JP5582678B2

JP5582678B2 - 電圧検出装置

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Publication number: JP5582678B2
Application number: JP2007332683A
Authority: JP
Inventors: 聡石川; 公洋松浦; 将士関▲崎▼
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2007-12-25
Filing date: 2007-12-25
Publication date: 2014-09-03
Anticipated expiration: 2027-12-25
Also published as: US8140281B2; US20090164154A1; JP2009156633A

Description

本発明は、電圧検出装置に係り、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電圧検出を行う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ＩＣが設けられている（例えば特許文献１、２）。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メインマイコン（制御手段）に送信している。これら複数の電圧検出ＩＣは、省線化、省端子化を図るために、互いに共通の通信ラインを介してメインマイコンに接続されている。

このように、共通の通信ラインを介してメインマイコン−複数の電圧検出ＩＣ間の信号の授受を実現するために複数の電圧検出ＩＣには、アドレスが設定されている。そして、複数の電圧検出ＩＣが各々、上記検出結果に自己のアドレスを添付して送信を行う。これにより、メインマイコンは、受信した検出結果がどのブロックの単位セルに対応するものかを把握することができるようになっている。

このアドレスを設定する方法としては、例えば、電圧検出ＩＣの外部端子にアドレス選択スイッチを付加し、アドレス選択スイッチのオンオフによってアドレスを選択する方法が知られている。しかしながら、上述した従来の方法では、アドレスを選択するために電圧検出ＩＣに特別な外部端子を設ける必要があり、アドレスの数によっては沢山の外部端子を設ける必要があり、コスト的に問題があった。

また、アドレスの設定を通信で行う方法としては、全ての電圧検出ＩＣの電源を共通として電源ラインにアドレス信号を送信して各電圧検出ＩＣのアドレスを設定する方法が知られている。しかしながら、上述した従来の方法では、電圧検出ＩＣの電源電位を共通にする必要があり、各電圧検出ＩＣの電源電位が共通でない場合には採用することができない、という問題があった。
特開２００６−４２５９１号公報特開２００７−１８７６４９号公報

そこで、本発明は、上記のような問題点に着目し、各電圧検出手段の電源レベルが異なっても各電圧検出手段のアドレスを設定することができる電圧検出装置を安価に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を構成する前記単位セルの両端電圧を検出する複数の電圧検出手段と、前記電圧検出手段からの検出結果を受け取る制御手段と、が設けられた電圧検出装置において、前記複数の電圧検出手段を互いに直列に接続すると共に、前記複数の電圧検出手段の最下位又は最上位、及び、前記制御手段、間を接続する双方向通信可能な第１の通信ラインが、設けられ、前記制御手段が、前記第１の通信ラインを介して接続された前記電圧検出手段に対してアドレス番号を送信するように設定され、前記複数の電圧検出手段の各々が、前記制御手段側の前記第１の通信ラインを介して前記アドレス番号を受信すると、その受信したアドレス番号又は受信したアドレス番号に所定値を加算したアドレス番号を自己のアドレス番号として設定すると共に前記受信したアドレス番号に１を加算したアドレス番号を前記制御手段から離れた側の前記第１の通信ラインに対して送信するアドレス設定動作を行うように設定され、前記制御手段、及び、前記複数の電圧検出手段、間を接続する第２の通信ラインが、設けられ、前記制御手段が、前記第２の通信ラインに対して電源信号を送信するように設定されていて、そして、前記複数の電圧検出手段が、前記第２の通信ラインを介して前記電源信号を受信すると、前記電圧検出手段に対して電源が供給され、かつ、前記アドレス番号の受信待機状態となることを特徴とする電圧検出装置に存する。

請求項２記載の発明は、前記複数の電圧検出手段が、前記制御手段から離れた側の前記第１の通信ラインに前記電圧検出手段が接続されていなければ、前記制御手段側の前記第１の通信ラインに接続された前記電圧検出手段に対して自己のアドレス番号を送信すると共に、前記制御手段から離れた側の前記第１の通信ラインを介して前記アドレス番号を受信すると、その受信したアドレス番号を前記制御手段側の前記第１の通信ラインに対して送信するよう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に存する。

請求項３記載の発明は、前記電圧検出手段が、前記電源供給が開始される毎に前記アドレス設定動作を行うように設定されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の電圧検出装置に存する。

以上説明したように請求項１記載の発明によれば、第１の通信ラインを通じて通信によって電圧検出手段のアドレスを設定することができ、各電圧検出手段の電源レベルが異なっても各電圧検出手段のアドレスを設定することができる。また、制御手段により電圧検出手段に対する電源のオンオフを制御することができる。

請求項２記載の発明によれば、制御手段から最も離れた電圧検出手段のアドレス番号を制御手段に自動的に送信することができ、制御手段に別途手作業で制御手段から最も離れた電圧検出手段のアドレス番号を設定する必要がなくなる。

請求項３記載の発明によれば、電圧検出手段にアドレス設定動作を開始させるための外部端子を設けなくても、電源の供給によって自動的にアドレス設定動作を開始させることができるため、コストダウンを図ることができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。本実施形態において、電圧検出装置は車両に搭載されている。図１中引用符号Ｂ_Ｌは、低圧バッテリである。低圧バッテリＢ_Ｌは、図１に示すように、複数の二次電池から構成されている。低圧バッテリＢ_Ｌは、エンジンを始動するスタータの駆動電源として用いられ、その両端にはオルタネータ等（図示せず）が必要に応じて充電器として接続される。

また、図１中引用符号Ｂ_Ｈ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Ｂ_Ｈは、エンジンと電動モータ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の電源として用いられ、その両端には電動モータ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Ｂ_Ｈは、例えば５個のブロックＢ１〜Ｂ５に分けられている。各ブロックＢ１〜Ｂ５はそれぞれ例えば１１個の単位セルＢＴ_１〜ＢＴ_１１、ＢＴ_１２〜ＢＴ_２２、ＢＴ_２３〜ＢＴ_３３、ＢＴ_３４〜ＢＴ_４４、ＢＴ_４５〜ＢＴ_５５から構成されている。単位セルＢＴ_１〜ＢＴ_５５はそれぞれ一つの二次電池から構成されている。

電圧検出装置は、制御手段としてのメインマイコン１０と、電圧検出手段としての電圧検出ＩＣ１１〜１５と、を備えている。メインマイコン１０は、周知のＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどから構成されており、低圧系電源回路２０から電源供給を受けて動作し、電圧検出ＩＣ１１〜１５を制御する。低圧系電源回路２０は、低圧バッテリＢ_Ｌの供給電圧からメインマイコン１０の動作電圧Ｖｃを生成する。

上記電圧検出ＩＣ１１〜１５は、各ブロックＢ１〜Ｂ５に対応して設けられている。電圧検出ＩＣ１１〜１５は、図２に示すように、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ＢＴ_１〜ＢＴ_１１、ＢＴ_１２〜ＢＴ_２２、ＢＴ_２３〜ＢＴ_３３、ＢＴ_３４〜ＢＴ_４４、ＢＴ_４５〜ＢＴ_５５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ＩＣ１１〜１５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ＩＣ１１〜１５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ＩＣ１１〜１５はそれぞれ、選択スイッチ群１６と、差動増幅器ＯＰと、Ａ／Ｄ変換器１７と、サブマイコン１８と、高圧系電源回路１９と、遮断スイッチＳと、を備えている。上記選択スイッチ群１６は、単位セルＢＴ_１〜ＢＴ_５５の両端に各々設けられた常閉のスイッチから構成されていて、複数の単位セルＢＴ_１〜ＢＴ_５５の一つの両端を差動増幅器ＯＰに接続する。差動増幅器ＯＰは、選択スイッチ群１６によって接続された単位セルＢＴ_１〜ＢＴ_５５の両端電圧をＡ／Ｄ変換器１７に対して出力する。Ａ／Ｄ変換器１７は、差動増幅器ＯＰからの単位セルＢＴ_１〜ＢＴ_５５の両端電圧をデジタル変換してサブマイコン１８に出力する。

サブマイコン１８は、周知のＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどから構成されており、電圧検出ＩＣ１１〜１５全体の制御を司る。高圧系電源回路１９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１７及びサブマイコン１８の動作電圧Ｖｃｃを生成する。遮断スイッチＳは、各ブロックＢ１〜Ｂ５のプラス側と高圧系電源回路１９との間に設けられている。遮断スイッチＳは、高圧系電源回路１９に対するブロックＢ１〜Ｂ５の両端電圧の供給をオンオフして、電圧検出ＩＣ１１〜１５に対する電源供給をオンオフするスイッチである。遮断スイッチＳは、例えば、ＰＮＰ型のトランジスタから構成されている。

また、上述した電圧検出装置は、図１などに示すように、第１の通信ラインとしての第１の送信ラインＬＴ１及び第１の受信ラインＬＲ１と、第１の絶縁インタフェース（Ｉ／Ｆ）２１と、を備えている。第１の送信ラインＬＴ１及び第１の受信ラインＬＲ１は、電圧検出ＩＣ１１〜１５を互いに直列に接続するように設けられている。電圧検出ＩＣ１１〜１５は互いにグランドレベルが異なるので、電圧検出ＩＣ１１〜１５間に設けられた第１の送信ラインＬＴ１及び第１の受信ラインＬＲ１にはレベルシフト回路（図示せず）を設ける必要がある。

また、第１の送信ラインＬＴ１及び第１の受信ラインＬＲ１は、電圧検出ＩＣ１１〜１５のうち最下位の電圧検出ＩＣ１１及びメインマイコン１０間を接続するように設けられている。即ち、第１の送信ラインＬＴ１及び第１の受信ラインＬＲ１は、メインマイコン１０、電圧検出ＩＣ１１、電圧検出ＩＣ１２、電圧検出ＩＣ１３、電圧検出ＩＣ１４、電圧検出ＩＣ１５がこの順で互いに直列に接続されるように設けられている。

第１の絶縁Ｉ／Ｆ２１は、最下位の電圧検出ＩＣ１１及びメインマイコン１０間に設けられた第１の送信ラインＬＴ１及び第１の受信ラインＬＲ１上に設けられていて、電圧検出ＩＣ１１とメインマイコン１０とを電気的に絶縁した状態で結合するものである。最下位の電圧演出ＩＣ１１及びメインマイコン１０は、第１の絶縁Ｉ／Ｆ２１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Ｂ_Ｈと低圧バッテリＢ_Ｌとの絶縁を保つことができる。第１の絶縁Ｉ／Ｆ２１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。

図３に第１の絶縁Ｉ／Ｆ２１としてフォトカプラを用いたときの図１に示す電圧検出装置の詳細な電気接続図を示す。同図において、電圧検出ＩＣ１１の詳細などは省略してある。同図に示すように、第１の絶縁Ｉ／Ｆ２１は、低圧側システムに設けられた発光素子ＬＥ１及び受光素子ＬＤ２と、高圧側システムに設けられた発光素子ＬＥ２及び受光素子ＬＤ１と、を有している。同図に示すように、発光素子ＬＥ１は、一端がメインマイコン１０に接続され、他端がグランドに接続されていて、メインマイコン１０から電気信号が出力されると電流が流れて発光する。

一方、受光素子ＬＤ１は、ブロックＢ１の高圧系電源回路１９と単位セルＢＴ_１のマイナス側との間に設けられている。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、第１の送信ラインＬＴ１を通じてサブマイコン１８に電気信号を供給する。以上の構成によれば、メインマイコン１０から電気的に絶縁した状態で電気信号をブロックＢ１のサブマイコン１８に送信することができる。

また、発光素子ＬＥ２は、一端がサブマイコン１８に接続され、他端が単位セルＢＴ_１のマイナス側に接続されていて、サブマイコン１８から電気信号が出力されると電流が流れて発光する。一方、受光素子ＬＤ２は、低圧系電源回路２０とグランドとの間に設けられている。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、第１の受信ラインＬＲ１を通じてメインマイコン１０に電気信号を供給する。以上の構成によれば、ブロックＢ１のサブマイコン１８から電気的に絶縁した状態で電気信号をメインマイコン１０に送信することができる。

また、上述した電圧検出装置は、図１などに示すように、第２の通信ラインとしての第２の送信ラインＬＴ２と、第２の絶縁Ｉ／Ｆ２２と、ｏｎ／ｏｆｆＩ／Ｆ３１〜３５と、を備えていて、これらによりメインマイコン１０からの電源信号の出力に応じて遮断スイッチＳをオンできるようになっている。即ち、第２の送信ラインＬＴ２は、各遮断スイッチＳを構成するＰＮＰ型トランジスタのベースとメインマイコン１０との間に設けられている。第２の送信ラインＬＴ２は、一端がメインマイコン１０側に接続される主線Ｌｓと、この主線Ｌｓの他端から分岐した複数の分岐線Ｌｂ１〜Ｌｂ５と、から構成されている。分岐線Ｌｂ１〜Ｌｂ５は、その他端が遮断スイッチＳを構成するＰＮＰ型トランジスタのベースに接続されている。

第２の絶縁Ｉ／Ｆ２２は、主線Ｌｓ上に設けられていて、遮断スイッチＳとメインマイコン１０とを電気的に絶縁した状態で結合するものである。これにより、高圧バッテリＢ_Ｈと低圧バッテリＢ_Ｌとの絶縁を保つことができる。第２の絶縁Ｉ／Ｆ２２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。上記ｏｎ／ｏｆｆＩ／Ｆ３１〜３５は、各分岐線ｌｂ１〜ｌｂ５に対応して設けられていて、メインマイコン１０から送信された電源信号を、遮断スイッチＳをオンオフするために適切な信号レベルに変換する。

次に、図４を参照して、上述した第２の通信ラインとしての第２の送信ラインＬＴ２と、第２の絶縁Ｉ／Ｆ２２と、ｏｎ／ｏｆｆＩ／Ｆ３１〜３５と、の詳細な構成について説明する。同図に示すように、第２の絶縁Ｉ／Ｆ２２は、低圧側システムに設けられた発光素子ＬＥ３と、低圧側システムに設けられた受光素子ＬＤ３と、を有している。同図に示すように、発光素子ＬＥ３は、一端がメインマイコン１０に接続され、他端がグランドに接続されていて、メインマイコン１０から電源信号が出力されると電流が流れて発光する。

一方、受光素子ＬＤ３は、一端が最上位のブロックＢ５のプラス側に接続され、他端が分圧抵抗Ｒ１〜Ｒ６を介して最下位のブロックＢ１のマイナス側に接続されている。そして、上記分圧抵抗Ｒ１と分圧抵抗Ｒ２との接点が、ｏｎ／ｏｆｆＩ／Ｆ３１を構成するＮＰＮ型トランジスタのゲートに接続されている。分圧抵抗Ｒ２と分圧抵抗Ｒ３との接点が、ｏｎ／ｏｆｆＩ／Ｆ３２を構成するＮＰＮ型トランジスタのゲートに接続されている。分圧抵抗Ｒ３と分圧抵抗Ｒ４との接点が、ｏｎ／ｏｆｆＩ／Ｆ３３を構成するＮＰＮ型トランジスタのゲートに接続されている。分圧抵抗Ｒ４と分圧抵抗Ｒ５との接点が、ｏｎ／ｏｆｆＩ／Ｆ３４を構成するＮＰＮ型トランジスタのゲートに接続されている。分圧抵抗Ｒ５と分圧抵抗Ｒ６との接点が、ｏｎ／ｏｆｆＩ／Ｆ３５を構成するＮＰＮ型トランジスタのゲートに接続されている。

ｏｎ／ｏｆｆＩ／Ｆ３１〜３５を構成するＮＰＮ型トランジスタのエミッタは、各ブロックＢ１〜Ｂ５のマイナス側に接続されている。ｏｎ／ｏｆｆＩ／Ｆ３１〜３５を構成するＮＰＮ型トランジスタのコレクタは、遮断スイッチＳを構成するＰＮＰ型トランジスタのベースに接続される。以上の構成によれば、メインマイコン１０が発光素子ＬＥ３に対して電源信号を供給すると、発光素子ＬＥ３に電源が流れて発光する。この発光素子ＬＥ３からの光を受光すると受光素子ＬＤ３がオンする。この受光素子ＬＤ３のオンにより各ｏｎ／ｏｆｆＩ／Ｆ３１〜３５を構成するＮＰＮ型トランジスタがオンする。そして、各ｏｎ／ｏｆｆＩ／Ｆ３１のオンに応じて遮断スイッチＳを構成するＰＮＰ型トランジスタがオンして、各電圧検出ＩＣ１１〜１５に電源が供給される。即ち、メインマイコン１０から電源信号の供給によって、各電圧検出ＩＣ１１〜１５の電源のオンオフを制御することができる。

次に、上述した構成の電圧検出装置の構成について図５〜図７を参照して説明する。まず、車両のイグニッションがオンからオフに切り替わると、メインマイコン１０は、処理を開始して、第２の送信ラインＬＴ２に対してＨレベルの電源信号を送信する（図５のステップＳ１）。このＨレベルの電源信号の送信によって各ブロックＢ１〜Ｂ５の遮断スイッチＳがオンされて、各電圧検出ＩＣ１１〜１５に電源が供給されて動作を開始する。次に、メインマイコン１０は、第１の送信ラインＬＴ１を介して接続されたブロックＢ１のサブマイコン１８に対してアドレス設定信号及びアドレス番号０を送信する（ステップＳ２）。

ブロックＢ１のサブマイコン１８は、アドレス設定信号及びアドレス番号０を受け取ると（図１２のステップＳ１２でＹ）、応答信号を下位側に接続されたメインマイコン１０に対して送信する（ステップＳ１３）。メインマイコン１０は、この応答信号を受信すると（図５のステップＳ３でＹ）、最上位のアドレス番号の受信待ちとなる（ステップＳ４）。これに対して、メインマイコン１０は、応答信号が受信されないと（ステップＳ３でＮ）、ステップＳ２に戻って再度ブロックＢ１のサブマイコン１８に対してアドレス設定信号及びアドレス番号０の送信を行う。

一方、ブロックＢ１のサブマイコン１８は、応答信号を送信した後（図１２のステップＳ１３）、メインマイコン１０側の第１の送信ラインＬＴ１を介して受信したアドレス番号０に１（所定値）を加算したアドレス番号１を自己のアドレス番号に設定する（ステップＳ１４）。その後、ブロックＢ１のサブマイコン１８は、ステップＳ１２で受信したアドレス番号０に１を加算した自己のアドレス番号１をメインマイコン１０から離れた側である上位側の第１の送信ラインＬＴ１を介してブロックＢ２のサブマイコン１８に対して送信する（ステップＳ１５）。

ブロックＢ２のサブマイコン１８は、アドレス番号１を受信すると（ステップＳ１２でＹ）、応答信号を下位側(メインマイコン１０側)に接続されたブロックＢ１のサブマイコン１８に対して送信する。ブロックＢ１のサブマイコン１８は、この応答信号を受け取ると（ステップＳ１６でＹ）、自分は最上位ではないと判断して、上位側からの最上位のアドレス番号の受信待ちとなる（ステップＳ１７）。

上述したようにメインマイコン１０がステップＳ２及びＳ３の動作を行い、これに応じて各ブロックＢ１〜Ｂ５のサブマイコン１８が順番にステップＳ１２〜Ｓ１５の動作を行うことにより、下記に述べるようなアドレス番号の授受がメインマイコン１０及びブロックＢ１〜Ｂ５のサブマイコン１８間で行われる。即ち、図７に示すように、メインマイコン１０からブロックＢ１のサブマイコン１８へのアドレス番号０の送信、ブロックＢ１のサブマイコン１８からブロックＢ２のサブマイコン１８へのアドレス番号１の送信、ブロックＢ２のサブマイコン１８からブロックＢ３のサブマイコン１８へのアドレス番号２の送信、ブロックＢ３のサブマイコン１８からブロックＢ４のサブマイコン１８へのアドレス番号３の送信、ブロックＢ４のサブマイコン１８からブロックＢ５のサブマイコン１８へのアドレス番号４の送信、が順次行われる。これにより、ブロックＢ１〜Ｂ５のサブマイコン１８がそれぞれアドレス番号１〜５を自己のアドレスとして設定する。

ブロックＢ５のサブマイコン１８は、アドレス番号５を自己のアドレス番号に設定して（ステップＳ１４）、上位側に自己のアドレス番号５を送信した後（ステップＳ１５）、応答信号の受信待ち状態となる（ステップＳ１６）。ブロックＢ５は最上位であるため、上記応答信号は受信されない。ブロックＢ５のサブマイコン１８は、応答信号が受信できないと（ステップＳ１６でＮ）、上位側の第１の送信ラインＬＴ１及び第１の受信ラインＬＲ１に電圧検出ＩＣ１１〜１５が接続されていない、即ち、自分が最上位のブロックであると判断して自己のアドレス番号を最上位のアドレス番号として下位側に接続された第１の受信ラインＬＲＴ１を介してブロックＢ４のサブマイコン１８に対して送信する（ステップＳ１９）。

ブロックＢ４のサブマイコン１８は、上位側に接続されたブロックＢ５のサブマイコン１８からアドレス番号を受信すると（ステップＳ１７）、受信したアドレス番号を下位側に接続されたブロックＢ３のサブマイコン１８に対して送信する（ステップＳ１８）。ブロックＢ５のサブマイコン１８がステップＳ１９の動作を行い、これに応じて各ブロックＢ４〜Ｂ１のサブマイコン１８が、順番にステップＳ１７、Ｓ１８の動作を行うことにより、下記に述べるようなアドレス番号の授受がマインマイコン１０及びブロックＢ１〜Ｂ５のサブマイコン１８間で行われる。即ち、図７に示すように、ブロックＢ５のサブマイコン１８からのアドレス番号５が、ブロックＢ４、ブロックＢ３、ブロックＢ２、ブロックＢ１のサブマイコン１８をこの順番に経由してメインマイコン１０に送信される。

メインマイコン１０は、アドレス番号５を受信すると（図５のステップＳ４でＹ）、その受信したアドレス番号５を図示しない記憶エリアに設けた最上位のアドレス番号エリアｍに代入する（ステップＳ５）。これにより、全ての電圧検出ＩＣ１１〜１５のアドレス番号の設定が完了する。次に、メインマイコン１０は、図示しない記憶手段に設けたアドレスエリアＹに１を代入した後（ステップＳ６）、第１の送信ラインＬＴ１に対してブロックＢＹのアドレス番号を指定した検出命令を出力する（ステップＳ７）。なお、検出命令は、指定したアドレス番号ＹのブロックＢＹを構成する単位セルＢＴ_{（Ｙ×１１−１０）}〜ＢＴ_{（Ｙ×１１）}の両端電圧の検出を命令する信号である。

その後、アドレス番号ＹのブロックＢＹのサブマイコン１８から検出結果を受信すると（ステップＳ８）、図示しない記録エリアに記憶して、アドレスエリアＹにＹ＋１を代入する（ステップＳ９）。代入した結果、Ｙがｍ以下であれば（ステップ１０でＮ）、メインマイコン１０は再びステップＳ６に戻る。このステップＳ６〜Ｓ９の動作は、Ｙがｍより大きくなるまで繰り返される。即ち、メインマイコン１０からは、図７に示すように、アドレス番号１〜５を指定した検出命令が順番に送信される。

上述したようにメインマイコン１０からのアドレス番号１を指定した検出命令を受信すると（図６のステップＳ２０）、ブロックＢ１のサブマイコン１８は、自己宛の検出命令であると判断して（ステップＳ２１でＹ）、電圧検出処理を実行する（ステップＳ２１）。ブロックＢ１のサブマイコン１８は、電圧検出処理を実行して（ステップＳ２１）、ブロックＢ１を構成する単位セルＢＴ_１〜ＢＴ_１１の両端電圧を検出した後に、その検出結果に自己のアドレス番号１を添付して下位側に接続されたメインマイコン１０に送信した後（ステップＳ２２）、ステップＳ２０に戻る。

メインマイコン１０は、アドレス番号１が添付された検出結果を受信すると、次に、アドレス番号２を指定した検出命令を送信する。ブロックＢ１のサブマイコン１８は、メインマイコン１０からアドレス番号２を指定した検出命令を受信すると（ステップＳ２０）、自己宛ではないと判断して（ステップＳ２１でＮ）、アドレス番号２を指定した検出命令を上位側に接続されたブロックＢ２のサブマイコン１８に対して送信する（ステップＳ２３）。

ブロックＢ２のサブマイコン１８は、上記アドレス番号２を指定した検出命令を受信すると（ステップＳ２０）、自己宛の検出命令であると判断して（ステップＳ２１でＹ）、電圧検出処理を実行して（ステップＳ２１）、ブロックＢ２を構成する単位セルＢＴ_１２〜ＢＴ_２２の両端電圧を検出した後に、その検出結果にアドレス番号２を添付して下位側に接続されたブロックＢ１のサブマイコン１８に送信する（ステップＳ２２）。ブロックＢ１のサブマイコン１８は、上位側に接続されたブロックＢ２のサブマイコン１８から検出結果を受信すると（ステップＳ２４）、その受信した検出結果を下位側に接続されたメインマイコン１０に送信した後（ステップＳ２５）、再びステップＳ２４に戻る。

上述したようにメインマイコン１０がステップＳ６〜Ｓ９の動作を繰り返して、これに応じてブロックＢ１〜Ｂ５のサブマイコン１８がステップＳ２０〜Ｓ２４を順次行うことにより、下記に示すような信号の授受がメインマイコン１０及びブロックＢ１〜Ｂ５のサブマイコン１８間で行われる。即ち、図７に示すように、メインマイコン１０からのアドレス番号１を指定した検出命令が、ブロックＢ１のサブマイコン１８に送信される。そして、ブロックＢ１のサブマイコン１８からの検出結果が、メインマイコン１０に送信される。次に、メインマイコン１０からのアドレス番号２を指定した検出命令が、ブロックＢ１を経由してブロックＢ２のサブマイコン１８に送信される。そして、ブロックＢ２のサブマイコン１８からの検出結果が、ブロックＢ１を経由してメインマイコン１０に送信される。

次に、メインマイコン１０からのアドレス番号３を指定した検出命令が、ブロックＢ１、Ｂ２をこの順に経由してブロックＢ３のサブマイコン１８に送信される。そして、ブロックＢ３のサブマイコン１８からの検出結果が、ブロックＢ２、Ｂ１をこの順に経由してメインマイコン１０に送信される。その後、メインマイコン１０からのアドレス番号４を指定した検出命令が、ブロックＢ１、Ｂ２、Ｂ３をこの順に経由してブロックＢ４のサブマイコン１８に送信される。そして、ブロックＢ４のサブマイコン１８からの検出結果が、ブロックＢ３、Ｂ２、Ｂ１をこの順に経由してメインマイコン１０に送信される。次に、メインマイコン１０からのアドレス番号５を指定した検出命令が、ブロックＢ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４をこの順に経由してブロックＢ５のサブマイコン１８に送信される。そして、ブロックＢ５のサブマイコン１８からの検出結果が、ブロックＢ４、Ｂ３、Ｂ２、Ｂ１をこの順に経由してメインマイコン１０に送信される。

メインマイコン１０は、ブロックＢ５からの検出結果を受信した後にアドレスエリアＹにＹ＋１を加算すると（ステップＳ９）、Ｙがｍより大きくなって（ステップ１０でＹ）、メインマイコン１０は全単位セルＢＴ_１〜ＢＴ_５５の電圧検出が終了したとして、電源信号の供給を停止して（ステップＳ１１）、処理を終了する。この電源信号の供給により各ブロックＢ１〜Ｂ５の遮断スイッチＳがオフされて、電圧検出ＩＣ１１〜１５に対する電源供給が停止される。

上述した電圧検出装置によれば、メインマイコン１０が、第１の送信ラインＬＴ１を介して接続されたブロックＢ１のサブマイコン１８に対してアドレス番号０を送信するように設定されている。そして、電圧検出ＩＣ１１〜１５のサブマイコン１８が、下位側の第１の送信ラインＬＴ１を介してアドレス番号を受信すると、その受信したアドレス番号に１を加算したアドレス番号を自己のアドレス番号として設定すると共に受信したアドレス番号に１を加算した自己のアドレス番号を上位側の第１の送信ラインＬＴ１に対して送信するように設定されている。これにより、第１の送信ラインＬＴ１を通じて通信によって電圧検出ＩＣ１１〜１５のアドレスを設定することができ、各電圧検出ＩＣ１１〜１５の電源レベルが異なっても各電圧検出ＩＣ１１〜１５のアドレスを設定することができる。

また、上述した電圧検出装置によれば、電圧検出ＩＣ１１〜１５のサブマイコン１８が、上位側の第１の送信ラインＬＴ１及び第１の受信ラインＬＲ１に電圧検出ＩＣ１１〜１５が接続されていなければ、下位側の第１の送信ラインＬＴ１及び第１の受信ラインＬＲ１に接続された電圧検出ＩＣ１１〜１５に対して自己のアドレス番号を送信すると共に、上位側の第１の送信ラインＬＴ１及び第１の受信ラインＬＲ１を介してアドレス番号を受信すると、その受信したアドレス番号を下位側の第１の送信ラインＬＴ１及び第１の受信ラインＬＲ１に対して送信するように設定されている。これにより、最上位（メインマイコン１０から最も離れた）の電圧検出ＩＣ１５のアドレス番号５をメインマイコン１０に自動的に送信することができ、メインマイコン１０に別途手作業で最上位のアドレス番号を設定する必要がなくなる。

また、上述した電圧検出装置によれば、第２の送信ラインＬＴ２を設けることにより、メインマイコン１０により電圧検出ＩＣ１１〜１５に対する電源のオンオフを制御することができる。

また、上述した電圧検出装置によれば、電圧検出ＩＣ１１〜１５が、電源供給が開始される毎にアドレス設定動作を行うように設定されている。これにより、電圧検出ＩＣ１１〜１５にアドレス設定動作を開始させるための外部端子を設けなくても、電源の供給によってアドレスの設定を自動的に行うことができるため、コストダウンを図ることができる。

なお、上述した実施形態では、電圧検出ＩＣ１１〜１５は、下位側から受信したアドレス番号に１を加算した値を自己のアドレスとして設定していたが、本発明はこれに限ったものではない。例えば、下位側から受信したアドレス番号を自己のアドレス番号として設定することも考えられる。このとき、上位側には自己のアドレス番号に１を加算した値を送信する。

また、上述した実施形態では、最下位の電圧検出ＩＣ１１のサブマイコン１８、及び、メインマイコン１０間が第１の送信ラインＬＴ１、第１の受信ラインＬＲ１に接続されていたが、本発明はこれに限ったものではない。例えば、最上位の電圧検出ＩＣ１５のサブマイコン１８、及び、メインマイコン１０間が第１の送信ラインＬＴ１、第１の受信ラインＬＲ１に接続されるようにしてもよい。この場合、上述した実施形態とは逆にメインマイコン１０側が上位側となり、メインマイコン１０から離れた側が下位側となる。

また、上述した実施形態では、メインマイコン１０が電圧検出ＩＣ１１〜１５に電源供給する毎にアドレスをリセットしていたが、本発明はこれに限ったものではない。例えば、不揮発性の記憶手段にアドレス番号を記憶させて、メインマイコン１０やサブマイコン１８に接続したディップスイッチなどのオンに応じてアドレスの設定を開始させ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。

本発明の電圧検出装置の一実施形態を示す回路図である。図１に示す電圧検出ＩＣの詳細を示す回路図である。図１に示す第１の絶縁Ｉ／Ｆとしてフォトカプラを用いたときの詳細な電気接続図である。図１に示す第２の絶縁Ｉ／Ｆとしてフォトカプラをもちいたときの詳細な電気接続図である。図１に示すメインマイコンの処理手順を示すフローチャートである。図１に示すサブマイコンの処理手順を示すフローチャートである。メインマイコン及びサブマイコン間で行われる信号の授受を説明するための説明図である。

符号の説明

１０メインマイコン（制御手段）
１１〜１５電圧検出ＩＣ（電圧検出手段）
Ｂ１〜Ｂ５ブロック
Ｂ_H 高圧バッテリ（組電池）
ＢＴ₁〜ＢＴ₅₅ 単位セル
ＬＴ１第１の送信ライン（第１の通信ライン）
ＬＲ１第１の受信ライン（第１の通信ライン）
ＬＴ２第２の送信ライン（第２の通信ライン）

Claims

二次電池から成る単位セルが複数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を構成する前記単位セルの両端電圧を検出する複数の電圧検出手段と、前記電圧検出手段からの検出結果を受け取る制御手段と、が設けられた電圧検出装置において、
前記複数の電圧検出手段を互いに直列に接続すると共に、前記複数の電圧検出手段の最下位又は最上位、及び、前記制御手段、間を接続する双方向通信可能な第１の通信ラインが、設けられ、
前記制御手段が、前記第１の通信ラインを介して接続された前記電圧検出手段に対してアドレス番号を送信するように設定され、
前記複数の電圧検出手段の各々が、前記制御手段側の前記第１の通信ラインを介して前記アドレス番号を受信すると、その受信したアドレス番号又は受信したアドレス番号に所定値を加算したアドレス番号を自己のアドレス番号として設定すると共に前記受信したアドレス番号に１を加算したアドレス番号を前記制御手段から離れた側の前記第１の通信ラインに対して送信するアドレス設定動作を行うように設定され、
前記制御手段、及び、前記複数の電圧検出手段、間を接続する第２の通信ラインが、設けられ、
前記制御手段が、前記第２の通信ラインに対して電源信号を送信するように設定されていて、そして、
前記複数の電圧検出手段が、前記第２の通信ラインを介して前記電源信号を受信すると、前記電圧検出手段に対して電源が供給され、かつ、前記アドレス番号の受信待機状態となる
ことを特徴とする電圧検出装置。
前記複数の電圧検出手段が、前記制御手段から離れた側の前記第１の通信ラインに前記電圧検出手段が接続されていなければ、前記制御手段側の前記第１の通信ラインに接続された前記電圧検出手段に対して自己のアドレス番号を送信すると共に、前記制御手段から離れた側の前記第１の通信ラインを介して前記アドレス番号を受信すると、その受信したアドレス番号を前記制御手段側の前記第１の通信ラインに対して送信するように設定されている
ことを特徴とする請求項１に記載の電圧検出装置。
前記電圧検出手段が、前記電源供給が開始される毎に前記アドレス設定動作を行うように設定されている
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の電圧検出装置。