(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに直列に接続された複数の電池セルを監視する電圧監視システムであって、
前記複数の電池セルのうち少なくとも一の電池セルから電圧を受けて動作し、前記電池セルを監視する電圧監視モジュールと、
前記電圧監視モジュールを制御するモジュール制御回路と、
を備え、
前記電圧監視モジュールは、
前記モジュール制御回路から送信された第１の動作電流設定命令に応じて、前記電圧監視モジュールが消費する動作電流が、前記第１の動作電流設定命令に対応する所定値となるような調整電流を生成するとともに、前記モジュール制御回路から送信された動作電流切替命令に応じて、前記調整電流の生成を停止する調整電流制御回路と、
前記モジュール制御回路から、前記動作電流切替命令に後続して送信された動作電流測定命令に応じて、前記動作電流を測定する動作電流測定回路と、
を備え、
前記モジュール制御回路は、前記測定された動作電流に基づいて、第２の動作電流設定命令を送信し、
前記調整電流制御回路は、前記第２の動作電流設定命令に応じて、前記動作電流が前記第２の動作電流設定命令に対応する所定値となるような調整電流を生成する電圧監視システム。
【請求項２】
前記調整電流制御回路は、前記電圧監視モジュール内における、前記調整電流制御回路以外の回路が消費する負荷電流との和が、前記第１又は第２の動作電流設定命令に対応する所定値となるように、前記調整電流を生成する請求項１に記載の電圧監視システム。
【請求項３】
前記調整電流制御回路は、抵抗値を切替可能な可変抵抗を備え、前記第１又は第２の動作電流設定命令に応じた抵抗値を選択して、前記調整電流を生成する請求項１又は２に記載の電圧監視システム。
【請求項４】
複数の前記電圧監視モジュールを有し、
前記モジュール制御回路は、
複数の前記電圧監視モジュールのそれぞれから前記動作電流の大きさを示す電流測定値を取得し、
取得した複数の前記電流測定値のうち最も大きな値を示す電流測定値よりも大きな電流値に対応する前記第２の動作電流設定命令を生成する請求項１乃至３のいずれか１項に記載の電圧監視システム。
【請求項５】
複数の前記電圧監視モジュールは、それぞれ自身を特定する特定ＩＤを有し、
前記モジュール制御回路は、前記特定ＩＤに基づき複数の前記電圧監視モジュールのいずれか１つを特定し、特定した電圧監視モジュール毎に前記第１の動作電流設定命令及び前記第２の動作電流設定命令の送信を行う請求項４に記載の電圧監視システム。
【請求項６】
前記モジュール制御回路は、時間の経過を計測するタイマを有し、
前記タイマが計測した時間が指定タイマ時間に達したことに応じて前記動作電流切替命令を送信する請求項１乃至５のいずれか１項に記載の電圧監視システム。
【請求項７】
前記モジュール制御回路は、前記電圧監視モジュールによる前記電池セルの電圧監視動作を停止させた後に、前記動作電流を予め設定されたスリープ電流値に設定する第３の動作電流設定命令を送信し、
前記調整電流制御回路は、前記第３の動作電流設定命令に応じて、前記動作電流が前記第３の動作電流設定命令に対応する所定値となるような調整電流を生成する請求項１乃至６のいずれか１項に記載の電圧監視システム。
【請求項８】
前記電圧監視モジュールは、前記モジュール制御回路又は他の電圧監視モジュールとの通信を行う通信回路と、前記第１、第２の動作電流設定命令により指定された値を格納するレジスタと、を有する請求項１乃至７のいずれか１項に記載の電圧監視システム。
【請求項９】
前記動作電流には、前記電圧監視モジュールの外に設けられる他の回路で消費される電流を含む請求項１乃至８のいずれか１項に記載の電圧監視システム。
【請求項１０】
前記調整電流制御回路は、前記調整電流を消費し、前記調整電流を負荷回路の増減の方向とは逆の方向で増減させる電流消費回路と、前記動作電流の大きさの基準となる基準電流を生成する電流設定回路と、を備え、
前記電流設定回路は、前記第１、第２の動作電流設定命令で示される値に応じて前記基準電流の大きさを切り換える請求項１乃至９のいずれか１項に記載の電圧監視システム。
【請求項１１】
前記電圧監視モジュールは、さらに
前記電池セルから与えられる電圧を変換して前記電圧監視モジュール内の回路に与える内部電圧を生成するレギュレータ回路を有する請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の電圧監視システム。
【請求項１２】
前記レギュレータ回路は、
ソースが電源端子に接続され、ドレインが出力端子に接続される出力トランジスタと、前記出力端子と接地端子との間に接続された第１の抵抗及び第２の抵抗と、を備え、前記第１の抵抗及び前記第２の抵抗との抵抗比に基づき基準電圧を増幅して前記内部電圧を生成し、
前記調整電流制御回路は、
前記出力トランジスタとカレントミラー接続される電流設定トランジスタと、
前記電流設定トランジスタのドレインと前記接地端子との間に接続される電流設定抵抗と、を有し、
前記第１、第２の動作電流設定命令で示される値に基づき前記電流設定抵抗の抵抗値を切り替え、前記基準電圧と前記電流設定抵抗の抵抗値とに基づき基準電流を生成し、
前記レギュレータ回路は、
前記基準電流に基づき前記出力トランジスタに流れる電流を増減させる請求項１１に記載の電圧監視システム。
【請求項１３】
前記レギュレータ回路は、
ドレインが電源端子に接続され、ソースが出力端子に接続される出力トランジスタと、前記出力端子と接地端子との間に接続された第１の抵抗及び第２の抵抗と、を備え、前記第１の抵抗及び前記第２の抵抗との抵抗比に基づき基準電圧を増幅して前記内部電圧を生成し、
前記調整電流制御回路は、
前記出力トランジスタのドレインと前記電源端子との間に接続される第１のトランジスタと前記第１のトランジスタとカレントミラー接続される第２のトランジスタと、
前記第２のトランジスタのドレインと前記接地端子との間に接続される電流設定抵抗と、を有し、
前記第１、第２の動作電流設定命令で示される値に基づき前記電流設定抵抗の抵抗値を切り替え、前記基準電圧と前記電流設定抵抗の抵抗値とに基づき基準電流を生成し、
前記レギュレータ回路は、
前記基準電流に基づき前記出力トランジスタに流れる電流の電流値を増減させる請求項１１に記載の電圧監視システム。
【請求項１４】
互いに直列に接続された複数の電池セルのうち少なくとも一の電池セルから電圧を受けて動作し、前記電池セルを監視する電圧監視モジュールであって、
外部から送信された第１の動作電流設定命令に応じて、消費する動作電流が、前記第１の動作電流設定命令に対応する所定値となるような調整電流を生成するとともに、外部から送信された動作電流切替命令に応じて、前記調整電流の生成を停止する調整電流制御回路と、
外部から前記動作電流切替命令に後続して送信された動作電流測定命令に応じて、前記動作電流を測定する動作電流測定回路と、
を備え、
前記調整電流制御回路は、前記測定された動作電流に基づいて生成される第２の動作電流設定命令に応じて、前記動作電流が前記第２の動作電流設定命令に対応する所定値となるような調整電流を生成する電圧監視モジュール。
【請求項１５】
前記調整電流制御回路は、前記電圧監視モジュール内における、前記調整電流制御回路以外の回路が消費する負荷電流との和が、前記第１又は第２の動作電流設定命令に対応する所定値となるように、前記調整電流を生成する請求項１４に記載の電圧監視モジュール。
【請求項１６】
前記調整電流制御回路は、抵抗値を切替可能な可変抵抗を備え、前記第１又は第２の動作電流設定命令に応じた抵抗値を選択して、前記調整電流を生成する請求項１４又は１５に記載の電圧監視モジュール。
【請求項１７】
前記電圧監視モジュールを制御するモジュール制御回路又は他の電圧監視モジュールとの通信を行う通信回路と、前記第１、第２の動作電流設定命令により指定された値を格納するレジスタと、を含む請求項１４乃至１６のいずれか１項に記載の電圧監視モジュール。
【請求項１８】
前記第１、第２の動作電流設定命令は、複数の前記電圧監視モジュールにおいて測定された動作電流の最大値以上の電流値を指定する請求項１４乃至１７のいずれか１項に記載の電圧監視モジュール。
【請求項１９】
前記調整電流の大きさは、所定の間隔で更新される請求項１４乃至１８のいずれか１項に記載の電圧監視モジュール。
【請求項２０】
調整電流制御回路は、前記調整電流を消費し、前記調整電流を負荷回路の増減の方向とは逆の方向で増減させる電流消費回路と、前記動作電流の大きさの基準となる基準電流を生成する電流設定回路と、を備え、
前記電流設定回路は、前記第１、第２の動作電流設定命令で示される値に応じて前記基準電流の大きさを切り換える請求項１４乃至１９のいずれか１項に記載の電圧監視モジュール。
【請求項２１】
前記電圧監視モジュールは、さらに
前記電池セルから与えられる電圧を変換して前記電圧監視モジュール内の回路に与える内部電圧を生成するレギュレータ回路を有する請求項１４乃至２０のいずれか１項に記載の電圧監視モジュール。
【請求項２２】
前記レギュレータ回路は、
ソースが電源端子に接続され、ドレインが出力端子に接続される出力トランジスタと、前記出力端子と接地端子との間に接続された第１の抵抗及び第２の抵抗と、を備え、前記第１の抵抗及び前記第２の抵抗との抵抗比に基づき基準電圧を増幅して前記内部電圧を生成し、
前記調整電流制御回路は、
前記出力トランジスタとカレントミラー接続される電流設定トランジスタと、
前記電流設定トランジスタのドレインと前記接地端子との間に接続される電流設定抵抗と、を有し、
前記第１、第２の動作電流設定命令で示される値に基づき前記電流設定抵抗の抵抗値を切り替え、前記基準電圧と前記電流設定抵抗の抵抗値とに基づき基準電流を生成し、
前記レギュレータ回路は、
前記基準電流に基づき前記出力トランジスタに流れる電流を増減させる請求項２１に記載の電圧監視モジュール。
【請求項２３】
前記レギュレータ回路は、
ドレインが電源端子に接続され、ソースが出力端子に接続される出力トランジスタと、前記出力端子と接地端子との間に接続された第１の抵抗及び第２の抵抗と、を備え、前記第１の抵抗及び前記第２の抵抗との抵抗比に基づき基準電圧を増幅して前記内部電圧を生成し、
前記調整電流制御回路は、
前記出力トランジスタのドレインと前記電源端子との間に接続される第１のトランジスタと前記第１のトランジスタとカレントミラー接続される第２のトランジスタと、
前記第２のトランジスタのドレインと前記接地端子との間に接続される電流設定抵抗と、を有し、
前記第１、第２の動作電流設定命令で示される値に基づき前記電流設定抵抗の抵抗値を切り替え、前記基準電圧と前記電流設定抵抗の抵抗値とに基づき基準電流を生成し、
前記レギュレータ回路は、
前記基準電流に基づき前記出力トランジスタに流れる電流の電流値を増減させる請求項２１に記載の電圧監視モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電圧監視システム及び電圧監視モジュールに関し、特に複数の電池セルを直列に接続して一つの電池として利用する組電池の電池セルの電圧を監視する電圧監視システム及び電圧監視モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車等のモーターに電力を供給する電池として、複数の電池セルを直列に接続して１つの電池として利用する組電池が多く用いられている。この組電池では、性能を保つために複数の電池セルの電圧を均一に保つことが要求される。そのため、組電池を構成する電池セルの個々の電圧を監視する電圧監視システムが多く提案されている。
【０００３】
電圧監視システムでは、複数の電池セルに対して１つの電圧監視モジュールを設け、複数の電圧監視モジュールにより組電池の全ての電池セルの電圧を監視する。このとき、電圧監視モジュールは、監視対象の電池セル群から電源の供給を受けて動作する。そのため、電圧監視システムでは、複数の電圧監視モジュール間で消費電流に差が生じると、一の電圧監視モジュールが監視する電池セル群と、他の電圧監視モジュールが監視する電池セル群との間で電池の消耗速度に差が生じることとなる。この消耗速度の差は、電池セル間の電圧差の原因となり、組電池の性能を低下させる問題を生じさせる。
【０００４】
そこで、複数の電圧監視モジュールの消費電流を均一化させる技術が特許文献１に開示されている。特許文献１は、車両用の電源装置に関するものである。特許文献１に記載の車両用の電源監視装置のブロック図を図１７に示す。図１７に示すように、車両用の電源装置は、車両を走行させるモーターに電力を供給する複数の電池１０３を直列に接続している走行用バッテリ１０１と、この走行用バッテリ１０１を複数の電池ブロック１０２に分割して、各々の電池ブロック１０２の状態を検出する複数の検出回路１０５とを備える。そして、各々の検出回路１０５を、各々の電池ブロック１０２から供給される電力で動作させる。さらに、電源装置は、各々の検出回路１０５に、各々の電池ブロック１０２の負荷電流を所定の電流値に均等化する均等化回路１１０を接続しており、この均等化回路１１０によって、各々の検出回路１０５を動作状態とする各々の電池ブロック１０２の負荷電流を均一化している。
【０００５】
また、特許文献１に記載の均等化回路１１０のブロック図を図１８に示す。図１８に示す均等化回路１１０は、電流検出抵抗１１２に流れる電流（消費電流）に応じて電流検出抵抗１１２の両端に生じる電圧差の増減に応じてバランス電流調整回路１１３に流れるバランス電流を増減させる。より具体的には、バランス電流調整回路１１３は、差動アンプ１１４が電流検出抵抗１１２の両端に生じる電圧差を増幅して出力する電圧と基準電圧１１５との電圧差に基づき出力トランジスタ１１７に流れるバランス電流を増減させる。このとき、バランス電流は、電流検出抵抗１１２の両端に生じる電圧差が増加した場合には減少し、電流検出抵抗１１２の両端に生じる電圧差が減少した場合には増加する。また、バランス電流の大きさは基準電圧１１５を可変することで設定することができる。基準電圧１１５の電圧値は、設定電流調整回路１２０により可変される。
【０００６】
つまり、特許文献１に記載の車両用の電源装置では、複数の検出回路１０５の消費電流のうち最も大きな消費電流以上の消費電流が各検出回路１０５に流れるように基準電圧１１５を設定することで、検出回路１０５間の消費電流を均一化できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０−８１６９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
組電池のバッテリ消費量を抑えるために、電池監視モジュールの消費電流を削減することが要求されている。通常、電池セルの電圧監視は常時行う必要がなく、間欠的に電圧監視すれば十分である。そこで、消費電流を削減する方法の１つとして、電圧監視モジュールによる電池セルの電圧監視動作を停止するスリープモードを導入する方法がある。従って、電池監視モジュールが、電圧監視動作を行なう通常モードと、電圧監視動作を停止するスリープモードのどちらの動作モードで動作しているかによって、電池の負荷電流は変化する。また、同じ動作モードで動作している場合においても、車の走行状態に応じて電池の負荷電流は刻々と変化する。
【０００９】
このように、動作モードや車の走行状態に応じて、電池の負荷電流は変動するため、組電池のバッテリの寿命を長くするためには、動作モードや車の走行状態の変化に応じて、最適な電圧監視モジュールの消費電流値を再設定する必要がある。
【００１０】
しかし、特許文献１に記載の電源装置では、各監視モジュールで共通の消費電流値を再設定する際に、最適な値に設定することができない。なぜならば、各監視モジュールが消費する消費電流値を測定し、各測定値に基づいて、各監視モジュールで共通の消費電流値を設定する際に、測定値は、消費電流を均等化するためのバランス電流分の値を含んでいて、各監視モジュールが消費する消費電流値を反映していない。即ち、特許文献１に記載の電源装置は、各監視モジュールで共通の消費電流値を再設定する際に、最適な値に設定することができない。そのため、動作モードや車の走行状態の変化に応じて、最適な消費電流値を再設定することができない。また、特許文献１は、各ＩＣの消費電流値を再設定する必要がある場合に、最適値に均一化できないために、各電池セルの放電特性が同じにならず、組み電池のバッテリ寿命が低下する問題がある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明にかかる電圧監視システムの一態様は、互いに直列に接続された複数の電池セルを監視する電圧監視システムであって、前記複数の電池セルのうち少なくとも一の電池セルから電圧を受けて動作し、前記電池セルを監視する電圧監視モジュールと、前記電圧監視モジュールを制御するモジュール制御回路と、を備え、前記電圧監視モジュールは、前記モジュール制御回路から送信された第１の動作電流設定命令に応じて、前記電圧監視モジュールが消費する動作電流が、前記第１の動作電流設定命令に対応する所定値となるような調整電流を生成するとともに、前記モジュール制御回路から送信された動作電流切替命令に応じて、前記調整電流の生成を停止する調整電流制御回路と、前記モジュール制御回路から、前記動作電流切替命令に後続して送信された動作電流測定命令に応じて、前記動作電流を測定する動作電流測定回路と、を備え、前記モジュール制御回路は、前記測定された動作電流に基づいて、第２の動作電流設定命令を送信し、前記調整電流制御回路は、前記第２の動作電流設定命令に応じて、前記動作電流が前記第２の動作電流設定命令に対応する所定値となるような調整電流を生成する。
【００１２】
本発明にかかる電圧監視モジュールは、互いに直列に接続された複数の電池セルのうち少なくとも一の電池セルから電圧を受けて動作し、前記電池セルを監視する電圧監視モジュールであって、外部から送信された第１の動作電流設定命令に応じて、消費する動作電流が、前記第１の動作電流設定命令に対応する所定値となるような調整電流を生成するとともに、外部から送信された動作電流切替命令に応じて、前記調整電流の生成を停止する調整電流制御回路と、外部から前記動作電流切替命令に後続して送信された動作電流測定命令に応じて、前記動作電流を測定する動作電流測定回路と、を備え、前記調整電流制御回路は、前記測定された動作電流に基づいて生成される第２の動作電流設定命令に応じて、前記動作電流が前記第２の動作電流設定命令に対応する所定値となるような調整電流を生成する。
【００１３】
本発明にかかる電圧監視システム及び電圧監視モジュールは、調整電流制御回路において生成される調整電流を動作電流切替命令により停止し、動作電流切替命令に後続して送信された動作電流測定命令に応じて動作電流を測定する。そして、調整電流制御回路は、測定された動作電流に基づいて生成される第２の動作電流設定命令に応じて、第２の動作電流設定命令に対応する所定値となるような調整電流を生成する。つまり、本発明にかかる電圧監視システム及び電圧監視モジュールによれば、調整電流の大きさを電圧監視モジュールの状態に合わせて更新することが可能である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明にかかる電圧監視システム及び電圧監視モジュールによれば、電圧監視モジュールの消費電流を、電圧監視モジュールの状態に合わせて更新することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明にかかる電圧監視システムを含むモーター駆動装置のブロック図である。
【図２】本発明にかかる電圧監視システムのブロック図である。
【図３】本発明にかかる電圧監視モジュールのブロック図である。
【図４】実施の形態１にかかる電圧監視モジュールのブロック図である。
【図５】実施の形態１にかかる電源回路のレギュレータ部及び調整電流制御回路のブロック図である。
【図６】実施の形態１にかかる電流設定抵抗のブロック図である。
【図７】実施の形態１にかかるにかかる電源回路のレギュレータ部及び調整電流制御回路の電流出力特性を示すグラフである。
【図８】実施の形態１にかかるセルモニタ部のブロック図である。
【図９】実施の形態１にかかる電圧監視システムにおける通常動作モード時の動作電流の設定手順を示すシーケンス図である。
【図１０】実施の形態１にかかる電圧監視システムにおける動作電流の更新手順を示すシーケンス図である。
【図１１】実施の形態１にかかる電圧監視システムにおける電圧監視モジュールの通常動作モード時の動作電流を説明する表である。
【図１２】実施の形態１にかかる電圧監視システムにおいて通常動作モードからスリープモードへの移行手順を示すシーケンス図である。
【図１３】実施の形態１にかかる電圧監視システムにおける電圧監視モジュールのスリープモード時の動作電流を説明する表である。
【図１４】実施の形態１にかかる電圧監視システムにおいてスリープモードから通常動作モードへの移行手順を示すシーケンス図である。
【図１５】実施の形態２にかかる電源回路のレギュレータ部及び調整電流制御回路のブロック図である。
【図１６】実施の形態３にかかる電圧監視システムを含むモーター駆動装置のブロック図である。
【図１７】特許文献１に記載の車載用の電源装置のブロック図である。
【図１８】特許文献１に記載の電流調整回路のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
実施の形態１
【００１７】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。各図面においては、同一要素には同一の符号が付されており、必要に応じて重複説明は省略される。
【００１８】
まず、本発明の実施の形態を理解するための前提として、電気自動車などに電源を供給する組電池の出力電圧を監視する電圧監視システムについて説明する。まず、図１を参照して、電気自動車などに電源を供給する組電池の出力電圧を監視する電圧監視システムＶＭＳの構成の概要について説明する。図１は、電気自動車などに電源を供給する組電池の出力電圧を監視する電圧監視システムＶＭＳの構成を示すブロック図である。電圧監視システムＶＭＳは、電圧監視モジュールＶＭＭ１〜ＶＭＭｎ（ｎは、２以上の整数）、絶縁素子ＩＮＳ１及びＩＮＳ２、セルモニタ部（Cell Monitoring Unit）ＣＭＵ及び電池管理部（Battery Management Unit）ＢＭＵを有する。セルモニタ部ＣＭＵ及び電池管理部ＢＭＵは、例えばマイクロコンピュータ（以下、ＭＣＵ：Micro Computing Unit）で構成される。
【００１９】
電圧監視システムＶＭＳは、電圧監視モジュールＶＭＭ１〜ＶＭＭｎにより、組電池ａｓｓｙの電圧を監視する。組電池ａｓｓｙは、直列接続されたｎ個の電池モジュールＥＭ１〜ＥＭｎを有する。電池モジュールＥＭ１〜ＥＭｎのそれぞれは、直列接続されたｍ個（ｍは、２以上の整数）の電池セルを有する。すなわち、組電池ａｓｓｙでは、（ｍ×ｎ）個の電池セルが直列に接続される。これにより、組電池ａｓｓｙは高い出力電圧を得ることができる。
【００２０】
セルモニタ部ＣＭＵは、絶縁素子ＩＮＳ２を介して電圧監視モジュールＶＭＭｎの通信入力端子と接続され、絶縁素子ＩＮＳ１を介して電圧監視モジュールＶＭＭ１の通信出力端子と接続される。絶縁素子ＩＮＳ１及びＩＮＳ２は、例えばフォトカプラなどが用いられ、電圧監視モジュールＶＭＭ１〜ＶＭＭｎとセルモニタ部ＣＭＵとを電気的に分離する。これにより、故障などの際に組電池ａｓｓｙからセルモニタ部ＣＭＵへ高電圧が印加されることによる、セルモニタ部ＣＭＵの破損を防止することができる。
【００２１】
セルモニタ部ＣＭＵは電池管理部ＢＭＵと更に接続される。セルモニタ部ＣＭＵは、電圧監視モジュールＶＭＭ１〜ＶＭＭｎによる電圧監視結果から各電池セルの出力電圧を算出し、電池管理部ＢＭＵに通知する。また、セルモニタ部ＣＭＵは、電池管理部ＢＭＵからの指令に応じ、電圧監視モジュールＶＭＭ１〜ＶＭＭｎの動作を制御する。電池管理部ＢＭＵは、エンジンコントロール部（Engine Control Unit）ＥＣＵと更に接続される。電池管理部ＢＭＵは、セルモニタ部ＣＭＵから通知された各電池セルの出力電圧及びエンジンコントロール部ＥＣＵからの指令に応じて、電圧監視システムＶＭＳの動作を制御する。また、電池管理部ＢＭＵは、電圧監視システムＶＭＳや組電池ａｓｓｙの状態に関する情報などを、エンジンコントロール部ＥＣＵへ通知する。セルモニタ部ＣＭＵ及び電池管理部ＢＭＵの動作については、後述の電圧監視システムＶＭＳの動作の説明において詳述する。
【００２２】
次いで、図２を参照して、電圧監視モジュールＶＭＭ１〜ＶＭＭｎ及びセルモニタ部ＣＭＵの接続関係について説明する。図２は、電圧監視モジュールＶＭＭ１〜ＶＭＭｎ及びセルモニタ部ＣＭＵの接続関係を示す電圧監視システムＶＭＳの要部のブロック図である。電圧監視モジュールＶＭＭ１〜ＶＭＭｎは、それぞれ電池モジュールＥＭ１〜ＥＭｎと接続され、電池モジュールＥＭ１〜ＥＭｎから受ける電圧を監視する。電圧監視モジュールＶＭＭ１〜ＶＭＭｎはデイジーチェーンとして構成され、電圧監視モジュールＶＭＭ２〜ＶＭＭｎの通信回路の出力が、それぞれ電圧監視モジュールＶＭＭ１〜ＶＭＭ（ｎ−１）の通信回路の入力と接続される。
【００２３】
セルモニタ部ＣＭＵは、絶縁素子ＩＮＳ２を介して、電圧監視モジュールＶＭＭｎに制御信号を出力する。なお、電圧監視モジュールＶＭＭ１〜ＶＭＭ（ｎ−１）に対する制御信号は、デイジーチェーン構成を利用して、電圧監視モジュールＶＭＭ１〜ＶＭＭ（ｎ−１）に伝達される。これにより、セルモニタ部ＣＭＵは、電圧監視モジュールＶＭＭ１〜ＶＭＭｎの動作を制御する。電圧監視モジュールＶＭＭ１〜ＶＭＭｎは、セルモニタ部ＣＭＵからの制御信号に応じ、絶縁素子ＩＮＳ１を介して、監視結果をセルモニタ部ＣＭＵへ出力する。なお、電圧監視モジュールＶＭＭ２〜ＶＭＭｎからの監視結果は、デイジーチェーン構成を利用して、セルモニタ部ＣＭＵに伝達される。
【００２４】
次いで、電圧監視モジュールＶＭＭ１〜ＶＭＭｎのそれぞれの構成について説明する。なお、電圧監視モジュールＶＭＭ１〜ＶＭＭｎは、それぞれ同様の構成を有する。よって、代表例として、電圧監視モジュールＶＭＭ１の構成について、図３を参照して説明する。図３は、電圧監視モジュールＶＭＭ１の構成を示すブロック図である。電圧監視モジュールＶＭＭ１は、電源回路ＶＭＭ＿Ｓ、通信回路ＶＭＭ＿Ｃ、電圧測定回路ＶＭＣ、セルバランス回路ＣＢ１〜ＣＢｍ（ｍは２以上の整数）、電源端子ＶＣＣ、入力端子Ｖ１〜Ｖ（ｍ＋１）、セルバランス入力端子ＶＢ１〜ＶＢｍ、通信入力端子Ｔｉｎ及び通信出力端子Ｔｏｕｔを有する。
【００２５】
電池モジュールＥＭ１は、高電圧側から順に、電池セルＥＣ１〜ＥＣｍが直列接続されている。電圧監視モジュールＶＭＭ１は、電源端子ＶＣＣが電池セルＥＣ１の高電圧側と接続される。電池セルＥＣｍの低電圧側は、入力端子Ｖ（ｍ＋１）と接続される。入力端子の電圧は、電圧監視モジュールＶＭＭ１内で分岐され、電圧測定回路ＶＭＣ及び通信回路ＶＭＭ＿Ｃにグランド電圧として供給される。これにより、電圧監視モジュールＶＭＭ１には、電池モジュールＥＭ１の出力電圧が電源電圧として供給される。電源回路ＶＭＭ＿Ｓは、電源端子ＶＣＣを介して、電池セルＥＣ１からの電源供給を受ける。電源回路ＶＭＭ＿Ｓは、通信回路ＶＭＭ＿Ｃ及び電圧測定回路ＶＭＣに電源を供給する。
【００２６】
電圧測定回路ＶＭＣは、選択回路ＶＭＣ＿ＳＥＬ、Ａ／Ｄコンバータ（Analog to Digital Converter：ＡＤＣ）ＶＭＣ＿ＡＤＣ、レジスタＶＭＣ＿ＲＥＧ及び制御回路ＶＭＣ＿ＣＯＮを有する。選択回路ＶＭＣ＿ＳＥＬは、スイッチＳＷａ＿１〜ＳＷａ＿ｍ及びＳＷｂ＿１〜ＳＷｂ＿ｍを有する。スイッチＳＷａ＿１〜ＳＷａ＿ｍ及びＳＷｂ＿１〜ＳＷｂ＿ｍは、制御回路ＶＭＣ＿ＣＯＮからの制御信号によりオン／オフする。ｊを１〜ｍの整数とすると、電池セルＥＣｊの電圧を測定する場合には、スイッチＳＷａ＿ｊ及びＳＷｂ＿ｊが同時にオンとなる。これにより、電池セルＥＣｊの高電位側端子からの電圧が、入力端子Ｖｊを介して、高電位側電圧ＶＨとしてＡ／ＤコンバータＶＭＣ＿ＡＤＣに供給される。同様に、電池セルＥＣｊの低電位側端子からの電圧が、入力端子Ｖ（ｊ＋１）を介して、低電位側電圧ＶＬとしてＡ／ＤコンバータＶＭＣ＿ＡＤＣに供給される。
【００２７】
Ａ／ＤコンバータＶＭＣ＿ＡＤＣは、高電位側電圧ＶＨと低電位側電圧ＶＬの値をデジタル値である電圧値に変換する。そして、デジタル値である電圧値をレジスタＶＭＣ＿ＲＥＧに出力する。レジスタＶＭＣ＿ＲＥＧは、Ａ／ＤコンバータＶＭＣ＿ＡＤＣから出力された電圧値を記憶する。制御回路は、スイッチＳＷａ＿１〜ＳＷａ＿ｍ及びＳＷｂ＿１〜ＳＷｂ＿ｍを順にオンにする動作を、所定の時間（例えば１０ｍｓｅｃ）ごとに繰り返す。これにより、レジスタＶＭＣ＿ＲＥＧには、所定の時間ごとに、入力端子Ｖｊ及びＶ（ｊ＋１）に供給される電圧の値が上書きされる。
【００２８】
通信回路ＶＭＭ＿Ｃは、通信入力端子Ｔｉｎを介して、セルモニタ部ＣＭＵからの指令及び他の電圧監視モジュールＶＭＭ２〜ＶＭＭｎからの出力を受ける。そして、通信回路ＶＭＭ＿Ｃは、セルモニタ部ＣＭＵからの指令を、制御回路ＶＭＣ＿ＣＯＮに転送する。なお、通信回路ＶＭＭ＿Ｃは、電圧監視モジュールＶＭＭ２〜ＶＭＭｎからの出力を、セルモニタ部ＣＭＵにそのまま転送する。
【００２９】
セルバランス回路ＣＢｊと外付け抵抗Ｒｊとは、セルバランス入力端子ＶＢｊを介して、それぞれ入力端子Ｖｊと入力端子Ｖ（ｊ＋１）との間に接続される。セルバランス回路ＣＢｊがオンとなることにより、入力端子Ｖｊと入力端子Ｖ（ｊ＋１）との間が導通する。制御回路ＶＭＣ＿ＣＯＮがセルバランス回路ＣＢ１〜ＣＢｍのオン／オフを制御することにより、電池セルＥＣ１〜ＥＣｍのそれぞれを選択的に放電させる。
【００３０】
続いて、図１を参照して、電圧監視システムＶＭＳの動作について説明する。まず、電池セルの出力電圧監視動作について説明する。電圧監視システムＶＭＳは、セルモニタ部ＣＭＵからの電圧監視動作開始指令に応じ、電池セルの出力電圧監視動作を開始する。例えば、エンジンコントロール部ＥＣＵは電気自動車のパワーオンを検出し、電池管理部ＢＭＵへ電圧監視システムＶＭＳの起動指令を発する。電池管理部ＢＭＵは、電圧監視システムＶＭＳの起動指令に応じ、セルモニタ部ＣＭＵに電圧監視モジュールＶＭＭ１〜ＶＭＭｎの起動指令を発する。セルモニタ部ＣＭＵは、電圧監視モジュールＶＭＭ１〜ＶＭＭｎの起動指令に応じ、電圧監視モジュールＶＭＭ１〜ＶＭＭｎへ電圧監視動作開始指令を発する。
【００３１】
図３を参照して、電圧監視モジュールＶＭＭ１〜ＶＭＭｎの動作について説明する。  電圧監視動作開始指令を受けた電圧監視モジュールＶＭＭ１〜ＶＭＭｎはそれぞれ同様の動作を行うので、以下では、電圧監視モジュールＶＭＭ１の動作を代表例として説明する。電圧監視モジュールＶＭＭ１は、セルモニタ部ＣＭＵからの電圧監視動作開始指令に応じ、電圧監視動作を開始する。具体的には、通信回路ＶＭＭ＿Ｃは、セルモニタ部ＣＭＵからの電圧監視動作開始指令を、電圧測定回路ＶＭＣの制御回路ＶＭＣ＿ＣＯＮに転送する。制御回路ＶＭＣ＿ＣＯＮは、電圧監視動作開始指令に応じ、スイッチＳＷａ＿ｊ及びＳＷｂ＿ｊをオンにする。これにより、入力端子Ｖｊ及びＶ（ｊ＋１）は、それぞれＡ／ＤコンバータＶＭＣ＿ＡＤＣと接続される。Ａ／ＤコンバータＶＭＣ＿ＡＤＣは、接続された入力端子Ｖｊ及びＶ（ｊ＋１）に供給される電圧の大きさを、デジタル値である電圧値に変換し、電圧値をレジスタＶＭＣ＿ＲＥＧに書き込む。
【００３２】
この例では、制御回路ＶＭＣ＿ＣＯＮは、所定の時間内にスイッチＳＷａ＿１〜ＳＷａ＿ｍ及びＳＷｂ＿１〜ＳＷｂ＿ｍを順にオンにする。すなわち、所定時間内に、ｍ回のスイッチング動作を繰り返す。所定の時間は、例えば１０ｍｓｅｃである。この場合、電圧監視モジュールＶＭＭ１は、所定の時間（１０ｍｓｅｃ）ごとに、入力端子Ｖｊ及びＶ（ｊ＋１）のそれぞれに供給される電圧の値を測定し、レジスタＶＭＣ＿ＲＥＧに逐次上書きすることとなる。電圧監視モジュールＶＭＭ１は、セルモニタ部ＣＭＵからの指令がない限り、上述の電圧監視動作を継続して行う。
【００３３】
電気自動車の制御を行うために電池セルの出力電圧の値を参照する場合には、セルモニタ部ＣＭＵは、電池管理部ＢＭＵからの指令に応じ、電圧値出力指令を電圧監視モジュールＶＭＭ１に発する。電圧監視モジュールＶＭＭ１は、電圧値出力指令に応じ、指定された入力端子の電圧値を、セルモニタ部ＣＭＵに出力する。具体的には、通信回路ＶＭＭ＿Ｃは、セルモニタ部ＣＭＵからの電圧値出力指令を、電圧測定回路ＶＭＣの制御回路ＶＭＣ＿ＣＯＮに転送する。制御回路ＶＭＣ＿ＣＯＮは、電圧値出力指令に応じ、レジスタＶＭＣ＿ＲＥＧに出力指令を発する。この際、制御回路ＶＭＣ＿ＣＯＮは、レジスタＶＭＣ＿ＲＥＧに対し、いずれの入力端子の電圧値を出力するかを指定する。レジスタＶＭＣ＿ＲＥＧは、制御回路ＶＭＣ＿ＣＯＮからの出力指令に応じ、出力指令を受けた時点における指定された入力端子の電圧値を、通信回路ＶＭＭ＿Ｃを介して、セルモニタ部ＣＭＵに出力する。
【００３４】
セルモニタ部ＣＭＵは、電圧監視モジュールＶＭＭ１から受け取った入力端子Ｖｊ及びＶ（ｊ＋１）の電圧値から、電池セルＥＣｊの出力電圧を算出する。例えば、セルモニタ部ＣＭＵは、入力端子Ｖ１と入力端子Ｖ２との間の電圧の差から、電池セルＥＣ１の出力電圧を算出することができる。その後、セルモニタ部ＣＭＵは、電池管理部ＢＭＵの求めに応じて、算出した電池セルの出力電圧を、電池管理部ＢＭＵに通知する。
【００３５】
なお、電気自動車がパワーオフとなる場合には、エンジンコントロール部ＥＣＵは電気自動車のパワーオフを検出し、電池管理部ＢＭＵへ電圧監視システムＶＭＳの停止指令を発する。電池管理部ＢＭＵは、電圧監視システムＶＭＳの停止指令に応じ、セルモニタ部ＣＭＵに電圧監視モジュールＶＭＭ１〜ＶＭＭｎの停止指令を発する。セルモニタ部ＣＭＵは、電圧監視モジュールＶＭＭ１〜ＶＭＭｎの停止指令に応じ、電圧監視モジュールＶＭＭ１〜ＶＭＭｎへ電圧監視動作停止指令を発する。電圧監視モジュールＶＭＭ１は、セルモニタ部ＣＭＵからの電圧監視動作停止指令に応じ、電圧監視動作を停止する。具体的には、通信回路ＶＭＭ＿Ｃは、セルモニタ部ＣＭＵからの電圧監視動作停止指令を、電圧測定回路ＶＭＣの制御回路ＶＭＣ＿ＣＯＮに転送する。制御回路ＶＭＣ＿ＣＯＮは、電圧監視動作停止指令に応じ、スイッチＳＷａ＿１〜ＳＷａ＿ｍ及びＳＷｂ＿１〜ＳＷｂ＿ｍを全てオフにする。これにより、電圧監視動作が停止する。
【００３６】
以上では、電池セルの電圧監視動作について説明した。しかし、電圧監視システムＶＭＳは、例えば電気自動車などに搭載されるので、電気自動車の使用状況などに応じた動作を行う必要がある。よって、以下では、電気自動車の使用状況に応じた電圧監視システムＶＭＳの動作を説明する。
【００３７】
電気自動車を継続的に使用するためには、電気スタンドなどにおいて組電池ａｓｓｙの充電を行う必要がある。組電池ａｓｓｙを充電する場合は、エンジンコントロール部ＥＣＵが、例えば充電プラグの接続などの運転者の操作を検知し、組電池ａｓｓｙを充電するための充電指令を電池管理部ＢＭＵに発する。電池管理部ＢＭＵは、エンジンコントロール部ＥＣＵからの充電指令に応じ、リレーＲＥＬ１及びＲＥＬ２を開ける。これにより、組電池ａｓｓｙとインバータＩＮＶとは、電気的に切断される。この状態で、例えば充電プラグを介して組電池ａｓｓｙに外部充電電圧ＣＨＡＲＧＥが供給されることにより、組電池ａｓｓｙが充電される。
【００３８】
一般に、電池セルなどの二次電池が過充電又は過放電されると、電池セルの寿命が短くなることが知られている。また、組電池ａｓｓｙのように複数の電池セルが直列接続された構成では、電池セルの製造ばらつきなどにより、同様の充放電動作を行わせても電圧のばらつきなどが生じる。このようなばらつきが生じたまま、組電池ａｓｓｙの充放電動作を繰り返すと、特定の電池セルのみの劣化、過充電又は過放電が発生する。その結果、組電池ａｓｓｙ全体の短寿命化及び故障発生の原因となる。このため、直列接続された電池セルを用いる場合には、各電池セルの電圧のバランス（いわゆるセルバランス）を維持する必要がある。
【００３９】
以下では、電気スタンドなどにおける充電時の電圧監視システムＶＭＳの電池セルの動作について説明する。なお、電池セルの出力電圧監視動作及び電池セルの出力電圧の算出方法については、上述と同様であるので、適宜説明を省略する。
【００４０】
まず、電池管理部ＢＭＵは、エンジンコントロール部ＥＣＵからの充電指令に応じ、セルモニタ部ＣＭＵに出力電圧測定指令を発する。セルモニタ部ＣＭＵは、電池管理部ＢＭＵからの出力電圧測定指令に応じ、組電池ａｓｓｙを構成する全ての電池セルの出力電圧を算出し、電池管理部ＢＭＵに通知する。電池管理部ＢＭＵは、組電池ａｓｓｙの中で最も出力電圧が低い電池セルを特定する。ここでは、説明を簡略化するため、電池モジュールＥＭ１の電池セルＥＣ１が、組電池ａｓｓｙの中で最も出力電圧が低い電池セルであるとする。
【００４１】
その後、電池管理部ＢＭＵは、セルバランス動作指令をセルモニタ部ＣＭＵに発する。セルモニタ部ＣＭＵは、セルバランス動作指令に応じて、電圧監視モジュールＶＭＭ１〜ＶＭＭｎに放電指令を発する。以下では、電圧監視モジュールＶＭＭ１の動作を代表例として説明する。電圧監視モジュールＶＭＭ１では、電圧測定回路ＶＭＣの制御回路ＶＭＣ＿ＣＯＮが、通信回路ＶＭＭ＿Ｃを介して、放電指令を受ける。制御回路ＶＭＣ＿ＣＯＮは、放電指令に応じ、セルバランス回路ＣＢ２〜ＣＢｍをオンにする。これにより、電池セルＥＣ２〜ＥＣｍが放電される。
【００４２】
セルモニタ部ＣＭＵは、放電中の電池セルＥＣ２〜ＥＣｍの出力電圧値を逐次算出する。そして、各電池セルの出力電圧が電池セルＥＣ１の出力電圧まで降下した場合に、該当する電池セルの放電動作を停止させる放電停止指令を発する。以下では、放電により、電池セルＥＣ２の出力電圧が電池セルＥＣ１の出力電圧まで降下した場合について説明する。まず、セルモニタ部ＣＭＵは、電池セルＥＣ２の出力電圧が電池セルＥＣ１の出力電圧まで降下したことを検出する。そして、電圧監視モジュールＶＭＭ１に電池セルＥＣ２の放電停止指令を発する。
【００４３】
電圧監視モジュールＶＭＭ１の制御回路ＶＭＣ＿ＣＯＮは、通信回路ＶＭＭ＿Ｃを介して、電池セルＥＣ２の放電停止指令を受ける。制御回路ＶＭＣ＿ＣＯＮは、電池セルＥＣ２の放電停止指令に応じて、セルバランス回路ＣＢ２をオフにする。これにより、電池セルＥＣ２の放電は停止し、電池セルＥＣ２の出力電圧は電池セルＥＣ１の出力電圧と同じになる。セルモニタ部ＣＭＵが同様の動作を行うことにより、電池モジュールＥＭ１の電池セルＥＣ３〜ＥＣｍ及び電池モジュールＥＭ２〜ＥＭｎの各電池セルの出力電圧も、電池セルＥＣ１の出力電圧と同じになる。これにより、電池モジュールＥＭ２〜ＥＭｎの各電池セルの出力電圧が均一化され、セルモニタ部ＣＭＵはセルバランス動作を終了する。セルモニタ部ＣＭＵは、セルバランス動作終了を、電池管理部ＢＭＵに通知する。
【００４４】
電池管理部ＢＭＵは、セルバランス動作終了の通知に応じ、充電プラグと接続される受電部（不図示）に、充電開始の指令を発する。これにより、組電池ａｓｓｙに外部充電電圧ＣＨＡＲＧＥが供給され、組電池ａｓｓｙの充電が開始する。
【００４５】
セルモニタ部ＣＭＵは、充電中の各電池セルの出力電圧を監視する。そして、いずれかの電池セルの出力電圧が充電上限電圧に到達したならば、過充電警報を電池管理部ＢＭＵに通知する。電池管理部ＢＭＵは、過充電警報の通知に応じ、受電部に充電停止の指令を発する。これにより、外部充電電圧ＣＨＡＲＧＥの供給が遮断され、充電は停止する。充電上限電圧は、電池セルの過充電の発生を確実に防止するため、過充電時の電圧レベルから十分なマージンを有する、過充電時の閾値電圧レベルよりも小さい電圧値を設定することが望ましい。
【００４６】
なお、電圧モジュールＥＭ１〜ＥＭｎの各電池セルの充電特性には、ばらつきがある。このため、充電後の各電池セルの電圧値には、ばらつきが生じる。よって、各電池セルの電圧値のばらつきを把握するため、セルモニタ部ＣＭＵは各電池セルの出力電圧を測定する。そして、各電池セルの出力電圧のばらつきが、規定範囲内に収まっているか否かを判定する。そして、判定結果を電池管理部ＢＭＵに通知する。
【００４７】
各電池セルの出力電圧のばらつきが規定範囲内に収まっていない場合には、電池管理部ＢＭＵは、セルバランス動作の開始をセルモニタ部ＣＭＵに指令する。そしてセルバランス動作終了後、電池管理部ＢＭＵは、充電開始を受電部に指令する。一方、各電池セルの出力電圧のばらつきが規定範囲内に収まっている場合には、電池管理部ＢＭＵは、エンジンコントロール部ＥＣＵに充電完了を通知する。エンジンコントロール部ＥＣＵは、運転席に設けられた表示装置などに、組電池ａｓｓｙの充電が完了したことを表示する。以上のように、電圧監視システムＶＭＳが電池セルの出力電圧を監視することにより、過充電を防止し、かつ良好なセルバランスを維持した状態で、組電池ａｓｓｙをフル充電状態まで充電することができる。
【００４８】
次いで、電気自動車を加速させる場合について説明する。電気自動車を加速させる場合には、エンジンコントロール部ＥＣＵが、例えばアクセルペダルの踏みこみなどの運転者の操作を検知して、電気自動車を加速させるための加速指令をインバータＩＮＶ及び電池管理部ＢＭＵに発する。インバータＩＮＶは、エンジンコントロール部ＥＣＵからの加速指令に応じ、動作モードが直流→交流変換モードに切り替わる。電池管理部ＢＭＵは、エンジンコントロール部ＥＣＵからの加速指令に応じ、リレーＲＥＬ１及びＲＥＬ２を閉じる。これにより、組電池ａｓｓｙからインバータＩＮＶに直流電圧が供給される。インバータＩＮＶは、直流電圧を交流電圧に変換し、モータジェネレータＭＧに供給する。モータジェネレータＭＧは、交流電圧の供給を受けることにより、駆動力を発生させる。モータジェネレータＭＧで発生した駆動力が、ドライブシャフトなどを介して駆動輪に伝達されることにより、電気自動車は加速する。
【００４９】
電気自動車が加速する場合には、電池セルに蓄えられた電力が消費され、電池セルの出力電圧は降下してゆく。従って、電池セルの過放電を防止する措置が必要である。そのため、電圧監視システムＶＭＳは、走行時の各電池セルの出力電圧を常時監視する。そして、例えばいずれかの電池セルの電圧が警告レベル電圧を下回った場合には、セルモニタ部ＣＭＵは電池管理部ＢＭＵに電圧降下警報を発する。電池管理部ＢＭＵは、電圧降下警報に応じて、組電池ａｓｓｙの充電残量低下警報をエンジンコントロール部ＥＣＵに発する。エンジンコントロール部ＥＣＵは、運転席に設けられた表示装置などに、組電池ａｓｓｙの充電残量低下警報を表示し、運転者に電池セルの過放電が生じる恐れがあることを報知する。これにより、電圧監視システムＶＭＳは、走行停止などの過放電防止措置を取ることを、運転者に促すことができる。
【００５０】
なお、組電池ａｓｓｙの充電残量低下警報が放置され、その後も走行が続けられた場合には、電池セルの出力電圧はさらに低下する。よって、電池セルの過放電を防止するため、各電池セルの放電を停止する必要がある。例えばいずれかの電池セルの電圧が緊急停止レベル電圧を下回った場合には、セルモニタ部ＣＭＵは電池管理部ＢＭＵに緊急停止警報を発する。緊急停止レベル電圧は、電池セルの過放電の発生を確実に防止するため、過放電時の電圧レベルから十分なマージンを有する、過放電の閾値電圧レベルよりも大きい電圧値を設定することが望ましい。
【００５１】
電池管理部ＢＭＵは、セルモニタ部ＣＭＵからの緊急停止警報に応じ、緊急停止動作を発動する。具体的には、電池管理部ＢＭＵは、リレーＲＥＬ１及びＲＥＬ２を開け、組電池ａｓｓｙからインバータＩＮＶへの電源供給を遮断する。これにより、電池セルの出力電圧降下が停止する。また、電池管理部ＢＭＵは、エンジンコントロール部ＥＣＵに、緊急停止動作の実行を通知する。エンジンコントロール部ＥＣＵは、運転席に設けられた表示装置などに、緊急停止動作が発動されたことを表示する。これにより、電池セルの過放電の発生を確実に防止することができる。
【００５２】
次いで、電気自動車を減速させる場合について説明する。電気自動車を減速させる場合には、エンジンコントロール部ＥＣＵが、例えばブレーキペダルの踏みこみなどの運転者の操作を検知し、電気自動車を減速させるための減速指令をインバータＩＮＶ及び電池管理部ＢＭＵに発する。インバータＩＮＶは、エンジンコントロール部ＥＣＵからの減速指令に応じ、動作モードが交流→直流変換モードに切り替わる。電池管理部ＢＭＵは、エンジンコントロール部ＥＣＵからの減速指令に応じ、リレーＲＥＬ１及びＲＥＬ２を閉じる。モータジェネレータＭＧは、ドライブシャフトなどを介して伝達されるタイヤの回転力により、発電を行う。発電により生じる回転抵抗は、ドライブシャフトなどを介して、制動力として駆動輪に伝達される。これにより、電気自動車は減速する。この制動手法は、一般に回生ブレーキ動作と称される。回生ブレーキ動作により生じた交流電圧は、インバータＩＮＶに供給される。インバータＩＮＶは、モータジェネレータＭＧからの交流電圧を直流電圧に変換し、組電池ａｓｓｙに供給する。これにより、組電池ａｓｓｙは、回生ブレーキ動作で回収された電圧により充電される。
【００５３】
回生ブレーキ動作時には組電池ａｓｓｙが充電されるので、各電池セルの出力電圧は上昇する。よって、電池セルの過充電を防止する措置が必要である。そのため、電圧監視システムＶＭＳは、走行時の各電池セルの出力電圧を常時監視する。セルモニタ部ＣＭＵは、回生ブレーキ動作開始時の各電池セルの出力電圧が充電上限電圧以下であるか否かを判定する。充電上限電圧よりも大きな出力電圧を有する電池セルが存在する場合には、セルモニタ部ＣＭＵは過充電警報を電池管理部ＢＭＵに発する。電池管理部ＢＭＵは、過充電警報に応じてリレーＲＥＬ１及びＲＥＬ２を開け、組電池ａｓｓｙが充電されることを防止する。
【００５４】
また、回生ブレーキ動作による充電中においても、セルモニタ部ＣＭＵは、電池セルの出力電圧の監視を継続する。そして、出力電圧が充電上限電圧に到達した電池セルが発見された場合には、セルモニタ部ＣＭＵは過充電警報を電池管理部ＢＭＵに発する。電池管理部ＢＭＵは、過充電警報に応じてリレーＲＥＬ１及びＲＥＬ２を開け、組電池ａｓｓｙが充電されることを防止する。これにより、組電池ａｓｓｙの過充電を防止できる。
【００５５】
上述では、電池セルの電圧が正常に検出できることを前提として、電圧監視システムＶＭＳの動作を説明したが、実際には電池セルの出力電圧を正常に検出できない場合が有る。例えば、電圧監視モジュールＶＭＭ１〜ＶＭＭｎと組電池ａｓｓｙとの間の配線が断線してしまうと、断線箇所の電圧が異常降下又は異常上昇してしまい、セルモニタ部ＣＭＵは正常な電圧算出ができなくなる。このような断線が発生した場合には、電圧監視システムＶＭＳの目的である電池セルの出力電圧の監視ができなくなるため、断線故障を検出することが求められる。
【００５６】
そのため、セルモニタ部ＣＭＵには、出力電圧の値の適正範囲が予め記憶されている。算出した電池セルの出力電圧値が適正範囲から逸脱している場合には、セルモニタ部ＣＭＵは断線故障が発生したものと判定する。そして、セルモニタ部ＣＭＵは、断線故障の発生を電池管理部ＢＭＵに通知する。電池管理部ＢＭＵは、断線故障発生の通知に応じ、リレーＲＥＬ１及びＲＥＬ２開けて、インバータＩＮＶと組電池ａｓｓｙの接続を切断する。これにより、システムに更なる障害が発生することを防止する。また、電池管理部ＢＭＵは、断線故障の発生をエンジンコントロール部ＥＣＵに通知する。エンジンコントロール部ＥＣＵは、運転席に設けられた表示装置などに断線故障の発生を表示し、運転者に故障発生を報知する。以上のように、電圧監視システムＶＭＳは、断線故障の発生を検出することも可能である。
【００５７】
なお、電圧監視システムＶＭＳの構成及び動作は例示に過ぎない。従って、例えば、セルモニタ部ＣＭＵ及び電池管理部ＢＭＵは、１つの回路ブロックに統合することが可能である。また、セルモニタ部ＣＭＵと電池管理部ＢＭＵが分担する機能の全部又は一部を相互に代替することが可能である。さらに、セルモニタ部ＣＭＵ、電池管理部ＢＭＵ及びエンジンコントロール部ＥＣＵは、１つの回路ブロックに統合することが可能である。また、エンジンコントロール部ＥＣＵは、セルモニタ部ＣＭＵ及び電池管理部ＢＭＵの機能の全部又は一部を代替することが可能である。
【００５８】
上記したように、実施の形態１にかかる電圧監視システムは、互いに直列に接続された複数の電池セルを監視する電圧監視システムであって、複数の電池セルのうち少なくとも一の電池セルから電圧を受けて動作し、電池セルを監視する電圧監視モジュールＶＭＭ１〜ＶＭＭｎと、電圧監視モジュールＶＭＭ１〜ＶＭＭｎを制御するモジュール制御回路（例えば、セルモニタ部ＣＭＵ）と、を有する。実施の形態１にかかる電圧監視システムは、電圧監視モジュールＶＭＭ１〜ＶＭＭｎの電源回路の構成とモジュール制御回路（例えば、セルモニタ部ＣＭＵ）の動作に特徴の１つを有する。そこで、まず、電圧監視モジュールＶＭＭ１を例に電圧監視モジュールＶＭＭ１〜ＶＭＭｎの構成について説明する。なお、以下の説明において、上記説明において説明した部分については、上記説明と同じ符号を付して説明を省略する。
【００５９】
実施の形態１にかかる電圧監視モジュールＶＭＭ１のブロック図を図４に示す。図４に示すように、実施の形態１にかかる電圧監視モジュールＶＭＭ１は、負荷回路として内部回路（例えば、セルバランス回路ＣＢ１〜ＣＢｍ、電圧測定回路ＶＭＣを含む回路）、レジスタＶＭＣ＿ＲＥＧ、制御回路ＶＭＣ＿ＣＯＮ、通信回路ＶＭＭ＿Ｃを有する。そして、電源回路ＶＭＭ＿Ｓは、電源端子ＶＣＣから与えられる電源電圧から内部電圧Ｖｏｕｔと負荷電流Ｉｌｏａｄとを生成し、内部電圧Ｖｏｕｔ及び負荷電流Ｉｌｏａｄとを負荷回路に与える。
【００６０】
実施の形態１にかかる電圧監視モジュールＶＭＭ１は、動作モードとして、初期モードと、通常動作モードと、スリープモードを有する。初期モードは、通常動作モードにおける電圧監視モジュールＶＭＭの動作電流を設定する動作モードである。通常動作モードは、電圧監視モジュールＶＭＭが電池セルＥＣ１〜ＥＣｍの電圧測定を行う動作モードである。スリープモードは、低消費電力モードであって、電圧監視モジュールＶＭＭが電池セルＥＣ１〜ＥＣｍの電圧測定を停止する動作モードである。このスリープモードでは、電圧測定回路のＡＤコンバータＶＭＣ＿ＡＤＣ等の主要な機能回路の動作が停止されるものの、通信回路ＶＭＭ＿Ｃ、レジスタＶＭＣ＿ＲＥＧ、制御回路ＶＭＣ＿ＣＯＮ等の外部との通信に必要な回路及び次の動作モードへの移行動作に必要な回路は動作する。また、スリープモードにおいても電源回路ＶＭＭ＿Ｓは内部電圧Ｖｏｕｔ及び出力電流Ｉｏｕｔの出力を継続する。
【００６１】
そして、電源回路ＶＭＭ＿Ｓは、通常動作モードにおいて、外部から与えられる第１の電流コードに応じて第１の基準電流を生成し、第１の基準電流に応じて出力電流を生成すると共に出力電流から負荷電流Ｉｌｏａｄを除く調整電流Ｉａｄｊを接地端子ＶＳＳに排出する。また、電源回路ＶＭＭ＿Ｓは、スリープモードにおいて、外部から与えられる第２の電流コードに応じて第１の基準電流よりも小さな第２の基準電流を生成し、第２の基準電流に応じて出力電流を生成すると共に出力電流から負荷電流Ｉｌｏａｄを除く調整電流Ｉａｄｊを接地端子ＶＳＳに排出する。これにより、電源回路ＶＭＭ＿Ｓは、通常動作モードとスリープモードの各動作モードにおいて負荷電流Ｉｌｏａｄの大きさによらず動作電流を一定に維持する。
【００６２】
電源回路ＶＭＭ＿Ｓは、電流検出抵抗Ｒｉｄ、動作電流測定回路１０、レギュレータ回路１１、調整電流制御回路１２を有する。実施の形態１にかかる電圧監視モジュールＶＭＭ１では、電源回路ＶＭＭ＿Ｓが電流検出抵抗Ｒｉｄと、動作電流測定回路１０と、調整電流制御回路１２と、を有する点が一般的な電源回路とは異なる点である。
【００６３】
電流検出抵抗Ｒｉｄは、電源端子ＶＣＣとレギュレータ回路１１及び調整電流制御回路１２との間に設けられる。電流検出抵抗Ｒｉｄには、電源端子ＶＣＣからレギュレータ回路１１及び調整電流制御回路１２に流れる動作電流が流れる。そして、電流検出抵抗Ｒｉｄの両端には、動作電流の大きさに応じた電圧差Ｖｄが生成される。
【００６４】
動作電流測定回路１０は、セルモニタ部ＣＭＵから、動作電流切替命令に後続して送信された動作電流測定命令に応じて、動作電流を測定する。より具体的には、動作電流測定回路１０は、電圧差Ｖｄに基づき電源回路ＶＭＭ＿Ｓに流れる電流の大きさを測定して動作電流測定値Ｉｍｏｎを生成する。実施の形態１にかかる動作電流測定回路１０は、動作電流切替命令に応じて調整電流制御回路１２が調整電流Ｉａｄｊの生成を停止した初期モードにおいて動作するため、動作電流測定値Ｉｍｏｎは負荷電流Ｉｌｏａｄに対応した値となる。動作電流測定回路１０は、動作電流測定値ＩｍｏｎをレジスタＶＭＣ＿ＲＥＧに格納する。また、実施の形態１では、動作電流測定回路１０は、制御回路ＶＭＣ＿ＣＯＮが通信回路ＶＭＭ＿Ｃを介してセルモニタ部ＣＭＵから測定指示を受けたことに応じて生成する測定甲斐信号（不図示）に応じて動作電流の測定を開始するものとする。
【００６５】
レギュレータ回路１１は、電源端子ＶＣＣから与えられる電源電圧から内部電圧Ｖｏｕｔ及び出力電流を生成し、負荷回路に内部電圧Ｖｏｕｔを供給する。また、レギュレータ回路１１は、調整電流制御回路１２において生成された基準電流の切り替わりに応じて前記出力電流を増減させる。
【００６６】
調整電流制御回路１２は、セルモニタ部ＣＭＵから送信された第１の動作電流設定命令に応じて、電圧監視モジュールが消費する動作電流が、第１の動作電流設定命令に対応する所定値となるような調整電流Ｉａｄｊを生成するとともに、セルモニタ部ＣＭＵから送信された動作電流切替命令に応じて、調整電流Ｉａｄｊの生成を停止する。また、セルモニタ部ＣＭＵは、動作電流測定部１０において測定された動作電流に基づいて、第２の動作電流設定命令を送信するが、調整電流制御回路１２は、第２の動作電流設定命令に応じて、第２の動作電流設定命令に対応する所定値となるような調整電流Ｉａｄｊを生成する。なお、調整電流制御回路１２は、電圧監視モジュールＶＭＭ１内における、調整電流制御回路１２以外の回路が消費する負荷電流との和が、第１又は第２の動作電流設定命令に対応する所定値となるように、調整電流Ｉａｄｊを生成する。さらに、調整電流制御回路１２は、レギュレータ回路１１の出力電流の大きさの基準となる基準電流を生成する。
【００６７】
ここで、実施の形態１にかかるレギュレータ回路１１と調整電流制御回路１２とについてさらに詳細に説明する。図５に実施の形態１にかかるレギュレータ回路１１と調整電流制御回路１２のブロック図を示す。
【００６８】
図５に示すように、レギュレータ回路１１は、定電圧生成部２１、第１の差動アンプａｍｐ０、出力トランジスタＰ０、第１の抵抗Ｒ１、第２の抵抗Ｒ２を有する。
【００６９】
定電圧生成部２１は、基準電圧ＶＢＧＲを生成する。定電圧生成部２１は、例えば、バンドギャップ電圧源であって、基準電圧ＶＢＧＲとしてバンドギャップ電圧を出力する。つまり、基準電圧ＶＢＧＲは、温度に対する変動幅が非常に小さい。
【００７０】
出力トランジスタＰ０は、例えば、ＰＭＯＳトランジスタが用いられる。出力トランジスタＰ０は、ソースが電源端子ＶＣＣに接続される。第１の抵抗Ｒ１及び第２の抵抗Ｒ２は、ＰＭＯＳトランジスタＰ０のドレインと接地端子ＶＳＳとの間に直列に接続される。第１の抵抗Ｒ１とＰＭＯＳトランジスタＰ０のドレインとの接続点は、レギュレータ回路１１の出力端子である。第１の差動アンプａｍｐ０は、反転入力端子に基準電圧ＶＢＧＲが入力され、正転入力端子が第１の抵抗Ｒ１と第２の抵抗Ｒ２との接続点に接続される。また、差動アンプａｍｐ０の出力信号は、ＰＭＯＳトランジスタＰ０のゲートに与えられる。第１の差動アンプａｍｐ０は、電源端子ＶＣＣから供給される電源電圧と接地電圧とに基づき動作する。つまり、レギュレータ回路１１では、第１の差動アンプａｍｐ０、出力トランジスタＰ０、第１の抵抗Ｒ１、第２の抵抗Ｒ２により正転増幅回路を構成する。この正転増幅回路は、第１の抵抗Ｒ１の抵抗値と第２の抵抗Ｒ２の抵抗値とを抵抗比に応じて増幅率が決まる。そして、レギュレータ回路１１の正転増幅回路は、基準電圧ＶＢＧＲを増幅率に応じて増幅して内部電圧Ｖｏｕｔを出力する。
【００７１】
調整電流制御回路１２は、電流設定回路２２と、電流消費回路２３と、を有する。電流設定回路２２は、レギュレータ回路１１の出力電流の大きさの基準となる基準電流を生成する。電流消費回路２３は、レギュレータ回路１１の出力電流と負荷回路の負荷電流Ｉｌｏａｄとの調整電流Ｉａｄｊを消費する。
【００７２】
電流設定回路２２は、電流設定抵抗Ｒｉｓと、ＰＭＯＳトランジスタＰ１とを有する。電流設定抵抗Ｒｉｓは、電流コードａｄｊに応じて抵抗値を可変する。ＰＭＯＳトランジスタＰ１は、出力トランジスタＰ０とカレントミラーを構成する。ＰＭＯＳトランジスタＰ１は、ソース電源端子ＶＣＣに接続され、ドレインが電流設定抵抗Ｒｉｓの一端に接続され、ゲートが出力トランジスタＰ０のゲートに接続される。電流設定抵抗Ｒｉｓの多端は接地端子ＶＳＳに接続される。電流設定抵抗Ｒｉｓの一端は、電流消費回路２３の第２の差動アンプａｍｐ１の正転入力端子に接続される。ここで、第２の差動アンプａｍｐ１の反転入力端子は、第１の差動アンプａｍｐ０の正転入力端子と接続される。そのため、第１の差動アンプａｍｐ０と第２の差動アンプａｍｐ１の仮想短絡により、第２の差動アンプａｍｐ１の正転入力端子には基準電圧ＶＢＧＲとほぼ等しい電圧が生じる。そして、電流設定抵抗Ｒｉｓの両端には、基準電圧ＶＢＧＲとほぼ等しい電圧差が生じるため、電流設定抵抗Ｒｉｓには、基準電圧ＶＢＧＲを電流設定抵抗Ｒｉｓの抵抗値で除算した値の基準電流Ｉｒｅｆが流れる。
【００７３】
実施の形態１にかかる電圧監視モジュールＶＭＭ１では、出力トランジスタＰ０と、ＰＭＯＳトランジスタＰ１と、のゲート幅Ｗの比（すなわち、トランジスタサイズ比）ｉ：ｊをｉ＞ｊに設定する。そのため、出力トランジスタＰ０には、基準電流Ｉｒｅｆよりも大きな電流が流れる。例えば、ｉ：ｊ＝５：１とした場合、出力トランジスタＰ０に流れる電流はＩｒｅｆの５倍の電流が流れる。レギュレータ回路１１では、出力トランジスタＰ０に流れる出力電流Ｉｏｕｔのうち抵抗Ｒ１、Ｒ２に流れる電流Ｉｐ０ａを引いた電流Ｉｐ０ｂを出力端子から出力する。このとき、電流Ｉｐ０ａは、電流Ｉｐ０ｂに比べてはるかに小さいため、以下の説明では、Ｉｐ０ｂ＝Ｉｏｕｔとして考える。
【００７４】
電流消費回路２３は、第２の差動アンプａｍｐ１、ＰＭＯＳトランジスタＰ２、ＮＭＯＳトランジスタＮｄｉを有する。第２の差動アンプａｍｐ１は、正転入力端子が電流設定抵抗Ｒｉｓの一端に接続され、反転入力端子が第１の差動アンプの正転入力端子に接続される。第２の差動アンプａｍｐ１は、レギュレータ回路１１が出力する内部電圧Ｖｏｕｔと接地電圧とに基づき動作する。ＰＭＯＳトランジスタＰ２は、ソースがレギュレータ回路１１の出力端子に接続され、ソースがＮＭＯＳトランジスタＮｄｉのドレインに接続され、ゲートが第２の差動アンプａｍｐ１の出力端子と接続される。ＮＭＯＳトランジスタＮｄｉは、ソースが接地端子ＶＳＳに接続され、ゲートがドレインと共通接続される。つまり、ＮＭＯＳトランジスタＮｄｉは、ダイオードとして動作する。このダイオードは、電流消費回路２３の負荷回路として機能する。ＰＭＯＳトランジスタＰ２は、第２の差動アンプａｍｐ１の出力信号に応じて出力電流Ｉｏｕｔから電流Ｉｃｍｐを引き抜き、ＮＭＯＳトランジスタＮｄｉに与える。なお、第２の差動アンプａｍｐ１には、スタンバイ制御信号ＳＴＢが入力される。第２の差動アンプａｍｐ１は、スタンバイ制御信号ＳＴＢがイネーブル状態である場合、動作を停止し、電流消費回路２３の動作を停止する。なお、スタンバイ制御信号ＳＴＢにより電流消費回路２３の動作が停止した場合においても基準電流Ｉｒｅｆが流れる。しかし、基準電流Ｉｒｅｆは、電圧監視モジュールＶＭＭ１の動作電流に比べて非常に小さいため、動作電流の大きさに与える影響はほとんど無視できる程度の大きさである。
【００７５】
ここで、電流設定抵抗Ｒｉｓの構成について説明する。電流設定抵抗Ｒｉｓのブロック図を図６に示す。図６に示すように、電流設定抵抗Ｒｉｓは、並列に接続された複数の抵抗Ｒｉ１〜Ｒｉｋと、複数の抵抗のそれぞれに直列に接続されたスイッチＳＷｉ１〜ＳＷｉｋと、デコーダとを有する。デコーダには電流コードａｄｊが入力される。この電流コードａｄｊは、動作電流設定命令により与えられる値である。デコーダは、電流コードａｄｊの値に応じてスイッチＳＷｉ１〜ＳＷｉｋのいずれか１つを導通状態とする。抵抗Ｒｉ１〜Ｒｉｋは、それぞれ異なる抵抗値を有する。なお、抵抗Ｒｉ１〜Ｒｉｋのうち１つは、スリープモード時に有効になる抵抗として設定され、他の抵抗よりもはるかに高い抵抗値を有するものとする。また、電流設定抵抗Ｒｉｓは、電流設定抵抗Ｒｉｓの一端となる端子ＴＭＵと、他端となる端子ＴＭＬを有する。
【００７６】
続いて、実施の形態１にかかるレギュレータ回路１１及び調整電流制御回路１２の動作について説明する。図７に実施の形態１にかかるレギュレータ回路１１及び調整電流制御回路１２の動作を示すタイミングチャートを示す。図７に示す例は、時間の経過に伴い負荷電流Ｉｌｏａｄが増減する例である。
【００７７】
図７に示すように、電流消費回路２３は、負荷電流Ｉｌｏａｄが増加した場合、電流Ｉｃｍｐを減少させる。負荷電流Ｉｌｏａｄが増加した場合、電流Ｉｏｕｔが増加する。このとき、電流Ｉｐ０ａは変動しない。そして、この電流Ｉｏｕｔの増加に応じて基準電流Ｉｒｅｆが増加する。そのため、電流設定抵抗Ｒｉｓの両端の電圧差が増加する。つまり、第２の差動アンプａｍｐ１の非反転入力端子の電圧が上昇する。そのため、第２の差動アンプａｍｐ１は、ＰＭＯＳトランジスタＰ２のゲートに与える出力信号の電圧Ｖｎ１を上昇させ、ＰＭＯＳトランジスタＰ２の電流駆動能力を低下させる。従って、負荷電流Ｉｌｏａｄが増加した場合、電流Ｉｃｍｐが減少する。そして、電流Ｉｃｍｐが減少したことに応じて電流Ｉｏｕｔが減少し、電流Ｉｃｍｐは安定状態となる。
【００７８】
一方、電流消費回路２３は、負荷電流Ｉｌｏａｄが減少した場合、電流Ｉｃｍｐを増加させる。負荷電流Ｉｌｏａｄが減少した場合、電流Ｉｏｕｔが減少する。このとき、電流Ｉｐ０ａは変動しない。そして、この電流Ｉｏｕｔの減少に応じて基準電流Ｉｒｅｆが減少する。そのため、電流設定抵抗Ｒｉｓの両端の電圧差が減少する。つまり、第２の差動アンプａｍｐ１の非反転入力端子の電圧が低下する。そのため、第２の差動アンプａｍｐ１は、ＰＭＯＳトランジスタＰ２のゲートに与える出力信号の電圧Ｖｎ１を低下させ、ＰＭＯＳトランジスタＰ２の電流駆動能力を上昇させる。従って、負荷電流Ｉｌｏａｄが減少した場合、電流Ｉｃｍｐが増加する。そして、電流Ｉｃｍｐが増加したことに応じて電流Ｉｏｕｔが増加し、電流Ｉｃｍｐは安定状態となる。
【００７９】
このように、実施の形態１にかかるレギュレータ回路１１及び調整電流制御回路１２は、負荷電流の増減を打ち消すように、調整電流制御回路１２が電流Ｉｃｍｐを増減させる。これにより、実施の形態１にかかる電源回路は、レギュレータ回路１１の出力電流Ｉｏｕｔを一定に保ちながら、負荷電流Ｉｌｏａｄの増減に対応することができる。
【００８０】
ここで、実施の形態１にかかるレギュレータ回路１１及び調整電流制御回路１２の動作を数式を用いて説明する。まず、電源端子ＶＣＣからレギュレータ回路１１及び調整電流制御回路１２に流れ込む電流の合計値Ｉ＿ｔｏｔａｌは（１）式によって表すことができる。なお、（１）式では、Ｉｏｕｔ＝Ｉｐ０ｂとしたものである。
Ｉ＿ｔｏｔａｌ＝Ｉｏｕｔ＋Ｉｒｅｆ＋Ｉａｍｐ０・・・（１）
なお、（１）式において、Ｉｏｕｔはレギュレータ回路１１の出力電流の大きさであり、Ｉｒｅｆは、電流設定回路２２で生成される基準電流の大きさであり、Ｉａｍｐ０は、第１の差動アンプａｍｐ０の動作電流の大きさである。
【００８１】
続いて、レギュレータ回路１１の出力電流Ｉｏｕｔは、（２）式により表される。
Ｉ＿ｏｕｔ＝Ｉｐ０ａ＋Ｉｌｏａｄ＋Ｉｃｍｐ＋Ｉａｍｐ１・・・（２）
なお、（２）式において、Ｉｐ０ａは、第１の抵抗Ｒ１及び第２の抵抗Ｒ２に流れる電流の大きさであり、Ｉｌｏａｄは負荷回路に供給される負荷電流の大きさであり、Ｉｃｍｐは電流消費回路２３のＰＭＯＳトランジスタＰ２により引き抜かれる電流の大きさであり、Ｉａｍｐ１は第２の差動アンプａｍｐ１の動作電流の大きさである。
【００８２】
ここで、電源回路ＶＭＭ＿Ｓでは、出力トランジスタＰ０とＰＭＯＳトランジスタＰ１のトランジスタサイズ比にＮ：１の関係がある場合、レギュレータ回路１１の出力電流Ｉｏｕｔと、基準電流Ｉｒｅｆとの間に（３）式の関係を有する。
Ｉｏｕｔ＝Ｎ×Ｉｒｅｆ・・・（３）
【００８３】
また、基準電流Ｉｒｅｆは、電流設定抵抗の大きさをＲｉｓとすると、（４）式の関係式により大きさが決まる。
Ｉｒｅｆ＝ＶＢＧＲ／Ｒｉｓ・・・（４）
【００８４】
そして、（１）、（３）、（４）式から電流値Ｉ＿ｔｏｔａｌは、（５）式により表される。
Ｉ＿ｔｏｔａｌ＝Ｎ×Ｉｒｅｆ＋Ｉｒｅｆ＋Ｉａｍｐ０
＝（１＋Ｎ）Ｉｒｅｆ＋Ｉａｍｐ０
＝（１＋Ｎ）×ＶＢＧＲ／Ｒｉｓ＋Ｉａｍｐ０・・・（５）
この（５）式のうちＩａｍｐ０は、第１の差動アンプａｍｐ０の消費電流であるため、負荷回路の動作状態によらず一定である。また、基準電圧ＶＢＧＲは負荷回路の状態によらず一定である。また、電流設定抵抗Ｒｉｓは、入力される電流コードが更新されない限り一定である。つまり、（５）式から、レギュレータ回路１１及び調整電流制御回路１２に流れる電流は概略一定を維持することがわかる。また、（５）式より、実施の形態１にかかる電源回路ＶＭＭ＿Ｓでは、電流設定抵抗Ｒｉｓの抵抗値を大きく設定することで、Ｉ＿ｔｏｔａｌの大きさを小さく設定することができることがわかる。このとき、（５）式には、差動アンプのオフセット成分等の項を含まないため、実施の形態１にかかる電源回路ＶＭＭ＿Ｓでは、小さな電流値Ｉ＿ｔｏｔａｌを精度よく設定できることがわかる。さらに、レギュレータ回路１１の出力電流Ｉｏｕｔも概略一定を維持することが（３）式からわかる。
【００８５】
また、（２）式の項のうち電流Ｉｐ０ａは、第１の抵抗Ｒ１と第２の抵抗Ｒ２と内部電圧Ｖｏｕｔにより決まる定数であり、Ｉａｍｐ１は第２の差動アンプの動作電流であり負荷回路の状態によらず概略一定である。そのため、出力電流Ｉｏｕｔが一定値であること及び（２）式から、Ｉｌｏａｄ＋Ｉｃｍｐが一定を維持することがわかる。つまり、負荷電流Ｉｌｏａｄは、負荷回路の状態により増減するが、電流Ｉｃｍｐは負荷電流Ｉｌｏａｄの増減を打ち消す変動を示すことがわかる。
【００８６】
なお、第１の差動アンプａｍｐ０の消費電流Ｉａｍｐ０は、出力電流Ｉｏｕｔ及び基準電流Ｉｒｅｆに比べ極めて小さいため、以下の説明では、電源回路の動作電流としてＩｏｕｔ＋Ｉｒｅｆを用いる。また、電流Ｉｐ０ａは、負荷電流Ｉｌｏａｄ、第１の差動アンプａｍｐ１の消費電流Ｉａｍｐ１及び引き抜き電流Ｉｃｍｐの合計値に比べ極めて小さいため、以下の説明では、出力電流ＩｏｕｔとしてＩｌｏａｄ＋Ｉｃｍｐ＋Ｉａｍｐ１を用いる。さらに、調整電流制御回路１２が接地端子ＶＳＳに排出する調整電流Ｉａｄｊには、電流Ｉｃｍｐと電流Ｉａｍｐ１が含まれるものとする。
【００８７】
上記説明より、実施の形態１にかかる電源回路ＶＭＭ＿Ｓでは、電流設定回路２２において電流設定抵抗Ｒｉｓの抵抗値と基準電圧ＶＢＧＲとに基づき基準電流Ｉｒｅｆを生成する。そして、レギュレータ回路１１の出力電流Ｉｏｕｔの電流量を当該基準電流Ｉｒｅｆに基づき設定する。さらに、電源回路ＶＭＭ＿Ｓでは、出力電流Ｉｏｕｔと負荷電流Ｉｌｏａｄとの調整電流Ｉａｄｊを電流消費回路２３により接地端子に排出する。これにより、電源回路ＶＭＭ＿Ｓは、負荷電流Ｉｌｏａｄの増減によらず動作電流Ｉ＿ｔｏｔａｌを一定にすることができる。
【００８８】
また、電源回路ＶＭＭ＿Ｓでは、電流コードａｄｊにより電流設定抵抗Ｒｉｓの抵抗値を可変することで、基準電流Ｉｒｅｆを広いダイナミックレンジで精度良く設定するこができる。これにより、電源回路ＶＭＭ＿Ｓは、動作電流Ｉ＿ｔｏｔａｌが大きな場合と、動作電流Ｉ＿ｔｏｔａｌが小さな場合と、のいずれの場合においても動作電流Ｉ＿ｔｏｔａｌを一定に維持することが可能になる。
【００８９】
続いて、電圧監視モジュールＶＭＭ１〜ＶＭＭｎの動作電流の設定方法について説明する。実施の形態１にかかる電圧監視システムでは、セルモニタ部ＣＭＵにより電圧監視モジュールＶＭＭ１〜ＶＭＭｎの動作電流の設定処理が行われる。そして、電圧監視モジュールＶＭＭ１〜ＶＭＭｎは、セルモニタ部ＣＭＵにおいて決定された電流コードに基づき動作電流を設定する。
【００９０】
実施の形態１では、セルモニタ部ＣＭＵは、動作電流設定命令、動作電流切替命令、動作電流測定命令を電圧監視モジュールＶＭＭ１〜ＶＭＭｎに送信する。動作電流設定命令は、電流コードａｄｊを含む。電圧監視モジュールＶＭＭ１〜ＶＭＭｎでは、動作電流設定命令を受信した場合、調整電流制御回路１２において、電圧監視モジュールＶＭＭ１〜ＶＭＭｎが消費する動作電流が、動作電流設定命令に対応する所定値となるような調整電流Ｉａｄｊを生成する。また、電圧監視モジュールＶＭＭ１〜ＶＭＭｎでは、動作電流切替命令を受信した場合、調整電流制御回路１２において、調整電流Ｉａｄｊの生成を停止する。電圧監視モジュールＶＭＭ１〜ＶＭＭｎでは、動作電流測定命令を受信した場合、動作電流を測定する。動作電流測定命令は、動作電流切替命令に後続して送信されるものである。また、セルモニタ部ＣＭＵは、測定された動作電流に基づいて、動作電流設定命令に含まれる電流コードａｄｊの値を更新した後に、更新後の電流コードａｄｊを含む動作電流設定命令を送信する。なお、更新前の電流コードａｄｊを含む動作電流設定命令が第１の動作電流設定命令に相当し、更新後の電流コードａｄｊを含む動作電流設定命令が第２の動作電流設定命令に相当する。
【００９１】
さらに、実施の形態１では、セルモニタ部ＣＭＵは、電圧監視モジュールＶＭＭ１〜ＶＭＭｎの負荷電流Ｉｌｏａｄの最大値以上の電流値であって、負荷回路が電池セルの監視動作を行う通常動作モードにおける第１の動作電流の大きさを指定する第１の電流コード（例えば、動作電流コード）を出力する。第１の動作電流設定命令及び第２の動作電流設定命令は、この第１の電流コードを含む。また、セルモニタ部ＣＭＵは、負荷回路が電池セルの監視動作を停止するスリープモードにおける動作電流の大きさであって、第１の電流コードよりも小さな第２の動作電流の大きさを指定する第２電流コード（例えば、スリープ電流コード）を出力する。第２の電流コードが指定する動作電流は、出荷テスト等において測定された、あるいは、設計段階で算出されたスリープモード時の動作電流よりも大きな動作電流を指定するものである。この第２の電流コードを含む動作電流設定命令が第３の動作電流設定命令に相当する。そして、電圧監視モジュールＶＭＭ１〜ＶＭＭｎの電源回路ＶＭＭ＿Ｓは、通常動作モードにおいて、第１の電流コードにより設定される第１の動作電流に基づき動作すると共に、第１の動作電流を負荷電流Ｉｌｏａｄの増減によらず一定に維持する。また、電圧監視モジュールＶＭＭ１〜ＶＭＭｎの電源回路ＶＭＭ＿Ｓは、スリープモードにおいて第２の電流コードにより設定される第２の動作電流に基づき動作すると共に、第２の動作電流を負荷電流Ｉｌｏａｄの増減によらず一定に維持する。
【００９２】
また、セルモニタ部ＣＭＵは、スリープモード移行命令、通常動作モード移行命令、動作電流測定値の読み出し命令、電池セルの電圧測定値の読み出し命令等を電圧監視モジュールＶＭＭ１〜ＶＭＭｎに対して行う。
【００９３】
そこで、セルモニタ部ＣＭＵのブロック図を図８に示す。図８に示すように、セルモニタ部ＣＭＵは、プロセッサエレメント３０、メモリ３４、通信部３５、タイマ３６を有する。メモリ３４には、電圧監視モジュールを動作させるためのプログラムと、スリープモード時に利用される第２の電流コード（スリープ電流コード）と、が格納される。通信部３５は、セルモニタ部ＣＭＵと電圧監視モジュール又は電池管理部ＢＭＵと通信を行う通信インタフェースである。タイマ３６はプログラムに基づき設定された所定の時間を計測する。
【００９４】
プロセッサエレメント３０は、メモリ３４からプログラムを読み出して、当該プログラムに基づく動作を行う。図８に示す例では、プロセッサエレメント３０は、演算処理部３１、状態制御部３２、電流測定レジスタ３３を有する。演算処理部３１は、メモリインタフェースを備え、当該メモリインタフェースによりメモリ３４と通信を行う。演算処理部３１は、メモリ３４から読み出したプログラムに基づき第１の電流コード（動作電流コード）の生成及び電池セルの電圧測定結果の良否判断等を行う。状態制御部３２は、演算処理部３１がバスを介して与える割り込み命令、通信部３５を介して他の装置から与えられる割り込み命令に基づき電圧監視モジュールＶＭＭ１〜ＶＭＭｎへの制御命令を出力する。制御命令としては、動作電流設定命令、動作電流切替命令、動作電流測定命令、スリープモード移行命令、通常動作モード移行命令、動作電流測定値の読み出し命令、電池セルの電圧測定値の読み出し命令が含まれる。電流測定レジスタ３３は、電圧監視モジュールＶＭＭ１〜ＶＭＭｎから読み出した動作電流測定値を格納する。
【００９５】
続いて、電圧監視モジュールＶＭＭ１〜ＶＭＭｎが通常動作モードで消費する動作電流の大きさをセルモニタ部ＣＭＵが設定する手順について説明する。実施の形態１にかかる電圧監視システムにおける通常動作モード時の動作電流の設定手順を示すシーケンス図を図９に示す。
【００９６】
図９に示すように、電圧監視モジュールＶＭＭ１〜ＶＭＭｎ及びセルモニタ部ＣＭＵは起動処理から動作を開始する。この起動処理は、例えば、電源電圧の電圧レベルに応じて生成されるパワーオンリセット信号に応じて開始される。電圧監視モジュールＶＭＭ１〜ＶＭＭｎは、起動処理が完了するとまず、初期モードで動作を開始する。この初期モードは、電圧監視モジュールＶＭＭ１〜ＶＭＭｎ内の制御回路ＶＭＣ＿ＣＯＮが出力するスタンバイ制御信号ＳＴＢに基づき調整電流制御回路１２の電流消費回路２３を停止するモードである。すなわち、初期モードでは、電流消費回路２３による調整電流Ｉａｄｊの引き抜きは行われず、電源回路ＶＭＭ＿Ｓの動作電流は負荷電流Ｉｌｏａｄに応じて変動する。なお、電圧監視モジュールＶＭＭ１〜ＶＭＭｎの初期モードへの移行は、起動処理完了後にセルモニタ部ＣＭＵからの指示に基づき移行するとしてもよい。セルモニタ部ＣＭＵは、起動処理が完了すると、電圧監視モジュールＶＭＭ１〜ＶＭＭｎに動作電流測定命令を出力する。
【００９７】
電圧監視モジュールＶＭＭ１〜ＶＭＭｎは、セルモニタ部ＣＭＵが出力する動作電流測定命令を受信したことに応じて電源回路ＶＭＭ＿Ｓに流れる電流の大きさを測定して負荷電流の大きさに対応する動作電流測定値を生成する。そして、動作電流測定値をレジスタＶＭＣ＿ＲＥＧに保持する。
【００９８】
セルモニタ部ＣＭＵは、動作電流測定値の読み出し命令を電圧監視モジュールＶＭＭ１〜ＶＭＭｎに出力する。電圧監視モジュールＶＭＭ１〜ＶＭＭｎは当該読み出し命令に基づきレジスタＶＭＣ＿ＲＥＧに保持されている動作電流測定値をセルモニタ部ＣＭＵに送信する。
【００９９】
セルモニタ部ＣＭＵは、受信した動作電流測定値をプロセッサエレメント３０の電流測定レジスタ３３に格納する。そして、プロセッサエレメント３０の演算処理部３１が電流測定レジスタ３３に格納されている動作電流測定値のうち最大の値となる動作電流測定値を特定する。演算処理部３１は、さらに、特定された最大の動作電流測定値に対応する第１の電流コード（例えば、動作電流コード）を生成する。この動作電流コードは、動作電流測定値の最大値以上の電流値を指定する値を有する。この動作電流コードは、動作電流測定値の最大値に所定のマージンを加えた電流値を指定する値を設定することが好ましい。これは、付加したマージンにより負荷電流の変動に対してより安定した回路動作を実現できるためである。
【０１００】
続いて、セルモニタ部ＣＭＵは、生成した動作電流コードを含む動作電流設定命令を電圧監視モジュールＶＭＭ１〜ＶＭＭｎに送信する。この動作電流コードは、電圧監視モジュールＶＭＭ１〜ＶＭＭｎのレジスタＶＭＣ＿ＲＥＧに保持される。そして、レジスタＶＭＣ＿ＲＥＧに保持された動作電流コードを電流コードａｄｊとして調整電流制御回路１２は基準電流の値を切り換えると共に、制御回路ＶＭＣ＿ＣＯＮはスタンバイ制御信号ＳＴＢをディスイネーブル状態とする。これにより、電圧監視モジュールＶＭＭ１〜ＶＭＭｎは通常動作モードでの動作を開始する。
【０１０１】
通常動作モードでは、電源回路ＶＭＭ＿Ｓの動作電流は、通常電流コードにより設定される第１の電流に基づき動作する。つまり、通常動作モードでは、複数の電圧監視モジュールがある場合であっても、いずれの電圧監視モジュールもセルモニタ部ＣＭＵが生成する動作電流コードに基づき動作電流が決定され、複数の電圧監視モジュールの動作電流が均一化される。
【０１０２】
そして、電圧監視モジュールＶＭＭ１〜ＶＭＭｎは、電池セルの電圧の測定を開始する。電池セルの電圧の測定結果は、セルモニタ部ＣＭＵからの求めに応じて電圧監視モジュールＶＭＭ１〜ＶＭＭｎからセルモニタ部ＣＭＵに送られる。この電池セルの電圧測定処理は、所定の間隔で行われる。
【０１０３】
実施の形態１にかかる電圧監視システムでは、所定の間隔で動作電流の更新処理も行われる。そこで、電圧監視モジュールＶＭＭ１〜ＶＭＭｎの動作電流の大きさをセルモニタ部ＣＭＵが更新する手順について説明する。実施の形態１にかかる電圧監視システムにおける通常動作モード時の動作電流の更新手順を示すシーケンス図を図１０に示す。なお、図１０に示すシーケンス図では、電圧監視モジュールＶＭＭ１〜ＶＭＭｎとセルモニタ部ＣＭＵとの命令等の送受信に着目するために、それぞれの回路ブロックの詳細な動作については簡略化したが、各命令に対応した回路ブロックの詳細な動作は、図９に示した動作と同じ動作となる。
【０１０４】
図１０に示すように、セルモニタ部ＣＭＵにおいて指定タイマ時間が経過すると、セルモニタ部ＣＭＵは動作電流切替命令を電圧監視モジュールＶＭＭ１〜ＶＭＭｎに送信する。電圧監視モジュールＶＭＭ１〜ＶＭＭｎは、動作電流切替命令に応じて、初期モードに移行する。これにより、電圧監視モジュールＶＭＭ１〜ＶＭＭｎ内の制御回路ＶＭＣ＿ＣＯＮが出力するスタンバイ制御信号ＳＴＢに基づき調整電流制御回路１２が電流消費回路２３を停止する。
【０１０５】
セルモニタ部ＣＭＵは、動作電流切替命令に後続して動作電流測定命令を電圧監視モジュールＶＭＭ１〜ＶＭＭｎに送信する。電圧監視モジュールＶＭＭ１〜ＶＭＭｎは、動作電流測定命令に応じて電圧監視モジュールの動作電流の大きさを測定して負荷電流の大きさに対応する動作電流測定値を生成する。そして、動作電流測定値をレジスタＶＭＣ＿ＲＥＧに保持する。
【０１０６】
続いて、セルモニタ部ＣＭＵは、動作電流測定値の読み出し命令を電圧監視モジュールＶＭＭ１〜ＶＭＭｎに出力する。電圧監視モジュールＶＭＭ１〜ＶＭＭｎは当該読み出し命令に基づきレジスタＶＭＣ＿ＲＥＧに保持されている動作電流測定値をセルモニタ部ＣＭＵに送信する。
【０１０７】
そして、セルモニタ部ＣＭＵは、受信した動作電流測定値のうち最大の値となる動作電流測定値を特定し、動作電流コードを特定された最大の動作電流測定値に対応する値に更新する。続いて、セルモニタ部ＣＭＵは、更新した動作電流コードを含む動作電流設定命令を電圧監視モジュールＶＭＭ１〜ＶＭＭｎに送信する。そして、電圧監視モジュールＶＭＭ１〜ＶＭＭｎは、受信した動作電流設定命令に含まれる動作電流コードに対応する調整電流Ｉａｄｊを生成し、動作を開始する。
【０１０８】
その後、セルモニタ部ＣＭＵにおいて指定タイマ時間が経過すると、セルモニタ部ＣＭＵは動作電流切替命令を電圧監視モジュールＶＭＭ１〜ＶＭＭｎに送信し、その時点での電圧監視モジュールＶＭＭ１〜ＶＭＭｎの最大の動作電流に基づき動作電流コードを更新し、更新後の動作電流コードによって電圧監視モジュールＶＭＭ１〜ＶＭＭｎの動作電流の大きさを更新する。
【０１０９】
図９、１０の処理に応じて動作電流が設定された電圧監視モジュールのＩ＿ｔｏｔａｌにつて説明する。実施の形態１にかかる電圧監視システムにおける電圧監視モジュールの通常動作モード時の動作電流を説明する表を図１１に示す。図１１に示す例では、初期モードにおける電圧監視モジュールの最大の動作電流は、電圧監視モジュールＶＭＭ１の４．５ｍＡである。そのため、実施の形態１にかかる電圧監視システムでは、通常電流コードにより４．５ｍＡよりも大きな値（例えば５ｍＡ）を指定する。これにより、実施の形態１にかかる電圧監視システムでは、通常動作モードにおいて全ての電圧監視モジュールの動作電流は５ｍＡとなる。
【０１１０】
続いて、実施の形態１にかかる電圧監視システムにおいて電圧監視モジュールを通常動作モードからスリープモードに移行させる手順を示すシーケンス図を図１２に示す。図１２に示すように、例えば電池管理部ＢＭＵ等からスリープ指示がセルモニタ部ＣＭＵの状態制御部３２に入力された場合、状態制御部３２がスリープモード移行命令を電圧監視モジュールに送信する。これにより、電圧監視モジュールＶＭＭ１〜ＶＭＭｎでは、制御回路ＶＭＣ＿ＣＯＮが電圧測定回路等を停止状態とする。
【０１１１】
次いで、セルモニタ部ＣＭＵは、スリープ電流コードを含む動作電流設定命令を電圧監視モジュールＶＭＭ１〜ＶＭＭｎに送信する。そして、電圧監視モジュールＶＭＭ１〜ＶＭＭｎは、スリープ電流コードをレジスタＶＭＣ＿ＲＥＧに保持する。その後、電圧監視モジュールＶＭＭ１〜ＶＭＭｎは、スリープ電流コードにより設定される第２の動作電流により動作を開始する。なお、スリープ電流コードは、予め設定された動作電流を指定するものであって、設計段階のシミュレーション、あるいは、製造後に実施される検査において値が決定されるものとする。
【０１１２】
図１２の処理に応じて動作電流が設定された電圧監視モジュールのＩ＿ｔｏｔａｌにつて説明する。実施の形態１にかかる電圧監視システムにおける電圧監視モジュールのスリープモード時の動作電流を説明する表を図１３に示す。図１３に示す例では、スリープモードにおける電圧監視モジュールの動作電流は、全ての電圧監視モジュールで３０μＡに設定される。このスリープモードでは、負荷回路の負荷電流はいずれの電圧監視モジュールにおいても２５μＡであり、調整電流制御回路１２が流す調整電流Ｉａｄｊはいずれの電圧監視モジュールにおいても５μＡである。しかし、製造ばらつき等により、負荷回路の負荷電流の大きさがばらついた場合、ばらつきによる負荷電流の誤差は、調整電流制御回路１２の調整電流Ｉａｄｊにより吸収される。
【０１１３】
続いて、実施の形態１にかかる電圧監視システムにおいて電圧監視モジュールをスリープモードから通常動作モードに移行させる手順を示すシーケンス図を図１４に示す。図１４に示すように、例えば、電池管理部ＢＭＵ等から通常動作指示がセルモニタ部ＣＭＵの状態制御部３２に入力された場合、状態制御部３２が通常動作モード移行命令を電圧監視モジュールに送信する。これにより、電圧監視モジュールＶＭＭ１〜ＶＭＭｎでは、制御回路ＶＭＣ＿ＣＯＮが電圧測定回路等を動作状態とし、かつ、調整電流制御回路１２を停止状態として初期モードに移行する。
【０１１４】
そして、この初期モードにおいて、セルモニタ部ＣＭＵ及び電圧監視モジュールＶＭＭ１〜ＶＭＭｎは、動作電流測定値の取得等の起動時における通常電流コードの設定手順と同じ処理を行う。
【０１１５】
上記説明より、実施の形態１にかかる電圧監視システムでは、複数の電圧監視モジュールＶＭＭ１〜ＶＭＭｎの動作電流を均一化させるために、複数の電圧監視モジュールＶＭＭ１〜ＶＭＭｎのそれぞれにおいて調整電流Ｉａｄｊを生成する。このとき、電圧監視モジュールＶＭＭ１〜ＶＭＭｎは、調整電流Ｉａｄｊを含む動作電流を、セルモニタ部ＣＭＵが送信する第１の動作電流設定命令に含まれる動作電流コードａｄｊに対応した所定値とする。また、実施の形態１にかかる電圧監視システムでは、セルモニタ部ＣＭＵが送信する動作電流切替命令に応じて電圧監視モジュールＶＭＭ１〜ＶＭＭｎが調整電流Ｉａｄｊを停止し、セルモニタ部ＣＭＵが送信する動作電流切替命令に続いて送信する動作電流測定命令に応じて、電圧監視モジュールＶＭＭ１〜ＶＭＭｎが、調整電流Ｉａｄｊが停止した状態（初期モード）における動作電流を測定し、セルモニタ部ＣＭＵはこの測定された動作電流に基づき動作電流コードを更新すると共に更新された動作電流コードを含む動作電流設定命令（第２の動作電流設定命令）を送信し、電圧監視モジュールＶＭＭ１〜ＶＭＭｎは動作電流が第２の動作電流設定命令に対応する所定値となるような調整電流Ｉａｄｊを生成する。つまり、実施の形態１にかかる電圧監視システムでは、電圧監視モジュールＶＭＭ１〜ＶＭＭｎが消費する調整電流Ｉａｄｊを含む動作電流の大きさを、調整電流Ｉａｄｊを除く負荷電流Ｉｌｏａｄの大きさに応じて更新することができる。これにより、実施の形態１にかかる電圧監視システムは、電圧監視モジュールＶＭＭ１〜ＶＭＭｎにおいて負荷電流Ｉｌｏａｄが増加した場合であっても、調整電流Ｉａｄｊを含む動作電流の大きさを増加させるように動作電流コードを更新することで複数の電圧監視モジュールの間の動作電流の均一状態を維持することができる。また、実施の形態１にかかる電圧監視システムは、電圧監視モジュールＶＭＭ１〜ＶＭＭｎにおいて負荷電流Ｉｌｏａｄが減少した場合であっても、調整電流Ｉａｄｊを含む動作電流の大きさを減少させるように動作電流コードを更新することで複数の電圧監視モジュールの間の動作電流の均一状態を維持することができる。また、実施の形態１にかかる電圧監視システムでは、動作電流の大きさを再設定する必要がある場合でも、再設定により動作電流を最適値に均一化できるため、各電圧監視モジュールの消費電流のアンバランスを抑えることができ、バッテリの寿命を長くすることができる。
【０１１６】
なお、実施の形態１にかかる電圧監視システムでは、セルモニタ部ＣＭＵが複数の電圧監視モジュールの動作電流を、複数の電圧監視モジュールにおける負荷電流の最大値よりも大きな動作電流を指定する通常電流コードに基づき設定する。これにより、実施の形態１にかかる電圧監視システムでは、複数の電圧監視モジュールにおける動作電流を均一化することができる。
【０１１７】
また、特許文献１に記載の車両用の電源装置では、スリープモード等の低消費電力モードにおける消費電流を均一化する機構を有していない。例えば、特許文献１に記載の車両用の電源装置では、図１８に示すように、消費電流の増減を電流検出抵抗１１２の両端の電圧差に応じて検出している。そのため、特許文献１に記載の車両用の電源装置では、消費電流が２桁程度低下した場合、電流検出抵抗１１２の両端の電圧差と差動アンプ１１４のオフセット電圧との差がほとんどなくなり、差動アンプ１１４による増幅動作が正常に行うことができない。このようなことから、特許文献１に記載の車両用の電源装置は、スリープモード等の低消費電力モードにおける消費電流を均一化する機構を有していないことは明らかである。つまり、特許文献１に記載の車両用の電源装置では、スリープモードにおける消費電流（例えば、リーク電流）に起因する電池セル間の電圧ばらつきを低減することができない問題がある。
【０１１８】
これに対し、電圧監視モジュールＶＭＭ１〜ＶＭＭｎは、負荷電流Ｉｌｏａｄがスリープモードにおいて２桁以上小さくなることがある。実施の形態１にかかる電圧監視システムでは、このように負荷電流が大きく変動した場合において、動作電流を負荷電流Ｉｌｏａｄの変動に合わせて小さく設定し、電池セルの寿命を延長することができる。これは、実施の形態１にかかる電圧監視システムでは、スリープモードにおける電圧監視モジュールの動作電流を予め設定されたスリープ電流コードに基づき決定するためである。これにより、実施の形態１にかかる電圧監視システムでは、スリープモードの動作電流を測定結果に基づき決定する場合よりも精度よく設定することができる。つまり、実施の形態１にかかる電圧監視システムでは、スリープモード時の消費電流の低下に応じて動作電流を調整することが可能なため、バッテリの消費量を抑えることができ、自動車の航続距離を伸ばすことが可能である。
【０１１９】
また、実施の形態１にかかる電圧監視システムでは、電圧監視システムの起動時、あるいは、通常電流コードのアップデート処理時に全ての電圧監視モジュールの負荷電流Ｉｌａｏｄの大きさを取得して負荷電流Ｉｌｏａｄの最大値を特定する。そのため、実施の形態１にかかる電圧監視システムでは、取得した動作電流測定値が明らかに異常な電流を示す場合、当該異常な動作電流測定値を検出することで、異常な動作電流測定値に対応する電圧監視モジュールが故障していることを検出できる。
【０１２０】
実施の形態２
実施の形態２では、レギュレータ回路１１及び調整電流制御回路１２の変形例について説明する。図１５にレギュレータ回路１１の変形例となるレギュレータ回路１１ａと、調整電流制御回路１２の変形例となる調整電流制御回路１２ａと、のブロック図を示す。
【０１２１】
図１５に示すように、レギュレータ回路１１ａは、レギュレータ回路１１の出力トランジスタＰ０をＮＭＯＳトランジスタで形成される出力トランジスタＮ１に置き換えたものである。
【０１２２】
また、図１５に示すように、調整電流制御回路１２ａは、調整電流制御回路１２のＰＭＯＳトランジスタＰ１をＰＭＯＳトランジスタＰ３、Ｐ４で構成されるカレントミラー回路に置き換えたものである。このＰＭＯＳトランジスタＰ３、Ｐ４を含む電流設定回路には符号として２３ａを付した。
【０１２３】
出力トランジスタＮ１は、ソースが第１の抵抗Ｒ１の一端に接続され、ドレインがＰＭＯＳトランジスタＰ３のドレインと接続され、ゲートに第１の差動アンプａｍｐ０の出力信号が与えられる。
【０１２４】
ＰＭＯＳトランジスタＰ３は、ソースが電源端子ＶＣＣに接続され、ドレインとゲートとが共通接続される。ＰＭＯＳトランジスタＰ４は、ＰＭＯＳトランジスタとカレントミラー接続される。ＰＭＯＳトランジスタのドレインと接地端子との間には電流設定抵抗Ｒｉｓが接続される。
【０１２５】
このような構成とした場合であっても、出力トランジスタＮ１には、基準電流Ｉｒｅｆに基づき大きさが設定される出力電流Ｉｏｕｔが流れる。この出力電流Ｉｏｕｔと基準電流Ｉｒｅｆとの関係は、ＰＭＯＳトランジスタＰ３、Ｐ４のトランジスタサイズ比によって決まる。なお、実施の形態２にかかるレギュレータ回路１１ａ及び調整電流制御回路１２ａの動作は、実施の形態１にかかるレギュレータ回路１１及び調整電流制御回路１２と同じであるため、ここでは説明を省略する。
【０１２６】
つまり、実施の形態２にかかるレギュレータ回路１１ａ及び調整電流制御回路１２ａは、レギュレータ回路１１及び調整電流制御回路１２の変形例の一例を提示するものである。また、他の微細な変形は、当業者であれば当然に考えられうることを示すものである。
【０１２７】
実施の形態３
実施の形態３にかかる電圧監視システムのブロック図を図１６に示す。図１６に示すように、実施の形態３にかかる電圧監視システムでは、１つの電圧監視モジュールに１つのセルモニタ部ＣＭＵが接続される。そして、セルモニタ部ＣＭＵは、それぞれ絶縁素子及びＣＡＮインタフェースを介して電池管理部ＢＭＵと通信を行う。
【０１２８】
実施の形態３にかかるセルモニタ部ＣＭＵは、電圧監視モジュールの電源回路から電源の供給を受け、電圧監視モジュールからの測定値の読み出し指示及び電圧監視モジュールへの測定値の生成指示を行う。また、セルモニタ部ＣＭＵは、電池管理部ＢＭＵからのリクエストに応じて電圧監視モジュールから取得したデータを電池管理部ＢＭＵに送信する。実施の形態３にかかるセルモニタ部ＣＭＵは、実施の形態１にかかるセルモニタ部ＣＭＵから取得データに対する演算処理機能を除いたものである。一方、実施の形態３にかかる電池管理部ＢＭＵは、実施の形態１にかかるセルモニタ部ＣＭＵが行っていた取得データに対する演算処理を行う機能を有する。
【０１２９】
このような構成とすることで、実施の形態３にかかる電圧監視システムでは、電圧監視モジュールの電源回路が出力する負荷電流の供給を受ける負荷回路にセルモニタ部ＣＭＵが含まれる。このような場合においても、電池管理部ＢＭＵによって通常電流コード及びスリープ電流コードを生成することで、他の実施の形態と同様に複数の電圧監視モジュールの動作電流を均一化することができる。
【０１３０】
つまり、実施の形態３にかかる電圧監視システムでは、電池管理部ＢＭＵにおいて通常電流コードの生成を行う。つまり、通常電流コードを生成する回路ブロックは、いずれの回路ブロックに含まれるかについては適宜変更可能である。
【０１３１】
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
【符号の説明】
【０１３２】
１０    動作電流測定回路
１１、１１ａ    レギュレータ回路
１２、１２ａ    調整電流制御回路
２１    定電圧生成部
２２、２２ａ    電流設定回路
２３    電流消費回路
３０    プロセッサエレメント
３１    演算処理部
３２    状態制御部
３３    電流測定レジスタ
３４    メモリ
３５    通信部
３６    タイマ
ａｄｊ    電流コード
ａｍｐ０、ａｍｐ１    差動アンプ
ａｓｓｙ    組電池
ＢＭＵ    電池管理部
ＣＢ１〜ＣＢｍ    セルバランス回路
ＣＨＡＲＧＥ    外部充電電圧
ＣＭＵ    セルモニタ部
ＥＣ１〜ＥＣｍ    電池セル
ＥＣＵ    エンジンコントロール部
ＥＭ１〜ＥＭｎ    電圧モジュール
Ｉａｄｊ    差分電流
Ｉｌｏａｄ    負荷電流
Ｉｍｏｎ    動作電流測定値
ＩＮＳ１、ＩＮＳ２    絶縁素子
ＩＮＶ    インバータ
Ｉｏｕｔ    出力電流
ＭＧ    モータジェネレータ
Ｐ０、Ｎ１    出力トランジスタ
Ｎｄｉ    ＮＭＯＳトランジスタ
Ｐ１〜Ｐ４    ＰＭＯＳトランジスタ
Ｒ１、Ｒ２    抵抗
ＲＥＬ１    リレー
Ｒｉ１〜Ｒｉｋ    抵抗
Ｒｉｄ    電流検出抵抗
Ｒｉｓ    電流設定抵抗
ＳＴＢ    スタンバイ制御信号
ＳＷａ＿１〜ＳＷａ＿ｍ    スイッチ
ＳＷｉ１〜ＳＷｉｋ    スイッチ
Ｔｉｎ    通信入力端子
Ｔｏｕｔ    通信出力端子
Ｖ１-Ｖ（ｍ＋１）    入力端子
ＶＢ１〜ＶＢｍ    セルバランス入力端子
ＶＢＧＲ    基準電圧
ＶＣＣ    電源端子
ＶＭＣ    電圧測定回路
ＶＭＣ＿ＡＤＣ    ＡＤコンバータ
ＶＭＣ＿ＣＯＮ    制御回路
ＶＭＣ＿ＲＥＧ    レジスタ
ＶＭＣ＿ＳＥＬ    選択回路
ＶＭＭ＿Ｃ    通信回路
ＶＭＭ＿Ｓ    電源回路
ＶＭＭ１〜ＶＭＭｎ    電圧監視モジュール
ＶＭＳ    電圧監視システム
ＶＳＳ    接地端子
【図１】
0005718731.tif 000002
【図２】
0005718731.tif 000003
【図３】
0005718731.tif 000004
【図４】
0005718731.tif 000005
【図５】
0005718731.tif 000006
【図６】
0005718731.tif 000007
【図７】
0005718731.tif 000008
【図８】
0005718731.tif 000009
【図９】
0005718731.tif 000010
【図１０】
0005718731.tif 000011
【図１１】
0005718731.tif 000012
【図１２】
0005718731.tif 000013
【図１３】
0005718731.tif 000014
【図１４】
0005718731.tif 000015
【図１５】
0005718731.tif 000016
【図１６】
0005718731.tif 000017
【図１７】
0005718731.tif 000018
【図１８】
0005718731.tif 000019