JP2018165659A - 異常検出システムおよび異常検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】バッテリの異常を検出する異常検出装置が正常であるか否かを効率よく検出すること。【解決手段】実施形態に係る異常検出システムは第１異常検出装置と第２異常検出装置とを備える。第１異常検出装置は第１取得部と第１検出部とを備える。第１取得部は、入力用信号線を介してセンサからバッテリ状態を示す情報を取得する。第１検出部は取得した情報に基づいてバッテリの異常を検出する。第２異常検出装置は第２取得部と第２検出部とを備える。第２取得部は入力用信号線を介してセンサから情報を取得する。第２検出部は取得した情報に基づいてバッテリの異常を検出する。第１異常検出装置は入力用信号線に対してテスト情報を出力する。第２検出部は取得したテスト情報からバッテリの異常を検出する。第１異常検出装置は第２検出部の検出結果に応じて第２異常検出装置の異常の有無を判定する。【選択図】図１Ｂ

Description

本発明は、異常検出システムおよび異常検出装置に関する。

従来、例えばハイブリッド自動車や電気自動車などの車両は、動力源たるモータに対して電力を供給する電源としてリチウムイオン二次電池などのバッテリを備える。バッテリには、かかるバッテリの状態を監視し異常を検出する装置が接続される。

例えば、かかる装置はバッテリの状態を監視するコンパレータを有し、二次電池が正常な状態において、かかるコンパレータが正常に監視動作を行えるか否かを確認する（例えば、特許文献１参照）。

特開２００６−６４６３９号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術は、バッテリの異常を検出する装置が正常に動作するか否かを効率よく検出するという点で更なる改善の余地がある。

例えば、特許文献１では、コンパレータの異常の有無を検出しているに過ぎず、例えば信号線等コンパレータ以外に発生した異常は、当該異常ごとに個別に検出する必要があった。

実施形態の一態様は、上記に鑑みてなされたものであって、バッテリの異常を検出する異常検出装置が正常であるか否かを効率よく検出することができる異常検出システムおよび異常検出装置を提供することを目的とする。

実施形態の一態様に係る異常検出システムは、第１異常検出装置と、第２異常検出装置とを備える。第１異常検出装置は、第１取得部と、第１検出部とを備える。第１取得部は、入力用信号線を介してセンサからバッテリの状態を示す情報を取得する。第１検出部は、第１取得部が取得した情報に基づいてバッテリの異常を検出する。また、第２異常検出装置は、第２取得部と、第２検出部とを備える。第２取得部は、入力用信号線を介してセンサからバッテリの状態を示す情報を取得する。第２検出部は、第２取得部が取得した情報に基づいてバッテリの異常を検出する。また、第１異常検出装置は、入力用信号線に対してテスト情報を出力する。第２異常検出装置の第２検出部は、入力用信号線を介して第２取得部が取得したテスト情報に基づいてバッテリの異常を検出する。第１異常検出装置は、第２検出部がテスト情報に基づいて検出した検出結果に応じて、第２異常検出装置の異常の有無を判定する。

実施形態の一態様によれば、バッテリの異常を検出する異常検出装置が正常であるか否かを効率よく検出することができる。

図１Ａは、実施形態に係るバッテリシステムの概要を説明する図である。 図１Ｂは、実施形態に係るバッテリシステムの概要を説明する図である。 図２は、実施形態に係るバッテリシステムの構成例を示すブロック図である。 図３は、実施形態に係る異常検出システムとセンサとの間で送受信される信号について説明する図である。 図４は、実施形態に係る第１異常検出装置が実行する動作テスト処理の処理手順を示すフローチャートである。

以下、添付図面を参照して、本願の開示する異常検出システムおよび異常検出装置の実施形態を詳細に説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではない。

また、実施形態に係る異常検出システム１は、例えばリチウムイオン二次電池などのバッテリを含むバッテリシステムＳに用いられ、監視対象としてのかかるバッテリの異常を検出する。

バッテリシステムＳは、例えば、図示しないハイブリッド自動車（ＨＥＶ：Hybrid Electric Vehicle）、電気自動車（ＥＶ：Electric Vehicle）、および、燃料電池自動車（ＦＣＶ：Fuel Cell Vehicle）等の車両に搭載される。バッテリシステムＳは、車両の動力源たるモータに対して電力を供給するシステムである。まず、図１Ａおよび図１Ｂを用いて、実施形態にかかるバッテリシステムＳの概要について説明する。

＜１．バッテリシステムの概要＞
図１Ａおよび図１Ｂは、実施形態に係るバッテリシステムＳの概要を説明する図である。図１Ａに示すように実施形態に係るバッテリシステムＳは、バッテリ２と、センサ３と、異常検出システム１とを備える。

バッテリ２は、例えばリチウムイオン二次電池であり、例えばモータなど図示しない負荷に電力を供給（放電）する。また、バッテリ２は、例えばモータの回生制動によって発電した電力の供給を受けて充電される。

センサ３は、バッテリ２の状態を示す情報を検出する。バッテリ２の状態を示す情報としては、例えばバッテリ２の電圧値、電流値や温度等が挙げられる。センサ３は、例えばバッテリ２の電圧値を検出する場合、Ａ／Ｄ変換器を有する。また、センサ３は、例えばバッテリ２の電流値を検出する場合は電流検出部を、温度を検出する場合は温度センサを備える。

なお、センサ３が検出する情報は１つに限定されない。例えばセンサ３がバッテリ２の電圧値、電流値および温度のうちの２つを検出してもよく、３つ全てを検出するようにしてもよい。なお、以下、説明を簡略化するために、センサ３がバッテリ２の電圧値を検出するものとする。

異常検出システム１は、センサ３が検出したバッテリ２の電圧値に基づき、バッテリ２の異常を検出する。図１Ａに示すように、異常検出システム１は、第１異常検出装置１０と第２異常検出装置２０とを備える。第１、第２異常検出装置１０、２０は、センサ３が検出した電圧値に基づき、それぞれバッテリ２の異常を検出する。

このように、異常検出システム１は、第１異常検出装置１０および第２異常検出装置２０の２系統でそれぞれバッテリ２の異常を検出する。そのため、第１、第２異常検出装置１０、２０のいずれか一方が故障した場合であっても、バッテリ２の異常を検出することができ、バッテリシステムＳの安全性を向上させることができる。

図１Ａに示すように、第１異常検出装置１０は、第１取得部１１と、第１検出部１２と、情報出力部１３と、判定部１４と、スイッチ１５とを備える。また、第２異常検出装置２０は、第２取得部２１と、第２検出部２２とを備える。

第１異常検出装置１０の第１取得部１１は、信号線ＭＩＳＯを介してセンサ３からバッテリ２の電圧値を取得する（図１Ａの矢印参照）。また、第２異常検出装置２０の第２取得部２１も、第１取得部１１と同様に信号線ＭＩＳＯを介してセンサ３からバッテリ２の電圧値を取得する。このように、信号線ＭＩＳＯは、センサ３から電圧値が入力される入力用信号線である。

第１異常検出装置１０の第１検出部１２は、第１取得部１１が取得した電圧値に基づいてバッテリ２の異常を検出する。例えば第１検出部１２は、電圧値と閾値とを比較し、電圧値が閾値以上である場合、バッテリ２が過充電状態であるとして異常を検出する。

第２異常検出装置２０の第２検出部２２も同様に、第２取得部２１が取得した電圧値に基づいてバッテリ２の異常を検出する。このとき、第２検出部２２が電圧値との比較に用いる閾値は、第１検出部１２が電圧値との比較に用いる閾値と同じであってもよく異なっていてもよい。

また、第１異常検出装置１０は、上述したように情報出力部１３と、判定部１４と、スイッチ１５とを備え、第２異常検出装置２０の動作テストを行うことで、第２異常検出装置２０の異常を検出する。具体的には、第１異常検出装置１０は、第２異常検出装置２０にテスト情報を出力して動作テストを行い、動作テストの結果に基づいて第２異常検出装置２０の異常を検出する。

図１Ｂに示すように、第１異常検出装置１０は、スイッチ１５を切り替えることで、情報出力部１３と信号線ＭＩＳＯとを接続する。情報出力部１３は、信号線ＭＩＳＯを介してテスト情報を第２異常検出装置２０に出力する（図１Ｂの矢印参照）。ここでは、情報出力部１３は、テスト情報として例えばバッテリ２が正常時の電圧値を出力するものとする。

このように、情報出力部１３が入力用の信号線ＭＩＳＯにテスト情報を出力することで、第２異常検出装置２０の第２取得部２１は、センサ３の検出結果を取得する場合と同様に、入力用の信号線ＭＩＳＯを介してテスト情報を取得することができる。

第２取得部２１がテスト情報を取得すると、第２検出部２２は、テスト情報に基づいてバッテリ２の異常を検出する。第２検出部２２は、検出結果を第１異常検出装置１０の判定部１４に出力する。

第１異常検出装置１０の判定部１４は、第２検出部２２の検出結果に基づいて第２異常検出装置２０に異常が発生したか否かを判定する。例えば、バッテリ２が正常であることを示す電圧値をテスト情報として情報出力部１３が出力したにもかかわらず、第２検出部２２がバッテリ２の異常を検出した場合、判定部１４は、第２検出部２２に異常が発生したと判定する。

ここで、実施形態に係る第１異常検出装置１０は、センサ３から電圧値が入力される入力用の信号線ＭＩＳＯを介してテスト情報を第２異常検出装置２０に出力する。そのため、信号線ＭＩＳＯに断線等の異常が発生した場合、第２異常検出装置２０はテスト情報を取得することができず、第２検出部２２は誤った検出結果を判定部１４に出力することになる。

このように、情報出力部１３が信号線ＭＩＳＯに対してテスト情報を出力することで、信号線ＭＩＳＯに異常が発生した場合であっても、判定部１４がかかる異常が発生したことを検出することができる。すなわち、第１異常検出装置１０は、信号線ＭＩＳＯを含む第２異常検出装置２０の異常の有無を判定することができる。

以上のように、異常検出システム１は、センサ３から電圧値が入力される信号線ＭＩＳＯを介してテスト情報を第２異常検出装置２０に出力する。これにより、異常検出システム１は、１つのテスト情報を用いて、第２異常検出装置２０の第２取得部２１、第２検出部２２および信号線ＭＩＳＯの少なくとも１つに発生した異常を検出することができる。このように、本実施形態に係る異常検出システム１は、信号線ＭＩＳＯを含む第２異常検出装置２０の異常を効率よく検出することができる。

なお、ここでは、情報出力部１３が、バッテリ２が正常であることを示す電圧値をテスト情報として出力するとしたが、これに限定されない。例えば情報出力部１３が、バッテリ２が異常であることを示す電圧値をテスト情報として出力するようにしてもよいし、バッテリ２が正常であることを示す電圧値とバッテリ２が異常であることを示す電圧値の両方を出力してもよい。以下では、異常検出システム１を含むバッテリシステムＳの詳細について説明する。

＜２．バッテリシステムの詳細＞
図２を用いて実施形態に係るバッテリシステムＳの詳細について説明する。図２は、実施形態に係るバッテリシステムＳの構成例を示すブロック図である。なお、図２では、実施形態の特徴を説明するために必要な構成要素を機能ブロックで表しており、一般的な構成要素についての記載を省略している。

換言すれば、図２に図示される各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。例えば、各機能ブロックの分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部または一部を、各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的または物理的に分散・統合して構成することが可能である。

図２に示すように、バッテリシステムＳは、バッテリ２と、センサ３と、異常検出システム１と、を備える。

＜２．１．バッテリ＞
バッテリ２は、例えばリチウムイオン二次電池であり、リレー４を介して負荷５に接続される。バッテリ２は、例えば図示しない複数の電池セルが直列または並列に接続された構成を有する。あるいは、バッテリ２は、例えば図示しない複数の電池スタックが並列または直列に接続された構成を有するようにしてもよい。なお、電池スタックは、複数の電池セルを有する。

バッテリ２は、リレー４がオンとなることで、負荷５に電力を供給する。また、負荷５は例えばモータであり、モータの制動時に発生する電力によってバッテリ２が充電される。

＜２．２．センサ＞
センサ３は、バッテリ２の状態を示す情報を検出し、検出結果を異常検出システム１の指示に基づいて出力する。センサ３は、例えばＡ／Ｄ変換器（図示せず）を含み、バッテリ２の電圧（バッテリ電圧）を検出する。

なお、ここでは、センサ３がバッテリ電圧を検出するとしたが、これに限定されない。センサ３が例えばバッテリ２の各セル電池の電圧（セル電圧）を検出するようにしてもよい。この場合、センサ３は、セル監視ＩＣとなり、例えば電池スタックごとに設けられ、対応する電池スタックに含まれるセル電池の電圧を順次検出する。

また、センサ３がバッテリ２の電流（バッテリ電流）やセル電池の電流（セル電流）を検出してもよい。あるいは、センサ３が電池スタックの電圧や電流を検出するようにしてもよい。上述した電圧や電流以外にも、センサ３が例えばバッテリ２の温度等を検出するようにしてもよい。

また、ここでは、センサ３が検出する情報を１種類（電圧）としたが、これに限定されない。センサ３が、例えばセル電圧およびセル電流など２種類以上の情報を検出するようにしてもよい。

＜２．３．異常検出システム＞
異常検出システム１は、センサ３が検出したバッテリ電圧に基づいてバッテリ２の異常を検出する。異常検出システム１は、例えば過充電または過放電などのバッテリ２の異常を検出した場合、リレー４をオフ（遮断）する。これにより、バッテリ２の充電または放電を停止することができ、バッテリ２の故障や発熱等を抑制することができる。

異常検出システムは、第１異常検出装置１０と、第２異常検出装置２０とを備える。また、異常検出システム１は、センサ３と第１、第２異常検出装置１０、２０とを接続する４本の信号線を有する。４本の信号線は、それぞれ信号線ＭＩＳＯ、第１信号線ＣＳ、第２信号線ＣＬＫ、第３信号線ＭＯＳＩである。

信号線ＭＩＳＯは、センサ３が出力した検出結果を第１異常検出装置１０に入力するための入力用の信号線である。第１信号線ＣＳは、センサ３を制御するための制御信号を第１異常検出装置１０からセンサ３に出力するための出力用の信号線である。

また、第２信号線ＣＬＫは、第１異常検出装置１０からセンサ３に対して同期用のクロック信号を出力するための出力用の信号線である。第４信号線ＳＯは、例えばセンサ３が検出する情報の種別を指定する指定信号などのコマンドを第１異常検出装置１０からセンサ３に出力するための出力用の信号線である。なお、第１異常検出装置１０が各信号線に対して入出力する各信号の詳細については、図２および図３を用いて後述する。

＜２．３．１．第１異常検出装置＞
第１異常検出装置１０は、センサ３を制御してバッテリ電圧を取得し、取得したバッテリ電圧に基づいてバッテリ２の異常を検出する。また、第１異常検出装置１０は、第２異常検出装置２０の動作テストを行い、テスト結果に基づいて第２異常検出装置２０の異常を検出する。

第１異常検出装置１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）および第１記憶部１４０などを備えたマイクロコンピュータであり、第１異常検出装置１０全体を制御する。第１異常検出装置１０は、例えばＥＣＵ（Electronic Control Unit）に実装される。第１異常検出装置１０は、異常検出部１１０と、センサ制御部１２０と、検査部１３０と、を備える。

＜センサ制御部＞
センサ制御部１２０は、センサ３から情報を取得するタイミングや取得する情報の種別を決定することでセンサ３を制御する。センサ制御部１２０は、要求出力部１２１と、指定信号出力部１２２と、クロック出力部１２３とを備える。

＜要求出力部＞
要求出力部１２１は、異常検出部１１０でバッテリ２の異常検出を行う場合に、センサ３に対してバッテリ電圧の検出結果を出力するよう要求する出力要求信号を、第１信号線ＣＳを介して出力する。

また、要求出力部１２１は、異常検出部１１０でバッテリ２の異常検出を行わない場合に、バッテリ電圧の検出結果の出力を停止させる出力停止信号を出力する。なお、出力要求信号および出力停止信号をあわせて、出力制御信号とも記載する。出力制御信号の詳細については図３を用いて後述する。

＜指定信号出力部＞
指定信号出力部は、センサ３から取得する情報の種別を指定する指定信号を、第３信号線ＭＯＳＩを介してセンサ３に出力する。例えばセンサ３が複数の情報（セル電圧やスタック電圧、あるいは電流など）を検出する場合、指定信号出力部１２２は、センサ３から取得する情報の種別（例えば電流など）を、指定信号を用いて指定する。また、センサ３から取得する情報が１種類の場合、指定信号を省略することもできる。

＜クロック出力部＞
クロック出力部１２３は、所定の周期でＨｉｇｈ／Ｌｏｗを繰り返すクロック信号を生成し、第２信号線ＣＬＫを介してセンサ３に出力する。クロック信号は出力要求信号などセンサ３および異常検出システム１の間で信号を送受信する際の同期用に用いられる。

＜異常検出部＞
異常検出部１１０は、要求出力部１２１が出力要求信号を出力している間に、センサ３から入力されるバッテリ電圧の検出結果に基づいてバッテリ２の異常を検出する。異常検出部１１０は、第１取得部１１と、第１検出部１２と、第１リレー制御部１１１と、を備える。

＜第１取得部＞
第１取得部１１は、要求出力部１２１がセンサ３に対して検出結果の出力を要求する出力要求信号を出力する間に、センサ３から検出結果を示す検出信号を取得する。第１取得部１１は、取得した検出信号を第１検出部１２に出力する。

＜第１検出部＞
第１検出部１２は、第１取得部１１が取得した検出信号に基づいて、バッテリ電圧の検出結果と閾値とを比較し、バッテリ２の異常を検出する。例えば、第１検出部１２は、バッテリ電圧値と過充電閾値とを比較し、バッテリ電圧値が過充電閾値より大きい場合にバッテリ２の異常（過充電）を検出する。

また、第１検出部１２は、バッテリ電圧値と過放電閾値とを比較し、バッテリ電圧値が過放電閾値より小さい場合にバッテリ２の異常（過放電）を検出する。第１検出部１２は、検出結果を第１リレー制御部１１１に出力する。

なお、第１検出部１２がバッテリ２の異常検出に用いる閾値（過充電閾値および過放電閾値）は、第１記憶部１４０に例えば閾値情報１４２として記憶されるものとする。

＜第１リレー制御部＞
第１リレー制御部１１１は、第１検出部１２の検出結果に基づいてバッテリ２に異常が発生した場合、リレー４を遮断することで、バッテリ２の充放電を制御する。

＜検査部＞
検査部１３０は、第２異常検出装置２０が正常に動作するか否かを検査する。検査部１３０は、例えばセンサ３が検出信号を出力しない間、すなわち要求出力部１２１が出力停止信号を出力する間にテスト情報として第１記憶部１４０に記憶するテスト信号１４１を第２異常検出装置２０に出力することで、第２異常検出装置２０の動作テストを行う。

検査部１３０は、情報出力部１３と、判定部１４と、制御部１３１とを備える。

＜制御部＞
制御部１３１は、スイッチ１５を制御することで、信号線ＭＩＳＯの接続先を第１取得部１１と情報出力部１３との間で切り替える。制御部１３１は、第２異常検出装置２０の動作テストを行う間、信号線ＭＩＳＯと情報出力部１３とが接続されるようにスイッチ１５を制御する。それ以外の間、制御部１３１は、信号線ＭＩＳＯと第１取得部１１とが接続されるようにスイッチ１５を制御する。

また、制御部１３１は、第２異常検出装置２０の動作テストを行う間、クロック信号が出力されるようクロック出力部１２３を制御する。制御部１３１は、情報出力部１３が出力するテスト信号の種別に応じた指定信号を出力するよう指定信号出力部１２２を制御する。かかる指定信号は、例えば第２異常検出装置２０が複数の情報（例えばバッテリ電圧値やバッテリ電流値）に基づいてバッテリ２の異常を検出する場合に、どの情報に基づいて動作テストを行うかを指定する信号である。

＜情報出力部＞
情報出力部１３は、第２異常検出装置２０の動作テストを行う場合に、テスト情報として第１記憶部１４０に記憶されるテスト信号１４１を信号線ＭＩＳＯに出力する。なお、テスト信号１４１については図３を用いて後述する。

＜判定部＞
判定部１４は、第２異常検出装置２０によるテスト信号１４１に基づいたバッテリ２の異常検出結果に応じて信号線ＭＩＳＯを含む第２異常検出装置２０に異常が発生したか否かを判定する。

例えば、テスト信号１４１がバッテリ２の異常を示す信号であった場合であって、第２異常検出装置２０がバッテリ２の異常を検出した場合は、判定部１４は第２異常検出装置２０が正常であると判定する。

一方、テスト信号１４１がバッテリ２の異常を示す信号であったにもかかわらず、第２異常検出装置２０が、バッテリ２が正常であるとして異常を検出しなかった場合、あるいは第２異常検出装置２０から判定信号が返ってこなかった場合、判定部１４は、第２異常検出装置２０に異常が発生したと判定する。

＜２．３．２．第２異常検出装置＞
第２異常検出装置２０は、信号線ＭＩＳＯを介して取得した信号に基づいてバッテリ２の異常を検出する。

第２異常検出装置２０は、ＣＰＵおよび第２記憶部２５などを備えたマイクロコンピュータであり、第２異常検出装置２０全体を制御する。第２異常検出装置２０は、例えば第１異常検出装置１０とは異なるＥＣＵなど、第１異常検出装置１０とは異なるＩＣチップに実装される。第２異常検出装置２０は、第２取得部２１と、第２検出部２２と、出力切替部２３と、第２リレー制御部２４と、を備える。

＜第２取得部＞
第２取得部２１は、第２信号線ＣＬＫのクロック信号に同期して、信号線ＭＩＳＯを介してセンサ３または第１異常検出装置１０から信号を取得する。第１異常検出装置１０が第２異常検出装置２０の動作テストを行っている場合は、第２取得部２１はテスト信号１４１を取得し、バッテリ２の異常検出を行っている場合はセンサ３の検出信号を取得する。第２取得部２１は、取得した信号を第２検出部２２に出力する。

＜第２検出部＞
第２検出部２２は、第２取得部２１が取得した信号に基づいて、バッテリ電圧の検出結果と閾値とを比較し、バッテリ２の異常を検出する。例えば、第２検出部２２は、バッテリ電圧値と過充電閾値とを比較し、バッテリ電圧値が過充電閾値より大きい場合にバッテリ２の異常（過充電）を検出する。

また、第２検出部２２は、バッテリ電圧値と過放電閾値とを比較し、バッテリ電圧値が過放電閾値より小さい場合にバッテリ２の異常（過放電）を検出する。第２検出部２２は、検出結果を第２リレー制御部２４または第１異常検出装置１０に出力する。

なお、第２検出部２２がバッテリ２の異常検出に用いる閾値（過充電閾値および過放電閾値）は、第２記憶部２５に例えば閾値情報２５１として記憶されるものとする。第２検出部２２は、第３信号線ＭＯＳＩを介して取得した指定信号に含まれる検出信号の種別に応じた閾値を第２記憶部２５から取得する。

＜第２リレー制御部＞
第２リレー制御部２４は、第２検出部２２がセンサ３の検出信号に基づいて検出したバッテリ２の異常の有無に応じて、リレー４を遮断することで、バッテリ２の充放電を制御する。

＜出力切替部＞
出力切替部２３は、スイッチ２６を制御して第２検出部２２の検出結果の出力先を切り替える。例えば出力切替部２３は、第１信号線ＣＳを介して出力要求信号を受信する間は、第２検出部２２の出力先を第２リレー制御部２４とし、出力停止信号を受信する間は、第１異常検出装置１０とする。

これにより、第２異常検出装置２０は、テスト信号１４１を受信する間は第２検出部２２の検出結果を第１異常検出装置１０に出力することができる。したがって、例えばテスト信号１４１がバッテリ２の異常を示す信号である場合であっても、第２リレー制御部２４がリレー４を遮断することがなくなり、第２異常検出装置２０の動作テスト時であってもバッテリ２の充放電を適切に行うことができる。

＜２．４．送受信信号の一例＞
ここで、図３を用いて、異常検出システム１とセンサ３との間で送受信される信号について説明する。図３は、実施形態に係る異常検出システム１とセンサ３との間で送受信される信号について説明する図である。なお、図２に示すように、信号線ＭＩＳＯ、第１〜第３信号線ＣＳ、ＣＬＫ、ＳＯは、それぞれ分岐して第１異常検出装置１０および第２異常検出装置２０とセンサ３とに接続される。

図３（ａ）は、要求出力部１２１が第１信号線ＣＳに出力する制御信号の一例を示す図である。図３（ａ）の時刻ｔ１から時刻ｔ２の間、要求出力部１２１は、センサ３から情報を要求する出力要求信号１５１（Ｌｏｗ信号）を出力する。また、時刻ｔ２から時刻ｔ５の間、要求出力部１２１は、センサ３から情報を要求しない出力停止信号１５２（Ｈｉｇｈ信号）を出力する。

このように、バッテリシステムＳは、ローアクティブで動作しており、第１信号線ＣＳにＬｏｗ信号が出力される時刻ｔ１から時刻ｔ２の間に、図３（ｄ）に示すようにセンサ３が検出信号１５６を出力する。

なお、要求出力部１２１は、異常検出システム１が起動すると、周期Ｔ１で繰り返し出力要求信号１５１および出力停止信号１５２を出力するものとする。このように、異常検出システム１は、周期Ｔ１で繰り返しバッテリ２の異常検出を行う。なお、異常検出システム１がバッテリ２の異常検出を行う期間を異常検出期間と称する。異常検出期間は、例えば異常検出システム１の起動時から停止時までの期間である。

次に、図３（ｂ）に示すように、クロック出力部１２３は、要求出力部１２１が要求信号を出力する時刻ｔ１から時刻ｔ２の間にクロック信号１５３を出力する。また、クロック出力部１２３は、第２異常検出装置２０の動作テストを行う間（時刻ｔ３から時刻ｔ４の間）にクロック信号１５３を出力する。これにより、第２異常検出装置２０は、クロック信号１５３に同期してセンサ３が出力する検出信号１５６またはテスト信号１４１を取得する。

図３（ｃ）に示すように、指定信号出力部１２２は、クロック出力部１２３がクロック信号１５３を出力する時刻ｔ１から時刻ｔ２および時刻ｔ３から時刻ｔ４の間、指定信号１５４を第３信号線ＭＯＳＩに出力する。時刻ｔ１から時刻ｔ２の間、センサ３はかかる指定信号１５４に応じた検出信号１５６を出力する。また、第２異常検出装置２０は、指定信号１５４に応じた閾値を用いてバッテリ２の異常を検出する。

また、図３（ｄ）に示すように、センサ３は、要求出力部１２１が出力要求信号１５１を出力する間（図３（ａ）の時刻ｔ１から時刻ｔ２）は検出信号１５６を出力する。また、図３（ｅ）に示すように、情報出力部１３は、クロック出力部１２３がクロック信号１５３を出力する時刻ｔ３から時刻ｔ４の間、テスト信号１４１を信号線ＭＩＳＯに出力する。

そのため、第２異常検出装置２０が図３（ｂ）に示すクロック信号１５３に同期して信号線ＭＩＳＯの信号を取得すると、時刻ｔ１から時刻ｔ２の間は検出信号１５６を取得し、時刻ｔ３から時刻ｔ４の間はテスト信号１４１を取得することとなる。

このように、センサ３が検出信号１５６を出力していない間に第１異常検出装置１０が信号線ＭＩＳＯにテスト信号１４１を出力することで、第２異常検出装置２０は、信号線ＭＩＳＯを介してテスト信号１４１を取得することができる。また、第２異常検出装置２０がテスト信号１４１に基づいて行ったバッテリ２の異常の検出結果に基づいて、第１異常検出装置１０は、第２異常検出装置２０の動作テストを行うことができる。

図３に示すように、第２異常検出装置２０の動作テストを、バッテリ２の異常検出を行わない間（時刻ｔ２から時刻ｔ５の間）で行うことで、異常検出期間を長く確保することができる。例えば、第２異常検出装置２０の動作テストを、異常検出システム１の起動時に行うとすると、第２異常検出装置２０の動作テストを行ってからでないとバッテリ２の異常検出を行えなくなり起動時間が長くなってしまう。

そこで、図３に示すように、バッテリ２の異常検出期間であって、センサ３からの検出信号１５６を取得しない期間（時刻ｔ２から時刻ｔ５の間）に第２異常検出装置２０の動作テストを行うことで、起動時に行う場合に比べて起動時間を短くすることができる。これにより、異常検出期間を長くすることができる。

なお、第２異常検出装置２０の動作テストは異常検出期間に少なくとも１回行えればよく、周期Ｔ１ごと、すなわちセンサ３からの検出信号１５６を取得しない期間ごとに毎回行う必要はない。但し、異常検出期間に定期的に第２異常検出装置２０の動作テストを行ってもよい。

＜３．動作テスト処理＞
次に、図４を用いて実施形態に係る第１異常検出装置１０が実行する動作テスト処理の処理手順について説明する。図４は、実施形態に係る第１異常検出装置１０が実行する動作テスト処理の処理手順を示すフローチャートである。第１異常検出装置１０は、例えば起動時から所定期間が経過した場合等の所定のタイミングで図４に示す動作テスト処理を実行する。

第１異常検出装置１０は、要求出力部１２１が出力要求信号を出力し、センサ３に検出結果の出力を要求しているか否かを判定する（ステップＳ１０１）。出力要求信号を出力している場合（ステップＳ１０１のＹｅｓ）、ステップＳ１０１に戻り、出力要求信号の出力終了を待つ。

一方、要求出力部１２１が出力要求信号を出力していない場合（ステップＳ１０１のＮｏ）、第１異常検出装置１０は、クロック信号１５３を第２信号線ＣＬＫに出力し（ステップＳ１０２）、テスト信号１４１を信号線ＭＩＳＯに出力する（ステップＳ１０３）。また、第１異常検出装置１０は、指定信号１５４を第３信号線ＭＯＳＩに出力する（ステップＳ１０４）。

テスト信号１４１を取得した第２異常検出装置２０は、テスト信号１４１に基づいてバッテリ２の異常を検出し、その検出結果を第１異常検出装置１０に出力する。第１異常検出装置１０はこの検出結果を受信する（ステップＳ１０５）。

第１異常検出装置１０は、ステップＳ１０５で受信した、第２異常検出装置２０によるバッテリ２の異常検出の結果が正しいか否かを判定する（ステップＳ１０６）。

異常検出の結果が正しい場合（ステップＳ１０６のＹｅｓ）、第１異常検出装置１０は、第２異常検出装置２０が正常と判定する（ステップＳ１０７）。一方、異常検出の結果が誤っている場合、または異常検出の結果を受信できなかった場合（ステップＳ１０６のＮｏ）、第１異常検出装置１０は、第２異常検出装置２０が異常と判定する（ステップＳ１０８）。

以上のように、実施形態に係る異常検出システム１の第１異常検出装置１０は、第１異常検出装置１０の入力用である信号線ＭＩＳＯにテスト信号１４１を出力することで、信号線ＭＩＳＯを含めた第２異常検出装置２０の動作テストを行うことができる。これにより、異常検出システム１は、第２異常検出装置２０の異常を効率よく検出することができる。

＜４．変形例＞
以上、本発明の実施形態について説明してきたが、この発明は上記実施形態に限定されるものではなく様々な変形が可能である。以下では、このような変形例について説明する。上記実施形態および以下で説明する形態を含む全ての形態は、適宜に組み合わせ可能である。

上述した実施形態の異常検出システム１は、第１異常検出装置１０と第２異常検出装置２０の２系統でバッテリ２の異常を検出するとしたが、これに限定されない。例えば第２異常検出装置２０が異常検出部１１０の他に、バッテリ２の異常を検出する第２異常検出部を備えるようにしてもよい。このように、異常検出システム１がバッテリ２の異常を検出する経路を増やすことで、異常検出の冗長性を確保することができ、バッテリ２の安全性をより向上させることができる。

なお、この場合、バッテリシステムＳがセンサ３を複数有するようにしてもよい。すなわち、第１異常検出装置１０の異常検出部１１０と第２異常検出部とがそれぞれ異なるセンサの検出結果に基づいてバッテリ２の異常を検出するようにしてもよい。

これにより、例えば一方のセンサ３に不具合が生じ、バッテリ２の情報を検出できない場合であっても、他方のセンサ３が検出した情報に基づいて異常検出システム１がバッテリ２の異常を検出することができる。このように、センサ３も含めて異常検出の冗長性を確保することで、バッテリ２の安全性をより向上させることができる。

上述した実施形態の異常検出システム１は、第１異常検出装置１０と第２異常検出装置２０とをそれぞれ異なるＩＣチップに実装するとしたが、これに限定されない。第１異常検出装置１０と第２異常検出装置２０とを同じＩＣチップに実装することも可能である。

なお、第１異常検出装置１０と第２異常検出装置２０とをそれぞれ異なるＩＣチップに実装すると、一方のＩＣチップに故障が発生したとしても、他方のＩＣチップに搭載された異常検出装置を用いてバッテリ２の異常を検出することができるため、バッテリ２の安全性をより向上させることができる。

以上の実施形態では、監視対象としてバッテリを例に説明したが、これに限らず、センサの出力を二重監視するシステムであれば適用可能である。例えば、モータやミリ波レーダを監視対象とすることができ、モータの状態を電流や電圧で二重監視したり、ミリ波レーダの状態を計測された距離や相対速度情報で二重監視したりすることができる。

＜５．効果＞
上記実施形態に係る異常検出システム１は、第１異常検出装置１０と、第２異常検出装置２０とを備える。第１異常検出装置１０は、第１取得部１１と、第１検出部１２とを備える。第１取得部１１は、入力用信号線ＭＩＳＯを介してセンサ３からバッテリ２の状態を示す情報を取得する。第１検出部１２は、第１取得部１１が取得した情報に基づいてバッテリ２の異常を検出する。

また、第２異常検出装置２０は、第２取得部２１と、第２検出部２２とを備える。第２取得部２１は、入力用信号線ＭＩＳＯを介してセンサ３からバッテリ２の状態を示す情報を取得する。第２検出部２２は、第２取得部２１が取得した情報に基づいてバッテリ２の異常を検出する。

また、第１異常検出装置１０は、入力用信号線ＭＩＳＯに対してテスト情報（テスト信号１４１）を出力する。第２異常検出装置２０の第２検出部２２は、入力用信号線ＭＩＳＯを介して第２取得部２１が取得したテスト情報（テスト信号１４１）に基づいてバッテリ２の異常を検出する。第１異常検出装置１０は、第２検出部２２がテスト情報（テスト信号１４１）に基づいて検出した検出結果に応じて、第２異常検出装置２０の異常の有無を判定する。

これにより、異常検出システム１は、入力用信号線ＭＩＳＯも含めた第２異常検出装置２０の異常を検出することができ、第２異常検出装置２０の異常を効率的に検出することができる。

上記実施形態に係る異常検出システム１の第１異常検出装置１０は、センサ制御部１２０と、情報出力部１３とをさらに備える。センサ制御部１２０は、センサ３を制御する。情報出力部１３は、センサ制御部１２０がセンサ３に対して情報を出力しないように制御する間にテスト情報（テスト信号１４１）を出力する。

これにより、異常検出システム１は、センサ３が検出結果を出力しない間に第２異常検出装置２０の動作テストを行うことができる。

上記実施形態に係る第１異常検出装置１０の情報出力部１３は、第１検出部１２がバッテリ２の異常を検出する異常検出期間であって、センサ制御部１２０がセンサ３に対して情報を出力しないように制御する期間に、テスト情報（テスト信号１４１）を出力する。

これにより、異常検出システム１は、バッテリ２の異常を検出する異常検出期間に第２異常検出装置２０の動作テストを行うことができる。例えば異常検出システム１の起動時に動作テストを行う場合に比べて、起動時間を短縮でき、異常検出期間を長くすることができる。

上記実施形態に係る異常検出システム１の第２異常検出装置２０は、制御部（第２リレー制御部２４）と、出力切替部２３とをさらに備える。制御部（第２リレー制御部２４）は、第２検出部２２がバッテリ２の異常を検出した場合にバッテリ２の充放電を制御する。出力切替部２３は、第２検出部２２がテスト情報（テスト信号１４１）に基づいてバッテリ２の異常を検出した場合に、検出結果の出力先を制御部（第２リレー制御部２４）から第１異常検出装置１０に切り替える。

これにより、第２異常検出装置２０が動作テスト時にバッテリ２の充放電を制御することがなくなるため、動作テスト時に、バッテリ２の充放電を適切に行うことができる。

上記実施形態に係る異常検出システム１の第１異常検出装置１０は、指定信号出力部１２２をさらに備える。指定信号出力部１２２は、センサ３から取得する情報の種別を指定する指定信号１５４を、出力用信号線（第３信号線ＭＯＳＩ）を介してセンサ３に出力する。また、指定信号出力部１２２は、情報出力部１３がテスト情報（テスト信号１４１）を出力する場合に、当該テスト情報（テスト信号１４１）の種別に応じた指定信号１５４を出力する。

これにより、異常検出システム１は、センサ３が検出する情報の種別に応じて、第２異常検出装置２０の動作テストを行うことができる。

上記実施形態に係る異常検出装置（第１異常検出装置１０）は、取得部（第１取得部１１）と、検出部（第１検出部１２）と、情報出力部１３と、判定部１４とを備える。取得部（第１取得部１１）は、入力用信号線ＭＩＳＯを介してセンサ３からバッテリ２の状態を示す情報を取得する。検出部（第１検出部１２）は、取得部（第１取得部１１）が取得した情報に基づいてバッテリ２の異常を検出する。情報出力部１３は、情報に基づいてバッテリ２の異常を検出する第２異常検出装置２０に対して、入力用信号線ＭＩＳＯを介してテスト情報（テスト信号１４１）を出力する。判定部１４は、第２異常検出装置２０によるテスト情報（テスト信号１４１）に基づいたバッテリ２の異常検出結果に応じて、第２異常検出装置２０の異常の有無を判定する。

これにより、異常検出装置（第１異常検出装置１０）は、入力用信号線ＭＩＳＯも含めた第２異常検出装置２０の異常を検出することができ、第２異常検出装置２０の異常を効率的に検出することができる。

さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。

１ 異常検出システム
２ バッテリ
３ センサ
１０、２０ 異常検出装置
１１、２１ 取得部
１２、２２ 検出部
１３ 情報出力部
１４ 判定部
１２０ センサ制御部
１２１ 要求出力部
１２２ 指定信号出力部

Claims (6)

1. 入力用信号線を介してセンサから監視対象の状態を示す情報を取得する第１取得部と、
   前記第１取得部が取得した前記情報に基づいて前記監視対象の異常を検出する第１検出部と、
   を備える第１異常検出装置と、
   前記入力用信号線を介して前記センサから前記情報を取得する第２取得部と、
   前記第２取得部が取得した前記情報に基づいて前記監視対象の異常を検出する第２検出部と、
   を備える第２異常検出装置と、
   を備え、
   前記第１異常検出装置は、
   前記入力用信号線に対してテスト情報を出力し、
   前記第２異常検出装置の前記第２検出部は、
   前記入力用信号線を介して前記第２取得部が取得した前記テスト情報に基づいて前記監視対象の異常を検出し、
   前記第１異常検出装置は、
   前記第２検出部が前記テスト情報に基づいて検出した検出結果に応じて、前記第２異常検出装置の異常の有無を判定すること
   を特徴とする異常検出システム。
2. 前記第１異常検出装置は、
   前記センサを制御するセンサ制御部と、
   前記センサ制御部が前記センサに対して前記情報を出力しないように制御する間に前記テスト情報を出力する情報出力部と、
   をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の異常検出システム。
3. 前記第１異常検出装置の前記情報出力部は、
   前記第１検出部が前記監視対象の異常を検出する異常検出期間であって、前記センサ制御部が前記センサに対して前記情報を出力しないように制御する期間に、前記テスト情報を出力すること
   を特徴とする請求項２に記載の異常検出システム。
4. 前記監視対象はバッテリであり、
   前記第２異常検出装置は、
   前記第２検出部が前記バッテリの異常を検出した場合に前記バッテリの充放電を制御する制御部と、
   前記第２検出部が前記テスト情報に基づいて前記バッテリの異常を検出した場合に、検出結果の出力先を前記制御部から前記第１異常検出装置に切り替える出力切替部と、
   をさらに備えることを特徴とする請求項１、２または３に記載の異常検出システム。
5. 前記第１異常検出装置は、
   前記センサから取得する前記情報の種別を指定する指定信号を、出力用信号線を介して前記センサに出力する指定信号出力部をさらに備え、
   前記指定信号出力部は、
   前記テスト情報を出力する場合に、当該テスト情報の種別に応じた前記指定信号を出力すること
   を特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の異常検出システム。
6. 入力用信号線を介してセンサから監視対象の状態を示す情報を取得する取得部と、
   前記取得部が取得した前記情報に基づいて前記監視対象の異常を検出する検出部と、
   前記情報に基づいて前記監視対象の異常を検出する第２異常検出装置に対して、前記入力用信号線を介してテスト情報を出力する情報出力部と、
   前記第２異常検出装置による前記テスト情報に基づいた前記監視対象の異常検出結果に応じて、前記第２異常検出装置の異常の有無を判定する判定部と、
   を備えることを特徴とする異常検出装置。

Images