(57)【要約】  故障誤判定を防止するとともに、コストアップの必要のない放電回路の故障診断装置および故障診断方法を得る。複数のセルからなる組電池と、複数のセルのそれぞれに対応して設けられ、駆動することでセルを放電する放電回路と、組電池の各セルの電圧に基づいて、組電池の各セル間の電圧ばらつきを低減するための目標セル電圧、および放電するセルを決定するとともに、放電対象のセルの放電回路を目標セル電圧に沿って駆動する電圧調整部と、を備えた電源システムに適用され、放電回路の故障を診断する放電回路の故障診断装置であって、放電対象のセルについて、放電回路駆動前電圧と放電回路駆動後電圧とを比較することにより、放電対象のセルに対応する放電回路の故障を診断する故障診断部を備えたものである。
2015063860.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のセルからなる組電池と、前記複数のセルのそれぞれに対応して設けられ、駆動することでセルを放電する放電回路と、前記組電池の各セルの電圧に基づいて、前記組電池の各セル間の電圧ばらつきを低減するための目標セル電圧、および放電するセルを決定するとともに、放電対象のセルの放電回路を前記目標セル電圧に沿って駆動する電圧調整部と、を備えた電源システムに適用され、前記放電回路の故障を診断する放電回路の故障診断装置であって、
前記放電対象のセルについて、放電回路駆動前電圧と放電回路駆動後電圧とを比較することにより、前記放電対象のセルに対応する放電回路の故障を診断する故障診断部
を備えた放電回路の故障診断装置。
【請求項２】
前記電圧調整部は、前記放電対象のセルの電圧が、前記目標セル電圧に到達するか、または前記放電回路があらかじめ定められた時間駆動した場合に、セルの放電を停止し、
前記故障診断部は、前記放電対象のセルにおける放電回路駆動後電圧と前記目標セル電圧との差が、あらかじめ定められた値以上であり、かつ前記放電対象のセルにおける放電回路駆動前電圧と放電回路駆動後電圧との差が、あらかじめ定められた値以下である場合に、前記放電対象のセルに対応する放電回路が故障していると判定する
請求項１に記載の放電回路の故障診断装置。
【請求項３】
前記電圧調整部は、前記放電対象のセルの電圧が、前記目標セル電圧に到達するか、または前記放電回路があらかじめ定められた時間駆動した場合に、セルの放電を停止し、
前記故障診断部は、前記放電対象のセルにおける放電回路駆動後電圧と前記目標セル電圧との差が、あらかじめ定められた値よりも小さく、かつ前記放電対象のセルにおける放電回路駆動前電圧と放電回路駆動後電圧との差が、あらかじめ定められた値よりも大きい場合に、前記放電対象のセルに対応する放電回路が正常であると判定する
請求項１または請求項２に記載の放電回路の故障診断装置。
【請求項４】
前記故障診断部は、前記放電回路の駆動毎に、前記放電回路の故障判定および正常判定の少なくとも一方を実行する
請求項１から請求項３までの何れか１項に記載の放電回路の故障診断装置。
【請求項５】
複数のセルからなる組電池と、前記複数のセルのそれぞれに対応して設けられ、駆動することでセルを放電する放電回路と、前記組電池の各セルの電圧に基づいて、前記組電池の各セル間の電圧ばらつきを低減するための目標セル電圧、および放電するセルを決定するとともに、放電対象のセルの放電回路を前記目標セル電圧に沿って駆動する電圧調整部と、を備えた電源システムに適用され、前記放電回路の故障を診断する放電回路の故障診断方法であって、
前記放電対象のセルについて、放電回路駆動前電圧と放電回路駆動後電圧とを比較することにより、前記放電対象のセルに対応する放電回路の故障を診断する故障診断ステップ
を有する放電回路の故障診断方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば電動車両等のバッテリとして用いられる、直列に複数の蓄電素子（以下、「セル」とも称する）を組み合わせた組電池と、蓄電素子を放電する放電回路とを備えた電源システムに適用され、放電回路の故障を診断する放電回路の故障診断装置および故障診断方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、蓄電素子を直列に組み合わせることにより、蓄電可能な電力量を増大させるとともに、充放電時の損失を低減可能にした組電池に関する技術が開発されている。【０００３】
この組電池は、蓄電素子を直列接続して車両に電力を供給する際に、蓄電素子の個体ばらつきによって、個々の蓄電素子の電圧にばらつきが生じることを解消するために、蓄電素子に放電回路（セルバランサ）を設け、車両の停止中に間欠的に放電回路を駆動させることにより、蓄電素子の電圧バランスを保つことが必要となっている。【０００４】
しかしながら、放電回路内の放電スイッチの故障や電圧降下素子の故障が生じると、蓄電素子の電圧バランスが崩れ、さらに蓄電素子の過充電や過放電を生じてしまうという問題があった。【０００５】
そこで、１つ以上の電圧降下素子と放電スイッチとを直列接続して構成され、組電池の構成電池としての各二次電池（セル）を放電することにより、組電池の各二次電池間の電圧ばらつきを低減する放電回路と、電圧降下素子を通じて二次電池の端子電圧を検出し、かつ電圧降下素子を介さずに二次電池の電圧を検出しない電圧検出回路と、時間順次に検出した放電スイッチのオン時の端子電圧と放電スイッチのオフ時の端子電圧との差または割合の大小に基づいて、放電回路の故障を判定する放電回路故障判定部とを備えた組電池の放電装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。【０００６】
この組電池の放電装置によれば、放電回路故障判定部は、時間順次に検出した放電スイッチのオン時の端子電圧と放電スイッチのオフ時の端子電圧との差または割合の大小に基づいて、放電回路の故障を判定するので、簡素な構成で放電回路の故障を検出することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第４０３５７７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来技術には、以下のような課題がある。
特許文献１に記載された従来の組電池の放電装置では、放電回路故障判定部が、時間順次に放電回路の故障を判定するので、放電スイッチのオン時のセルの端子電圧が低い場合には、放電スイッチのオン時の端子電圧と放電スイッチのオフ時の端子電圧との差が小さくなり、故障誤判定する恐れがある。【０００９】
そこで、上記特許文献１には、各セルを正常セルと異常セルとに分別し、各正常セルの電圧の平均値を算出し、故障判定するためのしきい値を、この平均値よりも所定の一定値だけ低い値に設定することで、判定精度を向上させる方法が開示されている。【００１０】
しかしながら、この場合には、正常セルと異常セルとを分別する処理が必要となり、処理が複雑になってコストがアップするとともに、元々の（放電スイッチがオフ時の）セル電圧が低いことにより、しきい値を設定する余裕度が設けられないという問題がある。【００１１】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、故障誤判定を防止するとともに、コストアップの必要のない放電回路の故障診断装置および故障診断方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この発明に係る放電回路の故障診断装置は、複数のセルからなる組電池と、複数のセルのそれぞれに対応して設けられ、駆動することでセルを放電する放電回路と、組電池の各セルの電圧に基づいて、組電池の各セル間の電圧ばらつきを低減するための目標セル電圧、および放電するセルを決定するとともに、放電対象のセルの放電回路を目標セル電圧に沿って駆動する電圧調整部と、を備えた電源システムに適用され、放電回路の故障を診断する放電回路の故障診断装置であって、放電対象のセルについて、放電回路駆動前電圧と放電回路駆動後電圧とを比較することにより、放電対象のセルに対応する放電回路の故障を診断する故障診断部を備えたものである。【００１３】
この発明に係る放電回路の故障診断方法は、複数のセルからなる組電池と、複数のセルのそれぞれに対応して設けられ、駆動することでセルを放電する放電回路と、組電池の各セルの電圧に基づいて、組電池の各セル間の電圧ばらつきを低減するための目標セル電圧、および放電するセルを決定するとともに、放電対象のセルの放電回路を目標セル電圧に沿って駆動する電圧調整部と、を備えた電源システムに適用され、放電回路の故障を診断する放電回路の故障診断方法であって、放電対象のセルについて、放電回路駆動前電圧と放電回路駆動後電圧とを比較することにより、放電対象のセルに対応する放電回路の故障を診断する故障診断ステップを有するものである。
【発明の効果】
【００１４】
この発明に係る放電回路の故障診断装置および故障診断方法によれば、故障診断部（ステップ）は、放電対象のセルについて、放電回路駆動前電圧と放電回路駆動後電圧とを比較することにより、放電対象のセルに対応する放電回路の故障を診断する。
これにより、放電回路を駆動したセルを対象にして故障を診断するので、放電回路駆動前電圧と放電回路駆動後電圧との差が小さいことによる故障誤判定がない。また、特別な回路を設けることなく、既存の放電回路を用いることができる。
そのため、故障誤判定を防止するとともに、コストアップの必要のない放電回路の故障診断装置および故障診断方法を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】この発明の実施の形態１に係る放電回路の故障診断装置が適用される電源システムを例示する構成図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係る放電回路の故障診断装置が適用される電源システムの全体処理を示すフローチャートである。
【図３】この発明の実施の形態１に係る電圧調整部のＭｉｎセル電圧算出処理を示すフローチャートである。
【図４】この発明の実施の形態１に係る電圧調整部の放電回路駆動指示フラグ設定処理を示すフローチャートである。
【図５】この発明の実施の形態１に係る電圧調整部の放電回路駆動経験フラグクリア処理を示すフローチャートである。
【図６】この発明の実施の形態１に係る電圧調整部の放電回路駆動処理を示すフローチャートである。
【図７】この発明の実施の形態１に係る電圧調整部の１セルあたりの放電回路駆動処理を示すフローチャートである。
【図８】この発明の実施の形態１に係る故障診断部の故障診断処理を示すフローチャートである。
【図９】この発明の実施の形態１に係る故障診断部の第１故障診断処理を示すフローチャートである。
【図１０】この発明の実施の形態１に係る故障診断部の第２故障診断処理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】
以下、この発明に係る放電回路の故障診断装置および故障診断方法の好適な実施の形態につき図面を用いて説明するが、各図において同一、または相当する部分については、同一符号を付して説明する。
【００１７】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係る放電回路の故障診断装置が適用される電源システムを例示する構成図である。図１において、この電源システムは、セル（蓄電素子、二次電池）１と、放電抵抗２と、ＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ−Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｆｉｅｌｄ−Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）３と、組電池コントローラ４とから構成されている。
【００１８】
セル１は、組電池を構成する基本単位であり、組電池は、複数のセル１を直列に接続して構成されている。放電抵抗２は、セル１毎に設けられ、セル１を放電する。ＭＯＳＦＥＴ３は、セル１毎に設けられ、放電抵抗２でセル１を放電するときにＯＮされる。なお、ＭＯＳＦＥＴ３は、通常はＯＦＦされており、放電回路を駆動するときにＯＮされる。
【００１９】
組電池コントローラ４は、組電池を管理する。この実施の形態１では、複数のセル１からなる組電池全体を管理する構造となっているが、セル１毎に管理するセルコントローラであってもよい。ここで、放電抵抗２、ＭＯＳＦＥＴ３および組電池コントローラ４から、放電回路が構成されている。
【００２０】
組電池コントローラ４は、セル１毎に電圧を監視し、図示しないＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）等にその電圧を通知するとともに、ＥＣＵ等からの放電回路駆動要求により、セル１毎のＭＯＳＦＥＴ３をＯＮし、セル１毎に放電回路駆動目標セル電圧に到達したときにＯＦＦする機能を有する。
【００２１】
この実施の形態１では、複数のセル１について、同時に放電回路駆動（ＭＯＳＦＥＴ３をＯＮ）し、個々に異なるタイミングで放電回路駆動停止（ＭＯＳＦＥＴ３をＯＦＦ）することが可能である。
【００２２】
具体的には、例えば、１番目のセル１を５Ｖから３Ｖに、２番目のセル１を４Ｖから３Ｖに放電させ、降圧する場合を考えてみる。まず、１番目のセル１のＭＯＳＦＥＴ３と２番目のセル１のＭＯＳＦＥＴ３とをＯＮし、放電回路駆動を開始する。すると、２番目のセル１は、１番目のセル１よりも元々１Ｖ低かったので、先に３Ｖに到達する。
【００２３】
組電池コントローラ４は、２番目のセル１が３Ｖに到達すると、２番目のセル１のＭＯＳＦＥＴ３をＯＦＦし、１番目のセル１のＭＯＳＦＥＴ３はＯＮ状態で放電を継続する。次に、１番目のセル１が３Ｖに到達すると、１番目のセル１のＭＯＳＦＥＴ３をＯＦＦし、すべての放電回路駆動が停止する。
【００２４】
なお、上述した放電回路駆動要求は、ＥＣＵに設けられた電圧調整部から出力される。電圧調整部は、組電池の各セル１の電圧に基づいて、組電池の各セル１間の電圧ばらつきを低減するための放電回路駆動目標セル電圧（目標セル電圧）、および放電するセル１を決定するとともに、放電対象のセル１の放電回路を、放電回路駆動目標セル電圧に沿って駆動する。
【００２５】
また、ＥＣＵには、放電対象のセル１について、放電回路駆動前電圧と放電回路駆動後電圧とを比較することにより、放電対象のセル１に対応する放電回路の故障を診断する故障診断部が設けられている。故障診断部の詳細な機能については、後述する。なお、電圧調整部および故障診断部は、組電池コントローラ４に設けられてもよい。
【００２６】
以下、図２〜１０のフローチャートを参照しながら、この発明の実施の形態１に係る放電回路の故障診断装置が適用される電源システムの動作について説明する。
【００２７】
図２は、この発明の実施の形態１に係る放電回路の故障診断装置が適用される電源システムの全体処理を示すフローチャートである。図２の処理は、例えば、イグニッションＯＦＦ時に放電回路駆動を行う際に実行される。なお、図２に示した各処理の詳細については、後述する。
【００２８】
まず、Ｍｉｎセル電圧を求めるとともに、セル毎の放電回路駆動前電圧を保持する「Ｍｉｎセル電圧算出」処理が呼び出される（ステップＳ２０００）。
続いて、セル毎の放電回路駆動指示フラグを設定する「放電回路駆動指示フラグ設定」処理が呼び出される（ステップＳ２００１）。
【００２９】
次に、放電回路駆動が必要であるか否かが判定される（ステップＳ２００２）。ここでは、ステップＳ２００１で設定された放電回路駆動指示フラグに基づいて、放電回路駆動の要否が判定される。
【００３０】
ステップＳ２００２において、１つでも放電回路駆動指示フラグがＯＮに設定されていた場合には、放電回路駆動が必要である（すなわち、Ｙｅｓ）と判定され、ステップＳ２００３に進む。
【００３１】
一方、ステップＳ２００２において、すべての放電回路駆動指示フラグがＯＦＦであった場合には、放電回路駆動が必要でない（すなわち、Ｎｏ）と判定され、そのまま図２の処理が終了する。
【００３２】
続いて、セル毎の放電回路駆動経験フラグをクリアする「放電回路駆動経験フラグクリア」処理が呼び出される（ステップＳ２００３）。
次に、セル毎に放電回路駆動を行う「放電回路駆動」処理が呼び出される（ステップＳ２００４）。
【００３３】
続いて、セル毎に故障診断を行う「故障診断」処理が呼び出され（ステップＳ２００５）、図２の処理が終了する。
【００３４】
図３は、この発明の実施の形態１に係る電圧調整部のＭｉｎセル電圧算出処理を示すフローチャートである。図３の処理では、全セルのＭｉｎセル電圧算出を行うとともに、放電回路駆動目標セル電圧を設定し、併せてセル毎の放電回路駆動前電圧［ｎ］の保存も行う。
【００３５】
まず、セルのインデックスｎが初期化される（ステップＳ３０００）。
続いて、Ｍｉｎセル電圧の初期値として、想定し得ない大きな値、例えば１００００Ｖが設定される（ステップＳ３００１）。
【００３６】
次に、セル毎の放電回路駆動前電圧［ｎ］に、各セルのセル電圧［ｎ］が保持される（ステップＳ３００２）。なお、放電回路駆動前電圧［ｎ］は、後述する放電回路駆動指示フラグ設定処理、第１故障診断処理および第２故障診断処理で参照される。
【００３７】
続いて、放電回路駆動前電圧［ｎ］が、Ｍｉｎセル電圧よりも小さいか否かが判定される（ステップＳ３００３）。
【００３８】
ステップＳ３００３において、放電回路駆動前電圧［ｎ］が、Ｍｉｎセル電圧よりも小さい（すなわち、Ｙｅｓ）と判定された場合には、Ｍｉｎセル電圧が放電回路駆動前電圧［ｎ］で更新され（ステップＳ３００４）、ステップＳ３００５に進む。
【００３９】
一方、ステップＳ３００３において、放電回路駆動前電圧［ｎ］が、Ｍｉｎセル電圧以上である（すなわち、Ｎｏ）と判定された場合には、そのままステップＳ３００５に進む。
【００４０】
次に、全セルについて処理が終了したか否かが判定される（ステップＳ３００５）。ここで、全セルについて処理が終了したことは、セルのインデックスｎが、あらかじめ与えられた最大セル数になったことで判定される。
【００４１】
ステップＳ３００５において、全セルについて処理が終了した（すなわち、Ｙｅｓ）と判定された場合には、放電回路駆動目標セル電圧に最終的なＭｉｎセル電圧が格納され（ステップＳ３００６）、図３の処理が終了する。
【００４２】
一方、ステップＳ３００５において、全セルについて処理が終了していない（すなわち、Ｎｏ）と判定された場合には、セルのインデックスｎが、次の対象となるインデックスに更新され（ステップＳ３００７）、ステップＳ３００２に戻る。
【００４３】
なお、図３では、すべてのセルを対象としてＭｉｎセル電圧を算出したが、これに限定されず、全セルを複数のブロックに分割し、あるブロックについてＭｉｎセル電圧を算出し、算出されたＭｉｎセル電圧を、全セルのＭｉｎセル電圧とみなしてもよい。
【００４４】
図４は、この発明の実施の形態１に係る電圧調整部の放電回路駆動指示フラグ設定処理を示すフローチャートである。図４の処理は、セル毎の放電回路駆動前電圧［ｎ］とＭｉｎセル電圧との差が第１所定値以上である場合に、放電回路駆動指示フラグ［ｎ］をＯＮし、第１所定値未満である場合に、放電回路駆動指示フラグ［ｎ］をＯＦＦする処理である。
【００４５】
まず、セルのインデックスｎが初期化される（ステップＳ４０００）。
続いて、放電回路駆動前電圧［ｎ］とＭｉｎセル電圧との差が、第１所定値以上であるか否かが判定される（ステップＳ４００１）。ここで、第１所定値は、Ｍｉｎセル電圧からのばらつきが許容される範囲で任意に設定される。
【００４６】
ステップＳ４００１において、放電回路駆動前電圧［ｎ］とＭｉｎセル電圧との差が、第１所定値以上である（すなわち、Ｙｅｓ）と判定された場合には、放電回路駆動指示フラグ［ｎ］がＯＮされる（ステップＳ４００２）。
【００４７】
次に、セル電圧調整機能故障フラグ［ｎ］がＯＦＦされるとともに、セル電圧調整機能正常フラグ［ｎ］がＯＦＦされて（ステップＳ４００３）、ステップＳ４００５に進む。ここで、セル電圧調整機能故障フラグは、放電回路の故障の故障を示すフラグであり、セル電圧調整機能故障フラグおよびセル電圧調整機能正常フラグは、初期化時にＯＦＦされている。
【００４８】
一方、ステップＳ４００１において、放電回路駆動前電圧［ｎ］とＭｉｎセル電圧との差が、第１所定値よりも小さい（すなわち、Ｎｏ）と判定された場合には、放電回路駆動指示フラグ［ｎ］がＯＦＦされて（ステップＳ４００４）、セル電圧調整機能故障フラグ［ｎ］およびセル電圧調整機能正常フラグ［ｎ］は、前回値が保持されて、ステップＳ４００５に進む。
【００４９】
続いて、全セルについて処理が終了したか否かが判定される（ステップＳ４００５）。ここで、全セルについて処理が終了したことは、セルのインデックスｎが、あらかじめ与えられた最大セル数になったことで判定される。
【００５０】
ステップＳ４００５において、全セルについて処理が終了した（すなわち、Ｙｅｓ）と判定された場合には、そのまま図４の処理が終了する。
【００５１】
一方、ステップＳ４００５において、全セルについて処理が終了していない（すなわち、Ｎｏ）と判定された場合には、セルのインデックスｎが、次の対象となるインデックスに更新され（ステップＳ４００６）、ステップＳ４００１に戻る。
【００５２】
図５は、この発明の実施の形態１に係る電圧調整部の放電回路駆動経験フラグクリア処理を示すフローチャートである。図５の処理は、全セルの放電回路駆動経験フラグをクリアする処理である。
【００５３】
まず、セルのインデックスｎが初期化される（ステップＳ５０００）。
続いて、放電回路駆動経験フラグ［ｎ］がＯＦＦされる（ステップＳ５００１）。
次に、放電回路駆動完了フラグ［ｎ］がＯＦＦされる（ステップＳ５００２）。
【００５４】
続いて、全セルについて処理が終了したか否かが判定される（ステップＳ５００３）。ここで、全セルについて処理が終了したことは、セルのインデックスｎが、あらかじめ与えられた最大セル数になったことで判定される。
【００５５】
ステップＳ５００３において、全セルについて処理が終了した（すなわち、Ｙｅｓ）と判定された場合には、そのまま図５の処理が終了する。
【００５６】
一方、ステップＳ５００３において、全セルについて処理が終了していない（すなわち、Ｎｏ）と判定された場合には、セルのインデックスｎが、次の対象となるインデックスに更新され（ステップＳ５００４）、ステップＳ５００１に戻る。
【００５７】
図６は、この発明の実施の形態１に係る電圧調整部の放電回路駆動処理を示すフローチャートである。図６の処理は、全セルに対し、放電回路駆動処理を呼び出す処理であり、放電回路駆動するか否かは、放電回路駆動処理内で判定される。
【００５８】
まず、セルのインデックスｎが初期化される（ステップＳ６０００）。
続いて、１セルあたりの放電回路駆動処理が呼び出される（ステップＳ６００１）。１セルあたりの放電回路駆動処理の詳細については、後述する。
【００５９】
次に、セルのインデックスｎが、次の対象となるインデックスに更新され（ステップＳ６００２）、セルのインデックスｎが最大セル番号よりも大きいか否かが判定される（ステップＳ６００３）。
【００６０】
ステップＳ６００３において、セルのインデックスｎが最大セル番号以下である（すなわち、Ｎｏ）と判定された場合には、直ちにステップＳ６００１に戻る。
【００６１】
一方、ステップＳ６００３において、セルのインデックスｎが最大セル番号よりも大きい（すなわち、Ｙｅｓ）と判定された場合には、全セルの放電回路駆動が終了したか否かが判定される（ステップＳ６００４）。ここで、全セルの放電回路駆動が終了したか否かは、各放電回路の放電回路駆動完了フラグ［ｎ］がＯＮであるか否かによって判定される。
【００６２】
ステップＳ６００４において、全セルの放電回路駆動が終了した（すなわち、Ｙｅｓ）と判定された場合には、そのまま図６の処理が終了する。
【００６３】
一方、ステップＳ６００４において、全セルの放電回路駆動が終了していない（すなわち、Ｎｏ）と判定された場合には、セルのインデックスｎが初期化され（ステップＳ６００５）、ステップＳ６００１に戻る。
【００６４】
図７は、この発明の実施の形態１に係る電圧調整部の１セルあたりの放電回路駆動処理を示すフローチャートである。図７の処理は、放電回路駆動指示フラグ、放電回路駆動経験フラグ、セル電圧、放電回路駆動目標セル電圧、タイムアウト、放電回路駆動中断に基づいて、１セル単位の放電回路を駆動する処理である。
【００６５】
まず、放電回路駆動指示フラグ［ｎ］がＯＮで、かつ放電回路駆動経験フラグ［ｎ］がＯＦＦであるか否かが判定される（ステップＳ７０００）。
【００６６】
ステップＳ７０００において、放電回路駆動指示フラグ［ｎ］がＯＮで、かつ放電回路駆動経験フラグ［ｎ］がＯＦＦである（すなわち、Ｙｅｓ）と判定された場合には、現在のセル電圧［ｎ］と放電回路駆動目標セル電圧との差が、第２所定値以上であるか否かが判定される（ステップＳ７００１）。ここで、第２所定値は、上述した第１所定値よりも小さい範囲で任意に設定される。
【００６７】
ステップＳ７００１において、現在のセル電圧［ｎ］と放電回路駆動目標セル電圧との差が、第２所定値以上である（すなわち、Ｙｅｓ）と判定された場合には、放電回路駆動のタイムアウトを検出したか（タイムアウト時間が経過したか）否かが判定される（ステップＳ７００２）。
【００６８】
ここで、タイムアウト時間の例としては、放電回路駆動目標セル電圧との差が最も大きいセルのセル電圧が、放電回路駆動によって放電回路駆動目標セル電圧まで十分に電圧降下するまでの時間である。なお、タイムアウトになる場合は、放電回路が故障し、セル電圧が低下していない可能性がある。
【００６９】
ステップＳ７００２において、タイムアウトを検出していない（すなわち、Ｎｏ）と判定された場合には、放電回路駆動の中断要求があるか否かが判定される（ステップＳ７００３）。
【００７０】
ここで、放電回路駆動の中断要求の例としては、イグニッションＯＦＦ時に放電回路を駆動する場合については、イグニッションＯＦＦ後に再度イグニッションＯＮされたことにより、放電回路駆動条件から外れたことを別タスクが検出し、放電回路駆動の中断要求がなされたことが考えられる。
【００７１】
ステップＳ７００３において、放電回路駆動の中断要求がない（すなわち、Ｎｏ）と判定された場合には、対象となる放電回路が駆動され（ステップＳ７００４）、図７の処理が終了する。なお、すでに対象となる放電回路が駆動中である場合には、放電回路駆動が継続される。
【００７２】
一方、ステップＳ７００１において、現在のセル電圧［ｎ］と放電回路駆動目標セル電圧との差が、第２所定値よりも小さい（すなわち、Ｎｏ）と判定された場合、およびステップＳ７００２において、タイムアウトを検出した（すなわち、Ｙｅｓ）と判定された場合には、対象となる放電回路の駆動が停止される（ステップＳ７００５）。
【００７３】
続いて、放電回路駆動経験フラグ［ｎ］がＯＮされ（ステップＳ７００６）、放電回路駆動後電圧［ｎ］に現在のセル電圧［ｎ］が格納され（ステップＳ７００７）、放電回路駆動完了フラグ［ｎ］がＯＮされて（ステップＳ７００８）、図７の処理が終了する。
【００７４】
一方、ステップＳ７００３において、放電回路駆動の中断要求がある（すなわち、Ｙｅｓ）と判定された場合には、対象となる放電回路の駆動が停止される（ステップＳ７００９）。
【００７５】
次に、放電回路駆動経験フラグ［ｎ］がＯＦＦされ（ステップＳ７０１０）、放電回路駆動後電圧［ｎ］に現在のセル電圧［ｎ］が格納され（ステップＳ７０１１）、放電回路駆動完了フラグ［ｎ］がＯＮされて（ステップＳ７０１２）、図７の処理が終了する。
【００７６】
一方、ステップＳ７０００において、放電回路駆動指示フラグ［ｎ］がＯＦＦであるか、または放電回路駆動経験フラグ［ｎ］がＯＮである（すなわち、Ｎｏ）と判定された場合には、ステップＳ７０１２に進む。
【００７７】
なお、ステップＳ７０００において、放電回路駆動指示フラグ［ｎ］がＯＦＦであるか、または放電回路駆動経験フラグ［ｎ］がＯＮである場合には、放電回路駆動指示フラグ［ｎ］がＯＮで、ステップＳ７００５〜７００８の処理が実行され、放電回路駆動経験フラグ［ｎ］がＯＮされた後に、図７の処理に再入した場合を含む。
【００７８】
図８は、この発明の実施の形態１に係る故障診断部の故障診断処理を示すフローチャートである。図８の処理は、各セル単位の第１故障診断処理および第２故障診断処理を呼び出す処理である。
【００７９】
まず、セルのインデックスｎが初期化される（ステップＳ８０００）。
続いて、第１故障診断処理が呼び出され、故障判定および正常判定が実行される（ステップＳ８００１）。第１故障診断処理の詳細については、後述する。
【００８０】
次に、第２故障診断処理が呼び出され、正常判定が実行される（ステップＳ８００２）。第２故障診断処理の詳細については、後述する。
【００８１】
続いて、全セルについて処理が終了したか否かが判定される（ステップＳ８００３）。ここで、全セルについて処理が終了したことは、セルのインデックスｎが、あらかじめ与えられた最大セル数になったことで判定される。
【００８２】
ステップＳ８００３において、全セルについて処理が終了した（すなわち、Ｙｅｓ）と判定された場合には、そのまま図８の処理が終了する。
【００８３】
一方、ステップＳ８００３において、全セルについて処理が終了していない（すなわち、Ｎｏ）と判定された場合には、セルのインデックスｎが、次の対象となるインデックスに更新され（ステップＳ８００４）、ステップＳ８００１に戻る。
【００８４】
図９は、この発明の実施の形態１に係る故障診断部の第１故障診断処理を示すフローチャートである。図９の処理は、放電回路駆動経験フラグ、放電回路駆動後電圧、放電回路駆動目標セル電圧、放電回路駆動前電圧に基づいて、１セル単位の第１故障診断処理を実行するものである。
【００８５】
まず、放電回路駆動経験フラグ［ｎ］がＯＮであるか否かが判定される（ステップＳ９０００）。
【００８６】
ステップＳ９０００において、放電回路駆動経験フラグ［ｎ］がＯＮである（すなわち、Ｙｅｓ）と判定された場合には、放電回路駆動後電圧［ｎ］と放電回路駆動目標セル電圧との差が、第３所定値以上であるか否かが判定される（ステップＳ９００１）。ここで、第３所定値は、上述した第１所定値と第２所定値との間で任意に設定されるが、放電回路の電圧降下分を考慮して、第２所定値よりも大きい値とすることが望ましい。
【００８７】
ステップＳ９００１において、放電回路駆動後電圧［ｎ］と放電回路駆動目標セル電圧との差が、第３所定値以上である（すなわち、Ｙｅｓ）と判定された場合には、放電回路駆動前電圧［ｎ］と放電回路駆動後電圧［ｎ］との差が、第４所定値以上であるか否かが判定される（ステップＳ９００２）。ここで、第４所定値は、０から（第１所定値−第３所定値）までの範囲で任意に設定される。
【００８８】
ステップＳ９００２において、放電回路駆動前電圧［ｎ］と放電回路駆動後電圧［ｎ］との差が、第４所定値以下である（すなわち、Ｙｅｓ）と判定された場合には、セル電圧調整機能故障フラグ［ｎ］がＯＮされるとともに、セル電圧調整機能正常フラグ［ｎ］がＯＦＦされて、故障判定され（ステップＳ９００３）、図９の処理が終了する。
【００８９】
一方、ステップＳ９０００において、放電回路駆動経験フラグ［ｎ］がＯＦＦである（すなわち、Ｎｏ）と判定された場合、ステップＳ９００１において、放電回路駆動後電圧［ｎ］と放電回路駆動目標セル電圧との差が、第３所定値よりも小さい（すなわち、Ｎｏ）と判定された場合、およびステップＳ９００２において、放電回路駆動前電圧［ｎ］と放電回路駆動後電圧［ｎ］との差が、第４所定値よりも大きいと判定された場合には、セル電圧調整機能故障フラグ［ｎ］がＯＦＦされて、正常判定され（ステップＳ９００４）、図９の処理が終了する。
【００９０】
図１０は、この発明の実施の形態１に係る故障診断部の第２故障診断処理を示すフローチャートである。図１０の処理は、放電回路駆動指示フラグ、放電回路駆動後電圧、放電回路駆動目標セル電圧、放電回路駆動前電圧に基づいて、１セル単位の第２故障診断処理を実行するものである。
【００９１】
具体的には、図１０の処理は、放電回路駆動したものの、想定したタイムアウト時間までに、セル電圧が放電回路駆動目標セル電圧まで降下できなかったセルに対して、放電回路駆動目標セル電圧とセル電圧との差が、放電回路が十分に機能したと判断できる場合は、正常判定することを目的とするものである。
【００９２】
まず、放電回路駆動指示フラグ［ｎ］がＯＮであるか否かが判定される（ステップＳ１００００）。
【００９３】
ステップＳ１００００において、放電回路駆動指示フラグ［ｎ］がＯＮである（すなわち、Ｙｅｓ）と判定された場合には、放電回路駆動後電圧［ｎ］と放電回路駆動目標セル電圧との差が、第５所定値未満であるか否かが判定される（ステップＳ１０００１）。ここで、第５所定値は、上述した第２所定値と同じでもよいが、放電回路の電圧降下分を考慮して、第２所定値よりも大きい値とすることが望ましい。
【００９４】
ステップＳ１０００１において、放電回路駆動後電圧［ｎ］と放電回路駆動目標セル電圧との差が、第５所定値未満である（すなわち、Ｙｅｓ）と判定された場合には、セル電圧調整機能故障フラグ［ｎ］がＯＦＦされるとともに、セル電圧調整機能正常フラグ［ｎ］がＯＮされて、正常判定され（ステップＳ１０００２）、図１０の処理が終了する。
【００９５】
一方、ステップＳ１０００１において、放電回路駆動後電圧［ｎ］と放電回路駆動目標セル電圧との差が、第５所定値以上である（すなわち、Ｎｏ）と判定された場合には、放電回路駆動前電圧［ｎ］と放電回路駆動後電圧［ｎ］との差が、第６所定値よりも大きいか否かが判定される（ステップＳ１０００３）。ここで、第６所定値は、上述した第４所定値と同じでもよいが、０から（第１所定値−第３所定値）までの範囲で任意に設定される。
【００９６】
ステップＳ１０００３において、放電回路駆動前電圧［ｎ］と放電回路駆動後電圧［ｎ］との差が、第６所定値よりも大きい（すなわち、Ｙｅｓ）と判定された場合には、放電回路が十分に機能したと判断し、ステップＳ１０００２に進んで正常判定される。
【００９７】
一方、ステップＳ１００００において、放電回路駆動指示フラグ［ｎ］がＯＦＦである（すなわち、Ｎｏ）と判定された場合、およびステップＳ１０００３において、放電回路駆動前電圧［ｎ］と放電回路駆動後電圧［ｎ］との差が、第６所定値以下である（すなわち、Ｎｏ）と判定された場合には、そのまま図１０の処理が終了する。この場合には、故障判定も正常判定も行われず、前回の判定結果が保持される。
【００９８】
以上のように、実施の形態１によれば、故障診断部は、放電対象のセルについて、放電回路駆動前電圧と放電回路駆動後電圧とを比較することにより、放電対象のセルに対応する放電回路の故障を診断する。
これにより、放電回路を駆動したセルを対象にして故障を診断するので、放電回路駆動前電圧と放電回路駆動後電圧との差が小さいことによる故障誤判定がない。また、特別な回路を設けることなく、既存の放電回路を用いることができる。
そのため、故障誤判定を防止するとともに、コストアップの必要のない放電回路の故障診断装置および故障診断方法を得ることができる。
【００９９】
また、電圧調整部は、放電対象のセルの電圧が、目標セル電圧に到達するか、または放電回路があらかじめ定められた時間駆動した場合に、セルの放電を停止する。
故障診断部は、放電対象のセルにおける放電回路駆動後電圧と目標セル電圧との差が、あらかじめ定められた値（第３所定値）以上であり、かつ放電対象のセルにおける放電回路駆動前電圧と放電回路駆動後電圧との差が、あらかじめ定められた値（第４所定値）以下である場合に、放電対象のセルに対応する放電回路が故障していると判定する。
故障診断部は、放電対象のセルにおける放電回路駆動後電圧と目標セル電圧との差が、あらかじめ定められた値（第５所定値）よりも小さく、かつ放電対象のセルにおける放電回路駆動前電圧と放電回路駆動後電圧との差が、あらかじめ定められた値（第６所定値）よりも大きい場合に、放電対象のセルに対応する放電回路が正常であると判定する。
そのため、放電対象のセルの電圧が目標セル電圧に到達せず、あらかじめ定められた時間（タイムアウト時間）が経過して放電回路駆動が終了した場合であっても、放電回路の故障判定および正常判定を実行することができる。
【０１００】
また、故障診断部は、放電回路の駆動毎に、放電回路の故障判定および正常判定の少なくとも一方を実行する。
ここで、上述した特許文献１に記載された従来の組電池の放電装置では、故障診断のために組電池の充放電を規制（禁止）する必要があり、故障診断処理も、禁止される側の処理も複雑化する問題という問題があった。また、短い時間とはいえ、故障診断のために放電回路を駆動し、電力を消費してしまうという問題もあった。
これに対して、この実施の形態１では、故障診断部が放電回路の駆動毎に、故障判定または正常判定を実行するので、故障診断のために他の処理実行を制限する必要がなく、処理が複雑化することがない。また、故障診断を行うためだけに放電回路を駆動しないので、無駄な放電電力を消費することがない。
【０１０１】
なお、上記実施の形態１では、故障診断部が、放電対象のセルのセル電圧に基づいて、放電対象のセルに対応する放電回路の故障を診断すると説明したが、これに限定されず、故障診断部は、放電対象のセルのセルＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ  ｏｆ  Ｃｈａｒｇｅ：充電状態）に基づいて、放電対象のセルに対応する放電回路の故障を診断してもよい。
この場合も、条規実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
【図１】
2015063860.tif 000003
【図２】
2015063860.tif 000004
【図３】
2015063860.tif 000005
【図４】
2015063860.tif 000006
【図５】
2015063860.tif 000007
【図６】
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【図７】
2015063860.tif 000009
【図８】
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【図９】
2015063860.tif 000011
【図１０】
2015063860.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成28年12月22日(2016.12.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
この発明に係る放電回路の故障診断装置は、複数のセルからなる組電池と、複数のセルのそれぞれに対応して設けられ、駆動することでセルを放電する放電回路と、組電池の各セルの電圧に基づいて、組電池の各セル間の電圧ばらつきを低減するための目標セル電圧、および放電するセルを決定するとともに、放電対象のセルの放電回路を目標セル電圧に沿って駆動する電圧調整部と、を備えた電源システムに適用され、放電回路の故障を診断する放電回路の故障診断装置であって、放電対象のセルについて、放電回路駆動前電圧と目標セル電圧に応じた放電回路の駆動が終了した後の放電回路駆動後電圧とを比較することにより、放電対象のセルに対応する放電回路の故障を診断する故障診断部を備えたものである。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
この発明に係る放電回路の故障診断方法は、複数のセルからなる組電池と、複数のセルのそれぞれに対応して設けられ、駆動することでセルを放電する放電回路と、組電池の各セルの電圧に基づいて、組電池の各セル間の電圧ばらつきを低減するための目標セル電圧、および放電するセルを決定するとともに、放電対象のセルの放電回路を目標セル電圧に沿って駆動する電圧調整部と、を備えた電源システムに適用され、放電回路の故障を診断する放電回路の故障診断方法であって、放電対象のセルについて、放電回路駆動前電圧と目標セル電圧に応じた放電回路の駆動が終了した後の放電回路駆動後電圧とを比較することにより、放電対象のセルに対応する放電回路の故障を診断する故障診断ステップを有するものである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のセルからなる組電池と、前記複数のセルのそれぞれに対応して設けられ、駆動することでセルを放電する放電回路と、前記組電池の各セルの電圧に基づいて、前記組電池の各セル間の電圧ばらつきを低減するための目標セル電圧、および放電するセルを決定するとともに、放電対象のセルの放電回路を前記目標セル電圧に沿って駆動する電圧調整部と、を備えた電源システムに適用され、前記放電回路の故障を診断する放電回路の故障診断装置であって、
前記放電対象のセルについて、放電回路駆動前電圧と前記目標セル電圧に応じた前記放電回路の駆動が終了した後の放電回路駆動後電圧とを比較することにより、前記放電対象のセルに対応する放電回路の故障を診断する故障診断部
を備えた放電回路の故障診断装置。
【請求項２】
前記電圧調整部は、前記放電対象のセルの電圧が、前記目標セル電圧に到達するか、または前記放電回路があらかじめ定められた時間駆動した場合に、セルの放電を停止し、
前記故障診断部は、前記放電対象のセルにおける放電回路駆動後電圧と前記目標セル電圧との差が、あらかじめ定められた値以上であり、かつ前記放電対象のセルにおける放電回路駆動前電圧と放電回路駆動後電圧との差が、あらかじめ定められた値以下である場合に、前記放電対象のセルに対応する放電回路が故障していると判定する
請求項１に記載の放電回路の故障診断装置。
【請求項３】
前記電圧調整部は、前記放電対象のセルの電圧が、前記目標セル電圧に到達するか、または前記放電回路があらかじめ定められた時間駆動した場合に、セルの放電を停止し、
前記故障診断部は、前記放電対象のセルにおける放電回路駆動後電圧と前記目標セル電圧との差が、あらかじめ定められた値よりも小さく、かつ前記放電対象のセルにおける放電回路駆動前電圧と放電回路駆動後電圧との差が、あらかじめ定められた値よりも大きい場合に、前記放電対象のセルに対応する放電回路が正常であると判定する
請求項１または請求項２に記載の放電回路の故障診断装置。
【請求項４】
前記故障診断部は、前記放電回路の駆動毎に、前記放電回路の故障判定を実行する
請求項２に記載の放電回路の故障診断装置。
【請求項５】
前記故障診断部は、前記放電回路の駆動毎に、前記放電回路の正常判定を実行する
請求項３に記載の放電回路の故障診断装置。
【請求項６】
複数のセルからなる組電池と、前記複数のセルのそれぞれに対応して設けられ、駆動することでセルを放電する放電回路と、前記組電池の各セルの電圧に基づいて、前記組電池の各セル間の電圧ばらつきを低減するための目標セル電圧、および放電するセルを決定するとともに、放電対象のセルの放電回路を前記目標セル電圧に沿って駆動する電圧調整部と、を備えた電源システムに適用され、前記放電回路の故障を診断する放電回路の故障診断方法であって、
前記放電対象のセルについて、放電回路駆動前電圧と前記目標セル電圧に応じた前記放電回路の駆動が終了した後の放電回路駆動後電圧とを比較することにより、前記放電対象のセルに対応する放電回路の故障を診断する故障診断ステップ
を有する放電回路の故障診断方法。
【国際調査報告】
2015063860.tif 000013
2015063860.tif 000014
2015063860.tif 000015
2015063860.tif 000016