JP2011007554A - Wire break detector - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a wire break detector at a low cost for detecting a break in an electric path.SOLUTION: A switch element SWn is on-controlled by a control circuit to discharge a capacitor C10n, nulling a voltage across it, and thereafter the switch element SWn is off-controlled. Further, after a first predetermined time Tc1 has elapsed, and after a second predetermined time Tc2 has elapsed, voltages V1 and V2 across the capacitor C10n are measured to find V1/V2. When the found V1/V2 is equal to or less than 0.5, a break is detected.

Description

本発明は、断線検出装置に係り、特に、互いに直列接続された複数の単位セルの各々の両端と、前記単位セルの両端電圧を検出する電圧検出手段と、を接続する電路の断線を検出する断線検出装置に関するものである。   The present invention relates to a disconnection detecting device, and in particular, detects disconnection of an electric circuit connecting both ends of a plurality of unit cells connected in series with each other and voltage detecting means for detecting a voltage between both ends of the unit cell. The present invention relates to a disconnection detection device.

近年、エンジンと電動モータとを併用して走行するハイブリッド自動車(以下HEV)が普及してきている。このHEVは、エンジン始動用の12V程度の低圧バッテリと電動モータ駆動用の高圧バッテリとの2種類のバッテリを備えている。上述した高圧バッテリは、ニッケル−水素電池やリチウム電池といった二次電池を単位セルとして、この単位セルを複数直列接続して高電圧を得ている。   In recent years, hybrid vehicles (hereinafter referred to as HEVs) that travel using both an engine and an electric motor have become widespread. The HEV includes two types of batteries, a low voltage battery of about 12V for starting the engine and a high voltage battery for driving an electric motor. The high voltage battery described above obtains a high voltage by connecting a plurality of unit cells in series with a secondary battery such as a nickel-hydrogen battery or a lithium battery as a unit cell.

上述した高圧バッテリは充放電を繰り返すうちに各単位セルの両端電圧、即ち充電状態(SOC)にばらつきが生じる。バッテリの充放電にあたっては、各単位セルの耐久性や安全確保の観点より、SOC(又は両端電圧)の最も高い単位セルが設定上限SOC(又は上限両端電圧値)に到達した時点で充電を禁止し、SOC(又は両端電圧)の最も低い単位セルが設定下限SOC(又は下限両端電圧値)に到達した時点で放電を禁止する必要がある。従って、各単位セルにSOCのバラツキが生じると、実質上、バッテリの使用可能容量が減少することになる。このため、HEVにおいては、登板時にガソリンエンジンに対して電動モータによりエネルギーを補充したり、降坂時に高圧バッテリにエネルギーを回生したりする、いわゆるアシスト・回生が不十分となり、実車動力性能や燃費を低下させることになる。そこで、各単位セルのSOCを均等化するために、各単位セルの両端電圧を検出する必要がある。   In the above-described high voltage battery, the voltage across the unit cell, that is, the state of charge (SOC) varies as charging and discharging are repeated. When charging / discharging the battery, from the viewpoint of ensuring the durability and safety of each unit cell, charging is prohibited when the unit cell with the highest SOC (or both-ends voltage) reaches the set upper limit SOC (or upper-end voltage value). However, it is necessary to inhibit discharge when the unit cell having the lowest SOC (or both-ends voltage) reaches the set lower limit SOC (or lower-end both-ends voltage value). Therefore, when SOC variation occurs in each unit cell, the usable capacity of the battery is substantially reduced. For this reason, in HEV, so-called assist / regeneration, which replenishes energy with an electric motor to a gasoline engine when climbing, or regenerates energy to a high-voltage battery when descending a slope, becomes insufficient, and actual vehicle power performance and fuel efficiency are reduced. Will be reduced. Therefore, in order to equalize the SOC of each unit cell, it is necessary to detect the voltage across each unit cell.

従来では各単位セルの両端を電圧検出手段としての電圧検出ICに接続して、電圧検出ICによって各単位セルの両端電圧を検出していた。しかしながら、上述した単位セルと電圧検出ICとを接続する電路が断線すると、電圧検出ICの内部インピーダンスの影響で断線した電路側の電位が不安定となる。このため、正確に単位セルの両端電圧を検出することができない、という問題があった。   Conventionally, both ends of each unit cell are connected to a voltage detection IC as voltage detection means, and the voltage across each unit cell is detected by the voltage detection IC. However, if the electric circuit that connects the unit cell and the voltage detection IC is disconnected, the potential on the electric circuit side that is disconnected due to the internal impedance of the voltage detection IC becomes unstable. For this reason, there has been a problem that the voltage across the unit cell cannot be detected accurately.

そこで、バイパス抵抗及びバイパス抵抗への通電をオンオフするスイッチ素子から構成されるバイパス回路を単位セルに並列に接続し、バイパス抵抗への通電がオフのときの単位セルの両端電圧とバイパス抵抗への通電がオンのときの単位セルの両端電圧との差が大きいときに電路の断線を検知する断線検知装置が提案されている(特許文献1)。   Therefore, a bypass circuit composed of a bypass resistor and a switching element that turns on and off the energization of the bypass resistor is connected in parallel to the unit cell, and the voltage across the unit cell and the bypass resistor when the energization to the bypass resistor is off are connected. There has been proposed a disconnection detection device that detects disconnection of an electric circuit when a difference between both end voltages of a unit cell when energization is on is large (Patent Document 1).

しかしながら、上述した従来の断線検知装置では、バイパス抵抗を単位セルに並列に設ける必要がある。このため、単位セルの両端と電圧検出ICとの間に接続したノイズフィルタ用や単位セルを均等化するための放電用の抵抗とは別にバイパス抵抗が必要となり、部品点数が増加する、といった問題があった。また、ノイズフィルタ用の抵抗、バイパス抵抗のいずれかの抵抗値が変動した場合は検出電圧が大きく変動するので、抵抗値が変動すると、誤検出の原因となる、という問題があった。   However, in the above-described conventional disconnection detection device, it is necessary to provide a bypass resistor in parallel with the unit cell. For this reason, a bypass resistor is required in addition to the noise filter connected between both ends of the unit cell and the voltage detection IC and the discharge resistor for equalizing the unit cell, and the number of parts increases. was there. Further, when the resistance value of either the noise filter resistor or the bypass resistor fluctuates, the detection voltage fluctuates greatly. Therefore, if the resistance value fluctuates, there is a problem in that it causes a false detection.

特許第3839397号公報Japanese Patent No. 3839397

そこで、本発明は、電路の断線を検出することができる断線検出装置を安価に提供することを課題とする。   Then, this invention makes it a subject to provide the disconnection detection apparatus which can detect the disconnection of an electric circuit cheaply.

上記課題を解決するためになされた請求項1記載の発明は、互いに直列接続された複数の単位セルの各々の両端と、前記単位セルの両端電圧を検出する電圧検出手段と、を接続する電路の断線を検出する断線検出装置において、前記複数の単位セルの両端と前記電圧検出手段との間を接続する前記電路にそれぞれ設けられた複数の抵抗と、前記抵抗を介して前記単位セルの各々に並列接続された複数のスイッチ素子と、前記抵抗を介して前記単位セル及び前記スイッチ素子の各々に並列接続された複数のコンデンサと、前記スイッチ素子をオン制御することにより前記コンデンサを放電してその両端電圧を0にした後に前記スイッチ素子をオフ制御するスイッチ制御手段と、前記スイッチ制御手段により前記スイッチ素子がオフ制御されてから前記電路の正常時において前記コンデンサの両端電圧が前記単位セルの両端電圧に等しくなるような時間経過した後、かつ、前記電路の断線時において前記コンデンサの両端電圧が前記単位セルの両端電圧に等しくなるような時間が経過する前の前記コンデンサの両端電圧を測定する第1コンデンサ電圧測定手段と、前記第1コンデンサ電圧測定手段よりも後に前記コンデンサの両端電圧を測定する第2コンデンサ電圧測定手段と、前記第1コンデンサ電圧測定手段及び前記第2コンデンサ電圧測定手段により各々測定された前記コンデンサの両端電圧に基づいて前記電路の断線を検出する断線検出手段と、を備えたことを特徴とする断線検出装置に存する。   The invention according to claim 1, which has been made to solve the above-described problem, is an electric circuit that connects both ends of each of a plurality of unit cells connected in series to each other and a voltage detection unit that detects a voltage between both ends of the unit cell. In the disconnection detecting device for detecting disconnection of each of the plurality of unit cells, a plurality of resistors respectively provided in the electric circuit connecting between both ends of the plurality of unit cells and the voltage detecting means, and each of the unit cells via the resistors A plurality of switch elements connected in parallel to each other, a plurality of capacitors connected in parallel to each of the unit cell and the switch element via the resistor, and discharging the capacitor by turning on the switch element. Switch control means for turning off the switch element after the voltage across the both ends is set to 0, and whether the switch element is turned off by the switch control means. After a lapse of time such that the voltage across the capacitor becomes equal to the voltage across the unit cell when the circuit is normal, and when the circuit is disconnected, the voltage across the capacitor is equal to the voltage across the unit cell. First capacitor voltage measuring means for measuring the voltage across the capacitor before such time elapses; second capacitor voltage measuring means for measuring the voltage across the capacitor after the first capacitor voltage measuring means; A disconnection detecting means for detecting disconnection of the electric circuit based on the voltage across the capacitor measured by the first capacitor voltage measuring means and the second capacitor voltage measuring means, respectively. It exists in the detection device.

請求項2記載の発明は、(前記第1コンデンサ電圧測定手段により測定されたコンデンサの両端電圧)/(前記第2コンデンサ電圧測定手段により測定されたコンデンサの両端電圧)が第1閾値以下になったとき、又は、(前記第2コンデンサ電圧測定手段により測定されたコンデンサの両端電圧)/(前記第1コンデンサ電圧測定手段により測定されたコンデンサの両端電圧)が第2閾値以上になったときに、前記断線検出手段が断線を検出することを特徴とする請求項1に記載の断線検出装置に存する。   According to the second aspect of the present invention, (the voltage across the capacitor measured by the first capacitor voltage measuring means) / (the voltage across the capacitor measured by the second capacitor voltage measuring means) is less than or equal to the first threshold value. Or when (the voltage across the capacitor measured by the second capacitor voltage measuring means) / (the voltage across the capacitor measured by the first capacitor voltage measuring means) is equal to or greater than the second threshold value. The disconnection detecting device according to claim 1, wherein the disconnection detecting means detects disconnection.

請求項3記載の発明は、前記スイッチ制御手段により前記スイッチ素子がオフ制御されてから第1所定時間経過したときに前記コンデンサの両端電圧を測定するように、前記第1コンデンサ電圧測定手段が設定され、前記スイッチ制御手段により前記スイッチ素子がオフ制御されてから前記第1所定時間よりも長い第2所定時間経過したときに前記コンデンサの両端電圧を測定するように、前記第2コンデンサ電圧測定手段が設定され、前記第1所定時間が、3×(前記電路正常時の前記コンデンサの充電時定数)よりも長く、かつ、0.4×(前記電路断線時の前記コンデンサの充電時定数)よりも短く設定され、前記第2所定時間が、(前記電路断線時の前記コンデンサの充電時定数)よりも長く設定され、前記第1閾値が0.5以下、又は、前記第2閾値が2以上に設定されていることを特徴とする請求項2に記載の断線検出装置に存する。   According to a third aspect of the present invention, the first capacitor voltage measuring unit sets the voltage across the capacitor when a first predetermined time has elapsed after the switch element is turned off by the switch control unit. And the second capacitor voltage measuring means so as to measure the voltage across the capacitor when a second predetermined time longer than the first predetermined time elapses after the switch element is turned off by the switch control means. Is set, and the first predetermined time is longer than 3 × (the charging time constant of the capacitor when the circuit is normal), and 0.4 × (the charging time constant of the capacitor when the circuit is disconnected) Is set to be shorter, the second predetermined time is set to be longer than (the charging time constant of the capacitor when the circuit is disconnected), and the first threshold is 0.5 or less, The disconnection detecting device according to claim 2, wherein the second threshold is set to 2 or more.

請求項4記載の発明は、互いに直列接続された複数の単位セルの各々の両端と、前記単位セルの両端電圧を検出する電圧検出手段と、を接続する電路の断線を検出する断線検出装置において、前記複数の単位セルの両端と前記電圧検出手段との間を接続する前記電路にそれぞれ設けられた複数の抵抗と、前記抵抗を介して前記単位セルの各々に並列接続された複数のスイッチ素子と、前記抵抗を介して前記単位セル及び前記スイッチ素子の各々に並列接続された複数のコンデンサと、前記スイッチ素子をオン制御することにより前記コンデンサを放電してその両端電圧を0にした後に前記スイッチ素子をオフ制御するスイッチ制御手段と、前記スイッチ制御手段により前記スイッチ素子がオフ制御されてから前記電路の正常時において前記コンデンサの両端電圧が前記単位セルの両端電圧に等しくなるような時間経過した後、かつ、前記電路の断線時において前記コンデンサの両端電圧が前記単位セルの両端電圧に等しくなるような時間が経過する前の前記コンデンサの両端電圧を測定する第3コンデンサ電圧測定手段と、前記第3コンデンサ電圧測定手段により測定された前記コンデンサの両端電圧が第3閾値よりも小さいときに断線を検出する断線検出手段と、を備えたことを特徴とする断線検出装置に存する。   According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a disconnection detecting device for detecting disconnection of an electric circuit connecting both ends of each of a plurality of unit cells connected in series with each other and voltage detecting means for detecting a voltage between both ends of the unit cell. A plurality of resistors respectively provided in the electric circuit connecting both ends of the plurality of unit cells and the voltage detection means, and a plurality of switch elements connected in parallel to each of the unit cells via the resistors And a plurality of capacitors connected in parallel to each of the unit cell and the switch element via the resistor, and the capacitor is discharged by controlling the switch element to be on, and the voltage across the capacitor is set to 0. A switch control means for controlling the switch element to turn off, and the switch element when the switch circuit is turned off by the switch control means when the circuit is normal. After a lapse of time such that the voltage across the capacitor becomes equal to the voltage across the unit cell, and when the voltage across the capacitor is disconnected, a time elapses such that the voltage across the capacitor becomes equal to the voltage across the unit cell. Third capacitor voltage measuring means for measuring the voltage across the previous capacitor, and disconnection detecting means for detecting disconnection when the voltage across the capacitor measured by the third capacitor voltage measuring means is smaller than a third threshold. And a disconnection detecting device characterized by comprising:

請求項5記載の発明は、前記第3閾値が、前記単位セルの正常時の最小両端電圧よりも小さい値に設定されていることを特徴とする請求項4に記載の断線検出装置に存する。   According to a fifth aspect of the invention, there is provided the disconnection detecting device according to the fourth aspect, wherein the third threshold value is set to a value smaller than a minimum voltage across the unit cell when normal.

請求項6記載の発明は、前記スイッチ制御手段により前記スイッチ素子がオフ制御されてから第3所定時間経過したときに前記コンデンサの両端電圧を測定するように、前記第3コンデンサ電圧測定手段が設定され、前記第3所定時間が、3×(前記電路正常時の前記コンデンサの充電時定数)よりも長く、かつ、(前記電路断線時の前記コンデンサの充電時定数)よりも短く設定されていることを特徴とする請求項5に記載の断線検出装置に存する。   According to a sixth aspect of the present invention, the third capacitor voltage measuring means sets the voltage across the capacitor to measure when a third predetermined time elapses after the switch element is turned off by the switch control means. The third predetermined time is set to be longer than 3 × (charging time constant of the capacitor when the circuit is normal) and shorter than (charging time constant of the capacitor when the circuit is disconnected). It exists in the disconnection detection apparatus of Claim 5 characterized by the above-mentioned.

以上説明したように請求項1記載の発明によれば、電路が正常なときはスイッチ素子をオフすると単位セルによりコンデンサが充電されてコンデンサの両端電圧は短時間で上昇して一定となる。一方、電路が断線しているときはスイッチ素子をオフすると電流検出手段からの微少な漏れ電流によりコンデンサが充電されるためコンデンサの両端電圧は時間をかけてゆっくり上昇した後に一定となる。よって、正常時においては、第1コンデンサ電圧測定手段により測定されたコンデンサの両端電圧と、第1コンデンサ電圧測定手段よりも後に第2コンデンサ電圧測定手段により測定されたコンデンサの両端電圧と、はほとんど同じになる。これに対して、断線時においては、第1コンデンサ電圧測定手段により測定されたコンデンサの両端電圧に比べて第2コンデンサ電圧測定手段により測定されたコンデンサの両端電圧が大きくなる。このため、第1コンデンサ電圧測定手段及び第2コンデンサ電圧測定手段により各々測定されたコンデンサの両端電圧を比較すれば電路の断線を正確に測定することができる。また、単位セルを放電して均等化するために用いられる抵抗及びスイッチ素子、ノイズフィルタ用のコンデンサを利用して断線検出を行うことができる。このため、部品点数の増加を防いで電路の断線を検出することができる。   As described above, according to the first aspect of the present invention, when the switch element is turned off when the electric circuit is normal, the capacitor is charged by the unit cell, and the voltage across the capacitor rises in a short time and becomes constant. On the other hand, when the electric circuit is disconnected, when the switch element is turned off, the capacitor is charged by a minute leakage current from the current detection means, so that the voltage across the capacitor rises slowly over time and becomes constant. Therefore, under normal conditions, the voltage across the capacitor measured by the first capacitor voltage measuring means and the voltage across the capacitor measured by the second capacitor voltage measuring means after the first capacitor voltage measuring means are almost the same. Be the same. On the other hand, at the time of disconnection, the voltage across the capacitor measured by the second capacitor voltage measuring means becomes larger than the voltage across the capacitor measured by the first capacitor voltage measuring means. For this reason, the disconnection of the electric circuit can be accurately measured by comparing the voltages across the capacitors respectively measured by the first capacitor voltage measuring means and the second capacitor voltage measuring means. Further, it is possible to detect disconnection using a resistor, a switch element, and a noise filter capacitor that are used to discharge and equalize unit cells. For this reason, an increase in the number of parts can be prevented, and disconnection of the electric circuit can be detected.

請求項2記載の発明によれば、簡単に第1コンデンサ電圧測定手段及び第2コンデンサ電圧測定手段により測定されたコンデンサの両端電圧を比較して、断線を検出することができる。   According to the second aspect of the present invention, the disconnection can be detected by simply comparing the voltage across the capacitor measured by the first capacitor voltage measuring means and the second capacitor voltage measuring means.

請求項3記載の発明によれば、第1所定時間を3×(電路正常時のコンデンサの充電時定数)よりも長く設定することにより、正常時において第1所定時間経過後のコンデンサの両端電圧を単位セルの両端電圧とほぼ同じにすることができる。また、第1所定時間を0.4×(前記電路断線時の前記コンデンサの充電時定数)よりも短く設定し、第2所定時間を(電路断線時のコンデンサの充電時定数)よりも長く設定することにより、断線時において第1コンデンサ電圧測定手段により測定されるコンデンサの両端電圧を単位セルの両端電圧の0.33倍以下にし、第2コンデンサ電圧測定手段により測定されるコンデンサの両端電圧を単位セルの両端電圧の0.632倍以上にすることができる。よって、(第1コンデンサ電圧測定手段により測定されたコンデンサの両端電圧)/(第2コンデンサ電圧測定手段により測定されたコンデンサの両端電圧)、又は、(第2コンデンサ電圧測定手段により測定されたコンデンサの両端電圧)/(第1コンデンサ電圧測定手段により測定されたコンデンサの両端電圧)、を正常時と断線時とで大きく異ならせることができるので、正確に電路の断線を検出することができる。   According to the third aspect of the invention, the first predetermined time is set to be longer than 3 × (capacitor charging time constant when the electric circuit is normal), whereby the voltage across the capacitor after the first predetermined time has elapsed under normal conditions. Can be made substantially the same as the voltage across the unit cell. Further, the first predetermined time is set shorter than 0.4 × (the charging time constant of the capacitor when the electric circuit is disconnected), and the second predetermined time is set longer than (the charging time constant of the capacitor when the electric circuit is disconnected). By doing so, the voltage across the capacitor measured by the first capacitor voltage measuring means at the time of disconnection is made 0.33 times or less of the voltage across the unit cell, and the voltage across the capacitor measured by the second capacitor voltage measuring means is reduced. The voltage across the unit cell can be 0.632 times or more. Therefore, (the voltage across the capacitor measured by the first capacitor voltage measuring means) / (the voltage across the capacitor measured by the second capacitor voltage measuring means) or (the capacitor measured by the second capacitor voltage measuring means) ) / (The voltage across the capacitor measured by the first capacitor voltage measuring means) can be made to greatly differ between the normal time and the disconnection, so that the disconnection of the electric circuit can be accurately detected.

請求項4記載の発明によれば、電路が正常なときはスイッチ素子をオフすると単位セルによりコンデンサが充電されてコンデンサの両端電圧は短時間で上昇して一定となる。一方、電路が断線しているときはスイッチ素子をオフすると電流検出手段からの微少な漏れ電流によりコンデンサが充電されるためコンデンサの両端電圧は時間をかけてゆっくり上昇した後に一定となる。よって、正常時においては、第3コンデンサ電圧測定手段により測定されたコンデンサの両端電圧は単位セルの両端電圧とほぼ等しくなる。これに対して、断線時においては、第3コンデンサ電圧測定手段により測定されたコンデンサの両端電圧は単位セルの両端電圧に比べて小さくなる。このため、第3コンデンサ電圧測定手段により測定されたコンデンサの両端電圧と第3閾値とを比較すれば電路の断線を正確に測定することができる。また、単位セルを放電して均等化するために用いられる抵抗及びスイッチ素子、ノイズフィルタ用のコンデンサを利用して断線検出を行うことができる。このため、部品点数の増加を防いで電路の断線を検出することができる。   According to the invention of claim 4, when the switch circuit is turned off when the electric circuit is normal, the capacitor is charged by the unit cell, and the voltage across the capacitor rises in a short time and becomes constant. On the other hand, when the electric circuit is disconnected, when the switch element is turned off, the capacitor is charged by a minute leakage current from the current detecting means, so that the voltage across the capacitor rises slowly over time and becomes constant. Therefore, under normal conditions, the voltage across the capacitor measured by the third capacitor voltage measuring means is substantially equal to the voltage across the unit cell. On the other hand, at the time of disconnection, the voltage across the capacitor measured by the third capacitor voltage measuring means is smaller than the voltage across the unit cell. For this reason, the disconnection of the electric circuit can be accurately measured by comparing the voltage across the capacitor measured by the third capacitor voltage measuring means with the third threshold value. Further, it is possible to detect disconnection using a resistor, a switch element, and a noise filter capacitor used for discharging and equalizing unit cells. For this reason, an increase in the number of parts can be prevented, and disconnection of the electric circuit can be detected.

請求項5記載の発明によれば、第2閾値を単位セルの正常時の最小両端電圧よりも小さい値に設定することにより、単位セルの両端電圧が変動しても正確に断線を検出することができる。   According to the invention described in claim 5, by setting the second threshold value to a value smaller than the normal minimum voltage across the unit cell, the disconnection can be accurately detected even if the voltage across the unit cell varies. Can do.

請求項6記載の発明によれば、断線時において第3所定時間経過後のコンデンサの両端電圧を確実に単位セルの正常時の最小両端電圧よりも小さい値にすることができるので、正確に電路の断線を検出することができる。   According to the sixth aspect of the present invention, the voltage across the capacitor after the third predetermined time has passed can be surely set to a value smaller than the minimum voltage across the unit cell when it is disconnected. Can be detected.

本発明の断線検出装置を組み込んだ電圧検出装置の一実施形態を示す回路図である。It is a circuit diagram showing one embodiment of a voltage detection device incorporating a disconnection detection device of the present invention. 図1に示す電圧検出ICの詳細を示す回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram showing details of the voltage detection IC shown in FIG. 1. 図1に示す第1の絶縁I/Fとしてのフォトカプラを用いたときの詳細な電気接続図である。FIG. 2 is a detailed electrical connection diagram when using a photocoupler as the first insulating I / F shown in FIG. 1. 図1に示す第2の絶縁I/Fとしてのフォトカプラを用いたときの詳細な電気接続図である。FIG. 3 is a detailed electrical connection diagram when using a photocoupler as the second insulation I / F shown in FIG. 1. 図1に示す単位セルBT1〜BT11と電圧検出IC11との間の詳細回路図である。FIG. 2 is a detailed circuit diagram between unit cells BT 1 to BT 11 and a voltage detection IC 11 shown in FIG. (A)は正常時の充電電流を示す回路図であり、(B)は断線時の充電電流を示す回路図である。(A) is a circuit diagram which shows the charging current at the time of normal, (B) is a circuit diagram which shows the charging current at the time of a disconnection. 第1実施形態の動作を説明するための正常時と断線時とにおけるコンデンサの両端電圧を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows the both-ends voltage of a capacitor at the time of normal time and a time of disconnection for explaining operation of a 1st embodiment. 第1実施形態における図2に示す制御回路の断線検出処理手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the disconnection detection processing procedure of the control circuit shown in FIG. 2 in 1st Embodiment. 第2実施形態の動作を説明するための正常時と断線時とにおけるコンデンサの両端電圧を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows the both-ends voltage of a capacitor at the time of normal time and a time of disconnection for explaining operation of a 2nd embodiment. 第2実施形態における図2に示す制御回路の断線検出処理手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the disconnection detection processing procedure of the control circuit shown in FIG. 2 in 2nd Embodiment.

第1実施形態
以下、本発明の第1実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態において、電圧検出装置は車両に搭載されている。図1中の引用符号BLは、低圧バッテリである。低圧バッテリBLは、図1に示すように、複数の二次電池から構成されている。低圧バッテリBLは、エンジンを始動するスタータの駆動電源として用いられ、その両端にはDC/DCコンバータを介して高圧バッテリが必要に応じて充電器として接続される。
First Embodiment Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the present embodiment, the voltage detection device is mounted on a vehicle. The reference sign BL in FIG. 1 is a low voltage battery. As shown in FIG. 1, the low-voltage battery BL is composed of a plurality of secondary batteries. The low-voltage battery BL is used as a drive power source for a starter that starts the engine, and a high-voltage battery is connected to both ends of the low-voltage battery BL as a charger via a DC / DC converter as necessary.

また、図1中引用符号BHは高圧バッテリである。上記高圧バッテリBHは、エンジンと電動モータを走行駆動源として併用するHEVにおいて前記電動モータの電源として用いられ、その両端には電動モータが必要に応じて負荷として接続されると共にジェネレータ(発電機)等が必要に応じて充電器として接続される。 In FIG. 1, reference symbol B H is a high voltage battery. The high-voltage battery B H is used as a power source of the electric motor in an HEV that uses both the engine and the electric motor as a travel drive source. Both ends of the high-voltage battery B H are connected as a load as needed and a generator (generator ) Etc. are connected as a charger if necessary.

高圧バッテリBHは、例えば5個のブロックB1〜B5に分けられている。各ブロックB1〜B5はそれぞれ例えば11個の単位セルBT1〜BT11、BT12〜BT22、BT23〜BT33、BT34〜BT44、BT45〜BT55から構成されている。単位セルBT1〜BT55はそれぞれ一つの二次電池から構成されている。 The high voltage battery BH is divided into, for example, five blocks B1 to B5. Each block B1~B5 are each composed for example 11 pieces of unit cells BT 1 ~BT 11, BT 12 ~BT 22, BT 23 ~BT 33, BT 34 ~BT 44, BT 45 ~BT 55. Each of the unit cells BT 1 to BT 55 is composed of one secondary battery.

電圧検出装置は、スイッチ制御手段としてのメインマイコン10と、電圧検出手段としての電圧検出IC11〜15と、を備えている。メインマイコン10は、周知のCPU、ROM、RAMなどから構成されており、低圧系電源回路20から電源供給を受けて動作し、電圧検出IC11〜15を制御する。低圧系電源回路20は、低圧バッテリBLの供給電圧からメインマイコン10の動作電圧VCを生成する。 The voltage detection device includes a main microcomputer 10 as switch control means and voltage detection ICs 11 to 15 as voltage detection means. The main microcomputer 10 is composed of a well-known CPU, ROM, RAM, and the like, operates by receiving power supply from the low-voltage power supply circuit 20, and controls the voltage detection ICs 11-15. The low-voltage power supply circuit 20 generates the operating voltage VC of the main microcomputer 10 from the supply voltage of the low-voltage battery BL .

上記電圧検出IC11〜15は、各ブロックB1〜B5に対応して設けられている。電圧検出IC11〜15は、図2に示すように、複数のブロックB1〜B5のうち対応するブロックB1〜B5を構成する単位セルBT1〜BT11、BT12〜BT22、BT23〜BT33、BT34〜BT44、BT45〜BT55のみから電源供給を受けて動作する。即ち、上述した電圧検出IC11〜15は、対応するブロックB1〜B5の負側がグランドレベルになり、互いに異なるグランドレベルとなっている。これにより、電圧検出IC11〜15を構成するデバイスの耐圧を下げることができる。 The voltage detection ICs 11 to 15 are provided corresponding to the blocks B1 to B5. As shown in FIG. 2, the voltage detection ICs 11 to 15 are unit cells BT 1 to BT 11 , BT 12 to BT 22 , and BT 23 to BT 33 that constitute the corresponding blocks B 1 to B 5 among the plurality of blocks B 1 to B 5. , BT 34 to BT 44 and BT 45 to BT 55 are operated by receiving power supply only. That is, in the voltage detection ICs 11 to 15 described above, the negative sides of the corresponding blocks B1 to B5 are at the ground level, and are at different ground levels. Thereby, the breakdown voltage of the devices constituting the voltage detection ICs 11 to 15 can be lowered.

電圧検出IC11〜15はそれぞれ、選択スイッチ群16と、差動増幅器OPと、A/D変換器17と、制御回路18と、高圧系電源回路19と、遮断スイッチSと、を備えている。上記選択スイッチ群16は、単位セルBT1〜BT55の両端に各々設けられた常開のスイッチから構成されていて、複数の単位セルBT1〜BT55の一つの両端を差動増幅器OPに接続する。差動増幅器OPは、選択スイッチ群16によって接続された単位セルBT1〜BT55の両端電圧をA/D変換器17に対して出力する。A/D変換器17は、差動増幅器OPからの単位セルBT1〜BT55の両端電圧をデジタル変換して制御回路18に出力する。 Each of the voltage detection ICs 11 to 15 includes a selection switch group 16, a differential amplifier OP, an A / D converter 17, a control circuit 18, a high-voltage power supply circuit 19, and a cutoff switch S. The selection switch group 16 includes normally open switches provided at both ends of the unit cells BT 1 to BT 55 , and one end of each of the plurality of unit cells BT 1 to BT 55 serves as a differential amplifier OP. Connecting. The differential amplifier OP outputs the voltage across the unit cells BT 1 to BT 55 connected by the selection switch group 16 to the A / D converter 17. The A / D converter 17 digitally converts the voltage across the unit cells BT 1 to BT 55 from the differential amplifier OP and outputs the converted voltage to the control circuit 18.

制御回路18は、周知のCPU、ROM、RAMなどから構成されており、電圧検出IC11〜15全体の制御を司る。高圧系電源回路19は、対応するブロックB1〜B5の供給電圧から上記差動増幅器OP、A/D変換器17及び制御回路18の動作電圧Vccを生成する。遮断スイッチSは、各ブロックB1〜B5の正側と高圧系電源回路19との間に設けられている。遮断スイッチSは、高圧系電源回路19に対するブロックB1〜B5の両端電圧の供給をオンオフして、電圧検出IC11〜15に対する電源供給をオンオフするスイッチである。遮断スイッチSは、例えば、PNP型のトランジスタから構成されている。   The control circuit 18 includes a well-known CPU, ROM, RAM, and the like, and controls the entire voltage detection ICs 11 to 15. The high voltage power supply circuit 19 generates the operating voltage Vcc of the differential amplifier OP, the A / D converter 17 and the control circuit 18 from the supply voltages of the corresponding blocks B1 to B5. The cutoff switch S is provided between the positive side of each of the blocks B1 to B5 and the high-voltage power supply circuit 19. The cutoff switch S is a switch that turns on / off the supply of the voltage across the blocks B1 to B5 to the high-voltage power supply circuit 19 and turns on / off the power supply to the voltage detection ICs 11-15. The cutoff switch S is composed of, for example, a PNP type transistor.

また、上述した電圧検出装置は、図1などに示すように、第1の通信ラインとしての第1の送信ラインLT1及び第1の受信ラインLR1と、第1の絶縁インタフェース(I/F)21と、を備えている。第1の送信ラインLT1及び第1の受信ラインLR1は、電圧検出IC11〜15を互いに直列に接続するように設けられている。電圧検出IC11〜15は互いにグランドレベルが異なるので、電圧検出IC11〜15間に設けられた第1の送信ラインLT1及び第1の受信ラインLR1にはレベルシフト回路(図示せず)を設ける必要がある。   Further, as shown in FIG. 1 and the like, the voltage detection device described above includes a first transmission line LT1 and a first reception line LR1 as a first communication line, and a first insulation interface (I / F) 21. And. The first transmission line LT1 and the first reception line LR1 are provided so as to connect the voltage detection ICs 11 to 15 in series with each other. Since the voltage detection ICs 11 to 15 have different ground levels, it is necessary to provide level shift circuits (not shown) on the first transmission line LT1 and the first reception line LR1 provided between the voltage detection ICs 11 to 15. is there.

また、第1の送信ラインLT1及び第1の受信ラインLR1は、電圧検出IC11〜15のうち最下位の電圧検出IC11及びメインマイコン10間を接続するように設けられている。即ち、第1の送信ラインLT1及び第1の受信ラインLR1は、メインマイコン10、電圧検出IC11、電圧検出IC12、電圧検出IC13、電圧検出IC14、電圧検出IC15がこの順で互いに直列に接続されるように設けられている。   Further, the first transmission line LT1 and the first reception line LR1 are provided so as to connect between the lowest voltage detection IC 11 and the main microcomputer 10 among the voltage detection ICs 11-15. That is, in the first transmission line LT1 and the first reception line LR1, the main microcomputer 10, the voltage detection IC 11, the voltage detection IC 12, the voltage detection IC 13, the voltage detection IC 14, and the voltage detection IC 15 are connected in series in this order. It is provided as follows.

第1の絶縁I/F21は、最下位の電圧検出IC11及びメインマイコン10間に設けられた第1の送信ラインLT1及び第1の受信ラインLR1上に設けられていて、電圧検出IC11とメインマイコン10とを電気的に絶縁した状態で結合するものである。最下位の電圧検出IC11及びメインマイコン10は、第1の絶縁I/F21によって互いに絶縁した状態で情報の送受信を行うことができる。これにより、高圧バッテリBHと低圧バッテリBLとの絶縁を保つことができる。第1の絶縁I/F21としては、例えば発光素子及び受光素子から成るフォトカプラといった光を媒体にしたものや、磁気カプラといった磁気を媒体にしたものが公知である。 The first insulation I / F 21 is provided on the first transmission line LT1 and the first reception line LR1 provided between the lowest voltage detection IC 11 and the main microcomputer 10, and is connected to the voltage detection IC 11 and the main microcomputer. 10 in an electrically insulated state. The lowest voltage detection IC 11 and the main microcomputer 10 can transmit and receive information while being insulated from each other by the first insulation I / F 21. Thereby, the insulation of the high voltage battery BH and the low voltage battery BL can be maintained. As the first insulating I / F 21, for example, a light medium such as a photocoupler including a light emitting element and a light receiving element, and a magnetic medium such as a magnetic coupler are known.

図3に第1の絶縁I/F21としてフォトカプラを用いたときの図1に示す電圧検出装置の詳細な電気接続図を示す。同図において、電圧検出IC11の詳細などは省略してある。同図に示すように、第1の絶縁I/F21は、低圧側システムに設けられた発光素子LE1及び受光素子LD2と、高圧側システムに設けられた発光素子LE2及び受光素子LD1と、を有している。同図に示すように、発光素子LE1は、一端がメインマイコン10に接続され、他端がグランドに接続されていて、メインマイコン10から電気信号が出力されると電流が流れて発光する。   FIG. 3 shows a detailed electrical connection diagram of the voltage detection device shown in FIG. 1 when a photocoupler is used as the first insulation I / F 21. In the figure, details of the voltage detection IC 11 are omitted. As shown in the figure, the first insulation I / F 21 includes a light emitting element LE1 and a light receiving element LD2 provided in the low voltage side system, and a light emitting element LE2 and a light receiving element LD1 provided in the high voltage side system. is doing. As shown in the drawing, the light emitting element LE1 has one end connected to the main microcomputer 10 and the other end connected to the ground. When an electric signal is output from the main microcomputer 10, a current flows and emits light.

一方、受光素子LD1は、ブロックB1の高圧系電源回路19と単位セルBT1の負側との間に設けられている。受光素子LD1は、発光素子LE1からの光を受光するとオンして、第1の送信ラインLT1を通じて制御回路18に電気信号を供給する。以上の構成によれば、メインマイコン10から電気的に絶縁した状態で電気信号をブロックB1の制御回路18に送信することができる。 On the other hand, the light receiving element LD1 is provided between the negative side of the high-voltage power supply circuit 19 and the unit cell BT 1 block B1. The light receiving element LD1 is turned on when receiving light from the light emitting element LE1, and supplies an electric signal to the control circuit 18 through the first transmission line LT1. According to the above configuration, an electrical signal can be transmitted to the control circuit 18 of the block B1 while being electrically insulated from the main microcomputer 10.

また、発光素子LE2は、一端が制御回路18に接続され、他端が単位セルBT1の負側に接続されていて、制御回路18から電気信号が出力されると電流が流れて発光する。一方、受光素子LD2は、低圧系電源回路20とグランドとの間に設けられている。受光素子LD2は、発光素子LE2からの光を受光するとオンして、第1の受信ラインLR1を通じてメインマイコン10に電気信号を供給する。以上の構成によれば、ブロックB1の制御回路18から電気的に絶縁した状態で電気信号をメインマイコン10に送信することができる。 Further, the light emitting element LE2 has one end connected to the control circuit 18, the other end is connected to the negative side of the unit cell BT 1, the electrical signal is an output current to emit light flows from the control circuit 18. On the other hand, the light receiving element LD2 is provided between the low-voltage power supply circuit 20 and the ground. The light receiving element LD2 is turned on when receiving light from the light emitting element LE2, and supplies an electric signal to the main microcomputer 10 through the first receiving line LR1. According to the above configuration, an electrical signal can be transmitted to the main microcomputer 10 while being electrically insulated from the control circuit 18 of the block B1.

また、上述した電圧検出装置は、図1などに示すように、第2の通信ラインとしての第2の送信ラインLT2と、第2の絶縁I/F22と、on/offI/F31〜35と、を備えていて、これらによりマインマイコン10からの電源信号の出力に応じて遮断スイッチSをオンできるようになっている。即ち、第2の送信ラインLT2は、各遮断スイッチSを構成するNPN型トランジスタのベースとメインマイコン10との間に設けられている。第2の送信ラインLT2は、一端がメインマイコン10側に接続される主線Lsと、この主線Lsの他端から分岐した複数の分岐線Lb1〜Lb5と、から構成されている。分岐線Lb1〜Lb5は、図4に示すように、その他端が遮断スイッチSを構成するPNP型トランジスタのベースに接続されている。   In addition, as shown in FIG. 1 and the like, the voltage detection device described above includes a second transmission line LT2 as a second communication line, a second insulation I / F 22, on / off I / Fs 31 to 35, Thus, the cut-off switch S can be turned on in accordance with the output of the power signal from the main microcomputer 10. That is, the second transmission line LT <b> 2 is provided between the base of the NPN transistor constituting each cutoff switch S and the main microcomputer 10. The second transmission line LT2 includes a main line Ls having one end connected to the main microcomputer 10 side and a plurality of branch lines Lb1 to Lb5 branched from the other end of the main line Ls. As shown in FIG. 4, the other ends of the branch lines Lb <b> 1 to Lb <b> 5 are connected to the base of a PNP transistor that constitutes the cutoff switch S.

第2の絶縁I/F22は、図1に示すように、主線Ls上に設けられていて、遮断スイッチSとメインマイコン10とを電気的に絶縁した状態で結合するものである。これにより、高圧バッテリBHと低圧バッテリBLとの絶縁を保つことができる。第2の絶縁I/F22としては、例えば発光素子及び受光素子から成るフォトカプラといった光を媒体にしたものや、磁気カプラといった磁気を媒体にしたものが公知である。上記on/offI/F31〜35は、各分岐線lb1〜lb5に対応して設けられていて、メインマイコン10から送信された電源信号を、遮断スイッチSをオンオフするために適切な信号レベルに変換する。 As shown in FIG. 1, the second insulation I / F 22 is provided on the main line Ls, and couples the cutoff switch S and the main microcomputer 10 in an electrically insulated state. Thereby, the insulation of the high voltage battery BH and the low voltage battery BL can be maintained. As the second insulation I / F 22, for example, a light medium such as a photocoupler composed of a light emitting element and a light receiving element or a magnetic medium such as a magnetic coupler is known. The on / off I / Fs 31 to 35 are provided corresponding to the branch lines lb1 to lb5, and convert the power signal transmitted from the main microcomputer 10 into an appropriate signal level for turning on / off the cutoff switch S. To do.

次に、図4を参照して、上述した第2の通信ラインとしての第2の送信ラインLT2と、第2の絶縁I/F22と、on/offI/F31〜35と、の詳細な構成について説明する。同図に示すように、第2の絶縁I/F22は、低圧側システムに設けられた発光素子LE3と、低圧側システムに設けられた受光素子LD3と、を有している。同図に示すように、発光素子LE3は、一端がメインマイコン10に接続され、他端がグランドに接続されていて、メインマイコン10から電源信号が出力されると電流が流れて発光する。   Next, with reference to FIG. 4, the detailed configuration of the second transmission line LT2, the second insulation I / F 22, and the on / off I / Fs 31 to 35 as the second communication line described above. explain. As shown in the figure, the second insulation I / F 22 includes a light emitting element LE3 provided in the low pressure side system and a light receiving element LD3 provided in the low pressure side system. As shown in the drawing, the light emitting element LE3 has one end connected to the main microcomputer 10 and the other end connected to the ground. When a power signal is output from the main microcomputer 10, a current flows and emits light.

一方、受光素子LD3は、一端が最上位のブロックB5のプラス側に接続され、他端が分圧抵抗R1〜R6を介して最下位のブロックB1のマイナス側に接続されている。そして、上記分圧抵抗R1と分圧抵抗R2との接点が、on/offI/F31を構成するNPN型トランジスタのベースに接続されている。分圧抵抗R2と分圧抵抗R3との接点が、on/offI/F32を構成するNPN型トランジスタのベースに接続されている。分圧抵抗R3と分圧抵抗R4との接点が、on/offI/F33を構成するNPN型トランジスタのベースに接続されている。分圧抵抗R4と分圧抵抗R5との接点が、on/offI/F34を構成するNPN型トランジスタのベースに接続されている。分圧抵抗R5と分圧抵抗R6との接点が、on/offI/F35を構成するNPN型トランジスタのベースに接続されている。   On the other hand, one end of the light receiving element LD3 is connected to the plus side of the uppermost block B5, and the other end is connected to the minus side of the lowermost block B1 via voltage dividing resistors R1 to R6. The contact point between the voltage dividing resistor R1 and the voltage dividing resistor R2 is connected to the base of an NPN transistor that constitutes the on / off I / F 31. A contact point between the voltage dividing resistor R2 and the voltage dividing resistor R3 is connected to the base of an NPN transistor that constitutes the on / off I / F 32. A contact point between the voltage dividing resistor R3 and the voltage dividing resistor R4 is connected to the base of an NPN transistor that constitutes the on / off I / F 33. A contact point between the voltage dividing resistor R4 and the voltage dividing resistor R5 is connected to the base of the NPN transistor that constitutes the on / off I / F. A contact point between the voltage dividing resistor R5 and the voltage dividing resistor R6 is connected to a base of an NPN transistor that constitutes an on / off I / F 35.

on/offI/F31〜35を構成するNPN型トランジスタのエミッタは、各ブロックB1〜B5のマイナス側に接続されている。on/offI/F31〜35を構成するNPN型トランジスタのコレクタは、遮断スイッチSを構成するPNP型トランジスタのベースに接続される。以上の構成によれば、メインマイコン10が発光素子LE3に対して電源信号を供給すると、発光素子LE3に電源が流れて発光する。この発光素子LE3からの光を受光すると受光素子LD3がオンする。この受光素子LD3のオンにより各on/offI/F31〜35を構成するNPN型トランジスタがオンする。そして、各on/offI/F31のオンに応じて遮断スイッチSを構成するPNP型トランジスタがオンして、各電圧検出IC11〜15に電源が供給される。即ち、メインマイコン10から電源信号の供給によって、各電圧検出IC11〜15の電源のオンオフを制御することができる。   The emitters of the NPN transistors constituting the on / off I / Fs 31 to 35 are connected to the negative side of the blocks B1 to B5. The collectors of the NPN transistors constituting the on / off I / Fs 31 to 35 are connected to the bases of the PNP transistors constituting the cutoff switch S. According to the above configuration, when the main microcomputer 10 supplies a power signal to the light emitting element LE3, the power flows to the light emitting element LE3 to emit light. When the light from the light emitting element LE3 is received, the light receiving element LD3 is turned on. When the light receiving element LD3 is turned on, the NPN transistors constituting the on / off I / Fs 31 to 35 are turned on. Then, in response to the on / off I / F 31 being turned on, the PNP transistors constituting the cutoff switch S are turned on, and power is supplied to the voltage detection ICs 11 to 15. That is, the power supply of each voltage detection IC 11 to 15 can be controlled by supplying a power signal from the main microcomputer 10.

次に、上述した電圧検出装置に組み込まれた断線検出装置30の構成について図5を参照して説明する。断線検出装置30は、上述した単位セルBT1〜BT55の各々の両端と、電圧検出IC11〜15と、を接続する電路の断線を検出する装置である。同図に示すように、ブロックB1において断線検出装置30は、抵抗R100〜R111と、複数のスイッチ素子SW1〜SW11と、複数のコンデンサC101〜C111と、を備えている。 Next, the configuration of the disconnection detection device 30 incorporated in the voltage detection device described above will be described with reference to FIG. The disconnection detection device 30 is a device that detects disconnection of an electric circuit that connects both ends of each of the unit cells BT 1 to BT 55 described above and the voltage detection ICs 11 to 15. As shown in the figure, in the block B1, the disconnection detection device 30 includes resistors R100 to R111, a plurality of switch elements SW1 to SW11, and a plurality of capacitors C101 to C111.

複数の抵抗R100〜R111は、複数の単位セルBT1〜BT11の両端と電圧検出IC11との間にそれぞれ設けられている。互いに隣り合う単位セルBT1〜BT11の接続部は共通の抵抗R100〜R111を介して電圧検出IC11に接続される。よって、抵抗R100〜R111は、単位セルBT1〜BT11の数+1個設けられている。複数のスイッチ素子SW1〜SW11は、上記抵抗R100〜R111を介して単位セルBT1〜BT11の各々に並列接続される。 A plurality of resistors R100~R111 are respectively provided between the ends and the voltage detection IC11 of a plurality of unit cells BT 1 to BT 11. Connection portions of the unit cells BT 1 to BT 11 adjacent to each other are connected to the voltage detection IC 11 via common resistors R100 to R111. Therefore, the resistance R100~R111 are provided several +1 unit cells BT 1 to BT 11. The plurality of switch elements SW1 to SW11 are connected in parallel to each of the unit cells BT 1 to BT 11 via the resistors R100 to R111.

複数のコンデンサC101〜C111は、上記抵抗R100〜R111を介して単位セルBT1〜BT11の各々に並列接続される。上記複数のスイッチ素子SW1〜SW11及びコンデンサC101〜C111は、単位セルBT1〜BT11と同じ数設けられている。上述した単位セルBT1〜BT11の両端に設けた抵抗R100〜R111と、単位セルBT1〜BT11に並列に接続されたコンデンサC101〜C111と、で単位セルBT1〜BT11の両端電圧からノイズ成分を除去するノイズフィルタ回路を構成している。また、上記抵抗R100〜R111と、スイッチ素子SW1〜SW11と、で単位セルBT1〜BT11を放電するバイパス回路を構成している。即ち、両端電圧が高い単位セルBT1〜BT11に対応するスイッチ素子SW1〜SW11をオンして単位セルBT1〜BT11を放電することにより、単位セルBT1〜BT11の両端電圧を均等化することができる。また、ブロックB2〜B5についてもブロックB1と同様の構成であるため、ここでは詳細な説明は省略する。 A plurality of capacitors C101~C111 are connected in parallel to each of the unit cells BT 1 to BT 11 via the resistor R100~R111. It said plurality of switch elements SW1~SW11 and capacitor C101~C111 are provided as many as unit cells BT 1 to BT 11. The voltage across the unit cells BT 1 to BT 11 is composed of the resistors R100 to R111 provided at both ends of the unit cells BT 1 to BT 11 and the capacitors C101 to C111 connected in parallel to the unit cells BT 1 to BT 11 . The noise filter circuit which removes a noise component from is comprised. Further, the above resistance R100~R111, constitutes a bypass circuit for discharging switching element SW1~SW11, in the unit cell BT 1 to BT 11. Evenly That is, by discharging the unit cell BT 1 to BT 11 turns on the switching element SW1~SW11 corresponding to high unit cell BT 1 to BT 11 is the voltage across the voltage across the unit cell BT 1 to BT 11 Can be Further, since the blocks B2 to B5 have the same configuration as the block B1, detailed description thereof is omitted here.

次に、上述した電圧検出装置に組み込まれた断線検出装置30の断線検出原理について図6及び図7を参照して説明する。説明を簡単にするために電圧検出IC11に接続されるブロックB1についてのみ説明するが、ブロックB2〜B5についても同様である。スイッチ素子SWn(nは任意の整数)をオンするとスイッチ素子SWnに並列に接続されたコンデンサC10nが放電されて、コンデンサC10nの両端電圧が0となる。その後、スイッチ素子SWnをオフすると、図6(A)に示すように、断線が生じていない正常時においては、単位セルBTnからの充電電流i1が抵抗R10nを介してコンデンサC10nに供給されてコンデンサC10nが充電される。これにより、図7の実線で示すように、コンデンサC10nの両端電圧は、短時間で上昇して単位セルBTnの両端電圧Eに達するとその電圧を保持して一定になる。 Next, the disconnection detection principle of the disconnection detection device 30 incorporated in the voltage detection device described above will be described with reference to FIGS. For simplicity, only the block B1 connected to the voltage detection IC 11 will be described, but the same applies to the blocks B2 to B5. When the switch element SWn (n is an arbitrary integer) is turned on, the capacitor C10n connected in parallel to the switch element SWn is discharged, and the voltage across the capacitor C10n becomes zero. Thereafter, when the off SWn switching element, as shown in FIG. 6 (A), in the normal disconnection has not occurred, the charging current i1 from the unit cell BT n is supplied to the capacitor C10n through the resistor R10n Capacitor C10n is charged. Thus, as shown by the solid line in FIG. 7, the voltage across the capacitor C10n is constant retains its voltage when a short time rises reach across voltage E of the unit cell BT n.

一方、図6(B)に示すように、単位セルBTnの正側の一端と電圧検出IC11とを接続する電路が断線しているときにおいては、スイッチ素子SWnをオフすると、電圧検出IC11から微少な漏れ電流i2によりコンデンサC10nが充電される。これにより、図7の一点鎖線で示すように、コンデンサC10nの両端電圧は、時間をかけてゆっくり上昇した後に一定となる。 On the other hand, as shown in FIG. 6B, when the electric circuit connecting the one end of the positive side of the unit cell BT n and the voltage detection IC 11 is disconnected, if the switch element SWn is turned off, the voltage detection IC 11 The capacitor C10n is charged by the minute leakage current i2. As a result, as shown by the one-dot chain line in FIG. 7, the voltage across the capacitor C10n becomes constant after slowly rising over time.

より詳しく説明すると、正常時は単位セルBTnからの充電電流i1が抵抗R10nを介してコンデンサC10nに充電されるため、コンデンサC10nは、抵抗R10nとコンデンサC10nにより決定される時定数で充電される。一方、断線時は電圧検出IC11からの漏れ電流i2によりコンデンサC10nが充電されるため、コンデンサC10nは、電圧検出IC11の内部インピーダンスとコンデンサC10nにより決定される時定数で充電される。 In more detail, since at the normal time in which the charging current i1 from the unit cell BT n is charged to the capacitor C10n through a resistor R10n, capacitor C10n is charged with a time constant determined by the resistor R10n and capacitor C10n . On the other hand, since the capacitor C10n is charged by the leakage current i2 from the voltage detection IC11 at the time of disconnection, the capacitor C10n is charged with a time constant determined by the internal impedance of the voltage detection IC11 and the capacitor C10n.

そして、上述した抵抗R100〜R111は、電圧検出IC11の内部インピーダンスよりも小さく設定されている。例えば、電圧検出IC11の内部インピーダンスが100kΩ以上である場合は、抵抗R100〜R111は数百Ω以下に設定されている。よって、正常時のコンデンサC10nの充電時定数が、断線時のコンデンサC10nの充電時定数よりも小さくなるため、図7に示すように、正常時のコンデンサC10nの両端電圧の方が、断線時のコンデンサC10nの両端電圧に比べて短時間で上昇して一定になる。   The resistors R100 to R111 described above are set smaller than the internal impedance of the voltage detection IC 11. For example, when the internal impedance of the voltage detection IC 11 is 100 kΩ or more, the resistors R100 to R111 are set to several hundred Ω or less. Therefore, since the charging time constant of the capacitor C10n at the normal time is smaller than the charging time constant of the capacitor C10n at the time of disconnection, as shown in FIG. The voltage rises and becomes constant in a short time compared to the voltage across the capacitor C10n.

今、断線が生じていない正常時にスイッチ素子SWnをオフ制御してコンデンサC10nを充電した場合にコンデンサC10nの両端電圧が0から単位セルBTnの両端電圧とほぼ等しくなるまでにかかる時間をT1、断線時にスイッチ素子SWnをオフ制御してコンデンサC10nを充電した場合にコンデンサC10nの両端電圧が0から単位セルBTnの両端電圧とほぼ等しくなるまでにかかる時間をT2、とする。 Now, such a from a voltage across the capacitor C10n when disconnection charging the capacitor C10n has not been turned off controlling SWn switching element during normal operation which occurs zero to substantially equal to the voltage across the unit cell BT n times T1, When the switch element SWn is controlled to be off at the time of disconnection and the capacitor C10n is charged, the time required for the voltage across the capacitor C10n to become substantially equal to the voltage across the unit cell BTn is defined as T2.

図7に示すように、スイッチ素子SWnをオフ制御してからの充電時間が上記時間T1より長く、かつ、時間T2より短い期間T3においては、断線が生じていない正常時の場合、コンデンサC10nの両端電圧はほとんど変化しない。一方、断線が生じている断線時の場合、コンデンサC10nの両端電圧は充電時間の経過に応じてだんだん大きくなる。よって、上記期間T3におけるコンデンサC10nの両端電圧の変化率を求め、変化がほとんどなければ正常、大きな変化があれば断線と検出できることが分かった。   As shown in FIG. 7, the charging time after the switch element SWn is turned off is longer than the time T1 and shorter than the time T2, and in the normal time when no disconnection occurs, the capacitor C10n The voltage at both ends hardly changes. On the other hand, when the disconnection occurs, the voltage across the capacitor C10n gradually increases as the charging time elapses. Therefore, the rate of change of the voltage across the capacitor C10n in the period T3 was obtained, and it was found that it can be detected as normal if there is little change, and disconnected if there is a large change.

詳しくは、スイッチ素子SWnをオフ制御してから上記期間T3内に設定された第1所定時間Tc1経過したときのコンデンサC10nの両端電圧V1と、スイッチ素子SWnをオフ制御してから上記第1所定時間Tc1よりも長い第2所定時間Tc2経過したときのコンデンサC10nの両端電圧V2と、をそれぞれ計測してコンデンサC10nの両端電圧の変化率V1/V2を求め、求めた変化率V1/V2が第1閾値以下のときに断線を検出することができる。   Specifically, the voltage V1 across the capacitor C10n when the first predetermined time Tc1 set within the period T3 has elapsed after the switch element SWn is turned off, and the first predetermined value after the switch element SWn is turned off. The voltage V2 across the capacitor C10n when a second predetermined time Tc2 longer than the time Tc1 has elapsed is measured to determine the rate of change V1 / V2 of the voltage across the capacitor C10n, and the obtained rate of change V1 / V2 is A disconnection can be detected when the threshold is 1 or less.

なお、上記第1所定時間Tc1としては上記時間T1のなるべく近くに設定し、上記第2所定時間Tc2としては上記時間T2のなるべく近くに設定すると、非断線時の変化率V1/V2が小さくなり、正常時と断線時とで変化率V1/V2を大きく異ならせることができ、より正確に断線を検出することができる。   If the first predetermined time Tc1 is set as close as possible to the time T1, and the second predetermined time Tc2 is set as close as possible to the time T2, the change rate V1 / V2 at the time of non-disconnection is reduced. The rate of change V1 / V2 can be greatly different between the normal time and the disconnection, and the disconnection can be detected more accurately.

次に、上記第1所定時間Tc1、第2所定時間Tc2の設定について詳しく説明する。今、電圧検出IC11の内部インピーダンスとコンデンサC10nにより決定される断線時のコンデンサC10nの充電時定数をτ1、抵抗R10nとコンデンサC10nにより決定される正常時のコンデンサC10nの充電時定数をτ2、とする。図7からも明らかなように、断線時においてスイッチ素子SWnをオフ制御してから時定数τ1以上経過すると、コンデンサC10nの両端電圧は単位セルBTnの両端電圧Eの0.632倍以上になる。 Next, the setting of the first predetermined time Tc1 and the second predetermined time Tc2 will be described in detail. Now, the charging time constant of the capacitor C10n at the time of disconnection determined by the internal impedance of the voltage detection IC 11 and the capacitor C10n is τ1, and the charging time constant of the capacitor C10n at the normal time determined by the resistor R10n and the capacitor C10n is τ2. . As is apparent from FIG. 7, the the elapsed time constant τ1 or from OFF control SWn switching element, the voltage across the capacitor C10n the above 0.632 times the voltage across E of the unit cell BT n during disconnection .

一方、断線時においてスイッチ素子SWnをオフ制御してから0.4×時定数τ1経過する前においては、コンデンサC10nの両端電圧は単位セルBTnの両端電圧Eの0.33倍以下になる。また、上述した時間T1は、時定数τ2の3倍とほぼ等しいことが知られている(∵3×τ2≒T1)。よって、第1所定時間Tc1を3×時定数τ2より長く、かつ、0.4×時定数τ1より短く設定し、第2所定時間Tc2を時定数τ1より長く短く設定すれば、断線時の上記変化率V1/V2を0.5(≒0.33/0.632)以下にすることができる。よって、変化率V1/V2が0.5(第1閾値)以下であれば断線と判断し、0.5よりも高ければ正常と判断することができる。 On the other hand, in the prior off control SWn switching element to 0.4 × time constant τ1 elapses from the time of disconnection, the voltage across the capacitor C10n is below 0.33 times the voltage across E of the unit cell BT n. Further, it is known that the above-described time T1 is substantially equal to three times the time constant τ2 (∵3 × τ2≈T1). Therefore, if the first predetermined time Tc1 is set to be longer than 3 × time constant τ2 and shorter than 0.4 × time constant τ1, and the second predetermined time Tc2 is set to be shorter than time constant τ1, the above-mentioned at the time of disconnection The change rate V1 / V2 can be 0.5 (≈0.33 / 0.632) or less. Therefore, if the change rate V1 / V2 is 0.5 (first threshold value) or less, it is determined that the wire is disconnected, and if it is higher than 0.5, it can be determined that it is normal.

上述した断線検出原理を踏まえて電圧検出装置の断線検出処理について図8を参照して説明する。断線検出処理において、まず、制御回路18は、nを1にセットする(ステップS1)。次に、制御回路18は、スイッチ素子SWnをオン制御する(ステップS2)。制御回路18は、オン制御してから時間Tdが経過するのを待って(ステップS3でY)、スイッチ素子SWnをオフ制御する(ステップS4)。時間Tdは、スイッチ素子SWnをオン制御してからコンデンサC10nが放電して両端電圧が0になるような時間に設定されている。よって、ステップS4でスイッチ素子SWnをオフ制御した直後はコンデンサC10nの両端電圧は0である。そして、スイッチ素子SWnのオフ制御によりコンデンサC10nは、単位セルBTnからの充電電流i1又は電圧検出IC11からの漏れ電流i2によって充電されて両端電圧が0から上昇する。以上のことから明らかなように、ステップS2〜S4において制御回路18はスイッチ制御手段として働く。 Based on the above-described disconnection detection principle, disconnection detection processing of the voltage detection device will be described with reference to FIG. In the disconnection detection process, first, the control circuit 18 sets n to 1 (step S1). Next, the control circuit 18 turns on the switch element SWn (step S2). The control circuit 18 waits for the time Td to elapse after the ON control (Y in Step S3), and controls the switch element SWn to OFF (Step S4). The time Td is set such that the capacitor C10n is discharged after the switch element SWn is turned on and the voltage across the terminals becomes zero. Therefore, the voltage across the capacitor C10n is 0 immediately after the switch element SWn is turned off in step S4. Then, the capacitor C10n by OFF control of SWn switching element, the voltage across it is charged by the leakage current i2 from the charging current i1 or voltage detection IC11 from the unit cell BT n is increased from zero. As is apparent from the above, the control circuit 18 functions as a switch control unit in steps S2 to S4.

次に、制御回路18は、スイッチ素子SWnをオフ制御してから図7に示すように、3×時定数τ2より長く、かつ、0.4×時定数τ1より短く設定された第1所定時間Tc1が経過するのを待って(ステップS5でY)、第1コンデンサ電圧測定手段として働き、コンデンサC10nの両端電圧を測定して両端電圧V1としてRAMに格納する(ステップS6)。即ち、制御回路18は、選択スイッチ群16を制御して単位セルBTnの両端、即ちコンデンサC10nの両端電圧を差動増幅器OPに接続する。これにより、差動増幅器OPからコンデンサC10nの両端電圧がA/D変換器17を介して制御回路18に供給される。 Next, the control circuit 18 controls the switch element SWn to be turned off, and then, as shown in FIG. 7, the first predetermined time set to be longer than 3 × time constant τ2 and shorter than 0.4 × time constant τ1. Waiting for Tc1 to elapse (Y in step S5), it functions as a first capacitor voltage measuring means, measures the voltage across the capacitor C10n, and stores it in the RAM as the voltage V1 across the capacitor (step S6). That is, the control circuit 18, both ends of the unit cell BT n by controlling the selection switch group 16, i.e., connecting the voltage across the capacitor C10n to the differential amplifier OP. As a result, the voltage across the capacitor C10n is supplied from the differential amplifier OP to the control circuit 18 via the A / D converter 17.

制御回路18は、供給されたコンデンサC10nの両端電圧を取り込んで両端電圧V1として図示しないRAMに格納する。その後、制御回路18は、スイッチ素子SWnをオフ制御してから図7に示すように、時定数τ1より長く設定された第2所定時間Tc2が経過するのを待って(ステップS7でY)、第2コンデンサ電圧測定手段として働き、コンデンサC10nの両端電圧を測定して両端電圧V2としてRAMに格納する(ステップS8)。その後、制御回路18は、断線検出手段として働き、変化率(V1/V2)を求めて、求めた変化率(V1/V2)が0.5以下であれば(ステップ9でY)、単位セルBTnと電圧検出IC11とを接続する電路が断線していると判断し、その旨を断線検出結果としてRAMに格納する(ステップS10)。 The control circuit 18 takes in the supplied voltage across the capacitor C10n and stores it in a RAM (not shown) as a voltage V1 across the capacitor C10n. After that, the control circuit 18 turns off the switch element SWn and waits for a second predetermined time Tc2 set longer than the time constant τ1, as shown in FIG. 7, (Y in step S7), It functions as a second capacitor voltage measuring means, measures the voltage across the capacitor C10n, and stores it in the RAM as the voltage V2 across the capacitor (step S8). Thereafter, the control circuit 18 functions as a disconnection detection means, obtains the change rate (V1 / V2), and if the obtained change rate (V1 / V2) is 0.5 or less (Y in step 9), the unit cell. It is determined that the electric circuit connecting BT n and the voltage detection IC 11 is disconnected, and the fact is stored in the RAM as a disconnection detection result (step S10).

これに対して、制御回路18は、求めた変化率(V1/V2)が0.5よりも大きければ(ステップS9でN)、単位セルBTnと電圧検出IC11とを接続する電路は正常であると判断し、その旨を断線検出結果としてRAMに格納する(ステップS11)。次に、制御回路18は、nが11に達したか否かを判断する(ステップS12)。nが11に達していない場合(ステップS12でN)、制御回路18は、nをインクリメントした後に(ステップS13)、再びステップS2に戻る。 In contrast, the control circuit 18, if the determined change rate (V1 / V2) is greater than 0.5 (in step S9 N), path for connecting the unit cells BT n and the voltage detection IC11 is normal It is determined that there is, and the fact is stored in the RAM as a disconnection detection result (step S11). Next, the control circuit 18 determines whether n has reached 11 (step S12). If n has not reached 11 (N in Step S12), the control circuit 18 increments n (Step S13) and then returns to Step S2.

一方、nが11に達している場合(ステップS11でY)、制御回路18は、ブロックB1を構成する全ての単位セルBT1〜BT11と電圧検出IC11との間の電路の断線検出が終了したと判断して、ステップ10及びS11でRAM内に格納した断線検出結果をメインマイコン10に対して送信した後(ステップS14)、処理を終了する。ブロックB2〜B5の制御回路18も同様に断線検出処理を行う。メインマイコン10は、各ブロックB1〜B5の断線検出結果を受け取り、断線があると判断すれば、その旨を報知する。 On the other hand, if n has reached 11 (Y in step S11), the control circuit 18 finishes detecting the disconnection of the electric circuit between all the unit cells BT 1 to BT 11 and the voltage detection IC 11 constituting the block B1. After determining that the disconnection detection result stored in the RAM in steps 10 and S11 is transmitted to the main microcomputer 10 (step S14), the process is terminated. Similarly, the control circuit 18 of the blocks B2 to B5 performs the disconnection detection process. When the main microcomputer 10 receives the disconnection detection result of each of the blocks B1 to B5 and determines that there is a disconnection, the main microcomputer 10 notifies the fact.

上述した第1実施形態によれば、制御回路18が、スイッチ素子SWnをオン制御することによりコンデンサC10nを放電してその両端電圧を0にした後にスイッチ素子SWnをオフ制御する。また、制御回路18は、スイッチ素子SWnをオフ制御してから第1所定時間Tc1後と第2所定時間Tc2(>Tc1)後にコンデンサC10nの両端電圧V1、V2を計測して変化率(V1/V2)を求め、求めた変化率(V1/V2)が0.5以下のときに断線を検出している。これにより、単位セルBT1〜BT55を放電して均等化するために用いられる抵抗R100〜R111及びスイッチ素子SW1〜SW11、ノイズフィルタ用のコンデンサC101〜C111を利用して断線検出を行うことができる。このため、部品点数の増加を防いで電路の断線を検出することができる断線検出装置を安価に提案することができる。 According to the first embodiment described above, the control circuit 18 controls the switch element SWn to be turned off after discharging the capacitor C10n by setting the switch element SWn to be turned on to reduce the voltage across the capacitor C10n. The control circuit 18 measures the voltage V1, V2 across the capacitor C10n after the first predetermined time Tc1 and the second predetermined time Tc2 (> Tc1) after the switch element SWn is turned off, and the rate of change (V1 / V1). V2) is obtained, and disconnection is detected when the obtained rate of change (V1 / V2) is 0.5 or less. Thus, the unit cells BT 1 to BT discharged is used to equalize the resistance to 55 R100~R111 and switching element SW1~SW11, be performed disconnection detected using capacitors C101~C111 for noise filter it can. For this reason, the disconnection detection apparatus which can prevent the increase in a number of parts and can detect the disconnection of an electric circuit can be proposed cheaply.

また、上述した第1実施形態によれば、第1所定時間Tc1を3×時定数τ2よりも長く設定している。これにより、正常時において第1所定時間Tc1経過後のコンデンサC10nの両端電圧を単位セルBTnの両端電圧とほぼ同じにすることができる。また、第1所定時間Tc1を0.4×時定数τ1よりも短く設定し、第2所定時間Tc2を時定数τ1よりも長く設定している。これにより、断線時において第1所定時間Tc1経過後のコンデンサC10nの両端電圧を単位セルBTnの両端電圧Eの0.33倍以下にし、第2所定時間Tc2経過後の単位セルBTnの両端電圧Eの0.632倍以上にすることができる。よって、変化率V1/V2を正常時と断線時とで大きく異ならせることができるので、正確に電路の断線を検出することができる。 Further, according to the first embodiment described above, the first predetermined time Tc1 is set longer than 3 × time constant τ2. This makes it possible to substantially equal to the first voltage across the predetermined voltage across the unit cell of the capacitor C10n time Tc1 after BT n in normal. Further, the first predetermined time Tc1 is set shorter than 0.4 × time constant τ1, and the second predetermined time Tc2 is set longer than time constant τ1. Thus, the voltage across the capacitor C10n after the first predetermined time Tc1 elapses below 0.33 times the voltage across E of the unit cell BT n during disconnection, both ends of the unit cell BT n after the second predetermined time Tc2 elapses The voltage E can be 0.632 times or more. Therefore, since the change rate V1 / V2 can be greatly different between the normal time and the disconnection, the disconnection of the electric circuit can be accurately detected.

なお、上述した第1実施形態では、第1閾値として0.5が設定されていたが、本発明はこれに限ったものではない。3×時定数τ2<第1所定時間Tc1<0.4×時定数τ1、時定数τ1<第2所定時間Tc2の場合、第1閾値としては0.5以下に設定されていればよい。   In the first embodiment described above, 0.5 is set as the first threshold, but the present invention is not limited to this. When 3 × time constant τ 2 <first predetermined time Tc 1 <0.4 × time constant τ 1 and time constant τ 1 <second predetermined time Tc 2, the first threshold may be set to 0.5 or less.

また、上述した第1実施形態では、変化率(V1/V2)が0.5(第1閾値)以下のときに断線を検出していたが、本発明はこれに限ったものではない。例えば、変化率(V2/V1)が第2閾値以上のときに断線を検出してもよい。この場合、第1実施形態と同様に3×時定数τ2<第1所定時間Tc1<0.4×時定数τ1、時定数τ1<第2所定時間Tc2であれば、断線時の変化率(V2/V1)は2以上となるので、第2閾値としては2以上を設定することができる。   In the first embodiment described above, the disconnection is detected when the rate of change (V1 / V2) is 0.5 (first threshold) or less, but the present invention is not limited to this. For example, the disconnection may be detected when the rate of change (V2 / V1) is equal to or greater than the second threshold. In this case, similarly to the first embodiment, if 3 × time constant τ2 <first predetermined time Tc1 <0.4 × time constant τ1, and time constant τ1 <second predetermined time Tc2, the rate of change (V2 at the time of disconnection) Since / V1) is 2 or more, 2 or more can be set as the second threshold.

第2実施形態
次に、本発明の第2実施形態について説明する。第2実施形態における電圧検出装置の構成は、第1実施形態と同様のため、その詳細な説明は省略する。まず、上述した電圧検出装置に組み込まれた断線検出装置30の断線検出原理について図9を参照して説明する。説明を簡単にするために電圧検出IC11に接続されるブロックB1についてのみ説明するが、ブロックB2〜B5についても同様である。
Second Embodiment Next, a second embodiment of the present invention will be described. Since the configuration of the voltage detection apparatus in the second embodiment is the same as that of the first embodiment, a detailed description thereof is omitted. First, the disconnection detection principle of the disconnection detection device 30 incorporated in the voltage detection device described above will be described with reference to FIG. For simplicity, only the block B1 connected to the voltage detection IC 11 will be described, but the same applies to the blocks B2 to B5.

上述した第1実施形態では、コンデンサC10nの両端電圧の変化率(V1/V2)に基づいて断線を検出していた。第2実施形態では、スイッチ素子SWnがオフされてから第3所定時間Tc3経過したときのコンデンサC10nの両端電圧V3が第3閾値以下のときに断線を検出する。上記第3所定時間Tc3は、3×時定数τ2よりも長く、かつ、時定数τ1よりも短く設定されている。   In the first embodiment described above, the disconnection is detected based on the change rate (V1 / V2) of the voltage across the capacitor C10n. In the second embodiment, the disconnection is detected when the voltage V3 across the capacitor C10n when the third predetermined time Tc3 has elapsed after the switch element SWn is turned off is equal to or lower than the third threshold value. The third predetermined time Tc3 is set longer than 3 × time constant τ2 and shorter than time constant τ1.

このように第3所定時間Tc3を設定すれば、断線時において第3所定時間Tc3経過後のコンデンサC10nの両端電圧は、単位セルBTnの両端電圧Eの0.632倍以下となる。単位セルBTnの両端電圧E×0.632は、単位セルBTnの正常時の最小両端電圧よりも大きい。一方、正常時において第3所定時間Tc3経過後のコンデンサC10nの両端電圧は、単位セルBTnの両端電圧とほぼ等しいため、単位セルBTnの正常時の最小両端電圧より下回ることはない。そこで、上述したように第3所定時間Tc3を3×時定数τ2よりも長く、かつ、時定数τ1よりも短く設定し、第3閾値を単位セルBTnの正常時の最小両端電圧よりも小さい値に設定すれば、両端電圧V3が第3閾値以下のとき断線を検出することができる。 Thus setting the third predetermined time Tc3, the voltage across the capacitor C10n after the third predetermined time Tc3 elapsed during disconnection, the following 0.632 times the voltage across E of the unit cell BT n. The voltage E × 0.632 across the unit cell BT n is larger than the minimum voltage across the unit cell BTn when it is normal. On the other hand, the voltage across the capacitor C10n after the third predetermined time Tc3 elapsed in normal, since approximately equal to the voltage across the unit cell BT n, does not fall below the minimum voltage across the normal unit cell BTn. Therefore, as described above, the third predetermined time Tc3 is set longer than 3 × time constant τ2 and shorter than time constant τ1, and the third threshold value is smaller than the minimum voltage across the unit cell BTn at the normal time. Is set, the disconnection can be detected when the both-end voltage V3 is equal to or lower than the third threshold value.

次に、第2実施形態における電圧検出装置の断線検出処理について図10を参照して説明する。なお、図8について上述した第1実施形態で既に説明した断線検出処理と同等のステップについては同一符号を付してその詳細な説明を省略する。まず、制御回路18は、第1実施形態と同様に、ステップS1〜S4に進む。次に、制御回路18は、スイッチ素子SWnをオフ制御してから図10に示すように、3×時定数τ2より長く、かつ、時定数τ1より短く設定された第3所定時間Tc3が経過するのを待って(ステップS15でY)、第3コンデンサ電圧測定手段として働き、コンデンサC10nの両端電圧を測定して両端電圧V3としてRAMに格納する(ステップS16)。   Next, the disconnection detection process of the voltage detection apparatus in 2nd Embodiment is demonstrated with reference to FIG. Note that steps that are equivalent to the disconnection detection processing already described in the first embodiment described above with reference to FIG. 8 are assigned the same reference numerals, and detailed descriptions thereof are omitted. First, the control circuit 18 proceeds to steps S1 to S4 as in the first embodiment. Next, the control circuit 18 controls to turn off the switch element SWn, and then, as shown in FIG. 10, a third predetermined time Tc3 set longer than 3 × time constant τ2 and shorter than time constant τ1 elapses. (Y in step S15), it functions as a third capacitor voltage measuring means, measures the voltage across the capacitor C10n, and stores it in the RAM as the voltage V3 across the capacitor (step S16).

その後、制御回路18は、取り込んだ両端電圧V3が第3閾値以下のとき(ステップS17でY)、単位セルBTnと電圧検出IC11とを接続する電路が断線していると判断し、その旨を断線検出結果としてRAMに格納する(ステップS10)。これに対して、制御回路18は、取り込んだ両端電圧V3が第3閾値よりも大きいとき(ステップS17でN)、単位セルBTnと電圧検出IC11とを接続する電路は正常であると判断し(ステップS11)、その旨を断線検出結果としてRAMに格納する(ステップS12)。以降、第1実施形態と同様のためここでは詳細な説明は省略する。 Thereafter, the control circuit 18, when the voltage across V3 captured below the third threshold value (Y in step S17), determines that the path for connecting the unit cells BT n and the voltage detection IC11 is broken, that effect Is stored in the RAM as a disconnection detection result (step S10). On the other hand, the control circuit 18 determines that the electric circuit connecting the unit cell BT n and the voltage detection IC 11 is normal when the captured both-end voltage V3 is larger than the third threshold (N in step S17). (Step S11), the fact is stored in the RAM as a disconnection detection result (Step S12). Hereinafter, since it is the same as that of the first embodiment, a detailed description is omitted here.

上述した第2実施形態は、制御回路18が、スイッチ素子SWnをオフしてから第3所定時間Tc3経過後のコンデンサC10nの両端電圧が第3閾値以下か否かに基づいて電路の断線を検出している。よって、第1実施形態と同様に、単位セルBT1〜BT55を放電して均等化するために用いられる抵抗R100〜R111及びスイッチ素子SW1〜SW11、ノイズフィルタ用のコンデンサC101〜C111を利用して断線検出を行うことができる。このため、部品点数の増加を防いで電路の断線を検出することができる断線検出装置を安価に提案することができる。 In the second embodiment described above, disconnection of the electric circuit is detected based on whether or not the voltage across the capacitor C10n after the third predetermined time Tc3 elapses after the control circuit 18 turns off the switch element SWn is equal to or lower than the third threshold value. is doing. Thus, as in the first embodiment, the resistor is used to equalize to discharge the unit cell BT 1 ~BT 55 R100~R111 and switching element SW1~SW11, utilizing the capacitor C101~C111 for noise filter Disconnection detection. For this reason, the disconnection detection apparatus which can prevent the increase in a number of parts and can detect the disconnection of an electric circuit can be proposed cheaply.

また、上述した第2実施形態によれば、第3閾値を単位セルBTnの正常時の最小両端電圧よりも小さい値に設定することにより、単位セルBTnの両端電圧が変動しても正確に断線を検出することができる。 Further, according to the second embodiment described above, by setting the third threshold value to a value smaller than the minimum voltage across the normal of the unit cell BT n, also the voltage across the unit cell BT n fluctuates exactly Disconnection can be detected.

また、上述した第2実施形態によれば、第3所定時間Tc3を3×時定数τ2よりも長く、かつ、時定数τ1よりも短く設定することにより、確実に断線時において第3所定時間Tc3経過後のコンデンサC10nの両端電圧を単位セルBTnの正常時の最小両端電圧よりも小さい値にすることができるので、正確に電路の断線を検出することができる。 Further, according to the second embodiment described above, the third predetermined time Tc3 is set to be longer than the 3 × time constant τ2 and shorter than the time constant τ1, so that the third predetermined time Tc3 can be reliably established at the time of disconnection. since the voltage across the capacitor C10n after lapse can be a value smaller than the minimum voltage across the normal of the unit cell BT n, it is possible to detect the disconnection of accurately path.

また、前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。   Further, the above-described embodiments are merely representative forms of the present invention, and the present invention is not limited to the embodiments. That is, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

11〜15 電圧検出IC(電圧検出手段)
18 制御回路(スイッチ制御手段、第1コンデンサ電圧測定手段、第2コンデンサ電圧測定手段、第3コンデンサ電圧測定手段、断線検出手段)
BT1〜BT55 単位セル
C101〜C111 コンデンサ
SW1〜SW11 スイッチ素子
11-15 Voltage detection IC (voltage detection means)
18 Control circuit (switch control means, first capacitor voltage measurement means, second capacitor voltage measurement means, third capacitor voltage measurement means, disconnection detection means)
BT 1 to BT 55 unit cell C101~C111 capacitor SW1~SW11 switching element

Claims (6)

互いに直列接続された複数の単位セルの各々の両端と、前記単位セルの両端電圧を検出する電圧検出手段と、を接続する電路の断線を検出する断線検出装置において、
前記複数の単位セルの両端と前記電圧検出手段との間を接続する前記電路にそれぞれ設けられた複数の抵抗と、
前記抵抗を介して前記単位セルの各々に並列接続された複数のスイッチ素子と、
前記抵抗を介して前記単位セル及び前記スイッチ素子の各々に並列接続された複数のコンデンサと、
前記スイッチ素子をオン制御することにより前記コンデンサを放電してその両端電圧を0にした後に前記スイッチ素子をオフ制御するスイッチ制御手段と、
前記スイッチ制御手段により前記スイッチ素子がオフ制御されてから前記電路の正常時において前記コンデンサの両端電圧が前記単位セルの両端電圧に等しくなるような時間経過した後、かつ、前記電路の断線時において前記コンデンサの両端電圧が前記単位セルの両端電圧に等しくなるような時間が経過する前の前記コンデンサの両端電圧を測定する第1コンデンサ電圧測定手段と、
前記第1コンデンサ電圧測定手段よりも後に前記コンデンサの両端電圧を測定する第2コンデンサ電圧測定手段と、
前記第1コンデンサ電圧測定手段及び前記第2コンデンサ電圧測定手段により各々測定された前記コンデンサの両端電圧に基づいて前記電路の断線を検出する断線検出手段と、
を備えたことを特徴とする断線検出装置。
In the disconnection detecting device for detecting disconnection of the electric circuit connecting the both ends of each of the plurality of unit cells connected in series with each other and the voltage detecting means for detecting the voltage across the unit cells,
A plurality of resistors respectively provided in the electric circuit connecting between both ends of the plurality of unit cells and the voltage detection means;
A plurality of switch elements connected in parallel to each of the unit cells via the resistor;
A plurality of capacitors connected in parallel to each of the unit cell and the switch element via the resistor;
A switch control means for controlling the switch element to be turned off after the capacitor is discharged by setting the switch element to be turned on to reduce the voltage across the capacitor to 0;
After a lapse of time such that the voltage across the capacitor becomes equal to the voltage across the unit cell when the electrical circuit is normal after the switch element is turned off by the switch control means, and when the electrical circuit is disconnected First capacitor voltage measuring means for measuring the voltage across the capacitor before a time has elapsed such that the voltage across the capacitor is equal to the voltage across the unit cell;
Second capacitor voltage measuring means for measuring the voltage across the capacitor after the first capacitor voltage measuring means;
Disconnection detecting means for detecting disconnection of the electric circuit based on the voltage across the capacitor measured by the first capacitor voltage measuring means and the second capacitor voltage measuring means,
A disconnection detecting device comprising:
(前記第1コンデンサ電圧測定手段により測定されたコンデンサの両端電圧)/(前記第2コンデンサ電圧測定手段により測定されたコンデンサの両端電圧)が第1閾値以下になったとき、又は、(前記第2コンデンサ電圧測定手段により測定されたコンデンサの両端電圧)/(前記第1コンデンサ電圧測定手段により測定されたコンデンサの両端電圧)が第2閾値以上になったときに、前記断線検出手段が断線を検出する
ことを特徴とする請求項1に記載の断線検出装置。
When (the voltage across the capacitor measured by the first capacitor voltage measuring means) / (the voltage across the capacitor measured by the second capacitor voltage measuring means) is equal to or lower than the first threshold, or (the first voltage The voltage across the capacitor measured by the two-capacitor voltage measuring means / (the voltage across the capacitor measured by the first capacitor voltage measuring means) is equal to or higher than the second threshold value, and the disconnection detecting means detects the disconnection. It detects. The disconnection detection apparatus of Claim 1 characterized by the above-mentioned.
前記スイッチ制御手段により前記スイッチ素子がオフ制御されてから第1所定時間経過したときに前記コンデンサの両端電圧を測定するように、前記第1コンデンサ電圧測定手段が設定され、
前記スイッチ制御手段により前記スイッチ素子がオフ制御されてから前記第1所定時間よりも長い第2所定時間経過したときに前記コンデンサの両端電圧を測定するように、前記第2コンデンサ電圧測定手段が設定され、
前記第1所定時間が、3×(前記電路正常時の前記コンデンサの充電時定数)よりも長く、かつ、0.4×(前記電路断線時の前記コンデンサの充電時定数)よりも短く設定され、
前記第2所定時間が、(前記電路断線時の前記コンデンサの充電時定数)よりも長く設定され、
前記第1閾値が0.5以下、又は、前記第2閾値が2以上に設定されている
ことを特徴とする請求項2に記載の断線検出装置。
The first capacitor voltage measuring means is set to measure the voltage across the capacitor when a first predetermined time has elapsed after the switch element is turned off by the switch control means;
The second capacitor voltage measuring means sets the voltage across the capacitor to measure when a second predetermined time longer than the first predetermined time elapses after the switch element is turned off by the switch control means. And
The first predetermined time is set longer than 3 × (charging time constant of the capacitor when the circuit is normal) and shorter than 0.4 × (charging time constant of the capacitor when the circuit is disconnected). ,
The second predetermined time is set to be longer than (the charging time constant of the capacitor when the circuit is disconnected),
The disconnection detection device according to claim 2, wherein the first threshold value is set to 0.5 or less, or the second threshold value is set to 2 or more.
互いに直列接続された複数の単位セルの各々の両端と、前記単位セルの両端電圧を検出する電圧検出手段と、を接続する電路の断線を検出する断線検出装置において、
前記複数の単位セルの両端と前記電圧検出手段との間を接続する前記電路にそれぞれ設けられた複数の抵抗と、
前記抵抗を介して前記単位セルの各々に並列接続された複数のスイッチ素子と、
前記抵抗を介して前記単位セル及び前記スイッチ素子の各々に並列接続された複数のコンデンサと、
前記スイッチ素子をオン制御することにより前記コンデンサを放電してその両端電圧を0にした後に前記スイッチ素子をオフ制御するスイッチ制御手段と、
前記スイッチ制御手段により前記スイッチ素子がオフ制御されてから前記電路の正常時において前記コンデンサの両端電圧が前記単位セルの両端電圧に等しくなるような時間経過した後、かつ、前記電路の断線時において前記コンデンサの両端電圧が前記単位セルの両端電圧に等しくなるような時間が経過する前の前記コンデンサの両端電圧を測定する第3コンデンサ電圧測定手段と、
前記第3コンデンサ電圧測定手段により測定された前記コンデンサの両端電圧が第3閾値よりも小さいときに断線を検出する断線検出手段と、
を備えたことを特徴とする断線検出装置。
In the disconnection detecting device for detecting disconnection of the electric circuit connecting the both ends of each of the plurality of unit cells connected in series with each other and the voltage detecting means for detecting the voltage across the unit cells,
A plurality of resistors respectively provided in the electric circuit connecting between both ends of the plurality of unit cells and the voltage detection means;
A plurality of switch elements connected in parallel to each of the unit cells via the resistor;
A plurality of capacitors connected in parallel to each of the unit cell and the switch element via the resistor;
A switch control means for controlling the switch element to be turned off after the capacitor is discharged by setting the switch element to be turned on to reduce the voltage across the capacitor to 0;
After a lapse of time such that the voltage across the capacitor becomes equal to the voltage across the unit cell when the electrical circuit is normal after the switch element is turned off by the switch control means, and when the electrical circuit is disconnected A third capacitor voltage measuring means for measuring a voltage across the capacitor before a time such that a voltage across the capacitor becomes equal to a voltage across the unit cell;
A disconnection detecting means for detecting a disconnection when a voltage across the capacitor measured by the third capacitor voltage measuring means is smaller than a third threshold;
A disconnection detecting device comprising:
前記第3閾値が、前記単位セルの正常時の最小両端電圧よりも小さい値に設定されている
ことを特徴とする請求項4に記載の断線検出装置。
The disconnection detecting device according to claim 4, wherein the third threshold is set to a value smaller than a minimum voltage across the unit cell when normal.
前記スイッチ制御手段により前記スイッチ素子がオフ制御されてから第3所定時間経過したときに前記コンデンサの両端電圧を測定するように、前記第3コンデンサ電圧測定手段が設定され、
前記第3所定時間が、3×(前記電路正常時の前記コンデンサの充電時定数)よりも長く、かつ、(前記電路断線時の前記コンデンサの充電時定数)よりも短く設定されている
ことを特徴とする請求項5に記載の断線検出装置。
The third capacitor voltage measuring means is set to measure the voltage across the capacitor when a third predetermined time has elapsed after the switch element is turned off by the switch control means;
The third predetermined time is set to be longer than 3 × (the charging time constant of the capacitor when the electric circuit is normal) and shorter than (the charging time constant of the capacitor when the electric circuit is disconnected). The disconnection detection apparatus according to claim 5, wherein
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