JP2014086351A - 蓄電モジュールの監視装置 - Google Patents

Abstract

【課題】蓄電モジュールの監視装置が、組電池等の蓄電モジュールを構成する各蓄電セルのセル電圧を計測したタイミングと取得するタイミングとの間のタイミング誤差を特定すること
【解決手段】セル電圧計測回路７とタイミング補正回路９は、共通の時定数に応じて変化したコンデンサＣの端子電圧値ＥＣ１やＥＭ１等を計測し、ＣＰＵ５は、当該端子電圧値を取得する。ＣＰＵ５は、当該端子電圧値と時定数に基づき、セル電圧計測回路７のセル電圧値ＶＣの計測タイミングとタイミング補正回路９のモジュール電圧値Ｖｍの計測タイミングとを算出する。これにより、ＣＰＵ５は、セル電圧値ＶＣとモジュール電圧値Ｖｍとを取得する取得タイミングのタイミング誤差を特定することができる。
【選択図】図１

Description

蓄電モジュールの電圧を監視する技術に関する。

例えば、ハイブリッド車や電気自動車には、二次電池（単電池）を複数個直列に接続したモジュール電池（組電池）が使用されている。組電池や単電池は、例えば電圧検出装置によって管理され、電圧検出装置は組電池や単電池の電圧を検出する。従来から、組電池や単電池の電圧を検出する回路が設けられるとともに、当該検出回路の故障診断を行う電圧検出装置がある（特許文献１）。この電圧検出装置では、単電池ごとに差動増幅器が並列接続され、差動増幅器によって単電池電圧を測定し、また総電圧検出回路によって組電池の電圧を測定する。そして、単電池電圧の総和電圧と組電池の電圧（総電圧）とを比較したり、組電池の電圧（総電圧）の平均電圧と単電池電圧との比較をしたりすることで、差動増幅器や総電圧検出回路の故障診断を行う。

特開２００３−１３４６７５号公報

ところで、組電池を構成する各単電池の電圧を求めるには、各電池の電圧を同時期に検出することが好ましい。しかしながら上記従来技術では、各電池の電圧を検出する時期がずれる場合のことは考えられておらず、リプル電圧や負荷電流が変化した場合などによって単電池電圧が変動する時は、各単電池の電圧を正しく求めることができない。

本明細書では、組電池の各単電池に接続された複数の入力端子それぞれを順次選択して当該各単電池の電圧を計測する電圧計測回路を用いる構成において、組電池等の蓄電モジュールを構成する各蓄電セルのセル電圧を計測したタイミングと取得するタイミングとの間のタイミング誤差を特定することが可能な技術を開示する。

本明細書によって開示される複数の蓄電セルが直列接続された蓄電モジュールの監視装置は、前記蓄電セルそれぞれが接続される複数の入力端子を有し、当該蓄電セルを計測するセル計測回路と、時定数を有する回路素子を有し、前記時定数に応じて変化する基準値を生成する時定数回路と、制御部と、を備え、前記制御部は、前記基準値の変動中に、前記セル計測回路に、前記入力端子を介して前記基準値を計測させ、その前記基準値を第１基準値として取得する第１取得処理と、前記基準値の変動中に、前記時定数回路によって得られる前記基準値を第２基準値として取得する第２取得処理と、前記第１基準値、前記第２基準値、および、前記時定数に基づき、前記セル計測回路の前記セルの計測タイミングと、前記制御部が当セルの計測値を取得した取得タイミングとの間のタイミング誤差を特定するタイミング誤差特定処理と、を実行する構成を有する。

上記蓄電モジュールの監視装置では、前記制御部は、前記基準値の変動中に、基準時間内における前記基準値の変化量を取得する変化量取得処理と、前記基準時間および前記変化量に基づき、前記時定数回路の時定数を特定する時定数特定処理と、を実行する構成を有し、前記タイミング誤差特定処理では、前記時定数特定処理で特定した時定数に基づき、前記タイミング誤差を特定してもよい。

上記蓄電モジュールの監視装置では、前記蓄電モジュールを計測するモジュール計測回路を備え、前記制御部は、前記セル計測回路に、前記各蓄電セルを計測させるセル取得処理と、前記各蓄電セルの計測値の取得タイミングに対して前記タイミング誤差に応じた時間だけずれたタイミングで、前記モジュール計測回路による前記モジュールの計測値を取得するモジュール取得処理と、を実行してもよい。

上記蓄電モジュールの監視装置では、前記モジュールの計測値と前記セルの計測値とに基づき、前記蓄電モジュールの検出異常を判定する異常判定処理と、を実行してもよい。

上記蓄電モジュールの監視装置では、前記セル計測回路は、時間をカウントするカウント回路を有し、前記カウント回路に従って、前記蓄電セルと前記蓄電モジュールとの計測タイミングを合わせてもよい。

なお、本明細書に開示される技術は、故障診断装置、故障診断方法、これらの装置または方法の機能を実現するためのコンピュータプログラム、そのコンピュータプログラムを記録した記録媒体等の種々の態様で実現することができる。

本明細書によって開示される発明によれば、蓄電モジュールの監視装置が、組電池等の蓄電モジュールを構成する各蓄電セルのセル電圧を計測したタイミングと取得するタイミングとの間のタイミング誤差を特定することができる。

一実施形態に係る電池モジュールの構成を示すブロック図 モジュール電圧の計測タイミングとセル電圧の計測タイミングの差を示すグラフ 取得タイミング誤差検出処理のフローチャート コンデンサの端子電圧の時間変化を示すグラフ 取得タイミング誤差補正処理のフローチャート

（実施形態の概要）

本実施形態の蓄電モジュールの監視装置は、時定数に応じて変化する基準値の変動中に、セル計測回路に、入力端子を介して上記基準値を計測させ、その基準値を第１基準値として取得し、また、セル計測回路を介さずに、基準値を第２基準値として取得する。ここで、第１基準値および第２基準値は、共通の時定数に応じて変化した基準値である。従って、第１基準値、第２基準値、および、時定数に基づき、セル計測回路の計測タイミングと、制御部が当セルの計測値を取得する取得タイミングとの間のタイミング誤差を特定することができる。

この蓄電モジュールの監視装置によれば、基準値の変動中に、基準時間内における前記基準値の変化量を取得し、当該基準時間および変化量に基づき、時定数を特定する。そして、蓄電モジュールの監視装置は、その特定した時定数に基づき、タイミング誤差を特定する。これにより、温度変化等により時定数が変化する場合、時定数が固定値である構成に比べて、タイミング誤差を精度よく特定することができる。

この蓄電モジュールの監視装置によれば、セル計測回路に、各蓄電セルを計測させ、その計測値を取得し、各蓄電セルの計測値の取得タイミングに対してタイミング誤差に応じた時間だけずれたタイミングで、モジュール計測回路によるモジュールの計測値を取得する。これにより、セルとモジュールとの計測タイミングがずれることを抑制することができる。

この蓄電モジュールの監視装置によれば、モジュールの計測値とセルの計測値とに基づいて、蓄電モジュールの検出異常を判定する。これにより、異常判定できる精度が低下することを抑制することができる。

この蓄電モジュールの監視装置によれば、セル計測回路は、時間をカウントするカウント回路有し、カウント回路に従って、蓄電セルと蓄電モジュールとの計測タイミングを合わせる。これにより、誤差特定処理が容易になり、制御部に掛ける負担を軽減することができる。

（電池パックの電気的構成）
一実施形態の電池モジュール１について図１から図５を参照しつつ説明する。なお、電池モジュール１は、蓄電装置の一例である。また、電池モジュール１は、例えば電気自動車やハイブリット自動車（以下、単に自動車という）に搭載され、図示しない電子制御ユニット（以下、ＥＣＵという）からの制御により、電気エネルギーで作動する動力源に電力を供給したり、当該動力源から電力により充電されたりするものである。

図１に示すように、電池モジュール１は、制御装置２、組電池３および電池電圧計測部４を有する。

制御装置２は、中央処理装置（以下、ＣＰＵという）５と、メモリ６と備える。メモリ６には、電池電圧計測部４の動作を制御するための各種のプログラムが記憶されている。ＣＰＵ５は、メモリ６から読み出したプログラムに従って、各部の制御を行う。なお、ＣＰＵ５は制御部の一例である。

組電池３は、蓄電モジュールの一例であり、例えば４つの第１セルＣ１〜第４セルＣ４が直列接続された組電池である。なお、組電池３は、２つ、３つ、或いは５つ以上のセルが直列接続された構成でもよい。また、各セルＣ１〜Ｃ４は、蓄電セルの一例であり、例えばリチウムイオン電池等の二次電池である。ただし、各セルＣ１〜Ｃ４は、単電池に限らず、蓄電素子であればよく、キャパシタなどでもよい。

電池電圧計測部４は、セル電圧計測回路７、モジュール電圧計測回路８、タイミング補正回路９を有する。なお、セル電圧計測回路７、モジュール電圧計測回路８、タイミング補正回路９は例えば共通の基板上に配置されている。また、制御装置２と電池電圧計測部４とを合わせてセルセンサ（以下、ＣＳという）という。なお、電池電圧計測部４は監視装置の一例である。

セル電圧計測回路７は、各セルＣ１〜Ｃ４の電圧値ＶＣ１〜ＶＣ４を計測する。セル電圧計測回路７は、マルチプレクサ（以下、ＭＵＸという）１０、Ａ／Ｄコンバータ（以下、ＡＤＣという）１を有する。ＭＵＸ１０は、複数の端子を有し、例えば１番端子から６番端子の６つの端子を有する。そのうちの１番端子から４番端子は、各セルＣ１〜Ｃ４の正極側とつながっており、セル電圧計測回路７は、ＭＵＸ１０の１番端子から４番端子で各セルＣ１〜Ｃ４の電圧値ＶＣ１〜ＶＣ４を計測する。

なお、セル電圧計測回路７は、セル計測回路の一例であり、各セルＣ１〜Ｃ４の電圧値ＶＣ１〜ＶＣ４は、セルの計測値の一例である。また、セル電圧計測回路７が各セルＣ１〜Ｃ４の電圧値ＶＣ１〜ＶＣ４を計測することは、セル取得処理の一例である。

具体的には、セル電圧計測回路７は、１番端子から６番端子の端子を特定する信号と、１番端子から６番端子の電圧を取得するトリガ信号とをＣＰＵ５から受け取る。そして、セル電圧計測回路７は、そのトリガ信号を受けて当該電圧の計測を開始する。

セル電圧計測回路７は、まず、ＭＵＸ１０でセルＣ１の電圧値ＶＣ１を計測する。ＭＵＸ１０は、時間をカウントするタイマ１１を有し、当該電圧の計測を開始以降、タイマ１１のカウント時間に従ったタイミングＴＺに基づいて、順次、電圧を計測するセルの対象を自動的に切り替える。そして、セル電圧計測回路７は、セルＣ１のセル電圧値ＶＣ１を計測する。

次に、上述したセルＣ１と同じ処理をセルＣ２でも実行する。そしてセル電圧計測回路７は、セルＣ３、セルＣ４でも上述した処理を実行する。なお、タイマ１１はカウント回路の一例である。

ＡＤＣ１は、セル電圧計測回路７がＭＵＸ１０で計測した電圧値のアナログ信号をデジタル信号に変換し、レジスタ１２に格納する。そして、ＣＰＵ５からセルＣ１の電圧値ＶＣ１の取得指示が送信されると、レジスタ１２は、即座に、当該デジタル値を出力信号としてＣＰＵ５に与える。

また、当該タイマのタイミングＴＺは、ＭＵＸ１０の仕様で決まっているため、ＣＰＵ５等の外部装置から当該タイマのタイミングＴＺを変更することはできない。したがって、ＣＰＵ５が、各セルＣ１〜Ｃ４の電圧の取得指示をする取得タイミングＴＤと、セル電圧計測回路７が、計測対象のセルの電圧を計測した計測タイミングＴＢとは、一致しないことがある。

モジュール電圧計測回路８は、組電池３の電圧を計測する。モジュール電圧計測回路８は、抵抗Ｒ１、Ｒ２と、ＡＤＣ２を有する。組電池３の電圧は、抵抗Ｒ１、Ｒ２で分圧される。モジュール電圧計測回路８は、ＣＰＵ５から電圧の取得指示が送信されると、組電池３の電圧値であるモジュール電圧値Ｖｍを計測する。そして、モジュール電圧計測回路８は、ＡＤＣ２に、分圧された電圧値ＶＢｍをアナログ信号として与える。

ＡＤＣ２は、与えられた電圧値ＶＢｍをデジタル値に変換する。そして、ＡＤＣ２は、ＣＰＵ５からモジュール電圧値Ｖｍの取得指示が送信されると、即座に、当該デジタル値を出力信号としてＣＰＵ５に与える。なお、モジュール電圧計測回路８は、モジュール計測回路の一例であり、モジュール電圧値Ｖｍはモジュールの計測値の一例である。また、モジュール電圧計測回路８がモジュール電圧値Ｖｍを計測することは、モジュール取得処理の一例である。

したがって、ＣＰＵ５からモジュール電圧値Ｖｍの取得指示が送信されると、モジュール電圧計測回路８は、モジュール電圧値Ｖｍを計測し、当該デジタル値を出力信号としてＣＰＵ５に与える。

つまり、ＣＰＵ５が、モジュール電圧値Ｖｍの取得指示をする取得タイミングＴＥと、モジュール電圧計測回路８が、モジュール電圧値Ｖｍを計測する計測タイミングＴＦとは差は無視できる程に小さい。なお、ＣＰＵ５は、上記タイミングＴＥを変更することができるため、上記タイミングＴＤと上記タイミングＴＥとを同じタイミングにできる。

タイミング補正回路９は、セル電圧計測回路７がＭＵＸ１０で計測した電圧の計測タイミングＴＢと、タイミング補正回路９がＡＤＣ３（後述する）で計測する電圧の計測タイミングＴＨとの差を検出する。

タイミング補正回路９は、定電圧源Ｖｒｅｆ、スイッチＳＷ１、ＳＷ２、抵抗Ｒ３、コンデンサＣ、ＡＤＣ３を有する。定電圧源Ｖｒｅｆは、例えばボルテージレギュレータである。スイッチＳＷ１、ＳＷ２は、例えばＭＯＳＦＥＴ（ＭＯＳ電界効果型トランジスタ）等の半導体スイッチでも、メカリレー等の機械式スイッチでもよい。コンデンサＣは、例えばフィルムコンデンサである。定電圧源Ｖｒｅｆからグランドに向かって、スイッチＳＷ１、抵抗Ｒ３、コンデンサＣは直列に接続している。なお、定電圧源Ｖｒｅｆ、スイッチＳＷ１、スイッチＳＷ２、抵抗Ｒ３、コンデンサＣは時定数回路の一例である。

ＣＰＵ５は、ＳＷ１にクローズ指令信号（閉指令信号、オン指令信号ともいう。以下、クローズ指令信号で統一する）を与え、ＳＷ１をクローズ状態とする。ＣＰＵ５は、セル電圧計測回路７に１番端子から６番端子の端子を特定する信号と、１番端子から６番端子の電圧を取得するトリガ信号とを与える。

そして、セル電圧計測回路７は、ＭＵＸ１０で当該電圧の計測を開始する。ＭＵＸ１０の５番端子と６番端子は、コンデンサＣと接続している。これは、ＭＵＸ１０が５番端子から６番端子へ計測端子を切り替える場合の切り替え時間の遅延を、ＣＰＵ５が計測するためである。

セル電圧計測回路７は、ＭＵＸの５番端子と６番端子でコンデンサＣの端子電圧値ＶＫを計測し、当該端子電圧値ＶＫをＡＤＣ１へ与える。なお、セル電圧計測回路７がコンデンサＣの端子電圧値ＶＫを計測することは、第１取得処理の一例であり、当該コンデンサＣの端子電圧値ＶＫは、第１基準値の一例である。

一方、ＣＰＵ５からコンデンサＣの端子電圧値ＶＫの取得指示が送信されると、タイミング補正回路９は、端子電圧値ＶＫを計測し、ＡＤＣ３で端子電圧値ＶＫをデジタル値に変換し、当該デジタル値を出力信号としてＣＰＵ５に与える。

つまり、ＣＰＵ５が、コンデンサＣの端子電圧値ＶＫの取得指示をする取得タイミングＴＧと、タイミング補正回路９が、コンデンサＣの端子電圧値ＶＫを計測する計測タイミングＴＨとは差は無視できる程に小さい。

なお、ＣＰＵ５は、上記タイミングＴＧを変更することができるため、上記タイミングＴＧ、上記タイミングＴＤ、上記タイミングＴＥを同じタイミングにできる。また、タイミング補正回路９がコンデンサＣの端子電圧値ＶＫを計測することは、第２取得処理の一例であり、当該コンデンサＣの端子電圧値ＶＫは、第２基準値の一例である。

また、ＣＰＵ５は、通常、ＳＷ２にクローズ指令信号を与え、ＳＷ２をクローズ状態とする。これにより、コンデンサＣの端子電圧値ＶＫを０Ｖにしておく。そして、上記コンデンサＣの充電開始時、ＣＰＵ５は、ＳＷ２にオープン指令信号（開指令信号、オフ指令信号ともいう。以下、オープン指令信号で統一する）を与え、ＳＷ２をオープン状態とする。

（ＣＳの故障検出機能）
ＣＳには、例えば過電圧や過熱等の自己の故障を検出する機能が搭載されており、故障を検出した時は車両のＥＣＵへその故障情報を伝える。その故障診断方法としては、例えば、組電池３の各セルＣ１〜Ｃ４の電圧値ＶＣ１〜ＶＣ４を合計したセル電圧値ＶＣと、モジュール電圧値Ｖｍとを比較し、その差が一定以上となった時に故障とする方法がある。

そして、車両のＥＣＵはＣＳから故障情報を受けると、組電池３の充放電を停止させたり、車両の動作を安全に停止させたりするようなフェールセーフ制御を行っている。しかし、ＣＳの故障検出機能が誤動作すると、ＣＳが正常であるにも関わらずフェールセーフ機能が働いてしまうなどの問題が生じる。

（セル電圧の計測とモジュール電圧の計測のタイミングの差異）
仮に、例えば図１でタイミング補正回路９を有さず、セル電圧計測回路７は、各セルＣ１〜Ｃ４の電圧値ＶＣ１〜ＶＣ４を計測し、モジュール電圧計測回路８は、モジュール電圧値Ｖｍを計測するのみの構成とする。

この場合、セル電圧が変動するとセル電圧値ＶＣとモジュール電圧値Ｖｍが一致しないことがある。ＣＰＵ５が、モジュール電圧値Ｖｍの取得指示をする取得タイミングＴＥと、セル電圧計測回路７が、セルの電圧を計測した計測タイミングＴＢとは、一致しないことがあり、セル電圧値ＶＣとモジュール電圧値Ｖｍの取得タイミングが異なるためである。

また、先述の通り、タイミングＴＺは、ＭＵＸ１０の仕様で決まっており、当該仕様は、ＭＵＸ１０の個体差や環境温度による変動のため、当該タイミングＴＺの最大値と最小値との差が大きい。また、ＡＤＣ１が各セルＣ１〜Ｃ４の電圧値ＶＣ１〜ＶＣ４をＭＵＸ１０から受け取って、デジタル値に変換するまでの時間も、ＡＤＣ１の温度状態等で変動する。

このため、出荷時のキャリブレーション等でＭＵＸ１０やＡＤＣ１の仕様によるタイミングの差を吸収することは困難である。したがって、セル電圧計測回路７がセルの電圧を計測した計測タイミングＴＢと、モジュール電圧計測回路８がモジュール電圧を計測した計測タイミングＴＥとを一致させることは困難である。

各セルＣ１〜Ｃ４の電圧値ＶＣ１〜ＶＣ４に変動がない場合は、ＣＰＵ５は、セル電圧値ＶＣとモジュール電圧値Ｖｍとの取得タイミングを合わせなくても問題はないが、例えば、インバータ等の車両の負荷機器等のリプルや負荷変動によって、各セルＣ１〜Ｃ４の電圧値ＶＣ１〜ＶＣ４が変動した場合、当該両タイミングの差が原因で、セル電圧値ＶＣと、モジュール電圧値Ｖｍの取得結果に差が生じてしまう。

例えば、図２に示す通り、各セルＣ１〜Ｃ４の電圧値ＶＣ１〜ＶＣ４は、４，１Ｖから４．２Ｖまでリプル等のノイズで変動しているとする。セル電圧計測回路７は、計測処理開始から、ＴＣＡ経過後にセルＣ１の電圧値ＶＣ１を計測し、その後はＴＣＢ間隔でセルＣ２、Ｃ３、Ｃ４の各電圧値ＶＣ２、ＶＣ３，ＶＣ４を計測する。

一方、モジュール電圧計測回路８は、計測処理開始から、ＴＭＡ経過後にモジュール電圧値Ｖｍを計測し、その後はＴＭＢ間隔で組電池３の電圧を計測する。なお、図２では、説明を分かりやすくするために、モジュール電圧計測回路８がモジュール電圧値Ｖｍを計測し、当該電圧を各セル数の４で割った値（＝４．２Ｖ）をモジュール電圧計測回路８が計測した値として記載している。

そして、ＣＰＵ５は、セル電圧値ＶＣとモジュール電圧値Ｖｍとを比較する。上記の場合、セル電圧値ＶＣは１６．４Ｖであるが、モジュール電圧値Ｖｍは１６．８Ｖとなる。つまり、両電圧の差は０．４Ｖもあるため、ＣＳは、自己が故障していないにも関わらず異常と誤検知してしまう。

従って、各セルＣ１〜Ｃ４の電圧値ＶＣ１〜ＶＣ４に変動がある場合は、ＣＳの故障検出機能が誤動作してしまうため、ＣＰＵ５は、セル電圧値ＶＣとモジュール電圧値Ｖｍとの取得タイミングを合わせる必要がある。なお、ＣＰＵ５がセル電圧値ＶＣとモジュール電圧値Ｖｍとを比較することは、異常判定処理の一例である。

（タイミング補正回路によるタイミング差の検出）
ＣＰＵ５は、モジュール電圧計測回路８が計測したモジュール電圧値Ｖｍを取得するタイミングと、セル電圧計測回路７が計測した各セルＣ１〜Ｃ４の電圧値ＶＣ１〜ＶＣ４を取得するタイミングとの差を検出する、取得タイミング誤差検出処理を開始する。

具体的には、図３、図４に示すとおり、ＣＰＵ５は、ＳＷ２にオープン指令を与え、ＳＷ１にクローズ指令を与える（Ｓ１１）。ＣＰＵ５は、ＳＷ１にクローズ指令を与えてからＴＣＺ１経過後、セル電圧計測回路７がＭＵＸ１０の５番端子で計測したコンデンサＣの端子電圧値ＥＣ１を取得する（Ｓ１２）。次に、ＣＰＵ５は、ＳＷ１にクローズ指令を与えてからＴＭＺ１経過後、タイミング補正回路９が計測したコンデンサＣの端子電圧値ＥＭ１を取得する（Ｓ１３）。

なお、コンデンサＣおよび抵抗Ｒは温度環境によって値が変動することがあり、ＣＰＵ５はその状態で補正を行ってもタイミングを合わせることができない。そのため、例えば、ＣＰＵ５は、上記時間ＴＭＺ１と、対応するコンデンサＣの端子電圧値ＥＭ１とから、次の式１を用いてＣＲの値を算出する。
＜式１＞
ＣＲ＝−ｔ×ＬＮ（１−Ｅｔ／Ｅ０）
なお、上記式１で、ｔはＴＭＺ１と対応しており、ＥｔはコンデンサＣの端子電圧値ＥＭ１と対応しており、Ｅ０はＶｒｅｆに対応している。このＣＲを使用すれば、温度環境の変動によるコンデンサＣおよび抵抗Ｒの値の変動にも対応することができる。なお、ＣＰＵ５がＣＲの値を算出するのは、時定数特定処理の一例である。

次に、ＣＰＵ５は、ＳＷ１にクローズ指令を与えてからＴＣＺＣ経過後、セル電圧計測回路７がＭＵＸ１０の６番端子で計測したコンデンサＣの端子電圧値ＥＣＣを取得する（Ｓ１４）。そして、ＣＰＵ５は、ＳＷ１にクローズ指令を与えてからＴＭＺＭ経過後、タイミング補正回路９が計測したコンデンサＣの端子電圧値ＥＭＭを取得する（Ｓ１５）。

コンデンサＣは抵抗Ｒ１と直列に接続されているため、コンデンサＣの端子電圧値ＶＫは、ある時定数で時間とともに単調に増加する（図４）。また、ＣＰＵ５は、端子電圧値ＥＣ１、端子電圧値ＥＣＣ、端子電圧値ＥＭ１、端子電圧値ＥＭＭをそれぞれ異なる時間で取得している。

このため、各端子電圧値はそれぞれ異なる値となる。なお、当該時定数は、抵抗ＲとコンデンサＣの値によって変わる。なお、ＣＰＵ５が、端子電圧値ＥＣ１、端子電圧値ＥＣＣ、端子電圧値ＥＭ１、端子電圧値ＥＭＭを取得することは、変化量取得処理の一例である。

ＣＰＵ５は、端子電圧値ＥＣ１から、セル電圧計測回路７が端子電圧値ＥＣ１を計測した時間ＴＣ１を算出する。具体的には、ＣＰＵ５は、以下の式２で時間ＴＣ１を算出する（Ｓ１６）。
＜式２＞
ｔ＝−Ｃ×Ｒ×ＬＮ（１−Ｅｔ／Ｅ０）
なお、上記式２で、ｔはＴＣ１に対応し、ＥｔはＥＣ１に対応し、Ｅ０はＶｒｅｆに対応する。

ＣＰＵ５は、同様に、端子電圧値ＥＭ１から、タイミング補正回路９が端子電圧値ＥＭ１計測した時間ＴＭ１を算出する。具体的には、ＣＰＵ５は、上記式２で時間ＴＭ１を算出する。なお、上記式２で、ｔはＴＭ１に対応し、ＥｔはＥＭ１に対応し、Ｅ０はＶｒｅｆに対応する。

そして、ＣＰＵ５は、端子電圧値ＥＣＣから、セル電圧計測回路７が端子電圧値ＥＣＣを計測した時間ＴＣＣを式２から算出する。ＣＰＵ５は、端子電圧値ＥＭＭから、タイミング補正回路９が端子電圧値ＥＭＭを計測した時間ＴＭＭを式２から算出する（Ｓ１７からＳ１９）。なお、Ｓ１６からＳ１９の処理の順番は問わない。

ＣＰＵ５は、タイミング補正回路９が計測したコンデンサＣの端子電圧を取得するタイミングと、セル電圧計測回路７が計測したコンデンサＣの端子電圧を取得するタイミングとの差を算出する（Ｓ２０）。具体的には、まずＣＰＵ５は、時間ＴＣ１と、時間ＴＭ１とから、ΔＴ１（＝ＴＭ１−ＴＣ１）を算出し、ＣＰＵ５が取得タイミング誤差検出処理を開始した開始状態での時間差を算出する。

次にＣＰＵ５は、時間ＴＣＣと、時間ＴＭＭとから、ΔＴＣＭ（＝ＴＭＭ−ＴＣＣ）を算出し、上記開始状態以降での時間差を算出する。そして、ＣＰＵ５は、ΔＴ１とΔＴＣＭをメモリ６に記憶し（Ｓ２１）、取得タイミング誤差検出処理を終了する。なお、ΔＴ１とΔＴＣＭは、タイミング誤差の一例であり、ＣＰＵ５がΔＴ１とΔＴＣＭとを算出する処理は、タイミング誤差特定処理の一例である。

（タイミング補正回路によるタイミング差の検出）
ＣＰＵ５は、メモリ６に記憶したΔＴ１およびΔＴＣＭを基に、取得タイミング誤差補正処理を実行する。ＣＰＵ５が上記ΔＴ１およびΔＴＣＭを基に、取得タイミング誤差補正処理を実行できるのは、ＣＰＵ５がコンデンサＣの端子電圧値ＶＫの取得指示をする取得タイミングＴＧと、ＣＰＵ５がモジュール電圧値Ｖｍの取得指示をする取得タイミングＴＥとを、ＣＰＵ５が同じにすることができるためである。

図５に示す通り、ＣＰＵ５は、まず、各セルＣ１〜Ｃ４の電圧値ＶＣ１〜ＶＣ４の取得開始時における、電圧値ＶＣ１〜ＶＣ４の取得タイミングとモジュール電圧値Ｖｍの取得タイミング誤差の補正を行う。そのために、ＣＰＵ５は、電圧値ＶＣ１の取得開始時かどうかを判断する（Ｓ３１）。

ＣＰＵ５は、電圧値ＶＣ１の取得開始時であると判断した場合（Ｓ３１：ＹＥＳ）、ＣＰＵ５は、ΔＴ１だけ補正した取得タイミングで、モジュール電圧値Ｖｍの取得要求をする（Ｓ３２）。そして、ＣＰＵ５は、当該モジュール電圧値Ｖｍをメモリ６に記憶する（Ｓ３３）。

ＣＰＵ５は、電圧値ＶＣ１の取得開始時でなく、電圧値ＶＣ２〜ＶＣ４の取得開始時であると判断した場合（Ｓ３１：ＮＯ）、ＣＰＵ５は、ΔＴＣＭだけ補正した取得タイミングでモジュール電圧値Ｖｍの取得要求をする（Ｓ３５）。そして、ＣＰＵ５は、当該モジュール電圧値Ｖｍをメモリ６に記憶する（Ｓ３６）。

ＣＰＵ５は、電圧値ＶＣ１〜ＶＣ４の取得が終わったと判断するまで、Ｓ３５、Ｓ３６の処理を続ける（Ｓ３７：ＮＯ）。そして、ＣＰＵ５は、電圧値ＶＣ１〜ＶＣ４の取得が終わったと判断すると（Ｓ３７：ＹＥＳ）、メモリ６に記憶したモジュール電圧値Ｖｍの総和を算出し（Ｓ３８）、モジュール電圧値Ｖｍの平均値を算出し（Ｓ３９）、取得タイミング誤差補正処理を終了する。

（本実施形態の効果）
本実施形態によれば、セル電圧計測回路７とタイミング補正回路９は、共通の時定数に応じて変化したコンデンサＣの端子電圧値ＥＣ１やＥＭ１等を計測し、ＣＰＵ５は、当該端子電圧値を取得する。ＣＰＵ５は、当該端子電圧値と時定数に基づき、セル電圧計測回路７のセル電圧値ＶＣの計測タイミングとタイミング補正回路９のモジュール電圧値Ｖｍの計測タイミングとを算出する。これにより、ＣＰＵ５は、セル電圧値ＶＣとモジュール電圧値Ｖｍとを取得する取得タイミングのタイミング誤差を特定することができる。

＜他の実施形態＞
本明細書で開示される技術は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような種々の態様も含まれる。

上記実施形態では、ＣＰＵ５は、ΔＴ１やΔＴＣＭを算出し、当該時間を補正した、換言すれば、ΔＴ１やΔＴＣＭがゼロとなるような計測タイミングで組電池３の電圧を計測した。しかしこれに限らず、ＣＰＵ５は、ΔＴ１やΔＴＣＭを完全にゼロにしなくても、ゼロに近い十分小さな値でもよい。

上記実施形態では、コンデンサＣを充電させて、コンデンサＣの端子電圧値ＶＫは、ある時定数で時間とともに単調に増加する構成とした（図４）。しかしこれに限らず、コンデンサＣを放電させて、コンデンサＣの端子電圧値ＶＫは、ある時定数で時間とともに単調に減少する構成でもよい。

上記実施形態では、抵抗Ｒ３とコンデンサＣとから、ＲＣ回路で時定数を有する構成とした。しかしこれに限らず、コイルと抵抗とから、ＬＲ回路で時定数を有する構成でもよいし、コイルと抵抗とコンデンサとから、ＬＲＣ回路で時定数を有する構成でもよい。

上記実施形態では、カウント回路の一例としてタイマ１１を挙げた。しかしこれに限らず、カウント回路は、タイマＩＣやマイコン、クロックを用いないＲＣ回路等で自動的に切り替える構成でもよい。

上記実施形態では、ＭＵＸ１０の５番端子と６番端子がコンデンサＣと接続している構成であった。しかしこれに限らず、ＭＵＸ１０はコンデンサＣにつなぐための端子を別途用意せず、例えば１番端子から４番端子のいずれかに切り替えスイッチを設け、当該スイッチの切り替えでセル電圧を測定したり、コンデンサＣの電圧を測定したりする構成でもよい。

上記実施形態では、ＣＰＵ５は、時間ＴＭ１でのコンデンサＣの端子電圧値ＥＭＺ１を用いて、式１によってＣＲを求める構成であった。しかしこれに限らず、ＣＰＵ５は、時間ＴＭＺ１に限らず、ある適当な時間経過時でのコンデンサＣの端子電圧値に基づいてＣＲを求める構成でもよい。また、タイミング補正回路９が計測したコンデンサＣの端子電圧値に基づいてＣＲを求める構成でも、セル電圧計測回路７が計測したコンデンサＣの端子電圧値に基づいてＣＲを求める構成でも、どちらでもよい。

２：制御装置、３：組電池、５：ＣＰＵ、６：メモリ

Claims (6)

1. 複数の蓄電セルが直列接続された蓄電モジュールの監視装置であって、
   前記蓄電セルそれぞれが接続される複数の入力端子を有し、当該蓄電セルを計測するセル計測回路と、
   時定数を有する回路素子を有し、前記時定数に応じて変化する基準値を生成する時定数回路と、
   制御部と、を備え、
   前記制御部は、
   前記基準値の変動中に、前記セル計測回路に、前記入力端子を介して前記基準値を計測させ、その前記基準値を第１基準値として取得する第１取得処理と、
   前記基準値の変動中に、前記時定数回路によって得られる前記基準値を第２基準値として取得する第２取得処理と、
   前記第１基準値、前記第２基準値、および、前記時定数に基づき、前記セル計測回路の前記セルの計測タイミングと、前記制御部が当セルの計測値を取得した取得タイミングとの間のタイミング誤差を特定するタイミング誤差特定処理と、を実行する構成を有する、蓄電モジュールの監視装置。
2. 請求項１に記載の蓄電モジュールの監視装置であって、
   前記制御部は、
   前記基準値の変動中に、基準時間内における前記基準値の変化量を取得する変化量取得処理と、
   前記基準時間および前記変化量に基づき、前記時定数回路の時定数を特定する時定数特定処理と、を実行する構成を有し、
   前記タイミング誤差特定処理では、前記時定数特定処理で特定した時定数に基づき、前記タイミング誤差を特定する、蓄電モジュールの監視装置。
3. 請求項１または２に記載の蓄電モジュールの監視装置であって、
   前記蓄電モジュールを計測するモジュール計測回路を備え、
   前記制御部は、
   前記セル計測回路に、前記各蓄電セルを計測させるセル取得処理と、
   前記各蓄電セルの計測値の取得タイミングに対して前記タイミング誤差に応じた時間だけずれたタイミングで、前記モジュール計測回路による前記モジュールの計測値を取得するモジュール取得処理と、を実行する構成を有する、蓄電モジュールの監視装置。
4. 請求項３に記載の蓄電モジュールの監視装置であって、
   前記モジュールの計測値と前記セルの計測値とに基づき、前記蓄電モジュールの検出異常を判定する異常判定処理と、を実行する
   構成を有する、蓄電モジュールの監視装置。
5. 請求項１に記載の蓄電モジュールの監視装置であって、
   前記セル計測回路は、時間をカウントするカウント回路を有し、前記カウント回路に従って、前記蓄電セルと前記蓄電モジュールとの計測タイミングを合わせる、蓄電モジュールの監視装置。
6. 複数の蓄電セルが直列接続された蓄電モジュールの監視方法であって、
   前記基準値の変動中に、前記セル計測回路に、前記入力端子を介して前記基準値を計測させ、その前記基準値を第１基準値として取得する第１取得工程と、
   前記基準値の変動中に、前記時定数回路によって得られる前記基準値を第２基準電圧値として取得する第２取得工程と、
   前記第１基準値、前記第２基準値、および、前記時定数に基づき、前記セル計測回路の前記セルの計測タイミングと、前記制御部が当セルの計測値を取得する取得タイミングとの間のタイミング誤差を特定するタイミング誤差特定工程と、を備えた、蓄電モジュールの監視方法。

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