JP2019049476A

JP2019049476A - 電源電圧検出装置

Info

Publication number: JP2019049476A
Application number: JP2017173964A
Authority: JP
Inventors: 崇明萩原; Takaaki Hagiwara
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2017-09-11
Filing date: 2017-09-11
Publication date: 2019-03-28
Anticipated expiration: 2037-09-11
Also published as: JP6897441B2

Abstract

【課題】より適正に直流電源の電源電圧を検出する【解決手段】直流電源の電源電圧を検出する電源電圧検出装置は、複数の抵抗を用いた分圧回路と、複数の抵抗の雰囲気温度を検出する温度センス部と、複数の抵抗の温度特性に基づく係数マップを記憶する係数マップ記憶部と、を有する。電源電圧検出装置は、分圧回路からの分圧電圧と温度センス部からの雰囲気温度と係数マップとに基づく補正を行なって電源電圧を検出する。これにより、直流電源の電源電圧をより適正に検出することができる。【選択図】図１

Description

本発明は、電源電圧検出装置に関し、詳しくは、直流電源の電源電圧を複数の抵抗による分圧回路による分圧電圧に基づいて検出する電源電圧検出装置に関する。

従来、この種の電源電圧検出装置としては、組電池のモジュール電圧を複数の抵抗による分圧回路による分圧電圧を検出することによって検出するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この装置では、分圧回路を用いることにより、組電池のモジュール電圧が数十Ｖであっても入力電圧を通常レベルの５Ｖ以下とすることができ、汎用の回路素子や汎用の集積回路技術で構成することができるという効果を奏している。

特開２０００−１９９７７１号公報

しかしながら、上述の電源電圧検出装置では、分圧回路に用いる抵抗は温度特性を有するため、雰囲気温度により抵抗値が変化し、正確な電圧を検出することができない場合を生じる。電源電圧が高電圧である場合、分圧回路に用いる抵抗値が大きくなるため、抵抗の温度特性による誤差は大きくなってしまう。

本発明の電源電圧検出装置は、より適正に直流電源の電源電圧を検出することを主目的とする。

本発明の電源電圧検出装置は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明の電源電圧検出装置は、
直流電源の電源電圧を複数の抵抗による分圧回路による分圧電圧に基づいて検出する電源電圧検出装置であって、
前記複数の抵抗の雰囲気温度を検出する温度センス部と、
前記複数の抵抗の温度特性に対する係数マップを記憶する係数マップ記憶部と、
を有し、
前記分圧電圧に対して前記雰囲気温度と前記係数マップとに基づく補正を行なって前記電源電圧を検出する、
ことを特徴とする電源電圧検出装置。

この本発明の電源電圧検出装置では、分圧回路による分圧電圧に対して、温度センス部により検出される複数の抵抗の雰囲気温度と複数の抵抗の温度特性に対する係数マップとに基づく補正を行なって電源電圧を検出する。これにより、複数の抵抗の雰囲気温度に基づく補正を行なわないものに比して、より適正に電源電圧を検出することができる。

ここで、複数の抵抗としては、複数のチップ抵抗を用いることができる。こうすれば、個々の抵抗の温度特性を得なくても容易に係数マップを得ることができる。また、温度センス部としては、サーミスタを用いたり、温度測定機能を有する半導体素子を用いることができる。

本発明の一実施例としての電源電圧検出装置２０の構成の概略を示す構成図である。係数マップ３４の一例を示す説明図である。変形例の温度センス部２６Ｂの構成の概略を示す構成図である。

次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。

図１は、本発明の一実施例としての電源電圧検出装置２０の構成の概略を示す構成図である。実施例の電源電圧検出装置２０は、直流電源１０の電圧（電源電圧Ｖ０）を検出する装置として構成されており、直流電源１０の電圧Ｖ０を検出用に調整する電圧調整回路２２と、電圧調整回路２２の雰囲気温度Ｔｒを検出する温度センス部２６と、ＣＰＵ３２や入力回路３６を中心として構成された電子制御ユニット３０と、を備える。

直流電源１０は、例えば組電池や、燃料電池などの直流電力を昇圧して５００Ｖや８００Ｖ或いは１０００Ｖの高電圧（電源電圧Ｖ０）として供給する電源を用いることができる。

電圧調整回路２２は、直流電源１０の正極端子に接続された正極側分圧回路Ｒ１と、直流電源１０の負極端子に接続された負極側分割回路Ｒ２とにより構成されている。正極側分圧回路Ｒ１は、直流電源１０の正極端子と電子制御ユニット３０の入力回路３６とに直列に接続されたｎ個の同一のチップ抵抗Ｒ１（１）〜Ｒ１（ｎ）と、入力回路３６と接地とに接続されたチップ抵抗Ｒ１（１）〜Ｒ１（ｎ）と同一のチップ抵抗Ｒ１（ｎ＋１）と、により構成されている。チップ抵抗Ｒ１（１）〜Ｒ１（ｎ＋１）は、作用する電圧に対して十分な沿面距離が確保されるように間隔をもって接続されている。こうした正極側分圧回路Ｒ１により、直流電源１０の正極側端子の接地に対する電圧Ｖ１は、Ｖ１／（ｎ＋１）として入力回路３６に入力される。負極側分圧回路Ｒ２は、正極側分圧回路Ｒ１と同様に、直流電源１０の負極端子と電子制御ユニット３０の入力回路３６とに接続されたｎ個の直列接続のチップ抵抗Ｒ２（１）〜Ｒ２（ｎ）と、入力回路３６と接地とに接続された１個のチップ抵抗Ｒ２（ｎ＋１）とにより構成されている。チップ抵抗Ｒ２（１）〜Ｒ２（ｎ＋１）も、作用する電圧に対して十分な沿面距離が確保されるように間隔をもって接続されている。こうした負極側分圧回路Ｒ２により、直流電源１０の負極側端子の接地に対する電圧Ｖ２は、Ｖ２／（ｎ＋１）として入力回路３６に入力される。したがって、入力開度３４にはＶ１／（ｎ＋１）とＶ２／（ｎ＋１）のとの電位差としてのモニタ電圧Ｖｍ（Ｖｍ＝（Ｖ１−Ｖ２）／（ｎ＋１））が入力されることになる。

温度センス部２６は、チップ抵抗Ｒ１（１）〜Ｒ１（ｎ＋１），Ｒ２（１）〜Ｒ２（ｎ＋１）の近傍に配置されたサーミスタとして構成されており、チップ抵抗Ｒ１（１）〜Ｒ１（ｎ＋１），Ｒ２（１）〜Ｒ２（ｎ＋１）の雰囲気温度Ｔｒを検出する。

電子制御ユニット３０は、ＣＰＵ３２や入力回路３６を中心とした汎用のマイクロコンピュータとして構成されており、ＣＰＵ３２には記憶部としてのＲＯＭが内蔵されており、ＲＯＭにはチップ抵抗Ｒ１（１）〜Ｒ１（ｎ＋１），Ｒ２（１）〜Ｒ２（ｎ＋１）の温度特性に対応するための係数マップ３４が記憶されている。係数マップ３４は、例えば、チップ抵抗Ｒ１（１）〜Ｒ１（ｎ＋１），Ｒ２（１）〜Ｒ２（ｎ＋１）の雰囲気温度Ｔｒと電圧調整回路２２から入力回路３６に入力されるモニタ電圧Ｖｍと電源電圧Ｖ０の関係を実験などにより予め定めたものである。係数マップ３４の一例を図２に示す。図２では、雰囲気温度Ｔｒが−３０℃、２５℃、１２０℃のときのモニタ電圧Ｖｍと電源電圧Ｖ０との関係として示した。したがって、ＣＰＵ３０は、入力回路３６からのモニタ電圧Ｖｍと温度センス部２６からの雰囲気温度Ｔｒとを係数マップ３４に適用して得られる電圧を電源電圧Ｖ０として検出する。

以上説明した実施例の電源電圧検出装置２０では、チップ抵抗Ｒ１（１）〜Ｒ１（ｎ＋１），Ｒ２（１）〜Ｒ２（ｎ＋１）の温度特性に対応するための係数マップ３４を記憶しておき、電圧調整回路２２から入力回路３６に入力されるモニタ電圧Ｖｍと温度センス部２６により検出されるチップ抵抗Ｒ１（１）〜Ｒ１（ｎ＋１），Ｒ２（１）〜Ｒ２（ｎ＋１）の雰囲気温度Ｔｒを係数マップ３４に適用して得られる電圧を電源電圧Ｖ０として検出する。これにより、より適正に直流電源１０の電圧（電源電圧Ｖ０）を検出することができる。

実施例の電源電圧検出装置２０では、チップ抵抗Ｒ１（１）〜Ｒ１（ｎ＋１），Ｒ２（１）〜Ｒ２（ｎ＋１）の雰囲気温度Ｔｒを検出する温度センス部２６として、サーミスタを用いるものとした。しかし、図３に例示する変形例の温度センス部２６Ｂのように、温度測定機能を有する半導体素子により温度センス部を構成するものとしてもよい。

以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

本発明は、電源電圧検出装置の製造産業などに利用可能である。

１０直流電源、２０電源電圧検出装置、２２電圧調整回路、２６，２６Ｂ温度センス部、３０電子制御ユニット、３２ＣＰＵ、３４係数マップ、３６入力回路、Ｒ１（１）〜Ｒ１（ｎ＋１），Ｒ２（１）〜Ｒ２（ｎ＋１）チップ抵抗。

Claims

直流電源の電源電圧を複数の抵抗による分圧回路による分圧電圧に基づいて検出する電源電圧検出装置であって、
前記複数の抵抗の雰囲気温度を検出する温度センス部と、
前記複数の抵抗の温度特性に基づく係数マップを記憶する係数マップ記憶部と、
を有し、
前記分圧電圧に対して前記雰囲気温度と前記係数マップとに基づく補正を行なって前記電源電圧を検出する、
ことを特徴とする電源電圧検出装置。