JP2015109741A - 電池制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】車載電源システムは、互いに並列接続される鉛蓄電池及びリチウムイオン蓄電池と、それら両蓄電池を電気的に接続する配線部に直列に設けられたスイッチ21,22とを有しており、各スイッチ21,22の開閉に応じて、各蓄電池のいずれが充電されるか、及び各蓄電池のいずれの蓄電電力により電気負荷が駆動されるかが切り替え可能になっている。そして、制御部30は、各スイッチ21,22の駆動を制御するマイコン31と、マイコン31からの信号入力が可能であり、リチウムイオン蓄電池13についてあらかじめ定められた安全性要求に関する監視を実施するとともに、その監視結果がフェイル結果である場合に各スイッチ21,22に対して所定のフェイルセーフ駆動信号を出力する過充電FS回路34と、を備えている。
【選択図】 図2
Description
まずは、電源システムの基本構成を図1により説明する。図1に示すように、本電源システムは、オルタネータ11(発電機)、鉛蓄電池12、リチウムイオン蓄電池13、各種の電気負荷14,15,16、半導体スイッチング素子からなるMOSスイッチ21、及び同じく半導体スイッチング素子からなるSMRスイッチ22を備えている。本実施形態では、鉛蓄電池12が「第1蓄電池」に相当し、リチウムイオン蓄電池13が「第2蓄電池」に相当する。また、MOSスイッチ21が「第1スイッチ部」に相当し、SMRスイッチ22が「第2スイッチ部」に相当する。オルタネータ11が「充電装置」に相当する。
次に、第2実施形態について上記第1実施形態との相違点を中心に説明する。本実施形態では、電源システムにおいて切替可能な接点の数(スイッチ部の数)を増やし、それにより蓄電池から電気負荷に対する電力供給態様を変更することとしている。図6には、第2実施形態における電源システムの構成を示す。図6に示す構成は図1の構成の一部を変更したものであり、同様の構成要素については同じ符号を付して説明を簡略する。なお、発電機やスタータモータの図示は省略している。
上記実施形態を例えば次のように変更してもよい。
Claims (16)
- 互いに並列接続される第1蓄電池(12)及び第2蓄電池(13)と、それら両蓄電池を電気的に接続する配線部(17)に直列に設けられた第1スイッチ部(21)及び第2スイッチ部(22)とを有し、前記各スイッチ部の開閉に応じて、前記各蓄電池のいずれが充電装置(11)からの電力供給により充電されるか、及び前記各蓄電池のいずれの蓄電電力により電気負荷(14〜16)が駆動されるかが切り替え可能になっている車載電源システムに適用される電池制御装置(30)であって、
前記各スイッチ部の駆動を制御するマイクロコンピュータ(31)と、
前記マイクロコンピュータからの信号入力が可能であり、前記第1蓄電池及び前記第2蓄電池の少なくとも一方についてあらかじめ定められた安全性要求に関する監視を実施するとともに、その監視結果がフェイル結果である場合に前記各スイッチ部に対して所定のフェイルセーフ駆動信号を出力する論理回路部(34,35,100)と、
を備えることを特徴とする電池制御装置。 - 前記論理回路部は、前記マイクロコンピュータから出力される複数の論理信号を入力し、それらの入力信号を論理演算素子(34a,35a等)で論理演算した結果を出力するものであり、
前記マイクロコンピュータは、前記複数の論理信号を生成し出力する複数の演算処理手段(41,42,53,56)を有しており、それら複数の演算処理手段が、互いに干渉しないよう個々に独立して演算処理を実施するものとして構成されている請求項1に記載の電池制御装置。 - 前記マイクロコンピュータは、前記複数の演算処理手段において各個に用いられる情報を各々個別に記憶する複数の記憶部(44,45,52,55)を有しており、
前記複数の記憶部は、互いに干渉しないよう各々独立して設けられている請求項2に記載の電池制御装置。 - 前記第2蓄電池は、複数の電池セルを直列接続してなる組電池により構成されており、
前記マイクロコンピュータは、前記複数の演算処理手段として、前記第2蓄電池における電池セルごとの端子電圧である単位電圧を入力し、その単位電圧に基づいて過充電判定を実施する第1判定手段(53)と、前記第2蓄電池の総電圧を入力し、その総電圧に基づいて過充電判定を実施する第2判定手段(56)とを有し、
前記論理回路部は、過充電対応用の論理回路部(34)であり、前記各判定手段からそれぞれ過充電判定の結果を示す判定信号を前記論理信号として入力し、それら各判定手段からの前記判定信号の少なくともいずれかが前記第2蓄電池で過充電が生じていることを示す論理信号である場合に、前記各スイッチ部に対して、前記第2蓄電池の充放電を停止させ、かつ前記第1蓄電池の充放電を許可することを可能とする前記フェイルセーフ駆動信号を出力する請求項2又は3に記載の電池制御装置。 - 前記論理回路部に対して所定のテスト信号を出力するとともに、そのテスト信号を入力した結果として当該論理回路部から出力される出力信号に基づいて、その論理回路部の動作信頼性を監視する監視手段(61)を備え、
前記第1スイッチ部は、前記第1蓄電池での充放電を行わせるためのスイッチ部、前記第2スイッチ部は、前記第2蓄電池での充放電を行わせるためのスイッチ部であり、
前記監視手段は、前記テスト信号として、前記過充電対応用の論理回路部に対して前記第2蓄電池で過充電が生じていることを示す過充電テスト信号を出力するとともに、当該論理回路部において前記過充電テスト信号を入力した結果として、前記第2スイッチ部への出力信号が当該第2スイッチ部を開状態にする信号になっていることを判定することで、前記過充電対応用の論理回路部における動作信頼性を監視するものである請求項4に記載の電池制御装置。 - 充放電作動時において前記第1スイッチ部及び前記第2スイッチ部の少なくともいずれか一方を閉状態に制御するよう構成された車載電源システムであって、
前記マイクロコンピュータは、前記複数の演算処理手段として、前記第1スイッチ部の開閉を制御する第1制御手段(41)と、前記第2スイッチ部の開閉を制御する第2制御手段(42)とを有し、
前記論理回路部は、電源失陥対応用の論理回路部(35)であり、前記各制御手段からそれぞれ各スイッチ部を制御するための制御信号を前記論理信号として入力し、それら各制御手段からの前記制御信号の両方が前記各スイッチ部をいずれも開状態にすることを示す論理信号である場合に、前記各スイッチ部に対して、前記第2蓄電池の充放電を停止させ、かつ前記第1蓄電池の充放電を許可することを可能とする前記フェイルセーフ駆動信号を出力する請求項2乃至5のいずれか1項に記載の電池制御装置。 - 前記車載電源システムが搭載される車両について動作状態であることを示す動作確認信号を入力する信号処理部(82)を有し、
前記電源失陥対応用の論理回路部は、前記信号処理部に前記動作確認信号が入力されている場合に当該信号処理部から出力される有効信号により有効状態とされ、その有効状態下において前記各制御手段からの制御信号に基づいて前記各スイッチ部の開閉を切り替えるものである請求項6に記載の電池制御装置。 - 前記信号処理部は、前記第1蓄電池の端子電圧が所定値以上である場合に、前記電源失陥対応用の論理回路部を有効状態とする論理レベルの前記有効信号を出力する請求項7に記載の電池制御装置。
- 前記論理回路部に対して所定のテスト信号を出力するとともに、そのテスト信号を入力した結果として当該論理回路部から出力される出力信号に基づいて、その論理回路部の動作信頼性を監視する監視手段(81)を備え、
前記第1スイッチ部は、前記第1蓄電池での充放電を行わせるためのスイッチ部、前記第2スイッチ部は、前記第2蓄電池での充放電を行わせるためのスイッチ部であり、
前記監視手段は、前記テスト信号として、前記電源失陥対応用の論理回路部に対して前記第2蓄電池で電源失陥が生じていることを示す電源失陥テスト信号を出力するとともに、当該論理回路部において前記電源失陥テスト信号を入力した結果として、前記第1スイッチ部への出力信号が当該第1スイッチ部を閉状態にする信号になっていることを判定することで、前記電源失陥対応用の論理回路部における動作信頼性を監視するものである請求項6乃至8のいずれか1項に記載の電池制御装置。 - 前記第1蓄電池に対して前記第1スイッチ部に並列に接続され、当該第1スイッチ部を介して電力供給される前記電気負荷(16A)とは異なる別の電気負荷(16B)に対して電力供給を可能とする第3スイッチ部(91)と、
前記第2蓄電池に対して前記第2スイッチ部に並列に接続され、当該第2スイッチ部を介して電力供給される前記電気負荷(16A)とは異なる別の電気負荷(16B)に対して電力供給を可能とする第4スイッチ部(92)と、
を有する車載電源システムに適用され、
前記論理回路部は、前記第3スイッチ部及び前記第4スイッチ部に対するスイッチ制御信号の両方が当該各スイッチ部をいずれも開状態にすることを示す論理信号である場合に、これら各スイッチ部に対して、前記第2蓄電池からの電力供給を停止させ、かつ前記第1蓄電池からの電力供給を許可することを可能とするフェイルセーフ駆動信号を出力する請求項6乃至9のいずれか1項に記載の電池制御装置。 - 前記マイクロコンピュータに外付けされ、当該マイクロコンピュータの動作異常を監視するマイコン監視部(33)を備え、
前記マイコン監視部は、前記マイクロコンピュータの動作異常があると判定された場合に、前記論理回路部における前記論理演算素子の出力側に対して、前記論理回路部において前記監視結果がフェイル結果であると判断される場合と同じ論理レベルの信号を出力するものである請求項2乃至10のいずれか1項に記載の電池制御装置。 - 前記マイクロコンピュータと前記マイコン監視部とは、それぞれに宿題回答による相互の動作監視を行うものであり、その相互監視においては、前記論理回路部における論理演算と同様のパターンの宿題回答による動作監視が行われるようになっている請求項11に記載の電池制御装置。
- 前記マイクロコンピュータにおいて本電源システム内の異常の発生が把握される場合に、前記宿題回答の結果を間違えさせることにより、前記マイコン監視部から前記論理回路部における前記論理演算素子の出力側に対して、前記フェイル結果の時と同じ論理レベルの信号を出力させるようにした請求項12に記載の電池制御装置。
- 前記マイクロコンピュータと前記マイコン監視部とには、それぞれに相互の動作監視を可能にすべく、各々別系統から電源供給されている請求項12又は13に記載の電池制御装置。
- 前記論理回路部が前記フェイルセーフ駆動信号を出力した状態における前記各スイッチ部の動作状態を確認するスイッチ動作確認手段(65,83)を備えている請求項1乃至14のいずれか1項に記載の電池制御装置。
- 前記マイクロコンピュータと前記論理回路部と前記各スイッチ部とは同一の回路基板(K)に実装されており、
前記回路基板における電源喪失が生じた場合に、前記第1スイッチ部が閉鎖、前記第2スイッチ部が開放の状態になるように回路設計がなされている請求項1乃至15のいずれか1項に記載の電池制御装置。
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