(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
温度に応じて抵抗値を可変とする抵抗部を有し、蓄電池の温度を検出する温度検出手段と、
前記抵抗部の抵抗値を検出する抵抗検出手段と、
前記抵抗部を短絡する短絡手段と、
前記蓄電池が過電圧であるか否かを検出する過電圧検出手段と、
前記蓄電池の電圧を制御する電圧制御手段と、
を備え、
前記短絡手段は、前記過電圧検出手段によって前記蓄電池が過電圧であることが検出された場合に前記抵抗部を短絡し、
前記過電圧検出手段は、前記蓄電池の過電圧を検出した場合には、前記蓄電池の出力電圧を低下させ、
前記電圧制御手段は、前記抵抗検出手段が前記抵抗値を所定の閾値未満と検出した場合に前記蓄電池の電圧が所定の電圧以下になるように制御するとともに、前記抵抗値が前記所定の閾値未満の状態の継続時間が所定の第１時間以上に到達した場合には前記蓄電池の電圧を所定の下限電圧まで下げる制御を行い、前記所定の下限電圧までの電圧低下のための制御を開始してからの所定の第２時間の経過前に前記抵抗値が前記所定の閾値以上に増大した場合には、前記過電圧検出手段における前記出力電圧の低下機能に異常が発生していると判断する、
ことを特徴とする異常検出装置。
【請求項２】
前記蓄電池は、直列に接続された複数のキャパシタを備え、
前記過電圧検出手段は各前記複数のキャパシタ毎に過電圧であるか否かを検出し、
前記短絡手段は、前記過電圧検出手段によって前記複数のキャパシタの少なくとも何れか１つが過電圧であることが検出された場合に前記蓄電池の過電圧が発生したと判断する、
ことを特徴とする請求項１に記載の異常検出装置。
【請求項３】
前記過電圧検出手段を複数備え、
前記過電圧検出手段は、前記複数のキャパシタの少なくとも１つが過電圧であると判断した場合には、前記キャパシタの出力電圧を低下させ、
前記電圧制御手段は、前記所定の下限電圧までの電圧低下のための制御を開始してからの前記所定の第２時間の経過前に前記抵抗値が前記所定の閾値以上に増大した場合には、前記複数の過電圧検出手段の少なくとも何れか１つにおいて前記出力電圧の低下機能に異常が発生していると判断する、
ことを特徴とする請求項２に記載の異常検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、異常検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電気負荷が接続された主電源と、発電機が接続された副電源との間にＤＣ−ＤＣコンバータを接続し、主電源と副電源との間にスイッチを備える車両用電源装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１９５３３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記従来技術に係る車両用電源装置において、主電源または副電源を複数の電池セルからなる電池モジュールとした場合、各電池モジュールの電圧を監視するために各電池モジュールに接続された複数のモニター線が必要になる場合があり、装置構成が複雑になる虞がある。
【０００５】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、接続線などの装置構成が複雑になることを防止することが可能な異常検出装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決して係る目的を達成するために、本発明は以下の態様を採用した。
（１）本発明の一態様に係る異常検出装置は、温度に応じて抵抗値を可変とする抵抗部（例えば、実施の形態での抵抗部３１）を有し、蓄電池の温度を検出する温度検出手段（例えば、実施の形態での温度検出部１３）と、前記抵抗部の抵抗値を検出する抵抗検出手段（例えば、実施の形態でのコントローラ１４）と、前記抵抗部を短絡する短絡手段（例えば、実施の形態でのＯＲ回路２２および短絡部２３）と、前記蓄電池が過電圧であるか否かを検出する過電圧検出手段（例えば、実施の形態での過電圧検出器２１）と、前記蓄電池の電圧を制御する電圧制御手段（例えば、実施の形態でのＯＲ回路２２）と、を備え、前記短絡手段は、前記過電圧検出手段によって前記蓄電池が過電圧であることが検出された場合に前記抵抗部を短絡し、前記過電圧検出手段は、前記蓄電池の過電圧を検出した場合には、前記蓄電池の出力電圧を低下させ、前記電圧制御手段は、前記抵抗検出手段が前記抵抗値を所定の閾値未満と検出した場合に前記蓄電池の電圧が所定の電圧以下になるように制御するとともに、前記抵抗値が前記所定の閾値未満の状態の継続時間が所定の第１時間（例えば、実施の形態での第２時間）以上に到達した場合には前記蓄電池の電圧を所定の下限電圧まで下げる制御を行い、前記所定の下限電圧までの電圧低下のための制御を開始してからの所定の第２時間（例えば、実施の形態での第１時間）の経過前に前記抵抗値が前記所定の閾値以上に増大した場合には、前記過電圧検出手段における前記出力電圧の低下機能に異常が発生していると判断する。
【０００９】
（２）上記（１）に記載の異常検出装置では、前記蓄電池は、直列に接続された複数のキャパシタ（例えば、実施の形態でのキャパシタセル１）を備え、前記過電圧検出手段は、各前記複数のキャパシタ毎に過電圧であるか否かを検出し、前記短絡手段は、前記過電圧検出手段によって前記複数のキャパシタの少なくとも何れか１つが過電圧であることが検出された場合に前記蓄電池の過電圧が発生したと判断する。
（３）上記（２）に記載の異常検出装置は、前記過電圧検出手段を複数備え、前記過電圧検出手段は、前記複数のキャパシタの少なくとも１つが過電圧であると判断した場合には、前記キャパシタの出力電圧を低下させ、前記電圧制御手段は、前記所定の下限電圧までの電圧低下のための制御を開始してからの前記所定の第２時間の経過前に前記抵抗値が前記所定の閾値以上に増大した場合には、前記複数の過電圧検出手段の少なくとも何れか１つにおいて前記出力電圧の低下機能に異常が発生していると判断する。
【発明の効果】
【００１０】
上記（１）に記載の態様に係る異常検出装置によれば、例えば、温度検出手段の検出対象が複数存在し、複数の検出対象の何れかに異常が発生したか否かを検出する場合に、複数の検出対象のそれぞれに接続線を接続する必要無しに、抵抗検出手段に接続された接続線のみによって異常の発生有無を検出することができる。これにより、装置構成が複雑化することを防止することができる。
【００１１】
さらに、上記（１）の場合、抵抗検出手段に接続された接続線のみによって蓄電池の過電圧を検出することができる。
さらに、上記（２）の場合、抵抗検出手段に接続された接続線のみによって複数のキャパシタの少なくとも何れか１つの過電圧を検出することができる。
さらに、上記（１）の場合、蓄電池の過電圧が生じている場合には過電圧を解消することができるとともに、蓄電池の電圧を下げたことに応じて抵抗部の短絡が解消されたか否かを検知することによって、短絡手段による制御された短絡または短絡手段の制御にはよらない異常による短絡の何れが生じたかを検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態に係る異常検出装置の構成図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る異常検出装置の動作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】
【００１３】
以下、本発明の一実施形態に係る異常検出装置について添付図面を参照しながら説明する。
【００１４】
本実施の形態による異常検出装置１０は、例えば図１に示すように、直列に接続された複数のキャパシタセル１によって形成されたキャパシタ（キャパシタモジュール）１１の異常として、複数のキャパシタセル１の少なくとも何れか１つが過電圧であるか否かを検出可能である。
異常検出装置１０は、例えば、異常検出部１２と、温度検出部１３と、コントローラ１４と、を備えている。異常検出部１２は、複数のキャパシタセル１のそれぞれに設けられた複数の過電圧検出器２１と、複数の過電圧検出器２１に接続されたＯＲ回路２２と、ＯＲ回路２２によって制御される短絡部２３と、を備えている。
【００１５】
キャパシタセル１は、例えば電気二重層コンデンサまたは電解コンデンサ、リチウムイオンキャパシタなどである。複数のキャパシタセル１は直列に接続され、キャパシタ（キャパシタモジュール）１１を形成している。
【００１６】
過電圧検出器２１は、キャパシタセル１の出力電圧が所定閾電圧よりも大きいか否かを検出する。過電圧検出器２１は、キャパシタセル１の出力電圧が所定閾電圧よりも大きい場合にキャパシタセル１の過電圧が生じていると判断して、キャパシタセル１を放電させることによってキャパシタセル１の出力電圧を低下させる。
【００１７】
ＯＲ回路２２は、複数の過電圧検出器２１と短絡部２３に接続されている。ＯＲ回路２２は、複数の過電圧検出器２１の少なくとも何れか１つがキャパシタセル１の過電圧を検出した場合に、短絡部２３を短絡させる。
【００１８】
短絡部２３は、温度検出部１３の抵抗部３１に備えられている。短絡部２３は、ＯＲ回路２２によって開閉制御されるスイッチなどを備え、ＯＲ回路２２の制御によって抵抗部３１の正極側および負極側の出力端子３１Ａ，３１Ｂ間を短絡する。
【００１９】
温度検出部１３は、温度に応じて抵抗値を可変とする抵抗部３１を備えている。抵抗部３１は、例えば、サーミスタ３１ａと、サーミスタ３１ａの両端を短絡可能な短絡部２３と、を備えている。サーミスタ３１ａは、温度の上昇に応じて、抵抗値が増大傾向または低下傾向に変化する特性を有している。サーミスタ３１ａの両端（つまり、抵抗部３１の正極側および負極側の出力端子３１Ａ，３１Ｂ間）には、サーミスタ３１ａの温度および抵抗値に応じた電圧が出力される。なお、サーミスタ３１ａの特性および動作範囲（例えば、抵抗値の範囲など）の情報は、予めコントローラ１４に記憶されている。
【００２０】
短絡部２３は、サーミスタ３１ａの両端を、所定値未満の抵抗値（例えば、サーミスタ３１ａ動作範囲の下限の抵抗値よりも小さい抵抗値）で短絡可能に設けられている。短絡部２３は、既定状態ではサーミスタ３１ａの両端を短絡せず、ＯＲ回路２２の制御に応じてサーミスタ３１ａの両端を短絡する。これにより短絡部２３は、サーミスタ３１ａの両端を短絡した場合に抵抗部３１の正極側および負極側の出力端子３１Ａ，３１Ｂ間に、サーミスタ３１ａの温度にはよらない所定値未満の抵抗値に応じた電圧を発生させる。
【００２１】
コントローラ１４は、電力供給のための電力線１４ａによってキャパシタ１１に接続されているとともに、温度検出部１３の抵抗部３１の正極側および負極側の出力端子３１Ａ，３１Ｂ間の電圧を検出するための２つの接続線１４ｂ，１４ｃによって温度検出部１３に接続されている。
コントローラ１４は、制御信号を送信するための制御線１４ｄによって、キャパシタ１１の充電および放電を制御可能なＤＣ−ＤＣコンバータ１５に接続されている。さらに、コントローラ１４は、キャパシタ１１の出力電圧（キャパシタ電圧、つまり、直列に接続された複数のキャパシタセル１の全体の電圧）を検出する電圧センサ１６に接続されている。
【００２２】
コントローラ１４は、例えばキャパシタ１１に接続されたＤＣ−ＤＣコンバータ１５によってキャパシタ１１の充電および放電を制御する。コントローラ１４は、温度検出部１３に接続され、予め記憶している温度検出部１３の抵抗部３１の特性の情報を参照して、温度検出部１３の抵抗部３１から出力される正極側および負極側の出力端子３１Ａ，３１Ｂ間の電圧値に応じて抵抗部３１の抵抗値および温度を検出する。
コントローラ１４は、温度検出部１３から出力された電圧値によって、予め記憶しているサーミスタ３１ａの動作範囲の下限の抵抗値よりも小さい抵抗値を検出した場合には、抵抗部３１に短絡が生じていると判断して、キャパシタ１１の放電によってキャパシタ１１の電圧を低下させる。
【００２３】
本実施の形態による異常検出装置１０は上記構成を備えており、次に、この異常検出装置１０の動作について説明する。
【００２４】
先ず、例えば図２に示すステップＳ０１において、コントローラ１４は、キャパシタ１１に接続されたＤＣ−ＤＣコンバータ１５によってキャパシタ１１の充電および放電を制御する。
次に、ステップＳ０２において、コントローラ１４は、抵抗部３１の抵抗値は所定の第１閾値よりも大きいか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、後述するステップＳ０６に進む。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ０３に進む。
なお、所定の第１閾値は、例えば、予め設定されたサーミスタ３１ａの動作範囲の上限の抵抗値などである。
【００２５】
次に、ステップＳ０３において、コントローラ１４は、キャパシタ１１の充電および放電の制御を継続しつつ、タイマー（図示略）による計時を行なう。これによりコントローラ１４は、抵抗部３１の抵抗値が所定の第１閾値よりも大きい状態の継続時間を計測する。
次に、ステップＳ０４において、コントローラ１４は、抵抗部３１の抵抗値が所定の第１閾値よりも大きい状態の継続時間が第１時間以上に到達したか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合、つまり第１時間の経過前に抵抗部３１の抵抗値が所定の第１閾値以下に低下した場合には、エンドに進む。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ０５に進む。
次に、ステップＳ０５において、コントローラ１４は、抵抗部３１において断線による地絡が発生していると判断して、キャパシタ電圧を所定の下限電圧まで下げるようにキャパシタ１１を放電させ、エンドに進む。
【００２６】
次に、ステップＳ０６において、コントローラ１４は、抵抗部３１の抵抗値は第１閾値よりも小さい所定の第２閾値未満か否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、エンドに進む。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ０７に進む。
なお、所定の第２閾値は、例えば、予め設定されたサーミスタ３１ａ動作範囲の下限の抵抗値などである。
【００２７】
次に、ステップＳ０７において、コントローラ１４は、キャパシタ電圧は所定の下限電圧以下か否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、後述するステップＳ１１に進む。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ０８に進む。
なお、所定の下限電圧は、キャパシタ１１が搭載された車両などのシステムにおいて必要とされる下限の出力電圧（例えば、アイドル停止状態の車両を再始動させるために必要とされる電圧など）などである。
次に、ステップＳ０８において、コントローラ１４は、キャパシタ１１の充電および放電の制御を待機（つまり停止）させつつ、タイマー（図示略）による計時を行なう。これによりコントローラ１４は、抵抗部３１の抵抗値が所定の第２閾値未満である状態の継続時間を計測する。
【００２８】
次に、ステップＳ０９において、コントローラ１４は、抵抗部３１の抵抗値が所定の第２閾値未満の状態の継続時間が第１時間以上に到達したか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合、つまり第１時間の経過前に抵抗部３１の抵抗値が所定の第２閾値以上に増大した場合には、エンドに進む。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ１０に進む。
そして、ステップＳ１０において、コントローラ１４は、抵抗部３１においてＯＲ回路２２の制御にはよらない何らかの異常による短絡が発生していると判断して、キャパシタ１１の電圧を所定の下限電圧まで下げるようにキャパシタ１１を放電させ、エンドに進む。
【００２９】
次に、ステップＳ１１において、コントローラ１４は、キャパシタ電圧は所定の上限電圧以下か否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、後述するステップＳ１８に進む。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ１２に進む。
なお、所定の上限電圧は、例えば、予め設定されたキャパシタ１１の動作範囲の上限の出力電圧などである。
次に、ステップＳ１２において、コントローラ１４は、キャパシタ電圧が上限電圧よりも小さい所定の第１電圧以下になるようにキャパシタ１１の充電および放電の制御を継続しつつ、タイマー（図示略）による計時を行なう。これによりコントローラ１４は、抵抗部３１の抵抗値が所定の第２閾値未満である状態の継続時間を計測する。
【００３０】
次に、ステップＳ１３において、コントローラ１４は、抵抗部３１の抵抗値が所定の第２閾値未満の状態の継続時間が第２時間以上に到達したか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合、つまり第２時間の経過前に抵抗部３１の抵抗値が所定の第２閾値以上に増大した場合には、エンドに進む。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ１４に進む。
次に、ステップＳ１４において、コントローラ１４は、抵抗部３１においてＯＲ回路２２の制御にはよらない何らかの異常による短絡が発生していると判断して、キャパシタ１１の電圧を所定の下限電圧まで下げるようにキャパシタ１１を放電させ、タイマー（図示略）による計時を行なう。これによりコントローラ１４は、抵抗部３１の抵抗値が所定の第２閾値未満である状態の継続時間を計測する。
【００３１】
次に、ステップＳ１５において、コントローラ１４は、抵抗部３１の抵抗値が所定の第２閾値未満の状態の継続時間が第１時間以上に到達したか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合、つまり第１時間の経過前に抵抗部３１の抵抗値が所定の第２閾値以上に増大した場合には、後述するステップＳ１７に進む。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ１６に進む。
そして、ステップＳ１６において、コントローラ１４は、抵抗部３１においてＯＲ回路２２の制御にはよらない何らかの異常による短絡が発生していると判断して、キャパシタ１１の電圧を所定の下限電圧まで下げるようにキャパシタ１１を放電させ、エンドに進む。
また、ステップＳ１７において、コントローラ１４は、複数の過電圧検出器２１の少なくとも何れか１つにおいて、キャパシタセル１の過電圧が生じている場合にキャパシタセル１を放電させて出力電圧を低下させる機能に異常が発生していると判断して、エンドに進む。
【００３２】
また、ステップＳ１８において、コントローラ１４は、キャパシタ電圧が上限電圧よりも小さい所定の第２電圧以下になるようにキャパシタ１１の充電および放電の制御を継続しつつ、タイマー（図示略）による計時を行なう。これによりコントローラ１４は、抵抗部３１の抵抗値が所定の第２閾値未満である状態の継続時間を計測する。
【００３３】
次に、ステップＳ１９において、コントローラ１４は、抵抗部３１の抵抗値が所定の第２閾値未満の状態の継続時間が第２時間以上に到達したか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合、つまり第２時間の経過前に抵抗部３１の抵抗値が所定の第２閾値以上に増大した場合には、エンドに進む。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ２０に進む。
次に、ステップＳ２０において、コントローラ１４は、抵抗部３１においてＯＲ回路２２の制御にはよらない何らかの異常による短絡が発生していると判断して、キャパシタ１１の電圧を所定の下限電圧まで下げるようにキャパシタ１１を放電させ、タイマー（図示略）による計時を行なう。これによりコントローラ１４は、抵抗部３１の抵抗値が所定の第２閾値未満である状態の継続時間を計測する。
【００３４】
次に、ステップＳ２１において、コントローラ１４は、抵抗部３１の抵抗値が所定の第２閾値未満の状態の継続時間が第１時間以上に到達したか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合、つまり第１時間の経過前に抵抗部３１の抵抗値が所定の第２閾値以上に増大した場合には、後述するステップＳ２３に進む。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ２２に進む。
そして、ステップＳ２２において、コントローラ１４は、抵抗部３１においてＯＲ回路２２の制御にはよらない何らかの異常による短絡が発生していると判断して、キャパシタ１１の電圧を所定の下限電圧まで下げるようにキャパシタ１１を放電させ、エンドに進む。
また、ステップＳ２３において、コントローラ１４は、複数の過電圧検出器２１の少なくとも何れか１つにおいて、キャパシタセル１の過電圧が生じている場合にキャパシタセル１を放電させて出力電圧を下げる機能に異常が発生していると判断して、エンドに進む。
【００３５】
上述したように、本実施の形態による異常検出装置１０によれば、複数のキャパシタセル１のそれぞれとコントローラ１４とを接続する接続線を必要とせずに、温度検出部１３とコントローラ１４とに接続された接続線１４ｂ，１４ｃのみによって、複数のキャパシタセル１の何れかの過電圧を検出することができる。これにより、装置構成が複雑化することを防止することができる。
さらに、抵抗部３１の抵抗値が第２閾値未満かつキャパシタ電圧が下限電圧よりも大きい場合にキャパシタ１１を放電させるので、複数のキャパシタセル１の何れかに過電圧が生じている場合であっても、発生した過電圧を解消することができる。さらに、キャパシタ１１の放電によってキャパシタ電圧を低下させた場合に、抵抗部３１の抵抗値が第２閾値以上に増大するか否かを判定することによって、ＯＲ回路２２による制御された短絡と、ＯＲ回路２２の制御にはよらない何らかの異常による短絡との何れが生じたかを的確に判別することができる。
【００３６】
なお、本発明の技術的範囲は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。すなわち、上述した実施形態の構成はほんの一例に過ぎず、適宜変更が可能である。
【符号の説明】
【００３７】
１  キャパシタセル
１０  異常検出装置
１１  キャパシタ
１２  異常検出部
１３  温度検出部（温度検出手段）
１４  コントローラ（抵抗検出手段）
１５  電源
２１  過電圧検出器（過電圧検出手段）
２２  ＯＲ回路（短絡手段、電圧制御手段）
２３  短絡部（短絡手段）
３１  抵抗部
３１ａ  サーミスタ
【図１】
0005855609.tif 000002
【図２】
0005855609.tif 000003