(57)【要約】【課題】電流を精度よく測定することができるゲイン調整装置、電池監視システム及びゲイン調整方法を提供する。【解決手段】測定する入力値に応じた出力値を出力するセンサの出力値を増幅する増幅部と、増幅部のゲインの小大を調整して、範囲が大小異なる複数の測定レンジのうち大小の測定レンジに切り替えるゲイン調整部と、所定の分解能を有し、増幅部で増幅された出力値をデジタル値に変換するＡＤ変換部と、センサの入力値が所定値以上となる事象の発生を推定する信号を取得する取得部とを備え、ゲイン調整部は、取得部で取得した信号に基づいて増幅部のゲインを調整する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定する入力値に応じた出力値を出力するセンサの該出力値を増幅する増幅部と、
該増幅部のゲインの小大を調整して、範囲が大小異なる複数の測定レンジのうち大小の測定レンジに切り替えるゲイン調整部と、
所定の分解能を有し、前記増幅部で増幅された出力値をデジタル値に変換するＡＤ変換部と、
前記センサの入力値が所定値以上となる事象の発生を推定する信号を取得する取得部と
を備え、
前記ゲイン調整部は、
前記取得部で取得した信号に基づいて前記増幅部のゲインを調整するゲイン調整装置。
【請求項２】
前記ゲイン調整部は、
前記信号を取得した場合、前記増幅部のゲインを小さくして前記センサの測定レンジを最大レンジに切り替える請求項１に記載のゲイン調整装置。
【請求項３】
前記複数の測定レンジそれぞれ内に所定の閾値を有し、
前記ゲイン調整部は、
前記センサの入力値が任意の測定レンジ内の前記閾値より大きくなった場合、前記増幅部のゲインを調整して前記任意の測定レンジの次に範囲が大きい測定レンジに切り替える請求項２に記載のゲイン調整装置。
【請求項４】
前記ゲイン調整部が前記増幅部のゲインを調整する回数を計数する計数部と、
所定時間に前記計数部で計数した回数が所定回数以上である場合、所定結果を出力する出力部と
を備える請求項３に記載のゲイン調整装置。
【請求項５】
前記信号を取得していない場合に、前記ゲイン調整部が前記増幅部のゲインを小さくして前記測定レンジを最大レンジに切り替えた場合、所定結果を出力する出力部を備える請求項２又は請求項３に記載のゲイン調整装置。
【請求項６】
前記ゲイン調整部は、
前記増幅部のゲインを調整した場合、所定の停止時間ゲインの調整を停止する請求項２から請求項５までのいずれか１項に記載のゲイン調整装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載のゲイン調整装置と、二次電池の電流を測定するセンサとを備える電池監視システム。
【請求項８】
ゲイン調整装置が行うゲイン調整方法であって、
測定する入力値に応じた出力値を出力するセンサの該出力値を増幅部が増幅し、
該増幅部のゲインの小大をゲイン調整部が調整して、範囲が大小異なる複数の測定レンジのうち大小の測定レンジに切り替え、
前記増幅部で増幅された出力値を所定の分解能を有するＡＤ変換部がデジタル値に変換し、
前記センサの入力値が所定値以上となる事象の発生を推定する信号を取得部が取得し、
前記ゲイン調整部は、
取得された前記信号に基づいて前記増幅部のゲインを調整するゲイン調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ゲイン調整装置、該ゲイン調整装置を備える電池監視システム及びゲイン調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＨＥＶ（Hybrid Electric Vehicle：ハイブリッド自動車）及びＥＶ（Electric Vehicle：電気自動車）等の車両が普及しつつある。ＨＥＶ及びＥＶは二次電池を搭載している。このような車両では、走行に伴って、二次電池の充電と放電の切り替えが繰り返される。そして、内部抵抗又は充電率（ＳＯＣ）などの二次電池の状態を監視するためには、二次電池に流れる電流を精度よく測定する必要がある。
【０００３】
二次電池の電流を測定する方法として、例えば、二次電池に流れる電流のレンジを、０Ａを中心とするその近傍の領域である電流積算レンジと、その他の領域である大電流レンジとに二分割し、電流積算レンジの出力感度を大電流レンジの出力感度よりも高くなるように電流センサの出力感度を切り替える電流測定方法が開示されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−３２７８２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に開示された方法にあっては、電流のレンジを分割したレンジ毎の出力感度を各別に設定するものであり、電流センサで測定される電流は比較的定常状態であることを前提としている。このため、電流が急峻に変化するような場合には、出力感度の切替が追従できず、電流を精度よく測定することができないおそれがある。
【０００６】
本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであり、電流を精度よく測定することができるゲイン調整装置、該ゲイン調整装置を備える電池監視システム及びゲイン調整方法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】
【０００７】
本発明の実施の形態に係るゲイン調整装置は、測定する入力値に応じた出力値を出力するセンサの該出力値を増幅する増幅部と、該増幅部のゲインの小大を調整して、範囲が大小異なる複数の測定レンジのうち大小の測定レンジに切り替えるゲイン調整部と、所定の分解能を有し、前記増幅部で増幅された出力値をデジタル値に変換するＡＤ変換部と、前記センサの入力値が所定値以上となる事象の発生を推定する信号を取得する取得部とを備え、前記ゲイン調整部は、前記取得部で取得した信号に基づいて前記増幅部のゲインを調整する。
【０００８】
本発明の実施の形態に係る電池監視システムは、前述の実施の形態に係るゲイン調整装置と、二次電池の電流を測定するセンサとを備える。
【０００９】
本発明の実施の形態に係るゲイン調整方法は、ゲイン調整装置が行うゲイン調整方法であって、測定する入力値に応じた出力値を出力するセンサの該出力値を増幅部が増幅し、該増幅部のゲインの小大をゲイン調整部が調整して、範囲が大小異なる複数の測定レンジのうち大小の測定レンジに切り替え、前記増幅部で増幅された出力値を所定の分解能を有するＡＤ変換部がデジタル値に変換し、前記センサの入力値が所定値以上となる事象の発生を推定する信号を取得部が取得し、前記ゲイン調整部は、取得された前記信号に基づいて前記増幅部のゲインを調整する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、電流を精度よく測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施の形態のゲイン調整装置としての電池監視装置を搭載した車両の要部の構成の一例を示すブロック図である。
【図２】本実施の形態の電池監視装置によるゲイン調整に基づく電流センサで測定する測定レンジと感度との関係の一例を示す説明図である。
【図３】本実施の形態の電池監視装置による測定レンジの切替方法の一例を示す説明図である。
【図４】本実施の形態の電池監視装置によるゲイン調整に基づく測定レンジの切替の第１例を示す説明図である。
【図５】本実施の形態の電池監視装置によるゲイン調整に基づく測定レンジの切替の第２例を示す説明図である。
【図６】本実施の形態の電池監視装置によるゲイン調整に基づく測定レンジの切替の第３例を示す説明図である。
【図７】本実施の形態の電池監視装置の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【００１２】
［本願発明の実施形態の説明］
本発明の実施の形態に係るゲイン調整装置は、測定する入力値に応じた出力値を出力するセンサの該出力値を増幅する増幅部と、該増幅部のゲインの小大を調整して、範囲が大小異なる複数の測定レンジのうち大小の測定レンジに切り替えるゲイン調整部と、所定の分解能を有し、前記増幅部で増幅された出力値をデジタル値に変換するＡＤ変換部と、前記センサの入力値が所定値以上となる事象の発生を推定する信号を取得する取得部とを備え、前記ゲイン調整部は、前記取得部で取得した信号に基づいて前記増幅部のゲインを調整する。
【００１３】
本発明の実施の形態に係る電池監視システムは、前述の実施の形態に係るゲイン調整装置と、二次電池の電流を測定するセンサとを備える。
【００１４】
本発明の実施の形態に係るゲイン調整方法は、ゲイン調整装置が行うゲイン調整方法であって、測定する入力値に応じた出力値を出力するセンサの該出力値を増幅部が増幅し、該増幅部のゲインの小大をゲイン調整部が調整して、範囲が大小異なる複数の測定レンジのうち大小の測定レンジに切り替え、前記増幅部で増幅された出力値を所定の分解能を有するＡＤ変換部がデジタル値に変換し、前記センサの入力値が所定値以上となる事象の発生を推定する信号を取得部が取得し、前記ゲイン調整部は、取得された前記信号に基づいて前記増幅部のゲインを調整する。
【００１５】
増幅部は、測定する入力値に応じてセンサが出力する出力値を増幅する。センサは、例えば、電流センサであり、電流（入力値）を電圧（出力値）に変換して出力する。ゲイン調整部は、増幅部のゲインの小大を調整して、範囲が大小異なる複数の測定レンジのうち大小の測定レンジに切り替える。センサでバッテリの充放電電流を測定するとする。範囲が大小異なる複数の測定レンジは、例えば、放電時の測定レンジを、例えば、０Ａ〜２００Ａ、０Ａ〜４００Ａ、０Ａ〜８００Ａ、０Ａ〜１６００Ａの如く範囲の大小が異なる４つの測定レンジを設けることができる。なお、バッテリの充電電流は、所定の充電制御が行われるので、充電時の測定レンジは、例えば、０Ａ〜２００Ａとすることができる。
【００１６】
ＡＤ変換部は、所定の分解能（例えば、１２ビット、１６ビットなど）を有し、増幅部で増幅された出力値をデジタル値に変換する。
【００１７】
例えば、センサの測定レンジが小さい場合（例えば、０Ａ〜２００Ａ）、増幅部が、センサが出力する出力値を増幅して所定値（例えば、０Ｖ〜５Ｖ）をＡＤ変換部へ出力する。この場合、ゲイン調整部は、増幅部のゲインが、２００Ａに相当する電圧を５Ｖに増幅するに足るゲイン（ゲインは大きい）となるように調整する。ＡＤ変換部が、例えば、入力を２０００段階に分解することができるとすると、ＡＤ変換部の出力は、２００Ａを２０００段階に分解するので、測定の感度は１００ｍＡとなる。また、センサの測定レンジが大きい場合（例えば、０Ａ〜１６００Ａ）、増幅部が、センサが出力する出力値を増幅して所定値（例えば、０Ｖ〜５Ｖ）をＡＤ変換部へ出力する。この場合、ゲイン調整部は、増幅部のゲインが、１６００Ａに相当する電圧を５Ｖに増幅するに足るゲイン（ゲインは小さい）となるように調整する。ＡＤ変換部が、例えば、入力を２０００段階に分解することができるとすると、ＡＤ変換部の出力は、１６００Ａを２０００段階に分解するので、測定の感度は８００ｍＡとなる。
【００１８】
すなわち、センサの測定レンジが小さい場合には、ゲインを大きくすることにより、測定の感度が高くなる。また、センサの測定レンジが大きい場合には、ゲインを小さくすることにより、測定の感度が低くなる。
【００１９】
取得部は、センサの入力値が所定値以上となる事象の発生を推定する信号を取得する。ゲイン調整装置を車載用として使用する場合、所定値以上となる事象とは、例えば、エンジンをスタート（コールドスタート、リスタートなど）させるような場合のバッテリの放電電流が急激に増加するような事象とすることができる。事象の発生を推定する信号の取得とは、例えば、イグニッション情報の取得、バッテリの電流値の推移から車両が停止中と考えられる場合に所定の停止時間が経過したタイミングの取得、アイドリングストップ状態が所定時間経過したタイミングの取得などとすることができる。
【００２０】
ゲイン調整部は、取得部で取得した信号に基づいて、増幅部のゲインを調整する。例えば、センサの測定レンジが最大レンジとなるように、ゲインを小さくする。上述の構成により、コールドスタート、リスタートなどの突発的に電流が変化する状態を事前に想定して、センサの測定レンジを大きくすることができるので、急激に変化する電流に適切に追従するようにゲインを調整して、電流が測定できなくなる事態を防止して電流を精度よく測定することができる。
【００２１】
本発明の実施の形態に係るゲイン調整装置は、前記ゲイン調整部は、前記信号を取得した場合、前記増幅部のゲインを小さくして前記センサの測定レンジを最大レンジに切り替える。
【００２２】
ゲイン調整部は、信号を取得した場合、増幅部のゲインを小さくしてセンサの測定レンジを最大レンジに切り替える。これにより、コールドスタート、リスタートなどの突発的に電流が変化する場合でも、電流測定の欠損を生じることなく、電流を測定することができる。
【００２３】
本発明の実施の形態に係るゲイン調整装置は、前記複数の測定レンジそれぞれ内に所定の閾値を有し、前記ゲイン調整部は、前記センサの入力値が任意の測定レンジ内の前記閾値より大きくなった場合、前記増幅部のゲインを調整して前記任意の測定レンジの次に範囲が大きい測定レンジに切り替える。
【００２４】
複数の測定レンジそれぞれ内に所定の閾値を有する。例えば、測定レンジ０Ａ〜２００Ａ内の閾値をＩｔｈ１とし、測定レンジ０Ａ〜４００Ａ内の閾値Ｉｔｈ２（＞Ｉｔｈ１）とし、測定レンジ０Ａ〜８００Ａ内の閾値をＩｔｈ３（＞Ｉｔｈ２）とする。
【００２５】
ゲイン調整部は、センサの入力値が任意の測定レンジ内の閾値より大きくなった場合、増幅部のゲインを調整して任意の測定レンジの次に範囲が大きい測定レンジに切り替える。例えば、現在の測定レンジが０Ａ〜２００Ａであるとした場合、センサで測定した電流Ｉが閾値Ｉｔｈ１より大きくなった場合、測定レンジを０Ａ〜２００Ａから０Ａ〜４００Ａへ切り替える。また、現在の測定レンジが０Ａ〜４００Ａであるとした場合、センサで測定した電流Ｉが閾値Ｉｔｈ２より大きくなった場合、測定レンジを０Ａ〜４００Ａから０Ａ〜８００Ａへ切り替える。
【００２６】
上述の構成により、電流の増加に応じてゲインを調整して測定レンジが大きくなるように測定レンジを切り替えることができるので、電流測定の欠損を生じることなく、電流を測定することができる。
【００２７】
本発明の実施の形態に係るゲイン調整装置は、前記ゲイン調整部が前記増幅部のゲインを調整する回数を計数する計数部と、所定時間に前記計数部で計数した回数が所定回数以上である場合、所定結果を出力する出力部とを備える。
【００２８】
計数部は、ゲイン調整部が増幅部のゲインを調整する回数を計数する。出力部は、所定時間に計数部で計数した回数が所定回数以上である場合、所定結果を出力する。所定時間は、例えば、１分、２分などとすることができるが、これらの数値に限定されない。また、所定回数は、２回、３回などとすることができるが、これらの数値に限定されない。所定結果は、例えば、警報又は警告などをユーザ（運転者、搭乗者）に通知することをいう。
【００２９】
バッテリと電気負荷等を繋ぐ電気回路において、地絡又は短絡現象が発生する前の兆候として、突発的又は間欠的に比較的大きな電流が流れる微地絡と称する現象が現れる。微地絡状態に陥ると突発的な大電流が流れる現象が比較的短い時間の間に繰り返されるという通常の充放電サイクルの場合と異なる態様の電流変化が生じる。上述の構成により、微地絡の如く変則的な電流変化に追従して微地絡の発生を通知することができる。
【００３０】
本発明の実施の形態に係るゲイン調整装置は、前記信号を取得していない場合に、前記ゲイン調整部が前記増幅部のゲインを小さくして前記測定レンジを最大レンジに切り替えた場合、所定結果を出力する出力部を備える。
【００３１】
出力部は、信号を取得していない場合に、ゲイン調整部が増幅部のゲインを小さくして測定レンジを最大レンジに切り替えた場合、所定結果を出力する。信号を取得していない場合、すなわち、コールドスタート、リスタートなどが発生しない場合には、通常の充放電状態では、測定レンジが最大レンジへ切り替えることはないと考えられる。所定結果は、例えば、警報又は警告などをユーザ（運転者、搭乗者）に通知することをいう。
【００３２】
バッテリと電気負荷等を繋ぐ電気回路において、地絡又は短絡現象が発生する前の兆候として、突発的又は間欠的に比較的大きな電流が流れる微地絡と称する現象が現れる。微地絡状態に陥ると突発的な大電流が流れる現象が比較的短い時間の間に繰り返されるという通常の充放電サイクルの場合と異なる態様の電流変化が生じる。上述の構成により、微地絡の如く変則的な電流変化に追従して微地絡の発生を通知することができる。
【００３３】
本発明の実施の形態に係るゲイン調整装置は、前記ゲイン調整部は、前記増幅部のゲインを調整した場合、所定の停止時間ゲインの調整を停止する。
【００３４】
ゲイン調整部は、増幅部のゲインを調整した場合、所定の停止時間ゲインの調整を停止する。所定の停止時間は、例えば、１分とすることができるが、これに限定されるものではない。所定の停止時間ゲインの調整を停止するので、変則的な電流の変化により、ゲイン調整が困難となり、電流測定の欠損が継続的に発生する事態を抑制することができる。
【００３５】
［本願発明の実施形態の詳細］
以下、本発明に係る電池監視システム及びゲイン調整装置の実施の形態を示す図面に基づいて説明する。図１は本実施の形態のゲイン調整装置としての電池監視装置１００を搭載した車両の要部の構成の一例を示すブロック図である。図１に示すように、車両は、電池監視装置１００の他に、バッテリ５０、リレー６１、６３、発電機（ＡＬＴ）６２、スタータモータ（ＳＴ）６４、電気負荷６５などを備える。また、電池監視システムは、電池監視装置１００及びバッテリ５０（少なくとも電流センサ５３）などを備える。
【００３６】
バッテリ５０は、例えば、鉛電池であり、複数のセル５１が直列又は直並列に接続されている。バッテリ５０は、電圧センサ５２、センサとしての電流センサ５３を備える。電圧センサ５２は、各セル５１の電圧及びバッテリ５０の両端の電圧を検出し、検出した電圧を電池監視装置１００へ出力する。電流センサ５３は、例えば、シャント抵抗又はホールセンサ等で構成され、バッテリ５０の充電電流及び放電電流を検出する。電流センサ５３は、検出した電流を電池監視装置１００へ出力する。
【００３７】
バッテリ５０は、リレー６１がオンした場合、車両の電気負荷６５への電力供給を行うとともに、リレー６３がオンした場合には、スタータモータ６４を駆動するための電力供給を行う。発電機６２は、車両のエンジンの回転により発電し、内部に設けられた整流回路により直流を出力してバッテリ５０を充電する。なお、リレー６１、６３のオン・オフは電池監視装置１００が行う。
【００３８】
図１に示すように、電池監視装置１００は、装置全体を制御する制御部１０、増幅部１１、ＡＤ変換部１２、バッファ１３、取得部１４、ゲイン調整部１５、計数部１６、出力部１７、電圧監視部１８などを備える。なお、本実施の形態のゲイン調整装置は、少なくとも増幅部１１、ゲイン調整部１５、ＡＤ変換部１２及び取得部１４を備える。
【００３９】
増幅部１１は、測定する入力値に応じて電流センサ５３が出力する出力値を増幅する。例えば、増幅部１１は、電流センサ５３の出力値を取得し、調整されたゲインに基づいて取得した出力値を増幅し、増幅した出力値をＡＤ変換部１２へ出力する。
【００４０】
ゲイン調整部１５は、増幅部１１のゲインの小大を調整して、範囲が大小異なる複数の測定レンジのうち大小の測定レンジに切り替える。範囲が大小異なる複数の測定レンジは、例えば、放電時の測定レンジを、例えば、０Ａ〜２００Ａ、０Ａ〜４００Ａ、０Ａ〜８００Ａ、０Ａ〜１６００Ａの如く範囲の大小が異なる４つの測定レンジを設けることができる。なお、バッテリ５０の充電電流は、所定の充電制御が行われるので、充電時の測定レンジは、例えば、０Ａ〜２００Ａとすることができる。
【００４１】
ＡＤ変換部１２は、所定の分解能（例えば、１２ビット、１６ビットなど）を有し、所定のサンプリング周期（例えば、１０ｍｓなど）で、増幅部１１で増幅された出力値をデジタル値に変換する。ＡＤ変換部１２は、変換したデンジタル値をバッファ１３に記憶する。
【００４２】
制御部１０は、バッファ１３に記憶されたデジタル値を読み取ることにより、電流センサ５３で測定した電流値を取得することができる。
【００４３】
電圧監視部１８は、バッテリ５０の電圧（セル５１の電圧も含む）を所定のサンプリング周期（例えば、１０ｍｓなど）で取得する。電圧監視部１８は、取得した電圧を制御部１０へ出力する。
【００４４】
図２は本実施の形態の電池監視装置１００によるゲイン調整に基づく電流センサ５３で測定する測定レンジと感度との関係の一例を示す説明図である。モードとしては、充電及び放電がある。図２に示すように、例えば、電流センサ５３でバッテリ５０の充放電電流を測定する場合、電流を測定する際の測定レンジとして、範囲が大小異なる複数の測定レンジを有する。図２の例では、放電時の測定レンジを、例えば、０Ａ〜２００Ａ、０Ａ〜４００Ａ、０Ａ〜８００Ａ、０Ａ〜１６００Ａの如く４つの測定レンジを設ける（なお、図２では、簡便のため測定レンジの最大値を表示している）。また、バッテリの充電電流は、所定の充電制御が行われるので、充電時の測定レンジは、例えば、０Ａ〜２００Ａとすることができる。なお、図２に例示する測定レンジは、一例であって、これらの値に限定されるものではない。
【００４５】
電流センサ５３をシャント抵抗とし、例えば、シャント抵抗の抵抗値を１ｍΩとすると、電流が２００Ａの場合、電流センサ５３は、０．２Ｖの電圧を出力する。同様に、電流が４００Ａ、８００Ａ、及び１６００Ａの場合、電流センサ５３は、それぞれ０．４Ｖ、０．８Ｖ及び１．６Ｖの電圧を出力する。なお、シャント抵抗の抵抗値は一例であって、１ｍΩに限定されない。
【００４６】
測定レンジが０Ａ〜２００Ａの場合、増幅部１１は、電流センサ５３が出力する出力値（電圧値）０Ｖ〜０．２Ｖを増幅して所定値（例えば、０Ｖ〜５Ｖ）をＡＤ変換部１２へ出力する。この場合、ゲイン調整部１５は、増幅部１１のゲインが、２００Ａに相当する電圧０．２Ｖを５Ｖに増幅するに足るゲイン２５（ゲインは大きい）となるように調整する。ＡＤ変換部１２が、例えば、入力を２０００段階に分解することができるとすると、ＡＤ変換部１２の出力は、２００Ａを２０００段階に分解するので、測定の感度は１００ｍＡとなる。
【００４７】
ここで、ＡＤ変換部１２の分解能を、例えば、１２ビットとすると、入力を４０９６段階に分解することができる。充電の場合と放電の場合とで、それぞれ半分の分解能を用いるとすると、例えば、放電の場合には、２０４８段階に分解することができるが、図２の例では、簡便のため２０００段階としている。
【００４８】
また、測定レンジが０Ａ〜４００Ａの場合、増幅部１１は、電流センサ５３が出力する出力値（電圧値）０Ｖ〜０．４Ｖを増幅して所定値（例えば、０Ｖ〜５Ｖ）をＡＤ変換部１２へ出力する。この場合、ゲイン調整部１５は、増幅部１１のゲインが、４００Ａに相当する電圧０．４Ｖを５Ｖに増幅するに足るゲイン１２．５となるように調整する。ＡＤ変換部１２の出力は、４００Ａを２０００段階に分解するので、測定の感度は２００ｍＡとなる。
【００４９】
また、測定レンジが０Ａ〜８００Ａの場合、増幅部１１は、電流センサ５３が出力する出力値（電圧値）０Ｖ〜０．８Ｖを増幅して所定値（例えば、０Ｖ〜５Ｖ）をＡＤ変換部１２へ出力する。この場合、ゲイン調整部１５は、増幅部１１のゲインが、８００Ａに相当する電圧０．８Ｖを５Ｖに増幅するに足るゲイン６．２５となるように調整する。ＡＤ変換部１２の出力は、８００Ａを２０００段階に分解するので、測定の感度は４００ｍＡとなる。
【００５０】
また、測定レンジが０Ａ〜１６００Ａの場合、増幅部１１は、電流センサ５３が出力する出力値（電圧値）０Ｖ〜１．６Ｖを増幅して所定値（例えば、０Ｖ〜５Ｖ）をＡＤ変換部１２へ出力する。この場合、ゲイン調整部１５は、増幅部１１のゲインが、１６００Ａに相当する電圧１．６Ｖを５Ｖに増幅するに足るゲイン３．１２５（ゲインは小さい）となるように調整する。ＡＤ変換部１２の出力は、１６００Ａを２０００段階に分解するので、測定の感度は８００ｍＡとなる。
【００５１】
取得部１４は、電流センサ５３の入力値が所定値以上となる事象の発生を推定する信号を取得する。電池監視装置１００を車載用として使用する場合、所定値以上となる事象とは、例えば、エンジンをスタート（コールドスタート、リスタートなど）させるような場合のバッテリ５０の放電電流が急激に増加するような事象とすることができる。事象の発生を推定する信号の取得とは、例えば、イグニッション情報の取得、バッテリ５０の電流値の推移から車両が停止中と考えられる場合に所定の停止時間が経過したタイミングの取得、アイドリングストップ状態が所定時間経過したタイミングの取得などとすることができる。
【００５２】
ゲイン調整部１５は、取得部１４で取得した信号に基づいて、増幅部１１のゲインを調整する。上述の構成により、コールドスタート、リスタートなどの突発的に電流が変化する状態を事前に想定して、電流センサ５３の測定レンジを大きくすることができるので、急激に変化する電流に適切に追従するようにゲインを調整して、電流が測定できなくなる事態（電流測定の欠損）を防止して電流を精度よく測定することができる。
【００５３】
また、ゲイン調整部１５は、取得部１４で信号を取得した場合、増幅部１１のゲインを小さくして電流センサ５３の測定レンジを最大レンジに切り替える。これにより、コールドスタート、リスタートなどの突発的に電流が変化する場合でも、電流測定の欠損を生じることなく、電流を測定することができる。
【００５４】
図３は本実施の形態の電池監視装置１００による測定レンジの切替方法の一例を示す説明図である。図３の上段の図は、放電電流の推移の一例を示し、下段の図は、測定レンジの切替の推移を示す。電流センサ５３の各測定レンジ内に、ゲインを調整して測定レンジを切り替えるための所定の閾値を有する。例えば、測定レンジ０Ａ〜２００Ａ内の閾値をＩｔｈ１とし、測定レンジ０Ａ〜４００Ａ内の閾値Ｉｔｈ２（＞Ｉｔｈ１）とし、測定レンジ０Ａ〜８００Ａ内の閾値をＩｔｈ３（＞Ｉｔｈ２）とする。なお、図３にはＩｔｈ３を図示していない。
【００５５】
閾値Ｉｔｈ１は、例えば、１５０Ａとし、閾値Ｉｔｈ２は、３５０Ａとし、閾値Ｉｔｈ３は、７００Ａとすることができるが、これらの数値に限定されない。
【００５６】
ゲイン調整部１５は、電流センサ５３の入力値が任意の測定レンジ内の閾値より大きくなった場合、増幅部１１のゲインを調整して任意の測定レンジの次に範囲が大きい測定レンジに切り替える。
【００５７】
例えば、図３に示すように、現在の測定レンジが０Ａ〜２００Ａであるとした場合、電流センサ５３で測定した電流Ｉが閾値Ｉｔｈ１より大きくなった場合、測定レンジを０Ａ〜２００Ａから０Ａ〜４００Ａへ切り替える。また、現在の測定レンジが０Ａ〜４００Ａであるとした場合、電流センサ５３で測定した電流Ｉが閾値Ｉｔｈ２より大きくなった場合、測定レンジを０Ａ〜４００Ａから０Ａ〜８００Ａへ切り替える。
【００５８】
上述の構成により、電流の増加に応じてゲインを調整して測定レンジが大きくなるように測定レンジを切り替えることができるので、電流が変動しても電流測定の欠損を生じることなく、電流を測定することができる。
【００５９】
なお、図３の例では、電流センサ５３で測定する電流が増加する場合の測定レンジの切替について図示しているが、電流センサ５３で測定する電流が減少する場合も同様に測定レンジを切り替えることができる。例えば、現在の測定レンジが０Ａ〜１６００Ａであるとした場合、電流センサ５３で測定した電流Ｉが現在の測定レンジの次に小さい測定レンジ０Ａ〜８００Ａ内の閾値Ｉｔｈ３より小さくなった場合、測定レンジを０Ａ〜１６００Ａから０Ａ〜８００Ａへ切り替える。他の測定レンジの場合も同様である。
【００６０】
図４は本実施の形態の電池監視装置１００によるゲイン調整に基づく測定レンジの切替の第１例を示す説明図である。図４の上段の図は、充放電電流の推移の一例を示し、下段の図は、測定レンジの切替の推移を示す。なお、下段の図において、最大レンジ同士の間の測定レンジは、最大レンジ以外の所要の測定レンジであることを示す。
【００６１】
図４の上段の図に示すように、当初、車両はエンジンが切られ駐車している。イグニッションをオン（コールドスタート）してエンジンを始動すると大きな放電電流が流れる。その後、車両の運転状況に応じてバッテリ５０の充放電が行われる。信号待ちなどでアイドリングストップとなると、バッテリ５０の放電電流は小さく（例えば、車両が停止中であると考えられる程度の電流値）なる。アイドリングストップ状態でリスタートによりエンジンが始動すると大きな放電電流が流れる。
【００６２】
本実施の形態では、コールドスタートを推定する信号、及びリスタートを推定する信号を取得した場合（図４中破線で示す矢印のタイミング）、測定レンジを、例えば、最大レンジに切り替えるので、コールドスタート、リスタートなどの突発的に電流が変化する場合でも、電流測定の欠損を生じることなく、電流を測定することができる。
【００６３】
また、ゲイン調整部１５は、測定レンジを切り替えるべく増幅部１１のゲインを調整した場合、所定の停止時間ゲインの調整を停止する。図４の例では、最大レンジが、矢印で示す停止時間の間、維持されており、最大レンジ以外の測定レンジへの切り替えが停止されている。なお、所定の停止時間は、例えば、３０秒、１分などとすることができるが、これに限定されるものではない。所定の停止時間ゲインの調整を停止するので、変則的な電流の変化により、ゲイン調整が困難となり、電流測定の欠損が継続的に発生する事態を抑制することができる。
【００６４】
図５は本実施の形態の電池監視装置１００によるゲイン調整に基づく測定レンジの切替の第２例を示す説明図である。図５の上段の図は、充放電電流の推移の一例を示し、下段の図は、測定レンジの切替の推移を示す。図の電流の推移では、微地絡が発生している状況を示す。バッテリ５０と電気負荷等を繋ぐ電気回路において、地絡又は短絡現象が発生する前の兆候として、突発的又は間欠的に比較的大きな電流が流れる微地絡と称する現象が現れる。微地絡状態に陥ると突発的な大電流が流れる現象が比較的短い時間の間に繰り返されるという通常の充放電サイクルの場合と異なる態様の電流変化が生じる。
【００６５】
図５に示すように、微地絡が発生するタイミングで、電流（放電電流）が閾値Ｉｔｈ２より大きくなる。そして、電流（放電電流）が閾値Ｉｔｈ２（測定レンジ０Ａ〜４００Ａ内の閾値）より大きくなるタイミングで、ゲイン調整部１５はゲインを調整して測定レンジを所定の測定レンジ（例えば、０Ａ〜８００Ａ）に切り替える。所定の測定レンジ以外の測定レンジは、充放電電流に応じて、例えば、０Ａ〜２００Ａとすることができる。
【００６６】
計数部１６は、ゲイン調整部１５が測定レンジを切り替えるべく増幅部１１のゲインを調整する回数を計数する。
【００６７】
出力部１７は、所定時間Ｔに計数部１６で計数した回数が所定回数以上である場合、所定結果を出力する。所定時間Ｔは、例えば、１分、２分などとすることができるが、これらの数値に限定されない。また、所定回数は、２回、３回などとすることができるが、これらの数値に限定されない。所定結果は、例えば、警報又は警告などをユーザ（運転者、搭乗者）に通知することをいう。
【００６８】
所定回数を、例えば、３回とすると、出力部１７は、所定時間Ｔの間に微地絡が３回発生した時点で、警報又は警告を出力する。上述の構成により、微地絡の如く変則的な電流変化に追従して微地絡の発生を通知することができる。
【００６９】
図６は本実施の形態の電池監視装置１００によるゲイン調整に基づく測定レンジの切替の第３例を示す説明図である。図６の上段の図は、充放電電流の推移の一例を示し、下段の図は、測定レンジの切替の推移を示す。図の電流の推移では、微地絡が発生している状況を示す。
【００７０】
図６に示すように、微地絡が発生するタイミングで、電流（放電電流）が閾値Ｉｔｈ３より大きくなる。そして、電流（放電電流）が閾値Ｉｔｈ３（測定レンジ０Ａ〜８００Ａ内の閾値）より大きくなるタイミングで、ゲイン調整部１５はゲインを調整して測定レンジを最大レンジ（例えば、０Ａ〜１６００Ａ）に切り替える。最大レンジ以外の測定レンジは、充放電電流に応じて、例えば、０Ａ〜２００Ａとすることができる。
【００７１】
出力部１７は、取得部１４で信号を取得していない場合に、ゲイン調整部１５が測定レンジを最大レンジへ切り替えるべく増幅部１１のゲインを調整した場合、所定結果を出力する。信号を取得していない場合、すなわち、コールドスタート、リスタートなどが発生しない場合には、通常の充放電状態では、測定レンジが最大レンジへ切り替えることはないと考えられる。そこで、コールドスタート、リスタートなどが発生しない状況で測定レンジが最大レンジに切り替えられた場合には、微地絡が生じていると考えられる。上述の構成により、微地絡の如く変則的な電流変化に追従して微地絡の発生を通知することができる。
【００７２】
図７は本実施の形態の電池監視装置１００の処理手順の一例を示すフローチャートである。以下では、便宜上、処理の主体を制御部１０として説明する。制御部１０は、電流センサ５３の測定レンジを初期値（例えば、０Ａ〜２００Ａなど）に設定し（Ｓ１１）、所定のサンプリング周期（例えば、１０ｍｓ）で電流を測定する（Ｓ１２）。
【００７３】
制御部１０は、コールドスタート又はリスタートの発生推定信号を取得したか否かを判定し（Ｓ１３）、発生推定信号を取得していない場合（Ｓ１３でＮＯ）、測定した電流値が現在の測定レンジ内の閾値より大きいか否かを判定する（Ｓ１４）。測定した電流値が現在の測定レンジ内の閾値より大きい場合（Ｓ１４でＹＥＳ）、制御部１０は、測定レンジを次に大きい測定レンジに切り替える（Ｓ１５）。
【００７４】
制御部１０は、最大レンジに切り替えたか否かを判定し（Ｓ１６）、最大レンジに切り替えていない場合（Ｓ１６でＮＯ）、所定時間に測定レンジの切替回数が所定回数以上であるか否かを判定する（Ｓ１７）。測定レンジの切替回数が所定回数以上である場合（Ｓ１７でＹＥＳ）、制御部１０は、警報を出力し（Ｓ１８）、後述のステップＳ２３の処理を行う。
【００７５】
測定レンジの切替回数が所定回数以上でない場合（Ｓ１７でＮＯ）、制御部１０は、ステップＳ１８の処理を行うことなく、後述のステップＳ２３の処理を行う。最大レンジに切り替えた場合（Ｓ１６でＹＥＳ）、制御部１０は、ステップＳ１８の処理を行う。
【００７６】
測定した電流値が現在の測定レンジ内の閾値より大きくない場合（Ｓ１４でＮＯ）、制御部１０は、測定した電流値が現在の測定レンジの次に小さい測定レンジ内の閾値より小さいか否かを判定する（Ｓ１９）。測定した電流値が現在の測定レンジの次に小さい測定レンジ内の閾値より小さい場合（Ｓ１９でＹＥＳ）、制御部１０は、測定レンジを次に小さい測定レンジに切り替え（Ｓ２０）、ステップＳ１７の処理を行う。
【００７７】
測定した電流値が現在の測定レンジの次に小さい測定レンジ内の閾値より小さくない場合（Ｓ１９でＮＯ）、制御部１０は、測定レンジを切り替えることなく、後述のステップＳ２３の処理を行う。
【００７８】
発生推定信号を取得した場合（Ｓ１３でＹＥＳ）、制御部１０は、測定レンジを最大レンジに切り替え（Ｓ２１）、停止時間が経過したか否かを判定する（Ｓ２２）。停止時間が経過していない場合（Ｓ２２でＮＯ）、制御部１０は、ステップＳ２２の処理を行う。停止時間が経過するまでの間、ゲイン調整は停止される。
【００７９】
停止時間が経過した場合（Ｓ２２でＹＥＳ）、制御部１０は、処理を終了するか否かを判定し（Ｓ２３）、処理を終了しない場合（Ｓ２３でＮＯ）、ステップＳ１２以降の処理を続ける。処理を終了する場合（Ｓ２３でＹＥＳ）、制御部１０は、処理を終了する。
【００８０】
本実施の形態において、バッテリ５０は、鉛電池に限定されるものではなく、他の電池（例えば、リチウムイオン電池など）であってもよい。
【００８１】
以上に開示された実施の形態及び実施例は、全ての点で例示であって制限的なものではないと考慮されるべきである。本発明の範囲は、以上の実施の形態及び実施例ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての修正や変形を含むものと意図される。
【符号の説明】
【００８２】
１０  制御部
１１  増幅部
１２  ＡＤ変換部
１３  バッファ
１４  取得部
１５  ゲイン調整部
１６  計数部
１７  出力部
１８  電圧監視部
５０  バッテリ
５１  セル
５２  電圧センサ
５３  電流センサ
１００  電池監視装置
【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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