JP2009188696A - アナログデジタル変換装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電子部品の温度依存性に起因して、組電池を構成する電池セルＢ１〜Ｂ４の電圧を時間ＡＤ変換器（ＴＡＤ２８）によって高精度に検出することが困難なこと。
【解決手段】ＴＡＤ２８の入力電圧信号Ｖｉｎとして、基準電圧ユニット３２内の規定電圧を印加する際のＴＡＤ２８の出力値に基づき、ＴＡＤ２８近傍の温度を検出する。ＴＡＤ２８に、基準電圧ユニット３２の複数個の基準電圧のそれぞれを印加した際のＴＡＤ２８の出力値に基づき、ＴＡＤ２８の出力特性の近似曲線を作成する。電池セルＢｊの電圧を抵抗体２０，２２によって分圧したものをＴＡＤ２８に印加した際のＴＡＤ２８の出力値と近似曲線とに基づき、分圧値を算出する。この分圧値と抵抗体２０，２２の抵抗値とに基づき電池セルＢｊの電圧を算出する際、抵抗体２０，２２の抵抗値の温度変動量を加味する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、入力電圧信号をデジタルデータに変換する変換手段を備えるアナログデジタル変換装置に関する。

この種の変換装置としては、例えば下記特許文献１に見られるように、入力電圧信号を電源とするリングオシレータを備える時間ＡＤ変換装置（ＴＡＤ）も提案されている。ＴＡＤは、比較的簡素な構成にて高分解能を実現できるメリットがある。ただし、ＴＡＤの出力特性は、温度に応じて変動し得る。また、ＴＡＤの出力特性は、一般に、非線形性を有する。このため、ＴＡＤの出力から入力電圧信号の値を把握するためには、非線形性を考慮してＴＡＤの出力を入力電圧信号の値と対応付けることが望まれ、また、この際、出力の温度依存性を加味することが望まれる。

そこで従来は、例えば下記特許文献２に見られるように、ＴＡＤの入力電圧信号の上限、下限、及び中央の値のそれぞれに対するＴＡＤの出力に基づき、ＴＡＤの出力特性を折れ線で近似することも提案されている。この折れ線は、現在の温度におけるＴＡＤの出力特性を高精度に近似することから、これによりＴＡＤを用いた変換処理の精度を向上させることができる。
特開平５−２５９９０７号公報 特開２００４−２７４１５７号公報

上記ＴＡＤは、入力電圧信号をデジタルデータに変換することから、電圧検出装置として用いることができる。一方、複数個の電池セルの直列接続体としての組電池にあっては、これを構成する１個又は隣接する複数個からなる単位電池の両端の電圧値を検出することで、単位電池の状態を監視する要求がある。このため、この電圧検出手段として上記ＴＡＤを用いることが考えられる。

ただし、上記ＴＡＤに印加する基準電圧は、ＴＡＤによる電圧検出対象となる単位電池の負極端子の電位をグランド電位として生成される必要がある。このため、最高電位の単位電池の電圧を検出対象とするＴＡＤに印加する基準電圧については、最高電位の単位電池以外の単位電池を電源としてその電圧を降圧したのでは、これを生成することができない。これに対し、最高電位の単位電池を電源としてその電圧を降圧する場合、生成可能な基準電圧は、この単位電池の電圧以下に限られる。したがって、上記上限値の基準電圧を適切に生成することができないおそれがある。

ここで、単位電池の電圧をＴＡＤに直接印加する代わりに、この電圧を抵抗体によって分圧したものをＴＡＤに印加することも考えられる。これにより、ＴＡＤに印加される電圧範囲が狭められるため、基準電圧の最高値として要求される値も低下する。ただし、この場合、分圧のために用いる抵抗体の抵抗値が温度によって変動することによって、アナログ電圧値のデジタルデータへの変換精度が低下するおそれがある。換言すれば、電圧の検出精度が低下するおそれがある。

なお、上記に限らず、変換対象に応じた入力電圧信号をＴＡＤに印加することによる変換対象のデジタルデータへの変換に関する処理にあっては、変換対象を直接的又は間接的にＴＡＤに入力するための電子部品やＴＡＤ等の特性の温度依存性に起因して不都合が生じるこうした実情も概ね共通したものとなっている。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、変換対象に応じた入力電圧信号を変換手段に印加することによる変換対象のデジタルデータへの変換に関する処理の温度依存性を好適に抑制することのできるアナログデジタル変換装置を提供することにある。

以下、上記課題を解決するための手段、及びその作用効果について記載する。

請求項１記載の発明は、変換対象の物理量に応じた入力電圧信号をデジタルデータに変換する変換手段と、前記変換手段の入力端子に規定電圧を印加する規定電圧印加手段と、前記規定電圧印加手段によって規定電圧が印加される場合、前記変換手段の出力及び前記規定電圧の関係に関する温度特性情報と、前記変換手段の出力とに基づき、前記変換手段近傍の温度を検出する温度検出手段と、前記温度検出手段によって検出される温度に基づき、前記変換対象のデジタルデータへの変換に関する処理の温度依存性を除去する除去手段とを備えることを特徴とする。

変換手段を用いて変換対象をデジタルデータに変換する際には、変換対象となるアナログ信号を変換手段に入力する手段や、変換手段等の温度依存性に起因して、変換精度が低下し得る。この点、上記発明では、温度検出手段によって温度を検出することで、上記処理における温度の影響を適切に把握することができ、ひいては、その影響を好適に除去することができる。このため、上記発明によれば、入力電圧信号をデジタルデータに変換する変換手段を用いて行われる変換対象の変換に関する処理の温度依存性を好適に抑制することができる。

請求項２記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記変換手段の入力端子に互いに異なる値を有する複数の基準電圧のそれぞれを印加可能な基準電圧印加手段と、前記複数の基準電圧のそれぞれを印加する際の前記変換手段の各出力に基づき、前記入力電圧信号と前記変換手段の出力との関係であって且つ前記デジタルデータへの変換に関する処理に利用される関係を定める関係設定手段とを更に備え、前記除去手段は、前記関係設定手段によって設定される関係から前記基準電圧印加手段の温度依存性の影響を除去することを特徴とする。

上記発明では、入力電圧信号と出力との関係を定めることで、出力に基づき、変換対象となる物理量の値を適切に取得することができる。ただし、上記基準電圧印加手段の印加する電圧が温度に応じて変化する場合には、上記定められた関係の精度が低下する。この点、上記発明では、除去手段を備えることで、基準電圧印加手段の印加する電圧の温度依存性にかかわらず、上記関係を適切に定めることができる。このため、出力電圧に基づき変換対象となる物理量の値を適切に取得することができる。

請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明において、前記変換対象を電池の電圧とすることで、前記変換手段の出力に基づき、前記電池の電圧を検出することを特徴とする。

上記発明では、変換手段によって、アナログ信号である電池の電圧を、デジタルデータに変換することができる。このため、変換手段の出力に基づき、電池の電圧を検出することができる。

請求項４記載の発明は、請求項３期際の発明において、前記電池の両電極間の電圧の分圧値を前記入力電圧信号とすべく、前記両電極間の電圧を分圧するための抵抗体を更に備え、前記除去手段は、前記抵抗体の抵抗値の温度変化に起因する前記電池の電圧の検出値の変化を除去することを特徴とする。

電池の電圧を抵抗体によって分圧して変換手段に取り込む場合、電池の電圧は、変換手段の出力から把握される電圧から抵抗体の抵抗値に基づき算出されることとなる。このため、抵抗体の抵抗値が変化する場合には、上記算出される電圧値がその影響を受けるおそれがある。この点、上記発明では、上記除去手段を備えることで、こうした問題を好適に回避することができる。

請求項５記載の発明は、請求項３又は４に記載の発明において、前記検出対象としての電池の電圧は、複数の電池セルの直列接続体としての組電池を構成する１個又は隣接する複数個の電池セルからなる単位電池の電圧であることを特徴とする。

上記発明では、単位電池の電圧を適切に検出することができる。

請求項６記載の発明は、請求項５記載の発明において、前記変換手段の入力端子に互いに異なる値を有する複数の基準電圧のそれぞれを印加可能な基準電圧印加手段と、前記複数の基準電圧のそれぞれを印加する際の前記変換手段の各出力に基づき、前記入力電圧信号と前記変換手段の出力との関係であって且つ前記デジタルデータへの変換に関する処理に利用される関係を定める関係設定手段とを更に備え、前記基準電圧印加手段は、前記単位電池のうちの隣接する複数個を電源として前記基準電圧を生成することを特徴とする。

上記発明では、単位電池のうちの隣接する複数個を電源として基準電圧を生成するために、生成可能な基準電圧の電圧範囲を好適に拡大することができる。なお、この請求項６記載の発明では、「前記変換手段の入力端子に前記電池の電圧を直接印加する」ことが特に有効である。

請求項７記載の発明は、請求項６記載の発明において、前記基準電圧印加手段の電源を構成する複数個の単位電池のそれぞれの電圧を検出するための前記変換手段が互いに共有化されており、これら複数個の単位電池のうちの少なくとも最高電位の単位電池については、その両端の電圧を抵抗体にて分圧したものが前記変換手段の入力端子に印加されることを特徴とする。

上記発明では、分圧値を用いることで、入力電圧信号として想定される電圧範囲を制限することができる。このため、基準電圧印加手段の生成する基準電圧をさほど高電圧とすることなく、上記関係設定手段による関係の設定を適切に行うことができる。

請求項８記載の発明は、請求項６記載の発明において、前記基準電圧印加手段は、前記単位電池のうちの最高電位のもの及びそれ以外のものにそれぞれ対応した各別の手段を備え、前記組電池の最高電位側の電圧を昇圧する昇圧手段を更に備え、前記最高電位用の基準電圧印加手段は、前記昇圧手段を電源とすることを特徴とする。

最高電位用の基準電圧印加手段の生成する電圧として要求される値は、最高電位の単位電池の電圧よりも大きくなるおそれがある。そしてこの場合には、最高電位の単位電池の電圧を降圧することでは基準電圧を生成することができない。この点、上記発明では、昇圧手段を備えることで、要求にあった適切な電圧を確実に生成することができる。

請求項９記載の発明は、請求項６記載の発明において、前記変換手段は、前記単位電池のうちの最高電位のもの及びそれ以外のものにそれぞれ対応した各別の手段を備え、前記基準電圧生成手段の生成する基準電圧の電圧レベルを変換するレベルシフト回路を更に備え、前記最高電位用の変換手段に、前記レベルシフト回路の出力電圧を印加可能としたことを特徴とする。

最高電位用の変換手段に印加すべき基準電圧は、最高電位の単位電池の電圧よりも大きくなるおそれがある。このため、最高電位の単位電池の電圧を降圧することによっては、最高電位用の基準電圧を生成することができないおそれがある。一方、最高電位の単位電池のための基準電圧であっても、その大きさは、複数の単位電池を電源とする基準電圧印加手段の生成可能な電圧の範囲に収まると考えられる。この点、上記発明では、レベルシフト回路を備えることで、最高電位の単位電池の負極端子の電位を基準電位として上記基準電圧印加手段の生成する電圧を生成することができ、ひいては、最高電位用の変換手段に適切な基準電圧を印加することができる。

請求項１０記載の発明は、請求項５記載の発明において、前記変換手段は、前記単位電池の電圧検出用の手段と、該電圧検出の用途とは別に設けられた手段とを含み、前記別に設けられた変換手段の入力端子に互いに異なる値を有する複数の基準電圧のそれぞれを印加可能な基準電圧印加手段と、前記複数の基準電圧のそれぞれを印加する際の前記別に設けられた変換手段の各出力に基づき、前記単位電池の電圧検出用の変換手段の出力と前記入力電圧信号との関係であって且つ前記デジタルデータへの変換に関する処理に利用される関係を定める関係設定手段とを更に備えることを特徴とする。

上記発明では、電圧検出用の変換手段の出力特性については、上記別に設けられた変換手段を利用して関係設定手段によって設定される関係によって把握することができる。

請求項１１記載の発明は、請求項５又は６記載の発明において、前記単位電池のそれぞれの両電極を選択的にフライングキャパシタに接続可能とする選択手段を更に備え、前記電池の電圧を検出すべく、前記変換手段に前記フライングキャパシタの電圧を印加可能としたことを特徴とする。

上記発明では、フライングキャパシタの両電極間の電圧を、各単位電池の電圧とすることができるため、単位電池の数の割りに、単位電池の電圧を検出するための変換手段の数を低減することができる。

請求項１２記載の発明は、請求項５又は６記載の発明において、前記変換手段の入力端子に互いに異なる値を有する複数の基準電圧のそれぞれを印加可能な基準電圧印加手段と、前記複数の基準電圧のそれぞれを印加する際の前記変換手段の各出力に基づき、前記入力電圧信号と前記変換手段の出力との関係であって且つ前記デジタルデータへの変換に関する処理に利用される関係を定める関係設定手段と、前記複数の基準電圧のそれぞれを印加する際の前記変換手段の各出力、及び前記温度検出手段によって検出される温度に基づき、前記複数の基準電圧のそれぞれの信頼性を評価する信頼性評価手段とを備えることを特徴とする。

基準電圧を印加した際の変換手段の出力の変動要因は、変換手段の個体差と温度である。このため、温度が定まれば、変換手段の出力は、個体差に起因するばらつき程度となる。このため、このばらつきから想定されるもの以上に出力が大きくずれる場合には、基準電圧の信頼性が低下していると考えられる。上記発明では、この点に鑑み、信頼性評価手段を備えることで、関係設定手段が上記関係を設定する際に用いる情報の信頼性を評価することができる。

請求項１３記載の発明は、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の発明において、前記温度特性情報は、前記規定電圧を入力電圧信号とした場合についての前記変換手段の出力と温度との関係を定めるものであることを特徴とする。

変換手段の出力は、温度に応じて変化する。そして、印加電圧が定まれば、このときの出力電圧と温度との関係を定めることができる。上記発明では、この点に着目し、温度特性情報を設定する。

請求項１４記載の発明は、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の発明において、前記規定電圧印加手段は、前記規定電圧として、互いに異なる値を有する複数の電圧をそれぞれ印加可能なものであり、前記温度特性情報は、前記複数の規定電圧にて定まる電圧領域における前記変換手段の出力の変化と温度の変化との関係を定めるものであることを特徴とする。

変換手段の中には、出力の温度ばらつきが、印加電圧がある程度高電圧となることで顕著となるものがある。そしてこの場合には、単一の印加電圧に対する出力から温度を高精度に検出するためには、印加電圧を高電圧とする要求が生じる。一方、出力の変化に対する温度の変化の関係は、印加電圧が比較的低い領域において顕著となる傾向にある。上記発明では、この点に着目し、出力の変化に対する温度変化を用いることで、印加電圧を低電圧側に制限しつつも、温度を高精度に検出することができる。

請求項１５記載の発明は、請求項１〜１４のいずれか１項に記載の発明において、前記変換手段は、前記入力電圧信号を電源とするリングオシレータを備えて構成されることを特徴とする。

リングオシレータは、印加電圧に応じて発振周波数が変化するため、これを用いることで、変換手段を適切に構成することができる。更に、リングオシレータの発振周波数は、温度依存性を有するため、これを備えて構成される変換手段を用いることで、温度を適切に検出することができる。

請求項１６記載の発明は、請求項１〜１４のいずれか１項に記載の発明において、前記変換手段は、前記入力電圧信号を電源とする複数の反転回路を備えて且つ、前記反転回路による信号伝播遅延時間が前記入力電圧信号に依存することを利用して前記入力電圧信号をデジタルデータに変換することを特徴とする。

（第１の実施形態）
以下、本発明にかかるアナログデジタル変換装置をハイブリッド車の電圧検出装置に適用した第１の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

図１に、本実施形態にかかるシステム構成を示す。

図示されるように、組電池１０は、複数の電池セルＢｉｊ（ｉ＝１〜ｎ、ｊ＝１〜４）の直列接続体である。ここで、電池セルＢｉｊは、リチウム２次電池や、ニッケル水素２次電池等の２次電池である。組電池１０は、ハイブリッド車の原動機としての電動機の電力供給源である。組電池１０の電池セルＢｉｊは、隣接する複数個（ここでは、４個を例示）ずつでグループ化され、各ブロックＢｉ１〜Ｂｉ４を構成している。そして、各ブロックＢｉ１〜Ｂｉ４は、監視装置Ｕｉによって、その状態が監視されている。監視装置Ｕｉは、上記組電池１０や電動機を備えて構成される車載高圧システム内にある。一方、低圧バッテリ１６を給電手段とするマイクロコンピュータ(マイコン１４)は、車載低圧システムを構成する。そして、各監視装置Ｕｉとマイコン１４とは、インターフェース１２を介して互いに信号の授受を行っている。

図２に、監視装置Ｕｉの内部構成を示す。なお、図２においては、任意の監視装置Ｕｉの監視対象とする単一のブロックの電池セルＢｉ１，Ｂｉ２，Ｂｉ３，Ｂｉ４を、簡略化して、Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４と表記している。

図示されるように、監視装置Ｕｉは、電池セルＢｊ（ｊ＝１〜４）の各両電極間の電圧を分圧する抵抗体２０及び抵抗体２２の直列接続体を備えている。そして、抵抗体２０，２２にて分圧された電池セルＢｊの電圧は、セレクタ２４を介して、ボルテージフォロワ２６に印加される。ボルテージフォロワ２６は、抵抗体２０，２２による電池セルＢｊの電圧の分圧に際して抵抗体２０、２２の接続点からの電流の散逸量を低減するために設けられている。これにより、電池セルＢｊの電圧を、抵抗体２０，２２の抵抗値に基づき高精度に算出することを可能としている。

ボルテージフォロワの出力は、時間アナログデジタル変換器（ＴＡＤ２８）の入力電圧信号Ｖｉｎとして、ＴＡＤ２８の入力端子に印加される。一方、制御ユニット３０は、上記セレクタ２４を操作する機能や、ＴＡＤ２８にパルス信号ＰＡ，クロック信号ＣＬＫを出力する機能、更には、ＴＡＤ２８の出力するデジタルデータＤを取り込み、これをデジタル処理する機能を有する。図３に、ＴＡＤ２８の構成を示す。

図示されるように、ＴＡＤ２８は、奇数個の反転回路を備えて構成されるリングオシレータ２８ａと、リングオシレータ２８ａの各反転回路の出力信号に基づき、入力電圧信号Ｖｉｎのアナログの電圧値に対応したデジタルデータＤを生成するデジタルデータ生成部２８ｂとを備えている。そして、入力電圧信号Ｖｉｎの印加される入力端子が、上記リングオシレータ２８ａの各反転回路の電源とされる。これにより、リングオシレータ２８ａにパルス信号ＰＡを入力する際のリングオシレータ２８ａの発振周波数が入力電圧信号Ｖｉｎの電圧値に応じて変化する。デジタルデータ生成部２８ｂでは、リングオシレータ２８ａの出力するパルスの反転タイミングを、入力されるクロック信号ＣＬＫに基づきカウントすることで、デジタルデータＤを算出して出力する。

図４に、ＴＡＤ２８の出力特性を示す。図示されるように、ＴＡＤ２８の入力電圧信号Ｖｉｎと出力値との関係は、非線形性を有する。しかも、この非線形性は、温度に応じて変化する。更に、ＴＡＤ２８の出力特性には、個体差もある。このため、ＴＡＤ２８の出力するデジタルデータＤから入力電圧信号Ｖｉｎの正確な値を把握するためには、デジタル表記された入力電圧信号ＶｉｎとＴＡＤ２８の出力(デジタルデータＤ)との関係を取得することが望まれる。特に、この関係には、ＴＡＤ２８の温度依存性や個体差が反映されていることが望まれる。

そこで本実施形態では、各ＴＡＤ２８毎に、図５に示す出力特性の近似曲線を、所定周期毎にそれぞれ作成更新する。ここでは、基準電圧Ｖｒｅｆ１，Ｖｒｅｆ２，Ｖｒｅｆ３，Ｖｒｅｆ４をＴＡＤ２８に入力した際のＴＡＤ２８の出力値に基づき、ＴＡＤ２８の出力特性（実線）に対する近似曲線（破線）を作成する場合を例示している。ここでは、近似曲線として３次関数を例示している。これは、先の図４に示したように、ＴＡＤ２８の出力特性が入力信号電圧の上昇につれて増大するものであるものの変曲点を有することに鑑みて選択されたものである。３次関数の係数は、４つであるため、４つの基準電圧のそれぞれを印加したときの出力値と、４つの基準電圧のデジタル値とに基づき、３次関数を適切に定めることができる。

上記近似曲線を、所定周期で算出更新するなら、これは、現在の温度環境におけるＴＡＤ２８の出力を好適に反映したものとなっていると考えられる。しかも、各ＴＡＤ２８毎に各別に近似曲線を算出することで、これら算出される近似曲線は、各ＴＡＤ２８の個体差を反映したものともなっている。

上記近似曲線を作成すべく、監視装置Ｕｉには、先の図２に示すように、各電池セルＢｊ毎に、基準電圧ユニット３２が設けられている。図６に、基準電圧ユニット３２の構成を示す。図示されるように、基準電圧ユニット３２は、基準電圧Ｖｒｅｆ１，Ｖｒｅｆ２、…Ｖｒｅｆｍを生成する手段と、これら基準電圧Ｖｒｅｆ１，Ｖｒｅｆ２、…Ｖｒｅｆｍのうちのいずれか１つを選択的に出力するマルチプレクサ３２ａとを備えている。ここで、基準電圧Ｖｒｅｆ１，Ｖｒｅｆ２、…Ｖｒｅｆｍは、該当する電池セルＢｊを電源として生成されるものである。

上記近似曲線を、ＴＡＤ２８の出力特性を高精度に反映したものとするためには、基準電圧の上下限値を、入力電圧信号Ｖｉｎとして想定される最低値及び最高値程度に設定することが望まれる。ただし、車載組電池１０にあっては、その容量が大きく変動するために、電池セルＢｉｊの電圧も変動する。したがって、基準電圧ユニット３２において、電池セルＢｊを電源とし、その電圧を降圧することによっては、入力電圧信号Ｖｉｎとして想定される最大値程度の電圧値を生成することができないおそれがある。そこで本実施形態では、先の図２に示したように、電池セルＢｊの電圧を分圧したものを入力電圧信号ＶｉｎとしてＴＡＤ２８の入力端子に印加する。これにより、ＴＡＤ２８によって電池セルＢｊの電圧を検出する際に入力電圧信号Ｖｉｎとして想定される電圧の最大値を低下させることができる。このため、電池セルＢｊの電圧が変動したとしても、基準電圧ユニット３２では、入力電圧信号Ｖｉｎとして想定される最高値程度の基準電圧を生成することができる。

ところで、ＴＡＤ２８による電池セルＢｊの電圧の検出処理に際しては、検出処理に用いる電子部品の温度特性が問題となる。例えば、抵抗体２０，２２の抵抗値は、温度に応じて変化し得る。このため、ＴＡＤ２８の出力値から把握される入力電圧信号Ｖｉｎのデジタル値と、抵抗体２０，２２の抵抗値とに基づき電池セルＢｊの電圧（デジタル値）を算出する際の算出精度は、温度に依存することとなる。また、基準電圧ユニット３２の生成する電圧も温度に依存する。このため、基準電圧ユニット３２の出力する電圧値は、そのときの温度によっては、基準電圧Ｖｒｅｆ１，Ｖｒｅｆ２、…Ｖｒｅｆｍからずれたものとなるおそれがある。そしてこの場合には、近似曲線によるＴＡＤ２８の出力特性の近似精度が低下する。

そこで本実施形態では、ＴＡＤ２８の出力特性の温度依存性を利用することで、ＴＡＤ２８近傍の温度を検出し、これに基づき、電圧の検出処理の温度依存性を除去する。すなわち、先の図４に示したように、同一の入力電圧信号Ｖｉｎに対するＴＡＤ２８の出力値は、温度に応じて変化するため、規定電圧をＴＡＤ２８に印加する際のＴＡＤ２８の出力値に基づき温度を検出し、これに基づき上記温度依存性を除去する。

図７に、上記温度依存性を除去しつつ行われる電池セルＢｊの電圧検出処理の手順を示す。この処理は、制御ユニット３０単独又は制御ユニット３０とマイコン１４との協働によって、例えば所定周期で繰り返し実行される。

この一連の処理では、まずステップＳ１０において、ＴＡＤ２８の出力特性の温度依存性を利用することで、ＴＡＤ２８近傍の温度を検出する。続くステップＳ１２においては、検出される温度に基づき、基準電圧ユニット３２の出力電圧の補正量や、抵抗体２０，２２の抵抗値の補正量を算出する。そして、ステップＳ１４では、上記基準電圧ユニット３２の出力電圧をＴＡＤ２８に印加した際の出力に基づき、近似曲線を算出する。ただし、ここでの出力電圧は、基準電圧Ｖｒｅｆ１，Ｖｒｅｆ２，…Ｖｒｅｆｍを上記ステップＳ１２における補正量にて補正したものである。そして、ステップＳ１６では、上記ステップＳ１２における温度補正量に基づき、電池セルＢｉｊの電圧の抵抗体２０，２２による正確な分圧を把握しつつ、電池セルＢｉｊの電圧を検出する処理を行う。

図８に、上記ステップＳ１０の処理の詳細を示す。

この一連の処理では、まずステップＳ２０において、温度検出用の基準電圧Ｖｒｅｆ３をＴＡＤ２８に印加する。ここで、基準電圧Ｖｒｅｆ３は、先の図４に示した出力特性に鑑み、温度による出力値のばらつきが大きくなる入力電圧信号Ｖｉｎの値とされている。続くステップＳ２２においては、ＴＡＤ２８の出力値を取得する。そして、ステップＳ２４においては、基準電圧Ｖｒｅｆ３を印加した場合のＴＡＤ２８の出力値と温度との関係を定めたマップを用いて、ＴＡＤ２８近傍の温度を検出する。

図９に、先の図７のステップＳ１２の処理の詳細を示す。

この一連の処理では、まずステップＳ３０において、先の図７のステップＳ１０において検出されたＴＡＤ２８近傍の温度の検出値を取得する。続くステップＳ３２においては、取得された温度に基づき、基準電圧ユニット３２の各基準電圧Ｖｒｅｆ１，Ｖｒｅｆ２，…Ｖｒｅｆｍの補正量を算出する。すなわち、基準電圧ユニット３２が各基準電圧Ｖｒｅｆ１，Ｖｒｅｆ２，…Ｖｒｅｆｍの出力を意図する際の実際の出力電圧について、その温度に起因する変動量を補償する補正量を算出する。詳しくは、温度と補正量との関係を定めたマップを用いて補正量をマップ演算する。このマップは、例えば基準電圧ユニット３２の製品出荷前に、予め基準電圧ユニット３２特有の出力特性の温度依存性を計測するなどして作成すればよい。

続くステップＳ３４においては、抵抗体２０，２２の抵抗値の変動量を算出する。ここでは、温度と抵抗値の変動量との関係を定めたマップを用いて変動量をマップ演算する。このマップは、例えば抵抗体２０，２２の製品出荷前に、予め抵抗体２０，２２特有の抵抗値の温度依存性を計測するなどして作成すればよい。ただし、抵抗体２０，２２の抵抗値が、抵抗温度係数を用いて温度に比例して上昇するものであるなら、抵抗温度係数等を用いて関係式からマップ値を作成することもできる。

こうしてステップＳ３４の処理が完了する場合、ステップＳ３６において、電池セルＢｉｊの電圧の補正係数Ｋを算出する。ここでは、抵抗体２０，２２の抵抗値Ｒ１，Ｒ２を用いて、ＴＡＤ２８の入力電圧信号Ｖｉｎと電池セルＢｉｊの電圧Ｖとの間に、「Ｖ＝Ｖｉｎ・（Ｒ１＋Ｒ２）／Ｒ２」の関係が成立することに鑑み、抵抗比「（Ｒ１＋Ｒ２）／Ｒ２」変動量を補償する補正係数を算出する。

図１０に、先の図７の上記ステップＳ１４の処理の詳細を示す。

この一連の処理では、まずステップＳ４０において、基準電圧ＶｒｅｆｉをＴＡＤ２８に印加する。詳しくは、この処理は、先の図２に示したセレクタ２４を操作することで、基準電圧ユニット３２の出力電圧をボルテージフォロワ２６の入力端子に印加する処理である。ここで、先の図７のステップＳ１２からの移行直後には、基準電圧Ｖｒｅｆｉとして基準電圧Ｖｒｅｆ１が選択される。続くステップＳ４２においては、基準電圧Ｖｒｅｆｉの印加時におけるＴＡＤ２８の出力値を取得する。続くステップＳ４４においては、全ての基準電圧Ｖｒｅｆ１〜ＶｒｅｆｍをＴＡＤ２８の入力端子に印加し且つ、そのときのＴＡＤ２８の出力値を取得したか否かを判断する。そして、未だ全てについて上記処理がなされていないと判断される場合には(ステップＳ４４：ＮＯ)、ステップＳ４６において、基準電圧を変更して、ステップＳ４０に戻る。

これに対し、ステップＳ４４において肯定判断される場合には、ステップＳ４８に移行する。ステップＳ４８においては、先の図９のステップＳ３２の処理によって算出された基準電圧の補正量に基づき、基準電圧を補正する。この処理は、上記ステップＳ４０の処理において、基準電圧ユニット３２によってＴＡＤ２８に実際に印加された電圧値をデジタル値として算出する処理である。続くステップＳ５０においては、ステップＳ４８にて算出された実際の印加電圧とそのときのＴＡＤ２８の出力値とに基づき、ＴＡＤ２８の出力特性の近似曲線を算出する。ここでは、近似曲線としての３次関数を特定する４つのパラメータを算出する処理を行う。

図１１に、先の図７のステップＳ１６の処理の詳細を示す。

この一連の処理では、まずステップＳ６０において、電池セルＢｉｊの電圧をＴＡＤ２８に印加する。ここでは、具体的には、先の図２に示したセレクタ２４を操作することで、ボルテージフォロワ２６の入力端子に、抵抗体２０，２２の接続点の電圧を印加する。これにより、ＴＡＤ２８の入力端子には、電池セルＢｉｊの電圧が抵抗体２０，２２によって分圧されたものが印加されることとなる。

続くステップＳ６２においては、上記電池セルＢｉｊの印加時におけるＴＡＤ２８の出力値を取得する。続くステップＳ６４においては、近似曲線に基づき、電池セルＢｉｊの電圧（デジタルデータ）を算出する。この処理は、（ア）近似曲線に基づき、抵抗体２０，２２による電池セルＢｉｊの電圧の分圧値を算出する処理、（イ）算出された分圧値から、基本となる温度(補正係数Ｋ＝１となる際の温度)における抵抗体２０，２２の抵抗値Ｒ１，Ｒ２に基づき、電池セルＢｉｊの電圧を算出する処理、からなる。続くステップＳ６６においては、先の図９のステップＳ３６の処理によって算出された補正係数Ｋに基づき、上記ステップＳ６４において算出された電池セルＢｉｊの電圧を補正する。こうして算出される最終的な電池セルＢｉｊの電圧(デジタルデータ)は、基準電圧ユニット３２の出力電圧の温度依存性や、抵抗体２０，２２の抵抗値の温度依存性の影響が除去されたものとなる。

なお、先の図２に示したボルテージフォロワ２６等についても、その出力電圧は温度によって変動し得る。しかし、これは、基準電圧ユニット３２の出力電圧がボルテージフォロワ２６に印加される場合のみならず、電池セルＢｉｊの電圧(より正確には抵抗体２０，２２の接続点の電圧)がボルテージフォロワ２６に印加される場合であっても、同様に生じる現象である。このため、上記近似曲線を用いることで、ボルテージフォロワ２６の出力特性の温度依存性についてはある程度補償することができている。

以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。

（１）ＴＡＤ２８の入力端子に規定電圧(温度検出用の基準電圧Ｖｒｅｆ３)が印加される際のＴＡＤ２８の出力に基づき、ＴＡＤ２８近傍の温度を検出し、これに基づき、ＴＡＤ２８による電池セルＢｉｊの電圧検出に関する処理の温度依存性を除去した。これにより、ＴＡＤ２８を用いて電池セルＢｉｊの電圧を検出するに際し、温度に起因する検出精度の低下を好適に抑制することができる。

（２）基準電圧ユニット３２によりＴＡＤ２８に基準電圧を印加することで、近似曲線を作成するに際し、上記検出される温度情報に基づき、基準電圧ユニット３２の出力電圧の温度依存性の影響を除去した。これにより、上記近似曲線を高精度に定めることができる。

（３）電池セルＢｉｊの両電極間の電圧の分圧値をＴＡＤ２８の入力電圧信号として電池セルＢｉｊの電圧を検出するに際し、抵抗体２０，２２の抵抗値の温度変化に起因する電圧検出誤差を補償した。これにより、抵抗体２０，２２の抵抗値が温度に応じて変動する場合であっても、電池セルＢｉｊの電圧を高精度に検出することができる。

（４）規定電圧(基準電圧Ｖｒｅｆ３)を入力電圧信号Ｖｉｎとした場合についてのＴＡＤ２８の出力と温度との関係を定めるマップを用いて、温度を検出した。これにより、温度を簡易且つ適切に検出することができる。

(第２の実施形態)
以下、第２の実施形態について、先の第１の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。

図１２に、本実施形態にかかる監視装置Ｕｉの構成を示す。なお、図１２において、先の図２に示した部材と対応する部材については、便宜上同一の符号を付している。

図示されるように、本実施形態では、隣接する２つの電池セルＢ１、Ｂ２及び電池セルＢ３，Ｂ４毎に、基準電圧ユニット３２及びＴＡＤ２８が設けられ、これら各基準電圧ユニット３２は、該当する２つの電池セルＢ１、Ｂ２及び電池セルＢ３，Ｂ４を電源とする。そして、ＴＡＤ２８によって、低電位側の電池セルＢ２，Ｂ４の電圧を検出する際には、セレクタ４４を操作することで、電池セルＢ２，Ｂ４の電圧をボルテージフォロワ２６を介してＴＡＤ２８に直接取り込む。これに対し、高電位側の電池セルＢ１，Ｂ３の電圧を検出する際には、セレクタ４４を操作することで、電池セルＢ１，Ｂ３の電圧を抵抗体４０，４２によって分圧したものを、ボルテージフォロワ２６を介してＴＡＤ２６に取り込む。

なお、ＴＡＤ２８の給電用の電圧は、高電位側の電池セルＢ１，Ｂ３の正極端子側の電圧をレギュレータ４６によって調節したものを用いる。

以上説明した本実施形態によれば、先の第１の実施形態の上記（１）〜（４）の効果に加えて、更に以下の効果が得られるようになる。

（５）基準電圧ユニット３２の電源を、隣接する複数個の電池セルＢ１，Ｂ２及び電池セルＢ３，Ｂ４とした。これにより、生成可能な基準電圧の電圧範囲を好適に拡大することができる。

（６）高電位側の電池セルＢ１，Ｂ３の電圧検出に際し、抵抗体４０，４２を用いて電圧を分圧した。これにより、入力電圧信号Ｖｉｎとして想定される電圧範囲を制限することができる。

(第３の実施形態)
以下、第３の実施形態について、先の第１の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。

図１３に、本実施形態にかかる監視装置Ｕｉの構成を示す。なお、図１３において、先の図２に示した部材と対応する部材については、便宜上同一の符号を付している。

図示されるように、本実施形態では、組電池１０のうちの最高電位の電池セルＢ１１以外については、これに対応する基準電圧ユニット３２の電源を、その電池セル及びこれに隣接する高電位の電池セルの２つとする。更に、最高電位の電池セルＢ１１に対応する基準電圧ユニット３２については、電池セルＢ１１の電圧を昇圧する昇圧回路４８を電源とする。これにより、組電池１０の各電池セルＢｉｊに対応した基準電圧ユニット３２の生成可能な電圧範囲を、電池セルＢｉｊの電圧として想定される最低値及び最高値の範囲を含むように拡大することができる。

このため、電池セルＢｉｊの電圧として想定される最低値及び最高値の範囲において近似曲線を高精度に算出することができる。このため、電池セルＢｉｊ毎に各別に設けられたＴＡＤ２８が、電池セルＢｉｊの電圧を分圧することなく、電池セルＢｉｊの電圧を直接取り込みつつも、電圧の検出精度を高く維持することができる。このため、抵抗体２０，２２が不要となり、ひいてはボルテージフォロワ２６も不要となる。このため、抵抗体２０，２２の抵抗値の変動を補償する処理が不要となる。更に、ボルテージフォロワ２６の出力電圧の温度に起因する変動量が、入力電圧によって変化する場合であっても、この影響を受けることなく電圧を検出することができる。

以上説明した本実施形態によれば、先の第１の実施形態の上記（１）、（２）、（４）の効果に加えて、更に以下の効果が得られるようになる。

（７）各電池セルＢｉｊ毎に各別に設けられる基準電圧ユニット３２の電源を、最高電位の電池セルＢ１１に対応するもの以外については、隣接する複数個の電池セルとして且つ、最高電位の電池セルＢ１１に対応するものについては、昇圧回路４８とした。これにより、基準電圧ユニット３２の生成可能な電圧範囲に、電池セルＢｉｊの電圧として想定される最低値及び最高値の範囲を含めることができる。これにより、ＴＡＤ２８の出力特性の近似曲線を、電池セルＢｉｊの電圧の最高値及び最低値を含む電圧範囲において高精度なものとすることができるため、ＴＡＤ２８に電池セルＢｉｊの電圧を直接取り込むことができる。そして、これにより、電池セルＢｉｊの電圧を検出する際に、検出精度に影響を与える電子部品の数を低減することもできる。

(第４の実施形態)
以下、第４の実施形態について、先の第１の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。

図１４に、本実施形態にかかる監視装置Ｕｉの構成を示す。なお、図１４において、先の図２に示した部材と対応する部材については、便宜上同一の符号を付している。

図示されるように、本実施形態では、最高電位の電池セルＢ１１以外の各電池セルＢｉｊに対応して、各別に基準電圧ユニット３２を備えている。そして、これらについては、その電源が、対応する電池セル及びこれに隣接する高電位の電池セルの２つとなっている。これに対し、最高電位の電池セルＢ１１に対しては、基準電圧ユニット３２を備えず、代わりに、この電池セルＢ１１の電圧を検出するＴＡＤ２８の入力端子に、レベルシフト回路５０を介して、電池セル１３に対応した基準電圧ユニット３２の電圧を印加する。以下、このレベルシフト回路５０について説明する。

電池セルＢ１３の負極電位を基準電位とする基準電圧ユニット３２の出力端子は、バイポーラトランジスタ５２のベースに接続されている。バイポーラトランジスタ５２のコレクタは、電池セルＢ１３の負極側に接続されており、エミッタには、電池セルＢ１２を電源とする定電流源５１が接続されている。そして、これら定電流源５１及びバイポーラトランジスタ５２のエミッタ間には、バイポーラトランジスタ５４のベースが接続されている。バイポーラトランジスタ５４のエミッタは抵抗体５３を介して電池セルＢ１３の負極側に接続されており、コレクタは、抵抗体５３の抵抗値Ｒ３と等しい抵抗値を有する抵抗体５５を介して電池セルＢ１２の正極に接続されている。

そして、バイポーラトランジスタ５４のコレクタの電圧は、ボルテージフォロワ５６を介して、反転増幅回路５７を構成するオペアンプの反転入力端子に取り込まれる。そして、同オペアンプの非反転入力端子は、電池セルＢ１１の負極に接続されている。ここで、反転増幅回路５７は、オペアンプの出力端子と反転入力端子とを接続する抵抗体の抵抗値と、反転入力端子とボルテージフォロワ５６の出力端子とを接続する抵抗体の抵抗値とが互いに等しい抵抗値Ｒ４とされることで、入力電圧の絶対値と出力電圧の絶対値とを同一とする。

更に、上記定電流源５１の電流量は、バイポーラトランジスタ５２のコレクタ電流がベース及びエミッタ間の電圧Ｖｂｅに比例して増加する線形領域におけるコレクタ電流量とする。更に、抵抗体５３の抵抗値Ｒ３を調節して、バイポーラトランジスタ５４のコレクタ電流が上記定電流源５１の電流と等しくなるように予め調節しておく。こうした構成によれば、バイポーラトランジスタ５４のベース及びエミッタ間の電圧は、「Ｖｒｅｆ＋Ｖｂｅ」となる。そして、バイポーラトランジスタ５２、５４の特性が同一であるとすると、バイポーラトランジスタ５４のベース及びエミッタ間の電圧は、上記バイポーラトランジスタ５２のベース及びエミッタ間の電圧Ｖｂｅに等しくなる。これにより、抵抗体５３に基準電圧Ｖｒｅｆが現れる。そして、抵抗体５３と抵抗体５５とには同一の電流が流れて且つ、これらの抵抗値が同一であるため、抵抗体５５にも基準電圧Ｖｒｅｆが現れる。そして、ボルテージフォロワ５６には、抵抗体５５の低電位側が接続されるために、ボルテージフォロワ５６の出力電圧は、基準電圧Ｖｒｅｆの符号を代えた値となる。このため、反転増幅回路５７の出力電圧を基準電圧Ｖｒｅｆとすることができる。

これにより、最高電位の電池セルＢ１１の電圧検出用のＴＡＤ２８についても、基準電圧ユニット３２の生成する基準電圧が適切に印加される。このため、このＴＡＤ２８の出力特性の近似曲線を高精度に検出することができる。なお、上記レベルシフト回路５０に温度特性がある場合、最高電位の電池セルＢ１１の電圧検出用のＴＡＤ２８にレベルシフト回路５０によって実際に印加される電圧は、基準電圧Ｖｒｅｆ１〜Ｖｒｅｆｍに対してずれたものとなり得る。この場合には、検出される温度に基づき、レベルシフト回路５０の出力特性の温度変化を補償する処理を施すことが望ましい。

以上説明した本実施形態によれば、先の第１の実施形態の上記（１）、（２）、（４）の効果に加えて、更に以下の効果が得られるようになる。

（８）各電池セルＢｉｊ毎に各別に設けられる基準電圧ユニット３２のうちの最高電位の電池セルＢ１１に対応するもの以外については、隣接する複数個の電池セルを電源とする一方、最高電位の電池セルＢ１１に対応するＴＡＤ２８については、レベルシフト回路５０の出力電圧を印加可能とした。これにより、基準電圧ユニット３２の生成可能な電圧範囲に、電池セルＢｉｊの電圧として想定される最低値及び最高値の範囲を含めることができる。これにより、ＴＡＤ２８の出力特性の近似曲線を、電池セルＢｉｊの電圧の最高値及び最低値を含む電圧範囲において高精度なものとすることができるため、ＴＡＤ２８に電池セルＢｉｊの電圧を直接取り込むことができる。

(第５の実施形態)
以下、第５の実施形態について、先の第１の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。

図１５に、本実施形態にかかる監視装置Ｕｉの構成を示す。なお、図１５において、先の図２に示した部材と対応する部材については、便宜上同一の符号を付している。

本実施形態では、監視装置Ｕｉが、３つの電池セルＢ１，Ｂ２，Ｂ３の電圧を監視する。そして、これら各電池セルＢ１〜Ｂ３には、これらの電圧を検出する各別のＴＡＤ２８が備えられている。これらＴＡＤ２８は、該当する電池セルＢ１〜Ｂ３の電圧を入力電圧信号Ｖｉｎとして直接取り込むものである。

監視装置Ｕｉは、更に、上記各ＴＡＤ２８の出力特性の近似曲線を算出するためのＴＡＤ２８ａを備えている。そして、このＴＡＤ２８ａの入力端子には、基準電圧ユニット３２の基準電圧が印加される。この基準電圧ユニット３２は、電池セルＢ１〜Ｂ３を電源として、各電池セルＢｉｊの電圧の最高値及び最低値の電圧範囲を含む広範囲の基準電圧を生成する。ちなみに、ＴＡＤ２８ａは、電池セルＢ１の正極側に接続されるレギュレータ６０の出力を電源として動作する。

上記構成において、ＴＡＤ２８ａでは、先の第１の実施形態において示した要領で、所定周期で、基準電圧ユニット３２の各基準電圧が印加された際の出力値に基づき、近似曲線を算出する。この近似曲線は、ＴＡＤ２８ａの現在の温度における出力特性を高精度に近似するものである。制御ユニット３０では、この近似曲線を利用することで、電池セルＢ１〜Ｂ３のそれぞれの電圧検出用のＴＡＤ２８の出力特性の近似曲線を作成する。これは、これら電池セルＢ１〜Ｂ３のそれぞれの電圧検出用のＴＡＤ２８の出力特性の個体差に関する情報を個体差情報３０ａとして予め取得しておき、これを利用することで行うことができる。この個体差情報３０ａとしては、例えば各入力電圧信号毎のＴＡＤ２８ａの出力値に対する上記各ＴＡＤ２８の出力値のずれを定量化したものとすればよい。

以上説明した本実施形態によれば、先の第１の実施形態の上記（１）、（２）、（４）の効果に加えて、更に以下の効果が得られるようになる。

（９）各電池セルＢｉｊの電圧を直接取り込むＴＡＤ２８と、ＴＡＤ２８の出力特性の近似曲線を作成するためのＴＡＤ２８ａとを備え、ＴＡＤ２８ａに基準電圧を印加する基準電圧ユニット３２の電源を、電池セルＢ１〜Ｂ３とした。これにより、基準電圧ユニット３２の生成可能な電圧範囲に、電池セルＢｉｊの電圧として想定される最低値及び最高値の範囲を含めることができる。これにより、ＴＡＤ２８ａの出力に基づき作成される出力特性の近似曲線を、電池セルＢｉｊの電圧の最高値及び最低値を含む電圧範囲において高精度なものとすることができるため、ＴＡＤ２８に電池セルＢｉｊの電圧を直接取り込むことができる。そして、これにより、電池セルＢｉｊの電圧を検出する際に、検出精度に影響を与える電子部品の数を低減することもできる。

（１０）個体差情報３０ａを有することで、ＴＡＤ２８ａの出力特性の近似曲線に基づき、電池セルＢ１〜Ｂ３のそれぞれの電圧検出用のＴＡＤ２８の出力特性を高精度に近似することができる。

(第６の実施形態)
以下、第６の実施形態について、先の第１の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。

図１６に、本実施形態にかかる監視装置Ｕｉの構成を示す。なお、図１６において、先の図２に示した部材と対応する部材については、便宜上同一の符号を付している。

本実施形態では、組電池１０を構成する各電池セルＢｉｊの電圧をフライングキャパシタ７２に取り込むことで、これら各電池セルＢｉｊの電圧を、フライングキャパシタ７２の電圧としてＴＡＤ２８に印加する。すなわち、各電池セルＢｉｊの両端の電圧は、マルチプレクサ７０を介して選択的にフライングキャパシタ７２に接続される。そして、これによりフライングキャパシタ７２の電圧が選択された電池セルＢｉｊの電圧に等しくなった後、マルチプレクサ７０によって、この電池セルＢｉｊとフライングキャパシタ７２が絶縁される。そしてその後、スイッチ７４によって、フライングキャパシタ７２がＴＡＤ２８に接続されることで、ＴＡＤ２８によってフライングキャパシタ７２の電圧が検出される。このように、ＴＡＤ２８は、組電池１０を備えて構成される車載高圧システムとは絶縁されて配置されている。そして、ＴＡＤ２８は、低圧バッテリ１６を電源とする。

上記フライングキャパシタ７２には、更に、基準電圧ユニット３２の基準電圧が印加可能とされている。ここで、基準電圧ユニット３２は、組電池１０を構成して且つ互いに隣接する３つの電池セルを電源とする。これにより、基準電圧ユニット３２は、電池セルＢｉｊの電圧として想定される最低値及び最高値の範囲を包含する電圧範囲の基準電圧を生成することができる。このため、基準電圧ユニット３２の基準電圧が印加される際のＴＡＤ２８の出力に基づき、同ＴＡＤ２８の近似曲線を高精度に算出することができる。しかも、本実施形態では、ＴＡＤ２８を単一とすることで、近似曲線を生成する処理数を低減することもできる。ちなみに、本実施形態では、近似曲線をマイコン１４によって生成する。

以上説明した本実施形態によれば、先の第１の実施形態の上記（１）、（２）、（４）の効果や、第２の実施形態の上記（５）の効果に加えて、更に以下の効果が得られるようになる。

（１１）電池セルＢｉｊのそれぞれの両電極を選択的にフライングキャパシタ７２に接続可能とするマルチプレクサ７０を備え、電池セルＢｉｊの電圧を検出するに際し、ＴＡＤ２８の入力端子にフライングキャパシタ７２の電圧を印加した。これにより、電池セルＢｉｊの数の割りに、ＴＡＤ２８の数を低減することができる。

(第７の実施形態)
以下、第７の実施形態について、先の第６の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。

図１７に、本実施形態にかかる監視装置Ｕｉの構成を示す。なお、図１７において、先の図１６に示した部材と対応する部材については、便宜上同一の符号を付している。

本実施形態では、基準電圧ユニット３２についても、低圧システム側に配置する。このため、基準電圧ユニット３２の電源として、低圧バッテリ１６を用いる。

これにより、セレクタ２４をマイコン１４により操作することで、ＴＡＤ２８の入力端子に基準電圧ユニット３２の出力する基準電圧を印加し、先の第１の実施形態に示した要領で、ＴＡＤ２８の出力特性の近似曲線を作成することができる。そしてその後、セレクタ２４をマイコン１４により操作することで、ＴＡＤ２８の入力端子にフライングキャパシタ７２の電圧を印加し、各電池セルＢｉｊの電圧を検出することができる。

以上説明した本実施形態によっても、先の第６の実施形態と同様の効果を得ることができる。

(第８の実施形態)
以下、第８の実施形態について、先の第１の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。

図１８に、本実施形態にかかる監視装置Ｕｉの構成を示す。なお、図１８において、先の図２に示した部材と対応する部材については、便宜上同一の符号を付している。

図示されるように、本実施形態においては、最高電位の電池セルＢ１１の電圧検出用のＴＡＤ２８に基準電圧を印加する基準電圧ユニット３２以外の基準電圧ユニット３２については、該当する電池セルＢｉｊ及び隣接する高電位側の電池セルを電源とする。これにより、これら最高電位の電池セルＢ１１に対応しない基準電圧ユニット３２については、電池セルＢｉｊの電圧として想定される最低値及び最高値を含む電圧範囲の基準電圧を確実に生成することができる。これに対し、最高電位の電池セルＢ１１の電圧検出用のＴＡＤ２８に基準電圧を印加する基準電圧ユニット３２については、電池セルＢ１１を電源とする。

この場合、基準電圧ユニット３２が電源電圧（電池セルＢ１１）の電圧以上の電圧を生成できないために、近似曲線を生成するための基準電圧を生成できない場合がある。そこで、本実施形態では、最高電位の電池セルＢ１１に対応した基準電圧ユニット３２が対応するＴＡＤ２８に電圧を印加する際のＴＡＤ２８の出力値に基づき、印加された電圧の信頼性を評価する。そして、この評価結果に基づき、最高電位の電池セルＢ１１の電圧検出用のＴＡＤ２８の出力特性の近似曲線を作成する。

図１９に、本実施形態にかかる近似曲線の作成処理の手順を示す。この処理は、最高電位の電池セルＢ１１の電圧検出用のＴＡＤ２８についての先の図７のステップＳ１４の処理の詳細であって且つ、先の図１０に示した処理に代わるものである。なお、図１９において、先の図１０に示した処理に対応する処理には、便宜上同一の符号を付している。

この一連の処理では、まずステップＳ７０において、基準電圧Ｖｒｅｆｉ印加時のＴＡＤ２８の出力についての温度に応じた最大値及び最小値を読み込む。ここで、温度情報は、最高電位の電池セルＢ１１以外の電池セルＢｉｊの電圧検出用のＴＡＤ２８の出力特性の近似曲線を作成する過程で検出されるものを用いる。この温度情報に基づき、ＴＡＤ２８の個体差に起因する出力特性のばらつきを考慮して、ＴＡＤ２８に基準電圧Ｖｒｅｆｉを印加した際の出力値として想定される最大値及び最小値を読み込む。具体的には、これは、基準電圧Ｖｒｅｆｉ及び温度と、最大値及び最小値との関係を定めるマップを用いて行われる。このマップは、ＴＡＤ２８として製品出荷されるものの出力特性のばらつきに基づき作成すればよい。なお、上記基準電圧Ｖｒｅｆｉは、この図１９に示す一連の処理の起動時には、基準電圧Ｖｒｅｆ１とされる。

ステップＳ７０の処理が完了すると、先の図１０同様、ステップＳ４０、Ｓ４２の処理を行う。そしてステップＳ４２の処理が完了する場合、ステップＳ７２において、ＴＡＤ２８の出力値が、上記ステップＳ７０にて読み込まれた最小値以上であって最大値以下であるか否かを判断する。この処理は、基準電圧Ｖｒｅｆの信頼性を評価するものである。そして、基準電圧Ｖｒｅｆｉが印加された際のＴＡＤ２８の出力値が最小値及び最大値の範囲にない場合には、ステップＳ７４において、出力値を、予め用意した代表値に置き換える。この代表値は、例えば、製品出荷されるＴＡＤ２８の出力特性のうち基準となる特性に基づき設定すればよい。ここで、基準となる特性とは、例えば製品出荷される複数のＴＡＤ２８の平均的な出力特性であるいわゆる中央特性であることが望ましい。

このステップＳ７４の処理が完了する場合や、ステップＳ７２において肯定判断される場合には、先の図１０に示したステップＳ４４の処理に移行する。

以上説明した本実施形態によれば、先の第１の実施形態の上記（１）、（２）、（４）の効果に加えて、更に以下の効果が得られるようになる。

（１２）基準電圧Ｖｒｅｆｉを印加する際のＴＡＤ２８の出力、及び検出される温度に基づき、基準電圧Ｖｒｅｆｉの信頼性を評価した。これにより、近似曲線を作成する際に用いる情報の信頼性を評価することができる。

（１３）基準電圧Ｖｒｅｆｉの信頼性が低いと判断される場合、ＴＡＤ２８の出力値として基準電圧Ｖｒｅｆｉが印加される際に想定される代表値を代用した。これにより、基準電圧Ｖｒｅｆｉの信頼性が低下している場合であっても、近似曲線を作成することができる。

(第９の実施形態)
以下、第９の実施形態について、先の第１の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。

上述したように、ＴＡＤ２８の出力値の温度ばらつきが大きくなるのは、ＴＡＤ２８の入力電圧信号Ｖｉｎが比較的高電圧となる際である。このため、先の第８の実施形態のように特定の基準電圧ユニット３２の出力電圧の信頼性を評価する場合には、十分に大きい基準電圧Ｖｒｅｆ３を用いて、予め温度を検出することが望まれる。そしてこの際の温度検出の信頼性を高く維持するためには、先の第８の実施形態で例示したように、基準電圧ユニット３２の電源を、複数の電池セルＢｉｊから取る等の処理が望まれる。

このため、先の図２に示したように、各基準電圧ユニット３２が単一の電池セルＢｉｊを電源とする場合等には、基準電圧Ｖｒｅｆｉの信頼性を評価する際に前提となる温度検出処理に用いる基準電圧Ｖｒｅｆ３自体の信頼性が問題となるおそれがある。そこで本実施形態では、温度検出手法を以下のように変更する。

図２０に、ＴＡＤ２８の出力特性の温度依存性を示す。図示されるように、ＴＡＤの出力値の温度に起因するばらつきは、入力電圧信号Ｖｉｎが小さい場合には、比較的小さいものの、入力電圧信号Ｖｉｎに対する出力値の傾きのばらつきは、入力電圧信号Ｖｉｎが小さい領域で顕著となる。このため、低圧の基準電圧Ｖｒｅｆ１，Ｖｒｅｆ２を用いて上記傾きを算出し、これに基づき温度を検出するなら、温度の検出精度を高く維持することができると考えられる。

図２１に、本実施形態にかかる温度検出処理の手順を示す。この処理は、先の図７のステップＳ１２の処理の詳細であり、先の図８に示した処理に代わるものである。

この一連の処理では、まずステップＳ８０において、温度検出用の基準電圧Ｖｒｅｆ１をＴＡＤ２８に印加する。続くステップＳ８２においては、基準電圧Ｖｒｅｆ１の印加によるＴＡＤ２８の出力値を取得する。続くステップＳ８４では、温度検出用の基準電圧Ｖｒｅｆ２をＴＡＤ２８に印加する。続くステップＳ８６では、基準電圧Ｖｒｅｆ２印加時のＴＡＤ２８の出力値を取得する。続くステップＳ８８においては、基準電圧の変化「Ｖｒｅｆ２−Ｖｒｅｆ１」に対する出力値の変化の比である出力値の傾きΔを算出する。そして、ステップＳ９０では、算出された傾きΔに基づき、ＴＡＤ２８近傍の温度を検出する。詳しくは、傾きΔと温度との関係を定めるマップを用いて、ＴＡＤ２８近傍の温度を算出する。

以上説明した本実施形態によれば、先の第１の実施形態の上記（１）、（２）、（４）の効果に加えて、更に以下の効果が得られるようになる。

（１４）ＴＡＤ２８の入力電圧信号Ｖｉｎに対する出力値の傾きΔに基づき、温度を検出した。これにより、温度検出のために印加する電圧を低電圧側に制限しつつも、温度を高精度に検出することができる。

（その他の実施形態）
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。

・上記第１〜第８の実施形態では、温度検出用の規定電圧を、単一の基準電圧ｖｒｅｆ３としたが、これに限らず、複数個の基準電圧のそれぞれをＴＡＤ２８に印加する際の出力値に基づきマップ演算される各温度の平均値を、最終的な温度検出値としてもよい。また、温度検出用にＴＡＤ２８に印加する規定電圧としては、必ずしも基準電圧を流用する必要もない。

・ＴＡＤ２８の単一の出力値と温度との関係を定める温度特性情報としては、離散化された複数個の出力値をそれぞれ温度に対応付けるマップを備えるものに限らない。例えば、出力値と温度との関係を定める関係式であってもよい。

・ＴＡＤ２８の出力値の傾きΔと温度との関係を定める温度特性情報としては、離散化された複数個の傾きΔをそれぞれ温度に対応付けるマップを備えるものに限らない。例えば、傾きΔと温度との関係を定める関係式であってもよい。

・上記第１、２、８の実施形態では、抵抗体の抵抗値の変動量の算出に基づき電池電圧の補正係数を算出したが、これに限らない。例えば、検出される温度に応じた抵抗体の抵抗値を算出しておき、これら抵抗値に基づき電池電圧を算出するようにしてもよい。

・上記第３の実施形態(図１３)では、組電池１０の最高電位の電池セルＢ１１の電圧を検出するためのＴＡＤ２８に対応する基準電圧ユニット３２の電源に限って昇圧回路４８を用いたが、これに限らず、各基準電圧ユニット３２の電源として、該当する電池セルＢｉｊの正極電位を基準とする各別の昇圧回路を用いてもよい。

・上記第４の実施形態(図１４)では、組電池１０の最高電位の電池セルＢ１１の電圧を検出するためのＴＡＤ２８に基準電圧を印加する際に限ってレベルシフト回路５０を用いたが、これに限らない。例えば、各ブロックを構成する電池セルＢｉ１〜Ｂｉ４のうちの高電位側の２つの電池セルＢｉ１，Ｂｉ２の電圧を検出するための各ＴＡＤ２８に基準電圧を印加する際にレベルシフト回路を用いてもよい。更に、組電池１０の最低電位側の電池セルＢｎ４，Ｂｎ３を除く全てについてその電圧を検出するＴＡＤ２８に基準電圧を印加する際にレベルシフト回路を利用してもよい。

・上記第５の実施形態(図１５)では、近似曲線を作成するためのＴＡＤ２８ａを、各ブロック毎に設けたがこれに限らない。例えば、組電池１０の各電池セルＢｉｊの電圧を検出するＴＡＤ２８の全てが近接して配置される等、これらの温度ばらつきが無視できる場合には、近似曲線を作成するためのＴＡＤ２８ａを組電池１０に対してただ１つ設けてもよい。

・上記第５の実施形態(図１５)において、電池セルＢｉｊの電圧検出用のＴＡＤ２８を電池セルＢｉｊ毎に設けるものに限らず、例えば、単一のＴＡＤ２８が３つの電池セルＢ１，Ｂ２，Ｂ３のそれぞれの電圧を検出するようにしてもよい。この場合であっても、例えば、近似曲線作成用のＴＡＤ２８ａの電源を、上記電池セルＢ１よりも高電位の電池セルを含んで構成することで、基準電圧を適切に生成することができる。

・上記第６の実施形態(図１６)や第７の実施形態(図１７)では、組電池１０の各電池セルＢｉｊの電圧の全てを単一のフライングキャパシタ７２に印加可能としたが、これに限らない。例えば、電池セルＢｉｊの電圧検出処理の速度を向上させるべく、フライングキャパシタを複数備えて且つ、各電池セルＢｉｊを複数個のフライングキャパシタに割り振ってもよい。この場合には、各フライングキャパシタの電圧を入力電圧信号とするＴＡＤ毎に、基準電圧ユニットを備えることが望ましい。

・上記第２〜第８の実施形態において、第９の実施形態の温度検出手法を用いてもよい。

・上記第１の実施形態では、ボルテージフォロワ２６の出力特性の温度変化については考慮しなかったが、これに限らない。上記第１の実施形態の場合、電池セルＢｉｊの電圧の抵抗体２０，２２による分圧値が基準電圧Ｖｒｅｆ１〜Ｖｒｅｆｍのいずれかに一致する場合には、ボルテージフォロワ２６の出力特性の温度変化を補償することができているが、これらが相違する場合には、ボルテージフォロワ２６の出力特性の温度依存性の影響で電圧検出に誤差が生じ得る。そこで、基準電圧Ｖｒｅｆ１〜ＶｒｅｆｍをＴＡＤ２８に印加する際のボルテージフォロワ２６の実際の出力電圧値を温度に基づき算出し、これに基づき近似曲線を算出するようにしてもよい。ただし、この場合には、電池セルＢｉｊの電圧を検出する際に、ＴＡＤ２８の出力値からボルテージフォロワ２６の出力電圧の変動分を補償した後、先の図１１のステップＳ６６の処理を行う。

・上記各実施形態では、セレクタ２４、４４やマルチプレクサ７０等のスイッチング素子や、クロック信号ＣＬＫを生成する手段などの温度特性については考慮しなかったが、電圧検出処理に際して利用される電子部品であって且つ温度に対して特性が変化し得る電子部品については、一般に、上記各実施形態に例示した要領で温度補償を行ってもよい。

・ＴＡＤ２８の出力値の変化と温度の変化との関係としては、上記第９の実施形態で例示したもの、すなわち出力値に対する温度の傾きに限らない。例えば、出力値による温度の２回微分値(差分値)を用いてもよい。

・入力電圧信号をデジタルデータに変換する変換手段としては、先の図３に例示したものに限らない。例えば、リングオシレータ２８ａを、単一のＮＡＮＤ回路のみから構成してもよい。

・ＴＡＤ２８による電圧の検出対象としては、組電池１０の電池セルＢｉｊの電圧に限らない。例えば、隣接する複数個の電池セルＢｉ１〜Ｂｉｍからなるブロックの電圧であってもよい。更に、組電池１０の電池セルＢｉｊの電圧又はブロックの電圧(単位電池の電圧)に限らず、低圧バッテリ１６の電圧であってもよい。

・近似曲線としては、温度依存性を反映すべく、逐次作成されるものに限らない。例えば、ＴＡＤ２８の製品出荷に先立ち、複数の代表温度毎に、入力電圧信号に対する出力値の関係をそれぞれ計測することで各代表温度における近似曲線を作成し、都度のＴＡＤ２８による温度の検出値に基づき、いずれの近似曲線を用いるかを決定してもよい。

・近似曲線の作成手法としては、関数の係数を特定するために必要数の基準電圧とそのときの出力値とに基づき、代数演算によって上記係数を求めるものに限らない。例えば、上記必要数よりも基準電圧の数を多くして、多変量解析の手法を用いて近似曲線を作成してもよい。

・近似曲線としては、３次関数に限らない。また、入力電圧信号と出力値との関係としては、近似曲線に限らず、例えば離散的な入力電圧信号の値と出力値とを対応付けたマップであってもよい。この場合、入力電圧信号の値がマップの入力と相違する場合には、補間演算を行ってＴＡＤ２８の出力ちから電圧値（デジタル値）を算出すればよい。

・上記各実施形態において、ＴＡＤ２８を用いて検出される温度を、電圧検出以外の用途に更に利用してもよい。

・ＴＡＤ２８としては、電圧の検出に利用されるものに限らない。例えば車載制御システムの備える各種センサの出力電圧を、入力信号電圧としてこれをデジタルデータに変換する手段としてＴＡＤを利用してもよい。この場合、対象となるセンサの出力信号が、センサの感知する物理量に対して既に非線形性を有する場合もある。この場合には、物理量の各値に対応した基準電圧を用いて、センサの感知する物理量とＴＡＤの出力値との関係を定める近似曲線を作成することが望ましい。

第１の実施形態にかかるシステム構成図。 同実施形態にかかる監視装置の構成を示す図。 同実施形態にかかるＴＡＤの構成を示す回路図。 同実施形態にかかるＴＡＤの温度特性を示す図。 同実施形態にかかるＴＡＤの出力特性の近似曲線を示す図。 同実施形態にかかる基準電圧ユニットの構成を示す図。 同実施形態にかかる電池電圧の検出処理の手順を示す流れ図。 上記電池電圧の検出処理の一部を示す流れ図。 上記電池電圧の検出処理の一部を示す流れ図。 上記電池電圧の検出処理の一部を示す流れ図。 上記電池電圧の検出処理の一部を示す流れ図。 第２の実施形態にかかる監視装置の構成を示す図。 第３の実施形態にかかる監視装置の構成を示す図。 第４の実施形態にかかる監視装置の構成を示す図。 第５の実施形態にかかる監視装置の構成を示す図。 第６の実施形態にかかる電池電圧の検出のための構成を示す図。 第７の実施形態にかかる電池電圧の検出のための構成を示す図。 第８の実施形態にかかる監視装置の構成を示す図。 同実施形態にかかる電池電圧の検出処理の一部を示す流れ図。 第９の実施形態にかかる温度検出手法を説明するための図。 同実施形態にかかる電池電圧の検出処理の一部を示す流れ図。

符号の説明

１０…組電池、１４…マイコン、２０，２２…抵抗体、２８…ＴＡＤ(変換手段の一実施形態)、２８ａ…リングオシレータ、２８ｂ…デジタルデータ生成部、３０…制御ユニット。

Claims (16)

1. 変換対象に応じた入力電圧信号をデジタルデータに変換する変換手段と、
   前記変換手段の入力端子に規定電圧を印加する規定電圧印加手段と、
   前記規定電圧印加手段によって規定電圧が印加される場合、前記変換手段の出力及び前記規定電圧の関係に関する温度特性情報と、前記変換手段の出力とに基づき、前記変換手段近傍の温度を検出する温度検出手段と、
   前記温度検出手段によって検出される温度に基づき、前記変換対象のデジタルデータへの変換に関する処理の温度依存性を除去する除去手段とを備えることを特徴とするアナログデジタル変換装置。
2. 前記変換手段の入力端子に互いに異なる値を有する複数の基準電圧のそれぞれを印加可能な基準電圧印加手段と、
   前記複数の基準電圧のそれぞれを印加する際の前記変換手段の各出力に基づき、前記入力電圧信号と前記変換手段の出力との関係であって且つ前記デジタルデータへの変換に関する処理に利用される関係を定める関係設定手段とを更に備え、
   前記除去手段は、前記関係設定手段によって設定される関係から前記基準電圧印加手段の温度依存性の影響を除去することを特徴とする請求項１に記載のアナログデジタル変換装置。
3. 前記変換対象を電池の電圧とすることで、前記変換手段の出力に基づき、前記電池の電圧を検出することを特徴とする請求項１又は２記載のアナログデジタル変換装置。
4. 前記電池の両電極間の電圧の分圧値を前記入力電圧信号とすべく、前記両電極間の電圧を分圧するための抵抗体を更に備え、
   前記除去手段は、前記抵抗体の抵抗値の温度変化に起因する前記電池の電圧の検出値の変化を除去することを特徴とする請求項３記載のアナログデジタル変換装置。
5. 前記検出対象としての電池の電圧は、複数の電池セルの直列接続体としての組電池を構成する１個又は隣接する複数個の電池セルからなる単位電池の電圧であることを特徴とする請求項３又は４に記載のアナログデジタル変換装置。
6. 前記変換手段の入力端子に互いに異なる値を有する複数の基準電圧のそれぞれを印加可能な基準電圧印加手段と、
   前記複数の基準電圧のそれぞれを印加する際の前記変換手段の各出力に基づき、前記入力電圧信号と前記変換手段の出力との関係であって且つ前記デジタルデータへの変換に関する処理に利用される関係を定める関係設定手段とを更に備え、
   前記基準電圧印加手段は、前記単位電池のうちの隣接する複数個を電源として前記基準電圧を生成することを特徴とする請求項５記載のアナログデジタル変換装置。
7. 前記基準電圧印加手段の電源を構成する複数個の単位電池のそれぞれの電圧を検出するための前記変換手段が互いに共有化されており、
   これら複数個の単位電池のうちの少なくとも最高電位の単位電池については、その両端の電圧を抵抗体にて分圧したものが前記変換手段の入力端子に印加されることを特徴とする請求項６記載のアナログデジタル変換装置。
8. 前記基準電圧印加手段は、前記単位電池のうちの最高電位のもの及びそれ以外のものにそれぞれ対応した各別の手段を備え、
   前記組電池の最高電位側の電圧を昇圧する昇圧手段を更に備え、
   前記最高電位用の基準電圧印加手段は、前記昇圧手段を電源とすることを特徴とする請求項６記載のアナログデジタル変換装置。
9. 前記変換手段は、前記単位電池のうちの最高電位のもの及びそれ以外のものにそれぞれ対応した各別の手段を備え、
   前記基準電圧生成手段の生成する基準電圧の電圧レベルを変換するレベルシフト回路を更に備え、
   前記最高電位用の変換手段に、前記レベルシフト回路の出力電圧を印加可能としたことを特徴とする請求項６記載のアナログデジタル変換装置。
10. 前記変換手段は、前記単位電池の電圧検出用の手段と、該電圧検出の用途とは別に設けられた手段とを含み、
    前記別に設けられた変換手段の入力端子に互いに異なる値を有する複数の基準電圧のそれぞれを印加可能な基準電圧印加手段と、
    前記複数の基準電圧のそれぞれを印加する際の前記別に設けられた変換手段の各出力に基づき、前記単位電池の電圧検出用の変換手段の出力と前記入力電圧信号との関係であって且つ前記デジタルデータへの変換に関する処理に利用される関係を定める関係設定手段とを更に備えることを特徴とする請求項５記載のアナログデジタル変換装置。
11. 前記単位電池のそれぞれの両電極を選択的にフライングキャパシタに接続可能とする選択手段を更に備え、
    前記電池の電圧を検出すべく、前記変換手段に前記フライングキャパシタの電圧を印加可能としたことを特徴とする請求項５又は６記載のアナログデジタル変換装置。
12. 前記変換手段の入力端子に互いに異なる値を有する複数の基準電圧のそれぞれを印加可能な基準電圧印加手段と、
    前記複数の基準電圧のそれぞれを印加する際の前記変換手段の各出力に基づき、前記入力電圧信号と前記変換手段の出力との関係であって且つ前記デジタルデータへの変換に関する処理に利用される関係を定める関係設定手段と、
    前記複数の基準電圧のそれぞれを印加する際の前記変換手段の各出力、及び前記温度検出手段によって検出される温度に基づき、前記複数の基準電圧のそれぞれの信頼性を評価する信頼性評価手段とを備えることを特徴とする請求項５又は６記載のアナログデジタル変換装置。
13. 前記温度特性情報は、前記規定電圧を入力電圧信号とした場合についての前記変換手段の出力と温度との関係を定めるものであることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載のアナログデジタル変換装置。
14. 前記規定電圧印加手段は、前記規定電圧として、互いに異なる値を有する複数の電圧をそれぞれ印加可能なものであり、
    前記温度特性情報は、前記複数の規定電圧にて定まる電圧領域における前記変換手段の出力の変化と温度の変化との関係を定めるものであることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１項に記載のアナログデジタル変換装置。
15. 前記変換手段は、前記入力電圧信号を電源とするリングオシレータを備えて構成されることを特徴とする請求項１〜１４のいずれか１項に記載のアナログデジタル変換装置。
16. 前記変換手段は、前記入力電圧信号を電源とする複数の反転回路を備えて且つ、前記反転回路による信号伝播遅延時間が前記入力電圧信号に依存することを利用して前記入力電圧信号をデジタルデータに変換することを特徴とする請求項１〜１４のいずれか１項に記載のアナログデジタル変換装置。

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