JP7522786B2 - 温度検出装置 - Google Patents

Description

本発明は、温度検出装置に関する。

特開２００６－０１０６７７号公報には、情報処理装置の内部に配置された複数の温度センサによって測定された温度に基づき温度制御を行う温度制御装置が開示されている。複数の温度センサのうち少なくとも１つは精度の高い温度センサで構成され、他の温度センサは精度の低い温度センサで構成されている。温度制御装置は、前回の電源切断時刻から規定値以上継続したときに、精度の高い温度センサの測定温度と、精度の低い温度センサの測定温度の測定温度差を検出する。温度制御装置は、精度の低い温度センサの測定値に前記測定温度差を加算した値を正常な測定温度と見なして情報処理装置の温度制御を行う。かかる温度制御装置では、精度の低い温度センサの誤差が補正される。それによって、安価な温度センサを用いた場合にも、精度よく情報処理装置の温度を制御することができるとされている。

特開２０１９－０２９１４１号公報には、バッテリの周辺に設けられる複数の温度センサを用いてバッテリの温度を検出する温度検出部と、温度検出部によって検出されたバッテリの温度に基づき、バッテリの高温側および低温側の少なくとも一方の温度測定に用いる２個以上の温度センサを、複数の温度センサの中から選択する選択部とを備えたセンサ選択装置が開示されている。選択部は、選択した温度センサを高温側センサ情報または低温側センサ情報として不揮発性ストレージに記憶する。かかるセンサ選択装置は、適切に温度センサを選択することができるとされている。

特開２００６－０１０６７７号公報 特開２０１９－０２９１４１号公報

二次電池の出力や充放電等は、二次電池の温度に基づいて制御される場合がある。このとき、二次電池の温度の測定誤差は、できる限り小さい方が好ましい。

ここで開示される温度検出装置（１）は、二次電池の予め定められた測定点に配置された第１温度センサと第１温度センサに直列に接続された第１プルアップ抵抗とを備えた直列回路に、基準電位に対する参照電位が印加され、かつ、第１温度センサに印加される電圧が出力されるように構成された第１分圧回路と、二次電池の予め定められた測定点に配置された第２温度センサと第２温度センサに直列に接続された第２プルアップ抵抗とを備えた直列回路に、基準電位に対する参照電位が印加され、かつ、第２温度センサに印加される電圧が出力されるように構成された第２分圧回路と、第１分圧回路の出力および第２分圧回路の出力に基づいて温度の検出を制御する制御部とを備えている。第１プルアップ抵抗は、予め定められた第１温度における第１温度センサの抵抗値に応じた抵抗値を有している。第２プルアップ抵抗は、第１温度よりも低い予め定められた第２温度における第２温度センサの抵抗値に応じた抵抗値を有している。制御部は、第１温度センサの電圧または第２温度センサの電圧に基づいて検出される測定点の温度に応じて、温度の検出に用いる出力を選択するように構成されている。
かかる温度検出装置によると、二次電池の温度を精度よく検出することができる。

ここで開示される温度検出装置（２）は、温度検出装置（１）において、第１分圧回路と第２分圧回路の接続を切り替えるスイッチング素子をさらに備えている。スイッチング素子は、測定点の温度が予め定められた切替温度よりも高い場合には、第１分圧回路の出力を出力し、測定点の温度が切替温度よりも低い場合には、第２分圧回路の出力を出力するように構成されている。

ここで開示される温度検出装置（３）では、温度検出装置（２）において、切替温度は、第１分圧回路から第２分圧回路に接続を切り替える際の第１切替温度と、第２分圧回路から第１分圧回路に接続を切り替える際の、第１切替温度とは異なる第２切替温度とを有している。

ここで開示される温度検出装置（４）は、温度検出装置（１）において、第１温度センサの電圧または第２温度センサの電圧に基づいて検出される二次電池の温度に基づいて第１分圧回路の出力と第２分圧回路の出力とを重み付けする重み付けテーブルをさらに備えている。重み付けテーブルに基づいて、それぞれ重み付けされた第１分圧回路の出力と第２分圧回路の出力が加算されて出力されるように構成されている。

ここで開示される温度検出装置（５）では、温度検出装置（４）において、重み付けテーブルには、予め定められた第１基準温度と、第１基準温度よりも低い予め定められた第２基準温度とが設定されている。二次電池の温度が第１基準温度以上の場合には、第１分圧回路の出力が出力され、二次電池の温度が第２基準温度以下の場合には、第２分圧回路の出力が出力され、二次電池の温度が第１基準温度よりも低く第２基準温度よりも高い場合には、それぞれ重み付けされた第１分圧回路の出力と第２分圧回路の出力が加算されて出力されるように構成されている。

ここで開示される温度検出装置（６）では、温度検出装置（５）において、重み付けテーブルは、第１基準温度および第２基準温度の間の温度範囲では、第１分圧回路の出力と第２分圧回路の出力が線形補間されるように設定されている。

ここで開示される温度検出装置（７）では、温度検出装置（１）～（６）において、第１温度センサと第２温度センサは、同じ温度抵抗特性を有している。

図１は、温度検出装置１を示す模式図である。 図２は、温度の測定誤差を示すグラフである。 図３は、制御部３０で実行される処理を示すフローチャートである。 図４は、温度検出装置１Ａを示す模式図である。 図５は、重み付け係数を示すグラフである。

以下、ここで開示される技術の一実施形態について図面を参照して説明する。ここで説明される実施形態は、当然ながら特に本発明を限定することを意図したものではない。各図面は模式的に描かれており、必ずしも実物を反映していない。また、同一の作用を奏する部材・部位には、適宜に同一の符号を付し、重複する説明は適宜に省略される。

〈温度検出装置１〉
温度検出装置１は、二次電池の予め定められた測定点の温度を検出するための装置である。本明細書において、「二次電池」とは、繰り返し充放電可能な蓄電デバイス一般をいい、リチウムイオン二次電池、ニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池等のいわゆる蓄電池（すなわち化学電池）の他、電気二重層キャパシタ等のキャパシタ（すなわち物理電池）を包含する概念である。

図１は、温度検出装置１を示す模式図である。図１に示されているように、温度検出装置１は、第１分圧回路１０と、第２分圧回路２０とを備えている。温度検出装置１はさらに、温度の検出を制御する制御部３０を備えている。温度検出装置１はさらに、第１分圧回路１０と第２分圧回路２０の接続を切り替えるスイッチング素子４０を備えている。第１分圧回路１０は、第１温度センサ１２を備えている。第２分圧回路２０は、第２温度センサ２２を備えている。

温度センサ（第１温度センサ１２および第２温度センサ２２）としては、温度の変化に応じて抵抗値が変化する温度抵抗特性を有する接触式の温度センサが用いられる。熱電対等の温度抵抗特性によらずに温度を検出するものは、本明細書における温度センサには含まれない。温度センサとしては、例えば、サーミスタ、測温抵抗体等を用いることができる。サーミスタとしては、温度が上昇すると抵抗値が低下するＮＴＣ(Negative Temperature Coefficient)サーミスタ、温度が上昇すると抵抗値が上昇するＰＴＣ(Positive Temperature Coefficient)サーミスタ等が用いられうる。測温抵抗体としては、例えば、白金測温抵抗体、ニッケル測温抵抗体、銅測温抵抗体等が用いられうる。用いられる温度センサは、二次電池が使用される際に取りうる二次電池の温度範囲に応じて決定されるとよい。温度センサとしては、温度変化に対する抵抗値の変化が大きいサーミスタが好ましく用いられる。この実施形態では、第１温度センサ１２および第２温度センサ２２として、ＮＴＣサーミスタが用いられている。

第１分圧回路１０では、第１サーミスタ１２と第１プルアップ抵抗１４が直列に接続されている。第１サーミスタ１２は、二次電池の予め定められた測定点に配置されている。第１サーミスタ１２の、第１プルアップ抵抗１４とは反対側の端部は、基準電位点１６に接続されている。第１サーミスタ１２と第１プルアップ抵抗１４が直列に接続された直列回路には、基準電位に対する参照電圧Ｖｒｅｆが印加されるように構成されている。

第１サーミスタ１２と第１プルアップ抵抗１４の間の接続点には、図示しない電圧測定器を介して第１Ａ／Ｄ変換器１８が接続されている。第１Ａ／Ｄ変換器１８には、第１サーミスタ１２に印加される電圧Ｖ１が出力される。サーミスタは、温度変化に伴って抵抗値が変化する。測定点に配置されたサーミスタの抵抗値を測定することによって、測定点の温度が測定される。第１Ａ／Ｄ変換器１８は、第１サーミスタ１２に印加される電圧Ｖ１を温度の情報に変換して制御部３０に出力できるように構成されている。

第２分圧回路２０は、第１分圧回路１０と同様、第２サーミスタ２２と第２プルアップ抵抗２４が直列に接続されている。第２サーミスタ２２は、二次電池の予め定められた測定点に配置されている。第２サーミスタ２２は、第１サーミスタ１２と同じ場所に配置されていてもよく、異なる場所に配置されていてもよい。第２サーミスタ２２の、第２プルアップ抵抗２４とは反対側の端部は、基準電位点２６に接続されている。第２サーミスタ２２と第２プルアップ抵抗２４が直列に接続された直列回路には、基準電位に対する参照電圧Ｖｒｅｆが印加されるように構成されている。この実施形態では、第１分圧回路１０と第２分圧回路２０は、基準電位および参照電圧Ｖｒｅｆが同じ値になるように構成されている。

第２サーミスタ２２と第２プルアップ抵抗２４の間の接続点には、図示しない電圧測定器を介して第２Ａ／Ｄ変換器２８が接続されている。第２Ａ／Ｄ変換器２８には、第２サーミスタに印加される電圧Ｖ２が出力される。Ａ／Ｄ変換器２８は、第２サーミスタ２２に印加される電圧Ｖ２を温度の情報に変換して制御部３０に出力できるように構成されている。

ところで、上記構成の第１分圧回路１０および第２分圧回路２０において、サーミスタに印加される電圧Ｖと、参照電圧Ｖｒｅｆと、サーミスタの抵抗値Ｒｔｈと、プルアップ抵抗の抵抗値Ｒｐｕとの関係は、以下の式で表される。
Ｖ＝（Ｒｔｈ／（Ｒｐｕ＋Ｒｔｈ））Ｖｒｅｆ
参照電圧Ｖｒｅｆとプルアップ抵抗の抵抗値Ｒｐｕは、測定点の温度変化には影響されない。このため、サーミスタの抵抗値Ｒｔｈは、サーミスタに印加される電圧Ｖから求められる。サーミスタの抵抗値Ｒｔｈと温度の関係から、測定点の温度を測定することができる。しかしながら、温度の測定には、測定誤差が生じうる。

本発明者の知見では、測定誤差が生じる原因のひとつとして、分圧回路構成に由来する誤差が挙げられる。サーミスタの抵抗値Ｒｔｈが分圧回路によって電圧情報に変換される際に、サーミスタの抵抗値Ｒｔｈの変化量に対して電圧情報の変化量が大きい場合に、測定誤差が大きくなる。本発明者の検討によると、サーミスタの抵抗値Ｒｔｈの変化量に対する分圧回路の電圧情報の変化量は、上式のＲｔｈ／（Ｒｐｕ＋Ｒｔｈ）が１／２に近いほど小さくなり、１／２から離れるほど大きくなる。このため、電圧情報に由来する温度の測定誤差は、サーミスタの抵抗値Ｒｔｈとプルアップ抵抗の抵抗値Ｒｐｕが近いほど小さくなり、離れるほど大きくなる。このことから、温度の測定誤差を小さくするためには、温度が測定される温度帯において、サーミスタの抵抗値Ｒｔｈとプルアップ抵抗の抵抗値Ｒｐｕが近くなるようにサーミスタとプルアップ抵抗が選択されることが好ましい。

第１分圧回路１０と第２分圧回路２０では、それぞれ異なる温度帯において、サーミスタの抵抗値Ｒｔｈとプルアップ抵抗の抵抗値Ｒｐｕが近くなるようにサーミスタとプルアップ抵抗が選択されている。第１分圧回路１０と第２分圧回路２０では、第１分圧回路１０は、例えば、常温に近い温度帯（２５℃程度）で第１サーミスタ１２と第１プルアップ抵抗１４の抵抗値が近くなるように設計される。第２分圧回路２０は、第１分圧回路１０よりも低い温度帯で第２サーミスタ２２と第２プルアップ抵抗２４の抵抗値が近くなるように設計される。

第１プルアップ抵抗１４として、予め定められた第１温度における第１サーミスタ１２の抵抗値に応じた抵抗値を有する抵抗が選択されている。第２プルアップ抵抗２４として、第１温度よりも低い予め定められた第２温度における第２サーミスタ２２の抵抗値に応じた抵抗値を有する抵抗が選択されている。ここでは、第１サーミスタ１２と第１プルアップ抵抗１４は、予め定められた第１温度において抵抗値が近くなるように選択されている。第２サーミスタ２２と第２プルアップ抵抗２４は、第１温度よりも低い予め定められた第２温度において抵抗値が近くなるように選択されている。

この実施形態では、温度検出装置１は、車載用の二次電池の測定点の温度を測定する。ここでは、車両使用時の二次電池の温度として、－３０℃～６０℃程度の温度範囲が想定されている。

この実施形態では、第１温度は、２５℃に設定されている。ここでは、第１サーミスタ１２として、２５℃における抵抗値が１０ｋΩであり－１０℃における抵抗値が１００ｋΩのサーミスタが用いられている。第１プルアップ抵抗１４は、第１温度２５℃における第１サーミスタ１２の抵抗値に応じた抵抗値（この実施形態では、１０ｋΩ）を有している。第１プルアップ抵抗１４の抵抗値は、温度によらず略一定である。このため、第１温度２５℃付近では、第１サーミスタ１２の抵抗値に基づいて測定される温度の測定誤差は、低く抑えられる。温度の測定誤差は、第１温度２５℃から離れるほど大きくなる。

この実施形態では、第２サーミスタ２２としては、第１サーミスタ１２と同じ温度抵抗特性を有するサーミスタが用いられている。上述したように、第２サーミスタ２２の２５℃における抵抗値は１０ｋΩであるが、－１０℃における抵抗値は１００ｋΩである。第２プルアップ抵抗２４は、第２温度－１０℃における第２サーミスタ２２の抵抗値に応じた抵抗値（この実施形態では、１００ｋΩ）を有している。第２プルアップ抵抗２４の抵抗値は、温度によらず略一定である。このため、第２温度－１０℃付近では、第２サーミスタ２２の抵抗値に基づいて測定される測定点の温度の測定誤差は、低く抑えられる。温度の測定誤差は、第２温度－１０℃から離れるほど大きくなる。

図２は、温度の測定誤差を示すグラフである。図２では、第１サーミスタ１２の抵抗値に基づく測定誤差は実線で示されており、第２サーミスタ２２の抵抗値に基づく測定誤差は二点鎖線で示されている。図２では、分圧回路に由来する誤差、サーミスタ１２，２２のＢ定数、および、サーミスタ１２，２２とプルアップ抵抗１４，２４の製品の許容誤差から計算される、温度の測定誤差の計算値の上限および下限が示されている。測定誤差は、公知の方法で計算されるため、詳細な説明は省略する。なお、温度の測定誤差は、種々の要因により生じうるため、必ずしも図２の上限および下限に収まるわけではない。

図２に示されているように、第１サーミスタ１２の抵抗値に基づく測定誤差は、－１０℃以上６０℃以下の範囲では、１℃以下に抑えられうる。一方、第１サーミスタ１２の抵抗値に基づく測定誤差は、－１０℃よりも低い範囲と６０℃よりも高い範囲では、１℃よりも大きくなりうる。第２サーミスタ２２の抵抗値に基づく測定誤差は、－４０℃以上２０℃以下の範囲では、１℃以下に抑えられうる。一方、第２サーミスタ２２の抵抗値に基づく測定誤差は、－４０℃よりも低い範囲（図示省略）と２０℃よりも高い範囲では、温度の測定誤差は、１℃よりも大きくなりうる。

制御部３０（図１参照）は、第１分圧回路１０からの出力と第２分圧回路２０からの出力に基づいて測定点の温度の検出を制御する。この実施形態では、第１分圧回路１０からの出力と第２分圧回路２０からの出力のうち、いずれか一方の出力が選択される。ここでは、制御部３０は、測定点の温度が第１温度に近い場合には第１分圧回路１０からの出力を選択し、測定点の温度が第２温度に近い場合には第２分圧回路１０からの出力を選択するように構成されている。

制御部３０は、例えば、マイクロコンピュータである。制御部３０は、例えば、通信用インターフェースと、ＣＰＵと、ＲＯＭと、ＲＡＭとを備えている。制御部３０は、図１に示されているように、判定部３２と、検出部３４とを有している。判定部３２および検出部３４は、例えば、複数のプロセッサによって実現されてもよい。判定部３２は、第１Ａ／Ｄ変換器１８と第２Ａ／Ｄ変換器２８と通信可能に接続されている。判定部３２は、スイッチング素子４０を有している。検出部３４は、判定部３２と通信可能に構成されている。検出部３４は、判定部３２のスイッチング素子４０を介して第１Ａ／Ｄ変換器１８と第２Ａ／Ｄ変換器２８と通信可能に構成されている。

判定部３２は、第１分圧回路１０からの出力と第２分圧回路２０からの出力のうち、測定点の温度の検出に用いる出力を判定する。この実施形態では、判定部３２は、第１サーミスタ１２の電圧Ｖ１に基づいて検出される測定点の温度ｔに応じて、出力を選択する。なお、かかる形態に限定されず、出力は、第２サーミスタ２２の電圧Ｖ２に基づいて検出される温度ｔに応じて選択されてもよい。

この実施形態では、スイッチング素子４０のスイッチング動作によって出力が選択される。スイッチング素子４０は、判定部３２からの指示に応じて、第１分圧回路１０と第２分圧回路２０の接続を切り替えるスイッチング動作を行う。スイッチング素子４０は、測定点の温度が予め定められた切替温度よりも高い場合には、第１分圧回路１０の出力を出力し、測定点の温度が予め定められた切替温度よりも低い場合には、第２分圧回路２０の出力を出力するように構成されている。特に限定されないが、スイッチング素子４０としては、例えば、半導体スイッチが用いられうる。

この実施形態では、切替温度として、第１切替温度Ｔ１と、第２切替温度Ｔ２とが設定されている。第１切替温度Ｔ１は、第１分圧回路１０から第２分圧回路２０に接続を切り替える際の温度である。第１切替温度Ｔ１は、－１０℃に設定されている。第２切替温度Ｔ２は、第２分圧回路２０から第１分圧回路１０に接続を切り替える際の温度である。第２切替温度Ｔ２は、０℃に設定されている。第１切替温度Ｔ１と第２切替温度Ｔ２は、いわゆるヒステリシス制御が実行されるように、所要の温度差に設定されていることが好ましい。第１切替温度Ｔ１と第２切替温度Ｔ２の差は、例えば、３℃以上に設定されていることが好ましく、５℃以上に設定されていてもよい。第１切替温度Ｔ１と第２切替温度Ｔ２の差は、温度の測定誤差を抑える観点から、２０℃以下に設定されていることが好ましく、１５℃以下に設定されていてもよい。

以下、温度検出装置１が温度を検出する際に制御部３０で実行される処理の一例を説明するが、本発明をかかる形態に限定することを意図したものではない。図３は、制御部３０で実行される処理を示すフローチャートである。かかる処理は、電動車両が起動される際に開始されうる。車載用の二次電池の温度は、走行中または停車中に関わらず、電動車両が起動されている間に予め定められた間隔で検出されうる。

図３に示されているように、制御部３０の判定部３２は、はじめに、スイッチの設定で測定される測定点の温度ｔを取得する（Ｓ１０）。次に、スイッチの設定に合わせて切替えるべき温度帯であるかどうかの判定を行う（Ｓ１２）。

判定部３２は、スイッチの設定が第１分圧回路１０である場合（Ｙｅｓ）、温度ｔが第１切替温度Ｔ１以上であるか否かを判定する（Ｓ２０）。温度ｔが第１切替温度Ｔ１以上である場合（Ｙｅｓ）には、第１分圧回路１０の温度情報を出力すべきであるため、検出部３４の接続先の切り替えは不要である。検出部３４は、測定点の温度として第１分圧回路１０で測定された温度ｔを検出する（Ｓ４０）。

判定（Ｓ２０）において、第１分圧回路１０で測定される温度ｔが第１切替温度Ｔ１以上ではない場合（Ｎｏ）には、第２分圧回路２０の出力を選択し（Ｓ２１）、再度温度ｔを取得する（Ｓ２２）。検出部３４は、測定点の温度として第２分圧回路２０で測定された温度ｔを検出する（Ｓ４０）。

判定（Ｓ１２）において、検出部３４が第２分圧回路２０に接続されていた場合（Ｎｏ）には、第２分圧回路２０で測定される温度ｔが第２切替温度Ｔ２以下であるか否かを判定する（Ｓ３０）。温度ｔが第２切替温度Ｔ２以下である場合（Ｙｅｓ）には、第２分圧回路２０の温度情報を出力すべきであるため、検出部３４の接続先の切り替えが不要である。検出部３４は、測定点の温度として第２分圧回路２０で測定される温度ｔを検出する（Ｓ４０）。

判定（Ｓ３０）において、第２分圧回路２０で測定される温度ｔが第２切替温度Ｔ２以下ではない場合（Ｎｏ）には、第１分圧回路１０の出力を選択し（Ｓ３１）、再度温度ｔを取得する（Ｓ３２）。検出部３４は、測定点の温度として第１分圧回路１０で測定された温度ｔを検出する（Ｓ４０）。

ところで、例えば、車載用の二次電池では、温度に応じて種々の制御が実行されている。例えば、二次電池に充放電する際の充放電電流や走行時の出力等は、二次電池の温度によって制御されうる。二次電池の温度の測定誤差が大きい場合には、二次電池が必要以上に充電または放電されたり、過電流が流れたりしうる。その結果、二次電池の劣化が進行する等の事象が発生しうる。このため、二次電池の温度は、精度よく検出されることが好ましい。

ここで開示される温度検出装置１は、二次電池の予め定められた測定点に配置された第１サーミスタ１２と第１サーミスタ１２に直列に接続された第１プルアップ抵抗１４を備えた第１分圧回路１０と、二次電池の予め定められた測定点に配置された第２サーミスタ２２と第２サーミスタ２２に直列に接続された第２プルアップ抵抗２４を備えた第２分圧回路２０と、第１分圧回路１０と第２分圧回路２０の出力に基づいて温度の検出を制御する制御部３０とを備えている。第１プルアップ抵抗１４は、予め定められた第１温度における第１サーミスタ１２の抵抗値に応じた抵抗値を有している。第２プルアップ抵抗２４は、第１温度よりも低い予め定められた第２温度における第２サーミスタ２２の抵抗値に応じた抵抗値を有している。制御部３０は、第１サーミスタの電圧Ｖ１に基づいて検出される測定点の温度に応じて、温度検出に用いる出力を検出するように構成されている。

かかる温度検出装置１では、第２分圧回路２０の第２プルアップ抵抗２４は、第１温度よりも低い第２温度における第２サーミスタ２２の抵抗値に応じた抵抗値を有している。このため、第２分圧回路２０は、第１分圧回路１０と比較して低い温度帯での温度の測定誤差が低く抑えられやすくなる。また、第１サーミスタ１２の電圧Ｖ１または第２サーミスタ２２の電圧Ｖ２に基づいて検出される温度ｔに応じて、測定点の温度が高い時には第１分圧回路１０の出力が選択され、測定点の温度が低い時には第２分圧回路２０の出力が選択される。温度に応じて第１分圧回路１０の出力と第２分圧回路２０の出力が適宜選択されることによって、広い温度帯で温度測定の精度が向上する。

また、複数の分圧回路で電圧が測定されていることによって、分圧回路の故障の検出が可能になりうる。例えば、一方の分圧回路が故障している場合には、第１分圧回路１０で測定される電圧Ｖ１に基づいて検出される温度と第２分圧回路２０で測定される電圧Ｖ２に基づいて検出される温度の差が大きくなる場合がある。温度検出装置１は、かかる温度の差を判定することによって、分圧回路の故障が判定されるように構成されてもよい。

上述した実施形態では、温度検出装置１は、第１分圧回路１０と第２分圧回路２０の接続を切り替えるスイッチング素子４０をさらに備えている。スイッチング素子４０は、測定点の温度が予め定められた切替温度よりも高い場合には、第１分圧回路１０の出力を出力し、測定点の温度が切替温度よりも低い場合には、第２分圧回路２０の出力を出力するように構成されている。スイッチング素子４０を用いることによって、容易な構成で温度を精度よく検出するための回路構成が実現されうる。

また、切替温度は、第１分圧回路１０から第２分圧回路２０に接続を切り替える際の第１切替温度Ｔ１と、第２分圧回路２０から第１分圧回路１０に接続を切り替える際の、第１切替温度Ｔ１とは異なる第２切替温度Ｔ２とを有している。換言すると、第１分圧回路１０と第２分圧回路２０の切り替えの向きに応じて２つの切替温度が設定されている。このため、切替温度付近で出力元（第１分圧回路１０と第２分圧回路２０）が頻繁に切り替わる事象が発生しにくくなる。これによって、温度を検出する回路が切り替わったことに由来する検出温度の急な変化が起こりにくくなる。例えば、充放電電流の許容値は、二次電池の温度に大きく依存する。温度の急な変化を防ぐことによって、充放電電流の許容値が急に変化することによる出力の変化や、意図しない過充電および過放電が起こりにくくなる。

上述した実施形態では、第１サーミスタ１２と第２サーミスタ２２は、同じ温度抵抗特性を有している。これによって、第１サーミスタ１２と第２サーミスタ２２の性能のばらつきが抑えられ、検出される温度の信頼性が向上しうる。また、第１プルアップ抵抗１４と第２プルアップ抵抗２４の抵抗値を変えるだけで異なる温度帯での測定精度をコントロールできるため、回路設計が容易になる。なお、「同じ温度抵抗特性」とは、温度抵抗特性が完全に同一である必要はなく、製品の性能のばらつきに由来する誤差等は許容される。

以下、他の実施形態にかかる温度検出装置１Ａについて説明する。図４は、温度検出装置１Ａを示す模式図である。図４に示されているように、温度検出装置１Ａは、温度検出装置１と同様、第１分圧回路１０と、第２分圧回路２０とを備えている。第１分圧回路１０と第２分圧回路２０には、第１Ａ／Ｄ変換器１８と第２Ａ／Ｄ変換器２８がそれぞれ接続されている。温度検出装置１Ａはさらに、温度の検出を制御する制御部１３０を備えている。この実施形態では、温度検出装置１Ａは、第１分圧回路１０の出力と第２分圧回路２０の出力とを重み付けする重み付けテーブル１４０をさらに備えている。

制御部１３０は、演算部１３２と、検出部１３４とを有している。制御部１３０は、例えば、マイクロコンピュータである。演算部１３２と検出部１３４は、例えば、複数のプロセッサによって実現されてもよい。重み付けテーブル１４０は、演算部１３２に格納されている。演算部１３２は、第１Ａ／Ｄ変換器１８と第２Ａ／Ｄ変換器２８と通信可能に接続されている。検出部１３４は、演算部１３２と通信可能に構成されている。

重み付けテーブル１４０は、第１サーミスタ１２の電圧Ｖ１に基づいて検出される二次電池の温度に基づいて第１分圧回路１０の出力と第２分圧回路２０の出力とを重み付けする。演算部１３２では、重み付けテーブル１４０に基づいて、それぞれ重み付けされた第１分圧回路１０の出力と第２分圧回路２０の出力が加算される。検出部１３４では、演算部１３２で演算された出力が検出される。

この実施形態では、重み付けテーブル１４０には、第１サーミスタ１２の電圧Ｖ１に基づいて検出される二次電池の温度と重み付け係数が対応付けて記憶されている。図５は、重み付け係数を示すグラフである。図５では、第１分圧回路１０の出力に乗ずる重み付け係数は実線で示されており、第２分圧回路２０の出力に乗ずる重み付け係数は二点鎖線で示されている。図５に示されているように、重み付けテーブル１４０では、第１分圧回路１０の出力に乗ずる重み付け係数と、第２分圧回路２０の出力に乗ずる重み付け係数の合計が１になるように重み付け係数が設定されている。

重み付けテーブル１４０には、予め定められた第１基準温度Ｔ１１と、第１基準温度Ｔ１１よりも低い予め定められた第２基準温度Ｔ１２とが設定されている。二次電池の温度が第１基準温度Ｔ１１以上の場合には、第１分圧回路の出力が出力されるように構成されている。二次電池の温度が第２基準温度Ｔ１２以下の場合には、第２分圧回路の出力が出力されるように構成されている。二次電池の温度が第１基準温度Ｔ１１よりも低く第２基準温度Ｔ１２よりも高い場合には、それぞれ重み付けされた第１分圧回路１０の出力と第２分圧回路２０の出力が加算されて出力されるように構成されている。特に限定されないが、この実施形態では、第１基準温度Ｔ１１は１０℃であり、第２基準温度Ｔ１２は－１０℃である。測定点の温度が第１基準温度Ｔ１１の１０℃以上の場合は、第１分圧回路１０の出力の重み付け係数は１であり、第２分圧回路２０の重み付け係数は０である。測定点の温度が第２基準温度Ｔ１２の－１０℃以下の場合は、第１分圧回路１０の出力の重み付け係数は０であり、第２分圧回路２０の重み付け係数は１である。

第１基準温度Ｔ１１および第２基準温度Ｔ１２の間の温度範囲では、第１分圧回路１０の出力と第２分圧回路２０の出力が線形補間されるように重み付け係数が設定されている。例えば、測定点の温度が５℃の場合は、第１分圧回路１０の出力の重み付け係数は０．７５であり、第２分圧回路２０の重み付け係数は０．２５である。測定点の温度が０℃の場合は、第１分圧回路１０の出力と第２分圧回路２０の重み付け係数は共に０．５である。測定点の温度が－５℃の場合は、第１分圧回路１０の出力の重み付け係数は０．２５であり、第２分圧回路２０の重み付け係数は０．７５である。なお、重み付け係数は、線形補間に限られず、多項式補間等の非線形補間であってもよい。また、第１基準温度Ｔ１１、第２基準温度Ｔ１２、重み付け係数は、二次電池が使用される環境の温度に応じて適宜自動または手動で設定可能に構成されていてもよい。

上述した実施形態では、温度検出装置１Ａは、第１サーミスタ１２の電圧Ｖ１に基づいて検出される二次電池の温度に基づいて第１分圧回路１０の出力と第２分圧回路２０の出力とを重み付けする重み付けテーブル１４０を備えている。温度検出装置１Ａでは、重み付けテーブル１４０に基づいて、それぞれ重み付けされた第１分圧回路１０の出力と第２分圧回路２０の出力が加算されるように構成されている。これによって、測定点の温度が変動しても、第１分圧回路１０の出力と、第２分圧回路２０の出力とが連続的に切り替えられる。換言すると、第１分圧回路１０の出力と、第２分圧回路２０の出力とが滑らかに切り替えられる。これによって、例えば、第１分圧回路１０と第２分圧回路２０で測定誤差のばらつきが異なっている場合にも、第１分圧回路１０と第２分圧回路２０の切り替えに伴う測定温度の急激な変化が起こりにくくなる。これによって、上述したような、充放電電流の許容値が急に変化することによる出力の急な変化や、意図しない過充電および過放電がより起こりにくくなる。

上述した温度検出装置１，１Ａでは、第１サーミスタ１２と第２サーミスタは、予め定められた測定点に配置されるが、測定点の位置は特に限定されない。同一の測定点の温度を測定できるように、第１サーミスタ１２と第２サーミスタを二次電池の同じ場所に配置してもよい。また、異なる測定点の温度を測定可能なように、第１サーミスタ１２と第２サーミスタは、二次電池の異なる場所に配置されてもよい。例えば、熱が溜まりやすい部位には高い温度帯で測定精度が高い第１分圧回路１０の第１サーミスタ１２が配置され、熱が溜まりにくい部位には低い温度帯で測定精度が高い第２分圧回路２０の第２サーミスタ２２が配置されてもよい。例えば、二次電池として複数の単電池が接続され並べられた組電池が用いられている場合には、単電池が並べられている方向において中央部の単電池ほど熱が溜まりやすく、端部の単電池ほど熱を放出しやすい。このような場合には、中央部に第１分圧回路１０を設け、端部に第２分圧回路２０を設けることによって、それぞれの部位での温度測定の精度が向上しうる。

また、第１分圧回路１０と第２分圧回路２０の出力の選択はさらに、二次電池が使用される状況によって実行されてもよい。例えば、車載用の二次電池では、外気温が十分に低い環境での駐車時など、一定以下の出力の状態が所定の時間経過した場合には、二次電池の温度は低下しうる。この場合、低い温度帯で測定精度が高い第２分圧回路２０の出力のみによって温度が測定されるように制御されてもよい。このような場合、第２分圧回路２０の出力のみを用いることによって、温度測定の精度が向上しうる。

上述した実施形態では、第１サーミスタ１２と第２サーミスタ２２は、実質的に同じ温度抵抗特性を有している。第１プルアップ抵抗１４と第２プルアップ抵抗２４の抵抗値を変えることによって、異なる温度帯で測定精度が向上するように構成されている。しかしながら、かかる形態に限定されない。例えば、所望の温度帯で測定精度が向上するように、互いに異なる温度抵抗特性を有する第１サーミスタ１２と第２サーミスタ２２が選択されていてもよい。例えば、低い温度になりうる部分を測定するために配置されるサーミスタとして、低温領域で測定誤差のばらつきが小さくなるサーミスタが用いられてもよい。

温度検出装置１，１Ａでは、第１分圧回路１０および第２分圧回路２０は、それぞれ１つに限られない。温度検出装置１，１Ａには、第１分圧回路１０および第２分圧回路２０がそれぞれ複数設けられていてもよい。温度検出装置１，１Ａでは、複数の第１分圧回路１０および第２分圧回路２０の出力の平均から温度が検出されるように構成されていてもよい。複数の第１分圧回路１０および第２分圧回路２０は、二次電池の異なる部位の温度を測定できるように配置されていてもよい。第１分圧回路１０および第２分圧回路２０がそれぞれ複数設けられていることによって、検出される温度の信頼性が向上しうる。

上述した実施形態では、温度検出装置１，１Ａは、第１分圧回路１０および第２分圧回路２０を備えている。温度検出装置１，１Ａでは、第１分圧回路１０および第２分圧回路２０以外にも、さらに追加の分圧回路が設けられていてもよい。追加の分圧回路は、第１分圧回路１０および第２分圧回路２０とは異なる温度帯で温度の測定精度が高くなるようにサーミスタやプルアップ抵抗の抵抗値が設定されていてもよい。例えば、第１分圧回路１０および第２分圧回路２０とは異なる温度帯で測定精度が向上するように、サーミスタおよびプルアップ抵抗の抵抗値が選択された第３分圧回路を備えていてもよい。このように、追加の分圧回路を設けることによって、より広い温度帯で検出される温度の信頼性が向上しうる。

上述した温度検出装置１，１Ａによれば、例えば、高精度の温度センサや、測定精度を向上させるための複雑な回路（例えば、ブリッジ回路や四端子回路）を採用することなく二次電池の温度の測定精度を向上させることができる。このため、二次電池が搭載される製品の製造コストが低く抑えられうる。

以上、ここで開示される技術について、種々説明した。特に言及されない限りにおいて、ここで挙げられた実施形態などは本発明を限定しない。また、ここで開示される技術は、種々変更でき、特段の問題が生じない限りにおいて、各構成要素やここで言及された各処理は適宜に省略され、または、適宜に組み合わされうる。

１，１Ａ 温度検出装置
１０ 第１分圧回路
１２ 第１サーミスタ（第１温度センサ）
１４ 第１プルアップ抵抗
１６ 基準電位点
１８ 第１Ａ／Ｄ変換器
２０ 第２分圧回路
２２ 第２サーミスタ（第２温度センサ）
２４ 第２プルアップ抵抗
２６ 基準電位点
２８ 第２Ａ／Ｄ変換器
３０ 制御部
３２ 判定部
３４ 検出部
４０ スイッチング素子
１３０ 制御部
１３２ 演算部
１３４ 検出部
１４０ 重み付けテーブル

Claims (6)

1. 二次電池の予め定められた測定点に配置された第１温度センサと、前記第１温度センサに直列に接続された第１プルアップ抵抗とを備えた直列回路に、基準電位に対する参照電位が印加され、かつ、前記第１温度センサに印加される電圧が出力されるように構成された第１分圧回路と、
   前記二次電池の予め定められた測定点に配置された第２温度センサと、前記第２温度センサに直列に接続された第２プルアップ抵抗とを備えた直列回路に、基準電位に対する参照電位が印加され、かつ、前記第２温度センサに印加される電圧が出力されるように構成された第２分圧回路と、
   前記第１分圧回路の出力および前記第２分圧回路の出力に基づいて温度の検出を制御する制御部と、
   前記第１温度センサの電圧または前記第２温度センサの電圧に基づいて検出される前記二次電池の温度に基づいて前記第１分圧回路の出力と前記第２分圧回路の出力とを重み付けする重み付けテーブルと
   を備え、
   前記第１プルアップ抵抗は、予め定められた第１温度における前記第１温度センサの抵抗値に応じた抵抗値を有し、
   前記第２プルアップ抵抗は、前記第１温度よりも低い予め定められた第２温度における前記第２温度センサの抵抗値に応じた抵抗値を有し、
   前記制御部は、前記重み付けテーブルに基づいて、それぞれ重み付けされた前記第１分圧回路の出力と前記第２分圧回路の出力が加算されて出力されるように構成されている、
   温度検出装置。
2. 前記第１分圧回路と前記第２分圧回路の接続を切り替えるスイッチング素子をさらに備え、前記スイッチング素子は、測定点の温度が予め定められた切替温度よりも高い場合には、前記第１分圧回路の出力を出力し、測定点の温度が前記切替温度よりも低い場合には、前記第２分圧回路の出力を出力するように構成された、請求項１に記載された温度検出装置。
3. 前記切替温度は、
   前記第１分圧回路から前記第２分圧回路に接続を切り替える際の第１切替温度と、
   前記第２分圧回路から前記第１分圧回路に接続を切り替える際の、前記第１切替温度とは異なる第２切替温度と
   を有する、請求項２に記載された温度検出装置。
4. 前記重み付けテーブルには、予め定められた第１基準温度と、前記第１基準温度よりも低い予め定められた第２基準温度とが設定されており、
   前記二次電池の温度が前記第１基準温度以上の場合には、前記第１分圧回路の出力が出力され、
   前記二次電池の温度が前記第２基準温度以下の場合には、前記第２分圧回路の出力が出力され、
   前記二次電池の温度が前記第１基準温度よりも低く前記第２基準温度よりも高い場合には、それぞれ重み付けされた前記第１分圧回路の出力と前記第２分圧回路の出力が加算されて出力されるように構成された、請求項１に記載された温度検出装置。
5. 前記重み付けテーブルは、前記第１基準温度および第２基準温度の間の温度範囲では、前記第１分圧回路の出力と前記第２分圧回路の出力が線形補間されるように設定されている、請求項４に記載された温度検出装置。
6. 前記第１温度センサと前記第２温度センサは、同じ温度抵抗特性を有する、請求項１～５の何れか一項に記載された温度検出装置。

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