電池監視装置
【課題】信頼性の向上を図ることができる電池監視装置の提供。
【解決手段】電池監視装置は、直列接続された複数の電池セル(BC1〜BC4)の各セル電圧値を測定する電圧測定部を有する集積回路IC1と、複数の電池セルの正負両極と集積回路とを接続する複数の電圧計測ラインL1〜L5と、測定された各セル電圧値に基づいて電池セルの状態を監視する制御回路30と、を備え、集積回路は、互いに異なる擬似電圧を生成する擬似電圧生成部402〜405を有し、電圧測定部は、計測対象となる電池セルの正負両極に接続された一対の電圧計測ラインを選択する選択回路HVMUX1，HVMUX2と、選択回路により選択された一対の電圧計測ラインからの電圧を検出する検出回路262，122Aと、を有し、制御回路は、擬似電圧を選択回路に入力し、検出回路により検出された電圧値に基づいて選択回路による選択状態を診断する。
【解決手段】電池監視装置は、直列接続された複数の電池セル(BC1〜BC4)の各セル電圧値を測定する電圧測定部を有する集積回路IC1と、複数の電池セルの正負両極と集積回路とを接続する複数の電圧計測ラインL1〜L5と、測定された各セル電圧値に基づいて電池セルの状態を監視する制御回路30と、を備え、集積回路は、互いに異なる擬似電圧を生成する擬似電圧生成部402〜405を有し、電圧測定部は、計測対象となる電池セルの正負両極に接続された一対の電圧計測ラインを選択する選択回路HVMUX1，HVMUX2と、選択回路により選択された一対の電圧計測ラインからの電圧を検出する検出回路262，122Aと、を有し、制御回路は、擬似電圧を選択回路に入力し、検出回路により検出された電圧値に基づいて選択回路による選択状態を診断する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池監視装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハイブリッド自動車や電気自動車などでは、所望の高電圧を確保するため、二次電池の電池セルを多数直列接続して構成される組電池が用いられている。このような組電池においては、各電池セルの容量計算や保護管理のため、電池セルの状態を監視する監視ＩＣと電池の充放電状態を制御する制御ＩＣとを用いて電池セルの管理を行っている。特に、リチウムイオン電池を用いたシステムでは、リチウムイオン電池が高エネルギー密度で過充電状態が危険であるため、特許文献３に示されるように制御ＩＣと監視ＩＣの各々でセルの電圧を測定して過充電状態を検出し、どちらかのＩＣが過充電を検出すれば電池の充放電を中止するようにして、信頼性と安全性を高めている。
【０００３】
監視ＩＣは、電池セルの電圧を個別に検出し、例えば過充電状態の電池セルがあった場合には、過充電情報を通信を介して制御ＩＣに送信するようにしている。そして、過充電情報が確実に制御ＩＣに伝送されるように、制御ＩＣからテスト信号を送信して通信ラインに断線等の異常がないかを診断している。
【０００４】
また、電池セルの電圧の検出する際にはマルチプレクサで所定の電池セルを選択し、電圧検出部で電圧を検出するようにしている。マルチプレクサの接続を切り換えることにより、全ての電池セルの電圧を検出することができる。正しいセル電圧を取得するためには、マルチプレクサを含むセル電圧測定系が正しく動作する必要がある。そのため、特許文献２に記載の発明では、各セル電圧測定値の和と総電圧計測系で測定された全セル電圧測定値とを比較し、著しく異なっていればマルチプレクサを含むセル電圧測定系に故障があると判断している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−３１８７５０号公報
【特許文献２】特開２００８−９２６５６号公報
【特許文献３】特許４０９２５８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記過充電の診断では、監視ＩＣ内部の過充電検知回路が正常か否かまでは診断できず、信頼性の向上の点で不十分であった。また、全セル電圧測定値との比較からセル電圧測定系の故障を判断する装置の場合、例えば、マルチプレクサが一つのセルだけを選択する異常状態になっていても、各々の充電状態が均一になっていた場合には合計電圧と総電圧との差がほとんど無く、正常と診断されてしまうおそれがあった。また、マルチプレクサで選択する場合にはセル電圧測定の同時性の関係で、マルチプレクサが正しく動作していても、電圧変動が急な場合にはセル電圧の合計値と総電圧とが異なる場合が生じ、誤判定のおそれがあった。従って、過充電を確実に検出するためには、前述のように、監視ＩＣと制御ＩＣを別々として信頼性を高める必要があった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１の発明に係る電池監視装置は、直列接続された複数の電池セルの各セル電圧値を測定する電圧測定部を有する集積回路と、複数の電池セルの正負両極と集積回路とを接続する複数の電圧計測ラインと、測定された各セル電圧値に基づいて電池セルの状態を監視する制御回路と、を備え、集積回路は、擬似電圧を生成する擬似電圧生成部を有し、電圧測定部は、計測対象となる電池セルの正負両極に接続された一対の電圧計測ラインを選択する選択回路と、選択回路により選択された一対の電圧計測ラインからの電圧を検出する検出回路と、を有し、制御回路は、擬似電圧を選択回路に入力し、検出回路により検出された電圧値に基づいて選択回路による選択状態を診断することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、電池監視装置の信頼性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】車両用回転電機の駆動システムを示すブロック図である。
【図２】電池ブロック９Ａに関するＩＣ１〜ＩＣ３の部分を示す図である。
【図３】ＩＣ内部ブロックの概略を示す図である。
【図４】計測動作のタイミングを説明する図である。
【図５】図３に示したＩＣ内部ブロックのデジタル回路部分を示す図である。
【図６】通信回路１２７およびその動作を説明する図である。
【図７】電池セルＢＣ１に関する接続診断を説明する図であり、（ａ）はセル電圧検出のための周辺回路を示す図であり、（ｂ）は、マスク機能オンオフ時の各種動作を示す図である。
【図８】電池セルＢＣ２に関する接続診断を説明する図であり、（ａ）はセル電圧検出のための周辺回路を示す図であり、（ｂ）は、マスク機能オンオフ時の各種動作を示す図である。
【図９】接続診断を説明する図であり、（ａ）は電池セルＢＣ３に関する接続診断を説明する図であり、（ｂ）は電池セルＢＣ４に関する接続診断を説明する図である。
【図１０】接続診断を説明する図であり、（ａ）は電池セルＢＣ５に関する接続診断を説明する図であり、（ｂ）は電池セルＢＣ６に関する接続診断を説明する図である。
【図１１】マルチプレクサ接続診断の一例を示すフローチャートである。
【図１２】マルチプレクサ接続診断の他の例を示すフローチャートである。
【図１３】第２の実施の形態を説明する図である。
【図１４】マルチプレクサＭＵＸ１，ＭＵＸ２の切り替え動作を説明する図であり、（ａ）はセル電圧測定モードの場合を示し、（ｂ）は診断モードの場合を示す。
【図１５】セル電圧測定時および診断時のマルチプレクサＭＵＸ１〜ＭＵＸ５，ＨＶＭＵＸ１，ＨＶＭＵＸ２などの状態を示す図であり、（ａ）はＳＴＧ１・ＳＴＧ２信号によりマルチプレクサＨＶＭＵＸ１，ＨＶＭＵＸ２の切り替えを行う場合を示し、（ｂ）はマイコン３０からのコマンドによりマルチプレクサＨＶＭＵＸ１，ＨＶＭＵＸ２の切り替えを行う場合を示す。
【図１６】第２の実施形態の変形例を説明する図であり、ＩＣ１の内部ブロックを示す。
【図１７】マルチプレクサＨＶＭＵＸ１，ＨＶＭＵＸ２の入力端子の組み合わせと、計測される電圧値との関係を示す図である。
【図１８】第３の実施の形態を説明する図である。
【図１９】第４の実施の形態を説明する図である。
【図２０】第５の実施の形態を説明する図である。
【図２１】第６の実施の形態を説明する図である。
【図２２】コンパレータＣＯＭＰ１〜ＣＯＭＰ４の特性を示す図である。
【図２３】第７の実施の形態を示す図である。
【図２４】マルチプレクサＨＶＭＵＸ１，ＨＶＭＵＸ２の選択状態およびバランシングスイッチ１２９Ａ，１２９Ｂのオンオフ状態と、測定される電圧との関係を示す図である。
【図２５】第８の実施の形態を示す図であり、（ａ）ＩＣの内部ブロックの一部を示し、（ｂ）はマルチプレクサＭＵＸ１〜４の構成を示す。
【図２６】診断手順を示すフローチャートである。
【図２７】電圧源をＩＣの外部に設ける場合の、一例を示す図である。
【図２８】過充電検知をするための構成を示す図である。
【図２９】過充電検知機能診断の手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図を参照して本発明の実施の形態を説明する。まず、それぞれの実施形態に共通する構成要素について説明する。図１は車両用回転電機の駆動システムを示すブロック図である。図１に示す駆動システムは、電池モジュール９、電池モジュール９を監視する電池監視装置１００、電池モジュール９からの直流電力を３相交流電力に変換するインバータ装置２２０、車両駆動用のモータ２３０を備えている。モータ２３０は、インバータ装置２２０からの３相交流電力により駆動される。インバータ装置２２０と電池監視装置１００とはＣＡＮ通信で結ばれており、インバータ装置２２０は電池監視装置１００に対して上位コントローラとして機能する。また、インバータ装置２２０は、さらに上位のコントローラ（不図示）からの指令情報に基づいて動作する。
【００１１】
インバータ装置２２０は、パワーモジュール２２６と、ＭＣＵ２２２と、パワーモジュール２２６を駆動するためのドライバ回路２２４とを有している。パワーモジュール２２６は、電池モジュール９から供給される直流電力を、モータ２３０を駆動するための３相交流電力に変換する。なお、図示していないが、パワーモジュール２２６に接続される強電ラインＨＶ＋，ＨＶ−間には、約７００μＦ〜約２０００μＦ程度の大容量の平滑キャパシタが設けられている。この平滑キャパシタは、電池監視装置１００に設けられた集積回路に加わる電圧ノイズを低減する働きをする。
【００１２】
インバータ装置２２０の動作開始状態では平滑キャパシタの電荷は略ゼロであり、リレーＲＬを閉じると大きな初期電流が平滑キャパシタへ流れ込む。そして、この大電流のためにリレーＲＬが融着して破損するおそれがある。この問題を解決するために、ＭＣＵ２２２は、さらに上位のコントローラからの命令に従い、モータ２３０の駆動開始時に、プリチャージリレーＲＬＰを開状態から閉状態にして平滑キャパシタを充電し、その後にリレーＲＬを開状態から閉状態として、電池モジュール９からインバータ装置２２０への電力の供給を開始する。平滑キャパシタを充電する際には、抵抗ＲＰを介して最大電流を制限しながら充電を行う。このような動作を行うことで、リレー回路を保護すると共に、電池セルやインバータ装置２２０を流れる最大電流を所定値以下に低減でき、高い安全性を維持できる。
【００１３】
なお、インバータ装置２２０は、モータ２３０の回転子に対するパワーモジュール２２６により発生する交流電力の位相を制御して、車両制動時にはモータ２３０をジェネレータとして動作させる。すなわち回生制動制御を行い、ジェネレータ運転により発電された電力を電池モジュール９に回生して電池モジュール９を充電する。電池モジュール９の充電状態が基準状態より低下した場合には、インバータ装置２２０はモータ２３０を発電機として運転する。モータ２３０で発電された３相交流電力は、パワーモジュール２２６により直流電力に変換されて電池モジュール９に供給される。その結果、電池モジュール９は充電される。
【００１４】
一方、モータ２３０を力行運転する場合、ＭＣＵ２２２は上位コントローラの命令に従い、モータ２３０の回転子の回転に対して進み方向の回転磁界を発生するようにドライバ回路２２４を制御し、パワーモジュール２２６のスイッチング動作を制御する。この場合は、電池モジュール９から直流電力がパワーモジュール２２６に供給される。また、回生制動制御により電池モジュール９を充電する場合には、ＭＣＵ２２２は、モータ２３０の回転子の回転に対して遅れ方向の回転磁界を発生するようにドライバ回路２２４を制御し、パワーモジュール２２６のスイッチング動作を制御する。この場合はモータ２３０から電力がパワーモジュール２２６に供給され、パワーモジュール２２６の直流電力が電池モジュール９へ供給される。結果的にモータ２３０は発電機として作用することとなる。
【００１５】
インバータ装置２２０のパワーモジュール２２６は、導通および遮断動作を高速で行い直流電力と交流電力間の電力変換を行う。このとき、大電流を高速で遮断するので、直流回路の有するインダクタンスにより大きな電圧変動が発生する。この電圧変動を抑制するため、上述した大容量の平滑キャパシタが設けられている。
【００１６】
電池モジュール９は、直列接続された２つの電池ブロック９Ａ，９Ｂで構成されている。各電池ブロック９Ａ，９Ｂは、直列接続された１６セルの電池セルを備えている。電池ブロック９Ａと電池ブロック９Ｂとは、スイッチとヒューズとが直列接続された保守・点検用のサービスディスコネクトＳＤを介して直列接続される。このサービスディスコネクトＳＤが開くことで電気回路の直接回路が遮断され、仮に電池ブロック９Ａ，９Ｂのどこかで車両との間に１箇所接続回路ができたとしても電流が流れることはない。このような構成により高い安全性を維持できる。又、点検時に人間がＨＶ＋とＨＶ−の間を触っても、高電圧は人体に印加されないので安全である。
【００１７】
電池モジュール９とインバータ装置２２０との間の強電ラインＨＶ＋には、リレーＲＬ，抵抗ＲＰおよびプリチャージリレーＲＬＰを備えた電池ディスコネクトユニットＢＤＵが設けられている。抵抗ＲＰとプリチャージリレーＲＬＰとの直列回路は、リレーＲＬと並列に接続されている。
【００１８】
電池監視装置１００は、主に各セル電圧の測定、総電圧の測定、電流の測定、セル温度およびセルの容量調整等を行う。そのために、セルコントローラとしてのＩＣ（集積回路）１〜ＩＣ６が設けられている。各電池ブロック９Ａ，９Ｂ内に設けられた１６セルの電池セルは、それぞれ３つのセルグループに分けられ、各セルグループ毎に一つの集積回路が設けられている。
【００１９】
ＩＣ１〜ＩＣ６は、通信系６０２と１ビット通信系６０４とを備えている。セル電圧値読み取りや各種コマンド送信のための通信系６０２においては、絶縁素子（例えば、フォトカプラ）ＰＨを介してデイジーチェーン方式でマイコン３０とシリアル通信を行う。１ビット通信系６０４は、セル過充電が検知されたときの異常信号を送信する。図１に示す例では、通信系６０２は、電池ブロック９ＡのＩＣ１〜ＩＣ３に対する上位の通信経路と、電池ブロック９ＢのＩＣ４〜ＩＣ６に対する下位の通信経路とに分けられている。
【００２０】
各ＩＣは異常診断を行い、自分自身が異常と判断した場合、あるいは前のＩＣから異常信号を受信端子ＦＦＩで受信した場合に、送信端子ＦＦＯから異常信号を送信する。一方、既に受信端子ＦＦＩで受信していた異常信号が消えたり、あるいは自分自身の異常判断が正常判断となったりした場合には、送信端子ＦＦＯから伝送される異常信号は消える。この異常信号は本実施形態では１ビット信号である。
【００２１】
マイコン３０は異常信号をＩＣに送信しないが、異常信号の伝送路である１ビット通信系６０４が正しく動作することを診断するために、擬似異常信号であるテスト信号を１ビット通信系６０４に送出する。このテスト信号を受信したＩＣ１は異常信号を通信系６０４へ送出し、その異常信号がＩＣ２によって受信される。異常信号はＩＣ２からＩＣ３、ＩＣ４、ＩＣ５、ＩＣ６の順に送信され、最終的にはＩＣ６からマイコン３０へと返信される。通信系６０４が正常に動作していれば、マイコン３０から送信された擬似異常信号は通信系６０４を介してマイコン３０に戻ってくる。このように擬似異常信号をマイコン３０が送受することで通信系６０４の診断ができ、システムの信頼性が向上する。
【００２２】
電池ディスコネクトユニットＢＤＵ内にはホール素子等の電流センサＳｉが設置されており、電流センサＳｉの出力はマイコン３０に入力される。電池モジュール９の総電圧および温度に関する信号もマイコン３０に入力され、それぞれマイコン３０のＡＤ変換器（ＡＤＣ）によって測定される。温度センサは電池ブロック９Ａ，９Ｂ内の複数箇所に設けられている。
【００２３】
図２は、図１の電池ブロック９Ａに関するＩＣ１〜ＩＣ３の部分を示す図である。なお、説明は省略するが、電池ブロック９Ｂに関しても同様の構成となっている。電池ブロック９Ａに設けられている１６セルの電池セルは、４セル、６セル、６セルの３つにセルグループに分かれており、各セルグループに対応してＩＣ１，ＩＣ２，ＩＣ３が設けられている。
【００２４】
ＩＣ１のＣＶ１〜ＣＶ６端子は電池セルのセル電圧を計測するための端子であり、各ＩＣは６セルまで計測することができる。６セルを監視するＩＣ２，ＩＣ３の場合、ＣＶ１〜ＣＶ６端子の電圧計測ラインには、端子保護及び容量調整の放電電流制限のための抵抗ＲＣＶがそれぞれ設けられている。一方、４セルを監視するＩＣ１の場合には、ＣＶ３〜ＣＶ６端子の電圧計測ラインに、端子保護及び容量調整の放電電流制限のための抵抗ＲＣＶがそれぞれ設けられている。各電圧計測ラインはセンシング線ＬＳを介して各電池セルＢＣの正極または負極に接続されている。なお、電池セルＢＣ６の負極には、ＩＣ２，ＩＣ３のＧＮＤＳ端子が接続されている。例えば、電池セルＢＣ１のセル電圧を計測する場合には、ＣＶ１−ＣＶ２端子間の電圧を計測する。また、電池セルＢＣ６のセル電圧を計測する場合には、ＣＶ６−ＧＮＤＳ端子間の電圧を計測する。ＩＣ１の場合には、ＣＶ３〜ＣＶ６端子およびＧＮＤＳ端子を用いて電池セルＢＣ１〜ＢＣ４のセル電圧を計測する。電圧計測ライン間には、コンデンサＣｖ，Ｃinは、ノイズ対策として設けられている。
【００２５】
電池モジュール９の性能を最大限に活用するためには、３２セルのセル電圧を均等化する必要がある。例えば、セル電圧のばらつきが大きい場合、回生充電時に最も高い電池セルが上限電圧に達した時点で回生動作を停止する必要がある。この場合、その他の電池セルのセル電圧は上限に達していないにもかかわらず、回生動作を停止して、ブレーキとしてエネルギーを消費することになる。このようなことを防止するために、各ＩＣは、マイコン３０からのコマンドで電池セルの容量調整のための放電を行う。
【００２６】
図２に示すように、各ＩＣ１〜ＩＣ３は、ＣＶ１−ＢＲ１，ＢＲ２−ＣＶ３，ＣＶ３−ＢＲ３，ＢＲ４−ＣＶ５，ＣＶ５−ＢＲ５およびＢＲ６−ＧＮＤＳの各端子間にセル容量調整用のバランシングスイッチＢＳ１〜ＢＳ６を備えている。例えば、ＩＣ１の電池セルＢＣ１の放電を行う場合には、バランシングスイッチＢＳ３をオンする。そうすると、電池セルＣＶ１の正極→抵抗ＲＣＶ→ＣＶ１端子→バランシングスイッチＢＳ３→ＢＲ３端子→抵抗ＲＢ→電池セルＣＶ１の負極の経路でバランシング電流が流れる。ＲＢまたはＲＢＢはバランシング用の抵抗である。
【００２７】
ＩＣ１〜ＩＣ３間には、上述したように通信系６０２，６０４が設けられている。マイコン３０からの通信コマンドは、フォトカプラＰＨを介して通信系６０２に入力され、通信系６０２を介してＩＣ１の受信端子ＬＩＮ１で受信される。ＩＣ１の送信端子ＬＩＮ２からは、通信コマンドに応じたデータやコマンドが送信される。ＩＣ２の受信端子ＬＩＮ１で受信された通信コマンドは、送信端子ＬＩＮ２から送信される。このように順に受信および送信を行い、伝送信号は、ＩＣ３の送信端子ＬＩＮ２から送信され、フォトカプラＰＨを介してマイコン３０の受信端子で受信される。ＩＣ１〜ＩＣ３は、受信した通信コマンドに応じて、セル電圧等の測定データのマイコン３０への送信や、バランシング動作を行う。さらに、各ＩＣ１〜ＩＣ３は、測定したセル電圧に基づいてセル過充電を検知する。その検知結果（異常信号）は、信号系６０４を介してマイコン３０へ送信される。
【００２８】
図３はＩＣ内部ブロックの概略を示す図であり、６つの電池セルＢＣ１〜ＢＣ６が接続されるＩＣ２を例に示した。なお、説明は省略するが、他のＩＣに関しても同様の構成となっている。ＩＣ２には、電池状態検出回路としてのマルチプレクサ１２０やアナログデジタル変換器１２２Ａ，ＩＣ制御回路１２３，診断回路１３０，伝送入力回路１３８，１４２，伝送出力回路１４０，１４３，起動回路２５４，タイマ回路１５０，制御信号検出回路１６０，差動増幅器２６２およびＯＲ回路２８８が設けられている。
【００２９】
電池セルＢＣ１〜ＢＣ６の端子電圧は、ＣＶ１端子〜ＣＶ６端子およびＧＮＤＳ端子を介してマルチプレクサ１２０に入力される。マルチプレクサ１２０はＣＶ１端子〜ＣＶ６端子およびＧＮＤＳ端子のいずれかを選択して、端子間電圧を差動増幅器２６２に入力する。差動増幅器２６２の出力は、アナログデジタル変換器１２２Ａによりデジタル値に変換される。デジタル値に変換された端子間電圧はＩＣ制御回路１２３に送られ、内部のデータ保持回路１２５に保持される。ＣＶ１〜ＣＶ６，ＧＮＤＳ端子に入力される各電池セルＢＣ１〜ＢＣ６の端子電圧は、ＩＣ２のグランド電位に対して直列接続された電池セルの端子電圧に基づく電位でバイアスされている。上記差動増幅器２６２により上記バイアス電位の影響が除去され、各電池セルＢＣ１〜ＢＣ６の端子電圧に基づくアナログ値がアナログデジタル変換器１２２Ａに入力される。
【００３０】
ＩＣ制御回路１２３は、演算機能を有すると共に、データ保持回路１２５と、電圧測定や状態診断を周期的に行うタイミング制御回路１２６と、診断回路１３０からの診断フラグがセットされる診断フラグ保持回路１２８とを有している。ＩＣ制御回路１２３は、伝送入力回路１３８から入力された通信コマンドの内容を解読し、その内容に応じた処理を行う。コマンドとしては、例えば、各電池セルの端子間電圧の計測値を要求するコマンド、各電池セルの充電状態を調整するための放電動作を要求するコマンド、当該ＩＣの動作を開始するコマンド（Ｗａｋｅ ＵＰ）、動作を停止するコマンド（スリープ）、アドレス設定を要求するコマンド、等を含んでいる。
【００３１】
診断回路１３０は、ＩＣ制御回路１２３からの計測値に基づいて、各種診断、例えば過充電診断や過放電診断を行う。データ保持回路１２５は、例えばレジスタ回路で構成されており、検出した各電池セルＢＣ１〜ＢＣ６の各端子間電圧を各電池セルＢＣ１〜ＢＣ６に対応づけて記憶し、また、その他の検出値を、予め定められたアドレスに読出し可能に保持する。
【００３２】
ＩＣ２の内部回路には、少なくとも２種類の電源電圧ＶＣＣ，ＶＤＤが使用される。図３に示す例では、電圧ＶＣＣは直列接続された電池セルＢＣ１〜ＢＣ６で構成される電池セルグループの総電圧であり、電圧ＶＤＤは定電圧電源１３４によって生成される。マルチプレクサ１２０および信号伝送のための伝送入力回路１３８，１４２は高電圧ＶＣＣで動作する。また、アナログデジタル変換器１２２Ａ、ＩＣ制御回路１２３、診断回路１３０、信号伝送のための伝送出力回路１４０，１４３は低電圧ＶＤＤで動作する。
【００３３】
ＩＣ２の受信端子ＬＩＮ１で受信した信号は伝送入力回路１３８に入力され、受信端子ＦＦＩで受信した信号は伝送入力回路１４２に入力される。伝送入力回路１４２は、伝送入力回路１３８と同様の回路構成となっている。伝送入力回路１３８は、隣接する他のＩＣからの信号を受信する回路２３１とフォトカプラＰＨからの信号を受信する回路２３４とを備えている。
【００３４】
図２に示すように、最上位のＩＣ１の場合には、フォトカプラＰＨからの信号が受信端子ＬＩＮ１に入力され、他のＩＣ２，ＩＣ３の場合には、隣接ＩＣからの信号が受信端子ＬＩＮ１に入力される。そのため、回路２３１および２３４のどちらを使用するかは、図３の制御端子ＣＴに印加される制御信号に基づき、切換器２３３により選択される。制御端子ＣＴに印加された制御信号は、制御信号検出回路１６０に入力され、切換器２３３は制御信号検出回路１６０からの指令により切り替え動作を行う。
【００３５】
すなわち、ＩＣの伝送方向最上位のＩＣである場合、すなわち、ＩＣの受信端子ＬＩＮ１に上位コントローラ（マイコン３０）からの信号が入力される場合には、切換器２３３は下側接点が閉じ、回路２３４の出力信号が伝送入力回路１３８から出力される。一方、ＩＣの受信端子ＬＩＮ１に隣接ＩＣからの信号が入力される場合には、切換器２３３は上側接点が閉じ、回路２３２の出力信号が伝送入力回路１３８から出力される。図３に示すＩＣ２の場合、伝送入力回路１３８には隣接ＩＣ１からの信号が入力されるので、切換器２３３は上側接点が閉じる。上位コントローラ（マイコン３０）からの出力と隣接ＩＣの送信端子ＬＩＮ２からの出力とでは出力波形の波高値が異なるため、判定する閾値が異なる。そのため、制御端子ＴＣの制御信号に基づいて、回路１３８の切換器２３３を切り換えるようにしている。なお、通信系６０４についても同様の構成となっている。
【００３６】
受信端子ＬＩＮ１で受信された通信コマンドは、伝送入力回路１４２を通ってＩＣ制御回路１２３に入力される。ＩＣ制御回路１２３は、受信した通信コマンドに応じたデータやコマンドを伝送出力回路１４０へ出力する。それらのデータやコマンドは、伝送出力回路１４０を介して送信端子ＬＩＮ２から送信される。なお、伝送出力回路１４３も、伝送出力回路１４０と同様の構成である。
【００３７】
端子ＦＦＩから受信した信号は、異常状態（過充電信号）を伝送するために使用される。端子ＦＦＩから異常を表す信号を受信すると、その信号は伝送入力回路１４２およびＯＲ回路２８８を介して伝送出力回路１４３に入力され、伝送出力回路１４３から端子ＦＦＯを介して出力される。また診断回路１３０で異常を検知すると、端子ＦＦＩの受信内容に関係なく、診断フラグ保持回路１２８からＯＲ回路２８８を介して伝送出力回路１４３に異常を表す信号が入力され、伝送出力回路１４３から端子ＦＦＯを介して出力される。
【００３８】
隣接ＩＣまたはフォトカプラＰＨから伝送されてきた信号を起動回路２５４により受信すると、タイマ回路１５０が動作し、定電圧電源１３４に電圧ＶＣＣを供給する。この動作により定電圧電源１３４は動作状態となり、定電圧ＶＤＤを出力する。定電圧電源１３４から定電圧ＶＤＤが出力されるとＩＣ２はスリープ状態から立ち上がり動作状態となる。
【００３９】
前述したように、ＩＣ内には、電池セルＢＣ１〜ＢＣ６の充電量を調整するためのバランシングスイッチＳＢ１〜ＳＢ６が設けられている。本実施形態では、バランシングスイッチＢＳ１，ＢＳ３，ＢＳ５にはＰＭＯＳスイッチが用いられ、バランシングスイッチＢＳ２，ＢＳ４，ＢＳ６にはＮＭＯＳスイッチが用いられている。
【００４０】
これらのバランシングスイッチＳＢ１〜ＳＢ６の開閉は、放電制御回路１３２によって制御される。マイコン３０からの指令に基づいて、放電させるべき電池セルに対応したバランシングスイッチを導通させるための指令信号が、ＩＣ制御回路１２３から放電制御回路１３２に送られる。ＩＣ制御回路１２３は、マイコン３０から各電池セルＢＣ１〜ＢＣ６に対応した放電時間の指令を通信により受け、上記放電の動作を実行する。
【００４１】
〈診断および計測：動作スケジュール概要〉
図４は、図３に示すタイミング制御回路１２６で行われる計測動作のタイミングを説明する図である。図２に示す各ＩＣは計測動作と共に診断動作を行う機能を有しており、図４に記載の動作タイミングで繰り返し計測を行い、この計測に同期して診断を実行する。なお、上述した図２ではＩＣ１のセルグループは４個の電池セルを有していたが、ＩＣ１〜ＩＣ３は６個の電池セルに対応できる回路となっている。従って、各セルグループを構成する電池セルの数は、最大６個まで増やすことが可能である。そのため、図４の動作タイミングを示す図においても、電池セルが６個を前提として構成されている。
【００４２】
ＩＣ１〜ＩＣ３には、それぞれに対応して設けられたセルグループを構成する電池セル数がそれぞれセットされる。それにより、各ＩＣ１〜ＩＣ３は関係付けられたセルグループの電池セル数に対応したステージ信号を発生する。このように構成することで、各セルグループを構成する電池セル数を変えることが可能となり設計の自由度が増大すると共に、高速の処理が可能となる。
【００４３】
図４は上述のとおり、診断動作と計測動作のタイミングを説明する図である。上記計測動作のタイミングおよび測定周期、あるいは診断動作は、起動回路２５４と第１ステージカウンタ２５６および第２ステージカウンタ２５８からなるステージカウンタとにより管理される。ステージカウンタ２５６，２５８は、集積回路全体の動作を管理する制御信号（タイミング信号）を発生する。ステージカウンタ２５６，２５８は、実際には分離されていないが、ここでは理解しやすくするためにあえて分離して示した。ステージカウンタは通常のカウンタであっても良いし、シフトレジスタであっても良い。
【００４４】
起動回路２５４は、（１）伝送路から送られてくるＷａｋｅ ＵＰを要求する通信コマンドを受信端子ＬＩＮ１で受信すると、あるいは（２）ＩＣの電源電圧が供給され所定の電圧に達すると、（３）あるいは車のスタータスイッチ（キースイッチ）が投入されたことを表す信号を受信すると、第１と第２のステージカウンタ２５６，２５８へリセット信号を出力して各ステージカウンタ２５６，２５８を初期状態とし、所定の周波数でクロック信号を出力する。すなわち上記（１）乃至（３）の条件でＩＣ１は計測動作および診断動作を実行する。一方、伝送路からＳｌｅｅｐを要求する通信コマンドを受信すると、あるいは該通信コマンドを所定時間以上受信出来ないと、起動回路２５４はステージカウンタ２５６，２５８がリセット状態すなわち初期状態に戻ったタイミングで、クロックの出力を停止する。このクロックの出力停止によりステージの進行が停止されるので、上記計測動作および診断動作の実行は停止状態となる。
【００４５】
起動回路２５４からのクロック信号を受け、第１ステージカウンタ２５６はステージＳＴＧ２の各期間（後述する［ＳＴＧＣａｌのＲＥＳ］期間〜［ＳＴＧＰＳＢＧの計測］期間のそれぞれ）内の処理タイミングを制御する計数値を出力し、デコーダ２５７は、ステージＳＴＧ２の各期間内の処理タイミングを制御するタイミング信号ＳＴＧ１を発生する。第２ステージカウンタ２５８の計数値が進むに従い、対応する期間が動作表２６０の左から右に切り替わる。第２ステージカウンタ２５８の計数値に応じて、各期間を特定するステージ信号ＳＴＧ２がデコーダ２５９から出力される。
【００４６】
第１ステージカウンタ２５６は下位のカウンタであり、第２ステージカウンタ２５８は上位カウンタである。第２ステージカウンタ２５８の計数値が「００００」で、第１ステージカウンタ２５６の計数値が「００００」〜「１１１１」の間は、ステージＳＴＧＣａｌのＲＥＳ期間（以下では、［ＳＴＧＣａｌ ＲＥＳ］期間と称する）を表す信号がデコーダ２５９から出力される。そして、［ＳＴＧＣａｌ ＲＥＳ］期間に行われる種々の処理は、第１ステージカウンタ２５６の計数値「００００」〜「１１１１」に基づいて出力されるデコーダ２５７の信号に基づいて実行される。
【００４７】
なお、図４では、第１ステージカウンタ２５６は４ビットカウンタのように簡略して記載しているが、例えば、第１ステージカウンタ２５６が８ビットカウンタである場合には、１カウント毎に異なる処理動作が行われるとすると、２５６種類の処理が可能となる。第２ステージカウンタ２５８についても第１ステージカウンタ２５６の場合と同様であって、多数の計数を可能とすることで多数の処理が可能である。
【００４８】
第１ステージカウンタ２５６の計数値が「１１１１」となると［ＳＴＧＣａｌのＲＥＳ］期間が終了し、第２ステージカウンタ２５８の計数値が「０００１」となって［ＳＴＧＣａｌの計測］期間となる。そして、第１ステージカウンタ２５８が計数値「０００１」である［ＳＴＧＣａｌ 計測］期間においては、第１ステージカウンタ２５６の計数値「００００」〜「１１１１」に基づいてデコーダ２５７から出力される信号に基づいて種々の処理が実行される。そして、第１ステージカウンタ２５６の計数値が「１１１１」となると［ＳＴＧＣａｌの計測］期間が終了し、第２ステージカウンタ２５８の計数値が「００１０」となって［ＳＴＧＣＶ１ ＲＥＳ］期間となる。この［ＳＴＧＣＶ１ ＲＥＳ］期間において第１ステージカウンタ２５６の計数値が「１１１１」となると［ＳＴＧＣＶ１ ＲＥＳ］期間を終了し、第２ステージカウンタ２５８の計数値が「００１１」となって［ＳＴＧＣＶ１ 計測］期間が開始される。
【００４９】
このように、図４の［ＳＴＧＣａｌ ＲＥＳ］期間からスタートし、第２ステージカウンタ２５８の計数に従い順に動作期間が右側に移動し、［ＳＴＧＰＳＧＢ 計測］期間の終了で基本動作が終了する。この次に第２ステージカウンタ２５８が計数アップすると、再び［ＳＴＧＣａｌ ＲＥＳ］期間がスタートする。
【００５０】
なお、図２に示す例では、ＩＣ１には４個の電池セルが接続されているので、表２６０のステージＳＴＧＣＶ５とステージＳＴＧＣＶ６は使用されない、あるいはスキップされてステージＳＴＧＣＶ５とステージＳＴＧＣＶ６は存在しない。また、強制的に第２ステージカウンタ２５８の内容を特定の計数値とすると、その計数値に対応した期間内の処理が実行される。
【００５１】
〈診断および計測：各ステージにおける診断と計測〉
各ステージのＲＥＳ期間では、計測のために使用するアナログデジタル変換器１２２Ａの初期化を行う。本実施の形態では、ノイズの影響を少なくするためにコンデンサを使用した充放電型のアナログデジタル変換器１２２Ａを使用する、前に行われた動作時にコンデンサに蓄えられた電荷の放電などもこのＲＥＳ期間で実施する。行２６０Ｙ２の各ステージの計測期間では、アナログデジタル変換器１２２Ａを使用した計測の実行や、計測された値に基づく被測定対象の診断を行う。
【００５２】
ステージＳＴＧＣＶ１〜ステージＳＴＧＣＶ６の計測期間では順に電池セルの端子電圧を計測し、さらに計測された値から各電池セルが過充電や過放電の状態にならないかを診断する。実際に過充電や過放電の状態にならないように、過充電や過放電の診断は安全性の幅を取って設定している。なお、図２に示すようにＩＣに接続される電池セルの数が４個の場合は、ステージＳＴＧＣＶ５とステージＳＴＧＣＶ６はスキップされる。ステージＳＴＧＶＤＤの計測期間では図３に示す定電圧電源１３４の出力電圧が計測される。ステージＳＴＧＴＥＭの計測期間では温度計の出力電圧が測定される。ステージＳＴＧＰＳＢＧの計測期間では基準電圧が測定される。
【００５３】
〈診断および計測：電池セルの端子電圧計測〉
図５に示すブロック図は、図３に示したＩＣ内部ブロックのデジタル回路部分を詳しく示したものである。マルチプレクサ１２０には、図４に示したデコーダ２５７，２５９から信号ＳＴＧ１，ＳＴＧ２が入力され、その信号に基づいてマルチプレクサ１２０による選択動作が行われる。例えば電池セルＢＣ１の電圧を計測する場合には、端子ＣＶ１と端子ＣＶ２とを選択すると、電池セルＢＣ１の電圧がマルチプレクサ１２０から差動増幅器２６２に出力される。ここでは、電池セルの端子電圧計測について説明する。
【００５４】
なお、電池セルＢＣ１〜ＢＣ４（または、ＢＣ１〜ＢＣ６）は直列接続されているので、各端子電圧の負極電位が異なっている。そのため、基準電位（ＩＣ１〜ＩＣ３内のＧＮＤ電位）をそろえるために差動増幅器２６２を使用している。差動増幅器２６２の出力はアナログデジタル変換器１２２Ａによりデジタル値に変換され、平均化回路２６４に出力される。平均化回路２６４は所定回数の測定結果の平均値を求める。その平均値は、電池セルＢＣ１の場合には現在値記憶回路２７４のレジスタＣＥＬＬ１に保持される。なお、図５の現在値記憶回路２７４、初期値記憶回路２７５、基準値記憶回路２７８は、図３のデータ保持回路１２５に対応する。
【００５５】
平均化回路２６４は、平均化制御回路２６３に保持された測定回数の平均値を演算し、その出力を上述の現在値記憶回路２７４に保持する。平均化制御回路２６３が１を指令すれば、アナログデジタル変換器１２２Ａの出力は、平均化されないでそのまま現在値記憶回路２７４のレジスタＣＥＬＬ１に保持される。平均化制御回路２６３が４を指令すれば、電池セルＢＣ１の端子電圧の４回の計測結果が平均化され、その平均値が上記現在値記憶回路２７４のレジスタＣＥＬＬ１に保持される。４回の平均を演算するには、最初は図４のステージによる計測を４回行うことが必要となるが、４回目以降は最新の測定結果の中から４個の測定値を演算に使用することで、各測定毎に平均化回路２６４の平均化演算が可能となる。上述のとおり、所定回数の平均化を行う平均化回路２６４を設けることで、ノイズの悪影響を除去できる。図１に示す電池モジュール９の直流電力はインバータ装置に供給され、交流電力に変換される。インバータ装置による直流電力から交流電力への変換の際に電流の導通や遮断動作が高速に行われ、そのときに大きなノイズが発生するが、平均化回路２６４を設けることで、そのようなノイズの悪影響を少なくできる効果がある。
【００５６】
デジタル変換された電池セルＢＣ１の端子電圧のデジタル値は現在値記憶回路２７４のレジスタＣＥＬＬ１に保持される。上記計測動作が図４の［ＳＴＧＣＶ１の計測］期間で行われる。
【００５７】
（過充電の診断）
その後、ステージＳＴＧＣＶ１の計測として示す期間内において、計測値に基づく診断動作が行われる。診断動作としては過充電診断と過放電診断である。この診断に入る前にマイコン３０から診断のための基準値が各集積回路に送信され、過充電の診断基準ＯＣ（過充電閾値ＯＣ）が基準値記憶回路２７８のレジスタに、また過放電の診断基準ＯＤ（過放電閾値）が基準値記憶回路２７８のレジスタにそれぞれ保持される。
【００５８】
デジタルマルチプレクサ２７２は、図４の第１ステージカウンタ２５６や第２ステージカウンタ２５８の出力に基づいてデコーダ２５７やデコーダ２５９により作られた選択信号（ＳＴＧ１・ＳＴＧ２信号）により、現在値記憶回路２７４のレジスタＣＥＬＬ１から電池セルＢＣ１の端子電圧を読み出してデジタル比較器２７０に送る。また、デジタルマルチプレクサ２７６は、基準値記憶回路２７８から過充電閾値ＯＣを読み出しデジタル比較器２７０へ送る。デジタル比較器２７０はレジスタＣＥＬＬ１からの電池セルＢＣ１の端子電圧と過充電閾値ＯＣとを比較し、もし電池セルＢＣ１の端子電圧が過充電閾値ＯＣより大きい場合には、フラグ記憶回路２８４に異常を表すフラグ［ＭＦｆｌａｇ］をセットする。また、過充電を表すフラグ［ＯＣｆｌａｇ］もセットする。これらのフラグがセットされると、異常信号（１ビット信号）が通信回路１２７の端子ＦＦＯから出力され、マイコン３０に伝えられる。実際には過充電状態が生じないように制御しており、このような状態はほとんど生じない。しかし、信頼性を担保するため、診断を繰り返し実行する。
【００５９】
通信回路１２７は通信コマンドの送受信を行うものであり、上述した伝送入力回路１３８，１４２や伝送出力回路１４０，１４３が含まれている。なお、伝送入力回路１４２および伝送出力回路１４３は図示を省略した。また、受送信レジスタ３０２／３２２の詳細は後述する。
【００６０】
（過放電の診断）
過充電診断に続いて、ステージＳＴＧＣＶ１の計測の期間でさらに過放電の診断を行う。デジタルマルチプレクサ２７２が現在値記憶回路２７４のレジスタＣＥＬＬ１から電池セルＢＣ１の端子電圧を読み出しデジタル比較器２７０に送る。またデジタルマルチプレクサ２７６が基準値記憶回路２７８から過放電の判断基準値ＯＤを読み出しデジタル比較器２７０へ送る。デジタル比較器２７０はレジスタＣＥＬＬ１からの電池セルＢＣ１の端子電圧と過放電の判断基準値ＯＤとを比較し、もし電池セルＢＣ１の端子電圧が過放電の判断基準値ＯＤより小さい場合には、フラグ記憶回路２８４に異常を表すフラグ［ＭＦｆｌａｇ］をセットする。また、過放電を表すフラグ［ＯＤｆｌａｇ］もセットする。これらのフラグがセットされると、異常信号（１ビット信号）が端子ＦＦＯから出力され、マイコン３０に伝えられる。上述の過充電の場合と同様、実際には過放電状態が生じないように制御しており、このような過放電の状態はほとんど生じない。しかし、信頼性を担保するため、診断を繰り返し実行する。
【００６１】
選択回路２８６の機能はマイコン３０からの通信コマンド２９２で変えることができ、端子ＦＦＯから出力されるフラグをどのフラグまで含めるかを選択的に変更できる。例えばフラグ記憶回路２８４のＭＦｆｌａｇをセットする条件を過充電異常だけとしても良い。この場合、デジタル比較器２７０の過放電異常診断出力はレジスタＭＦｆｌａｇにはセットせず、ＯＤｆｌａｇのみセットする。ＯＤｆｌａｇを端子ＦＦＯから出力するかどうかは選択回路２８６の設定条件で決まるようにすることが可能である。この場合は、設定条件をマイコン３０から変更できるので、多様な制御に対応できる。
【００６２】
上記説明は図４のステージＳＴＧＣＶ１の計測期間での電池セルＢＣ１に関する計測と診断である。同様に次のステージＳＴＧＣＶ２では、図５のマルチプレクサ１２０は電池セルＢＣ２の端子電圧を選択して差動増幅器２６２へ出力する。差動増幅器２６２の出力はアナログデジタル変換器１２２Ａによりデジタル値に変換された後、平均化回路２６４で平均値が演算され、現在値記憶回路２７４のレジスタＣＥＬＬ２に保持される。デジタル比較器２７０は、デジタルマルチプレクサ２７２によってレジスタＣＥＬＬ２から読み出された電池セルＢＣ２の端子電圧を過充電閾値ＯＣと比較し、次に電池セルＢＣ２の端子電圧を過放電の判断基準値（過放電閾値）ＯＤと比較する。過充電閾値ＯＣとの比較や過放電閾値ＯＤとの比較で異常状態の判断を行い、もし異常状態であればフラグ記憶回路２８４に異常を表すフラグ［ＭＦｆｌａｇ］をセットし、異常の原因を表すフラグ［ＯＣｆｌａｇ］あるいはフラグ［ＯＤｆｌａｇ］をセットする。
【００６３】
以下同様に図４のステージＳＴＧＣＶ３の計測期間で電池セルＢＣ３の端子電圧の計測と過充電や過放電の診断を行い、ステージＳＴＧＣＶ４の計測期間で電池セルＢＣ４の端子電圧の計測と過充電や過放電の診断を行う。
【００６４】
なお、上記各項目の診断でＭＦｆｌａｇがセットされた場合には、そのフラグは、ＯＲ回路２８８を介して１ビット出力端ＦＦＯから出力され、マイコン３０に送信される。
【００６５】
〈診断および計測：初期データの保持〉
図１に示すシステムでは、車両が運転停止状態であって、運転者が運転を開始する前は、電池モジュール９からインバータ装置への電流供給が行われていない。各電池セルの充放電電流が流れていない状態で計測された各電池セルの端子電圧を使用すると、各電池セルの充電状態（ＳＯＣ）が正確に求められるので、車両のキースイッチの操作やマイコン３０からのＷａｋｅ Ｕｐなどの通信コマンド２９２に基づき、各集積回路は独自に計測動作を開始する。図４で説明の計測動作が各集積回路において計測と電池セルの診断動作が開始され、平均化制御回路２６３に保持された回数の測定が行われると、平均化回路２６４で測定値の平均化を求める演算が行われる。その演算結果は先ず現在値記憶回路２７４に保持される。各集積回路はそれぞれ独立してその集積回路が関係しているセルグループの電池セル全てに対して測定計測および計測結果の平均値の演算を行い、演算結果を、それぞれの集積回路の現在値記憶回路２７４のレジスタＣＥＬＬ１〜レジスタＣＥＬＬ６に保持する。
【００６６】
各電池セルの充電状態（ＳＯＣ）を正確に把握するために、各電池セルの充放電電流が流れていない状態で各電池セルの端子電圧を計測することが望ましい。上述のごとく各集積回路は独自に計測動作を開始することにより、電池モジュール９からインバータ装置への電流供給前に、各集積回路はそれぞれ関係する電池セル全ての端子電圧を計測し、現在値記憶回路２７４のレジスタＣＥＬＬ１〜レジスタＣＥＬＬ６に保持する。現在値記憶回路２７４に保持された計測値はその後の新たな計測結果により書き換えられてしまうので、電流供給開始前の測定結果は現在値記憶回路２７４のレジスタＣＥＬＬ１〜レジスタＣＥＬＬ６から初期値記憶回路２７５のレジスタＢＣＥＬＬ１〜レジスタＢＣＥＬＬ６に移され、初期値記憶回路２７５に保持される。このように電池モジュール９からインバータ装置への電流供給を開始する前の計測値を初期値記憶回路２７５に保持するので、充電状態（ＳＯＣ）の演算などの処理を後回しにして、優先度の高い診断のための処理を優先的に実行できる。優先度の高い処理を実行して、電池モジュール９からインバータ装置への電流供給を開始した後、初期値記憶回路２７５に保持された計測値に基づいて各電池セルの充電状態（ＳＯＣ）を演算し、正確な状態検知に基づいて充電状態（ＳＯＣ）を調整するための制御を行うことが可能となる。車両の運転者はできるだけ早く運転を開始したいとの希望を持つ場合があり、上述のとおりインバータ装置への電流供給を早く可能にすることが望ましい。
【００６７】
図５に示す例では、上述のごとく電気負荷であるインバータ装置に電流供給を始める前の計測値が現在値記憶回路２７４に保持されたタイミングで、デジタル比較器２７０により過充電や過放電の診断、更には漏洩電流などの診断を実施できる。このためインバータ装置への直流電力の供給前に異常状態を把握することができる。もし、異常状態が発生していれば電流供給前に前記診断で異常を検知でき、インバータ装置への直流電力の供給を行わないなどの対応策が可能となる。さらに電流供給前の測定値は現在値記憶回路２７４の保持値を初期値記憶回路２７５に移して専用の初期値記憶回路２７５に保持し続けることができるので、安全性の向上や正確な充電状態（ＳＯＣ）の把握において優れた効果がある。
【００６８】
〈通信コマンド〉
図６は、ＩＣ１内における通信コマンドの送受信動作を説明する図である。上述のとおり他の集積回路ＩＣも同様の動作を行う。マイコン３０からＩＣ１の受信端子ＬＩＮ１に送られてくる通信コマンドは、８ｂｉｔを１単位として全部で５つの部分を有し、５バイトを１つの基本構成としている。ただし以下に説明のとおり、５バイトより長くなる場合があり、特に５バイトに限定されるものではない。通信コマンドは受信端子ＬＩＮ１から受信レジスタ３２２に入力され、保持される。なお、この受信レジスタ３２２はシフトレジスタであり、受信端子ＬＩＮ１からシリアルに入力される信号が受信レジスタ３２２に入力された順にシフトされ、通信コマンドの先頭部分がレジスタの先頭部であるブレークフィールド部３２４に保持され、以下順次保持される。
【００６９】
上述のように、受信レジスタ３２２に保持される通信コマンド２９２は、その先頭の８ｂｉｔは信号が来たことを示す信号からなるブレークフィールド３２４、２番目の８ｂｉｔは同期をとるための働きをする信号からなるシンクロナスフィールド３２６、３番目の８ｂｉｔはＩＣ１〜ＩＣ４のうちいずれの集積回路なのか、さらに命令の対象となる回路はどこかを示す対象アドレス、及指令の内容を示すアイデンティファイア３２８である。４番目の８ｂｉｔは、通信内容（制御内容）を示すデータ３３０で前記命令を実行するために必要なデータを保持している。この部分は１バイトとは限らない。５番目の８ｂｉｔは送受信動作の誤りの有無をチェックするためのチェックサム３３２であり、ノイズなどで正確に伝達できなかった場合の有無を検知できる。このように、マイコン３０からの通信コマンドは、ブレークフィールド３２４、シンクロナスフィールド３２６、アイデンティファイア（Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）３２８、データ３３０、およびチェックサム３１２の５つの部分から構成され、それぞれが１バイトで構成たれた場合は、通信コマンドは５バイトとなり、５バイト構成を基本としているが、データ３３０は１バイトに限らず、必要に応じてさらに増加する場合がある。
【００７０】
シンクロナスフィールド３２６は送信側の送信クロックと受信側の受信クロックとの同期を合わせるために使用され、シンクロナスフィールド３２６の各パルスが送られてくるタイミングを同期回路３４２が検知し、同期回路３４２の同期をシンクロナスフィールド３２６の各パルスのタイミングに合わせ、この合わせられたタイミングで受信レジスタ３２２はそれに続く信号を受信する。このようにすることで、送られてくる信号と信号の真理値を判断する閾値との比較タイミングを正確に選択でき、送受信動作の誤りを少なくできる効果がある。
【００７１】
通信コマンド２９２は、図２に示す通信系６０２を介してマイコン３０から最上位のＩＣ１の受信端子ＬＩＮ１に送られ、ＩＣ１の送信端子ＬＩＮ２から次のＩＣ２の受信端子ＬＩＮ１に送られ、さらにＩＣ２の送信端子ＬＩＮ２から最下位のＩＣ３の受信端子ＬＩＮ１に送られ、ＩＣ３の送信端子ＬＩＮ２からマイコン３０の受信端子ＬＩＮ１（不図示）に送られる。このように、通信コマンド２９２は、各ＩＣ１〜ＩＣ３の送受信端子を直列にループ状に接続した通信系６０２を介して伝送される。電池ブロック９ＢのＩＣ４〜ＩＣ６に関しても同様である。
【００７２】
各集積回路を代表してＩＣ１の回路で説明するが、上述のとおり他の集積回路も構成や動作が同じである。ＩＣ１の受信端子ＬＩＮ１に通信コマンド２９２が送信され、各集積回路は受信した通信コマンド２９２を次の集積回路に対して送信端子ＬＩＮ２から送信する。上記動作において、受信した通信コマンド２９２の指示対象が自分自身かを図６のコマンド処理回路３４４で判断し、自分自身の集積回路が対象の場合に通信コマンドに基づく処理を行う。上述の処理が各集積回路で通信コマンド２９２の送受信に基づき順次行われる
【００７３】
従って、受信レジスタ３２２に保持された通信コマンド２９２がＩＣ１と関係しない場合であっても、受信した通信コマンド２９２に基づき次の集積回路への送信を行うことが必要となる。受信した通信コマンド２９２のアイデンティファイア３２８の内容をコマンド処理回路３４４が取り込み、ＩＣ１自身が通信コマンド２９２の指令対象かどうかを判断する。ＩＣ１自身が通信コマンド２９２の指令対象でない場合は、アイデンティファイア３２８およびデータ３３０の内容をそのまま送信レジスタ３０２のアイデンティファイア３０８やデータ３１０の部分に移し、また送受信誤動作チェックのためのチェックサム３１２を入力して送信レジスタ３０２内の送信信号を完成し、送信端子ＬＩＮ２から送信する。送信レジスタ３０２も受信レジスタ３２２と同様にシフトレジスタで作られている。
【００７４】
受信した通信コマンド２９２の対象が自分である場合、通信コマンド２９２に基づく指令を実行する。以下実行について説明する。
【００７５】
受信した通信コマンド２９２の対象が自分を含む集積回路全体に関する場合がある。例えばＲＥＳコマンドやＷａｋｅＵＰコマンド、Ｓｌｅｅｐコマンドがこのようなコマンドである。ＲＥＳコマンドを受信するとコマンド処理回路３４４でコマンド内容を解読しＲＥＳ信号を出力する。ＲＥＳ信号が発生すると、図５の現在値記憶回路２７４や初期値記憶回路２７５、フラグ記憶回路２８４の保持データが全て初期値である「ゼロ」になる。図５の基準値記憶回路２７８の内容は「ゼロ」にならないが、「ゼロ」になるようにしても良い。もし基準値記憶回路２７８の内容を「ゼロ」に変更すると、ＲＥＳ信号の発生後に図４に示す測定と診断が各集積回路で独自に実行されるので、診断の基準値となる基準値記憶回路２７８の値を速やかにセットすることが必要となる。この煩雑さを避けるために、基準値記憶回路２７８の内容はＲＥＳ信号で変更されないように回路が構成されている。基準値記憶回路２７８の値は頻繁に変更される属性のデータではないので、以前の値を使用しても良い。もし変更の必要があれば他の通信コマンド２９２で個々に変更できる。ＲＥＳ信号で平均化制御回路２６３の保持値は所定値、例えば１６となる。すなわち通信コマンド２９２で変更されなければ、１６回の測定値の平均を演算するように設定される。
【００７６】
ＷａｋｅＵＰコマンドがコマンド処理回路３４４から出力されると図４の起動回路２５４が動作を開始し、計測と診断動作が開始される。これにより、集積回路自身の消費電力は増加する。一方、Ｓｌｅｅｐ信号がコマンド処理回路３４４から出力されると図４の起動回路２５４の動作が停止し、計測と診断動作が停止する。これにより、集積回路自信の消費電力は著しく減少する。
【００７７】
次に通信コマンド２９２によるデータの書き込みおよび変更を、図６を参照して説明する。通信コマンド２９２のアイデンティファイア３２８は選択すべき集積回路を示している。データ３００が、アドレスレジスタ３４８や基準値記憶回路２７８へのデータ書き込み命令、あるいは平均化制御回路２６３や選択回路２８６へのデータ書き込み命令の場合は、コマンド処理回路３４４は命令内容に基づき書き込み対象を指定し、データ３３０を書き込み対象のレジスタに書き込む。
【００７８】
アドレスレジスタ３４８は集積回路自身のアドレスを保持するレジスタであり、この内容により自分のアドレスが決まる。ＲＥＳ信号でアドレスレジスタ３４８の内容はゼロとなり、集積回路自身のアドレスは「ゼロ」アドレスとなる。新たに命令によりアドレスレジスタ３４８の内容が変更されると、集積回路自身のアドレスは変更された内容に変わる。
【００７９】
通信コマンド２９２によりアドレスレジスタ３４８の記憶内容の変更の他に、図５に記載の基準値記憶回路２７８やフラグ記憶回路２８４,平均化制御回路２６３、選択回路２８６の保持内容を変更できる。これらに関し変更対象が指定されると、変更値であるデータ３３０の内容がデータバス２９４を介して変更対象の回路に送られ、保持内容が変更される。図５の回路はこの変更された内容に基づき動作を実行する。
【００８０】
通信コマンド２９２には集積回路内部に保持されているデータの送信命令が含まれている。アイデンティファイア３２８の命令で送信対象データの指定が行われる。例えば現在値記憶回路２７４や基準値記憶回路２７８の内部レジスタが指定されると、指定されたレジスタの保持内容がデータバス２９４を介して送信レジスタ３０２のデータ３１０の回路に保持され、要求されたデータ内容として送信される。このようにして、図１に示すマイコン３０は、通信コマンド２９２により必要な集積回路の測定値や状態を表すフラグを取り込むことが可能となる。
【００８１】
《第１の実施の形態》
上述したように、セル電圧測定を行う際には、ＣＶ１〜ＣＶ６端子およびＧＮＤＳ端子から、測定対象となる電池セルの両極に接続された一対の端子を図３に示すマルチプレクサ１２０により選択する。この端子選択のセレクト信号はＩＣ２内のデジタル領域（図３のＩＣ制御回路）で生成され、マルチプレクサ１２０に入力される。しかしながら、マルチプレクサ１２０に不具合が生じた場合に、セレクト信号の指令と異なる端子を選択する場合がある。そのような場合でも、従来は、マイコン３０側に送信されたセル電圧から、それが正しく選択されて測定されたセル電圧であるか否かを判断することはできなかった。そこで、以下に説明するように、第１の実施の形態では、マイコン３０側に送信されたセル電圧に基づいて、マルチプレクサ１２０による端子選択が正しく行われているか否かを判定できるようにした。
【００８２】
以下、図７〜図１２を参照して、マルチプレクサ接続診断について説明する。上述したように、各ＩＣは、タイミング制御回路１２６の指示に基づく電圧測定や状態診断を、上位コントローラであるマイコンの指令とは関係なく周期的に行うとともに、マイコンの指令に基づいてバランシングスイッチをオンし、各電池セルの容量調整を行っている。しかしながら、バランシングスイッチをオンして容量調整を行っている状態では、ＶＣ１〜ＶＣ６端子の電圧計測ラインに設けられた抵抗ＲＣＶに放電電流が流れて電圧降下が生じ、ＶＣ端子間の電圧が電池セルの電圧値と異なることになる。そのため、バランシング動作中であっても、セル電圧を測定する期間のみ自動的にそのセル電圧測定に影響するバランシングスイッチをオフする、バランシングスイッチマスク機能（以下では、マスク機能と称する）を備えている。
【００８３】
図７を参照して、ＩＣ２の電池セルＢＣ１の容量調整を行う場合を例に、マスク機能を説明する。図７（ａ）はＩＣ２、電池セルＢＣ１〜ＢＣ６、および、セル電圧を検出するための周辺回路を示す図である。図７（ｂ）は、マスク機能オンオフ時のバランシングスイッチＢＳ１の動作と、ＣＶ１−ＣＶ２端子間の電圧とを説明する図である。図７（ｂ）に示すタイミングチャートの前半部分（マスク機能オンと示す範囲）がマスク機能をオンとした場合を示し、タイミングチャートの後半部分（マスク機能オフと示す範囲）がマスク機能をオフとした場合を示す。
【００８４】
前述したように、ＩＣ２はマイコン３０の指令とは関係なく、所定の周期Ｔ１で各電池セルＢＣ１〜ＢＣ６のセル電圧の測定を行うとともに、関連する内部診断（例えば、過充電検出）を行っている。そして、セル電圧が測定される度に、図３のデータ保持回路１２５（図５の現在値記憶回路２７４）に保持されているセル電圧が書き換えられる。電池セルＢＣ１のバランシングを行う場合には、マイコン３０からバランシングスイッチＢＳ１をオンする指令がＩＣ２に送信される。ＩＣ２は、その指令に従ってバランシングスイッチＢＳ１をオンする。
【００８５】
バラシングスイッチＢＳ１をオンすると、図７（ａ）の矢印で示すように電池セルＢＣ１の放電電流が流れる。このとき、ＣＶ１端子の電圧計測ラインに設けられた抵抗ＲＣＶに放電電流が流れるため、ＣＶ１−ＣＶ２端子間の電圧は、電池セルＢＣ１のセル電圧Ｖc1より抵抗ＲＣＶの電圧降下ΔＶ分だけ低下する。その他の端子間（ＣＶ２−ＣＶ３，ＣＶ３−ＣＶ４，ＣＶ４−ＣＶ５，ＣＶ５−ＣＶ６，ＣＶ６−ＧＮＤＳ）の電圧は、放電電流の影響を受けることなく各電池セルＢＣ２〜ＢＣ６のセル電圧Ｖc2〜Ｖc6を示す。
【００８６】
そのため、従来は、測定期間中には、その測定に影響を与えるバランシングスイッチをオフ状態とする機能、すなわちマスク機能を備えるようにしている。図７（ａ）に示す例の場合には、図７（ｂ）の前半部分（マスク機能オン状態）に示すように、電池セルＢＣ１のセル電圧測定期間中はバランシングスイッチＢＳ１をオフするようにした。
【００８７】
ところで、マスク機能をオフして各電池セルＢＣ１〜ＢＣ６の電圧測定を行うと、上述したように放電電流の影響を受けるＣＶ１−ＣＶ２端子間電圧はＶc1−ΔＶとなる。すなわち、マスク機能オン時には、電池セルＢＣ１〜ＢＣ６のセル電圧として順にＶc1，Ｖc2，Ｖc3，Ｖc4，Ｖc5，Ｖc6が測定され、図７（ｂ）の後半部分のようにマスク機能オフの時には、各端子間の電圧は、「ＣＶ１−ＣＶ２間電圧＝Ｖc1−ΔＶ」、「ＣＶ２−ＣＶ３間電圧＝Ｖc2」、「ＣＶ３−ＣＶ４間電圧＝Ｖc3」、「ＣＶ４−ＣＶ５間電圧＝Ｖc4」、「ＣＶ５−ＣＶ６間電圧＝Ｖc5」、「ＣＶ６−ＧＮＤＳ間電圧＝Ｖc6」となる。すなわち、電池セルＢＣ１〜ＢＣ６のセル電圧として順にＶc1−ΔＶ，Ｖc2，Ｖc3，Ｖc4，Ｖc5，Ｖc6が測定されることになる。
【００８８】
よって、電池セルＢＣ１のセル電圧測定時にマルチプレクサ１２０がＶＣ１端子とＶＣ２端子とを選択していれば、マスク機能オフ時には、マスク機能オン時よりもΔＶだけ低い電圧が測定される。このことから、マスク機能オン時のセル電圧とマスク機能オフ時のセル電圧とを比較することにより、マルチプレクサ１２０が指令通りのＶＣ１，ＶＣ２端子を選択しているか否かを診断することができる。抵抗ＲＣＶ、ＲＢの抵抗値をＲcv、Ｒb、バランシングスイッチＢＳ１のオン抵抗をＲonとすると、ΔＶ＝Ｖc1・Ｒcv／（Ｒb＋Ｒcv＋Ｒon）となる。差分＝Ｖc1−（Ｖc1−ΔＶ）＝ΔＶを適当な閾値と比較判定することにより、マルチプレクサ１２０により電池セルＢＣ１が正しく選択されたか否かを診断することができる。
【００８９】
なお、ＢＳ１オンでＢＳ２〜ＢＳ６オフの場合は、その他の端子間電圧はマスク機能オンオフで変化しないので、マルチプレクサ１２０の接続診断をすることはできない。例えば、各電池セルＢＣ２〜ＢＣ６のセル電圧が等しい場合には、マルチプレクサ１２０が指令通りに端子を選択しているか否かを判定できない。
【００９０】
図８は、電池セルＢＣ２のセル電圧測定時に、マルチプレクサ１２０による端子選択の診断を説明する図である。先ず、図８（ｂ）に示すようにマスク機能オンの状態でバランシングスイッチＢＳ２をオンし、各電池セルのセル電圧を順に測定する。バランシングスイッチＢＳ２をオンした場合、図８（ａ）に示すように、ＣＶ３端子の電圧計測ラインに設けられた抵抗ＲＣＶに放電電流が流れるため、抵抗ＲＣＶにおける電圧降下は、ＣＶ２−ＣＶ３端子間電圧およびＣＶ３−ＣＶ４端子間電圧の両方の測定に影響する。そのため、マスク機能オン状態では、電池セルＢＣ２および電池セルＢＣ３のセル電圧を測定する期間中において、バランシングスイッチＢＳ２がオフされる。その結果、電池セルＢＣ１〜ＢＣ６のセル電圧として、順にＶc1，Ｖc2，Ｖc3，Ｖc4，Ｖc5，Ｖc6が測定される。
【００９１】
次に、マスク機能をオフして各端子間電圧を測定すると、図８（ａ）に示すように抵抗ＲＣＶ間に電圧降下ΔＶが生じるので、「ＣＶ１−ＣＶ２間電圧＝Ｖc1」、「ＣＶ２−ＣＶ３間電圧＝Ｖc2−ΔＶ」、「ＣＶ３−ＣＶ４間電圧＝Ｖc3＋ΔＶ」、「ＣＶ４−ＣＶ５間電圧＝Ｖc4」、「ＣＶ５−ＣＶ６間電圧＝Ｖc5」、「ＣＶ６−ＧＮＤＳ間電圧＝Ｖc6」が得られる。すなわち、電池セルＢＣ２およびＢＣ３のセル電圧はマスク機能がオンの場合とオフの場合とで異なるので、この差分を閾値と比較することで、マルチプレクサ１２０が指令通りに電池セルＢＣ２，ＢＣ３を選択しているか否かを診断することができる。このときのΔＶは、ΔＶ＝Ｖc2・Ｒcv／（Ｒb＋Ｒcv＋Ｒon）となる。
【００９２】
同様にして、図９（ａ）に示すようにマスク機能オフでバランシングスイッチＢＳ３をオンすると、端子間電圧は、「ＣＶ１−ＣＶ２間電圧＝Ｖc1」、「ＣＶ２−ＣＶ３間電圧＝Ｖc2＋ΔＶ」、「ＣＶ３−ＣＶ４間電圧＝Ｖc3−ΔＶ」、「ＣＶ４−ＣＶ５間電圧＝Ｖc4」、「ＣＶ５−ＣＶ６間電圧＝Ｖc5」、「ＣＶ６−ＧＮＤＳ間電圧＝Ｖc6」となる。よって、電池セルＢＣ２，ＢＣ３に関するマルチプレクサ接続診断を行うことができる。このときのΔＶは、ΔＶ＝Ｖc3・Ｒcv／（Ｒb＋Ｒcv＋Ｒon）となる。
【００９３】
図９（ｂ）は、マスク機能オフでバランシングスイッチＢＳ４をオンした場合を示す。この場合の端子間電圧は、「ＣＶ１−ＣＶ２間電圧＝Ｖc1」、「ＣＶ２−ＣＶ３間電圧＝Ｖc2＋ΔＶ」、「ＣＶ３−ＣＶ４間電圧＝Ｖc3」、「ＣＶ４−ＣＶ５間電圧＝Ｖc4−ΔＶ」、「ＣＶ５−ＣＶ６間電圧＝Ｖc5＋ΔＶ」、「ＣＶ６−ＧＮＤＳ間電圧＝Ｖc6」となる。このときのΔＶは、ΔＶ＝Ｖc4・Ｒcv／（Ｒb＋Ｒcv＋Ｒon）となる。
【００９４】
また、図１０（ａ）はマスク機能オフでバランシングスイッチＢＳ５をオンした場合を示し、端子間電圧は、「ＣＶ１−ＣＶ２間電圧＝Ｖc1」、「ＣＶ２−ＣＶ３間電圧＝Ｖc2＋ΔＶ」、「ＣＶ３−ＣＶ４間電圧＝Ｖc3」、「ＣＶ４−ＣＶ５間電圧＝Ｖc4＋ΔＶ」、「ＣＶ５−ＣＶ６間電圧＝Ｖc5−ΔＶ」、「ＣＶ６−ＧＮＤＳ間電圧＝Ｖc6」となる。このときのΔＶは、ΔＶ＝Ｖc5・Ｒcv／（Ｒb＋Ｒcv＋Ｒon）となる。図９（ｂ）および図１０（ａ）のいずれの場合も、電池セルＢＣ４，ＢＣ５に関するマルチプレクサ接続診断を行うことができる。
【００９５】
ところで、各電池セルＢＣ１〜ＢＣ６のセル電圧は厳密に一定ではなく、ばらついている。そのため、差分とΔＶとの比較で診断を行うためには、ΔＶ（＝Ｖcj・Ｒcv／（Ｒb＋Ｒcv＋Ｒon）：ｊ＝１〜５）がセル電圧のばらつきよりも大きくなるように、抵抗ＲＣＶを設定する必要がある。また、本実施の形態では、バランシングスイッチＢＳ１〜ＢＳ６をオンオフして、各セル電圧のばらつきが所定の電圧範囲内に収まるように容量調整を行うように構成されている。そのため、実際の電圧ばらつきは、容量調整を開始する電圧ばらつき閾値以下となっている。そこで、ΔＶが電圧ばらつき閾値よりも大きくなるように、抵抗ＲＣＶの値を設定するようにしても良い。
【００９６】
また、上述した差分による診断を行う際の判定閾値も、セル電圧のばらつきより大きくしないと正確な診断をすることができない。
【００９７】
上述したように、ΔＶの値は、バランシングを行っている電池セルＢＣのセル電圧に依存している。マルチプレクサ接続診断を実施する際に、後述するステップＳ１１で取得されるセル電圧に基づいてΔＶを算出し、その算出されたΔＶを用いて閾値を設定するようにしても良い。例えば、算出されたΔＶの８０％の値を閾値に設定する。また、平均的なセル電圧を用いてΔＶを算出し、そのΔＶに基づいて閾値を設定しても良い。ΔＶが閾値以上となった場合には、マルチプレクサ１２０による選択は正常であると判定する。
【００９８】
図１０（ｂ）は、マスク機能オフでバランシングスイッチＢＳ６をオンした場合を示す。この場合には、放電電流の経路に抵抗ＲＣＶが無いので、各端子間電圧はマスク機能オンの場合と同じになる。そのため、この診断結果だけでは、電池セルＢＣ６に関するマルチプレクサ１２０の端子選択が正しいか否かを診断することはできないが、図７（ａ）、図８（ａ）、図９の（ａ），（ｂ）、図１０（ａ）に示す他のバランシングスイッチＢＳ１〜ＢＳ５をオンした場合の電池セルＢＣ６のセル電圧も参照することで、診断が可能となる。
【００９９】
なぜならば、電池セルＢＣ６のセル電圧測定指令に対して、他の端子を選択してしまう状況にあった場合、図７（ａ）、図８（ａ）、図９の（ａ），（ｂ）、図１０（ａ）の診断の際にも、同じような誤選択をしていると考えられる。そのため、図７（ａ）、図８（ａ）、図９の（ａ），（ｂ）、図１０（ａ）のいずれかの診断の際に、電池セルＢＣ６のセル電圧としてＶc6以外の値が測定されることになる。よって、図７（ａ）、図８（ａ）、図９の（ａ），（ｂ）、図１０（ａ）の、いずれの診断においても、電池セルＢＣ６のセル電圧測定値がＶc6であった場合には、マルチプレクサ１２０は指令通りに電池セルＢＣ６を選択していると診断できる。
【０１００】
図１１は、マルチプレクサ接続診断の一例を示すフローチャートである。このマルチプレクサ接続診断の処理は、車両停止時、すなわち、キーオフされてマイコン３０のシャットダウン処理時に行われる。ステップＳ１０では、マイコン３０は、ＣＡＮ経由で電池ディスコネクトユニットＢＤＵ（図１参照）のリレー状態に関する情報を取得し、リレーＲＬ，ＲＬｐがオープンか否かを判定する。そして、リレーＲＬ，ＲＬｐがオープン状態であると判定すると、ステップＳ１１０へ進む。
【０１０１】
ステップＳ１１では、マイコン３０は、ＩＣ１に対して各電池セルのセル電圧データを送信するように指令する。その結果、ＩＣ１はデータ保持回路１２５（図３参照）に保持されている各電池セルのセル電圧を送信端子ＬＩＮ２から送信する。なお、初期設定では図７（ｂ）に示すようにマスク機能はオンとなっているので、ここでは、マスク機能オン時のセル電圧が測定され、それらがマイコン３０へ送信される。
【０１０２】
次いで、マイコン３０は、ステップＳ１２においてバランシングスイッチＢＳ１のオン指令を、ステップＳ１３においてマスク機能オフの指令を、それぞれＩＣ１に送信する。指令を受けたＩＣ１は、バランシングスイッチＢＳ１をオンした後に、マスク機能をオフする。その間もＩＣ１は図７（ｂ）に示すようなセル電圧測定および内部診断を所定周期Ｔ１毎に繰り返し行っている。
【０１０３】
マイコン３０は、ステップＳ１３のマスク機能オフ指令の後、所定時間が経過したならば、ステップＳ１４において電池セルＢＣ１〜ＢＣ６のセル電圧データを送信する指令をＩＣ１に送信する。ここで、所定時間は、ＩＣ１がマスク機能オフしてから少なくとも１測定周期分のセル電圧を完了するまでに必要な時間以上に設定され、例えば、ＩＣ内測定周期Ｔ１の２倍の時間が設定される。ステップＳ１５では、ＩＣ１のマスク機能をオンするとともにバランシングスイッチＢＳ１をオフする。
【０１０４】
ステップＳ１６では、マスク機能オン時のＩＣ１の電池セルＢＣ１のセル電圧とマスク機能オフ時の電池セルＢＣ１のセル電圧との差分を、所定閾値と比較することで、マルチプレクサ１２０が指示通りにセル電池ＢＣ１を選択しているか否かを診断する。ステップＳ１７では、全ての電池セルに関してマルチプレクサ接続診断が終了したか否かを判定する。図１に示す例では、セル電圧データ等の送信に関する通信系６０２は、ＩＣ１〜ＩＣ３とＩＣ４〜ＩＣ６とはそれぞれ独立しているので、マイコン３０へのセル電圧データの送信を並列に行うことができる。そのような並列処理を行った場合、ステップＳ１７においては、１６セルの電池セルに関する診断が終了したか否かを判定する。
【０１０５】
上述したようにＩＣ１のＣＶ１−ＣＶ２端子選択に関するマルチプレクサ接続診断が終了したならば、ステップＳ１１に戻って次のバランシングスイッチＢＳ２をオンする。そして、ＣＶ２−ＣＶ３端子間、およびＣＶ３−ＣＶ４端子間の電圧に関するステップＳ１１〜Ｓ１６の処理を行い、電池セルＢＣ２，ＢＣ３の選択に関するマルチプレクサ接続診断を行う。このような処理を、ＩＣ１〜ＩＣ３に接続されている１６セルの電池セルに関して順に行い、ＩＣ３の電池セルＢＣ６選択に関するマルチプレクサ接続診断が終了すると、ステップＳ１７においてｙｅｓと判定され、一連のマルチプレクサ接続診断処理を終了する。
【０１０６】
上述したように、本実施の形態では、マスク機能をオフするとともにバランシングスイッチをオンした状態でのセル電圧を測定し、そのセル電圧とマスク機能オン時に測定されるセル電圧との差（ΔＶ）を検出することで、マルチプレクサ１２０が指示通りにセル選択を行っているか否かを診断することができる。そして、ΔＶが所定閾値以上である場合にはマルチプレクサ１２０の選択動作は正常に機能していると診断し、ΔＶが所定閾値よりも小さい場合には、選択動作に異常ありと診断する。
【０１０７】
このように、計測されるセル電圧の電圧変化（ΔＶ）を検出して診断を行っているので、セル電圧にノイズ（インバータノイズなど）が重畳し、ノイズの振幅が期待する電圧変化（ΔＶ）と同等かそれ以上の場合には診断が困難になり、誤診断の原因となる。そのため、上述した実施の形態では、車両がキーオフされて図１のＢＤＵがオープンになったシャットダウン処理時に、上述したマルチプレクサ接続診断を行うようにした。また、車両スタート（キーオン）時のリレーがオープンの状態で、上述したマルチプレクサ接続診断を行うようにしても良い。
【０１０８】
なお、ノイズが十分小さく、充放電電流によるセル電圧の変化がΔＶよりも十分低いと保証できる状態であれば、車両運転中であっても良い。例えば、車両アイドリング中（電流ゼロ）に処理を実行する。また、重畳ノイズよりも高速に測定することで、ノイズの影響を低減できる。
【０１０９】
また、シャットダウン時のリレーがオープンとなっている状態であっても、その直前に流れた電流の影響により電池セルの分極が収まらず、セル電圧が安定しない場合がある。そのような場合には、セル電圧が安定するまで待って、セル電圧が安定したならば診断処理を開始すれば良い。そのような処理の一例を図１２に示す。図１２に示すフローチャートでは、図１１に示すフローチャートにステップＳ２０〜Ｓ２３の処理がさらに追加されている。
【０１１０】
ステップＳ１０においてリレーがオープンしていると判定されると、ステップＳ２０に進んで、ＩＣ１の電池セルＢＣ１のセル電圧を要求する指令を送信する。ＩＣ１からは、電池セルＢＣ１のセル電圧Ｖc1がマイコン３０へ送信される。なお、ここでは、ＩＣ１の電池セルＢＣ１のセル電圧を要求したが、いずれのセル電圧でもかまわない。ステップＳ２１では、ステップＳ２０で取得されたセル電圧とマイコン３０のメモリに記憶されているセル電圧とを比較し、その変化が所定値以下の場合には、ステップＳ１１に進んで上述したマルチプレクサ接続診断処理を実行する。
【０１１１】
なお、初めてステップＳ２１を実行する場合には、メモリにはセル電圧（前回にステップＳ２０で取得されたセル電圧）は記憶されていないので、ステップＳ２０で取得されたセル電圧をメモリに記憶した後、ステップＳ２１からステップＳ２２へ進む。ステップＳ２２では、ステップＳ２１の処理回数が所定回数になったか否かを判定する。ステップＳ２２で所定回数未満と判定されると、ステップＳ２０へ戻る。
【０１１２】
ステップＳ２１の処理回数が所定回数になるまではステップＳ２２でＮＯと判定され、ステップＳ２０→ステップＳ２１→ステップＳ２２→ステップＳ２０の処理が所定時間で繰り返される。それにより、セル電圧が所定時間間隔で取得されることになる。上述した所定値および所定時間は、マスク機能オン時のセル電圧取得からマスク機能オフ時のセル電圧取得までの経過時間と、ΔＶ検出時の閾値とに基づいて設定される。例えば、所定時間＝経過時間であれば、所定値＝閾値と設定され、所定時間＝経過時間／１０であれば、所定値も閾値の１／１０に設定される。
【０１１３】
すなわち、ステップＳ２１で所定値以下と判定された場合は、ΔＶ検出が可能な程度までセル電圧が安定したことになり、ステップＳ１１に進んで上述したマルチプレクサ接続診断処理を実行する。
【０１１４】
一方、セル電圧の変化が所定値よりも大きくて診断ができない場合には、ステップＳ２２へ進んで、ステップＳ２１の処理回数が所定回数になったか否かを判定する。そして、ステップＳ２２で所定回数と判定されるとステップＳ２４へ進み、誤診断のおそれがあるのでマルチプレクサ接続診断を行わなかったことを、データとしてＥＥＰＲＯＭに記憶する。
【０１１５】
このように、分極が収まらずに診断を行わなかったキーサイクル回数が予め定めておいた回数（例えば、３回）続いた場合には、次の回数（４回目）においては、図１２に示す「ステップＳ２０→ステップＳ２１→ステップＳ２２→ステップＳ２０」の処理を分極が収まるまで繰り返し、電圧変化が所定値を下回ったことを確認してからマルチプレクサ接続診断を行うようにする。それにより、マルチプレクサ接続診断が長期間未実施となるのを避けることができる。また、シャットダウン処理においてマルチプレクサ接続診断よりも先に実施できる処理がある場合には、その処理を先に実施して、分極が収まるための時間を稼ぐようにしても良い。なお、ＩＣの故障やセンシング線ＳＬの断線など、その他の故障が検知されている場合には、マルチプレクサ接続診断を省略してもかまわない。
【０１１６】
なお、上述した実施の形態では、診断対象のＩＣに接続された電池セルの全てのセル電圧データをマイコン３０に送信するようにしたが、診断に必要なセル電圧だけを送信するようにしても良い。
【０１１７】
《第２の実施の形態》
以下で説明する第２の実施の形態では、電池状態検出回路が正常動作しているか否かを診断する機能、すなわち、マルチプレクサによる選択が正常に行われているか否かを診断する機能と、過充電を検知する過充電検知回路（過充電検知系）が正常に動作しているか否かを診断する機能とを新たに付加するようにした。
【０１１８】
［マルチプレクサ選択診断］
図１３は、第２の実施の形態を説明する図であり、図５の場合と同様に、集積回路（ＩＣ１〜ＩＣ６）の内部ブロックを示す図である。図１３に示すＩＣ１では、図５に示す構成に加えて、マルチプレクサＭＵＸ１〜ＭＵＸ５、抵抗ＲＰＵ，Ｒ１〜Ｒ４，ＲＰＤおよびスイッチＳＷがさらに設けられている。なお、図１３では、図５に示す構成の内、説明に必要な構成を図示している。マルチプレクサ１２０にはマルチプレクサＨＶＭＵＸ１，ＨＶＭＵＸ２が設けられており、各マルチプレクサＨＶＭＵＸ１，ＨＶＭＵＸ２の出力が差動増幅器２６２に入力される。電圧源４００はＩＣ１内部に従来から設けられているものであり、例えば、アナログデジタル変換器１２２Ａのレファレンス電圧を与える電圧源などが用いられる。なお、電圧源に代えて電流源を用いても構わない。また、図１３では、図５の通信回路１２７とロジック回路とを合わせて、ＬＯＧＩＣ／通信回路４０１としている。
【０１１９】
抵抗ＲＰＵ，Ｒ１〜Ｒ４，ＲＰＤは直列接続されており、抵抗ＲＰＤの一端はＩＣ１の端子ＧＮＤに接続され、抵抗ＲＰＵの一端はスイッチＳＷに接続されている。なお、図１３における各端子Ｖ１〜Ｖ４、ＧＮＤは、図２の各端子ＣＶ３〜ＣＶ６、ＧＮＤＳに対応している。抵抗Ｒ１〜Ｒ４の抵抗値は、Ｒ１≠Ｒ２≠Ｒ３≠Ｒ４のように全て異なるように設定されている。そのため、スイッチＳＷをオンすると、電圧源４００の電圧は各抵抗ＲＰＵ，Ｒ１〜Ｒ４，ＲＰＤにより分圧され、各抵抗Ｒ１〜Ｒ４により生成される電圧Ｖr1，Ｖr2，Ｖr3，Ｖr4はそれぞれ異なっている。また、抵抗Ｒ１〜Ｒ４の抵抗値は、生成される電圧Ｖr1，Ｖr2，Ｖr3，Ｖr4がセル電圧の正常範囲から外れた値となるように設定される。すなわち、セル電圧の正常範囲が「ＶcL≦セル電圧≦ＶcU」であった場合には、電圧Ｖr1〜Ｖr4がＶcLよりも小さいか、または、ＶcUよりも大きくなるように抵抗Ｒ１〜Ｒ４の抵抗値を設定する。
【０１２０】
なお、抵抗ＲＰＵ，ＲＰＤおよびＭＵＸ１，ＭＵＸ５は所望の電圧を生成させるために設けられたものであって、必須な構成ではない。それらを設けるか否かは、電圧源（または電流源）４００、セル電圧、差動増幅器２６２の入力レンジに応じて決定される。
【０１２１】
ここでは、抵抗Ｒ１〜Ｒ４として固定抵抗を想定しているが、例えば、抵抗値を外部から変更できるような可変抵抗にしておき、直前に読んだセル電圧と有意な差を付けた電圧が発生するような抵抗値とすることもできる。例えば、通常のセル電圧を３．５Ｖとした場合、診断モードに入ったならば、抵抗Ｒ１をセル電圧の正常範囲外の２．５Ｖとなるように調整する。
【０１２２】
各マルチプレクサＭＵＸ１〜ＭＵＸ５は２つの入力端子０，１を有しており、入力端子０，１のいずれか一方を選択することができる。マルチプレクサＭＵＸ１の入力端子０は、ＩＣ１の入力端子Ｖ１およびセンシング線Ｌ１を介して電池セルＢＣ１の正極に接続され、入力端子１は抵抗ＲＰＵと抵抗Ｒ１との間に接続されている。一方、マルチプレクサＭＵＸ１の出力側は、マルチプレクサＨＶＭＵＸ１の入力端子００に接続されている。
【０１２３】
マルチプレクサＭＵＸ１が入力端子０を選択すると、マルチプレクサＨＶＭＵＸ１の入力端子００の電位は電池セルＢＣ１の正極側と同電位となり、逆に、マルチプレクサＭＵＸ１が入力端子１を選択すると、マルチプレクサＨＶＭＵＸ１の入力端子００の電位は抵抗ＲＰＵと抵抗Ｒ１との間の電位となる。すなわち、マルチプレクサＭＵＸ１を切り替えることによって、セル電圧の代わりにあらかじめ定められた既知の電圧を、マルチプレクサＨＶＭＵＸ１の入力端子００に入力することができる。
【０１２４】
マルチプレクサＭＵＸ２の入力端子０は、ＩＣ１の入力端子Ｖ２およびセンシング線Ｌ２を介して電池セルＢＣ２の正極（電池セルＢＣ１の負極）側に接続され、入力端子１は抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２との間に接続されている。一方、マルチプレクサＭＵＸ２の出力側は、マルチプレクサＨＶＭＵＸ１の入力端子０１およびマルチプレクサＨＶＭＵＸ２の入力端子００にそれぞれ接続されている。すなわち、マルチプレクサＭＵＸ２が入力端子０を選択すると、マルチプレクサＨＶＭＵＸ１の入力端子０１およびマルチプレクサＨＶＭＵＸ２の入力端子００の電位は電池セルＢＣ２の正極（電池セルＢＣ１の負極）側と同電位となり、逆に、マルチプレクサＭＵＸ１が入力端子１を選択すると、マルチプレクサＨＶＭＵＸ１の入力端子００およびマルチプレクサＨＶＭＵＸ２の入力端子００の電位は抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２との間の電位となる。
【０１２５】
マルチプレクサＭＵＸ３の入力端子０は、ＩＣ１の入力端子Ｖ３およびセンシング線Ｌ３を介して電池セルＢＣ３の正極（電池セルＢＣ２の負極）側に接続され、入力端子１は抵抗Ｒ２と抵抗Ｒ３との間に接続されている。一方、マルチプレクサＭＵＸ３の出力側は、マルチプレクサＨＶＭＵＸ１の入力端子１０およびマルチプレクサＨＶＭＵＸ２の入力端子０１にそれぞれ接続されている。すなわち、マルチプレクサＭＵＸ３が入力端子０を選択すると、マルチプレクサＨＶＭＵＸ１の入力端子１０およびマルチプレクサＨＶＭＵＸ２の入力端子０１の電位は電池セルＢＣ３の正極（電池セルＢＣ２の負極）側と同電位となり、逆に、マルチプレクサＭＵＸ３が入力端子１を選択すると、マルチプレクサＨＶＭＵＸ１の入力端子１０およびマルチプレクサＨＶＭＵＸ２の入力端子０１の電位は抵抗Ｒ２と抵抗Ｒ３との間の電位となる。
【０１２６】
マルチプレクサＭＵＸ４の入力端子０は、ＩＣ１の入力端子Ｖ４およびセンシング線Ｌ４を介して電池セルＢＣ４の正極（電池セルＢＣ３の負極）側に接続され、入力端子１は抵抗Ｒ３と抵抗Ｒ４との間に接続されている。一方、マルチプレクサＭＵＸ４の出力側は、マルチプレクサＨＶＭＵＸ１の入力端子１１およびマルチプレクサＨＶＭＵＸ２の入力端子１０にそれぞれ接続されている。すなわち、マルチプレクサＭＵＸ４が入力端子０を選択すると、マルチプレクサＨＶＭＵＸ１の入力端子１０およびマルチプレクサＨＶＭＵＸ２の入力端子０１の電位は電池セルＢＣ４の正極（電池セルＢＣ３の負極）側と同電位となり、逆に、マルチプレクサＭＵＸ４が入力端子１を選択すると、マルチプレクサＨＶＭＵＸ１の入力端子１１およびマルチプレクサＨＶＭＵＸ２の入力端子１０の電位は抵抗Ｒ３と抵抗Ｒ４との間の電位となる。
【０１２７】
マルチプレクサＭＵＸ５の入力端子０は、ＩＣ１の端子ＧＮＤおよびセンシング線Ｌ４を介して電池セルＢＣ４の負極側に接続され、入力端子１は抵抗Ｒ４と抵抗ＲＰＤとの間に接続されている。一方、マルチプレクサＭＵＸ５の出力側は、ルチプレクサＨＶＭＵＸ２の入力端子１１に接続される。すなわち、マルチプレクサＭＵＸ５が入力端子０を選択すると、マルチプレクサＨＶＭＵＸ１の入力端子１０およびマルチプレクサＨＶＭＵＸ２の入力端子０１の電位は電池セルＢＣ４の負極と同電位となり、逆に、マルチプレクサＭＵＸ５が入力端子１を選択すると、マルチプレクサＨＶＭＵＸ２の入力端子１１の電位は抵抗Ｒ４と抵抗ＲＰＤとの間の電位となる。
【０１２８】
このように構成された第２の実施形態では、セル電圧の代わりに、各抵抗Ｒ１〜Ｒ４により生成した既知の電圧Ｖr1，Ｖr2，Ｖr3，Ｖr4をマルチプレクサＨＶＭＵＸ１，ＨＶＭＵＸ２に入力することで、マルチプレクサＨＶＭＵＸ１，ＨＶＭＵＸ２が正常に動作しているか否かを診断できるようにした。
【０１２９】
（セル電圧測定モード）
セル電圧を計測する通常のモードでは、スイッチＳＷはオフ（開）状態となっており、各マルチプレクサＭＵＸ１〜ＭＵＸ５は入力端子０を選択する状態となっている。電池セルＢＣ１のセル電圧を計測する期間においては、図１４（ａ）に示すようにマルチプレクサＨＶＭＵＸ１およびＨＶＭＵＸ２は入力端子００を選択する。そのため、マルチプレクサＨＶＭＵＸ１からは電池セルＢＣ１の正極側の電位が出力され、マルチプレクサＨＶＭＵＸ２からは電池セルＢＣ１の負極側の電位が出力される。その結果、差動増幅器２６２には、それらの電位差である電池セルＢＣ１の電圧Ｖc1が入力されることになる。セル電圧Ｖc1はアナログデジタル変換器１２２Ａでデジタル値に変換され、現在値記憶回路２７４のレジスタＣＥＬＬ１に保持される。
【０１３０】
同様に、電池セルＢＣ２のセル電圧を計測する期間においては、マルチプレクサＨＶＭＵＸ１およびＨＶＭＵＸ２の入力端子０１が選択され、電池セルＢＣ３のセル電圧を計測する期間においては、マルチプレクサＨＶＭＵＸ１およびＨＶＭＵＸ２の入力端子１０が選択され、電池セルＢＣ４のセル電圧を計測する期間においては、マルチプレクサＨＶＭＵＸ１およびＨＶＭＵＸ２の入力端子１１が選択される。
【０１３１】
図１５（ａ）は、セル電圧測定時および診断時のマルチプレクサＭＵＸ１〜ＭＵＸ５，ＨＶＭＵＸ１，ＨＶＭＵＸ２などの状態を表にしたものである。セル電圧測定時には、診断モードはオフ（diag：０）とされ、全てのマルチプレクサＭＵＸ１〜ＭＵＸ５は入力端子０を選択している。その状態で、両方のマルチプレクサＨＶＭＵＸ１，ＨＶＭＵＸ２の選択状態を００，０１，１０，１１と切り替えることによって、電池セルＢＣ２〜ＢＣ４のセル電圧Ｖc2〜Ｖc4が順に計測される。それらの計測結果は、現在値記憶回路２７４のレジスタＣＥＬＬ１〜ＣＥＬＬ４に保持される。
【０１３２】
このようなセル電圧測定は所定の周期で繰り返し行われ、所定周期ごとにレジスタＣＥＬＬ１〜ＣＥＬＬ４のデータが更新される。マイコン３０からセル電圧要求指示が出されると、指示を受け付けたタイミングにおいてレジスタＣＥＬＬ１〜ＣＥＬＬ４に保持されている最新の出る電圧データをシリアル通信系６０２により出力する。
【０１３３】
（診断モード）
マルチプレクサＨＶＭＵＸ１，ＨＶＭＵＸ２の診断を行う場合には、シリアル通信系６０２を介してマイコン３０からＩＣ１へと診断コマンドが送信される。ＩＣ１で受信された診断コマンドは、順にＩＣ２、ＩＣ３へと伝送され、以下に示すＩＣ１の動作と同様の動作が、ＩＣ２〜ＩＣ３において行われる。ＩＣ４〜ＩＣ６についても同様である。
【０１３４】
診断コマンドを受信したＩＣ１のＬＯＧＩＣ／通信回路４０１は、診断コマンドに基づいて診断モードをオンする信号、すなわち、スイッチＳＷをオン（閉）する信号と、各マルチプレクサＭＵＸ１〜ＭＵＸ５を端子１に切り換える信号を出力する。図１４（ｂ）に示すように、その切換信号によりスイッチＳＷはオンし、各マルチプレクサＭＵＸ１〜ＭＵＸ５は入力端子１を選択する。一方、マルチプレクサＨＶＭＵＸ１，ＨＶＭＵＸ２は、通常のセル電圧測定時の場合と同様に、マイコン３０からの診断コマンドとは無関係に、デコーダ２５７，２５９から出力されるＳＴＧ１・ＳＴＧ２信号に基づいて、電池セルＢＣ１〜ＢＣ４のセル電圧を順に計測するための入力端子の切り替え動作を繰り返し行っている。
【０１３５】
図１５（ａ）に示すように、診断時においては、診断モードはオン（diag：１）とされ、全てのマルチプレクサＭＵＸ１〜ＭＵＸ５は入力端子１を選択している。その状態で、両方のマルチプレクサＨＶＭＵＸ１，ＨＶＭＵＸ２の選択状態は００，０１，１０，１１と順に切り替えられる。例えば、電池セルＢＣ１のセル電圧を計測する期間、すなわち入力端子Ｖ１，Ｖ２間の端子間電圧を計測する期間においては、図１４（ｂ）に示すように、マルチプレクサＨＶＭＵＸ１，ＨＶＭＵＸ２は入力端子００を選択する。そのため、マルチプレクサＨＶＭＵＸ１からは抵抗ＲＰＵ，Ｒ１間の電位が出力され、マルチプレクサＨＶＭＵＸ２からは抵抗Ｒ１，Ｒ２間の電位が出力される。その結果、差動増幅器２６２には、それらの電位差である電圧Ｖr1が入力されることになる。その電圧Ｖr1はアナログデジタル変換器１２２Ａでデジタル値に変換され、セル電圧Ｖc1の場合と同様に、現在値記憶回路２７４のレジスタＣＥＬＬ１に保持される。
【０１３６】
同様に、電池セルＢＣ２のセル電圧を計測する期間においては、マルチプレクサＨＶＭＵＸ１およびＨＶＭＵＸ２の入力端子０１が選択され、電池セルＢＣ３のセル電圧を計測する期間においては、マルチプレクサＨＶＭＵＸ１およびＨＶＭＵＸ２の入力端子１０が選択され、電池セルＢＣ４のセル電圧を計測する期間においては、マルチプレクサＨＶＭＵＸ１およびＨＶＭＵＸ２の入力端子１１が選択される。その結果、抵抗Ｒ２〜Ｒ４により分圧された電圧Ｖr2〜Ｖr4が計測され、現在値記憶回路２７４のレジスタＣＥＬＬ２〜ＣＥＬＬ４に保持される。
【０１３７】
上述したように、ＳＴＧ１・ＳＴＧ２信号によるセル電圧Ｖc1〜Ｖc4の計測は所定周期で繰り返し行われるので、診断モードにおいては、所定周期で電圧Ｖr1〜Ｖr4が測定されることになる。マイコン３０は、診断コマンドを送信してから上記所定時間より長い時間が経過し、レジスタＣＥＬＬ１〜ＣＥＬＬ４に電圧Ｖr1〜Ｖr4が保持されるのに必要な時間だけ待ったならば、レジスタＣＥＬＬ２〜ＣＥＬＬ４に保持されている診断データの返信を要求するコマンドをＩＣ１へ送信する。
【０１３８】
マイコン３０側には診断用の期待値としてＶr1〜Ｖr4が予め記憶されており、ＩＣ１から返信された測定値Ｖr1〜Ｖr4と期待値とが一致していれば、マルチプレクサＨＶＭＵＸ１およびＨＶＭＵＸ２の動作は正常であると診断する。一方、返信された測定値が期待値と異なっている場合には、マルチプレクサＨＶＭＵＸ１，ＨＶＭＵＸ２の少なくとも一方が異常であると診断することができる。
【０１３９】
なお、上述した例では、図１５（ａ）に示すように、診断時にマルチプレクサＭＵＸ１〜ＭＵＸ５の全てを入力端子１に切り替えたが、必ずしもこのような方式にこだわらない。例えば、セル電圧Ｖc1を計測する時にマルチプレクサＨＶＭＵＸ１，ＨＶＭＵＸ２が入力端子００を正しく選択しているかを診断するために、マルチプレクサＭＵＸ１，ＭＵＸ２のみを入力端子１に切り替えるコマンドをマイコン３０から送信するようにしても良い。同様に、入力端子０１の選択状態を診断する場合にはマルチプレクサＭＵＸ２，ＭＵＸ３のみを入力端子１に切り替えるコマンドを送信し、入力端子１０の選択状態を診断する場合にはマルチプレクサＭＵＸ３，ＭＵＸ４のみを入力端子１に切り替えるコマンドを送信し、入力端子１１の選択状態を診断する場合にはマルチプレクサＭＵＸ４，ＭＵＸ５のみを入力端子１に切り替えるコマンドを送信する。この場合、電圧データの返信を要求するコマンドも、その都度送信されることになる。
【０１４０】
また、マルチプレクサＨＶＭＵＸ１，ＨＶＭＵＸ２の切り替えをＳＴＧ１・ＳＴＧ２信号により行なう代わりに、マイコン３０からのコマンドにより切り替えても良い。図１５（ｂ）は、そのような場合における、セル電圧測定時および診断時のマルチプレクサＭＵＸ１〜ＭＵＸ５，ＨＶＭＵＸ１，ＨＶＭＵＸ２などの状態を表にしたものである。この場合、マルチプレクサＨＶＭＵＸ１，ＨＶＭＵＸ２の選択状態をマイコン３０からのコマンドにより指定するので、例えば、入力端子００の選択状態を診断する際には、マルチプレクサＭＵＸ１，ＭＵＸ２の選択状態が１であれば、その他のマルチプレクサＭＵＸ３〜ＭＵＸ５の選択状態は１であっても０であっても構わない。
【０１４１】
ところで、抵抗Ｒ１〜Ｒ４によって分圧された電圧Ｖr1〜Ｖr4はセル電圧の正常範囲を外れた値に設定されているので、返信された電圧値から、マルチプレクサＭＵＸ１〜ＭＵＸ５が正常動作しているか否かも判定できる。例えば、図１４（ｂ）においてマルチプレクサＭＵＸ１，ＭＵＸ２が切り替わっていない場合、電圧Ｖr1ではなくセル電圧Ｖc1が返信されることになり、電圧値からマルチプレクサＭＵＸ１，ＭＵＸ２の選択状態が正しくないことが診断できる。
【０１４２】
［過充電検知系の診断］
また、電圧Ｖr1〜Ｖr4の少なくとも一つをセル電圧の正常範囲よりも大きく、かつ、過充電に相当する電圧値に設定すれば、過充電検知系が正常に動作しているか否かも診断することも可能となる。例えば、電圧Ｖr1が上述した過充電閾値ＯＣよりも少し大きい値となるように、抵抗Ｒ１を設定する。ＡＤ変換された電圧Ｖr1は、現在値記憶回路２７４のレジスタＣＥＬＬ１に保持される。保持された電圧Ｖr1はデジタルマルチプレクサ２７２により読み出されて、デジタル比較器２７０に送られ、基準値記憶回路２７８から読み出された過充電閾値ＯＣと比較される。電圧Ｖr1は過充電閾値ＯＣよりも大きい値に設定されているので、図５において説明したように、異常を表すフラグ［ＭＦｆｌａｇ］と過充電を表すフラグ［ＯＣｆｌａｇ］がフラグ記憶回路２８４にセットされ、異常信号が１ビット通信系６０４を介して送信される。
【０１４３】
ここで、ＩＣの異常により基準値記憶回路２７８の過充電閾値ＯＣレジスタの値が変化してしまった場合、例えば、本来の過充電閾値ＯＣが４Ｖで、これが５Ｖに変化してしまった場合を考えてみる。過充電閾値ＯＣが本来の４Ｖであれば、測定された電圧Ｖr1は過充電と検知され、上述したフラグがセットされるとともに異常信号が送信される。しかし、過充電閾値ＯＣが５Ｖに変化してしまった場合、４Ｖよりも少し大きいだけの電圧Ｖr1がセル電圧として測定されても、Ｖr1＜５Ｖと判定されて過充電は検知されず、上述したフラグがセットされない。すなわち、異常信号が送信されない。
【０１４４】
マイコン３０は、電圧Ｖr1をセル電圧Ｖc1の代わりにマルチプレクサＨＶＭＵＸ１に入力するコマンドを送ったので、通信系６０２を介してＩＣ１の電池セルＢＣ１のセル電圧として電圧Ｖr1が返信されるとともに、１ビット通信系６０４を介して異常信号が返信されることを期待している。よって、マイコン３０は、電圧Ｖr1と異常信号とを受信した場合には、ＩＣ１の過充電検知系は正常であると診断する。一方、上述のように過充電閾値ＯＣレジスタ異常により、電圧Ｖr1は受信しているのに異常信号が受信されない場合には、マイコン３０の期待値と一致していないので過充電検知系に異常が発生したと診断する。ここで、過充電検知系が正常であるとは、過充電閾値ＯＣが正常で、かつ、デジタル比較器２７０が正しく判定していて、［ＯＣｆｌａｇ］フラグがセットされる１ビットのレジスタも壊れていないことを意味する。
【０１４５】
（変形例）
上述した第２の実施の形態では、マルチプレクサＨＶＭＵＸ１とマルチプレクサＨＶＭＵＸ２とを同期して切り替え、選択状態が常に同じとなるように切り替えることが前提であった。変形例では、選択する入力端子がマルチプレクサＨＶＭＵＸ１とマルチプレクサＨＶＭＵＸ２とで異なっているような使い方をしても、正しく選択状が行なわれているか診断できるようにした。
【０１４６】
図１６は変形例を説明する図であり、図１３と同様にＩＣ１の内部ブロックを示す図である。上述した第２の実施の形態において、仮に、マルチプレクサＨＶＭＵＸ１が入力端子００を選択しマルチプレクサＨＶＭＵＸ２が入力端子０１を選択した場合、計測される電圧は抵抗Ｒ１＋Ｒ２の分圧電圧となる。ところが、Ｒ１＋Ｒ２＝Ｒ３のような抵抗値設定となっていると、マルチプレクサＨＶＭＵＸ１が入力端子０１を選択しマルチプレクサＨＶＭＵＸ２が入力端子１０を選択している場合と計測される電圧が同じになり、選択状態の判別ができなくなる。
【０１４７】
そこで、変形例では、抵抗Ｒ１〜Ｒ４の抵抗値を、Ｒ１＝Ｒ、Ｒ２＝２Ｒ、Ｒ３＝４Ｒ、Ｒ４＝８Ｒのように設定することで、マルチプレクサＨＶＭＵＸ１とマルチプレクサＨＶＭＵＸ２とで入力端子の選択状態が異なっている場合も、選択状態の診断を行なうことが可能となる。この抵抗値の組み合わせは一例であり、どのような入力端子の組み合わせでも計測電圧が異なるようなものであれば、他の抵抗値を組み合わせても構わない。マルチプレクサＨＶＭＵＸ１，ＨＶＭＵＸ２の切り替えは、デコーダ２５７，２５９のＳＴＧ１・ＳＴＧ２信号ではなく、マイコン３０からのコマンドに基づく診断指令により行なわれる。なお、図１６に示す例では、図１３の抵抗ＲＰＤおよびマルチプレクサＭＵＸ５を省略している。
【０１４８】
図１７は、マルチプレクサＨＶＭＵＸ１，ＨＶＭＵＸ２の選択される入力端子の組み合わせと、そのときに計測される電圧値との関係を示したものである。図１７から、電圧値＝０となる組み合わせを除き、どのような組み合わせを選んでも電圧値が全て異なっていることが分かる。すなわち、マイコン３０は、マルチプレクサＨＶＭＵＸ１，ＨＶＭＵＸ２の選択に関する診断指令として、電圧値≠０となる組み合わせの選択指令を送信することにより、マルチプレクサＨＶＭＵＸ１，ＨＶＭＵＸ２の各入力端子選択に際して、どのような組み合わせの選択に対しても正しく選択されているか否かを、計測される電圧値で診断することができる。
【０１４９】
［過充電検知系の診断］
このような診断が可能な場合、セル電圧測定においてマルチプレクサＨＶＭＵＸ１，ＨＶＭＵＸ２が正常に動作しているかの診断に加えて、過充電検知系が正常に動作しているかも診断することができる。例えば、図１７の（00、11）の欄は１５ＲＩとなっているが、電圧値＝１５ＲＩが過充電に相当するように抵抗値Ｒを設定しておけば、マルチプレクサＨＶＭＵＸ１は入力端子００を選択するとともにマルチプレクサＨＶＭＵＸ２は入力端子１１を選択するようなコマンドをマイコン３０から送信することで、過充電検知系が正常動作しているか否かを診断することができる。
【０１５０】
過充電検知系が正常に動作していれば、フラグ記憶回路２８４に［ＭＦｆｌａｇ］および［ＯＣｆｌａｇ］がセットされ、異常信号が１ビット通信系６０４を介してマイコン３０へと送信される。マイコン３０は、ＩＣ１から返信された電圧値が１５ＲＩとなっていて、異常信号が受信された場合には、すなわち期待値と一致した場合には過充電検知系が正常に動作していると診断する。一方、電圧値１５ＲＩが受信されたにも関わらず異常信号が受信されない場合には、過充電検出機能が正常に動作していないと診断する。
【０１５１】
《第３の実施の形態》
図１８は、第３の実施の形態を説明する図であり、図１３と同様のブロック図を示している。図１８に示す構成では、第２の実施の形態における図１３の構成にバイパススイッチＳＷ０〜ＳＷ４をさらに追加した。それにより、第２の実施の形態と同様のマルチプレクサＨＶＭＵＸ１，ＨＶＭＵＸ２の診断とともに、過充電検知系の診断とを個別に行なうことができる。本実施の形態においても、マルチプレクサＨＶＭＵＸ１，ＨＶＭＵＸ２は、同一の入力端子を選択するように切り替わる。この場合、ＳＴＧ１・ＳＴＧ２信号により切り替えを行っても良いし、マイコン３０からのコマンドにより切り替えても良い。図１８に示す例では、図１３の抵抗ＲＰＤおよびマルチプレクサＭＵＸ５を省略している。
【０１５２】
マルチプレクサＨＶＭＵＸ１，ＨＶＭＵＸ２の診断を行う場合には、全てのバイパススイッチＳＷ０〜ＳＷ４をオフ（開）する。そうすると、図１３に示した第２の実施の形態と同様の構成となるので、上述の説明と同様の診断動作を行なわせることで、マルチプレクサＨＶＭＵＸ１，ＨＶＭＵＸ２の診断を実行することができる。
【０１５３】
一方、バイパススイッチＳＷ０〜ＳＷ４をオンオフ制御することで、種々の電圧を生成することができる。例えば、図１８に示すようにバイパススイッチＳＷ１をオフして、その他のバイパススイッチＳＷ０，ＳＷ２〜ＳＷ４をオンすると抵抗Ｒ１による電圧が大きくなり、過充電に相当する過電圧を発生させることができる。マルチプレクサＭＵＸ１，ＭＵＸ２の入力端子を１に設定し、マルチプレクサＨＶＭＵＸ１，ＨＶＭＵＸ２を電池セルＢＣ１のセル電圧を計測する状態に設定すると、過充電検知系の診断を行うことができる。
【０１５４】
図２６は、マイコン３０で実行される診断処理の手順を示すフローチャートである。この診断処理は車両キーオンまたはキーオフのタイミングで実行される。車両キーオンまたはキーオフで処理がスタートすると、ステップＳ１００において、スイッチＳＷをオン（閉）するコマンドをＩＣに対して送信する。スイッチＳＷ０〜ＳＷ４については、セル電圧測定モードの場合と同様にオフのままとされる。ステップＳ１１０では、マイコン３０は、マルチプレクサＭＵＸ１〜ＭＵＸ４の選択状態を入力端子０から入力端子１へ切り替えるコマンドを、ＩＣへ送信する。
【０１５５】
ＩＣにおいては、マルチプレクサＨＶＭＵＸ１，ＨＶＭＵＸ２の入力端子を００から順に切り替えて、電池セルＢＣ１〜ＢＣ４の電圧を測定する動作を所定周期で繰り返し実行している。そのため、マルチプレクサＭＵＸ１〜ＭＵＸ４を入力端子１に切り替えてから所定周期よりも長い時間が経過すると、セル電圧測定動作により取得された電圧値Ｖr1〜Ｖr4が、セル電圧データとしてレジスタＣＥＬＬ１〜ＣＥＬＬ４に保持される。
【０１５６】
ステップＳ１２０では、マイコン３０は、レジスタＣＥＬＬ１〜ＣＥＬＬ４に保持されているセル電圧データの送信を要求するコマンドを、ＩＣへ送信する。このコマンドを受信したＩＣは、受信した時点においてレジスタＣＥＬＬ１〜ＣＥＬＬ４に保持されているセル電圧データを、シリアル通信系６０２を介してマイコン３０へ返信する。
【０１５７】
ステップＳ１３０では、マイコン３０は、マルチプレクサＨＶＭＵＸ１，ＨＶＭＵＸ２が正常であるか否かを判定する。すなわち、受信したセル電圧データがマイコン３０側の期待値と一致するか否かを判定する。マイコン３０には、抵抗Ｒ１〜Ｒ４の分圧電圧値Ｖr1，Ｖr2，Ｖr3，Ｖr4が期待値として保持されており、その期待値Ｖr1，Ｖr2，Ｖr3，Ｖr4と、受信したレジスタＣＥＬＬ１〜ＣＥＬＬ４のセル電圧データとを比較し、全てが一致していればマルチプレクサＨＶＭＵＸ１，ＨＶＭＵＸ２は正常であると診断する。一つでも一致しないセル電圧データがあった場合には異常と診断する。
【０１５８】
ステップＳ１３０において正常と診断された場合にはステップＳ１４０へ進み、異常と診断された場合にはステップＳ２００へ進む。ステップＳ２００へ進んだ場合には、スイッチＳＷをオフするとともにマルチプレクサＭＵＸ１〜ＭＵＸ４を入力端子０に切り替えるコマンドを、ＩＣに送信する。ＩＣは、コマンドに従ってスイッチのオフ動作、マルチプレクサの切り替え動作を行うことにより、セル電圧測定状態に戻る。その後、ステップＳ２１０において、マイコン３０は、ＩＣに異常が生じていることを報知する異常報告を上位のコントローラへ送信し、一連の診断処理を終了する。なお、マルチプレクサ診断で異常と診断された場合でも、ここで診断処理を終了せずに、引き続き過充電検知系の診断を行うようにしても構わない。
【０１５９】
一方、ステップＳ１３０からステップＳ１４０に進んだ場合には、続いて過充電検知系の診断を行うために、スイッチＳＷ１のみをオフ状態にしたまま、それ以外のスイッチＳＷ０，ＳＷ２〜ＳＷ４をオンにする。なお、スイッチＳＷおよびマルチプレクサＭＵＸ１〜ＭＵＸ４の状態はマルチプレクサ診断の状態をそのまま維持する。すなわち、スイッチＳＷはオン、マルチプレクサＭＵＸ１〜ＭＵＸ４の選択状態は入力端子１である。
【０１６０】
上述したように、ＩＣはセル電圧測定動作を周期的に行っているので、ステップＳ１４０の処理が実行された後に、図１８に示すようにマルチプレクサＨＶＭＵＸ１，ＨＶＭＵＸ２が入力端子００とされて電池セルＢＣ１の電圧測定が行われると、抵抗Ｒ１の電圧（過充電に相当する過電圧）がマルチプレクサＨＶＭＵＸ１，ＨＶＭＵＸ２に入力されることになる。この電圧はアナログデジタル変換器１２２Ａによりデジタル値に変換されて、レジスタＣＥＬＬ１に保持される。そして、デジタル比較器２７０により過充電閾値ＯＣと比較されると、過充電を検出したことを示すフラグ［ＯＣｆｌａｇ］がフラグ記憶回路２８４にセットされる。その結果、ＩＣから異常信号が１ビット通信系６０４に送出され、その異常信号がマイコン３０によって受信される。
【０１６１】
ステップＳ１５０では、マイコン３０は、レジスタＣＥＬＬ１〜ＣＥＬＬ４に保持されているセル電圧データの送信を要求するコマンドを、ＩＣへ送信する。このコマンドを受信したＩＣは、受信した時点においてレジスタＣＥＬＬ１〜ＣＥＬＬ４に保持されているセル電圧データを、シリアル通信系６０２を介してマイコン３０へ返信する。なお、ステップＳ１５０では、レジスタＣＥＬＬ１のみのセル電圧データを要求するようにしても良い。
【０１６２】
ステップＳ１６０では、スイッチＳＷ，ＳＷ０，ＳＷ２〜ＳＷ４をオフするとともにマルチプレクサＭＵＸ１〜ＭＵＸ４を入力端子１から入力端子０に切り替えるコマンドを、ＩＣに送信する。ＩＣは、コマンドに従ってスイッチのオフ動作、マルチプレクサの切り替え動作を行うことにより、セル電圧測定状態に戻る。
【０１６３】
ステップＳ１7０では、マイコン３０は、過充電検知系が正常であるか否かを診断する。すなわち、受信したセル電圧データと異常信号を受信したか否かに基づいて、過充電検知系の正常または異常を判定する。すでにステップＳ１３０においてマルチプレクサＨＶＭＵＸ１，ＨＶＭＵＸ２が正常であることは診断されているが、期待通りに過電圧が入力されていることをセル電圧データから確認する。そして、過電圧の入力によって期待通りに過充電検知が行われているか否かを、異常信号が受信されたか否かによって診断する。
【０１６４】
異常信号が受信された場合には過充電検知系は正常と診断し、ステップＳ１７０からステップＳ２１０へ進む。ステップＳ２１０では、ＩＣに異常が生じていることを報知する異常報告をマイコン３０から上位のコントローラへ送信し、一連の診断処理を終了する。
【０１６５】
《第４の実施の形態》
図１９は、第４の実施の形態を説明する図である。第２の実施の形態では、ＩＣに設けられている電圧源４００に抵抗Ｒ１〜Ｒ４を直列接続し、各抵抗Ｒ１〜Ｒ４により分圧された既知の電圧をセル電圧の変わりに入力し、マルチプレクサＨＶＭＵＸ１，ＨＶＭＵＸ２の診断を行った。第４の実施の形態では、抵抗Ｒ１〜Ｒ４の代わりに、電圧源４０２〜４０５を設けて、電圧源４０２〜４０５からの既知の電圧を入力することでマルチプレクサＨＶＭＵＸ１，ＨＶＭＵＸ２の診断を行うような構成とした。
【０１６６】
マルチプレクサＨＶＭＵＸ１，ＨＶＭＵＸ２を診断する場合の各電圧源４０２〜４０５の出力電圧値の大きさは、抵抗Ｒ１〜Ｒ４による生成される電圧値の場合と同様に設定される。マルチプレクサＭＵＸ１，ＭＵＸ２が正しく動作しているか否かも診断することができる。また、診断時におけるマルチプレクサＭＵＸ１，ＭＵＸ２，ＨＶＭＵＸ１，ＨＶＭＵＸ２の動作は、第２の実施の形態と同様であり、ここでは説明を省略する。電圧源４０２〜４０５は、診断モードオンでオンされ、診断モードオフとともにオフされる。電圧源４０２〜４０５としては、可変抵抗値による分圧電圧、ＤＡＣ、チャージポンプ、ＤＣＤＣコンバータ、バンドギャップリファレンスなど電圧生成可能な素子が用いられる。
【０１６７】
また、電圧源４０２〜４０５を可変の電圧源とし、いずれかの出力電圧を過充電に相当する電圧値に変更することで、過充電検知系の診断も行うことができる。なお、図１９では電圧源１〜４をＩＣ１の内部に設けたが、ＩＣ１の外部に設けて、端子Ｖ１〜Ｖ４に既知の電圧値を入力するように構成しても良い。
【０１６８】
図２７は、電圧源をＩＣの外部に設ける場合の、一例を示したものである。図２７に示すＩＣの場合には、端子ＶＣＣ，ＣＶ１〜ＣＶ６，ＧＮＤＳに６セルの電池セルが接続できる構成となっており、図２７に示す例では、端子ＣＶ３〜ＣＶ６，ＧＮＤＳに４つの電池セルが接続されている。ここでは、外部電圧源４４０は、過充電検知系の診断用として端子ＣＶ６に対して設けられていて、図１９の電圧源４０５に対応する。マルチプレクサ診断も行う場合には、各電池セルに対応して端子ＣＶ３，ＣＶ４，ＣＶ５，ＣＶ６にそれぞれ設けられる。マイコン３０からの信号により絶縁スイッチ４３０を操作し、フォトカプラ４３１をオンする。その結果、外部電圧源４４０のＶrefから生成された電圧が、ＩＣの端子Ｖ６に印加される。
【０１６９】
《第５の実施の形態》
図２０は、第５の実施の形態を説明する図である。上述した第４の実施の形態では、電圧源４０１〜４０４をマルチプレクサＨＶＭＵＸ１，ＨＶＭＵＸ２の前段に設けたが、第５の実施の形態では、電圧源４１０，４１１をマルチプレクサＨＶＭＵＸ１，ＨＶＭＵＸ２の後段に設けた。各マルチプレクサＨＶＭＵＸ１，ＨＶＭＵＸ２と差動増幅器２６２とのライン上には、マルチプレクサＭＵＸ１，ＭＵＸ２が設けられる。マルチプレクサＭＵＸ１の入力端子０にはマルチプレクサＨＶＭＵＸ１の出力が入力され、他方の入力端子１には、電圧源４１０からの既知の電圧が入力されている。マルチプレクサＭＵＸ２の入力端子０にはマルチプレクサＨＶＭＵＸ２の出力が入力され、他方の入力端子１には、電圧源４１１からの既知の電圧が入力されている。
【０１７０】
本実施の形態では、図２０に示すような構成とすることにより、マルチプレクサＨＶＭＵＸ１，ＨＶＭＵＸ２のいずれに不具合が発生したかを個別に診断することが可能となる。通常のセル電圧測定の時には、マルチプレクサＭＵＸ１，ＭＵＸ２は入力端子０を選択する状態とされ、電圧源４１０，４１１はオフ状態とされる。一方、診断モードにおいては、マイコン３０からのコマンドにより、マルチプレクサＭＵＸ１，ＭＵＸ２の選択状態および電圧源４１０，４１１のオンオフ状態を制御する。
【０１７１】
まず、マルチプレクサＨＶＭＵＸ１の診断を行う場合には、マルチプレクサＭＵＸ１を入力端子０に、マルチプレクサＭＵＸ２を入力端子１にそれぞれ設定し、電圧源４１１の電圧値をＩＣ１のグランドレベルに設定する。電圧源４１０はオフ状態とする。この状態において、ＩＣのセル電圧測定動作に従ってマルチプレクサＨＶＭＵＸ１，ＨＶＭＵＸ２の入力端子を００，０１，１０，１１と切り替えると、差動増幅器２６２には４セル分の電圧、３セル分の電圧、２セル分の電圧、１セル分の電圧が順に入力されることになる。なお、マイコン３０からの指示によりマルチプレクサＨＶＭＵＸ１の選択状態を順に切り替えるようにしても良い。
【０１７２】
このように、マルチプレクサＨＶＭＵＸ１の選択される入力端子が異なると、測定される電圧は１セル分以上異なっているので、マイコン３０は、測定されたこれらの電圧値から、マルチプレクサＨＶＭＵＸ１が指令通りに入力端子を選択しているか否かを診断することができる。
【０１７３】
一方、マルチプレクサＨＶＭＵＸ２の診断を行う場合には、マルチプレクサＭＵＸ１を入力端子１、マルチプレクサＭＵＸ２を入力端子０にそれぞれ設定し、電圧源４１０の電圧値をＩＣ１のグランドレベルに設定する。電圧源４１１はオフ状態とする。この場合には、セル電圧測定の場合と同様にマルチプレクサＨＶＭＵＸ１，ＨＶＭＵＸ２の入力端子を００，０１，１０，１１と切り替えると、差動増幅器２６２には４セル分のマイナス電圧、３セル分のマイナス電圧、２セル分のマイナス電圧、１セル分のマイナス電圧が順に入力される。そのため、マルチプレクサＨＶＭＵＸ１の場合と同様に、マルチプレクサＨＶＭＵＸ２の選択状態を診断することができる。
【０１７４】
上述した例では、電圧源の電圧値をグランドレベルに設定したが、これに限るものではない。例えば、マルチプレクサＨＶＭＵＸ１の診断を行う場合に電圧源４１１の電圧値を２セル分の電圧レベルに設定すると、マルチプレクサＨＶＭＵＸ１，ＨＶＭＵＸ２の入力端子が００，０１，１０，１１と切り替わると、２セル分の電圧、１セル分の電圧、０セル分の電圧、１セル分のマイナス電圧が、差動増幅器２６２に順に入力される。このような設定でも、選択される入力端子が異なると計測される電圧が１セル分以上異なるので、これらの電圧値からマルチプレクサＨＶＭＵＸ１の選択状態を診断することができる。
【０１７５】
なお、４セル分の電圧が入力される場合には、差動増幅器２６２の入力電圧範囲を超える場合もあるので、そのような状況に備えて差動増幅器２６２の前段に減衰器を設けるようにするのが好ましい。上述した例では、マルチプレクサＨＶＭＵＸ１，ＨＶＭＵＸ２の切り替えをデコーダ２５７，２５９からのＳＴＧ１・ＳＴＧ２信号により行ったが、マイコン３０からのコマンドにより行っても良い。
【０１７６】
［過充電検知機能の診断］
また、過充電に相当する２〜４セル分の電圧が入力されるので、過充電検知系の診断を行うこともできる。さらにまた、マルチプレクサＭＵＸ１，ＭＵＸ２の両方を入力端子１へと切り替え、電圧源４１０，４１１を用いて過充電に相当する過電圧を差動増幅器２６２に入力することで、過充電検知系を診断するようにしても良い。例えば、電圧源４１１をグランド電位とし、電圧源４１０を過充電相当値に設定する。このように差動増幅器２６２に過電圧を入力することにより、差動増幅器２６２、アナログデジタル変換器１２２Ａおよびデジタル比較器２７０が正常動作していることが診断でき、過充電閾値ＯＣやフラグ［ＯＣｆｌａｇ］がセットされるレジスタも正常であることが分かる。シリアル通信で返信されるレジスタＣＥＬＬの電圧データから、電圧源４１０が正しく過電圧を入力したか否かも判断できる。
【０１７７】
過充電検知系の診断を行うための構成としては、図２０のように電圧源４１０，４１１を用いて過電圧を入力する代わりに、図２８に示すような構成を採用しても良い。図２８は、アナログデジタル変換器１２２Ａおよびその後段のブロックを示したものである。現在値記憶回路２７４には過充電相当値ＶＯＣが保持されているレジスタが設けられている。過充電相当値ＶＯＣは基準値記憶回路２７８に保持されている過充電閾値ＯＣよりも若干大きく設定されている。過充電相当値ＶＯＣおよびレジスタＣＥＬＬ３に保持されている電圧値データは、マルチプレクサ４５０によりいずれか一方が選択されてデジタルマルチプレクサ２７２に入力される。マルチプレクサ４５０の入力端子０，１の切り替えは、マイコン３０のコマンドに基づく診断指令によって行われる。
【０１７８】
通常のセル電圧測定モードにおいては、マルチプレクサ４５０の選択状態は入力端子０に設定されている。そのため、電池セルＢＣ３のセル電圧としてレジスタＣＥＬＬ３のデータがデジタルマルチプレクサ２７２により読み出されることになる。一方、過充電検知系の診断を行う場合には、マイコン３０からのコマンドによりマルチプレクサ４５０の選択状態を入力端子１に切り替える。その結果、レジスタＣＥＬＬ３の電圧データの代わりに過充電相当値ＶＯＣが読み出され、デジタル比較器２７０によって、基準値記憶回路２７８の過充電閾値ＯＣと過充電相当値ＶＯＣとが比較される。過充電相当値ＶＯＣは過充電閾値ＯＣよりも大きく設定されているので、比較の結果、過充電を表すフラグ［ＯＣｆｌａｇ］がフラグ記憶回路２８４にセットされる。フラグ［ＯＣｆｌａｇ］がセットされると、異常信号が１ビット送信系６０４に送出され、マイコン３０によって受信される。また、電池セルＢＣ３のセル電圧として過充電相当値ＶＯＣがマイコン３０に返信される。
【０１７９】
図２９は、過充電検知機能診断の手順を示すフローチャートである。ステップＳ３１０では、過充電検知機能診断のフラグを「True」にして診断を開始する。ステップＳ３２０では、ｎ＝１とする。ここで、ｎは診断を行うＩＣの番号であり、ＩＣ１の診断を行う場合にはｎ＝１、ＩＣ２の診断を行う場合にはｎ＝２、ＩＣ３の診断を行う場合にはｎ＝３にセットされる。ステップＳ３３０では、測定されたセル電圧Ｖｃ３（図２９ではＣＶ3）の代わりに過充電相当値ＶＯＣをセットする。ステップＳ３４０では、過充電信号の受信を確認する。ステップＳ３５０では次のＩＣ２の診断を行うべくｎの値をｎ＋１（この場合にはｎ＋１は２である）とする。ステップＳ３６０では、ｎの値が３であるか否か、すなわちＩＣ３の診断が終了したか否かの判定をする。ステップＳ３６０で否定判定されると、ステップＳ３７０で過充電フラグをクリアする信号を送った後に、ステップＳ３３０へ戻る。一方、ステップＳ３６０で肯定判定された場合、すなわちＩＣ３までの診断が終了した場合には、ステップＳ３８０に進んで過充電フラグをクリアする信号を送る。次いで、ステップＳ３９０では、過充電検知機能診断のフラグを「False」にして診断を終了する。
【０１８０】
マイコン３０は、返信された電池セルＢＣ３のセル電圧が期待している過充電相当値ＶＯＣと一致していたときには、マルチプレクサ４５０がコマンド通りに正しく動作したことを認識できる。さらに、異常信号が受信された場合には過充電検知系が正常であると診断する。一方、過充電相当値ＶＯＣが返信されているにもかかわらず、異常信号が受信されない場合には、過充電検知系は異常であると診断する。なお、過充電相当値ＶＯＣが返信されなかった場合には、マルチプレクサ４５０が正常に動作していないと判断することができる。
【０１８１】
図２９において、ステップＳ３１０では、過充電検知機能診断のフラグを「True」にして診断を開始する。ステップＳ３２０では、ｎ＝１とする。ここで、ｎは診断を行うＩＣの番号であり、ＩＣ１の診断を行う場合にはｎ＝１、ＩＣ２の診断を行う場合にはｎ＝２、ＩＣ３の診断を行う場合にはｎ＝３にセットされる。ステップＳ３３０では、測定されたセル電圧Ｖｃ３（図２９ではＣＶ3）の代わりに過充電相当値ＶＯＣをセットする。ステップＳ３４０では、過充電信号の受信を確認する。ステップＳ３５０では次のＩＣ２の診断を行うべくｎの値をｎ＋１（この場合にはｎ＋１は２である）とする。ステップＳ３６０では、ｎの値が３であるか否か、すなわちＩＣ３の診断が終了したか否かの判定をする。ステップＳ６０で否定判定されると、ステップＳ３７０で過充電フラグをクリアする信号を送った後に、ステップＳ３３０へ戻る。一方、ステップＳ３６０で肯定判定された場合、すなわちＩＣ３までの診断が終了した場合には、ステップＳ３８０に進んで過充電フラグをクリアする信号を送る。次いで、ステップＳ３９０では、過充電検知機能診断のフラグを「False」にして診断を終了する。
【０１８２】
このように、ＣＥＬＬ３の電圧データに代えて過充電相当値ＶＯＣをデジタルマルチプレクサ２７２に入力し、デジタル比較器２７０で過充電閾値ＯＣと比較する構成とすることで、異常信号の受信により、基準値記憶回路２７８の過充電閾値ＯＣが正しく、デジタル比較器２７０が正しく動作し、フラグ［ＯＣｆｌａｇ］が正しくセットされていることを確認することができる。逆に、異常信号が受信されない場合には、これらの内の少なくとも一つに異常が生じていると診断することができる。
【０１８３】
《第６の実施の形態》
上述した第２〜５の実施の形態では、マルチプレクサＨＶＭＵＸ１，ＨＶＭＵＸ２の出力を差動増幅器２６２で差分を取り、その差分をアナログデジタル変換器１２２Ａでデジタル値に変換したデータに基づいてマルチプレクサ診断を行うようにしている。図２１に示す第６の実施の形態では、マルチプレクサＨＶＭＵＸ１，ＨＶＭＵＸ２の入力と出力との差分に基づいて、マルチプレクサＨＶＭＵＸ１，ＨＶＭＵＸ２の診断を行うような構成とした。
【０１８４】
図２１において、符号４２０で示す部分がマルチプレクサＨＶＭＵＸ１，ＨＶＭＵＸ２の入力と出力との差分を求める回路である。以下ではマルチプレクサＨＶＭＵＸ２に関して説明するが、マルチプレクサＨＶＭＵＸ１についても同様である。差分回路４２０には４つのコンパレータＣＯＭＰ１〜ＣＯＭＰ４が設けられている。コンパレータＣＯＭＰ１の入力端子１はマルチプレクサＨＶＭＵＸ２の出力ラインに接続され、入力端子２は電池セルＢＣ２の正極と入力端子００とを結ぶラインに接続されている。図２１に示すマルチプレクサＨＶＭＵＸ１，ＨＶＭＵＸ２の選択状態においては、コンパレータＣＯＭＰ１の入力端子１には入力端子００と同一の電位が入力されることになる。
【０１８５】
同様に、コンパレータＣＯＭＰ２では、入力端子１にはマルチプレクサＨＶＭＵＸ２の出力が入力され、入力端子２にはマルチプレクサＨＶＭＵＸ２の入力端子０１と同一の電位が入力される。コンパレータＣＯＭＰ３では、入力端子１にはマルチプレクサＨＶＭＵＸ２の出力が入力され、入力端子２にはマルチプレクサＨＶＭＵＸ２の入力端子１０と同一の電位が入力される。コンパレータＣＯＭＰ４では、入力端子１にはマルチプレクサＨＶＭＵＸ２の出力が入力され、入力端子２にはマルチプレクサＨＶＭＵＸ２の入力端子１１と同一の電位が入力される。なお、マルチプレクサＨＶＭＵＸ１，ＨＶＭＵＸ２の出力側は、マルチプレクサＨＶＭＵＸ１，ＨＶＭＵＸ２の出力フローティングに対応するためにプルアップまたはプルダウンされる。
【０１８６】
電池セルＢＣ１のセル電圧測定時には、図２１に示すようにマルチプレクサＨＶＭＵＸ１，ＨＶＭＵＸ２は入力端子００が選択される。そして、コンパレータＣＯＭＰ１〜ＣＯＭＰ４の入力端子１には電池セルＢＣ２の正極側の電位が入力される。その結果、コンパレータＣＯＭＰ１〜ＣＯＭＰ４の入出力端子間の電位差は、コンパレータＣＯＭＰ１からコンパレータＣＯＭＰ４の順に０セル分電圧、１セル分電圧、２セル分電圧、３セル分電圧となる。
【０１８７】
各コンパレータＣＯＭＰ１〜ＣＯＭＰ４は、図２２に示すような特性をそれぞれ有している。図２２において、横軸は入力端子１の入力in1と入力端子２の入力in2との差分電圧ｄＶ（＝in1−in2）を表しており、縦軸はコンパレータＣＯＭＰ１〜ＣＯＭＰ４の出力（デジタル値）を表している。入力される差分電圧ｄＶの値が０を中心とする所定範囲Ｈ内に入っている場合には、コンパレータＣＯＭＰ１〜ＣＯＭＰ４からデジタル値１が出力され、逆に、差分電圧ｄＶの値が所定範囲Ｈの外側の値である場合にはデジタル値０が出力される。所定範囲ＨはコンパレータＣＯＭＰ１〜ＣＯＭＰ４の誤差に対して無視できる程度の値に設定される。
【０１８８】
図２１に示す状態においては、コンパレータＣＯＭＰ１からは１が出力され、コンパレータＣＯＭＰ２〜４からは０が出力される。これらは選択状態データ「０００１」として現在値記憶回路２７４に記憶される。一方、マルチプレクサＨＶＭＵＸ１の場合も同様であり、差分回路４２０から選択状態データ「０００１」が出力され、現在値記憶回路２７４に記憶される。同様に、マルチプレクサＨＶＭＵＸ１，ＨＶＭＵＸ２が入力端子０１を選択している場合には差分回路４２０から選択状態データ「００１０」が出力され、入力端子１０を選択している場合には選択状態データ「０１００」が出力され、入力端子１１を選択している場合には選択状態データ「１０００」が出力される。
【０１８９】
このように、セル電圧測定時に得られる選択状態データは、マルチプレクサＨＶＭＵＸ１，ＨＶＭＵＸ２がどの入力端子を選択しているかを示すデータであり、セル電圧と関連付けて現在値記憶回路２７４のレジスタに記憶される。また、選択状態データは、セル電圧測定の周期の期間毎に取得される。各ＩＣは、マイコン３０からセル電圧送信のコマンドを受信すると、セル電圧とともに選択状態データも一緒にマイコン３０に送り返す。マイコン３０は、受信した選択状態データに基づいてマルチプレクサＨＶＭＵＸ１，ＨＶＭＵＸ２の診断を行う。例えば、電池セルＢＣ１のセル電圧と対応付けられた選択状態データが「０００１」であれば正常と診断し、これ以外のデータであった場合には異常と診断する。
【０１９０】
《第７の実施の形態》
図２３は、第７の実施の形態を示す図である。第７の実施の形態では、セル電圧＝０Ｖが検出された場合に、それがセンシング線Ｌ１〜Ｌ５の断線に起因するのか、電池セルＢＣ１〜ＢＣ４の異常（内部短絡等）により出力電圧Ｖc1が０Ｖとなっていることに起因するのかを診断することができる。セル電圧を測定する通常モード時には、マルチプレクサＨＶＭＵＸ１，ＨＶＭＵＸ２の切り替え動作はＩＣ１に設けられたデコーダ２５７，２５９からのＳＴＧ１・ＳＴＧ２信号に基づいて行われるが、診断モード時にはマイコン３０からのコマンドを優先する。そして、コマンドによりマルチプレクサＨＶＭＵＸ１，ＨＶＭＵＸ２の選択状態およびバランシングスイッチのオンオフ状態を制御し、そのときの測定される電圧値に基づいて診断を行う。
【０１９１】
なお、ここでは上記診断についてのみ説明し、マルチプレクサＨＶＭＵＸ１，ＨＶＭＵＸ２の診断に必要な図１３に示した抵抗ＲＰＵ，Ｒ１〜Ｒ４，ＲＰＤ、マルチプレクサＭＵＸ１〜ＭＵＸ５，スイッチＳＷおよび電圧源４００については、図２３では記載を省略し、説明も図１３の場合と同様なので省略する。また、バランシング電流を調整するバランシング抵抗ＲはＩＣ１内部の必須の構成では無く、ＩＣ１外部に実装することも出来る。
【０１９２】
例えば、セル電圧Ｖc2＝０Ｖと測定され、それがセンシング線Ｌ２の断線によるものか、電池セルＢＣ２に内部短絡が生じたことに起因するのかを診断する場合について、図２４を参照しながら説明する。診断を行う場合には、マルチプレクサＨＶＭＵＸ１，ＨＶＭＵＸ２の選択状態およびバランシングスイッチ１２９Ａ，１２９Ｂのオンオフを制御する。図２４は、マルチプレクサＨＶＭＵＸ１，ＨＶＭＵＸ２の選択状態およびバランシングスイッチ１２９Ａ，１２９Ｂのオンオフ状態と、測定される電圧との関係を示したものである。以下では、マルチプレクサＨＶＭＵＸ１，ＨＶＭＵＸ２の選択状態およびバランシングスイッチ１２９Ａ，１２９Ｂのオンオフ状態のことを、制御状態（HVMUX1,HVMUX2,129A,129B）と表すことにする。また、図２４の１行目は正常時の測定電圧値を示し、２行目はセンシング線Ｌ２が断線している場合の測定電圧値を示し、３行目は電池セルＢＣ２の以上によりＶc2＝０Ｖとなっている場合を示す。
【０１９３】
図２４の左側から１列目は、制御状態が（N1,N1,x,x）の場合を示す。すなわち、マルチプレクサＨＶＭＵＸ１，ＨＶＭＵＸ２の両方とも入力端子Ｎ１が選択された場合である。バランシングスイッチ１２９Ａ，１２９Ｂのオンオフ状態に関しては符号ｘで表示されているが、これはオン、オフのどちらの状態でも良いことを表している。制御状態（N1,N1,x,x）の場合には、正常時、センシング線断線時および電池セル異常時のいずれの場合も測定電圧値は０Ｖとなる。なお、この制御状態は必須では無く、マルチプレクサＨＶＭＵＸ１、ＨＶＭＵＸ２の両方とも入力端子Ｎ１が選択出来ない場合などでは、省略することも出来る。
【０１９４】
２列目は、制御状態（N1,N2,ON,x）の場合、すなわち図２３に示す状態を示す。この場合、正常時には電池セルＢＣ１のセル電圧Ｖc1、すなわち１セル分の電圧が測定されることになる。一方、センシング線Ｌ２が断線している場合には、測定電圧値＝０Ｖが測定される。また、電池セルＢＣ２の異常により出力電圧がＶc2＝０であっても端子Ｖ１，Ｖ２間の電圧測定には影響しないので、この場合も測定電圧値＝Ｖc1が測定される。
【０１９５】
３列目は、制御状態（N1,N3,x,x）の場合を示す。この場合、正常時には各電池セルＢＣ１，ＢＣ２のセル電圧Ｖc1，Ｖc2を合計した２セル分の電圧Ｖc1＋Ｖc2が測定される。また、センシング線Ｌ２が断線している場合であっても端子Ｖ１，Ｖ３間の電圧測定には影響しないので、この場合も２セル分の電圧Ｖc1＋Ｖc2が測定される。一方、電池セルＢＣ２の異常により出力電圧がＶc2＝０の場合には、１セル分の電圧（Ｖc1＋０）が測定されることになる。
【０１９６】
４列目は、制御状態（N2,N3,x,ON）の場合を示す。この場合、正常時には電池セルＢＣ２のセル電圧Ｖc2、すなわち１セル分の電圧が測定されることになる。一方、センシング線Ｌ２が断線している場合には０Ｖが測定されることになる。電池セルＢＣ２の異常により出力電圧がＶc2＝０の場合にも、０Ｖが測定されることになる。
【０１９７】
このように、４種類の制御状態(N1,N1,x,x）,(N1,N2,ON,x),(N1,N3,x,x),(N2,N3,x,ON)に関する測定電圧の組を比較することで、センシング線Ｌ２が断線しているのか、電池セルＢＣ２の出力電圧そのものが０Ｖなのかを診断することができる。他の場合、例えば、センシング線Ｌ３が断線しているのか、電池セルＢＣ３の出力電圧そのものが０Ｖなのかの診断などについても、同様に考えることができる。
【０１９８】
《第８の実施の形態》
図２５は、第８の実施の形態を示す図である。図２５（ａ）に示す構成は図１６に示した構成と同一であるが、マルチプレクサＭＵＸ１〜ＭＵＸ４の構成は図２５（ｂ）のような構成としている。本実施の形態では、マルチプレクサＭＵＸ１〜ＭＵＸ４は、ＮＭＯＳ・ＰＭＯＳ抱き合わせのトランスファーゲート等で構成されており、入力端子０，１の各々に設けられたスイッチは、マイコン３０からの指令により、独立にオンオフ制御することができる。
【０１９９】
第８の実施の形態においても、通常モードにおけるセル電圧測定動作、および、診断モードにおけるマルチプレクサＨＶＭＵＸ１，ＨＶＭＵＸ２の接続状態を診断する場合の動作は、図１６の場合と同様に行われる。さらに、本実施の形態では、電圧源４００のラインに設けられたスイッチＳＷをオフするとともに、図２５（ｂ）に示したマルチプレクサＭＵＸ１〜ＭＵＸ４の２つのスイッチを同時にオンすることにより、センシング線の断線診断を行うことができる。なお、この断線診断を行うためには、抵抗ＲＰＵ、Ｒ１〜Ｒ４の抵抗値を電池セルの内部抵抗よりも十分大きく設定する必要がある。
【０２００】
図２５（ａ）では、マルチプレクサＭＵＸ１，ＭＵＸ２のスイッチを両方ともオン状態とすることで、センシング線Ｌ１の断線を診断することができる。センシング線Ｌ１が断線していない場合にはセル電圧Ｖc1が測定されるが、断線していた場合には測定電圧値として０Ｖが検出されることになる。上述した、第７の実施の形態ではバランシングスイッチ１２９Ａをオンしてバランシング抵抗Ｒにバランシング電流（バイパス電流）が流れるようにすることで、断線検出を行っていたが、本実施の形態では、マルチプレクサＭＵＸ１，ＭＵＸ２のスイッチを両方ともオン状態とすることで、抵抗Ｒ１にバイパス電流を流して断線検出をしている。本実施の形態の場合には、抵抗Ｒ１は大きく設定されていて、そこを流れる電量はバランシング電流よりも小さいので、断線診断における無駄な電流（リーク電流）を小さくすることができるという利点がある。
【０２０１】
上述した各実施形態はそれぞれ単独に、あるいは組み合わせて用いても良い。それぞれの実施形態での効果を単独あるいは相乗して奏することができるからである。また、本発明の特徴を損なわない限り、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではない。
【符号の説明】
【０２０２】
９：電池モジュール、９Ａ，９Ｂ：電池ブロック、３０：マイコン、１００：電池監視装置、１２２Ａ：アナログデジタル変換器、ＢＳ１〜ＢＳ６，１２９Ａ〜１２９Ｄ：バランシングスイッチ、１６０：制御信号検出回路、２２０：インバータ装置、２３０：モータ、２３３：切換器、２５７，２５９：デコーダ、２６２：差動増幅器、２７０：デジタル比較器、２７２，２７６：デジタルマルチプレクサ、２７４：現在値記憶回路、２７８：基準値記憶回路、４００，４０２〜４０５，４１０，４１１：電圧源、４０１：ＬＯＧＩＣ／通信回路、４３０：絶縁スイッチ、４３１：フォトカプラ、４４０：外部電圧源、１２０，４５０，ＨＶＭＵＸ１，ＨＶＭＵＸ２，ＭＵＸ１〜ＭＵＸ５：マルチプレクサ、６０２，６０４：通信系、ＢＣ１〜ＢＣ４：電池セル、ＣＯＭＰ１〜４：コンパレータ、ＩＣ１〜ＩＣ６：集積回路、Ｌ１〜Ｌ５，ＬＳ：センシング線、ＲＣＶ，Ｒ，Ｒ１〜Ｒ４，ＲＰＵ，ＲＰＤ：抵抗、ＳＷ:スイッチ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池監視装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハイブリッド自動車や電気自動車などでは、所望の高電圧を確保するため、二次電池の電池セルを多数直列接続して構成される組電池が用いられている。このような組電池においては、各電池セルの容量計算や保護管理のため、電池セルの状態を監視する監視ＩＣと電池の充放電状態を制御する制御ＩＣとを用いて電池セルの管理を行っている。特に、リチウムイオン電池を用いたシステムでは、リチウムイオン電池が高エネルギー密度で過充電状態が危険であるため、特許文献３に示されるように制御ＩＣと監視ＩＣの各々でセルの電圧を測定して過充電状態を検出し、どちらかのＩＣが過充電を検出すれば電池の充放電を中止するようにして、信頼性と安全性を高めている。
【０００３】
監視ＩＣは、電池セルの電圧を個別に検出し、例えば過充電状態の電池セルがあった場合には、過充電情報を通信を介して制御ＩＣに送信するようにしている。そして、過充電情報が確実に制御ＩＣに伝送されるように、制御ＩＣからテスト信号を送信して通信ラインに断線等の異常がないかを診断している。
【０００４】
また、電池セルの電圧の検出する際にはマルチプレクサで所定の電池セルを選択し、電圧検出部で電圧を検出するようにしている。マルチプレクサの接続を切り換えることにより、全ての電池セルの電圧を検出することができる。正しいセル電圧を取得するためには、マルチプレクサを含むセル電圧測定系が正しく動作する必要がある。そのため、特許文献２に記載の発明では、各セル電圧測定値の和と総電圧計測系で測定された全セル電圧測定値とを比較し、著しく異なっていればマルチプレクサを含むセル電圧測定系に故障があると判断している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−３１８７５０号公報
【特許文献２】特開２００８−９２６５６号公報
【特許文献３】特許４０９２５８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記過充電の診断では、監視ＩＣ内部の過充電検知回路が正常か否かまでは診断できず、信頼性の向上の点で不十分であった。また、全セル電圧測定値との比較からセル電圧測定系の故障を判断する装置の場合、例えば、マルチプレクサが一つのセルだけを選択する異常状態になっていても、各々の充電状態が均一になっていた場合には合計電圧と総電圧との差がほとんど無く、正常と診断されてしまうおそれがあった。また、マルチプレクサで選択する場合にはセル電圧測定の同時性の関係で、マルチプレクサが正しく動作していても、電圧変動が急な場合にはセル電圧の合計値と総電圧とが異なる場合が生じ、誤判定のおそれがあった。従って、過充電を確実に検出するためには、前述のように、監視ＩＣと制御ＩＣを別々として信頼性を高める必要があった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１の発明に係る電池監視装置は、直列接続された複数の電池セルの各セル電圧値を測定する電圧測定部を有する集積回路と、複数の電池セルの正負両極と集積回路とを接続する複数の電圧計測ラインと、測定された各セル電圧値に基づいて電池セルの状態を監視する制御回路と、を備え、集積回路は、擬似電圧を生成する擬似電圧生成部を有し、電圧測定部は、計測対象となる電池セルの正負両極に接続された一対の電圧計測ラインを選択する選択回路と、選択回路により選択された一対の電圧計測ラインからの電圧を検出する検出回路と、を有し、制御回路は、擬似電圧を選択回路に入力し、検出回路により検出された電圧値に基づいて選択回路による選択状態を診断することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、電池監視装置の信頼性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】車両用回転電機の駆動システムを示すブロック図である。
【図２】電池ブロック９Ａに関するＩＣ１〜ＩＣ３の部分を示す図である。
【図３】ＩＣ内部ブロックの概略を示す図である。
【図４】計測動作のタイミングを説明する図である。
【図５】図３に示したＩＣ内部ブロックのデジタル回路部分を示す図である。
【図６】通信回路１２７およびその動作を説明する図である。
【図７】電池セルＢＣ１に関する接続診断を説明する図であり、（ａ）はセル電圧検出のための周辺回路を示す図であり、（ｂ）は、マスク機能オンオフ時の各種動作を示す図である。
【図８】電池セルＢＣ２に関する接続診断を説明する図であり、（ａ）はセル電圧検出のための周辺回路を示す図であり、（ｂ）は、マスク機能オンオフ時の各種動作を示す図である。
【図９】接続診断を説明する図であり、（ａ）は電池セルＢＣ３に関する接続診断を説明する図であり、（ｂ）は電池セルＢＣ４に関する接続診断を説明する図である。
【図１０】接続診断を説明する図であり、（ａ）は電池セルＢＣ５に関する接続診断を説明する図であり、（ｂ）は電池セルＢＣ６に関する接続診断を説明する図である。
【図１１】マルチプレクサ接続診断の一例を示すフローチャートである。
【図１２】マルチプレクサ接続診断の他の例を示すフローチャートである。
【図１３】第２の実施の形態を説明する図である。
【図１４】マルチプレクサＭＵＸ１，ＭＵＸ２の切り替え動作を説明する図であり、（ａ）はセル電圧測定モードの場合を示し、（ｂ）は診断モードの場合を示す。
【図１５】セル電圧測定時および診断時のマルチプレクサＭＵＸ１〜ＭＵＸ５，ＨＶＭＵＸ１，ＨＶＭＵＸ２などの状態を示す図であり、（ａ）はＳＴＧ１・ＳＴＧ２信号によりマルチプレクサＨＶＭＵＸ１，ＨＶＭＵＸ２の切り替えを行う場合を示し、（ｂ）はマイコン３０からのコマンドによりマルチプレクサＨＶＭＵＸ１，ＨＶＭＵＸ２の切り替えを行う場合を示す。
【図１６】第２の実施形態の変形例を説明する図であり、ＩＣ１の内部ブロックを示す。
【図１７】マルチプレクサＨＶＭＵＸ１，ＨＶＭＵＸ２の入力端子の組み合わせと、計測される電圧値との関係を示す図である。
【図１８】第３の実施の形態を説明する図である。
【図１９】第４の実施の形態を説明する図である。
【図２０】第５の実施の形態を説明する図である。
【図２１】第６の実施の形態を説明する図である。
【図２２】コンパレータＣＯＭＰ１〜ＣＯＭＰ４の特性を示す図である。
【図２３】第７の実施の形態を示す図である。
【図２４】マルチプレクサＨＶＭＵＸ１，ＨＶＭＵＸ２の選択状態およびバランシングスイッチ１２９Ａ，１２９Ｂのオンオフ状態と、測定される電圧との関係を示す図である。
【図２５】第８の実施の形態を示す図であり、（ａ）ＩＣの内部ブロックの一部を示し、（ｂ）はマルチプレクサＭＵＸ１〜４の構成を示す。
【図２６】診断手順を示すフローチャートである。
【図２７】電圧源をＩＣの外部に設ける場合の、一例を示す図である。
【図２８】過充電検知をするための構成を示す図である。
【図２９】過充電検知機能診断の手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図を参照して本発明の実施の形態を説明する。まず、それぞれの実施形態に共通する構成要素について説明する。図１は車両用回転電機の駆動システムを示すブロック図である。図１に示す駆動システムは、電池モジュール９、電池モジュール９を監視する電池監視装置１００、電池モジュール９からの直流電力を３相交流電力に変換するインバータ装置２２０、車両駆動用のモータ２３０を備えている。モータ２３０は、インバータ装置２２０からの３相交流電力により駆動される。インバータ装置２２０と電池監視装置１００とはＣＡＮ通信で結ばれており、インバータ装置２２０は電池監視装置１００に対して上位コントローラとして機能する。また、インバータ装置２２０は、さらに上位のコントローラ（不図示）からの指令情報に基づいて動作する。
【００１１】
インバータ装置２２０は、パワーモジュール２２６と、ＭＣＵ２２２と、パワーモジュール２２６を駆動するためのドライバ回路２２４とを有している。パワーモジュール２２６は、電池モジュール９から供給される直流電力を、モータ２３０を駆動するための３相交流電力に変換する。なお、図示していないが、パワーモジュール２２６に接続される強電ラインＨＶ＋，ＨＶ−間には、約７００μＦ〜約２０００μＦ程度の大容量の平滑キャパシタが設けられている。この平滑キャパシタは、電池監視装置１００に設けられた集積回路に加わる電圧ノイズを低減する働きをする。
【００１２】
インバータ装置２２０の動作開始状態では平滑キャパシタの電荷は略ゼロであり、リレーＲＬを閉じると大きな初期電流が平滑キャパシタへ流れ込む。そして、この大電流のためにリレーＲＬが融着して破損するおそれがある。この問題を解決するために、ＭＣＵ２２２は、さらに上位のコントローラからの命令に従い、モータ２３０の駆動開始時に、プリチャージリレーＲＬＰを開状態から閉状態にして平滑キャパシタを充電し、その後にリレーＲＬを開状態から閉状態として、電池モジュール９からインバータ装置２２０への電力の供給を開始する。平滑キャパシタを充電する際には、抵抗ＲＰを介して最大電流を制限しながら充電を行う。このような動作を行うことで、リレー回路を保護すると共に、電池セルやインバータ装置２２０を流れる最大電流を所定値以下に低減でき、高い安全性を維持できる。
【００１３】
なお、インバータ装置２２０は、モータ２３０の回転子に対するパワーモジュール２２６により発生する交流電力の位相を制御して、車両制動時にはモータ２３０をジェネレータとして動作させる。すなわち回生制動制御を行い、ジェネレータ運転により発電された電力を電池モジュール９に回生して電池モジュール９を充電する。電池モジュール９の充電状態が基準状態より低下した場合には、インバータ装置２２０はモータ２３０を発電機として運転する。モータ２３０で発電された３相交流電力は、パワーモジュール２２６により直流電力に変換されて電池モジュール９に供給される。その結果、電池モジュール９は充電される。
【００１４】
一方、モータ２３０を力行運転する場合、ＭＣＵ２２２は上位コントローラの命令に従い、モータ２３０の回転子の回転に対して進み方向の回転磁界を発生するようにドライバ回路２２４を制御し、パワーモジュール２２６のスイッチング動作を制御する。この場合は、電池モジュール９から直流電力がパワーモジュール２２６に供給される。また、回生制動制御により電池モジュール９を充電する場合には、ＭＣＵ２２２は、モータ２３０の回転子の回転に対して遅れ方向の回転磁界を発生するようにドライバ回路２２４を制御し、パワーモジュール２２６のスイッチング動作を制御する。この場合はモータ２３０から電力がパワーモジュール２２６に供給され、パワーモジュール２２６の直流電力が電池モジュール９へ供給される。結果的にモータ２３０は発電機として作用することとなる。
【００１５】
インバータ装置２２０のパワーモジュール２２６は、導通および遮断動作を高速で行い直流電力と交流電力間の電力変換を行う。このとき、大電流を高速で遮断するので、直流回路の有するインダクタンスにより大きな電圧変動が発生する。この電圧変動を抑制するため、上述した大容量の平滑キャパシタが設けられている。
【００１６】
電池モジュール９は、直列接続された２つの電池ブロック９Ａ，９Ｂで構成されている。各電池ブロック９Ａ，９Ｂは、直列接続された１６セルの電池セルを備えている。電池ブロック９Ａと電池ブロック９Ｂとは、スイッチとヒューズとが直列接続された保守・点検用のサービスディスコネクトＳＤを介して直列接続される。このサービスディスコネクトＳＤが開くことで電気回路の直接回路が遮断され、仮に電池ブロック９Ａ，９Ｂのどこかで車両との間に１箇所接続回路ができたとしても電流が流れることはない。このような構成により高い安全性を維持できる。又、点検時に人間がＨＶ＋とＨＶ−の間を触っても、高電圧は人体に印加されないので安全である。
【００１７】
電池モジュール９とインバータ装置２２０との間の強電ラインＨＶ＋には、リレーＲＬ，抵抗ＲＰおよびプリチャージリレーＲＬＰを備えた電池ディスコネクトユニットＢＤＵが設けられている。抵抗ＲＰとプリチャージリレーＲＬＰとの直列回路は、リレーＲＬと並列に接続されている。
【００１８】
電池監視装置１００は、主に各セル電圧の測定、総電圧の測定、電流の測定、セル温度およびセルの容量調整等を行う。そのために、セルコントローラとしてのＩＣ（集積回路）１〜ＩＣ６が設けられている。各電池ブロック９Ａ，９Ｂ内に設けられた１６セルの電池セルは、それぞれ３つのセルグループに分けられ、各セルグループ毎に一つの集積回路が設けられている。
【００１９】
ＩＣ１〜ＩＣ６は、通信系６０２と１ビット通信系６０４とを備えている。セル電圧値読み取りや各種コマンド送信のための通信系６０２においては、絶縁素子（例えば、フォトカプラ）ＰＨを介してデイジーチェーン方式でマイコン３０とシリアル通信を行う。１ビット通信系６０４は、セル過充電が検知されたときの異常信号を送信する。図１に示す例では、通信系６０２は、電池ブロック９ＡのＩＣ１〜ＩＣ３に対する上位の通信経路と、電池ブロック９ＢのＩＣ４〜ＩＣ６に対する下位の通信経路とに分けられている。
【００２０】
各ＩＣは異常診断を行い、自分自身が異常と判断した場合、あるいは前のＩＣから異常信号を受信端子ＦＦＩで受信した場合に、送信端子ＦＦＯから異常信号を送信する。一方、既に受信端子ＦＦＩで受信していた異常信号が消えたり、あるいは自分自身の異常判断が正常判断となったりした場合には、送信端子ＦＦＯから伝送される異常信号は消える。この異常信号は本実施形態では１ビット信号である。
【００２１】
マイコン３０は異常信号をＩＣに送信しないが、異常信号の伝送路である１ビット通信系６０４が正しく動作することを診断するために、擬似異常信号であるテスト信号を１ビット通信系６０４に送出する。このテスト信号を受信したＩＣ１は異常信号を通信系６０４へ送出し、その異常信号がＩＣ２によって受信される。異常信号はＩＣ２からＩＣ３、ＩＣ４、ＩＣ５、ＩＣ６の順に送信され、最終的にはＩＣ６からマイコン３０へと返信される。通信系６０４が正常に動作していれば、マイコン３０から送信された擬似異常信号は通信系６０４を介してマイコン３０に戻ってくる。このように擬似異常信号をマイコン３０が送受することで通信系６０４の診断ができ、システムの信頼性が向上する。
【００２２】
電池ディスコネクトユニットＢＤＵ内にはホール素子等の電流センサＳｉが設置されており、電流センサＳｉの出力はマイコン３０に入力される。電池モジュール９の総電圧および温度に関する信号もマイコン３０に入力され、それぞれマイコン３０のＡＤ変換器（ＡＤＣ）によって測定される。温度センサは電池ブロック９Ａ，９Ｂ内の複数箇所に設けられている。
【００２３】
図２は、図１の電池ブロック９Ａに関するＩＣ１〜ＩＣ３の部分を示す図である。なお、説明は省略するが、電池ブロック９Ｂに関しても同様の構成となっている。電池ブロック９Ａに設けられている１６セルの電池セルは、４セル、６セル、６セルの３つにセルグループに分かれており、各セルグループに対応してＩＣ１，ＩＣ２，ＩＣ３が設けられている。
【００２４】
ＩＣ１のＣＶ１〜ＣＶ６端子は電池セルのセル電圧を計測するための端子であり、各ＩＣは６セルまで計測することができる。６セルを監視するＩＣ２，ＩＣ３の場合、ＣＶ１〜ＣＶ６端子の電圧計測ラインには、端子保護及び容量調整の放電電流制限のための抵抗ＲＣＶがそれぞれ設けられている。一方、４セルを監視するＩＣ１の場合には、ＣＶ３〜ＣＶ６端子の電圧計測ラインに、端子保護及び容量調整の放電電流制限のための抵抗ＲＣＶがそれぞれ設けられている。各電圧計測ラインはセンシング線ＬＳを介して各電池セルＢＣの正極または負極に接続されている。なお、電池セルＢＣ６の負極には、ＩＣ２，ＩＣ３のＧＮＤＳ端子が接続されている。例えば、電池セルＢＣ１のセル電圧を計測する場合には、ＣＶ１−ＣＶ２端子間の電圧を計測する。また、電池セルＢＣ６のセル電圧を計測する場合には、ＣＶ６−ＧＮＤＳ端子間の電圧を計測する。ＩＣ１の場合には、ＣＶ３〜ＣＶ６端子およびＧＮＤＳ端子を用いて電池セルＢＣ１〜ＢＣ４のセル電圧を計測する。電圧計測ライン間には、コンデンサＣｖ，Ｃinは、ノイズ対策として設けられている。
【００２５】
電池モジュール９の性能を最大限に活用するためには、３２セルのセル電圧を均等化する必要がある。例えば、セル電圧のばらつきが大きい場合、回生充電時に最も高い電池セルが上限電圧に達した時点で回生動作を停止する必要がある。この場合、その他の電池セルのセル電圧は上限に達していないにもかかわらず、回生動作を停止して、ブレーキとしてエネルギーを消費することになる。このようなことを防止するために、各ＩＣは、マイコン３０からのコマンドで電池セルの容量調整のための放電を行う。
【００２６】
図２に示すように、各ＩＣ１〜ＩＣ３は、ＣＶ１−ＢＲ１，ＢＲ２−ＣＶ３，ＣＶ３−ＢＲ３，ＢＲ４−ＣＶ５，ＣＶ５−ＢＲ５およびＢＲ６−ＧＮＤＳの各端子間にセル容量調整用のバランシングスイッチＢＳ１〜ＢＳ６を備えている。例えば、ＩＣ１の電池セルＢＣ１の放電を行う場合には、バランシングスイッチＢＳ３をオンする。そうすると、電池セルＣＶ１の正極→抵抗ＲＣＶ→ＣＶ１端子→バランシングスイッチＢＳ３→ＢＲ３端子→抵抗ＲＢ→電池セルＣＶ１の負極の経路でバランシング電流が流れる。ＲＢまたはＲＢＢはバランシング用の抵抗である。
【００２７】
ＩＣ１〜ＩＣ３間には、上述したように通信系６０２，６０４が設けられている。マイコン３０からの通信コマンドは、フォトカプラＰＨを介して通信系６０２に入力され、通信系６０２を介してＩＣ１の受信端子ＬＩＮ１で受信される。ＩＣ１の送信端子ＬＩＮ２からは、通信コマンドに応じたデータやコマンドが送信される。ＩＣ２の受信端子ＬＩＮ１で受信された通信コマンドは、送信端子ＬＩＮ２から送信される。このように順に受信および送信を行い、伝送信号は、ＩＣ３の送信端子ＬＩＮ２から送信され、フォトカプラＰＨを介してマイコン３０の受信端子で受信される。ＩＣ１〜ＩＣ３は、受信した通信コマンドに応じて、セル電圧等の測定データのマイコン３０への送信や、バランシング動作を行う。さらに、各ＩＣ１〜ＩＣ３は、測定したセル電圧に基づいてセル過充電を検知する。その検知結果（異常信号）は、信号系６０４を介してマイコン３０へ送信される。
【００２８】
図３はＩＣ内部ブロックの概略を示す図であり、６つの電池セルＢＣ１〜ＢＣ６が接続されるＩＣ２を例に示した。なお、説明は省略するが、他のＩＣに関しても同様の構成となっている。ＩＣ２には、電池状態検出回路としてのマルチプレクサ１２０やアナログデジタル変換器１２２Ａ，ＩＣ制御回路１２３，診断回路１３０，伝送入力回路１３８，１４２，伝送出力回路１４０，１４３，起動回路２５４，タイマ回路１５０，制御信号検出回路１６０，差動増幅器２６２およびＯＲ回路２８８が設けられている。
【００２９】
電池セルＢＣ１〜ＢＣ６の端子電圧は、ＣＶ１端子〜ＣＶ６端子およびＧＮＤＳ端子を介してマルチプレクサ１２０に入力される。マルチプレクサ１２０はＣＶ１端子〜ＣＶ６端子およびＧＮＤＳ端子のいずれかを選択して、端子間電圧を差動増幅器２６２に入力する。差動増幅器２６２の出力は、アナログデジタル変換器１２２Ａによりデジタル値に変換される。デジタル値に変換された端子間電圧はＩＣ制御回路１２３に送られ、内部のデータ保持回路１２５に保持される。ＣＶ１〜ＣＶ６，ＧＮＤＳ端子に入力される各電池セルＢＣ１〜ＢＣ６の端子電圧は、ＩＣ２のグランド電位に対して直列接続された電池セルの端子電圧に基づく電位でバイアスされている。上記差動増幅器２６２により上記バイアス電位の影響が除去され、各電池セルＢＣ１〜ＢＣ６の端子電圧に基づくアナログ値がアナログデジタル変換器１２２Ａに入力される。
【００３０】
ＩＣ制御回路１２３は、演算機能を有すると共に、データ保持回路１２５と、電圧測定や状態診断を周期的に行うタイミング制御回路１２６と、診断回路１３０からの診断フラグがセットされる診断フラグ保持回路１２８とを有している。ＩＣ制御回路１２３は、伝送入力回路１３８から入力された通信コマンドの内容を解読し、その内容に応じた処理を行う。コマンドとしては、例えば、各電池セルの端子間電圧の計測値を要求するコマンド、各電池セルの充電状態を調整するための放電動作を要求するコマンド、当該ＩＣの動作を開始するコマンド（Ｗａｋｅ ＵＰ）、動作を停止するコマンド（スリープ）、アドレス設定を要求するコマンド、等を含んでいる。
【００３１】
診断回路１３０は、ＩＣ制御回路１２３からの計測値に基づいて、各種診断、例えば過充電診断や過放電診断を行う。データ保持回路１２５は、例えばレジスタ回路で構成されており、検出した各電池セルＢＣ１〜ＢＣ６の各端子間電圧を各電池セルＢＣ１〜ＢＣ６に対応づけて記憶し、また、その他の検出値を、予め定められたアドレスに読出し可能に保持する。
【００３２】
ＩＣ２の内部回路には、少なくとも２種類の電源電圧ＶＣＣ，ＶＤＤが使用される。図３に示す例では、電圧ＶＣＣは直列接続された電池セルＢＣ１〜ＢＣ６で構成される電池セルグループの総電圧であり、電圧ＶＤＤは定電圧電源１３４によって生成される。マルチプレクサ１２０および信号伝送のための伝送入力回路１３８，１４２は高電圧ＶＣＣで動作する。また、アナログデジタル変換器１２２Ａ、ＩＣ制御回路１２３、診断回路１３０、信号伝送のための伝送出力回路１４０，１４３は低電圧ＶＤＤで動作する。
【００３３】
ＩＣ２の受信端子ＬＩＮ１で受信した信号は伝送入力回路１３８に入力され、受信端子ＦＦＩで受信した信号は伝送入力回路１４２に入力される。伝送入力回路１４２は、伝送入力回路１３８と同様の回路構成となっている。伝送入力回路１３８は、隣接する他のＩＣからの信号を受信する回路２３１とフォトカプラＰＨからの信号を受信する回路２３４とを備えている。
【００３４】
図２に示すように、最上位のＩＣ１の場合には、フォトカプラＰＨからの信号が受信端子ＬＩＮ１に入力され、他のＩＣ２，ＩＣ３の場合には、隣接ＩＣからの信号が受信端子ＬＩＮ１に入力される。そのため、回路２３１および２３４のどちらを使用するかは、図３の制御端子ＣＴに印加される制御信号に基づき、切換器２３３により選択される。制御端子ＣＴに印加された制御信号は、制御信号検出回路１６０に入力され、切換器２３３は制御信号検出回路１６０からの指令により切り替え動作を行う。
【００３５】
すなわち、ＩＣの伝送方向最上位のＩＣである場合、すなわち、ＩＣの受信端子ＬＩＮ１に上位コントローラ（マイコン３０）からの信号が入力される場合には、切換器２３３は下側接点が閉じ、回路２３４の出力信号が伝送入力回路１３８から出力される。一方、ＩＣの受信端子ＬＩＮ１に隣接ＩＣからの信号が入力される場合には、切換器２３３は上側接点が閉じ、回路２３２の出力信号が伝送入力回路１３８から出力される。図３に示すＩＣ２の場合、伝送入力回路１３８には隣接ＩＣ１からの信号が入力されるので、切換器２３３は上側接点が閉じる。上位コントローラ（マイコン３０）からの出力と隣接ＩＣの送信端子ＬＩＮ２からの出力とでは出力波形の波高値が異なるため、判定する閾値が異なる。そのため、制御端子ＴＣの制御信号に基づいて、回路１３８の切換器２３３を切り換えるようにしている。なお、通信系６０４についても同様の構成となっている。
【００３６】
受信端子ＬＩＮ１で受信された通信コマンドは、伝送入力回路１４２を通ってＩＣ制御回路１２３に入力される。ＩＣ制御回路１２３は、受信した通信コマンドに応じたデータやコマンドを伝送出力回路１４０へ出力する。それらのデータやコマンドは、伝送出力回路１４０を介して送信端子ＬＩＮ２から送信される。なお、伝送出力回路１４３も、伝送出力回路１４０と同様の構成である。
【００３７】
端子ＦＦＩから受信した信号は、異常状態（過充電信号）を伝送するために使用される。端子ＦＦＩから異常を表す信号を受信すると、その信号は伝送入力回路１４２およびＯＲ回路２８８を介して伝送出力回路１４３に入力され、伝送出力回路１４３から端子ＦＦＯを介して出力される。また診断回路１３０で異常を検知すると、端子ＦＦＩの受信内容に関係なく、診断フラグ保持回路１２８からＯＲ回路２８８を介して伝送出力回路１４３に異常を表す信号が入力され、伝送出力回路１４３から端子ＦＦＯを介して出力される。
【００３８】
隣接ＩＣまたはフォトカプラＰＨから伝送されてきた信号を起動回路２５４により受信すると、タイマ回路１５０が動作し、定電圧電源１３４に電圧ＶＣＣを供給する。この動作により定電圧電源１３４は動作状態となり、定電圧ＶＤＤを出力する。定電圧電源１３４から定電圧ＶＤＤが出力されるとＩＣ２はスリープ状態から立ち上がり動作状態となる。
【００３９】
前述したように、ＩＣ内には、電池セルＢＣ１〜ＢＣ６の充電量を調整するためのバランシングスイッチＳＢ１〜ＳＢ６が設けられている。本実施形態では、バランシングスイッチＢＳ１，ＢＳ３，ＢＳ５にはＰＭＯＳスイッチが用いられ、バランシングスイッチＢＳ２，ＢＳ４，ＢＳ６にはＮＭＯＳスイッチが用いられている。
【００４０】
これらのバランシングスイッチＳＢ１〜ＳＢ６の開閉は、放電制御回路１３２によって制御される。マイコン３０からの指令に基づいて、放電させるべき電池セルに対応したバランシングスイッチを導通させるための指令信号が、ＩＣ制御回路１２３から放電制御回路１３２に送られる。ＩＣ制御回路１２３は、マイコン３０から各電池セルＢＣ１〜ＢＣ６に対応した放電時間の指令を通信により受け、上記放電の動作を実行する。
【００４１】
〈診断および計測：動作スケジュール概要〉
図４は、図３に示すタイミング制御回路１２６で行われる計測動作のタイミングを説明する図である。図２に示す各ＩＣは計測動作と共に診断動作を行う機能を有しており、図４に記載の動作タイミングで繰り返し計測を行い、この計測に同期して診断を実行する。なお、上述した図２ではＩＣ１のセルグループは４個の電池セルを有していたが、ＩＣ１〜ＩＣ３は６個の電池セルに対応できる回路となっている。従って、各セルグループを構成する電池セルの数は、最大６個まで増やすことが可能である。そのため、図４の動作タイミングを示す図においても、電池セルが６個を前提として構成されている。
【００４２】
ＩＣ１〜ＩＣ３には、それぞれに対応して設けられたセルグループを構成する電池セル数がそれぞれセットされる。それにより、各ＩＣ１〜ＩＣ３は関係付けられたセルグループの電池セル数に対応したステージ信号を発生する。このように構成することで、各セルグループを構成する電池セル数を変えることが可能となり設計の自由度が増大すると共に、高速の処理が可能となる。
【００４３】
図４は上述のとおり、診断動作と計測動作のタイミングを説明する図である。上記計測動作のタイミングおよび測定周期、あるいは診断動作は、起動回路２５４と第１ステージカウンタ２５６および第２ステージカウンタ２５８からなるステージカウンタとにより管理される。ステージカウンタ２５６，２５８は、集積回路全体の動作を管理する制御信号（タイミング信号）を発生する。ステージカウンタ２５６，２５８は、実際には分離されていないが、ここでは理解しやすくするためにあえて分離して示した。ステージカウンタは通常のカウンタであっても良いし、シフトレジスタであっても良い。
【００４４】
起動回路２５４は、（１）伝送路から送られてくるＷａｋｅ ＵＰを要求する通信コマンドを受信端子ＬＩＮ１で受信すると、あるいは（２）ＩＣの電源電圧が供給され所定の電圧に達すると、（３）あるいは車のスタータスイッチ（キースイッチ）が投入されたことを表す信号を受信すると、第１と第２のステージカウンタ２５６，２５８へリセット信号を出力して各ステージカウンタ２５６，２５８を初期状態とし、所定の周波数でクロック信号を出力する。すなわち上記（１）乃至（３）の条件でＩＣ１は計測動作および診断動作を実行する。一方、伝送路からＳｌｅｅｐを要求する通信コマンドを受信すると、あるいは該通信コマンドを所定時間以上受信出来ないと、起動回路２５４はステージカウンタ２５６，２５８がリセット状態すなわち初期状態に戻ったタイミングで、クロックの出力を停止する。このクロックの出力停止によりステージの進行が停止されるので、上記計測動作および診断動作の実行は停止状態となる。
【００４５】
起動回路２５４からのクロック信号を受け、第１ステージカウンタ２５６はステージＳＴＧ２の各期間（後述する［ＳＴＧＣａｌのＲＥＳ］期間〜［ＳＴＧＰＳＢＧの計測］期間のそれぞれ）内の処理タイミングを制御する計数値を出力し、デコーダ２５７は、ステージＳＴＧ２の各期間内の処理タイミングを制御するタイミング信号ＳＴＧ１を発生する。第２ステージカウンタ２５８の計数値が進むに従い、対応する期間が動作表２６０の左から右に切り替わる。第２ステージカウンタ２５８の計数値に応じて、各期間を特定するステージ信号ＳＴＧ２がデコーダ２５９から出力される。
【００４６】
第１ステージカウンタ２５６は下位のカウンタであり、第２ステージカウンタ２５８は上位カウンタである。第２ステージカウンタ２５８の計数値が「００００」で、第１ステージカウンタ２５６の計数値が「００００」〜「１１１１」の間は、ステージＳＴＧＣａｌのＲＥＳ期間（以下では、［ＳＴＧＣａｌ ＲＥＳ］期間と称する）を表す信号がデコーダ２５９から出力される。そして、［ＳＴＧＣａｌ ＲＥＳ］期間に行われる種々の処理は、第１ステージカウンタ２５６の計数値「００００」〜「１１１１」に基づいて出力されるデコーダ２５７の信号に基づいて実行される。
【００４７】
なお、図４では、第１ステージカウンタ２５６は４ビットカウンタのように簡略して記載しているが、例えば、第１ステージカウンタ２５６が８ビットカウンタである場合には、１カウント毎に異なる処理動作が行われるとすると、２５６種類の処理が可能となる。第２ステージカウンタ２５８についても第１ステージカウンタ２５６の場合と同様であって、多数の計数を可能とすることで多数の処理が可能である。
【００４８】
第１ステージカウンタ２５６の計数値が「１１１１」となると［ＳＴＧＣａｌのＲＥＳ］期間が終了し、第２ステージカウンタ２５８の計数値が「０００１」となって［ＳＴＧＣａｌの計測］期間となる。そして、第１ステージカウンタ２５８が計数値「０００１」である［ＳＴＧＣａｌ 計測］期間においては、第１ステージカウンタ２５６の計数値「００００」〜「１１１１」に基づいてデコーダ２５７から出力される信号に基づいて種々の処理が実行される。そして、第１ステージカウンタ２５６の計数値が「１１１１」となると［ＳＴＧＣａｌの計測］期間が終了し、第２ステージカウンタ２５８の計数値が「００１０」となって［ＳＴＧＣＶ１ ＲＥＳ］期間となる。この［ＳＴＧＣＶ１ ＲＥＳ］期間において第１ステージカウンタ２５６の計数値が「１１１１」となると［ＳＴＧＣＶ１ ＲＥＳ］期間を終了し、第２ステージカウンタ２５８の計数値が「００１１」となって［ＳＴＧＣＶ１ 計測］期間が開始される。
【００４９】
このように、図４の［ＳＴＧＣａｌ ＲＥＳ］期間からスタートし、第２ステージカウンタ２５８の計数に従い順に動作期間が右側に移動し、［ＳＴＧＰＳＧＢ 計測］期間の終了で基本動作が終了する。この次に第２ステージカウンタ２５８が計数アップすると、再び［ＳＴＧＣａｌ ＲＥＳ］期間がスタートする。
【００５０】
なお、図２に示す例では、ＩＣ１には４個の電池セルが接続されているので、表２６０のステージＳＴＧＣＶ５とステージＳＴＧＣＶ６は使用されない、あるいはスキップされてステージＳＴＧＣＶ５とステージＳＴＧＣＶ６は存在しない。また、強制的に第２ステージカウンタ２５８の内容を特定の計数値とすると、その計数値に対応した期間内の処理が実行される。
【００５１】
〈診断および計測：各ステージにおける診断と計測〉
各ステージのＲＥＳ期間では、計測のために使用するアナログデジタル変換器１２２Ａの初期化を行う。本実施の形態では、ノイズの影響を少なくするためにコンデンサを使用した充放電型のアナログデジタル変換器１２２Ａを使用する、前に行われた動作時にコンデンサに蓄えられた電荷の放電などもこのＲＥＳ期間で実施する。行２６０Ｙ２の各ステージの計測期間では、アナログデジタル変換器１２２Ａを使用した計測の実行や、計測された値に基づく被測定対象の診断を行う。
【００５２】
ステージＳＴＧＣＶ１〜ステージＳＴＧＣＶ６の計測期間では順に電池セルの端子電圧を計測し、さらに計測された値から各電池セルが過充電や過放電の状態にならないかを診断する。実際に過充電や過放電の状態にならないように、過充電や過放電の診断は安全性の幅を取って設定している。なお、図２に示すようにＩＣに接続される電池セルの数が４個の場合は、ステージＳＴＧＣＶ５とステージＳＴＧＣＶ６はスキップされる。ステージＳＴＧＶＤＤの計測期間では図３に示す定電圧電源１３４の出力電圧が計測される。ステージＳＴＧＴＥＭの計測期間では温度計の出力電圧が測定される。ステージＳＴＧＰＳＢＧの計測期間では基準電圧が測定される。
【００５３】
〈診断および計測：電池セルの端子電圧計測〉
図５に示すブロック図は、図３に示したＩＣ内部ブロックのデジタル回路部分を詳しく示したものである。マルチプレクサ１２０には、図４に示したデコーダ２５７，２５９から信号ＳＴＧ１，ＳＴＧ２が入力され、その信号に基づいてマルチプレクサ１２０による選択動作が行われる。例えば電池セルＢＣ１の電圧を計測する場合には、端子ＣＶ１と端子ＣＶ２とを選択すると、電池セルＢＣ１の電圧がマルチプレクサ１２０から差動増幅器２６２に出力される。ここでは、電池セルの端子電圧計測について説明する。
【００５４】
なお、電池セルＢＣ１〜ＢＣ４（または、ＢＣ１〜ＢＣ６）は直列接続されているので、各端子電圧の負極電位が異なっている。そのため、基準電位（ＩＣ１〜ＩＣ３内のＧＮＤ電位）をそろえるために差動増幅器２６２を使用している。差動増幅器２６２の出力はアナログデジタル変換器１２２Ａによりデジタル値に変換され、平均化回路２６４に出力される。平均化回路２６４は所定回数の測定結果の平均値を求める。その平均値は、電池セルＢＣ１の場合には現在値記憶回路２７４のレジスタＣＥＬＬ１に保持される。なお、図５の現在値記憶回路２７４、初期値記憶回路２７５、基準値記憶回路２７８は、図３のデータ保持回路１２５に対応する。
【００５５】
平均化回路２６４は、平均化制御回路２６３に保持された測定回数の平均値を演算し、その出力を上述の現在値記憶回路２７４に保持する。平均化制御回路２６３が１を指令すれば、アナログデジタル変換器１２２Ａの出力は、平均化されないでそのまま現在値記憶回路２７４のレジスタＣＥＬＬ１に保持される。平均化制御回路２６３が４を指令すれば、電池セルＢＣ１の端子電圧の４回の計測結果が平均化され、その平均値が上記現在値記憶回路２７４のレジスタＣＥＬＬ１に保持される。４回の平均を演算するには、最初は図４のステージによる計測を４回行うことが必要となるが、４回目以降は最新の測定結果の中から４個の測定値を演算に使用することで、各測定毎に平均化回路２６４の平均化演算が可能となる。上述のとおり、所定回数の平均化を行う平均化回路２６４を設けることで、ノイズの悪影響を除去できる。図１に示す電池モジュール９の直流電力はインバータ装置に供給され、交流電力に変換される。インバータ装置による直流電力から交流電力への変換の際に電流の導通や遮断動作が高速に行われ、そのときに大きなノイズが発生するが、平均化回路２６４を設けることで、そのようなノイズの悪影響を少なくできる効果がある。
【００５６】
デジタル変換された電池セルＢＣ１の端子電圧のデジタル値は現在値記憶回路２７４のレジスタＣＥＬＬ１に保持される。上記計測動作が図４の［ＳＴＧＣＶ１の計測］期間で行われる。
【００５７】
（過充電の診断）
その後、ステージＳＴＧＣＶ１の計測として示す期間内において、計測値に基づく診断動作が行われる。診断動作としては過充電診断と過放電診断である。この診断に入る前にマイコン３０から診断のための基準値が各集積回路に送信され、過充電の診断基準ＯＣ（過充電閾値ＯＣ）が基準値記憶回路２７８のレジスタに、また過放電の診断基準ＯＤ（過放電閾値）が基準値記憶回路２７８のレジスタにそれぞれ保持される。
【００５８】
デジタルマルチプレクサ２７２は、図４の第１ステージカウンタ２５６や第２ステージカウンタ２５８の出力に基づいてデコーダ２５７やデコーダ２５９により作られた選択信号（ＳＴＧ１・ＳＴＧ２信号）により、現在値記憶回路２７４のレジスタＣＥＬＬ１から電池セルＢＣ１の端子電圧を読み出してデジタル比較器２７０に送る。また、デジタルマルチプレクサ２７６は、基準値記憶回路２７８から過充電閾値ＯＣを読み出しデジタル比較器２７０へ送る。デジタル比較器２７０はレジスタＣＥＬＬ１からの電池セルＢＣ１の端子電圧と過充電閾値ＯＣとを比較し、もし電池セルＢＣ１の端子電圧が過充電閾値ＯＣより大きい場合には、フラグ記憶回路２８４に異常を表すフラグ［ＭＦｆｌａｇ］をセットする。また、過充電を表すフラグ［ＯＣｆｌａｇ］もセットする。これらのフラグがセットされると、異常信号（１ビット信号）が通信回路１２７の端子ＦＦＯから出力され、マイコン３０に伝えられる。実際には過充電状態が生じないように制御しており、このような状態はほとんど生じない。しかし、信頼性を担保するため、診断を繰り返し実行する。
【００５９】
通信回路１２７は通信コマンドの送受信を行うものであり、上述した伝送入力回路１３８，１４２や伝送出力回路１４０，１４３が含まれている。なお、伝送入力回路１４２および伝送出力回路１４３は図示を省略した。また、受送信レジスタ３０２／３２２の詳細は後述する。
【００６０】
（過放電の診断）
過充電診断に続いて、ステージＳＴＧＣＶ１の計測の期間でさらに過放電の診断を行う。デジタルマルチプレクサ２７２が現在値記憶回路２７４のレジスタＣＥＬＬ１から電池セルＢＣ１の端子電圧を読み出しデジタル比較器２７０に送る。またデジタルマルチプレクサ２７６が基準値記憶回路２７８から過放電の判断基準値ＯＤを読み出しデジタル比較器２７０へ送る。デジタル比較器２７０はレジスタＣＥＬＬ１からの電池セルＢＣ１の端子電圧と過放電の判断基準値ＯＤとを比較し、もし電池セルＢＣ１の端子電圧が過放電の判断基準値ＯＤより小さい場合には、フラグ記憶回路２８４に異常を表すフラグ［ＭＦｆｌａｇ］をセットする。また、過放電を表すフラグ［ＯＤｆｌａｇ］もセットする。これらのフラグがセットされると、異常信号（１ビット信号）が端子ＦＦＯから出力され、マイコン３０に伝えられる。上述の過充電の場合と同様、実際には過放電状態が生じないように制御しており、このような過放電の状態はほとんど生じない。しかし、信頼性を担保するため、診断を繰り返し実行する。
【００６１】
選択回路２８６の機能はマイコン３０からの通信コマンド２９２で変えることができ、端子ＦＦＯから出力されるフラグをどのフラグまで含めるかを選択的に変更できる。例えばフラグ記憶回路２８４のＭＦｆｌａｇをセットする条件を過充電異常だけとしても良い。この場合、デジタル比較器２７０の過放電異常診断出力はレジスタＭＦｆｌａｇにはセットせず、ＯＤｆｌａｇのみセットする。ＯＤｆｌａｇを端子ＦＦＯから出力するかどうかは選択回路２８６の設定条件で決まるようにすることが可能である。この場合は、設定条件をマイコン３０から変更できるので、多様な制御に対応できる。
【００６２】
上記説明は図４のステージＳＴＧＣＶ１の計測期間での電池セルＢＣ１に関する計測と診断である。同様に次のステージＳＴＧＣＶ２では、図５のマルチプレクサ１２０は電池セルＢＣ２の端子電圧を選択して差動増幅器２６２へ出力する。差動増幅器２６２の出力はアナログデジタル変換器１２２Ａによりデジタル値に変換された後、平均化回路２６４で平均値が演算され、現在値記憶回路２７４のレジスタＣＥＬＬ２に保持される。デジタル比較器２７０は、デジタルマルチプレクサ２７２によってレジスタＣＥＬＬ２から読み出された電池セルＢＣ２の端子電圧を過充電閾値ＯＣと比較し、次に電池セルＢＣ２の端子電圧を過放電の判断基準値（過放電閾値）ＯＤと比較する。過充電閾値ＯＣとの比較や過放電閾値ＯＤとの比較で異常状態の判断を行い、もし異常状態であればフラグ記憶回路２８４に異常を表すフラグ［ＭＦｆｌａｇ］をセットし、異常の原因を表すフラグ［ＯＣｆｌａｇ］あるいはフラグ［ＯＤｆｌａｇ］をセットする。
【００６３】
以下同様に図４のステージＳＴＧＣＶ３の計測期間で電池セルＢＣ３の端子電圧の計測と過充電や過放電の診断を行い、ステージＳＴＧＣＶ４の計測期間で電池セルＢＣ４の端子電圧の計測と過充電や過放電の診断を行う。
【００６４】
なお、上記各項目の診断でＭＦｆｌａｇがセットされた場合には、そのフラグは、ＯＲ回路２８８を介して１ビット出力端ＦＦＯから出力され、マイコン３０に送信される。
【００６５】
〈診断および計測：初期データの保持〉
図１に示すシステムでは、車両が運転停止状態であって、運転者が運転を開始する前は、電池モジュール９からインバータ装置への電流供給が行われていない。各電池セルの充放電電流が流れていない状態で計測された各電池セルの端子電圧を使用すると、各電池セルの充電状態（ＳＯＣ）が正確に求められるので、車両のキースイッチの操作やマイコン３０からのＷａｋｅ Ｕｐなどの通信コマンド２９２に基づき、各集積回路は独自に計測動作を開始する。図４で説明の計測動作が各集積回路において計測と電池セルの診断動作が開始され、平均化制御回路２６３に保持された回数の測定が行われると、平均化回路２６４で測定値の平均化を求める演算が行われる。その演算結果は先ず現在値記憶回路２７４に保持される。各集積回路はそれぞれ独立してその集積回路が関係しているセルグループの電池セル全てに対して測定計測および計測結果の平均値の演算を行い、演算結果を、それぞれの集積回路の現在値記憶回路２７４のレジスタＣＥＬＬ１〜レジスタＣＥＬＬ６に保持する。
【００６６】
各電池セルの充電状態（ＳＯＣ）を正確に把握するために、各電池セルの充放電電流が流れていない状態で各電池セルの端子電圧を計測することが望ましい。上述のごとく各集積回路は独自に計測動作を開始することにより、電池モジュール９からインバータ装置への電流供給前に、各集積回路はそれぞれ関係する電池セル全ての端子電圧を計測し、現在値記憶回路２７４のレジスタＣＥＬＬ１〜レジスタＣＥＬＬ６に保持する。現在値記憶回路２７４に保持された計測値はその後の新たな計測結果により書き換えられてしまうので、電流供給開始前の測定結果は現在値記憶回路２７４のレジスタＣＥＬＬ１〜レジスタＣＥＬＬ６から初期値記憶回路２７５のレジスタＢＣＥＬＬ１〜レジスタＢＣＥＬＬ６に移され、初期値記憶回路２７５に保持される。このように電池モジュール９からインバータ装置への電流供給を開始する前の計測値を初期値記憶回路２７５に保持するので、充電状態（ＳＯＣ）の演算などの処理を後回しにして、優先度の高い診断のための処理を優先的に実行できる。優先度の高い処理を実行して、電池モジュール９からインバータ装置への電流供給を開始した後、初期値記憶回路２７５に保持された計測値に基づいて各電池セルの充電状態（ＳＯＣ）を演算し、正確な状態検知に基づいて充電状態（ＳＯＣ）を調整するための制御を行うことが可能となる。車両の運転者はできるだけ早く運転を開始したいとの希望を持つ場合があり、上述のとおりインバータ装置への電流供給を早く可能にすることが望ましい。
【００６７】
図５に示す例では、上述のごとく電気負荷であるインバータ装置に電流供給を始める前の計測値が現在値記憶回路２７４に保持されたタイミングで、デジタル比較器２７０により過充電や過放電の診断、更には漏洩電流などの診断を実施できる。このためインバータ装置への直流電力の供給前に異常状態を把握することができる。もし、異常状態が発生していれば電流供給前に前記診断で異常を検知でき、インバータ装置への直流電力の供給を行わないなどの対応策が可能となる。さらに電流供給前の測定値は現在値記憶回路２７４の保持値を初期値記憶回路２７５に移して専用の初期値記憶回路２７５に保持し続けることができるので、安全性の向上や正確な充電状態（ＳＯＣ）の把握において優れた効果がある。
【００６８】
〈通信コマンド〉
図６は、ＩＣ１内における通信コマンドの送受信動作を説明する図である。上述のとおり他の集積回路ＩＣも同様の動作を行う。マイコン３０からＩＣ１の受信端子ＬＩＮ１に送られてくる通信コマンドは、８ｂｉｔを１単位として全部で５つの部分を有し、５バイトを１つの基本構成としている。ただし以下に説明のとおり、５バイトより長くなる場合があり、特に５バイトに限定されるものではない。通信コマンドは受信端子ＬＩＮ１から受信レジスタ３２２に入力され、保持される。なお、この受信レジスタ３２２はシフトレジスタであり、受信端子ＬＩＮ１からシリアルに入力される信号が受信レジスタ３２２に入力された順にシフトされ、通信コマンドの先頭部分がレジスタの先頭部であるブレークフィールド部３２４に保持され、以下順次保持される。
【００６９】
上述のように、受信レジスタ３２２に保持される通信コマンド２９２は、その先頭の８ｂｉｔは信号が来たことを示す信号からなるブレークフィールド３２４、２番目の８ｂｉｔは同期をとるための働きをする信号からなるシンクロナスフィールド３２６、３番目の８ｂｉｔはＩＣ１〜ＩＣ４のうちいずれの集積回路なのか、さらに命令の対象となる回路はどこかを示す対象アドレス、及指令の内容を示すアイデンティファイア３２８である。４番目の８ｂｉｔは、通信内容（制御内容）を示すデータ３３０で前記命令を実行するために必要なデータを保持している。この部分は１バイトとは限らない。５番目の８ｂｉｔは送受信動作の誤りの有無をチェックするためのチェックサム３３２であり、ノイズなどで正確に伝達できなかった場合の有無を検知できる。このように、マイコン３０からの通信コマンドは、ブレークフィールド３２４、シンクロナスフィールド３２６、アイデンティファイア（Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）３２８、データ３３０、およびチェックサム３１２の５つの部分から構成され、それぞれが１バイトで構成たれた場合は、通信コマンドは５バイトとなり、５バイト構成を基本としているが、データ３３０は１バイトに限らず、必要に応じてさらに増加する場合がある。
【００７０】
シンクロナスフィールド３２６は送信側の送信クロックと受信側の受信クロックとの同期を合わせるために使用され、シンクロナスフィールド３２６の各パルスが送られてくるタイミングを同期回路３４２が検知し、同期回路３４２の同期をシンクロナスフィールド３２６の各パルスのタイミングに合わせ、この合わせられたタイミングで受信レジスタ３２２はそれに続く信号を受信する。このようにすることで、送られてくる信号と信号の真理値を判断する閾値との比較タイミングを正確に選択でき、送受信動作の誤りを少なくできる効果がある。
【００７１】
通信コマンド２９２は、図２に示す通信系６０２を介してマイコン３０から最上位のＩＣ１の受信端子ＬＩＮ１に送られ、ＩＣ１の送信端子ＬＩＮ２から次のＩＣ２の受信端子ＬＩＮ１に送られ、さらにＩＣ２の送信端子ＬＩＮ２から最下位のＩＣ３の受信端子ＬＩＮ１に送られ、ＩＣ３の送信端子ＬＩＮ２からマイコン３０の受信端子ＬＩＮ１（不図示）に送られる。このように、通信コマンド２９２は、各ＩＣ１〜ＩＣ３の送受信端子を直列にループ状に接続した通信系６０２を介して伝送される。電池ブロック９ＢのＩＣ４〜ＩＣ６に関しても同様である。
【００７２】
各集積回路を代表してＩＣ１の回路で説明するが、上述のとおり他の集積回路も構成や動作が同じである。ＩＣ１の受信端子ＬＩＮ１に通信コマンド２９２が送信され、各集積回路は受信した通信コマンド２９２を次の集積回路に対して送信端子ＬＩＮ２から送信する。上記動作において、受信した通信コマンド２９２の指示対象が自分自身かを図６のコマンド処理回路３４４で判断し、自分自身の集積回路が対象の場合に通信コマンドに基づく処理を行う。上述の処理が各集積回路で通信コマンド２９２の送受信に基づき順次行われる
【００７３】
従って、受信レジスタ３２２に保持された通信コマンド２９２がＩＣ１と関係しない場合であっても、受信した通信コマンド２９２に基づき次の集積回路への送信を行うことが必要となる。受信した通信コマンド２９２のアイデンティファイア３２８の内容をコマンド処理回路３４４が取り込み、ＩＣ１自身が通信コマンド２９２の指令対象かどうかを判断する。ＩＣ１自身が通信コマンド２９２の指令対象でない場合は、アイデンティファイア３２８およびデータ３３０の内容をそのまま送信レジスタ３０２のアイデンティファイア３０８やデータ３１０の部分に移し、また送受信誤動作チェックのためのチェックサム３１２を入力して送信レジスタ３０２内の送信信号を完成し、送信端子ＬＩＮ２から送信する。送信レジスタ３０２も受信レジスタ３２２と同様にシフトレジスタで作られている。
【００７４】
受信した通信コマンド２９２の対象が自分である場合、通信コマンド２９２に基づく指令を実行する。以下実行について説明する。
【００７５】
受信した通信コマンド２９２の対象が自分を含む集積回路全体に関する場合がある。例えばＲＥＳコマンドやＷａｋｅＵＰコマンド、Ｓｌｅｅｐコマンドがこのようなコマンドである。ＲＥＳコマンドを受信するとコマンド処理回路３４４でコマンド内容を解読しＲＥＳ信号を出力する。ＲＥＳ信号が発生すると、図５の現在値記憶回路２７４や初期値記憶回路２７５、フラグ記憶回路２８４の保持データが全て初期値である「ゼロ」になる。図５の基準値記憶回路２７８の内容は「ゼロ」にならないが、「ゼロ」になるようにしても良い。もし基準値記憶回路２７８の内容を「ゼロ」に変更すると、ＲＥＳ信号の発生後に図４に示す測定と診断が各集積回路で独自に実行されるので、診断の基準値となる基準値記憶回路２７８の値を速やかにセットすることが必要となる。この煩雑さを避けるために、基準値記憶回路２７８の内容はＲＥＳ信号で変更されないように回路が構成されている。基準値記憶回路２７８の値は頻繁に変更される属性のデータではないので、以前の値を使用しても良い。もし変更の必要があれば他の通信コマンド２９２で個々に変更できる。ＲＥＳ信号で平均化制御回路２６３の保持値は所定値、例えば１６となる。すなわち通信コマンド２９２で変更されなければ、１６回の測定値の平均を演算するように設定される。
【００７６】
ＷａｋｅＵＰコマンドがコマンド処理回路３４４から出力されると図４の起動回路２５４が動作を開始し、計測と診断動作が開始される。これにより、集積回路自身の消費電力は増加する。一方、Ｓｌｅｅｐ信号がコマンド処理回路３４４から出力されると図４の起動回路２５４の動作が停止し、計測と診断動作が停止する。これにより、集積回路自信の消費電力は著しく減少する。
【００７７】
次に通信コマンド２９２によるデータの書き込みおよび変更を、図６を参照して説明する。通信コマンド２９２のアイデンティファイア３２８は選択すべき集積回路を示している。データ３００が、アドレスレジスタ３４８や基準値記憶回路２７８へのデータ書き込み命令、あるいは平均化制御回路２６３や選択回路２８６へのデータ書き込み命令の場合は、コマンド処理回路３４４は命令内容に基づき書き込み対象を指定し、データ３３０を書き込み対象のレジスタに書き込む。
【００７８】
アドレスレジスタ３４８は集積回路自身のアドレスを保持するレジスタであり、この内容により自分のアドレスが決まる。ＲＥＳ信号でアドレスレジスタ３４８の内容はゼロとなり、集積回路自身のアドレスは「ゼロ」アドレスとなる。新たに命令によりアドレスレジスタ３４８の内容が変更されると、集積回路自身のアドレスは変更された内容に変わる。
【００７９】
通信コマンド２９２によりアドレスレジスタ３４８の記憶内容の変更の他に、図５に記載の基準値記憶回路２７８やフラグ記憶回路２８４,平均化制御回路２６３、選択回路２８６の保持内容を変更できる。これらに関し変更対象が指定されると、変更値であるデータ３３０の内容がデータバス２９４を介して変更対象の回路に送られ、保持内容が変更される。図５の回路はこの変更された内容に基づき動作を実行する。
【００８０】
通信コマンド２９２には集積回路内部に保持されているデータの送信命令が含まれている。アイデンティファイア３２８の命令で送信対象データの指定が行われる。例えば現在値記憶回路２７４や基準値記憶回路２７８の内部レジスタが指定されると、指定されたレジスタの保持内容がデータバス２９４を介して送信レジスタ３０２のデータ３１０の回路に保持され、要求されたデータ内容として送信される。このようにして、図１に示すマイコン３０は、通信コマンド２９２により必要な集積回路の測定値や状態を表すフラグを取り込むことが可能となる。
【００８１】
《第１の実施の形態》
上述したように、セル電圧測定を行う際には、ＣＶ１〜ＣＶ６端子およびＧＮＤＳ端子から、測定対象となる電池セルの両極に接続された一対の端子を図３に示すマルチプレクサ１２０により選択する。この端子選択のセレクト信号はＩＣ２内のデジタル領域（図３のＩＣ制御回路）で生成され、マルチプレクサ１２０に入力される。しかしながら、マルチプレクサ１２０に不具合が生じた場合に、セレクト信号の指令と異なる端子を選択する場合がある。そのような場合でも、従来は、マイコン３０側に送信されたセル電圧から、それが正しく選択されて測定されたセル電圧であるか否かを判断することはできなかった。そこで、以下に説明するように、第１の実施の形態では、マイコン３０側に送信されたセル電圧に基づいて、マルチプレクサ１２０による端子選択が正しく行われているか否かを判定できるようにした。
【００８２】
以下、図７〜図１２を参照して、マルチプレクサ接続診断について説明する。上述したように、各ＩＣは、タイミング制御回路１２６の指示に基づく電圧測定や状態診断を、上位コントローラであるマイコンの指令とは関係なく周期的に行うとともに、マイコンの指令に基づいてバランシングスイッチをオンし、各電池セルの容量調整を行っている。しかしながら、バランシングスイッチをオンして容量調整を行っている状態では、ＶＣ１〜ＶＣ６端子の電圧計測ラインに設けられた抵抗ＲＣＶに放電電流が流れて電圧降下が生じ、ＶＣ端子間の電圧が電池セルの電圧値と異なることになる。そのため、バランシング動作中であっても、セル電圧を測定する期間のみ自動的にそのセル電圧測定に影響するバランシングスイッチをオフする、バランシングスイッチマスク機能（以下では、マスク機能と称する）を備えている。
【００８３】
図７を参照して、ＩＣ２の電池セルＢＣ１の容量調整を行う場合を例に、マスク機能を説明する。図７（ａ）はＩＣ２、電池セルＢＣ１〜ＢＣ６、および、セル電圧を検出するための周辺回路を示す図である。図７（ｂ）は、マスク機能オンオフ時のバランシングスイッチＢＳ１の動作と、ＣＶ１−ＣＶ２端子間の電圧とを説明する図である。図７（ｂ）に示すタイミングチャートの前半部分（マスク機能オンと示す範囲）がマスク機能をオンとした場合を示し、タイミングチャートの後半部分（マスク機能オフと示す範囲）がマスク機能をオフとした場合を示す。
【００８４】
前述したように、ＩＣ２はマイコン３０の指令とは関係なく、所定の周期Ｔ１で各電池セルＢＣ１〜ＢＣ６のセル電圧の測定を行うとともに、関連する内部診断（例えば、過充電検出）を行っている。そして、セル電圧が測定される度に、図３のデータ保持回路１２５（図５の現在値記憶回路２７４）に保持されているセル電圧が書き換えられる。電池セルＢＣ１のバランシングを行う場合には、マイコン３０からバランシングスイッチＢＳ１をオンする指令がＩＣ２に送信される。ＩＣ２は、その指令に従ってバランシングスイッチＢＳ１をオンする。
【００８５】
バラシングスイッチＢＳ１をオンすると、図７（ａ）の矢印で示すように電池セルＢＣ１の放電電流が流れる。このとき、ＣＶ１端子の電圧計測ラインに設けられた抵抗ＲＣＶに放電電流が流れるため、ＣＶ１−ＣＶ２端子間の電圧は、電池セルＢＣ１のセル電圧Ｖc1より抵抗ＲＣＶの電圧降下ΔＶ分だけ低下する。その他の端子間（ＣＶ２−ＣＶ３，ＣＶ３−ＣＶ４，ＣＶ４−ＣＶ５，ＣＶ５−ＣＶ６，ＣＶ６−ＧＮＤＳ）の電圧は、放電電流の影響を受けることなく各電池セルＢＣ２〜ＢＣ６のセル電圧Ｖc2〜Ｖc6を示す。
【００８６】
そのため、従来は、測定期間中には、その測定に影響を与えるバランシングスイッチをオフ状態とする機能、すなわちマスク機能を備えるようにしている。図７（ａ）に示す例の場合には、図７（ｂ）の前半部分（マスク機能オン状態）に示すように、電池セルＢＣ１のセル電圧測定期間中はバランシングスイッチＢＳ１をオフするようにした。
【００８７】
ところで、マスク機能をオフして各電池セルＢＣ１〜ＢＣ６の電圧測定を行うと、上述したように放電電流の影響を受けるＣＶ１−ＣＶ２端子間電圧はＶc1−ΔＶとなる。すなわち、マスク機能オン時には、電池セルＢＣ１〜ＢＣ６のセル電圧として順にＶc1，Ｖc2，Ｖc3，Ｖc4，Ｖc5，Ｖc6が測定され、図７（ｂ）の後半部分のようにマスク機能オフの時には、各端子間の電圧は、「ＣＶ１−ＣＶ２間電圧＝Ｖc1−ΔＶ」、「ＣＶ２−ＣＶ３間電圧＝Ｖc2」、「ＣＶ３−ＣＶ４間電圧＝Ｖc3」、「ＣＶ４−ＣＶ５間電圧＝Ｖc4」、「ＣＶ５−ＣＶ６間電圧＝Ｖc5」、「ＣＶ６−ＧＮＤＳ間電圧＝Ｖc6」となる。すなわち、電池セルＢＣ１〜ＢＣ６のセル電圧として順にＶc1−ΔＶ，Ｖc2，Ｖc3，Ｖc4，Ｖc5，Ｖc6が測定されることになる。
【００８８】
よって、電池セルＢＣ１のセル電圧測定時にマルチプレクサ１２０がＶＣ１端子とＶＣ２端子とを選択していれば、マスク機能オフ時には、マスク機能オン時よりもΔＶだけ低い電圧が測定される。このことから、マスク機能オン時のセル電圧とマスク機能オフ時のセル電圧とを比較することにより、マルチプレクサ１２０が指令通りのＶＣ１，ＶＣ２端子を選択しているか否かを診断することができる。抵抗ＲＣＶ、ＲＢの抵抗値をＲcv、Ｒb、バランシングスイッチＢＳ１のオン抵抗をＲonとすると、ΔＶ＝Ｖc1・Ｒcv／（Ｒb＋Ｒcv＋Ｒon）となる。差分＝Ｖc1−（Ｖc1−ΔＶ）＝ΔＶを適当な閾値と比較判定することにより、マルチプレクサ１２０により電池セルＢＣ１が正しく選択されたか否かを診断することができる。
【００８９】
なお、ＢＳ１オンでＢＳ２〜ＢＳ６オフの場合は、その他の端子間電圧はマスク機能オンオフで変化しないので、マルチプレクサ１２０の接続診断をすることはできない。例えば、各電池セルＢＣ２〜ＢＣ６のセル電圧が等しい場合には、マルチプレクサ１２０が指令通りに端子を選択しているか否かを判定できない。
【００９０】
図８は、電池セルＢＣ２のセル電圧測定時に、マルチプレクサ１２０による端子選択の診断を説明する図である。先ず、図８（ｂ）に示すようにマスク機能オンの状態でバランシングスイッチＢＳ２をオンし、各電池セルのセル電圧を順に測定する。バランシングスイッチＢＳ２をオンした場合、図８（ａ）に示すように、ＣＶ３端子の電圧計測ラインに設けられた抵抗ＲＣＶに放電電流が流れるため、抵抗ＲＣＶにおける電圧降下は、ＣＶ２−ＣＶ３端子間電圧およびＣＶ３−ＣＶ４端子間電圧の両方の測定に影響する。そのため、マスク機能オン状態では、電池セルＢＣ２および電池セルＢＣ３のセル電圧を測定する期間中において、バランシングスイッチＢＳ２がオフされる。その結果、電池セルＢＣ１〜ＢＣ６のセル電圧として、順にＶc1，Ｖc2，Ｖc3，Ｖc4，Ｖc5，Ｖc6が測定される。
【００９１】
次に、マスク機能をオフして各端子間電圧を測定すると、図８（ａ）に示すように抵抗ＲＣＶ間に電圧降下ΔＶが生じるので、「ＣＶ１−ＣＶ２間電圧＝Ｖc1」、「ＣＶ２−ＣＶ３間電圧＝Ｖc2−ΔＶ」、「ＣＶ３−ＣＶ４間電圧＝Ｖc3＋ΔＶ」、「ＣＶ４−ＣＶ５間電圧＝Ｖc4」、「ＣＶ５−ＣＶ６間電圧＝Ｖc5」、「ＣＶ６−ＧＮＤＳ間電圧＝Ｖc6」が得られる。すなわち、電池セルＢＣ２およびＢＣ３のセル電圧はマスク機能がオンの場合とオフの場合とで異なるので、この差分を閾値と比較することで、マルチプレクサ１２０が指令通りに電池セルＢＣ２，ＢＣ３を選択しているか否かを診断することができる。このときのΔＶは、ΔＶ＝Ｖc2・Ｒcv／（Ｒb＋Ｒcv＋Ｒon）となる。
【００９２】
同様にして、図９（ａ）に示すようにマスク機能オフでバランシングスイッチＢＳ３をオンすると、端子間電圧は、「ＣＶ１−ＣＶ２間電圧＝Ｖc1」、「ＣＶ２−ＣＶ３間電圧＝Ｖc2＋ΔＶ」、「ＣＶ３−ＣＶ４間電圧＝Ｖc3−ΔＶ」、「ＣＶ４−ＣＶ５間電圧＝Ｖc4」、「ＣＶ５−ＣＶ６間電圧＝Ｖc5」、「ＣＶ６−ＧＮＤＳ間電圧＝Ｖc6」となる。よって、電池セルＢＣ２，ＢＣ３に関するマルチプレクサ接続診断を行うことができる。このときのΔＶは、ΔＶ＝Ｖc3・Ｒcv／（Ｒb＋Ｒcv＋Ｒon）となる。
【００９３】
図９（ｂ）は、マスク機能オフでバランシングスイッチＢＳ４をオンした場合を示す。この場合の端子間電圧は、「ＣＶ１−ＣＶ２間電圧＝Ｖc1」、「ＣＶ２−ＣＶ３間電圧＝Ｖc2＋ΔＶ」、「ＣＶ３−ＣＶ４間電圧＝Ｖc3」、「ＣＶ４−ＣＶ５間電圧＝Ｖc4−ΔＶ」、「ＣＶ５−ＣＶ６間電圧＝Ｖc5＋ΔＶ」、「ＣＶ６−ＧＮＤＳ間電圧＝Ｖc6」となる。このときのΔＶは、ΔＶ＝Ｖc4・Ｒcv／（Ｒb＋Ｒcv＋Ｒon）となる。
【００９４】
また、図１０（ａ）はマスク機能オフでバランシングスイッチＢＳ５をオンした場合を示し、端子間電圧は、「ＣＶ１−ＣＶ２間電圧＝Ｖc1」、「ＣＶ２−ＣＶ３間電圧＝Ｖc2＋ΔＶ」、「ＣＶ３−ＣＶ４間電圧＝Ｖc3」、「ＣＶ４−ＣＶ５間電圧＝Ｖc4＋ΔＶ」、「ＣＶ５−ＣＶ６間電圧＝Ｖc5−ΔＶ」、「ＣＶ６−ＧＮＤＳ間電圧＝Ｖc6」となる。このときのΔＶは、ΔＶ＝Ｖc5・Ｒcv／（Ｒb＋Ｒcv＋Ｒon）となる。図９（ｂ）および図１０（ａ）のいずれの場合も、電池セルＢＣ４，ＢＣ５に関するマルチプレクサ接続診断を行うことができる。
【００９５】
ところで、各電池セルＢＣ１〜ＢＣ６のセル電圧は厳密に一定ではなく、ばらついている。そのため、差分とΔＶとの比較で診断を行うためには、ΔＶ（＝Ｖcj・Ｒcv／（Ｒb＋Ｒcv＋Ｒon）：ｊ＝１〜５）がセル電圧のばらつきよりも大きくなるように、抵抗ＲＣＶを設定する必要がある。また、本実施の形態では、バランシングスイッチＢＳ１〜ＢＳ６をオンオフして、各セル電圧のばらつきが所定の電圧範囲内に収まるように容量調整を行うように構成されている。そのため、実際の電圧ばらつきは、容量調整を開始する電圧ばらつき閾値以下となっている。そこで、ΔＶが電圧ばらつき閾値よりも大きくなるように、抵抗ＲＣＶの値を設定するようにしても良い。
【００９６】
また、上述した差分による診断を行う際の判定閾値も、セル電圧のばらつきより大きくしないと正確な診断をすることができない。
【００９７】
上述したように、ΔＶの値は、バランシングを行っている電池セルＢＣのセル電圧に依存している。マルチプレクサ接続診断を実施する際に、後述するステップＳ１１で取得されるセル電圧に基づいてΔＶを算出し、その算出されたΔＶを用いて閾値を設定するようにしても良い。例えば、算出されたΔＶの８０％の値を閾値に設定する。また、平均的なセル電圧を用いてΔＶを算出し、そのΔＶに基づいて閾値を設定しても良い。ΔＶが閾値以上となった場合には、マルチプレクサ１２０による選択は正常であると判定する。
【００９８】
図１０（ｂ）は、マスク機能オフでバランシングスイッチＢＳ６をオンした場合を示す。この場合には、放電電流の経路に抵抗ＲＣＶが無いので、各端子間電圧はマスク機能オンの場合と同じになる。そのため、この診断結果だけでは、電池セルＢＣ６に関するマルチプレクサ１２０の端子選択が正しいか否かを診断することはできないが、図７（ａ）、図８（ａ）、図９の（ａ），（ｂ）、図１０（ａ）に示す他のバランシングスイッチＢＳ１〜ＢＳ５をオンした場合の電池セルＢＣ６のセル電圧も参照することで、診断が可能となる。
【００９９】
なぜならば、電池セルＢＣ６のセル電圧測定指令に対して、他の端子を選択してしまう状況にあった場合、図７（ａ）、図８（ａ）、図９の（ａ），（ｂ）、図１０（ａ）の診断の際にも、同じような誤選択をしていると考えられる。そのため、図７（ａ）、図８（ａ）、図９の（ａ），（ｂ）、図１０（ａ）のいずれかの診断の際に、電池セルＢＣ６のセル電圧としてＶc6以外の値が測定されることになる。よって、図７（ａ）、図８（ａ）、図９の（ａ），（ｂ）、図１０（ａ）の、いずれの診断においても、電池セルＢＣ６のセル電圧測定値がＶc6であった場合には、マルチプレクサ１２０は指令通りに電池セルＢＣ６を選択していると診断できる。
【０１００】
図１１は、マルチプレクサ接続診断の一例を示すフローチャートである。このマルチプレクサ接続診断の処理は、車両停止時、すなわち、キーオフされてマイコン３０のシャットダウン処理時に行われる。ステップＳ１０では、マイコン３０は、ＣＡＮ経由で電池ディスコネクトユニットＢＤＵ（図１参照）のリレー状態に関する情報を取得し、リレーＲＬ，ＲＬｐがオープンか否かを判定する。そして、リレーＲＬ，ＲＬｐがオープン状態であると判定すると、ステップＳ１１０へ進む。
【０１０１】
ステップＳ１１では、マイコン３０は、ＩＣ１に対して各電池セルのセル電圧データを送信するように指令する。その結果、ＩＣ１はデータ保持回路１２５（図３参照）に保持されている各電池セルのセル電圧を送信端子ＬＩＮ２から送信する。なお、初期設定では図７（ｂ）に示すようにマスク機能はオンとなっているので、ここでは、マスク機能オン時のセル電圧が測定され、それらがマイコン３０へ送信される。
【０１０２】
次いで、マイコン３０は、ステップＳ１２においてバランシングスイッチＢＳ１のオン指令を、ステップＳ１３においてマスク機能オフの指令を、それぞれＩＣ１に送信する。指令を受けたＩＣ１は、バランシングスイッチＢＳ１をオンした後に、マスク機能をオフする。その間もＩＣ１は図７（ｂ）に示すようなセル電圧測定および内部診断を所定周期Ｔ１毎に繰り返し行っている。
【０１０３】
マイコン３０は、ステップＳ１３のマスク機能オフ指令の後、所定時間が経過したならば、ステップＳ１４において電池セルＢＣ１〜ＢＣ６のセル電圧データを送信する指令をＩＣ１に送信する。ここで、所定時間は、ＩＣ１がマスク機能オフしてから少なくとも１測定周期分のセル電圧を完了するまでに必要な時間以上に設定され、例えば、ＩＣ内測定周期Ｔ１の２倍の時間が設定される。ステップＳ１５では、ＩＣ１のマスク機能をオンするとともにバランシングスイッチＢＳ１をオフする。
【０１０４】
ステップＳ１６では、マスク機能オン時のＩＣ１の電池セルＢＣ１のセル電圧とマスク機能オフ時の電池セルＢＣ１のセル電圧との差分を、所定閾値と比較することで、マルチプレクサ１２０が指示通りにセル電池ＢＣ１を選択しているか否かを診断する。ステップＳ１７では、全ての電池セルに関してマルチプレクサ接続診断が終了したか否かを判定する。図１に示す例では、セル電圧データ等の送信に関する通信系６０２は、ＩＣ１〜ＩＣ３とＩＣ４〜ＩＣ６とはそれぞれ独立しているので、マイコン３０へのセル電圧データの送信を並列に行うことができる。そのような並列処理を行った場合、ステップＳ１７においては、１６セルの電池セルに関する診断が終了したか否かを判定する。
【０１０５】
上述したようにＩＣ１のＣＶ１−ＣＶ２端子選択に関するマルチプレクサ接続診断が終了したならば、ステップＳ１１に戻って次のバランシングスイッチＢＳ２をオンする。そして、ＣＶ２−ＣＶ３端子間、およびＣＶ３−ＣＶ４端子間の電圧に関するステップＳ１１〜Ｓ１６の処理を行い、電池セルＢＣ２，ＢＣ３の選択に関するマルチプレクサ接続診断を行う。このような処理を、ＩＣ１〜ＩＣ３に接続されている１６セルの電池セルに関して順に行い、ＩＣ３の電池セルＢＣ６選択に関するマルチプレクサ接続診断が終了すると、ステップＳ１７においてｙｅｓと判定され、一連のマルチプレクサ接続診断処理を終了する。
【０１０６】
上述したように、本実施の形態では、マスク機能をオフするとともにバランシングスイッチをオンした状態でのセル電圧を測定し、そのセル電圧とマスク機能オン時に測定されるセル電圧との差（ΔＶ）を検出することで、マルチプレクサ１２０が指示通りにセル選択を行っているか否かを診断することができる。そして、ΔＶが所定閾値以上である場合にはマルチプレクサ１２０の選択動作は正常に機能していると診断し、ΔＶが所定閾値よりも小さい場合には、選択動作に異常ありと診断する。
【０１０７】
このように、計測されるセル電圧の電圧変化（ΔＶ）を検出して診断を行っているので、セル電圧にノイズ（インバータノイズなど）が重畳し、ノイズの振幅が期待する電圧変化（ΔＶ）と同等かそれ以上の場合には診断が困難になり、誤診断の原因となる。そのため、上述した実施の形態では、車両がキーオフされて図１のＢＤＵがオープンになったシャットダウン処理時に、上述したマルチプレクサ接続診断を行うようにした。また、車両スタート（キーオン）時のリレーがオープンの状態で、上述したマルチプレクサ接続診断を行うようにしても良い。
【０１０８】
なお、ノイズが十分小さく、充放電電流によるセル電圧の変化がΔＶよりも十分低いと保証できる状態であれば、車両運転中であっても良い。例えば、車両アイドリング中（電流ゼロ）に処理を実行する。また、重畳ノイズよりも高速に測定することで、ノイズの影響を低減できる。
【０１０９】
また、シャットダウン時のリレーがオープンとなっている状態であっても、その直前に流れた電流の影響により電池セルの分極が収まらず、セル電圧が安定しない場合がある。そのような場合には、セル電圧が安定するまで待って、セル電圧が安定したならば診断処理を開始すれば良い。そのような処理の一例を図１２に示す。図１２に示すフローチャートでは、図１１に示すフローチャートにステップＳ２０〜Ｓ２３の処理がさらに追加されている。
【０１１０】
ステップＳ１０においてリレーがオープンしていると判定されると、ステップＳ２０に進んで、ＩＣ１の電池セルＢＣ１のセル電圧を要求する指令を送信する。ＩＣ１からは、電池セルＢＣ１のセル電圧Ｖc1がマイコン３０へ送信される。なお、ここでは、ＩＣ１の電池セルＢＣ１のセル電圧を要求したが、いずれのセル電圧でもかまわない。ステップＳ２１では、ステップＳ２０で取得されたセル電圧とマイコン３０のメモリに記憶されているセル電圧とを比較し、その変化が所定値以下の場合には、ステップＳ１１に進んで上述したマルチプレクサ接続診断処理を実行する。
【０１１１】
なお、初めてステップＳ２１を実行する場合には、メモリにはセル電圧（前回にステップＳ２０で取得されたセル電圧）は記憶されていないので、ステップＳ２０で取得されたセル電圧をメモリに記憶した後、ステップＳ２１からステップＳ２２へ進む。ステップＳ２２では、ステップＳ２１の処理回数が所定回数になったか否かを判定する。ステップＳ２２で所定回数未満と判定されると、ステップＳ２０へ戻る。
【０１１２】
ステップＳ２１の処理回数が所定回数になるまではステップＳ２２でＮＯと判定され、ステップＳ２０→ステップＳ２１→ステップＳ２２→ステップＳ２０の処理が所定時間で繰り返される。それにより、セル電圧が所定時間間隔で取得されることになる。上述した所定値および所定時間は、マスク機能オン時のセル電圧取得からマスク機能オフ時のセル電圧取得までの経過時間と、ΔＶ検出時の閾値とに基づいて設定される。例えば、所定時間＝経過時間であれば、所定値＝閾値と設定され、所定時間＝経過時間／１０であれば、所定値も閾値の１／１０に設定される。
【０１１３】
すなわち、ステップＳ２１で所定値以下と判定された場合は、ΔＶ検出が可能な程度までセル電圧が安定したことになり、ステップＳ１１に進んで上述したマルチプレクサ接続診断処理を実行する。
【０１１４】
一方、セル電圧の変化が所定値よりも大きくて診断ができない場合には、ステップＳ２２へ進んで、ステップＳ２１の処理回数が所定回数になったか否かを判定する。そして、ステップＳ２２で所定回数と判定されるとステップＳ２４へ進み、誤診断のおそれがあるのでマルチプレクサ接続診断を行わなかったことを、データとしてＥＥＰＲＯＭに記憶する。
【０１１５】
このように、分極が収まらずに診断を行わなかったキーサイクル回数が予め定めておいた回数（例えば、３回）続いた場合には、次の回数（４回目）においては、図１２に示す「ステップＳ２０→ステップＳ２１→ステップＳ２２→ステップＳ２０」の処理を分極が収まるまで繰り返し、電圧変化が所定値を下回ったことを確認してからマルチプレクサ接続診断を行うようにする。それにより、マルチプレクサ接続診断が長期間未実施となるのを避けることができる。また、シャットダウン処理においてマルチプレクサ接続診断よりも先に実施できる処理がある場合には、その処理を先に実施して、分極が収まるための時間を稼ぐようにしても良い。なお、ＩＣの故障やセンシング線ＳＬの断線など、その他の故障が検知されている場合には、マルチプレクサ接続診断を省略してもかまわない。
【０１１６】
なお、上述した実施の形態では、診断対象のＩＣに接続された電池セルの全てのセル電圧データをマイコン３０に送信するようにしたが、診断に必要なセル電圧だけを送信するようにしても良い。
【０１１７】
《第２の実施の形態》
以下で説明する第２の実施の形態では、電池状態検出回路が正常動作しているか否かを診断する機能、すなわち、マルチプレクサによる選択が正常に行われているか否かを診断する機能と、過充電を検知する過充電検知回路（過充電検知系）が正常に動作しているか否かを診断する機能とを新たに付加するようにした。
【０１１８】
［マルチプレクサ選択診断］
図１３は、第２の実施の形態を説明する図であり、図５の場合と同様に、集積回路（ＩＣ１〜ＩＣ６）の内部ブロックを示す図である。図１３に示すＩＣ１では、図５に示す構成に加えて、マルチプレクサＭＵＸ１〜ＭＵＸ５、抵抗ＲＰＵ，Ｒ１〜Ｒ４，ＲＰＤおよびスイッチＳＷがさらに設けられている。なお、図１３では、図５に示す構成の内、説明に必要な構成を図示している。マルチプレクサ１２０にはマルチプレクサＨＶＭＵＸ１，ＨＶＭＵＸ２が設けられており、各マルチプレクサＨＶＭＵＸ１，ＨＶＭＵＸ２の出力が差動増幅器２６２に入力される。電圧源４００はＩＣ１内部に従来から設けられているものであり、例えば、アナログデジタル変換器１２２Ａのレファレンス電圧を与える電圧源などが用いられる。なお、電圧源に代えて電流源を用いても構わない。また、図１３では、図５の通信回路１２７とロジック回路とを合わせて、ＬＯＧＩＣ／通信回路４０１としている。
【０１１９】
抵抗ＲＰＵ，Ｒ１〜Ｒ４，ＲＰＤは直列接続されており、抵抗ＲＰＤの一端はＩＣ１の端子ＧＮＤに接続され、抵抗ＲＰＵの一端はスイッチＳＷに接続されている。なお、図１３における各端子Ｖ１〜Ｖ４、ＧＮＤは、図２の各端子ＣＶ３〜ＣＶ６、ＧＮＤＳに対応している。抵抗Ｒ１〜Ｒ４の抵抗値は、Ｒ１≠Ｒ２≠Ｒ３≠Ｒ４のように全て異なるように設定されている。そのため、スイッチＳＷをオンすると、電圧源４００の電圧は各抵抗ＲＰＵ，Ｒ１〜Ｒ４，ＲＰＤにより分圧され、各抵抗Ｒ１〜Ｒ４により生成される電圧Ｖr1，Ｖr2，Ｖr3，Ｖr4はそれぞれ異なっている。また、抵抗Ｒ１〜Ｒ４の抵抗値は、生成される電圧Ｖr1，Ｖr2，Ｖr3，Ｖr4がセル電圧の正常範囲から外れた値となるように設定される。すなわち、セル電圧の正常範囲が「ＶcL≦セル電圧≦ＶcU」であった場合には、電圧Ｖr1〜Ｖr4がＶcLよりも小さいか、または、ＶcUよりも大きくなるように抵抗Ｒ１〜Ｒ４の抵抗値を設定する。
【０１２０】
なお、抵抗ＲＰＵ，ＲＰＤおよびＭＵＸ１，ＭＵＸ５は所望の電圧を生成させるために設けられたものであって、必須な構成ではない。それらを設けるか否かは、電圧源（または電流源）４００、セル電圧、差動増幅器２６２の入力レンジに応じて決定される。
【０１２１】
ここでは、抵抗Ｒ１〜Ｒ４として固定抵抗を想定しているが、例えば、抵抗値を外部から変更できるような可変抵抗にしておき、直前に読んだセル電圧と有意な差を付けた電圧が発生するような抵抗値とすることもできる。例えば、通常のセル電圧を３．５Ｖとした場合、診断モードに入ったならば、抵抗Ｒ１をセル電圧の正常範囲外の２．５Ｖとなるように調整する。
【０１２２】
各マルチプレクサＭＵＸ１〜ＭＵＸ５は２つの入力端子０，１を有しており、入力端子０，１のいずれか一方を選択することができる。マルチプレクサＭＵＸ１の入力端子０は、ＩＣ１の入力端子Ｖ１およびセンシング線Ｌ１を介して電池セルＢＣ１の正極に接続され、入力端子１は抵抗ＲＰＵと抵抗Ｒ１との間に接続されている。一方、マルチプレクサＭＵＸ１の出力側は、マルチプレクサＨＶＭＵＸ１の入力端子００に接続されている。
【０１２３】
マルチプレクサＭＵＸ１が入力端子０を選択すると、マルチプレクサＨＶＭＵＸ１の入力端子００の電位は電池セルＢＣ１の正極側と同電位となり、逆に、マルチプレクサＭＵＸ１が入力端子１を選択すると、マルチプレクサＨＶＭＵＸ１の入力端子００の電位は抵抗ＲＰＵと抵抗Ｒ１との間の電位となる。すなわち、マルチプレクサＭＵＸ１を切り替えることによって、セル電圧の代わりにあらかじめ定められた既知の電圧を、マルチプレクサＨＶＭＵＸ１の入力端子００に入力することができる。
【０１２４】
マルチプレクサＭＵＸ２の入力端子０は、ＩＣ１の入力端子Ｖ２およびセンシング線Ｌ２を介して電池セルＢＣ２の正極（電池セルＢＣ１の負極）側に接続され、入力端子１は抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２との間に接続されている。一方、マルチプレクサＭＵＸ２の出力側は、マルチプレクサＨＶＭＵＸ１の入力端子０１およびマルチプレクサＨＶＭＵＸ２の入力端子００にそれぞれ接続されている。すなわち、マルチプレクサＭＵＸ２が入力端子０を選択すると、マルチプレクサＨＶＭＵＸ１の入力端子０１およびマルチプレクサＨＶＭＵＸ２の入力端子００の電位は電池セルＢＣ２の正極（電池セルＢＣ１の負極）側と同電位となり、逆に、マルチプレクサＭＵＸ１が入力端子１を選択すると、マルチプレクサＨＶＭＵＸ１の入力端子００およびマルチプレクサＨＶＭＵＸ２の入力端子００の電位は抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２との間の電位となる。
【０１２５】
マルチプレクサＭＵＸ３の入力端子０は、ＩＣ１の入力端子Ｖ３およびセンシング線Ｌ３を介して電池セルＢＣ３の正極（電池セルＢＣ２の負極）側に接続され、入力端子１は抵抗Ｒ２と抵抗Ｒ３との間に接続されている。一方、マルチプレクサＭＵＸ３の出力側は、マルチプレクサＨＶＭＵＸ１の入力端子１０およびマルチプレクサＨＶＭＵＸ２の入力端子０１にそれぞれ接続されている。すなわち、マルチプレクサＭＵＸ３が入力端子０を選択すると、マルチプレクサＨＶＭＵＸ１の入力端子１０およびマルチプレクサＨＶＭＵＸ２の入力端子０１の電位は電池セルＢＣ３の正極（電池セルＢＣ２の負極）側と同電位となり、逆に、マルチプレクサＭＵＸ３が入力端子１を選択すると、マルチプレクサＨＶＭＵＸ１の入力端子１０およびマルチプレクサＨＶＭＵＸ２の入力端子０１の電位は抵抗Ｒ２と抵抗Ｒ３との間の電位となる。
【０１２６】
マルチプレクサＭＵＸ４の入力端子０は、ＩＣ１の入力端子Ｖ４およびセンシング線Ｌ４を介して電池セルＢＣ４の正極（電池セルＢＣ３の負極）側に接続され、入力端子１は抵抗Ｒ３と抵抗Ｒ４との間に接続されている。一方、マルチプレクサＭＵＸ４の出力側は、マルチプレクサＨＶＭＵＸ１の入力端子１１およびマルチプレクサＨＶＭＵＸ２の入力端子１０にそれぞれ接続されている。すなわち、マルチプレクサＭＵＸ４が入力端子０を選択すると、マルチプレクサＨＶＭＵＸ１の入力端子１０およびマルチプレクサＨＶＭＵＸ２の入力端子０１の電位は電池セルＢＣ４の正極（電池セルＢＣ３の負極）側と同電位となり、逆に、マルチプレクサＭＵＸ４が入力端子１を選択すると、マルチプレクサＨＶＭＵＸ１の入力端子１１およびマルチプレクサＨＶＭＵＸ２の入力端子１０の電位は抵抗Ｒ３と抵抗Ｒ４との間の電位となる。
【０１２７】
マルチプレクサＭＵＸ５の入力端子０は、ＩＣ１の端子ＧＮＤおよびセンシング線Ｌ４を介して電池セルＢＣ４の負極側に接続され、入力端子１は抵抗Ｒ４と抵抗ＲＰＤとの間に接続されている。一方、マルチプレクサＭＵＸ５の出力側は、ルチプレクサＨＶＭＵＸ２の入力端子１１に接続される。すなわち、マルチプレクサＭＵＸ５が入力端子０を選択すると、マルチプレクサＨＶＭＵＸ１の入力端子１０およびマルチプレクサＨＶＭＵＸ２の入力端子０１の電位は電池セルＢＣ４の負極と同電位となり、逆に、マルチプレクサＭＵＸ５が入力端子１を選択すると、マルチプレクサＨＶＭＵＸ２の入力端子１１の電位は抵抗Ｒ４と抵抗ＲＰＤとの間の電位となる。
【０１２８】
このように構成された第２の実施形態では、セル電圧の代わりに、各抵抗Ｒ１〜Ｒ４により生成した既知の電圧Ｖr1，Ｖr2，Ｖr3，Ｖr4をマルチプレクサＨＶＭＵＸ１，ＨＶＭＵＸ２に入力することで、マルチプレクサＨＶＭＵＸ１，ＨＶＭＵＸ２が正常に動作しているか否かを診断できるようにした。
【０１２９】
（セル電圧測定モード）
セル電圧を計測する通常のモードでは、スイッチＳＷはオフ（開）状態となっており、各マルチプレクサＭＵＸ１〜ＭＵＸ５は入力端子０を選択する状態となっている。電池セルＢＣ１のセル電圧を計測する期間においては、図１４（ａ）に示すようにマルチプレクサＨＶＭＵＸ１およびＨＶＭＵＸ２は入力端子００を選択する。そのため、マルチプレクサＨＶＭＵＸ１からは電池セルＢＣ１の正極側の電位が出力され、マルチプレクサＨＶＭＵＸ２からは電池セルＢＣ１の負極側の電位が出力される。その結果、差動増幅器２６２には、それらの電位差である電池セルＢＣ１の電圧Ｖc1が入力されることになる。セル電圧Ｖc1はアナログデジタル変換器１２２Ａでデジタル値に変換され、現在値記憶回路２７４のレジスタＣＥＬＬ１に保持される。
【０１３０】
同様に、電池セルＢＣ２のセル電圧を計測する期間においては、マルチプレクサＨＶＭＵＸ１およびＨＶＭＵＸ２の入力端子０１が選択され、電池セルＢＣ３のセル電圧を計測する期間においては、マルチプレクサＨＶＭＵＸ１およびＨＶＭＵＸ２の入力端子１０が選択され、電池セルＢＣ４のセル電圧を計測する期間においては、マルチプレクサＨＶＭＵＸ１およびＨＶＭＵＸ２の入力端子１１が選択される。
【０１３１】
図１５（ａ）は、セル電圧測定時および診断時のマルチプレクサＭＵＸ１〜ＭＵＸ５，ＨＶＭＵＸ１，ＨＶＭＵＸ２などの状態を表にしたものである。セル電圧測定時には、診断モードはオフ（diag：０）とされ、全てのマルチプレクサＭＵＸ１〜ＭＵＸ５は入力端子０を選択している。その状態で、両方のマルチプレクサＨＶＭＵＸ１，ＨＶＭＵＸ２の選択状態を００，０１，１０，１１と切り替えることによって、電池セルＢＣ２〜ＢＣ４のセル電圧Ｖc2〜Ｖc4が順に計測される。それらの計測結果は、現在値記憶回路２７４のレジスタＣＥＬＬ１〜ＣＥＬＬ４に保持される。
【０１３２】
このようなセル電圧測定は所定の周期で繰り返し行われ、所定周期ごとにレジスタＣＥＬＬ１〜ＣＥＬＬ４のデータが更新される。マイコン３０からセル電圧要求指示が出されると、指示を受け付けたタイミングにおいてレジスタＣＥＬＬ１〜ＣＥＬＬ４に保持されている最新の出る電圧データをシリアル通信系６０２により出力する。
【０１３３】
（診断モード）
マルチプレクサＨＶＭＵＸ１，ＨＶＭＵＸ２の診断を行う場合には、シリアル通信系６０２を介してマイコン３０からＩＣ１へと診断コマンドが送信される。ＩＣ１で受信された診断コマンドは、順にＩＣ２、ＩＣ３へと伝送され、以下に示すＩＣ１の動作と同様の動作が、ＩＣ２〜ＩＣ３において行われる。ＩＣ４〜ＩＣ６についても同様である。
【０１３４】
診断コマンドを受信したＩＣ１のＬＯＧＩＣ／通信回路４０１は、診断コマンドに基づいて診断モードをオンする信号、すなわち、スイッチＳＷをオン（閉）する信号と、各マルチプレクサＭＵＸ１〜ＭＵＸ５を端子１に切り換える信号を出力する。図１４（ｂ）に示すように、その切換信号によりスイッチＳＷはオンし、各マルチプレクサＭＵＸ１〜ＭＵＸ５は入力端子１を選択する。一方、マルチプレクサＨＶＭＵＸ１，ＨＶＭＵＸ２は、通常のセル電圧測定時の場合と同様に、マイコン３０からの診断コマンドとは無関係に、デコーダ２５７，２５９から出力されるＳＴＧ１・ＳＴＧ２信号に基づいて、電池セルＢＣ１〜ＢＣ４のセル電圧を順に計測するための入力端子の切り替え動作を繰り返し行っている。
【０１３５】
図１５（ａ）に示すように、診断時においては、診断モードはオン（diag：１）とされ、全てのマルチプレクサＭＵＸ１〜ＭＵＸ５は入力端子１を選択している。その状態で、両方のマルチプレクサＨＶＭＵＸ１，ＨＶＭＵＸ２の選択状態は００，０１，１０，１１と順に切り替えられる。例えば、電池セルＢＣ１のセル電圧を計測する期間、すなわち入力端子Ｖ１，Ｖ２間の端子間電圧を計測する期間においては、図１４（ｂ）に示すように、マルチプレクサＨＶＭＵＸ１，ＨＶＭＵＸ２は入力端子００を選択する。そのため、マルチプレクサＨＶＭＵＸ１からは抵抗ＲＰＵ，Ｒ１間の電位が出力され、マルチプレクサＨＶＭＵＸ２からは抵抗Ｒ１，Ｒ２間の電位が出力される。その結果、差動増幅器２６２には、それらの電位差である電圧Ｖr1が入力されることになる。その電圧Ｖr1はアナログデジタル変換器１２２Ａでデジタル値に変換され、セル電圧Ｖc1の場合と同様に、現在値記憶回路２７４のレジスタＣＥＬＬ１に保持される。
【０１３６】
同様に、電池セルＢＣ２のセル電圧を計測する期間においては、マルチプレクサＨＶＭＵＸ１およびＨＶＭＵＸ２の入力端子０１が選択され、電池セルＢＣ３のセル電圧を計測する期間においては、マルチプレクサＨＶＭＵＸ１およびＨＶＭＵＸ２の入力端子１０が選択され、電池セルＢＣ４のセル電圧を計測する期間においては、マルチプレクサＨＶＭＵＸ１およびＨＶＭＵＸ２の入力端子１１が選択される。その結果、抵抗Ｒ２〜Ｒ４により分圧された電圧Ｖr2〜Ｖr4が計測され、現在値記憶回路２７４のレジスタＣＥＬＬ２〜ＣＥＬＬ４に保持される。
【０１３７】
上述したように、ＳＴＧ１・ＳＴＧ２信号によるセル電圧Ｖc1〜Ｖc4の計測は所定周期で繰り返し行われるので、診断モードにおいては、所定周期で電圧Ｖr1〜Ｖr4が測定されることになる。マイコン３０は、診断コマンドを送信してから上記所定時間より長い時間が経過し、レジスタＣＥＬＬ１〜ＣＥＬＬ４に電圧Ｖr1〜Ｖr4が保持されるのに必要な時間だけ待ったならば、レジスタＣＥＬＬ２〜ＣＥＬＬ４に保持されている診断データの返信を要求するコマンドをＩＣ１へ送信する。
【０１３８】
マイコン３０側には診断用の期待値としてＶr1〜Ｖr4が予め記憶されており、ＩＣ１から返信された測定値Ｖr1〜Ｖr4と期待値とが一致していれば、マルチプレクサＨＶＭＵＸ１およびＨＶＭＵＸ２の動作は正常であると診断する。一方、返信された測定値が期待値と異なっている場合には、マルチプレクサＨＶＭＵＸ１，ＨＶＭＵＸ２の少なくとも一方が異常であると診断することができる。
【０１３９】
なお、上述した例では、図１５（ａ）に示すように、診断時にマルチプレクサＭＵＸ１〜ＭＵＸ５の全てを入力端子１に切り替えたが、必ずしもこのような方式にこだわらない。例えば、セル電圧Ｖc1を計測する時にマルチプレクサＨＶＭＵＸ１，ＨＶＭＵＸ２が入力端子００を正しく選択しているかを診断するために、マルチプレクサＭＵＸ１，ＭＵＸ２のみを入力端子１に切り替えるコマンドをマイコン３０から送信するようにしても良い。同様に、入力端子０１の選択状態を診断する場合にはマルチプレクサＭＵＸ２，ＭＵＸ３のみを入力端子１に切り替えるコマンドを送信し、入力端子１０の選択状態を診断する場合にはマルチプレクサＭＵＸ３，ＭＵＸ４のみを入力端子１に切り替えるコマンドを送信し、入力端子１１の選択状態を診断する場合にはマルチプレクサＭＵＸ４，ＭＵＸ５のみを入力端子１に切り替えるコマンドを送信する。この場合、電圧データの返信を要求するコマンドも、その都度送信されることになる。
【０１４０】
また、マルチプレクサＨＶＭＵＸ１，ＨＶＭＵＸ２の切り替えをＳＴＧ１・ＳＴＧ２信号により行なう代わりに、マイコン３０からのコマンドにより切り替えても良い。図１５（ｂ）は、そのような場合における、セル電圧測定時および診断時のマルチプレクサＭＵＸ１〜ＭＵＸ５，ＨＶＭＵＸ１，ＨＶＭＵＸ２などの状態を表にしたものである。この場合、マルチプレクサＨＶＭＵＸ１，ＨＶＭＵＸ２の選択状態をマイコン３０からのコマンドにより指定するので、例えば、入力端子００の選択状態を診断する際には、マルチプレクサＭＵＸ１，ＭＵＸ２の選択状態が１であれば、その他のマルチプレクサＭＵＸ３〜ＭＵＸ５の選択状態は１であっても０であっても構わない。
【０１４１】
ところで、抵抗Ｒ１〜Ｒ４によって分圧された電圧Ｖr1〜Ｖr4はセル電圧の正常範囲を外れた値に設定されているので、返信された電圧値から、マルチプレクサＭＵＸ１〜ＭＵＸ５が正常動作しているか否かも判定できる。例えば、図１４（ｂ）においてマルチプレクサＭＵＸ１，ＭＵＸ２が切り替わっていない場合、電圧Ｖr1ではなくセル電圧Ｖc1が返信されることになり、電圧値からマルチプレクサＭＵＸ１，ＭＵＸ２の選択状態が正しくないことが診断できる。
【０１４２】
［過充電検知系の診断］
また、電圧Ｖr1〜Ｖr4の少なくとも一つをセル電圧の正常範囲よりも大きく、かつ、過充電に相当する電圧値に設定すれば、過充電検知系が正常に動作しているか否かも診断することも可能となる。例えば、電圧Ｖr1が上述した過充電閾値ＯＣよりも少し大きい値となるように、抵抗Ｒ１を設定する。ＡＤ変換された電圧Ｖr1は、現在値記憶回路２７４のレジスタＣＥＬＬ１に保持される。保持された電圧Ｖr1はデジタルマルチプレクサ２７２により読み出されて、デジタル比較器２７０に送られ、基準値記憶回路２７８から読み出された過充電閾値ＯＣと比較される。電圧Ｖr1は過充電閾値ＯＣよりも大きい値に設定されているので、図５において説明したように、異常を表すフラグ［ＭＦｆｌａｇ］と過充電を表すフラグ［ＯＣｆｌａｇ］がフラグ記憶回路２８４にセットされ、異常信号が１ビット通信系６０４を介して送信される。
【０１４３】
ここで、ＩＣの異常により基準値記憶回路２７８の過充電閾値ＯＣレジスタの値が変化してしまった場合、例えば、本来の過充電閾値ＯＣが４Ｖで、これが５Ｖに変化してしまった場合を考えてみる。過充電閾値ＯＣが本来の４Ｖであれば、測定された電圧Ｖr1は過充電と検知され、上述したフラグがセットされるとともに異常信号が送信される。しかし、過充電閾値ＯＣが５Ｖに変化してしまった場合、４Ｖよりも少し大きいだけの電圧Ｖr1がセル電圧として測定されても、Ｖr1＜５Ｖと判定されて過充電は検知されず、上述したフラグがセットされない。すなわち、異常信号が送信されない。
【０１４４】
マイコン３０は、電圧Ｖr1をセル電圧Ｖc1の代わりにマルチプレクサＨＶＭＵＸ１に入力するコマンドを送ったので、通信系６０２を介してＩＣ１の電池セルＢＣ１のセル電圧として電圧Ｖr1が返信されるとともに、１ビット通信系６０４を介して異常信号が返信されることを期待している。よって、マイコン３０は、電圧Ｖr1と異常信号とを受信した場合には、ＩＣ１の過充電検知系は正常であると診断する。一方、上述のように過充電閾値ＯＣレジスタ異常により、電圧Ｖr1は受信しているのに異常信号が受信されない場合には、マイコン３０の期待値と一致していないので過充電検知系に異常が発生したと診断する。ここで、過充電検知系が正常であるとは、過充電閾値ＯＣが正常で、かつ、デジタル比較器２７０が正しく判定していて、［ＯＣｆｌａｇ］フラグがセットされる１ビットのレジスタも壊れていないことを意味する。
【０１４５】
（変形例）
上述した第２の実施の形態では、マルチプレクサＨＶＭＵＸ１とマルチプレクサＨＶＭＵＸ２とを同期して切り替え、選択状態が常に同じとなるように切り替えることが前提であった。変形例では、選択する入力端子がマルチプレクサＨＶＭＵＸ１とマルチプレクサＨＶＭＵＸ２とで異なっているような使い方をしても、正しく選択状が行なわれているか診断できるようにした。
【０１４６】
図１６は変形例を説明する図であり、図１３と同様にＩＣ１の内部ブロックを示す図である。上述した第２の実施の形態において、仮に、マルチプレクサＨＶＭＵＸ１が入力端子００を選択しマルチプレクサＨＶＭＵＸ２が入力端子０１を選択した場合、計測される電圧は抵抗Ｒ１＋Ｒ２の分圧電圧となる。ところが、Ｒ１＋Ｒ２＝Ｒ３のような抵抗値設定となっていると、マルチプレクサＨＶＭＵＸ１が入力端子０１を選択しマルチプレクサＨＶＭＵＸ２が入力端子１０を選択している場合と計測される電圧が同じになり、選択状態の判別ができなくなる。
【０１４７】
そこで、変形例では、抵抗Ｒ１〜Ｒ４の抵抗値を、Ｒ１＝Ｒ、Ｒ２＝２Ｒ、Ｒ３＝４Ｒ、Ｒ４＝８Ｒのように設定することで、マルチプレクサＨＶＭＵＸ１とマルチプレクサＨＶＭＵＸ２とで入力端子の選択状態が異なっている場合も、選択状態の診断を行なうことが可能となる。この抵抗値の組み合わせは一例であり、どのような入力端子の組み合わせでも計測電圧が異なるようなものであれば、他の抵抗値を組み合わせても構わない。マルチプレクサＨＶＭＵＸ１，ＨＶＭＵＸ２の切り替えは、デコーダ２５７，２５９のＳＴＧ１・ＳＴＧ２信号ではなく、マイコン３０からのコマンドに基づく診断指令により行なわれる。なお、図１６に示す例では、図１３の抵抗ＲＰＤおよびマルチプレクサＭＵＸ５を省略している。
【０１４８】
図１７は、マルチプレクサＨＶＭＵＸ１，ＨＶＭＵＸ２の選択される入力端子の組み合わせと、そのときに計測される電圧値との関係を示したものである。図１７から、電圧値＝０となる組み合わせを除き、どのような組み合わせを選んでも電圧値が全て異なっていることが分かる。すなわち、マイコン３０は、マルチプレクサＨＶＭＵＸ１，ＨＶＭＵＸ２の選択に関する診断指令として、電圧値≠０となる組み合わせの選択指令を送信することにより、マルチプレクサＨＶＭＵＸ１，ＨＶＭＵＸ２の各入力端子選択に際して、どのような組み合わせの選択に対しても正しく選択されているか否かを、計測される電圧値で診断することができる。
【０１４９】
［過充電検知系の診断］
このような診断が可能な場合、セル電圧測定においてマルチプレクサＨＶＭＵＸ１，ＨＶＭＵＸ２が正常に動作しているかの診断に加えて、過充電検知系が正常に動作しているかも診断することができる。例えば、図１７の（00、11）の欄は１５ＲＩとなっているが、電圧値＝１５ＲＩが過充電に相当するように抵抗値Ｒを設定しておけば、マルチプレクサＨＶＭＵＸ１は入力端子００を選択するとともにマルチプレクサＨＶＭＵＸ２は入力端子１１を選択するようなコマンドをマイコン３０から送信することで、過充電検知系が正常動作しているか否かを診断することができる。
【０１５０】
過充電検知系が正常に動作していれば、フラグ記憶回路２８４に［ＭＦｆｌａｇ］および［ＯＣｆｌａｇ］がセットされ、異常信号が１ビット通信系６０４を介してマイコン３０へと送信される。マイコン３０は、ＩＣ１から返信された電圧値が１５ＲＩとなっていて、異常信号が受信された場合には、すなわち期待値と一致した場合には過充電検知系が正常に動作していると診断する。一方、電圧値１５ＲＩが受信されたにも関わらず異常信号が受信されない場合には、過充電検出機能が正常に動作していないと診断する。
【０１５１】
《第３の実施の形態》
図１８は、第３の実施の形態を説明する図であり、図１３と同様のブロック図を示している。図１８に示す構成では、第２の実施の形態における図１３の構成にバイパススイッチＳＷ０〜ＳＷ４をさらに追加した。それにより、第２の実施の形態と同様のマルチプレクサＨＶＭＵＸ１，ＨＶＭＵＸ２の診断とともに、過充電検知系の診断とを個別に行なうことができる。本実施の形態においても、マルチプレクサＨＶＭＵＸ１，ＨＶＭＵＸ２は、同一の入力端子を選択するように切り替わる。この場合、ＳＴＧ１・ＳＴＧ２信号により切り替えを行っても良いし、マイコン３０からのコマンドにより切り替えても良い。図１８に示す例では、図１３の抵抗ＲＰＤおよびマルチプレクサＭＵＸ５を省略している。
【０１５２】
マルチプレクサＨＶＭＵＸ１，ＨＶＭＵＸ２の診断を行う場合には、全てのバイパススイッチＳＷ０〜ＳＷ４をオフ（開）する。そうすると、図１３に示した第２の実施の形態と同様の構成となるので、上述の説明と同様の診断動作を行なわせることで、マルチプレクサＨＶＭＵＸ１，ＨＶＭＵＸ２の診断を実行することができる。
【０１５３】
一方、バイパススイッチＳＷ０〜ＳＷ４をオンオフ制御することで、種々の電圧を生成することができる。例えば、図１８に示すようにバイパススイッチＳＷ１をオフして、その他のバイパススイッチＳＷ０，ＳＷ２〜ＳＷ４をオンすると抵抗Ｒ１による電圧が大きくなり、過充電に相当する過電圧を発生させることができる。マルチプレクサＭＵＸ１，ＭＵＸ２の入力端子を１に設定し、マルチプレクサＨＶＭＵＸ１，ＨＶＭＵＸ２を電池セルＢＣ１のセル電圧を計測する状態に設定すると、過充電検知系の診断を行うことができる。
【０１５４】
図２６は、マイコン３０で実行される診断処理の手順を示すフローチャートである。この診断処理は車両キーオンまたはキーオフのタイミングで実行される。車両キーオンまたはキーオフで処理がスタートすると、ステップＳ１００において、スイッチＳＷをオン（閉）するコマンドをＩＣに対して送信する。スイッチＳＷ０〜ＳＷ４については、セル電圧測定モードの場合と同様にオフのままとされる。ステップＳ１１０では、マイコン３０は、マルチプレクサＭＵＸ１〜ＭＵＸ４の選択状態を入力端子０から入力端子１へ切り替えるコマンドを、ＩＣへ送信する。
【０１５５】
ＩＣにおいては、マルチプレクサＨＶＭＵＸ１，ＨＶＭＵＸ２の入力端子を００から順に切り替えて、電池セルＢＣ１〜ＢＣ４の電圧を測定する動作を所定周期で繰り返し実行している。そのため、マルチプレクサＭＵＸ１〜ＭＵＸ４を入力端子１に切り替えてから所定周期よりも長い時間が経過すると、セル電圧測定動作により取得された電圧値Ｖr1〜Ｖr4が、セル電圧データとしてレジスタＣＥＬＬ１〜ＣＥＬＬ４に保持される。
【０１５６】
ステップＳ１２０では、マイコン３０は、レジスタＣＥＬＬ１〜ＣＥＬＬ４に保持されているセル電圧データの送信を要求するコマンドを、ＩＣへ送信する。このコマンドを受信したＩＣは、受信した時点においてレジスタＣＥＬＬ１〜ＣＥＬＬ４に保持されているセル電圧データを、シリアル通信系６０２を介してマイコン３０へ返信する。
【０１５７】
ステップＳ１３０では、マイコン３０は、マルチプレクサＨＶＭＵＸ１，ＨＶＭＵＸ２が正常であるか否かを判定する。すなわち、受信したセル電圧データがマイコン３０側の期待値と一致するか否かを判定する。マイコン３０には、抵抗Ｒ１〜Ｒ４の分圧電圧値Ｖr1，Ｖr2，Ｖr3，Ｖr4が期待値として保持されており、その期待値Ｖr1，Ｖr2，Ｖr3，Ｖr4と、受信したレジスタＣＥＬＬ１〜ＣＥＬＬ４のセル電圧データとを比較し、全てが一致していればマルチプレクサＨＶＭＵＸ１，ＨＶＭＵＸ２は正常であると診断する。一つでも一致しないセル電圧データがあった場合には異常と診断する。
【０１５８】
ステップＳ１３０において正常と診断された場合にはステップＳ１４０へ進み、異常と診断された場合にはステップＳ２００へ進む。ステップＳ２００へ進んだ場合には、スイッチＳＷをオフするとともにマルチプレクサＭＵＸ１〜ＭＵＸ４を入力端子０に切り替えるコマンドを、ＩＣに送信する。ＩＣは、コマンドに従ってスイッチのオフ動作、マルチプレクサの切り替え動作を行うことにより、セル電圧測定状態に戻る。その後、ステップＳ２１０において、マイコン３０は、ＩＣに異常が生じていることを報知する異常報告を上位のコントローラへ送信し、一連の診断処理を終了する。なお、マルチプレクサ診断で異常と診断された場合でも、ここで診断処理を終了せずに、引き続き過充電検知系の診断を行うようにしても構わない。
【０１５９】
一方、ステップＳ１３０からステップＳ１４０に進んだ場合には、続いて過充電検知系の診断を行うために、スイッチＳＷ１のみをオフ状態にしたまま、それ以外のスイッチＳＷ０，ＳＷ２〜ＳＷ４をオンにする。なお、スイッチＳＷおよびマルチプレクサＭＵＸ１〜ＭＵＸ４の状態はマルチプレクサ診断の状態をそのまま維持する。すなわち、スイッチＳＷはオン、マルチプレクサＭＵＸ１〜ＭＵＸ４の選択状態は入力端子１である。
【０１６０】
上述したように、ＩＣはセル電圧測定動作を周期的に行っているので、ステップＳ１４０の処理が実行された後に、図１８に示すようにマルチプレクサＨＶＭＵＸ１，ＨＶＭＵＸ２が入力端子００とされて電池セルＢＣ１の電圧測定が行われると、抵抗Ｒ１の電圧（過充電に相当する過電圧）がマルチプレクサＨＶＭＵＸ１，ＨＶＭＵＸ２に入力されることになる。この電圧はアナログデジタル変換器１２２Ａによりデジタル値に変換されて、レジスタＣＥＬＬ１に保持される。そして、デジタル比較器２７０により過充電閾値ＯＣと比較されると、過充電を検出したことを示すフラグ［ＯＣｆｌａｇ］がフラグ記憶回路２８４にセットされる。その結果、ＩＣから異常信号が１ビット通信系６０４に送出され、その異常信号がマイコン３０によって受信される。
【０１６１】
ステップＳ１５０では、マイコン３０は、レジスタＣＥＬＬ１〜ＣＥＬＬ４に保持されているセル電圧データの送信を要求するコマンドを、ＩＣへ送信する。このコマンドを受信したＩＣは、受信した時点においてレジスタＣＥＬＬ１〜ＣＥＬＬ４に保持されているセル電圧データを、シリアル通信系６０２を介してマイコン３０へ返信する。なお、ステップＳ１５０では、レジスタＣＥＬＬ１のみのセル電圧データを要求するようにしても良い。
【０１６２】
ステップＳ１６０では、スイッチＳＷ，ＳＷ０，ＳＷ２〜ＳＷ４をオフするとともにマルチプレクサＭＵＸ１〜ＭＵＸ４を入力端子１から入力端子０に切り替えるコマンドを、ＩＣに送信する。ＩＣは、コマンドに従ってスイッチのオフ動作、マルチプレクサの切り替え動作を行うことにより、セル電圧測定状態に戻る。
【０１６３】
ステップＳ１7０では、マイコン３０は、過充電検知系が正常であるか否かを診断する。すなわち、受信したセル電圧データと異常信号を受信したか否かに基づいて、過充電検知系の正常または異常を判定する。すでにステップＳ１３０においてマルチプレクサＨＶＭＵＸ１，ＨＶＭＵＸ２が正常であることは診断されているが、期待通りに過電圧が入力されていることをセル電圧データから確認する。そして、過電圧の入力によって期待通りに過充電検知が行われているか否かを、異常信号が受信されたか否かによって診断する。
【０１６４】
異常信号が受信された場合には過充電検知系は正常と診断し、ステップＳ１７０からステップＳ２１０へ進む。ステップＳ２１０では、ＩＣに異常が生じていることを報知する異常報告をマイコン３０から上位のコントローラへ送信し、一連の診断処理を終了する。
【０１６５】
《第４の実施の形態》
図１９は、第４の実施の形態を説明する図である。第２の実施の形態では、ＩＣに設けられている電圧源４００に抵抗Ｒ１〜Ｒ４を直列接続し、各抵抗Ｒ１〜Ｒ４により分圧された既知の電圧をセル電圧の変わりに入力し、マルチプレクサＨＶＭＵＸ１，ＨＶＭＵＸ２の診断を行った。第４の実施の形態では、抵抗Ｒ１〜Ｒ４の代わりに、電圧源４０２〜４０５を設けて、電圧源４０２〜４０５からの既知の電圧を入力することでマルチプレクサＨＶＭＵＸ１，ＨＶＭＵＸ２の診断を行うような構成とした。
【０１６６】
マルチプレクサＨＶＭＵＸ１，ＨＶＭＵＸ２を診断する場合の各電圧源４０２〜４０５の出力電圧値の大きさは、抵抗Ｒ１〜Ｒ４による生成される電圧値の場合と同様に設定される。マルチプレクサＭＵＸ１，ＭＵＸ２が正しく動作しているか否かも診断することができる。また、診断時におけるマルチプレクサＭＵＸ１，ＭＵＸ２，ＨＶＭＵＸ１，ＨＶＭＵＸ２の動作は、第２の実施の形態と同様であり、ここでは説明を省略する。電圧源４０２〜４０５は、診断モードオンでオンされ、診断モードオフとともにオフされる。電圧源４０２〜４０５としては、可変抵抗値による分圧電圧、ＤＡＣ、チャージポンプ、ＤＣＤＣコンバータ、バンドギャップリファレンスなど電圧生成可能な素子が用いられる。
【０１６７】
また、電圧源４０２〜４０５を可変の電圧源とし、いずれかの出力電圧を過充電に相当する電圧値に変更することで、過充電検知系の診断も行うことができる。なお、図１９では電圧源１〜４をＩＣ１の内部に設けたが、ＩＣ１の外部に設けて、端子Ｖ１〜Ｖ４に既知の電圧値を入力するように構成しても良い。
【０１６８】
図２７は、電圧源をＩＣの外部に設ける場合の、一例を示したものである。図２７に示すＩＣの場合には、端子ＶＣＣ，ＣＶ１〜ＣＶ６，ＧＮＤＳに６セルの電池セルが接続できる構成となっており、図２７に示す例では、端子ＣＶ３〜ＣＶ６，ＧＮＤＳに４つの電池セルが接続されている。ここでは、外部電圧源４４０は、過充電検知系の診断用として端子ＣＶ６に対して設けられていて、図１９の電圧源４０５に対応する。マルチプレクサ診断も行う場合には、各電池セルに対応して端子ＣＶ３，ＣＶ４，ＣＶ５，ＣＶ６にそれぞれ設けられる。マイコン３０からの信号により絶縁スイッチ４３０を操作し、フォトカプラ４３１をオンする。その結果、外部電圧源４４０のＶrefから生成された電圧が、ＩＣの端子Ｖ６に印加される。
【０１６９】
《第５の実施の形態》
図２０は、第５の実施の形態を説明する図である。上述した第４の実施の形態では、電圧源４０１〜４０４をマルチプレクサＨＶＭＵＸ１，ＨＶＭＵＸ２の前段に設けたが、第５の実施の形態では、電圧源４１０，４１１をマルチプレクサＨＶＭＵＸ１，ＨＶＭＵＸ２の後段に設けた。各マルチプレクサＨＶＭＵＸ１，ＨＶＭＵＸ２と差動増幅器２６２とのライン上には、マルチプレクサＭＵＸ１，ＭＵＸ２が設けられる。マルチプレクサＭＵＸ１の入力端子０にはマルチプレクサＨＶＭＵＸ１の出力が入力され、他方の入力端子１には、電圧源４１０からの既知の電圧が入力されている。マルチプレクサＭＵＸ２の入力端子０にはマルチプレクサＨＶＭＵＸ２の出力が入力され、他方の入力端子１には、電圧源４１１からの既知の電圧が入力されている。
【０１７０】
本実施の形態では、図２０に示すような構成とすることにより、マルチプレクサＨＶＭＵＸ１，ＨＶＭＵＸ２のいずれに不具合が発生したかを個別に診断することが可能となる。通常のセル電圧測定の時には、マルチプレクサＭＵＸ１，ＭＵＸ２は入力端子０を選択する状態とされ、電圧源４１０，４１１はオフ状態とされる。一方、診断モードにおいては、マイコン３０からのコマンドにより、マルチプレクサＭＵＸ１，ＭＵＸ２の選択状態および電圧源４１０，４１１のオンオフ状態を制御する。
【０１７１】
まず、マルチプレクサＨＶＭＵＸ１の診断を行う場合には、マルチプレクサＭＵＸ１を入力端子０に、マルチプレクサＭＵＸ２を入力端子１にそれぞれ設定し、電圧源４１１の電圧値をＩＣ１のグランドレベルに設定する。電圧源４１０はオフ状態とする。この状態において、ＩＣのセル電圧測定動作に従ってマルチプレクサＨＶＭＵＸ１，ＨＶＭＵＸ２の入力端子を００，０１，１０，１１と切り替えると、差動増幅器２６２には４セル分の電圧、３セル分の電圧、２セル分の電圧、１セル分の電圧が順に入力されることになる。なお、マイコン３０からの指示によりマルチプレクサＨＶＭＵＸ１の選択状態を順に切り替えるようにしても良い。
【０１７２】
このように、マルチプレクサＨＶＭＵＸ１の選択される入力端子が異なると、測定される電圧は１セル分以上異なっているので、マイコン３０は、測定されたこれらの電圧値から、マルチプレクサＨＶＭＵＸ１が指令通りに入力端子を選択しているか否かを診断することができる。
【０１７３】
一方、マルチプレクサＨＶＭＵＸ２の診断を行う場合には、マルチプレクサＭＵＸ１を入力端子１、マルチプレクサＭＵＸ２を入力端子０にそれぞれ設定し、電圧源４１０の電圧値をＩＣ１のグランドレベルに設定する。電圧源４１１はオフ状態とする。この場合には、セル電圧測定の場合と同様にマルチプレクサＨＶＭＵＸ１，ＨＶＭＵＸ２の入力端子を００，０１，１０，１１と切り替えると、差動増幅器２６２には４セル分のマイナス電圧、３セル分のマイナス電圧、２セル分のマイナス電圧、１セル分のマイナス電圧が順に入力される。そのため、マルチプレクサＨＶＭＵＸ１の場合と同様に、マルチプレクサＨＶＭＵＸ２の選択状態を診断することができる。
【０１７４】
上述した例では、電圧源の電圧値をグランドレベルに設定したが、これに限るものではない。例えば、マルチプレクサＨＶＭＵＸ１の診断を行う場合に電圧源４１１の電圧値を２セル分の電圧レベルに設定すると、マルチプレクサＨＶＭＵＸ１，ＨＶＭＵＸ２の入力端子が００，０１，１０，１１と切り替わると、２セル分の電圧、１セル分の電圧、０セル分の電圧、１セル分のマイナス電圧が、差動増幅器２６２に順に入力される。このような設定でも、選択される入力端子が異なると計測される電圧が１セル分以上異なるので、これらの電圧値からマルチプレクサＨＶＭＵＸ１の選択状態を診断することができる。
【０１７５】
なお、４セル分の電圧が入力される場合には、差動増幅器２６２の入力電圧範囲を超える場合もあるので、そのような状況に備えて差動増幅器２６２の前段に減衰器を設けるようにするのが好ましい。上述した例では、マルチプレクサＨＶＭＵＸ１，ＨＶＭＵＸ２の切り替えをデコーダ２５７，２５９からのＳＴＧ１・ＳＴＧ２信号により行ったが、マイコン３０からのコマンドにより行っても良い。
【０１７６】
［過充電検知機能の診断］
また、過充電に相当する２〜４セル分の電圧が入力されるので、過充電検知系の診断を行うこともできる。さらにまた、マルチプレクサＭＵＸ１，ＭＵＸ２の両方を入力端子１へと切り替え、電圧源４１０，４１１を用いて過充電に相当する過電圧を差動増幅器２６２に入力することで、過充電検知系を診断するようにしても良い。例えば、電圧源４１１をグランド電位とし、電圧源４１０を過充電相当値に設定する。このように差動増幅器２６２に過電圧を入力することにより、差動増幅器２６２、アナログデジタル変換器１２２Ａおよびデジタル比較器２７０が正常動作していることが診断でき、過充電閾値ＯＣやフラグ［ＯＣｆｌａｇ］がセットされるレジスタも正常であることが分かる。シリアル通信で返信されるレジスタＣＥＬＬの電圧データから、電圧源４１０が正しく過電圧を入力したか否かも判断できる。
【０１７７】
過充電検知系の診断を行うための構成としては、図２０のように電圧源４１０，４１１を用いて過電圧を入力する代わりに、図２８に示すような構成を採用しても良い。図２８は、アナログデジタル変換器１２２Ａおよびその後段のブロックを示したものである。現在値記憶回路２７４には過充電相当値ＶＯＣが保持されているレジスタが設けられている。過充電相当値ＶＯＣは基準値記憶回路２７８に保持されている過充電閾値ＯＣよりも若干大きく設定されている。過充電相当値ＶＯＣおよびレジスタＣＥＬＬ３に保持されている電圧値データは、マルチプレクサ４５０によりいずれか一方が選択されてデジタルマルチプレクサ２７２に入力される。マルチプレクサ４５０の入力端子０，１の切り替えは、マイコン３０のコマンドに基づく診断指令によって行われる。
【０１７８】
通常のセル電圧測定モードにおいては、マルチプレクサ４５０の選択状態は入力端子０に設定されている。そのため、電池セルＢＣ３のセル電圧としてレジスタＣＥＬＬ３のデータがデジタルマルチプレクサ２７２により読み出されることになる。一方、過充電検知系の診断を行う場合には、マイコン３０からのコマンドによりマルチプレクサ４５０の選択状態を入力端子１に切り替える。その結果、レジスタＣＥＬＬ３の電圧データの代わりに過充電相当値ＶＯＣが読み出され、デジタル比較器２７０によって、基準値記憶回路２７８の過充電閾値ＯＣと過充電相当値ＶＯＣとが比較される。過充電相当値ＶＯＣは過充電閾値ＯＣよりも大きく設定されているので、比較の結果、過充電を表すフラグ［ＯＣｆｌａｇ］がフラグ記憶回路２８４にセットされる。フラグ［ＯＣｆｌａｇ］がセットされると、異常信号が１ビット送信系６０４に送出され、マイコン３０によって受信される。また、電池セルＢＣ３のセル電圧として過充電相当値ＶＯＣがマイコン３０に返信される。
【０１７９】
図２９は、過充電検知機能診断の手順を示すフローチャートである。ステップＳ３１０では、過充電検知機能診断のフラグを「True」にして診断を開始する。ステップＳ３２０では、ｎ＝１とする。ここで、ｎは診断を行うＩＣの番号であり、ＩＣ１の診断を行う場合にはｎ＝１、ＩＣ２の診断を行う場合にはｎ＝２、ＩＣ３の診断を行う場合にはｎ＝３にセットされる。ステップＳ３３０では、測定されたセル電圧Ｖｃ３（図２９ではＣＶ3）の代わりに過充電相当値ＶＯＣをセットする。ステップＳ３４０では、過充電信号の受信を確認する。ステップＳ３５０では次のＩＣ２の診断を行うべくｎの値をｎ＋１（この場合にはｎ＋１は２である）とする。ステップＳ３６０では、ｎの値が３であるか否か、すなわちＩＣ３の診断が終了したか否かの判定をする。ステップＳ３６０で否定判定されると、ステップＳ３７０で過充電フラグをクリアする信号を送った後に、ステップＳ３３０へ戻る。一方、ステップＳ３６０で肯定判定された場合、すなわちＩＣ３までの診断が終了した場合には、ステップＳ３８０に進んで過充電フラグをクリアする信号を送る。次いで、ステップＳ３９０では、過充電検知機能診断のフラグを「False」にして診断を終了する。
【０１８０】
マイコン３０は、返信された電池セルＢＣ３のセル電圧が期待している過充電相当値ＶＯＣと一致していたときには、マルチプレクサ４５０がコマンド通りに正しく動作したことを認識できる。さらに、異常信号が受信された場合には過充電検知系が正常であると診断する。一方、過充電相当値ＶＯＣが返信されているにもかかわらず、異常信号が受信されない場合には、過充電検知系は異常であると診断する。なお、過充電相当値ＶＯＣが返信されなかった場合には、マルチプレクサ４５０が正常に動作していないと判断することができる。
【０１８１】
図２９において、ステップＳ３１０では、過充電検知機能診断のフラグを「True」にして診断を開始する。ステップＳ３２０では、ｎ＝１とする。ここで、ｎは診断を行うＩＣの番号であり、ＩＣ１の診断を行う場合にはｎ＝１、ＩＣ２の診断を行う場合にはｎ＝２、ＩＣ３の診断を行う場合にはｎ＝３にセットされる。ステップＳ３３０では、測定されたセル電圧Ｖｃ３（図２９ではＣＶ3）の代わりに過充電相当値ＶＯＣをセットする。ステップＳ３４０では、過充電信号の受信を確認する。ステップＳ３５０では次のＩＣ２の診断を行うべくｎの値をｎ＋１（この場合にはｎ＋１は２である）とする。ステップＳ３６０では、ｎの値が３であるか否か、すなわちＩＣ３の診断が終了したか否かの判定をする。ステップＳ６０で否定判定されると、ステップＳ３７０で過充電フラグをクリアする信号を送った後に、ステップＳ３３０へ戻る。一方、ステップＳ３６０で肯定判定された場合、すなわちＩＣ３までの診断が終了した場合には、ステップＳ３８０に進んで過充電フラグをクリアする信号を送る。次いで、ステップＳ３９０では、過充電検知機能診断のフラグを「False」にして診断を終了する。
【０１８２】
このように、ＣＥＬＬ３の電圧データに代えて過充電相当値ＶＯＣをデジタルマルチプレクサ２７２に入力し、デジタル比較器２７０で過充電閾値ＯＣと比較する構成とすることで、異常信号の受信により、基準値記憶回路２７８の過充電閾値ＯＣが正しく、デジタル比較器２７０が正しく動作し、フラグ［ＯＣｆｌａｇ］が正しくセットされていることを確認することができる。逆に、異常信号が受信されない場合には、これらの内の少なくとも一つに異常が生じていると診断することができる。
【０１８３】
《第６の実施の形態》
上述した第２〜５の実施の形態では、マルチプレクサＨＶＭＵＸ１，ＨＶＭＵＸ２の出力を差動増幅器２６２で差分を取り、その差分をアナログデジタル変換器１２２Ａでデジタル値に変換したデータに基づいてマルチプレクサ診断を行うようにしている。図２１に示す第６の実施の形態では、マルチプレクサＨＶＭＵＸ１，ＨＶＭＵＸ２の入力と出力との差分に基づいて、マルチプレクサＨＶＭＵＸ１，ＨＶＭＵＸ２の診断を行うような構成とした。
【０１８４】
図２１において、符号４２０で示す部分がマルチプレクサＨＶＭＵＸ１，ＨＶＭＵＸ２の入力と出力との差分を求める回路である。以下ではマルチプレクサＨＶＭＵＸ２に関して説明するが、マルチプレクサＨＶＭＵＸ１についても同様である。差分回路４２０には４つのコンパレータＣＯＭＰ１〜ＣＯＭＰ４が設けられている。コンパレータＣＯＭＰ１の入力端子１はマルチプレクサＨＶＭＵＸ２の出力ラインに接続され、入力端子２は電池セルＢＣ２の正極と入力端子００とを結ぶラインに接続されている。図２１に示すマルチプレクサＨＶＭＵＸ１，ＨＶＭＵＸ２の選択状態においては、コンパレータＣＯＭＰ１の入力端子１には入力端子００と同一の電位が入力されることになる。
【０１８５】
同様に、コンパレータＣＯＭＰ２では、入力端子１にはマルチプレクサＨＶＭＵＸ２の出力が入力され、入力端子２にはマルチプレクサＨＶＭＵＸ２の入力端子０１と同一の電位が入力される。コンパレータＣＯＭＰ３では、入力端子１にはマルチプレクサＨＶＭＵＸ２の出力が入力され、入力端子２にはマルチプレクサＨＶＭＵＸ２の入力端子１０と同一の電位が入力される。コンパレータＣＯＭＰ４では、入力端子１にはマルチプレクサＨＶＭＵＸ２の出力が入力され、入力端子２にはマルチプレクサＨＶＭＵＸ２の入力端子１１と同一の電位が入力される。なお、マルチプレクサＨＶＭＵＸ１，ＨＶＭＵＸ２の出力側は、マルチプレクサＨＶＭＵＸ１，ＨＶＭＵＸ２の出力フローティングに対応するためにプルアップまたはプルダウンされる。
【０１８６】
電池セルＢＣ１のセル電圧測定時には、図２１に示すようにマルチプレクサＨＶＭＵＸ１，ＨＶＭＵＸ２は入力端子００が選択される。そして、コンパレータＣＯＭＰ１〜ＣＯＭＰ４の入力端子１には電池セルＢＣ２の正極側の電位が入力される。その結果、コンパレータＣＯＭＰ１〜ＣＯＭＰ４の入出力端子間の電位差は、コンパレータＣＯＭＰ１からコンパレータＣＯＭＰ４の順に０セル分電圧、１セル分電圧、２セル分電圧、３セル分電圧となる。
【０１８７】
各コンパレータＣＯＭＰ１〜ＣＯＭＰ４は、図２２に示すような特性をそれぞれ有している。図２２において、横軸は入力端子１の入力in1と入力端子２の入力in2との差分電圧ｄＶ（＝in1−in2）を表しており、縦軸はコンパレータＣＯＭＰ１〜ＣＯＭＰ４の出力（デジタル値）を表している。入力される差分電圧ｄＶの値が０を中心とする所定範囲Ｈ内に入っている場合には、コンパレータＣＯＭＰ１〜ＣＯＭＰ４からデジタル値１が出力され、逆に、差分電圧ｄＶの値が所定範囲Ｈの外側の値である場合にはデジタル値０が出力される。所定範囲ＨはコンパレータＣＯＭＰ１〜ＣＯＭＰ４の誤差に対して無視できる程度の値に設定される。
【０１８８】
図２１に示す状態においては、コンパレータＣＯＭＰ１からは１が出力され、コンパレータＣＯＭＰ２〜４からは０が出力される。これらは選択状態データ「０００１」として現在値記憶回路２７４に記憶される。一方、マルチプレクサＨＶＭＵＸ１の場合も同様であり、差分回路４２０から選択状態データ「０００１」が出力され、現在値記憶回路２７４に記憶される。同様に、マルチプレクサＨＶＭＵＸ１，ＨＶＭＵＸ２が入力端子０１を選択している場合には差分回路４２０から選択状態データ「００１０」が出力され、入力端子１０を選択している場合には選択状態データ「０１００」が出力され、入力端子１１を選択している場合には選択状態データ「１０００」が出力される。
【０１８９】
このように、セル電圧測定時に得られる選択状態データは、マルチプレクサＨＶＭＵＸ１，ＨＶＭＵＸ２がどの入力端子を選択しているかを示すデータであり、セル電圧と関連付けて現在値記憶回路２７４のレジスタに記憶される。また、選択状態データは、セル電圧測定の周期の期間毎に取得される。各ＩＣは、マイコン３０からセル電圧送信のコマンドを受信すると、セル電圧とともに選択状態データも一緒にマイコン３０に送り返す。マイコン３０は、受信した選択状態データに基づいてマルチプレクサＨＶＭＵＸ１，ＨＶＭＵＸ２の診断を行う。例えば、電池セルＢＣ１のセル電圧と対応付けられた選択状態データが「０００１」であれば正常と診断し、これ以外のデータであった場合には異常と診断する。
【０１９０】
《第７の実施の形態》
図２３は、第７の実施の形態を示す図である。第７の実施の形態では、セル電圧＝０Ｖが検出された場合に、それがセンシング線Ｌ１〜Ｌ５の断線に起因するのか、電池セルＢＣ１〜ＢＣ４の異常（内部短絡等）により出力電圧Ｖc1が０Ｖとなっていることに起因するのかを診断することができる。セル電圧を測定する通常モード時には、マルチプレクサＨＶＭＵＸ１，ＨＶＭＵＸ２の切り替え動作はＩＣ１に設けられたデコーダ２５７，２５９からのＳＴＧ１・ＳＴＧ２信号に基づいて行われるが、診断モード時にはマイコン３０からのコマンドを優先する。そして、コマンドによりマルチプレクサＨＶＭＵＸ１，ＨＶＭＵＸ２の選択状態およびバランシングスイッチのオンオフ状態を制御し、そのときの測定される電圧値に基づいて診断を行う。
【０１９１】
なお、ここでは上記診断についてのみ説明し、マルチプレクサＨＶＭＵＸ１，ＨＶＭＵＸ２の診断に必要な図１３に示した抵抗ＲＰＵ，Ｒ１〜Ｒ４，ＲＰＤ、マルチプレクサＭＵＸ１〜ＭＵＸ５，スイッチＳＷおよび電圧源４００については、図２３では記載を省略し、説明も図１３の場合と同様なので省略する。また、バランシング電流を調整するバランシング抵抗ＲはＩＣ１内部の必須の構成では無く、ＩＣ１外部に実装することも出来る。
【０１９２】
例えば、セル電圧Ｖc2＝０Ｖと測定され、それがセンシング線Ｌ２の断線によるものか、電池セルＢＣ２に内部短絡が生じたことに起因するのかを診断する場合について、図２４を参照しながら説明する。診断を行う場合には、マルチプレクサＨＶＭＵＸ１，ＨＶＭＵＸ２の選択状態およびバランシングスイッチ１２９Ａ，１２９Ｂのオンオフを制御する。図２４は、マルチプレクサＨＶＭＵＸ１，ＨＶＭＵＸ２の選択状態およびバランシングスイッチ１２９Ａ，１２９Ｂのオンオフ状態と、測定される電圧との関係を示したものである。以下では、マルチプレクサＨＶＭＵＸ１，ＨＶＭＵＸ２の選択状態およびバランシングスイッチ１２９Ａ，１２９Ｂのオンオフ状態のことを、制御状態（HVMUX1,HVMUX2,129A,129B）と表すことにする。また、図２４の１行目は正常時の測定電圧値を示し、２行目はセンシング線Ｌ２が断線している場合の測定電圧値を示し、３行目は電池セルＢＣ２の以上によりＶc2＝０Ｖとなっている場合を示す。
【０１９３】
図２４の左側から１列目は、制御状態が（N1,N1,x,x）の場合を示す。すなわち、マルチプレクサＨＶＭＵＸ１，ＨＶＭＵＸ２の両方とも入力端子Ｎ１が選択された場合である。バランシングスイッチ１２９Ａ，１２９Ｂのオンオフ状態に関しては符号ｘで表示されているが、これはオン、オフのどちらの状態でも良いことを表している。制御状態（N1,N1,x,x）の場合には、正常時、センシング線断線時および電池セル異常時のいずれの場合も測定電圧値は０Ｖとなる。なお、この制御状態は必須では無く、マルチプレクサＨＶＭＵＸ１、ＨＶＭＵＸ２の両方とも入力端子Ｎ１が選択出来ない場合などでは、省略することも出来る。
【０１９４】
２列目は、制御状態（N1,N2,ON,x）の場合、すなわち図２３に示す状態を示す。この場合、正常時には電池セルＢＣ１のセル電圧Ｖc1、すなわち１セル分の電圧が測定されることになる。一方、センシング線Ｌ２が断線している場合には、測定電圧値＝０Ｖが測定される。また、電池セルＢＣ２の異常により出力電圧がＶc2＝０であっても端子Ｖ１，Ｖ２間の電圧測定には影響しないので、この場合も測定電圧値＝Ｖc1が測定される。
【０１９５】
３列目は、制御状態（N1,N3,x,x）の場合を示す。この場合、正常時には各電池セルＢＣ１，ＢＣ２のセル電圧Ｖc1，Ｖc2を合計した２セル分の電圧Ｖc1＋Ｖc2が測定される。また、センシング線Ｌ２が断線している場合であっても端子Ｖ１，Ｖ３間の電圧測定には影響しないので、この場合も２セル分の電圧Ｖc1＋Ｖc2が測定される。一方、電池セルＢＣ２の異常により出力電圧がＶc2＝０の場合には、１セル分の電圧（Ｖc1＋０）が測定されることになる。
【０１９６】
４列目は、制御状態（N2,N3,x,ON）の場合を示す。この場合、正常時には電池セルＢＣ２のセル電圧Ｖc2、すなわち１セル分の電圧が測定されることになる。一方、センシング線Ｌ２が断線している場合には０Ｖが測定されることになる。電池セルＢＣ２の異常により出力電圧がＶc2＝０の場合にも、０Ｖが測定されることになる。
【０１９７】
このように、４種類の制御状態(N1,N1,x,x）,(N1,N2,ON,x),(N1,N3,x,x),(N2,N3,x,ON)に関する測定電圧の組を比較することで、センシング線Ｌ２が断線しているのか、電池セルＢＣ２の出力電圧そのものが０Ｖなのかを診断することができる。他の場合、例えば、センシング線Ｌ３が断線しているのか、電池セルＢＣ３の出力電圧そのものが０Ｖなのかの診断などについても、同様に考えることができる。
【０１９８】
《第８の実施の形態》
図２５は、第８の実施の形態を示す図である。図２５（ａ）に示す構成は図１６に示した構成と同一であるが、マルチプレクサＭＵＸ１〜ＭＵＸ４の構成は図２５（ｂ）のような構成としている。本実施の形態では、マルチプレクサＭＵＸ１〜ＭＵＸ４は、ＮＭＯＳ・ＰＭＯＳ抱き合わせのトランスファーゲート等で構成されており、入力端子０，１の各々に設けられたスイッチは、マイコン３０からの指令により、独立にオンオフ制御することができる。
【０１９９】
第８の実施の形態においても、通常モードにおけるセル電圧測定動作、および、診断モードにおけるマルチプレクサＨＶＭＵＸ１，ＨＶＭＵＸ２の接続状態を診断する場合の動作は、図１６の場合と同様に行われる。さらに、本実施の形態では、電圧源４００のラインに設けられたスイッチＳＷをオフするとともに、図２５（ｂ）に示したマルチプレクサＭＵＸ１〜ＭＵＸ４の２つのスイッチを同時にオンすることにより、センシング線の断線診断を行うことができる。なお、この断線診断を行うためには、抵抗ＲＰＵ、Ｒ１〜Ｒ４の抵抗値を電池セルの内部抵抗よりも十分大きく設定する必要がある。
【０２００】
図２５（ａ）では、マルチプレクサＭＵＸ１，ＭＵＸ２のスイッチを両方ともオン状態とすることで、センシング線Ｌ１の断線を診断することができる。センシング線Ｌ１が断線していない場合にはセル電圧Ｖc1が測定されるが、断線していた場合には測定電圧値として０Ｖが検出されることになる。上述した、第７の実施の形態ではバランシングスイッチ１２９Ａをオンしてバランシング抵抗Ｒにバランシング電流（バイパス電流）が流れるようにすることで、断線検出を行っていたが、本実施の形態では、マルチプレクサＭＵＸ１，ＭＵＸ２のスイッチを両方ともオン状態とすることで、抵抗Ｒ１にバイパス電流を流して断線検出をしている。本実施の形態の場合には、抵抗Ｒ１は大きく設定されていて、そこを流れる電量はバランシング電流よりも小さいので、断線診断における無駄な電流（リーク電流）を小さくすることができるという利点がある。
【０２０１】
上述した各実施形態はそれぞれ単独に、あるいは組み合わせて用いても良い。それぞれの実施形態での効果を単独あるいは相乗して奏することができるからである。また、本発明の特徴を損なわない限り、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではない。
【符号の説明】
【０２０２】
９：電池モジュール、９Ａ，９Ｂ：電池ブロック、３０：マイコン、１００：電池監視装置、１２２Ａ：アナログデジタル変換器、ＢＳ１〜ＢＳ６，１２９Ａ〜１２９Ｄ：バランシングスイッチ、１６０：制御信号検出回路、２２０：インバータ装置、２３０：モータ、２３３：切換器、２５７，２５９：デコーダ、２６２：差動増幅器、２７０：デジタル比較器、２７２，２７６：デジタルマルチプレクサ、２７４：現在値記憶回路、２７８：基準値記憶回路、４００，４０２〜４０５，４１０，４１１：電圧源、４０１：ＬＯＧＩＣ／通信回路、４３０：絶縁スイッチ、４３１：フォトカプラ、４４０：外部電圧源、１２０，４５０，ＨＶＭＵＸ１，ＨＶＭＵＸ２，ＭＵＸ１〜ＭＵＸ５：マルチプレクサ、６０２，６０４：通信系、ＢＣ１〜ＢＣ４：電池セル、ＣＯＭＰ１〜４：コンパレータ、ＩＣ１〜ＩＣ６：集積回路、Ｌ１〜Ｌ５，ＬＳ：センシング線、ＲＣＶ，Ｒ，Ｒ１〜Ｒ４，ＲＰＵ，ＲＰＤ：抵抗、ＳＷ:スイッチ
【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の各セル電圧値を測定する電圧測定部を有する集積回路と、
前記複数の電池セルの正負両極と前記集積回路とを接続する複数の電圧計測ラインと、
前記測定された各セル電圧値に基づいて前記電池セルの状態を監視する制御回路と、を備え、
前記集積回路は、擬似電圧を生成する擬似電圧生成部を有し、
前記電圧測定部は、計測対象となる電池セルの正負両極に接続された一対の電圧計測ラインを選択する選択回路と、前記選択回路により選択された一対の電圧計測ラインからの電圧を検出する検出回路と、を有し、
前記制御回路は、前記擬似電圧を前記選択回路の前段または後段に入力し、前記検出回路により検出された電圧値に基づいて前記選択回路による選択状態を診断することを特徴とする電池監視装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電池監視装置において、
前記電圧計測ラインの各々には抵抗が設けられ、
前記集積回路は、放電電流が前記抵抗を流れるように前記電池セルを放電させる放電回路を前記擬似電圧生成部として有し、
前記制御回路は、前記放電回路による放電の非実行時に前記検出回路により検出される第１の電圧と、前記放電回路による放電の実行時に前記検出回路により検出される第２の電圧とに基づいて、前記選択回路による選択状態を診断することを特徴とする電池監視装置。
【請求項３】
請求項２に記載の電池監視装置において、
前記抵抗による電圧降下が前記複数の電池セルの電圧ばらつきより大きくなるように、前記抵抗の値を設定したことを特徴とする電池監視装置。
【請求項４】
請求項３に記載の電池監視装置において、
前記放電回路は、前記複数の電池セルの電圧ばらつきが所定の放電開始電圧以上のときに前記放電を行い、
前記抵抗による電圧降下が前記放電開始電圧より大きくなるように、前記抵抗の値を設定したことを特徴とする電池監視装置。
【請求項５】
請求項２〜４のいずれか一項に記載の電池監視装置において、
前記制御回路は、前記第１の電圧と前記第２の電圧との差分の大きさを所定閾値と比較し、差分の大きさが所定閾値以上のときに前記選択回路による選択状態が正常であると診断することを特徴とする電池監視装置。
【請求項６】
請求項５に記載の電池監視装置において、
前記所定閾値を、前記複数の電池セルの電圧ばらつきより大きく設定したことを特徴とする電池監視装置。
【請求項７】
請求項２〜６のいずれか一項に記載の電池監視装置において、
前記検出回路による前記第１の電圧および第２の電圧の検出は、前記複数の電池セルの使用による充放電動作が停止しているときに行われることを特徴とする電池監視装置。
【請求項８】
請求項７に記載の電池監視装置において、
前記検出回路は、前記充放電動作の停止後、電池セルの分極の影響による電圧の変化が所定値以下となってから、前記第１の電圧および第２の電圧の検出を行うことを特徴とする電池監視装置。
【請求項９】
請求項８に記載の電池監視装置において、
前記電圧の変化が、前記充放電動作が停止してから所定時間経過しても前記所定値以下とならない場合には、前記制御回路は前記診断を行わないことを特徴とする電池監視装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の電池監視装置において、
前記制御回路は、前記充放電動作停止後の診断が連続して所定回数行われなかった場合には、その後の前記充放電動作停止の際において、前記所定時間が経過した場合であっても前記電圧の変化が前記所定値以下となるまで待機し、前記電圧の変化が前記所定値以下となったならば前記診断を行うことを特徴とする電池監視装置。
【請求項１１】
請求項２〜１０のいずれか一項に記載の電池監視装置において、
前記集積回路は、
前記放電回路による電池セルの放電動作中に該電池セルのセル電圧を計測する際には、該放電回路による該電池セルの放電動作を中断することを特徴とする電池監視装置。
【請求項１２】
請求項１に記載の電池監視装置において、
前記擬似電圧生成部は、前記複数の電池セルに対応付けて設けられ、互いに異なる擬似電圧を生成する複数の電圧源を有し、
前記集積回路は、
前記複数の電池セルのそれぞれに対して設けられ、前記電池セルの電圧および該電池セルに対応付けられた前記電圧源の擬似電圧のいずれか一方を選択して、前記選択回路に入力する入力切換器を、有し、
前記制御回路は、前記複数の入力切換器を制御して前記擬似電圧のそれぞれを前記選択回路に入力させ、前記検出回路により検出された電圧値に基づいて前記選択回路による選択状態を診断することを特徴とする電池監視装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の電池監視装置において、
前記検出回路で検出された電圧値を過充電閾値と比較して過充電を検知し、その検知情報を前記制御回路へ出力する過充電検知回路を備えるとともに、前記複数の電圧源の少なくとも一つの電圧を過充電相当電圧に設定し、
前記制御回路は、前記電池セルの電圧に代えて前記電圧源の前記過充電相当電圧に設定された電圧を前記選択回路に選択させ、そのときの前記検知情報の出力の有無に基づいて前記過充電検知回路が正常に動作するか否かを診断することを特徴とする電池監視装置。
【請求項１４】
請求項１に記載の電池監視装置において、
前記擬似電圧生成部は、
一つの電圧源と、
該電圧源の電圧を分圧して、互いに異なる複数の分圧電圧を前記複数の電池セルに対応付けて生成する複数の抵抗と、を有し、
前記集積回路は、
前記複数の電池セルのそれぞれに対して設けられ、前記電池セルの電圧および該電池セルに対応付けられた前記分圧電圧のいずれか一方を選択して、前記第２の選択部に入力する入力切換器、を有し、
前記制御回路は、前記複数の入力切換器を制御して前記分圧電圧のそれぞれを前記第２の選択部に入力させ、前記検出回路により検出された電圧値に基づいて前記第２の選択部が正常に動作しているか否かを診断することを特徴とする電池監視装置。
【請求項１５】
請求項１４に記載の電池監視装置において、
前記検出回路で検出された電圧値を過充電閾値と比較して過充電を検知し、その検知情報を前記制御回路へ出力する過充電検知回路を備えるとともに、前記複数の抵抗の少なくとも一つを分圧電圧が過充電相当電圧となるような抵抗値に設定し、
前記制御回路は、前記電池セルの電圧に代えて前記過充電相当電圧を有する分圧電圧を前記選択回路に選択させ、そのときの前記検知情報の出力の有無に基づいて前記過充電検知回路が正常に動作するか否かを診断することを特徴とする電池監視装置。
【請求項１６】
請求項１４に記載の電池監視装置において、
１以上の連続する抵抗の分圧電圧の合計がいずれも異なるように、前記複数の抵抗の抵抗値を設定したことを特徴とする電池監視装置。
【請求項１７】
請求項１４に記載の電池監視装置において、
前記複数の抵抗のそれぞれに設けられ、閉状態で前記抵抗の両端を短絡するとともに開状態で前記短絡を解除する複数の短絡スイッチと、
前記検出回路で検出された電圧値を過充電閾値と比較して過充電を検知し、その検知情報を前記制御回路へ出力する過充電検知回路と備え、
前記制御回路は、前記抵抗のそれぞれに設けられた前記短絡スイッチの開閉を制御して、前記抵抗の分圧電圧を過充電相当電圧とし、そのときの前記検知情報の出力の有無に基づいて前記過充電検知回路が正常に動作するか否かを診断することを特徴とする電池監視装置。
【請求項１８】
請求項１４に記載の電池監視装置において、
前記集積回路は、
前記電池セルの正負両極からの計測ラインが前記選択回路に接続される第１の接続状態、前記抵抗の両端が前記選択回路に接続される第２の接続状態、および、前記抵抗と前記電池セルとが並列接続されるように前記計測ラインと前記抵抗の両端とが前記選択回路に接続される第３の接続状態のいずれかに切り換える状態切換器と、
前記電圧源と前記直列接続された複数の抵抗との間を開閉するスイッチと備え、
前記制御回路は、前記スイッチを開状態にするとともに前記状態切換器を前記第３の接続状態に切り換え、前記検出回路により検出された電圧値に基づいて前記計測ラインの断線を診断することを特徴とする電池監視装置。
【請求項１９】
請求項１に記載の電池監視装置において、
前記電池セルの正負両極と前記選択回路とを接続する一対の計測ライン間に該電池セルと並列接続されるように設けられた電池セル充電量調整用の放電回路を、前記擬似電圧生成部として前記複数の電池セル毎に備え、
前記制御回路は、前記複数の放電回路のいずれか１つについて放電を行わせ、前記検出回路により検出された電圧値に基づいて、前記計測ラインの断線または電池セルの出力電圧がゼロのいずれが生じたかを診断することを特徴とする電池監視装置。
【請求項２０】
請求項１に記載の電池監視装置において、
前記選択回路は、前記複数の電池セルの各正極側電位が入力され、該各正極側電位のいずれか一つを選択して前記検出回路へ出力する第１の選択回路と、前記複数の電池セルの各負極側電位が入力され、該各負極側電位のいずれか一つを選択して前記検出回路へ出力する第２の選択回路とから成り、
前記擬似電圧生成部は、第１の基準電位を生成する第１の電圧源と、第２の基準電位を生成する第２の電圧源と、を有し、
前記集積回路は、
前記第１の基準電位および前記第１の選択回路から出力される前記正極側電位のいずれかを選択して前記検出回路へ入力する第１の状態切換器と、
前記第２の基準電位および前記第２の選択回路から出力される前記負極側電位のいずれかを選択して前記検出回路へ入力する第２の状態切換器と、を有し、
前記制御回路は、前記第２の基準電位が前記検出回路へ入力されるように前記第１および第２の状態切換器を制御して前記第１の選択回路の選択状態を診断し、前記第１の基準電位が前記検出回路へ入力されるように前記第１および第２の状態切換器を制御して前記第２の選択回路の選択状態を診断することを特徴とする電池監視装置。
【請求項２１】
請求項２０に記載の電池監視装置において、
前記検出回路で検出された電圧値を過充電閾値と比較して過充電を検知し、その検知情報を前記制御回路へ出力する過充電検知回路を備え、
前記制御回路は、前記第１または第２の選択回路の診断時における前記検知情報の出力の有無に基づいて、前記過充電検知回路が正常に動作するか否かを診断することを特徴とする電池監視装置。
【請求項２２】
直列接続された複数の電池セルから入力された各電圧のいずれか一つを選択回路で選択し、その選択された電圧を測定する電圧測定回路と、
前記電圧測定回路で測定された電圧に基づいて前記電池セルの状態を監視する制御回路と、を備え、
前記複数の電池セルの電圧が入力される前記選択回路の入力と出力とが入力され、前記入力と前記出力との差分が所定範囲内にあるか否かを比較する比較回路を、前記選択回路の複数の入力に対してそれぞれ設け、
前記制御回路は、前記複数の比較回路の比較結果に基づいて前記選択回路の選択状態を診断することを特徴とする電池監視装置。
【請求項２３】
請求項１〜２２のいずれか一項に記載の電池監視装置において、
前記複数の電池セルは、複数のセルグループを電気的に直列に接続して成るバッテリユニットの前記セルグループを構成するものであって、前記集積回路は前記複数のセルグループ毎に設けられ、
前記複数の集積回路を直列接続する第１の信号伝送路と、
前記直列接続された集積回路の最上位の集積回路と前記制御回路とを接続する第２の信号伝送路と、
前記直列接続された集積回路の最下位の集積回路と前記制御回路とを接続する第３の信号伝送路と、をさらに備え、
前記集積回路は、
前記制御回路からの入力信号のための第１入力回路および隣接する前記集積回路からの入力信号のための第２入力回路と、
入力された信号が前記制御回路からの信号であった場合には該信号を前記第１入力回路へ入力し、入力された信号が隣接する前記集積回路からの信号であった場合には該信号を前記第２入力回路へ入力する入力切換回路と、を有することを特徴とする電池監視装置。
【請求項１】
直列接続された複数の電池セルの各セル電圧値を測定する電圧測定部を有する集積回路と、
前記複数の電池セルの正負両極と前記集積回路とを接続する複数の電圧計測ラインと、
前記測定された各セル電圧値に基づいて前記電池セルの状態を監視する制御回路と、を備え、
前記集積回路は、擬似電圧を生成する擬似電圧生成部を有し、
前記電圧測定部は、計測対象となる電池セルの正負両極に接続された一対の電圧計測ラインを選択する選択回路と、前記選択回路により選択された一対の電圧計測ラインからの電圧を検出する検出回路と、を有し、
前記制御回路は、前記擬似電圧を前記選択回路の前段または後段に入力し、前記検出回路により検出された電圧値に基づいて前記選択回路による選択状態を診断することを特徴とする電池監視装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電池監視装置において、
前記電圧計測ラインの各々には抵抗が設けられ、
前記集積回路は、放電電流が前記抵抗を流れるように前記電池セルを放電させる放電回路を前記擬似電圧生成部として有し、
前記制御回路は、前記放電回路による放電の非実行時に前記検出回路により検出される第１の電圧と、前記放電回路による放電の実行時に前記検出回路により検出される第２の電圧とに基づいて、前記選択回路による選択状態を診断することを特徴とする電池監視装置。
【請求項３】
請求項２に記載の電池監視装置において、
前記抵抗による電圧降下が前記複数の電池セルの電圧ばらつきより大きくなるように、前記抵抗の値を設定したことを特徴とする電池監視装置。
【請求項４】
請求項３に記載の電池監視装置において、
前記放電回路は、前記複数の電池セルの電圧ばらつきが所定の放電開始電圧以上のときに前記放電を行い、
前記抵抗による電圧降下が前記放電開始電圧より大きくなるように、前記抵抗の値を設定したことを特徴とする電池監視装置。
【請求項５】
請求項２〜４のいずれか一項に記載の電池監視装置において、
前記制御回路は、前記第１の電圧と前記第２の電圧との差分の大きさを所定閾値と比較し、差分の大きさが所定閾値以上のときに前記選択回路による選択状態が正常であると診断することを特徴とする電池監視装置。
【請求項６】
請求項５に記載の電池監視装置において、
前記所定閾値を、前記複数の電池セルの電圧ばらつきより大きく設定したことを特徴とする電池監視装置。
【請求項７】
請求項２〜６のいずれか一項に記載の電池監視装置において、
前記検出回路による前記第１の電圧および第２の電圧の検出は、前記複数の電池セルの使用による充放電動作が停止しているときに行われることを特徴とする電池監視装置。
【請求項８】
請求項７に記載の電池監視装置において、
前記検出回路は、前記充放電動作の停止後、電池セルの分極の影響による電圧の変化が所定値以下となってから、前記第１の電圧および第２の電圧の検出を行うことを特徴とする電池監視装置。
【請求項９】
請求項８に記載の電池監視装置において、
前記電圧の変化が、前記充放電動作が停止してから所定時間経過しても前記所定値以下とならない場合には、前記制御回路は前記診断を行わないことを特徴とする電池監視装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の電池監視装置において、
前記制御回路は、前記充放電動作停止後の診断が連続して所定回数行われなかった場合には、その後の前記充放電動作停止の際において、前記所定時間が経過した場合であっても前記電圧の変化が前記所定値以下となるまで待機し、前記電圧の変化が前記所定値以下となったならば前記診断を行うことを特徴とする電池監視装置。
【請求項１１】
請求項２〜１０のいずれか一項に記載の電池監視装置において、
前記集積回路は、
前記放電回路による電池セルの放電動作中に該電池セルのセル電圧を計測する際には、該放電回路による該電池セルの放電動作を中断することを特徴とする電池監視装置。
【請求項１２】
請求項１に記載の電池監視装置において、
前記擬似電圧生成部は、前記複数の電池セルに対応付けて設けられ、互いに異なる擬似電圧を生成する複数の電圧源を有し、
前記集積回路は、
前記複数の電池セルのそれぞれに対して設けられ、前記電池セルの電圧および該電池セルに対応付けられた前記電圧源の擬似電圧のいずれか一方を選択して、前記選択回路に入力する入力切換器を、有し、
前記制御回路は、前記複数の入力切換器を制御して前記擬似電圧のそれぞれを前記選択回路に入力させ、前記検出回路により検出された電圧値に基づいて前記選択回路による選択状態を診断することを特徴とする電池監視装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の電池監視装置において、
前記検出回路で検出された電圧値を過充電閾値と比較して過充電を検知し、その検知情報を前記制御回路へ出力する過充電検知回路を備えるとともに、前記複数の電圧源の少なくとも一つの電圧を過充電相当電圧に設定し、
前記制御回路は、前記電池セルの電圧に代えて前記電圧源の前記過充電相当電圧に設定された電圧を前記選択回路に選択させ、そのときの前記検知情報の出力の有無に基づいて前記過充電検知回路が正常に動作するか否かを診断することを特徴とする電池監視装置。
【請求項１４】
請求項１に記載の電池監視装置において、
前記擬似電圧生成部は、
一つの電圧源と、
該電圧源の電圧を分圧して、互いに異なる複数の分圧電圧を前記複数の電池セルに対応付けて生成する複数の抵抗と、を有し、
前記集積回路は、
前記複数の電池セルのそれぞれに対して設けられ、前記電池セルの電圧および該電池セルに対応付けられた前記分圧電圧のいずれか一方を選択して、前記第２の選択部に入力する入力切換器、を有し、
前記制御回路は、前記複数の入力切換器を制御して前記分圧電圧のそれぞれを前記第２の選択部に入力させ、前記検出回路により検出された電圧値に基づいて前記第２の選択部が正常に動作しているか否かを診断することを特徴とする電池監視装置。
【請求項１５】
請求項１４に記載の電池監視装置において、
前記検出回路で検出された電圧値を過充電閾値と比較して過充電を検知し、その検知情報を前記制御回路へ出力する過充電検知回路を備えるとともに、前記複数の抵抗の少なくとも一つを分圧電圧が過充電相当電圧となるような抵抗値に設定し、
前記制御回路は、前記電池セルの電圧に代えて前記過充電相当電圧を有する分圧電圧を前記選択回路に選択させ、そのときの前記検知情報の出力の有無に基づいて前記過充電検知回路が正常に動作するか否かを診断することを特徴とする電池監視装置。
【請求項１６】
請求項１４に記載の電池監視装置において、
１以上の連続する抵抗の分圧電圧の合計がいずれも異なるように、前記複数の抵抗の抵抗値を設定したことを特徴とする電池監視装置。
【請求項１７】
請求項１４に記載の電池監視装置において、
前記複数の抵抗のそれぞれに設けられ、閉状態で前記抵抗の両端を短絡するとともに開状態で前記短絡を解除する複数の短絡スイッチと、
前記検出回路で検出された電圧値を過充電閾値と比較して過充電を検知し、その検知情報を前記制御回路へ出力する過充電検知回路と備え、
前記制御回路は、前記抵抗のそれぞれに設けられた前記短絡スイッチの開閉を制御して、前記抵抗の分圧電圧を過充電相当電圧とし、そのときの前記検知情報の出力の有無に基づいて前記過充電検知回路が正常に動作するか否かを診断することを特徴とする電池監視装置。
【請求項１８】
請求項１４に記載の電池監視装置において、
前記集積回路は、
前記電池セルの正負両極からの計測ラインが前記選択回路に接続される第１の接続状態、前記抵抗の両端が前記選択回路に接続される第２の接続状態、および、前記抵抗と前記電池セルとが並列接続されるように前記計測ラインと前記抵抗の両端とが前記選択回路に接続される第３の接続状態のいずれかに切り換える状態切換器と、
前記電圧源と前記直列接続された複数の抵抗との間を開閉するスイッチと備え、
前記制御回路は、前記スイッチを開状態にするとともに前記状態切換器を前記第３の接続状態に切り換え、前記検出回路により検出された電圧値に基づいて前記計測ラインの断線を診断することを特徴とする電池監視装置。
【請求項１９】
請求項１に記載の電池監視装置において、
前記電池セルの正負両極と前記選択回路とを接続する一対の計測ライン間に該電池セルと並列接続されるように設けられた電池セル充電量調整用の放電回路を、前記擬似電圧生成部として前記複数の電池セル毎に備え、
前記制御回路は、前記複数の放電回路のいずれか１つについて放電を行わせ、前記検出回路により検出された電圧値に基づいて、前記計測ラインの断線または電池セルの出力電圧がゼロのいずれが生じたかを診断することを特徴とする電池監視装置。
【請求項２０】
請求項１に記載の電池監視装置において、
前記選択回路は、前記複数の電池セルの各正極側電位が入力され、該各正極側電位のいずれか一つを選択して前記検出回路へ出力する第１の選択回路と、前記複数の電池セルの各負極側電位が入力され、該各負極側電位のいずれか一つを選択して前記検出回路へ出力する第２の選択回路とから成り、
前記擬似電圧生成部は、第１の基準電位を生成する第１の電圧源と、第２の基準電位を生成する第２の電圧源と、を有し、
前記集積回路は、
前記第１の基準電位および前記第１の選択回路から出力される前記正極側電位のいずれかを選択して前記検出回路へ入力する第１の状態切換器と、
前記第２の基準電位および前記第２の選択回路から出力される前記負極側電位のいずれかを選択して前記検出回路へ入力する第２の状態切換器と、を有し、
前記制御回路は、前記第２の基準電位が前記検出回路へ入力されるように前記第１および第２の状態切換器を制御して前記第１の選択回路の選択状態を診断し、前記第１の基準電位が前記検出回路へ入力されるように前記第１および第２の状態切換器を制御して前記第２の選択回路の選択状態を診断することを特徴とする電池監視装置。
【請求項２１】
請求項２０に記載の電池監視装置において、
前記検出回路で検出された電圧値を過充電閾値と比較して過充電を検知し、その検知情報を前記制御回路へ出力する過充電検知回路を備え、
前記制御回路は、前記第１または第２の選択回路の診断時における前記検知情報の出力の有無に基づいて、前記過充電検知回路が正常に動作するか否かを診断することを特徴とする電池監視装置。
【請求項２２】
直列接続された複数の電池セルから入力された各電圧のいずれか一つを選択回路で選択し、その選択された電圧を測定する電圧測定回路と、
前記電圧測定回路で測定された電圧に基づいて前記電池セルの状態を監視する制御回路と、を備え、
前記複数の電池セルの電圧が入力される前記選択回路の入力と出力とが入力され、前記入力と前記出力との差分が所定範囲内にあるか否かを比較する比較回路を、前記選択回路の複数の入力に対してそれぞれ設け、
前記制御回路は、前記複数の比較回路の比較結果に基づいて前記選択回路の選択状態を診断することを特徴とする電池監視装置。
【請求項２３】
請求項１〜２２のいずれか一項に記載の電池監視装置において、
前記複数の電池セルは、複数のセルグループを電気的に直列に接続して成るバッテリユニットの前記セルグループを構成するものであって、前記集積回路は前記複数のセルグループ毎に設けられ、
前記複数の集積回路を直列接続する第１の信号伝送路と、
前記直列接続された集積回路の最上位の集積回路と前記制御回路とを接続する第２の信号伝送路と、
前記直列接続された集積回路の最下位の集積回路と前記制御回路とを接続する第３の信号伝送路と、をさらに備え、
前記集積回路は、
前記制御回路からの入力信号のための第１入力回路および隣接する前記集積回路からの入力信号のための第２入力回路と、
入力された信号が前記制御回路からの信号であった場合には該信号を前記第１入力回路へ入力し、入力された信号が隣接する前記集積回路からの信号であった場合には該信号を前記第２入力回路へ入力する入力切換回路と、を有することを特徴とする電池監視装置。
【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１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【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１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【公開番号】特開２０１３−１０８９９１（Ｐ２０１３−１０８９９１Ａ）
【公開日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−２７９１７２（Ｐ２０１２−２７９１７２）
【出願日】平成２４年１２月２１日（２０１２．１２．２１）
【分割の表示】特願２００９−１７９７４１（Ｐ２００９−１７９７４１）の分割
【原出願日】平成２１年７月３１日（２００９．７．３１）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【出願人】（５０５０８３９９９）日立ビークルエナジー株式会社 (438)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年１２月２１日（２０１２．１２．２１）
【分割の表示】特願２００９−１７９７４１（Ｐ２００９−１７９７４１）の分割
【原出願日】平成２１年７月３１日（２００９．７．３１）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【出願人】（５０５０８３９９９）日立ビークルエナジー株式会社 (438)
【Ｆターム（参考）】
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