JP2023179282A - 制御装置、制御方法、及び制御プログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】バッテリーを制御する制御装置であって、バッテリーの物理量を取得する取得部と、所定の信号を検出する検出部と、バッテリーの物理量に基づいて、バッテリーとバッテリーから電力が供給される所定の機器との間に設けられたリレーを制御する制御部と、を備え、制御部は、リレーを遮断しているとき、バッテリーの物理量が所定の条件を満足する状態が第1時間継続した場合、リレーを接続し、検出部において所定の信号が検出されたか否かによって第1時間を異ならせる。
【選択図】図1
Description
以下、本開示の一実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
[構成]
図1は、本開示の一実施形態に係る制御装置110とその周辺部の機能ブロック図である。図1に例示した機能ブロックは、バッテリー監視ECU100、リレー200、及びバッテリー300を含むバッテリーパックと、複数の機器410及び420と、外部充電器500と、を備えている。このバッテリーパックは、一例として、動力源として内燃機関を使用する自動車や動力源として電動モーターを使用するハイブリッド自動車(HV)などの車両に用いられる。
図2、図3A、及び図3Bをさらに参照して、本実施形態に係る制御装置110が行う制御を説明する。図2は、制御装置110の各構成によって実行される第1例のリレー制御の処理手順を示すフローチャートである。図3A及び図3Bは、制御装置110の各構成によって実行される第2例のリレー制御の処理手順を示すフローチャートである。図3Aの処理と図3Bの処理とは、結合子X、Y、Zでそれぞれ結ばれる。
図2に示す第1例のリレー制御は、リレー200が電気的に遮断させた非導通状態(OFF)になると開始される。この第1例においてリレー200が非導通状態(OFF)になる場面としては、バッテリー300の蓄電量が所定の上限値を超えた状態(過充電状態)になった場合、バッテリー300の蓄電量が所定の下限値を超えた状態(過放電状態)になった場合、バッテリー300の温度が所定の上限値を超えた状態(過昇温状態)になった場合、車両が長い期間継続して駐車されている(長期放置)状態の場合、などを例示できる。
制御部113は、車両に外部充電器500が接続されたか否かを判断する。より具体的には、制御部113は、遮断させているリレー200を接続させるために必要な特定の操作として、外部充電器500がリレー200と機器410及び420との間の電源ラインに接続されたか否かを判断する。制御部113が車両に外部充電器500が接続されたと判断した場合に(ステップS201、はい)、ステップS202に処理が進む。
制御部113は、車両に接続された外部充電器500が第1閾値を出力しているか否かを判断する。この第1閾値とは、車両の始動に関する所定の制御(例えばREADY-ON)に必要な所定の電力値である。なお、電力値に代えて、電圧値や電流値を第1閾値としてもよい。制御部113が、外部充電器500が第1閾値を出力していると判断した場合は(ステップS202、はい)、ステップS203に処理が進み、外部充電器500が第1閾値を出力していないと判断した場合は(ステップS202、いいえ)、ステップS201に処理が進む。
検出部112は、所定の信号を検出したか否かを判断する。具体的には、複数の機器410及び420に含まれるHV-ECUと、バッテリー監視ECU100との間の通信が成立したか否かを判断する。検出部112が、所定の信号を検出したと判断した場合は(ステップS203、はい)、ステップS204に処理が進み、所定の信号を検出していないと判断した場合は(ステップS203、いいえ)、ステップS205に処理が進む。
制御部113は、次のステップS205で判定する第1時間を変更する。典型的には、制御部113は、第1時間を短くする変更を行う(例えば、4秒→1秒)。この変更は、一例として、外部充電器500の出力の安定を待つよりもリレー200の接続を優先させて、車両の始動機会を増やす目的で行われる。制御部113が第1時間を変更すると、ステップS205に処理が進む。
制御部113は、リレー200の前後の電圧差が第2閾値未満である状態が、第1時間以上継続しているか否かを判断する。リレー200の前後の電圧差とは、リレー200の外部充電器500が接続された端子側の電圧値Vaと、リレー200のバッテリー300が接続された端子側の電圧値Vb(バッテリー300の物理量)との、電圧差(Va-Vb)である。電圧値Va及び電圧値Vbは、取得部111によって取得される。第2閾値は、リレー200を接続した際に、外部充電器500からバッテリー300に向けて車両に影響が及ぶような電流が瞬時に流れることを回避するために設定される所定の値である。第1時間は、リレー200の前後の電圧差が第2閾値未満である状態が安定的に継続しているか否かを判定するための待機時間である。制御部113が、リレー200の前後の電圧差が第2閾値未満である状態が第1時間以上継続していると判断した場合は(ステップS205、はい)、ステップS206に処理が進み、リレー200の前後の電圧差が第2閾値未満である状態が第1時間以上継続していないと判断した場合は(ステップS205、いいえ)、ステップS202に処理が進む。
制御部113は、リレー200を電気的に接続させた導通状態(ON)に切り替える。制御部113がリレー200を導通状態にすると、本リレー制御が終了する。以後、車両がREADY-ON状態などの始動可能な状態に遷移する。
図3A及び図3Bに示す第2例のリレー制御は、リレー200が電気的に遮断させた非導通状態(OFF)になると開始される。この第2例においてリレー200が非導通状態(OFF)遮断状態になる場面としては、バッテリー300に関して所定の異常(後述する)が生じた場合を例示できる。
制御部113は、車両に外部充電器500が接続されたか否かを判断する。この処理は、上記第1例のステップS201と同様である。制御部113が車両に外部充電器500が接続されたと判断した場合に(ステップS301、はい)、ステップS302に処理が進む。
制御部113は、車両に接続された外部充電器500が第1閾値を出力しているか否かを判断する。この処理は、上記第1例のステップS202と同様である。制御部113が、外部充電器500が第1閾値を出力していると判断した場合は(ステップS302、はい)、ステップS303に処理が進み、外部充電器500が第1閾値を出力していないと判断した場合は(ステップS302、いいえ)、ステップS301に処理が進む。
判定部114は、取得部111が取得したバッテリー300の物理量に基づいて、バッテリー300に関して所定の異常があるか否かを判定するバッテリー診断を実施する。判定部114がバッテリー診断を実施すると、ステップS304に処理が進む。
判定部114は、バッテリー診断の結果、バッテリー300に関して所定の異常があるか否かを判定する。判定部114は、この時点でバッテリー300に関して異常がある場合には、仮異常として判定する。判定部114が、バッテリー300に関して所定の異常があると判断した場合は(ステップS304、はい)、ステップS305に処理が進み、バッテリー300に関して所定の異常がないと判断した場合は(ステップS304、いいえ)、ステップS309に処理が進む。
検出部112は、所定の信号を検出したか否かを判断する。この処理は、上記第1例のステップS203と同様である。検出部112が、所定の信号を検出したと判断した場合は(ステップS305、はい)、ステップS306に処理が進み、所定の信号を検出していないと判断した場合は(ステップS305、いいえ)、ステップS307に処理が進む。
制御部113は、後のステップS309で判定する第1時間を変更する。典型的には、制御部113は、第1時間を長くする変更を行う(例えば、4秒→7秒)。この変更は、一例として、後のステップS307においてバッテリー300に関する異常を確定させる時間を遅らせて、仮異常の段階で異常を確実に検知する目的で行われる。また、バッテリー診断は、本リレー制御によってバッテリー300を接続した後も周期的に実施される。このため、バッテリー300を急いで接続したことによって、バッテリー診断に外乱ノイズが加わって診断精度が低下したり、バッテリー300の電力消費が必要以上に進んだりすることを抑制する点においても、第1時間を長くすることが効果的である。制御部113が第1時間を変更すると、ステップS309に処理が進む。
判定部114は、バッテリー300の仮異常を判定してから第2時間が経過したか否かを判断する。この第2時間は、仮異常を本異常に確定させるための所定の待機時間であり、バッテリー診断の内容などに応じて任意に設定される。第2時間は、上述した第1時間と同じでも異なってもよい。また、第2時間は、上記ステップS306において、第1時間と共に変更されてもよい。判定部114が、第2時間が経過したと判断した場合は(ステップS307、はい)、ステップS308に処理が進み、第2時間が経過していないと判断した場合は(ステップS307、いいえ)、ステップS303に処理が進む。
判定部114は、バッテリー300に関して所定の異常があることを確定する(本異常)。判定部114がバッテリーに関する異常を確定すると、リレー200を接続することなく本リレー制御が終了する。
制御部113は、リレー200の前後の電圧差が第2閾値未満である状態が、第1時間以上継続しているか否かを判断する。この処理は、上記第1例のステップS205と同様である。制御部113が、リレー200の前後の電圧差が第2閾値未満である状態が第1時間以上継続していると判断した場合は(ステップS309、はい)、ステップS310に処理が進み、リレー200の前後の電圧差が第2閾値未満である状態が第1時間以上継続していないと判断した場合は(ステップS309、いいえ)、ステップS302に処理が進む。
制御部113は、リレー200を電気的に接続させた導通状態(ON)に切り替える。制御部113がリレー200を導通状態にすると、本リレー制御が終了する。以後、車両がREADY-ON状態などの始動可能な状態に遷移する。
以上のように、本開示の一実施形態に係る制御装置では、バッテリーの物理量と車両とバッテリーパックとの通信成立の有無とに基づいて、バッテリーと複数の機器との間に設けられたリレーの非導通状態(OFF)から導通状態(ON)への切り替えタイミングを動的に制御する。また、本開示の一実施形態に係る制御装置では、バッテリーに関する異常の有無にも基づいて、バッテリーと複数の機器との間に設けられたリレーの非導通状態(OFF)から導通状態(ON)への切り替えタイミングを動的に制御する。
110 制御装置
111 取得部
112 検出部
113 制御部
114 判定部
120 電圧計測部
130 電流計測部
200 リレー
300 バッテリー
410、420 機器
500 外部充電器
Claims (10)
- バッテリーを制御する制御装置であって、
前記バッテリーの物理量を取得する取得部と、
所定の信号を検出する検出部と、
前記バッテリーの前記物理量に基づいて、前記バッテリーと前記バッテリーから電力が供給される所定の機器との間に設けられたリレーを制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記リレーを遮断しているとき、前記バッテリーの前記物理量が所定の条件を満足する状態が第1時間継続した場合、前記リレーを接続し、
前記検出部において前記所定の信号が検出されたか否かによって前記第1時間を異ならせる、制御装置。 - 前記バッテリーの状態を判定する判定部をさらに備え、
前記制御部は、前記リレーを遮断しているとき、前記判定部において前記バッテリーに関して異常があると判定された場合、前記リレーの遮断状態を維持する、請求項1に記載の制御装置。 - 前記判定部は、所定の状態を検出することによって前記バッテリーが仮異常であると判定し、前記仮異常の状態が第2時間継続した場合に、前記バッテリーの異常を確定する、請求項2に記載の制御装置。
- 前記制御部は、前記判定部において前記バッテリーが仮異常であると判定された状態で、前記検出部において前記所定の信号が検出された場合、前記所定の信号が検出されなかったときと前記第1時間を異ならせる、請求項3に記載の制御装置。
- 前記制御部は、前記検出部において前記所定の信号が検出された場合、前記所定の信号が検出されない場合よりも前記第1時間を短くする、請求項1に記載の制御装置。
- 前記制御部は、前記リレーを遮断しているとき、前記リレーを介して前記バッテリーに接続される外部充電器の出力が所定値以下であれば、前記リレーの遮断状態を維持する、請求項1乃至5のいずれか1項に記載の制御装置。
- 前記制御装置が車両に搭載され、
前記所定の信号は、前記制御装置と前記車両の動作に関わるシステムとの間で通信が成立したことを示す信号である、請求項1に記載の制御装置。 - 前記所定の条件は、前記リレーの前後の電圧差が所定の電圧値以下となることである、請求項1に記載の制御装置。
- バッテリーを制御する制御装置のコンピューターが実行する制御方法であって、
前記バッテリーの物理量を取得するステップと、
所定の信号を検出するステップと、
前記バッテリーと前記バッテリーから電力が供給される所定の機器との間に設けられたリレーを遮断しているとき、前記バッテリーの前記物理量が所定の条件を満足する状態が第1時間継続した場合、前記リレーを接続するステップと、
前記所定の信号が検出されたか否かによって前記第1時間を異ならせるステップと、を含む、制御方法。 - バッテリーを制御する制御装置のコンピューターに実行させる制御プログラムであって、
前記バッテリーの物理量を取得するステップと、
所定の信号を検出するステップと、
前記バッテリーと前記バッテリーから電力が供給される所定の機器との間に設けられたリレーを遮断しているとき、前記バッテリーの前記物理量が所定の条件を満足する状態が第1時間継続した場合、前記リレーを接続するステップと、
前記所定の信号が検出されたか否かによって前記第1時間を異ならせるステップと、を含む、制御プログラム。
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