(57)【要約】【課題】安価に、検出精度向上を図ることができる電圧検出装置及びその方法を提供する。【解決手段】分圧抵抗Ｒ１〜Ｒ３によって、バッテリＢの両端電圧を分圧する。Ａ／Ｄ変換器１１が、複数の分圧抵抗Ｒ１〜Ｒ３の全両端電圧Ｖ１〜Ｖ３を、各々基準電圧と比較して、デジタルデータに変換する。デジタルデータが供給されるＣＰＵ１２ａが、全両端電圧Ｖ１〜Ｖ３を変換して得た全デジタルデータの和に基づいて、バッテリＢの両端電圧を検出する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検出電圧を分圧する分圧抵抗と、
該複数の分圧抵抗の全両端電圧を、各々基準電圧と比較して、デジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換手段と、
前記全両端電圧を変換して得た全デジタルデータの和に基づいて、前記被検出電圧を検出する検出手段とを備えたことを特徴とする電圧検出装置。
【請求項２】
請求項１記載の電圧検出装置であって、
コンデンサと、
前記複数の分圧抵抗の両端を前記コンデンサに接続するための切換用スイッチと、
前記切換用スイッチを制御して、前記複数の分圧抵抗の両端を前記コンデンサに順次接続させる切換制御手段と、
前記コンデンサと前記Ａ／Ｄ変換手段との間に設けられた変換用スイッチと、
前記分圧抵抗と前記コンデンサとの接続が切り替わる毎に、前記変換用スイッチをオンして、前記コンデンサの両端電圧をＡ／Ｄ変換手段に供給する変換制御手段とをさらに備えたことを特徴とする電圧検出装置。
【請求項３】
被検出電圧を複数の分圧抵抗により分圧し、
前記複数の分圧抵抗の全両端電圧を、各々基準電圧と比較して、デジタルデータに変換し、
前記全両端電圧を変換して得た全デジタルデータの和に基づいて、前記被検出電圧を検出することを特徴とする電圧検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検出電圧の分圧電圧をデジタルデータに変換して、被検出電圧を検出する電圧検出装置及びその方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の電圧検出装置は、図３に示すように、被検出電圧であるバッテリＢの端子電圧がＡ／Ｄ変換器１１の許容入力電圧範囲よりも大きい場合、分圧抵抗で分圧してＡ／Ｄ変換していた。例えば１２ＶのバッテリＢの端子電圧を検出する場合、分圧抵抗Ｒ１、Ｒ２にて１／３程度に分圧して、その分圧をＡ／Ｄ変換器１１により変換していた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述した従来の電圧検出装置では、精度よく被検出電圧を検出するために、例えば１／３に分圧する場合、正確に被検出電圧を１／３に分圧できる分圧抵抗が必要であり、高精度の分圧抵抗が求められるという問題があった。また、例えば１／３に分圧すると、被検出電圧の変動量も１／３になってしまうため、被検出電圧を分圧せずにＡ／Ｄ変換する場合に比べて、検出分解能が悪くなってしまう。このため、Ａ／Ｄ変換の分解能、つまり、ビット数を高くしようとすると、コスト高につながってしまう。
【０００４】
そこで、本発明は、上記のような問題点に着目し、安価に、検出精度向上を図ることができる電圧検出装置及びその方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１記載の発明は、被検出電圧を分圧する分圧抵抗と、該複数の分圧抵抗の全両端電圧を、各々基準電圧と比較して、デジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換手段と、前記全両端電圧を変換して得た全デジタルデータの和に基づいて、前記被検出電圧を検出する検出手段とを備えたことを特徴とする電圧検出装置に存する。
【０００６】
請求項１記載の発明によれば、分圧抵抗によって、被検出電圧を分圧する。Ａ／Ｄ変換手段が、複数の分圧抵抗の全両端電圧を、各々基準電圧と比較して、デジタルデータに変換する。検出手段が、全両端電圧を変換して得た全デジタルデータの和に基づいて、被検出電圧を検出する。従って、複数の分圧抵抗の全両端電圧を変換して得た全デジタルデータの和に基づいて、被検出電圧を検出することにより、分圧抵抗の精度が電圧検出精度に影響することがなくなる。しかも、被検出電圧を分圧し、その分圧電圧をＡ／Ｄ変換した場合に比べて、検出分解能を高くすることができる。
【０００７】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の電圧検出装置であって、コンデンサと、前記複数の分圧抵抗の両端を前記コンデンサに接続するための切換用スイッチと、前記切換用スイッチを制御して、前記複数の分圧抵抗の両端を前記コンデンサに順次接続させる切換制御手段と、前記コンデンサと前記Ａ／Ｄ変換手段との間に設けられた変換用スイッチと、前記分圧抵抗と前記コンデンサとの接続が切り替わる毎に、前記変換用スイッチをオンして、前記コンデンサの両端電圧をＡ／Ｄ変換手段に供給する変換制御手段とをさらに備えたことを特徴とする電圧検出装置に存する。
【０００８】
請求項２記載の発明によれば、切換用スイッチが、複数の分圧抵抗の両端をコンデンサに接続する。切換制御手段が、切換用スイッチを制御して、複数の分圧抵抗の両端をコンデンサに順次接続させる。変換用スイッチが、コンデンサとＡ／Ｄ変換手段との間に設けられている。変換制御手段が、分圧抵抗とコンデンサとの切換が変わる毎に、変換用スイッチをオンして、コンデンサの両端電圧をＡ／Ｄ変換手段に供給して、変換させる。従って、分圧抵抗の両端電圧を、コンデンサを介して、Ａ／Ｄ変換手段に供給することによって、被検出電圧の発生源と、Ａ／Ｄ変換手段や検出手段との絶縁を図りつつ、簡単に一つのＡ／Ｄ変換手段によって、複数の分圧抵抗の両端電圧を変換することができる。
【０００９】
請求項３記載の発明は、被検出電圧を複数の分圧抵抗により分圧し、前記複数の分圧抵抗の全両端電圧を、各々基準電圧と比較して、デジタルデータに変換し、前記全両端電圧を変換して得た全デジタルデータの和に基づいて、前記被検出電圧を検出することを特徴とする電圧検出方法に存する。
【００１０】
請求項３記載の発明によれば、分圧抵抗によって、被検出電圧を分圧する。複数の分圧抵抗の全両端電圧を、各々基準電圧と比較して、デジタルデータに変換する。全両端電圧を変換して得た全デジタルデータの和に基づいて、被検出電圧を検出する。従って、複数の分圧抵抗の全両端電圧を変換して得た全デジタルデータの和に基づいて、被検出電圧を検出することにより、分圧抵抗の精度が電圧検出精度に影響することがなくなる。しかも、被検出電圧を分圧し、その分圧電圧をＡ／Ｄ変換した場合に比べて、検出分解能を高くすることができる。
【発明の効果】
【００１１】
以上説明したように請求項１及び３記載の発明によれば、複数の分圧抵抗の全両端電圧を変換して得た全デジタルデータの和に基づいて、被検出電圧を検出することにより、分圧抵抗の精度が電圧検出精度に影響することがなくなる。しかも、被検出電圧を分圧し、その分圧電圧をＡ／Ｄ変換した場合に比べて、検出分解能を高くすることができるので、安価に、検出精度向上を図ることができる電圧検出装置及びその方法を得ることができる。
【００１２】
請求項２記載の発明によれば、分圧抵抗の両端電圧を、コンデンサを介して、Ａ／Ｄ変換手段に供給することによって、被検出電圧の発生源と、Ａ／Ｄ変換手段や検出手段との絶縁を図りつつ、簡単に一つのＡ／Ｄ変換手段によって、複数の分圧抵抗の両端電圧を変換することができる電圧検出装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明について、図面を参照して説明する。図１は、本発明の電圧検出方法を実施した電圧検出装置（以下装置１０）の一実施の形態を示す回路図である。同図に示すように、装置１０は、バッテリＢの端子電圧ＶＢを分圧する抵抗Ｒ１〜Ｒ３と、抵抗Ｒ１〜Ｒ３に対して１つのコンデンサＣと、上記抵抗Ｒ１〜Ｒ３の各両端を上記コンデンサＣの両端に順次接続するための切換用スイッチＳＷ１〜ＳＷ３とを備えている。
【００１４】
また、装置１０は、Ａ／Ｄ変換手段としてのＡ／Ｄ変換器１１−コンデンサＣ間に設けられた変換用スイッチＳＷ４と、アナログのコンデンサＣの両端電圧を、基準電圧との比較により、デジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換器１１と、Ａ／Ｄ変換器１１により変換されたデジタルデータが供給されるマイクロコンピュータ１２（以下μＣＯＭ）１２とを備えている。このμＣＯＭ１２は、上述した切換用スイッチＳＷ１〜ＳＷ３、変換用スイッチＳＷ４の図示しない制御端子に接続され、これら切換用スイッチＳＷ１〜ＳＷ３、変換用スイッチＳＷ４のオンオフ制御を行っている。
【００１５】
上述したμＣＯＭ１２は、プログラムに従って各種の処理を行う中央処理ユニット（ＣＰＵ）１２ａと、ＣＰＵ１２ａが行う処理プログラムなどを格納した読み出し専用のメモリであるＲＯＭ１２ｂと、ＣＰＵ１２ａでの各種の処理過程で利用するワークエリア、各種データを格納するデータ格納エリアなどを有する読み出し書き込み自在のメモリであるＲＡＭ１２ｃとを備えている。
【００１６】
次に、上述した構成の装置１０の動作を、図２のＣＰＵ１２ａの処理手順を示すフローチャートを参照して以下説明する。ＣＰＵ１２ａは、バッテリＢの端子電圧ＶＢの検出命令に応じて、スタートし、図示しない最初の初期ステップでＲＡＭ１２ｃに形成したカウンタを１にセットしてから最初のステップＳ１に進む。
【００１７】
ステップＳ１において、ＣＰＵ１２ａは、カウンタのカウント値に対応する切換用スイッチＳＷｎをオンして、分圧抵抗Ｒｎの両端電圧ＶｎをコンデンサＣに接続する。この接続により、コンデンサＣの両端電圧は、分圧抵抗Ｒｎの両端電圧Ｖｎと等しくなる。スタート直後にステップＳ１に進んだ場合は、カウンタは初期ステップにより１にセットされているため、切換用スイッチＳＷ１がオンされる。
【００１８】
その後、ＣＰＵ１２ａは、切換用スイッチＳＷｎをオフにして（ステップＳ２）、分圧抵抗ＲｎとコンデンサＣとの接続を切り離し、次に、変換用スイッチＳＷ４をオンして、コンデンサＣの両端電圧をＡ／Ｄ変換器１１に供給する（ステップＳ３）。Ａ／Ｄ変換器１１は、コンデンサＣの両端が接続されると、コンデンサＣの両端を、基準電圧との比較に基づいて、デジタルデータに変換して、ＣＰＵ１２ａに対して供給する。
【００１９】
ＣＰＵ１２ａは、Ａ／Ｄ変換器１１からデジタルデータが供給されると（ステップＳ４でＹ）、供給されたデジタルデータをＲＡＭ１２ｃ内に格納した後（ステップＳ５）、切換用スイッチＳＷ４をオフして（ステップＳ６）、コンデンサＣとＡ／Ｄ変換器１１との接続を切り離す。その後、ＣＰＵ１２ａは、カウンタの値が分圧抵抗Ｒ１〜Ｒ３の個数３になったか否かを判断する（ステップＳ７）。
【００２０】
カウント値が３になっていない場合（ステップＳ７でＮ）、ＣＰＵ１２ａは、全ての分圧抵抗Ｒ１〜Ｒ３の両端電圧を、コンデンサＣを介して、Ａ／Ｄ変換器１１に供給していないと判断する。そして、次の分圧抵抗Ｒ（ｎ＋１）の両端電圧をＡ／Ｄ変換器１１に供給するために、ＲＡＭ１２ｃ内に格納されたカウント値をインクリメントして（ステップＳ８）、ステップＳ１に戻る。
【００２１】
一方、カウント値が３になっている場合（ステップＳ７でＹ）、ＣＰＵ１２ａは、全分圧抵抗Ｒ１〜Ｒ３の両端電圧を、コンデンサＣを介して、Ａ／Ｄ変換器１１に供給したと判断する。そして、ＣＰＵ１２ａは、ＲＡＭ１２ｃ内に供給された全分圧抵抗Ｒ１〜Ｒ３に対応するデジタルデータの和を求め、求めた和をバッテリＢの端子電圧ＶＢとする検出処理を行った後（ステップＳ９）、処理を終了する。以上の動作から明らかなように、ＣＰＵ１２ａは、検出手段、切換制御手段、変換制御手段として働くことがわかる。
【００２２】
分圧抵抗Ｒ１〜Ｒ３の両端電圧Ｖ１〜Ｖ３と、バッテリＢの端子電圧ＶＢとは以下に示す関係がある。
Ｖ１＝｛Ｒ１／（Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒ３）｝×ＶＢ
Ｖ２＝｛Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒ３）｝×ＶＢ
Ｖ３＝｛Ｒ３／（Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒ３）｝×ＶＢ
このことから、以下に示す式が導きだせる。
Ｖ１＋Ｖ２＋Ｖ３＝（Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒ３）／（Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒ３）×Ｖ＝Ｖ
【００２３】
つまり、複数の分圧抵抗Ｒ１〜Ｒ３の全両端電圧を変換して得た全デジタルデータの和に基づいて、被検出電圧であるバッテリＢの両端電圧を検出することにより、分圧抵抗Ｒ１〜Ｒ３の精度が電圧検出精度に影響することがなくなる。しかも、同じビット数で、被検出電圧を分圧し、その分圧電圧をＡ／Ｄ変換した場合に比べて、検出分解能を高くすることができる。
【００２４】
また、コンデンサＣを介して、Ａ／Ｄ変換器１１に分圧抵抗Ｒ１〜Ｒ３の両端電圧Ｖ１〜Ｖ３を供給することによって、被検出電圧である端子電圧ＶＢの発生源であるバッテリＢと、Ａ／Ｄ変換器１１との絶縁を図りつつ、簡単に一つのＡ／Ｄ変換器１１よって、複数の分圧抵抗Ｒ１〜Ｒ３の両端電圧Ｖ１〜Ｖ３を変換することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の電圧検出方法を実施した電圧検出装置１０の一実施の形態を示す回路図である。
【図２】図１の電圧検出装置１０を構成するＣＰＵ１２ａの処理手順を示すフローチャートである。
【図３】従来の電圧検出装置の一例を示す回路図である。
【符号の説明】
【００２６】
１１            Ａ／Ｄ変換器（Ａ／Ｄ変換手段）
１２ａ          ＣＰＵ（検出手段、切換制御手段、変換制御手段）
Ｒ１〜Ｒ３      分圧抵抗
Ｃ              コンデンサ
ＳＷ１〜ＳＷ３  切換用スイッチ
ＳＷ４          変換用スイッチ
【図１】
2005207826.tif 000003
【図２】
2005207826.tif 000004
【図３】
2005207826.tif 000005