JP2021018138A - スイッチの故障検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】大電流時にノイズ低減及びスイッチの負担低減を図り、小電流時でも精度よくスイッチの故障を検出できるスイッチの故障検出装置を提供する。【解決手段】電流検出部１４が、複数の分岐経路Ｌ１〜Ｌ６に各々流れる電流Ｉ１〜Ｉ６を検出する。マイコン１５が、電流経路Ｌ０に大電流が流れている場合に、複数のスイッチＱ１〜Ｑ６の１つをオフ制御し、残りをオン制御すると共に、オフ制御する複数のスイッチＱ１〜Ｑ６の１つを順次切り替える。そして、マイコン１５は、このとき検出される電流Ｉ１〜Ｉ６に基づいてスイッチＱ１〜Ｑ６の故障を検出する。マイコン１５が、電流経路Ｌ０に小電流が流れている場合に、複数のスイッチＱ１〜Ｑ６の１つをオン制御し、残りをオフ制御すると共に、オン制御する複数のスイッチＱ１〜Ｑ６を順次切り替える。そして、マイコン１５は、このとき検出される電流Ｉ１〜Ｉ６にも同いてスイッチＱ１〜Ｑ６の故障を検出する。【選択図】図１

Description

本発明のスイッチの故障検出装置に関する。

上述したスイッチの故障検出装置としては、例えば、特許文献１に記載されたものが知られている。特許文献１のスイッチの故障検出装置は、電流経路を複数に分岐する複数の分岐経路が設けられ、複数の分岐経路に各々スイッチが設けられている。そして、これら複数のスイッチを制御するマイクロコンピュータ（マイコン）が、複数のスイッチをオン制御した後、順番に一定期間だけオフ制御し、このときの分岐経路に流れる電流に基づいて複数のスイッチの故障を検出している。

特開２０１９−６６３６４号公報

上述した従来技術には、電流経路を２つの分岐経路に分岐する例が記載されている。この例によれば、電流経路に大電流が流れる場合、２つの分岐経路に交互に大電流が流れるため、ノイズが発生する。また、大電流通電中にオンしているスイッチの数が２つから１つに半減するため、スイッチに２倍の電流が集中することとなり、スイッチへの負担が懸念される。そこで、ノイズの低減及びスイッチの負担低減を図るために、分岐経路の数を増やすことが考えられる。しかしながら、分岐経路の数を増やすと電流経路に流れる電流が少ないときに１分岐経路の電流が小さくなってしまう。その場合は、電流検出精度が悪くなり、精度よくスイッチの故障を検出することができない、という問題が生じる。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、大電流時にノイズ低減及びスイッチの負担低減を図ると共に、小電流時でも精度よくスイッチの故障を検出することができるスイッチの故障検出装置を提供することにある。

前述した目的を達成するために、本発明に係るスイッチの故障検出装置は、下記［１］〜［３］を特徴としている。
［１］
電流経路を３つ以上に分岐する複数の分岐経路上に各々設けられた複数のスイッチと、
前記複数の分岐経路に各々流れる電流を検出する電流検出部と、
前記複数のスイッチの１つをオフ制御し、残りをオン制御すると共に、前記オフ制御する前記複数のスイッチの１つを順次切り替える第１スイッチ制御部と、
前記複数のスイッチの１つをオン制御し、残りをオフ制御すると共に、前記オン制御する前記複数のスイッチの１つを順次切り替える第２スイッチ制御部と、
前記第１、第２スイッチ制御部による前記スイッチの制御中に、前記複数の電流検出部により検出される前記電流に基づいて前記スイッチの故障を検出する故障検出部と、
前記電流経路に流れる電流が大きいときは前記第１スイッチ制御部による制御を実行させ、前記電流経路に流れる電流が小さいときは前記第２スイッチ制御部による制御を実行させる制御部と、を備えた、
スイッチの故障検出装置であること。
［２］
［１］に記載のスイッチの故障検出装置であって、
前記第２スイッチ制御部は、前記オン制御するスイッチを切り替える際に、切り替え前にオン制御している前記スイッチをオフ制御するタイミングと同時に、次の前記スイッチをオン制御する、
スイッチの故障検出装置であること。
［３］
［１］に記載のスイッチの故障検出装置であって、
前記第２スイッチ制御部は、前記オン制御するスイッチを切り替える際に、切り替え前にオン制御している前記スイッチをオフ制御するよりも前に、次の前記スイッチをオン制御する、
スイッチの故障検出装置であること。

上記［１］の構成のスイッチの故障検出装置によれば、電流経路に流れる電流が大きいときは第１スイッチ制御部による制御を実行する。第１スイッチ制御部は、複数のスイッチのうち１つをオフ制御して、残りをオン制御し、オフ制御するスイッチを順次切り替える制御であり、大電流時にスイッチのオフ制御に応じた電流変動を低減して、ノイズの低減及びスイッチの負担低減を図ることができる。また、電流経路に流れる電流が小さいときは第２スイッチ制御部による制御を実行する。第２スイッチ制御部は、複数のスイッチのうち１つをオン制御して、残りをオフ制御し、オン制御するスイッチを順次切り替える制御であり、小電流時にスイッチのオフに応じた電流変動を大きくして、スイッチの故障検出精度を向上させることができる。

上記［２］の構成のスイッチの故障検出装置によれば、第２スイッチ制御部は、オン制御するスイッチを切り替える際に、切り替え前にオン制御しているスイッチをオフ制御するタイミングと同時に、次のスイッチをオン制御する。これにより、スイッチの故障検出を迅速に行うことができる。

上記［３］の構成のスイッチの故障検出装置によれば、第２スイッチ制御部は、オン制御するスイッチを切り替える際に、切り替え前にオン制御しているスイッチをオフ制御するよりも前に、次のスイッチをオン制御する。これにより、安定して電流を供給することができる。

本発明によれば、大電流時にノイズ低減及びスイッチの負担低減を図ると共に、小電流時でも精度よくスイッチの故障を検出することができるスイッチの故障検出装置を提供することができる。

以上、本発明について簡潔に説明した。更に、以下に説明される発明を実施するための形態（以下、「実施形態」という。）を添付の図面を参照して通読することにより、本発明の詳細は更に明確化されるであろう。

図１は、本発明のスイッチの故障検出装置を組み込んだ車両用電源供給装置の一実施形態を示す回路図である。 図２は、図１に示す電流検出部の一例を示す回路図である。 図３（Ａ）は、大電流が流れている場合のスイッチＱ１〜Ｑ６のオンオフ制御のタイムチャートであり、図３（Ｂ）は、小電流が流れている場合のスイッチＱ１〜Ｑ６のオンオフ制御のタイムチャートである。 図４は、図１に示すマイコンの処理手順を示すフローチャートである。 図５は、図１に示すマイコンの始動前点検処理手順を示すフローチャートである。 図６は、図１に示すマイコンの大電流用の故障診断処理手順を示すフローチャートである。 図７は、図１に示すマイコンの小電流用の故障診断処理手順を示すフローチャートである。 図８は、他の実施形態における小電流が流れている場合のスイッチＱ１〜Ｑ６のオンオフ制御のタイムチャートである。

本発明に関する具体的な実施形態について、各図を参照しながら以下に説明する。

図１は、本発明のスイッチの故障検出装置を組み込んだ車両用電源供給装置１の一実施形態を示す回路図である。図１に示す車両用電源供給装置１は、車両に搭載されたメインバッテリ１１と、サブバッテリ１２と、を備えている。

メインバッテリ１１は、例えば、鉛バッテリなどの安価なバッテリから構成され、スタータＳＴ、オルタネータＡＬＴや負荷Ｌｏ１に接続されている。サブバッテリ１２は、例えば、リチウムイオン、ニッケル水素バッテリなどの高性能のバッテリから構成され、負荷Ｌｏ２に接続されている。

上記メインバッテリ１１及びサブバッテリ１２間の電流経路Ｌ０は、６つに分岐され、６つの分岐経路Ｌ１〜Ｌ６が設けられている。この分岐経路Ｌ１〜Ｌ６には、切替モジュール１３（スイッチの故障検出装置）が設けられている。切替モジュール１３は、６つの分岐経路Ｌ１〜Ｌ６上にそれぞれ設けられた複数のスイッチＱ１〜Ｑ６と、複数の分岐経路Ｌ１〜Ｌ６に各々流れる電流Ｉ１〜Ｉ６に応じた電流検出信号ＳＧ１〜ＳＧ６を出力する電流検出部１４と、マイクロコンピュータ（以下、マイコン）１５と、を備えている。マイコン１５は、第１スイッチ制御部、第２スイッチ制御部、故障検出部、制御部として機能する。

スイッチＱ１〜Ｑ６は各々、電解効果トランジスタから構成されている。複数の電流検出部１４は各々、図２に示すように、シャント抵抗１４Ａと、シャント抵抗１４Ａの両端電圧を増幅する差動増幅器１４Ｂと、を備えている。シャント抵抗１４Ａは、図１に示すように、分岐経路Ｌ１〜Ｌ６上にそれぞれ設けられている。分岐経路Ｌ１〜Ｌ６上に各々設けられたシャント抵抗１４Ａは、スイッチＱ１〜Ｑ６と直列接続されている。差動増幅器１４Ｂは、シャント抵抗１４Ａの両端がそれぞれ入力され、シャント抵抗１４Ａの両端電圧を増幅して、分岐経路Ｌ１〜Ｌ６に流れる電流Ｉ１〜Ｉ６に応じた電流検出信号ＳＧ１〜ＳＧ６としてマイコン１５に供給する。

マイコン１５は、車両用電源供給装置１全体の制御を司り、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどから構成される周知のマイクロコンピュータである。マイコン１５は、スイッチＱ１〜Ｑ６のゲートに接続され、ゲート信号を供給してスイッチＱ１〜Ｑ６のオンオフを制御する。また、マイコン１５は、後述する電流検出信号ＳＧ１〜ＳＧ６の初期値ＳＧ１_０〜ＳＧ６_０を記憶するメモリ１５Ａを有している。

マイコン１５は、例えば、サブバッテリ１２を回生充電させたい場合など、メインバッテリ１１及びサブバッテリ１２を接続する必要があるときに、スイッチＱ１〜Ｑ６の全部をオン制御する。マイコン１５は、スイッチＱ１〜Ｑ６をオン制御すると、スイッチＱ１〜Ｑ６の故障を検出する故障診断を行う。

次に、スイッチＱ１〜Ｑ６の故障検出原理について説明する。まず、スイッチＱ１〜Ｑ６をオンすると、スイッチＱ１〜Ｑ６を通って分岐経路Ｌ１〜Ｌ６に電流Ｉ１〜Ｉ６が流れる。マイコン１５が、スイッチＱ１〜Ｑ６をオフ制御し、正常にスイッチＱ１〜Ｑ６がオフすると、分岐経路Ｌ１〜Ｌ６に流れる電流Ｉ１〜Ｉ６が遮断され０Ａとなる。これに対して、スイッチＱ１〜Ｑ６に固着故障が発生していた場合、マイコン１５が、スイッチＱ１〜Ｑ６をオフ制御しても、スイッチＱ１〜Ｑ６がオフできずに、分岐経路Ｌ１〜Ｌ６には同じ電流値の電流Ｉ１〜Ｉ６が流れ続ける。本実施形態のマイコン１５は、スイッチＱ１〜Ｑ６を順次オフしたときに電流Ｉ１〜Ｉ６に変動があるか否かを判定して、その分岐経路Ｌ１〜Ｌ６に設けたスイッチＱ１〜Ｑ６の故障を検出する。

次に、マイコン１５が実行する故障診断時におけるスイッチＱ１〜Ｑ６のオンオフ制御について説明する。本実施形態では、マイコン１５は、電流経路Ｌｏに流れる電流Ｉ０が大電流の場合と、小電流の場合と、でスイッチＱ１〜Ｑ６のオンオフ制御を切り替える。

まず、電流Ｉ０が大電流の場合のオンオフ制御について説明する。この場合、マイコン１５は、図３（Ａ）に示すように、メインバッテリ１１及びサブバッテリ１２を接続する必要があると判断すると、複数のスイッチＱ１〜Ｑ６を全てオン制御する。次に、マイコン１５は、複数のスイッチＱ１〜Ｑ６の全てをオン制御した状態から複数のスイッチＱ１〜Ｑ６を一つずつ順番に第１所定時間Ｔ１だけオフ制御する。即ち、マイコン１５は、複数のスイッチＱ１〜Ｑ６のうち１つをオフ制御して、残りの５つをオン制御すると共に、オフ制御する複数のスイッチＱ１〜Ｑ６の１つを順次切り替える。よって、電流経路Ｌ０に流れる電流Ｉ０は、６つの分岐経路Ｌ１〜Ｌ６のうち５つに分岐されて流れる。

これにより、大電流時は、スイッチＱ１〜Ｑ６をオンオフしたときの電流変動を、電流Ｉ０×１／５〜０Ａの範囲に低減することができる。本実施形態の上記電流変動は、２つの分岐経路Ｌ１、Ｌ２で電流経路Ｌ０を分岐した場合の電流変動に比べて約１／３に抑えることができる。これにより、ノイズの低減及びスイッチＱ１〜Ｑ６の負担低減を図ることができる。

また、本実施形態では、マイコン１５は、オフ制御するスイッチＱ１〜Ｑ６を切り替える際に、切り替え前にオフ制御しているスイッチＱ１〜Ｑ６をオン制御した後に、次のスイッチをオフ制御する。即ち、前の順番のスイッチＱ１〜Ｑ６をオン制御してから次の順番のスイッチＱ１〜Ｑ６をオフ制御するまでの間に全てのスイッチＱ１〜Ｑ６がオンする期間が設けられる。

次に、電流Ｉ０が小電流の場合のオンオフ制御について説明する。この場合、マイコン１５は、図３（Ｂ）に示すように、メインバッテリ１１及びサブバッテリ１２を接続する必要があると判断すると、複数のスイッチＱ１〜Ｑ６を全てオン制御する。次に、マイコン１５は、スイッチＱ１を第２所定時間Ｔ２だけオン制御して、残りのスイッチＱ２〜Ｑ６をオフ制御する。その後、マイコン１５は、スイッチＱ２〜Ｑ６を一つずつ順番に第２所定時間Ｔ２だけオフ制御する。即ち、マイコン１５は、複数のスイッチＱ１〜Ｑ６のうち１つをオン制御して、残りの５つをオフ制御すると共に、オン制御するスイッチＱ１〜Ｑ６の１つを順次切り替える。よって、電流経路Ｌｏに流れる電流Ｉ０は、６つの分岐経路Ｌ１〜Ｌ６のうち１つのみに流れる。

これにより、小電流時は、スイッチＱ１〜Ｑ６をオンオフしたときの電流変動を、電流Ｉ０〜０Ａの範囲に大きくすることができ、スイッチＱ１〜Ｑ６の故障検出精度を向上させることができる。

また、本実施形態では、マイコン１５は、オン制御するスイッチＱ１〜Ｑ６を切り替える際に、切り替え前にオン制御しているスイッチＱ１〜Ｑ６をオフ制御するタイミングと同時に、次のスイッチＱ１〜Ｑ６をオン制御する。

次に、上記概略で説明した車両用電源供給装置１の詳細な動作について図４のフローチャートを参照して説明する。まず、マイコン１５は、イグニッション（ＩＧ）スイッチがオフの期間に、電流検出部１４から出力される電流検出信号ＳＧ１〜ＳＧ６を取り込み、初期値ＳＧ１_０〜ＳＧ６_０としてメモリ１５Ａに記憶する始動前点検を行う（ステップＳ１）。また、ＩＧスイッチがオンの期間（車両が走行して、バッテリ１１、１２が通電される期間）、マイコン１５は、スイッチＱ１〜Ｑ６の故障診断を行う（ステップＳ２〜Ｓ９）。

上記ステップＳ１の始動前点検の詳細について図５を参照して説明する。まず、マイコン１５は、全てのスイッチＱ１〜Ｑ６をオフする（ステップＳ１１）。これにより、分岐経路Ｌ１〜Ｌ６に流れる電流Ｉ１〜Ｉ６は０Ａとなる。次に、マイコン１５は、分岐経路Ｌ１〜Ｌ６に各々設けられた電流検出部１４から出力される電流検出信号ＳＧ１〜ＳＧ６を取り込む（ステップＳ１２）。その後、マイコン１５は、取り込んだ各電流検出信号ＳＧ１〜ＳＧ６を電流検出部１４毎の初期値ＳＧ１_０〜ＳＧ６_０として記憶して（ステップＳ１３）、処理を終了する。

マイコン１５は、ＩＧスイッチがオンされると、メインバッテリ１１及びサブバッテリ１２の接続が必要か否かを判定する（図４のステップＳ２）。接続が必要であると判定すると（ステップＳ２でＹ）、マイコン１５は、全てのスイッチＱ１〜Ｑ６をオンして（ステップＳ３）、メインバッテリ１１及びサブバッテリ１２を接続する。次に、マイコン１５は、全ての電流検出信号ＳＧ１〜ＳＧ６を取り込む（ステップＳ４）。マイコン１５は、ステップＳ４で取り込んだ電流検出信号ＳＧ１〜ＳＧ６をオン制御中の電流検出信号ＳＧ１_ｏｎＬ〜ＳＧ６_ｏｎＬとしてメモリ１５Ａに一時的に記憶させる。

その後、マイコン１５は、電流検出信号ＳＧ１_ｏｎＬ〜ＳＧ６_ｏｎＬとメモリ１５Ａに記憶された初期値ＳＧ１_０〜ＳＧ６_０とを比較して、分岐経路Ｌ１〜Ｌ６に通電があるか否かを判定する（ステップＳ５）。

ステップＳ５において、マイコン１５は、ＳＧ１_ｏｎＬ≒ＳＧ１_０、ＳＧ２_ｏｎＬ≒ＳＧ２_０、ＳＧ３_ｏｎＬ≒ＳＧ３_０、ＳＧ４_ｏｎＬ≒ＳＧ４_０、ＳＧ５_ｏｎＬ≒ＳＧ５_０、ＳＧ６_ｏｎＬ≒ＳＧ６_０の少なくとも一つでも該当すれば、スイッチＱ１〜Ｑ６がオンできずに分岐経路Ｌ１〜Ｌ６が通電されていない（＝電流Ｉ１〜Ｉ６の少なくとも１つが０Ａ）と判定する。詳細には、マイコン１５は、ＳＧｎ_ｏｎＬ≦（ＳＧｎ_０＋所定値）の場合に、ＳＧｎ_ｏｎＬ≒ＳＧｎ_０と判定する（ｎは１〜６の任意の整数）。

マイコン１５は、分岐経路Ｌ１〜Ｌ６の何れか１つでも通電されていないと判定すると（ステップＳ５でＮ）、警告信号を出力して（ステップＳ６）、処理を終了する。図示しないメータが、警告信号を受信すると、スイッチＱ１〜Ｑ６がオフのまま固着され、オンできないオフ故障である旨を報知する。

一方、マイコン１５は、分岐経路Ｌ１〜Ｌ６の全部が通電されていると判定すると（ステップＳ５でＹ）、電流検出信号ＳＧ１〜ＳＧ６の合計値から電流Ｉ０として求める。そして、マイコン１５は、求めた電流Ｉ０が例えば６Ａより大きい大電流であれば（ステップＳ７でＮ）、図３（Ａ）に示すように、スイッチＱ１〜Ｑ６を制御して故障を検出する大電流用の故障診断を行う（ステップＳ８）。これに対して、マイコン１５は、電流Ｉ０が例えば６Ａ以下の小電流であれば（ステップＳ７でＹ）、図３（Ｂ）に示すように、スイッチＱ１〜Ｑ６を制御して故障をする小電流用の故障診断を行う（ステップＳ９）。

上記大電流用の故障診断処理の詳細について図６を参照して説明する。まず、マイコン１５は、スイッチＱ１を第１所定時間Ｔ１だけオフ制御して、再びオン制御する（ステップＳ８０１）。スイッチＱ１以外のスイッチＱ２〜Ｑ６はオンを保持する。マイコン１５は、ステップＳ８０１でオフ制御している間に電流検出部１４から出力される電流検出信号ＳＧ１を取り込み、オフ制御中の電流検出信号ＳＧ１_ｏｆｆＬとしてメモリ１５Ａ内に一時的に記憶させる。

次に、マイコン１５は、メモリ１５Ａに記憶されたオン制御中の電流検出信号ＳＧ１_ｏｎＬ及び初期値ＳＧ１_０の比較と、オフ制御中の電流検出信号ＳＧ１_ｏｆｆＬ及び初期値ＳＧ１_０の比較と、に基づいて、スイッチＱ１の故障を検出する（ステップＳ８０２）。

ステップＳ８０２において、マイコン１５は、ＳＧ１_ｏｎＬ＞ＳＧ１_０かつＳＧ１_ｏｆｆＬ≒ＳＧ１_０であれば、スイッチＱ１のオフによって電流Ｉ１が変動していると判定し、スイッチＱ１は正常であると判定する。また、マイコン１５は、ＳＧ１_ｏｎＬ＞ＳＧ１_０かつＳＧ１_ｏｆｆＬ＞ＳＧ１_０であれば、スイッチＱ１がオフできずに電流Ｉ１が変動していないと判定し、スイッチＱ１の故障を検出する。詳細には、マイコン１５は、ＳＧ１_ｏｎＬ、ＳＧ１_ｏｆｆＬ＞（ＳＧ１_０＋所定値）の場合に、ＳＧ１_ｏｎＬ、ＳＧ１_ｏｆｆＬ＞ＳＧ１_０と判定し、ＳＧ１_ｏｆｆＬ≦（ＳＧ１_０＋所定値）の場合に、ＳＧ１_ｏｆｆＬ≒ＳＧ１_０と判定する。

マイコン１５は、スイッチＱ１の故障を検出すると（ステップＳ８０２でＹ）、診断信号を出力した後（ステップＳ８１４）、ステップＳ８１３に進む。図示しないメータが、診断信号を受信すると、スイッチＱ１〜Ｑ６がオンのまま固着され、オフできないオン故障である旨を報知する。

マイコン１５は、スイッチＱ１が正常であると判定すると（ステップＳ８０２でＮ）、次のステップＳ８０３〜Ｓ８１２に進み、スイッチＱ２〜Ｑ６をこの順番で一つずつオフ制御して、スイッチＱ２〜Ｑ６のオン故障診断を行う。スイッチＱ２〜Ｑ６のオン故障診断については、上述したスイッチＱ１のオン故障診断についての説明中の「１」を「２」〜「６」に置き換えたものと同じであり、詳細な説明は省略する。

マイコン１５は、全てのスイッチＱ１〜Ｑ６が正常であると判定されると（ステップＳ８１２でＮ）、次のステップＳ８１３に進む。ステップＳ８１３において、マイコン１５は、全てのスイッチＱ１〜Ｑ６をオンして、再びステップＳ８０１に戻る。この大電流用の故障診断処理は、メインバッテリ１１及びサブバッテリ１２の接続が不要と判断されるまで繰り返し行われる。

次に、上記小電流の故障診断の詳細について図７を参照して説明する。マイコン１５は、スイッチＱ１をオン制御して、残りのスイッチＱ２〜Ｑ６についてはオフ制御する（ステップＳ９０１）。マイコン１５は、スイッチＱ１をオン制御してから、第２所定時間Ｔ２経過するとスイッチＱ１をオフ制御すると同時に、スイッチＱ２をオン制御する。また、マイコン１５は、ステップＳ９０１でスイッチＱ１をオン制御及びオフ制御している間それぞれに電流検出部１４から出力される電流検出信号ＳＧ１を取り込み、オン制御中の電流検出信号ＳＧ１_ｏｎＳ、オフ制御中の電流検出信号ＳＧ１_ｏｆｆＳとしてメモリ１５Ａ内に一時的に記憶させる。

次に、マイコン１５は、メモリ１５Ａに記憶されたオン制御中の電流検出信号ＳＧ１_ｏｎＳ及び初期値ＳＧ１_０の比較と、オフ制御中の電流検出信号ＳＧ１_ｏｆｆＳ及び初期値ＳＧ１_０の比較と、に基づいて、スイッチＱ１の故障を検出する（ステップＳ９０２）。

ステップＳ９０２において、マイコン１５は、ＳＧ１_ｏｎＳ＞ＳＧ１_０かつＳＧ１_ｏｆｆＳ≒ＳＧ１_０であれば、スイッチＱ１のオフによって電流Ｉ１が変動していると判定し、スイッチＱ１は正常であると判定する。また、マイコン１５は、ＳＧ１_ｏｎＳ＞ＳＧ１_０かつＳＧ１_ｏｆｆＳ＞ＳＧ１_０であれば、スイッチＱ１がオフできずに電流Ｉ１が変動していないと判定し、スイッチＱ１の故障を検出する。詳細には、マイコン１５は、ＳＧ１_ｏｎＳ、ＳＧ１_ｏｆｆＳ＞（ＳＧ１_０＋所定値）の場合に、ＳＧ１_ｏｎＳ、ＳＧ１_ｏｆｆＳ＞ＳＧ１_０と判定し、ＳＧ１_ｏｆｆＳ≦（ＳＧ１_０＋所定値）の場合に、ＳＧ１_ｏｆｆＳ≒ＳＧ１_０と判定する。

マイコン１５は、スイッチＱ１の故障を検出すると（ステップＳ９０２でＹ）、診断信号を出力して（ステップＳ９１４）、処理を終了する。図示しないメータが、診断信号を受信すると、スイッチＱ１〜Ｑ６がオンのまま固着され、オフできないオン故障である旨を報知する。

マイコン１５は、スイッチＱ１が正常であると判定すると（ステップＳ９０２でＮ）、次のステップＳ９０３〜Ｓ９１２に進み、スイッチＱ２〜Ｑ６をこの順番で一つずつオフ制御して、スイッチＱ２〜Ｑ６のオン故障診断を行う。スイッチＱ２〜Ｑ６のオン故障については、スイッチＱ１のオン故障についての説明中の「１」を「２」〜「６」に置き換えればよく、詳細な説明は省略する。

マイコン１５は、全てのスイッチＱ１〜Ｑ６が正常であると判定されると（ステップＳ９１２でＮ）、ステップＳ９１３に進み全てのスイッチＱ１〜Ｑ６をオンして、再びステップＳ９０１に戻る。この大電流用の故障診断処理は、メインバッテリ１１及びサブバッテリ１２の接続が不要と判断されるまで繰り返し行われる。

上述した実施形態によれば、マイコン１５は、電流経路Ｌ０に流れる電流Ｉ０が大きいときは図３（Ａ）に示すスイッチＱ１〜Ｑ６の制御を実行する。即ち、マイコン１５は、大電流用の故障診断時に、複数のスイッチＱ１〜Ｑ６のうち１つをオフ制御して、残りをオン制御し、オフ制御するスイッチＱ１〜Ｑ５を順次切り替える制御を行い、大電流時にスイッチＱ１〜Ｑ６のオフ制御に応じた電流変動を低減して、ノイズの低減及びスイッチＱ１〜Ｑ６の負担低減を図ることができる。また、電流経路Ｌ０に流れる電流が小さいときは図３（Ｂ）に示すスイッチＱ１〜Ｑ６の制御を実行する。即ち、マイコン１５は、小電流用の故障診断時に、複数のスイッチＱ１〜Ｑ６のうち１つをオン制御して、残りをオフ制御し、オン制御するスイッチＱ１〜Ｑ６を順次切り替える制御を行い、小電流時にスイッチＱ１〜Ｑ６のオフに応じた電流変動を大きくして、スイッチＱ１〜Ｑ６の故障検出精度を向上させることができる。

また、上述した実施形態によれば、マイコン１５は、小電流用の故障診断時にオン制御するスイッチＱ１〜Ｑ６を切り替える際に、切り替え前にオン制御しているスイッチＱ１〜Ｑ６をオフ制御するタイミングと同時に、次のスイッチをオン制御する。これにより、スイッチＱ１〜Ｑ６の故障検出を迅速に行うことができる。

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数、配置箇所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。

例えば、図８に示すように、マイコン１５は、小電流用の故障診断時にオン制御するスイッチＱ１〜Ｑ６を切り替える際に、切り替え前にオン制御しているスイッチＱ１〜Ｑ６をオフ制御するよりも前に、次のスイッチＱ１〜Ｑ６をオン制御するようにしてもよい。これにより、安定して電流を供給することができる。

また、上述した実施形態によれば、電流経路Ｌ０を６つの分岐経路Ｌ１〜Ｌ６に分岐していたが、これに限ったものではない。電流経路Ｌ０は、３つ以上に分岐されていればよい。

また、上述した実施形態によれば、電流検出部１４としては、シャント抵抗１４Ａを用いたものが採用されていたが、これに限ったものではない。電流検出部１４としては、電流が検出できるものであればよく、磁気センサを用いたものを採用してもよい。

また、上述した実施形態によれば、故障検出装置は、バッテリ１１、１２間に設けられたスイッチＱ１、Ｑ２の故障を検出していたが、これに限ったものではない。バッテリ１１、１２と負荷Ｌｏ１、Ｌｏ２との間に設けられるスイッチの故障検出に用いてもよい。

ここで、上述した本発明に係るスイッチの故障検出装置の実施形態の特徴をそれぞれ以下［１］〜［３］に簡潔に纏めて列記する。
［１］
電流経路（Ｌ０）を３つ以上に分岐する複数の分岐経路（Ｌ１〜Ｌ６）上に各々設けられた複数のスイッチ（Ｑ１〜Ｑ６）と、
前記複数の分岐経路（Ｌ１〜Ｌ６）に各々流れる電流（Ｉ１〜Ｉ６）を検出する電流検出部（１４）と、
前記複数のスイッチ（Ｑ１〜Ｑ６）の１つをオフ制御し、残りをオン制御すると共に、前記オフ制御する前記複数のスイッチ（Ｑ１〜Ｑ６）の１つを順次切り替える第１スイッチ制御部（１５）と、
前記複数のスイッチ（Ｑ１〜Ｑ６）の１つをオン制御し、残りをオフ制御すると共に、前記オン制御する前記複数のスイッチ（Ｑ１〜Ｑ６）の１つを順次切り替える第２スイッチ制御部（１５）と、
前記第１、第２スイッチ制御部（１５）による前記スイッチ（Ｑ１〜Ｑ６）の制御中に、前記複数の電流検出部（１４）により検出される前記電流（Ｉ１〜Ｉ６）に基づいて前記スイッチ（Ｑ１〜Ｑ６）の故障を検出する故障検出部（１５）と、
前記電流経路（Ｌ０）に流れる電流が大きいときは前記第１スイッチ制御部（１５）による制御を実行させ、前記電流経路（Ｌ０）に流れる電流が小さいときは前記第２スイッチ制御部（１５）による制御を実行させる制御部（１５）と、を備えた、
スイッチの故障検出装置（１３）。
［２］
［１］に記載のスイッチの故障検出装置（１３）であって、
前記第２スイッチ制御部（１５）は、前記オン制御するスイッチ（Ｑ１〜Ｑ６）を切り替える際に、切り替え前にオン制御している前記スイッチ（Ｑ１〜Ｑ６）をオフ制御するタイミングと同時に、次の前記スイッチ（Ｑ１〜Ｑ６）をオン制御する、
スイッチの故障検出装置（１３）。
［３］
［１］に記載のスイッチの故障検出装置（１３）であって、
前記第２スイッチ制御部（１５）は、前記オン制御するスイッチを切り替える際に、切り替え前にオン制御している前記スイッチ（Ｑ１〜Ｑ６）をオフ制御するよりも前に、次の前記スイッチ（Ｑ１〜Ｑ６）をオン制御する、
スイッチの故障検出装置（１３）。

１３ 切替モジュール（スイッチの故障検出装置）
１４ 電流検出部
１５ マイコン（第１スイッチ制御部、第２スイッチ制御部、故障検出部、制御部）
Ｉ１〜Ｉ６ 電流
Ｌ０ 電流経路
Ｌ１〜Ｌ６ 分岐経路
Ｑ１〜Ｑ６ スイッチ

Claims (3)

1. 電流経路を３つ以上に分岐する複数の分岐経路上に各々設けられた複数のスイッチと、
   前記複数の分岐経路に各々流れる電流を検出する電流検出部と、
   前記複数のスイッチの１つをオフ制御し、残りをオン制御すると共に、前記オフ制御する前記複数のスイッチの１つを順次切り替える第１スイッチ制御部と、
   前記複数のスイッチの１つをオン制御し、残りをオフ制御すると共に、前記オン制御する前記複数のスイッチの１つを順次切り替える第２スイッチ制御部と、
   前記第１、第２スイッチ制御部による前記スイッチの制御中に、前記複数の電流検出部により検出される前記電流に基づいて前記スイッチの故障を検出する故障検出部と、
   前記電流経路に流れる電流が大きいときは前記第１スイッチ制御部による制御を実行させ、前記電流経路に流れる電流が小さいときは前記第２スイッチ制御部による制御を実行させる制御部と、を備えた、
   スイッチの故障検出装置。
2. 請求項１に記載のスイッチの故障検出装置であって、
   前記第２スイッチ制御部は、前記オン制御するスイッチを切り替える際に、切り替え前にオン制御している前記スイッチをオフ制御するタイミングと同時に、次の前記スイッチをオン制御する、
   スイッチの故障検出装置。
3. 請求項１に記載のスイッチの故障検出装置であって、
   前記第２スイッチ制御部は、前記オン制御するスイッチを切り替える際に、切り替え前にオン制御している前記スイッチをオフ制御するよりも前に、次の前記スイッチをオン制御する、
   スイッチの故障検出装置。

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