JP2012103108A - 電圧検出装置および電圧検出システム - Google Patents

Abstract

【課題】マルチプレクサを切り替えるスイッチ選択手段の自己診断が可能な電圧検出装置および電圧検出システムを提供する。
【解決手段】複数の電池セル１１がそれぞれ接続される入力チャンネル３１ａ_０〜３１ａ_１２とは別のチャンネル３１ｂをマルチプレクサ３０に設け、当該別のチャンネル３１ｂには所定の電圧を設定する。スイッチ選択回路４０は所定のシーケンスに従ってマルチプレクサ３０の切り替えを行い、これによりマイコン６０は各電池セル１１のセル電圧および所定の電圧を取得する。そして、マイコン６０は、所定の電圧を検出するタイミングと所定のシーケンスに予め設定された所定の電圧を検出するタイミングとが異なるときはスイッチ選択回路４０に異常が生じていると判定する。このようにして、マルチプレクサ３０の切り替えを行うスイッチ選択回路４０の自己診断を行うことができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、電圧検出装置および電圧検出システムに関する。

従来より、電池セルの過充電検出や過放電検出の閾値が自発変化したことを検出する故障診断機能を備えた電池制御装置が、例えば特許文献１で提案されている。具体的に、特許文献１では、電池セルのセル電圧を検出し、セル電圧と閾値とを比較する構成が提案されている。

この構成では、電池セルのセル電圧と閾値とを比較するに際し、閾値を本来の値から一定値だけ強制的にシフトさせる。つまり、閾値を１段階だけ切り替える。そして、電池制御装置は、閾値の強制変更にもかかわらず閾値と電池セルのセル電圧との大小関係が逆転しないときには、閾値の自発変化が大きいと判定する。このようにして、電圧検出部の閾値の特性ずれを検出できるようになっている。

特開２００３−９２８４０号公報

しかしながら、上記従来の技術では、電圧制御装置における閾値判定は閾値を超えるか否かという信号として１ビットのＡＤ変換器とみなせるから、ＡＤ変換方式においては、ＡＤ変換器を含む電圧検出部の特性しか診断することができない。

また、一般的に、ＡＤ変換回路は１つのＡＤ変換器を用いて各電池セルとＡＤ変換器とをマルチプレクサで切り替えるという構成をとっている。このため、スイッチ選択手段を用いてマルチプレクサを切り替えることが考えられる。

スイッチ選択手段によってマルチプレクサが切り替えられる場合、スイッチ選択手段が故障したとしても、電池セルのセル電圧は基本的に同じ電圧値となる。すなわち、このスイッチ選択手段の故障によって検出される電池セルのセル電圧は変化しない。このため、検出される電池セルのセル電圧に基づいてスイッチ選択手段の故障を自己診断することができないという問題がある。

本発明は上記点に鑑み、マルチプレクサを切り替えるスイッチ選択手段の自己診断が可能な電圧検出装置および電圧検出システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、複数の電池セルが直列に接続されている組電池の各々の電池セルの両極が入力チャンネルにそれぞれ接続され、入力チャンネルのうちの任意の入力チャンネルを出力チャンネルに選択的に接続するための複数の選択スイッチを有するマルチプレクサを備えている。

また、マルチプレクサの出力をＡＤ変換するＡＤ変換器と、所定の入力信号に応じて、複数の選択スイッチに対してマルチプレクサのどの入力チャンネルを出力チャンネルに接続するのかを指示するスイッチ選択手段と、ＡＤ変換器の出力に基づいてスイッチ選択手段の異常の有無を判定する異常判定手段と、を備えている。

そして、マルチプレクサは、複数の電池セルに接続される入力チャンネルとは異なる別のチャンネルと、この別のチャンネルを出力チャンネルに接続するための別のスイッチと、を備え、当該別のチャンネルは所定の電圧となるように予め設定されている。

また、スイッチ選択手段は、所定の入力信号をトリガとして、所定のシーケンスに従って入力チャンネルと別のチャンネルを出力チャンネルに接続するようにマルチプレクサの複数の選択スイッチおよび別のスイッチに指示する。

さらに、異常判定手段は、ＡＤ変換器が所定の電圧を検出するタイミングと所定のシーケンスにおいて予め設定された所定の電圧を検出するタイミングとが異なるとき、スイッチ選択手段に異常が生じていると判定することを特徴とする。

このように、マルチプレクサにおいて電池セルが接続される入力チャンネルとは別のチャンネルを設け、当該別のチャンネルに設定された所定の電圧を所定のシーケンスに従って検出しているので、実際にＡＤ変換器が所定の電圧を検出するタイミングと所定のシーケンスに予め設定された所定の電圧を検出するタイミングとの違いによってスイッチ選択手段の異常を判定することができる。したがって、マルチプレクサの複数の選択スイッチおよび別のスイッチを切り替えるスイッチ選択手段の自己診断を行うことができる。

請求項２に記載の発明では、所定の電圧は、複数の電池セルのセル電圧がそれぞれ正常である電圧範囲外に設定されていることを特徴とする。これによると、所定の電圧は電池セルのセル電圧ではあり得ない電圧値に設定されるので、異常判定手段は電池セルのセル電圧と所定の電圧とを確実に区別することができる。

請求項３に記載の発明では、マルチプレクサは集積回路で構成されており、前記別のチャンネルは集積回路内に構成されていることを特徴とする。これによると、組電池に対するマルチプレクサのピン数を減らすことができる。

上記では、組電池を備えない電圧検出装置の構成について述べたが、組電池を備えた電圧検出システムとして構成することもできる。すなわち、請求項４に記載の発明では、複数の電池セルが直列に接続されている組電池を備えた構成となっている。このような電圧検出システムとして構成したとしても、請求項１と同様の効果を得ることができる。

また、請求項５に記載の発明では、請求項２に記載の発明と同様に、所定の電圧を、複数の電池セルのセル電圧がそれぞれ正常である電圧範囲外に設定することができる。

さらに、請求項６に記載の発明では、請求項３に記載の発明と同様に、マルチプレクサを集積回路で構成し、別のチャンネルを集積回路内に構成することができる。

本発明の第１実施形態に係る電圧検出装置を含んだ電圧検出システムの全体構成図である。 スイッチ選択手段が正常であるときの電圧検出装置の動作を示したタイミングチャートである。 スイッチ選択手段に異常が生じているときの電圧検出装置の動作を示したタイミングチャートである。 本発明の第２実施形態に係る電圧検出装置を含んだ電圧検出システムの一部を示した図である。

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

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

組電池１０は、最小単位である電池セル１１が直列に複数接続されて構成された電池群である。電池セル１１は例えば１３個（Ｖ０〜Ｖ１２）が直列に接続されている。電池セル１１として充電可能なリチウムイオン二次電池が用いられる。そして、電圧検出装置２０は、例えばハイブリッド車等の電気自動車に適用されるものであり、組電池１０はハイブリッド車等の電気自動車に搭載され、インバータやモータ等の負荷を駆動するための電源や電子機器の電源等に用いられる。

電圧検出装置２０は、組電池１０を構成する各電池セル１１のセル電圧をそれぞれ監視する装置である。このような電圧検出装置２０は、マルチプレクサ３０、スイッチ選択回路４０、電圧検出回路５０、およびマイクロコンピュータ６０（以下、マイコン６０という）を備えている。

マルチプレクサ３０は、組電池１０を構成する各々の電池セル１１のうちのいずれかと電圧検出回路５０とを接続するスイッチ群である。このマルチプレクサ３０は、各電池セル１１の両極が接続される複数の入力チャンネル３１ａ_０〜３１ａ_１２と、電圧検出回路５０に接続される出力チャンネル３２と、を備えている。本実施形態では、マルチプレクサ３０は集積回路（ＩＣ）内に形成されている。したがって、入力チャンネル３１ａ_０〜３１ａ_１２や出力チャンネル３２はＩＣの端子である。

また、マルチプレクサ３０は、入力チャンネル３１ａ_０〜３１ａ_１２のうちの任意の入力チャンネル３１ａ_０〜３１ａ_１２を出力チャンネル３２に選択的に接続するための複数の選択スイッチを備えている。複数の選択スイッチには、各電池セル１１の負極側に接続される複数の負極側スイッチ３３ａ_０〜３３ａ_１２（ＳＷ０＿２〜ＳＷ１２＿２）と、各電池セル１１の正極側に接続される複数の正極側スイッチ３３ｂ_０〜３３ｂ_１２（ＳＷ１＿１〜ＳＷ１２＿１）と、が含まれている。

例えば、Ｖ１１の電池セル１１のセル電圧を検出する場合は、ＳＷ１１＿２の負極側スイッチ３３ａ_１１とＳＷ１１＿１の正極側スイッチ３３ｂ_１１とがオンされる。

さらに、マルチプレクサ３０は、複数の電池セル１１に接続される入力チャンネル３１ａ_０〜３１ａ_１２とは異なる別のチャンネル３１ｂを備えている。当該別のチャンネル３１ｂは所定の電圧（特定の電圧）となるように予め設定されている。本実施形態では、別のチャンネル３１ｂは組電池１０に接続されているものの、電池セル１１ではなく配線１２に接続されている。この配線１２は組電池１０に含まれている。したがって、マルチプレクサ３０の別のチャンネル３１ｂには所定の電圧として０Ｖが入力されるようになっている。

電池セル１１のセル電圧は例えば４Ｖ〜６Ｖが正常な電圧範囲であるから、所定の電圧は各電池セル１１のセル電圧がそれぞれ正常である電圧範囲外に設定されている。

そして、マルチプレクサ３０は、別のチャンネル３１ｂを出力チャンネル３２に接続するため、上記の選択スイッチとは異なる別のスイッチを備えている。別のスイッチは、負極側スイッチ３４ａ（ＳＷ１３＿２）と、正極側スイッチ３４ｂ（ＳＷ１３＿１）と、である。したがって、別のスイッチ３４ａ、３４ｂがオンすると、負極側スイッチ３４ａ（ＳＷ１３＿２）と正極側スイッチ３４ｂ（ＳＷ１３＿１）とが配線１２によって短絡されるので、０Ｖが所定の電圧として出力チャンネル３２から出力される。

上記の選択スイッチ３３ａ_０〜３３ａ_１２、３３ｂ_０〜３３ｂ_１２および別のスイッチ３４ａ、３４ｂは、例えばトランジスタ等で構成されている。

スイッチ選択回路４０は、マルチプレクサ３０を構成する選択スイッチ３３ａ_０〜３３ａ_１２、３３ｂ_０〜３３ｂ_１２および別のスイッチ３４ａ、３４ｂのオン／オフ制御を行う回路である。スイッチ選択回路４０は、例えばカウンタやデコーダ等を備えて構成されている。

そして、スイッチ選択回路４０は、予め設定された所定のシーケンスに従って入力チャンネル３１ａ_０〜３１ａ_１２と別のチャンネル３１ｂを出力チャンネル３２に接続するようにマルチプレクサ３０の選択スイッチ３３ａ_０〜３３ａ_１２、３３ｂ_０〜３３ｂ_１２および別のスイッチ３４ａ、３４ｂに指示する。本実施形態では、所定のシーケンスは、Ｖ０の電池セル１１からＶ１２の電池セル１１までのセル電圧を順番に検出し、Ｖ１２の電池セル１１のセル電圧を検出した後、別のチャンネル３１ｂに設定された所定の電圧を検出するように設定されている。

また、スイッチ選択回路４０は、マイコン６０から入力する所定の入力信号をトリガとして、上記の所定のシーケンスを実行する。所定の入力信号は一定周波数の信号である。なお、スイッチ選択回路４０は上記の集積回路内に形成されている。

電圧検出回路５０は、マルチプレクサ３０で選択された電池セル１１のセル電圧を増幅して測定する回路である。このため、電圧検出回路５０は、差動増幅回路５１とＡＤ変換器５２（図１のＡＤＣ）とを備えている。

差動増幅回路５１はマルチプレクサ３０の出力チャンネル３２に接続されており、抵抗５１ａ〜５１ｄとオペアンプ５１ｅとを備えて構成されている。抵抗５１ａはマルチプレクサ３０の出力チャンネル３２の正極側に接続され、抵抗５１ｂは抵抗５１ａとグランドとの間に接続されている。これら抵抗５１ａと抵抗５１ｂとの間の接続点がオペアンプ５１ｅの非反転入力端子に接続されている。また、抵抗５１ｃはマルチプレクサ３０の出力チャンネル３２の負極側に接続され、抵抗５１ｄは抵抗５１ｃとオペアンプ５１ｅの出力端子との間に接続されている。これら抵抗５１ｃと抵抗５１ｄとの間の接続点がオペアンプ５１ｅの反転入力端子に接続されている。そして、オペアンプ５１ｅの出力端子はＡＤ変換器５２に接続されている。

ＡＤ変換器５２は、マイコン６０のＡＤ指令に従って、差動増幅回路５１で増幅された電池セル１１のセル電圧を測定する回路である。ＡＤ変換器５２は、測定したセル電圧をデジタル信号に変換してＡＤ出力としてマイコン６０に出力する。なお、電圧検出回路５０は上記の集積回路内に形成されている。

マイコン６０は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ＲＡＭ等を備え、ＲＯＭ等に記憶されたプログラムに従って各電池セル１１の状態を監視する制御回路である。このようなマイコン６０は、ＡＤ変換器５２によって測定された各電池セル１１のセル電圧と図示しない測定回路により測定された組電池１０に流れる電流とを用いて組電池１０の残存容量（State of Charge；ＳＯＣ）を取得する。そして、この残存容量に基づいて図示しない均等化放電回路等により電池セル１１の充電や放電を制御する。

また、マイコン６０は、ＡＤ変換器５２の出力に基づいてスイッチ選択回路４０の異常の有無を判定する機能も備えている。具体的には、マイコン６０は、所定の入力信号をスイッチ選択回路４０に出力して、スイッチ選択回路４０に所定のシーケンスを実行させる。また、上述のように、所定のシーケンスは予め設定されている。したがって、マイコン６０は、ＡＤ変換器５２が所定の電圧を検出するタイミングと所定のシーケンスにおいて予め設定された所定の電圧を検出するタイミングとを監視し、これらのタイミングが異なるとき、スイッチ選択回路４０に異常が生じていると判定する。これにより、マイコン６０はスイッチ選択回路４０の故障を検出することができる。

以上が、本実施形態に係る電圧検出装置２０および電圧検出システムの構成である。次に、本実施形態に係る電圧検出装置２０の作動について、図２および図３を参照して説明する。

まず、スイッチ選択回路４０が正常である場合について説明する。図２は、スイッチ選択回路４０が正常であるときの電圧検出装置２０の動作を示したタイミングチャートである。

図２に示されるように、マイコン６０からスイッチ選択回路４０に所定の入力信号がトリガとして入力される。これにより、スイッチ選択回路４０では、所定の入力信号の立ち上がりの際に、所定のシーケンスに従って各電池セル１１に対応する入力チャンネル３１ａ０〜ａ１２と出力チャンネル３２との接続が順番に切り替えられる。

具体的には、所定の入力信号の最初（１番目）のパルスがスイッチ選択回路４０に入力されたときには、ＳＷ０＿２の負極側スイッチ３３ａ_０とＳＷ０＿１の正極側スイッチ３３ｂ_０とがオンされる。これにより、Ｖ０の電池セル１１に対応する入力チャンネル３１ａ_０と出力チャンネル３２とが接続されるので、Ｖ０の電池セル１１と電圧検出回路５０とが接続される。

また、所定の入力信号がハイレベルのときにマイコン６０からＡＤ変換器５２にＶ０の電池セル１１のセル電圧をＡＤ変換するＡＤ指令が出される。これにより、ＡＤ変換器５２では、差動増幅回路５１を介してマルチプレクサ３０から入力されるＶ０の電池セル１１のセル電圧のＡＤ変換が行われる。

そして、所定の入力信号がローレベルに変化すると、マイコン６０によりＡＤ変換器５２にＶ０の電池セル１１のセル電圧を読み込むＡＤ指令が出される。これにより、ＡＤ変換器５２からマイコン６０にＶ０の電池セル１１のセル電圧が出力される。

以上のように、マイコン６０はＶ０の電池セル１１のセル電圧を取得する。この後、マイコン６０は、上記と同様に、所定のシーケンスに従ってＶ１〜Ｖ１２の電池セル１１のセル電圧を順に取得する。

上記のようにしてＶ１２の電池セルのセル電圧が検出された後、スイッチ選択回路４０に所定の入力信号の１４番目のパルスが入力されると、スイッチ選択回路４０によってマルチプレクサ３０のＳＷ１３＿２の負極側スイッチ３４ａとＳＷ１３＿１の正極側スイッチ３４ｂとがオンされる。これにより、Ｖ１３に対応する別のチャンネル３１ｂと出力チャンネル３２とが接続されるので、Ｖ１３の配線１２と電圧検出回路５０とが接続される。

したがって、１４番目の所定の入力信号がハイレベルの間にマイコン６０のＡＤ指令によって別のチャンネル３１ｂに設定された所定の電圧（＝０Ｖ）がＡＤ変換され、１４番目の所定の入力信号がローレベルに変化した後はマイコン６０のＡＤ指令によってＡＤ変換器５２からマイコン６０に所定の電圧（＝０Ｖ）が出力される。このようにして、Ｖ１３の所定の電圧（＝０Ｖ）が検出される。

一方、マイコン６０では、別のチャンネル３１ｂに設定された所定の電圧が所定のシーケンスに従った順番で検出されたか否かが判定される。すなわち、本実施形態では、Ｖ０〜Ｖ１２の電池セル１１のセル電圧を検出した後にＶ１３の所定の電圧を検出するようにしている。このため、マイコン６０から出力された所定の入力信号の１４番目のパルスによるスイッチ選択回路４０の切り替えにより、マイコン６０に１４番目に取得された電圧が所定の電圧であるか否かが判定される。

なお、マイコン６０は、１４番目に取得した電圧が閾値以下であるか否かを判定することで、当該電圧が所定の電圧であるか否かを判定することができる。

そして、図２に示されるように、所定の入力信号の１４番目のパルスによって、別のスイッチ３４ａ、３４ｂが正常にオンされ、マイコン６０に１４番目に取得された電圧は所定の電圧であるので、マイコン６０によりスイッチ選択回路４０は正常であると判定される。

例えば、マイコン６０による電圧検出は１回だけではなく繰り返し行う。これにより、マイコン６０で定期的に所定の電圧が検出されれば、スイッチ選択回路４０は正常にマルチプレクサ３０の選択スイッチ３３ａ_０〜３３ａ_１２、３３ｂ_０〜３３ｂ_１２および別のスイッチ３４ａ、３４ｂの切り替えを行っていると言える。

続いて、スイッチ選択回路４０に異常が生じている場合について説明する。図３は、スイッチ選択回路４０に異常が生じているときの電圧検出装置２０の動作を示したタイミングチャートである。

本実施形態では、例えば、スイッチ選択回路４０がＶ２およびＶ３の電池セル１１に対応した選択スイッチ３３ａ_２、３３ｂ_２、３３ａ_３、３３ｂ_３（図示せず）の切り替えを正常に行えないとする。

この場合、図３に示されるように、Ｖ０およびＶ１の電池セル１１のセル電圧は、上述のように所定の入力信号の１番目および２番目のパルスによって順番にマイコン６０に取得される。

そして、所定の入力信号の３番目のパルスがスイッチ選択回路４０に入力されると、本来ならＶ２の電池セル１１に対応した選択スイッチ３３ａ_２、３３ｂ_２がオンするはずである。しかしながら、スイッチ選択回路４０に何らかの異常が生じたことにより、Ｖ４の電池セル１１に対応した選択スイッチ３３ａ_４、３３ｂ_４（図示せず）がオンされるため、マイコン６０には所定の入力信号の３番目のパルスにおいてＶ４の電池セル１１のセル電圧が取得される。つまり、Ｖ２、Ｖ３の２つの電池セル１１の検出が抜かされる。

このように、スイッチ選択回路４０の故障によって、マイコン６０からスイッチ選択回路４０に入力される所定の入力信号の３番目のパルスによって検出されるべきＶ２の電池セル１１のセル電圧が検出されず、Ｖ４の電池セル１１のセル電圧が検出されている。このため、所定のシーケンスに従って電池セル１１のセル電圧を順番に検出できていない。

この後は、所定の入力信号の４番目のパルスがスイッチ選択回路４０に入力されることで、Ｖ５の電池セル１１のセル電圧が検出される。このように、所定の入力信号がスイッチ選択回路４０に入力されることで、Ｖ１２の電池セル１１のセル電圧まで順に検出される。上記のように、Ｖ２、Ｖ３の２つの電池セル１１の検出が抜かされたため、Ｖ１２の電池セル１１のセル電圧は所定の入力信号の１１番目のパルスがスイッチ選択回路４０に入力された際に検出されている。

そして、所定の入力信号の１２番目のパルスがスイッチ選択回路４０に入力されると、Ｖ１３の所定の電圧（＝０Ｖ）が検出される。また、所定の入力信号の１３番目のパルスがスイッチ選択回路４０に入力されるとＶ０の電池セル１１のセル電圧が検出され、所定の入力信号の１４番目のパルスがスイッチ選択回路４０に入力されるとＶ１の電池セル１１のセル電圧が検出される。

一方、マイコン６０では、別のチャンネル３１ｂに設定された所定の電圧が所定のシーケンスに従った順番で検出されたか否かが判定される。これにより、マイコン６０では、ＡＤ変換器５２が所定の電圧を検出するタイミングと、所定のシーケンスにおいて予め設定された所定の電圧を検出するタイミングと、が異なると判定される。すなわち、図３に示されるように、所定の入力信号の１４番目のパルスによってマイコン６０に１４番目に取得された電圧はＶ１の電池セルのセル電圧であるので、マイコン６０によりスイッチ選択回路４０は異常（故障）であると判定される。

このように、マイコン６０は、所定のシーケンスに従った順番で所定の電圧を検出できない場合にはスイッチ選択回路４０に異常が生じていると判定することができる。なお、Ｖ１の電池セル１１のセル電圧を検出した後にスイッチ選択回路４０が異常な動作を起こしているので、Ｖ１の電池セル１１のセル電圧の値そのものも信頼性が低いと判定できる。

以上説明したように、本実施形態では、マルチプレクサ３０において電池セル１１が接続される入力チャンネル３１ａ_０〜３１ａ_１２とは別のチャンネル３１ｂを設け、当該別のチャンネル３１ｂに設定された所定の電圧を所定のシーケンスに従って検出している。このため、マイコン６０において、別のチャンネル３１ｂに設定された所定の電圧を検出する順番が所定のシーケンスに従った順番で検出されたか否かを判定することにより、スイッチ選択回路４０の異常を判定することができる。すなわち、ＡＤ変換器５２が所定の電圧を検出するタイミングと所定のシーケンスに予め設定された所定の電圧を検出するタイミングとの違いによってスイッチ選択回路４０の異常を判定することができる。したがって、電圧検出装置２０において、マルチプレクサ３０の選択スイッチ３３ａ_０〜３３ａ_１２、３３ｂ_０〜３３ｂ_１２および別のスイッチ３４ａ、３４ｂを切り替えるスイッチ選択回路４０の自己診断を行うことができる。

また、本実施形態では、所定の電圧を電池セル１１のセル電圧ではあり得ない電圧値（＝０Ｖ）に設定しているので、マイコン６０は電池セル１１のセル電圧と所定の電圧とを確実に区別することができる。

なお、本実施形態の記載と特許請求の範囲の記載との対応関係については、スイッチ選択回路４０が特許請求の範囲の「スイッチ選択手段」に対応し、マイコン６０が特許請求の範囲の「異常判定手段」に対応する。

（第２実施形態）
本実施形態では、第１実施形態と異なる部分について説明する。上記第１実施形態では、組電池１０に設けられた配線１２によって所定の電圧が設定されていたが、本実施形態ではマルチプレクサ３０の内部に所定の電圧が設定されている。

図４は、本実施形態に係る電圧検出装置２０の一部を示した図である。なお、図４では組電池１０と電圧検出装置２０のマルチプレクサ３０とを示しており、その他の構成は省略している。

上述のように、マルチプレクサ３０は集積回路（ＩＣ）で構成されている。そして、図４に示されるように、Ｖ１３に対応した別のチャンネル３１ｂは集積回路内に構成されている。具体的には、別のスイッチである正極側スイッチ３４ｂ（ＳＷ１３＿１）が集積回路内で負極側スイッチ３４ａ（ＳＷ１３＿２）に接続されている。

これによると、マルチプレクサ３０のピンは組電池１０の各電池セル１１に対応した数だけで済むので、マルチプレクサ３０のピン数を減らすことができる。また、組電池１０に所定の電圧を設定するための配線１２を含める必要もない。

以上のように、マルチプレクサ３０を集積回路（ＩＣ）として構成することで、別のチャンネル３１ｂをマルチプレクサ３０内に構成することもできる。

（他の実施形態）
上記各実施形態で示された電圧検出装置２０および電圧検出システムの構成は一例であり、上記で示した構成に限定されることなく、本発明の特徴を含んだ他の構成とすることもできる。例えば、差動増幅回路５１は必須ではなく、出力チャンネル３２がＡＤ変換器５２に直接接続されていても良い。また、組電池１０が複数用意された場合、マルチプレクサ３０、電圧検出回路５０、およびスイッチ選択回路４０が設けられた集積回路（ＩＣ）を組電池１０毎に設ければ良い。この場合、１つのマイコン６０で各集積回路（ＩＣ）を管理すれば良い。さらに、マルチプレクサ３０のみを集積回路（ＩＣ）で構成しても良い。

上記各実施形態では、所定のシーケンスはＶ０からＶ１３まで順番に電圧を検出するように設定されていたが、これは一例であり、他の順番に設定されていても良い。

上記各実施形態では、所定の電圧は０Ｖに設定されていたが、これは一例であり、他の電圧値でも良い。例えば、電池セル１１のセル電圧ではあり得ない十数Ｖに設定されていても良い。この場合、組電池１０やマルチプレクサ３０内に電圧源等を設けて所定の電圧を設定すれば良い。また、所定の電圧は電池セル１１のセル電圧の電圧範囲内に設定されたとしてセル電圧と識別できる電圧値であれば良い。

また、上記各実施形態では、マルチプレクサ３０に１つの別のチャンネル３１ｂが設けられ、この別のチャンネル３１ｂに設定された所定の電圧が所定のシーケンスに従って検出されていたが、この別のチャンネル３１ｂは複数設けられていても良い。例えば、マルチプレクサ３０に２つの別のチャンネル３１ｂが設けられた場合、それぞれの別のチャンネル３１ｂの電圧を定期的に検出しないようにすることが好ましい。すなわち、５個の電池セル１１のセル電圧を順番に検出した後に１つ目の別のチャンネル３１ｂの所定の電圧を検出し、再び５個の電池セル１１のセル電圧を順番に検出した後に２つ目の別のチャンネル３１ｂの所定の電圧を検出しないようにする。そして、それぞれの別のチャンネル３１ｂの間に検出すべき電池セル１１の数が各間隔で同じにならないようにする。これにより、所定の電圧は定期的に検出されないので、スイッチ選択回路４０の故障を検出できる。また、複数の別のチャンネル３１ｂを用いているので、所定の電圧が定期的に検出されないことを早く検出することも可能である。

上記各実施形態では、電圧検出装置２０および電圧検出システムをハイブリッド車等の電気自動車に適用することについて説明したが、これは装置およびシステムの適用の一例であり、車両に限らず組電池１０を利用して装置を作動させる場合に適用することができる。

１０ 組電池
１１ 電池セル
２０ 電圧検出装置
３０ マルチプレクサ
３１ａ_０〜３１ａ_１２ 入力チャンネル
３２ 出力チャンネル
３３ａ_０〜３３ａ_１２ 負極側スイッチ（選択スイッチ）
３３ｂ_０〜３３ｂ_１２ 正極側スイッチ（選択スイッチ）
３４ａ、３４ｂ 別のスイッチ
４０ スイッチ選択回路（スイッチ選択手段）
５２ ＡＤ変換器
６０ マイコン（異常判定手段）

Claims (6)

1. 複数の電池セルが直列に接続されている組電池の各々の電池セルの両極がそれぞれ接続される複数の入力チャンネルと、前記複数の入力チャンネルのうちの任意の入力チャンネルを出力チャンネルに選択的に接続するための複数の選択スイッチと、を有するマルチプレクサと、
   前記マルチプレクサの出力をＡＤ変換するＡＤ変換器と、
   所定の入力信号に応じて、前記複数の選択スイッチに対して前記マルチプレクサのどの入力チャンネルを出力チャンネルに接続するのかを指示するスイッチ選択手段と、
   前記ＡＤ変換器の出力に基づいて前記スイッチ選択手段の異常の有無を判定する異常判定手段と、を備え、
   前記マルチプレクサは、前記複数の電池セルに接続される入力チャンネルとは異なる別のチャンネルと、この別のチャンネルを前記出力チャンネルに接続するための別のスイッチと、を備え、当該別のチャンネルは所定の電圧となるように予め設定されており、
   前記スイッチ選択手段は、前記所定の入力信号をトリガとして、所定のシーケンスに従って前記入力チャンネルと前記別のチャンネルを前記出力チャンネルに接続するように前記マルチプレクサの複数の選択スイッチおよび別のスイッチに指示し、
   前記異常判定手段は、前記ＡＤ変換器が前記所定の電圧を検出するタイミングと前記所定のシーケンスにおいて予め設定された前記所定の電圧を検出するタイミングとが異なるとき、前記スイッチ選択手段に異常が生じていると判定することを特徴とする電圧検出装置。
2. 前記所定の電圧は、前記複数の電池セルのセル電圧がそれぞれ正常である電圧範囲外に設定されていることを特徴とする請求項１に記載の電圧検出装置。
3. 前記マルチプレクサは集積回路で構成されており、前記別のチャンネルは前記集積回路内に構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の電圧検出装置。
4. 複数の電池セルが直列に接続されている組電池と、
   前記複数の電池セルの両極にそれぞれ接続される複数の入力チャンネルと、前記入力チャンネルのうちの任意の入力チャンネルを出力チャンネルに選択的に接続するための複数の選択スイッチと、を有するマルチプレクサと、
   前記マルチプレクサの出力をＡＤ変換するＡＤ変換器と、
   所定の入力信号に応じて、前記複数の選択スイッチに対して前記マルチプレクサのどの入力チャンネルを出力チャンネルに接続するのかを指示するスイッチ選択手段と、
   前記ＡＤ変換器の出力に基づいて前記スイッチ選択手段の異常の有無を判定する異常判定手段と、を備え、
   前記マルチプレクサは、前記複数の電池セルに接続される入力チャンネルとは異なる別のチャンネルと、この別のチャンネルを前記出力チャンネルに接続するための別のスイッチと、を備え、当該別のチャンネルは所定の電圧となるように予め設定されており、
   前記スイッチ選択手段は、前記所定の入力信号をトリガとして、所定のシーケンスに従って前記入力チャンネルと前記別のチャンネルを前記出力チャンネルに接続するように前記マルチプレクサの複数の選択スイッチおよび別のスイッチに指示し、
   前記異常判定手段は、前記ＡＤ変換器が前記所定の電圧を検出するタイミングと前記所定のシーケンスにおいて予め設定された前記所定の電圧を検出するタイミングとが異なるとき、前記スイッチ選択手段に異常が生じていると判定することを特徴とする電圧検出システム。
5. 前記所定の電圧は、前記複数の電池セルのセル電圧がそれぞれ正常である電圧範囲外に設定されていることを特徴とする請求項４に記載の電圧検出システム。
6. 前記マルチプレクサは集積回路で構成されており、前記別のチャンネルは前記集積回路内に構成されていることを特徴とする請求項４または５に記載の電圧検出システム。

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