(57)【要約】【課題】フライングキャパシタを構成するキャパシタのリーク故障を適切に判定できる電圧検出装置を提供すること。【解決手段】組電池１０に適用される電圧検出装置２０であって、キャパシタＣＡと、入力側スイッチＳＷ１〜ＳＷ７と、電圧検出部２５と、出力側スイッチＳＷＡ，ＳＷＢと、第１接続線ＬＡに高電圧を印加する第１印加スイッチＳＷＣと、第２接続線ＬＢに低電圧を印加する第２印加スイッチＳＷＤと、入力側スイッチを開状態とするとともに出力側スイッチ、第１印加スイッチ及び第２印加スイッチを閉状態とし、高電圧及び低電圧によりキャパシタを充電するキャパシタ充電部と、キャパシタ充電部によりキャパシタが充電された後に、第１印加スイッチ及び第２印加スイッチを開状態とし、キャパシタの電圧である判定電圧を取得する電圧取得部と、判定電圧に基づいてキャパシタのリーク故障を判定するリーク故障判定部と、を備える。【選択図】      図１
2020148743.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電池セルの直列接続体を有する組電池（１０）に適用される電圧検出装置（２０）であって、
複数の前記電池セルが分割されることにより複数の検出ブロック（Ａ１〜Ａ６）が構成され、
キャパシタ（ＣＡ）と、
前記各検出ブロックを前記キャパシタに並列接続し、前記各検出ブロックと前記キャパシタとの間を開閉する入力側スイッチ（ＳＷ１〜ＳＷ７）と、
前記キャパシタの電圧を検出する電圧検出部（２５）と、
前記キャパシタと前記電圧検出部との間を開閉する出力側スイッチ（ＳＷＡ，ＳＷＢ）と、
前記キャパシタの一方の電極に接続される前記出力側スイッチと、前記電圧検出部とを接続する第１接続線（ＬＡ）と、
閉状態にされることにより前記第１接続線に所定の高電圧（ＶＤＤ）を印加する状態とし、開状態にされることにより前記第１接続線に前記高電圧を印加しない状態とする第１印加スイッチ（ＳＷＣ，ＳＷＦ）と、
前記キャパシタの他方の電極に接続される前記出力側スイッチと、前記電圧検出部とを接続する第２接続線（ＬＢ）と、
閉状態にされることにより前記第２接続線に所定の低電圧を印加する状態とし、開状態にされることにより前記第２接続線に前記低電圧を印加しない状態とする第２印加スイッチ（ＳＷＤ，ＳＷＥ）と、
前記入力側スイッチを開状態とするとともに、前記出力側スイッチ、前記第１印加スイッチ及び前記第２印加スイッチを閉状態とすることにより、前記高電圧及び前記低電圧により前記キャパシタを充電するキャパシタ充電部（Ｓ４２）と、
前記キャパシタ充電部により前記キャパシタが充電された後に、前記第１印加スイッチ及び前記第２印加スイッチを開状態とし、前記第１印加スイッチ及び前記第２印加スイッチが開状態とされてから所定期間が経過した後の前記キャパシタの電圧である判定電圧（ＶＰ３）を取得する電圧取得部（Ｓ５２）と、
前記判定電圧に基づいて前記キャパシタのリーク故障を判定するリーク故障判定部（Ｓ５４）と、を備える電圧検出装置。
【請求項２】
前記所定期間において、前記出力側スイッチを開状態とする状態制御部（Ｓ４４）を備える請求項１に記載の電圧検出装置。
【請求項３】
前記電圧取得部は、第１電圧取得部（Ｓ５２）であり、
前記出力側スイッチを開状態とするとともに前記第１印加スイッチ及び前記第２印加スイッチを閉状態とし、前記電圧検出部を用いて前記第１接続線と前記第２接続線との電圧差を取得する第２電圧取得部（Ｓ２８，Ｓ３４）と、
前記第２電圧取得部により取得された電圧差に基づいて前記電圧検出部の故障を判定する検出部故障判定部（Ｓ３１，Ｓ３８）と、を備え、
前記キャパシタ充電部は、前記検出部故障判定部により前記電圧検出部が故障していないと判定された場合に、前記高電圧及び前記低電圧により前記キャパシタを充電する請求項１または請求項２に記載の電圧検出装置。
【請求項４】
前記入力側スイッチは、前記キャパシタの電圧の極性が正極性と負極性とで切り替わるように前記各検出ブロックと前記キャパシタとの間を接続し、
閉状態にされることにより前記第１接続線に前記低電圧を印加する状態とし、開状態にされることにより前記第１接続線に前記低電圧を印加しない状態とする第３印加スイッチ（ＳＷＣ，ＳＷＦ）と、
閉状態にされることにより前記第２接続線に前記高電圧を印加する状態とし、開状態にされることにより前記第２接続線に前記高電圧を印加しない状態とする第４印加スイッチ（ＳＷＤ，ＳＷＥ）と、
前記出力側スイッチを開状態とするとともに前記第３印加スイッチ及び前記第４印加スイッチを閉状態とし、前記電圧検出部を用いて前記第１接続線と前記第２接続線との電圧差を取得する第３電圧取得部（Ｓ２８，Ｓ３４）と、を備え、
前記検出部故障判定部は、前記第２電圧取得部により取得された電圧差に基づいて、前記キャパシタの電圧が一方の極性である場合における前記電圧検出部の故障を判定し、前記第３電圧取得部により取得された電圧差に基づいて、前記キャパシタの電圧が他方の極性である場合における前記電圧検出部の故障を判定する請求項３に記載の電圧検出装置。
【請求項５】
前記高電圧と前記低電圧との差の絶対値は、前記各検出ブロックの定格電圧よりも小さく、
前記第１印加スイッチ及び前記第２印加スイッチは、前記出力側スイッチに比べて耐圧が低い請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の電圧検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の電池モジュールの直列接続体を有する組電池に適用される電圧検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の電圧検出装置としては、例えば下記特許文献１に見られるように、ダブルフライングキャパシタ方式の電圧検出装置が知られている。この装置では、複数の電池モジュールが分割されることにより構成された各検出ブロックの電圧を、２個のキャパシタをそれぞれ用いて検出する。各検出ブロックは、少なくとも１個の電池モジュールを含み、各キャパシタは、それぞれ異なる検出ブロックの電圧を同時に取得する。上記装置では、同時に取得された２つの電圧に基づいて２個のキャパシタのいずれかのリーク故障を判定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−１５６２９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
フライングキャパシタ方式の電圧検出装置として、ダブルフライングキャパシタ方式の電圧検出装置の他に、シングルフライングキャパシタ方式の電圧検出装置が知られている。シングルフライングキャパシタ方式の電圧検出装置では、キャパシタが１個しか存在しないため、同時に２つの電圧を取得できず、上記特許文献１の技術によりキャパシタのリーク故障を判定できない。フライングキャパシタを構成するキャパシタの数によらず、キャパシタのリーク故障を判定できる技術が望まれている。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、フライングキャパシタを構成するキャパシタのリーク故障を適切に判定できる電圧検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するための第１の手段は、複数の電池セルの直列接続体を有する組電池に適用される電圧検出装置であって、複数の前記電池セルが分割されることにより複数の検出ブロックが構成され、キャパシタと、前記各検出ブロックを前記キャパシタに並列接続し、前記各検出ブロックと前記キャパシタとの間を開閉する入力側スイッチと、前記キャパシタの電圧を検出する電圧検出部と、前記キャパシタと前記電圧検出部との間を開閉する出力側スイッチと、前記キャパシタの一方の電極に接続される前記出力側スイッチと、前記電圧検出部とを接続する第１接続線と、閉状態にされることにより前記第１接続線に所定の高電圧を印加する状態とし、開状態にされることにより前記第１接続線に前記高電圧を印加しない状態とする第１印加スイッチと、前記キャパシタの他方の電極に接続される前記出力側スイッチと、前記電圧検出部とを接続する第２接続線と、閉状態にされることにより前記第２接続線に所定の低電圧を印加する状態とし、開状態にされることにより前記第２接続線に前記低電圧を印加しない状態とする第２印加スイッチと、前記入力側スイッチを開状態とするとともに、前記出力側スイッチ、前記第１印加スイッチ及び前記第２印加スイッチを閉状態とすることにより、前記高電圧及び前記低電圧により前記キャパシタを充電するキャパシタ充電部と、前記キャパシタ充電部により前記キャパシタが充電された後に、前記第１印加スイッチ及び前記第２印加スイッチを開状態とし、前記第１印加スイッチ及び前記第２印加スイッチが開状態とされてから所定期間が経過した後の前記キャパシタの電圧である判定電圧を取得する電圧取得部と、前記判定電圧に基づいて前記キャパシタのリーク故障を判定するリーク故障判定部と、を備える。
【０００７】
上記構成によれば、キャパシタの各電極に、所定の高電圧及び低電圧を印加してキャパシタを充電し、キャパシタが充電されてから所定期間が経過した後のキャパシタの電圧を取得する。リーク故障判定部においてこの高電圧及び低電圧を既知の値としておくことにより、キャパシタの電圧に基づいてそのキャパシタのリーク故障を判定できる。また、キャパシタの電圧に基づいて、そのキャパシタのリーク故障を判定するため、フライングキャパシタを構成するキャパシタの数によらず、キャパシタのリーク故障を判定でき、フライングキャパシタを構成するキャパシタのリーク故障を適切に判定できる。
【０００８】
第２の手段では、前記所定期間において、前記出力側スイッチを開状態とする状態制御部を備える。
【０００９】
上記構成によれば、所定期間において、キャパシタから電圧検出部側への放電を抑制できる。つまり、キャパシタからのリーク放電以外の放電を抑制できる。これにより、キャパシタのリーク故障を精度よく判定できる。
【００１０】
第３の手段では、前記電圧取得部は、第１電圧取得部であり、前記出力側スイッチを開状態とするとともに前記第１印加スイッチ及び前記第２印加スイッチを閉状態とし、前記電圧検出部を用いて前記第１接続線と前記第２接続線との電圧差を取得する第２電圧取得部と、前記第２電圧取得部により取得された電圧差に基づいて前記電圧検出部の故障を判定する検出部故障判定部と、を備え、前記キャパシタ充電部は、前記検出部故障判定部により前記電圧検出部が故障していないと判定された場合に、前記高電圧及び前記低電圧により前記キャパシタを充電する。
【００１１】
上記構成によれば、キャパシタの各電極に高電圧及び低電圧を印加する構成を用いて、電圧検出装置に高電圧及び低電圧を印加し、電圧検出部を用いて高電圧と低電圧との電圧差を取得する。リーク故障判定部においてこの電圧差を既知の値としておくことにより、取得された電圧差に基づいて電圧検出部の故障を判定することができる。そして、電圧検出部が故障していないと判定された場合に、キャパシタのリーク故障を判定するため、キャパシタのリーク故障を適切に判定できる。
【００１２】
第４の手段では、前記入力側スイッチは、前記キャパシタの電圧の極性が正極性と負極性とで切り替わるように前記各検出ブロックと前記キャパシタとの間を接続し、閉状態にされることにより前記第１接続線に前記低電圧を印加する状態とし、開状態にされることにより前記第１接続線に前記低電圧を印加しない状態とする第３印加スイッチと、閉状態にされることにより前記第２接続線に前記高電圧を印加する状態とし、開状態にされることにより前記第２接続線に前記高電圧を印加しない状態とする第４印加スイッチと、前記出力側スイッチを開状態とするとともに前記第３印加スイッチ及び前記第４印加スイッチを閉状態とし、前記電圧検出部を用いて前記第１接続線と前記第２接続線との電圧差を取得する第３電圧取得部と、を備え、前記検出部故障判定部は、前記第２電圧取得部により取得された電圧差に基づいて、前記キャパシタの電圧が一方の極性である場合における前記電圧検出部の故障を判定し、前記第３電圧取得部により取得された電圧差に基づいて、前記キャパシタの電圧が他方の極性である場合における前記電圧検出部の故障を判定する。
【００１３】
キャパシタの電圧の極性が正極性と負極性とで切り替わる場合、電圧検出部は各極性におけるキャパシタの電圧を検出する必要があり、キャパシタの電圧の各極性における電圧検出部の故障を判定する必要がある。上記構成によれば、第１印加スイッチ及び第２印加スイッチとともに、第３印加スイッチ及び第４印加スイッチを備え、キャパシタの電圧の極性切り替えに対応させて、電圧検出部に印加される高電圧及び低電圧の極性を切り替えて、電圧検出部の故障を判定できる。これにより、キャパシタの電圧の各極性における電圧検出部の故障を好適に判定することができる。
【００１４】
第５の手段では、前記高電圧と前記低電圧との差の絶対値は、前記各検出ブロックの定格電圧よりも小さく、前記第１印加スイッチ及び前記第２印加スイッチは、前記出力側スイッチに比べて耐圧が低い。
【００１５】
上記構成によれば、高電圧と低電圧との差の絶対値が、各検出ブロックの定格電圧よりも小さい。そのため、高電圧又は低電圧が印加される第１印加スイッチ及び第２印加スイッチの耐圧を、検出ブロックの電圧が印加される出力側スイッチの耐圧よりも低くすることができる。これにより、第１印加スイッチ及び第２印加スイッチとして低耐圧のスイッチング素子を用いることができ、電圧検出装置のコスト削減において有利である。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】電源システムを示す図。
【図２】電圧検出部の構成を示す図。
【図３】電圧検出処理の手順を示すフローチャート。
【図４】電圧検出処理のタイムスケジュールを示す図。
【図５】電圧検出処理の一例を示すタイムチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明に係る電圧検出装置を具体化した実施形態について、図面を参照しつつ説明する。本発明に係る電圧検出装置２０は、例えばハイブリッド自動車又は電気自動車に搭載される電源システム１００に適用される。
【００１８】
図１に示すように、本実施形態の電源システム１００は、組電池１０と、フライングキャパシタ方式の電圧検出装置２０とを備える。
【００１９】
組電池１０は、車両の図示しない走行用の回転電機を含む車載電気負荷の電力供給源となる。組電池１０は、単電池としての電池セルの直列接続体を備えており、端子間電圧が例えば数百Ｖとなるものである。電池セルとしては、例えば、リチウムイオン電池又はニッケル水素蓄電池等の蓄電池を用いることができる。
【００２０】
本実施形態では、組電池１０を構成する電池セルのうち、少なくとも１つの電池セルを含むように分割されることにより、電池モジュールＢが構成される。組電池１０は、複数の電池モジュールＢの直列接続体を有する。本実施形態では、説明の便宜上、組電池１０が８個の電池モジュールＢを備えることとする。以降、本実施形態では、組電池１０を構成する電池モジュールＢのうち、最も高電位側の電池モジュールＢから順に、第１電池モジュールＢ１、第２電池モジュールＢ２、…、第８電池モジュールＢ８と称すこととする。各電池モジュールＢ１〜Ｂ８は、互いに同数の電池セルを備えており、定格電圧が互いに同一である。電池モジュールＢの定格電圧は、例えば５０Ｖである。
【００２１】
本実施形態では、各電池モジュールＢ１〜Ｂ８が第１〜第６検出ブロックＡ１〜Ａ６に分割される。各検出ブロックＡ１〜Ａ６は、少なくとも１個の電池モジュールＢ１〜Ｂ８を含む。具体的には、第１検出ブロックＡ１は、第１電池モジュールＢ１を含む。第２検出ブロックＡ２は、第２電池モジュールＢ２を含む。第３検出ブロックＡ３は、第３，第４電池モジュールＢ３，Ｂ４の直列接続体を含む。第４検出ブロックＡ４は、第５，第６電池モジュールＢ５，Ｂ６の直列接続体を含む。第５検出ブロックＡ５は、第７電池モジュールＢ７を含む。第６検出ブロックＡ６は、第８電池モジュールＢ８を含む。
【００２２】
組電池１０には、第１〜第７電極端子Ｔ１〜Ｔ７が設けられる。電極端子Ｔ１〜Ｔ７の数は、検出ブロックＡ１〜Ａ６の数よりも１だけ多い。ｍを１〜６までの整数とする場合、第ｍ検出ブロックＡｍの正極端子には、第ｍ電極端子Ｔｍが接続される。また、第ｍ検出ブロックＡｍの負極端子には、第ｍ＋１電極端子Ｔｍ＋１が接続される。
【００２３】
電圧検出装置２０は、抵抗部２１、入力側スイッチ部２２、キャパシタ部２３、出力側スイッチ部２４、電圧検出部２５、電圧印加部２６、及び制御部２７を備える。
【００２４】
抵抗部２１は、組電池１０と入力側スイッチ部２２との間に設けられる。ｎを１〜７までの整数とする場合、抵抗部２１は、各電極端子Ｔｎに接続される検出ラインＬｎ上に個別に設けた複数の電流制限抵抗ＲＬを備える。各電流制限抵抗ＲＬは、組電池１０（高圧側）から入力側スイッチ部２２（低圧側）に、突入電流が流れることを防止するためのものであり、抵抗値が互いに同一である。
【００２５】
入力側スイッチ部２２は、抵抗部２１とキャパシタ部２３との間に設けられており、各検出ラインＬｎに個別に接続される第１〜第７スイッチＳＷ１〜ＳＷ７を備える。入力側スイッチ部２２の各スイッチＳＷｎ（以下、単に各スイッチＳＷｎという）は、電極端子Ｔｎとキャパシタ部２３との接続状態を切り替える。各スイッチＳＷｎとしては、例えば、フォトモスリレー等の高耐圧のスイッチング素子を用いることができる。
【００２６】
キャパシタ部２３は、１個のキャパシタＣＡを有する。つまり、電圧検出装置２０は、シングルフライングキャパシタ方式の電圧検出装置である。キャパシタＣＡには接続端子として第１，第２端子Ｎ１，Ｎ２が設けられている。組電池１０の各電極端子Ｔｎは、各スイッチＳＷｎを介して、これらの端子Ｎ１，Ｎ２の一方に接続される。
【００２７】
第１端子Ｎ１には、第１〜第７電極端子Ｔ１〜Ｔ７のうち、第１，第３，第５，第７電極端子Ｔ１，Ｔ３，Ｔ５，Ｔ７が接続される。第２，第４，第６電極端子Ｔ２，Ｔ４，Ｔ６が接続される。第２端子Ｎ２には、第２，第４，第６電極端子Ｔ２，Ｔ４，Ｔ６が接続される。つまり、各スイッチＳＷ１〜ＳＷ７は、各検出ブロックＡ１〜Ａ６をキャパシタＣＡに並列接続し、各検出ブロックＡ１〜Ａ６とキャパシタＣＡとの間を開閉する。
【００２８】
上記のように接続されることにより、キャパシタＣＡの電圧の極性が、正極性と負極性とで切り替わる。ここで、正極性は、キャパシタＣＡの第１端子Ｎ１の電圧が第２端子Ｎ２の電圧よりも高くなる極性であり、第１，第３，第５検出ブロックＡ１，Ａ３，Ａ５とキャパシタＣＡとが接続される場合に、キャパシタＣＡの電圧の極性が正極性となる。また、負極性は、キャパシタＣＡの第１端子Ｎ１の電圧が第２端子Ｎ２の電圧よりも低くなる極性であり、例えば第２，第４，第６検出ブロックＡ２，Ａ４，Ａ６とキャパシタＣＡとが接続される場合に、キャパシタＣＡの電圧の極性が負極性となる。つまり、入力側スイッチ部２２は、キャパシタＣＡの電圧の極性が正極性と負極性とで切り替わるように、各検出ブロックＡ１〜Ａ６とキャパシタＣＡとを接続する。
【００２９】
出力側スイッチ部２４は、キャパシタ部２３と電圧検出部２５との間に設けられており、キャパシタＣＡの第１，第２端子Ｎ１，Ｎ２に接続された第１，第２出力側スイッチＳＷＡ，ＳＷＢを備える。各出力側スイッチＳＷＡ，ＳＷＢは、キャパシタＣＡと電圧検出部２５との間を開閉する。第１出力側スイッチＳＷＡには、正側接続線ＬＡが接続されており、第２出力側スイッチＳＷＢには、負側接続線ＬＢが接続されている。出力側スイッチＳＷＡ，ＳＷＢとしては、例えば、フォトモスリレー等の高耐圧のスイッチング素子を用いることができる。なお、本実施形態において、正側接続線ＬＡが「第１接続線」に相当し、負側接続線ＬＢが「第２接続線」に相当する。
【００３０】
電圧印加部２６は、出力側スイッチ部２４と電圧検出部２５との間に設けられており、第１，第２高圧印加スイッチＳＷＣ，ＳＷＦ及び第１，第２低圧印加スイッチＳＷＤ，ＳＷＥを備える。第１高圧印加スイッチＳＷＣは、正側接続線ＬＡと電源３０との間に設けられており、正側接続線ＬＡと電源３０との間を開閉する。これにより、正側接続線ＬＡに電源３０の電源電圧ＶＤＤが印加される状態と、印加されない状態とが切り替わる。なお、本実施形態において、第１高圧印加スイッチＳＷＣが「第１印加スイッチ」に相当し、電源電圧ＶＤＤが「所定の高電圧」に相当する。
【００３１】
第１低圧印加スイッチＳＷＤは、負側接続線ＬＢとグランドとの間に設けられており、負側接続線ＬＢとグランドとの間を開閉する。これにより、負側接続線ＬＢに接地電圧（０Ｖ）が印加される状態と、印加されない状態とが切り替わる。なお、本実施形態において、第１低圧印加スイッチＳＷＤが「第２印加スイッチ」に相当し、接地電圧が「所定の低電圧」に相当する。
【００３２】
第２低圧印加スイッチＳＷＥは、正側接続線ＬＡとグランドとの間に設けられており、正側接続線ＬＡとグランドとの間を開閉する。これにより、正側接続線ＬＡに接地電圧が印加される状態と、印加されない状態とが切り替わる。なお、本実施形態において、第２低圧印加スイッチＳＷＥが「第３印加スイッチ」に相当する。
【００３３】
第２高圧印加スイッチＳＷＦは、負側接続線ＬＢと電源３０との間に設けられており、負側接続線ＬＢと電源３０との間を開閉する。これにより、負側接続線ＬＢに電源電圧ＶＤＤが印加される状態と、印加されない状態とが切り替わる。なお、本実施形態において、第２高圧印加スイッチＳＷＦが「第４印加スイッチ」に相当する。
【００３４】
各印加スイッチＳＷＣ〜ＳＷＦには、電源電圧ＶＤＤ又は接地電圧が印加され、これらの電圧差の絶対値、つまり電源電圧ＶＤＤは、例えば５Ｖである。電源電圧ＶＤＤは、各検出ブロックＡ１〜Ａ６の定格電圧（５０Ｖ，１００Ｖ）よりも低い値に設定されており、これにより、各印加スイッチＳＷＣ〜ＳＷＦとしては、例えば、ＣＭＯＳスイッチ等の低耐圧のスイッチング素子を用いることができる。
【００３５】
電圧検出部２５は、電圧印加部２６と制御部２７との間に設けられている。図２に示すように、電圧検出部２５は、第１差動電圧検出回路２５Ａ、第２差動電圧検出回路２５Ｂ、及び基準電圧供給回路２５Ｃを有する。第１差動電圧検出回路２５Ａと第２差動電圧検出回路２５Ｂとは、キャパシタＣＡに対して並列接続され、キャパシタＣＡの電圧を検出する。
【００３６】
各差動電圧検出回路２５Ａ，２５Ｂは、差動増幅回路である。具体的には、第１差動電圧検出回路２５Ａは、第１オペアンプ２８と第１〜第４抵抗器Ｒ１〜Ｒ４とを備えている。第１オペアンプ２８の正極側入力端子２８Ａは、第１抵抗器Ｒ１を介して正側接続線ＬＡに接続されているとともに、第３抵抗器Ｒ３を介して第１オペアンプ２８の出力端子２８Ｃに接続されている。第１オペアンプ２８の負極側入力端子２８Ｂは、第２抵抗器Ｒ２を介して負側接続線ＬＢに接続されているとともに、第４抵抗器Ｒ４を介して基準電圧供給回路２５Ｃに接続されている。
【００３７】
第１差動電圧検出回路２５Ａは、所定の第１増幅率でキャパシタＣＡの電圧を増幅する。具体的には、第１差動電圧検出回路２５Ａは、キャパシタＣＡの電圧を、０Ｖから５Ｖまでの電圧範囲内に設定された第１出力レンジ内の第１差動電圧ＶＡに増幅する。出力端子２８Ｃは制御部２７に接続されており、第１差動電圧検出回路２５Ａは、第１差動電圧ＶＡを制御部２７に出力する。
【００３８】
第１差動電圧検出回路２５Ａは、キャパシタＣＡの電圧の極性が正極性となる場合のキャパシタＣＡの電圧を検出する。具体的には、第１差動電圧検出回路２５Ａは、キャパシタＣＡが第１，第３，第５検出ブロックＡ１，Ａ３，Ａ５により充電された場合のキャパシタＣＡの電圧を検出し、検出したキャパシタＣＡの電圧に基づく第１差動電圧ＶＡを制御部２７に出力する。
【００３９】
第２差動電圧検出回路２５Ｂは、第２オペアンプ２９と第５〜第８抵抗器Ｒ５〜Ｒ８とを備えている。第２オペアンプ２９の正極側入力端子２９Ａは、第５抵抗器Ｒ５を介して正側接続線ＬＡに接続されているとともに、第７抵抗器Ｒ７を介して第２オペアンプ２９の出力端子２９Ｃに接続されている。第２オペアンプ２９の負極側入力端子２９Ｂは、第６抵抗器Ｒ６を介して負側接続線ＬＢに接続されているとともに、第８抵抗器Ｒ８を介して基準電圧供給回路２５Ｃに接続されている。つまり、第１，第２差動電圧検出回路２５Ａ，２５Ｂは同極性で動作するようにキャパシタＣＡに接続されている。
【００４０】
第２差動電圧検出回路２５Ｂは、所定の第２増幅率でキャパシタＣＡの電圧を増幅する。具体的には、第２差動電圧検出回路２５Ｂは、キャパシタＣＡの電圧を第２出力レンジ内の第２差動電圧ＶＢに増幅する。本実施形態において、第２出力レンジは、第１出力レンジと同じ０Ｖから５Ｖまでの電圧範囲に設定されている。出力端子２９Ｃは制御部２７に接続されており、第２差動電圧検出回路２５Ｂは、第２差動電圧ＶＢを制御部２７に出力する。
【００４１】
第２差動電圧検出回路２５Ｂは、キャパシタＣＡの電圧の極性が負極性となる場合のキャパシタＣＡの電圧を検出する。具体的には、第２差動電圧検出回路２５Ｂは、キャパシタＣＡが第２，第４，第６検出ブロックＡ２，Ａ４，Ａ６により充電された場合のキャパシタＣＡの電圧を検出し、検出したキャパシタＣＡの電圧に基づく第２差動電圧ＶＢを制御部２７に出力する。
【００４２】
基準電圧供給回路２５Ｃは、第１オペアンプ２８の負極側入力端子２８Ｂと、第２オペアンプ２９の負極側入力端子２９Ｂとに、共通の基準電圧ＲＥＦを供給する。基準電圧ＲＥＦは、例えば接地電圧である。
【００４３】
制御部２７は、ＣＰＵ、メモリ等からなるマイクロコンピュータである。制御部２７は、各スイッチＳＷｎの開閉、各出力側スイッチＳＷＡ，ＳＷＢの開閉、各印加スイッチＳＷＣ〜ＳＷＦの開閉、及び電圧検出部２５の検出タイミングＴＤ（図５参照）を制御する。これにより、制御部２７は、キャパシタＣＡと電圧検出部２５とを電気的に絶縁した状態で、組電池１０の各検出ブロックＡ１〜Ａ６を用いてキャパシタＣＡを充電する第１充電処理や、組電池１０とキャパシタＣＡとを電気的に絶縁した状態で、電圧検出部２５から出力された第１，第２差動電圧ＶＡ，ＶＢに基づいて各検出ブロックＡ１〜Ａ６の電圧を取得する取得処理を含む電圧検出処理を実施する。
【００４４】
この電圧検出処理には、キャパシタＣＡと電圧検出部２５とを電気的に絶縁した状態で、電源電圧ＶＤＤや接地電圧に基づいて電圧検出部２５の故障を判定する検出部故障判定処理や、組電池１０とキャパシタＣＡとを電気的に絶縁した状態で、電源３０によりキャパシタＣＡを充電する第２充電処理や、正側，負側接続線ＬＡ，ＬＢと電源３０及びグランドとを電気的に絶縁した状態で、電圧検出部２５から出力された第１，第２差動電圧ＶＡ，ＶＢに基づいてキャパシタＣＡのリーク故障を判定するリーク故障判定処理が含まれる。
【００４５】
続いて、図３を用いて、本実施形態に係る電圧検出処理について説明する。ここで、図３は、上記処理の手順を示すフローチャートである。この処理は、制御部２７によって、例えば所定周期で繰り返し実行される。なお、電圧検出処理の開始時において、各スイッチＳＷｎ、各出力側スイッチＳＷＡ，ＳＷＢ、及び各印加スイッチＳＷＣ〜ＳＷＦは開状態に切り替えられている。
【００４６】
この一連の処理では、まずステップＳ１０において、校正期間ＨＣであるかを判定する。図４に、電圧検出処理のタイムスケジュールを示す。図４に示すように、本実施形態では、電圧検出処理において、第１〜第６検出ブロックＡ１〜Ａ６それぞれの電圧がこの順に取得されるとともに、これらの電圧の取得後に電圧検出装置２０が校正される。電圧検出装置２０の校正には、キャパシタ部２３の故障判定が含まれる。そのため、電圧検出処理が実施される処理期間ＨＡには、６つの検出期間ＨＢと１つの校正期間ＨＣとが含まれる。
【００４７】
ステップＳ１０で否定判定すると、つまり検出期間ＨＢである場合、検出対象の検出ブロックＡ１〜Ａ６を用いてキャパシタＣＡを充電する第１充電処理と、電圧検出部２５を用いて検出対象の検出ブロックＡ１〜Ａ６の電圧を取得する取得処理と、を実施する。以下では、検出対象が第１検出ブロックＡ１である例を説明する。
【００４８】
具体的には、ステップＳ１２において、第１充電処理を実施する。この第１充電処理では、第１検出ブロックＡ１の両側に接続される第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２を閉状態に切り替え、第１検出ブロックＡ１を用いてキャパシタＣＡを充電する。所定の充電期間後、ステップＳ１４において、第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２を開状態に切り替える。
【００４９】
第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２を開状態に切り替えると、取得処理を実施する。具体的には、ステップＳ１６において、各出力側スイッチＳＷＡ，ＳＷＢを閉状態に切り替える。これにより、電圧検出部２５を用いてキャパシタＣＡの電圧が取得可能となる。続くステップＳ１８において、キャパシタＣＡの電圧、つまり第１検出ブロックＡ１の電圧である第１電圧Ｖ１を取得する（図５参照）。第１電圧Ｖ１の取得後、ステップＳ２０において、各出力側スイッチＳＷＡ，ＳＷＢを開状態に切り替える。
【００５０】
ステップＳ２２において、ステップＳ１８で取得された第１電圧Ｖ１に基づいて第１検出ブロックＡ１の電圧を取得し、電圧検出処理を終了する。
【００５１】
一方、ステップＳ１０で肯定判定すると、つまり校正期間ＨＣである場合、電源３０を用いて電圧検出部２５の故障を判定する検出部故障判定処理と、電源３０によりキャパシタＣＡを充電する第２充電処理と、電圧検出部２５を用いてキャパシタＣＡのリーク故障を判定するリーク故障判定処理と、を実施する。
【００５２】
まず、検出部故障判定処理を実施する。この検出部故障判定処理には、第１差動電圧検出回路２５Ａの故障を判定する故障判定処理と、第２差動電圧検出回路２５Ｂの故障を判定する故障判定処理とが含まれる。
【００５３】
まず、第１差動電圧検出回路２５Ａの故障判定処理を実施する。第１差動電圧検出回路２５Ａの故障判定処理では、ステップＳ２４において、各出力側スイッチＳＷＡ，ＳＷＢを開状態に切り替える。続くステップＳ２６において、第１高圧印加スイッチＳＷＣ及び第１低圧印加スイッチＳＷＤを閉状態に切り替え、電源電圧ＶＤＤと接地電圧とを電圧検出部２５に印加する。
【００５４】
この場合、キャパシタＣＡの第１端子Ｎ１に接続される正側接続線ＬＡの電圧が、キャパシタＣＡの第２端子Ｎ２に接続される負側接続線ＬＢの電圧よりも高くなる正極性の状態となる。そのため、ステップＳ２８において、第１差動電圧検出回路２５Ａを用いて電源電圧ＶＤＤと接地電圧との電圧差を取得する。以下、ステップＳ２８で取得された電圧差を第１判定電圧ＶＰ１という（図５参照）。第１判定電圧ＶＰ１の取得後、ステップＳ３０において、第１高圧印加スイッチＳＷＣ及び第１低圧印加スイッチＳＷＤを開状態に切り替える。
【００５５】
続くステップＳ３１において、ステップＳ２８で取得された第１判定電圧ＶＰ１に基づいて、第１差動電圧検出回路２５Ａの故障を判定する。具体的には、ステップＳ２８で取得された第１判定電圧ＶＰ１と電源電圧ＶＤＤとの差の絶対値（以下、単に差の絶対値という）を算出し、この差の絶対値が第１判定閾値Ｖｔｈ１よりも小さいかを判定する。ここで、第１判定閾値Ｖｔｈ１は、例えば、制御部２７の電圧取得誤差により発生しうる上記絶対値の最大値に予め設定されている。
【００５６】
ステップＳ３１で否定判定すると、ステップＳ４０において、第１差動電圧検出回路２５Ａが故障していると判定し、電圧検出処理を終了する。
【００５７】
第１差動電圧検出回路２５Ａが正常である場合、第１判定電圧ＶＰ１は「ＶＤＤ」となる。そのため、差の絶対値は第１判定閾値Ｖｔｈ１よりも小さくなる。一方、第１差動電圧検出回路２５Ａが故障している場合、第１判定電圧ＶＰ１は「ＶＤＤ」から大きく乖離した値となる。そのため、差の絶対値は第１判定閾値Ｖｔｈ１よりも大きくなる。したがって、差の絶対値が第１判定閾値Ｖｔｈ１よりも大きい場合には、第１差動電圧検出回路２５Ａが故障していると判定することができる。
【００５８】
一方、ステップＳ３１で肯定判定すると、第２差動電圧検出回路２５Ｂの故障判定処理を実施する。第２差動電圧検出回路２５Ｂの故障判定処理では、ステップＳ３２において、第２低圧印加スイッチＳＷＥ及び第２高圧印加スイッチＳＷＦを閉状態に切り替え、電源電圧ＶＤＤと接地電圧とを電圧検出部２５に印加する。
【００５９】
この場合、キャパシタＣＡの第１端子Ｎ１に接続される正側接続線ＬＡの電圧が、キャパシタＣＡの第２端子Ｎ２に接続される負側接続線ＬＢの電圧よりも低くなる負極性の状態となる。そのため、ステップＳ３４において、第２差動電圧検出回路２５Ｂを用いて電源電圧ＶＤＤと接地電圧との電圧差を取得する。以下、ステップＳ３４で取得された電圧差を第２判定電圧ＶＰ２という（図５参照）。第２判定電圧ＶＰ２の取得後、ステップＳ３６において、第２低圧印加スイッチＳＷＥ及び第２高圧印加スイッチＳＷＦを開状態に切り替える。なお、本実施形態において、ステップＳ２８，Ｓ３４の処理が「第２電圧取得部，第３電圧取得部」に相当する。
【００６０】
続くステップＳ３８において、ステップＳ３４で取得された第２判定電圧ＶＰ２に基づいて、第２差動電圧検出回路２５Ｂの故障を判定する。具体的には、ステップＳ３４で算出された第２判定電圧ＶＰ２と電源電圧ＶＤＤとの和の絶対値（以下、単に和の絶対値という）を算出し、この和の絶対値が第１判定閾値Ｖｔｈ１よりも小さいかを判定する。なお、本実施形態において、ステップＳ３１，Ｓ３８の処理が「検出部故障判定部」に相当する。
【００６１】
ステップＳ３８で否定判定すると、ステップＳ４０において、第２差動電圧検出回路２５Ｂが故障していると判定し、電圧検出処理を終了する。
【００６２】
第２差動電圧検出回路２５Ｂが正常である場合、第２判定電圧ＶＰ２は「−ＶＤＤ」となる。そのため、和の絶対値は第１判定閾値Ｖｔｈ１よりも小さくなる。一方、第２差動電圧検出回路２５Ｂが故障している場合、第２判定電圧ＶＰ２は「−ＶＤＤ」から大きく乖離した値となる。そのため、和の絶対値は第２判定閾値Ｖｔｈ２よりも大きくなる。したがって、和の絶対値が第１判定閾値Ｖｔｈ１よりも大きい場合には、第２差動電圧検出回路２５Ｂが故障していると判定することができる。
【００６３】
一方、ステップＳ３８で肯定判定すると、ステップＳ４２において、第２充電処理を実施する。この第２充電処理では、各スイッチＳＷｎを開状態に切り替える。また、各出力側スイッチＳＷＡ，ＳＷＢを閉状態に切り替えるとともに、第１高圧印加スイッチＳＷＣ及び第１低圧印加スイッチＳＷＤを閉状態に切り替え、電源３０を用いてキャパシタＣＡを充電する。所定の充電期間後、ステップＳ４４において、各出力側スイッチＳＷＡ，ＳＷＢを開状態に切り替える。続くステップＳ４６において、第１高圧印加スイッチＳＷＣ及び第１低圧印加スイッチＳＷＤを開状態に切り替える。なお、本実施形態において、ステップＳ４２の処理が「キャパシタ充電部」に相当し、ステップＳ４４の処理が「状態制御部」に相当する。
【００６４】
続いてリーク故障判定処理を実施する。具体的には、ステップＳ４８において、ステップＳ４４で各出力側スイッチＳＷＡ，ＳＷＢを開状態に切り替えてから所定の開期間後、ステップＳ４８において、各出力側スイッチＳＷＡ，ＳＷＢを閉状態に切り替える。続くステップＳ５０において、電圧検出部２５を用いて、各出力側スイッチＳＷＡ，ＳＷＢを開状態に切り替えてから所定期間が経過したタイミングにおけるキャパシタＣＡの電圧である第３判定電圧ＶＰ３を取得する。第３判定電圧ＶＰ３の取得後、ステップＳ５２において、各出力側スイッチＳＷＡ，ＳＷＢを開状態に切り替える。なお、本実施形態において、第３判定電圧ＶＰ３が「判定電圧」に相当し、ステップＳ５２の処理が「電圧取得部，第１電圧取得部」に相当する。
【００６５】
続くステップＳ５４において、ステップＳ５２で取得された第３判定電圧ＶＰ３に基づいてキャパシタＣＡのリーク故障を判定する。具体的には、ステップＳ５２で取得された第３判定電圧ＶＰ３と電源電圧ＶＤＤとの電圧差ΔＶを算出し、この電圧差ΔＶが第２判定閾値Ｖｔｈ２よりも小さいかを判定する。電圧差ΔＶは、次の（式１）のように表される。なお、本実施形態において、ステップＳ５４の処理が「リーク故障判定部」に相当する。
【００６６】
ΔＶ＝｜ＶＲ−ＶＤＤ｜・・・（式１）
ここで、第２判定閾値Ｖｔｈ２は、キャパシタＣＡにリーク故障が発生していない場合において、キャパシタＣＡの自然放電により所定期間において発生しうるキャパシタＣＡの電圧低下値に設定されている。第２判定閾値Ｖｔｈ２は、例えばこの電圧低下値の最大値に設定されている。
【００６７】
ステップＳ５４で肯定判定すると、電圧検出処理を終了する。一方、ステップＳ５４で否定判定すると、ステップＳ５６において、キャパシタＣＡにリーク故障が発生していると判定し、電圧検出処理を終了する。
【００６８】
キャパシタＣＡにリーク故障が発生していない場合、第３判定電圧ＶＰ３は「ＶＤＤ」となる。そのため、電圧差ΔＶは第２判定閾値Ｖｔｈ２よりも小さくなる。一方、キャパシタＣＡにリーク故障が発生している場合、第３判定電圧ＶＰ３は「ＶＤＤ」よりも低下する。そのため、電圧差ΔＶは第２判定閾値Ｖｔｈ２よりも大きくなる。したがって、電圧差ΔＶが第２判定閾値Ｖｔｈ２よりも大きい場合には、キャパシタＣＡにリーク故障が発生していると判定することができる。
【００６９】
続いて、図５に、電圧検出処理のタイムチャートを示す。図５には、図４に示す電圧検出処理のタイムスケジュールのうち、第１検出ブロックＡ１の検出期間ＨＢと校正期間ＨＣにおける電圧検出処理のタイムチャートを示す。
【００７０】
図５において、（ａ）は、第１〜第７スイッチＳＷ１〜ＳＷ７のうち、第１充電処理において切り替えの対象となるスイッチ（以下、対象スイッチという）ＳＷ＃の開閉状態の推移を示し、（ｂ）は、第１，第２出力側スイッチＳＷＡ，ＳＷＢの開閉状態の推移を示す。また、（ｃ）は、第１高圧印加スイッチＳＷＣ及び第１低圧印加スイッチＳＷＤの開閉状態の推移を示し、（ｂ）は、第２低圧印加スイッチＳＷＥ及び第２高圧印加スイッチＳＷＦの開閉状態の推移を示し、（ｅ）は、制御部２７が取得する第１，第２差動電圧ＶＡ，ＶＢの推移を示す。なお、図５（ｅ）では、キャパシタＣＡの第２端子Ｎ２を基準とした第１端子Ｎ１の電圧の推移が示されており、第１端子Ｎ１の電圧が第２端子Ｎ２の電圧よりも高い場合には正の電圧となり、第１端子Ｎ１の電圧が第２端子Ｎ２の電圧よりも低い場合には負の電圧となる。図５（ｅ）において、正の電圧が、第１差動電圧ＶＡに相当し、負の電圧が、第２差動電圧ＶＢに相当する。
【００７１】
また、図５（ｅ）には、電圧検出部２５及びキャパシタＣＡに故障が発生していない場合における第１，第２差動電圧ＶＡ，ＶＢの推移（実線）と、これらの少なくとも一方に故障が発生している場合における第１，第２差動電圧ＶＡ，ＶＢの推移（破線）とが示されている。
【００７２】
図示される例では、時刻ｔ１において電圧検出処理が開始され、第１検出ブロックＡ１を対象とする検出期間ＨＢが開始されると、その後時刻ｔ２において、対象スイッチＳＷ＃である第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２が閉状態に切り替えられる。これにより、第１充電期間ＨＤに亘って、第１検出ブロックＡ１によりキャパシタＣＡが充電される。
【００７３】
第１充電期間ＨＤが経過すると、時刻ｔ３において第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２が開状態に切り替えられる。時刻ｔ３から所定の待機期間ＨＷが経過すると、時刻ｔ４において各出力側スイッチＳＷＡ，ＳＷＢが閉状態に切り替えられる。これにより、第１差動電圧ＶＡがキャパシタＣＡの電圧に応じた電圧となり、時刻ｔ４からの取得期間ＨＥにおける所定の検出タイミングＴＤ（時刻ｔ５）において、キャパシタＣＡの電圧、つまり第１検出ブロックＡ１の電圧Ｖ１が取得される。
【００７４】
取得期間ＨＥが経過すると、時刻ｔ６において各出力側スイッチＳＷＡ，ＳＷＢが開状態に切り替えられる。その後時刻ｔ７において第１検出ブロックＡ１を対象とする検出期間ＨＢが経過すると、次に第２検出ブロックＡ２を対象とする検出期間ＨＢが開始され、この検出期間ＨＢに第２検出ブロックＡ２の電圧Ｖ２が取得される。
【００７５】
なお、第２検出ブロックＡ２を対象とする電圧検出処理は、第１検出ブロックＡ１を対象とする電圧検出処理と比較して、キャパシタＣＡの電圧の極性を除いて略同一であり、重複した説明を省略する。第２検出ブロックＡ２を対象とする検出期間ＨＢの経過後、第３検出ブロックＡ３，第４検出ブロックＡ４，…、第６検出ブロックＡ６を対象とする検出期間ＨＢに、各検出ブロックＡ３〜Ａ６の電圧Ｖ３〜Ｖ６が取得される。
【００７６】
時刻ｔ１１において各検出ブロックＡ１〜Ａ６を対象とする６つの検出期間ＨＢが経過すると、校正期間ＨＣが開始され、まず、第１差動電圧検出回路２５Ａの故障を判定するために、第１判定電圧ＶＰ１が取得される。
【００７７】
具体的には、時刻ｔ１２において、第１高圧印加スイッチＳＷＣ及び第１低圧印加スイッチＳＷＤが閉状態に切り替えられる。これにより、電圧検出部２５には、キャパシタＣＡの電圧が正極性の状態であり、且つ電圧差が電源電圧ＶＤＤとなる一対の電圧が印加される。時刻ｔ１２からの第１閉期間ＨＦにおける所定の検出タイミングＴＤ（時刻ｔ１３）において、第１差動電圧検出回路２５Ａを用いて第１判定電圧ＶＰ１が取得される。
【００７８】
図５（ｅ）に実線で示すように、第１差動電圧検出回路２５Ａが正常である場合、第１判定電圧ＶＰ１は「ＶＤＤ」となる。そのため、第１判定電圧ＶＰ１と電源電圧ＶＤＤとの差の絶対値は第１判定閾値Ｖｔｈ１よりも小さくなる。一方、図５（ｅ）に破線で示すように、第１差動電圧検出回路２５Ａに故障が発生している場合、例えば第１判定電圧ＶＰ１は電源電圧ＶＤＤの略半分の値となる。そのため、第１判定電圧ＶＰ１と電源電圧ＶＤＤとの差の絶対値は第１判定閾値Ｖｔｈ１よりも大きくなる。したがって、第１判定電圧ＶＰ１と電源電圧ＶＤＤとの差の絶対値と第１判定閾値Ｖｔｈ１とを比較することで、第１差動電圧検出回路２５Ａに故障が発生しているかを判定できる。
【００７９】
第１閉期間ＨＦが経過すると、時刻ｔ１４において第１高圧印加スイッチＳＷＣ及び第１低圧印加スイッチＳＷＤが開状態に切り替えられる。次に、第２差動電圧検出回路２５Ｂの故障を判定するために、第２判定電圧ＶＰ２が取得される。具体的には、時刻ｔ１５において、第２低圧印加スイッチＳＷＥ及び第２高圧印加スイッチＳＷＦが閉状態に切り替えられる。これにより、電圧検出部２５には、キャパシタＣＡの電圧が負極性の状態であり、且つ電圧差が電源電圧ＶＤＤとなる一対の電圧が印加される。時刻ｔ１５からの第２閉期間ＨＧにおける所定の検出タイミングＴＤ（時刻ｔ１６）において、第２差動電圧検出回路２５Ｂを用いて第２判定電圧ＶＰ２が取得される。
【００８０】
図５（ｅ）に実線で示すように、第２差動電圧検出回路２５Ｂが正常である場合、第２判定電圧ＶＰ２は「−ＶＤＤ」となる。そのため、第２判定電圧ＶＰ２と電源電圧ＶＤＤとの和の絶対値は第１判定閾値Ｖｔｈ１よりも小さくなる。一方、図５（ｅ）に破線で示すように、第２差動電圧検出回路２５Ｂに故障が発生している場合、例えば第２判定電圧ＶＰ２は電源電圧ＶＤＤの略半分の値となる。そのため、第２判定電圧ＶＰ２と電源電圧ＶＤＤとの和の絶対値は第１判定閾値Ｖｔｈ１よりも大きくなる。したがって、第２判定電圧ＶＰ２と電源電圧ＶＤＤとの和の絶対値と第１判定閾値Ｖｔｈ１とを比較することで、第２差動電圧検出回路２５Ｂに故障が発生しているかを判定できる。
【００８１】
第２閉期間ＨＧが経過すると、時刻ｔ１７において第２低圧印加スイッチＳＷＥ及び第２高圧印加スイッチＳＷＦが開状態に切り替えられる。最後に、キャパシタＣＡのリーク故障を判定するために、第３判定電圧ＶＰ３が取得される。具体的には、時刻ｔ１８において、各出力側スイッチＳＷＡ，ＳＷＢ及び第１高圧印加スイッチＳＷＣ及び第１低圧印加スイッチＳＷＤが閉状態に切り替えられる。これにより、第２充電期間ＨＪに亘って、電源３０によりキャパシタＣＡが充電される。
【００８２】
第２充電期間ＨＪが経過すると、時刻ｔ１９において各出力側スイッチＳＷＡ，ＳＷＢ及び第１高圧印加スイッチＳＷＣ及び第１低圧印加スイッチＳＷＤが開状態に切り替えられる。時刻ｔ１９から所定の開期間ＨＫが経過すると、時刻ｔ２０において各出力側スイッチＳＷＡ，ＳＷＢが閉状態に切り替えられる。これにより、第１差動電圧ＶＡがキャパシタＣＡの電圧に応じた電圧となり、時刻ｔ１９から所定期間ＨＬが経過後の検出タイミングＴＤ（時刻ｔ２１）において、第１差動電圧検出回路２５Ａを用いて第３判定電圧ＶＰ３が取得される。
【００８３】
第３判定電圧ＶＰ３の取得後、時刻ｔ２２において各出力側スイッチＳＷＡ，ＳＷＢが開状態に切り替えられる。その後時刻ｔ２３に校正期間ＨＣが経過すると、電圧検出処理を終了する。
【００８４】
図５（ａ）に示すように、電圧検出処理では、校正期間ＨＣにおいて対象スイッチＳＷ＃が開状態に維持されている。そのため、校正期間ＨＣにおいてキャパシタＣＡに充電された電荷が、組電池１０側に放電されることが抑制されている。
【００８５】
また、図５（ｂ）に示すように、電圧検出処理では、校正期間ＨＣにおいて各出力側スイッチＳＷＡ，ＳＷＢが閉状態となる期間が限られている。そのため、校正期間ＨＣにおいてキャパシタＣＡに充電された電荷が、電圧検出部２５側に放電されることが抑制されている。
【００８６】
特に時刻ｔ１９からの所定期間ＨＬには、開期間ＨＫが設けられており、この開期間ＨＫにおいて、各出力側スイッチＳＷＡ，ＳＷＢが開状態に切り替えられる。そのため、図５（ｅ）に実線で示すように、キャパシタＣＡにリーク故障が発生していない場合、開期間ＨＫにおいてキャパシタＣＡの放電が抑制されている。その結果、開期間ＨＫにおいてキャパシタＣＡの電圧は「ＶＤＤ」に維持され、第３判定電圧ＶＰ３と電源電圧ＶＤＤとの電圧差ΔＶは第２判定閾値Ｖｔｈ２よりも小さくなる。
【００８７】
一方、図５（ｄ）に破線で示すように、キャパシタＣＡにリーク故障が発生している場合、キャパシタＣＡからのリーク放電によりキャパシタＣＡの電圧が低下し、電圧差ΔＶは第２判定閾値Ｖｔｈ２よりも大きくなる。そのため、電圧差ΔＶと第２判定閾値Ｖｔｈ２とを比較することで、キャパシタＣＡにリーク故障が発生しているかを判定できる。
【００８８】
以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。
【００８９】
・本実施形態では、キャパシタＣＡの各電極に、電源電圧ＶＤＤ及び接地電圧を印加してキャパシタＣＡを充電し、キャパシタＣＡが充電されてから所定期間ＨＬが経過した後のキャパシタＣＡの電圧である第３判定電圧ＶＰ３を取得する。制御部２７においてこの電源電圧ＶＤＤ及び接地電圧は既知の値であるため、第３判定電圧ＶＰ３に基づいてそのキャパシタＣＡのリーク故障を判定できる。また、キャパシタＣＡの電圧である第３判定電圧ＶＰ３に基づいて、そのキャパシタＣＡのリーク故障を判定するため、フライングキャパシタを構成するキャパシタＣＡの数によらず、キャパシタＣＡのリーク故障を判定でき、フライングキャパシタを構成するキャパシタＣＡのリーク故障を適切に判定できる。
【００９０】
・本実施形態では、所定期間ＨＬにおいて各出力側スイッチＳＷＡ，ＳＷＢを開状態に切り替え、キャパシタＣＡから電圧検出部２５側への放電を抑制する。つまり、キャパシタＣＡからのリーク放電以外の放電を抑制する。これにより、キャパシタＣＡのリーク故障を精度よく判定できる。
【００９１】
・本実施形態では、電圧検出部２５に電源電圧ＶＤＤ及び接地電圧を印加し、電圧検出部２５を用いて電源電圧ＶＤＤと接地電圧との電圧差を取得する。制御部２７においてこの電圧差は既知の値であるため、取得された電圧差に基づいて電圧検出部２５の故障を判定できる。そして、電圧検出部２５が故障していないと判定された場合に、キャパシタＣＡのリーク故障を判定するため、キャパシタＣＡのリーク故障を適切に判定できる。
【００９２】
本実施形態では、キャパシタＣＡの各電極に電源電圧ＶＤＤ及び接地電圧を印加する電圧印加部２６を用いて、電圧検出部２５に電源電圧ＶＤＤ及び接地電圧を印加する。そのため、電源電圧ＶＤＤ及び接地電圧を印加する構成を共通化することができ、電圧検出装置２０の構成を簡略化できる。
【００９３】
本実施形態では、電源電圧ＶＤＤ及び接地電圧は、正側，負側接続線ＬＡ，ＬＢを介して電圧検出部２５に印加され、出力側スイッチ部２４を介さずに電圧検出部２５に印加される。そのため、出力側スイッチ部２４を通過する際の電圧変動の影響を抑制して、電圧検出部２５の故障を精度よく判定できる。
【００９４】
・本実施形態では、入力側スイッチ部２２は、キャパシタＣＡの電圧の極性が正極性と負極性とで切り替わるように、各検出ブロックＡ１〜Ａ６とキャパシタＣＡとが接続される。これにより、キャパシタＣＡの電圧の極性が一定に維持されるように、各検出ブロックＡ１〜Ａ６とキャパシタＣＡとが接続される場合に比べて、高耐圧のスイッチング素子であるスイッチＳＷｎの数を削減でき、電圧検出装置２０のコスト削減において有利である。
【００９５】
・一方、キャパシタＣＡの電圧の極性が、正極性と負極性とで切り替わるため、電圧検出部２５は、各極性におけるキャパシタＣＡの電圧を検出する必要がある。本実施形態では、電圧検出部２５は、第１差動電圧検出回路２５Ａを用いて負極性におけるキャパシタＣＡの電圧を検出し、第２差動電圧検出回路２５Ｂを用いて正極性におけるキャパシタＣＡの電圧を検出する。そのため、電圧検出部２５の故障を判定する場合に、第１，第２差動電圧検出回路２５Ａ，２５Ｂそれぞれの故障を判定する必要がある。
【００９６】
本実施形態では、電圧印加部２６に、第１高圧印加スイッチＳＷＣ及び第１低圧印加スイッチＳＷＤとともに第２低圧印加スイッチＳＷＥ及び第２高圧印加スイッチＳＷＦを備え、キャパシタＣＡの電圧の極性切り替えに対応させて、電圧検出部２５に印加される電源電圧ＶＤＤ及び接地電圧の極性を切り替えて、電圧検出部２５の故障を判定できる。これにより、第１，第２差動電圧検出回路２５Ａ，２５Ｂそれぞれの故障を判定することができ、キャパシタＣＡの電圧の各極性における電圧検出部２５の故障を好適に判定することができる。
【００９７】
・本実施形態では、電源電圧ＶＤＤと接地電圧との差の絶対値が、各検出ブロックＡ１〜Ａ６の定格電圧よりも小さい。そのため、電源電圧ＶＤＤ又は接地電圧が印加される各印加スイッチＳＷＣ〜ＳＷＦの耐圧を、各検出ブロックＡ１〜Ａ６の電圧が印加される各出力側スイッチＳＷＡ，ＳＷＢの耐圧よりも低くすることができる。これにより、各印加スイッチＳＷＣ〜ＳＷＦとして低耐圧のスイッチング素子を用いることができ、電圧検出装置２０のコスト削減において有利である。
【００９８】
（その他の実施形態）
本発明は上記実施形態の記載内容に限定されず、次のように実施されてもよい。
【００９９】
・上記実施形態では、組電池１０が８個の電池モジュールを備える例を示したが、これに限られず、２個以上８個未満の電池モジュールを備えていてもよければ、９個以上の電池モジュールを備えていてもよい。
【０１００】
・上記実施形態では、複数の電池モジュールを含む検出ブロックが存在する例を示したが、検出ブロックは必ずしも複数の電池モジュールを含む必要がない。例えば、全ての検出ブロックが、１個の電池モジュールのみを含んでいてもよい。
【０１０１】
・上記実施形態では、検出ラインＬｎ上に電流制限抵抗ＲＬが設けられる例を示したが、電流制限抵抗ＲＬは必ずしも設けられる必要はない。
【０１０２】
・上記実施形態では、第１，第２差動電圧検出回路２５Ａ，２５Ｂが差動増幅回路である例を示したが、これに限られず、例えばキャパシタＣＡの電圧を増幅することなく、電圧を検出する差動回路であってもよい。
【０１０３】
・上記実施形態では、第１差動電圧検出回路２５Ａと第２差動電圧検出回路２５Ｂとが同極性で動作する例を示したが、逆極性で動作してもよい。
【０１０４】
・上記実施形態では、電圧検出部２５が第１，第２差動電圧検出回路２５Ａ，２５Ｂを備えている例を示したが、例えば第１差動電圧検出回路２５Ａを用いて、正極性及び負極性の両極性におけるキャパシタＣＡの電圧を検出可能であれば、第２差動電圧検出回路２５Ｂを必ずしも備えなくてよい。
【０１０５】
この場合でも、第１高圧印加スイッチＳＷＣ及び第１低圧印加スイッチＳＷＤとともに第２低圧印加スイッチＳＷＥ及び第２高圧印加スイッチＳＷＦを備え、キャパシタＣＡの電圧の極性切り替えに対応させて、電圧検出部２５に印加される電源電圧ＶＤＤ及び接地電圧の極性を切り替えることが好ましい。これにより、第１差動電圧検出回路２５Ａにおいて、正極性におけるキャパシタＣＡの電圧を検出する場合の特性と、負極性におけるキャパシタＣＡの電圧を検出する場合の特性との特性ズレを判定することができる。
【０１０６】
・上記実施形態では、キャパシタＣＡのリーク故障を判定する前に電圧検出部２５を故障判定する例を示したが、必ずしも電圧検出部２５の故障を判定する必要はない。例えば、車両起動時など、所定の条件が成立した場合にのみ電圧検出部２５の故障を判定するようにしてもよい。
【０１０７】
・上記実施形態では、キャパシタＣＡのリーク故障を判定する場合に、第１高圧印加スイッチＳＷＣ及び第１低圧印加スイッチＳＷＤ及び第１差動電圧検出回路２５Ａを用いて第３判定電圧ＶＰ３を取得する例を示したが、これに限られず、第２低圧印加スイッチＳＷＥ及び第２高圧印加スイッチＳＷＦ及び第２差動電圧検出回路２５Ｂを用いて第３判定電圧ＶＰ３を取得してもよい。この場合、負側接続線ＬＢが「第１接続線」に相当し、正側接続線ＬＡが「第２接続線」に相当する。また、第２高圧印加スイッチＳＷＦが「第１印加スイッチ」に相当し、第２低圧印加スイッチＳＷＥが「第２印加スイッチ」に相当し、第１低圧印加スイッチＳＷＤが「第３印加スイッチ」に相当し、第１高圧印加スイッチＳＷＣが「第４印加スイッチ」に相当する。
【０１０８】
・上記実施形態では、電圧検出装置２０に１つのキャパシタＣＡを備える例を示したが、例えば２つのキャパシタを備えていてもよい。この場合には、各キャパシタにおける第１接続線に第１印加スイッチが設けられ、各キャパシタにおける第２接続線に第２印加スイッチが設けられればよい。３つ以上のキャパシタを備えている場合も同様である。
【０１０９】
例えば２つのキャパシタが直列接続されている場合には、一方のキャパシタにおける第１（第２）接続線と他方のキャパシタにおける第１（第２）接続線とが共通化されるため、一方のキャパシタにおける第２印加スイッチと他方のキャパシタにおける第２印加スイッチとを共通化できる。なお、２つのキャパシタが直列接続されている場合には、キャパシタ間における電荷の移動による判定精度の低下を抑制するために、各キャパシタのリーク故障は互いに異なるタイミングで判定される。
【符号の説明】
【０１１０】
１０…組電池、２０…電圧検出装置、２５…電圧検出部、Ａ１〜Ａ６…検出ブロック、ＣＡ…キャパシタ、ＳＷ１〜ＳＷ７…第１〜第７スイッチ、ＳＷＡ，ＳＷＢ…第１，第２出力側スイッチ、ＳＷＣ，ＳＷＦ…第１，第２高圧印加スイッチ、ＳＷＤ，ＳＷＥ…第１，第２低圧印加スイッチ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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