JP2010200552A - Battery controller for electric automobile and battery system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電気自動車のバッテリを制御する装置及びバッテリシステムに関し、具体的にはバッテリを管理するバッテリECUの暴走を検出して、メインリレーを制御するバッテリの制御装置及びバッテリシステムに関する。 The present invention relates to an apparatus and a battery system that control a battery of an electric vehicle, and more particularly to a battery control apparatus and a battery system that detect a runaway of a battery ECU that manages the battery and controls a main relay.
ハイブリッドカー等の電気自動車は、走行モータを駆動するバッテリをバッテリECUで管理している。バッテリECUは、バッテリの充放電電流やバッテリ電圧から残容量を演算して過充電や過放電を防止し、さらにバッテリの温度が設定温度よりも高くならないように充放電電流やファンの運転を制御している。バッテリECUは、検出した残容量等のバッテリ情報を車両ECUに出力する。車両ECUは、アクセルやブレーキから入力される信号と、バッテリECUから入力されるバッテリ情報から、バッテリの充放電をコントロールするインバータを制御して、エンジンと走行モータの出力を制御して自動車を走行させ、あるいは回生ブレーキで制動する。すなわち、車両ECUは、バッテリの状態をバッテリECUからの信号で管理しながら、いいかえるとバッテリを過充電や過放電から保護しながら、走行モータとエンジンの出力を制御して自動車を走行させる。 In an electric vehicle such as a hybrid car, a battery that manages a driving motor is managed by a battery ECU. The battery ECU calculates the remaining capacity from the battery charge / discharge current and battery voltage to prevent overcharge and overdischarge, and controls the charge / discharge current and fan operation so that the battery temperature does not rise above the set temperature. is doing. The battery ECU outputs battery information such as the detected remaining capacity to the vehicle ECU. The vehicle ECU controls the inverter that controls charging / discharging of the battery from the signal input from the accelerator and the brake and the battery information input from the battery ECU, and controls the output of the engine and the traveling motor to drive the vehicle. Or brake with regenerative brake. That is, the vehicle ECU controls the output of the travel motor and the engine to drive the vehicle while managing the battery state with the signal from the battery ECU, in other words, protecting the battery from overcharge and overdischarge.
例えば自動車を加速するときに、バッテリから走行モータに電力が供給されてモータの出力で自動車を加速する。バッテリを放電して、バッテリの残容量が設定された容量範囲よりも少なくなると、インバータを制御してバッテリを充電し、バッテリの残容量が設定された容量範囲よりも大きくなると、インバータを制御してバッテリの充電を停止させる。 For example, when an automobile is accelerated, electric power is supplied from the battery to the traveling motor, and the automobile is accelerated by the output of the motor. When the battery is discharged and the remaining capacity of the battery is less than the set capacity range, the inverter is controlled to charge the battery, and when the remaining capacity of the battery is greater than the set capacity range, the inverter is controlled. Stop charging the battery.
バッテリECUは、バッテリの残容量等を演算するマイコンを内蔵している。このマイコンが雑音等の影響で暴走すると、バッテリの残容量を正確に演算できなくなる。残容量が正確に演算できなくなると、バッテリの残容量が設定された容量範囲にあるかどうか正しく演算できず、その結果、充電や放電の制御が正しく行われずに、バッテリが過充電や過放電されることがある。バッテリが過充電や過放電されると、電気的な特性を急激に低下させる。このような弊害を避けるために、従来の電気自動車は、バッテリECUのマイコンの暴走を検出する暴走監視回路を設けている。暴走監視回路がマイコンの暴走を検出すると、バッテリの出力側、すなわちバッテリとインバータとの間に接続しているメインリレーをオフに切り換えてバッテリの充放電を停止させている。 The battery ECU has a built-in microcomputer that calculates the remaining capacity of the battery. If this microcomputer runs away due to noise or the like, the remaining battery capacity cannot be calculated accurately. If the remaining capacity cannot be calculated accurately, it cannot be calculated correctly whether the remaining capacity of the battery is within the set capacity range, and as a result, the battery is overcharged or overdischarged without correct charge and discharge control. May be. When the battery is overcharged or overdischarged, the electrical characteristics are rapidly reduced. In order to avoid such an adverse effect, the conventional electric vehicle is provided with a runaway monitoring circuit for detecting runaway of the microcomputer of the battery ECU. When the runaway monitoring circuit detects the runaway of the microcomputer, the battery output side, that is, the main relay connected between the battery and the inverter is turned off to stop the charging / discharging of the battery.
このような暴走監視回路を備えるバッテリシステムの一例を図7に示す。この図に示すバッテリシステム700は、バッテリ701と、バッテリ701の起動/停止を切り替えるメインリレー705と、バッテリ701の動作を制御するマイコン713を備えるバッテリECU702を備える。バッテリECU702はさらに、マイコン713の動作を監視するための暴走監視回路714を備えている。暴走監視回路714は、マイコン713から監視用信号を受けると共に、マイコン713に対してリセット信号を送出する。さらにマイコン713は、その動作を規定するソフトウェアを書き換え可能としている。マイコン713のソフトウェアの書き換え時には、ソフトウェア書き込み装置SWをマイコン713と接続する。ソフトウェア書き込み装置SWは、書き込み信号をマイコン713側に送信して書き込み動作を実行する。
An example of a battery system provided with such a runaway monitoring circuit is shown in FIG. The
このような暴走監視回路714を用いた監視動作を図8に示す。この図に示すように、マイコン713は暴走監視回路714に対し、監視用信号として、一定周期で矩形波出力を出力し続けており、この監視用信号が検出されないとき、暴走監視回路714はマイコン713の暴走と判断していた。暴走監視回路714は、監視用信号が検出されなくなると、マイコン713に対してリセット信号を出力し続ける。マイコン713はリセット信号を受けると一端リセットされ、正常であれば監視用信号の出力が再開される。異常であれば、監視用信号の出力が再開されないため、異常と判断される。
A monitoring operation using such a
しかしながらこの方法では、一時的に暴走監視回路714による監視動作を休止したい場合の動作設定が容易でないという問題があった。例えば、バッテリの起動時には、マイコン713が起動するまでの間は監視用信号を出力できないので、この間の暴走監視回路714の動作を一時的に休止、すなわち動作をマスクする必要がある。同様に、メンテナンス時にマイコン713のソフトウェアを書き換える際にも、同様にマイコン713からの監視用信号の出力が一時的に中断されるので、この間のマスク動作が必要となる。
However, this method has a problem that it is not easy to set an operation when it is desired to temporarily stop the monitoring operation by the
従来、ソフトウェア書き換え時には、図9に示すように、ソフトウェアの書き込み装置等から暴走監視回路に対して、暴走監視回路の動作をマスクさせるためのマスク信号を供給し、必要な期間中暴走監視回路を休止させていた。しかしながら、この方法ではマスク信号を受信するための端子を暴走監視回路に設けるなどのハードウェア構成が必要となり、コストアップの要因となっていた。 Conventionally, at the time of software rewriting, as shown in FIG. 9, a mask signal for masking the operation of the runaway monitoring circuit is supplied from the software writing device or the like to the runaway monitoring circuit, and the runaway monitoring circuit is installed during a necessary period. I was resting. However, this method requires a hardware configuration such as providing a terminal for receiving a mask signal in the runaway monitoring circuit, which causes an increase in cost.
また従来は、マイコン自体で暴走監視回路の動作をマスクさせるためのマスク信号を供給し、必要な期間中暴走監視回路を休止させていた。しかしながら、この方法では、暴走監視回路を休止させているときにマイコンが暴走した場合、暴走監視回路が動作しないため正常に復帰できないという問題があった。 Conventionally, the microcomputer itself supplies a mask signal for masking the operation of the runaway monitoring circuit, and the runaway monitoring circuit is suspended during a necessary period. However, this method has a problem that if the microcomputer runs out of control while the runaway monitoring circuit is paused, the runaway monitoring circuit does not operate and cannot be normally restored.
さらにタイマによってマスク時間を設定する方式も考えられる。例えば起動時にはマイコンが監視用信号を出力できるようになるまで、タイマで暴走監視回路の動作を遅延させることでマスクしていた。しかしながらこの方法でもタイマ部材が余分に必要となる上、タイマの遅延時間の設定が面倒であり、さらに遅延時間が一定でないという問題もある。例えばシステム起動時に合わせて遅延時間を設定すると、ソフトウェアの書き換えにおいては書き換え終了時間が長くかかってしまい、遅延動作のみではマスクしきれなくなるという問題もあった。 Furthermore, a method of setting a mask time by a timer is also conceivable. For example, at start-up, until the microcomputer can output a monitoring signal, the operation of the runaway monitoring circuit is delayed by a timer. However, this method also requires an extra timer member, has a troublesome setting of the delay time of the timer, and has a problem that the delay time is not constant. For example, if the delay time is set in accordance with the system start-up, the rewriting end time is long in software rewriting, and there is a problem that masking cannot be performed only by the delay operation.
本発明は、従来のこのような問題を解決するためになされたものであり、その主な目的は、簡素な構成で信頼性高くマイコンの動作を監視可能な暴走監視回路を備えた電気自動車用バッテリ制御装置及びバッテリシステムを提供することにある。 The present invention has been made to solve such a conventional problem, and its main purpose is for an electric vehicle equipped with a runaway monitoring circuit capable of monitoring the operation of a microcomputer with a simple configuration and high reliability. A battery control device and a battery system are provided.
以上の目的を達成するために、本発明の電気自動車用バッテリ制御装置によれば、電気自動車の走行モータ4に電力を供給可能なバッテリ1の電気的状態または温度状態を管理すると共に、正常動作時には一定周期で監視用信号を出力可能なマイコン13と、監視用信号をマイコン13から受信して、これをモニタすることでマイコン13の動作を監視する暴走監視回路14と、を備える電気自動車用バッテリ制御装置であって、前記暴走監視回路14は、監視動作中に前記マイコン13からの監視用信号が一定周期で受信されない場合、前記マイコン13に対して一定期間リセット信号を出力し、前記マイコン13は、リセット信号を受信すると、リセット動作を行い、正常動作時においては、監視用信号を前記暴走監視回路14に対して出力し、メンテナンス動作時においては、所定の動作が終了後に前記暴走監視回路14に対する監視用信号の出力を再開し、前記暴走監視回路14はリセット信号出力後、前記マイコン13から監視用信号を受信するまで待機状態となり、監視用信号を受信すると監視動作を再開することができる。これにより、暴走監視回路をリセット信号出力後に、監視を中断して待機状態となるマスク動作に移行させることができる。またこのような移行動作をマイコンと独立して行うことができるので、暴走監視回路によるマイコンの監視動作の安定動作と信頼性を高めることができる。
In order to achieve the above object, according to the battery control device for an electric vehicle of the present invention, the electric state or temperature state of the
また第2の電気自動車用バッテリ制御装置によれば、前記暴走監視回路14は、バッテリシステムの起動時にリセット信号を前記マイコン13に出力するよう構成できる。これにより、バッテリシステム起動時にマイコンから監視用信号が出力されるまでの間、暴走監視回路を適切に待機状態としておくことができる。
According to the second electric vehicle battery control apparatus, the
さらに第3の電気自動車用バッテリ制御装置によれば、さらに、前記暴走監視回路14が電気自動車用バッテリ制御装置の起動時に監視動作を開始するまでの遅延時間を設定するタイマ回路19を備えることができる。これにより、装置の起動時に、マイコンが安定して監視用信号を出力するまでの待ち時間をタイマで設定できる。
Furthermore, according to the third electric vehicle battery control device, the
さらにまた第4の電気自動車用バッテリ制御装置によれば、前記メンテナンス動作時が、前記マイコン13へのソフトウェア更新作業を含むことができる。
Furthermore, according to the fourth battery control device for an electric vehicle, the maintenance operation time can include a software update operation for the
さらにまた第5の電気自動車用バッテリシステムによれば、電気自動車の走行モータ4に電力を供給可能なバッテリ1と、前記バッテリ1の電気的状態または温度状態を管理すると共に、正常動作時には一定周期で監視用信号を出力可能なマイコン13と、監視用信号をマイコン13から受信して、これをモニタすることでマイコン13の動作を監視する暴走監視回路14と、を備えるバッテリECU2と、前記バッテリ1の出力側に接続されて、前記バッテリECU2でオンオフに制御されて前記バッテリ1の電力を走行モータ4へ供給または遮断するメインリレー5と、を備える電気自動車用バッテリシステムであって、前記暴走監視回路14は、監視動作中に前記マイコン13からの監視用信号が一定周期で受信されない場合、前記マイコン13に対して一定期間リセット信号を出力し、前記マイコン13は、リセット信号を受信すると、リセット動作を行い、正常動作時においては、監視用信号を前記暴走監視回路14に対して出力し、メンテナンス動作時においては、所定の動作が終了後に前記暴走監視回路14に対する監視用信号の出力を再開し、前記暴走監視回路14はリセット信号出力後、前記マイコン13から監視用信号を受信するまで待機状態となり、監視用信号を受信すると監視動作を再開することができる。これにより、暴走監視回路をリセット信号出力後に、監視を中断して待機状態となるマスク動作に移行させることができる。またこのような移行動作をマイコンと独立して行うことができるので、暴走監視回路によるマイコンの監視動作の安定動作と信頼性を高めることができる。
Furthermore, according to the fifth electric vehicle battery system, the
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施の形態は、本発明の技術思想を具体化するための電気自動車用バッテリ制御装置及びバッテリシステムを例示するものであって、本発明は電気自動車用バッテリ制御装置及びバッテリシステムを以下のものに特定しない。また特許請求の範囲に示される部材を、実施の形態の部材に特定するものでは決してない。なお、各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがある。さらに以下の説明において、同一の名称、符号については同一もしくは同質の部材を示しており、詳細説明を適宜省略する。さらに、本発明を構成する各要素は、複数の要素を同一の部材で構成して一の部材で複数の要素を兼用する態様としてもよいし、逆に一の部材の機能を複数の部材で分担して実現することもできる。
(実施の形態1)
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the embodiment described below exemplifies a battery control device and battery system for an electric vehicle for embodying the technical idea of the present invention, and the present invention is a battery control device and battery system for an electric vehicle. Is not specified as below. Moreover, the member shown by the claim is not what specifies the member of embodiment. Note that the size, positional relationship, and the like of the members shown in each drawing may be exaggerated for clarity of explanation. Furthermore, in the following description, the same name and symbol indicate the same or the same members, and detailed description thereof will be omitted as appropriate. Furthermore, each element constituting the present invention may be configured such that a plurality of elements are constituted by the same member and the plurality of elements are shared by one member, and conversely, the function of one member is constituted by a plurality of members. It can also be realized by sharing.
(Embodiment 1)
本発明の実施の形態1に係る電気自動車用バッテリ制御装置は、電気自動車のバッテリを管理するバッテリECUのマイコンの暴走を検出して、バッテリから走行モータに電力を供給するメインリレーを制御する。本明細書において、電気自動車とは、エンジンと走行モータの両方で走行するハイブリッドカー、及び走行モータのみで走行する電動自動車を含む広い意味で使用する。さらに、走行モータに電力を供給するバッテリは、充電するタイプの二次電池、または燃料電池が使用できる。以下、本発明の実施例として、ハイブリッドカーである電気自動車について説明する。
The battery control device for an electric vehicle according to
図1に、ハイブリッドカーに搭載されるバッテリシステム100のブロック図を、図2にこのバッテリ制御装置のブロック図を、それぞれ示す。これらの図に示すハイブリッドカーは、車両ECU3と、この車両ECU3にバッテリ情報を供給するバッテリ制御装置であるバッテリECU2と、走行モータ4を駆動するバッテリ1と、バッテリ1の出力側に接続しているメインリレー5と、このメインリレー5を介してバッテリ1に接続されるインバータ6と、このインバータ6に接続している走行モータ4及び発電機7と、車両ECU3に制御されるエンジン8と、エンジン8と走行モータ4の駆動力を車輪10に伝達する動力伝達機構9とを備えている。
FIG. 1 shows a block diagram of a
図のハイブリッドカーは、車両ECU3でエンジン8と走行モータ4を制御して走行する。ハイブリッドカーの走行パターンは、(1)エンジン8のみで走行する状態;(2)走行モータ4のみで走行する状態;(3)エンジン8と走行モータ4の両方で走行する状態、がある。またハイブリッドカーを(1)と(3)のみの状態で走行するパターンとすることもできる。エンジン8と走行モータ4の出力は、動力伝達機構9を介して車輪10に伝達される。
The hybrid car shown in the drawing travels while the
さらにハイブリッドカーは、バッテリ1の残容量を設定された範囲となるように、バッテリ1を充放電しながら走行する。バッテリ1の残容量が設定容量よりも少なくなると、エンジン8で発電機7を駆動してバッテリ1を充電する。バッテリ1は、ブレーキ11が踏まれて、自動車を減速するときの回生ブレーキでも充電される。回生ブレーキは、車輪10が発電機7を駆動してバッテリ1を充電する。ハイブリッドカーは、バッテリ1を充電する発電機7を備えているが、この発電機7は走行モータ4とは別に設けられてもよく、あるいは走行モータを発電機に併用することもできる。
Furthermore, the hybrid car travels while charging / discharging the
バッテリECU2は、バッテリ1の状態を検出して、バッテリ情報を車両ECU3に出力する。車両ECU3は、バッテリ情報を考慮しながら、すなわち、バッテリ1が放電できる状態にあるかどうかを判定して、インバータ6を介して走行モータ4の出力を制御する。また、バッテリ情報を考慮して、バッテリ1の残容量が設定された範囲となるように、インバータ6を介して走行モータ4と発電機7を制御する。例えば、アクセル12が踏まれて自動車を加速するとき、車両ECU3は走行モータ4を駆動して、エンジン8と走行モータ4の両方で車輪10を駆動する。このとき、バッテリ情報からバッテリ1を放電できるかどうかを確認する。バッテリ1を放電できる状態にあると、インバータ6を制御して走行モータ4を駆動して、バッテリ1と走行モータ4の両方の出力で車輪10を駆動する。バッテリ1の残容量が設定容量よりも少なくなって放電できない状態になると、走行モータ4を停止する。その後、バッテリ1を充電して設定された容量範囲とする。また、バッテリECU2のマイコン13が暴走して放電電流を制限する状態にあると、放電電流を制限しながら走行モータ4を駆動する。
車両ECU3は、バッテリECU2から供給されるバッテリ情報と、アクセル12やブレーキ11から入力される信号から、エンジン8の出力と、バッテリ1の充放電をコントロールして、エンジン8と走行モータ4のいずれかまたは両方で走行し、また、バッテリ1の残容量を設定された範囲に制御する。
The
図2に示すバッテリECU2は、バッテリ1の残容量を演算して車両ECU3と通信するマイコン13と、このマイコン13の暴走を検出する暴走監視回路14と、バッテリ1の電圧と温度を検出するバッテリセンサ15と、マイコン13とバッテリセンサ15からの入力信号で出力するパルスの周波数を変化させて車両ECU3に出力するパルス回路16と、メインリレー5をオンオフに制御するリレー制御回路17とを備える。
A
マイコン13は、バッテリ1の充放電を積算して残容量を演算する。また、マイコン13は、バッテリセンサ15から入力されるバッテリ電圧で残容量を補正することもできる。演算されたバッテリ1の残容量は、バッテリ情報として車両ECU3に出力される。マイコン13は、バッテリ1の状態を検出して、バッテリ情報として車両ECU3に出力する。バッテリ情報から車両ECU3に出力されるバッテリ情報は残容量に特定されない。例えば、バッテリECU2は、バッテリ温度が設定温度よりも高くなり、あるいは設定温度よりも低くなったことを示す情報をバッテリ情報として車両ECU3に出力することもできる。マイコン13は、正常に動作するときに、図3に示すように監視用信号を出力している。監視用信号としては、ここでは特定の周波数のパルス信号であるマイコン正常パルスとしている。図3は、正常パルスを10Hzに設定している。マイコン13は、暴走するとマイコン正常パルスを出力しなくなるので、マイコン正常パルスを検出してマイコン13の暴走を検出できる。ただし、マイコン13の暴走は、マイコン正常パルスを検出することなく、マイコン13に特定の信号を入力して応答信号が出力されないことを検出して暴走を検出することもできる。したがって、マイコン13の暴走を検出する方式は、マイコン正常パルスに限定されない。
The
車両ECU3は、パルス回路16から入力されるパルス信号で、マイコン13が暴走したかどうか、マイコン13が暴走する状態でバッテリ1を充放電できる状態にあるか、あるいはマイコン13が暴走してバッテリ1を充放電できない状態にあるかを判定する。車両ECU3は、マイコン13が暴走しても、バッテリ1が充放電できる状態にあると、メインリレー5をオフに切り換えることなく、バッテリ1の充放電する最大電流を制限しながら、バッテリ1を充放電させる。例えば、バッテリ1を充放電させる電流を30A以下に制限しながら、バッテリ1を充放電させる。車両ECU3は、マイコン13が暴走する状態でバッテリ1を充放電できるかどうかをマイコン正常パルスで検出する。
The
以上のように、マイコン13が暴走する状態において、バッテリ1が充放電できる状態にあるかどうかを判定して、バッテリ1の充放電電流を制限して走行されるハイブリッドカーは、マイコン13が暴走する状態においても、バッテリ1で走行できるので、安全に走行できる特長がある。ただ、マイコン13が暴走する状態では、バッテリ1を充放電できる状態にあっても、メインリレー5をオフに切り換えて、バッテリ1を充放電しないようにすることもできる。
As described above, when the
マイコン13が暴走して、バッテリ1を充放電できる状態にあることを確認して、バッテリ1の充放電電流を制限ながら走行させるハイブリッドカーは、バッテリ残容量の変化が少なくなるように、バッテリ1の充放電を制御する。このようにすると、バッテリ1の過充電と過放電を防止してバッテリ1の劣化を防止できる。バッテリ1の残容量は、充電電流と放電電流の積算値で演算されるので、充電電流と放電電流の積算値がほぼ等しくなるように、インバータ6を制御して、バッテリ残容量の変化を少なくする。
A hybrid car that travels while limiting the charge / discharge current of the
暴走監視回路14は、マイコン13の暴走とバッテリ1の異常を検出し、このことを出力する。暴走監視回路14は、マイコン13から入力される信号からマイコン13が暴走したかどうかを検出し、マイコン13の暴走を検出すると、リレー制御回路17に異常信号を出力する。さらに、暴走監視回路14は、パルス回路16から入力されるパルス信号からマイコン13が暴走する状態でバッテリ1を充放電できる状態にあるか、あるいはマイコン13が暴走してバッテリ1を充放電できない状態にあるかを検出し、マイコン13が暴走し、かつバッテリ1を充放電できない状態にあることを検出することもできる。
The
次に、電気自動車用バッテリ制御装置のマスク動作を、図4のブロック図及び図3の起動時及びソフトウェア書き換え時の動作を示すタイミングチャートに基づいて、それぞれ説明する。図4に示す電気自動車用バッテリ制御装置は、バッテリ1と、バッテリシステムの起動/停止を切り替えるメインリレー5と、バッテリECU2を示している。バッテリECU2は、バッテリシステムの動作を制御するマイコン13と、マイコン13の動作を監視するための暴走監視回路14を備えている。暴走監視回路14は、マイコン13から監視用信号を受けると共に、マイコン13に対してリセット信号を送出する。さらにマイコン13は、その動作を規定するソフトウェアを書き換え可能としており、マイコン13のソフトウェアの書き換え時には、ソフトウェア書き込み装置SWを外付けでバッテリシステムに接続し、マイコン13に対してソフトウェア書き込み装置SWが書き換えを行う。これにより、ソフトウェアのバグ修正やアップデート等を電気的に行うことができる。書き換え可能なソフトウェアやプログラムは、書き換え可能な記憶素子(例えばフラッシュROM)等に保持される。ソフトウェア書き込み装置SWは、書き込み信号をマイコン13側に送信して書き込み動作を実行する。
(暴走監視回路14)
Next, the mask operation of the battery control device for an electric vehicle will be described based on the block diagram of FIG. 4 and the timing chart showing the operation at the time of start-up and software rewriting in FIG. The battery control device for an electric vehicle shown in FIG. 4 shows a
(Runaway monitoring circuit 14)
この暴走監視回路14は、リセット信号を出力した後は、監視用信号をマイコン13から受けるまでの間は監視動作を行わないで待機状態となるマスク動作モードとなる。そしてマイコン13が正常動作を開始し、監視用信号の出力が開始されると、これを受けた暴走監視回路14は監視動作を開始する監視動作モードに移行する。監視用信号は、所定の周期で出力される矩形波等のマイコン正常パルスが好適に利用できる。このようなマイコン正常パルスをモニタする暴走監視回路14は、いわゆるウォッチドッグタイマと呼ばれるタイプの動作により、監視動作モードにおいては常時、あるいは一定周期でマイコン13の動作を監視している。この暴走監視回路14の動作を、図3に基づいて具体的に説明する。
After the reset signal is output, the
まずバッテリシステムの起動時には、メインリレー5がONされ、リセット信号が暴走監視回路14からマイコン13に与えられる。リセット信号を出力後、暴走監視回路14な自動的にマスク動作モードに移行し、マイコン13から監視用信号を受けるまでの間、待機状態となる。このように暴走監視回路14は、ON時に自動的にリセット信号を出力してマスク動作モードとなるように構成されているため、起動時にマイコン13から監視用信号が得られない期間のマスク動作が適切に実現される。
First, when the battery system is activated, the
またマイコン13が適切に起動されて監視用信号が出力されるようになると、暴走監視回路14はマスク動作モードから監視動作モードに移行する。この監視動作モードにおいては、マイコン13側が誤動作など何らかの原因で監視用信号を出力しなくなったとき、監視用信号の欠如を暴走監視回路14が検出し、マイコン13側にリセット信号を出力する。この結果、マイコン13側が正常である場合は、リセットされたマイコン13が再び起動されて監視用信号の出力が再開される。一方、リセットさせてもマイコン13が正常に動作しない場合は、監視用信号が出力されないばかりか、他の部材の動作も停止されるため、これを受けてシステムのエラーが検知される。
When the
次にソフトウェアの書き換え時における暴走監視回路14のマスク動作について説明する。書き換え動作時においては、ソフトウェアが正常に動作されないため、監視用信号の出力も停止される。この間は異常でないため、暴走監視回路14の監視動作を中止する必要がある。このような動作を実現するため、本実施の形態においては、ソフトウェア書き込み装置SWからバッテリECU2に書き込み信号が送出されると、この書き込み信号に基づいて暴走監視回路14がマイコン13にリセット信号を送出するように構成している。例えば、書き込み信号を受けたマイコン13は、該信号に基づいて暴走監視回路14側に対し、リセット信号を出力するよう指示する。このための信号線は、マイコン13と暴走監視回路14との間に別途設けてもよいし、あるいは監視用信号の信号線と共通化してもよい。この場合はマスク信号を受信するための端子を暴走監視回路14に設ける必要が無く、信号線の本数を増やさずにハードウェア構成を簡素化できる利点が得られる。反面、マイコン13の動作を監視すべき暴走監視回路14が、マイコン13から与えられた信号によって動作を制御されるため、監視動作の信頼性の観点から好ましくない。
Next, the mask operation of the
あるいは、ソフトウェア書き込み装置SWが暴走監視回路14に対して直接リセット信号を出力するように指示を送る構成してもよい。この場合は、ソフトウェア書き込み装置SWと暴走監視回路14とを接続する信号線が必要になる。
Alternatively, the software writing device SW may send an instruction so as to directly output a reset signal to the
このようにリセット信号を暴走監視回路14から出力させることで、暴走監視回路14をマスク動作モードに移行させることができる。ソフトウェア更新が終了すると、マイコン13から監視用信号の出力が可能となるため、これを受けて暴走監視回路14は自動的に監視動作モードを再開できる。
(実施の形態2)
By outputting the reset signal from the
(Embodiment 2)
また、タイマを使用したマスク動作を実現することもできる。この様子を図5のブロック図及び図6のタイミングチャートに基づいて説明する。図5の電気自動車用バッテリシステム200は、暴走監視回路14にタイマ回路19を設けている。他の構成部材は図2とほぼ同様であり、同じ部材には同じ符号を付して詳細説明を省略する。タイマ回路19は、予め設定された時間遅延、暴走監視回路14の動作を遅延させるよう動作する。例えばバッテリシステム起動時においては、図6に示すようにタイマ回路19によって所定時間、暴走監視回路14の動作がマスクされる。このマスク動作モードは、監視用信号が暴走監視回路14に入力されると自動的に解除されて、監視動作モードが開始される。またソフトウェアの書き込み時においては、ソフトウェア書き込み信号を受けてリセット信号が生成され、マイコン13側に与えられると共に、一方で暴走監視回路14はマスク動作モードに移行する。そしてソフトウェアの書き込み作業が終了し、マイコン13から監視用信号の出力が再開されると、これを受けた暴走監視回路14は自動的にマスク動作モードを終了し、監視動作モードに移行する。この方法によっても、適切に暴走監視回路14のマスク動作が実現される。
In addition, a mask operation using a timer can be realized. This will be described based on the block diagram of FIG. 5 and the timing chart of FIG. In the electric
以上のように暴走監視回路は、マイコン13からリセット信号受信後、監視用信号を受けるまでの間は監視動作を行わないマスク動作モードで動作し、監視用信号を受けた後に監視動作を開始する監視動作モードに移行する。
As described above, the runaway monitoring circuit operates in the mask operation mode in which the monitoring operation is not performed until the monitoring signal is received after receiving the reset signal from the
本発明に係る電気自動車用バッテリ制御装置及びバッテリシステムは、車載用のバッテリシステムとして好適に利用できる。 The battery control device and battery system for an electric vehicle according to the present invention can be suitably used as an in-vehicle battery system.
100、200…バッテリシステム
1…バッテリ
2…バッテリECU
3…車両ECU
4…走行モータ
5…メインリレー
6…インバータ
7…発電機
8…エンジン
9…動力伝達機構
10…車輪
11…ブレーキ
12…アクセル
13…マイコン
14…暴走監視回路
15…バッテリセンサ
16…パルス回路
17…リレー制御回路
19…タイマー回路
700…バッテリシステム
702…バッテリECU
701…バッテリ
705…メインリレー
713…マイコン
714…暴走監視回路
SW…ソフトウェア書き込み装置
100, 200 ...
3 ... Vehicle ECU
4 ...
701 ...
Claims (5)
監視用信号をマイコン(13)から受信して、これをモニタすることでマイコン(13)の動作を監視する暴走監視回路(14)と、
を備える電気自動車用バッテリ制御装置であって、
前記暴走監視回路(14)は、監視動作中に前記マイコン(13)からの監視用信号が一定周期で受信されない場合、前記マイコン(13)に対して一定期間リセット信号を出力し、
前記マイコン(13)は、リセット信号を受信すると、リセット動作を行い、
正常動作時においては、監視用信号を前記暴走監視回路(14)に対して出力し、
メンテナンス動作時においては、所定の動作が終了後に前記暴走監視回路(14)に対する監視用信号の出力を再開し、
前記暴走監視回路(14)はリセット信号出力後、前記マイコン(13)から監視用信号を受信するまで待機状態となり、監視用信号を受信すると監視動作を再開することを特徴とする電気自動車用バッテリ制御装置。 A microcomputer (13) capable of managing the electrical state or temperature state of the battery (1) capable of supplying power to the traveling motor (4) of the electric vehicle, and outputting a monitoring signal at a constant cycle during normal operation,
A runaway monitoring circuit (14) that monitors the operation of the microcomputer (13) by receiving a monitoring signal from the microcomputer (13) and monitoring it, and
An electric vehicle battery control device comprising:
The runaway monitoring circuit (14) outputs a reset signal for a certain period to the microcomputer (13) when the monitoring signal from the microcomputer (13) is not received at a certain period during the monitoring operation.
When receiving the reset signal, the microcomputer (13) performs a reset operation,
During normal operation, a monitoring signal is output to the runaway monitoring circuit (14),
At the time of the maintenance operation, after the predetermined operation ends, the monitoring signal output to the runaway monitoring circuit (14) is resumed,
The runaway monitoring circuit (14) is in a standby state until a monitoring signal is received from the microcomputer (13) after the reset signal is output, and the monitoring operation is resumed when the monitoring signal is received. Control device.
前記暴走監視回路(14)は、バッテリシステムの起動時にリセット信号を前記マイコン(13)に出力するよう構成してなることを特徴とする電気自動車用バッテリ制御装置。 The battery control device for an electric vehicle according to claim 1,
The battery control device for an electric vehicle, wherein the runaway monitoring circuit (14) is configured to output a reset signal to the microcomputer (13) when the battery system is activated.
前記暴走監視回路(14)が電気自動車用バッテリ制御装置の起動時に監視動作を開始するまでの遅延時間を設定するタイマ回路(19)を備えることを特徴とする電気自動車用バッテリ制御装置。 The battery control device for an electric vehicle according to claim 1, further comprising:
An electric vehicle battery control device comprising a timer circuit (19) for setting a delay time until the runaway monitoring circuit (14) starts a monitoring operation when the electric vehicle battery control device is activated.
前記メンテナンス動作時が、前記マイコン(13)へのソフトウェア更新作業を含むことを特徴とする電気自動車用バッテリ制御装置。 The battery control device for an electric vehicle according to claim 1,
The battery control device for an electric vehicle, wherein the maintenance operation includes a software update operation to the microcomputer (13).
前記バッテリ(1)の電気的状態または温度状態を管理すると共に、正常動作時には一定周期で監視用信号を出力可能なマイコン(13)と、
監視用信号をマイコン(13)から受信して、これをモニタすることでマイコン(13)の動作を監視する暴走監視回路(14)と、
を備えるバッテリECU(2)と、
前記バッテリ(1)の出力側に接続されて、前記バッテリECU(2)でオンオフに制御されて前記バッテリ(1)の電力を走行モータ(4)へ供給または遮断するメインリレー(5)と、
を備える電気自動車用バッテリシステムであって、
前記暴走監視回路(14)は、監視動作中に前記マイコン(13)からの監視用信号が一定周期で受信されない場合、前記マイコン(13)に対して一定期間リセット信号を出力し、
前記マイコン(13)は、リセット信号を受信すると、リセット動作を行い、
正常動作時においては、監視用信号を前記暴走監視回路(14)に対して出力し、
メンテナンス動作時においては、所定の動作が終了後に前記暴走監視回路(14)に対する監視用信号の出力を再開し、
前記暴走監視回路(14)はリセット信号出力後、前記マイコン(13)から監視用信号を受信するまで待機状態となり、監視用信号を受信すると監視動作を再開することを特徴とする電気自動車用バッテリシステム。 A battery (1) capable of supplying electric power to the electric motor (4) of the electric vehicle;
While managing the electrical state or temperature state of the battery (1), a microcomputer (13) capable of outputting a monitoring signal at a constant cycle during normal operation,
A runaway monitoring circuit (14) that monitors the operation of the microcomputer (13) by receiving a monitoring signal from the microcomputer (13) and monitoring it, and
A battery ECU (2) comprising:
A main relay (5) connected to the output side of the battery (1) and controlled to be turned on / off by the battery ECU (2) to supply or cut off the electric power of the battery (1) to the travel motor (4);
An electric vehicle battery system comprising:
The runaway monitoring circuit (14) outputs a reset signal for a certain period to the microcomputer (13) when the monitoring signal from the microcomputer (13) is not received at a certain period during the monitoring operation.
When receiving the reset signal, the microcomputer (13) performs a reset operation,
During normal operation, a monitoring signal is output to the runaway monitoring circuit (14),
At the time of the maintenance operation, after the predetermined operation ends, the monitoring signal output to the runaway monitoring circuit (14) is resumed,
The runaway monitoring circuit (14) is in a standby state until a monitoring signal is received from the microcomputer (13) after the reset signal is output, and the monitoring operation is resumed when the monitoring signal is received. system.
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