(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電池セルからなる組電池と、
自己診断回路と、
前記電池セルを計測する、又は前記自己診断回路により生成される診断電圧を計測する計測部と
を備え、
前記計測部の一部を含む回路網が正常であるか否かを判定する電圧検出装置であって、
前記自己診断回路は、
チャージポンプ回路により電力を供給されるものであり、
直列に接続された複数の回路素子と、
前記複数の回路素子のそれぞれに対応して設けられ、前記計測部に接続される電流経路と
を備え、
前記計測部は、
前記電流経路のそれぞれと、前記回路網との接続状態を切り替えるマルチプレクサ
を備え、
前記マルチプレクサにより切り替えた前記電流経路に対応する前記回路素子による分圧比を前記診断電圧の差分から求めるものであって、前記診断電圧の差分から求めた分圧比と、前記回路素子から求められる分圧比とを比較することにより、前記回路網が正常か否かを判定するものであって、
前記診断電圧の差分は、前記電流経路の一部と前記回路網の一部とを接続した状態で計測したものと、前記電流経路の他の一部と前記回路網の他の一部とを接続した状態で計測したものとの差分である、
ことを特徴とする電圧検出装置。
【請求項２】
前記自己診断回路は、
前記回路素子による分圧比を容量分圧比として分担するコンデンサ
をさらに備え、
前記計測部は、
前記容量分圧比と、該容量分圧比の基準となる基準容量分圧比とが等しい場合、前記回路網が正常であると判定し、
前記容量分圧比と、前記基準容量分圧比とが異なる場合、前記回路網が異常であると判定する
ことを特徴とする請求項１に記載の電圧検出装置。
【請求項３】
前記自己診断回路は、
前記回路素子による分圧比を抵抗分圧比として分担する抵抗と、
前記抵抗分圧比として分担する１つ以上の前記抵抗を含む回路ごとに並列に接続されたコンデンサと
をさらに備え、
前記計測部は、
前記抵抗分圧比と、該抵抗分圧比の基準となる基準抵抗分圧比とが等しい場合、前記回路網が正常であると判定し、
前記抵抗分圧比と、前記基準抵抗分圧比とが異なる場合、前記回路網が異常であると判定する
ことを特徴とする請求項１に記載の電圧検出装置。
【請求項４】
前記チャージポンプ回路と、前記自己診断回路との間の充電経路の開閉を行う開閉スイッチ
をさらに備え、
前記計測部は、
前記チャージポンプ回路により前記コンデンサが充電され、前記開閉スイッチにより前記充電経路が開放された場合、前記回路素子による分圧比を計測する
ことを特徴とする請求項２又は３に記載の電圧検出装置。
【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】
従来、ハイブリッド車又は電気自動車に搭載される二次電池は、複数の電池セルが直列に接続されたものであり、駆動用モータの電力供給源として利用されている。このような二次電池は、各電池セルの経年使用により劣化することがあるため、各電池セルの充電電圧が正常であるか否かを診断する診断装置が設けられている。
【０００３】
また、このような診断装置には、電池セルの検出経路からＡＤ変換部に至る経路に構成される回路網に異常があるか否かを検出するものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
特許文献１に記載の技術は、基準電圧を抵抗分圧することにより、各電池セルの検出用チャンネルに対応した固有の診断電圧を発生させる。発生させた固有の診断電圧は、上記回路網の経路を選択制御することにより、ＡＤ変換部に入力される。ＡＤ変換部に入力された診断電圧はデジタル値の診断電圧値に変換され、理想値と比較される。
【０００５】
上記回路網に断線、異常なショート、微小なリーク電流の発生等が発生している場合、診断電圧値と、理想値とに差が生じ、その差が判定閾値以内か否かにより上記回路網に異常が生じているか否かが判定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１４−２４０８１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献１に記載の技術は、診断電圧の入力可能電圧範囲が実使用値と比べて小さく、限定的なものである。よって、高圧が印加される経路に生じやすいリーク故障の検出については高精度に検知することができない恐れがある。
【０００８】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、診断電圧の入力電圧範囲を低電圧から高電圧まで拡張しつつ、高精度に検知することができる電圧検出装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る電圧検出装置は、複数の電池セルからなる組電池と、自己診断回路と、前記電池セルを計測する、又は前記自己診断回路により生成される診断電圧を計測する計測部とを備え、前記計測部の一部を含む回路網が正常であるか否かを判定する電圧検出装置であって、前記自己診断回路は、チャージポンプ回路により電力を供給されるものであり、直列に接続された複数の回路素子と、前記複数の回路素子のそれぞれに対応して設けられ、前記計測部に接続される電流経路とを備え、前記計測部は、前記電流経路のそれぞれと、前記回路網との接続状態を切り替えるマルチプレクサを備え、前記マルチプレクサにより切り替えた前記電流経路に対応する前記回路素子による分圧比を前記診断電圧の差分から求めるものであって、前記診断電圧の差分から求めた分圧比と、前記回路素子から求められる分圧比とを比較することにより、前記回路網が正常か否かを判定するものであって、前記診断電圧の差分は、前記電流経路の一部と前記回路網の一部とを接続した状態で計測したものと、前記電流経路の他の一部と前記回路網の他の一部とを接続した状態で計測したものとの差分であることを特徴とする。
【００１０】
本発明に係る電圧検出装置によれば、診断電圧の入力電圧範囲を低電圧から高電圧まで拡張しつつ、高精度に検知することができる。
【００１１】
また、本発明に係る電圧検出装置において、前記自己診断回路は、前記回路素子による分圧比を容量分圧比として分担するコンデンサをさらに備え、前記計測部は、前記容量分圧比と、該容量分圧比の基準となる基準容量分圧比とが等しい場合、前記回路網が正常であると判定し、前記容量分圧比と、前記基準容量分圧比とが異なる場合、前記回路網が異常であると判定することが好ましい。
【００１２】
この電圧検出装置によれば、容量分圧比による判定を行うことにより、分圧回路構成そのものは、自由に変更ができつつ、高電圧印加時のリーク故障検知の面で診断確度が従来のものと比べて格段に向上させることができる。
【００１３】
また、本発明に係る電圧検出装置において、前記自己診断回路は、前記回路素子による分圧比を抵抗分圧比として分担する抵抗と、前記抵抗分圧比として分担する１つ以上の前記抵抗を含む回路ごとに並列に接続されたコンデンサとをさらに備え、前記計測部は、前記抵抗分圧比と、該抵抗分圧比の基準となる基準抵抗分圧比とが等しい場合、前記回路網が正常であると判定し、前記抵抗分圧比と、前記基準抵抗分圧比とが異なる場合、前記回路網が異常であると判定することが好ましい。
【００１４】
この電圧検出装置によれば、抵抗分圧比による判定を行うことにより、分圧回路構成そのものは、自由に変更ができつつ、高電圧印加時のリーク故障検知の面で診断確度が従来のものと比べて格段に向上させることができる。
【００１５】
また、本発明に係る電圧検出装置において、前記チャージポンプ回路と、前記自己診断回路との間の充電経路の開閉を行う開閉スイッチをさらに備え、前記計測部は、前記チャージポンプ回路により前記コンデンサが充電され、前記開閉スイッチにより前記充電経路が開放された場合、前記回路素子による分圧比を計測することが好ましい。
【００１６】
この電圧検出装置によれば、電源経路、電流経路、及び計測部を含む回路網の接続確認を行うことができると共に、実際の組電池に相当する診断電圧を用いた電圧検出によりリーク故障の検出を行うことができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、自己診断回路内に生じる分圧比に基づいて、計測部を含む回路網が正常か否かを判定することにより、相対的な基準に基づいて回路網が正常か否かを判定できるため、診断電圧の入力電圧範囲を低電圧から高電圧まで拡張しつつ、高精度に検知することができる電圧検出装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施形態１に係る電圧検出装置１の回路構成例を示す図である。
【図２】実施形態１に係る計測部８の回路構成例を示す図である。
【図３】実施形態１に係る電圧検出装置１の制御例を説明するフローチャートである。
【図４】実施形態２に係る電圧検出装置１の回路構成例を示す図である。
【図５】実施形態２に係る電圧検出装置１の制御例を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１は、実施形態１に係る電圧検出装置１の回路構成例を示す図である。図１に示すように、電圧検出装置１は、電源電圧発生部２、チャージポンプ回路３、自己診断回路４、及び計測部８等を備える。電圧検出装置１は、計測部８を含む回路網が正常であるか否かを判定するものである。
【００２０】
電圧検出装置１は、組電池９が設けられ、計測部８と、組電池９との間の接続は、遮断スイッチ１３により行われる。つまり、遮断スイッチ１３は、計測部８と、組電池９との間の接続の開閉を行うものであり、組電池９と、計測部８を含む回路網とを分離可能に構成されるものである。
【００２１】
組電池９は、高電圧の電源であり、例えば、複数の電池セルＢＴ１〜ＢＴ３が接続され、車両に搭載されるものである。組電池９は、電源経路１１＿１〜１１＿３を介して、計測部８に接続される。なお、電源経路１１＿１〜１１＿３の何れかを特に限定しない場合、電源経路１１と称する。
【００２２】
なお、組電池９は、一次電池又は二次電池のような安定した直流電圧を供給するものであればよい。
【００２３】
自己診断回路４は、チャージポンプ回路３により電力を供給される。自己診断回路４は、直列に接続された複数の回路素子と、その複数の回路素子のそれぞれに対応して設けられ、計測部８に接続される電流経路４０１＿１〜４０１＿５とを備える。
【００２４】
具体的には、自己診断回路４は、回路素子による分圧比を容量分圧比として分担するコンデンサＣを備える。自己診断回路４は、接続スイッチ４１３を備える。接続スイッチ４１３は、電流経路４０１＿１〜４０１＿５のそれぞれと、計測部８を含む回路網との接続状態を切り替える。
【００２５】
回路素子による分圧比とは、コンデンサＣのバランスを任意に設定し、電流経路４０１＿１〜４０１＿５はコンデンサアレーの任意のポイントから引き出すことでさまざまな分圧比の選択が可能となる。
【００２６】
電流経路４０１＿１〜４０１＿５のそれぞれには、ダイオードＤが設けられ、アノード側がコンデンサＣ側に接続され、カソード側が接続スイッチ４１３に接続される。ダイオードＤは、瞬間的にコンデンサＣに充電された電荷が、意図せずに抜けてしまうことを抑制する。
【００２７】
なお、電流経路４０１＿１〜４０１＿５の何れかを特に限定しない場合、電流経路４０１と称する。
【００２８】
計測部８は、自己診断回路４に接続され、自己診断回路４で生成される電圧を計測する。次に、計測部８について、図２を用いて具体的に説明する。図２は、実施形態１に係る計測部８の回路構成例を示す図である。
【００２９】
計測部８は、遮断スイッチ１３により、組電池９との間の接続が開放された後、接続スイッチ４１３を閉成し、自己診断回路４で生成された診断電圧を測定する。その測定された電圧である測定電圧と、既知である回路素子による分圧比とに基づいて、両者を比較し、回路網が正常か否かを判定する。
【００３０】
具体的には、計測部８は、測定により得られた容量分圧比と、その容量分圧比の基準であって、既知である基準容量分圧比とが等しい場合、回路網が正常であると判定する。一方、計測部８は、容量分圧比と、その容量分圧比の基準となる基準容量分圧比とが異なる場合、回路網が異常であると判定する。
【００３１】
次に、自己診断回路４について具体的に説明する。
【００３２】
回路網の診断時、電源経路１１に設けられている遮断スイッチ１３を開放にし、自己診断回路４内の全スイッチ、すなわち、開閉スイッチ４１１，４１２、接続スイッチ４１３を閉成する。
【００３３】
不図示の診断電圧は、組電池９を用いる場合、組電池９の総電圧に基づいて生成すればよい。また、不図示の診断電圧は、組電池９に加え、チャージポンプ回路３を用いる場合、組電池９の総電圧に、チャージポンプ回路３による昇圧電圧分を足した電圧に基づいて生成すればよい。
【００３４】
組電池９の電圧は、不図示の負荷の動作により変動をするのが通常である。よって、図１においてＶｃｃ部の電圧印加は時定数の大きいローパスフィルタを介して入力するのが好ましい。
【００３５】
また、自己診断回路４は、組電池９を用いる場合、組電池９の電圧変動による誤診断を避けるため、ある一瞬の組電池９の電圧に基づいて不図示の診断電圧を生成するように、容量成分となるコンデンサＣが充電される。充電完了後、組電池９は、自己診断回路４から分離される。また、自己診断回路４は、組電池９及びチャージポンプ回路３を用いる場合、組電池９及びチャージポンプ回路３によりコンデンサＣを充電される。充電完了後、組電池９及びチャージポンプ回路３は自己診断回路４から分離される。
【００３６】
また、計測部８は、マルチプレクサ８０１、バッファアンプ８０３、レベルシフト部８０５、ＡＤ変換部８０７、データ処理部８０９、及び基準電圧発生部８１１を備える。
【００３７】
マルチプレクサ８０１は、通常の電池セル測定時は遮断スイッチ１３のスイッチは全て閉成しており、接続スイッチ４１３のスイッチは全て開放している状態において、電源経路１１＿１〜１１＿３とＶｓｓ部とでなり得る組み合わせのうち、１組を選択する。
【００３８】
例えば、電池セルＢＴ１を測定する際は、電源経路１１＿３と、Ｖｓｓ部とを選択する。電池セルＢＴ２を測定する際は、電源経路１１＿２と、電源経路１１＿３とを選択する。電池セルＢＴ３を測定する際は、電源経路１１＿１と、電源経路１１＿２とを選択する。
【００３９】
自己診断回路４の出力経路である電流経路４０１は電源経路１１に対応している。自己診断時は遮断スイッチ１３のスイッチは全て開放しており、接続スイッチ４１３のスイッチは全て閉成している状態において、電流経路４０１＿１〜４０１＿５でなり得る組み合わせのうち、１組を選択する。
【００４０】
例えば、電池セルＢＴ１に対応する診断電圧を測定する場合は、電流経路４０１＿１と、Ｖｓｓ部とを選択する。電池セルＢＴ２に対応する診断電圧を測定する場合は、電流経路４０１＿２と、電流経路４０１＿５とを選択する。電池セルＢＴ３に対応する診断電圧を測定する場合は、電流経路４０１＿３と、電流経路４０１＿４とを選択する。
【００４１】
つまり、マルチプレクサ８０１の動きとしては、電池セルＢＴ１〜ＢＴ３を測定するときと、診断電圧を測定するときの動作シーケンスは同じである。それらを測定する電圧の切り換えは、遮断スイッチ１３と、接続スイッチ４１３とにより制御される。なお、電池セルＢＴ１〜ＢＴ３の何れかを特に限定しない場合、電池セルＢＴと称する。
【００４２】
バッファアンプ８０３は、インピーダンスを調整し、マルチプレクサ８０１側と、レベルシフト部８０５以降の回路との間の干渉を防ぐ。レベルシフト部８０５は、バッファアンプ８０３を介して入力されるマルチプレクサ８０１からの出力である電圧信号をレベルシフトする。
【００４３】
ＡＤ変換部８０７は、基準電圧発生部８１１から供給される基準電圧に基づいて、レベルシフト部８０５から供給されるレベルシフトされた電圧信号をデジタル化するものである。基準電圧は、ＡＤ変換部８０７の出力であるデジタル値の１ｂｉｔ分を規定する電圧である。基準電圧発生部８１１は、基準電圧を発生するものであり、温度に対しても電圧精度が高いものである。
【００４４】
データ処理部８０９は、ＡＤ変換部８０７から出力される電圧信号を利用し、測定した電圧に異常が発生しているか否かを、回路素子による分圧比に基づいて判定するものである。
【００４５】
次に、データ処理部８０９により、計測部８を含む回路網が正常であるか否かを判定する動作について図３を用いて説明する。図３は、実施形態１に係る電圧検出装置１の制御例を説明するフローチャートである。
【００４６】
（ステップＳ１１）
電圧検出装置１は、遮断スイッチ１３により計測部８と組電池９との間の接続を開放する。
【００４７】
（ステップＳ１２）
電圧検出装置１は、自己診断回路４内の全てのスイッチを閉成する。自己診断回路４は、開閉スイッチ４１１，４１２及び接続スイッチ４１３を備える。よって、開閉スイッチ４１１，４１２及び接続スイッチ４１３が閉成される。
【００４８】
（ステップＳ１３）
電圧検出装置１は、チャージポンプ回路３によりコンデンサＣを充電する。具体的には、直列に接続された複数のコンデンサＣのそれぞれに電圧が印加され、充電が行われる。
【００４９】
（ステップＳ１４）
電圧検出装置１は、安定時間が経過したか否かを判定する。安定時間が経過した場合、ステップＳ１５の処理に移行する。一方、安定時間が経過しない場合、そのまま待機する。
【００５０】
ここで、安定時間とは、コンデンサＣの電圧が規定値に達するまでの時間である。また、既定値とは、コンデンサＣがフル充電されたときの値であってもよい。また、既定値とは、コンデンサＣの容量が、例えば、フル充電に比べて６０％というように、予め定めた容量であってもよい。また、既定値とは、コンデンサＣの容量に応じて、予め定めた容量に到達するまでの時間であってもよい。つまり、コンデンサＣの容量分圧比が計測できるように、コンデンサＣが充電されればよい。
【００５１】
（ステップＳ１５）
電圧検出装置１は、自己診断回路４と、チャージポンプ回路３との間の接続を開放する。具体的には、電圧検出装置１は、開閉スイッチ４１１を開放することにより、チャージポンプ回路３と、自己診断回路４との間の充電経路４０２を遮断する。
【００５２】
なお、Ｖｓｓ部側との経路を接続する開閉スイッチ４１２は、計測部８を含む回路網の診断が終了するまで、開放する必要はない。計測部８を含む回路網の診断が終了後、自己診断回路４と、他の回路とを完全に切り離す場合、開閉スイッチ４１２は開放されればよい。
【００５３】
（ステップＳ１６）
電圧検出装置１は、マルチプレクサ８０１によりチャンネルを切り替えていき、全チャンネルの電圧を検出する。このとき、接続スイッチ４１３の全てのスイッチは閉成している。また、測定手順は、電池セルＢＴ１〜ＢＴ３の電圧を測定する流れそのものを使用する。
【００５４】
具体的には、電圧検出装置１は、マルチプレクサ８０１を制御することにより、電流経路４０１＿１とＶｓｓ部とを選択することによって、電池セルＢＴ１に対応する不図示の診断電圧２５（Ｖ）を計測部８に計測させる。
【００５５】
また、電圧検出装置１は、マルチプレクサ８０１を制御することにより、電流経路４０１＿２，４０１＿５を選択する。よって、図１，２に示すように、２０．８３（Ｖ）と、４．１７（Ｖ）との差分が計測可能になる。したがって、電池セルＢＴ２に対応する不図示の診断電圧１６．６７（Ｖ）が、計測部８により計測可能となる。なお、上記で説明した数値は一例であり、特にこれに限定されるものではない。
【００５６】
また、電圧検出装置１は、マルチプレクサ８０１を制御することにより、電流経路４０１＿３，４０１＿４を選択する。よって、図１，２に示すように、１６．６７（Ｖ）と、８．３３（Ｖ）との差分が計測可能になる。したがって、電池セルＢＴ３に対応する不図示の診断電圧８．３３（Ｖ）が、計測部８により計測可能となる。なお、上記で説明した数値は一例であり、特にこれに限定されるものではない。
【００５７】
つまり、電圧検出装置１は、マルチプレクサ８０１により選択されたアナログの電圧信号を、バッファアンプ８０３、及びレベルシフト部８０５により形成された各チャンネルを介して、ＡＤ変換部８０７に供給する。
【００５８】
（ステップＳ１７）
電圧検出装置１は、検出した電圧をＡ／Ｄ変換する。具体的には、電圧検出装置１は、レベルシフト部８０５から供給されたアナログの電圧信号を、ＡＤ変換部８０７によりデジタルの電圧信号に変換し、データ処理部８０９に供給する。
【００５９】
（ステップＳ１８）
データ処理部８０９は、Ａ／Ｄ変換した変換値に基づいて、容量分圧比と、基準容量分圧比とを比較する。なお、Ａ／Ｄ変換した変換値とは、ＡＤ変換部８０７により変換されたデジタルの電圧信号である。
【００６０】
（ステップＳ１９）
データ処理部８０９は、容量分圧比と、基準容量分圧比とが等しいか否かを比較する。容量分圧比と、基準容量分圧比とが等しい場合、ステップＳ２０の処理に移行する。一方、容量分圧比と、基準容量分圧比とが等しくない場合、ステップＳ２１の処理に移行する。
【００６１】
（ステップＳ２０）
データ処理部８０９は、回路網が正常であると判定し、処理を終了する。
【００６２】
（ステップＳ２１）
データ処理部８０９は、回路網が異常であると判定し、処理を終了する。
【００６３】
例えば、上記で説明した不図示の診断電圧の場合、電池セルＢＴ１に対応する診断電圧：電池セルＢＴ２に対応する診断電圧：電池セルＢＴ３に対応する診断電圧＝３：２：１の関係が成立する。この電圧比の関係は、チャージポンプ回路３及び電池セルＢＴ１〜ＢＴ３のそれぞれの電圧に対して依存するものではない。
【００６４】
つまり、電池セルＢＴ１〜ＢＴ３にノイズが重畳する場合、又はその負荷による変動がある場合において、診断により得られた診断電圧のそれぞれの絶対値は変化したとしても、診断電圧比は変わらない。よって、診断電圧比を確認することにより、マルチプレクサ８０１、バッファアンプ８０３、レベルシフト部８０５、ＡＤ変換部８０７、及びデータ処理部８０９を含めた回路網の正常又は異常を判定することができる。
【００６５】
以上、電圧検出装置１は、診断電圧比を予めチャンネル毎に設定し、そのチャンネルによる電流経路４０１を介して不図示の診断電圧を検出する。電圧検出装置１は、チャンネル毎に設定した診断電圧比にずれが生じているか否かにより、計測部８を含む回路網に異常があるか否かを判定する。
【００６６】
つまり、電圧検出装置１は、組電池９に異常があるか否かを直接検出するものではなく、計測部８を含む検出系の回路網に異常があるか否かを検出するものである。従来技術に比べ、本実施形態のように、組電池９の総電圧を用い、且つ診断電圧比による判定の方が、検出系にそもそも印加できる電圧範囲が広いため、高電圧を印加しながらの判定を行うことができる。
【００６７】
よって、電圧検出装置１は、自己診断回路４にかかる総電圧以下の電圧であれば、自由に不図示の診断電圧を設定できると共に、コンデンサＣを用いた瞬間的なチャージにより電池セルＢＴ１〜ＢＴ３のそれぞれの電圧が大きく変動したとしても、診断に用いる診断電圧比には変動が起きないため、誤診断に対する懸念は非常に低くなる。また、診断結果についても設計的な理想値と、ＡＤ変換値のデジタル値との比較を行うものであるため、高精度な精度保証が可能となる。
【００６８】
換言すれば、電圧検出装置１は、自己診断回路４内に生じる分圧比に基づいて、計測部８を含む回路網が正常か否かを判定することにより、相対的な基準に基づいて回路網が正常か否かを判定できるため、不図示の診断電圧の入力電圧範囲を低電圧から高電圧まで拡張しつつ、高精度に検知することができる。
【００６９】
また、自己診断回路４は、回路素子による分圧比を容量分圧比として分担するコンデンサＣを備えるものである。計測部８は、容量分圧比と、基準容量分圧比とに基づいて、計測部８を含む回路網が正常であるか否かを判定するものである。
【００７０】
よって、容量分圧による回路構成により不図示の診断電圧を生成する。この結果、不図示の診断電圧が、電池セルＢＴ毎に対応する電圧比を保つと共に、電流経路４０１を含むチャンネルのそれぞれの電圧比を保てば、回路網は正常であると判定できる。
【００７１】
また、上記の例においては、不図示の診断電圧は電池セルＢＴ１個分を診断電圧の上限、すなわち、基準として生成しているため、最大印加電圧は下げているものの、分圧回路構成そのものは、自由に変更ができるものである。
【００７２】
例えば、最上位チャンネルは、組電池９の電池電圧とほぼ同様なものに変更することができる。つまり、充電経路４０２には、組電池９相当の電池電圧から、それ以下の任意の電圧を印加することができる。さらに、不図示の診断電圧を診断電圧比で制御することにより、基準電源の電圧以上に不図示の診断電圧を設定することができる。したがって、高電圧印加時のリーク故障検知の面で診断確度が従来のものと比べて格段に向上させることができる。
【００７３】
換言すれば、容量分圧比による判定を行うことにより、分圧回路構成そのものは、自由に変更ができつつ、高電圧印加時のリーク故障検知の面で診断確度が従来のものと比べて格段に向上させることができる。
【００７４】
また、計測部８は、チャージポンプ回路３によりコンデンサＣが充電され、開閉スイッチ４１１により充電経路４０２が開放された場合、回路素子による分圧比を計測する。チャージポンプ回路３によりコンデンサＣが充電される前には、遮断スイッチ１３により、計測部８と、組電池９との間の接続、すなわち、電源経路１１は開放されている。
【００７５】
よって、組電池９と、計測部８を含む検出系とが分離した状態において、各電池セルＢＴ１〜ＢＴ３の代わりに固有の電圧比を持った診断電圧を、チャージポンプ回路３により、直列に接続されたコンデンサＣに印加することによって生成した後、各電池セルＢＴ１〜ＢＴ３を測定する動作シーケンスを用いて電圧の検出が行われる。
【００７６】
つまり、各電池セルＢＴ１〜ＢＴ３に対応した固有の診断電圧比を持たせた電圧が測定される。これにより、遮断スイッチ１３の開閉動作と自己診断回路４の動作確認を行うことができ、電池セルＢＴの測定においては、経路は電池セルＢＴを基準にして、遮断スイッチ１３以降からＡＤ変換部８０７までの経路との間の接続確認、さらに動作シーケンスの確認を行うことができる。
【００７７】
さらに、実際の組電池９に相当する不図示の診断電圧を用いるため、入力経路にリーク箇所があった場合等に、そのリーク箇所があったことを検出することができる。
【００７８】
換言すれば、電池セルＢＴを基準にして、遮断スイッチ１３以降ＡＤ変換部８０７までの回路網の接続確認を行うことができると共に、実際の組電池９に相当する診断電圧を用いた電圧検出によりリーク故障の検出を行うことができる。
【００７９】
以上、実施形態１に係る電圧検出装置１は、複数の電池セルＢＴからなる組電池９と、自己診断回路４と、電池セルＢＴを計測する、又は自己診断回路４により生成される診断電圧を計測する計測部８とを備え、計測部８の一部を含む回路網が正常であるか否かを判定する電圧検出装置１であって、自己診断回路４は、チャージポンプ回路３により電力を供給されるものであり、直列に接続された複数の回路素子と、複数の回路素子のそれぞれに対応して設けられ、計測部８に接続される電流経路４０１とを備え、計測部８は、電流経路４０１のそれぞれと、回路網との接続状態を切り替えるマルチプレクサ８０１を備え、マルチプレクサ８０１により切り替えた電流経路４０１に対応する回路素子による分圧比に基づいて、回路網が正常か否かを判定するものである。
【００８０】
このような構成により、不図示の診断電圧の入力電圧範囲を低電圧から高電圧まで拡張しつつ、高精度に検知することができる。
【００８１】
また、実施形態１に係る電圧検出装置１において、自己診断回路４は、回路素子による分圧比を容量分圧比として分担するコンデンサＣをさらに備え、計測部８は、容量分圧比と、容量分圧比の基準となる基準容量分圧比とが等しい場合、回路網が正常であると判定し、容量分圧比と、基準容量分圧比とが異なる場合、回路網が異常であると判定するものである。
【００８２】
このような構成により、容量分圧比による判定を行うことにより、分圧回路構成そのものは、自由に変更ができつつ、高電圧印加時のリーク故障検知の面で診断確度が従来のものと比べて格段に向上させることができる。
【００８３】
また、実施形態１に係る電圧検出装置１において、チャージポンプ回路３と、自己診断回路４との間の充電経路４０２の開閉を行う開閉スイッチ４１１をさらに備え、計測部８は、チャージポンプ回路３によりコンデンサＣが充電され、開閉スイッチ４１１により充電経路４０２が開放された場合、回路素子による分圧比を計測するものである。
【００８４】
このような構成により、電源経路１１、電流経路４０１、及び計測部８を含む回路網を含む接続確認を行うことができると共に、実際の組電池９に相当する不図示の診断電圧を用いた電圧検出によりリーク故障の検出を行うことができる。
【００８５】
実施形態２．
実施形態２において、電源電圧発生部２、チャージポンプ回路３、電源経路１１、遮断スイッチ１３、及び回路切り離しスイッチ１５については実施形態１と同様の機能及び構成となっている。よって、実施形態２において、実施形態１と同様の機能及び構成についての説明は省略する。
【００８６】
実施形態２における自己診断回路５は、実施形態１における自己診断回路４とは異なる構成となっている。よって、実施形態１における自己診断回路４と異なる構成となっている自己診断回路５について具体的に説明する。
【００８７】
図４は、実施形態２に係る電圧検出装置１の回路構成例を示す図である。自己診断回路５は、チャージポンプ回路３により電力を供給される。自己診断回路５は、直列に接続された複数の回路素子と、その複数の回路素子のそれぞれに対応して設けられ、計測部８に接続される電流経路４０１＿１〜４０１＿５とを備える。
【００８８】
具体的には、自己診断回路５は、回路素子による分圧比を抵抗分圧比として分担する抵抗Ｒを備える。自己診断回路５は、接続スイッチ４１３を備える。接続スイッチ４１３は、電流経路４０１＿１〜４０１＿５のそれぞれと、回路網との接続状態を切り替える。
【００８９】
回路素子による分圧比とは、抵抗Ｒのバランスを任意に設定し、電流経路４０１＿１〜４０１＿５は抵抗アレーの任意のポイントから引き出すことでさまざまな分圧比の選択が可能となる。
【００９０】
電流経路４０１＿１〜４０１＿５のそれぞれには、ダイオードＤが設けられ、アノード側がコンデンサＣ側に接続され、カソード側が接続スイッチ４１３に接続される。ダイオードＤは、瞬間的にコンデンサＣに充電された電荷が、意図せずに抜けてしまうことを抑制する。
【００９１】
なお、電流経路４０１＿１〜４０１＿５の何れかを特に限定しない場合、電流経路４０１と称する。
【００９２】
また、電流経路４０１＿１〜４０１＿５のそれぞれには、ダイオードＤのカソード側に、コンデンサＣがそれぞれ接続されている。コンデンサＣは、第１の端が、ダイオードＤのカソード側に接続され、第２の端が、電流経路４０１＿６に接続されている。
【００９３】
次に、自己診断回路５を用いることにより、計測部８を含む回路網が正常であるか否かを判定する動作について図５を用いて説明する。図５は、実施形態２に係る電圧検出装置１の制御例を説明するフローチャートである。なお、実施形態２におけるフローチャートは、実施形態１におけるフローチャートと比べ、ステップＳ１１〜ステップＳ１７の処理及びステップＳ２０，Ｓ２１の処理が、ステップＳ４１〜ステップＳ４７の処理及びステップＳ５０，Ｓ５１の処理と同様であるので、この説明については省略する。
【００９４】
（ステップＳ４８）
データ処理部８０９は、Ａ／Ｄ変換した変換値に基づいて、測定により得られた抵抗分圧比と、その抵抗分圧比の基準であって、既知である基準抵抗分圧比とを比較する。なお、Ａ／Ｄ変換した変換値とは、ＡＤ変換部８０７により変換されたデジタルの電圧信号である。
【００９５】
（ステップＳ１９）
データ処理部８０９は、抵抗分圧比と、基準抵抗分圧比とが等しいか否かを比較する。抵抗分圧比と、基準抵抗分圧比とが等しい場合、ステップＳ５０の処理に移行する。一方、抵抗分圧比と、基準抵抗分圧比とが等しくない場合、ステップＳ５１の処理に移行する。
【００９６】
以上の説明から、自己診断回路５は、回路素子による分圧比を抵抗分圧比として分担する抵抗Ｒを備えるものである。計測部８は、抵抗分圧比と、基準抵抗分圧比とに基づいて、計測部８の回路網が正常であるか否かを判定するものである。
【００９７】
よって、抵抗分圧による回路構成により診断電圧を生成する。この結果、診断電圧が、電池セルＢＴ毎に対応する電圧比を保つと共に、電流経路４０１を含むチャンネルのそれぞれの電圧比を保てば、回路網は正常であると判定できる。
【００９８】
また、上記の例においては、診断電圧は電池セルＢＴ１個分を診断電圧の上限、すなわち、基準として生成しているため、最大印加電圧は下げているものの、分圧回路構成そのものは、自由に変更ができるものである。
【００９９】
例えば、最上位チャンネルは、組電池９の電池電圧とほぼ同様なものに変更することができる。つまり、充電経路４０２には、組電池９相当の電池電圧から、それ以下の任意の電圧を印加することができる。さらに、診断電圧を診断電圧比で制御することにより、基準電源の電圧以上に診断電圧を設定することができる。したがって、高電圧印加時のリーク故障検知の面で診断確度を従来のものと比べて格段に向上させることができる。
【０１００】
換言すれば、抵抗分圧比による判定を行うことにより、分圧回路構成そのものは、自由に変更ができつつ、高電圧印加時のリーク故障検知の面で診断確度を従来のものと比べて格段に向上させることができる。
【０１０１】
以上、実施形態２に係る電圧検出装置１において、自己診断回路５は、回路素子による分圧比を抵抗分圧比として分担する抵抗Ｒと、抵抗分圧比に対応するコンデンサＣとをさらに備え、計測部８は、抵抗分圧比と、抵抗分圧比の基準となる基準抵抗分圧比とが等しい場合、回路網が正常であると判定し、抵抗分圧比と、基準抵抗分圧比とが異なる場合、回路網が異常であると判定するものである。
【０１０２】
このような構成により、抵抗分圧比による判定を行うことにより、分圧回路構成そのものは、自由に変更ができつつ、高電圧印加時のリーク故障検知の面で診断確度を従来のものと比べて格段に向上させることができる。
【０１０３】
以上、実施形態１，２に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施形態１，２に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、変更を加えてもよい。
【０１０４】
例えば、実施形態１において回路素子による分圧比を容量分圧比として分担するコンデンサＣを用いた一例について説明したが、これに限らず、容量成分を含む回路素子を利用してもよい。
【０１０５】
また、実施形態２において回路素子による分圧比を抵抗分圧比として分担する抵抗Ｒを用いた一例について説明したが、これに限らず、抵抗成分を含む回路素子を利用してもよい。
【符号の説明】
【０１０６】
１      ：電圧検出装置
２      ：電源電圧発生部
３      ：チャージポンプ回路
４、５  ：自己診断回路
４０１、４０１＿１、４０１＿２、４０１＿３、４０１＿４、４０１＿５：電流経路
４０２  ：充電経路
４１１、４１２  ：開閉スイッチ
４１３  ：接続スイッチ
８      ：計測部
８０１  ：マルチプレクサ
８０３  ：バッファアンプ
８０５  ：レベルシフト部
８０７  ：ＡＤ変換部
８０９  ：データ処理部
８１１  ：基準電圧発生部
８１３  ：スイッチ制御部
９      ：組電池
１１、１１＿１、１１＿２、１１＿３、１１＿４：電源経路
１３    ：遮断スイッチ
１５    ：回路切り離しスイッチ
【図１】
0006453200.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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