JP2020039214A

JP2020039214A - 蓄電システム

Info

Publication number: JP2020039214A
Application number: JP2018165327A
Authority: JP
Inventors: 慎治北本; Shinji Kitamoto
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2018-09-04
Filing date: 2018-09-04
Publication date: 2020-03-12
Anticipated expiration: 2038-09-04
Also published as: CN110920396B; JP7065733B2; CN110920396A

Abstract

【課題】センサ側の異常を精度よく検出することができる蓄電システムを提供する。【解決手段】蓄電システム１は、電動車両用の駆動用二次電池４０と、駆動用二次電池に接続された負荷２０と、駆動用二次電池と前記負荷との間の所定箇所の電流に関する値を測定する第１センサ９１と所定箇所の電流に関する値を測定する第２センサ９２とを含むセンサ部９０と、センサ部により出力される信号を取得する処理部１００と、を備える。処理部は、予め用意されている、第１センサにより出力される信号と電流との相関関係を示す第１特性と、第１特性の相関関係と合致する相関関係が存在しない第２センサにより出力される信号と電流との相関関係を示す第２特性とを参照し、センサ部により出力された信号を用いて、駆動用二次電池に入出力される電流値を算出する。【選択図】図１

Description

本発明は、蓄電システムに関する。

電動車両には、車両を駆動するためのモータと、モータに電力を供給するための二次電池と、二次電池からモータへの電力供給を制御する制御部などが搭載されている。制御部は、二次電池の入出力電力を検出する電流センサの出力や、二次電池の電圧を検出する電圧センサの出力等に基づいて、二次電池の充電状態（ＳＯＣ：State Of Charge）を算出する。そして、制御部は、算出結果に基づいて二次電池からの充電や放電を制御する。この電流センサの出力を用いて、二次電池の異常の有無を判定する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１８−７７９９９号公報

しかしながら、従来の技術では、センサにショート電流が流れるなどの異常が発生した場合、センサの出力に基づいて、センサ側に異常が発生しているかどうかを判定することができない場合があった。

本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、センサ側の異常を精度よく検出することができる蓄電システムを提供することを目的の一つとする。

（１）：この発明の一態様に係る蓄電システムは、電動車両用の駆動用二次電池と、前記駆動用二次電池に接続された負荷と、前記駆動用二次電池と前記負荷との間の所定箇所の電流に関する値を測定する第１センサと前記所定箇所の電流に関する値を測定する第２センサとを含むセンサ部と、前記センサ部により出力される信号を取得する処理部と、を備え、前記処理部は、予め用意されている、前記第１センサにより出力される信号と電流との相関関係を示す第１特性と、前記第１特性の相関関係と合致する相関関係が存在しない前記第２センサにより出力される信号と電流との相関関係を示す第２特性とを参照し、前記センサ部により出力された信号を用いて、前記駆動用二次電池に入出力される電流値を算出する、ものである。

（２）：上記（１）の態様において、前記センサ部により出力される信号に基づいて、前記センサ部における異常の有無を判定する異常判定部をさらに備える、ものである。

（３）：上記（１）または（２）の態様において、前記第１特性の相関関係の傾向を示す第１傾向と前記第２特性の相関関係の傾向を示す第２傾向とは傾向が同一であり、且つ、前記第１傾向は、前記第２傾向に対して、所定度合オフセットする傾向である、ものである。

（４）：上記（３）の態様において、前記信号は、前記第１センサにより測定された電流に関する値である電圧値と、前記第２センサにより測定された電流に関する値である電圧値とを含み、前記所定箇所を第１電流が流れたときに前記第１センサが測定した電圧値と、前記第１特性における前記第１電流に対応する電圧値との誤差と、前記所定箇所を前記第１電流が流れるときに前記２センサが測定した電圧値と、前記２特性における前記第１電流に対応する電圧値との誤差との合計の大きさは、前記所定度合の大きさよりも小さい、ものである。

（５）：上記（１）または（２）の態様において、前記第１特性の相関関係の傾向を示す第１傾向と前記第２特性の相関関係の傾向を示す第２傾向とは傾向が異なり、且つ、前記駆動用二次電池に充電される電流が大きくなるほど、前記第２傾向は、前記第１傾向に対して離間するように傾く、ものである。

（６）：この発明の一態様に係る蓄電システムは、電動車両用の駆動用二次電池と、前記駆動用二次電池に接続された負荷と、前記駆動用二次電池と前記負荷との間の所定箇所の電流に関する値を測定する第１センサと前記所定箇所の電流に関する値を測定する第２センサとを含むセンサ部と、前記センサ部により出力される信号を用いて、予め用意されている、前記第１センサにより出力された信号と電流との相関関係を示す第１特性、または前記第１特性の相関関係と合致する相関関係が存在しない前記第２センサにより出力された信号と電流との相関関係を示す第２特性を参照し、前記センサ部により出力された信号を用いて、前記駆動用二次電池に入出力される電流値を算出する電流算出部と、前記センサ部により出力される信号に基づいて、前記センサ部における異常の有無を判定する異常判定部と、を備え、前記異常検出部は、前記第１センサの測定結果である第１電圧値と、前記第２センサの測定結果である第２電圧値との差分が所定の範囲内に含まれるか否かに基づいて、前記センサ部における異常の有無を判定し、前記第１特性の相関関係を示す第１傾向と前記第２特性の相関関係を示す第２傾向とは同一であり、且つ、前記第１傾向は、前記第２傾向に対して、所定度合オフセットする傾向であり、前記所定度合は、前記第１センサの測定誤差である電圧値と前記第２センサの測定誤差である電圧値との合計よりも大きい。

（７）：上記（６）の態様において、前記第１センサの検出精度は、前記第２センサの検出精度よりも高く、前記電流算出部は、前記異常判定部により前記センサ部に異常がないと判定された場合、前記第１センサにより出力される信号に基づいて、前記駆動用二次電池に入出力される電流値を算出する、ものである。

（８）：上記（７）の態様において、前記電流算出部は、前記異常判定部により前記第１センサに異常が有ると判定された場合、前記第２センサにより出力される信号を前記所定度合に基づいて補正した値を用いて、前記駆動用二次電池に入出力される電流値を算出する、ものである。

（９）：上記（８）の態様において、前記センサ部における異常が無いと前記異常判定部により判定された時の前記出力電圧に基づいて、前記第１センサに対する前記第２センサの検出誤差を学習する学習済データを生成する学習部と、をさらに備え、前記電流算出部は、前記学習部により生成された前記学習済データに基づいて、前記検出精度が低い方により出力される信号を補正した値を用いて、前記駆動用二次電池に入出力される電流値を算出する、ものである。

（１）〜（９）によれば、センサ側の異常を精度よく検出することができる。

蓄電システム１を搭載した車両の構成の一例を示す図である。電流センサ部９０の構成の一例を示す図である。電流電圧特性図２０１の一例を示す図である。ピン間ショートにおける電流の流れについて説明するための図である。電流電圧特性図２０２の一例を示す図である。処理部１００による処理の流れを示すフローチャートである。電流電圧特性図２０３の一例を示す図である。実施形態の処理部のハードウェア構成の一例を示す図である。

以下、図面を参照し、本発明の蓄電システムの実施形態について説明する。

＜第１実施形態＞
［全体構成］
図１は、蓄電システム１を搭載した電動車両の構成の一例を示す図である。蓄電システム１が搭載される電動車両は、例えば、二輪や三輪、四輪等の車両であり、その駆動源は、電動機、或いは電動機とディーゼルエンジンやガソリンエンジンなどの内燃機関との組み合わせである。電動機は、二次電池の放電電力を使用して動作する。以下の説明では、一例として、電動車両は、エンジンまたは電動機を駆動源とするハイブリッド車両であるものとして説明する。

図１に示すように、蓄電システム１には、例えば、エンジン１０、モータ２０、ＰＣＵ（Power Control Unit）３０、二次電池（蓄電池）４０、駆動輪５０、電流センサ部９０、処理部１００等が搭載される。

エンジン１０は、ガソリンなどの燃料を燃焼させることで動力を出力する内燃機関である。エンジン１０は、例えば、シリンダとピストン、吸気バルブ、排気バルブ、燃料噴射装置、点火プラグ、コンロッド、クランクシャフトなどを備えるレシプロエンジンである。また、エンジン１０は、ロータリーエンジンであってもよい。

モータ２０は、例えば、三相交流発電機である。モータ２０は、例えば、走行用の電動機である。モータ２０は、供給される電力を用いて動力を駆動輪５０に出力する。また、モータ２０は、電動車両の減速時に電動車両の運動エネルギを用いて発電する。モータ２０は、電動車両の駆動と回生を行う。回生とは、モータ２０による発電動作である。なお、モータ２０は、発電用の電動機を含んでいてもよい。発電用の電動機は、例えばエンジン１０により出力される動力を用いて発電する。

ＰＣＵ３０は、例えば、変換器３２と、ＶＣＵ（Voltage Control Unit）３４とを備える。なお、これらの構成要素をＰＣＵ３０として一まとまりの構成としたのは、あくまで一例であり、これらの構成要素は分散的に配置されても構わない。

変換器３２は、例えば、ＡＣ−ＤＣ変換器である。変換器３２の直流側端子は、直流リンクＤＬを介してＶＣＵ３４に接続されている。変換器３２は、モータ２０により発電された交流を直流に変換して直流リンクＤＬに出力したり、直流リンクＤＬを介して供給される直流を交流に変換してモータ２０に供給したりする。

ＶＣＵ３４は、例えば、ＤＣ―ＤＣコンバータである。ＶＣＵ３４は、二次電池４０から供給される電力を昇圧して変換器３２に出力する。

二次電池４０は、例えば、リチウムイオン電池などの二次電池である。二次電池４０は、電力線８０でＰＣＵ３０と連接されている。

電流センサ部９０は、電力線８０上に配置される。電流センサ部９０は、電力線８０上の所定の測定箇所の電流の大きさに関する情報（例えば、磁束）を測定する複数の電流センサを備える。例えば、電流センサ部９０は、第１電流センサ９１と、第２電流センサ９２とを備える。

図２は、電流センサ部９０の構成の一例を示す図である。電流センサ部９０は、第１電流センサ９１と第２電流センサ９２とを含む。すなわち、第１電流センサ９１と、第２電流センサ９２とは、一つの筐体に収容されている。

また、例えば、第１電流センサ９１と第２電流センサ９２とは、隣接または数ｍｍ〜数ｃｍ程度離間して配置されている。第１電流センサ９１と第２電流センサ９２とは、例えば一つの基板に設けられていてもよい。第１電流センサ９１と第２電流センサ９２は、電流の大きさに応じて予め決められた信号を出力するように設計されている。詳細については後述するが、第１電流センサ９１と第２電流センサ９２とは、電流の大きさに応じて異なる出力電圧値を示す信号を出力するように設計されている。なお、実際に流れる電流の大きさと、各センサが出力する出力電圧の大きさとの関係は、後述する電圧電流特性において決められている。

電流センサ部９０は、バッテリＥＣＵの電源端子と接続される電源端子ＶＣＣと、第１電流センサ９１の出力端子ＯＵＴ１と、第２電流センサの出力端子ＯＵＴ２と、ＧＮＤを備える。それぞれは処理部１００と接続されている。

第１電流センサ９１は、エアギャップを備えたコア（不図示）、磁気検知ＩＣ９１Ａ、第１抵抗体９１Ｂ等を含む。コアは、電力線８０がコアの内側の空間を貫通するように配置されている。磁気検知ＩＣ９１Ａは、エアギャップに発生した磁束に応じた電圧の大きさを含む信号を出力する。磁気検知ＩＣ９１Ａは、例えば、磁気検知素子と、電圧増幅用オペアンプとを含み、各種補正機能を有する。第１抵抗体９１Ｂは、磁気検知ＩＣ９１Ａの出力側に接続されている。磁気検知ＩＣ９１Ａにより出力された信号は、第１抵抗体９１Ｂおよび出力端子ＯＵＴ１を介して処理部１００に出力される。

第２電流センサ９２は、エアギャップを備えたコア、磁気検知ＩＣ９２Ａと、第２抵抗体９２Ｂとを含む。コアは、電力線８０がコアの内側の空間を貫通するように配置されている。磁気検知ＩＣ９２Ａは、エアギャップに発生した磁束に応じた電圧の大きさを含む信号を出力する。第２抵抗体９２Ｂは、磁気検知ＩＣ９２Ａの出力側に接続されている。磁気検知ＩＣ９２Ａにより出力された信号は、第２抵抗体９２Ｂおよび出力端子ＯＵＴ２を介して処理部１００に出力される。第１抵抗体９１Ｂと第２抵抗体９２Ｂとは、抵抗の大きさが同一であってもよく、異なるものであってもよい。例えば、第１抵抗体９１Ｂの抵抗値Ｒ１＝１ｋΩで、第２抵抗体９２Ｂの抵抗値Ｒ２＝１０ｋΩであるとする。

第１抵抗体９１Ｂと第２抵抗体９２Ｂとは、例えば、磁気検知ＩＣ９１Ａや磁気検知ＩＣ９２Ａ等の保護にために設けられている。

図１に戻って、処理部１００は、電流算出部１１１と、異常判定部１１３と、切替部１１５と、記憶部１３０とを備える。電流算出部１１１と、異常判定部１１３と、切替部１１５とは、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などのハードウェアプロセッサがプログラム（ソフトウェア）を実行することにより実現される。また、これらの構成要素のうち一部または全部は、ＬＳＩ（Large Scale Integration）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）などのハードウェア（回路部；circuitryを含む）によって実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアの協働によって実現されてもよい。記憶部１３０は、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory）、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）等の不揮発性の記憶装置と、ＲＡＭ（Random Access Memory）、レジスタ等の揮発性の記憶装置によって実現される。

電流算出部１１１は、出力端子ＯＵＴ１から出力される電圧信号に基づいて、第１電流センサ９１の出力電圧Ｖ１を取得する。電流算出部１１１は、出力端子ＯＵＴ２から出力される電圧信号に基づいて、第２電流センサ９２の出力電圧Ｖ２を取得する。電流算出部１１１は、取得した出力電圧Ｖ１および出力電圧Ｖ２を、異常判定部１１３に出力する。

電流算出部１１１は、予め用意されている電流電圧特性（詳細は後述する）を参照し、取得した出力電圧に基づいて、二次電池４０に入出力される電流値（以下、制御用バッテリ電流Ｉｂと記す）を算出する。制御用バッテリ電流Ｉｂは、二次電池４０による充電や放電を制御するために用いられる。電流電圧特性を示す情報は、電流電圧特性情報１３２として記憶部１３０に格納されている。電流電圧特性情報１３２は、計算式、テーブル、グラフ、図、マップなどであってもよい。「電流電圧特性を参照して出力電圧に基づいてバッテリ電流Ｉｂを算出する処理」には、計算式に出力電圧を代入してバッテリ電流値Ｉｂを算出する処理や、テーブルや、グラフ、図、マップなどの対応関係を示す情報に出力電圧を当てはめて得られるバッテリ電流値Ｉｂを取得する処理などが含まれる。

例えば、電流算出部１１１は、電流電圧特性を参照し、第１電流センサ９１からの出力電圧Ｖ１に対応する第１入出力電流Ｉ１を算出する。また、電流算出部１１１は、電流電圧特性を参照し、第２電流センサ９２からの出力電圧Ｖ２に対応する第２入出力電流Ｉ２を算出する。

異常判定部１１３は、電流算出部１１１により取得された出力電圧Ｖ１と出力電圧Ｖ２との差分に基づいて、電流センサ部９０における異常（例えば、後述するピン間ショート）の有無を判定する。

また、例えば、異常判定部１１３は、第１電流センサ９１または第２電流センサ９２に異常があるかについて判定する。この判定手法は、公知の種々の手法が用いられてもよい。例えば、異常判定部１１３は、電流算出部１１１により取得された出力電圧が規定範囲外の値を表す状態が所定時間以上継続した場合に、その出力電圧を示す信号を出力したセンサの方に異常が存在すると判定する。規定範囲は、例えば、０．４Ｖ〜４．６Ｖの範囲である。

電流算出部１１１は、異常判定部１１３により電流センサ部９０側に異常が無いと判定された場合、算出した第１入出力電流Ｉ１あるいは第２入出力電流Ｉ２を、制御用バッテリ電流Ｉｂとする。例えば、メインセンサからの出力に基づいて算出された電流を、制御用バッテリ電流Ｉｂとすることが設定されている。例えば、第１電流センサ９１がメインセンサであって、第２電流センサ９２がサブセンサであることが決められている。第１電流センサ９１あるいは第２電流センサ９２のうちメインセンサに設定されている方の識別情報が、メインセンサ情報１３４として記憶部１３０に格納されている。

なお、異常判定部１１３により異常が有ると判定された場合、電流算出部１１１は、いずれの入出力電流Ｉ１，Ｉ２も制御用バッテリ電流Ｉｂとしないとしてもよい。この場合、制御用バッテリ電流Ｉｂが計測できない状態として取り扱われる。また、電流センサ部９０に異常が有ると判定された場合であっても、その異常がメインセンサに設定されている方のセンサにおける異常でない場合（例えば、サブセンサに設定されている方のセンサにおける異常だけが検出されている場合）、電流算出部１１１は、メインセンサからの出力電圧に基づいて算出された入出力電流を、バッテリ電流Ｉｂに決定してもよい。

切替部１１５は、メインセンサの切り替え処理を実行する。例えば、異常判定部１１３により電流センサ部９０において（ピン間ショート以外の）異常が有ると判定された場合であって、メインセンサに設定されているセンサが故障していることが判定された場合、切替部１１５は、サブセンサに設定されているセンサ（言い換えると、メインセンサに設定されていない方のセンサ）を、メインセンサに切り替える。切替部１１５は、メインセンサに設定したセンサを示す識別情報を、記憶部１３０のメインセンサ情報１３４に格納する。

図３は、電流電圧特性図２０１の一例を示す図である。電流電圧特性図２０１において、横軸は入出力電流であり、縦軸は出力電圧である。縦軸のうち左側の軸は、第１電流センサ９１からの出力電圧Ｖ１であり、縦軸のうち右側の軸は、第２電流センサ９２からの出力電圧Ｖ２である。なお、横軸の入出力電流において、正の値は二次電池４０から出力（放電）される電力の電流値であり、負の値は二次電池４０へ入力（充電）される電力の電流値である。

電流電圧特性図２０１において、第１電流センサ９１の特性グラフＹ１（「第１特性」の一例）と、第２電流センサ９２の特性グラフＹ２（「第２特性」の一例）とは、交点を有さない。また、特性グラフＹ１の傾きと、特性グラフＹ２の傾きとは、同一である。例えば、図３において特性グラフＹ１と特性グラフＹ２とは、平行である。例えば、第１電流センサ９１のオフセット電圧（例えば、電流値が０であるときの電圧値）と第２電流センサ９２のオフセット電圧は、所定度合異なるように設定されている。なお、オフセット電圧に限られず、電流値が０でないときの各電圧値においても、所定度合異なるように設定されている。このため、電流センサ部９０に設けられた箇所の電流が変化しても特性グラフＹ１における出力電圧Ｖ１と、特性グラフＹ２における出力電圧Ｖ２との差分は一定である。この差分を、以下、オフセット量Ｘ１と記す。

第１特性とは、第１電流センサ９１の出力特性に応じて予め用意された対応関係（相関関係ともいう、以下同じ）であって、電流に関する値（例えば電圧）と電流との対応関係を示す。第２特性とは、第２電流センサ９２の出力特性に応じて予め用意された対応関係であって、電流に関する値（例えば電圧）と電流との対応関係を示す。

「特性グラフＹ１と特性グラフＹ２とが交点を有さない」ことは、第１特性（あるいは第２特性）において、第２特性（あるいは第１特性）と合致する対応箇所が存在しないことの一例である。両特性に合致する対応箇所が存在しないことは、交点を有さないことに限られない。例えば、対応関係において、同一の電流に対応する「電流に関する値（センサ部９０からの出力）」が一致しないことが含まれる。

「特性グラフＹ１の傾きと特性グラフＹ２の傾きが同一である」ことは、第１特性の対応関係の傾向を示す第１傾向と、第２特性の対応関係の傾向を示す第２傾向とが同一であることの一例である。第１傾向と第２傾向とが同一であることは、傾きが同一であることに限られない。例えば、電流の変化量に対する電流に関する値の変化量が同一であることが含まれる。

「同一の電流値のときの各電圧値において、所定度合異なるように設定されている」ことは、第１傾向が第２傾向に対して所定度合いオフセットする傾向にあることの一例である。

例えば、第１電流センサ９１からの出力電圧Ｖ１＝Ｖｘ１である場合、電流算出部１１１は、電流電圧特性図２０１を参照し、第１入出力電流Ｉ１＝Ｉｘ１と算出する。また、第２電流センサ９２からの出力電圧Ｖ２＝Ｖｘ２Ｖである場合、電流算出部１１１は、電流電圧特性図２０１を参照し、第２入出力電流Ｉ２＝Ｉｘ１Ａと算出する。

異常判定部１１３は、出力電圧Ｖ１と出力電圧Ｖ２との差分の絶対値が所定範囲内である場合、電流センサ部９０に異常が無いと判定する。異常判定部１１３により異常が無いと判定された場合、電流算出部１１１は、二次電池４０に入出力される制御用バッテリ電流Ｉｂを電流値＝Ｉｘ１に決定する。一方、出力電圧Ｖ１と出力電圧Ｖ２との差分の絶対値が所定範囲外である場合、異常判定部１１３は、電流センサ部９０に何らかの異常が有ると判定してもよい。こうすることにより、電流算出部１１１により入出力電流を算出せずとも電流センサ部９０における異常の有無を判定することができる。

上述したオフセット量Ｘ１は、電流センサ部９０における検出誤差に基づいて決定されてよい。オフセット量Ｘ１は、例えば、第１電流センサ９１の検出誤差と第２電流センサ９２の検出誤差の合計値（電流センサ部９０における最大の検出誤差）よりも大きい値である。第１電流センサ９１の検出誤差が±０．１Ｖであって、第２電流センサ９２の検出誤差が±０．１Ｖである場合、相互誤差の最大は±０．２Ｖとなる。この場合、オフセット量Ｘ１は、０．４Ｖより大きい値に設定されてよい。こうすることにより、電流センサ部９０からの出力電圧に最大の検出誤差が含まれる場合であっても、異常が無いのに異常が有るとする誤判定を防止し、電流センサ部９０の異常の有無の判定精度を高めることができる。また、オフセット量Ｘ１は、電流センサ部９０における最大の検出誤差よりもマージン分大きく、例えば、最大の検出誤差の２倍程度とすることが好ましい。こうすることにより、電流センサ部９０に異常が無いにも関わらず検出誤差により出力電圧Ｖ１と出力電圧Ｖ２とが近似する場合であっても、後述するピン間ショートの場合と、電流センサ部９０に異常が無い場合とを区別することができる。

また、異常判定部１１３は、出力電圧Ｖ１と出力電圧Ｖ２とが合致する場合、電流センサ部９０にピン間ショートの異常が有ると判定する。「合致すること」には、完全に一致する場合だけでなく、誤差範囲でずれている場合も含まれる。

以下、ピン間ショートが発生した場合における処理について説明する。図４は、ピン間ショートにおける電流の流れについて説明するための図である。ピン間ショートは、例えば、ハーネスの噛み込みや出力端子の不具合などにより、第１抵抗体９１Ｂと出力端子ＯＵＴ１との間の地点Ｐ１と、第２抵抗体９２Ｂと出力端子ＯＵＴ２との間の地点Ｐ２とが短絡し、地点Ｐ１と地点Ｐ２との間でショート電流が流れる事象である。

ピン間ショートが発生した場合、第１電流センサ９１からの出力電圧Ｖ１と第２電流センサ９２からの出力電圧Ｖ２とは同一の値になる。

例えば、ピン間ショートが発生した場合の電圧（以下、短絡部電圧Ｖｓ）は、以下の式（１）または式（２）で求められる。
Ｖｓ＝（Ｒ２＊Ｖ´１＋Ｒ１＊Ｖ´２）／Ｒ１＋Ｒ２・・・（１）
Ｖｓ＝Ｖ´２＋（Ｒ２＊Ｉｓ）・・・（２）
Ｉｓ＝ΔＶ／（Ｒ１＋Ｒ２）・・・（３）
Ｖ´１は、ピン間ショートが発生しなかった場合に第１電流センサ９１から出力されるはずであった電圧値である。
Ｖ´２は、ピン間ショートが発生しなかった場合に第２電流センサ９２から出力されるはずであった電圧値である。
ΔＶは、Ｖ´１とＶ´２との大きさの差分である。

図５は、電流電圧特性図２０２の一例を示す図である。電流電圧特性図２０２は、上述した式（１）を満たす短絡部電圧ＶｓのグラフＹ３を含む。なお、図３に示す電流電圧特性図２０１と重複する説明については説明を省略する。例えば、短絡部電圧Ｖｓ＝Ｖｘ１１であった場合、電流算出部１１１は、出力電圧Ｖ１＝Ｖｘ１１を示す信号と、出力電圧Ｖ２＝Ｖｘ１１を示す信号とを取得する。つまり、出力電圧Ｖ１＝出力電圧Ｖ２である。この場合、異常判定部１１３は、ピン間ショートの異常が有ると判定する。

［フローチャート］
図６は、処理部１００による処理の流れを示すフローチャートである。この処理では、第１電流センサ９１がメインセンサに設定されており、第２電流センサ９２がサブセンサに設定されているとする。まず、電流算出部１１１は、第１電流センサ９１から出力される信号に基づいて、出力電圧Ｖ１を取得する（ステップＳ１０１）。また、電流算出部１１１は、第２電流センサ９２から出力される信号に基づいて、出力電圧Ｖ２を取得する（ステップＳ１０３）。

異常判定部１１３は、出力電圧Ｖ１と出力電圧Ｖ２との差分の絶対値が所定範囲の下限値未満（｜Ｖ１−Ｖ２｜＜Ｔｈ１−α）であるか、あるいは所定範囲の上限値より大きい（｜Ｖ１−Ｖ２｜＞Ｔｈ１＋α）か否かを判定する（ステップＳ１０５）。差分の絶対値が所定範囲の下限値未満、あるいは所定範囲の上限値より大きい場合、異常判定部１１３は、電流センサ部９０において異常が有ると判定する（ステップＳ１０７）。第１電流センサ９１により出力された電圧と第２電流センサ９２により出力された電圧との差分がオフセット電圧量よりも小さかったり、大きかったりするためである。

一方、ステップＳ１０５において否定的な判定結果である場合（つまり、差分の絶対値が所定範囲の下限値以上、且つ、所定範囲の上限値以下である場合）、異常判定部１１３は、ステップＳ１０１において取得された出力電圧Ｖ１が規定範囲外であるか否かを判定する（ステップＳ１０９）。ステップＳ１０９において、異常判定部１１３は、所定時間が経過するまでステップＳ１０９の処理を繰り返してもよい。（所定時間が経過した後も）出力電圧Ｖ１が規定範囲外でない場合、異常判定部１１３は、第１電流センサ９１に異常が無いと判定する（ステップＳ１１１）。そして、電流算出部１１１は、第１電流センサ９１の出力に基づいて、バッテリ電流Ｉｂを決定する（ステップＳ１１３）。例えば、電流算出部１１１は、記憶部１３０に格納されている電流電圧特性図を参照し、第１電流センサ９１からの出力電圧Ｖ１に対応する第１入出力電流Ｉ１を算出し、算出した第１出力電流Ｉ１をバッテリ電流Ｉｂに決定する。そして、処理部１００は処理を終了する。

一方、ステップＳ１０９において、出力電圧Ｖ１が規定範囲外である場合、異常判定部１１３は、ステップＳ１０３において取得された出力電圧Ｖ２が規定範囲外であるか否かを判定する（ステップＳ１１５）。ステップＳ１１５において、異常判定部１１３は、所定時間が経過するまでステップＳ１１５の処理を繰り返してもよい。（所定時間が経過した後も）出力電圧Ｖ２が規定範囲外である場合、異常判定部１１３は、電流センサ部９０において異常が有ると判定する（ステップＳ１０７）。

一方、ステップＳ１１５において、（所定時間が経過した後も）出力電圧Ｖ２が規定範囲外でない場合、異常判定部１１３は、第１電流センサ９１に異常が有り、且つ第２電流センサ９２に異常が無いと判定する（ステップＳ１１７）。そして、電流算出部１１１は、第２電流センサ９２の出力に基づいて、バッテリ電流Ｉｂを決定する（ステップＳ１１９）。例えば、電流算出部１１１は、記憶部１３０に格納されている電流電圧特性図を参照し、第２電流センサ９２からの出力電圧Ｖ２に対応する第２入出力電流Ｉ２を算出し、算出した第２出力電流Ｉ２をバッテリ電流Ｉｂに決定する。そして、処理部１００は処理を終了する。

なお、ステップＳ１１７において第２電流センサ９２に異常が無いと判定された場合、切替部１１５は、メインセンサに設定されていない方のセンサである第２電流センサ９２をメインセンサに切り替えるようにしてもよい。

なお、所定範囲の下限値または上限値は、任意に設定可能であり、例えば、電流センサ部９０の電流電圧特性におけるオフセット量Ｘ１に基づいて設定される。所定範囲は、電流センサ部９０における検出誤差に基づいて決定されてよい。例えば、第１電流センサ９１の検出誤差が±０．０５Ｖであって、第２電流センサ９２の検出誤差が±０．０５Ｖである場合、相互誤差の最大は±０．１Ｖとなる。この場合、所定範囲は、閾値を含む所定範囲であって、例えば閾値ｔｈ１（０．３Ｖ）±０．１Ｖの範囲（０．２〜０．４Ｖ）に設定されてよい。以下、閾値ｔｈ１を含む所定範囲を、閾値ｔｈ１±αと記す。なお、閾値ｔｈ１を含む所定範囲、あるいは、オフセット量のいずれか一方において、電流センサ部９０における検出誤差が加味されていればよい。

電流センサ部９０における検出誤差は、例えば、蓄電システム１の環境（主に温度）に依存する。車両に搭載される蓄電システムは、例えば温度変化による影響を受けやすい。よって、検出誤差に基づいて閾値ｔｈ１やαを決定することにより、電流センサ部９０の異常の有無の判定精度を高めることができる。

電流センサ部９０の電流電圧特性を図３に示すような電流電圧特性２０１とすることにより、以下のような効果を奏する。電流センサ部９０に異常が無い場合、出力電圧Ｖ１と出力電圧Ｖ２との差分が一定値（オフセット量）となる。このため、上述のようにして出力電圧に基づいて電流センサ部９０の異常を判定することができる。よって、入出力電流の差分に基づいて電流センサ部９０の異常の有無を判定することに比べて、異常の有無の判定の処理時間を短縮し、より迅速に異常判定を行うことができる。

また、電流センサ部９０に異常が無い場合、出力電圧Ｖ１と出力電圧Ｖ２とが同一になることはない。このため、出力電圧Ｖ１が出力電圧Ｖ２と合致する場合、ピン間ショートが発生していることが一意的に決まる。よって、ピン間ショートの場合と、それ以外の場合とを区別することができる。

以上説明した第１実施形態によれば、電動車両用の駆動用二次電池と、前記駆動用二次電池に接続された負荷と、前記駆動用二次電池と前記負荷との間の所定箇所の電流に関する値を測定する第１センサと前記所定箇所の電流に関する値を測定する第２センサとを含むセンサ部と、前記センサ部により出力される信号を取得する処理部と、を備え、前記処理部は、予め用意されている、前記第１センサにより出力される信号と電流との相関関係を示す第１特性と、前記第１特性の相関関係と合致する相関関係が存在しない前記第２センサにより出力される信号と電流との相関関係を示す第２特性とを参照し、前記センサ部により出力された信号を用いて、前記駆動用二次電池に入出力される電流値を算出する、ことにより、センサ側の異常を精度よく検出することができる。

＜第２実施形態＞
電流電圧特性において、第１電流センサ９１の特性グラフの傾きと、第２電流センサ９２の特性グラフの傾きとは、異なるものであってもよい。図７は、電流電圧特性図２０３の一例を示す図である。電流電圧特性図２０３において、第１電流センサ９１の特性グラフＹ１１と、第２電流センサ９２の特性グラフＹ１２とは、交点を有さない。また、特性グラフＹ１の傾きと、特性グラフＹ２の傾きとは、相互に異なる。よって、Ｙ１とＹ２とは平行でない。さらに、電流電圧特性において、二次電池４０に充電される電流が大きくなるほど、第１電流センサ９１からの出力電圧と第２電流センサ９２からの出力電圧との差分が大きくなる傾向を有する。このため、制御用バッテリ電流Ｉｂに応じて、特性グラフＹ１における出力電圧Ｖ１と、特性グラフＹ２における出力電圧Ｖ２との差分が異なる。

例えば、制御用バッテリ電流Ｉｂ＝Ｉｘ１１の場合、出力電圧Ｖ１＝Ｖｘ１０、出力電圧Ｖ２＝Ｖｘ１１となり、オフセット量Ｘ１１＝（Ｖｘ１０−Ｖｘ１１）となる。制御用バッテリ電流Ｉｂ＝Ｉｘ１２の場合、出力電圧Ｖ１＝Ｖｘ１２、出力電圧Ｖ２＝Ｖｘ１３となり、オフセット量Ｘ１２＝（Ｖｘ１２−Ｖｘ１３）となる。つまり、オフセット量が一定でなく、オフセット量Ｘ１１＜オフセット量Ｘ１２となる。これは、二次電池４０に充電される電流が大きいとき（バッテリ電流Ｉｂが小さいとき）のオフセット量Ｘ１２の方が、二次電池４０から放電される電流が大きいとき（バッテリ電流Ｉｂが大きいとき）のオフセット量Ｘ１１に比べて、大きいことを示している。

電流センサ部９０の電流電圧特性を図７に示すような電流電圧特性２０３とすることにより、充電電流を算出する際の電流センサ部９０における異常を精度よく検出することができる。充電電流は、急速充電時等、大電流の使用頻度が放電電流に比べて高いことが想定される。よって、ピン間ショートが起こる可能性は、放電時に比べて充電時の方が高い。こうすることにより、放電時に比べて充電時の、ピン間ショートが起こった場合の検出精度を高めることができる。

なお、放電時に大電流の使用頻度が高い場合、二次電池４０から放電される電流が大きくなるほど、第１電流センサ９１からの出力電圧と第２電流センサ９２からの出力電圧との差分が大きくなる傾向の電流電圧特性を採用してもよい。

なお、本実施形態において、異常判定部１１３は、出力電圧Ｖ１と出力電圧Ｖ２との差分の絶対値が、出力電圧Ｖ１と出力電圧Ｖ２とに応じて決定される閾値ｔｈ２を含む所定範囲内である場合、電流センサ部９０に異常が無いと判定する。閾値ｔｈ２は、出力電圧Ｖ１と出力電圧Ｖ２とを示す情報に対応付けて、記憶部１３０に格納されている。また、閾値ｔｈ２は、出力電圧Ｖ１と出力電圧Ｖ２との中間値に応じて決定されるものであってもよい。

＜第３実施形態＞
本実施形態では、第１電流センサ９１の方が、第２電流センサ９２に比べて精度が高い。電流算出部１１１は、異常判定部１１３により電流センサ部９０側に異常が無いと判定された場合、検出精度が高い方の第１入出力電流Ｉ１を制御用バッテリ電流Ｉｂとする。つまり、検出精度がよい方のセンサが、メインセンサとして記憶部１３０のメインセンサ情報１３４に登録されている。こうすることにより、検出精度を落とさずに、両センサに精度が高いものを採用する場合に比べて、コストを抑えることができる。

なお、検出精度が高い第１電流センサ９１の方に異常が検出され、且つ、検出精度が低い第２電流センサ９２の方で異常が検出されない場合、電流算出部１１１は、検出精度が低い方の第２入出力電流Ｉ２に基づいて、制御用バッテリ電流Ｉｂを算出する。例えば、電流算出部１１１は、出力電圧Ｖ２をオフセット量Ｘ１に基づいて補正した値を用いて、電流電圧特性を参照し、制御用バッテリ電流Ｉｂを算出する。「出力電圧Ｖ２をオフセット量に基づいて補正する」ことには、例えば、出力電圧Ｖ２からオフセット量を減算する処理、出力電圧Ｖ２にオフセット量を加算する処理などが含まれる。そして、切替部１１５は、検出精度が悪い方のセンサをメインセンサに切り替え、メインセンサに切り替えられた方のセンサの識別情報を記憶部１３０のメインセンサ情報１３４に登録する。こうすることにより、上述した通りオフセット量Ｘ１が一定である場合、この補正処理がシンプルな処理となるため、処理速度を大きく落とすことを防止できる。

また、処理部１００は学習部をさらに備える構成であってもよい。学習部は、電流センサ部９０における異常が無いと異常判定部１１３により判定された時の出力電圧Ｖ１，Ｖ２に基づいて、検出精度が高い方の電流センサに対する、検出精度が低い方の電流センサの検出誤差を学習させた学習済データを生成する。この検出誤差は、蓄電システム１の環境（主に温度）に依存する。学習部は、例えば、温度の変化に伴う検出誤差を学習させる。電流算出部１１１は、学習部により生成された学習済データに基づいて、検出精度が低い方の電流センサにより出力される信号を補正した値を用いて、バッテリ電流Ｉｂを算出してもよい。こうすることにより、検出精度が低い電流センサを利用して、検出精度が高い電流センサによる検出精度に近づけることができる。

［ハードウェア構成］
上述した実施形態の蓄電システム１の処理部１００は、例えば、図８に示すようなハードウェアの構成により実現される。図８は、実施形態の処理部のハードウェア構成の一例を示す図である。

処理部１００は、通信コントローラ１００−１、ＣＰＵ１００−２、ＲＡＭ１００−３、ＲＯＭ１００−４、フラッシュメモリやＨＤＤなどの二次記憶装置１００−５、およびドライブ装置１００−６が、内部バスあるいは専用通信線によって相互に接続された構成となっている。ドライブ装置１００−６には、光ディスクなどの可搬型記憶媒体が装着される。二次記憶装置１００−５に格納されたプログラム１００−５ａがＤＭＡコントローラ（不図示）などによってＲＡＭ１００−３に展開され、ＣＰＵ１００−２によって実行されることで、処理部１００の機能部が実現される。また、ＣＰＵ１００−２が参照するプログラムは、ドライブ装置１００−６に装着された可搬型記憶媒体に格納されていてもよいし、ネットワークＮＷを介して他の装置からダウンロードされてもよい。

上記実施形態は、以下のように表現することができる。
記憶装置と、
前記記憶装置に格納されたプログラムを実行するハードウェアプロセッサと、を備え、
電動車両用の駆動用二次電池と負荷との間の所定箇所の電流に関する値を測定する第１センサと前記所定箇所の電流に関する値を測定する第２センサとを含むセンサ部により出力される信号を取得させ、
予め用意されている、前記第１センサにより出力される信号と電流との相関関係を示す第１特性と、前記第１特性の相関関係と合致する相関関係が存在しない前記第２センサにより出力される信号と電流との相関関係を示す第２特性とを参照し、前記センサ部により出力された信号を用いて、前記駆動用二次電池に入出力される電流値を算出させる、
蓄電システム。

以上、本発明を実施するための形態について実施形態を用いて説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形及び置換を加えることができる。

例えば、異常判定部１１３は、電流算出部１１１により取得された出力電圧Ｖ１と出力電圧Ｖ２とが合致するか否かを判定し、出力電圧Ｖ１と出力電圧Ｖ２とが合致する場合、電流センサ部９０においてピン間ショートの異常が有ると判定してもよい。

また、異常判定部１１３は、ステップＳ１０５において否定的な判定をした場合、第１電流センサ９１と第２電流センサ９２のうちメインセンサに設定されている方のセンサに異常が無いか否かを判定し、メインセンサに異常が無いと判定された場合、メインセンサに設定されている方のセンサからの出力電圧に基づいてバッテリ電流を決定してもよい。メインセンサに異常があると判定された場合、サブセンサに設定されている方のセンサからの出力電圧に基づいてバッテリ電流を決定するとともに、サブセンサに設定されている方のセンサをメインセンサに切り替えてもよい。

１０エンジン
２０モータ
３０ＰＣＵ
３２変換器
３４ＶＣＵ
４０二次電池
９０電流センサ部
９１第１電流センサ
９２第２電流センサ
１００処理部
１１１電流算出部
１１３異常判定部
１１５切替部
１３０記憶部
１３２電流電圧特性情報
１３４メインセンサ情報

Claims

電動車両用の駆動用二次電池と、
前記駆動用二次電池に接続された負荷と、
前記駆動用二次電池と前記負荷との間の所定箇所の電流に関する値を測定する第１センサと前記所定箇所の電流に関する値を測定する第２センサとを含むセンサ部と、
前記センサ部により出力される信号を取得する処理部と、を備え、
前記処理部は、予め用意されている、前記第１センサにより出力される信号と電流との相関関係を示す第１特性と、前記第１特性の相関関係と合致する相関関係が存在しない前記第２センサにより出力される信号と電流との相関関係を示す第２特性とを参照し、前記センサ部により出力された信号を用いて、前記駆動用二次電池に入出力される電流値を算出する、
蓄電システム。
前記センサ部により出力される信号に基づいて、前記センサ部における異常の有無を判定する異常判定部をさらに備える、
請求項１に記載の蓄電システム。
前記第１特性の相関関係の傾向を示す第１傾向と前記第２特性の相関関係の傾向を示す第２傾向とは傾向が同一であり、且つ、
前記第１傾向は、前記第２傾向に対して、所定度合オフセットする傾向である、
請求項１または２に記載の蓄電システム。
前記信号は、前記第１センサにより測定された電流に関する値である電圧値と、前記第２センサにより測定された電流に関する値である電圧値とを含み、
前記所定箇所を第１電流が流れたときに前記第１センサが測定した電圧値と、前記第１特性における前記第１電流に対応する電圧値との誤差と、前記所定箇所を前記第１電流が流れるときに前記２センサが測定した電圧値と、前記２特性における前記第１電流に対応する電圧値との誤差との合計の大きさは、前記所定度合の大きさよりも小さい、
請求項３に記載の蓄電システム。
前記第１特性の相関関係の傾向を示す第１傾向と前記第２特性の相関関係の傾向を示す第２傾向とは傾向が異なり、且つ、
前記駆動用二次電池に充電される電流が大きくなるほど、前記第２傾向は、前記第１傾向に対して離間するように傾く、
請求項１または２に記載の蓄電システム。
電動車両用の駆動用二次電池と、
前記駆動用二次電池に接続された負荷と、
前記駆動用二次電池と前記負荷との間の所定箇所の電流に関する値を測定する第１センサと前記所定箇所の電流に関する値を測定する第２センサとを含むセンサ部と、
前記センサ部により出力される信号を用いて、予め用意されている、前記第１センサにより出力された信号と電流との相関関係を示す第１特性、または前記第１特性の相関関係と合致する相関関係が存在しない前記第２センサにより出力された信号と電流との相関関係を示す第２特性を参照し、前記センサ部により出力された信号を用いて、前記駆動用二次電池に入出力される電流値を算出する電流算出部と、
前記センサ部により出力される信号に基づいて、前記センサ部における異常の有無を判定する異常判定部と、を備え、
前記異常検出部は、前記第１センサの測定結果である第１電圧値と、前記第２センサの測定結果である第２電圧値との差分が所定の範囲内に含まれるか否かに基づいて、前記センサ部における異常の有無を判定し、
前記第１特性の相関関係を示す第１傾向と前記第２特性の相関関係を示す第２傾向とは同一であり、且つ、前記第１傾向は、前記第２傾向に対して、所定度合オフセットする傾向であり、
前記所定度合は、前記第１センサの測定誤差である電圧値と前記第２センサの測定誤差である電圧値との合計よりも大きい
蓄電システム。
前記第１センサの検出精度は、前記第２センサの検出精度よりも高く、
前記電流算出部は、前記異常判定部により前記センサ部に異常がないと判定された場合、前記第１センサにより出力される信号に基づいて、前記駆動用二次電池に入出力される電流値を算出する、
請求項６に記載の蓄電システム。
前記電流算出部は、前記異常判定部により前記第１センサに異常が有ると判定された場合、前記第２センサにより出力される信号を前記所定度合に基づいて補正した値を用いて、前記駆動用二次電池に入出力される電流値を算出する、
請求項７に記載の蓄電システム。
前記センサ部における異常が無いと前記異常判定部により判定された時の前記出力電圧に基づいて、前記第１センサに対する前記第２センサの検出誤差を学習する学習済データを生成する学習部と、をさらに備え、
前記電流算出部は、前記学習部により生成された前記学習済データに基づいて、前記検出精度が低い方により出力される信号を補正した値を用いて、前記駆動用二次電池に入出力される電流値を算出する、
請求項８に記載の蓄電システム。