JP2022144510A - battery monitor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、バッテリ監視装置に関する。 The present invention relates to battery monitoring devices.
下記特許文献１には、制御マイコンが通常動作モードにて起動されたときに、制御マイコンとともに監視マイコンも通常動作モードにて確実に起動することを目的とする組電池の制御装置が開示されている。この組電池の制御装置は、制御マイコン１２に電源供給する電源ＩＣ４４からのＶＯＭ信号に加え、制御マイコン１２が通常動作モードにて動作している間、制御マイコン１２から定期的に出力されるランパルス信号も、監視マイコン１４の低電力消費モードから通常動作モードへの復帰に利用する。このため、ＶＯＭ信号及びランパルス信号の監視マイコン１４への入力経路のいずれか一方に異常が生じても、制御マイコン１２の通常動作モードでの動作開始に合わせて、監視マイコン１４を通常動作モードにて動作させることが可能である。 Patent Literature 1 below discloses a control device for an assembled battery, which aims to reliably start up a monitoring microcomputer together with a control microcomputer in a normal operation mode when the control microcomputer is started up in the normal operation mode. there is In addition to the VOM signal from the power supply IC 44 that supplies power to the control microcomputer 12, the control device for this assembled battery receives a run pulse that is periodically output from the control microcomputer 12 while the control microcomputer 12 is operating in the normal operation mode. The signal is also used to return the monitoring microcomputer 14 from the low power consumption mode to the normal operation mode. Therefore, even if an abnormality occurs in either one of the input paths of the VOM signal and the run pulse signal to the monitoring microcomputer 14, the monitoring microcomputer 14 is switched to the normal operation mode when the control microcomputer 12 starts operating in the normal operation mode. It is possible to operate
ところで、上記制御マイコン１２（監視回路）は、組電池１０（バッテリ）の温度を検出する温度センサ１６や組電池１０の出力電流を検出する電流センサ１８等の検出結果に基づいて組電池１０の状態を監視し、組電池１０に異常が生じた場合には当該異常状態に対処するための処置を実行する。
By the way, the control microcomputer 12 (monitoring circuit) controls the
上記電流センサとしては、一般にホールセンサなどの非接触型のものが使用されるが、この非接触型の電流センサは、電流積算誤差が大きいという欠点がある。したがって、この電流積算誤差が看過できない場合には、電流積算誤差がより少ない接触型電流センサが用いられる。この接触型電流センサとしては、一般にシャント式電流センサが知られている。 A non-contact type current sensor such as a Hall sensor is generally used as the current sensor, but the non-contact type current sensor has a drawback of a large current integration error. Therefore, if this current integration error cannot be overlooked, a contact-type current sensor with less current integration error is used. A shunt-type current sensor is generally known as this contact-type current sensor.
この接触型電流センサは、接触型であるが故に、バッテリに出力線の断線等の異常が発生した場合に、異常電圧あるいは／及び異常電流を監視回路に入力する虞がある。したがって、接触型電流センサを監視回路に接続する場合、異常電圧あるいは／及び異常電流への対策として保護回路を設ける必要がある。 Since this contact-type current sensor is of a contact type, there is a possibility that an abnormal voltage or/and an abnormal current will be input to the monitoring circuit when an abnormality such as disconnection of the output line occurs in the battery. Therefore, when connecting a contact-type current sensor to a monitoring circuit, it is necessary to provide a protection circuit as a countermeasure against abnormal voltage and/or abnormal current.
しかしながら、監視回路がバッテリの状態をより適切に把握するためには、接触型電流センサと監視回路との間に設けられる保護回路の動作状態を検知する必要があるが、保護回路の動作状態を検知する有用な手段が存在しない。 However, in order for the monitoring circuit to more appropriately grasp the state of the battery, it is necessary to detect the operating state of the protection circuit provided between the contact-type current sensor and the monitoring circuit. There is no useful means of detection.
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、接触型電流センサと監視回路との間に設けられる保護回路の動作状態を検知することが可能なバッテリ監視装置の提供を目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a battery monitoring device capable of detecting the operating state of a protection circuit provided between a contact-type current sensor and a monitoring circuit. .
上記目的を達成するために、本発明では、バッテリ監視装置に係る第１の解決手段として、接触型電流センサが検出したバッテリの電流に基づいて前記バッテリの状態を監視するバッテリ監視装置であって、前記接触型電流センサの検出信号が入力される入力端子を備え、前記検出信号に基づいて前記バッテリの状態を監視する監視回路と、該監視回路と前記接触型電流センサとの間に設けられる保護回路とを備え、前記監視回路は、前記入力端子の電圧の変化に基づいて遮断回路の動作状態を検知する、という手段を採用する。 In order to achieve the above object, the present invention provides a battery monitoring device as a first solution for a battery monitoring device, which monitors the state of the battery based on the battery current detected by a contact-type current sensor. a monitoring circuit for monitoring the state of the battery based on the detection signal, the monitoring circuit having an input terminal to which a detection signal of the contact-type current sensor is input; and a monitoring circuit provided between the monitoring circuit and the contact-type current sensor. and a protection circuit, and the monitoring circuit employs means for detecting the operating state of the cutoff circuit based on the change in the voltage of the input terminal.
本発明では、バッテリ監視装置に係る第２の解決手段として、上記第１の解決手段において、前記保護回路は、前記バッテリが異常状態に至ると、前記監視回路と前記接触型電流センサとの接続を遮断する遮断回路である、という手段を採用する。 In the present invention, as a second solution to the battery monitoring device, in the first solution, the protection circuit connects the monitoring circuit and the contact-type current sensor when the battery reaches an abnormal state. is a cutoff circuit that cuts off the
本発明では、バッテリ監視装置に係る第３の解決手段として、上記第２の解決手段において、前記遮断回路は、前記監視回路と前記接触型電流センサとの間に設けられたヒューズを備える、という手段を採用する。 According to the present invention, as a third solution to the battery monitoring device, in the second solution, the breaker circuit includes a fuse provided between the monitor circuit and the contact-type current sensor. adopt means.
本発明では、バッテリ監視装置に係る第４の解決手段として、上記第１の解決手段において、前記保護回路は、前記バッテリが異常状態に至ると、前記入力端子を特定電圧にクランプするクランプ回路である、という手段を採用する。 In the present invention, as a fourth solution to the battery monitoring device, in the first solution, the protection circuit is a clamp circuit that clamps the input terminal to a specific voltage when the battery becomes abnormal. Adopt the means that there is.
本発明では、バッテリ監視装置に係る第５の解決手段として、上記第４の解決手段において、前記クランプ回路は、定電圧ダイオードを用いて前記入力端子を特定電圧にクランプする、という手段を採用する。 According to the present invention, as a fifth solution to the battery monitoring device, in the fourth solution, the clamp circuit employs a voltage regulator diode to clamp the input terminal to a specific voltage. .
本発明によれば、接触型電流センサと監視回路との間に設けられる保護回路の動作状態を検知することが可能なバッテリ監視装置を提供することが可能である。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it is possible to provide the battery monitoring device which can detect the operating state of the protection circuit provided between a contact type current sensor and a monitoring circuit.
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
〔第１実施形態〕
第１実施形態に係るバッテリ監視装置Ａは、図１に示すように、バッテリＢから負荷Ｆに供給される電流（負荷電流Ｉ）をシャント抵抗Ｔを用いて検出し、その検出結果に基づいてバッテリＢを監視する装置である。バッテリＢは、図示するように、プラス電極が負荷Ｆの一端に接続されている。この負荷Ｆは、他端がシャント抵抗Ｔの一端に接続されている。また、シャント抵抗Ｔは、他端がバッテリＢのマイナス電極に接続されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[First Embodiment]
As shown in FIG. 1, the battery monitoring device A according to the first embodiment detects a current (load current I) supplied from a battery B to a load F using a shunt resistor T, and based on the detection result, A device for monitoring battery B. The positive electrode of the battery B is connected to one end of the load F as shown. The load F is connected to one end of the shunt resistor T at the other end. The shunt resistor T is connected to the negative electrode of the battery B at the other end.
すなわち、バッテリ監視装置Ａは、接触型電流センサとして周知のシャント式電流センサを採用するものである。このシャント式電流センサつまりシャント抵抗Ｔは、抵抗値Ｒｓを有すると共に負荷Ｆに対して直列接続されており、バッテリＢから負荷Ｆに供給される負荷電流Ｉが通電される。このようなシャント抵抗Ｔつまりシャント式電流センサは、負荷電流Ｉと自身の抵抗値Ｒｓに応じた検出電圧Ｖｓを出力する。 That is, the battery monitoring device A employs a known shunt-type current sensor as a contact-type current sensor. This shunt-type current sensor, that is, the shunt resistor T, has a resistance value Rs and is connected in series with the load F, and the load current I supplied from the battery B to the load F is passed through. Such a shunt resistor T, that is, a shunt-type current sensor outputs a detection voltage Vs corresponding to the load current I and its own resistance value Rs.
このようなバッテリ監視装置Ａは、図示するように２つのヒューズ１Ａ、１Ｂ、２つのダイオード２Ａ、２Ｂ、２つの抵抗器３Ａ、３Ｂ、差動増幅器４及び処理回路５を備えている。また、２つの抵抗器３Ａ、３Ｂ、差動増幅器４及び処理回路５は、監視回路を構成している。動増幅器４における一対の入力端は、この監視回路においてシャント抵抗Ｔ（接触型電流センサ）の検出信号が入力される入力端子である。
Such a battery monitor A comprises two
さらに、上述した各構成要素のうち、２つのヒューズ１Ａ、１Ｂ及び２つのダイオード２Ａ、２Ｂは、２つの保護回路（遮断回路）を構成している。すなわち、一方のヒューズ１Ａ及び一方のダイオード２Ａは一方の保護回路（一方の遮断回路）を構成し、他方のヒューズ１B及び他方のダイオード２Ｂは他方の保護回路（他方の遮断回路）を構成している。
Furthermore, among the components described above, the two
２つのヒューズ１Ａ、１Ｂは、所定の定格電流を超える電流（異常電流）が通電されると、シャント抵抗Ｔと差動増幅器４との接続を遮断する。このような２つのヒューズ１Ａ、１Ｂのうち、一方のヒューズ１Ａは、一端がシャント抵抗Ｔの一端に接続され、他端が一方のダイオード２Ａのアノード端子、一方の抵抗器３Ａの一端及び差動増幅器４の一方の入力端それぞれ接続されている。
The two
これに対して、他方のヒューズ１Ｂは、一端がシャント抵抗Ｔの他端に接続され、他端が他方のダイオード２Ｂのアノード端子、他方の抵抗器３Ｂの一端及び差動増幅器４の他方の入力端にそれぞれ接続されている。これら２つのヒューズ１Ａ、１Ｂは、シャント抵抗Ｔが負荷Ｆ及びバッテリＢに対して正常に接続された状態においては、シャント抵抗Ｔと差動増幅器４とを接続状態とする。
On the other hand, the
また、これら２つのヒューズ１Ａ、１Ｂは、シャント抵抗Ｔの接続状態が異常な状態になると、例えばシャント抵抗Ｔの他端とバッテリＢのマイナス端子との接続が乖離するような異常が発生すると、シャント抵抗Ｔの両端の電圧がバッテリＢのプラス電極の電圧に近くなることに起因して異常電流が通電され、当該異常電流に基づいてシャント抵抗Ｔと差動増幅器４との接続を遮断する。
In addition, these two
２つのダイオード２Ａ、２Ｂは、差動増幅器４における一対の入力端に異常電圧が印加させるのを防止する保護素子である。これら２つのダイオード２Ａ、２Ｂのうち、一方のダイオード２Ａは、アノード端子が一方のヒューズ１Ａの他端、一方の抵抗器３Ａの一端及び差動増幅器４の一方の入力端にそれぞれ接続されている。また、他方のダイオード２Ｂは、アノード端子が他方のヒューズ１Ｂの他端、他方の抵抗器３Ｂの一端及び差動増幅器４の他方の入力端にそれぞれ接続されている。
The two
２つの抵抗器３Ａ、３Ｂは、分圧抵抗器である。２つの抵抗器３Ａ、３Ｂのうち、一方の抵抗器３Ａは、一端が一方のヒューズ１Ａの他端、一方のダイオード２Ａのアノード端子、差動増幅器４における一方の入力端及び一方の検出回路５Ａの入力端にそれぞれ接続され、他端が電源に接続されている。また、他方の抵抗器３Ｂは、一端が他方のヒューズ１Ｂの他端、他方のダイオード２Ｂのアノード端子、差動増幅器４における他方の入力端及び他方の検出回路５Ｂの入力端にそれぞれ接続され、他端が電源に接続されている。
The two
例えば、２つのヒューズ１Ａ、１Ｂがシャント抵抗Ｔと差動増幅器４との接続を遮断した場合、差動増幅器４における一対の入力端のうち、一方の入力端の第１入力電圧Ｖ１は、電源電圧をＶｃｃ、また一方の抵抗器３Ａの抵抗値をＲ１、他方の抵抗器３Ｂの抵抗値をＲ２とすると、以下式（１）によって与えられる。また、差動増幅器４における他方の入力端の入力電圧Ｖ２は、電源電圧をＶｃｃ、また一方の抵抗器３Ａの抵抗値をＲ１、他方の抵抗器３Ｂの抵抗値をＲ２とすると、以下式（２）によって与えられる。
For example, when two
Ｖ１＝Ｖｃｃ・（Ｒｉｎ＋Ｒ２）／（Ｒ１＋Ｒｉｎ＋Ｒ２） （１）
Ｖ２＝Ｖｃｃ・Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒｉｎ＋Ｒ２） （２）
V1=Vcc.(Rin+R2)/(R1+Rin+R2) (1)
V2=Vcc.R2/(R1+Rin+R2) (2)
差動増幅器４は、一方の入力端が一方のヒューズ１Ａの他端、一方のダイオード２Ａのアノード端子及び一方の抵抗器３Ａの一端にそれぞれ接続され、他方の入力端が他方のヒューズ１Ｂの他端、他方のダイオード２Ｂのアノード端子及び他方の抵抗器３Ｂの一端にそれぞれ接続されている。
The
また、この差動増幅器４は、出力端が処理回路５の第１入力端に接続されている。このような差動増幅器４は、上述したように所定の入力抵抗値Ｒｉｎを有し、一対の入力端における各入力電圧の差分を所定の増幅度で増幅することによって検出電圧Ｖｏｕｔを生成し、当該検出電圧Ｖｏｕｔを処理回路５に出力する。
The
ここで、上記検出電圧Ｖｏｕｔは、負荷電流Ｉの大きさに基づいてシャント抵抗Ｒｓの両端に発生する電圧降下を示すアナログ電圧、つまり負荷電流Ｉの大きさを示すアナログ電圧である。 Here, the detection voltage Vout is an analog voltage indicating the voltage drop occurring across the shunt resistor Rs based on the magnitude of the load current I, that is, the analog voltage indicating the magnitude of the load current I.
処理回路５は、第１入力端が差動増幅器４の出力端に接続されている。この処理回路５は、第１入力端に入力される検出電圧Ｖｏｕｔに基づいて負荷電流Ｉの大きさを検知する。また、この処理回路５は、第１入力端に入力される検出電圧Ｖｏｕｔに基づいて２つのヒューズ１Ａ、１Ｂの動作状態を検知する。このような処理回路５は、負荷電流Ｉの大きさ及び２つのヒューズ１Ａ、１Ｂの動作状態に応じてバッテリＢの状態を監視し、必要に応じてバッテリＢの保護処置を実行する。
The
ここで、上述したバッテリＢ及び負荷Ｆについて補足説明すると、バッテリＢは、車載用二次電池であり、例えばリチウムイオン電池あるいは燃料電池である。このバッテリＢは、複数の電池セルが直列接続された組電池であり、数百ボルトの出力電圧を有する。すなわち、このバッテリＢは、電気自動車やハイブリッド自動車等の電動車両に搭載される高電圧な二次電池である。 Here, a supplementary explanation of the battery B and the load F described above will be given. The battery B is a vehicle-mounted secondary battery, such as a lithium ion battery or a fuel cell. This battery B is an assembled battery in which a plurality of battery cells are connected in series, and has an output voltage of several hundred volts. That is, this battery B is a high-voltage secondary battery mounted in an electric vehicle such as an electric vehicle or a hybrid vehicle.
負荷Ｆは、上記バッテリＢから電源供給と受けて作動する機器であり、例えば電動車両において走行動力を発生させるモータ（走行用モータ）である。すなわち、この走行用モータは、バッテリＢとの間に設けられたＰＣＵ（Power Control Unit）によって直接的に駆動される最終的な負荷である。 The load F is a device that operates by receiving power supply from the battery B, and is, for example, a motor (running motor) that generates running power in an electric vehicle. That is, the running motor is the final load that is directly driven by a PCU (Power Control Unit) provided between the battery B and the vehicle.
すなわち、第１実施形態に係るバッテリ監視装置Ａは、電動車両に搭載される車載装置である。このバッテリ監視装置Ａは、同じく車載装置であるバッテリＢの動作状態をハードウエア資源及びソフトウエア資源を用いて監視するバッテリＥＣＵ（Electronic Control Unit）である。 That is, the battery monitoring device A according to the first embodiment is an in-vehicle device mounted on an electric vehicle. This battery monitoring device A is a battery ECU (Electronic Control Unit) that monitors the operating state of a battery B, which is also an in-vehicle device, using hardware resources and software resources.
続いて、第１実施形態に係るバッテリ監視装置Ａの動作について、図２（ａ）に示す特性図をも参照して詳しく説明する。 Next, the operation of the battery monitoring device A according to the first embodiment will be described in detail with reference to the characteristic diagram shown in FIG. 2(a).
シャント抵抗ＴとバッテリＢとの接続状態が正常な場合、シャント抵抗Ｔには負荷電流Ｉが通電される。そして、シャント抵抗Ｔは、負荷電流Ｉと自身の抵抗値Ｒｓに応じた検出電圧Ｖｓを２つのヒューズ１Ａ、１Ｂにおける各々の一端に出力する。
When the connection state between the shunt resistor T and the battery B is normal, the load current I is applied to the shunt resistor T. As shown in FIG. The shunt resistor T outputs a detection voltage Vs corresponding to the load current I and its own resistance value Rs to one end of each of the two
この検出電圧Ｖｓは、図２に示す正常入力範囲に属する電圧値である。すなわち、シャント抵抗ＴとバッテリＢとの接続状態が正常な場合、つまりシャント抵抗Ｔ（シャント式電流センサ）が正常に機能している場合、監視回路に入力される検出電圧Ｖｓは、「ＯＵＴ ＭＩＮ」～「ＯＵＴ ＭＡＸ」までの間の電圧値となる。 This detected voltage Vs is a voltage value belonging to the normal input range shown in FIG. That is, when the connection state between the shunt resistor T and the battery B is normal, that is, when the shunt resistor T (shunt-type current sensor) functions normally, the detected voltage Vs input to the monitoring circuit is "OUT MIN ” to “OUT MAX”.
このような検出電圧Ｖｓは、２つのヒューズ１Ａ、１Ｂを介して差動増幅器４に入力され、当該差動増幅器４で増幅されることによって検出電圧Ｖｏｕｔとなる。そして、この検出電圧Ｖｏｕｔは、差動増幅器４から処理回路５に入力され、その大きさに基づいて負荷電流Ｉが検知される。
Such a detection voltage Vs is input to the
このような正常状態に対して、例えばバッテリＢのマイナス電極とシャント抵抗Ｔの他端との接続が乖離するような異常が発生した場合、つまりシャント抵抗Ｔ（接触型電流センサ）が異常状態に至ると、シャント抵抗ＴにはバッテリＢのプラス電極に近い数百ボルトの電圧（異常高電圧）が印加されることになる。そして、この異常高電圧は、２つのヒューズ１Ａ、１Ｂの一端に各々印加される。
If, for example, the connection between the negative electrode of the battery B and the other end of the shunt resistor T is separated from such a normal state, an abnormality occurs, that is, the shunt resistor T (contact current sensor) enters an abnormal state. Eventually, a voltage of several hundred volts (abnormally high voltage) close to the positive electrode of the battery B is applied to the shunt resistor T. This abnormally high voltage is applied to one end of each of the two
この結果、２つのダイオード２Ａ、２Ｂは、ＯＦＦ状態からＯＮ状態に遷移し、差動増幅器４における一対の入力端を電源電圧に近い電圧にクランプする。すなわち、２つのダイオード２Ａ、２Ｂは、ＯＦＦ状態からＯＮ状態に遷移することによって、差動増幅器４は、異常高電圧から保護される。
As a result, the two
また、２つのダイオード２Ａ、２Ｂは、ＯＦＦ状態からＯＮ状態に遷移することによって２つのヒューズ１Ａ、１Ｂには異常電流が通電されるので、２つのヒューズ１Ａ、１Ｂは、シャント抵抗Ｔと差動増幅器４との接続を遮断する。この結果、２つのダイオード２Ａ、２Ｂは、ＯＮ状態からＯＦＦ状態に遷移する。
In addition, since the two
そして、差動増幅器４における一対の入力端のうち、一方の入力端には、２つの抵抗器３Ａ、３Ｂと差動増幅器４の入力抵抗とによって式（１）に示すように抵抗分圧された第１入力電圧Ｖ１が印加される。一方、差動増幅器４における他方の入力端には、２つの抵抗器３Ａ、３Ｂと差動増幅器４の入力抵抗とによって式（２）に示すように抵抗分圧された第２入力電圧Ｖ２が印加される。
At one input terminal of the pair of input terminals of the
ここで、第１入力電圧Ｖ１及び第２入力電圧Ｖ２は、図２に示す異常入力範囲に属する電圧値に設定されている。この異常入力範囲は、シャント抵抗ＴとバッテリＢとの接続状態が正常な場合に発生し得ない電圧範囲であり、上述した正常入力範囲の上限値である「ＯＵＴ ＭＡＸ」よりも大きい。 Here, the first input voltage V1 and the second input voltage V2 are set to voltage values belonging to the abnormal input range shown in FIG. This abnormal input range is a voltage range that cannot occur when the connection state between the shunt resistor T and the battery B is normal, and is larger than the upper limit value of the normal input range, "OUT MAX".
すなわち、２つの抵抗器３Ａ、３Ｂの抵抗値Ｒ１、Ｒ２は、第１入力電圧Ｖ１及び第２入力電圧Ｖ２が異常入力範囲に属するように予め設定されているので、２つのヒューズ１Ａ、１Ｂがシャント抵抗Ｔと差動増幅器４との接続を遮断すると、差動増幅器４における２つの入力電圧は、正常入力範囲から異常入力範囲に変化することになる。
That is, the resistance values R1 and R2 of the two
したがって、第１実施形態によれば、シャント抵抗Ｔ（接触型電流センサ）と監視回路（２つの抵抗器３Ａ、３Ｂ、差動増幅器４及び処理回路５）との間に保護回路（２つのヒューズ１Ａ、１Ｂ及び２つのダイオード２Ａ、２Ｂ）を備えているので、シャント抵抗Ｔ（接触型電流センサ）の異常に対して監視回路（２つの抵抗器３Ａ、３Ｂ、差動増幅器４及び処理回路５）を保護することが可能である。
Therefore, according to the first embodiment, a protection circuit (two
また、第１実施形態によれば、シャント抵抗Ｔ（接触型電流センサ）と監視回路（２つの抵抗器３Ａ、３Ｂ、差動増幅器４及び処理回路５）との間に設けられる保護回路（２つのヒューズ１Ａ、１Ｂ及び２つのダイオード２Ａ、２Ｂ）の動作状態を検知することが可能なバッテリ監視装置Ａを提供することが可能である。
Further, according to the first embodiment, the protection circuit (2 It is possible to provide a battery monitoring device A capable of detecting the operating state of two
〔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実施形態に係るバッテリ監視装置Ａ１は、図３に示すように、第１実施形態における２つのヒューズ１Ａ、１Ｂ、２つのダイオード２Ａ、２Ｂ及び２つの抵抗器３Ａ、３Ｂに代えて、２つの抵抗器６Ａ、６Ｂ、２つの定電圧ダイオード７Ａ、７Ｂ及び４つの抵抗器８～１１を備える。なお、この図３では、第１実施形態と同一な構成要素には同一符号を付している。
[Second embodiment]
Next, a second embodiment of the invention will be described.
A battery monitoring device A1 according to the second embodiment, as shown in FIG. It comprises two
第２実施形態における各構成要素のうち、２つの抵抗器６Ａ、６Ｂ及び２つの定電圧ダイオード７Ａ、７Ｂは、２つの保護回路（クランプ回路）を構成している。すなわち、一方の抵抗器６Ａ及び一方の定電圧ダイオード７Ａは一方の保護回路（一方のクランプ回路）を構成し、他方の抵抗器６Ｂ及び他方の定電圧ダイオード７Ｂは他方の保護回路（他方のクランプ回路）を構成している。また、４つの抵抗器８～１１、差動増幅器４及び処理回路５は、第２実施形態における監視回路を構成している。以下では第１実施形態と異なる構成要素について説明する。
Two
２つの抵抗器６Ａ、６Ｂは、何れも電流制限用の抵抗器であり、比較的大きな抵抗値（例えば数ＭΩ）を有している。２つの抵抗器６Ａ、６Ｂのうち、一方の抵抗器６Ａは、一端がシャント抵抗Ｔの一端に接続され、他端が一方の定電圧ダイオード７Ａのカソード端子、抵抗器８の一端、抵抗器９の一端及び差動増幅器４における一方の入力端に接続されている。
Both of the two
また、他方の抵抗器６Ｂは、一端がシャント抵抗Ｔの他端に接続され、他端が他方の定電圧ダイオード７Ｂのカソード端子、抵抗器１０の一端、抵抗器１１の一端及び差動増幅器４における他方の入力端に接続されている。
The
２つの定電圧ダイオード７Ａ、７Ｂは、差動増幅器４を異常電圧から保護するための保護ダイオードである。２つの定電圧ダイオード７Ａ、７Ｂのうち、一方の定電圧ダイオード７Ａは、アノード端子が接地され、カソード端子が一方の抵抗器６Ａ、抵抗器８の一端、抵抗器９の一端及び差動増幅器４における一方の入力端に接続されている。また、他方の定電圧ダイオード７Ｂは、アノード端子が接地され、カソード端子が他方の抵抗器６Ｂ、抵抗器１０の一端、抵抗器１１一端及び差動増幅器４における他方の入力端に接続されている。
The two
４つの抵抗器８～１１は、差動増幅器４の各入力端にバイアス電圧を印加するためのバイアス抵抗である。これら４つの抵抗器８～１１のうち、第１の抵抗器８は、一端が一方の抵抗器６Ａの他端、一方の定電圧ダイオード７Ａのカソード端子、第２の抵抗器９の一端及び差動増幅器４における一方の入力端に接続され、他端が電源に接続されている。
Four
第２の抵抗器９は、一端が一方の抵抗器６Ａの他端、一方の定電圧ダイオード７Ａのカソード端子、第１の抵抗器８の一端及び差動増幅器４における一方の入力端に接続され、他端が接地されている。
A
第３の抵抗器１０は、一端が他方の抵抗器６Ｂの他端、他方の定電圧ダイオード７Ｂのカソード端子、第４の抵抗器１１の一端及び差動増幅器４における他方の入力端にそれぞれ接続され、他端が電源に接続されている。第４の抵抗器１１は、一端が他方の抵抗器６Ｂの他端、他方の定電圧ダイオード７Ｂのカソード端子、第３の抵抗器１０の一端及び差動増幅器４における他方の入力端に接続され、他端が接地されている。
The
続いて、第２実施形態に係るバッテリ監視装置Ａ１の動作について説明する。
シャント抵抗ＴとバッテリＢとの接続状態が正常な場合、シャント抵抗Ｔには負荷電流Ｉが通電される。そして、シャント抵抗Ｔは、負荷電流Ｉと自身の抵抗値Ｒｓに応じた検出電圧Ｖｓを２つの抵抗器６Ａ、６Ｂにおける各々の一端に出力する。
Next, operation of the battery monitoring device A1 according to the second embodiment will be described.
When the connection state between the shunt resistor T and the battery B is normal, the load current I is applied to the shunt resistor T. As shown in FIG. The shunt resistor T outputs a detection voltage Vs corresponding to the load current I and its own resistance value Rs to one end of each of the two
この検出電圧Ｖｓは、２つの抵抗器６Ａ、６Ｂを介して差動増幅器４における各入力端に入力されて増幅され、検出電圧Ｖｏｕｔとして処理回路５に入力される。そして、処理回路５は、検出電圧Ｖｏｕｔと予め記憶しているシャント抵抗Ｔの抵抗値Ｒｓ等に基づいて負荷電流Ｉを検知する。
This detection voltage Vs is input to each input terminal of the
このような検出電圧Ｖｓが取り得る電圧値の範囲は、図２に示したように正常入力範囲である。すなわち、シャント抵抗ＴとバッテリＢとの接続状態が正常な場合、つまりシャント抵抗Ｔ（シャント式電流センサ）が正常に機能している場合、第２実施形態の監視回路に入力される検出電圧Ｖｓは、「ＯＵＴ ＭＩＮ」～「ＯＵＴ ＭＡＸ」までの間の電圧値となる。 The range of voltage values that such detection voltage Vs can take is the normal input range as shown in FIG. That is, when the connection state between the shunt resistor T and the battery B is normal, that is, when the shunt resistor T (shunt-type current sensor) functions normally, the detected voltage Vs is a voltage value between "OUT MIN" and "OUT MAX".
このような正常状態に対して、例えばバッテリＢのマイナス電極とシャント抵抗Ｔの他端との接続が乖離するような異常が発生した場合、つまりシャント抵抗Ｔ（接触型電流センサ）が異常状態に至ると、シャント抵抗ＴにはバッテリＢのプラス電極に近い数百ボルトの電圧（異常高電圧）が印加されることになる。そして、この異常高電圧は、２つの抵抗器６Ａ、６Ｂの一端に各々印加される。
If, for example, the connection between the negative electrode of the battery B and the other end of the shunt resistor T is separated from such a normal state, an abnormality occurs, that is, the shunt resistor T (contact current sensor) enters an abnormal state. Eventually, a voltage of several hundred volts (abnormally high voltage) close to the positive electrode of the battery B is applied to the shunt resistor T. This abnormally high voltage is applied to one end of each of the two
この結果、２つの定電圧ダイオード７Ａ、７Ｂは、ＯＦＦ状態からＯＮ状態に遷移し、差動増幅器４における一対の入力端を自身の降伏電圧にクランプする。この降伏電圧は、図２に示す異常入力範囲に属する特定電圧である。
As a result, the two
すなわち、２つの定電圧ダイオード７Ａ、７ＢがＯＦＦ状態からＯＮ状態に遷移することによって、差動増幅器４は、異常高電圧から保護される。また、この差動増幅器４における各入力端の電圧は、異常入力範囲に属する２つの定電圧ダイオード７Ａ、７Ｂの降伏電圧にクランプされる。
That is, the two
このように、第２実施形態に係るバッテリ監視装置Ａ１では、シャント抵抗Ｔ（接触型電流センサ）が異常状態に至ると、差動増幅器４における各入力端が保護回路によって正常入力範囲から異常入力範囲に属する電圧値に変化する。
As described above, in the battery monitoring device A1 according to the second embodiment, when the shunt resistor T (contact-type current sensor) becomes abnormal, each input end of the
したがって、第２実施形態によれば、シャント抵抗Ｔ（接触型電流センサ）と監視回路（４つの抵抗器８～１１、差動増幅器４及び処理回路５）との間に保護回路（２つのヒューズ１Ａ、１Ｂ及び２つの定電圧ダイオード７Ａ、７Ｂ）を備えるので、シャント抵抗Ｔ（接触型電流センサ）の異常に対して監視回路（４つの抵抗器８～１１、差動増幅器４及び処理回路５）を保護することが可能である。
Therefore, according to the second embodiment, a protection circuit (two
また、第２実施形態によれば、シャント抵抗Ｔ（接触型電流センサ）と監視回路（４つの抵抗器８～１１、差動増幅器４及び処理回路５）との間に設けられる保護回路（２つのヒューズ１Ａ、１Ｂ及び２つの定電圧ダイオード７Ａ、７Ｂ）の動作状態を監視回路（４つの抵抗器８～１１、差動増幅器４及び処理回路５）で検知することが可能なバッテリ監視装置Ａを提供することが可能である。
Further, according to the second embodiment, the protection circuit (2 A battery monitoring device A capable of detecting the operating state of two
〔第３実施形態〕
次に、本発明の第３実施形態について説明する。
第３実施形態に係るバッテリ監視装置Ａ２は、図４に示すように、第１実施形態における２つのヒューズ１Ａ、１Ｂ、２つのダイオード２Ａ、２Ｂ及び２つの抵抗器３Ａ、３Ｂに代えて、２つの抵抗器１２Ａ、１２Ｂ、２つの定電圧ダイオード１３Ａ、１３Ｂ、４つの抵抗器１４Ａ、１４Ｂ、１５Ａ、１５Ｂ、２つのトランジスタ１６Ａ、１６Ｂを備える。
[Third embodiment]
Next, a third embodiment of the invention will be described.
A battery monitoring device A2 according to the third embodiment, as shown in FIG. 4, replaces the two
また、このバッテリ監視装置Ａ２は、追加の構成要素として２つの検出回路１７Ａ、１７Ｂを備える。さらに、このバッテリ監視装置Ａ２は、第１実施形態の処理回路５に代えて処理回路１８を備え、また２．５Ｖ基準電源１９を追加素子として備える。なお、この図４では、第１実施形態と同一な構成要素には同一符号を付している。以下では第１実施形態と異なる構成要素について説明する。
The battery monitoring device A2 also includes two
このような各構成要素のうち、２つの抵抗器１２Ａ、１２Ｂ、２つの定電圧ダイオード１３Ａ、１３Ｂ、４つの抵抗器１４Ａ、１４Ｂ、１５Ａ、１５Ｂ及び２つのトランジスタ１６Ａ、１６Ｂは、第３実施形態における２つの保護回路（クランプ回路）を構成している。
Among these components, two
すなわち、一方の抵抗器１２Ａ、一方の定電圧ダイオード１３Ａ、２つの抵抗器１４Ａ、１５Ａ及び一方のトランジスタ１６Ａは、第３実施形態における一方の保護回路（一方のクランプ回路）を構成している。また、他方の抵抗器１２Ｂ、他方の定電圧ダイオード１３Ｂ、２つの抵抗器１４Ｂ、１５Ｂ及び他方のトランジスタ１６Ｂは、第３実施形態における他方の保護回路（他方のクランプ回路）を構成している。
That is, one
さらに、上述した各構成要素のうち、差動増幅器４、２つの検出回路１７Ａ、１７Ｂ及び処理回路１８は、第３実施形態における監視回路を構成している。
Furthermore, among the components described above, the
２つの抵抗器１２Ａ、１２Ｂは、何れも電流制限用の抵抗器であり、比較的大きな抵抗値（例えば数十ＭΩ）を有している。これら２つの抵抗器１２Ａ、１２Ｂのうち、一方の抵抗器１２Ａは、一端がシャント抵抗Ｔの一端に接続され、他端が一方の定電圧ダイオード１３Ａのカソード端子、一方のトランジスタ１６Ａのコレクタ端子、差動増幅器４における一方の入力端及び一方の検出回路１７Ａの入力端にそれぞれ接続されている。
Both of the two
また、他方の抵抗器１２Ｂは、一端がシャント抵抗Ｔの他端に接続され、他端が他方の定電圧ダイオード１３Ｂのカソード端子、他方のトランジスタ１６Ｂのコレクタ端子、差動増幅器４における他方の入力端及び他方の検出回路１７Ｂの入力端にそれぞれ接続されている。
The
２つの定電圧ダイオード１３Ａ、１３Ｂは、差動増幅器４を異常電圧から保護するための保護ダイオードであり、例えば数ボルト程度の降伏電圧（ツェナー電圧）を有する。２つの定電圧ダイオード１３Ａ、１３Ｂのうち、一方の定電圧ダイオード１３Ａは、アノード端子が抵抗器１４Ａの一端に接続され、カソード端子が一方の抵抗器１２Ａの他端、一方のトランジスタ１６Ａのコレクタ端子、差動増幅器４における一方の入力端及び一方の検出回路１７Ａの入力端にそれぞれ接続されている。
The two
また、他方の定電圧ダイオード１３Ｂは、アノード端子が抵抗器１４Ｂの一端に接続され、カソード端子が他方の抵抗器１２Ｂの他端、他方のトランジスタ１６Ｂのコレクタ端子、差動増幅器４における他方の入力端及び他方の検出回路１７Ｂの入力端にそれぞれ接続されている。
The other
４つの抵抗器１４Ａ、１４Ｂ、１５Ａ、１５Ｂは、２つのトランジスタ１６Ａ、１６Ｂのバイアス電圧を設定するためのバイアス抵抗であり、抵抗値が上述した２つの抵抗器１２Ａ、１２Ｂに比較して大幅に小さく設定されている。これら４つの抵抗器１４Ａ、１４Ｂ、１５Ａ、１５Ｂの抵抗値は、例えば数ｋΩ～数十ｋΩである。
The four
これら４つの抵抗器１４Ａ、１４Ｂ、１５Ａ、１５Ｂのうち、２つの抵抗器１４Ａ、１５Ａは、一方のトランジスタ１６Ａのバイアス電圧を設定するバイアス抵抗であり、残りの２つの抵抗器１４Ｂ、１５Ｂは、他方のトランジスタ１６Ｂのバイアス電圧を設定するバイアス抵抗である。
Of these four
２つの抵抗器１４Ａ、１５Ａのうち、抵抗器１４Ａは、一端が一方の定電圧ダイオード１３Ａのアノード端子に接続され、他端が抵抗器１５Ａの一端及び一方のトランジスタ１６Ａのベース端子に接続されている。また、抵抗器１５Ａは、一端が抵抗器１４Ａの他端及び一方のトランジスタ１６Ａのベース端子に接続され、他端が接地されている。
Of the two
残りの２つの抵抗器１４Ｂ、１５Ｂのうち、抵抗器１４Ｂは、抵抗器１５Ｂは、一端が他方の定電圧ダイオード１３Ｂのアノード端子に接続され、他端が抵抗器１５Ｂの一端及び他方のトランジスタ１６Ｂのベース端子に接続されている。また、抵抗器１５Ｂは、一端が抵抗器１４Ｂの他端及び他方のトランジスタ１６Ｂのベース端子に接続され、他端が接地されている。
Of the remaining two
２つのトランジスタ１６Ａ、１６Ｂは、シャント抵抗Ｔ（接触型電流センサ）の異常時に差動増幅器４における一対の入力端を強制的に接地状態とする電子スイッチである。これら２つのトランジスタ１６Ａ、１６Ｂのうち、一方のトランジスタ１６Ａは、ベース端子が抵抗器１４Ａの他端及び抵抗器１５Ａの一端に接続され、コレクタ端子が一方の抵抗器１２Ａの他端、一方の定電圧ダイオード１３Ａのカソード端子、差動増幅器４における一方の入力端及び一方の検出回路１７Ａの入力端にそれぞれ接続されている。
The two
また、他方のトランジスタ１６Ｂは、ベース端子が抵抗器１４Ｂの他端及び抵抗器１５Ｂの一端に接続され、コレクタ端子が他方の抵抗器１２Ｂの他端、他方の定電圧ダイオード１３Ｂのカソード端子、差動増幅器４における他方の入力端及び他方の検出回路１７Ａの入力端にそれぞれ接続されている。
The
２つの検出回路１７Ａ、１７Ｂは、差動増幅器４における一対の入力端の各電圧をバッファリングするバッファ回路である。すなわち、２つの検出回路１７Ａ、１７Ｂのうち、一方の検出回路１７Ａは、入力端が一方の抵抗器１２Ａの他端、一方の定電圧ダイオード１３Ａのカソード端子、一方のトランジスタ１６Ａのコレクタ端子及び差動増幅器４における一方の入力端にそれぞれ接続され、出力端が処理回路１８の第２入力端に接続されている。このような一方の検出回路１７Ａは、差動増幅器４における一方の入力端の電圧をバッファリングし第２検出信号として処理回路１８に出力する。
The two
他方の検出回路１７Ｂは、入力端が他方の抵抗器１２Ｂの他端、他方の定電圧ダイオード１３Ｂのカソード端子、他方のトランジスタ１６Ｂのコレクタ端子及び差動増幅器４における他方の入力端にそれぞれ接続され、出力端が処理回路１８の第３入力端に接続されている。このような他方の検出回路１７Ｂは、差動増幅器４における他方の入力端の電圧をバッファリングし第３検出信号として処理回路１８に出力する。
The
第３実施形態における処理回路１８は、第１～第３入力端を少なくとも備え、第１入力端が差動増幅器４の出力端に接続され、第２入力端が一方の検出回路１７Ａの出力端に接続され、また第３入力端が他方の検出回路１７Ｂの出力端に接続されている。この処理回路１８は、第１入力端に入力される検出電圧Ｖｏｕｔに基づいて負荷電流Ｉの大きさを検知する。
The
また、この処理回路１８は、第２入力端に入力される第２検出信号及び第３入力端に入力される第３検出信号に基づいて２つの保護回路の動作状態を検知する。このような処理回路１８は、負荷電流Ｉの大きさ及び２つの保護回路の動作状態に応じてバッテリＢの状態を監視し、必要に応じてバッテリＢの保護処置を実行する。
Also, the
２．５Ｖ基準電源１９は、出力インピーダンスが極めて小さいと共に２．５Ｖの電圧を出力する半導体素子であり、出力端がシャント抵抗Ｔの他端に接続され、基準端子が接地されている。すなわち、この２．５Ｖ基準電源１９は、シャント抵抗Ｔの他端の電圧を２．５Ｖにバイアスする電源である。
The 2.5V
続いて、第３実施形態に係るバッテリ監視装置Ａ２の動作について説明する。
シャント抵抗ＴとバッテリＢとの接続状態が正常な場合、シャント抵抗Ｔには負荷電流Ｉが通電される。そして、シャント抵抗Ｔは、負荷電流Ｉと自身の抵抗値Ｒｓに応じた検出電圧Ｖｓを２つの抵抗器１２Ａ、１２Ｂにおける各々の一端に出力する。
Next, operation of the battery monitoring device A2 according to the third embodiment will be described.
When the connection state between the shunt resistor T and the battery B is normal, the load current I is applied to the shunt resistor T. As shown in FIG. The shunt resistor T outputs a detection voltage Vs corresponding to the load current I and its own resistance value Rs to one end of each of the two
この検出電圧Ｖｓは、２つの抵抗器１２Ａ、１２Ｂを介して差動増幅器４における各入力端に入力されて増幅され、検出電圧Ｖｏｕｔとして処理回路１８に入力される。そして、処理回路１８は、検出電圧Ｖｏｕｔと予め記憶しているシャント抵抗Ｔの抵抗値Ｒｓ等に基づいて負荷電流Ｉを検知する。
This detection voltage Vs is input to each input terminal of the
このような検出電圧Ｖｓが取り得る電圧値の範囲は、図５（ａ）に示すように正常入力範囲である。すなわち、シャント抵抗ＴとバッテリＢとの接続状態が正常な場合、つまりシャント抵抗Ｔ（シャント式電流センサ）が正常に機能している場合、第３実施形態の監視回路に入力される検出電圧Ｖｓは、２．５Ｖの動作点を中心として「ＯＵＴ ＭＩＮ」～「ＯＵＴ ＭＡＸ」までの間の電圧値となる。 The range of voltage values that such a detection voltage Vs can take is the normal input range as shown in FIG. 5(a). That is, when the connection state between the shunt resistor T and the battery B is normal, that is, when the shunt resistor T (shunt-type current sensor) functions normally, the detected voltage Vs is a voltage value between "OUT MIN" and "OUT MAX" centering on the operating point of 2.5V.
このような正常状態に対して、例えばバッテリＢのマイナス電極とシャント抵抗Ｔの他端との接続が乖離するような異常が発生した場合、つまりシャント抵抗Ｔ（接触型電流センサ）が異常状態に至ると、シャント抵抗ＴにはバッテリＢのプラス電極に近い数百ボルトの電圧（異常高電圧）が印加されることになる。 If, for example, the connection between the negative electrode of the battery B and the other end of the shunt resistor T is separated from such a normal state, an abnormality occurs, that is, the shunt resistor T (contact current sensor) enters an abnormal state. Eventually, a voltage of several hundred volts (abnormally high voltage) close to the positive electrode of the battery B is applied to the shunt resistor T.
すなわち、この異常高電圧は、２つの抵抗器１２Ａ、１２Ｂの一端に各々印加される。そして、この異常高電圧は、一方の抵抗器１２Ａを介して一方の定電圧ダイオード１３Ａのカソード端子に印加され、また他方の抵抗器１２Ｂを介して他方の定電圧ダイオード１３Ｂのカソード端子に印加される。
That is, this abnormally high voltage is applied to one end of each of the two
この異常高電圧は、一方の定電圧ダイオード１３Ａの降伏電圧（ツェナー電圧）よりも十分に大きいので、一方の定電圧ダイオード１３Ａは、ＯＦＦ状態からＯＮ状態に遷移する。そして、一方の定電圧ダイオード１３ＡがＯＮ状態に遷移することによって、異常高電圧は、一方の抵抗器１２Ａと一方の定電圧ダイオード１３Ａ及び２つの抵抗器１４Ａ、１５Ａとによって分圧される。
Since this abnormally high voltage is sufficiently higher than the breakdown voltage (Zener voltage) of one
そして、この分圧による電圧つまり一方の定電圧ダイオード１３Ａのカソード端子の電圧（カソード電圧）が差動増幅器４における一方の入力端に印加される。このカソード電圧は、一方の抵抗器１２Ａの抵抗値、一方の定電圧ダイオード１３Ａの降伏電圧（ツェナー電圧）及び２つの抵抗器１４Ａ、１５Ａの各抵抗値を適宜調整することによって、図５に示す上限側異常入力範囲に属する電圧値（特定電圧）に設定される。
Then, the voltage resulting from this voltage division, that is, the voltage (cathode voltage) of the cathode terminal of one
すなわち、一方の定電圧ダイオード１３ＡがＯＮ状態となることによって、差動増幅器４における一方の入力端は、上限側異常入力範囲に属する電圧値（特定電圧）に設定され、異常高電圧から保護される。
That is, one input end of the
そして、このような差動増幅器４における一方の入力端の電圧変化（正常入力範囲から上限側異常入力範囲への電圧変化）は、一方の検出回路１７Ａを介して処理回路１８に入力される。処理回路１８は、差動増幅器４における一方の入力端の電圧の変化に基づいて、一方の保護回路（一方の抵抗器１２Ａ、一方の定電圧ダイオード１３Ａ、２つの抵抗器１４Ａ、１５Ａ及び一方のトランジスタ１６Ａ）が作動したことを検知する。
A voltage change at one input end of the differential amplifier 4 (voltage change from the normal input range to the upper limit side abnormal input range) is input to the
なお、一方の定電圧ダイオード１３ＡがＯＮ状態となると、２つの抵抗器１４Ａ、１５Ａによって抵抗分圧されたバイアス電圧が一方のトランジスタ１６Ａのベース端子に入力される。そして、これによって一方のトランジスタ１６ＡはＯＦＦ状態からＯＮ状態に一旦遷移して一方のトランジスタ１６Ａのコレクタ端子つまり差動増幅器４における一方の入力端は一旦接地される。
When one
しかしながら、一方のトランジスタ１６Ａのコレクタ端子が接地されることによって一方の定電圧ダイオード１３Ａのカソード端子が接地されるので、一方のトランジスタ１６Ａは、全体としてＯＦＦ状態を維持し、差動増幅器４における一方の入力端の電圧を安定化させるレギュレータとして機能する。
However, since the collector terminal of the
また、シャント抵抗Ｔ（接触型電流センサ）が異常状態に至ると、異常高電圧が他方の定電圧ダイオード１３Ｂの降伏電圧（ツェナー電圧）よりも十分に大きいので、他方の定電圧ダイオード１３ＢもＯＦＦ状態からＯＮ状態に遷移する。そして、他方の定電圧ダイオード１３ＢがＯＮ状態に遷移することによって、異常高電圧は、他方の抵抗器１２Ｂと他方の定電圧ダイオード１３Ｂ及び２つの抵抗器１４Ｂ、１５Ｂとによって分圧される。
Further, when the shunt resistor T (contact type current sensor) reaches an abnormal state, the abnormally high voltage is sufficiently higher than the breakdown voltage (Zener voltage) of the other
そして、この分圧による電圧つまり他方の定電圧ダイオード１３Ｂのカソード端子の電圧（カソード電圧）が差動増幅器４における他方の入力端に印加される。このカソード電圧は、他方の抵抗器１２Ｂの抵抗値、他方の定電圧ダイオード１３Ｂの降伏電圧（ツェナー電圧）及び２つの抵抗器１４Ｂ、１５Ｂの各抵抗値を適宜調整することによって、図５の上限側異常入力範囲に属する電圧値（特定電圧）に設定される。
Then, the voltage resulting from this voltage division, that is, the voltage at the cathode terminal of the
すなわち、異常高電圧によって他方の定電圧ダイオード１３ＢがＯＮ状態となると、差動増幅器４における他方の入力端は、上限側異常入力範囲に属する電圧値（特定電圧）に設定され、異常高電圧から保護される。
That is, when the
そして、このような差動増幅器４における他方の入力端の電圧変化（正常入力範囲から上限側異常入力範囲への電圧変化）は、他方の検出回路１７Ｂを介して処理回路１８に入力される。処理回路１８は、差動増幅器４における他方の入力端の電圧の変化に基づいて、他方の保護回路（他方の抵抗器１２Ｂ、他方の定電圧ダイオード１３Ｂ、２つの抵抗器１４Ｂ、１５Ｂ及び他方のトランジスタ１６Ｂ）が作動したことを検知する。
A voltage change at the other input end of the differential amplifier 4 (voltage change from the normal input range to the upper limit side abnormal input range) is input to the
なお、他方の定電圧ダイオード１３ＢがＯＮ状態となると、２つの抵抗器１４Ｂ、１５Ｂによって抵抗分圧されたバイアス電圧が他方のトランジスタ１６Ｂのベース端子に入力される。そして、これによって他方のトランジスタ１６Ｂは、ＯＦＦ状態からＯＮ状態に一旦遷移して自身のコレクタ端子つまり差動増幅器４における他方の入力端は一旦接地される。
When the other
しかしながら、他方のトランジスタ１６Ｂのコレクタ端子が接地されることによって他方の定電圧ダイオード１３Ｂのカソード端子が接地されるので、他方のトランジスタ１６Ｂは、全体としてＯＦＦ状態を維持し、差動増幅器４における他方の入力端の電圧を安定化させるレギュレータとして機能する。
However, since the collector terminal of the
このように、第３実施形態に係るバッテリ監視装置Ａ２では、シャント抵抗Ｔ（接触型電流センサ）が異常状態に至ると、差動増幅器４における各入力端の電圧は、２つの保護回路の作動によって正常入力範囲から異常入力範囲に属する電圧値に変化する。
As described above, in the battery monitoring device A2 according to the third embodiment, when the shunt resistor T (contact-type current sensor) becomes abnormal, the voltage at each input terminal of the
したがって、第３実施形態によれば、シャント抵抗Ｔ（接触型電流センサ）と監視回路（差動増幅器４、２つの検出回路１７Ａ、１７Ｂ及び処理回路１８）との間に２つの保護回路（２つの抵抗器１２Ａ、１２Ｂ、２つの定電圧ダイオード１３Ａ、１３Ｂ、４つの抵抗器１４Ａ、１４Ｂ、１５Ａ、１５Ｂ及び２つのトランジスタ１６Ａ、１６Ｂ）を備えるので、シャント抵抗Ｔ（接触型電流センサ）の異常に対して監視回路（差動増幅器４、２つの検出回路１７Ａ、１７Ｂ及び処理回路１８）を保護することが可能である。
Therefore, according to the third embodiment, two protection circuits (2 2
また、第３実施形態によれば、シャント抵抗Ｔ（接触型電流センサ）と監視回路（差動増幅器４、２つの検出回路１７Ａ、１７Ｂ及び処理回路１８）との間に設けられる２つの保護回路（２つの抵抗器１２Ａ、１２Ｂ、２つの定電圧ダイオード１３Ａ、１３Ｂ、４つの抵抗器１４Ａ、１４Ｂ、１５Ａ、１５Ｂ及び２つのトランジスタ１６Ａ、１６Ｂ）の動作状態を監視回路（差動増幅器４、２つの検出回路１７Ａ、１７Ｂ及び処理回路１８）で検知することが可能なバッテリ監視装置Ａを提供することが可能である。
Further, according to the third embodiment, two protection circuits are provided between the shunt resistor T (contact current sensor) and the monitoring circuit (the
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のような変形例が考えられる。
（１）上記各実施形態では、４種類の保護回路について説明したが、本発明はこれに限定されない。保護回路の回路構成については、上述した４種類の他に様々な回路構成が考えられる。
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and for example, the following modifications are conceivable.
(1) Although four types of protection circuits have been described in each of the above embodiments, the present invention is not limited to these. As for the circuit configuration of the protection circuit, various circuit configurations other than the four types described above are conceivable.
（２）上記各実施形態では、接触型電流センサとしてシャント式電流センサ（シャント抵抗Ｔ）を採用した場合について説明したが、本発明はこれに限定されない。すなわち、接触型電流センサとしてシャント式電流センサ（シャント抵抗Ｔ）以外のものを採用してもよい。 (2) In each of the embodiments described above, the case where the shunt-type current sensor (shunt resistor T) is employed as the contact-type current sensor has been described, but the present invention is not limited to this. That is, a contact-type current sensor other than the shunt-type current sensor (shunt resistor T) may be employed.
Ａ、Ａ１、Ａ２ バッテリ監視装置
Ｂ バッテリ
Ｉ 負荷電流
Ｔ シャント抵抗
１Ａ、１Ｂ ヒューズ
２Ａ、２Ｂ ダイオード
３Ａ、３Ｂ、６Ａ、６Ｂ、８～１１、１２Ａ、１２Ｂ、１４Ａ、１４Ｂ、１５Ａ、１５Ｂ 抵抗器
４ 差動増幅器
５Ａ，５Ｂ 検出回路
６、１８ 処理回路
７Ａ、７Ｂ、１３Ａ、１３Ｂ 定電圧ダイオード
１６Ａ、１６Ｂ トランジスタ
１７Ａ、１７Ｂ 検出回路
１９ ２.５Ｖ基準電源
A, A1, A2 Battery monitor B Battery I Load current
Claims (5)
前記接触型電流センサの検出信号が入力される入力端子を備え、前記検出信号に基づいて前記バッテリの状態を監視する監視回路と、
該監視回路と前記接触型電流センサとの間に設けられる保護回路とを備え、
前記監視回路は、前記入力端子の電圧の変化に基づいて遮断回路の動作状態を検知することを特徴とするバッテリ監視装置。 A battery monitoring device that monitors the state of the battery based on the battery current detected by a contact-type current sensor,
a monitoring circuit having an input terminal for inputting a detection signal of the contact-type current sensor and monitoring the state of the battery based on the detection signal;
a protection circuit provided between the monitoring circuit and the contact-type current sensor,
The battery monitoring device according to claim 1, wherein the monitoring circuit detects an operating state of a cutoff circuit based on a change in the voltage of the input terminal.
5. The battery monitoring apparatus according to claim 4, wherein the clamp circuit uses a constant voltage diode to clamp the input terminal to a specific voltage.
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