組電池の異常検出装置
【課題】直列接続された複数の電池セルを有する組電池の異常検出装置について、各電圧セルの電圧値を直接検出することなく簡易に構成するとともに、内部抵抗異常の誤検出を防止する。
【解決手段】検出ユニット２０（１）〜２０（ｎ）は、組電池１０を構成する電池セルＣＬ（１）〜ＣＬ（ｎ）の電圧値を直接検出するのではなく、対応の電池セルの出力電圧と所定の判定電圧との電圧比較結果ＯＤ（１）〜ＯＤ（ｎ）を出力する。異常監視回路３０は、異常検出動作の実行時に、検出ユニット２０（１）〜２０（ｎ）からの信号と、電流検出器１５による組電池１０の電流Ｉｂの検出値に基づいて、電池セルＣＬ（１）〜ＣＬ（ｎ）のいずれかで内部抵抗が上限値よりも上昇する内部抵抗異常が発生したか否かを監視する。ただし、内部抵抗異常の検出は、負荷１２に含まれる電動機の動作状態に応じて、電流Ｉｂのリップルが大きい動作状態のときには禁止される。
【解決手段】検出ユニット２０（１）〜２０（ｎ）は、組電池１０を構成する電池セルＣＬ（１）〜ＣＬ（ｎ）の電圧値を直接検出するのではなく、対応の電池セルの出力電圧と所定の判定電圧との電圧比較結果ＯＤ（１）〜ＯＤ（ｎ）を出力する。異常監視回路３０は、異常検出動作の実行時に、検出ユニット２０（１）〜２０（ｎ）からの信号と、電流検出器１５による組電池１０の電流Ｉｂの検出値に基づいて、電池セルＣＬ（１）〜ＣＬ（ｎ）のいずれかで内部抵抗が上限値よりも上昇する内部抵抗異常が発生したか否かを監視する。ただし、内部抵抗異常の検出は、負荷１２に含まれる電動機の動作状態に応じて、電流Ｉｂのリップルが大きい動作状態のときには禁止される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、組電池の異常検出装置に関し、より特定的には、直列接続された複数の電池セルを有する組電池における電池セルの内部抵抗上昇を検出する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
多数の電池セル（電池モジュール）を直列接続した組電池が一般的に用いられている。たとえば、ハイブリッド自動車等において、このような組電池が電動機駆動用の電源として用いられている。
【０００３】
特開２０１１−１１７７９６号公報（特許文献１）には、組電池の電池セル毎の電圧値を直接検出することなく、各電池セルの出力電圧と所定の判定電圧との比較結果を検出するように簡易に構成された異常検出装置が記載されている。特に、特許文献１による異常検出装置では、上記の構成において、内部抵抗異常（過上昇）が生じた電池セルの検出する最の誤検出を防止するための制御が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１１７７９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１による異常検出装置では、直列接続されたｎ個の電池セルの出力電圧と判定電圧との比較が順次実行されるとともに、電圧が判定電圧より低下した電池セルの有無を示す判定信号が生成される。バッテリ電流Ｉｂは、各電池セルでの電圧比較が実行される期間内に、所定のサンプリング周期ΔＴｉ毎に所定回数サンプリングされる。そして、異常検出装置は、電流サンプリング値のうちの最大値が判定電流よりも大きいとの比較に基づいて内部抵抗の上昇を検出する。
【０００６】
特許文献１では、バッテリ電流のサンプリングタイミングを、電圧のサンプリング期間よりも、（ΔＴｉ／２）以下の所定時間ずつ内側の期間内に設けるとともに、判定電流を、電流リップルによるサンプリング半周期での電流変動を考慮して判定電流を修正することによって、内部抵抗異常の誤検出を防止している。
【０００７】
より詳細には、特許文献１では、バッテリ電流のリップル成分を正弦波電流と仮定した上で、電流および電圧のサンプリングタイミングのずれに相当する位相差に伴う電流変化量に応じて判定電流を修正することで、誤検出を防止している。
【０００８】
しかしながら、バッテリ電流のリップルの大きさは状況に応じて変化する。このため、特許文献１による異常検出装置では、電流リップルが大きくなった場面において、内部抵抗異常を誤検出することが懸念される。
【０００９】
この発明は、このような問題点を解決するためになされたものであって、この発明の目的は、組電池の電池セル毎の電圧監視機能として、電圧値を直接検出することなく所定の判定電圧との比較結果を検出するように簡易に構成された異常検出装置において、内部抵抗異常（過上昇）の誤検出を防止することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明のある局面では、直列接続された複数の電池セルを有する組電池の異常検出装置であって、複数の検知ユニットと、異常監視回路と、禁止部とを含む。複数の検知ユニットは、複数の電池セルのそれぞれに対応して設けられ、各々が対応の電池セルの出力電圧と所定の判定電圧との電圧比較を実行するように構成される。電流検出器は、複数の電池セルの電流を検出するように構成される。複数の検知ユニットは、順次動作して電圧比較の結果を反映した信号を順次伝達することによって、複数の電池セルのいずれかの出力電圧が判定電圧よりも低下したか否かを示す異常検出信号を出力するように構成される。異常監視回路は、複数の検知ユニットからの異常検出信号と、電流検出器による電流検出値とに基づいて、複数の電池セルのいずれかで内部抵抗が上限値よりも上昇する内部抵抗異常が発生したか否かを監視する。禁止部は、組電池との間で電力変換器を介した電力変換によって駆動制御される電動機の動作状態に応じて、異常監視回路による内部抵抗異常の検出を禁止する。
【００１１】
好ましくは、異常監視回路は、電流サンプリング部と、修正量設定部と、電流比較部とを含む。電流サンプリング部は、所定のサンプリング周期に従って、電流検出器による電流検出値を所定の複数回サンプリングするように構成される。修正量設定部は、判定電圧を内部抵抗の上限値で除算した電流値に相当する判定電流に対して、電流のリップル成分を反映した電流修正量を設定する。電流比較部とを含み、異常検出信号によって複数の電池セルのいずれかの出力電圧が判定電圧よりも低下したことが示された場合に、電流サンプリング部による複数の電流サンプリング値のうちの最大値が、判定電流から電流修正量を減算した電流値よりも低いときに、内部抵抗異常の発生を検出するように構成される。電流サンプリング部は、複数の検知ユニットにおける複数の電圧セルにおける電圧比較の開始から、サンプリング周期の半周期以下の所定時間が経過したタイミングに、第１回目の電流サンプリングタイミングを設定する。最終の電流サンプリングタイミングが、複数の検知ユニットにおける電圧比較の終了よりも、サンプリング周期の半周期以下の所定時間だけ前のタイミングに位置するように、サンプリング周期は設定される。
【００１２】
また好ましくは、禁止部は、電動機のトルクおよび回転数に基づいて、内部抵抗異常の検出を禁止する。
【００１３】
さらに好ましくは、禁止部は、電動機のトルクが判定値よりも高く、かつ、電動機の回転数が所定の範囲内であるときに、内部抵抗異常の検出を禁止する。
【００１４】
あるいは好ましくは、禁止部は、さらに、電動機の入出力電力が所定値より高いときにも内部抵抗異常の検出を禁止する。
【発明の効果】
【００１５】
この発明によれば、組電池の電池セル毎の電圧監視機能として、電圧値を直接検出することなく所定の判定電圧との比較結果を検出するように簡易に構成された異常検出装置において、内部抵抗異常（過上昇）の誤検出を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態による組電池の異常検出装置が適用される電気システムの構成を示す概略ブロック図である。
【図２】負荷の構成例を説明するための概略図である。
【図３】図２に示した交流電動機の動作領域を説明するための概念図である。
【図４】図１に示された検知ユニットの構成例を説明するブロック図である。
【図５】異常監視回路による内部抵抗異常の検出手法を説明する概念図である。
【図６】本発明の実施の形態による組電池の異常検出装置における、セル抵抗異常の検出手法を説明するタイミングチャートである。
【図７】異常監視回路による内部抵抗異常検出を実現するための機能ブロック図である。
【図８】電圧および電流の検出タイミングのずれに起因して電流リップルの影響によって生じる電流変動を説明する概念図である。
【図９】バッテリ電流のリップルと内部抵抗異常検出との関係を説明する概念的な波形図である。
【図１０】モータ電力とバッテリ電流との関係を示す概念的な波形図である。
【図１１】交流電動機の動作状態とバッテリ電流との関係を示す波形図である。
【図１２】本発明の実施の形態による組電池の異常検出装置による内部抵抗異常検出の制御処理手順を説明するフローチャートである。
【図１３】図１２に示された電流サンプリング処理の詳細な制御処理手順を説明するフロチャートである。
【図１４】図６に示したタイミングチャートの変形例である。
【図１５】実施の形態による組電池の異常検出装置が適用される組電池の他の構成例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、以下では、図中の同一または相当部分には同一符号を付して、その説明は原則的に繰返さないものとする。
【００１８】
図１は、本発明の実施の形態による組電池の異常検出装置および当該異常検出装置が適用される電気システム２００の構成を示す概略ブロック図である。
【００１９】
図１を参照して、電気システム２００は、たとえばハイブリッド自動車や電気自動車等の電力によって車両駆動力を発生可能な機構を備えた車両に搭載される。電気システム２００は、組電池１０と、組電池１０の異常検出装置１００と、負荷１２とを備える。
【００２０】
組電池１０は、直列接続された複数個の電池セルＣＬ（１）〜ＣＬ（ｎ）を含む（ｎ：２以上の整数）。組電池１０は、直流電力を負荷１２へ供給する。また、組電池１０は負荷１２から供給される直流電力によって充電される。
【００２１】
図２は、負荷１２の構成例を示す回路図である。
図２を参照して、負荷１２は、コンバータ５０と、インバータ６０と、交流電動機７０と、制御装置８０とを含む。
【００２２】
交流電動機７０は、たとえば、ハイブリッド自動車または電気自動車等の電動車両の駆動輪を駆動するためのトルクを発生する駆動用電動機である。交流電動機７０は、一般的には、電動機および発電機の機能を併せ持つように構成される。また、この交流電動機７０は、ハイブリッド自動車では、エンジンにて駆動される発電機の機能を持つように構成されてもよい。さらに、交流電動機７０は、エンジンに対して電動機として動作し、たとえば、エンジン始動を行ない得るようなものとしてハイブリッド自動車に組み込まれるようにしてもよい。
【００２３】
交流電動機７０は、代表的には、３相の永久磁石モータで構成される。Ｕ，Ｖ，Ｗ相の３つのコイルの一端が中点に共通接続されて構成される。
【００２４】
図３には、交流電動機７０の動作領域が示される。図３の横軸は交流電動機７０の回転数Ｎｍを示し、縦軸は交流電動機７０のトルクＴｍを示す。交流電動機７０の動作状態は、回転数およびトルクの組合せによって定義される。
【００２５】
図３を参照して、交流電動機７０の最大出力線７１は、Ｔ＝Ｔｍａｘ（上限トルク）の直線、Ｎ＝Ｎｍａｘ（上限回転数）の直線、および、Ｔ＜ＴｍａｘかつＮ＜Ｎｍａｘの領域での曲線から構成される。最大出力線７１の曲線部分は、上限出力パワーに対応する。交流電動機７０のトルクおよび回転数が最大出力線７１の内側となるように、交流電動機７０の動作指令値は設定される。
【００２６】
再び図２を参照して、システムリレーＳＲ１は、組電池１０および電力線ＢＬとの間に接続され、システムリレーＳＲ２は、組電池１０および電力線ＮＬの間に接続される。システムリレーＳＲ１，ＳＲ２は、制御装置８０からの信号ＳＥによりオンオフされる。平滑コンデンサＣ１は、電力線ＢＬおよびＮＬの間に接続される。電力線ＰＬおよびＮＬの間の直流電圧ＶＬは、電圧センサ１１ｂによって検出される。一方、組電池１０全体の出力電圧Ｖｂは、電圧センサ１１ａによって検出される。電圧センサ１１ａ，１１ｂによる検出値は、制御装置８０へ送出される。
【００２７】
コンバータ５０は、リアクトルＬ１と、電力用半導体スイッチング素子（以下、単に「スイッチング素子」とも称する）Ｑ１，Ｑ２とを含む。スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２に対しては、逆並列ダイオードＤ１，Ｄ２が配置されている。
【００２８】
コンバータ５０は、いわゆる昇圧チョッパ回路の構成を有する。スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のオンオフは、制御装置８０からのスイッチング制御信号Ｓ１，Ｓ２に応答して制御される。
【００２９】
インバータ６０は、スイッチング素子Ｑ３〜Ｑ８によって構成された、一般的な三相インバータである。インバータ６０の各相アームのスイッチング素子の中間点は、交流電動機７０のＵ，Ｖ，Ｗ相の３つのコイルと接続されている。スイッチング素子Ｑ３〜Ｑ８に対して、逆並列ダイオードＤ３〜Ｄ８がそれぞれ接続されている。スイッチング素子Ｑ３〜Ｑ８のオンオフは、制御装置８０からのスイッチング制御信号Ｓ３〜Ｓ８によって制御される。
【００３０】
コンバータ５０は、基本的には、各スイッチング周期内でスイッチング素子Ｑ１およびＱ２が相補的かつ交互にオンオフするように制御される。コンバータ５０は、昇圧動作時には、組電池１０から供給された直流電圧ＶＬを直流電圧ＶＨへ昇圧する。この昇圧動作は、スイッチング素子Ｑ２のオン期間にリアクトルＬ１に蓄積された電磁エネルギを、スイッチング素子Ｑ１および逆並列ダイオードＤ１を介して、電力線ＰＬへ供給することにより行なわれる。
【００３１】
また、コンバータ５０は、降圧動作時には、直流電圧ＶＨを直流電圧ＶＬに降圧する。この降圧動作は、スイッチング素子Ｑ１のオン期間にリアクトルＬ１に蓄積された電磁エネルギを、スイッチング素子Ｑ２および逆並列ダイオードＤ２を介して、電力線ＢＬへ供給することにより行なわれる。これらの昇圧動作または降圧動作における電圧変換比（ＶＨおよびＶＬの比）は、上記スイッチング周期に対するスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のオン期間比（デューティ比）により制御される。なお、スイッチング素子Ｑ１およびＱ２をオンおよびオフにそれぞれ固定すれば、ＶＨ＝ＶＬ（電圧変換比＝１．０）とすることもできる。
【００３２】
平滑コンデンサＣ０は、電力線ＰＬ上の直流電圧を平滑化する。電圧センサ１３は、平滑コンデンサＣ０の両端の電圧（直流電圧ＶＨ）を検出し、その検出値を制御装置８０へ出力する。
【００３３】
インバータ６０は、制御装置８０からのスイッチング制御信号Ｓ３〜Ｓ８に応答したスイッチング素子Ｑ３〜Ｑ８のスイッチング動作によって、交流電動機７０のトルク指令値Ｔｒｑｃｏｍに従ったトルクを出力するように交流電動機７０を駆動する。
【００３４】
トルク指令値Ｔｒｑｃｏｍは、電動車両の車両状態（車速、路面勾配等）およびユーザのペダル操作に応じて、電動車両が所望の駆動力あるいは制動力を出力するように設定される。たとえば、電動車両の回生制動時には、交流電動機７０のトルク指令値Ｔｒｑｃｏｍは負に設定される（Ｔｒｑｃｏｍ＜０）。この場合には、インバータ６０は、スイッチング制御信号Ｓ３〜Ｓ８に応答したスイッチング動作により、交流電動機７０が発電した交流電圧を直流電圧に変換し、その変換した直流電圧を平滑コンデンサＣ０を介してコンバータ５０へ供給する。なお、ここで言う回生制動とは、電動車両を運転するドライバーによるフットブレーキ操作があった場合の回生発電を伴う制動や、フットブレーキを操作しないものの、走行中にアクセルペダルをオフすることで回生発電をさせながら車両を減速（または加速の中止）させることを含む。
【００３５】
電流センサ７４は、交流電動機７０に流れる電流（相電流）を検出し、その検出値を制御装置８０へ出力する。なお、三相電流ｉｕ，ｉｖ，ｉｗの瞬時値の和は零であるので、図１に示すように２相分のモータ電流（たとえば、Ｖ相電流ｉｖおよびＷ相電流ｉｗ）を検出するように配置してもよい。
【００３６】
回転角センサ（レゾルバ）７５は、交流電動機７０のロータ回転角ＡＮＧを検出し、その検出した回転角ＡＮＧを制御装置８０へ送出する。制御装置８０では、回転角ＡＮＧに基づき交流電動機７０の回転数Ｎｍを算出できる。なお、回転角センサ７５については、回転角ＡＮＧを制御装置８０にてモータ電圧や電流から直接演算することによって、配置を省略してもよい。
【００３７】
制御装置８０は、電子制御ユニット（ＥＣＵ）により構成され、予め記憶されたプログラムを図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）で実行することによるソフトウェア処理および／または専用の電子回路によるハードウェア処理により、負荷１２の動作を制御する。
【００３８】
制御装置８０は、トルク指令値Ｔｒｑｃｏｍ、電圧センサ１１ｂによって検出された直流電圧ＶＬ、電圧センサ１３によって検出された直流電圧ＶＨおよび電流センサ７４によって検出されるモータ電流ｉｖ，ｉｗ、回転角センサ７５からの回転角ＡＮＧ等に基づいて、コンバータ５０およびインバータ６０の動作を制御する。すなわち、コンバータ５０およびインバータ６０を上記のように制御するためのスイッチング制御信号Ｓ１〜Ｓ８を生成して、コンバータ５０およびインバータ６０へ出力する。
【００３９】
具体的には、制御装置８０は、電力線ＰＬの直流電圧ＶＨをフィードバック制御し、直流電圧ＶＨが電圧指令値に一致するようにスイッチング制御信号Ｓ１，Ｓ２を生成する。また、制御装置８０は、交流電動機７０がトルク指令値Ｔｒｑｃｏｍに従ったトルクを出力するように、スイッチング制御信号Ｓ３〜Ｓ８を生成してインバータ６０へ出力する。さらに、制御装置８０は、負荷１２の起動／停止に応答して、システムリレーＳＲ１，ＳＲ２のオンオフを制御する。
【００４０】
このように、本実施の形態による組電池の異常検出装置が適用される電気システム２００は、交流電動機７０が、電力変換器（図２の例では、コンバータ５０およびインバータ６０）を介した、組電池１０との間の電力変換によって駆動制御されるように構成されている。したがって、組電池１０から入出力される電流（バッテリ電流）Ｉｂの挙動は、負荷に含まれる交流電動機７０の動作状態に応じて変化する。
【００４１】
次に、組電池１０の異常検出のための構成について詳細に説明する。
再び図１を参照して、異常検出装置１００は、電池セルＣＬ（１）〜ＣＬ（ｎ）にそれぞれ対応して設けられた検知ユニット２０（１）〜２０（ｎ）と、伝送回路２５と、異常監視回路３０とを含む。
【００４２】
検知ユニット２０（１）〜２０（ｎ）へは、対応する電池セルＣＬ（１）〜ＣＬ（ｎ）のそれぞれの出力電圧Ｖｃ（１）〜Ｖｃ（ｎ）が入力される。検知ユニット２０（１）は、異常監視回路３０から開始トリガＴＲＧを与えられるのに応答して作動して、電池セルＣＬ（１）の出力電圧Ｖｃ（１）と所定の判定電圧Ｖｘとを比較する。そして、検知ユニット２０（１）は、電圧比較結果に従って、検出信号ＯＤ（１）を出力する。具体的には、検知ユニット２０（１）は、出力電圧Ｖｃ（１）が判定電圧Ｖｘよりも低下すると（Ｖｃ（１）＜Ｖｘ）、論理ハイレベル（以下、単にＨレベルとも表記する）の検出信号ＯＤ（１）を出力する。一方、検知ユニット２０（１）は、出力電圧Ｖｃ（１）が判定電圧Ｖｘを下回っていないとき（Ｖｃ（１）≧Ｖｘ）には、論理ローレベル（以下、単にＬレベルとも表記する）の検出信号ＯＤ（１）を出力する。
【００４３】
検知ユニット２０（２）は、前段の検知ユニット２０（１）から検出信号ＯＤ（１）が出力されるのに応答して動作して、電池セルＣＬ（２）の出力電圧Ｖｃ（２）と所定の判定電圧Ｖｘとを比較する。そして、検知ユニット２０（２）は、検知ユニット２０（１）での電圧比較結果と、自身での電圧比較結果との論理和を取る態様で、検出信号ＯＤ（２）を出力する。
【００４４】
すなわち、検出信号ＯＤ（１）がＨレベルであるときには、検知ユニット２０（２）は、Ｖｃ（２）≧Ｖｘであっても、Ｈレベルの検出信号ＯＤ（２）を出力する。これに対して、検出信号ＯＤ（１）がＬレベルであるときには、検知ユニット２０（２）は、Ｖｃ（２）と判定電圧Ｖｘとの比較結果に従って、すなわち、ＶＣ（２）＜ＶｘのときはＨレベルの検出信号ＯＤ（２）を出力する一方で、ＶＣ（２）≧ＶｘのときにはＬレベルの検出信号ＯＤ（２）を出力する。
【００４５】
図４は、第ｉ番目の検知ユニット２０（ｉ）の構成例を示すブロック図である。図２には、ｉ＝２〜ｎの検知ユニット２０（ｉ）の構成が示される。
【００４６】
図４を参照して、検知ユニット２０（ｉ）は、電圧比較器２１と、論理ゲート２２とを有する。電圧比較器２１は、検知ユニット２０（ｉ）に対応する電池セルＣＬ（ｉ）の出力電圧Ｖｃ（ｉ）と，所定の判定電圧Ｖｘとを比較して、Ｖｃ（ｉ）＜Ｖｘとなったときには、出力電圧をＨレベルに設定する一方で、Ｖｃ（ｉ）≧Ｖｘのときには出力電圧をＬレベルに設定する。
【００４７】
論理ゲート２２は、電圧比較器２１の出力信号と、前段の検知ユニット２０（ｉ−１）からの検出信号ＯＤ（ｉ−１）の間の論理和（ＯＲ）演算結果を、検知ユニット２０（ｉ）の検出信号ＯＤ（ｉ）として出力する。
【００４８】
再び図１を参照して、各検知ユニット２０（検知ユニット２０（１）〜２０（ｎ）を包括的に表記するもの。以下同じ）での電圧比較結果が反映された検出信号ＯＤ（検出信号ＯＤ（１）〜ＯＤ（ｎ）を包括的に表記するもの。以下同じ）は、論理和演算を行ないながら、次段の検知ユニット２０へ順次伝達される。この結果、検知ユニット２０（１）〜２０（ｎ）は、開始トリガＴＲＧに応答して順次動作する。
【００４９】
各検知ユニット２０の動作時間は同様であるから、結果的には、一定周期で対応の電池セルＣＬ（１）〜ＣＬ（ｎ）の出力電圧Ｖｃ（１）〜Ｖｃ（ｎ）が、順番に判定電圧Ｖｘとの比較される。そして、最終段の検知ユニット２０（ｎ）が出力する検出信号ＯＤ（ｎ）は、開始トリガＴＲＧに応答した、電池セルＣＬ（１）〜ＣＬ（ｎ）と判定電圧Ｖｘとの一連の電圧比較において、出力電圧が判定電圧Ｖｘよりも低下した電池セルが存在するか否かを示す信号である。
【００５０】
伝送回路２５は、最終段の検知ユニット２０（ｎ）が出力した検出信号ＯＤ（ｎ）を、フォトカプラ等で絶縁した上で、最終的な判定信号ＦＶを生成する。すなわち、判定信号ＦＶは、開始トリガＴＲＧに応答して生成されて、異常監視回路３０へ入力される。上述のように、判定信号ＦＶは、電池セルＣＬ（１）〜ＣＬ（ｎ）のいずれかで出力電圧が判定電圧Ｖｘよりも低下する異常（以下、「セル電圧低下異常」とも称する）が発生しているか否かを示す。具体的には、電池セルＣＬ（１）〜ＣＬ（ｎ）のいずれかで出力電圧が判定電圧Ｖｘよりも低下したときには、判定信号ＦＶはＨレベルに設定される。一方で、電池セルＣＬ（１）〜ＣＬ（ｎ）の全ての出力電圧が判定電圧Ｖｘを下回っていないときには、判定信号ＦＶはＬレベルとされる。
【００５１】
電流センサ１５は、組電池１０を通過するバッテリ電流Ｉｂを検出する。電池セルＣＬ（１）〜ＣＬ（ｎ）が直列接続されているので、バッテリ電流Ｉｂは、電池セルＣＬ（１）〜ＣＬ（ｎ）に共通である。電流センサ１５によって、バッテリ電流Ｉｂの電流値を求めることができる。その一方で、異常検出装置１００では、電池セルＣＬ（１）〜ＣＬ（ｎ）の出力電圧Ｖｃ（１）〜Ｖｃ（ｎ）については、電圧値を検出するための電圧センサは配置されておらず、判定電圧Ｖｘとの電圧比較結果のみが取扱われる。すなわち、異常検出装置１００は、電池セル毎の電圧監視に関して、多数の電池セルＣＬ（１）〜ＣＬ（ｎ）の電圧値（アナログ値）を検出する電圧センサを非配置とする簡易な構成とされていることが理解される。
【００５２】
異常監視回路３０は、上位ＥＣＵ（たとえば、制御装置８０）からの開始指示信号ＳＴＲに応答して電池セルＣＬ（１）〜ＣＬ（ｎ）の異常検出動作を実行する。すなわち、開始指示信号ＳＴＲに応答して、検知ユニット２０（１）へ与えられる開始トリガＴＲＧを生成する。
【００５３】
さらに、異常監視回路３０は、開始トリガＴＲＧに応答して返送された判定信号ＦＶと、電流センサ１５の出力のサンプリング値とに基づいて、上記電圧低下異常の発生時には、内部抵抗の過上昇（以下、単に「内部抵抗異常」とも称する）が発生しているか否かを判定する。
【００５４】
そして、異常監視回路３０は、電池セルＣＬ（１）〜ＣＬ（ｎ）の異常検出結果（少なくとも、セル電圧低下異常および内部抵抗異常に関する検出結果を含む）を示す信号ＲＳＬを、上位ＥＣＵへ出力する。
【００５５】
なお、本実施の形態における内部抵抗異常の検出と直接関連しないために図示は省略しているが、各電池セルの出力電圧Ｖｃ（１）〜Ｖｃ（ｎ）が、上限電圧（判定電圧Ｖｘよりも高い）を超えているかどうかを判定する検知ユニット（図示せず）をさらに設けることが好ましい。これにより、電池セルＣＬ（１）〜ＣＬ（ｎ）の各々の過充電側の電圧異常についても監視可能に、異常検出装置１００を構成することができる。
【００５６】
次に、異常監視回路３０による内部抵抗異常の検出について詳細に説明する。なお、異常監視回路３０は、代表的にはＥＣＵによって構成することが可能であり、予め格納されたプログラムの実行によるソフトウェア処理および／または予め作製された専用の電子回路（図示せず）によるハードウェア処理によって、以下に説明する異常検出動作を実行するように構成される。
【００５７】
図５は、異常監視回路３０による内部抵抗異常の検出手法を説明する概念図である。
図５を参照して、電池セルの内部抵抗は、バッテリ電流Ｉｂによって生じる、開放電圧Ｖｏからの電圧降下によって検出できる。すなわち、電池セルの出力電圧Ｖｃは、内部抵抗に相当する傾きに従って、バッテリ電流Ｉｂの増大に応じて低下することとなる。
【００５８】
電池セルの内部抵抗が上昇すると、図５に示したＩｂ−Ｖｃ直線の傾き（負値）が急になり、同一のバッテリ電流Ｉｂにおける出力電圧Ｖｃが低下することになる。そして、内部抵抗異常を検出する閾値に相当する内部抵抗の境界値を定めることにより、内部抵抗が当該境界値の下で出力電圧Ｖｃ＝Ｖｘとなったときの電流Ｉｘを求めることができる。
【００５９】
このように求めた電流Ｉｘは、電池セルＣＬ（１）〜ＣＬ（ｎ）のいずれかの出力電圧が判定電圧Ｖｘを下回ったときのバッテリ電流Ｉｂと比較することによって、内部抵抗異常検出の判定電流とすることができる。すなわち、セル電圧低下異常の検出時には、バッテリ電流Ｉｂ＜Ｉｘのときには内部抵抗異常を検出する一方で、Ｉｂ≧Ｉｘのときには内部抵抗異常を検出しないようにすることで、各電池セルの出力電圧値を取得するための電圧センサを非配置とする構成の異常検出装置１００によっても、異常検出動作において、内部抵抗異常の発生有無を判定することができる。
【００６０】
しかしながら、出力電圧Ｖｃはバッテリ電流Ｉｂによって変わってくるので、電圧値を用いることなくバッテリ電流Ｉｂと判定電流Ｉｘとの比較によって内部抵抗異常の有無を判定するには、セル電圧低下異常が発生したタイミングにおけるバッテリ電流Ｉｂを判定電流Ｉｘと比較することが必要である。
【００６１】
ここで、判定電流Ｉｘと比較されるバッテリ電流Ｉｂは、電流センサ１５の出力値を異常監視回路３０によってサンプリングすることによって得られる。したがって、セル電圧低下異常の検出タイミングと、バッテリ電流Ｉｂのサンプリングタイミングとにずれが存在していると、このタイミングずれによって内部抵抗異常が正確に検出できなくなるおそれがある。特に、バッテリ電流Ｉｂを過小に検出することによって、内部抵抗異常を誤検出することが懸念される。
【００６２】
一方で、検知ユニット２０（１）〜２０（ｎ）の動作周期に対応させて電流センサ１５の出力値をサンプリングする構成とすることは、高速の電流サンプリング動作を必要とするだけでなく、各検出信号ＯＤ（１）〜ＯＤ（ｎ）を異常監視回路３０へ入力することが必要となるため、入出力信号線の増加による構成の複雑化および装置の高コストを招く。したがって、簡易化された構成を有する本実施の形態による異常検出装置１００では、このような高速サンプリングを回避した電流サンプリングの下で、内部抵抗異常の誤検出を防止するために、以下のような検出手法を採用する。
【００６３】
図６は、本発明の実施の形態による組電池の異常検出装置における、セル抵抗異常の検出手法を説明するタイミングチャートである。
【００６４】
図６を参照して、上位ＥＣＵより異常監視回路３０へ開始指示信号ＳＴＲが与えられることに応答して、開始トリガＴＲＧが発生されると、電池セルＣＬ（１）〜ＣＬ（ｎ）の一連の異常検出動作が実行される。
【００６５】
異常監視回路３０は、開始指示信号ＳＴＲが与えられても、交流電動機７０の動作状態が所定の条件を満たしている場合には、開始トリガＴＲＧを発生しない。後述するように、この所定条件は、バッテリ電流のリップルに影響を与える交流電動機７０の動作状態に応じて定められる。
【００６６】
開始トリガＴＲＧが発生されると、図１で説明したように、検知ユニット２０（１）〜２０（ｎ）が順次動作する。そして、各電池セルＣＬ（１）〜ＣＬ（ｎ）の出力電圧と判定電圧Ｖｘとの電圧比較が、時刻Ｔｖ１〜Ｔｖｎの間にそれぞれ実行される。すなわち、時刻Ｔｖ１〜Ｔｖｎは、検知ユニット２０（１）〜２０（ｎ）のそれぞれにおける電圧サンプリングタイミングに相当する。
【００６７】
さらに、時刻Ｔｖｎで検知ユニット２０（ｎ）による電圧比較が完了した後、伝送回路２５を経由して、時刻Ｔｖｃに判定信号ＦＶが異常監視回路３０へ到達する。時刻Ｔｖ１〜ＴＶｎの所要時間Ｔ１は、検知ユニット２０（１）〜２０（ｎ）の動作時間および検出信号ＯＤ（１）〜ＯＤ（ｎ−１）の伝達時間に相当する。また、時刻Ｔｖｎ〜Ｔｖｃの所要時間Ｔ２は、伝送回路２５での所要時間（たとえば、フォトカプラによる伝送遅れ時間を含む）に相当する。
【００６８】
ただし、本実施の形態による異常検出装置１００の構成では、時刻Ｔｖ１〜Ｔｖｎのそれぞれを異常監視回路３０から直接把握することはできない。ただし、上記の所要時間Ｔ１，Ｔ２は、予め把握しておくことが可能である。したがって、開始トリガＴＲＧの発生タイミングを基に、電圧サンプリングの実行が想定される期間Ｔａ〜Ｔｂ（以下、電圧サンプリング期間とも称する）を設定することができる。
【００６９】
電流サンプリングは、上述の電圧サンプリング期間Ｔａ〜Ｔｂにおいて、サンプリング周期ΔＴｉ毎に所定回数繰返し実行される。図６の例では、所定回数は３回であり、サンプリング周期ΔＴｉ毎の時刻Ｔｉ１，Ｔｉ２，Ｔｉ３のそれぞれにおいて電流サンプリングが実行される。さらに、初回の電流サンプリング時刻Ｔｉ１は、電圧サンプリング期間の開始時刻Ｔａからの遅れが（ΔＴｉ／２）以下となるように設けられる。たとえば、Ｔｉ１は、Ｔａよりも（ΔＴｉ／２）後に設定される。また、最終の電流サンプリング時刻Ｔｉ３は、電圧サンプリング期間の終了時刻Ｔｂまでの時間が（ΔＴｉ／２）以下となるように設けられる。たとえば、Ｔｉ３は、Ｔｂよりも（ΔＴｉ／２）前に設定される。
【００７０】
サンプリング周期ΔＴｉおよび、初回の電流サンプリングタイミング（時刻Ｔｉ１）と電圧サンプリングの開始タイミング（時刻Ｔａ）との関係を適切に設定することにより、電圧サンプリング期間である時刻Ｔａ〜Ｔｂよりも、ΔＴｉ／２以下である所定時間だけ内側の期間内に、電流サンプリングタイミングＴｉ１〜Ｔｉ３が設定される。
【００７１】
図７には、異常監視回路３０による内部抵抗異常検出を実現するための機能ブロック図が示される。図７に示される各ブロックの機能は、異常監視回路３０によるソフトウェア処理および／またはハードウェア処理によって実現される。
【００７２】
図７を参照して、異常監視回路３０は、リップル判定部３１と、電流サンプリング部３２と、最大値抽出部３４と、修正量設定部３６と、電流比較部３８とを含む。
【００７３】
リップル判定部３１は、交流電動機７０の動作状態が所定の条件を満たしているか否かを判定する。所定条件は、バッテリ電流Ｉｂのリップル（以下、電流リップル）が大きくなるような交流電動機７０の動作状態に対応して予め定められる。そして、リップル判定部３１は、所定条件の成立時には、開始指示信号ＳＴＲが与えられても、開始トリガＴＲＧを発生しない。一方で、リップル判定部３１は、所定条件の不成立時には、開始指示信号ＳＴＲが与えられるのに応じて開始トリガＴＲＧを生成する。
【００７４】
電流サンプリング部３２、最大値抽出部３４、修正量設定部３６、および電流比較部３８は、開始トリガＴＲＧの生成に応答して、一連の異常検出動作を実行する。
【００７５】
電流サンプリング部３２は、開始トリガＴＲＧに応答して、図６に示したタイミングに従って所定のサンプリング周期ΔＴｉ毎に、電流センサ１５によって検出されたバッテリ電流Ｉｂをサンプリングする。これにより、図６に示したように、電流サンプリング値Ｉ（Ｔｉ１），Ｉ（Ｔｉ２），Ｉ（Ｔｉ３）が取得される。最大値抽出部３４は、電流サンプリング部３２によって抽出された電流サンプリング値Ｉ（Ｔｉ１）〜Ｉ（Ｔｉ３）のうちの最大値を抽出して、最大電流Ｉｍａｘを出力する。
【００７６】
修正量設定部３６は、図５に示した判定電流Ｉｘに対する修正電流Ｉｄを設定する。この修正電流Ｉｄは、バッテリ電流Ｉｂのリップル成分に起因して、上述した、セル電圧低下異常の検出と、バッテリ電流Ｉｂのサンプリングとの間のタイミングずれによってもたらされる、電流変化量の最大値を想定したものである。そして、本来の判定電流Ｉｘ（図５）を修正電流Ｉｄによって修正した電流値（Ｉｘ−Ｉｄ）が、電流比較部３８に入力される。
【００７７】
電流比較部３８は、判定信号ＦＶがＨレベルに設定されたとき、すなわち、いずれかの電池セルで出力電圧が判定電圧Ｖｘよりも低下したときに、内部抵抗異常の有無を示す異常検出信号ＲＳＬを出力する。
【００７８】
電流比較部３８は、最大値抽出部３４からの最大電流Ｉｍａｘと、修正された判定電流（Ｉｘ−Ｉｄ）とを比較する。そして、Ｉｍａｘ＜（Ｉｘ−Ｉｄ）のときに、内部抵抗異常を検出して異常検出信号ＲＳＬをＨレベルに設定する。一方、Ｉｍａｘ≧（Ｉｘ−Ｉｄ）のときには、電流比較部３８は、異常検出信号ＲＳＬをＬレベルに設定するので、内部抵抗異常は検出されない。
【００７９】
ここで、図８を用いて修正電流Ｉｄの設定について説明する。上述のように、修正電流Ｉｄは、バッテリ電流Ｉｂの電流リップル（交流成分）に対応するために設定される。
【００８０】
図８は、電圧および電流の検出タイミングのずれに起因して生じる電流変動を説明する概念図である。
【００８１】
図８を参照して、バッテリ電流Ｉｂのリップル成分によって、電池セルの出力電圧Ｖｃが変化している下で、時刻ＴｖにおいてＶｃ＜Ｖｘが検出されたものとする。すなわち、時刻Ｔｖは、セル電圧低下異常の検出タイミングに相当する。
【００８２】
一方で、電流サンプリングタイミングＴｉは、時刻Ｔｖとは無関係に、所定のサンプリング周期ΔＴｉに従って設定されている。したがって、電圧検出タイミングである時刻Ｔｖおよび電流検出タイミングである時刻Ｔｉの間には、検出ずれＴｄが存在する。そして、この検出ずれＴｄによって、電流リップルの位相差に伴う電流変動Ｉｄｄが発生することになる。
【００８３】
ここで、バッテリ電流Ｉｂのリップル成分を正弦波電流と仮定とすると、検出ずれＴｄによる電流変動Ｉｄｄは下記（１）式で示されることが理解される。
【００８４】
Ｉｄｄ＝Ｉｐｐ・ｓｉｎ（π−（Ｔｄ／Ｔｓ）・π） …（１）
（１）式において、Ｉｐｐは、正弦波電流と仮定した電流リップルのピーク−ピーク値（振幅の２倍）に相当し、Ｔｓは電流リップルの周期に相当する。
【００８５】
電流変動Ｉｄｄについては、電流検出タイミングＴｉの位相によって、プラス側およびマイナス側のいずれにも発生し得るが、本実施の形態では内部抵抗が閾値よりも上昇する異常の誤検出防止を目的とするため、電流変動Ｉｄｄについては電流の過小検出する方向についてのみを考慮すればよい。このような観点において、（１）式中における、電流変動Ｉｄｄの最大値をどのように設定すればよいかについて検討する。
【００８６】
１回の異常検出動作において、図６に示したように３回の電流サンプリングが、時刻Ｔｉ１〜Ｔｉ３に行なわれる。そして、時刻Ｔａから時刻Ｔｂまでの間に、電池セルＣＬ（１）〜ＣＬ（ｎ）の電圧比較が実行される。
【００８７】
したがって、電池セルの出力電圧と判定電圧との比較の結果セル電圧低下異常が検出される、図８の電圧検出タイミングＴｖは、電圧サンプリング期間である時刻Ｔａ〜Ｔｂの間のいずれかに存在するようになっている。
【００８８】
この結果、電圧検出タイミングＴｖと、電流サンプリングタイミングＴｉとのずれの最大値が、サンプリング周期の半周期（ΔＴｉ／２）となることが理解できる。したがって
、Ｔｄ＝（ΔＴｉ／２）を（１）式に代入することによって、判定電流Ｉｘに対する修正電流Ｉｄを設定することができる。
【００８９】
たとえば、発生し得る最大の電流リップルに対応させて、ピーク−ピーク値Ｉｐｐ（振幅）および周期Ｔｓを予め設定することができる。特に、修正電流Ｉｄが内部抵抗異常の誤検出を防止するために判定電流Ｉｘを低下させる方向に作用する点を考慮すると、負荷（モータ）の仕様に照らして想定されるＩｐｐの最大値およびＴｓの最小値を用いて、修正電流Ｉｄを設定することができる。
【００９０】
電流比較部３８は、時刻Ｔｉ１〜Ｔｉ３での電流サンプリング値Ｉ（Ｔｉ１）〜Ｉ（Ｔｉ３）のうちの最大値（最大電流Ｉｍａｘ）が、修正された判定電流（Ｉｘ−Ｉｄ）よりも低いときに内部抵抗異常を検出する。このため、最大電流Ｉｍａｘに対する電流変動Ｉｄｄについて、式（１）中のＴｄについて、検出ずれの最大値であるサンプリング周期の半周期（ΔＴｉ／２）と置くことによって、電流リップルの影響を最大限に見積もったときの電流変動Ｉｄｄを算出することができる。なぜなら、図６に示したように、電流サンプリング期間Ｔａ〜Ｔｂよりも（ΔＴｉ／２）以下の所定時間ずつ内側の期間内に電流サンプリングタイミングを設けることにより、時刻Ｔｖ１〜Ｔｖｎのいずれにおいてセル電圧低下異常が検出された場合でも、その電圧検出タイミング（図８のＴｖ）とその前後での電流サンプリングタイミングとのずれは、必ず（ΔＴｉ／２）以下となるからである。
【００９１】
このように、異常監視回路３０では、判定電流Ｉｘに対する修正電流Ｉｄを設けることによって、電圧および電流の検出タイミングのずれに起因した、電流リップルの影響によって電流値が過小に検出されることによる内部抵抗上昇の誤検出が防止される。したがって、誤検出を防止する観点からは、ピーク−ピーク値Ｉｐｐの想定される最大値に合わせて、修正電流Ｉｄを大きい値に設定することが好ましい。一方で、修正電流Ｉｄを過大にすると、内部抵抗異常の検出精度が低下する。
【００９２】
電流リップルの周波数は、コンバータ５０およびインバータ６０でのスイッチング周波数、および、交流電動機の回転数に応じた周波数の成分を有する。また、電流リップルのピーク−ピーク値Ｉｐｐは、負荷１２に含まれる車両駆動力発生用の交流電動機７０の動作状態によって変化する。したがって、修正電流Ｉｘに対して電流リップルの大きさが変化することにより、内部抵抗異常を誤検出する虞がある。
【００９３】
図９には、バッテリ電流のリップルと内部抵抗異常検出との関係を説明する概念的な波形図が示される。
【００９４】
図９を参照して、バッテリ電流Ｉｂのリップルは、交流電動機７０の動作状態に応じて変化する。ただし、リップル電流を除いたバッテリ電流Ｉｂの平均値（図９中の点線）は、判定電流Ｉｘよりも大きく、内部抵抗異常は発生していないものとする。
【００９５】
しかしながら、電池セルＶｃの出力電圧が変動して、判定電圧Ｖｘよりも低下した際に、時刻ｔａ，ｔｂ，ｔｃでは、リップルの影響によってバッテリ電流Ｉｂの瞬時値が低下しているため、Ｉｂ＜（Ｉｘ−Ｉｄ）が成立してしまう。これにより、内部抵抗異常が誤検出されてしまうことが理解される。このように、電流リップルが大きい状態では、サンプリングタイミングのずれによる電流変動の影響が大きくなるので、バッテリ電流Ｉｂのサンプリング値と、判定電流（Ｉｘ−Ｉｄ）との比較に基づいて、内部抵抗異常を検出することが困難となる。
【００９６】
一般的には、バッテリ電流Ｉｂのリップルは、大電流時、すなわち、交流電動機７０の出力電力（モータ電力）が大きくなったときに大きくなる。図１０には、モータ電力とバッテリ電流との関係を示す概念的な波形図が示される。
【００９７】
図１０を参照して、モータ電力Ｐｍが閾値Ｐｔを超える期間Ｔｙにおいて、バッテリ電流Ｉｂのリップルが大きくなっていることが理解される。したがって、モータ電力Ｐｍが閾値Ｐｔよりも大きい場合には、誤検出を防止するために、異常検出動作を禁止することが好ましい。
【００９８】
一方で、発明者は、図１０の期間Ｔｘのように、モータ電力が比較的小さくても、リップルが期間Ｔ２と同等に大きくなるケースがあることを発見した。特に、交流電動機７０の動作状態として、回転数ＮｍおよびトルクＴｍに基づいて、電流リップルが大きくなる条件を抽出することができることを見出した。
【００９９】
図１１は、交流電動機の動作状態（回転数・トルク）とバッテリ電流との関係の一例を示す波形図である。図１１には、交流電動機７０の出力による車両加速時の動作波形が示される。
【０１００】
図１１を参照して、車両加速のために交流電動機７０のトルクＴｍを増大することによって、回転数Ｎｍが上昇する。この際に、回転数が低回転から高回転に上昇する途中で、電流リップルが大きくなる期間（Ｔｚ）が存在する。図１１の動作例では、回転数Ｎｍが滑らかに上昇するように、トルクＴｍの推移が設定されているため、図１１の後半部分では、交流電動機７０は、低トルク・高回転の状態となる。
【０１０１】
モータ電力Ｐｍ（図１０）は、回転数ＮｍおよびトルクＴｍの積に比例する。したがって、モータ電力は上記後半部分と期間Ｔｚとで同等である。しかしながら、電流リップルについては、期間Ｔｚにおいて特に大きくなっていることが理解される。
【０１０２】
高トルク時には、組電池１０からの出力電流が増加することによって、電流リップルも増大し易くなる。さらに、低回転数時には、交流電動機７０の回転数に応じた、電流リップルの周波数成分が、コンバータ５０、インバータ６０および交流電動機７０によって構成されるＬＣ回路の共振周波数に近付くことによって、電流リップルの振幅が大きくなる。
【０１０３】
このように、交流電動機７０の特定の回転数領域（範囲）において、電流リップルが大きくなる場合には、当該回転数領域において、異常検出動作を禁止することが好ましい。なお、本実施の形態では、低回転数領域において、バッテリ電流Ｉｂのリップルが大きくなっているが、負荷１２の構成に応じて、電流リップルが大きくなる回転数領域は変化する場合がある。
【０１０４】
リップル判定部３１は、交流電動機７０の回転数が所定範囲内であって、かつ、トルクが閾値よりも高い動作状態において、開始指示信号ＳＴＲに応答した開始トリガＴＲＧの生成を禁止する。これにより、図３中に示した、低回転数・高トルクの領域ＡＲ１における、内部抵抗異常の検出動作が禁止される。すなわち、リップル判定部３１は、「禁止部」に対応する。
【０１０５】
さらに、リップル判定部３１は、図１０で説明した大電力状態に対応させて、交流電動機７０の電力が閾値（Ｐｔ）よりも大きい動作状態において、開始指示信号ＳＴＲに応答した開始トリガＴＲＧの生成を禁止することが好ましい。これにより、図３中に示した、大電力領域ＡＲ２における、内部抵抗異常の検出動作が禁止される。
【０１０６】
なお、上記の領域ＡＲ１，ＡＲ２を規定するための判定値については、電流リップルの大きさを確認する実機実験の結果等に基づいて、予め設定することができる。
【０１０７】
このように、本実施の形態による異常検出装置１００では、交流電動機７０の動作状態に応じて、電流リップルが大きくなる場合には、内部抵抗異常の検出を禁止する。したがって、組電池の電池セル毎の電圧監視機能として、電圧値を直接検出することなく所定の判定電圧との比較結果を検出するように簡易に構成された異常検出装置において、内部抵抗異常（過上昇）の誤検出を防止することでできる。特に、誤検出を防止するための判定電流Ｉｘの修正値（修正電流Ｉｄ）を過大にする必要がないので、異常検出動作の実行時における内部抵抗異常の検出精度を向上することができる。
【０１０８】
また、図７の実施例では、異常監視回路３０によって交流電動機７０の動作状態に基づいて開始トリガＴＲＧの生成を制御する構成を説明したが、上位ＥＣＵ側で、交流電動機７０の動作状態に応じて異常検出動作を禁止する構成とすることも可能である。この場合には、異常監視回路３０が開始トリガＴＲＧの生成を禁止するような動作状態において、上位ＥＣＵ側が開始指示信号ＳＴＲを生成しないようにすればよい。
【０１０９】
あるいは、異常監視回路３０において、開始トリガＴＲＧについては開始指示信号ＳＴＲに応じて常時生成する構成としても、同様の制御を実現することができる。たとえば、図７中に点線で示すように、リップル判定部３１の判定結果を電流比較部３８へ伝達するとともに、電流リップルが大きい動作状態のときには、電流比較部３８の出力信号を、「内部抵抗異常なし」を示すように固定するように制御することによって、内部抵抗異常の検出を禁止することができる。
【０１１０】
次に、本発明の実施の形態による組電池の異常検出装置による内部抵抗異常検出について、異常監視回路３０による制御処理手順の形式でフローチャートを用いて説明する。
【０１１１】
図１２を参照して、異常監視回路３０は、ステップＳ１００により、上位ＥＣＵによって開始指示信号ＳＴＲが発生されたか否かを判定する。たとえば、一定時間が経過する毎に開始指示信号ＳＴＲは生成される。開始指示信号ＳＴＲの非発生時（Ｓ１００のＮＯ判定時）には、以降のステップＳ１０５〜Ｓ１７０の処理は実行されない。
【０１１２】
異常監視回路３０は、開始指示信号ＳＴＲが発生されると（Ｓ１００のＹＥＳ判定時）、ステップＳ１０５に処理を進めて、交流電動機７０の動作状態に基づく、リップル判定を実行する。ステップＳ１０５による判定は、図７に示したリップル判定部３１の機能に対応する。すなわち、交流電動機７０の回転数が所定範囲内であって、かつ、トルクが閾値よりも高い動作状態において、ステップＳ１０５はＹＥＳ判定とされる。あるいは、さらに、交流電動機７０の電力が閾値（Ｐｔ）よりも大きい動作状態においても、ステップＳ１０５はＹＥＳ判定とされる。
【０１１３】
異常監視回路３０は、電流リップルが大きい動作状態であると判定したとき（Ｓ１０５のＹＥＳ判定時）には、開始トリガＴＲＧを発生することなく処理を終了する。これにより、開始トリガＴＲＧに応答して開始される一連の異常検出動作（ステップＳ１１０〜Ｓ１７０）の実行が禁止される。
【０１１４】
異常監視回路３０は、電流リップルが大きい動作状態ではないと判定したとき（Ｓ１０５のＮＯ判定時）には、ステップＳ１１０により、異常検出動作の開始トリガＴＲＧを生成する。開始トリガＴＲＧが検知ユニット２０（１）へ伝達されると、検知ユニット２０（１）〜２０（ｎ）が順次動作することによる、電池セルＣＬ（１）〜ＣＬ（ｎ）と判定電圧Ｖｘとの電圧比較が順次実行されることになる。
【０１１５】
さらに、異常監視回路３０は、ステップＳ１２０により、サンプリング周期ΔＴｉが経過する度にサンプリング処理を実行する。各サンプリングタイミングにおいて、電流センサ１５の出力値をサンプリングすることにより、電流サンプリング値が取得される。
【０１１６】
図１３は、図１２に示した電流サンプリング処理（Ｓ１２０）の詳細な制御処理手順を説明するフローチャートである。
【０１１７】
図１３を参照して、電流サンプリング処理において、異常監視回路３０は、ステップＳ１２１により計時処理を行なうとともに、ステップＳ１２２により、時刻Ｔａ（電圧サンプリング期間の開始）から、所定時間、代表的には、サンプリング周期の半周期（ΔＴｉ／２）が経過したかどうかを判定する。（ΔＴｉ／２）が経過するまで（Ｓ１２２のＮＯ判定時）は、異常監視回路３０は、ステップＳ１２１による計時処理を繰返す。
【０１１８】
そして、所定時間（ここでは、（ΔＴｉ／２））が経過すると、ステップＳ１２２がＹＥＳ判定とされて、異常監視回路３０は、ステップＳ１２３に処理を進めて、初回の電流サンプリングを実行する。この結果、電流センサ１５の出力値をサンプリングすることにより、電流サンプリング値Ｉ（Ｔｉ１）が取得される。
【０１１９】
さらに、異常監視回路３０は、ステップＳ１２４により、前回の電流サンプリングタイミングからの経過時間を測定する計時処理を実行する。そして、異常監視回路３０は、ステップＳ１２５により、前回の電流サンプリングからサンプリング周期ΔＴｉが経過したか否かを判定する。サンプリング周期ΔＴｉが経過するまで（Ｓ１２５のＮＯ判定時）は、異常監視回路３０は、ステップＳ１２４による計時処理を繰返す。
【０１２０】
異常監視回路３０は、前回の電流サンプリングからサンプリング周期ΔＴｉが経過すると（Ｓ１２５のＹＥＳ判定時）、ステップＳ１２６に処理を進めて、電流センサ１５の出力値をサンプリングする。さらに、異常監視回路３０は、電流サンプリング（Ｓ１２６）を行なった後、ステップＳ１２７に処理を進めて、電流サンプリングが所定回数実行されたか否かを判定する。電流サンプリングが所定回数実行された場合には（Ｓ１２７のＹＥＳ判定時）には、異常監視回路３０は、ステップＳ１２８に処理を進めて電流サンプリング処理を終了する。なお、電流サンプリングが所定回数実行されていない場合には（Ｓ１２７のＮＯ判定時）には、異常監視回路３０は、ステップＳ１２４〜Ｓ１２７の処理を繰返すことによって、サンプリング周期ΔＴｉに従って電流サンプリングを実行する。これにより、図６に示した時刻Ｔｉ１〜Ｔｉ３のそれぞれにおいて、電流サンプリングを実行できる。
【０１２１】
再び図１２を参照して、異常監視回路３０は、ステップＳ１２０による電流サンプリング処理が終了すると、ステップＳ１３０に処理を進めて、取得された複数の電流サンプリング値のうちの最大値である最大電流Ｉｍａｘを抽出する。これまで説明した例では、１回の異常検出動作毎に３回の電流サンプリング処理が実行されるので、電流サンプリング値Ｉ（Ｔｉ１）〜Ｉ（Ｔｉ３）のうちの最大値が最大電流Ｉｍａｘとされる。
【０１２２】
さらに、異常監視回路３０は、ステップＳ１４０により、判定電流Ｉｘに対する修正量Ｉｄを設定する。ステップＳ１４０に設定される修正量Ｉｄは、図８で説明したように、検出ずれＴｄの最大値である（ΔＴｉ／２）による電流リップルに起因した電流変動をカバーするように、式（１）においてＴｄ＝（ΔＴｉ／２）と置くことによって設定される。
【０１２３】
異常監視回路３０は、ステップＳ１５０では、判定信号ＦＶによってセル電圧低下異常が検知された場合には、ステップＳ１３０で求められた最大電流Ｉｍａｘと、修正された判定電流（Ｉｘ−Ｉｄ）との比較により内部抵抗異常が発生しているかどうかを判定する。
【０１２４】
異常監視回路３０は、Ｉｍａｘ＜（Ｉｘ−Ｉｄ）のとき（Ｓ１５０のＹＥＳ判定時）には、ステップＳ１６０に処理を進めて、いずれかの電池セルで内部抵抗が閾値よりも上昇している、すなわち内部抵抗異常が発生していると判定として、「異常あり」の検出結果を出力する。一方で、Ｉｍａｘ≧（Ｉｘ−Ｉｄ）のとき（Ｓ１５０のＮＯ判定時）には、異常監視回路３０は、ステップＳ１７０に処理を進めて、内部抵抗異常が発生していないと判定して、「異常なし」の検出結果を出力する。なお、判定信号ＦＶによってセル電圧低下異常が検知されない場合には、ステップＳ１５０はＮＯ判定とされて、内部抵抗異常は発生していないと判定される。
【０１２５】
あるいは、ステップＳ１０５のリップル判定については、ステップＳ１５０と併せて処理するように変形することも可能である。この場合には、ステップＳ１０５がＹＥＳ判定（リップル大）であるときには、ステップＳ１５０の結果にかかわらず、処理がステップＳ１７０（「異常なし」を検出）に進められる。すなわち、ステップＳ１０５がＮＯ判定であり、かつ、ステップＳ１５０がＹＥＳ判定のとき（Ｉｍａｘ＜（Ｉｘ−Ｉｄ）)に限って、内部抵抗異常（Ｓ１６０）が検出されることになる。
【０１２６】
このように、本実施の形態による組電池の異常検出装置は、電池セル毎の電圧監視機能について電圧値を直接検出しない簡易な構成において、電流センサ１５の出力のサンプリングタイミングのずれに起因する誤検出を防止した上で、内部抵抗が所定レベルよりも上昇しているか否か（内部抵抗異常）を検出することができる。そして、バッテリ電流のリップルが大きい動作状態では、異常検出動作の実行を禁止するので、判定電流Ｉｘを過剰に修正することなく、誤検出を防止することができる。
【０１２７】
なお、以上の例では、１回の異常検出動作において３回の電流サンプリングを行なうこととしたが、電流サンプリング回数は３以上の複数回であれば任意の回数に設定することができる。
【０１２８】
たとえば、図１４には、１回の異常検出動作で４回の電流サンプリングを行なう変形例が示される。図１４の変形例においても、電圧サンプリング期間の開始（Ｔａ）からサンプリング周期の半周期（ΔＴｉ／２）が経過した時刻から、電圧サンプリング期間の終了（Ｔａ）から（ΔＴｉ／２）だけ前の時刻までの間に、サンプリング周期ΔＴｉで電流サンプリングタイミングＴｉ１〜Ｔｉ４を設定することにより、同様の異常検出手法、すなわち複数回の電流サンプリング値のうちの最大電流と、修正された判定電流（Ｉｘ−Ｉｄ）との比較に基づいて、電圧および電流の検出タイミングのずれに起因する誤検出を防止した上で内部抵抗異常を検出することができる。
【０１２９】
また、図１５に示すように、図１に示した組電池１０を１つの電池ブロックとして、このような電池ブロックを複数個（Ｂ０〜Ｂ７）組合せることによって、組電池１０を構成してもよい。
【０１３０】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【０１３１】
この発明は、複数の電池セルが直列接続された組電池における電池セルの内部抵抗の過上昇の検出に適用することができる。
【符号の説明】
【０１３２】
１０ 組電池、１１ａ，１１ｂ，１３ 電圧センサ、１２ 負荷、１５，７４ 電流センサ、２０（１）〜２０（ｎ） 検知ユニット、２１ 電圧比較器、２２ 論理ゲート、２５ 伝送回路、３０ 異常監視回路、３１ リップル判定部、３２ 電流サンプリング部、３４ 最大値抽出部、３６ 修正量設定部、３８ 電流比較部、５０ コンバータ、６０ インバータ、７０ 交流電動機、７１ 最大出力線、７５ 回転角センサ、８０ 制御装置、１００ 異常検出装置、２００ 電気システム、５０１〜５０４ 電流挙動、ＡＮＧ ロータ回転角、ＡＲ１，ＡＲ２ 領域（異常検出禁止）、ＢＬ，ＮＬ，ＰＬ 電力線、Ｃ０，Ｃ１ 平滑コンデンサ、ＣＬ（１）〜ＣＬ（ｎ） 電池セル、Ｄ１〜Ｄ８ 逆並列ダイオード、ＦＶ 判定信号、Ｉｂ バッテリ電流、Ｉｄ 修正電流、Ｉｄｄ 電流変動（電流リップル起因）、Ｉｍａｘ 最大電流、Ｉｐｐ ピーク値、Ｉｘ 判定電流、Ｌ１ リアクトル、Ｎｍ 回転数（電動機）、ＯＤ（１）〜ＯＤ（ｎ） 検出信号、Ｐｍ モータ電力、Ｐｔ 閾値（モータ電力）、Ｑ１〜Ｑ８ 電力用半導体スイッチング素子、ＲＳＬ 異常検出信号（内部抵抗異常）、Ｓ１〜Ｓ８ スイッチング制御信号、ＳＲ１，ＳＲ２ システムリレー、ＳＴＲ 開始指示信号（異常検出動作）、Ｔ１ 所要時間（検知ユニット２０（１）〜２０（ｎ））、Ｔ２ 所要時間（伝送回路２５）、Ｔａ 時刻（電圧サンプリング期間開始）、Ｔｂ 時刻（電圧サンプリング期間終了）、Ｔｄ 検出ずれ時間、Ｔｍ トルク（電動機）、Ｔｉ 時刻（電流検出タイミング）、Ｔｉ１〜Ｔｉ４ 時刻（電流サンプリングタイミング）、ＴＲＧ 開始トリガ（異常検出動作）、Ｔｒｑｃｏｍ トルク指令値、Ｔｓ 周期（電流リップル）、Ｔｖ 時刻（電圧検出タイミング）、Ｔｖ１，Ｔｖｎ 時刻（電圧比較タイミング）、Ｔｖｃ 時刻（判定信号伝達）、Ｖｃ，Ｖｃ（１）〜Ｖｃ（ｎ） 出力電圧（電池セル）、ＶＨ，ＶＬ 直流電圧、Ｖｏ 開放電圧、Ｖｘ 判定電圧（セル電圧低下）、ΔＴｉ サンプリング周期。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、組電池の異常検出装置に関し、より特定的には、直列接続された複数の電池セルを有する組電池における電池セルの内部抵抗上昇を検出する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
多数の電池セル（電池モジュール）を直列接続した組電池が一般的に用いられている。たとえば、ハイブリッド自動車等において、このような組電池が電動機駆動用の電源として用いられている。
【０００３】
特開２０１１−１１７７９６号公報（特許文献１）には、組電池の電池セル毎の電圧値を直接検出することなく、各電池セルの出力電圧と所定の判定電圧との比較結果を検出するように簡易に構成された異常検出装置が記載されている。特に、特許文献１による異常検出装置では、上記の構成において、内部抵抗異常（過上昇）が生じた電池セルの検出する最の誤検出を防止するための制御が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１１７７９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１による異常検出装置では、直列接続されたｎ個の電池セルの出力電圧と判定電圧との比較が順次実行されるとともに、電圧が判定電圧より低下した電池セルの有無を示す判定信号が生成される。バッテリ電流Ｉｂは、各電池セルでの電圧比較が実行される期間内に、所定のサンプリング周期ΔＴｉ毎に所定回数サンプリングされる。そして、異常検出装置は、電流サンプリング値のうちの最大値が判定電流よりも大きいとの比較に基づいて内部抵抗の上昇を検出する。
【０００６】
特許文献１では、バッテリ電流のサンプリングタイミングを、電圧のサンプリング期間よりも、（ΔＴｉ／２）以下の所定時間ずつ内側の期間内に設けるとともに、判定電流を、電流リップルによるサンプリング半周期での電流変動を考慮して判定電流を修正することによって、内部抵抗異常の誤検出を防止している。
【０００７】
より詳細には、特許文献１では、バッテリ電流のリップル成分を正弦波電流と仮定した上で、電流および電圧のサンプリングタイミングのずれに相当する位相差に伴う電流変化量に応じて判定電流を修正することで、誤検出を防止している。
【０００８】
しかしながら、バッテリ電流のリップルの大きさは状況に応じて変化する。このため、特許文献１による異常検出装置では、電流リップルが大きくなった場面において、内部抵抗異常を誤検出することが懸念される。
【０００９】
この発明は、このような問題点を解決するためになされたものであって、この発明の目的は、組電池の電池セル毎の電圧監視機能として、電圧値を直接検出することなく所定の判定電圧との比較結果を検出するように簡易に構成された異常検出装置において、内部抵抗異常（過上昇）の誤検出を防止することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明のある局面では、直列接続された複数の電池セルを有する組電池の異常検出装置であって、複数の検知ユニットと、異常監視回路と、禁止部とを含む。複数の検知ユニットは、複数の電池セルのそれぞれに対応して設けられ、各々が対応の電池セルの出力電圧と所定の判定電圧との電圧比較を実行するように構成される。電流検出器は、複数の電池セルの電流を検出するように構成される。複数の検知ユニットは、順次動作して電圧比較の結果を反映した信号を順次伝達することによって、複数の電池セルのいずれかの出力電圧が判定電圧よりも低下したか否かを示す異常検出信号を出力するように構成される。異常監視回路は、複数の検知ユニットからの異常検出信号と、電流検出器による電流検出値とに基づいて、複数の電池セルのいずれかで内部抵抗が上限値よりも上昇する内部抵抗異常が発生したか否かを監視する。禁止部は、組電池との間で電力変換器を介した電力変換によって駆動制御される電動機の動作状態に応じて、異常監視回路による内部抵抗異常の検出を禁止する。
【００１１】
好ましくは、異常監視回路は、電流サンプリング部と、修正量設定部と、電流比較部とを含む。電流サンプリング部は、所定のサンプリング周期に従って、電流検出器による電流検出値を所定の複数回サンプリングするように構成される。修正量設定部は、判定電圧を内部抵抗の上限値で除算した電流値に相当する判定電流に対して、電流のリップル成分を反映した電流修正量を設定する。電流比較部とを含み、異常検出信号によって複数の電池セルのいずれかの出力電圧が判定電圧よりも低下したことが示された場合に、電流サンプリング部による複数の電流サンプリング値のうちの最大値が、判定電流から電流修正量を減算した電流値よりも低いときに、内部抵抗異常の発生を検出するように構成される。電流サンプリング部は、複数の検知ユニットにおける複数の電圧セルにおける電圧比較の開始から、サンプリング周期の半周期以下の所定時間が経過したタイミングに、第１回目の電流サンプリングタイミングを設定する。最終の電流サンプリングタイミングが、複数の検知ユニットにおける電圧比較の終了よりも、サンプリング周期の半周期以下の所定時間だけ前のタイミングに位置するように、サンプリング周期は設定される。
【００１２】
また好ましくは、禁止部は、電動機のトルクおよび回転数に基づいて、内部抵抗異常の検出を禁止する。
【００１３】
さらに好ましくは、禁止部は、電動機のトルクが判定値よりも高く、かつ、電動機の回転数が所定の範囲内であるときに、内部抵抗異常の検出を禁止する。
【００１４】
あるいは好ましくは、禁止部は、さらに、電動機の入出力電力が所定値より高いときにも内部抵抗異常の検出を禁止する。
【発明の効果】
【００１５】
この発明によれば、組電池の電池セル毎の電圧監視機能として、電圧値を直接検出することなく所定の判定電圧との比較結果を検出するように簡易に構成された異常検出装置において、内部抵抗異常（過上昇）の誤検出を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態による組電池の異常検出装置が適用される電気システムの構成を示す概略ブロック図である。
【図２】負荷の構成例を説明するための概略図である。
【図３】図２に示した交流電動機の動作領域を説明するための概念図である。
【図４】図１に示された検知ユニットの構成例を説明するブロック図である。
【図５】異常監視回路による内部抵抗異常の検出手法を説明する概念図である。
【図６】本発明の実施の形態による組電池の異常検出装置における、セル抵抗異常の検出手法を説明するタイミングチャートである。
【図７】異常監視回路による内部抵抗異常検出を実現するための機能ブロック図である。
【図８】電圧および電流の検出タイミングのずれに起因して電流リップルの影響によって生じる電流変動を説明する概念図である。
【図９】バッテリ電流のリップルと内部抵抗異常検出との関係を説明する概念的な波形図である。
【図１０】モータ電力とバッテリ電流との関係を示す概念的な波形図である。
【図１１】交流電動機の動作状態とバッテリ電流との関係を示す波形図である。
【図１２】本発明の実施の形態による組電池の異常検出装置による内部抵抗異常検出の制御処理手順を説明するフローチャートである。
【図１３】図１２に示された電流サンプリング処理の詳細な制御処理手順を説明するフロチャートである。
【図１４】図６に示したタイミングチャートの変形例である。
【図１５】実施の形態による組電池の異常検出装置が適用される組電池の他の構成例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、以下では、図中の同一または相当部分には同一符号を付して、その説明は原則的に繰返さないものとする。
【００１８】
図１は、本発明の実施の形態による組電池の異常検出装置および当該異常検出装置が適用される電気システム２００の構成を示す概略ブロック図である。
【００１９】
図１を参照して、電気システム２００は、たとえばハイブリッド自動車や電気自動車等の電力によって車両駆動力を発生可能な機構を備えた車両に搭載される。電気システム２００は、組電池１０と、組電池１０の異常検出装置１００と、負荷１２とを備える。
【００２０】
組電池１０は、直列接続された複数個の電池セルＣＬ（１）〜ＣＬ（ｎ）を含む（ｎ：２以上の整数）。組電池１０は、直流電力を負荷１２へ供給する。また、組電池１０は負荷１２から供給される直流電力によって充電される。
【００２１】
図２は、負荷１２の構成例を示す回路図である。
図２を参照して、負荷１２は、コンバータ５０と、インバータ６０と、交流電動機７０と、制御装置８０とを含む。
【００２２】
交流電動機７０は、たとえば、ハイブリッド自動車または電気自動車等の電動車両の駆動輪を駆動するためのトルクを発生する駆動用電動機である。交流電動機７０は、一般的には、電動機および発電機の機能を併せ持つように構成される。また、この交流電動機７０は、ハイブリッド自動車では、エンジンにて駆動される発電機の機能を持つように構成されてもよい。さらに、交流電動機７０は、エンジンに対して電動機として動作し、たとえば、エンジン始動を行ない得るようなものとしてハイブリッド自動車に組み込まれるようにしてもよい。
【００２３】
交流電動機７０は、代表的には、３相の永久磁石モータで構成される。Ｕ，Ｖ，Ｗ相の３つのコイルの一端が中点に共通接続されて構成される。
【００２４】
図３には、交流電動機７０の動作領域が示される。図３の横軸は交流電動機７０の回転数Ｎｍを示し、縦軸は交流電動機７０のトルクＴｍを示す。交流電動機７０の動作状態は、回転数およびトルクの組合せによって定義される。
【００２５】
図３を参照して、交流電動機７０の最大出力線７１は、Ｔ＝Ｔｍａｘ（上限トルク）の直線、Ｎ＝Ｎｍａｘ（上限回転数）の直線、および、Ｔ＜ＴｍａｘかつＮ＜Ｎｍａｘの領域での曲線から構成される。最大出力線７１の曲線部分は、上限出力パワーに対応する。交流電動機７０のトルクおよび回転数が最大出力線７１の内側となるように、交流電動機７０の動作指令値は設定される。
【００２６】
再び図２を参照して、システムリレーＳＲ１は、組電池１０および電力線ＢＬとの間に接続され、システムリレーＳＲ２は、組電池１０および電力線ＮＬの間に接続される。システムリレーＳＲ１，ＳＲ２は、制御装置８０からの信号ＳＥによりオンオフされる。平滑コンデンサＣ１は、電力線ＢＬおよびＮＬの間に接続される。電力線ＰＬおよびＮＬの間の直流電圧ＶＬは、電圧センサ１１ｂによって検出される。一方、組電池１０全体の出力電圧Ｖｂは、電圧センサ１１ａによって検出される。電圧センサ１１ａ，１１ｂによる検出値は、制御装置８０へ送出される。
【００２７】
コンバータ５０は、リアクトルＬ１と、電力用半導体スイッチング素子（以下、単に「スイッチング素子」とも称する）Ｑ１，Ｑ２とを含む。スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２に対しては、逆並列ダイオードＤ１，Ｄ２が配置されている。
【００２８】
コンバータ５０は、いわゆる昇圧チョッパ回路の構成を有する。スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のオンオフは、制御装置８０からのスイッチング制御信号Ｓ１，Ｓ２に応答して制御される。
【００２９】
インバータ６０は、スイッチング素子Ｑ３〜Ｑ８によって構成された、一般的な三相インバータである。インバータ６０の各相アームのスイッチング素子の中間点は、交流電動機７０のＵ，Ｖ，Ｗ相の３つのコイルと接続されている。スイッチング素子Ｑ３〜Ｑ８に対して、逆並列ダイオードＤ３〜Ｄ８がそれぞれ接続されている。スイッチング素子Ｑ３〜Ｑ８のオンオフは、制御装置８０からのスイッチング制御信号Ｓ３〜Ｓ８によって制御される。
【００３０】
コンバータ５０は、基本的には、各スイッチング周期内でスイッチング素子Ｑ１およびＱ２が相補的かつ交互にオンオフするように制御される。コンバータ５０は、昇圧動作時には、組電池１０から供給された直流電圧ＶＬを直流電圧ＶＨへ昇圧する。この昇圧動作は、スイッチング素子Ｑ２のオン期間にリアクトルＬ１に蓄積された電磁エネルギを、スイッチング素子Ｑ１および逆並列ダイオードＤ１を介して、電力線ＰＬへ供給することにより行なわれる。
【００３１】
また、コンバータ５０は、降圧動作時には、直流電圧ＶＨを直流電圧ＶＬに降圧する。この降圧動作は、スイッチング素子Ｑ１のオン期間にリアクトルＬ１に蓄積された電磁エネルギを、スイッチング素子Ｑ２および逆並列ダイオードＤ２を介して、電力線ＢＬへ供給することにより行なわれる。これらの昇圧動作または降圧動作における電圧変換比（ＶＨおよびＶＬの比）は、上記スイッチング周期に対するスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のオン期間比（デューティ比）により制御される。なお、スイッチング素子Ｑ１およびＱ２をオンおよびオフにそれぞれ固定すれば、ＶＨ＝ＶＬ（電圧変換比＝１．０）とすることもできる。
【００３２】
平滑コンデンサＣ０は、電力線ＰＬ上の直流電圧を平滑化する。電圧センサ１３は、平滑コンデンサＣ０の両端の電圧（直流電圧ＶＨ）を検出し、その検出値を制御装置８０へ出力する。
【００３３】
インバータ６０は、制御装置８０からのスイッチング制御信号Ｓ３〜Ｓ８に応答したスイッチング素子Ｑ３〜Ｑ８のスイッチング動作によって、交流電動機７０のトルク指令値Ｔｒｑｃｏｍに従ったトルクを出力するように交流電動機７０を駆動する。
【００３４】
トルク指令値Ｔｒｑｃｏｍは、電動車両の車両状態（車速、路面勾配等）およびユーザのペダル操作に応じて、電動車両が所望の駆動力あるいは制動力を出力するように設定される。たとえば、電動車両の回生制動時には、交流電動機７０のトルク指令値Ｔｒｑｃｏｍは負に設定される（Ｔｒｑｃｏｍ＜０）。この場合には、インバータ６０は、スイッチング制御信号Ｓ３〜Ｓ８に応答したスイッチング動作により、交流電動機７０が発電した交流電圧を直流電圧に変換し、その変換した直流電圧を平滑コンデンサＣ０を介してコンバータ５０へ供給する。なお、ここで言う回生制動とは、電動車両を運転するドライバーによるフットブレーキ操作があった場合の回生発電を伴う制動や、フットブレーキを操作しないものの、走行中にアクセルペダルをオフすることで回生発電をさせながら車両を減速（または加速の中止）させることを含む。
【００３５】
電流センサ７４は、交流電動機７０に流れる電流（相電流）を検出し、その検出値を制御装置８０へ出力する。なお、三相電流ｉｕ，ｉｖ，ｉｗの瞬時値の和は零であるので、図１に示すように２相分のモータ電流（たとえば、Ｖ相電流ｉｖおよびＷ相電流ｉｗ）を検出するように配置してもよい。
【００３６】
回転角センサ（レゾルバ）７５は、交流電動機７０のロータ回転角ＡＮＧを検出し、その検出した回転角ＡＮＧを制御装置８０へ送出する。制御装置８０では、回転角ＡＮＧに基づき交流電動機７０の回転数Ｎｍを算出できる。なお、回転角センサ７５については、回転角ＡＮＧを制御装置８０にてモータ電圧や電流から直接演算することによって、配置を省略してもよい。
【００３７】
制御装置８０は、電子制御ユニット（ＥＣＵ）により構成され、予め記憶されたプログラムを図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）で実行することによるソフトウェア処理および／または専用の電子回路によるハードウェア処理により、負荷１２の動作を制御する。
【００３８】
制御装置８０は、トルク指令値Ｔｒｑｃｏｍ、電圧センサ１１ｂによって検出された直流電圧ＶＬ、電圧センサ１３によって検出された直流電圧ＶＨおよび電流センサ７４によって検出されるモータ電流ｉｖ，ｉｗ、回転角センサ７５からの回転角ＡＮＧ等に基づいて、コンバータ５０およびインバータ６０の動作を制御する。すなわち、コンバータ５０およびインバータ６０を上記のように制御するためのスイッチング制御信号Ｓ１〜Ｓ８を生成して、コンバータ５０およびインバータ６０へ出力する。
【００３９】
具体的には、制御装置８０は、電力線ＰＬの直流電圧ＶＨをフィードバック制御し、直流電圧ＶＨが電圧指令値に一致するようにスイッチング制御信号Ｓ１，Ｓ２を生成する。また、制御装置８０は、交流電動機７０がトルク指令値Ｔｒｑｃｏｍに従ったトルクを出力するように、スイッチング制御信号Ｓ３〜Ｓ８を生成してインバータ６０へ出力する。さらに、制御装置８０は、負荷１２の起動／停止に応答して、システムリレーＳＲ１，ＳＲ２のオンオフを制御する。
【００４０】
このように、本実施の形態による組電池の異常検出装置が適用される電気システム２００は、交流電動機７０が、電力変換器（図２の例では、コンバータ５０およびインバータ６０）を介した、組電池１０との間の電力変換によって駆動制御されるように構成されている。したがって、組電池１０から入出力される電流（バッテリ電流）Ｉｂの挙動は、負荷に含まれる交流電動機７０の動作状態に応じて変化する。
【００４１】
次に、組電池１０の異常検出のための構成について詳細に説明する。
再び図１を参照して、異常検出装置１００は、電池セルＣＬ（１）〜ＣＬ（ｎ）にそれぞれ対応して設けられた検知ユニット２０（１）〜２０（ｎ）と、伝送回路２５と、異常監視回路３０とを含む。
【００４２】
検知ユニット２０（１）〜２０（ｎ）へは、対応する電池セルＣＬ（１）〜ＣＬ（ｎ）のそれぞれの出力電圧Ｖｃ（１）〜Ｖｃ（ｎ）が入力される。検知ユニット２０（１）は、異常監視回路３０から開始トリガＴＲＧを与えられるのに応答して作動して、電池セルＣＬ（１）の出力電圧Ｖｃ（１）と所定の判定電圧Ｖｘとを比較する。そして、検知ユニット２０（１）は、電圧比較結果に従って、検出信号ＯＤ（１）を出力する。具体的には、検知ユニット２０（１）は、出力電圧Ｖｃ（１）が判定電圧Ｖｘよりも低下すると（Ｖｃ（１）＜Ｖｘ）、論理ハイレベル（以下、単にＨレベルとも表記する）の検出信号ＯＤ（１）を出力する。一方、検知ユニット２０（１）は、出力電圧Ｖｃ（１）が判定電圧Ｖｘを下回っていないとき（Ｖｃ（１）≧Ｖｘ）には、論理ローレベル（以下、単にＬレベルとも表記する）の検出信号ＯＤ（１）を出力する。
【００４３】
検知ユニット２０（２）は、前段の検知ユニット２０（１）から検出信号ＯＤ（１）が出力されるのに応答して動作して、電池セルＣＬ（２）の出力電圧Ｖｃ（２）と所定の判定電圧Ｖｘとを比較する。そして、検知ユニット２０（２）は、検知ユニット２０（１）での電圧比較結果と、自身での電圧比較結果との論理和を取る態様で、検出信号ＯＤ（２）を出力する。
【００４４】
すなわち、検出信号ＯＤ（１）がＨレベルであるときには、検知ユニット２０（２）は、Ｖｃ（２）≧Ｖｘであっても、Ｈレベルの検出信号ＯＤ（２）を出力する。これに対して、検出信号ＯＤ（１）がＬレベルであるときには、検知ユニット２０（２）は、Ｖｃ（２）と判定電圧Ｖｘとの比較結果に従って、すなわち、ＶＣ（２）＜ＶｘのときはＨレベルの検出信号ＯＤ（２）を出力する一方で、ＶＣ（２）≧ＶｘのときにはＬレベルの検出信号ＯＤ（２）を出力する。
【００４５】
図４は、第ｉ番目の検知ユニット２０（ｉ）の構成例を示すブロック図である。図２には、ｉ＝２〜ｎの検知ユニット２０（ｉ）の構成が示される。
【００４６】
図４を参照して、検知ユニット２０（ｉ）は、電圧比較器２１と、論理ゲート２２とを有する。電圧比較器２１は、検知ユニット２０（ｉ）に対応する電池セルＣＬ（ｉ）の出力電圧Ｖｃ（ｉ）と，所定の判定電圧Ｖｘとを比較して、Ｖｃ（ｉ）＜Ｖｘとなったときには、出力電圧をＨレベルに設定する一方で、Ｖｃ（ｉ）≧Ｖｘのときには出力電圧をＬレベルに設定する。
【００４７】
論理ゲート２２は、電圧比較器２１の出力信号と、前段の検知ユニット２０（ｉ−１）からの検出信号ＯＤ（ｉ−１）の間の論理和（ＯＲ）演算結果を、検知ユニット２０（ｉ）の検出信号ＯＤ（ｉ）として出力する。
【００４８】
再び図１を参照して、各検知ユニット２０（検知ユニット２０（１）〜２０（ｎ）を包括的に表記するもの。以下同じ）での電圧比較結果が反映された検出信号ＯＤ（検出信号ＯＤ（１）〜ＯＤ（ｎ）を包括的に表記するもの。以下同じ）は、論理和演算を行ないながら、次段の検知ユニット２０へ順次伝達される。この結果、検知ユニット２０（１）〜２０（ｎ）は、開始トリガＴＲＧに応答して順次動作する。
【００４９】
各検知ユニット２０の動作時間は同様であるから、結果的には、一定周期で対応の電池セルＣＬ（１）〜ＣＬ（ｎ）の出力電圧Ｖｃ（１）〜Ｖｃ（ｎ）が、順番に判定電圧Ｖｘとの比較される。そして、最終段の検知ユニット２０（ｎ）が出力する検出信号ＯＤ（ｎ）は、開始トリガＴＲＧに応答した、電池セルＣＬ（１）〜ＣＬ（ｎ）と判定電圧Ｖｘとの一連の電圧比較において、出力電圧が判定電圧Ｖｘよりも低下した電池セルが存在するか否かを示す信号である。
【００５０】
伝送回路２５は、最終段の検知ユニット２０（ｎ）が出力した検出信号ＯＤ（ｎ）を、フォトカプラ等で絶縁した上で、最終的な判定信号ＦＶを生成する。すなわち、判定信号ＦＶは、開始トリガＴＲＧに応答して生成されて、異常監視回路３０へ入力される。上述のように、判定信号ＦＶは、電池セルＣＬ（１）〜ＣＬ（ｎ）のいずれかで出力電圧が判定電圧Ｖｘよりも低下する異常（以下、「セル電圧低下異常」とも称する）が発生しているか否かを示す。具体的には、電池セルＣＬ（１）〜ＣＬ（ｎ）のいずれかで出力電圧が判定電圧Ｖｘよりも低下したときには、判定信号ＦＶはＨレベルに設定される。一方で、電池セルＣＬ（１）〜ＣＬ（ｎ）の全ての出力電圧が判定電圧Ｖｘを下回っていないときには、判定信号ＦＶはＬレベルとされる。
【００５１】
電流センサ１５は、組電池１０を通過するバッテリ電流Ｉｂを検出する。電池セルＣＬ（１）〜ＣＬ（ｎ）が直列接続されているので、バッテリ電流Ｉｂは、電池セルＣＬ（１）〜ＣＬ（ｎ）に共通である。電流センサ１５によって、バッテリ電流Ｉｂの電流値を求めることができる。その一方で、異常検出装置１００では、電池セルＣＬ（１）〜ＣＬ（ｎ）の出力電圧Ｖｃ（１）〜Ｖｃ（ｎ）については、電圧値を検出するための電圧センサは配置されておらず、判定電圧Ｖｘとの電圧比較結果のみが取扱われる。すなわち、異常検出装置１００は、電池セル毎の電圧監視に関して、多数の電池セルＣＬ（１）〜ＣＬ（ｎ）の電圧値（アナログ値）を検出する電圧センサを非配置とする簡易な構成とされていることが理解される。
【００５２】
異常監視回路３０は、上位ＥＣＵ（たとえば、制御装置８０）からの開始指示信号ＳＴＲに応答して電池セルＣＬ（１）〜ＣＬ（ｎ）の異常検出動作を実行する。すなわち、開始指示信号ＳＴＲに応答して、検知ユニット２０（１）へ与えられる開始トリガＴＲＧを生成する。
【００５３】
さらに、異常監視回路３０は、開始トリガＴＲＧに応答して返送された判定信号ＦＶと、電流センサ１５の出力のサンプリング値とに基づいて、上記電圧低下異常の発生時には、内部抵抗の過上昇（以下、単に「内部抵抗異常」とも称する）が発生しているか否かを判定する。
【００５４】
そして、異常監視回路３０は、電池セルＣＬ（１）〜ＣＬ（ｎ）の異常検出結果（少なくとも、セル電圧低下異常および内部抵抗異常に関する検出結果を含む）を示す信号ＲＳＬを、上位ＥＣＵへ出力する。
【００５５】
なお、本実施の形態における内部抵抗異常の検出と直接関連しないために図示は省略しているが、各電池セルの出力電圧Ｖｃ（１）〜Ｖｃ（ｎ）が、上限電圧（判定電圧Ｖｘよりも高い）を超えているかどうかを判定する検知ユニット（図示せず）をさらに設けることが好ましい。これにより、電池セルＣＬ（１）〜ＣＬ（ｎ）の各々の過充電側の電圧異常についても監視可能に、異常検出装置１００を構成することができる。
【００５６】
次に、異常監視回路３０による内部抵抗異常の検出について詳細に説明する。なお、異常監視回路３０は、代表的にはＥＣＵによって構成することが可能であり、予め格納されたプログラムの実行によるソフトウェア処理および／または予め作製された専用の電子回路（図示せず）によるハードウェア処理によって、以下に説明する異常検出動作を実行するように構成される。
【００５７】
図５は、異常監視回路３０による内部抵抗異常の検出手法を説明する概念図である。
図５を参照して、電池セルの内部抵抗は、バッテリ電流Ｉｂによって生じる、開放電圧Ｖｏからの電圧降下によって検出できる。すなわち、電池セルの出力電圧Ｖｃは、内部抵抗に相当する傾きに従って、バッテリ電流Ｉｂの増大に応じて低下することとなる。
【００５８】
電池セルの内部抵抗が上昇すると、図５に示したＩｂ−Ｖｃ直線の傾き（負値）が急になり、同一のバッテリ電流Ｉｂにおける出力電圧Ｖｃが低下することになる。そして、内部抵抗異常を検出する閾値に相当する内部抵抗の境界値を定めることにより、内部抵抗が当該境界値の下で出力電圧Ｖｃ＝Ｖｘとなったときの電流Ｉｘを求めることができる。
【００５９】
このように求めた電流Ｉｘは、電池セルＣＬ（１）〜ＣＬ（ｎ）のいずれかの出力電圧が判定電圧Ｖｘを下回ったときのバッテリ電流Ｉｂと比較することによって、内部抵抗異常検出の判定電流とすることができる。すなわち、セル電圧低下異常の検出時には、バッテリ電流Ｉｂ＜Ｉｘのときには内部抵抗異常を検出する一方で、Ｉｂ≧Ｉｘのときには内部抵抗異常を検出しないようにすることで、各電池セルの出力電圧値を取得するための電圧センサを非配置とする構成の異常検出装置１００によっても、異常検出動作において、内部抵抗異常の発生有無を判定することができる。
【００６０】
しかしながら、出力電圧Ｖｃはバッテリ電流Ｉｂによって変わってくるので、電圧値を用いることなくバッテリ電流Ｉｂと判定電流Ｉｘとの比較によって内部抵抗異常の有無を判定するには、セル電圧低下異常が発生したタイミングにおけるバッテリ電流Ｉｂを判定電流Ｉｘと比較することが必要である。
【００６１】
ここで、判定電流Ｉｘと比較されるバッテリ電流Ｉｂは、電流センサ１５の出力値を異常監視回路３０によってサンプリングすることによって得られる。したがって、セル電圧低下異常の検出タイミングと、バッテリ電流Ｉｂのサンプリングタイミングとにずれが存在していると、このタイミングずれによって内部抵抗異常が正確に検出できなくなるおそれがある。特に、バッテリ電流Ｉｂを過小に検出することによって、内部抵抗異常を誤検出することが懸念される。
【００６２】
一方で、検知ユニット２０（１）〜２０（ｎ）の動作周期に対応させて電流センサ１５の出力値をサンプリングする構成とすることは、高速の電流サンプリング動作を必要とするだけでなく、各検出信号ＯＤ（１）〜ＯＤ（ｎ）を異常監視回路３０へ入力することが必要となるため、入出力信号線の増加による構成の複雑化および装置の高コストを招く。したがって、簡易化された構成を有する本実施の形態による異常検出装置１００では、このような高速サンプリングを回避した電流サンプリングの下で、内部抵抗異常の誤検出を防止するために、以下のような検出手法を採用する。
【００６３】
図６は、本発明の実施の形態による組電池の異常検出装置における、セル抵抗異常の検出手法を説明するタイミングチャートである。
【００６４】
図６を参照して、上位ＥＣＵより異常監視回路３０へ開始指示信号ＳＴＲが与えられることに応答して、開始トリガＴＲＧが発生されると、電池セルＣＬ（１）〜ＣＬ（ｎ）の一連の異常検出動作が実行される。
【００６５】
異常監視回路３０は、開始指示信号ＳＴＲが与えられても、交流電動機７０の動作状態が所定の条件を満たしている場合には、開始トリガＴＲＧを発生しない。後述するように、この所定条件は、バッテリ電流のリップルに影響を与える交流電動機７０の動作状態に応じて定められる。
【００６６】
開始トリガＴＲＧが発生されると、図１で説明したように、検知ユニット２０（１）〜２０（ｎ）が順次動作する。そして、各電池セルＣＬ（１）〜ＣＬ（ｎ）の出力電圧と判定電圧Ｖｘとの電圧比較が、時刻Ｔｖ１〜Ｔｖｎの間にそれぞれ実行される。すなわち、時刻Ｔｖ１〜Ｔｖｎは、検知ユニット２０（１）〜２０（ｎ）のそれぞれにおける電圧サンプリングタイミングに相当する。
【００６７】
さらに、時刻Ｔｖｎで検知ユニット２０（ｎ）による電圧比較が完了した後、伝送回路２５を経由して、時刻Ｔｖｃに判定信号ＦＶが異常監視回路３０へ到達する。時刻Ｔｖ１〜ＴＶｎの所要時間Ｔ１は、検知ユニット２０（１）〜２０（ｎ）の動作時間および検出信号ＯＤ（１）〜ＯＤ（ｎ−１）の伝達時間に相当する。また、時刻Ｔｖｎ〜Ｔｖｃの所要時間Ｔ２は、伝送回路２５での所要時間（たとえば、フォトカプラによる伝送遅れ時間を含む）に相当する。
【００６８】
ただし、本実施の形態による異常検出装置１００の構成では、時刻Ｔｖ１〜Ｔｖｎのそれぞれを異常監視回路３０から直接把握することはできない。ただし、上記の所要時間Ｔ１，Ｔ２は、予め把握しておくことが可能である。したがって、開始トリガＴＲＧの発生タイミングを基に、電圧サンプリングの実行が想定される期間Ｔａ〜Ｔｂ（以下、電圧サンプリング期間とも称する）を設定することができる。
【００６９】
電流サンプリングは、上述の電圧サンプリング期間Ｔａ〜Ｔｂにおいて、サンプリング周期ΔＴｉ毎に所定回数繰返し実行される。図６の例では、所定回数は３回であり、サンプリング周期ΔＴｉ毎の時刻Ｔｉ１，Ｔｉ２，Ｔｉ３のそれぞれにおいて電流サンプリングが実行される。さらに、初回の電流サンプリング時刻Ｔｉ１は、電圧サンプリング期間の開始時刻Ｔａからの遅れが（ΔＴｉ／２）以下となるように設けられる。たとえば、Ｔｉ１は、Ｔａよりも（ΔＴｉ／２）後に設定される。また、最終の電流サンプリング時刻Ｔｉ３は、電圧サンプリング期間の終了時刻Ｔｂまでの時間が（ΔＴｉ／２）以下となるように設けられる。たとえば、Ｔｉ３は、Ｔｂよりも（ΔＴｉ／２）前に設定される。
【００７０】
サンプリング周期ΔＴｉおよび、初回の電流サンプリングタイミング（時刻Ｔｉ１）と電圧サンプリングの開始タイミング（時刻Ｔａ）との関係を適切に設定することにより、電圧サンプリング期間である時刻Ｔａ〜Ｔｂよりも、ΔＴｉ／２以下である所定時間だけ内側の期間内に、電流サンプリングタイミングＴｉ１〜Ｔｉ３が設定される。
【００７１】
図７には、異常監視回路３０による内部抵抗異常検出を実現するための機能ブロック図が示される。図７に示される各ブロックの機能は、異常監視回路３０によるソフトウェア処理および／またはハードウェア処理によって実現される。
【００７２】
図７を参照して、異常監視回路３０は、リップル判定部３１と、電流サンプリング部３２と、最大値抽出部３４と、修正量設定部３６と、電流比較部３８とを含む。
【００７３】
リップル判定部３１は、交流電動機７０の動作状態が所定の条件を満たしているか否かを判定する。所定条件は、バッテリ電流Ｉｂのリップル（以下、電流リップル）が大きくなるような交流電動機７０の動作状態に対応して予め定められる。そして、リップル判定部３１は、所定条件の成立時には、開始指示信号ＳＴＲが与えられても、開始トリガＴＲＧを発生しない。一方で、リップル判定部３１は、所定条件の不成立時には、開始指示信号ＳＴＲが与えられるのに応じて開始トリガＴＲＧを生成する。
【００７４】
電流サンプリング部３２、最大値抽出部３４、修正量設定部３６、および電流比較部３８は、開始トリガＴＲＧの生成に応答して、一連の異常検出動作を実行する。
【００７５】
電流サンプリング部３２は、開始トリガＴＲＧに応答して、図６に示したタイミングに従って所定のサンプリング周期ΔＴｉ毎に、電流センサ１５によって検出されたバッテリ電流Ｉｂをサンプリングする。これにより、図６に示したように、電流サンプリング値Ｉ（Ｔｉ１），Ｉ（Ｔｉ２），Ｉ（Ｔｉ３）が取得される。最大値抽出部３４は、電流サンプリング部３２によって抽出された電流サンプリング値Ｉ（Ｔｉ１）〜Ｉ（Ｔｉ３）のうちの最大値を抽出して、最大電流Ｉｍａｘを出力する。
【００７６】
修正量設定部３６は、図５に示した判定電流Ｉｘに対する修正電流Ｉｄを設定する。この修正電流Ｉｄは、バッテリ電流Ｉｂのリップル成分に起因して、上述した、セル電圧低下異常の検出と、バッテリ電流Ｉｂのサンプリングとの間のタイミングずれによってもたらされる、電流変化量の最大値を想定したものである。そして、本来の判定電流Ｉｘ（図５）を修正電流Ｉｄによって修正した電流値（Ｉｘ−Ｉｄ）が、電流比較部３８に入力される。
【００７７】
電流比較部３８は、判定信号ＦＶがＨレベルに設定されたとき、すなわち、いずれかの電池セルで出力電圧が判定電圧Ｖｘよりも低下したときに、内部抵抗異常の有無を示す異常検出信号ＲＳＬを出力する。
【００７８】
電流比較部３８は、最大値抽出部３４からの最大電流Ｉｍａｘと、修正された判定電流（Ｉｘ−Ｉｄ）とを比較する。そして、Ｉｍａｘ＜（Ｉｘ−Ｉｄ）のときに、内部抵抗異常を検出して異常検出信号ＲＳＬをＨレベルに設定する。一方、Ｉｍａｘ≧（Ｉｘ−Ｉｄ）のときには、電流比較部３８は、異常検出信号ＲＳＬをＬレベルに設定するので、内部抵抗異常は検出されない。
【００７９】
ここで、図８を用いて修正電流Ｉｄの設定について説明する。上述のように、修正電流Ｉｄは、バッテリ電流Ｉｂの電流リップル（交流成分）に対応するために設定される。
【００８０】
図８は、電圧および電流の検出タイミングのずれに起因して生じる電流変動を説明する概念図である。
【００８１】
図８を参照して、バッテリ電流Ｉｂのリップル成分によって、電池セルの出力電圧Ｖｃが変化している下で、時刻ＴｖにおいてＶｃ＜Ｖｘが検出されたものとする。すなわち、時刻Ｔｖは、セル電圧低下異常の検出タイミングに相当する。
【００８２】
一方で、電流サンプリングタイミングＴｉは、時刻Ｔｖとは無関係に、所定のサンプリング周期ΔＴｉに従って設定されている。したがって、電圧検出タイミングである時刻Ｔｖおよび電流検出タイミングである時刻Ｔｉの間には、検出ずれＴｄが存在する。そして、この検出ずれＴｄによって、電流リップルの位相差に伴う電流変動Ｉｄｄが発生することになる。
【００８３】
ここで、バッテリ電流Ｉｂのリップル成分を正弦波電流と仮定とすると、検出ずれＴｄによる電流変動Ｉｄｄは下記（１）式で示されることが理解される。
【００８４】
Ｉｄｄ＝Ｉｐｐ・ｓｉｎ（π−（Ｔｄ／Ｔｓ）・π） …（１）
（１）式において、Ｉｐｐは、正弦波電流と仮定した電流リップルのピーク−ピーク値（振幅の２倍）に相当し、Ｔｓは電流リップルの周期に相当する。
【００８５】
電流変動Ｉｄｄについては、電流検出タイミングＴｉの位相によって、プラス側およびマイナス側のいずれにも発生し得るが、本実施の形態では内部抵抗が閾値よりも上昇する異常の誤検出防止を目的とするため、電流変動Ｉｄｄについては電流の過小検出する方向についてのみを考慮すればよい。このような観点において、（１）式中における、電流変動Ｉｄｄの最大値をどのように設定すればよいかについて検討する。
【００８６】
１回の異常検出動作において、図６に示したように３回の電流サンプリングが、時刻Ｔｉ１〜Ｔｉ３に行なわれる。そして、時刻Ｔａから時刻Ｔｂまでの間に、電池セルＣＬ（１）〜ＣＬ（ｎ）の電圧比較が実行される。
【００８７】
したがって、電池セルの出力電圧と判定電圧との比較の結果セル電圧低下異常が検出される、図８の電圧検出タイミングＴｖは、電圧サンプリング期間である時刻Ｔａ〜Ｔｂの間のいずれかに存在するようになっている。
【００８８】
この結果、電圧検出タイミングＴｖと、電流サンプリングタイミングＴｉとのずれの最大値が、サンプリング周期の半周期（ΔＴｉ／２）となることが理解できる。したがって
、Ｔｄ＝（ΔＴｉ／２）を（１）式に代入することによって、判定電流Ｉｘに対する修正電流Ｉｄを設定することができる。
【００８９】
たとえば、発生し得る最大の電流リップルに対応させて、ピーク−ピーク値Ｉｐｐ（振幅）および周期Ｔｓを予め設定することができる。特に、修正電流Ｉｄが内部抵抗異常の誤検出を防止するために判定電流Ｉｘを低下させる方向に作用する点を考慮すると、負荷（モータ）の仕様に照らして想定されるＩｐｐの最大値およびＴｓの最小値を用いて、修正電流Ｉｄを設定することができる。
【００９０】
電流比較部３８は、時刻Ｔｉ１〜Ｔｉ３での電流サンプリング値Ｉ（Ｔｉ１）〜Ｉ（Ｔｉ３）のうちの最大値（最大電流Ｉｍａｘ）が、修正された判定電流（Ｉｘ−Ｉｄ）よりも低いときに内部抵抗異常を検出する。このため、最大電流Ｉｍａｘに対する電流変動Ｉｄｄについて、式（１）中のＴｄについて、検出ずれの最大値であるサンプリング周期の半周期（ΔＴｉ／２）と置くことによって、電流リップルの影響を最大限に見積もったときの電流変動Ｉｄｄを算出することができる。なぜなら、図６に示したように、電流サンプリング期間Ｔａ〜Ｔｂよりも（ΔＴｉ／２）以下の所定時間ずつ内側の期間内に電流サンプリングタイミングを設けることにより、時刻Ｔｖ１〜Ｔｖｎのいずれにおいてセル電圧低下異常が検出された場合でも、その電圧検出タイミング（図８のＴｖ）とその前後での電流サンプリングタイミングとのずれは、必ず（ΔＴｉ／２）以下となるからである。
【００９１】
このように、異常監視回路３０では、判定電流Ｉｘに対する修正電流Ｉｄを設けることによって、電圧および電流の検出タイミングのずれに起因した、電流リップルの影響によって電流値が過小に検出されることによる内部抵抗上昇の誤検出が防止される。したがって、誤検出を防止する観点からは、ピーク−ピーク値Ｉｐｐの想定される最大値に合わせて、修正電流Ｉｄを大きい値に設定することが好ましい。一方で、修正電流Ｉｄを過大にすると、内部抵抗異常の検出精度が低下する。
【００９２】
電流リップルの周波数は、コンバータ５０およびインバータ６０でのスイッチング周波数、および、交流電動機の回転数に応じた周波数の成分を有する。また、電流リップルのピーク−ピーク値Ｉｐｐは、負荷１２に含まれる車両駆動力発生用の交流電動機７０の動作状態によって変化する。したがって、修正電流Ｉｘに対して電流リップルの大きさが変化することにより、内部抵抗異常を誤検出する虞がある。
【００９３】
図９には、バッテリ電流のリップルと内部抵抗異常検出との関係を説明する概念的な波形図が示される。
【００９４】
図９を参照して、バッテリ電流Ｉｂのリップルは、交流電動機７０の動作状態に応じて変化する。ただし、リップル電流を除いたバッテリ電流Ｉｂの平均値（図９中の点線）は、判定電流Ｉｘよりも大きく、内部抵抗異常は発生していないものとする。
【００９５】
しかしながら、電池セルＶｃの出力電圧が変動して、判定電圧Ｖｘよりも低下した際に、時刻ｔａ，ｔｂ，ｔｃでは、リップルの影響によってバッテリ電流Ｉｂの瞬時値が低下しているため、Ｉｂ＜（Ｉｘ−Ｉｄ）が成立してしまう。これにより、内部抵抗異常が誤検出されてしまうことが理解される。このように、電流リップルが大きい状態では、サンプリングタイミングのずれによる電流変動の影響が大きくなるので、バッテリ電流Ｉｂのサンプリング値と、判定電流（Ｉｘ−Ｉｄ）との比較に基づいて、内部抵抗異常を検出することが困難となる。
【００９６】
一般的には、バッテリ電流Ｉｂのリップルは、大電流時、すなわち、交流電動機７０の出力電力（モータ電力）が大きくなったときに大きくなる。図１０には、モータ電力とバッテリ電流との関係を示す概念的な波形図が示される。
【００９７】
図１０を参照して、モータ電力Ｐｍが閾値Ｐｔを超える期間Ｔｙにおいて、バッテリ電流Ｉｂのリップルが大きくなっていることが理解される。したがって、モータ電力Ｐｍが閾値Ｐｔよりも大きい場合には、誤検出を防止するために、異常検出動作を禁止することが好ましい。
【００９８】
一方で、発明者は、図１０の期間Ｔｘのように、モータ電力が比較的小さくても、リップルが期間Ｔ２と同等に大きくなるケースがあることを発見した。特に、交流電動機７０の動作状態として、回転数ＮｍおよびトルクＴｍに基づいて、電流リップルが大きくなる条件を抽出することができることを見出した。
【００９９】
図１１は、交流電動機の動作状態（回転数・トルク）とバッテリ電流との関係の一例を示す波形図である。図１１には、交流電動機７０の出力による車両加速時の動作波形が示される。
【０１００】
図１１を参照して、車両加速のために交流電動機７０のトルクＴｍを増大することによって、回転数Ｎｍが上昇する。この際に、回転数が低回転から高回転に上昇する途中で、電流リップルが大きくなる期間（Ｔｚ）が存在する。図１１の動作例では、回転数Ｎｍが滑らかに上昇するように、トルクＴｍの推移が設定されているため、図１１の後半部分では、交流電動機７０は、低トルク・高回転の状態となる。
【０１０１】
モータ電力Ｐｍ（図１０）は、回転数ＮｍおよびトルクＴｍの積に比例する。したがって、モータ電力は上記後半部分と期間Ｔｚとで同等である。しかしながら、電流リップルについては、期間Ｔｚにおいて特に大きくなっていることが理解される。
【０１０２】
高トルク時には、組電池１０からの出力電流が増加することによって、電流リップルも増大し易くなる。さらに、低回転数時には、交流電動機７０の回転数に応じた、電流リップルの周波数成分が、コンバータ５０、インバータ６０および交流電動機７０によって構成されるＬＣ回路の共振周波数に近付くことによって、電流リップルの振幅が大きくなる。
【０１０３】
このように、交流電動機７０の特定の回転数領域（範囲）において、電流リップルが大きくなる場合には、当該回転数領域において、異常検出動作を禁止することが好ましい。なお、本実施の形態では、低回転数領域において、バッテリ電流Ｉｂのリップルが大きくなっているが、負荷１２の構成に応じて、電流リップルが大きくなる回転数領域は変化する場合がある。
【０１０４】
リップル判定部３１は、交流電動機７０の回転数が所定範囲内であって、かつ、トルクが閾値よりも高い動作状態において、開始指示信号ＳＴＲに応答した開始トリガＴＲＧの生成を禁止する。これにより、図３中に示した、低回転数・高トルクの領域ＡＲ１における、内部抵抗異常の検出動作が禁止される。すなわち、リップル判定部３１は、「禁止部」に対応する。
【０１０５】
さらに、リップル判定部３１は、図１０で説明した大電力状態に対応させて、交流電動機７０の電力が閾値（Ｐｔ）よりも大きい動作状態において、開始指示信号ＳＴＲに応答した開始トリガＴＲＧの生成を禁止することが好ましい。これにより、図３中に示した、大電力領域ＡＲ２における、内部抵抗異常の検出動作が禁止される。
【０１０６】
なお、上記の領域ＡＲ１，ＡＲ２を規定するための判定値については、電流リップルの大きさを確認する実機実験の結果等に基づいて、予め設定することができる。
【０１０７】
このように、本実施の形態による異常検出装置１００では、交流電動機７０の動作状態に応じて、電流リップルが大きくなる場合には、内部抵抗異常の検出を禁止する。したがって、組電池の電池セル毎の電圧監視機能として、電圧値を直接検出することなく所定の判定電圧との比較結果を検出するように簡易に構成された異常検出装置において、内部抵抗異常（過上昇）の誤検出を防止することでできる。特に、誤検出を防止するための判定電流Ｉｘの修正値（修正電流Ｉｄ）を過大にする必要がないので、異常検出動作の実行時における内部抵抗異常の検出精度を向上することができる。
【０１０８】
また、図７の実施例では、異常監視回路３０によって交流電動機７０の動作状態に基づいて開始トリガＴＲＧの生成を制御する構成を説明したが、上位ＥＣＵ側で、交流電動機７０の動作状態に応じて異常検出動作を禁止する構成とすることも可能である。この場合には、異常監視回路３０が開始トリガＴＲＧの生成を禁止するような動作状態において、上位ＥＣＵ側が開始指示信号ＳＴＲを生成しないようにすればよい。
【０１０９】
あるいは、異常監視回路３０において、開始トリガＴＲＧについては開始指示信号ＳＴＲに応じて常時生成する構成としても、同様の制御を実現することができる。たとえば、図７中に点線で示すように、リップル判定部３１の判定結果を電流比較部３８へ伝達するとともに、電流リップルが大きい動作状態のときには、電流比較部３８の出力信号を、「内部抵抗異常なし」を示すように固定するように制御することによって、内部抵抗異常の検出を禁止することができる。
【０１１０】
次に、本発明の実施の形態による組電池の異常検出装置による内部抵抗異常検出について、異常監視回路３０による制御処理手順の形式でフローチャートを用いて説明する。
【０１１１】
図１２を参照して、異常監視回路３０は、ステップＳ１００により、上位ＥＣＵによって開始指示信号ＳＴＲが発生されたか否かを判定する。たとえば、一定時間が経過する毎に開始指示信号ＳＴＲは生成される。開始指示信号ＳＴＲの非発生時（Ｓ１００のＮＯ判定時）には、以降のステップＳ１０５〜Ｓ１７０の処理は実行されない。
【０１１２】
異常監視回路３０は、開始指示信号ＳＴＲが発生されると（Ｓ１００のＹＥＳ判定時）、ステップＳ１０５に処理を進めて、交流電動機７０の動作状態に基づく、リップル判定を実行する。ステップＳ１０５による判定は、図７に示したリップル判定部３１の機能に対応する。すなわち、交流電動機７０の回転数が所定範囲内であって、かつ、トルクが閾値よりも高い動作状態において、ステップＳ１０５はＹＥＳ判定とされる。あるいは、さらに、交流電動機７０の電力が閾値（Ｐｔ）よりも大きい動作状態においても、ステップＳ１０５はＹＥＳ判定とされる。
【０１１３】
異常監視回路３０は、電流リップルが大きい動作状態であると判定したとき（Ｓ１０５のＹＥＳ判定時）には、開始トリガＴＲＧを発生することなく処理を終了する。これにより、開始トリガＴＲＧに応答して開始される一連の異常検出動作（ステップＳ１１０〜Ｓ１７０）の実行が禁止される。
【０１１４】
異常監視回路３０は、電流リップルが大きい動作状態ではないと判定したとき（Ｓ１０５のＮＯ判定時）には、ステップＳ１１０により、異常検出動作の開始トリガＴＲＧを生成する。開始トリガＴＲＧが検知ユニット２０（１）へ伝達されると、検知ユニット２０（１）〜２０（ｎ）が順次動作することによる、電池セルＣＬ（１）〜ＣＬ（ｎ）と判定電圧Ｖｘとの電圧比較が順次実行されることになる。
【０１１５】
さらに、異常監視回路３０は、ステップＳ１２０により、サンプリング周期ΔＴｉが経過する度にサンプリング処理を実行する。各サンプリングタイミングにおいて、電流センサ１５の出力値をサンプリングすることにより、電流サンプリング値が取得される。
【０１１６】
図１３は、図１２に示した電流サンプリング処理（Ｓ１２０）の詳細な制御処理手順を説明するフローチャートである。
【０１１７】
図１３を参照して、電流サンプリング処理において、異常監視回路３０は、ステップＳ１２１により計時処理を行なうとともに、ステップＳ１２２により、時刻Ｔａ（電圧サンプリング期間の開始）から、所定時間、代表的には、サンプリング周期の半周期（ΔＴｉ／２）が経過したかどうかを判定する。（ΔＴｉ／２）が経過するまで（Ｓ１２２のＮＯ判定時）は、異常監視回路３０は、ステップＳ１２１による計時処理を繰返す。
【０１１８】
そして、所定時間（ここでは、（ΔＴｉ／２））が経過すると、ステップＳ１２２がＹＥＳ判定とされて、異常監視回路３０は、ステップＳ１２３に処理を進めて、初回の電流サンプリングを実行する。この結果、電流センサ１５の出力値をサンプリングすることにより、電流サンプリング値Ｉ（Ｔｉ１）が取得される。
【０１１９】
さらに、異常監視回路３０は、ステップＳ１２４により、前回の電流サンプリングタイミングからの経過時間を測定する計時処理を実行する。そして、異常監視回路３０は、ステップＳ１２５により、前回の電流サンプリングからサンプリング周期ΔＴｉが経過したか否かを判定する。サンプリング周期ΔＴｉが経過するまで（Ｓ１２５のＮＯ判定時）は、異常監視回路３０は、ステップＳ１２４による計時処理を繰返す。
【０１２０】
異常監視回路３０は、前回の電流サンプリングからサンプリング周期ΔＴｉが経過すると（Ｓ１２５のＹＥＳ判定時）、ステップＳ１２６に処理を進めて、電流センサ１５の出力値をサンプリングする。さらに、異常監視回路３０は、電流サンプリング（Ｓ１２６）を行なった後、ステップＳ１２７に処理を進めて、電流サンプリングが所定回数実行されたか否かを判定する。電流サンプリングが所定回数実行された場合には（Ｓ１２７のＹＥＳ判定時）には、異常監視回路３０は、ステップＳ１２８に処理を進めて電流サンプリング処理を終了する。なお、電流サンプリングが所定回数実行されていない場合には（Ｓ１２７のＮＯ判定時）には、異常監視回路３０は、ステップＳ１２４〜Ｓ１２７の処理を繰返すことによって、サンプリング周期ΔＴｉに従って電流サンプリングを実行する。これにより、図６に示した時刻Ｔｉ１〜Ｔｉ３のそれぞれにおいて、電流サンプリングを実行できる。
【０１２１】
再び図１２を参照して、異常監視回路３０は、ステップＳ１２０による電流サンプリング処理が終了すると、ステップＳ１３０に処理を進めて、取得された複数の電流サンプリング値のうちの最大値である最大電流Ｉｍａｘを抽出する。これまで説明した例では、１回の異常検出動作毎に３回の電流サンプリング処理が実行されるので、電流サンプリング値Ｉ（Ｔｉ１）〜Ｉ（Ｔｉ３）のうちの最大値が最大電流Ｉｍａｘとされる。
【０１２２】
さらに、異常監視回路３０は、ステップＳ１４０により、判定電流Ｉｘに対する修正量Ｉｄを設定する。ステップＳ１４０に設定される修正量Ｉｄは、図８で説明したように、検出ずれＴｄの最大値である（ΔＴｉ／２）による電流リップルに起因した電流変動をカバーするように、式（１）においてＴｄ＝（ΔＴｉ／２）と置くことによって設定される。
【０１２３】
異常監視回路３０は、ステップＳ１５０では、判定信号ＦＶによってセル電圧低下異常が検知された場合には、ステップＳ１３０で求められた最大電流Ｉｍａｘと、修正された判定電流（Ｉｘ−Ｉｄ）との比較により内部抵抗異常が発生しているかどうかを判定する。
【０１２４】
異常監視回路３０は、Ｉｍａｘ＜（Ｉｘ−Ｉｄ）のとき（Ｓ１５０のＹＥＳ判定時）には、ステップＳ１６０に処理を進めて、いずれかの電池セルで内部抵抗が閾値よりも上昇している、すなわち内部抵抗異常が発生していると判定として、「異常あり」の検出結果を出力する。一方で、Ｉｍａｘ≧（Ｉｘ−Ｉｄ）のとき（Ｓ１５０のＮＯ判定時）には、異常監視回路３０は、ステップＳ１７０に処理を進めて、内部抵抗異常が発生していないと判定して、「異常なし」の検出結果を出力する。なお、判定信号ＦＶによってセル電圧低下異常が検知されない場合には、ステップＳ１５０はＮＯ判定とされて、内部抵抗異常は発生していないと判定される。
【０１２５】
あるいは、ステップＳ１０５のリップル判定については、ステップＳ１５０と併せて処理するように変形することも可能である。この場合には、ステップＳ１０５がＹＥＳ判定（リップル大）であるときには、ステップＳ１５０の結果にかかわらず、処理がステップＳ１７０（「異常なし」を検出）に進められる。すなわち、ステップＳ１０５がＮＯ判定であり、かつ、ステップＳ１５０がＹＥＳ判定のとき（Ｉｍａｘ＜（Ｉｘ−Ｉｄ）)に限って、内部抵抗異常（Ｓ１６０）が検出されることになる。
【０１２６】
このように、本実施の形態による組電池の異常検出装置は、電池セル毎の電圧監視機能について電圧値を直接検出しない簡易な構成において、電流センサ１５の出力のサンプリングタイミングのずれに起因する誤検出を防止した上で、内部抵抗が所定レベルよりも上昇しているか否か（内部抵抗異常）を検出することができる。そして、バッテリ電流のリップルが大きい動作状態では、異常検出動作の実行を禁止するので、判定電流Ｉｘを過剰に修正することなく、誤検出を防止することができる。
【０１２７】
なお、以上の例では、１回の異常検出動作において３回の電流サンプリングを行なうこととしたが、電流サンプリング回数は３以上の複数回であれば任意の回数に設定することができる。
【０１２８】
たとえば、図１４には、１回の異常検出動作で４回の電流サンプリングを行なう変形例が示される。図１４の変形例においても、電圧サンプリング期間の開始（Ｔａ）からサンプリング周期の半周期（ΔＴｉ／２）が経過した時刻から、電圧サンプリング期間の終了（Ｔａ）から（ΔＴｉ／２）だけ前の時刻までの間に、サンプリング周期ΔＴｉで電流サンプリングタイミングＴｉ１〜Ｔｉ４を設定することにより、同様の異常検出手法、すなわち複数回の電流サンプリング値のうちの最大電流と、修正された判定電流（Ｉｘ−Ｉｄ）との比較に基づいて、電圧および電流の検出タイミングのずれに起因する誤検出を防止した上で内部抵抗異常を検出することができる。
【０１２９】
また、図１５に示すように、図１に示した組電池１０を１つの電池ブロックとして、このような電池ブロックを複数個（Ｂ０〜Ｂ７）組合せることによって、組電池１０を構成してもよい。
【０１３０】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【０１３１】
この発明は、複数の電池セルが直列接続された組電池における電池セルの内部抵抗の過上昇の検出に適用することができる。
【符号の説明】
【０１３２】
１０ 組電池、１１ａ，１１ｂ，１３ 電圧センサ、１２ 負荷、１５，７４ 電流センサ、２０（１）〜２０（ｎ） 検知ユニット、２１ 電圧比較器、２２ 論理ゲート、２５ 伝送回路、３０ 異常監視回路、３１ リップル判定部、３２ 電流サンプリング部、３４ 最大値抽出部、３６ 修正量設定部、３８ 電流比較部、５０ コンバータ、６０ インバータ、７０ 交流電動機、７１ 最大出力線、７５ 回転角センサ、８０ 制御装置、１００ 異常検出装置、２００ 電気システム、５０１〜５０４ 電流挙動、ＡＮＧ ロータ回転角、ＡＲ１，ＡＲ２ 領域（異常検出禁止）、ＢＬ，ＮＬ，ＰＬ 電力線、Ｃ０，Ｃ１ 平滑コンデンサ、ＣＬ（１）〜ＣＬ（ｎ） 電池セル、Ｄ１〜Ｄ８ 逆並列ダイオード、ＦＶ 判定信号、Ｉｂ バッテリ電流、Ｉｄ 修正電流、Ｉｄｄ 電流変動（電流リップル起因）、Ｉｍａｘ 最大電流、Ｉｐｐ ピーク値、Ｉｘ 判定電流、Ｌ１ リアクトル、Ｎｍ 回転数（電動機）、ＯＤ（１）〜ＯＤ（ｎ） 検出信号、Ｐｍ モータ電力、Ｐｔ 閾値（モータ電力）、Ｑ１〜Ｑ８ 電力用半導体スイッチング素子、ＲＳＬ 異常検出信号（内部抵抗異常）、Ｓ１〜Ｓ８ スイッチング制御信号、ＳＲ１，ＳＲ２ システムリレー、ＳＴＲ 開始指示信号（異常検出動作）、Ｔ１ 所要時間（検知ユニット２０（１）〜２０（ｎ））、Ｔ２ 所要時間（伝送回路２５）、Ｔａ 時刻（電圧サンプリング期間開始）、Ｔｂ 時刻（電圧サンプリング期間終了）、Ｔｄ 検出ずれ時間、Ｔｍ トルク（電動機）、Ｔｉ 時刻（電流検出タイミング）、Ｔｉ１〜Ｔｉ４ 時刻（電流サンプリングタイミング）、ＴＲＧ 開始トリガ（異常検出動作）、Ｔｒｑｃｏｍ トルク指令値、Ｔｓ 周期（電流リップル）、Ｔｖ 時刻（電圧検出タイミング）、Ｔｖ１，Ｔｖｎ 時刻（電圧比較タイミング）、Ｔｖｃ 時刻（判定信号伝達）、Ｖｃ，Ｖｃ（１）〜Ｖｃ（ｎ） 出力電圧（電池セル）、ＶＨ，ＶＬ 直流電圧、Ｖｏ 開放電圧、Ｖｘ 判定電圧（セル電圧低下）、ΔＴｉ サンプリング周期。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直列接続された複数の電池セルを有する組電池の異常検出装置であって、
前記複数の電池セルのそれぞれに対応して設けられ、各々が対応の電池セルの出力電圧と所定の判定電圧との電圧比較を実行するように構成された複数の検知ユニットと、
前記複数の電池セルの電流を検出するための電流検出器とを備え、
前記複数の検知ユニットは、順次動作して前記電圧比較の結果を反映した信号を順次伝達することによって、前記複数の電池セルのいずれかの出力電圧が前記判定電圧よりも低下したか否かを示す異常検出信号を出力するように構成され、
前記異常検出装置は、
前記複数の検知ユニットからの前記異常検出信号と、前記電流検出器による電流検出値とに基づいて、前記複数の電池セルのいずれかで内部抵抗が上限値よりも上昇する内部抵抗異常が発生したか否かを監視する異常監視回路と、
前記組電池との間で電力変換器を介した電力変換によって駆動制御される電動機の動作状態に応じて、前記異常監視回路による前記内部抵抗異常の検出を禁止するための禁止部とをさらに備える、組電池の異常検出装置。
【請求項２】
前記異常監視回路は、
所定のサンプリング周期に従って、前記電流検出器による電流検出値を所定の複数回サンプリングするための電流サンプリング部と、
前記判定電圧を前記内部抵抗の前記上限値で除算した電流値に相当する判定電流に対して、前記電流のリップル成分を反映した電流修正量を設定する修正量設定部と、
前記異常検出信号によって前記複数の電池セルのいずれかの出力電圧が前記判定電圧よりも低下したことが示された場合に、前記電流サンプリング部による複数の電流サンプリング値のうちの最大値が、前記判定電流から前記電流修正量を減算した電流値よりも低いときに、前記内部抵抗異常の発生を検出するための電流比較部とを含み、
前記電流サンプリング部は、前記複数の検知ユニットにおける前記複数の電圧セルにおける電圧比較の開始から、前記サンプリング周期の半周期以下の所定時間が経過したタイミングに、第１回目の電流サンプリングタイミングを設定し、
最終の電流サンプリングタイミングが、前記複数の検知ユニットにおける電圧比較の終了よりも、前記サンプリング周期の半周期以下の所定時間だけ前のタイミングに位置するように、前記サンプリング周期は設定される、請求項１記載の組電池の異常検出装置。
【請求項３】
前記禁止部は、前記電動機のトルクおよび回転数に基づいて、前記内部抵抗異常の検出を禁止する、請求項１または２記載の組電池の異常検出装置。
【請求項４】
前記禁止部は、前記電動機のトルクが判定値よりも高く、かつ、前記電動機の回転数が所定の範囲内であるときに、前記内部抵抗異常の検出を禁止する、請求項３記載の組電池の異常検出装置。
【請求項５】
前記禁止部は、さらに、前記電動機の入出力電力が所定値より高いときにも前記内部抵抗異常の検出を禁止する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の組電池の異常検出装置。
【請求項１】
直列接続された複数の電池セルを有する組電池の異常検出装置であって、
前記複数の電池セルのそれぞれに対応して設けられ、各々が対応の電池セルの出力電圧と所定の判定電圧との電圧比較を実行するように構成された複数の検知ユニットと、
前記複数の電池セルの電流を検出するための電流検出器とを備え、
前記複数の検知ユニットは、順次動作して前記電圧比較の結果を反映した信号を順次伝達することによって、前記複数の電池セルのいずれかの出力電圧が前記判定電圧よりも低下したか否かを示す異常検出信号を出力するように構成され、
前記異常検出装置は、
前記複数の検知ユニットからの前記異常検出信号と、前記電流検出器による電流検出値とに基づいて、前記複数の電池セルのいずれかで内部抵抗が上限値よりも上昇する内部抵抗異常が発生したか否かを監視する異常監視回路と、
前記組電池との間で電力変換器を介した電力変換によって駆動制御される電動機の動作状態に応じて、前記異常監視回路による前記内部抵抗異常の検出を禁止するための禁止部とをさらに備える、組電池の異常検出装置。
【請求項２】
前記異常監視回路は、
所定のサンプリング周期に従って、前記電流検出器による電流検出値を所定の複数回サンプリングするための電流サンプリング部と、
前記判定電圧を前記内部抵抗の前記上限値で除算した電流値に相当する判定電流に対して、前記電流のリップル成分を反映した電流修正量を設定する修正量設定部と、
前記異常検出信号によって前記複数の電池セルのいずれかの出力電圧が前記判定電圧よりも低下したことが示された場合に、前記電流サンプリング部による複数の電流サンプリング値のうちの最大値が、前記判定電流から前記電流修正量を減算した電流値よりも低いときに、前記内部抵抗異常の発生を検出するための電流比較部とを含み、
前記電流サンプリング部は、前記複数の検知ユニットにおける前記複数の電圧セルにおける電圧比較の開始から、前記サンプリング周期の半周期以下の所定時間が経過したタイミングに、第１回目の電流サンプリングタイミングを設定し、
最終の電流サンプリングタイミングが、前記複数の検知ユニットにおける電圧比較の終了よりも、前記サンプリング周期の半周期以下の所定時間だけ前のタイミングに位置するように、前記サンプリング周期は設定される、請求項１記載の組電池の異常検出装置。
【請求項３】
前記禁止部は、前記電動機のトルクおよび回転数に基づいて、前記内部抵抗異常の検出を禁止する、請求項１または２記載の組電池の異常検出装置。
【請求項４】
前記禁止部は、前記電動機のトルクが判定値よりも高く、かつ、前記電動機の回転数が所定の範囲内であるときに、前記内部抵抗異常の検出を禁止する、請求項３記載の組電池の異常検出装置。
【請求項５】
前記禁止部は、さらに、前記電動機の入出力電力が所定値より高いときにも前記内部抵抗異常の検出を禁止する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の組電池の異常検出装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１３−１０１０６５（Ｐ２０１３−１０１０６５Ａ）
【公開日】平成２５年５月２３日（２０１３．５．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４５２８０（Ｐ２０１１−２４５２８０）
【出願日】平成２３年１１月９日（２０１１．１１．９）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２３日（２０１３．５．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月９日（２０１１．１１．９）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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