JP2019015230A - スイッチ診断装置及びスイッチ診断方法 - Google Patents

Abstract

【課題】比較的簡易な回路構成でスイッチの状態を判定できるスイッチ診断装置及びスイッチ診断方法を提供する。【解決手段】スイッチ診断装置１は、一端で接地されている第１電池１１の他端に直列に接続される第１スイッチ２１と、一端において第１節点３１を介して第１スイッチ２１に直列に接続され、他端において第２節点３２を介して外部回路に接続される第２スイッチ２２とを制御する制御部２と、第１節点３１の電位を第１電位として検出する電位検出部４とを備える。制御部２は、第１電位に基づいて、第１スイッチ２１及び第２スイッチ２２の少なくとも一方の異常状態を判定する。【選択図】図１

Description

本発明は、スイッチ診断装置及びスイッチ診断方法に関する。

従来、電池の上流側に接続された複数のリレー等のスイッチの状態を、接続経路中の電位に基づいて判定する構成が開示されている（例えば特許文献１参照）。

特開２０１２−２０２３０９号公報

電位に基づく判定が複数の比較器又は分圧抵抗等を含む回路によって行われる場合、回路構成が複雑化しうる。

かかる観点に鑑みてなされた本発明の目的は、比較的簡易な回路構成でスイッチの状態を判定できるスイッチ診断装置及びスイッチ診断方法を提供することにある。

上記課題を解決するために、第１の観点に係るスイッチ診断装置は、
一端で接地されている第１電池の他端に直列に接続される第１スイッチと、
一端において第１節点を介して前記第１スイッチに直列に接続され、他端において第２節点を介して外部回路に接続される第２スイッチと
を制御する制御部と、
前記第１節点の電位を第１電位として検出する電位検出部と
を備え、
前記制御部は、前記第１電位に基づいて、前記第１スイッチ及び前記第２スイッチの少なくとも一方の異常状態を判定する。

上記課題を解決するために、第２の観点に係るスイッチ診断方法は、
一端で接地されている第１電池の他端に直列に接続される第１スイッチと、一端において第１節点を介して前記第１スイッチに直列に接続され、他端において第２節点を介して外部回路に接続される第２スイッチとを制御するステップと、
前記第１節点の電位を第１電位として検出するステップと、
前記第１電位に基づいて、前記第１スイッチ及び前記第２スイッチの少なくとも一方の異常状態を判定するステップと
を含む。

第１の観点に係るスイッチ診断装置によれば、比較的簡易な回路構成でスイッチの状態が判定されうる。

第２の観点に係るスイッチ診断方法によれば、比較的簡易な回路構成でスイッチの状態が判定されうる。

実施形態１に係る制御システムの構成例を示すブロック図である。 スイッチが正常に動作する場合の各モードの状態の一例を示す表である。 第１モードにおける制御システムの動作状況の一例を示すブロック図である。 第２モードにおける制御システムの動作状況の一例を示すブロック図である。 第３モードにおける制御システムの動作状況の一例を示すブロック図である。 第４モードにおける制御システムの動作状況の一例を示すブロック図である。 第１スイッチが閉固着状態の場合の各モードの状態の一例を示す表である。 第１スイッチが開固着状態の場合の各モードの状態の一例を示す表である。 第２スイッチが閉固着状態の場合の各モードの状態の一例を示す表である。 第２スイッチが開固着状態の場合の各モードの状態の一例を示す表である。 ヒューズが断線している場合の各モードの状態の一例を示す表である。 スイッチ診断方法の手順の一例を示すフローチャートである。 実施形態２に係るスイッチ診断方法の手順の一例を示すフローチャートである。 図１３のサブルーチンの手順の一例を示すフローチャートである。 図１３のサブルーチンの手順の一例を示すフローチャートである。 図１３のサブルーチンの手順の一例を示すフローチャートである。

（実施形態１）
図１に示されるように、実施形態１に係る制御システム１００は、スイッチ診断装置１と、第１電池１１と、第２電池１２と、スタータ１３と、負荷１４と、スタータジェネレータ１５とを備える。各構成部を接続する実線は、電力の流れを示す。各構成部を接続する破線は、制御情報の流れを示す。制御情報は、各構成部の状態を示す情報、又は、各構成部に対する制御内容を示す情報を含んでよい。

制御システム１００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。

第１電池１１は、一端で接地し、他端で第１スイッチ２１に接続する。第１スイッチ２１は、一端で第１電池１１に接続し、他端で第１節点３１を介して第２スイッチ２２に接続する。第２スイッチ２２は、一端で第１節点３１を介して第１スイッチ２１に接続し、他端で第２節点３２を介してヒューズ２４に接続する。ヒューズ２４は、一端で第２節点３２を介して第２スイッチ２２に接続し、他端で第３スイッチ２３の一端に接続する。第１電池１１と、第１スイッチ２１と、第２スイッチ２２と、ヒューズ２４とは、直列に接続する。

第３スイッチ２３は、一端でヒューズ２４と、スタータジェネレータ１５とに接続する。ヒューズ２４とスタータジェネレータ１５とは、並列に接続する。第３スイッチ２３は、他端で、第２電池１２と、スタータ１３と、負荷１４とに接続する。第２電池１２とスタータ１３と負荷１４とは、並列に接続する。第２電池１２、スタータ１３、負荷１４、及びスタータジェネレータ１５はそれぞれ、一端で第３スイッチ２３に接続し、他端で接地する。

スイッチ診断装置１は、制御部２と、記憶部３と、電位検出部４とを備える。

制御部２は、制御システム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２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。制御部２は、例えば、第１電池１１又は第２電池１２の端子電圧を取得してよい。制御部２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。スイッチ診断装置１が車両に搭載される場合、制御部２は、車両のＥＣＵ（Electric Control Unit又はEngine Control Unit）として構成されてよい。

記憶部３は、制御部２に接続され、制御部２から取得した情報を格納する。記憶部３は、制御部２のワーキングメモリとして機能してよい。記憶部３は、制御部２で実行されるプログラムを格納してよい。記憶部３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３は、制御部２の一部として含まれてよい。

電位検出部４は、例えば電圧センサとして構成される。電位検出部４は、第１節点３１及び第２節点３２における電位を検出する。電位は、接地点の電位を基準として検出されてよい。電位検出部４は、検出した電位を制御部２に出力する。

制御部２は、第１スイッチ２１、第２スイッチ２２、及び第３スイッチ２３それぞれの開閉状態を制御する。第１スイッチ２１、第２スイッチ２２、及び第３スイッチ２３は、スイッチと総称される。スイッチが閉状態である場合、そのスイッチの両端は、導通するものとする。スイッチが開状態である場合、そのスイッチの両端は、絶縁するものとする。つまり、スイッチは、閉状態で、両端に接続する構成部を互いに電気的に接続し、開状態で、両端に接続する構成部を互いに電気的に遮断する。スイッチは、可動部を有する機械的なスイッチであってよい。スイッチは、接点を有し、接点を開閉することによって、導通状態と遮断状態とを切り替えるように構成されてよい。スイッチは、例えば、電磁式のリレーであってよい。

第１電池１１は、第１スイッチ２１と第２スイッチ２２とがともに閉状態である場合に、ヒューズ２４を介して、スタータジェネレータ１５と並列に接続する。第１電池１１は、さらに第３スイッチ２３が閉状態である場合に、第２電池１２、スタータ１３、及び負荷１４と並列に接続する。第１電池１１は、第３スイッチ２３が閉状態である場合に、第２電池１２及び負荷１４に電力を供給しうる。

第１電池１１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。第２電池１２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。本実施形態において、第１電池１１及び第２電池１２はそれぞれ、リチウムイオン電池及び鉛蓄電池であるものとする。第１電池１１の端子電圧及び第２電池１２の端子電圧はそれぞれ、Ｖ_１及びＶ_２と表現するものとする。

第１電池１１は、電池パックに含まれてよい。電池パックは、スイッチ診断装置１と、第１スイッチ２１と、第２スイッチ２２と、ヒューズ２４とを含んでよい。電池パックは、ＢＭＳ（Battery Management System）を含んでよい。スイッチ診断装置１は、ＢＭＳとして機能してもよいし、ＢＭＳに含まれてもよい。

第２電池１２は、第３スイッチ２３が開状態である場合、スタータ１３と負荷１４とに電力を供給しうる。スタータ１３と負荷１４とは、外部回路ともいう。

スタータ１３は、例えばセルモータを含んで構成されうる。スタータ１３は、第１電池１１及び第２電池１２の少なくとも一方から供給される電力で駆動し、車両のエンジンを始動させる。

負荷１４は、例えば車両に備えられたオーディオ、エアコンディショナ、及びナビゲーションシステム等の電子機器を含みうる。負荷１４は、供給された電力を消費して動作する。負荷１４は、エンジンが停止している間、第１電池１１及び第２電池１２の少なくとも一方から供給される電力で動作しうる。負荷１４は、エンジンが駆動している間、スタータジェネレータ１５及び第１電池１１の少なくとも一方から供給される電力で動作しうる。

スタータジェネレータ１５は、車両のエンジンに機械的に接続される。スタータジェネレータ１５は、発電機として機能するとともに、電動機としても機能しうる。つまり、スタータジェネレータ１５は、エンジンが駆動している間、発電を行い、負荷１４等に電力を供給する。電力の供給は、給電ともいう。つまり、スタータジェネレータ１５は、エンジンが駆動している間、負荷１４等に給電する。スタータジェネレータ１５は、エンジンがアイドリングストップ等で停止しているとき、電動機として機能し、エンジンを始動させうる。スタータジェネレータ１５は、ＩＳＧ（Integrated Starter Generator）ともいう。スタータジェネレータ１５は、発電機として機能するオルタネータに置き換えられてよい。スタータジェネレータ１５及びオルタネータは、給電部ともいう。

スタータジェネレータ１５がエンジンの駆動によって発電した電力は、レギュレータで出力電圧を調整されて、第１電池１１、第２電池１２及び負荷１４に供給されうる。スタータジェネレータ１５は、車両の減速時等に回生によって発電可能である。スタータジェネレータ１５が回生発電した電力は、第１電池１１又は第２電池１２に蓄電されうる。

制御システム１００は、複数の動作モードで動作してよい。本実施形態において、制御システム１００は、第１〜第４モードで動作するものとする。制御部２は、各モードにおいて、図２に示されるようにスイッチの開閉状態を制御してよい。制御システム１００は、これらのモードに限られず、他のモードで動作してよい。

第１モードは、エンジンが停止しているときに、エンジンを始動させる動作に対応する。制御部２は、第１モードにおいて、第１スイッチ２１、第２スイッチ２２、及び第３スイッチ２３を全て開状態にする。この場合、図３において破線の矢印で示されるように、第２電池１２は、放電し、スタータ１３と負荷１４とに電力を供給する。スタータ１３が駆動することによって、エンジンが起動する。第１モードにおいて、第１節点３１の電位と、第２節点３２の電位とは、ともに０である。第１節点３１の電位は、第１電位ともいう。第２節点３２の電位は、第２電位ともいう。

第２モードは、エンジンが駆動しているときに、スタータジェネレータ１５から供給される電力で第２電池１２が充電され、負荷１４が駆動される動作に対応する。制御部２は、第２モードにおいて、第３スイッチ２３を閉状態に遷移させ、第１スイッチ２１及び第２スイッチ２２を開状態のままとする。この場合、図４において破線の矢印で示されるように、スタータジェネレータ１５は、エンジンの駆動に応じて発電する電力を、第２電池１２と負荷１４とに供給する。第２電池１２は、スタータジェネレータ１５から供給される電力で充電される。第２電池１２は、満充電電圧まで充電されてよいし、適宜設定される電圧まで充電されてよい。第２モードにおいて、第１スイッチ２１及び第２スイッチ２２がともに開状態であることによって遮断される第１節点３１の電位は０である。第３スイッチ２３が閉状態であることによって第２電池１２に接続する第２節点３２の電位は、第２電池１２の端子電圧（Ｖ_２）である。

第３モードは、エンジンがアイドリングストップ等で停止中の状態となっているときに、所定の電圧まで充電された第２電池１２から供給される電力で負荷１４が駆動される動作に対応する。制御部２は、第３モードにおいて、第１スイッチ２１及び第２スイッチ２２を開状態のままとし、第３スイッチ２３を閉状態のままとする。つまり、制御部２は、第３モードにおけるスイッチの開閉状態を、第２モードにおけるスイッチの開閉状態のままとする。この場合、図５において破線の矢印で示されるように、負荷１４は、第２電池１２から供給される電力で駆動する。第３モードにおいて、第１電位及び第２電位はそれぞれ、０及び第２電池１２の端子電圧（Ｖ_２）である。

第４モードは、第１電池１１の端子電圧（Ｖ_１）と第２電池１２の端子電圧（Ｖ_２）とが近づいたときに、第１電池１１と第２電池１２とを並列に接続する動作に対応する。制御部２は、第４モードにおいて、第１スイッチ２１及び第２スイッチ２２を閉状態に遷移させ、第３スイッチ２３を閉状態のままとする。この場合、図６において破線の矢印で示されるように、第１電池１１と第２電池１２とは、放電し、負荷１４に電力を供給しうる。第１電池１１の端子電圧（Ｖ_１）と第２電池１２の端子電圧（Ｖ_２）とは、互いに略同一となりうる。

第４モードと同じく、第１スイッチ２１及び第２スイッチ２２が閉状態であり、且つ、第３スイッチ２３が開状態である場合、制御システム１００は、第４モードとは異なる第５モードで動作してよい。第５モードでは、第１電池１１と第２電池１２とは、スタータジェネレータ１５から供給される電力で充電されうる。この場合、スタータジェネレータ１５が出力する電圧は、第１電池１１の端子電圧（Ｖ_１）及び第２電池１２の端子電圧（Ｖ_２）より高い。第１電池１１と第２電池１２とは、並列に接続した状態で充放電することで、それぞれの端子電圧が所定の電圧に近づくように制御されうる。所定の電圧は、例えば、第１電池１１の満充電電圧、及び、第２電池１２の満充電電圧のうち、低い方の電圧に設定されてよい。所定の電圧は、これに限られず、適宜設定されてよい。第４モード及び第５モードにおいて、第１電位及び第２電位は、第１電池１１の端子電圧（Ｖ_１）及び第２電池１２の端子電圧（Ｖ_２）のうち一方の電圧、又は、Ｖ_１及びＶ_２の間の電圧となりうる。

本実施形態において、第２電池１２の満充電電圧は、第１電池１１の満充電電圧より低いものとする。この場合、第１電池１１と第２電池１２とは、それぞれの端子電圧が第２電池１２の満充電電圧に近づくように充放電してよい。

制御部２は、第３モードから第４モードに遷移するとき、第１スイッチ２１及び第２スイッチ２２を開状態から閉状態に遷移させる。制御部２は、第１スイッチ２１及び第２スイッチ２２の一方を開状態から閉状態に遷移させ、所定時間あけて、他方の状態を開状態から閉状態に遷移させてよい。所定時間は、例えば数十ミリ秒から数百ミリ秒の範囲で設定されてよい。第１スイッチ２１及び第２スイッチ２２の状態が同時に遷移される場合と比較して、第１スイッチ２１及び第２スイッチ２２の状態が時間差で遷移されることによって、スイッチの状態遷移時に発生する音の大きさが低減されうる。

本実施形態において、制御部２は、第３モードから第４モードに遷移するとき、第２スイッチ２２を開状態から閉状態に遷移させた後、第１スイッチ２１を開状態から閉状態に遷移させるものとする。この場合、第３モードと第４モードとの間に、第１スイッチ２１及び第２スイッチ２２がそれぞれ開状態及び閉状態である状態が発生する。この状態は、第３モードから第４モードへ遷移している途中の状態であり、図２において、遷移中モードと表現される。この状態において、第１電位及び第２電位は、第２電池１２の端子電圧（Ｖ_２）である。

スイッチが正常に動作する場合、スイッチの開閉状態は、制御部２からの制御指示によって正常に遷移する。第１スイッチ２１及び第２スイッチ２２が正常に動作する場合、制御システム１００は、図２〜図６に示される各モードで正常に動作しうる。各スイッチが正常に動作する場合の各モードにおける第１電位及び第２電位はそれぞれ、第１正常時電位及び第２正常時電位ともいう。第１正常時電位及び第２正常時電位は、記憶部３に格納されてよい。

第１スイッチ２１及び第２スイッチ２２の少なくとも一方の開閉状態が異常である場合、制御部２は、第１電位及び第２電位に基づいて、スイッチの異常状態を判定してよい。制御部２は、第１電位及び第２電位を、記憶部３に格納された第１正常時電位及び第２正常時電位と比較し、スイッチの異常状態を判定してよい。スイッチの異常状態は、開状態のままで固着する状態、又は、閉状態のままで固着する状態を含んでよい。開状態のままで固着する状態は、開固着している状態又は開固着状態ともいう。閉状態のままで固着する状態は、閉固着している状態又は閉固着状態ともいう。

第１スイッチ２１が閉固着状態である場合、制御システム１００が各モードで動作するときの、各スイッチの状態、並びに、第１電位及び第２電位は、図７に示される。図７の表において、図２の表と異なるセルは、右上がり斜線のハッチングで強調される。第１スイッチ２１の開閉状態は、第１モード、第２モード、第３モード、及び遷移中モードにおいて、図２に示される正常時における開閉状態と異なる。

第１スイッチ２１が閉固着状態である場合、第１電位は、第１モード、第２モード、及び第３モードにおいて、第１電池１１の端子電圧（Ｖ_１）である。第１モード、第２モード、及び第３モードにおける第１電位は、第１正常時電位と異なる。制御部２は、第１モード、第２モード、及び第３モードにおける第１電位に基づいて、第１スイッチ２１が閉固着状態であるか判定してよい。制御部２は、第１モード、第２モード、及び第３モードにおける第１電位と第１正常時電位との比較に基づいて、第１スイッチ２１が閉固着状態であるか判定してよい。

第１スイッチ２１が閉固着状態である場合、第１電位は、遷移中モードにおいて、第１電池１１の端子電圧（Ｖ_１）及び第２電池１２の端子電圧（Ｖ_２）のうち一方の電圧、又は、Ｖ_１及びＶ_２の間の電圧である。遷移中モードにおける第１電位は、第１正常時電位と異なりうる。制御部２は、遷移中モードにおける第１電位に基づいて、第１スイッチ２１が閉固着状態であるか判定してよい。制御部２は、遷移中モードにおける第１電位と第１正常時電位との比較に基づいて、第１スイッチ２１が閉固着状態であるか判定してよい。

第１スイッチ２１が開固着状態である場合、制御システム１００が各モードで動作するときの、各スイッチの状態、並びに、第１電位及び第２電位は、図８に示される。図８の表において、図２の表と異なるセルは、右上がり斜線のハッチングで強調される。第１スイッチ２１の開閉状態は、第４モードにおいて、図２に示される正常時における開閉状態と異なる。第１電位は、第４モードにおいて、第２電池１２の端子電圧（Ｖ_２）である。

第１スイッチ２１が開固着状態である場合、第４モードにおいて、第１電池１１は、第２電池１２に並列に接続されない。この場合、第２電池１２は、第１電池１１の端子電圧にかかわらず、第２電池１２の満充電電圧まで充電されうる。第２電池１２の満充電電圧が第１電池１１の満充電電圧より高い場合、第２電池１２の端子電圧（Ｖ_２）は、正常時の値より高くなりうる。つまり、第１スイッチ２１が開固着状態である場合、第４モードにおける第１電位は、正常時よりも高くなりうる。制御部２は、第４モードにおける第１電位に基づいて、第１スイッチ２１が開固着状態であるか判定してよい。制御部２は、第４モードにおける第１電位と第１正常時電位との比較に基づいて、第１スイッチ２１が開固着状態であるか判定してよい。制御部２は、さらに第２電池１２の端子電圧（Ｖ_２）に基づいて、第１スイッチ２１が開固着状態であるか判定してよい。

第２スイッチ２２が閉固着状態である場合、制御システム１００が各モードで動作するときの、各スイッチの状態、並びに、第１電位及び第２電位は、図９に示される。図９の表において、図２の表と異なるセルは、右上がり斜線のハッチングで強調される。第２スイッチ２２の開閉状態は、第１モード、第２モード、及び第３モードにおいて、図２に示される正常時における開閉状態と異なる。第１電位は、第２モード及び第３モードにおいて、第２電池１２の端子電圧（Ｖ_２）であり、第１正常時電位と異なる。制御部２は、第２モード及び第３モードにおける第１電位に基づいて、第２スイッチ２２が閉固着状態であるか判定してよい。制御部２は、第２モード及び第３モードにおける第１電位と第１正常時電位との比較に基づいて、第２スイッチ２２が閉固着状態であるか判定してよい。制御部２は、さらに第２電池１２の端子電圧（Ｖ_２）に基づいて、第１スイッチ２１が開固着状態であるか判定してよい。

第２スイッチ２２が開固着状態である場合、制御システム１００が各モードで動作するときの、各スイッチの状態、並びに、第１電位及び第２電位は、図１０に示される。図１０の表において、図２の表と異なるセルは、右上がり斜線のハッチングで強調される。第２スイッチ２２の開閉状態は、第４モードにおいて、図２に示される正常時における開閉状態と異なる。第１電位は、遷移中モードにおいて、０であり、第１正常時電位と異なる。制御部２は、遷移中モードにおける第１電位に基づいて、第２スイッチ２２が開固着状態であるか判定してよい。制御部２は、遷移中モードにおける第１電位と第１正常時電位との比較に基づいて、第２スイッチ２２が開固着状態であるか判定してよい。

ヒューズ２４が断線している場合、制御システム１００が各モードで動作するときの、各スイッチの状態、並びに、第１電位及び第２電位は、図１１に示される。図１１の表において、図２の表と異なるセルは、右上がり斜線のハッチングで強調される。遷移中モードにおいて、第１電位は０であり、第１正常時電位と異なる。制御部２は、遷移中モードにおける第１電位に基づいて、ヒューズ２４が断線しているか判定してよい。制御部２は、遷移中モードにおける第１電位と第１正常時電位との比較に基づいて、ヒューズ２４が断線しているか判定してよい。

本実施形態に係るスイッチ診断装置１によれば、第１スイッチ２１及び第２スイッチ２２の間に位置する第１節点３１の電位が検出されるだけで、スイッチの異常状態又はヒューズ２４の断線が判定されうる。比較器又は分圧抵抗等の回路を有する装置と比較して、簡易な構成でスイッチの診断が実現されうる。スイッチ診断装置１は、スイッチの異常状態を検出するための特殊な制御ではなく、通常の動作モードの遷移によって、スイッチの異常状態を検出しうる。

図１０に示されるように、第２スイッチ２２が開固着状態である場合、第１電位は、第４モードにおいて、第１電池１１の端子電圧（Ｖ_１）である。第２電位は、第４モードにおいて、第２電池１２の端子電圧（Ｖ_２）である。つまり、第２スイッチ２２が開固着状態である場合、第４モードにおける第１電位は、第２電位と異なりうる。一方で、第２スイッチ２２が正常な開閉状態である場合、第４モードにおいて第２スイッチ２２が閉状態に遷移させることによって、第１電位と第２電位とは略同一になりうる。制御部２は、第４モードにおける第１電位と第２電位との比較に基づいて、第２スイッチ２２が開固着状態であるか判定してよい。制御部２は、第４モードにおける第２電位と第２正常時電位との比較に基づいて、第２スイッチ２２が開固着状態であるか判定してよい。制御部２は、さらに第２電池１２の端子電圧（Ｖ_２）に基づいて、第１スイッチ２１が開固着状態であるか判定してよい。

図１１に示されるように、ヒューズ２４が断線している場合、第２モード及び第３モードにおいて、第２電位は０であり、図２に示される正常時における第２電位と異なる。制御部２は、第２モード又は第３モードにおける第２電位に基づいて、ヒューズ２４が断線しているか判定してよい。制御部２は、第２モード又は第３モードにおける第２電位と第２正常時電位との比較に基づいて、ヒューズ２４が断線しているか判定してよい。

図１１に示されるように、ヒューズ２４が断線している場合、第４モードにおいて、第１電位及び第２電位は、第１電池１１の端子電圧（Ｖ_１）であり、図２に示される正常時における第１電位及び第２電位と異なりうる。制御部２は、第４モードにおける第１電位又は第２電位に基づいて、ヒューズ２４が断線しているか判定してよい。制御部２は、第４モードにおける第１電位又は第２電位と第１正常時電位又は第２正常時電位との比較に基づいて、ヒューズ２４が断線しているか判定してよい。

第２スイッチ２２が開固着状態である場合、及び、ヒューズ２４が断線している場合の両方において、遷移中モードの第１電位は０である（図１０及び図１１参照）。制御部２は、遷移中モードの第１電位が０であることに基づいて、第２スイッチ２２が開固着状態であるか、ヒューズ２４が断線しているか、どちらとも判定できないことがある。この場合、制御部２は、遷移中モードの第２電位にさらに基づいて、第２スイッチ２２が開固着状態であるか、ヒューズ２４が断線しているか判定しうる。制御部２は、遷移中モードにおける第１電位及び第２電位がともに０である場合、ヒューズ２４が断線していると判定してよい。制御部２は、遷移中モードにおいて、第１電位が０である一方で、第２電位が第２電池１２の端子電圧（Ｖ_２）である場合、第２スイッチ２２が開固着状態であると判定してよい。

第１スイッチ２１が開固着状態である場合、第４モードにおける第１電位は、スタータジェネレータ１５が出力する電圧に近づきうる。制御部２は、第４モードにおける第１電位と、スタータジェネレータ１５が出力する電圧とを比較し、第１スイッチ２１が開固着状態であるか判定してよい。

本実施形態に係るスイッチ診断装置１によれば、第１電位に加えて、第２電位が検出されることで、第２スイッチ２２の状態とヒューズ２４の状態とがさらに判定されうる。

制御部２は、図１２のフローチャートに示される手順に沿って、スイッチの異常状態を判定しうる。

制御部２は、制御システム１００の動作モードに応じて、各スイッチの開閉状態を制御する（ステップＳ１）。

制御部２は、電位検出部４によって、各モードにおける第１電位を検出する（ステップＳ２）。

制御部２は、第１モードにおける第１電位が第１正常時電位と略一致するか判定する（ステップＳ３）。制御部２は、第１電位と第１正常時電位との差が所定値未満となる場合に、第１電位が第１正常時電位と略一致すると判定してよい。所定値は、適宜定められてよい。制御部２は、他の値の比較においても、比較対象の値が略一致するか否かを、所定値に基づいて判定してよい。

制御部２は、第１モードにおける第１電位が第１正常時電位と略一致しない場合（ステップＳ３：ＮＯ）、第１スイッチ２１が閉固着状態であると判定する（ステップＳ４）。制御部２は、ステップＳ４の後、図１２のフローチャートの手順を終了する。

制御部２は、第１モードにおける第１電位が第１正常時電位と略一致する場合（ステップＳ３：ＹＥＳ）、第２モード又は第３モードにおける第１電位が第１正常時電位と略一致するか判定する（ステップＳ５）。

制御部２は、第２モード又は第３モードにおける第１電位が第１正常時電位と略一致しない場合（ステップＳ５：ＮＯ）、第２スイッチ２２が閉固着状態であると判定する（ステップＳ６）。制御部２は、ステップＳ６の後、図１２のフローチャートの手順を終了する。

制御部２は、第２モード又は第３モードにおける第１電位が第１正常時電位と略一致する場合（ステップＳ５：ＹＥＳ）、遷移中モードにおける第１電位が第１正常時電位と略一致するか判定する（ステップＳ７）。

制御部２は、遷移中モードにおける第１電位が第１正常時電位と略一致しない場合（ステップＳ７：ＮＯ）、第２スイッチ２２が開固着状態であると判定する（ステップＳ８）。制御部２は、ステップＳ８の後、図１２のフローチャートの手順を終了する。

制御部２は、遷移中モードにおける第１電位が第１正常時電位と略一致する場合（ステップＳ７：ＹＥＳ）、第４モードにおける第１電位が第１正常時電位と略一致するか判定する（ステップＳ９）。

制御部２は、第４モードにおける第１電位が第１正常時電位と略一致しない場合（ステップＳ９：ＮＯ）、第１スイッチ２１が開固着状態であると判定する（ステップＳ１０）。制御部２は、ステップＳ１０の後、図１２のフローチャートの手順を終了する。

制御部２は、第４モードにおける第１電位が第１正常時電位と略一致する場合（ステップＳ９：ＹＥＳ）、図１２のフローチャートの手順を終了する。

制御部２は、ステップＳ５、Ｓ７及びＳ９それぞれにおいて、第２モード、第３モード、及び遷移中モードにおける第１電位が第１正常時電位と略一致しないと判定した場合、第１スイッチ２１が閉固着状態であると判定してもよい。

制御部２は、ステップＳ９において、第４モードにおける第１電位が第１正常時電位と略一致しないと判定した場合、第２スイッチ２２が開固着状態であると判定してもよい。

制御部２は、ステップＳ７及びＳ９それぞれにおいて、遷移中モード及び第４モードにおける第１電位が第１正常時電位と略一致しないと判定した場合、ヒューズ２４が断線していると判定してもよい。

本実施形態に係るスイッチ診断装置１及びスイッチ診断方法によれば、第１電位が検出されるだけで、スイッチの異常状態が判定されうる。複数のモードにおいてスイッチの異常状態が判定されうることによって、判定の精度が向上されうる。

（実施形態２）
制御部２は、図１３〜図１６のフローチャートに示される手順に沿って、スイッチの異常状態又はヒューズ２４の断線を判定しうる。

制御部２は、制御システム１００の動作モードに応じて、各スイッチの開閉状態を制御する（ステップＳ１１）。

制御部２は、電位検出部４によって、各モードにおける第１電位及び第２電位を検出する（ステップＳ１２）。

制御部２は、第１モードにおける第１電位が第１正常時電位と略一致するか判定する（ステップＳ１３）。

制御部２は、第１モードにおける第１電位が第１正常時電位と略一致しない場合（ステップＳ１３：ＮＯ）、第１スイッチ２１が閉固着状態であると判定する（ステップＳ１４）。制御部２は、ステップＳ１４の後、図１３のフローチャートの手順を終了する。

制御部２は、第２モード又は第３モードにおける第１電位及び第２電位に基づく判定を実行する（ステップＳ１５）。制御部２は、ステップＳ１５において、図１４に示されるフローチャートの手順を実行する。

制御部２は、第２モード又は第３モードにおける第２電位が第２正常時電位と略一致するか判定する（図１４のステップＳ２１）。

制御部２は、第２モード又は第３モードにおける第２電位が第２正常時電位と略一致しない場合（ステップＳ２１：ＮＯ）、ヒューズ２４が断線していると判定する（ステップＳ２２）。制御部２は、ステップＳ２２の後、図１３のフローチャートの手順に戻り、図１３のフローチャートの手順を終了する。

制御部２は、第２モード又は第３モードにおける第２電位が第２正常時電位と略一致する場合（ステップＳ２１：ＹＥＳ）、第２モード又は第３モードにおける第１電位が第２電位と略一致するか判定する（ステップＳ２３）。

制御部２は、第２モード又は第３モードにおける第１電位が第２電位と略一致する場合（ステップＳ２３：ＹＥＳ）、第２スイッチ２２が閉固着状態であると判定する（ステップＳ２４）。制御部２は、ステップＳ２４の後、図１３のフローチャートの手順に戻り、図１３のフローチャートの手順を終了する。

制御部２は、第２モード又は第３モードにおける第１電位が第２電位と略一致しない場合（ステップＳ２３：ＮＯ）、第２モード又は第３モードにおける第１電位が第１正常時電位と略一致するか判定する（ステップＳ２５）。

制御部２は、第２モード又は第３モードにおける第１電位が第１正常時電位と略一致しない場合（ステップＳ２５：ＮＯ）、第１スイッチ２１が閉固着状態であると判定する（ステップＳ２６）。制御部２は、ステップＳ２６の後、図１３のフローチャートの手順に戻り、図１３のフローチャートの手順を終了する。

制御部２は、第２モード又は第３モードにおける第１電位が第１正常時電位と略一致する場合（ステップＳ２５：ＹＥＳ）、図１３のフローチャートの手順に戻り、ステップＳ１６に進む。

制御部２は、遷移中モードにおける第１電位及び第２電位に基づく判定を実行する（ステップＳ１６）。制御部２は、ステップＳ１６において、図１５に示されるフローチャートの手順を実行する。

制御部２は、遷移中モードにおける第２電位が第２正常時電位と略一致するか判定する（図１５のステップＳ３１）。

制御部２は、遷移中モードにおける第２電位が第２正常時電位と略一致しない場合（ステップＳ３１：ＮＯ）、ヒューズ２４が断線していると判定する（ステップＳ３２）。制御部２は、ステップＳ３２の後、図１３のフローチャートの手順に戻り、図１３のフローチャートの手順を終了する。

制御部２は、遷移中モードにおける第２電位が第２正常時電位と略一致する場合（ステップＳ３１：ＹＥＳ）、遷移中モードにおける第１電位が第２電位と略一致するか判定する（ステップＳ３３）。

制御部２は、遷移中モードにおける第１電位が第２電位と略一致する場合（ステップＳ３３：ＹＥＳ）、第１スイッチ２１が閉固着状態であると判定する（ステップＳ３４）。制御部２は、ステップＳ３４の後、図１３のフローチャートの手順に戻り、図１３のフローチャートの手順を終了する。

制御部２は、遷移中モードにおける第１電位が第２電位と略一致しない場合（ステップＳ３３：ＮＯ）、遷移中モードにおける第１電位が第１正常時電位と略一致するか判定する（ステップＳ３５）。

制御部２は、遷移中モードにおける第１電位が第１正常時電位と略一致しない場合（ステップＳ３５：ＮＯ）、第２スイッチ２２が開固着状態であると判定する（ステップＳ３６）。制御部２は、ステップＳ３６の後、図１３のフローチャートの手順に戻り、図１３のフローチャートの手順を終了する。

制御部２は、遷移中モードにおける第１電位が第１正常時電位と略一致する場合（ステップＳ３５：ＹＥＳ）、図１３のフローチャートの手順に戻り、ステップＳ１７に進む。

制御部２は、第４モードにおける第１電位及び第２電位に基づく判定を実行する（ステップＳ１７）。制御部２は、ステップＳ１７において、図１６に示されるフローチャートの手順を実行する。

制御部２は、第４モードにおける第１電位が第２電位と略一致するか判定する（図１６のステップＳ４１）。

制御部２は、第４モードにおける第１電位が第２電位と略一致しない場合（ステップＳ４１：ＮＯ）、第２スイッチ２２が開固着状態であると判定する（ステップＳ４２）。制御部２は、ステップＳ４２の後、図１３のフローチャートの手順に戻り、図１３のフローチャートの手順を終了する。

制御部２は、第４モードにおける第１電位が第２電位と略一致する場合（ステップＳ４１：ＹＥＳ）、第４モードにおける第１電位及び第２電位が第１電池１１の端子電圧（Ｖ_１）と略一致するか判定する（ステップＳ４３）。

制御部２は、第４モードにおける第１電位及び第２電位が第１電池１１の端子電圧（Ｖ_１）と略一致する場合（ステップＳ４３：ＹＥＳ）、ヒューズ２４が断線していると判定する（ステップＳ４４）。制御部２は、ステップＳ４４の後、図１３のフローチャートの手順に戻り、図１３のフローチャートの手順を終了する。

制御部２は、第４モードにおける第１電位及び第２電位が第１電池１１の端子電圧（Ｖ_１）と略一致しない場合（ステップＳ４３：ＮＯ）、第４モードにおける第１電位及び第２電位が第２電池１２の端子電圧（Ｖ_２）と略一致するか判定する（ステップＳ４５）。

制御部２は、第４モードにおける第１電位及び第２電位が第２電池１２の端子電圧（Ｖ_２）と略一致する場合（ステップＳ４５：ＹＥＳ）、第１スイッチ２１が開固着状態であると判定する（ステップＳ４６）。制御部２は、ステップＳ４６の後、図１３のフローチャートの手順に戻り、図１３のフローチャートの手順を終了する。

制御部２は、第４モードにおける第１電位及び第２電位が第２電池１２の端子電圧（Ｖ_２）と略一致しない場合（ステップＳ４５：ＮＯ）、図１３のフローチャートの手順に戻り、図１３のフローチャートの手順を終了する。

制御部２は、ステップＳ４３及びＳ４５において、略一致の判定の基準となる所定値を、他のステップにおける判定の基準となる所定値よりも小さい値に設定してよい。このようにすることで、判定精度が向上されうる。

制御部２は、ステップＳ４３及びＳ４５において、第４モードにおける第１電位及び第２電位それぞれを基準値と比較することによって、スイッチの異常状態又はヒューズ２４の状態を判定してよい。基準値は、適宜定められてよい。このようにすることで、判定精度が向上されうる。

制御部２は、ステップＳ３５及びＳ４１の判定によって、遷移中モード及び第４モードそれぞれにおいて第２スイッチ２２が開固着状態であるか判定しうる。複数のモードにおいてスイッチの異常状態が判定されうることによって、判定の精度が向上されうる。

図１２に示される手順と、図１３〜図１６に示される手順とは、並行して実行されてよいし、別々に実行されてよい。

図１２〜図１６に示される手順において、制御部２は、複数の値が略一致するか判定する代わりに、複数の値の差が所定値以内であるか判定してよい。所定値は、適宜設定されてよい。

本実施形態に係るスイッチ診断装置１及びスイッチ診断方法によれば、第１電位に加えて、第２電位が検出されることで、ヒューズ２４の状態がさらに判定されうる。また、スイッチの状態がより正確に判定されうる。

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。

１００ 制御システム
１ スイッチ診断装置
２ 制御部
３ 記憶部
４ 電位検出部
１１ 第１電池
１２ 第２電池
１３ スタータ
１４ 負荷
１５ スタータジェネレータ
２１ 第１スイッチ
２２ 第２スイッチ
２３ 第３スイッチ
２４ ヒューズ
３１ 第１節点
３２ 第２節点

上記課題を解決するために、第１の観点に係るスイッチ診断装置は、
一端で接地されている第１電池の他端に直列に接続される第１スイッチと、
一端において第１節点を介して前記第１スイッチに直列に接続され、他端において第２節点を介して外部回路に接続される第２スイッチと
を制御する制御部と、
前記第１節点の電位を第１電位として検出する電位検出部と
を備え、
前記制御部は、前記第１電位に基づいて、前記第１スイッチ及び前記第２スイッチの少なくとも一方の異常状態を判定し、
前記第１電池、前記第１スイッチ及び前記第２スイッチは、一端で接地される第２電池に並列に接続され、
前記制御部は、前記第１スイッチと前記第２スイッチとがともに開状態に制御される場合における前記第１電位と、前記第２電池の端子電圧とに基づいて前記第２スイッチが閉固着しているか判定する。

上記課題を解決するために、第２の観点に係るスイッチ診断方法は、
一端で接地されている第１電池の他端に直列に接続される第１スイッチと、第１節点を介して前記第１スイッチに直列に接続された第２スイッチとを制御する第１ステップと、
前記第１節点の電位を第１電位として検出する第２ステップと、
前記第１電位に基づいて、前記第２スイッチの異常状態を判定する第３ステップと、を含み、
前記第１電池、前記第１スイッチ及び前記第２スイッチは、一端で接地される第２電池に並列に接続されており、
前記第１ステップで前記第１スイッチと前記第２スイッチをともに開状態に制御した状態で、前記第２ステップで前記第１電位を検出し、前記第３ステップで当該第１電位と前記第２電池の端子電圧とに基づいて前記第２スイッチが閉固着しているか判定するスイッチ診断方法。

Claims (11)

1. 一端で接地されている第１電池の他端に直列に接続される第１スイッチと、
   一端において第１節点を介して前記第１スイッチに直列に接続され、他端において第２節点を介して外部回路に接続される第２スイッチと
   を制御する制御部と、
   前記第１節点の電位を第１電位として検出する電位検出部と
   を備え、
   前記制御部は、前記第１電位に基づいて、前記第１スイッチ及び前記第２スイッチの少なくとも一方の異常状態を判定する、スイッチ診断装置。
2. 前記第１スイッチと前記第２スイッチとが正常に動作する場合に前記電位検出部で検出される前記第１電位を第１正常時電位として格納する記憶部をさらに備え、
   前記制御部は、前記第１電位と前記第１正常時電位とを比較することによって、前記第１スイッチ及び前記第２スイッチの少なくとも一方の異常状態を判定する、請求項１に記載のスイッチ診断装置。
3. 前記制御部は、前記第１スイッチと前記第２スイッチとがともに開状態に制御される場合における前記第１電位に基づいて前記第１スイッチが閉固着しているか判定する、請求項１又は２に記載のスイッチ診断装置。
4. 前記第１電池と前記第１スイッチと前記第２スイッチとは、一端で接地される第２電池に並列に接続され、
   前記制御部は、前記第１スイッチと前記第２スイッチとがともに開状態に制御される場合における前記第１電位と、前記第２電池の端子電圧とに基づいて前記第２スイッチが閉固着しているか判定する、請求項１乃至３のいずれか一項に記載のスイッチ診断装置。
5. 前記制御部は、前記第１スイッチと前記第２スイッチとがともに閉状態に制御される場合における前記第１電位と、前記第２電池の端子電圧とに基づいて前記第１スイッチが開固着しているか判定する、請求項４に記載のスイッチ診断装置。
6. 前記制御部は、前記第１スイッチが開状態に制御され、且つ、前記第２スイッチが閉状態に制御される場合における前記第１電位に基づいて前記第２スイッチが開固着しているか判定する、請求項４に記載のスイッチ診断装置。
7. 前記第２スイッチは、前記第２節点を介してヒューズに直列に接続され、
   前記電位検出部は、前記第２節点の電位を第２電位として検出し、
   前記制御部は、前記第２電位にさらに基づいて、前記ヒューズが断線しているか、及び、前記第２スイッチが開固着しているかの少なくとも一方を判定する、請求項１乃至６のいずれか一項に記載のスイッチ診断装置。
8. 前記記憶部は、前記第１スイッチと前記第２スイッチとが正常に動作し、前記ヒューズが断線していない場合における前記第２電位を第２正常時電位として格納し、
   前記制御部は、前記第２電位と前記第２正常時電位とをさらに比較することによって、前記ヒューズが断線しているか、及び、前記第２スイッチが開固着しているかの少なくとも一方を判定する、請求項７に記載のスイッチ診断装置。
9. 前記制御部は、前記第１スイッチ及び前記第２スイッチがともに開状態に制御される場合における前記第２電位に基づいて前記ヒューズが断線しているか判定する、請求項７又は８に記載のスイッチ診断装置。
10. 前記制御部は、前記第１スイッチ及び前記第２スイッチがともに閉状態に制御される場合における前記第２電位に基づいて前記第２スイッチが開固着しているか判定する、請求項７乃至９のいずれか一項に記載のスイッチ診断装置。
11. 一端で接地されている第１電池の他端に直列に接続される第１スイッチと、一端において第１節点を介して前記第１スイッチに直列に接続され、他端において第２節点を介して外部回路に接続される第２スイッチとを制御するステップと、
    前記第１節点の電位を第１電位として検出するステップと、
    前記第１電位に基づいて、前記第１スイッチ及び前記第２スイッチの少なくとも一方の異常状態を判定するステップと
    を含むスイッチ診断方法。

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