具有压控振荡器的电压检测装置以及电池状态控制系统的制作方法

专利名称：具有压控振荡器的电压检测装置以及电池状态控制系统的制作方法
具有压控振荡器的电压检测體以及电池状雜律係统
據页域
本发明涉及具有压控振荡器和数字数据输出电路的电压检测装置，以及 具有这样的电压检测装置的电池状态控制系统。更具体地说，当对其施加了输 入电压后，该压控振荡器输出具有周期性反转的逻辑值的信号。数字 产生
电路在如时钟的脉冲信号的脉冲边沿之间的间隔时间内统计来自m控振荡器 的该渝出信号的逻辑反转的次数，从而根据该统计的逻辑反转的次数产生相应 于输入电压的数字 0
背景狱
作为具有这样一对压控振荡器和数字数据输出电路的传统的电压检测装
置，已经开发出了被称为TAD转换器的时间A/D转换器。在相应于日本专利申 请公开号为H05-259907的专利号为5396247的美国专利中公开了这样的TAD 转换器的示例。
旨TAD转换器具有工作于基于被检测的目标电压的输入模拟电压信号 上的环形振荡器(压控振荡器)，并且以简单的电路结构实现高分辨率。
作为传统g检测装置的另一IS，在公开号为H1(M)70462的日本专利申 请中公开了具有流水线型模拟-数字(A/D)转换器的电压检测装置。该另一类 型的传统^E检测^g设计为由流水线型A/D转换器并行执行A/D转换处理。

发明内容
对于用作电源的由一组串联连接的电池单元所构成的电池包，期望检测每 个电、目块两端的电压值；*电池模块由一个电^^一组邻近的电池单元构 成。为了满足该期望，TAD转换器可棚作用于电池包的电腿湖係统的电压
检测器；该电压检测器用于测a^h电池模块两端的^E值。
这样的电池包可用于如混合汽车或电动汽车的车辆。所，用需要提高电 池包的^寿命。为了满足该需求，需要对车辆电池包的#电池模±央两端的 M皿行更精确的检测这需要TAD转换器的电压检测,提供更高的，率。
6为了满足小型化的需求，准备釆用锂离子二次电池作为 电池包的每个 电池模块中的針电池单元。注意，锂离子二次电池的过充电称或微电貧滩 轻易的降低其可靠性。因此需要在短间隔内对^锂离子二次电池是否发生过
充电和/或过放,行监测；皿要求TAD转换器具有更快的电压检测^！ 度。
但是，对于TAD转换器，为了响应更高的分辨率的需求，可能增加执行电 压检测鹏的鹏负载，使得TAD转换器实现更决的腿检测驗变得很困难。
换句话说，对于TAD转换器，实现电压检测处理的更高的分辨率并同时达 到更快的皿很困难。
各具有压控振荡器的电压检测装置可导致与TAD转换器同样的问题。
考虑到± 出的情况，本发明的一个方面的目标是,一种电压检测装 置，这些电压检测錢各都具有压控振荡器；改鹏些电压检测装置以实现其 电压检测处理的更高的分辨率和更快的速度。
本发明另一个方面的选择性的目标是提供一种电池状繊制系统，齡电 池状繊律係统都具有这样的舰的电压检测装置。
根据本发明的一个方面，提供了一种电压检测装置。该电压检测装置包括 压控振荡器，该压控振荡器用于在施加Wll入电压时输出有周期性反转的逻辑 值的信号。该装置包括用于在一个脉冲信号的脉，沿之间的间隔上对来自压 控振荡器的输出信号的逻辑反转数量进fiH十数、并根据逻辑反转的计数,生 作为输入电压的检测结果的数字繊的检测器。该縫包括用于确定检测输入 电压所需时间的M^是否优先于输入电压的检测，率的增加的确定器。该装 置包括用于基于确定检测输入电压所需的时间的减少是否优先于输入电压检测
^fji率的增加的结果，来可变地设定脉mt号频率的可变设定单元。
在这个方面的雌实施例中，输入电腿于电池两端的电压，该电池两端 的电压是需要检测的目标电压。在这个方面的雌实施例中，当电池的TO低 于预设值，电池由充电和放电单元循环的充电和放电，从而使得电池的温度增 加。确定器用于确定M^检测输入电ffi^需时间做于增加输入秘检测彌 率。
根据本发明的另一方面，提供了一种电池状繊制系统。该系统包括根据 该一方面的优选实施例的电压检测装置，以及充电和放电单元。该充电和放电单元用于对电、^i^T循环地充电和放电，以使得电池的鹏增加；并随着电池
,的增加，至少^下述的其中一个对电;ife^fti环地充电和放电的频率，
、根据本发明的另一个方面,'鄉了、一种用于控制k池状态的电池状繊制 系统。该系统包括充电和放电单元，该充电和放电单元用于在电池的、鹏低于 预设值时对电、 feia衍盾环地充电和放电，以及执行下述的至少一个
随着由于充电和放电导致的电池鹏的增加，改顿电^it行循环地充电
和放电的频率的，,
随着由于充电和放电导致的电池温度的增加，增加由于循环地充电和放电 带来的流入和流出电池的电流的量的处ffil程。


本发明的其他目标和方面将JM;参考附图对下述实施例的说明变得清晰，
其中
图1是图示了根据本发明第一实施例的车控系统的整体结构例子的示意性
框图2是图示了图1中所示的电、M控系统的示意性电路结构例子的示意性
框图3是图示了图2中所示的块监控IC的结构例子的示意性电路图； 图4是图示了图3中所示的时间A/D变换器例子的示意性电路亂 图5是图示了图3中所示的参考电压单元的结构例子的示意性电路亂 图6 Ji^意性图示了根据第一实施例当时钟频率^时的TAD输入-输出
特征曲线的曲线图7 Ji^l性图示了根据第一实施例的、图2中所示的高电压电池的状态
变化的曲线图8 Ji^意性图示了根据第一实施例的、SOC ^ft与开路^BE^fi之间的 关系的曲线图9歸意性图示了根据第一实施例的、时钟频率的变化与齡电池两端 腿的检测结果的变4te间的关系的曲线图10 Ji^性图示了根据第一实施例、由电t雌控系统执行的电压检测程 序的流3呈图；图11 ^意性图示了图10中所示的te检观,中步骤S16的子,的 繊图12 ^意性图示了图10中所示的电压检观,中步骤S18的子禾ii^的 繊图13歸意性图示了根据第二实施例由电、M控系统执行的电压检测程 序的流程图14是示意性图示了根据第三实施例由电池监控系统执行的电压检测程 序的流程图15 Ji^意性图示了根据第三实施例的时钟频率的变量与流入和流出高 腿电池的电流乡fe^t值的體之间的关系的第一鹏图16 ^意性图示了辯据第四实施例由电池监控系统执行的^JE检测程 序的^l呈图17 Ji^意性图示了根据本发明第五实施例的电池监控系统的电路结构 示例的框图18 ^意性图示了图17中所示的i央监控IC的结构的例子的电路图； 图19 ^意性图示了根据第五实施例由电池监控系统执行的异常诊断呈 序的^f呈图20 ^意性图示了根据本发明的第六实施例的一部分车控系统结构的 例子的电路图
图21歸意性图示了根据第六实施例由电、M控系统执行的腿检测程 序的流程图22歸意性图示了根据第七实施例由电、M縣统执行的^E检测程
图23歸意性图示了根据第八实施例的、随^^电池盼鹏的变化以及 用于电池的充电和放电电流的频率的变化所改变的电池内部电阻(阻抗)的曲 线图24歸意性图示了以下内容的曲线图
下述每个的变化当没有执行反馈控制(参见(al), (bl)，以及(cl)) 时的目标电池的温度、目标电池的充电和放电电流、以及目标两端的电压；以 及根据第八实施例，当执行反馈控制时的^目标电池的温度、当执行反馈 控制时的目标电池的充电和放电电流、以及当执行反馈控制时的目标电池两端
的4H (参见(a2), (b2),以及(c2));
图25 Jl^意性图示了根据第八实施例由电 tt控系统和混合控帝Wl行 的反馈控伟鹏；
图26歸意性图示了安装在电、M控器和混合控制器中的功能模块的框 亂这些模块根据第八实施例实施图25中步骤S120的反馈控制操作； 图27 J^示意性图示了以下内容的曲线图
下述旨的变化当没有执行反馈控制时的目标电池的温芰，目标电池的
充电和放电电流，以及目标电池两端的电压(参见(al)， (bl)，以及(cl));
以及
根据第九实施例(参见(a2)， (b2)，以及(c2))，当执行反馈控制时的每 个目标电池的温度，当执行反馈控制时的目标电池的充电和放电电流，以及当 执行反馈控制时的目标电池两端的电压
图28 ^意性图示了根据第九实施例由电M控系统和混合控制皿行 的反馈控库i鹏
图29歸意性图示了安装在电、M控器和混合控制器中的功能模块的框 图；这些模块根据第九实施例实施图25中步骤S120的反馈控带臊作； 图30驗意性图示了以下内容的曲线图
下述*的变化当没有执行反馈控制时的目标电池的温变、目标电池的 充电和放电电流、以及目标电池两端的电压(参见(al), (bl)，以及(cl)): 以及
根据第十实施例(参见(a2)， (b2)，以及(c2)),当执行反馈控制时的每 个目标电池的温度，当执行反馈控制时的目标电池的充电和放电电流，以及当 执行反馈控制时的目标电池两端的电压；
图31 ^意性图示了根据第十实施例由电、《控系统和混合控制 行 的反馈控伟l鹏
图32是根据本发明的e^示意性图示了时钟频率变量与相关于车,行
情况的多个不同参数之间的关系的曲线图；以及
图33歸意性图示了根据本发明的另一舰的、TAD的输入-输出特征曲
10线的曲线图。
具体实施例方式
本发明的实施例将参考附图在jtkia行描述。在这些实施例中，根据本发明
的电压检测装置te用到^hfl^安装在混^^力车辆中的电ffi^控系统中。
第一实施例
参考附图，其中在多个视图中相同的附图标记代表了相同的部分，在图1
中图示了根据第一实施例的、安装在混^力 HV中的电动车控系统的整
体结构的例子。
车控系统包括电机-发电机，简记为'MG"10、混合控制器12、高压电池14、 主继电器15、 DC至DC转换器16、逆变器IV、低压电池18、电、M控系统 20、电流传鹏22以及内燃引擎控制单元(弓摩ECU) 24。
参考图l， MGIO、混合控铜滕12、高压电池14、主继电器15、 DC至DC 转换器16、逆变器IV、电、M^系统20、电流传感器22以及引擎ECU24之 间可Mil信号线发送和接收信号。同样的，MGIO、高压电池14、 DC至DC转 换器16、逆变器IV以及低压电池18之间可舰电源线发送和接收功率。
MG 10 JM于产生在混合动力，HV中使用的功率的旋转电机。混合控 帝滕12可操作来用于斜虫驱动逆变器IV中的多个舰的高侧刺氏侧开关元件 以产生基于输入DC电压(或被升压的DC电压)的AC电压。输入DC (被 升压的DC电压)基于由高压电池14施加的DC电压,生。产生的AC电压 Ife^加至MG 10。调节施加在MG IO上的AC ^E^将由MG IO产生的实际 TO调节至所要求的扭矩。
混合控制器12还可操作来驱动DC至DC转换器16的开关元件从而逐步 陶氐高压电池14两端的电压，并且施加该降压后的电压至低压电池18。应注意 MG 10和DC至DC转换器16旨都M电源线和主继电器15 ，至高压电 池14。
尤其是，高压电池14的正极端子Mil电源^^接至MG 10和DC至DC 转换器16,其负极端子接地。
当MG 10不运行(去活deactivated)在高压电池14两端的电压上时，主继 电器15被控制关断，并且当MG10工作在高压电池14两端的电压上时，主继 电器15被控制导通。电M控系统20可操作3fe^控高压电池14的状态。尤其是，电池监控系 统，缩写为"电M控器，O可操作来接收高压电池电压、以及^A^流出高 压电池14的电流。^A和流出高压电池14的电流包括由MG10供应的^A高 压电池14的电流和从电池14流出到MG10或DC至DC转换器16的电流。
基于接收到的电流和高压电池14两端的电压，电、M控器20可操作M 控高压电池14的状态。
引擎ECU24可操作来控制安装在混输力糊HV中的弓摩的运行瞎况。
电流传 |22被设置为允许) t流Afn流出高压电池14的电M行检测。 电流传自22可与电、M控器20通信，并且可操作来用于发送指示流ASJ流 出髙压电池14的电流的 至电、 ^器14。
参考图2，高压电池14被设计为电池包。尤其是，高压电池14由一组串 ^i接的电池单元,，#^电池单元是二次电池，如锂离子二次电池。
做一个串職接的电池单元由Bij表示。下标i标l， 2， 3， ...， n (n 是等于或大于2的 )的任何一个，下标jgl， 2， 3, 4， 5和6的任何一 个。换句话说，高压电池14被分为n个分别包括六^H隨电池单元的电池块(模 块)Blj， B2j，…B(n-l)j，禾口Bnj。
电、M^控器20包括多个;t^m控IC (皿电路)40、绝缘体26、信号分割 及切换电路28、 CPU30以及可重写入存储器32。多个,控IC40的M等于 多个电池块Blj至Bnj的数量。
尤其是，齡电池块的齡电池单元Bil至Bi6电气连接至相应的一个块 监控IC40。 ^hM控IC40用于监控相应的一个电池块Bil至Bi6的每一个电 池单元的扰态。
齡M控IC40根据从CPU30 ili^色缘电路26和信号分割及切换电路 28総的指令可操作 ^相应的一个电池块Bil至Bi6的每一个电池单元的 状态。
信号分割及切换电路28可操作，序切换从CPU30输出的信号至多个块 ，IC40中的^M一个。,体26可操作来于电、M控器20中在构^IS高 压系统的 控IC侧与构^ff氏压系统的CPU侧之间^1电气绝缘。绝缘 体26装备了例如多个纟g元件例如光耦。
图3示出了任何一个 控1040的原理性电路结构的示例。在图3中，由鹏控IC40监控的六WP近电池单元Bil至Bi6分别缩写为Bl至B6。縮写的 邻近电池单元B1至B6中的{琉一^h^为Bj。
旨 控IC40具有六个分压器D，旨分压器D由一对M^出端子 (连接点)T相互串联的第一和第二电阻44和46组成。电池单元Bj的正极端子 S31在后描述的继电器连接至相应的分压器D。齡分压器D电跨接六^KP近 电池单元B1至B6中的相应一个。换句话说，由串联连接的第一和第二电阻44 和46组成的电阻性元件被體为跨接至六^H隨电池单元B1至B6中的齡。
^h分压器D用于将邻近电池单元B1至B6中的相应的一个(Bj)两端的 电腿行分压。
#^鹏控IC40还具有六雑电器48、六个电脇艮随器50、六州间A/D 转换器(TAD) 52、六个参考电压单元54以及^M计算机60。
旨电池单元Bj两端的^Elit相应的分压器D分压得到的分压皿相 应的输出端子T输出，以输入给相应的六，电器48之一。
尤其是，继电器48的齡都电气连接至相应的一个分压器D的输出端子T， 并E^接至相应的一个电蹈艮随器50的一个非反相输A^子(+)。这允许邻近 电池单元Bl至B6中每个的两端电压的分压值M31相应的一个继电器48施加 至相应的一个电OT随器50。 ^^h参考电压单元54的输出被电气连接在相应的 一，电器48的输出和相应的一个电JK艮随器50的非反相输入端子(+)之间。 ^N^电器48还电气连接至mM计算机60。
旨电蹈艮随器50具有输出端子和短路至输出端子的反相输入端子(-)。
尤其是，齡电ffil随器50具竊输AP且抗，其允许从相应的一个分压器
D的输出端^r入非反相输A^子的电流几残为零。这减小了来自于对邻近
电池单元B1至恥中相应一个的两端电ffiia行分压的齡分压器D的输出端子 的泄漏电流。这使得基于相应的一个分压器D中的第一和第二电阻44和46的 电阻值，对邻近电池单元B1至B6中的每个的两端电压的分压<|^行精确测量 变得可能。
^电OT随器50的输出端子电气连接至相应的一个TAD转换器52的输 鳩子；这些TAD转换器52在后将被縮写为'TAD52"。这允许邻近电池单元 Bl至B6中的齡的两端电压的分压值作为输入模拟电压信号Vin M加至相 应的一个TAD52的输A^子上。输入模拟电压信号Vin在后将被标为"输入
13顿信号w，。
鹏十靴60电，接至齡继电器48、齡TAD52、电气纖至电池 单元B1的正极端子的线路L1以及电气连接至电池单元B6的负极端子的线路 L2。在鹏计^t几60和串麟接的电池单元Bl至B6之间的连接允Wli^计 鄉60运行在基于串鹏接的电池单元B1至B6的电源电压(功率)上。
TAD52电气跨接于相应的一个电池单元Bj并被配置为运行在作为其 电源电压的相应的一个电池单元Bj两端的,上。尤其是，^TAD52的正 电源腿端子和鹏子分别被电，接至相应一个电池单元Bj的正极端子和负 极端子。一个电脇艮随器50也运行在作为其电源电压的相应一个电池单元Bj 两端的电压上。
参考图4， ^TAD52包括，作为压控振荡器的，环形振荡器52a和数字 織产生器DG。
环形振荡器52a由相应于延迟的M级数的M个延迟单元DU组成。M被 设置成奇数。^h鹏单元DU具有负增益。
尤其是，作为延迟单元DU, ^j^用NAND门DU1和奇数铺辑反相 器DU2至DUM。
NAND门DU1具有一个和另一^ifA^子以及一个输出端子，并且被设 计为由,计,60给出的启动脉冲PA繊入至其一賴A^子(脉冲输 局子)。启动脉冲PA作为雖信号用于触发环形振荡器52a的振荡操作。例 如，当启动脉冲PA腿辑低(L)升高至逻辑高(H),在启动脉冲PA保持为 逻辑高的期间，环形振荡器52a被触发启动振荡操作。
NAND门DU1和反相器DU2至DUM被环形串联。具体地，NAND门 DU1的另一^MfA^子和反相器DUM的^一级的输出端子相互连接以使得 NAND门DU1和反相器DU2至DUM串^^接为类环形结构，从而构，形 振荡器52a。
旨TAD52的输入端子作为其电源端子被施加由相应的一个电魁艮随器 50输出的输入电压信号Vin。
由于该原因，每个延迟单元DU的反相操作时间取决于输入电压信号Vin 的电平，因此，^h延迟单元DU的鹏时间取决于输入电压信号Vin的电平。
尤其是，当最后一级DUM的输出具有逻辑高并且具有逻辑高的启动脉冲PA被输入至NAND门DUl时，NAND门DUl的输出为逻辑低，并腿辑反 相器DU2的输出为逻辑高。这样，由于延迟单元DU的数量为奇数，最后一级 DUM的输出为^I低。具有逻辑低的输出重新被输入给NAND门DUl,从而 其输出为逻辑高，并U^反相器DU2的输出为逻辑低。因此，最后一级DUM 的输出为逻辑高，换句话说，最后一级DUM的输出，反转。
当启动脉冲PA为逻辑高，最后一级DUM的输出的逻辑反转被重复以使 得环形振荡器52a振荡。
数字，产生器DG包^i十数器52b、锁存器52c、锁存编码器52d、锁存 器52e和减法器52f。
计数器52b电气连接至最后一级DUM的输出端子，并用于
对最后一级DUM (环形振荡器52a)的输出的逻辑反转的i^^fri十数， 作为具有14个位的计数数量。
锁存器52c电气连接至计数器52b并且可操作用于在时钟(一系列标准计 时器的脉冲)CLK的^上升沿对计数器52b的计数ilit行锁存，时钟脉冲CLK 从CPU30施加至通31信号分割及切换电路28 ",选择的TAD52中的一个。在 时钟CLK的相邻上升沿之间的计数值的增加允许对环形振荡器52a的延迟时间 进行定量。
锁存编码器52(1电气3^至旨皿单元01;1>01;2>01;3，...501^-1的输出
端。锁存^鹏器52d鹏作用于在时钟CLK的齡上升沿接收每个鹏单元 DU1至DUM-1的逻辑输出并且将接收到的输出编码为如4位的二进制数据。 这允许对比一^g辑反转的延迟时间短的、由于环形振荡器52a产生的延迟时 间进循化。
锁存器52c的输出和锁存^^器52d的输出相互组合以产生18位的1制 数据DT。 二进制数据DT的高阶位为从锁存器52c输出的14位11^制 , 其低阶位为从锁存编码器52d输出的4位Hia制数据。
锁g 52e电^^接至^m存编码器52d和锁存器52c，并且 作用 于在时钟CLK的^^上升沿对18位的二进带Wg DT进份负存。
减法器52f电气连接至锁存器52e和,船器52c以及锁存编码器52d。 减法器52f可操作用于从实际:za制数字数据DT中减去锁存的1制数据DT' 以由此输出18位的数字数据(TAD输出数据)；该锁存的制i^DT'是实
15际的制数据DT的前一个时钟周期的数据。
TAD输出数据以二进制形式表示了环形振荡器52a输出的逻辑反转数量， 其具有'1/M"的精度；M是环形振荡器52a的延迟单元DU1至DUM的数量。
如上所述，由于^延迟单元DU1至DUM的延迟时间取决于输入^信 号Vin,环形振荡器52a的振荡频W(决于输入te信号Vin的电平。因 自 TAD52的TAD输出 被配置为与输入电压信号Vin的电平成比例。
来自旨TAD52的TAD输出 ^51^色缘体26和信号分寧1S^择单元 28被斜蝇传魅CPU30。
应注意，输入电压信号Vin与来自TAD52的TAD输出数据之间的关系具 剤戦性特性，并且该非线性特性取决于鹏。 一个TAD转换器52的非线性 输出特性可能不同于另一个TAD转换器52。
由于这些原因，为了基于来自^hTAD52的TAD输出数据掌握实际的输 入^ffi信号Vin的精确值，期望获,数字形式的输入电压信号Vin与来自每 个斜虫的TAD52的TAD输出繊之间的关系。尤其是，数字形式的输入腿 信号Vin与来自*单独的TAD52的TAD输出数据之间的关系优选为计划包 括相应于一个^^虫的TAD52的MJt相关性。
为了实现需求，# 控IC40被配置为周期| 产生和更 似* TAD52的参考输入-输出特性曲线的特性曲线。参考输入-输出特性曲,示了 在一预定的参考温度下的TAD52的实际输入-输出特性曲线，其被表示为 TAD52al。
特另提，对于TAD52al的参考输入-输出特性曲线的近似特性曲线基于当 多个参考电压值(电平)Vrefl至Vre&分别输入TAD52al时而得到的多M自 TAD52al的TAD输出i^的顿产生。
在第一实施例中，^h她控IC40被隨为
基于输入至相应的一个TAD52的输入^E信号Vin的实际输入值和来自相 应的一个TAD52的TAD输出数据的实际输出值，周期性地产生和魏齡 TAD52 ,以特性曲线。
由于该原因,旨TAD52的近似特性曲线肯嫩恰当地反映在实际MJS下的 —个相应的TAD52附近的输出数字数据；该实^^Jt有所波动。
另外，由于近似特性曲线分别针对于斜虫的TAD52产生和更新，它们能反映TAD52间单，入-输出特性曲线的差异。
更具体而言，如上所述，# 控10 )具^别用于六"1^近电池单元 Bl至B6的六个参考电压单元54。
图5示意性图示了旨参考电压单元54的电路结构的例子。参考图5，每 个参考电压单元54具有用于产生多个预设参考电压值Vrefl，Vre￡2,Vref3,...，Vrefo 的电压产生器54a以及多路转接器54b,其中在预设电压范围内的多个预设参考 ^Ei!5不相同。多路转接器54b包括多个开关54c，多个开关54c的数:t^于
参考电压值力611;^6￡2;^60，...;^6&的|^ (n)。
旨参考电压单元54的电压产生器54a电气跨接在相应的电池单元Bj。 ^h参考电压单元54的电压产生器54a用于基于相应电池单元Bj两端的电压， 通过例如对其两端的电压进行逐步斷氐来产生预设电压范围内的多个参考电压 值Vrefl，Vref2,Vref3，…,Vrefii。
例如，参考电压值^6￡1;^￡2;^0,...;^61是按增加的电压值的7娇。艮p,
预设电压范围的上限是参考电压值Vrefii,以及它的下限是参考电压Vrefl 。 当多个参考电压值^^^1，2,3,...911)超顿序的施加至相应的一个作为目标
TAD52的TAD52，目标TAD52产生多个分别相应于参考M值Vrefi的TAD
输出 项，并且输出多个TAD输出数据项(items)至鹏计算机60。
M计,60包括存储单元62、近似特性曲线产生器(产生器)64、可
觀ROM(只棘储器)66、电压i愤器68、控制单元70和选择器72。元件62、
64、 66、 68、 70和72旨辦在 计算饥60中作为硬件模±央称或由 计，
60执行的软件模块实施。
来自目标TAD52的多个TAD输出娜项储雜存储单元62中。产生器
64用于基于存储在存储单元62中的多个TAD输出f^项产生用于目标TAD52
的近似特性曲线。
特别是，首先，产生器64用于评估存储在存储单元62中的多个TAD输出 数据项的可靠性。该刑古意在确定是否至少一个参考电压值Vrefi由于相应电池 单元Bj两端的^BS的波动被不正确,生。
例如，在ROM66中，相关于在其中与输入参考^E值Vrefi相应的TAD 输出 值被允许的预设范围的信息被,存储。产生器64用于ilil确^f于 相应的一个参考电压值Vrefi的旨TAD输出数据项是否处于对于相应的一个TAD输出数据项的范围内来刑古旨TAD输出数据项的可靠性。
例如，当多个TAD输出lfi^项的一些项的值确定为具有低的可靠性，产生
器64用于細其余的TAD输出娜项来产生用于目标TAD52的近似特性曲线。 特别是，产生器64被配置树于目标TAD52确定恰当ifeia似特性曲线，
其舰
对于旨TAD52，在预设函数曲线上，例如三次函数曲线上，将旨TAD 输出 项Dl至Dn与相应的数字形式的参考电压值Vrefi縣起来，以由此 产生恰当地用于旨TAD52的近似特性曲线。
^E计算器68用于计算来自目标TAD52的TAD输出数据的^IE值，作为 相应于输入电压信号Vin的最终检测到的, 。该计算基于考虑到相应
目标TAD52的近似特性曲线。接着，、电压计算器68用于将最后检测到的电压 数据输出至CPU30。
控制单元70可操作来响应于从CPU30総的并且由信号分害吸切换电路 28 Jl,切换的控制腊号而将启动脉冲PA输出至齡TAD52 。选鄉72可操作 ;tfe^接至每个参考电压单元54和^继电器48 。控制单元70可操作来使得选 麟72:
选择相应的电池单元Bj两端电压的分压和来自参考电压单元54的输出电 压的任何一个；以及
选择参考电压值Vrefl至Vrefo中的任何一个作为参考电压单元54的输出 电压。
图6示意性图示了当时钟CLK的频率^时TAD52的输入-输出特性曲 线。繊入-输出特性曲线在后文中将被表示为"输出特性曲线"。
作为TAD52的输出特性曲线，单位为伏特(V)的输入^E信号Vin的变 量与单位为LSB(最小有效位)的鹏TAD输出娜的錢之间的关系作为非线 性曲线绘制，这些曲线取决于时钟CLK的频率而变化。
参考图6,时钟CLK的频率越高，TAD输出 越低。换句话说，TAD 输出i^的值与时钟CLK的频率成反比。这是由于时钟CLK的频 加越多, 计数环形振荡器52a的输出逻辑反转的数S^f需的时钟CLK相邻上升沿之间的 间隔就越小。这导致了由计数器52b计数的逻辑反转数量减少。
18因此，齡TAD52被配置为，时钟CLK的频輔加越多，TAD输出娜 检测时间减小得越多，以及TAD输出数据检测的分辨率减小得越多。
相反，时钟CLK的频輔加越多，有效表満入电压信号Vin的TAD输 出数据的位数减小得越多。这减少了基于来自TAD52的TAD输出 来执行 ^检测MI呈需要的处理负载。
因此，根据第一实施例的CPU30被配置为基于与时钟CLK频率相关的 TAD52的输出特顿确定时钟CLK的频率，以满足减小高压电池14的每个电 池单元Bij的电压检测时间的需求以及增加齡电池单元Bij两端电压的检测分 辨率的需求的优先级 ，。
减小TAD 检测时间的需求以及增加TAD输出数据的检测的分辨率的 需求的优先级辦将在后文描述。
图7示意性图示了高压电池14的状奮变化。特别是，图7的(a) g了 随着时间(sec)混絲力车HV的鹏(km/h)状态的变化，以及图7的(b) 标了随着时间(sec)高压电池14的电压(V)的变化。另外，图7的(c) 标了随着时间(sec)^ASl流出高压电池14的电流(安培A)的变化。
如图7所示，当混合动力车速度为O,高压电池14的电压和流入及流出高 压电池14的电流恒定，并且^A及流出高压电池14的电流基本为0。
相反，当混合动力车敏大于O, ^A及流出高压电池14的电流大幅度波 动，导致高压电池14的电压大幅度波动。
为了恰当地掌握高压电池14的SOC (充电状态)，当高压电池14的端子 开路时可便利的检测高压电池14的开路电压。这是由于电池的开路电压以及其 SOC其间具有一对一的对应关系(参见图8)。
相反，当大电流^A^J流出高压电池14时，高压电池14的开路电压可基 于^AIP流出高压电池14的大电流以及其内阻值进行估算。但是，由于极化等 原因，很难基于SOC检测高压电池14的顿。应注意，髙压电池14的SOC 意味着是由其放电能力的量化来获得的物理量。更具体而言，高压电池14的 SOC意,是由量化电池14中的实际充电量与其完全充％*的比率来得到的 物理量。
当混絲力车HV的鹏等于或小于特^Ma时，其中a例如基本为O， ^A和流出高压电池14的电流基本为0，这让高压电池14的^ffi和其SOC之间具有一对一的对应关系。由于该原因，在这种情况下，需要提高对高压电池
14的SOC的检测的高^^率。换句话说，增加对每个电池单元Bij两端电压的 检测的分辨率的需求的优先级相比于减少对^电池单元Bij的电压检测时间
的需求的优先级MS要。
另外，当混歸力车HV的M大于特^IS ot时，其中a例如为O,流 A^l流出高压电池14的电流可能变大。这使得利用其开路电ra高压电池14 的SOC进行检测变得很困难。在这种情况下，由于高压电池14的电压波动很 大，M^、对高压电池14的^h电池单元Bij的腿检测时间的需求的做级相 比于增加对高压电池14的齡电池单元Bij两端电压的检测的彌率的需求的 优先级更高。
而且，在大电流 ^卩流出高压电池14的情况下，針电池单元Bij可能 发生过充电和/^l放电。由于该原因，需要监控^电池单元Bij是否发生了 过充电禾喊鄉电。
尤其是，当齡电池单元Bij由锂离子二次电池构成时，由于锂离子二次 电池的过充电称或皿电倉滩很容易的导致其可靠性斷氐，对高压电池14的每 个电池单元Bij减小电压检测时间的需求的优先级变得非常的高。确定在高压电 池14的至少一个电池单元Bij中是否发生过充电或过放电的该唯一目标的实现 并不需要对^电池单元Bij两端的电ffiit行高分辨率的检测。
考虑，的情况，电池监控器20被配置用以当混合动力车HV的，等于 或低于如基本为0的特定鹏a时，将时钟CLK的频率體为一预设的低频率 值fL,从而使得增加齡电池单元Bij两端电压的检测分辨率的需求比减小每 个电池单元Bij的电压检测时间的需求具有更高的优先级(见图9)。
另外，当混合动力车HV的3M比特定鹏a大时，电M控器20被geS 用于将时钟CLK的频率设置为一比低频率值fL高的预设高频率值fH,从而使 赚小齡电池单元Bij的电压检测时间的需求比增加齡电池单元Bij两端电
压的^ii，率的需求具有更高的优先级(参见附图9)。
该时ff频率控制满足以下两者
当增加齡电池单元Bij两端电压的检测^HI率的需求具有比减小齡电 池单元Bij的电压检测时间的需求更高的优先级时，增加齡电池单元Bij两端 电压的检测分辨率的需求，；以及当减小齡电池单元Bij的电压检测时间的需求具有比增加針电池单元 Bij两端电压的检测彌率的需求更高的优先级时，减小齡电池单元Bij的电 压1^测时间的需求。
接着，由电池监控器20根据在后将要描述的第一实施例执行电压检测程 序。电压检测禾聘设计为由电、M控器20根据储存在电池监控器20中的电压 检测禾i^以一预设周期重复执行。
当开始电压检测禾脾时，在图10的步骤S10中，电 爐控器20获得作为 ^^运行信息的一个示例的、指示了混絲力车HV当前鹏的信号。例如， 指示了混^J力车HV M的信号由车辆速度传感器S检测并且周期性的或连 续的从其M31引擎ECU24发i^M电池监控器20。
接着，在步骤S12中，电、皿控器20确定混合动力车HV的当前速度是否 等于或小于特定速度a。在步骤S12中的操作是用于确定减小高压电池14的每 个电池单元Bij的电压检测时间的需求的优先级是否高于增加齡电池单元Bij 两端电压的检测分辨率的需求的优先级。
当确定了混合动力车的皿等于或小f^寺定速度a (在步骤S12为是)时， 在步骤S14中，电池监控器20将要被传送至^ TAD52的时钟CLK的频率设 置至低频率值fL。接着，在步骤S16中，电、M控器20执fi^似特性曲线产生 子樹芋，以便为，的旨TAD52产生近似特性曲线。
在&后，在步骤S18中，电、 lfe^控器20执行电池单元电压检测子禾i^, 以检测上述的針电池单元Bij两端的腿值。
另外，在确定了混絲力车的驗大辦^la (在步骤S12为否)时， 在步骤S20中，电、M控器20将要被传，^h TAD52的时钟CLK的频率设 置至高频率值识。接着，在步骤S22中，电、M^器20确定近似特性曲线的 更新(产生)是否正合时宜。
在步骤S22中的操作在电压检观暇序中被提供，并考虑到要采用更新的针 对齡TAD52的近似特性曲m齡电池单元Bij两端的电压进行检测，就需 要更长的周期。
特别是，当混歸力车HV的驗大，定繊a,减小^h电池单元Bij 的电压检测时间具有更高的优先级，并且，因此，期望限制近似特性曲线的更 新(检测)。例如，在步骤S22中，当采用频率體为高频率值fH的时钟CLK的电压
检观,的ii^i行的iS^于^:于预设值，电m控器2o确定近似特性曲
线的更新(产生)正合时宜(在步骤S22中为是)。那么，电 ffi控器20进行 到步骤S16。
另外，当鄉频率體为高频率值fH的时钟CLK的电压检测禾聘的顺序 执行的数量小于预设值，电、M控器20确定近似特性曲线的更新(产生)没有 到恰当地时机(在步骤S22中为否)。那么，电、M控器20瑕超步骤S16前进 到步骤S18，并且基于先前在频率设置为高频率值fH的时钟CLK下产生的近 似特性曲线执行电池单元电压检测子，。
应注意在步骤S10至S14和S20的操作，例如，在CPU30中执行。例如， 参考图2， CPU30功會lh包括^fjf率确定器30a、时钟频率设置器30b以及时钟 产生器30c。分辨率确定器30a包括运行状态确定器30al 。该运行状态确定器 30al执fi^骤S10和S12中的操作，并且时钟频率设置器30b和时钟产生器30c 分别执fi^骤S14和S20中的操作。
在步骤S16、 S18和S22中的操作例如在^ht，控IC40中执行。特别是， 控制器70、选择器72、存储单元62、 ROM66以及产生器64执行步骤S16中 的操作。控制器70、选择器72、存储单元62、以及电压计算器68执行步骤S18 中的操作。
接着，将根据附图11详细描述由用于电池单元Bij的i她控IC40执行的、 步骤S16的近似特性曲线产生子辦中的操作。
在步骤S16的子禾iJ^中,在步骤S30中，用于电池单元Bij的;^控器IC40 控制齡继电器48,以基于参考腿值Vrefi (下标i-U…,m) i^ft目应的一个 参考M单元54的输出电压。在步骤S30中，这将相应的一个参考腿单元54 的输出电压施加在相应的一个,艮随器50的非反相输入端子上。
ife^辦转移至步骤S16的子辦之后的瞬间，在步骤S30中， 控 IC40设定下嫁'i"至T'，以緣而选择参考电压Vrefl作为参考电压值Vrefi。
接着，在步骤S32中，在将从相应的一个电腳艮随器50输出的参考电压值 Vrefi输入至旨TAD52的情况下，± 控IC40从旨TAD52获得TAD输出 数据的项EH。在步骤S32中，块监控IC40将来自每个TAD52的TAD输出数 据项存储入存储单元62中。
22接下来，在步骤34中，i央监控IC40确定
是否所有参考电压值Vrefl至Vrefii都已通过相应的一个电蹈艮随器50施 加在每个TAD52上(第一种条件)；以及
在电压值Vrefl至Vrefo分别输入至旨TAD52的情况下是否已经获得来 自* TAD52的TAD输出 项Dl至Dn (第:if中剝牛)。
在步骤S36中，当确定第一和第:zf中斜牛中的至少一个没有满足(在步骤 34中的确定为否)， 控IC40将下标T'增加1 ，从而选择参考电压Vref2作 为参考电压值Vrefi。此后，i央，IC40返回至步骤S30，并且重复步骤S30至 S36的操作。这允许在将从相应的一个电压跟随器50输出的参考电压值VreG， VreC，....输入至^hTAD52的情况下Ji^获得来自^hTAD52的TAD输出数 翻o
因此，当一旦从相应的一个电蹈艮随器50输出的参考腿值Vrefii输入至 旨TAD52而获得来自^TAD52的TAD输出数据项Dn时，第一和第二种 割牛被满足(在步骤34中的确定为是)。
接着，在步骤S38中，块监控IC40确定分别对于参考电压值Vrefl至Vrefo 的来自^KAD52的TAD输出数据项D1至Dn是否具有WT靠性。
在来自旨TAD52的，TAD输出数据项D1至Dn具有高可靠性的情况 下，基于每个参考电压值Vrefl至Vrefii和来自每个TAD52的TAD输出数据项 Dl至Dn， ^§ IC40为* TAD52计算近似特性曲线。
另外,絲自齡TAD52的一些TAD输出娜项具有^r靠性的情况下, 基于每个TAD52的一些TAD输出数据项以皿应于一些TAD输出数据项的一 些参考电压值， 控IC40为* TAD52计算近似特性曲线。在第一实施例 中，假设来自每个TAD52的全部TAD输出娜项Dl至Dn都具有高可靠性。
接着，在步骤S38中，对于旨TAD52, 控IC40将TAD输出数据的 每一项D1至Dn与相应的数字形式的参考^ffi值Vrefi舰预设的函数曲线如 三次函数曲线，，起来，从而为旨TAD52生^a似特性曲线。在步骤S38 中± 控IC40将针对旨TAD52的近似特性曲线存储在存储单元62中。
接着，将结合附图12详细描述要在步骤S18的电池电压^iij子程序中由电 池单元Bj的 ^ IC40执行的操作。
在步骤S18的子，中，在步骤S40中， 控IC40获得在步骤S16生成并且存储在存储单元62中的对于旨TAD52的近似特性曲线。
在步骤S40中，当具有高频率值识的时钟CLK输入至* TAD52以及 ^i禾i^的步骤22中的确定为否时，± 控IC40获得在先:j^储在存储单元62 中的对于^TAD52的近似特性曲线。当具有高频率值fH的时钟CLK输入至 齡TAD52时，敬存储在存储单元62中的对于齡TAD52的近似特性曲线 改产生。
接着，在步骤S42中，im控IC40控讳ij^l电器48以选择相应的输出 端子T处的电压。在步骤S42中，将齡电池单元Bij两端电压的分压離加 至相应的一个电腿艮随器50的非反相输入端子。
此后，在步骤S44中，在将从相应的一个电脇艮随器50输出的齡电池单 元Bij两端M的分压值输入至齡TAD52的情况下，块监控IC40从齡 TAD52获得TAD输出数据项。
接着，在步骤S46中，顿于齡TAD52的近似特性曲线中，在将相应的 电池单元Bij两端电压的分压值输入至齡TAD52的情况下，块监控IC40替代 从旨TAD52获得的TAD输出数据项。这将计算对于^t TAD52的相应电池 单元Bij两端数字形式的电压；相应电池单元Bij两端数字形式的电压在旨 TAD52的近似特性曲线上与从^TAD52获得的TAD输出M项相关联。
如以J^f離说明地，根据第一实施例的电、M控器20被MSg为
确定减小高压电池14的齢电池单元Bij的电压检测时间的需求的优先级 是否高于增加齡电池单元Bij两端电压的检测^f,率的需求的优先级；以及
基于确定的结果，可变地设定将要施加在^ TAD52上的时钟CLK的频率。
这实现了第一点优点，即以高分辨率实现齡电池单元Bij两端电压的高 速检测。
根据第一实施例的电驢控器20被隨为基于混合动力车的繊，确定 减小髙压电池14的齡电池单元Bij的电压检测时间臓先级是否高于增加每 个电池单元Bij两端电压的检测^fjf率的优先级。这实现了第二点优点，即鹏 皿级等级的确定的可靠性。
根据第一实施例的电ttkl^器20被配置为产生指示数字形式的输入电压 信号Vin与齡TAD52的TAD输出娜之间的关系的信息如近似特性曲线。
24当电池单元Bij两端的电CTil第一和第二电阻44和46而得到的分压,入至 TAD52时,賴鹏控器20被1BS为基于该信息和由TAD52输出的TAD输出数 据计算输入电压信号Vin的数字 。该12S实现了第三点优点，即获得具有 高精度的输入电压信号Vin的数字数据。
根据第一实施例的电mi^器20被配置为设置
当确定增加电池电压的检测^^率的优先级高于减小电池电压检测时间的 优先级时近似特性曲线生成的频率，高于，当确定减小电池电压检测时间的优 先级高于增加电池电压的检测分辨率的优先级时生成的频率。
该配置实现了第四点优点，即当混合动力车高速行驶时防止增加检测旨 电池单元Bij两端^ffi所需的时间。
第二实施例
在此将参考附图13描述根据本发明第二实施例的电tM控器。
根据第二实施例的电、M控器的结构与根据第一实施例的电池监控器的结 构基 目同，仅除了下述的不同点。因此，根据第一和第二实施例的电池监控 器之间相同的部分(其被标注了相同的附图标记)将在描述中忽略或简化。
根据第二实施例的由电、M控器20执行的电压检测辦将在后描述。电压 检测禾歸被设计 据存储在电池监控器20中的电压检测程序由电池监控器 20以预设的周期重复执行。
图10和13中所示的电压检测辦之间相同的操作(其被标注了相同的附 图新己)将在描述中忽略或简化。
当开始图13中所示的电压检测禾歸时，在步骤S10a中，电、M控器20 获得^^了主继电器15的运行状态的信息。
基于该获得的信息，在步骤S12a中，电M控器20确定主继电器15是断 幵还是闭合。在步骤S12a中,作用于确定如MG10的电气负载是否由高压电 池14驱动。
确定主继电器15为断开的情况下，电M控器20继续至步骤S14,否则， 前鹏步骤S20。
特别是，当确定主继电器15为断开(为off状态)时，电體控器20将 具有低频率值fL的时钟CLK输入至旨TAD52。否则，当确定主继电器15 为闭合(为on状态)时，电 tki^控器20将具有高频率值fH的时钟CLK输入至齡TAD52。
根据第二实施例的电、M^器20的其余操作与根据第一实施例的电池模 块20的操作,目同。
特别是，根据第二实施例的电池监控器20被配置为当如MG10的电气负 载不由高压电池14驱动时，确定增加电池电压的检测彌率的优先级高于减小 电池电压检测时间的优先级，以使得齡电池单元Bij不会发^l充电和/劍 放电。
除了第一、第三和第四点优点，MS实现了第五点优点，即当流入和流出 高压电池14的电流假定为很低时如基本为0时，确定增加电池电压的检测^ff 率的做级高于减小电池电压检测时间的优先级。
根据第二实施例的电mi^控器20被配置为基于主继电器15的断开和闭合 信息执行该确定。除了第一、第三和第四点优点，这还实现了第七点优点，即 基于是否由高压电池14驱动电气负载来确定增加电池^的检测^fjf率的优先 级是否高于减小电池电压检测时间的优先级。
第三实施例
下文将参考附图14和15描述根据本发明第三实施例的电ftt控器。
根据第三实施例的电池监控器的结构与根据第一实施例的电池监控器的结 构基料目同，仅除了下述的不同点。因此，相应于第一和第三实施例的电池监 控器之间相同的部分(其被标注了相同的附图标记)将在描述中忽略或简化。
^^f率确定器30a包括割戈了运行状态确定器30al自运行状态确定器 30al进行补充的充^/^电确定器30a2。
^^IW述根据第三实施例的由电、M控器20执行的,检须狩呈序。电压 检测,被设计为根据存储在电池监控器20中的电压检测禾ii^由电M控器 20以一预设的周期重复执行。
图10和14中所示的电压检测辦之间相同的操作(其被餘注了相同的附 图^i3)将在描述中忽略或简化。
当开始图14中所示的电压检观鹏时，在步骤S50中，电、M控器20获 得指示了^A^I流出高压电池14的电流的信息。例如，在步骤S50中，电、M 控器20接收从电流传繊22发送附旨示了^AIB流出高压电池14的电流的数 据。接着，电池模块20获得g了时钟CLK的频率的变量与流A^流出高压 电池14的电縱^t值的，之间关系的第一映射(map)。由例如图15的曲线 图形^出的，一映射也可被设计为存储在存储器32中的 表格或^\相 应于图14所示的电压检测禾i^的电压检测,中。
参考图15，第一映射图被设计为使得流M卩流出高压电池14的电流乡舰 值(安培)增加越多，时钟CLK的频率(赫兹)越高。应注意，当^M卩流出 高压电池14的电流绝对值等于或小于一如为0的特定值II ，时钟CLK的频率 被固定为预设低频率值fLl。
接着，在步骤S54中，电池监控器20参考第一自图釆用指示了流A^口流 出高压电池14的电流乡树值的信息，以由此相应于获得的信息来获得时钟CLK 的频率值。
在步骤S54的操作之后，电、M控器20执行前述的步骤S22,S16，和S18中 的操作。
应注意，在步骤S50中,作由充私放电确定器30a2执行。
根据第三实施例的电M控器20的其余操作与根据第一实施例的电池模 块20的操作基本相同。
特别是，根据第三实施例的电、M控器20被Sgg来当^M卩流出高压电 池14的电流舰值小豫定值Il时，确定增加电池电压的检测分辨率的优先级 高于减小电池电压检测时间的优先级。
除了第一、第三和第四点优点，这实现了第七点优点，艮P当流A^口流出高 压电池14的电流乡M值小，定值Il时，恰当地确定增加电池电压的检测， 率的微级高于减小电池腿检测时间的优先级。
第四实施例
下文将参考附图16描述根据本发明第四实施例的电、M^器。 根据第四实施例的电M控器的结构与根据第三实施例的电M1&控器的结 构基科目同，仅除了下述的不同点。因此，根据第三和第四实施例的电、M控 器之间的相同部分(其被杏雜了相同的附图新己)将在描述中忽略或简化。
根据第四实施例的电池i^,ieg为基于^A^卩流出高压电池14的电 可变地将时钟CLK的频率^g为低频率值fL和高频率值fH的招可一个。 另外，根据第四实施例的电池监控器被配置为提供滞后周期，以用于等待时钟
27频率从低和髙频率值化和fH中的一个切换至另一个。这意在防止振荡 (hunting);该振荡意t^时钟CLK的频率的频繁切换。
在后^述根据第四实施例的由电、M控器20执行的电压检测程序。电压 检测稻芋被设计为根据存储在电池监控器20中的电压检测粗字由电M控器 20以"f员设的周期重复执行。
图10和16中所示的电压检测fi^之间相同的操作(其被标注了相同的附 图标记)将在描述中忽略或简化。
当幵始图16中所示的电压检测禾辨时，在步骤S60中，电 雌控器20基 于指示了由电流传繊22观懂的,口流出高压电池14的电流的繊来获得 EAS1流出高压电池14的电^fi。
在步骤S62中，电池模块20获得g了时钟CLK的频率的^*与自口 流出高压电池14的电流乡树值的变量之间关系的第二映射。由例如图16的曲 线图形式示出的该第二,可被设计为存储在存储器32中的I^表格或^A相 应于图16所示的电压检测禾ij^的电压检测,中。
参考图16，第二映射图被设计为当流入和流出高压电池14的电流乡M 值等于或小賴定值12时，时钟CLK的频率被设置为低频率值fL，以及当流 AfB流出高压电池14的电流乡树歡f^定值12时，时钟CLK的频率被设置 为高频率值fH。
在步骤S62中，电池鹏器20参考第二,图細获得的流ASI流出高压 电池U的电流量，从而相应于iJHA和流出高压电池14的电流量来^g低频率 值fL和高频率值fH中的任何一个。
在步骤S64中，电、 M控器20确定软件或硬件中的滞后周期标识是否为 ON;其柳台働'^OFF'的滞后周期标识表示了是否等待时钟频率从低和高频率 值fL和fH中的一^K刀换至另一个。
在确定滞后周期标识为OFF (在步骤S64中为否〉的情况下，电M控器 20继续至步骤S66。在步骤S66中，电M控器20确定，基于第二,图在先 前,步骤S62中先前设置的时钟CLK频率与基于第二映射图在当前禾i^步骤 S62中当前设置的时钟CLK频率是否不相同。在步骤S66中的操作基于当前设 定的频率来确定指示时钟脉冲CLK频率的切换的时间。
在确定基于第二鹏图在先前辦步骤S62中先前设置的时钟CLK频率与基于第二映射图在当前程序步骤S62中当前设置的时钟CLK频 ^目同的情况 下(在步骤S66中为是)，在步骤S68中，在电、M控器20设置滞后周期标识 至ON，继续转至步骤S76。
另外，在确定滞后周期标识为ON (在步骤S64中为是)的情况下，电池 监控器20前iJM步骤S70。在步骤S70中，电、M控器20确定基于第二, 图在先前H^的步骤S62中先前设置的时钟CLK频率与基于第二,图在当前 程序的步骤S62中当前设置的时钟CLK频率是否相同。步骤S70中的操作Wl 定自M前fW的步骤S62中的操作开始时钟CLK的频率切换是否已经连续地 被指示。
另外，在确定基于第二映射图在先前程序的步骤S62中先前设置的时钟 CLK频率与基于第二映射图在当前超字的步骤S62中当前设置的时钟CLK频 斜目同的情况下(在步骤S70中为是)，电、M控器20确定自从先前程序的步 骤S62中的操作开始时钟CLK的频率切换已乡链续地被指示。那么，在步骤 S72中，电池监控器20将计数器的计数值增加1，计数器的计数值的初始值被 设为0;该计数器预先以软件或硬件形式配置在电、M控器20中，以表滩续
了频率切换的周期。
另外，在确定基于第二卿图絲前辦步骤S62中先前设置的时钟CLK 频率与基于第二映射图在当前,步骤S62中当前设置的时钟CLK频率不相同 的情况下(在步骤S70中为否)，电、M控器20确定时钟CLK频率被突然指示 切换。接着，在步骤S74中，电、M控器20初始化计数器的计数值，并且设置 滞后周期标识至OFF，继续转至步骤S76。
在步骤S76中，电、M控器20确定计数器的计数值是否等于或大于切换阈 值。在步骤S76中的操作用于根据连续的频率切J鄉絲确定在时钟CLK的频 率切换后是否随即再次指^率切换。
在确定计数器的计数值等于或大于切换阈值(在步骤S76中为是)，在步骤 S78中，电M控器20将时钟CLK的频率切^S基于第二,图在当前, 的步骤S62中当前设置的频率。
在完成步骤S78中的操作后或当在步骤S76中做出否定的决定时，电池监 控器20执行步骤S22、 S16和S18中的操作。
根据第四实施例的电池监控器20的其余操作与根据第一实施例的电池模块20的操作^:相同。
特别是,根据第四实施例的电、M控器20被配置 于在先的频率设置历 史确定是否切换时钟CLK的频率。除了第一、第三、第四和第七点优点，这实 现了在洽当 免振荡的同时可变地设置时钟CLK的频率的第八点优点。
根据第四实施例的电池监控器20被配置为当滞后周期等于或大于相应于 切换阈值的特定周期时将时钟CLK的频率切换至当前设置频率。滞后周期意味 着自从确定结果由值fH和fL中的一个改变至另一个后在步骤S62中的优先级 的确定结果(fH或fL),延续的周期。
除了第一、第三、第四和第七点优点，这实现了第九点优点，艮P,即4跌 用随併中时间标度大范围可变的参数、如流入和流出电池14的电 来量化优 先级，也能洽当M免振荡。该振荡意赠时钟CLK的频率的频繁切换。
第五实施例
下文将参考附图17和19描述根据本发明第五实施例的电、池监控器。 根据第五实施例的电、M控器的结构与根据第三实施例的电池监控器的结
构基糊同，仅除了下述的不同点。因此，相应于第三和第五实施例的电池监
控器之间相同的部分(其被餘注了相同的附图l疏)将在描述中忽略或简化。 参见附图17，根据第五实施例的电池监控器20A不具有信号分割和切换单
元28，由雌CPU30総的时钟CLK和控律赔号通a^色缘体26縱至齡块
雌IC40A。
根据第五实施例的旨 ^ IC40A被配置为通过信号线La和Lb皿其 检测到的TAD输出 和由邻近的位于高电鄉啲± 控IC40A鋭的TAD 输出 至与其邻近的位于低电鄉啲 控IC40A。
具有最低电势的: 控IC40A被lfifi为
接收Mf有位于较高电势侧的^i^控IC40A发送的所有TAD输出数据部 分；以及
iMJl信号线La和Lb以及绝缘体26发送接收到的TAD输出 部分和它 所检测到的TAD输出 至CPU30。
相比于配置为使得由旨 控IC40A ^J虫输出检测到的TAD输出 给CPU30的电池监控器20，这允WM^需要用于将来自斜:tm控IC40A的 TAD输出数据输出给CPU30的绝缘元件的数量。应注意，作为从较高电辦她控IC40A传送信号至较低电势:^控1C40A 的方法，可以采用^M周知的技术，如在申请号为2007-278913的日本专利中公 开的技术。
另外，电池 器20A具有一对时钟产生器30c和30d。时钟产生器30c 和30d可操作来用于同时输出具有不同频率的时钟。
舰应于根据第五实施例的每个 控IC40具有六对TAD52A和52B的
参考图18，旨 控1(^0的^^计^|几60二具有一对存:賭单元62&和 62b、一对近似特性曲线产生器(产生器)64a和64b以及一对电压计算器68a 和68b。存储单元62a、产生器64a以及电压计算器68a对应于齡TAD52A， 存储单元62b、产生器64b以及电压计織68b对应于齡TAD52B。
电、M控器20A的配置适于诊断在每对TAD52A和52B中的每一个是否 发生异常。
接着，在后娜述根据第五实施例的由电池监控器20A执行的异常诊, 序。异常诊断聘被设计为根据存储在电池监控器20A中的异常诊断呈序由电 、M控器20A以一预设的周期重复执行。
参考图19，当开始异常诊断將时，类似于步骤S50，在步骤S80中，电 M控器20A获得指示了,B流出高压电池14的电流的信息。
接着，在步骤S82中，献M控器20A确定先前准备的四个电压检观鹏式 Model 、 Mode2、 Mode3和Mode4中的任何一个。
Model使得电、 M控器20A ,对TAD52A和TAD52B中的每一个施加 具有高频率值fH的时钟CLK。
Mode2使得电M控器20A )^m对中的TAD52A働B具有高频率值fH的 时钟CLK,以舰每对中的TAD52B働U具有低频率值fL的时钟CLK。
Mode3使得电池监控器20A对每对中的TAD52B施加具有高频率值fH的 时钟CLK，以M每对中的TAD52A施加具有低频率值fL的时钟CLK。
Mode4使得电、M控器20A对每对TAD52A和TAD52B中的每一个鹏口 具有低频率值fL的时钟CLK。
鄉5实施例中，当基于由电流传麟22的领懂繊的,口流出高压电 池14的电流的纟舰值小于或等于例如基本为0的第一预设值，电 ife^控器20A
31选择四个模式中的Mode4。
当基于电流传 22的测M^的^A和流出高压电池14的电流的乡柳 值小于一第二预设值但大于第一预设值，电池监控器20A选择四个模式中的 Mode3。
当基于电流传 22的测 据的^\和流出高压电池14的电流的乡M 值小于一第三预设值但大于第二预设值，电池监控器20A选择四个模式中的 Mode2。
当基于电流传感器22的测M据的m和流出高压电池14的电流的乡M 歡于第三预设值，电、M控器20A选择四个模式中的Model 。
接着，在步骤S84中，电池监控器20A根据选择的模式来确定对每对 TAD52A和TAD52B中的每一个施加的时钟CLK的频率。
在步骤S86中，当对每对中的TAD52A称或TAD52B施加具有怖频率值 fL的时钟CLK时，电、M控器20A根据步骤S14、 SI6和S18中的操作来实施 电压检测操作。在步骤S86中，当对每对中的TAD52A和/或TAD52B施加具有 高频率值fH的时钟CLK时，电池监控器20A根据步骤S20、 S22、 S16和S18 中的操作来实施电压检测操作。
这会导致
在相应电池单元Bij两端电压的分压值输入至旨TAD52A的情况下的来 自針TAD52A的TAD输出数据Va被传趟鹏计糊60A;以及
在相应电池单元Bij两端电压的分压働入至齡TAD52B的情况下的来 自齡TAD52B的TAD输出 Vb将被传送至mM计算机60A。
换句i激，对于每对的TAD52A和TAD52B的TAD输出繊Va和TAD 输出数据Vb被传送以波鹏计算机60A接收。
在步骤S88中，电、M^器20A计算每对的TAD输出数据Va和TAD输 出娜Vb之间的差值的舰值，并且，对于每对，确定计算出的舰值是否是 等于駄于1定值P。在步骤S88中的操作用于确定在电、M控器20A中是 否出现异常。
在确定计算出的乡树值是等于駄于Ht定值P (在步骤S88中为是)的 情况下，则电、M控器20A执a^骤S90。在步骤S90中，电池监控器20A确 定其中发生了异常，并且优选的，执行至少一个众所周知的故障保险任务以对电M控器20A进行处理。
鈔卜，在确定计算出的乡树值是小于Hf定值P (在步骤S88中为否)的 情况下，或步骤S90,作完成的情况下，电、M^控器20A结束异常诊断呈序。 注意，在步骤S88中,作不需要在异常诊^I^的每次执行中被执行。
例如，当选择了Mode2或Mode3时，电、 雌控器20A可仅当每对的TAD52A 和TAD52B中的一个的TAD输出翻被传送以被电、 tt控器20A接收时赖 《涉骤S88的操作；其中具剤繊率值fL的时钟CLK被输入每对的TAD52A 和TAD52B中的这一个。这是因为采用具有高频率值fH的时钟CLK的电压检 测时间与采用具有版频率值fL的时钟CLK的电压检测时间不相同。
这防止延长釆用具有高频率值fH的时钟CLK的电压检测时间。
根据第五实施例的电池监控器20A的其余操作与根据第一 实施例的电、《 控器20的其余操作,目同。
特别是，根据第五实施例的电、M控器20具有用于齡电池单元Bij的一 对TAD52A和TAD52B并且倉^j吏得要向TAD52A施加的时钟的频率与要向 TAD52B施加的时钟的频 同。除了第一、第三、第四和第七点优点，这实 现了以下第十点优点。该第，点优点使得下述，有不同、i "、 、、
秘检测时间的优先级〗l,;以及
采用TAD52B的电压检测鹏中的增加电池^E的检测^fjf率和减小电池 秘检测时间的做级jl鹏。
当作为每个电池单元Bij釆用TAD52A的检测结果的TAD输出M与作为 齡电池单元Bij細TAD52B的检测结果的TAD输出M之间具有一个差值 水平，则根据第五实施例的电M控器20A被配置为诊断其中发生异常。
除了第一、第三、第四和第七点优点，这实现了第十一点优点，即对电池 鹏器20A中是否发生异常进g断。
第六实施例
下文将参考附图20和21描述根据本发B月第六实施例的电、M^器。 根据第六实施例的电池监控器的结构与根据第一实施例的电池 器的结 构基料目同，仅除了下述的不同点。因此，根据第一和第六实施例的电池监控 器之间相同的部分(其被标注了相同的附图标己)将在描述中忽略或简化。例如，如在公开号为2007-12568的日本专利申请中描述的，允许从高压电 压电池14输入和输出的功率随着高压电池14的温度的斷氏而大幅减少。为了 解决这个问题，根据第六实施例的车控系统被配置为当高压电池14的温度为低 时增加高压电池14的SJS。
图20示意性图示了包括电池监控系统20、 DC至DC转换器16、逆变器 IV和MG10的车控系统的部分。
MG10和高压电池14 Mffl3i^变器IV和DC至DC转换器16在相互之间 粒电气连接。
DC至DC转换器16包括线圈L、电容器C1、电容器C2、一对串i^接 的开关元件Sep和Sen以及一对^t荒二极管Dcp和Dcn。
电容器C1的一电丰鹏接至高压电池14的正极端子，并且其另一电鹏接 至高压电池14的负极端子。线圈L的一端连接至高压电池14的正极端子以及 电容器C1的该一电极。
在第六实施例中，分别采用IGBT (绝缘栅双极晶体管)作为开关元件Scp 和Scn。^^流二极管Dcp和Dcn分别与开关元件Sep和Sen反并联(antiparallel)。 线圈L的另一端连接至开关元件Sep和Sen电气串联连接的连接节点。
电織C2与该对高侧和低侧的开关元件对Sep和Sen并联连接。
髙压电池14具有例如288V的额定电压。
例如，当车控系紅作在功率运行控库鹏式时，DC至DC转换器16的开 关元件Sep和Sen被驱动导M^关断。Mil开关元件Sep和Sen的导通和关断 的切换，釆用储雜线圈L中的电磁能量，将电池14两端的电压转换成更高的 畅。例如，当电池14两端的标为"电池畅"的腿为288V时，DC至DC 转换器16用于将288V的电池电压转换为666V。
另外，当在混合动力车鹏期间车控系统工作在再生控制模式时，MG10 用作发电机，将基于MG10转动的机械能转换为电能。该电能由逆变器IV转换 为DC功率。DC至DC转换器16的开关元件Sep和Sen被驱动导通以及关断。 舰开关元件Scp和Scn的导通和关断的切换，基于线圈L两端的4ffi降，将 基于被转换的DC功率的电#^ C2两端电压转换为较低电压。从电g C2两 端的电ffi^步l^f氐得到的该较低电压被充电至电池14。
当MG10被设计为三相旋转电机时，逆变器IV被设计为三相逆变器。
34逆变器IV具有一第一对串f^接的高侧和低侧开关元件Sup和Sun、 一第 二对串^^接的高侧和低侧开^件Svp和Svn以及一第H^串联连接的高侧 和低侧开关元件Swp和Swn。逆变器IV还具有分别与开关元件Sup、 Sun、 Svp、 Svn、 Swp和Swn反并联的续流二极管Dup、 Dun、 Dvp、 Dvn、 Dwp禾口Dwn。
在第六实施例中，分别采用IGBT作为开关元件Sup、 Sun、 Svp、 Svn、 Swp 和Swn。
第一至第三对开关元件以桥型结构相互并联连接。
第一对开关元件Sup和Sun相互串联连接的连接节点连接至从MGIO的U 相绕组的一端延伸出的输出引线。类似地，第二对开关元件Svp和Svn相互串 ^3i接的连接节点连接至从MG10的V相雜且的一 端延伸出的输出引线。并且， 第H^t开关元件S\vp和Swn相互串m接的连接节点连接至从W相绕组的一 端延伸出的输出引线。U、 V和W相绕组的另一端以例如星型结构相互连接。
第一、1卩三对中每对串联连接的开关元件的一端、如相应的高侧开关元 件的漏^li^变器IV的正极端子、开关元件Dcp和线圈L连接至电池14的 正极端子。第一、二和三对中每对串联连接的开关元件的另一端、如相应的低 侧开关元件的源，M3i^变器IV的负极端子，至电池14的负极端子。
换句话说，电池14与第一、1卩三对的上臂和下臂开关元件并联连接。
混合控制器12具有门极驱动器(未示出)。开关元件Scp、 Scn、 Sup、 Sun、 Svp、 Svn、 Swp和Swn具有如门极的控制端子，其分别连接至门极驱动器。
混合控制器12可操作来产生
用于驱动开关元件Sep的驱动信号gcp;
用于驱动开关元件Sen的驱动信号gen;
用于驱动开关元件Sup的驱动信号gup;
用于驱动开^件Sun的驱g号gun;
用于驱动开关元件Svp的驱动信号gvp; '
用于驱动开关元件Svn的驱动信号gvn;
用于驱动开关元件Swp的驱动信号gWp;以及
用于驱动开关元件Swn的驱动信号gwn。
^h驱动信号gcp、 gcn、 gup、 gun、 gvp、 gvn、 gwp和gwn是具有可控占 空比(可娜宽或可控on麟时间)的脉冲信号。特别是，混合控制器12可操作来使得針门极驱动器働湘应的一个驱动 信号gcp、 gcn、 gup、 gun、 gvp、 gvn、 gwp和gwn至相应的一个开关元件Scp、 Scn、 S邵、Sun、 Svp、 Svn、 Swp和Swn。这允许相应的一个开关元件Scp、 Scn、 Sup、 Sun、 Svp、 Svn、 Swp和Swn在相应的一个驱动信号gcp、 gcn、 gup、 gun、 gvp、 gvn、 gwp和gwn的脉宽(on,时间)期间被导通。
尤其是，当基于由邻近电池14的驗传感器80测量的值电池14的MJt为 低时，电 鹏控器20发送升高鹏指令至混合控制器12。
混合控制器12被编程为响録电、M控器20接收到的升高驗指令执行 升高鹏控制。
特别是，混合控制器12用于调节驱动信号gcp和gcn,从而以例如为近似 正弦波的形^振荡DC至DC转换器16的输出电压，来作为升高旨控制。 随着DC至DC转换器的输出电压的振荡，储存在电容器C2的能量改变。相应 于储存在电容器C2的电能的改变的电荷在电容器C2和电池14之间传送。
这允许功率周期性 电池14进行充电和放电，以使得关于电池14的充 电和放电电流振荡。该振荡的充电和放电电流^^电池14的内阻，这导致在电 池14中产生热量。产生的热量使得高压电池14的温度升高。
但是，战的电池14的充电和放电可能导致高压电池14两端的电压振荡。 这可能导致电池14两端的电压的局部最大it^上升和/或其局部最小H3iJt 下降。因此，根据第六实施例的电M控器20期望监控針电池单元Bij两端 的电压以防止电池14两端的电压的局部最大itiljS上升和/或其局部最小iia 度下降。
因此,根据第六实施例的电、M控器20被iea为以下述方式在升高鹏控
制中鹏針电池单元Bij两端的腿。
在后^I述根据第六实施例的由电、M控器20执行的电压检观,。电压 检测，被设计为根据，在电、M控器20中的电压检测禾ii^由电、M控器 20以一预设的周期重复执行。
图10和21中所示的电压检测fimt间相同的操作(其被标注了相同的附
图标记)将在描述中忽略或简化。
当开始图21中戶标的电压检 暇序时，在步骤S100中，电、 控器20 确定混合控带勝12是否执行升高^jg^制。在步骤S100中的操作用于确定减
36小电池电压检测时间的优先级是否高于增加电池电压的检测彌率的优先级。
在确定混合控制器12执行升高驗控制的情况下(在步骤S100中为是)，
电WS器2o执微骤sm。
在步骤S112中，电、M控器20确定减小电池^ffi检测时间的优先级高于 增加电池电压的检测^fJI率的优先级，因此将时钟CLK的频率设置为高频率值; 该高频率值在一预设范围中。该预设范围基于由升髙温度控制采用的、对于高 压电池14的充电和放电电流的频率范围。
例如，当由升高驗控制湖的、对于高压电池14的充电和放电电流的频 率范围被设置为500Hz至1kHz的范围，该用于时钟CLK频率的预设范围被设 置为500Hz至lkHz的范围的Xf纖。该X是等于或大于2的常数，以满舰 电池14两端^jl变动的采样定理。
綠六实施例中，时钟CLK频軸lkHz至10kHz的预设范围中。这可轻 易的^ff时钟CLK的频率。
在步骤S112的操作完成后，电池监控器20执行J^步骤S22、 S16和S18 的操作。
相反，在确定混合控讳幡12没有执行升高^Jt控制的情况下(在步骤S100 中为否)，电、M控器20.确定增加电池电压的检测^fjf率的优先级高于减小电 池腿检测时间的优先级。因此，在步骤S114中，电、 M控器20将时钟CLK 的频率设置为低频率值，此后，执行J^步骤S22、 S16和S18的操作。
根据第六实施例的电池监控器20的其余操作与根据第一实施例的电池监 控器20的其余操作S^相同。
特别是，根据第六实施例的电W^器20被隨为当对高压电池14实施 升高驗控制时，换句话说，执行高压电池14的充电和放电时，确定减小电池 ,检测时间的优先级高于增加电池电压的检测分辨率的优先级。
除了第一、第三和第四点优点，这还实现了第十二点优点，即在电池14 两端的电压可极大变化时恰当M控电池14两端的电压是否,增加禾P/^i 度斷氐。
根据第六实施例的电^m^器20被配置为当对高压电池14实施升高MJt 控制时将时钟CLK的频率设置为等于或大于电池14的充电和放电电流的频率 的两倍。除了第一、第三和第四点优点，由于时钟CLK的频率满足电池14两端的电压的变化的采样定理，这实现了对电池14两端的电压的变<，行恰当地监控。
第七实施例
下文将参考附图22描述根据本发明第七实施例的电ttt控器。 根据第七实施例的电池监控器的结构与根据第六实施例的电、M控器的结 构基科胴，仅除了下述的不同点。因此，根据第六和第七实施例的电M控 器之间相同的部分(其被标注了相同的附图标记)将在描述中忽略或简化。 在后 述根据第七实施例的由电池监控器20执行的电压检观暇序。电压
检测程序被设计为根据存储在电池监控器20中的电压检测程序由电、M控器 20以一预设的周期重复执行。
图21和22中所示的电压检测fi^之间相同的操作(其被标注了相同的附 图杏tE)将在描述中忽略或简化。
在确定混合控制器20没有执行升高驗控制的情况下(在步骤SIOO中为 否)，在步骤S12中，电M控器20确定混合动力车HV的当前，是否等于 或小，定ma。
当确定了混合动力车的繊等于或小^lt定舰a (在步骤S12为是)时, 电、M控器20将时钟CLK的频率^g至低频率值，执行步骤S16。
否则，在确定了混输力车的驗大辨定繊a (在步骤S12为否)时， 电、 tkl^器20将时钟CLK的频率^a至一中间频率值，执行步骤S22。该中 间频率^M为小，骤S112中^g的频率值并且大于在步骤S114中的低频率 值。雌的，该中间频率體为絲为高频率值fH鹏左右。
根据第七实施例的电池监控器20的其余操作与根据第六实施例的电池监 控器20的其余操作鍋目同。
特别是，根据第七实施例的电、M^器20被隨为
当，的ilS^过特定iijg a时确定减小电池电压检测时间的优先级高于 增加电池^ffi的检测^fJI率的优先级；以及
确定糊的鄉TO:特定鄉a时减小电池电压检测时间的微级低于对 电池14实施升高MJ^制时减小电池腿检测时间離先级。
第八实施例
下文将参考附图23至26描述根据本发明第八实施例的电、 tfei^器。如上所述，在电池14的升高鹏控制中，期難控电池14两端的电压以 防止电池14两端的^EMJ^增加禾n/或，陶氐。电池14两端电压的变化的幅 度取决于电池单元Bij的内阻。
参考图23，电池单元Bij的内阻(阻抗)随着电池单元Bij的每个温度的 改变以及充电和放电电流的频率而改变。
特别是，电池单元Bij的、驗越高，电池单元Bij的P且繊小。由于该原因，
充电和放电不必定增加电池14的温变；这将在后参考图24的(al)、 (bl)和 (cl)进行描述。
图24的(al)以曲线图的形式示意性图示了作为目标电池单元的电池单元 Bij的MJt的变化。图24的(bl)以曲线图的形式示意性图示了对目标电池单元 Bij充电和放电的电流的变化。图24的(cl)示意性图示了目标电池单元Bij两端 电压的变化。图24的(cl)的点划线表示了目标电池单元Bij两端电压的上限。 当目标电池单元Bij两端畅维持祉H^下，目标电池单元Bij的可靠'(^尤维 持在很高的7K平。
参考图24的(al)、 (bl)和(cl)，目标电池单元Bij的温度的增加减小了 其内阻。由于该原因，即使固定循环地充电和放电电流的幅值(参见图24的 (bl))，目标电池单元Bij两端电压的幅值也减小。这是由于内阻两端的电压降 的量随着目标电池单元Bij的内阻减小而减小。
由于该原因，当对目标电池单元Bij的充电和放电电流量在升髙旨控制 的开始被确定为维持目标电池单元Bij两端feE至一等于或小于上限的电平，目 标电池单元Bij两端电压随着目标电池单元Bij温度的增加而增加对于上限的裕 度。注意在目标电池单元Bij中产生的热量与内阻和充te放电电流的平方的积 成正比。由于该原因，充电和放电电流量的增加，增力咗目标电池Bij中产生的 热量，因此很快增加了目标电池Bij的驗。
考虑到战的情况下,根据第八实施例的电、M控器20被隨为实施齡 被充电和放电的电池单元Bij两端腿的局部最大值的反馈控制，以由此调节局 部最大魅上限。
图24的(a2)以曲线图的形式示意性图示了实施目标电池单元Bij两端电 压的局部最大值的反馈控制的同时作为目标电池单元的电池单元Bij
39变化。图24的(b2)以曲线图的形式示意性图示了实施目标电池单元Bij两端 电压的局部最大值的反馈控制的同时对目标电池单元Bij充电和放电的电流的 变化。图24的(c2)示意性图示了实施目标电池单元Bij两端电压的局部最大 值的反馈控制的同时目标电池单元Bij两端电压的变化。
参考图24的(a2)、 (b2)和(c2)，即使随着目标电池单元Bij两端、鹏的 增加，内阻减小，但仍对目标电池单元Bij两端电压的局部最大值进行反馈控制 以调节上限。这允许充电和放电电流量随着目标电池单元Bij的、,的增加而增 加。注意充电和放电电流量的增加意味着充电和放电电流幅值的增加。换句话 说，充电和放电电流量的增加意赠单位时间内駄和流出目标电池单元Bij 的电流的纟^t值增加。
在后娜述根据第八实施例的由电池监控器20和混合控律蹯12 "feWm行 的局部最大值反馈控帝鹏序。局部最大值反馈控伟诉ii^由电、M控器20和混合 控带藤12根据存储在电池监控器20和混合控制器12中的針中的反馈控铜照 序以一预设周期重复执行。
图21和25中所示的程序之间相同的操作(其被标注了相同的附图标己) 将在描述中忽略或简化。
在反馈控伟诉呈序中，当步骤S18中的操作完成，其中电池14被实施升高温 度控制，则电池监控器20和混合控制器12执，骤S120。
在步骤S120中，电、M控器20和混合控制器12协作控制充电和放电电流 量以执行来自旨TAD52的TAD输出数据的局部最大值的反馈控制，以使得
该局部最;MI被调节至上限。
图26示意性图示了安装在电、M控器20和混合控制器12中的功能模块； 这些丰娥实施步骤S120中的反馈控制腺作。
电、M控器20包括偏差计算器90、乘法器92和调制系数设置器94。混合 控审藤12包括驱动信号产生器96。
偏差计算器90用于通过从局部最大值中减去目标tt^计算一值并且将该 计算结果输出至乘法器92。考虑目标电池单元Bij两端电压的微小波动，注意 该目标值^tWl预设值设置为低于上限的值。
乘法器92用于，差计算器90的输出值乘以如正增益的增益K,并且输 出结果至调制系数OT器94。该调制系数设置器94用以将当前调制系数与乘法器92的输出值相加以i憎调律係数命令值。注意，调制系数定义为用于DC至 DC转换器16的振荡输出电压的正弦^^令电玉Vc的幅值与DC至DC转换器 16的输出电压的比率。
驱^号产生器96用于基于调制系数命令值准备具有一幅值的三角(或锯 齿)载波；正弦命令电压Vc的幅值与三角载波的幅值的比率。
驱动信号产生器90还用以将正弦命令电压Vc与三角载波在大小上进行比 较以产生驱动信号gcp和gcn。
例如，在图26中，示出了驱动信号gcn的波形。驱动信号gcn包括多个脉 冲串，其中齡脉冲具有标正弦命令电压Vc的相应部分比三角载波的相应部 分大的调制脉宽。
更具体而言，开关元件Sen的驱动信号gcn的占空比舰PWM控制从50% 的中心进行调节，从而对电池14进行充电和放电。
类似的，驱动信号gcp包括多个脉冲的串(未示出)，其中齡脉冲具有表 示了三角载波的相应部分比正弦命令电压Vc大的调制脉宽。
当一个驱动信号gcp从断开状奮变化为导通状态，另一个驱动信号gcn从 导通状态变化为断开状态时，提供死区时间以防止驱动信号gcp和gcn被同时 置于导通條。
驱g号gcp和gcn被分别施加至幵关元件Sep和Scn，以驱动开关元件 Sep和Sen,使得DC至DC转换器16的输出电压以与正弦命令电压Vc相同的 方式以正弦波的形式振荡。
调制系数越大，DC至DC转换器16的振荡输出电压的幅働大，从而导 舰电池14充电和放电的电流的幅值增大。注意，当反馈控伟诉辨将在下一个 周期MW亍时,从调制系数體器94输出的调律係数命4H1^作当前调节系数。
艮P，混合控律幡12和电M^器20用作积分控伟幡以调节局部最大輕 目标值。可理解，作为反馈操作变量的、取决于目标电池单元Bij温度的增加的 调制系数，使得其可能使电池14两端电压的局部最大值立即跟随目标值。
在步骤S120的操作mt后，电、M控器20和混合控带藤12结束目标电 池单元Bij两端电压的局部最大值的反馈控制。
根据第八实施例的电M^器20和混合控伟幡12的其余操作与根据第六 实施例的电 M控器20的其余操作基^B同。特别是，根据第八实施例的电、M控器20和混合控制器12被配置为在每 个电池单元Bij两端电压等于或小于上限的情况下根据旨电池单元Bij 、皿的 增加而增力调于齡电池单元Bij的充电和放电电流量。除了第一、第三、第四、 第十m碟十三点优点，这实现了恰当地执行升高M控制的第十四点优点。
根据第八实施例的电M控器20和混合控翁藤12被iea为调整调制系
数以对齡电池单元Bij两端电压的局部最大iia行反馈控制，以使之调节至目 标值。这增加了对于齡电池单元Bij的充电和放电电流量。除了第一、第三、 第四、第十二和第十三点优点，这还实现了第十五点优点，即在调节^电池 单元Bij两端电压至等于或小于上限时尽可能的增加每个电池单元Bij的充电和
放电电流的幅值。
第九实施例
下文将参考附图27和28描述根据本发明第九实施例的电池监控器。
图27的(a2)以曲线图的形式示意性图示了当实施了根据第九实施例的目 标电池单元Bij两端^JBE的局部最大值的反馈控制时作为目标电池单元的电池 单元Bij的温叟的变化。图27的(b2)以曲线图的形式示意性图示了当实施了 根据第九实施例的目标电池单元Bij两端电压的局部最大值的反馈控制时对目 标电池单元Bij充电和放电的电流的变化。图27的(c2)示意性图示了当实施 了根据第九实施例的目标电池单元Bij两端电压的局部最大值的反馈控制时目 标电池单元Bij两端电压的变化。注意，图24的(al)、 (bl)和(cl)在图27 中作为(al)、 (bl)和(cl)示出以用于比较。
如图27的(a2)、 (b2)和(c2)所示，根据第九实施例的电、M控器20 和混合控制器12被配置为减小充电和放电电流的频率。
特别是,电池监控器20和混合控制器12被I2S为采用对于电池14的充电 和放电电流的频率作为^h电池单元Bij两端腿的局部最大值的反馈控制的 操作变量，以被调节至目标值。这基于如下事实如图23所示，当充电和放电 电流的频率等于或小于例如在^Jl十赫兹到几，兹范围R内的预定频率时， 电池单元Bij的内阻(P且抗)随着充电和放电电流的频率的减小而增加。
尤其是，在第九实施例中，混合控制器12被隨为在一最大频率区域处执 行对齡电池单元Bij的升高、MJt控制，所蹄大频率区鹏内阻随着电池14
的充电和放电电流的频率的减小而增加的范围内。这允许混合控制器12被iea賓離控制。
由于繊因，充电和放电电流的频率的减小增加了内阻，从而增加了由每
个电池单元Bij产生的热量。注意，由齡电池单元Bij产生的热量与战内阻
和充to放电电流的平方的积成正比。由于该原因，通过陶氏充电和放电电流 的频率来增加热量的优点比根据第八实施例的通过增加充电和放电电流的1^
增加热量的优点小。
但是,斷氐充电和放电电流的频率倉嫩陶氐输入至針TAD52的时钟的频
率，而同时维持电池单元iJE^i!l^ff率。
在后 述根据第九实施例的由电池监控器20和混合控审勝12 tW^l行 的局部最大HLS馈控制禾im局部最大,馈控库暇序由电 M控器20和混合 控制器12根据存储在电池监控器20和混合控制器12中的針中的反馈控制照 序以~^页设周期重复执行。
图25和28中所示的^mt间相同的操作(其被标注了相同的附图树己) 将在描述中忽略或简化。
在反馈控带，中，当步骤S18中,作完成，其中电池14被实施升高温 ，制，则电 M^器20和混合控制器12执fi^骤S120a。
在步骤S120a中，电池监控器20和混合控制器12谢乍控制充电和放电电 流的频率以执行来自齡TAD52的TAD输出M的局部最大值的反馈控制以 使得TO部最大值被调节至上限。
图29示意性图示了安装在电mi^控器20和混合控制器12中的功能模块； ^^m^涉骤S120a中的反馈控帝蝶作。图26和29中所示的相同模块(其 被禾示注了相同的附图标记)将在描述中忽略或简化。
在第九实施例中，电、M控器20包,率设置器94a以替代调制系数^g 器94。
乘法器92用于,差计算器90的输出值乘以例如负增益的增益K,并且 输出结果至调制系数设置器94。该调制系数體器94a用以将当前调制系数与 乘法器92的输出值相加以计算调制系数命令值。注意，调制系数定义为用于 DC至DC转换器16的振荡输出电压的正弦命令电压Vc的巾m与DC至DC转 换器16的输出4E的比率。
频率设置器94a用于将正弦命令电压Vc的当前频率与乘法器92的输出值
43相加以计織率命令值。
驱^t号产生器96用以基于频率命令值准备具有一幅值的三角(或锯齿) 载波；正弦命令电压Vc的幅值与三角载波的幅值的比率。
驱^号产生器96还用以将正弦命令电压Vc与三角载波在大小iliS行比 较以产生驱动信号gcp和gcn。
驱^Hf号gcp和gcn被分别施加至开关元件Sep和Sen,以驱动开关元件 Sep和Scn，使得DC至DC转换器16的输出电压以与正弦命令电压Vc相同的 方式以正弦波的形式振荡。
由驱^f号设置器96设置的正弦命令电压Vc的频率lffi作以随着每个电 池单元Bij温度的增加而减小。在步骤S120a中充电和放电电流频率的减小让时 钟CLK的频率斷氐。
根据第九实施例的电M控器20和混合控帝i勝12的其余操作与根据第六 实施例的电、 块20的其余操作基本相同。
特别是，根据第九实施例的电、M控器20和混合控伟l藤12被配置为根据 針电池单元Bij ffi的斷氐减小用于DC至DC转换器16输出电压的正弦命 令电压Vc的频率。除了第「、第三、、第四、、第十1瞎十三点优点，这实现了
增加由内阻产生的热量。另外，该S2S确定了减小^h电池单元Bij的电压检测 时间的优先级低于增加每个电池单元Bij两端电压的检测^if率的优先级，使得 鈔电M控器20执行电压检测战呈的处理负敏得可能。
根据第八实施例的电碰控器20和混合控讳幡12被配置为调m^电池 单元Bij的充电和放电电流的频率以对^h电池单元Bij两端腿的局部最大值 进行反馈控制，以粒调节至目标值。除了第一、第三、第四、第十二和第十 三点优点，舰实现了第十七点优点，即在调节^h电池单元Bij两端^E等于 或小于上限时尽可會哋增加对^h电池单元Bij充电和放电的电流的幅值。
第十实施例
下文将参考附图30和31描述根据本发明第十实施例的电池监控器。 图30的(a2)以曲线图的形式示意性图示了当实施了根据第十实施例的目 标电池单元Bij两端^E的局部最大值的反馈控制时作为目标电池单元的电池 单元Bij的驗的变化。图30的(b2)以曲线图的形标意性图示了当实施了根据第十实施例的目标电池单元Bij两端电压的局部最大值的反馈控制时对目 标电池单元Bij充电和放电的电流的变化。图30的(c2)示意性图示了当实施 了根据第十实施例的目标电池单元Bij两端电压的局部最大值的反馈控制时目 标电池单元Bij两端电压的变化。注意，图24的(al)、 (bl)和(cl)在图30 中作为(al)、 (bl)和(cl)示出以用于比较。
如图30的(a2)、 (b2)和(c2)所示，根据第十实施例的电 控器20
和混合控讳勝12被seg为增加充电和放电电流的量以及改变充电和放电电流的
频率。这是基于如图23所示，当内阻变为最小时的充电和放电电流的频率值 ,于齡电池单元Bij盼鹏而变化。
由上所述，由旨电池单元Bij产生的热量与内阻和对每个电池单元Bij 充电皿电的电流的平方的积成正比，并且，内阻越大，充电和放电电流的增 加越困难。
由于战原因，針电池单元Bij内阻的最小化，最大化了由齡电池单 元Bij产生的热量。因此，在第十实施例中，根据第十实施例的电池监控器20 和混合控伟幡12被lfig为根据針电池单元Bij的驗改变充电和放电电流的 频率以最大化由每个电池单元Bij产生的热量。
姊娜述根据第十实施例的由电池监控器20和混合控伟幡12 tWm行 的局部最大值反馈控制程序。局部最大iER馈控制程序由电池]^器20和混合 控带藤12根据存储在电mi^控器20和混合控伟幡12的針中的反馈控繊辨 以一预设周期重复^l行。
图25和31中所示的程序之间相同的操作(其被标注了相同的附图标己) 将在描述中忽略或简化。
在反馈控审旨中，当步骤S18中的操作，，其中电池14被实施升高温 度控制，则电、M^器20和混合控制器12执微骤S120bo
在步骤S120b中，在要由針电池单元Bij产生的热l^得最大的情况下, 电M控器20和混合控制器12 i^l行来自齡TAD52的TAD输出娜的 局部最大值的反馈控制以使得该局部最大值被调节至上P艮。
特别是，电'M控器20和混合控制器12 tW乍控制对齡电池单元Bij充 电和放电的电流量，以使得齡电池单元Bij两端M的局部最大值被调节至上 限，同时控制充电和放电电流的频率以尽可旨她斷氐局部最大值。根据第十实施例的电池监控器20和混合控律幡12的其余操作与根据第六 实施例的电、M控器20的其余操作,目同。
特别是，根据第十实施例的电M控器20和混合控带滕12被隨为增加 对齡电池单元Bij充电和放电的电流量，以使得齡电池单元Bij两端电压的 局部最大值被调节至上限，同时控制充电和放电电流的频率以尽可能地斷氐局 部最大值。这实现了第十八点优点，即在齡电池单元Bij两端电压等于或小于 上限的情况下最大化齡电池单元Bij产生的热量。
可在本发明的范围内顿禾p/或改动第一至第十八实施例以及它们的翅。
鄉五实施例中，齡i她控IC40被隨为Mil信号线La和Lb，发送其 检测到的TAD输出娜和由其邻近的位于较高电魏啲i她控IC40A发送的 TAD输出 至其邻近的位于较低电,啲 控IC40A。
具有最低电势的 控ic4oa被seg为.-
接收由所有位于较高电魏啲 控IC40A发送的所有TAD输出娜部 分；以及
iiil信号线La和Lb以及绝缘体26发送接收到的TAD输出 部分和它 所检测到的TAD输出数据至CPU30。
i!3^色缘体26将从CPU30发送的时钟CLK和控审腊号传送至齡 控 IC40A。
CPU30可皿时钟CLK和控审腊号至具有最高电势的 控IC。包括具 有最高电势的^$ IC的旨± 控IC40A被配置为通过信号线La和Lb发 送，测到的TAD输出数据、由其邻近的位于高电魏鹏M控IC40A发送的 TAD输出i^、时钟CLK和控制信号至其邻近的位于低电势侧的块监控IC40A。 应注意，作为从较高电势 控IC40A传送信号至较低电势 控IC40A的方 法，可以，A^周知的M，如在公开号为2007-278913的日本专利申请中公 开的技术。
，五实施例,旨 ^ IC40旨giK^色缘体26输出^^J电ffiS CPU30。 綠一至第四的齡实施例中，針M控IC40被配置为Mil信号线La
和Lb総其检测到的TAD输出娜信号至其邻近的位于低电鄉啲 控
IC40。这M^了绝缘体26的绝缘元件的数量。
在第五实施例，当为齡电池单元Bij衝共一对TAD52A和52B以仅用于
46诊断电池监控器20中是否发生异常，两个电压检测模式Mode2和Mode3可被 忽略。为*电池单元Bij可提供模式信号Mode2和Mode3中的任一个。
綠五实施例，为針电池单元Bij可提供三个或更多TAD。在这种娜 中，分别用于三个鞭多TAD52的时钟CLK可相互不同。这能使得以下具有 不同
对于M三个或更多TAD52在电压检测縱呈中增加电池单元腿检测分 辨斜B减少电池单元电压检测时间的优先级等级的jl,。
三个或更多TAD中的每一个由此可基于为相应的TAD确定的优先级次序 检测相应的电池Bij的电压。
在第五实施例和其变形中，为每个电池单元Bij提供多个环形振荡器52a， 但为齡电池单元Bij仅ll^一个环形振荡器。在这种 中，可为針电池单 元Bij提供多个数字数据产生器DG，以使得它们分享仅一个环形振荡器。这能 为同一个目标电池单元输出TAD输出数据的多个不同项。
在第四实施例中，时钟CLK的频率可被设置为高频率值和低频率值的任何 一个，但本发明不P艮于此。时钟CLK的频率可被设置为三个或更多不同频率值 中的<封可一个。在这种变形中，可提供用于等待时钟频率从不同频率值中的一 个切^M另一个的滞后周期以防止不稳定。
在第四实施例中，当滞后周期等于或大于相应于切换阈值的特定周期时将 时钟CLK的频率切换至当前^S频率。滞后周期意味着自从确定结果由值fH 和fL中的一个6^至另一个的变动后在步骤S62中的优先级的确定结果(fH或 flL)已经持续的周期。本发明不限于根据第四实施例的切换方法。
例如，在图32中所示，将时钟CLK的频率从较高值切换至较低飾需要 的参 卩混合动力车HV的速度，与将时钟CLK的频率从高较值切换至较低值 所需要的参数可相互不同。该方法可被实施用以将时钟CLk的频率;!AH个鞭 多相互不同的频率值中的一个切^M另一个。
鄉一至第十实施例的每一个中，当时钟的频率为低时，每次执行电压检
澳,时鞭f ^似特性曲线，以增加*电池单元Bij两端电压检测的准确 性。由于針TAD的输出特性在一个短周期内保持不变，可每次执行了包括一 组多次电压检测程序后才更新近似特性曲线。在这种变形中，对于低时钟频率 的近似更新周期可t^地比对于高时钟频率的短。作为增加每个电池单元Bij两端^J1检测的准确性的方法，描述了采用根据第一至第十实施例的近似特性 曲线，但本发明不限于此。
尤其是，可以实施校跌自針TAD的TAD输出繊的鍵以对TAD输 出M中的聽进行丰唯的鹏;该聽是源于用来检测齡电池单元Bij两端 电压的除齡TAD之外的^h电子元件、如电阻44和46的输入-输出特性。
在这种情况中，当增加电池^E的检测5^JI率的优先级比减小电池电压检 测时间的优先级高时的、对于TAD输出数据的温度校正量的更新频率比当增加 电池腿的检测^fjf率的优先级比减小电池电压检测时间的优先级低时的、对 于TAD输出娜的M校正量的更繊率高。
应注意，为了对来自齡TAD52的TAD输出娜的M^行舰，齡
如图33所示。
图33示意性图示了 TAD52的输入-输出特性曲线。在后将用"输出特性曲 线"5l^繊入-输出特性曲线。
参考图33，作为TAD52的输出特性曲线，以电压(V)作为单位的输入电 压信号Vin的变化与以LSB (最小有效位)作为单位的TAD输出M的变化之 间的关系被以取决于旨而变化的非线性曲线示出。
确定增加电池电压的检测^M率的优先级是否高于减小电池电压检测时间 的优先级的方法不限制于采用混合动力车HV的3Ut是否基本为0的方法。
例如，安装了车控系统的作为并赋混合动力车的车辆，可被隨以使得 安装在其中的内燃引擎除了加激卜主要用作电源。在这种情况下，即使车辆的 繊等于駄于O,当^WJg恒定时，iiHA^流出高压电池的电流也可很小。
鄉中情况下，可确定增加电池腿的检测彌率优先于减小电池电压检 测时间，其中^MiS恒定。
当安装在混合动力车HV中的车控系^^^在MG10没有产生任何电能或 扭矩的模式下，当车控系^it行在该模式下，确定增加电池电压的检测分辨率 皿于减小电池^E检测时间是可能的。
确定增加电池腿的检测^ff率是否微于减小电池祖检测时间的方法 不限制于釆用下述的各种方法车fiii疗瞎况、流A^D流出高压电池14的电流 禾n/敏旨示了电气负载是否连接到电池14的信息。例如，当检测齡电池单元
48Bij两端顿所需的周期大于 页设周期，可确定增加电池电压的检测^fl率优先 于减小电池秘检测时间。在这种情况下，混合控铜攞12可被隨为临时设置 在MG10和电池14之间4专送的电流为0，使得对电池14的开路电压的具有高 精度的检测是可能的。
在第六至第十的每个实施例中，近似特性曲m于在电池14实施升高、皿 控制的期间在预设定时点进行更新，但本发明不限制于此。特别是，当减小电 池腿检测时间的微级非常高时，当执行对电池14的升高温度控制时，可釆 用予跌准备的对^hTAD52的近似特性曲线来检测齡电池单元Bij两端的电 压而不更ff^似特性曲线。
鄉六和第七的每个实施例中，当对电池14执行升高、M控制时，时钟 CLK的频率设置至最大值，但是本发明不限制于此。当发生减小电池电压检测 时间的优先级极高时的情况,可在这些瞎况下将时钟CLK的频率设置至最大值。
，八至第十的每个实施例中，在对于旨电池单元Bij的升高,控制 中，用于开关元件Sen的驱动信号gcn的占空比由PWM控制从50%的中心开 始调节，以对电池14充电和放电，但是本发明不限制于此。用于开关元件Sen 的驱动信号gcn的占空比可由PWM控制从比50%更高或更低的预设百分值的 中心开始调节，以根据作为DC至DC转换器16的输出^H的更高或更低电压 的需，电池14充电和放电。
对于針电池单元Bij舰升高MJt控制来随針电池单元Bij盼鹏的增
加而增加充电和放电的电流，不限于电压反馈控制。特别是，可执行开环控制 来随电池14的、,测量值的增加而增加充电和放电电流的量。
在齡电池单元Bij两端的电压等于或小于上限值的情况下，可随着由温 度传麟80须糧的电池14的、鹏检Mt的增加来增加充电和放电电流的量。 可皿^g在电池14多^分的多个,传M^1，以测量电池14的各部分的 温吏。在这种变形中，可随着电池14的各部分的测量,平均值的增加来增加 充电和放电电流的量。
作为用于掌握齡电池单元Bij的Mjg的手段，除了M检测手段和用于 检测充电和放电电流的局部最大值的手段，可采用用于检测升高、鹏控制时间 (充电和放电雖时间)的手段。特别是，由于充电和放电逝呈时间越长，* 电池单元Bij温度增加越多，所以可随着充电和放电过程时间的检观値的增加来增加充电和放电的电流。
i!51升高驗控制随辭电池单元Bij的温度的增加而减小充电和放电电 流的频率的ai呈，不限制于电压反馈控制。特别是，可执行开环控制来随着电 池14的温度测量值的增加而减小充电和放电电流的频率。
在齡电池单元Bij两端的电压等于或小于上P艮值的情况下，可随着由温 度传感器80测量的电池14的、M测量值的增加来减小充电和放电电流的频率。 可提供设置在电池14多锦分的多个、鹏传繊以检测电池14各部分的驢。 在这种变形中，可随着电池14的各部分的鹏测量平均值的增加棘加充电和 放电电流的量。
作为用于掌握每个电池单元Bij的手段，除了、鹏检测手段和用于检测充 电和放电电流的局部最大值的手段，可采用用于检测升高M控制时间(充电 和放电过程时间)的手段。特别是，由于充电和放电过程时间越长每个电池单 元Bij 、鹏增加越高,可随着充电和放电鹏时间的检测值的增加而减小充电和 放电的电流的频率。
M31升高、驢控制随着^h电池单元Bij的温度的增加来改变充电和放电 电流的频率或电流量的过程，不限制于第八至第十实施例中描述的任何一个过 程。例如，在第十实施例中，可基于映射图改变充电和放电电流的频率或电流 量。该映射图包括指示了电池14的、皿变量、充电和放电电流的频率变量以及 改变充电和放电电流所需的如调制系数的参数之间的关系的信息。可釆用第八 实施例中描述的电压反馈控制和第九实施例中描述的电压反馈控制两者。
鄉六至第十的餅实施例中，当执行升高驗控制时，在齡电池单元 Bij两端的电压等于或小于上限值的情况，但本发明并不限制于此。
特别是，可提供齡电池单元Bij两端的电压等于或大于下限值的情况。 下限值确定以使得当齡电池单元Bij两端的电压等于駄于下限值时,可防止 齡电池单元Bij的可靠性附氐。当电池单元Bij两端的电腿过该电池单元Bij 两端的电压的反馈控制无法大幅斷氏以被调节至上限时，可防止电池单元Bij 两端的电g其下限斷氏，而不需特另臓定电池单元Bij两端的腿是否等于或 低于下限值。
作为體在高压电池14和MG10之间的功率鄉电路，可采用DC至DC 转换器16和逆变器IV,但另外的电路也可设置在其之间。特别是，作为DC至DC转换器，buck-boost变换器可设置在高压电池14 和MG10之间以皿DC至DC转换器16。 buck-boost变换器包括与电池14两 端并联连接的第一对开关元件、电容器、与电容器两端并联连接的第二对开关 元件和线圈。该线圈被配置为连接在第一对开关元件之间的连接点与第二对开 关元件之间的连接点之间。可體三个buck-boost变换器以使得三个buck-boost 变换器中的針的输出电压被施力瞎MG10的相应一相。在这种'娜中，当防 止MG10基于电容器的充电和放电被驱动时，可在MG10和針转换器之间提 供开关。电容器的充电和放电可当开关断开时Wl行。
作为连接至高压电池14的功率变换电路，用于逐步陶氐电池14两端^E 以及用于将逐步陶氏的^ffi施加，于安装在混合动力车HV中的附件的电源 (低压电池)的DC至DC转换器。在这种娜中，在高压电池14和低压电池 之间的电荷传输允许对高压电池14进行升高温度控制。
在每个电池模块中的电池单元数不限于六个，并且可采用为旨电池单元 Bij提供的、可操作鄉控相应电池单元Bij两端秘的IC。可細齡电池模 ;^为^TAD的检测目标。
在第一至第十中的每个实施例中，来自旨TAD52的TAD输出 预计
舰串联线被传输，但本发明不限制于此。特别是，齡TAD52可舰线斷专 输在频率fH中未使用的位，以，过另一线路#^在频率识中使用的其余位。 这允许，当采用时钟CLK的频率fH时，,计飾60仅获得其余的^1H十算 旨电池单元Pij两端的电压。这减少了对旨电池单元Pij两端的^Jl进fiH十 算所需的，负载。
对于^hTAD52，可省略锁存綱器52d。針根据该娜的TAD52可被 1Sg^用^W环形振荡器52a的输出信号的逻辑反转ifcS衍十数。
根据本发明的不同类型的车控系统可以安装至不同类型的，上，如电动 辩上。
作为用于高压电池14的旨电池单元，可采用锂离子二次电池，但其 式的二次电池，如,二次电池，也可 用。
，一至第十的^实施例中，髙压电池14被设计为电池包，但是也可设
计为低压电池^于个人 、手m^m相机的电池。
作为齡TAD52的检测目标，可細安装在例如车辆中的压电式喷嘴的电压。这里描述了目前所考虑的本发明的实施例和它们的变形，应当理解这里也可作 出还没有描述的各种郷，附加的权利要求所涵盖的所有这样的郷都属于本 发明的范围。
权利要求
1、一种电压检测装置，包括压控振荡器，其用于当向其施加输入电压时输出逻辑值周期性反转的信号；检测器，其用于在一脉冲信号的脉冲边沿之间的间隔上对来该自压控振荡器的输出信号的逻辑反转的数量进行计数，以基于逻辑反转的计数数量产生作为该输入电压的检测结果的数字数据；确定器，其用于确定减少输入电压检测所需时间是否优先于增加输入电压检测分辨率；和可变设置单元，其用于基于减少输入电压检测所需时间是否优先于增加输入电压检测分辨率的确定结果来可变地设置该脉冲信号的频率。
2、 根据权利要求1的电压检测装置，其中所述输入电压基于电池两端电 压，所述电池两端电压为被检测的目标顿。
3、 根据权利要求2的电压检测縫，其中所述确定器用于获得,卩流 出所述电池的电流的绝对值，并且当获得的绝对值小于一预设值时，确定增加 输入电压检测分辨率优先于减少输入电压检测所需时间。
4、 根据权利要求2的电压^r测^a,其中电气负i^接至所述电池并且基于所述电池两端电压被激活，所述确定器用于当所述电气负载去活时确定增 加输入电压检测^^率做于M^输入电压检测所需时间。
5、 根据权利要求4的电压检测錢，其中所述电、 W1开关连接至该电 气负载，并且当开关被控制闭合时，在戶腿电池和该电气负駄间粒电连接， 并且所述确定器用于基于开关的断开或闭合状态确定减少输入电压检测所需时 间是否优先于增加输入电压检测射JI率。
6、 根据权利要求2的^B&I^测^S，其中所述电池用作安装在 §中的 功率发电机的电源，并am述确定器用于获得，的运行瞎况，并且基于获得 的^1行情况确定增加输入电压检测彌率蹄优先于 >输入电压检测所 需时间。
7、 根据权利要求2的电压检测装置，其中，当电池的、鹏小于一预设值 所述确定器用于确定^>输入电压检测;需时间优先于增加输1电压检测^^率。
8、 根据权利要求7的腿检测縫，其中，当电池由充电和放电单元循 环地充电和放电时，所述确定，定M^输入电压检测所需时间的优先级为最 高。
9、 根据权利要求7的腿检测體，其中，当所述电池由充电和放电单 元循环地充电和放电时，所述可变设置单元用于可变地将该脉冲信号的频率设 置为高于对所述电Mia衍盾环地充电和放电的频率。
10、 根据权利要求1的电压检测装置，其中所,控振荡器包括第一压控 振荡单元和第二压控振荡单元，该第一和第二压赚荡单元中的每一个都用于在向其施加了输入电压时输出逻辑值周期性反转的信号，所述检测器包括第一 检测单元和第二检测单元，所述第一检测单元和第二检测单元中的每一个都用 于在该脉冲信号的脉冲边沿之间的间隔上对来自第一和第二压控振荡单元中的 相应的一个的输出信号的逻辑反转数皿行计数，以基于逻辑反转的计数数量 产生作为输入电压的检测结果的数字数据，并且可变设置单元用于可变地将用 于，一和第二压控振荡单元的脉冲信号的频率设置为彼此不同。
11、 根据权利要求l的电压检测體，其中所述检测器包括第一检测单元 和第二检测单元，第一和第二检测单元中的每一个都用于在该脉冲信号的脉冲 边沿之间的间隔上对来自第一和第二压控振荡单元中的相应的一个的输出信号 的逻辑反转的数量进衍十数，以基于逻辑反转的计数数量产生作为输入电压的 检测结果的数字娜，进j包括比较单元，其用于对由第一检测单元产生的数字数据与由第二检测单元产 生的数字M进行比较；以及异常诊断单元，其用于当由第一检澳掸元产生的数字数据与由第二检测单 元产生的数字数据之间的差超过一特定值时诊断在电压检测装置中发生了异 常。
12、 根据权利要求1的腿检测體，其中所腿赚荡器和0M检测器中的至少一^括具Wlf入-输出特性的电子元件，进1包括补偿单元，其用于补偿由确定器产生的数字数据中所包含的误差，该^是由于所述电子元件的输入-输出特目成的。
13、 根据权利要求12的电压检测装置，其中补偿单元包括产生器，其用于施加多个参考电压值至所述压控振荡器作为输入电压，从而从压控振荡器获得多个输出信号，所述多个输出信号分别与多个参考电压值相对应；以及基于多个渝出信号产生指示了输入电压的变量与多个输出信号之间的关系的信息；以及计算器，其用于基于由检测器产生的数字数据和产生的指示了输入电压的 变量与多个渝出信号之间关系的信息来计算校正的数字数据。
14、 根据权利要求13的电压检测装置，其中所,生器用于重复地产生指 示了输入电压的^#与多，出信号之间的关系的信息，以使得-当确定M^输入电压检测所需时间优先于增加输入电压检观吩辨率时该信 息产生的数量比当确定增加输入电压1^测^f率优先于减少输入^ffi检测所需 时间时该信息产生的数量大。
15、 根据权利要求1的腿检测錢，其中可变设置单蔵于以下来可变地OT该脉冲信号的频率减少输入电压检测所需时间是否优先于增加输入电压检测^^率的确定结 果；以及繊冲信号的频率变化的历史。
16、 一种电池状繊制系统，包括根据权利要求7的电压检测錢；以及 充电和放电单元，其用于对电池循环地充电和放电以使得电池的驗增加；以及 随着电池的温变的增加而改变下列之一循环:W电池充电和放电的频率、 以^131循环地充电和放电而^A和流出电池的电流量。
17、 用于控制电池状态的电池状态控制系统，该系统包括 充电和放电单元，其用于当电池的温度低于预设值时对电tfel行循环的充电和放电；以及 执行下述的Mf呈中的至d^^个随着由于充电和放电造成的电池,的增力口而改，电 feittr循环地充电和放电的频率的，；以及随着由于充电和放电造成的电池温度的增加而改变由于循环地充电和放电而^和流出电池的电,的过程。
18、 根据权利要求17的电池状雜制系统，其中所述充电和放电单元用于 在电池两端^E等于或小于一上限盼请况下对电MiSfiH环地充电和放电。
19、 根据权利要求17的电池状雜制系统，其中所述充电和放电单元用于 随着由于充电和放电造成的电池温度的增加而增加,循环地充电和放电而流 入和流出电池的电流量。
20、 根据权利要求19的电池状繊制系统，其中戶瓶充电和放电单元用于 执行电池两端电压的局部最大值的反馈控制以将之调节至目标值，从而增加流Afn流出电池的电^fi。
21、 根据权利要求17的电池状雜制系统，其中所述充电和放电单元用于 随着由于充电和放电造成的电池温度的增加而减少对电、 份盾环地充电和放 电的频率。
22、 根据权利要求21的电池状^S制系统，其中所述充电和放电单元用于 执行电池两端电压的局部最大值的反馈控制以将之调节至目标值，从而减小对 电tfeit^循环地充电和放电的频率。
23、 根据权利要求17的电池状繊制系统，其中戶服充电和放电单元用于 随着由于充电和放电造成的电池温度的增加而增加M31循环地充电和放电而流 入和流出电、池的电流量，同时随着由于充电和放电造成的电池温叟的增加而改 变循环地充电和放电的频率。
24、 根据权利要求17的电池状态控制系统，其中所述充电和放电单元包括电繊以及功率转换器，其用于将一输入电压转换为一转换后的电压并且将该转换后 的4ffiM加至所述电容器，该充电和放电单元用于控制该功率转换器来产生作为该转换后的电压的振 荡电压，该振荡电压让振荡电流^^电池。
全文摘要
本发明涉及具有压控振荡器的电压检测装置以及电池状态控制系统。在电压检测装置中，压控振荡器在施加了输入电压后输出具有逻辑值周期性反转的信号。检测器在一脉冲信号的脉冲边沿之间的间隔内对来自压控振荡器的输出信号的逻辑反转进行计数，以基于逻辑反转的计数数值产生作为输入电压的检测结果的数字数据。确定器确定减少输入电压检测所需时间是否优先于增加输入电压检测分辨率。一可变设置单元基于减少输入电压检测所需时间是否优先于增加输入电压检测分辨率的确定结果，可变地设置该脉冲信号的频率。
文档编号H01M10/42GK101576581SQ20091014192
公开日2009年11月11日 申请日期2009年4月7日 优先权日2008年4月4日
发明者山本启善, 田村博志 申请人:株式会社电装