JP5169949B2 - 電圧検出装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両に搭載される電池の電圧に応じたアナログ信号を出力する電圧検出手段と、該電圧検出手段の出力するアナログ信号を入力するローパスフィルタと、該ローパスフィルタの出力をデジタル信号に変換するアナログデジタル変換手段とを備える電圧検出装置に関する。

例えばハイブリッド車や電気自動車、燃料電池車などでは、複数の電池セルの直列接続体としての組電池を、車体と絶縁しつつ用いることが一般的である。また、これら電池セルについては、その状態を監視する様々な監視装置が提案され一部実用化されている。すなわち例えば、下記特許文献１に見られるように、複数の電池セルを選択的にフライングキャパシタに接続するマルチプレクサと、フライングキャパシタを電圧検出回路に接続するスイッチング素子とを備えるものも提案されている。これにより、電池セルとフライングキャパシタとを電気的に接続することでフライングキャパシタを充電した後、電池セルとフライングキャパシタとの電気的な接続を遮断した状態で電圧検出回路によりフライングキャパシタの両端の電圧を検出することで、組電池を車両と絶縁しつつ、電池セルの電圧を検出することができる。

特許第３６７２１８３号公報

ただし、車両にはさまざまなノイズ源が存在することなどから、上記電圧検出回路の出力信号にもノイズが重畳するおそれがある。このため、電圧検出回路の出力信号を取り込むのに先立ち、これを一旦ローパスフィルタにてフィルタ処理することが望まれる。しかし、想定される最低周波のノイズに対処するようにローパスフィルタのカットオフ周波数を設定したのでは、低周波ノイズの影響が小さい場合に、電圧検出に要する時間を不必要に伸張させるという問題が生じる。

また、ローパスフィルタに異常が生じた場合には、ローパスフィルタの出力する信号の信頼性が低下するにもかかわらず、これを正しい電圧の検出値であると誤認識するおそれもある。

なお、上記フライングキャパシタを備えるものに限らず、車両に搭載される電池の電圧を検出するに際しては、ノイズの影響を除去しつつ電圧を適切に検出することが困難なこうした実情も概ね共通したものとなっている。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、車両に搭載される電池の電圧を検出するに際し、ノイズの影響を好適に除去しつつも電圧検出をより適切に行うことのできる電圧検出装置を提供することにある。

以下、上記課題を解決するための手段、及びその作用効果について記載する。

第１の発明は、車両に搭載される電池の電圧に応じたアナログ信号を出力する電圧検出手段と、該電圧検出手段の出力するアナログ信号を入力するローパスフィルタと、該ローパスフィルタの出力をデジタル信号に変換するアナログデジタル変換手段とを備える電圧検出装置において、前記ローパスフィルタは、前記電圧検出手段及び前記アナログデジタル変換手段間に互いに並列接続される複数のフィルタからなり、前記複数のフィルタには、周波数信号の透過特性が互いに相違するものが含まれることを特徴とする。

上記発明では、周波数信号の透過特性が互いに相違する複数のフィルタを備えるために、周囲のノイズレベルや電圧検出精度の要求に応じた適切なフィルタを用いることができる。また、複数のフィルタを備えることで、フィルタの出力値同士の比較に基づきフィルタの異常の有無の診断を行うことも可能となる。

第２の発明は、第１の発明において、前記複数のフィルタと前記電圧検出手段の出力端子とを接続する電気経路を、インピーダンスが固定された経路としたことを特徴とする。

上記発明では、上記電気経路をインピーダンスの固定された経路とすることで、ここに開閉器等を備えてインピーダンスを可変とする場合と比較して、フィルタへのアナログ信号の入力を容易且つ迅速に行うことができ、ひいてはフィルタの出力値を迅速に収束させることが可能となる。また、上記電気経路に開閉器等を備える場合と比較して、部品点数の低減や構成の簡素化を実現することもできる。

第３の発明は、第１又は第２の発明において、前記電池は、車載高圧システムを構成するものであり、キャパシタと、前記電池及び前記キャパシタ間を開閉する高圧側開閉手段と、前記キャパシタ及び前記電圧検出手段間を開閉する低圧側開閉手段とを備えることを特徴とする。

上記発明では、キャパシタの充電電圧が電池の電圧となるため、キャパシタの充電電圧に応じた信号である電圧検出手段の出力するアナログ信号が、電池の電圧に応じた信号となる。一方、高圧側開閉手段や低圧側開閉手段が開状態である場合であっても、浮遊容量を介して組電池側から電圧検出手段側にノイズが伝播し得るが、上記ローパスフィルタの設定によっては、このノイズを除去することも可能となる。

第４の発明は、第３の発明において、前記高圧側開閉手段及び前記低圧側開閉手段の双方を開操作した状態で、前記電圧検出手段の出力電圧を検出するゼロ点検出処理を行う手段を更に備え、前記アナログデジタル変換手段は、ゼロ点検出処理時の方が前記電池の電圧の検出時よりも透過周波数が低いフィルタの出力するアナログ信号をデジタル信号に変換することを特徴とする。

ノイズの影響は、ゼロ点検出処理時に特に顕著となる傾向がある。上記発明では、この点に鑑み、ゼロ点検出時にフィルタのノイズ除去機能を強化する。また、通常の電圧検出時においては、フィルタのノイズ除去機能を弱めることで、フィルタの出力値が収束するまでに要する時間を短縮することができ、ひいては低圧側開閉手段を閉状態に維持する時間や電圧検出時間を短縮することができる。更に、上記低圧側開閉手段がフォトＭＯＳリレー等の光絶縁素子にて構成される場合には、これを閉状態とするために要求される電力消費量が大きいため、低圧側開閉手段の閉期間を短縮することで、消費電力を低減することもできる。

第５の発明は、第１〜第４のいずれかの発明において、前記電池は、電力変換回路を介して車載主機としての回転機との間で電力の授受を行うものであり、前記アナログデジタル変換手段は、前記電池の電圧の検出時における変換対象を、前記電力変換回路の停止時の方が駆動時よりも透過周波数が高いフィルタの出力するアナログ信号とすることを特徴とする。

電力変換回路が駆動されている場合、これが顕著なノイズ源となる。上記発明では、この点に鑑み、電力変換回路が停止されている場合には、ノイズ除去効果を弱めることでフィルタの出力値の収束時間を短縮する。これにより、電圧検出時間を短縮することができる。なお、この発明が、第３の発明特定事項を備える場合には、低圧側開閉手段を閉状態とする期間を短縮することができる。ここで、上記低圧側開閉手段がフォトＭＯＳリレー等の光絶縁素子にて構成される場合、これを閉状態とするために要求される電力消費量が大きいため、低圧側開閉手段の閉期間を短縮することで、消費電力を顕著に低減することが可能となる。

第６の発明は、第１〜第５のいずれかの発明において、前記電圧検出手段によって同一の電圧を検出する際の前記複数のフィルタのそれぞれの出力値の比較に基づき、これらフィルタの異常の有無を診断する異常診断手段を更に備えることを特徴とする。

上記発明では、複数のフィルタを備えることに鑑み、これらの出力値を比較することで、フィルタの異常の有無を診断することができる。

第７の発明は、第１〜第６のいずれかの発明において、前記フィルタは、ＲＣ回路にて構成されることを特徴とする。

上記発明では、ローパスフィルタを簡素な構成にて構成することができる。

第１の実施形態にかかるシステム構成図。 同実施形態にかかる電圧検出処理態様を示すタイムチャート。 同実施形態にかかるフィルタ特性を示す図。 同実施形態にかかるフィルタの選択処理の手順を示す流れ図。 第２の実施形態にかかるフィルタの異常診断処理の手順を示す流れ図。 同実施形態にかかる異常診断態様を例示するタイムチャート。

（第１の実施形態）
以下、本発明にかかる電圧検出装置をハイブリッド車に適用した第１の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

図１に、本実施形態のシステム構成を示す。図示される組電池１０は、車載高圧バッテリを構成するものであり、主機としての回転機に電力を供給したり、車載回転機から供給される電気エネルギを充電したり、更には、降圧コンバータを介して車載低圧バッテリに電力を供給したりする（図では、上記回転機に接続されるインバータ１４を記載している）。組電池１０は、リチウムイオン２次電池からなる電池セル１２の直列接続体である。詳しくは、組電池１０は、隣接する規定数ずつの電池セル１２毎にグループ化されてブロックＢｉ（ｉ＝０〜６）を構成している。

組電池１０を構成する各ブロックＢｉの負極端子には、配線Ｌｉが接続されており、各ブロックＢｉの正極端子には、配線Ｌ（ｉ＋１）が接続されている。各配線Ｌｊ（ｊ＝０〜７）は、マルチプレクサＭＰＸに接続されている。

マルチプレクサＭＰＸは、一対の配線Ｌｉ、Ｌ（ｉ＋１）を選択的にフライングキャパシタ１６に接続するものである。詳しくは、マルチプレクサＭＰＸは、隣接するブロックの電圧がフライングキャパシタ１６に印加される際の充電極性が互いに逆となる態様にて一対の配線Ｌｉ、Ｌ（ｉ＋１）をフライングキャパシタ１６に接続する。マルチプレクサＭＰＸは、各配線Ｌｊに対応した高圧側スイッチング素子ＳＷｊを備えて構成されており、これら高圧側スイッチング素子ＳＷ７，ＳＷ５，ＳＷ３，ＳＷ１と高圧側スイッチング素子ＳＷ６、ＳＷ４、ＳＷ２,ＳＷ０とがフライングキャパシタ１６の互いに相違する電極に接続されている。なお、高圧側スイッチング素子ＳＷ０〜ＳＷ７は、例えばフォトＭＯＳリレー等の絶縁素子にて構成されている。

フライングキャパシタ１６は、フォトＭＯＳリレーにて構成される低圧側スイッチング素子Ｓａ，Ｓｂを介して差動増幅回路２０に接続可能とされている。差動増幅回路２０は、オペアンプ２１を備えて構成されている。すなわち、オペアンプ２１の出力端子及び反転入力端子間は、抵抗体２２によって接続されている。また、反転入力端子は、抵抗体２３を介して低圧側スイッチング素子Ｓａに接続され、非反転入力端子は、抵抗体２４を介して低圧側スイッチング素子Ｓｂに接続されている。また、オペアンプ２１の非反転入力端子には、抵抗体２５を介して電源２６が接続されている。これは、フライングキャパシタ１６の充電電圧にかかわらず、差動増幅回路２０の出力電圧の極性を固定するためのものである。

上記低圧側スイッチング素子Ｓａ，Ｓｂを介してフライングキャパシタ１６が差動増幅回路２０に電気的に接続されることで、フライングキャパシタ１６の電圧が差動増幅回路２０によって検出される。差動増幅回路２０の出力するアナログ信号は、ローパスフィルタ（フィルタ３０ａ，３０ｂ，３０ｃ）を介してマイクロコンピュータ（マイコン４０）に取り込まれる。マイコン４０は、アナログデジタル変換器（Ａ／Ｄ変換器４２）を備えており、これにより差動増幅回路２０の出力電圧（フィルタ３０ａ，３０ｂ，３０ｃの出力電圧）をデジタルデータに変換する。中央処理装置（ＣＰＵ４４）では、Ａ／Ｄ変換器４２の出力するデジタルデータに基づき、ブロックの残存容量（ＳＯＣ）を算出する等、各種のデジタル処理を行う。

ここで、上記ブロック電圧の検出処理について、更に詳述する。図２に、本実施形態にかかる電圧検出処理態様を示す。詳しくは、図２（ａ）に、マルチプレクサＭＰＸの操作状態の推移を示し、図２（ｂ）に、低圧側スイッチング素子Ｓａ，Ｓｂの操作状態の推移を示し、図２（ｃ）に、差動増幅回路２０の出力電圧の推移を示す。

図示されるように、所定時間Ｔ１に渡ってマルチプレクサＭＰＸ（隣接する一対の高圧側スイッチング素子Ｓｉ，Ｓ（ｉ＋１））がオン操作されることで、フライングキャパシタ１６がブロック電圧に充電された後、低圧側スイッチング素子Ｓａ，Ｓｂを所定時間Ｔ２に渡ってオン操作する。これにより、差動増幅回路２０の出力電圧が、フライングキャパシタ１６の電圧に応じたものへと変化する。その後、所定時間Ｔ３に渡って、マルチプレクサＭＰＸの高圧側スイッチング素子Ｓ０〜Ｓ７と低圧側スイッチング素子Ｓａ，Ｓｂとの双方をオフ操作する。これは、差動増幅回路２０の一対の入力端子に電圧が印加されない場合の差動増幅回路２０の出力電圧を検出する処理（ゼロ点検出処理）を行うためのものである。ここで、ゼロ点検出処理に際して低圧側スイッチング素子Ｓａ，Ｓｂのみならず高圧側スイッチング素子Ｓ０〜Ｓ７をもオフ操作するのは、低圧側スイッチング素子Ｓａ，Ｓｂの異常の有無等にかかわらずゼロ点検出処理を確実に行うための設定である。

上記３つのステップを周期的に行うことで、フライングキャパシタ１６の電圧検出を通じたブロック電圧の間接的な検出処理と、ゼロ点検出処理とを交互に行うことができる。

ところで、電圧検出処理や、ゼロ点検出処理時において、差動増幅回路２０にノイズが混入する場合、これらの処理の信頼性が低下する。特に、インバータ１４の駆動時においては、インバータ１４のスイッチング素子を操作する際のスイッチング周波数に応じた高周波ノイズが差動増幅回路２０に混入するおそれがある。インバータ１４の駆動に起因したノイズの影響は、ゼロ点検出処理時において特に顕著となる。これは、ゼロ点検出処理を、マルチプレクサＭＰＸを構成する高圧側スイッチング素子Ｓ０〜Ｓ７と、低圧側スイッチング素子Ｓａ，Ｓｂとの双方がオフされた状態でなされることによる。すなわち、この場合、高圧側スイッチング素子Ｓ０〜Ｓ７及び低圧側スイッチング素子Ｓａ，Ｓｂの浮遊容量を介してインバータ１４側からの高周波ノイズが差動増幅回路２０に伝播するのであるが、このノイズは、低圧側スイッチング素子Ｓａ，Ｓｂをオン状態とするときよりも顕著となり得る。

このため、ゼロ点検出処理時においては、差動増幅回路２０の出力信号からノイズを除去する機能を強化することが望まれる。ただし、ノイズを除去する機能を強化するほど、Ａ／Ｄ変換器４２にフライングキャパシタ１６の電圧に応じた適切な電圧が印加されるようになるまでに要する時間が伸張する。

そこで本実施形態では、上述したフィルタ３０ａ，３０ｂ，３０ｃのノイズ除去機能（周波数信号の透過性能）を相違させる。詳しくは、これらフィルタ３０ａ，３０ｂ，３０ｃをいずれもＲＣ回路にて構成し、それぞれのカットオフ周波数を相違させる。これは、抵抗体及びコンデンサの直列接続体であって且つ抵抗体及びコンデンサの接続点を出力端子とするＲＣ回路において、これら抵抗体の抵抗値やコンデンサの静電容量を調節することで行うことができる。

図３に、フィルタ３０ａ，３０ｂ，３０ｃのそれぞれの特性を示す。図３において、フィルタ３０ａ，３０ｂ，３０ｃを、それぞれＡ，Ｂ，Ｃとした。図示されるように、フィルタ３０ａ，３０ｂ，３０ｃのカットオフ周波数ｆａ，ｆｂ，ｆｃの間には、「ｆａ＜ｆｂ＜ｆｃ」の関係がある。このため、フィルタ３０ａは、最も低周波の周波数信号まで除去することが可能となっている。このため、このカットオフ周波数ｆａを、インバータ１４のスイッチング周波数（数百Ｈｚ〜数ｋＨｚ）以下（数百Ｈｚ）とすることで、インバータ１４の駆動に起因したノイズを確実に除去する。更に、カットオフ周波数が低いほど、遅延時間が長くなることに鑑み、差動増幅回路２０の出力電圧の検出（デジタル化）に際してのノイズ除去の要求と検出時間の短縮化の要求との優先度合いに応じて利用するフィルタを切り替える。

図４に、本実施形態にかかる差動増幅回路２０の出力電圧のデジタル処理の手順を示す。この処理は、マイコン４０によって、例えば所定周期で繰り返し実行される。

この一連の処理では、まずステップＳ１０において、Ａ／Ｄ変換器４２によるデジタルデータへの変換のタイミングであるか否かを判断する。そして、変換タイミングであると判断される場合、ステップＳ１２において、ゼロ点検出処理時であるか否かを判断する。この処理は、ノイズ除去の要求に対する優先度合いが特に大きいか否かを判断するためのものである。そして、ゼロ点検出処理時であると判断される場合、ノイズ除去の要求に対する優先度合いが特に大きいと判断し、ステップＳ１４において、フィルタ３０ａの出力値をＡ／Ｄ変換器４２によりデジタルデータに変換する。

一方、上記ステップＳ１２においてゼロ点検出処理時でないと判断される場合、ステップＳ１６において、インバータ１４が停止されているか否かを判断する。この処理は、顕著なノイズが生じない状況であるか否かを判断するためのものである。そして、インバータ１４が停止していると判断される場合、顕著なノイズが生じない状況であると判断されることから、ノイズ除去の優先度合いが小さいとして、ステップＳ１８に移行する。ステップＳ１８においては、フィルタ３０ｃの出力値をＡ／Ｄ変換器４２によりデジタルデータに変換する。これに対し、インバータ１４が停止されていないと判断される場合、ステップＳ２０に移行し、フィルタ３０ｂの出力値をＡ／Ｄ変換器４２によりデジタルデータに変換する。

なお、ステップＳ１４、Ｓ１８，Ｓ２０の処理が完了する場合、この一連の処理を一旦終了する。

以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。

（１）電圧検出手段（差動増幅回路２０）及びアナログデジタル変換手段（Ａ／Ｄ変換器４２）間に、周波数信号の透過特性が互いに相違する複数のフィルタ３０ａ，３０ｂ．３０ｃを並列接続した。これにより、周囲のノイズレベルや電圧検出精度の要求に応じた適切なフィルタを用いることができる。

（２）複数のフィルタ３０ａ，３０ｂ，３０ｃと電圧検出手段（差動増幅回路２０）の出力端子とを接続する電気経路を、インピーダンスが固定された経路とした。この場合、開閉器等を備えてインピーダンスを可変とする場合と比較して、フィルタへのアナログ信号の入力を容易且つ迅速に行うことができ、ひいてはフィルタの出力値を迅速に収束させることが可能となる。また、電気経路に開閉器等を備える場合と比較して、構成の簡素化を図ることもできる。

（３）高圧側スイッチング素子Ｓ０〜Ｓ７及び低圧側スイッチング素子Ｓａ，Ｓｂの双方を開操作した状態で、差動増幅回路２０の出力電圧を検出するゼロ点検出処理を行って且つ、ゼロ点検出処理時の方がブロック電圧の検出時よりも透過周波数が低いフィルタ３０ａを用いた。これにより、ノイズの影響が特に顕著となるゼロ点検出処理時において、ノイズ除去機能を強化することができる。また、通常の電圧検出時においては、フィルタのノイズ除去機能を弱めることで、フィルタの出力値が収束するまでに要する時間を短縮することができ、ひいては低圧側スイッチング素子Ｓａ，Ｓｂを閉状態に維持する時間や電圧検出時間を短縮することができる。特に本実施形態では、低圧側スイッチング素子Ｓａ，ＳｂをフォトＭＯＳリレーにて構成しているため、これを閉状態とするために要求される電力消費量が大きいが、低圧側スイッチング素子Ｓａ，Ｓｂの閉期間を短縮することで、消費電力を低減することもできる。

（４）ブロック電圧の検出時において、電力変換回路（インバータ１４）の停止時の方が駆動時よりも透過周波数が高いフィルタを用いた。これにより、ノイズが顕著とならないと想定される状況下、ノイズ除去効果を弱めることでフィルタの出力値の収束時間を短縮する。これにより、電圧検出時間を短縮することができる。特に本実施形態では、低圧側スイッチング素子Ｓａ，ＳｂをフォトＭＯＳリレーにて構成しているため、これを閉状態とするために要求される電力消費量が大きいが、低圧側スイッチング素子Ｓａ，Ｓｂの閉期間を短縮することで、消費電力を低減することもできる。

（５）フィルタ３０ａ，３０ｂ，３０ｃを、ＲＣ回路にて構成した。これにより、簡素な構成にてフィルタを構成することができる。

（第２の実施形態）
以下、第２の実施形態について、先の第１の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。

本実施形態では、フィルタ３０ａ，３０ｂ，３０ｃの異常の有無を診断する処理を行う。図５に、本実施形態にかかる上記異常の有無の診断処理の手順を示す。この処理は、マイコン４０によって、例えば所定周期で繰り返し実行される。

この一連の処理では、まずステップＳ３０において、診断実行条件が成立したか否かを判断する。ここで診断実行条件は、例えば、車両起動スイッチがオン操作された直後である旨の条件とすればよい。また例えば、前回の異常診断の実行時から所定時間が経過したことを条件としてもよい。ステップＳ３０において実行条件が成立したと判断される場合、ステップＳ３２において、差動増幅回路２０の出力電圧値の上昇処理を行う。これは、オペアンプ２１の非反転入力端子に正の電圧が印加されるようにフライングキャパシタ１６を充電した後、低圧側スイッチング素子Ｓａ，Ｓｂをオンとすることで行うことができる。

続くステップＳ３４においては、上記低圧側スイッチング素子Ｓａ，Ｓｂをオンとしてからの時間を計時するカウンタＴの計時動作を開始する。そして、低圧側スイッチング素子Ｓａ，Ｓｂをオンとした時点から規定時間Ｔｔｈが経過したと判断される場合（ステップＳ３６：ＹＥＳ）、ステップＳ３８において、フィルタ３０ａ，３０ｂ，３０ｃの出力電圧Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃに、「Ｖｃ＞Ｖｂ＞Ｖａ」の関係があるか否かを判断する。この処理は、フィルタ３０ａ，３０ｂ，３０ｃが正常であるか否かを判断するためのものである。すなわち、これらが正常であるなら、図６に示すように、低圧側スイッチング素子Ｓａ，Ｓｂをオフ操作してから出力電圧が上昇する上昇速度は、出力電圧Ｖｃ，Ｖｂ，Ｖａの順に小さくなる。このため、本実施形態では、上記規定時間Ｔｔｈを、フィルタ３０ｂの出力電圧Ｖｂの収束に要すると想定される時間よりも短くすることで、出力電圧Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃの大小比較に基づき、上昇速度の大小関係を把握する。

そして、ステップＳ３８において肯定判断される場合、ステップＳ４０において、フィルタ３０ａ，３０ｂ，３０ｃが正常であると判断する一方、ステップＳ３８において否定判断される場合、ステップＳ４２において、フィルタ３０ａ，３０ｂ，３０ｃの少なくとも１つに異常があると判断する。

なお、上記ステップＳ４０、Ｓ４２の処理が完了する場合や、ステップＳ３０において否定判断される場合には、この一連の処理を一旦終了する。

以上詳述した本実施形態によれば、上記第１の実施形態の上記（１）〜（５）の各効果に加えて、更に以下の効果が得られるようになる。

（６）差動増幅回路２０によって同一の電圧を検出する際の複数のフィルタ３０ａ，３０ｂ，３０ｃのそれぞれの出力値の変化速度の比較に基づき、これらフィルタの異常の有無を診断した。これにより、新たな部品を追加することなく、フィルタ３０ａ，３０ｂ，３０ｃの異常の有無を診断することができる。

（その他の実施形態）
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。

・上記各実施形態では、ローパスフィルタとして３つのフィルタ３０ａ，３０ｂ，３０ｃを備えたがこれに限らない。例えば、フィルタ３０ａ，３０ｂのみを備え、ゼロ点検出処理時にフィルタ３０ａを用い、ブロック電圧検出時にフィルタ３０ｂを用いるようにしてもよい。また例えば、フィルタ３０ｂ、３０ｃのみを備え、ブロック電圧検出時のうちインバータ１４の駆動時とゼロ点検出処理時とにフィルタ３０ｂを用い、インバータ１４の停止時にフィルタ３０ｃを用いるようにしてもよい。

・上記各実施形態では、マルチプレクサＭＰＸを構成する高圧側スイッチング素子Ｓ０〜Ｓ７及び低圧側スイッチング素子Ｓａ，Ｓｂを開操作した状態でゼロ点検出処理を行ったが、これに限らない。例えば、マルチプレクサＭＰＸを構成する高圧側スイッチング素子Ｓ０〜Ｓ７のうちの隣接する２つを閉操作する期間（フライングキャパシタ１６の充電期間）においてゼロ点検出処理を行ってもよい。

・フィルタの出力値の変化速度の比較に基づきフィルタの異常の有無を診断する手段としては、上記第２の実施形態で例示したものに限らない。例えば、出力値が定常値となるまでに要する時間の比較に基づき異常の有無を診断してもよい。この場合、フィルタ３０ａの出力値、フィルタ３０ｂの出力値、及びフィルタ３０ｃの出力値の順に所要時間が短くなる場合に正常と判断すればよい。

・フィルタの異常の有無を診断する手段としては、フィルタの出力値の変化速度の比較に基づき異常の有無を診断するものにも限らない。例えば、出力値の定常値同士の比較に基づき異常の有無を診断する手段であってもよい。

・上記各実施形態では、フライングキャパシタ１６の充電極性が反転する設定としているが、これに限らない。例えば、互いに隣接する一対のブロックのうちの電位側の負極及び低電位側の正極のそれぞれをフライングキャパシタ１６に接続する経路を、互いに共有しないようにすることで、充電極性を固定することが可能となる。

・Ａ／Ｄ変換器４２の入力可能電圧が検出対象電圧（ブロック電圧）をカバーするなら、差動増幅回路２０を備えなくてもよい。ただしこの際、Ａ／Ｄ変換器４２の入力電圧の極性が固定されている場合には、フライングキャパシタ１６の充電極性が反転しない設定とする。なお、この場合、電池の電圧に応じたアナログ信号を出力する電圧検出手段は、低圧側スイッチング素子Ｓａ及びフィルタ３０ａ，３０ｂ，３０ｃ間を接続する電気経路となる。

・上記各実施形態では、フライングキャパシタを１つとしたが、これに限らず、例えば２つとしてもよい。更に、上記特許文献１に記載されているように、４つ等、３つ以上としてもよい。

・フライングキャパシタ１６へ電圧を印加するものとしては、ブロックＢｉに限らず、電池セル１２等であってもよい。

・電池の電圧に応じたアナログ信号を出力する電圧検出手段としては、フライングキャパシタ１６の電圧に応じたアナログ信号を出力するものに限らない。例えば、特開２０００−１３４８１８号公報に記載されているように、組電池１０を構成する各電池セルの正極電位と組電池１０の負極電位との間の電位差を抵抗体にて分圧し、この分圧値を出力する手段であってもよい。

・上記各実施形態では、組電池１０が直接インバータ１４に接続される構成を例示したが、これに限らず、組電池１０の電圧を昇圧する昇圧コンバータを組電池１０に接続し、昇圧コンバータの出力端子をインバータに接続する構成としてもよい。

・上記各実施形態では、インバータＩＶの駆動時と停止時とでフィルタを切り替えたがこれに限らない。例えば、組電池１０の電圧を降圧して車載補機の電源（低圧バッテリ）に印加する降圧コンバータの駆動の有無によって、更にフィルタを切り替えてもよい。この場合、フィルタを４種類以上備えるようにしてもよい。また、上記各実施形態では、インバータＩＶのスイッチング周波数が車載高圧システムを構成する電力変換回路の中で最も低いと想定したが、これに限らず、例えば上記降圧コンバータの方がスイッチング周波数が低い場合には、上記各実施形態において、インバータＩＶに代えて降圧コンバータの駆動又は停止に応じてフィルタを切り替えるようにしてもよい。

・ローパスフィルタとしては、一対の抵抗体及びコンデンサからなるものに限らず、例えば、抵抗体及びコンデンサの接続点に抵抗体及びコンデンサの直列接続体を接続したものであってもよい。また、ローパスフィルタとしては、ＲＣ回路に限らず、例えばＲＣＬ回路等、要は、高周波信号を除去する機能を有する適宜のハードウェア手段であればよい。

・電池セル１２としては、２次電池に限らず、例えば燃料電池等であってもよい。更に、電圧検出対象とされる電池としては、組電池１０に限らない。車両内においては様々なノイズが存在することに鑑みれば、車載補機の電源（低圧バッテリ）の電圧を検出するに際して本発明を適用することも有効である。

・上記各実施形態では、ハイブリッド車に本発明を適用したが、これに限らず、例えば電気自動車等に本発明を適用してもよい。

１０…組電池、１２…電池セル、１６…フライングキャパシタ、２０…差動増幅回路、３０ａ，３０ｂ，３０ｃ…フィルタ、４２…Ａ／Ｄ変換器、Ｂ０〜Ｂ７…ブロック、Ｓ０〜Ｓ７…高圧側スイッチング素子、Ｓａ，Ｓｂ…低圧側スイッチング素子。

Claims (8)

1. 車両に搭載される電池の電圧に応じたアナログ信号を出力する電圧検出手段と、該電圧検出手段の出力するアナログ信号を入力するローパスフィルタと、該ローパスフィルタの出力をデジタル信号に変換するアナログデジタル変換手段とを備える電圧検出装置において、
   前記ローパスフィルタは、前記電圧検出手段及び前記アナログデジタル変換手段間に互いに並列接続される複数のフィルタからなり、
   前記複数のフィルタには、周波数信号の透過特性が互いに相違するものが含まれ、
   前記電池は、電力変換回路を介して車載主機としての回転機との間で電力の授受を行うものであり、
   前記アナログデジタル変換手段は、前記電池の電圧の検出時における変換対象を、前記電力変換回路の停止時の方が駆動時よりも透過周波数が高いフィルタの出力するアナログ信号とすることを特徴とする電圧検出装置。
2. 前記電圧検出手段によって同一の電圧を検出する際の前記複数のフィルタのそれぞれの出力値の比較に基づき、これらフィルタの異常の有無を診断する異常診断手段を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の電圧検出装置。
3. 車両に搭載される電池の電圧に応じたアナログ信号を出力する電圧検出手段と、該電圧検出手段の出力するアナログ信号を入力するローパスフィルタと、該ローパスフィルタの出力をデジタル信号に変換するアナログデジタル変換手段とを備える電圧検出装置において、
   前記ローパスフィルタは、前記電圧検出手段及び前記アナログデジタル変換手段間に互いに並列接続される複数のフィルタからなり、
   前記複数のフィルタには、周波数信号の透過特性が互いに相違するものが含まれ、
   前記電圧検出手段によって同一の電圧を検出する際の前記複数のフィルタのそれぞれの出力値の比較に基づき、これらフィルタの異常の有無を診断する異常診断手段を更に備えることを特徴とする電圧検出装置。
4. 前記電池は、車載高圧システムを構成するものであり、
   キャパシタと、
   前記電池及び前記キャパシタ間を開閉する高圧側開閉手段と、
   前記キャパシタ及び前記電圧検出手段間を開閉する低圧側開閉手段とを備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか1項に記載の電圧検出装置。
5. 前記高圧側開閉手段及び前記低圧側開閉手段の双方を開操作した状態で、前記電圧検出手段の出力電圧を検出するゼロ点検出処理を行う手段を更に備え、
   前記アナログデジタル変換手段は、ゼロ点検出処理時の方が前記電池の電圧の検出時よりも透過周波数が低いフィルタの出力するアナログ信号をデジタル信号に変換することを特徴とする請求項４記載の電圧検出装置。
6. 車両に搭載される電池の電圧に応じたアナログ信号を出力する電圧検出手段と、該電圧検出手段の出力するアナログ信号を入力するローパスフィルタと、該ローパスフィルタの出力をデジタル信号に変換するアナログデジタル変換手段とを備える電圧検出装置において、
   前記ローパスフィルタは、前記電圧検出手段及び前記アナログデジタル変換手段間に互いに並列接続される複数のフィルタからなり、
   前記複数のフィルタには、周波数信号の透過特性が互いに相違するものが含まれ、
   前記電池は、車載高圧システムを構成するものであり、
   キャパシタと、
   前記電池及び前記キャパシタ間を開閉する高圧側開閉手段と、
   前記キャパシタ及び前記電圧検出手段間を開閉する低圧側開閉手段とを備え、
   前記高圧側開閉手段及び前記低圧側開閉手段の双方を開操作した状態で、前記電圧検出手段の出力電圧を検出するゼロ点検出処理を行う手段を更に備え、
   前記アナログデジタル変換手段は、ゼロ点検出処理時の方が前記電池の電圧の検出時よりも透過周波数が低いフィルタの出力するアナログ信号をデジタル信号に変換することを特徴とする電圧検出装置。
7. 前記複数のフィルタと前記電圧検出手段の出力端子とを接続する電気経路を、インピーダンスが固定された経路としたことを特徴とする請求項１〜６のいずれか1項に記載の電圧検出装置。
8. 前記フィルタは、ＲＣ回路にて構成されることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の電圧検出装置。

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