JP2016213970A - 組電池制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】コストアップを抑制しつつ、二重で組電池の異常を検出できる組電池制御装置を提供すること。
【解決手段】主マイコン１０と副マイコン２０は、組電池２００のセル電圧に基づいて、組電池２００の異常を検出する。主マイコン１０は、第１監視ＩＣ３１にセル電圧の計測を指令する場合、セル電圧データが第２通信線６０に流れることを、第１信号線５１を介して副マイコン２０に通知する。副マイコン２０は、通信ドライバ２０ａを停止させている場合に、主マイコン１０から通知を受けると通信ドライバ２０ａを起動させて、第２通信線６０に流れているセル電圧データを受信する。そして、副マイコン２０は、セル電圧データの受信が完了すると通信ドライバ２０ａを停止させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、組電池制御装置に関する。

昨今、車両システムでは、機能安全の安全設計が重要視されている。特に、組電池は、過充電時に故障する可能性があり機能安全の対応が実施されている。組電池の異常を検出する技術の一例として、特許文献１に開示された電池監視装置がある。

この電池監視装置は、検出回路とマイコンを夫々二重に備え、いずれかで組電池の異常を検出する。電池監視装置は、組電池の電池電圧や電池温度を電池セル毎に監視する主検出回路と、主検出回路の検出結果に基づいて組電池の電池異常を検出する主マイコンとを備えている。また、電池監視装置は、組電池の電池電圧を２つ以上の電池セル単位で検出する副検出回路と、副検出回路の検出結果に基づいて組電池の電池異常を検出する副マイコンとを備えている。そして、各マイコンの夫々は、電池異常を検出した際に、システムメインリレーをオフして、組電池と電気機器との接続を遮断するように構成されている。

特開２０１４−１７１２８５号公報

しかしながら、上記電池監視装置は、主マイコンが主検出回路を制御して主検出回路による検出結果に基づいて組電池の電池異常を監視するとともに、副マイコンが副検出回路を制御して副検出回路による検出結果に基づいて組電池に生ずる電池異常を監視する。このように、電池監視装置は、主マイコンのみならず、副マイコンにも検出回路の制御と検出結果に基づく組電池の監視機能を持たせているため、その分、副マイコンのスペックが高くなり、コストアップを招くことになる。

本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、コストアップを抑制しつつ、二重で組電池の異常を検出できる組電池制御装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、
組電池（２００）の電圧値を計測するとともに、計測結果である電圧値を含む電圧値データと、電圧値とは異なる情報を含む非電圧値データとを送信する監視部（３１〜３ｎ）と、
第１通信線（４０）及び第２通信線（６０）を介して監視部と接続されており、第１通信線を介して監視部に計測指令を含む指令データを送信すると共に、第２通信線を介して電圧値データ及び非電圧値データを受信し、電圧値データに含まれる電圧値に基づいて組電池の異常を検出する第１処理部（１０）と、
第２通信線に接続され、且つ、第１通信線及び第２通信線とは異なる第１信号線（５１）を介して第１処理部に接続されており、第２通信線を介して電圧値データを受信し、電圧値データに含まれる電圧値に基づいて組電池の異常を検出する第２処理部（２０）と、を備えており、
第１処理部は、指令データを送信する場合、電圧値データが第２通信線に流れることを、第１信号線を介して第２処理部に通知し、
第２処理部は、第２通信線を介した通信ができる通信可状態と、第２通信線を介した通信ができない通信不可状態とで切り換えができ、通信不可状態の場合に、第１処理部から通知を受けると、通信不可状態から通信可状態に切り換えて第２通信線に流れている電圧値データを受信し、電圧値データの受信が完了すると通信可状態から通信不可状態に切り換えることを特徴とする。

このように、本発明は、組電池の電圧値を計測して、計測結果である電圧値を含む電圧値データを送信する監視部と、この電圧値データを受信し、電圧値に基づいて組電池の異常を検出する第１処理部と第２処理部とを備えている。よって、本発明は、第１処理部と第２処理部の二重で組電池の異常を検出できる。

また、第１処理部は、第１通信線を介して、監視部に計測指令を含む指令データを送信する場合、電圧値データが第２通信線に流れることを、第１信号線を介して第２処理部に通知する。このため、第２処理部は、指令データが流れる第１通信線や、電圧値データ及び非電圧値データが流れる第２通信線を監視することなく、電圧値データが第２通信線に流れることを知ることができる。

また、第２処理部は、第１処理部から通知を受けると、通信不可状態から通信可状態に切り換えて第２通信線に流れている電圧値データを受信し、電圧値データの受信が完了すると通信可状態から通信不可状態に切り換える。このため、第２処理部は、電圧値データとは異なるデータを受信することを抑制できる。つまり、第２処理部は、第２通信線を介して受信したデータが電圧値データであるか否かの判定（解析）などを行う必要がない。また、第２処理部は、監視部に計測指令を行うことなく、電圧値データを受信できる。

よって、第２処理部は、受信したデータが電圧値データであるか否かの解析や、監視部に対する計測指令が可能なスペックである必要がない。従って、本発明は、コストアップを抑制しつつ、二重で組電池の異常を検出できる。

なお、特許請求の範囲、及びこの項に記載した括弧内の符号は、ひとつの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、発明の技術的範囲を限定するものではない。

実施形態における組電池ＥＣＵの概略構成を示すブロック図である。 実施形態におけるデータの概略構成を示すイメージ図である。 実施形態における組電池ＥＣＵの処理動作を示すタイムチャートである。 実施形態における主マイコンのコマンド発行処理を示すフローチャートである。 実施形態における主マイコンのオフ指令処理を示すフローチャートである。 実施形態における副マイコンの処理動作を示すフローチャートである。 実施形態における主マイコンと副マイコンの電圧比較データの作成タイミングを示すタイムチャートである。 実施形態における主マイコンと副マイコンの比較実施タイミングを示すタイムチャートである。

以下において、図面を参照しながら、発明を実施するための形態を説明する。本実施形態では、一例として、本発明を組電池ＥＣＵ１００に適用した例を採用する。図１に示すように、組電池ＥＣＵ１００は、組電池２００及び外部ＥＣＵ３００と電気的に接続されている。組電池ＥＣＵ１００は、組電池２００や外部ＥＣＵ３００とともに車両に搭載される。また、組電池ＥＣＵ１００は、いわゆる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。なお、ＥＣＵは、Electronic Control Unitの略称である。また、ハイブリッド車両は、プラグインハイブリッド車両を含む。

組電池２００は、車両に搭載された電気機器とメインリレーを介して接続されており、メインリレーを介して電気機器に電力供給する。また、組電池２００は、複数の電池セル２１０が直列に接続されて構成されている。例えば、組電池ＥＣＵ１００は、複数の電池セル２１０の夫々に電気的に接続されている。上記車両は、組電池２００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。なお、組電池２００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、組電池２００は、プラグインハイブリッド車両や電気車両に搭載されている場合、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２００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。また、組電池２００は、走行用電気モータの電力源以外の電力源、例えば、車両内の電装品や車両外の電化製品などの電力源としても使用できる。

外部ＥＣＵ３００は、組電池ＥＣＵ１００とは異なるＥＣＵであり、組電池ＥＣＵ１００とともに車両に搭載される。つまり、外部ＥＣＵ３００は、組電池ＥＣＵ１００の外部に設けられたＥＣＵである。外部ＥＣＵ３００は、後程説明する主マイコン１０と副マイコン２０の夫々で作成された電圧比較データを比較する（比較手段、比較装置）。なお、本実施形態は、組電池ＥＣＵ１００と外部ＥＣＵ３００とを含む組電池制御システムと言うこともできる。

図１に示すように、組電池ＥＣＵ１００は、主マイコン１０、副マイコン２０、第１監視ＩＣ３１〜第ｎ監視ＩＣ３ｎなどを備えて構成されている。また、組電池ＥＣＵ１００は、主マイコン１０と第１監視ＩＣ３１との間でデータ通信を行うための第１通信線４０、主マイコン１０及び副マイコン２０と第ｎ監視ＩＣ３ｎとの間でデータ通信を行うための第２通信線６０を備えて構成されている。さらに、組電池ＥＣＵ１００は、主マイコン１０から副マイコン２０への通知を行うための第１信号線５１及び第２信号線５２を備えて構成されている。

第１通信線４０は、データが流れるデータ線４１と、クロック信号が流れるクロック線４２とを含むものである。同様に、第２通信線６０は、データが流れるデータ線６１と、クロック信号が流れるクロック線６２とを含むものである。第１信号線５１と第２信号線５２は、第１通信線４０及び第２通信線６０から独立して設けられている。第１信号線５１と第２信号線５２は、直線と言い換えることができる。

第１監視ＩＣ３１〜第ｎ監視ＩＣ３ｎは、監視部に相当する。第１監視ＩＣ３１〜第ｎ監視ＩＣ３ｎは、組電池２００の電圧値（セル電圧）を計測するとともに、計測結果であるセル電圧を含むセル電圧データと、セル電圧とは異なる情報を含む非電圧値データとを送信する。セル電圧データは、電圧値データに相当する。

第１監視ＩＣ３１〜第ｎ監視ＩＣ３ｎの夫々は、主マイコン１０からの計測指令に応じて、セル電圧を計測する。第１監視ＩＣ３１〜第ｎ監視ＩＣ３ｎは、第１監視ＩＣ３１が主マイコン１０から計測指令を受けると、デイジーチェーン通信によって、第１監視ＩＣ３１から第ｎ監視ＩＣ３ｎまで計測指令が伝達される。これによって、第１監視ＩＣ３１〜第ｎ監視ＩＣ３ｎの夫々は、自身に接続された電池セル２１０のセル電圧を個別に計測する。このように、計測指令は、第１監視ＩＣ３１〜第ｎ監視ＩＣ３ｎの夫々に対して、セル電圧の計測を指令する情報である。

そして、第１監視ＩＣ３１〜第ｎ監視ＩＣ３ｎの夫々の計測結果は、デイジーチェーン通信によって第ｎ監視ＩＣ３ｎに伝達される。また、第ｎ監視ＩＣ３ｎは、第１監視ＩＣ３１〜第ｎ監視ＩＣ３ｎの夫々による計測結果であるセル電圧を含むセル電圧データを、データ線６１に流す。これによって、セル電圧データは、主マイコン１０と副マイコン２０に送信される。このように、第ｎ監視ＩＣ３ｎによる送信データは、セル電圧データを含んでいる。

さらに、第１監視ＩＣ３１〜第ｎ監視ＩＣ３ｎの夫々は、主マイコン１０からの自己診断指令に応じて自己診断を行う。第１監視ＩＣ３１〜第ｎ監視ＩＣ３ｎは、第１監視ＩＣ３１が主マイコン１０から自己診断指令を受けると、デイジーチェーン通信によって、第１監視ＩＣ３１から第ｎ監視ＩＣ３ｎまで自己診断指令が伝達される。そして、第１監視ＩＣ３１〜第ｎ監視ＩＣ３ｎの夫々は、例えば、自身に設けられているセル電圧の計測に用いるコンデンサの経年劣化や故障などの異常を自身で診断する。第１監視ＩＣ３１〜第ｎ監視ＩＣ３ｎの夫々の自己診断結果は、デイジーチェーン通信によって第ｎ監視ＩＣ３ｎに伝達される。第ｎ監視ＩＣ３ｎは、第１監視ＩＣ３１〜第ｎ監視ＩＣ３ｎの夫々による自己診断結果を含む自己診断関連データを、データ線６１に流す。これによって、自己診断関連データは、例えば主マイコン１０に送信される。このように、第ｎ監視ＩＣ３ｎによる送信データは、自己診断関連データを含んでいる。

このように、本実施形態では、電圧値とは異なる情報としての自己診断結果を採用している。よって、自己診断関連データは、非電圧値データに相当する。組電池ＥＣＵ１００は、第１監視ＩＣ３１〜第ｎ監視ＩＣ３ｎの夫々が自己診断を行うことで、第１監視ＩＣ３１〜第ｎ監視ＩＣ３ｎの夫々におけるセル電圧の計測に対する信頼性を確保できる。

なお、第１監視ＩＣ３１〜第ｎ監視ＩＣ３ｎは、組電池２００の１電池セル２１０ずつの電圧であるセル電圧を計測する。また、第１監視ＩＣ３１は、組電池２００において、電位的に最も高い電池セル２１０のセル電圧を計測する。また、第１監視ＩＣ３１は、組電池２００において、電位的に最も高い電池セル２１０に加えて、最も電位が高い方から数個の電池セル２１０のセル電圧を個別に計測するものであってもよい。一方、第ｎ監視ＩＣ３ｎは、組電池２００において、電位的に最も低い電池セル２１０のセル電圧を計測する。また、第ｎ監視ＩＣ３ｎは、組電池２００において、電位的に最も低い電池セル２１０に加えて、最も電位が低い方から数個の電池セル２１０のセル電圧を個別に計測するものであってもよい。なお、ｎは、２以上の自然数である。

主マイコン１０は、第１処理部に相当し、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、レジスタ及びＩ／Ｏなどを含む所謂マイクロコンピュータである。また、主マイコン１０は、第１通信線４０や第２通信線６０を介した通信を行うための通信ドライバ１０ａが設けられている。さらに、主マイコン１０は、外部ＥＣＵ３００とも通信可能に構成されている。なお、ＣＰＵは、Central Processing Unitの略称である。ＲＯＭは、Read Only Memoryの略称である。ＲＡＭは、Random Access Memoryの略称である。Ｉ／Ｏは、Input/Outputの略称である。

主マイコン１０は、通信ドライバ１０ａが第１通信線４０を介して第１監視ＩＣ３１と接続されている。主マイコン１０（通信ドライバ１０ａ）は、第１監視ＩＣ３１に対して、データ線４１でデータを送信するとともに、クロック線４２でクロック信号を送信する。例えば、主マイコン１０は、第１監視ＩＣ３１に対する計測指令を含む指令データを、通信ドライバ１０ａからデータ線４１を介して送信する。また、主マイコン１０は、第１監視ＩＣ３１にする自己診断指令を含む診断指令データを、通信ドライバ１０ａからデータ線４１を介して送信する。なお、指令データ及び診断指令データは、第１監視ＩＣ３１〜第ｎ監視ＩＣ３ｎに対する通信コマンドとも言える。

主マイコン１０は、通信ドライバ１０ａが第２通信線６０を介して第ｎ監視ＩＣ３ｎと接続されている。主マイコン１０（通信ドライバ１０ａ）は、第ｎ監視ＩＣ３ｎから送信されたデータをデータ線６１で受信するとともに、第ｎ監視ＩＣ３ｎから送信されたクロック信号をクロック線６２で受信する。例えば、主マイコン１０は、データ線６１を介して送信されたセル電圧データ及び自己診断関連データを、通信ドライバ１０ａで受信する。このように、主マイコン１０は、組電池２００のセル電圧を計測するため、及び第１監視ＩＣ３１〜第ｎ監視ＩＣ３ｎの夫々の異常を検出（判定）するために、第１監視ＩＣ３１及び第ｎ監視ＩＣ３ｎと通信を行う。なお、図２に示すように、指令データは、例えば、変換コマンドとＣＲＣなどを含む。一方、セル電圧データは、例えば、読出しコマンド、ＣＲＣ、セル電圧などを含む。ＣＲＣは、Cyclic Redundancy Checkの略称である。

そして、主マイコン１０は、受信したセル電圧データに含まれるセル電圧に基づいて組電池２００が異常であるか否かを検出する。なお、主マイコン１０は、組電池２００の異常を検出した場合、メインリレーをオフにして、組電池２００と電気機器とを電気的に遮断する。

さらに、主マイコン１０は、指令データを送信する場合、セル電圧データがデータ線６１に流れることを、第１信号線５１を介して副マイコン２０に通知（指令）する。また、主マイコン１０は、指令データを送信する場合、データ線６１に流れるセル電圧データを受信するように、副マイコン２０に通知すると言い換えることもできる。また、主マイコン１０は、指令データを送信する場合、副マイコン２０の通信ドライバ２０ａを通信不可状態から通信可状態に切り換えるように、副マイコン２０に通知すると言い換えることもできる。また、主マイコン１０は、第１監視ＩＣ３１〜第ｎ監視ＩＣ３ｎが組電池２００の１電池セル２１０ずつのセル電圧を計測する計測タイミングで副マイコン２０に指令すると言うこともできる。この第１信号線５１は、セル電圧データがデータ線６１に流れることを副マイコン２０に通知するための専用線とも言える。

主マイコン１０は、第１信号線５１を介して、副マイコン２０における第１信号線５１が接続されたポートのレベルを切り替えることができる。そして、主マイコン１０は、指令データを送信する場合、このポートのレベルを切り替えることで、副マイコン２０に通知を行う。副マイコン２０の第１信号線５１が接続されたポートは、二つのレベル（例えばハイレベルとローレベル）で切り換え可能に構成されている。例えば、主マイコン１０は、第１信号線５１を介して、このポートのレベルをハイレベルからローレベルに切り換えることで、セル電圧データがデータ線６１に流れることを通知する。なお、主マイコン１０は、指令データを送信しない場合、例えば診断指令データを送信する場合、このポートのレベルをハイレベルとする。

なお、主マイコン１０は、このポートのレベルをハイレベルにすることで、副マイコン２０の通信ドライバ２０ａを停止させる。このため、ハイレベルとすることを、オフを指示する、又はオフ指令、又は終了通知と言い換えることができる。一方、ハイレベルからローレベルに切り換えることで、副マイコン２０の通信ドライバ２０ａを起動させる。このため、ローレベルとすることを、オンを指示する、又はオン指令と言い換えることができる。

このように、主マイコン１０は、ポートのレベルを切り替えるだけで、セル電圧データがデータ線６１に流れることを副マイコン２０に通知できる。一方、副マイコン２０は、ポートのレベルを判定するだけで、計測タイミングであること、すなわちセル電圧データがデータ線６１に流れることを把握できる。このように、組電池ＥＣＵ１００は、簡単な構成で、主マイコン１０と副マイコン２０との間で通知を行うことができる。

なお、本実施形態では、第１信号線５１を介してポートのレベルを切り替える例を採用した。しかしながら、本発明は、これに限定されず、第１通信線４０や第２通信線６０とは異なる信号線を介して、副マイコン２０に通知できればよい。

同様に、主マイコン１０は、第２信号線５２を介して、副マイコン２０における第２信号線５２が接続されたポートのレベルを切り替えることができる。副マイコン２０の第２信号線５２が接続されたポートは、二つのレベル（例えばハイレベルとローレベル）で切り換え可能に構成されている。

後程説明するが、主マイコン１０と副マイコン２０の夫々は、電圧比較データを作成する。そして、主マイコン１０は、同じ期間（時間区間）に受信したセル電圧データに含まれているセル電圧を用いて、自身と副マイコン２０とが電圧比較データを作成するために、電圧比較データの作成タイミングを示す同期信号を副マイコン２０に対して出力する。このとき、主マイコン１０は、第２信号線５２を用いて同期信号を出力する。また、主マイコン１０は、一定の時間間隔で同期信号を出力する。

例えば、主マイコン１０は、第２信号線５２を介して、このポートのレベルをローレベルからハイレベルに切り換えることで、副マイコン２０に対して同期信号を出力する。主マイコン１０は、副マイコン２０における第２信号線５２が接続されたポートのレベルをローレベルからハイレベルに切り換えることで、電圧比較データの作成タイミングであることを通知すると言い換えることができる。この第２信号線５２は、副マイコン２０に対して同期信号を出力するための専用線とも言える。

このように、組電池ＥＣＵ１００は、主マイコン１０と副マイコン２０とで、同じ期間に受信したセル電圧データに含まれているセル電圧を用いて、電圧比較データを作成できる。なお、本実施形態では、第２信号線５２を介してポートのレベルを切り替える例を採用した。しかしながら、本発明は、これに限定されず、第１通信線４０や第２通信線６０とは異なる信号線を介して、副マイコン２０に対して同期信号を出力できればよい。

副マイコン２０は、第２処理部に相当し、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、レジスタ及びＩ／Ｏなどを含む所謂マイクロコンピュータである。また、副マイコン２０は、第２通信線６０を介した通信を行うための通信ドライバ２０ａが設けられている。さらに、副マイコン２０は、外部ＥＣＵ３００とも通信可能に構成されている。

副マイコン２０は、通信ドライバ２０ａが第２通信線６０を介して第ｎ監視ＩＣ３ｎと接続されている。副マイコン２０（通信ドライバ２０ａ）は、第ｎ監視ＩＣ３ｎから送信されたデータをデータ線６１で受信するとともに、第ｎ監視ＩＣ３ｎから送信されたクロック信号をクロック線６２で受信する。具体的には、副マイコン２０は、データ線６１を介して送信されたセル電圧データを、通信ドライバ２０ａで受信する。このように、副マイコン２０は、組電池２００のセル電圧を計測するために第ｎ監視ＩＣ３ｎと通信を行う。

そして、副マイコン２０は、受信したセル電圧データに含まれるセル電圧に基づいて組電池２００が異常であるか否かを検出する。なお、副マイコン２０は、組電池２００の異常を検出した場合、メインリレーをオフにして、組電池２００と電気機器とを電気的に遮断する。

また、副マイコン２０は、通信ドライバ２０ａの状態を、第２通信線６０を介した通信ができる通信可状態と、第２通信線を介した通信ができない通信不可状態とで切り換えができる。言い換えると、副マイコン２０は、通信ドライバ２０ａを停止させたり、起動（動作）させたりすることができる。上記のように、副マイコン２０は、第１信号線５１が接続されたポートのレベルに基づいて、通信ドライバ２０ａを通信不可状態にするか通信可状態にするかを判定する。副マイコン２０は、第１信号線５１が接続されたポートのレベルがハイレベルの場合、通信ドライバ２０ａを通信不可状態とする。そして、副マイコン２０は、第１信号線５１が接続されたポートのレベルがハイレベルからローレベルに切り換わった場合、通信ドライバ２０ａを通信不可状態から通信可状態に切り換える。つまり、副マイコン２０は、第１信号線５１が接続されたポートのレベルがローレベルの場合、通信ドライバ２０ａを通信可状態とする。これによって、副マイコン２０は、データ線６１に流れるセル電圧データを受信することができる。また、副マイコン２０は、主マイコン１０が正しくセル電圧データを受信して、セル電圧を取得できているかを確認するために、主マイコン１０で受信しているセル電圧データを受信するように構成されていると言える。

なお、副マイコン２０は、セル電圧データの受信が完了すると、通信ドライバ２０ａを通信可状態から通信不可状態に切り換える。副マイコン２０は、セル電圧データの受信が完了したか否かは、主マイコン１０からの通知で判定してもよいし、主マイコン１０からの通知によらず自身で判定してもよい。

例えば、主マイコン１０からの通知で判定する場合、主マイコン１０は、セル電圧データの受信が終了すると、第１信号線５１を介して副マイコン２０に終了を通知する。主マイコン１０は、副マイコン２０における第１信号線５１が接続されたポートのレベルを、第１信号線５１を介してローレベルからハイレベルに切り換えることで終了を通知する。そして、副マイコン２０は、終了の通知を受けると、セル電圧データの受信が完了したとみなして、通信ドライバ２０ａを通信可状態から通信不可状態に切り換える。

一方、副マイコン２０は、主マイコン１０からの通知によらず自身で判定する場合、受信したセル電圧データの量（データ数）に基づいて、セル電圧データの受信が完了したか否かを判定する。副マイコン２０は、予め決められた量のセル電圧データを受信した場合に、セル電圧データの受信が完了したとみなして、通信ドライバ２０ａを通信可状態から通信不可状態に切り換える。つまり、副マイコン２０は、受信したセル電圧データの量を予め決められた閾値と比較し、受信したセル電圧データの量が閾値に達した場合に、セル電圧データの受信が完了したとみなす。

また、上記のように、副マイコン２０は、第２信号線５２が接続されたポートのレベルに基づいて、電圧比較データの作成タイミングであるか否かを判定する。副マイコン２０は、同期信号を取得して、電圧比較データの作成タイミングであると判定した場合、電圧比較データを作成（用意）する。例えば、主マイコン１０は、図７に示すように、一定のタイミングｔ１０、ｔ２０、ｔ３０で同期信号を出力する。副マイコン２０は、同期信号を受信してから次の同期信号を受信するまでの間に、複数のセル電圧データを受信する、すなわち複数のセル電圧を取得する。そして、副マイコン２０は、同期信号を受信すると、電圧比較データを作成する。なお、主マイコン１０は、同期信号を出力すると、電圧比較データを作成する。

また、副マイコン２０は、同期信号を受信してから予め決められた量のセル電圧データを受信した場合にも、電圧比較データの作成タイミングであると判定して電圧比較データを作成してもよい。言い換えると、副マイコン２０は、電圧比較データが予め決められたデータ数だけ揃った時点でも電圧比較データを作成してもよい。つまり、副マイコン２０は、同期信号を取得するか、又はセル電圧データを予め決められた複数回受信すると電圧比較データを作成する。

この場合、主マイコン１０は、同期信号を出力してから予め決められた量のセル電圧データを受信した場合にも、電圧比較データの作成タイミングであると判定して電圧比較データを作成する。つまり、主マイコン１０は、セル電圧データを予め決められた複数回受信すると電圧比較データを作成するとともに、同期信号を出力する。

例えば、副マイコン２０は、同期信号が送信される一定周期の間に、受信するセル電圧データのデータ数を記憶しておく。そして、副マイコン２０は、実際に受信したセル電圧データのデータ数が、記憶しておいたデータ数に達すると電圧比較データを作成する。例えば、副マイコン２０は、図７のタイミングｔ２０で同期信号を取りこぼしたとしても、タイミングｔ１０の後に受信したセル電圧データのデータ数が、記憶しておいたデータ数に達すると電圧比較データを作成する。このようにすることで、副マイコン２０は、同期信号を取りこぼした場合であっても電圧比較データを作成できる。また、これによって、組電池ＥＣＵ１００は、主マイコン１０と副マイコン２０との同期ずれのリセット機会を増やすことができる。

このように、組電池ＥＣＵ１００は、主マイコン１０と副マイコン２０の夫々が電圧比較データを作成する。電圧比較データは、主マイコン１０と副マイコン２０が正常にセル電圧データを受信できているか否かを判定する際の比較に用いられるデータである。主マイコン１０と副マイコン２０の夫々は、自身が受信したセル電圧データに含まれているセル電圧を用いて、電圧比較データを作成する。

また、主マイコン１０と副マイコン２０の夫々は、自身で作成した電圧比較データを外部ＥＣＵ３００に送信するように構成されている。外部ＥＣＵ３００は、主マイコン１０から受信した電圧比較データと、副マイコン２０から受信した電圧比較データとを比較する（比較手段、比較装置）。そして、外部ＥＣＵ３００は、両電圧比較データが所定の対応関係（例えば一致など）を満たさない場合に、主マイコン１０と副マイコン２０の一方が故障していると判定する。

これによって、組電池制御システムは、セル電圧を使って、主マイコン１０と副マイコン２０の信頼性を確認できる。また、主マイコン１０と副マイコン２０は、両電圧比較データを比較する必要がないので、自身で両電圧比較データを比較する場合よりも、低スペックで構成できる。

なお、両電圧比較データの比較は、主マイコン１０が行ってもよい。この場合、主マイコン１０は、電圧比較データを送信する必要がない。一方、副マイコン２０は、電圧比較データを主マイコン１０に送信する。主マイコン１０は、自身で作成した電圧比較データと、副マイコン２０から受信した電圧比較データとを比較する（比較手段）。そして、主マイコン１０は、両電圧比較データが所定の対応関係（例えば一致など）を満たさない場合に、自身と副マイコン２０の一方が故障していると判定する。これによって、組電池ＥＣＵ１００は、セル電圧を使って、主マイコン１０と副マイコン２０の信頼性を確認できる。この場合、組電池ＥＣＵ１００は、外部ＥＣＵ３００と接続されていなくてもよい。

主マイコン１０と副マイコン２０の夫々は、所定期間内に受信したセル電圧から最も高い電圧値のセル電圧を選定し、そのセル電圧を電圧比較データとする。又は、主マイコン１０と副マイコン２０の夫々は、所定期間内に受信したセル電圧から最も低い電圧値のセル電圧を選定し、そのセル電圧を電圧比較データとする。又は、主マイコン１０と副マイコン２０の夫々は、所定期間内に受信したセル電圧の平均値を算出し、その平均値を電圧比較データとする。

また、上記のように、副マイコン２０は、電圧比較データを一定周期で主マイコン１０又は外部ＥＣＵ３００に送信する。しかしながら、主マイコン１０又は外部ＥＣＵ３００は、ノイズなどにより一時的に副マイコン２０との通信に異常が発生することも考えられる。よって、主マイコン１０又は外部ＥＣＵ３００が両電圧比較データの比較を行う比較実施タイミングは、図８に示すように、主マイコン１０が同期信号を出力した直後でない方が好ましい。比較実施タイミングは、主マイコン１０が同期信号を出力した後で、主マイコン１０又は外部ＥＣＵ３００と副マイコン２０との通信が十分に実施された後であり、且つ、次の同期信号の出力タイミングの少し前が好ましい。これによって、主マイコン１０又は外部ＥＣＵ３００は、主マイコン１０と副マイコン２０の一方が故障しているか否かの判定を確実に行うことができる。なお、図８では、主マイコン１０が両電圧比較データの比較を行う例を採用している。また、外部ＥＣＵ３００が両電圧比較データの比較を行う場合、比較実施タイミングは、主マイコン１０と副マイコン２０が電圧比較データを外部ＥＣＵ３００に送信するタイミングとみなすこともできる。

ここで、図３〜図６に基づいて、組電池ＥＣＵ１００の処理動作に関して説明する。

主マイコン１０は、通信タイミングの割り込みが発生すると、図４のフローチャートで示す処理を行う。

ステップＳ１０では、計測タイミングであるか否かを判定する。主マイコン１０は、セル電圧の計測を行う計測タイミングであると判定した場合はステップＳ１１へ進み、計測タイミングでないと判定した場合はステップＳ１２へ進む。

ステップＳ１１では、計測タイミングオンを副マイコン２０に通知する。主マイコン１０は、図３のタイミングｔ２に示すように、副マイコン２０における第１信号線５１が接続されたポートのレベルをハイレベルからローレベルに切り換えることで、計測タイミングオンを副マイコン２０に通知する。つまり、主マイコン１０は、セル電圧データがデータ線６１に流れることを副マイコン２０に通知する。

ステップＳ１２では、監視ＩＣへ通信コマンドを発行する。主マイコン１０は、計測タイミングであると判定した場合は、第１監視ＩＣ３１に対して指令データを送信する。第ｎ監視ＩＣ３ｎは、図３のタイミングｔ２〜ｔ３に示すように、指令データに応答してセル電圧データを送信する。また、主マイコン１０は、計測タイミングであると判定しなかった場合は、第１監視ＩＣ３１に対して診断指令データを送信する。なお、第ｎ監視ＩＣ３ｎは、例えば図３のタイミングｔ１〜ｔ２に示すように、指令データに応答して自己診断関連データを送信する。

また、主マイコン１０は、通信完了の割り込みが発生すると、図５のフローチャートで示す処理を行う。

ステップＳ２０では、計測タイミングであるか否かを判定する。主マイコン１０は、セル電圧データを受信しており、通信完了の割り込みが発生した場合、計測タイミングであると判定してステップＳ２１へ進む。また、主マイコン１０は、セル電圧データを受信しておらず、通信完了の割り込みが発生した場合、計測タイミングでないと判定してステップＳ２２へ進む。

ステップＳ２１では、計測タイミグオフを副マイコン２０に通知する。主マイコン１０は、図３のタイミングｔ３に示すように、副マイコン２０における第１信号線５１が接続されたポートのレベルをローレベルからハイレベルに切り換えることで、計測タイミングオフを副マイコン２０に通知する。

ステップＳ２２では、通信ドライバを停止する。主マイコン１０は、自身の通信ドライバ１０ａを通信可状態から通信不可状態に切り換えることで停止する。なお、主マイコン１０は、ステップＳ２２を行わなくてもよい。

副マイコン２０は、セル電圧の計測タイミングの通知が発生すると、図６のフローチャートで示す処理を行う。

ステップＳ３０では、通知の二度読みを行う。副マイコン２０は、第１信号線５１が接続されたポートのレベルを二度確認する。例えば、副マイコン２０は、第１信号線５１が接続されたポートのレベルがハイレベルからローレベルになったか否かをハード的に確認するとともにソフト的に確認する。なお、副マイコン２０は、第１信号線５１が接続されたポートのレベルを三回以上確認してもよい。

ステップＳ３１では、計測タイミングであるか否かを判定する。副マイコン２０は、ステップＳ３０での確認の結果、第１信号線５１が接続されたポートのレベルがハイレベルからローレベルになったと判定した場合、計測タイミングであると判断してステップＳ３２へ進む。また、副マイコン２０は、第１信号線５１が接続されたポートのレベルがハイレベルからローレベルになったと判定しなかった場合、計測タイミングでないとみなして処理を終了する。

ステップＳ３２では、通信ドライバ２０ａを起動する。副マイコン２０は、図３のタイミングｔ２以降に示すように、自身の通信ドライバ２０ａを通信不可状態から通信可状態に切り換えることで起動する。副マイコン２０は、通信ドライバ２０ａを起動することで、図３のタイミングｔ２〜ｔ３に示すように、第２通信線６０に流れているセル電圧データを受信する。

このようにすることで、組電池ＥＣＵ１００は、副マイコン２０がノイズによって計測タイミングであると誤判定することを抑制できる。また、組電池ＥＣＵ１００は、誤判定を抑制できるので、不必要なタイミングで通信ドライバ２０ａを起動することを抑制できる。なお、組電池ＥＣＵ１００は、ステップＳ３０，Ｓ３１を行わない副マイコン２０であっても採用できる。

以上のように、組電池ＥＣＵ１００は、組電池２００のセル電圧に基づいて組電池２００の異常を検出する主マイコン１０と副マイコン２０とを備えている。よって、組電池ＥＣＵ１００は、主マイコン１０と副マイコン２０の二重で組電池２００の異常を検出できる。

また、主マイコン１０は、第１通信線４０を介して、第１監視ＩＣ３１に指令データを送信する場合、セル電圧データが第２通信線６０に流れることを、第１信号線５１を介して副マイコン２０に通知する。このため、副マイコン２０は、指令データが流れる第１通信線４０や、セル電圧データ及び自己診断関連データが流れる第２通信線６０を監視することなく、セル電圧データが第２通信線６０に流れることを知ることができる。

また、副マイコン２０は、主マイコン１０から通知を受けると、通信ドライバ２０ａを起動して、第２通信線６０に流れているセル電圧データを受信し、セル電圧データの受信が完了すると通信ドライバ２０ａを停止する。このため、副マイコン２０は、セル電圧データとは異なるデータを受信することを抑制できる。つまり、副マイコン２０は、第２通信線６０を介して受信したデータがセル電圧データであるか否かの判定（解析）などを行う必要がない。また、副マイコン２０は、第１監視ＩＣ３１に計測指令を行うことなく、セル電圧データを受信できる。

よって、副マイコン２０は、受信したデータがセル電圧データであるか否かの解析や、第１監視ＩＣ３１に対する計測指令が可能なスペックである必要がない。よって、組電池ＥＣＵ１００は、コストアップを抑制しつつ、二重で組電池２００の異常を検出できる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明した。しかしながら、本発明は、上記した実施形態に何ら制限されることはなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変形が可能である。

１０ 主マイコン、１０ａ 通信ドライバ、２０ 副マイコン、２０ａ 通信ドライバ、３１〜３ｎ 第１監視ＩＣ〜第ｎ監視ＩＣ、４０ 第１通信線、４１ データ線、４２ クロック線、５１ 第１信号線、５２ 第２信号線、６０ 第２通信線、６１ データ線、６２ クロック線、１００ 組電池ＥＣＵ、２００ 組電池、２１０ 電池セル、３００ 外部ＥＣＵ

Claims (10)

1. 組電池（２００）の電圧値を計測するとともに、計測結果である前記電圧値を含む電圧値データと、前記電圧値とは異なる情報を含む非電圧値データとを送信する監視部（３１〜３ｎ）と、
   第１通信線（４０）及び第２通信線（６０）を介して前記監視部と接続されており、前記第１通信線を介して前記監視部に計測指令を含む指令データを送信すると共に、前記第２通信線を介して前記電圧値データ及び前記非電圧値データを受信し、前記電圧値データに含まれる前記電圧値に基づいて前記組電池の異常を検出する第１処理部（１０）と、
   前記第２通信線に接続され、且つ、前記第１通信線及び前記第２通信線とは異なる第１信号線（５１）を介して前記第１処理部に接続されており、前記第２通信線を介して前記電圧値データを受信し、前記電圧値データに含まれる前記電圧値に基づいて前記組電池の異常を検出する第２処理部（２０）と、を備えており、
   前記第１処理部は、前記指令データを送信する場合、前記電圧値データが前記第２通信線に流れることを、前記第１信号線を介して前記第２処理部に通知し、
   前記第２処理部は、前記第２通信線を介した通信ができる通信可状態と、前記第２通信線を介した通信ができない通信不可状態とで切り換えができ、前記通信不可状態の場合に、前記第１処理部から前記通知を受けると、前記通信不可状態から前記通信可状態に切り換えて前記第２通信線に流れている前記電圧値データを受信し、前記電圧値データの受信が完了すると前記通信可状態から前記通信不可状態に切り換えることを特徴とする組電池制御装置。
2. 前記第２処理部は、前記第１信号線が接続され、二つのレベルを取りうるポートを備えており、
   前記第１処理部は、前記第１信号線を介して、前記ポートのレベルを切り替えることで、前記電圧値データが前記第２通信線に流れることを通知することを特徴とする請求項１に記載の組電池制御装置。
3. 前記第２処理部は、前記第１処理部から前記通知を受け、且つ、前記通知を複数回読みして、前記電圧値データが前記第２通信線に流れると判断した場合に、前記通信不可状態から前記通信可状態に切り換えて前記第２通信線に流れている前記電圧値データを受信することを特徴とする請求項１又は２に記載の組電池制御装置。
4. 前記第１処理部及び前記第２処理部の夫々は、自身で受信した前記電圧値データに含まれている前記電圧値を用いて、前記第１処理部と前記第２処理部が正常に前記電圧値データを受信できているか否かを判定する際の比較に用いられる電圧比較データを作成することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の組電池制御装置。
5. 前記第１処理部と前記第２処理部は、前記第１通信線、前記第２通信線、及び前記第１信号線とは異なる第２信号線（５２）を介して互いに接続されており、
   前記第１処理部は、同じ期間に受信した前記電圧値データに含まれている前記電圧値を用いて自身と前記第２処理部とが前記電圧比較データを作成するために、前記電圧比較データの作成タイミングを示す同期信号を前記第２信号線を介して前記第２処理部に対して出力し、
   前記第２処理部は、前記同期信号を取得すると、前記電圧比較データを作成することを特徴とする請求項４に記載の組電池制御装置。
6. 前記第１処理部は、前記電圧値データを予め決められた複数回受信すると前記電圧比較データを作成するとともに、前記同期信号を出力し、
   前記第２処理部は、前記同期信号を取得するか、又は前記電圧値データを予め決められた複数回受信すると前記電圧比較データを作成することを特徴とする請求項５に記載の組電池制御装置。
7. 前記第１処理部は、自身で作成した前記電圧比較データと、前記第２処理部で作成された前記電圧比較データとを比較する比較手段を備えており、
   前記第２処理部は、作成した前記電圧比較データを前記第１処理部に送信することを特徴とする請求項４乃至６のいずれか一項に記載の組電池制御装置。
8. 前記第１処理部及び前記第２処理部の夫々で作成された前記電圧比較データを比較する比較手段を備えた比較装置（３００）と通信可能に構成されており、
   前記第１処理部及び前記第２処理部の夫々は、作成した前記電圧比較データを前記比較装置に送信することを特徴とする請求項４乃至６のいずれか一項に記載の組電池制御装置。
9. 前記第１処理部は、前記電圧値データの受信が終了すると、前記第１信号線を介して前記第２処理部に終了通知を行い、
   前記第２処理部は、前記終了通知を受けると、前記電圧値データの受信が完了したとみなして、前記通信可状態から前記通信不可状態に切り換えることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の組電池制御装置。
10. 前記第２処理部は、予め決められた量の前記電圧値データを受信した場合に、前記電圧値データの受信が完了したとみなして、前記通信可状態から前記通信不可状態に切り換えることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の組電池制御装置。

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