JP2018165659A - Irregularity detection system, and irregularity detection device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、異常検出システムおよび異常検出装置に関する。 The present invention relates to an abnormality detection system and an abnormality detection device.
従来、例えばハイブリッド自動車や電気自動車などの車両は、動力源たるモータに対して電力を供給する電源としてリチウムイオン二次電池などのバッテリを備える。バッテリには、かかるバッテリの状態を監視し異常を検出する装置が接続される。 Conventionally, for example, vehicles such as hybrid vehicles and electric vehicles include a battery such as a lithium ion secondary battery as a power source for supplying electric power to a motor as a power source. A device that monitors the state of the battery and detects an abnormality is connected to the battery.
例えば、かかる装置はバッテリの状態を監視するコンパレータを有し、二次電池が正常な状態において、かかるコンパレータが正常に監視動作を行えるか否かを確認する(例えば、特許文献1参照)。 For example, such a device has a comparator that monitors the state of the battery, and checks whether the comparator can normally perform a monitoring operation when the secondary battery is in a normal state (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、特許文献1に記載の技術は、バッテリの異常を検出する装置が正常に動作するか否かを効率よく検出するという点で更なる改善の余地がある。
However, the technique described in
例えば、特許文献1では、コンパレータの異常の有無を検出しているに過ぎず、例えば信号線等コンパレータ以外に発生した異常は、当該異常ごとに個別に検出する必要があった。
For example,
実施形態の一態様は、上記に鑑みてなされたものであって、バッテリの異常を検出する異常検出装置が正常であるか否かを効率よく検出することができる異常検出システムおよび異常検出装置を提供することを目的とする。 One embodiment of the present invention has been made in view of the above, and provides an abnormality detection system and an abnormality detection device that can efficiently detect whether or not an abnormality detection device that detects battery abnormality is normal. The purpose is to provide.
実施形態の一態様に係る異常検出システムは、第1異常検出装置と、第2異常検出装置とを備える。第1異常検出装置は、第1取得部と、第1検出部とを備える。第1取得部は、入力用信号線を介してセンサからバッテリの状態を示す情報を取得する。第1検出部は、第1取得部が取得した情報に基づいてバッテリの異常を検出する。また、第2異常検出装置は、第2取得部と、第2検出部とを備える。第2取得部は、入力用信号線を介してセンサからバッテリの状態を示す情報を取得する。第2検出部は、第2取得部が取得した情報に基づいてバッテリの異常を検出する。また、第1異常検出装置は、入力用信号線に対してテスト情報を出力する。第2異常検出装置の第2検出部は、入力用信号線を介して第2取得部が取得したテスト情報に基づいてバッテリの異常を検出する。第1異常検出装置は、第2検出部がテスト情報に基づいて検出した検出結果に応じて、第2異常検出装置の異常の有無を判定する。 An abnormality detection system according to an aspect of an embodiment includes a first abnormality detection device and a second abnormality detection device. The first abnormality detection device includes a first acquisition unit and a first detection unit. A 1st acquisition part acquires the information which shows the state of a battery from a sensor via the signal line for input. The first detection unit detects a battery abnormality based on the information acquired by the first acquisition unit. The second abnormality detection device includes a second acquisition unit and a second detection unit. The second acquisition unit acquires information indicating the state of the battery from the sensor via the input signal line. The second detection unit detects a battery abnormality based on the information acquired by the second acquisition unit. In addition, the first abnormality detection device outputs test information to the input signal line. The second detection unit of the second abnormality detection device detects an abnormality of the battery based on the test information acquired by the second acquisition unit via the input signal line. The first abnormality detection device determines whether there is an abnormality in the second abnormality detection device according to the detection result detected by the second detection unit based on the test information.
実施形態の一態様によれば、バッテリの異常を検出する異常検出装置が正常であるか否かを効率よく検出することができる。 According to one aspect of the embodiment, it is possible to efficiently detect whether or not the abnormality detection device that detects abnormality of the battery is normal.
以下、添付図面を参照して、本願の開示する異常検出システムおよび異常検出装置の実施形態を詳細に説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of an abnormality detection system and an abnormality detection device disclosed in the present application will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, this invention is not limited by this embodiment.
また、実施形態に係る異常検出システム1は、例えばリチウムイオン二次電池などのバッテリを含むバッテリシステムSに用いられ、監視対象としてのかかるバッテリの異常を検出する。
The
バッテリシステムSは、例えば、図示しないハイブリッド自動車(HEV:Hybrid Electric Vehicle)、電気自動車(EV:Electric Vehicle)、および、燃料電池自動車(FCV:Fuel Cell Vehicle)等の車両に搭載される。バッテリシステムSは、車両の動力源たるモータに対して電力を供給するシステムである。まず、図1Aおよび図1Bを用いて、実施形態にかかるバッテリシステムSの概要について説明する。 The battery system S is mounted on a vehicle such as a hybrid vehicle (HEV), an electric vehicle (EV), and a fuel cell vehicle (FCV) (not shown). The battery system S is a system that supplies electric power to a motor that is a power source of the vehicle. First, the outline of the battery system S according to the embodiment will be described with reference to FIGS. 1A and 1B.
<1.バッテリシステムの概要>
図1Aおよび図1Bは、実施形態に係るバッテリシステムSの概要を説明する図である。図1Aに示すように実施形態に係るバッテリシステムSは、バッテリ2と、センサ3と、異常検出システム1とを備える。
<1. Outline of Battery System>
1A and 1B are diagrams illustrating an overview of a battery system S according to an embodiment. As shown in FIG. 1A, the battery system S according to the embodiment includes a
バッテリ2は、例えばリチウムイオン二次電池であり、例えばモータなど図示しない負荷に電力を供給(放電)する。また、バッテリ2は、例えばモータの回生制動によって発電した電力の供給を受けて充電される。
The
センサ3は、バッテリ2の状態を示す情報を検出する。バッテリ2の状態を示す情報としては、例えばバッテリ2の電圧値、電流値や温度等が挙げられる。センサ3は、例えばバッテリ2の電圧値を検出する場合、A/D変換器を有する。また、センサ3は、例えばバッテリ2の電流値を検出する場合は電流検出部を、温度を検出する場合は温度センサを備える。
The sensor 3 detects information indicating the state of the
なお、センサ3が検出する情報は1つに限定されない。例えばセンサ3がバッテリ2の電圧値、電流値および温度のうちの2つを検出してもよく、3つ全てを検出するようにしてもよい。なお、以下、説明を簡略化するために、センサ3がバッテリ2の電圧値を検出するものとする。
Note that the information detected by the sensor 3 is not limited to one. For example, the sensor 3 may detect two of the voltage value, current value, and temperature of the
異常検出システム1は、センサ3が検出したバッテリ2の電圧値に基づき、バッテリ2の異常を検出する。図1Aに示すように、異常検出システム1は、第1異常検出装置10と第2異常検出装置20とを備える。第1、第2異常検出装置10、20は、センサ3が検出した電圧値に基づき、それぞれバッテリ2の異常を検出する。
The
このように、異常検出システム1は、第1異常検出装置10および第2異常検出装置20の2系統でそれぞれバッテリ2の異常を検出する。そのため、第1、第2異常検出装置10、20のいずれか一方が故障した場合であっても、バッテリ2の異常を検出することができ、バッテリシステムSの安全性を向上させることができる。
As described above, the
図1Aに示すように、第1異常検出装置10は、第1取得部11と、第1検出部12と、情報出力部13と、判定部14と、スイッチ15とを備える。また、第2異常検出装置20は、第2取得部21と、第2検出部22とを備える。
As illustrated in FIG. 1A, the first
第1異常検出装置10の第1取得部11は、信号線MISOを介してセンサ3からバッテリ2の電圧値を取得する(図1Aの矢印参照)。また、第2異常検出装置20の第2取得部21も、第1取得部11と同様に信号線MISOを介してセンサ3からバッテリ2の電圧値を取得する。このように、信号線MISOは、センサ3から電圧値が入力される入力用信号線である。
The
第1異常検出装置10の第1検出部12は、第1取得部11が取得した電圧値に基づいてバッテリ2の異常を検出する。例えば第1検出部12は、電圧値と閾値とを比較し、電圧値が閾値以上である場合、バッテリ2が過充電状態であるとして異常を検出する。
The
第2異常検出装置20の第2検出部22も同様に、第2取得部21が取得した電圧値に基づいてバッテリ2の異常を検出する。このとき、第2検出部22が電圧値との比較に用いる閾値は、第1検出部12が電圧値との比較に用いる閾値と同じであってもよく異なっていてもよい。
Similarly, the
また、第1異常検出装置10は、上述したように情報出力部13と、判定部14と、スイッチ15とを備え、第2異常検出装置20の動作テストを行うことで、第2異常検出装置20の異常を検出する。具体的には、第1異常検出装置10は、第2異常検出装置20にテスト情報を出力して動作テストを行い、動作テストの結果に基づいて第2異常検出装置20の異常を検出する。
Moreover, the 1st
図1Bに示すように、第1異常検出装置10は、スイッチ15を切り替えることで、情報出力部13と信号線MISOとを接続する。情報出力部13は、信号線MISOを介してテスト情報を第2異常検出装置20に出力する(図1Bの矢印参照)。ここでは、情報出力部13は、テスト情報として例えばバッテリ2が正常時の電圧値を出力するものとする。
As illustrated in FIG. 1B, the first
このように、情報出力部13が入力用の信号線MISOにテスト情報を出力することで、第2異常検出装置20の第2取得部21は、センサ3の検出結果を取得する場合と同様に、入力用の信号線MISOを介してテスト情報を取得することができる。
As described above, the
第2取得部21がテスト情報を取得すると、第2検出部22は、テスト情報に基づいてバッテリ2の異常を検出する。第2検出部22は、検出結果を第1異常検出装置10の判定部14に出力する。
When the
第1異常検出装置10の判定部14は、第2検出部22の検出結果に基づいて第2異常検出装置20に異常が発生したか否かを判定する。例えば、バッテリ2が正常であることを示す電圧値をテスト情報として情報出力部13が出力したにもかかわらず、第2検出部22がバッテリ2の異常を検出した場合、判定部14は、第2検出部22に異常が発生したと判定する。
The
ここで、実施形態に係る第1異常検出装置10は、センサ3から電圧値が入力される入力用の信号線MISOを介してテスト情報を第2異常検出装置20に出力する。そのため、信号線MISOに断線等の異常が発生した場合、第2異常検出装置20はテスト情報を取得することができず、第2検出部22は誤った検出結果を判定部14に出力することになる。
Here, the first
このように、情報出力部13が信号線MISOに対してテスト情報を出力することで、信号線MISOに異常が発生した場合であっても、判定部14がかかる異常が発生したことを検出することができる。すなわち、第1異常検出装置10は、信号線MISOを含む第2異常検出装置20の異常の有無を判定することができる。
As described above, the
以上のように、異常検出システム1は、センサ3から電圧値が入力される信号線MISOを介してテスト情報を第2異常検出装置20に出力する。これにより、異常検出システム1は、1つのテスト情報を用いて、第2異常検出装置20の第2取得部21、第2検出部22および信号線MISOの少なくとも1つに発生した異常を検出することができる。このように、本実施形態に係る異常検出システム1は、信号線MISOを含む第2異常検出装置20の異常を効率よく検出することができる。
As described above, the
なお、ここでは、情報出力部13が、バッテリ2が正常であることを示す電圧値をテスト情報として出力するとしたが、これに限定されない。例えば情報出力部13が、バッテリ2が異常であることを示す電圧値をテスト情報として出力するようにしてもよいし、バッテリ2が正常であることを示す電圧値とバッテリ2が異常であることを示す電圧値の両方を出力してもよい。以下では、異常検出システム1を含むバッテリシステムSの詳細について説明する。
Here, the
<2.バッテリシステムの詳細>
図2を用いて実施形態に係るバッテリシステムSの詳細について説明する。図2は、実施形態に係るバッテリシステムSの構成例を示すブロック図である。なお、図2では、実施形態の特徴を説明するために必要な構成要素を機能ブロックで表しており、一般的な構成要素についての記載を省略している。
<2. Details of the battery system>
Details of the battery system S according to the embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration example of the battery system S according to the embodiment. In FIG. 2, constituent elements necessary for explaining the characteristics of the embodiment are represented by functional blocks, and descriptions of general constituent elements are omitted.
換言すれば、図2に図示される各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。例えば、各機能ブロックの分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部または一部を、各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的または物理的に分散・統合して構成することが可能である。 In other words, each component illustrated in FIG. 2 is functionally conceptual and does not necessarily need to be physically configured as illustrated. For example, the specific form of distribution / integration of each functional block is not limited to the one shown in the figure, and all or a part thereof is functionally or physically distributed in arbitrary units according to various loads or usage conditions.・ It can be integrated and configured.
図2に示すように、バッテリシステムSは、バッテリ2と、センサ3と、異常検出システム1と、を備える。
As shown in FIG. 2, the battery system S includes a
<2.1.バッテリ>
バッテリ2は、例えばリチウムイオン二次電池であり、リレー4を介して負荷5に接続される。バッテリ2は、例えば図示しない複数の電池セルが直列または並列に接続された構成を有する。あるいは、バッテリ2は、例えば図示しない複数の電池スタックが並列または直列に接続された構成を有するようにしてもよい。なお、電池スタックは、複数の電池セルを有する。
<2.1. Battery>
The
バッテリ2は、リレー4がオンとなることで、負荷5に電力を供給する。また、負荷5は例えばモータであり、モータの制動時に発生する電力によってバッテリ2が充電される。
The
<2.2.センサ>
センサ3は、バッテリ2の状態を示す情報を検出し、検出結果を異常検出システム1の指示に基づいて出力する。センサ3は、例えばA/D変換器(図示せず)を含み、バッテリ2の電圧(バッテリ電圧)を検出する。
<2.2. Sensor>
The sensor 3 detects information indicating the state of the
なお、ここでは、センサ3がバッテリ電圧を検出するとしたが、これに限定されない。センサ3が例えばバッテリ2の各セル電池の電圧(セル電圧)を検出するようにしてもよい。この場合、センサ3は、セル監視ICとなり、例えば電池スタックごとに設けられ、対応する電池スタックに含まれるセル電池の電圧を順次検出する。
Here, the sensor 3 detects the battery voltage, but the present invention is not limited to this. For example, the sensor 3 may detect the voltage (cell voltage) of each cell battery of the
また、センサ3がバッテリ2の電流(バッテリ電流)やセル電池の電流(セル電流)を検出してもよい。あるいは、センサ3が電池スタックの電圧や電流を検出するようにしてもよい。上述した電圧や電流以外にも、センサ3が例えばバッテリ2の温度等を検出するようにしてもよい。
The sensor 3 may detect the current of the battery 2 (battery current) or the current of the cell battery (cell current). Alternatively, the sensor 3 may detect the voltage and current of the battery stack. In addition to the voltage and current described above, the sensor 3 may detect the temperature of the
また、ここでは、センサ3が検出する情報を1種類(電圧)としたが、これに限定されない。センサ3が、例えばセル電圧およびセル電流など2種類以上の情報を検出するようにしてもよい。 In addition, here, the information detected by the sensor 3 is one type (voltage), but the present invention is not limited to this. The sensor 3 may detect two or more types of information such as a cell voltage and a cell current.
<2.3.異常検出システム>
異常検出システム1は、センサ3が検出したバッテリ電圧に基づいてバッテリ2の異常を検出する。異常検出システム1は、例えば過充電または過放電などのバッテリ2の異常を検出した場合、リレー4をオフ(遮断)する。これにより、バッテリ2の充電または放電を停止することができ、バッテリ2の故障や発熱等を抑制することができる。
<2.3. Abnormality detection system>
The
異常検出システムは、第1異常検出装置10と、第2異常検出装置20とを備える。また、異常検出システム1は、センサ3と第1、第2異常検出装置10、20とを接続する4本の信号線を有する。4本の信号線は、それぞれ信号線MISO、第1信号線CS、第2信号線CLK、第3信号線MOSIである。
The abnormality detection system includes a first
信号線MISOは、センサ3が出力した検出結果を第1異常検出装置10に入力するための入力用の信号線である。第1信号線CSは、センサ3を制御するための制御信号を第1異常検出装置10からセンサ3に出力するための出力用の信号線である。
The signal line MISO is an input signal line for inputting the detection result output from the sensor 3 to the first
また、第2信号線CLKは、第1異常検出装置10からセンサ3に対して同期用のクロック信号を出力するための出力用の信号線である。第4信号線SOは、例えばセンサ3が検出する情報の種別を指定する指定信号などのコマンドを第1異常検出装置10からセンサ3に出力するための出力用の信号線である。なお、第1異常検出装置10が各信号線に対して入出力する各信号の詳細については、図2および図3を用いて後述する。
The second signal line CLK is an output signal line for outputting a synchronization clock signal from the first
<2.3.1.第1異常検出装置>
第1異常検出装置10は、センサ3を制御してバッテリ電圧を取得し、取得したバッテリ電圧に基づいてバッテリ2の異常を検出する。また、第1異常検出装置10は、第2異常検出装置20の動作テストを行い、テスト結果に基づいて第2異常検出装置20の異常を検出する。
<2.3.1. First Abnormality Detection Device>
The first
第1異常検出装置10は、CPU(Central Processing Unit)および第1記憶部140などを備えたマイクロコンピュータであり、第1異常検出装置10全体を制御する。第1異常検出装置10は、例えばECU(Electronic Control Unit)に実装される。第1異常検出装置10は、異常検出部110と、センサ制御部120と、検査部130と、を備える。
The first
<センサ制御部>
センサ制御部120は、センサ3から情報を取得するタイミングや取得する情報の種別を決定することでセンサ3を制御する。センサ制御部120は、要求出力部121と、指定信号出力部122と、クロック出力部123とを備える。
<Sensor control unit>
The
<要求出力部>
要求出力部121は、異常検出部110でバッテリ2の異常検出を行う場合に、センサ3に対してバッテリ電圧の検出結果を出力するよう要求する出力要求信号を、第1信号線CSを介して出力する。
<Request output section>
The
また、要求出力部121は、異常検出部110でバッテリ2の異常検出を行わない場合に、バッテリ電圧の検出結果の出力を停止させる出力停止信号を出力する。なお、出力要求信号および出力停止信号をあわせて、出力制御信号とも記載する。出力制御信号の詳細については図3を用いて後述する。
The
<指定信号出力部>
指定信号出力部は、センサ3から取得する情報の種別を指定する指定信号を、第3信号線MOSIを介してセンサ3に出力する。例えばセンサ3が複数の情報(セル電圧やスタック電圧、あるいは電流など)を検出する場合、指定信号出力部122は、センサ3から取得する情報の種別(例えば電流など)を、指定信号を用いて指定する。また、センサ3から取得する情報が1種類の場合、指定信号を省略することもできる。
<Specified signal output section>
The designation signal output unit outputs a designation signal for designating the type of information acquired from the sensor 3 to the sensor 3 via the third signal line MOSI. For example, when the sensor 3 detects a plurality of pieces of information (cell voltage, stack voltage, current, etc.), the designation signal output unit 122 uses the designation signal to specify the type of information (eg, current) acquired from the sensor 3. specify. In addition, when the information acquired from the sensor 3 is one type, the designation signal can be omitted.
<クロック出力部>
クロック出力部123は、所定の周期でHigh/Lowを繰り返すクロック信号を生成し、第2信号線CLKを介してセンサ3に出力する。クロック信号は出力要求信号などセンサ3および異常検出システム1の間で信号を送受信する際の同期用に用いられる。
<Clock output section>
The
<異常検出部>
異常検出部110は、要求出力部121が出力要求信号を出力している間に、センサ3から入力されるバッテリ電圧の検出結果に基づいてバッテリ2の異常を検出する。異常検出部110は、第1取得部11と、第1検出部12と、第1リレー制御部111と、を備える。
<Abnormality detection unit>
The
<第1取得部>
第1取得部11は、要求出力部121がセンサ3に対して検出結果の出力を要求する出力要求信号を出力する間に、センサ3から検出結果を示す検出信号を取得する。第1取得部11は、取得した検出信号を第1検出部12に出力する。
<First acquisition unit>
The
<第1検出部>
第1検出部12は、第1取得部11が取得した検出信号に基づいて、バッテリ電圧の検出結果と閾値とを比較し、バッテリ2の異常を検出する。例えば、第1検出部12は、バッテリ電圧値と過充電閾値とを比較し、バッテリ電圧値が過充電閾値より大きい場合にバッテリ2の異常(過充電)を検出する。
<First detection unit>
Based on the detection signal acquired by the
また、第1検出部12は、バッテリ電圧値と過放電閾値とを比較し、バッテリ電圧値が過放電閾値より小さい場合にバッテリ2の異常(過放電)を検出する。第1検出部12は、検出結果を第1リレー制御部111に出力する。
The
なお、第1検出部12がバッテリ2の異常検出に用いる閾値(過充電閾値および過放電閾値)は、第1記憶部140に例えば閾値情報142として記憶されるものとする。
In addition, the threshold value (overcharge threshold value and overdischarge threshold value) that the
<第1リレー制御部>
第1リレー制御部111は、第1検出部12の検出結果に基づいてバッテリ2に異常が発生した場合、リレー4を遮断することで、バッテリ2の充放電を制御する。
<First relay control unit>
The first
<検査部>
検査部130は、第2異常検出装置20が正常に動作するか否かを検査する。検査部130は、例えばセンサ3が検出信号を出力しない間、すなわち要求出力部121が出力停止信号を出力する間にテスト情報として第1記憶部140に記憶するテスト信号141を第2異常検出装置20に出力することで、第2異常検出装置20の動作テストを行う。
<Inspection Department>
The
検査部130は、情報出力部13と、判定部14と、制御部131とを備える。
The
<制御部>
制御部131は、スイッチ15を制御することで、信号線MISOの接続先を第1取得部11と情報出力部13との間で切り替える。制御部131は、第2異常検出装置20の動作テストを行う間、信号線MISOと情報出力部13とが接続されるようにスイッチ15を制御する。それ以外の間、制御部131は、信号線MISOと第1取得部11とが接続されるようにスイッチ15を制御する。
<Control unit>
The
また、制御部131は、第2異常検出装置20の動作テストを行う間、クロック信号が出力されるようクロック出力部123を制御する。制御部131は、情報出力部13が出力するテスト信号の種別に応じた指定信号を出力するよう指定信号出力部122を制御する。かかる指定信号は、例えば第2異常検出装置20が複数の情報(例えばバッテリ電圧値やバッテリ電流値)に基づいてバッテリ2の異常を検出する場合に、どの情報に基づいて動作テストを行うかを指定する信号である。
Further, the
<情報出力部>
情報出力部13は、第2異常検出装置20の動作テストを行う場合に、テスト情報として第1記憶部140に記憶されるテスト信号141を信号線MISOに出力する。なお、テスト信号141については図3を用いて後述する。
<Information output part>
The
<判定部>
判定部14は、第2異常検出装置20によるテスト信号141に基づいたバッテリ2の異常検出結果に応じて信号線MISOを含む第2異常検出装置20に異常が発生したか否かを判定する。
<Determining unit>
The
例えば、テスト信号141がバッテリ2の異常を示す信号であった場合であって、第2異常検出装置20がバッテリ2の異常を検出した場合は、判定部14は第2異常検出装置20が正常であると判定する。
For example, when the
一方、テスト信号141がバッテリ2の異常を示す信号であったにもかかわらず、第2異常検出装置20が、バッテリ2が正常であるとして異常を検出しなかった場合、あるいは第2異常検出装置20から判定信号が返ってこなかった場合、判定部14は、第2異常検出装置20に異常が発生したと判定する。
On the other hand, when the
<2.3.2.第2異常検出装置>
第2異常検出装置20は、信号線MISOを介して取得した信号に基づいてバッテリ2の異常を検出する。
<2.3.2. Second abnormality detection device>
The second
第2異常検出装置20は、CPUおよび第2記憶部25などを備えたマイクロコンピュータであり、第2異常検出装置20全体を制御する。第2異常検出装置20は、例えば第1異常検出装置10とは異なるECUなど、第1異常検出装置10とは異なるICチップに実装される。第2異常検出装置20は、第2取得部21と、第2検出部22と、出力切替部23と、第2リレー制御部24と、を備える。
The second
<第2取得部>
第2取得部21は、第2信号線CLKのクロック信号に同期して、信号線MISOを介してセンサ3または第1異常検出装置10から信号を取得する。第1異常検出装置10が第2異常検出装置20の動作テストを行っている場合は、第2取得部21はテスト信号141を取得し、バッテリ2の異常検出を行っている場合はセンサ3の検出信号を取得する。第2取得部21は、取得した信号を第2検出部22に出力する。
<Second acquisition unit>
The
<第2検出部>
第2検出部22は、第2取得部21が取得した信号に基づいて、バッテリ電圧の検出結果と閾値とを比較し、バッテリ2の異常を検出する。例えば、第2検出部22は、バッテリ電圧値と過充電閾値とを比較し、バッテリ電圧値が過充電閾値より大きい場合にバッテリ2の異常(過充電)を検出する。
<Second detection unit>
Based on the signal acquired by the
また、第2検出部22は、バッテリ電圧値と過放電閾値とを比較し、バッテリ電圧値が過放電閾値より小さい場合にバッテリ2の異常(過放電)を検出する。第2検出部22は、検出結果を第2リレー制御部24または第1異常検出装置10に出力する。
The
なお、第2検出部22がバッテリ2の異常検出に用いる閾値(過充電閾値および過放電閾値)は、第2記憶部25に例えば閾値情報251として記憶されるものとする。第2検出部22は、第3信号線MOSIを介して取得した指定信号に含まれる検出信号の種別に応じた閾値を第2記憶部25から取得する。
In addition, the threshold value (overcharge threshold value and overdischarge threshold value) that the
<第2リレー制御部>
第2リレー制御部24は、第2検出部22がセンサ3の検出信号に基づいて検出したバッテリ2の異常の有無に応じて、リレー4を遮断することで、バッテリ2の充放電を制御する。
<Second relay control unit>
The second relay control unit 24 controls charging / discharging of the
<出力切替部>
出力切替部23は、スイッチ26を制御して第2検出部22の検出結果の出力先を切り替える。例えば出力切替部23は、第1信号線CSを介して出力要求信号を受信する間は、第2検出部22の出力先を第2リレー制御部24とし、出力停止信号を受信する間は、第1異常検出装置10とする。
<Output switching part>
The
これにより、第2異常検出装置20は、テスト信号141を受信する間は第2検出部22の検出結果を第1異常検出装置10に出力することができる。したがって、例えばテスト信号141がバッテリ2の異常を示す信号である場合であっても、第2リレー制御部24がリレー4を遮断することがなくなり、第2異常検出装置20の動作テスト時であってもバッテリ2の充放電を適切に行うことができる。
As a result, the second
<2.4.送受信信号の一例>
ここで、図3を用いて、異常検出システム1とセンサ3との間で送受信される信号について説明する。図3は、実施形態に係る異常検出システム1とセンサ3との間で送受信される信号について説明する図である。なお、図2に示すように、信号線MISO、第1〜第3信号線CS、CLK、SOは、それぞれ分岐して第1異常検出装置10および第2異常検出装置20とセンサ3とに接続される。
<2.4. Example of transmission / reception signal>
Here, the signal transmitted / received between the
図3(a)は、要求出力部121が第1信号線CSに出力する制御信号の一例を示す図である。図3(a)の時刻t1から時刻t2の間、要求出力部121は、センサ3から情報を要求する出力要求信号151(Low信号)を出力する。また、時刻t2から時刻t5の間、要求出力部121は、センサ3から情報を要求しない出力停止信号152(High信号)を出力する。
FIG. 3A is a diagram illustrating an example of a control signal output from the
このように、バッテリシステムSは、ローアクティブで動作しており、第1信号線CSにLow信号が出力される時刻t1から時刻t2の間に、図3(d)に示すようにセンサ3が検出信号156を出力する。
As described above, the battery system S is operating in a low active state, and the sensor 3 is operated as shown in FIG. 3D between time t1 and time t2 when the Low signal is output to the first signal line CS. A
なお、要求出力部121は、異常検出システム1が起動すると、周期T1で繰り返し出力要求信号151および出力停止信号152を出力するものとする。このように、異常検出システム1は、周期T1で繰り返しバッテリ2の異常検出を行う。なお、異常検出システム1がバッテリ2の異常検出を行う期間を異常検出期間と称する。異常検出期間は、例えば異常検出システム1の起動時から停止時までの期間である。
It is assumed that the
次に、図3(b)に示すように、クロック出力部123は、要求出力部121が要求信号を出力する時刻t1から時刻t2の間にクロック信号153を出力する。また、クロック出力部123は、第2異常検出装置20の動作テストを行う間(時刻t3から時刻t4の間)にクロック信号153を出力する。これにより、第2異常検出装置20は、クロック信号153に同期してセンサ3が出力する検出信号156またはテスト信号141を取得する。
Next, as illustrated in FIG. 3B, the
図3(c)に示すように、指定信号出力部122は、クロック出力部123がクロック信号153を出力する時刻t1から時刻t2および時刻t3から時刻t4の間、指定信号154を第3信号線MOSIに出力する。時刻t1から時刻t2の間、センサ3はかかる指定信号154に応じた検出信号156を出力する。また、第2異常検出装置20は、指定信号154に応じた閾値を用いてバッテリ2の異常を検出する。
As shown in FIG. 3C, the designation signal output unit 122 transmits the
また、図3(d)に示すように、センサ3は、要求出力部121が出力要求信号151を出力する間(図3(a)の時刻t1から時刻t2)は検出信号156を出力する。また、図3(e)に示すように、情報出力部13は、クロック出力部123がクロック信号153を出力する時刻t3から時刻t4の間、テスト信号141を信号線MISOに出力する。
3D, the sensor 3 outputs the
そのため、第2異常検出装置20が図3(b)に示すクロック信号153に同期して信号線MISOの信号を取得すると、時刻t1から時刻t2の間は検出信号156を取得し、時刻t3から時刻t4の間はテスト信号141を取得することとなる。
Therefore, when the second
このように、センサ3が検出信号156を出力していない間に第1異常検出装置10が信号線MISOにテスト信号141を出力することで、第2異常検出装置20は、信号線MISOを介してテスト信号141を取得することができる。また、第2異常検出装置20がテスト信号141に基づいて行ったバッテリ2の異常の検出結果に基づいて、第1異常検出装置10は、第2異常検出装置20の動作テストを行うことができる。
As described above, the first
図3に示すように、第2異常検出装置20の動作テストを、バッテリ2の異常検出を行わない間(時刻t2から時刻t5の間)で行うことで、異常検出期間を長く確保することができる。例えば、第2異常検出装置20の動作テストを、異常検出システム1の起動時に行うとすると、第2異常検出装置20の動作テストを行ってからでないとバッテリ2の異常検出を行えなくなり起動時間が長くなってしまう。
As shown in FIG. 3, it is possible to ensure a long abnormality detection period by performing the operation test of the second
そこで、図3に示すように、バッテリ2の異常検出期間であって、センサ3からの検出信号156を取得しない期間(時刻t2から時刻t5の間)に第2異常検出装置20の動作テストを行うことで、起動時に行う場合に比べて起動時間を短くすることができる。これにより、異常検出期間を長くすることができる。
Therefore, as shown in FIG. 3, an operation test of the second
なお、第2異常検出装置20の動作テストは異常検出期間に少なくとも1回行えればよく、周期T1ごと、すなわちセンサ3からの検出信号156を取得しない期間ごとに毎回行う必要はない。但し、異常検出期間に定期的に第2異常検出装置20の動作テストを行ってもよい。
The operation test of the second
<3.動作テスト処理>
次に、図4を用いて実施形態に係る第1異常検出装置10が実行する動作テスト処理の処理手順について説明する。図4は、実施形態に係る第1異常検出装置10が実行する動作テスト処理の処理手順を示すフローチャートである。第1異常検出装置10は、例えば起動時から所定期間が経過した場合等の所定のタイミングで図4に示す動作テスト処理を実行する。
<3. Operation test process>
Next, the procedure of the operation test process executed by the first
第1異常検出装置10は、要求出力部121が出力要求信号を出力し、センサ3に検出結果の出力を要求しているか否かを判定する(ステップS101)。出力要求信号を出力している場合(ステップS101のYes)、ステップS101に戻り、出力要求信号の出力終了を待つ。
The first
一方、要求出力部121が出力要求信号を出力していない場合(ステップS101のNo)、第1異常検出装置10は、クロック信号153を第2信号線CLKに出力し(ステップS102)、テスト信号141を信号線MISOに出力する(ステップS103)。また、第1異常検出装置10は、指定信号154を第3信号線MOSIに出力する(ステップS104)。
On the other hand, when the
テスト信号141を取得した第2異常検出装置20は、テスト信号141に基づいてバッテリ2の異常を検出し、その検出結果を第1異常検出装置10に出力する。第1異常検出装置10はこの検出結果を受信する(ステップS105)。
The second
第1異常検出装置10は、ステップS105で受信した、第2異常検出装置20によるバッテリ2の異常検出の結果が正しいか否かを判定する(ステップS106)。
The first
異常検出の結果が正しい場合(ステップS106のYes)、第1異常検出装置10は、第2異常検出装置20が正常と判定する(ステップS107)。一方、異常検出の結果が誤っている場合、または異常検出の結果を受信できなかった場合(ステップS106のNo)、第1異常検出装置10は、第2異常検出装置20が異常と判定する(ステップS108)。
When the abnormality detection result is correct (Yes in step S106), the first
以上のように、実施形態に係る異常検出システム1の第1異常検出装置10は、第1異常検出装置10の入力用である信号線MISOにテスト信号141を出力することで、信号線MISOを含めた第2異常検出装置20の動作テストを行うことができる。これにより、異常検出システム1は、第2異常検出装置20の異常を効率よく検出することができる。
As described above, the first
<4.変形例>
以上、本発明の実施形態について説明してきたが、この発明は上記実施形態に限定されるものではなく様々な変形が可能である。以下では、このような変形例について説明する。上記実施形態および以下で説明する形態を含む全ての形態は、適宜に組み合わせ可能である。
<4. Modification>
As mentioned above, although embodiment of this invention has been described, this invention is not limited to the said embodiment, A various deformation | transformation is possible. Below, such a modification is demonstrated. All the forms including the above embodiment and the forms described below can be appropriately combined.
上述した実施形態の異常検出システム1は、第1異常検出装置10と第2異常検出装置20の2系統でバッテリ2の異常を検出するとしたが、これに限定されない。例えば第2異常検出装置20が異常検出部110の他に、バッテリ2の異常を検出する第2異常検出部を備えるようにしてもよい。このように、異常検出システム1がバッテリ2の異常を検出する経路を増やすことで、異常検出の冗長性を確保することができ、バッテリ2の安全性をより向上させることができる。
Although the
なお、この場合、バッテリシステムSがセンサ3を複数有するようにしてもよい。すなわち、第1異常検出装置10の異常検出部110と第2異常検出部とがそれぞれ異なるセンサの検出結果に基づいてバッテリ2の異常を検出するようにしてもよい。
In this case, the battery system S may include a plurality of sensors 3. That is, the
これにより、例えば一方のセンサ3に不具合が生じ、バッテリ2の情報を検出できない場合であっても、他方のセンサ3が検出した情報に基づいて異常検出システム1がバッテリ2の異常を検出することができる。このように、センサ3も含めて異常検出の冗長性を確保することで、バッテリ2の安全性をより向上させることができる。
Thereby, for example, even when one of the sensors 3 has a problem and the information of the
上述した実施形態の異常検出システム1は、第1異常検出装置10と第2異常検出装置20とをそれぞれ異なるICチップに実装するとしたが、これに限定されない。第1異常検出装置10と第2異常検出装置20とを同じICチップに実装することも可能である。
In the
なお、第1異常検出装置10と第2異常検出装置20とをそれぞれ異なるICチップに実装すると、一方のICチップに故障が発生したとしても、他方のICチップに搭載された異常検出装置を用いてバッテリ2の異常を検出することができるため、バッテリ2の安全性をより向上させることができる。
If the first
以上の実施形態では、監視対象としてバッテリを例に説明したが、これに限らず、センサの出力を二重監視するシステムであれば適用可能である。例えば、モータやミリ波レーダを監視対象とすることができ、モータの状態を電流や電圧で二重監視したり、ミリ波レーダの状態を計測された距離や相対速度情報で二重監視したりすることができる。 In the above embodiment, the battery has been described as an example of the monitoring target. However, the present invention is not limited to this. For example, motors and millimeter wave radars can be monitored, and the motor status can be double monitored with current and voltage, or the millimeter wave radar status can be double monitored with measured distance and relative speed information. can do.
<5.効果>
上記実施形態に係る異常検出システム1は、第1異常検出装置10と、第2異常検出装置20とを備える。第1異常検出装置10は、第1取得部11と、第1検出部12とを備える。第1取得部11は、入力用信号線MISOを介してセンサ3からバッテリ2の状態を示す情報を取得する。第1検出部12は、第1取得部11が取得した情報に基づいてバッテリ2の異常を検出する。
<5. Effect>
The
また、第2異常検出装置20は、第2取得部21と、第2検出部22とを備える。第2取得部21は、入力用信号線MISOを介してセンサ3からバッテリ2の状態を示す情報を取得する。第2検出部22は、第2取得部21が取得した情報に基づいてバッテリ2の異常を検出する。
The second
また、第1異常検出装置10は、入力用信号線MISOに対してテスト情報(テスト信号141)を出力する。第2異常検出装置20の第2検出部22は、入力用信号線MISOを介して第2取得部21が取得したテスト情報(テスト信号141)に基づいてバッテリ2の異常を検出する。第1異常検出装置10は、第2検出部22がテスト情報(テスト信号141)に基づいて検出した検出結果に応じて、第2異常検出装置20の異常の有無を判定する。
The first
これにより、異常検出システム1は、入力用信号線MISOも含めた第2異常検出装置20の異常を検出することができ、第2異常検出装置20の異常を効率的に検出することができる。
Thereby, the
上記実施形態に係る異常検出システム1の第1異常検出装置10は、センサ制御部120と、情報出力部13とをさらに備える。センサ制御部120は、センサ3を制御する。情報出力部13は、センサ制御部120がセンサ3に対して情報を出力しないように制御する間にテスト情報(テスト信号141)を出力する。
The first
これにより、異常検出システム1は、センサ3が検出結果を出力しない間に第2異常検出装置20の動作テストを行うことができる。
Thereby, the
上記実施形態に係る第1異常検出装置10の情報出力部13は、第1検出部12がバッテリ2の異常を検出する異常検出期間であって、センサ制御部120がセンサ3に対して情報を出力しないように制御する期間に、テスト情報(テスト信号141)を出力する。
The
これにより、異常検出システム1は、バッテリ2の異常を検出する異常検出期間に第2異常検出装置20の動作テストを行うことができる。例えば異常検出システム1の起動時に動作テストを行う場合に比べて、起動時間を短縮でき、異常検出期間を長くすることができる。
Thereby, the
上記実施形態に係る異常検出システム1の第2異常検出装置20は、制御部(第2リレー制御部24)と、出力切替部23とをさらに備える。制御部(第2リレー制御部24)は、第2検出部22がバッテリ2の異常を検出した場合にバッテリ2の充放電を制御する。出力切替部23は、第2検出部22がテスト情報(テスト信号141)に基づいてバッテリ2の異常を検出した場合に、検出結果の出力先を制御部(第2リレー制御部24)から第1異常検出装置10に切り替える。
The second
これにより、第2異常検出装置20が動作テスト時にバッテリ2の充放電を制御することがなくなるため、動作テスト時に、バッテリ2の充放電を適切に行うことができる。
Thereby, since the 2nd
上記実施形態に係る異常検出システム1の第1異常検出装置10は、指定信号出力部122をさらに備える。指定信号出力部122は、センサ3から取得する情報の種別を指定する指定信号154を、出力用信号線(第3信号線MOSI)を介してセンサ3に出力する。また、指定信号出力部122は、情報出力部13がテスト情報(テスト信号141)を出力する場合に、当該テスト情報(テスト信号141)の種別に応じた指定信号154を出力する。
The first
これにより、異常検出システム1は、センサ3が検出する情報の種別に応じて、第2異常検出装置20の動作テストを行うことができる。
Accordingly, the
上記実施形態に係る異常検出装置(第1異常検出装置10)は、取得部(第1取得部11)と、検出部(第1検出部12)と、情報出力部13と、判定部14とを備える。取得部(第1取得部11)は、入力用信号線MISOを介してセンサ3からバッテリ2の状態を示す情報を取得する。検出部(第1検出部12)は、取得部(第1取得部11)が取得した情報に基づいてバッテリ2の異常を検出する。情報出力部13は、情報に基づいてバッテリ2の異常を検出する第2異常検出装置20に対して、入力用信号線MISOを介してテスト情報(テスト信号141)を出力する。判定部14は、第2異常検出装置20によるテスト情報(テスト信号141)に基づいたバッテリ2の異常検出結果に応じて、第2異常検出装置20の異常の有無を判定する。
The abnormality detection device (first abnormality detection device 10) according to the embodiment includes an acquisition unit (first acquisition unit 11), a detection unit (first detection unit 12), an
これにより、異常検出装置(第1異常検出装置10)は、入力用信号線MISOも含めた第2異常検出装置20の異常を検出することができ、第2異常検出装置20の異常を効率的に検出することができる。
Thereby, the abnormality detection device (first abnormality detection device 10) can detect the abnormality of the second
さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。 Further effects and modifications can be easily derived by those skilled in the art. Thus, the broader aspects of the present invention are not limited to the specific details and representative embodiments shown and described above. Accordingly, various modifications can be made without departing from the spirit or scope of the general inventive concept as defined by the appended claims and their equivalents.
1 異常検出システム
2 バッテリ
3 センサ
10、20 異常検出装置
11、21 取得部
12、22 検出部
13 情報出力部
14 判定部
120 センサ制御部
121 要求出力部
122 指定信号出力部
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記第1取得部が取得した前記情報に基づいて前記監視対象の異常を検出する第1検出部と、
を備える第1異常検出装置と、
前記入力用信号線を介して前記センサから前記情報を取得する第2取得部と、
前記第2取得部が取得した前記情報に基づいて前記監視対象の異常を検出する第2検出部と、
を備える第2異常検出装置と、
を備え、
前記第1異常検出装置は、
前記入力用信号線に対してテスト情報を出力し、
前記第2異常検出装置の前記第2検出部は、
前記入力用信号線を介して前記第2取得部が取得した前記テスト情報に基づいて前記監視対象の異常を検出し、
前記第1異常検出装置は、
前記第2検出部が前記テスト情報に基づいて検出した検出結果に応じて、前記第2異常検出装置の異常の有無を判定すること
を特徴とする異常検出システム。 A first acquisition unit that acquires information indicating a state of a monitoring target from a sensor via an input signal line;
A first detection unit that detects an abnormality of the monitoring target based on the information acquired by the first acquisition unit;
A first abnormality detection device comprising:
A second acquisition unit for acquiring the information from the sensor via the input signal line;
A second detection unit that detects an abnormality of the monitoring target based on the information acquired by the second acquisition unit;
A second abnormality detection device comprising:
With
The first abnormality detection device includes:
Output test information to the input signal line,
The second detection unit of the second abnormality detection device includes:
Detecting an abnormality of the monitoring target based on the test information acquired by the second acquisition unit via the input signal line;
The first abnormality detection device includes:
An abnormality detection system, wherein the second detection unit determines whether there is an abnormality in the second abnormality detection device according to a detection result detected based on the test information.
前記センサを制御するセンサ制御部と、
前記センサ制御部が前記センサに対して前記情報を出力しないように制御する間に前記テスト情報を出力する情報出力部と、
をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の異常検出システム。 The first abnormality detection device includes:
A sensor control unit for controlling the sensor;
An information output unit that outputs the test information while the sensor control unit controls the sensor not to output the information;
The abnormality detection system according to claim 1, further comprising:
前記第1検出部が前記監視対象の異常を検出する異常検出期間であって、前記センサ制御部が前記センサに対して前記情報を出力しないように制御する期間に、前記テスト情報を出力すること
を特徴とする請求項2に記載の異常検出システム。 The information output unit of the first abnormality detection device is:
The test information is output during an abnormality detection period in which the first detection unit detects an abnormality of the monitoring target and the sensor control unit performs control so as not to output the information to the sensor. The abnormality detection system according to claim 2.
前記第2異常検出装置は、
前記第2検出部が前記バッテリの異常を検出した場合に前記バッテリの充放電を制御する制御部と、
前記第2検出部が前記テスト情報に基づいて前記バッテリの異常を検出した場合に、検出結果の出力先を前記制御部から前記第1異常検出装置に切り替える出力切替部と、
をさらに備えることを特徴とする請求項1、2または3に記載の異常検出システム。 The monitoring target is a battery,
The second abnormality detection device includes:
A control unit that controls charging / discharging of the battery when the second detection unit detects an abnormality of the battery;
An output switching unit that switches an output destination of a detection result from the control unit to the first abnormality detection device when the second detection unit detects an abnormality of the battery based on the test information;
The abnormality detection system according to claim 1, further comprising:
前記センサから取得する前記情報の種別を指定する指定信号を、出力用信号線を介して前記センサに出力する指定信号出力部をさらに備え、
前記指定信号出力部は、
前記テスト情報を出力する場合に、当該テスト情報の種別に応じた前記指定信号を出力すること
を特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の異常検出システム。 The first abnormality detection device includes:
A designation signal that designates the type of the information acquired from the sensor, and a designation signal output unit that outputs the designation signal to the sensor via an output signal line;
The designation signal output unit is
The abnormality detection system according to any one of claims 1 to 4, wherein when the test information is output, the designation signal according to a type of the test information is output.
前記取得部が取得した前記情報に基づいて前記監視対象の異常を検出する検出部と、
前記情報に基づいて前記監視対象の異常を検出する第2異常検出装置に対して、前記入力用信号線を介してテスト情報を出力する情報出力部と、
前記第2異常検出装置による前記テスト情報に基づいた前記監視対象の異常検出結果に応じて、前記第2異常検出装置の異常の有無を判定する判定部と、
を備えることを特徴とする異常検出装置。 An acquisition unit that acquires information indicating a state of a monitoring target from a sensor via an input signal line;
A detection unit for detecting an abnormality of the monitoring target based on the information acquired by the acquisition unit;
An information output unit that outputs test information via the input signal line to a second abnormality detection device that detects an abnormality of the monitoring target based on the information;
A determination unit that determines presence or absence of an abnormality in the second abnormality detection device in accordance with an abnormality detection result of the monitoring target based on the test information by the second abnormality detection device;
An abnormality detection device comprising:
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