JP2004266937A - 車両用自己診断装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】自己診断のための判定回数または判定時間を可変することができる構成とし、例えば、故障判定結果が前回と同じならば自己診断の判定回数を1回の判定とし、故障判定結果が前回と異なる場合には、誤検出を防止するために自己診断による故障判定を複数回行うようにして、従来と同じレベルの性能を保持しつつ全体として判定時間が短縮され、消費電流が少なくて済むようにする。
【選択図】 図3
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、車載装置の自己診断を行う車両用自己診断装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
例えば、近年のハイブリッド車両では、制御装置を駆動する制御装置用2次電池以外に駆動を補助するため、及びエンジン停止時に補機駆動するための補助用2次電池を搭載しており、補助用2次電池への充電及び放電を管理する電池制御装置が必須となっている。
補助用2次電池は起電力数ボルトの単セルを複数個使って、車両駆動に必要な12V以上を得ている。補助用2次電池は、従来車両に付加されるものであるため、単位重量当たりの性能の高いものが用いられるが、過放電あるいは過充電により電池性能に支障をきたすものは使用電圧範囲を制御する。その際、単セル間の電圧にばらつきがあると、過放電に対しては最低セル電圧、過充電に対しては最大セル電圧で制限されるため単セル間の電圧差を少なくするような処理(=均等化処理)を行う。
例えば、特許文献1には、複数直列に接続された2次電池の各単セルの電圧データをサンプリングし、評価判定した後、必要に応じて単セルの電圧について、バイパス放電を用いて均等化処理を行うことが記載されている。
また、特許文献2には、複数直列に接続された2次電池の各単セルの端子電圧を検出し、イグニッションキーON直前の端子電圧のデータをもとに各単セルの充電状態を算出し、各単セルの端子電圧にばらつきがある場合には、各単セルに接続されているバイパス回路を用いて自己放電させ均等化処理を行うことが記載されている。
しかしながら、上記のように均等化処理を行うためには、イグニッションキーがOFFで補助用2次電池の電圧変動が少ない状態のときに電池制御装置が自己診断による故障判定を行う必要があるが、従来は図8の故障判定フローチャートに示すように、故障判定開始時の前回判定結果の如何にかかわらず誤検出しないように複数回の判定を行っていた(引用文献3参照)。
【0003】
【特許文献1】
特開2002−8732号公報
【特許文献2】
特開2002−354703号公報
【引用文献3】
エスティマハイブリッド修理書A巻、品番62993A、トヨタ自動車(株)2001年6月15日発行
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のように故障判定を機械的に複数回行うということは、判定時間も長くかかり、電池制御装置の消費電流も多くなるという問題があった。
そこで、本発明では電池制御装置の自己診断による故障判定において、誤検出を防ぐようにコントロールしながら、全体として判定回数あるいは判定時間を減らすことにより電池制御装置の消費電流を少なくして、電池制御装置用2次電池への負担を軽くする車両用電池制御装置を提供することを目的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために本発明の車両用自己診断装置は、主機停止時に設定された判定周期で自己診断を行う電池制御装置において、車載装置の故障判定と均等化回路の故障判定との少なくとも一方の判定を行う故障判定手段及び判定結果記憶手段と、判定回数または判定時間積算手段と、判定結果確定手段を有し、判定回数または判定時間を可変することができる車両用自己診断装置を提供する。
また、本発明の車両用自己診断装置は、エンジン停止時に設定された判定周期で自己診断を行う電池制御装置において、補助用2次電池の故障判定と均等化回路の故障判定との少なくとも一方の判定を行う故障判定手段及び判定結果記憶手段と、判定回数または判定時間積算手段と、判定結果確定手段を有し、判定回数または判定時間を可変することができることを特徴としている。
【0006】
また、本発明の車両用電池制御装置の前記判定結果確定手段は、故障判定結果が前回と同じならば、前記自己診断の判定回数を1回の判定とし、前記故障判定結果が前回と異なるならば、前記自己診断の判定回数を複数回の判定とすることを特徴としている。
【0007】
従って、本発明によれば、故障判定結果が前回と同じならば自己診断による故障判定をその回の1回の判定で確定して、次のステップである均等化処理に進むようにしていて、従来のように複数回の故障判定を行わないので判定時間が短縮され、電池制御装置での消費電流も少なくて済むこととなる。
そして、故障判定結果が前回と異なる場合は、誤検出を防止するために自己診断による故障判定を複数回行って判定するようにしている。
従って、自己診断機能としての性能は、従来と同じレベルの性能を保持しつつ全体として判定時間が短縮され、消費電流が少なくて済むこととなる。
【0008】
さらに、本発明の車両用電池制御装置の前記判定結果確定手段は故障判定結果が前回と同じならば、前記自己診断の判定回数を1回の判定とし、前記故障判定結果が前回と異なるならば、前記自己診断の判定時間が所定の積算時間に達するまで判定を繰り返す構成とすることにより、任意の積算判定時間を設定出来るので判定時間の面からも電池制御装置での消費電流を制御することが可能となっている。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下に図面に基づいて本発明の車両用電池制御装置の実施の形態について実施例により説明する。
【0010】
【実施例】
図1は、実施例1に係わる車両用電池制御装置の基本構成を示すものである。
図1において、電池制御装置10はタイマ回路4、均等化回路5、A/D回路6、マイクロプロセッサ7、電源回路2及び通信ドライバ3で構成されている。
そして、電池制御装置10には電池制御装置用2次電池1、補助用2次電池9、車両制御装置0及びハイブリッド制御装置8が接続されている。
電池制御装置10の目的は、補助用2次電池9の故障判定を行い充電及び放電を管理して補助用2次電池9を常に最良の状態に保つことである。
また、電池制御装置10は、電池制御装置用2次電池1から電源回路2を介して電力を供給され駆動されている。
補助用2次電池9は、起電力数ボルトの単セルを複数個直列接続して車両駆動に必要な12V以上を得ている。
マイクロプロセッサ7は、A/D回路6を介して補助用2次電池9と接続されていて、定められた周期で補助用2次電池9の故障判定を行う。
また、マイクロプロセッサ7は、均等化回路5と接続されていて、均等化回路5の故障判定を行い、必要に応じて均等化回路5に接続されている補助用2次電池9の均等化処理の指示を出す。
ハイブリッド制御装置8は、電池制御装置10や車両制御装置0からの情報に基づきハイブリッド駆動を管理する。また、ハイブリッド制御装置8は通信ドライバ3を介して電池制御装置10のマイクロプロセッサ7と接続されていて電池電圧などのデータをマイクロプロセッサ7との間で送受信している。
【0011】
本発明の車両用電池制御装置の動作について以下に説明する。
電池制御装置10の機能は、故障自己診断と均等化処理であり、故障自己診断には補助用2次電池9の故障判定(故障判定Aとする)と均等化回路5の故障判定(故障判定Bとする)と、判定結果の記憶と、判定回数または判定時間の積算と、それらのデータをもとに故障判定結果を確定することが含まれる。
均等化処理は確定された故障判定結果に基づき補助用2次電池9の単セル間の電圧差を少なくするよう処理を行う。
そして、故障自己診断と均等化処理は電池電圧変動の少ないイグニッションキーOFF時に電池制御装置10内で周期的に行われる。
図1において、イグニッションキーがONからOFFになった時点でマイクロプロセッサ7はスタンバイ状態にあり、その後タイマ回路4により周期的に起動される。
起動後、マイクロプロセッサ7は補助用2次電池9及び均等化回路5の故障自己診断と均等化処理を行い、再びスタンバイ状態にもどる。
なお、この時、イグニッションキーはOFFなので主機であるエンジンを駆動源とした発電はなく、電池制御装置10への電力は電池制御装置用2次電池1から供給されている。
【0012】
図2は、本実施例1の電池制御装置10に係わる動作を示すメインフローチャートである。
電池制御装置10が車両制御装置0からのイグニッションキーのOFFからONの信号、またはタイマ回路4からの信号によって起動された後、ステップM1でメモリなどの初期化を行う。
ステップM2でイグニッションキーのONによる起動か、タイマ回路4による起動かを判別し、イグニッションキーのONによる起動であれば通常の車両制御を行う。
タイマ回路4による起動ならば、ステップM3の故障判定(詳細は図3の故障判定フローチャートに記載)を実施する。次に、ステップM4の均等化処理を行い、ステップM5のスタンバイ処理によりマイクロプロセッサ7はスタンバイ状態となり一連の電池制御動作を終了する。
【0013】
図3は、本実施例1の故障判定フローチャートを示すものである。
タイマ回路4による起動の場合、均等化処理を行う前に故障判定を行う。カウンタAは判定回数を表すものでステップK1で初期化(判定回数=0)される。
次にステップK2で部位A(車載装置である補助用2次電池9の端子電圧)の故障判定(=故障判定A)を行い、ステップK3において、前回判定結果が正常な場合と異常な場合で、今回判定結果の処置を変える。
ステップK3の前回判定結果が正常な場合、ステップK4で今回判定結果も正常ならステップK5で部位Aは正常確定となる。今回判定結果が異常ならステップK6でカウンタAを+1して、ステップK7でカウンタAの異常判定回数を判定する。
ステップK7でカウンタAの異常判定回数が、あらかじめ設定されている異常確定回数以上と判断された場合、ステップK8で部位Aが異常確定する。
ステップK7でカウンタAの異常判定回数が、あらかじめ設定されている異常確定回数未満と判断された場合、ステップK2の故障判定にもどり部位Aについて次回の故障判定をスタートする。
ステップK3の前回判定結果が異常な場合、ステップK9で今回判定結果も異常ならステップK10で部位Aは異常確定となる。今回判定結果が正常ならステップK11でカウンタAを+1して、ステップK12でカウンタAの正常判定回数を判定する。
ステップK12でカウンタAの正常判定回数が、あらかじめ設定されている正常確定回数以上と判断された場合、ステップK13で部位Aが異常確定する。
ステップK12でカウンタAの正常判定回数が、あらかじめ設定されている正常確定回数未満と判断された場合、ステップK2の故障判定にもどり部位Aについて次回の故障判定をスタートする。
部位Aの故障判定がすべて確定したら、引き続き部位Bの故障判定を同じ手順で行う。
【0014】
以上のように故障判定結果が前回と同じならば、判定回数を1回の判定とし消費電流を低減し、故障判定結果が前回と異なるならば誤検出を防ぐために判定回数を複数回に設定できるようにしている。
【0015】
図4に本実施例1の全体タイミングチャートを示す。
イグニッションキー(IGキー)、タイマ起動信号、CPU動作の関係を示している。イグニッションキーはONからOFFに変化し、さらにOFFからONになった状態を表している。
イグニッションキーがOFFの状態において、タイマ回路4から起動信号がCPU(図1のマイクロプロセッサ7)に送られ、CPUが起動して図2のメインフローチャートに示された一連の処理が実行される。一連の処理が完了した段階でCPUは次にタイマ回路4から起動信号が送られるまでスタンバイ状態を保持する。
【0016】
図5は、本実施例1のイグニッションキーOFF時のCPU動作タイミングチャート(故障判定例1)を示すもので、故障判定において前回と今回の判定に変化のない場合を表している。
すなわち、前回が正常であれば今回も正常、前回が異常であれば今回も異常の場合である。前回と今回の判定に変化のない場合、故障判定回数を1回に設定しているのでCPU動作合計時間は、次のようになる。
CPU動作合計時間=(I+A+B+J+K)時間
I:カウンタA、カウンタBの初期化時間
A:部位Aの故障判定時間
B:部位Bの故障判定時間
J:均等化処理時間
K:スタンバイ処理時間
【0017】
同様に図6は、本実施例1のイグニッションキーOFF時のCPU動作タイミングチャート(故障判定例2)を示すものであるが、部位Aの故障判定が前回が正常で今回は異常、部位Bの故障判定が前回が正常、今回も正常の場合である。故障判定結果が前回と異なる場合、故障判定を確定するための回数をこの例では3回に設定しているのでCPU動作合計時間は、次のようになる。
CPU動作合計時間=(I+A×3+B+J+K)時間
【0018】
図7は実施例2の故障判定フローチャートを示すもので、実施例1との違いは実施例1は故障判定の正常あるいは異常を確定する基準が判定回数に置かれているのに対して、実施例2は正常あるいは異常を確定する基準に積算された時間が用いられていて、電池制御装置の故障判定時間を時間の面からコントロールできるようにしている。
タイマAは、故障判定に要した時間を積算するもので、ステップT1で初期化(積算判定時間=0)される。次にステップT2で部位Aの故障判定を行い、前回判定結果と今回判定結果を比較して正常あるいは異常を決定していく。
そして、前回判定結果と今回判定結果が異なる場合、ステップT7あるいはステップT12においてタイマAに積算されている判定に要した時間をあらかじめ設定した時間と参照して、さらに故障判定を行うか、正常あるいは異常の判定の確定を行うかを決定する構成としている。
なお、上記実施例においては、エンジン停止時に設定された判定周期で自己診断を行ったが、本発明は、エンジン停止時に限定されるものではなく、例えば、主機としてエンジンではなく燃料電池にて駆動されるモータ等であってもよい。
さらに、上記実施例において、車載装置として、補助用2次電池の故障判定を行ったが、本件発明は、車載装置として、補助用2次電池に限定されるものではなく、例えば、車両に搭載される電装製品等であってもよい。
【0019】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の車両用電池制御装置は、イグニッションキーOFF時の自己診断の故障判定で、前回の故障判定結果と比較し同じであれば判定回数を最少とし、異なる場合のみ判定回数(または判定時間)を誤検出を防止できる程度に任意に設定できる構成としたので、電池制御装置の消費電流を低減し電池制御装置用2次電池への電流負担を減らす効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の電池制御装置の基本構成図である。
【図2】本発明の電池制御装置プログラムのメインフローチャートである。
【図3】本発明の電池制御装置プログラムの自己診断故障判定フローチャートである。
【図4】実施例1の全体タイミングチャートである。
【図5】実施例1のCPU動作タイミングチャート(例1)である。
【図6】実施例1のCPU動作タイミングチャート(例2)である。
【図7】実施例2の電池制御装置プログラムの自己診断故障判定フローチャートである。
【図8】従来の電池制御装置プログラムの自己診断故障判定フローチャートである。
【符号の説明】
0:車両制御装置
1:電池制御装置用2次電池
2:電源回路
3:通信ドライバ
4:タイマ回路
5:均等化回路
6:A/D回路
7:マイクロプロセッサ(CPU)
8:ハイブリッド制御装置
9:補助用2次電池
10:電池制御装置
Claims (4)
- 主機停止時に設定された判定周期で自己診断を行う電池制御装置において、車載装置の故障判定と均等化回路の故障判定との少なくとも一方の判定を行う故障判定手段及び判定結果記憶手段と、判定回数または判定時間積算手段と、判定結果確定手段を有し、判定回数または判定時間を可変することができることを特徴とする車両用自己診断装置。
- エンジン停止時に設定された判定周期で自己診断を行う電池制御装置において、補助用2次電池の故障判定と均等化回路の故障判定との少なくとも一方の判定を行う故障判定手段及び判定結果記憶手段と、判定回数または判定時間積算手段と、判定結果確定手段を有し、判定回数または判定時間を可変することができることを特徴とする車両用自己診断装置。
- 請求項2記載の車両用電池制御装置において、前記判定結果確定手段は故障判定結果が前回と同じならば、前記自己診断の判定回数を1回の判定とし、前記故障判定結果が前回と異なるならば、前記自己診断の判定回数を複数回の判定とすることを特徴とする車両用自己診断装置。
- 請求項3記載の車両用電池制御装置において、前記判定結果確定手段は故障判定結果が前回と同じならば、前記自己診断の判定回数を1回の判定とし、前記故障判定結果が前回と異なるならば、前記自己診断の判定時間が所定の積算時間に達するまで判定を繰り返すことを特徴とする車両用自己診断装置。
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