JP5080153B2 - 異常検出装置 - Google Patents

Description

本発明は、異常検出装置に係り、特に、二次電池から成る単位セルが複数直列接続された組電池を複数に分割したブロック毎に異常を検出する異常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。

上述した組電池から構成された高圧バッテリは複数のブロックに分割されていて、ブロック毎に電圧検出回路ＩＣが設けられている。各電圧検出回路ＩＣは、単位セルの両端電圧を検出して、その検出結果を高圧バッテリ全体の管理を行う低圧系マイコン（制御手段）に送信している。また、各電圧検出回路ＩＣは、異常検出手段として働き、充電異常、ＩＣ異常、断線異常、ＡＤ異常などの複数種類の異常を検出して、その検出結果を低圧系マイコンに送信する機能も有している。

上述した複数の電圧検出回路ＩＣ−低圧系マイコン間は、低圧系マイコンに接続された本ライン、及び、複数の電圧検出回路ＩＣに接続された本ラインから複数に分岐された分岐ライン、から構成される通信ラインによって接続されている。そこで、複数の電圧検出回路ＩＣから出力される検出結果を互いに衝突することなく低圧系マイコンに送信するために、送信タイミングをずらして各電圧検出回路ＩＣの検出結果を送信する通信方法や、低圧系マイコンからの検出結果の要求命令を受けて各電圧検出回路ＩＣが検出結果を送信するマスタースレーブ方式の通信方法が考えられている。

しかしながら、上述した従来の通信方法ではデータ数を増やすと通信速度を上げる必要があり通信品質が低下する。また、通信速度を下げると、規定の時間内に必要データを送れなくなる、という問題があった。

そこで、各電圧検出回路ＩＣが出力する複数の検出結果を重ね合わせて送信することにより、通信データ量を低減させる組電池の異常検出装置が、例えば特許文献１に記載されている。上述した組電池の異常検出装置１００は、図８に示すように、過充電検出回路ａ１〜ａｎと、過放電検出回路ｂ１〜ｂｎと、オア回路２、ｃ１〜ｃｎと、アンド回路３、ｄ１〜ｄｎと、スイッチ４、ｅ１〜ｅｎと、クロック回路１０と、信号伝送用フォトカプラ２０と、ＮＰＮトランジスタ３０とを備えている。

上述した構成の組電池の異常検出装置１００の動作を以下説明する。クロック回路１０から出力されるクロック信号がＨｉレベルのとき、全ての過充電検出回路ａ１〜ａｎおよび過放電検出回路ｂ１〜ｂｎは、自己の検出回路の故障検出を行う。また、クロック信号がＨｉレベルのとき、スイッチｅ１〜ｅｎはアンド回路ｄ１〜ｄｎを選択し、スイッチ４はアンド回路３を選択している。

各過充電検出回路ａ１〜ａｎ、過放電検出回路ｂ１〜ｂｎは、自己診断結果が回路異常のときにＬｏレベルとなり、自己診断結果が正常のときにＨｉレベルとなる信号を出力する。そして、アンド回路３は、各過充電検出回路ａ１〜ａｎ、過放電検出回路ｂ１〜ｂｎから出力される信号の何れか１つでも異常を示すＬｏレベルであれば、異常を示すＬｏレベルの信号を、信号伝送用フォトカプラ２０を介して図示しない低圧系マイコンに送信する。

一方、クロック回路１０から出力されるクロック信号がＬｏレベルのとき、過充電検出回路ａ１〜ａｎは、対応する単位セルｓ１〜ｓｎの過充電検出を行い、過放電検出回路ｂ１〜ｂｎは、対応する単位セルｓ１〜ｓｎの過放電検出を行う。また、クロック信号がＬｏレベルのとき、スイッチｅ１〜ｅｎはオア回路ｃ１〜ｃｎを選択し、スイッチ４はオア回路２を選択している。

過充電検出回路ａ１〜ａｎ、過放電検出回路ｂ１〜ｂｎは、過充電状態または過放電状態であるセル異常のときにＨｉレベルとなり、全ての単位セルｓ１〜ｓｎが正常のときにＬｏレベルとなる信号を出力する。そして、オア回路２は、各過充電検出回路ａ１〜ａｎ、過放電検出回路ｂ１〜ｂｎから出力される信号の何れか１つでも異常を示すＨｉレベルであれば、異常を示すＨｉレベルの信号を、信号伝送用フォトカプラ２０を介して図示しない低圧系マイコンに送信する。即ち、アンド回路３、オア回路２は、各過充電検出回路ａ１〜ａｎ、過放電検出回路ｂ１〜ｂｎから出力される信号を重ね合わせて図示しない低圧系マイコンに送信することにより、データ量の低減を図っている。

しかしながら、この特許文献１に記載された従来の異常検出装置１００では、回路異常であるときに出力される信号レベル（Ｌｏレベル）と、セル異常であるときに出力される信号レベル（Ｈｉレベル）とが異なっている。このため、２種類の異常しか送信することができない。また、異常の種類毎にアンド回路３、オア回路２が必要となり、コスト的にも問題があった。
特開２００４−２８２７９８号公報

そこで、本発明は、上記のような問題点に着目し、通信データの低減を図りつつ安価に複数種類の異常を複数の異常検出手段から制御手段に送信することができる異常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、二次電池から成る単位セルが複数直列接続された組電池を複数に分割したブロック毎に対応して設けられると共に前記対応するブロックについて各々が複数種類の異常を検出する複数の異常検出手段と、前記異常検出手段からの検出結果を示す結果信号を受け取る制御手段と、前記制御手段に接続された本ライン、及び、前記複数の異常検出手段の各々に接続された前記本ラインから複数に分岐された分岐ライン、から構成されていて前記結果信号を伝送するための通信ラインと、を有する異常検出装置において、前記結果信号が、異常を検出したときにＬｏレベルとなり正常を検出したときにＨｉレベルとなる信号、及び、異常を検出したときにＨｉレベルとなり正常を検出したときにＬｏレベルとなる信号の何れか一方の信号を異常の種類順に従って並べて構成されていて、前記制御手段が、前記異常検出手段の各々に対してクロック信号を供給し、前記異常検出手段の各々が、前記クロック信号の入力に応じて前記異常を検出し、前記クロック信号のカウント値に従って前記結果信号を同時に出力するように設定されていて、そして、前記本ラインと前記分岐ラインとの分岐点に設けられていて、前記複数の異常検出手段から出力される前記結果信号の少なくとも１つが異常を示すレベルであれば、前記本ラインに異常を示すレベルの前記結果信号を出力する論理出力手段が、設けられていることを特徴とする異常検出装置に存する。

請求項１記載の発明によれば、本ラインと分岐ラインとの分岐点に設けられた論理出力手段が、複数の異常検出手段から出力される複数の結果信号の少なくとも１つが異常を示すレベルであれば、本ラインに異常を示す旨の信号を出力して、複数の結果信号を重ね合わせる。これにより、複数の結果信号を順番に送信する場合に比べて、通信データの削減を図ることができる。また、結果信号を、異常を示す信号レベル、及び、正常を示す信号レベル、が全ての種類の異常間で共通となるような信号を異常の種類順に従って並べて構成することにより、異常の種類毎にアンド回路、オア回路といった論理出力手段を設けることなく、複数種類の異常の検出結果を制御手段に送信することができる。

請求項２記載の発明は、二次電池から成る単位セルが複数直列接続された組電池を複数に分割したブロック毎に対応して設けられると共に前記対応するブロックについて各々が複数種類の異常を検出する複数の異常検出手段と、前記異常検出手段からの検出結果を示す結果信号を受け取る制御手段と、前記制御手段に接続された本ライン、及び、前記複数の異常検出手段の各々に接続された前記本ラインから複数に分岐された分岐ライン、から構成されていて前記結果信号を伝送するための通信ラインと、を有する異常検出装置において、前記結果信号が、異常を検出したときにＬｏレベルとなり正常を検出したときにＨｉレベルとなる信号を異常の種類順に従って並べて構成されていて、前記制御手段が、前記異常検出手段の各々に対してクロック信号を供給し、前記異常検出手段の各々が、前記クロック信号の入力に応じて前記異常を検出し、前記クロック信号のカウント値に従って前記結果信号を同時に出力するように設定されていることを特徴とする異常検出装置に存する。

請求項２記載の発明によれば、結果信号を、異常を示す信号レベル、及び、正常を示す信号レベル、が全ての種類の異常間で共通となるような信号を異常の種類順に従って並べて構成することにより、異常の種類毎にアンド回路、オア回路といった論理出力手段を設けることなく、複数種類の異常の検出結果を制御手段に送信することができる。また、結果信号が、異常を検出したときにＬｏレベルとなる信号から構成されているため、通信ライン上にアンド回路やオア回路といった論理出力手段を設けなくても、複数の結果信号の少なくとも１つが異常を示すＬｏレベルであれば、本ラインに異常を示すＬｏレベルの信号を出力して、複数の結果信号を重ね合わせる。これにより、複数の結果信号を順番に送信する場合に比べて、通信データの削減を図ることができる。

請求項３記載の発明は、前記複数の異常検出手段が、前記対応するブロックを構成する単位セルのみから電源供給を受けるように設けられ、そして、前記分岐ライン上に各々設けられていて前記複数の異常検出手段と前記制御手段との間を絶縁した状態で接続する複数の絶縁インタフェースを有することを特徴とする請求項１又は２に記載の異常検出装置に存する。

請求項３記載の発明によれば、デバイスの耐圧を下げるために、複数の異常検出手段を、対応するブロックを構成する単位セルのみから電源供給を受けるように設けると、複数の異常検出手段毎に結果信号の電圧レベルが異なってしまうが、分岐ライン上に設けた絶縁インタフェースにより、複数の異常検出手段から出力される結果信号の電圧レベルを同じにして分岐点に出力することができる。

以上説明したように請求項１及び２記載の発明によれば、通信データの低減を図りつつ安価に複数種類の異常を複数の異常検出手段から制御手段に送信することができる。

請求項３記載の発明によれば、簡単な構成で複数の異常検出手段を構成するデバイスの耐圧を図りつつ複数の異常検出手段から出力される結果信号の少なくとも１つが異常を示すレベルであれば、本ラインに異常を示すレベルの検出結果を出力することができる。

以下、本発明の一実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の異常検出装置を組み込んだバッテリ監視装置の一実施の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、その両端には図示しない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は組電池としての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図示しない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。

高圧バッテリＢＨは、例えば５つのブロックＢ１〜Ｂ５に分けられている。各ブロックＢ１〜Ｂ５はそれぞれｎ個（ｎは任意の整数）の単位セルｓ１〜ｓｎから構成されている。単位セルｓ１〜ｓｎはそれぞれ例えば一つの二次電池から構成されている。

バッテリ監視装置は、異常検出手段としての電圧検出回路ＩＣ５１〜５５と、制御手段としての低圧系マイクロコンピュータ（以下低圧系マイコンと略記）６０とを有している。低圧系マイコン６０は、低圧バッテリＢＬからの電源供給を受けて動作し、電圧検出回路ＩＣ５１〜５５を制御する。

上記電圧検出回路ＩＣ５１〜５５は、複数のブロックＢ１〜Ｂ５毎に対応して設けられている。電圧検出回路ＩＣ５１〜５５は、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ｓ１〜ｓｎのみから電源供給を受けて動作する。即ち、上述した電圧検出回路ＩＣ５１〜５５は、対応するブロックＢ１〜Ｂ５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ＩＣ５１〜５５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ＩＣ５１〜５５は、図２に示すように、それぞれ単位セルｓ１〜ｓｎの両端電圧を検出する差動増幅器ＯＰと、各ブロックＢ１〜Ｂ５を構成する単位セルｓ１〜ｓｎの一つの両端を差動増幅器ＯＰに接続する選択スイッチ群７０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７１と、上記選択スイッチ群７０を制御する制御部としての高圧系マイコン７２とを有している。

また、電圧検出回路ＩＣ５１〜５５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７１及び高圧系マイコン７２の動作電源となる定電圧を出力する高圧系電源回路７３を有している。

図１に示すように、上記電圧検出回路ＩＣ５１〜５５と低圧系マイコン６０との間は、通信ラインＬｔ、Ｌｒによって接続されている。通信ラインＬｔは、低圧系マイコン６０に接続された本ラインＢＬｔ、及び、複数の電圧検出回路ＩＣ５１〜５５の各々に接続された本ラインＢＬｔから分岐された分岐ラインＢＬｔ１〜ＢＬｔ５、から構成されていて、低圧系マイコン６０から電圧検出回路ＩＣ５１〜５５に対して信号を伝送するために用いられる。通信ラインＬｒは、低圧系マイコン６０に接続された本ラインＢＬｒ、及び、複数の電圧検出回路ＩＣ５１〜５５の各々に接続された本ラインＢＬｒから分岐された分岐ラインＢＬｒ１〜ＢＬｒ５、から構成されていて、電圧検出回路ＩＣ５１〜５５から低圧系マイコン６０に対して信号を伝送するために用いられる。

上記分岐ラインＢＬｒ１〜ＢＬｒ５、ＢＬｔ１〜ＢＬｔ５上にはそれぞれ、絶縁インタフェースＩＦ１〜ＩＦ５が設けられている。この絶縁インタフェースＩＦ１〜ＩＦ５は、電圧検出回路ＩＣ５１〜５５と低圧系マイコン６０とを電気的に絶縁した状態で接続するものである。低圧系マイコン６０及び電圧検出回路ＩＣ５１〜５５は、絶縁インタフェースＩＦ１〜ＩＦ５によって互いに絶縁した状態で信号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ＩＦ１〜ＩＦ５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。また、分岐ラインＢＬｒ１〜ＢＬｒ５と本ラインＢＬｒとの分岐点には、論理出力手段としてのＮＡＮＤゲート７４が設けられている。

次に、上記絶縁インタフェースＩＦ１〜ＩＦ５について説明する。図３は、絶縁インタフェースＩＦ１〜ＩＦ５としてフォトカプラを用いたときの図１に示す電気回路図を示す。同図において、電圧検出回路ＩＣ５１〜５５の詳細については省略してある。同図に示すように、絶縁インタフェースＩＦ１〜ＩＦ５は、低圧側に設けられた発光素子ＬＥ１と、高圧側に設けられた受光素子ＬＤ１とを有している。同図に示すように、低圧バッテリＢＬからの電源はトランジスタＴｒ１のコレクタ−エミッタ間を介して各発光素子ＬＥ１に供給されている。上記トランジスタＴｒ１のベースは低圧系マイコン６０に接続され、低圧系マイコン６０によってオンオフ制御される。低圧系マイコン６０がトランジスタＴｒ１をオンすると、発光素子ＬＥ１に電源が供給されて、発光素子ＬＥ１が発光する。

一方、受光素子ＬＤ１は対応するブロックＢ１〜Ｂ５を構成する単位セルｓ１〜ｓｎ間に接続されている。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、高圧系マイコン７２に電気信号を供給する。以上の構成によれば、低圧系マイコン６０から電気的に絶縁した状態で電気信号を高圧系マイコン７２に送信することができる。また、上述した低圧系マイコン６０とトランジスタＴｒ１のベースとの接続ラインが本ラインＢＬｔを構成していて、トランジスタＴｒ１のエミッタと各発光素子ＬＥ１との接続ライン及び受光素子ＬＤ１と高圧系マイコン７２の接続ラインが分岐ラインＢＬｔ１〜ＢＬｔ５を構成していることが明らかである。

さらに、絶縁インタフェースＩＦ１〜ＩＦ５は、低圧側に設けられた受光素子ＬＤ２と、高圧側に設けられた発光素子ＬＥ２とを有している。同図に示すように、発光素子ＬＥ２は各々、トランジスタＴｒ２のコレクタ−エミッタ間を介して対応するブロックＢ１〜Ｂ５を構成する単位セルｓ１〜ｓｎから電源供給を受けている。上記トランジスタＴｒ２のベースは各高圧系マイコン７２に接続され、高圧系マイコン７２によってオンオフ制御される。高圧系マイコン７２がトランジスタＴｒ２をオンすると、発光素子ＬＥ２に電源が供給されて、発光素子ＬＥ２が発光する。

一方、各受光素子ＬＤ２は互いに並列に低圧バッテリＢＬ−グランド間に接続されている。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、ＮＡＮＤゲート７４に電気信号を供給する。以上の構成によれば、高圧系マイコン７２と低圧系マイコン６０とを絶縁した状態で高圧系マイコン７２からの電圧信号を低圧系マイコン６０に送信することができる。また、低圧系マイコン６０とＮＡＮＤゲート７４の出力との接続ラインが本ラインＢＬｒ、ＮＡＮＤゲート７４の入力の各々と受光素子ＬＤ２との接続ライン及び発光素子ＬＥ２と高圧系マイコン７２との接続ラインが分岐ラインＢＬｒ１〜ＢＬｒ５を構成していることが明らかである。

上述した構成のバッテリ監視装置の動作を図４〜図５に基づいて説明する。まず、低圧系マイコン６０は、図示しないイグニッションスイッチのオフに応じて低圧系処理を開始する。低圧系処理において、低圧系マイコン６０は、本ラインＢＬｔに対してクロック信号を出力する（ステップＳ１０）。クロック信号は、本ラインＢＬｔから分岐ラインＢＬｔ１〜ＢＬｔ５に分岐され、絶縁インタフェースＩＦ１〜ＩＦ５を介して各電圧検出回路ＩＣ５１〜５５の高圧系マイコン７２に供給される。

一方、高圧系マイコン７２は、図５に示すように、低圧系マイコン６０からのクロック信号を受信すると、そのクロック信号によって高圧系処理の動作を開始する。高圧系処理において、高圧系マイコン７２は、図示しないタイマを用いてクロック信号のカウントを開始する（ステップＳ２０）。その後、高圧系マイコン７２は、電圧値送信処理を実行する（ステップＳ２１）。

電圧値送信処理について詳しく述べると、高圧系マイコン７２は、選択スイッチ群７０を制御して対応するブロックＢ１〜Ｂ５を構成する単位セルｓ１〜ｓｎの両端を順番に差動増幅器ＯＰに接続する。これによりＡ／Ｄ変換器７１から高圧系マイコン７２に対して単位セルｓ１〜ｓｎの両端電圧のデジタル値が順番に供給される。その後、高圧系マイコン７２は、クロック信号のカウント値が第１所定値を超えると、自己のアドレスを指定した単位セルｓ１〜ｓｎの両端電圧のデジタル値を低圧系マイコン６０に対して順番に送信する。なお、上記第１所定値は、各電圧検出回路ＩＣ５１〜５５が順番に単位セルｓ１〜ｓｎの両端電圧のデジタル値を送信できるように、電圧検出回路ＩＣ５１〜５５毎に異なる値に定められている。また、高圧系マイコン７２は、単位セルｓ１〜ｓｎの両端電圧のデジタル値を送信していない間は、Ｌｏレベルの信号を出力している。即ち、例えば電圧検出回路ＩＣ５１の高圧系マイコン７２が、単位セルｓ１〜ｓｎの両端電圧のデジタル値を送信している間は、電圧検出回路ＩＣ５２〜ＩＣ５５の高圧系マイコン７２は、Ｌｏレベルの信号を出力する。これにより、電圧検出回路ＩＣ５１の高圧系マイコン７２から送信される単位セルｓ１〜ｓｎの両端電圧のデジタル値がＮＡＮＤゲート７４を通過できる。

次に、高圧系マイコン７２は、電圧値送信処理によって検出した単位セルｓ１〜ｓｎの両端電圧などに基づいて例えば充電異常、ＩＣ異常、断線異常、Ａ／Ｄ変換異常といった４種類の異常を検出する異常検出処理を行う（ステップＳ２２）。

その後、高圧系マイコン７２は、クロック信号のカウント値が第２所定値を超えると（ステップＳ２３でＹ）、異常検出処理の検出結果を示す結果信号を低圧系マイコン６０に対して送信する異常報告処理を行う（ステップＳ２４）。なお、第２所定値は、各高圧系マイコン７２間で共通の値に定められている。これにより、電圧検出回路ＩＣ５１〜５５からは同時に結果信号が出力される。

異常報告処理において、各高圧系マイコン７２は、例えば図６に示すように、充電異常の検出結果を示す充電異常フラグＦ１、電圧検出回路ＩＣ５１〜５５の異常の検出結果を示すＩＣ異常フラグＦ２、断線の検出結果を示す断線異常フラグＦ３、Ａ／Ｄ変換器７１の異常の検出結果を示すＡＤ異常フラグＦ４をこの順番に並べて構成した結果信号Ｓ１〜Ｓ５を各々分岐ラインＢＬｒ１〜ＢＬｒ２に出力している。上記フラグＦ１〜Ｆ４は何れも異常を検出したときＬｏレベルとなり正常を検出したときにＨｉレベルとなる信号である。

ここでＨｉレベルの信号とは、図３に示すトランジスタＴｒ２をオンして絶縁インタフェースＩＦ１〜ＩＦ５の発光素子ＬＥ２を発光させるようなベース電圧である。発光素子ＬＥ２が発光すると、受光素子ＬＤ２がオンして低圧バッテリＢＬの供給電圧を抵抗Ｒ１、Ｒ２で分圧したＨｉレベルの結果信号Ｓ１〜Ｓ５がＮＡＮＤゲート７４に同時に入力される。

一方、Ｌｏレベルの信号とは、トランジスタＴｒ２をオフして絶縁インタフェースＩＦ１〜ＩＦ５の発光素子ＬＥ２を発光させないようなベース電圧である。発光素子ＬＥ２が発光しないと、受光素子ＬＤ２がオフしてグランド電位となるＬｏレベルの結果信号Ｓ１〜Ｓ５がＮＡＮＤゲート７４に同時に入力される。

そして、上記結果信号Ｓ１〜Ｓ５が同時にＮＡＮＤゲート７４に入力される。ＮＡＮＤゲート７４は、複数の結果信号Ｓ１〜Ｓ５の充電異常フラグＦ１の少なくとも１つがＬｏレベルであれば、本ラインＢＬｒにＬｏレベルの充電異常フラグＦ１を出力する。例えば、図６に示す例では、電圧検出回路ＩＣ５１、５３から異常を示すＬｏレベルの充電異常フラグＦ１が出力されているので、Ｌｏレベルの充電異常フラグＦ１を出力する。

また、ＮＡＮＤゲート７４は、複数の結果信号Ｓ１〜Ｓ５のＩＣ異常フラグＦ２の少なくとも１つがＬｏレベルであれば、本ラインＢＬｒにＬｏレベルのＩＣ異常フラグＦ２を出力する。例えば、図６に示す例では、全ての電圧検出回路ＩＣ５１〜５５から正常を示すＨｉレベルのＩＣ異常フラグＦ２が出力されているので、ＨｉレベルのＩＣ異常フラグＦ２を出力する。

また、ＮＡＮＤゲート７４は、複数の結果信号Ｓ１〜Ｓ５の断線異常フラグＦ３の少なくとも１つがＬｏレベルであれば、本ラインＢＬｒにＬｏレベルの断線異常フラグＦ３を出力する。例えば、図６に示す例では、電圧検出回路ＩＣ５３から異常を示すＬｏレベルの断線異常フラグＦ３が出力されているので、Ｌｏレベルの断線異常フラグＦ３を出力する。

また、ＮＡＮＤゲート７４は、複数の結果信号Ｓ１〜Ｓ５のＡＤ異常フラグＦ４の少なくとも１つがＬｏレベルであれば、本ラインＢＬｒにＬｏレベルのＡＤ異常フラグＦ４を出力する。例えば、図６に示す例では、全ての電圧検出回路ＩＣ５１〜５５から正常を示すＨｉレベルのＡＤ異常フラグＦ４が出力されているので、ＨｉレベルのＡＤ異常フラグＦ４を出力する。図６（Ｇ）に示すような結果信号Ｓ１〜Ｓ５を重ねた結果信号Ｓ６を低圧系マイコン６０に送信することにより、異常を起こしている電圧検出回路ＩＣ５１〜５５の特定はできないが、どこかの電圧検出回路ＩＣ５１〜５５で充電異常と断線異常が発生していることが４ビットのみの受信で検出できる。

各電圧検出回路ＩＣ５１〜５５の高圧系マイコン７２は、図５に示すように、上記異常報告処理を終了した後に、規定時間のカウントを終えると（ステップＳ２５でＹ）、イグニッションスイッチがオンされていなければ（ステップＳ２６でＮ）、再びステップＳ２１に戻る。これにより、図７（Ａ）に示すように、電圧検出回路ＩＣ５１〜５５から電圧値や結果信号Ｓ６といったステータス報告が規定時間を空ける毎に送信される。また、イグニッションスイッチがオンされていれば（ステップＳ２６でＹ）、高圧系処理を終了する。一方、低圧系マイコン６０は、図４に示すように、電圧検出回路ＩＣ５１〜５５から送信される電圧値や結果信号Ｓ６の受信を行う受信処理を行う（ステップＳ１１）。低圧系マイコン６０は、イグニッションスイッチがオンされると（ステップＳ１２でＹ）、低圧系処理を終了する。

上述したバッテリ監視装置によれば、本ラインＢＬｒと分岐ラインＢＬｒ１〜ＢＬｒ５との分岐点に設けられたＮＡＮＤゲート７４が、複数の電圧検出回路ＩＣ５１〜５５から出力される複数の結果信号Ｓ１〜Ｓ５の少なくとも１つが異常を示すレベルであれば、本ラインＢＬｒに異常を示す旨の信号を出力して、複数の結果信号Ｓ１〜Ｓ５を重ね合わせた結果信号Ｓ６を出力する。これにより、複数の結果信号Ｓ１〜Ｓ５を順番に送信する場合に比べて、通信データの削減を図ることができる。本実施形態の場合は、通信データを１／５に削減することができた。また、結果信号Ｓ１〜Ｓ５を、異常を示す信号レベル、及び、正常を示す信号レベル、が全ての種類の異常間で共通となるようなフラグＦ１〜Ｆ４を異常の種類順に従って並べて構成することにより、異常の種類毎にアンド回路、オア回路（論理出力手段）を設けることなく、複数種類の異常の検出結果を低圧系マイコン６０に送信することができる。このため、通信データの低減を図りつつ安価に複数種類の異常を複数の電圧検出回路ＩＣ５１〜５５から低圧系マイコン６０に送信することができる。

また、上述したバッテリ監視装置によれば、デバイスの耐圧を下げるために、複数の電圧検出回路ＩＣ５１〜５５が、対応するブロックＢ１〜Ｂ５を構成する単位セルｓ１〜ｓｎのみから電源供給を受けるように構成されている。この構成によると、ブロックＢ１〜Ｂ５毎にグランドレベルが異なるため、結果信号Ｓ１〜Ｓ５の電圧レベルがブロックＢ１〜Ｂ５毎に異なってしまう。そこで、本実施形態では、分岐ラインＢＬｒ１〜ＢＬｒ５上に絶縁インタフェースＩＦ１〜ＩＦ５を設けている。この絶縁インタフェースＩＦ１〜ＩＦ５により複数の電圧検出回路ＩＣ５１〜５５から出力される結果信号Ｓ１〜Ｓ５の電圧レベルを同じにしてＮＡＮＤゲート７４に出力することができる。このため、簡単な構成で複数の電圧検出回路ＩＣ５１〜５５を構成するデバイスの耐圧を図りつつ複数の電圧検出回路ＩＣ５１〜５５から出力される結果信号の少なくとも１つが異常を示すレベルであれば、本ラインＢＬｒに異常を示すレベルの検出結果を出力することができる。

なお、上述した実施形態によれば、複数の電圧検出回路ＩＣ５１〜５５が、対応するブロックＢ１〜Ｂ５を構成する単位セルｓ１〜ｓｎのみから電源供給を受けるように構成されているため、絶縁インタフェースＩＦ１〜ＩＦ５を分岐ラインＢＬｒ１〜ＢＬｒ５上に設けていたが、本発明はこれに限ったものではない。複数の電圧検出回路ＩＣ５１〜５５のグランドレベルが各々同じであれば、従来と同様に、本ラインＢＬｒ、ＢＬｔ上に絶縁インタフェースを設けるようにしてもよい。

また、上述したバッテリ監視装置によれば、ＮＡＮＤゲート７４を設けていたが、本発明はこれに限ったものではない。異常を検出したときＬｏレベルとなり正常を検出したときにＨｉレベルとなるような結果信号Ｓ１〜Ｓ５を出力すれば、分岐点にＮＡＮＤゲート７４を設けなくても、結果信号Ｓ１〜Ｓ５の何れか一つでも異常が検出されたとき本ラインＢＬｒに異常を示すＬｏレベルの結果信号Ｓ６を出力することができる。

また、上述したバッテリ監視装置によれば、異常を検出したときＬｏレベルとなり正常を検出したときＨｉレベルとなるような結果信号Ｓ１〜Ｓ５を出力していたが、本発明はこれに限ったものではない。例えば、異常を検出したときＨｉレベルとなり正常を検出したときＬｏレベルとなるような結果信号Ｓ１〜Ｓ５を出力するようにしてもよい。この場合、ＮＡＮＤゲート７４の代わりＯＲゲートを設ければよい。

また、上述したバッテリ監視装置によれば、図７（Ａ）に示すように、クロック信号の送信に応じて電圧検出回路ＩＣ５１〜５５から規定時間を空けて電圧値や結果信号Ｓ６が出力されているが、本発明はこれに限ったものではない。図７（Ｂ）に示すように、低圧系マイコン６０からの電圧値や結果信号Ｓ６といったステータスの送信要求を受けて初めて電圧検出回路ＩＣ５１〜５５が電圧値や結果信号Ｓ６を出力するようにしてもよい。

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。

本発明の異常検出装置を組み込んだバッテリ監視装置の一実施の形態を示す回路図である。 図１のバッテリ監視装置を構成する電圧検出回路ＩＣの詳細な構成を示す電気回路図である。 絶縁インタフェースとしてフォトカプラを用いたときの図１に示す電気回路図を示す。 図１に示す低圧系マイコンの低圧系処理手順を示すフローチャートである。 図２に示す高圧系マイコンの高圧系処理手順を示すフローチャートである。 （Ａ）〜（Ｇ）は各々、クロック信号、電圧検出回路ＩＣから出力される結果信号、ＮＡＮＤゲート７４から出力される結果信号のタイムチャートである。 電圧検出回路ＩＣから低圧系マイコンに向かって送信される信号のタイムチャートである。 従来の異常検出装置の一例を示すブロック図である。

符号の説明

５１〜５５ 電圧検出回路ＩＣ（異常検出手段）
６０ 低圧系マイコン（制御手段）
７４ ＮＡＮＤゲート（論理出力手段）
ＢＨ 高圧バッテリ（組電池）
Ｂ１〜Ｂ５ ブロック
ＢＬｒ 本ライン
ＢＬｔ 本ライン
ＢＬｒ１〜ＢＬｒ５ 分岐ライン
ＢＬｔ１〜ＢＬｔ５ 分岐ライン
ＩＦ１〜ＩＦ５ 絶縁インタフェース
Ｌｔ、Ｌｒ 通信ライン
Ｓ１〜Ｓ６ 結果信号
ｓ１〜ｓｎ 単位セル

Claims (3)

1. 二次電池から成る単位セルが複数直列接続された組電池を複数に分割したブロック毎に対応して設けられると共に前記対応するブロックについて各々が複数種類の異常を検出する複数の異常検出手段と、前記異常検出手段からの検出結果を示す結果信号を受け取る制御手段と、前記制御手段に接続された本ライン、及び、前記複数の異常検出手段の各々に接続された前記本ラインから複数に分岐された分岐ライン、から構成されていて前記結果信号を伝送するための通信ラインと、を有する異常検出装置において、
   前記結果信号が、異常を検出したときにＬｏレベルとなり正常を検出したときにＨｉレベルとなる信号、及び、異常を検出したときにＨｉレベルとなり正常を検出したときにＬｏレベルとなる信号の何れか一方の信号を異常の種類順に従って並べて構成されていて、
   前記制御手段が、前記異常検出手段の各々に対してクロック信号を供給し、
   前記異常検出手段の各々が、前記クロック信号の入力に応じて前記異常を検出し、前記クロック信号のカウント値に従って前記結果信号を同時に出力するように設定されていて、そして、
   前記本ラインと前記分岐ラインとの分岐点に設けられていて、前記複数の異常検出手段から出力される前記結果信号の少なくとも１つが異常を示すレベルであれば、前記本ラインに異常を示すレベルの前記結果信号を出力する論理出力手段が、設けられている
   ことを特徴とする異常検出装置。
2. 二次電池から成る単位セルが複数直列接続された組電池を複数に分割したブロック毎に対応して設けられると共に前記対応するブロックについて各々が複数種類の異常を検出する複数の異常検出手段と、前記異常検出手段からの検出結果を示す結果信号を受け取る制御手段と、前記制御手段に接続された本ライン、及び、前記複数の異常検出手段の各々に接続された前記本ラインから複数に分岐された分岐ライン、から構成されていて前記結果信号を伝送するための通信ラインと、を有する異常検出装置において、
   前記結果信号が、異常を検出したときにＬｏレベルとなり正常を検出したときにＨｉレベルとなる信号を異常の種類順に従って並べて構成されていて、
   前記制御手段が、前記異常検出手段の各々に対してクロック信号を供給し、
   前記異常検出手段の各々が、前記クロック信号の入力に応じて前記異常を検出し、前記クロック信号のカウント値に従って前記結果信号を同時に出力するように設定されている
   ことを特徴とする異常検出装置。
3. 前記複数の異常検出手段が、前記対応するブロックを構成する単位セルのみから電源供給を受けるように設けられ、そして、
   前記分岐ライン上に各々設けられていて前記複数の異常検出手段と前記制御手段との間を絶縁した状態で接続する複数の絶縁インタフェースを有することを特徴とする請求項１又は２に記載の異常検出装置。

Images