JP6659887B2 - 診断装置及び診断方法 - Google Patents
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Description
直列接続された複数の第1電池の各第1電池に並列に接続可能なキャパシタと、
前記複数の第1電池と前記キャパシタとの接続状態を切り替える複数の第1スイッチと、
前記キャパシタの両端子間の電位差を検出する、又は、前記キャパシタからの放電電流を検出する検出回路と、
前記キャパシタと前記検出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と、
前記第1スイッチ、前記第2スイッチ及び前記切替スイッチを制御する制御部と、
前記キャパシタと、前記複数の第1スイッチのうちグランドと接続する最下段の第1スイッチと、前記第2スイッチとの少なくとも1つを診断する診断部と、を備え、
前記制御部が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、前記検出回路が電位差又は放電電流を検出し、
前記診断部が、前記キャパシタ、前記最下段の第1スイッチ及び前記第2スイッチの少なくとも1つを診断する。
直列接続された複数の第1電池の各第1電池に並列に接続可能なキャパシタと、前記複数の第1電池と前記キャパシタとの接続状態を切り替える複数の第1スイッチと、前記キャパシタの両端子間の電位差を検出する、又は、前記キャパシタからの放電電流を検出する検出回路と、前記キャパシタと前記検出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と、を備える診断装置における診断方法であって、
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、前記検出回路が電位差又は放電電流を検出するステップと、
前記キャパシタと、前記複数の第1スイッチのうちグランドと接続する最下段の第1スイッチと、前記第2スイッチとの少なくとも1つを診断するステップと、を含む。
電圧または電流を検出する検出回路と、
第1電池を前記検出回路に接続可能な検出用接続回路と、
前記第1電池とは異なる電源を前記検出用接続回路に接続可能な診断用接続回路と、
前記診断用接続回路を前記検出用接続回路に接続して、前記検出用接続回路を診断する診断部と、を備える。
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1−1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1−2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3−1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3−2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3−3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3−4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3−5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3−6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3−7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。
図25〜図27に示すフローチャートを参照して、図3に示したステップS3(診断3)及びステップS4(診断4)の詳細な手順の一例について説明する。
・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)
・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)
・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)
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
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
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
Claims (12)
- 直列接続された複数の第1電池の各第1電池に並列に接続可能なキャパシタと、
前記複数の第1電池と前記キャパシタとの接続状態を切り替える複数の第1スイッチと、
前記キャパシタの両端子間の電位差を検出する、又は、前記キャパシタからの放電電流を検出する検出回路と、
前記キャパシタと前記検出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と、
前記第1スイッチ、前記第2スイッチ及び前記切替スイッチを制御する制御部と、
前記キャパシタと、前記複数の第1スイッチのうちグランドと接続する最下段の第1スイッチと、前記第2スイッチとの少なくとも1つを診断する診断部と、を備え、
前記制御部が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、前記検出回路が電位差又は放電電流を検出し、
前記診断部が、前記キャパシタ、前記最下段の第1スイッチ及び前記第2スイッチの少なくとも1つを診断する、診断装置。 - 請求項1に記載の診断装置において、
前記第2電池から定電圧を生成して、前記切替スイッチを介して前記キャパシタに定電圧を出力可能な定電圧回路をさらに備えた、診断装置。 - 請求項2に記載の診断装置において、
前記定電圧は、直列接続された複数の前記第1電池が供給可能な最大電圧より小さい、診断装置。 - 請求項2又は3に記載の診断装置において、
前記定電圧は、前記第1電池が供給可能な最大電圧より大きい、診断装置。 - 請求項1から4のいずれか一項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2に記載の診断装置において、
前記制御部が、前記定電圧を前記キャパシタに出力し、前記第2スイッチをオンにした状態で、前記診断部が、前記検出回路が検出した前記キャパシタの両端子間の電位差に基づいて、前記キャパシタのショート故障、前記第2スイッチのオープン故障、又は前記検出回路の出力の0Vへの張り付きの可能性があるかを診断する、診断装置。 - 請求項6に記載の診断装置において、
前記制御部が、前記定電圧をオフした後に、前記診断部が、前記検出回路が検出した前記キャパシタの両端子間の電位差にさらに基づいて、前記キャパシタがリークしている可能性があるかを診断する、診断装置。 - 請求項6又は7に記載の診断装置において、
前記第2スイッチは、前記キャパシタの一端と前記検出回路との接続状態を切り替える上側第2スイッチと、前記キャパシタの他端とグランドとの接続状態を切り替える下側第2スイッチとを有し、
前記制御部が、前記定電圧をオフし、その後前記第2スイッチをオフにした後に、前記診断部が、前記検出回路が検出した前記キャパシタの両端子間の電位差にさらに基づいて、前記上側第2スイッチのショート故障の可能性があるかを診断する、診断装置。 - 請求項8に記載の診断装置において、
前記制御部が、前記定電圧を前記キャパシタに出力した後に前記定電圧をオフし、その後前記第2スイッチをオンした後に、前記診断部が、前記検出回路が検出した前記キャパシタの両端子間の電位差に基づいて、前記下側第2スイッチのショート故障、又は前記最下段の第1スイッチのショート故障の可能性があるかを診断する、診断装置。 - 請求項2から4及び6から9のいずれか一項に記載の診断装置において、
前記診断部は、前記第2スイッチがオフの状態で、前記定電圧を前記キャパシタに出力する前に、前記検出回路が検出した前記キャパシタの両端子間の電位差に基づいて、前記検出回路の出力の電源電圧への張り付きの可能性があるかを診断する、診断装置。 - 請求項2から4及び6から10のいずれか一項に記載の診断装置において、
前記制御部が、前記定電圧を前記キャパシタに出力し、前記第2スイッチをオンにした状態で、前記診断部が、前記検出回路が検出した前記キャパシタの両端子間の電位差に基づいて、前記検出回路が故障している可能性があるかを診断する、診断装置。 - 直列接続された複数の第1電池の各第1電池に並列に接続可能なキャパシタと、前記複数の第1電池と前記キャパシタとの接続状態を切り替える複数の第1スイッチと、前記キャパシタの両端子間の電位差を検出する、又は、前記キャパシタからの放電電流を検出する検出回路と、前記キャパシタと前記検出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と、を備える診断装置における診断方法であって、
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、前記検出回路が電位差又は放電電流を検出するステップと、
前記キャパシタと、前記複数の第1スイッチのうちグランドと接続する最下段の第1スイッチと、前記第2スイッチとの少なくとも1つを診断するステップと、を含む診断方法。
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