(57)【要約】【課題】二次電池の充電電流を検知する電流センサの異常を精度よく検出する。【解決手段】異常検出方法は、電圧センサを用いて検知される電池の電圧をモニタし、第１の電流センサを用いて検知される電池の充電電流の積算値に基づいて電池の充電率を表す第１の充電率を計算し、第２の電流センサを用いて検知される電池の充電電流の積算値に基づいて電池の充電率を表す第２の充電率を計算し、電池の電圧が電池の満充電電圧より低いときに、第１の充電率が満充電電圧に応じて決まる閾値充電率より低く、且つ、第２の充電率が閾値充電率より高ければ、第２の電流センサが異常であると判定する。【選択図】図１
2020056755.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電圧センサを用いて検知される電池の電圧をモニタし、
第１の電流センサを用いて検知される前記電池の充電電流の積算値に基づいて前記電池の充電率を表す第１の充電率を計算し、
第２の電流センサを用いて検知される前記電池の充電電流の積算値に基づいて前記電池の充電率を表す第２の充電率を計算し、
前記電池の電圧が前記電池の満充電電圧より低いときに、前記第１の充電率が前記満充電電圧に応じて決まる閾値充電率より低く、且つ、前記第２の充電率が前記閾値充電率より高ければ、前記第２の電流センサが異常であると判定する
ことを特徴とする異常検出方法。
【請求項２】
前記電池の電圧が前記満充電電圧より低いときに、前記第１の充電率が前記閾値充電率より低く、且つ、前記第２の充電率が前記閾値充電率より高く、且つ、前記第１の充電率と前記第２の充電率との差分が所定の閾値より大きければ、前記第２の電流センサが異常であると判定する
ことを特徴とする請求項１に記載の異常検出方法。
【請求項３】
前記電池への充電の開始時に、前記電圧センサを用いて検知される前記電池の電圧に基づいて、前記第１の充電率および前記第２の充電率を計算するための初期値がそれぞれリセットされたときに、前記第１の電流センサおよび前記第２の電流センサの異常の有無を判定する
ことを特徴とする請求項１に記載の異常検出方法。
【請求項４】
前記閾値充電率は、前記満充電電圧に対応する充電率に、現在の前記電池の電圧に対応するマージンを加算することで得られ、
現在の前記電池の電圧が低いほど、前記マージンとして、小さい値が設定される
ことを特徴とする請求項１に記載の異常検出方法。
【請求項５】
前記閾値充電率は、前記満充電電圧に対応する充電率に、充電動作の開始から終了または停止までの充電量に対応するマージンを加算することで得られ、
前記充電量が小さいほど、前記マージンとして、小さい値が設定される
ことを特徴とする請求項１に記載の異常検出方法。
【請求項６】
電池と、
前記電池の電圧を検知する電圧センサと、
前記電池の充電電流を検知する第１の電流センサと、
前記第１の電流センサに直列に接続され、前記電池の充電電流を検知する第２の電流センサと、
前記電圧センサを用いて検知される前記電池の電圧をモニタする電圧モニタ部と、
前記第１の電流センサを用いて検知される前記電池の充電電流の積算値に基づいて前記電池の充電率を表す第１の充電率を計算すると共に、前記第２の電流センサを用いて検知される前記電池の充電電流の積算値に基づいて前記電池の充電率を表す第２の充電率を計算する充電率計算部と、
前記電池の電圧が前記電池の満充電電圧より低いときに、前記第１の充電率が前記満充電電圧に応じて決まる閾値充電率より低く、且つ、前記第２の充電率が前記閾値充電率より高ければ、前記第２の電流センサのセンサが異常であると判定する判定部と、
を備える電池パック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電流センサの異常を検出する方法に係わる。
【背景技術】
【０００２】
充電可能な二次電池は、様々な分野において広く実用化されている。例えば、電気自動車またはプラグインハイブリッド車は、走行用モータに電流を供給するための二次電池を備える。
【０００３】
二次電池は、多くのケースにおいて、指定された値の電流で充電される。この場合、充電コントローラは、電流センサを用いて検知される充電電流をモニタしながら充電動作を制御する。このため、充電電流を検知する電流センサのゲインに異常が生じたときは、二次電池を適切に充電できないことがある。なお、電流センサのゲインは、電流センサの入力電流と出力電圧との比に相当する。また、電流センサのオフセット誤差によるオフセット異常が生じたときも、二次電池を適切に充電できないことがある。なお、電流センサのオフセット誤差は、二次電池に電流が流れていないときの電流センサの出力電圧と基準電圧との差に相当する。また、電流センサの出力値が所定の値に固定される電流値固定異常が生じたときも、二次電池を適切に充電できないことがある。
【０００４】
この問題に対処するため、例えば、電流センサにより検知される充電電流に基づいて得られるＳＯＣ（State of Charge）と電圧センサにより検知される電圧に基づいて得られるＳＯＣとの差分が閾値より大きいときに電流センサが異常であると判定する技術が提案されている（例えば、特許文献１）。また、特許文献２〜４に関連する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−０８８１５７号公報
【特許文献２】特開２０１０−１０４１７５号公報
【特許文献３】特開２０１３−２１７８９９号公報
【特許文献４】特開２０１２−０５８０２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、電流センサの測定値に基づくＳＯＣと電圧センサの測定値に基づくＳＯＣとを比較する方法では、電流センサまたは電圧センサのいずれが故障しているのか判断できないことがある。
【０００７】
本発明の１つの側面に係わる目的は、二次電池の充電電流を検知する電流センサの異常を精度よく検出することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の１つの態様の異常検出方法は、電圧センサを用いて検知される電池の電圧をモニタし、第１の電流センサを用いて検知される前記電池の充電電流の積算値に基づいて前記電池の充電率を表す第１の充電率を計算し、第２の電流センサを用いて検知される前記電池の充電電流の積算値に基づいて前記電池の充電率を表す第２の充電率を計算し、前記電池の電圧が前記電池の満充電電圧より低いときに、前記第１の充電率が前記満充電電圧に応じて決まる閾値充電率より低く、且つ、前記第２の充電率が前記閾値充電率より高ければ、前記第２の電流センサが異常であると判定する。
【０００９】
上述の方法において、電池の電圧がその電池の満充電電圧より低いときは、電池の充電率は満充電電圧に応じて決まる閾値充電率より低くなるはずである。よって、電池の電圧がその電池の満充電電圧より低いときに、第２の電流センサを用いて検知される充電電流に基づいて計算される第２の充電率が閾値充電率より高ければ、電圧センサまたは第２の電流センサのうちの少なくとも一方に異常が生じていると考えられる。ここで、電池の電圧がその電池の満充電電圧より低いときに、第１の電流センサを用いて検知される充電電流に基づいて計算される第１の充電率が閾値充電率より低ければ、電圧センサおよび第１の電流センサの双方が正常であると考えられる。したがって、電池の電圧がその電池の満充電電圧より低いときに、第１の充電率が閾値充電率より低く、且つ、第２の充電率が閾値充電率より高ければ、第２の電流センサが異常であると判定できる。即ち、異常が発生している素子を精度よく特定することができる。
【００１０】
電池の電圧が満充電電圧より低いときに、第１の充電率が閾値充電率より低い状態および第２の充電率が閾値充電率より高い状態に加えて、第１の充電率と第２の充電率との差分が所定の閾値より大きいときに限って、第２の電流センサが異常であると判定してもよい。ここで、第１の充電率および／または第２の充電率の計算結果が誤差を有する場合には、第１の電流センサおよび第２の電流センサがそれぞれ正常であるにもかかわらず、第１の充電率が閾値充電率より僅かに低くなり、且つ、第２の充電率が閾値充電率より僅かに高くなる状態が起こり得る。すなわち、誤検出が発生し得る。したがって、第１の充電率と第２の充電率との差分が所定の閾値より大きいときに限って電流センサが異常であると判定することにより、上述の誤検出が回避または抑制され得る。
【００１１】
電池への充電の開始時に、電圧センサを用いて検知される電池の電圧に基づいて、第１の充電率および第２の充電率を計算するための初期値がそれぞれリセットされたときに限って、第１の電流センサおよび第２の電流センサの異常の有無を判定してもよい。ここで、充電電流の積算値に基づいて充電率が計算されるときには、その計算結果の誤差が蓄積するおそれがある。そして、誤差が蓄積した充電率を利用して第１の電流センサおよび第２の電流センサの異常の有無が判定されると、その信頼性は低くなる。したがって、電圧センサを用いて検知される電池の電圧に基づいて第１の充電率および第２の充電率を計算するための初期値をそれぞれリセットすることにより、誤差の蓄積が解消され、第１の電流センサおよび第２の電流センサの異常の有無の判定の信頼性が向上する。
【００１２】
閾値充電率が満充電電圧に対応する充電率に現在の電池の電圧に対応するマージンを加算することで得られる場合には、現在の電池の電圧が低いほど、小さいマージンを設定するようにしてもよい。ここで、電池の電圧が低いときは、充電率も低くなる。よって、電池の電圧が低いときは、マージンを小さくして閾値充電率を低くすることにより、第１の電流センサおよび第２の電流センサの異常の検出漏れが抑制される。
【００１３】
閾値充電率が満充電電圧に対応する充電率に充電動作の開始から終了または停止までの充電量に対応するマージンを加算することで得られる場合には、充電量が小さいほど、小さいマージンを設定するようにしてもよい。ここで、充電量が少ないときは、充電電流の積算値の誤差が小さくなる。よって、充電量が少ないときは、マージンを小さくして閾値充電率を低くすることにより、第１の電流センサおよび第２の電流センサの異常の検出漏れが抑制される。
【発明の効果】
【００１４】
上述の態様によれば、二次電池の充電電流を検知する電流センサの異常を精度よく検出できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態に係わる電流センサの異常検出方法が使用される電池パックの一例を示す図である。
【図２】充電動作の一例を示す図である。
【図３】電流センサのゲイン異常が検出されるケースの一例を示す図である。
【図４】異常検出方法の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１は、本発明の実施形態に係わる電流センサの異常検出方法が使用される電池パックの一例を示す。図１に示す電池パック１００は、例えば、電気自動車またはプラグインハイブリッド車に実装される。なお、以下の記載では、電気自動車またはプラグインハイブリッド車を「電動車両」と呼ぶことがある。
【００１７】
電池パック１００は、図１に示すように、電池１、電流センサ２ａ、２ｂ、電圧センサ３、プロセッサ１０を備える。なお、電池パック１００は、図１に示していない他の回路要素を備えていてもよい。
【００１８】
電池１は、二次電池であり、充電装置２００により充電され得る。なお、充電装置２００は、電池パック１００に着脱され得る。また、電池１は、不図示の負荷に電流を供給することができる。負荷は、例えば、電動車両のモータを含む。
【００１９】
電流センサ２ａ、２ｂ（第１の電流センサ、第２の電流センサ）は、充電装置２００と電池１との間に設けられ、それぞれ電池１の充電電流を検知する。電流センサ２ａ、２ｂは、互いに直列に接続されている。各電流センサ２ａ、２ｂは、特に限定されるものではないが、例えば、ホール素子を用いて構成される。ただし、各電流センサ２ａ、２ｂは、他の構成で実現されてもよい。電圧センサ３は、電池１の正極端子と負極端子との間の電圧を検知する。
【００２０】
プロセッサ１０は、充電装置２００による充電動作を制御する。例えば、プロセッサ１０は、充電装置２００に充電電流の指令値を与えることができる。また、プロセッサ１０は、電池１の状態を管理することができる。更に、プロセッサ１０は、電流センサ２ａ、２ｂの異常を検出する異常検出処理を実行する。すなわち、プロセッサ１０は、電流センサ２ａ、２ｂの異常を検出する異常検出装置として動作することができる。
【００２１】
電流センサ２ａ、２ｂの異常は、ゲイン異常、オフセット異常、電流値固定異常の少なくとも１つを含み、以降の実施形態では、ゲイン異常がある場合を想定して説明する。なお、ゲイン異常に限定されない異常を想定する場合は、以降の実施形態における「ゲイン異常」を「異常」に置き換えることができる。
【００２２】
また、この実施例では、プロセッサ１０が充電制御および電池１の状態管理の双方を実行するが、本発明はこの構成に限定されるものではない。すなわち、充電装置２００に充電電流の指令値を与える充電制御、および電池１の状態を管理する状態管理が、別々のプロセッサで実行されるように構成してもよい。
【００２３】
プロセッサ１０は、図１に示すように、充電制御部１１、電圧モニタ１２、ＳＯＣ計算部１３、判定部１４を備える。なお、充電制御部１１、電圧モニタ１２、ＳＯＣ計算部１３、判定部１４の機能は、例えば、プロセッサ１０が不図示のメモリに格納されているソフトウェアプログラムを実行することにより実現される。また、プロセッサ１０は、図１に示していない機能を提供することもできる。
【００２４】
充電制御部１１は、充電電流の指令値を充電装置２００に与えることで充電装置２００を制御する。また、充電動作が定電流充電モードおよび定電圧充電モードを含むときは、充電制御部１１は、定電流充電モードから定電圧充電モードへの切替えタイミングを制御してもよい。例えば、充電動作の開始時は、定電流充電モードで電池１が充電される。このとき、充電制御部１１は、電圧センサ３により検知される電池１の電圧（閉回路電圧：ＣＣＶ：Closed Circuit Voltage）をモニタする。そして、電池１の電圧が満充電電圧に達すると、充電制御部１１は、充電モードを定電流充電モードから定電圧充電モードへ切り替える。定電圧充電モードにおいては、充電電流は段階的に引き下げられる。そして、充電電流が十分に小さい状態が所定時間継続すると、充電制御部１１は、充電動作を終了する。
【００２５】
電圧モニタ部１２は、電圧センサ３を用いて検知される電池１の電圧をモニタする。一例としては、電圧モニタ部１２は、充電装置２００から電池１への充電動作が行われているときに、電圧センサ３を用いて検知される電池１の電圧をモニタする。この場合、電池１の閉回路電圧がモニタされる。また、電圧モニタ部１２は、電池１が使用されていないときに、電圧センサ３を用いて検知される電池１の電圧をモニタしてもよい。この場合、電池１の開回路電圧（ＯＣＶ：Open Circuit Voltage）がモニタされる。
【００２６】
ＳＯＣ計算部（充電率計算部）１３は、電流センサ２ａを用いて検知される電池１の充電電流の積算値に基づいて、電池１の充電率を表すＳＯＣ＿ａ（第１の充電率）を計算する。また、ＳＯＣ計算部１３は、電流センサ２ｂを用いて検知される電池１の充電電流の積算値に基づいて、電池１の充電率を表すＳＯＣ＿ｂ（第２の充電率）を計算する。ＳＯＣ（State of Charge）は、電池の満充電容量に対する現在の充電容量を表す。即ち、ＳＯＣは、電池の充電率を表す。したがって、電池１のＳＯＣは、例えば（１）式で計算される。
ＳＯＣ＝充電前ＳＯＣ＋１００×電流積算値／満充電容量・・・（１）
充電前ＳＯＣは、例えば、充電開始時の電池１の電圧（ここでは、開回路電圧）に基づいて決定される。なお、電池１のＳＯＣは、電池１の電圧に一意に対応する。よって、ＳＯＣ計算部１３は、充電開始時に電圧センサ３の出力信号を取得することで充電前ＳＯＣを計算できる。但し、ＳＯＣ計算部１３は、他の方法で充電前ＳＯＣを決定してもよい。例えば、ある時点で電池１の開回路電圧に基づいてＳＯＣ初期値を設定し、その後、電池１の出力電流および充電電流をモニタして積算することにより、任意の時刻におけるＳＯＣを計算できる。この場合、ＳＯＣ計算部１３は、ＳＯＣ初期値が設定されたときから充電開始時までの電流を積算することにより、充電前ＳＯＣを得ることができる。
【００２７】
（１）式の電流積算値は、電流センサ２ａ、２ｂにより検知される電池１の充電電流の積算値を表す。（１）式の満充電容量は、例えば、電池１の満充電容量についての経年劣化情報を利用して推定される。経年劣化情報は、時間経過に対する電池１の満充電容量の変化を表し、電池１の構造および電池１を構成する材料などに応じて予め作成される。よって、ＳＯＣ計算部１３は、電池１が製造されたときからの時間経過に基づいて電池１の満充電容量を推定することができる。
【００２８】
このように、ＳＯＣ計算部１３は、電流センサ２ａを用いて検知される充電電流に対応するＳＯＣ＿ａおよび電流センサ２ｂを用いて検知される充電電流に対応するＳＯＣ＿ｂを計算する。ここで、電流センサ２ａ、２ｂのゲインが正常であれば、ＳＯＣ＿ａおよびＳＯＣ＿ｂは互いに実質的に同じはずである。換言すれば、ＳＯＣ＿ａおよびＳＯＣ＿ｂが互いに異なるときは、電流センサ２ａ、２ｂのうちの少なくとも一方のゲインが異常であると考えられる。
【００２９】
判定部１４は、電圧センサ３により検知される電池１の電圧、およびＳＯＣ計算部１３により計算されるＳＯＣ＿ａ、ＳＯＣ＿ｂに基づいて、電流センサ２ａ、２ｂのゲイン異常を検出する。例えば、電池１の閉回路電圧がその電池１の満充電電圧より低いときに、ＳＯＣ＿ａが電池１の満充電電圧に応じて決まる閾値ＳＯＣより低く、且つ、ＳＯＣ＿ｂがその閾値ＳＯＣより高ければ、判定部１４は、電流センサ２ｂのゲインが異常であると判定する。同様に、電池１の閉回路電圧がその電池１の満充電電圧より低いときに、ＳＯＣ＿ｂが閾値ＳＯＣより低く、且つ、ＳＯＣ＿ａがその閾値ＳＯＣより高ければ、判定部１４は、電流センサ２ａのゲインが異常であると判定する。
【００３０】
「満充電電圧に応じて決まる閾値ＳＯＣ」は、この例では、満充電電圧に対応する充電率に所定のマージンを加算することで得られる。「満充電電圧に対応する充電率」は、この実施例では、１００パーセントである。マージンは、特に限定されるものではないが、１〜５パーセント程度である。よって、例えば、マージンが３パーセントであるときは、閾値ＳＯＣは１０３パーセントである。なお、マージンは、電流センサ２ａ、２ｂおよび電圧センサ３の検知誤差を吸収するために設定される。
【００３１】
図２は、電池パック１００の充電動作の一例を示す。この実施例では、時刻Ｔ１において充電動作が開始される。充電開始後、充電装置２００は、定電流充電モードで電池１を充電する。すなわち、充電装置２００は、図２（ａ）に示すように、充電制御部１１から与えられる指令値に従って、一定の充電電流Ｉccで電池１を充電する。そうすると、電池１の電圧（すなわち、閉回路電圧）は、図２（ｂ）に示すように増加してゆく。
【００３２】
このとき、電圧モニタ部１２は、電池１の電圧をモニタする。そして、電池１の電圧が所定の満充電電圧に達すると、充電制御部１１は、電池１の充電モードを定電流充電モードから定電圧充電モードに切り替える。図２に示す例では、時刻Ｔ２において、電池１の電圧が満充電電圧に到達し、定電流充電モードから定電圧充電モードへの切替えが行われている。
【００３３】
定電圧充電モードにおいては、充電電流は、段階的に低減される。このとき、電池１の電圧は、ほぼ満充電電圧に保持される。そして、充電電流が十分に小さい状態が所定時間継続すると、充電制御部１１は、充電動作を終了する。図２に示す例では、時刻Ｔ３において充電動作が終了している。
【００３４】
ここで、電流センサ２ａ、２ｂのゲインがいずれも正常であり、電流センサ２ａ、２ｂがいずれも正しく充電電流を検知するものとする。この場合、図２（ｃ）に示すように、電流センサ２ａ、２ｂの出力信号（すなわち、電流センサ２ａ、２ｂにより検知される充電電流）は、互いに実質的に一致する。
【００３５】
このとき、ＳＯＣ計算部１３は、電流センサ２ａ、２ｂによりそれぞれ検知される充電電流に基づいてＳＯＣ＿ａ、ＳＯＣ＿ｂを計算する。ここで、電流センサ２ａ、２ｂがそれぞれ充電電流を正しく検知するときは、ＳＯＣ＿ａ、ＳＯＣ＿ｂは、図２（ｄ）に示すように、互いにほぼ一致しており、また、時間経過に対してほぼ直線的に増加してゆく。そして、時刻Ｔ２において電池１の電圧が満充電電圧に達するときに、ＳＯＣ＿ａ、ＳＯＣ＿ｂは、それぞれ満充電電圧に対応する充電率（即ち、１００パーセント）に達する。したがって、期間Ｔ１〜Ｔ２において定電流充電モードで充電が行われているときは、ＳＯＣ＿ａ、ＳＯＣ＿ｂは、いずれも閾値ＳＯＣよりも低いままである。なお、閾値ＳＯＣは、上述したように、１００パーセントよりマージンの分だけ高い値に設定されている。
【００３６】
なお、実際には、定電流充電モードから定電圧充電モードへ移行した後も充電電流が流れるので、時刻Ｔ２以降もＳＯＣ＿ａ、ＳＯＣ＿ｂは上昇する。ただし、定電流充電モードと比較して、定電圧充電モードの充電電流は小さく、また、充電時間も短い。したがって、図２に示す実施例において、時刻Ｔ２以降に定電圧充電モードで充電が実行されるときのＳＯＣの上昇分は無視するものとする。
【００３７】
判定部１４は、この実施例では、電池１の閉回路電圧が電池１の満充電電圧より低いときに、電流センサ２ａ、２ｂについてゲイン異常の有無を判定する。すなわち、判定部１４は、定電流充電モードで電池１が充電されているときに、電流センサ２ａ、２ｂについてゲイン異常の有無を判定する。ここで、図２に示す例では、ＳＯＣ＿ａ、ＳＯＣ＿ｂがいずれも閾値ＳＯＣより低いので、電流センサ２ａ、２ｂのゲイン異常は検出されない。
【００３８】
図３は、電流センサのゲイン異常が検出されるケースの一例を示す。ここでは、図２に示す例と同様に、期間Ｔ１〜Ｔ２において定電流充電モードで電池１が充電されるものとする。すなわち、図３（ａ）に示すように、期間Ｔ１〜Ｔ２において一定の充電電流Ｉccが供給される。また、図３（ｂ）に示すように、電池１の閉回路電圧は、時間経過に対して増加してゆく。なお、図３においては、時刻Ｔ３以降の充電動作（すなわち、定電圧充電モード）については省略されている。
【００３９】
また、この実施例では、電流センサ２ａは正しく電流を検知できるが、電流センサ２ｂは正しく電流を検知できないものとする。具体的には、電流センサ２ｂのゲインは、正常値よりも大きいものとする。この結果、図３（ｃ）に示すように、電流センサ２ａにより検知される電流値と比較して、電流センサ２ｂにより検知される電流値は大きくなる。すなわち、電流センサ２ｂにより検知される電流値は、Ｉccより大きい値となる。
【００４０】
プロセッサ１０は、定期的に、異常検出処理を実行する。異常検出処理は、電圧センサ３の出力信号に基づいて電池１の閉回路電圧をモニタする工程、電流センサ２ａ、２ｂの出力信号に基づいてＳＯＣ＿ａ、ＳＯＣ＿ｂを計算する工程、および閉回路電圧、ＳＯＣ＿ａ、ＳＯＣ＿ｂに基づいて電流センサ２ａ、２ｂのゲイン異常の有無を判定する工程を含む。この実施例では、時刻Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４においてそれぞれ異常検出処理が実行される。
【００４１】
判定部１４は、電池１が定電流充電モードで充電されているときに、以下の３つの要件が満たされると、電流センサのゲインが異常であると判定する。
（１）電池１の閉回路電圧が満充電電圧より低い
（２）電流センサ２ａ、２ｂのうちの一方により検知される充電電流に基づいて計算されるＳＯＣが閾値ＳＯＣより低い
（３）電流センサ２ａ、２ｂのうちの他方により検知される充電電流に基づいて計算されるＳＯＣが閾値ＳＯＣより高い
時刻Ｍ１においは、図３（ｂ）に示すように、電池１の閉回路電圧が満充電電圧より低い。ところが、図３（ｄ）に示すように、ＳＯＣ＿ａ、ＳＯＣ＿ｂは、いずれも閾値ＳＯＣより低い。すなわち、要件（３）は満足しない。よって、この場合、電流センサ２ａ、２ｂのゲイン異常は検出されない。同様に、時刻Ｍ２、Ｍ３においても電流センサのゲイン異常は検出されない。
【００４２】
時刻Ｍ４においは、図３（ｂ）に示すように、電池１の閉回路電圧が満充電電圧より低い。すなわち、要件（１）は満足している。また、図３（ｄ）に示すように、ＳＯＣ＿ａは閾値ＳＯＣより低いが、ＳＯＣ＿ｂは閾値ＳＯＣより高い。すなわち、電流センサ２ａが要件（２）を満足し、電流センサ２ｂが要件（３）を満足する。この場合、判定部１４は、電流センサ２ｂのゲインが異常であると判定する。具体的には、判定部１４は、電流センサ２ｂのゲインが正常値より大きいと判定する。
【００４３】
このように、異常検出処理においては、上述の要件（１）〜（３）に基づいて電流センサの状態が検出される。ここで、電流センサのゲインが正常であるものとすると、電池１の閉回路電圧が満充電電圧より低いときは、その電流センサに対応するＳＯＣは閾値ＳＯＣより低いはずである。したがって、電池１の閉回路電圧が満充電電圧より低いときに、電流センサに対応するＳＯＣが閾値ＳＯＣより高ければ、何らかの異常状態が生じていると推測される。
【００４４】
図３に示す例では、時刻Ｍ４において、電池１の閉回路電圧が満充電電圧より低いにもかかわらず、電流センサ２ｂに対応するＳＯＣ＿ｂが閾値ＳＯＣより高い。ところが、この状況だけでは、電圧センサ３または電流センサ２ｂのうちのどちらのセンサが異常なのかを判定できない。そこで、判定部１４は、電流センサ２ａに対応するＳＯＣ＿ａを参照する。ここで、時刻Ｍ４においては、電池１の閉回路電圧が満充電電圧より低いときに、電流センサ２ａに対応するＳＯＣ＿ａは閾値ＳＯＣより低い。すなわち、電圧センサ３の出力信号および電流センサ２ａの出力信号は互いに矛盾していないので、電圧センサ３および電流センサ２ａは正常と判定される。したがって、判定部１４は、時刻Ｍ４において、電流センサ２ｂのゲインが異常であると判定する。
【００４５】
図４は、本発明の実施形態に係わる異常検出方法の一例を示すフローチャートである。なお、この実施例では、異常検出処理は、電池１の充電動作の中で実行される。
【００４６】
Ｓ１において、充電制御部１１は、定電流充電モードで電池１の充電を開始する。そうすると、充電装置２００から電池１に電流が供給され、電池１の閉回路電圧ＣＣＶは徐々に上昇してゆく。
【００４７】
Ｓ２において、電圧モニタ部１２は、電圧センサ３により検知される電池１の閉回路電圧ＣＣＶが満充電電圧より低いか否かを判定する。そして、閉回路電圧ＣＣＶが満充電電圧より低ければ、Ｓ３において、ＳＯＣ計算部１３は、ＳＯＣ＿ａおよびＳＯＣ＿ｂを計算する。すなわち、ＳＯＣ計算部１３は、電流センサ２ａにより検知される充電電流の積算値を利用してＳＯＣ＿ａを計算する。また、ＳＯＣ計算部１３は、電流センサ２ｂにより検知される充電電流の積算値を利用してＳＯＣ＿ｂを計算する。
【００４８】
Ｓ４〜Ｓ６において、判定部１４は、電流センサ２ａ、２ｂの状態を判定する。具体的には、ＳＯＣ＿ａおよびＳＯＣ＿ｂがいずれも閾値ＳＯＣより低いときは（Ｓ４：Ｎｏ、Ｓ６：Ｎｏ）、いずれの電流センサについてもゲイン異常は検出されない。この場合、プロセッサ１０の処理はＳ２に戻る。すなわち、閉回路電圧ＣＣＶが満充電電圧より低く、且つ、ＳＯＣ＿ａおよびＳＯＣ＿ｂがいずれも閾値ＳＯＣより低いときは、Ｓ２〜Ｓ６の処理が繰り返し実行される。なお、Ｓ２〜Ｓ６の処理は、例えば、所定の時間間隔で実行される。そして、閉回路電圧ＣＣＶが満充電電圧に達すると（Ｓ２：Ｎｏ）、充電制御部１１は、Ｓ１０において、充電動作を定電流充電モードから定電圧充電モードに切り替える。
【００４９】
ＳＯＣ＿ａが閾値ＳＯＣより高く、且つ、ＳＯＣ＿ｂが閾値ＳＯＣより低いときは（Ｓ４：Ｙｅｓ、Ｓ５：Ｙｅｓ）、判定部１４は、Ｓ７において、電流センサ２ａのゲインが異常であると判定する。また、ＳＯＣ＿ａが閾値ＳＯＣより低く、且つ、ＳＯＣ＿ｂが閾値ＳＯＣより高いときは（Ｓ４：Ｎｏ、Ｓ６：Ｙｅｓ）、判定部１４は、Ｓ８において、電流センサ２ｂのゲインが異常であると判定する。
【００５０】
電流センサのゲイン異常が検出された後、プロセッサ１０は、充電動作を継続してもよい。例えば、電流センサ２ａのゲインが異常であると判定されたときは、プロセッサ１０は、電圧センサ３および電流センサ２ｂを用いて充電動作を継続する。一方、電流センサ２ｂのゲインが異常であると判定されたときは、プロセッサ１０は、電圧センサ３および電流センサ２ａを用いて充電動作を継続する。
【００５１】
なお、ＳＯＣ＿ａおよびＳＯＣ＿ｂがいずれも閾値ＳＯＣより高いときは（Ｓ４：Ｙｅｓ、Ｓ５：Ｎｏ）、判定部１４は、電圧センサ３、電流センサ２ａ、２ｂのうちのいずれが異常なのかを判定できない。この場合、判定部１４は、Ｓ９において、エラーメッセージを出力する。
【００５２】
＜バリエーション１＞
電圧センサ３および電流センサ２ａ、２ｂの出力信号は誤差を含む。加えて、電流センサ２ａ、２ｂにより検知される充電電流の積算値に基づいてＳＯＣ＿ａ、ＳＯＣ＿ｂが計算されるとき、ＳＯＣ＿ａ、ＳＯＣ＿ｂの誤差が蓄積するおそれがある。このため、電池１の閉回路電圧が満充電電圧より低いときに、一方のＳＯＣが閾値ＳＯＣより高く、且つ、他方のＳＯＣが閾値ＳＯＣより低くても、それら２つのＳＯＣの差分が小さいときは、判定部１４の判定結果の信頼性は必ずしも高くない。
【００５３】
そこで、判定部１４は、ＳＯＣ＿ａとＳＯＣ＿ｂとの差分が所定の閾値より大きいときに限って電流センサのゲイン異常の有無を判定するようにしてもよい。この手順を導入すれば、判定部１４の判定結果の信頼性が向上する。具体的には、電流センサのゲインが正常であるにもかかわらず異常であると判定される可能性が低くなる。
【００５４】
＜バリエーション２＞
上述したように、電流センサ２ａ、２ｂにより検知される充電電流の積算値に基づいてＳＯＣ＿ａ、ＳＯＣ＿ｂが計算されるときは、ＳＯＣ＿ａ、ＳＯＣ＿ｂの誤差が蓄積するおそれがある。ここで、この誤差の蓄積は、例えば、電池１への充電の開始時に、電圧センサ３を用いて検知される閉回路電圧に基づいてＳＯＣ＿ａ、ＳＯＣ＿ｂを計算するための初期値をそれぞれリセットすれば解消され得る。
【００５５】
そこで、判定部１４は、充電開始時に電圧センサ３を用いて検知される電池１の電圧に基づいて、ＳＯＣ＿ａ、ＳＯＣ＿ｂを計算するための初期値がそれぞれリセットされるときに限って、電流センサ２ａ、２ｂのゲイン異常の有無を判定するようにしてもよい。この場合、ＳＯＣ＿ａ、ＳＯＣ＿ｂの精度が高くなるので、判定部１４の判定結果の信頼性が向上する。なお、ＳＯＣ＿ａ、ＳＯＣ＿ｂを計算するための初期値のリセットは、例えば、ＳＯＣ計算部１３により定期的に実行される。
【００５６】
＜バリエーション３＞
判定部１４は、電流センサのゲイン異常を判定する処理において、充電電流に基づいて計算されるＳＯＣと閾値ＳＯＣとを比較する。この閾値ＳＯＣは、上述したように、満充電電圧に対応するＳＯＣに所定のマージンを加算することで得られる。「満充電電圧に対応するＳＯＣ」は、例えば、１００パーセントである。また、マージンは、電流センサ２ａ、２ｂおよび電圧センサ３の検知誤差を吸収するために設定される。
【００５７】
ここで、マージンが大きすぎると、電流センサのゲイン異常を検出できない検出漏れが生じるおそれがある。一方、マージンが小さすぎると、正常な電流センサにおいてゲイン異常が検出される誤検出が生じるおそれがある。したがって、判定部１４による判定結果の信頼性を高くするためには、マージンが適切に設定されることが求められる。
【００５８】
マージンは、予め固定的に設定されてもよいし、動的に調整されてもよい。後者のケースでは、例えば、現在の電池１の閉回路電圧に応じてマージンが調整される。ここで、電池１の閉回路電圧が低いときは、基本的に、充電電流に基づいて算出されるＳＯＣの値も低くなる。すなわち、電池１の閉回路電圧が高いとき（例えば、電池１の閉回路電圧が満充電電圧に近いとき）と比較すると、電池１の閉回路電圧が低いときは、電流センサのゲインが異常であったとしても、その電流センサにより検知される充電電流に対応するＳＯＣが１００パーセントを超える可能性は低くなる。
【００５９】
よって、現在の電池１の閉回路電圧に応じてマージンが調整される場合は、判定部１４は、現在の電池１の閉回路電圧が低いほど、小さいマージンを設定する。そうすると、閾値ＳＯＣが低くなるので、電池１の閉回路電圧が低い段階で電流センサの異常を検出できる可能性が高くなる。一方、判定部１４は、現在の電池１の閉回路電圧が高いほど、大きいマージンを設定する。そうすると、閾値ＳＯＣが高くなるので、電池１の閉回路電圧が満充電電圧に近づいたときに、電流センサのゲイン異常についての誤検出の可能性が低くなる。
【００６０】
なお、現在の電池１の閉回路電圧に応じてマージンが調整される場合、定期的に電池１の閉回路電圧が測定される。そして、判定部１４は、電池１の閉回路電圧が測定される毎にマージンを再設定し、再設定後のマージンを「満充電電圧に対応するＳＯＣ（即ち、１００パーセント）」に加算することで新たな閾値ＳＯＣを決定し、新たな閾値ＳＯＣとＳＯＣ＿ａ、ＳＯＣ＿ｂとを比較することでゲイン異常を検出する。
【００６１】
電池１の閉回路電圧が満充電電圧に達する前に充電動作が停止または終了したときは、判定部１４は、充電動作が停止または終了した時点での閉回路電圧に基づいてマージンを設定する。この場合、充電動作が停止または終了した時点での閉回路電圧が低いほど、小さいマージンが設定される。
【００６２】
＜バリエーション４＞
電流センサのゲインに異常がある場合、充電動作の開始から終了または停止までの充電量（ΔＡｈまたはΔＳＯＣ）が大きいほど、充電電流の積算値の誤差が大きくなり、判定部１４の判定精度が低下する。換言すれば、充電動作の開始から終了または停止までの充電量が小さいときは、充電電流の積算値の誤差が小さいので、マージンを大きくして閾値ＳＯＣを高くすると、電流センサのゲイン異常を検出できないことがある。なお、充電量は、充電動作の開始から終了または停止までの期間の充電電流の積算値、または、その期間内のＳＯＣの増加量に相当する。
【００６３】
例えば、充電開始時のＳＯＣが９８パーセントであり、その電池を１００パーセントまで充電するケースを想定する。この場合、バリエーション３では、充電中または充電終了時の電池１の電圧が高いので、大きなマージンが設定されて閾値ＳＯＣが高くなると、判定部１４が電流センサのゲイン異常を検出できないことがある。ところが、このケースでは、充電量が小さいので、電流センサのゲインに異常があったとしても、充電電流の積算値の誤差は小さい。したがって、充電量が小さいときは、電池１の電圧にかかわらず、マージンを小さくして閾値ＳＯＣを低くした方が、判定部１４の判定精度が高くなることがある。
【００６４】
このように、判定部１４は、充電動作の開始から終了または停止までの充電量に応じてマージンを決定してもよい。具体的には、充電量が小さいほど、マージンを小さくして閾値ＳＯＣを低くしてもよく、充電量が大きいほど、マージンを大きくして閾値ＳＯＣを高くしてもよい。
【符号の説明】
【００６５】
１  電池
２ａ、２ｂ  電流センサ
３  電圧センサ
１０  プロセッサ
１１  充電制御部
１２  電圧モニタ部
１３  ＳＯＣ計算部
１４  判定部
１００  電池パック
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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