JP4490928B2 - 電圧検出装置 - Google Patents

Description

本発明は、電圧検出装置に係り、特に、互いに直列接続された複数の二次電池からなる車載高圧バッテリの両端電圧を検出する電圧検出装置に関するものである。

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、上記エンジン始動用の１２Ｖ程度の低圧バッテリと、上記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電池または単位セルとして、これらを複数直列接続して高電圧を得ている。

上述した高圧バッテリは充放電を繰り返すうちに各二次電池の両端電圧、即ち充電状態（ＳＯＣ）にバラツキが生じる。バッテリの充放電にあたっては、各二次電池の耐久性や安全確保の観点より、ＳＯＣ（又は両端電圧）の最も高い二次電池が設定上限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）の最も低い二次電池が設定下限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。また、ＨＥＶにおいては、登坂時にガソリンエンジンに対してバッテリエネルギーを補充したり、降坂時に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・回生を行うために、走行状態によって高圧バッテリの電圧が変動することも多い。以上のことからＨＥＶの走行中は高圧バッテリの両端電圧を常に監視する必要がある。

従来、上述した高圧バッテリを構成する各二次電池の両端電圧を検出する電圧検出装置として特許文献１に示すような装置が提案されている。特許文献１の電圧検出装置は主バッテリ（高圧バッテリ）を複数のモジュールに分割し、各モジュール毎の両端電圧を検出後、主バッテリ全体の総電圧を検出する。そして、各モジュールの両端電圧値と主バッテリの総電圧それぞれが異常か否かを判断して両方とも異常が無ければ処理を繰り返し、両方とも異常がある場合は電池の異常を報知し、主バッテリの充放電を停止させている。
特開平１１−１７６４８０号公報

上述した特許文献１に記載の電圧検出装置は、複数のモジュールの両端電圧値の検出を行い、その後に主バッテリの総電圧を検出し、それぞれ異常か否かの判断を行っていたので異常の検出まで時間がかかってしまうという問題があった。また、あるモジュールの両端電圧が他のモジュールと比較して大きな変化が検出された場合に、主バッテリから供給する電流値の変動によるもの（例えばＨＥＶの走行状態の変化）なのか二次電池の異常なのかの判断が遅れてしまう。

そこで、本発明は、上記のような問題点に着目し、直列に接続された二次電池からなる高圧バッテリの電圧値を検出して異常の有無を判断する際に、迅速に高圧バッテリの異常が検出できるような電圧検出装置を提供することを課題とする。

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、二次電池が複数直列接続された車載高圧バッテリの前記二次電池を少なくとも１つ有した複数のブロック各々に対応して設けられ、かつ前記ブロックの両端電圧値を検出する電圧検出手段を備えた電圧検出装置において、互いに異なる２つのブロックに対応した電圧検出手段に交互に３回以上前記両端電圧値を検出させて、前記互いに異なる２つのブロックに対応した電圧検出手段のうち、一方の電圧検出手段が検出したブロックの両端電圧値と他方の電圧検出手段が検出したブロックの両端電圧値との差が所定値以上ある場合に前記車載高圧バッテリに異常があると判定し、前記車載高圧バッテリの異常の有無を判定後に、順次他の組合せの２つのブロックに対応した電圧検出手段に対応するブロックの両端電圧値を交互に３回以上検出させて、前記車載高圧バッテリの異常の有無を判定する制御手段と、を備えたものであることを特徴とする電圧検出装置に存する。

請求項１記載の発明によれば、制御手段において、互いに異なる２つのブロックに対応した電圧検出手段に交互に３回以上両端電圧を検出させ、互いに異なる２つのブロックに対応した電圧検出手段のうち、一方の電圧検出手段が検出したブロックの両端電圧値と他方の電圧検出手段が検出したブロックの両端電圧値との差が所定値以上ある場合に車載高圧バッテリに異常があると判定する。即ち、２つのブロックの両端電圧値から車載高圧バッテリの異常検出を行える。

請求項２記載の発明は、前記制御手段が、前記互いに異なる２つのブロックに対応した電圧検出手段に検出させた両端電圧値のうち少なくともいずれか１つが、予め定めたブロックの両端電圧値の範囲外である場合に、前記車載高圧バッテリに異常があると判定す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に存する。

請求項２記載の発明によれば、互いに異なる２つのブロックに対応した電圧検出手段に交互に検出させた両端電圧値のうちいずれか１つでも予め定めたブロック電圧値の範囲外である場合には当該ブロックに異常があると判断できるので、車載高圧バッテリに異常があると判断できる。

以上説明したように請求項１記載の発明によれば、一方の電圧検出手段、他方の電圧検出手段、再度一方の電圧検出手段と交互に両端電圧値を検出したときに、他方の電圧検出手段の検出した両端電圧値から再度一方の電圧検出手段の検出した両端電圧値の差が所定値以上である場合は２つの電圧検出手段の対応するブロックのいずれかの二次電池に異常があると判断して２つのブロックの両端電圧値から車載高圧バッテリの異常検出が行える。即ち、車載高圧バッテリを複数のブロックに分け、互いに異なる２つのブロックを交互に３回以上両端電圧値を検出することで、ブロック間の両端電圧値の変化が走行状態の変化によるものか、ブロック内二次電池の異常によるものかの判別が行えることから、複数のうち２つのブロック間で異常か否かの判断を行え、全てのブロックの両端電圧値を検出後に異常の判断を行うよりも迅速に車載高圧バッテリの異常を検出することができる。

請求項２記載の発明によれば、互いに異なる２つのブロックに対応した電圧検出手段の検出したブロックの両端電圧値が予め定めたブロック両端電圧の範囲外、即ち、上限値を上回っているか、または下限値を下回っている場合には、該ブロックに異常があると判断できることから、車載高圧バッテリの異常検出が全てのブロックの両端電圧値を検出しなくとも行えるため、迅速に車載高圧バッテリの異常検出が行える。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の電圧検出装置
の一実施形態を示す回路図である。図中引用符号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、例えば一つ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Ｓｔの動作電源として用いられ、その両端にはオルタネータ等が必要に応じて充電器として接続される。

また、図中引用符号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Ｍ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Ｍの電源として用いられ、その両端には電動モータＭが必要に応じて負荷として接続されると共にオルタネータ等(図示せず)が必要に応じて充電器として接続される。

高圧バッテリＢＨは、ｍ個（ｍは任意の整数）のブロックＢ１〜Ｂｍに分けられている。各ブロックＢ１〜Ｂｍはそれぞれｎ個（ｎは任意の整数）の二次電池Ｃ１１〜Ｃｍｎから構成されている。二次電池Ｃ１１〜Ｃｍｎは同じ電圧、電流を供給するものが直列に接続されている。また、各ブロックの隣接するブロックとの境界にある二次電池Ｃ１ｎ、Ｃ２ｎ、…、Ｃ（ｍ−１）ｎは、夫々のブロックに対応する二つの電圧検出回路１１〜１ｍが両端電圧の検出を可能とする共通二次電池となっている。即ち、共通二次電池Ｃ１ｎは、電圧検出回路１１と１２へ、Ｃ２ｎは、電圧検出回路１２と１３へ、Ｃ（ｍ−１）ｎは、電圧検出回路１（ｍ−１）と１ｍへ、夫々接続されている。

電圧検出装置は、電圧検出手段としての電圧検出回路１１〜１ｍと制御手段としての低圧系ＣＰＵ３０と、送信用インタフェースＩＦｔ１〜ＩＦｔｍと、受信用インタフェースＩＦｒ１〜ＩＦｒｍとを備えている。

電圧検出回路１１〜１ｍは、各ブロックＢ１〜Ｂｍにそれぞれ対応して設けられている。電圧検出回路１１〜１ｍは、複数のブロックＢ１〜Ｂｍのうち対応するブロックＢ１〜Ｂｍを構成する二次電池Ｃ１１〜Ｃｍｎから電源供給を受けて動作する。即ち、上述した電圧検出回路１１〜１ｍは、対応するブロックＢ１〜Ｂｍのマイナス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回路１１〜１ｍを構成するデバイスの耐圧を下げることができる。

電圧検出回路１１〜１ｍは、それぞれ対応するブロックの両端電圧値およびブロック内の各二次電池Ｃ１１〜Ｃｍｎの両端電圧を検出する差動増幅器ＯＰと、各ブロックＢ１〜Ｂｍの両端および各ブロックＢ１〜Ｂｍを構成する二次電池Ｃ１１〜Ｃｍｎの両端を差動増幅器ＯＰに接続する選択スイッチ群２４と、差動増幅器ＯＰが検出した両端電圧をデジタル変換するＡ／Ｄ変換器２２と、上記選択スイッチ群２４を制御する高圧系ＣＰＵ２５とを備えている。上記選択スイッチ群２４は二次電池Ｃ１１〜Ｃｍｎの両端に設けられた常閉のスイッチから構成されている。ここで、ブロックの両端電圧値とは直列に接続された二次電池の、ブロック内における一端と他端の二次電池間の電圧値を示し、例えばブロックＢ１であればＣ１１のマイナス側とＣ１ｎのプラス側の端子間の電圧値である。

また、電圧検出回路１１〜１ｍは、対応するブロックＢ１〜Ｂｍの供給電圧から上記差動増幅器ＯＰ、Ａ／Ｄ変換器２２及び高圧系ＣＰＵ２５の動作電源となる定電圧を出力する高圧系電源回路２３と、該高圧系電源回路２３から差動増幅器ＯＰ及びＡ／Ｄ変換器２２間との間に設けた遮断スイッチＳｃ１とを備えている。この遮断スイッチＳｃ１は高圧系ＣＰＵ２５によってオンオフが制御される。

また、上述した電圧検出回路１１〜１ｍはそれぞれがワンチップで構成されている。また、電圧検出回路１１〜１ｍには外付け抵抗Ｒ１〜Ｒｍが接続されている。外付け抵抗Ｒ１〜Ｒｍは各ブロックＢ１〜Ｂｍのアドレスに対応するものであり、各々異なる抵抗値となっている。外付け抵抗Ｒ１〜Ｒｍは、各々高圧系電源回路２３からの電源投入に応じて高圧系ＣＰＵ２５が抵抗値を読み取り、各高圧系ＣＰＵ２５のアドレスとして図示しない記憶手段に記憶する。

低圧系ＣＰＵ３０は、図示しないメモリを内蔵し、低圧バッテリＢＬからの電源供給を受けて動作する。そして、メモリに内蔵された制御プログラムおよび各電圧検出回路の検出順序やブロックの両端電圧の上限値および下限値に基づいて電圧検出回路１１〜１ｍを制御等を行う。

電圧検出回路１１〜１ｍと低圧系ＣＰＵ３０との間には、送信用バスラインＢＬｔ及び受信用バスラインＢＬｒが設けられている。送信用バスラインＢＬｔ及び受信用バスラインＢＬｒはそれぞれ、低圧系ＣＰＵ３０から複数の電圧検出回路１１〜１ｍに向かって分岐して設けられている。また、分岐した後の送信用バスラインＢＬｔ及び受信用バスラインＢＬｒ上にそれぞれ、送信用絶縁インタフェースＩＦｔ１〜ＩＦｔｍ及び受信用絶縁インタフェースＩＦｒ１〜ＩＦｒｍが設けられている。すなわち、送信用バスラインＢＬｔ及び受信用バスラインＢＬｒの分岐点は、送信用絶縁インタフェースＩＦｔ１〜ＩＦｔｍ及び受信用絶縁インタフェースＩＦｒ１〜ＩＦｒｍよりも低圧系ＣＰＵ３０側に設けられている。

絶縁インタフェースＩＦｔ１〜ＩＦｔｍ及びＩＦｒｍ〜ＩＦｔｍは、電圧検出回路１１〜１ｍと低圧系ＣＰＵ３０とを電気的に絶縁した状態で結合するものである。低圧系ＣＰＵ３０及び電圧検出回路１１〜１ｍは、絶縁インタフェースＩＦｔ１〜ＩＦｔｍ及びＩＦｒ１〜ＩＦｒｍ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。絶縁インタフェースＩＦｔ１〜ＩＦｔｍ及びＩＦｒ１〜ＩＦｒｍ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。

上述した構成の電圧検出装置における各ブロックＢ１〜Ｂｍの両端電圧値の検出とその両端電圧値から異常の有無の判定を行う手順を図２ないし４に示す。図２および４に示したフローチャートはＨＥＶのイグニッションスイッチがオンの間に低圧系ＣＰＵ３０と高圧系ＣＰＵ２５とにおいて実行される。すなわち、低圧系ＣＰＵ３０で図２に示すフローチャートを実行して各ブロック両端電圧を電圧検出回路１１〜１ｍに検出させ異常の有無の判断を行い、高圧系ＣＰＵ２５では図４のフローチャートを実行してブロックの両端電圧値を検出する。

まず、図２に各ブロック両端電圧を電圧検出回路１１〜１ｍで検出する手順の説明をする。ステップＳ１０１において、電圧検出回路１１〜１ｍに対して電源オン命令を送信してステップＳ１０２に進む。

次に、ステップＳ１０２において、電圧検出回路およびブロック番号を表す変数ｋを１にセットしてステップＳ１０３に進む。

次に、ステップＳ１０３において、一方の電圧検出手段としての電圧検出回路１ｋに対して対応するブロックの両端電圧値の検出を行うように検出命令を送信し、続いて他方の電圧検出手段としての電圧検出回路１（ｋ＋１）に対して対応するブロックの両端電圧値の検出を行うように検出命令を送信してステップＳ１０４へ進む。例えばステップＳ１０２から進んできた場合は、電圧検出回路１１へブロックＢ１の両端電圧値の検出を行うように検出命令を送信し、続いて電圧検出回路１２に対してブロックＢ２の両端電圧値の検出を行うように検出命令を送信する。

次に、ステップＳ１０４において、ステップＳ１０３において送信したブロックの両端電圧値検出命令に対応して送信されてきた電圧検出回路１ｋおよび１（ｋ＋１）に対応するブロックの両端電圧値Ｖ１ｋおよびＶ１（ｋ＋１）を受信し低圧系ＣＰＵ３０のメモリに記憶しステップＳ１０５に進む。

次に、ステップＳ１０５において、電圧検出回路１ｋに対して再度対応するブロックの電圧検出を行うように検出命令を送信しステップＳ１０６へ進む。

次に、ステップＳ１０６において、ステップＳ１０５において再度送信したブロックの電圧検出命令に対応して送信されてきた電圧検出回路１ｋに対応するブロックの両端電圧値Ｖ１ｋ´を受信し低圧系ＣＰＵ３０のメモリに記憶しステップＳ１０７に進む。即ち、ステップＳ１０３〜Ｓ１０６までで２つの電圧検出回路に対して交互に３回ブロックの両端電圧の検出を行わせている。

次に、ステップＳ１０７において、送信されてきた両端電圧値に対して、電圧検出回路間の検出誤差の補正を行いステップＳ１０８に進む。電圧検出回路間の補正は以下のように行う。予めイグニッションスイッチがオフの間に各電圧検出回路間の共通二次電池Ｃ１ｎ、Ｃ２ｎ、…、Ｃ（ｍ−１）ｎの両端電圧値を、共通二次電池を共有する２つの電圧検出回路それぞれに検出させ、その検出された２つの両端電圧値の差分を電圧検出回路間の検出誤差とする。補正は、予め検出した電圧検出回路間の検出誤差をブロックの両端電圧値に加算して行う。

次に、ステップＳ１０８において、ステップＳ１０７で補正された両端電圧値Ｖ１ｋ、Ｖ１（ｋ＋１）およびＶ１ｋ´が、予め定めメモリ内に記憶したブロック内の二次電池の製品規格上の上限電圧値から下限電圧値の範囲にあるか比較する。即ち、予め定めたブロックの両端電圧値の範囲外にあるか比較する。そして、検出した両端電圧値Ｖ１ｋ、Ｖ１（ｋ＋１）およびＶ１ｋ´を比較しステップＳ１０８に進む。両端電圧値Ｖ１ｋ、Ｖ１（ｋ＋１）およびＶ１ｋ´の比較は次のように行う。Ｖ１ｋとＶ１（ｋ＋１）との差が予め低圧系ＣＰＵのメモリ内に記憶した所定値以上の差があるが、Ｖ１（ｋ＋１）とＶ１ｋ´との差が所定値未満の差でしかない場合は、車両の走行状態の変化によりブロックの両端電圧が変化したものと考えられるため異常ではないと判定する。また、Ｖ１ｋとＶ１（ｋ＋１）との差が所定値以上となり、Ｖ１（ｋ＋１）とＶ１ｋ´との差も所定値以上の差であった場合は、車両の走行状態の変化によるブロックの両端電圧の変化とは考えられないため、ブロックＢｋまたはブロックＢ（ｋ＋１）のいずれかに異常があるものと判定する。あるいはＶ１ｋとＶ１（ｋ＋１）との差は所定値未満の差でしかないが、Ｖ１（ｋ＋１）とＶ１ｋ´との差が所定値以上ある場合もブロックＢｋまたはブロックＢ（ｋ＋１）のいずれかに異常があるものと判定する。即ち、一方の電圧検出手段としての電圧検出回路１ｋが再度検出したブロックの両端電圧値と他方の電圧検出手段としての電圧検出回路１（ｋ＋１）が検出したブロックの両端電圧値との差が所定値以上ある場合に高圧バッテリＢＨに異常があると判定する。

ブロックＢ１とＢ２の場合（ｋ＝１の場合）を例に図３を参照して説明する。まず、図３（ａ）において、時刻ｔ１に一方の電圧検出回路に対応するブロックとしてのブロックＢ１の両端電圧値を電圧検出回路１１において検出しその値がＶ１ボルト、時刻ｔ１以降の時刻である時刻ｔ２に他方の電圧検出回路に対応するブロックとしてのブロックＢ２の両端電圧値を電圧検出回路１２において検出しその値がＶ１から所定値以上の差があるＶ２ボルトであった場合に、時刻ｔ２以降の時刻である時刻ｔ３に再度ブロックＢ１の両端電圧値を電圧検出回路１１において検出しその値がブロックＢ２と同じＶ２ボルト程度（即ち差が所定値未満）であれば、時刻ｔ１とｔ２の間に坂道走行などにより電圧が変化したものと判断する。即ち、異常ではないと判断する。しかし、図３（ｂ）に示すように時刻ｔ３で再度ブロックＢ１の両端電圧値を電圧検出回路１１において検出しその値が時刻ｔ１に検出したのと同じＶ１ボルト程度（即ち差が所定値以上）であった場合は走行状態の変化によるものではなくブロックＢ１またはＢ２のいずれかの二次電池の異常であると判断する。ここで、所定値以上の差とはバッテリ内二次電池の過充放電などが検出可能な電圧の変化分である。

次に、ステップＳ１０９において、ステップＳ１０８において製品規格上のブロック電圧値の範囲外にあるか（上限電圧値を上回っているか、または下限電圧値を下回っているか）、あるいは２つのブロックの両端電圧の比較の結果異常が検出されたか否かを判断し、規格範囲外または異常が検出された場合（有りの場合）はステップＳ１１０に進み、規格範囲内であり異常も検出されない場合（無しの場合）はステップＳ１１１に進む。

次に、ステップＳ１１０において、高圧バッテリＢＨに異常が発生したことを図示しない上位ユニットに対して送信し、ステップＳ１１１に進む。上位ユニットでは送信されてきた情報を基にＨＥＶの運転者などに対して警告表示や高圧バッテリへの充放電の禁止処理などを行う。

次に、ステップＳ１１１において、電圧検出回路およびブロック番号を表す変数ｋに１を加算しその結果が、ｍ未満の場合はステップＳ１０３に戻り、ｍの場合はステップＳ１１２に進み、ｍよりも大きい場合はステップＳ１０２へ戻る。

次に、ステップＳ１１２において、ｋ＋１の値を１に強制的に設定してステップＳ１０３へ戻る。このようにすることにより、本ステップから戻った場合のステップＳ１０３〜Ｓ１０６においては（ｋ＋１）は１度だけ１になる。即ち電圧検出回路１ｍと１１に対して両端電圧の検出命令の送信およびブロックの両端電圧値の受信を行う。

即ち、本フローチャートを繰り返し実行することにより、順次他の組合せの２つのブロックに対応した電圧検出手段に対応するブロックの両端電圧値を交互に３回検出させて、高圧バッテリＢＨの異常の有無を判定できる。

ここで、図２のフローチャートのステップＳ１０３およびＳ１０５で低圧系ＣＰＵ３０から電圧検出回路に送信されるブロックの両端電圧検出命令に対応して電圧検出回路１１〜１ｍの高圧系ＣＰＵ２５でブロックの両端電圧を検出する手順を図４のフローチャートを参照して説明する。

まずステップＳ２０１において、低圧系ＣＰＵ３０から送信用バスラインＢＬｔおよび送信用絶縁インタフェースＩＦｔ１〜ＩＦｔｍを経由して各電圧検出回路１１〜１ｍへ送信される電源オン信号を受信したか否かを判断し、受信した場合（ＹＥＳの場合）はステップＳ２０２へ進み、受信していない場合（ＮＯの場合）は受信するまで繰り返し判断する。

次に、ステップＳ２０２において、各電圧検出回路１１〜１ｍの遮断スイッチＳｃ１をオンにする。これにより各電圧検出回路１１〜１ｍを構成する差動増幅器ＯＰ及びＡ／Ｄ変換器２２に対して対応する各ブロックＢ１〜Ｂｍから電源が供給される。

次に、ステップＳ２０３において、低圧系ＣＰＵ３０から送信用バスラインＢＬｔおよび送信用絶縁インタフェースＩＦｔ１〜ＩＦｔｍを経由して各電圧検出回路１１〜１ｍへ送信される検出命令を受信したか否かを判断し、受信した場合（ＹＥＳの場合）はステップＳ２０４へ進み、受信していない場合（ＮＯの場合）はステップＳ２０６へ進む。

次に、ステップＳ２０４において、ステップＳ２０３で受信した検出命令に指定されたアドレスが自己のアドレスであるか否かを判断し、自己アドレスだった場合はステップＳ２０５へ進み、自己アドレスではない場合はステップＳ２０６へ進む。

次に、ステップＳ２０５において、ブロックの両端電圧の検出を行いステップＳ２０６へ進む。高圧系ＣＰＵ２５は、ブロックの両端を差動増幅器ＯＰに接続する。これによりＡ／Ｄ変換器２２から高圧系ＣＰＵ２５に対してブロックの両端電圧のデジタル値が供給される。これに応じて高圧系ＣＰＵ２５は受信用絶縁インタフェースＩＦｒ１〜ＩＦｒｍに対して自己のアドレスを指定したブロックの両端電圧のデジタル値を送信する。受信用絶縁インタフェースＩＦｒ１〜ＩＦｒｍに対して送信されたブロックの両端電圧のデジタル値は、受信用バスラインＢＬｒを介して低圧系ＣＰＵ３０へ送信される。

次に、ステップＳ２０６において、低圧系ＣＰＵ３０から送信用バスラインＢＬｔおよび送信用絶縁インタフェースＩＦｔ１〜ＩＦｔｍを経由して各電圧検出回路１１〜１ｍへ送信される電源オフ信号を受信したか否かを判断し、受信した場合（ＹＥＳの場合）はステップＳ２０７へ進み、受信していない場合（ＮＯの場合）はステップＳ２０３へ戻る。

次に、ステップＳ２０７において、各電圧検出回路１１〜１ｍの遮断スイッチＳｃ１をオフにする。これにより各電圧検出回路１１〜１ｍを構成する差動増幅器ＯＰ及びＡ／Ｄ変換器２２に対して対応する各ブロックＢ１〜Ｂｍから電源が遮断される。

以上の電圧検出装置によれば、例えばブロックＢ１の両端電圧値を検出し、次にブロックＢ２の両端電圧値を検出し、その後に再度ブロックＢ１の両端電圧値を検出するというように２つの電圧検出回路を交互に３回両端電圧値を検出することで、迅速に車載高圧バッテリの異常を検出することができる。即ち、車載高圧バッテリＢＨを複数のブロックＢ１〜Ｂｍに分け、互いに異なる２つのブロック間の両端電圧値の変化が異常か否かの判断を行っているので全てのブロックＢ１〜Ｂｍの両端電圧値を検出後に異常の判断を行うよりも迅速に高圧バッテリＢＨの異常を検出することができる。

また、上述した電圧検出装置によれば、例えば電圧検出回路１１、電圧検出回路１２、再度電圧検出回路１１と交互にそれぞれ対応するブロックの両端電圧値を検出したときに、電圧検出回路１２が検出した両端電圧値から再度電圧検出回路１１が検出した両端電圧値の差が予め定めた所定値以上の差がある場合は、高圧バッテリＢＨに異常があると判断できる。即ち、交互に３回両端電圧値を検出し、差分が所定値以上あるか否か判断することで、ブロックＢ１、Ｂ２間の両端電圧値の変化が走行状態の変化によるものか、ブロック内二次電池の異常によるものかの判定が行える。即ち、高圧バッテリＢＨの異常検出が全てのブロック１１〜１ｍの両端電圧値を検出しなくとも行えるため、迅速に車載高圧バッテリＢＨの異常検出が行える。

また、例えば電圧検出回路１１と１２の検出したブロックの両端電圧値が予め定めたブロック両端電圧の範囲外にある場合（上限値を上回っているか、または下限値を下回っている場合）には、該ブロックに異常があると判断できる。即ち、高圧バッテリＢＨの異常検出が全てのブロック１１〜１ｍの両端電圧値を検出しなくとも行えるため、迅速に車載高圧バッテリＢＨの異常検出が行える。

なお、上述した実施形態では、隣り合う２つの電圧検出回路の対応するブロックの両端電圧値を基に車載高圧バッテリの異常検出を行っていたが、必ずしも隣り合う必要は無く互いに異なる２つの電圧検出回路であればよい。

また、上述した実施形態では２つの電圧検出回路に３回交互にブロックの両端電圧を検出させていたが、４回以上としてもよい。さらに、上述した実施形態では３回両端電圧を検出したうち２回目と３回目の差から異常を検出していたが１回目と２回目の差から検出してもよいし、１回目と２回目、２回目と３回目の２つ差から異常の検出をしていもよい。

また、上述した実施形態では、高圧バッテリを二次電池の単電池で構成したいたが、それに限らず二次電池からなる単位電池や単位セルなどで構成してもよい。

なお、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。すなわち、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。

本発明の電圧検出装置の一実施の形態を示す回路図である。 図１に示す電圧検出装置を構成する低圧系ＣＰＵ３０が２つの電圧検出回路が検出した両端電圧値から異常を検出する処理手順を示すフローチャートである。 ブロック両端電圧の変化の例を示す説明図である。 図１に示す電圧検出装置を構成する高圧系ＣＰＵ２５がブロックの両端電圧値を検出する処理手順を示すフローチャートである。

符号の説明

ＢＬ 低圧バッテリ
ＢＨ 高圧バッテリ(車載高圧バッテリ)
Ｂ１〜Ｂｍ ブロック
ＢＬｔ 送信用バスライン
ＢＬｒ 受信用バスライン
Ｃ１１〜Ｃｍｎ 二次電池
ＩＦｔ１〜ＩＦｔｍ 送信用絶縁インタフェース
ＩＦｒ１〜ＩＦｒｍ 受信用絶縁インタフェース
ＯＰ 差動増幅器
Ｒ１〜Ｒｍ 外付け抵抗
１１〜１ｍ 電圧検出回路(電圧検出手段)
２２ Ａ／Ｄ変換器
２５ 高圧系ＣＰＵ
３０ 低圧系ＣＰＵ(制御手段、記憶手段)

Claims (2)

1. 二次電池が複数直列接続された車載高圧バッテリの前記二次電池を少なくとも１つ有した複数のブロック各々に対応して設けられ、かつ前記ブロックの両端電圧値を検出する電圧検出手段を備えた電圧検出装置において、
   互いに異なる２つのブロックに対応した電圧検出手段に交互に３回以上前記両端電圧値を検出させて、前記互いに異なる２つのブロックに対応した電圧検出手段のうち、一方の電圧検出手段が検出したブロックの両端電圧値と他方の電圧検出手段が検出したブロックの両端電圧値との差が所定値以上ある場合に前記車載高圧バッテリに異常があると判定し、前記車載高圧バッテリの異常の有無を判定後に、順次他の組合せの２つのブロックに対応した電圧検出手段に対応するブロックの両端電圧値を交互に３回以上検出させて、前記車載高圧バッテリの異常の有無を判定する制御手段と、
   を備えたものであることを特徴とする電圧検出装置。
2. 前記制御手段が、前記互いに異なる２つのブロックに対応した電圧検出手段に検出させた両端電圧値のうち少なくともいずれか１つが、予め定めたブロックの両端電圧値の範囲外である場合に、前記車載高圧バッテリに異常があると判定することを特徴とする請求項１に記載の電圧検出装置。

Images