(57)【要約】【課題】車両に搭載された二次電池の識別を好適に行う。【解決手段】電池制御装置（２０）は、相互に電源線（１４）により電気的に接続された二次電池（１３）、発電機（１１）及び補機（１２）を備える車両（１）に搭載される。当該電池制御装置は、電源線とは異なる経路（２１）を介する二次電池との通信が不可能な場合、電源線を介して所定の電圧パターンを二次電池に入力するように発電機を制御しつつ、発電機の電圧及び補機の電圧を比較して、二次電池が、リレー回路（１３１）と、所定の電圧パターンに応じてリレー回路をオフにする制御ユニット（１３２）とを有するリチウムイオン電池であるか、鉛蓄電池であるかを判定する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
相互に電源線により電気的に接続された二次電池、発電機及び補機を備える車両に搭載された電池制御装置であって、
前記電源線とは異なる経路を介する前記二次電池との通信が不可能な場合、前記電源線を介して所定の電圧パターンを前記二次電池に入力するように前記発電機を制御しつつ、前記発電機の電圧及び前記補機の電圧を比較して、前記二次電池が、リレー回路と、前記所定の電圧パターンに応じて前記リレー回路をオフにする制御ユニットとを有するリチウムイオン電池であるか、鉛蓄電池であるかを判定する
ことを特徴とする電池制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば自動車等の車両に搭載された二次電池を制御する電池制御装置の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の装置として、例えば、所定の充電状態が与えられた電池に所定の電圧を印加し、その際に該電池に流れる電流の時間波形に基づいて電池の識別を行う装置が提案されている（特許文献１参照）。
【０００３】
尚、自身が制御ユニットを備える二次電池が提案されている。該二次電池の識別は、二次電池が備える制御ユニットと電池制御装置とが通信を行うことによって行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−０５４３７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の技術のような電流の時間波形、又は二次電池との通信の可否、に基づくだけでは二次電池の識別が適切に行われない場合があり、上述の背景技術には改善の余地がある。
【０００６】
本発明は、上記事項に鑑みてなされたものであり、電池の識別を好適に行うことができる電池制御装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の電池制御装置は、上記課題を解決するために、相互に電源線により電気的に接続された二次電池、発電機及び補機を備える車両に搭載された電池制御装置であって、前記電源線とは異なる経路を介する前記二次電池との通信が不可能な場合、前記電源線を介して所定の電圧パターンを前記二次電池に入力するように前記発電機を制御しつつ、前記発電機の電圧及び前記補機の電圧を比較して、前記二次電池が、リレー回路と、前記所定の電圧パターンに応じて前記リレー回路をオフにする制御ユニットとを有するリチウムイオン電池であるか、鉛蓄電池であるかを判定する。
【０００８】
車両に、二次電池としてリチウムイオン電池が搭載されている場合、該リチウムイオン電池の制御ユニットと当該電池制御装置とは、典型的には、電源線とは異なる経路（例えば専用の通信線）を介して相互に通信可能である。しかしながら、例えば通信線の断線や、そもそも通信線が接続されていなかったこと等により、当該電池制御装置とリチウムイオン電池の制御ユニットとが通信できない場合がある。他方で、鉛蓄電池は制御ユニットを有さない。このため、車両に、二次電池として鉛蓄電池が搭載されている場合、当該電池制御装置は鉛蓄電池と通信することは不可能である。
【０００９】
リチウムイオン電池と鉛蓄電池とは、その特性が互いに異なるので、車両に搭載されている二次電池が特定されなければ、当該電池制御装置が該二次電池を適切に制御することが困難になる。
【００１０】
当該電池制御装置が二次電池と通信できない場合には、上述の如く、二次電池がリチウムイオン電池であっても、通信線の断線等により通信できない場合と、二次電池が鉛蓄電池であるために通信できない場合と、が含まれる。このため、当該電池制御装置が二次電池と通信できないことをもって、二次電池を鉛蓄電池と判定することはできない。
【００１１】
そこで本発明では、当該電池制御装置が二次電池と通信不可能な場合、電源線を介して所定の電圧パターンを二次電池に入力するように発電機が制御されつつ、発電機の電圧及び補機の電圧が比較される。
【００１２】
二次電池がリチウムイオン電池である場合、所定の電圧パターンが入力されると、リチウムイオン電池の制御ユニットはリレー回路をオフにする（即ち、リチウムイオン電池が、発電機等から電気的に切り離される）。この結果、発電機の電圧が変化すると、補機の電圧は該発電機の電圧に応じて変化する。他方で、二次電池が鉛蓄電池である場合は、二次電池、発電機及び補機間の電気的な接続が維持されるので、発電機の電圧が鉛蓄電池の電圧よりも低くなると、補機の電圧は鉛蓄電池の電圧に対応した電圧となる。つまり、二次電池が鉛蓄電池である場合、補機の電圧が発電機の電圧と異なることがある。
【００１３】
従って、当該電池制御装置は、発電機の電圧及び補機の電圧を比較することにより、二次電池がリチウムイオン電池であるか鉛蓄電池であるかを好適に判定することができる。
【００１４】
本発明の作用及び他の利得は次に説明する実施するための形態から明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施形態に係る電池制御装置が搭載される車両の要部を示す図である。
【図２】リチウムイオン電池の構成の一例を示す図である。
【図３】実施形態に係る電池制御装置が実施する電池判定処理を示すフローチャートである。
【図４】実施形態に係るリチウムイオン電池の制御ユニットが実施する保護リレー制御処理を示すフローチャートである。
【図５】実施形態に係る電池判定処理が実施された場合の電池電圧、発電機電圧及び補機電圧各々の時間変化の一例を示す図である。
【図６】実施形態に係る電池判定処理が実施された場合の電池電圧、発電機電圧及び補機電圧各々の時間変化の他の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の電池制御装置に係る実施形態について、図１乃至図６を参照して説明する。
【００１７】
（車両の構成）
実施形態に係る電池制御装置が搭載される車両の構成について、図１を参照して説明する。図１は、実施形態に係る電池制御装置が搭載される車両の要部を示す図である。
【００１８】
図１において、車両１は、発電機１１、補機１２、二次電池１３及びＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ：電子制御ユニット）２０を備えて構成されている。発電機１１、補機１２、二次電池１３及びＥＣＵ２０は、電源線１４を介して互いに電気的に接続されている。
【００１９】
ＥＣＵ２０は、発電機１１を制御可能に構成されている。ＥＣＵ２０には、発電機１１の発電電圧を検出する電圧センサ３１からの信号、補機１２に印加される補機電圧を検出する電圧センサ３２からの信号、及び二次電池１３の電池電圧を検出する電圧センサ３３からの信号が入力される。
【００２０】
補機１２は、一つの補機に限らず、複数の補機として解釈されてよい。発電機１１は、モータ・ジェネレータ（電動発電機）であってよい。つまり、発電機１１は、ジェネレータとして機能し得る限りにおいてモータ・ジェネレータを意味してかまわない。
【００２１】
（二次電池）
ここで、二次電池１３について、図２を参照して説明を加える。図２は、リチウムイオン電池の構成の一例を示す図である。本実施形態では、二次電池１３として、リチウムイオン電池と鉛蓄電池とを想定している。
【００２２】
リチウムイオン電池は、図２に示すように、該リチウムイオン電池の構成要素として、保護リレー回路１３１と、少なくとも該保護リレー回路のオン・オフを制御する制御ユニット１３２と、を有している。リチウムイオン電池が、二次電池１３として車両１に搭載された場合、リチウムイオン電池の制御ユニット１３２とＥＣＵ２０とは通信線２１により接続される。この結果、制御ユニット１３２及びＥＣＵ２０は、通信線２１を介して、相互通信が可能となる。
【００２３】
他方で、鉛蓄電池は、図２に示した保護リレー回路１３１及び制御ユニット１３２に相当する構成を有さない。このため、鉛蓄電池が、二次電池１３として車両１に搭載された場合、ＥＣＵ２０は、鉛蓄電池と通信を行うことはできない。
【００２４】
（電池判定処理）
ところで、車両１に搭載される二次電池１３は消耗品であるので、所定の期間経過後に交換されることになる。車両１の製造時には、製造者が車両１に搭載される二次電池１３を決定することができる。他方で、二次電池１３の交換時には、車両１のユーザにより二次電池１３が選択される。二次電池１３は、その種類によって電池特性が異なる。このため、車両１に搭載された二次電池１３の種類が特定されなければ、該二次電池１３を適切に制御することが困難になる。
【００２５】
そこで、本実施形態に係る電池制御装置としてのＥＣＵ２０は、以下の電池判定処理を実施して、車両１に搭載された二次電池１３の種類を判定する。
【００２６】
図３のフローチャートにおいて、ＥＣＵ２０は、車両１が始動された後（ステップＳ１０１）、二次電池１３との通信を試みる（ステップＳ１０２）。続いて、ＥＣＵ２０は、二次電池１３との通信が途絶したか否か（又は、通信不可能か否か）を判定する（ステップＳ１０３）。
【００２７】
ステップＳ１０３の判定の結果、通信が途絶していない（又は、通信可能）と判定された場合（ステップＳ１０３：Ｎｏ）、ＥＣＵ２０は、二次電池１３がリチウムイオン電池であると判定する。そして、ＥＣＵ２０は、リチウムイオン電池に最適化された制御により、二次電池１３を制御する（ステップＳ１１２）。ＥＣＵ２０が二次電池１３と通信可能であることは、ＥＣＵ２０が、図２に示すリチウムイオン電池が有する制御ユニット１３２と通信可能であることを意味するからである。
【００２８】
ステップＳ１０３の判定の結果、通信が途絶した（又は、通信不可能）と判定された場合（ステップＳ１０３：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ２０は、所定の電圧パターンを有する信号電圧が、二次電池１３に入力されるように発電機１１を制御する（ステップＳ１０４）。次に、ＥＣＵ２０は、発電機１１の発電電圧が低下するように該発電機１１を制御する（ステップＳ１０５）。
【００２９】
１．二次電池がリチウムイオン電池の場合
二次電池１３がリチウムイオン電池であっても、例えば通信線２１が断線したことにより、或いは、二次電池１３の交換時に通信線２１が適切に接続されなかったことにより、ＥＣＵ２０がリチウムイオン電池の制御ユニット１３２と通信できない場合がある。この場合、図３におけるステップＳ１０３の処理において、通信が途絶した（又は、通信不可能）と判定されることとなる。
【００３０】
リチウムイオン電池の制御ユニット１３２では、図４のフローチャートにより示される処理が実施される。具体的には、制御ユニット１３２は、二次電池１３としてのリチウムイオン電池に、所定の電圧パターンを有する信号電圧が入力されると（ステップＳ２０１）、保護リレー回路１３１をオフにする（ステップＳ２０２）。この結果、二次電池１３としてのリチウムイオン電池は、発電機１１等から電気的に切り離される。
【００３１】
次に、制御ユニット１３２は、保護リレー回路１３１をオフにしてから指定時間Ｔ２経過したか否かを判定する（ステップＳ２０３）。この判定の結果、指定時間Ｔ２経過していないと判定された場合（ステップＳ２０３：Ｎｏ）、制御ユニット１３２は、再びステップＳ２０３の処理を実施する。つまり、制御ユニット１３２は、保護リレー回路１３１をオフにしてから指定時間Ｔ２経過するまで待機状態となる。
【００３２】
ステップＳ２０３の判定の結果、指定時間Ｔ２経過したと判定された場合（ステップＳ２０３：Ｙｅｓ）、制御ユニット１３２は、保護リレー回路１３１をオンにする（ステップＳ２０４）。この結果、二次電池１３としてのリチウムイオン電池は、再び、発電機１１等に電気的に接続される。
【００３３】
ここで、上述した図３及び図４各々のフローチャートにより示される処理に起因する電圧の時間変化について、図５を参照して説明する。図５は、実施形態に係る電池判定処理が実施された場合の電池電圧、発電機電圧及び補機電圧各々の時間変化の一例を示す図である。図５において、電圧Ｖ１は、最大充電電圧であり、電圧Ｖ２は、電圧Ｖ１より大きく、且つ、補機１２等の車両１に搭載された電気負荷に影響を与えない範囲内の電圧である。
【００３４】
図５の時刻ｔ１において、図３のステップＳ１０４の処理に起因して所定の電圧パターンを有する信号電圧が発電機１１から出力される。その後、時刻ｔ２において、図３のステップＳ１０５の処理に起因して発電機１１の発電電圧が電池電圧より低くなる。時刻ｔ３において、図４のステップＳ２０２の処理により保護リレー回路１３１がオフにされると、電圧センサ３３により検出される電池電圧は０Ｖとなる。
【００３５】
図５に示すように、補機１２の補機電圧は、時刻ｔ２までは発電電圧に応じて変化する。時刻ｔ２〜時刻ｔ３の期間では、発電電圧が電池電圧よりも低いので、補機電圧は、電池電圧に対応する電圧となる。その後、時刻ｔ３において、保護リレー回路１３１がオフにされると、補機電圧は、発電電圧に対応する電圧となる。
【００３６】
尚、時刻ｔ５において、図４のステップＳ２０４の処理により保護リレー回路１３１がオンにされる。図５における時刻ｔ３〜時刻ｔ５の期間が、図４における「指定時間Ｔ２」に相当する。
【００３７】
２．二次電池が鉛蓄電池の場合
二次電池１３が鉛蓄電池である場合、ＥＣＵ２０は鉛蓄電池と通信できないため、図３におけるステップＳ１０３の処理において、通信が途絶した（又は、通信不可能）と判定されることとなる。
【００３８】
ここで、上述した図３のフローチャートにより示される処理に起因する電圧の時間変化について、図６を参照して説明する。図６は、図５と同趣旨の、実施形態に係る電池判定処理が実施された場合の電池電圧、発電機電圧及び補機電圧各々の時間変化の他の例を示す図である。図６における、電圧Ｖ１及びＶ２、時刻ｔ１、ｔ２及びｔ４は、図５における各符号に対応している。
【００３９】
図６の時刻ｔ１において、図３のステップＳ１０４の処理に起因して所定の電圧パターンを有する信号電圧が発電機１１から出力される。しかしながら、鉛蓄電池は、リチウムイオン電池の保護リレー回路１３１及び制御ユニット１３２に相当する構成を有しないので、電圧センサ３３により検出される電池電圧は変化しない又は殆ど変化しない。
【００４０】
このため、時刻ｔ２において、図３のステップＳ１０５の処理に起因して発電機１１の発電電圧が電池電圧より低くなった後は、発電電圧が電池電圧より再び高くなるまで、補機１２の補機電圧は、電池電圧に対応する電圧となる。
【００４１】
図５及び図６各々に示した補機電圧の時間変化を踏まえて、再び図３に示す電池判定処理について説明する。
【００４２】
ステップＳ１０５の処理の後、ＥＣＵ２０は、発電電圧が低下するように発電機１１を制御してから指定期間Ｔ１経過したか否かを判定する（ステップＳ１０６）。この判定の結果、指定時間Ｔ１経過していないと判定された場合（ステップＳ１０６：Ｎｏ）、ＥＣＵ２０は、再びステップＳ１０６の処理を実施する。つまり、ＥＣＵ２０は、発電電圧が低下するように発電機１１を制御してから指定期間Ｔ１経過するまで待機状態となる。
【００４３】
ステップＳ１０６の判定の結果、指定時間Ｔ１経過したと判定された場合（ステップＳ１０６：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ２０は、例えば図５及び図６各々の時刻ｔ４に、電圧センサ３２からの信号に基づいて、補機１２の補機電圧を確認する（ステップＳ１０７）。続いて、ＥＣＵ２０は、補機電圧が発電電圧と同じ又はほぼ同じであるか否かを判定する（ステップＳ１０８）。
【００４４】
二次電池１３がリチウムイオン電池である場合、図５の時刻ｔ４における補機電圧と発電電圧とはほぼ同じである。他方、二次電池１３が鉛蓄電池である場合、図６の時刻ｔ４における補機電圧と発電電圧とは異なっている。
【００４５】
従って、ステップＳ１０８の判定の結果、補機電圧が発電電圧と同じ又はほぼ同じであると判定された場合（ステップＳ１０８）、ＥＣＵ２０は、二次電池１３がリチウムイオン電池であると判定する。ＥＣＵ２０は、車両１のユーザに対し、通信線２１が途絶している旨の警告を行う（ステップＳ１０９）。上述したステップＳ１０３の処理において、通信が途絶した（又は、通信不可能）と判定されたからである。ＥＣＵ２０は、ステップＳ１０９の処理と並行して、リチウムイオン電池に最適化された制御により、二次電池１３を制御する（ステップＳ１１０）。この際、ＥＣＵ２０は、発電電圧を元の電圧に戻すように発電機１１を制御する。
【００４６】
ステップＳ１０８の判定の結果、補機電圧が発電電圧と同じ又はほぼ同じでない（即ち、補機電圧が発電電圧と異なる）と判定された場合（ステップＳ１０８：Ｎｏ）、ＥＣＵ２０は、二次電池１３が鉛蓄電池であると判定する。そして、ＥＣＵ２０は、鉛蓄電池に最適化された制御により、二次電池１３を制御する（ステップＳ１１１）。この際、ＥＣＵ２０は、発電電圧を元の電圧に戻すように発電機１１を制御する。
【００４７】
尚、図３における「指定期間Ｔ１」は、二次電池１３がリチウムイオン電池である場合に、発電機１１から出力された信号電圧に起因して、保護リレー回路１３１がオフになっている期間内であり、且つ、補機電圧の過渡期に該当しないタイミングに、上述したステップＳ１０７の処理が実施されるように設定されている。
【００４８】
（技術的効果）
本実施形態によれば、二次電池１３としてリチウムイオン電池が車両１に搭載されているにもかかわらず、通信線２１の断線等に起因して、ＥＣＵ２０及びリチウムイオン電池の制御ユニット１３２間で通信ができない場合と、二次電池１３として鉛蓄電池が車両１に搭載されている場合とを適切に判定することができる。そして、判定結果に基づいて、二次電池１３を適切に制御することができる。
【００４９】
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う電池制御装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００５０】
１…車両、１１…発電機、１２…補機、１３…二次電池、１４…電源線、２０…ＥＣＵ、２１…通信線、３１、３２、３３…電圧センサ、１３１…保護リレー回路、１３２…制御ユニット
【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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