(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャパシタを有するサンプルホールド回路と、組電池を構成する複数の電池に接続されたマルチプレクサとを有し、前記マルチプレクサの切り替えにより、個々の電池を、前記キャパシタに順次接続させて、前記キャパシタを充電することにより、前記電池の電圧を検出する電池電圧検出装置の故障を診断する方法において、
前記複数の電池のうち、少なくとも２以上の電池の電圧が実質的に同じ値であると判断された場合に、電圧が実質的に同じ値であると判断された２以上の電池のうちの一部である第一電池と、残部である第二電池とについて、互いに異なる容量調整量で容量調整を行い、容量調整後の前記第一電池および前記第二電池の電圧を測定し、該電圧測定の結果に基づき、前記電池電圧検出装置の異常の有無を判定する電池電圧検出装置の故障診断方法。
【請求項２】
前記容量調整後の電圧測定の結果と、前記組電池を構成する各電池の電圧のバラツキとに基づいて、前記第一電池および前記第二電池の容量調整量を求め、前記容量調整量に基づき、前記電池電圧検出装置の異常の有無を判定する請求項１に記載の電池電圧検出装置の故障診断方法。
【請求項３】
前記第一電池については容量調整放電を行い、前記第二電池については容量調整放電を行わないことにより、前記容量調整を実施する請求項１または２に記載の電池電圧検出装置の故障診断方法。
【請求項４】
前記第一電池については容量調整放電を行い、前記第二電池については、前記第一電池の容量調整と同じ電流値であり、かつ、前記第一電池の容量調整放電よりも、短い時間の容量調整放電を行うことにより、前記容量調整を実施する請求項１または２に記載の電池電圧検出装置の故障診断方法。
【請求項５】
電圧が実質的に同じ値であると判断された電池の数が３以上である場合に、前記第二電池を構成する電池の数を１個とし、残りを前記第一電池とする請求項１〜４のいずれかに記載の電池電圧検出装置の故障診断方法。
【請求項６】
前記電池の電圧を順次検出する際に、時間的に前後して電池電圧の検出を行う電池同士の電圧を比較することにより、電池の電圧が実質的に同じ値となっているかを判断する請求項１〜５のいずれかに記載の電池電圧検出装置の故障診断方法。
【請求項７】
前記第一電池および前記第二電池について、それぞれ複数回の電圧測定を行い、複数回の電圧測定の結果、前記第一電池および前記第二電池の電圧が同じ値であると判断された場合に、前記第一電池と前記第二電池とについて、互いに異なる容量調整条件で容量調整を行う請求項１〜６のいずれかに記載の電池電圧検出装置の故障診断方法。
【請求項８】
請求項１〜７に記載の電池電圧検出装置の故障診断方法により、前記電池電圧検出装置の異常が検出された場合に、
前記第一電池および前記第二電池のうち、異常により電圧の測定ができない電池の、前記故障診断方法を実施する前の電圧と、
前記第一電池および前記第二電池のうち電圧の測定が可能な電池の、前記容量調整を行った後の電圧と、から前記異常により電圧の測定ができない電池の電圧を推定する電池電圧の推定方法。
【請求項９】
複数の電池からなる組電池と、キャパシタを有するサンプルホールド回路と、前記電池に接続されたマルチプレクサと、電圧検出制御回路と、を備え、
前記電圧検出制御回路は、前記複数の電池のうち、少なくとも２以上の電池の電圧が実質的に同じ値であると判断された場合に、電圧が実質的に同じ値であると判断された２以上の電池のうちの一部である第一電池と、残部である第二電池とについて、互いに異なる容量調整量で容量調整を行い、容量調整後の前記第一電池および前記第二電池の電圧を測定し、該電圧測定の結果に基づき、異常の有無を判定する故障診断モードを有する電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池電圧検出装置の故障診断方法、電池電圧の推定方法および電源装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
キャパシタを有するサンプルホールド回路を用いた電池電圧検出装置において、電池からキャパシタに充電させ、キャパシタから電圧を読み込んだ後に、リセット回路によってキャパシタ内の電荷を減衰させてから、別の電池からキャパシタに充電させるという技術が知られている（特許文献１）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−８４０１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の手法では、電池電圧検出装置の電圧検出を行うためには、スイッチおよび抵抗からなるリセット回路を設ける必要があるため、電池電圧検出装置のコストやサイズがアップする他、リセット回路を用いて放電を行うため、電池電圧検出装置を集積回路とした場合に温度上昇の原因となってしまい、小型化が困難である。
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、電池電圧検出装置において、リセット回路などの故障診断用の回路を用いることなく、適切に電圧の検出を行うとともに、当該電池電圧検出装置の故障診断を行う方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、電池電圧検出装置において、組電池を構成する複数の電池のうち、少なくとも２以上の電池の電圧が実質的に同じ値であると判断された場合に、一方の電池と、他方の電池とについて、互いに異なる容量調整量で容量調整を行うことによって上記課題を解決する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、実質的に同じ電圧であると判断された２以上の電池について、互いに異なる容量調整条件で容量調整を行うため、リセット回路などを備えない電池電圧検出装置であっても、故障診断用の回路を用いることなく、適切に電池電圧検出装置の故障診断を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【０００９】
図１は、本実施形態に係る電気車両用のバッテリーシステムの一例を示す図である。
【００１０】
本実施形態に係る電気車両（ハイブリッド車やＥＶ）用のバッテリーシステムは、図１に示すように、複数のセル（二次電池）２が直列に接続されてなり、その両端に、ジャンクションボックス３内のメインリレー４，５を介して、たとえばスタータモータ、電気自動車の駆動モータなどの車両負荷６が接続されている。なお、図１に示すバッテリーシステムは、本発明の電源装置に相当に相当する。
【００１１】
一方、バッテリーコントローラ７は、各セル２の電圧の検出および電池の過充電・過放電の監視を行うサンプルホールド式セルＩＣ８と、各セル２の容量調整を行う容量調整回路９と、組電池１の総電圧を測定する総電圧センサ１０と、マイクロコンピュータ１１と、で構成されている。マイクロコンピュータ１１は、内部容量演算を行うためのプログラムを格納したＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）や記憶手段などとして機能するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）等を備えている。また、容量調整回路９は容量調整用の抵抗とスイッチを有するものであり、容量調整回路９に電流をバイパスすることにより、組電池１を構成する各セル２の容量調整を可能とするものであり、スイッチＯＮ時の時間により、容量調整量（容量調整放電量）を制御可能となっている。
【００１２】
そして、各セル２は、図１に示すように、４セルを一単位として、サンプルホールド式セルＩＣ８に接続されており、４セル毎に電圧の検出、および過充電・過放電の監視が行われる。サンプルホールド式セルＩＣ８は、４セル分の電圧データを取得し、マイクロコンピュータ１１に送信する。そして、マイクロコンピュータ１１は、複数のサンプルホールド式セルＩＣ８により測定された各セルの電圧、および電圧センサ１０により測定された組電池１の総電圧に基づき、各セル２の電圧のバラツキを低減するために、各セルに対応した容量調整量を算出する。そして、算出された容量調整量データは、容量調整回路９に送信され、容量調整が必要と判断されたセルについて、容量調整回路９により容量調整放電をさせることにより、組電池１を構成する各セル２の電圧のバラツキを低減するものである。なお、本実施形態におけるサンプルホールド式セルＩＣ８は、本発明の電池電圧検出装置に相当し、たとえば、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）などで構成される。
【００１３】
図２は、サンプルホールド式セルＩＣ８の内部ブロック図である。図２に示すように、サンプルホールド式セルＩＣ８は、マルチプレクサ１２、セル電圧検出用スイッチ１３，１４、オペアンプ１５、ＡＤコンバータ１６、およびロジック部１７を有する。
【００１４】
ロジック部１７は、マルチプレクサ１２、およびセル電圧検出用スイッチ１３，１４の制御や、ＡＤコンバータ１６で測定した電圧データ等の格納を行う他、送信線ＴＸおよび受信線ＲＸを介して、図１に示すマイクロコンピュータ１１との通信も行うものである。
【００１５】
マルチプレクサ１２は、一方の端子が、短絡防止用の電流制限抵抗を介して４つのセル２（Ｃｅｌｌ１、Ｃｅｌｌ２、Ｃｅｌｌ３、Ｃｅｌｌ４）の電圧端子に接続され、他方の端子が、サンプルホールド用キャパシタ１８に接続されている。
【００１６】
そして、たとえば、電圧検出用スイッチ１３，１４をＯＦＦにした状態において、マルチプレクサ１２のＣｅｌｌ１の電圧端子スイッチをＯＮすることにより、Ｃｅｌｌ１の電圧端子から、サンプルホールド用キャパシタ１８に電流が流れ、サンプルホールド用キャパシタ１８が充電される。充電された結果、サンプルホールド用キャパシタ１８には、Ｃｅｌｌ１の電圧に対応した電荷がチャージされることなるため、マルチプレクサ１２をＯＦＦとし、電圧検出用スイッチ１３，１４をＯＮとすることにより、オペアンプ１５を介して、ＡＤコンバータ１６でＣｅｌｌ１の電圧の測定が可能となる。
【００１７】
そして、ＡＤコンバータ１６で測定された電圧をロジック部１７が読み取り、Ｃｅｌｌ１の電圧データは、送信線ＴＸを介して、図１に示すマイクロコンピュータ１１に送信される。マイクロコンピュータ１１による演算の結果、たとえば、Ｃｅｌｌ１の電圧が、組電池１の総電圧やＣｅｌｌ１以外のセル２（たとえば、Ｃｅｌｌ２、Ｃｅｌｌ３、Ｃｅｌｌ４など）と比較して、高すぎる場合には、マイクロコンピュータ１１から、容量調整回路９に容量調整放電指令を送信し、容量調整回路９によりＣｅｌｌ１の電圧に応じた容量調整放電を行い、これにより組電池１を構成する各セル２間の電圧のバラツキが調整されるようになっている。
【００１８】
なお、Ｃｅｌｌ２、Ｃｅｌｌ３、Ｃｅｌｌ４についても、同様にして電圧の測定および容量調整放電が可能となっている。
【００１９】
ここで、サンプルホールド式セルＩＣ８により、たとえば、「Ｃｅｌｌ１→Ｃｅｌｌ２→Ｃｅｌｌ３→Ｃｅｌｌ４」の順に各セル２の電圧を測定していく場合には、まず、マルチプレクサ１２をＣｅｌｌ１の電圧端子スイッチがＯＮとなるように切り替え、Ｃｅｌｌ１の電圧に応じた電荷がサンプルホールド用キャパシタ１８に充電される。次いで、マルチプレクサ１２のスイッチをＯＦＦとし、電圧検出用スイッチ１３，１４をＯＮとすることにより、ＡＤコンバータ１６でＣｅｌｌ１の電圧が測定される。次いで、マルチプレクサ１２を切り替え、Ｃｅｌｌ２とサンプルホールド用キャパシタ１８を接続させると、サンプルホールド用キャパシタ１８にはＣｅｌｌ１の電圧に相当する電荷がチャージされているため、「Ｃｅｌｌ１の電圧＞Ｃｅｌｌ２の電圧」である場合には、サンプルホールド用キャパシタ１８からＣｅｌｌ２に電流が流れ、サンプルホールド用キャパシタ１８には、Ｃｅｌｌ２の電圧に応じた電荷がチャージされ、これにより電圧の測定が可能となる。あるいは、「Ｃｅｌｌ１の電圧＜Ｃｅｌｌ２の電圧」である場合には、Ｃｅｌｌ２からサンプルホールド用キャパシタ１８に電流が流れ、サンプルホールド用キャパシタ１８には、Ｃｅｌｌ２の電圧に応じた電荷がチャージされ、これにより電圧の測定が可能となる。そして、同様にして、Ｃｅｌｌ３、Ｃｅｌｌ４についても同様にして、電圧の測定が行われることとなる。
【００２０】
しかしその一方で、マルチプレクサ１２のＣｅｌｌ２を接続する箇所に、断線故障やＯＦＦ故障が発生した場合には、Ｃｅｌｌ２はサンプルホールド用キャパシタ１８に接続されないこととなる。そのため、マルチプレクサ１２を切り替え、Ｃｅｌｌ２の電圧端子スイッチがＯＮとなるように切り替えても、サンプルホールド用キャパシタ１８は依然として、Ｃｅｌｌ１の電圧に応じた電荷をためている状態となる。そして、その結果として、Ｃｅｌｌ２の電圧として、Ｃｅｌｌ１の電圧と同一の電圧、あるいはほぼ同一の電圧が検出されてしまうこととなる。この場合において、たとえば、Ｃｅｌｌ２が過充電状態であったり、あるいは過放電状態である場合に、Ｃｅｌｌ１に電圧異常が認められない場合には、Ｃｅｌｌ２も、Ｃｅｌｌ１と同様の電圧を有するものと判断され、このような判断に基づき通常の容量調整処理がなされてしまうこととなり、電池システム全体の故障につながってしまうおそれがある。
【００２１】
そのため、本実施形態では、図１、図２に示す電気車両用のバッテリーシステムおよびサンプルホールド式セルＩＣ８を用いて、組電池１を構成する各セル２の電圧を検出し、セル２の電圧バラツキを調整する際に、以下に説明する制御を行うことにより、サンプルホールド式セルＩＣ８の故障、特に、マルチプレクサ１２の故障の検出を可能とするものである。
【００２２】
図３に、組電池１を構成する各セル２の電圧検出、各セル２の電圧バラツキの調整およびマルチプレクサ１２の故障検出を行うためのフローチャートを示す。なお、以下の説明においては、「Ｃｅｌｌ１→Ｃｅｌｌ２→Ｃｅｌｌ３→Ｃｅｌｌ４」の順に各セル２の電圧の測定を行い、次いで、各セル２の電圧測定結果に基づき、容量調整放電を行い、各セル２電圧バラツキを調整する際において、サンプルホールド式セルＩＣ８の故障の発生を検出する場合を例示して示す。
【００２３】
まず、電気車両の起動により、図１に示すマイクロコンピュータ１１およびサンプルホールド式セルＩＣ８の電源を入れ、処理を開始する。
【００２４】
ステップＳ１では、マルチプレクサ１２を逐次切り替えて、Ｃｅｌｌ１〜４により、サンプルホールド用キャパシタ１８を充電させ、サンプルホールド用キャパシタ１８に充電された電荷から、ＡＤコンバータ１６により、Ｃｅｌｌ１〜４の電圧を「Ｃｅｌｌ１→Ｃｅｌｌ２→Ｃｅｌｌ３→Ｃｅｌｌ４」の順番に測定し、測定結果をロジック部１７に読み取らせる。そして、Ｃｅｌｌ１〜４の電圧データを、逐次、ロジック部１７から送信線ＴＸを介して、図１に示すマイクロコンピュータ１１に送る。次いで、マイクロコンピュータ１１は、図２に示すＣｅｌｌ１〜４、および図１に示す他のサンプルホールド式セルＩＣ８に接続された各セル２の電圧データ、さらには、電圧センサ１０により測定された組電池１の総電圧データに基づき、Ｃｅｌｌ１〜４の容量調整量を算出する。なお、Ｃｅｌｌ１〜４の電圧測定は、正確な電圧を測定し、これにより正確な容量調整量を算出するという観点より、無負荷状態において行うことが好ましい。
【００２５】
ステップＳ２では、マイクロコンピュータ１１により、ステップＳ１で算出した容量調整量から、セル同士の容量調整量の差を算出する。容量調整量の差を算出する際には、時間的に前後して電圧を測定するセル同士（各隣り合うセル同士）について算出を行うことが好ましい。すなわち、本実施形態では、Ｃｅｌｌ１とＣｅｌｌ２、Ｃｅｌｌ２とＣｅｌｌ３、およびＣｅｌｌ３とＣｅｌｌ４について、容量調整量の差を算出することが好ましい。また、Ｃｅｌｌ４とＣｅｌｌ１も、時間的に前後して電圧を測定するセル同士に該当するため、前回測定したＣｅｌｌ４の容量調整量と、今回測定したＣｅｌｌ１の容量調整量との差をさらに算出しても良い。算出された容量調整量の差は、マイクロコンピュータ１１に記憶される。
【００２６】
ステップＳ３では、前回の電圧測定および容量調整処理サイクルのステップＳ７において、故障診断実行ロジックを実施したか否かを判断する。なお、当該判断は、マイクロコンピュータ１１によりなされる。前回のサイクルのステップＳ７において故障診断実行ロジックを実施した場合には、ステップＳ８において、マイクロコンピュータ１１に故障診断フラグが成立している旨の情報が記憶されることとなる。そのため、マイクロコンピュータ１１は故障診断フラグの有無により、前回のサイクルにおいて故障診断を実施したか否かを判断することとなる。前回のサイクルのステップＳ７において、故障診断実行ロジックが実施されていない場合には、ステップＳ４に進む。一方、前回のサイクルのステップＳ７において、故障診断実行ロジックを実施した合には、ステップＳ１２に進み、故障診断判断ロジックを実施する。なお、ステップＳ３においては、故障診断実行ロジックを複数回実施したかどうか、あるいは故障診断実行ロジックによる容量調整が正常に行われたかどうかの判定を追加しても良い。
【００２７】
ステップＳ４では、マイクロコンピュータ１１が、ステップＳ２においてセル同士の容量調整量の差を算出した結果、セル同士の容量調整量が同じとなったもの、あるいは、セル同士の容量調整量の差が所定値以内となったものが存在するか否かを判断する。そして、セル同士の容量調整量が同じまたは容量調整量の差が所定値以内となったものが存在する場合には、ステップＳ５に進み、診断ロジックに入る。一方、このようなものが無かった場合には、ステップＳ９に進む。
【００２８】
たとえば、マルチプレクサ１２のＣｅｌｌ２を接続する箇所に異常がある場合には、サンプルホールド用キャパシタ１８には、Ｃｅｌｌ１に対応する電荷がチャージされており、Ｃｅｌｌ２は、Ｃｅｌｌ１と同じ電圧であると測定され、結果として、容量調整量も同一となることとなる。しかしながら、このような場合においても、ＡＤコンバータ１６の誤差や、Ｃｅｌｌ１の電圧測定の際のサンプルホールド用キャパシタ１８の容量低下により、Ｃｅｌｌ２とＣｅｌｌ１との電圧が若干異なる値となり、容量調整量も若干異なる値となる場合も少なくない。そのため、ステップＳ４では、このような場合についても十分に検出できるように、セル同士の容量調整量の差が所定値以内となったものについても、セル同士の容量調整量が同一となったとして扱い、診断ロジックに進むこととしている。なお、この場合の所定値としては特に限定されないが、ＡＤコンバータ１６の読み取り誤差などを考慮したものとすればよい。また、上記所定値を大きすぎる値とすると、全く故障が発生していない場合にも検出され易くなってしまうため、この点について考慮した値とすることが望ましい。
【００２９】
なお、セル同士の容量調整量が同一、または容量調整量の差が所定値以内であると判断された場合には、ステップＳ４において、容量調整量が同一、または容量調整量の差が所定値以内であると判断される前の前回の各セル同士の電圧の差を、マイクロコンピュータ１１に記憶させておく。前回の各セル同士の電圧の差は、ステップＳ１５におけるＦ／Ｓ処理に用いられる事となる。
【００３０】
ステップＳ５では、マイクロコンピュータ１１が、ステップＳ４において、セル同士の容量調整量が同一、または容量調整量の差が所定値以内となった回数が、所定の回数Ｎ以上連続したか否かを判断する。なお、所定の回数Ｎとしては、特に限定されず適宜設定すればよいが、通常３〜５程度である。そして、所定の回数Ｎ未満である場合にはステップＳ６に進む。一方、所定の回数Ｎ以上である場合には、ステップＳ７に進み、故障診断を行う。
【００３１】
たとえば、マルチプレクサ１２に異常が発生しておらず、セル２の電圧が正確に検出できている場合でも、時間的に前後して電圧を測定するセル同士の容量調整量が同一、または容量調整量の差が所定値以内として検知されてしまう場合もある。そのため、本実施形態では、セル同士の容量調整量が同一、または容量調整量の差が所定値以内となった場合に直ちに故障診断に入らずに、所定の回数Ｎ以上連続してセル同士の容量調整量が同一、または容量調整量の差が所定値以内となった場合に、故障診断に入ることとしている。なお、ステップＳ５における判断はマイクロコンピュータ１１内の故障診断用カウンタのカウント数を読み取ることにより行われる。ここで、故障診断用カウンタのカウント数は、各セル毎に設定する。
【００３２】
ステップＳ６では、故障診断用カウンタのカウント数が所定の回数Ｎ未満となったため、故障診断実行ロジックは実施せずに、マイクロコンピュータ１１内の故障用カウンタを１カウントアップさせる。そして、ステップＳ１０に進み、ステップＳ１で算出した容量調整量に基づき、通常通り、容量調整回路９による容量調整放電が行われる。
【００３３】
ステップＳ７では、マイクロコンピュータ１１により、ステップＳ５において所定の回数Ｎ以上連続してセル同士の容量調整量が同一、または容量調整量の差が所定値以内であったと判断された場合に、故障診断実行ロジックを行う。ステップＳ７では、容量調整量が同一、または容量調整量の差が所定値以内であったと判断されたセル同士に対して、あえて異なる容量調整量を設定することにより、マルチプレクサ１２の故障の検出ための試験を行う。
【００３４】
なお、故障診断実行ロジックにて、異なる容量調整量を設定する方法としては、たとえば、下記の２通りの方法が考えられる。
【００３５】
（１）容量調整量が同一、または容量調整量の差が所定値以内であったと判断されたセルのうち、一方のセルについては、ステップＳ１で算出された容量調整量にて容量調整放電を行うように設定する一方で、他方のセルについては、容量調整量をゼロに設定して容量調整放電時間をゼロとし、容量調整放電を行わないように設定する。
【００３６】
（２）容量調整量が同一、または容量調整量の差が所定値以内であったと判断されたセルのうち、一方のセルについては、ステップＳ１で算出された容量調整量にて容量調整放電を行うように設定する一方で、他方のセルについては、容量調整放電を行う時間を短くし、ステップＳ１で算出された容量調整量よりも少ない量の放電を行うように設定する。
【００３７】
そして、本実施形態では、このような異なる容量調整量を設定して、ステップＳ１０にて、容量調整放電を行い、ステップＳ１２にて、故障診断判断ロジックを行うことにより、マルチプレクサ１２の故障を検出するものである。
【００３８】
ステップＳ８では、マイクロコンピュータ１１に、故障診断フラグが成立している旨の情報を記憶させステップＳ１０に進む。なお、故障診断フラグは、上述したステップＳ３において、故障診断判断ロジックに進むか否かを判断するために用いられる。そして、ステップＳ１０に進み、ステップＳ１で算出した容量調整量、または、ステップＳ７の故障診断実行ロジックにて、容量調整量が設定されているセルについては、故障診断実行ロジックにて設定された容量調整量に基づき、容量調整回路９による容量調整放電が行われる。なお、故障診断実行ロジックを車両起動後１度しか行わない場合には、故障診断フラグが成立している旨の情報をマイクロコンピュータ１１のバックアップＲＡＭ等のメモリに保存しておくことが望ましい。
【００３９】
あるいは、ステップＳ４において、セル同士の容量調整量が同一、または容量調整量の差が所定値以内であると判断されるセルが存在しなかった場合には、故障診断の必要は無いため、ステップＳ９に進み、故障診断用カウンタをクリアする。そして、ステップＳ１０に進み、ステップＳ１で算出した容量調整量に基づき、通常通り、容量調整回路９による容量調整放電が行われる。
【００４０】
ステップＳ１０では、マイクロコンピュータ１１により、各セル２の電流を容量調整回路９にバイパスさせることにより容量調整放電が行われる。
【００４１】
ステップＳ１１では、電気車両の起動停止により、マイクロコンピュータ１１がシャットダウン要求信号を受信しているか否かを判断する。シャットダウン要求信号を受信している場合には、マイクロコンピュータ１１およびサンプルホールド式セルＩＣ８の電源を切り、制御を終了する。一方、シャットダウン要求信号を受信していない場合には、ステップＳ１に戻る。
【００４２】
そして、ステップＳ１にて、Ｃｅｌｌ１〜４の電圧を測定し、測定した電圧に基づき、Ｃｅｌｌ１〜４の容量調整量を算出し、ステップＳ２にて、容量調整量の差を算出し、ステップＳ３に進む。ここで、前回のサイクルのステップＳ７において、故障診断実行ロジックが実施されている場合には、ステップＳ１２に進み、故障診断判定ロジックを実施する。
【００４３】
以下に、ステップＳ１２における、故障診断判定の方法を説明する。なお、以下においては、マルチプレクサ１２のＣｅｌｌ２を接続する箇所に断線故障が発生していると疑われる場合を例示して説明する。すなわち、ステップＳ５において、Ｃｅｌｌ１およびＣｅｌｌ２の容量調整量が同一、または容量調整量の差が所定値以内となった回数が所定回数Ｎ以上と判断され、ステップＳ７において故障診断ロジックが実行された場合を例示して説明する。
【００４４】
ここで、ステップＳ７において故障診断実行ロジックを実行する前に、ステップＳ１において算出されたＣｅｌｌ１およびＣｅｌｌ２の故障診断実行前の容量調整量を、表１に示すように「Ａ」とする。
【００４５】
【表１】
0005127512.tif 000002
そして、ステップＳ７の（１）の方法のように、まず、ステップＳ７において、Ｃｅｌｌ１の容量調整量をステップＳ１で算出された「Ａ」のままとし、Ｃｅｌｌ２の容量調整量を「０」として、ステップＳ１０にて容量調整放電を行い、次いで、ステップＳ１において、再びステップＳ１にてＣｅｌｌ１の容量調整量が「Ｂ」となったとする。なお、ここで、容量調整量「Ａ」は１回目のサイクル（故障診断実行ロジックを行ったサイクル）におけるＣｅｌｌ１の電圧である電圧Ｖ１において設定される所定の目標値までの容量調整量であると判断できる。一方、容量調整量「Ｂ」は、容量調整量「Ａ」による容量調整放電を行った後の２回目のサイクル（故障診断判断ロジックを行うサイクル）におけるＣｅｌｌ１の電圧である電圧Ｖ２において設定される所定の目標値までの容量調整量であると判断できる。
【００４６】
この場合において、ステップＳ１０にて容量調整放電を行った後に、再度、ステップＳ１に戻り、ステップＳ１にてＣｅｌｌ２の電圧を測定し、電圧測定の結果、Ｃｅｌｌ２の容量調整量が「Ａ」となったとした場合は、Ｃｅｌｌ２の電圧値が正常に測定されており、マルチプレクサ１２は正常であると判断できる（下記表２参照）。その一方で、マルチプレクサ１２のＣｅｌｌ２を接続する箇所に断線故障が発生している場合には、Ｃｅｌｌ２の電圧値として、容量調整量「Ａ」を放電した後のＣｅｌｌ１の電圧Ｖ２と同じ電圧が測定され、そのため、Ｃｅｌｌ２の容量調整量も電圧Ｖ２に基づいて算出され、Ｃｅｌｌ１と同じ「Ｂ」となることになる（下記表２参照）。そして、このような結果となった場合には、マルチプレクサ１２のＣｅｌｌ２を接続する箇所に故障が発生している旨がマイクロコンピュータ１１に記録され、ステップＳ１３に進む。ステップＳ１３では、マイクロコンピュータ１１が、マルチプレクサ１２に故障が発生しているか否かを判断し、故障が発生している場合にはステップＳ１５に進む。一方、故障が発生していないと判断した場合にはステップＳ１４に進む。
【００４７】
【表２】
0005127512.tif 000003
また、上記の例では、ステップＳ７の（１）の方法において、Ｃｅｌｌ１の容量調整量をステップＳ１で算出された「Ａ」のままとし、Ｃｅｌｌ２の容量調整量を「０」とする方法を例示したが、その逆としてもよい。すなわち、まず、ステップＳ７において、Ｃｅｌｌ２の容量調整量をステップＳ１で算出された「Ａ」のままとし、Ｃｅｌｌ１の容量調整量を「０」として、ステップＳ１０にて容量調整放電を行い、次いで、ステップＳ１に戻り、再びＣｅｌｌ１およびＣｅｌｌ２の容量調整量を算出する。
【００４８】
この場合においては、Ｃｅｌｌ１は、１回目のサイクルにおいて容量調整量を「０」に設定したため、再度ステップＳ１に戻り、ステップＳ１にて電圧を測定してもその電圧はＶ１のままであり、２回目のサイクルにおける容量調整量は「Ａ」となる（下記表３参照）。
【００４９】
また、Ｃｅｌｌ２については、ステップＳ１０にて容量調整放電を行った後に、再度ステップＳ１に戻り、ステップＳ１にて電圧を測定し、電圧測定の結果、Ｃｅｌｌ２の容量調整量が「Ｂ」となっていた場合は、Ｃｅｌｌ２の電圧値が正常に測定されており、マルチプレクサ１２は正常であると判断できる（下記表３参照）。初回のサイクルにおいて、容量調整量「Ａ」で容量調整放電を行っているため、２回目のサイクルにおいては、電圧はＶ２まで降下していると判断できるからである。
【００５０】
その一方で、マルチプレクサ１２のＣｅｌｌ２を接続する箇所に断線故障が発生している場合には、Ｃｅｌｌ２の電圧値として、１回目のサイクルにおいて容量調整量を「０」としたＣｅｌｌ１の電圧Ｖ１と同じ電圧が検出されてしまう。そのため、Ｃｅｌｌ２の容量調整量も電圧Ｖ１に基づいて算出され、Ｃｅｌｌ１と同じ「Ａ」となることになる（下記表３参照）。そして、このような結果となった場合には、マルチプレクサ１２のＣｅｌｌ２を接続する箇所に故障が発生している旨がマイクロコンピュータ１１に記録される。
【００５１】
【表３】
0005127512.tif 000004
また、ステップＳ７の（２）の方法のように、まず、ステップＳ７において、Ｃｅｌｌ１の容量調整量をステップＳ１で算出された「Ａ」のままとし、ステップＳ１０において通常の容量調整放電を行い、Ｃｅｌｌ２については、放電のタイミングをｔ１秒だけ遅らせて容量調整放電を行うこともできる。この場合には、Ｃｅｌｌ２の容量調整放電をｔ１秒だけ遅らせたことによる、Ｃｅｌｌ１とＣｅｌｌ２との容量調整量差αは、Ｃｅｌｌ１の容量調整放電時間をＴ秒とした場合に「α＝Ａ×ｔ１／Ｔ」となる。なお、Ｃｅｌｌ２の容量調整量は容量調整量差αを用いて「Ａ−α」で表すことができる（表４参照）。
【００５２】
そして、ステップＳ１０にて容量調整放電を行った後に、再度ステップＳ１に戻り、ステップＳ１にてＣｅｌｌ２の電圧を測定し、電圧測定の結果、Ｃｅｌｌ２の容量調整量が「Ｂ＋α」となったとした場合は、Ｃｅｌｌ２の電圧値が正常に測定され、マルチプレクサ１２は正常であると判断できる（下記表４参照）。１回目のサイクルで容量調整量差αだけ少ない量の放電を行っているため、容量調整量差αの分だけ、２回目の容量調整量が多くなるからである。
【００５３】
その一方で、マルチプレクサ１２のＣｅｌｌ２を接続する箇所に断線故障が発生している場合には、Ｃｅｌｌ２の電圧値として、容量調整量「Ａ」を放電した後のＣｅｌｌ１の電圧Ｖ２と同じ電圧が測定される。そのため、Ｃｅｌｌ２の容量調整量も電圧Ｖ２に基づいて算出されるため、Ｃｅｌｌ１と同じ「Ｂ」となることになる（下記表４参照）。すなわち、容量調整量差αについては全く加味されないこととなる。そして、このような結果となった場合には、マルチプレクサ１２のＣｅｌｌ２を接続する箇所に故障が発生している旨がマイクロコンピュータ１１に記録される。
【００５４】
【表４】
0005127512.tif 000005
あるいは、上記の例では、ステップＳ７の（２）の方法において、Ｃｅｌｌ１の容量調整量をステップＳ１で算出された「Ａ」のままとし、Ｃｅｌｌ２の放電のタイミングをｔ１秒だけ遅らせて容量調整放電を行う方法を例示したが、その逆としても良い。すなわち、まず、ステップＳ７において、Ｃｅｌｌ２の容量調整量をステップＳ１で算出された「Ａ」のままとし、Ｃｅｌｌ１の放電のタイミングをｔ１秒だけ遅らせて容量調整放電（Ｃｅｌｌ１の容量調整量は「Ａ−α」）を行い、次いで、ステップＳ１に戻り、再びＣｅｌｌ１およびＣｅｌｌ２の容量調整量を算出する。
【００５５】
この場合において、ステップＳ１０にて容量調整放電を行った後に、再度、ステップＳ１に戻り、ステップＳ１にてＣｅｌｌ２の電圧を測定し、電圧測定の結果、Ｃｅｌｌ２の容量調整量が「Ｂ」となったとした場合は、Ｃｅｌｌ２の電圧値が正常に測定され、マルチプレクサ１２は正常であると判断できる（下記表５参照）。
【００５６】
その一方で、マルチプレクサ１２のＣｅｌｌ２を接続する箇所に断線故障が発生している場合には、容量調整量「Ａ−α」を放電した後のＣｅｌｌ１の電圧をＶ３とした場合に、Ｃｅｌｌ２の電圧値として、Ｃｅｌｌ１の電圧Ｖ３と同じ電圧が測定され、そのため、Ｃｅｌｌ２の容量調整量も電圧Ｖ３に基づいて算出され、Ｃｅｌｌ１と同じ「Ｂ＋α」となることになる（下記表５参照）。そして、このような結果となった場合には、マルチプレクサ１２のＣｅｌｌ２を接続する箇所に故障が発生している旨がマイクロコンピュータ１１に記録される。
【００５７】
なお、ステップＳ７の（２）の方法を採用した場合には、いずれのセルも１回目のサイクルおよび２回目のサイクルの両方において容量調整放電を行うため、ステップＳ７の（１）の方法を採用した場合よりも、故障診断によるセル間の電圧のバラツキを低く抑えることができる。
【００５８】
【表５】
0005127512.tif 000006
ステップＳ１２においては、以上のようにして故障診断判定ロジックが実施される。
【００５９】
そして、ステップＳ１３にて、マルチプレクサ１２の故障が発生していないと判断された場合には、ステップＳ１４に進み、ステップＳ７で設定した故障診断実行条件およびステップＳ８で設定した故障診断フラグをクリアする。そして、ステップＳ１０に進み、容量調整放電を行い、ステップＳ１１を経てステップＳ１に戻る。
【００６０】
一方、ステップＳ１３にて、故障が発生していると判断された場合には、ステップＳ１５に進み、以下に説明するＦ／Ｓ処理を実行し、マルチプレクサ１２の故障により電圧を検出できないＣｅｌｌ２の電圧値の推定を行う。
【００６１】
たとえば、マルチプレクサ１２の故障により、図４に示すようにＣｅｌｌ１とＣｅｌｌ２とは同じ電圧ＶＣｅｌｌ１として検出される。しかしながら、実際には、Ｃｅｌｌ１およびＣｅｌｌ２の電圧は、それぞれＶＣｅｌｌ１、ＶＣｅｌｌ２であり、両セルの実際の電圧の間にはΔだけのバラツキがある。なお、図４は、故障診断実行ロジック実施前のセルの電圧を示すグラフである。また、両セルの電圧の差Δは、図３に示すフローチャートのステップＳ４において、Ｃｅｌｌ１とＣｅｌｌ２との容量調整量が同一、または容量調整量の差が所定値以内であると判断された場合に、ステップＳ４において、容量調整量が同一、または容量調整量の差が所定値以内であると判断される前の前回のＣｅｌｌ１とＣｅｌｌ２との電圧の差Δを、マイクロコンピュータ１１に記憶させておくことができる。
【００６２】
一方、図５は、故障診断実行ロジック実施後のセルの電圧を示すグラフである。図５においては、次のような状態におけるセルの電圧を示すグラフである。すなわち、まず、図３に示すステップＳ４において、Ｃｅｌｌ１とＣｅｌｌ２とが、容量調整量が同一、または容量調整量の差が所定値以内と判断されたが、ステップＳ５の所定回数Ｎが４に設定されていたため、Ｃｅｌｌ１とＣｅｌｌ２とで、３サイクル連続して同じ容量調整量Ａ１、Ａ２、Ａ３で容量調整放電が実施された。そして、４サイクル目に、ステップＳ７においてＣｅｌｌ１がＣｅｌｌ２より容量調整量の差「β」だけ多く容量調整放電を行った場合を示している。ここで、図５中における故障診断実行ロジック実施後のＣｅｌｌ１、Ｃｅｌｌ２の電圧を、それぞれＶＣｅｌｌ１’、ＶＣｅｌｌ２’とする。
【００６３】
なお、Ｃｅｌｌ１がＣｅｌｌ２より容量調整量の差「β」だけ多く容量調整放電を行う方法としては、たとえば、上述のステップＳ７の（１）に示す方法によれば、４サイクル目におけるＣｅｌｌ１の容量調整量を「β」とし、Ｃｅｌｌ２の容量調整量を「０」とすれば良い。また、上述のステップＳ７の（２）に示す方法によれば、４サイクル目におけるＣｅｌｌ１の容量調整量と、Ｃｅｌｌ２の容量調整量との差が「β」となるように、放電のタイミング遅らせる時間であるｔ１の長さを適宜設定すればよい。
【００６４】
そして、マルチプレクサ１２の故障により電圧を検出できないＣｅｌｌ２の電圧値ＶＣｅｌｌ２’は、図３に示すフローチャートのステップＳ４において、マイクロコンピュータ１１に記憶させておいた、容量調整量が同一、または容量調整量の差が所定値以内と判断される前のＣｅｌｌ１とＣｅｌｌ２との電圧の差「Δ」と、故障診断実行ロジックによる容量調整量の差「β」と、Ｃｅｌｌ１の電圧の値ＶＣｅｌｌ１’とを用いて、下記式（Ａ）に従って求めることができる。
ＶＣｅｌｌ２’＝ＶＣｅｌｌ１’＋β−Δ    …（Ａ）  
【００６５】
あるいは、上記式（Ａ）において、さらに安全マージンとして所定値γを加減算して、下記式（Ｂ）により求めるものであってもよい。なお、所定値γの値、および所定値γを加算するかあるいは減算するかは、Ｃｅｌｌ１の電圧や、組電池１を構成するセル２の最大電圧または最小電圧に基づいて適宜設定することができる。
ＶＣｅｌｌ２’＝ＶＣｅｌｌ１’＋β−Δ±γ    …（Ｂ）  
【００６６】
そして、このようにＣｅｌｌ２の電圧値ＶＣｅｌｌ２’を推定することにより、推定後の電圧値ＶＣｅｌｌ２’を用いて、通常制御を続けることができる。
【００６７】
以上のように、本実施形態に係る電池電圧検出装置の故障診断方法によれば、リセット回路などの故障診断用の回路を用いることなく、適切に電池電圧検出装置の故故障診断を行うことができる。また、本実施形態によれば、上述のように故障部位の特定も可能となる。
【００６８】
また、本実施形態によれば、セル同士の容量調整量の差を算出する際には、時間的に前後して電圧を測定するセル同士（各隣り合うセル同士）について算出を行うことにより、容量調整量の差を算出する対象を限定することができ、故障診断を行う頻度を低くすることができ故障診断の精度を上げることができる。さらに、本実施形態によれば、容量調整量が同一、または容量調整量の差が所定値以内となった回数が所定回数Ｎ以上となった場合に、故障診断を行うこととすることにより、同様に、故障診断を行う頻度を低くすることができ故障診断の精度を上げることができる。
【００６９】
さらに、本実施形態によれば、故障により電圧を検出できないＣｅｌｌ２の電圧値ＶＣｅｌｌ２’を推定して、通常制御を続けることができるため、故障が検出されても、直ちにメインリレーを切断する必要はない。そのため、本実施形態の方法は、電気車両に好適である。
【００７０】
なお、上述した実施形態では、セル同士の容量調整量が同一か、または容量調整量の差が所定値以内かに基づき判断を行う例を示したが、容量調整量に代えて、セルの電圧の値が同一か、または電圧の差が所定値以内かに基づき判断しても良い。セルの容量調整量は、そもそもセルの電圧に基づいて算出されるため、セルの電圧を用いても同様の効果が得られることとなる。
【００７１】
また、上述した実施形態では、Ｃｅｌｌ１およびＣｅｌｌ２の２個のセルが、容量調整量が同一、または容量調整量の差が所定値以内となった場合を例示したが、３個以上のセルが、容量調整量が同一、または容量調整量の差が所定値以内となった場合にも、同様とすればよい。すなわち、Ｃｅｌｌ１およびＣｅｌｌ２に加えて、Ｃｅｌｌ３についても、容量調整量が同一、または容量調整量の差が所定値以内となった場合にも同様とすれば良い。なお、この場合においては、故障診断による電圧バラツキをなるべく小さくするという観点より、上述のステップＳ７の（１）において、容量調整量を「０」とするセル、あるいは上述のステップＳ７の（２）において、容量調整放電を行う時間を短くするセルは１個のみとすることが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本実施形態に係る電気車両用のバッテリーシステムの一例を示す図である。
【図２】サンプルホールド式セルＩＣ８の内部ブロック図である。
【図３】セル電圧検出、セル電圧バラツキの調整およびマルチプレクサの故障検出を行うためのフローチャートである。
【図４】故障診断実行ロジック実施前のセルの電圧を示すグラフである。
【図５】故障診断実行ロジック実施後のセルの電圧を示すグラフである。
【符号の説明】
【００７３】
１…組電池
２…セル
３…ジャンクションボックス
４，５…メインリレー
６…車両負荷
７…バッテリーコントローラ
８…サンプルホールド式セルＩＣ
９…容量調整回路
１０…総電圧センサ
１１…マイクロコンピュータ
１２…マルチプレクサ
１３，１４…セル電圧検出用スイッチ
１５…オペアンプ
１６…ＡＤコンバータ
１７…ロジック部
１８…サンプルホールド用キャパシタ
【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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