JP-A-2014-036556

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
DIE DURCH DIE ERFINDUNG ZU LÖSENDEN PROBLEME
Die in Patentdokument 2 und Patentdokument 3 offenbarten Techniken gehen jeweils von der Annahme aus, dass nur eine Energiespeichervorrichtung an eine elektrische Last angeschlossen ist. Gemäß den in diesen Patentdokumenten beschriebenen Techniken schwankt die Spannung selbst beim Ausschalten des Leistungsschalters nicht, wenn eine andere Stromversorgungsvorrichtung (Energiespeichergerät oder Ladegerät) mit im Wesentlichen gleicher Spannung parallel an eine Energiespeichervorrichtung angeschlossen ist, die die elektrische Last mit Strom versorgt, und es ist nicht möglich, das Versagen des Leistungsschalters festzustellen.
Die vorliegende Beschreibung offenbart eine Technik, bei der es in einem System, in dem eine erste Energiespeichervorrichtung zur Versorgung einer elektrischen Last mit elektrischer Energie und eine andere Stromversorgung, die eine zweite Energiespeichervorrichtung oder ein Ladegerät ist, parallel geschaltet sind, selbst dann, wenn die Spannung der ersten Energiespeichervorrichtung und die Spannung einer anderen Stromversorgung im Wesentlichen gleich sind, möglich ist, das Versagen eines in der ersten Energiespeichervorrichtung vorgesehenen Schutzschalters zuverlässiger zu diagnostizieren.
MITTEL ZUR LÖSUNG DER PROBLEME
Fehlerdiagnoseverfahren für ein System, bei dem eine erste Energiespeichervorrichtung, die einer elektrischen Last elektrische Leistung zuführt, und ein anderes Netzteil, bei dem es sich um eine zweite Energiespeichervorrichtung oder ein Ladegerät handelt, parallel geschaltet sind, wobei die erste Energiespeichervorrichtung umfasst: einen Energiespeicher, der in einem Strompfad vorgesehen ist, der einen positiven externen Anschluss und einen negativen externen Anschluss der ersten Energiespeichervorrichtung verbindet, eine Erfassungseinheit, die in dem Strompfad vorgesehen ist und mindestens einen Stromwert eines durch den Energiespeicher fließenden Stroms oder eine Richtung des Stroms detektiert, einen ersten Schutzschalter, der in dem Strompfad auf einer Seite gegenüber der Erfassungseinheit in Bezug auf den Energiespeicher oder zwischen dem Energiespeicher und der Erfassungseinheit vorgesehen ist, einen Bypasspfad, der parallel zu einem Abschnitt des Strompfads vorgesehen ist, wobei der Abschnitt den Energiespeicher und den ersten Schutzschalter aber nicht die Erfassungseinheit umfasst, und einen zweiten Schutzschalter, der in dem Bypasspfad vorgesehen ist. Das Fehlerdiagnoseverfahren umfasst: einen ersten Erfassungsschritt des Erfassens eines Stromwertes und/oder einer Richtung durch die Erfassungseinheit in einem Zustand, in dem der erste Schutzschalter offen ist und der zweite Schutzschalter während der Entladung der ersten Energiespeichervorrichtung geschlossen ist; und einen Bestimmungsschritt des Bestimmens des Fehlers des ersten Schutzschalters auf der Grundlage eines Erfassungsergebnisses des ersten Erfassungsschrittes.
VORTEILE DER ERFINDUNG
Selbst wenn die Spannung der ersten Energiespeichervorrichtung und die Spannung eines anderen Netzteils im Wesentlichen gleich sind, ist es möglich, das Versagen des in der ersten Energiespeichervorrichtung vorgesehenen Schutzschalters zuverlässiger zu diagnostizieren.
Figurenliste

1 zeigt eine schematische Darstellung eines Motorstartsystems gemäß einer ersten Ausführungsform (mit geschlossenem ersten Relais und offenem zweiten Relais).
2 zeigt eine schematische Darstellung des Motorstartsystems (mit offenem ersten Relais und geschlossenem zweiten Relais).
3 zeigt eine schematische Darstellung des Motorstartsystems (mit geschlossenem ersten Relais und zweiten Relais).
4 zeigt ein Flussdiagramm eines Fehlerdiagnoseprozesses für das erste Relais.
5 zeigt ein Flussdiagramm eines Fehlerdiagnoseprozesses für ein erstes Relais gemäß einer zweiten Ausführungsform.
6 zeigt eine schematische Darstellung eines Motorstartsystems gemäß einer dritten Ausführungsform (mit geschlossenem ersten Relais, offenem zweiten Relais und geschlossenen dritten bis fünften Relais).
7 zeigt ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Kombination von Öffnen und Schließen jedes Relais und dem Vorhandensein oder Fehlen und der Richtung des Stroms zeigt.
8 zeigt eine schematische Darstellung eines Motorstartsystems nach einer anderen Ausführungsform (mit geschlossenem ersten Relais und offenem zweiten Relais).

AUSFÜHRUNGFORM DER ERFINDUNG
(Zusammenfassung der gegenwärtigen Verkörperung)
Ein Fehlerdiagnoseverfahren, das durch die vorliegende Beschreibung offenbart wird, ist ein Fehlerdiagnoseverfahren für ein System, in dem eine erste Energiespeichervorrichtung, die einer elektrischen Last elektrische Leistung zuführt, und eine weitere Leistungsversorgung, die eine zweite Energiespeichervorrichtung oder ein Ladegerät ist, parallel geschaltet sind, wobei die erste Energiespeichervorrichtung umfasst: einen Energiespeicher, der in einem Strompfad vorgesehen ist, der einen positiven externen Anschluss und einen negativen externen Anschluss der ersten Energiespeichervorrichtung verbindet, eine Erfassungseinheit, die in dem Strompfad vorgesehen ist und mindestens einen Stromwert eines durch den Energiespeicher fließenden Stroms oder eine Richtung des Stroms detektiert, einen ersten Schutzschalter, der in dem Strompfad auf einer Seite gegenüber der Erfassungseinheit in Bezug auf den Energiespeicher oder zwischen dem Energiespeicher und der Erfassungseinheit vorgesehen ist, einen Bypasspfad, der parallel zu einem Abschnitt des Strompfads vorgesehen ist, wobei der Abschnitt den Energiespeicher und den ersten Schutzschalter, nicht aber die Erfassungseinheit umfasst, und einen zweiten Schutzschalter, der in dem Bypasspfad vorgesehen ist. Das Fehlerdiagnoseverfahren umfasst: einen ersten Erfassungsschritt des Erfassens eines Stromwertes und/oder einer Richtung, wobei sich die Erfassungseinheit in einem Zustand befindet, in dem der erste Schutzschalter offen ist und der zweite Schutzschalter während der Entladung der ersten Energiespeichervorrichtung geschlossen ist; und einen Bestimmungsschritt des Bestimmens des Fehlers des ersten Schutzschalters auf der Grundlage eines Erfassungsergebnisses des ersten Erfassungsschrittes.
Die erste Energiespeichervorrichtung umfasst den Bypasspfad, der parallel zum Abschnitt des Strompfades vorgesehen ist, den Abschnitt, der den Energiespeicher und den ersten Schutzschalter einschließt und der nicht die Erfassungseinheit einschließt. Bei dieser Konfiguration unterscheidet sich bei der Diagnose des Versagens des ersten Schutzschalters während der Entladung der ersten Energiespeichervorrichtung, selbst wenn die Spannung der ersten Energiespeichervorrichtung und die Spannung einer anderen Stromversorgung im Wesentlichen gleich sind, das Ergebnis der Erfassung durch die Erfassungseinheit zwischen einem Fall, in dem der erste Schutzschalter nicht außer Betrieb ist (wenn der erste Schutzschalter geöffnet wird), und einem Fall, in dem der erste Schutzschalter außer Betrieb ist (wenn der erste Schutzschalter nicht geöffnet wird). Mit anderen Worten, das Erfassungsergebnis variiert zwischen dem Fall, in dem der erste Schutzschalter nicht außer Betrieb ist, und dem Fall, in dem der erste Schutzschalter außer Betrieb ist. Wenn also die Spannung der ersten Energiespeichersvorrichtung und die Spannung einer anderen Stromversorgung im Wesentlichen gleich sind wie im herkömmlichen Fall, kann der Ausfall des ersten Schutzschalters zuverlässiger diagnostiziert werden, als wenn die Spannung nicht schwankt.
Die Erfassungseinheit kann eine Stromrichtung erkennen. Wenn die im ersten Erfassungsschritt ermittelte Richtung eine Ladungsrichtung ist, in der die erste Energiespeichervorrichtung aufgeladen wird, kann im Bestimmungsschritt festgestellt werden, dass der erste Schutzschalter normal arbeitet, und in den anderen Fällen wird festgestellt, dass der erste Schutzschalter außer Betrieb ist.
Bei Feststellung des Versagens des ersten Schutzschalters während der Entladung, selbst wenn die Spannung der ersten Energiespeichervorrichtung und die Spannung einer anderen Stromversorgung im Wesentlichen gleich sind, wird die Stromrichtung zwischen dem Fall, dass der erste Schutzschalter außer Betrieb ist, und dem Fall, dass der erste Schutzschalter nicht außer Betrieb ist, umgekehrt. Mit anderen Worten, das Erfassungsergebnis variiert zwischen dem Fall, in dem der erste Schutzschalter außer Betrieb ist, und dem Fall, in dem der erste Schutzschalter nicht außer Betrieb ist. Daher kann der Ausfall zuverlässiger bestimmt werden, als wenn die Spannung nicht wie im herkömmlichen Fall schwankt.
Wenn der erste Schutzschalter außer Betrieb ist, kann der Stromwert in einem Fall, in dem der von der Erfassungseinheit ermittelte Stromwert 0 A (Ampere) betragen kann oder in einem Fall, in dem die Richtung nicht bestimmt werden kann, kleiner sein. In diesem Fall kann die Richtung nicht bestimmt werden, aber bei dem zuvor beschriebenen Fehlerdiagnoseverfahren wird der Fehler in einem Fall bestimmt, bei dem die ermittelte Richtung nicht die Ladungsrichtung ist (in einem Fall, bei dem die ermittelte Richtung eine Entladungsrichtung ist oder die Richtung nicht bestimmt werden kann), so dass der Fehler auch dann bestimmt werden kann, wenn die Richtung nicht bestimmt werden kann.
Die Erfassungseinheit kann einen Stromwert des Stromes erkennen. Das Fehlerdiagnoseverfahren kann ferner einen zweiten Erfassungsschritt zur Erfassung eines Stromwertes umfassen, wobei sich die Erfassungseinheit in einem Zustand befindet, in dem der erste Schutzschalter geschlossen und der zweite Schutzschalter während der Entladung des ersten Energiespeichergerätes geöffnet ist. Im Bestimmungsschritt kann das Versagen des ersten Schutzschalters auf der Grundlage des im ersten Erfassungsschritt erfassten Stromwertes und des im zweiten Erfassungsschritt erfassten Stromwertes bestimmt werden.
In der ersten Energiespeichervorrichtung, die mit dem zuvor beschriebenen Bypasspfad bzw. Umgehungspfad versehen ist, unterscheidet sich selbst dann, wenn die Spannung der ersten Energiespeichervorrichtung und die Spannung einer anderen Stromversorgung im Wesentlichen gleich sind, ein Ergebnis des Vergleichs zwischen einem während der Entladung der ersten Energiespeichervorrichtung erfassten Stromwert und einem Stromwert, der nach der Steuerung zum Öffnen des ersten Schutzschalters und Schließen des zweiten Schutzschalters erfasst wird, zwischen dem Fall, in dem der erste Schutzschalter außer Betrieb ist, und dem Fall, in dem der erste Schutzschalter nicht außer Betrieb ist. Mit anderen Worten, das Vergleichsergebnis variiert zwischen dem Fall, in dem der erste Schutzschalter nicht außer Betrieb ist, und dem Fall, in dem der erste Schutzschalter außer Betrieb ist. Daher kann das Versagen des ersten Schutzschalters zuverlässiger diagnostiziert werden, als wenn die Spannung nicht wie im herkömmlichen Fall schwankt.
Das System kann mit einem dritten Schutzschalter in mindestens einem der folgenden Strompfade ausgestattet sein: einem Strompfad, der die erste Energiespeichervorrichtung und die elektrische Last verbindet, einem Strompfad, der eine andere Stromversorgung und die elektrische Last verbindet, und einem Strompfad innerhalb einer anderen Stromversorgung. Die Erfassungseinheit kann eine Richtung des Stroms erkennen, und zwar im Bestimmungsschritt. Wenn die im ersten Erfassungsschritt ermittelte Richtung eine Ladungsrichtung ist, in der die erste Energiespeichervorrichtung geladen wird, kann festgestellt werden, dass sowohl der erste als auch der dritte Schutzschalter normal arbeiten, und in den anderen Fällen kann festgestellt werden, dass mindestens einer der ersten und dritten Schutzschalter außer Betrieb ist.
Gemäß dem zuvor beschriebenen Fehlerdiagnoseverfahren kann nicht nur der erste in der ersten Energiespeichervorrichtung vorgesehene Schutzschalter, sondern auch der dritte außerhalb der ersten Energiespeichervorrichtung vorgesehene Schutzschalter das Versagen der ersten Energiespeichervorrichtung diagnostizieren.
Die weitere Stromversorgung kann die zweite Energiespeichervorrichtung sein.
Gemäß dem zuvor beschriebenen Fehlerdiagnoseverfahren kann selbst dann, wenn die erste Energiespeichervorrichtung zur Versorgung der elektrischen Last und die zweite Energiespeichervorrichtung parallel geschaltet sind, der Ausfall des ersten Schutzschalters diagnostiziert werden.
Die weitere Stromversorgung kann eine Spannung aufweisen, die höher ist als die Spannung der ersten Energiespeichervorrichtung, und das System kann eine Abwärtskompensationseinheit enthalten, die eine von einer anderen Stromversorgung angelegte Spannung abwärtskompensiert.
Die Spannung der anderen Stromversorgung kann höher sein als die der ersten Energiespeichervorrichtung, wie in einem Beispiel, in dem die Spannung der anderen Stromversorgung 48 V betragen kann, wenn die Spannung der ersten Energiespeichervorrichtung 12 V beträgt. In diesem Fall kann eine von der anderen Stromversorgung angelegte Spannung durch die im System vorgesehene Step-Down-Einheit auf im Wesentlichen dieselbe Spannung wie die der ersten Energiespeichervorrichtung heruntergeregelt werden. Nach dem zuvor beschriebenen Fehlerdiagnoseverfahren ist es selbst dann, wenn die Spannung einer anderen Stromversorgung auf im Wesentlichen dieselbe Spannung wie die der ersten Energiespeichervorrichtung heruntergeregelt wird, möglich, den Fehler des ersten Schutzschalters zuverlässiger zu diagnostizieren.
Im Bypasspfad kann ein Widerstand oder eine Konstantstromquelle vorgesehen werden.
Gemäß dem zuvor beschriebenen Fehlerdiagnoseverfahren kann verhindert werden, dass der Energiespeicher beim Schließen des zweiten Schutzschalters kurzgeschlossen wird.
Eine Verwaltungsvorrichtung bzw. Steuerungsvorrichtung für einen Energiespeicher, die in der vorliegenden Beschreibung offenbart wird, umfasst eine Erfassungseinheit, die in dem Strompfad vorgesehen ist, mit dem der Energiespeicher verbunden ist, und die einen Stromwert eines durch die Energiespeichervorrichtung fließenden Stroms und/oder eine Richtung des Stroms erfasst; einen ersten Schutzschalter, der in dem Strompfad auf einer Seite gegenüber der Erfassungseinheit in Bezug auf den Energiespeicher oder zwischen dem Energiespeicher und der Erfassungseinheit vorgesehen ist; einen Bypasspfad, der parallel zu einem Abschnitt des Strompfades vorgesehen ist, wobei der Abschnitt den Energiespeicher und den ersten Schutzschalter und nicht die Erfassungseinheit enthält; einen zweiten Schutzschalter, der in dem Bypasspfad vorgesehen ist; und eine Verwaltungseinheit. Die Verwaltungseinheit führt einen ersten Erfassungsschritt des Erfassens des Stromwerts und/oder der Richtung aus, wobei sich die Erfassungseinheit in einem Zustand befindet, in dem der erste Schutzschalter offen und der zweite Schutzschalter geschlossen ist, während der Energiespeicher entladen wird, und einen Bestimmungsschritt des Bestimmens des Ausfalls des ersten Schutzschalters auf der Grundlage eines Erfassungsergebnisses im ersten Erfassungsschritt.
Gemäß der zuvor beschriebenen Verwaltungseinheit ist es in dem System, in dem die erste Energiespeichervorrichtung für die Versorgung der elektrischen Last mit elektrischer Energie und die andere Stromversorgung, bei der es sich um die zweite Energiespeichervorrichtung oder das Ladegerät handelt, parallel geschaltet sind, möglich, den Ausfall des ersten Schutzschalters zuverlässiger zu diagnostizieren, selbst wenn die Spannung der ersten Energiespeichervorrichtung und die Spannung der anderen Stromversorgung im Wesentlichen gleich sind.
Die in der vorliegenden Beschreibung offengelegten Techniken können in verschiedenen Modi realisiert werden, wie z.B. ein Gerät, eine Methode, ein Computerprogramm zur Realisierung des Geräts oder der Methode und ein Aufzeichnungsmedium, auf dem das Computerprogramm aufgezeichnet ist.
ERSTE AUSFÜHRUNGSFORM
Im Folgenden wird eine erste Ausführungsform unter Bezugnahme auf die 1 bis 4 beschrieben.
Konfiguration des Motorstartsystems
Ein Motorstartsystem 1 (ein Beispiel für das System) der ersten Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf 1 beschrieben. Das Motorstartsystem 1 startet den Motor eines Fahrzeugs. Das Motorstartsystem 1 umfasst einen Anlasser 10 (ein Beispiel für die elektrische Last) zum Drehen einer Kurbelwelle des Motors, eine Starter-Energiespeichervorrichtung 11 (ein Beispiel für die erste Energiespeichervorrichtung) zur Versorgung des Anlassers 10 mit elektrischer Energie und eine Hilfsenergiespeichervorrichtung 12 (ein Beispiel für die zweite Energiespeichervorrichtung und eine weitere Stromversorgung) zur Versorgung der am Fahrzeug montierten Hilfsgeräte (Scheinwerfer, Klimaanlage, Audio usw.) mit elektrischer Energie. Die Hilfsenergiespeichervorrichtung 12 ist parallel zur Starter-Energiespeichervorrichtung 11 geschaltet, und der Anlasser 10 kann von der Hilfsenergiespeichervorrichtung 12 mit elektrischer Energie versorgt werden.
In der vorliegenden Ausführungsform wird davon ausgegangen, dass die Spannung des Starter-Energiespeichervorrichtungs 11 und die Spannung des Hilfsenergiespeichers 12 im Wesentlichen gleich sind. Insbesondere wird angenommen, dass der Anlasser 10 eine Last von 12 V hat und sowohl der Starter-Energiespeichervorrichtung 11 als auch der Hilfsenergiespeicher 12 eine Spannung von 12 V haben. Die Spannung der Starter-Energiespeichervorrichtung 11 kann größer sein als die der Hilfsenergiespeichervorrichtung 12 und die Spannung der Hilfsenergiespeichervorrichtung 12 kann größer sein als die der Starter-Energiespeichervorrichtung 11.
Elektrische Konfiguration der Start-Energiespeichervorrichtung
Wie in 1 dargestellt, umfasst die Start-Energiespeichervorrichtung 11 einen Strompfad 15, der den positiven externen Anschluss 13 und den negativen externen Anschluss 14 verbindet, eine montierte Batterie 16, die im Strompfad 15 vorgesehen ist, und ein Batteriemanagementsystem 17 (ein Beispiel für die Verwaltungseinheit) .
Die montierte Batterie 16 verfügt über eine Vielzahl von in Reihe geschalteten Energiespeichern 18. Jeder Energiespeicher 18 ist eine wiederaufladbare Sekundärbatterie, konkret z.B. eine Lithium-Ionen-Batterie. Die Vielzahl der Energiespeicher 18 kann parallel oder in Kombination von Reihen- und Parallelschaltung geschaltet sein.
Das BMS 17 enthält eine Erfassungseinheit 19 zur Erfassung der Richtung des durch den Energiespeicher 18 fließenden Stroms, ein erstes Relais 20 zur Unterbrechung des Strompfads 15, einen Bypasspfad 21, ein zweites Relais 23, einen Widerstand 24 und eine Steuerungseinheit 22.
Die Erfassungseinheit 19 befindet sich im Strompfad 15, erkennt die Richtung des Stroms, der durch den Energiespeicher 18 fließt, und gibt die erkannte Richtung an die Steuerungseinheit 22 aus.
Das erste Relais 20 ist zwischen dem positiven externen Anschluss 13 und der montierten Batterie 16 im Strompfad 15 vorgesehen. Das erste Relais 20 unterbricht den Strompfad 15, wenn eine Überladung oder Überentladung des Energiespeichers 18 vorhergesagt wird.
Der Bypasspfad 21 dient zur Diagnose des Ausfalls des ersten Relais 20. Der Bypasspfad 21 ist parallel zu einem Abschnitt des Strompfades 15 vorgesehen, wobei der Abschnitt mit der montierten Batterie 16 und dem ersten Relais 20 und ohne die Erfassungseinheit 19 vorgesehen ist.
Das zweite Relais 23 und der Widerstand 24 sind im Bypasspfad 21 vorgesehen. Das zweite Relais 23 ist ein Schließer (normally open) und wird von der Steuerungseinheit 22 geschlossen, wenn die Fehlerdiagnose des ersten Relais 20 durchgeführt wird. Der Widerstand 24 dient dazu zu verhindern, dass der Energiespeicher 18 kurzgeschlossen wird, wenn das zweite Relais 23 geschlossen wird.
Die Steuerungseinheit 22 wird mit elektrischer Energie betrieben, die von der montierten Batterie 16 geliefert wird, und umfasst eine Zentraleinheit (CPU), einen Nur-Lese-Speicher (ROM), einen Direktzugriffsspeicher (RAM) und ähnliches. Die CPU führt ein im ROM gespeichertes Steuerprogramm aus, um verschiedene Prozesse wie den Schutz des Energiespeichers 18 und die Fehlerdiagnose des ersten Relais 20, die später beschrieben werden, auszuführen.
Die Verwaltungseinheit 22 kann anstelle der CPU oder zusätzlich zur CPU mit einer anwendungsspezifischen integrierten Schaltung (ASIC), einem feldprogrammierbaren Gate-Array (FPGA) oder ähnlichem ausgestattet sein.
Schutz des Energiespeichers
Die Verwaltungseinheit 22 schätzt den Ladezustand (SOC) des Energiespeichers 18, und wenn der geschätzte SOC nicht unter einer vorgegebenen Obergrenze oder nicht über einer vorgegebenen Untergrenze liegt, wird das erste Relais 20 unter der Annahme geöffnet, dass eine Überladung oder Überentladung vorhergesagt wird. Infolgedessen wird der Strompfad 15 unterbrochen, und der Energiespeicher 18 wird vor Überladung und Überentladung geschützt.
Fehlerdiagnose des ersten Relais
Wenn das erste Relais 20 außer Betrieb ist und nicht geöffnet wird, kann der Energiespeicher 18 nicht vor Überladung oder Überentladung geschützt werden. Daher führt die Steuerungseinheit 22 die Fehlerdiagnose des ersten Relais 20 durch. Die Fehlerdiagnose des ersten Relais 20 wird durchgeführt, wenn die Starter-Energiespeichervorrichtung 11 entladen ist. Genauer gesagt, die Fehlerdiagnose des ersten Relais 20 wird durchgeführt, wenn ein Strom (im folgenden als Entladestrom bezeichnet) in Entladerichtung stabil aus der Starter-Energiespeichervorrichtung 11 fließt. Wenn zum Beispiel der Motor des Fahrzeugs abgestellt wird, fließt ein Entladestrom stabil aus der Starter-Energiespeichervorrichtung 11. Daher wird die Fehlerdiagnose des ersten Relais 20 beispielsweise dann durchgeführt, wenn der Motor des Fahrzeugs abgestellt wird.
Der Entladestrom der Starter-Energiespeichervorrichtung 11 wird anhand von 1 beschrieben. Der Entladestrom der Starter-Energiespeichervorrichtung 11 fließt entlang einer in 1 dargestellten Bahn X. Der Entladestrom der Starter-Energiespeichervorrichtung 11 wird anhand von 1 beschrieben. In 1 ist der Stromwert, wenn der Entladestrom stabil fließt, Ibat1. Wenn ein Entladestrom durch die Starter-Energiespeichervorrichtung 11 fließt, ist die Richtung des von der Erfassungseinheit 19 detektierten Stroms die Entladerichtung.
Wie in 2 dargestellt, führt die Steuerungseinheit 22 bei der Fehlerdiagnose des ersten Relais 20 die Steuerung so aus, dass das erste Relais 20 geöffnet und das zweite Relais 23 geschlossen wird. Wenn das erste Relais 20 nicht außer Betrieb ist (d.h. wenn das erste Relais 20 offen ist), wie durch einen Pfad Y in 2 dargestellt, fließt ein Strom Ibat2 von der Hilfsenergiespeichervorrichtung 12 zur Starter-Energiespeichervorrichtung 11. Wie durch den Pfad Y dargestellt, fließt der Strom Ibat2 durch den Bypasspfad 21 der Starter-Energiespeichervorrichtung 11. Die Richtung des Stroms Ibat2 ist entgegengesetzt zu der des Stroms Ibat1, und die Richtung des von der Erfassungseinheit 19 detektierten Stroms ist die Ladungsrichtung.
Im Gegensatz dazu fließt, wie in 3 dargestellt, wenn das erste Relais 20 außer Betrieb ist und nicht öffnet, der Entladestrom Ibat1 von der Starter-Energiespeichervorrichtung 11 zum Anlasser 10, wie durch den Pfad X dargestellt. Ferner fließt, wie durch den Pfad Z dargestellt, der Entladestrom Ibat2 von der Starter-Energiespeichervorrichtung 11 zum Bypasspfad 21. Da der Strom Ibat1 durch die Erfassungseinheit 19 fließt, wird die Richtung des von der Erfassungseinheit 19 erfassten Stroms zur Entladungsrichtung, wenn das erste Relais 20 außer Betrieb ist. Da die Spannung der Starter-Energiespeichervorrichtung 11 und die Spannung der Hilfsenergiespeichervorrichtung 12 im Wesentlichen gleich sind, erscheint der von der Hilfsenergiespeichervorrichtung 12 zuführte Strom nicht in 3.
Wenn das erste Relais 20 nicht außer Betrieb ist, wird die Richtung des Stroms, der nach der Steuerung erkannt wird, um das erste Relais 20 zu öffnen und das zweite Relais 23 zu schließen, umgekehrt.
Insbesondere, wenn das erste Relais 20 nicht außer Betrieb ist, ist die erkannte Richtung die Ladungsrichtung, und wenn das erste Relais 20 außer Betrieb ist, ist die erkannte Richtung die Entladungsrichtung. Daher kann der Ausfall des ersten Relais 20 durch Erfassung der Stromrichtung bestimmt werden.
Wenn das erste Relais 20 außer Betrieb ist, kann der von der Erfassungseinheit 19 erfasste Stromwert 0 A (Ampere) betragen oder der Stromwert kann so klein sein, dass die Richtung nicht bestimmt werden kann. In diesem Fall kann die Richtung nicht bestimmt werden. Daher stellt die Steuerungseinheit 22 fest, dass das erste Relais 20 außer Betrieb ist, außer in dem Fall, dass die erkannte Richtung die Ladungsrichtung ist (in einem Fall, in dem die erkannte Richtung die Entladungsrichtung ist oder die Richtung nicht bestimmt werden kann).
Fehlerdiagnoseprozess für das erste Relais
Ein von der Steuerungseinheit 22 durchgeführter Fehlerdiagnoseprozess für das erste Relais 20 wird unter Bezugnahme auf 4 beschrieben. Der vorliegende Prozess wird z.B. durchgeführt, wenn der Motor des Fahrzeugs abgestellt wird.
In S101 führt die Verwaltungseinheit 22 die Steuerung so aus, dass das erste Relais 20 geöffnet und das zweite Relais 23 geschlossen wird.
In S102 erkennt die Steuerungseinheit 22 die Stromrichtung mit der Erfassungseinheit 19 (ein Beispiel für den ersten Detektionsschritt).
In S103 bestimmt die Verwaltungseinheit 22, ob die in S102 erkannte Richtung die Ladungsrichtung oder die andere Richtung ist. Im Falle der Ladungsrichtung wird festgestellt, dass das erste Relais 20 nicht außer Betrieb ist, und der gegenwärtige Prozess endet. In den anderen Fällen wird festgestellt, dass das erste Relais 20 außer Betrieb ist, und der Prozess fährt mit S104 fort (ein Beispiel für den Bestimmungsschritt).
In S104 führt die Verwaltungseinheit 22 einen vorgegebenen Fehlerprozess aus.
Auswirkungen der Ausführungsform
Gemäß dem Fehlerdiagnoseverfahren der ersten Ausführungsform enthält die Starter-Energiespeichervorrichtung 11 einen Bypasspfad 21, der parallel zu dem Abschnitt des Strompfades 15 vorgesehen ist, wobei der Abschnitt die montierte Batterie 16 und das erste Relais 20, nicht aber die Erfassungseinheit 19 umfasst. Bei dieser Konfiguration unterscheidet sich bei der Diagnose des Ausfalls des ersten Relais 20 während der Entladung der Starter-Energiespeichervorrichtung 11, selbst wenn die Spannung der Starter-Energiespeichervorrichtung 11 und die Spannung der Hilfsenergiespeichervorrichtung 12 im Wesentlichen gleich sind, das Ergebnis der Erfassung durch die Erfassungseinheit 19 zwischen dem Fall, in dem das erste Relais 20 nicht außer Betrieb ist (wenn das erste Relais 20 geöffnet ist), und dem Fall, in dem das erste Relais 20 außer Betrieb ist (wenn das erste Relais 20 nicht geöffnet ist). Mit anderen Worten, das Erfassungsergebnis unterscheidet sich zwischen dem Fall, in dem das erste Relais 20 nicht außer Betrieb ist, und dem Fall, in dem das erste Relais 20 außer Betrieb ist. Wenn also die Spannung der Starter-Energiespeichervorrichtung 11 und die Spannung der Hilfsenergiespeichervorrichtung 12 im Wesentlichen gleich sind wie im herkömmlichen Fall, kann der Ausfall des ersten Relais 20 zuverlässiger diagnostiziert werden, als wenn die Spannung nicht wie im herkömmlichen Fall schwankt.
Gemäß der Fehlerdiagnosemethode der ersten Ausführungsform wird der Ausfall des ersten Relais 20 anhand der Stromrichtung bestimmt. Bei Feststellung des Ausfalls des ersten Relais 20 während der Entladung, selbst wenn die Spannung der Starter-Energiespeichervorrichtung 11 und die Spannung 12 im Wesentlichen gleich sind, wird die Stromrichtung zwischen dem Fall, in dem das erste Relais 20 außer Betrieb ist, und dem Fall, in dem das erste Relais 20 nicht außer Betrieb ist, umgekehrt. Mit anderen Worten, das Erfassungsergebnis variiert zwischen dem Fall, in dem das erste Relais 20 nicht außer Betrieb ist, und dem Fall, in dem das erste Relais 20 außer Betrieb ist. Daher kann der Ausfall zuverlässiger bestimmt werden, als wenn die Spannung nicht wie im herkömmlichen Fall schwankt.
Wenn das erste Relais 20 außer Betrieb ist, kann der Stromwert in einem Fall, in dem der von der Erfassungseinheit 19 erfasste Stromwert 0 A (Ampere) beträgt oder in einem Fall, in dem die Richtung nicht bestimmt werden kann, kleiner sein. In diesem Fall kann die Richtung nicht bestimmt werden, aber bei dem Fehlerdiagnoseverfahren gemäß der ersten Ausführungsform wird der Fehler in einem Fall mit Ausnahme des Falles bestimmt, in dem die ermittelte Richtung die Ladungsrichtung ist (in einem Fall, in dem die ermittelte Richtung die Entladungsrichtung ist oder die Richtung nicht bestimmt werden kann), so dass der Fehler auch dann bestimmt werden kann, wenn die Richtung nicht bestimmt werden kann.
Gemäß dem Fehlerdiagnoseverfahren der ersten Ausführungsform ist der Widerstand 24 im Bypasspfad 21 vorgesehen, so dass ein Kurzschluss des Energiespeichers 18 verhindert werden kann, wenn das zweite Relais 23 geschlossen wird.
Gemäß dem BMS 17 der ersten Ausführungsform ist es bei der Motoranlassanlage 1, bei der die Starter-Energiespeichervorrichtung 11 und die Hilfsenergiespeichervorrichtung 12 parallel geschaltet sind, auch dann, wenn die Spannung der Starter-Energiespeichervorrichtung 11 und die Spannung der Hilfsenergiespeichervorrichtung 12 im Wesentlichen gleich sind, möglich, den Ausfall des ersten Relais 20 zuverlässiger zu diagnostizieren.
ZWEITE AUSFÜHRUNGSFORM
Eine zweite Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf die 2, 3 und 5 beschrieben. Das Motorstartsystem gemäß der zweiten Ausführungsform umfasst einen Stromsensor als Erfassungseinheit 19 und diagnostiziert den Ausfall des ersten Relais 20 anhand eines vom Stromsensor gemessenen Stromwertes. Ähnlich wie in der ersten Ausführungsform wird auch in der zweiten Ausführungsform die Fehlerdiagnose des ersten Relais 20 durchgeführt, wenn der Entladestrom aus der Starter-Energiespeichervorrichtung 11 stabil fließt.
Wie in 2 dargestellt, führt die Steuerungseinheit 22 bei der Fehlerdiagnose des ersten Relais 20 die Steuerung so aus, dass das erste Relais 20 geöffnet und das zweite Relais 23 geschlossen wird, wenn der Entladestrom aus der Starter-Energiespeichervorrichtung 11 stabil fließt.
Wie in 2 dargestellt, fließt, wenn das erste Relais 20 nicht außer Betrieb ist, der Strom Ibat2 von der Hilfsenergiespeichervorrichtung 12 in den Pfad Y. Wenn das erste Relais 20 nicht außer Betrieb ist, stimmt der Stromwert (d.h. der in 1 dargestellte Strom Ibat1) zum Zeitpunkt des Entladestroms, der stabil von der Starter-Energiespeichervorrichtung 11 fließt, nicht mit einem Stromwert (Ibat2) überein, der nach der Steuerung ermittelt wurde, um das erste Relais 20 zu öffnen und das zweite Relais 23 zu schließen.
Wenn dagegen, wie in 3 dargestellt, das erste Relais 20 außer Betrieb ist und nicht öffnet, fließt der Stromwert Ibat1 von der Starter-Energiespeichervorrichtung 11 auf dem Pfad Strecke X. Da sich die Erfassungseinheit 19 auf dem Pfad X befindet, wird der Stromwert Ibat1 von der Erfassungseinheit 19 erfasst, wenn das erste Relais 20 außer Betrieb ist. Wenn also das erste Relais 20 außer Betrieb ist, stimmt der Stromwert (Ibat1) zum Zeitpunkt des von der Starter-Energiespeichervorrichtung 11 stabil fließenden Entladestroms mit dem nach der Steuerung erfassten Stromwert (Ibat1) überein, so dass das erste Relais 20 geöffnet und das zweite Relais 23 geschlossen wird.
Daher kann der Ausfall des ersten Relais 20 diagnostiziert werden, indem festgestellt wird, ob der nach der Steuerung zum Öffnen des ersten Relais 20 und Schließen des zweiten Relais 23 ermittelte Stromwert mit dem Stromwert (ibat1) übereinstimmt, der ermittelt wird, wenn der Entladestrom aus der Starter-Energiespeichervorrichtung 11 stabil fließt.
Fehlerdiagnoseprozess für das erste Relais
Im Folgenden wird ein Fehlerdiagnoseprozess für das erste Relais 20 gemäß der zweiten Ausführungsform unter Bezugnahme auf 5 beschrieben.
In S201 erkennt die Verwaltungseinheit 22 einen aktuellen Wert mit der Erfassungseinheit 19 (ein Beispiel für den zweiten Erfassungsschritt).
In S202 führt die Steuerungseinheit 22 die Steuerung so aus, dass das erste Relais 20 geöffnet und das zweite Relais 23 geschlossen wird.
In S203 erkennt die Steuerungseinheit 22 einen Stromwert mit der Erfassungseinheit 19 (ein Beispiel für den ersten Erfassungsschritt).
In S204 bestimmt die Verwaltungseinheit 22, ob der in S201 ermittelte aktuelle Wert und der in S203 ermittelte aktuelle Wert übereinstimmen oder nicht. Wenn die Stromwerte nicht übereinstimmen, wird festgestellt, dass das erste Relais 20 nicht außer Betrieb ist, und der aktuelle Prozess wird beendet. Wenn die Stromwerte übereinstimmen, wird festgestellt, dass das erste Relais 20 außer Betrieb ist, und der Prozess fährt mit S205 fort (ein Beispiel für den Bestimmungsschritt).
In S205 führt die Verwaltungseinheit 22 einen vorgegebenen Fehlerprozess aus.
Auswirkungen der Ausführungsform
In der mit dem Bypasspfad 21 versehenen Start-Energiespeichervorrichtung 11 unterscheidet sich selbst dann, wenn die Spannung der Start-Energiespeichervorrichtung 11 und die Spannung der Hilfsenergiespeichervorrichtung 12 im Wesentlichen gleich sind, ein Ergebnis des Vergleichs zwischen einem während der Entladung der Start-Energiespeichervorrichtung 11 erfassten Stromwert und einem Stromwert, der nach der Steuerung zum Öffnen des ersten Relais 20 und Schließen des zweiten Relais 23 erfasst wird, zwischen einem Fall, in dem das erste Relais 20 außer Betrieb ist, und einem Fall, in dem das erste Relais 20 nicht außer Betrieb ist. Mit anderen Worten, das Vergleichsergebnis unterscheidet sich zwischen dem Fall, in dem das erste Relais 20 nicht außer Betrieb ist, und dem Fall, in dem das erste Relais 20 außer Betrieb ist. Daher kann der Ausfall des ersten Relais 20 zuverlässiger diagnostiziert werden, als wenn die Spannung nicht wie im herkömmlichen Fall schwankt.
DRITTE AUSFÜHRUNGSFORM
Eine dritte Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf die 6 bis 7 beschrieben. Wie in 6 dargestellt, umfasst das Motorstartsystem 2 gemäß der dritten Ausführungsform zusätzlich zur Konfiguration der ersten Ausführungsform ein drittes Relais 30, ein viertes Relais 31 und ein fünftes Relais 32. Jedes der dritten bis fünften Relais ist ein Beispiel für den dritten Schutzschalter.
Das dritte Relais 30 ist in einem Strompfad 33 vorgesehen, der die Start-Energiespeichervorrichtung 11 und den Starter 10 verbindet. Das vierte Relais 31 ist in einem Strompfad 34 vorgesehen, der die Hilfsenergiespeichervorrichtung 12 und den Starter 10 verbindet. Das dritte Relais 30 und das vierte Relais 31 werden von einer ECU des Fahrzeugs geöffnet und geschlossen.
Das fünfte Relais 32 ist in einem Strompfad 35 vorgesehen, an den der Energiespeicher 18 in der Hilfsenergiespeichervorrichtung 12 angeschlossen ist. Das fünfte Relais 32 wird durch die in der Hilfsenergiespeichervorrichtung 12 vorgesehene Steuerungseinheit 22 (nicht abgebildet) geöffnet und geschlossen.
Die Erfassungseinheit 19 gemäß der dritten Ausführungsform kann sowohl den Stromwert als auch die Stromrichtung erkennen.
Die Steuerungseinheit 22 gemäß der dritten Ausführungsform führt eine Fehlerdiagnose ähnlich der ersten Ausführungsform durch, um festzustellen, ob das erste Relais 20 und das dritte bis fünfte Relais alle normal arbeiten oder mindestens eines dieser Relais defekt ist.
Im Folgenden erfolgt eine spezifische Beschreibung unter Bezugnahme auf 7. Wenn das erste Relais 20 zum Zeitpunkt der Durchführung der Fehlerdiagnose geöffnet ist, arbeitet das erste Relais 20 normal. Daher arbeitet das erste Relais 20 normal (O), wenn es geöffnet ist, und anormal (x), wenn es geschlossen ist.
Im Gegensatz dazu sind das dritte bis fünfte Relais im geschlossenen Zustand normal, so dass das dritte bis fünfte Relais im geschlossenen Zustand normal (O) und im geöffneten Zustand anormal (x) ist. Wenn in 7 die Relais 4 und 5 „O“ sind, bedeutet dies, dass sowohl das vierte Relais 31 als auch das fünfte Relais 32 geschlossen sind (normal), und wenn „x“, bedeutet dies, dass mindestens eines des vierten Relais 31 und des fünften Relais 32 geöffnet ist (anormal).
Wie in 7 dargestellt, wird in einem Fall, in dem dieselbe Fehlerdiagnose wie in der ersten Ausführungsform durchgeführt wird, wenn sowohl das erste Relais 20 als auch das dritte bis fünfte Relais normal (O) sind, ein Stromwert größer als 0 Ampere von der Erfassungseinheit 19 erkannt (d.h. Strom ist vorhanden), und die Richtung des von der Erfassungseinheit 19 erkannten Stroms ist die Ladungsrichtung. Wenn dagegen mindestens eines dieser Relais anormal (x) ist, fließt kein Strom zur Erfassungseinheit 19 (d.h. der Strom ist nicht vorhanden), oder die Richtung des erfassten Stroms ist die Entladungsrichtung.
Daher bestimmt die Steuerungseinheit 22 gemäß der dritten Ausführungsform, ob das erste Relais 20 und das dritte bis fünfte Relais alle normal sind oder ob mindestens eines dieser Relais aufgrund des Vorhandenseins oder Fehlens des durch die Erfassungseinheit 19 fließenden Stroms und der Stromrichtung außer Betrieb ist.
Gemäß dem Fehlerdiagnoseverfahren gemäß der dritten Ausführungsform kann nicht nur das erste Relais 20, das in der Starter-Energiespeichervorrichtung 11 vorgesehen ist, sondern auch das dritte bis fünfte Relais, die außerhalb der Starter-Energiespeichervorrichtung 11 vorgesehen sind, den Ausfall der Starter-Energiespeichervorrichtung 11 diagnostizieren.
WEITERE AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die in der vorliegenden Beschreibung offenbarten Techniken beschränken sich nicht auf die Ausführungsformen, die unter Bezugnahme auf die obige Beschreibung und die Zeichnungen beschrieben werden, und die folgenden Ausführungsformen sind z.B. auch der technische Umfang, der in der vorliegenden Beschreibung offenbart wird.

(1) In der obigen Darstellung ist die zweite Energiespeichervorrichtung (Hilfsenergiespeichervorrichtung 12) als Beispiel für die andere Stromversorgung beschrieben worden, aber die andere Stromversorgung kann ein externes abnehmbares Ladegerät zum Aufladen der ersten Energiespeichervorrichtung sein. Das externe Ladegerät kann z.B. an eine Zigarrettenbuchse des Fahrzeugs angeschlossen werden, und die Starter-Energiespeichervorrichtung 11 kann durch das angeschlossene Ladegerät aufgeladen werden. Auch in diesem Fall kann der Ausfall des ersten Relais 20 in der Starter-Energiespeichervorrichtung 11 ähnlich diagnostiziert werden, wie wenn die zweite Energiespeichervorrichtung angeschlossen ist.
(2) In der obigen Ausführung wurde die Hilfsenergiespeichervorrichtung 12 als die zweite Energiespeichervorrichtung beschrieben, aber die zweite Energiespeichervorrichtung kann ein Reserveenergiespeicher sein, der die elektrische Last (Starter 10) anstelle der Starter-Energiespeichervorrichtung 11 mit elektrischer Energie versorgt, wenn die Spannung der Starter-Energiespeichervorrichtung 11 abfällt.
(3) In der obigen Ausführungsform wurde der Fall als Beispiel beschrieben, dass die Spannung der ersten Energiespeichervorrichtung (die Starter-Energiespeichervorrichtung 11 in der ersten Ausführungsform) und die Spannung der anderen Stromversorgung (die Hilfsenergiespeichervorrichtung 12 in der ersten Ausführungsform) im Wesentlichen gleich sind. Im Gegensatz dazu kann die Spannung der anderen Stromversorgung höher sein als die Spannung der ersten Energiespeichervorrichtung. Die Spannung der Hilfsenergiespeichervorrichtung 12 kann höher sein als die der Starter-Energiespeichervorrichtung 11, wie in einem Beispiel, in dem, wenn die Spannung der Starter-Energiespeichervorrichtung 11 12 V ist, die Spannung der Hilfsenergiespeichervorrichtung 12 24 V, 48 V oder höher sein kann. In diesem Fall kann die von der Hilfsenergiespeichereinrichtung 12 angelegte Spannung durch eine im Motoranlassystem vorgesehene Step-Down-Einheit (z.B. Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler) auf im Wesentlichen dieselbe Spannung wie die der Starter-Energiespeichervorrichtung 11 abgesenkt werden. Nach dem in der obigen Darstellung beschriebenen Fehlerdiagnoseverfahren ist es selbst dann, wenn die Spannung der Hilfsenergiespeichervorrichtung 12 auf im Wesentlichen die gleiche Spannung wie die der Starter-Energiespeichervorrichtung 11 abgesenkt wird, möglich, den Ausfall des ersten Relais 20 zuverlässiger zu diagnostizieren.
(4) In der zuvor beschriebenen Ausführungsform wurde der Fall als Beispiel beschrieben, bei dem der Bypasspfad 21 mit dem Widerstand 24 versehen ist, wobei jedoch anstelle des Widerstandes 24 auch eine Konstantstromquelle (z.B. Konstantstromdiode) vorgesehen werden kann.
(5) In der dritten Ausführungsform wurde der Fall als Beispiel beschrieben, bei dem das Motoranlassersystem 2 drei Relais, umfassend das dritte bis fünfte Relais, als dritte Schutzschalter hat, wobei jedoch das Motoranlassersystem 2 auch nur ein oder zwei dieser Relais umfassen kann.
(6) In der obigen Ausführungsform wurde der Starter 10 als Beispiel für die elektrische Last beschrieben, aber die elektrische Last ist nicht auf den Starter 10 beschränkt, und es können alle Geräte verwendet werden, solange sie elektrische Energie verbrauchen. Obwohl das Motoranlassersystem als Beispiel für das System in der obigen Ausführungsform beschrieben wurde, kann das System ein beliebiges System sein, solange die erste Energiespeichervorrichtung zur Versorgung der elektrischen Last und die weitere Stromversorgung parallel geschaltet sind.
(7) In der zweiten Ausführungsform wurde der Fall als Beispiel beschrieben, bei dem der Bypasspfad 21 parallel zu dem Abschnitt des Strompfads 15 der Starter-Energiespeichervorrichtung 11 vorgesehen ist, wobei der Abschnitt die montierte Batterie 16 und das erste Relais 20, aber nicht die Erfassungseinheit 19 umfasst. Im Gegensatz dazu kann der Bypasspfad 21, wie bei dem in 8 dargestellten Motoranlassersystem 3, parallel zu einem Abschnitt vorgesehen werden, der die montierte Batterie 16, das erste Relais 20 und die Erfassungseinheit 19 (Stromsensor) enthält. In diesem Fall, wenn das erste Relais 20 normal ist, wird das erste Relais 20 zum Zeitpunkt der Fehlerdiagnose geöffnet, so dass der vom Stromsensor gemessene Stromwert 0 A (Ampere) beträgt. Wenn dagegen das erste Relais 20 außer Betrieb ist, wird das erste Relais 20 nicht geöffnet, so dass der vom Stromsensor gemessene Stromwert größer als 0 A ist. Daher kann der Ausfall des ersten Relais 20 in Abhängigkeit davon bestimmt werden, ob der vom Stromsensor gemessene Stromwert 0 A beträgt oder nicht.
(8) In der dritten Ausführungsform wurde der Fall als ein Beispiel beschrieben, bei dem die Erfassungseinheit 19 sowohl den Stromwert als auch die Richtung des Stroms erkennen kann, wobei jedoch auch nur die Stromrichtung erkannt werden kann. Ob das erste Relais 20 und das dritte bis fünfte Relais alle normal sind oder mindestens eines dieser Relais außer Betrieb ist, kann nur anhand der Stromrichtung bestimmt werden. Insbesondere wenn die Stromrichtung die Ladungsrichtung ist, kann bestimmt werden, dass alle Relais normal sind, und wenn die Stromrichtung nicht die Ladungsrichtung ist (in einem Fall, in dem die erkannte Richtung die Entladungsrichtung ist oder die Richtung nicht bestimmt werden kann), kann bestimmt werden, dass mindestens eines der Relais außer Betrieb ist.
(9) Obwohl die Lithium-Ionen-Batterie in der obigen Ausführungsform als Beispiel für den Energiespeicher 18 beschrieben wurde, kann der Energiespeicher 18 ein Kondensator sein, der von einer elektrochemischen Reaktion begleitet wird.

Bezugszeichenliste

1:: Motorstartsystem (Beispiel eines Systems)
2:: Motorstartsystem (Beispiel eines Systems)
10:: Starter (Beispiel einer elektrischen Last)
11:: Starter-Energiespeichervorrichtung (Beispiel der ersten Energiespeichervorrichtung)
12:: Hilfsenergiespeichervorrichtung (Beispiel der zweiten Energiespeichervorrichtung und der weiteren Stromversorgung)
13:: positiver externer Anschluss
14:: negativer externer Anschluss
15:: Strompfad
17:: Batteriemanagementsystem (Beispiel einer Verwaltungseinheit)
18:: Energiespeicher
19:: Erfassungseinheit
20:: erstes Relais (Beispiel für den ersten Schutzschalter)
21:: Bypasspfad
22:: Verwaltungseinheit
23:: zweites Relais (Beispiel für den zweiten Schutzschalter)
24:: Widerstand
30:: drittes Relais (Beispiel für den dritten Schutzschalter)
31:: viertes Relais (Beispiel für den vierten Schutzschalter)
32:: fünftes Relais (Beispiel für den fünften Schutzschalter)
33:: Strompfad
34:: Strompfad
35:: Strompfad

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2017135834 A [0004]
JP 2014036556 A [0004]

Claims

Fehlerdiagnoseverfahren für ein System, bei dem eine erste Energiespeichervorrichtung, die einer elektrischen Last elektrische Leistung zuführt, und eine weitere Leistungsversorgung, die eine zweite Energiespeichervorrichtung oder ein Ladegerät ist, parallel geschaltet sind, wobei die erste Energiespeichervorrichtung umfasst: einen Energiespeicher, der in einem Strompfad vorgesehen ist, der einen positiven externen Anschluss und einen negativen externen Anschluss der ersten Energiespeichervorrichtung verbindet; eine Erfassungseinheit, die im Strompfad vorgesehen ist und mindestens einen Stromwert eines in dem Energiespeicher fließenden Stroms oder eine Stromrichtung erfasst; einen ersten Schutzschalter, der im Strompfad auf einer Seite gegenüber der Erfassungseinheit in Bezug auf den Energiespeicher oder zwischen dem Energiespeicherund der Erfassungseinheit vorgesehen ist; einen Bypasspfad, der parallel zu einem Abschnitt des Strompfades vorgesehen ist, wobei der Abschnitt den Energiespeicher und den ersten Schutzschalter und nicht die Erfassungseinheit enthält; und einen zweiten Schutzschalter, der im Bypasspfad vorgesehen ist, wobei das Fehlerdiagnoseverfahren umfasst: einen ersten Erfassungsschritt des Erfassens des Stromwerts und/oder der Richtung, wobei sich die Erfassungseinheit in einem Zustand befindet, in dem der erste Schutzschalter geöffnet und der zweite Schutzschalter während der Entladung der ersten Energiespeichervorrichtung geschlossen ist; und einen Bestimmungsschritt zur Bestimmung des Versagens des ersten Schutzschalters auf der Grundlage eines Erfassungsergebnisses im ersten Erfassungsschritt.
Fehlerdiagnoseverfahren nach Anspruch 1, wobei die Erfassungseinheit eine Richtung des Stroms erkennt, und im Bestimmungsschritt, wenn die im ersten Erfassungsschritt ermittelte Richtung eine Ladungsrichtung ist, in der die erste Energiespeichervorrichtung geladen wird, wird festgestellt, dass der erste Schutzschalter normal ist, und in den anderen Fällen wird festgestellt, dass der erste Schutzschalter außer Betrieb ist.
Fehlerdiagnoseverfahren nach Anspruch 1, wobei die Erfassungseinheit einen Stromwert des Stromes erfasst, das Fehlerdiagnoseverfahren ferner einen zweiten Erfassungsschritt des Erfassens eines Stromwertes umfasst, wobei sich die Erfassungseinheit in einem Zustand befindet, in dem der erste Schutzschalter geschlossen ist und der zweite Schutzschalter während der Entladung der ersten Energiespeichervorrichtung offen ist, und im Bestimmungsschritt das Versagen des ersten Schutzschalters auf der Grundlage des im ersten Erfassungsschritt erfassten Stromwerts und des im zweiten Erfassungsschritt erfassten Stromwerts bestimmt wird.
Fehlerdiagnoseverfahren nach Anspruch 1, wobei das System mit einem dritten Schutzschalter in mindestens einem von einem Strompfad, der die erste Energiespeichervorrichtung und die elektrische Last verbindet, einem Strompfad, der die andere Stromversorgung und die elektrische Last verbindet, und einem Strompfad innerhalb der anderen Stromversorgung versehen ist, die Erfassungseinheit eine Richtung des Stroms erkennt, und im Bestimmungsschritt, wenn die im ersten Erfassungsschritt ermittelte Richtung eine Ladungsrichtung ist, in der die erste Energiespeichervorrichtung aufgeladen wird, festgestellt wird, dass sowohl der erste als auch der dritte Schutzschalter normal sind, und in den anderen Fällen festgestellt wird, dass der erste und/oder der dritte Schutzschalter außer Betrieb ist.
Fehlerdiagnoseverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die andere Stromversorgung die zweite Energiespeichervorrichtung ist.
Fehlerdiagnoseverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die andere Stromversorgung eine Spannung aufweist, die höher ist als die Spannung der ersten Energiespeichervorrichtung, und das System eine Step-Down-Kompensationseinheit, die eine von der weiteren Stromversorgung angelegte Spannung herunterregelt.
Fehlerdiagnoseverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei ein Widerstand oder eine Konstantstromquelle im Bypasspfad vorgesehen ist.
Verwaltungsvorrichtung für einen Energiespeicher, umfassend: eine Erfassungseinheit, die in dem Strompfad vorgesehen ist, an die der Energiespeicher angeschlossen ist, und die mindestens einen Stromwert eines durch die Energiespeichervorrichtung fließenden Stroms und eine Stromrichtung erfasst; einen ersten Schutzschalter, der im Strompfad auf einer Seite gegenüber der Erfassungseinheit in Bezug auf den Energiespeicher oder zwischen dem Energiespeicher und der Erfassungseinheit vorgesehen ist; einen Bypasspfad, der parallel zu einem Abschnitt des Strompfades vorgesehen ist, wobei der Abschnitt den Energiespeicher und den ersten Schutzschalter und nicht die Erfassungseinheit umfasst; einen zweiten Schutzschalter, der im Bypasspfad vorgesehen ist; und eine Verwaltungseinheit, wobei die Verwaltungseinheit einen ersten Erfassungsschritt des Erfassens des Stromwerts und/oder der Richtung ausführt, wobei sich die Erfassungseinheit in einem Zustand befindet, in dem der erste Schutzschalter offen und der zweite Schutzschalter geschlossen ist, während die erste Energiespeichervorrichtung entladen wird, und einen Bestimmungsschritt zur Bestimmung des Versagens des ersten Schutzschalters auf der Grundlage eines Erfassungsergebnisses im ersten Erfassungsschritt.