WO2015030054A1 - 電池制御装置 - Google Patents

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将士 関▲崎▼
榎本　倫人
剛之 白石
勇志 板垣
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矢崎総業株式会社
株式会社Ｇｓユアサ
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    • Y10S903/907—Electricity storage, e.g. battery, capacitor

Definitions

  • the present invention relates to a battery control device, for example, a battery control device having a self-diagnosis function of a battery system.
  • Electric vehicles and PHVs have been put into practical use and various types of vehicles have been put on the market.
  • electric power is used as a power source.
  • an idle stop function is installed to improve the fuel consumption rate.
  • it is very important to ensure the reliability of the system, that is, the reliability of the battery unit including the battery control device.
  • a self-diagnosis function is executed to grasp the occurrence of an abnormality.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a control unit (CPU 110) of a battery system having a known self-diagnosis function.
  • FIG. 2 is a flowchart showing the process of the self-diagnosis function performed by the CPU 110, and mainly shows the abnormality detection process of the current measurement system.
  • the CPU 110 detects an abnormality accordingly. Specifically, the CPU 110 starts measurement system self-diagnosis (S110), and if the ignition 130 is off (N in S112), performs processing for detecting a specified voltage change (S114). When the CPU 110 detects a change in the specified voltage (Y in S114), the CPU 110 performs a process of detecting whether or not the discharge current is equal to or less than the specified current (S116). If the current is equal to or less than the specified current (Y in S116), the CPU 110 determines that an abnormality has occurred in the current measurement system 120 (S118).
  • Patent Document 1 A self-diagnosis technique that can detect deterioration of a secondary battery and abnormality in a measurement system in such a battery system is known (see, for example, Patent Document 1). Specifically, the technique disclosed in Patent Document 1 calculates the state of charge (SOC) of the secondary battery by integrating the current detected by the current measuring unit, and the measured values of the voltage measuring unit and the current measuring unit. Based on the above, the open circuit voltage of the secondary battery at the predetermined first and second timings is estimated as the first and second open circuit voltage values. Subsequently, first information on the charge / discharge amount of the secondary battery is acquired based on the first and second SOCs at the first and second timings, and based on the first and second open circuit voltage values at the first and second timings. Then, the second information regarding the charge / discharge amount of the secondary battery is acquired, and the presence or absence of abnormality in the secondary battery, the voltage detection unit, and the current detection unit is determined based on the first and second information.
  • SOC state of charge
  • An object of the present invention has been made in view of such a situation, and is to provide a technique for solving the above-described problems.
  • the present invention is a battery control device having a self-diagnosis function of a battery system, and when the vehicle is in an operating state and in an engine stopped state based on the information on the vehicle operating state and the information on the engine operation. If the value of the discharge current of the storage battery is less than the specified value, it is determined that an abnormality has occurred. Further, the information on the vehicle operating state may be information on whether or not an ignition is on. Further, the engine operation information may be an engine speed.
  • the battery control device typically supplies power from the storage battery mounted on the vehicle to an electrical component of the vehicle in an idle stop state in which the engine stops while the vehicle is operating and the engine stops. When applied to a vehicle equipped with an idle stop function, when the ignition is on and the engine is stopped, the idle stop state is determined, and the discharge current value of the storage battery is not more than a specified value It is determined that an abnormality has occurred in the current measurement system.
  • a battery control device capable of detecting the state of a storage battery, it is possible to provide a technique that enables an abnormality detection process of a measurement system with a simple self-diagnosis function.
  • the timing of the self-diagnosis process can be increased.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a control unit of a battery system having a self-diagnosis function according to the background art.
  • FIG. 2 is a flowchart showing processing of the self-diagnosis function by the control unit (CPU) according to the background art.
  • FIG. 3 is a block diagram illustrating a control unit of the battery system having a self-diagnosis function according to the embodiment.
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating processing of the self-diagnosis function by the control unit (CPU) according to the embodiment.
  • FIG. 3 is a block diagram showing a CPU 10 (microcomputer) that is a control unit (battery control device) of the battery system 1 having a self-diagnosis function according to the present embodiment.
  • the CPU 10 has a function of performing a self-diagnosis process (self-diagnosis function), controls the battery system 1 mounted in a vehicle such as a hybrid vehicle or an electric vehicle, and includes information on the vehicle operating state (hereinafter referred to as the vehicle operation state) , And “vehicle operation information”) and engine operation information (hereinafter also referred to as “engine operation information”), the battery voltage and charge / discharge current are measured.
  • vehicle operation state vehicle operating state
  • vehicle operation information vehicle operation information
  • engine operation information hereinafter also referred to as “engine operation information”
  • the self-diagnosis process performed by the CPU 10 determines whether the vehicle is in an idle stop state based on the acquired vehicle operation information and engine operation information, and performs an abnormality detection process.
  • the engine stops when a predetermined condition is satisfied when the vehicle stops moving during vehicle operation.
  • power electric power
  • the mounted battery (storage battery) V to the electrical components of the vehicle. Therefore, in this state, a current always flows from the battery V to the electrical component.
  • the CPU 10 detects whether or not there is an abnormality in the measurement system from the current measurement result when the current measurement is performed while the vehicle is stopped and the ignition 30 is on.
  • FIG. 4 is a flowchart showing the process of the self-diagnosis function by the CPU 10, and particularly shows the abnormality detection process of the current measurement system 20.
  • the CPU 10 determines whether or not the ignition 30 is on (S12). When the ignition 30 is in the on state (Y in S12), the CPU 10 determines whether or not the engine speed is greater than 0 from the acquired engine speed information (ENGPRM) 40 (S14). That is, it is determined whether the engine is operating or stopped.
  • ENGPRM acquired engine speed information
  • the CPU 10 determines that the engine is in an idle stop state, obtains a current value from the current measurement system 20, and discharges a current larger than a specified value. Whether or not is flowing is determined (S16). As described above, in the idling stop state, electric power is supplied to the electrical components of the vehicle. Therefore, if it is normal, it is necessary that a discharge current larger than a specified value flows. Therefore, when the discharge current larger than the specified value is not flowing, that is, when the value of the discharge current is less than the specified value (N in S16), the CPU 10 determines that an abnormality has occurred in the current measuring system 20 (S18). .
  • the discharge current value is not greater than the specified value in the current measurement result, that is, when the discharge current value is less than the specified value, it can be determined that the measurement system is abnormal. That is, with a simple configuration / process, it is possible to determine an abnormality in the current measurement system regardless of the voltage system. Then, the result (abnormality) can be warned to the host system, and the host system can respond appropriately at an early stage.
  • the timing of the self-diagnosis process is increased by using the vehicle operation information (information on whether the ignition 30 is on) and the engine speed information 40, and the ability to detect an abnormality can be improved.

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Abstract

　ＣＰＵ１０が行う自己診断処理は、取得した車両動作情報及びエンジン動作情報をもとに、車両がアイドルストップ状態にあるか否かを判断し、異常検出処理を行う。アイドルストップ機能を搭載する車両でエンジンが停止した場合、車両の電装部品に電力が供給されるので、電池から電装部品に対して電流供給がなされることになる。その結果、ＣＰＵ１０は、車両停止中かつイグニション３０がオン状態で電流計測を実施した際の電流計測結果により、規定の電流値以下であると、計測系に異常があると判断する。これにより、蓄電池の状態を検出可能な電池制御装置において、シンプルな自己診断処理で計測系の異常検出処理を可能とする技術を提供する。

Description

電池制御装置
　本発明は、電池制御装置に係り、例えば、電池システムの自己診断機能を有する電池制御装置に関する。
　電気自動車やＰＨＶ（プラグインハイブリット自動車）が実用化され様々な車種が市場に投入されるようになっている。このような車両においては、動力源として電力が利用される。また、アイドルストップ機能を搭載し燃料消費率の改善が図られるようになっている。また、このような車両においては、システムの信頼性、つまり電池制御装置を含む電池ユニットの信頼性確保が非常に重要である。そして、電池制御装置においては自己診断機能を実行して、異常発生を把握することがなされている。
　図１は公知の自己診断機能を有する電池システムの制御部（ＣＰＵ１１０）を示すブロック図である。また、図２はＣＰＵ１１０による自己診断機能の処理を示すフローチャートであり、主に、電流計測系の異常検出処理に着目して示している。
　取得した電池Ｖの電圧変化に対する電流変化量が事前に定められた上で、ＣＰＵ１１０は、それに応じて異常検出を行っていた。具体的には、ＣＰＵ１１０は、計測系自己診断を開始し（Ｓ１１０）、イグニション１３０がオフであれば（Ｓ１１２のＮ）、規定電圧変化を検知する処理を行う（Ｓ１１４）。ＣＰＵ１１０は、規定電圧変化を検知すると（Ｓ１１４のＹ）、放電電流が規定電流以下であるか否かを検知する処理を行う（Ｓ１１６）。規定電流以下であれば（Ｓ１１６のＹ）、ＣＰＵ１１０は電流計測系１２０に異常が発生していると判断する（Ｓ１１８）。
　このような電池システムにおいて２次電池の劣化や計測系の異常を検出できる自己診断技術について知られている（例えば、特許文献１参照）。具体的には、特許文献１に開示の技術は、電流測定部によって検出された電流を積算することで二次電池の充電状態（ＳＯＣ）を算出し、電圧測定部及び電流測定部の測定値に基づいて、所定の第１及び第２タイミングにおける二次電池の開放電圧を第１及び第２開放電圧値として推定する。つづいて、第１及び第２タイミングにおける第１及び第２ＳＯＣに基づいて二次電池の充放電量に関する第１情報を取得し、第１及び第２タイミングにおける第１及び第２開放電圧値に基づいて、二次電池の充放電量に関する第２情報を取得し、第１及び第２情報に基づいて、二次電池、電圧検出部、及び電流検出部における異常の有無を判定する。
特開２０１０－２００５７４号公報
　ところで、図１及び図２で示した従来技術では、電圧測定系が正常であることが前提となっている。このため、異常が発生したと判断した場合であっても、電圧計測系の異常なのか電流計測系の異常なのかが区別できないという課題があった。特許文献１に開示の技術においても同様であった。このため、異常検出する自己診断処理が増えてしまい、処理が複雑になったり、また、自己診断処理のタイミングが限られてしまうといった課題があり、別の技術が求められていた。
　本発明の目的は、このような状況に鑑みてなされたものであり、上記課題を解決する技術を提供することにある。
　本発明は、電池システムの自己診断機能を有する電池制御装置であって、車両動作状態の情報及びエンジン動作の情報をもとに、車両が動作状態であり、かつエンジン停止状態である場合に、蓄電池の放電電流の値が規定以下であれば、異常が発生していると判断する。
　また、前記車両動作状態の情報は、イグニションがオンであるか否かの情報であってもよい。
　また、前記エンジン動作の情報は、エンジン回転数であってもよい。
　また、当該電池制御装置は、典型的には、車両動作中に進行停止しエンジンが停止したアイドルストップ状態で車両の電装部品に対して当該車両に搭載されている前記蓄電池から電力供給がなされるアイドルストップ機能を搭載した車両に適用され、イグニションがオン状態であり、かつ、エンジンが停止中である場合に前記アイドルストップ状態と判断するとともに、前記蓄電池の放電電流の値が規定以下である場合に電流計測系に異常が発生していると判定する。
　本発明によれば、蓄電池の状態を検出可能な電池制御装置において、シンプルな自己診断機能で計測系の異常検出処理を可能とする技術を提供できる。また、別の観点では、自己診断処理のタイミングを増やすことができる。
図１は、背景技術に係る、自己診断機能を有する電池システムの制御部を示すブロック図である。 図２は、背景技術に係る、制御部（ＣＰＵ）による自己診断機能の処理を示すフローチャートである。 図３は、実施形態に係る、自己診断機能を有する電池システムの制御部を示すブロック図である。 図４は、実施形態に係る、制御部（ＣＰＵ）による自己診断機能の処理を示すフローチャートである。
　以下、発明を実施するための形態（以下、「実施形態」という）を、図面を参照しつつ説明する。
　図３は、本実施形態に係る、自己診断機能を有する電池システム１の制御部（電池制御装置）であるＣＰＵ１０（マイコン）を示すブロック図である。
　ＣＰＵ１０は、自己診断処理を行う機能（自己診断機能）を備えており、ハイブリッド自動車や電気自動車等の車両に搭載される電池システム１の制御を行うものであって、車両動作状態の情報（以下、「車両動作情報」という場合がある。）及びエンジン動作の情報（以下、「エンジン動作情報」という場合がある。）を取得するとともに、電池電圧及び充放電電流を計測する。
　本実施形態においてＣＰＵ１０が行う自己診断処理は、取得した車両動作情報及びエンジン動作情報をもとに、車両がアイドルストップ状態にあるか否かを判断し、異常検出処理を行う。アイドルストップ機能を搭載する車両では、車両動作中に進行停止した場合、所定の条件を満たすと、エンジンが停止する。この状態では、車両の電装部品には、搭載されている電池（蓄電池）Ｖから電源（電力）が供給される。そのため、この状態では必ず電池Ｖから電装部品に対して電流が流れることになる。その結果、ＣＰＵ１０は、車両停止中かつイグニション３０がオン状態で電流計測を実施した際の電流計測結果により計測系に異常があるか否かを検出する。
　図４は、ＣＰＵ１０による自己診断機能の処理を示すフローチャートであって、特に電流計測系２０の異常検出処理に着目して示すものである。
　ＣＰＵ１０は、計測系の自己診断処理を開始すると（Ｓ１０）、イグニション３０がオン状態であるか否かを判断する（Ｓ１２）。イグニション３０がオン状態である場合（Ｓ１２のＹ）、ＣＰＵ１０は、取得したエンジン回転数情報（ＥＮＧＰＲＭ）４０からエンジン回転数が０より大きいか否かを判断する（Ｓ１４）。つまり、エンジンが動作中か停止中かを判断する。
　エンジン回転数が０以下である、すなわち、エンジンが停止中であれば（Ｓ１４のＮ）、ＣＰＵ１０はアイドルストップ状態と判断するとともに、電流計測系２０から電流値を取得し、規定より大きい放電電流が流れているか否かを判断する（Ｓ１６）。上述のように、アイドルストップ状態の場合には、車両の電装部品に対して電力供給がなされるので、正常であれば規定より大きい放電電流が流れている必要がある。したがって、規定より大きい放電電流が流れていない場合、すなわち、放電電流の値が規定以下である場合（Ｓ１６のＮ）、ＣＰＵ１０は電流計測系２０に異常が発生していると判定する（Ｓ１８）。
　イグニション３０がオフ状態である場合（Ｓ１２のＮ）、エンジンが動作中の場合（Ｓ１４のＹ）、及びアイドルストップ状態で規定より大きい放電電流が流れている場合（Ｓ１６のＹ）、ＣＰＵ１０の処理はＳ１２の処理に戻る。
　以上、本実施形態によると、電流計測結果で規定より大きい放電電流値でなかった場合、すなわち、放電電流の値が規定以下である場合に、計測系に異常ありと判断できる。つまり、シンプルな構成・処理によって、電圧系に左右されず電流計測系の異常判定を行うことができる。そして、その結果（異常）を上位のシステムへ警告することができ、上位のシステムは早期の適切な対応が可能となる。
　また、車両動作情報（イグニション３０がオンであるか否かの情報）とエンジン回転数情報４０を使用することで自己診断処理のタイミングが増え、異常を検出する能力を向上させることができる。
　以上、本発明を実施形態をもとに説明した。この実施形態は例示であり、それらの各構成要素及びその組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。例えば、自己診断処理をする構成として１つのＣＰＵ１０を例示したが、当然に複数のＣＰＵで構成されてもよい。
１　電池システム
１０　ＣＰＵ（電池制御装置）
２０　電流計測系
３０　イグニション（車両動作情報）
４０　エンジン回転数情報

Claims (4)

  1. 　電池システムの自己診断機能を有し、
    　車両動作状態の情報及びエンジン動作の情報をもとに、車両が動作状態であり、かつエンジン停止状態である場合に、蓄電池の放電電流の値が規定以下であれば、異常が発生していると判断する
    　ことを特徴とする電池制御装置。
  2. 　前記車両動作状態の情報は、イグニションがオンであるか否かの情報であることを特徴とする請求項１に記載の電池制御装置。
  3. 　前記エンジン動作の情報は、エンジン回転数であることを特徴とする請求項１または２に記載の電池制御装置。
  4. 　車両動作中に進行停止しエンジンが停止したアイドルストップ状態で車両の電装部品に対して当該車両に搭載されている前記蓄電池から電力供給がなされるアイドルストップ機能を搭載した車両に適用され、
    　イグニションがオン状態であり、かつ、エンジンが停止中である場合に前記アイドルストップ状態と判断するとともに、前記蓄電池の放電電流の値が規定以下である場合に電流計測系に異常が発生していると判定することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の電池制御装置。
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