特開 2022-181259 計測装置および計測方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022181259

(43)【公開日】2022-12-08

(54)【発明の名称】計測装置および計測方法

(51)【国際特許分類】

   G01R 19/00 20060101AFI20221201BHJP

   H01M 10/48 20060101ALI20221201BHJP

【ＦＩ】

G01R19/00 B

H01M10/48 P

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021088092

(22)【出願日】2021-05-26

(71)【出願人】

【識別番号】000237592

【氏名又は名称】株式会社デンソーテン

(71)【出願人】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】吉村 総一郎

(72)【発明者】

【氏名】梶 信之

(72)【発明者】

【氏名】太田 雄一

(72)【発明者】

【氏名】高橋 洸平

(72)【発明者】

【氏名】篠原 俊樹

【テーマコード（参考）】

2G035

5H030

【Ｆターム（参考）】

2G035AA00

2G035AB03

2G035AC01

2G035AC02

2G035AD26

2G035AD28

2G035AD49

2G035AD65

5H030AA10

5H030AS08

5H030FF41

5H030FF42

5H030FF43

5H030FF44

5H030FF52

(57)【要約】

【課題】２つの計測部によって計測される計測値間の誤差を抑制することができる計測装置および計測方法を提供する。
【解決手段】実施形態の一態様に係る計測装置においては、第１計測部と、第２計測部と、計測処理部とを備える。第１計測部は、第１計測期間の間、二次電池の電流を計測する。第２計測部は、第１計測期間より短い第２計測期間の間、二次電池の電流および電圧の少なくともいずれかを計測する。計測処理部は、第１計測部による計測が行われる第１計測期間の間に、第２計測部による計測が複数回行われ、当該複数回の計測による計測値の平均値を第２計測部の計測結果とする。
【選択図】図１Ｄ

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１計測期間の間、二次電池の電流を計測する第１計測部と、
前記第１計測期間より短い第２計測期間の間、前記二次電池の電流および電圧の少なくともいずれかを計測する第２計測部と、
前記第１計測部による計測が行われる前記第１計測期間の間に、前記第２計測部による計測が複数回行われ、当該複数回の計測による計測値の平均値を前記第２計測部の計測結果とする計測処理部と
を備えることを特徴とする計測装置。

【請求項2】

前記第１計測部による計測が行われる前記第１計測期間のうちの第１タイミングと、前記第２計測部による計測が行われる前記第２計測期間のうちの第２タイミングとが重なるように、前記第２計測部の計測処理を含む所定処理を開始させるまでの待ち時間を設定する設定部
を備えることを特徴とする請求項１に記載の計測装置。

【請求項3】

前記第１タイミングは、
前記第１計測部による計測が開始されるタイミングであること
を特徴とする請求項２に記載の計測装置。

【請求項4】

前記第２タイミングは、
前記第２計測部による前記複数回の計測のうち初回の計測が開始されるタイミングであること
を特徴とする請求項２または３に記載の計測装置。

【請求項5】

前記第１タイミングは、
前記第１計測部による計測が終了するタイミングであること
を特徴とする請求項２に記載の計測装置。

【請求項6】

前記第２タイミングは、
前記第２計測部による前記複数回の計測のうち最後の計測が終了するタイミングであること
を特徴とする請求項２または５に記載の計測装置。

【請求項7】

第１計測期間の間、二次電池の電流を計測する第１計測工程と、
前記第１計測期間より短い第２計測期間の間、前記二次電池の電流および電圧の少なくともいずれかを計測する第２計測工程と、
前記第１計測工程による計測が行われる前記第１計測期間の間に、前記第２計測工程による計測が複数回行われ、当該複数回の計測による計測値の平均値を前記第２計測工程の計測結果とする計測処理工程と
を含むことを特徴とする計測方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、計測装置および計測方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、ＨＥＶ（Hybrid Electric Vehicle）やＥＶ（Electric Vehicle）に搭載されるリチウムイオン二次電池（ＬＩＢ：Lithium-Ion rechargeable Battery）の電流や電圧を計測する技術が種々提案されている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】国際公開第２０１５／００１６０５号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、上記した電池の電流などは、２つの計測部によって計測されることがある。しかしながら、例えば電流などが比較的大きく変動するような状態の場合、２つの計測部によって計測された計測値の間で誤差が増大するおそれがあり、改善の余地があった。

【0005】

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、２つの計測部によって計測される計測値間の誤差を抑制することができる計測装置および計測方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、計測装置において、第１計測部と、第２計測部と、計測処理部とを備える。第１計測部は、第１計測期間の間、二次電池の電流を計測する。第２計測部は、前記第１計測期間より短い第２計測期間の間、前記二次電池の電流および電圧の少なくともいずれかを計測する。計測処理部は、前記第１計測部による計測が行われる前記第１計測期間の間に、前記第２計測部による計測が複数回行われ、当該複数回の計測による計測値の平均値を前記第２計測部の計測結果とする。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、２つの計測部によって計測される計測値間の誤差を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1A】図１Ａは、実施形態に係る計測方法の概要を示す図である。

【図1B】図１Ｂは、実施形態に係る計測方法の概要を示す図である。

【図1C】図１Ｃは、比較例に係る計測方法を説明する図である。

【図1D】図１Ｄは、実施形態に係る計測方法の概要を示す図である。

【図2】図２は、実施形態に係るバッテリ管理ＥＣＵを含む車載システムの構成例を示すブロック図である。

【図3】図３は、電流監視ＩＣ、電池監視ＩＣの処理や待ち時間等を説明するためのタイミングチャートである。

【図4】図４は、バッテリ管理ＥＣＵが実行する処理手順を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、添付図面を参照して、本願の開示する計測装置および計測方法の実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。

【0010】

＜１．計測装置による計測方法の概要＞
以下では先ず、実施形態に係る計測装置による計測方法の概要などについて図１Ａ～図１Ｄを参照して説明する。図１Ａ、図１Ｂおよび図１Ｄは、実施形態に係る計測方法の概要を示す図である。図１Ｃは、本実施形態の比較例に係る計測方法を説明する図である。

【0011】

実施形態に係る計測方法は、例えば車両１００に搭載されるバッテリ管理ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１０によって実行される。なお、バッテリ管理ＥＣＵ１０は、計測装置の一例である。また、以下では、バッテリ管理ＥＣＵ１０が、車両１００に搭載されるリチウムイオン二次電池（以下、ＬＩＢ２０と記載する）の状態を管理する場合を一例に挙げて説明するが、バッテリ管理ＥＣＵ１０による管理の対象は、車両１００に搭載されるＬＩＢに限定されず、任意の機器に搭載されるＬＩＢであってもよい。

【0012】

図１Ａに示すように、自動車などの車両１００には、車載システム１が搭載される。車載システム１は、バッテリ管理ＥＣＵ１０と、ＬＩＢ２０と、上位ＥＣＵ３０とを備える。

【0013】

バッテリ管理ＥＣＵ１０、上位ＥＣＵ３０、および、図示しない他のＥＣＵは、ＣＡＮ（Controller Area Network）等のネットワークＮにより相互通信可能に接続され、それぞれ制御プログラムを実行することによって、それぞれに対応する制御対象を電子制御する。

【0014】

バッテリ管理ＥＣＵ１０は、制御対象としてＬＩＢ２０を電子制御する。また、上位ＥＣＵ３０は、バッテリ管理ＥＣＵ１０の上位のＥＣＵであり、例えば走行する車両１００の車両状況を随時取得して、かかる車両状況に応じてバッテリ管理ＥＣＵ１０等を制御する。

【0015】

ＬＩＢ２０は、例えば複数のセルを含み、充電または放電可能な二次電池（バッテリ）である。なお、ＬＩＢ２０は、二次電池の一例である。

【0016】

図１Ｂに示すように、バッテリ管理ＥＣＵ１０は、電流監視ＩＣ（Integrated Circuit）１１と、電池監視ＩＣ１２と、マイコン１３とを備える。電流監視ＩＣ１１は、ＬＩＢ２０の電流を計測して監視する。なお、電流監視ＩＣ１１は、第１計測部の一例である。

【0017】

電池監視ＩＣ１２は、ＬＩＢ２０の電流および電圧（詳しくはセルの電圧）を計測して監視する。なお、電池監視ＩＣ１２は、ＬＩＢ２０の電流および電圧のいずれかを計測するように構成されてもよい。すなわち、電池監視ＩＣ１２は、ＬＩＢ２０の電流および電圧の少なくともいずれかを計測するように構成される。以下では、電池監視ＩＣ１２が、ＬＩＢ２０の電流を計測する場合を例に挙げて説明を続ける。なお、電池監視ＩＣ１２は、第２計測部の一例である。

【0018】

マイコン１３は、電流監視ＩＣ１１および電池監視ＩＣ１２の監視結果や、上位ＥＣＵ３０から取得した車両状況等に基づいて、ＬＩＢ２０の充放電制御を実行することができる。また、マイコン１３には、電流監視ＩＣ１１によって計測された計測値を示す情報および電池監視ＩＣ１２によって計測された計測値を示す情報が入力され、入力された情報を上位ＥＣＵ３０へ通知することができる。

【0019】

なお、電流監視ＩＣ１１とマイコン１３との間、および、電池監視ＩＣ１２とマイコン１３との間において、データは、例えばＳＰＩ（Serial Peripheral Interface）によるシリアル通信によりやり取りされる。

【0020】

ところで、従来技術にあっては、ＬＩＢの電流を検出する電流センサから出力されるアナログ電流値をマイコンのＡＤコンバータでＡＤ変換して、電流を計測するように構成されていた。また、近年、ＬＩＢ２０の電流を高精度に計測することが望まれている。そこで、本実施形態にあっては、ＬＩＢ２０の電流を、従来技術に比べて高精度に計測するため、上記したように電流計測用の電流監視ＩＣ１１を備えるようにした。なお、電流監視ＩＣ１１は、ＬＩＢ２０の電流を高精度に計測可能なＩＣである。

【0021】

ここで、上記したようにＬＩＢ２０の電流が、電流監視ＩＣ１１および電池監視ＩＣ１２の２つの計測部で計測される場合、各監視ＩＣ１１，１２の計測値を比較することで、各監視ＩＣ１１，１２の異常を検知することが可能になる。すなわち、例えば電流監視ＩＣ１１が電流を計測するタイミングと、電池監視ＩＣ１２が電流を計測するタイミングとを同期させ、そのときの電流監視ＩＣ１１の計測値と電池監視ＩＣ１２の計測値との差が所定値以上である場合、言い換えると２つの計測値間が比較的大きく乖離している場合、各監視ＩＣ１１，１２に何らかの異常が発生したと判定することが可能になる。

【0022】

しかしながら、電流監視ＩＣ１１および電池監視ＩＣ１２の計測を同期させたとしても、例えばＬＩＢ２０の電流などが比較的大きく変動するような状態の場合、２つの計測値間で誤差が増大するおそれがあった。このＬＩＢ２０の電流の変動に起因する２つの計測値間の誤差について、図１Ｃを参照して説明する。

【0023】

図１Ｃは、実施形態の比較例における、電流監視ＩＣ１１および電池監視ＩＣ１２に関する処理手順を示すタイミングチャートである。なお、図１Ｃおよび後述する図１Ｄ，３では、上から順に、ＬＩＢ２０の実際の電流、電流監視ＩＣ１１に関する処理、電池監視ＩＣ１２に関する処理を示している。

【0024】

先ず、電流監視ＩＣ１１で実行される各処理について説明する。電流監視ＩＣ１１では、図１Ｃに示すように、「通信」、「計測準備」および「電流計測」等の処理が実行される。なお、図１Ｃに示す「通信準備」は、マイコン１３側での処理である。

【0025】

「通信準備」、「通信」および「計測準備」は、電流監視ＩＣ１１による電流計測の事前に行われる処理であり、各処理の詳細については後述する。

【0026】

「電流計測」は、電流監視ＩＣ１１がＬＩＢ２０の電流を計測する電流計測期間を示している。なお、電流監視ＩＣ１１の電流計測期間は、後述する電池監視ＩＣ１２の電流計測期間より長くなる。例えば、電流監視ＩＣ１１の電流計測期間は、電池監視ＩＣ１２の電流計測期間に比べて数倍長くなる。また、各監視ＩＣ１１，１２の電流計測期間は、各監視ＩＣ１１，１２の仕様や性能などに応じて予め設定されるが、これに限定されるものではない。

【0027】

比較例に係る電流監視ＩＣ１１にあっては、電流計測期間の間、ＬＩＢ２０の電流を時間軸における複数のタイミングでサンプリングし、得られたサンプリング値（測定値）の平均値を計測結果としている。

【0028】

ここで、電流監視ＩＣ１１による計測と電池監視ＩＣ１２による計測との同期について説明すると、比較例にあっては、図１Ｃに示すように、同期目標点が予め決定される。同期目標点は、電流監視ＩＣ１１による計測と電池監視ＩＣ１２による計測とを同期させるときに目標となる時点である。

【0029】

図１Ｃでは、同期目標点は、電流監視ＩＣ１１が実際にＬＩＢ２０の電流を計測する電流計測期間（図１Ｃにおいて時刻Ｔ１２～Ｔ１６）のうちの中間点（時刻Ｔ１４）に決定される。以下、電流監視ＩＣ１１の電流計測期間のうち、かかる同期目標点として決定されたタイミングを「第１タイミング」という場合がある。

【0030】

そして、比較例に係る電池監視ＩＣ１２にあっては、ＬＩＢ２０の電流の計測が同期目標点（第１タイミング）で行われるように構成される。具体的に説明すると、マイコン１３は、タイマ（ウェイトタイマ）を備える。従って、マイコン１３において、かかるタイマによる待ち時間Ｃｘが適宜に設定（セット）されることで、電池監視ＩＣ１２による電流の計測が同期目標点で行われることとなる。なお、待ち時間Ｃｘは、例えば所定の作業者によって決定される。

【0031】

電池監視ＩＣ１２に関する各処理について説明すると、電池監視ＩＣ１２では、「通信」、「計測準備」および「電流計測」等の処理が実行される。なお、図１Ｃに示す「タイマ設定」、「待ち時間」、「遅延」および「通信準備」は、マイコン１３側での処理である。

【0032】

「タイマ設定」は、マイコン１３がタイマの設定をするためのソフトの準備処理時間である。「待ち時間」は、マイコン１３において設定されたタイマによる待ち時間であり、言い換えると、電池監視ＩＣ１２による電流の計測を同期目標点で行うための待ち時間である。

【0033】

「遅延」、「通信準備」および「計測準備」は、電池監視ＩＣ１２による電流計測の事前に行われる処理であり、各処理の詳細については後述する。

【0034】

「電流計測」は、電池監視ＩＣ１２がＬＩＢ２０の電流を計測する電流計測期間を示している。なお、電池監視ＩＣ１２の電流計測期間は、上記したように、電流監視ＩＣ１１の電流計測期間より短い。

【0035】

比較例に係る電池監視ＩＣ１２にあっては、電流計測期間の間、ＬＩＢ２０の電流を時間軸における複数のタイミングでサンプリングし、得られたサンプリング値（測定値）の平均値を計測結果としている。

【0036】

また、比較例に係る電池監視ＩＣ１２にあっては、ＬＩＢ２０の電流計測が同期目標点で行われるように構成される。図１Ｃでは、同期目標点は、比較例に係る電池監視ＩＣ１２が実際にＬＩＢ２０の電流を計測する電流計測期間（図１Ｃにおいて時刻Ｔ１３～Ｔ１５）のうちの中間点（時刻Ｔ１４）に決定される。以下、電池監視ＩＣ１２の電流計測期間のうち、かかる同期目標点として決定されたタイミングを「第２タイミング」という場合がある。

【0037】

比較例では、電池監視ＩＣ１２が電流計測を行う第２タイミングが同期目標点（第１タイミング）となるように、待ち時間Ｃｘが予め決定されてタイマに設定されることで、電流監視ＩＣ１１および電池監視ＩＣ１２の計測が同期することとなる。

【0038】

しかしながら、電流監視ＩＣ１１および電池監視ＩＣ１２の計測を同期させたとしても、図１Ｃの上段に示すように、ＬＩＢ２０の電流が比較的大きく変動するような状態の場合、２つの計測値間で誤差が増大してしまう。

【0039】

すなわち、電流監視ＩＣ１１においては、比較的長い電流計測期間（時刻Ｔ１２～Ｔ１６）の間に計測される電流の平均値を計測結果としている。これに対し、電池監視ＩＣ１２においては、比較的短い電流計測期間（時刻Ｔ１３～Ｔ１５）の間に計測される電流の平均値を計測結果としている。そのため、例えば時刻Ｔ１３～Ｔ１５におけるＬＩＢ２０の電流が一時的に大きくなった場合、電池監視ＩＣ１２による計測値が電流監視ＩＣ１１による計測値より大きくなり、２つの計測値間の誤差が増大してしまう。なお、かかる計測値間の誤差が増大すると、上記した各監視ＩＣ１１，１２の異常を検知する異常検知処理においても誤判定を招くおそれがある。

【0040】

そこで、本実施形態にあっては、２つの計測部（電流監視ＩＣ１１および電池監視ＩＣ１２）によって計測される計測値間の誤差を抑制するように構成した。

【0041】

以下、本実施形態に係る処理等について図１Ｄを参照して具体的に説明する。図１Ｄは、実施形態における、電流監視ＩＣ１１および電池監視ＩＣ１２に関する処理手順の一例を示すタイミングチャートである。

【0042】

図１Ｄに示すように、本実施形態にあっては、電流監視ＩＣ１１による計測が行われる電流計測期間の間に、電池監視ＩＣ１２による計測が複数回（ここでは４回）行われ、当該複数回の計測による計測値の平均値を電池監視ＩＣ１２の計測結果とするようにした。

【0043】

詳説すると、先ず、電流監視ＩＣ１１では、比較例と同様、「通信」、「計測準備」および「電流計測」等の処理が実行される。また、「通信準備」は、マイコン１３側での処理である。

【0044】

「通信準備」は、マイコン１３が電流監視ＩＣ１１と通信を開始するためのソフトの準備処理時間である。「通信」は、電流監視ＩＣ１１とマイコン１３との通信にかかる時間である。

【0045】

「計測準備」は、電流監視ＩＣ１１がＬＩＢ２０の電流を計測するための準備処理時間である。なお、電流監視ＩＣ１１は、マイコン１３から出力される電流計測指示に応じて電流の計測を開始する。従って、「計測準備」は、電流監視ＩＣ１１がマイコン１３からの電流計測指示を受信してから実際に電流の計測を開始するまでの時間であるともいえる。「電流計測」は、上記したように、電流監視ＩＣ１１がＬＩＢ２０の電流を計測する電流計測期間を示している。

【0046】

本実施形態に係る電流監視ＩＣ１１にあっては、電流計測期間の間、ＬＩＢ２０の電流の計測を継続的に行い、電流計測期間のうちの任意のタイミングで電流の計測結果を出力することができる。例えば、電流監視ＩＣ１１は、ＬＩＢ２０の電流を時間軸における複数のタイミングでサンプリングし、得られたサンプリング値に基づき、電流計測期間のうちの任意のタイミングでＬＩＢ２０の電流値を確定させ、確定した電流値を計測結果として出力することができる。

【0047】

なお、電流監視ＩＣ１１は、上記したサンプリング値の平均値を計測結果するが、これに限定されるものではない。すなわち、例えば、電流監視ＩＣ１１は、電流計測期間のうちの任意のタイミングで得られたサンプリング値（言い換えると瞬時値）をＬＩＢ２０の電流の計測結果とするなど、その他の手法で求めたＬＩＢ２０の電流を計測結果としてもよい。

【0048】

また、本実施形態において、同期目標点は、例えば電流監視ＩＣ１１が実際にＬＩＢ２０の電流を計測する電流計測期間（図１Ｄにおいて時刻Ｔ２２～Ｔ２９）のうちの任意のタイミングであって、かつ、電流監視ＩＣ１１の電流計測期間の間に、電池監視ＩＣ１２による計測を複数回行うことができるようなタイミングに決定される。

【0049】

図１Ｄの例では、同期目標点は、電流監視ＩＣ１１の電流計測期間のうち、電流監視ＩＣ１１による計測が開始されるタイミング（図１Ｄで時刻Ｔ２２）に決定される。従って、電流監視ＩＣ１１の電流計測期間のうちの第１タイミングは、同期目標点として決定された、電流監視ＩＣ１１による計測が開始されるタイミングとなる。

【0050】

次に、電池監視ＩＣ１２等について説明する。電池監視ＩＣ１２にあっては、ＬＩＢ２０の電流の計測が同期目標点（第１タイミング）で行われるように構成される。例えば、同期目標点は、電池監視ＩＣ１２が実際にＬＩＢ２０の電流を計測する電流計測期間のうちの任意のタイミングに決定される。

【0051】

図１Ｄの例では、同期目標点は、電池監視ＩＣ１２による複数回の計測のうち初回の計測が開始されるタイミング（図１Ｄで時刻Ｔ２２）に決定される。従って、電池監視ＩＣ１２の電流計測期間のうちの第２タイミングは、同期目標点として決定された、電池監視ＩＣ１２による複数回の計測のうち初回の計測が開始されるタイミングとなる。

【0052】

そして、本実施形態にあっては、電池監視ＩＣ１２が電流計測を行う第２タイミングが同期目標点（第１タイミング）となるように、待ち時間Ｃ１が予め決定されてタイマに設定されることで、電流監視ＩＣ１１および電池監視ＩＣ１２の計測を同期させる。また、電流監視ＩＣ１１と同期した電池監視ＩＣ１２においては、電流計測が複数回行われ、当該複数回の計測による計測値の平均値を電池監視ＩＣ１２の計測結果とする。

【0053】

具体的に説明すると、電池監視ＩＣ１２では、時刻Ｔ２１以降、「通信」、「計測準備」および「電流計測」等の処理が実行される。また、「タイマ設定」、「待ち時間」、「遅延」および「通信準備」は、マイコン１３側での処理である。

【0054】

「タイマ設定」および「待ち時間」の処理内容は、比較例と同様であるため、説明を省略する。但し、図１Ｄでは、本実施形態に係る「待ち時間」は、電池監視ＩＣ１２による電流の計測を同期目標点で行うための待ち時間として「Ｃ１」がタイマに設定された例を示している。なお、待ち時間「Ｃ１」の詳細については後述する。

【0055】

「遅延」は、タイマの設定によって処理に遅延が生じたときの遅延時間である。詳説すると、例えば仮に、タイマによる待ち時間が終了した時点で、マイコン１３における他の機能（処理）により、割り込み禁止処理が実行されていたり、電流計測処理と同じ優先度を有する他の処理が実行されていたりする場合がある。かかる場合、待ち時間の終了後、電流計測処理を直ちに開始することができない。上記した「遅延」は、そのような割り込み禁止処理や、同じ優先度を有する他の処理が終了するまで電流計測処理を遅延させる時間（言い換えると電流計測処理を待機させる時間）である。この「遅延」時間は、予め想定される遅延時間の内の最大値が設定されるが、これに限られず、例えば想定される遅延時間の平均値などでもよい。なお、上記したような割り込み禁止処理や同じ優先度を有する他の処理が実行されない場合、遅延時間はゼロとなる、言い換えると、図１Ｄに示す「遅延」は無くなる。

【0056】

「通信準備」は、マイコン１３が電池監視ＩＣ１２と通信を開始するためのソフトの準備処理時間である。「通信」は、電池監視ＩＣ１２とマイコン１３との通信にかかる時間である。

【0057】

「計測準備」は、電池監視ＩＣ１２がＬＩＢ２０の電流を計測するための準備処理時間である。なお、電池監視ＩＣ１２は、マイコン１３から出力される電流計測指示に応じて電流の計測を開始する。従って、「計測準備」は、電池監視ＩＣ１２がマイコン１３からの電流計測指示を受信してから実際に電流の計測を開始するまでの時間であるともいえる。「電流計測」は、上記したように、電池監視ＩＣ１２がＬＩＢ２０の電流を計測する電流計測期間を示している。

【0058】

電池監視ＩＣ１２において初回（１回目）の電流計測が終了すると、続いて２回目の電流計測が行われる。具体的には、上記した「遅延」、「通信準備」、「通信」、「計測準備」が１回目の電流計測の終了後の時刻Ｔ２３～Ｔ２４の間で行われ、「電流計測」の処理が時刻Ｔ２３～Ｔ２４の間で実行される、言い換えると、２回目の電流計測が行われる。

【0059】

続いて、電池監視ＩＣ１２において２回目の電流計測が終了すると、３回目の電流計測が行われる。具体的には、上記した「遅延」、「通信準備」、「通信」、「計測準備」が２回目の電流計測の終了後の時刻Ｔ２５～Ｔ２６の間で行われ、「電流計測」の処理が時刻Ｔ２６～Ｔ２７の間で実行される、言い換えると、３回目の電流計測が行われる。

【0060】

続いて、電池監視ＩＣ１２において３回目の電流計測が終了すると、４回目の電流計測が行われる。具体的には、上記した「遅延」、「通信準備」、「通信」、「計測準備」が３回目の電流計測の終了後の時刻Ｔ２７～Ｔ２８の間で行われ、「電流計測」の処理が時刻Ｔ２８～Ｔ２９の間で実行される、言い換えると、４回目の電流計測が行われる。

【0061】

そして、電池監視ＩＣ１２は、複数回（ここでは４回）の電流計測による計測値の平均値を電池監視ＩＣ１２の計測結果とする。

【0062】

これにより、電流監視ＩＣ１１によって計測される計測値と、電池監視ＩＣ１２によって計測される計測値（ここでは４回の電流計測による計測値の平均値）との間の誤差を抑制することができる。

【0063】

すなわち、図１Ｄの上段に示すように、ＬＩＢ２０の電流が比較的大きく変動するような状態の場合、電池監視ＩＣ１２は、電流計測期間が電流監視ＩＣ１１の電流計測期間より短いため、変動の影響を受け易い。一例としては、電流が一時的に大きくなるような変動の場合、電池監視ＩＣ１２は、一時的に大きくなった電流のみを計測してしまうなど、変動の影響を受け易い。

【0064】

本実施形態に係る電池監視ＩＣ１２は、電流監視ＩＣ１１による計測が行われる電流計測期間（時刻Ｔ２２～Ｔ２９）の間に、複数回の電流計測を行い、複数回の電流計測による計測値の平均値を計測結果とすることで、計測結果に対する変動の影響を低減させることができる。

【0065】

そのため、電流監視ＩＣ１１の計測値と、電池監視ＩＣ１２の計測値（ここでは４回の電流計測による計測値の平均値）との間の誤差を可能な限り小さくすることができる、言い換えると、電流監視ＩＣ１１および電池監視ＩＣ１２によって計測される計測値間の誤差を抑制することができる。

【0066】

なお、上記では、電池監視ＩＣ１２が電流計測を４回行うようにしたが、これは例示であって限定されるものではなく、電池監視ＩＣ１２は電流計測を複数回行うように構成されていればよい。

【0067】

また、電池監視ＩＣ１２にあっては、電流計測期間の間（図１Ｄでは時刻Ｔ２２～Ｔ２３、時刻Ｔ２４～Ｔ２５、時刻Ｔ２６～Ｔ２７および時刻Ｔ２８～Ｔ２９）、ＬＩＢ２０の電流の計測を継続的に行うことができる。一例として、電池監視ＩＣ１２は、ＬＩＢ２０の電流を、電流計測期間のうちの複数のタイミングでサンプリングし、得られたサンプリング値の平均値を、当該電流計測期間で計測された計測値とするが、これに限定されるものではない。すなわち、例えば、電池監視ＩＣ１２は、電流計測期間のうちの任意のタイミングで得られたサンプリング値（言い換えると瞬時値）を、当該電流計測期間で計測された計測値とするなど、その他の手法で求めたＬＩＢ２０の電流を計測値としてもよい。

【0068】

＜２．バッテリ管理ＥＣＵを含む車載システムの全体構成＞
以下、上述した計測方法を適用したバッテリ管理ＥＣＵ１０について図２以降を参照してさらに具体的に説明する。図２は、実施形態に係るバッテリ管理ＥＣＵ１０を含む車載システム１の構成例を示すブロック図である。なお、図２では、本実施形態の特徴を説明するために必要な構成要素のみを表しており、一般的な構成要素についての記載を省略している。

【0069】

換言すれば、図２のブロック図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。

【0070】

図２に示すように、車載システム１のバッテリ管理ＥＣＵ１０は、上記した電流監視ＩＣ１１と、電池監視ＩＣ１２と、マイコン１３とを備える。電流監視ＩＣ１１は、上記したようにＬＩＢ２０の電流を計測する。

【0071】

ここで、電流監視ＩＣ１１処理等について図３も参照して説明する。図３は、電流監視ＩＣ１１、電池監視ＩＣ１２の処理や待ち時間等を説明するためのタイミングチャートである。

【0072】

図３に示すように、電流監視ＩＣ１１は、電流計測期間Ｄ１の間、ＬＩＢ２０の電流を計測する。なお、電流計測期間Ｄ１（図３の例では時刻Ｔ２２～Ｔ２９）は、第１計測期間の一例である。

【0073】

電池監視ＩＣ１２は、電流計測期間Ｄ１より短い電流計測期間Ｄ２の間、ＬＩＢ２０の電流を計測する。また、上記したように、電池監視ＩＣ１２は、電流監視ＩＣ１１の電流計測期間Ｄ１の間に、電流計測を複数回（ここでは４回）行う。なお、電流計測期間Ｄ２（図３の例では時刻Ｔ２２～Ｔ２３、時刻Ｔ２４～Ｔ２５、時刻Ｔ２６～Ｔ２７および時刻Ｔ２８～Ｔ２９）は、第２計測期間の一例である。

【0074】

図２に示すように、電池監視ＩＣ１２は、計測処理部１２ａを備える。計測処理部１２ａは、複数回の計測による計測値の平均値を電池監視ＩＣ１２の計測結果とする処理を行う。これにより、電流監視ＩＣ１１によって計測される計測値と、電池監視ＩＣ１２によって計測される計測値との間の誤差を抑制できることは、既に述べた通りである。

【0075】

なお、計測処理部１２ａは、複数回の計測によって得られる全ての計測値の平均値を算出するが、これに限定されるものではない。すなわち、例えば、計測処理部１２ａは、複数回の計測によって得られる計測値から複数個の計測値を選択し、選択された複数個の計測値の平均値を算出するなど、複数回の計測による計測値の一部について平均値を算出してもよい。

【0076】

マイコン１３は、制御部１４と、記憶部１５とを備える。制御部１４は、通信部１４ａと、設定部１４ｂと、計測指示部１４ｃと、処理部１４ｄと、充放電制御部１４ｅとを備える。

【0077】

制御部１４は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、入出力ポートなどを有するコンピュータや各種の回路を含む。

【0078】

コンピュータのＣＰＵは、例えば、ＲＯＭに記憶されたプログラムを読み出して実行することによって、制御部１４の通信部１４ａ、設定部１４ｂ、計測指示部１４ｃ、処理部１４ｄおよび充放電制御部１４ｅとして機能する。

【0079】

また、制御部１４の通信部１４ａ、設定部１４ｂ、計測指示部１４ｃ、処理部１４ｄおよび充放電制御部１４ｅの少なくともいずれか一部または全部をＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のハードウェアで構成することもできる。

【0080】

また、記憶部１５は、例えば、データフラッシュや不揮発性メモリ、レジスタといった記憶デバイスである。記憶部１５は、待ち時間情報１５ａを記憶する。

【0081】

待ち時間情報１５ａは、上記したマイコン１３のタイマに設定（セット）される待ち時間を示す情報である。具体的には、待ち時間情報１５ａは、待ち時間Ｃ１（図３参照）を示す情報である。待ち時間情報１５ａの待ち時間は、例えば電流監視ＩＣ１１や電池監視ＩＣ１２、マイコン１３における各種処理時間等を考慮して、予め決定される時間である。なお、待ち時間の決定については、例えば作業者によって行われるが、これに限定されるものではない。

【0082】

制御部１４の通信部１４ａは、電流監視ＩＣ１１との間、および、電池監視ＩＣ１２との間でシリアル通信によりデータのやり取りを行う。例えば、通信部１４ａは、電流監視ＩＣ１１に対して電流計測指示を出力したり、電池監視ＩＣ１２に対して電流計測指示を出力したりする。また、通信部１４ａには、電流監視ＩＣ１１からＬＩＢ２０の電流の計測結果を示す情報が入力される。また、通信部１４ａには、電池監視ＩＣ１２からＬＩＢ２０の電流の計測結果（例えば複数回の計測による計測値の平均値）を示す情報が入力される。

【0083】

なお、ＬＩＢ２０の電圧が電池監視ＩＣ１２によって計測される場合、通信部１４ａには、かかる電圧の計測結果を示す情報が入力される。通信部１４ａは、入力された各計測結果を、処理部１４ｄや充放電制御部１４ｅ等へ出力する。

【0084】

設定部１４ｂは、タイマに待ち時間を設定する。ここで、タイマに設定される待ち時間について図３を参照しつつ説明する。

【0085】

図３に示すように、待ち時間Ｃ１は、電池監視ＩＣ１２によってＬＩＢ２０の電流の計測を行う第２タイミングが同期目標点（第１タイミング）となるように予め決定され、タイマに設定（セット）される。

【0086】

ここで、電池監視ＩＣ１２による電流の計測は、待ち時間Ｃ１の経過後に開始されることから、上記した待ち時間Ｃ１は、電池監視ＩＣ１２に計測処理を含む所定処理を開始させるまでの、マイコン１３の待ち時間であるといえる。なお、所定処理は、電池監視ＩＣ１２によるＬＩＢ２０の電流の計測に必要な一連の処理である。具体的に所定処理には、図３に示す「通信準備」、「通信」、「計測準備」および「電流計測」などの処理が含まれるが、これらに限定されるものではない。

【0087】

このように、本実施形態に係る設定部１４ｂは、電池監視ＩＣ１２による電流の計測が行われる電流計測期間Ｄ１のうちの第１タイミングと、電池監視ＩＣ１２による電流の計測が行われる電流計測期間Ｄ２のうちの第２タイミングとが重なるように、電池監視ＩＣ１２に計測処理を含む所定処理を開始させるまでの、マイコン１３の待ち時間Ｃ１をタイマに設定する。すなわち、本実施形態にあっては、第１タイミングと第２タイミングとが同期目標点と一致あるいは略一致するように待ち時間Ｃ１がタイマに設定される。

【0088】

別言すると、本実施形態にあっては、マイコン１３が電流監視ＩＣ１１と通信を開始してから電流監視ＩＣ１１が電流を計測する第１タイミングまでの期間Ａ１（時刻Ｔ２１～Ｔ２２）と、マイコン１３がタイマ設定処理を開始してから電池監視ＩＣ１２が電流を計測する第２タイミングまでの期間Ｂ１（時刻Ｔ２１～Ｔ２２）とが同じになるように、待ち時間Ｃ１が予め計算により求められ（決定され）、かかる待ち時間Ｃ１がタイマに設定される。

【0089】

このように、本実施形態では、例えばマイコン１３から電流監視ＩＣ１１や電池監視ＩＣ１２へ電流計測指示を出力するときの通信時間や準備時間、電流監視ＩＣ１１および電池監視ＩＣ１２において電流計測に要する時間（計測準備時間や計測期間）等を考慮してタイマの待ち時間Ｃ１が設定される。これにより、電流監視ＩＣ１１によって電流を計測するタイミングと、電池監視ＩＣ１２によって電流を計測するタイミングとを精度良く同期させることができる。

【0090】

また、同期目標点は、上記したように、電流監視ＩＣ１１の電流計測期間Ｄ１の間に、電池監視ＩＣ１２による計測を複数回行うことができるようなタイミングに決定されている。そのため、第２タイミングが同期目標点となるような待ち時間Ｃ１がタイマに設定されることで、電池監視ＩＣ１２は、電流計測を複数回行うことができる。

【0091】

ここで、同期目標点に同期させる各監視ＩＣ１１，１２のタイミング（第１タイミング、第２タイミング）について説明する。

【0092】

電流監視ＩＣ１１の第１タイミングは、電流計測期間Ｄ１のうち、電流監視ＩＣ１１による計測が開始されるタイミングとされる。また、電池監視ＩＣ１２の第２タイミングは、電流計測期間Ｄ２のうち、電池監視ＩＣ１２による複数回の計測のうち初回の計測が開始されるタイミングとされる。

【0093】

これにより、電池監視ＩＣ１２は、電流計測を確実に複数回行うことが可能になる。すなわち、電池監視ＩＣ１２による電流計測は、電流監視ＩＣ１１の電流計測期間Ｄ１の間に行われる。そのため、第１、第２タイミングが上記のように設定されることで、電流監視ＩＣ１１の計測開始と同じタイミングで、電池監視ＩＣ１２の初回の計測が開始されることとなる。すなわち、各監視ＩＣ１１，１２の計測開始タイミングを揃えることができる。これにより、電流監視ＩＣ１１の電流計測期間Ｄ１の間に、可能な限り電池監視ＩＣ１２の計測を繰り返し行うことができる、すなわち、電池監視ＩＣ１２は、電流計測を確実に複数回行うことが可能になる。

【0094】

なお、第１タイミングおよび第２タイミングは、上記のタイミングに限定されるものではない。すなわち、第１、第２タイミングは、上記したタイミングに加えてあるいは代えて、その他のタイミングに設定されてもよい。

【0095】

他の例としては、図３に一点鎖線で示すように、電流監視ＩＣ１１の第１タイミングは、電流計測期間Ｄ１のうち、電流監視ＩＣ１１による計測が終了するタイミングとされる（図３では時刻Ｔ２９）。また、電池監視ＩＣ１２の第２タイミングは、電流計測期間Ｄ２のうち、電池監視ＩＣ１２による複数回の計測のうち最後の計測が終了するタイミングとされる（図３では時刻Ｔ２９）。

【0096】

これにより、電池監視ＩＣ１２は、電流計測を確実に複数回行うことが可能になる。具体的に説明すると、第１、第２タイミングが上記のように設定されることで、電流監視ＩＣ１１の計測終了と同じタイミングで、電池監視ＩＣ１２の最後の計測が終了することとなる。すなわち、各監視ＩＣ１１，１２の計測終了タイミングを揃えることができる。これにより、電流監視ＩＣ１１の電流計測期間Ｄ１が終了する前に、可能な限り電池監視ＩＣ１２の計測を繰り返し行うことができる、すなわち、電池監視ＩＣ１２は、電流計測を確実に複数回行うことが可能になる。

【0097】

図２の説明を続けると、計測指示部１４ｃは、通信部１４ａを介して電流計測指示を電流監視ＩＣ１１へ出力することができる。例えば、計測指示部１４ｃは、電流監視ＩＣ１１との通信開始を準備する「通信準備」処理（図３参照）を行った後、電流監視ＩＣ１１の「通信」処理（図３参照）における適宜なタイミングで電流計測指示を出力し、電流監視ＩＣ１１にＬＩＢ２０の電流の計測を開始させる。

【0098】

また、計測指示部１４ｃは、通信部１４ａを介して電流計測指示を電池監視ＩＣ１２へ出力することができる。例えば、計測指示部１４ｃは、電池監視ＩＣ１２との通信開始を準備する「通信準備」処理（図３参照）を行った後、電池監視ＩＣ１２の「通信」処理（図３参照）における適宜なタイミングで電流計測指示を出力し、電池監視ＩＣ１２にＬＩＢ２０の電流の計測を開始させる。

【0099】

処理部１４ｄは、電流監視ＩＣ１１によって計測された電流の計測結果を示す情報、および、電池監視ＩＣ１２によって計測された電流の計測結果（例えば複数回の計測による計測値の平均値）を示す情報を上位ＥＣＵ３０へ通知する処理を行うことができる。

【0100】

なお、処理部１４ｄは、各監視ＩＣ１１，１２の計測値を比較することで各監視ＩＣ１１，１２の異常を検知する異常検知処理を行ってもよい。例えば、処理部１４ｄは、電流監視ＩＣ１１によって計測された電流の計測値と、電池監視ＩＣ１２によって計測された電流の計測値との差が所定値以上である場合、各監視ＩＣ１１，１２に何らかの異常が発生したと判定する。そして、処理部１４ｄは、異常の発生を示す情報を上位ＥＣＵ３０へ通知する。なお、上記した所定値は、各監視ＩＣ１１，１２に何らかの異常が発生したと判定することができる値に設定されるが、これに限定されず、任意の値に設定可能である。

【0101】

本実施形態にあっては、上記したような異常検知処理において、誤検知の発生を抑制することができる。具体的に説明すると、例えば電流などが比較的大きく変動するような状態の場合、電池監視ＩＣ１２の計測値は、電流計測期間Ｄ２が短いため変動の影響を受け易い。そのため、変動の状態によっては、電池監視ＩＣ１２の計測値と電流監視ＩＣ１１の計測値との間の誤差が一時的に増大し、これによって異常検知処理において異常が発生したと誤検知しやすくなる。しかしながら、本実施形態に係る電池監視ＩＣ１２は、複数回の電流計測を行って計測値の平均値を計測結果とするようにしたので、異常検知処理においては、変動の影響が低減された電池監視ＩＣ１２の計測値を用いることができる。そのため、本実施形態にあっては、電流などが比較的大きく変動するような状態であっても、電池監視ＩＣ１２の計測値と電流監視ＩＣ１１の計測値との間の誤差が一時的に増大しにくく、よって異常検知処理における誤検知の発生を抑制することができる。

【0102】

なお、上記では、異常検知処理が処理部１４ｄによって行われる例を示したが、これに限れられず、例えば上位ＥＣＵ３０や電流監視ＩＣ１１、電池監視ＩＣ１２などその他の装置で行われてもよい。

【0103】

充放電制御部１４ｅは、上位ＥＣＵ３０から取得した車両状況等に基づいて、ＬＩＢ２０の充放電制御を実行することができる。また、ＬＩＢ２０の電圧が電池監視ＩＣ１２によって計測される場合、充放電制御部１４ｅは、かかる電圧の計測結果、および、各監視ＩＣ１１，１２の電流の計測結果等に基づいて、ＬＩＢ２０のＳＯＣ（State Of Charge）を推定する処理を実行し、推定されたＳＯＣの情報を上位ＥＣＵ３０へ通知してもよい。

【0104】

＜３．実施形態に係るバッテリ管理ＥＣＵ（計測装置）の制御処理＞
次に、バッテリ管理ＥＣＵ（計測装置）１０における具体的な処理手順について図４を用いて説明する。図４は、バッテリ管理ＥＣＵ１０が実行する処理手順を示すフローチャートである。

【0105】

図４に示すように、バッテリ管理ＥＣＵ１０は、記憶部１５の待ち時間情報１５ａ（図２参照）を読み込む（ステップＳ１０）。次いで、バッテリ管理ＥＣＵ１０は、待ち時間情報１５ａである待ち時間Ｃ１をタイマに設定（セット）する（ステップＳ１１）。

【0106】

続いて、バッテリ管理ＥＣＵ１０は、ＬＩＢ２０の電流の計測行う。例えば、バッテリ管理ＥＣＵ１０は、電流監視ＩＣ１１による電流計測を実行させる（ステップＳ１２）。バッテリ管理ＥＣＵ１０は、ステップＳ１２の処理と並行して、電池監視ＩＣ１２による電流計測を複数回実行させる（ステップＳ１３）。詳しくは、バッテリ管理ＥＣＵ１０は、電流監視ＩＣ１１による計測が行われる電流計測期間Ｄ１の間に、電池監視ＩＣ１２による計測を複数回行う。

【0107】

次いで、バッテリ管理ＥＣＵ１０は、電流監視ＩＣ１１の複数回の計測による計測値の平均値を電池監視ＩＣ１２の計測結果とする（ステップＳ１４）。次いで、バッテリ管理ＥＣＵ１０は、電流監視ＩＣ１１によって計測された電流の計測結果、および、電池監視ＩＣ１２によって計測された電流の計測結果を示す情報を上位ＥＣＵ３０へ通知するなど各種の処理を実行する（ステップＳ１５）。

【0108】

上述してきたように、実施形態に係るバッテリ管理ＥＣＵ１０（計測装置の一例）は、電流監視ＩＣ１１（第１計測部の一例）と、電池監視ＩＣ１２（第２計測部の一例）と、計測処理部１２ａとを備える。電流監視ＩＣ１１は、電流計測期間Ｄ１（第１計測期間の一例）の間、ＬＩＢ２０（二次電池の一例）の電流を計測する。電池監視ＩＣ１２は、電流計測期間Ｄ１より短い電流計測期間Ｄ２（第２計測期間の一例）の間、ＬＩＢ２０の電流および電圧の少なくともいずれかを計測する。計測処理部１２ａは、電流監視ＩＣ１１による計測が行われる電流計測期間Ｄ１の間に、電池監視ＩＣ１２による計測が複数回行われ、当該複数回の計測による計測値の平均値を電池監視ＩＣ１２の計測結果とする。これにより、２つの計測部によって計測される計測値間の誤差を抑制することができる。

【0109】

なお、上記した実施形態において、マイコン１３が設定部を備えるようにしたが、これに限定されるものではなく、例えば電流監視ＩＣ１１や電池監視ＩＣ１２が設定部の機能を有するように構成してもよい。

【0110】

また、上記した待ち時間の決定、待ち時間を記憶部１５へ記憶させる処理などの一部あるいは全部について、設定部１４ｂが行うように構成してもよい。また、上記した待ち時間の決定等は、車載システム１の出荷前に行われるが、これに限られず、出荷後（例えば車両１００の走行前や走行中）に行われてもよい。

【0111】

また、上記では、電池監視ＩＣ１２で電流の計測を行ったが、これに限られず、電池監視ＩＣ１２はＬＩＢ２０の電圧の計測を行ってもよい。かかる場合、バッテリ管理ＥＣＵ１０は、電流監視ＩＣ１１による計測が行われる第１計測期間の間に、電池監視ＩＣ１２による電圧計測が複数回行われ、当該複数回の電圧計測による計測値の平均値を電池監視ＩＣ１２の計測結果とする処理を行ってもよい。

【0112】

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。

【符号の説明】

【0113】

１ 車載システム
１０ バッテリ管理ＥＣＵ
１１ 電流監視ＩＣ
１２ 電池監視ＩＣ
１２ａ 計測処理部
１３ マイコン
１４ 制御部
１４ｂ 設定部

【図1A】

【図1B】

【図1C】

【図1D】

【図2】

【図3】

【図4】