JP4880038B2 - バッテリ電圧測定回路およびこれを用いたバッテリ電圧測定方法 - Google Patents

Description

本発明は、バッテリ電圧測定回路およびこれを用いたバッテリ電圧測定方法に関し、より詳しくは、より精密な測定が可能である上に測定時間を短縮することができるバッテリ電圧測定回路およびこれを用いたバッテリ電圧測定方法に関する。

一般的に、バッテリは、直列接続された複数の電圧源を含み、バッテリの電圧は、直列接続された複数の電圧源の電圧をそれぞれ測定し、それぞれ測定された電圧を合わせて求める。したがって、バッテリ電圧を測定するための従来のバッテリ電圧測定回路は、複数の電圧源の電圧をそれぞれ測定するための回路を含む。

図１は、従来のバッテリ電圧測定回路を示す回路図である。

図１を参照すれば、従来のバッテリ電圧測定回路は、直列接続された第１〜第２ｎ電圧源（Ｖ１〜Ｖ２ｎ、ｎは１以上の自然数）と、前記第１〜第２ｎ電圧源（Ｖ１〜Ｖ２ｎ）のうち奇数番目の電圧源（Ｖ１〜Ｖ２ｎ−１）が入力端に接続した第１スイッチングバンク１とを含む。

また、前記第１〜第２ｎ電圧源（Ｖ１〜Ｖ２ｎ）のうち偶数番目の電圧源（Ｖ２〜Ｖ２ｎ）が入力端に接続した第２スイッチングバンク２と、前記第１スイッチングバンク１の出力端に一側端子が接続し、前記第２スイッチングバンク２の出力端に他側端子が接続するキャパシタ３と、前記キャパシタ３に充電される充電容量を測定する電圧測定部５と、前記キャパシタ３と前記電圧測定部５とを接続させるサンプリングスイッチング部４とを備える。

第１スイッチングバンク１は奇数スイッチング素子（Ｓ１〜Ｓ２ｎ＋１）を備え、第２スイッチングバンク２は偶数スイッチング素子（Ｓ２〜Ｓ２ｎ）を備える。

サンプリングスイッチング部４は、前記キャパシタ３の一側端子と前記電圧測定部５の陽電圧入力端子（＋）を接続させる第１サンプリングスイッチング素子４ａと、前記キャパシタ３の一側端子と前記電圧測定部５の陰電圧入力端子（−）を接続させる第２サンプリングスイッチング素子４ｂと、前記キャパシタ３の他側端子と前記電圧測定部５の陽電圧入力端子（＋）を接続させる第３サンプリングスイッチング素子４ｃと、前記キャパシタ３の他側端子と前記電圧測定部５の陰電圧入力端子（−）を接続させる第４サンプリングスイッチング素子４ｄとを備える。

このような従来のバッテリ電圧測定回路を用いたバッテリ電圧測定方法について、図２を参照しながら詳細に説明すれば次のとおりとなる。

まず、従来のバッテリ電圧測定方法は、第１スイッチングバンク１の第１スイッチング素子Ｓ１および第２スイッチングバンク２の第２スイッチング素子Ｓ２をターンオンさせ、第１電圧源Ｖ１の電圧をキャパシタ３に充電させる。

その後、第１サンプリングスイッチング素子４ａと第４サンプリングスイッチング素子４ｄをターンオンさせ、電圧測定部５を介して第１電圧源Ｖ１の電圧を測定する。

続いて、第１スイッチングバンク１の第１スイッチング素子Ｓ１および第２スイッチングバンク２の第２スイッチング素子Ｓ２をターンオフさせ、キャパシタ３に充電された第１電圧源Ｖ１の電圧を放電させる。

その次に、第２スイッチングバンク２の第２スイッチング素子Ｓ２および第１スイッチングバンク１の第３スイッチング素子Ｓ３をターンオンさせ、第２電圧源Ｖ２の電圧をキャパシタ３に充電させる。

その後、第２サンプリングスイッチング素子４ｂと第３サンプリングスイッチング素子４ｃをターンオンさせ、電圧測定部５を介して第２電圧源Ｖ２の電圧を測定する。

続いて、第２スイッチングバンク２の第２スイッチング素子Ｓ２および第１スイッチングバンク１の第３スイッチング素子Ｓ３をターンオフさせ、キャパシタ３に充電された第２電圧源Ｖ２の電圧を放電させる。

従来のバッテリ電圧測定方法は、上述のような方法を繰り返して第１〜第２ｎ電圧源（Ｖ１〜Ｖ２ｎ）の電圧を順次に測定した後、順次にそれぞれ測定された第１〜第２ｎ電圧源（Ｖ１〜Ｖ２ｎ）の電圧を合算してバッテリに充電された総電圧を求めていた。

上述のような構造の従来のバッテリ電圧測定回路は、単一のキャパシタを用いて各電圧源の電圧を測定するため、精密な測定を行うためには、１つの電圧源に対する電圧を測定した後に次の電圧源の電圧を測定する前までの区間ごとにキャパシタを十分に放電させる必要がある。

したがって、従来のバッテリ電圧測定回路では、上述した区間ごとにスイッチング素子をターンオフさせてキャパシタに対する放電を行ってはいるが、単一のキャパシタでは迅速な周期で休むことなく充放電がなされるため、キャパシタには放電されなかった残存電荷が蓄積されると共に測定が繰り返され、その回数が増加するほど測定誤差値が累積するという致命的な問題点を抱えている。

さらに、区間ごとにキャパシタを放電させるための時間が必要となるため、電圧源の数が多いほど測定時間の遅延が長くなるという問題点があった。

これにより、本発明は、上述のような従来技術の問題点を解消するために案出されたものであって、キャパシタの残存電荷による測定誤差の発生を防いで測定時間を短縮することができるバッテリ電圧測定回路およびこれを用いたバッテリ電圧測定方法を提供することを目的とする。

上述した目的を達成するために、本発明の好ましい実施形態に係るバッテリ電圧測定回路は、ｋ個の直列連結された電圧源で構成されたバッテリと、前記ｋ個の電圧源の陽極に順次に接続したｋ個と前記ｋ個の電圧源のうち最後の電圧源の陰極に接続した１つとを含むｋ＋１個のスイッチング素子と、前記ｋ＋１個のスイッチング素子が交番的に接続したｎ個のノードと、ｎ個のキャパシタが閉ループで互いに接続し、前記ｎ個のキャパシタの各間に前記ｎ個のノードが順次に接続した電圧充電部と、前記ｎ個のキャパシタの各両端に順次に接続したｎ個の電圧測定部と、前記電圧充電部と前記ｎ個の電圧測定部との間に接続したサンプリングスイッチング部とを備えることを特徴とする。（ただし、ｋは２以上の自然数、ｎは３以上の自然数である。）

上述した目的を達成するために、本発明の好ましい実施形態に係るバッテリ電圧測定回路を用いたバッテリ電圧測定方法は、上述のように構成されたバッテリ電圧測定回路を用い、前記ｋ＋１個のスイッチング素子のうちで測定しようとする電圧源の陽極と陰極とに接続したスイッチング素子をターンオンさせる第１ステップと、前記電圧充電部のｎ個のキャパシタのうちで前記ターンオンされたスイッチング素子が陽極および陰極にそれぞれ接続したキャパシタが前記第１ステップによって充電される第２ステップと、前記サンプリングスイッチング部をターンオンさせる第３ステップと、前記ｎ個の電圧測定部のうち前記第２ステップで充電されたキャパシタの両端に連結した電圧充電部で電圧を測定して測定値を出力する第４ステップとを含むことを特徴とする。

上述した目的を達成するために、本発明の他の実施形態に係るバッテリ電圧測定回路を用いたバッテリ電圧測定方法は、上述のように構成されたバッテリ電圧測定回路を用い、前記ｋ＋１個のスイッチング素子のうちで測定しようとする互いの順番が隣接した複数の電圧源の陽極と陰極に接続したスイッチング素子をターンオンさせる第１ステップと、前記電圧充電部のｎ個のキャパシタのうちで前記ターンオンされたスイッチング素子が陽極および陰極にそれぞれ接続した複数のキャパシタが前記第１ステップによって充電される第２ステップと、前記サンプリングスイッチング部をターンオンさせる第３ステップと、前記ｎ個の電圧測定部のうち前記第２ステップで充電された複数のキャパシタの両端に連結した各電圧充電部で電圧を測定して測定値を出力する第４ステップとを含むことを特徴とする。

本発明は、閉ループを形成して順次に接続した３つ以上のキャパシタを備え、前記３つ以上のキャパシタを循環的に用いて電圧源に対する電圧を測定するため、キャパシタの残存電荷による測定誤差を防ぎ、より精密な測定を行うことができるという効果がある。

さらに、本発明は、３つ以上のキャパシタを交代で充放電するため遅延時間が短く、１度に複数の電圧源に対する電圧を測定することができ、バッテリ電圧の測定時間を短縮させることができる。

従来のバッテリ電圧測定回路を示す回路図である。 図１に示すバッテリ電圧測定回路の駆動タイミング図である。 本発明の一実施形態に係るバッテリ電圧測定回路を示す回路図である。 図３に示すバッテリ電圧測定回路の駆動タイミング図である。 図３に示すバッテリ電圧測定回路の他の駆動タイミング図である。 本発明の他の実施形態に係るバッテリ電圧測定回路を示す回路図である。

以下、本発明の好ましい実施形態について、添付の図面を参照しながら説明する。

本発明は、大きく、ｋ（２以上の自然数）個の直列連結された電圧源で構成されたバッテリと、ｋ＋１個のスイッチング素子と、ｎ個（３以上の自然数）のノードと、ｎ個のキャパシタを含む電圧充電部と、ｎ個の電圧測定部と、サンプリングスイッチング部とを備える。

優先的に、ｎを３とする、すなわちノードとキャパシタおよび電圧充電部がそれぞれ３つで構成された場合の実施形態について、図３〜図５を参照しながら説明する。

図３に示すように、本発明の一実施形態によってｎを３として構成したバッテリ電圧測定回路は、直列連結された第１〜第８電圧源（Ｖ１〜Ｖ８）と、前記第１〜第８電圧源（Ｖ１〜Ｖ８）の両端に順次に接続した第１〜第９スイッチング素子（Ｔ１〜Ｔ９）と、前記第１〜第９スイッチング素子（Ｔ１〜Ｔ９）が接続して閉ループ（Ｃｌｏｓｅｄ ｌｏｏｐ）を形成し、順次に接続した第１〜第３キャパシタ３１、３２、３３を含む電圧充電部３０と、前記電圧充電部３０の第１〜第３キャパシタ３１、３２、３３に充電された電圧をそれぞれ測定し、その測定値を出力する第１〜第３電圧測定部５１、５２、５３とを備える。

また、本発明は、電圧充電部３０の第１〜第３キャパシタ３１、３２、３３と第１〜第３電圧測定部５１、５２、５３との間にそれぞれ接続した第１〜第３サンプリングスイッチング素子（Ｓ１〜Ｓ３）を備えるサンプリングスイッチング部を備える。

第１〜第９スイッチング素子（Ｔ１〜Ｔ９）は、それぞれ第１〜第８電圧源（Ｖ１〜Ｖ８）のうち自身と同じ順番の電圧源（Ｖ１〜Ｖ８のうちのいずれか１つ）の陽極と、自身よりも１つ先行した順番の電圧源（Ｖ１〜Ｖ８のうちのいずれか１つ）の陰極に一端が共通接続される。

ここで、１番目のスイッチング素子である第１スイッチング素子（Ｔ１）は、第１電圧源（Ｖ１）の陽極にのみ一端が接続し、最後のスイッチング素子である第９スイッチング素子（Ｔ９）は、第８電圧源（Ｖ８）の陰極にのみ一端が接続する。

また、第１〜第９スイッチング素子（Ｔ１〜Ｔ９）は、第１〜第３ノード（Ｎ１〜Ｎ３）に交番的に接続する。

すなわち、第１〜第９スイッチング素子（Ｔ１〜Ｔ９）のうち１番目、４番目、７番目のスイッチング素子（Ｔ１、Ｔ４、Ｔ７）は第１ノード（Ｎ１）に接続し、２番目、５番目、８番目のスイッチング素子（Ｔ２、Ｔ５、Ｔ８）は第２ノード（Ｎ２）に接続し、３番目、６番目、９番目のスイッチング素子（Ｔ３、Ｔ６、Ｔ９）は第３ノード（Ｎ３）に接続する。

さらに、第１ノード（Ｎ１）は第１キャパシタ３１の＋端子と第２キャパシタ３２の−端子に共通で接続し、第２ノード（Ｎ２）は第２キャパシタ３２の＋端子と第３キャパシタ３３の−端子に共通で接続し、第３ノード（Ｎ３）は第３キャパシタ３３の＋端子と第１キャパシタ３１の−端子に共通で接続する。

サンプリングスイッチング部の第１〜第３サンプリングスイッチング素子（Ｓ１〜Ｓ３）は、各一端が第１〜第３キャパシタ３１、３２、３３の一端に順次に接続し、その各他端が自身と同じ順番の電圧測定部の第１端子（＋端子と−端子のうちのいずれか１つ）および自身よりも１つ先行した順番の電圧測定部の第２端子（＋端子と−端子のうちの残りの１つ）に共通接続するものの、１番目のサンプリングスイッチング素子（Ｓ１）の他端は自身と同じ順番の電圧測定部の第１端子および最後の電圧測定部の第２端子に共通接続して構成される。

すなわち、第１サンプリングスイッチング素子（Ｓ１）は、第１キャパシタ３１の＋端子と第１電圧測定部５１の＋端子とを接続し、第３キャパシタ３３の−端子と第３電圧測定回路５３の−端子とを接続する。

また、第２サンプリングスイッチング素子（Ｓ２）は、第２キャパシタ３２の＋端子と第２電圧測定部５２の＋端子とを接続し、第１キャパシタ３１の−端子と第１電圧測定回路５１の−端子とを接続する。

さらに、第３サンプリングスイッチング素子Ｓ３は、第３キャパシタ３３の＋端子と第３電圧測定部５３の＋端子とを接続し、第２キャパシタ３２の−端子と第２電圧測定回路５２の−端子とを接続する。

以下、上述のように構成された本発明の一実施形態に係るバッテリ電圧測定回路を用いたバッテリ電圧測定方法の一実施形態について、図４を参照しながら説明する。

まず、第１および第２スイッチング素子（Ｔ１、Ｔ２）をターンオン（Ｔｕｒｎ−Ｏｎ）させる。これによって、第１スイッチング素子（Ｔ１）が接続した第１ノード（Ｎ１）には第１電圧源（Ｖ１）の陽極の電圧が印加され、第２スイッチング素子（Ｔ２）が接続した第２ノード（Ｎ２）には第１電圧源（Ｖ１）の陰極の電圧が印加される。

したがって、第１ノード（Ｎ１）と接続した第１キャパシタ３１の＋端子には第１電圧源（Ｖ１）の陽極の電圧が印加され、第２ノード（Ｎ２）と接続した第１キャパシタ３１の−端子には第１電圧源（Ｖ１）の陰極の電圧が印加され、第１キャパシタ３１には第１電圧源（Ｖ１）の電圧が充電される。

その後、第１および第２サンプリングスイッチング素子（Ｓ１、Ｓ２）をターンオンさせ、第１電圧測定部５１を介して第１電圧源（Ｖ１）の電圧を測定する。このとき、第１および第２スイッチング素子（Ｔ１、Ｔ２）をターンオフ（Ｔｕｒｎ−Ｏｆｆ）させて第１キャパシタ３１に電圧が印加されないようにすることで、第１キャパシタ３１を放電させる。

ここで、キャパシタを放電させることは、他の電圧源に対する電圧を測定するためのものに繋がる。したがって、バッテリの各電圧源を順次に連続で測定せずに特定の電圧源に対する電圧のみを測定する場合には、電圧測定と同時にスイッチング素子をターンオフさせてキャパシタを放電させる過程を行う必要がなく、省略することができる。参考までに、キャパシタに充電された電圧は、時間の経過によって自然に放電される。

その次に、第２および第３スイッチング素子（Ｔ２、Ｔ３）をターンオンさせる。これにより、第２スイッチング素子（Ｔ２）が接続した第２ノード（Ｎ２）には第２電圧源（Ｖ２）の陽極の電圧が印加され、第３スイッチング素子（Ｔ３）が接続した第３ノード（Ｎ３）には第２電圧源（Ｖ２）の陰極の電圧が印加される。

したがって、第２ノード（Ｎ２）と接続した第２キャパシタ３２の＋端子には第２電圧源（Ｖ２）の陽極の電圧が印加され、第３ノード（Ｎ３）と接続した第２キャパシタ３２の−端子には第２電圧源（Ｖ２）の陰極の電圧が印加され、第２キャパシタ３２には第２電圧源（Ｖ２）の電圧が充電される。

その後、第２および第３サンプリングスイッチング素子Ｓ２、Ｓ３をターンオンさせ、第２電圧測定部５２を介して第２電圧源（Ｖ２）の電圧を測定する。このとき、第２および第３スイッチング素子（Ｔ２、Ｔ３）をターンオフ（Ｔｕｒｎ−Ｏｆｆ）させて第２キャパシタ（３２）に電圧が印加されないようにすることで、第２キャパシタ３２を放電させる。

続いて、第３および第４スイッチング素子（Ｔ３、Ｔ４）をターンオンさせる。これにより、第３スイッチング素子（Ｔ３）が接続した第３ノード（Ｎ３）には第３電圧源（Ｖ３）の陽極の電圧が印加され、第４スイッチング素子（Ｔ４）が接続した第１ノード（Ｎ１）には第３電圧源（Ｖ３）の陰極の電圧が印加される。

したがって、第３ノード（Ｎ３）と接続した第３キャパシタ３３の（＋）端子には第３電圧源（Ｖ３）の陽極の電圧が印加され、第１ノード（Ｎ１）と接続した第３キャパシタ３３の（−）端子には第３電圧源（Ｖ３）の陰極の電圧が印加され、第３キャパシタ３３には第３電圧源（Ｖ３）の電圧が充電される。

その後、第３および第１サンプリングスイッチング素子Ｓ３、Ｓ１をターンオンさせ、第３電圧測定部５３を介して第３電圧源（Ｖ３）の電圧を測定する。このとき、第３および第４スイッチング素子（Ｔ３、Ｔ４）をターンオフさせて第３キャパシタ３３に電圧が印加されないようにすることで、第３キャパシタ３３を放電させる。

本発明の実施形態に係るバッテリ電圧測定方法は、上述した過程を順次に実行して第１〜第８電圧源（Ｖ１〜Ｖ８）の電圧を順次に測定する。

バッテリに充電された総電圧は、前記第１〜第８電圧源（Ｖ１〜Ｖ８）に対して測定したそれぞれの電圧を合算することによって求めることができる。例えば、各電圧源に対する測定電圧の合算は、論理素子やマイクロコンピュータなどを用いて実行することができる。これは当業界において周知の技術であるため、具体的な説明は省略する。

このように、本発明の実施形態に係るバッテリ電圧測定回路およびこれを用いたバッテリ電圧測定方法は、第１〜第９スイッチング素子（Ｔ１〜Ｔ９）が接続して閉ループを形成し、順次に接続した第１〜第３キャパシタ３１、３２、３３を備えて第１〜第８電圧源（Ｖ１〜Ｖ８）の電圧を測定することができる。

したがって、本発明のバッテリ電圧測定回路は、３つ以上のキャパシタを循環的に用いて電圧源に対する電圧を測定するため、キャパシタの残存電荷による測定誤差を防ぎ、より精密な測定を行うことができる。さらに、本発明は、３つ以上のキャパシタを交代で充放電するため遅延時間が短く、バッテリ電圧の測定時間を短縮させることができる。

本発明の実施形態に係るバッテリ電圧測定方法は、上述したように、第１〜第８電圧源（Ｖ１〜Ｖ８）の電圧を順次に１つずつ測定することもできるし、第１〜第８電圧源（Ｖ１〜Ｖ８）の電圧を順次に２つずつ測定することもできるため、下記では電圧を順次に２つずつ測定する方法について説明する。

図５に示すように、まず、第１〜第３スイッチング素子Ｔ１〜Ｔ３をターンオンさせる。

これにより、第１スイッチング素子（Ｔ１）が接続した第１ノード（Ｎ１）には第１電圧源（Ｖ１）の陽極の電圧が印加され、第２スイッチング素子（Ｔ２）が接続した第２ノード（Ｎ２）および第３ノード（Ｎ３）には第１電圧源（Ｖ１）の陰極の電圧が印加されると共に第２電圧源（Ｖ２）の陽極の電圧が印加され、第３スイッチング素子（Ｔ３）が接続した第３ノード（Ｎ３）には第２電圧源（Ｖ２）の陰極の電圧が印加される。

したがって、第１ノード（Ｎ１）と接続した第１キャパシタ３１の＋端子には第１電圧源（Ｖ１）の陽極の電圧が印加され、第２ノード（Ｎ２）と接続した第１キャパシタ３１の−端子には第１電圧源（Ｖ１）の陰極の電圧が印加されると共に第２キャパシタ３２の＋端子には第２電圧源（Ｖ２）の陽極の電圧が印加され、第３ノード（Ｎ３）と接続した第２キャパシタ３２の−端子には第２電圧源（Ｖ２）の陰極の電圧が印加され、第１キャパシタ３１には第１電圧源（Ｖ１）の電圧が充電され、第２キャパシタ３２には第２電圧源（Ｖ２）の電圧が充電される。

その後、第１〜第３サンプリングスイッチング素子（Ｓ１〜Ｓ３）をターンオンさせ、第１および第２電圧測定部５１、５２を介して第１および第２電圧源（Ｖ１、Ｖ２）の電圧を測定する。

このとき、第１〜第３スイッチング素子（Ｔ１〜Ｔ３）をターンオフさせて第１および第２キャパシタ３１、３２に電圧が印加されないようにすることで、第１および第２キャパシタ３１、３２を放電させる。

ここで、キャパシタを放電させることは、他の電圧源に対する電圧を測定するためのものに繋がる。したがって、バッテリの各電圧源を順次に連続して測定せずに特定の電圧源２つに対してのみ電圧を測定する場合には、電圧測定と同時にスイッチング素子をターンオフさせてキャパシタを放電させる過程を行う必要がなく、省略することができる。参考までに、キャパシタに充電された電圧は、時間の経過によって自然に放電される。

また、第３〜第５スイッチング素子（Ｔ３〜Ｔ５）をターンオンさせる。これにより、第３スイッチング素子（Ｔ３）が接続した第３ノード（Ｎ１）には第３電圧源（Ｖ１）の陽極の電圧が印加され、第４スイッチング素子（Ｔ４）が接続した第１ノード（Ｎ１）および第２ノード（Ｎ２）には第３電圧源（Ｖ３）の陰極の電圧が印加されると共に第４電圧源（Ｖ４）の陽極の電圧が印加され、第５スイッチング素子（Ｔ５）が接続した第２ノード（Ｎ２）には第４電圧源（Ｖ４）の陰極の電圧が印加される。

したがって、第３ノード（Ｎ３）と接続した第３キャパシタ３３の＋端子には第３電圧源（Ｖ３）の陽極の電圧が印加され、第１ノード（Ｎ１）と接続した第３キャパシタ３３の−端子には第３電圧源（Ｖ３）の陰極の電圧が印加されると共に第１キャパシタ３１の＋端子には第４電圧源（Ｖ４）の陽極の電圧が印加され、第２ノード（Ｎ２）と接続した第１キャパシタ３１の−端子には第４電圧源（Ｖ４）の陰極の電圧が印加され、第３キャパシタ３３には第３電圧源（Ｖ３）の電圧が充電され、第１キャパシタ３１には第４電圧源（Ｖ４）の電圧が充電される。

その後、第１〜第３サンプリングスイッチング素子（Ｓ１〜Ｓ３）をターンオンさせ、第３および第１電圧測定部５３、５１を介して第３および第４電圧源（Ｖ３、Ｖ４）の電圧を測定する。このとき、第３〜第５スイッチング素子（Ｔ３〜Ｔ５）をターンオフさせて第１および第３キャパシタ３１、３３に電圧が印加されないようにすることで、第１および第３キャパシタ３１、３３を放電させる。

このように、本発明の実施形態に係るバッテリ電圧測定方法は、第１〜第８電圧源（Ｖ１〜Ｖ８）の電圧を１度に２つずつ順次に測定することにより、従来のバッテリ電圧測定方法と比べてバッテリ電圧の測定時間を短縮させることができる。

次に、ｎを４とする、すなわちノードとキャパシタおよび電圧充電部がそれぞれ４つで構成された場合の実施形態について、図６を参照しながら説明する。

図６を参照すれば、本発明の他の実施形態に係るバッテリ電圧測定回路は、直列連結された第１〜第７電圧源（Ｖ１〜Ｖ７）と、前記第１〜第７電圧源（Ｖ１〜Ｖ７）の両端に順次に接続した第１〜第８スイッチング素子（Ｔ１〜Ｔ８）と、前記第１〜第８スイッチング素子（Ｔ１〜Ｔ８）が接続して閉ループを形成し、順次に接続した第１〜第４キャパシタ１３１、１３２、１３３、１３４を含む電圧充電部１３０と、前記電圧充電部１３０の第１〜第４キャパシタ１３１、１３２、１３３、１３４に充電された電圧をそれぞれ測定する第１〜第４電圧測定部１５１、１５２、１５３、１５４とを備える。

また、電圧充電部１３０の第１〜第４キャパシタ１３１、１３２、１３３、１３４と第１〜第４電圧測定部１５１、１５２、１５３、１５４との間にそれぞれ接続した第１〜第４サンプリングスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ４を含むサンプリングスイッチング部を備える。

第１〜第８スイッチング素子（Ｔ１〜Ｔ８）は、第１〜第７電圧源（Ｖ１〜Ｖ７）のうち自身と同じ順番の電圧源（Ｖ１〜Ｖ７のうちのいずれか１つ）の陽極と、自身よりも１つ先行した順番の電圧源（Ｖ１〜Ｖ７のうちのいずれか１つ）の陰極に一端が接続する。

ここで、１番目のスイッチング素子である第１スイッチング素子（Ｔ１）は第１電圧源（Ｖ１）の陽極にのみ一端が接続し、最後のスイッチング素子である第８スイッチング素子（Ｔ８）は第７電圧源（Ｖ７）の陰極にのみ一端が接続する。

さらに、第１〜第８スイッチング素子（Ｔ１〜Ｔ８）は、第１〜第４ノード（Ｎ１〜Ｎ４）に交番的に接続する。

すなわち、第１〜第８スイッチング素子（Ｔ１〜Ｔ８）のうち１番目、５番目のスイッチング素子（Ｔ１、Ｔ５）は第１ノード（Ｎ１）に接続し、２番目、６番目のスイッチング素子（Ｔ２、Ｔ６）は第２ノード（Ｎ２）に接続し、３番目、７番目のスイッチング素子（Ｔ３、Ｔ７）は第３ノード（Ｎ３）に接続し、４番目、８番目のスイッチング素子（Ｔ４、Ｔ８）は第４ノード（Ｎ４）に接続する。

また、第１ノード（Ｎ１）は第１キャパシタ１３１の＋端子と第２キャパシタ１３２の−端子に共通で接続し、第２ノード（Ｎ２）は第２キャパシタ１３２の＋端子と第３キャパシタ１３３の−端子に共通で接続し、第３ノード（Ｎ３）は第３キャパシタ１３３の＋端子と第４キャパシタ１３４の−端子に共通で接続し、第４ノード（Ｎ４）は第４キャパシタ１３４の＋端子と第１キャパシタ１３１の−端子に共通で接続する。

サンプリングスイッチング部の第１〜第４サンプリングスイッチング素子（Ｓ１〜Ｓ４）は、各一端が第１〜第４キャパシタ１３１、１３２、１３３、１３４の一端に順次に接続し、その各他端が自身と同じ順番の電圧測定部の第１端子（＋端子と−端子のうちのいずれか１つ）および自身よりも１つ先行した順番の電圧測定部の第２端子（＋端子と−端子のうちの残りの１つ）に共通接続するものの、１番目のサンプリングスイッチング素子（Ｓ１）の他端は自身と同じ順番の電圧測定部の第１端子および最後の電圧測定部の第２端子に共通接続して構成される。

すなわち、第１サンプリングスイッチング素子（Ｓ１）は、第１キャパシタ１３１の＋端子と第１電圧測定部１５１の＋端子を接続し、第４キャパシタ１３４の−端子と第４電圧測定部１５４の−端子を接続する。

第２サンプリングスイッチング素子（Ｓ２）は、第２キャパシタ１３２の＋端子と第２電圧測定部１５２の＋端子を接続し、第１キャパシタ１３１の−端子と第１電圧測定部１５１の−端子を接続する。

第３サンプリングスイッチング素子（Ｓ３）は、第３キャパシタ１３３の＋端子と第３電圧測定部１５３の＋端子を接続し、第２キャパシタ１３２の−端子と第２電圧測定部１５２の−端子を接続する。

第４サンプリングスイッチング素子（Ｓ４）は、第４キャパシタ１３４の＋端子と第４電圧測定部１５４の＋端子を接続し、第３キャパシタ１３３の−端子と第３電圧測定部１５３の−端子を接続する。

図６に示す本発明の他の実施形態に係るバッテリ電圧測定回路を用いたバッテリ電圧測定方法は、図３〜図５を参照しながら上述したバッテリ電圧測定方法と同じ方式であり、第１〜第７電圧源（Ｖ１〜Ｖ７）の電圧を順次に１つずつ測定することもできるし、第１〜第７電圧源（Ｖ１〜Ｖ７）の電圧を順次に２つずつ測定することもできる。これについては重複する記載を避けるために、具体的な動作説明については省略する。

また、図６に示す本発明の他の実施形態に係るバッテリ電圧測定回路を用いたバッテリ電圧測定方法は、図５を参照しながら上述したような１度に２つずつの電圧を測定する方式を応用することにより、第１〜第７電圧源（Ｖ１〜Ｖ７）の電圧を順次に３つずつ測定することもできる。

例えば、第１〜４スイッチング素子（Ｔ１〜Ｔ４）をターンオンして第１〜第３電圧源（Ｖ１〜Ｖ３）の電圧を第１〜第３キャパシタ１３１、１３２、１３３に充電した後、第１〜第４サンプリングスイッチング素子（Ｓ１〜Ｓ４）をターンオンして第１〜第３キャパシタ１３１、１３２、１３３に充電された第１〜第３電圧源（Ｖ１〜Ｖ３）の電圧を第１〜第３電圧測定部１５１、１５２、１５３を介して測定することができる。このとき、順次に他の３つの電圧源に対して測定しようとする場合には、第１〜４スイッチング素子（Ｔ１〜Ｔ４）をターンオフすることにより、第１〜第３キャパシタ１３１、１３２、１３３に放電させる過程が必要となる。

上述したように、本発明の他の実施形態に係るバッテリ電圧測定回路を用いたバッテリ電圧測定方法は、１度に２つまたは３つずつの電圧源に対する電圧を測定することができるため、従来のバッテリ電圧測定方法に比べてバッテリ電圧の測定時間をより一層短縮させることができる。

一方、前記本発明の一実施形態および他の実施形態では、電圧源を８つおよび７つ用いた場合をそれぞれ例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、２つ以上であれば電圧源の個数に関係なく適用が可能である。

Claims (8)

1. ｋ個の直列連結された電圧源で構成されたバッテリと、
   前記ｋ個の電圧源の陽極に順次に接続したｋ個と前記ｋ個の電圧源のうち最後の電圧源の陰極に接続した１つとを含むｋ＋１個のスイッチング素子と、
   前記ｋ＋１個のスイッチング素子が、同一の前記電圧源に結合された２つの前記スイッチング素子は同じノードに接続されないよう、循環的に接続されたｎ個のノードと、
   ｎ個のキャパシタが閉ループで互いに接続し、前記ｎ個のキャパシタの間に前記ｎ個のノードが順次に接続した電圧充電部と、
   前記ｎ個のキャパシタの各両端に順次に接続したｎ個の電圧測定部と、
   前記電圧充電部と前記ｎ個の電圧測定部との間に接続したサンプリングスイッチング部と、
   を備え、ｋは２以上の自然数、ｎは３以上の自然数であることを特徴とするバッテリ電圧測定回路。
2. 前記サンプリングスイッチング部は、順次に配列されたｎ個のサンプリングスイッチング素子を含み、
   前記ｎ個のサンプリングスイッチング素子の各一端が前記ｎ個のキャパシタの一端に順次に接続し、その各他端が自身と同じ順番の電圧測定部の第１端子および自身よりも１つ先行した順番の電圧測定部の第２端子に共通接続するものの、１番目のサンプリングスイッチング素子の他端は自身と同じ順番の電圧測定部の第１端子および最後の電圧測定部の第２端子に共通接続して構成されることを特徴とする、請求項１に記載のバッテリ電圧測定回路。
3. 請求項１のバッテリ電圧測定回路を用いたバッテリ電圧測定方法であって、
   前記ｋ＋１個のスイッチング素子のうち測定しようとする電圧源の陽極と陰極に接続したスイッチング素子をターンオンさせる第１ステップと、
   前記電圧充電部のｎ個のキャパシタのうち前記ターンオンされたスイッチング素子が陽極および陰極にそれぞれ接続したキャパシタが前記第１ステップによって充電される第２ステップと、
   前記サンプリングスイッチング部をターンオンさせる第３ステップと、
   前記ｎ個の電圧測定部のうち前記第２ステップで充電されたキャパシタの両端に連結した電圧充電部で電圧を測定して測定値を出力する第４ステップと、
   を含むことを特徴とするバッテリ電圧測定回路を用いたバッテリ電圧測定方法。
4. 前記第１ステップから前記第４ステップまでの過程を前記ｋ個の電圧源すべてに対して順次に適用して進行することを特徴とする、請求項３に記載のバッテリ電圧測定回路を用いたバッテリ電圧測定方法。
5. 前記第２ステップ以後に、電圧測定部を介した電圧測定時に測定しようとする電圧源の陽極と陰極に接続したスイッチング素子をターンオフさせるステップを追加でさらに含むことを特徴とする、請求項３に記載のバッテリ電圧測定回路を用いたバッテリ電圧測定方法。
6. 請求項１のバッテリ電圧測定回路を用いたバッテリ電圧測定方法であって、
   前記ｋ＋１個のスイッチング素子のうち測定しようとする互いの順番が隣接した複数の電圧源の陽極と陰極に接続したスイッチング素子をターンオンさせる第１ステップと、
   前記電圧充電部のｎ個のキャパシタのうち前記ターンオンされたスイッチング素子が陽極および陰極にそれぞれ接続した複数のキャパシタが前記第１ステップによって充電される第２ステップと、
   前記サンプリングスイッチング部をターンオンさせる第３ステップと、
   前記ｎ個の電圧測定部のうち前記第２ステップで充電された複数のキャパシタの両端に連結した各電圧充電部で電圧を測定して測定値を出力する第４ステップと、
   を含むことを特徴とするバッテリ電圧測定回路を用いたバッテリ電圧測定方法。
7. 前記第１ステップから前記第４ステップまでの過程を前記ｋ個の電圧源すべてに対して順次に適用して進行することを特徴とする、請求項６に記載のバッテリ電圧測定回路を用いたバッテリ電圧測定方法。
8. 前記第２ステップ以後に、測定しようとする複数の電圧源の陽極と陰極に接続したスイッチング素子をターンオフさせるステップを追加でさらに含むことを特徴とする、請求項６に記載のバッテリ電圧測定回路を用いたバッテリ電圧測定方法。

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