(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-01-30
(45)【発行日】2023-02-07
(54)【発明の名称】診断装置及び診断方法
(51)【国際特許分類】
G01R 31/00 20060101AFI20230131BHJP
G01R 31/64 20200101ALI20230131BHJP
H01M 10/48 20060101ALI20230131BHJP
H02J 7/00 20060101ALI20230131BHJP
【ＦＩ】
G01R31/00
G01R31/64
H01M10/48 P
H02J7/00 Q
【請求項の数】
12
(21)【出願番号】P 2019016397
(22)【出願日】2019-01-31
(65)【公開番号】P2019184578
(43)【公開日】2019-10-24
【審査請求日】2021-10-20
(31)【優先権主張番号】P 2018071107
(32)【優先日】2018-04-02
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】000004765
【氏名又は名称】マレリ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100147485
【弁理士】
【氏名又は名称】杉村 憲司
(74)【代理人】
【識別番号】230118913
【弁護士】
【氏名又は名称】杉村 光嗣
(74)【代理人】
【識別番号】100169823
【弁理士】
【氏名又は名称】吉澤 雄郎
(72)【発明者】
【氏名】島▲崎▼ 正直
(72)【発明者】
【氏名】菊地 義行
(72)【発明者】
【氏名】田中 順也
【審査官】島▲崎▼ 純一
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１３－０７２７１１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００２－２８１６８１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００８－０８９３２３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１０－２５６３３５（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０１Ｒ ３１／３６
Ｇ０１Ｒ ３１／５０
Ｇ０１Ｒ ３１／６４
Ｈ０１Ｍ １０／４８
Ｈ０１Ｍ １０／４４
Ｈ０２Ｊ ７／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
直列接続された複数の第１電池の各第１電池の電圧を検出可能な検出回路であって、増幅回路及びＡＤコンバータを有する検出回路と、前記複数の第１電池の正極及び負極に接続される複数の第１スイッチと、
前記複数の第１スイッチと前記検出回路の前記増幅回路との接続状態を切り替える第２スイッチと、
前記第１スイッチと前記第２スイッチとの間と、前記ＡＤコンバータとを接続可能な第３スイッチと、
前記第１スイッチ、前記第２スイッチ及び前記第３スイッチを制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記第２スイッチをオフにし、且つ、前記第３スイッチをオンにした状態で、前記第１スイッチをオン又はオフしたときの、前記ＡＤコンバータの検出結果に基づいて、前記第１スイッチを診断する、診断装置。
【請求項2】
請求項１に記載の診断装置において、
前記複数の第１スイッチを介して、前記複数の第１電池の各第１電池に並列に接続可能なキャパシタをさらに備える、診断装置。
【請求項3】
請求項２に記載の診断装置において、
前記第１電池とは異なる第２電池と前記キャパシタとの接続状態を切り替える切替スイッチをさらに備え、
前記制御部は、前記切替スイッチをオンして前記第２電池から前記キャパシタに電圧を印加した後に、前記検出回路の検出結果に基づいて、前記キャパシタ及び前記第２スイッチを診断する、診断装置。
【請求項4】
直列接続された複数の第１電池の各第１電池の電圧を検出可能な第１検出回路であって、増幅回路及び第１ＡＤコンバータを有する第１検出回路と、前記各第１電池の電圧を検出可能な第２検出回路であって、第２ＡＤコンバータを有する第２検出回路と、
前記複数の第１電池の正極及び負極に接続される複数の第１スイッチと、
前記複数の第１スイッチと前記第１検出回路の前記増幅回路との接続状態を切り替える第２スイッチと、
前記第１スイッチと前記第２ＡＤコンバータとを接続可能な第３スイッチと、
前記第１スイッチ、前記第２スイッチ及び前記第３スイッチを制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記第２スイッチをオフにし、且つ、前記第３スイッチをオンにした状態で、前記第１スイッチをオン又はオフしたときの前記第２ＡＤコンバータの検出結果に基づいて、前記第１スイッチを診断する、診断装置。
【請求項5】
請求項４に記載の診断装置において、前記複数の第１スイッチを介して、前記複数の第１電池の各第１電池に並列に接続可能なキャパシタをさらに備える、診断装置。
【請求項6】
請求項５に記載の診断装置において、前記第１電池とは異なる第２電池と前記キャパシタとの接続状態を切り替える切替スイッチをさらに備え、
前記制御部は、前記切替スイッチをオンして前記第２電池から前記キャパシタに電圧を印加した後に、前記第１検出回路の検出結果に基づいて、前記キャパシタ及び前記第２スイッチを診断する、診断装置。
【請求項7】
請求項２又は５に記載の診断装置において、
オンすることで前記キャパシタに充電されている電荷を放電することが可能な第４スイッチをさらに備える、診断装置。
【請求項8】
請求項３又は６に記載の診断装置において、前記第２電池は、鉛蓄電池である、診断装置。
【請求項9】
請求項１から８のいずれか一項に記載の診断装置において、
前記制御部は、前記第１スイッチのショート故障を検出した場合、前記第２スイッチをオフにした状態を維持する、診断装置。
【請求項10】
請求項１から９のいずれか一項に記載の診断装置において、前記第１電池は、リチウムイオン電池又はニッケル水素電池である、診断装置。
【請求項11】
直列接続された複数の第１電池の各第１電池の電圧を検出可能な検出回路であって増幅回路及びＡＤコンバータを有する検出回路と、前記複数の第１電池の正極及び負極に接続される複数の第１スイッチと、前記複数の第１スイッチと前記検出回路の前記増幅回路との接続状態を切り替える第２スイッチと、前記第１スイッチと前記第２スイッチとの間と前記ＡＤコンバータとを接続可能な第３スイッチと、を備える診断装置における診断方法であって、前記第２スイッチをオフにし、且つ、前記第３スイッチをオンにした状態で、前記第１スイッチをオン又はオフしたときの前記ＡＤコンバータの検出結果に基づいて、前記第１スイッチを診断するステップを含む、診断方法。
【請求項12】
直列接続された複数の第１電池の各第１電池の電圧を検出可能な第１検出回路であって増幅回路及び第１ＡＤコンバータを有する第１検出回路と、前記各第１電池の電圧を検出可能な第２検出回路であって第２ＡＤコンバータを有する第２検出回路と、前記複数の第１電池の正極及び負極に接続される複数の第１スイッチと、前記複数の第１スイッチと前記第１検出回路の前記増幅回路との接続状態を切り替える第２スイッチと、前記第１スイッチと前記第２ＡＤコンバータとを接続可能な第３スイッチと、を備える診断装置における診断方法であって、前記第２スイッチをオフにし、且つ、前記第３スイッチをオンにした状態で、前記第１スイッチをオン又はオフしたときの前記第２ＡＤコンバータの検出結果に基づいて、前記第１スイッチを診断するステップを含む、診断方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、診断装置及び診断方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、電池の電圧をキャパシタに充電させた後、電池をキャパシタから切り離し、その状態でキャパシタの電圧を電圧検出回路によって検出することで、間接的に電池の電圧を測定するフライングキャパシタ方式の電池監視装置が知られている。
【0003】
上記のようなフライングキャパシタ方式の電池監視装置においてキャパシタの電圧を検出する電圧検出回路の構成として、オペアンプなどの増幅回路でキャパシタの電圧を増幅し、増幅回路から出力されるアナログ信号をＡ／Ｄ変換器でデジタル信号に変換する構成が知られている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開２０１０－７８５７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
フライングキャパシタ方式の電池監視装置においては、電池とキャパシタとの接続を切り替えるスイッチが正常に動作している必要があるため、そのスイッチの故障診断をすることが必要である。複数の電池が直列に接続されている構成に対して各電池の電圧をフライングキャパシタ方式の電池監視装置で監視している場合、高電位側の電池に接続されているスイッチと、低電位側の電池に接続されているスイッチとが同時にショート故障していると、増幅回路に当該増幅回路が許容する電圧以上の電圧が印加されてしまうため、故障診断中に増幅回路が故障するおそれがある。
【0006】
かかる観点に鑑みてなされた本発明の目的は、フライングキャパシタの電圧を検出する増幅回路が故障するおそれを低減することができる診断装置及び診断方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記課題を解決するために、第１の観点に係る診断装置は、
直列接続された複数の第１電池の各第１電池の電圧を検出可能な検出回路であって、増幅回路及びＡＤコンバータを有する検出回路と、
前記複数の第１電池の正極及び負極に接続される複数の第１スイッチと、
前記複数の第１スイッチと前記検出回路の前記増幅回路との接続状態を切り替える第２スイッチと、
前記第１スイッチと前記第２スイッチとの間と、前記ＡＤコンバータ又は他のＡＤコンバータの一方とを接続可能な第３スイッチと、
前記第１スイッチ、前記第２スイッチ及び前記第３スイッチを制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記第２スイッチをオフにし、且つ、前記第３スイッチをオンにした状態で、前記第１スイッチをオン又はオフしたときの前記ＡＤコンバータ又は前記他のＡＤコンバータの一方の検出結果に基づいて、前記第１スイッチを診断する。
直列接続された複数の第１電池の各第１電池の電圧を検出可能な検出回路であって、増幅回路及びＡＤコンバータを有する検出回路と、
前記複数の第１電池の正極及び負極に接続される複数の第１スイッチと、
前記複数の第１スイッチと前記検出回路の前記増幅回路との接続状態を切り替える第２スイッチと、
前記第１スイッチと前記第２スイッチとの間と、前記ＡＤコンバータ又は他のＡＤコンバータの一方とを接続可能な第３スイッチと、
前記第１スイッチ、前記第２スイッチ及び前記第３スイッチを制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記第２スイッチをオフにし、且つ、前記第３スイッチをオンにした状態で、前記第１スイッチをオン又はオフしたときの前記ＡＤコンバータ又は前記他のＡＤコンバータの一方の検出結果に基づいて、前記第１スイッチを診断する。
【0008】
上記課題を解決するために、第２の観点に係る診断方法は、
直列接続された複数の第１電池の各第１電池の電圧を検出可能な検出回路であって増幅回路及びＡＤコンバータを有する検出回路と、前記複数の第１電池の正極及び負極に接続される複数の第１スイッチと、前記複数の第１スイッチと前記検出回路の前記増幅回路との接続状態を切り替える第２スイッチと、前記第１スイッチと前記第２スイッチとの間と前記ＡＤコンバータ又は他のＡＤコンバータの一方とを接続可能な第３スイッチと、を備える診断装置における診断方法であって、
前記第２スイッチをオフにし、且つ、前記第３スイッチをオンにした状態で、前記第１スイッチをオン又はオフしたときの前記ＡＤコンバータ又は前記他のＡＤコンバータの一方の検出結果に基づいて、前記第１スイッチを診断するステップを含む。
直列接続された複数の第１電池の各第１電池の電圧を検出可能な検出回路であって増幅回路及びＡＤコンバータを有する検出回路と、前記複数の第１電池の正極及び負極に接続される複数の第１スイッチと、前記複数の第１スイッチと前記検出回路の前記増幅回路との接続状態を切り替える第２スイッチと、前記第１スイッチと前記第２スイッチとの間と前記ＡＤコンバータ又は他のＡＤコンバータの一方とを接続可能な第３スイッチと、を備える診断装置における診断方法であって、
前記第２スイッチをオフにし、且つ、前記第３スイッチをオンにした状態で、前記第１スイッチをオン又はオフしたときの前記ＡＤコンバータ又は前記他のＡＤコンバータの一方の検出結果に基づいて、前記第１スイッチを診断するステップを含む。
【0009】
上記課題を解決するために、第３の観点に係る診断装置は、
直列接続された複数の第１電池の各第１電池の電圧を検出可能な第１検出回路であって、増幅回路及び第１ＡＤコンバータを有する第１検出回路と、
前記各第１電池の電圧を検出可能な第２検出回路であって、第２ＡＤコンバータを有する第２検出回路と、
前記複数の第１電池の正極及び負極に接続される複数の第１スイッチと、
前記複数の第１スイッチと前記第１検出回路の前記増幅回路との接続状態を切り替える第２スイッチと、
前記第１スイッチと前記第２ＡＤコンバータとを接続可能な第３スイッチと、
前記第１スイッチ、前記第２スイッチ及び前記第３スイッチを制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記第２スイッチをオフにし、且つ、前記第３スイッチをオンにした状態で、前記第１スイッチをオン又はオフしたときの前記第２ＡＤコンバータの検出結果に基づいて、前記第１スイッチを診断する。
直列接続された複数の第１電池の各第１電池の電圧を検出可能な第１検出回路であって、増幅回路及び第１ＡＤコンバータを有する第１検出回路と、
前記各第１電池の電圧を検出可能な第２検出回路であって、第２ＡＤコンバータを有する第２検出回路と、
前記複数の第１電池の正極及び負極に接続される複数の第１スイッチと、
前記複数の第１スイッチと前記第１検出回路の前記増幅回路との接続状態を切り替える第２スイッチと、
前記第１スイッチと前記第２ＡＤコンバータとを接続可能な第３スイッチと、
前記第１スイッチ、前記第２スイッチ及び前記第３スイッチを制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記第２スイッチをオフにし、且つ、前記第３スイッチをオンにした状態で、前記第１スイッチをオン又はオフしたときの前記第２ＡＤコンバータの検出結果に基づいて、前記第１スイッチを診断する。
【発明の効果】
【0010】
第１の観点に係る診断装置によれば、フライングキャパシタの電圧を検出する増幅回路が故障するおそれを低減しうる。
【0011】
第２の観点に係る診断方法によれば、フライングキャパシタの電圧を検出する増幅回路が故障するおそれを低減しうる。
【0012】
第３の観点に係る診断装置によれば、フライングキャパシタの電圧を検出する増幅回路が故障するおそれを低減しうる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】一実施形態に係る診断装置の構成例を示すブロック図である。
【図3】一実施形態に係る診断装置による診断方法の手順の一例を示すフローチャートである。
【図4】診断１－１を説明するためのブロック図である。
【図5】診断１－２を説明するためのブロック図である。
【図6】診断１－２のタイミングチャートを示す図である。
【図7】診断２を説明するためのブロック図である。
【図8】診断２のタイミングチャートを示す図である。
【図9】診断３－１を説明するためのブロック図である。
【図10】診断３－１のタイミングチャートを示す図である。
【図11】診断３－２を説明するためのブロック図である。
【図12】診断３－２のタイミングチャートを示す図である。
【図13】診断３－３を説明するためのブロック図である。
【図14】診断３－３のタイミングチャートを示す図である。
【図15】診断３－４を説明するためのブロック図である。
【図16】診断３－４のタイミングチャートを示す図である。
【図17】診断３－５を説明するためのブロック図である。
【図18】診断３－５のタイミングチャートを示す図である。
【図19】診断３－６を説明するためのブロック図である。
【図20】診断３－６のタイミングチャートを示す図である。
【図21】診断３－７を説明するためのブロック図である。
【図22】診断３－７のタイミングチャートを示す図である。
【図23】診断４を説明するためのブロック図である。
【図24】診断４のタイミングチャートを示す図である。
【図28】変形例に係る診断装置の構成例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下、本開示の実施形態について、図面を参照して説明する。
【0015】
図１に示すように、一実施形態に係る診断装置１００は、第１電池２００Ａ～２００Ｅと接続する。診断装置１００及び第１電池２００Ａ～２００Ｅは、ガソリンエンジン若しくはディーゼルエンジン等の内燃機関を備えた車両、又は内燃機関と電動機との双方の動力で走行可能なハイブリッド車両等の車両に搭載されてよい。
【0016】
第１電池２００Ａ～２００Ｅは、電池パックに含まれてよい。電池パックは、診断装置１００を含んでよい。電池パックは、ＢＭＳ（Battery Management System）を含んでよい。診断装置１００は、ＢＭＳとして機能してもよいし、ＢＭＳに含まれてもよい。
【0017】
図１に示す例では、第１電池２００Ａ、第１電池２００Ｂ、第１電池２００Ｃ、第１電池２００Ｄ及び第１電池２００Ｅが直列に接続している。以後、第１電池２００Ａ～２００Ｅについて、特に区別する必要がない場合は、第１電池２００と総称する場合がある。
【0018】
図１に示す例では、５つの第１電池２００が直列に接続されているが、第１電池２００の個数はこれに限定されない。第１電池２００は、任意の複数の個数が直列に接続されていてよい。
【0019】
第１電池２００は、ＳＯＣ（State Of Charge）のバンド幅が広い二次電池であってよい。第１電池２００のＳＯＣのバンド幅は、例えば１０～９０％であってよい。第１電池２００は、例えば、リチウムイオン電池又はニッケル水素電池等であるが、これらに限られず、他の二次電池であってよい。
【0020】
診断装置１００は、第１スイッチ１Ａ～１Ｋと、第２スイッチ２Ａ及び２Ｂと、第４スイッチ４と、キャパシタ１０と、抵抗１１と、検出回路２０と、定電圧回路３０と、キャパシタ電圧検出回路４０と、サブ検出回路５０と、制御部６０と、記憶部７０とを備える。
【0021】
キャパシタ１０は、第１スイッチ１Ａ～１Ｋを介して、第１電池２００Ａ～２００Ｅに並列に接続しうる。キャパシタ１０は、第１電池２００から供給される電力によって充電しうる。検出回路２０は、第１電池２００によって充電されたキャパシタ１０の両端子間の電位差を検出しうる。すなわち、キャパシタ１０は、フライングキャパシタ方式の電圧測定におけるフライングキャパシタとして機能する。
【0022】
第１スイッチ１Ａ～１Ｋは、制御部６０からの指令に応じて、第１電池２００とキャパシタ１０との接続状態を切り替える。第１スイッチ１Ａ～１Ｋは、オンに制御されると、その両端が導通する。第１スイッチ１Ａ～１Ｋは、オフに制御されると、その両端が絶縁する。なお、図１においては、可読性を高めるため、制御部６０から第１スイッチ１Ａ～１Ｋへの制御線の記載を省略している。
【0023】
第１スイッチ１Ａ、第１スイッチ１Ｃ、第１スイッチ１Ｅ、第１スイッチ１Ｇ及び第１スイッチ１Ｊは、それぞれ、第１電池２００Ａ、第１電池２００Ｂ、第１電池２００Ｃ、第１電池２００Ｄ及び第１電池２００Ｅの正極と、第１節点１０Ａとの接続状態を切り替える。第１節点１０Ａは、キャパシタ１０の一端に接続される節点である。
【0024】
第１スイッチ１Ｂ、第１スイッチ１Ｄ、第１スイッチ１Ｆ、第１スイッチ１Ｈ及び第１スイッチ１Ｋは、それぞれ、第１電池２００Ａ、第１電池２００Ｂ、第１電池２００Ｃ、第１電池２００Ｄ及び第１電池２００Ｅの負極と、第２節点１０Ｂとの接続状態を切り替える。第２節点１０Ｂは、キャパシタ１０の他端に接続される節点である。
【0025】
以後、第１スイッチ１Ａ～１Ｋについて、特に区別する必要がない場合は、第１スイッチ１と総称する場合がある。第１スイッチ１は、可動部を有する機械的なスイッチであってよい。第１スイッチ１は、接点を有し、接点を開閉することによって、導通状態と絶縁状態とを切り替えるように構成されてよい。第１スイッチ１は、例えば、電磁式のリレーであってよい。
【0026】
第２スイッチ２Ａ及び２Ｂは、制御部６０からの指令に応じて、キャパシタ１０と、検出回路２０及びサブ検出回路５０との接続状態を切り替える。第２スイッチ２Ａ及び２Ｂは、オンに制御されると、その両端が導通する。第２スイッチ２Ａ及び２Ｂは、オフに制御されると、その両端が絶縁する。なお、図１においては、可読性を高めるため、制御部６０から第２スイッチ２Ａ及び２Ｂへの制御線の記載を省略している。
【0027】
第２スイッチ２Ａは、第１節点１０Ａと、検出回路２０及びサブ検出回路５０との接続状態を切り替える。第２スイッチ２Ｂは、第２節点１０Ｂとグランドとの接続状態を切り替える。第２スイッチ２Ａは、上側第２スイッチとも称する。第２スイッチ２Ｂは、下側第２スイッチとも称する。
【0028】
以後、第２スイッチ２Ａ及び２Ｂについて、特に区別する必要がない場合は、第２スイッチ２と総称する場合がある。第２スイッチ２は、可動部を有する機械的なスイッチであってよい。第２スイッチ２は、接点を有し、接点を開閉することによって、導通状態と絶縁状態とを切り替えるように構成されてよい。第２スイッチ２は、例えば、電磁式のリレーであってよい。
【0029】
第４スイッチ４は、制御部６０からの指令に応じて、第１節点１０Ａと抵抗１１との接続状態を切り替える。第４スイッチ４は、オンに制御されると、その両端が導通する。第４スイッチ４は、オフに制御されると、その両端が絶縁する。第４スイッチ４は、可動部を有する機械的なスイッチであってよい。第４スイッチ４は、接点を有し、接点を開閉することによって、導通状態と絶縁状態とを切り替えるように構成されてよい。第４スイッチ４は、例えば、電磁式のリレーであってよい。なお、図１においては、可読性を高めるため、制御部６０から第４スイッチ４への制御線の記載を省略している。
【0030】
抵抗１１は、一端で第４スイッチ４と接続し、他端で接地されている。第４スイッチ４は、通常時は、オフとなるように制御されている。第４スイッチ４がオンすると、キャパシタ１０は、抵抗１１を介して放電する。すなわち、第４スイッチ４及び抵抗１１は、キャパシタ１０に充電されている電荷を放電するための放電回路を構成する。
【0031】
検出回路２０は、第２スイッチ２がオンしている状態において、キャパシタ１０の両端子間の電位差を検出しうる。検出回路２０は、オペアンプ２１と、ＡＤコンバータ２２とを備える。検出回路２０は、オペアンプ２１への入力に基づいて、キャパシタ１０の両端子間の電位差を検出しうる。
【0032】
検出回路２０は、キャパシタ１０の両端子間の電位差を検出することで、各第１電池２００の電圧を検出しうる。例えば、第１スイッチ１Ａ及び第１スイッチ１Ｂをオンにして、第１電池２００Ａの電圧でキャパシタ１０を充電した後、第１スイッチ１Ａ及び第１スイッチ１Ｂをオフにしてキャパシタ１０の両端子間の電位差を検出することで、検出回路２０は、第１電池２００Ａの電圧を検出しうる。同様にして、検出回路２０は、第１電池２００Ｂ～２００Ｅの電圧も検出しうる。
【0033】
オペアンプ２１は、負側の入力端子と出力端子とが接続されてボルテージフォロアを構成する。オペアンプ２１を含んで構成されるボルテージフォロアは、バッファとして機能し、検出回路２０に入力された電圧をＡＤコンバータ２２に出力する。
【0034】
なお、ＡＤコンバータ２２の前段にオペアンプ２１で構成されるボルテージフォロアが配置されているのは一例であり、検出回路２０の構成はこれに限定されない。ボルテージフォロアの代わりに、１倍とは異なる増幅率を有する増幅器がＡＤコンバータ２２の前段に配置されていてもよい。すなわち、増幅率が１倍のボルテージフォロア、又は、増幅率が１倍とは異なる増幅器など、任意の増幅率を有する増幅回路がＡＤコンバータ２２の前段に配置されていてよい。
【0035】
ＡＤコンバータ２２は、ＡＤ入力端子２２Ａを有する。ＡＤコンバータ２２は、オペアンプ２１で構成されるボルテージフォロアからＡＤ入力端子２２Ａに入力されたアナログ電圧を、当該アナログ電圧に応じたデジタル信号に変換して制御部６０に出力する。
【0036】
ＡＤコンバータ２２は、さらにＡＤ入力端子２２Ｂ及び２２Ｃを有する。ＡＤ入力端子２２Ｂは、第１節点１０Ａに、第３スイッチ３Ａ及び抵抗４１を介して接続されている。また、ＡＤ入力端子２２Ｂは、抵抗４２を介して接地されている。ＡＤ入力端子２２Ｃは、第２節点１０Ｂに、第３スイッチ３Ｂ及び抵抗４３を介して接続されている。また、ＡＤ入力端子２２Ｃは、抵抗４４を介して接地されている。
【0037】
ＡＤコンバータ２２は、ＡＤ入力端子２２Ｂに入力されたアナログ電圧を、当該アナログ電圧に応じたデジタル信号に変換して制御部６０に出力する。ＡＤコンバータ２２は、ＡＤ入力端子２２Ｃに入力されたアナログ電圧を、当該アナログ電圧に応じたデジタル信号に変換して制御部６０に出力する。
【0038】
定電圧回路３０は、制御端子３０Ａ及び出力端子３０Ｂを有する。定電圧回路３０は、制御部６０から制御端子３０Ａに入力される制御信号に応じて、出力端子３０Ｂから定電圧を出力する。定電圧回路３０は、キャパシタ１０に定電圧を出力しうる。本実施形態においては、定電圧回路３０は、制御部６０から制御端子３０Ａに、ハイ信号を入力されると定電圧を出力し、ロー信号を入力されると定電圧の出力を停止するものとする。
【0039】
【0040】
定電圧回路３０は、電源端子３０Ｃから電源電圧の供給を受ける。図２に示すように、定電圧回路３０は、例えば、第２電池３００から電圧変換回路４００を介して電源端子３０Ｃに電源電圧の供給を受ける。
【0041】
第２電池３００は、第１電池２００とは異なる電池である。第２電池３００は、第１電池２００よりもＳＯＣのバンド幅が狭い二次電池であってよい。第２電池３００は、例えば、鉛蓄電池であるが、これに限られず、他の二次電池であってよい。また、特に図示しないが、第２電池３００は、第１電池２００と並列に接続され、車両の補機類に電力を供給している。
【0042】
電圧変換回路４００は、第２電池３００から供給される電圧を変換して定電圧回路３０の電源端子３０Ｃに供給する。電圧変換回路４００は、例えば、第２電池３００から供給される１２Ｖの電圧を５Ｖに降圧して、定電圧回路３０の電源端子３０Ｃに供給する。
【0043】
定電圧回路３０は、図２に示すように、ＮＰＮトランジスタ３１と、ＰＮＰトランジスタ３２と、キャパシタ３３と、抵抗３４～３８と、ダイオード３９とを備える。
【0044】
定電圧回路３０の制御端子３０Ａに、制御部６０からハイ信号を受けると、ＮＰＮトランジスタ３１のベース電圧が上昇し、ＮＰＮトランジスタ３１がオンする。ＮＰＮトランジスタ３１がオンすると、ＰＮＰトランジスタ３２のベース電圧が低下し、ＰＮＰトランジスタ３２がオンする。ＰＮＰトランジスタ３２がオンすると、出力端子３０Ｂから第１節点１０Ａに電流を供給しうる。例えば図１に示す第２スイッチ２Ｂがオンしている場合、定電圧回路３０の出力端子３０Ｂから供給される電流によってキャパシタ１０が充電されうる。この際、定電圧回路３０の出力端子３０Ｂには、電源端子３０Ｃに入力されている電源電圧から、抵抗３４及びＰＮＰトランジスタ３２による電圧降下分だけ下がった定電圧が供給される。このように、ＰＮＰトランジスタ３２は、制御部６０からの指令に応じて第２電池３００とキャパシタ１０との接続状態を切り替える切替スイッチとして機能しうる。ＰＮＰトランジスタ３２がオンすると、第２電池３００からの電圧をキャパシタ１０に印加しうる。ダイオード３９は、第１電池２００から電流が逆流すること防ぐように、カソードが第１電池２００側に接続されている。
【0045】
定電圧回路３０は、このように、ＳＯＣのバンド幅が狭い二次電池、例えば鉛蓄電池である第２電池３００から供給される電源電圧に基づいて定電圧を生成する。これにより、定電圧回路３０は、所定の大きさ以上の定電圧を安定して生成することができる。
【0046】
定電圧回路３０が出力する定電圧は、直列接続された第１電池２００Ａ～２００Ｅが供給可能な最大電圧、すなわち、第１電池２００Ａの正極側の端子と第１電池２００Ｅの負極側の端子との間の電圧より小さい電圧としうる。例えば、各第１電池２００の供給可能な最大電圧が２．４Ｖである場合、直列接続された第１電池２００Ａ～２００Ｅが供給可能な最大電圧は１２Ｖである。この場合、定電圧回路３０が出力する定電圧は、１２Ｖより小さくしうる。これにより、定電圧回路３０が出力する定電圧が検出回路２０のオペアンプ２１に入力された際に、オペアンプ２１が故障するおそれを低減しうる。
【0047】
定電圧回路３０が出力する定電圧は、各第１電池２００が供給可能な最大電圧より大きくしうる。例えば、各第１電池２００の供給可能な最大電圧が２．４Ｖである場合、定電圧回路３０が出力する定電圧は、２．４Ｖより大きくしうる。これにより、制御部６０は、診断処理において定電圧回路３０からキャパシタ１０に充電された電圧を検出する場合、当該電圧が第１電池２００から供給された電圧でないことを確認しうる。
【0048】
診断装置１００は、定電圧回路３０が出力する定電圧を用いて故障診断を実施しうる。仮に、診断装置１００が故障診断を実施する際に、参照電圧として検出対象である第１電池２００の電圧を用いるとすると、第１電池２００の電池容量が減っている場合に、キャパシタ１０、第１スイッチ１及び第２スイッチ２などの故障を正しく検出できないことが起こりうる。しかしながら、本実施形態に係る診断装置１００は、定電圧回路３０が出力する定電圧を用いて故障診断を実施するため、第１電池２００に依存せずに、キャパシタ１０、第１スイッチ１及び第２スイッチ２などの状態を診断しうる。
【0049】
再び図１を参照して説明する。
【0050】
キャパシタ電圧検出回路４０は、キャパシタ１０の両端子の電圧、すなわち、第１節点１０Ａ及び第２節点１０Ｂの電圧を、検出回路２０のオペアンプ２１を用いずに検出するための回路である。
【0051】
キャパシタ電圧検出回路４０は、第３スイッチ３Ａ及び３Ｂと、抵抗４１と、抵抗４２と、抵抗４３と、抵抗４４とを備える。
【0052】
第３スイッチ３Ａは、制御部６０からの指令に応じて、第１節点１０Ａと抵抗４１との接続状態を切り替える。第３スイッチ３Ｂは、制御部６０からの指令に応じて、第２節点１０Ｂと抵抗４３との接続状態を切り替える。第３スイッチ３Ａ及び３Ｂは、オンに制御されると、その両端が導通する。第３スイッチ３Ａ及び３Ｂは、オフに制御されると、その両端が絶縁する。なお、図１においては、可読性を高めるため、制御部６０から第３スイッチ３Ａ及び３Ｂへの制御線の記載を省略している。
【0053】
第３スイッチ３Ａは、オンに制御されることで、第１節点１０ＡとＡＤ入力端子２２Ｂとを、オペアンプ２１をバイパスして接続しうる。第３スイッチ３Ｂは、オンに制御されることで、第２節点１０ＢとＡＤ入力端子２２Ｃとを、オペアンプ２１をバイパスして接続しうる。第１節点１０Ａは、第１スイッチ１Ａ、第１スイッチ１Ｃ、第１スイッチ１Ｅ、第１スイッチ１Ｇ及び第１スイッチ１Ｊの第１電池２００に接続されていない側の端子と接続されている。第２節点１０Ｂは、第１スイッチ１Ｂ、第１スイッチ１Ｄ、第１スイッチ１Ｆ、第１スイッチ１Ｈ及び第１スイッチ１Ｋの第１電池２００に接続されていない側の端子と接続されている。
【0054】
以後、第３スイッチ３Ａ及び３Ｂについて、特に区別する必要がない場合は、第３スイッチ３と総称する場合がある。第３スイッチ３は、可動部を有する機械的なスイッチであってよい。第３スイッチ３は、接点を有し、接点を開閉することによって、導通状態と絶縁状態とを切り替えるように構成されてよい。第３スイッチ３は、例えば、電磁式のリレーであってよい。
【0055】
抵抗４１は、一端で第３スイッチ３Ａを介して第１節点１０Ａに接続する。抵抗４１は、他端でＡＤコンバータ２２のＡＤ入力端子２２Ｂ、及び抵抗４２に接続する。
【0056】
抵抗４２は、一端でＡＤコンバータ２２のＡＤ入力端子２２Ｂ及び抵抗４１に接続する。抵抗４２は、他端で接地されている。
【0057】
抵抗４３は、一端で第３スイッチ３Ｂを介して第２節点１０Ｂに接続する。抵抗４３は、他端でＡＤコンバータ２２のＡＤ入力端子２２Ｃ、及び抵抗４４に接続する。
【0058】
抵抗４４は、一端でＡＤコンバータ２２のＡＤ入力端子２２Ｃ及び抵抗４３に接続する。抵抗４４は、他端で接地されている。
【0059】
定電圧回路３０がオフ、且つ、第３スイッチ３Ａがオンである場合において、第１スイッチ１Ａ、第１スイッチ１Ｃ、第１スイッチ１Ｅ、第１スイッチ１Ｇ及び第１スイッチ１Ｊのいずれかがオンしていると、オンしている第１スイッチ１に接続されている第１電池２００の正極側の電圧が抵抗４１と抵抗４２で分圧され、ＡＤコンバータ２２のＡＤ入力端子２２Ｂに供給される。
【0060】
定電圧回路３０がオフ、且つ、第３スイッチ３Ａがオンである場合において、第１スイッチ１Ａ、第１スイッチ１Ｃ、第１スイッチ１Ｅ、第１スイッチ１Ｇ及び第１スイッチ１Ｊが全てオフしていると、接地されている抵抗４２を介して０ＶがＡＤコンバータ２２のＡＤ入力端子２２Ｂに供給される。
【0061】
定電圧回路３０がオフ、且つ、第３スイッチ３Ｂがオンである場合において、第１スイッチ１Ｂ、第１スイッチ１Ｄ、第１スイッチ１Ｆ及び第１スイッチ１Ｈのいずれかがオンしていると、オンしている第１スイッチ１に接続されている第１電池２００の負極側の電圧が抵抗４３と抵抗４４で分圧され、ＡＤコンバータ２２のＡＤ入力端子２２Ｃに供給される。
【0062】
定電圧回路３０がオフ、且つ、第３スイッチ３Ｂがオンである場合において、第１スイッチ１Ｂ、第１スイッチ１Ｄ、第１スイッチ１Ｆ及び第１スイッチ１Ｈが全てオフしていると、接地されている抵抗４４を介して０ＶがＡＤコンバータ２２のＡＤ入力端子２２Ｃに供給される。
【0063】
第３スイッチ３Ａがオフしている場合は、接地されている抵抗４２を介して０ＶがＡＤコンバータ２２のＡＤ入力端子２２Ｂに供給される。第３スイッチ３Ｂがオフしている場合は、接地されている抵抗４４を介して０ＶがＡＤコンバータ２２のＡＤ入力端子２２Ｃに供給される。
【0064】
サブ検出回路５０は、第２スイッチ２がオンしている状態において、キャパシタ１０の両端子間の電位差を検出しうる。サブ検出回路５０は、検出回路２０のオペアンプ２１が正常に動作しているか否かを診断するための回路である。サブ検出回路５０は、検出回路２０が動作する際に、共に動作している。
【0065】
サブ検出回路５０は、オペアンプ５１と、ＡＤコンバータ５２とを備える。
【0066】
オペアンプ５１は、負側の入力端子と出力端子とが接続されてボルテージフォロアを構成する。オペアンプ５１を含んで構成されるボルテージフォロアは、バッファとして機能し、サブ検出回路５０に入力された電圧をＡＤコンバータ５２に出力する。
【0067】
ＡＤコンバータ５２は、オペアンプ５１で構成されるボルテージフォロアから入力されたアナログ電圧を、当該アナログ電圧に応じたデジタル信号に変換して制御部６０に出力する。
【0068】
図１には、ＡＤコンバータ５２がＡＤコンバータ２２とは異なるＡＤコンバータである構成を示している。
【0069】
制御部６０は、診断装置１００の各構成部に有線又は無線の通信によって通信可能に接続する。制御部６０は、各構成部に対して制御指示を出力したり、各構成部から情報を取得したりしてよい。
【0070】
制御部６０は、第１スイッチ１、第２スイッチ２、第３スイッチ３及び第４スイッチ４のオン／オフを制御する。制御部６０は、定電圧回路３０のオン／オフを制御する。制御部６０が定電圧回路３０をオンすると、定電圧回路３０は、第１節点１０Ａに定電圧を供給しうる。
【0071】
制御部６０は、検出回路２０のＡＤコンバータ２２から、ＡＤ入力端子２２Ａ、２２Ｂ及び２２Ｃに入力されたアナログ電圧に応じたデジタル信号を取得しうる。制御部６０は、サブ検出回路５０のＡＤコンバータ５２から、サブ検出回路５０に入力されたアナログ電圧に応じたデジタル信号を取得しうる。
【0072】
制御部６０は、制御手順を規定したプログラムを実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサで構成されてよい。診断装置１００が車両に搭載される場合、制御部６０は、車両のＥＣＵ（Electric Control Unit又はEngine Control Unit）として構成されてよい。
【0073】
記憶部７０は、制御部６０に接続され、制御部６０から取得した情報を格納する。記憶部７０は、制御部６０のワーキングメモリとして機能してよい。記憶部７０は、制御部６０で実行されるプログラムを格納してよい。記憶部７０は、例えば、半導体メモリで構成されるが、これには限られず、磁気記憶媒体で構成されてよいし、他の記憶媒体で構成されてよい。記憶部７０は、制御部６０の一部として含まれてよい。
【0074】
本実施形態において、第１スイッチ１、キャパシタ１０及び第２スイッチ２Ａは、第１電池２００を検出回路２０に接続可能とするための検出用接続回路として機能しうる。また、定電圧回路３０は、第２電池３００を検出用接続回路に接続可能とするための診断用接続回路として機能しうる。
【0075】
診断装置１００の制御部６０は、図３のフローチャートに示す手順に沿って、診断装置１００内の構成要素を診断しうる。制御部６０は、第１スイッチ１、第２スイッチ２、キャパシタ１０、及びオペアンプ２１について故障が発生しているか否かを診断しうる。
【0076】
制御部６０は、最初に、キャパシタ電圧検出回路４０を主に用いた診断を行う（ステップＳ１）。制御部６０は、ステップＳ１において、グランドと接続する最下段の第１スイッチ１である第１スイッチ１Ｋ以外の第１スイッチ１、すなわち第１スイッチ１Ａ～１Ｊについて診断を行う。以後、制御部６０のステップＳ１における診断を「診断１」と称する。
【0077】
制御部６０は、続いて、検出回路２０を主に用いた診断を行う（ステップＳ２）。制御部６０は、ステップＳ２において、最下段の第１スイッチ１Ｋについて診断を行う。以後、制御部６０のステップＳ２における診断を「診断２」と称する。
【0078】
制御部６０は、続いて、定電圧回路３０を主に用いた診断を行う（ステップＳ３）。制御部６０は、ステップＳ３において、キャパシタ１０、第２スイッチ２、オペアンプ２１、及び最下段の第１スイッチ１Ｋについて診断を行う。以後、制御部６０のステップＳ３における診断を「診断３」と称する。
【0079】
制御部６０は、続いて、サブ検出回路５０を主に用いた診断を行う（ステップＳ４）。制御部６０は、ステップＳ４において、オペアンプ２１について診断を行う。以後、制御部６０のステップＳ４における診断を「診断４」と称する。
【0080】
制御部６０は、診断１～診断４のいずれかの段階において、診断装置１００の構成要素のいずれかに故障が発生していると判定した場合、故障フラグを立てて、その後の診断処理を停止してよい。
【0081】
本実施形態においては、制御部６０が、第１スイッチ１、第２スイッチ２、第３スイッチ３、第４スイッチ４及び定電圧回路３０のオン／オフの制御、並びに、第１スイッチ１、第２スイッチ２、キャパシタ１０、及びオペアンプ２１についての診断の双方を行うものとして説明するが、この構成に限定されない。例えば、プロセッサは、制御部６０と診断部とを有してよい。この場合、制御部６０が、第１スイッチ１、第２スイッチ２、第３スイッチ３、第４スイッチ４及び定電圧回路３０のオン／オフの制御等を実行し、診断部が、第１スイッチ１、第２スイッチ２、キャパシタ１０、及びオペアンプ２１についての診断等を実行してよい。
【0082】
以後、診断１～診断４の詳細について説明する。
【0083】
［診断１］
診断１は、以下の２つの診断を含む。
・診断１－１：第１スイッチ１Ａ～１Ｊのショート故障診断
・診断１－２：第１スイッチ１Ａ～１Ｊのオープン故障診断
診断１は、以下の２つの診断を含む。
・診断１－１：第１スイッチ１Ａ～１Ｊのショート故障診断
・診断１－２：第１スイッチ１Ａ～１Ｊのオープン故障診断
【0084】
（診断１－１）
診断１－１は、最下段の第１スイッチ１Ｋ以外の第１スイッチ１Ａ～１Ｊのショート故障診断である。図４に示すブロック図を参照して、診断１－１について説明する。なお、図４においては、図１に示した診断装置１００の構成要素の一部を適宜省略して簡略化して示している。
診断１－１は、最下段の第１スイッチ１Ｋ以外の第１スイッチ１Ａ～１Ｊのショート故障診断である。図４に示すブロック図を参照して、診断１－１について説明する。なお、図４においては、図１に示した診断装置１００の構成要素の一部を適宜省略して簡略化して示している。
【0085】
診断１－１において、制御部６０は、第１スイッチ１をオフ、第２スイッチ２をオフ、第３スイッチ３をオンに制御している。また、制御部６０は、図１に示す定電圧回路３０をオフに制御している。
【0086】
この際、第１スイッチ１Ａ～１Ｊのうちのいずれかがショート故障していると、ＡＤコンバータ２２は、ＡＤ入力端子２２Ｂ又は２２Ｃのいずれかにおいて、ショート故障している第１スイッチ１に接続している第１電池２００の電圧を検出する。
【0087】
図４は、想定故障部位として、第１スイッチ１Ａがショート故障している場合の様子を示している。この場合、第１スイッチ１Ａはオフに制御されてもショートしたままであるため、ＡＤコンバータ２２のＡＤ入力端子２２Ｂは、第１電池２００Ａの正極側の電圧を検出する。
【0088】
第１スイッチ１Ａ～１Ｊのいずれもショート故障していない場合、ＡＤコンバータ２２は、ＡＤ入力端子２２Ｂ及び２２Ｃの双方において０Ｖを検出する。
【0089】
すなわち、制御部６０は、第１スイッチ１をオフ、第２スイッチ２をオフ、第３スイッチ３をオン、定電圧回路３０をオフに制御した状態で、０Ｖ以外の電圧を検出すると、第１スイッチ１Ａ～１Ｊのいずれかがショート故障している可能性があると判定しうる。制御部６０は、所定の閾値以上の電圧を検出した場合に、０Ｖ以外の電圧を検出したと判定してよい。
【0090】
本実施形態では、診断装置１００は、最初の診断として診断１－１を実行し、第１スイッチ１Ａ～１Ｊにショート故障がないかを確認する。これは、第１スイッチ１Ａ～１Ｊのいずれかがショート故障していると、第２スイッチ２をオンしたときにオペアンプ２１にオペアンプ２１が許容する以上の電圧が印加され、オペアンプ２１が故障するおそれがあるためである。
【0091】
制御部６０は、第２スイッチ２をオンする処理を実行する前に診断１－１を実行し、第１スイッチ１Ａ～１Ｊのいずれかにショート故障があると判定した場合は、第２スイッチ２をオフにした状態を維持し、その後の診断処理を停止する。これにより、診断装置１００は、比較的高い電圧が印加されることに起因するオペアンプ２１の故障のおそれを低減しうる。
【0092】
（診断１－２）
診断１－２は、最下段の第１スイッチ１Ｋ以外の第１スイッチ１Ａ～１Ｊのオープン故障診断である。図５に示すブロック図及び図６に示すタイミングチャートを参照して、診断１－２について説明する。なお、図５においては、図１に示した診断装置１００の構成要素の一部を適宜省略して簡略化して示している。
診断１－２は、最下段の第１スイッチ１Ｋ以外の第１スイッチ１Ａ～１Ｊのオープン故障診断である。図５に示すブロック図及び図６に示すタイミングチャートを参照して、診断１－２について説明する。なお、図５においては、図１に示した診断装置１００の構成要素の一部を適宜省略して簡略化して示している。
【0093】
診断１－２において、制御部６０は、第２スイッチ２をオフ、第３スイッチ３をオンに制御している。また、制御部６０は、図１に示す定電圧回路３０をオフに制御している。
【0094】
制御部６０は、第１電池２００の電位の低い側から高い側に向かって、第１電池２００の両端子に接続されている第１スイッチ１を順番にオン／オフしていく。すなわち、制御部６０は、第１スイッチ１が全てオフである状態において、最初に、第１スイッチ１Ｊ及び１Ｋをオン／オフする。続いて、制御部６０は、第１スイッチ１Ｇ及び１Ｈをオン／オフする。制御部６０は、第１スイッチ１Ａ及び１Ｂをオン／オフさせるまで、この処理を続ける。
【0095】
制御部６０は、第１電池２００の電位の低い側から高い側ではなく、電位の高い側から低い側に向かって、第１電池２００の両端子に接続されている第１スイッチ１を順番にオン／オフしてもよい。
【0096】
図６は、制御部６０が第１スイッチ１Ａ及び１Ｂをオン／オフする際のタイミングチャートを示す。制御部６０は、第１スイッチ１Ａ及び１Ｂをオンさせると、所定の測定タイミングｔ１及びｔ２でＡＤ入力端子２２Ｂ及び２２Ｃに入力される電圧を測定する。制御部６０は、その後、第１スイッチ１Ａ及び１Ｂをオフする。制御部６０は、ｔ１及びｔ２で測定した電圧の平均値を算出して、電圧の検出値としてよい。
【0097】
図６に示す例では、制御部６０は、ｔ１及びｔ２の２つのタイミングで電圧を測定しているが、測定タイミングはこれに限定されない。制御部６０は、１つのタイミングで電圧を測定してもよいし、３つ以上のタイミングで電圧を測定してもよい。制御部６０は、複数のタイミングで電圧を測定した場合、平均値を算出して、電圧の検出値としてよい。測定タイミングの回数及び平均値の算出に関しては、診断２以後についても同様の考え方であるため、診断２以後の説明においては、測定タイミングの回数及び平均値の算出に関する説明を省略する。
【0098】
この際、第１スイッチ１Ａ～１Ｊのうちのいずれかがオープン故障していると、ＡＤコンバータ２２は、オープン故障している第１スイッチ１をオンさせた際に、当該第１スイッチ１が接続しているＡＤ入力端子２２Ｂ又は２２Ｃにおいて０Ｖを検出する。
【0099】
図５は、想定故障部位として、第１スイッチ１Ａがオープン故障している場合に、第１スイッチ１Ａ及び１Ｂをオンにしたときの様子を示している。この場合、第１スイッチ１Ａはオンに制御されてもオープンしたままであるため、ＡＤコンバータ２２のＡＤ入力端子２２Ｂは、０Ｖを検出する。また、第１スイッチ１Ｂは正常にオンしているため、ＡＤコンバータ２２のＡＤ入力端子２２Ｃは、抵抗４３と抵抗４４で分圧された第１電池２００Ａの負極側の電圧を検出する。
【0100】
図６のタイミングチャートには、第１スイッチ１Ａが正常である場合と、オープン故障している場合との２つの様子を示している。図６に示すように、第１スイッチ１Ａが正常である場合、ＡＤコンバータ２２のＡＤ入力端子２２Ｂは、抵抗４１と抵抗４２で分圧された第１電池２００Ａの正極側の電圧を検出する。第１スイッチ１Ａがオープン故障している場合、ＡＤコンバータ２２のＡＤ入力端子２２Ｂは、０Ｖを検出する。
【0101】
すなわち、制御部６０は、第２スイッチ２をオフ、第３スイッチ３をオン、定電圧回路３０をオフに制御した状態で、第１スイッチ１を順番にオン／オフしていった場合に、第１スイッチ１Ａ～１Ｊのいずれかをオンさせた状態で０Ｖを検出すると、当該第１スイッチ１がオープン故障している可能性があると判定しうる。制御部６０は、所定の閾値以下の電圧を検出した場合に、０Ｖを検出したと判定してよい。
【0102】
［診断２］
診断２は、第１スイッチ１の最下段のスイッチである第１スイッチ１Ｋのオープン故障診断である。図７に示すブロック図及び図８に示すタイミングチャートを参照して、診断２について説明する。なお、図７においては、図１に示した診断装置１００の構成要素の一部を適宜省略して簡略化して示している。
診断２は、第１スイッチ１の最下段のスイッチである第１スイッチ１Ｋのオープン故障診断である。図７に示すブロック図及び図８に示すタイミングチャートを参照して、診断２について説明する。なお、図７においては、図１に示した診断装置１００の構成要素の一部を適宜省略して簡略化して示している。
【0103】
診断２において、制御部６０は、図１に示す第３スイッチ３及び定電圧回路３０をオフに制御している。また、診断２の開始前、制御部６０は、第１スイッチ１及び第２スイッチ２を全てオフしている。
【0104】
図８に、診断２におけるタイミングチャートを示す。制御部６０は、第１電池２００のうち最も電位の低い側の電池である第１電池２００Ｅの両端子に接続されている第１スイッチ１Ｊ及び１Ｋをオン／オフする。その後、制御部６０は、第２スイッチ２をオンさせると、所定の測定タイミングｔ１～ｔ４で、ＡＤコンバータ２２のＡＤ入力端子２２Ａに入力される電圧を測定する。制御部６０は、その後、第２スイッチ２をオフする。制御部６０は、ｔ１～ｔ４で測定した電圧の平均値を算出して、電圧の検出値としてよい。
【0105】
制御部６０が第１スイッチ１Ｊ及び１Ｋをオンすると、第１スイッチ１Ｊ及び１Ｋが正常である場合、キャパシタ１０の両端子間の電位差は、図８に示すように、第１電池２００Ｅの電圧まで上昇する。その後、制御部６０が第１スイッチ１Ｊ及び１Ｋをオフしても、キャパシタ１０の両端子間は、当該電位差を維持する。この場合、制御部６０は、第２スイッチをオンさせた後、所定の測定タイミングｔ１～ｔ４において、第１電池２００Ｅの電圧に相当する電圧を検出する。
【0106】
図７は、想定故障部位として、第１スイッチ１Ｋがオープン故障している場合の様子を示している。この場合、第１スイッチ１Ｊ及び１Ｋがオンに制御されても、第１スイッチ１Ｋがオープンしたままであるため、キャパシタ１０は充電されず、キャパシタ１０の両端子間の電位差は、図８に示すように０Ｖのままである。この場合、制御部６０は、第２スイッチをオンさせた後、所定の測定タイミングｔ１～ｔ４において、０Ｖを検出する。
【0107】
なお、第１スイッチ１Ｋではなく第１スイッチ１Ｊがオープン故障していても、キャパシタ１０は充電されない。しかしながら、第１スイッチ１Ｊがオープン故障している場合は、診断１－２においてオープン故障が検出され、その時点で診断処理が停止している。したがって、診断２が実行されて、所定の測定タイミングｔ１～ｔ４において０Ｖを検出すると、制御部６０は、第１スイッチ１Ｋがオープン故障している可能性があると判定しうる。
【0108】
また、図８に示すタイミングチャートに基づくシーケンスは、通常の処理において制御部６０が第１電池２００の電圧を検出する際のシーケンスと同様のシーケンスである。したがって、制御部６０は、通常の第１電池２００の電圧検出シーケンスと同様のシーケンスで、診断２を実行しうる。
【0109】
［診断３］
診断３は、以下の７つの診断を含む。
・診断３－１：キャパシタ１０のリーク又はショート故障診断
・診断３－２：第２スイッチ２のオープン故障診断
・診断３－３：オペアンプ２１の出力電圧張り付き診断（０Ｖ）
・診断３－４：第２スイッチ２Ａのショート故障診断
・診断３－５：第２スイッチ２Ｂのショート故障診断
・診断３－６：第１スイッチ１Ｋのショート故障診断
・診断３－７：オペアンプ２１の出力電圧張り付き診断（５Ｖ）
診断３は、以下の７つの診断を含む。
・診断３－１：キャパシタ１０のリーク又はショート故障診断
・診断３－２：第２スイッチ２のオープン故障診断
・診断３－３：オペアンプ２１の出力電圧張り付き診断（０Ｖ）
・診断３－４：第２スイッチ２Ａのショート故障診断
・診断３－５：第２スイッチ２Ｂのショート故障診断
・診断３－６：第１スイッチ１Ｋのショート故障診断
・診断３－７：オペアンプ２１の出力電圧張り付き診断（５Ｖ）
【0110】
（診断３－１）
診断３－１は、キャパシタ１０のリーク故障又はショート故障を診断する。図９に示すブロック図及び図１０に示すタイミングチャートを参照して、診断３－１について説明する。図９に示すように、診断３－１の故障診断対象は、キャパシタ１０である。なお、図９においては、図１に示した診断装置１００の構成要素の一部を適宜省略して簡略化して示している。
診断３－１は、キャパシタ１０のリーク故障又はショート故障を診断する。図９に示すブロック図及び図１０に示すタイミングチャートを参照して、診断３－１について説明する。図９に示すように、診断３－１の故障診断対象は、キャパシタ１０である。なお、図９においては、図１に示した診断装置１００の構成要素の一部を適宜省略して簡略化して示している。
【0111】
診断３－１において、制御部６０は、第１スイッチ１をオフに制御している。また、制御部６０は、図１に示す第３スイッチ３をオフに制御している。また、診断３－１の開始前、制御部６０は、定電圧回路３０及び第２スイッチ２をオフしている。
【0112】
図１０に、診断３－１におけるタイミングチャートを示す。制御部６０は、制御端子３０Ａにハイ信号を出力し定電圧回路３０をオンさせ、また、第２スイッチ２をオンする。制御部６０は、定電圧回路３０及び第２スイッチ２をオンさせると、所定の測定タイミングｔ１～ｔ４で、ＡＤコンバータ２２のＡＤ入力端子２２Ａに入力される電圧を測定する。以後、所定の測定タイミングｔ１～ｔ４における測定を「測定１」とも称する。
【0113】
制御部６０は、その後、制御端子３０Ａにロー信号を出力し定電圧回路３０をオフさせる。制御部６０は、定電圧回路３０をオフさせると、所定の測定タイミングｔ５～ｔ８で、ＡＤコンバータ２２のＡＤ入力端子２２Ａに入力される電圧を測定する。以後、所定の測定タイミングｔ５～ｔ８における測定を「測定２」とも称する。
【0114】
制御部６０は、所定の測定タイミングｔ１～ｔ４及びｔ５～ｔ８の条件を、通常処理において第１電池２００の電圧を検出する際の測定タイミングの条件にできるだけ合わせてよい。制御部６０は、例えば、通常処理における測定回数が４回で、４回の測定値を平均している場合、測定１においてもｔ１～ｔ４のタイミングで４回測定し、４回の測定値を平均してよい。また、制御部６０は、測定２においてもｔ５～ｔ８のタイミングで４回測定し、４回の測定値を平均してよい。また、制御部６０は、例えば、第２スイッチ２をオンしてから測定２を開始するまでの遅延時間を、通常処理における第２スイッチ２をオンしてから測定を開始するまでの遅延時間と同じ時間としてもよい。このように、診断３－１における測定タイミングｔ１～ｔ４及びｔ５～ｔ８の条件を、通常処理において第１電池２００の電圧を検出する際の測定タイミングの条件にできるだけ合わせることにより、制御部６０は、少ない誤差で測定１及び測定２を実行しうる。図１２、図１４、図１６、図１８、図２０、図２２及び図２４に示す測定１～６についても、測定タイミングの条件を、通常処理において第１電池２００の電圧を検出する際の測定タイミングの条件にできるだけ合わせてよい。
【0115】
制御部６０が定電圧回路３０及び第２スイッチ２をオンすると、キャパシタ１０が正常である場合、定電圧回路３０から供給される定電圧によってキャパシタ１０は充電される。この場合、測定１において、制御部６０は、定電圧回路３０によって供給される定電圧に相当する電圧を検出する。また、キャパシタ１０にリーク故障がある場合も、定電圧回路３０から供給される定電圧によってキャパシタ１０は充電されうる。この場合、測定１において、制御部６０は、定電圧回路３０によって供給される定電圧に相当する電圧を検出しうる。また、キャパシタ１０にショート故障がある場合は、定電圧回路３０から定電圧が供給されてもキャパシタ１０は充電されない。この場合、測定１において、制御部６０は、０Ｖを検出する。
【0116】
続いて、制御部６０が定電圧回路３０をオフすると、キャパシタ１０が正常である場合、キャパシタ１０は充電状態を維持する。この場合、測定２において、制御部６０は、定電圧回路３０によって供給される定電圧に相当する電圧を検出する。また、キャパシタ１０にリーク故障がある場合は、キャパシタ１０に充電されている電荷は、リークにより減少する。この場合、測定２において、制御部６０は、測定１で検出した電圧よりも小さい電圧を検出する。また、キャパシタ１０にショート故障がある場合は、測定２において、制御部６０は、引き続き０Ｖを検出する。
【0117】
制御部６０は、測定１で検出した電圧が０Ｖである場合、キャパシタ１０にショート故障の可能性があると判定しうる。制御部６０は、所定の閾値以下の電圧を検出した場合に、０Ｖを検出したと判定してよい。
【0118】
制御部６０は、測定１で検出した電圧から測定２で検出した電圧を引いた差分が、所定の閾値より大きい場合、キャパシタ１０がリークしている可能性があると判定しうる。所定の閾値は、電圧の読み取り誤差、及びノイズ等を考慮して適切な値に設定してよい。
【0119】
このように、制御部６０は、キャパシタ１０にリーク故障が発生している可能性があることを判定しうる。これにより、制御部６０は、キャパシタ１０のリーク故障に起因して通常処理において第１電池２００の電圧を低めに読み違え、第１電池２００を過充電させてしまうおそれを低減しうる。
【0120】
（診断３－２）
診断３－２は、第２スイッチ２のオープン故障診断である。図１１に示すブロック図及び図１２に示すタイミングチャートを参照して、診断３－２について説明する。図１１に示すように、診断３－２の故障診断対象は、第２スイッチ２Ａ及び２Ｂである。なお、図１１においては、図１に示した診断装置１００の構成要素の一部を適宜省略して簡略化して示している。
診断３－２は、第２スイッチ２のオープン故障診断である。図１１に示すブロック図及び図１２に示すタイミングチャートを参照して、診断３－２について説明する。図１１に示すように、診断３－２の故障診断対象は、第２スイッチ２Ａ及び２Ｂである。なお、図１１においては、図１に示した診断装置１００の構成要素の一部を適宜省略して簡略化して示している。
【0121】
診断３－２において、制御部６０は、第１スイッチ１をオフに制御している。また、制御部６０は、図１に示す第３スイッチ３をオフに制御している。また、診断３－２の開始前、制御部６０は、定電圧回路３０及び第２スイッチ２をオフしている。
【0122】
図１２に、診断３－２におけるタイミングチャートを示す。制御部６０は、図１０に示したタイミングチャートと同様のタイミングで、定電圧回路３０のオン／オフ、及び第２スイッチ２のオン／オフを制御する。また、制御部６０は、図１０に示したタイミングチャートと同様の測定タイミングｔ１～ｔ４において測定１を行う。また、制御部６０は、図１０に示したタイミングチャートと同様の測定タイミングｔ５～ｔ８において測定２を行う。
【0123】
制御部６０が定電圧回路３０及び第２スイッチ２をオンすると、第２スイッチ２Ｂが正常である場合、定電圧回路３０から供給される定電圧によってキャパシタ１０は充電される。この状態において、第２スイッチ２Ａが正常である場合、測定１において、制御部６０は、定電圧回路３０によって供給される定電圧に相当する電圧を検出しうる。また、定電圧回路３０をオフしても、キャパシタ１０は充電状態を維持するため、制御部６０は、測定２においても、定電圧回路３０によって供給される定電圧に相当する電圧を検出しうる。
【0124】
制御部６０が定電圧回路３０及び第２スイッチ２をオンしたとき、第２スイッチ２Ｂがオープン故障していると、キャパシタ１０は、定電圧回路３０によって充電されない。この場合、制御部６０は、測定１及び測定２において、０Ｖを検出する。
【0125】
制御部６０が定電圧回路３０及び第２スイッチ２をオンしたとき、第２スイッチ２Ａがオープン故障していると、ＡＤコンバータ２２のＡＤ入力端子２２Ａには、第１節点１０Ａの電圧が印加されない。この場合、オペアンプ２１の正側の入力端子は、周辺回路の回り込み等により、数キロオーム程度の抵抗成分を介してグランドに接地されているため、制御部６０は、測定１及び測定２において、０Ｖを検出する。
【0126】
制御部６０は、測定１及び測定２で検出した電圧が０Ｖである場合、第２スイッチ２にオープン故障の可能性があると判定しうる。制御部６０は、所定の閾値以下の電圧を検出した場合に、０Ｖを検出したと判定してよい。
【0127】
（診断３－３）
診断３－３は、オペアンプ２１の出力電圧が０Ｖに張り付いているかを診断する。図１３に示すブロック図及び図１４に示すタイミングチャートを参照して、診断３－３について説明する。図１３に示すように、診断３－３の故障診断対象は、オペアンプ２１である。なお、図１３においては、図１に示した診断装置１００の構成要素の一部を適宜省略して簡略化して示している。
診断３－３は、オペアンプ２１の出力電圧が０Ｖに張り付いているかを診断する。図１３に示すブロック図及び図１４に示すタイミングチャートを参照して、診断３－３について説明する。図１３に示すように、診断３－３の故障診断対象は、オペアンプ２１である。なお、図１３においては、図１に示した診断装置１００の構成要素の一部を適宜省略して簡略化して示している。
【0128】
診断３－３において、制御部６０は、第１スイッチ１をオフに制御している。また、制御部６０は、図１に示す第３スイッチ３をオフに制御している。また、診断３－３の開始前、制御部６０は、定電圧回路３０及び第２スイッチ２をオフしている。
【0129】
図１４に、診断３－３におけるタイミングチャートを示す。制御部６０は、図１０に示したタイミングチャートと同様のタイミングで、定電圧回路３０のオン／オフ、及び第２スイッチ２のオン／オフを制御する。また、制御部６０は、図１０に示したタイミングチャートと同様の測定タイミングｔ１～ｔ４において測定１を行う。また、制御部６０は、図１０に示したタイミングチャートと同様の測定タイミングｔ５～ｔ８において測定２を行う。
【0130】
制御部６０が定電圧回路３０及び第２スイッチ２をオンすると、定電圧回路３０から供給される定電圧によってキャパシタ１０は充電される。この状態において、オペアンプ２１が正常である場合、オペアンプ２１は、定電圧回路３０によって供給される定電圧に相当する電圧をＡＤコンバータ２２のＡＤ入力端子２２Ａに出力する。したがって、制御部６０は、測定１において、定電圧回路３０によって供給される定電圧に相当する電圧を検出しうる。また、定電圧回路３０をオフしても、キャパシタ１０は充電状態を維持するため、制御部６０は、測定２においても、定電圧回路３０によって供給される定電圧に相当する電圧を検出しうる。
【0131】
オペアンプ２１の出力が０Ｖに張り付いていると、オペアンプ２１は、定電圧回路３０によって供給される定電圧に相当する電圧を入力されても、０Ｖを出力する。したがって、オペアンプ２１の出力が０Ｖに張り付いている場合、制御部６０は、測定１及び測定２において、０Ｖを検出する。オペアンプ２１の出力が０Ｖに張り付くと、検出回路２０の出力も０Ｖに張り付く。
【0132】
制御部６０は、測定１及び測定２で検出した電圧が０Ｖである場合、オペアンプ２１の出力が０Ｖに張り付いている可能性があると判定しうる。制御部６０は、所定の閾値以下の電圧を検出した場合に、０Ｖを検出したと判定してよい。
【0133】
（診断３－４）
診断３－４は、第２スイッチ２Ａのショート故障診断である。図１５に示すブロック図及び図１６に示すタイミングチャートを参照して、診断３－４について説明する。図１５に示すように、診断３－４の故障診断対象は、第２スイッチ２Ａである。なお、図１５においては、図１に示した診断装置１００の構成要素の一部を適宜省略して簡略化して示している。
診断３－４は、第２スイッチ２Ａのショート故障診断である。図１５に示すブロック図及び図１６に示すタイミングチャートを参照して、診断３－４について説明する。図１５に示すように、診断３－４の故障診断対象は、第２スイッチ２Ａである。なお、図１５においては、図１に示した診断装置１００の構成要素の一部を適宜省略して簡略化して示している。
【0134】
診断３－４において、制御部６０は、第１スイッチ１をオフに制御している。また、制御部６０は、図１に示す第３スイッチ３をオフに制御している。また、診断３－４の開始前、制御部６０は、定電圧回路３０及び第２スイッチ２をオフしている。
【0135】
図１６に、診断３－４におけるタイミングチャートを示す。制御部６０は、図１０に示したタイミングチャートと同様のタイミングで、定電圧回路３０のオン／オフ、及び第２スイッチ２のオン／オフを制御する。また、制御部６０は、図１０に示したタイミングチャートと同様の測定タイミングｔ１～ｔ４において測定１を行う。また、制御部６０は、図１０に示したタイミングチャートと同様の測定タイミングｔ５～ｔ８において測定２を行う。
【0136】
制御部６０は、第２スイッチ２をオフさせると、所定の測定タイミングｔ９～ｔ１２で、ＡＤコンバータ２２のＡＤ入力端子２２Ａに入力される電圧を測定する。以後、所定の測定タイミングｔ９～ｔ１２における測定を「測定３」とも称する。
【0137】
オペアンプ２１の正側の入力端子は、周辺回路の回り込み等により、数キロオーム程度の抵抗成分を介してグランドに接地されている。そのため、制御部６０が第２スイッチをオフすると、第２スイッチ２Ａが正常である場合、オペアンプ２１の入力電圧は、当該抵抗成分を介して電流がリークすることにより、徐々に低下していく。この場合、制御部６０は、測定３において、測定２で検出した電圧よりも小さい電圧を検出する。
【0138】
第２スイッチ２Ａがショート故障していると、制御部６０が第２スイッチ２をオフする制御をしても、第２スイッチ２Ａはショートしたままである。この場合、オペアンプ２１の入力電圧は、制御部６０が第２スイッチ２をオフする制御をしても変わらない。したがって、制御部６０は、測定３において、測定２で検出した電圧と同等の電圧を検出する。
【0139】
制御部６０は、測定１又は測定２で検出した電圧から測定３で検出した電圧を引いた差分がゼロである場合、第２スイッチ２Ａにショート故障の可能性があると判定しうる。制御部６０は、測定１又は測定２で検出した電圧から測定３で検出した電圧を引いた差分が所定の閾値以下である場合、差分がゼロであると判定してよい。
【0140】
（診断３－５）
診断３－５は、第２スイッチ２Ｂのショート故障診断である。図１７に示すブロック図及び図１８に示すタイミングチャートを参照して、診断３－５について説明する。図１７に示すように、診断３－５の故障診断対象は、第２スイッチ２Ｂである。なお、図１７においては、図１に示した診断装置１００の構成要素の一部を適宜省略して簡略化して示している。
診断３－５は、第２スイッチ２Ｂのショート故障診断である。図１７に示すブロック図及び図１８に示すタイミングチャートを参照して、診断３－５について説明する。図１７に示すように、診断３－５の故障診断対象は、第２スイッチ２Ｂである。なお、図１７においては、図１に示した診断装置１００の構成要素の一部を適宜省略して簡略化して示している。
【0141】
診断３－５において、制御部６０は、第１スイッチ１をオフに制御している。また、制御部６０は、図１に示す第３スイッチ３をオフに制御している。また、診断３－５の開始前、制御部６０は、定電圧回路３０及び第２スイッチ２をオフしている。
【0142】
図１８に、診断３－５におけるタイミングチャートを示す。制御部６０は、制御端子３０Ａにハイ信号を出力し定電圧回路３０をオンさせ、所定時間経過すると、制御端子３０Ａにロー信号を出力し定電圧回路３０をオフさせる。制御部６０は、定電圧回路３０をオフさせた後、第２スイッチ２をオンさせ、その後、第２スイッチ２をオフする。制御部６０は、第２スイッチ２をオンさせると、所定の測定タイミングｔ１３～ｔ１６で、ＡＤコンバータ２２のＡＤ入力端子２２Ａに入力される電圧を測定する。以後、所定の測定タイミングｔ１３～ｔ１６における測定を「測定４」とも称する。
【0143】
制御部６０が、第２スイッチ２をオフさせた状態で、定電圧回路３０をオンすると、キャパシタ１０は充電されない。これは、第２スイッチ２Ｂが正常である場合、第２節点１０Ｂが接地されていないためである。そのため、その後、制御部６０が定電圧回路３０をオフさせた後、第２スイッチ２をオンすると、制御部６０は０Ｖを検出する。
【0144】
第２スイッチ２Ｂがショート故障している場合、制御部６０が、第２スイッチ２をオフさせた状態で、定電圧回路３０をオンすると、キャパシタ１０は充電される。これは、第２スイッチ２Ｂがショート故障している場合、第２節点１０Ｂが接地されてしまっているためである。そのため、その後、制御部６０が定電圧回路３０をオフさせた後、第２スイッチ２をオンすると、制御部６０は、定電圧回路３０によって供給される定電圧に相当する電圧を検出する。
【0145】
制御部６０は、測定４で検出した電圧が０Ｖでない場合、第２スイッチ２Ｂにショート故障の可能性があると判定しうる。制御部６０は、所定の閾値以上の電圧を検出した場合に、０Ｖでない電圧を検出したと判定してよい。
【0146】
（診断３－６）
診断３－６は、第１スイッチ１の最下段のスイッチである第１スイッチ１Ｋのショート故障診断である。図１９に示すブロック図及び図２０に示すタイミングチャートを参照して、診断３－６について説明する。図１９に示すように、診断３－６の故障診断対象は、第１スイッチ１Ｋである。なお、図１９においては、図１に示した診断装置１００の構成要素の一部を適宜省略して簡略化して示している。
診断３－６は、第１スイッチ１の最下段のスイッチである第１スイッチ１Ｋのショート故障診断である。図１９に示すブロック図及び図２０に示すタイミングチャートを参照して、診断３－６について説明する。図１９に示すように、診断３－６の故障診断対象は、第１スイッチ１Ｋである。なお、図１９においては、図１に示した診断装置１００の構成要素の一部を適宜省略して簡略化して示している。
【0147】
診断３－６において、制御部６０は、第１スイッチ１をオフに制御している。また、制御部６０は、図１に示す第３スイッチ３をオフに制御している。また、診断３－６の開始前、制御部６０は、定電圧回路３０及び第２スイッチ２をオフしている。
【0148】
図２０に、診断３－６におけるタイミングチャートを示す。制御部６０は、図１８に示したタイミングチャートと同様のタイミングで、定電圧回路３０のオン／オフ、及び第２スイッチ２のオン／オフを制御する。また、制御部６０は、図１８に示したタイミングチャートと同様の測定タイミングｔ１３～ｔ１６において測定４を行う。
【0149】
制御部６０が、第２スイッチ２をオフさせた状態で、定電圧回路３０をオンすると、キャパシタ１０は充電されない。これは、第１スイッチ１Ｋが正常である場合、第２節点１０Ｂが接地されていないためである。そのため、その後、制御部６０が定電圧回路３０をオフさせた後、第２スイッチ２をオンすると、制御部６０は０Ｖを検出する。
【0150】
第１スイッチ１Ｋがショート故障している場合、制御部６０が、第２スイッチ２をオフさせた状態で、定電圧回路３０をオンすると、キャパシタ１０は充電される。これは、第１スイッチ１Ｋがショート故障している場合、第２節点１０Ｂが接地されてしまっているためである。そのため、その後、制御部６０が定電圧回路３０をオフさせた後、第２スイッチ２をオンすると、制御部６０は、定電圧回路３０によって供給される定電圧に相当する電圧を検出する。
【0151】
制御部６０は、測定４で検出した電圧が０Ｖでない場合、第１スイッチ１Ｋにショート故障の可能性があると判定しうる。制御部６０は、所定の閾値以上の電圧を検出した場合に、０Ｖでない電圧を検出したと判定してよい。
【0152】
（診断３－７）
診断３－７は、オペアンプ２１の出力電圧が電源電圧（例えば５Ｖ）に張り付いているかを診断する。図２１に示すブロック図及び図２２に示すタイミングチャートを参照して、診断３－７について説明する。図２１に示すように、診断３－７の故障診断対象は、オペアンプ２１である。なお、図２１においては、図１に示した診断装置１００の構成要素の一部を適宜省略して簡略化して示している。
診断３－７は、オペアンプ２１の出力電圧が電源電圧（例えば５Ｖ）に張り付いているかを診断する。図２１に示すブロック図及び図２２に示すタイミングチャートを参照して、診断３－７について説明する。図２１に示すように、診断３－７の故障診断対象は、オペアンプ２１である。なお、図２１においては、図１に示した診断装置１００の構成要素の一部を適宜省略して簡略化して示している。
【0153】
診断３－７において、制御部６０は、第１スイッチ１をオフに制御している。また、制御部６０は、図１に示す第３スイッチ３をオフに制御している。
【0154】
図２２に、診断３－７におけるタイミングチャートを示す。制御部６０は、定電圧回路３０及び第２スイッチ２をオンする前の所定の測定タイミングｔ１７～ｔ２０で、ＡＤコンバータ２２のＡＤ入力端子２２Ａに入力される電圧を測定する。以後、所定の測定タイミングｔ１７～ｔ２０における測定を「測定５」とも称する。
【0155】
制御部６０が定電圧回路３０及び第２スイッチ２をオンする前は、キャパシタ１０は充電されていない。この状態において、オペアンプ２１が正常である場合、オペアンプ２１は、０ＶをＡＤコンバータ２２のＡＤ入力端子２２Ａに出力する。したがって、制御部６０は、測定５において、０Ｖを検出しうる。
【0156】
オペアンプ２１の出力が電源電圧（例えば５Ｖ）に張り付いていると、オペアンプ２１は、オペアンプ２１に０Ｖが入力されていても、５Ｖを出力する。したがって、オペアンプ２１の出力が５Ｖに張り付いている場合、制御部６０は、測定５において、５Ｖを検出する。オペアンプ２１の出力が５Ｖに張り付くと、検出回路２０の出力も５Ｖに張り付く。
【0157】
制御部６０は、測定５で検出した電圧がオペアンプ２１の電源電圧（例えば５Ｖ）である場合、オペアンプ２１の出力が５Ｖに張り付いている可能性があると判定しうる。制御部６０は、５Ｖとの差分が所定の閾値以下の電圧を検出した場合に、５Ｖを検出したと判定してよい。
【0158】
［診断４］
診断４は、オペアンプ２１の故障診断である。図２３に示すブロック図及び図２４に示すタイミングチャートを参照して、診断４について説明する。なお、図２３においては、図１に示した診断装置１００の構成要素の一部を適宜省略して簡略化して示している。
診断４は、オペアンプ２１の故障診断である。図２３に示すブロック図及び図２４に示すタイミングチャートを参照して、診断４について説明する。なお、図２３においては、図１に示した診断装置１００の構成要素の一部を適宜省略して簡略化して示している。
【0159】
診断４において、制御部６０は、図１に示す第３スイッチ３及び定電圧回路３０をオフに制御している。また、診断４の開始前、制御部６０は、第１スイッチ１及び第２スイッチ２を全てオフしている。
【0160】
図２４に、診断４におけるタイミングチャートを示す。制御部６０は、制御端子３０Ａにハイ信号を出力し定電圧回路３０をオンさせ、また、第２スイッチ２をオンする。制御部６０は、定電圧回路３０及び第２スイッチ２をオンさせると、所定の測定タイミングｔ２１～ｔ２４で、ＡＤコンバータ２２のＡＤ入力端子２２Ａに入力される電圧を測定する。また、診断４においては、制御部６０は、定電圧回路３０及び第２スイッチ２をオンさせると、測定タイミングｔ２１～ｔ２４で、サブ検出回路５０のＡＤコンバータ５２のＡＤ入力端子に入力される電圧も測定する。以後、所定の測定タイミングｔ２１～ｔ２４における測定を「測定６」とも称する。
【0161】
制御部６０が定電圧回路３０及び第２スイッチ２をオンすると、定電圧回路３０から供給される定電圧によってキャパシタ１０は充電される。この場合、測定６において、制御部６０は、オペアンプ２１が正常である場合、検出回路２０とサブ検出回路５０の双方から、定電圧回路３０によって供給される定電圧に相当する電圧を検出する。オペアンプ２１に異常がある場合、制御部６０は、測定６において、検出回路２０とサブ検出回路５０から、異なる電圧を検出する。
【0162】
制御部６０は、測定６において、検出回路２０から取得した電圧と、サブ検出回路５０から取得した電圧との差分が、所定の閾値より大きい場合、オペアンプ２１が故障している可能性があると判定しうる。
【0163】
【0164】
【0165】
制御部６０は、例えば図１０に示すタイミングチャートのように、第２スイッチ２をオンし（ステップＳ１０１）、定電圧回路３０をオンする（ステップＳ１０２）。制御部６０は、ステップＳ１０１とステップＳ１０２を同時に実行してよい。制御部６０は、ステップＳ１０１の前にステップＳ１０２を実行してよい。
【0166】
制御部６０は、測定１を実行する（ステップＳ１０３）。制御部６０は、定電圧回路３０をオフする（ステップＳ１０４）。制御部６０は、測定２を実行する（ステップＳ１０５）。
【0167】
制御部６０は、測定１及び測定２の結果に基づいて、診断３－１、診断３－２又は診断３－３の故障を検出したか判定する（ステップＳ１０６）。
【0168】
制御部６０は、測定１で検出した電圧が０Ｖである場合、以下のいずれかの故障の可能性があると判定しうる。制御部６０は、所定の閾値以下の電圧を検出した場合に、０Ｖを検出したと判定してよい。
・キャパシタ１０のショート故障（診断３－１）
・第２スイッチ２のオープン故障（診断３－２）
・オペアンプ２１の出力の０Ｖへの張り付き（診断３－３）
・キャパシタ１０のショート故障（診断３－１）
・第２スイッチ２のオープン故障（診断３－２）
・オペアンプ２１の出力の０Ｖへの張り付き（診断３－３）
【0169】
制御部６０は、測定１で検出した電圧から測定２で検出した電圧を引いた差分が、所定の閾値より大きい場合、キャパシタ１０がリークしている可能性があると判定しうる（診断３－１）。
【0170】
診断３－１、診断３－２又は診断３－３の故障を検出した場合（ステップＳ１０６のＹｅｓ）、制御部６０は、故障フラグを立てて（ステップＳ１０７）、診断処理を終了する。
【0171】
診断３－１、診断３－２又は診断３－３の故障を検出しなかった場合（ステップＳ１０６のＮｏ）、制御部６０は、ステップＳ１０８に進む。
【0172】
制御部６０は、例えば図１６に示すタイミングチャートのように、第２スイッチ２をオフし（ステップＳ１０８）、測定３を実行する（ステップＳ１０９）。
【0173】
制御部６０は、測定１～測定３の結果に基づいて、診断３－４の故障を検出したか判定する（ステップＳ１１０）。
【0174】
制御部６０は、測定１又は測定２で検出した電圧から測定３で検出した電圧を引いた差分がゼロである場合、第２スイッチ２Ａにショート故障の可能性があると判定しうる（診断３－４）。制御部６０は、測定１又は測定２で検出した電圧から測定３で検出した電圧を引いた差分が所定の閾値以下である場合、差分がゼロであると判定してよい。
【0175】
診断３－４の故障を検出した場合（ステップＳ１１０のＹｅｓ）、制御部６０は、故障フラグを立てて（ステップＳ１１１）、診断処理を終了する。
【0176】
診断３－４の故障を検出しなかった場合（ステップＳ１１０のＮｏ）、制御部６０は、ステップＳ１１２に進む。
【0177】
制御部６０は、第４スイッチ４をオンし、キャパシタ１０を放電させる（ステップＳ１１２）。
【0178】
制御部６０は、例えば図１８に示すタイミングチャートのように、定電圧回路３０をオンさせてからオフし（ステップＳ１１３）、第２スイッチ２をオンする（ステップＳ１１４）。制御部６０は、測定４を実行する（ステップＳ１１５）。
【0179】
制御部６０は、測定４の結果に基づいて、診断３－５又は診断３－６の故障を検出したか判定する（ステップＳ１１６）。
【0180】
制御部６０は、測定４で検出した電圧が０Ｖでない場合、以下のいずれかの故障の可能性があると判定しうる。制御部６０は、所定の閾値以上の電圧を検出した場合に、０Ｖでない電圧を検出したと判定してよい。
・第２スイッチ２Ｂのショート故障（診断３－５）
・第１スイッチ１Ｋのショート故障（診断３－６）
・第２スイッチ２Ｂのショート故障（診断３－５）
・第１スイッチ１Ｋのショート故障（診断３－６）
【0181】
診断３－５又は診断３－６の故障を検出した場合（ステップＳ１１６のＹｅｓ）、制御部６０は、故障フラグを立てて（ステップＳ１１７）、診断処理を終了する。
【0182】
診断３－５又は診断３－６の故障を検出しなかった場合（ステップＳ１１６のＮｏ）、制御部６０は、ステップＳ１１８に進む。
【0183】
制御部６０は、第２スイッチ２をオフする（ステップＳ１１８）。
【0184】
制御部６０は、第４スイッチ４をオンし、キャパシタ１０を放電させる（ステップＳ１１９）。診断３－５又は診断３－６の故障が発生していない場合、キャパシタ１０には電荷が充電されていないため、ステップＳ１１９は省略しうる。
【0185】
制御部６０は、例えば図２２に示すタイミングチャートのように、定電圧回路３０及び第２スイッチ２がオフの状態で、測定５を実行する（ステップＳ１２０）。
【0186】
制御部６０は、例えば図２４に示すタイミングチャートのように、定電圧回路３０をオンし（ステップＳ１２１）、第２スイッチ２をオンする（ステップＳ１２２）。制御部６０は、ステップＳ１２１とステップＳ１２２を同時に実行してよい。制御部６０は、ステップＳ１２１の前にステップＳ１２２を実行してよい。
【0187】
制御部６０は、測定６を実行する（ステップＳ１２３）。
【0188】
制御部６０は、測定５及び測定６の結果に基づいて、診断３－７又は診断４の故障を検出したか判定する（ステップＳ１２４）。
【0189】
制御部６０は、測定５で検出した電圧がオペアンプ２１の電源電圧（例えば５Ｖ）である場合、オペアンプ２１の出力が５Ｖに張り付いている可能性があると判定しうる（診断３－７）。制御部６０は、５Ｖとの差分が所定の閾値以下の電圧を検出した場合に、５Ｖを検出したと判定してよい。
【0190】
制御部６０は、測定６において、検出回路２０から取得した電圧と、サブ検出回路５０から取得した電圧との差分が、所定の閾値より大きい場合、オペアンプ２１が故障している可能性があると判定しうる（診断４）。
【0191】
診断３－７又は診断４の故障を検出した場合（ステップＳ１２４のＹｅｓ）、制御部６０は、故障フラグを立てて（ステップＳ１２５）、診断処理を終了する。
【0192】
診断３－７又は診断４の故障を検出しなかった場合（ステップＳ１２４のＮｏ）、制御部６０は、診断処理を終了する。
【0193】
制御部６０は、ステップＳ１０７、ステップＳ１１１、ステップＳ１１７又はステップＳ１２５において故障フラグを立てて診断処理を終了する際、以後の第１電池２００の使用を停止するよう制御してよい。
【0194】
ステップＳ１０６、ステップＳ１１０、ステップＳ１１６及びステップＳ１２４における故障判定のタイミングは一例であり、これに限定されない。
【0195】
例えば、ステップＳ１０６における、以下の故障判定は、ステップＳ１０３において測定１を実行した段階で実行してよい。
・キャパシタ１０のショート故障（診断３－１）
・第２スイッチ２のオープン故障（診断３－２）
・オペアンプ２１の出力の０Ｖへの張り付き（診断３－３）
・キャパシタ１０のショート故障（診断３－１）
・第２スイッチ２のオープン故障（診断３－２）
・オペアンプ２１の出力の０Ｖへの張り付き（診断３－３）
【0196】
例えば、ステップＳ１０６における故障判定は、ステップＳ１０９において測定３を実行した後に、ステップＳ１１０の故障判定と併せて実行してよい。
【0197】
例えば、ステップＳ１２４における、診断３－７の故障判定は、ステップＳ１２０において測定５を実行した段階で実行してよい。
【0198】
本実施形態においては、検出回路２０は、キャパシタ１０の両端子間の電位差を検出するものとして説明したが、検出回路２０は、キャパシタ１０からの放電電流を検出してもよい。
【0199】
本実施形態に係る診断装置１００によれば、診断装置１００は、第１スイッチ１の第１電池２００に接続されていない側の端子と、検出回路２０のＡＤコンバータ２２とを、増幅回路として機能するオペアンプ２１をバイパスして接続可能な第３スイッチ３を備える。また、診断装置１００は、第２スイッチ２をオフにし、且つ、第３スイッチ３をオンにした状態で、第１スイッチ１をオン又はオフしたときのＡＤコンバータ２２の検出結果に基づいて、第１スイッチ１を診断する。これにより、本実施形態に係る診断装置１００は、オペアンプ２１をバイパスして第１スイッチ１を診断することができるため、増幅回路として機能するオペアンプ２１が故障するおそれを低減することができる。
【0200】
また、本実施形態に係る診断装置１００によれば、診断装置１００は、第１電池２００とは異なる第２電池３００からキャパシタ１０に電圧を印加しうる。また、検出回路２０は、制御部６０がＰＮＰトランジスタ３２をオンして、第２電池３００からキャパシタ１０に電圧を印加した後に、電位差又は放電電流を検出する。そして、制御部６０は、キャパシタ１０、第１スイッチ１Ｋ及び第２スイッチ２の少なくとも１つを診断する。これにより、本実施形態に係る診断装置１００は、電圧検出対象である第１電池２００に依存せずに、キャパシタ１０、第１スイッチ１Ｋ及び第２スイッチ２の状態を診断しうる。
【0201】
また、本実施形態に係る診断装置１００によれば、故障診断の際に、定電圧回路３０からキャパシタ１０に定電圧を供給しうるため、故障か否かを判定するための閾値を容易に設定しうる。
【0202】
（診断装置の構成の変形例）
図２８に変形例に係る診断装置１１０の構成を示す。変形例に係る診断装置１１０は、図１に示した診断装置１００とは、検出回路２０に加えて検出回路２３を備える点で相違する。変形例に係る診断装置１１０については、図１に示した診断装置１００との相違点について主に説明する。
図２８に変形例に係る診断装置１１０の構成を示す。変形例に係る診断装置１１０は、図１に示した診断装置１００とは、検出回路２０に加えて検出回路２３を備える点で相違する。変形例に係る診断装置１１０については、図１に示した診断装置１００との相違点について主に説明する。
【0203】
検出回路２３は、ＡＤコンバータ２４を備える。ＡＤコンバータ２４は、ＡＤ入力端子２４Ａ及び２４Ｂを有する。ＡＤコンバータ２４は、ＡＤ入力端子２４Ａに入力されたアナログ電圧を、当該アナログ電圧に応じたデジタル信号に変換して制御部６０に出力する。ＡＤコンバータ２４は、ＡＤ入力端子２４Ｂに入力されたアナログ電圧を、当該アナログ電圧に応じたデジタル信号に変換して制御部６０に出力する。
【0204】
変形例に係る診断装置１１０において、検出回路２０及び検出回路２３は、それぞれ、第１検出回路及び第２検出回路として機能してよい。ＡＤコンバータ２２及びＡＤコンバータ２４は、それぞれ、第１ＡＤコンバータ及び第２ＡＤコンバータとして機能してよい。
【0205】
変形例に係る診断装置１１０においては、第３スイッチ３Ａは、抵抗４１を介してＡＤコンバータ２４のＡＤ入力端子２４Ａに接続されている。第３スイッチ３Ｂは、抵抗４３を介してＡＤコンバータ２４のＡＤ入力端子２４Ｂに接続されている。
【0206】
変形例に係る診断装置１１０の構成であっても、図１に示した診断装置１００と同様の効果を有しうる。
【0207】
本開示に係る一実施形態について、諸図面及び実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形又は修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形又は修正は本開示の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各手段に含まれる機能等は論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の手段等を１つに組み合わせたり、あるいは分割したりすることが可能である。
【符号の説明】
【0208】
１００、１１０ 診断装置
１、１Ａ～１Ｋ 第１スイッチ
２、２Ａ、２Ｂ 第２スイッチ
３、３Ａ、３Ｂ 第３スイッチ
４ 第４スイッチ
１０ キャパシタ（フライングキャパシタ）
１０Ａ 第１節点
１０Ｂ 第２節点
１１ 抵抗
２０ 検出回路
２１ オペアンプ
２２ ＡＤコンバータ
２２Ａ～２２Ｃ ＡＤ入力端子
２３ 検出回路
２４ ＡＤコンバータ
２４Ａ～２４Ｂ ＡＤ入力端子
３０ 定電圧回路
３０Ａ 制御端子
３０Ｂ 出力端子
３０Ｃ 電源端子
３１ ＮＰＮトランジスタ
３２ ＰＮＰトランジスタ
３３ キャパシタ
３４、３５、３６、３７、３８ 抵抗
３９ ダイオード
４０ キャパシタ電圧検出回路
４１、４２、４３、４４ 抵抗
５０ サブ検出回路
５１ オペアンプ
５２ ＡＤコンバータ
６０ 制御部
７０ 記憶部
２００、２００Ａ～２００Ｅ 第１電池
３００ 第２電池
４００ 電圧変換回路
１、１Ａ～１Ｋ 第１スイッチ
２、２Ａ、２Ｂ 第２スイッチ
３、３Ａ、３Ｂ 第３スイッチ
４ 第４スイッチ
１０ キャパシタ（フライングキャパシタ）
１０Ａ 第１節点
１０Ｂ 第２節点
１１ 抵抗
２０ 検出回路
２１ オペアンプ
２２ ＡＤコンバータ
２２Ａ～２２Ｃ ＡＤ入力端子
２３ 検出回路
２４ ＡＤコンバータ
２４Ａ～２４Ｂ ＡＤ入力端子
３０ 定電圧回路
３０Ａ 制御端子
３０Ｂ 出力端子
３０Ｃ 電源端子
３１ ＮＰＮトランジスタ
３２ ＰＮＰトランジスタ
３３ キャパシタ
３４、３５、３６、３７、３８ 抵抗
３９ ダイオード
４０ キャパシタ電圧検出回路
４１、４２、４３、４４ 抵抗
５０ サブ検出回路
５１ オペアンプ
５２ ＡＤコンバータ
６０ 制御部
７０ 記憶部
２００、２００Ａ～２００Ｅ 第１電池
３００ 第２電池
４００ 電圧変換回路
【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】