JP2007252175A - Capacitor device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、蓄電素子を用いた蓄電装置に関するものである。 The present invention relates to a power storage device using a power storage element.
近年、環境への配慮から駆動の全てあるいは一部をモーターで行う、いわゆる電気自動車やハイブリッド自動車が普及しつつある。これらの自動車はモーターの電力がバッテリ（二次電池）から供給されている。この場合、バッテリの必要個数を低減するために昇圧コンバータと組み合わせて使用されているが、それでも２００個以上のバッテリが必要となる。 In recent years, so-called electric vehicles and hybrid vehicles, in which all or part of driving is performed by a motor, are becoming widespread in consideration of the environment. In these automobiles, the electric power of the motor is supplied from a battery (secondary battery). In this case, it is used in combination with a boost converter in order to reduce the required number of batteries, but 200 or more batteries are still required.
また、バッテリは急速かつ大電流充放電による特性変化や劣化が起こるため、特に急加速時にモーターへ供給する電流を制限している。その結果、十分な加速が得られない場合があった。これに対し、急速放電が可能なキャパシタをバッテリと併用した自動車も考案されている。これにより、急加速時にバッテリに加えキャパシタの電力もモーターに供給されるため、バッテリのみの場合より急峻な加速が可能となる。 In addition, since the battery undergoes characteristic changes and deterioration due to rapid and large current charging / discharging, the current supplied to the motor is limited particularly during rapid acceleration. As a result, sufficient acceleration may not be obtained. On the other hand, an automobile using a capacitor capable of rapid discharge in combination with a battery has been devised. Thereby, since the electric power of the capacitor in addition to the battery is supplied to the motor at the time of rapid acceleration, it is possible to accelerate more rapidly than in the case of only the battery.
この場合、モーターを駆動できるだけの電圧をキャパシタで得るには、例えば必要電圧が約７５０Ｖであるとすると、１個当たりの定格電圧が２．５Ｖのキャパシタを用いた場合、３００個を直列に接続する必要がある。また、必要な容量を得るために並列接続を組み合わせることもある。 In this case, in order to obtain a voltage that can drive the motor with a capacitor, for example, if the required voltage is about 750V, when using a capacitor with a rated voltage of 2.5V per unit, 300 units are connected in series. There is a need to. Moreover, in order to obtain a required capacity | capacitance, a parallel connection may be combined.
このように、電気自動車やハイブリッド自動車に使用されるバッテリやキャパシタ（以下、両者を総称して蓄電素子という）はそれぞれ数百個オーダーが必要となるが、蓄電素子にはバラツキがあるので、蓄電素子に印加される電圧がばらついてしまう。これを考慮せず充電を行うと、蓄電素子の劣化が進行したり、場合によっては破損に到る可能性がある。 As described above, batteries and capacitors (hereinafter collectively referred to as power storage elements) used in electric vehicles and hybrid cars need to be in the order of hundreds, but there are variations in power storage elements. The voltage applied to the element varies. If charging is performed without taking this into consideration, there is a possibility that deterioration of the power storage element proceeds or, in some cases, damage occurs.
そこで、充放電を制御するために多数の蓄電素子の状態を管理する蓄電装置が例えば特許文献１に示されている。このような蓄電装置の一例を図１２のブロック回路図に示す。なお、図１２では蓄電素子にキャパシタを用いた例を説明する。また、図１２の太線は電力系配線を、細線はスレーブ送受信系配線を、それぞれ示す。
Thus, for example,
蓄電素子１は定格電圧２．５Ｖの複数のキャパシタからなり、これらを３００個直列に接続している。各々の蓄電素子１の両端電圧は電圧検出回路２で検出される。
The
ここで、３００個もの蓄電素子１を順番に電圧検出回路２で検出していたのでは、全ての蓄電素子１の両端電圧を検出するのに時間がかかり、充放電制御をタイムリーに行えず過充電や過放電になってしまう可能性がある。そこで、蓄電素子１を例えば１０個づつに区切り、１０個毎に電圧検出回路２を設けることにより、それぞれの電圧検出回路２が独立して両端電圧を検出できるようにしている。これにより、電圧検出に要する時間を１／３０に短縮している。
Here, if 300
この場合、１０個毎に検出した電圧データは通信技術を用いて送出する必要があるので、検出された両端電圧をスレーブ側制御回路３で読み込み、送信可能な電圧データに変換してスレーブ側送受信回路４を介して送出している。
In this case, it is necessary to transmit the detected voltage data for every 10 pieces using a communication technique. Therefore, the detected voltage at both ends is read by the slave
以上に説明した１０個直列の蓄電素子１と電圧検出回路２とスレーブ側制御回路３とスレーブ側送受信回路４からなるスレーブユニット５は複数個（図１２の例では３０個）有する構成となる。
The above-described ten
これらのスレーブユニット５は複数の蓄電素子１の両端が直列になるように太線で示した電力系配線６で接続されている。なお、両端のスレーブユニット５には＋、−端子を介して図示しない充放電回路に接続されている。
These
同時にスレーブユニット５はスレーブ側送受信回路４が直列になるように細線で示したスレーブ送受信系配線７で接続されている。
At the same time, the
なお、両端のスレーブユニット５における一方のスレーブ側送受信回路４にはスレーブ送受信系配線７を介してマスタ側送受信回路８に接続されている。マスタ側送受信回路８には制御回路９が接続されているので、各スレーブユニット５から送出された電圧データはスレーブ送受信系配線７を介してマスタ側送受信回路８で受信され、制御回路９に取り込まれる。ここで、マスタ側送受信回路８と制御回路９を合わせてマスタユニット１０と呼ぶ。マスタユニット１０は取り込まれた電圧データから各蓄電素子１の状態を管理し、そのデータに応じて制御回路９から図示しない充放電回路を制御する。
Note that one slave side transmission / reception circuit 4 in the
このような構成、動作により、各蓄電素子１の状態に応じた充放電制御をタイムリーに行うことができるので、過充電や過放電を防止でき、蓄電素子１の劣化低減が可能となる。
上記の蓄電装置によると、確かにタイムリーな充放電制御により蓄電素子１の劣化を低減できるが、万一マスタユニット１０の機能異常や、スレーブ送受信系配線７の断線異常等が発生すると、たとえスレーブユニット５や蓄電素子１が正常であっても蓄電装置全体の充放電制御ができなくなるという課題があった。このため、特に電気自動車やハイブリッド自動車の駆動用主バッテリに上記蓄電装置を用いた場合、走行性能が著しく損なわれたり走行不能になる可能性があった。
According to the above power storage device, the deterioration of the
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、システム構成のバックアップを図ることで蓄電装置に発生する前記異常状態に対しても動作させ続けられる信頼性の高い蓄電装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to solve the above-described conventional problems, and to provide a highly reliable power storage device that can be operated even in the abnormal state occurring in the power storage device by backing up the system configuration. And
前記従来の課題を解決するために、本発明の蓄電装置は、充放電を司る制御回路とマスタユニットを外部送受信系配線で接続するとともに、前記マスタユニットを少なくとも２つ用い、いずれかの前記マスタユニットが異常となった場合には、そのマスタユニットを前記外部送受信系配線から分離し、他方のマスタユニットにより機能動作を継続するようにしたものである。 In order to solve the conventional problem, a power storage device according to the present invention connects a control circuit that controls charge and discharge and a master unit with an external transmission / reception system wiring, and uses at least two master units. When a unit becomes abnormal, the master unit is separated from the external transmission / reception system wiring, and the functional operation is continued by the other master unit.
本構成によるとマスタユニットを複数構成し、さらに異常のあるマスタユニットを外部送受信系配線から分離しているので、いずれかのマスタユニットが異常になっても他のマスタユニットで蓄電装置を動作し続けられる。その結果、前記目的を達成することができる。 According to this configuration, multiple master units are configured, and the abnormal master unit is separated from the external transmission / reception system wiring, so that even if one of the master units becomes abnormal, the power storage device operates with the other master unit. I can continue. As a result, the object can be achieved.
また、本発明の蓄電装置は、マスタユニット内に２つのマスタ側主制御回路、およびマスタ側副制御回路を内蔵し、いずれかのマスタ側主制御回路、またはマスタ側副制御回路が異常となった場合は、異常のある方をスレーブ送受信系配線から分離するとともに、主副切替スイッチを正常な方に切り替えることで外部送受信系配線からも分離するものである。 Further, the power storage device of the present invention incorporates two master side main control circuits and a master side sub control circuit in the master unit, and either of the master side main control circuit or the master side sub control circuit becomes abnormal. In this case, the abnormal one is separated from the slave transmission / reception system wiring, and is also separated from the external transmission / reception system wiring by switching the main / sub switch to the normal one.
本構成によると異常のあるマスタ側主制御回路、またはマスタ側副制御回路をスレーブ送受信系配線、および外部送受信系配線から分離し、他の正常な回路系への異常波及を防ぐとともに、いずれか一方が異常になっても他方で蓄電装置を動作し続けられる。その結果、前記目的を達成することができる。 According to this configuration, the abnormal master side main control circuit or master side sub control circuit is separated from the slave transmission / reception system wiring and external transmission / reception system wiring to prevent any abnormal transmission to other normal circuit systems. Even if one becomes abnormal, the other power storage device can continue to operate. As a result, the object can be achieved.
また、本発明の蓄電装置は、マスタユニット内に２つのマスタ側主制御回路、およびマスタ側副制御回路を内蔵し、いずれか一方が各スレーブユニットから蓄電素子の両端電圧データを取得し制御回路に送信する際に、前記マスタ側主制御回路と前記マスタ側副制御回路の他方は前記両端電圧データの反転データを生成して前記制御回路に送信し、前記両端電圧データと前記反転データを対比することで前記マスタユニットの異常を検出するものである。 The power storage device of the present invention includes two master-side main control circuits and a master-side sub-control circuit in the master unit, one of which acquires both-end voltage data of the power storage element from each slave unit, and the control circuit When transmitting to the other side, the other of the master side main control circuit and the master side sub control circuit generates the inverted data of the both-end voltage data and transmits it to the control circuit, and compares the both-end voltage data and the inverted data. By doing so, an abnormality of the master unit is detected.
本構成によると常時２つのマスタ側主制御回路、およびマスタ側副制御回路を実際に駆動するので、それらの全機能の異常を検出可能となる。その結果、前記目的を達成することができる。 According to this configuration, the two master-side main control circuits and the master-side sub-control circuit are actually driven at all times, so that it is possible to detect abnormalities in all of these functions. As a result, the object can be achieved.
本発明の蓄電装置によれば、異常のあるマスタユニット、またはマスタ側制御回路を分離することで、車両制御を司る上位の制御回路、および、他の正常な回路系への異常波及を防ぐことができ、かつ、蓄電装置を駆動し続けられ、また、複数のマスタ側制御回路を常時駆動して異常検出を行うので、極めて信頼性の高い蓄電装置を実現することができる。 According to the power storage device of the present invention, an abnormal master unit or a master-side control circuit is separated to prevent an abnormal spillover to a higher-level control circuit that controls vehicle control and other normal circuit systems. In addition, since the power storage device can be continuously driven and the abnormality is detected by always driving the plurality of master-side control circuits, a highly reliable power storage device can be realized.
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明において、図中の各種スイッチの端子が白丸のものはスイッチ制御信号が途絶えた時に自動的にオフになるものを、黒丸のものは自動的にオンになるものをそれぞれ示す。また、切替スイッチではスイッチ制御信号が途絶えると自動的に黒丸側にスイッチが切り替わることを示す。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings. In the following description, terminals with various white circles in the figure indicate those that are automatically turned off when the switch control signal is interrupted, and those with black dots indicate those that are automatically turned on. The changeover switch indicates that the switch automatically switches to the black circle side when the switch control signal is interrupted.
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における蓄電装置の通常時のブロック回路図である。図２は、本発明の実施の形態１における蓄電装置の一方のマスタユニット異常時のブロック回路図である。図３は、本発明の実施の形態１における蓄電装置の他方のマスタユニット異常時のブロック回路図である。図４は、本発明の実施の形態１における蓄電装置の外部送受信系配線の異常監視時におけるブロック回路図である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a block circuit diagram of a power storage device in a normal state according to
なお、図１から図４において、図１２と同じ構成要素については同じ符号を用い、詳細な説明を省略する。また、太線は電力系配線を、中太線は外部送受信系配線を、細線はスレーブ送受信系配線を、それぞれ示す。 1 to 4, the same components as those in FIG. 12 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. Further, the thick line indicates the power system wiring, the middle thick line indicates the external transmission / reception system wiring, and the thin line indicates the slave transmission / reception system wiring.
まず、蓄電装置の構成を図１により説明する。 First, the structure of the power storage device will be described with reference to FIG.
図１において、蓄電素子１は定格電圧２．５Ｖの電気二重層キャパシタからなり、これを合計３００個直列に接続して必要な電力を賄っている。なお、蓄電素子１はキャパシタに限らず、充放電可能な二次電池でもよい。
In FIG. 1, the
各蓄電素子１には１０個毎にそれらの状態（両端電圧）を検出するための電圧検出回路２が接続されている。電圧検出回路２で検出した両端電圧はスレーブ側制御回路３で読み込まれ、送受信可能な電圧データに変換されて、スレーブ側制御回路３に接続されたスレーブ側送受信回路４を介して送出される。
Each
従って、上記の蓄電素子１、電圧検出回路２、スレーブ側制御回路３、およびスレーブ側送受信回路４を内蔵したスレーブユニット５は複数個（本実施の形態１では３０個）有する構成となる。
Therefore, the
各スレーブユニット５は蓄電素子１の両端が直列になるように電力系配線６で接続されている。さらに、各スレーブ側送受信回路４はスレーブ送受信系配線７で接続されている。
Each
直列に接続されたスレーブ側送受信回路４の両端にはマスタ側送受信回路８が接続されている。各々のマスタ側送受信回路８にはマスタ側制御回路２１が接続されている。マスタ側制御回路２１には、さらに外部送受信回路２２、および監視回路２３が接続されている。
The master side transmission /
外部送受信回路２２にはマスタスイッチ２４の入力端子２４ａが接続されている。なお、マスタスイッチ２４は監視回路２３によりオンオフ制御されている。
An external transmission /
従って、上記のマスタ側送受信回路８、マスタ側制御回路２１、外部送受信回路２２、監視回路２３、およびマスタスイッチ２４を内蔵した２つのマスタユニット１０ａ、１０ｂは複数のスレーブユニット５の両端に位置するスレーブ送受信系配線７に接続された構成となる。
Accordingly, the two
なお、図１ではマスタユニット１０ａ、１０ｂとスレーブユニット５を別体構成で示しているが、これはマスタユニット１０ａ、１０ｂの回路と任意のスレーブユニット５（特に両端のスレーブユニット５）の回路を同一基板上に形成してもよい。これにより、スレーブ送受信系配線７の一部を同一基板に内蔵できるので、その分、配線の引き回しによる外部ノイズの影響を低減でき、信頼性の高い蓄電装置を実現できる。また、基板の共通化により生産性の向上を図ることも可能となる。
In FIG. 1, the
各マスタスイッチ２４の出力端子２４ｂは外部送受信系配線２５により互いに接続されている。同時に、任意のマスタユニット（図１では１０ａ）に内蔵されたマスタスイッチ２４の出力端子２４ｂには外部スイッチ２６の一端が接続されている。外部スイッチ２６はマスタユニット１０ａに内蔵されたマスタ側制御回路２１によりオンオフ制御される構成としている。なお、外部スイッチ２６のオンオフ制御はマスタユニット１０ａのマスタ側制御回路２１に限るものではなく、任意のマスタユニットのマスタ側制御回路２１であればよい。
The
外部スイッチ２６の他端には制御回路９が接続されている。制御回路９はマスタユニット１０ａ、１０ｂから得られた電圧データに基き、図示しない充放電制御回路を介して蓄電素子１の充放電を制御する。なお、本実施の形態１では２つのマスタユニット１０ａ、１０ｂを設け、それぞれ独立して電圧データを求める等の動作を行っているため、蓄電素子１の充放電を制御する制御回路９はマスタユニット１０ａ、１０ｂと別体で設ける構成とした。なお、マスタユニット１０ａ、１０ｂにそれぞれ制御回路９の機能を包含する構成としてもよい。この場合は、制御回路９も二重となるので、それも含め信頼性の向上が可能となる。
The
次に、このような蓄電装置の動作について説明する。 Next, the operation of such a power storage device will be described.
まず、通常時の蓄電素子１の状態（両端電圧）検出動作を述べる。この場合は、図１に示すように各マスタスイッチ２４、および外部スイッチ２６はオンの状態となっている。
First, the operation of detecting the state (both-end voltage) of the
制御回路９は充放電制御に必要な蓄電素子１の電圧検出要求条件（例えば既定時間経過毎など）が揃うと、マスタユニット１０ａ、１０ｂに対し電圧検出要求信号を送信する。
The
電圧検出要求信号は外部スイッチ２６を介してマスタユニット１０ａに伝達される。同時に、マスタユニット１０ａの出力端子２４ｂに接続された外部送受信系配線２５を介してマスタユニット１０ｂにも伝達される。
The voltage detection request signal is transmitted to the
マスタユニット１０ａに伝達された電圧検出要求信号はマスタスイッチ２４を介して外部送受信回路２２で受信される。外部送受信回路２２は受信した電圧検出要求信号をマスタ側制御回路２１が識別できる信号に変換してマスタ側制御回路２１に伝達する。
The voltage detection request signal transmitted to the
これを受け、マスタ側制御回路２１はマスタ側送受信回路８を介して各スレーブユニット５に対し電圧検出要求信号を出力する。これにより、マスタ側送受信回路８は各スレーブユニット５に対し電圧検出要求信号を送信する。
In response to this, the master
電圧検出要求信号はスレーブ送受信系配線７を介して各スレーブユニット５に伝達される。各スレーブユニット５はスレーブ側送受信回路４を介してスレーブ側制御回路３に伝達された電圧検出要求信号に基いて、電圧検出回路２を制御し、各蓄電素子１の両端電圧を検出する。
The voltage detection request signal is transmitted to each
電圧検出回路２で得られた電圧はスレーブ側制御回路３で電圧データに変換されて、図示しない内部メモリに記憶される。
The voltage obtained by the
マスタ側制御回路２１は全てのスレーブユニット５が全電圧データを取得し終わる既定時間が経過すれば、３０個のスレーブユニット５に対して順次電圧データ送信要求信号を送信する。これを受けたスレーブユニット５は電圧データをマスタ側制御回路２１に返信する。
The master-
こうして得られた電圧データはマスタ側制御回路２１で全電圧データを連続データに変換して、外部送受信回路２２を経由してマスタスイッチ２４、外部スイッチ２６から制御回路９に送信される。制御回路９は得られた電圧データを基に、蓄電素子１に対し最適な充放電制御を行う。
The voltage data thus obtained is converted into continuous data by the master
なお、本実施の形態１ではマスタ側制御回路２１から各スレーブユニット５に電圧検出要求信号を送信して初めて、各スレーブユニット５は一斉に内蔵した１０個の蓄電素子１の電圧を測定し始めているが、これは各スレーブユニット５が電圧検出要求信号に関係なく車両起動時から常時各蓄電素子１の電圧を測定し続けてもよい。この場合、スレーブ側制御回路３の図示しない内部メモリに最新の電圧データが更新、記憶され続けるので、マスタ側制御回路２１は任意の時間に各スレーブユニット５に対して順次電圧データ送信要求信号を送信すれば、その時点で最新の電圧データを受信することができる。
In the first embodiment, each
通常時は以上の動作により各蓄電素子１の両端電圧を検出している。この場合、マスタユニット１０ａは正常なので、マスタユニット１０ｂは制御回路９とマスタユニット１０ａの相互通信状態を確認している。
During normal operation, the voltage across each
但し、もしスレーブ送受信系配線７の一部が断線する異常が発生すれば、マスタユニット１０ａに伝達される電圧データは断線する手前までのスレーブユニット５のデータとなり、全データに対して不足が生じる。この状態はマスタユニット１０ａのマスタ側制御回路２１で検出可能であるので、もしデータ不足があればマスタユニット１０ａのマスタ側制御回路２１は外部送受信回路２２、マスタスイッチ２４、および外部送受信系配線２５を介してマスタユニット１０ｂに不足データの要求信号を送信する。
However, if an abnormality occurs in which a part of the slave transmission /
これを受け、マスタユニット１０ｂのマスタ側制御回路２１はスレーブ送受信系配線７の断線手前までの電圧データ、すなわち不足分のデータを順次求め、制御回路９に送信する動作を行う。
In response to this, the master
このように２つのマスタユニット１０ａ、１０ｂを複数のスレーブユニット５の両端に位置するスレーブ送受信系配線７に接続することにより、スレーブ送受信系配線７が断線しても全データを漏れなく得ることができるので、高信頼の蓄電装置を実現できる。
Thus, by connecting the two
次に、マスタユニット１０ａ、１０ｂの状態監視動作について説明する。
Next, the state monitoring operation of the
状態監視動作には、各マスタユニット１０ａ、および１０ｂの内部で独立して状態を監視する動作と、外部送受信系配線２５の状態を監視する動作の２種類がある。
There are two types of state monitoring operations: an operation for independently monitoring the state inside each of the
まず、独立して状態を監視する動作について説明する。この場合は、通常の電圧検出動作時にマスタ側制御回路２１が送受信されているデータの内容を監視できるため、もし送受信データに異常があればマスタ側送受信回路８や外部送受信回路２２の異常を判断できる。
First, an operation for independently monitoring the state will be described. In this case, the contents of the data transmitted / received by the master
特に、外部送受信回路２２の異常については異常検出動作時に既定時間毎に制御回路９から発信される監視信号を正常にマスタ側制御回路２１に伝達されるか否かで判断している。ここで、制御回路９からマスタ側制御回路２１に伝達される信号を下り信号、マスタ側制御回路２１から制御回路９に伝達される信号を上り信号と呼ぶ。
In particular, whether or not the external transmission /
すなわち、正常ならば制御回路９からの下り監視信号はマスタユニット１０ａの外部送受信回路２２で受信され、マスタ側制御回路２１に伝達される。しかし、もしマスタ側制御回路２１に監視信号が伝達されなければ、外部送受信回路２２の下り信号回路系に異常があることになる。この異常はマスタ側制御回路２１に監視信号が伝達されないことから検出できる。この場合は、マスタ側制御回路２１が監視回路２３を介してマスタスイッチ２４をオフにすることによりマスタユニット１０ａを外部送受信系配線２５から分離している。
That is, if it is normal, the downlink monitoring signal from the
マスタ側制御回路２１に監視信号が正常に伝達されたら、次にマスタ側制御回路２１から制御回路９に上り応答信号を発信する。この信号が正常に制御回路９に伝達されれば、下り監視信号、上り応答信号ともに送受信できたことになるので、外部送受信回路２２は正常であると判断できる。しかし、もし制御回路９に上り応答信号が伝達されなければ、外部送受信回路２２の上り信号回路系に異常があることになる。この異常は制御回路９に上り応答信号が伝達されないことから検出できる。この場合、下り信号回路系は正常なので、制御回路９からマスタ側制御回路２１、および監視回路２３を介してマスタスイッチ２４をオフにすることによりマスタユニット１０ａを外部送受信系配線２５から分離している。
When the monitoring signal is normally transmitted to the master
また、前記したように通常時はマスタユニット１０ｂが制御回路９とマスタユニット１０ａの相互通信状態を確認しているので、その状態によりマスタスイッチ２４の制御を行ってもよい。
Further, as described above, since the
なお、マスタユニット１０ｂの外部送受信回路２２の異常判断や動作も、上記したマスタユニット１０ａの外部送受信回路２２と同様に行っている。
Note that the abnormality determination and operation of the external transmission /
マスタ側制御回路２１自身の異常は監視回路２３によって検出している。具体的には、監視回路２３がマスタ側制御回路２１の動作状態を監視しており、監視回路２３からの信号送信に対する監視回路２３への返信が正常に得られるかを判断している。従って、監視回路２３からの既定の監視信号に対し、監視回路２３の応答内容が異常、または無応答である場合は異常となる。このような通信応答状態の監視動作を監視回路２３が適宜行うことにより、早期にマスタユニット１０ａ、１０ｂの構成回路の異常を検出している。
An abnormality in the master
もし、マスタユニット１０ａで上記した異常をマスタ側制御回路２１、監視回路２３、または制御回路９が検出すると、図２に示すように監視回路２３はマスタスイッチ２４をオフにする。これによりマスタユニット１０ａを外部送受信系配線２５から分離している。その結果、異常のあるマスタユニット１０ａからの異常データ漏洩や異常出力（例えば、一定電圧のまま保持されてしまう状態）の影響を防ぐことができる。
If the master
同様に、もしマスタユニット１０ｂで上記異常をマスタ側制御回路２１、監視回路２３、または制御回路９が検出すると、図３に示すように監視回路２３はマスタスイッチ２４をオフにしてマスタユニット１０ｂを外部送受信系配線２５から分離している。
Similarly, if the master
従って、単にマスタユニットを複数構成することにより正常なマスタユニット１０ａ、または１０ｂで動作させ続けることによる故障確率の低減だけでなく、異常のあったマスタユニット１０ａ、１０ｂを分離して異常データの影響を回避する構成としたため、全体として極めて信頼性の高い蓄電装置を形成することができる。
Therefore, not only reducing the probability of failure by continuing to operate with the
なお、監視回路２３が異常となり、マスタスイッチ２４のオンオフ制御信号が途絶えた場合は、マスタスイッチ２４が自動的にオフになるように例えばノーマルオープン特性を有するリレーからなるスイッチを用いている。これにより、監視回路２３の異常時にもマスタユニット１０ａ、または１０ｂを外部送受信系配線２５から分離できるので、高信頼性を得ることができる。
When the
次に、外部送受信系配線２５の状態を監視する動作について説明する。この動作は例えば前記した通常時の動作の合間に実施される。
Next, an operation for monitoring the state of the external transmission /
具体的には、まず外部送受信系配線２５の監視動作条件（マスタユニット１０ａ、１０ｂが正常で、通常動作の合間）になると、図４に示すようにマスタユニット１０ａのマスタ側制御回路２１が外部スイッチ２６をオフにする。これにより、制御回路９からマスタユニット１０ａが切り離された状態となり、以下に説明する外部送受信系配線２５の監視信号が制御回路９に伝達されることがなくなる。従って、制御回路９への監視信号による影響を回避することが可能となり、制御回路９への演算負荷が軽減されるので、信頼性の高い蓄電装置が構成できる。
Specifically, when the monitoring operation condition of the external transmission /
次に、マスタユニット１０ａから１０ｂに外部送受信系配線２５を介して既定の状態確認用信号を送信する。これに対し、マスタユニット１０ｂから１０ａに応答があるか否か、また、応答内容が正常であるか否かを確認することで、通信状態を監視する。
Next, a predetermined state confirmation signal is transmitted to the
このように動作することにより、もし異常であれば、外部送受信系配線２５が異常（断線等）であると判断する。なぜなら、マスタユニット１０ａ、１０ｂを構成する回路の異常は、前記した通常動作時や、マスタユニット１０ａ、１０ｂの独立した状態監視動作時に検出できるからである。
By operating in this way, if it is abnormal, it is determined that the external transmission /
外部送受信系配線２５が異常の場合には、マスタユニット１０ｂのマスタスイッチ２４がオフになったのと同じ状態であるので、以後はマスタユニット１０ａのみで電圧データの検出動作をさせ続けることになる。
When the external transmission /
なお、外部スイッチ２６の制御を司るマスタ側制御回路２１（本実施の形態１ではマスタユニット１０ａのマスタ側制御回路２１）が異常となり、外部スイッチ２６のオンオフ制御信号が途絶えた場合は、外部スイッチ２６が自動的にオンになるように例えばノーマルクローズ特性を有するリレーからなるスイッチを用いている。この場合、外部スイッチ２６をオンオフ制御することができなくなるが、異常のあるマスタユニット１０ａは既にマスタスイッチ２４により外部送受信系配線２５から分離されている上、外部スイッチ２６はオンのままになるので、制御回路９はマスタユニット１０ｂから引き続き各蓄電素子１の電圧データを得ることができ、高信頼性の確保が可能となる。
If the master
以上までに説明した異常のいずれかが検出されれば、マスタ側制御回路２１はその事実を制御回路９に送信する。また、両方のマスタユニット１０ａ、１０ｂのマスタ側制御回路２１が同時に異常の場合は、監視回路２３によって両方のマスタスイッチ２４がオフになり制御回路９との送受信ができなくなるので、制御回路９はマスタユニット１０ａ、１０ｂの異常を検出することができる。
If any of the abnormalities described above is detected, the master
さらに、両方のマスタユニット１０ａ、１０ｂの監視回路２３が同時に異常になった場合も、両方のマスタスイッチ２４が自動的にオフになるので、制御回路９との送受信ができなくなり、制御回路９は両方のマスタユニット１０ａ、１０ｂの異常を検出できる。
Furthermore, even if the
これらの動作により制御回路９が何らかの異常を検出すれば、運転者に対して異常であることを警告する。これにより、異常のまま走行し続ける危険をできるだけ低減している。従って、異常があってもそれを回避する動作を行うと同時に異常を警告し続けるため、蓄電装置全体の信頼性を向上することができる。
If the
以上の構成、動作により、マスタユニットを複数用い、いずれかのマスタユニットが異常となった場合には、そのマスタユニットを外部送受信系配線から分離するようにしたので、他のマスタユニットに異常の影響を与えることなく蓄電装置を動作し続けられ、極めて信頼性の高い蓄電装置を実現することができた。 With the above configuration and operation, when multiple master units are used and one of the master units becomes abnormal, the master unit is separated from the external transmission / reception system wiring. The power storage device can be operated without any influence, and a highly reliable power storage device can be realized.
なお、本実施の形態ではマスタユニットを２つ用いた例を示したが、これは少なくとも２つあればよく、３つ以上でも構わない。この場合は、マスタユニットが増えるので、同時に２つのマスタユニットが異常になっても対応できる特長がある。 In this embodiment, an example in which two master units are used has been described. However, at least two master units may be used, and three or more master units may be used. In this case, since the number of master units is increased, there is a feature that can cope with the abnormality of two master units at the same time.
また、各スレーブユニット５の蓄電素子１は、いずれも直列になるように接続したが、これは必要とされる電力仕様に応じて、並列や直並列としてもよい。同様に、スレーブユニット５の蓄電素子１に対する電力系配線６の接続も直列としたが、必要な電力仕様に応じて複数のスレーブユニット５を並列や直並列になるように接続してもよい。
Moreover, although the
さらに、制御回路９への送信データは各蓄電素子１の両端電圧のデータのみで説明したが、これは例えばスレーブユニット５に内蔵した蓄電素子１近傍の温度センサの出力データを付加してもよい。この場合、温度による蓄電素子１への充放電制御も可能となるため、蓄電素子１の劣化を防ぎ高信頼の蓄電装置とすることが可能となる。
Furthermore, although the transmission data to the
（実施の形態２）
図５は、本発明の実施の形態２における蓄電装置の通常時のブロック回路図である。図６は、本発明の実施の形態２における蓄電装置のマスタ側主制御回路側が異常時の一部ブロック回路図である。図７は、本発明の実施の形態２における蓄電装置のマスタ側副制御回路側が異常時の一部ブロック回路図である。図８は、本発明の実施の形態２における蓄電装置の両マスタ側制御回路が異常時の一部ブロック回路図である。図９は、本発明の実施の形態２における蓄電装置の両マスタ側制御回路、および監視回路が異常時の一部ブロック回路図である。
(Embodiment 2)
FIG. 5 is a block circuit diagram in a normal state of the power storage device according to
なお、図５から図９において、図１や図１２と同じ構成要素については同じ符号を用い、詳細な説明を省略する。また、太線は電力系配線を、中太線は外部送受信系配線を、細線はスレーブ送受信系配線を、それぞれ示す。 5 to 9, the same components as those in FIGS. 1 and 12 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. Further, the thick line indicates the power system wiring, the middle thick line indicates the external transmission / reception system wiring, and the thin line indicates the slave transmission / reception system wiring.
本実施の形態２において、スレーブユニット５の構成、および各スレーブユニット５間の配線は実施の形態１と全く同じであるので、その詳細な説明を省略する。
In the second embodiment, the configuration of the
本実施の形態２の特徴となる部分は、以下の通りである。
１）マスタユニット１０の内部にマスタ側送受信回路、マスタ側制御回路、およびマスタスイッチをそれぞれ１組内蔵し（以下、これらをそれぞれマスタ側主送受信回路８ａ、マスタ側副送受信回路８ｂ、マスタ側主制御回路２１ａ、マスタ側副制御回路２１ｂ、マスタ主スイッチ２４ｃ、マスタ副スイッチ２４ｄと呼ぶ）、外部送受信回路２２と監視回路２３を１つに集約した。これにより、実施の形態１に比べ回路構成の簡略化が図れる。
２）マスタ主スイッチ２４ｃをマスタ側主制御回路２１ａで、マスタ副スイッチ２４ｄをマスタ側副制御回路２１ｂで、それぞれ制御するようにした。
３）外部スイッチ２６を監視回路２３で制御するようにした。
４）マスタ側主制御回路２１ａとマスタ側副制御回路２１ｂを直接接続することで相互監視するようにした。
５）異常のあるマスタ側送受信回路、マスタ側制御回路は主副切替スイッチ２７により外部送受信回路から分離するようにした。
The features that are characteristic of the second embodiment are as follows.
1) A master-side transmission / reception circuit, a master-side control circuit, and a master switch are incorporated in the master unit 10 (hereinafter referred to as a master-side main transmission /
2) The master
3) The
4) The master side
5) The master side transmission / reception circuit and the master side control circuit having an abnormality are separated from the external transmission / reception circuit by the main /
以上の特徴点を中心に、以下、構成と動作について説明する。 The configuration and operation will be described below with a focus on the above feature points.
まず、スレーブユニット５の構成は実施の形態１と同じであるので、マスタユニット１０の構成を図５により説明する。図５において、マスタユニット１０の内部には以下の回路が内蔵、接続されている。
First, since the configuration of the
すなわち、スレーブ送受信系配線７の一端にはマスタ主スイッチ２４ｃが接続されている。また、マスタ主スイッチ２４ｃの一端にはマスタ側主送受信回路８ａが接続されている。さらに、マスタ側主送受信回路８ａにはマスタ側主制御回路２１ａが接続されている。
That is, the master
同様に、スレーブ送受信系配線７の他端にはマスタ副スイッチ２４ｄ、マスタ側副送受信回路８ｂ、およびマスタ側副制御回路２１ｂがこの順に接続されている。
Similarly, the
マスタ側主制御回路２１ａとマスタ側副制御回路２１ｂの両方には監視回路２３、および主副切替スイッチ２７が接続されている。主副切替スイッチ２７の共通端子には外部送受信回路２２が接続され、これに外部送受信系配線２５を介して外部スイッチ２６が接続されている。
A
また、マスタ側主制御回路２１ａとマスタ側副制御回路２１ｂは互いにデータ通信ができるように接続されている。
Further, the master side
次に、マスタ主スイッチ２４ｃ、マスタ副スイッチ２４ｄ、外部スイッチ２６、および主副切替スイッチ２７の制御を行う回路について説明する。
Next, a circuit for controlling the master
まず、マスタ主スイッチ２４ｃ、およびマスタ副スイッチ２４ｄについては、それぞれマスタ側主制御回路２１ａ、マスタ側副制御回路２１ｂがオンオフ制御を行っている。外部スイッチ２６は監視回路２３がオンオフ制御を行っている。主副切替スイッチ２７はマスタ側主制御回路２１ａが切り替えを行っている。
First, for the master
以上の回路、配線によりマスタユニット１０が構成されている。
The
マスタユニット１０の外部スイッチ２６には制御回路９が接続されている。制御回路９は図示しない充放電回路に指示を与えることで、蓄電素子１の充放電制御を行っている。なお、充放電回路は制御回路９に内蔵される構造としてもよい。
A
以上までで説明した複数のスレーブユニット５、マスタユニット１０、および制御回路９から蓄電装置が構成されている。
A power storage device is constituted by the plurality of
なお、図５ではマスタユニット１０とスレーブユニット５を別体構成で示しているが、これはマスタユニット１０の回路と任意のスレーブユニット５（特に両端のスレーブユニット５）の回路を同一基板上に形成してもよい。これにより、スレーブ送受信系配線７の一部を同一基板に内蔵できるので、その分、配線の引き回しによる外部ノイズの影響を低減でき、信頼性の高い蓄電装置を実現できる。
In FIG. 5, the
また、本実施の形態２でも蓄電素子１の充放電を制御する制御回路９はマスタユニット１０と別体で設ける構成としているが、これはマスタユニット１０に内蔵する構成でもよい。
In the second embodiment, the
次に、このような蓄電装置の動作について説明する。 Next, the operation of such a power storage device will be described.
まず、通常時の蓄電素子１の状態（両端電圧）検出動作を述べる。この場合は、図５に示すようにマスタ主スイッチ２４ｃ、マスタ副スイッチ２４ｄ、および外部スイッチ２６はオンの状態となっている。また、主副切替スイッチ２７はマスタ側主制御回路２１ａの方に切り替えられている。これにより、各蓄電素子１の両端電圧データはマスタ側主制御回路２１ａにより外部送受信系配線２５（中太線）を介して制御回路９へ送信される回路が構成される。
First, the operation of detecting the state (both-end voltage) of the
通常時の具体的な動作は以下の通りである。まず、制御回路９は充放電制御に必要な蓄電素子１の電圧検出要求条件（例えば既定時間経過毎など）が揃うと、マスタユニット１０に対し電圧検出要求信号を送信する。
The specific operation during normal operation is as follows. First, the
電圧検出要求信号はマスタユニット１０の外部スイッチ２６を介して外部送受信回路２２で受信される。外部送受信回路２２は受信した電圧検出要求信号をマスタ側主制御回路２１ａが識別できる信号に変換し、主副切替スイッチ２７を介してマスタ側主制御回路２１ａに伝達する。この場合、主副切替スイッチ２７はマスタ側主制御回路２１ａ側に切り替えられているので、マスタ側副制御回路２１ｂには電圧検出要求信号が伝達されない。従って、この時点ではマスタ側副制御回路２１ｂは蓄電素子１の電圧検出等の動作を行わない。
The voltage detection request signal is received by the external transmission /
マスタ側主制御回路２１ａは、電圧検出要求信号のデータを受けると各スレーブユニット５に対しマスタ側主送受信回路８ａを介して電圧検出要求信号を出力する。これにより、マスタ側主送受信回路８ａは各スレーブユニット５に対しマスタ主スイッチ２４ｃを介して電圧検出要求信号を送信する。
When receiving the data of the voltage detection request signal, the master side
電圧検出要求信号はスレーブ送受信系配線７を介して各スレーブユニット５に伝達される。各スレーブユニット５はスレーブ側送受信回路４を介してスレーブ側制御回路３に伝達された電圧検出要求信号に基いて、電圧検出回路２を制御し、各蓄電素子１の両端電圧を検出する。
The voltage detection request signal is transmitted to each
電圧検出回路２で得られた電圧はスレーブ側制御回路３で電圧データに変換されて、図示しない内部メモリに記憶される。
The voltage obtained by the
マスタ側制御回路２１は全てのスレーブユニット５が全電圧データを取得し終わる既定時間が経過すれば、３０個のスレーブユニット５に対しポーリング方式に基き、順次電圧データ送信要求信号を送信する。これを受けたスレーブユニット５はマスタ側主送受信回路８ａを介してマスタ側主制御回路２１ａに電圧データを返信する。
The master-
こうして得られた電圧データはマスタ側主制御回路２１ａで全電圧データを連続データに変換して、主副切替スイッチ２７、外部送受信回路２２を経由して、外部スイッチ２６から制御回路９に送信される。制御回路９は得られた電圧データを基に、蓄電素子１に対し最適な充放電制御を行うよう図示しない充放電回路に指示する。
The voltage data thus obtained is converted into continuous data by the master-side
なお、本実施の形態２においても実施の形態１で述べたように、各スレーブユニット５が電圧検出要求信号に関係なく車両起動時から常時各蓄電素子１の電圧を測定し続けてもよい。
In the second embodiment, as described in the first embodiment, each
通常時は以上の動作により各蓄電素子１の両端電圧を検出している。この場合、マスタ側副制御回路２１ｂには電圧検出要求信号が伝達されていない上、マスタ側主制御回路２１ａが正常であるので、マスタ側副制御回路２１ｂは特に動作していない。
During normal operation, the voltage across each
但し、もしスレーブ送受信系配線７の一部が断線する異常が発生すれば、マスタ側主制御回路２１ａに伝達される電圧データは断線する手前までのスレーブユニット５のデータとなり、全データに対して不足が生じる。この状態はマスタ側主制御回路２１ａで検出可能であるので、もしデータ不足があればマスタ側主制御回路２１ａは互いに接続された配線を経由してマスタ側副制御回路２１ｂに不足データの要求信号を送信する。
However, if an abnormality occurs in which a part of the slave transmission /
これを受け、マスタ側副制御回路２１ｂはスレーブ送受信系配線７の断線手前までの電圧データ、すなわち不足分のデータを求め、マスタ側副制御回路２１ｂと互いに接続された配線を経由してマスタ側主制御回路２１ａに送信する動作を行う。マスタ側主制御回路２１ａはマスタ側副制御回路２１ｂから受け取った不足データを既に取得した電圧データに加えて最終的に制御回路９に送信する。
In response to this, the master side
このようにマスタ側主制御回路２１ａ、およびマスタ側副制御回路２１ｂを複数のスレーブユニット５の両端に位置するスレーブ送受信系配線７に接続することにより、スレーブ送受信系配線７が断線しても全データを漏れなく得ることができるので、高信頼の蓄電装置を実現できる。
In this way, by connecting the master side
次に、マスタ側主制御回路２１ａ、マスタ側副制御回路２１ｂの状態監視動作について説明する。
Next, the state monitoring operation of the master side
状態監視動作には、マスタ側主制御回路２１ａ、およびマスタ側副制御回路２１ｂの内部で独立して周辺回路の状態を監視する動作と、両者間の接続配線を介して相互にマスタ側主制御回路２１ａ自身、およびマスタ側副制御回路２１ｂ自身の状態を監視する動作の２種類がある。
In the state monitoring operation, the master side
まず、独立して周辺回路の状態を監視する動作について説明する。この場合は、通常の電圧検出動作時にマスタ側主制御回路２１ａやマスタ側副制御回路２１ｂが送受信されているデータの内容を監視できるため、もし送受信データに異常があればマスタ側主送受信回路８ａ、マスタ側副送受信回路８ｂ、あるいは外部送受信回路２２の異常を判断できる。
First, an operation for independently monitoring the state of the peripheral circuit will be described. In this case, since the master side
もし、マスタ側主送受信回路８ａが異常であることをマスタ側主制御回路２１ａが検出すると、図６に示すようにマスタ側主制御回路２１ａ系統をマスタユニット１０の内部配線から切り離す。具体的にはマスタ側主制御回路２１ａはマスタ主スイッチ２４ｃをオフにしてスレーブ送受信系配線７から分離するとともに、主副切替スイッチ２７をマスタ側副制御回路２１ｂの方に切り替える。これにより外部送受信系配線２５からも分離する。これらの動作により、マスタ側主制御回路２１ａ系統は蓄電素子１の電圧データ送受信に関わらなくなるので、異常のある信号を送信してしまう可能性を完全に排除でき、制御回路９への演算負荷が軽減される。従って、極めて信頼性の高い蓄電装置を実現できる。
If the master side
また、もしマスタ側副送受信回路８ｂが異常であることをマスタ側副制御回路２１ｂが検出した場合も上記と同様に、図７に示すようにマスタ側副制御回路２１ｂがマスタ副スイッチ２４ｄをオフにする。さらに、主副切替スイッチ２７はマスタ側主制御回路２１ａで切替制御されているので、マスタ側副制御回路２１ｂは直接相互接続されているマスタ側主制御回路２１ａを介して主副切替スイッチ２７をマスタ側主制御回路２１ａの方に切り替える。これらの動作により、マスタ側副制御回路２１ｂ系統をスレーブ送受信系配線７、および外部送受信系配線２５から完全に分離でき、極めて信頼性の高い蓄電装置を実現できる。
If the master side
さらに、外部送受信回路２２の異常判断は実施の形態１と同様に制御回路９との監視信号、および応答信号の交信状態により検出しており、もし外部送受信回路２２が異常であることをマスタ側主制御回路２１ａ、または制御回路９が検出すると、図８に示すように、異常のあるデータを制御回路９に送信しないようにするために、マスタ側主制御回路２１ａは監視回路２３に外部スイッチ２６をオフにするよう指示する。これにより、マスタユニット１０は制御回路９から分離されるので、異常データによる制御回路９の誤動作を防止でき、蓄電装置全体の信頼性が高まる。この場合、制御回路９は外部スイッチ２６がオフのため、マスタユニット１０に対する送受信ができなくなる。これにより、制御回路９はマスタユニット１０の異常を検出することができる。
Further, the abnormality determination of the external transmission /
なお、上記の説明ではマスタ側主制御回路２１ａが正常な前提であるが、もしマスタ側主制御回路２１ａが異常であれば、マスタ側副制御回路２１ｂが外部送受信回路２２の異常を検出する。以後の動作はマスタ側主制御回路２１ａの代わりにマスタ側副制御回路２１ｂが同様に実行する。
In the above description, the master-side
次に、マスタ側主制御回路２１ａ自身、およびマスタ側副制御回路２１ｂ自身の異常を相互に状態監視する動作について説明する。この動作は蓄電素子１の電圧データを求めて送信する通常動作の合間に実施される。
Next, the operation of mutually monitoring the status of the master side
図５において、マスタ側主制御回路２１ａとマスタ側副制御回路２１ｂの間には直接データを送受信できる配線が接続されているので、これを用いて相互状態監視を行う。この場合、実施の形態１のように外部送受信系配線２５を利用した両者間の送受信を行っていないので、外部スイッチ２６を経由して制御回路９に相互監視時のデータが漏れることはない。従って、本実施の形態２では外部スイッチ２６をオフにする制御を行う必要はない。
In FIG. 5, since a wiring capable of directly transmitting and receiving data is connected between the master side
具体的な動作としては、まずマスタ側主制御回路２１ａからマスタ側副制御回路２１ｂに前記配線を通して信号を送信する。これに対し、マスタ側副制御回路２１ｂからマスタ側主制御回路２１ａに応答があるか否か、あるいは応答内容の異常等の通信応答状態を監視する。マスタ側主制御回路２１ａは、応答が正常であればマスタ側副制御回路２１ｂが正常と判断している。
As a specific operation, first, a signal is transmitted from the master side
但し、相互状態監視時にマスタ側主制御回路２１ａからマスタ側副制御回路２１ｂに信号が送られてこなければ、マスタ側副制御回路２１ｂはマスタ側主制御回路２１ａが異常であると判断している。
However, if a signal is not sent from the master side
もし、マスタ側主制御回路２１ａが異常であれば、マスタ側主制御回路２１ａからのマスタ主スイッチ２４ｃのオンオフ信号、および主副切替スイッチ２７の切替制御信号が途絶えることになるので、両スイッチは自動的に図６に示すように前者はオフに、後者は副側（マスタ側副制御回路２１ｂ側）に切り替わる。その結果、マスタ側主制御回路２１ａ系統はスレーブ送受信系配線７、および外部送受信系配線２５から完全に分離され、高信頼性が得られる。なお、以後はマスタ側副制御回路２１ｂ系統により動作を継続できる。
If the master side
一方、マスタ側副制御回路２１ｂが異常であれば、マスタ側副制御回路２１ｂからのマスタ副スイッチ２４ｄのオンオフ信号が途絶えることになるので、図７に示すように自動的にオフになる。さらにマスタ側主制御回路２１ａは正常であるので、主副切替スイッチ２７はマスタ側主制御回路２１ａによりマスタ側主制御回路２１ａ側を維持する。その結果、マスタ側副制御回路２１ｂ系統はスレーブ送受信系配線７、および外部送受信系配線２５から完全に分離され、高信頼性が得られる。なお、以後はマスタ側主制御回路２１ａ系統により動作を継続できる。
On the other hand, if the master side
以上説明したように、マスタ側主制御回路２１ａかマスタ側副制御回路２１ｂのいずれか一方が異常であった場合、またはマスタ側主送受信回路８ａかマスタ側副送受信回路８ｂのいずれかが異常であった場合は、異常のある方のマスタ主スイッチ２４ｃ、またはマスタ副スイッチ２４ｄをオフにすることにより、スレーブ送受信系配線７から分離するとともに、主副切替スイッチ２７を正常な方に切り替えることにより、外部送受信系配線２５からも分離している。
As described above, when either the master side
さらに、外部送受信回路２２が異常であった場合は、外部スイッチ２６をオフにすることで、マスタユニット１０を外部送受信系配線２５から分離している。
Further, when the external transmission /
これらの動作によって、単にマスタユニット内部の制御回路を二重構成とすることにより、正常なマスタ側主制御回路２１ａ、またはマスタ側副制御回路２１ｂで動作させ続けることによる故障確率の低減だけでなく、異常のあったマスタ側主制御回路２１ａ、マスタ側副制御回路２１ｂを分離して異常データの漏洩と外部送受信系配線２５の特性異常を回避する構成としたため、全体として極めて信頼性の高い蓄電装置を形成することができる。
Through these operations, the control circuit inside the master unit is not only reduced, but also by reducing the probability of failure by continuing to operate with the normal master side
次に、マスタ側主制御回路２１ａ、およびマスタ側副制御回路２１ｂが同時に異常となった場合について説明する。これは監視回路２３によって検出している。具体的には、監視回路２３がマスタ側主制御回路２１ａ、およびマスタ側副制御回路２１ｂの通信応答状態を監視しており、監視回路２３からの信号送信に対する監視回路２３への返信が正常に得られるかを判断している。従って、監視回路２３から信号を送信しているにもかかわらず監視回路２３への応答が得られなかったり、正常な応答でなければ異常と判断する。このような動作を監視回路２３が適宜行うことにより、早期にマスタ側主制御回路２１ａ、およびマスタ側副制御回路２１ｂの異常を同時監視している。
Next, a case where the master side
もし、監視回路２３がマスタ側主制御回路２１ａ、およびマスタ側副制御回路２１ｂの同時異常を検出すると、図８に示すように監視回路２３は外部スイッチ２６をオフにする。これによりマスタユニット１０を外部送受信系配線２５から分離できるので、制御回路９への異常データの漏洩と外部送受信系配線２５の特性異常がなくなり信頼性が向上する。なお、外部スイッチ２６がオフになると、マスタユニット１０と制御回路９の通信ができなくなるので、この状態を制御回路９が検出することでマスタユニット１０の異常を知ることができる。この場合、制御回路９は運転者に対し異常を警告し、修理を促す。
If the
また、マスタ側主制御回路２１ａ、およびマスタ側副制御回路２１ｂが両方異常になると、前記したようにマスタ主スイッチ２４ｃやマスタ副スイッチ２４ｄのオンオフ信号が途絶え、いずれも自動的にオフ状態になる。その結果、マスタユニット１０はスレーブ送受信系配線７からも分離されるので、スレーブユニット５への影響を回避でき、さらに信頼性が高まる。
When both the master side
なお、以上までで説明した自動的にオフになったり副側に切り替わるスイッチ類は実施の形態１で述べたように例えばリレーからなるスイッチを用いればよい。 As described above in the first embodiment, for example, a switch composed of a relay may be used as the switches that are automatically turned off or switched to the sub-side described above.
次に、監視回路２３のみが異常になった場合について説明する。監視回路２３はマスタ側主制御回路２１ａ、およびマスタ側副制御回路２１ｂと接続されているので、通常時において監視回路２３がマスタ側主制御回路２１ａやマスタ側副制御回路２１ｂを監視しつつ、マスタ側主制御回路２１ａやマスタ側副制御回路２１ｂも監視回路２３を監視している。
Next, a case where only the
すなわち、マスタ側主制御回路２１ａやマスタ側副制御回路２１ｂが監視回路２３から発信されている信号の周期Ｔを測り、あらかじめ設定された周期Ｔｓに対し、Ｔ−Ｔｓの絶対値が許容範囲ΔＴｓを超えて信号を受信した場合、または信号受信がなされなかった場合は、監視回路２３が異常であると判断している。
That is, the master side
異常があった場合は、監視回路２３に接続されている外部スイッチ２６のオンオフ制御信号が途絶えるので、図５に示すように外部スイッチ２６はオンになる。その結果、主副切替スイッチ２７で選択されている正常なマスタ側主制御回路２１ａ、またはマスタ側副制御回路２１ｂが制御回路９とデータ送受信をし続けることができる。従って、蓄電素子１の充放電制御が途絶えることがなくなる。また、正常なマスタ側主制御回路２１ａ、またはマスタ側副制御回路２１ｂは監視回路２３が異常である情報を同時に制御回路９に送信し、運転者に早期の修理を警告する。
When there is an abnormality, the on / off control signal of the
最後に、確率的には極めて発生しにくいものの、マスタ側主制御回路２１ａとマスタ側副制御回路２１ｂが同時に異常となり、さらにそれを検出する監視回路２３も異常となった場合について説明する。この場合は、マスタ主スイッチ２４ｃ、マスタ副スイッチ２４ｄ、主副切替スイッチ２７、外部スイッチ２６、および主副切替スイッチ２７の全ての制御信号が途絶えることになる。その結果、各スイッチの状態は図９のようになる。
Finally, a case will be described in which the master-side
すなわち、外部スイッチ２６はオンで主副切替スイッチ２７は副側に切り替わることになるため、マスタ側副制御回路２１ｂが制御回路９と接続された状態となる。しかし、マスタ主スイッチ２４ｃ、およびマスタ副スイッチ２４ｄがオフであるので、スレーブ送受信系配線７とは完全に分離されている。そのため、各スレーブユニット５からの電圧データを受けることができないので、異常のあるマスタ側副制御回路２１ｂから制御回路９に何らかのデータが送信されてしまったとしても、それが正しい電圧データであることはない。この異常データは制御回路９で検出することができるので、制御回路９によってマスタユニット１０に何らかの異常が発生したことを検出できる。これを受け、制御回路９は運転者に早期の修理を警告する。これにより、高信頼な蓄電装置を得ることができる。
That is, since the
なお、上記以外にもこれまでに説明した何らかの異常が検出されれば、制御回路９は運転者に対して異常であることを警告する。これにより、異常のまま走行し続ける危険をできるだけ低減している。従って、異常があってもそれを回避する動作を行うと同時に異常を警告し続けるため、蓄電装置全体の信頼性を向上することができる。
In addition to the above, if any abnormality described so far is detected, the
以上の構成、動作により、マスタユニット１０内に２つのマスタ側主制御回路２１ａ、およびマスタ側副制御回路２１ｂを内蔵し、いずれかのマスタ側主制御回路２１ａ、またはマスタ側副制御回路２１ｂが異常となった場合は、異常のある方をスレーブ送受信系配線７から分離するとともに、主副切替スイッチ２７を正常な方に切り替えることで外部送受信系配線２５からも分離するようにしたので、いずれか一方が異常になっても他方に異常の影響を与えることなく蓄電装置を動作し続けられ、極めて信頼性の高い蓄電装置を実現することができた。
With the above configuration and operation, the
なお、各スレーブユニット５の蓄電素子１は、いずれも直列になるように接続したが、これは必要とされる電力仕様に応じて、並列や直並列としてもよい。同様に、スレーブユニット５の蓄電素子１に対する電力系配線６の接続も直列としたが、必要な電力仕様に応じて複数のスレーブユニット５を並列や直並列になるように接続してもよい。
In addition, although the
また、制御回路９への送信データは各蓄電素子１の両端電圧のデータのみで説明したが、これは例えばスレーブユニット５に内蔵した蓄電素子１近傍の温度センサの出力データを付加してもよい。この場合、温度による蓄電素子１への充放電制御も可能となるため蓄電素子１の劣化を防ぎ、さらに高信頼の蓄電装置とすることが可能となる。
Further, although the transmission data to the
（実施の形態３）
図１０は、本発明の実施の形態３における蓄電装置のマスタユニットのブロック回路図である。図１１は、本発明の実施の形態３における蓄電装置の動作を示すフローチャートである。
(Embodiment 3)
FIG. 10 is a block circuit diagram of the master unit of the power storage device according to
なお、図１０において、図５と同じ構成要素については同じ符号を用い、詳細な説明を省略する。また、中太線は外部送受信系配線を、細線はスレーブ送受信系配線を、それぞれ示す。 In FIG. 10, the same components as those in FIG. 5 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. Further, the middle thick line indicates the external transmission / reception system wiring, and the thin line indicates the slave transmission / reception system wiring.
本実施の形態３において、スレーブユニット５の構成、および各スレーブユニット５間の配線は実施の形態２と全く同じであるので、その詳細な説明を省略する。
In the third embodiment, the configuration of the
本実施の形態３のマスタユニット１０における特徴となる部分は、以下の通りである。
１）マスタ側主制御回路２１ａ、およびマスタ側副制御回路２１ｂにそれぞれ外部送受信回路２２を設けた。
２）２つの外部送受信回路２２にマスタ主スイッチ２４ｃ、およびマスタ副スイッチ２４ｄをそれぞれ設けた。
３）マスタ主スイッチ２４ｃ、およびマスタ副スイッチ２４ｄの出力をそれぞれ独立した配線で制御回路９と接続した。
４）マスタ主スイッチ２４ｃ、およびマスタ副スイッチ２４ｄは、マスタ側主制御回路２１ａ、およびマスタ側副制御回路２１ｂの両方に接続された２つのＡＮＤ回路３０によって、それぞれオンオフ制御される構成とした。
５）マスタ側主制御回路２１ａとマスタ側副制御回路２１ｂ間の直接接続を廃した。
６）監視回路２３、外部スイッチ２６、および主副切替スイッチ２７を廃した。
The characteristic parts of the
1) External transmission /
2) A master
3) The outputs of the master
4) The master
5) The direct connection between the master side
6) The
以上の特徴点を中心に、以下、構成と動作について説明する。 The configuration and operation will be described below with a focus on the above feature points.
図１０において、マスタユニット１０の内部には次の回路が内蔵、接続されている。スレーブ送受信系配線７の一端にはマスタ側主送受信回路８ａを介してマスタ側主制御回路２１ａが接続されている。同様に、スレーブ送受信系配線７の他端にはマスタ側副送受信回路８ｂを介してマスタ側副制御回路２１ｂが接続されている。マスタ側主制御回路２１ａとマスタ側副制御回路２１ｂにはそれぞれ外部送受信回路２２が接続されている。従って、外部送受信回路２２は２つあることになる。それぞれの外部送受信回路２２にはマスタ主スイッチ２４ｃ、およびマスタ副スイッチ２４ｄが接続されている。マスタ主スイッチ２４ｃ、およびマスタ副スイッチ２４ｄの出力はそれぞれ独立した配線で制御回路９に接続されている。制御回路９は実施の形態２と同様に、図示しない充放電回路に指示を与えることで、蓄電素子１の充放電制御を行っている。なお、充放電回路は制御回路９に内蔵される構造としてもよい。
In FIG. 10, the following circuit is built in and connected to the inside of the
マスタ主スイッチ２４ｃ、およびマスタ副スイッチ２４ｄのオンオフ制御は、それぞれに接続されたＡＮＤ回路３０で行われる。これら２つのＡＮＤ回路３０はマスタ側主制御回路２１ａ、およびマスタ側副制御回路２１ｂの両方にそれぞれ接続されている。従って、マスタ側主制御回路２１ａ、およびマスタ側副制御回路２１ｂの出力に応じてマスタ主スイッチ２４ｃ、およびマスタ副スイッチ２４ｄがオンオフ制御されることになる。
On / off control of the master
なお、マスタ主スイッチ２４ｃ、およびマスタ副スイッチ２４ｄはオンオフ制御信号（ＡＮＤ回路３０の出力）が何らかの異常で途絶えた時は自動的にオフになる構成のものを用いた。これにより、マスタ側主制御回路２１ａ、またはマスタ側副制御回路２１ｂのうち信号が途絶えた方を制御回路９から分離することができ、高信頼性が得られる。
The master
以上までで説明した複数のスレーブユニット５、マスタユニット１０、および制御回路９から蓄電装置が構成されている。
A power storage device is constituted by the plurality of
なお、図１０ではマスタユニット１０とスレーブユニット５を別体構成としているが、これは実施の形態２と同様にマスタユニット１０の回路と任意のスレーブユニット５（特に両端のスレーブユニット５）の回路を同一基板上に形成してもよい。これにより、スレーブ送受信系配線７の一部を同一基板に内蔵できるので、その分、配線の引き回しによる外部ノイズの影響を低減でき、信頼性の高い蓄電装置を実現できる。
In FIG. 10, the
また、本実施の形態３でも蓄電素子１の充放電を制御する制御回路９はマスタユニット１０と別体で設ける構成としているが、これはマスタユニット１０に内蔵する構成でもよい。
In the third embodiment, the
次に、このような蓄電装置の動作を図１１のフローチャートに基いて説明する。 Next, the operation of such a power storage device will be described based on the flowchart of FIG.
まず、蓄電装置が動作すると、自動的にマスタ側主制御回路２１ａとマスタ側副制御回路２１ｂから２つのＡＮＤ回路３０にそれぞれハイレベルの信号（以下、１信号と呼ぶ）を送る。これにより、ＡＮＤ回路３０の２つの入力はいずれも１信号になるため、その出力も１信号となる。
First, when the power storage device operates, a high-level signal (hereinafter referred to as one signal) is automatically sent from the master-side
この信号を受け取ったマスタ主スイッチ２４ｃ、およびマスタ副スイッチ２４ｄはいずれもオンとなる。これにより、マスタ側主制御回路２１ａ、およびマスタ側副制御回路２１ｂと制御回路９が電気的に接続されたことになる。
The master
この状態で、制御回路９は主副フラグを０にする（ステップ番号Ｓ１）。主副フラグとは、制御回路９がマスタ側主制御回路２１ａとマスタ側副制御回路２１ｂのどちらと蓄電素子１の電圧データ（以下、データと呼ぶ）をやり取りするかについて示すフラグであり、ここでは０の時にマスタ側主制御回路２１ａを、その反転である−１の時にマスタ側副制御回路２１ｂを選択していることを示す。Ｓ１では主副フラグを０にしているので、マスタ側主制御回路２１ａとデータのやり取りを行うことになる。
In this state, the
次に、制御回路９は主副フラグが示すマスタ側制御回路２１ａ、または２１ｂ（以下、選択マスタと呼ぶ）に対しデータの送信要求信号を送る（Ｓ３）。この信号はマスタスイッチ２４ｃ、または２４ｄを介して外部送受信回路２２を経由し選択マスタに伝達される。
Next, the
送信要求信号を受け取った選択マスタは、マスタ側送受信回路８ａ、または８ｂを経由し、スレーブ送受信系配線７を介して各スレーブユニット５にデータの送信要求を行う。その結果、各スレーブユニット５は選択マスタにデータを送信する。これにより、選択マスタはデータを取得することができる（Ｓ５）。なお、送信要求に応じてデータを取得する動作は実施の形態２と同様である。
The selected master that has received the transmission request signal makes a data transmission request to each
データを取得した選択マスタは外部送受信回路２２を介して制御回路９にデータを送信する（Ｓ７）。この際、主副フラグで選択していない方の非選択マスタがデータを読み取る（Ｓ９）。ここで、非選択マスタのデータ読み取り方法は、例えばＳ７で選択マスタが制御回路９にデータを送信している時に、制御回路９を介して非選択マスタが読み取る方法でもよいし、各スレーブユニット５から選択マスタにデータが送信されている時にスレーブ送受信系配線７を介して非選択マスタが読み取る方法でもよい。
The selection master that has acquired the data transmits the data to the
次に、制御回路９は既定時間内にデータが送信されてくるか否かを監視する（Ｓ１１）。もし、既定時間内にデータが送信されず応答がなければ、すなわち、タイムアウトであれば（Ｓ１１のＹｅｓ）、選択マスタ側のいずれかの回路が異常であることになるので、後述するＳ４１にジャンプする。
Next, the
タイムアウトでなければ（Ｓ１１のＮｏ）、非選択マスタはＳ９で読み取ったデータを全ビット反転した反転データを生成し（Ｓ１３）、制御回路９に反転データを送信する（Ｓ１５）。この際、Ｓ９と同様にして選択マスタが反転データを読み取る（Ｓ１７）。 If not time-out (No in S11), the unselected master generates inverted data obtained by inverting all the bits read in S9 (S13), and transmits the inverted data to the control circuit 9 (S15). At this time, the selected master reads the inverted data as in S9 (S17).
次に、制御回路９は既定時間内に反転データが送信されてくるか否かを監視する（Ｓ１９）。もし、既定時間内に反転データが送信されずタイムアウトになれば（Ｓ１９のＹｅｓ）、非選択マスタ側のいずれかの回路が異常であることになるので、後述するＳ８１にジャンプする。
Next, the
タイムアウトでなければ（Ｓ１９のＮｏ）、選択マスタは電圧データと反転データを両方取得しているので、両データを対比し一致しているかを判定する（Ｓ２１）。対比方法としては、例えば両データを足し合わせて、データを構成する全ビットが１になれば両データが同一であると判断する方法を用いる。これにより、単純に足し合わせるだけなので、対比するための制御回路９の演算時間を極めて高速化できる。従って、電圧検出時間の間隔が短くなりタイムリーな電圧監視が可能となるので、過充電や過放電に至る前に後述する充放電処理ができ、蓄電装置の信頼性向上が図れる。ゆえに、非選択マスタは反転データを送信するようにした。
If it is not time-out (No in S19), the selected master has acquired both the voltage data and the inverted data, so the two data are compared to determine whether they match (S21). As a comparison method, for example, a method of adding both data and determining that both data are the same when all the bits constituting the data are 1 is used. As a result, the calculation time of the
上記両データの対比の結果、一致していなければ（Ｓ２１の不一致）、マスタユニット１０のいずれかの回路が異常であることになる。しかし、異常回路の特定まではできないので、この場合は後述するＳ３１にジャンプして蓄電装置そのものの動作を停止させる。
If the two data do not match as a result of the comparison (the mismatch of S21), one of the circuits of the
一方、両データが一致していれば（Ｓ２１の一致）、次に同一の電圧データ、および反転データを取得している制御回路９で両データの対比を行い一致しているかを判定する（Ｓ２３）。この場合の対比方法はＳ２１と同じである。対比の結果、両データが一致していなければ（Ｓ２３の不一致）、Ｓ２１と同様にマスタユニット１０のいずれかの回路が異常であることになる。従って、Ｓ３１にジャンプする。
On the other hand, if both data match (match of S21), next, the
一方、両データが一致していれば（Ｓ２３の一致）、選択マスタでも制御回路９でも一致していることになるので、回路の異常がないことを二重に確認できたことになり、極めて信頼性の高い異常判定が行えたことになる。この場合は、電圧データが正しいので、それらの値を用いて高精度に蓄電素子１の充放電処理を行う（Ｓ２５）。この動作は実施の形態２と同様に図示しない充放電回路に指示を与えることで行われている。これにより、蓄電素子１の過充電や過放電を防止できる。
On the other hand, if both data match (match of S23), it means that both the selected master and the
次に、制御回路９は主副フラグを反転させた後（Ｓ２７）、Ｓ３に戻る。これにより、選択マスタと非選択マスタが入れ替わることになる。その結果、それらの動作が蓄電素子１の充放電処理毎に切り替えられるため、常時２つのマスタ側主制御回路２１ａ、およびマスタ側副制御回路２１ｂを実際に駆動でき、それらの全機能の異常検出が可能となる。ゆえに、極めて高信頼性が得られる。
Next, the
次に、Ｓ２１とＳ２３のいずれかで電圧データと反転データが不一致であった場合について説明する。この場合は前記した通りマスタユニット１０のいずれかの回路が異常であるが、どれかを特定できないので、安全をみてマスタユニット１０を制御回路９から分離する動作を行う。具体的には、マスタ主スイッチ２４ｃ、およびマスタ副スイッチ２４ｄの両方をオフにする。これにより、マスタユニット１０は制御回路９と電気的接続が断たれることになる。なお、両スイッチ２４ｃ、および２４ｄをオフにするために、制御回路９はマスタ側主制御回路２１ａ、およびマスタ側副制御回路２１ｂに対しローレベルの信号（以下、０信号）をＡＮＤ回路３０に出力するよう制御する。その結果、万一マスタ側制御回路２１ａ、または２１ｂのいずれかが異常で０信号を出力できなかったとしても、もう一方のマスタ側制御回路２１ａ、または２１ｂから０信号が出力されるので、ＡＮＤ回路３０の出力は必ず０信号になり両スイッチ２４ｃ、および２４ｄをオフにすることができる。
Next, the case where the voltage data and the inverted data do not match in either S21 or S23 will be described. In this case, as described above, one of the circuits of the
最後に、マスタユニット１０が異常であることを運転者に警告し、速やかな修理を促す（Ｓ３３）とともに、蓄電装置の動作を終了する。
Finally, the driver is warned that the
次に、Ｓ１１で選択マスタからの応答が既定時間内に得られずタイムアウトになった場合（Ｓ１１のＹｅｓ）について述べる。この場合は、選択マスタ側の回路のいずれかが異常であることになるので、制御回路９は選択マスタのマスタスイッチオフ信号を非選択マスタに送信する（Ｓ４１）。これにより、選択マスタ側の回路は制御回路９から分離されるので、異常データの漏洩を防止でき極めて高信頼性が得られる。なお、Ｓ４１で制御回路９は選択マスタのマスタスイッチオフ信号を非選択マスタに送信しているが、これは選択マスタ側の回路のいずれかが異常であるので、異常のない非選択マスタを通して選択マスタのマスタスイッチをオフにしている。この動作のために、非選択マスタは選択マスタのマスタスイッチが接続されているＡＮＤ回路３０に対し０信号を出力している。これにより、選択マスタがＡＮＤ回路３０に対しどんな信号を出力していてもＡＮＤ回路３０の出力は０信号になり、マスタスイッチをオフにすることができる。
Next, a case where a response from the selected master is not obtained within a predetermined time in S11 and a time-out occurs (Yes in S11) will be described. In this case, since one of the circuits on the selected master side is abnormal, the
次に、制御回路９は主副フラグを反転するとともに（Ｓ４３）、選択マスタの異常フラグをオンにする（Ｓ４５）。その後、異常のあるマスタを運転者に警告し、速やかな修理を促す（Ｓ４７）。
Next, the
次に、制御回路９から送信要求を受けると、現在の選択マスタ（主副フラグで示される）のみが各スレーブユニットからのデータを制御回路９に送信する（Ｓ４９）。この時、両マスタが正常であれば非選択マスタが反転データを送信するが、ここでは非選択マスタ側の回路は異常があるので、非選択マスタの反転データ送信は行わない。
Next, when a transmission request is received from the
次に、制御回路９は選択マスタからの応答が既定時間内にあるかを監視し、もしタイムアウトになれば（Ｓ５１のＹｅｓ）、選択マスタのマスタスイッチをオフにする（Ｓ５３）。この時点で、両マスタが異常となり、マスタ主スイッチ２４ｃ、およびマスタ副スイッチ２４ｄの両方がオフになるので、Ｓ３３にジャンプしてマスタユニット１０の異常を運転者に警告し、蓄電装置の動作を終了する。
Next, the
一方、タイムアウトでなければ（Ｓ５１のＮｏ）、選択マスタはＳ４９で送信したデータの反転データを生成し、引き続き制御回路９に送信する（Ｓ５５）。この際も制御回路９はタイムアウトを監視し、もしタイムアウトであれば（Ｓ５７のＹｅｓ）Ｓ５３にジャンプし、Ｓ５１のＹｅｓと同様の動作を行う。
On the other hand, if it is not time-out (No in S51), the selected master generates inverted data of the data transmitted in S49 and continuously transmits it to the control circuit 9 (S55). Also at this time, the
タイムアウトでなければ（Ｓ５７のＮｏ）、制御回路９は電圧データと反転データを取得しているので、両データを対比し一致を判定する（Ｓ５９）。なお、対比方法はＳ２１と同様である。両者のデータが一致すれば（Ｓ５９の一致）選択マスタ側の回路は正常であるので、Ｓ２５と同様に蓄電素子１の充放電処理を行い（Ｓ６１）、Ｓ４９に戻る。この際、非選択マスタは異常であるので、引き続き同じ選択マスタのみでＳ４９以降の動作を行う。
If the time-out has not occurred (No in S57), the
一方、Ｓ５９で両データが一致しなければ（Ｓ５９の不一致）、制御回路９は選択マスタに対し再度データ送信を要求し（Ｓ６３）、選択マスタからのデータを取得する。この際のデータは既にＳ４９で取得したデータ、およびＳ５５で生成した反転データである。これらのデータを再取得すると、Ｓ５９と同様に両データの一致判定を行う（Ｓ６５）。この時、再び不一致であれば２回続けて不一致であったので、選択マスタ側の回路が異常であると判断しＳ５３にジャンプする。
On the other hand, if the two data do not match in S59 (mismatch in S59), the
一方、Ｓ６５で両データが一致していれば（Ｓ６５の一致）、制御回路９はさらにもう一度Ｓ６３と同様にデータ送信を要求する（Ｓ６７）。これにより制御回路９が電圧データ、および反転データを再取得すると、再びＳ６５と同様に両データの一致判定を行う（Ｓ６９）。ここで、両データが一致していれば（Ｓ６９の一致）、２回続けてデータが一致したので選択マスタは正常と判断し、Ｓ６１にジャンプする。
On the other hand, if the two data match in S65 (match in S65), the
一方、Ｓ６９で両データが一致しなければ（Ｓ６９の不一致）、Ｓ５９とＳ６９で２回、データ不一致が検出されたので、Ｓ６５で一致していても選択マスタは異常であると判断し、Ｓ５３にジャンプする。 On the other hand, if the two data do not match in S69 (mismatch in S69), a data mismatch is detected twice in S59 and S69. Therefore, even if they match in S65, it is determined that the selected master is abnormal, and S53 Jump to.
このように２回続けてデータが一致するか、あるいは３回の判定中に２回、データ不一致が検出されるかを判定しているので、選択マスタの動作について極めて高信頼性が得られる。 As described above, since it is determined whether the data match continuously twice or whether the data mismatch is detected twice during the three determinations, extremely high reliability can be obtained for the operation of the selected master.
次に、Ｓ１９で非選択マスタの反転データ送信中にタイムアウトになった場合は（Ｓ１９のＹｅｓ）、非選択マスタ側の回路に異常があることがわかるので、非選択マスタのマスタスイッチをオフにする信号を選択マスタに送信する（Ｓ８１）。選択マスタに送信する理由や具体的動作はＳ４１と同様である。その後、非選択マスタの異常フラグをオンにして（Ｓ８３）、Ｓ４７にジャンプし運転者への警告以降の動作を行う。 Next, if a time-out occurs during the reverse data transmission of the non-selected master in S19 (Yes in S19), it is known that there is an abnormality in the circuit on the non-selected master, so the master switch of the non-selected master is turned off. A signal to be transmitted is transmitted to the selected master (S81). The reason for transmitting to the selection master and the specific operation are the same as in S41. Thereafter, the abnormality flag of the non-selected master is turned on (S83), the process jumps to S47 and the operation after the warning to the driver is performed.
以上の構成、動作により、複数のマスタ側制御回路２１ａ、２１ｂを、交互に選択マスタ、および非選択マスタになるように切り替えながら常時駆動して異常検出を行うので、極めて信頼性の高い蓄電装置を実現することができた。
With the above configuration and operation, the plurality of master-
なお、蓄電素子１の接続方法については実施の形態２と同様に直列、並列、または直並列のいずれでもよい。また、実施の形態２と同様に温度データを付加した構成としてもよい。
In addition, about the connection method of the
本発明にかかる蓄電装置はマスタユニットを複数用い、いずれかのマスタユニットが異常となった場合には、そのマスタユニットを外部送受信系配線から分離するようにしたので、極めて信頼性の高い蓄電装置を実現することが可能となり、特に電気自動車やハイブリッド自動車のモーター駆動用の蓄電装置等として有用である。 The power storage device according to the present invention uses a plurality of master units, and when one of the master units becomes abnormal, the master unit is separated from the external transmission / reception system wiring. This is particularly useful as a power storage device for driving a motor of an electric vehicle or a hybrid vehicle.
１ 蓄電素子
２ 電圧検出回路
３ スレーブ側制御回路
４ スレーブ側送受信回路
５ スレーブユニット
６ 電力系配線
７ スレーブ送受信系配線
８ マスタ側送受信回路
９ 制御回路
１０、１０ａ、１０ｂ マスタユニット
２１ マスタ側制御回路
２２ 外部送受信回路
２３ 監視回路
２４ マスタスイッチ
２４ａ 入力端子
２４ｂ 出力端子
２４ｃ マスタ主スイッチ
２４ｄ マスタ副スイッチ
２５ 外部送受信系配線
２６ 外部スイッチ
２７ 主副切替スイッチ
DESCRIPTION OF
Claims (14)
前記蓄電素子の両端電圧を検出する電圧検出回路と、
前記電圧検出回路で検出した前記両端電圧を読み込むスレーブ側制御回路と、
前記スレーブ側制御回路に接続されたスレーブ側送受信回路とを内蔵したスレーブユニットを複数有し、
複数の前記蓄電素子の両端が直列または並列または直並列になるように電力系配線で、かつ、前記スレーブ側送受信回路がスレーブ送受信系配線で、それぞれ前記各スレーブユニットを接続するとともに、
前記スレーブ側送受信回路に接続されたマスタ側送受信回路と、
前記マスタ側送受信回路に接続されたマスタ側制御回路と、
前記マスタ側制御回路に接続された外部送受信回路、および監視回路と、
前記外部送受信回路に入力端子が接続され、前記監視回路によりオンオフ制御されるマスタスイッチとを内蔵したマスタユニットを少なくとも２つ有し、
前記各マスタスイッチの出力端子を外部送受信系配線により互いに接続するとともに、
任意の前記マスタユニットに内蔵された前記マスタスイッチの前記出力端子に一端が接続され、かつ前記任意のマスタユニットに内蔵された前記マスタ側制御回路によりオンオフ制御される外部スイッチと、
前記外部スイッチの他端に接続された制御回路とから構成され、
前記外部送受信系配線の状態を監視する際に前記外部スイッチをオフにするとともに、
前記マスタユニットの異常を前記マスタ側制御回路、前記監視回路、または前記制御回路が検出すると、前記マスタスイッチをオフにすることにより前記マスタユニットを前記外部送受信系配線から分離する蓄電装置。 A plurality of power storage elements connected in series, in parallel or in series and parallel;
A voltage detection circuit for detecting a voltage across the storage element;
A slave-side control circuit that reads the both-end voltage detected by the voltage detection circuit;
Having a plurality of slave units incorporating a slave side transceiver circuit connected to the slave side control circuit,
The power line wiring so that both ends of the plurality of power storage elements are in series or parallel or series-parallel, and the slave side transmission / reception circuit is a slave transmission / reception system wiring, and each slave unit is connected,
A master-side transceiver circuit connected to the slave-side transceiver circuit;
A master side control circuit connected to the master side transceiver circuit;
An external transmission / reception circuit connected to the master side control circuit, and a monitoring circuit;
Having at least two master units each including an input terminal connected to the external transmission / reception circuit and a master switch controlled to be turned on / off by the monitoring circuit;
The output terminals of each master switch are connected to each other by external transmission / reception system wiring,
One end connected to the output terminal of the master switch built in any master unit, and an external switch that is on / off controlled by the master-side control circuit built in the arbitrary master unit;
A control circuit connected to the other end of the external switch;
Turning off the external switch when monitoring the state of the external transmission / reception system wiring;
When the master side control circuit, the monitoring circuit, or the control circuit detects an abnormality of the master unit, the power storage device isolates the master unit from the external transmission / reception system wiring by turning off the master switch.
前記蓄電素子の両端電圧を検出する電圧検出回路と、
前記電圧検出回路で検出した前記両端電圧を読み込むスレーブ側制御回路と、
前記スレーブ側制御回路に接続されたスレーブ側送受信回路とを内蔵したスレーブユニットを複数有し、
複数の前記蓄電素子の両端が直列または並列または直並列になるように電力系配線で、かつ、前記スレーブ側送受信回路がスレーブ送受信系配線で、それぞれ前記各スレーブユニットを接続するとともに、
前記スレーブ送受信系配線の一端に接続されたマスタ主スイッチと、
前記マスタ主スイッチに接続されたマスタ側主送受信回路と、
前記マスタ側主送受信回路に接続されたマスタ側主制御回路と、
前記スレーブ送受信系配線の他端に接続されたマスタ副スイッチと、
前記マスタ副スイッチに接続されたマスタ側副送受信回路と、
前記マスタ側副送受信回路に接続されたマスタ側副制御回路と、
前記マスタ側主制御回路と前記マスタ側副制御回路の両方に接続された監視回路、および主副切替スイッチと、
前記主副切替スイッチの共通端子に接続された外部送受信回路と、
前記外部送受信回路に外部送受信系配線を介して接続された外部スイッチとを内蔵し、
前記マスタ側主制御回路と前記マスタ側副制御回路が互いに接続され、
前記マスタ側主制御回路が前記マスタ主スイッチのオンオフ制御、および前記主副切替スイッチの切り替えを行い、
前記マスタ側副制御回路が前記マスタ副スイッチのオンオフ制御を行い、
前記監視回路が前記外部スイッチのオンオフ制御を行うよう構成されたマスタユニットを有するとともに、
前記外部スイッチに接続された制御回路とから構成され、
前記マスタ側主制御回路と前記マスタ側副制御回路が相互に状態監視を行った結果、いずれか一方が異常であった場合、または前記マスタ側主送受信回路か前記マスタ側副送受信回路のいずれかが異常であった場合は、異常のある方の前記マスタ主スイッチ、または前記マスタ副スイッチをオフにすることにより、前記スレーブ送受信系配線から分離するとともに、前記主副切替スイッチを正常な方に切り替えることにより、前記外部送受信系配線から分離し、
前記外部送受信回路が異常であった場合、または前記監視回路により前記マスタ側主制御回路と前記マスタ側副制御回路の両方の異常を検出した場合には、前記監視回路は前記外部スイッチをオフにすることにより、前記マスタユニットを前記外部送受信系配線から分離する蓄電装置。 A plurality of power storage elements connected in series, in parallel or in series and parallel;
A voltage detection circuit for detecting a voltage across the storage element;
A slave-side control circuit that reads the both-end voltage detected by the voltage detection circuit;
Having a plurality of slave units incorporating a slave side transceiver circuit connected to the slave side control circuit,
The power line wiring so that both ends of the plurality of power storage elements are in series or parallel or series-parallel, and the slave side transmission / reception circuit is a slave transmission / reception system wiring, and each slave unit is connected,
A master main switch connected to one end of the slave transmission / reception system wiring;
A master side main transmitting / receiving circuit connected to the master main switch;
A master-side main control circuit connected to the master-side main transceiver circuit;
A master sub switch connected to the other end of the slave transmission / reception system wiring;
A master side sub-transmission / reception circuit connected to the master sub switch;
A master-side sub-control circuit connected to the master-side sub-transmission / reception circuit;
A monitoring circuit connected to both the master side main control circuit and the master side sub control circuit, and a main / sub changeover switch;
An external transmission / reception circuit connected to a common terminal of the main / sub switch,
Built-in external switch connected to the external transmission / reception circuit via an external transmission / reception system wiring,
The master side main control circuit and the master side sub control circuit are connected to each other,
The master side main control circuit performs on / off control of the master main switch, and switching of the main / sub switch,
The master side sub control circuit performs on / off control of the master sub switch,
The monitoring circuit has a master unit configured to perform on / off control of the external switch, and
A control circuit connected to the external switch,
As a result of the state monitoring of the master side main control circuit and the master side sub control circuit, if either one is abnormal, or either the master side main transmission / reception circuit or the master side sub transmission / reception circuit If there is an abnormality, turn off the master main switch or the master sub switch with the abnormality to isolate it from the slave transmission / reception system wiring, and set the main / sub switch to the normal one. By switching, it is separated from the external transmission / reception system wiring,
When the external transmission / reception circuit is abnormal or when the monitoring circuit detects an abnormality in both the master side main control circuit and the master side sub control circuit, the monitoring circuit turns off the external switch. A power storage device that separates the master unit from the external transmission / reception system wiring.
前記蓄電素子の両端電圧を検出する電圧検出回路と、
前記電圧検出回路で検出した前記両端電圧を読み込むスレーブ側制御回路と、
前記スレーブ側制御回路に接続されたスレーブ側送受信回路とを内蔵したスレーブユニットを複数有し、
複数の前記蓄電素子の両端が直列または並列または直並列になるように電力系配線で、かつ、前記スレーブ側送受信回路がスレーブ送受信系配線で、それぞれ前記各スレーブユニットを接続するとともに、
前記スレーブ送受信系配線の一端に接続されたマスタ側主送受信回路と、
前記マスタ側主送受信回路に接続されたマスタ側主制御回路と、
前記スレーブ送受信系配線の他端に接続されたマスタ側副送受信回路と、
前記マスタ側副送受信回路に接続されたマスタ側副制御回路と、
前記マスタ側主制御回路と前記マスタ側副制御回路にそれぞれ接続された外部送受信回路と、
前記外部送受信回路にそれぞれ接続されたマスタ主スイッチ、およびマスタ副スイッチと、
前記マスタ側主制御回路、および前記マスタ側副制御回路の両方に接続され、前記マスタ主スイッチ、および前記マスタ副スイッチのオンオフ制御をそれぞれ行うＡＮＤ回路とから構成されたマスタユニットを有するとともに、
前記マスタ主スイッチ、および前記マスタ副スイッチに接続された制御回路とから構成され、
前記マスタ側主制御回路と前記マスタ側副制御回路のいずれか一方が前記各スレーブユニットから前記蓄電素子の両端電圧データを取得し、前記制御回路に送信する際に、
前記マスタ側主制御回路と前記マスタ側副制御回路の他方は前記両端電圧データの反転データを生成して前記制御回路に送信し、
前記両端電圧データと前記反転データを対比することで前記マスタユニットの異常を検出する蓄電装置。 A plurality of power storage elements connected in series, in parallel or in series and parallel;
A voltage detection circuit for detecting a voltage across the storage element;
A slave-side control circuit that reads the both-end voltage detected by the voltage detection circuit;
Having a plurality of slave units incorporating a slave side transceiver circuit connected to the slave side control circuit,
The power line wiring so that both ends of the plurality of power storage elements are in series or parallel or series-parallel, and the slave side transmission / reception circuit is a slave transmission / reception system wiring, and each slave unit is connected,
A master-side main transmission / reception circuit connected to one end of the slave transmission / reception system wiring;
A master-side main control circuit connected to the master-side main transceiver circuit;
A master side sub-transmission / reception circuit connected to the other end of the slave transmission / reception system wiring;
A master-side sub-control circuit connected to the master-side sub-transmission / reception circuit;
External transmission / reception circuits respectively connected to the master side main control circuit and the master side sub control circuit;
A master main switch and a master sub switch respectively connected to the external transceiver circuit;
The master unit is connected to both the master side main control circuit and the master side sub control circuit, and has a master unit composed of an AND circuit that performs on / off control of the master main switch and the master sub switch, respectively.
The master main switch, and a control circuit connected to the master sub switch,
When either one of the master side main control circuit and the master side sub control circuit obtains the voltage data across the storage element from each slave unit and transmits it to the control circuit,
The other of the master side main control circuit and the master side sub control circuit generates the inverted data of the both-end voltage data and sends it to the control circuit,
A power storage device that detects an abnormality of the master unit by comparing the both-end voltage data and the inverted data.
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