(57)【要約】      （修正有）【課題】車両用電源回路の異常判定装置において、電流検出手段の故障だけでなく、電流検出手段の誤組み付けを正確に判定することにある。【解決手段】異常判定装置１０の異常判定手段１１は、電流検出手段６を通して認識した電圧値が規定範囲を外れたときに電流検出手段６が故障である異常判定を行い、電流検出手段６を通して認識した電圧値が規定範囲内であるときには切替手段７が故障か否かの判定を行い、切替手段７が故障でないことを判定した場合に、電流検出手段６で検出された電流値と切替手段７で検出された電流値の総和との差が所定値以上であるときに電流検出手段６が誤組み付けである異常判定を行う。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力を蓄積するバッテリと、前記バッテリから電力が供給される電気負荷と、前記バッテリからの電力によって駆動されるとともに前記バッテリに充電可能な電動機と、前記バッテリと前記電気負荷と前記電動機とを接続する電源回路とを備えた車両において、前記電源回路には、前記バッテリの充放電電流の電流値を検出する電流検出手段と、前記車両の状態に応じて電力の供給経路を切り替えるとともに前記供給経路に流れる電流の電流値を検出可能な切替手段と、前記電流検出手段を通して認識した電圧値に基づいて前記電流検出手段の異常判定を行う異常判定手段を有する異常判定装置とを備え、前記異常判定手段は、前記電流検出手段を通して認識した電圧値が規定範囲を外れたときに前記電流検出手段が故障である異常判定を行い、前記電流検出手段を通して認識した電圧値が前記規定範囲内であるときには前記切替手段が故障か否かの判定を行い、前記切替手段が故障でないことを判定した場合に、前記電流検出手段で検出された電流値と前記切替手段で検出された電流値の総和との差が所定値以上であるときに前記電流検出手段が誤組み付けである異常判定を行うことを特徴とする車両用電源回路の異常判定装置。
【請求項２】
前記異常判定手段は、前記切替手段が故障であることを判定した場合に、前記電流検出手段が誤組み付けである異常判定を行わないことを特徴とする請求項１に記載の車両用電源回路の異常判定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両用電源回路の異常判定装置に係り、電流検出手段の異常判定を行う車両用電源回路の異常判定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両には、電力を蓄えるバッテリと、バッテリから電力が供給される電気負荷と、バッテリからの電力によって駆動されるとともにバッテリに充電可能な電動機と、バッテリと電気負荷と電動機とに接続する電源回路とが備えられるものがある。
車両の電源回路に異常があることを検出する異常検出装置としては、例えば、特許文献１に開示されている。特許文献１に係る発明は、組電池の異常検出装置において、組電池から出力される電流の電流値の総和と、異常と判定される判定値とを比較し、組電他の異常を判定するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−３２７０９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、上記の特許文献１では、組電池などの蓄電装置から出力される電流を検出する電流検出手段（電流センサ）が、本来組み付けられるものとは別で特性の異なるものに誤って組み付けられた場合に、電流検出手段が異常状態であることを正確に判定することができず、このため、電流検出手段を交換するべきであるにもかかわらず、正常な組電池を修理又は交換する必要性が発生することから、改善が望まれていた。
【０００５】
そこで、この発明は、電流検出手段の故障だけではなく、電流検出手段の誤組み付けを正確に判定することができる車両用電源回路の異常判定装置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】
【０００６】
この発明は、電力を蓄積するバッテリと、バッテリから電力が供給される電気負荷と、バッテリからの電力によって駆動されるとともにバッテリに充電可能な電動機と、バッテリと電気負荷と電動機とを接続する電源回路とを備えた車両において、電源回路には、バッテリの充放電電流の電流値を検出する電流検出手段と、車両の状態に応じて電力の供給経路を切り替えるとともに供給経路に流れる電流の電流値を検出可能な切替手段と、電流検出手段を通して認識した電圧値に基づいて電流検出手段の異常判定を行う異常判定手段を有する異常判定装置とを備え、異常判定手段は、電流検出手段を通して認識した電圧値が規定範囲を外れたときに電流検出手段が故障である異常判定を行い、電流検出手段を通して認識した電圧値が規定範囲内であるときには切替手段が故障か否かの判定を行い、切替手段が故障でないことを判定した場合に、電流検出手段で検出された電流値と切替手段で検出された電流値の総和との差が所定値以上であるときに電流検出手段が誤組み付けである異常判定を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
この発明は、電流検出手段を通して認識した電圧値が規定範囲を外れたときに電流検出手段が故障である異常判定を行い、電流検出手段を通して認識した電圧値が規定範囲内であるときには切替手段が故障か否かの判定を行い、切替手段が故障でないことを判定した場合に、電流検出手段で検出された電流値と切替手段で検出された電流値の総和との差が所定値以上であるときに電流検出手段が誤組み付けである異常判定を行うことにより、電流検出手段の故障だけではなく、電流検出手段の誤組み付けを正確に判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は電源回路の異常判定のフローチャートである。（実施例）
【図２】図２は電源回路を含む車両のシステム構成図である。（実施例）
【図３】図３は電流検出手段の特性例を示す図である。（実施例）
【図４】図４は切替手段の第１・第２切替スイッチがオン（ＯＮ）で且つ第３・第４切替スイッチがオフ（ＯＦＦ）の状態の電源供給の流れを示す図である。（実施例）
【図５】図５は各切替スイッチ（ＳＷ）の状態における電流値（Ｉ１）の算出結果を示した図である。（実施例）
【図６】図６は他の電源回路を含む車両のシステム構成図である。（変形例）
【発明を実施するための形態】
【０００９】
この発明は、電流検出手段の故障だけではなく、電流検出手段の誤組み付けを正確に判定する目的を、電流検出手段を通して認識した電圧値が規定範囲を外れたときに電流検出手段が故障である異常判定を行い、電流検出手段を通して認識した電圧値が規定範囲内であるときには切替手段が故障か否かの判定を行い、切替手段が故障でないことを判定した場合に、電流検出手段で検出された電流値と切替手段で検出された電流値の総和との差が所定値以上であるときに電流検出手段が誤組み付けである異常判定を行って実現するものである。
【実施例】
【００１０】
図１〜図５は、この発明の実施例を示すものである。
図２に示すように、ハイブリッド車などからなる電動車両（以下「車両」という）１には、バッテリ（Ｐｂ）２と電気負荷３と電動機（モータ）４と電源回路５とが備えられる。バッテリ２は、電力を蓄積する。電気負荷３には、バッテリ２から電力が供給される。電動機４は、バッテリ２からの電力によって駆動されるとともに、バッテリ２に充電可能である。
電源回路５には、電流検出手段（電流センサ）６と切替手段７と制御ユニット（ＥＣＵ：コンピュータ装置）８とが備えられる。制御ユニット８には、制御手段９と、故障判定装置１０とが備えられる。故障判定装置１０は、故障判定手段１１を有する。
【００１１】
電源回路５は、バッテリ２と電気負荷３と電動機４とを接続し、電力の供給経路として、第１〜第３供給経路１２Ａ〜１２Ｃとを備える。
第１供給経路１２Ａは、バッテリ２と電動機４とを接続する。第２供給経路１２Ｂは、電気負荷３と第１供給経路１２Ａの途中の第１接続点１３Ａとを接続する。第３供給経路１２Ｃは、電動機４と第１接続点１３Ａとの間の第１供給経路１２Ａの第２接続点１３Ｂと、第２供給経路１２Ｂの途中の第３接続点１３Ｃとを接続する。
また、電源回路５は、電流検出手段６と制御ユニット８とを接続する連絡信号線１４を備える。
【００１２】
電流検出手段６は、第１供給経路１２Ａ上でバッテリ２と第１接続点１３Ａとの間に配置される。
電流検出手段６は、図４に示すように、バッテリ２の充放電電流の電流値（Ｉ１）を検出し、そして、検出した電流値（Ｉ１）の信号を制御ユニット８へ出力する。
電流検出手段６は、例えば、図３に示すような特性がある。図３に示すように、電流検出手段６は、例えば、電圧が２．５Ｖで、基準（０Ｖ）を判断する。なお、電流検出手段６としては、電圧が３．５Ｖで、基準（０Ｖ）を判断するものもある。
【００１３】
切替手段７は、車両１の状態に応じて電力の第１〜第３供給経路１２Ａ〜１２Ｃを切り替えるとともに、第１〜第３供給経路１２Ａ〜１２Ｃに流れる電流の電流値を検出可能である。
切替手段７は、図２に示すように、例えば、４つの切替スイッチとしての第１〜第４切替スイッチ（ＳＷ１〜ＳＷ４）１５Ａ〜１５Ｄと、他のバッテリとしての二次電池（Ｌｉ：リチウムイオン）１６とを備え、電気負荷３をバッテリ２及び二次電池１６に接続する。なお、切替手段７としては、２つの切替スイッチ（ＳＷ）を設けた構成とすることも可能である。
第１切替スイッチ１５Ａは、第１供給経路１２Ａ上で第１接続点１３Ａと第２接続点１３Ｂとの間に配置される。第２切替スイッチ１５Ｂは、第２供給経路１２Ｂ上で第１接続点１３Ａと第３接続点１３Ｃとの間に配置される。第３切替スイッチ１５Ｃと二次電池１６と第４切替スイッチ１５Ｄとは、第３供給経路１２Ｃ上で順次に直列に配置される。この場合、第３切替スイッチ１５Ｃは、第２接続点１３Ｂ側に配置される。第４切替スイッチ１５Ｄは、第３接続点１３Ｃ側に配置される。第３切替スイッチ１５Ｃ及び第４切替スイッチ１４Ｄは、二次電池１６のプラス（＋）極に接続される。
第１〜第４切替スイッチ１５Ａ〜１５Ｄは、電源回路５を切り替えるための半導体リレーからなり、充放電によって電流の方向を変えるものである。
第１〜第４切替スイッチ１５Ａ〜１５Ｄは、第１〜第４制御信号線１７Ａ〜１７Ｄを介して制御ユニット８の制御手段９に接続され、制御手段９から送信される切替指示信号によってオン・オフ状態が切り替えられる。
【００１４】
切替手段７は、第１〜第４切替スイッチ１５Ａ〜１５Ｄがオンになったときに、第１〜第４切替スイッチ１５Ａ〜１５Ｄに流れる電流の電流値を検出する。一方、切替手段７は、第１〜第４切替スイッチ１５Ａ〜１５Ｄがオフになったときに、第１〜第４切替スイッチ１５Ａ〜１５Ｄに電流が流れないために、電流値を検出しない（０［Ａ］）。
例えば、図４に示すように、切替手段７において、第１切替スイッチ１５Ａでは、第１供給経路１２Ａを流れる電流の電流値（Ｉ２）が検出され、第２切替スイッチ１２Ｂでは、第２供給経路１２Ｂを流れる電流の電流値（Ｉ３）が検出される。これら検出された電流値（Ｉ２）と電流値（Ｉ３）とは、制御ユニット８の異常判定装置１０の異常判定手段１１に取得される。
【００１５】
制御ユニット８の異常判定装置１０の異常判定手段１１は、電流検出手段６で検出された電流値の大きさではなく、電流検出手段６を通して認識した電圧値に基づいて電流検出手段６の異常判定を行う。具体的には、異常判定手段１１は、電流検出手段６で検出された電流値を読み取り、読み取った電流値から電圧値を算出して認識する。また、異常判定手段１１は、電流検出手段６の異常判定として、電流検出手段６が故障である異常判定、又は電流検出手段７が誤組み付けである異常判定を行う。
【００１６】
異常判定手段１１は、電流検出手段６を通して認識した電圧値が規定範囲を外れたときに、電流検出手段６が故障である異常判定を行う。上記の規定範囲とは、上限値（例えば、４．５Ｖ）と下限値（例えば、０．５Ｖ）との間の電圧状態である。
【００１７】
異常判定手段１１は、電流検出手段６を通して認識した電圧値が規定範囲内であるときには、切替手段７が故障か否かの判定を行う。切替手段７が故障とは、第１〜第４切替スイッチ１５Ａ〜１５Ｄが故障して車両１の状態が異常の場合などである。
異常判定手段１１は、例えば、以下のような方法で、切替手段７の故障を判定する。
第１に、異常判定手段１１は、制御手段９からの切替指示信号に対して、実際の第１〜第４切替スイッチ１５Ａ〜１５Ｄのオン・オフ状態が一致していないときに、第１〜第４切替スイッチ１５Ａ〜１５Ｄが固着状態であるとして検出する。
第２に、異常判定手段１１は、第１〜第４切替スイッチ１５Ａ〜１５Ｄ自体の温度が異常になった場合に、その異常状態を検出する。
第３に、異常判定手段１１は、電流検出手段６と同様に、認識した電圧値が異常になった場合に、その異常状態を検出する。
【００１８】
異常判定手段１１は、切替手段７が故障でないことを判定した場合に、電流検出手段６で検出された電流値（Ｉ１）を読み取り、読み取った電流値（Ｉ１）と切替手段７で検出された電流値の総和（Ｉｔｏｔａｌ）との差が所定値以上であるときには（｜Ｉ１−Ｉｔｏｔａｌ｜≧所定値）、電流検出手段６が誤組み付けである異常判定を行う。
具体的には、図４に示すように、電流検出手段６を流れる充放電電流の電流値（Ｉ１）は、電動機４で発電された第１切替スイッチ１５Ａの電流の電流値（Ｉ２）から第２切替スイッチ１５Ｂの電流の電流値（Ｉ３）を差し引いた大きさとなる（Ｉ１＝Ｉ２−Ｉ３）。
そして、異常判定手段１１では、電流検出手段６で検出された電流値（Ｉ１）と切替手段７で検出された電流値の総和（Ｉｔｏｔａｌ）とを比較し、特性が同じ電流検出手段が取り付けられていれば、電流検出手段６で検出された電流値（Ｉ１）と切替手段７で検出された電流値の総和（Ｉｔｏｔａｌ）とが略一致することから、電流検出手段６の誤組付けである異常判定を行わないが、特性の異なる電流検出手段が取り付けられた場合には、電流検出手段６で検出された電流値（Ｉ１）と切替手段７で検出された電流値の総和（Ｉｔｏｔａｌ）との差が所定値以上となり、電流検出手段６の誤組付けである異常判定を行う。
【００１９】
異常判定手段１１は、切替手段７が故障していることを判定した場合には、電流検出手段６が誤組み付けである異常判定を行わない。
【００２０】
この実施例のように、バッテリ２と二次電池１６との２つのバッテリを搭載する車両１では、車両１の状態やバッテリ２の状態によって第１〜第４切替スイッチ１５Ａ〜１５Ｄを切り替え、バッテリ２と二次電池１６とにかかる負荷を変えて電動機４で発電した電流を、バッテリ２と二次電池１６とに集中して充電に充てている。
具体的には、図５に示すように、異常判定手段１１は、第１〜第４切替スイッチ１５Ａ〜１５Ｄの状態により、電流検出手段６からの電流値（Ｉ１）を読み取り、電流値（Ｉ１）の算出結果を「０」、「Ｉ２」、「Ｉ３」、又は「Ｉ２＋Ｉ３」として得るとともに、この電流値（Ｉ１）の算出結果が正しいかを判定する。
図４、図５に示すように、例えば、バッテリ２を集中して充電する場合に、第１・第２切替スイッチ１５Ａ・１５Ｂがオン（ＯＮ）で且つ第３・第４切替スイッチ１５Ｃ・１５Ｄがオフ（ＯＦＦ）のときであり（図５のＳＷ＝２で示す）、車両１の状況ではバッテリ２が駆動し、電流値（Ｉ１）の算出結果が電流値（Ｉ２＋Ｉ３）となり、バッテリ２が電気負荷３と電動機４とに接続して電気負荷３と電動機４とを駆動し、また、電動機４がバッテリ２を充電する。
一方、第１・第２切替スイッチ１５Ａ・１５Ｂがオフ（ＯＦＦ）で、第３・第４切替スイッチ１５Ｃ・１５Ｄがオン（ＯＮ）のときには（図５のＳＷ＝５で示す）、車両１の状況ではアシストであり、二次電池１６が電気負荷３と電動機４とに接続して電気負荷３と電動機４とを駆動する。この場合、バッテリ２には電気負荷３や充電機構が接続されないことから、電流値（Ｉ１）の算出結果が零（０）となり、正しいと判定する。
【００２１】
次いで、電気回路５の異常判定について、図１のフローチャートに沿って説明する。
図１に示すように、異常判定装置１０の異常判定手段１１において、プログラムがスタートすると（ステップＡ０１）、先ず、電流検出手段６を通して電圧値を認識する（ステップＡ０２）。
そして、電流検出手段６を通して認識した電圧値が規定範囲内か否かを判断する（ステップＡ０３）。
ステップＡ０３がＮＯで、電流検出手段６を通して認識した電圧値が規定範囲を外れた場合には、電流検出手段６が誤組み付けである異常判定を行わず、電流検出手段６が故障である異常判定を行う（ステップＡ０４）。
ステップＡ０３がＹＥＳで、電流検出手段６を通して認識した電圧値が規定範囲内である場合には、切替手段７が故障であるか否かを判断する（ステップＡ０５）。
ステップＡ０５がＮＯで、切替手段７が故障でないことを判定した場合には、電流検出手段６で検出された電流値（Ｉ１）を取得し（ステップＡ０６）、さらに、切替手段７で検出された電流値の総和（Ｉｔｏｔａｌ）を算出する（ステップＡ０７）。
そして、電流検出手段６で検出された電流値（Ｉ１）と切替手段７で検出された電流値の総和（Ｉｔｏｔａｌ）との差が所定値以上か否かを判断する（ステップＡ０８）。
ステップＡ０８がＹＥＳで、電流検出手段６で検出された電流値（Ｉ１）と切替手段７で検出された電流値の総和（Ｉｔｏｔａｌ）との差が所定値以上の場合には、電流検出手段６が誤組み付けである異常判定を行う（ステップＡ０９）。
ステップＡ０４での処理後、及びステップＡ０９での処理後は、異常判定手段１１のプログラムをエンドとする（ステップＡ１０）。
一方、ステップＡ０５がＹＥＳで切替手段７が故障であると判定した場合、ステップＡ０８がＮＯで、電流検出手段６で検出された電流値（Ｉ１）と切替手段７で検出された電流値の総和（Ｉｔｏｔａｌ）との差が所定値未満の場合には、電流検出手段６が誤組み付けである異常判定を行わないで、異常判定手段１１のプログラムをエンドとする（ステップＡ１０）。
【００２２】
この結果、この実施例において、異常判定手段１１は、電流検出手段６を通して認識した電圧値が規定範囲を外れたときに、電流検出手段６が故障である異常判定を行う。また、異常判定手段１１は、電流検出手段６を通して認識した電圧値が規定範囲内であるときには、切替手段７が故障か否かの判定を行う。さらに、異常判定手段１１は、切替手段７が故障でないことを判定した場合に、電流検出手段６で検出された電流値（Ｉ１）と切替手段７で検出された電流値の総和（Ｉｔｏｔａｌ）との差が所定値以上であるときに、電流検出手段６が誤組み付けである異常判定を行う。これにより、電流検出手段６の故障だけでなく、電流検出手段６の誤組み付けを正確に判定することができる。
また、異常判定手段１１は、切替手段７が故障であることを異常判定した場合に、電流検出手段６が誤組み付けである異常判定を行わない。これにより、電流検出手段６の誤組み付けを正確に判定することができる。
更に、電源回路５に既設する第１〜第４切替スイッチ１５Ａ〜１５Ｄを利用することで、構成を簡単とし、容易で且つ安価に電流検出手段６の誤組み付けである異常判定を行うことができる。
【００２３】
また、この発明の変形例としては、図６に示すように、バッテリ２を電源回路５内に配置し、また、バッテリ２と異常判定装置１０とを接続する連絡信号線１８の途中に電流検出手段６を配置し、さらに、切替手段７と異常判定装置１０とを連絡信号線１９で接続した場合でも、上記と同様な作用効果を奏する。
【００２４】
なお、この発明において、以下のように、他のシステムより電流検出手段の誤組み付けである異常判定を行うことも可能である。
第１に、上記の実施例では、バッテリ（Ｐｂ）と二次電池（Ｌｉ）との２つバッテリシステムとしたが、同じ種類のバッテリ（Ｐｂ）とバッテリ（Ｐｂ）とのバッテリシステムや、バッテリ（Ｐｂ）とキャパシタとのバッテリシステム、バッテリ（Ｐｂ）とニッケル水素（Ｎｉ−ＭＨ）とのバッテリシステム、さらに、３つ以上のバッテリが備えられたバッテリシステムにおいても、同様の効果を得られる。
第２に、電流計測可能な切替スイッチではなくても、電流計測が可能な機能を備える装置やセンサを利用しても、同様の効果を得られる。
第３に、電流検出手段の誤組み付けである異常判定を行う場合に、センサ特性が異なる様々な部品の組み合わせに対しても、同様の効果を得られる。
【産業上の利用可能性】
【００２５】
この発明の車両用電源回路の異常判定装置は、各種車両に適用可能である。
【符号の説明】
【００２６】
１  車両
２  バッテリ（Ｐｂ）
３  電気負荷
４  電動機
５  電気回路
６  電流検出手段
７  切替手段
８  制御ユニット
９  制御手段
１０  故障判定装置
１１  故障判定手段
１２Ａ〜１２Ｃ  第１〜第３供給経路
１３Ａ〜１３Ｃ  第１〜第３接続点
１４  連絡信号線
１５Ａ〜１５Ｄ  第１〜第４切替スイッチ（ＳＷ１〜ＳＷ４）
１６  二次電池（Ｌｉ）
１７Ａ〜１７Ｄ  第１〜第４制御信号線
【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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