JP5831376B2 - Battery control device - Google Patents
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Description
本発明は、車両の走行駆動源としての電気モータに電源を供給する組電池の制御装置に関する。 The present invention relates to a control apparatus for an assembled battery that supplies power to an electric motor as a driving source of a vehicle.
従来、例えば特許文献1に開示されるように、相対的に電圧の高いセルを放電することで、セル電圧のばらつきを低減して均等化する組電池充電状態制御装置が知られている。 Conventionally, as disclosed in, for example, Patent Document 1, an assembled battery charge state control device is known that discharges cells having a relatively high voltage to reduce and equalize variations in cell voltage.
上記した均等化処理により、充電時に一部のセルが満充電状態となったことに起因して、他のセルがまだ満充電状態に達していないにも係わらず、それ以上の充電が行い得ない事態の発生を回避することができる。さらに、すべてのセルを均等に充電できるので、車両走行時の組電池の放電で、一部のセルの電池容量が下限値に達したことに起因して、他のセルに電池容量が残されているにも係わらず、組電池からの放電を停止あるいは制限するような事態が発生し難くなる。このように、均等化処理を行うことにより、組電池の充電量及び放電量を最大化することが可能となり、走行距離の伸長や、いわゆるハイブリッド車両における燃費の向上に寄与することができる。 As a result of the above equalization process, some of the cells are fully charged at the time of charging, and even though other cells have not yet reached the fully charged state, further charging can be performed. The occurrence of no situation can be avoided. In addition, since all the cells can be charged evenly, battery capacity is left in other cells due to the battery capacity of some cells reaching the lower limit due to the discharge of the assembled battery during vehicle travel. In spite of this, it is difficult to cause a situation where the discharge from the assembled battery is stopped or restricted. Thus, by performing the equalization process, it is possible to maximize the charge amount and discharge amount of the assembled battery, which can contribute to the extension of the travel distance and the improvement of the fuel consumption in the so-called hybrid vehicle.
ここで、均等化処理の実施の必要性や、終了時期は、各セルの電圧に基づいて判断される。従って、均等化処理の精度を高めるためには、各セルの電圧を正確に計測する必要がある。しかしながら、イグニッションスイッチがオンされている間は、組電池の充放電が繰り返し行われる等の理由から組電池の温度が上昇する。また、組電池内部の化学反応により電圧変動が生じる。このような理由から、各セルの電圧を正確に計測することが困難になる。そのため、均等化処理を、イグニッションスイッチがオフされ、車両が停止されている間の、各セルの電圧が安定しているときに実施することが考えられている。 Here, the necessity of performing the equalization process and the end time are determined based on the voltage of each cell. Therefore, in order to increase the accuracy of the equalization process, it is necessary to accurately measure the voltage of each cell. However, while the ignition switch is on, the temperature of the assembled battery rises due to repeated charging / discharging of the assembled battery. In addition, voltage fluctuation occurs due to a chemical reaction inside the assembled battery. For this reason, it is difficult to accurately measure the voltage of each cell. For this reason, it is considered that the equalization process is performed when the voltage of each cell is stable while the ignition switch is turned off and the vehicle is stopped.
ただし、各セルの電圧に基づき均等化処理の開始や終了を判断する制御マイコンが、イグニッションスイッチのオフ後、常に起動していると、その制御マイコンによる消費電力が大きくなってしまう。そこで、イグニッションスイッチがオフされた後、制御マイコンを常に起動しておくのではなく、所定時間ごとに起動と停止(スリープなどの低電力消費モードを含む)を繰り返すようにしつつ、起動している間に、均等化処理の開始や終了を判断することが考えられる。 However, if the control microcomputer that determines the start or end of the equalization process based on the voltage of each cell is always activated after the ignition switch is turned off, the power consumption by the control microcomputer increases. Therefore, after the ignition switch is turned off, the control microcomputer is not always started, but is started and stopped (including a low power consumption mode such as sleep) every predetermined time. In the meantime, it may be possible to determine the start or end of the equalization process.
そのため、例えば、イグニッションスイッチがオフされたことに伴って、制御マイコンが低電力消費モードとなり、その間、制御マイコン自身が有するタイマ機能を作動させ、所定時間が経過したときに、低電力消費モードから通常動作モードに復帰するようにすることも可能である。しかし、制御マイコンは、低電力消費モードとなっても、その回路規模の大きさなどから、消費電力の低減には限界がある。 Therefore, for example, when the ignition switch is turned off, the control microcomputer enters the low power consumption mode, and during that time, the timer function of the control microcomputer itself is activated, and when the predetermined time has elapsed, the low power consumption mode is It is also possible to return to the normal operation mode. However, even if the control microcomputer is in a low power consumption mode, there is a limit in reducing power consumption due to the size of the circuit.
近年の車載制御装置では、機能安全が求められる傾向が強まり、制御装置として、本来の制御を実行する制御マイコンに加えて、その制御マイコンの動作を監視するための監視マイコンを設けることが一般化しつつある。この監視マイコンは、主な目的が制御マイコンの監視であるため、制御マイコンに比較して、低能力で、回路規模も小さいものを用いることができる。従って、監視マイコンは、通常、制御マイコンよりも消費電力が小さくなる。そこで、監視マイコンにタイマ機能を持たせ、イグニッションスイッチがオフされた後、制御マイコンへの電源の供給を停止するとともに、監視マイコンを低電力消費モードとしつつ経過時間を計時させる。そして、監視マイコンが、所定時間の経過を計時したときに、制御マイコンへの電源供給を再開させることが考えられる。このようにすれば、制御マイコン自身のタイマ機能を用いる場合に比較して、一層の消費電力の低減を図ることが可能となる。 In recent in-vehicle control devices, functional safety is increasingly required, and it has become common to provide a monitoring microcomputer for monitoring the operation of the control microcomputer in addition to the control microcomputer that performs the original control. It's getting on. Since the main purpose of this monitoring microcomputer is monitoring of the control microcomputer, it is possible to use a monitoring microcomputer having a lower capacity and a smaller circuit scale than the control microcomputer. Therefore, the monitoring microcomputer usually consumes less power than the control microcomputer. Therefore, the monitoring microcomputer is provided with a timer function, and after the ignition switch is turned off, the supply of power to the control microcomputer is stopped, and the elapsed time is counted while the monitoring microcomputer is in the low power consumption mode. Then, it can be considered that the power supply to the control microcomputer is restarted when the monitoring microcomputer times the predetermined time. In this way, it is possible to further reduce power consumption as compared with the case where the timer function of the control microcomputer itself is used.
しかし、イグニッションスイッチがオフされた後に、監視マイコンのタイマ機能を利用して、制御マイコンの電源供給を再開させる構成を採用する場合、万一、監視マイコンが、イグニッションスイッチのオン時に制御マイコンとともに通常動作モードにて起動されないと、制御マイコンの監視機能が損なわれるだけでなく、イグニッションスイッチがオフされたことに応じて、カウントを開始する等の処理を実行することができなくなる。その結果、制御マイコンは均等化処理を実行することができず、セル電圧のばらつきが大きくなり、電気モータにより走行可能な距離が短縮されたり、燃費が悪化したりするとの問題が生じる。 However, if a configuration is adopted in which the power supply of the control microcomputer is restarted using the timer function of the monitoring microcomputer after the ignition switch is turned off, the monitoring microcomputer should normally be in conjunction with the control microcomputer when the ignition switch is turned on. If it is not activated in the operation mode, not only the monitoring function of the control microcomputer is impaired, but also processing such as starting counting cannot be executed in response to the ignition switch being turned off. As a result, the control microcomputer cannot execute the equalization process, and the variation in the cell voltage increases, resulting in a problem that the distance that can be traveled by the electric motor is shortened and the fuel consumption is deteriorated.
そこで、本発明は、上述した点に鑑みてなされたものであり、制御マイコンが通常動作モードにて起動されたときに、制御マイコンとともに監視マイコンも通常動作モードにて確実に起動することが可能な組電池の制御装置を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made in view of the above points, and when the control microcomputer is activated in the normal operation mode, the monitoring microcomputer can be reliably activated in the normal operation mode together with the control microcomputer. An object of the present invention is to provide a control device for an assembled battery.
上記目的を達成するために、本発明による組電池の制御装置は、
車両の走行駆動源としての電気モータに電源を供給する組電池(10)の制御装置(100)であって、
前記組電池の状態を監視し、異常が生じたときに、その異常に対処する処理を実行する制御マイコン(12)と、
前記制御マイコンに電源供給を行う第1電源回路(44)と、
前記制御マイコンから定期的に出力されるランパルス信号に基づき、前記制御マイコンの動作を監視する監視マイコン(14)と、を備え、
前記車両のイグニッションスイッチがオフされると、前記第1電源回路は、前記制御マイコンへの電源供給を停止し、前記監視マイコンは、通常動作モードから低電力消費モードに切り替えられ、
前記監視マイコンは、前記低電力消費モードにおいて、経過時間をカウントし、所定時間経過するごとに、前記第1電源回路に電源供給を再開するよう指示することにより、前記制御マイコンを起動するものであり、前記制御マイコンは、前記監視マイコンによって起動されたときに、前記組電池を構成する各電池セルの電圧のばらつきを解消するための均等化処理を実行するものであって、
前記監視マイコンは、前記第1電源回路が前記制御マイコンに電源供給を開始したことを示す起動信号と前記制御マイコンから出力されるランパルス信号とのいずれかが入力されたときに、前記低電力消費モードから前記通常動作モードに復帰するように構成されていることを特徴とする。
In order to achieve the above object, a control apparatus for an assembled battery according to the present invention provides:
A control device (100) for an assembled battery (10) for supplying power to an electric motor as a driving source for a vehicle,
A control microcomputer (12) for monitoring the state of the assembled battery and executing processing for dealing with the abnormality when the abnormality occurs;
A first power supply circuit (44) for supplying power to the control microcomputer;
A monitoring microcomputer (14) for monitoring the operation of the control microcomputer based on a run pulse signal periodically output from the control microcomputer;
When the ignition switch of the vehicle is turned off, the first power supply circuit stops supplying power to the control microcomputer, and the monitoring microcomputer is switched from the normal operation mode to the low power consumption mode,
The monitoring microcomputer starts the control microcomputer by counting the elapsed time in the low power consumption mode and instructing the first power supply circuit to resume power supply every time a predetermined time elapses. Yes, the control microcomputer, when activated by the monitoring microcomputer, performs an equalization process for eliminating the voltage variation of each battery cell constituting the assembled battery,
The monitoring microcomputer consumes the low power consumption when either a start signal indicating that the first power supply circuit has started supplying power to the control microcomputer or a run pulse signal output from the control microcomputer is input. It is configured to return from the mode to the normal operation mode.
例えば、第1電源回路が制御マイコンに電源供給を開始したことを示す起動信号のみを用いて、監視マイコンを低電力消費モードから通常動作モードに復帰するように構成した場合、その起動信号を送信する信号線の断線や、起動信号を受ける監視マイコンのポートに異常が生じただけで、監視マイコンを低電力消費モードから通常動作モードに復帰させることができなくなってしまう。 For example, when the monitoring microcomputer is configured to return from the low power consumption mode to the normal operation mode using only the activation signal indicating that the first power supply circuit has started supplying power to the control microcomputer, the activation signal is transmitted. The monitoring microcomputer cannot be restored from the low power consumption mode to the normal operation mode only by disconnection of the signal line to be performed or abnormality in the port of the monitoring microcomputer that receives the activation signal.
その点、本発明の構成では、上述した起動信号に加え、制御マイコンが通常動作モードにて動作している間、制御マイコンから定期的に出力されるランパルス信号も、監視マイコンの低電力消費モードから通常動作モードへの復帰に利用することとした。つまり、監視マイコンは、起動信号とランパルス信号とのいずれかが入力されることで、低電力消費モードから通常動作モードに復帰する。このため、起動信号及びランパルス信号の監視マイコンへの入力経路のいずれか一方に異常が生じても、監視マイコンを起動することが可能となる。 In that respect, in the configuration of the present invention, in addition to the above-described start signal, the run pulse signal periodically output from the control microcomputer while the control microcomputer is operating in the normal operation mode is also used in the low power consumption mode of the monitoring microcomputer. To return to normal operation mode. That is, the monitoring microcomputer returns from the low power consumption mode to the normal operation mode when either the start signal or the run pulse signal is input. Therefore, the monitoring microcomputer can be activated even if an abnormality occurs in any one of the input paths of the activation signal and the run pulse signal to the monitoring microcomputer.
なお、上記括弧内の参照番号は、本発明の理解を容易にすべく、後述する実施形態における具体的な構成との対応関係の一例を示すものにすぎず、なんら本発明の範囲を制限することを意図したものではない。 Note that the reference numerals in the parentheses merely show an example of a correspondence relationship with a specific configuration in an embodiment described later in order to facilitate understanding of the present invention, and limit the scope of the present invention. It is not intended.
また、上述した特徴以外の本発明の特徴に関しては、後述する実施形態の説明及び添付図面から明らかになる。 Further, the features of the present invention other than the features described above will be apparent from the description of embodiments and the accompanying drawings described later.
以下、本発明の実施形態による組電池の制御装置について、図面を参照しつつ説明する。なお、本実施形態による組電池の制御装置は、いわゆる(プラグイン)ハイブリッド車両や電気車両のように、電気モータを走行駆動源とする車両に搭載されるものである。そして、組電池により供給される電力により、走行用電気モータが駆動される。組電池は、回生ブレーキにより充電されたり、発電用モータを備えている場合には、その発電用モータによって発電された電力によって充電されたりする。さらに、プラグインハイブリッド車両や電気車両の場合には、組電池は、いわゆる充電スタンドにて充電することも可能である。このように、組電池は、車両の走行に伴って、充放電が繰り返し実行されるものである。 Hereinafter, an assembled battery control device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The assembled battery control device according to the present embodiment is mounted on a vehicle using an electric motor as a travel drive source, such as a so-called (plug-in) hybrid vehicle or an electric vehicle. And the electric motor for driving | running | working is driven with the electric power supplied with an assembled battery. The assembled battery is charged by a regenerative brake, or when it includes a power generation motor, it is charged by the power generated by the power generation motor. Further, in the case of a plug-in hybrid vehicle or an electric vehicle, the assembled battery can be charged at a so-called charging stand. Thus, the battery pack is repeatedly charged and discharged as the vehicle travels.
図1は、本実施形態による組電池の制御装置100の全体構成を示している。図1に示されるように、組電池の制御装置100は、組電池10の状態を監視して、異常が生じたときには、その異常状態に対処するための処置を実行する制御マイコン(メインマイコン)12と、制御マイコン12が正常に動作しているかを監視する監視マイコン(サブマイコン)14とを有する。
FIG. 1 shows the overall configuration of an assembled
図2は、制御マイコン12が実施する処理を示すフローチャートである。以下、図2を参照しつつ、制御マイコン12が実行する処理について説明するとともに、関連する構成についても説明する。
FIG. 2 is a flowchart showing processing performed by the
まず、制御マイコン12は、ステップS100において、組電池10の温度を検出する温度センサ16、組電池10から放電される電流の大きさを検出する電流センサ18、及び組電池10を構成する各電池セルが発生する電圧を検出する監視IC20からの信号を取り込む。監視IC20は、自己診断機能を備えており、各電池セルの電圧を検出して制御マイコン12に出力することに加え、自己診断機能により異常の発生を診断したときには、どのような種類の異常が発生したかを示すダイアグ情報を、制御マイコン12に出力する。
First, in step S <b> 100, the
続くステップS110では、監視IC20によって検出された各電池セルの電圧に基づいて、組電池全体の電池容量(残存容量)を算出し、走行用電気モータの駆動状態を制御する上位の制御装置(図示せず)に提供する。その上位の制御装置は、提供された残存容量に基づいて、車両の乗員に、電池残量や、走行可能距離を示す情報を提供したり、ハイブリッド車両においては、エンジン出力と電気モータ出力の比率を決定したりする。
In the subsequent step S110, a high-order control device that calculates the battery capacity (remaining capacity) of the entire assembled battery based on the voltage of each battery cell detected by the monitoring
そして、ステップS120では、ステップS100にて取り込んだ各種データ及びダイアグ情報に基づいて、異常が検出されたか否かを判定する。そして、異常が検出された場合には、ステップS130に進んで、検出された異常に対処するための処理を実行する。 In step S120, it is determined whether or not an abnormality has been detected based on the various data and diagnostic information captured in step S100. And when abnormality is detected, it progresses to step S130 and performs the process for coping with the detected abnormality.
例えば、組電池10の温度が所定温度以上に上昇した場合、制御マイコン12は、図示しないファンを駆動して組電池10の温度を低下させる処置を施したり、それ以上の温度上昇を抑制するために、組電池10により供給される電力量を所定電力以下に制限する処理を実行したりする。なお、組電池10により供給される電力量を制限する場合、制御マイコン12は、上位の制御装置に対して、使用電力制限指令を送信する。また、組電池10から通電される電流の大きさが所定電流以上となった場合にも、電流値を制限するために、制御マイコン12は、上位の制御装置に対して、使用電力制限指令を送信したりする。
For example, when the temperature of the assembled
また、制御マイコン12は、例えば、組電池10の電池容量が上限値に達した場合には、それ以上の充電が行われないように、充電制御を担う制御装置(図示せず)に対して充電を停止するよう通知したり、電池容量が下限値に近づいた場合に、上位の制御装置に対して、組電池10の電力使用を中止するよう通知したりする。
In addition, the
上述した各種の例は、組電池10の異常としては、その異常を解消可能な軽微なものであって、このような軽微な異常が検出された場合、制御マイコン12は、異常状態を解消するための異常対応処理を実行する。その結果、検出された異常が解消されれば、図2のフローチャートのステップS140において、組電池10による電源供給可能と判定され、ステップS150の処理に進む。
In the various examples described above, the abnormality of the assembled
しかしながら、組電池10の異常として、即座に解消しえない、あるいは異常の解消を図るよりも極力早期に組電池10による電源供給を停止させるべき重度の異常も起こりえる。例えば、温度センサ16、電流センサ18、及び監視IC20の少なくとも1つに異常が生じて、組電池10の状態を判断するための基礎となる検出信号が正しく検出し得ない場合や、あるいは、温度センサ16や電流センサ18によって検出される検出値が、組電池10としての正常範囲を大きく逸脱した場合などは、制御マイコン12は、組電池10に重度の異常が発生したとみなす。このような重度の異常が発生した場合、制御マイコン12は、ステップS140において、組電池10による電源供給は不可能と判定する。そして、ステップS170の処理に進み、組電池10の保護や安全性の確保を図るべく、組電池10の通電経路に挿入されたメインリレー22a、22bを遮断して、組電池10からの電源供給を停止させるメインリレー(MR)遮断処理を実行する。
However, the abnormality of the assembled
一方、組電池10による電源供給が可能と判定された場合に実行されるステップS150では、イグニッションスイッチがオフされたか否かを判定する。イグニッションスイッチがオフされていない場合には、ステップS100からの処理を繰り返す。一方、イグニッションスイッチがオフされた場合には、ステップS160のシャットダウン処理において、データの保存等、必要な処理を実行した後、制御マイコン12は、信号線36を介して出力される自己保持信号をオフする。すると、ORゲート38を介してリレースイッチ42をオフする信号が出力される。その結果、リレースイッチ42がオフされると、バッテリ50との接続が遮断されるので、電源IC44から駆動電圧VOMの出力が停止され、制御マイコン12の電源がオフされる。なお、電源IC44は、高性能で消費電力の高い制御マイコン12に対して電源供給可能なように、十分な電流容量を有している。
On the other hand, in step S150 executed when it is determined that the
また、ステップS160のシャットダウン処理では、車両が停止され、イグニッションスイッチがオフされたのであるから、組電池10による電源供給はもはや不要となるため、メインリレー22a、22bを遮断する処理も実行される。
Further, in the shutdown process of step S160, since the vehicle is stopped and the ignition switch is turned off, the power supply by the assembled
次に、監視マイコン14について説明するとともに、関連する構成について説明する。図3は、監視マイコン14が実行する処理を示すフローチャートである。
Next, the
まず、監視マイコン14は、電源IC48から出力される駆動電圧VOSの提供を受けて動作する。監視マイコン14は、制御マイコン12に比較して能力が低く、回路規模も小さいものであり、その分、消費電力も低い。従って、監視マイコン14に駆動電圧VOSを提供する電源IC48は、電源IC44に比較して、電流容量は小さい。そのため、後述するように、イグニッションオフ後に監視マイコン14が低電力消費モードにて動作を継続しても、そのために消費される電力は僅かで済む。
First, the
電源IC48とバッテリ50との間に設けられたリレースイッチ46は、通常はオンしている。このため、電源IC48は、原則として常時、監視マイコン14に駆動電圧VOSを提供する。ただし、制御マイコン12によって均等化処理が完了した(もしくは均等化処理が不要)と判定された場合には、その後、制御マイコン12に均等化処理を実行させるために、監視マイコン14がタイマ機能を用いてカウント動作を継続する必要はない。そのため、監視マイコン14は、図示しない通信線を介して制御マイコン12から均等化処理の完了通知を受けたときには、信号線34を介してオフ信号を出力する。すると、ORゲート40を介してリレースイッチ46にオフ信号が出力され、リレースイッチ46がオフされる。このオフ状態は、イグニッションスイッチのオン信号がORゲート40を介してリレースイッチ46に出力されるまで継続される。
The
監視マイコン14は、ステップS200において、制御マイコン12から出力されるランパルス、及び監視IC20から出力されるダイアグデータなどの信号を入力する。続くステップS210において、ステップS200において入力したランパルスに基づいて、制御マイコン12において異常が発生したか否かを判定する。すなわち、監視マイコン14は、信号線26を介して、制御マイコン12から一定周期で繰り返し出力されるパルス(ランパルス)を監視することにより、制御マイコン12が正常に動作しているかを判定する。なお。逆に、制御マイコン12も、監視マイコン14から一定周期で繰り返し出力されるランパルスを利用して、監視マイコン14が正常に動作しているかを監視している。このように、制御マイコン12と監視マイコン14とに相互監視を行わせることにより、信頼性を保障している。
In step S <b> 200, the
また、制御マイコン12と監視マイコン14との相互監視として、さらに、非同期通信により、各々のマイコンのROMやRAM異常検出結果を送受信させたり、同じ演算処理を行わせて、その演算結果の照合を行わせたりしても良い。
Further, as mutual monitoring between the
このような相互監視の結果、監視マイコン14が、制御マイコン12に異常が発生したと判断すると、ステップS230の処理に進み、監視マイコン14は、フェールセーフ処理として、メインリレー22a,22bを遮断して、組電池10からの電源供給を停止させる。さらに、監視マイコン14は、電源IC44に対し、駆動電圧VOMの出力を停止するよう指示しても良い。このように制御マイコン12への電源供給を停止することにより、異常が生じている制御マイコン12が、組電池10の制御に関して悪影響を及ぼすような事態の発生を防止することができる。
If the
一方、ステップS210の判定処理において、制御マイコン12に異常は発生していないと判定した場合には、ステップS220の処理に進む。ステップS220では、イグニッションスイッチがオフされたか否かを判定する。なお、監視マイコン14は、信号線26及び30を介して、制御マイコン12がランパルスの出力を停止し、かつ電源IC44が駆動電圧VOMの出力を停止したことを検知すると、イグニッションスイッチがオフされたとみなす。ステップS220において、イグニッションスイッチがオフされたと判定された場合には、ステップS240の処理に進む。ステップS240では、組電池10を構成する各セルの電圧のばらつきを低減するための均等化処理を含む停止時処理を実行する。以下、停止時処理について、図5のフローチャートを参照しつつ説明する。
On the other hand, if it is determined in step S210 that no abnormality has occurred in the
停止時処理では、まず、ステップS300において、監視マイコン14は、自身を低電力消費モードに設定する。つまり、イグニッションスイッチがオフされる等により、制御マイコン12への駆動電圧VOMの提供が停止した状態においては、監視マイコン14の本来の機能である制御マイコン12の監視を行う必要がない。そのため、制御マイコン12への電源供給が停止しているときには、低電力消費モードに設定するとともに、以下に説明する限定された処理のみを実行するようにする。
In the stop process, first, in step S300, the
続くステップS310では、図4に示すように、電源IC44からのVOM信号及び制御マイコン12からのランパルス信号を入力する入力端子であるINTポート(割り込み検出端子)を、割り込み許可状態に設定する。この割り込み許可状態において、INTポートにVOM信号又はランパルス信号の立上りパルスが入力されると、監視マイコン14は、低電力消費モードから通常動作モードに移行し、通常動作モードにて動作を開始(起動)する。
In the subsequent step S310, as shown in FIG. 4, the INT port (interrupt detection terminal), which is an input terminal for inputting the VOM signal from the
続くステップS320では、監視マイコン14が有するタイマ機能を利用して、イグニッションスイッチがオフ(つまり、制御マイコン12への電源供給が停止)されてからの経過時間をカウントする。そして、ステップS330において、カウントした経過時間が所定時間(一定でも可変でも良い)に達したか否かを判定する。所定時間に達したと判定した場合には、ステップS340において、信号線32を介して、VOM起動信号を出力する。すると、ORゲート38を介して、リレースイッチ42をオンする信号が出力される。その結果、リレースイッチ42がオンされ、電源IC44による制御マイコン12への電源供給が再開され、制御マイコン12がウェイクアップする。このとき、制御マイコン12は、信号線36を介して自己保持信号を出力することにより、VOM起動信号がオフされた後も、リレースイッチ42がオンされた状態が維持されるようにする。さらに、ステップS340にて、監視マイコン14は、制御マイコン12に対して、均等化処理を実行するよう指示する。
In the subsequent step S320, the elapsed time since the ignition switch is turned off (that is, the power supply to the
すると、制御マイコン12は、監視IC20により検出される各電池セルの電圧に基づき、均等化処理を実行することが必要か否かを判定する。そして、均等化処理が必要と判定した場合には、監視IC20に対して、相対的に電池容量の大きい電池セルの放電を指示する。その後、制御マイコン12は、自己保持信号をオフすることにより、電源IC44からの電源供給を停止させる。監視IC20は、制御マイコン12が電源停止状態となった後も、均等化処理のための放電を継続する。そして、次回、監視マイコン14によってウェイクアップされたときに、制御マイコン12は、各電池セルの電池容量が揃っているか否かを判定し、揃っていれば、監視IC20による放電を停止させ、均等化処理を終了させる。
Then, the
上述したように、制御マイコン12は、電池セルの放電の開始や終了を監視IC20に指示する。このように、制御マイコン12と監視IC20との間で、相互に信号の通信が行われるが、図1に示されるように、制御マイコン12は低圧系回路に属し、監視IC20は高圧系回路に属している。そこで、低圧系回路に属する制御マイコン12と高圧系回路に属する監視IC20との絶縁を確保するために、制御マイコン12と監視IC20との間には、フォトカプラ24が設けられている。
As described above, the
また、上述したように、VOM起動信号により、電源IC44が駆動電圧VOMの出力を開始したり、あるいは、イグニッションスイッチがオンされることにより、電源IC44が駆動電圧VOMの出力を開始したりすると、制御マイコン12がウェイクアップし、通常動作モードにて動作を開始する。従って、異常が生じていなければ、監視マイコン14のINTポートには、VOM信号及びランパルス信号の立上りパルスが入力される。このため、ステップS350における判定が「YES」となり、処理は、ステップS360に進み、監視マイコン14の動作モードは、低電力消費モードから通常動作モードに移行する。これにより、監視マイコン14は、制御マイコン12の起動に合わせて、通常動作モードにて動作を開始し、制御マイコン12の監視という本来の機能を発揮することが可能となる。一方、ステップS350において、VOM信号とランパルス信号のいずれの入力もないと判定された場合には、ステップS300の処理に戻る。
Further, as described above, when the
なお、上述した例は、ステップS330において、監視マイコン14のタイマ機能により所定時間が経過したと判定した場合にも、ステップS350において、VOM信号もしくはランパルス信号の入力に基づき、監視マイコン14の動作モードを通常動作モードに移行するか否かを判定するものであった。しかしながら、監視マイコン14が所定時間経過したと判定したときには、制御マイコン12が起動されることは明らかであるため、ステップS340にてVOM起動信号を出力した後、直接、ステップS360の処理にジャンプし、監視マイコンを通常動作モードにて動作させるようにしても良い。
In the above-described example, even when it is determined in step S330 that the predetermined time has elapsed due to the timer function of the
本実施形態においては、上述したように、監視マイコン14にVOM信号とランパルス信号とのいずれかが入力されたときに、監視マイコン14の動作モードを低電力消費モードから通常動作モードに移行するようにしている。
In the present embodiment, as described above, when either the VOM signal or the ramp pulse signal is input to the
例えば、電源IC44が制御マイコン12に電源供給を開始したことを示すVOM信号のみを用いて、監視マイコン14を低電力消費モードから通常動作モードに移行させるように構成した場合、そのVOM信号を伝送する信号線の断線や、VOM信号を受ける監視マイコン14のINTポートに異常が生じただけで、監視マイコン14を通常動作モードに移行させることができなくなってしまう。
For example, when the
その点、本実施形態では、VOM信号に加え、制御マイコン12が通常動作モードにて動作している間、制御マイコン12から定期的に出力されるランパルス信号も利用して、監視マイコン14の動作モードを、低電力消費モードから通常動作モードへ移行させるか否かを判定することとした。つまり、監視マイコン14は、VOM信号とランパルス信号とのいずれかが入力されることで、低電力消費モードから通常動作モードに移行する。このため、VOM信号とランパルス信号との監視マイコン14への入力経路のいずれか一方に異常が生じても、監視マイコン14を通常動作モードにて動作させることが可能となる。
In this regard, in the present embodiment, in addition to the VOM signal, the operation of the
ステップS370では、電源IC44からのVOM信号及び制御マイコン12からのランパルス信号を入力するINTポートを、割り込み許可状態を解除し、割り込み禁止状態に設定する。これにより、INTポートにVOM信号又はランパルス信号の立上りパルスが入力されても、通常動作モードでの起動が禁止され、そのまま通常動作モードでの動作を継続することになる。
In step S370, the INT port to which the VOM signal from the
続くステップS380では、制御マイコン12から均等化処理完了通知を受けたか否かを判定する。均等化処理が完了した場合、もしくは均等化処理が不要と判定した場合、制御マイコン12は、その旨を監視マイコン14に通知する。均等化処理完了通知を受けていないと判定した場合には、ステップS390の処理に進み、均等化処理完了通知を受けたと判定した場合には、ステップS400の処理に進む。
In a succeeding step S380, it is determined whether or not the equalization processing completion notification is received from the
ステップS390では、制御マイコン12において、均等化処理のために必要な判定や指示処理が終了し、再び、制御マイコン12が電源停止状態となったか否かを、VOM信号及びランパルス信号が停止したか否かにより判定する。VOM信号及びランパルス信号が停止していない場合には、ステップS350からの処理を繰り返す。一方、VOM信号及びランパルス信号が停止した場合には、ステップS300に戻り、監視マイコンを低電力消費モードに設定する。
In step S390, the
ステップS380において、均等化処理完了通知を受けたと判定した場合、その後、制御マイコン12に均等化処理を実行させるために、監視マイコン14がタイマ機能を用いてカウント動作を継続する必要はない。そのため、ステップS400では、上述したように、信号線34を介してオフ信号を出力することにより、電源IC48による電源供給を停止させる。なお、この電源停止状態は、次回、イグニッションスイッチのオン信号がORゲート40を介してリレースイッチ46に出力されることにより解除される。このように、電源供給が再開されると、監視マイコン14は、図5に示すフローチャートの処理を最初から実行する。
If it is determined in step S380 that the equalization process completion notification has been received, then the
図5のフローチャートに示す停止時処理により、監視マイコン14は、イグニッションスイッチがオフされてから所定時間が経過する毎に、制御マイコン12を起動する処理を実施する。従って、制御マイコン12は、イグニッションスイッチのオフ後、周期的に起動して均等化処理を実行することが可能となる。
The
次に、図6、7のタイミングチャートを参照しつつ、制御マイコン12及び監視マイコン14の動作の一例を説明する。なお、図6は、監視マイコン14への、VOM信号及びランパルス信号の入力経路に異常が生じていないときの動作例を示し、図7は、VOM信号の入力経路に異常が生じたときの動作例を示している。
Next, an example of the operation of the
図6に示すように、均等化処理が完了した場合、電源IC44から制御マイコン12への電源供給及び電源IC48から監視マイコン14への電源供給は、ともに停止されている。その状態で、イグニッションスイッチがオンされると、リレースイッチ42,46がともにオンすることにより、電源IC44,48による電源供給が再開される。すると、制御マイコン12は、通常動作モードにて動作を開始し、所定の周期で定期的にランパルス信号の出力を開始する。
As shown in FIG. 6, when the equalization process is completed, the power supply from the
電源IC48による電源供給の再開により、監視マイコン14は低電力消費モードにて動作を開始するが、監視マイコン14のINTポートに、電源IC44からのVOM信号の立上りパルスが入力されることにより、監視マイコン14は、通常動作モードでの動作を開始する。
When the
そして、車両が停止して、イグニッションスイッチがオフされると、制御マイコン12は電源停止状態となり、監視マイコン14は通常動作モードから低電力消費モードに移行し、イグニッションオフからの経過時間のカウントを開始する。この経過時間が所定時間に達すると、監視マイコン14は、電源IC44により制御マイコン12への電源供給を再開させるとともに、制御マイコン12に対して均等化処理の実行を指示する。また、監視マイコン14は、制御マイコン12が通常動作モードにて動作を開始することに合わせて、自身も通常動作モードとなり、制御マイコン12の動作を監視する。
When the vehicle is stopped and the ignition switch is turned off, the
制御マイコン12において、監視IC20に対する放電の指示など必要な処理が終了すると、制御マイコン12は、再び電源停止状態となる。それに合わせて、監視マイコン14は、低電力消費モードに移行し、再び、経過時間のカウントを開始する。なお、図6に示す例では、イグニッションオフ直後に監視マイコン14がカウントする所定時間と、その後に監視マイコン14がカウントする所定時間とを異ならせているが、この時間は一定であっても良い。
When necessary processing such as a discharge instruction to the
このような、監視マイコン14による制御マイコン12の定期的な起動は、均等化処理が完了するか、イグニッションスイッチがオンされるまで継続される。
Such regular activation of the
以上が、監視マイコン14へのVOM信号及びランパルス信号の入力経路に異常が生じていないときの動作例の概要であるが、次に、監視マイコン14へのVOM信号の入力経路に異常が生じたときの動作例について、図7に基づいて説明する。
The above is the outline of the operation example when there is no abnormality in the input path of the VOM signal and the run pulse signal to the
監視マイコン14へのVOM信号の入力経路に異常が生じた場合、図7に示すように、電源IC44が駆動電圧VOMの出力を開始しても、監視マイコン14におけるINTポートには、VOM信号の立上りパルスが入力されない場合がある。この場合、監視マイコン14が、VOM信号のみに基づいて、通常動作モードへの起動を行うように構成されているとすると、監視マイコン14は、通常動作モードにて動作することができなくなってしまう。すると、監視マイコン14による制御マイコン12の監視機能が失われるばかりでなく、イグニッションオフを起点とするカウント動作も実行できなくなり、制御マイコン12に均等化処理を実行させることができなくなってしまう。
When an abnormality occurs in the input path of the VOM signal to the
このような事態の発生を避けるべく、本実施形態では、VOM信号とランパルス信号とのいずれかの入力により、監視マイコン14が通常動作モードにて起動するように構成した。このため、例えば監視マイコン14へのVOM信号の入力経路に異常が生じた場合であっても、図7に示すように、監視マイコン14は、ランパルス信号の入力により、通常動作モードにて動作を開始することが可能となる。従って、監視マイコン14は、制御マイコン12の監視機能を発揮したり、制御マイコン12に均等化処理を行わせることが可能となる。
In order to avoid the occurrence of such a situation, in the present embodiment, the
10 組電池
12 制御マイコン
14 監視マイコン
100 組電池の制御装置
10 assembled
Claims (5)
前記組電池の状態を監視し、異常が生じたときに、その異常に対処する処理を実行する制御マイコン(12)と、
前記制御マイコンに電源供給を行う第1電源回路(44)と、
前記制御マイコンから定期的に出力されるランパルス信号に基づき、前記制御マイコンの動作を監視する監視マイコン(14)と、を備え、
前記車両のイグニッションスイッチがオフされると、前記第1電源回路は、前記制御マイコンへの電源供給を停止し、前記監視マイコンは、通常動作モードから低電力消費モードに切り替えられ、
前記監視マイコンは、前記低電力消費モードにおいて、経過時間をカウントし、所定時間経過するごとに、前記第1電源回路に電源供給を再開するよう指示することにより、前記制御マイコンを起動するものであり、前記制御マイコンは、前記監視マイコンによって起動されたときに、前記組電池を構成する各電池セルの電圧のばらつきを解消するための均等化処理を実行するものであって、
前記監視マイコンは、前記第1電源回路が前記制御マイコンに電源供給を開始したことを示す起動信号と前記制御マイコンから出力されるランパルス信号とのいずれかが入力されたときに、前記低電力消費モードから前記通常動作モードに復帰するように構成されていることを特徴とする組電池の制御装置。 A control device (100) for an assembled battery (10) for supplying power to an electric motor as a driving source for a vehicle,
A control microcomputer (12) for monitoring the state of the assembled battery and executing processing for dealing with the abnormality when the abnormality occurs;
A first power supply circuit (44) for supplying power to the control microcomputer;
A monitoring microcomputer (14) for monitoring the operation of the control microcomputer based on a run pulse signal periodically output from the control microcomputer;
When the ignition switch of the vehicle is turned off, the first power supply circuit stops supplying power to the control microcomputer, and the monitoring microcomputer is switched from the normal operation mode to the low power consumption mode,
The monitoring microcomputer starts the control microcomputer by counting the elapsed time in the low power consumption mode and instructing the first power supply circuit to resume power supply every time a predetermined time elapses. Yes, the control microcomputer, when activated by the monitoring microcomputer, performs an equalization process for eliminating the voltage variation of each battery cell constituting the assembled battery,
The monitoring microcomputer consumes the low power consumption when either a start signal indicating that the first power supply circuit has started supplying power to the control microcomputer or a run pulse signal output from the control microcomputer is input. An assembled battery control device configured to return from a mode to the normal operation mode.
前記制御マイコンは、前記均等化処理が完了したと判定したとき、その旨を前記監視マイコンに通知し、
前記監視マイコンは、前記制御マイコンから前記均等化処理の完了通知を受けた場合、前記第2電源回路による電源供給を停止させることにより、前記イグニッションスイッチがオンされることに応じて前記第2電源回路が電源供給を再開するまで、前記監視マイコンに対する前記第2電源回路による電源供給が停止されることを特徴とする請求項1又は2に記載の組電池の制御装置。 A second power supply circuit (48) for supplying power to the monitoring microcomputer;
When the control microcomputer determines that the equalization process is complete, it notifies the monitoring microcomputer to that effect,
When the monitoring microcomputer receives a notification of the completion of the equalization process from the control microcomputer, the monitoring microcomputer stops the power supply by the second power supply circuit, so that the second power supply is turned on in response to the ignition switch being turned on. The assembled battery control device according to claim 1 or 2, wherein the power supply by the second power supply circuit to the monitoring microcomputer is stopped until the circuit restarts the power supply.
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