(57)【要約】【課題】通電回路の追加または切替を必要とせず、広い電流設定範囲において高い設定分解能を維持するとともに、装置の健全性を常時監視して保護する高い安全性を備える蓄電池放電特性測定装置を提供する。【解決手段】電流駆動回路１０は、並列接続された電磁開閉器２０Ａ〜２０Ｄと重み付けされた電流設定範囲を有する電流駆動部３０Ａ〜３０Ｄとを備える。マイコン４０は、目標電流設定値に応じて開閉パターンを決定して開閉信号Ａ〜Ｄを出力するとともに、目標電流設定値とＤＡ変換器ゲインと設定分解能とから算出したＤＡ変換器設定値をＤＡ変換器５０に出力する。ＤＡ変換器５０は、ＤＡ変換器設定値を電流設定信号に変換して電流駆動部３０Ａ〜３０Ｄに出力する。閉状態となった電磁開閉器２０によって被測定電池１に結合された電流駆動部３０には、電流設定信号レベルに調整された駆動電流が流れる。【選択図】        図１
2004347563.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蓄電池の劣化状態を診断するために、前記蓄電池の放電特性測定する蓄電池放電特性測定装置であって、
前記蓄電池の端子間に結合され、前記蓄電池の駆動電流を流す電流駆動回路と、
前記電流駆動回路を流れる前記駆動電流を外部から入力される一定の目標電流設定値に制御するための制御回路と、
前記制御回路から与えられる制御信号をアナログ信号に変換するためのデジタルアナログ変換器とを備え、
前記電流駆動回路は、
前記蓄電池の端子間に並列に結合される複数の電流駆動部と、
前記蓄電池と各前記複数の電流駆動部との間に配され、前記制御回路からの開閉信号に応じて前記蓄電池と前記電流駆動部とを電気的に結合／分離する複数の電磁開閉器とを有し、
前記制御回路は、前記目標電流設定値に応じて前記複数の電磁開閉器のうち閉状態とする所定数の前記電磁開閉器を選択して、各前記複数の電磁開閉器に対して前記開閉信号を出力するとともに、前記目標電流設定値から算出したデジタルアナログ変換器設定値を出力し、
前記デジタルアナログ変換器は、前記デジタルアナログ変換器設定値を電流設定信号に変換して、各前記複数の電流駆動部に出力し、
前記所定数の電磁開閉器は、前記開閉信号に応じて閉状態となり、前記蓄電池と対応する前記電流駆動部と電気的に結合し、
前記対応する電流駆動部は、前記電流設定信号に応じた電流値に調整した電流を駆動する、蓄電池放電特性測定装置。
【請求項２】
各前記複数の電流駆動部は、重み付けされた駆動可能な電流設定範囲を有する、請求項１に記載の蓄電池放電特性測定装置。
【請求項３】
各前記複数の電流駆動部は、
駆動される電流の実測値を検出する実測値検出部と、
前記実測値と前記電流設定信号との一致比較動作を行なう比較器と、
前記比較器からの比較結果信号に応じて抵抗値を変化させて前記駆動される電流を調整する駆動電流調整部とを含む、請求項２に記載の蓄電池放電特性測定装置。
【請求項４】
前記制御回路は、マイクロコンピュータを含み、前記目標電流設定値と前記対応する電流駆動部の有する前記電流設定範囲と前記デジタルアナログ変換器の分解能との所定の関係に基づいて、前記デジタルアナログ変換器設定値を算出する、請求項２に記載の蓄電池放電特性測定装置。
【請求項５】
蓄電池の劣化状態を診断するために、前記蓄電池の放電特性測定する蓄電池放電特性測定装置であって、
前記蓄電池の端子間に結合され、前記蓄電池の駆動電流を流す電流駆動回路と、
前記電流駆動回路を流れる前記駆動電流を外部から入力される一定の目標電流設定値に制御するための制御回路と、
前記制御回路から各々に与えられる制御信号をアナログ信号に変換するための複数のデジタルアナログ変換器とを備え、
前記電流駆動回路は、
前記蓄電池の端子間に並列に結合される複数の電流駆動部と、
前記蓄電池と各前記複数の電流駆動部との間に配され、前記制御回路からの単一の開閉信号に応じて前記蓄電池と前記複数の電流駆動部とを一括して結合／分離する、少なくとも１つの電磁開閉器とを有し、
前記制御回路は、前記目標電流設定値の入力に応じて前記複数の電磁開閉器に対して前記開閉信号を出力するとともに、前記目標電流設定値から算出した複数のデジタルアナログ変換器設定値を出力し、
各前記複数のデジタルアナログ変換器は、対応する前記デジタルアナログ変換器設定値を電流設定信号に変換して、対応する前記電流駆動部に出力し、
前記電磁開閉器は、前記開閉信号に応じて閉状態となり、前記蓄電池と前記複数の電流駆動部と電気的に結合し、
各前記複数の電流駆動部は、対応する前記電流設定信号に応じた電流値に調整した電流を駆動する、蓄電池放電特性測定装置。
【請求項６】
各前記複数の電流駆動部は、重み付けされた駆動可能な電流設定範囲を有する、請求項５に記載の蓄電池放電特性測定装置。
【請求項７】
前記複数のデジタルアナログ変換器設定値は、前記複数のデジタルアナログ変換器に共通して入力される共通入力設定値と、前記共通入力設定値を変換して得られる前記電流設定信号によって駆動される電流と前記目標電流設定値との誤差を微調整するために、特定の前記デジタルアナログ変換器に入力される微調整用入力設定値とを含む、請求項６に記載の蓄電池放電特性測定装置。
【請求項８】
蓄電池の劣化状態を診断するために、前記蓄電池の放電特性測定する蓄電池放電特性測定装置であって、
前記蓄電池の端子間に並列に結合される複数の電流駆動部と、前記蓄電池と各前記複数の電流駆動部との間に配され、単一の第１の開閉信号に応じて前記蓄電池と前記複数の電流駆動部とを一括して結合／分離する、少なくとも１つの電磁開閉器とを含む電流駆動回路と、
前記電流駆動回路を流れる前記駆動電流を外部から入力される一定の目標電流設定値に制御するための制御回路と、
前記制御回路から与えられる制御信号をアナログ信号に変換するためのデジタルアナログ変換器と、
前記デジタルアナログ変換器と前記複数の電流駆動部との間にそれぞれ配され、前記制御回路からの第２の開閉信号に応じて前記デジタルアナログ変換器と対応する前記電流駆動回路とを電気的に結合／分離する複数のスイッチ回路とを備え、
前記制御回路は、前記目標電流設定値の入力に応じて前記電磁開閉器に対して前記第１の開閉信号を出力するとともに、前記目標電流設定値から算出したデジタルアナログ変換器設定値を出力し、かつ前記目標電流設定値から前記複数のスイッチ回路の開閉パターンを算出して前記第２の開閉信号を出力し、
前記デジタルアナログ変換器は、前記デジタルアナログ変換器設定値を電流設定信号に変換して、前記複数の電流駆動部に出力し、
前記複数のスイッチ回路のうち前記第２の開閉信号に応じて閉状態となった前記スイッチ回路は、前記デジタルアナログ変換器と対応する前記電流駆動部と電気的に結合して前記電流設定信号を伝達し、
前記対応する電流駆動部は、前記電流設定信号に応じた電流値に調整した電流を駆動する、蓄電池放電特性測定装置。
【請求項９】
各前記複数の電流駆動部は、重み付けされた駆動可能な電流設定範囲を有する、請求項８に記載の蓄電池放電特性測定装置。
【請求項１０】
蓄電池の劣化状態を診断するために、前記蓄電池の放電特性測定する蓄電池放電特性測定装置であって、
前記蓄電池の端子間に並列に結合される複数の電流駆動部と、前記蓄電池と各前記複数の電流駆動部との間に配され、開閉信号に応じて前記蓄電池と前記電流駆動部とを電気的に結合／分離する複数の電磁開閉器とを有し、前記蓄電池の駆動電流を流す電流駆動回路と、
前記蓄電池放電特性測定装置の内外において発生する異常を検知するための異常監視回路と、
前記異常監視回路からの異常検知信号に応答して、前記複数の電磁開閉器を無効とするとともに、前記複数の電流駆動部への通電を停止する制御回路とを備える、蓄電池放電特性測定装置。
【請求項１１】
前記複数の電磁開閉器は、開閉器接点への電源供給を制御する電磁開閉器制御回路を備え、
前記電磁開閉器制御回路は、
前記電源と前記開閉器接点との間に直列に結合される、非常時に開状態となって電源供給を停止する非常停止スイッチと、閉状態のときにのみ電源を供給して測定を開始させる測定開始スイッチと、前記測定開始スイッチと前記開閉器接点とを結合する継電器とを含み、前記異常検知信号に応答して前記継電器を開状態として前記複数の電磁開閉器を無効とする、請求項１０に記載の蓄電池放電特性測定装置。
【請求項１２】
前記複数の電流駆動部は、外部からの目標電流設定値の入力の有効／無効を制御する電流駆動部制御回路を備え、
前記電流駆動部制御回路は、
前記目標電流設定値の入力部と前記複数の電流駆動部との間に配される継電器を含み、前記異常検知信号に応答して前記継電器を開状態として、前記複数の電流駆動部への前記目標電流設定値の入力を無効として通電を停止させる、請求項１０に記載の蓄電池放電特性測定装置。
【請求項１３】
前記異常監視回路は、
前記蓄電池の端子と前記蓄電池放電特性測定装置とを結合する電流ケーブルおよび電圧プローブの誤接続を検知するための誤接続監視部と、
装置停止時に前記電流駆動回路を流れる電流の有無、各前記複数の電磁開閉器の開閉器接点溶着によって生じる電流の有無、および前記駆動電流と目標電流設定値との誤差を検知する電流監視部と、
装置内温度の異常を監視する温度監視部と、
ソフトウェアの誤動作および暴走を検知するソフトウェア監視部と、
前記非常停止スイッチおよび前記測定開始スイッチの開閉状態を検知するスイッチ動作監視部とを備える、請求項１１に記載の蓄電池放電特性測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、蓄電池放電特性測定装置に関し、より特定的には、蓄電池の劣化寿命を放電特性に基づいて判定するための蓄電池放電特性測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電算機等に使用される無停電電源において、搭載される蓄電池の劣化寿命の判定は、従来から、蓄電池の端子間の開放電圧や内部インピーダンスの測定、使用年数の管理および複数個の蓄電池セルからの引取検査をすることによって行なうのが一般的である。
【０００３】
しかしながら、これらの判定方法では、特性劣化の進んだ蓄電池を抽出することは極めて困難である。なぜなら、蓄電池は一定の電流を所定の期間放電することが求められるのに対して、開放電圧や内部インピーダンスの測定では、その良否を判定するのには不十分であるからである。また、引取検査においては、非選択の蓄電池の電気的特性は必ずしも保証されず、信頼性の点で問題が残る。
【０００４】
そこで、最近では、設備オンライン中に、各蓄電池セルを瞬時に定電流放電させてセル単位での放電特性を明確にすることで、劣化した蓄電池セルを識別して除去し、蓄電池設備の信頼性を維持させるという蓄電池寿命判定装置が提案されている（例えば、特許文献１および非特許文献１参照）。
【０００５】
図１４は、参照文献に記載される蓄電池寿命判定装置の構成を概略的に示す回路図である。
【０００６】
図１４を参照して、蓄電池寿命判定装置２００は、基本的には、定電流放電特性測定装置であり、被測定電池１の正極端子２と負極端子３との間の端子電圧を測定する電圧検出器２１０と、駆動電流を測定する電流検出器２２０と、可変抵抗器２３０とを備える。
【０００７】
可変抵抗器２３０は、ＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）等の半導体素子で構成されており、ＣＰＵ（中央演算処理装置）６０からの制御信号によって駆動され、被測定電池１の等価負荷抵抗となる。
【０００８】
ＣＰＵ６０は、電圧検出器２１０で検出された端子間電圧に関する信号と電流検出器２２０で測定された電流に関する信号が入力されると、被測定電池１の診断に必要な所要の電流値となるように可変抵抗器２３０に指令を送る。
【０００９】
可変抵抗器２３０は、この指令信号に基づいて自己の有する特性に従って電流を制御する。可変抵抗器２３０を流れる電流は、電流検出器２２０により検出される。
【００１０】
ここで、電子負荷からなる可変抵抗器２３０と被測定電池１との間には、図示しない電磁開閉器が結合される。電磁開閉器がオンされた状態ですべての部分が閉回路を構成し、可変抵抗器２３０を流れる電流が制御される。電磁開閉器と可変抵抗器２３０とは、通常、１組の開閉信号とアナログ信号である電流設定信号とが与えられる構成となっている。
【００１１】
以上の構成において、被測定電池１の寿命診断は、可変抵抗器２３０を流れる電流を被測定電池１の診断に必要な一定電流に制御しながら、短時間（５００［ｍｓｅｃ］程度）の放電停止を行ない、そのときの端子間電圧と電流とから放電特性の劣化を識別することによって行なわれる。
【００１２】
【特許文献１】
特開平１１−６４４７２号公報（図１）
【００１３】
【非特許文献１】
前田公雄他著、「蓄電池設備の寿命劣化診断技術」、「日本メンテナンス工業会会報」、日本メンテナンス工業会、２０００年７月発行、第１１巻、第２号、第２７−３０頁
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、図１４の蓄電池寿命判定装置は、被測定電池１が浮動充電されている状態で短時間の定電流放電を行なったときの放電特性を測定し、放電電圧から複数個の蓄電池セル間でのばらつきおよび特性劣化を識別するために、電源装置の信頼性に影響を及ぼすことがない。
【００１５】
また、診断時の放電電流は、実際の使用電流に近い電流値に設定されることから、蓄電池の真の劣化状況を把握することができ、信頼度の高い判定結果を得ることができる。
【００１６】
ここで、電流設定範囲を０〜２４００［Ａ］としたときに、可変抵抗器２３０を構成する電子負荷として広い電流範囲を通電でき、かつ通電電流精度が優れた電子素子の実用化が実現すれば、回路構成が簡単となり、容易に製作可能となる。しかしながら、現在にはこのような電子素子の入手が容易でないため、１組の単純な装置を製作することは困難である。
【００１７】
また、仮にこのような電子素子が入手できたとしても、「設定する通電電流値」と「実際の通電電流値」との間には必ず誤差が存在する。例えば、１％の精度を有する装置において、制御信号を１〜１００に変換して可変抵抗器２３０を制御する場合は、「設定する通電電流値」に対する誤差は、２４００［Ａ］の１％である２４［Ａ］に相当する。２４［Ａ］の誤差は、大きな設定電流においてはそれほど問題とならないが、最低通電電流値１０［Ａ］では致命的な値となる。
【００１８】
この場合、制御信号を１〜１００００に変換して設定精度を向上させることも可能ではあるが、高精度の制御装置の実現は、コスト面において困難である。
【００１９】
かかる問題を解決する方法の１つとして、各々が例えば、１０〜１００［Ａ］，１１０〜５００［Ａ］，５１０〜１０００［Ａ］等の電流設定範囲を有する可変抵抗器を複数備え、「設定する通電電流値」に応じて選択的に被測定電池に結合する方法が考えられる。しかしながら、装置規模の増大とコスト面とから鑑みて現実的ではないと判断される。
【００２０】
他の方法としては、例えば、電磁開閉器と電流設定範囲が０〜２００［Ａ］の可変抵抗器とを１組として、これを被測定電池に対して並列に１２組接続することにより、２４００［Ａ］までの通電が可能となる。この場合、電流精度の確保は、「設定する通電電流値」の大きさにより通電させる電磁開閉器と可変抵抗器との組数と各組の通電電流値とを自動的に算出し、必要な組数を駆動させることによって実現することができる。１組あたりの設定精度が１％であるとすると、通電電流が２００［Ａ］（１組のみを駆動させる場合に相当）においては、２［Ａ］の誤差となり、２０００［Ａ］（１０組を駆動させる場合に相当）では、２０［Ａ］の誤差となる。したがって、小電流から大電流までの広範囲にわたって精度の確保が可能となる。しかしながら、本方法の実現にあたっては、各組に対して制御回路が必要となることから、計１２組の制御回路を要することになり、装置規模およびコストの面において妥当ではない。
【００２１】
したがって、複数組の電磁開閉器と可変抵抗器とに対して、単一の制御回路から出力される単一の制御信号を与えることによって通電電流値を設定する構成が可能となれば、簡易かつ安価な回路構成において高い設定精度を確保できることが予想される。
【００２２】
さらに、蓄電池の劣化寿命判定装置においては、以上に示す通電電流の設定分解能の向上が求められるとともに、異常発生時における感電事故や短絡事故などを未然に防ぐための安全機能を備えていることが必要とされる。
【００２３】
特に、従来の判定装置では、「設定する通電電流値」に応じて、作業者がその都度電磁開閉器と可変抵抗器との組を追加接続すること、または切換スイッチを操作することによって、通電回路を構成することから、ヒューマンエラーによる誤接続、誤設定が発生する恐れがある。
【００２４】
また、測定準備から測定終了に至るまでの全作業工程にわたって異常を監視する機能を有しておらず、作業者、判定装置および蓄電池を適切に保護するための安全機能についても十分とは言いがたい。
【００２５】
それゆえ、この発明の１つの目的は、通電回路の追加または切替を必要とせず、簡易な回路構成において、広い電流設定範囲において高い設定分解能を維持できる蓄電池放電特性測定装置を提供することである。
【００２６】
この発明の他の目的は、装置の健全性を常時監視して保護する、高い安全性を備えた蓄電池放電特性測定装置を提供することである。
【００２７】
【課題を解決するための手段】
この発明のある局面によれば、蓄電池の劣化状態を診断するために、蓄電池の放電特性測定する蓄電池放電特性測定装置であって、蓄電池の端子間に結合され、蓄電池の駆動電流を流す電流駆動回路と、電流駆動回路を流れる駆動電流を外部から入力される一定の目標電流設定値に制御するための制御回路と、制御回路から与えられる制御信号をアナログ信号に変換するためのデジタルアナログ変換器とを備える。電流駆動回路は、蓄電池の端子間に並列に結合される複数の電流駆動部と、蓄電池と各複数の電流駆動部との間に配され、制御回路からの開閉信号に応じて蓄電池と電流駆動部とを電気的に結合／分離する複数の電磁開閉器とを有する。制御回路は、目標電流設定値に応じて複数の電磁開閉器のうち閉状態とする所定数の電磁開閉器を選択して、各複数の電磁開閉器に対して開閉信号を出力するとともに、目標電流設定値から算出したデジタルアナログ変換器設定値を出力する。デジタルアナログ変換器は、デジタルアナログ変換器設定値を電流設定信号に変換して、各複数の電流駆動部に出力する。所定数の電磁開閉器は、開閉信号に応じて閉状態となり、蓄電池と対応する電流駆動部と電気的に結合し、対応する電流駆動部は、電流設定信号に応じた電流値に調整した電流を駆動する。
【００２８】
好ましくは、各複数の電流駆動部は、重み付けされた駆動可能な電流設定範囲を有する。
【００２９】
好ましくは、各複数の電流駆動部は、駆動される電流の実測値を検出する実測値検出部と、実測値と電流設定信号との一致比較動作を行なう比較器と、比較器からの比較結果信号に応じて抵抗値を変化させて駆動される電流を調整する駆動電流調整部とを含む。
【００３０】
より好ましくは、制御回路は、マイクロコンピュータを含み、目標電流設定値と対応する電流駆動部の有する電流設定範囲とデジタルアナログ変換器の分解能との所定の関係に基づいて、デジタルアナログ変換器設定値を算出する。
【００３１】
この発明の別の局面によれば、蓄電池の劣化状態を診断するために、蓄電池の放電特性測定する蓄電池放電特性測定装置であって、蓄電池の端子間に結合され、蓄電池の駆動電流を流す電流駆動回路と、電流駆動回路を流れる駆動電流を外部から入力される一定の目標電流設定値に制御するための制御回路と、制御回路から各々に与えられる制御信号をアナログ信号に変換するための複数のデジタルアナログ変換器とを備える。電流駆動回路は、蓄電池の端子間に並列に結合される複数の電流駆動部と、蓄電池と各複数の電流駆動部との間に配され、制御回路からの単一の開閉信号に応じて蓄電池と複数の電流駆動部とを一括して結合／分離する、少なくとも１つの電磁開閉器とを有する。制御回路は、目標電流設定値の入力に応じて複数の電磁開閉器に対して開閉信号を出力するとともに、目標電流設定値から算出した複数のデジタルアナログ変換器設定値を出力する。各複数のデジタルアナログ変換器は、対応するデジタルアナログ変換器設定値を電流設定信号に変換して、対応する電流駆動部に出力する。電磁開閉器は、開閉信号に応じて閉状態となり、蓄電池と複数の電流駆動部とを電気的に結合し、各複数の電流駆動部は、対応する電流設定信号に応じた電流値に調整した電流を駆動する。
【００３２】
好ましくは、各複数の電流駆動部は、重み付けされた駆動可能な電流設定範囲を有する。
【００３３】
より好ましくは、複数のデジタルアナログ変換器設定値は、複数のデジタルアナログ変換器に共通して入力される共通入力設定値と、共通入力設定値を変換して得られる電流設定信号によって駆動される電流と目標電流設定値との誤差を微調整するために、特定のデジタルアナログ変換器に入力される微調整用入力設定値とを含む。
【００３４】
この発明の別の局面によれば、蓄電池の劣化状態を診断するために、蓄電池の放電特性測定する蓄電池放電特性測定装置であって、蓄電池の端子間に並列に結合される複数の電流駆動部と、蓄電池と各複数の電流駆動部との間に配され、単一の第１の開閉信号に応じて蓄電池と複数の電流駆動部とを一括して結合／分離する、少なくとも１つの電磁開閉器とを含む電流駆動回路と、電流駆動回路を流れる駆動電流を外部から入力される一定の目標電流設定値に制御するための制御回路と、制御回路から与えられる制御信号をアナログ信号に変換するためのデジタルアナログ変換器と、デジタルアナログ変換器と複数の電流駆動部との間にそれぞれ配され、制御回路からの第２の開閉信号に応じてデジタルアナログ変換器と対応する電流駆動部とを電気的に結合／分離する複数のスイッチ回路とを備える。制御回路は、目標電流設定値の入力に応じて電磁開閉器に対して第１の開閉信号を出力するとともに、目標電流設定値から算出したデジタルアナログ変換器設定値を出力し、かつ目標電流設定値から複数のスイッチ回路の開閉パターンを算出して第２の開閉信号を出力する。デジタルアナログ変換器は、デジタルアナログ変換器設定値を電流設定信号に変換して、複数の電流駆動部に出力する。複数のスイッチ回路のうち第２の開閉信号に応じて閉状態となったスイッチ回路は、デジタルアナログ変換器と対応する電流駆動部と電気的に結合して電流設定信号を伝達する。対応する電流駆動部は、電流設定信号に応じた電流値に調整した電流を駆動する。
【００３５】
好ましくは、各複数の電流駆動部は、重み付けされた駆動可能な電流設定範囲を有する。
【００３６】
この発明の別の局面によれば、蓄電池の劣化状態を診断するために、蓄電池の放電特性測定する蓄電池放電特性測定装置であって、蓄電池の端子間に並列に結合される複数の電流駆動部と、蓄電池と各複数の電流駆動部との間に配され、開閉信号に応じて蓄電池と電流駆動部とを電気的に結合／分離する複数の電磁開閉器とを有し、蓄電池の駆動電流を流す電流駆動回路と、蓄電池放電特性測定装置の内外において発生する異常を検知するための異常監視回路と、異常監視回路からの異常検知信号に応答して、複数の電磁開閉器を無効とするとともに、複数の電流駆動部への通電を停止する制御回路とを備える。
【００３７】
好ましくは、複数の電磁開閉器は、開閉器接点への電源供給を制御する電磁開閉器制御回路を備える。電磁開閉器制御回路は、電源と開閉器接点との間に直列に結合される、非常時に開状態となって電源供給を停止する非常停止スイッチと、閉状態のときにのみ電源を供給して測定を開始させる測定開始スイッチと、測定開始スイッチと開閉器接点とを結合する継電器とを含み、異常検知信号に応答して継電器を開状態として複数の電磁開閉器を無効とする。
【００３８】
好ましくは、複数の電流駆動部は、外部からの目標電流設定値の入力の有効／無効を制御する電流駆動部制御回路を備える。電流駆動部制御回路は、目標電流設定値の入力部と電流駆動部との間に配される継電器を含み、異常検知信号に応答して継電器を開状態として、複数の電流駆動部への目標電流設定値の入力を無効として通電を停止させる。
【００３９】
より好ましくは、異常監視回路は、蓄電池の端子と蓄電池放電特性測定装置とを結合する電流ケーブルおよび電圧プローブの誤接続を検知するための誤接続監視部と、装置停止時に電流駆動回路を流れる電流の有無、各複数の電磁開閉器の開閉器接点溶着によって生じる電流の有無、および駆動電流と目標電流設定値との誤差を検知する電流監視部と、装置内温度の異常を監視する温度監視部と、ソフトウェアの誤動作および暴走を検知するソフトウェア監視部と、非常停止スイッチおよび測定開始スイッチの開閉状態を検知するスイッチ動作監視部とを備える。
【００４０】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して詳しく説明する。なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。
【００４１】
［実施の形態１］
図１は、この発明の実施の形態１に従う蓄電池放電特性測定装置の構成を示す図である。なお、本実施の形態では、蓄電池放電特性測定装置の電流設定範囲を０〜２４００［Ａ］とし、設定値分解能を２５５段階（８ｂｉｔに相当）としたときの装置の構成および動作について説明する。
【００４２】
図１を参照して、蓄電池放電特性測定装置１００は、被測定電池１から放電される電流を駆動する電流駆動回路１０と、マイクロコンピュータ（以下、マイコンとも称する）４０と、ＤＡ（デジタルアナログ）変換器５０とを備える。
【００４３】
電流駆動回路１０は、被測定電池１の正極端子２と負極端子３との間に並列に結合された複数の電磁開閉器２０Ａ〜２０Ｄと電磁開閉器２０Ａ〜２０Ｄのそれぞれに対応して直列に結合される電流駆動部３０Ａ〜３０Ｄとを有する。
【００４４】
なお、本実施の形態では、図１に示すように、電流駆動回路１０を４組の電磁開閉器２０Ａ〜２０Ｄと電流駆動部３０Ａ〜３０Ｄとで構成したが、これ以外の複数組に対しても適応可能である。また、以下において、電磁開閉器２０Ａ〜２０Ｄおよび電流駆動部３０Ａ〜３０Ｄを総称するときには、それぞれ符号２０および３０を用いて称する。
【００４５】
電磁開閉器２０Ａ〜２０Ｄは、マイコン４０から各々に入力される開閉信号Ａ〜Ｄに応じて開／閉状態となる。なお、開閉信号はデジタル信号であるため、アナログ信号に比べて増設が容易であり、開閉信号を複数化したことによるコストの負担は生じない。電磁開閉器２０は、図示しない開閉器コイルに流れる電流によって生じた磁束が接極子を吸引することにより、開閉器接点（図示せず）が開閉される。閉状態となった電磁開閉器２０は、被測定電池１に電気的に結合され、被測定電池１からの駆動電流を対応する電流駆動部３０へと伝達する。
【００４６】
電流駆動部３０Ａ〜３０Ｄは、被測定電池１の正極端子２と負極端子３との間に、電磁開閉器２０Ａ〜２０Ｄを介して並列に接続されており、被測定電池１の駆動電流は、電流駆動部３０Ａ〜３０Ｄに分流される。電流駆動部３０Ａ〜３０Ｄに流れる電流は、後述するように、ＤＡ変換器５０から出力されるアナログ信号である電流設定信号によって所定の電流値に設定される。
【００４７】
ここで、電流駆動部２０Ａ〜２０Ｄは、互いに異なる電流設定範囲を有する。より詳細には、電流駆動部２０Ａ，２０Ｂは、０〜１５０［Ａ］の電流設定範囲を有する。電流駆動部２０Ｃは、０〜６００［Ａ］の電流設定範囲を有する。電流駆動部２０Ｄは、０〜１５００［Ａ］の電流設定範囲を有する。したがって、電流駆動部２０Ａ〜２０Ｄは、電流設定信号に応じて、上記の電流設定範囲内でそれぞれ所定の電流値に設定される。
【００４８】
このように、図１の蓄電池放電特性測定装置１００では、被測定電池１の駆動電流は、開閉信号に応じて閉状態となった電磁開閉器２０を経由し、対応する電流駆動部３０を設定された所定の電流値で流れる。
【００４９】
ここで、電磁開閉器２０の開閉動作を制御する開閉信号は、マイコン４０において、外部から入力される目標電流設定値に基づいて生成される。例えば、目標電流設定値が２５０［Ａ］であれば、電磁開閉器２０Ａ，２０Ｂは、開閉信号Ａ，Ｂに応じて閉状態となり、電磁開閉器２０Ｃ，２０Ｄは、開閉信号Ｃ，Ｄに応じて開状態となる。これにより、駆動電流は、電磁開閉器２０Ａ，２０Ｂを介して、電流駆動部３０Ａ，３０Ｂへと流れる。
【００５０】
また、電流駆動部３０のそれぞれに流れる電流を設定する電流設定信号は、マイコン４０において、目標電流設定値からＤＡ変換器設定値が決定されると、ＤＡ変換器５０において、該設定値がアナログ変換されて生成される信号である。
【００５１】
図２は、電流駆動部３０の構成の一例を示す回路図である。
図２を参照して、電流駆動部３０は、被測定電池１の正極端子２と負極端子３との間に電磁開閉器２０を介して結合される、駆動電流調整部３１と駆動電流の実測値を検出する実測値検出部３２とを備える。
【００５２】
駆動電流調整部３１は、ドレインが電磁開閉器２０に接続され、ソースが実測値検出部３２に接続される、Ｎチャネル電界効果型トランジスタＴ１からなる。Ｎチャネル電界効果型トランジスタＴ１は、後述するように、ゲート電極に比較器ＣＯＭから出力される比較結果信号を制御信号として受けると、制御信号に応じてトランジスタ抵抗を調整する。この結果、駆動電流の電流値は、電流設定信号によって指定される目標値へと調整される。
【００５３】
実測値検出部３２は、駆動電流調整部３１で調整された駆動電流を実測するための抵抗素子Ｒ２からなる。抵抗素子Ｒ２を流れる駆動電流の実測値として、抵抗素子Ｒ２によって電流−電圧変換された２端子間の電圧値が検出される。
【００５４】
電流駆動部３０は、さらに、目標電流設定値に基づいてＤＡ変換器５０から出力される電流設定信号を電流−電圧変換するための抵抗素子Ｒ１と、電圧値となった目標値を接地電位（ＧＮＤ）を基準として絶対値を調整するためのオペアンプＯＰ１と、オペアンプＯＰ１から出力される目標値と実測値検出部３２で検出された実測値とを比較するための比較器ＣＯＭとを含む。
【００５５】
電流駆動部３０は、さらに、実測値検出部３２で検出された実測値を接地電位を基準として絶対値を調整するためのオペアンプＯＰ２と、絶対値調整の際にオフセット分を考慮するためのオフセット調整用回路３３とを含む。
【００５６】
オフセット調整用回路３３は、オペアンプＯＰ２と接地電位との間に直列に結合される抵抗素子Ｒ３と定電圧ダイオード素子３４とを含む。実際の測定では、０［Ａ］出力時の誤動作を防ぐために電流駆動部３０のフルスケールを−３０から１５０［Ａ］とし、装置停止中は、電流駆動部３０を逆バイアスして電流設定値を−３０［Ａ］としている。そのため、装置を駆動して得られた実測値にはこのオフセット分が含まれていないため、オフセット調整用回路３３において、オフセット分がかさ上げされる。
【００５７】
さらに、オペアンプＯＰ２から出力される実測値が比較器ＣＯＭへと入力されると、比較器ＣＯＭは、入力された目標値と実測値との電位レベルの一致比較動作を行ない、比較結果として制御信号を出力する。目標値が実測値よりも高電位であるときには、出力される制御信号の電位が増加する。一方、目標値が実測値よりも低電位であるときには、出力される制御信号の電位が減少する。
【００５８】
駆動電流調整部３１のＮチャネル電界効果型トランジスタＴ１のゲート電極に制御信号が入力されると、その電位の増減によって、トランジスタ抵抗が変化する。制御信号の電位が増加するとき、すなわち、目標値が実測値よりも高電位であるときには、Ｎチャネル電界効果型トランジスタＴ１のトランジスタ抵抗は、低下する。これによって、Ｎチャネル電界効果型トランジスタＴ１のドレイン−ソース間を流れる駆動電流の電流値が増加することから、新たに検出される実測値は目標値に近づくこととなる。
【００５９】
一方、制御信号の電位が減少するとき、すなわち、目標値が実測値よりも低電位であるときには、Ｎチャネル電界効果型トランジスタＴ１のトランジスタ抵抗は増加する。これによって、Ｎチャネル電界効果型トランジスタＴ１のドレイン−ソース間を流れる駆動電流の電流値が減少することから、結果として、新たに検出される実測値は目標値に近づく。
【００６０】
以上のように、電流駆動部３０において、駆動電流は、常時目標値との比較一致が行なわれ、最終的に電流値が目標値レベルへと自動的に調整される。
【００６１】
次に、電流駆動回路１０における電磁開閉器２０の開閉パターンおよび電流駆動部３０の駆動電流値の制御について詳細に説明する。
【００６２】
再び図１を参照して、目標電流設定値がマイコン４０に入力されると、その値に応じて電磁開閉器２０の開閉パターンが決定されるとともに、電流駆動部３０に電流設定信号を出力するＤＡ変換器５０の設定値が決定される。
【００６３】
図３は、目標電流設定値に対応して制御される電磁開閉器２０の開閉パターンおよびＤＡ変換器ゲインと、制御の結果として得られる電流設定値の分解能とを示す図である。
【００６４】
図３を参照して、目標電流設定値は、０〜２４００［Ａ］の広い電流設定範囲において、８つのレンジに分類される。例えば、レンジ１は、１０〜１２６［Ａ］の目標電流設定値に対応し、レンジ２は、１２６〜２５２［Ａ］までの目標電流設定値に対応する。
【００６５】
電磁開閉器２０Ａ〜２０Ｄは、それぞれ、対応する電流駆動部３０Ａ〜３０Ｄとで１組のユニットを構成する。例えば、電磁開閉器２０Ａと電流駆動部３０Ａとは、１組のユニットを構成し、最大設定時に１５０［Ａ］の電流を駆動する。同様に、電磁開閉器２０Ｂと電流駆動部３０Ｂとからなる組は、最大設定時に１５０［Ａ］の電流を駆動する。電磁開閉器２０Ｃと電流駆動部３０Ｃとからなる組は、最大設定時に６００［Ａ］の電流を駆動する。電磁開閉器２０Ｄと電流駆動部３０Ｄとからなる組は、最大設定時に１５００［Ａ］の電流を駆動する。このように、本実施の形態では、電流駆動回路１０は、電流設定範囲に重み付けされた４組のユニットで構成される。
【００６６】
以上の構成において、目標電流設定値に応じて、４組のユニットのうちの所定数の組が選択されて、電流を駆動する。その選択パターンは、図３に示すように、目標電流設定値のレンジごとに、それぞれのユニットの駆動電流量に応じて単数ないしは複数の組が組合わされて決定される。
【００６７】
例えば、目標電流設定値が１２６［Ａ］以下のときには、レンジ１として、電磁開閉器２０Ａのみが閉状態に設定される。これにより、電流駆動部３０Ａのみが被測定電池１に接続されて、電流を駆動する。目標電流設定値が２５２［Ａ］以下のときには、レンジ２として、電磁開閉器２０Ａ，２０Ｂが閉状態に設定され、電流駆動部３０Ａ，３０Ｂに電流が駆動される。また、目標電流設定値が６３０［Ａ］以下のときには、レンジ３として、電磁開閉器２０Ａ，２０Ｃが閉状態に設定される。目標電流設定値が２４００［Ａ］に至るときには、レンジ８として、すべての電磁開閉器２０Ａ〜２０Ｄが閉状態に設定される。
【００６８】
このように、各レンジに対して、閉状態となる電磁開閉器２０がパターン化されており、０〜２４００［Ａ］までの広い電流設定範囲をカバーしている。
【００６９】
図３を参照して、各レンジにおいて、電磁開閉器２０の開閉パターンとともに、ＤＡ変換器ゲインが設定される。ＤＡ変換器ゲインとは、対応するレンジの電流設定範囲をレンジ１の設定電流値に対する倍数で表わしたものである。具体的には、レンジ１においては、電磁開閉器２０Ａの閉状態に応じて電流駆動部３０Ａのみが活性化され、ＤＡ変換器ゲインは「１」となる。レンジ２においては、電磁開閉器２０Ａ，２０Ｂの閉状態に応じて電流駆動部３０Ａ，３０Ｂが活性化され、ＤＡ変換器ゲインは「２」となる。レンジ３においては、電磁開閉器２０Ａ，２０Ｃの閉状態に応じて電流駆動部３０Ａ，３０Ｃが活性化され、ＤＡ変換器ゲインは「５」となる。このように、各パターンにおいて、活性化される電流駆動部３０の電流駆動能力に応じてＤＡ変換器ゲインが決定される。
【００７０】
以上のように、目標電流設定値に応じて電磁開閉器２０の開閉パターンとＤＡ変換器ゲインとを設定することにより、各レンジにおける設定分解能は、図３に示す結果となる。詳細には、レンジ１では、分解能は、１５０／２５５≒０．５８８［Ａ］となる。レンジ２での分解能は、３００／２５５≒１．１７６［Ａ］となる。同様に、レンジ３〜８では、分解能はそれぞれ、２．９４１［Ａ］，３．５２９［Ａ］，６．４７１［Ａ］，７．０５９［Ａ］，８．８２４［Ａ］，９．４１２［Ａ］となる。
【００７１】
このように、設定分解能は、レンジ−レンジ間で異なっており、目標電流設定値が低いときには分解能が高くなり、一方で、目標電流設定値が高いときには分解能が低くなる結果となる。すなわち、目標電流設定値が高いときには、粗い電流設定で十分な精度が得られるのに対して、目標電流設定値が低いときには、より細かな電流設定が可能となる。
【００７２】
これに対して、図１４に示す従来の蓄電池寿命判定装置では、設定値分解能を同様に２５５段階（８ｂｉｔ）とすると、０〜２４００［Ａ］の広い設定電流範囲における分解能は、一律に、２４００／２５５≒９．４１２［Ａ］となる。このことは、一例として、目標電流設定値を１００［Ａ］としたいときでも、設定可能な電流値としては、９４．１２［Ａ］または１０３．５３２［Ａ］のいずれかを選択することとなり、正確に１００［Ａ］の設定を行なえないことを意味する。
【００７３】
すなわち、本実施の形態では、目標電流設定値に応じて設定分解能を可変とすることにより、電流設定値をより細密に制御することが可能となる。特に、低電流域では、分解能が著しく向上し、設定の自由度が高められることとなる。
【００７４】
図４は、目標電流設定値に基づく電磁開閉器２０の開閉パターンおよびＤＡ変換器ゲインの決定動作を抽出して説明するためのフロー図である。
【００７５】
図４を参照して、最初に、図１のマイコン４０に外部からの目標電流設定値が入力される（ステップＳ１１）と、図３に示す複数のレンジから目標電流設定値に応じた１つのレンジが選択されて、電磁開閉器２０の開閉パターンが決定される（ステップＳ１２）。
【００７６】
さらに、目標電流設定値に応じたレンジから、ＤＡ変換器ゲインが決定される（ステップＳ１３）。
【００７７】
マイコン４０内部では、さらに、決定されたＤＡ変換器ゲインから、以下の計算式に基づいてＤＡ変換器設定値が導出される（ステップＳ１４）。
【００７８】
Ｔを目標電流設定値とし、ＧをＤＡ変換器ゲインとし、Ｓを計算結果であるＤＡ変換器設定値とすれば、ＤＡ変換器設定値Ｓは、式（１）から求められる。
【００７９】
（Ｔ／Ｇ）／１５０×２５５＝Ｓ                    ・・・（１）
このように、ＤＡ変換器設定値Ｓは、０〜２５５の８ビットの分解能で与えられる。
【００８０】
なお、実際の計算では、上述のように、電流設定範囲のフルスケールを−３０〜１５０［Ａ］とすることから、ＤＡ変換器設定値Ｓは、オフセット分を考慮した式（２）より求めることができる。
【００８１】
（Ｔ／Ｇ＋３０）／１８０×２５５＝Ｓ        ・・・（２）
以上の計算式より算出されたＤＡ変換器設定値Ｓは（ステップＳ１５）、図１のＤＡ変換器５０に与えられると、単一の電流設定信号に変換された電流駆動部３０Ａ〜３０Ｄの各々に共通に入力される。なお、これらの一連の制御は、マイコン４０において自動的に処理されるものである。マイコン４０は、他の制御にも使用されるが、本処理のマイコン４０への負荷は極めて軽いことから、他の処理と兼用可能であり、新たにマイコンを設置する必要は生じない。
【００８２】
ＤＡ変換器５０から電流駆動部３０Ａ〜３０Ｄの各々に共通する単一の電流設定信号が入力されると、電流駆動部３０Ａ〜３０Ｄでは、それぞれ、図２で述べたように、電流設定信号に対して精度良く調整された電流が駆動される。このとき、電流駆動部３０Ａ〜３０Ｄは、各々の電流設定範囲を均一とせず、重み付けがなされていることから、同一の電流設定信号に対して、駆動電流は数倍異なることとなる。これにより、均一の電流設定範囲を有する複数の電流駆動部で構成するのに対して、より細かな電流設定を行なうことができる。
【００８３】
以上のように、この発明の実施の形態１によれば、複数の電磁開閉器２０の開閉状態を個別に制御することにより、閉状態となった電磁開閉器２０においてのみ対応する電流駆動部３０が被測定電池１に接続されて電流駆動が行なわれ、開状態の電磁開閉器２０に対応する電流駆動部３０は被測定電池１に接続されず電流駆動がなされない。このため、対応する電磁開閉器２０が閉状態となり、被測定電池１に接続されている電流駆動部３０の電流を合算することによって、被測定電池１の駆動電流が決まる。すなわち、被測定電池１の駆動電流は、電磁開閉器２０の組合せによって所望の電流値に設定することができる。
【００８４】
さらに、複数の電流駆動部３０の電流駆動能力を不均一として重み付けを行ない、被測定電池１の駆動電流を不均等に分配して駆動する構成とすることにより、従来と同じ分解能の単一の電流設定信号で、より細かな電流設定の制御が可能となる。特に、低い電流設定値の領域において、その効果が顕著である。
【００８５】
また、目標電流設定値に応じて電流駆動部３０を選択的に駆動させることで電流設定範囲を可変できることから、適切な値に選択することで信号対雑音比を向上することができる。例えば、目標電流設定値を１００［Ａ］とした場合、従来の２４００［Ａ］の電流設定範囲を有する電流駆動部３０では、１％の雑音が発生したときの電流誤差は２４Ａとなる。これは、目標電流設定値１００［Ａ］に対しては、２４％に相当する。これに対して、本実施の形態の電流駆動部３０では、電流設定範囲が１５０［Ａ］の電流駆動部３０Ａのみが活性状態となり、他の電流駆動部３０Ｂ〜３０Ｄは接続されないことから、１％の雑音による電流誤差は１．５［Ａ］に抑えられ、目標電流設定値に対しても１．５％の誤差に留められる。このように、本実施の形態によれば、設定電流の誤差を大幅に低減できることから、駆動電流の安定度を向上して、測定精度の確保が可能となる。
【００８６】
さらに、駆動電流の細かな制御が可能となったこと、かつ駆動電流の安定度が向上したことによって、有効な測定電流範囲を拡大することができる。これにより、誤差を抑えるために測定電流範囲ごとに測定装置の設計を行なっていた従来の測定装置に対して、１つの装置で広い測定電流範囲をカバーすることができるという利点がある。
【００８７】
また、電流駆動部に入力される電流設定信号は、アナログ信号であることから、発生源としてＤＡ変換器が必要とされる。ＤＡ変換器は、通常、他の構成部品に対して高価であり、調整を必要とする場合が多い。本実施の形態では、１つの電流設定信号で複数の電流駆動部の駆動電流を共通に制御できることから、単一のＤＡ変換器で構成することができ、高い測定精度を保持しながら、コスト増を最小限に抑えることができる。
【００８８】
［実施の形態１の変更例１］
図５は、この発明の実施の形態１の変更例１に従う蓄電池放電特性測定装置の構成を示す図である。
【００８９】
図５を参照して、蓄電池放電特性測定装置１００は、被測定電池１から放電される電流を駆動する電流駆動回路１０と、マイコン４０と、ＤＡ変換器５０Ａ〜５０Ｄとを備える。
【００９０】
電流駆動回路１０は、被測定電池１の正極端子２と負極端子３との間に並列に結合された複数の電磁開閉器２０と、各電磁開閉器２０に直列に結合される電流駆動部３０Ａ〜３０Ｄとを有する。
【００９１】
本実施の形態の蓄電池放電特性測定装置１００は、図１の蓄電池放電特性測定装置に対して、基本的な構成を同じくする。一方、電流駆動回路１０における電磁開閉器２０は単一の開閉信号によって一括して制御され、個別に制御することができない点と、複数のＤＡ変換器５０Ａ〜５０Ｄを有する点とにおいて、実施の形態１と相違する。なお、本実施の形態は、電磁開閉器２０が複数の電流駆動部３０に対して１つのみ設けられる場合においても適用可能である。
【００９２】
電磁開閉器２０は、マイコン４０から入力される単一の開閉信号に応じて開／閉状態となる。電磁開閉器２０が閉状態のときには、後段の電流駆動部３０Ａ〜３０Ｄはすべて被測定電池１と電気的に結合される。
【００９３】
電流駆動部３０Ａ〜３０Ｄは、被測定電池１の正極端子２と負極端子３との間に、電磁開閉器２０を介して並列に接続されており、電磁開閉器２０が閉状態において、被測定電池１の駆動電流は、電流駆動部３０Ａ〜３０Ｄに分流される。電流駆動部３０Ａ〜３０Ｄに流れる電流は、後述するように、ＤＡ変換器５０Ａ〜５０Ｄからそれぞれ出力されるアナログ信号である電流設定信号Ａ〜Ｄによって所定の値に設定される。
【００９４】
電流駆動部３０Ａ〜３０Ｄは、実施の形態１と同様に、異なる電流設定範囲を有する。より詳細には、電流駆動部３０Ａ，３０Ｂは、０〜１５０［Ａ］の電流設定範囲を有する。電流駆動部３０Ｃは、０〜６００［Ａ］の電流設定範囲を有する。電流駆動部３０Ｄは、０〜１５００［Ａ］の電流設定範囲を有する。電流駆動部３０Ａ〜３０Ｄでは、実施の形態１と同様に、対応する電流設定信号Ａ〜Ｄに応じて電流設定範囲内で所定の電流値に調整される。なお、電流駆動部３０の具体的な回路構成については、実施の形態１の図２で説明したものと同様であるため、詳細な説明は繰り返さない。
【００９５】
このように、図５の蓄電池放電特性測定装置１００では、被測定電池１の駆動電流は、開閉信号に応じて閉状態となった電磁開閉器２０を経由し、電流駆動部３０Ａ〜３０Ｄを設定された所定の電流値で分割して流れる。
【００９６】
なお、電磁開閉器２０の開閉動作を制御する開閉信号は、マイコン４０において、外部からの目標電流設定値の入力に応じて活性化される信号であり、活性化した開閉信号に応答して電磁開閉器２０は、閉状態に駆動される。これにより、電流駆動部３０は、すべて被測定電池１に接続された状態となり、電流駆動が可能となる。
【００９７】
また、電流駆動部３０Ａ〜Ｄにそれぞれ流れる電流を設定する電流設定信号Ａ〜Ｄは、マイコン４０において、目標電流設定値からＤＡ変換器設定値が決定されると、ＤＡ変換器５０Ａ〜５０Ｄにおいて、該設定値に基づいてそれぞれ生成される信号である。なお、実施の形態１と同様に、設定電流範囲を０〜２４００［Ａ］とし、設定値分解能を２５５段階（８ｂｉｔ）とする。
【００９８】
次に、電流駆動部３０の駆動電流値の制御について説明する。
再び図５を参照して、マイコン４０に目標電流設定値が入力されると、ＤＡ変換器５０Ａ〜５０Ｄのそれぞれに与えられる設定値が決定される。
【００９９】
まず、ＤＡ変換器５０Ａ〜５０Ｄに共通して与えられる設定値（以下、ＤＡ変換器共通入力設定値とも称する）Ｕは、目標電流設定値をＴとして、式（３）で得られた商の整数部の値とする。
【０１００】
Ｔ／（２４００／２５５）＝Ｕ                        ・・・（３）
したがって、電流駆動部３０Ａ〜３０Ｄには、ＤＡ変換器５０Ａ〜５０Ｄから共通して与えられる設定値Ｓで決まる所定値の電流が共通して流れることとなる。
【０１０１】
次に、式（３）で得られた商の小数部Ｊに基づいて、ＤＡ変換器５０Ａ〜５０Ｄに与える設定値の微調整を行なう。これにより、電流駆動部３０Ａ〜３０Ｄの各駆動電流の微調整を行ない、合算した値を目標電流設定値Ｔに近づける。
【０１０２】
目標電流設定値Ｔのうち、微調整必要分をＮとすると、Ｎは、式（４）で与えられる値となる。
【０１０３】
Ｊ×２４００／２５５＝Ｎ                                ・・・（４）
したがって、微調整必要分Ｎの値に応じて、ＤＡ変換器５０Ａ〜５０Ｄに対して微調整用の入力設定値Ｄａ〜Ｄｄをさらに与えれば、電流駆動部３０の駆動電流を目標電流設定値Ｔに対して精度良く制御することができる。
【０１０４】
最終的に、ＤＡ変換器５０ｎ（ｎ＝Ａ〜Ｄ）に与えられる設定値Ｓｎは、式（３），（４）から、式（５）で決まる値となる。
【０１０５】
Ｓｎ＝Ｕ＋Ｄｎ                                    ・・・（５）
図６は、微調整必要分Ｎに対してＤＡ変換器５０Ａ〜５０Ｄのそれぞれに与えられる微調整用入力設定値Ｄａ〜Ｄｄを示す図である。
【０１０６】
図６を参照して、微調整必要分Ｎが１５０／２５５×０．５≒０．２９４以下のときには、ＤＡ変換器共通入力設定値Ｕにより設定される電流値と目標電流設定値Ｔとの差が小さいために微調整を要しないことから、微調整用入力設定値Ｄａ〜Ｄｄはいずれも「０」に設定される。
【０１０７】
次に、微調整必要分Ｎが１５０／２５５×１．５≒０．８８２以下のときには、ＤＡ変換器５０Ａの微調整用入力設定値Ｄａのみが「＋１」に設定される。これにより、ＤＡ変換器５０Ａから出力される電流設定信号Ａによって、電流駆動部３０Ａを流れる電流は、１５０／２５５≒０．５８８［Ａ］だけ増加されることから、結果として、電流駆動部３０に流れる駆動電流と目標電流設定値Ｔとの誤差を小さくすることができる。
【０１０８】
同様に、微調整必要分Ｎが［（１／２５５）×｛３００＋（７５０−３００）×０．５｝］≒２．０５８８以下のときには、ＤＡ変換器５０Ａ，５０Ｂの微調整用入力設定値Ｄａ，Ｄｂのみが「＋１」に設定される。これにより、ＤＡ変換器５０Ａ，５０Ｂから出力される電流設定信号Ａ，Ｂによって、電流駆動部３０Ａ，３０Ｂに流れる電流は、それぞれ１５０／２５５≒０．５８８［Ａ］だけ増加されることから、電流駆動部３０に流れる駆動電流と目標電流設定値Ｔとの誤差を最小分解能まで低減することができる。
【０１０９】
さらに、微調整必要分Ｎが［（１／２５５）×｛７５０＋（９００−７５０）×０．５｝］≒３．２３５以下のときには、ＤＡ変換器５０Ａ，５０Ｃの微調整用入力設定値Ｄａ，Ｄｃのみが「＋１」に設定される。これにより、ＤＡ変換器５０Ａ，５０Ｃから出力される電流設定信号Ａ，Ｃによって、電流駆動部３０Ａ，３０Ｃの電流は、それぞれ１５０／２５５≒０．５８８［Ａ］，６００／２５５≒２．３５３［Ａ］だけ増加されることから、電流駆動部３０を流れる駆動電流は、目標電流設定値Ｔとの誤差が最小分解能まで低減されることとなる。
【０１１０】
このように、微調整必要分Ｎの大きさに応じて、ＤＡ変換器５０の微調整用入力設定値Ｄｎを選択することにより、目標電流設定値Ｔと駆動電流との誤差を最小分解能まで低減することができる。
【０１１１】
図７は、本実施の形態の作用効果をより詳細に説明するための模式図である。図７を参照して、ＤＡ変換器５０Ａ〜５０Ｄからの信号は０〜２５５を範囲とする整数値であるため、小数以下の微調整は不可能となる。また、駆動電流によって各電流駆動部３０に内包されるトランジスタが過熱されるため、トランジスタ負荷は均一化する必要がある。
【０１１２】
そこで、図７左図のように、まず、目標電流設定値からＤＡ変換器５０Ａ〜５０Ｄへの共通入力信号（整数部）を割り出す。これにより、ＤＡ変換器５０Ａ〜５０Ｄには、均一に小数部が発生し、これが駆動電流の誤差となる。そこで、次に、図７右図のように、その誤差を他のＤＡ変換器（図７ではＤＡ変換器５０Ａ，５０Ｂ）に分担させることで、誤差は最小分解能まで低減され、より細かな電流設定を実現することができる。
【０１１３】
なお、上記の変換式および図６の変換表は一例であり、電流駆動部３０の分割単位、ＤＡ変換器５０の分解能および最大駆動電圧などを変更した場合でも、それぞれの数値を変更して変換式に当てはめることにより同様の効果を得ることができる。
【０１１４】
［実施の形態１の変更例２］
図８は、この発明の実施の形態１の変更例２に従う蓄電池放電特性測定装置の構成を示す図である。
【０１１５】
図８を参照して、蓄電池放電特性測定装置１００は、被測定電池１から放電される電流を駆動する電流駆動回路１０と、マイコン４０と、ＤＡ変換器５０と、電流設定信号スイッチＳＷＡ〜ＳＷＤとを備える。
【０１１６】
電流駆動回路１０は、被測定電池１の正極端子２と負極端子３との間に並列に結合された複数の電磁開閉器２０と、電磁開閉器２０の各々に直列に結合される電流駆動部３０Ａ〜３０Ｄとを有する。
【０１１７】
本実施の形態の蓄電池放電特性測定装置１００は、図１の蓄電池放電特性測定装置に対して、基本的な構成を同じくする一方で、電流駆動回路１０における複数の電磁開閉器２０は単一の開閉信号で一括して制御され、個別に制御することができない点と、ＤＡ変換器５０の出力する電流設定信号を選択的に電流駆動部３０に入力するための電流設定信号スイッチＳＷＡ〜ＳＷＤとを有する点とにおいて相違する。なお、本実施の形態は、電磁開閉器２０が複数の電流駆動部３０に対して１つのみ設けられる場合においても適用可能である。
【０１１８】
電磁開閉器２０は、マイコン４０から入力される単一の開閉信号に応じて開／閉状態となる。電磁開閉器２０が閉状態となると、電流駆動部３０Ａ〜３０Ｄは、被測定電池１に電気的に結合され、電流が駆動される。
【０１１９】
電流駆動部３０Ａ〜３０Ｄは、被測定電池１の正極端子２と負極端子３との間に、電磁開閉器２０を介して並列に接続されており、被測定電池１の駆動電流は、電流駆動部３０Ａ〜３０Ｄに分流される。電流駆動部３０Ａ〜３０Ｄに流れる電流は、電流設定信号Ａ〜Ｄに基づいて、それぞれ所定の値に調整される。なお、本実施の形態においても、実施の形態１と同様に、電流設定範囲を１０〜２４００［Ａ］とし、設定値分解能を２５５段階（８ｂｉｔ）とする。
【０１２０】
電流駆動部３０Ａ〜３０Ｄは、実施の形態１と同様に、異なる電流設定範囲を有する。より詳細には、電流駆動部３０Ａ，３０Ｂは、０〜１５０［Ａ］の電流設定範囲を有する。電流駆動部３０Ｃは、０〜６００［Ａ］の電流設定範囲を有する。電流駆動部３０Ｄは、０〜１５００［Ａ］の電流設定範囲を有する。電流駆動部３０Ａ〜３０Ｄにおいて、上記の電流設定範囲内でそれぞれ所定の電流値が設定される。なお、電流駆動部３０の具体的な回路構成については、実施の形態１の図２で説明したものと同様であるため、詳細な説明は繰り返さない。
【０１２１】
電流設定信号スイッチＳＷＡ〜ＳＷＤは、ＤＡ変換器５０と電流駆動部３０Ａ〜３０Ｄとの間にそれぞれ配置される。電流設定信号スイッチＳＷＡ〜ＳＷＤは、後述する電流設定信号スイッチ開閉パターンに基づく開閉信号によって、開／閉状態に駆動されると、ＤＡ変換器５０と電流駆動部３０Ａ〜３０Ｄとの間を電気的に結合／分離する。電流設定信号スイッチＳＷｎ（ｎはＡ〜Ｄ）が閉状態に駆動されると、ＤＡ変換器５０から出力される電流設定信号は、対応する電流駆動部３０ｎへと電流設定信号ｎとして入力される。
【０１２２】
以上の構成において、単一の開閉信号に応じて閉状態となった電磁開閉器２０により、電流駆動部３０Ａ〜３０Ｄは、すべて被測定電池１に結合された状態となり、電流駆動が可能となる。
【０１２３】
電流駆動部３０Ａ〜３０Ｄは、対応する電流設定信号スイッチＳＷＡ〜ＳＷＤによって、選択的に電流設定信号Ａ〜Ｄが入力されると、駆動電流を電流設定信号に応じた目標値へと調整する。一方、電流設定信号Ａ〜Ｄが入力されないときには、電流を駆動しない。
【０１２４】
次に、電流設定信号スイッチＳＷＡ〜ＳＷＤと電流駆動部３０の駆動電流値との制御について詳細に説明する。
【０１２５】
再び図８を参照して、マイコン４０に目標電流設定値が入力されると、ＤＡ変換器５０に与えられる設定値が決定される。ＤＡ変換器設定値Ｓの導出は、実施の形態１と同様に、式（６）により求められる。
【０１２６】
（Ｔ／Ｇ）／１５０×２５５＝Ｓ                    ・・・（６）
ここで、Ｔ，Ｇはそれぞれ、目標電流設定値、ＤＡ変換器ゲインに相当する。
【０１２７】
次に、ＤＡ変換器設定値Ｓは、ＤＡ変換器５０に入力されると、アナログ信号である電流設定信号に変換されて出力される。電流設定信号は、図８に示すように、電流設定信号スイッチＳＷＡ〜ＳＷＤの各々に入力される。
【０１２８】
以上の動作と並行して、マイコン４０では、電流設定信号スイッチ開閉パターンが決定される。
【０１２９】
図９は、目標電流設定値に対応して制御される電流設定信号スイッチ開閉パターンおよびＤＡ変換器ゲインと、制御の結果として得られる電流設定値の分解能とを示す図である。
【０１３０】
図９を参照して、目標電流設定値は、０〜２４００［Ａ］の広い電流設定範囲において、８つのレンジに分類される。例えば、レンジ１は、１０〜１２６［Ａ］の目標電流設定値に対応し、レンジ２は、１２６〜２５２［Ａ］までの目標電流設定値に対応する。
【０１３１】
目標電流設定値に対して、４個の電流設定信号スイッチＳＷＡ〜ＳＷＤのうち所定個が選択されて、閉状態に駆動される。その選択パターンは、図９に示すように、目標電流設定値のレンジごとに、それぞれのユニットの駆動電流量に応じて単数ないしは複数の組が組合わされて決定される。
【０１３２】
例えば、目標電流設定値が１２６［Ａ］以下のときには、レンジ１として、電流設定信号スイッチＳＷＡのみが閉状態に設定される。目標電流設定値が２５２［Ａ］以下のときには、レンジ２として、電流設定信号スイッチＳＷＡ，ＳＷＢが閉状態に設定される。また、目標電流設定値が６３０［Ａ］以下のときには、レンジ３として、電流設定信号スイッチＳＷＡ，ＳＷＣが閉状態に設定される。目標電流設定値が２４００［Ａ］に至るときには、レンジ８として、すべての電流設定信号スイッチＳＷＡ〜ＳＷＤが閉状態に設定される。
【０１３３】
このように、各レンジに対して、閉状態となる電流設定信号スイッチＳＷＡ〜ＳＷＤがパターン化されており、０〜２４００［Ａ］までの広い電流設定範囲をカバーしている。
【０１３４】
図９を参照して、各レンジにおいて、電流設定信号スイッチＳＷＡ〜ＳＷＤの開閉パターンとともに、ＤＡ変換器ゲインが設定される。ＤＡ変換器ゲインは、実施の形態１と同様に、対応するレンジの電流値のレンジ１の設定電流値に対する倍数を表わしたものである。目標電流設定値に対応するＤＡ変換器ゲインを参照して、先述の式（５）から電流設定信号が算出される。
【０１３５】
以上のように、目標電流設定値に応じた電流設定信号スイッチＳＷＡ〜ＳＷＤの開閉パターンとＤＡ変換器ゲインとを設定することにより、各レンジにおける分解能は、図９に示す結果となる。詳細には、レンジ１では、設定分解能は、１５０／２５５≒０．５８８［Ａ］となる。レンジ２での分解能は、３００／２５５≒１．１７６［Ａ］となる。同様に、レンジ３〜８では、分解能はそれぞれ、２．９４１［Ａ］，３．５２９［Ａ］，６．４７１［Ａ］，７．０５９［Ａ］，８．８２４［Ａ］，９．４１２［Ａ］となる。
【０１３６】
設定分解能は、実施の形態１と同様に、レンジ−レンジ間で異なっており、目標電流設定値が低いときには分解能が小さくなり、一方で、目標電流設定値が高いときには分解能が大きくなる結果となる。これにより、特に、目標電流設定値が低いときにおいて、より細かな電流設定が可能となる。
【０１３７】
本実施の形態の蓄電池放電特性測定装置は、図１に示す実施の形態１の蓄電池放電特性測定装置に対して、電磁開閉器が１つしかない場合や複数の電磁開閉器を分割して制御することが困難な場合においても適用可能な構成となっている。
【０１３８】
また、ＤＡ変換器５０から出力される電流設定信号は、電流量が少ないことから、電流設定信号スイッチＳＷＡ〜ＳＷＤには、機械式リレーの他半導体リレーなどを用いることも可能であり、回路規模およびコスト面における増加は抑えられる。
【０１３９】
［実施の形態２］
以上に示した細かな設定分解能を有する蓄電池放電特性測定装置において、安全に自動測定を行なうためには、測定準備から測定終了に至るまでの測定作業の全工程に亘って異常を監視し、異常発生の際に適切な保護措置を実行する安全機能を保持することが必要とされる。これには、測定に携わる人間および測定装置に対する安全性と蓄電池に対する保護とのいずれをも保証することが求められる。
【０１４０】
ここで、今回の蓄電池放電特性測定装置において、被測定電池の放電特性測定の作業ステップは、次の３段階に大別される。
【０１４１】
まず、ステップ１は、測定準備段階での作業であり、装置の電源投入→目標電流設定値の設定→被測定電池セルへの電圧プローブの接続→作業者による被測定電池セルの端子への電流ケーブルの装着が該当する。
【０１４２】
次に、ステップ２は、実際の測定を開始するための準備である。ステップ１における測定準備完了後において、復帰スイッチを押すことで、電圧プローブおよび電流ケーブルの接続状況やＣＰＵ等の異常状況がチェックされ、すべてが正常であることの確認結果として測定許可表示である測定開始スイッチが点灯する。
【０１４３】
最後に、ステップ３は、測定開始から測定終了までの間の作業であり、ステップ２において測定開始スイッチが点灯すると、装置の測定回路が形成され、測定を自動的に行なう。自動測定が完了すれば、装置は自動的に停止する。なお、この後、次の蓄電池セルを測定するためにステップ１の作業が再度行なわれる。
【０１４４】
以上の作業ステップにおける安全上の問題として、（１）電圧プローブおよび電流ケーブルの誤接続によって作業者が電撃受症し被災すること、（２）電圧プローブおよび電流ケーブルの誤接続により蓄電池が損傷すること、（３）測定装置の故障および暴走により上記の（１），（２）が発生することが挙げられる。
【０１４５】
したがって、安全上の課題としては、作業者のヒューマンエラーおよび装置の故障・暴走が重点項目であり、これらの対策が重要である。
【０１４６】
そこで、本実施の形態では、これらの安全上の課題を解決すべく、実施の形態１の蓄電池放電特性測定装置に搭載される安全機能について詳細に説明する。
【０１４７】
図１０は、蓄電池放電特性測定装置１００に搭載される、異常監視機能と異常を検知したときの誤動作や作業者、装置および蓄電池の損傷を防止するための保護機能を説明するための全体構成図である。
【０１４８】
図１０を参照して、蓄電池放電特性測定装置１００は、図示しない被測定電池の端子間に並列接続されるｎ（ｎは自然数）組の電磁開閉器２０と電流駆動部３０とからなる電流駆動回路１０と、電流駆動回路１０の駆動電流量を制御するためのＣＰＵ６０と、測定作業の全工程において発生し得る様々な異常を検知するための異常監視回路７０と、作業者が目標電流設定値などの測定条件を入力するための操作部６２と測定結果や異常発生を表示する表示部６３とからなるタッチパネル６１とを備える。
【０１４９】
ＣＰＵ６０は、電流駆動回路１０の駆動電流を制御するのに加えて、異常監視回路７０との間で異常検知信号の授受を行なう。ＣＰＵ６０に隣接するメモリ６４には、測定プログラムやソフトウェア異常検知のためのプログラム等が格納されており、測定装置１００外部に配設されたパソコン８０によって、記憶情報の読出・書込動作が実行される。ＣＰＵ６０には、さらに、ソフトウェア監視部７７が結合されており、ソフトウェア異常によるプログラムの誤動作や暴走を検知する働きをする。
【０１５０】
蓄電池放電特性測定装置１００は、さらに、ＡＣ１００Ｖを規格とする電源６５と、装置１００内の温度を検出する温度センサ６６と、入力電圧６７と、非常停止用のスイッチ接点６８と、測定開始用のスイッチ接点６９とを有する。
【０１５１】
異常監視回路７０は、上記の作業ステップ１〜３に発生し得るあらゆる異常を検知すべく、複数の監視部で構成される。異常監視回路７０は、図示しない被測定電池の正極端子および負極端子と測定装置１００との間に配設される電流ケーブルおよび電圧プローブの誤接続を監視する誤接続監視部７１と、被測定電池の駆動電流を監視する電流監視部７２と、温度センサ６６で検知される温度を監視する温度監視部７３と、入力電圧６７を監視するＡＣ電源監視部７４と、非常停止用のスイッチ接点６８の開閉状態を監視する非常停止スイッチ監視部７５と、測定開始用のスイッチ接点６９の開閉状態を監視する測定開始スイッチ監視部７６とからなる。
【０１５２】
以上の監視部からなる異常監視回路７０と前述のソフトウェア監視部７７とによって、測定装置１００全体の異常が検知されることとなる。
【０１５３】
図１１は、先述の作業ステップ（ステップ１〜３）のそれぞれにおいて起こり得る異常に対して設けられる安全機能を説明するための図である。
【０１５４】
図１１を参照して、ステップ１，２、すなわち、測定準備および測定開始準備作業中に発生し得る異常に対しては、［１］〜［６］に掲げる安全機能が設けられる。
【０１５５】
まず、［１］〜［３］に掲げる機能は、主としてヒューマンエラーによる誤接続に対する保護を目的とする。
【０１５６】
［１］電圧プローブ監視機能は、被測定電池の端子に装着される電圧プローブの誤接続を監視する機能であり、図１０中の異常監視回路７０の誤接続監視部７１がその役割を担う。誤接続監視部７１において、電圧プローブの負極端子からみた正極端子の電圧が監視され、その電圧値を所定の判定条件に照らして誤接続が判定される。判定条件としては、例えば、電圧プローブの２端子間の電圧が１．０Ｖ未満であれば、電圧プローブ間は電気的に分離されており、未接続状態であると判断される。また、電圧プローブの２端子間電圧が２．５Ｖ以上のときには、電圧プローブ間は電気的に２つ以上の蓄電池を短絡しており、誤接続が生じていると判定される。一方、電圧プローブ間の２端子間電圧が１．０Ｖ以上２．５Ｖ未満のときには、正常に１つの蓄電池に接続されていると判定される。
【０１５７】
［２］電流ケーブル接続監視機能は、電流ケーブルの誤接続を監視する機能であり、［１］と同様に、誤接続監視部７１にて実行される。誤接続の判定は、［１］と同様であり、被測定電池の正極端子に接続される電流ケーブルと負極端子に接続される電流ケーブルとの間の電圧レベルに基づいて判定される。
【０１５８】
さらに、［２］電流ケーブル接続監視機能では、複数の電流ケーブル間での誤接続を検知する機能も有する。図１０を参照して、複数の電流ケーブル（本実施の形態では、２本の電流ケーブルＣＶＡ，ＣＶＢが配されるものとする）において、電流ケーブルＣＶＡ，ＣＶＢのいずれか一方の正極端子からみた電流ケーブルＣＶＡ，ＣＶＢの負極端子との電位差が監視される。このとき、同時に、電流ケーブルＣＶＡ，ＣＶＢのいずれか一方の負極端子からみた電流ケーブルＣＶＡ，ＣＶＢの正極端子との電位差も監視される。
【０１５９】
これらの２つの電位差は、所定の判定条件に照合して誤接続か否かの判定がなされる。判定条件は、電流ケーブルＣＶＡの負極端子側からみた電流ケーブルＣＶＡの正極端子の電圧をＶａ＋ａ−とし、電流ケーブルＣＶＡの負極端子側からみた電流ケーブルＣＶＢの正極端子の電圧をＶｂ＋ａ−とし、電流ケーブルＣＶＡの正極端子側からみた電流ケーブルＣＶＡの負極端子の電圧をＶａ−ａ＋とし、電流ケーブルＣＶＡの正極端子側からみた電流ケーブルＣＶＢの負極端子の電圧をＶｂ−ａ＋としたときにおいて、Ｖａ＋ａ−とＶｂ＋ａ−との電位差が０．１Ｖ以上であれば、正極側の誤接続と判定され、Ｖａ−ａ＋とＶｂ−ａ＋との電位差が０．１Ｖ以上であれば、負極側の誤接続と判定される。
【０１６０】
次に、［３］電圧プローブ−電流ケーブル間接続監視機能は、電圧プローブと電流ケーブルとの間の誤接続を監視する機能であり、［１］，［２］と同様に、誤接続監視部７１により行なわれる。誤接続監視部７１は、電圧プローブの負極端子と電流ケーブルの負極端子との間の電圧を監視する。電圧プローブの負極端子の電位をＶｖとし、電流ケーブルの負極端子の電位をＶｉとしたときに、電圧（Ｖｖ−Ｖｉ）の大きさが０．１Ｖ以上であれば、異常な接続であると判定される。
【０１６１】
以上の［１］〜［３］に掲げた安全機能において、電流ケーブル等の誤接続による異常が検知されたときには、速やかに測定装置を停止し、作業者、装置および蓄電池の損傷を回避する必要が生じる。本装置では、電流駆動回路１０を図１２に示す構成として、それぞれの安全を確保する。
【０１６２】
図１２は、電流駆動回路１０の有する安全保護機能を説明するための回路構成図である。
【０１６３】
図１２を参照して、電流駆動回路１０は、電磁開閉器２０の開閉器接点を制御するための電磁開閉器制御回路２１と、電流駆動部３０の有効／無効状態を制御するための電流駆動部制御回路３５とを含む。
【０１６４】
電磁開閉器制御回路２１は、電源ＡＣ１００Ｖに接続されるヒューズ２２と、投入時にシステム主電源を供給する電源スイッチ２３と、非常停止スイッチ２４と、測定開始時にオン状態となって開閉器コイル２９に電流を駆動する測定開始スイッチ２５と、測定開始スイッチ２５と開閉器コイル２９との間に結合される開閉器Ｒｙ（リレー）２６、開閉器ＳＳＲ（Ｓｏｌｉｄ−ｓｔａｔｅ  ｒｅｌａｙ）２８およびヒューズ２７とを備える。
【０１６５】
非常停止スイッチ２４は、回転式の固定方式であり、簡単に開閉できない機構となっている。一方、測定開始スイッチ２５は、押しボタン方式であり、作業者が押しているときにのみオンされる。
【０１６６】
図１２に示すように、システム主電源と電磁開閉器２０の開閉器コイル２９との間には、上記の２つのスイッチが直列に配される。したがって、かかる２つのスイッチのいずれもが投入されることによって初めて、電磁開閉器２０が駆動され、電流駆動回路１０への通電が可能となる。
【０１６７】
開閉器Ｒｙ２６および開閉器ＳＳＲ２８は、ＣＰＵ６０から入力される開閉器Ｒｙオン信号および開閉器ＳＳＲオン信号によってそれぞれオン状態となって、システム主電源と開閉器コイル２９とを電気的に結合し、開閉器コイル２９に電流を駆動する。開閉器コイル２９に生じた磁界により電磁開閉器２０の開閉器接点が駆動することにより、電磁開閉器２０が開／閉状態となる。
【０１６８】
一方、上記の誤接続や電源異常等の発生時においては、開閉器Ｒｙオフ信号および開閉器ＳＳＲオフ信号によって、開閉器Ｒｙ２６および開閉器ＳＳＲ２８は、それぞれオフ状態となり、システム主電源と開閉器コイル２９とを電気的に分離する。これにより、開閉器コイル２９には電流が駆動されないことから、電磁開閉器２０はオフ状態となる。開閉器Ｒｙ２６および開閉器ＳＳＲ２８は、さらに、図１０のソフトウェア監視部７７から伝達されるＣＰＵ異常検知信号によってもオフ状態となり、電磁開閉器２０をオフさせる。図１２に示すように、直列に結合される開閉器Ｒｙ２６と開閉器ＳＳＲ２８とは、電気的性質の異なるリレー回路であって、異常を示す制御信号によって少なくとも一方が必ずオフされることから、異常検知時において確実に装置の誤動作等を防止することが可能となる。
【０１６９】
電流駆動部制御回路３５は、電流設定値と電流駆動部３０との間に結合された電流設定Ｒｙ３６と、ヒューズ３７と、バッファ回路３８とを備える。
【０１７０】
電流設定Ｒｙ３６は、電流設定Ｒｙオン信号に応じてオン状態となり、電流設定値を電流駆動部３０へと伝達する。一方、誤接続などの異常検知時およびＣＰＵ異常検知時においては、オフ状態となり、電流設定値をオフ信号とする。
【０１７１】
以上の構成において、上記の［１］〜［３］に掲げる誤接続監視機能において、電流ケーブルまたは電圧プローブに誤接続が検知されたときには、電磁開閉器制御回路２１において、開閉器Ｒｙ２６および開閉器ＳＳＲ２８が異常検知を示す開閉器Ｒｙオフ信号および開閉器ＳＳＲオフ信号に応じてオフされる。これにより、電磁開閉器２０は、オフ状態となる。さらに、電流駆動部制御回路３５においては、電流設定Ｒｙ３６が電流設定Ｒｙオフ信号に応じてオフされることにより、電流駆動部３０もオフ状態となる。
【０１７２】
なお、接続異常の場合は、電圧プローブおよび電流ケーブルからの入力回路を図示しない保護リレーによって開状態とすることにより、異常監視回路７０内の誤接続監視部７１の保護をも図ることとする。誤接続監視部７１の保護は、図示しない復帰スイッチを押すことにより解除され、再度電圧プローブ端子間または電流ケーブル間の電圧の検出および判定が実行される。
【０１７３】
次に、図１１の［４］に掲げる装置停止時の電流監視機能は、図１０の電流監視部７２にて実行される。電流監視部７２は、測定装置１００が通電していないときに、電流駆動部３０を流れる電流を監視し、その電流値から測定装置１００の異常を判定する。具体的には、電流駆動回路１０のモニタ電流をＩｍｏｎとして、Ｉｍｏｎ≧１０［Ａ］となったときに、装置の異常であると判定する。
【０１７４】
なお、異常検知時の保護動作については、［１］〜［３］の安全機能において説明したのと同様であり、図１２の開閉器Ｒｙ２６，開閉器ＳＳＲ２８および電流設定Ｒｙ３６をオフ状態とすることで、電磁開閉器２０と電流駆動回路３０とをオフする。復帰スイッチによって保護状態が解除されると、再度電流の測定および判定を実行する。
【０１７５】
再び図１１を参照して、［５］装置内部の温度異常監視機能は、図１０の温度センサ６６において測定される装置内の温度を監視し、所定の範囲外となったときに装置の異常と判定するものであり、温度監視部７３にて行なわれる。判定条件の一例として、装置内温度をＴｍｏｓとして、Ｔｍｏｓ≧２００［℃］またはＴｍｏｓ≦−２１［℃］となったときを装置の異常とする。
【０１７６】
なお、異常検知時の保護動作は、上記の［１］〜［４］で述べたものと同じであることから、詳細な説明は省略する。また、温度監視部７３の保護については、温度センサ６６からの温度情報の入力回路に設けた保護リレーを開状態とすることにより実行される。復帰スイッチの投入により保護状態が解除されると、再度温度の測定および判定が行なわれる。
【０１７７】
次に、図１１の［６］装置内部の温度監視機能は、［５］温度異常監視機能と同様に、装置内部の温度を監視し、所定の値を超えると温度高と判定し、異常を検知するものである。図１０の温度監視部７２は、温度センサ６６からの温度情報を監視する。装置内温度Ｔｍｏｓが、Ｔｍｏｓ≧６０［℃］となるときにおいて、異常を検知する。このときの保護動作は、上記の［１］〜［５］のものと同じである。さらに、温度監視部７３の保護状態は、Ｔｍｏｓ≦５５［℃］となると解除され、自動的に復帰する。
【０１７８】
以上の［１］〜［６］に掲げる安全機能は、ステップ１およびステップ２における安全性を確保するために設けられた機能であって、測定準備および測定開始準備作業中に起こり得るあらゆる異常に対応したものである。続いて、ステップ３（測定開始後から測定終了まで）をも考慮した安全機能について説明する。
【０１７９】
図１１の［７］に掲げる電流駆動回路の電磁開閉器の接点溶着監視機能は、ステップ３の作業工程において、図１２の開閉器コイル２９と電磁開閉器２０との接点の溶着による異常を検知するものであり、図１０の電流監視部７２において判定される。上記の［１］〜［６］の安全機能をクリアして、測定開始スイッチ２５がオンされると、開閉器Ｒｙ２６および開閉器ＳＳＲ２８がオン状態となる以前に電流駆動部３０に対して電流設定値が与えられる。このとき、開閉器接点が溶着していると電磁開閉器２０がオフ状態であるにも関わらず、電流駆動部３０に電流が駆動されてしまう。そこで、この電流を検知することにより、開閉器接点の溶着を判定する。
【０１８０】
なお、開閉器接点の溶着が判定されたときには、上記の［１］〜［６］と同様に、電磁開閉器２０と電流駆動部３０とをオフとすることにより、測定装置１００の誤動作および被測定電池の損傷が回避される。
【０１８１】
次に、図１１の［８］通電電流の誤差監視機能は、ステップ３において、電流駆動回路１０を流れる駆動電流と電流設定値との誤差を検出するものであり、電流監視部７２にて行なわれる。実施の形態１で述べたように、電流駆動回路１０では、ＣＰＵ６０からの開閉信号および電流設定信号に応じて、複数個の電流駆動部３０から所定の組合せで決まる電流駆動部３０が選択的に活性化されることにより、高度の電流制御性が実現される。しかしながら、万が一、駆動電流値と目標電流設定値との誤差が一定値以上となったときには、異常と判定して電磁開閉器２０および電流駆動部３０をオフするものとする。異常の判定基準としては、例えば、駆動電流とを電流設定値との誤差が１０％以上若しくは５Ａ以上とする。
【０１８２】
図１１の［９］に示すソフトウェア異常監視機能は、ステップ１〜３の全工程において起こり得るソフトウェア異常を検知する機能であり、図１０のソフトウェア監視部７７によって常時監視されている。ソフトウェア監視部７７は、定期的に特定アドレスをアクセスするプログラミングによる動作状況を監視し、動作異常のときには、ソフトウェア異常と判定する。異常を検知するための判定条件として、特定アドレスへのアクセスが一定時間（本実施の形態では、５［ｍＳ］とする）以内に行なわれないときをソフトウェア異常と判定するものとする。
【０１８３】
ソフトウェア異常が検知されたときの保護については、図１２に示すように、開閉器Ｒｙ２６および開閉器ＳＳＲ２８は、ＣＰＵ異常検知信号に応じてオフ状態となると、開閉器コイル２９に電流が駆動されず、電磁開閉器２０がオフされる。また、電流設定Ｒｙ３６においても、ＣＰＵ異常検知信号によってオフ状態となると、電流駆動部３０がオフ状態となる。なお、これらの動作は、ソフトウェアを一切介さずに、ハードウェアのみで行なわれる。
【０１８４】
図１１の［１０］に掲げる装置供給ＡＣ電源喪失監視機能は、図１０のＡＣ電源監視部７４において、ＡＣ電源から装置１００に供給される入力電圧６７を全作業工程において常時監視して電源喪失を判定するものである。ＡＣ電源監視部７４は、入力電圧６７の電圧レベルが規定値以下となったときに、電源喪失と判定する。異常の検知にあたっては、上記の［１］〜［８］と同様に、電磁開閉器２０および電流駆動部３０をオフ状態として、装置の暴走等の誤動作を防止する。
【０１８５】
図１１の［１１］に示す非常停止スイッチ監視機能は、図１０の非常停止スイッチ監視部７５において、非常停止用のスイッチ接点６８のオン／オフ状態を常時監視し、非常停止スイッチがオンされたときに、電流駆動回路１０への通電を停止するものである。さらに、非常停止スイッチがオンされたことをＣＰＵ６０が判定すると、図１２の開閉器Ｒｙ２６および開閉器ＳＳＲ２８と電流設定Ｒｙ３６とにオフ信号を入力して、電磁開閉器２０と電流駆動部３０とをオフ状態とする。
【０１８６】
なお、非常停止スイッチのオンによる開閉器接点の制御信号オフは、機械的なものであり、この動作はソフトウェアを一切介さずに行なわれる。
【０１８７】
図１１の［１２］に示す測定開始スイッチの動作監視機能は、図１０の測定開始スイッチ監視部７６において、測定開始用のスイッチ接点６９のオン／オフ状態を常時監視し、測定開始スイッチがオフされたときに、電流駆動回路１０への通電を停止するものである。さらに、測定開始スイッチがオフされたことをＣＰＵ６０が判定すると、図１２の開閉器Ｒｙ２６および開閉器ＳＳＲ２８と電流設定Ｒｙ３６とにオフ信号を入力して、電磁開閉器２０と電流駆動部３０とをオフ状態とする。
【０１８８】
なお、上記の［１１］非常停止スイッチ監視機能と同様に、測定開始スイッチのオフによる開閉器接点の制御信号オフは機械的なものであり、この動作はソフトウェアを一切介さずに行なわれる。
【０１８９】
以上のように、この発明の実施の形態２によれば、外部接続状況および測定装置のハード・ソフトにおいて予測される異常を漏れなく検知する安全機能を備え、これらの安全機能がすべて正常であるときにのみ測定開始スイッチを投入することにより、開閉器Ｒｙ等がオンされて測定回路を構成することから、測定作業の全工程において高い安全性を確保することが可能となる。
【０１９０】
図１３は、図１０に示す蓄電池放電特性測定装置における正常時の動作状況を説明するための模式図である。
【０１９１】
図１３を参照して、電磁開閉器２０は、制御回路２１における開閉器Ｒｙ２６および開閉器ＳＳＲ２８が開閉器オン信号に応じてオン状態となると、図示しない開閉器コイルに電流が駆動されてオン状態となる。
【０１９２】
一方、電流駆動回路３０は、制御回路３５における電流設定Ｒｙ３６が電流設定Ｒｙオン信号に応じてオンされると、電流設定値を電流駆動部３０へと伝達する。
【０１９３】
これらの制御回路２１，３５に入力される信号は、図１３に示すように、異常監視回路７０において、図１１の［１］〜［８］，［１０］〜［１２］に示す安全機能のすべてが正常であるときにこれらの論理積の演算結果として正常を示す信号が出力される。当該信号は、さらに、［９］に示すＣＰＵ異常監視機能から出力される正常を示す信号と測定開始スイッチのオン信号との論理積の演算結果に相当する。すなわち、［１］〜［１２］の安全機能においてすべてが正常であり、かつ測定開始スイッチがオンとなったときにおいて初めて開閉器ＳＳＲ２８，開閉器Ｒｙ２６および電流設定Ｒｙ３６はオン状態となり、測定回路を構成する。
【０１９４】
一方、異常発生時においては、先述のように、いずれの作業ステップにおいても、直列に結合される電磁開閉器２０と電流駆動部３０とを２重でオフすることから、異常発生時の事故から作業者、測定装置および蓄電池を確実に保護することができる。
【０１９５】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【０１９６】
【発明の効果】
以上のように、この発明のある局面に従えば、複数の電磁開閉器の開閉状態を個別に制御し、対応する電磁開閉器が閉状態となり、被測定電池に接続されている電流駆動部の電流を合算することによって、被測定電池の駆動電流が決まることから、被測定電池の駆動電流は、電磁開閉器の組合せによって所望の電流値に設定することができる。
【０１９７】
さらに、複数の電流駆動部の電流駆動能力を不均一として重み付けを行ない、被測定電池の駆動電流を不均等に分配して駆動する構成とすることにより、従来と同じ分解能の単一の電流設定信号で、より細かな電流設定の制御が可能となる。特に、低い電流設定値の領域において、その効果が顕著である。
【０１９８】
また、目標電流設定値に応じて電流駆動部を選択的に駆動させることで電流設定範囲を可変できることから、適切な値に選択することで信号対雑音比を向上することができる。このため、設定電流の誤差を大幅に低減できることから、駆動電流の安定度を向上して、測定精度の確保が可能となる。
【０１９９】
さらに、駆動電流の細かな制御が可能となったこと、かつ駆動電流の安定度が向上したことによって、有効な測定電流範囲を拡大することができ、１つの装置で広い測定電流範囲をカバーすることができる。
【０２００】
また、１つの電流設定信号で複数の電流駆動部の駆動電流を共通に制御できることから、単一のＤＡ変換器で構成することができ、高い測定精度を保持しながら、コスト増を最小限に抑えることができる。
【０２０１】
また、この発明の別の局面に従えば、外部接続状況および測定装置のハード・ソフトにおいて予測される異常を漏れなく検知する安全機能を備え、これらの安全機能がすべて正常であるときにのみ測定開始スイッチを投入することにより、開閉器Ｒｙ等がオンされて測定回路を構成することから、測定作業の全工程において高い安全性を確保することが可能となる。
【０２０２】
さらに、異常発生時においては、いずれの作業ステップにおいても、直列に結合される電磁開閉器と電流駆動部とを２重でオフすることから、異常発生時の事故から作業者、測定装置および蓄電池を確実に保護することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１に従う蓄電池放電特性測定装置の構成を示す図である。
【図２】図１の電流駆動部３０の構成の一例を示す回路図である。
【図３】目標電流設定値に対応して制御される電磁開閉器２０の開閉パターンおよびＤＡ変換器ゲインと、制御の結果として得られる電流設定値の分解能とを示す図である。
【図４】目標電流設定値に基づく電磁開閉器２０の開閉パターンとＤＡ変換器ゲインとの決定動作を抽出して説明するためのフロー図である。
【図５】この発明の実施の形態１の変更例１に従う蓄電池放電特性測定装置の構成を示す図である。
【図６】微調整必要分Ｎに対してＤＡ変換器５０Ａ〜５０Ｄのそれぞれに与えられる微調整用入力設定値Ｄａ〜Ｄｄを示す図である。
【図７】本実施の形態の作用効果をより詳細に説明するための模式図である。
【図８】この発明の実施の形態１の変更例２に従う蓄電池放電特性測定装置の構成を示す図である。
【図９】目標電流設定値に対応して制御される電流設定信号スイッチ開閉パターンおよびＤＡ変換器ゲインと、制御の結果として得られる電流設定値の分解能とを示す図である。
【図１０】蓄電池放電特性測定装置１００に搭載される、異常監視機能と異常を検知したときの誤動作や作業者、装置および蓄電池の損傷を防止するための保護機能を説明するための全体構成図である。
【図１１】作業ステップ１〜３において起こり得る異常に対して設けられる安全機能を説明するための図である。
【図１２】電流駆動回路１０の有する安全保護機能を説明するための回路構成図である。
【図１３】図１０に示す蓄電池放電特性測定装置における正常時の動作状況を説明するための模式図である。
【図１４】参照文献に記載の蓄電池寿命判定装置の構成を概略的に示す回路図である。
【符号の説明】
１  被測定電池、２  正極端子、３  負極端子、１０  電流駆動回路、２０，２０Ａ〜２０Ｄ  電磁開閉器、２１  電磁開閉器制御回路、２２，２７，３７  ヒューズ、２３  電源スイッチ、２４  非常停止スイッチ、２５  測定開始スイッチ、２６  開閉器Ｒｙ、２８  開閉器ＳＳＲ、２９  開閉器コイル、３０，３０Ａ〜３０Ｄ  電流駆動部、３１  駆動電流調整部、３２  実測値検出部、３３オフセット用調整回路、３４  定電圧ダイオード素子、３５  電流駆動部制御回路、３６  電流設定Ｒｙ、３８  バッファ回路、４０  マイコン、５０  ＤＡ変換器、６０  ＣＰＵ、６１  タッチパネル、６２  操作部、６３  表示部、６４  メモリ、６５  電源、６６  温度センサ、６７  入力電圧、６８  非常停止スイッチ接点、６９  測定開始スイッチ接点、７０  異常監視回路、７１  誤接続監視部、７２  電流監視部、７３  温度監視部、７４  ＡＣ電源監視部、７５非常停止スイッチ監視部、７６  測定開始スイッチ監視部、７７  ソフトウェア監視部、８０  パソコン、１００  蓄電池放電特性測定装置、２００  蓄電池寿命判定回路、２１０  電圧検出器、２２０  電流検出器、２３０  可変抵抗器、ＯＰ１，ＯＰ２  オペアンプ、ＣＯＭ  比較器、Ｒ１〜Ｒ４  抵抗素子、Ｔ１Ｎチャネル電界効果型トランジスタ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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