(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
強電系バッテリに接続されたスイッチング手段と、
該スイッチング手段に接続されたハイパスフィルタ部と、
該ハイパスフィルタ部に接続された測定部とを有し、
前記ハイパスフィルタ部はスイッチング手段の出力をコンデンサで分圧する分圧手段を備え、
前記スイッチング手段は前記ハイパスフィルタ部のカットオフ周波数以上の周波数で、前記強電系バッテリの直流電圧を断続電圧に変換し、
前記測定部は前記ハイパスフィルタ部で分圧された出力電圧を測定して、その測定電圧を基に前記強電系バッテリの電圧を演算することを特徴とする強電系バッテリの電圧センサ。
【請求項２】
前記ハイパスフィルタ部と測定部との間に、ツエナダイオードを備える保護回路を設けてあることを特徴とする請求項１記載の強電系バッテリの電圧センサ。
【請求項３】
前記スイッチング手段は、前記強電系バッテリとハイパスフィルタ部の間に設けられたスイッチング部と、該スイッチング部に前記カットオフ周波数以上のオン／オフ制御信号を送る制御手段とからなり、
該制御手段は診断機能を備え、前記測定部から測定電圧を受けて、異常診断を行うことを特徴とする請求項１または２記載の強電系バッテリの電圧センサ。
【請求項４】
前記強電系バッテリはモータの駆動電源であり、
前記制御手段は前記測定電圧が正常範囲より高電圧の設定値を越えたときにおいて、前記モータが回生中の場合は過電圧抑制指令を前記強電系バッテリの充放電制御を行うバッテリコントローラへ出力することを特徴とする請求項３記載の強電系バッテリの電圧センサ。
【請求項５】
前記制御手段は、診断用信号として、前記スイッチング部を前記カットオフ周波数以上の周波数でオン／オフさせる制御信号のほか、スイッチング部をオン状態、またはオフ状態にする制御信号をスイッチング部へ出力することを特徴とする請求項３または４記載の強電系バッテリの電圧センサ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば電気自動車を駆動するモータ用など強電系バッテリの電圧を測定する電圧センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
電気自動車では、モータの駆動電源を複数の単位バッテリで構成した強電系バッテリから供給して走行するが、その適正な充放電と、利用可能電力の正確な把握のために、電圧管理が必要となっている。
このような強電系バッテリの電圧を測定するため、例えば、特開平１１−２３０９９７号公報には、安定化電源とフォトカプラを用いた電圧センサが開示されている。
【０００３】
この電圧センサは、図７に示すように、強電系バッテリを構成する単位バッテリ２の電圧を安定化する安定化電源６０の出力で発光する発光ダイオード６４と、発光ダイオード６４からの光を受光する第１のフォトダイオード６６を有し、抵抗７０、７１による単位バッテリ２の分圧値と第１のフォトダイオード６６からの帰還電圧とを差動増幅するオペアンプ７４により発光ダイオード６４の発光出力を制御する。そして、発光ダイオード６４からの光を受光する第２のフォトダイオード６８を設け、第２のフォトダイオード６８の受光出力を弱電系の電源で駆動されるオペアンプ７６で積分して、その積分電圧をバッテリの検出電圧とするようにしている。
強電系バッテリの総電圧を検出するときは、各単位バッテリ２ごとに上記の構成が設けられる。
発光ダイオード６４と第２のフォトダイオード６８によるフォトカプラ６２で、強電系と弱電系が遮断され、強電系の直流電流が弱電系へ漏れてノイズ等が発生することが防止される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の電圧センサでは、強電系と弱電系の間を絶縁するために、発光ダイオード６４と第２のフォトダイオード６８とからなるフォトカプラ６２を用いており、このフォトカプラは経年劣化が生じるため、その劣化によって光−発生電圧の特性が変化していくので、変動予測やその抑制策が要求される。そのため、例えばとくに劣化の加速要因である周囲環境の温度低減のための冷却構造の設定や、その実験による確認など、構造複雑化および工数にかかるコストが増大するという問題がある。
したがって本発明は、上記従来の問題点に鑑み、経年劣化のおそれがなく、構成が簡単な強電系バッテリの電圧センサを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項１の本発明は、強電系バッテリに接続されたスイッチング手段と、該スイッチング手段に接続されたハイパスフィルタ部と、該ハイパスフィルタ部に接続された測定部とを有し、ハイパスフィルタ部はスイッチング手段の出力をコンデンサで分圧する分圧手段を備え、スイッチング手段はハイパスフィルタ部のカットオフ周波数以上の周波数で、強電系バッテリの直流電圧を断続電圧に変換し、測定部はハイパスフィルタ部で分圧された出力電圧を測定して、その測定電圧を基に強電系バッテリの電圧を演算するものとした。
【０００６】
請求項２の発明は、ハイパスフィルタ部と測定部との間に、ツエナダイオードを備える保護回路を設けてあるものとした。
【０００７】
請求項３の発明は、スイッチング手段を、強電系バッテリとハイパスフィルタ部の間に設けられたスイッチング部と、該スイッチング部にカットオフ周波数以上のオン／オフ制御信号を送る制御手段とから構成し、制御手段はさらに診断機能を備え、測定部から測定電圧を受けて、異常診断を行うものとした。
【０００８】
請求項４の発明は、強電系バッテリはモータの駆動電源であり、制御手段は測定電圧が正常範囲より高電圧の設定値を越えたときにおいて、モータが回生中の場合は過電圧抑制指令を強電系バッテリの充放電制御を行うバッテリコントローラへ出力するものとした。
【０００９】
請求項５の発明は、制御手段が、診断用信号として、スイッチング部をカットオフ周波数以上の周波数でオン／オフさせる制御信号のほか、スイッチング部をオン状態、またはオフ状態にする制御信号をスイッチング部へ出力するものとした。
【００１０】
【発明の効果】
請求項１の発明は、強電系バッテリの直流電圧をスイッチング手段により断続電圧に変換して擬似ＡＣ化し、これをハイパスフィルタ部のコンデンサによる分圧手段で分圧した電圧を測定部が測定するものとしたので、フォトカプラを用いないでも、高圧直流の弱電系の測定部への印加が遮断される。同じく、分圧に抵抗を用いないので、暗電流も低減し、損失も小さくなる。
また、強電系バッテリの電圧の処理はスイッチング手段で断続するだけであるから、高耐圧化が容易であるとともに、強電系における安定化電源も不要である。さらに、測定部への入力電圧のレベル調整も断続のデューティやコンデンサの容量比変更で、容易に行うことができる。
これにより、フォトカプラを用いることによる経年劣化を生じることがなく、構成が簡単化されて小型化が容易で、コストも低減する。
【００１１】
請求項２の発明は、ハイパスフィルタ部と測定部との間にツエナダイオードを備える保護回路を設けたので、ハイパスフィルタ部のコンデンサがショート故障した場合にも、測定部への印加電圧がツエナダイオードのクランプ圧に抑えられ、測定部ほかの弱電系への影響が防止される。
【００１２】
請求項３の発明は、スイッチング手段をとくにスイッチング部と制御手段とから構成し、制御手段はさらに診断機能を備え、測定部の測定電圧に基づいて異常診断を行うものとしたので、異常がある場合、測定電圧の態様からその異常の部位を特定することが容易となる。
例えば、測定電圧が正常範囲から逸脱することにより、強電系バッテリが低圧異常あるいは高圧異常であることが検出される。とくに、低圧の場合において、測定電圧の波形がインパルス状となっているときは、カットオフ周波数に達していないことから、制御手段自体またはスイッチング部に異常があることがわかる。
また、測定電圧がツエナダイオードのクランプ圧に張り付くことにより、ハイパスフィルタ部のコンデンサのショート故障が検出される。
【００１３】
請求項４の発明では、強電系バッテリはモータの駆動電源であり、測定電圧が正常範囲の上限を超えた場合において、さらに高電圧の設定値を測定電圧が越えたときは、モータの回生電圧が強電系バッテリへ印加されていないかを確認し、回生中の場合は過電圧抑制指令を強電系バッテリの充放電制御を行うバッテリコントローラへ出力するので、異常状態の原因を明らかにできるとともに、強電系バッテリへの印加電圧を正常範囲へ下げることができる。
【００１４】
請求項５の発明は、制御手段がスイッチング部をオン状態、またはオフ状態にする診断用信号をスイッチング部へ出力可能としたので、診断用信号に対応する測定電圧の態様からさらに広く異常が検出でき、部位を特定することができる。
例えば、スイッチング部をオフ状態にする診断用信号の出力に対して、測定電圧が０になるべきであるにもかかわらず、測定電圧が所定値を越えたときには、スイッチング部または測定部に異常があることがわかる。
また、カットオフ周波数以上の周波数でスイッチング部をオン／オフさせるまえに、スイッチング部をオン状態にすることにより、この場合も測定電圧が０になるべきであるにかかわらず、測定電圧が所定値を越えたときには、ハイパスフィルタ部のコンデンサにショート故障があることが初期段階で検出できる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は、実施の形態の構成を示すブロック図である。
複数の単位バッテリ２（２ａ、２ｂ、・・・）を直列接続して組電池とした強電系バッテリ１の両端子間にスイッチング部１０が接続され、スイッチング部１０には順次にハイパスフィルタ部２０、保護回路３０、およびＣＰＵを備えたバッテリコントローラ４０の測定部４２が接続されている。
バッテリコントローラ４０にはまた他のＣＰＵを備えた診断部５０が接続され、診断部５０はスイッチング部１０へ診断用信号を出力するようになっている。
バッテリコントローラ４０と診断部５０は図示しない弱電系電源で作動する。また、バッテリコントローラ４０は検出した強電系バッテリ１の電圧情報をモータコントローラ５５へ出力し、診断部５０もモータコントローラ５５に接続されている。
【００１６】
スイッチング部１０は、強電系バッテリ１のプラス（＋）側端子にエミッタを接続したトランジスタ１２と、トランジスタ１２のベースに抵抗１４を介してコレクタを接続したトランジスタ１６とからなっている。
トランジスタ１２のエミッタとベースの間には抵抗１３が接続され、コレクタはハイパスフィルタ部２０への出力となる。
【００１７】
トランジスタ１６のエミッタは強電系バッテリのマイナス（−）側端子につながるグラウンドＧＮＤに接続され、またエミッタとベースの間は抵抗１７で接続されている。トランジスタ１６のベースは抵抗１８を介して診断部５０に接続され、診断用信号を入力する。
なお、上記の抵抗１３、１７は、診断部５０から後述するＨ（ハイ）信号を受けたとき、それぞれにベースにバイアスを印加するためのものである。
【００１８】
ハイパスフィルタ部２０は、トランジスタ１２のコレクタと接続されたセラミックのコンデンサ２２と該コンデンサ２２とグラウンドＧＮＤ間に接続された抵抗２６からなるフィルタ回路２１を有し、さらに、コンデンサ２２と抵抗２６との接続点とグラウンドＧＮＤの間にはセラミックのコンデンサ２４が接続されている。
コンデンサ２２、２４の各容量をＣ１、Ｃ２とし、抵抗２６の抵抗値をＲ１とすると、フィルタ回路２１のカットオフ周波数ｆｃは、
ｆｃ＝１／（Ｃ１・Ｒ１）            （１）
となる。
また、ハイパスフィルタ部２０内では、コンデンサ２２とコンデンサ２４により分圧回路２８が形成されている。この分圧回路２８は発明における分圧手段を構成している。
【００１９】
保護回路３０は、コンデンサ２２と抵抗２６の接続点に接続された抵抗３２と、該抵抗３２とグラウンドＧＮＤの間に接続されたツエナダイオード３４からなっている。
ツエナダイオード３４のクランプ圧Ｖｚはバッテリコントローラ４０の入力耐圧に対応させて設定され、ハイパスフィルタ部２０のコンデンサ２２がショートした際バッテリコントローラ４０を保護する。
抵抗３２とツエナダイオード３４の接続点は、バッテリコントローラ４０の測定部４２の電圧測定端子ＡＤに接続されている。
【００２０】
診断部５０は、通常はカットオフ周波数ｆｃ以上の制御信号をスイッチング部１０へ出力し、バッテリコントローラ４０は、測定部４２による電圧測定端子ＡＤの電圧測定結果に基づいて強電系バッテリ１の電圧を演算して、その結果をモータコントローラ５５へ出力するとともに、強電系バッテリ１の制御に用いる。
【００２１】
診断に際しては、バッテリコントローラ４０は、電圧測定端子ＡＤへの入力波形とともにその電圧測定結果を診断部５０に送出する。診断部５０は電圧測定結果を診断用信号の出力状態と照合して、異常の有無を判断し、診断結果としてバッテリコントローラ４０へ出力する。
バッテリコントローラ４０は、正常状態での電圧測定結果を基に、強電系バッテリ１の充放電制御等を行う一方、例えば高圧異常時にはシステム保護のため制御を停止するなど、異常の内容に応じた処置を行う。
本実施の形態では、診断部５０とスイッチング部１０とで、発明におけるスイッチング手段を構成し、とくに診断部５０は制御手段を構成している。
【００２２】
以上の構成において、診断部５０が診断用信号として、Ｈ（ハイ）、Ｌ（ロウ）交互のパルスをスイッチング部１０へ出力すると、スイッチング部１０では、診断用信号がＨのときトランジスタ１２、１６がそれぞれＯＮ（オン）、診断用信号がＬのときトランジスタ１２、１６がそれぞれＯＦＦ（オフ）に変化し、擬似的なＡＣ電圧が生成される。
ハイパスフィルタ部２０のフィルタ回路２１によって、ＤＣ電圧の通過は阻止されるが、診断用信号がカットオフ周波数ｆｃ以上であれば、擬似的なＡＣ電圧は保護回路３０を経てバッテリコントローラ４０の電圧測定端子ＡＤに入力される。
【００２３】
この間、擬似的なＡＣ電圧はハイパスフィルタ部２０の分圧回路２８により、バッテリコントローラ４０の測定範囲レベルに低下される。
強電系バッテリ１の総電圧をＶｂとし、スイッチング部１０のトランジスタ１２のＯＮ時間をＴｏｎ、ＯＦＦ時間をＴｏｆｆとすると、ハイパスフィルタ部２０の出力電圧Ｖｏｕｔは、次式（２）で表わされる。
0003731482.tif 000002
ただし、Ｖｃはスイッチング部１０の出力電圧で、正常時はＶｃ＝Ｖｂである。
【００２４】
本実施の形態では、強電系バッテリ１の総電圧をＶｂ＝４００Ｖとし、コンデンサ２２の容量はＣ１＝０．０１μＦ、コンデンサ２４はＣ２＝１μＦに設定され、また、抵抗はＲ１＝１０ＫΩに設定されている。
また、保護回路３０のツエナダイオード３４のクランプ圧は、Ｖｚ＝６．２Ｖとしてある。
ハイパスフィルタ部２０のカットオフ周波数は、
ｆｃ＝１／（０．０１μＦ×１０ＫΩ）＝１０ＫＨｚ
である。
【００２５】
また、スイッチング部１０におけるオン／オフ制御のデューティを５０％として、ハイパスフィルタ部２０の出力電圧Ｖｏｕｔは、
0003731482.tif 000003
となる。
図２は、１０ＫＨｚ、デューティ５０％でオン／オフ制御したときの、正常時におけるスイッチング部１０の出力（Ｖｃ）とハイパスフィルタ部２０の出力（Ｖｏｕｔ）を示している。
【００２６】
なお、ハイパスフィルタ部２０への入力がカットオフ周波数ｆｃより低い場合には、図３に示すように、ハイパスフィルタ部２０の出力（Ｖｏｕｔ）としてパルスの立ち上がりおよび立下り時にのみインパルス状の電圧が発生し、そのピーク電圧は、Ｖｃ・（Ｃ１／Ｃ２）となる。なお、図３はオン／オフ制御の周波数がカットオフ周波数より低い１Ｈｚの場合を示している。
【００２７】
以下、本実施の形態における制御の流れを図４、図５のフローチャートにより説明する。
この制御は電気自動車の図示しないイグニションスイッチがＯＮされることにより開始される。
まず、ステップ１０１において、診断部５０は、変数の初期値を設定したあと、ステップ１０２で、診断用信号としてＬ信号をスイッチング部１０へ出力し、トランジスタ１２、１６をＯＦＦさせる。すなわちスイッチング部１０をＯＦＦとする。
【００２８】
ステップ１０３で、バッテリコントローラ４０はその電圧測定端子ＡＤに入力された電圧ＶADを測定して、測定結果を診断部５０へ出力する。
スイッチング部１０からハイパスフィルタ部２０を経て測定部４２までの系統が正常であれば、測定電圧（測定結果）ＶｓはＶADに等しく、また電圧ＶADは上記のＶｏｕｔに等しい。
【００２９】
診断部５０は、ステップ１０４で、測定電圧Ｖｓが所定値Ｖ１以下であるかどうかをチェックする。トランジスタ１２がＯＦＦ、すなわちスイッチング部１０がＯＦＦであれば強電系バッテリ１からの電源は遮断され、Ｖｓ＝０となる。ここでは、ノイズ等を考慮して、所定値は例えばＶ１＝０．５Ｖに設定される。
測定電圧ＶｓがＶ１以下であるときはステップ１０５へ進む。
【００３０】
ステップ１０５では、診断用信号としてＨ信号をスイッチング部１０へ出力し、トランジスタ１２をＯＮさせ、続いてステップ１０６において、バッテリコントローラ４０はその電圧測定端子ＡＤの入力電圧を測定して、測定電圧Ｖｓを診断部５０へ出力する。
ステップ１０７では、診断部５０において、測定電圧Ｖｓが所定値Ｖ１以下であるかどうかをチェックする。
スイッチング部１０がＯＮのままであるときも、ハイパスフィルタ部２０によって強電系バッテリ１からの直流は遮断されるから、Ｖｓ＝０となる。したがってここでも所定値Ｖ１＝０．５Ｖを基準値として用いている。
測定電圧ＶｓがＶ１以下であるときはステップ１０８へ進む。
【００３１】
ステップ１０８では、診断部５０は診断用信号として周波数１０ＫＨｚ、デューティ５０％の制御パルスを出力開始する。
そして、つぎのステップ１０９で、測定部４２は電圧測定端子ＡＤの入力電圧の１０ｍｓｅｃ分を取り込み、その平均値として測定電圧Ｖｓを求める。なお、この１０ｍｓｅｃは擬似的なＡＣ入力が確保される範囲で増減できる。
ステップ１１０において、診断部５０は、この測定電圧Ｖｓが所定値Ｖ２＝１Ｖ以上であるかどうかをチェックする。
上記のＶ２＝１ＶはＶｃ＝２００Ｖに相当し、これより低いときには強電系バッテリの電圧が異常に低いことになる。
測定電圧ＶｓがＶ２以上であるときはステップ１１１へ進む。
【００３２】
ステップ１１１では、測定電圧Ｖｓが所定値Ｖ３＝２．１Ｖ以下であるかどうかをチェックする。このＶ３＝２．１ＶはＶｃ＝４２０Ｖに相当し、これより高いときには強電系バッテリの電圧が異常に高いことになる。
測定電圧ＶｓがＶ３以下であるときは、ステップ１１２において正常である旨の診断結果をバッテリコントローラ４０へ送出する。そして、ステップ１１３では、バッテリコントローラ４０が上記測定電圧Ｖｓを基に、前述の式（２）からＶｃを逆算して、このＶｃを強電系バッテリ１の総電圧Ｖｂの測定結果とする。この測定結果は、要求に応じてモータコントローラ５５へ出力される。
以上が正常時の流れである。
【００３３】
つぎに、ステップ１０４のチェックで測定電圧ＶｓがＶ１を越えているときは、診断部５０では、ステップ１１４へ進んでｍの値を１だけインクリメントし、ステップ１１５でｍが３以下であるかをチェックする。ｍが３以下の間はステップ１０３へ戻る。これは３回のチェックを行って同じ状態が続いていることを確認するためである。
ステップ１０３、１０４、１１４、１１５が繰り返されてｍが３を越えたときには、スイッチング部１０の故障か、あるいは測定部４２の故障と判断できるので、ステップ１１６へ進んで、バッテリコントローラ４０へ第１種異常としてスイッチング部１０または測定部４２が異常である旨の診断結果を送出する。
【００３４】
また、ステップ１０７のチェックで測定電圧ＶｓがＶ１を越えているときは、診断部５０では、ステップ１１７へ進んでｎの値を１だけインクリメントし、ステップ１１８でｎが３以下であるかをチェックする。ｎが３以下の間はステップ１０６へ戻る。
ステップ１０６、１０７、１１７、１１８が繰り返されてｎが３を越えたときには、ハイパスフィルタ部２０のコンデンサ２２のショート故障と判断できる。この場合、ステップ１１９へ進んで、バッテリコントローラ４０へ第２種異常として、コンデンサ２２がショートの旨の診断結果を送出する。
【００３５】
なお、コンデンサ２２がショートすると、スイッチング部１０が繰り返しのオン／オフ制御をしたときには、測定電圧Ｖｓは、図６に示すＶｏｕｔのように、ツエナダイオード３４のクランプ圧Ｖｚ（＝６．２Ｖ）に張り付く。したがってこの現象からもコンデンサ２２のショート故障が検知できる。
図６は、１０ＫＨｚ、デューティ５０％でオン／オフ制御したときのスイッチング部１０の出力（Ｖｃ）とハイパスフィルタ部２０の出力（Ｖｏｕｔ）を示す。
【００３６】
ステップ１１０のチェックでＶｓがＶ２より低いときは、診断部５０では、ステップ１２０へ進んでｐの値を１だけインクリメントし、ステップ１２１でｐが３以下であるかをチェックする。ｐが３以下の間はステップ１０９へ戻る。
ステップ１０９、１１０、１２０、１２１が繰り返されてｐが３を越えたときには、ステップ１２２へ進み、電圧測定端子ＡＤへの入力波形がインパルス状でないかどうかをチェックする。
入力波形が図３に示すＶｏｕｔのようなインパルス状である場合は、ステップ１２３へ進み、第３種異常として診断部５０またはスイッチング部１０の異常の旨の診断結果をバッテリコントローラ４０へ送出する。
【００３７】
ステップ１２２のチェックで入力波形がインパルス状でない場合は、スイッチング部１０の機能に問題はないことになる。このときは、ステップ１２４へ進み、第４種異常として強電系バッテリ１が低圧である電圧異常または接続不良の旨の診断結果をバッテリコントローラ４０へ送出する。
【００３８】
ステップ１１１のチェックで測定電圧Ｖｓが所定値Ｖ３を越えているときは、ステップ１２５へ進んで、ｒの値を１だけインクリメントし、ステップ１２６でｒが３以下であるかをチェックする。ｒが３以下の間はステップ１０９へ戻る。ステップ１０９、１１１、１２５、１２６が繰り返されてｒが３を越えたときには、ステップ１２７へ進み、測定電圧Ｖｓが所定値Ｖ４以上であるかどうかをチェックする。所定値Ｖ４は、モータからの回生発電による電圧がかかっているかどうかの可能性を確認するため、例えばＶ４＝３．５Ｖに設定される。この値はＶｃ＝７００Ｖに相当する。
【００３９】
測定電圧ＶｓがＶ４以上である場合は、ステップ１２８でモータが回生中であるかどうかをチェックする。
モータが回生中であれば、ステップ１２９に進み、過電圧抑制指令をバッテリコントローラ４０へ送出したあと、ステップ１０９へ戻る。
他方、ステップ１２７のチェックで測定電圧ＶｓがＶ４より低い場合、あるいはステップ１２８のチェックでモータが回生中ではなかった場合には、ステップ１３０へ進み、第５種異常として強電系バッテリ１が高圧である電圧異常の旨の診断結果をバッテリコントローラ４０へ送出する。
バッテリコントローラ４０では、診断部５０から上記の第１種異常から第５種異常の診断結果を受けると、一旦本制御フローを終了して、それぞれの異常状態に対応した処置を実行し、状況に応じて再開する。
【００４０】
本実施の形態は以上のように構成され、強電系バッテリ１の電圧をスイッチング部１０で擬似的なＡＣ電圧に変換し、コンデンサによる分圧回路を備えるハイパスフィルタ部２０で低電圧に分圧したものに基づいて測定部４２で測定するものとしたので、簡単な構成で弱電系の測定部を直流高電圧から遮断でき、暗電流も低減する。
【００４１】
また、フォトカプラやオペアンプも要しないので、各構成部品の高耐圧化も容易である。そして従来のような直流高圧を大型の抵抗を用いてフォトカプラやオペアンプの差動電圧まで降圧することによる電力損失からも解放され、小型化とコスト低減が図れる。
さらに、電圧変動の大きい強電系バッテリに対して高精度の動作電圧を要するフォトカプラのための安定化電源などコストのかかる回路も要しない。
【００４２】
さらに、ハイパスフィルタ部２０では、コンデンサ１２、１６の容量の比で分圧するとともに、ハイパスフィルタ部２０の出力電圧はデューティによって決定されるので、測定電圧の設定変更をコンデンサの容量比やスイッチング部１０のデューティを変化させることにより、容易に行うことができる。
また、コンデンサ１２、１６をセラミックコンデンサとすることにより、経年劣化がとくに少なく、周囲環境の温度によって寿命が変化し難いので、冷却構造を簡略し、実験確認の工数を低減することができる。
【００４３】
また診断機能として、測定電圧から強電系バッテリの高圧または低圧に過ぎる電圧異常を検出するほか、コンデンサを備えるハイパスフィルタ部２０の特性を利用して、イグニションスイッチ投入当初に、スイッチング部１０の動作をＯＦＦ状態あるいはＯＮ状態に切り替えて測定電圧をチェックすることにより、ハイパスフィルタ部あるいは測定部の異常を他と識別して事前に検出することができる。
同じくハイパスフィルタ部２０のカットオフ周波数に基づいて、スイッチング部１０やこれを制御する診断部５０の異常も検出できる。
したがって、点検・保守作業も簡単となる。
【００４４】
なお、実施の形態では強電系バッテリ１の総電圧を検出する例について説明したが、強電系バッテリ１を構成する各単位バッテリの電圧を検出する場合についても、その検出電圧が異なるだけで、本発明をそのまま適用することができる。また、測定部４２をバッテリコントローラ４０内に構成したものとしたが、これに限定されず、測定部４２をバッテリコントローラから独立したものとしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の構成を示すブロック図である。
【図２】正常時におけるスイッチング部とハイパスフィルタ部の出力を示す波形図である。
【図３】カットオフ周波数ｆｃより低いときのスイッチング部とハイパスフィルタ部の出力を示す波形図である。
【図４】診断制御の流れを示すフローチャートである。
【図５】診断制御の流れを示すフローチャートである。
【図６】ハイパスフィルタ部のコンデンサがショートしたときのスイッチング部とハイパスフィルタ部の出力を示す波形図である。
【図７】従来例を示す図である。
【符号の説明】
１        強電系バッテリ
２ａ、２ｂ    単位バッテリ
１０      スイッチング部
１２、１６    トランジスタ
１３、１４、１７、１８    抵抗
２０      ハイパスフィルタ部
２１      フィルタ回路
２２、２４    コンデンサ
２６      抵抗
２８      分圧回路（分圧手段）
３０      保護回路
３２      抵抗
３４      ツエナダイオード
４０      バッテリコントローラ
４２      測定部
５０      診断部（制御手段）
５５      モータコントローラ
【図１】
0003731482.tif 000004
【図２】
0003731482.tif 000005
【図３】
0003731482.tif 000006
【図４】
0003731482.tif 000007
【図５】
0003731482.tif 000008
【図６】
0003731482.tif 000009
【図７】
0003731482.tif 000010