電池監視装置
【課題】制御手段にて監視手段における暗電流モードが正常に機能しているか否かを診断可能な電池監視装置を提供する。
【解決手段】暗電流モード時には、監視手段を構成する監視回路２１側から制御手段を構成するマイコン２２側へ応答信号が伝達されない構成とする。そして、マイコン２２側から監視回路２１側へ正常モードから暗電流モードへの移行を指示するモード切替指示信号を伝達した後、監視回路２１側に対してモード確認信号を伝達する。この際、監視回路２１側からの応答信号の有無をマイコン２２で確認し、応答信号が伝達された場合に監視回路２１の暗電流モードが正常に機能していないと診断する。
【解決手段】暗電流モード時には、監視手段を構成する監視回路２１側から制御手段を構成するマイコン２２側へ応答信号が伝達されない構成とする。そして、マイコン２２側から監視回路２１側へ正常モードから暗電流モードへの移行を指示するモード切替指示信号を伝達した後、監視回路２１側に対してモード確認信号を伝達する。この際、監視回路２１側からの応答信号の有無をマイコン２２で確認し、応答信号が伝達された場合に監視回路２１の暗電流モードが正常に機能していないと診断する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の電池セルを直列接続して構成される組電池の電池状態を監視する電池監視装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電池監視装置は、主たる構成要素として、組電池を構成する各電池セルの電圧変動等の電池状態を監視する監視手段（監視回路）、および監視手段を制御する制御手段としてのマイクロコンピュータ（以下、マイコンと略称する。）を備えている。
【０００３】
電池監視装置における監視手段は、監視対象である組電池から電力供給されることで作動するように構成されているため、監視手段で電力が消費されると、組電池の各電池セルの残存容量ＳＯＣ（State of Charge）が低下することとなる。そして、監視手段が必要以上に作動すると、監視手段にて消費される電力が増加して、組電池の残存容量ＳＯＣの減少が促進されることから、組電池の電池セルが過放電状態となる虞がある。
【０００４】
そこで、監視手段にて消費される電力の低減を図るために、所定の条件が成立した場合に組電池から監視手段への電力供給を制限する暗電流モード（スリープモード）を設けた電池監視装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１に記載の電池監視装置は、マイコンによって監視手段の監視結果（監視情報信号）が参照されてない場合に、監視手段が暗電流モードに移行するように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４１１４３１０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、特許文献１に記載の技術には、暗電流モードが正常に機能しているか否かを診断するような手段が全く設けられておらず、暗電流モードが正常に機能していない場合に、監視手段によって必要以上に組電池の電力が消費されてしまう可能性がある。さらに、監視手段の暗電流モードが正常に機能していない場合、組電池から監視手段以外の電気負荷（車両のインバータ等）への電力供給を充分に行うことができず、電気負荷を適切に駆動させることができなくなる虞がある。なお、暗電流モードが正常に機能していない例としては、監視手段に設けられたスイッチング素子等に異常が生じ、監視手段が暗電流モードに正常に移行しないといった異常状態や、外部ノイズ等の影響によって暗電流モード時に監視手段が誤起動する異常状態等が考えられる。
【０００７】
本発明は上記点に鑑みて、制御手段にて監視手段における暗電流モードが正常に機能しているか否かを診断可能な電池監視装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、複数の電池セル（１０）を直列接続して構成される組電池（１）の電池状態を監視する電池監視装置であって、組電池（１）からの電力供給によって駆動され、組電池（１）の電池状態を監視する監視手段（２１）と、監視手段（２１）による電池状態の監視結果を取得すると共に、監視手段（２１）の作動を制御する制御手段（２２）と、監視手段（２１）および制御手段（２２）の間で信号を伝達する信号伝達手段（２３）と、を備え、監視手段（２１）は、信号伝達手段（２３）を介して制御手段（２２）側から伝達されるモード切替指示信号に応じて、組電池（１）からの電力供給が接続状態とされる通常モード、および組電池（１）からの電力供給が遮断状態とされる暗電流モードのいずれかに移行するように構成されると共に、通常モード時に制御手段（２２）側からモード確認信号が伝達された際にモード確認信号に対応する応答信号を制御手段（２２）側へ伝達するように構成され、制御手段（２２）は、信号伝達手段（２３）を介して監視手段（２１）に対して暗電流モードへの移行を指示するモード切替指示信号を伝達した後に監視手段（２１）に対してモード確認信号を伝達し、監視手段（２１）からモード確認信号に対応する応答信号が伝達された場合に、監視手段（２１）における暗電流モードが正常に機能していないと診断することを特徴とする。
【０００９】
これによれば、監視手段（２１）の暗電流モード時には、監視手段（２１）側から制御手段（２２）側へ応答信号が伝達されない構成とし、さらに、制御手段（２２）側から監視手段（２１）側へ暗電流モードへの移行を指示するモード切替指示信号を伝達した後、モード確認信号を伝達した際の監視手段（２１）側から制御手段（２２）側への応答信号の有無を制御手段（２２）において確認する構成としているので、制御手段（２２）において監視手段（２１）の暗電流モードが正常に機能しているか否かを診断することが可能となる。なお、特許請求の範囲に記載された「遮断状態」とは、組電池（１）から電力供給が完全に遮断された状態だけを意味するものでなく、部分的に遮断された状態を含む意味である。
【００１０】
また、請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の電池監視装置において、信号伝達手段（２３）は、モード切替指示信号を伝達する第１信号伝達部（２３ａ）、およびモード切替指示信号以外の信号を伝達する第２信号伝達部（２３ｂ）を有し、第１信号伝達部（２３ａ）および第２信号伝達部（２３ｂ）が別個独立して設けられていることを特徴とする。
【００１１】
このように、モード切替指示信号を伝達するための専用の第１信号伝達部（２３ｂ）を設ける構成としてもよい。
【００１２】
また、請求項３に記載の発明では、請求項１または２に記載の電池監視装置において、制御手段（２２）は、暗電流モードが正常に機能していないと診断した場合、組電池（１）の残存容量の許容下限値を上昇させることを特徴とする。
【００１３】
これによれば、監視手段（２１）によって組電池（１）の電力が消費されたとしても、組電池（１）が過放電状態となってしまうことを抑制することが可能となる。
【００１４】
上記目的を達成するため、請求項４に記載の発明では、請求項１ないし３のいずれか１つに記載の電池監視装置において、監視手段（２１）は、制御手段（２２）からの所定の指示信号に応じて、複数の電池セル（１０）の電圧を均等化する均等化放電を実行するように構成されており、制御手段（２２）は、暗電流モードが正常に機能していないと診断した場合、監視手段（２１）への均等化放電を指示する均等化指示信号の伝達を禁止することを特徴とする。
【００１５】
これにより、組電池（１）の電力が必要以上に消費されてしまうことを抑制することが可能となる。
【００１６】
なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施形態に係る電池監視装置を含む組電池制御システムの全体構成図である。
【図２】実施形態に係るマイコンが実行する異常診断処理の流れを示すフローチャートである。
【図３】実施形態に係るマイコンが実行する異常対応処理の流れ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】
【００１８】
本発明の一実施形態について図１〜図３に基づいて説明する。本実施形態では、ハイブリッド自動車や電気自動車に搭載される高圧バッテリである組電池１の制御システムに本発明の電池監視装置２を適用している。図１の全体構成図に示すように、本実施形態の組電池制御システムは、主たる構成として組電池１および電池監視装置２を備える。
【００１９】
本実施形態の組電池１は、車両走行用の電動機（図示略）等の各種電気負荷に電力を供給するものである。具体的には、組電池１は、リチウムイオン電池等からなる電池セル１０を複数直列に接続したもので、互いに隣接する所定数（本実施形態では８個）の電池セル毎にグループ化した複数の電池ブロックＢ１〜Ｂｎの直列接続体として構成されている。なお、図１では、複数の電池ブロックＢ１〜Ｂｎのうち、１つの電池ブロックＢｉ（ｉ＝１〜ｎ）を示しているが、実際には電池ブロックＢが多数設けられている。
【００２０】
このように構成される組電池１には、検出ラインを介して電池監視装置２が接続されている。この電池監視装置２は、組電池１を構成する各電池セル１０の過放電状態、過充電状態等の電池状態を監視する過充放電検出機能、および各電池セル１０の電圧を均等化する均等化放電機能を有する装置である。なお、過放電状態は、各電池セル１０の電圧が信頼性の低下を招く過度な低電圧となる異常状態を意味し、過充電状態は、各電池セル１０の電圧が信頼性の低下を招く過度な高電圧となる異常状態を意味する。
【００２１】
具体的には、電池監視装置２は、主たる構成要素として、各電池ブロックＢに対応して設けられ、電池ブロックＢ毎の電池状態を監視する複数の監視回路２１、各監視回路２１等の作動を制御するマイコン２２、および各監視回路２１とマイコン２２との間を電気的に絶縁した状態で信号伝達を可能とする複数の絶縁信号伝達回路２３を備えている。なお、本実施形態では、監視回路２１が特許請求の範囲に記載の監視手段を構成し、マイコン２２が特許請求の範囲に記載の制御手段を構成し、絶縁信号伝達回路２３が特許請求の範囲に記載の信号伝達手段を構成する。
【００２２】
各監視回路２１は、監視対象である高電圧の電池ブロックＢを電源とし、マイコン２２は、図示しない低電圧の補助バッテリ（例えば１２Ｖバッテリ）を電源としている。つまり、本実施形態の監視回路２１は、高電圧で駆動する高圧系を構成するのに対して、制御手段であるマイコン２２は低電圧で駆動する低圧系を構成する。
【００２３】
監視回路２１は、監視する電池ブロックＢの各電池セル１０の両極端子に検出ラインを介して接続され、各電池セル１０の電圧を検出して、その結果をマイコン２２側へ出力するように構成されている。なお、本実施形態の監視回路２１は、電池ブロックＢ毎に設けられている。
【００２４】
監視回路２１は、監視する電池ブロックＢの各電池セル１０の電圧を検出する電圧検出部２１１、各電池セル１０の電圧を均等化する均等化回路２１２、信号の入出力を行う入出力部２１３、電源部２１４等を有して構成されている。
【００２５】
本実施形態の電圧検出部２１１は、監視する電池ブロックＢの各電池セル１０に接続された複数の選択スイッチを有し、任意の選択スイッチをオンオフ可能に構成されたマルチプレクサ（図示略）、マルチプレクサを介して取得したアナログ信号（電圧値）をデジタルデータに変換するＡＤ変換器（図示略）等で構成されている。
【００２６】
均等化回路２１２は、電圧検出部２１１の検出値を参照して、各電池セル１０の電圧のバラツキを検出し、電池ブロックＢ内において他の電池セル１０よりも高電圧となる電池セル１０の正極側から流れる電流を負極側に流すことにより、各電池セル１０のセル電圧のばらつきを調整（縮小）するための回路である。
【００２７】
入出力部２１３は、絶縁信号伝達回路２３を介してマイコン２２側と信号の入出力を行うものである。この入出力部２１３は、後述するマイコン２２側からのモード切替指示信号を入力するための第１端子部２１３ａ、およびマイコン２２側からのモード切替指示信号以外の他の通信信号の入出力を行うための第２端子部２１３ｂを有する。なお、第１端子部２１３ａは、チップセレクト端子（ＣＳ端子）で構成することができる。
【００２８】
また、入出力部２１３は、後述する通常モード時において、第２端子部２１３ｂを介してモード切替指示信号以外の信号が入力された場合、信号が正常に入力されたことの応答として、当該信号に対応する応答信号をマイコン２２側へ出力するように構成されている。なお、入出力部２１３は、モード確認信号に対応する応答信号をマイコン２２側へ伝達する入出力手段を構成する。
【００２９】
ここで、モード切替指示信号は、マイコン２２が監視回路２１に出力する指示信号であって、組電池１から監視回路２１へ電力が供給される接続状態とする通常モード、および組電池１から監視回路２１へ電力の供給が遮断される遮断状態とする暗電流モードのいずれかのモードに監視回路２１を移行させるための指示信号である。
【００３０】
続いて本実施形態の電源部２１４は、監視する電池ブロックＢにおける最も高電圧となる電池セル１０の正極端子と、最も低電圧となる電池セル１０の負極端子とに接続されて、電池ブロックＢの電圧を所望の電圧に変換して、監視回路２１の各構成要素２１１〜２１３へ供給するものである。
【００３１】
電源部２１４には、マイコン２２側からのモード切替指示信号に応じて、監視回路２１のモードを通常モードおよび暗電流モードのいずれかに切り替えるためのモード切替手段２１４ａが設けられている。このモード切替手段２１４ａとしては、例えば、監視回路２１の各構成要素２１１〜２１３との接続をオンオフするスイッチング素子で構成することができる。なお、暗電流モード時には、監視回路２１を構成する各構成要素への電力供給が遮断されるわけではなく、少なくとも暗電流モードから正常モードへ移行する際に必要となる構成要素への電力供給は維持される。
【００３２】
マイコン２２は、図示しないＭＰＵ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ＲＡＭ等からなるマイクロコンピュータであって、ＲＯＭ等の記憶手段に記憶されたプログラムに従って各種処理等を実行するものである。
【００３３】
本実施形態のマイコン２２は、各監視回路２１へ各種指示信号を伝達すると共に、各監視回路２１から出力される監視結果等の出力信号を取得し、取得した出力信号に応じて組電池１の電池状態を診断したり、監視回路２１の異常を診断したりするように構成されている。
【００３４】
マイコン２２側から各監視回路２１へ出力する指示信号としては、例えば、各電池セル１０の電池状態の監視を指示する監視指示信号、均等化放電を指示する均等化指示信号、監視回路２１のモードを通常モードおよび暗電流モードのいずれかに切り替えるためのモード切替指示信号、監視回路２１の異常診断の際に用いるモード確認信号等がある。
【００３５】
ここで、監視指示信号や均等化指示信号は、例えば、車両のイグニッションスイッチ等のスタートスイッチがオンされている際にマイコン２２側から監視回路２１側へ伝達される。また、暗電流モードへの移行を指示するモード切替指示信号は、車両のスタートスイッチがオフされた際にマイコン２２側から監視回路２１側へ伝達され、正常モードへの移行を指示するモード切替指示信号は、所定の起動条件が成立した際にマイコン２２側から監視回路２１側へ伝達される。なお、車両のスタートスイッチがオフされている場合、組電池１の各電池セル１０が電圧変動する可能性が少ないことから、マイコン２２では、監視回路２１に対して暗電流モードへの移行を指示するモード切替指示信号を伝達する。これにより、監視回路２１での電力消費量の低減を図ることが可能となる。
【００３６】
絶縁信号伝達回路２３は、監視回路２１側（監視手段側）とマイコン２２側（制御手段側）とを電気的に絶縁した状態で、マイコン２２と監視回路２１との間で信号伝達可能とする信号伝達手段を構成する。本実施形態の絶縁信号伝達回路２３は、モード切替指示信号をマイコン２２側から監視回路２１側へ伝達するための第１信号伝達部２３ａ、およびモード切替指示信号以外の他の通信信号（監視指示信号、均等化指示信号、モード確認信号、応答信号等）をマイコン２２側から監視回路２１へ伝達するための第２信号伝達部２３ｂを有している。すなわち、本実施形態の絶縁信号伝達回路２３では、第１信号伝達部２３ａと第２信号伝達部２３ｂとが別個独立して構成されている。
【００３７】
第１信号伝達部２３ａは、マイコン２２側から監視回路２１側への一方向に信号を伝達する光結合方式の絶縁素子で構成されている。この第１信号伝達部２３ａは、高速で信号伝達する必要性の低いモード切替指示信号を伝達することから、例えば、フォトカプラで構成することができる。なお、第１信号伝達部２３ａは、組電池１ではなく、マイコン２２を駆動する補助バッテリからの電力供給により駆動される構成となっている。従って、第１信号伝達部２３ａは、監視回路２１が通常モードおよび暗電流モードのいずれモードであっても、マイコン２２側から監視回路２１側へ信号を伝達することが可能となっている。
【００３８】
一方、第２信号伝達部２３ｂは、マイコン２２側から監視回路２１側、および監視回路２１側からマイコン２２側の双方向に信号を伝達する一対の光結合方式の絶縁素子で構成されている。この第２信号伝達部２３ｂは、第１信号伝達部２３ａに比べて、高速で信号伝達する必要性の高い通信信号を伝達する可能性があることから、各絶縁素子それぞれを、例えば、信号伝達を高速化するための高速ロジックＩＣを有するフォトＩＣカプラで構成することができる。
【００３９】
なお、第２信号伝達部２３ｂは、監視回路２１側からマイコン２２側へ信号伝達する絶縁素子（高速ロジックＩＣ）が、組電池１からの電力供給により駆動される構成となっている。従って、第２信号伝達部２３ｂは、監視回路２１のモードが通常モードとなっている場合にだけ監視回路２１側からマイコン２２側へ信号を伝達することが可能となっている。換言すれば、第２信号伝達部２３ｂは、監視回路２１が暗電流モードとなっている場合に、監視回路２１側からマイコン２２側へ信号を伝達することができなくなっている。
【００４０】
次に、本実施形態に係る電池監視装置２の作動について説明する。本実施形態の電池監視装置２は、組電池１の監視および均等化を行うと共に、監視回路２１の異常診断を行い、さらに、異常診断の結果に応じて異常対応処理を行う。
【００４１】
まず、電池監視装置２による組電池１の監視および均等化について説明する。電池監視装置２による組電池１の監視は、組電池１の各電池ブロックＢから監視回路２１に電力が供給されると共に、監視回路２１の電源部２１４から絶縁信号伝達回路２３へ電力供給可能な状況において、例えば、外部から指令等により実行される。
【００４２】
マイコン２２は、絶縁信号伝達回路２３の第２信号伝達部２３ｂを介して、各電池セル１０の電池状態の監視を指示する監視指示信号を各監視回路２１側に伝達する。マイコン２２からの監視指示信号を受けた監視回路２１では、電圧検出部２１１にて監視対象である電池ブロックＢの電圧等の電池状態を検出する。その後、監視回路２１は、電圧検出部２１１で検出した各電池セル１０の電池状態等の出力信号を入出力部２１３の第２端子部２１３ｂから絶縁信号伝達回路２３の第２信号伝達部２３ｂを介してマイコン２２側へ伝達し、マイコン２２にて、各電池セル１０の電池状態が診断される。
【００４３】
そして、マイコン２２によって、各電池セル１０の電圧に所定値以上の差が生じていると診断された場合には、絶縁信号伝達回路２３の第２信号伝達部２３ｂを介して、均等化放電を指示する均等化指示信号を監視回路２１へ伝達する。マイコン２２からの均等化指示信号を受けた監視回路２１では、均等化回路２１２にて監視対象である電池ブロックＢの各電池セル１０の均等化を行う。
【００４４】
次に、電池監視装置２による監視回路２１の暗電流モードが正常に機能しているか否かを診断する異常診断について図２を用いて説明する。図２は、本実施形態に係るマイコン２２が実行する異常診断処理の流れを示すフローチャートである。なお、図２に示す制御ルーチンは、車両のスタートスイッチがオフされている際に実行される。
【００４５】
図２に示すように、まず、監視回路２１に対して、絶縁信号伝達回路２３の第１信号伝達部２３ａを介して、正常モードから暗電流モードへの移行を指示するモード切替指示信号を伝達し（Ｓ１０）、その後、一定期間待機する（Ｓ２０）。なお、ステップＳ２０における一定期間は、監視回路２１が暗電流モードへの移行に要する期間に設定されている。
【００４６】
ステップＳ２０にて一定期間待機した後、監視回路２１に対して、第２信号伝達部２３ｂを介してモード確認信号を伝達し（Ｓ３０）、その後、監視回路２１からモード確認信号に対応する応答信号が伝達されたか否かを判定する（Ｓ４０）。
【００４７】
ここで、監視回路２１の暗電流モードが正常に機能していれば、第２信号伝達部２３ｂにおける監視回路２１側からマイコン２２側へ信号伝達する絶縁素子が駆動しないため、モード確認信号に対応する応答信号がマイコン２２に伝達されないこととなる。
【００４８】
これに反して、モード確認信号に対応する応答信号がマイコン２２に伝達される場合、第２信号伝達部２３ｂにおける監視回路２１側からマイコン２２側へ信号伝達する絶縁素子が駆動しており、監視回路２１の暗電流モードが正常に機能していないと考えられる。
【００４９】
このため、ステップＳ４０の判定の結果、モード確認信号に対応する応答信号がマイコン２２に伝達されていると判定された場合（Ｓ４０：ＹＥＳ）には、暗電流モードが正常に機能していない異常状態と診断し（Ｓ５０）、異常診断処理を終了する。なお、ステップＳ５０では、暗電流モードが正常に機能しているか否かを示すモード異常フラグをオン、すなわち、モード異常フラグを「１」に設定し、モード異常フラグの状態をマイコン２２やＥＥＰＲＯＭ等の記憶手段に記憶する。
【００５０】
一方、ステップＳ４０の判定の結果、モード確認信号に対応する応答信号がマイコン２２に伝達されていないと判定された場合（Ｓ４０：ＮＯ）には、暗電流モードが正常に機能している正常状態と診断し（Ｓ６０）、異常診断処理を終了する。なお、ステップＳ６０では、モード異常フラグをオフ、すなわち、モード異常フラグを「０」に設定し、モード異常フラグの状態をマイコン２２やＥＥＰＲＯＭ等の記憶手段に記憶する。
【００５１】
ここで、マイコン２２が実行する処理のうち、ステップＳ１０の処理が、絶縁信号伝達回路２３を介して監視回路２１に対して暗電流モードへの移行を指示するモード切替指示信号を伝達する暗電流モード移行指示手段を構成する。また、ステップＳ３０の処理が、モード切替指示信号を伝達した後に監視回路２１に対してモード確認信号を伝達するモード確認信号出力手段を構成する。さらに、ステップＳ４０、Ｓ５０の処理が、監視回路２１からモード確認信号に対応する応答信号が伝達された場合に、監視回路２１における暗電流モードが正常に機能していないと診断する暗電流モード異常診断手段を構成する。
【００５２】
続いて、上述の異常診断処理を行った後、次に車両のスタートスイッチがオンされた際にマイコン２２が実行する異常対応処理について図３を用いて説明する。図３は、本実施形態に係るマイコン２２が実行する異常対応処理の流れを示すフローチャートである。なお、図３に示す制御ルーチンは、図２に示す異常診断処理を行った後、次に車両のスタートスイッチがオンされた際に実行される。
【００５３】
図３に示すように、まず、モード異常フラグがオンであるか否かを判定する（Ｓ１００）。この結果、モード異常フラグがオフと判定された場合（Ｓ１００：ＮＯ）には、異常対応処理を終了する。
【００５４】
一方、モード異常フラグがオンと判定された場合（Ｓ１００：ＹＥＳ）には、暗電流モードが正常に機能していない異常状態であることを確定する（Ｓ２００）。そして、異常状態による各種弊害を抑制するための制限処理を実行し（Ｓ３００）、異常対応処理を終了する。
【００５５】
ここで、本実施形態の制限処理（Ｓ３００）では、組電池１の残存容量（ＳＯＣ）を制限する許容下限値を、モード異常フラグがオフとなっている際によりも上昇させる処理を行う。例えば、モード異常フラグがオフとなっている際の組電池１の残存容量（ＳＯＣ）の許容下限値が２０％程度に設定されている場合、制限処理にて許容下限値を６０％〜８０％に上昇させる。
【００５６】
これによれば、監視回路２１によって組電池１の電力が消費されたとしても、組電池１が過放電状態となってしまうことを抑制することが可能となる。
【００５７】
また、本実施形態の制御処理（Ｓ３００）では、監視回路２１への均等化放電を指示する均等化指示信号の伝達を禁止する処理を行う。これにより、組電池１の電力が必要以上に消費されてしまうことを抑制することが可能となる。この結果、組電池１が過放電状態となってしまうことを抑制することが可能となる。
【００５８】
なお、マイコン２２が実行する処理のうち、ステップＳ３００の処理が、組電池１の残存容量（ＳＯＣ）の許容下限値の上昇や、監視回路２１への均等化放電を指示する均等化指示信号の伝達の禁止を行う暗電流モード異常対応手段を構成する。
【００５９】
以上説明した本実施形態の電池監視装置２では、監視回路２１の暗電流モード時には、監視回路２１側から制御手段を構成するマイコン２２側へ応答信号が伝達されない構成とする。そして、マイコン２２側から監視回路２１側へ正常モードから暗電流モードへの移行を指示するモード切替指示信号を伝達した後、監視回路２１側に対してモード確認信号を伝達する。この際、監視回路２１側からの応答信号の有無をマイコン２２で確認し、応答信号が伝達されている場合に監視回路２１の暗電流モードが正常に機能していないと診断する。
【００６０】
このように、本実施形態の電池監視装置２によれば、マイコン２２において監視回路２１の暗電流モードが正常に機能しているか否かを診断することができる。
【００６１】
（他の実施形態）
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各請求項に記載した範囲を逸脱しない限り、各請求項の記載文言に限定されず、当業者がそれらから容易に置き換えられる範囲にも及び、かつ、当業者が通常有する知識に基づく改良を適宜付加することができる。例えば、以下のように種々変形可能である。
【００６２】
（１）上述の実施形態では、監視回路２１の異常診断処理において、マイコン２２から監視回路２１に対して暗電流モードへの移行を指示するモード切替指示信号を伝達した後、一回だけモード確認信号を伝達するようにしているが、これに限らず、例えば、所定の時間間隔でモード確認信号を伝達するようにしてもよい。このように、監視回路２１の異常診断処理において、マイコン２２から監視回路２１に対して暗電流モードへの移行を指示するモード切替指示信号を伝達した後、モード確認信号を複数回伝達する構成とすれば、監視回路２１の暗電流モードが一時的に機能していないのか、定常的に機能していないのかを区別することが可能となる。
【００６３】
（２）上述の実施形態では、絶縁信号伝達回路２３の各信号伝達部２３ａ、２３ｂを光結合方式の絶縁素子で構成する例を説明したが、これに限定されない。絶縁信号伝達回路２３の各信号伝達部２３ａ、２３ｂとしては、例えば、磁気結合方式の絶縁素子（トランスカップリング）や容量結合方式の絶縁素子（コンデンサカップリング）を採用してもよい。
【００６４】
（３）上述の実施形態では、絶縁信号伝達回路２３として、マイコン２２側から監視回路２１側へモード切替指示信号を伝達するための専用の第１信号伝達部２３ａを設ける例について説明したが、これに限定されない。例えば、モード切替指示信号の伝達によって、監視回路２１における電源部２１４のモード切替手段２１４ａの作動を制御することが可能な構成であれば、絶縁信号伝達回路２３の第１信号伝達部２３ａを廃し、第２信号伝達部２３ｂにてモード切替指示信号を伝達するようにしてもよい。
【００６５】
なお、上述の実施形態で説明したように第２信号伝達部２３ｂを高速に信号伝達可能な絶縁素子で構成することが好ましいが、信号伝達の高速化の必要性が少ない場合等には、第２信号伝達部２３ｂを低速で信号伝達可能な絶縁素子で構成してもよい。
【００６６】
（４）上述の実施形態で説明したように、監視回路２１にて暗電流モードが正常に機能していない異常状態となった場合に、次回スタートスイッチをオンした際に異常対応処理を実行することが好ましいが、例えば、暗電流モードが正常に機能しないことによる弊害が小さい場合には異常対応処理を実行しないようにしてもよい。
【００６７】
（５）上述の実施形態では、異常対応処理として、組電池１の残存容量（ＳＯＣ）の許容下限値を上昇させる処理、および監視回路２１における均等化処理を禁止する処理を行う例を説明したが、一方の処理だけを実行するようにしてもよい。また、異常対応処理として、ユーザまたは保守員に異常を報知する処理を実行するようにしてもよい。
【００６８】
（６）上述の実施形態で説明したように、監視回路２１に均等化回路２１２を設けることが好ましいが、各電池セル１０の電圧のバラツキが問題とならない場合には、均等化回路２１２を省略してもよい。なお、この場合には、異常対応処理として均等化処理を禁止する処理以外の処理を実行すればよい。
【００６９】
（７）上述の実施形態では、車両のスタートスイッチがオフされている際に監視回路２１の異常診断処理（図２に示す制御ルーチン）を実行する例について説明したが、監視回路２１の異常診断処理の実行タイミングは、これに限定されない。例えば、車両のスタートスイッチがオンされている際に、他の制御装置からの指示等を契機（トリガ）として、監視回路２１の異常診断処理を実行するようにしてもよい。
【００７０】
また、上述の実施形態では、異常診断処理後、次に車両のスタートスイッチがオンされた際に、異常対応処理（図３に示す制御ルーチン）を実行する例について説明したが、異常対応処理の実行タイミングは、これに限定されない。例えば、異常診断処理にて監視回路２１にて暗電流モードが正常に機能していない異常状態と診断された場合には、直ちに異常対応処理を実行したり、診断後所定時間経過した際に異常対応処理を実行したりするようにしてもよい。
【００７１】
（８）上述の実施形態では、電池監視装置２を車載高圧バッテリに適用する例を説明したが、車載高圧バッテリに限らず、他のバッテリに用いてもよい。
【符号の説明】
【００７２】
１ 組電池
１０ 電池セル
２ 電池監視装置
２１ 監視回路（監視手段）
２２ マイコン（制御手段）
２３ 絶縁信号伝達回路（信号伝達手段）
２３ａ 第１信号伝達部
２３ｂ 第２信号伝達部
Ｂ 電池ブロック
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の電池セルを直列接続して構成される組電池の電池状態を監視する電池監視装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電池監視装置は、主たる構成要素として、組電池を構成する各電池セルの電圧変動等の電池状態を監視する監視手段（監視回路）、および監視手段を制御する制御手段としてのマイクロコンピュータ（以下、マイコンと略称する。）を備えている。
【０００３】
電池監視装置における監視手段は、監視対象である組電池から電力供給されることで作動するように構成されているため、監視手段で電力が消費されると、組電池の各電池セルの残存容量ＳＯＣ（State of Charge）が低下することとなる。そして、監視手段が必要以上に作動すると、監視手段にて消費される電力が増加して、組電池の残存容量ＳＯＣの減少が促進されることから、組電池の電池セルが過放電状態となる虞がある。
【０００４】
そこで、監視手段にて消費される電力の低減を図るために、所定の条件が成立した場合に組電池から監視手段への電力供給を制限する暗電流モード（スリープモード）を設けた電池監視装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１に記載の電池監視装置は、マイコンによって監視手段の監視結果（監視情報信号）が参照されてない場合に、監視手段が暗電流モードに移行するように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４１１４３１０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、特許文献１に記載の技術には、暗電流モードが正常に機能しているか否かを診断するような手段が全く設けられておらず、暗電流モードが正常に機能していない場合に、監視手段によって必要以上に組電池の電力が消費されてしまう可能性がある。さらに、監視手段の暗電流モードが正常に機能していない場合、組電池から監視手段以外の電気負荷（車両のインバータ等）への電力供給を充分に行うことができず、電気負荷を適切に駆動させることができなくなる虞がある。なお、暗電流モードが正常に機能していない例としては、監視手段に設けられたスイッチング素子等に異常が生じ、監視手段が暗電流モードに正常に移行しないといった異常状態や、外部ノイズ等の影響によって暗電流モード時に監視手段が誤起動する異常状態等が考えられる。
【０００７】
本発明は上記点に鑑みて、制御手段にて監視手段における暗電流モードが正常に機能しているか否かを診断可能な電池監視装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、複数の電池セル（１０）を直列接続して構成される組電池（１）の電池状態を監視する電池監視装置であって、組電池（１）からの電力供給によって駆動され、組電池（１）の電池状態を監視する監視手段（２１）と、監視手段（２１）による電池状態の監視結果を取得すると共に、監視手段（２１）の作動を制御する制御手段（２２）と、監視手段（２１）および制御手段（２２）の間で信号を伝達する信号伝達手段（２３）と、を備え、監視手段（２１）は、信号伝達手段（２３）を介して制御手段（２２）側から伝達されるモード切替指示信号に応じて、組電池（１）からの電力供給が接続状態とされる通常モード、および組電池（１）からの電力供給が遮断状態とされる暗電流モードのいずれかに移行するように構成されると共に、通常モード時に制御手段（２２）側からモード確認信号が伝達された際にモード確認信号に対応する応答信号を制御手段（２２）側へ伝達するように構成され、制御手段（２２）は、信号伝達手段（２３）を介して監視手段（２１）に対して暗電流モードへの移行を指示するモード切替指示信号を伝達した後に監視手段（２１）に対してモード確認信号を伝達し、監視手段（２１）からモード確認信号に対応する応答信号が伝達された場合に、監視手段（２１）における暗電流モードが正常に機能していないと診断することを特徴とする。
【０００９】
これによれば、監視手段（２１）の暗電流モード時には、監視手段（２１）側から制御手段（２２）側へ応答信号が伝達されない構成とし、さらに、制御手段（２２）側から監視手段（２１）側へ暗電流モードへの移行を指示するモード切替指示信号を伝達した後、モード確認信号を伝達した際の監視手段（２１）側から制御手段（２２）側への応答信号の有無を制御手段（２２）において確認する構成としているので、制御手段（２２）において監視手段（２１）の暗電流モードが正常に機能しているか否かを診断することが可能となる。なお、特許請求の範囲に記載された「遮断状態」とは、組電池（１）から電力供給が完全に遮断された状態だけを意味するものでなく、部分的に遮断された状態を含む意味である。
【００１０】
また、請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の電池監視装置において、信号伝達手段（２３）は、モード切替指示信号を伝達する第１信号伝達部（２３ａ）、およびモード切替指示信号以外の信号を伝達する第２信号伝達部（２３ｂ）を有し、第１信号伝達部（２３ａ）および第２信号伝達部（２３ｂ）が別個独立して設けられていることを特徴とする。
【００１１】
このように、モード切替指示信号を伝達するための専用の第１信号伝達部（２３ｂ）を設ける構成としてもよい。
【００１２】
また、請求項３に記載の発明では、請求項１または２に記載の電池監視装置において、制御手段（２２）は、暗電流モードが正常に機能していないと診断した場合、組電池（１）の残存容量の許容下限値を上昇させることを特徴とする。
【００１３】
これによれば、監視手段（２１）によって組電池（１）の電力が消費されたとしても、組電池（１）が過放電状態となってしまうことを抑制することが可能となる。
【００１４】
上記目的を達成するため、請求項４に記載の発明では、請求項１ないし３のいずれか１つに記載の電池監視装置において、監視手段（２１）は、制御手段（２２）からの所定の指示信号に応じて、複数の電池セル（１０）の電圧を均等化する均等化放電を実行するように構成されており、制御手段（２２）は、暗電流モードが正常に機能していないと診断した場合、監視手段（２１）への均等化放電を指示する均等化指示信号の伝達を禁止することを特徴とする。
【００１５】
これにより、組電池（１）の電力が必要以上に消費されてしまうことを抑制することが可能となる。
【００１６】
なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施形態に係る電池監視装置を含む組電池制御システムの全体構成図である。
【図２】実施形態に係るマイコンが実行する異常診断処理の流れを示すフローチャートである。
【図３】実施形態に係るマイコンが実行する異常対応処理の流れ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】
【００１８】
本発明の一実施形態について図１〜図３に基づいて説明する。本実施形態では、ハイブリッド自動車や電気自動車に搭載される高圧バッテリである組電池１の制御システムに本発明の電池監視装置２を適用している。図１の全体構成図に示すように、本実施形態の組電池制御システムは、主たる構成として組電池１および電池監視装置２を備える。
【００１９】
本実施形態の組電池１は、車両走行用の電動機（図示略）等の各種電気負荷に電力を供給するものである。具体的には、組電池１は、リチウムイオン電池等からなる電池セル１０を複数直列に接続したもので、互いに隣接する所定数（本実施形態では８個）の電池セル毎にグループ化した複数の電池ブロックＢ１〜Ｂｎの直列接続体として構成されている。なお、図１では、複数の電池ブロックＢ１〜Ｂｎのうち、１つの電池ブロックＢｉ（ｉ＝１〜ｎ）を示しているが、実際には電池ブロックＢが多数設けられている。
【００２０】
このように構成される組電池１には、検出ラインを介して電池監視装置２が接続されている。この電池監視装置２は、組電池１を構成する各電池セル１０の過放電状態、過充電状態等の電池状態を監視する過充放電検出機能、および各電池セル１０の電圧を均等化する均等化放電機能を有する装置である。なお、過放電状態は、各電池セル１０の電圧が信頼性の低下を招く過度な低電圧となる異常状態を意味し、過充電状態は、各電池セル１０の電圧が信頼性の低下を招く過度な高電圧となる異常状態を意味する。
【００２１】
具体的には、電池監視装置２は、主たる構成要素として、各電池ブロックＢに対応して設けられ、電池ブロックＢ毎の電池状態を監視する複数の監視回路２１、各監視回路２１等の作動を制御するマイコン２２、および各監視回路２１とマイコン２２との間を電気的に絶縁した状態で信号伝達を可能とする複数の絶縁信号伝達回路２３を備えている。なお、本実施形態では、監視回路２１が特許請求の範囲に記載の監視手段を構成し、マイコン２２が特許請求の範囲に記載の制御手段を構成し、絶縁信号伝達回路２３が特許請求の範囲に記載の信号伝達手段を構成する。
【００２２】
各監視回路２１は、監視対象である高電圧の電池ブロックＢを電源とし、マイコン２２は、図示しない低電圧の補助バッテリ（例えば１２Ｖバッテリ）を電源としている。つまり、本実施形態の監視回路２１は、高電圧で駆動する高圧系を構成するのに対して、制御手段であるマイコン２２は低電圧で駆動する低圧系を構成する。
【００２３】
監視回路２１は、監視する電池ブロックＢの各電池セル１０の両極端子に検出ラインを介して接続され、各電池セル１０の電圧を検出して、その結果をマイコン２２側へ出力するように構成されている。なお、本実施形態の監視回路２１は、電池ブロックＢ毎に設けられている。
【００２４】
監視回路２１は、監視する電池ブロックＢの各電池セル１０の電圧を検出する電圧検出部２１１、各電池セル１０の電圧を均等化する均等化回路２１２、信号の入出力を行う入出力部２１３、電源部２１４等を有して構成されている。
【００２５】
本実施形態の電圧検出部２１１は、監視する電池ブロックＢの各電池セル１０に接続された複数の選択スイッチを有し、任意の選択スイッチをオンオフ可能に構成されたマルチプレクサ（図示略）、マルチプレクサを介して取得したアナログ信号（電圧値）をデジタルデータに変換するＡＤ変換器（図示略）等で構成されている。
【００２６】
均等化回路２１２は、電圧検出部２１１の検出値を参照して、各電池セル１０の電圧のバラツキを検出し、電池ブロックＢ内において他の電池セル１０よりも高電圧となる電池セル１０の正極側から流れる電流を負極側に流すことにより、各電池セル１０のセル電圧のばらつきを調整（縮小）するための回路である。
【００２７】
入出力部２１３は、絶縁信号伝達回路２３を介してマイコン２２側と信号の入出力を行うものである。この入出力部２１３は、後述するマイコン２２側からのモード切替指示信号を入力するための第１端子部２１３ａ、およびマイコン２２側からのモード切替指示信号以外の他の通信信号の入出力を行うための第２端子部２１３ｂを有する。なお、第１端子部２１３ａは、チップセレクト端子（ＣＳ端子）で構成することができる。
【００２８】
また、入出力部２１３は、後述する通常モード時において、第２端子部２１３ｂを介してモード切替指示信号以外の信号が入力された場合、信号が正常に入力されたことの応答として、当該信号に対応する応答信号をマイコン２２側へ出力するように構成されている。なお、入出力部２１３は、モード確認信号に対応する応答信号をマイコン２２側へ伝達する入出力手段を構成する。
【００２９】
ここで、モード切替指示信号は、マイコン２２が監視回路２１に出力する指示信号であって、組電池１から監視回路２１へ電力が供給される接続状態とする通常モード、および組電池１から監視回路２１へ電力の供給が遮断される遮断状態とする暗電流モードのいずれかのモードに監視回路２１を移行させるための指示信号である。
【００３０】
続いて本実施形態の電源部２１４は、監視する電池ブロックＢにおける最も高電圧となる電池セル１０の正極端子と、最も低電圧となる電池セル１０の負極端子とに接続されて、電池ブロックＢの電圧を所望の電圧に変換して、監視回路２１の各構成要素２１１〜２１３へ供給するものである。
【００３１】
電源部２１４には、マイコン２２側からのモード切替指示信号に応じて、監視回路２１のモードを通常モードおよび暗電流モードのいずれかに切り替えるためのモード切替手段２１４ａが設けられている。このモード切替手段２１４ａとしては、例えば、監視回路２１の各構成要素２１１〜２１３との接続をオンオフするスイッチング素子で構成することができる。なお、暗電流モード時には、監視回路２１を構成する各構成要素への電力供給が遮断されるわけではなく、少なくとも暗電流モードから正常モードへ移行する際に必要となる構成要素への電力供給は維持される。
【００３２】
マイコン２２は、図示しないＭＰＵ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ＲＡＭ等からなるマイクロコンピュータであって、ＲＯＭ等の記憶手段に記憶されたプログラムに従って各種処理等を実行するものである。
【００３３】
本実施形態のマイコン２２は、各監視回路２１へ各種指示信号を伝達すると共に、各監視回路２１から出力される監視結果等の出力信号を取得し、取得した出力信号に応じて組電池１の電池状態を診断したり、監視回路２１の異常を診断したりするように構成されている。
【００３４】
マイコン２２側から各監視回路２１へ出力する指示信号としては、例えば、各電池セル１０の電池状態の監視を指示する監視指示信号、均等化放電を指示する均等化指示信号、監視回路２１のモードを通常モードおよび暗電流モードのいずれかに切り替えるためのモード切替指示信号、監視回路２１の異常診断の際に用いるモード確認信号等がある。
【００３５】
ここで、監視指示信号や均等化指示信号は、例えば、車両のイグニッションスイッチ等のスタートスイッチがオンされている際にマイコン２２側から監視回路２１側へ伝達される。また、暗電流モードへの移行を指示するモード切替指示信号は、車両のスタートスイッチがオフされた際にマイコン２２側から監視回路２１側へ伝達され、正常モードへの移行を指示するモード切替指示信号は、所定の起動条件が成立した際にマイコン２２側から監視回路２１側へ伝達される。なお、車両のスタートスイッチがオフされている場合、組電池１の各電池セル１０が電圧変動する可能性が少ないことから、マイコン２２では、監視回路２１に対して暗電流モードへの移行を指示するモード切替指示信号を伝達する。これにより、監視回路２１での電力消費量の低減を図ることが可能となる。
【００３６】
絶縁信号伝達回路２３は、監視回路２１側（監視手段側）とマイコン２２側（制御手段側）とを電気的に絶縁した状態で、マイコン２２と監視回路２１との間で信号伝達可能とする信号伝達手段を構成する。本実施形態の絶縁信号伝達回路２３は、モード切替指示信号をマイコン２２側から監視回路２１側へ伝達するための第１信号伝達部２３ａ、およびモード切替指示信号以外の他の通信信号（監視指示信号、均等化指示信号、モード確認信号、応答信号等）をマイコン２２側から監視回路２１へ伝達するための第２信号伝達部２３ｂを有している。すなわち、本実施形態の絶縁信号伝達回路２３では、第１信号伝達部２３ａと第２信号伝達部２３ｂとが別個独立して構成されている。
【００３７】
第１信号伝達部２３ａは、マイコン２２側から監視回路２１側への一方向に信号を伝達する光結合方式の絶縁素子で構成されている。この第１信号伝達部２３ａは、高速で信号伝達する必要性の低いモード切替指示信号を伝達することから、例えば、フォトカプラで構成することができる。なお、第１信号伝達部２３ａは、組電池１ではなく、マイコン２２を駆動する補助バッテリからの電力供給により駆動される構成となっている。従って、第１信号伝達部２３ａは、監視回路２１が通常モードおよび暗電流モードのいずれモードであっても、マイコン２２側から監視回路２１側へ信号を伝達することが可能となっている。
【００３８】
一方、第２信号伝達部２３ｂは、マイコン２２側から監視回路２１側、および監視回路２１側からマイコン２２側の双方向に信号を伝達する一対の光結合方式の絶縁素子で構成されている。この第２信号伝達部２３ｂは、第１信号伝達部２３ａに比べて、高速で信号伝達する必要性の高い通信信号を伝達する可能性があることから、各絶縁素子それぞれを、例えば、信号伝達を高速化するための高速ロジックＩＣを有するフォトＩＣカプラで構成することができる。
【００３９】
なお、第２信号伝達部２３ｂは、監視回路２１側からマイコン２２側へ信号伝達する絶縁素子（高速ロジックＩＣ）が、組電池１からの電力供給により駆動される構成となっている。従って、第２信号伝達部２３ｂは、監視回路２１のモードが通常モードとなっている場合にだけ監視回路２１側からマイコン２２側へ信号を伝達することが可能となっている。換言すれば、第２信号伝達部２３ｂは、監視回路２１が暗電流モードとなっている場合に、監視回路２１側からマイコン２２側へ信号を伝達することができなくなっている。
【００４０】
次に、本実施形態に係る電池監視装置２の作動について説明する。本実施形態の電池監視装置２は、組電池１の監視および均等化を行うと共に、監視回路２１の異常診断を行い、さらに、異常診断の結果に応じて異常対応処理を行う。
【００４１】
まず、電池監視装置２による組電池１の監視および均等化について説明する。電池監視装置２による組電池１の監視は、組電池１の各電池ブロックＢから監視回路２１に電力が供給されると共に、監視回路２１の電源部２１４から絶縁信号伝達回路２３へ電力供給可能な状況において、例えば、外部から指令等により実行される。
【００４２】
マイコン２２は、絶縁信号伝達回路２３の第２信号伝達部２３ｂを介して、各電池セル１０の電池状態の監視を指示する監視指示信号を各監視回路２１側に伝達する。マイコン２２からの監視指示信号を受けた監視回路２１では、電圧検出部２１１にて監視対象である電池ブロックＢの電圧等の電池状態を検出する。その後、監視回路２１は、電圧検出部２１１で検出した各電池セル１０の電池状態等の出力信号を入出力部２１３の第２端子部２１３ｂから絶縁信号伝達回路２３の第２信号伝達部２３ｂを介してマイコン２２側へ伝達し、マイコン２２にて、各電池セル１０の電池状態が診断される。
【００４３】
そして、マイコン２２によって、各電池セル１０の電圧に所定値以上の差が生じていると診断された場合には、絶縁信号伝達回路２３の第２信号伝達部２３ｂを介して、均等化放電を指示する均等化指示信号を監視回路２１へ伝達する。マイコン２２からの均等化指示信号を受けた監視回路２１では、均等化回路２１２にて監視対象である電池ブロックＢの各電池セル１０の均等化を行う。
【００４４】
次に、電池監視装置２による監視回路２１の暗電流モードが正常に機能しているか否かを診断する異常診断について図２を用いて説明する。図２は、本実施形態に係るマイコン２２が実行する異常診断処理の流れを示すフローチャートである。なお、図２に示す制御ルーチンは、車両のスタートスイッチがオフされている際に実行される。
【００４５】
図２に示すように、まず、監視回路２１に対して、絶縁信号伝達回路２３の第１信号伝達部２３ａを介して、正常モードから暗電流モードへの移行を指示するモード切替指示信号を伝達し（Ｓ１０）、その後、一定期間待機する（Ｓ２０）。なお、ステップＳ２０における一定期間は、監視回路２１が暗電流モードへの移行に要する期間に設定されている。
【００４６】
ステップＳ２０にて一定期間待機した後、監視回路２１に対して、第２信号伝達部２３ｂを介してモード確認信号を伝達し（Ｓ３０）、その後、監視回路２１からモード確認信号に対応する応答信号が伝達されたか否かを判定する（Ｓ４０）。
【００４７】
ここで、監視回路２１の暗電流モードが正常に機能していれば、第２信号伝達部２３ｂにおける監視回路２１側からマイコン２２側へ信号伝達する絶縁素子が駆動しないため、モード確認信号に対応する応答信号がマイコン２２に伝達されないこととなる。
【００４８】
これに反して、モード確認信号に対応する応答信号がマイコン２２に伝達される場合、第２信号伝達部２３ｂにおける監視回路２１側からマイコン２２側へ信号伝達する絶縁素子が駆動しており、監視回路２１の暗電流モードが正常に機能していないと考えられる。
【００４９】
このため、ステップＳ４０の判定の結果、モード確認信号に対応する応答信号がマイコン２２に伝達されていると判定された場合（Ｓ４０：ＹＥＳ）には、暗電流モードが正常に機能していない異常状態と診断し（Ｓ５０）、異常診断処理を終了する。なお、ステップＳ５０では、暗電流モードが正常に機能しているか否かを示すモード異常フラグをオン、すなわち、モード異常フラグを「１」に設定し、モード異常フラグの状態をマイコン２２やＥＥＰＲＯＭ等の記憶手段に記憶する。
【００５０】
一方、ステップＳ４０の判定の結果、モード確認信号に対応する応答信号がマイコン２２に伝達されていないと判定された場合（Ｓ４０：ＮＯ）には、暗電流モードが正常に機能している正常状態と診断し（Ｓ６０）、異常診断処理を終了する。なお、ステップＳ６０では、モード異常フラグをオフ、すなわち、モード異常フラグを「０」に設定し、モード異常フラグの状態をマイコン２２やＥＥＰＲＯＭ等の記憶手段に記憶する。
【００５１】
ここで、マイコン２２が実行する処理のうち、ステップＳ１０の処理が、絶縁信号伝達回路２３を介して監視回路２１に対して暗電流モードへの移行を指示するモード切替指示信号を伝達する暗電流モード移行指示手段を構成する。また、ステップＳ３０の処理が、モード切替指示信号を伝達した後に監視回路２１に対してモード確認信号を伝達するモード確認信号出力手段を構成する。さらに、ステップＳ４０、Ｓ５０の処理が、監視回路２１からモード確認信号に対応する応答信号が伝達された場合に、監視回路２１における暗電流モードが正常に機能していないと診断する暗電流モード異常診断手段を構成する。
【００５２】
続いて、上述の異常診断処理を行った後、次に車両のスタートスイッチがオンされた際にマイコン２２が実行する異常対応処理について図３を用いて説明する。図３は、本実施形態に係るマイコン２２が実行する異常対応処理の流れを示すフローチャートである。なお、図３に示す制御ルーチンは、図２に示す異常診断処理を行った後、次に車両のスタートスイッチがオンされた際に実行される。
【００５３】
図３に示すように、まず、モード異常フラグがオンであるか否かを判定する（Ｓ１００）。この結果、モード異常フラグがオフと判定された場合（Ｓ１００：ＮＯ）には、異常対応処理を終了する。
【００５４】
一方、モード異常フラグがオンと判定された場合（Ｓ１００：ＹＥＳ）には、暗電流モードが正常に機能していない異常状態であることを確定する（Ｓ２００）。そして、異常状態による各種弊害を抑制するための制限処理を実行し（Ｓ３００）、異常対応処理を終了する。
【００５５】
ここで、本実施形態の制限処理（Ｓ３００）では、組電池１の残存容量（ＳＯＣ）を制限する許容下限値を、モード異常フラグがオフとなっている際によりも上昇させる処理を行う。例えば、モード異常フラグがオフとなっている際の組電池１の残存容量（ＳＯＣ）の許容下限値が２０％程度に設定されている場合、制限処理にて許容下限値を６０％〜８０％に上昇させる。
【００５６】
これによれば、監視回路２１によって組電池１の電力が消費されたとしても、組電池１が過放電状態となってしまうことを抑制することが可能となる。
【００５７】
また、本実施形態の制御処理（Ｓ３００）では、監視回路２１への均等化放電を指示する均等化指示信号の伝達を禁止する処理を行う。これにより、組電池１の電力が必要以上に消費されてしまうことを抑制することが可能となる。この結果、組電池１が過放電状態となってしまうことを抑制することが可能となる。
【００５８】
なお、マイコン２２が実行する処理のうち、ステップＳ３００の処理が、組電池１の残存容量（ＳＯＣ）の許容下限値の上昇や、監視回路２１への均等化放電を指示する均等化指示信号の伝達の禁止を行う暗電流モード異常対応手段を構成する。
【００５９】
以上説明した本実施形態の電池監視装置２では、監視回路２１の暗電流モード時には、監視回路２１側から制御手段を構成するマイコン２２側へ応答信号が伝達されない構成とする。そして、マイコン２２側から監視回路２１側へ正常モードから暗電流モードへの移行を指示するモード切替指示信号を伝達した後、監視回路２１側に対してモード確認信号を伝達する。この際、監視回路２１側からの応答信号の有無をマイコン２２で確認し、応答信号が伝達されている場合に監視回路２１の暗電流モードが正常に機能していないと診断する。
【００６０】
このように、本実施形態の電池監視装置２によれば、マイコン２２において監視回路２１の暗電流モードが正常に機能しているか否かを診断することができる。
【００６１】
（他の実施形態）
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各請求項に記載した範囲を逸脱しない限り、各請求項の記載文言に限定されず、当業者がそれらから容易に置き換えられる範囲にも及び、かつ、当業者が通常有する知識に基づく改良を適宜付加することができる。例えば、以下のように種々変形可能である。
【００６２】
（１）上述の実施形態では、監視回路２１の異常診断処理において、マイコン２２から監視回路２１に対して暗電流モードへの移行を指示するモード切替指示信号を伝達した後、一回だけモード確認信号を伝達するようにしているが、これに限らず、例えば、所定の時間間隔でモード確認信号を伝達するようにしてもよい。このように、監視回路２１の異常診断処理において、マイコン２２から監視回路２１に対して暗電流モードへの移行を指示するモード切替指示信号を伝達した後、モード確認信号を複数回伝達する構成とすれば、監視回路２１の暗電流モードが一時的に機能していないのか、定常的に機能していないのかを区別することが可能となる。
【００６３】
（２）上述の実施形態では、絶縁信号伝達回路２３の各信号伝達部２３ａ、２３ｂを光結合方式の絶縁素子で構成する例を説明したが、これに限定されない。絶縁信号伝達回路２３の各信号伝達部２３ａ、２３ｂとしては、例えば、磁気結合方式の絶縁素子（トランスカップリング）や容量結合方式の絶縁素子（コンデンサカップリング）を採用してもよい。
【００６４】
（３）上述の実施形態では、絶縁信号伝達回路２３として、マイコン２２側から監視回路２１側へモード切替指示信号を伝達するための専用の第１信号伝達部２３ａを設ける例について説明したが、これに限定されない。例えば、モード切替指示信号の伝達によって、監視回路２１における電源部２１４のモード切替手段２１４ａの作動を制御することが可能な構成であれば、絶縁信号伝達回路２３の第１信号伝達部２３ａを廃し、第２信号伝達部２３ｂにてモード切替指示信号を伝達するようにしてもよい。
【００６５】
なお、上述の実施形態で説明したように第２信号伝達部２３ｂを高速に信号伝達可能な絶縁素子で構成することが好ましいが、信号伝達の高速化の必要性が少ない場合等には、第２信号伝達部２３ｂを低速で信号伝達可能な絶縁素子で構成してもよい。
【００６６】
（４）上述の実施形態で説明したように、監視回路２１にて暗電流モードが正常に機能していない異常状態となった場合に、次回スタートスイッチをオンした際に異常対応処理を実行することが好ましいが、例えば、暗電流モードが正常に機能しないことによる弊害が小さい場合には異常対応処理を実行しないようにしてもよい。
【００６７】
（５）上述の実施形態では、異常対応処理として、組電池１の残存容量（ＳＯＣ）の許容下限値を上昇させる処理、および監視回路２１における均等化処理を禁止する処理を行う例を説明したが、一方の処理だけを実行するようにしてもよい。また、異常対応処理として、ユーザまたは保守員に異常を報知する処理を実行するようにしてもよい。
【００６８】
（６）上述の実施形態で説明したように、監視回路２１に均等化回路２１２を設けることが好ましいが、各電池セル１０の電圧のバラツキが問題とならない場合には、均等化回路２１２を省略してもよい。なお、この場合には、異常対応処理として均等化処理を禁止する処理以外の処理を実行すればよい。
【００６９】
（７）上述の実施形態では、車両のスタートスイッチがオフされている際に監視回路２１の異常診断処理（図２に示す制御ルーチン）を実行する例について説明したが、監視回路２１の異常診断処理の実行タイミングは、これに限定されない。例えば、車両のスタートスイッチがオンされている際に、他の制御装置からの指示等を契機（トリガ）として、監視回路２１の異常診断処理を実行するようにしてもよい。
【００７０】
また、上述の実施形態では、異常診断処理後、次に車両のスタートスイッチがオンされた際に、異常対応処理（図３に示す制御ルーチン）を実行する例について説明したが、異常対応処理の実行タイミングは、これに限定されない。例えば、異常診断処理にて監視回路２１にて暗電流モードが正常に機能していない異常状態と診断された場合には、直ちに異常対応処理を実行したり、診断後所定時間経過した際に異常対応処理を実行したりするようにしてもよい。
【００７１】
（８）上述の実施形態では、電池監視装置２を車載高圧バッテリに適用する例を説明したが、車載高圧バッテリに限らず、他のバッテリに用いてもよい。
【符号の説明】
【００７２】
１ 組電池
１０ 電池セル
２ 電池監視装置
２１ 監視回路（監視手段）
２２ マイコン（制御手段）
２３ 絶縁信号伝達回路（信号伝達手段）
２３ａ 第１信号伝達部
２３ｂ 第２信号伝達部
Ｂ 電池ブロック
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電池セル（１０）を直列接続して構成される組電池（１）の電池状態を監視する電池監視装置であって、
前記組電池（１）からの電力供給によって駆動され、前記組電池（１）の電池状態を監視する監視手段（２１）と、
前記監視手段（２１）による前記電池状態の監視結果を取得すると共に、前記監視手段（２１）の作動を制御する制御手段（２２）と、
前記監視手段（２１）および前記制御手段（２２）の間で信号を伝達する信号伝達手段（２３）と、を備え、
前記監視手段（２１）は、前記信号伝達手段（２３）を介して前記制御手段（２２）側から伝達されるモード切替指示信号に応じて、前記組電池（１）からの電力供給が接続状態とされる通常モード、および前記組電池（１）からの電力供給が遮断状態とされる暗電流モードのいずれかに移行するように構成されると共に、前記通常モード時に前記制御手段（２２）側からモード確認信号が伝達された際に前記モード確認信号に対応する応答信号を前記制御手段（２２）側へ伝達するように構成され、
前記制御手段（２２）は、前記信号伝達手段（２３）を介して前記監視手段（２１）に対して前記暗電流モードへの移行を指示する前記モード切替指示信号を伝達した後に前記監視手段（２１）に対して前記モード確認信号を伝達し、前記監視手段（２１）から前記モード確認信号に対応する前記応答信号が伝達された場合に、前記監視手段（２１）における前記暗電流モードが正常に機能していないと診断することを特徴とする電池監視装置。
【請求項２】
前記信号伝達手段（２３）は、前記モード切替指示信号を伝達する第１信号伝達部（２３ａ）、および前記モード切替指示信号以外の信号を伝達する第２信号伝達部（２３ｂ）を有し、前記第１信号伝達部（２３ａ）および前記第２信号伝達部（２３ｂ）が別個独立して設けられていることを特徴とする請求項１に記載の電池監視装置。
【請求項３】
前記制御手段（２２）は、前記暗電流モードが正常に機能していないと診断した場合、前記組電池（１）の残存容量の許容下限値を上昇させることを特徴とする請求項１または２に記載の電池監視装置。
【請求項４】
前記監視手段（２１）は、前記制御手段（２２）からの所定の指示信号に応じて、前記複数の電池セル（１０）の電圧を均等化する均等化放電を実行するように構成されており、
前記制御手段（２２）は、前記暗電流モードが正常に機能していないと診断した場合、前記監視手段（２１）への前記均等化放電を指示する均等化指示信号の伝達を禁止することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の電池監視装置。
【請求項１】
複数の電池セル（１０）を直列接続して構成される組電池（１）の電池状態を監視する電池監視装置であって、
前記組電池（１）からの電力供給によって駆動され、前記組電池（１）の電池状態を監視する監視手段（２１）と、
前記監視手段（２１）による前記電池状態の監視結果を取得すると共に、前記監視手段（２１）の作動を制御する制御手段（２２）と、
前記監視手段（２１）および前記制御手段（２２）の間で信号を伝達する信号伝達手段（２３）と、を備え、
前記監視手段（２１）は、前記信号伝達手段（２３）を介して前記制御手段（２２）側から伝達されるモード切替指示信号に応じて、前記組電池（１）からの電力供給が接続状態とされる通常モード、および前記組電池（１）からの電力供給が遮断状態とされる暗電流モードのいずれかに移行するように構成されると共に、前記通常モード時に前記制御手段（２２）側からモード確認信号が伝達された際に前記モード確認信号に対応する応答信号を前記制御手段（２２）側へ伝達するように構成され、
前記制御手段（２２）は、前記信号伝達手段（２３）を介して前記監視手段（２１）に対して前記暗電流モードへの移行を指示する前記モード切替指示信号を伝達した後に前記監視手段（２１）に対して前記モード確認信号を伝達し、前記監視手段（２１）から前記モード確認信号に対応する前記応答信号が伝達された場合に、前記監視手段（２１）における前記暗電流モードが正常に機能していないと診断することを特徴とする電池監視装置。
【請求項２】
前記信号伝達手段（２３）は、前記モード切替指示信号を伝達する第１信号伝達部（２３ａ）、および前記モード切替指示信号以外の信号を伝達する第２信号伝達部（２３ｂ）を有し、前記第１信号伝達部（２３ａ）および前記第２信号伝達部（２３ｂ）が別個独立して設けられていることを特徴とする請求項１に記載の電池監視装置。
【請求項３】
前記制御手段（２２）は、前記暗電流モードが正常に機能していないと診断した場合、前記組電池（１）の残存容量の許容下限値を上昇させることを特徴とする請求項１または２に記載の電池監視装置。
【請求項４】
前記監視手段（２１）は、前記制御手段（２２）からの所定の指示信号に応じて、前記複数の電池セル（１０）の電圧を均等化する均等化放電を実行するように構成されており、
前記制御手段（２２）は、前記暗電流モードが正常に機能していないと診断した場合、前記監視手段（２１）への前記均等化放電を指示する均等化指示信号の伝達を禁止することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の電池監視装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１３−８８３５７（Ｐ２０１３−８８３５７Ａ）
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２３０９９５（Ｐ２０１１−２３０９９５）
【出願日】平成２３年１０月２０日（２０１１．１０．２０）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月２０日（２０１１．１０．２０）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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