JP2006340527A - 組電池の異常検出方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】万一、論理和回路又は論理積回路が故障した場合でも回路故障を検出することで、簡素な構成で過充放電に対する保護を実現することができる組電池の異常検出方法及び装置を提供する。
【解決手段】組電池１８に接続された異常検出制御回路１１（１）〜１１（ｎ）と、異常検出制御回路１１（１）〜１１（ｎ）からの出力が入力する論理和回路１２及び論理積回路１３と、論理和回路１２及び論理積回路１３と同様に異常検出制御回路１１（１）〜１１（ｎ）からの出力が入力し、入力信号が全て一致した場合に正常（一致）を示す信号を出力する一致回路１４とを有し、論理和回路１２、論理積回路１３及び一致回路１４の各出力により、組電池１８の異常（過充電／過放電）を判断する。
【選択図】図１

Description

この発明は、組電池の異常検出方法及び装置に関し、特に、ハイブリッド車に用いられる組電池の過充放電に対する保護を行う組電池の異常検出方法及び装置に関する。

従来、組電池において過充電或いは過放電となる異常を検出する組電池の異常検出装置が知られている。
図５は、従来の組電池の異常検出装置の構成を示すブロック図である。図５に示すように、異常検出装置１は、異常検出制御回路２（１）〜２（ｎ）（図中、４個のみ図示）、論理和回路３、論理積回路４、切替え回路５、ＣＰＵ６、及び総電圧検出回路７を有しており、組電池８の異常を検出する。組電池８は、充放電可能なｎ個のセル８ａ（１）〜８ａ（ｎ）（図中、４個のみ図示）を直列に接続して構成されており、各セルの正極端子及び負極端子は、異常検出制御回路２（１）〜２（ｎ）のそれぞれに接続されている。

異常検出制御回路２（１）〜２（ｎ）は、基準電圧源９ａ及び異常検出回路９ｂを有しており（図中、１個のみ図示、その他は図示を省略）、基準電圧源９ａは、対応するセル８ａ（１）〜８ａ（ｎ）の端子間電圧の基準として電圧Ｖｓａを異常検出回路９ｂに出力する。異常検出回路９ｂは、過充電検出時に、基準電圧源９ａからの入力を変換した第１所定電圧Ｖｓａ×αとセルの端子間電圧を比較した結果を、論理和回路３及び論理積回路４に出力する。

例えば、異常検出回路９ｂは、セルの端子間電圧が第１所定電圧Ｖｓａ×αより上昇したことを比較して検出すると、異常（過充電）を示すＨ（Ｈｉｇｈ）レベルの信号を出力する。また、セルの端子間電圧が第１所定電圧Ｖｓａ×αより下降したことを比較して検出すると、正常を示すＬ（Ｌｏｗ）レベルの信号を出力する。

また、異常検出回路９ｂは、過充電検出時に、セルの端子間電圧と比較するために比較値を変換して、第２所定電圧Ｖｓａ×βと比較した結果を、論理和回路３及び論理積回路４に出力する。例えば、異常検出回路９ｂは、セルの端子間電圧が第２所定電圧Ｖｓａ×βより上昇したことを比較して検出すると、正常を示すＨレベルの信号を出力する。また、セルの端子間電圧が第２所定電圧Ｖｓａ×βより下降したことを比較して検出すると、異常（過放電）を示すＬレベルの信号を出力する。

図６は、図５の異常検出装置による異常検出時における、（ａ）は過充電検出時の異常検出回路の出力をグラフで示す説明図、（ｂ）は過放電検出時の異常検出回路の出力をグラフで示す説明図である。図６に示すように、異常検出回路９ｂは、セル電圧（Ｖｂ）がＶｓａ×α以上の場合にはＨレベル（異常、即ち、過充電）を出力し、セル電圧（Ｖｂ）がＶｓａ×α以下の場合にはＬレベル（正常）を出力する（（ａ）参照）。また、異常検出回路９ｂは、セル電圧（Ｖｂ）がＶｓａ×β以上の場合にはＨレベル（正常）を出力し、セル電圧（Ｖｂ）がＶｓａ×α以下の場合にはＬレベル（異常）を出力する（（ｂ）参照）。

論理和回路３は、過充電検出時に、異常検出制御回路２（１）〜２（ｎ）のどれか一つでもＨレベル信号を入力すると、切替え回路５を介して異常（過充電）を示すＨレベル信号をＣＰＵ６に出力する。また、異常検出制御回路２（１）〜２（ｎ）が全て、Ｌレベル信号の場合に、正常を示すＬレベル信号をＣＰＵ６に出力する。
論理積回路４は、過放電検出時に、異常検出制御回路２（１）〜２（ｎ）のどれか一つでもＬレベル信号を入力すると、切替え回路５を介して異常（過放電）を示すＬレベル信号をＣＰＵ６に出力する。また、異常検出制御回路２（１）〜２（ｎ）が全て、Ｈレベル信号の場合に、正常を示すＨレベル信号をＣＰＵ６に出力する。

ＣＰＵ６は、総電圧検出回路７から入力される組電池８の電圧値に基づき組電池８の充放電制御を行うが、切替え回路５からの入力信号から、制御ロジックによる演算で、セル８ａ（１）〜８ａ（ｎ）に異常（過充電／過放電）が発生していると判断すると組電池８の充放電を禁止する。

即ち、ＣＰＵ６は、過充電検出時に切替え回路５から入力した信号が、Ｈレベルの場合はセルが異常（過充電）であると、Ｌレベルの場合はセルが正常（過充電でない）であると判断し、また、過放電検出時に切替え回路５から入力した信号が、Ｌレベルの場合はセルが異常（過放電）であると、Ｈレベルの場合はセルが正常（過放電でない）であると判断する。ＣＰＵ６は、過充電検出時と過放電検出時の両方が正常の場合に、セルは正常であると判断し組電池８の充放電を制御することで、過充電と過放電の保護を行う。

図７は、図５の異常検出装置による制御処理の流れを示すフローチャートである。図７に示すように、従来の組電池の異常検出装置１による制御を行う場合、先ず、過充電検出設定を行った（ステップＳ１）後、切替え回路５の入力は“Ｌレベル”か否かを判断する（ステップＳ２）。切替え回路５の入力が“Ｌレベル”の場合（ｙｅｓ）、過放電検出設定を行った（ステップＳ３）後、切替え回路５の入力は“Ｈレベル”か否かを判断する（ステップＳ４）。切替え回路５の入力が“Ｈレベル”の場合（ｙｅｓ）、ステップＳ１に戻って、処理を繰り返す。

ステップＳ２で、切替え回路５の入力が“Ｌレベル”で無い場合（ｎｏ）、過充電状態と判断して充電を禁止した（ステップＳ５）後、ステップＳ３へ進み、過充電検出設定を行う。また、ステップＳ４で、切替え回路５の入力が“Ｈレベル”で無い場合（ｎｏ）、過放電状態と判断して放電を禁止した（ステップＳ６）後、ステップＳ１へ戻り、処理を繰り返す。

つまり、従来の組電池の異常検出装置１は、複数のセルからなる組電池の異常（過充電／過放電）検出を行うための異常出力回路が、論理和回路と論理積回路からなる構成を有している。
このような、組電池の異常を検出するものとして、例えば、「組電池の異常検出装置」（特許文献１参照）が知られている。
特開２００４−３１２８３６号公報

しかしながら、上述した従来の異常検出装置においては、過充電検出時に、論理和回路３がＬレベルを出力するような故障をした場合、異常検出制御回路２（１）〜２（ｎ）が異常（過充電）を示すＨレベルの信号を出力しても、切替え回路５からは、正常を示すＬレベルの信号がＣＰＵ６に出力される。即ち、従来の異常検出装置において、セル問の電圧が異常（過充電）であるにもかかわらず正常であると判断して、充電を停止しない制御を行うため、過充電に対する保護が行われることはない。

また、過放電検出時に、論理積回路４がＨレベルを出力するような故障をした場合、異常検出制御回路２（１）〜２（ｎ）が異常（過放電）を示すＬレベルの信号を出力しても、切替え回路５からは、正常を示すＨレベルの信号がＣＰＵ６に出力される。即ち、従来の異常検出装置において、セル問の電圧が異常（過放電）であるにもかかわらず正常であると判断して、放電を停止しない制御を行うため、過放電に対する保護が行われることはない。

つまり、単一セルの異常検出回路が何らかの原因で故障し、論理和回路又は論理積回路の出力が正常値に固定された場合、セルの電圧異常を検出することができず、過充電／過放電状態になってしまうのが避けられなかった。
この発明の目的は、万一、論理和回路又は論理積回路が故障した場合でも回路故障を検出することで、簡素な構成で過充放電に対する保護を実現することができる組電池の異常検出方法及び装置を提供することである。

上記目的を達成するため、この発明に係る組電池の異常検出方法は、組電池に接続された異常検出制御回路からの出力が入力する論理和回路及び論理積回路からの各出力により異常を判断する第１の処理と、前記異常検出制御回路からの出力が入力し、入力信号が全て一致した場合に正常（一致）を示す信号を出力する一致回路からの出力により異常を判断する第２の処理と、前記第１の処理及び前記第２の処理の２つの処理結果から前記組電池の異常（過充電／過放電）を判断する処理とを有している。

また、この発明に係る組電池の異常検出装置は、組電池に接続された異常検出制御回路と、前記異常検出制御回路からの出力が入力する論理和回路及び論理積回路と、前記論理和回路及び前記論理積回路と同様に前記異常検出制御回路からの出力が入力し、入力信号が全て一致した場合に正常（一致）を示す信号を出力する一致回路とを有し、前記論理和回路、前記論理積回路及び前記一致回路の各出力により、前記組電池の異常（過充電／過放電）を判断している。

この発明によれば、第１の処理により、組電池に接続された異常検出制御回路からの出力が入力する論理和回路及び論理積回路からの各出力により異常を判断し、第２の処理により、異常検出制御回路からの出力が入力し、入力信号が全て一致した場合に正常（一致）を示す信号を出力する一致回路からの出力により異常を判断し、第１の処理及び第２の処理の２つの処理結果から組電池の異常（過充電／過放電）が判断される。
このため、万一、論理和回路又は論理積回路が故障した場合でも回路故障を検出することで、簡素な構成で過充放電に対する保護を実現することができる。
また、この発明に係る組電池の異常検出装置により、上記組電池の異常検出方法を実現することができる。

以下、この発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。
図１は、この発明の一実施の形態に係る組電池の異常検出装置の構成を示すブロック図である。図１に示すように、異常検出装置１０は、異常検出制御回路１１（１）〜１１（ｎ）（図中、４個のみ図示）、論理和回路１２、論理積回路１３、一致回路１４、切替え回路１５、ＣＰＵ１６、及び総電圧検出回路１７を有しており、組電池１８の異常を検出する。組電池１８は、充放電可能なｎ個のセル１９（１）〜１９（ｎ）（図中、４個のみ図示）を直列に接続して構成されており、各セルの正極端子及び負極端子は、異常検出制御回路１１（１）〜１１（ｎ）のそれぞれに接続されている。

異常検出制御回路１１（１）〜１１（ｎ）は、基準電圧源２０及び異常検出回路２１を有しており（図中、１個のみ図示、その他は図示を省略）、基準電圧源２０は、対応するセル１９（１）〜１９（ｎ）の端子間電圧の基準として、電圧Ｖｓａを異常検出回路２１に出力する。異常検出回路２１は、過充電検出時に、基準電圧源２０からの入力を変換した第１所定電圧Ｖｓａ×αとセルの端子間電圧を比較した結果を、論理和回路１２及び論理積回路１３に出力する。

例えば、異常検出回路２１は、セルの端子間電圧が第１所定電圧Ｖｓａ×αより上昇したことを比較して検出すると、異常（過充電）を示すＨ（Ｈｉｇｈ）レベルの信号を出力する。また、セルの端子間電圧が第１所定電圧Ｖｓａ×αより下降したことを比較して検出すると、正常を示すＬ（Ｌｏｗ）レベルの信号を出力する。

また、異常検出回路２１は、過充電検出時に、セルの端子間電圧と比較するために比較値を変換して、第２所定電圧Ｖｓａ×βと比較した結果を、論理和回路１２及び論理積回路１３に出力する。例えば、異常検出回路２１は、セルの端子間電圧が第２所定電圧Ｖｓａ×βより上昇したことを比較して検出すると、正常を示すＨレベルの信号を出力する。また、セルの端子間電圧が第２所定電圧Ｖｓａ×βより下降したことを比較して検出すると、異常（過放電）を示すＬレベルの信号を出力する。

異常検出回路２１は、セル電圧（Ｖｂ）がＶｓａ×α以上の場合にはＨレベル（異常、即ち、過充電）を出力し、セル電圧（Ｖｂ）がＶｓａ×α以下の場合にはＬレベル（正常）を出力する（図６、（ａ）参照）。また、異常検出回路２１は、セル電圧（Ｖｂ）がＶｓａ×β以上の場合にはＨレベル（正常）を出力し、セル電圧（Ｖｂ）がＶｓａ×α以下の場合にはＬレベル（異常、即ち、過放電）を出力する（図６、（ｂ）参照）。

論理和回路１２は、過充電検出時に、異常検出制御回路１１（１）〜１１（ｎ）のどれか一つでもＨレベル信号を入力すると、切替え回路１５を介して異常（過充電）を示すＨレベル信号をＣＰＵ１６に出力する。また、異常検出制御回路１１（１）〜１１（ｎ）が全て、Ｌレベル信号の場合に、正常を示すＬレベル信号をＣＰＵ１６に出力する。
論理積回路１３は、過放電検出時に、異常検出制御回路１１（１）〜１１（ｎ）のどれか一つでもＬレベル信号を入力すると、切替え回路１５を介して異常（過放電）を示すＬレベル信号をＣＰＵ１６に出力する。また、異常検出制御回路１１（１）〜１１（ｎ）が全て、Ｈレベル信号の場合に、正常を示すＨレベル信号をＣＰＵ１６に出力する。

ＣＰＵ１６は、総電圧検出回路１７から入力される組電池１８の電圧値に基づき組電池１８の充放電制御を行うが、切替え回路１５からの入力信号から、制御ロジックによる演算で、セル１９（１）〜１９（ｎ）に異常（過充電／過放電）が発生していると判断すると組電池１８の充放電を禁止する。

即ち、ＣＰＵ１６は、過充電検出時に切替え回路１５から入力した信号が、Ｈレベルの場合はセルが異常（過充電）であると、Ｌレベルの場合はセルが正常（過充電でない）であると判断し、また、過放電検出時に切替え回路１５から入力した信号が、Ｌレベルの場合はセルが異常（過放電）であると、Ｈレベルの場合はセルが正常（過放電でない）であると判断する。ＣＰＵ１６は、過充電検出時と過放電検出時の両方が正常の場合に、セルは正常であると判断し組電池１８の充放電を制御することで、過充電と過放電の保護を行う。

この異常検出装置１０は、一致回路１４を有しており、異常検出回路２１の出力は、論理和回路１２及び論理積回路１３に入力するだけでなく、一致回路１４にも同様に入力する。
一致回路１４は、異常検出制御回路１１（１）〜１１（ｎ）からの入力信号が全て一致した場合に、正常（一致）を示すＨレベルの信号をＣＰＵ１６に出力する。即ち、過充電検出時に異常検出制御回路１１（１）〜１１（ｎ）が全て正常を示すＬレベルの信号を一致回路１４に入力した場合に、正常（一致）を示すＨレベルの信号をＣＰＵ１６に出力する。しかし、一致回路１４に一つでも異常（過充電）を示すＨレベルの信号が入力された場合は、異常（不一致）を示すＬレベルの信号をＣＰＵ１６に出力する。

また、過放電検出時に異常検出制御回路１１（１）〜１１（ｎ）が全て正常を示すＨレベルの信号を一致回路１４に入力した場合に、正常（一致）を示すＨレベルの信号をＣＰＵ１６に出力する。しかし、一致回路１４に一つでも異常（過放電）を示すＬレベルの信号が入力された場合は、異常（不一致）を示すＬレベルの信号をＣＰＵ１６に出力する。
ＣＰＵ１６は、切替え回路１５からの入力信号と一致回路１４からの入力信号の２つから制御ロジックによる演算で、セル１９（１）〜１９（ｎ）に異常（過充電／過放電）が発生していると判断すると、組電池１８の充放電を禁止する。

図２は、図１の異常検出装置による制御処理の流れを示すフローチャートである。図２に示すように、組電池の異常検出装置１０による制御を行う場合、先ず、過充電検出設定を行った（ステップＳ１０１）後、切替え回路１５の入力は“Ｌレベル”か否かを判断する（ステップＳ１０２）。切替え回路１５の入力が“Ｌレベル”の場合（ｙｅｓ）、一致回路１４の入力は“Ｈレベル”か否かを判断する（ステップＳ１０３）。一致回路１４の入力が“Ｈレベル”の場合（ｙｅｓ）、過放電検出設定を行う（ステップＳ１０４）。

その後、切替え回路１５の入力は“Ｈレベル”か否かを判断する（ステップＳ１０５）。切替え回路１５の入力が“Ｈレベル”の場合（ｙｅｓ）、一致回路１４の入力は“Ｈレベル”か否かを判断する（ステップＳ１０６）。一致回路１４の入力が“Ｈレベル”の場合（ｙｅｓ）、ステップＳ１０１に戻って、処理を繰り返す。

ステップＳ１０２で、切替え回路１５の入力が“Ｌレベル”で無い場合（ｎｏ）、及びステップＳ１０３で、一致回路１４の入力が“Ｈレベル”で無い場合（ｎｏ）、異常あり過充電状態と判断して、充電を禁止した（ステップＳ１０７）後、ステップＳ１０４へ進み、過充電検出設定を行う。また、ステップＳ１０５で、切替え回路１５の入力が“Ｈレベル”で無い場合（ｎｏ）、及びステップＳ１０６で、一致回路１４の入力が“Ｈレベル”で無い場合（ｎｏ）、異常あり過放電状態と判断して、放電を禁止した（ステップＳ１０８）後、ステップＳ１０１へ戻り、処理を繰り返す。

つまり、ＣＰＵ１６は、過充電検出時に切替え回路１５からの入力信号がＬレベルであり、且つ、一致回路１４からの入力信号がＨレベルである場合に、正常と判断する。しかし、切替え回路１５からの入力信号がＨレベル又は一致回路１４からの入力信号がＬレベルである場合には、セルが異常（過充電）であると判断し組電池１８の充電を禁止することで、過充電に対する保護を行う。従って、論理和回路１２がＬレベルを出力するような故障の際には、一致回路１４の出力が異常を示すＬレベルを出力することで異常（過充電）であると判断し、過充電に対する保護を実現する。

また、ＣＰＵ１６は、過放電検出時に切替え回路１５からの入力信号がＨレベルであり、且つ、一致回路１４からの入力信号がＨレベルである場合に、正常と判断する。しかし、切替え回路１５からの入力信号がＬレベル又は一致回路１４からの入力信号がＬレベルである場合には、セルが異常（過放電）であると判断し組電池１８の放電を禁止することで、過放電に対する保護を行う。従って、論理積回路１３がＨレベルを出力するような故障の際には、一致回路１４の出力が異常を示すＬレベルを出力することで異常（過放電）であると判断し、過放電に対する保護を実現する。
更に、制御ロジックを適切に行うことで、過充電／過放電／回路故障を判断し、回路故障の際には充放電を制限することにより、充放電を無差別に禁止すること無く効率の良い組電池１８の充放電制御を実現することができる。

図３は、図１の異常検出装置により回路故障を判断する制御処理の流れを示すフローチャート（その一）であり、図４は、図１の異常検出装置により回路故障を判断する制御処理の流れを示すフローチャート（その二）である。図３及び図４に示すように、組電池の異常検出装置１０による制御を行う場合、先ず、総電圧検出回路１７の入力値が“過充電値以下”か否かを判断する（ステップＳ２０１）。判断の結果、総電圧検出回路１７の入力値が“過充電値以下”である場合（ｙｅｓ）、過充電検出設定を行った（ステップＳ２０２）後、切替え回路１５の入力が“Ｌレベル”か否かを判断する（ステップＳ２０３）。判断の結果、切替え回路１５の入力が“Ｌレベル”である場合（ｙｅｓ）、過充電を検出しない（過充電検出＝なし）とする（ステップＳ２０４）。

その後、一致回路１４の入力が“Ｈレベル”か否かを判断する（ステップＳ２０５）。判断の結果、一致回路１４の入力が“Ｈレベル”である場合（ｙｅｓ）、異常が無い（異常＝なし）とする（ステップＳ２０６）。
次に、過充電検出が有る（ａ）か無い（ｂ）か、且つ、異常が有る（ｃ）か無い（ｄ）かについて判断する（ステップＳ２０７）。

なお、ステップＳ２０１で、総電圧検出回路１７の入力値が“過充電値以下”でない場合（ｎｏ）、過充電状態と判断して充電禁止の処理を行った（ステップＳ２０８）後、ステップＳ２０１へ戻る。また、ステップＳ２０３で、切替え回路１５の入力が“Ｌレベル”でない場合（ｎｏ）、過充電を検出（過充電検出＝あり）とした（ステップＳ２０９）後、ステップＳ２０５へと進む。また、ステップＳ２０５で、一致回路１４の入力が“Ｈレベル”でない場合（ｎｏ）、異常がある（異常＝ある）とした（ステップＳ２１０）後、ステップＳ２０７へと進む。

ステップＳ２０７における判断の結果、「過充電検出＝（ａ）、且つ、異常＝（ｃ）」の場合、過充電状態と判断して充電禁止の処理を行い（ケース１）、「過充電検出＝（ｂ）、且つ、異常＝（ｃ）」の場合、回路故障ありと判断して充電制限の処理を行い（ケース２）、「過充電検出＝（ａ）、且つ、異常＝（ｄ）」の場合、過充電状態と判断して充電禁止の処理を行い（ケース３）、「過充電検出＝（ｂ）、且つ、異常＝（ｄ）」の場合、正常と判断する（ケース４）。

ケース１からケース４の何れかの処理の後、総電圧検出回路１７の入力値が“過放電値以上”か否かを判断する（ステップＳ２１１）。判断の結果、総電圧検出回路１７の入力値が“過充電値以上”である場合（ｙｅｓ）、過放電検出設定を行った（ステップＳ２１２）後、切替え回路１５の入力が“Ｈレベル”か否かを判断する（ステップＳ２１３）。判断の結果、切替え回路１５の入力が“Ｈレベル”である場合（ｙｅｓ）、過放電を検出しない（過放電検出＝なし）とする（ステップＳ２１４）。

その後、一致回路１４の入力が“Ｈレベル”か否かを判断する（ステップＳ２１５）。判断の結果、一致回路１４の入力が“Ｈレベル”である場合（ｙｅｓ）、異常が無い（異常＝なし）とする（ステップＳ２１６）。
次に、過放電検出が有る（ａ）か無い（ｂ）か、且つ、異常が有る（ｃ）か無い（ｄ）かについて判断する（ステップＳ２１７）。

なお、ステップＳ２１１で、総電圧検出回路１７の入力値が“過放電値以上”でない場合（ｎｏ）、過放電状態と判断して放電禁止の処理を行った（ステップＳ２１８）後、ステップＳ２０１へ戻る。また、ステップＳ２１３で、切替え回路１５の入力が“Ｈレベル”でない場合（ｎｏ）、過放電を検出（過放電検出＝あり）とした（ステップＳ２１９）後、ステップＳ２１５へと進む。また、ステップＳ２１５で、一致回路１４の入力が“Ｈレベル”でない場合（ｎｏ）、異常がある（異常＝ある）とした（ステップＳ２２０）後、ステップＳ２１７へと進む。

ステップＳ２１７における判断の結果、「過放電検出＝（ａ）、且つ、異常＝（ｃ）」の場合、過放電状態と判断して放電禁止の処理を行い（ケース５）、「過放電検出＝（ｂ）、且つ、異常＝（ｃ）」の場合、回路故障ありと判断して放電制限の処理を行い（ケース６）、「過放電検出＝（ａ）、且つ、異常＝（ｄ）」の場合、過放電状態と判断して放電禁止の処理を行い（ケース７）、「過放電検出＝（ｂ）、且つ、異常＝（ｄ）」の場合、正常と判断する（ケース８）。

ケース５からケース８の何れかの処理の後、ステップＳ２０１へ戻って、処理を繰り返す。
つまり、過充電検出時に、ＣＰＵ１６は、総電圧検出回路１７からの入力信号から、組電池１８全体の電圧値が過充電値以上か否かを比較判断し、過充電値以上の場合は、過充電状態と判断して組電池１８の充電を禁止する。一方、過充電値以上でない場合は、組電池１８全体の電圧は正常と判断し、引き続きセル１９（１）〜１９（ｎ）に異常（過充電）が発生しているか否かの判断を行う。

ＣＰＵ１６は、切替え回路１５からの入力信号がＨレベルである場合に“過充電検出＝あり”と記憶し、入力信号がＬレベルである場合に“過充電検出＝なし”と記憶する。また、一致回路１４からの入力信号がＬレベルである場合に“異常＝あり”と記憶し、入力信号がＨレベルである場合に“異常＝なし”と記憶する。

“過充電検出＝あり”、且つ、“異常＝あり”（ケース１）の場合は、論理和回路１２が異常（過充電）を検出し、且つ、一致回路１４が異常（不一致）を検出しているので、過充電状態（回路故障なし）と判断して組電池１８の充電を禁止する。“過充電検出＝なし”、且つ、“異常＝あり”（ケース２）の場合は、論理和回路１２が正常（過充電なし）を検出しているのにもかかわらず、一致回路１４が異常（不一致）を検出しているので、論理和回路１２又は一致回路１４の回路故障があると判断し、組電池１８の充電を制限する。

“過充電検出＝あり”、且つ、“異常＝なし”（ケース３）の場合は、論理和回路１２が異常（過充電）を検出しているのにもかかわらず、一致回路１４が正常（一致）を検出している。総電圧検出回路１０の入力信号から、組電池１８全体の電圧値が正常と判断しているので、セル１９（１）〜１９（ｎ）の全てが過充電状態であることはない。従って、一致回路１４が正常（一致）を検出していることは矛盾であるため、一致回路１４が故障していると判断できる。従って、切替え回路１５の出力である“過充電検出＝あり”から過充電状態（回路故障あり）と判断して、組電池１８の充電を禁止する。

“過充電検出＝なし”、且つ、“異常＝なし”（ケース４）の場合は、論理和回路１２が正常（過充電なし）を検出し、且つ、一致回路１４が正常（一致）を検出しているので、正常状態（回路故障なし）と判断し組電池１８の充電には制限をかけない。

また、過放電検出時に、ＣＰＵ１６は、総電圧検出回路１７からの入力信号から、組電池１８全体の電圧値が過放電値以下かを比較判断し、過放電値以下の場合は、過放電状態と判断して組電池１８の放電を禁止する。また、過放電値以上の場合は、組電池１８全体の電圧は正常と判断し、引き続きセル１１（１）〜１１（ｎ）に異常（過放電）が発生しているかの判断を行う。

ＣＰＵ１６は、切替え回路１５からの入力信号がＬレベルである場合に“過放電検出＝あり”と記憶し、入力信号がＨレベルである場合に“過放電検出＝なし”と記憶する。また、一致回路１４からの入力信号がＬレベルである場合に“異常＝あり”と記憶し、入力信号がＨレベルである場合に“異常＝なし”と記憶する。

“過放電検出＝あり”、且つ、“異常＝あり”（ケース５）の場合は、論理積回路１３が異常（過放電）を検出し、且つ、一致回路１４が異常（不一致）を検出しているので、過放電状態（回路故障なし）と判断して組電池１８の放電を禁止する。“過放電検出＝なし”、且つ、“異常＝あり”（ケース６）の場合は、論理積回路１３が正常（過放電なし）を検出しているのにもかかわらず、一致回路１４が異常（不一致）を検出しているので、論理積回路１３又は一致回路１４の回路故障があると判断して組電池１８の放電を制限する。

“過放電検出＝あり”、且つ、“異常＝なし”（ケース７）の場合は、論理積回路１３が異常（過放電）を検出しているのにもかかわらず、一致回路１４が正常（一致）を検出している。総電圧検出回路１７の入力信号から、組電池１８全体の電圧値が正常と判断しているので、セル１９（１）〜１９（ｎ）の全てが過放電状態であることはない。従って、一致回路１４が正常（一致）を検出しているのは矛盾であるため、一致回路１４が故障していると判断できる。このことから、切替え回路１５の出力である“過放電検出＝あり”から過放電状態（回路故障あり）と判断して組電池１８の放電を禁止する。

つまり、ＣＰＵ１６は、論理和回路１２及び論理積回路１３からの入力信号と一致回路１４からの入力信号の２つから制御ロジックによる演算を行い、組電池１８に異常が発生していると判断した場合、組電池１８の充放電を禁止する判断手段として機能する。

このように、異常出力信号を一致回路１４に入力してＣＰＵ１６に出力することにより、異常検出回路２１が故障しているのを簡易な構成で検出することができ、また、一致回路１４により回路故障検出を行うことで、万一、論理和回路１２又は論理積回路１３が故障した場合でも回路故障を検出することができるため、組電池１８の過充電／過放電に対する保護を保証することができる。それに加えて、異常検出回路２１の出力と一致回路１４の出力をＣＰＵ１６に入力し、制御ロジックで処理を行うことにより、過充電／過放電／回路故障の異常の種類を判断し、回路故障の際には、充放電を制限することにより充放電を無差別に禁止することなく、効率の良い組電池１８の充放電制御を実現することができる。

このように、この発明によれば、第１の処理により、組電池に接続された異常検出制御回路からの出力が入力する論理和回路及び論理積回路からの各出力により異常を判断し、第２の処理により、異常検出制御回路からの出力が入力し、入力信号が全て一致した場合に正常（一致）を示す信号を出力する一致回路からの出力により異常を判断し、第１の処理及び第２の処理の２つの処理結果から組電池の異常（過充電／過放電）が判断されるため、万一、論理和回路又は論理積回路が故障した場合でも回路故障を検出することで、簡素な構成で過充放電に対する保護を実現することができる。
また、この発明に係る組電池の異常検出装置により、上記組電池の異常検出方法を実現することができる。

この発明の一実施の形態に係る組電池の異常検出装置の構成を示すブロック図である。 図１の異常検出装置による制御処理の流れを示すフローチャートである。 図１の異常検出装置により回路故障を判断する制御処理の流れを示すフローチャート（その一）である。 図１の異常検出装置により回路故障を判断する制御処理の流れを示すフローチャート（その二）である。 従来の組電池の異常検出装置の構成を示すブロック図である。 図５の異常検出装置による異常検出時における、（ａ）は過充電検出時の異常検出回路の出力をグラフで示す説明図、（ｂ）は過放電検出時の異常検出回路の出力をグラフで示す説明図である。 図５の異常検出装置による制御処理の流れを示すフローチャートである。

符号の説明

１０ 異常検出装置
１１（１）〜１１（ｎ） 異常検出制御回路
１２ 論理和回路
１３ 論理積回路
１４ 一致回路
１５ 切替え回路
１６ ＣＰＵ
１７ 総電圧検出回路
１８ 組電池
１９（１）〜１９（ｎ） セル
２０ 基準電圧源
２１ 異常検出回路

Claims (6)

1. 組電池に接続された異常検出制御回路からの出力が入力する論理和回路及び論理積回路からの各出力により異常を判断する第１の処理と、
   前記異常検出制御回路からの出力が入力し、入力信号が全て一致した場合に正常（一致）を示す信号を出力する一致回路からの出力により異常を判断する第２の処理と、
   前記第１の処理及び前記第２の処理の２つの処理結果から前記組電池の異常（過充電／過放電）を判断する処理と
   を有する組電池の異常検出方法。
2. 前記第１の処理及び前記第２の処理の２つの処理結果から、前記組電池に異常が発生していると判断した場合、前記組電池の充放電を禁止する請求項１に記載の組電池の異常検出方法。
3. 前記第１の処理及び前記第２の処理の２つの処理結果から、異常の種類が過充電／過放電／回路故障の何れかであるかを判断し、回路故障時は充放電を制限する請求項１に記載の組電池の異常検出方法。
4. 組電池に接続された異常検出制御回路と、
   前記異常検出制御回路からの出力が入力する論理和回路及び論理積回路と、
   前記論理和回路及び前記論理積回路と同様に前記異常検出制御回路からの出力が入力し、入力信号が全て一致した場合に正常（一致）を示す信号を出力する一致回路とを有し、
   前記論理和回路、前記論理積回路及び前記一致回路の各出力により、前記組電池の異常（過充電／過放電）を判断する組電池の異常検出装置。
5. 前記論理和回路及び前記論理積回路からの入力信号と前記一致回路からの入力信号の２つから制御ロジックによる演算を行い、前記組電池に異常が発生していると判断した場合、前記組電池の充放電を禁止する判断手段を有する請求項４に記載の組電池の異常検出装置。
6. 前記制御ロジックによる演算において、異常の種類が過充電／過放電／回路故障の何れかであるかを判断し、回路故障時は充放電を制限する請求項５に記載の組電池の異常検出装置。

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