(57)【要約】【課題】二次電池の充放電電流値を測定する電流センサの異常を検知する。【解決手段】パワーユニットは、リチウムイオン電池１００と電流センサ１２０と電圧センサ１３０と電池ＥＣＵ２００とを含む。電池ＥＣＵ２００は、電流センサ１２０により検知された電流値を積算することによりリチウムイオン電池１００のＳＯＣを算出する第１の算出回路と、電圧センサ１３０により検知されたＯＣＶに基づいてリチウムイオン電池１００のＳＯＣを算出する第２の算出回路と、第１の算出回路により算出されたＳＯＣと第２の算出回路により算出されたＳＯＣとの差の絶対値が予め定められたしきい値を越えると、電流センサ１２０が異常であると判断する判断回路とを含む。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電流センサを用いて二次電池のＳＯＣを算出するための第１の算出手段と、
前記電流センサとは異なる種類のセンサを用いて検知した前記二次電池の状態量に基づいて前記二次電池のＳＯＣを算出するための第２の算出手段と、
前記第１の算出手段により算出された前記二次電池のＳＯＣと、前記第２の算出手段により算出された前記二次電池のＳＯＣとの差の絶対値が、予め定められたしきい値を超えた場合に、前記電流センサが異常であると判断するための判断手段とを含む、二次電池の制御装置。
【請求項２】
前記第１の算出手段は、前記電流センサにより検知された電流値を積算することにより前記二次電池のＳＯＣを算出するための手段を含む、請求項１に記載の二次電池の制御装置。
【請求項３】
前記第２の算出手段は、電圧センサにより検知された前記二次電池の開放電圧に基づいて前記二次電池のＳＯＣを算出するための手段を含む、請求項１または２に記載の二次電池の制御装置。
【請求項４】
前記第２の算出手段は、車両のイグニッションスイッチがオンされたときに検知された開放電圧に基づいて前記二次電池のＳＯＣを算出するための手段を含む、請求項３に記載の二次電池の制御装置。
【請求項５】
前記第２の算出手段は、車両のイグニッションスイッチのオフから予め定められた時間の経過後に車両のイグニッションスイッチがオンされたときに検知された開放電圧に基づいて前記二次電池のＳＯＣを算出するための手段を含む、請求項３に記載の二次電池の制御装置。
【請求項６】
前記第２の算出手段は、前記二次電池の状態量に基づいて前記二次電池が満充電状態であると判断されたときに前記二次電池のＳＯＣを１００％として算出するための手段を含む、請求項１に記載の二次電池の制御装置。
【請求項７】
前記第２の算出手段は、温度センサにより検知された二次電池の温度に基づいて前記二次電池が満充電状態であると判断されたときに前記二次電池のＳＯＣを１００％として算出するための手段を含み、
前記判断手段は、前記第２の算出手段が前記二次電池のＳＯＣを１００％として算出したときに前記第１の算出手段により算出された前記二次電池のＳＯＣと、前記第２の算出手段により算出された前記二次電池のＳＯＣとの差の絶対値が、予め定められたしきい値を超えた場合には、前記電流センサが異常であると判断するための手段を含む、請求項６に記載の二次電池の制御装置。
【請求項８】
前記二次電池は、鉛蓄電池、リチウムイオン電池およびニッケル水素電池のいずれかである、請求項１〜７のいずれかの二次電池の制御装置。
【請求項９】
電流センサを用いて二次電池のＳＯＣを算出する第１の算出ステップと、
前記電流センサとは異なる種類のセンサを用いて検知した前記二次電池の状態量に基づいて前記二次電池のＳＯＣを算出する第２の算出ステップと、
前記第１の算出ステップにおいて算出された前記二次電池のＳＯＣと、前記第２の算出ステップにおいて算出された前記二次電池のＳＯＣとの差の絶対値が、予め定められたしきい値を超えた場合に、前記電流センサが異常であると判断する判断ステップとを含む、二次電池の制御方法。
【請求項１０】
前記第１の算出ステップは、前記電流センサにより検知された電流値を積算することにより前記二次電池のＳＯＣを算出するステップを含む、請求項９に記載の二次電池の制御方法。
【請求項１１】
前記第２の算出ステップは、電圧センサにより検知された前記二次電池の開放電圧に基づいて前記二次電池のＳＯＣを算出するステップを含む、請求項９または１０に記載の二次電池の制御方法。
【請求項１２】
前記第２の算出ステップは、車両のイグニッションスイッチがオンされたときに検知された開放電圧に基づいて前記二次電池のＳＯＣを算出するステップを含む、請求項１１に記載の二次電池の制御方法。
【請求項１３】
前記第２の算出ステップは、車両のイグニッションスイッチのオフから予め定められた時間の経過後に車両のイグニッションスイッチがオンされたときに検知された開放電圧に基づいて前記二次電池のＳＯＣを算出するステップを含む、請求項１１に記載の二次電池の制御方法。
【請求項１４】
前記第２の算出ステップは、前記二次電池の状態量に基づいて前記二次電池が満充電状態であると判断されたときに前記二次電池のＳＯＣを１００％として算出するステップを含む、請求項９に記載の二次電池の制御方法。
【請求項１５】
前記第２の算出ステップは、温度センサにより検知された二次電池の温度に基づいて前記二次電池が満充電状態であると判断されたときに前記二次電池のＳＯＣを１００％として算出するステップを含み、
前記判断ステップは、前記第２の算出ステップにおいて前記二次電池のＳＯＣを１００％として算出したときに前記第１の算出ステップにおいて算出された前記二次電池のＳＯＣと、前記第２の算出ステップにおいて算出された前記二次電池のＳＯＣとの差の絶対値が、予め定められたしきい値を超えた場合には、前記電流センサが異常であると判断するステップを含む、請求項１４に記載の二次電池の制御方法。
【請求項１６】
前記二次電池は、鉛蓄電池、リチウムイオン電池およびニッケル水素電池のいずれかである、請求項９〜１５のいずれかの二次電池の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両に搭載される二次電池の制御に関し、特に、二次電池に流れる電流値を測定する電流センサの異常を検知する機能を有する二次電池の制御装置および制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電動機により車両の駆動力を得る、電気自動車、ハイブリッド自動車、燃料電池車は、二次電池を搭載している。電気自動車は、この二次電池に蓄えられた電力を用いて電動機を駆動して車両を駆動する。ハイブリッド自動車は、この二次電池に蓄えられた電力を用いて電動機を駆動して車両を駆動したり、電動機によりエンジンをアシストして車両を駆動したりする。燃料電池車は、燃料電池による電力を用いて電動機を駆動して車両を駆動したり、この燃料電池による電力に加えて二次電池に蓄えられた電力を用いて電動機を駆動して車両を駆動したりする。
【０００３】
このような車両においては、回生制動、すなわち、車両制動時に電動機を発電機として機能させ、車両の運動エネルギを電気エネルギに変換することにより制動する機能を備えている。ここで変換された電気エネルギは二次電池に蓄えられ、加速する時などに再利用される。
【０００４】
二次電池は過放電、過充電を行なうと電池性能を劣化させることになるため、二次電池の蓄電量（ＳＯＣ：Ｓｔａｔｅ  Ｏｆ  Ｃｈａｒｇｅ）を把握して、充放電を調節する必要がある。特に、車載された熱機関により発電機を駆動して電力を発生し、これを二次電池に充電することができる形式のハイブリッド自動車においては、二次電池の蓄電量を回生電力を受け入れられるように、また要求があれば直ちに電動機に対して電力を供給できるようにするために、その蓄電量は満蓄電の状態（１００％）と、全く蓄電されていない状態（０％）のおおよそ中間付近（５０〜６０％）に制御される場合がある。このため、二次電池の蓄電量をより正確に検知する必要がある。
【０００５】
このような二次電池の蓄電量を検知する装置としては、二次電池の端子電圧に基づいて検知する方法が周知である。また、端子電圧は電流値によって変化することから、電流センサにより測定された充放電電流値を積算して蓄電量を推定する方法も行なわれている。
【０００６】
このような装置において、電流センサに異常が発生した場合には、二次電池の蓄電量を算出することができないことになり、二次電池に放電、充電の制御を適切に行なえないことになる。そのため、電流センサの異常を正確に検知する必要がある。
【０００７】
特開２０００−２０６２２１公報（特許文献１）は、電流センサの異常を的確に検知する異常検知装置を開示する。この異常検知装置は、二次電池に流れる電流値を検知する電流センサの異常を検知する異常検知装置であって、二次電池の端子間電圧を検知する電圧検知回路と、電流センサにより検知される電流値が所定範囲内のときに電圧検知回路により検知される電圧の変動の状態に基づいて電流センサの異常を判定する判定回路とを備える。
【０００８】
特許文献１に開示された異常検知装置では、電流センサにより検知される電流値が所定範囲内のときに電圧の変動の状態に基づいて電流センサの異常を判定するから、充電直後や放電直後における電圧の単調上昇や単調下降などの電流センサが正常時にも見られる電圧の変動を識別することができ、精度よく電流センサの異常を検知することができる。特に、電流値が０とみなせる程度の値である０を中心とした範囲であるときに、電圧の変動の状態に基づいて電流センサの異常を判定すると、二次電池における充放電がなされていない安定した状態のときに検知するので、異常検知の精度を高くすることができる。
【０００９】
【特許文献１】
特開２０００−２０６２２１公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１に開示された異常検知装置では、電流値が０とみなせる程度の値であるような場合に、電流センサの異常を的確に検知できるに過ぎない。また、特許文献１に開示された異常検知装置では、電流センサの断線や短絡などに限定される異常を検知することができるに過ぎない。すなわち、断線や短絡のように、電流センサの測定値が完全に異常ではなく、測定値に誤差を含んでいるような異常を検知できない。
【００１１】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、二次電池のＳＯＣを測定する電流センサの異常を的確にかつ広範囲に検知する二次電池の制御装置および制御方法を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
第１の発明に係る二次電池の制御装置は、電流センサを用いて二次電池のＳＯＣを算出するための第１の算出手段と、電流センサとは異なる種類のセンサを用いて検知した二次電池の状態量に基づいて二次電池のＳＯＣを算出するための第２の算出手段と、第１の算出手段により算出された二次電池のＳＯＣと、第２の算出手段により算出された二次電池のＳＯＣとの差の絶対値が、予め定められたしきい値を超えた場合に、電流センサが異常であると判断するための判断手段とを含む。
【００１３】
第１の発明によると、第１の算出手段は、電流センサを用いて、たとえば二次電池の充放電電流値を検知して、検知された電流値を積算してＳＯＣを算出する。第２の算出手段は、電流センサとは異なる種類のセンサ、たとえば電圧センサを用いて検知した二次電池の状態量であるＯＣＶ（Ｏｐｅｎ  Ｃｉｒｃｕｉｔ  Ｖｏｌｔａｇｅ）に基づいて二次電池のＳＯＣを算出する。判断手段は、第１の算出手段により算出された二次電池のＳＯＣと第２の算出手段により算出された二次電池のＳＯＣとの差の絶対値が、予め定められたしきい値を超えると、電流センサが異常であると判断する。電流センサに異常が発生して、検知された電流値に誤差を含んでいる場合や電流センサが機能していない場合には、第１の算出手段により算出された二次電池のＳＯＣと第２の算出手段により算出された二次電池のＳＯＣとの差の絶対値がしきい値を超える。しきい値を超えると電流センサに異常が発生していると判断できる。その結果、二次電池のＳＯＣを測定する電流センサの異常を的確にかつ広範囲に検知する二次電池の制御装置を提供することができる。
【００１４】
第２の発明に係る制御装置においては、第１の発明の構成に加えて、第１の算出手段は、電流センサにより検知された電流値を積算することにより二次電池のＳＯＣを算出するための手段を含む。
【００１５】
第２の発明によると、電流センサにより検知された電流値を積算することにより算出された二次電池のＳＯＣを用いて、電流センサの異常を検知できる。
【００１６】
第３の発明に係る制御装置においては、第１または２の発明の構成に加えて、第２の算出手段は、電圧センサにより検知された二次電池の開放電圧に基づいて二次電池のＳＯＣを算出するための手段を含む。
【００１７】
第３の発明によると、たとえば鉛蓄電池やリチウムイオン電池は、電圧センサにより検知された二次電池の開放電圧（ＯＣＶ）と、二次電池のＳＯＣとの間には、一定の相関関係が成立する。このため、ＯＣＶにより算出されたＳＯＣを用いて、電流センサの異常を検知できる。
【００１８】
第４の発明に係る制御装置においては、第３の発明の構成に加えて、第２の算出手段は、車両のイグニッションスイッチがオンされたときに検知された開放電圧に基づいて二次電池のＳＯＣを算出するための手段を含む。
【００１９】
第４の発明によると、第２の算出手段は、車両のイグニッションスイッチがオンされたときは、二次電池は充電も放電もされておらず、正確にＯＣＶを測定することができる。そのため、正確にＳＯＣを算出でき、正確に算出されたＳＯＣに基づいて、正確に電流センサの異常を検知できる。
【００２０】
第５の発明に係る制御装置においては、第３の発明の構成に加えて、第２の算出手段は、車両のイグニッションスイッチのオフから予め定められた時間の経過後に車両のイグニッションスイッチがオンされたときに検知された開放電圧に基づいて二次電池のＳＯＣを算出するための手段を含む。
【００２１】
第５の発明によると、イグニッションスイッチがオフされてからイグニッションスイッチがオンされるまでの間は、二次電池の充電および二次電池からの放電のいずれも行なわれていない。この時間が長いほど充放電時の影響がなくなるので、正確にＯＣＶを測定できる。このため、より正確にＯＣＶを測定でき、より正確に算出されたＳＯＣに基づいて、より正確に電流センサの異常を検知できる。
【００２２】
第６の発明に係る制御装置においては、第１の発明の構成に加えて、第２の算出手段は、二次電池の状態量に基づいて二次電池が満充電状態であると判断されたときに二次電池のＳＯＣを１００％として算出するための手段を含む。
【００２３】
第６の発明によると、ニッケル水素電池などは、ＯＣＶとＳＯＣとの相関関係が十分に表れないので、ＯＣＶから正確なＳＯＣを算出することが難しい。しかしながら、ニッケル水素電池などは、満充電状態を超えても充電を継続させると、たとえば電池の温度が急激に上昇し始めるといった性質が知られている。そのため、たとえば温度センサにより検知された二次電池の温度に基づいて二次電池が満充電状態であると判断されたときに、二次電池のＳＯＣを１００％として算出して、そのときの電流センサを用いて算出されたＳＯＣと比較して、正確に電流センサの異常を検知できる。
【００２４】
第７の発明に係る制御装置においては、第６の発明の構成に加えて、第２の算出手段は、温度センサにより検知された二次電池の温度に基づいて二次電池が満充電状態であると判断されたときに二次電池のＳＯＣを１００％として算出するための手段を含む。判断手段は、第２の算出手段が二次電池のＳＯＣを１００％として算出したときに第１の算出手段により算出された二次電池のＳＯＣと、第２の算出手段により算出された二次電池のＳＯＣとの差の絶対値が、予め定められたしきい値を超えた場合には、電流センサが異常であると判断するための手段を含む。
【００２５】
第７の発明によると、満充電処理を行なったときに二次電池が満充電されると電池の温度が急激に上昇するので、温度センサにより検知された二次電池の温度に基づいて二次電池が満充電状態であると判断されたときに、二次電池のＳＯＣを１００％として算出して、そのときの電流センサを用いて算出されたＳＯＣと比較して、正確に電流センサの異常を検知できる。
【００２６】
第８の発明に係る制御装置においては、第１〜７のいずれかの発明の構成に加えて、二次電池は、鉛蓄電池、リチウムイオン電池およびニッケル水素電池のいずれかである。
【００２７】
第８の発明によると、鉛蓄電池、リチウムイオン電池およびニッケル水素電池のいずれかにより構成される二次電池の異常を検知できる。このとき、鉛蓄電池、リチウムイオン電池については、第２の算出手段は、電圧センサでＯＣＶを測定することによりＳＯＣを算出し、ニッケル水素電池については、第２の算出手段は、温度センサで満充電状態を検知することによりＳＯＣを算出することが好ましい。
【００２８】
第９の発明に係る二次電池の制御方法は、電流センサを用いて二次電池のＳＯＣを算出する第１の算出ステップと、電流センサとは異なる種類のセンサを用いて検知した二次電池の状態量に基づいて二次電池のＳＯＣを算出する第２の算出ステップと、第１の算出ステップにおいて算出された二次電池のＳＯＣと、第２の算出ステップにおいて算出された二次電池のＳＯＣとの差の絶対値が、予め定められたしきい値を超えた場合に、電流センサが異常であると判断する判断ステップとを含む。
【００２９】
第９の発明によると、第１の算出ステップにおいては、電流センサを用いて、たとえば二次電池の充放電電流値を検知して、検知された電流値を積算してＳＯＣを算出する。第２の算出ステップにおいては、電流センサとは異なる種類のセンサ、たとえば電圧センサを用いて検知した二次電池の状態量であるＯＣＶに基づいて二次電池のＳＯＣを算出する。判断ステップは、第１の算出ステップにおいて算出された二次電池のＳＯＣと第２の算出ステップにおいて算出された二次電池のＳＯＣとの差の絶対値が、予め定められたしきい値を超えると、電流センサが異常であると判断する。電流センサに異常が発生して、検知された電流値に誤差を含んでいる場合や電流センサが機能していない場合には、第１の算出ステップにおいて算出された二次電池のＳＯＣと第２の算出ステップにおいて算出された二次電池のＳＯＣとの差の絶対値がしきい値を超える。しきい値を超えると電流センサに異常が発生していると判断できる。その結果、二次電池のＳＯＣを測定する電流センサの異常を的確にかつ広範囲に検知する二次電池の制御方法を提供することができる。
【００３０】
第１０の発明に係る制御方法においては、第９の発明の構成に加えて、第１の算出ステップは、電流センサにより検知された電流値を積算することにより二次電池のＳＯＣを算出するステップを含む。
【００３１】
第１０の発明によると、電流センサにより検知された電流値を積算することにより算出された二次電池のＳＯＣを用いて、電流センサの異常を検知できる。
【００３２】
第１１の発明に係る制御方法においては、第９または１０の発明の構成に加えて、第２の算出ステップは、電圧センサにより検知された二次電池の開放電圧に基づいて二次電池のＳＯＣを算出するステップを含む。
【００３３】
第１１の発明によると、たとえば鉛蓄電池やリチウムイオン電池は、電圧センサにより検知された二次電池の開放電圧（ＯＣＶ）と、二次電池のＳＯＣとの間には、一定の相関関係が成立する。このため、ＯＣＶにより算出されたＳＯＣを用いて、電流センサの異常を検知できる。
【００３４】
第１２の発明に係る制御方法においては、第１１の発明の構成に加えて、第２の算出ステップは、車両のイグニッションスイッチがオンされたときに検知された開放電圧に基づいて二次電池のＳＯＣを算出するステップを含む。
【００３５】
第１２の発明によると、第２の算出ステップにおいて、車両のイグニッションスイッチがオンされたときは、二次電池は充電も放電もされておらず、正確にＯＣＶを測定することができる。そのため、正確にＳＯＣを算出でき、正確に算出されたＳＯＣに基づいて、正確に電流センサの異常を検知できる。
【００３６】
第１３の発明に係る制御方法においては、第１１の発明の構成に加えて、第２の算出ステップは、車両のイグニッションスイッチのオフから予め定められた時間の経過後に車両のイグニッションスイッチがオンされたときに検知された開放電圧に基づいて二次電池のＳＯＣを算出するステップを含む。
【００３７】
第１３の発明によると、イグニッションスイッチがオフされてからイグニッションスイッチがオンされるまでの間は、二次電池の充電および二次電池からの放電のいずれも行なわれていない。この時間が長いほど充放電時の影響がなくなるので、正確にＯＣＶを測定できる。このため、より正確にＯＣＶを測定でき、より正確に算出されたＳＯＣに基づいて、より正確に電流センサの異常を検知できる。
【００３８】
第１４の発明に係る制御方法においては、第９の発明の構成に加えて、第２の算出ステップは、二次電池の状態量に基づいて二次電池が満充電状態であると判断されたときに二次電池のＳＯＣを１００％として算出するステップを含む。
【００３９】
第１４の発明によると、ニッケル水素電池などは、ＯＣＶとＳＯＣとの相関関係が十分に表れないので、ＯＣＶから正確なＳＯＣを算出することが難しい。しかしながら、ニッケル水素電池などは、満充電状態を超えても充電を継続させると、たとえば電池の温度が急激に上昇し始めるといった性質が知られている。そのため、たとえば温度センサにより検知された二次電池の温度に基づいて二次電池が満充電状態であると判断されたときに、二次電池のＳＯＣを１００％として算出して、そのときの電流センサを用いて算出されたＳＯＣと比較して、正確に電流センサの異常を検知できる。
【００４０】
第１５の発明に係る制御方法においては、第１４の発明の構成に加えて、第２の算出ステップは、温度センサにより検知された二次電池の温度に基づいて二次電池が満充電状態であると判断されたときに二次電池のＳＯＣを１００％として算出するステップを含む。判断ステップは、第２の算出ステップにおいて二次電池のＳＯＣを１００％として算出したときに第１の算出ステップにおいて算出された二次電池のＳＯＣと、第２の算出ステップにおいて算出された二次電池のＳＯＣとの差の絶対値が、予め定められたしきい値を超えた場合には、電流センサが異常であると判断するステップを含む。
【００４１】
第１５の発明によると、満充電処理を行なったときに二次電池が満充電されると電池の温度が急激に上昇するので、温度センサにより検知された二次電池の温度に基づいて二次電池が満充電状態であると判断されたときに、二次電池のＳＯＣを１００％として算出して、そのときの電流センサを用いて算出されたＳＯＣと比較して、正確に電流センサの異常を検知できる。
【００４２】
第１６の発明に係る制御方法においては、第９〜１５のいずれかの発明の構成に加えて、二次電池は、鉛蓄電池、リチウムイオン電池およびニッケル水素電池のいずれかである。
【００４３】
第１６の発明によると、鉛蓄電池、リチウムイオン電池およびニッケル水素電池のいずれかにより構成される二次電池の異常を検知できる。このとき、鉛蓄電池、リチウムイオン電池については、第２の算出ステップにおいて、電圧センサでＯＣＶを測定することによりＳＯＣを算出し、ニッケル水素電池については、第２の算出ステップにおいて、温度センサで満充電状態を検知することによりＳＯＣを算出することが好ましい。
【００４４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返さない。
【００４５】
＜第１の実施の形態＞
以下の説明では、車両の駆動用機器へ電力を供給する二次電池であって、たとえば鉛蓄電池、リチウムイオン電池の充放電電流値を測定する電流センサの異常を検知する二次電池の制御装置について説明する。二次電池の種類は特に限定されるものではないが、以下の説明では、二次電池をリチウムイオン電池とする。また、本発明に係る二次電池および二次電池の制御装置は、電気自動車、ハイブリッド自動車および燃料電池自動車のいずれにも適用できる。
【００４６】
図１を参照して、本実施の形態に係る二次電池の制御装置を実現する電池ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）２００を含む車両のパワーユニットについて説明する。図１に示すように、この車両のパワーユニットは、リチウムイオン電池１００と電池ＥＣＵ２００とを含む。
【００４７】
リチウムイオン電池１００には、リチウムイオン電池１００の温度を測定するための温度センサ１１０と、リチウムイオン電池１００の電圧を測定する電圧センサ１３０とが取り付けられている。リチウムイオン電池１００と車両のパワーケーブルとを接続する出力ケーブルまたは入力ケーブルには、充放電電流値を測定する電流センサ１２０が取り付けられている。
【００４８】
電池ＥＣＵ２００は、温度センサ１１０と、電流センサ１２０と、電圧センサ１３０と、イグニッションスイッチオン信号線とに接続された入出力インターフェイス５００と、電池ＥＣＵ２００を制御するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）３００と、クロック４００と、各種データを記憶するメモリ６００とを含む。リチウムイオン電池１００の電源端子は、車両パワーケーブルに接続され、この車両の走行モータ、補機電装品等に電力を供給する。
【００４９】
リチウムイオン電池１００の温度を測定する温度センサ１１０により検知された温度信号は、電池ＥＣＵ２００の入出力インターフェイス５００を介して、ＣＰＵ３００に送信される。
【００５０】
リチウムイオン電池１００への充電電流値およびリチウムイオン電池１００からの放電電流値を測定する電流センサ１２０により検知された電流値は、電池ＥＣＵ２００の入出力インターフェイス５００を介して、ＣＰＵ３００に送信される。ＣＰＵ３００は、この電流値を時間積算することにより、ＳＯＣを算出することができる。
【００５１】
リチウムイオン電池１００の電圧を測定する電圧センサ１３０により検知された電圧は、電池ＥＣＵ２００の入出力インターフェイス５００を介して、ＣＰＵ３００に送信される。ＣＰＵ３００は、予め定められた条件の元で測定された電圧（ＯＣＶ）に基づいてＳＯＣを算出することができる。
【００５２】
電池ＥＣＵ２００の内部においては、入出力インターフェイス５００、ＣＰＵ３００、クロック４００およびメモリ６００が、内部バス７００を介して接続され、互いにデータ通信を行なうことができる。メモリ６００には、ＣＰＵ３００で実行されるプログラムや、そのプログラムで用いるしきい値が記憶されている。
【００５３】
図２を参照して、本実施の形態に係る二次電池の制御装置である電池ＥＣＵ２００のＣＰＵ３００で実行されるプログラムの制御構造について説明する。
【００５４】
ステップ（以下、ステップをＳと略す。）１０００にて、ＣＰＵ３００は、イグニッションスイッチのオン信号を受信したか否かを判断する。この判断は、電池ＥＣＵ２００の入出力インターフェイス５００を介して入力されるイグニッションスイッチオン信号の状態に基づいて行なわれる。イグニッションスイッチのオン信号を受信すると（Ｓ１０００にてＹＥＳ）、処理はＳ１０１０へ移される。もしそうでないと（Ｓ１０００にてＮＯ）、処理はＳ１０００に戻され、イグニッションスイッチのオン信号を受信するまで待つ。
【００５５】
Ｓ１０１０にて、ＣＰＵ３００は、前回のイグニッションスイッチがオフしてからの時間がしきい値以上であるか否かを判断する。この判断は、前回イグニッションスイッチがオン状態からオフ状態にされたことをイグニッションスイッチオン信号の状態により判断し、そのときの時刻をクロック４００から読取りメモリ６００に記憶しておく。そのメモリ６００に記憶された日時と現在時刻とを比較して前回イグニッションスイッチがオフしてからの時間がしきい値以上であるか否か判断される。前回、イグニッションスイッチがオフしてからの時間がしきい値以上であると（Ｓ１０１０にてＹＥＳ）、処理はＳ１０２０へ移される。もしそうでないと（Ｓ１０１０にてＮＯ）、この処理は終了する。
【００５６】
Ｓ１０２０にて、ＣＰＵ３００は、ＯＣＶを測定する。このときＣＰＵ３００は、入出力インターフェイス５００を介して電圧センサ１３０から入力された電圧信号に基づいてＯＣＶを測定する。Ｓ１０３０にて、ＣＰＵ１３０は、ＯＣＶとＳＯＣとの相関関係に基づいて、ＯＣＶからＳＯＣ初期値を算出してＳＯＣ（１）に代入する。Ｓ１０４０にて、ＣＰＵ３００は、前回走行終了時のＳＯＣを読出してＳＯＣ（２）に代入する。このとき、ＣＰＵ３００は、メモリ６００に予め記憶された前回走行終了時のＳＯＣを読出して、ＳＯＣ（２）に代入する。前回走行終了時のＳＯＣは、電流センサ１２０により検知されたリチウムイオン電池１００の充放電電流値を積算することにより算出されるものである。
【００５７】
Ｓ１０５０にて、ＣＰＵ３００は、ＳＯＣ（１）とＳＯＣ（２）との差を算出する。このとき、ＣＰＵ３００は、ΔＳＯＣ＝｜ＳＯＣ（１）−ＳＯＣ（２）｜の演算を実行する。
【００５８】
Ｓ１０６０にて、ＣＰＵ３００は、Ｓ１０５０にて算出したＳＯＣ（１）とＳＯＣ（２）との差であるΔＳＯＣがしきい値よりも大きいか否かを判断する。ΔＳＯＣがしきい値よりも大きいと（Ｓ１０６０にてＹＥＳ）、処理はＳ１０７０へ移される。もしそうでないと（Ｓ１０６０にてＮＯ）、処理はＳ１１００へ移される。
【００５９】
Ｓ１０７０にて、ＣＰＵ３００は、電流センサ１２０は異常であると判断する。
【００６０】
Ｓ１０８０にて、ＣＰＵ３００は、ダイアグ出力を行なう。Ｓ１０９０にて、ＣＰＵ３００は、電流値を積算することによるＳＯＣ算出を禁止する処理を実行する。
【００６１】
Ｓ１１００にて、ＣＰＵ３００は、電流センサ１２０は正常と判断する。Ｓ１１１０にて、電流値を積算することによりＳＯＣを算出する。このとき、ＣＰＵ３００は入出力インターフェイス５００を介して電流センサ１２０から入力された電流値に基づいてＳＯＣを算出する。
【００６２】
Ｓ１１２０にて、ＣＰＵ３００は、イグニッションスイッチがオフにされたか否かを判断する。この判断は、入出力インターフェイス５００を介してイグニッションスイッチオン信号がオン状態からオフ状態にされたことにより行なわれる。イグニッションスイッチがオフ状態になると（Ｓ１１２０にてＹＥＳ）、処理は終了する。もしそうでないと（Ｓ１１２０にてＮＯ）、処理はＳ１１１０へ戻され、電流値を積算することによるＳＯＣの算出が継続して行なわれる。なお、Ｓ１１１０において算出されたＳＯＣは、イグニッションスイッチがオフされるとメモリ６００に前回走行終了時のＳＯＣとして記憶される。
【００６３】
以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係る電池ＥＣＵ２００を含むパワーユニットの動作について説明する。
【００６４】
運転者が車両に搭乗してイグニッションスイッチをオンにするとＣＰＵ３００によりイグニッションスイッチのオン信号が受信される（Ｓ１０００にてＹＥＳ）。前回イグニッションスイッチがオフしてからの時間がしきい値以上であると（Ｓ１０１０にてＹＥＳ）、電流センサ１３００を用いてＯＣＶが測定される（Ｓ１０２０）。ＯＣＶからＳＯＣ初期値が算出されて算出されたＳＯＣ初期値がＳＯＣ（１）に代入される（Ｓ１０３０）。
【００６５】
前回走行終了時のＳＯＣがメモリ６００から読出されてＳＯＣ（２）に代入される（Ｓ１０４０）。ＳＯＣ（１）とＳＯＣ（２）との差であるΔＳＯＣが｜ＳＯＣ（１）−ＳＯＣ（２）｜により算出される（Ｓ１０５０）。ＳＯＣ（１）とＳＯＣ（２）との差であるΔＳＯＣがしきい値より大きいと（Ｓ１０６０にてＹＥＳ）、電流センサ１２０が異常であると判断され（Ｓ１０７０）、ダイアグ出力が実行され（Ｓ１０８０）、電流値を積算することによるＳＯＣ算出の禁止処理が実行される（Ｓ１０９０）。
【００６６】
図３に、このときのリチウムイオン電池１００のＳＯＣの状態を示す。点線で示すＳＯＣがＯＣＶに基づいて算出されたＳＯＣ（１）であって、実線で示すＳＯＣが充放電電流値の積分に基づいて算出されたＳＯＣ（２）である。
【００６７】
前回イグニッションスイッチがオンされてイグニッションスイッチがオフされるまでの間ＳＯＣ（２）は、電流センサ１２０により検知された電流値を積算することにより算出される。イグニッションスイッチがオフされた後予め定められたしきい値以上の時間が経過してからイグニッションスイッチがオンされると（Ｓ１０００にてＹＥＳ、Ｓ１０１０にてＹＥＳ）、ＯＣＶから算出されたＳＯＣがＳＯＣ（１）として代入されるとともに、メモリ６００に記憶された電流センサ１２０により検知された充放電電流値を積算することにより算出されたＳＯＣがＳＯＣ（２）に代入される（Ｓ１０３０、Ｓ１０４０）。ＳＯＣ（１）とＳＯＣ（２）との差の絶対値がしきい値より大きいとセンサ異常と判断される（Ｓ１０７０）。
【００６８】
以上のようにして、本実施の形態に係る電池ＥＣＵによると、イグニッションスイッチがオフしてからの時間が予め定められた時間以上経ってからイグニッションスイッチがオンされると、電流センサを用いてＯＣＶを測定する。一方、イグニッションスイッチがオンされている間は電流センサ１２０により検知されたリチウムイオン電池１００の充放電電流値を積算してＳＯＣが算出されその値がメモリに記憶されている。ＯＣＶにより算出されたＳＯＣと、電流値を積算することにより算出されたＳＯＣとの差の絶対値がしきい値を越えるとセンサ異常と判断される。このため、二次電池のＳＯＣを測定する電流センサの異常を的確かつ広範囲に検知することができる。
【００６９】
＜第２の実施の形態＞
以下、本発明の第２の実施の形態に係る二次電池の制御装置を実現する電池ＥＣＵ２００を含む車両のパワーユニットについて説明する。なお、本実施の形態に係る二次電池の制御装置を実現する電池ＥＣＵ２００を車両のパワーユニットは、前述の第１の実施の形態のパワーユニットと比較して二次電池の種類がリチウムイオン電池ではなくニッケル水素電池である点が異なる。また、メモリ６００に記憶された、ＣＰＵ３００により実行されるプログラムの制御構造が異なる。それ以外のハードウェア構成およびフローチャートは前述の第１の実施の形態と同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰返さない。
【００７０】
本実施の形態に係る二次電池であるニッケル水素電池は、前述のリチウムイオン電池や鉛蓄電池と異なり、ＯＣＶとＳＯＣとの間に明白な相関関係を有しない。そのため、ＯＣＶから正確なＳＯＣを算出することは難しい。そのため、本実施の形態に係る電池ＥＣＵ２００のＣＰＵ３００で実行されるプログラムは、前述のＯＣＶを用いてＳＯＣを算出するのではなく、別の方法によりＳＯＣを算出する。
【００７１】
図４を参照して、本実施の形態に係る電池ＥＣＵ２００のＣＰＵ３００で実行されるプログラムの制御構造について説明する。なお、図４に示すフローチャートの中で、前述の図２に示したフローチャートと同じ処理については同じステップ番号を付してある。それらについての処理も同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰返さない。
【００７２】
Ｓ２０００にて、ＣＰＵ３００は、ニッケル水素電池が充電中であるか否かを判断する。充電中である場合には（Ｓ２０００にてＹＥＳ）、処理はＳ２０１０へ移される。もしそうでないと（Ｓ２０００にてＮＯ）、この処理は終了する。
【００７３】
Ｓ２０１０にて、ＣＰＵ３００は電池温度を検知する。このとき、ＣＰＵ３００は、入出力インターフェイス５００を介して、温度センサ１１０から入力された信号に基づいて電池温度を検知する。
【００７４】
Ｓ２０２０にて、ＣＰＵ３００は、電池温度から満充電状態であることを検知したか否かを判断する。ニッケル水素電池においては、満充電状態になると、急激に電池温度が上昇することにより、電池温度に基づいて満充電状態を検知することができる。電池温度から満充電状態であることを検知すると（Ｓ２０２０にてＹＥＳ）、処理はＳ２０３０へ移される。もしそうでないと（Ｓ２０２０にてＮＯ）、処理はＳ２０１０へ戻され、電池温度を検知し、検知された電池温度から満充電状態であるか否かの判断が繰返し行なわれる。
【００７５】
Ｓ２０３０にて、ＣＰＵ３００は、ＳＯＣ（１）に１００％を代入する。Ｓ２０４０にて、ＣＰＵ３００は、電流値を積算することによるＳＯＣをメモリ６００から読出してＳＯＣ（２）に代入する。
【００７６】
その後、処理はＳ１０５０〜Ｓ１１２０へ移される。
以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係る電池ＥＣＵ２００を含むパワーユニットの動作について説明する。
【００７７】
車両が走行中に充電中であったり、またユーザの意図的な操作により満充電処理が実行中であったりすると、ＣＰＵ３００により充電中であると判断される（Ｓ２０００にてＹＥＳ）。電池温度が温度センサ１１０により検知され（Ｓ２０１０）、電池温度から満充電状態であることが検知される（Ｓ２０２０にてＹＥＳ）、ＳＯＣ（１）に１００％が代入される（Ｓ２０３０）。
【００７８】
車両の走行中において電流センサ１２０により検知されたニッケル水素電池の充放電電流値を積算することにより算出されたＳＯＣがメモリ６００から読出され、ＳＯＣ（２）に代入される（Ｓ２０４０）。
【００７９】
満充電状態を表わすＳＯＣが１００％であることを示すＳＯＣ（１）と電流センサ１２０により検知された充放電電流値の積算によるＳＯＣ（２）との差であるΔＳＯＣが｜ＳＯＣ（１）−ＳＯＣ（２）｜により算出される（Ｓ１０５０）。ΔＳＯＣがしきい値より大きいと（Ｓ１０６０にてＹＥＳ）、電流センサ１２０が異常であると判断され（Ｓ１０７０）、ダイアグ出力され（Ｓ１０８０）、電流値を積算することによるＳＯＣ算出の禁止処理が実行される（Ｓ１０９０）。
【００８０】
図５に、このときのニッケル水素電池のＳＯＣの状態を示す。点線で示すＳＯＣが電池温度に基づいて満充電状態を検知して１００％と算出されたＳＯＣ（１）であって、実線で示すＳＯＣが充放電電流値の積分に基づいて算出されたＳＯＣ（２）である。
【００８１】
満充電処理が開始されると（Ｓ２０００にてＹＥＳ）、電池温度が検知され（Ｓ２０１０）、検知された電池温度に基づいて満充電状態であることが検知されると（Ｓ２０２０にてＹＥＳ）、ＳＯＣ（１）に１００％が代入される（Ｓ２０３０）。このとき、満充電処理が終了したと判断される。したがって、電池温度から満充電状態を検知されるので、ＳＯＣ（１）は１００％となる。
【００８２】
電流値を積算することによるＳＯＣがメモリ６００から読出されてＳＯＣ（２）に代入される（Ｓ２０４０）。ＳＯＣ（１）とＳＯＣ（２）との差であるΔＳＯＣが｜ＳＯＣ（１）−ＳＯＣ（２）｜として算出され（Ｓ１０５０）、ΔＳＯＣがしきい値より大きいと（Ｓ１０６０にてＹＥＳ）、電流センサ１２０が異常と判断される（Ｓ１０７０）。図５に示すように、ＳＯＣ（１）を１００％として、メモリ６００から読出されたＳＯＣをＳＯＣ（２）とした場合にΔＳＯＣがしきい値より大きいと電流センサ１２０が異常と判断される。
【００８３】
以上のようにして、本実施の形態に係る電池ＥＣＵを含むパワーユニットによると、ＯＣＶとＳＯＣとの間に相関関係がないニッケル水素電池などであっても、電池のＳＯＣに基づいて、電流センサの異常を検知することができる。
【００８４】
なお、上述した第１の実施の形態および第２の実施の形態においては、電流センサを用いて、充放電電流値を積算することによりＳＯＣを算出するようにしたが、これ以外の方法により電流センサを用いてＳＯＣを算出するようにしてもよい。たとえば、充放電中の二次電池において、その電圧を電圧センサにより測定、その電流値を電流センサにより測定して、測定された電圧に基づいて、二次電池の内部抵抗値に電流値を乗算した電池の内部抵抗電圧分と、分極現象による電圧分とを考慮して、擬似開放電圧を算出する。この擬似開放電圧に基づいてＳＯＣを算出するようにしてもよい。
【００８５】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る電池ＥＣＵを搭載した車両の制御ブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る電池ＥＣＵで実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャートである。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る電池ＥＣＵでプログラムが実行された結果のＳＯＣの変化を表わす図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係る電池ＥＣＵで実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャートである。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係る電池ＥＣＵでプログラムが実行された結果のＳＯＣの変化を表わす図である。
【符号の説明】
１００  リチウムイオン電池、１１０  温度センサ、１２０  電流センサ、１３０  電圧センサ、２００  電池ＥＣＵ、３００  ＣＰＵ、４００  クロック、５００  入出力インターフェイス、６００  メモリ、７００  内部バス。
【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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