JP2012058135A - 電池電圧測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】常時、回路の特性ずれを検出することができる電池電圧測定装置を提供する。
【解決手段】電池電圧測定装置２０に、サンプルホールド回路６０および比較回路８０を備えた構成とする。比較回路８０は、電池１１の電圧と第１電圧閾値とを比較した判定結果をマイコン９０に出力する。そして、マイコン９０は比較回路８０から入力した判定結果が変化したことを検出すると、サンプルホールド回路６０に電池１１の電圧をホールドさせ、当該電圧をＡＤコンバータ７０に測定させ、当該電圧を取得する。また、マイコン９０は当該電圧と第１電圧閾値との差に所定の大きさ偏差があるか否かを判定する。そして、電池１１の電圧と第１電圧閾値との差に所定の大きさ偏差がなければ「正常」と判定する一方、電池１１の電圧と第１電圧閾値とに所定値以上の差があれば「回路異常」と判定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、電池の電圧を測定する電池電圧測定装置に関する。

従来より、複数のセルで構成された組電池の監視装置が、例えば特許文献１で提案されている。具体的に、特許文献１では、コンパレータによりセルの電圧と基準電圧とを比較することでセルの過充放電を判定する判定回路と、判定回路の判定結果に基づいて判定回路に特性ずれが生じているか否かを診断する自己診断機能を備えた故障診断回路と、を備えた監視装置が提案されている。

特開２００９−２１６４４７号公報

しかしながら、故障診断回路では、判定回路の特性ずれを、常時、自己診断することができないという問題がある。例えば、特許文献１では判定回路からの判定結果が出力されたタイミングで自己診断を行うが、コンパレータがセルを過充電または過放電と判定しないセル電圧範囲（つまり正常範囲）内では、通常、コンパレータから過充電または過放電を検出したという判定結果は出力されない。

本発明は上記点に鑑み、常時、回路の特性ずれを検出することができる電池電圧測定装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、電池の電圧を測定する電池電圧測定装置であって、電池の電圧をサンプルホールドするサンプルホールド手段と、サンプルホールド手段でホールドされた電圧を測定する電圧測定手段と、電池の電圧が所定の電圧閾値より大きいか小さいかを判定する比較手段と、を備えている。

さらに、比較手段から判定結果を入力し、当該判定結果が変化したとき、サンプルホールド手段に電池の電圧をホールドさせて当該電圧を電圧測定手段に測定させ、電圧測定手段で測定された電圧と所定の電圧閾値とに所定値以上の差があれば回路異常として検出する故障診断手段と、を備えていることを特徴とする。

これによると、電池の電圧は常に変動しているので、電池の電圧が所定の電圧閾値よりも大きくまたは小さくなる度に故障診断手段にて回路異常すなわち特性ずれを検出することができる。したがって、常時、電池電圧測定装置を構成する回路の異常を検出することができる。

請求項２に記載の発明では、請求項１に係る発明において、所定の電圧閾値は、電池の常用使用電圧範囲内に設定されていることが特徴となっている。これにより、従来では故障診断していなかった電池の電圧の範囲でも回路異常の検出を行うことができる。

一方、請求項３に記載の発明では、電池の電圧をサンプルホールドするサンプルホールド手段と、サンプルホールド手段の出力電圧を測定する電圧測定手段と、を備えている。

また、電圧測定手段がサンプルホールド手段の出力電圧を測定していないときに、サンプルホールド手段の出力電圧を所定の電圧に初期化する初期化手段を備え、サンプルホールド手段の出力電圧が所定の電圧閾値より大きいか小さいかを判定する比較手段を備えている。

さらに、初期化手段を作動させてサンプルホールド手段の出力電圧を所定の電圧に初期化させた後に比較手段から入力した判定結果が変化したとき、サンプルホールド手段に出力電圧をホールドさせて当該出力電圧を電圧測定手段に測定させ、電圧測定手段で測定された出力電圧と所定の電圧閾値とに所定値以上の差があれば回路異常として検出する故障診断手段を備えていることを特徴とする。

これによると、初期化手段によってサンプルホールド手段の出力電圧を所定の電圧に初期化する度に故障診断手段にて回路異常すなわち特性ずれを検出することができる。したがって、常時、電池電圧測定装置を構成する回路の異常を検出することができる。

そして、請求項４に記載の発明のように、所定の電圧および所定の電圧閾値を電池の常用使用範囲外に設定し、所定の電圧および所定の電圧閾値のうちの所定の電圧閾値を所定の電圧よりも電池の常用使用範囲側に設定することができる。

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

本発明の第１実施形態に係る電池電圧測定装置を含んだ電池電圧測定システムの全体構成図である。 図１に示される電池電圧測定装置の作動を説明するための図である。 本発明の第２実施形態に係る電池電圧測定装置を含んだ電池電圧測定システムの全体構成図である。 図３に示される電池電圧測定装置の作動を説明するための図である。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。

（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態について図を参照して説明する。図１は、本実施形態に係る電池電圧測定装置を含んだ電池電圧測定システムの全体構成図である。この図に示されるように、電池電圧測定システムは、組電池１０と電池電圧測定装置２０とを備えて構成されている。

組電池１０は、最小単位である電池１１が直列に複数接続されて構成された電池群である。電池１１は例えば１５個（Ｖ０〜Ｖ１４）が直列に接続されている。電池１１として充電可能なリチウムイオン二次電池が用いられる。そして、電池電圧測定装置２０は、ハイブリッド車等の電気自動車に適用されるものであり、組電池１０はハイブリッド車等の電気自動車に搭載され、インバータやモータ等の負荷を駆動するための電源や電子機器の電源等に用いられる。

電池電圧測定装置２０は、組電池１０を構成する各電池１１の電圧（電池電圧）をそれぞれ測定する装置である。このような電池電圧測定装置２０は、セル選択スイッチ３０、第１差動増幅回路４０、第２差動増幅回路５０、サンプルホールド回路６０、ＡＤコンバータ７０（ＡＤＣ）、比較回路８０、およびマイクロコンピュータ９０（以下、マイコン９０という）を備えている。

セル選択スイッチ３０は、組電池１０の各電池１１のうちのいずれかと各差動増幅回路４０、５０とを接続するスイッチ群である。このため、セル選択スイッチ３０は、各電池１１の正極側に接続される複数の正極側スイッチ３１（ＳＷ１＿１〜ＳＷ１４＿１）と、電池１１の負極側に接続される複数の負極側スイッチ３２（ＳＷ０＿２〜ＳＷ１３＿２）と、を備えている。

正極側スイッチ３１の一方の端子と負極側スイッチ３２の一方の端子とが一方の電池１１と他方の電池１１との接続点に接続されている。最も高電圧側の電池１１の正極には正極側スイッチ３１（ＳＷ１４＿１）のみが接続され、最も低電圧側の電池１１の負極には負極側スイッチ３２（ＳＷ０＿２）のみが接続されている。そして、各正極側スイッチ３１の他方の端子および各負極側スイッチ３２の他方の端子が各差動増幅回路４０、５０にそれぞれ接続されている。

これら各正極側スイッチ３１および各負極側スイッチ３２のオン／オフ制御はマイコン９０によって行われる。これにより、特定の電池１１の電池電圧や、所定の数の電池１１で構成されたブロックの電圧が各差動増幅回路４０、５０に入力されるようになっている。各正極側スイッチ３１および各負極側スイッチ３２は、例えばトランジスタ等で構成されている。

第１差動増幅回路４０および第２差動増幅回路５０は、セル選択スイッチ３０で選択された電池１１の電圧を増幅する回路である。第１差動増幅回路４０は抵抗４１〜４４とオペアンプ４５とを備えて構成されている。

抵抗４１がセル選択スイッチ３０の各正極側スイッチ３１に接続され、抵抗４２が抵抗４１とグランドとの間に接続されている。これら抵抗４１と抵抗４２との間の接続点がオペアンプ４５の非反転入力端子に接続されている。また、抵抗４３がセル選択スイッチ３０の各負極側スイッチ３２に接続され、抵抗４４が抵抗４３とオペアンプ４５の出力端子との間に接続されている。これら抵抗４３と抵抗４４との間の接続点がオペアンプ４５の反転入力端子に接続されている。そして、オペアンプ４５の出力端子はサンプルホールド回路６０に接続されている。

第２差動増幅回路５０は第１差動増幅回路４０と同じ回路構成であり、第２差動増幅回路５０の抵抗５１、抵抗５２、抵抗５３、抵抗５４が第１差動増幅回路４０の抵抗４１、抵抗４２、抵抗４３、抵抗４４にそれぞれ対応している。また、第２差動増幅回路５０のオペアンプ５５が第１差動増幅回路４０のオペアンプ４５に対応している。第２差動増幅回路５０のオペアンプ５５の出力端子は比較回路８０に接続されている。

サンプルホールド回路６０は、マイコン９０の指令に従って電池１１の電圧をサンプルホールドする回路であり、第１差動増幅回路４０に接続されている。このようなサンプルホールド回路６０はスイッチ６１（ＳＨ−ＳＷ１）とコンデンサ６２とを備えて構成されている。スイッチ６１は第１差動増幅回路４０とＡＤコンバータ７０との間に接続され、コンデンサ６２はスイッチ６１とＡＤコンバータ７０との接続点とグランドとの間に接続されている。

このような構成により、スイッチ６１がオンすると第１差動増幅回路４０からコンデンサ６２に電流が流れ込んでコンデンサ６２に電荷が蓄積されることにより第１差動増幅回路４０の出力電圧がサンプルホールド回路６０にホールドされる。そして、コンデンサ６２によって保持された第１差動増幅回路４０の出力電圧がサンプルホールド回路６０の出力電圧（サンプルホールド出力電圧）となる。

ＡＤコンバータ７０（ＡＤＣ）は、サンプルホールド回路６０でホールドされた電圧を測定する回路である。ＡＤコンバータ７０は測定した電圧をマイコン９０に出力する。

比較回路８０は、セル選択スイッチ３０で選択された電池１１の電圧が第１電圧閾値より大きいか小さいかを判定する回路である。このような比較回路８０は、抵抗８１、抵抗８２、基準電源８３（Ｖｒｅｆ）、およびコンパレータ８４を備えて構成されている。

抵抗８１は第２差動増幅回路５０に接続され、抵抗８２は抵抗８１とグランドとの間に接続されている。これら抵抗８１と抵抗８２との間の接続点がコンパレータ８４の非反転入力端子に接続されている。また、基準電源８３がコンパレータ８４の反転入力端子に接続されている。基準電源８３は第１電圧閾値を発生させるものである。

第１電圧閾値は、電池１１の常用使用電圧範囲内に設定されている。常用使用電圧範囲は、電池１１を通常使用する際の電圧の一定範囲である。例えば第１電圧閾値は所定範囲の中心に設定される。組電池１０の残存容量（State of Charge；ＳＯＣ）が例えば６０％中心であるならば、第１電圧閾値は６０％中心に設定される。もちろん、第１電圧閾値は常用使用電圧範囲の中心に位置する必要はなく、常用使用電圧範囲内に設定されていれば良い。

このような構成により、コンパレータ８４は第２差動増幅回路５０の出力電圧が第１電圧閾値よりも大きい場合にはハイ信号をマイコン９０に出力し、第２差動増幅回路５０の出力電圧が第１電圧閾値よりも小さい場合にはロー信号をマイコン９０に出力する。

マイコン９０は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ＲＡＭ等を備え、ＲＯＭ等に記憶されたプログラムに従って所定の機能を実行する制御回路である。所定の機能とは、例えば電圧制御機能や自己診断機能である。

電圧制御機能は、電池１１の電圧と電池１１に流れる電流とを測定することにより組電池１０の残存容量を取得し、この残存容量に基づいて電池１１の充電や放電を制御する機能である。

一方、自己診断機能は、電池電圧測定装置２０の特性ずれを検出する機能である。「特性ずれ」とは、各差動増幅回路４０、５０、サンプルホールド回路６０、比較回路８０、およびＡＤコンバータ７０のいずれかに回路異常が生じていることをいう。

具体的に、マイコン９０は、比較回路８０から判定結果を入力し、当該判定結果がハイ信号からロー信号もしくはロー信号からハイ信号に変化したとき、サンプルホールド回路６０に電池１１の電圧をホールドさせて当該電圧をＡＤコンバータ７０に測定させる。そして、マイコン９０は、ＡＤコンバータ７０で得られた電池１１の電圧と第１電圧閾値との差に所定の大きさ偏差があれば回路異常として検出する。ここで、「所定の大きさ偏差」は「所定値以上の差」である。したがって、マイコン９０は、電池１１の電圧と第１電圧閾値との差に所定値以上の差があれば回路異常として検出する。

なお、マイコン９０は、電池１１の電圧と過充電閾値や過放電閾値とを比較することにより電池１１の電圧の監視を行う過充放電監視機能も備えている。以上が、本実施形態に係る電池電圧測定装置２０および電池電圧測定システムの構成である。

次に、本実施形態に係る電池電圧測定装置２０の作動について、図２を参照して説明する。図２は、時間に対する電池１１の電圧を示した図である。図２の上段には電圧波形が示され、第１電圧閾値は常用使用電圧範囲の中央に設定されている。また、図２の下段には、サンプルホールド回路６０のスイッチ６１の動作、ＡＤコンバータ７０の動作、比較回路８０の判定結果、電圧測定の対象となった電池１１に接続された正極側スイッチ３１および負極側スイッチ３２の動作のタイミングチャートがそれぞれ示されている。

電圧測定については、図２の時点Ｔ１０、Ｔ１１、Ｔ１３〜Ｔ１５に示されるように、マイコン９０の指令によって所定の時間間隔で行われる。

まず、時点Ｔ１０に示されるように、マイコン９０がサンプルホールド回路６０のスイッチ６１をオフしてコンデンサ６２に電圧をホールドし、ＡＤコンバータ７０を動作させて当該電圧をＡＤ変換する。ここで、サンプルホールド回路６０のサンプルホールド出力電圧は電池１１の電圧に相当する。そして、マイコン９０がＡＤコンバータ７０でＡＤ変換された電圧を電池制御用サンプルデータとして取得し、電池１１の充放電を制御する。なお、時点Ｔ１０では、図示しないが、例えば最も高電圧側の電池１１（Ｖ１４）の電圧を取得する。

続いて、時点Ｔ１１では、上記と同様に最も低電圧側の電池１１（Ｖ０）の電圧を取得する。したがって、時点Ｔ１１では正極側スイッチ３１のうちのＳＷ１＿１をオンし、負極側スイッチ３２のうちのＳＷ０＿２をオンすることで、最も低電圧側の電池１１（Ｖ０）の電圧を各差動増幅回路４０、５０に印加することとなる。この時点Ｔ１１では、電池１１の電圧は第１電圧閾値よりも小さいため、比較回路８０はロー信号を出力し続けている。

この後、時点Ｔ１２で電池１１の電圧が第１電圧閾値よりも大きくなるため、比較回路８０は判定結果であるハイ信号をマイコン９０に出力する。これにより、マイコン９０は比較回路８０から入力した判定結果がロー信号からハイ信号に変化したことを検出し、この検出に伴ってサンプルホールド回路６０のスイッチ６１をオフして時点Ｔ１２直後の電池１１の電圧をホールドさせ、当該電圧をＡＤコンバータ７０に測定させ、当該電圧を故障診断用サンプルデータとして取得する。そして、マイコン９０は時点Ｔ１２直後に取得された電圧（つまり電池１１の電圧）と第１電圧閾値との差に所定の大きさ偏差があるか否かを判定する。その結果、電池１１の電圧と第１電圧閾値との差に所定の大きさ偏差がなければマイコン９０は「正常」と判定する。一方、電池１１の電圧と第１電圧閾値との差に所定の大きさ偏差があれば、「回路異常」すなわち回路の特性ずれと判定する。

上述のように、各差動増幅回路４０、５０にはセル選択スイッチ３０を介して同じ電圧が印加されるため、比較回路８０の判定結果が変化した直後にサンプルホールド回路６０でホールドされた電圧は第１電圧閾値とほぼ同じである。このため、サンプルホールド回路６０でホールドされた電圧が第１電圧閾値に対して所定の大きさ偏差があるということは、マイコン９０が電圧を取得したいずれかの経路に異常が生じているということである。このように、比較回路８０の判定結果が変化したタイミングでサンプルホールド回路６０でホールドした電圧と第１電圧閾値とを比較することにより回路異常を検出することができる。

時点Ｔ１２後、電池１１の電圧は第１電圧閾値を上回った状態となるので、比較回路８０はハイ信号を出力し続ける。そして、上記と同様に、マイコン９０は時点Ｔ１３で２番目の電池１１（Ｖ１）の電圧を取得し、時点Ｔ１４で３番目の電池１１（Ｖ２）の電圧を取得し、時点Ｔ１５で４番目の電池１１（Ｖ３）の電圧を取得する。

続いて、時点Ｔ１６では、電池１１の電圧が第１電圧閾値よりも小さくなるため、比較回路８０は判定結果であるロー信号をマイコン９０に出力する。このため、マイコン９０は比較回路８０から入力した判定結果がハイ信号からロー信号に変化したことを検出する。したがって、マイコン９０は、時点Ｔ１２直後の動作と同様に、サンプルホールド回路６０に時点Ｔ１６直後の電池１１の電圧をホールドさせ、当該電圧をＡＤコンバータ７０に測定させ、当該電圧を故障診断用サンプルデータとして取得する。そして、マイコン９０は時点Ｔ１６直後に取得された電圧と第１電圧閾値との差に所定の大きさ偏差がなければ「正常」と判定し、所定の大きさ偏差があれば「回路異常」と判定する。

そして、組電池１０の各電池１１はマイコン９０の制御によって充放電が繰り返されることにより、図２に示されるように、電圧値は常用使用電圧範囲内で第１電圧閾値を定期的にまたぐように増減を繰り返す。車両の走行状態によっては図２に示される電圧波形は不定期に変化するため、電池１１の電圧が第１電圧閾値をまたぐタイミングが不定期となる可能性もある。しかし、第１電圧閾値が電池１１の常用使用電圧範囲内に設定されていると共に電池１１の充放電が繰り返されるため、常時（すなわち車両走行中）、電池電圧測定装置２０の各回路の特性ずれを検出することが可能となっている。

以上説明したように、本実施形態では、比較回路８０の判定結果が変化した直後にサンプルホールド回路６０でホールドした電圧と第１電圧閾値とを比較する構成となっている。これにより、組電池１０が使用されている際に、電池１１の電圧が変動することで電池１１の電圧が第１電圧閾値をまたぐ度にマイコン９０にて回路異常を検出することができる。そして、組電池１０の通常使用による電池１１の常用使用電圧範囲内の電圧変動を利用しているので、電池１１が過充電や過放電のときにしか回路異常判定できない場合とは異なり、常時、電池電圧測定装置２０を構成する回路の異常を検出することができる。

なお、本実施形態の記載と特許請求の範囲の記載との対応関係については、サンプルホールド回路６０が特許請求の範囲の「サンプルホールド手段」に対応し、ＡＤコンバータ７０が特許請求の範囲の「電圧測定手段」に対応する。また、比較回路８０が特許請求の範囲の「比較手段」に対応し、マイコン９０が特許請求の範囲の「故障診断手段」に対応する。さらに、第１電圧閾値が特許請求の範囲の「所定の電圧閾値」に対応する。

（第２実施形態）
本実施形態では、第１実施形態と異なる部分について説明する。図３は、本実施形態に係る電池電圧測定装置を含んだ電池電圧測定システムの全体構成図である。この図に示されるように、電池電圧測定装置２０は、セル選択スイッチ３０と、第１差動増幅回路４０と、サンプルホールド回路６０と、ＡＤコンバータ７０と、比較回路８０と、マイコン９０と、を備えている。

このうち、セル選択スイッチ３０、第１差動増幅回路４０、ＡＤコンバータ７０、比較回路８０、およびマイコン９０は第１実施形態と同じ構成である。

そして、本実施形態では、サンプルホールド回路６０は初期化回路６３（ＳＨ−ＳＷ２）を備えている。この初期化回路６３はスイッチ６１とＡＤコンバータ７０との接続点とグランドとの間に接続され、コンデンサ６２に対して並列に接続されている。初期化回路６３は例えばトランジスタ等のスイッチ手段であり、マイコン９０によってオン／オフ制御される。

このような初期化回路６３は、ＡＤコンバータ７０がコンデンサ６２によって保持されたサンプルホールド回路６０の出力電圧を測定していないときに、サンプルホールド回路６０の出力電圧を所定の電圧に初期化する。すなわち、マイコン９０の指令によって初期化回路６３がオンすることで、初期化回路６３を介してコンデンサ６２に蓄積された電荷をグランドに流し、コンデンサ６２を放電する。これにより、コンデンサ６２によって保持されたサンプルホールド回路６０の出力電圧を所定の電圧に変化させる。ここで、所定の電圧とは例えば０Ｖである。

ＡＤコンバータ７０は、サンプルホールド回路６０の出力電圧を測定するが、その出力電圧は初期化回路６３によって制御された電圧である。

比較回路８０は第１実施形態と同じ構成であるが、本実施形態では基準電源８３は第２電圧閾値を発生させる。そして、比較回路８０はサンプルホールド回路６０の出力電圧を入力し、この出力電圧が第２電圧閾値より大きいか小さいかを判定する。

マイコン９０は、上述のように、電圧制御機能や自己診断機能を実行する。ここで、マイコン９０は、初期化回路６３を作動させてサンプルホールド回路６０の出力電圧を所定の電圧に初期化させた後、比較回路８０から入力した判定結果が変化したとき、サンプルホールド回路６０に出力電圧をホールドさせて当該出力電圧をＡＤコンバータ７０に測定させる。そして、マイコン９０は、ＡＤコンバータ７０で得られた出力電圧と第２電圧閾値との差に所定の大きさ偏差があれば回路異常として検出する。すなわち、マイコン９０は、ＡＤコンバータ７０で得られた出力電圧と第２電圧閾値との差に所定値以上の差があれば回路異常として検出する。以上が、本実施形態に係る電池電圧測定装置２０の構成である。

次に、本実施形態に係る電池電圧測定装置２０の作動について、図４を参照して説明する。図４は、図２と同様に、時間に対する電池１１の電圧を示した図である。図４に示されるように、本実施形態では、所定の電圧および第２電圧閾値は電池１１の常用使用範囲外、すなわち電池１１の常用使用範囲よりも低電圧側に設定されている。また、所定の電圧および第２電圧閾値のうちの第２電圧閾値が所定の電圧よりも電池１１の常用使用範囲側、すなわち第２電圧閾値が所定の電圧よりも高電圧側に設定されている。

本実施形態では、電圧測定については、図４の時点Ｔ２０、Ｔ３０、Ｔ４０、Ｔ５０、Ｔ６０に示されるように、所定の時間間隔で行われる。

まず、時点Ｔ２０では、マイコン９０が例えば最も高電圧側の電池１１（Ｖ１４）の電圧をサンプルホールド回路６０のコンデンサ６２に電池１１の電圧をホールドし、ＡＤコンバータ７０で当該電圧をＡＤ変換させ、ＡＤ変換された電圧を電池制御用サンプルデータとして取得する。

この後、時点Ｔ２１では、マイコン９０が初期化回路６３を作動させることでサンプルホールド回路６０の出力電圧を初期化する。これにより、サンプルホールド回路６０の出力電圧は所定の電圧に初期化される。このため、比較回路８０の出力はハイ信号からロー信号に変化する。サンプルホールド回路６０の出力電圧を所定の電圧に初期化した後は、再びサンプルホールド回路６０のコンデンサ６２に電荷が蓄積されていくので、サンプルホールド回路６０の出力電圧は、図４に示されるように所定の電圧から第２電圧閾値に向かって上昇する。

続いて、時点Ｔ２２では、サンプルホールド回路６０の出力電圧が第２電圧閾値よりも大きくなるので、比較回路８０の出力はロー信号からハイ信号に変化する。これにより、マイコン９０は比較回路８０から入力した判定結果がロー信号からハイ信号に変化したことを検出し、サンプルホールド回路６０のスイッチ６１をオフして時点Ｔ２２直後のサンプルホールド回路６０の出力電圧をホールドさせ、当該出力電圧をＡＤコンバータ７０に測定させる。この後、マイコン９０がサンプルホールド回路６０のスイッチ６１をオンすると、サンプルホールド回路６０の出力電圧は電池１１の電圧まで上昇する。

そして、マイコン９０は時点Ｔ２２直後に取得したサンプルホールド回路６０の出力電圧を故障診断用サンプルデータとして取得し、当該出力電圧と第２電圧閾値とを比較し、これらの差に所定の大きさ偏差があるか否かを判定する。その結果、マイコン９０は、サンプルホールド回路６０の出力電圧と第２電圧閾値との差に所定の大きさ偏差がなければ「正常」と判定し、所定の大きさ偏差があれば「回路異常」と判定する。

続いて、時点Ｔ３０では、時点Ｔ２０と同様に、マイコン９０が最も低電圧側の電池１１（Ｖ０）の電圧を電池制御用サンプルデータとして取得する。そして、時点Ｔ３１、Ｔ３２では、上記の時点Ｔ２１、Ｔ２２と同様に、マイコン９０は時点Ｔ３２直後のサンプルホールド回路６０の出力電圧を故障診断用サンプルデータとして取得し、回路異常の判定を行う。

時点Ｔ４０〜Ｔ４２、Ｔ５０〜Ｔ５２、Ｔ６０〜Ｔ６２についての電池制御用サンプルデータおよび故障診断用サンプルデータの取得についても同様である。このように、回路異常の検出は、電圧測定後において次の電圧測定の前まで、すなわち電圧測定と電圧測定との間に定期的に行う。このように、常時（すなわち車両走行中）、電池電圧測定装置２０の各回路の特性ずれの検出が可能となっている。

以上説明したように、本実施形態ではサンプルホールド回路６０の出力電圧を所定の電圧に初期化して当該出力電圧が第２電圧閾値より大きくなったタイミングでサンプルホールド回路６０にホールドさせた出力電圧と第２電圧閾値とを比較する構成となっている。このように、初期化回路６３によってサンプルホールド回路６０の出力電圧を所定の電圧に初期化する度にマイコン９０にて回路異常を検出することができる。そして、サンプルホールド回路６０の出力電圧を電池１１の常用使用電圧範囲の外に積極的に初期化しているので、いつ起こるかわからない電池１１の過充電時や過放電時にしか回路異常を検出できないのとは異なり、常時、電池電圧測定装置を構成する回路の異常を検出することができる。

また、本実施形態では、第１実施形態とは異なり、サンプルホールド回路６０の出力を比較回路８０に入力する回路構成となっているため、第２差動増幅回路５０が不要である。したがって、第１実施形態の回路形態よりも電池電圧測定装置２０の回路規模を小さくすることができる。

なお、本実施形態の記載と特許請求の範囲の記載との対応関係については、サンプルホールド回路６０が特許請求の範囲の「サンプルホールド手段」に対応し、ＡＤコンバータ７０が特許請求の範囲の「電圧測定手段」に対応する。また、初期化回路６３が特許請求の範囲の「初期化手段」に対応し、比較回路８０が特許請求の範囲の「比較手段」に対応する。さらに、マイコン９０が特許請求の範囲の「故障診断手段」に対応し、第２電圧閾値が特許請求の範囲の「所定の電圧閾値」に対応する。

（他の実施形態）
上記各実施形態で示された電池電圧測定装置２０の構成は一例であり、上記で示した構成に限定されることなく、本発明の特徴を含んだ他の構成とすることもできる。例えば、第１実施形態では、２つの差動増幅回路４０、５０を用いていたが、第２差動増幅回路５０を省略して第１差動増幅回路４０の出力を比較回路８０に入力するようにしても良い。これにより、電池電圧測定装置２０を簡素な構成とすることができ、電池電圧測定装置２０の回路規模を小さくすることができる。

また、第２実施形態では、所定の電圧および第２電圧閾値は電池１１の常用使用範囲よりも低電圧側に設定され、第２電圧閾値が所定の電圧よりも高電圧側に設定されていたが、所定の電圧および第２電圧閾値は電池１１の常用使用範囲よりも高電圧側に設定されていても良い。この場合、第２電圧閾値は所定の電圧よりも低電圧側に設定される。これにより、サンプルホールド回路６０の出力電圧を高電圧に設定された所定の電圧に初期化し、当該出力電圧が第２電圧閾値よりも小さくなって比較回路８０の判定結果が変化したときに回路異常を行うようにすることができる。

そして、第２実施形態では、初期化回路６３はサンプルホールド回路６０に設けられているが、初期化回路６３はサンプルホールド回路６０から独立した回路になっていても良い。

上記各実施形態では、組電池１０（すなわち複数の電池１１）に対して電池電圧測定装置２０を適用した例について説明したが、１つの電池１１に対して電池電圧測定装置２０を適用しても良い。

さらに、上記各実施形態では、電池電圧測定装置２０をハイブリッド車等の電気自動車に適用することについて説明したが、これは電池電圧測定装置２０の適用の一例であり、車両に限らず電池１１の電圧を測定する場合に適用することができる。

１０ 組電池
１１ 電池
２０ 電池電圧測定装置
３０ セル選択スイッチ
４０ 第１差動増幅回路
５０ 第２差動増幅回路
６０ サンプルホールド回路（サンプルホールド手段）
６３ 初期化回路（初期化手段）
７０ ＡＤコンバータ（電圧測定手段）
８０ 比較回路（比較手段）
９０ マイコン（故障診断手段）

Claims (4)

1. 電池の電圧を測定する電池電圧測定装置であって、
   前記電池の電圧をサンプルホールドするサンプルホールド手段と、
   前記サンプルホールド手段でホールドされた電圧を測定する電圧測定手段と、
   前記電池の電圧が所定の電圧閾値より大きいか小さいかを判定する比較手段と、
   前記比較手段から判定結果を入力し、当該判定結果が変化したとき、前記サンプルホールド手段に前記電池の電圧をホールドさせて当該電圧を前記電圧測定手段に測定させ、前記電圧測定手段で測定された電圧と前記所定の電圧閾値とに所定値以上の差があれば回路異常として検出する故障診断手段と、を備えていることを特徴とする電池電圧測定装置。
2. 前記所定の電圧閾値は、前記電池の常用使用電圧範囲内に設定されていることを特徴とする請求項１に記載の電池電圧測定装置。
3. 電池の電圧を測定する電池電圧測定装置であって、
   前記電池の電圧をサンプルホールドするサンプルホールド手段と、
   前記サンプルホールド手段の出力電圧を測定する電圧測定手段と、
   前記電圧測定手段が前記サンプルホールド手段の出力電圧を測定していないときに、前記サンプルホールド手段の出力電圧を所定の電圧に初期化する初期化手段と、
   前記サンプルホールド手段の出力電圧が所定の電圧閾値より大きいか小さいかを判定する比較手段と、
   前記初期化手段を作動させて前記サンプルホールド手段の出力電圧を前記所定の電圧に初期化させた後に前記比較手段から入力した判定結果が変化したとき、前記サンプルホールド手段に出力電圧をホールドさせて当該出力電圧を前記電圧測定手段に測定させ、前記電圧測定手段で測定された出力電圧と前記所定の電圧閾値とに所定値以上の差があれば回路異常として検出する故障診断手段と、を備えていることを特徴とする電池電圧測定装置。
4. 前記所定の電圧および前記所定の電圧閾値は前記電池の常用使用範囲外に設定され、前記所定の電圧および前記所定の電圧閾値のうちの前記所定の電圧閾値が前記所定の電圧よりも前記電池の常用使用範囲側に設定されていることを特徴とする請求項３に記載の電池電圧測定装置。

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