(57)【要約】【課題】電流センサによって検出された電流の変動が機械的振動による変動であるか否かを精度よく判定することができる振動判定装置、電源装置および振動判定方法を提供すること。【解決手段】実施形態に係る振動判定装置は、電流センサと、電圧検出部と、振動検出部とを備える。電流センサは、電流経路に流れる電流に応じた磁束に基づき、電流経路に流れる電流を検出する。電圧検出部は、電流経路の中途に設けられたスイッチの両端電圧を検出する。振動検出部は、電流センサによって検出された電流と電圧検出部によって検出されたスイッチの両端電圧との比較結果に基づいて、電流センサによって検出された電流の変動が機械的振動による変動であるか否かを判定する。【選択図】図１
2018026975.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電流経路に流れる電流に応じた磁束に基づき、前記電流経路に流れる電流を検出する電流センサと、
前記電流経路の中途に設けられたスイッチの両端電圧を検出する電圧検出部と、
前記電流センサによって検出された電流と前記電圧検出部によって検出された前記両端電圧との比較結果に基づいて、前記電流センサによって検出された電流の変動が機械的振動による変動であるか否かを判定する判定部と、を備える
ことを特徴とする振動判定装置。
【請求項２】
電流経路に流れる電流に応じた磁束に基づき、前記電流経路に流れる電流を検出する電流センサと、
機械的振動を検出する振動センサと、
前記電流センサによって検出された電流と前記振動センサによって検出された機械的振動との比較結果に基づいて、前記電流センサによって検出された電流の変動が機械的振動による変動であるか否かを判定する判定部と、を備える
ことを特徴とする振動判定装置。
【請求項３】
機械的振動を検出する振動センサを備え、
前記判定部は、
前記電流センサによって検出された電流と前記電圧検出部によって検出された前記両端電圧と前記振動センサによって検出された機械的振動との比較結果に基づいて、前記電流センサによって検出された電流の変動が機械的振動による変動であるか否かを判定する
ことを特徴とする請求項１に記載の振動判定装置。
【請求項４】
前記電流センサによって検出された電流の変動が機械的振動による変動である場合に、前記電流センサによって検出された電流を補正して出力する補正部を備える
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の振動判定装置。
【請求項５】
前記電流センサは、
前記電流経路からの磁界を検出するセンサ素子と、
前記電流経路または前記センサ素子を振動可能に保持する保持部と、を備える
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の振動判定装置。
【請求項６】
請求項１または３に記載の振動判定装置と、
電流経路に接続されたバッテリーと、
前記判定部によって判定された前記機械的振動による変動が所定値以上である場合に、前記スイッチをオフにして前記電流経路を介した前記バッテリーの充放電を停止する保護処理部と、を備える
ことを特徴とする電源装置。
【請求項７】
電流経路に流れる電流に応じた磁束に基づき、前記電流経路に流れる電流を検出する工程と、
前記電流経路の中途に設けられたスイッチの両端電圧を検出する工程と、
前記検出された電流と前記検出された両端電圧との比較結果に基づいて、前記検出された電流の変動が機械的振動による変動であるか否かを判定する工程と、を含む
ことを特徴とする振動判定方法。
【請求項８】
電流経路に流れる電流に応じた磁束に基づき、前記電流経路に流れる電流を電流センサによって検出する工程と、
機械的振動を振動センサによって検出する工程と、
前記電流センサによって検出された電流と前記振動センサによって検出された機械的振動との比較結果に基づいて、前記検出された電流の変動が機械的振動による変動であるか否かを判定する工程と、を含む
ことを特徴とする振動判定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振動判定装置、電源装置および振動判定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、磁気抵抗素子やホール素子を用いてバスバーなどの電流経路の周囲に発生する磁束を磁気抵抗素子やホール素子を用いて検出することで電流経路に流れる電流を検出する電流センサが知られている。
【０００３】
この種の電流センサとして、集磁コアを用いずに磁界を直接検出することで電流経路に流れる電流を検出するコアレス型の電流センサが開発されている。かかるコアレス型の電流センサでは、集磁コアが不要となり部品点数を削減できることから、小型化や低コスト化を図ることができる（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２７８２９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したコアレス型の電流センサは、機械的振動によって電流センサと電流経路との間の距離が変化した場合、電流センサが受ける磁束が変動して電流センサの出力が変動するおそれがある。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、電流センサによって検出された電流の変動が機械的振動による変動であるか否かを精度よく判定することができる振動判定装置、電源装置および振動判定方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施形態の一態様に係る振動判定装置は、電流センサと、電圧検出部と、振動検出部とを備える。前記電流センサは、電流経路に流れる電流に応じた磁束に基づき、前記電流経路に流れる電流を検出する。前記電圧検出部は、前記電流経路の中途に設けられたスイッチの両端電圧を検出する。前記振動検出部は、前記電流センサによって検出された電流と前記電圧検出部によって検出された前記両端電圧との比較結果に基づいて、前記電流センサによって検出された電流の変動が機械的振動による変動であるか否かを判定する。
【発明の効果】
【０００８】
実施形態の一態様に係る振動判定装置、電源装置および振動判定方法によれば、電流センサによって検出された電流の変動が機械的振動による変動であるか否かを精度よく判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、実施形態に係る振動判定装置を有する電源装置の構成例を示す図である。
【図２】図２は、実施形態に係る電源装置の具体的な構成例を示す図である。
【図３】図３は、実施形態に係る電源装置の分解斜視模式図である。
【図４】図４は、図２に示すコアレス型の電流センサの構成例を示す図である。
【図５】図５は、図２に示す電圧検出部の構成例を示す図である。
【図６】図６は、蓄電デバイスの電圧、検出電圧、検出電流、振動検出信号および検出電流の関係を示す図である。
【図７】図７は、図２に示す電流振動検出部および保護処理部が実行する処理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】
【００１０】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態に係る振動判定装置、電源装置および振動判定方法を詳細に説明する。なお、かかる実施形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１１】
［１．振動判定装置］
図１は、実施形態に係る振動判定装置を有する電源装置の構成例を示す図である。図１に示す電源装置１は、蓄電デバイス１０（バッテリーの一例）と、バスバー１１と、スイッチ１２（電流経路の一例）と、検出部１３（振動判定装置の一例）と、保護処理部１５とを備える。
【００１２】
バスバー１１は、蓄電デバイス１０と外部装置２との間に配置される。かかるバスバー１１は、バスバー１１ａ、１１ｂを有している。スイッチ１２は、バスバー１１ａとバスバー１１ｂとの間に設けられる。
【００１３】
検出部１３は、バスバー１１に流れる電流Ｉを検出し、かかる検出結果を保護処理部１５へ通知する。保護処理部１５は、検出部１３の検出結果に基づいて、スイッチ１２のオン／オフを制御する。例えば、保護処理部１５は、検出部１３の検出結果に基づき、バスバー１１に過電流が流れている場合にスイッチ１２をオンからオフへ変化させる。これにより、過電流による蓄電デバイス１０の故障を抑制することができる。
【００１４】
検出部１３は、コアレス型の電流センサ２１と、電圧検出部２２と、電流振動検出部２４とを備える。コアレス型の電流センサ２１は、バスバー１１に流れる電流Ｉの瞬時値を連続して検出し、かかる検出結果を検出電流Ｉｄとして出力する。
【００１５】
電流センサ２１には、例えば、磁気抵抗素子を用いたコアレス型の電流センサやホール素子を用いたコアレス型の電流センサなどがある。なお、図１に示す電流センサ２１は、バスバー１１ａに流れる電流Ｉを検出するように配置されるが、後述するように、電流センサ２１は、バスバー１１ｂに流れる電流Ｉを検出するように配置されてもよい。また、電流センサ２１は、機械的変動によってバスバー１１との間の距離が変動して出力が変動する電流センサであればよく、コアレス型の電流センサに限定されない。
【００１６】
電圧検出部２２は、スイッチ１２の両端電圧Ｖの瞬時値を連続して検出し、かかる検出結果を検出電圧Ｖｄとして出力する。電流振動検出部２４は、検出電流Ｉｄと検出電圧Ｖｄとの比較結果に基づいて、検出電流Ｉｄの変動のうち機械的振動による変動を判定し、かかる判定結果に基づいた処理を行う。
【００１７】
検出部１３に機械的振動が加わった場合、電流センサ２１とバスバー１１との間の距離が変動し、バスバー１１に流れる電流Ｉが一定であるにも拘わらず、電流センサ２１が受ける磁束が変動する。そして、電流センサ２１が受ける磁束が変動すると、バスバー１１に流れる電流Ｉが一定であるにも拘わらず、電流センサ２１による検出結果である検出電流Ｉｄが変動するおそれがある。
【００１８】
一方、バスバー１１に流れる電流Ｉが一定である場合、スイッチ１２の両端電圧Ｖも一定であり、バスバー１１に流れる電流Ｉが変動する場合、スイッチ１２の両端電圧Ｖも変動する。そこで、電流振動検出部２４は、検出電圧Ｖｄと検出電流Ｉｄとの比較結果に基づいて、検出電流Ｉｄの変動が機械的振動による変動であるか否かを判定する。
【００１９】
例えば、電流振動検出部２４は、検出電圧Ｖｄが検出電流Ｉｄと同期して変動している場合、検出電流Ｉｄの変動が機械的振動による変動ではないと判定する。一方、電流振動検出部２４は、検出電圧Ｖｄが検出電流Ｉｄと同期して変動していない場合、検出電流Ｉｄの変動が機械的振動による変動であると判定する。これにより、機械的振動を精度よく検出することができる。
【００２０】
電流振動検出部２４は、検出電流Ｉｄの変動が機械的振動による変動である場合、例えば、検出電流Ｉｄのうち機械的振動による変動を検出電流Ｉｄから除外し、かかる除外した値（以下、検出電流Ｉｄｆと記載する）を保護処理部１５へ出力する。これにより、コアレス型の電流センサを用いた場合であっても電流経路に流れる電流Ｉを精度よく検出することができる。
【００２１】
保護処理部１５は、検出電流Ｉｄｆが所定値以上である場合、過電流が発生したと判定し、スイッチ１２をオフにする。また、保護処理部１５は、機械的振動による変動であると判定された検出電流Ｉｄｆが所定値以上である場合、過振動が発生したと判定し、スイッチ１２をオフにする。これにより、過電流や過振動が発生した場合にバスバー１１に電流が流れることを防止することができる。以下、実施形態に係る振動検出装置を有する電源装置１の具体的な構成例について説明する。
【００２２】
［２．電源装置］
図２は、実施形態に係る電源装置１の具体的な構成例を示す図であり、図３は、実施形態に係る電源装置１の分解斜視模式図である。かかる電源装置１は、例えば、ハイブリッド自動車（ＨＥＶ：Hybrid  Electric  Vehicle）、電気自動車（ＥＶ：Electric  Vehicle）、および、燃料電池自動車（ＦＣＶ：Fuel  Cell  Vehicle）等の車両駆動用電源装置として用いられる。
【００２３】
図２および図３に示す電源装置１は、蓄電デバイス１０、バスバー１１、スイッチ１２、検出部１３および保護処理部１５に加え、電圧異常検出部１４、プラス（＋）端子１６ａおよびマイナス（−）端子１６ｂを備える。
【００２４】
かかる電源装置１は、図３に示すように、ケース５０と、蓋部５１とを備え、かかるケース５０と蓋部５１とで形成される収納空間内に、蓄電デバイス１０、バスバー１１、スイッチ１２、検出部１３、電圧異常検出部１４および保護処理部１５が収納される。なお、スイッチ１２、電圧異常検出部１４および保護処理部１５は、図３に示す制御基板５２に形成され、また、検出部１３の一部も図３に示す制御基板５２に形成される。
【００２５】
蓄電デバイス１０は、図２および図３に示すように、複数の電池セル１０ａ〜１０ｄを有しており、これら複数の電池セル１０ａ〜１０ｄは、連結部材５４ａ〜５４ｃによって直列に接続される。電池セル１０ａ〜１０ｄは、例えば、リチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池など電池セルを用いることができるが、かかる例に限定されるものではない。また、蓄電デバイス１０には温度センサ３０が取り付けられている。
【００２６】
バスバー１１は、バスバー１１ａ〜１１ｃを備えている。バスバー１１ａの一端はスイッチ１２の一端に接続され、バスバー１１ａの他端は蓄電デバイス１０の一端に接続される。バスバー１１ｂの一端はプラス端子１６ａに接続され、バスバー１１ｂの他端は、スイッチ１２の他端に接続される。また、バスバー１１ｃの一端は蓄電デバイス１０の他端に接続され、バスバー１１ｃの他端はマイナス端子１６ｂに接続される。
【００２７】
スイッチ１２は、半導体リレーであり、例えば、ＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor  Field-Effect  Transistor）、ＬＥＤ（Light  Emitting  Diode）およびフォトダイオードなどから形成されたフォトＭＯＳリレーである。なお、スイッチ１２は、メカニカルリレーであってもよい。
【００２８】
図２および図３に示す検出部１３は、電流センサ２１、電圧検出部２２および電流振動検出部２４に加え、振動センサ２３を備える。電流センサ２１は、図３に示すように、バスバー１１ａに取り付けられる。
【００２９】
図４は、電流センサ２１の構成例を示す図である。図４に示すように、磁気抵抗素子またはホール素子を有するセンサ素子４０と、センサ素子４０を内部に収納し、バスバー１１ａを弾性変形可能に保持する保持部４１とを備える。かかる電流センサ２１は、機械的振動の影響を受けやすいようにセンサ素子４０とバスバー１１ａとの間の距離が所定以上とされる。
【００３０】
保持部４１は、中空状に形成され、内部空間４２の上部にセンサ素子４０が固着される。また、内部空間４２には、バスバー１１ａが挿通されており、バスバー１１ａは保持部４１の一端部４２ａに固定され、保持部４１の他端部４２ｂには固定されていない。なお、保持部４１の一端部４２ａの開口は、バスバー１１ａの断面形状と略同一であり、保持部４１の他端部４２ｂは、バスバー１１ａの断面形状よりも大きい。
【００３１】
これにより、バスバー１１ａは、保持部４１によって振動可能に保持され、検出部１３に機械的振動が加わった場合に、バスバー１１ａが振動し、センサ素子４０とバスバー１１ａとの間の距離が変動する。なお、センサ素子４０とバスバー１１ａとの間の距離が機械的振動の影響を受けやすい構成であればよく、電流センサ２１は、図４に示す構成に限定されない。例えば、保持部４１の一端部４２ａの開口をバスバー１１ａの断面形状よりも大きくし、バスバー１１ａを保持部４１の一端部４２ａに固定しない構成であってもよい。
【００３２】
また、電流センサ２１は、バスバー１１ａを弾性変形しないように保持し、センサ素子４０が機械的振動を受けるとバスバー１１ａとの距離が変化するよう保持する構成であってもよい。すなわち、バスバー１１ａは機械的振動により振動しないよう強固に固定しておき、機械的振動を受けたとき保持部４１が振動するように保持するようにしてもよい。要はセンサ素子４０とバスバー１１ａとの間の距離が機械的振動を受けると変化するように、両者を保持できればよい。
【００３３】
電圧検出部２２は、スイッチ１２の両端電圧Ｖの瞬時値を検出し、かかる検出値に応じた検出電圧Ｖｄを出力する。かかる電圧検出部２２は、例えば、フライングキャパシタ回路によって構成することができるが、かかる構成に限定されない。図５は、電圧検出部２２の構成例を示す図である。
【００３４】
図５に示す電圧検出部２２は、スイッチ６１〜６４、コンデンサ６５およびアンプ６６を備える。スイッチ６１〜６４は、例えば、フォトＭＯＳリレーである。かかる電圧検出部２２では、スイッチ６１、６２とスイッチ６３、６４とが交互にオン／オフされる。
【００３５】
すなわち、スイッチ６１、６２がオンのとき、スイッチ６３、６４がオフであり、スイッチ１２の両端電圧Ｖがコンデンサ６５に印加される。そして、スイッチ６１、６２がオフのとき、スイッチ６３、６４がオンであり、コンデンサ６５の電圧がアンプ６６へ入力される。これにより、アンプ６６は、スイッチ１２の両端電圧Ｖに応じた検出電圧Ｖｄを出力することができ、蓄電デバイス１０との絶縁性を保持しつつ、スイッチ１２の両端電圧Ｖを検出することができる。
【００３６】
図２および図３に戻って検出部１３の説明を続ける。検出部１３の振動センサ２３は、電源装置１に加わる機械的振動を検出する。かかる振動センサ２３は、例えば、圧電素子であり、電源装置１に加わる機械的振動の周波数および振幅に応じた周波数および振幅の電圧を振動検出信号Ａｄとして出力する。
【００３７】
振動センサ２３は、図３に示すように、例えば、制御基板５２に取り付けられる。なお、振動センサ２３は、例えば、温度センサ３０と同様に電池セル１０ａなどに取り付けられてもよく、また、電流センサ２１の保持部４１に取り付けられてもよい。また、振動センサ２３は、電源装置１に加わる機械的振動を検出することができればよく、例えば、加速度センサであってもよい。
【００３８】
電流振動検出部２４は、電流センサ２１から出力される検出電流Ｉｄと、電圧検出部２２から出力される検出電圧Ｖｄと、振動センサ２３から出力される振動検出信号Ａｄとに基づいて、検出電流Ｉｄｆや振動検出信号Ｓａを出力する。かかる電流振動検出部２４については、後で詳述する。
【００３９】
電圧異常検出部１４は、電圧モニタ端子５３ａ〜５３ｅ（図２および図３参照）の電圧から各電池セル１０ａ〜１０ｄの電圧を検出する。かかる電圧異常検出部１４は、各電池セル１０ａ〜１０ｄの電圧および温度センサ３０の検出結果に基づき、蓄電デバイス１０の電圧に異常があるか否かを判定し、蓄電デバイス１０の電圧に異常がある場合、電圧異常信号Ｓｖを出力する。
【００４０】
例えば、電圧異常検出部１４は、各電池セル１０ａ〜１０ｄが所定範囲内でない場合や連結部材５４ａ〜５４ｃ（図２および図３参照）による接続異常などがある場合、電圧異常信号Ｓｖを出力する。また、電圧異常検出部１４は、温度センサ３０によって検出される電池セル１０ａの温度が所定値以上である場合に、電圧異常信号Ｓｖを出力する。
【００４１】
保護処理部１５は、電源装置１に異常がある場合に、スイッチ１２をオフにする。例えば、保護処理部１５は、電流振動検出部２４から出力される振動検出信号Ｓａが所定値Ｓｔｈ以上である場合や、電圧異常検出部１４から電圧異常信号Ｓｖが出力された場合に、スイッチ１２をオフにする。また、保護処理部１５は、検出電流Ｉｄｆが所定値Ｉｆｔｈ以上になった場合に、バスバー１１に過電流が流れていると判定し、スイッチ１２をオフにする。
【００４２】
ここで、電流振動検出部２４の構成および動作について具体的に説明する。電流振動検出部２４は、図２に示すように、判定部３１と、補正部３２とを備える。判定部３１は、検出電流Ｉｄと検出電圧Ｖｄと振動検出信号Ａｄを比較し、かかる比較結果に基づいて、振動検出信号Ｓａおよび振動電流Ｉａを出力する。振動電流Ｉａは、検出電流Ｉｄのうち機械的振動による変動成分である。
【００４３】
補正部３２は、検出電流Ｉｄと振動電流Ｉａとに基づいて、検出電流Ｉｄを補正する。例えば、補正部３２は、検出電流Ｉｄのうち機械的振動による変動成分である振動電流Ｉａを検出電流Ｉｄから除外して検出電流Ｉｄｆを生成し、かかる検出電流Ｉｄｆを保護処理部１５へ出力する。これにより、バスバー１１に流れる電流Ｉを精度よく検出することができる。
【００４４】
図６は、蓄電デバイス１０の電圧Ｖｂａｔ、検出電圧Ｖｄ、検出電流Ｉｄ、振動検出信号Ａｄおよび検出電流Ｉｄｆの関係を示す図である。なお、図６において、時刻ｔ１〜時刻ｔ５は蓄電デバイス１０へ充電中の状態であり、時刻ｔ６〜時刻ｔ１０は蓄電デバイス１０が放電中の状態であり、時刻ｔ５〜時刻ｔ６および時刻ｔ１０以降は蓄電デバイス１０の充放電が停止している状態である。
【００４５】
時刻ｔ２〜時刻ｔ３や時刻ｔ７〜時刻ｔ８において、検出電圧Ｖｄおよび検出電流Ｉｄは共に振動している。そして、スイッチ１２がＭＯＳＦＥＴを有する半導体リレーである場合、ドレイン・ソース間電圧ＶｄｓはＭＯＳＦＥＴのドレイン電流に応じて変化する。したがって、検出電圧Ｖｄが検出電流Ｉｄの変動と同期して変動する場合、検出電流Ｉｄの変動はバスバー１１に流れる電流Ｉの変動によって生じている。
【００４６】
一方、時刻ｔ４〜時刻ｔ５や時刻ｔ９〜時刻ｔ１０において、検出電流Ｉｄは変動しているが検出電圧Ｖｄは変動していない。上述のように、スイッチ１２がＭＯＳＦＥＴを有する半導体リレーである場合、ドレイン・ソース間電圧ＶｄｓはＭＯＳＦＥＴのドレイン電流に応じて変化する。したがって、検出電圧Ｖｄが検出電流Ｉｄの変動と同期して変動しない場合、検出電流Ｉｄの変動はバスバー１１に流れる電流Ｉの変動によるものではなく、電源装置１の機械的振動によって生じている。
【００４７】
そこで、図２に示す判定部３１は、検出電流Ｉｄと検出電圧Ｖｄとを比較して検出電流Ｉｄと検出電圧Ｖｄとが同期して変動しているか否かを判定する。これにより、電流センサ２１の出力から機械的振動を精度よく検出することができる。なお、以下において、検出電流Ｉｄと検出電圧Ｖｄとが同期して変動することを「電圧同期」と記載する。
【００４８】
判定部３１は、例えば、所定期間ＴＡ（例えば、１０ｍｓ）内における検出電流Ｉｄの変動幅Ｉｄｍと検出電圧Ｖｄの変動幅Ｖｄｍを検出することができる。なお、所定期間ＴＡは、例えば、検出対象となる機械的振動の周期以上の長さに設定される。
【００４９】
そして、判定部３１は、変動幅Ｉｄｍと変動幅Ｖｄｍの比Ｐｍ（＝Ｖｄｍ／Ｉｄｍ）が所定値Ｐｍｔｈ以上である場合に、電圧同期があると判定し、比Ｐｍが所定値Ｐｍｔｈ未満である場合に、電圧同期がないと判定することができる。また、判定部３１は、検出電流Ｉｄと検出電圧Ｖｄの比Ｐ（＝Ｖｄ／Ｉｄ）が所定値Ｐｔｈ以上である場合に、電圧同期があると判定し、比Ｐが所定値Ｐｔｈ未満である場合に、電圧同期がないと判定することもできる。
【００５０】
また、判定部３１は、変動幅Ｉｄｍが所定値Ｉｔｈ以上であり、かつ、変動幅Ｖｄｍが所定値Ｖｔｈ以上である場合に、電圧同期があると判定し、変動幅Ｉｄｍが所定値Ｉｔｈ以上であり、かつ、変動幅Ｖｄｍが所定値Ｖｔｈ未満ある場合に、電圧同期がないと判定することができる。
【００５１】
また、判定部３１は、変動幅Ｉｄｍに係数ｋ１を乗算し、かかる乗算結果Ｍ１（＝ｋ１×Ｉｄｍ）と変動幅Ｖｄｍとの差分Ｄ１（＝ｋ１×Ｉｄｍ−Ｖｄｍ）の絶対値が所定値Ｄｔｈ１以上である場合に、電圧同期があると判定することができる。一方、判定部３１は、差分Ｄ１の絶対値が所定値Ｄｔｈ１未満である場合に、電圧同期がないと判定することができる。
【００５２】
また、判定部３１は、検出電流Ｉｄに応じた係数ｋ２を検出電圧Ｖｄに乗算し、かかる乗算結果Ｍ２（＝ｋ２×Ｉｄ）と検出電流Ｉｄとを比較することもできる。判定部３１は、乗算結果Ｍ２と検出電流Ｉｄとの差Ｄ２（＝ｋ２×Ｉｄ−Ｖｄ）の絶対値が所定値Ｄｔｈ２以上である場合に、電圧同期があると判定することができる。一方、判定部３１は、差Ｄ２の絶対値が所定値Ｄｔｈ２未満である場合に、電圧同期がないと判定することができる。
【００５３】
なお、スイッチ１２がメカニカルリレーである場合、接点の接触抵抗によってバスバー１１に流れる電流Ｉに比例する電圧がスイッチ１２の両端に現われる。したがって、スイッチ１２がメカニカルリレーである場合も同様に、判定部３１は、検出電流Ｉｄと検出電圧Ｖｄとを比較することによって、電圧同期があるか否かを判定することができる。このことは、スイッチ１２が例えば接点式手動スイッチである場合も同様である。
【００５４】
判定部３１は、機械的振動による変動であると判定した検出電流Ｉｄの変動成分を抽出し、振動電流Ｉａとして補正部３２へ出力することができる。判定部３１は、例えば、ハイパスフィルタを有し、かかる、ハイパスフィルタによって振動電流Ｉａを抽出することができる。
【００５５】
補正部３２は、検出電流Ｉｄから振動電流Ｉａを減算して検出電流Ｉｄｆを生成し、かかる検出電流Ｉｄｆを保護処理部１５へ出力する。例えば、補正部３２は、ハイパスフィルタによる振動電流Ｉａの遅延分だけ検出電流Ｉｄを遅延させ、かかる遅延後の検出電流Ｉｄから振動電流Ｉａを減算することによって、検出電流Ｉｄｆを生成することができる。
【００５６】
また、補正部３２は、振動電流Ｉａを用いずに、検出電流Ｉｄｆを生成することができる。例えば、補正部３２に検出電流Ｉｄから高域成分を除去するローパスフィルタを設け、判定部３１によって検出電流Ｉｄの振動が機械的振動による変動であると判定された場合に、ローパスフィルタの出力を検出電流Ｉｄｆとして出力することができる。なお、判定部３１による電圧同期の判定に必要な時間を考慮して検出電流Ｉｄに対する遅延処理を施して検出電流Ｉｄｆを生成することでバスバー１１に流れる電流Ｉをより精度よく検出することができる。
【００５７】
図６に戻って、振動センサ２３の振動検出信号Ａｄについて説明する。図６に示すように、検出電流Ｉｄが変動し、かつ検出電圧Ｖｄが変動していない期間（例えば、時刻ｔ４〜時刻ｔ５や時刻ｔ９〜時刻ｔ１０）において、振動検出信号Ａｄは変動している。一方、検出電流Ｉｄと検出電圧Ｖｄとが共に変動している期間（例えば、時刻ｔ２〜時刻ｔ３や時刻ｔ７〜時刻ｔ８）において、振動検出信号Ａｄは変動していない。
【００５８】
電源装置１が車両駆動用の電源装置として用いられる場合、かかる電源装置１を搭載した車両が事故等によって大きな振動を受けて電源装置１が故障するおそれがある。そこで、保護処理部１５は、電源装置１に所定値Ａｔｈ以上の大きさの変動が発生した場合に、スイッチ１２をオフにし、蓄電デバイス１０への充放電を停止する処理を行う。なお、所定値Ａｔｈは、例えば、車両の事故が発生したと見做すことができる大きさに設定される。
【００５９】
振動センサ２３の振動検出信号Ａｄが所定値Ａｔｈに対応する所定値Ｓｔｈ以上の大きさである場合に、スイッチ１２をオフにすることで、蓄電デバイス１０の充放電を停止することができるが、振動センサ２３が故障したり誤動作したりしている場合がある。例えば、振動センサ２３が例えば圧電素子の場合、制御基板５２の応力歪みや振動センサ２３の周辺温度の揺らぎによる焦電効果によって振動センサ２３が誤動作し、振動検出信号Ａｄが正常に出力されない状態になることがある。
【００６０】
そのため、電源装置１に所定値Ａｔｈ以上の大きさの機械的振動が発生した場合に、スイッチ１２がオフにならないおそれがある。また、電源装置１に所定値Ａｔｈ以上の大きさの振動が発生していないにも拘わらずスイッチ１２がオフになるおそれがある。
【００６１】
そこで、判定部３１は、振動検出信号Ａｄと検出電流Ｉｄとの比較結果に基づいて、振動検出信号Ｓａを出力する。かかる判定部３１は、例えば、検出電流Ｉｄが振動検出信号Ａｄと同期して変動する場合に、検出電流Ｉｄの変動が機械的振動による変動であると判定する。そして、判定部３１は、検出電流Ｉｄの変動が機械的振動による変動であると判定すると、振動検出信号Ａｄの変動または検出電流Ｉｄの変動を振動検出信号Ｓａとして出力する。
【００６２】
一方、判定部３１は、検出電流Ｉｄが振動検出信号Ａｄと同期して変動しない場合には、検出電流Ｉｄの変動が機械的振動による変動ではないと判定し、振動検出信号Ｓａを所定値Ｓｔｈ以上の値（例えば、最大の値）にして出力する。なお、以下において、検出電流Ｉｄと振動検出信号Ａｄとが同期して変動することを「振動同期」と記載する。
【００６３】
判定部３１は、例えば、振動検出信号Ａｄが変動しており、かつ、検出電流Ｉｄと振動検出信号Ａｄとの比Ｐａ（＝Ｉｄ／Ａｄ）が所定値Ｐａｔｈ以上である場合に、振動同期があると判定することができる。また、判定部３１は、振動検出信号Ａｄが変動しており、かつ、比Ｐａが所定値Ｐａｔｈ未満である場合に、振動同期がないと判定することができる。なお、判定部３１は、振動検出信号Ａｄが変動しており、かつ、比Ｐａが所定範囲内である頻度や期間が所定以上である場合に振動同期があると判定することもできる。
【００６４】
また、判定部３１は、所定期間（例えば、１０ｍｓ）内における検出電流Ｉｄの変動幅Ｉｄｍと振動検出信号Ａｄの変動幅Ａｄｍを検出することができる。そして、判定部３１は、変動幅Ｉｄｍと変動幅Ａｄｍの比Ｐｍａ（＝Ｉｄｍ／Ａｄｍ）が所定値Ｐｍａｔｈ以上である場合に、振動同期があると判定し、比Ｐｍａが所定値Ｐｍａｔｈ未満である場合に、振動同期がないと判定することができる。
【００６５】
また、判定部３１は、変動幅Ｉｄｍが所定値Ｉｔｈ以上であり、かつ変動幅Ａｄｍが所定値Ａｍｔｈ以上である場合に、振動同期があると判定する。一方、判定部３１は、変動幅Ｉｄｍが所定値Ｉｔｈ以上であるが変動幅Ａｄｍが所定値Ａｍｔｈ未満である場合や変動幅Ａｄｍが所定値Ａｍｔｈ以上であるが変動幅Ｉｄｍが所定値Ｉｔｈ未満である場合に、振動同期がないと判定することができる。
【００６６】
このように、判定部３１は、振動同期がある場合に、振動検出信号Ａｄまたは検出電流Ｉｄを振動検出信号Ｓａとして出力し、振動同期がない場合には、振動検出信号Ｓａを所定値Ｓｔｈ以上の値にして出力することができる。
【００６７】
そして、保護処理部１５は、振動検出信号Ｓａが所定値Ｓｔｈ以上である場合に、スイッチ１２をオフにする。これにより、振動センサ２３の故障などによって振動センサ２３から正常な振動検出信号Ａｄが出力されないような場合であっても、スイッチ１２をオフにして電源装置１を適切に保護することができる。
【００６８】
また、判定部３１は、検出電流Ｉｄと検出電圧Ｖｄとの比較によって振動電流Ｉａを出力することに代えて、検出電流Ｉｄと振動検出信号Ａｄとを比較し、かかる比較結果に基づいて、振動電流Ｉａを出力することができる。
【００６９】
例えば、判定部３１は、振動同期があると判定した検出電流Ｉｄの振動成分を抽出し、振動電流Ｉａとして補正部３２へ出力することができる。判定部３１は、例えば、ハイパスフィルタを有し、かかる、ハイパスフィルタによって振動電流Ｉａを抽出することができる。補正部３２は、上述したように、検出電流Ｉｄから振動電流Ｉａを減算して検出電流Ｉｄｆを生成し、かかる検出電流Ｉｄｆを保護処理部１５へ出力する。
【００７０】
また、補正部３２に検出電流Ｉｄから高域成分を除去するローパスフィルタを設け、判定部３１から振動同期があると判定された場合に、ローパスフィルタの出力を検出電流Ｉｄｆとして出力することができる。
【００７１】
このように、検出部１３は、検出電流Ｉｄと振動検出信号Ａｄとの比較結果に基づいて、振動検出信号Ｓａや検出電流Ｉｄｆを出力することができる。そのため、バスバー１１に流れる電流Ｉや電源装置１に加わる振動を精度よく検出することができる。
【００７２】
また、判定部３１は、振動同期があるが電圧同期がない場合に、振動検出信号Ａｄまたは検出電流Ｉｄを振動検出信号Ｓａとして出力することもできる。これにより、電源装置１に加わる振動をさらに精度よく検出することができる。
【００７３】
また、判定部３１は、振動同期があるが電圧同期がない場合に、振動同期があると判定した検出電流Ｉｄの振動成分を抽出し、振動電流Ｉａとして補正部３２へ出力することができる。また、補正部３２は、判定部３１によって振動同期があるが電圧同期がないと判定された場合に、ローパスフィルタの出力を検出電流Ｉｄｆとして出力することができる。これにより、バスバー１１に流れる電流Ｉを精度よく検出することができる。
【００７４】
なお、電流振動検出部２４および保護処理部１５は、例えば、ＡＳＩＣ（Application  Specific  Integrated  Circuit）やＦＰＧＡ（Field  Programmable  Gate  Array）等の集積回路により実現される。なお、電流振動検出部２４および保護処理部１５は、ＣＰＵ、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）、入出力（Ｉ／Ｏ）ポートなどを有するマイクロコンピュータで構成してもよい。
【００７５】
［３．検出部１３および保護処理部１５による処理フロー］
次に、フローチャートを用いて、検出部１３および保護処理部１５の処理の流れの一例を説明する。図７は、検出部１３および保護処理部１５が実行する処理の一例を示すフローチャートである。なお、ステップＳ１０〜Ｓ１６の処理が検出部１３の検出処理であり、ステップＳ１７〜Ｓ１９の処理が保護処理部１５の保護処理である。
【００７６】
図７に示すように、電流振動検出部２４は、検出電流Ｉｄと検出電圧Ｖｄと振動検出信号Ａｄとを比較し（ステップＳ１０）、電圧同期または振動同期があるか否かを判定する（ステップＳ１１）。
【００７７】
電流振動検出部２４は、電圧同期または振動同期があると判定した場合（ステップＳ１１；Ｙｅｓ）、検出電流Ｉｄを補正する。例えば、電流振動検出部２４は、検出電流Ｉｄから振動電流Ｉａを減算することで検出電流Ｉｄの補正を行う。そして、電流振動検出部２４は、検出電流Ｉｄの補正結果を検出電流Ｉｄｆとして出力し（ステップＳ１３）、また、振動検出信号Ａｄまたは検出電流Ｉｄを振動検出信号Ｓａとして出力する（ステップＳ１４）。
【００７８】
一方、電圧同期および振動同期がないと判定した場合（ステップＳ１１；Ｎｏ）、電流振動検出部２４は、検出電流Ｉｄを検出電流Ｉｄｆとして出力し（ステップＳ１５）、また、振動検出信号Ｓａを最大値Ｓｍａｘ（≧Ｓｔｈ）にして出力する（ステップＳ１６）。
【００７９】
ステップＳ１４の処理が終了した場合、または、ステップＳ１６の処理が終了した場合、保護処理部１５は、振動検出信号Ｓａが所定値Ｓｔｈ以上であるか否かを判定する（ステップＳ１７）。振動検出信号Ｓａが所定値Ｓｔｈ以上ではないと判定した場合（ステップＳ１７；Ｎｏ）、保護処理部１５は、検出電流Ｉｄｆが所定値Ｉｆｔｈ以上であるか否かを判定する（ステップＳ１８）。
【００８０】
保護処理部１５は、振動検出信号Ｓａが所定値Ｓｔｈ以上であると判定した場合（ステップＳ１７；Ｙｅｓ）、または、検出電流Ｉｄｆが所定値Ｉｆｔｈ以上であると判定した場合（ステップＳ１８；Ｙｅｓ）、スイッチ１２をオフにする（ステップＳ１９）。
【００８１】
検出電流Ｉｄｆが所定値Ｉｆｔｈ以上ではないと判定した場合（ステップＳ１８；Ｎｏ）、または、ステップＳ１９の処理が終了した場合、電源装置１は、図７に示す処理をステップＳ１０の処理から繰り返す。
【００８２】
以上のように、実施形態に係る検出部１３（振動判定装置の一例）は、電流センサ２１と、電圧検出部２２と、判定部３１とを備える。電流センサ２１は、バスバー１１（電流経路の一例）に流れる電流Ｉに応じた磁束に基づき、バスバー１１に流れる電流を検出する。電圧検出部２２は、バスバー１１の中途に設けられたスイッチ１２の両端電圧Ｖを検出する。判定部３１は、検出電流Ｉｄ（電流センサによる検出結果の一例）と検出電圧Ｖｄ（スイッチの両端電圧の一例）との比較結果に基づいて、検出電流Ｉｄの変動が機械的振動による変動であるか否かを判定する。これにより、検出電流Ｉｄの変動が機械的振動による変動であるか否かを精度よく検出することができる。また、例えば、振動センサ２３を用いることなく、機械的振動を検出することができ、検出部１３の小型化や低コスト化を図ることができる。
【００８３】
また、スイッチ１２は、半導体リレーまたはメカニカルリレーである。これにより、例えば、電源装置１において保護用に用いられる半導体リレーまたはメカニカルリレーの両端電圧Ｖを検出することで、電圧を検出する部材を別途バスバー１１に設ける必要がなく、電源装置１の小型化や低コスト化を図ることができる。
【００８４】
また、実施形態に係る検出部１３は、機械的振動を検出し、かかる検出結果に応じた振動検出信号Ａｄを出力する振動センサ２３を備える。そして、判定部３１は、検出電流Ｉｄと検出電圧Ｖｄと振動検出信号Ａｄとの比較結果に基づいて、検出電流Ｉｄの変動が機械的振動による変動であるか否かを判定する。これにより、検出電流Ｉｄの変動が機械的振動による変動であるか否かをより精度よく検出することができる。
【００８５】
また、実施形態に係る検出部１３は、検出電流Ｉｄの変動が機械的振動による変動である場合に、検出電流Ｉｄを補正して出力する補正部３２を備える。これにより、コアレス型の電流センサを用いた場合であっても電流経路に流れる電流Ｉを精度よく検出することができる。
【００８６】
また、電流センサ２１は、バスバー１１からの磁界を検出するセンサ素子４０と、バスバー１１を振動可能に保持する保持部４１とを備える。これにより、機械的振動に対する検出電流Ｉｄの変動を大きくすることができ、検出電流Ｉｄの変動が機械的振動による変動であるか否をさらに精度よく検出することができる。
【００８７】
また、電源装置１は、蓄電デバイス１０（バッテリーの一例）と、判定部３１によって判定された機械的振動による変動が所定値以上である場合に、スイッチ１２をオフにしてバスバー１１を介した蓄電デバイス１０の充放電を停止する保護処理部１５とを備える。これにより、例えば、電源装置１の安全性を高めることができる。
【００８８】
また、判定部３１は、検出電流Ｉｄと振動検出信号Ａｄとの比較結果に基づいて、電流センサ２１によって検出された電流Ｉの変動が機械的振動による変動であるか否かを判定する。これにより、検出電流Ｉｄの変動が機械的振動による変動であるか否かを精度よく検出することができる。また、検出電流Ｉｄと振動検出信号Ａｄとが同期して変動する場合に検出電流Ｉｄまたは振動検出信号Ａｄを振動検出信号Ｓａとして出力することで、電源装置１に加わる機械的振動を精度よく検出することができる。
【００８９】
さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。
【符号の説明】
【００９０】
１  電源装置
１０  蓄電デバイス
１１、１１ａ〜１１ｃ  バスバー
１２  スイッチ
１３  検出部（振動検出装置の一例）
１４  電圧異常検出部
１５  保護処理部
２１  電流センサ
２２  電圧検出部
２３  振動センサ
２４  電流振動検出部
３１  判定部
３２  補正部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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