JP6709908B2 - 故障検出装置 - Google Patents
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Description
以下、図2を参照してスイッチSW1〜SW4の故障判定の手順について説明する。
スイッチ制御部50は、スイッチSW1およびSW2をオンにする制御信号を送信する。これにより、スイッチSW1およびSW2がオンになり、組電池20_1の電圧がキャパシタC1に保持される。
スイッチ制御部50は、スイッチSW1およびSW2をオフにする制御信号を送信する。
スイッチ制御部50は、スイッチSW5およびSW6をオンにする制御信号を送信する。
電圧検出部30は、キャパシタC1に保持されている組電池20_1の電圧を検出する。ここで検出した電圧を以下電圧V1と称する。
スイッチ制御部50は、スイッチSW5およびSW6をオフにする制御信号を送信する。
スイッチ制御部50は、スイッチSW3およびSW4をオンにする制御信号を送信する。これにより、スイッチSW3およびSW4がオンになり、組電池20_2の電圧がキャパシタC1に保持される。
スイッチ制御部50は、スイッチSW3およびSW4をオフにする制御信号を送信する。
スイッチ制御部50は、スイッチSW5およびSW6をオンにする制御信号を送信する。
電圧検出部30は、キャパシタC1に保持されている組電池20_2の電圧を検出する。ここで検出した電圧を以下電圧V2と称する。
スイッチ制御部50は、スイッチSW5およびSW6をオフにする制御信号を送信する。
故障判定部40の判定部41は、ステップST4において検出した電圧V1と、ステップST9において検出した電圧V2と、に基づいて、スイッチSW1〜SW4のいずれかが短絡故障しているか否かの判定を行う。判定部41による判定方法の詳細については後述する。
ステップST11においていずれかのスイッチが短絡故障であると判定された場合、フローはステップST13に進み、そうでない場合、フローはステップST1に戻る。
報知部42は、ステップST11において短絡故障していると判定されたスイッチについて報知を行う。報知部42による報知の方法は本発明では限定しないが、例えば表示器や警告音等による報知を行うようにすればよい。ここで短絡故障であると特定されたスイッチがどのスイッチであるかについても報知することにより、例えば修理作業が容易となり、故障検出装置100のメンテナンス性を向上させることができる。
次に、上述したステップST11における判定部41による故障判定の詳細について説明する。当該判定は、上述したステップST4およびST9において検出された電圧V1およびV2の値と、電池電圧計測部10の計測を基に得られた組電池20_1および20_2の総電圧計測値E1およびE2の値とにより行う。総電圧計測値E1は、電池電圧計測部10により計測された、組電池20_1を構成するすべての単電池の電圧の合計値である。同様に、総電圧計測値E2は、電池電圧計測部10により計測された、組電池20_2を構成するすべての単電池の電圧の合計値である。すなわち、故障検出装置100に異常が無ければ、電圧検出値V1の値と総電圧計測値E1の値とは等しく、また、電圧検出値V2の値と総電圧計測値E2の値とは等しくなるはずである。
上述した説明では、短絡故障がないとき、総電圧計測値E1と電圧検出値V1が等しく、また総電圧計測値E2と電圧検出値V2とが等しくなる場合、すなわち、組電池20を構成する単電池に電圧のばらつきや時間経過による変動がない場合について説明した。
本しきい値設定方法1では、本発明のしきい値の設定方法の1つ目について説明する。本しきい値設定方法1によって設定されるしきい値を第1のしきい値と称する。
上述したしきい値設定方法1では、電池電圧計測部10により計測した単電池の電圧の合計値である総電圧計測値E1およびE2に基づいて、しきい値を決定していた。以下では、計測値である総電圧計測値E1およびE2ではなく、所定の固定値に基づいて、より単電池の電圧のばらつきや時間による変動の影響を受けにくいしきい値を設定する方法について説明する。
10 電池電圧計測部
20 組電池
20_1 組電池
20_2 組電池
30 電圧検出部
40 故障判定部
41 判定部
42 報知部
50 スイッチ制御部
Claims (8)
- 直列に接続された複数の単電池でそれぞれ構成され、互いに直列に接続された少なくとも2組の各端部にそれぞれ接続された少なくとも4個の第1のスイッチのいずれかが故障していることを検出する故障検出装置であって、前記少なくとも4個の第1のスイッチはそれぞれ、前記少なくとも2組のそれぞれを構成する複数の単電池のうち、両端に位置する2つの単電池の一方の端子に接続された第1端と、第2端とを有し、前記故障検出装置は、
前記複数の単電池の各々の電圧値を計測する電池電圧計測部と、
前記少なくとも4個の第1のスイッチのそれぞれの前記第2端に接続され、前記少なくとも2組のそれぞれを構成する前記複数の単電池の総電圧を保持可能なキャパシタと、
前記キャパシタに保持された電圧を検出する電圧検出部と、
前記キャパシタの両端子の一方と前記電圧検出部との間に配設された第2のスイッチと、
前記少なくとも4個の第1のスイッチおよび前記第2のスイッチのオンまたはオフの状態の組み合わせにより、前記キャパシタに保持された、前記少なくとも2組のそれぞれを構成する前記複数の単電池の前記総電圧値を前記電圧検出部から取得し、当該総電圧値と、所定のしきい値と、に基づいて前記少なくとも4個の第1のスイッチのいずれかが故障しているか否かを判定する故障判定部と、
を備え、
前記所定のしきい値は、前記電池電圧計測部が計測した前記少なくとも2組のそれぞれを構成する前記複数の単電池の各々の電圧値を合計した総電圧値と、前記少なくとも4個の第1のスイッチのうちのいずれかが故障している場合に想定される前記電圧検出部による電圧検出値と、に基づいて決定された第1のしきい値を含む、
故障検出装置。 - 前記故障判定部は、前記少なくとも2組のそれぞれを構成する前記複数の単電池の前記総電圧値を前記電圧検出部から取得し、当該総電圧値と、前記第1のしきい値と、の大小関係に基づいて、前記少なくとも4個の第1のスイッチのうちのいずれが故障しているかを特定する、
請求項1に記載の故障検出装置。 - 前記故障判定部は、前記少なくとも2組のそれぞれを構成する前記複数の単電池の前記総電圧が前記キャパシタに保持されるように前記少なくとも4個の第1のスイッチおよび前記第2のスイッチがオンまたはオフの状態にされたときの前記電圧検出部により検出された電圧検出値を取得する、
請求項1に記載の故障検出装置。 - 前記少なくとも4個の第1のスイッチのうちの2個は、前記少なくとも2組のうちのいずれかの両端にそれぞれ接続されており、
前記故障判定部は、前記少なくとも4個の第1のスイッチのうちの、前記2個がオンされた後にオフされ、その後、前記第2のスイッチがオンされた場合の総電圧値を前記電圧検出部から取得し、当該総電圧値と、前記所定のしきい値と、に基づいて、前記少なくとも4個の第1のスイッチのうちの前記2個以外のいずれかが故障しているか否かを判定する、
請求項1に記載の故障検出装置。 - 前記第1のしきい値は、第2のしきい値と第3のしきい値と第4のしきい値と第5のしきい値とを含み、
前記少なくとも2組は、第1組と第2組とを含み、
前記少なくとも4個の第1のスイッチは、第1−1のスイッチと第1−2のスイッチと第1−3のスイッチと第1−4のスイッチとを含み、
前記第1−1のスイッチは、前記第1組の両端の一方に接続され、前記第1−2のスイッチは、前記第1組の両端の他方に接続され、前記第1−3のスイッチは、前記第2組の両端の一方に接続され、第1−4のスイッチは、前記第2組の両端の他方にそれぞれ接続され、
前記第2のしきい値と前記第3のしきい値は、前記第1組を構成する前記複数の単電池の総電圧計測値と、前記第1−1のスイッチと前記第1−2のスイッチの少なくともいずれかが故障している場合に想定される電圧検出値と、に基づいて決定され、
前記第4のしきい値と前記第5のしきい値は、前記第2組を構成する前記複数の単電池の総電圧計測値と、前記第1−3のスイッチと、第1−4のスイッチの少なくともいずれかが故障している場合に想定される電圧検出値と、に基づいて決定される、
請求項1に記載の故障検出装置。 - 前記第1のしきい値は、第2のしきい値と第3のしきい値と第4のしきい値と第5のしきい値とを含み、
前記少なくとも2組は、第1組と第2組とを含み、
前記少なくとも4個の第1のスイッチは、第1−1のスイッチと第1−2のスイッチと第1−3のスイッチと第1−4のスイッチとを含み、
前記第1−1のスイッチは、前記第1組の両端の一方に接続され、前記第1−2のスイッチは、前記第1組の両端の他方に接続され、前記第1−3のスイッチは、前記第2組の両端の一方に接続され、第1−4のスイッチは、前記第2組の両端の他方にそれぞれ接続され、
前記第2のしきい値は、前記第1組を構成する前記複数の単電池の総電圧計測値と、前記第1−3のスイッチが故障している場合に想定される電圧検出値と、に基づいて決定され、
前記第3のしきい値は、前記第1組を構成する前記複数の単電池の前記総電圧計測値と、前記第1−4のスイッチが故障している場合に想定される電圧検出値と、に基づいて決定され、
前記第4のしきい値は、前記第2組を構成する前記複数の単電池の総電圧計測値と、前記第1−1のスイッチが故障している場合に想定される電圧検出値と、に基づいて決定さ
れ、
前記第5のしきい値は、前記第2組を構成する前記複数の単電池の前記総電圧計測値と、前記第1−1のスイッチが故障している場合に想定される電圧検出値と、に基づいて決定される、
請求項1に記載の故障検出装置。 - 前記所定のしきい値は、第6のしきい値と、第7のしきい値を含み、
前記少なくとも2組は、第1組と第2組とを含み、
前記第6のしきい値は、前記第1組の取り得る最大の電圧値と最小の電圧値に基づいて予め算出され、
前記第7のしきい値は、前記第2組の取り得る最大の電圧値と最小の電圧値に基づいて予め算出されている、
請求項1に記載の故障検出装置。 - 前記故障判定部が前記少なくとも4個の第1のスイッチのいずれかが故障していると判定した場合に、当該故障を報知する報知部をさらに備えた、
請求項1に記載の故障検出装置。
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