(57)【要約】      （修正有）【課題】電圧検出装置の故障を的確に検出する。【解決手段】電圧検出装置Ａにおいて、第１の逆相増幅器３は、入力抵抗の抵抗値と帰還抵抗の抵抗値の比に基づく増幅度でプラス電圧Ｖｐを直流増幅する。また、第１の逆相増幅器３は、入力抵抗の抵抗値、帰還抵抗の抵抗値及び帰還コンデンサの静電容量によって規定される時定数の１次ローパスフィルタとして機能する。また、一対の逆相増幅器３、４のうち、第２の逆相増幅器４は、第２入力端に入力されるマイナス端子の電圧（マイナス電圧Ｖｎ）を逆相増幅する増幅回路であり、第１の逆相増幅器３と同様に演算増幅器、入力抵抗、帰還抵抗及び帰還コンデンサを備えている。【選択図】図１
2020078182.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自身の回路時定数を評価することにより自身の健全性を判断することを特徴とする電圧検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電圧検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１には、平滑コンデンサのプリチャージが開始する前の状態でバッテリ（組電池）の総電圧を検出するサブ電圧検出回路と、平滑コンデンサーのプリチャージが開始された後に一定のサンプリング周期で平滑コンデンサの電圧を検出する電圧検出回路とを備え、平滑コンデンサ等の故障を検出する電源装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−２０５２５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上述した電源装置では、平滑コンデンサ等の故障を検出するためにサブ電圧検出回路が検出する総電圧を用いるので、サブ電圧検出回路が故障すると、平滑コンデンサ等の故障を検出することができない。したがって、電源装置の故障検知をより確実に行うためには、サブ電圧検出回路の故障検知が重要である。
【０００５】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、電圧検出装置の故障を的確に検出することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明では、自身の回路時定数を評価することにより自身の健全性を判断する、という手段を採用する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、電圧検出装置の故障を的確に検出することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施形態に係る電圧検出装置の構成を示す回路図（ａ）及び故障検出原理を示す特性図（ｂ）である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。
本実施形態に係る電圧検出装置Ａは、図１（ａ）に示すようにバッテリＢから一対のコンタクタ１，２を介して入力されるバッテリＢの総電圧Ｖｓを検出する電子回路である。バッテリＢは、複数の電池セルが直列接続された組電池であり、プラス端子とマイナス端子とを備えている。
【００１０】
一対のコンタクタ１，２のうち、第１のコンタクタ１は、バッテリＢのプラス端子と電圧検出装置Ａの第１入力端との間に設けられ、両者を接続／乖離させる開閉器である。また、一対のコンタクタ１，２のうち、第２のコンタクタ２は、バッテリＢのマイナス端子と電圧検出装置Ａの第２入力端との間に設けられ、両者を接続／乖離させる開閉器である。
【００１１】
電圧検出装置Ａは、図示するように一対の逆相増幅器３，４、差動増幅器５、受動フィルタ６及びＣＰＵ７を備えている。一対の逆相増幅器３，４のうち、第１の逆相増幅器３は、上記第１入力端に入力されるプラス端子の電圧（プラス電圧Ｖｐ）を逆相増幅する増幅回路であり、図示するように演算増幅器、入力抵抗、帰還抵抗及び帰還コンデンサを備えている。
【００１２】
すなわち、第１の逆相増幅器３において、演算増幅器は、逆相入力端と正相入力端と出力端とを備える集積回路（ＩＣ）であり、正相入力端が接地されている。入力抵抗は、第１入力端と逆相入力端との間に設けられ、所定の抵抗値を有する回路素子（受動素子）である。帰還抵抗は、逆相入力端と出力端との間に設けられ、所定の抵抗値を有する回路素子（受動素子）である。帰還コンデンサは、同じく逆相入力端と出力端との間に設けられ、所定の静電容量を有する回路素子（受動素子）である。
【００１３】
このような第１の逆相増幅器３は、入力抵抗の抵抗値と帰還抵抗の抵抗値の比に基づく増幅度でプラス電圧Ｖｐを直流増幅する。また、第１の逆相増幅器３は、入力抵抗の抵抗値、帰還抵抗の抵抗値及び帰還コンデンサの静電容量によって規定される時定数の１次ローパスフィルタとして機能する。
【００１４】
また、一対の逆相増幅器３，４のうち、第２の逆相増幅器４は、上記第２入力端に入力されるマイナス端子の電圧（マイナス電圧Ｖｎ）を逆相増幅する増幅回路であり、第１の逆相増幅器３と同様に演算増幅器、入力抵抗、帰還抵抗及び帰還コンデンサを備えている。
【００１５】
すなわち、第２の逆相増幅器４において、演算増幅器は、逆相入力端と正相入力端と出力端とを備える集積回路（ＩＣ）であり、正相入力端が接地されている。入力抵抗は、第２入力端と逆相入力端との間に設けられ、所定の抵抗値を有する回路素子（受動素子）である。帰還抵抗は、逆相入力端と出力端との間に設けられ、所定の抵抗値を有する回路素子（受動素子）である。帰還コンデンサは、同じく逆相入力端と出力端との間に設けられ、所定の静電容量を有する回路素子（受動素子）である。
【００１６】
このような第２の逆相増幅器４は、入力抵抗の抵抗値と帰還抵抗の抵抗値の比に基づく直流増幅度でマイナス電圧Ｖｎを直流増幅する。また、第２の逆相増幅器４は、入力抵抗の抵抗値、帰還抵抗の抵抗値及び帰還コンデンサの静電容量によって規定される時定数の１次ローパスフィルタとして機能する。
【００１７】
ここで、このような一対の逆相増幅器３，４では、各々の入力抵抗は同一の抵抗値を有し、各々の帰還抵抗は同一の抵抗値を有し、また各々の帰還コンデンサは同一の静電容量を有している。すなわち、一対の逆相増幅器３，４は、直流増幅度が「１」になるように入力抵抗の抵抗値と帰還抵抗の抵抗値が設定されており、また同一の時定数を有している。このような一対の逆相増幅器３，４は、第１ローパスフィルタＦ１を構成している。
【００１８】
差動増幅器５は、一対の逆相増幅器３，４の各出力の差分を増幅する増幅回路であり、図示するように演算増幅器、一対の入力抵抗、分圧抵抗、分圧コンデンサ、帰還抵抗及び帰還コンデンサを備えている。すなわち、差動増幅器５において、演算増幅器は、逆相入力端と正相入力端と出力端とを備える集積回路（ＩＣ）である。一対の入力抵抗のうち、第１入力抵抗は、第１の逆相増幅器３の出力端と差動増幅器５における演算増幅器の正相入力端との間に備えられ、所定の抵抗値を有する。また、一対の入力抵抗のうち、第２入力抵抗は、第２の逆相増幅器４の出力端と差動増幅器５における演算増幅器の逆相入力端との間に備えられ、所定の抵抗値を有する。
【００１９】
分圧抵抗は、演算増幅器の逆相入力端とＧＮＤ（接地線）の間に備えられ、所定の抵抗値を有する。分圧コンデンサは、同じく演算増幅器の逆相入力端とＧＮＤ（接地線）の間に備えられ、所定の静電容量を備える。差動増幅器５の帰還抵抗は、演算増幅器の逆相入力端と出力端との間に設けられ、所定の抵抗値を有する。帰還コンデンサは、同じく演算増幅器の逆相入力端と出力端との間に設けられ、所定の静電容量を有する。
【００２０】
このような差動増幅器５は、第１入力抵抗の抵抗値と帰還抵抗の抵抗値の比及び第２入力抵抗の抵抗値と分圧抵抗の抵抗値の比に基づく直流増幅度で、第１の逆相増幅器３の出力電圧と第２の逆相増幅器４の出力電圧との差分を直流増幅する。この差動増幅器５では、直流増幅度が「１」になるように一対の入力抵抗の抵抗値と帰還抵抗の抵抗値と分圧抵抗の抵抗値とが設定されている。すなわち、差動増幅器５は、プラス電圧Ｖｐとマイナス電圧Ｖｎとの差分つまりバッテリＢの総電圧Ｖｓを出力する。
【００２１】
また、この差動増幅器５は、第１入力抵抗の抵抗値、帰還抵抗の抵抗値及び帰還コンデンサの静電容量によって規定される時定数、また第２入力抵抗の抵抗値、分圧抵抗の抵抗値及び分圧コンデンサの静電容量によって規定される時定数を有する第２ローパスフィルタＦ２として機能する。
【００２２】
受動フィルタ６は、図示するように受動素子である抵抗器とコンデンサとで構成された第３ローパスフィルタＦ３である。この受動フィルタ６は、抵抗器の抵抗値とコンデンサの静電容量で規定される時定数を有しており、差動増幅器５の出力電圧から高周波ノイズを除去する。
【００２３】
ＣＰＵ７は、受動フィルタ６から入力されるバッテリＢの総電圧Ｖｓ（アナログ値）をデジタル値に変換して取り込み、外部に検出値として出力する。また、このＣＰＵ７は、総電圧Ｖｓの時定数つまり第１〜第３ローパスフィルタＦ３の総合時定数Ｔｓを検出することにより、総電圧Ｖｓを生成する逆相増幅器３、逆相増幅器４、差動増幅器５及び受動フィルタ６の異常を検出する。
【００２４】
すなわち、ＣＰＵ７は、外部制御装置によって一対のコンタクタ１，２が開状態から閉状態に移行した際の総電圧Ｖｓに基づいて総合時定数Ｔｓを検出する。一対のコンタクタ１，２が開状態の場合、電圧検出装置Ａの第１入力端にはプラス電圧Ｖｐが入力されず、また第２入力端にはマイナス電圧Ｖｎが入力されないので、総電圧Ｖｓは０ボルトになる。
【００２５】
これに対して、一対のコンタクタ１，２が閉状態に移行すると、受動フィルタ６からＣＰＵ７に入力される総電圧Ｖｓは、図１（ｂ）に示すように時間の経過とともに所定の変化率でバッテリＢの本来的な出力電圧に収束（飽和）する。この変化率は、上述した総合時定数Ｔｓに応じた値となり、逆相増幅器３、逆相増幅器４、差動増幅器５及び受動フィルタ６の何れかが故障していた場合には、本来的な値（正常値）から乖離した値（異常値）を示す。
【００２６】
ＣＰＵ７は、図１（ｂ）に破線で示す上記変化率の正常値範囲示を総電圧Ｖｓの変化率が逸脱した場合に、電圧検出装置Ａを構成する逆相増幅器３、逆相増幅器４、差動増幅器５及び受動フィルタ６の故障を判定する。このような本実施形態によれば、電圧検出装置Ａの故障を特に部品を追加することなく的確に検出することが可能である。
【符号の説明】
【００２７】
Ａ  電圧検出装置
Ｂ  バッテリ
１  コンタクタ
２  コンタクタ
３  逆相増幅器
４  逆相増幅器
５  差動増幅器
６  受動フィルタ
７  ＣＰＵ
【図１】
2020078182.tif 000003