JP2002042906A - 電池電圧検出装置及び該装置を用いたハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 セル電圧を効率よく検出する電池電圧検出装
置および、該電池電圧検出装置によって検出されたセル
電圧に基づいて、バッテリの充放電を制御することによ
り、セルの過充放電によるバッテリ全体の劣化を防止す
るハイブリッド車両の制御装置を提供する。 【解決手段】 電池電圧検出装置の起動時において、Ｃ
ＰＵ４０は各マルチプレクサ２０ａ、２０ｂ、２０ｃ内
のアナログスイッチを対応するモジュール１ａ、１ｂ、
１ｃを構成する全てのセルに順次接続させることによ
り、バッテリ１を構成する全てのセル電圧を取得し、取
得したセル電圧を外部の制御装置へと送信する。一方、
当該装置の起動後においては、起動時に取得したセル電
圧の内、最大セル電圧を示したセル及び最小セル電圧を
示したセルの電圧のみを所定の間隔で検出し、検出した
セル電圧を外部の制御装置へ出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数のセルにより
構成される蓄電装置において、各該セルの電圧を検出す
る電池電圧検出装置に関し、特に、電気自動車及びハイ
ブリッド車両に使用される蓄電装置のセル電圧を効率よ
く検出する電池電圧検出装置及び該装置を用いたハイブ
リッド車両の制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】運転状態に応じて、モータによる駆動と
エンジンによる駆動とを併合して走行を行うハイブリッ
ド車両は、複数のセルからなる高圧系バッテリ（以下、
バッテリと略称する）を備えている。このハイブリッド
車両においては、車両の始動時及び加速時においては、
バッテリに蓄えられているエネルギーをモータに供給す
ることにより、モータによりエンジンの駆動をアシスト
し、また、車両の減速時においては、モータの回生作動
によりバッテリを充電する。上記バッテリにおいて、セ
ルの残容量を考慮せずに充放電を行ってしまうと、セル
の許容範囲を超えて充放電が行われる、所謂、セルの過
充放電が起こり、バッテリ全体としての劣化を引き起こ
すこととなる。これにより、組バッテリの寿命が短縮し
たり、他のシステムへと支障をきたすという弊害があ
る。従って、上述したような原因で引き起こされるバッ
テリの劣化を防止するために、各セルの残容量（或い
は、セル電圧）をモニタし、セルの残容量に応じてバッ
テリの充放電制御を行う必要がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来は、上述したよう
なバッテリ保護のために、複数のセルで構成されるモジ
ュール毎にＡ／Ｄ変換器一体型のマイコンを設け、検出
した各セル電圧をマイコンを通じて上位のコントロール
ユニットにシリアル通信で送信し、上位のコントロール
ユニットによりバッテリの充放電を制御するという手法
が用いられていた。しかしながら、上述した従来の手法
では、バッテリのセル数の増加に伴いマイコンの数を増
加しなければならず、コストアップを引き起こしてしま
うという問題があった。また、バッテリを構成する全て
のセルの電圧をシリアル通信で上位のコントロールユニ
ットに送信すると、データ通信に時間がかかり、検出さ
れたセル電圧を車両の制御に反映するまでに時間を要し
てしまうという欠点があった。

【０００４】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであり、セル電圧を効率よく検出する電池電圧検出
装置および、該電池電圧検出装置によって検出されたセ
ル電圧に基づいて、バッテリの充放電を制御することに
より、セルの過充放電によるバッテリ全体の劣化を防止
するハイブリッド車両の制御装置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】上記目的を達成するため
に、本発明は、複数のセルが直列接続されてなるモジュ
ール（実施形態では、１ａ、１ｂ、１ｃ…）が複数直列
接続されて構成される蓄電装置（実施形態では、バッテ
リ１）の各セルの電圧を検出する電池電圧検出装置（実
施形態では、電池電圧検出装置１０）であって、前記蓄
電装置を構成する全てのセル電圧を検出可能な電圧検出
手段（実施形態では、マルチプレクサ２０ａ、２０ｂ２
０ｃ…及びＡ／Ｄ変換器３０ａ、３０ｂ、３０ｃ…）
と、前記電圧検出手段によって検出されたセル電圧の
内、最大値及び最小値を示したセルを特定するセル特定
手段（実施形態では、ＣＰＵ４０が有し、処理としては
図２のステップＳＡ２にあたる）と、該セルを記憶する
記憶手段（実施形態では、ＣＰＵ４０が有する）とを有
し、前記電圧検出手段は、前記セル特定手段によって該
セルが特定された後は、特定された該セルの電圧（実施
形態によれば、最大セル電圧Ｖｍａｘ及び最小セル電圧
Ｖｍｉｎ）又は、特定された該セルを含むモジュールを
構成する各セルの電圧を所定の間隔で検出することを特
徴とする。

【０００６】具体的には、本発明の電池電圧検出装置
は、蓄電装置を構成する全てのセル電圧を検出する機能
を有し、まず当該装置の開始時において、全セル電圧を
検出し、更に、検出したセル電圧の中から最大セル電圧
Ｖｍａｘ及び最小セル電圧Ｖｍｉｎを抽出し、これら電
圧値を示したセルのアドレスを記憶する。そして、セル
のアドレスが記憶された後、即ち、当該装置の起動後に
おいては、最大セル電圧Ｖｍａｘ及び最小セル電圧Ｖｍ
ｉｎを示したセルの電圧あるいは、これらセルを含むモ
ジュールを構成する各セルの電圧を所定の間隔でモニタ
する。これにより、当該装置の起動後においては、電圧
を検出するセル数が従来と比較して減少するため、セル
電圧の検出時間及び検出したセル電圧の送信に要する時
間を著しく短縮することができ、バッテリの充放電の制
御を効率的に行うことができる。

【０００７】また、上記構成の電池電圧検出装置によれ
ば、前記電圧検出手段は、当該電池電圧検出装置の始動
時に、前記蓄電装置を構成する全てのセル電圧を検出
し、前記セル特定手段は、前記電圧検出手段によって検
出された全セル電圧を比較し、最大セル電圧を示したセ
ルと最小セル電圧を示したセルとを特定することを特徴
とする。上記構成によれば、当該装置の始動時、即ち電
流が流れていない状態で全てのセル電圧を検出するの
で、正確なセル電圧を検出することができる。

【０００８】また、上記構成の電池電圧検出装置によれ
ば、前記電圧検出手段は、前記蓄電装置に流れる電流
（実施形態によれば、バッテリ１に設けられている図示
しない電流センサによって検出される値）が所定の値よ
りも小さかった場合（実施形態では、バッテリ１の電流
がクルーズ判定電流Ｉｐよりも小さかった場合）に、前
記蓄電装置を構成する全てのセル電圧を検出し、前記セ
ル特定手段は、前記電圧検出手段によって検出された全
セル電圧を比較し、最大セル電圧を示したセルと最小セ
ル電圧を示したセルとを特定することを特徴とする。即
ち、蓄電装置に流れる電流が小さい場合には、図７に示
すように蓄電装置を構成するセル電圧の時間的推移が緩
やかになる。従って、このような状況下では本電池電圧
検出装置は、セル電圧をモニタする間隔を長く設定して
も差し支えない。このように、電圧検出に余裕ある時に
おいては、蓄電装置を構成する全てのセル電圧を検出す
ることにより、全てのセルの状態を把握することができ
る。また、前回の全セル電圧検出時において、全てのセ
ル電圧に差が見られなかった場合は、蓄電装置の動作
中、最大セル電圧Ｖｍａｘ、最小セル電圧Ｖｍｉｎを示
すセルが代わってしまう場合もある。このような場合で
も、電圧検出に余裕が見られる場合には、全てのセル電
圧を検出し、新たに最大電圧値及び最小電圧値を示した
セルを特定することによって、より正確にバッテリの充
放電の制御を行うことが可能となる。

【０００９】また、本発明は、エンジン及びモータを車
両の駆動源とし、モータへの電力供給及び、発電又は車
両減速時のモータの回生作動により得られたエネルギー
を蓄電する複数のセルで構成された蓄電装置を備え、更
に、前記蓄電装置の各セルの電圧を管理する装置として
請求項１〜請求項３のいずれかの項に記載の電池電圧検
出装置を有するハイブリッド車両の制御装置（実施形態
では、バッテリ制御装置５、モータ制御装置６及びエン
ジン制御装置７）であって、前記電池電圧検出装置によ
って検出されるセル電圧（実施形態では、最大セル電圧
Ｖｍａｘ及び最小セル電圧Ｖｍｉｎ）に基づいて、前記
蓄電装置の充放電を制御する（実施形態では、モータの
回生禁止もしくはモータによるエンジン出力のアシスト
禁止）ことを特徴とする。

【００１０】具体的には、前記ハイブリッド車両の制御
装置は、電池電圧検出手段によって検出された最大セル
電圧Ｖｍａｘが予め設定されている充電制限電圧Ｖ１以
上であった場合には、前記モータ４の回生作動を禁止す
ることによりバッテリ１への充電を禁止し、また、前記
電池電圧検出装置１０によって検出された最小セル電圧
Ｖｍｉｎが予め設定されている放電制限電圧Ｖ２以下で
あった場合には、バッテリ１による前記モータへの電力
供給を禁止する。このように、電池電圧検出装置によっ
て検出されるセル電圧に基づいて、蓄電装置の充放電を
制御するので、蓄電装置を構成するセルが許容範囲内で
充放電するように制御することができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照し、本発明の一
実施形態について説明する。ここでは、本発明の一実施
形態として本発明の電池電圧検出装置をパラレルハイブ
リッド車両に適用した場合について説明する。まず、パ
ラレルハイブリッド車両について図５を参照して概略説
明する。

【００１２】図５において、バッテリ１は高圧系のバッ
テリである。このバッテリ１は、複数のセルを直列に接
続したモジュールを１単位として、更に複数個のモジュ
ールを直列に接続して構成されている。上記セルとして
は、近年、リチウムイオン電池が好んで用いられるよう
になった。これは、リチウムイオン電池は、起電力が比
較的高い、エネルギー密度が高いので電池を小型軽量化
できる、使用温度範囲が−５５℃〜８５℃ぐらいとかな
り広いなどといったことから、電気自動車用電池として
の使い勝手がよいためである。

【００１３】このバッテリ１には、バッテリ電流を検出
する電流センサ（図示略）、バッテリ温度を検出する温
度センサ（図示略）が設けられており、これらのセンサ
によって出力されたバッテリ電流及びバッテリ温度はバ
ッテリ制御装置５へ出力され、車両制御に用いられるパ
ラメータとして用いられる。電池電圧検出装置１０は、
バッテリ1のセル電圧を所定の間隔で検出し、検出した
セル電圧をバッテリ制御装置５へ出力する。この電池電
圧検出装置１０についての詳細は後述する。

【００１４】エンジン３は燃料の燃焼エネルギーで作動
し、モータ４はエンジン３と併用して用いられ電気エネ
ルギーで作動する。エンジン３及びモータ４の両方の駆
動力は、オートマチックトランスミッションあるいはマ
ニュアルトランスミッションよりなるトランスミッショ
ン（図示せず）を介して駆動輪（図示せず）に伝達され
る。また、ハイブリッド車両の減速時には、駆動輪から
モータ４に駆動力が伝達され、モータ４は発電機として
機能して、所謂、回生制動力を発生し、バッテリ１の充
電を行う。

【００１５】モータ４の駆動及び回生は、モータ制御装
置６からの制御指令を受けてパワードライブユニット２
により行われる。具体的には、パワードライブユニット
２はスイッチング素子が２つ直列接続されたものが３つ
並列接続されて構成されており、このスイッチング素子
がモータ制御装置６によってオン・オフされることによ
って、バッテリ１からの電力が三相線を介してモータ４
に供給されたり、あるいは、モータ４の回生電力がバッ
テリ１に供給される。

【００１６】エンジン制御装置７は、エンジン３への燃
料供給量の制御や、スタータモータ（図示略）の作動の
他、点火時期などの制御を行う。そのために、エンジン
制御装置７には、バッテリ制御装置５からのバッテリ残
容量ＳＯＣの情報、モータ制御装置６からのモータ４の
情報、及びエンジン３に設けられた各種センサからの信
号が供給される。各種センサとしては、車速を検出する
車速センサ（図示略）、エンジン水温を検出する水温セ
ンサ（図示略）、スロットル開度を検出するスロットル
開度センサ（図示略）、エンジン吸気温を検出する吸気
温（図示略）等が挙げられる。

【００１７】そして、上述した信号に基づいて、エンジ
ン制御装置７は燃料カットや、エンジン始動のタイミン
グ、あるいは、モータ回生や、アシスト、減速などのモ
ード判定を行う。なお、バッテリ制御装置５、モータ制
御装置６、エンジン制御装置７は、ＣＰＵ（中央演算装
置）およびメモリにより構成され、制御装置の機能を実
現するためのプログラムを実行することによりその機能
を実現させる。

【００１８】次に、本発明の一実施形態による電池電圧
検出装置について図を参照して説明する。図１は、本発
明の一実施形態による電池電圧検出装置の内部構成を示
すブロック図である。同図において、バッテリ１は上述
したように複数のセルで構成されるジュール１ａ、１
ｂ、１ｃ・・・が直列接続されて構成されている。なお
ここでは、各モジュールは４つのセルが直列接続されて
構成されていることとする。

【００１９】上述した各モジュール１ａ、１ｂ、１ｃ…
には、それぞれ対応してマルチプレクサ２０ａ、２０
ｂ、２０ｃ…が設けられている。マルチプレクサ２０
ａ、２０ｂ、２０ｃ…はアナログスイッチが複数内蔵さ
れたＩＣチップであり、アナログスイッチが接続するチ
ャネルを順次切り替えることにより、接続したセルの電
圧をそれぞれ対応するＡ／Ｄ（アナログ／ディジタル）
変換器３０ａ、３０ｂ、３０ｃ…へ出力する。

【００２０】Ａ／Ｄ変換器３０ａ、３０ｂ、３０ｃ…
は、入力されたアナログ値であるセル電圧をディジタル
値に変換し、ＣＰＵ４０へ出力する。ＣＰＵ４０は、内
部に記憶部を有し、この記憶部に格納されているプログ
ラムを実行することにより種々の処理を行う。

【００２１】次に、上記構成からなる電池電圧検出装置
の動作について図２、図３を参照して説明する。まず、
当該電池電圧検出装置が搭載されている車両の走行開始
時（イグニッションＯＮ時）における電池電圧検出装置
の動作について図２を参照して説明する。

【００２２】イグニッションがＯＮされると、当該電池
電圧検出装置１０内のＣＰＵ４０は各マルチプレクサ２
０ａ、２０ｂ、２０ｃ…のアナログスイッチを順次切り
替えることにより、それぞれ対応するモジュール１ａ、
１ｂ、１ｃ…を構成している全てのセルに接続し、それ
ぞれのセル電圧をＡ／Ｄ変換器３０ａに出力する。そし
て、上述の操作をマルチプレクサ２０ａ、２０ｂ、２０
ｃ…も平行して行うことにより、Ａ／Ｄ変換器３０ａ、
３０ｂ、３０ｃ…には、それぞれモジュール１ａ、１
ｂ、１ｃ…を構成するセルの電圧が順次入力される。

【００２３】Ａ／Ｄ変換器３０ａ、３０ｂ、３０ｃ…
は、次々と入力されるアナログ電圧値をディジタル値に
変換し、変換する毎にそのディジタル値をＣＰＵ４０へ
出力する。これにより、ＣＰＵ４０にはそれぞれのＡ／
Ｄ変換器３０ａ、３０ｂ、３０ｃ…からディジタル値で
あるセル電圧が次々と入力される。そして、バッテリ１
を構成する全てのセル電圧がディジタルデータとしてＣ
ＰＵ４０に入力されると、ＣＰＵ４０は入力された全て
のセル電圧をＣＰＵ４０内の記憶部の所定のエリアに格
納する（図２のステップＳＡ１）。

【００２４】続いて、ＣＰＵ４０は入力された全セル電
圧の中から、最大セル電圧Ｖｍａｘ及び最小セル電圧Ｖ
ｍｉｎを抽出し、これら値を示したセルのアドレスをＣ
ＰＵ４０内に設けられている記憶部の所定のエリアに格
納する（ステップＳＡ２）。その後、ＣＰＵ４０はステ
ップＳＡ１において取得した全セル電圧をバッテリ制御
装置５へ送信する（ステップＳＡ３）。

【００２５】なお、上記説明では、バッテリ１を構成す
るセルの内、最大セル電圧Ｖｍａｘ及び最小セル電圧Ｖ
ｍｉｎを示したセルを特定した後に、全セル電圧の送信
を行っているが、全セル電圧の送信を行った後に、最大
セル電圧Ｖｍａｘ及び最小セル電圧Ｖｍｉｎを示したセ
ルを特定して記憶するようにしても良く、セル電圧の送
信のタイミングについては特に限定しない。

【００２６】次に、車両の走行中における電池電圧検出
装置の動作について図３を参照して説明する。まず、Ｃ
ＰＵ４０は、最大電圧値Ｖｍａｘ及び最小電圧値Ｖｍｉ
ｎを示したセルの電圧を検出する（図３のステップＳＣ
１）。今、例えば、図２のステップＳＡ２において、モ
ジュール１ａを構成するセルの内、正極側を上として、
上から２番目に配置されているセルが最大セル電圧Ｖｍ
ａｘを示し、また、モジュール１ｂを構成するセルの
内、正極側を上として、上から３番目に配置されている
セルが最小セル電圧Ｖｍｉｎを示したとする。この場
合、ＣＰＵ４０は、マルチプレクサ２０ａのアナログス
イッチを上から２番目のセルに接続するとともに、マル
チプレクサ２０ｂのアナログスイッチを上から３番目の
セルに接続させ、他のマルチプレクサについては、アナ
ログスイッチをオフ状態とする。

【００２７】これにより、Ａ／Ｄ変換器３０ａ及びＡ／
Ｄ変換器３０ｂには、それぞれマルチプレクサ２０ａ及
び２０ｂを介して、セル電圧が入力される。Ａ／Ｄ変換
器３０ａ、３０ｂはそれぞれ入力された電圧を、ディジ
タル値に変換し、ＣＰＵ４０へ出力する。これにより、
ＣＰＵ４０はモジュール１ａの上から２番目のセル電
圧、即ち最大セル電圧Ｖｍａｘとモジュール２ａの上か
ら３番目のセル電圧、即ち最小セル電圧Ｖｍｉｎとを取
得する。

【００２８】続いて、ＣＰＵ４０は取得した最大セル電
圧Ｖｍａｘ及び最小セル電圧Ｖｍｉｎを記憶部の所定の
エリアに格納するとともに、これら値をバッテリ制御装
置５へ出力する（図３のステップＳＣ２）。そして、Ｃ
ＰＵ４０は上述したステップＳＣ１及びステップＳＣ２
の処理を所定の間隔で繰り返し実行する。このように、
所定の時間毎にＣＰＵ４０はマルチプレクサ及びＡ／Ｄ
変換器を介してセル電圧を読み込み、バッテリ１の最大
セル電圧Ｖｍａｘ及び最小セル電圧Ｖｍｉｎを所定の間
隔でモニタする。

【００２９】なお、上述の説明において、ＣＰＵ４０は
車両の走行中においては最大セル電圧Ｖｍａｘ及び最小
セル電圧Ｖｍｉｎの値のみを検出するように設定されて
いるが、最大セル電圧Ｖｍａｘ及び最小セル電圧Ｖｍｉ
ｎを示したセルを含むモジュールを構成する各セルの電
圧を読み取るようにしても良い。即ちＣＰＵ４０は、上
述の具体例において、マルチプレクサ２０ａ及び２０ｂ
のマイクロスイッチを順次切りかえることによりモジュ
ール１ａを構成する全てのセル及びモジュール１ｂを構
成する全てのセルの電圧を検出するようにしてもよい。
なお、この時マルチプレクサ２０ａ、２０ｂは同時に平
行して動作する。

【００３０】次に、上述した電池電圧検出装置１０によ
って検出された電圧値を使用して実施される、本発明の
一実施形態によるハイブリッド車両の制御装置の動作に
ついて説明する。

【００３１】まず、イグニッションＯＮ時、即ち走行開
始時において、バッテリ制御装置５は、バッテリ１の全
てのセル電圧を電池電圧検出装置１０から取得する。更
に、バッテリ制御装置５は、バッテリ１に設けられてい
る電流センサ及び温度センサからバッテリ電流及びバッ
テリ温度を取得する。そして、バッテリ制御装置５は取
得したこれらバッテリ１の全てのセル電圧、バッテリ電
流及びバッテリ温度に基づいて、走行開始時におけるバ
ッテリ１の残容量を算出し、算出したバッテリ１の残容
量をエンジン制御装置７に送信する。このようにして、
電池電圧検出装置１０によって検出された電圧値が車両
の制御に反映される。なお、上述のバッテリ１の残容量
算出に関しては、種々の方法が提案されているが、本発
明と直接関係しないため説明を省略する。

【００３２】次に、車両の走行中におけるハイブリッド
車両の制御装置、ここでは主にバッテリ制御装置の動作
について図４を参照して説明する。まず、走行中におい
て、上述したように電池電圧検出装置１０は、所定の間
隔でバッテリ１の最大セル電圧Ｖｍａｘと最小セル電圧
Ｖｍｉｎを検出し、この値をバッテリ制御装置５へ送信
する。

【００３３】バッテリ制御装置５は、この最大セル電圧
Ｖｍａｘと最小セル電圧Ｖｍｉｎを取得すると（図４の
ステップＳＢ１）、取得した最大セル電圧Ｖｍａｘが充
電制限電圧Ｖ１以上であるか否かを判定する（ステップ
ＳＢ２）。この結果、最大セル電圧Ｖｍａｘが充電制限
電圧Ｖ１以上であった場合は、モータ４の回生動作を禁
止する制御を行い（ステップＳＢ３）、その後、本処理
を終了する。具体的には、バッテリ制御装置５は、回生
動作を禁止する信号をモータ制御装置６へ送信し、これ
によりモータ制御装置６がモータの回生動作を禁止す
る。

【００３４】一方、図４のステップＳＢ２において、最
大セル電圧Ｖｍａｘが充電制限電圧Ｖ１に達していなか
った場合は、ステップＳＢ１において取得した最小セル
電圧Ｖｍｉｎが放電制限電圧Ｖ２以下であるか否かを判
定する（ステップＳＢ４）。この結果、最小セル電圧Ｖ
ｍｉｎが放電制限電圧Ｖ２以下であった場合は、モータ
４へバッテリ１のエネルギーを供給するアシストを禁止
する制御を行い（ステップＳＢ５）、本処理を終了す
る。ここでも、正確にはバッテリ制御装置５がアシスト
を禁止する制御を行うのではなく、バッテリ制御装置５
がアシスト禁止を要求する信号をモータ制御装置６へ送
信することにより、モータ制御装置６が最終的にモータ
４への電力供給を禁止する。一方、ステップＳＢ４にお
いて最小セル電圧Ｖｍｉｎが放電制限電圧Ｖ２よりも大
きかった場合には、そのまま本処理を終了する。

【００３５】このように、バッテリ１を構成するセルの
内、最初に過充電領域に達すると考えられるセルの電圧
（最大セル電圧Ｖｍａｘ）と最初に過放電領域に達する
と考えられるセルの電圧（最小セル電圧Ｖｍｉｎ）とを
所定の間隔でモニタすることにより、実質、他のセルに
おいても許容範囲内で動作しているかを監視することが
できる。

【００３６】なお、本実施形態においては、車両の走行
中においては、電池電圧検出装置１０が検出するセル
は、最大セル電圧Ｖｍａｘを示したセル及び最小セル電
圧Ｖｍｉｎを示したセルの２つに限定し、これらのセル
電圧を検出することにより、バッテリ１の充放電制御を
効率よく行っていたが、これに代わる他の実施形態とし
て、以下のように制御することも可能である。まず、図
６に、回生時及びアシスト時におけるセル電圧の時間的
推移の一例を、図７にクルーズ時におけるセル電圧の時
間的推移の一例を示す。この図からわかるように、回生
時及びアシスト時においては、バッテリ１への充放電電
流が大きいため、セル電圧の時間的推移が大きくなる。
このため、セル電圧が許容範囲内Ｌ（充電制限電圧Ｖ１
以下であり放電制限電圧Ｖ２以上）で動作するように、
電池電圧検出装置は頻繁にセル電圧をモニタし、バッテ
リの充放電を管理する必要がある。一方、クルーズ時に
おいては、回生時及びアシスト時に比べバッテリ１に流
れる充放電電流が小さいため、セル電圧の時間的推移が
緩やかである。従って、このような状況下では本電池電
圧検出装置は、セル電圧をモニタする間隔を長く設定し
ても差し支えない。

【００３７】本発明の他の実施形態における電池電圧検
出装置の動作は、上述したような車両の走行状況に応じ
たバッテリ１の状況を考慮して、バッテリ１のセル電圧
の検出を行う。以下、ハイブリッド車両の走行時におい
て、電池電圧検出装置１０が行う他の実施形態による動
作を図８を参照して説明する。

【００３８】まず、車両の走行中において、現在のハイ
ブリッド車両の走行状態がクルーズ走行であるか否かが
判定される（図８のステップＳＤ１）。このクレーズ走
行であるか否かの判定は、バッテリ制御装置５、モータ
制御装置６またはエンジン制御装置７のいずれかの制御
装置から入力される信号によって識別することができ
る。例えば、バッテリ制御装置は、バッテリ１に設けら
れている電流センサによって検出されたバッテリ電流が
クルーズ判定電流Ｉｐより小さい場合に、クルーズ走行
中であると判断する。また、モータ制御装置は、モータ
４の動作状況からクルーズ走行か否かを判定することが
できる。また、エンジン制御装置７は、スロットル開度
が全閉ではなく、且つアシストトリガ閾値以下であった
場合に、クルーズ走行であると判断する。

【００３９】そして、電池電圧検出装置１０内のＣＰＵ
４０には、上述したいずれかの制御装置により、クルー
ズ走行か否かの信号が送信される。電池電圧検出装置１
０内のＣＰＵ４０は、受信した上記信号を判定すること
により、現在の車両の走行がクルーズ走行であるか否か
を判断する。この結果、クルーズ走行ではないと判定し
た場合は、ＣＰＵ４０内の記憶部の所定のエリアに格納
されている最小セル電圧Ｖｍｉｎを示したセル及び最大
セル電圧Ｖｍａｘを示したセルの電圧を検出して（ステ
ップＳＤ２）、検出したセル電圧をバッテリ制御装置５
へ送信する（ステップＳＤ４）。

【００４０】一方、ステップＳＤ１において、現在の車
両走行状態がクルーズ走行であると判定した場合は、バ
ッテリ１を構成する全てのセルについて電圧を検出する
（ステップＳＤ３）。具体的には、当該装置の始動時に
行う処理（図２のステップＳＡ１〜ステップＳＡ３）と
同様の処理を行う。即ち、全てのセル電圧を検出する
と、検出した全セル電圧の中から、最大セル電圧Ｖｍａ
ｘ及び最小セル電圧Ｖｍｉｎを抽出し、これら値を示し
たセルのアドレスを記憶部の所定のエリアに格納する。
即ち、セルのアドレスを更新する。続いて、ＣＰＵ４０
は取得した全セル電圧をバッテリ制御装置５へ送信する
（ステップＳＤ４）。

【００４１】このように、他の実施形態においては、頻
繁にセル電圧の検出が要求される回生時及びアシスト時
等においては、電圧検出対象のセルを最大電圧値を示す
セルと、最小電圧値を示すセルの２つと定め、これらの
セルを極力短い時間間隔でモニタすることにより、セル
の過充放電を防ぐ。そして、バッテリ１のセル電圧が急
激に変化せず、セル電圧検出に余裕ができる、即ち、比
較的モニタする間隔を長く設定してもよいクルーズ時に
おいては、バッテリ１を構成する全てのセル電圧を検出
する。これにより、クルーズ時においては、より正確な
セル電圧をバッテリ制御装置５へ送信することができる
ため、これらの電圧が車両の制御に反映される。

【００４２】また、前回の全セル電圧検出時において、
全てのセル電圧に差がなかった場合には、車両の走行
中、最大セル電圧Ｖｍａｘ、最小セル電圧Ｖｍｉｎを示
すセルが代わってしまう場合もある。このような場合で
も、クルーズ中に、全ての電圧値をスキャンし、検出し
た電圧値から新たに最大電圧値及び最小電圧値を示した
セルを特定することによって、より正確にバッテリの充
放電の制御を行うことが可能となる。このように、車両
の走行状態に応じて電圧の検出対象となるセルを変更す
ることにより、バッテリの充放電の制御をより効率的
に、またより正確に行うことができる。なお、上記説明
では、クルーズ走行か否かであるかの判定は、外部に設
けられている制御装置からの信号により判定を行うよう
に記載したが、電池電圧検出装置１０にも、バッテリ１
に設けられている電流センサの情報を入力するような構
成とすれば、外部からの信号を受信せずとも、電池電圧
検出装置が入力される電流値を考慮して、全セルの電圧
を検出するか否かを判定することができるようになる。
また、バッテリ１に流れる電流が小さい場合の例とし
て、クルーズ走行時を挙げて説明したが、クルーズ走行
時に限らず、バッテリ１に流れる電流が小さく、セル電
圧の時間的推移が緩やかであれば、全セルの電圧を検出
することは可能である。

【００４３】以上述べた実施の形態は本発明を説明する
ための一例であり、本発明は、上記の実施の形態に限定
されるものではなく、発明の要旨の範囲で種々の変形が
可能である。なお、本実施形態においては、電池電圧検
出装置をバッテリ制御装置の外部に設けたが、電池電圧
検出装置内のＣＰＵが行う処理を、バッテリ制御装置５
内のＣＰＵに処理させることにより、双方のＣＰＵを一
体化することも可能である。この場合、ＣＰＵを一つに
することができ、コストを削減することができる。ま
た、本実施形態では、多チャネルの切替手段として、マ
ルチプレクサを使用したが、他チャネル型切替装置であ
ればこれに限らない。また、１つのマルチプレクサが対
象とするセル数は、マルチプレクサの耐圧により決定さ
れるものである。

【００４４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の電池電圧
検出装置によれば、蓄電装置を構成する全てのセル電圧
を検出可能な電圧検出手段と、電圧検出手段によって検
出されたセル電圧の内、最大値及び最小値を示したセル
を特定し、該セルを記憶する記憶手段とを有し、電圧検
出手段は、最大値及び最小値を示した該セルが特定され
た後は、特定された該セルの電圧又は、特定された該セ
ルを含むモジュールを構成する各セルの電圧を所定の間
隔で検出することを特徴とする。

【００４５】これにより、当該装置の起動後において
は、電圧を検出するセル数が従来と比較して減少するた
め、セル電圧の検出時間及び検出したセル電圧の送信に
要する時間を著しく短縮することができる。これによ
り、蓄電装置の保護性能が向上する。また、セル電圧の
時間的変化量が大きく、常にセル電圧のモニタが必要と
される場合においては、従来と比較して頻繁にセル電圧
を検出することができるため、蓄電装置の保護に大きな
効果を奏する。

【００４６】また、本発明の電池電圧検出装置によれ
ば、電圧検出手段は、当該電池電圧検出装置の始動時
に、蓄電装置を構成する全てのセル電圧を検出し、セル
特定手段は、電圧検出手段によって検出された全セル電
圧を比較し、最大セル電圧を示したセルと最小セル電圧
を示したセルとを特定する。これにより、始動後の蓄電
装置の状態を把握するための指標となるセルを正確に特
定することができ、蓄電装置を過充放電から保護するこ
とができるという効果を奏する。

【００４７】また、上記構成の電池電圧検出装置によれ
ば、蓄電装置の動作開始後においても、蓄電装置に流れ
る電流が比較的小さい時には、蓄電装置を構成する全て
のセル電圧を検出するので、より正確に蓄電装置を構成
する全てのセルの状態を把握することができる。また、
前回の全セル電圧検出時において、全てのセル電圧に差
が見られなかった場合は、蓄電装置の動作中、最大セル
電圧Ｖｍａｘ、最小セル電圧Ｖｍｉｎを示すセルが代わ
ってしまう場合もある。このような場合でも、電圧検出
に余裕が見られる場合には、全てのセル電圧を検出し、
新たに最大電圧値及び最小電圧値を示したセルを特定す
ることによって、より正確にバッテリの充放電の制御を
行うことが可能となる。この結果、過充放電等の劣化原
因から蓄電装置を正確に保護することができるという効
果を奏する。

【００４８】また、本発明は、エンジン及びモータを車
両の駆動源とし、モータへの電力供給及び、発電又は車
両減速時のモータの回生作動により得られたエネルギー
を蓄電する複数のセルで構成された蓄電装置を備え、更
に、蓄電装置の各セルの電圧を管理する装置として請求
項1に記載の電池電圧検出装置を有するハイブリッド車
両の制御装置であって、電池電圧検出装置によって検出
されるセル電圧に基づいて、蓄電装置の充放電を制御す
る。このように、蓄電装置のセル電圧に応じて、回生や
アシストを禁止することにより、蓄電装置が過充放電状
態になるのを防ぎ、効率よく蓄電装置を劣化から保護す
ることができるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施形態による電池電圧検出装置
を示すブロック図である。

【図２】 同実施形態による電池電圧検出装置の動作開
始時における動作フローチャートである。

【図３】 同実施形態による電池電圧検出装置の動作開
始後における動作フローチャートである。

【図４】 ハイブリッド車両の制御装置が実行する動作
フローチャートである。

【図５】 ハイブリッド車両の一構成例を示すブロック
図である。

【図６】 ハイブリッド車輌において、回生時及びアシ
スト時におけるバッテリのセル電圧の推移を示す特性図
である。

【図７】 ハイブリッド車輌において、クルーズ時にお
けるバッテリのセル電圧の推移を示す特性図である。

【図８】 本発明の他の実施形態による電池電圧検出装
置の動作を示す動作フローチャートである。

【符号の説明】

１ バッテリ（蓄電装置） １ａ、１ｂ、１ｃ…モジュール ３ エンジン ４ モータ ５ バッテリ制御装置 １０ 電池電圧検出装置 ２０ａ、２０ｂ、２０ｃ…マルチプレクサ（電圧検出手
段） ３０ａ、３０ｂ、３０ｃ…Ａ／Ｄ変換器（電圧検出手
段） ４０ ＣＰＵ（セル特定手段及び記憶手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０２Ｊ 7/02 Ｈ０２Ｊ 7/02 Ｈ (72)発明者 山田 保雄 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 Ｆターム(参考） 2G016 CA03 CB12 CB13 CC01 CC03 CC04 CC07 CC12 CC16 CC24 CC27 CC28 CE31 CF06 5G003 AA07 BA03 DA07 FA06 FA08 GC05 5H030 AA01 AS08 BB10 FF43 FF44 5H115 PA15 PG04 PI16 PU26 SE06 TI05 TO13 TU05 TU06

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のセルが直列接続されてなるモジュ
   ールが複数直列接続されて構成される蓄電装置の各セル
   の電圧を検出する電池電圧検出装置であって、 前記蓄電装置を構成する全てのセル電圧を検出可能な電
   圧検出手段と、 前記電圧検出手段によって検出されたセル電圧の内、最
   大値及び最小値を示したセルを特定するセル特定手段
   と、 前記セル特定手段によって特定された該セルを記憶する
   記憶手段と、 を有し、 前記電圧検出手段は、前記セル特定手段によって該セル
   が特定された後は、特定された該セルの電圧又は、特定
   された該セルを含むモジュールを構成する各セルの電圧
   を所定の間隔で検出することを特徴とする電池電圧検出
   装置。
2. 【請求項２】 前記電圧検出手段は、当該電池電圧検出
   装置の始動時に、前記蓄電装置を構成する全てのセル電
   圧を検出し、 前記セル特定手段は、前記電圧検出手段によって検出さ
   れた全セル電圧を比較し、最大セル電圧を示したセルと
   最小セル電圧を示したセルとを特定することを特徴とす
   る請求項１に記載の電池電圧検出装置。
3. 【請求項３】 前記電圧検出手段は、前記蓄電装置に流
   れる電流が所定の電値よりも小さかった場合に、前記蓄
   電装置を構成する全てのセル電圧を検出し、 前記セル特定手段は、前記電圧検出手段によって検出さ
   れた全セル電圧を比較し、最大セル電圧を示したセルと
   最小セル電圧を示したセルとを特定することを特徴とす
   る請求項１または請求項２に記載の電池電圧検出装置。
4. 【請求項４】 エンジン及びモータを車両の駆動源と
   し、モータへの電力供給及び、発電又は車両減速時のモ
   ータの回生作動により得られたエネルギーを蓄電する複
   数のセルで構成された蓄電装置を備え、更に、前記蓄電
   装置の各セルの電圧を管理する装置として請求項１〜請
   求項３のいずれかの項に記載の電池電圧検出装置を有す
   るハイブリッド車両の制御装置であって、 前記電池電圧検出装置によって検出されるセル電圧に基
   づいて、前記蓄電装置の充放電を制御することを特徴と
   するハイブリッド車両の制御装置。