(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定すべき電圧源の電圧をコンデンサに充電し、充電された前記コンデンサの両端電圧または前記両端電圧に対応する電圧をＡ／Ｄ変換手段でＡ／Ｄ変換して計測し、得られた計測値から前記電圧源の電圧を算出する電圧測定装置であって、
前記両端電圧または前記両端電圧に対応する電圧が前記Ａ／Ｄ変換手段のフルスケールを超える場合、前記両端電圧または前記両端電圧に対応する電圧を、前記フルスケールに相当する電圧部分の第１の電圧区分と前記フルスケールを超える電圧部分の第２の電圧区分とに区分する区分手段と、
前記第１および第２の電圧区分の各々に対応して設けられ、区分された前記第１および第２の電圧区分の電圧を、それぞれＡ／Ｄ変換する前記Ａ／Ｄ変換手段と、
前記Ａ／Ｄ変換手段でＡ／Ｄ変換された値を計測し、計測された計測値に基づいて前記電圧源の電圧を算出する電圧計測手段とを備え、
前記区分手段は、前記フルスケールに相当する駆動電圧が供給され、前記コンデンサの両端電圧または前記両端電圧に対応する電圧が供給されるバッファアンプと、前記フルスケールに等しい基準電圧源が一方の入力端子に供給され、前記コンデンサの両端電圧または前記両端電圧に対応する電圧が他方の入力端子に供給される差動アンプとを含み、
前記Ａ／Ｄ変換手段は、前記バッファアンプの出力電圧をＡ／Ｄ変換する第１のＡ／Ｄコンバータと、前記差動アンプの出力電圧をＡ／Ｄ変換する第２のＡ／Ｄコンバータとを含み、
前記電圧計測手段は、前記差動増幅器の出力がゼロボルトであると判断した場合は、前記第１のＡ／Ｄコンバータに供給される前記第１の電圧区分の電圧の計測値に基づいて前記電圧源の電圧を算出し、前記バッファアンプの出力が飽和していると判断した場合は、前記第２のＡ／Ｄコンバータに供給される前記第２の電圧区分の電圧の計測値と前記フルスケールに相当する電圧値を加算して前記電圧源の電圧を算出する
ことを特徴とする電圧測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電圧測定装置に関し、特に、多数個の電圧源を直列接続して構成される高圧電源における各個別電圧源の電圧を計測するのに好適な分解能の良い電圧測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車の電源のように、多数個の電池（電圧源）を直列接続して構成される高圧電源において、高圧電源を構成する各個別電池（電圧源）の電圧を、それぞれ測定する装置として、フライングキャパシタ方式電圧測定装置がある。
【０００３】
図６は、従来のフライングキャパシタ方式電圧測定装置の構成例を示す回路図である。フライングキャパシタ方式電圧測定装置は、高圧電源Ｖの電圧検出端子Ｔ１〜Ｔ６に接続された第１のマルチプレクサ１および第２のマルチプレクサ２、両極性のコンデンサ３、サンプルスイッチ４、マイクロコンピュータ（以下、マイコンという）７、基準電圧源回路８およびバッファ・フィルタ９を含む。
【０００４】
マイコン７は、電源＋Ｖｃｃからの駆動電圧が供給される電源ポートＶｃｃと、入力ポートＡ／Ｄ１およびＡ／Ｄ２を有する。また、マイコン７は、Ａ／Ｄ１およびＡ／Ｄ２に入力されたアナログ電圧を、それぞれ、Ａ／Ｄ変換してデジタル値として取り込むＡ／Ｄコンバータを内蔵している。
【０００５】
基準電圧源回路８は、抵抗Ｒ１〜Ｒ３と、スイッチＳ８ａおよび８ｂと、基準電圧源＋Ｖｒｅｆを含む。抵抗Ｒ１は、その一方の端子がスイッチ４ａに接続され、抵抗Ｒ２は、その一方の端子がスイッチ４ｂに接続され、抵抗Ｒ３は、抵抗Ｒ１の他方の端子と抵抗Ｒ２の他方の端子間に接続されている。抵抗Ｒ１〜Ｒ３は分圧回路を構成している。スイッチ８ａは、一端が抵抗Ｒ２およびＲ３の接続点に接続されかつ他端がマイコン７における計測フルスケール値の高電位電圧、たとえば最大電圧を与える基準電圧源＋Ｖｒｅｆに接続されている。スイッチ８ｂは、一端が抵抗Ｒ２およびＲ３の接続点に接続されかつ他端がマイコン７における計測フルスケール値の低電位電圧、たとえば最小電圧を与える接地に接続されている。
【０００６】
基準電圧源＋Ｖｒｅｆの電圧は、マイコン７の駆動電圧＋Ｖｃｃと同じかまたはそれ以下の電圧＋ＡＶｃｃ（≦＋Ｖｃｃ）に設定されている。
【０００７】
バッファ・フィルタ９は、抵抗Ｒ１および抵抗Ｒ３の接続点とマイコン７の入力ポートＡ／Ｄ１の間に接続され、入力ポートＡ／Ｄ１にノイズが印加されるのを防止するためのものである。
【０００８】
次に、上述の構成を有するフライングキャパシタ方式電圧測定装置の電圧計測処理について説明する。まず、マルチプレクサ１および２のスイッチＳ１〜Ｓ６と、サンプルスイッチ４のスイッチ４ａ，４ｂと、基準電圧源回路８の第１のスイッチ８ａ，８ｂが全て開いている状態から、第１のマルチプレクサ１のスイッチＳ１と第２のマルチプレクサ２のスイッチＳ２を閉じると、電圧源Ｖ１、電圧検出端子Ｔ１、スイッチＳ１、コンデンサ３、スイッチＳ２および電圧検出端子Ｔ２により閉回路が形成される。それにより、電圧源Ｖ１の電圧が、コンデンサ３に充電される。
【０００９】
次に、スイッチＳ１およびＳ２を開くと共に基準電圧源回路８の第２のスイッチ８ｂを閉じ、続いてサンプルスイッチ４のスイッチ４ａおよび４ｂを所定期間閉じ、コンデンサ３の両端電圧、すなわち電圧源Ｖ１の電圧をサンプルスイッチ４および抵抗Ｒ１〜Ｒ３を介して、マイコン７の第１の入力ポートＡ／Ｄ１およびＡ／Ｄ２に供給する。
【００１０】
このとき、第２の入力ポートＡ／Ｄ２は、接地電位、すなわちゼロ（０）ボルトになるので、第１の入力ポートＡ／Ｄ１には、電圧源Ｖ１の電圧が供給される。そこで、マイコン７は、第１の入力ポートＡ／Ｄ１に供給された電圧と第２の入力ポートＡ／Ｄ２に供給された電圧との差分の絶対値、すなわち、｜（第１の入力ポートＡ／Ｄ１に供給された電圧）−（第２の入力ポートＡ／Ｄ２に供給された電圧）｜を計算し、その計算結果が、電圧源Ｖ１の電圧を示す計測値として読み込まれる。
【００１１】
次に、スイッチＳ２およびＳ３を閉じると、電圧源Ｖ２、電圧検出端子Ｔ２、スイッチＳ２、コンデンサ３、スイッチＳ３および電圧検出端子Ｔ３により閉回路が形成される。それにより、電圧源Ｖ２の電圧が、電圧源Ｖ１の測定時と逆極性でコンデンサ３に充電される。
【００１２】
次に、スイッチＳ２およびＳ３を開くと共に基準電圧源回路８の第２のスイッチ８ｂを開きかつ第１のスイッチ８ａを閉じ、続いて、サンプルスイッチ４のスイッチ４ａおよび４ｂを所定期間閉じ、コンデンサ３の両端電圧、すなわち電圧源Ｖ２の電圧をサンプルスイッチ４および抵抗Ｒ１〜Ｒ３を介して、マイコン７の第１の入力ポートＡ／Ｄ１およびＡ／Ｄ２に供給する。
【００１３】
このとき、第２の入力ポートＡ／Ｄ２には、基準電圧源＋Ｖｒｅｆの電圧＋ＡＶｃｃが印加されるので、第１の入力ポートＡ／Ｄ１には、電圧源Ｖ２の電圧プラス基準電圧源＋Ｖｒｅｆの電圧（＋ＡＶｃｃ）の電圧が供給される。そこで、マイコン７は、第１の入力ポートＡ／Ｄ１に供給された電圧と、第２の入力ポートＡ／Ｄ２に供給された電圧との差分の絶対値、すなわち、｜（第１の入力ポートＡ／Ｄ１に供給された電圧）−（第２の入力ポートＡ／Ｄ２に供給された電圧）｜を計算し、その計算結果が、電圧源Ｖ２の電圧を示す計測値として読み込まれる。
【００１４】
以下同様に、スイッチＳ３およびＳ４、Ｓ４およびＳ５、Ｓ５およびＳ６の組み合わせにより、それぞれ、電圧源Ｖ３、Ｖ４およびＶ５の各電圧を示す計測値が、マイコン７で読み込まれる。
【００１５】
上述の測定時、奇数番目の電圧源Ｖ１，Ｖ３，Ｖ５の電圧と、偶数番目の電圧源Ｖ２，Ｖ４の電圧は、それぞれ逆極性でコンデンサ３に充電され、マイコン７に供給されるので、Ａ／Ｄ２に予め印加される基準電圧源＋Ｖｒｅｆの電圧（＋ＡＶｃｃ）またはゼロ（０）ボルトを基準電位として、奇数番目の電圧源Ｖ１，Ｖ３，Ｖ５の電圧は、第１の入力ポートＡ／Ｄ１において、Ａ／Ｄ変換のフルスケールの、ゼロ（０）ボルト（ｍｉｎ）〜＋ＡＶｃｃ（ｍａｘ）に換算され、偶数番目の電圧源Ｖ２，Ｖ４の電圧は、第１の入力ポートＡ／Ｄ１において、Ａ／Ｄ変換のフルスケールの、＋ＡＶｃｃ（ｍｉｎ）〜ゼロ（０）ボルト（ｍａｘ）に換算される。図７は、この換算の様子を説明する図である。
【００１６】
このように、図６のフライングキャパシタ方式電圧測定装置によれば、マイコン７における計測フルスケール値の高電位電圧、たとえば最大電圧、すなわち（＋ＡＶｃｃ）、または、マイコン７における計測フルスケール値の低電位電圧、たとえば最小電圧、すなわちゼロ（０）ボルトを基準電圧として、奇数番目の電圧源Ｖ１，Ｖ３，Ｖ５の電圧は、ゼロ（０）ボルト〜＋ＡＶｃｃの範囲で検出され、偶数番目の電圧源Ｖ２，Ｖ４の電圧は、（＋ＡＶｃｃ）〜ゼロ（０）ボルトの範囲で検出される。したがって、たとえば、＋Ｖｃｃが５ボルトであり、＋ＡＶｃｃ＝＋Ｖｃｃとした場合は、奇数番目の電圧源の電圧は、０Ｖ〜５Ｖの範囲で検出され、偶数番目の電圧源の電圧は、５Ｖ〜０Ｖの範囲で検出されることになる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
ところで、図６のフライングキャパシタ方式電圧測定装置を具体的に製作する際、マイコン７内蔵のＡ／Ｄコンバータの性能は、現状では、５Ｖフルスケール／１０ビット（分解能０．００５Ｖ）が限界である。
【００１８】
上記の性能のＡ／Ｄコンバータを持つマイコン７を使用して、０Ｖ〜２０Ｖの範囲の電圧源Ｖ１〜Ｖ５の電圧を５Ｖフルスケールで検出するためには、４：１分圧しなければならず、このため、これを上述のＡ／Ｄコンバータで変換すると、０．００５Ｖ分解能は、分圧前に換算すると４倍となるため、０．０２Ｖ分解能となり、結果的に分解能が悪くなってしまう。
【００１９】
そこで本発明は、上述した課題に鑑み、分解能の良い電圧測定装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
請求項１記載の発明は、測定すべき電圧源の電圧をコンデンサに充電し、充電された前記コンデンサの両端電圧または前記両端電圧に対応する電圧をＡ／Ｄ変換手段でＡ／Ｄ変換して計測し、得られた計測値から前記電圧源の電圧を算出する電圧測定装置であって、前記両端電圧または前記両端電圧に対応する電圧が前記Ａ／Ｄ変換手段のフルスケールを超える場合、前記両端電圧または前記両端電圧に対応する電圧を、前記フルスケールに相当する電圧部分の第１の電圧区分と前記フルスケールを超える電圧部分の第２の電圧区分とに区分する区分手段と、前記第１および第２の電圧区分の各々に対応して設けられ、区分された前記第１および第２の電圧区分の電圧を、それぞれＡ／Ｄ変換する前記Ａ／Ｄ変換手段と、前記Ａ／Ｄ変換手段でＡ／Ｄ変換された値を計測し、計測された計測値に基づいて前記電圧源の電圧を算出する電圧計測手段とを備え、前記区分手段は、前記フルスケールに相当する駆動電圧が供給され、前記コンデンサの両端電圧または前記両端電圧に対応する電圧が供給されるバッファアンプと、前記フルスケールに等しい基準電圧源が一方の入力端子に供給され、前記コンデンサの両端電圧または前記両端電圧に対応する電圧が他方の入力端子に供給される差動アンプとを含み、前記Ａ／Ｄ変換手段は、前記バッファアンプの出力電圧をＡ／Ｄ変換する第１のＡ／Ｄコンバータと、前記差動アンプの出力電圧をＡ／Ｄ変換する第２のＡ／Ｄコンバータとを含み、前記電圧計測手段は、前記差動増幅器の出力がゼロボルトであると判断した場合は、前記第１のＡ／Ｄコンバータに供給される前記第１の電圧区分の電圧の計測値に基づいて前記電圧源の電圧を算出し、前記バッファアンプの出力が飽和していると判断した場合は、前記第２のＡ／Ｄコンバータに供給される前記第２の電圧区分の電圧の計測値と前記フルスケールに相当する電圧値を加算して前記電圧源の電圧を算出することを特徴とする。
【発明の効果】
【００３１】
請求項１に記載の発明によれば、測定すべき電圧源の電圧、すなわちコンデンサの両端電圧または該両端電圧に対応する電圧がＡ／Ｄ変換手段のフルスケールを超える場合であっても、Ａ／Ｄ変換手段の分解能と同等の良好な分解能を持つ電圧測定装置が実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００３９】
（第１の実施形態）図１は、本発明に係る電圧測定装置の第１の実施形態の構成を示す回路図である。電圧測定装置は、フライングキャパシタ方式電圧測定装置であり、高圧電源Ｖの電圧検出端子Ｔ１〜Ｔ６に接続された第１のマルチプレクサ１および第２のマルチプレクサ２、両極性のコンデンサ３、サンプルスイッチ４、マイクロコンピュータ（以下、マイコンという）７、分圧回路１０およびバッファ回路１１を含む。
【００４０】
高圧電源Ｖは、直列接続されたＮ個（この形態では、たとえばＮ＝５）の電圧源（たとえば、単電池）Ｖ１〜Ｖ５を含む。各電圧源Ｖ１〜Ｖ５は、たとえば、０〜２０Ｖの電圧を有する。各電圧源Ｖ１〜Ｖ５は、（Ｎ＋１）個（この形態では、たとえば６個）の電圧検出端子Ｔ１〜Ｔ６にそれぞれ接続されている。
【００４１】
第１のマルチプレクサ１は、各電圧検出端子Ｔ１，Ｔ３，Ｔ５にそれぞれ接続されたスイッチＳ１，Ｓ３，Ｓ５を含む。また、第２のマルチプレクサ２は、各電圧検出端子Ｔ２，Ｔ４，Ｔ６にそれぞれ接続されたスイッチＳ２，Ｓ４，Ｓ６を含む。
【００４２】
第１のマルチプレクサ１のスイッチＳ１，Ｓ３，Ｓ５は、コンデンサ３の一方の端子に接続され、第２のマルチプレクサ２のスイッチＳ２，Ｓ４，Ｓ６は、コンデンサ３の他方の端子に接続されている。
【００４３】
サンプルスイッチ４は、コンデンサ３の一方の端子に接続されたスイッチ４ａと、コンデンサ３の他方の端子に接続されたスイッチ４ｂを含む。スイッチ４ａは請求項における第１のスイッチとして働き、スイッチ４ｂは請求項における第２のスイッチとして働く。
【００４４】
マイコン７は、内蔵のＡ／Ｄコンバータ部分に精度の良い駆動電圧５Ｖを供給する基準電圧源１２に接続された電源ポートＡＶｃｃと、内蔵のＡ／Ｄコンバータ以外の部分に駆動電圧５．２５Ｖを供給する電圧源５．２５Ｖに接続された電源ポートＶｃｃと、入力ポートＡ／Ｄ１〜Ａ／Ｄ４と、制御信号を出力する出力ポートＣＴＬ１とを有する。また、マイコン７は、入力ポートＡ／Ｄ１〜Ａ／Ｄ４に入力されるアナログ電圧をデジタル値にＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄコンバータを各入力ポートに対応して備えている。このＡ／Ｄコンバータは、具体的には上述の５Ｖフルスケール／１０ビット（分解能０．００５Ｖ）の性能を持つものである。マイコン７は、請求項における電圧計測手段、Ａ／Ｄ変換手段、第１のＡ／Ｄコンバータおよび第２のＡ／Ｄコンバータとして働く。
【００４５】
分圧回路１０は、抵抗Ｒ１〜Ｒ３からなる。抵抗Ｒ１は、その一方の端子がスイッチ４ａに接続され、抵抗Ｒ２は、その一方の端子がスイッチ４ｂに接続され、抵抗Ｒ３は、抵抗Ｒ１の他方の端子と抵抗Ｒ２の他方の端子間に接続されている。抵抗Ｒ１は請求項における第１の抵抗として働き、抵抗Ｒ２は請求項における第２の抵抗として働き、抵抗Ｒ３は請求項における第３の抵抗として働く。
【００４６】
バッファ回路１１は、電源５Ｖで駆動されるＲａｉｌ  ｔｏ  ＲａｉｌタイプのオペアンプＯＰ１〜ＯＰ４と、電界効果トランジスタＦＥＴ１およびＦＥＴ２と、トランジスタＱ１と、抵抗Ｒ１１〜Ｒ２４およびＲ２７〜Ｒ３０を含む。なお、抵抗Ｒ１１〜Ｒ１８および抵抗Ｒ２７〜Ｒ３０は、全て同一の抵抗値に設定されている。オペアンプＯＰ１は、その非反転入力端子がオペアンプＯＰ２の非反転入力端子に接続され、反転入力端子が抵抗Ｒ２８を介して出力端子に接続されると共に抵抗Ｒ２７を介して接地され、出力端子がマイコン７の入力ポートＡ／Ｄ１に接続されている。オペアンプＯＰ２は、その非反転流力端子が抵抗Ｒ１１を介して抵抗Ｒ１および抵抗Ｒ３の接続点に接続されかつ抵抗Ｒ１２を介して接地され、反転入力端子が抵抗Ｒ１３を介して基準電圧源１２に接続されかつ抵抗Ｒ１４を介して出力端子に接続され、出力端子がマイコン７の入力ポートＡ／Ｄ２に接続されている。バッファ回路１１は、請求項における区分手段として働く。
【００４７】
オペアンプＯＰ３は、その非反転入力端子がオペアンプＯＰ２の非反転入力端子に接続され、反転入力端子が抵抗Ｒ３０を介して出力端子に接続されると共に抵抗Ｒ２９を介して接地され、出力端子がマイコン７の入力ポートＡ／Ｄ３に接続されている。オペアンプＯＰ４は、その非反転流力端子が抵抗Ｒ１５を介して抵抗Ｒ２および抵抗Ｒ３の接続点に接続されかつ抵抗Ｒ１６を介して接地され、反転入力端子が抵抗Ｒ１７を介して基準電圧源１２に接続されかつ抵抗Ｒ１８を介して出力端子に接続され、出力端子がマイコン７の入力ポートＡ／Ｄ４に接続されている。オペアンプＯＰ１およびＯＰ３は、請求項におけるバッファアンプとして働き、オペアンプＯＰ２およびＯＰ４は、請求項における差動アンプとして働く。
【００４８】
電界効果トランジスタＦＥＴ１は、そのゲートが抵抗Ｒ１９を介してマイコン７の出力ポートＣＴＬ１に接続され、ソースが接地され、ドレインが抵抗Ｒ２および抵抗Ｒ３の接続点に接続されている。電界効果トランジスタＦＥＴ２は、そのゲートが抵抗Ｒ２３を介して電源＋Ｖｃｃに接続されかつ抵抗Ｒ２４を介して接地されかつトランジスタＱ１のコレクタに接続され、ソースが接地され、ドレインが抵抗Ｒ２および抵抗Ｒ３の接続点に接続されている。トランジスタＱ１のベースは、抵抗Ｒ２１を介してマイコン７の出力ポートＣＴＬ１に接続されかつ抵抗Ｒ２２を介して接地され、エミッタが接地されている。電界効果トランジスタＦＥＴ１は、請求項における第１のスイッチ手段として働き、電界効果トランジスタＦＥＴ２は、請求項における第２のスイッチ手段として働く。
【００４９】
分圧回路１０の抵抗Ｒ１〜Ｒ３の各抵抗値は、２Ｒ１＝２Ｒ２＝Ｒ３の関係に設定され、分圧比が２：１とされている。本装置では、従来装置のＡ／Ｄ換算電圧基準電位の基準地点を切り替えることにより、奇数番目および偶数番目の電圧源の計測時とも、Ａ／Ｄ換算基準電位を接地（ＧＮＤ）電位とする。また、本装置では、差動増幅器を組み合わせて電圧源の電圧０〜１０Ｖを検出する部分（Ａ／Ｄ入力）と電圧１０〜２０Ｖを検出する部分（Ａ／Ｄ入力）とを切り分ける。
【００５０】
以下、上述の構成を有するフライングキャパシタ方式電圧測定装置の電圧計測動作について説明する。
【００５１】
まず、マルチプレクサ１および２のスイッチＳ１〜Ｓ６と、サンプルスイッチ４のスイッチ４ａ，４ｂが全て開いている状態から、第１のマルチプレクサ１のスイッチＳ１と第２のマルチプレクサ２のスイッチＳ２を閉じると、電圧源Ｖ１、電圧検出端子Ｔ１、スイッチＳ１、コンデンサ３、スイッチＳ２および電圧検出端子Ｔ２により閉回路が形成される。それにより、電圧源Ｖ１の電圧が、コンデンサ３に充電される。
【００５２】
次に、スイッチＳ１およびＳ２を開くと共に、マイコン７の出力ポートＣＴＬ１よりハイ（Ｈ）レベルの制御信号を出力して電界効果トランジスタＦＥＴ１をオンおよびＦＥＴ２をオフさせると共に、サンプルスイッチ４のスイッチ４ａおよび４ｂを所定期間閉じ、コンデンサ３の両端電圧、すなわち電圧源Ｖ１の電圧をサンプルスイッチ４、分圧回路１０およびバッファ回路１１を介して、マイコン７の入力ポートＡ／Ｄ１およびＡ／Ｄ２に供給する。
【００５３】
それにより、電圧源Ｖ１の電圧が０〜１０Ｖの電圧範囲にある場合は、コンデンサ３の両端電圧が分圧回路１０で２：１分圧されて０〜５Ｖの電圧範囲内の電圧となり、さらに抵抗Ｒ１１およびＲ１２で２：１分圧されて０〜２．５Ｖの電圧範囲内の電圧となり、オペアンプＯＰ１に入力される。入力された電圧は、オペアンプＯＰ１で２倍の増幅率で増幅され、０〜５Ｖの電圧範囲内の電圧となってマイコン７の入力ポートＡ／Ｄ１に供給される。したがって、電圧源Ｖ１の電圧が０〜１０Ｖの電圧範囲にある場合は、入力ポートＡ／Ｄ１に０〜５Ｖの電圧範囲内の電圧が現れる。この電圧範囲０〜５Ｖは、フルスケール５ＶのＡ／ＤコンバータでオーバーフローせずにＡ／Ｄ変換可能な範囲である。
【００５４】
このとき、電界効果トランジスタＦＥＴ１のオンにより分圧回路１０の抵抗Ｒ２および抵抗Ｒ３の接続点は接地され、それによりオペアンプＯＰ３の非反転入力端子が接地電位となるため、その出力端子が０Ｖとなり、入力ポートＡ／Ｄ３には０Ｖが現れる。また、オペアンプＯＰ４の非反転入力端子も接地電位となるため、その出力端子が０Ｖとなり、入力ポートＡ／Ｄ４には０Ｖが現れる。
【００５５】
一方、オペアンプＯＰ２にも、コンデンサ３の両端電圧に対応する電圧として０〜５Ｖの電圧範囲内の電圧が供給される。そして、オペアンプＯＰ２の反転入力端子に５Ｖの基準電圧源１２が接続されているため、その差動増幅動作により、０〜５Ｖの電圧範囲内の電圧が供給されても、オペアンプＯＰ２の出力端子の電位が０Ｖに固定される。その結果、入力ポートＡ／Ｄ２には０Ｖが現れる。
【００５６】
そこで、マイコン７は、出力ポートＣＴＬ１より出力されている制御信号がハイ（Ｈ）レベルであり（したがって、電界効果トランジスタＦＥＴ１がオンであり）、かつ入力ポートＡ／Ｄ２に０Ｖが現れていると判断した場合は、入力ポートＡ／Ｄ３に現れる０Ｖ（接地電位）を基準電位として、入力ポートＡ／Ｄ１に供給された電圧をＡ／ＤコンバータでＡ／Ｄ変換したデジタル値ＶA/D1と入力ポートＡ／Ｄ３に現れる電圧をＡ／ＤコンバータでＡ／Ｄ変換したデジタル値ＶA/D3（基準電位）との差分の絶対値｜ＶA/D1−ＶA/D3｜を求め、求めた絶対値に、分圧回路１０の分圧比（すなわち、１／２）の逆数（すなわち、２）を乗算する演算を行うことにより得られた結果を、０〜１０Ｖの電圧範囲にある場合の電圧源Ｖ１の電圧を示す計測値として読み込む。
【００５７】
次に、電圧源Ｖ１の電圧が１０Ｖ〜２０Ｖの範囲にある場合は、コンデンサ３の両端電圧が分圧回路１０で２：１分圧されて５Ｖ〜１０Ｖの電圧範囲内の電圧となり、さらに抵抗Ｒ１１およびＲ１２で２：１分圧されて２．５〜５Ｖの電圧範囲内の電圧となり、オペアンプＯＰ１に入力される。オペアンプＯＰ１は、入力された電圧を２倍の増幅率で増幅しようとする。しかし、オペアンプＯＰ１の電源電圧は５Ｖであり、その出力が飽和するため、出力端子に一定の５Ｖの電圧が出力される。したがって、電圧源Ｖ１の電圧が１０Ｖ〜２０Ｖの範囲にある場合は、入力ポートＡ／Ｄ１には５Ｖの電圧が常に現れる。
【００５８】
一方、オペアンプＯＰ２にも、コンデンサ３の両端電圧に対応する電圧として５Ｖ〜１０Ｖの電圧範囲内の電圧が供給される。そして、この５Ｖ〜１０Ｖの電圧範囲内の電圧が、オペアンプＯＰ２に供給されると、反転入力端子に接続されている５Ｖの基準電圧源との差電圧がその出力端子に出力される。すなわち、出力端子には、０〜５Ｖの電圧範囲内の電圧が出力される。したがって、電圧源Ｖ１の電圧が１０Ｖ〜２０Ｖの範囲にある場合は、入力ポートＡ／Ｄ２に、０〜５Ｖの電圧が現れる。
【００５９】
そこで、マイコン７は、出力ポートＣＴＬ１より出力されている制御信号がハイ（Ｈ）レベルであり（したがって、電界効果トランジスタＦＥＴ１がオンであり）、かつ入力ポートＡ／Ｄ１に５Ｖが現れていると判断した場合は、入力ポートＡ／Ｄ３に現れる０Ｖ（接地電位）を基準電位として、入力ポートＡ／Ｄ２に供給された電圧をＡ／ＤコンバータでＡ／Ｄ変換したデジタル値ＶA/D2と入力ポートＡ／Ｄ３に現れる電圧をＡ／ＤコンバータでＡ／Ｄ変換したデジタル値ＶA/D3（基準電位）との差分の絶対値｜ＶA/D2−ＶA/D3｜を求め、求めた絶対値に、Ａ／Ｄコンバータのフルスケールに相当する電圧、すなわち５Ｖ、を加算し、さらに加算結果に分圧回路１０の分圧比（すなわち、１／２）の逆数（すなわち、２）を乗算する演算を行うことにより得られた結果を、１０〜２０Ｖの電圧範囲にある場合の電圧源Ｖ１の電圧を示す計測値として読み込む。
【００６０】
次に、スイッチＳ２およびＳ３を閉じると、電圧源Ｖ２、電圧検出端子Ｔ２、スイッチＳ２、コンデンサ３、スイッチＳ３および電圧検出端子Ｔ３により閉回路が形成される。それにより、電圧源Ｖ２の電圧が、電圧源Ｖ１の測定時と逆極性でコンデンサ３に充電される。
【００６１】
次に、スイッチＳ２およびＳ３を開くと共に、マイコン７の出力ポートＣＴＬ１よりロー（Ｌ）レベルの制御信号を出力して電界効果トランジスタＦＥＴ１をオフおよびＦＥＴ２をオンさせると共に、サンプルスイッチ４のスイッチ４ａおよび４ｂを所定期間閉じ、コンデンサ３の両端電圧、すなわち電圧源Ｖ２の電圧をサンプルスイッチ４、分圧回路１０およびバッファ回路１１を介して、マイコン７の入力ポートＡ／Ｄ３およびＡ／Ｄ４に供給する。
【００６２】
それにより、電圧源Ｖ２の電圧が０〜１０Ｖの電圧範囲にある場合は、コンデンサ３の両端電圧が分圧回路１０で２：１分圧されて０〜５Ｖの電圧範囲内の電圧となり、さらに抵抗Ｒ１５およびＲ１６で２：１分圧されて０〜２．５Ｖの電圧範囲内の電圧となり、オペアンプＯＰ３に入力される。入力された電圧は、オペアンプＯＰ３で２倍の増幅率で増幅され、０〜５Ｖの電圧範囲内の電圧となってマイコン７の入力ポートＡ／Ｄ３に供給される。したがって、電圧源Ｖ２の電圧が０〜１０Ｖの電圧範囲にある場合は、入力ポートＡ／Ｄ３に０〜５Ｖの電圧範囲内の電圧が現れる。
【００６３】
このとき、電界効果トランジスタＦＥＴ２のオンにより分圧回路１０の抵抗Ｒ１および抵抗Ｒ３の接続点は接地され、それによりオペアンプＯＰ１の非反転入力端子が接地電位となるため、その出力端子が０Ｖとなり、入力ポートＡ／Ｄ１には０Ｖが現れる。また、オペアンプＯＰ２の非反転入力端子も接地電位となるため、その出力端子が０Ｖとなり、入力ポートＡ／Ｄ２には０Ｖが現れる。
【００６４】
一方、オペアンプＯＰ４にも、コンデンサ３の両端電圧に対応する電圧として０〜５Ｖの電圧範囲内の電圧が供給される。そして、オペアンプＯＰ２の反転入力端子に５Ｖの基準電圧源１２が接続されているため、その差動増幅動作により、０〜５Ｖの電圧範囲内の電圧が供給されても、オペアンプＯＰ４の出力端子の電位が０Ｖに固定される。その結果、入力ポートＡ／Ｄ４には０Ｖが現れる。
【００６５】
そこで、マイコン７は、出力ポートＣＴＬ１より出力されている制御信号がロー（Ｌ）レベルであり（したがって、電界効果トランジスタＦＥＴ２がオンであり）、かつ入力ポートＡ／Ｄ４に０Ｖが現れていると判断した場合は、入力ポートＡ／Ｄ１に現れる０Ｖ（接地電位）を基準電位として、入力ポートＡ／Ｄ３に供給された電圧をＡ／ＤコンバータでＡ／Ｄ変換したデジタル値ＶA/D3と入力ポートＡ／Ｄ１に現れる電圧をＡ／ＤコンバータでＡ／Ｄ変換したデジタル値ＶA/D1（基準電位）との差分の絶対値｜ＶA/D3−ＶA/D1｜を求め、求めた絶対値に分圧回路１０の分圧比（すなわち、１／２）の逆数（すなわち、２）を乗算する演算を行うことにより得られた結果を、０〜１０Ｖの電圧範囲にある場合の電圧源Ｖ２の電圧を示す計測値として読み込む。
【００６６】
次に、電圧源Ｖ２の電圧が１０Ｖ〜２０Ｖの範囲にある場合は、コンデンサ３の両端電圧が分圧回路１０で２：１分圧されて５Ｖ〜１０Ｖの電圧範囲内の電圧となり、さらに抵抗Ｒ１５およびＲ１６で２：１分圧されて２．５〜５Ｖの電圧範囲内の電圧となり、オペアンプＯＰ３に入力される。オペアンプＯＰ３は、入力された電圧を２倍の増幅率で増幅しようとする。しかし、オペアンプＯＰ３の電源電圧は５Ｖであり、その出力が飽和するため、出力端子に一定の５Ｖの電圧が出力される。したがって、電圧源Ｖ２の電圧が１０Ｖ〜２０Ｖの範囲にある場合は、入力ポートＡ／Ｄ３には５Ｖの電圧が常に現れる。
【００６７】
一方、オペアンプＯＰ４にも、コンデンサ３の両端電圧に対応する電圧として５Ｖ〜１０Ｖの電圧範囲内の電圧が供給される。そして、この５Ｖ〜１０Ｖの電圧範囲内の電圧が、オペアンプＯＰ４に供給されると、反転入力端子に接続されている５Ｖの基準電圧源との差電圧がその出力端子に出力される。すなわち、出力端子には、０〜５Ｖの電圧範囲内の電圧が出力される。したがって、電圧源Ｖ２の電圧が１０Ｖ〜２０Ｖの範囲にある場合は、入力ポートＡ／Ｄ４に、０〜５Ｖの電圧が現れる。
【００６８】
そこで、マイコン７は、出力ポートＣＴＬ１より出力されている制御信号がロー（Ｌ）レベルであり（したがって、電界効果トランジスタＦＥＴ２がオンであり）、かつ入力ポートＡ／Ｄ１に５Ｖが現れていると判断した場合は、入力ポートＡ／Ｄ１に現れる０Ｖ（接地電位）を基準電位として、入力ポートＡ／Ｄ４に供給された電圧をＡ／ＤコンバータでＡ／Ｄ変換したデジタル値ＶA/D4と入力ポートＡ／Ｄ１に現れる電圧をＡ／ＤコンバータでＡ／Ｄ変換したデジタル値ＶA/D1（基準電位）との差分の絶対値｜ＶA/D4−ＶA/D1｜を求め、求めた絶対値に、Ａ／Ｄコンバータのフルスケールに相当する電圧、すなわち５Ｖ、を加算し、さらに加算結果に分圧回路１０の分圧比（すなわち、１／２）の逆数（すなわち、２）を乗算する演算を行うことにより得られた結果を、１０〜２０Ｖの電圧範囲にある場合の電圧源Ｖ２の電圧を示す計測値として読み込む。
【００６９】
以下同様に、スイッチＳ３およびＳ４、Ｓ４およびＳ５、Ｓ５およびＳ６の組み合わせにより、それぞれ、電圧源Ｖ３、Ｖ４およびＶ５の各電圧を示す計測値が、マイコン７で読み込まれる。
【００７０】
このように、第１の実施形態の電圧測定装置によれば、奇数番目の電圧源Ｖ１，Ｖ４，Ｖ５の電圧計測時には、電圧源の電圧（０〜２０Ｖ）、すなわちコンデンサ３の両端電圧（０〜２０Ｖ）を分圧回路１０で２：１分圧してコンデンサ３の両端電圧に対応する電圧（０〜１０Ｖ）を得、この電圧（０〜１０Ｖ）をバッファ回路１１で、Ａ／Ｄコンバータのフルスケール５Ｖに相当する電圧部分の第１の電圧区分（０〜５Ｖ）と、フルスケール５Ｖを超える電圧部分の第２の電圧区分（５〜１０Ｖ）とに区分し、電界効果トランジスタＦＥＴ１をオンおよびＦＥＴ２をオフとすることで、第１の電圧区分（０〜５Ｖ）の電圧を、入力ポートＡ／Ｄ１に供給された電圧をＡ／ＤコンバータでＡ／Ｄ変換したデジタル値ＶA/D1と入力ポートＡ／Ｄ３に現れる電圧をＡ／ＤコンバータでＡ／Ｄ変換したデジタル値ＶA/D3（基準電位）との差分の絶対値｜ＶA/D1−ＶA/D3｜に基づいて算出し、第２の区分の電圧（５〜１０Ｖ）を、入力ポートＡ／Ｄ２に供給された電圧をＡ／ＤコンバータでＡ／Ｄ変換したデジタル値ＶA/D2と入力ポートＡ／Ｄ３に現れる電圧をＡ／ＤコンバータでＡ／Ｄ変換したデジタル値ＶA/D3（基準電位）との差分の絶対値｜ＶA/D2−ＶA/D3｜＋（Ａ／Ｄコンバータのフルスケールに相当する電圧５Ｖ）に基づいて算出する。そして、これらの算出値に、計測分圧回路１０の分圧比（すなわち、１／２）の逆数（すなわち、２）を乗算する演算を行うことにより、それぞれ、０〜１０Ｖおよび１０〜２０Ｖの電圧範囲にある場合の奇数番目の電圧源Ｖ１，Ｖ３，Ｖ５の電圧を算出することができる。
【００７１】
また、偶数番目の電圧源Ｖ２，Ｖ４の電圧計測時には、同様に、電圧源の電圧（０〜２０Ｖ）、すなわちコンデンサ３の両端電圧（０〜２０Ｖ）を分圧回路１０で２：１分圧してコンデンサ３の両端電圧に対応する電圧（０〜１０Ｖ）を得、この電圧（０〜１０Ｖ）をバッファ回路１１で、Ａ／Ｄコンバータのフルスケール５Ｖに相当する電圧部分の第１の電圧区分（０〜５Ｖ）と、フルスケール５Ｖを超える電圧部分の第２の電圧区分（５〜１０Ｖ）とに区分し、電界効果トランジスタＦＥＴ１をオフおよびＦＥＴ２をオンとすることで、第１の電圧区分（０〜５Ｖ）の電圧を、入力ポートＡ／Ｄ３に供給された電圧をＡ／ＤコンバータでＡ／Ｄ変換したデジタル値ＶA/D3と入力ポートＡ／Ｄ１に現れる電圧をＡ／ＤコンバータでＡ／Ｄ変換したデジタル値ＶA/D1（基準電位）との差分の絶対値｜ＶA/D3−ＶA/D1｜に基づいて算出し、第２の区分の電圧（５〜１０Ｖ）を、入力ポートＡ／Ｄ４に供給された電圧をＡ／ＤコンバータでＡ／Ｄ変換したデジタル値ＶA/D4と入力ポートＡ／Ｄ１に現れる電圧をＡ／ＤコンバータでＡ／Ｄ変換したデジタル値ＶA/D1（基準電位）との差分の絶対値｜ＶA/D4−ＶA/D1｜＋（Ａ／Ｄコンバータのフルスケールに相当する電圧５Ｖ）に基づいて算出する。そして、これらの算出値に、計測分圧回路１０の分圧比（すなわち、１／２）の逆数（すなわち、２）を乗算する演算を行うことにより、それぞれ、０〜１０Ｖおよび１０〜２０Ｖの電圧範囲にある場合の偶数番目の電圧源Ｖ２，Ｖ４の電圧を算出することができる。
【００７２】
また、分圧比２：１でＡ／Ｄコンバータの分解能０．００５Ｖであるため、この方式により０．０１Ｖの分解能で、電圧範囲０〜２０Ｖの電圧源の電圧計測が可能となる。
【００７３】
したがって、コンデンサ３の両端電圧の電圧範囲が、マイコン７の内蔵Ａ／Ｄコンバータのフルスケールを超える場合であっても、Ａ／Ｄコンバータの分解能にできるだけ近い分解能（分圧回路１０の分圧比に依存する分解能の低下が存在する）で、電圧測定をすることができる。
【００７４】
また、入力ポートＡ／Ｄ１およびＡ／Ｄ２、またはＡ／Ｄ３およびＡ／Ｄ４と、基準電位となる接地電位になっている入力ポートＡ／Ｄ３またはＡ／Ｄ１との差の絶対値を算出することにより、Ａ／Ｄコンバータのバラツキも取り除くことができるため、より精度の良い検出が可能となる。
【００７５】
（第１の実施形態の変形例１）次に、図２は、図１の電圧測定装置の変形例１を示す要部回路図である。図２に示すように、オペアンプＯＰ２とオペアンプＯＰ４の各出力を、マイコン７の出力ポートＣＴＬ１からの制御信号で交互にオン／オフされる半導体スイッチ素子等からなるスイッチＳＷ１およびＳＷ２を介して入力ポートＡ／Ｄ２に供給するように構成しても良い。すなわち、高電圧側（１０〜２０Ｖ）の情報は常に必要ではなく、奇数番目電圧源計測時／偶数番目電圧源計測時に対象となる側の情報のみが必要となるため、スイッチＳＷ１およびＳＷ２を追加し、奇数番目電圧源計測時にはスイッチＳＷ１オンかつスイッチＳＷ２オフに切り替え、また偶数番目電圧源計測時にはスイッチＳＷ２オンかつスイッチＳＷ１オフに切り替えることにより、入力ポートＡ／Ｄ４およびこれに対応するＡ／Ｄコンバータを削除でき、その結果、使用する入力ポートの数およびＡ／Ｄコンバータの数を４個から３個に削減することが可能となる。
【００７６】
（第１の実施形態の変形例２）次に、図３は、図１の電圧測定装置の変形例２を示す要部回路図である。図３においては、オペアンプＯＰ１は、その非反転流力端子が抵抗Ｒ２５を介して抵抗Ｒ１および抵抗Ｒ３の接続点に接続されかつ抵抗Ｒ２６を介して接地され、反転入力端子が抵抗Ｒ２７および分圧回路１３を介して基準電圧源１２に接続されかつ抵抗Ｒ２８を介して出力端子に接続され、出力端子がマイコン７の入力ポートＡ／Ｄ２に接続されている。オペアンプＯＰ１は、差動アンプとして働く。分圧回路１２は、基準電圧源１２の基準電圧５Ｖを１Ｖに分圧してオペアンプＯＰ１の基準電圧源としている。
【００７７】
この変形例２では、オペアンプＯＰ１は、基準電圧１Ｖと入力電圧の差動をとり、オペアンプＯＰ２は、基準電圧５Ｖと入力電圧の差動をとる。したがって、分圧回路１０で分圧された入力電圧１Ｖ〜６Ｖの範囲では、オペアンプＯＰ１の出力端子から０〜５Ｖが出力されて入力ポートＡ／Ｄ１に供給され、分圧回路１０で分圧された入力電圧５Ｖ〜１０Ｖの範囲では、オペアンプＯＰ２の出力端子から０〜５Ｖが出力されて入力ポートＡ／Ｄ２に供給される。
【００７８】
したがって、５Ｖ〜６Ｖの範囲の入力電圧に対して、入力ポートＡ／Ｄ１とＡ／Ｄ２の双方で検出されることになり、５Ｖ〜６Ｖ付近の検出精度が向上する。実際の１２Ｖバッテリの電圧検出の際には、１Ｖ以下となることはあり得ないので、１Ｖ以下が検出できないことは問題にはならず、結果として、変形例３の構成では、入力電圧１Ｖ〜１０Ｖ（電圧源の電圧２Ｖ〜２０Ｖ）間であれば、全域を精度良く検出することができる。
【００７９】
（第２の実施形態）図４は、本発明に係る電圧測定装置の第２の実施形態の構成を示す回路図である。図４の電圧測定装置では、図１の電圧測定装置と同一構成の、高圧電源Ｖの電圧検出端子Ｔ１〜Ｔ６に接続された第１のマルチプレクサ１および第２のマルチプレクサ２、両極性のコンデンサ３、サンプルスイッチ４および分圧回路１０を含む。また、図４の電圧測定装置は、図１の電圧測定装置と異なる構成のマイコン７およびバッファ回路１１を含む。
【００８０】
マイコン７は、図１のマイコン７の入力ポートＡ／Ｄ３およびＡ／Ｄ４が削除された構成を有する。
【００８１】
バッファ回路１１は、図１の分圧回路１０とマイコン７の入力ポートＡ／Ｄ３およびＡ／Ｄ４の間に接続されていたオペアンプＯＰ３およびＯＰ４等の構成要素が削除されている。また、バッファ回路１１は、オペアンプＯＰ２の非反転入力端子に接続されている抵抗Ｒ１１と、分圧回路１０の抵抗Ｒ１および抵抗Ｒ３の接続点との間と、抵抗Ｒ２および抵抗Ｒ３の接続点との間に、それぞれ、半導体スイッチ素子等からなるスイッチＳＷ３およびＳＷ４が接続されている。これらのスイッチＳＷ３およびＳＷ４は、それぞれ、電界効果トランジスタＦＥＴ１およびＦＥＴ２の出力信号を制御信号としてオン／オフ制御される。
【００８２】
以下、上述の構成を有するフライングキャパシタ方式電圧測定装置の電圧計測動作について説明する。
【００８３】
奇数番目の電圧源の電圧の計測時は、マイコン７の出力ポートＣＴＬ１よりハイ（Ｈ）レベルの制御信号を出力して電界効果トランジスタＦＥＴ１をオンおよびＦＥＴ２をオフさせると共に、スイッチＳＷ３を閉じかつＳＷ４を開けるように制御すると共に、サンプルスイッチ４のスイッチ４ａおよび４ｂを所定期間閉じる。
【００８４】
それにより、分圧回路１０の抵抗Ｒ２および抵抗Ｒ３の接続点は接地されると共に、充電されたコンデンサ３の両端電圧、すなわち奇数番目の電圧源の電圧はサンプルスイッチ４、分圧回路１０およびバッファ回路１１を介して、マイコン７の入力ポートＡ／Ｄ１およびＡ／Ｄ２に供給される。そこで、マイコン７は、接地電位を基準として、入力ポートＡ／Ｄ１およびＡ／Ｄ２に供給された電圧を、奇数番目の電圧源の電圧として読み込む。すなわち、第１の実施形態と同様に、入力ポートＡ／Ｄ１に供給された電圧は、奇数番目の電圧源の電圧０〜１０Ｖを示す計測値として、また入力ポートＡ／Ｄ２に供給された電圧は、奇数番目の電圧源の電圧１０Ｖ〜２０Ｖを示す計測値として、それぞれ、マイコン７で読み込まれる。
【００８５】
一方、偶数番目の電圧源の電圧の計測時は、マイコン７の出力ポートＣＴＬ１よりロー（Ｌ）レベルの制御信号を出力して電界効果トランジスタＦＥＴ１をオフおよびＦＥＴ２をオンさせると共に、スイッチＳＷ３を開けかつＳＷ４を閉じるように制御すると共に、サンプルスイッチ４のスイッチ４ａおよび４ｂを所定期間閉じる。
【００８６】
それにより、分圧回路１０の抵抗Ｒ１および抵抗Ｒ３の接続点は接地されると共に、充電されたコンデンサ３の両端電圧、すなわち偶数番目の電圧源の電圧はサンプルスイッチ４、分圧回路１０およびバッファ回路１１を介して、マイコン７の入力ポートＡ／Ｄ１およびＡ／Ｄ２に供給される。そこで、マイコン７は、接地電位を基準として、入力ポートＡ／Ｄ１およびＡ／Ｄ２に供給された電圧を、偶数番目の電圧源の電圧として読み込む。すなわち、入力ポートＡ／Ｄ１に供給された電圧は、偶数番目の電圧源の電圧０〜１０Ｖを示す計測値として、また入力ポートＡ／Ｄ２に供給された電圧は、偶数番目の電圧源の電圧１０Ｖ〜２０Ｖを示す計測値として、それぞれ、マイコン７で読み込まれる。
【００８７】
このように、第２の実施形態の電圧測定装置によれば、使用するマイコン７の入力ポートの数を第１の実施形態に比べて半分に削減できる。また、バッファおよび差動増幅器として働くオペアンプの数も半分に削減できる。また、奇数番目の電圧源の電圧計測時と、偶数番目の電圧源の電圧計測時で使用する回路、入力ポートが同じとなるため、奇数番目／偶数番目の電圧源の入力チャンネル間誤差が発生しない。
【００８８】
以上の通り、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限らず、種々の変形、応用が可能である。
【００８９】
たとえば、上述の実施形態では、マルチプレクサ１，２の各スイッチＳ１〜Ｓ６と、サンプルスイッチ４のスイッチ４ａおよび４ｂの開閉は、ＣＰＵ７の制御により自動的に適宜なタイミングで行われるが、これに代えて手動で開閉しても良い。
【００９０】
また、上述の実施形態では、コンデンサ３の両端電圧または両端電圧に対応する電圧が、マイコン７内蔵のＡ／Ｄコンバータのフルスケールを超える場合、入力ポートＡ／Ｄ２（またはＡ／Ｄ４）で計測される第２の区分の電圧の計測値と、フルスケールに相当する電圧値（たとえば、５Ｖ）を加算して電圧源の電圧を算出しているが、これに代えて、入力ポートＡ／Ｄ１（またはＡ／Ｄ３）で計測される第１の区分の電圧の計測値と、入力ポートＡ／Ｄ２（またはＡ／Ｄ４）で計測される第２の区分の電圧の計測値とを加算して算出するようにしても良い。
【００９１】
また、上述の実施の形態では、本発明がフライングキャパシタ方式電圧測定装置に適用された場合について説明したが、これに限らず、コンデンサの充電を利用する電圧測定装置であれば、フライングキャパシタを使用しない直接計測方式電圧測定装置や多重なしの電圧測定装置等の他の形式の電圧測定装置でも適用可能である。
【００９２】
また、上述の第１および第２の実施形態では、サンプルスイッチ４とバッファ回路１１の間に分圧回路１０を備えているが、この分圧回路１０は、測定すべき電圧源の電圧範囲がマイコン７の内蔵Ａ／Ｄコンバータのフルスケールの２倍以上の場合に必要なものであり、測定すべき電圧源の電圧範囲がマイコン７の内蔵Ａ／Ｄコンバータのフルスケールの２倍未満の場合は、不要である。この場合、マイコン７は、絶対値に分圧回路１０の分圧比の逆数を乗算する演算を省略することができる。このように、分圧回路１０を備えていない電圧測定装置では、分圧による装置全体の分解能の低下は生じないので、マイコン７の内蔵Ａ／Ｄコンバータの分解能と同等の分解能を持つ電圧測定装置が実現できる。
【００９３】
また、図１および図４の電圧測定装置では、基準電圧源１２を別個に設けているが、これに代えて、バッファとして使用されているオペアンプを基準電圧源として兼用する構成とすることもできる。
【００９４】
すなわち、図５に示すように、オペアンプＯＰ２に接続されていた基準電圧源１２を削除し、オペアンプＯＰ１の出力端子を抵抗Ｒ１３に接続する。同様に、図示していないが、オペアンプＯＰ４に接続されていた基準電圧源１２も削除し、オペアンプＯＰ３の出力端子を抵抗Ｒ１７に接続する。
【００９５】
このように接続することにより、オペアンプＯＰ１を基準電圧源１２の代わりに基準電圧源として使用することができる。すなわち、電圧源の電圧が１０Ｖ〜２０Ｖになっている際には、オペアンプＯＰ１の出力端子は常に５Ｖになっているので、基準電圧源として兼用できるのである。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】本発明に係る電圧測定装置の第１の実施形態の構成を示す回路図である。（第１の実施形態）
【図２】図１の電圧測定装置の変形例１を示す要部回路図である。（第１の実施形態の変形例１）
【図３】図１の電圧測定装置の変形例２を示す要部回路図である。（第１の実施形態の変形例２）
【図４】本発明に係る電圧測定方法を実施する電圧測定装置の第２の実施形態の構成を示す回路図である。（第２の実施形態）
【図５】本発明の電圧測定装置のさらなる変形例を示す要部回路図である。
【図６】従来のフライングキャパシタ方式電圧測定装置の構成例を示す回路図である。
【図７】図６の電圧測定装置の動作を説明する図である。
【符号の説明】
【００９７】
Ｖ１〜Ｖ５  電圧源
１  第１のマルチプレクサ
２  第２のマルチプレクサ
３  コンデンサ
４  サンプルスイッチ
４ａ  第１のスイッチ
４ｂ  第２のスイッチ
７  マイコン（電圧計測手段、Ａ／Ｄ変換手段、第１のＡ／Ｄコンバータおよび第２のＡ／Ｄコンバータ）
１０  分圧回路（分圧手段）
１１  バッファ回路（区分手段）
１２  基準電圧源
ＯＰ１，ＯＰ３  バッファアンプ
ＯＰ２，ＯＰ４  差動アンプ
ＦＥＴ１  第１のスイッチ手段
ＦＥＴ２  第２のスイッチ手段
Ｒ１  抵抗（第１の抵抗）
Ｒ２  抵抗（第２の抵抗）
Ｒ３  抵抗（第３の抵抗）
【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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