特許 7334734 故障診断方法、蓄電素子の管理装置及びシステム

(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】2023-08-21

(45)【発行日】2023-08-29

(54)【発明の名称】故障診断方法、蓄電素子の管理装置及びシステム

(51)【国際特許分類】

   H02H 7/00 20060101AFI20230822BHJP

   H02H 7/18 20060101ALI20230822BHJP

   H02J 7/00 20060101ALI20230822BHJP

   B60R 16/03 20060101ALI20230822BHJP

【ＦＩ】

H02H7/00 L

H02H7/18

H02J7/00 S

H02J7/00 Q

B60R16/03 A

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2020516296

(86)(22)【出願日】2019-04-19

(86)【国際出願番号】 JP2019016741

(87)【国際公開番号】W WO2019208410

(87)【国際公開日】2019-10-31

【審査請求日】2022-02-15

(31)【優先権主張番号】P 2018082247

(32)【優先日】2018-04-23

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】507151526

【氏名又は名称】株式会社ＧＳユアサ

(74)【代理人】

【識別番号】110001036

【氏名又は名称】弁理士法人暁合同特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】井村 雅行

【審査官】清水 祐樹

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１４－２１７１７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０４２４６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－２９３０５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－０３４２２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－０８１２９２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｈ ７／００

Ｈ０２Ｈ ７／１０ － ７／２０

Ｈ０２Ｊ ７／００ － ７／１２

Ｈ０２Ｊ ７／３４ － ７／３６

Ｂ６０Ｒ １６／００ － １７／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電気負荷に電力を供給する第１の蓄電装置と、第２の蓄電装置及び充電器のいずれか一方である別の電源とが並列に接続されているシステムの故障診断方法であって、
前記第１の蓄電装置は、
前記第１の蓄電装置の正極外部端子と負極外部端子とを接続している電流経路に設けられている蓄電素子と、
前記電流経路に設けられており、前記蓄電素子に流れる電流の電流値及び当該電流の方向の少なくとも一方を検出する検出部と、
前記電流経路において前記蓄電素子を基準に前記検出部とは逆側、又は、前記蓄電素子と前記検出部との間に設けられている第１の遮断器と、
前記電流経路の前記蓄電素子と前記第１の遮断器とを含む区間であって前記検出部を含まない区間と並列に設けられているバイパス経路と、
前記バイパス経路に設けられている第２の遮断器と、
を備え、
当該故障診断方法は、
前記第１の蓄電装置の放電時に、前記第１の遮断器を開き、前記第２の遮断器を閉じた状態で前記検出部によって電流値及び方向の少なくとも一方を検出する第１の検出工程と、
前記第１の検出工程の検出結果に基づいて前記第１の遮断器の故障を判断する判断工程と、
を含み、
前記検出部は前記電流の方向を検出するものであり、
前記判断工程において、前記第１の検出工程で検出された方向が前記第１の蓄電装置を充電する充電方向の場合は正常と判断し、それ以外の場合は故障と判断する、故障診断方法。

【請求項2】

電気負荷に電力を供給する第１の蓄電装置と、第２の蓄電装置及び充電器のいずれか一方である別の電源とが並列に接続されているシステムの故障診断方法であって、
前記第１の蓄電装置は、
前記第１の蓄電装置の正極外部端子と負極外部端子とを接続している電流経路に設けられている蓄電素子と、
前記電流経路に設けられており、前記蓄電素子に流れる電流の電流値及び当該電流の方向の少なくとも一方を検出する検出部と、
前記電流経路において前記蓄電素子を基準に前記検出部とは逆側、又は、前記蓄電素子と前記検出部との間に設けられている第１の遮断器と、
前記電流経路の前記蓄電素子と前記第１の遮断器とを含む区間であって前記検出部を含まない区間と並列に設けられているバイパス経路と、
前記バイパス経路に設けられている第２の遮断器と、
を備え、
当該故障診断方法は、
前記第１の蓄電装置の放電時に、前記第１の遮断器を開き、前記第２の遮断器を閉じた状態で前記検出部によって電流値及び方向の少なくとも一方を検出する第１の検出工程と、
前記第１の検出工程の検出結果に基づいて前記第１の遮断器の故障を判断する判断工程と、
を含み、
前記検出部は前記電流の電流値を検出するものであり、
当該故障診断方法は、
前記第１の蓄電装置の放電時に、前記第１の遮断器を閉じ、前記第２の遮断器を開いた状態で前記検出部によって電流値を検出する第２の検出工程を更に含み、
前記判断工程において、前記第１の検出工程で検出された電流値と前記第２の検出工程で検出された電流値とが一致していない場合は正常と判断し、一致している場合は故障と判断する、故障診断方法。

【請求項3】

電気負荷に電力を供給する第１の蓄電装置と、第２の蓄電装置及び充電器のいずれか一方である別の電源とが並列に接続されているシステムの故障診断方法であって、
前記第１の蓄電装置は、
前記第１の蓄電装置の正極外部端子と負極外部端子とを接続している電流経路に設けられている蓄電素子と、
前記電流経路に設けられており、前記蓄電素子に流れる電流の電流値及び当該電流の方向の少なくとも一方を検出する検出部と、
前記電流経路において前記蓄電素子を基準に前記検出部とは逆側、又は、前記蓄電素子と前記検出部との間に設けられている第１の遮断器と、
前記電流経路の前記蓄電素子と前記第１の遮断器とを含む区間であって前記検出部を含まない区間と並列に設けられているバイパス経路と、
前記バイパス経路に設けられている第２の遮断器と、
を備え、
当該故障診断方法は、
前記第１の蓄電装置の放電時に、前記第１の遮断器を開き、前記第２の遮断器を閉じた状態で前記検出部によって電流値及び方向の少なくとも一方を検出する第１の検出工程と、
前記第１の検出工程の検出結果に基づいて前記第１の遮断器の故障を判断する判断工程と、
を含み、
前記システムは、前記第１の蓄電装置と前記電気負荷とを接続している電流経路、前記別の電源と前記電気負荷とを接続している電流経路、及び、前記別の電源の内部の電流経路のうち少なくとも一つに第３の遮断器が設けられており、
前記検出部は前記電流の方向を検出するものであり、
前記判断工程において、前記第１の検出工程で検出された方向が前記第１の蓄電装置を充電する充電方向の場合は前記第１の遮断器及び前記第３の遮断器がいずれも正常と判断し、それ以外の場合は前記第１の遮断器及び前記第３の遮断器の少なくとも一つが故障していると判断する、故障診断方法。

【請求項4】

請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の故障診断方法であって、
前記別の電源は前記第２の蓄電装置である、故障診断方法。

【請求項5】

請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の故障診断方法であって、
前記別の電源は前記第１の蓄電装置より電圧が高いものであり、前記システムは前記別の電源によって印加される電圧を降圧する降圧部を備える、故障診断方法。

【請求項6】

請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の故障診断方法であって、
前記バイパス経路に抵抗又は定電流源が設けられている、故障診断方法。

【請求項7】

蓄電素子の管理装置であって、
前記蓄電素子が接続されている電流経路に設けられており、前記蓄電素子に流れる電流の電流値及び当該電流の方向の少なくとも一方を検出する検出部と、
前記電流経路において前記蓄電素子を基準に前記検出部とは逆側、又は、前記蓄電素子と前記検出部との間に設けられている第１の遮断器と、
前記電流経路の前記蓄電素子と前記第１の遮断器とを含む区間であって前記検出部を含まない区間と並列に設けられているバイパス経路と、
前記バイパス経路に設けられている第２の遮断器と、
管理部と、
を備え、
前記管理部は、
前記蓄電素子の放電時に、前記第１の遮断器を開き、前記第２の遮断器を閉じた状態で前記検出部によって電流値及び方向の少なくとも一方を検出する第１の検出処理と、
前記第１の検出処理の検出結果に基づいて前記第１の遮断器の故障を判断する判断処理と、
を実行し、
前記検出部は前記電流の方向を検出するものであり、
前記管理部は、前記判断処理において、前記第１の検出処理で検出された方向が前記蓄電素子を充電する充電方向の場合は正常と判断し、それ以外の場合は故障と判断する、蓄電素子の管理装置。

【請求項8】

蓄電素子の管理装置であって、
前記蓄電素子が接続されている電流経路に設けられており、前記蓄電素子に流れる電流の電流値及び当該電流の方向の少なくとも一方を検出する検出部と、
前記電流経路において前記蓄電素子を基準に前記検出部とは逆側、又は、前記蓄電素子と前記検出部との間に設けられている第１の遮断器と、
前記電流経路の前記蓄電素子と前記第１の遮断器とを含む区間であって前記検出部を含まない区間と並列に設けられているバイパス経路と、
前記バイパス経路に設けられている第２の遮断器と、
管理部と、
を備え、
前記管理部は、
前記蓄電素子の放電時に、前記第１の遮断器を開き、前記第２の遮断器を閉じた状態で前記検出部によって電流値及び方向の少なくとも一方を検出する第１の検出処理と、
前記第１の検出処理の検出結果に基づいて前記第１の遮断器の故障を判断する判断処理と、
を実行し、
前記検出部は前記電流の電流値を検出するものであり、
前記管理部は、前記蓄電素子の放電時に、前記第１の遮断器を閉じ、前記第２の遮断器を開いた状態で前記検出部によって電流値を検出する第２の検出処理を更に実行し、
前記判断処理において、前記第１の検出処理で検出された電流値と前記第２の検出処理で検出された電流値とが一致していない場合は正常と判断し、一致している場合は故障と判断する、蓄電素子の管理装置。

【請求項9】

電気負荷に電力を供給する第１の蓄電装置と、第２の蓄電装置及び充電器のいずれか一方である別の電源とが並列に接続されているシステムであって、
前記第１の蓄電装置は、
前記第１の蓄電装置の正極外部端子と負極外部端子とを接続している電流経路に設けられている蓄電素子と、
前記電流経路に設けられており、前記蓄電素子に流れる電流の電流値及び当該電流の方向の少なくとも一方を検出する検出部と、
前記電流経路において前記蓄電素子を基準に前記検出部とは逆側、又は、前記蓄電素子と前記検出部との間に設けられている第１の遮断器と、
前記電流経路の前記蓄電素子と前記第１の遮断器とを含む区間であって前記検出部を含まない区間と並列に設けられているバイパス経路と、
前記バイパス経路に設けられている第２の遮断器と、
管理部と、
を備え、
前記管理部は、
前記第１の蓄電装置の放電時に、前記第１の遮断器を開き、前記第２の遮断器を閉じた状態で前記検出部によって電流値及び方向の少なくとも一方を検出する第１の検出処理と、
前記第１の検出処理の検出結果に基づいて前記第１の遮断器の故障を判断する判断処理と、
を実行し、
当該システムは、前記第１の蓄電装置と前記電気負荷とを接続している電流経路、前記別の電源と前記電気負荷とを接続している電流経路、及び、前記別の電源の内部の電流経路のうち少なくとも一つに第３の遮断器が設けられており、
前記検出部は前記電流の方向を検出するものであり、
前記管理部は、前記判断処理において、前記第１の検出処理で検出された方向が前記第１の蓄電装置を充電する充電方向の場合は前記第１の遮断器及び前記第３の遮断器がいずれも正常と判断し、それ以外の場合は前記第１の遮断器及び前記第３の遮断器の少なくとも一つが故障していると判断する、システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

電気負荷に電力を供給する蓄電装置と、蓄電装置及び充電器のいずれか一方である別の電源とが並列に接続されているシステムの故障診断方法、及び、蓄電素子の管理装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１は、蓄電素子と直列に接続されている遮断器を備え、蓄電素子の過充電や過放電が予見される場合に遮断器を開いて蓄電素子を過充電や過放電から保護する蓄電装置を開示する。この蓄電装置では、遮断器が故障していると蓄電素子を過充電や過放電から保護できない場合がある。このため、遮断器の故障診断が行われている。

【0003】

特許文献２には、第１スイッチと第２スイッチとが並列に接続されている電池パックが記載されている。特許文献２では、先ず、第１スイッチにオープン指令信号を送信し、第２スイッチにクローズ指令信号を送信して開電圧ＶＡＤを取得する。次に、第１スイッチにクローズ指令信号を送信し、第２スイッチにオープン指令信号を送信して開電圧ＶＡＥを取得する。そして、それらの電圧差ΔＶから第１スイッチの故障を診断する。

【0004】

特許文献３には、互いに並列接続される複数個のスイッチと、複数個のスイッチの両端電圧に応じた両端電圧検出信号を出力する両端電圧検出部とを備える電池パックが記載されている。特許文献３では、複数個のスイッチを異なる時期に順次指定してオープン指令信号を与え、オープン指令信号を与えているときの両端電圧検出信号に基づき、スイッチ故障を判断する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１７－１３５８３４号公報

【文献】国際公開第２０１６／１０３７２１号

【文献】特開２０１４－０３６５５６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献２及び特許文献３に記載されている技術はいずれも電気負荷に接続されている蓄電装置が一つだけであることが前提である。これらの特許文献に記載されている技術では、電気負荷に電力を供給する蓄電装置にほぼ同じ電圧の別の電源（蓄電装置あるいは充電器）が並列に接続された場合、遮断器を開いても電圧が変動せず、遮断機の故障を判断できない可能性がある。

【0007】

本明細書では、電気負荷に電力を供給する第１の蓄電装置と、第２の蓄電装置及び充電器のいずれか一方である別の電源とが並列に接続されているシステムにおいて、第１の蓄電装置の電圧と別の電源の電圧とがほぼ同じでも第１の蓄電装置が備える遮断器の故障をより確実に診断できる技術を開示する。

【課題を解決するための手段】

【0008】

故障診断方法は、電気負荷に電力を供給する第１の蓄電装置と、第２の蓄電装置及び充電器のいずれか一方である別の電源とが並列に接続されているシステムの故障診断方法であって、前記第１の蓄電装置は、前記第１の蓄電装置の正極外部端子と負極外部端子とを接続している電流経路に設けられている蓄電素子と、前記電流経路に設けられており、前記蓄電素子に流れる電流の電流値及び当該電流の方向の少なくとも一方を検出する検出部と、前記電流経路において前記蓄電素子を基準に前記検出部とは逆側、又は、前記蓄電素子と前記検出部との間に設けられている第１の遮断器と、前記電流経路の前記蓄電素子と前記第１の遮断器とを含む区間であって前記検出部を含まない区間と並列に設けられているバイパス経路と、前記バイパス経路に設けられている第２の遮断器と、を備え、当該故障診断方法は、前記第１の蓄電装置の放電時に、前記第１の遮断器を開き、前記第２の遮断器を閉じた状態で前記検出部によって電流値及び方向の少なくとも一方を検出する第１の検出工程と、前記第１の検出工程の検出結果に基づいて前記第１の遮断器の故障を判断する判断工程と、を含む。

【発明の効果】

【0009】

第１の蓄電装置の電圧と別の電源の電圧とがほぼ同じでも第１の蓄電装置が備える遮断器の故障をより確実に診断できる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】実施形態１に係るエンジン始動システムの模式図（第１のリレーが閉、第２のリレーが開の状態）

【図2】エンジン始動システムの模式図（第１のリレーが開、第２のリレーが閉の状態）

【図3】エンジン始動システムの模式図（第１のリレー及び第２のリレーが閉の状態）

【図4】第１のリレーの故障診断処理のフローチャート

【図5】実施形態２に係る第１のリレーの故障診断処理のフローチャート

【図6】実施形態３に係るエンジン始動システムの模式図（第１のリレーが閉、第２のリレーが開、第３から第５のリレーが閉の状態）

【図7】各リレーの開閉の組み合わせと電流の有無及び方向との関係を示す図

【図8】他の実施形態に係るエンジン始動システムの模式図（第１のリレーが閉、第２のリレーが開の状態）

【発明を実施するための形態】

【0011】

（本実施形態の概要）
本明細書によって開示される故障診断方法は、電気負荷に電力を供給する第１の蓄電装置と、第２の蓄電装置及び充電器のいずれか一方である別の電源とが並列に接続されているシステムの故障診断方法であって、前記第１の蓄電装置は、前記第１の蓄電装置の正極外部端子と負極外部端子とを接続している電流経路に設けられている蓄電素子と、前記電流経路に設けられており、前記蓄電素子に流れる電流の電流値及び当該電流の方向の少なくとも一方を検出する検出部と、前記電流経路において前記蓄電素子を基準に前記検出部とは逆側、又は、前記蓄電素子と前記検出部との間に設けられている第１の遮断器と、前記電流経路の前記蓄電素子と前記第１の遮断器とを含む区間であって前記検出部を含まない区間と並列に設けられているバイパス経路と、前記バイパス経路に設けられている第２の遮断器と、を備え、当該故障診断方法は、前記第１の蓄電装置の放電時に、前記第１の遮断器を開き、前記第２の遮断器を閉じた状態で前記検出部によって電流値及び方向の少なくとも一方を検出する第１の検出工程と、前記第１の検出工程の検出結果に基づいて前記第１の遮断器の故障を判断する判断工程と、を含む。

【0012】

第１の蓄電装置は、電流経路の蓄電素子と第１の遮断器とを含む区間であって検出部を含まない区間と並列に設けられているバイパス経路を備えている。この構成では、第１の蓄電装置の放電時に第１の遮断器の故障を診断すると、第１の蓄電装置の電圧と別の電源の電圧とがほぼ同じでも、第１の遮断器が故障していない場合（第１の遮断器が開いた場合）と故障している場合（第１の遮断器が開かない場合）とで検出部の検出結果が異なる。言い換えると、第１の遮断器が故障していない場合と故障している場合とで検出結果が変動する。このため、従来のように第１の蓄電装置の電圧と別の電源の電圧とがほぼ同じ場合は電圧が変動しない場合に比べて第１の遮断器の故障をより確実に診断できる。

【0013】

前記検出部は前記電流の方向を検出するものであり、前記判断工程において、前記第１の検出工程で検出された方向が前記第１の蓄電装置を充電する充電方向の場合は正常と判断し、それ以外の場合は故障と判断してもよい。

【0014】

放電時に第１の遮断器の故障を診断すると、第１の蓄電装置の電圧と別の電源の電圧とがほぼ同じでも第１の遮断器が故障している場合と故障していない場合とで電流の方向が逆になる。言い換えると、第１の遮断器が故障している場合と故障していない場合とで検出結果が変動する。このため、従来のように電圧が変動しない場合に比べて故障をより確実に判断できる。
第１の遮断器が故障していると、検出部によって検出される電流値が０Ａ（アンペア）となる場合や、方向を判定できないほど小さい電流値となる場合もある。その場合は方向を判定できないが、上記の故障診断方法では充電方向以外の場合（放電方向であるか又は方向を判定できない場合）は故障と判断するので、方向を判定できない場合でも故障を判断できる。

【0015】

前記検出部は前記電流の電流値を検出するものであり、当該故障診断方法は、前記第１の蓄電装置の放電時に、前記第１の遮断器を閉じ、前記第２の遮断器を開いた状態で前記検出部によって電流値を検出する第２の検出工程を更に含み、前記判断工程において、前記第１の検出工程で検出された電流値と前記第２の検出工程で検出された電流値とに基づいて前記第１の遮断器の故障を判断してもよい。

【0016】

前述したバイパス経路を備える第１の蓄電装置は、第１の蓄電装置の電圧と別の電源の電圧とがほぼ同じでも、第１の蓄電装置の放電時に検出される電流値と、第１の遮断器を開いて第２の遮断器を閉じるように制御した後に検出される電流値とを比較した場合の比較結果が、第１の遮断器が故障している場合と故障していない場合とで異なる。言い換えると、第１の遮断器が故障していない場合と故障している場合とで比較結果が変動する。このため、従来のように電圧が変動しない場合に比べて第１の遮断器の故障をより確実に診断できる。

【0017】

前記システムは、前記第１の蓄電装置と前記電気負荷とを接続している電流経路、前記別の電源と前記電気負荷とを接続している電流経路、及び、前記別の電源の内部の電流経路のうち少なくとも一つに第３の遮断器が設けられており、前記検出部は前記電流の方向を検出するものであり、前記判断工程において、前記第１の検出工程で検出された方向が前記第１の蓄電装置を充電する充電方向の場合は前記第１の遮断器及び前記第３の遮断器がいずれも正常と判断し、それ以外の場合は前記第１の遮断器及び前記第３の遮断器の少なくとも一つが故障していると判断してもよい。

【0018】

上記の故障診断方法によると、第１の蓄電装置が備えている第１の遮断器だけでなく、第１の蓄電装置の外部に設けられている第３の遮断器についても第１の蓄電装置が故障を診断できる。

【0019】

前記別の電源は前記第２の蓄電装置でもよい。

【0020】

上記の故障診断方法によると、電気負荷に電力を供給する第１の蓄電装置と、第２の蓄電装置とが並列に接続されていても第１の遮断器の故障を診断できる。

【0021】

前記別の電源は前記第１の蓄電装置より電圧が高いものであり、前記システムは前記別の電源によって印加される電圧を降圧する降圧部を備えてもよい。

【0022】

例えば、第１の蓄電装置の電圧が１２Ｖであり、別の電源の電圧が４８Ｖであるといったように、別の電源の方が第１の蓄電装置より電圧が高い場合もある。そして、その場合に、別の電源によって印加される電圧が、システムが備える降圧部によって第１の蓄電装置とほぼ同じ電圧まで降圧される場合がある。上記の故障診断方法によると、別の電源の電圧が第１の蓄電装置とほぼ同じ電圧まで降圧されても第１の遮断器の故障をより確実に診断できる。

【0023】

前記バイパス経路に抵抗又は定電流源が設けられていてもよい。

【0024】

上記の故障診断方法によると、第２の遮断器を閉じたときに蓄電素子が短絡することを防止できる。

【0025】

本明細書によって開示される蓄電素子の管理装置は、前記蓄電素子が接続されている電流経路に設けられており、前記蓄電素子に流れる電流の電流値及び当該電流の方向の少なくとも一方を検出する検出部と、前記電流経路において前記蓄電素子を基準に前記検出部とは逆側、又は、前記蓄電素子と前記検出部との間に設けられている第１の遮断器と、前記電流経路の前記蓄電素子と前記第１の遮断器とを含む区間であって前記検出部を含まない区間と並列に設けられているバイパス経路と、前記バイパス経路に設けられている第２の遮断器と、管理部と、を備え、前記管理部は、前記蓄電素子の放電時に、前記第１の遮断器を開き、前記第２の遮断器を閉じた状態で前記検出部によって電流値及び方向の少なくとも一方を検出する第１の検出処理と、前記第１の検出処理の検出結果に基づいて前記第１の遮断器の故障を判断する判断処理と、を実行する。

【0026】

上記の管理装置によると、電気負荷に電力を供給する第１の蓄電装置と、第２の蓄電装置及び充電器のいずれか一方である別の電源とが並列に接続されているシステムにおいて、第１の蓄電装置の電圧と別の電源の電圧とがほぼ同じでも第１の遮断器の故障をより確実に診断できる。

【0027】

本明細書によって開示される技術は、装置、方法、これらの装置または方法を実現するためのコンピュータプログラム、そのコンピュータプログラムを記録した記録媒体等の種々の態様で実現できる。

【0028】

＜実施形態１＞
実施形態１を図１ないし図４によって説明する。

【0029】

（１）エンジン始動システムの構成
図１を参照して、実施形態１のエンジン始動システム１（システムの一例）について説明する。エンジン始動システム１は車両のエンジンを始動させるものである。エンジン始動システム１はエンジンのクランクシャフトを回転させるスタータ１０（電気負荷の一例）、スタータ１０に電力を供給する始動用の蓄電装置１１（第１の蓄電装置の一例）、及び、車両に搭載されている補機類（ヘッドライト、エアコン、オーディオなど）に電力を供給する補機用の蓄電装置１２（第２の蓄電装置及び別の電源の一例）を備えている。補機用の蓄電装置１２は始動用の蓄電装置１１と並列に接続されており、補機用の蓄電装置１２からスタータ１０に電力を供給できる。

【0030】

本実施形態では始動用の蓄電装置１１の電圧と補機用の蓄電装置１２の電圧とがほぼ同じであるとする。具体的には、スタータ１０は１２Ｖ負荷であり、始動用の蓄電装置１１及び補機用の蓄電装置１２はどちらも電圧が１２Ｖであるとする。始動用の蓄電装置１１の方が補機用の蓄電装置１２より電圧が大きくてもよいし、補機用の蓄電装置１２の方が始動用の蓄電装置１１より電圧が大きくてもよい。

【0031】

（２）始動用の蓄電装置の電気的構成
図１に示すように、始動用の蓄電装置１１は、正極外部端子１３と負極外部端子１４とを接続している電流経路１５、電流経路１５に設けられている組電池１６、及び、電池管理装置１７（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ、管理装置の一例）を備えている。

【0032】

組電池１６は複数の蓄電素子１８が直列接続されたものである。各蓄電素子１８は繰り返し充電可能な二次電池であり、具体的には例えばリチウムイオン電池である。複数の蓄電素子１８は並列接続されてもよいし、直列と並列とを組み合わせて接続されてもよい。

【0033】

ＢＭＳ１７は、蓄電素子１８に流れる電流の方向を検出する検出部１９、電流経路１５を遮断する第１のリレー２０、バイパス経路２１、第２のリレー２３、抵抗２４及び管理部２２を備えている。
検出部１９は電流経路１５に設けられており、蓄電素子１８に流れる電流の方向を検出して管理部２２に出力する。

【0034】

第１のリレー２０は電流経路１５において正極外部端子１３と組電池１６との間に設けられている。第１のリレー２０は蓄電素子１８の過充電や過放電が予見される場合に電流経路１５を遮断するためのものである。

【0035】

バイパス経路２１は第１のリレー２０の故障を診断するためのものである。バイパス経路２１は電流経路１５の組電池１６と第１のリレー２０とを含む区間であって検出部１９を含まない区間と並列に設けられている。
第２のリレー２３及び抵抗２４はバイパス経路２１に設けられている。第２のリレー２３は常開式であり、第１のリレー２０の故障診断を行うときに管理部２２によって閉じられる。抵抗２４は第２のリレー２３を閉じたときに蓄電素子１８が短絡することを防止するためのものである。

【0036】

管理部２２は組電池１６から供給される電力によって動作するものであり、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを備えている。ＣＰＵはＲＯＭに記憶されている制御プログラムを実行することにより、後述する蓄電素子１８の保護や第１のリレー２０の故障診断などの各種の処理を実行する。
管理部２２はＣＰＵに替えて、あるいはＣＰＵに加えてＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）やＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）などを備えていてもよい。

【0037】

（３）蓄電素子の保護
管理部２２は蓄電素子１８の充電状態（ＳＯＣ：Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）を推定し、推定したＳＯＣが所定の上限値以上の場合あるいは所定の下限値以下の場合は過充電や過放電が予見されるとして第１のリレー２０を開く。これにより電流経路１５が遮断され、蓄電素子１８が過充電や過放電から保護される。

【0038】

（４）第１のリレーの故障診断
第１のリレー２０が故障して開かないと蓄電素子１８を過充電や過放電から保護できない。このため、管理部２２は第１のリレー２０の故障診断を行う。第１のリレー２０の故障診断は始動用の蓄電装置１１の放電時に行われる。より具体的には、第１のリレー２０の故障診断は始動用の蓄電装置１１から放電方向の電流（以下、放電電流という）が安定して流れているときに行われる。例えば車両のエンジンが停止中のときは始動用の蓄電装置１１から放電電流が安定して流れる。このため第１のリレー２０の故障診断は例えば車両のエンジンが停止中のときに行われる。

【0039】

図１を参照して、始動用の蓄電装置１１の放電電流について説明する。始動用の蓄電装置１１の放電電流は図１に示す経路Ｘを流れる。図１では放電電流が安定して流れているときの電流値をＩｂａｔ１としている。始動用の蓄電装置１１に放電電流が流れている場合は、検出部１９によって検出される電流の方向は放電方向となる。

【0040】

図２に示すように、第１のリレー２０の故障診断では、管理部２２は第１のリレー２０を開いて第２のリレー２３を閉じるよう制御する。第１のリレー２０が故障していない場合（すなわち第１のリレー２０が開いている場合）は、図２において経路Ｙで示すように、補機用の蓄電装置１２から始動用の蓄電装置１１に電流Ｉｂａｔ２が流れる。経路Ｙで示すように電流Ｉｂａｔ２は始動用の蓄電装置１１のバイパス経路２１を流れる。電流Ｉｂａｔ２はＩｂａｔ１と方向が逆であり、検出部１９によって検出される電流の方向は充電方向となる。

【0041】

これに対し、図３に示すように、第１のリレー２０が故障して開かない場合は、経路Ｘで示すように始動用の蓄電装置１１からスタータ１０に放電電流Ｉｂａｔ１が流れる。さらに、経路Ｚで示すように始動用の蓄電装置１１からバイパス経路２１に放電電流Ｉｂａｔ２が流れる。検出部１９には電流Ｉｂａｔ１が流れるので、第１のリレー２０が故障している場合は検出部１９によって検出される電流の方向は放電方向となる。始動用の蓄電装置１１の電圧と補機用の蓄電装置１２の電圧とがほぼ同じであるので、図３では補機用の蓄電装置１２によって供給される電流は現れてこない。

【0042】

第１のリレー２０が故障していない場合と故障している場合とでは、第１のリレー２０を開いて第２のリレー２３を閉じるように制御した後に検出される電流の方向が逆になる。具体的には、第１のリレー２０が故障していない場合は充電方向となり、故障している場合は放電方向となる。このため、電流の方向を検出することにより、第１のリレー２０の故障を判断できる。

【0043】

第１のリレー２０が故障していると、検出部１９によって検出される電流値が０Ａ（アンペア）となる場合や、方向を判定できないほど小さい電流値となる場合がある。その場合は方向を判定できない。このため管理部２２は、充電方向以外の場合（放電方向であるか又は方向を判定できない場合）は故障と判断する。

【0044】

（５）第１のリレーの故障診断処理
図４を参照して、管理部２２によって実行される第１のリレー２０の故障診断処理について説明する。本処理は例えば車両のエンジンが停止中のときに行われる。

【0045】

Ｓ１０１では、管理部２２は第１のリレー２０を開いて第２のリレー２３を閉じるよう制御する。
Ｓ１０２では、管理部２２は検出部１９によって電流の方向を検出する（第１の検出工程の一例）。

【0046】

Ｓ１０３では、管理部２２はＳ１０２で検出した方向が充電方向であるかそれ以外であるかを判断し、充電方向の場合は第１のリレー２０が故障していないと判断して本処理を終了し、それ以外の場合は第１のリレー２０が故障していると判断してＳ１０４に進む（判断工程の一例）。
Ｓ１０４では、管理部２２は所定のエラー処理を実行する。

【0047】

（５）実施形態の効果
実施形態１の故障診断方法によると、始動用の蓄電装置１１は、電流経路１５の組電池１６と第１のリレー２０とを含む区間であって検出部１９を含まない区間と並列に設けられているバイパス経路２１を備えている。この構成では、始動用の蓄電装置１１の放電時に第１のリレー２０の故障を診断すると、始動用の蓄電装置１１の電圧と補機用の蓄電装置１２の電圧とがほぼ同じでも、第１のリレー２０が故障していない場合（第１のリレー２０が開いた場合）と故障している場合（開かない場合）とで検出部１９の検出結果が異なる。言い換えると、第１のリレー２０が故障していない場合と故障している場合とで検出結果が変動する。このため、従来のように始動用の蓄電装置１１の電圧と補機用の蓄電装置１２の電圧とがほぼ同じ場合は電圧が変動しない場合に比べて第１のリレー２０の故障をより確実に診断できる。

【0048】

実施形態１の故障診断方法によると、電流の方向で第１のリレー２０の故障を判断する。放電時に第１のリレー２０の故障を診断すると、始動用の蓄電装置１１の電圧と補機用の蓄電装置１２の電圧とがほぼ同じでも、第１のリレー２０が故障していない場合と故障している場合とで電流の方向が逆になる。言い換えると、第１のリレー２０が故障していない場合と故障している場合とで検出結果が変動する。このため、従来のように電圧が変動しない場合に比べて故障をより確実に判断できる。
第１のリレー２０が故障していると、検出部１９によって検出される電流値が０Ａ（アンペア）となる場合や、方向を判定できないほど小さい電流値となる場合もある。その場合は方向を判定できないが、実施形態１の故障診断方法では充電方向以外の場合（放電方向であるか又は方向を判定できない場合）は故障と判断するので、方向を判定できない場合でも故障を判断できる。

【0049】

実施形態１の故障診断方法によると、バイパス経路２１に抵抗２４が設けられているので、第２のリレー２３を閉じたときに蓄電素子１８が短絡することを防止できる。

【0050】

実施形態１に係るＢＭＳ１７によると、始動用の蓄電装置１１と補機用の蓄電装置１２とが並列に接続されているエンジン始動システム１において、始動用の蓄電装置１１の電圧と補機用の蓄電装置１２の電圧とがほぼ同じでも第１のリレー２０の故障をより確実に診断できる。

【0051】

＜実施形態２＞
実施形態２を図２、図３及び図５によって説明する。実施形態２に係るエンジン始動システムは検出部１９として電流センサを備えており、電流センサによって計測された電流値から第１のリレー２０の故障を診断する。実施形態２でも第１のリレー２０の故障診断は実施形態１と同様に始動用の蓄電装置１１から放電電流が安定して流れているときに行われる。

【0052】

図２に示すように、第１のリレー２０の故障診断では、管理部２２は始動用の蓄電装置１１から放電電流が安定して流れているとき、第１のリレー２０を開いて第２のリレー２３を閉じるよう制御する。

【0053】

図２に示すように、第１のリレー２０が故障していない場合は補機用の蓄電装置１２から経路Ｙに電流Ｉｂａｔ２が流れる。第１のリレー２０が故障していない場合は、始動用の蓄電装置１１から放電電流が安定して流れているときの電流値（すなわち図１に示す電流Ｉｂａｔ１）と、第１のリレー２０を開いて第２のリレー２３を閉じるように制御した後に検出される電流値（Ｉｂａｔ２）とが一致しない。

【0054】

これに対し、図３に示すように、第１のリレー２０が故障して開かない場合は、始動用の蓄電装置１１から経路Ｘに電流Ｉｂａｔ１が流れる。検出部１９は経路Ｘ上にあるので、第１のリレー２０が故障している場合は検出部１９によって電流値Ｉｂａｔ１が検出される。このため、第１のリレー２０が故障している場合は、始動用の蓄電装置１１から放電電流が安定して流れているときの電流値（Ｉｂａｔ１）と、第１のリレー２０を開いて第２のリレー２３を閉じるように制御した後に検出される電流値（Ｉｂａｔ１）とが一致する。

【0055】

このため、第１のリレー２０を開いて第２のリレー２３を閉じるように制御した後に検出される電流値が、始動用の蓄電装置１１から放電電流が安定して流れているときに検出される電流値（Ｉｂａｔ１）と一致するか否かを判断することにより、第１のリレー２０の故障を診断できる。

【0056】

（１）第１のリレーの故障診断処理
図５を参照して、実施形態２に係る第１のリレー２０の故障診断処理について説明する。
Ｓ２０１では、管理部２２は検出部１９によって電流値を検出する（第２の検出工程の一例）。
Ｓ２０２では、管理部２２は第１のリレー２０を開いて第２のリレー２３を閉じるよう制御する。

【0057】

Ｓ２０３では、管理部２２は検出部１９によって電流値を検出する（第１の検出工程の一例）。
Ｓ２０４では、管理部２２はＳ２０１で検出した電流値とＳ２０３で検出した電流値とが一致しているか否かを判断し、一致していない場合は第１のリレー２０が故障していないと判断して本処理を終了し、一致している場合は第１のリレー２０が故障していると判断してＳ２０５に進む（判断工程の一例）。
Ｓ２０５では、管理部２２は所定のエラー処理を実行する。

【0058】

（２）実施形態の効果
バイパス経路２１を備える始動用の蓄電装置１１は、始動用の蓄電装置１１の電圧と補機用の蓄電装置１２の電圧とがほぼ同じでも、始動用の蓄電装置１１の放電時に検出される電流値と、第１のリレー２０を開いて第２のリレー２３を閉じるように制御した後に検出される電流値とを比較した場合の比較結果が、第１のリレー２０が故障していない場合と故障している場合とで異なる。言い換えると、第１のリレー２０が故障していない場合と故障している場合とで比較結果が変動する。このため、従来のように電圧が変動しない場合に比べて第１のリレー２０の故障をより確実に診断できる。

【0059】

＜実施形態３＞
実施形態３を図６ないし図７によって説明する。図６に示すように、実施形態３に係るエンジン始動システム２は、実施形態１の構成に加えて第３のリレー３０、第４のリレー３１及び第５のリレー３２を備えている。第３から第５のリレーはそれぞれ第３の遮断器の一例である。

【0060】

第３のリレー３０は始動用の蓄電装置１１とスタータ１０とを接続している電流経路３３に設けられている。第４のリレー３１は補機用の蓄電装置１２とスタータ１０とを接続している電流経路３４に設けられている。第３のリレー３０及び第４のリレー３１は車両のＥＣＵによって開閉される。
第５のリレー３２は補機用の蓄電装置１２の内部において蓄電素子１８が接続されている電流経路３５に設けられている。第５のリレー３２は補機用の蓄電装置１２が備える図示しない管理部２２によって開閉される。
実施形態３に係る検出部１９は電流値及び電流の方向の両方を検出可能である。

【0061】

実施形態３に係る管理部２２は、実施形態１と同様の故障診断を行うことにより、第１のリレー２０及び第３から第５のリレーがいずれも正常であるか、又は、これらのリレーのうち少なくとも一つが故障しているかを判断する。

【0062】

図７を参照して具体的に説明する。故障診断を行ったときに第１のリレー２０が開けば第１のリレー２０は正常である。このため、第１のリレー２０については開が正常（〇）、閉が異常（×）である。
これとは逆に、第３から第５のリレーについては閉じていることが正常であるので、閉が正常（〇）、開が異常（×）である。図７において第４及び５のリレーが〇の場合は第４のリレー３１及び第５のリレー３２がともに閉（正常）であり、×の場合は第４のリレー３１及び第５のリレー３２のうち少なくとも一方が開（異常）であることを意味している。

【0063】

図７に示すように、実施形態１と同様の故障診断を行った場合、第１のリレー２０及び第３から第５のリレーがいずれも正常（〇）の場合は検出部１９によって０アンペアより大きい電流値が検出され（すなわち電流が有となり）、且つ、検出部１９によって検出される電流の方向は充電方向となる。これに対し、これらのリレーのうち少なくとも一つが異常（×）の場合は検出部１９に電流が流れない（すなわち電流が無）か、又は、検出される電流の方向が放電方向となる。
このため、実施形態３に係る管理部２２は、検出部１９を流れる電流の有無及び電流の方向から、第１のリレー２０及び第３から第５のリレーがいずれも正常であるか、又は、これらのリレーのうち少なくとも一つが故障しているかを判断する。

【0064】

実施形態３に係る故障診断方法によると、始動用の蓄電装置１１が備えている第１のリレー２０だけでなく、始動用の蓄電装置１１の外部に設けられている第３から第５のリレーについても始動用の蓄電装置１１が故障を診断できる。

【0065】

＜他の実施形態＞
本明細書によって開示される技術は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本明細書によって開示される技術的範囲に含まれる。

【0066】

（１）上記実施形態では別の電源として第２の蓄電装置（補機用の蓄電装置１２）を例に説明したが、別の電源は第１の蓄電装置を充電する着脱可能な外部の充電器でもよい。例えば、車両のシガーソケットに外部の充電器が接続され、接続された充電器によって始動用の蓄電装置１１が充電される構成でもよい。この場合も第２の蓄電装置が接続されている場合と同様にして始動用の蓄電装置１１の第１のリレー２０の故障を診断できる。

【0067】

（２）上記実施形態では第２の蓄電装置として補機用の蓄電装置１２を例に説明したが、第２の蓄電装置は始動用の蓄電装置１１の電圧が低下した場合に始動用の蓄電装置１１に代わって電気負荷（スタータ１０）に電力を供給するバックアップ用の蓄電装置でもよい。

【0068】

（３）上記実施形態では第１の蓄電装置（実施形態１では始動用の蓄電装置１１）の電圧と別の電源（実施形態１では補機用の蓄電装置１２）の電圧とがほぼ同じである場合を例に説明した。これに対し、別の電源の電圧の方が第１の蓄電装置の電圧より高くてもよい。例えば始動用の蓄電装置１１の電圧が１２Ｖであり、補機用の蓄電装置１２の電圧が２４Ｖや４８Ｖあるいはそれ以上であるといったように、補機用の蓄電装置１２の方が始動用の蓄電装置１１より電圧が高い場合もある。その場合に、補機用の蓄電装置１２によって印加される電圧が、エンジン始動システムが備える降圧部（例えばＤＣ－ＤＣコンバータ）によって始動用の蓄電装置１１とほぼ同じ電圧まで降圧される場合がある。上記実施形態で説明した故障診断方法によると、補機用の蓄電装置１２の電圧が始動用の蓄電装置１１とほぼ同じ電圧まで降圧されても第１のリレー２０の故障をより確実に診断できる。

【0069】

（４）上記実施形態ではバイパス経路２１に抵抗２４が設けられている場合を例に説明したが、抵抗２４に替えて定電流源（例えば定電流ダイオード）が設けられてもよい。

【0070】

（５）上記実施形態３ではエンジン始動システム２が第３の遮断器として第３から第５のリレーの３つを備えている場合を例に説明したが、エンジン始動システム２はこれらのリレーのうちいずれか１つあるいはいずれか２つだけを備えていてもよい。

【0071】

（６）上記実施形態では電気負荷としてスタータ１０を例に説明したが、電気負荷はスタータ１０に限られるものではなく、電力を消費する機器であれば任意の機器でもよい。上記実施形態ではシステムとしてエンジン始動システムを例に説明したが、システムは電気負荷に電力を供給する第１の蓄電装置と別の電源とが並列に接続されているものであれば任意のシステムでもよい。

【0072】

（７）上記実施形態２ではバイパス経路２１が始動用の蓄電装置１１の電流経路１５の組電池１６と第１のリレー２０とを含む区間であって検出部１９を含まない区間と並列に設けられている場合を例に説明した。これに対し、図８に示すエンジン始動システム３のように、バイパス経路２１は組電池１６、第１のリレー２０及び検出部１９（電流センサ）を含む区間と並列に設けられてもよい。その場合は、第１のリレー２０が正常な場合は故障診断のときに第１のリレー２０が開くので、電流センサによって計測される電流値は０Ａ（アンペア）になる。これに対し、第１のリレー２０が故障している場合は第１のリレー２０が開かないので、電流センサによって計測される電流値は０Ａより大きくなる。このため、電流センサによって計測された電流値が０Ａであるか否かによって第１のリレー２０の故障を判断できる。

【0073】

（８）上記実施形態３では検出部１９が電流値及び電流の方向の両方を検出可能である場合を例に説明したが、電流の方向だけを検出してもよい。そして、第１のリレー２０及び第３から第５のリレーがいずれも正常であるか、又は、これらのリレーのうち少なくとも一つが故障しているかを、電流の方向だけから判断してもよい。具体的には、電流の方向が充電方向の場合はいずれも正常であると判断し、それ以外の場合（放電方向であるか又は方向を判定できない場合）は故障と判断してもよい。

【0074】

（９）上記実施形態では蓄電素子１８としてリチウムイオン電池を例に説明したが、蓄電素子１８は電気化学反応を伴うキャパシタでもよい。

【符号の説明】

【0075】

１…エンジン始動システム（システムの一例）、２…エンジン始動システム（システムの一例）、１０…スタータ（電気負荷の一例）、１１…始動用の蓄電装置（第１の蓄電装置の一例）、１２…補機用の蓄電装置（第２の蓄電装置及び別の電源の一例）、１３…正極外部端子、１４…負極外部端子、１５…電流経路、１７…電池管理装置（管理装置の一例）、１８…蓄電素子、１９…検出部、２０…第１のリレー（第１の遮断器の一例）、２１…バイパス経路、２２…管理部、２３…第２のリレー（第２の遮断器の一例）、２４…抵抗、３０…第３のリレー（第３の遮断器の一例）、３１…第４のリレー（第４の遮断器の一例）、３２…第５のリレー（第５の遮断器の一例）、３３…電流経路、３４…電流経路、３５…電流経路

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】