JP2010276572A

JP2010276572A - Failure diagnostic device of voltage sensor

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Publication number: JP2010276572A
Application number: JP2009131895A
Authority: JP
Inventors: Sojin Nagakura; 隻人長倉
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2009-06-01
Filing date: 2009-06-01
Publication date: 2010-12-09
Anticipated expiration: 2029-06-01
Also published as: JP5504696B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a failure diagnostic device of a voltage sensor for minutely diagnosing failure contents in the voltage sensor for outputting two voltage signals. <P>SOLUTION: CPU 43 of the failure diagnostic device 1 calculates a total voltage value Vic of a battery pack 10 from at lest one voltage value of a plurality of cells 10<SB>1</SB>-10<SB>n</SB>. In addition, CPU 43 compares the total voltage value Vic of the calculated battery pack 10 with a voltage value V(+) based on a voltage signal Vout(+) of a positive side output from the voltage sensor 41, and compares the total voltage value Vic of the calculated battery pack 10 with a voltage value V(-) based on a voltage signal Vout(-) of a negative side output from the voltage sensor 41. Furthermore, CPU 43 diagnoses failure of positive side output Vout(+) of the voltage sensor 41, failure of negative side output Vout(-), and failure of both outputs Vout(+), Vout(-) from result of comparison due to a first comparison function and a second comparison function. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、電圧センサの故障診断装置に関する。 The present invention relates to a failure diagnosis apparatus for a voltage sensor.

従来、電気負荷へ電力を供給するバッテリの充放電電流を検出する電流センサを有し、この電流センサの故障を判定する故障診断装置が提案されている。この装置は、バッテリの電圧を検出する電圧センサを備え、電圧センサで検出した電圧値の基準変動量に対応する電流センサで検出した電流の変動量が基準値以下である時に電流センサが故障であると判定する（特許文献１参照）。 2. Description of the Related Art Conventionally, there has been proposed a fault diagnosis apparatus that has a current sensor that detects a charge / discharge current of a battery that supplies power to an electric load and determines a failure of the current sensor. This device is equipped with a voltage sensor that detects the voltage of the battery, and the current sensor has failed when the current fluctuation amount detected by the current sensor corresponding to the reference fluctuation amount of the voltage value detected by the voltage sensor is below the reference value. It is determined that it exists (see Patent Document 1).

特開平１０−２５３６８２号公報JP-A-10-253682

また、上記とは別に、プラス側及びマイナス側の２つの電圧信号を出力可能な電圧センサが知られている。このような電圧センサの故障を検出する場合、例えば、オフセット値を中心に出力が対称に出ているかを診断し、非対称の場合に故障と判断することが考えられる（技術１）。また、組電池を構成するセルの電圧から総電圧を演算し、演算により得られた総電圧と電圧センサにより検出された電圧値とを比較し、所定値以内に入っているか否かに基づいて故障を診断することが考えられる（技術２）。 In addition to the above, a voltage sensor that can output two voltage signals on the plus side and the minus side is known. When detecting such a failure of the voltage sensor, for example, it is conceivable to diagnose whether the output is symmetrical around the offset value and to determine that the failure is asymmetric (Technology 1). Further, the total voltage is calculated from the voltages of the cells constituting the assembled battery, the total voltage obtained by the calculation is compared with the voltage value detected by the voltage sensor, and based on whether or not it is within a predetermined value. It is conceivable to diagnose a failure (Technology 2).

しかし、技術１に係る故障診断装置では、２つの電圧信号を出力する電圧センサについて、プラス側の出力のみの故障と、マイナス側の出力のみの故障と、双方の出力の故障との３通りの故障が発生することがあり、オフセット値を中心に出力が対称か否かを判断するのみでは、いずれの故障に該当するのか判断することができない。技術２に係る故障診断装置についても、演算により得られた総電圧と電圧センサにより検出された電圧値とを比較するのみであるため、いずれの故障に該当するのか判断することができない。 However, in the failure diagnosis apparatus according to the first technology, for the voltage sensor that outputs two voltage signals, there are three types of failure, that is, only a plus-side failure, only a minus-side failure, and both outputs failure. A failure may occur, and it is not possible to determine which failure corresponds only by determining whether the output is symmetric about the offset value. Also for the failure diagnosis apparatus according to technology 2, it is only possible to compare the total voltage obtained by the calculation and the voltage value detected by the voltage sensor, and therefore it cannot be determined which failure is applicable.

本発明はこのような従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、２つの電圧信号を出力する電圧センサについて、その故障内容をより詳細に診断することが可能な電圧センサの故障診断装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve such a conventional problem, and the object of the present invention is to make it possible to diagnose the details of the failure of a voltage sensor that outputs two voltage signals. An object of the present invention is to provide a fault diagnosis device for a voltage sensor.

本発明の電圧センサの故障診断装置は、組電池を構成する複数のセルと、前記組電池の電圧値に応じたプラス側の電圧信号とマイナス側の電圧信号とを出力する電圧センサと、前記複数のセルの少なくとも１つの電圧値から前記組電池の総電圧値を算出する算出手段と、前記算出手段により算出された前記組電池の総電圧値と前記電圧センサから出力されたプラス側の電圧信号に基づく電圧値とを比較する第１比較手段と、前記算出手段により算出された前記組電池の総電圧値と前記電圧センサから出力されたマイナス側の電圧信号に基づく電圧値とを比較する第２比較手段と、前記第１比較手段及び前記第２比較手段による比較の結果から、前記電圧センサのプラス側出力の故障、マイナス側出力の故障、及び双方の出力の故障を診断する診断手段と、を備えることを特徴とする。 A fault diagnosis apparatus for a voltage sensor according to the present invention includes: a plurality of cells constituting an assembled battery; a voltage sensor that outputs a positive voltage signal and a negative voltage signal corresponding to a voltage value of the assembled battery; A calculating means for calculating a total voltage value of the assembled battery from at least one voltage value of a plurality of cells, a total voltage value of the assembled battery calculated by the calculating means, and a positive voltage output from the voltage sensor First comparison means for comparing a voltage value based on a signal, and a total voltage value of the assembled battery calculated by the calculation means and a voltage value based on a negative voltage signal output from the voltage sensor are compared. Based on the comparison result of the second comparison means and the first comparison means and the second comparison means, the positive output failure of the voltage sensor, the negative output failure, and the failure of both outputs are diagnosed. Characterized in that it comprises a cross section, the.

本発明によれば、複数のセルの少なくとも１つの電圧値から組電池の総電圧値を算出し
、算出された組電池の総電圧値と電圧センサから出力されたプラス側の電圧信号に基づく電圧値とを比較すると共に、算出された組電池の総電圧値と電圧センサから出力されたマイナス側の電圧信号に基づく電圧値とを比較する。そして、電圧センサのプラス側出力の故障、マイナス側出力の故障、及び双方の出力の故障を診断する。このため、プラス側及びマイナス側の２つの電圧信号を出力する電圧センサについて、プラス側の出力のみの故障と、マイナス側の出力のみの故障と、双方の故障との３通りの故障を診断できることとなる。従って、故障内容をより詳細に診断することができる。 According to the present invention, the total voltage value of the assembled battery is calculated from at least one voltage value of the plurality of cells, and the voltage based on the calculated total voltage value of the assembled battery and the positive voltage signal output from the voltage sensor. The calculated total voltage value of the assembled battery is compared with the voltage value based on the negative voltage signal output from the voltage sensor. Then, the plus side output fault of the voltage sensor, the minus side output fault, and the faults of both outputs are diagnosed. Therefore, the voltage sensor that outputs two voltage signals on the positive side and the negative side can diagnose three types of failures: a failure only on the positive side, a failure only on the negative side, and both failures. It becomes. Therefore, the failure content can be diagnosed in more detail.

本実施形態に係る電圧センサの故障診断装置を示す構成図である。It is a block diagram which shows the failure diagnosis apparatus of the voltage sensor which concerns on this embodiment. 図１に示した電圧センサから出力される電圧信号を示す図であり、（ａ）は電圧センサの正常時における電圧信号を示し、（ｂ）は双方の出力の故障を示し、（ｃ）はプラス側出力の故障を示し、（ｄ）はマイナス側出力の故障を示している。It is a figure which shows the voltage signal output from the voltage sensor shown in FIG. 1, (a) shows the voltage signal at the time of the normal of a voltage sensor, (b) shows a failure of both outputs, (c) is A positive output failure is shown, and (d) shows a negative output failure. 本実施形態に係る電圧センサの故障診断装置の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the failure diagnosis apparatus of the voltage sensor which concerns on this embodiment.

以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下に示す実施形態では、ハイブリッド車両やＥＶ車両などの電池電圧を検出する電圧センサの故障を診断する故障診断装置を例に説明する。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described with reference to the drawings. In the following embodiment, a failure diagnosis device that diagnoses a failure of a voltage sensor that detects a battery voltage of a hybrid vehicle or an EV vehicle will be described as an example.

図１は、本実施形態に係る電圧センサの故障診断装置を示す構成図である。図１に示すように、故障診断装置１は、組電池１０と、ジャンクションボックス２０と、負荷３０と、バッテリコントローラ４０とから構成されている。 FIG. 1 is a configuration diagram illustrating a failure diagnosis apparatus for a voltage sensor according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, the failure diagnosis apparatus 1 includes an assembled battery 10, a junction box 20, a load 30, and a battery controller 40.

組電池１０は、複数（例えばｎ個であって、ｎは２以上の整数、特に本実施形態においてｎは４の倍数）のセル１０_１〜１０_ｎが直列接続されてより構成されたものである。ジャンクションボックス２０は、組電池１０と負荷３０との間に介在され、リレースイッチ２１のオンオフによって組電池１０からの電圧を負荷３０に供給するものである。負荷３０は、組電池１０からの電圧によって駆動するものである。 The assembled battery 10 is configured by connecting a plurality of cells 10 ₁ to 10 _n (for example, n, where n is an integer of 2 or more, in particular, n is a multiple of 4 in this embodiment) connected in series. is there. The junction box 20 is interposed between the assembled battery 10 and the load 30, and supplies the voltage from the assembled battery 10 to the load 30 by turning on and off the relay switch 21. The load 30 is driven by the voltage from the assembled battery 10.

バッテリコントローラ４０は、電圧センサ４１と、第１〜第ｍ（ｍ＝ｎ／４）セルＩＣ４２_１〜４２_ｍと、ＣＰＵ４３とから構成されている。電圧センサ４１は、組電池１０の電圧値を検出するためのものであって、本実施形態においては組電池１０の総電圧値に応じたプラス側の電圧信号とマイナス側の電圧信号とを出力するものである。 The battery controller 40 includes a voltage sensor 41, first to m-th (m = n / 4) cell ICs 42 _{1 to} 42 _m, and a CPU 43. The voltage sensor 41 is for detecting the voltage value of the assembled battery 10, and outputs a positive voltage signal and a negative voltage signal corresponding to the total voltage value of the assembled battery 10 in this embodiment. To do.

図２は、図１に示した電圧センサ４１から出力される電圧信号を示す図であって、（ａ）は電圧センサ４１の正常時における電圧信号を示している。図２（ａ）に示すように、電圧センサ４１から出力される電圧信号の大きさは、組電池１０の電圧値に比例している。具体的に電圧センサ４１は、組電池１０の電圧値が大きくなるに従って、オフセット電圧Ｖｍからプラス側に大きくなるプラス側の電圧信号Ｖｏｕｔ（＋）と、オフセット電圧Ｖｍからマイナス側に大きくなるマイナス側の電圧信号Ｖｏｕｔ（−）とを出力する。なお、正常な電圧センサ４１では、プラス側の電圧信号Ｖｏｕｔ（＋）とマイナス側の電圧信号Ｖｏｕｔ（−）とがオフセット電圧Ｖｍを中心に対象となる。 FIG. 2 is a diagram illustrating a voltage signal output from the voltage sensor 41 illustrated in FIG. 1, and (a) illustrates a voltage signal when the voltage sensor 41 is normal. As shown in FIG. 2A, the magnitude of the voltage signal output from the voltage sensor 41 is proportional to the voltage value of the assembled battery 10. Specifically, the voltage sensor 41 has a positive voltage signal Vout (+) that increases from the offset voltage Vm to the positive side as the voltage value of the assembled battery 10 increases, and a negative side that increases from the offset voltage Vm to the negative side. Voltage signal Vout (−) is output. In the normal voltage sensor 41, the positive voltage signal Vout (+) and the negative voltage signal Vout (−) are targeted around the offset voltage Vm.

再度、図１を参照する。第１〜第ｍセルＩＣ４２_１〜４２_ｍは、過放電及び過充電の監視を行うものであり、本実施形態においてはセル電圧を検出するものとして機能する。具体的に第１セルＩＣ４２_１は、第１〜第４セル１０_１〜１０_４の電圧を検出してＣＰＵ４３に送信する。また、第２セルＩＣ４２_２は、第５〜第８セル１０_５〜１０_８の電圧を検出してＣＰＵ４３に送信する。以下、同様に第ｎセル１０_ｎまで４つ毎にセル電圧が検出
され、ＣＰＵ４３に送信される。 Reference is again made to FIG. The first to mth cell ICs 42 _{1 to} 42 _m monitor overdischarge and overcharge, and function as detecting cell voltages in this embodiment. Specifically, the first cell IC 42 ₁ detects the voltages of the _first to _fourth cells 10 ₁ to 10 ₄ and transmits them to the CPU 43. The second cell IC 42 ₂ is transmitted to the fifth to eighth cell ₁₀₅ to ₈ voltage detection to the CPU 43. Thereafter, the cell voltages are similarly detected every four cells up to the nth cell 10 _n and transmitted to the CPU 43.

ＣＰＵ４３は、バッテリコントローラ４０の全体を制御するものであって、算出機能（算出手段）、第１比較機能（第１比較手段）、第２比較機能（第２比較手段）、及び診断機能（診断手段）を備えている。 The CPU 43 controls the entire battery controller 40, and includes a calculation function (calculation means), a first comparison function (first comparison means), a second comparison function (second comparison means), and a diagnosis function (diagnosis). Means).

算出機能は、組電池１０の総電圧値Ｖｉｃを算出する機能である。この算出機能は、電圧センサ４１からの電圧信号によることなく、セルＩＣ４２_１〜４２_ｍにより検出されたセル電圧に基づいて組電池１０の総電圧値Ｖｉｃを算出する。この際、算出機能は２通りの方法によって総電圧値Ｖｉｃを算出する。 The calculation function is a function for calculating the total voltage value Vic of the assembled battery 10. This calculation function calculates the total voltage value Vic of the assembled battery 10 based on the cell voltage detected by the cell ICs 42 _{1 to} 42 _m without using the voltage signal from the voltage sensor 41. At this time, the calculation function calculates the total voltage value Vic by two methods.

１つ目の算出方法は、第１〜第ｍセルＩＣ４２_１〜４２_ｍにより検出されたセル電圧を合算することにより総電圧値Ｖｉｃを算出する方法である。この方法によれば、より正確に総電圧値Ｖｉｃを算出することができる。しかし、この方法では、総電圧値Ｖｉｃを算出するまでの時間が掛かる可能性があり、車両走行中のように電圧値の変動が大きいときには、逆に総電圧値Ｖｉｃの算出精度が低下してしまうことがある。従って、１つ目の算出方法はリレースイッチ２１のオフ時などの車両停止中や、無負荷時中などに用いられる。 The first calculation method is a method of calculating the total voltage value Vic by adding the cell voltages detected by the _first to m-th cell ICs 42 _{1 to} 42 _m . According to this method, the total voltage value Vic can be calculated more accurately. However, in this method, it may take time until the total voltage value Vic is calculated, and when the fluctuation of the voltage value is large, such as when the vehicle is traveling, the calculation accuracy of the total voltage value Vic is decreased. It may end up. Therefore, the first calculation method is used when the vehicle is stopped, such as when the relay switch 21 is off, or when there is no load.

２つ目の算出方法は、例えば第１セルＩＣ４２_１など１つのＩＣセルによって検出された４セル電圧から平均電圧を求め、平均電圧をｎ倍して総電圧値Ｖｉｃを推定算出する方法である。この方法によれば、推定算出であるため精度において１つ目の方法に劣るが、総電圧値Ｖｉｃを算出するまでの時間が短く、車両走行中のように電圧値の変動が大きいときには、逆に１つ目の算出方法によりも算出精度が向上する。従って、２つ目の算出方法は、車両走行中に用いられる。なお、２つ目の算出方法は、４セル電圧を平均化してから総電圧値Ｖｉｃを算出しているが、４つに限るものではない。さらには、例えば第１セル１０_１のみの電圧値など、１セル電圧をｎ倍して総電圧値Ｖｉｃを算出する方法であってもよい。 The second method of calculation, for example, calculates the average voltage from the 4 cell voltage detected by the first cell IC 42 ₁ such as a single IC cell, is a method of estimating calculates the total voltage value Vic the average voltage multiplied by n . This method is inferior to the first method because it is an estimation calculation, but when the time until the total voltage value Vic is calculated is short and the voltage value fluctuates significantly as the vehicle is running, The calculation accuracy is also improved by the first calculation method. Therefore, the second calculation method is used while the vehicle is traveling. In the second calculation method, the total voltage value Vic is calculated after averaging the four-cell voltages, but is not limited to four. Furthermore, for example, the first cell 10 ₁ only the voltage value of, and may be a cell voltage a method of calculating the n times with a total voltage value Vic.

第１比較機能は、算出機能により算出された組電池１０の総電圧値Ｖｉｃと電圧センサ４１から出力されたプラス側の電圧信号Ｖｏｕｔ（＋）によりＣＰＵ４３にて算出される電圧値Ｖ（＋）とを比較する機能である。同様に、第２比較機能は、算出機能により算出された組電池１０の総電圧値Ｖｉｃと電圧センサ４１から出力されたマイナス側の電圧信号Ｖｏｕｔ（−）によりＣＰＵ４３にて算出される電圧値Ｖ（−）とを比較する機能である。 The first comparison function is a voltage value V (+) calculated by the CPU 43 based on the total voltage value Vic of the assembled battery 10 calculated by the calculation function and the positive voltage signal Vout (+) output from the voltage sensor 41. It is a function to compare with. Similarly, in the second comparison function, the voltage value V calculated by the CPU 43 based on the total voltage value Vic of the assembled battery 10 calculated by the calculation function and the negative voltage signal Vout (−) output from the voltage sensor 41. This is a function for comparing (−).

ここで、ＣＰＵ４３は、電圧値Ｖ（＋），Ｖ（−）を以下のようにして算出する。すなわち、
Ｖ（＋）＝（Ｖｏｕｔ（＋）−Ｖｏｆ（＋））×２
Ｖ（−）＝（Ｖｏｕｔ（−）−Ｖｏｆ（−））×２
なる演算式によって電圧値Ｖ（＋），Ｖ（−）は算出される。なお、Ｖｏｆ（＋）はＶｏｕｔ（＋）のオフセット値であり、Ｖｏｆ（−）はＶｏｕｔ（−）のオフセット値である。これらＶｏｆ（＋）及びＶｏｆ（−）は、ズレが発生していない場合、図２（ａ）に示したようにＶｍとなる。 Here, the CPU 43 calculates the voltage values V (+) and V (−) as follows. That is,
V (+) = (Vout (+) − Vof (+)) × 2
V (−) = (Vout (−) − Vof (−)) × 2
The voltage values V (+) and V (−) are calculated by the following arithmetic expression. Vof (+) is an offset value of Vout (+), and Vof (−) is an offset value of Vout (−). These Vof (+) and Vof (−) become Vm as shown in FIG. 2A when there is no deviation.

診断機能は、第１比較機能及び第２比較機能の比較結果から、電圧センサ４１のプラス側出力Ｖｏｕｔ（＋）の故障、マイナス側出力Ｖｏｕｔ（−）の故障、及び双方の出力Ｖｏｕｔ（＋），Ｖｏｕｔ（−）の故障を診断する機能である。図２（ｂ）は双方の出力Ｖｏｕｔ（＋），Ｖｏｕｔ（−）の故障を示し、（ｃ）はプラス側出力Ｖｏｕｔ（＋）の故障を示し、（ｄ）はマイナス側出力Ｖｏｕｔ（−）の故障を示している。これら図に示す
ように、電圧センサ４１の故障の種類は複数存在する。診断機能は、これら複数の故障の種類を診断する。なお、図２（ｂ）から図２（ｄ）において一点鎖線は正常値を示している。 Based on the comparison results of the first comparison function and the second comparison function, the diagnostic function determines that the positive output Vout (+) of the voltage sensor 41 has failed, the negative output Vout (−) has failed, and both outputs Vout (+). , Vout (−) is a function for diagnosing a failure. FIG. 2B shows the failure of both outputs Vout (+) and Vout (−), FIG. 2C shows the failure of the plus side output Vout (+), and FIG. 2D shows the minus side output Vout (−). Indicates a malfunction. As shown in these figures, there are a plurality of types of failure of the voltage sensor 41. The diagnosis function diagnoses these types of failures. 2B to 2D, the alternate long and short dash line indicates a normal value.

ここで、電圧センサ４１のプラス側の電圧信号Ｖｏｕｔ（＋）が正常であれば、電圧値Ｖ（＋）と総電圧値Ｖｉｃとは比較的近い値となる。同様に、電圧センサ４１のマイナス側の電圧信号Ｖｏｕｔ（−）が正常であれば、電圧値Ｖ（−）と総電圧値Ｖｉｃとは比較的近い値となる。診断機能は、それぞれの値が近いか否かを判断して、プラス側出力Ｖｏｕｔ（＋）の故障、マイナス側出力Ｖｏｕｔ（−）の故障、及び双方の出力Ｖｏｕｔ（＋），Ｖｏｕｔ（−）の故障を診断することとなる。 Here, if the positive voltage signal Vout (+) of the voltage sensor 41 is normal, the voltage value V (+) and the total voltage value Vic are relatively close to each other. Similarly, if the negative voltage signal Vout (−) of the voltage sensor 41 is normal, the voltage value V (−) and the total voltage value Vic are relatively close to each other. The diagnosis function determines whether or not the respective values are close to each other, and the failure of the plus side output Vout (+), the failure of the minus side output Vout (−), and both outputs Vout (+) and Vout (−). Will be diagnosed.

さらに、ＣＰＵ４３は、検出機能（検出手段）、禁止機能（禁止手段）、及び実行許可機能（実行許可手段）を有している。検出機能は、電圧センサ４１に供給される電源電圧の値Ｖｃｃを検出する機能である。電圧センサ４１は、供給される電源電圧の値Ｖｃｃが変動することにより、出力についても変化してしまう。検出機能は、このような出力に影響を与える電源電圧の値Ｖｃｃを検出する。 Further, the CPU 43 has a detection function (detection means), a prohibition function (prohibition means), and an execution permission function (execution permission means). The detection function is a function of detecting the value Vcc of the power supply voltage supplied to the voltage sensor 41. The voltage sensor 41 also changes its output as the value Vcc of the supplied power supply voltage fluctuates. The detection function detects the value Vcc of the power supply voltage that affects such output.

禁止機能は、検出機能により検出された電源電圧の値Ｖｃｃが所定範囲（Ｖｃｃ（−）以上Ｖｃｃ（＋）以下）内にない場合に、第１比較機能、第２比較機能及び診断機能による処理を禁止する機能である。ここで、電源電圧の値Ｖｃｃが所定範囲内にない場合、電圧センサ４１から出力される電圧信号Ｖｏｕｔ（＋），Ｖｏｕｔ（−）の値が大きく変化してしまう。これにより、正常であるはずの電圧センサ４１を異常であると誤判断してしまう可能性がある。よって、禁止機能は、電源電圧の値Ｖｃｃが所定範囲内にない場合に、第１比較機能、第２比較機能及び診断機能による処理を禁止して、誤判断の可能性を減じることとしている。 The prohibition function is a process performed by the first comparison function, the second comparison function, and the diagnosis function when the power supply voltage value Vcc detected by the detection function is not within a predetermined range (Vcc (−) or more and Vcc (+) or less). It is a function to prohibit. Here, when the value Vcc of the power supply voltage is not within the predetermined range, the values of the voltage signals Vout (+) and Vout (−) output from the voltage sensor 41 are greatly changed. As a result, the voltage sensor 41 that should be normal may be erroneously determined to be abnormal. Therefore, the prohibition function prohibits processing by the first comparison function, the second comparison function, and the diagnostic function when the power supply voltage value Vcc is not within the predetermined range, thereby reducing the possibility of erroneous determination.

実行許可機能は、電圧センサ４１により検出されたプラス側の電圧信号Ｖｏｕｔ（＋）及びマイナス側の電圧信号Ｖｏｕｔ（−）から算出される組電池１０の電圧値Ｖと、算出機能により算出された組電池１０の総電圧値Ｖｉｃとの差が所定値以上である場合に、第１比較機能、第２比較機能及び診断機能による処理を実施させる機能である。 The execution permission function is calculated by the calculation function and the voltage value V of the assembled battery 10 calculated from the positive voltage signal Vout (+) and the negative voltage signal Vout (−) detected by the voltage sensor 41. This is a function for executing processing by the first comparison function, the second comparison function, and the diagnostic function when the difference from the total voltage value Vic of the assembled battery 10 is a predetermined value or more.

より詳しく説明すると、実行許可機能は、本来の電圧センサ４１による電圧検出機能を用いて、本実施形態特有の診断を実行するか否かを判断することとなる。すなわち、プラス側の電圧信号Ｖｏｕｔ（＋）及びマイナス側の電圧信号Ｖｏｕｔ（−）を出力する電圧センサ４１において電圧を検出する場合、電圧値Ｖは、（Ｖｏｕｔ（＋）−Ｖｏｕｔ（−））×Ｋ（Ｋは電圧変換係数）から算出される。実行許可機能は、この通常の検出方法を用いて電圧値Ｖを検出し、その電圧値Ｖが算出機能により算出された総電圧値Ｖｉｃと大きく異なる場合のみに、電圧センサ４１に異常が発生している疑いがあると判断して、第１比較機能、第２比較機能及び診断機能による処理を実施させる。 More specifically, the execution permission function uses the voltage detection function of the original voltage sensor 41 to determine whether or not to execute a diagnosis specific to this embodiment. That is, when the voltage is detected by the voltage sensor 41 that outputs the positive voltage signal Vout (+) and the negative voltage signal Vout (−), the voltage value V is (Vout (+) − Vout (−)). It is calculated from xK (K is a voltage conversion coefficient). The execution permission function detects the voltage value V using this normal detection method, and an abnormality occurs in the voltage sensor 41 only when the voltage value V is significantly different from the total voltage value Vic calculated by the calculation function. Therefore, the first comparison function, the second comparison function, and the diagnosis function are executed.

図３は、本実施形態に係る電圧センサ４１の故障診断装置１による故障診断方法を示すフローチャートである。 FIG. 3 is a flowchart showing a failure diagnosis method by the failure diagnosis apparatus 1 of the voltage sensor 41 according to the present embodiment.

まず、ＣＰＵ４３の実行許可機能は、電圧センサ４１から出力されるプラス側の電圧信号Ｖｏｕｔ（＋）及びマイナス側の電圧信号Ｖｏｕｔ（−）に基づいて、組電池１０の電圧値Ｖを算出する（Ｓ１）。その後、算出機能は、第１〜第ｍセルＩＣ４２_１〜４２_ｍの全部又は１つの電圧検出結果から、組電池１０の総電圧値Ｖｉｃを算出する（Ｓ２）。このとき、算出機能は車両走行中において上記２つ目の算出方法を用いると共に、車両停止中や、無負荷時中において上記１つ目の算出方法を用いる。 First, the execution permission function of the CPU 43 calculates the voltage value V of the assembled battery 10 based on the positive voltage signal Vout (+) and the negative voltage signal Vout (−) output from the voltage sensor 41 ( S1). Thereafter, the calculation function calculates the total voltage value Vic of the assembled battery 10 from all or one voltage detection result of the _first to m-th cell ICs 42 _{1 to} 42 _m (S2). At this time, the calculation function uses the second calculation method while the vehicle is running, and uses the first calculation method when the vehicle is stopped or when there is no load.

その後、実行許可機能は、組電池１０の電圧値Ｖと、算出機能により算出された組電池１０の総電圧値Ｖｉｃとの差が所定値α以上であるか否かを判断する（Ｓ３）。組電池１０の電圧値Ｖと組電池１０の総電圧値Ｖｉｃとの差が所定値α以上でないと判断した場合（Ｓ３：ＮＯ）、電圧センサ４１の故障の可能性が少ないことから、ＣＰＵ４３はステップＳ４以降の処理の実行を許可しない。すなわち、図３に示した処理は終了することとなる。 Thereafter, the execution permission function determines whether or not the difference between the voltage value V of the assembled battery 10 and the total voltage value Vic of the assembled battery 10 calculated by the calculation function is equal to or greater than a predetermined value α (S3). When it is determined that the difference between the voltage value V of the assembled battery 10 and the total voltage value Vic of the assembled battery 10 is not equal to or greater than the predetermined value α (S3: NO), the CPU 43 is less likely to fail the voltage sensor 41. Execution of the processing after step S4 is not permitted. That is, the process shown in FIG. 3 ends.

一方、組電池１０の電圧値Ｖと組電池１０の総電圧値Ｖｉｃとの差が所定値α以上であると判断した場合（Ｓ３：ＹＥＳ）、禁止機能は、電圧センサ４１に供給される電源電圧の値Ｖｃｃが所定範囲（Ｖｃｃ（−）以上Ｖｃｃ（＋）以下）内であるか否かを判断する（Ｓ４）。 On the other hand, when it is determined that the difference between the voltage value V of the assembled battery 10 and the total voltage value Vic of the assembled battery 10 is equal to or greater than the predetermined value α (S3: YES), the prohibit function is a power source supplied to the voltage sensor 41. It is determined whether or not the voltage value Vcc is within a predetermined range (Vcc (−) or more and Vcc (+) or less) (S4).

電源電圧の値Ｖｃｃが所定範囲内でないと判断した場合（Ｓ４：ＮＯ）、故障の診断について誤判断してしまう可能性が高まることから、禁止機能はステップＳ５以降の処理を禁止する。すなわち、図３に示した処理は終了することとなる。 When it is determined that the value Vcc of the power supply voltage is not within the predetermined range (S4: NO), there is a high possibility that a fault diagnosis will be erroneously determined, and therefore the prohibit function prohibits the processes after step S5. That is, the process shown in FIG. 3 ends.

他方、電源電圧の値Ｖｃｃが所定範囲内であると判断した場合（Ｓ４：ＹＥＳ）、ＣＰＵ４３は、電圧センサ４１から出力されるプラス側の電圧信号Ｖｏｕｔ（＋）に基づいて電圧値Ｖ（＋）を算出すると共に、マイナス側の電圧信号Ｖｏｕｔ（−）に基づいて電圧値Ｖ（−）を算出する（Ｓ５）。 On the other hand, when it is determined that the power supply voltage value Vcc is within the predetermined range (S4: YES), the CPU 43 determines the voltage value V (+) based on the positive voltage signal Vout (+) output from the voltage sensor 41. ) And a voltage value V (−) based on the negative voltage signal Vout (−) (S5).

その後、第１比較機能は電圧値Ｖ（＋）と組電池１０の総電圧値Ｖｉｃとを比較し、電圧値Ｖ（＋）と組電池１０の総電圧値Ｖｉｃとの差が第２所定値β以内であるか否かを判断する（Ｓ６）。電圧値Ｖ（＋）と組電池１０の総電圧値Ｖｉｃとの差が第２所定値β以内であると判断した場合（Ｓ６：ＹＥＳ）、処理はステップＳ８に移行する。電圧値Ｖ（＋）と組電池１０の総電圧値Ｖｉｃとの差が第２所定値β以内でないと判断した場合（Ｓ６：ＮＯ）、ＣＰＵ４３は、Ｖｏｕｔ（＋）故障フラグを「１」に設定し（Ｓ７）、処理はステップＳ８に移行する。 Thereafter, the first comparison function compares the voltage value V (+) with the total voltage value Vic of the assembled battery 10, and the difference between the voltage value V (+) and the total voltage value Vic of the assembled battery 10 is a second predetermined value. It is determined whether it is within β (S6). When it is determined that the difference between the voltage value V (+) and the total voltage value Vic of the assembled battery 10 is within the second predetermined value β (S6: YES), the process proceeds to step S8. When determining that the difference between the voltage value V (+) and the total voltage value Vic of the battery pack 10 is not within the second predetermined value β (S6: NO), the CPU 43 sets the Vout (+) failure flag to “1”. The setting is made (S7), and the process proceeds to step S8.

ステップＳ８において、第２比較機能は電圧値Ｖ（−）と組電池１０の総電圧値Ｖｉｃとを比較し、電圧値Ｖ（−）と組電池１０の総電圧値Ｖｉｃとの差が第３所定値γ以内であるか否かを判断する（Ｓ８）。電圧値Ｖ（＋）と組電池１０の総電圧値Ｖｉｃとの差が第３所定値γ以内であると判断した場合（Ｓ８：ＹＥＳ）、処理はステップＳ１０に移行する。電圧値Ｖ（＋）と組電池１０の総電圧値Ｖｉｃとの差が第３所定値β以内でないと判断した場合（Ｓ８：ＮＯ）、ＣＰＵ４３は、Ｖｏｕｔ（−）故障フラグを「１」に設定し（Ｓ９）、処理はステップＳ１０に移行する。 In step S8, the second comparison function compares the voltage value V (−) with the total voltage value Vic of the assembled battery 10, and the difference between the voltage value V (−) and the total voltage value Vic of the assembled battery 10 is the third. It is determined whether it is within a predetermined value γ (S8). When it is determined that the difference between the voltage value V (+) and the total voltage value Vic of the assembled battery 10 is within the third predetermined value γ (S8: YES), the process proceeds to step S10. If it is determined that the difference between the voltage value V (+) and the total voltage value Vic of the assembled battery 10 is not within the third predetermined value β (S8: NO), the CPU 43 sets the Vout (−) failure flag to “1”. The setting is made (S9), and the process proceeds to step S10.

その後、診断機能は、Ｖｏｕｔ（＋）故障フラグが「１」であるか否かを判断する（Ｓ１０）。Ｖｏｕｔ（＋）故障フラグが「１」であると判断した場合（Ｓ１０：ＹＥＳ）、診断機能は、Ｖｏｕｔ（−）故障フラグが「１」であるか否かを判断する（Ｓ１１）。Ｖｏｕｔ（−）故障フラグが「１」であると判断した場合（Ｓ１１：ＹＥＳ）、診断機能は、双方の出力Ｖｏｕｔ（＋），Ｖｏｕｔ（−）が故障していると判断する。そして、ＣＰＵ４３は、今後電圧センサ４２による電圧検出を行っても正確な電圧検出ができないと判断して、演算用総電圧をステップＳ２にて示した方法に切り替える（Ｓ１２）。すなわち、以降は総電圧値Ｖｉｃの算出を実行することとなる。その後、図３に示す処理は終了する。 Thereafter, the diagnosis function determines whether or not the Vout (+) failure flag is “1” (S10). When it is determined that the Vout (+) failure flag is “1” (S10: YES), the diagnostic function determines whether the Vout (−) failure flag is “1” (S11). When it is determined that the Vout (−) failure flag is “1” (S11: YES), the diagnostic function determines that both outputs Vout (+) and Vout (−) have failed. Then, the CPU 43 determines that accurate voltage detection is impossible even if voltage detection is performed by the voltage sensor 42 in the future, and switches the calculation total voltage to the method shown in step S2 (S12). That is, thereafter, the total voltage value Vic is calculated. Thereafter, the process shown in FIG. 3 ends.

Ｖｏｕｔ（−）故障フラグが「１」でないと判断した場合（Ｓ１１：ＮＯ）、診断機能は、プラス側出力Ｖｏｕｔ（＋）が故障していると判断する。そして、ＣＰＵ４３は、今後プラス側出力Ｖｏｕｔ（＋）に基づく電圧検出を行っても電圧検出が取得できないと判
断して、演算用総電圧をマイナス側出力Ｖｏｕｔ（−）に基づくＶ（−）とする（Ｓ１３）。その後、図３に示す処理は終了する。 When it is determined that the Vout (−) failure flag is not “1” (S11: NO), the diagnostic function determines that the plus-side output Vout (+) has failed. Then, the CPU 43 determines that voltage detection cannot be obtained even if voltage detection based on the plus side output Vout (+) is performed in the future, and uses the total voltage for calculation as V (−) based on the minus side output Vout (−). (S13). Thereafter, the process shown in FIG. 3 ends.

ところで、Ｖｏｕｔ（＋）故障フラグが「１」でないと判断した場合（Ｓ１０：ＮＯ）、診断機能は、Ｖｏｕｔ（−）故障フラグが「１」であるか否かを判断する（Ｓ１４）。Ｖｏｕｔ（−）故障フラグが「１」でないと判断した場合（Ｓ１１：ＮＯ）、診断機能は、電圧センサ４１が正常であると判断し、図３に示す処理は終了する。 By the way, when it is determined that the Vout (+) failure flag is not “1” (S10: NO), the diagnostic function determines whether or not the Vout (−) failure flag is “1” (S14). When it is determined that the Vout (−) failure flag is not “1” (S11: NO), the diagnosis function determines that the voltage sensor 41 is normal, and the process illustrated in FIG. 3 ends.

Ｖｏｕｔ（−）故障フラグが「１」であると判断した場合（Ｓ１４：ＹＥＳ）、診断機能は、マイナス側出力Ｖｏｕｔ（−）が故障していると判断する。そして、ＣＰＵ４３は、今後マイナス側出力Ｖｏｕｔ（−）に基づく電圧検出を行っても正確な電圧検出ができないと判断して、演算用総電圧をプラス側出力Ｖｏｕｔ（＋）に基づくＶ（＋）とする（Ｓ１５）。その後、図３に示す処理は終了する。 When it is determined that the Vout (−) failure flag is “1” (S14: YES), the diagnostic function determines that the minus side output Vout (−) has failed. Then, the CPU 43 determines that accurate voltage detection cannot be performed even if voltage detection based on the minus side output Vout (−) is performed in the future, and uses the total voltage for calculation as V (+) based on the plus side output Vout (+). (S15). Thereafter, the process shown in FIG. 3 ends.

このようにして、本実施形態に係る電圧センサ４１の故障診断装置１によれば、複数のセル１０_１〜１０_ｎの少なくとも１つの電圧値から組電池１０の総電圧値Ｖｉｃを算出し、算出された組電池１０の総電圧値Ｖｉｃと電圧センサ４１から出力されたプラス側の電圧信号Ｖｏｕｔ（＋）に基づく電圧値Ｖ（＋）とを比較すると共に、算出された組電池１０の総電圧値Ｖｉｃと電圧センサ４１から出力されたマイナス側の電圧信号Ｖｏｕｔ（−）に基づく電圧値Ｖ（−）とを比較する。そして、電圧センサ４１のプラス側出力Ｖｏｕｔ（＋）の故障、マイナス側出力Ｖｏｕｔ（−）の故障、及び双方の出力Ｖｏｕｔ（＋），Ｖｏｕｔ（−）の故障を診断する。このため、プラス側及びマイナス側の２つの電圧信号Ｖｏｕｔ（＋），Ｖｏｕｔ（−）を出力する電圧センサ４１について、プラス側の出力Ｖｏｕｔ（＋）のみの故障と、マイナス側の出力Ｖｏｕｔ（−）のみの故障と、双方の故障Ｖｏｕｔ（＋），Ｖｏｕｔ（−）との３通りの故障を診断できることとなる。従って、故障内容をより詳細に診断することができる。 In this way, according to the failure diagnosis apparatus 1 for the voltage sensor 41 according to the present embodiment, the total voltage value Vic of the assembled battery 10 is calculated from at least one voltage value of the plurality of cells 10 ₁ to 10 _n and is calculated. The total voltage value Vic of the assembled battery 10 is compared with the voltage value V (+) based on the positive voltage signal Vout (+) output from the voltage sensor 41, and the calculated total voltage of the assembled battery 10 is compared. The value Vic and the voltage value V (−) based on the negative voltage signal Vout (−) output from the voltage sensor 41 are compared. Then, the failure of the positive output Vout (+) of the voltage sensor 41, the failure of the negative output Vout (−), and the failure of both outputs Vout (+) and Vout (−) are diagnosed. For this reason, regarding the voltage sensor 41 that outputs two voltage signals Vout (+) and Vout (−) on the positive side and the negative side, only the failure on the positive side output Vout (+) and the negative side output Vout (−) ) Only, and both types of failure Vout (+), Vout (−) can be diagnosed. Therefore, the failure content can be diagnosed in more detail.

また、電圧センサ４１に供給される電源電圧の値Ｖｃｃが所定範囲内にない場合に、第１比較機能、第２比較機能及び診断機能による処理を禁止する。このため、電圧センサ４１に供給される電源電圧の値Ｖｃｃが小さく、電圧センサ４１から出力される電圧信号が大きく変化してしまう場合などに、電圧センサ４１が故障していないにも拘わらず故障していると判断してしまう事態を防止することができる。 Further, when the value Vcc of the power supply voltage supplied to the voltage sensor 41 is not within the predetermined range, processing by the first comparison function, the second comparison function, and the diagnosis function is prohibited. For this reason, when the value Vcc of the power supply voltage supplied to the voltage sensor 41 is small and the voltage signal output from the voltage sensor 41 changes greatly, a failure occurs even though the voltage sensor 41 has not failed. It is possible to prevent a situation where it is determined that the user is doing.

また、電圧センサ４１により検出されたプラス側の電圧信号Ｖｏｕｔ（＋）及びマイナス側の電圧信号Ｖｏｕｔ（−）から算出される組電池１０の電圧値Ｖと、算出機能により算出された組電池１０の総電圧値Ｖｉｃとの差が所定値α以上である場合に、第１比較機能、第２比較機能及び診断機能による処理を実施させる。このため、電圧センサ４１により検出されたプラス側の電圧信号Ｖｏｕｔ（＋）及びマイナス側の電圧信号Ｖｏｕｔ（−）から算出される組電池１０の電圧値Ｖと、算出機能により算出された組電池１０の総電圧値Ｖｉｃとの差が所定値α以内であり、既に電圧センサ４１の故障の可能性が少ない場合に処理を省略することができる。従って、演算量を低減することができる。 The voltage value V of the assembled battery 10 calculated from the positive voltage signal Vout (+) and the negative voltage signal Vout (−) detected by the voltage sensor 41 and the assembled battery 10 calculated by the calculation function. When the difference from the total voltage value Vic is equal to or greater than the predetermined value α, processing by the first comparison function, the second comparison function, and the diagnosis function is performed. Therefore, the voltage value V of the assembled battery 10 calculated from the positive voltage signal Vout (+) and the negative voltage signal Vout (−) detected by the voltage sensor 41 and the assembled battery calculated by the calculation function. When the difference from the total voltage value Vic of 10 is within the predetermined value α, and the possibility of failure of the voltage sensor 41 is already low, the process can be omitted. Therefore, the amount of calculation can be reduced.

以上、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものでは無く、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、変更を加えてもよい。 As described above, the present invention has been described based on the embodiments, but the present invention is not limited to the above-described embodiments, and modifications may be made without departing from the spirit of the present invention.

１…故障診断装置
１０…組電池
１０_１〜１０_ｎ…セル
２０…ジャンクションボックス
２１…メインリレー
３０…負荷
４０…バッテリコントローラ
４１…電圧センサ
４２_１〜４２_ｍ…セルＩＣ
４３…ＣＰＵ 1 ... fault diagnosis apparatus 10 ... the assembled battery ₁₀ 1 to 10 n _... cell 20 ... junction box 21 ... main relay 30 ... load 40 ... battery controller 41 ... Voltage sensor ₄₂ 1 through 42 m _... cell IC
43 ... CPU

Claims

A plurality of cells constituting an assembled battery;
A voltage sensor that outputs a positive voltage signal and a negative voltage signal corresponding to the voltage value of the assembled battery;
Calculating means for calculating a total voltage value of the assembled battery from at least one voltage value of the plurality of cells;
First comparing means for comparing the total voltage value of the assembled battery calculated by the calculating means with a voltage value based on a positive voltage signal output from the voltage sensor;
Second comparing means for comparing the total voltage value of the assembled battery calculated by the calculating means with a voltage value based on a negative voltage signal output from the voltage sensor;
From the result of the comparison by the first comparison means and the second comparison means, a diagnostic means for diagnosing a failure of the positive output of the voltage sensor, a failure of the negative output, and a failure of both outputs,
A fault diagnosis apparatus for a voltage sensor, comprising:

Detecting means for detecting a value of a power supply voltage supplied to the voltage sensor;
Prohibiting means for prohibiting processing by the first comparing means, the second comparing means, and the diagnostic means when the value of the power supply voltage detected by the detecting means is not within a predetermined range;
The fault diagnosis apparatus for a voltage sensor according to claim 1, further comprising:

The difference between the voltage value of the assembled battery calculated from the positive voltage signal and the negative voltage signal detected by the voltage sensor and the total voltage value of the assembled battery calculated by the calculating means is a predetermined value. 3. The apparatus according to claim 1, further comprising: an execution permission unit that causes the first comparison unit, the second comparison unit, and the diagnosis unit to perform processing in the case described above. Fault diagnosis device for voltage sensor.