JP2021078219A - Abnormality determination device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電気経路に流れる電流を検出する電流センサの異常判定装置に関するものである。 The present invention relates to an abnormality determination device of a current sensor that detects a current flowing in an electric path.
電気負荷に安定して電力を供給するために、電気負荷に２つの蓄電池を接続し、スイッチをオンオフすることで蓄電池の放電を制御する電源装置が知られている。例えば、特許文献１の電源装置は、第１蓄電池と第２蓄電池とを備えており、各電気経路に設けられたスイッチのオンオフにより各蓄電池から電気負荷に電力を供給する。各蓄電池から電気負荷へ電力を供給する各電気経路には、電流センサが設けられている。そして、電流センサにより各電気経路に流れる電流を検出している。
A power supply device is known that controls the discharge of a storage battery by connecting two storage batteries to the electric load and turning a switch on and off in order to stably supply electric power to the electric load. For example, the power supply device of
ところで、電流センサが異常値を検出した場合には、電気経路に流れる電流の異常であるのか、電流センサ自体の異常であるのかを特定する必要がある。そのため、電流センサに異常が生じていないかを確認することが望ましい。この場合、電気経路に流れる電流を同じ位置で２つの電流センサで検出し、この２つの値を比較すれば、センサ異常の有無を確認することができるが、反面、コストが増えることが懸念される。そこで、各電気経路に設けられる電流センサの異常判定について改善の余地があると考えられる。 By the way, when the current sensor detects an abnormal value, it is necessary to identify whether it is an abnormality of the current flowing in the electric path or an abnormality of the current sensor itself. Therefore, it is desirable to check whether the current sensor has an abnormality. In this case, if the current flowing in the electric path is detected by two current sensors at the same position and the two values are compared, it is possible to confirm the presence or absence of a sensor abnormality, but on the other hand, there is a concern that the cost will increase. To. Therefore, it is considered that there is room for improvement in the abnormality determination of the current sensor provided in each electric path.
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、構成の簡素化を図りつつ適切に電流センサの異常を判定する異常判定装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and a main object thereof is to provide an abnormality determination device for appropriately determining an abnormality of a current sensor while simplifying the configuration.
第１の手段では、電気負荷に対してそれぞれ並列に接続される第１蓄電池及び第２蓄電池と、前記第１蓄電池及び前記第２蓄電池を繋ぐ電気経路において前記電気負荷との接続点よりも前記第１蓄電池側に設けられた第１スイッチと、前記電気経路において前記接続点よりも前記第２蓄電池側に設けられた第２スイッチと、前記第１スイッチに流れる電流を検出する第１電流センサと、前記第２スイッチに流れる電流を検出する第２電流センサと、を有する電源装置に適用され、前記電気負荷への通電時において、前記第１スイッチ及び前記第２スイッチのうちオンにするスイッチを切り替えるスイッチ切替を実施する場合に、それら両スイッチを一時的に共にオンにする重複期間を設けた上で当該スイッチ切替を実施するスイッチ制御部と、前記第１スイッチ及び前記第２スイッチのうち一方のスイッチがオン状態であるときに、当該オン状態であるスイッチを介して前記電気負荷に流れ、かつ前記第１電流センサ及び前記第２電流センサのうち一方の電流センサで検出される電流を負荷電流として取得する負荷電流取得部と、前記重複期間に、前記各スイッチに流れ、かつ前記各電流センサで検出される電流を重複電流として取得する重複電流取得部と、前記負荷電流取得部により取得した前記負荷電流と前記重複電流取得部により取得した前記重複電流とに基づいて、前記電流センサのいずれかに異常が発生しているかを判定する異常判定部と、を備えている。 In the first means, the connection point between the first storage battery and the second storage battery, which are connected in parallel to the electric load, and the electric load in the electric path connecting the first storage battery and the second storage battery, respectively. A first switch provided on the first storage battery side, a second switch provided on the second storage battery side of the connection point in the electric path, and a first current sensor for detecting the current flowing through the first switch. A switch to be turned on among the first switch and the second switch when the electric load is energized, which is applied to a power supply device having the second current sensor for detecting the current flowing through the second switch. Of the switch control unit that performs the switch switching and the first switch and the second switch after providing an overlapping period in which both of the switches are temporarily turned on when the switch switching is performed. When one of the switches is in the ON state, the current that flows through the switch in the ON state to the electric load and is detected by one of the first current sensor and the second current sensor. The load current acquisition unit that acquires the load current, the overlap current acquisition unit that flows through each switch during the overlap period and acquires the current detected by each current sensor as the overlap current, and the load current acquisition unit. It is provided with an abnormality determining unit for determining whether or not an abnormality has occurred in any of the current sensors based on the acquired load current and the overlapping current acquired by the overlapping current acquisition unit.
電気負荷に対して第１蓄電池と第２蓄電池が並列に接続された電源装置では、一方のスイッチ（第１スイッチ）をオンして第１蓄電池から電気負荷に電力供給される状態と他方のスイッチ（第２スイッチ）をオンして第２蓄電池から電気負荷に電力供給される状態とを切り替えるスイッチ切替が実施される。 In a power supply device in which the first storage battery and the second storage battery are connected in parallel with respect to the electric load, one switch (first switch) is turned on to supply power to the electric load from the first storage battery and the other switch. (Second switch) is turned on to switch between a state in which power is supplied from the second storage battery to the electric load.
オンにするスイッチが切り替えられる際（スイッチ切替が実施される際）、電気負荷に対する電源失陥を抑制するために、両方のスイッチが一時的に同時にオンになる重複期間が設けられている。この重複期間には、第１蓄電池及び第２蓄電池のうち電圧の高い方の蓄電池から電圧の低い方の蓄電池及び電気負荷に電流が流れる。これにより、重複期間には、重複電流として、一方の電流センサでは電気負荷に流れる負荷電流と各蓄電池間に流れる電流との合計電流が検出され、他方の電流センサでは、各蓄電池間に流れる電流が検出される。つまり、一方の電流センサで検出した重複電流（正の向きの電流）と他方の電流センサで検出した重複電流（負の向きの電流）とを加算すれば、電気負荷に流れる負荷電流と同じ値になる。そのため、これらの電流を用いれば、同じ真値となる電流同士を比較することができる。 When the switch to be turned on is switched (when the switch is switched), an overlapping period is provided in which both switches are temporarily turned on at the same time in order to suppress a power failure due to an electric load. During this overlapping period, current flows from the storage battery having the higher voltage among the first storage battery and the second storage battery to the storage battery having the lower voltage and the electric load. As a result, during the overlapping period, as the overlapping current, one current sensor detects the total current of the load current flowing through the electric load and the current flowing between the storage batteries, and the other current sensor detects the current flowing between the storage batteries. Is detected. That is, if the overlapping current (positive direction current) detected by one current sensor and the overlapping current (negative direction current) detected by the other current sensor are added, the same value as the load current flowing through the electric load is obtained. become. Therefore, by using these currents, it is possible to compare currents having the same true value.
そこで、第１スイッチ及び第２スイッチのうち一方がオン状態であるときに、電気負荷に流れる電流を負荷電流として取得し、重複期間には、各スイッチに流れる電流を重複電流として取得する。そして、電気負荷に流れる負荷電流と重複期間に各スイッチに流れる重複電流とに基づいて、電流センサの一方に異常が発生しているかを判定する。そのため、各蓄電池と電気負荷の間にそれぞれ１つずつしか電流を検出する電流センサが設けられていなくても、適切に異常を判定することができる。 Therefore, when one of the first switch and the second switch is in the ON state, the current flowing through the electric load is acquired as the load current, and during the overlapping period, the current flowing through each switch is acquired as the overlapping current. Then, based on the load current flowing through the electric load and the overlapping current flowing through each switch during the overlapping period, it is determined whether or not an abnormality has occurred in one of the current sensors. Therefore, even if only one current sensor for detecting the current is provided between each storage battery and the electric load, the abnormality can be appropriately determined.
第２の手段では、異常判定部は、前記スイッチ切替の前において前記電気負荷に流れる電流が安定状態にあることを条件として、前記負荷電流と前記重複電流とに基づいて、前記各電流センサのいずれかに異常が発生しているかを判定する。 In the second means, the abnormality determination unit of each of the current sensors is based on the load current and the overlapping current, provided that the current flowing through the electric load is in a stable state before the switch switching. Determine if any of the abnormalities have occurred.
オンにするスイッチを切り替える前において、電気負荷に流れる電流が安定している状態であることを条件として、各電流センサのいずれかに異常が発生しているかを判定する。これにより、負荷電流を取得した時点と重複電流を取得した時点とでは、電気負荷に流れる電流に変動がほとんどない状態となる。そのため、重複期間中に各電流センサで検出した重複電流と負荷電流とを比較する際に、誤差を少なくすることができ、より適切に異常を判定することができる。 Before switching the switch to be turned on, it is determined whether or not an abnormality has occurred in any of the current sensors, provided that the current flowing through the electric load is stable. As a result, there is almost no fluctuation in the current flowing through the electric load between the time when the load current is acquired and the time when the overlapping current is acquired. Therefore, when comparing the overlapping current detected by each current sensor and the load current during the overlapping period, an error can be reduced and an abnormality can be determined more appropriately.
第３の手段では、前記第１蓄電池の電圧である第１電圧と、前記第２蓄電池の電圧である第２電圧との電位差が所定値より小さいかを判定する電位差判定部を備えており、前記異常判定部は、前記電位差判定部により前記電位差が所定値より小さいことを条件として、前記負荷電流と前記重複電流とに基づいて、前記各電流センサに異常が発生しているかを判定する。 The third means includes a potential difference determination unit for determining whether the potential difference between the first voltage, which is the voltage of the first storage battery, and the second voltage, which is the voltage of the second storage battery, is smaller than a predetermined value. The abnormality determination unit determines whether or not an abnormality has occurred in each of the current sensors based on the load current and the overlapping current, provided that the potential difference is smaller than a predetermined value by the potential difference determination unit.
第１蓄電池の電圧である第１電圧と、第２蓄電池の電圧である第２電圧との電位差が、大きすぎる場合には、各スイッチに流れる電流が各電流センサで検出できる範囲を超えることがある。この場合には、重複電流が電流センサの検出できる値の上限値となってしまい、正確な値を検出することができず、負荷電流との比較をした際に誤って異常と判定してしまうことがある。そこで、第１電圧と第２電圧との電位差が所定値より小さいと判定されたことを条件として、負荷電流と重複電流とに基づいて、異常が発生しているかを判定する。これにより、各電流センサが検出可能な範囲で、各電流センサの異常をより適切に判定することができる。 If the potential difference between the first voltage, which is the voltage of the first storage battery, and the second voltage, which is the voltage of the second storage battery, is too large, the current flowing through each switch may exceed the range that can be detected by each current sensor. is there. In this case, the overlapping current becomes the upper limit of the value that can be detected by the current sensor, an accurate value cannot be detected, and an abnormality is erroneously determined when compared with the load current. Sometimes. Therefore, on the condition that the potential difference between the first voltage and the second voltage is determined to be smaller than the predetermined value, it is determined whether or not an abnormality has occurred based on the load current and the overlapping current. Thereby, the abnormality of each current sensor can be more appropriately determined within the range that can be detected by each current sensor.
第４の手段では、前記各電流センサの異常の種類として、検出値がオフセット誤差を有しているオフセット異常と、前記検出値がゲイン誤差を有しているゲイン異常とがあり、前記異常判定部は、前記電気経路において電流が流れる方向がどちら向きでも前記電流センサで異常が発生していると判定した場合において、前記重複期間における前記第１電流センサと前記第２電流センサの検出値の絶対値の差と、前記負荷電流とを比較し、その比較結果に基づいて、前記オフセット異常であるか、前記ゲイン異常であるかを判定する。 In the fourth means, as the types of abnormalities of the respective current sensors, there are an offset abnormality in which the detected value has an offset error and a gain abnormality in which the detected value has a gain error, and the abnormality determination is performed. When it is determined that an abnormality has occurred in the current sensor regardless of the direction in which the current flows in the electric path, the unit describes the detected values of the first current sensor and the second current sensor in the overlapping period. The difference between the absolute values and the load current are compared, and based on the comparison result, it is determined whether the offset abnormality or the gain abnormality occurs.
各電流センサの異常の種類として、検出値がオフセット誤差を有しているオフセット異常と、検出値がゲイン誤差を有しているゲイン異常とがある。異常の種類が異なる場合には、補正の仕方も異なるため、異常の種類を特定することが望ましい。 The types of abnormalities of each current sensor include an offset abnormality in which the detected value has an offset error and a gain abnormality in which the detected value has a gain error. When the types of abnormalities are different, the method of correction is also different, so it is desirable to specify the types of abnormalities.
そこで、各電流センサのいずれかに異常が発生している場合に、異常の種類を特定する。重複期間における第１電流センサと第２電流センサの検出値の絶対値の差と負荷電流とを比較し、その比較結果に基づいて異常の種類を特定する。例えば、電流の向きに依らず、重複期間の絶対値の差と負荷電流との電流差が同じであれば、オフセット異常であると判定し、電流の向きによって電流差が異なれば、ゲイン異常であると判定する。そして、電流センサの異常の種類に応じて、補正をすることができる。そのため、電流センサに異常が発生した場合であっても、補正をして電流を検出することができる。 Therefore, when an abnormality occurs in any of the current sensors, the type of abnormality is specified. The difference between the absolute values of the detected values of the first current sensor and the second current sensor in the overlapping period and the load current are compared, and the type of abnormality is specified based on the comparison result. For example, if the difference in absolute value of the overlapping period and the current difference from the load current are the same regardless of the direction of the current, it is determined that the offset is abnormal, and if the current difference differs depending on the direction of the current, the gain is abnormal. Judge that there is. Then, the correction can be made according to the type of abnormality of the current sensor. Therefore, even if an abnormality occurs in the current sensor, it can be corrected and the current can be detected.
＜第１実施形態＞
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態では、エンジン（内燃機関）を駆動源として走行する車両において、当該車両の各種機器に電力を供給する車載電源装置として具体化するものとしている。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一又は均等である部分には、図中、同一符号を付しており、同一符号の部分についてはその説明を援用する。
<First Embodiment>
Hereinafter, an embodiment embodying the present invention will be described with reference to the drawings. In the present embodiment, in a vehicle traveling with an engine (internal combustion engine) as a drive source, it is embodied as an in-vehicle power supply device that supplies electric power to various devices of the vehicle. In each of the following embodiments, parts that are the same or equal to each other are designated by the same reference numerals in the drawings, and the description thereof will be incorporated for the parts having the same reference numerals.
図１に示すように、車載電源装置は、鉛蓄電池１１とリチウムイオン蓄電池１２とを有する電源装置である。各蓄電池１１，１２からは、エンジンを始動させる始動装置１３と、各種の電気負荷１４，１５とへの給電が可能となっている。電気負荷１４に対して並列に鉛蓄電池１１及びリチウムイオン蓄電池１２が接続される。本実施形態では、鉛蓄電池１１が「第１蓄電池」相当し、リチウムイオン蓄電池１２が「第２蓄電池」に相当する。
As shown in FIG. 1, the in-vehicle power supply device is a power supply device having a
鉛蓄電池１１は周知の汎用蓄電池である。リチウムイオン蓄電池１２は、鉛蓄電池１１に比べて、充放電における電力損失が少なく、出力密度、及びエネルギ密度の高い高密度蓄電池である。リチウムイオン蓄電池１２は、鉛蓄電池１１に比べて充放電時のエネルギ効率が高い蓄電池であるとよい。また、リチウムイオン蓄電池１２は、それぞれ複数の単電池を有してなる組電池として構成されている。リチウムイオン蓄電池１２の定格電圧は、鉛蓄電池１１と同じであり、例えば１２Ｖである。
The
リチウムイオン蓄電池１２は、収容ケースに収容されて基板一体の電池ユニットＵとして構成されている。図１では、電池ユニットＵを破線で囲んで示す。電池ユニットＵは、外部端子Ｐ１，Ｐ２を有しており、このうち外部端子Ｐ１に配線を介して鉛蓄電池１１と始動装置１３と電気負荷１５とが接続され、外部端子Ｐ２に配線を介して電気負荷１４が接続されている。なお、電池ユニットＵ及び鉛蓄電池１１が「電源装置」に相当する。
The lithium
電気負荷１４には、供給電力の電圧が一定であることが要求される定電圧要求負荷が含まれる。ここで、供給電力の電圧が一定であることとは、電源失陥が許容されないことを意味し、あらかじめ決められた範囲内で電圧が変動することも含まれている。定電圧要求負荷である電気負荷１４の具体例としては、ナビゲーション装置やオーディオ装置、エンジンＥＣＵ等の各種ＥＣＵが挙げられる。この場合、供給電力の電圧変動が抑えられることで、上記各装置において不要なリセット等が生じることが抑制され、安定動作が実現可能となっている。なお、電気負荷１４として、電動ステアリング装置やブレーキ装置等の走行系アクチュエータが含まれていてもよい。
The
電気負荷１５は、定電圧要求負荷以外の一般的な電気負荷である。電気負荷１４の具体例としては、シートヒータやリヤウインドウのデフロスタ用ヒータ、ヘッドライト、フロントウインドウのワイパ、空調装置の送風ファン等が挙げられる。
The
次に、電池ユニットＵについて説明する。電池ユニットＵ内の電気経路として、外部端子Ｐ１とリチウムイオン蓄電池１２とを繋ぐ、つまり鉛蓄電池１１及びリチウムイオン蓄電池１２を繋ぐ電気経路Ｌ１が設けられている。また、電気経路Ｌ１上の分岐点Ｎ１１と外部端子Ｐ２とを繋ぐ電気経路Ｌ２が設けられている。つまり、分岐点Ｎ１１は、電気経路Ｌ１における電気負荷１４との接続点になっている。そして、電気経路Ｌ１において、分岐点Ｎ１１よりも外部端子Ｐ１側には、スイッチＳＷ１が設けられている。また、電気経路Ｌ１において、分岐点Ｎ１１よりもリチウムイオン蓄電池１２側には、スイッチＳＷ２が設けられている。なお、スイッチＳＷ１が「第１スイッチ」に相当し、スイッチＳＷ２が「第２スイッチ」に相当する。
Next, the battery unit U will be described. As an electric path in the battery unit U, an electric path L1 for connecting the external terminal P1 and the lithium
各スイッチＳＷ１，ＳＷ２は、それぞれ２つ一組のＭＯＳＦＥＴ２１を有している。その２つ一組のＭＯＳＦＥＴ２１の寄生ダイオードが互いに逆向きになるように直列に接続されている。なお、各スイッチＳＷ１，ＳＷ２に用いる半導体スイッチング素子として、ＭＯＳＦＥＴ２１に代えて、ＩＧＢＴやバイポーラトランジスタ等を用いることも可能である。ＩＧＢＴやバイポーラトランジスタを用いた場合には、上記寄生ダイオードの代わりとなるダイオードをそれぞれ並列に接続させればよい。また、各スイッチＳＷ１，ＳＷ２に用いられるスイッチ素子は、半導体スイッチング素子ではなく、機械的なスイッチであってもよい。
Each switch SW1 and SW2 has a set of two
電池ユニットＵは、各スイッチＳＷ１，ＳＷ２を制御する制御装置であるＥＣＵ３１を備えている。ＥＣＵ３１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力インターフェース等を含むマイコンにより構成されている。ＥＣＵ３１は、各蓄電池１１，１２の蓄電状態等に基づいて、各スイッチＳＷ１，ＳＷ２等を制御する。例えば、ＥＣＵ３１は、鉛蓄電池１１とリチウムイオン蓄電池１２とを選択的に用いて充放電を実施する。ＥＣＵ３１は、ＣＡＮ等の通信ネットワークにより他の制御装置に接続されて相互に通信可能となっており、各種データが互いに共有できるものとなっている。
The battery unit U includes an
ＥＣＵ３１は、各蓄電池１１，１２の蓄電状態等に基づいて、オンにするスイッチを各スイッチＳＷ１，ＳＷ２で切り替える制御を行う。電気負荷１４が定電圧要求負荷であるため、各スイッチＳＷ１，ＳＷ２を切り替える際に、電気負荷１４に対する電源失陥を抑制する必要がある。そこで、ＥＣＵ３１は、スイッチＳＷ１及びスイッチＳＷ２のうち一方をオンにした状態から他方をオンにした状態に切り替えるスイッチ切替を実施する場合に、それら両スイッチＳＷ１，ＳＷ２を一時的に共にオンにする重複期間Ｔを設けた上で、当該スイッチ切替を実施する。
The
また、スイッチＳＷ１の直列に接続された２つのＭＯＳＦＥＴ２１の間には、スイッチＳＷ１に流れる電流を検出する第１電流センサ２５Ａが設けられている。また、スイッチＳＷ２の直列に接続された２つのＭＯＳＦＥＴ２１の間には、スイッチＳＷ２に流れる電流を検出する第２電流センサ２５Ｂが設けられている。各電流センサ２５Ａ，２５Ｂは、シャント抵抗２６と、シャント抵抗２６の両端に接続されたアンプ２７とをそれぞれ有している。アンプ２７は、シャント抵抗２６の両端での端子間電圧を検出し、その検出した検出値を所定のゲインで増幅する。そして、アンプ２７で所定のゲインで増幅された検出値がＥＣＵ３１に出力される。ＥＣＵ３１は、各電流センサ２５Ａ，２５Ｂで検出した検出値に基づいて、各スイッチＳＷ１，ＳＷ２に流れる電流及び電流の向きを取得する。そして、ＥＣＵ３１で各電流センサ２５Ａ，２５Ｂが異常値を検出した場合には、ＥＣＵ３１は所定のフェイルセーフ処理を行う。
Further, a first
ところで、各電流センサ２５Ａ，２５Ｂが異常値を検出した場合には、各スイッチＳＷ１，ＳＷ２に流れる電流の異常であるのか、電流センサ２５Ａ，２５Ｂ自体の異常であるのかを特定する必要がある。そのため、電流センサ２５Ａ，２５Ｂに異常が生じていないかを確認することが望ましく、２つの電流センサ２５Ａ，２５Ｂで同じ電流を検出して比較できることが望ましい。そこで、本実施形態では、重複期間Ｔに流れる電流を用いて、電流センサ２５Ａ，２５Ｂの異常検出を行う。
By the way, when each of the
重複期間Ｔに流れる電流について、図２及び図３を用いて説明する。図２は、鉛蓄電池１１の電圧がリチウムイオン蓄電池１２の電圧よりも高い場合の重複期間Ｔにおける電流の流れを示す概略図である。図３は、各電流センサ２５Ａ，２５Ｂが正常な場合の重複期間Ｔのタイムチャートである。なお、図２において、破線で示す電流は、スイッチ切替を実施する前に、リチウムイオン蓄電池１２から電気負荷１５に流れる負荷電流Ｉａを示しており、実線で示す電流は、重複期間Ｔの間に鉛蓄電池１１から流れる重複電流Ｉｔを示している。また、図３において、実線で示す検出電流Ｉ１は、第１電流センサ２５Ａで検出された値を示し、破線で示す検出電流Ｉ２は、第２電流センサ２５Ｂで検出された値を示す。なお、各電流センサ２５Ａ，２５Ｂは、各蓄電池１１，１２から電気負荷１５に流れる電流（放電電流）を正としている。
The current flowing in the overlap period T will be described with reference to FIGS. 2 and 3. FIG. 2 is a schematic view showing the current flow in the overlap period T when the voltage of the
図２及び図３では、当初リチウムイオン蓄電池１２から電気負荷１５に負荷電流Ｉａが流れていたが、リチウムイオン蓄電池１２の電圧低下に伴い、スイッチ切替を実施した場合を想定している。各スイッチＳＷ１，ＳＷ２が共に一時的にオンになる重複期間Ｔには、鉛蓄電池１１及びリチウムイオン蓄電池１２のうち電圧の高い方の蓄電池から電圧の低い方の蓄電池及び電気負荷１４に電流が流れる。具体的には、鉛蓄電池１１の電圧がリチウムイオン蓄電池１２の電圧よりも高くなっていると、重複電流Ｉｔが鉛蓄電池１１から流れる。この重複電流Ｉｔとして、スイッチＳＷ１で検出される重複電流Ｉｔ１と、スイッチＳＷ２で検出される重複電流Ｉｔ２とがある。スイッチＳＷ１では、重複期間Ｔに流れる重複電流Ｉｔ１として、鉛蓄電池１１から電気負荷１５に流れる負荷電流Ｉａと、鉛蓄電池１１からリチウムイオン蓄電池１２に流れる蓄電池間電流Ｉｂとを合わせた電流が流れる。また、スイッチＳＷ２では、重複期間Ｔに流れる重複電流Ｉｔ２として、鉛蓄電池１１からリチウムイオン蓄電池１２に流れる蓄電池間電流Ｉｂが流れる。
In FIGS. 2 and 3, the load current Ia initially flows from the lithium
図３に示すように、タイミングｔ１より前では、第２電流センサ２５Ｂは、スイッチＳＷ２に流れる負荷電流Ｉａを検出し、検出値Ｙ１を出力する。一方で、第１電流センサ２５Ａは、スイッチＳＷ１に電流が流れていないため、検出値Ｘ１として０を出力する。タイミングｔ１で、オン状態にするスイッチを切り替えるために、両スイッチＳＷ１，ＳＷ２がオン状態となる。この状態では、第１電流センサ２５Ａは、スイッチＳＷ１に流れる負荷電流Ｉａと蓄電池間電流Ｉｂとを合わせた電流を検出し、過渡状態を経過後に検出値Ｘ２を出力する。第２電流センサ２５Ｂは、スイッチＳＷ２に流れる蓄電池間電流Ｉｂを検出し、過渡状態を経過後に検出値Ｙ２を出力する。検出値Ｘ２は正の電流であり、検出値Ｙ２は負の電流である。そして、所定の重複期間Ｔが過ぎると、タイミングｔ２で、スイッチＳＷ２がオフになる。第２電流センサ２５Ｂは、過渡状態を経過後にスイッチＳＷ２には電流が流れていないため、検出値Ｙ３として０を出力する。一方、第１電流センサ２５Ａは、スイッチＳＷ１に流れる負荷電流Ｉａを検出し、過渡状態を経過後に検出値Ｘ３を出力する。
As shown in FIG. 3, before the timing t1, the second
ここで、重複期間Ｔの間にスイッチＳＷ１に流れる重複電流Ｉｔ１は、負荷電流Ｉａと蓄電池間電流Ｉｂとを合わせた電流であり、スイッチＳＷ２に流れる重複電流Ｉｔ２は、蓄電池間電流Ｉｂである。この際、スイッチＳＷ１に流れる重複電流Ｉｔ１とスイッチＳＷ２に流れる重複電流Ｉｔ２とは、正負が逆の電流になっている。これにより、重複電流Ｉｔ１から蓄電池間電流Ｉｂ、つまり重複電流Ｉｔ２を除くと、負荷電流Ｉａとなる。そのため、重複期間Ｔの検出値Ｘ２の絶対値と検出値Ｙ２の絶対値との差を求めると、検出値Ｙ１と同じになる。つまり、｜Ｘ２｜−｜−Ｙ２｜＝Ｙ１となる。そこで、重複期間Ｔの各重複電流Ｉｔ１，Ｉｔ２の検出値Ｘ２，Ｙ２と、負荷電流Ｉａの検出値Ｙ１とを用いれば、同じ電流を示す検出値を比較することができ、同じ位置に複数の電流センサが設けられていなくても、適切に異常を判定することができる。なお、検出値Ｘ２と検出値Ｙ２は、正負が逆になっていることから、検出値Ｘ２と検出値Ｙ２との和は、検出値Ｙ１と同じになる（Ｘ２＋（−Ｙ２）＝Ｙ１）。 Here, the overlapping current It1 flowing through the switch SW1 during the overlapping period T is the combined current of the load current Ia and the storage battery current Ib, and the overlapping current It2 flowing through the switch SW2 is the storage battery current Ib. At this time, the overlapping current It1 flowing through the switch SW1 and the overlapping current It2 flowing through the switch SW2 have opposite currents. As a result, when the overlapping current Ib, that is, the overlapping current It2 is removed from the overlapping current It1, the load current Ia is obtained. Therefore, when the difference between the absolute value of the detected value X2 of the overlapping period T and the absolute value of the detected value Y2 is obtained, it becomes the same as the detected value Y1. That is, | X2 | − | −Y2 | = Y1. Therefore, by using the detected values X2 and Y2 of the overlapping currents It1 and It2 of the overlapping period T and the detected values Y1 of the load current Ia, it is possible to compare the detected values indicating the same current, and a plurality of detected values indicating the same current can be compared. Even if the current sensor is not provided, the abnormality can be appropriately determined. Since the positive and negative of the detected value X2 and the detected value Y2 are opposite to each other, the sum of the detected value X2 and the detected value Y2 is the same as the detected value Y1 (X2 + (−Y2) = Y1).
図４は、電流センサ２５Ａ，２５Ｂの異常を判定するフローチャートである。本フローチャートによる処理は、ＥＣＵ３１により、周期的に実行される。なお、本処理を実施するＥＣＵ３１が異常判定装置に相当する。
FIG. 4 is a flowchart for determining an abnormality of the
Ｓ１１では、スイッチ切替の要求があるかを判定する。各蓄電池１１，１２の蓄電状態等に基づいて、オン状態にするスイッチを切り替える要求があるかを判定する。
In S11, it is determined whether or not there is a request for switch switching. Based on the storage state of each of the
Ｓ１１でスイッチ切替の要求がないと判定した場合（Ｓ１１：Ｎｏ）、Ｓ１２では、負荷電流Ｉａを取得し、記憶する。電気負荷１４への通電時でおいて、各スイッチＳＷ１，ＳＷ２のうちオン状態のスイッチ側の電流センサで検出した検出電流を取得する。また、Ｓ１３では、オフ状態のスイッチ側の電流センサで検出した検出電流を取得する。オフ状態で、電流が流れていないことを確認するためである。そして、処理を終了する。なお、Ｓ１２が負荷電流取得部に相当する。
When it is determined in S11 that there is no request for switch switching (S11: No), in S12, the load current Ia is acquired and stored. When the
Ｓ１１で、スイッチ切替の要求があると判定した場合（Ｓ１１：Ｙｅｓ）、Ｓ２１では、各蓄電池１１，１２の一方から電気負荷１４に流れる電流が安定状態かを判定する。スイッチ切替を行う際に、電気負荷１４の要求電力に変動がある状態、つまり電流が不安定な状態では、スイッチ切替を実施しないことが望ましい。そこで、電気負荷１４に流れる電流が安定状態しているかを判定する。具体的には、所定時間内の負荷電流Ｉａの変動量（ピーク値−ボトム値）が所定範囲内である場合に、電気負荷１４に流れる電流が安定状態であると判定する。なお、電気負荷１４からの要求電力が一定である場合に、各蓄電池１１，１２から電気負荷１４に流れる電流が安定していると判断してもよい。また、電気負荷１４からの要求電力に変動があった場合には、変動があった時点から所定時間は過渡状態で不安定であるとみなしてもよい。Ｓ２１で、各蓄電池１１，１２の一方から電気負荷１４に流れる電流が安定していないと判定した場合（Ｓ２１：Ｎｏ）、処理を終了する。
When it is determined in S11 that there is a request for switch switching (S11: Yes), in S21, it is determined whether the current flowing from one of the
Ｓ２１で、電気負荷１４に流れる電流が安定状態であると判定した場合（Ｓ２１：Ｙｅｓ）、Ｓ２２では、スイッチ切替指令を出力する。具体的には、各スイッチＳＷ１，ＳＷ２のうちスイッチ切替前にオフ状態のスイッチをオンにする指令を出力し、各スイッチＳＷ１，ＳＷ２をオン状態にする。また、スイッチ切替前にオン状態のスイッチに重複期間Ｔの経過後にオフにする指令を出力する。なお、Ｓ２２がスイッチ制御部に相当する。
When it is determined in S21 that the current flowing through the
Ｓ２３では、各スイッチＳＷ１，ＳＷ２における重複電流Ｉｔ１，Ｉｔ２を取得する。スイッチを切り替えたことによる過渡状態を経過後に、各スイッチＳＷ１，ＳＷ２における重複電流Ｉｔ１、Ｉｔ２を取得する。Ｓ２４では、各重複電流Ｉｔ１，Ｉｔ２及び負荷電流Ｉａに基づいて、重複期間Ｔと非重複期間とで各電流センサ２５Ａ，２５Ｂによる検出電流の差を電流差ΔＩとして算出する。重複期間Ｔの各電流センサ２５Ａ，２５Ｂでの一方の検出値の絶対値と他方の検出値の絶対値との差を求め、判定用電流値として算出する。そして、この判定用電流値と負荷電流Ｉａとの電流差ΔＩを算出する。例えば、図３では、電流差ΔＩ＝｜Ｘ２｜−｜−Ｙ２｜−Ｙ１になる。なお、Ｓ２３が重複電流取得部に相当する。
In S23, the overlapping currents It1 and It2 in the switches SW1 and SW2 are acquired. After the transient state caused by switching the switch has elapsed, the overlapping currents It1 and It2 in the switches SW1 and SW2 are acquired. In S24, the difference in the detected currents of the
Ｓ２５では、Ｓ２４で算出した電流差ΔＩが閾値よりも大きいかを判定する。閾値は、各電流センサ２５Ａ，２５Ｂが有している最大公差を足し合わせた値に所定のマージンを足した値とするとよい。つまり、Ｓ２５では、各電流センサ２５Ａ，２５Ｂの公差の範囲よりも大きい電流差ΔＩがあるかを判定する。
In S25, it is determined whether the current difference ΔI calculated in S24 is larger than the threshold value. The threshold value may be a value obtained by adding a predetermined margin to a value obtained by adding the maximum tolerances of the
Ｓ２５で、電流差ΔＩが閾値よりも小さいと判定した場合（Ｓ２５：Ｎｏ）、各電流センサ２５Ａ，２５Ｂに異常はないと判定し、処理を終了する。Ｓ２５で、電流差ΔＩが閾値よりも大きいと判定した場合（Ｓ２５：Ｙｅｓ）、Ｓ２６では、異常検出回数を１回増加させる。Ｓ２７では、異常検出回数が検出閾値よりも大きくなったかを判定する。検出閾値は、複数回異常を検出し、異常が一時的なものではないことを確認するために設定される。検出閾値は、例えば３回程度に設定される。異常検出回数は、電流の向き毎にカウントされる。そして、一方の電流の向き又は両方の電流の向きで異常を検出閾値より多く検出した場合に、異常が有ると判定する。なお、異常検出回数を電流の向き毎ではなく、電流の向きにかかわらず異常検出回数をカウントするようにしてもよい。また、Ｓ２１，Ｓ２５、Ｓ２７が異常判定部に相当する。
When it is determined in S25 that the current difference ΔI is smaller than the threshold value (S25: No), it is determined that there is no abnormality in the
Ｓ２７で、異常検出回数が検出閾値よりも小さいと判定した場合（Ｓ２７：Ｎｏ）、処理を終了する。また、Ｓ２７で、異常検出回数が検出閾値よりも大きいと判定した場合（Ｓ２７：Ｙｅｓ）、Ｓ２８では、異常が有ると判定し、異常に対するフェイルセーフ処理を行う。具体的には、異常を通知するようにしたり、各スイッチＳＷ１，ＳＷ２に流れる電流に制限をかけたりする。 When it is determined in S27 that the number of times of abnormality detection is smaller than the detection threshold value (S27: No), the process ends. Further, in S27, when it is determined that the number of times of abnormality detection is larger than the detection threshold value (S27: Yes), in S28, it is determined that there is an abnormality, and fail-safe processing is performed for the abnormality. Specifically, the abnormality is notified, and the current flowing through each of the switches SW1 and SW2 is limited.
このようにして、オンにするスイッチを切り替えられる際に、各電流センサ２５Ａ，２５Ｂの異常判定処理を実施することができる。重複期間Ｔに流れる電流及び負荷電流Ｉａを用いることで、各スイッチＳＷ１，ＳＷ２に流れる電流を検出する電流センサを増やすことなく、異常を判定することができる。
In this way, when the switch to be turned on is switched, the abnormality determination process of each of the
以上詳述した本実施形態によれば、以下の優れた効果が得られる。 According to the present embodiment described in detail above, the following excellent effects can be obtained.
スイッチＳＷ１及びスイッチＳＷ２のうち一方がオン状態であるときに、電気負荷１４に流れる電流を負荷電流Ｉａとして取得し、重複期間Ｔには、各スイッチＳＷ１，ＳＷ２に流れる電流を重複電流Ｉｔとして取得する。そして、電気負荷１４に流れる負荷電流Ｉａと、重複期間Ｔに各スイッチＳＷ１，ＳＷ２に流れる重複電流Ｉｔ１，Ｉｔ２とに基づいて、電流センサ２５Ａ，２５Ｂの一方に異常が発生しているかを判定する。重複期間中に一方の電流センサの検出値の絶対値と他方の電流センサの検出値の絶対値との差と、電気負荷１４に流れる負荷電流Ｉａとを比較することで、電流センサ２５Ａ，２５Ｂに異常が生じているかを判定することができる。そのため、各蓄電池１１,１２と電気負荷１４の間にそれぞれ１つずつしか電流を検出する電流センサが設けられていなくても、適切に異常を判定することができる。
When one of the switch SW1 and the switch SW2 is in the ON state, the current flowing through the
オンにするスイッチを切り替える前であって、電気負荷１４に流れる電流が安定している状態であることを条件として、各電流センサ２５Ａ，２５Ｂのいずれかに異常が発生しているかを判定する。これにより、負荷電流Ｉａを取得した時点と重複電流Ｉｔを取得した時点とでは、電気負荷１４に流れる電流に変動がほとんどない状態となる。そのため、重複期間Ｔ中に各電流センサ２５Ａ，２２５Ｂで検出した重複電流Ｉｔと負荷電流Ｉａとを比較する際に、誤差を少なくすることができ、より適切に異常を判定することができる。
Before switching the switch to be turned on, it is determined whether or not an abnormality has occurred in any of the
＜第２実施形態＞
第２実施形態では、各電流センサ２５Ａ，２５Ｂの異常が判定された場合に、その異常の種類に応じて補正を行う構成としている。なお、異常判定等の処理や回路構成等は、第１実施形態と同様のためその説明を省略する。
<Second Embodiment>
In the second embodiment, when an abnormality is determined in each of the
各電流センサ２５Ａ，２５Ｂの異常の種類として、検出値がオフセット誤差を有しているオフセット異常と、検出値がゲイン誤差を有しているゲイン異常とがある。異常の種類が異なる場合には、補正の仕方も異なるため、異常の種類を判定し、補正することが望ましい。
The types of abnormalities of the
ここで、オフセット誤差とゲイン誤差について説明する。オフセット誤差は、検出値において真値が正か負かにかかわらず、正負いずれかの偏差が生じる誤差である。例えば正の偏差の場合には、検出値の正負にかかわらず、真値にその正の偏差が加わって出力されることになる。具体的には、偏差が＋２である場合に、真値が１０であれば検出値が１２（１０＋２）になるのに対し、真値が−１０であれば検出値が−８（−１０＋２）になる。これに対して、ゲイン誤差は、アンプ２７のゲインのばらつきに起因するものであり、検出値において真値が正か負かに応じて正負異なる向きに生じる誤差である。つまり、正の検出値の場合には設定されたゲインと異なるゲインで正の端子間電圧が増幅されるため、検出値に正のゲイン誤差が加わる一方、負の検出値の場合には設定されたゲインと異なるゲインで負の端子間電圧が増幅されるため、検出値に負のゲイン誤差が加わる。
Here, the offset error and the gain error will be described. The offset error is an error in which a deviation of either positive or negative occurs regardless of whether the true value is positive or negative in the detected value. For example, in the case of a positive deviation, the positive deviation is added to the true value and output regardless of whether the detected value is positive or negative. Specifically, when the deviation is +2, if the true value is 10, the detected value is 12 (10 + 2), whereas if the true value is -10, the detected value is -8 (-10 + 2). become. On the other hand, the gain error is caused by the variation in the gain of the
図５は、第１電流センサ２５Ａがオフセット異常になっている場合の電流変化を示すタイムチャートである。図５（ａ）は、鉛蓄電池１１の電圧がリチウムイオン蓄電池１２の電圧よりも高い場合の電流変化を示すタイムチャートであり、図５（ｂ）は、リチウムイオン蓄電池１２の電圧が鉛蓄電池１１の電圧よりも高い場合の電流変化を示すタイムチャートである。また、図６は、第１電流センサ２５Ａがゲイン異常になっている場合の電流変化を示すタイムチャートである。図６（ａ）は、鉛蓄電池１１の電圧がリチウムイオン蓄電池１２の電圧よりも高い場合の電流変化を示すタイムチャートであり、図６（ｂ）は、リチウムイオン蓄電池１２の電圧が鉛蓄電池１１の電圧よりも高い場合の電流変化を示すタイムチャートである。なお、図５及び図６は、第１電流センサ２５Ａが異常である以外は図３と同じであるため、共通する部分の説明を省略する。
FIG. 5 is a time chart showing a current change when the first
図５（ａ）に示すように、タイミングｔ１より前では、スイッチＳＷ１に電流が流れていないが第１電流センサ２５Ａはオフセット異常になっているため、第１電流センサ２５Ａは検出値Ｘ１を出力する。この検出値Ｘ１は、オフセット異常により正方向に生じた偏差αを示している。タイミングｔ１で、オン状態にするスイッチを切り替えるために、両スイッチＳＷ１，ＳＷ２がオン状態となる。この状態では、第１電流センサ２５Ａは、負荷電流Ｉａと蓄電池間電流Ｉｂとを合わせた電流を検出し、過渡状態を経過後に検出値Ｘ２を出力する。この際にも、検出値Ｘ２には、オフセット異常による偏差αが加えられて、検出値Ｘ２の絶対値が偏差α分大きくなる。そして、所定の重複期間Ｔが過ぎると、タイミングｔ２で、第１電流センサ２５Ａは、負荷電流Ｉａを検出し、過渡状態を経過後に検出値Ｘ３を出力する。この際にも、検出値Ｘ３には、オフセット異常による偏差αが加えられている。
As shown in FIG. 5A, before the timing t1, no current is flowing through the switch SW1, but the first
これにより、重複期間Ｔの検出値Ｘ２の絶対値と検出値Ｙ２の絶対値との差である判定用電流値が算出されると、｜Ｘ２｜−｜−Ｙ２｜＝Ｙ１＋αとなる。つまり、負荷電流Ｉａと異なる値となり、判定用電流値と負荷電流Ｉａ（検出値Ｙ１）との電流差ΔＩが、オフセット異常による偏差αとなる。このオフセットの偏差αが閾値より大きい場合には、異常が検出される。 As a result, when the determination current value, which is the difference between the absolute value of the detected value X2 of the overlapping period T and the absolute value of the detected value Y2, is calculated, | X2 | − | −Y2 | = Y1 + α. That is, the value is different from the load current Ia, and the current difference ΔI between the determination current value and the load current Ia (detection value Y1) is the deviation α due to the offset abnormality. When the deviation α of this offset is larger than the threshold value, an abnormality is detected.
また、図５（ｂ）に示すように、タイミングｔ１より前では、第１電流センサ２５Ａは偏差αが加えられた検出値Ｘ１を出力する。タイミングｔ１で、オン状態にするスイッチを切り替えるために、両スイッチＳＷ１，ＳＷ２がオン状態となる。この状態では、第２電流センサ２５Ｂは、負荷電流Ｉａと蓄電池間電流Ｉｂとを合わせた電流を検出し、渡過状態を経過後に検出値Ｙ２を出力する。第１電流センサ２５Ａは、蓄電池間電流Ｉｂを検出し、過渡状態を経過後に検出値Ｘ２を出力する。この際にも、検出値Ｘ２には、蓄電池間電流Ｉｂにオフセット異常による偏差αが加えられて、検出値Ｘ２の絶対値が偏差α分小さくなる。そして、所定の重複期間Ｔが過ぎると、タイミングｔ２で、第１電流センサ２５Ａは、負荷電流Ｉａを検出し、過渡状態を経過後に検出値Ｘ３を出力する。この際にも、検出値Ｘ３には、オフセット異常による偏差αが加えられている。
Further, as shown in FIG. 5B, before the timing t1, the first
これにより、重複期間Ｔの検出値Ｘ２の絶対値と検出値Ｙ２の絶対値との差である判定用電流値が算出されると、｜Ｘ２｜−｜−Ｙ２｜＝Ｙ１＋αとなる。つまり、負荷電流Ｉａと異なる値となり、判定用電流値と負荷電流Ｉａ（検出値Ｙ１）との電流差ΔＩが、オフセット異常による偏差αとなる。このオフセット異常による偏差αが閾値より大きい場合には、異常が検出される。このように、オフセット異常の場合には、双方向の電流で、電流差ΔＩは偏差αになる。つまり、オフセット異常の場合には、双方向の電流で、電流差ΔＩは同じ値になる。また、オフセット異常の場合には、各スイッチＳＷ１，ＳＷ２のオフ状態で検出値が０以外になっている方の電流センサ２５Ａ，２５Ｂに異常が有ることが判別される。
As a result, when the determination current value, which is the difference between the absolute value of the detected value X2 of the overlapping period T and the absolute value of the detected value Y2, is calculated, | X2 | − | −Y2 | = Y1 + α. That is, the value is different from the load current Ia, and the current difference ΔI between the determination current value and the load current Ia (detection value Y1) is the deviation α due to the offset abnormality. When the deviation α due to this offset abnormality is larger than the threshold value, an abnormality is detected. As described above, in the case of the offset abnormality, the current difference ΔI becomes the deviation α due to the bidirectional current. That is, in the case of an offset abnormality, the current difference ΔI becomes the same value with the bidirectional current. Further, in the case of an offset abnormality, it is determined that the
図６（ａ）に示すように、タイミングｔ１より前では、スイッチＳＷ１に電流が流れていない。第１電流センサ２５Ａがゲイン異常になっていても、０にはどのようなゲインを乗算しても０になるため、第１電流センサ２５Ａは検出値Ｘ１として０を出力する。タイミングｔ１で、オン状態にするスイッチを切り替えるために、両スイッチＳＷ１，ＳＷ２がオン状態となる。この状態では、第１電流センサ２５Ａは、負荷電流Ｉａと蓄電池間電流Ｉｂとを合わせた電流を検出し、過渡状態を経過後に検出値Ｘ２を出力する。この際には、検出値Ｘ２には、アンプ２７の異常により増幅するゲインが大きくなっているため、検出値Ｘ２の絶対値が増加分βだけ真値よりも大きくなる。そして、所定の重複期間Ｔが過ぎると、タイミングｔ２で、第１電流センサ２５Ａは、負荷電流Ｉａを検出し、過渡状態を経過後に検出値Ｘ３を出力する。この際にも、検出値Ｘ３には、ゲインが大きくなることで増加分γが加えられている。重複期間Ｔの重複電流Ｉｔと負荷電流Ｉａとでは、同じゲイン誤差であっても、真値が異なるため、検出値に含まれる増加分が異なる値となっている。
As shown in FIG. 6A, no current is flowing through the switch SW1 before the timing t1. Even if the gain of the first
これにより、重複期間Ｔの検出値Ｘ２の絶対値と検出値Ｙ２の絶対値との差である判定用電流値が算出されると、｜Ｘ２｜−｜−Ｙ２｜＝Ｙ１＋βとなる。つまり、負荷電流Ｉａと異なる値となり、判定用電流値と負荷電流Ｉａとの電流差ΔＩが、ゲイン異常による増加分βとなる。このゲイン異常による増加分βが閾値より大きい場合には、異常が検出される。なお、重複期間Ｔは、流れる電流が大きくなるため、ゲイン異常による増加分βが大きくなり、異常が検出されやすくなる。 As a result, when the determination current value, which is the difference between the absolute value of the detected value X2 of the overlapping period T and the absolute value of the detected value Y2, is calculated, | X2 | − | −Y2 | = Y1 + β. That is, the value is different from the load current Ia, and the current difference ΔI between the determination current value and the load current Ia is the increase β due to the gain abnormality. When the increase β due to this gain abnormality is larger than the threshold value, an abnormality is detected. In the overlapping period T, the flowing current becomes large, so that the increase β due to the gain abnormality becomes large, and the abnormality is easily detected.
図６（ｂ）に示すように、タイミングｔ１より前では、第１電流センサ２５Ａは検出値Ｘ１として０を出力する。タイミングｔ１で、オン状態にするスイッチを切り替えるために、両スイッチＳＷ１，ＳＷ２がオン状態となる。この状態では、第２電流センサ２５Ｂは、負荷電流Ｉａと蓄電池間電流Ｉｂとを合わせた電流を検出し、渡過状態経過後に検出値Ｙ２を出力する。第１電流センサ２５Ａは、蓄電池間電流Ｉｂを検出し、過渡状態を経過後に検出値Ｘ２を出力する。この際には、検出値Ｘ２には、アンプ２７の異常により増幅するゲインが大きくなっているため、検出値Ｘ２の絶対値が増加分δだけ真値よりも大きくなる。そして、所定の重複期間Ｔが過ぎると、タイミングｔ２で、第１電流センサ２５Ａは、負荷電流Ｉａを検出し、過渡状態を経過後に検出値Ｘ３を出力する。この際にも、検出値Ｘ３には、ゲイン異常による増加分γが加えられている。
As shown in FIG. 6B, before the timing t1, the first
これにより、重複期間Ｔの検出値Ｘ２の絶対値と検出値Ｙ２の絶対値との差である判定用電流値が算出されると、｜Ｘ２｜−｜−Ｙ２｜＝Ｙ１＋δとなる。つまり、負荷電流Ｉａと異なる値となり、判定用電流値と負荷電流Ｉａとの電流差ΔＩが、ゲイン異常による増加分δとなる。このゲイン異常による増加分δが閾値より大きい場合には、異常が検出される。このように、ゲイン異常の場合には、双方向の電流で、真値が異なるためゲイン異常による増加分として異なる値が検出される。また、ゲイン異常の場合には、重複期間Ｔの値に基づいて、各電流センサ２５Ａ，２５Ｂのうちどちらの電流センサの異常であるかを判別することができる。具体的には、各スイッチＳＷ１，ＳＷ２のどちらの電流が大きいときに増加分βやδが大きくなるかに基づいて、電流センサの異常個所を特定することができる。
As a result, when the determination current value, which is the difference between the absolute value of the detected value X2 of the overlapping period T and the absolute value of the detected value Y2, is calculated, | X2 | − | −Y2 | = Y1 + δ. That is, the value is different from the load current Ia, and the current difference ΔI between the determination current value and the load current Ia is the increase δ due to the gain abnormality. When the increase δ due to this gain abnormality is larger than the threshold value, an abnormality is detected. In this way, in the case of a gain abnormality, since the true value is different in the bidirectional current, a different value is detected as an increase due to the gain abnormality. Further, in the case of a gain abnormality, it is possible to determine which of the
図７は、第２実施形態における補正を行うためのフローチャートである。本フローチャートによる処理は、図４のフローチャートのＳ２８のフェイルセーフ処理として実行されてもよいし、図４とは別に、ＥＣＵ３１により、周期的に実行されてもよい。
FIG. 7 is a flowchart for performing the correction in the second embodiment. The process according to this flowchart may be executed as the fail-safe process of S28 in the flowchart of FIG. 4, or may be periodically executed by the
Ｓ３１では、電流双方向で異常が有りと判定されているかを判定する。各スイッチＳＷ１，ＳＷ２における電流の向きが正方向でも負方向でも異常が判定されている場合には、異常の種別等を判別することができる。つまり、異常の種別を判別することができる状態かを判定する。Ｓ３１で、電流双方向で異常が有りと判定されていない場合（Ｓ３１：Ｎｏ）、処理を終了する。 In S31, it is determined whether or not there is an abnormality in both directions of the current. When an abnormality is determined in both the positive and negative directions of the currents in the switches SW1 and SW2, the type of abnormality and the like can be determined. That is, it is determined whether the state is such that the type of abnormality can be determined. If it is not determined in S31 that there is an abnormality in both directions of current (S31: No), the process ends.
Ｓ３１で双方向の電流で検出していると判定した場合（Ｓ３１：Ｙｅｓ）、Ｓ３２では、オフセット異常かどうかを判定する。上述の通り、各電流センサ２５Ａ，２５Ｂの異常の種類として、検出値がオフセット誤差を有しているオフセット異常と、検出値がゲイン誤差を有しているゲイン異常とがある。そこで、補正を行うにあたり、異常の種類を判別する。なお、Ｓ３２が異常判定部に相当する。
When it is determined in S31 that the current is detected in both directions (S31: Yes), in S32, it is determined whether or not the offset is abnormal. As described above, the types of abnormalities of the
Ｓ３１では、重複電流Ｉｔ１，Ｉｔ２と負荷電流Ｉａとの比較結果を用いて、異常の種類を特定する。具体的には、双方向の電流を用いて異常判定を行った際の電流差ΔＩが同じ値であるかを判定することで、オフセット異常であるかを判定する。オフセット異常の場合には、上述の通り、双方向の電流での電流差ΔＩが同じ値となる。双方向の電流での電流差ΔＩが偏差αで同じになる場合（Ｓ３２：Ｙｅｓ）には、オフセット異常であると判定し、Ｓ３３に進む。 In S31, the type of abnormality is specified by using the comparison result between the overlapping currents It1 and It2 and the load current Ia. Specifically, it is determined whether or not the offset is abnormal by determining whether or not the current difference ΔI when the abnormality is determined using the bidirectional current is the same value. In the case of an offset abnormality, as described above, the current difference ΔI in the bidirectional current becomes the same value. When the current difference ΔI in the bidirectional current becomes the same in the deviation α (S32: Yes), it is determined that the offset is abnormal, and the process proceeds to S33.
Ｓ３３では、Ｓ１３で取得したオフ時の電流に基づいて、異常な電流センサを特定する。具体的には、オフ時の電流が０でない電流センサに異常が発生していると特定する。そして、Ｓ３４では、異常な電流センサに対して偏差αを用いて補正するように設定し、処理を終了する。 In S33, the abnormal current sensor is identified based on the off current acquired in S13. Specifically, it is specified that an abnormality has occurred in the current sensor whose off current is not zero. Then, in S34, the abnormal current sensor is set to be corrected by using the deviation α, and the process is completed.
Ｓ３２で、オフセット異常ではないと判定した場合（Ｓ３２：Ｎｏ）、つまりゲイン異常であると判定した場合、Ｓ３５に進む。Ｓ３５では、双方向に電流を流した際の増加分β、δに基づいて、どちらの電流センサに異常が発生しているかを特定する。そして、Ｓ３６では、増加分に基づいて、ゲインの値を補正するように設定し、処理を終了する。 If it is determined in S32 that the offset is not abnormal (S32: No), that is, if it is determined that the gain is abnormal, the process proceeds to S35. In S35, it is specified which current sensor has an abnormality based on the increases β and δ when the current is passed in both directions. Then, in S36, the gain value is set to be corrected based on the increase, and the process ends.
以上のように、各電流センサ２５Ａ，２５Ｂのいずれかに異常が発生している場合に、異常の種類を特定する。電流の向きに依らず、電流差ΔＩが同じであれば、オフセット異常であると判定し、電流の向きによって電流差ΔＩが異なれば、ゲイン異常であると判定する。そして、電流センサの異常の種類に応じて、補正をする。そのため、電流センサに異常が発生した場合であっても、補正をして電流を検出することができる。
As described above, when an abnormality has occurred in any of the
＜他の実施形態＞
本発明は、上記実施形態に限定されず、例えば以下のように実施してもよい。ちなみに、以下の別例の構成を、上記実施形態の構成に対して、個別に適用してもよく、また、任意に組み合わせて適用してもよい。
<Other Embodiments>
The present invention is not limited to the above embodiment, and may be implemented as follows, for example. Incidentally, the configuration of the following alternative example may be applied individually to the configuration of the above embodiment, or may be applied in any combination.
・上記実施形態では、リチウムイオン蓄電池１２を用いているが、他の高密度蓄電池を用いてもよい。例えば、ニッケル−水素電池を用いてもよい。その他、いずれも同じ蓄電池（例えば鉛蓄電池、又はリチウムイオン蓄電池等）を用いることも可能である。
-In the above embodiment, the lithium
・上記実施形態では、電流を検出するためのシャント抵抗２６は、直列に接続されたＭＯＳＦＥＴ２１の間に設けられていたが、電流を検出するための回路（シャント抵抗２６）はＭＯＳＦＥＴ２１の前後に設けられていてもよい。また、電流センサとして、シャント抵抗２６とアンプ２７ではなく、他の方式の電流検出センサを用いてもよい。
-In the above embodiment, the
・図８に示すように、車載電源装置が、発電を可能とする回転電機に接続されていてもよい。図８は、他の実施形態における電源装置の概略構成図である。 -As shown in FIG. 8, the in-vehicle power supply device may be connected to a rotary electric machine capable of generating electricity. FIG. 8 is a schematic configuration diagram of a power supply device according to another embodiment.
回転電機１６は、３相交流モータや電力変換装置としてのインバータを有するモータ機能付き発電機であり、機電一体型のＩＳＧ（Integrated Starter Generator）として構成されている。回転電機１６は、エンジン出力軸や車軸の回転により発電（回生発電）を行う発電機能と、エンジン出力軸に回転力を付与する力行機能とを備えている。回転電機１６の力行機能により、アイドリングストップ中、自動停止されているエンジンを再始動させる際に、エンジンに回転力を付与することができる。回転電機１６は、発電電力を各蓄電池１１，１２や電気負荷１４に供給する。
The rotary
また、電池ユニットＵについて説明する。電池ユニットＵ内の電気経路として、鉛蓄電池１１とリチウムイオン蓄電池１２とを繋ぐ電気経路Ｌ１に並列になるように、電気経路Ｌ３が設けられている。電気経路Ｌ３は、電気経路Ｌ１と接続点Ｎ１２及び接続点Ｎ１３で接続されている。また、電気経路Ｌ３上の分岐点Ｎ１４と外部端子Ｐ３とを繋ぐ電気経路Ｌ４が設けられている。外部端子Ｐ３には、回転電機１６が接続されている。電気経路Ｌ３において、分岐点Ｎ１４よりも接続点Ｎ１２側（鉛蓄電池１１側）には、スイッチＳＷ３が設けられている。電気経路Ｌ３において、分岐点Ｎ１４よりも接続点Ｎ１３側（リチウムイオン蓄電池１２側）には、スイッチＳＷ４が設けられている。
Further, the battery unit U will be described. As an electric path in the battery unit U, an electric path L3 is provided so as to be parallel to the electric path L1 connecting the
各スイッチＳＷ３，ＳＷ４は、大電流に対応するためにそれぞれ２つ一組のＭＯＳＦＥＴが並列に配されている。２つ一組のＭＯＳＦＥＴの寄生ダイオードが互いに逆向きになるように直列に接続されている。また、スイッチＳＷ３，ＳＷ４は、各蓄電池１１，１２の蓄電状態等に基づいて、ＥＣＵ３１により制御される。
In each of the switches SW3 and SW4, two sets of MOSFETs are arranged in parallel in order to cope with a large current. The parasitic diodes of a pair of MOSFETs are connected in series so that they face each other in opposite directions. Further, the switches SW3 and SW4 are controlled by the
このように回転電機１６が接続された電源装置においても、上記実施形態の構成を用いることができる。なお、異常判定を実施する際には、各スイッチＳＷ３，ＳＷ４に電流が流れない状態であるか、流れている電流が明確になっていることが望ましい。
The configuration of the above embodiment can also be used in the power supply device to which the rotary
・図４のフローチャートにおいて、Ｓ２２とＳ２３との間に、電位差判定部として、電位差が所定よりも小さいかを判定する処理を行ってもよい。具体的には、鉛蓄電池１１の電圧である第１電圧と、リチウムイオン蓄電池１２の電圧である第２電圧とを取得し、第１電圧と第２電圧との電位差を算出する。そして、この電位差が所定値よりも大きい場合には、処理を終了して、各電流センサ２５Ａ，２５Ｂの異常判定を実施しないようにしてもよい。
-In the flowchart of FIG. 4, a process of determining whether the potential difference is smaller than a predetermined value may be performed as a potential difference determining unit between S22 and S23. Specifically, the first voltage, which is the voltage of the
鉛蓄電池１１の電圧である第１電圧と、リチウムイオン蓄電池１２の電圧である第２電圧との電位差が、大きすぎる場合には、各スイッチＳＷ１，ＳＷ２に流れる電流が各電流センサ２５Ａ，２５Ｂで検出できる範囲を超えることがある。この場合には、重複電流Ｉｔが各電流センサ２５Ａ，２５Ｂの検出できる値の上限値となってしまい、正確な値を検出することができず、負荷電流Ｉａとの比較をした際に誤って異常と判定してしまうことがある。そこで、第１電圧と第２電圧との電位差が所定値より大きいと判定された場合に、処理を終了する一方、第１電圧と第２電圧との電位差が所定値より小さいと判定された場合に、負荷電流Ｉａと重複電流Ｉｔ１，Ｉｔ２とに基づいて、異常が発生しているかを判定する。これにより、各電流センサ２５Ａ，２５Ｂが検出可能な範囲で、各電流センサ２５Ａ，２５Ｂの異常をより適切に判定することができる。
If the potential difference between the first voltage, which is the voltage of the lead-
また、電位差が所定値よりも小さい場合に、各電流センサ２５Ａ，２５Ｂの異常判定を実施しないようにしてもよい。電位差が小さくゲイン異常が生じている場合には、電流の値が小さすぎて異常を検出できないことがある。このような場合には、各電流センサ２５Ａ，２５Ｂの異常判定を実施しないようにしてもよい。
Further, when the potential difference is smaller than the predetermined value, the abnormality determination of the
・図７のＳ３２で、オフセット異常かどうかを判定する場合に、双方向の電流での電流差ΔＩが偏差αで同じになるかで判定するのではなく、Ｓ１３で取得したオフ電流に基づいて判定してもよい。具体的には、オフ電流が０以外の場合に、オフセット異常であると判定するようにしてもよい。 When determining whether or not the offset is abnormal in S32 of FIG. 7, it is not determined whether the current difference ΔI in the bidirectional current is the same in the deviation α, but based on the off current acquired in S13. You may judge. Specifically, when the off current is other than 0, it may be determined that the offset is abnormal.
・図４のＳ２４において、電流差を算出する際に、重複期間において正の向きの電流を検出する電流センサ検出値と負荷電流との差を求め、この値と重複期間において負の向きの電流を検出する電流センサの検出値との電流差を算出してもよい。正の向きの重複電流Ｉｔ１（負荷電流Ｉａと蓄電池間電流Ｉｂとの合計電流）から負荷電流Ｉａを引くと、蓄電池間電流Ｉｂ、つまり負の向きの重複電流Ｉｔ２の絶対値と同じになる。そこで、例えば、図３において、電流差は、Ｘ２−Ｙ１−｜−Ｙ２｜であるとしてもよい。そして、Ｓ２５では、この電流差が閾値より小さいかで異常を判定するようにしてもよい。 In S24 of FIG. 4, when calculating the current difference, the difference between the load current and the current sensor detection value that detects the current in the positive direction during the overlap period is obtained, and this value and the current in the negative direction during the overlap period are obtained. The current difference from the detected value of the current sensor that detects the current may be calculated. When the load current Ia is subtracted from the positive overlapping current It1 (the total current of the load current Ia and the storage battery current Ib), it becomes the same as the absolute value of the storage battery current Ib, that is, the overlapping current It2 in the negative direction. Therefore, for example, in FIG. 3, the current difference may be X2-Y1- | −Y2 |. Then, in S25, the abnormality may be determined based on whether the current difference is smaller than the threshold value.
・上記実施形態では、電流差ΔＩが閾値より小さい場合に、各電流センサ２５Ａ，２５Ｂのいずれかに異常が発生していると判定していたが、重複期間Ｔの検出値Ｘ２の絶対値と検出値Ｙ２の絶対値との差である判定用電流値が負荷電流と一致しているかによって異常を判定してもよい。一致していない場合には、異常であると判定してもよい。
-In the above embodiment, when the current difference ΔI is smaller than the threshold value, it is determined that an abnormality has occurred in either of the
・本開示に記載の制御部（制御装置）及びその手法は、コンピュータプログラムにより具体化された一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリーを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。あるいは、本開示に記載の制御部及びその手法は、一つ以上の専用ハードウエア論理回路によってプロセッサを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。もしくは、本開示に記載の制御部及びその手法は、一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリーと一つ以上のハードウエア論理回路によって構成されたプロセッサとの組み合わせにより構成された一つ以上の専用コンピュータにより、実現されてもよい。また、コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されていてもよい。 The control unit (control device) and its method described in the present disclosure are provided by configuring a processor and memory programmed to perform one or more functions embodied by a computer program. It may be realized by a dedicated computer. Alternatively, the controls and methods thereof described in the present disclosure may be implemented by a dedicated computer provided by configuring the processor with one or more dedicated hardware logic circuits. Alternatively, the control unit and method thereof described in the present disclosure may be a combination of a processor and memory programmed to perform one or more functions and a processor composed of one or more hardware logic circuits. It may be realized by one or more dedicated computers configured. Further, the computer program may be stored in a computer-readable non-transitional tangible recording medium as an instruction executed by the computer.
ΔＩ…差分、１１…鉛蓄電池、１２…リチウムイオン蓄電池、１４…電気負荷、２５Ａ…第１電流センサ、２５Ｂ…第２電流センサ、ＳＷ１…スイッチ、ＳＷ２…スイッチ。 ΔI ... Difference, 11 ... Lead storage battery, 12 ... Lithium ion storage battery, 14 ... Electric load, 25A ... 1st current sensor, 25B ... 2nd current sensor, SW1 ... Switch, SW2 ... Switch.
Claims (4)
前記第１蓄電池及び前記第２蓄電池を繋ぐ電気経路（Ｌ１）において前記電気負荷との接続点（Ｎ１１）よりも前記第１蓄電池側に設けられた第１スイッチ（ＳＷ１）と、
前記電気経路において前記接続点よりも前記第２蓄電池側に設けられた第２スイッチ（ＳＷ２）と、
前記第１スイッチに流れる電流を検出する第１電流センサ（２５Ａ）と、
前記第２スイッチに流れる電流を検出する第２電流センサ（２５Ｂ）と、
を有する電源装置に適用され、
前記電気負荷への通電時において、前記第１スイッチ及び前記第２スイッチのうちオンにするスイッチを切り替えるスイッチ切替を実施する場合に、それら両スイッチを一時的に共にオンにする重複期間を設けた上で当該スイッチ切替を実施するスイッチ制御部と、
前記第１スイッチ及び前記第２スイッチのうち一方のスイッチがオン状態であるときに、当該オン状態であるスイッチを介して前記電気負荷に流れ、かつ前記第１電流センサ及び前記第２電流センサのうち一方の電流センサで検出される電流を負荷電流として取得する負荷電流取得部と、
前記重複期間に、前記各スイッチに流れ、かつ前記各電流センサで検出される電流を重複電流として取得する重複電流取得部と、
前記負荷電流と前記重複電流とに基づいて、前記各電流センサのいずれかに異常が発生しているかを判定する異常判定部と、を備えている異常判定装置（３１）。 The first storage battery (11) and the second storage battery (12), which are connected in parallel to the electric load (14), respectively.
A first switch (SW1) provided on the first storage battery side of the connection point (N11) with the electric load in the electric path (L1) connecting the first storage battery and the second storage battery.
A second switch (SW2) provided on the second storage battery side of the connection point in the electric path, and
A first current sensor (25A) that detects the current flowing through the first switch, and
A second current sensor (25B) that detects the current flowing through the second switch, and
Applies to power supplies with
When the electric load is energized, when the switch switching of the first switch and the second switch to be turned on is performed, an overlapping period is provided in which both of the switches are temporarily turned on. The switch control unit that performs the switch switching above and
When one of the first switch and the second switch is in the on state, the electric load flows through the switch in the on state, and the first current sensor and the second current sensor A load current acquisition unit that acquires the current detected by one of the current sensors as a load current,
An overlapping current acquisition unit that flows through each of the switches during the overlapping period and acquires the current detected by each of the current sensors as an overlapping current.
An abnormality determination device (31) including an abnormality determination unit for determining whether an abnormality has occurred in any of the current sensors based on the load current and the overlapping current.
前記異常判定部は、前記電位差判定部により前記電位差が所定値より小さいことを条件として、前記負荷電流と前記重複電流とに基づいて、前記各電流センサに異常が発生しているかを判定する請求項１又は請求項２に記載の異常判定装置。 A potential difference determination unit for determining whether the potential difference between the first voltage, which is the voltage of the first storage battery, and the second voltage, which is the voltage of the second storage battery, is smaller than a predetermined value is provided.
The abnormality determination unit determines whether or not an abnormality has occurred in each of the current sensors based on the load current and the overlapping current, provided that the potential difference is smaller than a predetermined value by the potential difference determination unit. The abnormality determination device according to claim 1 or 2.
前記異常判定部は、
前記電気経路において電流が流れる方向がどちら向きでも前記電流センサで異常が発生していると判定した場合において、前記重複期間における前記第１電流センサと前記第２電流センサの検出値の絶対値の差と、前記負荷電流とを比較し、その比較結果に基づいて、前記オフセット異常であるか、前記ゲイン異常であるかを判定する請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の異常判定装置。 The types of abnormalities of each current sensor include an offset abnormality in which the detected value has an offset error and a gain abnormality in which the detected value has a gain error.
The abnormality determination unit
When it is determined that an abnormality has occurred in the current sensor regardless of the direction in which the current flows in the electric path, the absolute value of the detected values of the first current sensor and the second current sensor in the overlapping period The abnormality according to any one of claims 1 to 3, wherein the difference is compared with the load current, and based on the comparison result, whether the offset abnormality or the gain abnormality is determined is determined. Judgment device.
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