(57)【要約】【課題】複数のキャパシタ間の充電電圧の偏りを抑制できる電圧監視装置を提供する。【解決手段】電圧監視装置は、複数のキャパシタＣ１，Ｃ２の直接接続体と、単位電池Ｖ１〜Ｖ９の両側の電極端子Ｔ１〜Ｔ１０のうち、複数のキャパシタ同士の間の接続端の数だけ間隔のあいた電極端子に、キャパシタの一対の独立端を接続するスイッチＳＷ１等と、スイッチＳＷ１等が接続された電極端子以外の電極端子に接続端を接続するスイッチＳＷ２等と、キャパシタの各々に設けた電圧検出回路２４Ａ，２４Ｂと、キャパシタの直列接続体の両端に設けた第２電圧検出回路２４Ｃと、キャパシタを個別に充電する第１処理と一括充電する第２処理とを選択実施するマイコン２５と、を備えており、マイコンは、第２処理に際して、隣合うキャパシタの充電電圧が逆極性の場合に、第２処理の実施前に、複数のキャパシタの充電電圧を同極性にする。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のキャパシタ（Ｃ１，Ｃ２）の直接接続体を有するキャパシタ回路（２２）と、
組電池（１）を構成する複数の単位電池（Ｖ１〜Ｖ９）の両側の電極端子（Ｔ１〜Ｔ１０）のうち、前記キャパシタ回路のキャパシタ同士の間の接続端（Ｎ２）の数だけ間隔のあいた前記電極端子に、前記キャパシタ回路における一対の独立端（Ｎ１，Ｎ３）を接続する複数の第１スイッチ（ＳＷ１，ＳＷ３，ＳＷ５，ＳＷ７，ＳＷ９）と、
前記第１スイッチが接続された前記電極端子以外の電極端子に前記接続端を接続する複数の第２スイッチ（ＳＷ２，ＳＷ８，ＳＷ１０）と、
前記複数のキャパシタの各々に設けられた第１電圧検出手段（２４Ａ，２４Ｂ）と、
前記複数のキャパシタの直列接続体の両端に設けられた第２電圧検出手段（２４Ｃ）と、
前記第１スイッチ及び前記第２スイッチを導通して前記複数のキャパシタの各々を個別に充電する第１処理と、前記第１スイッチを導通し前記第２スイッチを遮断して前記複数のキャパシタを一括で充電する第２処理と、を選択的に実施する充電制御手段（２５）と、
を備え、前記各電圧検出手段の検出結果に基づいて前記単位電池の電圧を監視する電圧監視装置であって、
前記第２処理を実施する際に、隣り合う前記キャパシタの充電電圧が互いに逆極性となる場合には、前記第２処理の実施前に、前記複数のキャパシタの充電電圧を互いに同極性になる状態にする極性入れ替え処理を実施する極性入れ替え手段（２５）と、
を備えることを特徴とする電圧監視装置。
【請求項２】
前記極性入れ替え手段は、前記極性入れ替え処理として前記第１処理を実施する請求項１に記載の電圧監視装置。
【請求項３】
前記各電圧検出手段の検出結果に基づいて、前記複数の単位電池の電圧である電池電圧を算出する電池電圧算出と、同一のキャパシタに対する充電後の極性に基づいて、前記組電池から前記キャパシタ回路までの電気経路における断線の有無を判定する断線判定とを実施するものであって、
前記充電制御手段は、前記電池電圧算出のための前記キャパシタの充電処理として前記第１処理を実施し、前記断線判定のための前記キャパシタの充電処理として前記第１処理を実施し、
前記極性入れ替え手段は、前記極性入れ替え処理として、前記電池電圧算出のための前記第１処理、又は前記断線判定のための前記第１処理のいずれかを実施する請求項２に記載の電圧監視装置。
【請求項４】
前記極性入れ替え手段は、前記電池電圧算出が未実施の単位電池、又は前記断線判定が未実施の電気経路がある場合に、それら未実施の処理のための前記第１処理を前記極性入れ替え処理として実施する請求項３に記載の電圧監視装置。
【請求項５】
前記第１電圧検出手段で検出した各キャパシタの充電電圧の加算値と、前記第２電圧検出手段で検出した前記キャパシタ回路の総電圧とが一致しているか否かに基づき、各電圧検出手段の異常の有無を判定する検出系異常判定を実施するものであって、
前記充電制御手段は、前記検出系異常判定のための前記キャパシタの充電処理として前記第１処理を実施し、
前記極性入れ替え手段は、前記極性入れ替え処理として、前記検出系異常判定のための前記第１処理を実施する請求項２乃至４のいずれか１項に記載の電圧監視装置。
【請求項６】
前記極性入れ替え手段は、前記検出系異常判定が未実施の場合に、当該処理のための前記第１処理を前記極性入れ替え処理として実施する請求項５に記載の電圧監視装置。
【請求項７】
前記隣り合うキャパシタの充電電圧が同極性となる場合には、当該隣り合うキャパシタに対しては前記極性入れ替え手段による前記極性入れ替え処理を実施しない請求項１乃至６のいずれか１項に記載の電圧監視装置。
【請求項８】
前記各電圧検出手段の検出結果に基づいて、前記複数のキャパシタのうち隣り合うキャパシタの充電電圧が互いに逆極性であるか否かを判定する電圧極性判定手段（２５）を備える請求項１乃至７のいずれか１項に記載の電圧監視装置。
【請求項９】
前記複数の第２スイッチの数は、前記複数の単位電池の電極端子のうち、前記第１スイッチが接続された電極端子以外の電極端子の数よりも少ない請求項１乃至８のいずれか１項に記載の電圧監視装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の単位電池を直列接続して構成される組電池に適用される電圧監視装置に関し、特に複数のキャパシタを用いて組電池の電圧を監視するフライングキャパシタ方式の電圧監視装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
組電池を構成する複数の単位電池の電圧を、キャパシタを利用して監視するフライングキャパシタ方式の電圧監視装置が知られている。フライングキャパシタ方式では、キャパシタに接続した電圧検出回路によって、キャパシタの充電電圧から個々の単位電池の電圧を検出したり、単位電池とキャパシタとを接続する各系統の断線の有無などを検出したりしている。
【０００３】
また、フライングキャパシタ方式の電圧監視装置として、２つのキャパシタを用いて２系統の単位電池の電圧を個別に検出できるダブルフライングキャパシタ方式の電圧監視装置が提案されている。ダブルフライングキャパシタ方式では、２つのキャパシタに個別に設けた第１電圧検出回路によって、２つのキャパシタの充電電圧のそれぞれが個別に検出されている。
【０００４】
また特許文献１では、ダブルフライングキャパシタ方式の電圧監視装置において、第１電圧検出回路に加えて、２つのキャパシタに共通の第２電圧検出回路を設けたものが開示されている。この場合、第１電圧検出回路で、２つのキャパシタの充電電圧を個別に検出できるだけでなく、第２電圧検出回路によって、２つのキャパシタの充電電圧の総電圧を検出することができるため、単位電池の両端とキャパシタとを接続するスイッチ（検出ライン）の個数を削減でき、電圧監視装置の構成を簡略化できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１４−７７６５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に示される構成では、複数のキャパシタの各々を個別に充電する第１処理と、複数のキャパシタの直列接続体を充電する第２処理との両方が実施されることになる。ただし、第１処理の実施に伴って複数のキャパシタの充電電圧が逆極性となり、その状態で第２処理が実施される可能性がある。この場合、複数のキャパシタの充電電圧に偏りが生じてしまう可能性があった。
【０００７】
複数のキャパシタ間に充電電圧の偏りが生じた場合、複数のキャパシタのうちの一部のキャパシタの充電電圧が単位電池の電圧よりも高くなることが生じうる。このような状況下では、キャパシタの耐圧を単位電圧の電圧以上に高めておく必要が生じ、装置が大型化する等の不都合が生じるおそれがあった。
【０００８】
本発明は、複数のキャパシタの直列接続体に共通する電圧検出回路を設けた構成において、複数のキャパシタ間に充電電圧の偏りが発生することを抑制できる電圧監視装置を提供することを主たる目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、複数のキャパシタ（Ｃ１，Ｃ２）の直接接続体を有するキャパシタ回路（２２）と、組電池（１）を構成する複数の単位電池（Ｖ１〜Ｖ９）の両側の電極端子（Ｔ１〜Ｔ１０）のうち、前記キャパシタ回路のキャパシタ同士の間の接続端（Ｎ２）の数だけ間隔のあいた前記電極端子に、前記キャパシタ回路における一対の独立端（Ｎ１，Ｎ３）を接続する複数の第１スイッチ（ＳＷ１，ＳＷ３，ＳＷ５，ＳＷ７，ＳＷ９）と、前記第１スイッチが接続された前記電極端子以外の電極端子に前記接続端を接続する複数の第２スイッチ（ＳＷ２，ＳＷ８，ＳＷ１０）と、前記複数のキャパシタの各々に設けられた第１電圧検出手段（２４Ａ，２４Ｂ）と、前記複数のキャパシタの直列接続体の両端に設けられた第２電圧検出手段（２４Ｃ）と、前記第１スイッチ及び前記第２スイッチを導通して前記複数のキャパシタの各々を個別に充電する第１処理と、前記第１スイッチを導通し前記第２スイッチを遮断して前記複数のキャパシタを一括で充電する第２処理と、を選択的に実施する充電制御手段（２５）と、を備え、前記各電圧検出手段の検出結果に基づいて前記単位電池の電圧を監視する電圧監視装置であって、前記第２処理を実施する際に、隣り合う前記キャパシタの充電電圧が互いに逆極性となる場合には、前記第２処理の実施前に、前記複数のキャパシタの充電電圧を互いに同極性になる状態にする極性入れ替え処理を実施する極性入れ替え手段（２５）と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
上記発明では、第２処理（一括充電）を実施する際に、複数のキャパシタの充電電圧が互いに逆極性になっている場合には、第２処理の実施前に、極性入れ替え処理を実施して複数のキャパシタの充電電圧が互いに同極性になる状態にするようにした。これにより、複数のキャパシタが同極性になる状態で、第２処理を実施することができ、キャパシタの充電電圧に偏りが生じることに伴う不都合の発生を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】電圧監視装置を含む監視システムの概略構成図。
【図２】電圧監視装置の処理手順のフローチャート。
【図３】電圧監視装置の第１実施形態の処理手順の説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態では、組電池１を構成する車載高圧バッテリを監視する監視システムに本発明の電圧監視装置２を適用している。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。
【００１３】
（第１実施形態）
図１に示すように、本実施形態の監視システムは、組電池１と、フライングキャパシタ方式の電圧監視装置２とを備えている。
【００１４】
組電池１は、インバータ等を介して車両走行用の電動機（走行用モータ）に電力を供給するものであり、ｎ個の単位電池の直列接続体として構成されている。図１では、組電池１が９個の単位電池Ｖ１〜Ｖ９の直列接続体として構成された例を示している。なお、各単位電池Ｖ１〜Ｖ９は、充放電の最小単位である電池セル、またはその電池セルの直列接続体であり、電池セルは、例えば充放電可能なリチウムイオン電池や鉛蓄電池などが用いられる。
【００１５】
電圧監視装置２は、各単位電池Ｖ１〜Ｖ９の両電極間にある複数個の電極端子Ｔ１〜Ｔ１０のうち、電極端子Ｔ４，Ｔ６を除く電極端子Ｔｍ（ｍ：１〜３，５，７〜１０）に設けられた検出ラインＬｍ（ｍ：１〜３，５，７〜１０）を介して組電池１に接続されている。
【００１６】
電圧監視装置２は、抵抗回路２０、経路切替スイッチ部２１、キャパシタ回路２２、サンプリングスイッチ部２３、電圧検出部２４、マイクロコンピュータ（以下、マイコン２５と記す）を備えている。
【００１７】
抵抗回路２０は、各単位電池Ｖ１〜Ｖ９と経路切替スイッチ部２１との間において、各検出ラインＬｍ上に個別に設けた複数の電流制限抵抗Ｒを備えており、これらの電流制限抵抗Ｒによって、組電池１（高圧側）から電圧監視装置２（低圧側）が保護されている。
【００１８】
経路切替スイッチ部２１は、各検出ラインＬｍに個別に設けられた複数個のスイッチＳＷｍ（ｍ：１〜３，５，７〜１０）を備えており、スイッチＳＷｍによって、隣接する各単位電池Ｖ１〜Ｖ９間とキャパシタ回路２２との接続状態を切り替える。
【００１９】
キャパシタ回路２２は、直列接続された複数のキャパシタＣ１，Ｃ２を有している。なおキャパシタＣ１，Ｃ２の直列接続体の端部には接続端子として独立端Ｎ１，Ｎ３が設けられている。また、キャパシタＣ１，Ｃ２同士の間には接続端子として接続端Ｎ２が設けられている。これらの接続端子は、経路切替スイッチ部２１の各スイッチＳＷｍのうちのいずれかが接続される。
【００２０】
詳しくは、独立端Ｎ１には、スイッチＳＷｍのうち、第［４ｎ−１］番目（ｎは正の整数）のスイッチＳＷ３，ＳＷ７が接続される。独立端Ｎ３には、スイッチＳＷｍのうち、第［４ｎ−３］番目のスイッチＳＷ１，ＳＷ５，ＳＷ９が接続される。接続端Ｎ２には、スイッチＳＷｍのうち、第［２ｎ］番目のスイッチＳＷ２，ＳＷ８，ＳＷ１０が接続される。なお、本実施形態では、第［２ｎ］番目のスイッチのうち、電極端子Ｔ４，Ｔ６に接続されるスイッチが省略されており、構成の簡略化が図られている。
【００２１】
なお、独立端Ｎ１，Ｎ３に接続された第［４ｎ−１］番目及び第［４ｎ−３］番目の各スイッチが、第１スイッチに相当し、接続端Ｎ２に接続された第［２ｎ］番目の各スイッチが、第２スイッチに相当している。
【００２２】
サンプリングスイッチ部２３は、キャパシタ回路２２の独立端Ｎ１，Ｎ３及び接続端Ｎ２の各々に接続された複数個のスイッチＳＷＡ〜ＳＷＣを備えている。詳しくは、スイッチＳＷＡは独立端Ｎ１、スイッチＳＷＢは接続端Ｎ２、スイッチＳＷＣは独立端Ｎ３にそれぞれ接続されている。これらのスイッチＳＷＡ〜ＳＷＣの導通及び遮断の切り替えによって、キャパシタ回路２２と電圧検出部２４との接続及び非接続が切り替えられる。
【００２３】
電圧検出部２４は、各キャパシタＣ１，Ｃ２の電圧を検出する複数の電圧検出回路２４Ａ〜２４Ｃを有している。電圧検出回路２４Ａは、スイッチＳＷＡ及びスイッチＳＷＢに接続されておりキャパシタＣ１の電圧を検出する。電圧検出回路２４Ｂは、スイッチＳＷＢ及びスイッチＳＷＣに接続されておりキャパシタＣ２の電圧を検出する。電圧検出回路２４ＣはスイッチＳＷＡ及びスイッチＳＷＣに接続されておりキャパシタＣ１及びＣ２の総電圧を検出する。
【００２４】
なお電圧検出回路２４Ａ及び２４Ｂが、複数のキャパシタＣ１，Ｃ２の各々に接続された第１電圧検出手段に相当し、電圧検出回路２４Ｃが、複数のキャパシタＣ１，Ｃ２の直列接続体の両端に接続された第２電圧検出手段に相当している。
【００２５】
各電圧検出回路２４Ａ〜２４Ｃは、図示しない差動増幅器とＡＤ変換器を備えており、充電電圧の検出信号をＡＤ変換してマイコン２５に出力する。電圧検出回路２４Ａ，２４Ｂは、各キャパシタＣ１，Ｃ２の充電電圧を所定の増幅率（第１増幅率）で増幅して出力する。一方、電圧検出回路２４Ｃは、各キャパシタＣ１、Ｃ２の充電電圧を、第１増幅率とは異なる第２増幅率で増幅して出力する。
【００２６】
マイコン２５は、ＣＰＵ、メモリ等からなるマイクロコンピュータであって、経路切替スイッチ部２１及びサンプリングスイッチ部２３の導通及び遮断を切り替えることで、組電池１と電圧検出部２４とを電気的に絶縁した状態で、キャパシタ回路２２を充電する充電処理を実施したり、キャパシタＣ１，Ｃ２の充電電圧から各単位電池Ｖ１〜Ｖ９の電圧（電池電圧）を算出する電池電圧算出処理を実施したりする。
【００２７】
詳しくは、各キャパシタＣ１，Ｃ２の充電処理に際して、サンプリングスイッチ部２３の各スイッチＳＷＡ〜ＳＷＣを遮断して、組電池１と電圧検出部２４とを電気的に絶縁する。そしてこの状態で、経路切替スイッチ部２１の第１スイッチ及び第２スイッチのうち少なくとも２つのスイッチを導通して、少なくとも一つの単位電池Ｖ１〜Ｖ９と、少なくとも一つのキャパシタＣ１，Ｃ２とを接続する。
【００２８】
すなわち、複数のスイッチＳＷｍのうち、第［４ｎ−１］番目及び第［２ｎ］番目のスイッチを導通して、単位電池とキャパシタＣ１とを接続する。第［４ｎ−３］番目及び第［２ｎ］番目のスイッチを導通にして、単位電池とキャパシタＣ２とを接続する。また、第［４ｎ−１］番目及び第［４ｎ−３］番目のスイッチを導通して、それらのスイッチ間の２つの単位電池とキャパシタＣ１及びＣ２とを接続する。
【００２９】
本実施形態では、このようなスイッチＳＷｍの導通及び遮断の切り替えによって、各キャパシタＣ１，Ｃ２を単位電池により個別に充電する第１処理と、各キャパシタＣ１，Ｃ２を複数の単位電池により一括で充電する第２処理とを実施する。
【００３０】
詳しくは、第１処理では、第［２ｎ］番目のスイッチと、当該第［２ｎ］番目のスイッチを挟んで両側となる第［４ｎ−１］番目及び第［４ｎ−３］番目のスイッチの一方又は両方とを導通することで、複数の単位電池Ｖ１，Ｖ２，Ｖ７〜Ｖ９のうちのいずれかとキャパシタＣ１とに独立端Ｎ１及び接続端Ｎ２を介して電流が流れる閉回路と、複数の単位電池Ｖ１，Ｖ２，Ｖ７〜Ｖ９のうちいずれかとキャパシタＣ２とに独立端Ｎ３及び接続端Ｎ２を介して充電電流が流れる閉回路との一方又は両方を形成する。これにより第１処理では、各単位電池によってキャパシタＣ１，Ｃ２が個別に充電される。
【００３１】
なお、第［２ｎ］番目のスイッチを挟んで両側の第［４ｎ−１］番目及び第［４ｎ−３］番目のスイッチの両方を導通して第１処理を実施する場合には、各閉回路に流れる電流は同方向となるため、キャパシタＣ１，Ｃ２は互いに連続して同じ極性、すなわち同極性となるように充電される。
【００３２】
第１処理によるキャパシタ回路２２の充電完了後は、経路切替スイッチ部２１を遮断して組電池１とキャパシタ回路２２とを電気的に遮断する。そしてこの状態で、サンプリングスイッチ部２３のうち、充電が実施されたキャパシタＣ１，Ｃ２に接続されたスイッチＳＷＡ〜ＳＷＣのいずれかを導通して、電圧検出部２４とキャパシタ回路２２とを接続する。そして、充電が実施されたキャパシタＣ１，Ｃ２に対応する電圧検出回路２４Ａ，２４Ｂ（又は電圧検出回路２４Ｃ）の検出信号がマイコン２５に出力される。
【００３３】
また、第２処理では、一組の単位電池Ｖ３及びＶ４，単位電池Ｖ５及びＶ６の電圧を一括で充電する。詳しくは、第２処理では、第［４ｎ−１］番目及び第［４ｎ−３］番目のスイッチをオンにして、独立端Ｎ１，Ｎ３を介してキャパシタＣ１及びＣ２に電流が流れる閉回路を形成して、キャパシタＣ１，Ｃ２を一括で充電する。なお第２処理で充電が行われる際、接続端Ｎ２が開放状態となるので、接続端Ｎ２を介しての各キャパシタＣ１，Ｃ間での電荷の移動は生じないこととなる。充電完了後は、第１処理と同様に、経路切替スイッチ部２１を遮断し、サンプリングスイッチ部２３を導通した状態で、電圧検出回路２４Ｃの検出信号がマイコン２５に出力される。
【００３４】
本実施形態では、マイコン２５は、各単位電池Ｖ１〜Ｖ９の電圧（電池電圧）を算出する電池電圧算出処理と、組電池１からキャパシタ回路２２までの電気経路における断線の有無を判定する断線判定処理と、電圧検出系の異常の有無を判定する検出系異常判定処理とを実施する。これら各処理は、上述した第１処理及び第２処理のいずれかによりキャパシタＣ１，Ｃ２の充電が行われた状態で、各電圧検出回路２４Ａ〜２４Ｃの検出結果に基づいて実施される。
【００３５】
電池電圧算出処理では、第１処理及び第２処理のいずれかを選択的に実施することでキャパシタＣ１，Ｃ２を充電する。この場合、第１処理により１又は２のキャパシタＣ１，Ｃ２が個別に充電された状態では、電圧検出回路２４Ａ及び２４Ｂの一方又は両方の検出結果により、キャパシタ充電に用いた単位電池Ｖ１，Ｖ２，Ｖ７〜Ｖ９のいずれかの電池電圧を算出する。また、第２処理により２つのキャパシタＣ１，Ｃ２が一括で充電された状態では、電圧検出回路２４Ｃの検出結果により、キャパシタ充電に用いた単位電池Ｖ３及びＶ４、Ｖ５及びＶ６のいずれかの電池電圧を算出する。
【００３６】
断線判定処理では、充電前のキャパシタの極性に対して、充電後のキャパシタの極性が逆極性となるように充電を実施する。そして充電後のキャパシタ充電電圧の極性に基づいて、断線判定の対象となる電気経路の断線の有無を判定する。この場合、充電前のキャパシタの充電電圧の極性に対して、充電後のキャパシタの充電電圧が正しく極性反転していれば、断線が生じていないと判定する。一方、極性反転していなければ、断線が生じていると判定する。なお、断線判定処理における充電は、第１処理又は第２処理により実施される。
【００３７】
検出系異常判定処理は、第１処理及び第２処理のいずれかにより両方のキャパシタＣ１，Ｃ２を充電した状態で実施される。この場合、電圧検出回路２４Ａ及び２４Ｂで検出した各キャパシタＣ１，Ｃ２の充電電圧の加算値と、電圧検出回路２４Ｃで検出した両キャパシタＣ１，Ｃ２の充電電圧（総電圧）の検出値とを比較し、それらが合致するか否かに基づいて検出系異常の有無を判定する。すなわち、各電圧検出回路２４Ａ，２４Ｂの充電電圧の加算値と電圧検出回路２４Ｃの充電電圧の検出値とが一致する場合には、電圧検出部２４で異常が生じていないと判定し、不一致の場合には、電圧検出部２４で異常が生じていると判定する。
【００３８】
マイコン２５は、これらの電池電圧算出処理、断線判定処理、検出系異常判定処理の各処理を、予め設定されメモリに記憶された順序に従って実行する。例えば、一連の処理におけるスイッチング動作の実施回数が少なくなるように各処理の順序が定められており、マイコン２５は、その順序に従って上記各処理を実施する。この場合、電池電圧算出処理による電池電圧の算出は、算出対象となる各単位電池について複数回で実施され、断線判定処理による断線判定は、判定対象となる各電気経路について複数回で実施されるようになっており、各キャパシタＣ１，Ｃ２における充電電圧の検出の効率を考えて、複数の電池電圧算出処理の間に、断線判定処理が適宜実施されるようになっている。
【００３９】
ところで、本実施形態のように隣り合うキャパシタＣ１，Ｃ２に共通の電圧検出回路２４Ｃを設けた構成の場合、接続端Ｎ２に接続される第［２ｎ］番目のスイッチの一部を省略できる。しかしこのような構成の場合、第２処理が実施される際のキャパシタ回路２２の充電状態によっては、第２処理の実施によって、キャパシタＣ１，Ｃ２の充電電圧（電荷）に偏りが生じる可能性があることが分かった。
【００４０】
図１を用いて説明すると、例えば電池電圧算出のための充電処理（第１処理）として、スイッチＳＷ７〜ＳＷ９を導通して単位電池Ｖ７でキャパシタＣ１、単位電池Ｖ８でキャパシタＣ２を充電すると、各キャパシタＣ１，Ｃ２の充電電圧は同じ極性（同極性）となる。そして、その状態で電圧検出を行った後に、断線判定処理を実施する場合には、スイッチＳＷ９，ＳＷ１０を導通することで、キャパシタＣ１の充電電圧の極性に対して単位電池Ｖ９を逆極性に接続する。つまり、この状態で断線判定のための充電処理（第１処理）を実施する。
【００４１】
この際、キャパシタＣ１の充電電圧の極性は、単位電池Ｖ９の充電経路に断線が生じていなければ反転する。その結果、各キャパシタＣ１，Ｃ２の充電電圧の極性は互いに反対（逆極性）となる。図１の例では、キャパシタＣ１の独立端Ｎ１が負極性（−）、接続端Ｎ２が正極性（＋）となり、キャパシタＣ２の独立端Ｎ３が負極性（−）、接続端Ｎ２が正極性（＋）となる。
【００４２】
そしてこのように、隣り合うキャパシタの充電電圧が逆極性の状態で、第２処理が実施されると、キャパシタＣ１，Ｃ２の充電電圧に偏りが生じてしまう。すなわち、図１において、スイッチＳＷ３，ＳＷ５を導通して、単位電池Ｖ３，Ｖ４を用いて第２処理を実施すると、単位電池Ｖ３，Ｖ４の電圧と充電電圧の極性が同じキャパシタＣ１については充電電圧が上昇する（単位電池の２倍の電圧に上昇する）のに対し、単位電池Ｖ３，Ｖ４の電圧と充電電圧の極性が異なるキャパシタＣ２については充電電圧が減少する（例えばゼロとなる）。
【００４３】
すなわち、キャパシタＣ１，Ｃ２の充電電圧が逆極性の状態で第２処理が実施される状況下では、各キャパシタＣ１，Ｃ２の充電電圧が単位電池の耐圧以上に上昇する可能性があることから、各キャパシタＣ１，Ｃ２の耐圧を単位電池の電圧以上に高めておく必要が生じる。そのため装置が大型化しコストアップが生じる等の不都合が生じてしまう。
【００４４】
そこで、本実施形態では第２処理を実施する際に、電圧検出部２４によるキャパシタ回路２２の充電電圧の検出結果に基づいて、キャパシタＣ１，Ｃ２の充電電圧が互いに逆極性であるか否かを判定する。そして、キャパシタＣ１，Ｃ２の充電電圧が互いに逆極性であると判定した場合には、第２処理の実施前に、電圧極性入れ替え処理を実施する。電圧極性入れ替え処理では、第[２ｎ]番目（ｎ：１，４，５）、のいずれかを導通させた状態で、キャパシタＣ１，Ｃ２のうち、少なくとも一方のキャパシタＣ１，Ｃ２を充電する処理を実施する。
【００４５】
本実施形態では、電極入れ替え処理として第１処理（個別充電）を実施する。すなわち、電池電圧算出処理、断線判定処理、検出系異常判定処理を実施する際にキャパシタ充電処理として第１処理が実施されることを利用して、電極入れ替え処理として、電池電圧算出処理、断線判定処理、検出系異常判定処理のいずれかを実施するための第１処理（個別充電）を実施する。この際、マイコン２５は、電池電圧算出処理が未実施の単位電池、もしくは断線判定処理が未実施の電気経路がある場合、又は検出系異常判定処理が未実施の場合に、それら未実施の処理（当該処理に関する第１処理）を電極入れ替え処理として実施する。この場合、マイコン２５は各処理の順番を入れ替えるだけで、新たな処理手順を追加することなく、キャパシタＣ１，Ｃ２の充電電圧を同極性にすることができる。本実施形態では、電極入れ替え処理として検出系異常判定処理を実施する例を説明する。
【００４６】
図２に、本実施形態における各処理の処理手順のフローチャートを示す。なお図２の処理は、電圧監視装置２による組電池１の電圧監視が実施される際にマイコン２５が繰り返し実施する。
【００４７】
まずステップＳ１０で、次に実施する処理が第２処理であるか否かを判定する。否定判定した場合には処理を終了する。ステップＳ１０で肯定判定した場合には、ステップＳ１１で、電圧検出部２４を用いて検出した隣り合うキャパシタＣ１，Ｃ２の充電電圧が同極性であるか否かを判定する。
【００４８】
ステップＳ１１で否定判定した場合、すなわち隣り合うキャパシタＣ１，Ｃ２の充電電圧が逆極性の場合には、ステップＳ１２で、第２処理の実施前に、極性入れ替え処理を実施する。本実施形態では、検出系異常判定処理を実施すべく、接続端Ｎ２に接続される第［２ｎ］番目のスイッチのいずれかを導通する。そして当該第［２ｎ］番目のスイッチに一端が接続された両側の単位電池を用いて、キャパシタＣ１，Ｃ２の両方を個別に充電することで、キャパシタＣ１，Ｃ２の充電電圧を同極性にする。なお、ステップＳ１１で肯定判定した場合には処理を終了する。すなわちステップＳ１１で肯定判定した場合には極性入れ替え処理は実施しないこととなる。
【００４９】
次に、図３を用いて本実施形態の実行例を説明する。以下の説明では、各単位電池Ｖ１〜Ｖ９とキャパシタ回路２２とを接続する各検出ラインＬ１〜Ｌ９など、電圧監視装置２に断線や故障等の不具合は生じていないものとする。なお図３では、簡略化のために、サンプリングスイッチ部２３、電圧検出部２４及びマイコン２５の図示を省略している。
【００５０】
まず図３（ａ）に示されるように、電池電圧算出のための第１処理（個別充電）として、スイッチＳＷ７〜ＳＷ９を導通して、単位電池Ｖ７でキャパシタＣ１、単位電池Ｖ８でキャパシタＣ２を充電する。充電が完了すると電圧検出回路２４Ａ、２４Ｂによって、各キャパシタＣ１，Ｃ２の充電電圧を個別に検出する。この際、キャパシタＣ１，Ｃ２の充電電圧は同極性となっている。
【００５１】
次に図３（ｂ）に示されるように、断線判定処理として、スイッチＳＷ９，ＳＷ１０を導通してキャパシタＣ２の充電電圧と逆極性に単位電池Ｖ９を接続する。この際、単位電池Ｖ９の充電でキャパシタＣ２の充電電圧の極性が反転する。すなわちキャパシタＣ１の充電電圧の極性に対して逆極性となる。充電完了後、電圧検出回路２４Ｂで取得した充電電圧極性の反転が検出されることで、単位電池Ｖ９に断線が生じていないと判定される。
【００５２】
次に、第２処理（一括充電）の時期となると、キャパシタＣ１とキャパシタＣ２の充電電圧が逆極性と判定されることで、極性入れ替え処理として検出系異常判定のための第１処理（個別充電）が実施される。ここでは図３（ｃ）に示すように、スイッチＳＷ１〜ＳＷ３を導通して、単位電池Ｖ１でキャパシタＣ１、単位電池Ｖ２でキャパシタＣ２が充電されることで、隣り合う各キャパシタＣ１，Ｃ２が同極性となる。また、電圧検出回路２４Ａ〜２４Ｃで取得した各充電電圧に基づき異常の有無が判定される。
【００５３】
そして、極性入れ替え処理の実施によって、隣り合う各キャパシタＣ１，Ｃ２の充電電圧が互いに同極性となった状態で、第２処理が実施される。この際、図３（ｃ）に示されるように、隣り合うキャパシタＣ１，Ｃ２が同極性となっている。そのため、図３（ｄ）において、スイッチＳＷ３及びＳＷ５を導通した状態で第２処理が実施された際に、各キャパシタＣ１，Ｃ２に充電電圧の偏りが生じることなく、単位電池Ｖ３，Ｖ４の充電電圧が正しく検出されることとなる。
【００５４】
上記によれば、以下の優れた効果を奏する。
【００５５】
・第２処理（一括充電）を実施する際において、複数のキャパシタの充電電圧が互いに逆極性になっている場合には、第２処理の実施前に、極性入れ替え処理を実施して複数のキャパシタの充電電圧が互いに同極性になる状態にする。これにより、複数のキャパシタが同極性になる状態で、第２処理を実施することができ、キャパシタの充電電圧に偏りが生じることに伴う不都合の発生を抑えることができる。
【００５６】
・第２処理を実施する際に、極性入れ替え処理として第１処理（個別充電）を実施するようにした。この場合、第１処理は一連の電圧監視処理としてあらかじめ規定されている処理であり、その第１処理を極性入れ替え処理として用いることにより、新たな処理手順を増やすことなく、複数のキャパシタのうちの一部のキャパシタの充電電圧の極性を入れ替えることができる。つまり、複数のキャパシタのうち隣り合うキャパシタを同極性となる状態にすることができる。
【００５７】
・組電池１を構成する複数の単位電池Ｖ１〜Ｖ９のうち、第１処理が未処理の単位電池がある場合には、その単位電池に対して極性入れ替え処理として第１処理を実施することとした。この場合、第１処理が未処理の単位電池に対する処理を優先的に実施することができ、マイコン２５による各処理の実行手順の適正化を図ることができる。
【００５８】
・極性入れ替え処理として、検出系異常判定処理を実施するための第１処理（個別充電）を実施するようにした。この場合、検出系異常判定に要する充電処理を利用して、新たな処理手順を増やすことなく、複数のキャパシタのうち隣り合うキャパシタを同極性となる状態にすることができる。
【００５９】
・複数のキャパシタのうち、隣り合うキャパシタの充電電圧が同極性の場合には、当該隣り合うキャパシタに対して極性入れ替え処理を実施しない。この場合、マイコン２５による各処理の実行手順の適正化が図られる。
【００６０】
・第［２ｎ］番目の第２スイッチの数を、第［４ｎ−１］番目及び第［４ｎ−３］番目の第１スイッチの数よりも少なくなるように構成した。この場合、電極端子Ｔ１〜Ｔ１０に接続されるスイッチの個数を削減できる。
【００６１】
なお、上記は以下のように変更して実施してもよい。なお以下の説明において、上述した各構成と同一の構成には同じ図番号を付し詳述は省略する。
【００６２】
・上記では、極性入れ替え処理として検出系異常判定のための第１処理を実施する例を示した。これ以外にも、極性入れ替え処理として電池電圧算出のための第１処理を実施してもよい。又は、極性入れ替え処理として断線判定のための第１処理を実施してもよい。極性入れ替え処理として、電池電圧算出及び断線判定のいずれかを実施するための第１処理（個別充電）を実施する場合、電池電圧算出や断線判定に要する充電処理を利用して、新たな処理手順を増やすことなく、複数のキャパシタのうち隣り合うキャパシタを同極性となる状態にすることができる。
【００６３】
・上記において、隣り合うキャパシタＣ１，Ｃ２が同極性であり、図３のステップＳ１１で肯定判定した場合には、マイコン２５による各処理の順番に関わらず、次に第２処理を実施してもよい。隣り合うキャパシタＣ１，Ｃ２が同極性の場合に第２処理が優先実施される場合、マイコン２５の処理手順の適正化を図ることができる。
【００６４】
・電圧検出部２４の検出結果に基づいて、隣り合うキャパシタＣ１，Ｃ２の充電電圧が逆極性か否かを判定する構成に代えて、現時点よりも前の処理内容、又は一連の処理順序に基づいて、隣り合うキャパシタＣ１，Ｃ２の充電電圧が逆極性か否かを判定する構成としてもよい。この場合、マイコン２５は、第２処理（一括充電）を実施する際に、その直前に「２つのキャパシタＣ１，Ｃ２を同極性にする処理」と「そのうち１つのみを極性反転させる処理」とがこの順序で実施されたか否かを判定し、肯定される場合に極性入れ替え処理を実施する。
【００６５】
・上記では、ダブルフライングキャパシタ方式の電圧監視装置２として、２つのキャパシタＣ１，Ｃ２の直列接続体を用いる例を示した。これ以外にも、電圧監視装置として、３つ以上のキャパシタの直列接続体を用いる場合においても、本実施形態の極性入れ替え処理を実施できる。この場合には、連続する２つのキャパシタ間における充電電圧が互いに逆極性となる場合に、上記の図３と同様の処理が実施されるようにすることで、連続する２つのキャパシタ間における充電電圧が互いに同極性なる状態にすることができる。
【００６６】
・極性入れ替え処理として、マイコン２５が新たな処理を追加してもよい。
【００６７】
・上記において、各処理の優先度に応じて、優先度の高い処理が極性入れ替え処理に選択されてもよい。例えば、各処理の優先度が、電池電圧算出処理＞断線判定処理＞検出系異常判定処理の場合には、優先順位が高い処理が未完了の場合、例えば全単位電池Ｖ１〜Ｖ９又は選択された単位電池に対して未完了の場合には、その処理が極性入れ替え処理として優先的に実施されるようにする。この場合、各処理の優先順位を加味して、極性入れ替え処理を実施することができ、マイコン２５による処理手順の適正化を図ることができる。
【００６８】
・上記では、一対のキャパシタ間に一つの接続端Ｎ２が設けられた例が示されているが、複数のキャパシタ間に複数個の接続端Ｎ２が設けられた構成であってもよい。この場合、複数の接続端Ｎ２に接続されるスイッチの各々を省略できる。
【符号の説明】
【００６９】
１…組電池、２…電圧監視装置、２２…キャパシタ回路、２４…電圧検出部、２４Ａ〜２４Ｃ…電圧検出回路、２５…マイコン、Ｃ１，Ｃ２…キャパシタ、Ｎ１，Ｎ３…独立端、Ｎ２…接続端、ＳＷｍ…スイッチ、Ｔｍ…電極端子、Ｖ１〜Ｖ９…単位電池。
【図１】
2016011838.tif 000003
【図２】
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【図３】
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