(57)【要約】【課題】測定データが規定値から外れるような場合にその不具合原因の特定の容易化を図る。【解決手段】本発明のアナログ測定データ検出システムは、複数のアナログ測定データが入力されて複数のアナログ測定データ（ＡＳ１〜ＡＳ４）をセレクタ信号（Ｓ１）に応じて多重化して出力するように構成されたセレクタ（１０１）と、セレクタの出力をアナログ／デジタル変換するように構成されたアナログ／デジタル変換器（１０２）と、アナログ／デジタル変換器の出力を制御信号（Ｓ２）に応じて個々のデジタル測定データ（ＤＳ１〜ＤＳ４）に多重分離して外部に出力するように構成されたデジタル処理器（１０３）と、セレクタ信号と制御信号とを生成し、且つ自己の動作の異常を検出してその旨を示す異常検出信号（Ｓ３）を外部に出力するように構成された制御器（１０４）と、を備える。【選択図】図１
2013011455.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のアナログ測定データが入力されて当該複数のアナログ測定データをセレクタ信号に応じて多重化して出力するように構成されたセレクタと、
前記セレクタの出力をアナログ／デジタル変換するように構成されたアナログ／デジタル変換器と、
前記アナログ／デジタル変換器の出力を制御信号に応じて前記複数のアナログ測定データに対応した個々のデジタル測定データに多重分離して外部に出力するように構成されたデジタル処理器と、
前記セレクタ信号と前記制御信号とを生成し、且つ自己の動作の異常を検出してその旨を示す異常検出信号を外部に出力するように構成された制御器と、を備え、
前記制御器は、
第１のカウンタと、
前記第１のカウンタの出力に基づいて前記セレクタ信号と前記制御信号とを生成して出力する信号生成部と、
第２のカウンタと、
前記第１のカウンタの出力と前記第２のカウンタの出力との比較結果に応じて異常検出信号を出力する異常判定部と、
を備えるアナログ測定データ検出システム。
【請求項２】
前記第２のカウンタは、前記第１のカウンタのレプリカである、請求項１に記載のアナログ測定データ検出システム。
【請求項３】
前記制御器は、前記第１のカウンタの出力と前記第２のカウンタの出力との比較結果に応じて前記信号生成部において生成された前記セレクタ信号をゲーティング処理するゲート部をさらに備える、請求項１に記載のアナログ測定データ検出システム。
【請求項４】
前記第１のカウンタ及び前記第２のカウンタは、前記異常判定部から出力された前記異常検出信号に基づきリセット動作するように構成されている、請求項１に記載のアナログ測定データ検出システム。
【請求項５】
前記信号生成部は、前記セレクタ信号と前記制御信号との間の遅延時間を調整するように構成されている、請求項１に記載のアナログ測定データ検出システム。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載のアナログ測定データ検出システムを搭載しており、前記複数のアナログ測定データは複数の電池セルを直列に接続して構成されたバッテリの当該電池セルの各端子電圧である、電池電圧検出システム。
【請求項７】
前記電池セルはリチウムイオン電池である、請求項６に記載の電池電圧検出システム。
【請求項８】
前記バッテリは車載に搭載されるバッテリである、請求項６に記載の電池電圧検出システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のアナログ測定データを多重化（ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）により連続したデジタル測定データに変換するとともに、連続したデジタル測定データを個々のデジタル測定データに多重分離（ｄｅｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）して測定データ監視用のシステムコントローラに向けて出力するように構成されたアナログ測定データ検出システムに関し、特に車載用リチウムイオンバッテリの電池電圧検出システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の電池セルを直列に接続して且つモジュール化したバッテリの安全対策の１つとして、複数の電池セルそれぞれの電圧（以下、セル電圧と呼ぶ）の管理が挙げられる。具体的には、各セル電圧を測定した値に基づく充放電制御が行われている。特に、ハイブリッド電気自動車（Ｈｙｂｒｉｄ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｖｅｈｉｃｌｅ：ＨＥＶ）や電気自動車（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｖｅｈｉｃｌｅ：ＥＶ）に搭載されるバッテリとしては、出力電圧、エネルギー密度及び効率が他の２次電池よりも高いという理由で、主にリチウムイオン電池が用いられている。しかしながら、リチウムイオン電池は、その充放電の制御が難しく、破裂や発火する危険性を有することが知られている。そこで、リチウムイオン電池が車載用バッテリとして使用される場合には、その充放電の制御において様々な安全対策が必須となっている。
【０００３】
例えば、特許文献１では、バッテリの各セル電圧を高精度に検出する電池電圧検出システムが提案されている。図６は特許文献１の電池電圧検出システムの構成を示した図である。図６に示す電池電圧検出システムでは、直列に接続された電池セルＣＥＬ１〜ＣＥＬｎの各端子電圧は、それぞれ電圧入力ノードＮＣ０〜ＮＣｎに供給されている。スイッチ部１０のスイッチＳＡ０〜ＳＡｎ，ＳＢ０〜ＳＢｎは、制御器５０の制御に基づいて、電圧入力ノードＮＣ０〜ＮＣｎと検出入力ノードＮＡ，ＮＢとの接続をオン又はオフする。電圧検出部２０は、検出入力ノードＮＡ，ＮＢに入力される電圧の差に応じた電圧検出信号Ｓ２０を生成するように構成されている。アナログ／デジタル変換部３０は、電圧検出部２０から出力される電圧検出信号Ｓ２０を所定ビット長のデジタルデータに変換するように構成されている。検出データ処理部４０は、アナログ／デジタル変換部３０から出力されるデジタルデータＳ３０に基づいて各電池セルＣＥＬ１〜ＣＥＬｎの正確な電圧を示す電圧検出データＳ４０を生成するように構成されている。
【０００４】
制御器５０は、電圧検出部２０において各電池セルＣＥＬ１〜ＣＥＬｎの電圧が検出されるようにスイッチ部１０を制御する。具体的には、制御器５０は、各電池セルＣＥＬ１〜ＣＥＬｎのうち一の電池セルを順次選択し、選択した電池セルの正負の電極に接続された一対の電圧入力ノードと検出入力ノードＮＡ，ＮＢとを２通りのパターン（順接続、逆接続）で接続するように構成されている。なお、図６に示す電圧検出回路では、回路規模の小面積化を実現するために、アナログＤＣ電圧である複数のセル電圧が１つのアナログ／デジタル変換部３０に対する多重化処理によって連続データとしてデジタル化されている。このため、制御器５０は、スイッチ部１０において複数のセル電圧を巡回して制御するための信号を生成している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−６０４３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、ノイジーな使用環境下にバッテリが置かれる場合、当該バッテリを制御するデジタル回路部にパルス性のノイズが混入して予期せぬトラブルの発生が懸念されている。特に、高精度並びに高信頼性が要求される車載用リチウムイオンバッテリの場合、非常にノイジーな使用環境下に置かれるため、上記の課題が顕著となる。
【０００７】
また、車載用リチウムイオンバッテリの場合、異常発生時に不具合原因を特定することが要求されている。しかしながら、図６に示したような従来のシステム構成では、セル電圧の測定結果が規定値から外れるような場合には、測定誤差に起因した異常であるのか、あるいは制御系の不具合に起因した異常であるのかを判別することが困難という課題があった。
【０００８】
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、測定データが規定値から外れるような場合にその不具合原因の特定の容易化を図ることで信頼性を向上させたアナログ測定データ検出システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するために、本発明のある形態（ａｓｐｅｃｔ）に係るアナログ測定データ検出システムは、複数のアナログ測定データが入力されて当該複数のアナログ測定データをセレクタ信号に応じて多重化して出力するように構成されたセレクタと、前記セレクタの出力をアナログ／デジタル変換するように構成されたアナログ／デジタル変換器と、前記アナログ／デジタル変換器の出力を制御信号に応じて前記複数のアナログ測定データに対応した個々のデジタル測定データに多重分離して外部に出力するように構成されたデジタル処理器と、前記セレクタ信号と前記制御信号とを生成し、且つ自己の動作の異常を検出してその旨を示す異常検出信号を外部に出力するように構成された制御器と、を備え、前記制御器は、第１のカウンタと、前記第１のカウンタの出力に基づいて前記セレクタ信号と前記制御信号とを生成して出力する信号生成部と、第２のカウンタと、前記第１のカウンタの出力と前記第２のカウンタの出力との比較結果に応じて前記異常検出信号を出力する異常判定部と、を備えるものである。
【００１０】
この構成によれば、複数のアナログ測定データを多重化により連続したデジタル測定データに変換するとともに、連続したデジタル測定データを個々のデジタル測定データに多重分離して外部のシステムコントローラに向けて出力するように構成されたアナログ測定データ検出システムにおいて、システムコントローラは、制御器から異常検出信号を受け取ると制御器の動作の異常を判別することができる。従って、システムコントローラは、デジタル処理器から入力された複数のアナログ測定データに対応したデジタル測定データが規定値から外れるような場合であっても、制御器からの異常検出信号の有無により、測定誤差に起因した異常であるのか、それとも制御器の動作の異常に起因した異常であるのかを容易に判別することができる。このように、不具合原因の特定の容易化を図ることで、信頼性を向上させたアナログ測定データ検出システムを実現することができる。
【００１１】
前記アナログ測定データ検出システムにおいて、前記第２のカウンタは、前記第１のカウンタのレプリカである、としてもよい。
【００１２】
この構成によれば、制御器の動作の異常検出を簡易な構成で（小規模な回路追加で）実現できる。
【００１３】
前記アナログ測定データ検出システムにおいて、前記制御器は、前記第１のカウンタの出力と前記第２のカウンタの出力との比較結果に応じて前記信号生成部において生成された前記セレクタ信号をゲーティング処理するゲート部をさらに備える、としてもよい。
【００１４】
この構成によれば、第１のカウンタと第２のカウンタとが正常に同期動作しているという条件で、セレクタがセレクタ信号に応じて規定された巡回した動作を行うように制約される。このために、制御器の異常発生に伴うセレクタの誤動作を確実に防止することが可能となり、より信頼性の高いアナログ測定データ検出システムを実現することができる。
【００１５】
前記アナログ測定データ検出システムにおいて、前記第１のカウンタ及び前記第２のカウンタは、前記異常判定部から出力された前記異常検出信号に基づきリセット動作するように構成されている、としてもよい。
【００１６】
この構成によれば、セレクタ信号の異常発生が検出されたときにはカウンタ並びにカウンタレプリカがリセットされるので、システムのロバスト性が向上し、信頼性の高いアナログ測定データ検出システムを実現できる。
【００１７】
前記アナログ測定データ検出システムにおいて、前記信号生成部は、前記セレクタ信号と前記制御信号との間の遅延時間を調整するように構成されている、としてもよい。
【００１８】
この構成によれば、複数のアナログ測定データが多重化により連続したデジタル測定データに変換されてから個々のデジタル測定データに多重分離されるまでの間には、レイアウト上の配線遅延やアナログ／デジタル変換の際の遅延やデジタル処理の際のクロック遅延が発生するため、セレクタ信号と制御信号との間の遅延時間を調整することで、アナログ測定データ検出システムの動作を安定化することができる。
【００１９】
上記の課題を解決するために、本発明の他の形態（ａｓｐｅｃｔ）に係る電池電圧検出システムは、前記アナログ測定データ検出システムを搭載しており、前記複数のアナログ測定データは複数の電池セルを直列に接続して構成されたバッテリの当該電池セルの各端子電圧である。なお、前記電池セルはリチウムイオン電池であってもよいし、前記バッテリは車載に搭載されるバッテリであってもよい。
【００２０】
この構成によれば、測定データが規定値から外れるような場合にその不具合原因の特定の容易化を図ることで信頼性を向上させた電池電圧検出システムを提供することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、測定データが規定値から外れるような場合にその不具合原因の特定の容易化を図ることで信頼性を向上させたアナログ測定データ検出システム、特に電池電圧検出システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１は本発明の実施の形態１に係るアナログ測定データ検出システムの構成例を示す図である。
【図２】図２は図１に示すアナログ測定データ検出システムにおける一連の信号処理の流れを示すタイミングチャートである。
【図３】図３は本発明の実施の形態２に係るアナログ測定データ検出システムの構成例を示した図である。
【図４】図４は本発明の実施の形態３におけるカウンタ並びにカウンタレプリカの配置例を示した図である。
【図５】図５は本発明の実施の形態４における電池電圧検出システムの構成例を示した図である。
【図６】図６は従来の電池電圧検出システムの構成を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の好ましい実施の形態を、図面を参照しながら説明する。なお、以下では全ての図を通じて同一又は相当する要素には同一の参照符号を付して、その重複する説明を省略する。
（実施の形態１）
［構成例］
以下、本発明の実施の形態１について図１を用いて説明する。なお、図１は本発明の実施の形態１に係るアナログ測定データ検出システムの構成例を示す図である。
【００２４】
図１に示すアナログ測定データ検出システムは、複数のアナログ測定データを多重化（ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）により連続したデジタル測定データに変換するとともに、連続したデジタル測定データを個々のデジタル測定データに多重分離（ｄｅｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）して外部のシステムコントローラ２００に向けて出力するように構成されたシステムである。なお、図１に示すアナログ測定データ検出システムでは、４つのアナログ測定データの場合とするが、４つのアナログ測定データに限定されるものではない。
【００２５】
図１に示すアナログ測定データ検出システムは、セレクタ１０１と、アナログ／デジタル変換器１０２と、デジタル処理器１０３と、制御器１０４と、を備えている。
【００２６】
セレクタ１０１は、４つのアナログ測定データＡＳ１〜ＡＳ４が入力され、制御器１０４からのセレクタ信号Ｓ１によってこれらの４つのアナログ測定データＡＳ１〜ＡＳ４のうちの１つを選択して、その選択したデータをセレクタ出力信号ＳＥＬＯＵＴとしてアナログ／デジタル変換器１０２に向けて出力するように構成されている。なお、制御器１０４からのセレクタ信号Ｓ１に基づいて４つのアナログ測定データＡＳ１〜ＡＳ４が巡回的に選択されるため、セレクタ出力信号ＳＥＬＯＵＴは４つのアナログ測定データＡＳ１〜ＡＳ４の値が繰り返し連続するように構成されている。
【００２７】
アナログ／デジタル変換器１０２は、セレクタ１０１から入力されたセレクタ出力信号ＳＥＬＯＵＴをデジタル変換してデジタル出力信号ＡＤＣＯＵＴとして出力する。このデジタル測定データＡＤＣＯＵＴもセレクタ出力信号ＳＥＬＯＵＴと同様にアナログ測定データＡＳ１〜ＡＳ４のデジタル変換値が連続するように構成されている。アナログ／デジタル変換器１０２はデルタシグマ（ΔΣ）型や逐次比較型（ＳＡＲ）型など種類は問わない。なお、ΔΣ型の場合は、後段にデジタルフィルタが必要であるが、この場合はデジタル処理器１０３に含まれるものとする。
【００２８】
デジタル処理器１０３は、アナログ／デジタル変換器１０２から入力されたデジタル出力信号ＡＤＣＯＵＴに対して所望のデジタル信号処理を施しつつ、制御器１０４からの制御信号Ｓ２に応じてデジタル出力信号ＡＤＣＯＵＴを構成する連続したデジタルデータを４つのデジタル測定データＤＳ１〜ＤＳ４に多重分離するように構成されている。ここで、４つのデジタル測定データＤＳ１〜ＤＳ４はそれぞれ４つのアナログ測定データＡＳ１〜ＡＳ４と対応している。デジタル処理器１０３は、例えばＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）等で実現される。
【００２９】
つぎに、制御器１０４の内部構成を説明する。制御器１０４は、カウンタ１０５と、カウンタレプリカ１０６と、異常判定部１０７と、信号生成部１０８とを備えている。制御器１０４は、ＤＳＰや論理回路等で実現される。また、複数の制御器１０４が後述の制御を分散処理する形態であってもよい。あるいは、制御器１０４は、システムコントローラ２００と一体的に構成されてもよい。
【００３０】
信号生成部１０８は、カウンタ１０５の出力に基づいて、セレクタ１０１において巡回的にアナログ測定データＡＳ１〜ＡＳ４を選択するセレクタ信号Ｓ１と、デジタル処理器１０３においてデジタル信号ＡＤＣＯＵＴを４つのデジタル測定データＤＳ１〜ＤＳ４に分離させる制御信号Ｓ２とを生成するように構成されている。なお、カウンタ１０５のビット数は、巡回選択されアナログ入力対象数以上に設定することがのぞましい。この実施の形態では、２ビット（２＾２＝４）以上とする。
【００３１】
カウンタレプリカ１０６は、カウンタ１０５のレプリカ（複製）であり、カウンタ１０５の出力と同一内容及び同一タイミングの出力を生成するように構成される。
【００３２】
異常判定部１０７は、カウンタ１０５の出力とカウンタレプリカ１０６の出力とが一致又は不一致であるかをモニタリングしている。そして、異常判定部１０７は、カウンタ１０５の出力とカウンタレプリカ１０６の出力とが不一致であった場合には、制御器１０４に混入したノイズや制御器１０４の部品の故障等に起因して制御器１０４に異常が発生した旨を判定し、さらに、この旨をシステムコントローラ２００に通知するための異常検出信号Ｓ３を出力する。なお、カウンタ１０５の出力とカウンタレプリカ１０６の出力との一致又は不一致を検出する機能としては、ＥＸＯＲ（排他的論理和）回路を用いることで容易に実現可能である。なお、回路規模の増大になるが、複数のカウンタレプリカ１０６によって同様の処理を実現してもよい。
【００３３】
システムコントローラ２００は、制御器１０４から異常検出信号Ｓ３が入力されると、制御器１０４に異常があったと判定し、その後にシステム停止や再起動などの適切な処理を遂行するように構成されている。また、システムコントローラ２００は、デジタル処理器１０３から入力されたデジタル測定データＤＳ１〜ＤＳ４の値に異常があった場合には、制御器１０４からの異常検出信号Ｓ４の入力の有無によって、測定誤差に起因した異常であるのか、若しくは制御系の不具合に起因した異常であるのかを容易に且つ高速に判別できる。システムコントローラ２００は、例えばマイクロコントローラやＣＰＵ等によって実現される。
【００３４】
なお、本実施の形態では、異常検出信号Ｓ３は、制御器１０４の内部にフィードバックされ、カウンタ１０５とカウンタレプリカ１０６との両方のカウンタリセット信号としても用いられている。これにより、異常発生時には外部のシステムコントローラ２００へ制御器１０４の異常を通知するとともに、制御器１０４は自動的に異常状態から復帰することができる。
［動作例］
図１に示すアナログ測定データ検出システムの動作例を図２を用いて説明する。なお、図２は図１に示すアナログ測定データ検出システムにおける一連の信号処理の流れを示すタイミングチャートである。
【００３５】
４つのアナログ測定データＡＳ１〜ＡＳ４は、アナログＤＣ信号であるが、それらの図示化を容易にするために、デジタル測定データと同じ書式を用いて表されている。
【００３６】
カウンタ１０５のビット数は２ビットである場合とし、カウンタ１０５が４値（００，０１，１０，１１）を出力するものとして図示される。なお、図示されてはいないが、カウンタレプリカ１０６もカウンタ１０５と同様に４値（００，０１，１０，１１）を出力している。
【００３７】
信号生成部１０８では、カウンタ１０５から各値が出力される毎にそれらに応じたセレクタ信号Ｓ１が生成される。なお、セレクタ１０１は４つのスイッチで構成される場合、セレクタ信号Ｓ１のＨｉｇｈレベル／Ｌｏｗレベルがそれぞれスイッチのオン／オフと対応している。セレクタ１０１は、４つのアナログ測定データＡＳ１〜ＡＳ４のうちオンしたスイッチに入力されたアナログ測定データをセレクタ出力信号ＳＥＬＯＵＴとして出力する。例えば、カウンタ１０５が“００”を出力するとき、セレクタ信号Ｓ１はアナログ測定データＡＳ１に対応したスイッチをオンさせるための信号となり、セレクタ出力信号ＳＥＬＯＵＴは、そのオンしたスイッチに入力されたアナログ測定データＡＳ１となる。
【００３８】
セレクタ出力信号ＳＥＬＯＵＴはアナログ／デジタル変換器１０２でデジタル化されてデジタル出力信号ＡＤＣＯＵＴとして出力される。図２では、時系列の判別を容易にするために、デジタル出力信号ＡＤＣＯＵＴに含まれるデジタル測定データＤＳ１〜ＤＳ４それぞれにａ，ｂ，ｃの添え字が付されている。例えば、デジタル測定データＤＳ１ａ，ＤＳ１ｂ，ＤＳ１ｃは、時間軸上でその順に変換されたデジタル測定データＤＳ１のことを表している。なお、アナログ／デジタル変換器１０２の変換に伴う遅延を考慮に入れて、デジタル出力信号ＡＤＣＯＵＴはセレクタ出力信号ＳＥＬＯＵＴよりも少し遅れるようにされている。
【００３９】
デジタル出力信号ＡＤＣＯＵＴが制御器１０４からの制御信号Ｓ２に応じて個々のデジタル測定データＤＳ１〜ＤＳ４に多重分離されている。図２では、４つのアナログ測定データＡＳ１〜ＡＳ４のうち一つが選択され、それがデジタル出力信号ＡＤＣＯＵＴに変換され、さらに、それが個々のデジタル測定データＤＳ１〜ＤＳ４に分離されるまでの間には、レイアウト上の配線遅延やアナログ／デジタル変換に伴う遅延やデジタル処理時のクロック遅延が発生している。また、セレクタ信号Ｓ１と制御信号Ｓ２とが同じタイミングであるとすると、最終的に分離されて得られるデジタル測定データＤＳ１〜ＤＳ４が不安定になる。
【００４０】
このため、信号生成部１０８において、セレクタ信号Ｓ１と制御信号Ｓ２との間の遅延時間を調整する機能が設けられている。具体的には、信号生成部１０８は、セレクタ信号Ｓ１に対して制御信号Ｓ２を遅延時間Ｔａｄｊ分遅らせるように構成されている。なお、カウンタ１０５及びカウンタレプリカ１０６のビット数を大きくすることで、遅延時間Ｔａｄｊの調整解像度を上げることができる。
【００４１】
以上、本実施の形態１によれば、カウンタ１０５の出力とカウンタレプリカ１０６の出力との一致又は不一致をモニタリングすることで、カウンタ１０５の出力に基づき生成されたセレクタ１０１を巡回制御するためのセレクタ信号Ｓ１の正常／異常を判別できるので、デジタル測定データＤＳ１〜ＤＳ４が規定値から外れている場合にはその原因特定が容易となる。このため、車載デバイス等で要求される不具合原因の特定手法を確立することができる。さらに、セレクタ信号Ｓ１の異常発生を検出したときにはカウンタ１０５並びにカウンタレプリカ１０６をリセットするので、アナログ測定データ検出システムのロバスト性が向上することになる。
（実施の形態２）
以下では、本発明の実施の形態２について図３を用いて説明する。なお、図３は本発明の実施の形態２に係るアナログ測定データ検出システムの構成例を示した図である。
【００４２】
図３に示すアナログ測定データ検出システムの基本的な構成は、図１で説明した実施の形態１と同じではあるが、制御器１０４の構成が相違している。
【００４３】
図３に示す制御器１０４は、図１に示した制御器１０４の構成と比べて、信号生成部１０６から出力されたセレクタ１０１を巡回制御するセレクタ信号Ｓ１が入力されてそのセレクタ信号Ｓ１をゲーティング処理する（出力するか否かを決定する）ゲート部１０９と、ゲート部１０９のゲーティング処理信号をカウンタ１０５の出力とカウンタレプリカ１０６の出力とに基づいてゲート部１０９のゲーティング処理を制御するための信号を生成するＡＮＤゲート１１０とをさらに備えている。
【００４４】
つまり、図３に示す制御器１０４が図１に示す制御器１０４と相違する点は、カウンタ１０５の出力とカウンタレプリカ１０６の出力とが一致したときのみ制御器１０４からセレクタ１０１にセレクタ信号Ｓ１を出力するように構成されている点である。もし、カウンタ１０５の出力とカウンタレプリカ１０６の出力とが不一致となり、ＡＮＤゲート１１０の出力がＬｏｗレベルになった場合は、セレクタ１０１の内部スイッチは全てオフとなる。なお、ＡＮＤゲート１１０が用いられているが、同様の論理を実現する論理ゲートが用いられてもよい。
【００４５】
以上、本実施の形態２によれば、カウンタ１０５とカウンタレプリカ１０６とが正常に同期動作しているという条件で、セレクタ１０１がセレクタ信号Ｓ１に応じて規定された巡回した動作を行うように制約されることとなる。このために、実施の形態１と同様に制御器１０４の異常の判定と制御器１０４の異常状態からの復帰を実現することに加えて、制御器１０の異常発生に伴うセレクタ１０１の誤動作を確実に防止することが可能となり、より信頼性の高いアナログ測定データ検出システムを実現することができる。
（実施の形態３）
以下では、本発明の実施の形態３に係るアナログ測定データ検出システムにおけるカウンタ１０５並びにカウンタレプリカ１０６のレイアウト配置について図４を用いて説明する。図４は、制御器１０４のレイアウト領域におけるカウンタ１０５並びにカウンタレプリカ１０６の配置例を示した図である。
【００４６】
図４に示されるように、カウンタレプリカ１０６は、カウンタ１０５とはレイアウト的に離れた位置に配置されている。カウンタ１０５とカウンタレプリカ１０６が近くに配置された場合、同じノイズパルスで同じ誤作動をしたために異常を判定しない場合も想定されるからである。
【００４７】
また、図４に示されるように、電源ラインＶＤＤとグラウンドラインＶＳＳとがそれぞれ格子状に配設されており、カウンタ１０５とカウンタレプリカ１０６とが互いに異なる格子内に配置されることで、ノイズの影響を抑えることができる。
【００４８】
また、図４に示されるように、カウンタ１０５とカウンタレプリカ１０６とは、バイパスコンデンサ５０１を介して互いに接続された電源ラインＶＤＤ並びにグランドラインＶＳＳで囲まれるように配置されている。電源ラインＶＤＤとグランドラインＶＳＳとがバイパスコンデンサ５０１を介して互いに接続されているため、ノイズが抑制された静的な配線が形成されており、カウンタ１０５並びにカウンタレプリカがこの静的な配線で囲まれるように配置されることで、ノイズの影響を抑えることができる。
【００４９】
なお、カウンタレプリカ１０６のみが電源ラインＶＤＤとグラウンドラインＶＳＳとにより囲まれるように配置されてもよい。
【００５０】
また、カウンタ１０５は、実際にアナログ回路への出力端子近くに配置されることが多いため、アナログ配線からのノイズが混入されやすい。そのため、カウンタレプリカ１０６は、アナログ配線やクロック生成部などのノイズ発生源から離して配置されることが望ましい。
【００５１】
以上、本実施の形態３によれば、カウンタ１０５並びにカウンタレプリカ１０６の配置に工夫を施すことにより、さらに信頼性の高いアナログ測定データ検出システムを実現できる。
（実施の形態４）
以下では、上記の実施の形態それぞれに係るアナログ測定データ検出システムの応用例としての電池電圧検出システムを図５を用いて説明する。図５は本発明の実施の形態４に係る電池電圧検出システムの構成例を示した図である。なお、図５に示す電池電圧検出システムは図１に示すアナログ測定データ検出システムを適用したものであるが、図４に示すアナログ測定データ検出システムを適用してもよい。
【００５２】
図５に示す電池電圧検出システムは、車載用リチウムイオンバッテリ１００を構成する直列に接続されたｎ個の電池セルＣＥＬ１〜ＣＥＬｎそれぞれの両端電圧（セル電圧）を検出対象としている。なお、直列に接続された電池セルＣＥＬ１〜ＣＥＬｎの各端子電圧は、それぞれ電圧入力ノードＮＣ０〜ＮＣｎに供給されている。セレクタ１０１のスイッチＳＡ０〜ＳＡｎ，ＳＢ０〜ＳＢｎは、制御器１０４から供給されるセレクタ信号に基づいて、電圧入力ノードＮＣ０〜ＮＣｎと検出入力ノードＮＡ，ＮＢとの接続をオン又はオフする。電圧検出部１０９は、検出入力ノードＮＡ，ＮＢに入力される電圧の差に応じたレベルを有し且つアナログ／デジタル変換部１０２の入力範囲内のレベルを有した電圧検出信号を生成して、その電圧検出信号をアナログ／デジタル変換部１０２に入力させるように構成されている。
アナログ／デジタル変換部１０２は、電圧検出部１０９から出力される電圧検出信号を所定ビット長のデジタルデータに変換するように構成されている。デジタル処理器１０３は、アナログ／デジタル変換部１０２から出力されるデジタルデータに基づいて各電池セルＣＥＬ１〜ＣＥＬｎそれぞれの電圧検出データＤＳ１〜ＤＳｎ（デジタル測定データ）を生成するように構成されている。
【００５３】
制御器１０４は、電圧検出部１０９において各電池セルＣＥＬ１〜ＣＥＬｎの端子電圧が検出されるようにセレクタ１０１を制御している。具体的には、制御器１０４は、各電池セルＣＥＬ１〜ＣＥＬｎのうち一の電池セルを順次選択し、選択した電池セルの正負の電極に接続された一対の電圧入力ノードと検出入力ノードＮＡ，ＮＢとを２通りのパターンで接続するように構成されている。例えば、制御部１０４は、電圧入力ノードＮＣｋ，ＮＣｋ−１（ｋ＝１〜ｎ）を選択する場合、電圧入力ノードＮＣｋと検出入力ノードＮＡを接続し、電圧入力ノードＮＣｋ−１と検出入力ノードＮＢを接続するパターンと、電圧入力ノードＮＣｋと検出入力ノードＮＢを接続し、電圧入力ノードＮＣｋ−１と検出入力ノードＮＡを接続するパターンと、の２通りの接続を行うような制御を実行する。
【００５４】
このように、電池セルＣＥＬ１〜ＣＥＬｎそれぞれのセル電圧（アナログ測定データ）は１つのアナログ／デジタル変換器１０２を介して多重化により連続したデジタル測定データＤＳ１〜ＤＳｎに変換されるとともに、連続したデジタル測定データを電池セルＣＥＬ１〜ＣＥＬｎそれぞれのセル電圧に応じた個々のデジタル測定データＤＳ１〜ＤＳｎに多重分離されて外部のシステムコントローラ（図示せず）に向けて出力される。このとき、制御器１０４の異常判定部１０７において、カウンタ１０５の出力とカウンタレプリカ１０６の出力とが一致又は不一致であるのかが検出され、制御器１０４に異常が発生したか否かを特定することができる。
【００５５】
従って、特に車載用リチウムイオンバッテリのセル電圧の管理の面で高い信頼性を確保できると共に、システムのロバスト性の向上並びに測定データが規定値から外れる場合の不具合原因の特定の容易化を図ることができる。また、カウンタレプリカを使用する他に大きな変更を加えることなくシステムを構成することが可能となり、デジタル回路内部の変更のみで完結できるため、半導体プロセスの微細化によるメリットが大きい。なお、多重化及び多重分離の技術はシステム合理化のために今後も多用されることが予想されるので、車載用リチウムイオンバッテリのセル電圧の管理だけでなく、汎用的なバッテリのセル電圧の管理にも利用が見込まれる。
【００５６】
上記説明から、当業者にとっては、本発明の多くの改良や他の実施形態が明らかである。従って、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明を実行する最良の態様を当業者に教示する目的で提供されたものである。本発明の精神を逸脱することなく、その構造及び／又は機能の詳細を実質的に変更できる。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明は、複数のアナログ測定データの管理、特に車載用リチウムイオンバッテリを構成する複数のリチウムイオン電池それぞれの電圧の管理にとって有用である。
【符号の説明】
【００５８】
１００・・・バッテリ
１０１・・・セレクタ
１０２・・・アナログ／デジタル変換器
１０３・・・デジタル処理器
１０４・・・制御器
１０５・・・カウンタ
１０６・・・カウンタレプリカ
１０７・・・異常判定部
１０８・・・信号生成部
１０９・・・電圧検出部
ＡＳ１〜ＡＳ４・・・アナログ測定データ
ＳＥＬＯＵＴ・・・セレクタ出力信号
ＡＤＣＯＵＴ・・・デジタル出力信号
ＤＳ１〜ＤＳ４・・・デジタル測定データ
Ｔａｄｊ・・・遅延時間
【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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