JP2016161354A - 劣化検出装置および劣化検出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構成でありながら浮遊容量を推定することができるとともに、電源の絶縁抵抗の劣化検出の精度を向上させることができるようにする。【解決手段】劣化検出装置においては、キャパシタと、電圧検出用抵抗と、電圧検出部と、浮遊容量推定部と、劣化検出部とを備える。キャパシタは、電源に接続されて充放電を行う。電圧検出用抵抗は、絶縁抵抗の劣化を検出する充電経路に設けられ、一端側が接地点に接続される。電圧検出部は、絶縁抵抗の劣化を検出する充電経路が形成された後に、キャパシタの電圧、および、電圧検出用抵抗の他端側にある検出点の電圧を検出する。浮遊容量推定部は、検出点の電圧に基づいて充電経路の浮遊容量を推定する。劣化検出部は、キャパシタの電圧、および、浮遊容量に基づいて電源の絶縁抵抗の劣化を検出する。【選択図】図１３

Description

本発明は、劣化検出装置および劣化検出方法に関する。

従来、例えばハイブリッド自動車や電気自動車などの車両においては、動力源たるモータに対して電力を供給する電源を備えている。電源は、車体と絶縁されるように構成されており、また、かかる電源の絶縁状態を監視する装置、換言すれば、電源の絶縁抵抗の劣化を検出する装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

上記した従来技術にあっては、フライングキャパシタ方式を用いて電源の絶縁抵抗の劣化を検出している。具体的に従来技術においては、電源から絶縁抵抗を介してキャパシタへ通電して充電し、充電されたキャパシタの電圧に基づいて電源の絶縁抵抗の劣化を検出している。

特開２０１４−２０９１４号公報

しかしながら、車両には設計時に意図されない浮遊容量が存在する。そのため、浮遊容量の影響を受けてキャパシタの電圧を正確に検出することができないおそれがあり、絶縁抵抗の劣化検出の精度が低下する場合があった。

そこで、例えば、電源とキャパシタと絶縁抵抗とを結ぶ充電経路に浮遊容量測定用の抵抗やスイッチを追加して浮遊容量を測定し、測定された浮遊容量とキャパシタの電圧とに基づいて電源の絶縁抵抗の劣化を検出する手法が考えらえる。しかしながら、上記した手法は、抵抗などの素子の追加によって劣化検出装置の構成が複雑化するとともに、コストの増加を招くおそれがある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、簡易な構成でありながら浮遊容量を推定することができるとともに、電源の絶縁抵抗の劣化検出の精度を向上させることができる劣化検出装置および劣化検出方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、劣化検出装置において、キャパシタと、電圧検出用抵抗と、電圧検出部と、浮遊容量推定部と、劣化検出部とを備える。キャパシタは、絶縁された電源に接続されて充放電を行う。電圧検出用抵抗は、前記電源の絶縁抵抗の劣化を検出する充電経路に設けられ、一端側が接地点に接続される。電圧検出部は、前記電源の絶縁抵抗の劣化を検出する充電経路が形成された後に、前記キャパシタの電圧、および、前記電圧検出用抵抗の他端側にある検出点の電圧を検出する。浮遊容量推定部は、前記検出点の電圧に基づいて前記充電経路の浮遊容量を推定する。劣化検出部は、前記キャパシタの電圧、および、前記浮遊容量に基づいて前記電源の絶縁抵抗の劣化を検出する。

本発明によれば、簡易な構成でありながら浮遊容量を推定することができ、推定した浮遊容量を用いることで、電源の絶縁抵抗の劣化検出の精度を向上させることができる。

図１は、第１の実施形態に係る劣化検出装置を含む充放電システムの構成例を示すブロック図である。 図２は、劣化検出装置の構成例を示すブロック図である。 図３は、電圧検出回路部の構成例を示す図である。 図４は、第１スタックの電圧でキャパシタの充電を行う充電経路を示す図である。 図５は、充電されたキャパシタの放電を行う放電経路を示す図である。 図６は、第２スタックの電圧でキャパシタの充電を行う充電経路を示す図である。 図７は、組電池の正極側の絶縁抵抗の劣化を検出する際の充電経路を示す図である。 図８は、組電池の負極側の絶縁抵抗の劣化を検出する際の充電経路を示す図である。 図９は、電池監視システムが実行する処理の処理手順の一部を示すフローチャートである。 図１０は、第２の実施形態に係る劣化検出装置の制御部の構成例を示すブロック図である。 図１１は、浮遊容量推定部で行われる浮遊容量の推定処理を説明するためのグラフである。 図１２は、劣化検出部で行われる補正処理を説明するためのグラフである。 図１３は、第２の実施形態に係る電池監視システムが実行する処理の処理手順の一部を示すフローチャートである。

以下、添付図面を参照して、本願の開示する劣化検出装置および劣化検出方法の実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。

（第１の実施形態）
＜１．充放電システムの構成＞
図１は、第１の実施形態に係る劣化検出装置を含む充放電システムの構成例を示すブロック図である。充放電システム１は、例えば、図示しないハイブリッド自動車（ＨＥＶ：Hybrid Electric Vehicle）、電気自動車（ＥＶ：Electric Vehicle）、および、燃料電池自動車（ＦＣＶ：Fuel Cell Vehicle）等の車両に搭載される。充放電システム１は、車両の動力源たるモータに対して電力を供給する電源の充放電等を行うシステムである。

詳しくは、充放電システム１は、組電池１０と、電池監視システム２０と、車両制御装置３０と、モータ４０と、電圧変換器５０と、フェールセーフ用リレー６０とを備える。また、電池監視システム２０は、モニタＩＣ（Integrated Circuit）２１等を有する複数のサテライト基板２２と、劣化検出装置２３とを備える。

組電池１０は、図示しない車体と絶縁された電源（バッテリ）であり、複数のブロック１１により構成される。１つのブロック１１は、直列に接続された複数、例えば２個の電池スタック１２を備える。また、１つの電池スタック１２は、例えば直列に接続された複数の電池セル１３を備える。

なお、ブロック１１、電池スタック１２および電池セル１３の個数は、上記あるいは図示のものに限定されない。また、上記した組電池１０としては、例えばリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池などを用いることができるが、これに限定されるものではない。

複数の電池セル１３はそれぞれ、サテライト基板２２に設けられたモニタＩＣ２１に電気的に接続される。そして、各電池セル１３の電圧は、モニタＩＣ２１によって検出される。なお、モニタＩＣ２１は、第１モニタＩＣ２１ａおよび第２モニタＩＣ２１ｂの複数あり、第１、第２モニタＩＣ２１ａ，２１ｂがそれぞれ、１つの電池スタック１２分の電池セル１３の電圧を検出する。

劣化検出装置２３は、電池監視システム２０が有する絶縁抵抗（後述）の劣化を検出するが、これについては後に説明する。なお、ここで絶縁抵抗の劣化とは、例えば絶縁抵抗の抵抗値が低下して組電池１０の漏電が生じていることを意味する。

また、劣化検出装置２３は、複数の電池セル１３のそれぞれの個別電圧を監視するとともに、各電池スタック１２の電圧を監視する機能も有する。すなわち、劣化検出装置２３は、組電池１０の充電状態を監視する。

具体的には、劣化検出装置２３は、モニタＩＣ２１に対して電圧検出要求を送信して複数の電池セル１３のそれぞれの個別電圧を検出させ、通信ラインＬ１を介して検出結果を受信することで、電池セル１３の電圧を監視する。また、劣化検出装置２３は、導線Ｌ２を介して後述するキャパシタに電池スタック１２の電圧（以下、「スタック電圧」と記載する場合がある）を充電することによりスタック電圧を直接測定して、組電池１０の充電状態を監視する。

なお、劣化検出装置２３は、モニタＩＣ２１が正常に動作しているか否かを判定する機能も有していることが好ましい。具体的には、例えば、劣化検出装置２３は、モニタＩＣ２１から受信した各電池セル１３の個別電圧を加算して得たスタック電圧と、直接検出したスタック電圧とを比較し、両者の差が許容値より大きい場合にモニタＩＣ２１が異常であると判定する。そして、劣化検出装置２３は、モニタＩＣ２１が異常であると判定された場合、例えばフェールセーフ用リレー６０を切り離して、電池セル１３に対する充放電が行われないようにしてもよい。

電圧変換器５０は、昇圧コンバータ５１（図３参照）やインバータ（図示せず）を備え、電源たる組電池１０から出力される電圧を昇圧するとともに、直流から交流の電圧に変換する。なお、図１では、劣化検出装置２３と電圧変換器５０とを別々に図示したが、これは例示であって限定されるものではなく、例えば劣化検出装置２３が電圧変換器５０を備えるように構成してもよい。

車両制御装置３０は、組電池１０の充電状態に応じて組電池１０に対する充放電を行って車両制御する。具体的には、車両制御装置３０は、電圧変換器５０で昇圧されて交流に変換された組電池１０の電圧をモータ４０へ供給してモータ４０を駆動させる。これにより、組電池１０は放電されることとなる。

なお、上記では、電圧変換器５０から電圧が供給される電気負荷としてモータ４０を挙げたが、これは例示であって限定されるものではなく、例えば空調機器、照明灯、オーディオ機器やカーナビゲーションシステムといったその他の電気部品であってもよい。

車両制御装置３０は、モータ４０の回生制動によって発電した電圧を電圧変換器５０で交流から直流の電圧に変換し、組電池１０へ供給する。これにより、組電池１０は充電されることとなる。このように、車両制御装置３０は、劣化検出装置２３から取得した組電池１０の充電状態に基づいて組電池１０の電圧を監視し、監視結果に応じた制御を実行する。

＜２．劣化検出装置の構成＞
次に、劣化検出装置２３の構成について説明する。図２は、劣化検出装置２３の構成例を示すブロック図である。なお、図２では、サテライト基板２２や通信ラインＬ１などを省略している。また、図２では、理解の便宜のため、複数のブロック１１のうちの１つを示すとともに、以下では、ブロック１１における２個の電池スタック１２のうちの一方を「第１スタック１２ａ」、他方を「第２スタック１２ｂ」と記載する場合がある。

劣化検出装置２３は、例えば電子制御装置（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）であり、図２に示すように、電圧検出回路部２４と、Ａ／Ｄ変換部２５と、制御部２６とを備える。

電圧検出回路部２４は、各スタック電圧の検出や絶縁抵抗の劣化検出などを行うための回路を備える。ここで、電圧検出回路部２４について図３を参照して詳しく説明する。

図３は、電圧検出回路部２４の構成例を示す図である。図３に示すように、電圧検出回路部２４は、キャパシタＣ１と、第１スイッチＳ１〜第６スイッチＳ６と、第１抵抗Ｒ１〜第７抵抗Ｒ７とを備える。また、組電池１０は、正極側に絶縁抵抗Ｒｐを備え、負極側に絶縁抵抗Ｒｎを備える。

かかる電圧検出回路部２４では、フライングキャパシタ方式が適用され、後述するように、キャパシタＣ１を各スタック１２ａ，１２ｂの電圧で充電した後、キャパシタＣ１の電圧を各スタック１２ａ，１２ｂの電圧として検出している。

具体的には、電圧検出回路部２４は、キャパシタＣ１を介して充電側回路と放電側回路とに分かれている。充電側回路は、組電池１０の各スタック１２ａ，１２ｂとキャパシタＣ１とが接続され、各スタック１２ａ，１２ｂの電圧をキャパシタＣ１に充電する経路を含む部分である。また、放電側回路は、キャパシタＣ１に充電された電圧を放電する経路を含む部分である。

そして、各スイッチＳ１〜Ｓ６のオン／オフが制御されることで、キャパシタＣ１への充電および放電が制御される。なお、上記した各スイッチＳ１〜Ｓ６としては、例えばソリッドステートリレー（ＳＳＲ：Solid State Relay）を用いることができるが、これに限定されるものではない。また、第１抵抗Ｒ１〜第７抵抗Ｒ７は、キャパシタＣ１の電圧検出に用いられる抵抗である。

電圧検出回路部２４の充電側回路は、キャパシタＣ１に対して、第１スタック１２ａおよび第２スタック１２ｂの各々が並列に接続されている。すなわち、キャパシタＣ１の両端は、第１スタック１２ａの正極および負極に接続されるとともに、第２スタック１２ｂの正極および負極とも接続されている。

また、第１スタック１２ａの正極側とキャパシタＣ１との間には、第１抵抗Ｒ１、第１スイッチＳ１および第５抵抗Ｒ５が直列に設けられ、第１スタック１２ａの負極側とキャパシタＣ１との間には、第２抵抗Ｒ２および第２スイッチＳ２が直列に設けられている。

また、第２スタック１２ｂの正極側とキャパシタＣ１との間には、第３抵抗Ｒ３、第３スイッチＳ３および第５抵抗Ｒ５が直列に設けられ、第２スタック１２ｂの負極側とキャパシタＣ１との間には、第４抵抗Ｒ４および第４スイッチＳ４が直列に設けられている。

電圧検出回路部２４の放電側回路には、第１スタック１２ａおよび第２スタック１２ｂの正極側の経路に第５スイッチＳ５が設けられ、第５スイッチＳ５の一端とキャパシタＣ１との間に第５抵抗Ｒ５が設けられている。また、第１、第２スタック１２ａ，１２ｂの負極側の経路には、第６スイッチＳ６が設けられ、第６スイッチＳ６の一端がキャパシタＣ１に接続されている。

そして、第５スイッチＳ５の他端は、Ａ／Ｄ変換部２５に接続されるとともに、途中で分岐して第６抵抗Ｒ６を介して車体ＧＮＤに接続されている。また、第６スイッチＳ６の他端は、第７抵抗Ｒ７を介して車体ＧＮＤに接続されている。なお、車体ＧＮＤは、接地点の一例であり、かかる接地点の電圧を以下では「ボディ電圧」という場合がある。

Ａ／Ｄ変換部２５は、電圧検出回路部２４の検出点Ａにおける電圧を示すアナログ値をデジタル値へ変換し、変換されたデジタル値を制御部２６（正確には後述する電圧検出部等）へ出力する。

ここで、第１、第２スタック１２ａ，１２ｂの電圧を検出するために行われる、キャパシタＣ１の充電および放電について図４〜図６を参照して説明する。図４は、第１スタック１２ａの電圧でキャパシタＣ１の充電を行う充電経路を示す図である。また、図５は、充電されたキャパシタＣ１の放電を行う放電経路を示す図であり、図６は、第２スタック１２ｂの電圧でキャパシタＣ１の充電を行う充電経路を示す図である。

劣化検出装置２３では、第１、第２スタック１２ａ，１２ｂ毎にキャパシタＣ１が充電される。先ず、第１スタック１２ａの電圧（以下「第１スタック電圧」と記載する場合がある）でキャパシタＣ１を充電する例を説明すると、図４に示すように、第１スイッチＳ１および第２スイッチＳ２がオンされ、他のスイッチＳ３〜Ｓ６がオフされる。

これにより、第１スタック１２ａの正極側は、第１抵抗Ｒ１、第１スイッチＳ１、第５抵抗Ｒ５、キャパシタＣ１、第２スイッチＳ２および第２抵抗Ｒ２を介して第１スタック１２ａの負極側と接続される。すなわち、第１スタック１２ａとキャパシタＣ１とを結ぶ第１経路Ｐ１が形成され、キャパシタＣ１に第１スタック電圧が充電される。

そして、第１経路Ｐ１が形成されてから所定時間が経過した後、キャパシタＣ１の電圧を放電させる。具体的には、図５に示すように、第１スイッチＳ１および第２スイッチＳ２がオフされるとともに、第５スイッチＳ５および第６スイッチＳ６がオンされる。

これにより、電圧検出回路部２４には、放電経路たる第２経路Ｐ２が形成される。第５スイッチＳ５の他端にはＡ／Ｄ変換部２５が接続されているため、第２経路Ｐ２が形成されると、キャパシタＣ１の電圧（すなわち第１スタック電圧）がＡ／Ｄ変換部２５に入力される。なお、Ａ／Ｄ変換部２５は、第５、第６スイッチＳ５，Ｓ６がオンした瞬間に入力されたアナログ値をデジタル値に変換して制御部２６へ出力する。これにより、第１スタック電圧が検出されることとなる。

次に、第２スタック１２ｂの電圧（以下「第２スタック電圧」と記載する場合がある）でキャパシタＣ１を充電する例を説明する。図６に示すように、第３スイッチＳ３および第４スイッチＳ４がオンされ、他のスイッチＳ１，Ｓ２，Ｓ５，Ｓ６がオフされる。

これにより、第２スタック１２ｂの正極側は、第３抵抗Ｒ３、第３スイッチＳ３、第５抵抗Ｒ５、キャパシタＣ１、第４スイッチＳ４および第４抵抗Ｒ４を介して第２スタック１２ｂの負極側と接続される。すなわち、第２スタック１２ｂとキャパシタＣ１とを結ぶ第３経路Ｐ３が形成され、キャパシタＣ１に第２スタック電圧が充電される。

そして、第３経路Ｐ３が形成されてから所定時間が経過した後、第３、第４スイッチＳ３，Ｓ４がオフされるとともに、第５、第６スイッチＳ５，Ｓ６がオンされて、キャパシタＣ１の電圧を放電させる（図５参照）。

これにより、電圧検出回路部２４には第２経路Ｐ２が形成され、キャパシタＣ１の電圧（すなわち第２スタック電圧）がＡ／Ｄ変換部２５に入力される。そして、Ａ／Ｄ変換部２５は、上記と同様に、入力された電圧のアナログ値をデジタル値に変換して制御部２６へ出力する。これにより、第２スタック電圧が検出されることとなる。

このように、放電側の経路と充電側の経路とを切り替えてキャパシタＣ１への充電および放電が行われることで、第１スタック電圧および第２スタック電圧を検出することができる。

また、電圧検出回路部２４の回路には、図３に示すように、上記した組電池１０の正極側の絶縁抵抗Ｒｐと負極側の絶縁抵抗Ｒｎとが設けられている。なお、これら各絶縁抵抗Ｒｐ，Ｒｎは、実装された抵抗と、車体ＧＮＤに対する絶縁を仮想的に表した抵抗との合成抵抗を示しているが、ここでは、実装した抵抗、仮想的な抵抗のいずれであるかを問わない。

各絶縁抵抗Ｒｐ，Ｒｎの抵抗値は、正常時にはほとんど通電することが無い程度に十分に大きい値、例えば数ＭΩとされる。但し、絶縁抵抗Ｒｐ，Ｒｎが劣化した異常時には、例えば組電池１０が車体ＧＮＤなどと短絡して、あるいは短絡に近い状態となって通電してしまう程度の抵抗値に低下する。

ここで、組電池１０の絶縁抵抗Ｒｐ，Ｒｎの劣化を検出するために行われる、キャパシタＣ１の充電および放電について図７，８を参照して説明する。図７は、組電池１０の正極側の絶縁抵抗Ｒｐの劣化を検出する際の充電経路を示す図である。また、図８は、組電池１０の負極側の絶縁抵抗Ｒｎの劣化を検出する際の充電経路を示す図である。

先ず、正極側の絶縁抵抗Ｒｐの劣化を検出する場合は、図７に示すように、第４スイッチＳ４および第５スイッチＳ５がオンされ、他のスイッチＳ１〜Ｓ３，Ｓ６がオフされる。これにより、第１スタック１２ａの正極側は、絶縁抵抗Ｒｐ、第６抵抗Ｒ６、第５スイッチＳ５、第５抵抗Ｒ５、キャパシタＣ１、第４スイッチＳ４、第４抵抗Ｒ４および第２スタック１２ｂを介して第１スタック１２ａの負極側と接続される。

すなわち、第１、第２スタック１２ａ，１２ｂとキャパシタＣ１とを正極側の絶縁抵抗Ｒｐを介して結ぶ第４経路Ｐ４が形成される。この際、絶縁抵抗Ｒｐの抵抗値が正常である場合には、第４経路Ｐ４はほとんど導通せず、絶縁抵抗Ｒｐが劣化して抵抗値が低下していた場合には、第４経路Ｐ４は導通することとなる。

そして、第４経路Ｐ４が形成されてから所定時間が経過した後、第４スイッチＳ４がオフされるとともに、第６スイッチＳ６がオンされてキャパシタＣ１の電圧を放電させる（図５参照）。このときに検出されるキャパシタＣ１の電圧を「電圧ＶＲｐ」とし、電圧ＶＲｐに基づいて絶縁抵抗Ｒｐの劣化を検出するが、これについては後述する。

負極側の絶縁抵抗Ｒｎの劣化を検出する場合は、図８に示すように、第１スイッチＳ１および第６スイッチＳ６がオンされ、他のスイッチＳ２〜Ｓ５がオフされる。これにより、第１スタック１２ａの正極側は、第１抵抗Ｒ１、第１スイッチＳ１、第５抵抗Ｒ５、キャパシタＣ１、第６スイッチＳ６、第７抵抗Ｒ７、絶縁抵抗Ｒｎおよび第２スタック１２ｂを介して第１スタック１２ａの負極側と接続される。

すなわち、第１、第２スタック１２ａ，１２ｂとキャパシタＣ１とを負極側の絶縁抵抗Ｒｎを介して結ぶ第５経路Ｐ５が形成される。この際、絶縁抵抗Ｒｎの抵抗値が正常である場合には、第５経路Ｐ５はほとんど導通せず、絶縁抵抗Ｒｎが劣化して抵抗値が低下していた場合には、第５経路Ｐ５は導通することとなる。

そして、第５経路Ｐ５が形成されてから所定時間が経過した後、図５に示すように、キャパシタＣ１の電圧を放電させる。このときに検出されるキャパシタＣ１の電圧を「電圧ＶＲｎ」とし、電圧ＶＲｎに基づいて絶縁抵抗Ｒｎの劣化を検出するが、これについては後述する。

なお、絶縁抵抗Ｒｐ，Ｒｎの劣化検出処理では、満充電に要するであろう時間よりも短い所定時間だけ充電を行い、その充電電圧を電圧ＶＲｐ，ＶＲｎとして用いて絶縁抵抗Ｒｐ，Ｒｎの劣化検出を行う。

ところで、上記した充放電システム１においては、例えば絶縁抵抗Ｒｎの劣化を検出するための充電経路（第５経路Ｐ５）が形成されている状態で、昇圧コンバータ５１が動作する場合がある。かかる場合、例えば絶縁抵抗Ｒｎの状態や昇圧コンバータ５１の動作タイミング等によっては、ボディ電圧が変動して電源の電圧を上回ることがある。

ボディ電圧が電源の電圧を上回ると、キャパシタＣ１に負電圧が充電される。詳しくは、図８に示すように、昇圧コンバータ５１から充電経路Ｐ５ａのように電流が流れ、充電経路Ｐ５ａの電流が第５経路Ｐ５の電流より大きくなると、キャパシタＣ１に負電圧が充電されることとなる。このような場合、従来技術では、キャパシタＣ１の電圧を正確に検出することができず、結果として絶縁抵抗Ｒｎの劣化検出精度の低下を招くおそれがあった。

また、図７に示すように、例えば絶縁抵抗Ｒｐの劣化を検出するための充電経路（第４経路Ｐ４）が形成されている状態で、昇圧コンバータ５１が動作すると、昇圧コンバータ５１から充電経路Ｐ４ａのように電流が流れることがある。なお、図７，８に示す充電経路Ｐ４ａや充電経路Ｐ５ａは、いずれも電流の流れの一例である。

上記の場合、キャパシタＣ１は、第１、第２スタック１２ａ，１２ｂからの電圧に加え、昇圧コンバータ５１からの電圧で充電されることから、キャパシタＣ１の電圧が上昇してしまい、絶縁抵抗Ｒｐの劣化を正確に検出することが難しくなることがあった。

そこで、本実施形態に係る劣化検出装置２３にあっては、昇圧コンバータ５１を備える場合であっても、絶縁抵抗Ｒｐ，Ｒｎの劣化検出精度を向上させることができるような構成とした。以下、劣化検出装置２３の構成についてさらに詳しく説明する。

図２に示すように、劣化検出装置２３の制御部２６は、ＣＰＵ、ＲＡＭおよびＲＯＭなどを備えたマイクロコンピュータであり、電圧検出回路部２４やＡ／Ｄ変換部２５などを含む劣化検出装置２３全体を制御する。具体的には、制御部２６は、充電経路形成部２６ａと、放電経路形成部２６ｂと、電圧検出部２６ｃと、充電状態監視部２６ｄと、劣化検出部２６ｅとを備える。

充電経路形成部２６ａは、第１〜第６スイッチＳ１〜Ｓ６を制御し、第１、第３〜第５経路Ｐ１，Ｐ３〜Ｐ５を形成する、すなわち、充電経路を形成する（図４、図６〜図８参照）。

なお、第１〜第６スイッチＳ１〜Ｓ６のスイッチングパターンは、ＲＡＭおよびＲＯＭなどの記憶部に予め記憶させておくものとする。そして、充電経路形成部２６ａおよび放電経路形成部２６ｂは、適宜なタイミングで記憶部からスイッチングパターンを読み出すことによって、充電経路または放電経路を形成する。

放電経路形成部２６ｂは、第１〜第６スイッチＳ１〜Ｓ６を制御し、第２経路Ｐ２を形成する、すなわち、放電経路を形成する（図５参照）。

電圧検出部２６ｃは、放電経路形成部２６ｂによって放電経路が形成されると、充電されたキャパシタＣ１の電圧をＡ／Ｄ変換部２５を介して検出する。具体的には、電圧検出部２６ｃは、上記した第１、第２スタック電圧や電圧ＶＲｐ，ＶＲｎを検出する。

また、電圧検出部２６ｃは、キャパシタＣ１に充電された負電圧を検出することができるように構成される。これにより、例えば上述したように、キャパシタＣ１に負電圧が充電される場合であっても、キャパシタＣ１の電圧を正確に検出することができ、よって絶縁抵抗Ｒｐ，Ｒｎの劣化検出精度を向上させることができる。

具体的には、電圧検出部２６ｃとキャパシタＣ１との間に設けられるＡ／Ｄ変換部２５は、入力電圧範囲が正電圧と負電圧とを含むようにオフセットされる。すなわち、例えばＡ／Ｄ変換部２５の入力電圧範囲が０Ｖ〜２００Ｖであった場合、これを−１００Ｖ〜１００Ｖとなるようにオフセットさせる。これにより、電圧検出部２６ｃは、簡素な構成でありながら、キャパシタＣ１の負電圧を検出可能とされる。

なお、上記では、キャパシタＣ１の負電圧を検出するために、Ａ／Ｄ変換部２５の入力電圧範囲をオフセットさせるようにしたが、これに限定されるものではない。すなわち、例えば、Ａ／Ｄ変換部２５の入力電圧範囲を正電圧と負電圧とを含むように拡大させたり、正電圧の検出に用いられるＡ／Ｄ変換部２５と負電圧の検出に用いられるＡ／Ｄ変換部２５とをそれぞれ備えるようにしたりしてもよい。

電圧検出部２６ｃは、検出したキャパシタＣ１の電圧を示す信号を充電状態監視部２６ｄや劣化検出部２６ｅへ出力する。

充電状態監視部２６ｄは、第１経路Ｐ１や第３経路Ｐ３（図４，６参照）でキャパシタＣ１を充電した後に検出された第１、第２スタック電圧に基づいて、第１、第２スタック１２ａ，１２ｂの充電状態を監視する。そして、充電状態監視部２６ｄは、第１、第２スタック１２ａ，１２ｂを含む組電池１０の充電状態の監視結果を示す情報を車両制御装置３０（図１参照）へ出力する。なお、車両制御装置３０は、上述したように、組電池１０の充電状態の監視結果に応じて車両制御を行う。

劣化検出部２６ｅは、第４経路Ｐ４や第５経路Ｐ５（図７，８参照）でキャパシタＣ１を充電した後に検出されたキャパシタＣ１の電圧ＶＲｐ，ＶＲｎに基づいて、絶縁抵抗Ｒｐ，Ｒｎの劣化を検出する。

詳しくは、絶縁抵抗Ｒｐ，Ｒｎに劣化が生じるとキャパシタＣ１に充電される電圧が増加することから、充電されたキャパシタＣ１の電圧が増加した場合に、絶縁抵抗Ｒｐ，Ｒｎの劣化を検出するようにする。

具体的には、劣化検出部２６ｅは、先ず電圧ＶＲｐと電圧ＶＲｎとを加算し、電圧ＶＲｐ＋ＶＲｎを算出する。これにより、絶縁抵抗Ｒｐ，Ｒｎの劣化検出において、昇圧コンバータ５１の影響をなくすことが可能となる。

すなわち、図７，８に示すように、キャパシタＣ１に充電される電圧ＶＲｐや電圧ＶＲｎは、第１、第２スタック１２ａ，１２ｂからの電圧に加え、昇圧コンバータ５１からの電圧も含まれている。具体的に電圧ＶＲｐや電圧ＶＲｎは、下記の２式のようになる。
電圧ＶＲｐ＝（スタックからの電圧分）＋（昇圧コンバータからの電圧分）
電圧ＶＲｎ＝（スタックからの電圧分）−（昇圧コンバータからの電圧分）

そのため、例えば仮に、電圧ＶＲｐや電圧ＶＲｎをそのまま絶縁抵抗Ｒｐ，Ｒｎの劣化検出に用いると、昇圧コンバータ５１からの電圧の大きさによっては、劣化を正確に検出できないおそれがある。

そこで、本実施形態では、電圧ＶＲｐと電圧ＶＲｎとを加算することで、昇圧コンバータ５１からの電圧分を相殺するようにした。そして、加算した電圧ＶＲｐ＋ＶＲｎを絶縁抵抗Ｒｐ，Ｒｎの劣化検出に用いることで、昇圧コンバータ５１の影響をなくすことが可能となる。

ここで、図７に示す充電経路Ｐ４，Ｐ４ａにおける時定数と、図８に示す充電経路Ｐ５，Ｐ５ａにおける時定数とは、同じになるように設定されることが好ましい。

具体的に説明すると、図７に示すように、第６抵抗Ｒ６は、正極側の絶縁抵抗Ｒｐの劣化を検出する充電経路である第４経路Ｐ４に設けられ、一端側が車体ＧＮＤに他端側がキャパシタＣ１に接続される。また、図８に示すように、第７抵抗Ｒ７は、負極側の絶縁抵抗Ｒｎの劣化を検出する充電経路である第５経路Ｐ５に設けられ、一端側が車体ＧＮＤに他端側がキャパシタＣ１に接続される。

例えば仮に、上記した第６抵抗Ｒ６の抵抗値と第７抵抗Ｒ７の抵抗値とが異なるように設定された場合、電圧ＶＲｐにおける昇圧コンバータ５１からの電圧分が、電圧ＶＲｎにおける昇圧コンバータ５１からの電圧分と相違してしまう。これにより、上記のように電圧ＶＲｐと電圧ＶＲｎとを加算しても、昇圧コンバータからの電圧分を相殺することができない場合が生じ得る。

そこで、本実施形態では、例えば第６抵抗Ｒ６の抵抗値と第７抵抗Ｒ７の抵抗値とを同じ値に設定するなどして、充電経路Ｐ４，Ｐ４ａにおける時定数と充電経路Ｐ５，Ｐ５ａにおける時定数とを同じにするようにした。これにより、電圧ＶＲｐと電圧ＶＲｎとを加算した場合に、昇圧コンバータ５１からの電圧分を確実に相殺することが可能となる。なお、本明細書においては、「同じ」とは、全く同一である場合のみならず、ほぼ同じである場合も含む一定の幅を有する意味として用いることとする。

劣化検出部２６ｅは、加算した電圧ＶＲｐ＋ＶＲｎを予め設定された電圧値であるしきい値Ｖａと比較し、比較結果に基づいて絶縁抵抗Ｒｐ，Ｒｎの劣化を検出する。ここで、本実施形態では、しきい値Ｖａが電圧値に設定されることから、劣化検出部２６ｅにおいて、絶縁抵抗Ｒｐ，Ｒｎの劣化検出の処理に要する時間を短縮することができる。

詳しくは、従来技術では、例えばキャパシタＣ１の電圧ＶＲｐや電圧ＶＲｎと、スタック電圧とに基づいて絶縁抵抗Ｒｐ，Ｒｎの抵抗値を算出していた。そして、従来技術においては、算出された抵抗値が予め設定された抵抗値であるしきい値以下となった場合、絶縁抵抗Ｒｐ，Ｒｎの劣化を検出するようにしていた。そのため、絶縁抵抗Ｒｐ，Ｒｎの抵抗値の算出処理に時間を要し、絶縁抵抗Ｒｐ，Ｒｎの劣化検出の処理時間が比較的長くなることがあった。

上記した絶縁抵抗Ｒｐや絶縁抵抗Ｒｎが劣化しておらず抵抗値が低下していない場合は、キャパシタＣ１はほとんど充電されないか、あるいは充電されたとしても十分に小さい電圧が充電される。そこで、本実施形態に係る劣化検出部２６ｅは、電圧ＶＲｐ＋ＶＲｎを、比較的低い電圧値に予め設定されたしきい値Ｖａと比較するようにした。

そして、劣化検出部２６ｅは、キャパシタＣ１の電圧ＶＲｐ＋ＶＲｎがしきい値Ｖａ以上となった場合、絶縁抵抗Ｒｐ，Ｒｎの劣化を検出する、言い換えれば、絶縁抵抗Ｒｐ，Ｒｎに異常が生じていると判定する。他方、劣化検出部２６ｅは、電圧ＶＲｐ＋ＶＲｎがしきい値Ｖａ未満の場合、絶縁抵抗Ｒｐ，Ｒｎに劣化はない、言い換えれば、絶縁抵抗Ｒｐ，Ｒｎは正常であると判定する。

このように、本実施形態においては、しきい値Ｖａが電圧値に設定されることから、絶縁抵抗Ｒｐ，Ｒｎの抵抗値を算出していた処理時間の分だけ、絶縁抵抗Ｒｐ，Ｒｎの劣化検出の処理に要する時間を短縮することができる。

なお、上記では、絶縁抵抗Ｒｐ，Ｒｎの劣化検出に電圧ＶＲｐ＋ＶＲｎを用いるようにしたが、これに限られず、例えばＡ／Ｄ変換部２５の入力電圧などを用いてもよい。

また、上記したキャパシタＣ１の電圧ＶＲｐ＋ＶＲｎは、キャパシタＣ１に供給されるスタック電圧の増減によって変動する。そこで、劣化検出部２６ｅは、しきい値Ｖａをスタック電圧に応じて切り替えるようにした。具体的には、劣化検出部２６ｅは、スタック電圧が増加するにつれてしきい値Ｖａも増加させるようにする。なお、ここでのスタック電圧とは、第１スタック１２ａの第１スタック電圧と第２スタック１２ｂの第２スタック電圧とを加算した値である。

これにより、劣化検出部２６ｅにおいては、しきい値Ｖａをスタック電圧の増減に対応した適切な電圧値に設定することが可能となり、よって絶縁抵抗Ｒｐ，Ｒｎの劣化の検出精度を一層向上させることができる。

また、劣化検出部２６ｅは、キャパシタＣ１の電圧ＶＲｐ＋ＶＲｎとしきい値Ｖａとを比較する直前に電圧検出部２６ｃで検出されたスタック電圧に応じてしきい値Ｖａを切り替えることが好ましい。これにより、しきい値Ｖａを、現在の電源の充電状態に対応した適切な電圧値に設定することが可能となる。

なお、上記では、比較する直前に電圧検出部２６ｃで検出されたスタック電圧を用いるようにしたが、これに限定されるものではない。すなわち、例えば劣化検出部２６ｅは、電圧検出部２６ｃで検出された複数回分のスタック電圧の平均値を算出し、当該平均値に応じてしきい値Ｖａを切り替えるようにしてもよい。

これにより、例えばスタック電圧が瞬間的に増減した場合であっても、しきい値Ｖａが急激に変わることがなく、よってしきい値Ｖａを電源の充電状態に対応した適切な電圧値に設定することが可能となる。なお、上記した平均値は、単純平均や加重平均など種々の平均値を適用することができる。

上記したしきい値Ｖａは、例えば記憶部に予め記憶されているものとする。これにより、劣化検出部２６ｅは、スタック電圧に応じたしきい値Ｖａを記憶部から読み出すだけで足り、絶縁抵抗Ｒｐ，Ｒｎの劣化検出の処理時間をより一層短縮することができるとともに、処理負荷も軽減させることができる。

また、本実施形態では、例えば漏電状態を強制的に作り出すための基準抵抗（図示せず）などを第４経路Ｐ４や第５経路Ｐ５に接続し、かかる漏電状態のときにキャパシタＣ１に充電された電圧ＶＲｐ＋ＶＲｎの値がしきい値Ｖａとして設定されることが好ましい。

このように、実測値に基づいてしきい値Ｖａを設定することで、例えばキャパシタＣ１や各抵抗Ｒ１〜Ｒ７に個体差がある場合であっても、個体差を吸収したしきい値Ｖａとすることができ、絶縁抵抗Ｒｐ，Ｒｎの劣化の検出精度を一層向上させることができる。

劣化検出部２６ｅは、上記した絶縁抵抗Ｒｐ，Ｒｎの劣化状態の結果を示す情報を車両制御装置３０等へ出力する。そして、車両制御装置３０は、劣化状態に応じた車両制御やユーザへの報知動作などを行う。

＜３．充電状態監視処理および劣化検出処理の具体的動作＞
次に、以上のように構成された電池監視システム２０で行われる、充電状態監視処理および劣化検出処理の具体的な動作について図９を参照して説明する。図９は、電池監視システム２０が実行する処理の処理手順の一部を示すフローチャートである。なお、図９に示す各種の処理は、劣化検出装置２３の制御部２６による制御に基づいて実行される。

図９に示すように、制御部２６は、第１スタック１２ａの第１スタック電圧を検出し（ステップＳ１）、続いてキャパシタＣ１の電圧ＶＲｐを検出する（ステップＳ２）。次いで、制御部２６は、第２スタック１２ｂの第２スタック電圧を検出し（ステップＳ３）、続いてキャパシタＣ１の電圧ＶＲｎを検出する（ステップＳ４）。

次に、制御部２６は、電圧ＶＲｐ＋ＶＲｎを算出した後（ステップＳ５）、スタック電圧を算出する（ステップＳ６）。なお、スタック電圧は、例えばステップＳ１，Ｓ３で検出された第１スタック電圧と第２スタック電圧とを加算した値である。

続いて、制御部２６は、スタック電圧に応じてしきい値Ｖａを切り替える（ステップＳ７）。なお、しきい値Ｖａを切り替える処理は、スタック電圧が検出される度に必ずしも行う必要はなく、例えばスタック電圧が所定回数検出されるごとに１度実行するようにしてもよい。

制御部２６は、電圧ＶＲｐ＋ＶＲｎと切り替えたしきい値Ｖａとを比較する（ステップＳ８）。そして、制御部２６は、電圧ＶＲｐ＋ＶＲｎがしきい値Ｖａ以上の場合（ステップＳ８，Ｙｅｓ）、絶縁抵抗Ｒｐ，Ｒｎの劣化を検出する（ステップＳ９）。他方、制御部２６は、電圧ＶＲｐ＋ＶＲｎがしきい値Ｖａ未満の場合（ステップＳ８，Ｎｏ）、絶縁抵抗Ｒｐ，Ｒｎに劣化はないと判定する（ステップＳ１０）。

次いで、制御部２６は、劣化検出結果として絶縁抵抗Ｒｐ，Ｒｎの劣化状態を示す情報と、組電池１０の充電状態の監視結果として第１、第２スタック電圧やスタック電圧を示す情報とを車両制御装置３０へ出力する（ステップＳ１１）。

上述してきたように、第１の実施形態に係る劣化検出装置２３は、キャパシタＣ１と、電圧検出部２６ｃと、劣化検出部２６ｅとを備える。また、車両が電圧変換器５０を備える場合、電圧変換器５０は、電源から出力される電圧を昇圧してモータ４０へ供給する。

キャパシタＣ１は、絶縁された電源に接続されて充放電を行う。電圧検出部２６ｃは、キャパシタＣ１の電圧を検出する。劣化検出部２６ｅは、電圧検出部２６ｃで検出されたキャパシタＣ１の電圧ＶＲｐ，ＶＲｎに基づいて絶縁抵抗Ｒｐ，Ｒｎの劣化を検出する。そして、電圧検出部２６ｃは、キャパシタＣ１に充電された負電圧を検出可能である。

これにより、劣化検出装置２３において、車両が電源から出力される電圧を昇圧する電圧変換器５０を備える場合であっても、絶縁抵抗Ｒｐ，Ｒｎの劣化検出精度を向上させることができる。

また、劣化検出装置２３においては、電圧検出部２６ｃは、絶縁抵抗Ｒｐ，Ｒｎの劣化を検出する充電経路（第４、第５経路Ｐ４，Ｐ５）で充電されたキャパシタＣ１の電圧ＶＲｐ，ＶＲｎを検出する。劣化検出部２６ｅは、キャパシタＣ１の電圧ＶＲｐ，ＶＲｎと予め設定された電圧値であるしきい値Ｖａとを比較し、比較結果に基づいて絶縁抵抗Ｒｐ，Ｒｎの劣化を検出する。これにより、絶縁抵抗Ｒｐ，Ｒｎの劣化検出の処理に要する時間を短縮することができる。

＜４．第２の実施形態に係る劣化検出装置の構成＞
（第２の実施形態）
次いで、第２の実施形態に係る劣化検出装置２３を含む充放電システム１について説明する。なお、以下においては、第１の実施形態と共通の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。

車両には設計時に意図されない浮遊容量が存在する。浮遊容量の影響を受けると、例えばキャパシタＣ１の電圧ＶＲｐや電圧ＶＲｎを正確に検出することができないおそれがあり、絶縁抵抗Ｒｐ，Ｒｎの劣化検出の精度が低下する場合があった。

そのため、例えば、浮遊容量の測定に用いられる抵抗やスイッチなどを電圧検出回路部２４の回路に追加して浮遊容量を測定し、測定された浮遊容量を考慮しつつ絶縁抵抗Ｒｐ，Ｒｎの劣化を検出する手法が考えらえる。しかしながら、上記した手法は、抵抗などの素子の追加によって劣化検出装置２３の構成が複雑化するとともに、コストの増加を招くおそれがある。

そこで、第２の実施形態では、劣化検出装置２３において、簡易な構成でありながら浮遊容量を推定でき、かかる浮遊容量を考慮することで、絶縁抵抗Ｒｐ，Ｒｎの劣化を精度よく検出できるような構成とした。

図１０は、第２の実施形態に係る劣化検出装置２３の制御部２６の構成例を示すブロック図である。図１０に示すように、制御部２６は、劣化検出部２６ｅ等に加えて、浮遊容量推定部２６ｆを備える。

浮遊容量推定部２６ｆは、検出点Ａ（図７参照）の電圧に基づいて充電経路の浮遊容量を推定する。なお、図７および図８においては、浮遊容量を仮想的に破線で示し、符号Ｃｐを付した。

図１１は、浮遊容量推定部２６ｆで行われる浮遊容量Ｃｐの推定処理を説明するためのグラフである。なお、図１１に示す例では、正極側の絶縁抵抗Ｒｐの劣化を検出する充電回路（第４経路Ｐ４）が形成されたときの検出点Ａの電圧の変化を示している。

なお、図１１に示す例では、浮遊容量Ｃｐがない場合の電圧変化を実線ｅ１で示すとともに、破線ｅ２、一点鎖線ｅ３、二点鎖線ｅ４の順番で、浮遊容量Ｃｐが大きくなった場合の電圧変化を示している。

また、図１１に示す例では、第４、第５スイッチＳ４，Ｓ５がオンされて、第４経路Ｐ４が形成された瞬間を「時刻ｔ０」とし、キャパシタＣ１が満充電される時間よりも短い時点を「時刻ｔ２」とする。そして、時刻ｔ０とｔ２との間であり、かつ、時刻ｔ０から所定時間経過した時点を「時刻ｔ１」とする。

図１１の説明に入る前にここで、検出点Ａについて図７を参照して説明する。第６抵抗Ｒ６は、上記したように、絶縁抵抗Ｒｐの劣化を検出する第４経路Ｐ４に設けられ、一端側が車体ＧＮＤ（接地点）に接続されている。かかる第６抵抗Ｒ６の他端側に、検出点Ａが設けられている。

浮遊容量Ｃｐが存在している場合、上記した検出点Ａの電圧は、第４、第５スイッチＳ４，Ｓ５がオンされた瞬間に浮遊容量Ｃｐによる突入電流が流れるため、負電圧側に一旦急速に落ち込む（図１１の時刻ｔ０参照）。その後、検出点Ａの電圧は、徐々に上昇して戻るような電圧変化となる。なお、浮遊容量Ｃｐが存在していない場合、検出点Ａの電圧は、絶縁抵抗Ｒｐや各抵抗Ｒ４〜Ｒ６等の抵抗値のみで決まるため、負電圧側に僅かに落ち込む程度である。

浮遊容量Ｃｐが存在しているときの電圧変化は、例えば浮遊容量Ｃｐが比較的小さいと、電荷が溜まりやすいため、図１１の破線ｅ２に示すように、検出点Ａの電圧は急激に戻る変化となる。一方、例えば浮遊容量Ｃｐが比較的大きいと、電荷の溜りが遅いため、図１１の二点鎖線ｅ４に示すように、検出点Ａの電圧の戻りは緩慢になる。

第２の実施形態では、上記した浮遊容量Ｃｐと検出点Ａにおける電圧の変化との関係に着目して、浮遊容量Ｃｐを推定するようにした。

具体的には、浮遊容量推定部２６ｆは、充電経路が形成された直後の検出点Ａの電圧Ｖ０と、充電経路が形成されてから所定時間ｔ１経過してからの検出点Ａの電圧Ｖ１とに基づいて検出点Ａでの電圧変化率Ｖｄを算出する。なお、図１１では、実線ｅ１のときの検出点Ａの電圧をＶ１ｅ１、線ｅ２，ｅ３，ｅ４のときの検出点Ａの電圧をそれぞれＶｅ２，Ｖｅ３，Ｖｅ４で示した。

電圧変化率Ｖｄは、具体的には下記の式に示されるように、電圧Ｖ０の絶対値から電圧Ｖ１の絶対値を減算し、減算した値を電圧Ｖ０の絶対値で除して得られる値である。
電圧変化率Ｖｄ＝（｜Ｖ０｜−｜Ｖ１｜）／｜Ｖ０｜

そして、浮遊容量推定部２６ｆは、算出された電圧変化率Ｖｄに基づいて浮遊容量Ｃｐを推定する。具体的に浮遊容量推定部２６ｆでは、電圧変化率Ｖｄが増加するにつれて、推定する浮遊容量Ｃｐが減少するように設定される。

なお、時刻ｔ０において負電圧側に落ち込む電圧は、各スイッチＳ４，Ｓ５がオンされる前の浮遊容量Ｃｐが満充電されていれば、浮遊容量Ｃｐの大小にかかわらずほぼ同じ値（電圧Ｖ０）となる。したがって、浮遊容量推定部２６ｆは、例えば時刻ｔ１の電圧Ｖ１に基づいて浮遊容量Ｃｐを推定するようにしてもよい。

このように、浮遊容量推定部２６ｆにおいては、簡素な構成でありながら、浮遊容量Ｃｐを容易に推定することができる。また、簡素な構成であるため、劣化検出装置２３の低コスト化も図ることができる。

なお、上記した時刻ｔ０から時刻ｔ１までの所定時間は、任意の値に設定可能であるが、例えば浮遊容量Ｃｐの大小による検出点Ａの電圧変化（電圧変化率Ｖｄ）を区別できるような時間に設定されることが好ましい。

また、電圧検出部２６ｃは、負電圧を検出することができるように構成されることから、検出点Ａの電圧が負電圧側に落ち込む場合であっても、電圧を検出することができる。

また、電圧検出部２６ｃは、Ａ／Ｄ変換部２５を用いて負電圧を検出するが、これに限定されるものではない。すなわち、例えば図３に想像線で示すように、浮遊容量Ｃｐを推定するために用いられるＡ／Ｄ変換部２５ａを新たに設けるようにしてもよい。

また、浮遊容量推定部２６ｆは、検出点Ａの電圧に基づいて浮遊容量Ｃｐを推定するようにしたが、これに限られない。すなわち、例えば図８に示す検出点Ｂの電圧に基づいて浮遊容量Ｃｐを推定するようにしてもよい。

かかる検出点Ｂについて説明すると、先ず第７抵抗Ｒ７は、負極側の絶縁抵抗Ｒｎの劣化を検出する第５経路Ｐ５に設けられ、一端側が車体ＧＮＤ（接地点）に接続されている。かかる第７抵抗Ｒ７の他端側に、検出点Ｂが設けられている。

そして図示は省略するが、浮遊容量Ｃｐが存在している場合、検出点Ｂの電圧は、第１、第６スイッチＳ１，Ｓ６がオンされた瞬間に浮遊容量Ｃｐによる突入電流が流れるため、正極側に一旦急速に上昇し、その後徐々に下降して戻るような電圧変化となる。したがって、浮遊容量推定部２６ｆは、検出点Ｂの電圧に基づいて浮遊容量Ｃｐを推定することもできる。なお、第６抵抗Ｒ６および第７抵抗Ｒ７は、電圧検出用抵抗の一例である。

劣化検出部２６ｅは、浮遊容量推定部２６ｆで推定された浮遊容量Ｃｐに基づき、キャパシタＣ１の電圧ＶＲｐ，ＶＲｎを補正する。図１２は、劣化検出部２６ｅで行われる補正処理を説明するためのグラフである。

図１２に示す例では、正極側の絶縁抵抗Ｒｐの劣化を検出する充電回路（第４経路Ｐ４）が形成されたときのキャパシタＣ１の充電電圧の変化を示している。なお、図１２に示す例では、浮遊容量Ｃｐが存在しない場合の充電電圧の変化を実線で示す一方、浮遊容量Ｃｐが存在する場合の充電電圧の変化を一点鎖線で示している。

浮遊容量Ｃｐが存在する場合、キャパシタＣ１は、第４、第５スイッチＳ４，Ｓ５がオンされて第４経路Ｐ４が形成された瞬間（時刻ｔ０）に浮遊容量Ｃｐによる突入電流が流れ込み、よって浮遊容量Ｃｐが存在しない場合と比べて充電電圧は急速に増加する。かかる充電電圧の増加分Ｖｆは、浮遊容量Ｃｐが大きくなるにつれて、言い換えれば、突入電流が大きくなるにつれて増える。

そこで、劣化検出部２６ｅは、推定された浮遊容量Ｃｐに基づき、浮遊容量Ｃｐによって生じたキャパシタＣ１の充電電圧の増加分Ｖｆを算出する。そして、劣化検出部２６ｅは、第４経路Ｐ４の形成後の第２経路（放電経路）Ｐ２のときに電圧検出部２６ｃで検出されるキャパシタＣ１の電圧ＶＲｐを増加分Ｖｆで補正するようにする。すなわち、検出されたキャパシタＣ１の電圧ＶＲｐから増加分Ｖｆを減算した値を、新たな電圧ＶＲｐとして置き換えるようにする。

また、劣化検出部２６ｅは、第５経路Ｐ５の形成後の第２経路Ｐ２のときに電圧検出部２６ｃで検出されるキャパシタＣ１の電圧ＶＲｎについても、増加分Ｖｆで補正するようにしてもよい。

そして、劣化検出部２６ｅは、補正されたキャパシタＣ１の電圧ＶＲｐ，ＶＲｎに基づいて絶縁抵抗Ｒｐ，Ｒｎの劣化検出を行うことで、絶縁抵抗Ｒｐ，Ｒｎの劣化検出の精度を向上させることができる。

＜５．第２の実施形態における充電状態監視処理および劣化検出処理の具体的動作＞
次に、第２の実施形態に係る電池監視システム２０で行われる、充電状態監視処理および劣化検出処理の具体的な動作について図１３を参照して説明する。図１３は、第２の実施形態に係る電池監視システム２０が実行する処理の処理手順の一部を示すフローチャートである。なお、図１３においては、第１の実施形態と同一の処理については、同一のステップ番号を付した。

図１３に示すように、制御部２６は、ステップＳ１で第１スタック電圧を検出した後、第４経路Ｐ４を形成して検出点Ａにおける電圧Ｖ０，Ｖ１を検出する（ステップＳ１ａ）。そして、制御部２６は、電圧変化率Ｖｄを算出し（ステップＳ１ｂ）、算出した電圧変化率Ｖｄに基づいて浮遊容量Ｃｐを推定する（ステップＳ１ｃ）。

続いて、制御部２６は、ステップＳ２からステップＳ４で、キャパシタＣ１の電圧ＶＲｐ、第２スタック電圧、キャパシタＣ１の電圧ＶＲｎを検出した後、浮遊容量Ｃｐに基づいて電圧ＶＲｐ，ＶＲｎを補正する（ステップＳ４ａ）。

これにより、制御部２６は、補正された電圧ＶＲｐ，ＶＲｎをステップＳ６以降の処理で用いることとなり、結果として絶縁抵抗Ｒｐ，Ｒｎの劣化検出を精度よく行うことができる。

また、制御部２６は、浮遊容量Ｃｐを推定する処理を、電圧ＶＲｐ，ＶＲｎの検出や絶縁抵抗Ｒｐ，Ｒｎの劣化検出を行う一連の処理の中で行うため、処理効率がよく、かつ、リアルタイム性に優れた処理とすることができる。

上述してきたように、第２の実施形態に係る劣化検出装置２３は、キャパシタＣ１と、電圧検出用抵抗（第６、第７抵抗Ｒ６，Ｒ７）と、電圧検出部２６ｃと、浮遊容量推定部２６ｆと、劣化検出部２６ｅとを備える。キャパシタＣ１は、絶縁された電源に接続されて充放電を行う。電圧検出用抵抗は、絶縁抵抗Ｒｐ，Ｒｎの劣化を検出する充電経路（第４、第５経路Ｐ４，Ｐ５）に設けられ、一端側が接地点に接続される。電圧検出部２６ｃは、絶縁抵抗Ｒｐ，Ｒｎの劣化を検出する充電経路が形成された後に、キャパシタＣ１の電圧ＶＲｐ，ＶＲｎ、および、電圧検出用抵抗の他端側にある検出点Ａ，Ｂの電圧を検出する。浮遊容量推定部２６ｆは、検出点Ａ，Ｂの電圧に基づいて充電経路の浮遊容量Ｃｐを推定する。劣化検出部は、キャパシタＣ１の電圧ＶＲｐ，ＶＲｎ、および、浮遊容量Ｃｐに基づいて絶縁抵抗Ｒｐ，Ｒｎの劣化を検出する。

これにより、簡易な構成でありながら浮遊容量Ｃｐを推定することができ、推定した浮遊容量Ｃｐを用いることで、絶縁抵抗Ｒｐ，Ｒｎの劣化検出の精度を向上させることができる。

なお、上記した第２の実施形態において、絶縁抵抗Ｒｐ，Ｒｎの劣化検出では、電圧ＶＲｐ＋ＶＲｎを算出してしきい値Ｖａと比較するようにしたが、これに限定されるものではない。すなわち、例えばキャパシタＣ１の電圧ＶＲｐ、電圧ＶＲｎをそれぞれしきい値と比較して、絶縁抵抗Ｒｐ，Ｒｎの劣化を検出するようにしてもよい。かかる場合に、電圧ＶＲｐ、電圧ＶＲｎとそれぞれ比較されるしきい値は、同じ値であっても異なる値に設定されてもよい。

また、第１、第２の実施形態では、第１スタック電圧、電圧ＶＲｐ、第２スタック電圧、電圧ＶＲｎの順で検出するようにしたが、これは例示であって限定されるものではなく、検出の順番は任意に設定することができる。

また、第１、第２の実施形態において劣化検出処理を実行するタイミングは、上記に限定されるものではない。すなわち、例えば車両始動時や車両停止時、所定時間間隔や所定走行距離ごとなど、劣化検出処理を実行するタイミングを変更してもよい。

さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。

１ 充放電システム
１０ 組電池
１２ａ 第１スタック
１２ｂ 第２スタック
２０ 電池監視システム
２３ 劣化検出装置
２４ 電圧検出回路部
２５ Ａ／Ｄ変換部
２６ 制御部
２６ａ 充電経路形成部
２６ｂ 放電経路形成部
２６ｃ 電圧検出部
２６ｄ 充電状態監視部
２６ｅ 劣化検出部
２６ｆ 浮遊容量推定部
３０ 車両制御装置
４０ モータ
５０ 電圧変換器
５１ 昇圧コンバータ
６０ フェールセーフ用リレー

Claims (4)

1. 絶縁された電源に接続されて充放電を行うキャパシタと、
   前記電源の絶縁抵抗の劣化を検出する充電経路に設けられ、一端側が接地点に接続される電圧検出用抵抗と、
   前記電源の絶縁抵抗の劣化を検出する充電経路が形成された後に、前記キャパシタの電圧、および、前記電圧検出用抵抗の他端側にある検出点の電圧を検出する電圧検出部と、
   前記検出点の電圧に基づいて前記充電経路の浮遊容量を推定する浮遊容量推定部と、
   前記キャパシタの電圧、および、前記浮遊容量に基づいて前記電源の絶縁抵抗の劣化を検出する劣化検出部と
   を備えることを特徴とする劣化検出装置。
2. 前記浮遊容量推定部は、
   前記充電経路が形成された直後の前記検出点の電圧と、前記充電経路が形成されてから所定時間経過してからの前記検出点の電圧とに基づいて前記検出点での電圧変化率を算出し、当該電圧変化率に基づいて前記浮遊容量を推定すること
   を特徴とする請求項１に記載の劣化検出装置。
3. 前記劣化検出部は、
   推定された前記浮遊容量に基づき、前記浮遊容量によって生じた前記キャパシタの充電電圧の増加分を算出し、前記電圧検出部で検出された前記キャパシタの電圧を前記増加分で補正して、前記電源の絶縁抵抗の劣化を検出すること
   を特徴とする請求項１または２に記載の劣化検出装置。
4. 電源の絶縁抵抗の劣化を検出する充電経路が形成された後に、キャパシタの電圧、および、前記電源の絶縁抵抗の劣化を検出する充電経路に設けられ、一端側が接地点に接続される電圧検出用抵抗の他端側にある検出点の電圧を検出する電圧検出工程と、
   前記検出点の電圧に基づいて前記充電経路の浮遊容量を推定する浮遊容量推定工程と、
   前記キャパシタの電圧、および、前記浮遊容量に基づいて前記電源の絶縁抵抗の劣化を検出する劣化検出工程と
   を含むことを特徴とする劣化検出方法。

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