(57)【要約】【課題】差動電圧検出回路の短絡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の電圧検出装置２０であって、キャパシタＣＡと、第１差動電圧検出回路２５Ａと、第２差動電圧検出回路２５Ｂと、第１出力端子２６Ａから第１差動電圧検出回路に第１基準電圧を供給し、第２出力端子２６Ｂから第２差動電圧検出回路に第２基準電圧を供給する基準電圧供給部２６と、第１入力端子２７Ａに第１電圧が入力され、第２入力端子２７Ｂに第２電圧が入力され、各差動電圧検出回路の故障を判定する故障判定部２７と、第１出力端子と第２出力端子との間に位置する第３出力端子２６Ｃから第３基準電圧が供給され、第１入力端子と第２入力端子との間に位置する第３入力端子２７Ｃに第３電圧を出力する電圧出力回路２５Ｃと、を備え、第３基準電圧は、第１，第２基準電圧と異なり、第３電圧は、第１，第２電圧と異なる電圧に設定されている。【選択図】      図１
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【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，ＣＡＡ，ＣＡＢ）と、
各前記検出ブロックを前記キャパシタに並列接続し、各前記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し、前記キャパシタの電圧に応じた第１電圧（ＶＡ）を出力する第１差動電圧検出回路（２５Ａ）と、
前記キャパシタの電圧を検出し、前記キャパシタの電圧に応じた第２電圧（ＶＢ）を出力する第２差動電圧検出回路（２５Ｂ）と、
前記キャパシタと、前記第１差動電圧検出回路及び前記第２差動電圧検出回路との間を開閉する出力側スイッチ（ＳＷＡ，ＳＷＢ）と、
複数の出力端子を有し、前記複数の出力端子のうち第１出力端子（２６Ａ）から前記第１差動電圧検出回路に第１基準電圧（ＲＥＦ１）を供給し、第２出力端子（２６Ｂ）から前記第２差動電圧検出回路に第２基準電圧（ＲＥＦ２）を供給する基準電圧供給部（２６）と、
複数の入力端子を有し、前記複数の入力端子のうち第１入力端子（２７Ａ）に前記第１電圧が入力され、第２入力端子（２７Ｂ）に前記第２電圧が入力され、前記第１電圧及び前記第２電圧に基づいて前記第１差動電圧検出回路又は前記第２差動電圧検出回路の故障を判定する故障判定部（２７）と、
前記複数の出力端子のうち前記基準電圧供給部において前記第１出力端子と前記第２出力端子との間に位置する第３出力端子（２６Ｃ）から第３基準電圧（ＲＥＦ３）が供給され、前記複数の入力端子のうち前記故障判定部において前記第１入力端子と前記第２入力端子との間に位置する第３入力端子（２７Ｃ）に第３電圧（ＶＣ）を出力する電圧出力回路（２５Ｃ）と、を備え、
前記第３基準電圧は、前記第１基準電圧及び前記第２基準電圧それぞれと異なる電圧に設定されており、前記第３電圧は、前記第１電圧及び前記第２電圧それぞれと異なる電圧に設定されている電圧検出装置。
【請求項２】
前記電圧出力回路は、ボルテージフォロア回路である請求項１に記載の電圧検出装置。
【請求項３】
前記第１差動電圧検出回路及び前記第２差動電圧検出回路は、正極側入力端子（２８Ｂ，２９Ｂ）と負極側入力端子（２８Ａ，２９Ａ）とを有し、
前記出力側スイッチは、前記キャパシタの第１電極を前記第１差動電圧検出回路及び前記第２差動電圧検出回路の前記負極側入力端子に接続し、前記キャパシタの第２電極を前記第１差動電圧検出回路及び前記第２差動電圧検出回路の前記正極側入力端子に接続する請求項１又は請求項２に記載の電圧検出装置。
【請求項４】
前記第１電圧及び前記第２電圧は、前記キャパシタの電圧の変化に応じて所定の出力レンジ（Ｚ１，Ｚ２）内で変化し、
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各前記検出ブロックと前記キャパシタとの間を接続し、
前記基準電圧供給部は、前記キャパシタの電圧の極性が正極性である場合に、前記第１基準電圧及び前記第２基準電圧を前記出力レンジの下限側の電圧に設定するとともに、前記第３基準電圧を前記出力レンジの上限側の電圧に設定し、前記キャパシタの電圧の極性が負極性である場合に、前記第１基準電圧及び前記第２基準電圧を前記出力レンジの上限側の電圧に設定するとともに、前記第３基準電圧を前記出力レンジの下限側の電圧に設定する請求項３に記載の電圧検出装置。
【請求項５】
前記故障判定部は、前記第１電圧を用いて算出される前記キャパシタの電圧である第１キャパシタ電圧（ＶＰＡ）が、前記第２電圧を用いて算出される前記キャパシタの電圧である第２キャパシタ電圧（ＶＰＢ）よりも大きい場合に、前記第１差動電圧検出回路が故障していると判定し、前記第１キャパシタ電圧が前記第２キャパシタ電圧よりも小さい場合に、前記第２差動電圧検出回路が故障していると判定する請求項４に記載の電圧検出装置。
【請求項６】
前記キャパシタの一方の電極に標準電圧を印加する電圧印加回路（３２）を備え、
前記電圧印加回路は、前記出力側スイッチと前記第１差動電圧検出回路とを接続する接続線（ＬＡ）に接続され、前記出力側スイッチを介して前記一方の電極に前記標準電圧を印加する状態と、前記標準電圧を印加しない状態とを切り替える印加スイッチ（ＳＷＸ）を有し、
前記第１差動電圧検出回路は、前記出力側スイッチを開状態とし、前記印加スイッチを閉状態とした場合における第４電圧（ＶＥ）を出力し、
前記故障判定部は、前記第４電圧及び前記標準電圧に基づいて前記電圧印加回路の故障を判定する請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載の電圧検出装置。
【請求項７】
前記キャパシタは、直列接続された第１キャパシタ（ＣＡＡ）と第２キャパシタ（ＣＡＢ）とを有し、
前記第１キャパシタと前記第２キャパシタとを接続する接続点（Ｎ４）は、前記第３基準電圧が供給される前記電圧出力回路の入力端子（３０Ｂ）に接続され、
前記接続点に標準電圧を印加する電圧印加回路（３２）を備え、
前記電圧印加回路は、前記接続点に前記標準電圧を印加する状態と、印加しない状態とを切り替える印加スイッチ（ＳＷＸ）を有し、
前記故障判定部は、前記印加スイッチを閉状態とした場合における前記第３電圧及び前記標準電圧に基づいて前記電圧印加回路の故障を判定する請求項１から請求項５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、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。この電圧検出装置では、１つのキャパシタと、電圧検出回路としての差動電圧検出回路を備えており、複数の電池セ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、キャパシタに充電し、キャパシタの電圧を差動電圧検出回路により検出する。
【０００３】
電圧検出装置としては、差動電圧検出回路の故障を判定するために、２つの差動電圧検出回路を備える２重系の電圧検出装置も知られている。２重系の電圧検出装置では、各差動電圧検出回路を用いてキャパシタの電圧をそれぞれ検出し、検出されたキャパシタの電圧に差が生じている場合に、差動電圧検出回路が故障していると判定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−４８１７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、２重系の電圧検出装置において差動電圧検出回路間に短絡が生じると、検出されるキャパシタの電圧が等しくなることがあり、この場合に差動電圧検出回路の故障を判定できない。２つの差動電圧検出回路間に短絡が生じた場合でも差動電圧検出部の故障を判定するために、例えば３つの差動電圧検出回路を備える３重系の電圧検出装置を採用することも考えられる。しかし、この場合、電圧検出装置の構成や制御が複雑化し、高コストや故障判定速度の低下を招く。２重系の電圧検出装置において、差動電圧検出回路の短絡故障を適切に判定できる技術が望まれている。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、差動電圧検出回路の短絡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】
【０００７】
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、各前記検出ブロックを前記キャパシタに並列接続し、各前記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し、前記キャパシタの電圧に応じた第１電圧を出力する第１差動電圧検出回路と、前記キャパシタの電圧を検出し、前記キャパシタの電圧に応じた第２電圧を出力する第２差動電圧検出回路と、前記キャパシタと、前記第１差動電圧検出回路及び前記第２差動電圧検出回路との間を開閉する出力側スイッチと、複数の出力端子を有し、前記複数の出力端子のうち第１出力端子から前記第１差動電圧検出回路に第１基準電圧を供給し、第２出力端子から前記第２差動電圧検出回路に第２基準電圧を供給する基準電圧供給部と、複数の入力端子を有し、前記複数の入力端子のうち第１入力端子に前記第１電圧が入力され、第２入力端子に前記第２電圧が入力され、前記第１電圧及び前記第２電圧に基づいて前記第１差動電圧検出回路又は前記第２差動電圧検出回路の故障を判定する故障判定部と、前記複数の出力端子のうち前記基準電圧供給部において前記第１出力端子と前記第２出力端子との間に位置する第３出力端子から第３基準電圧が供給され、前記複数の入力端子のうち前記故障判定部において前記第１入力端子と前記第２入力端子との間に位置する第３入力端子に第３電圧を出力する電圧出力回路と、を備え、前記第３基準電圧は、前記第１基準電圧及び前記第２基準電圧それぞれと異なる電圧に設定されており、前記第３電圧は、前記第１電圧及び前記第２電圧それぞれと異なる電圧に設定されている。
【０００８】
上記構成によれば、第３出力端子が第１出力端子と第２出力端子との間に位置しているため、第１出力端子と第２出力端子との短絡の発生を好適に抑制できる。また、第３入力端子が第１入力端子と第２入力端子との間に位置しており、第１入力端子と第２入力端子との短絡の発生を好適に抑制できる。
【０００９】
その一方、例えば第１出力端子と第３出力端子とが短絡することがあるが、第１基準電圧と第３基準電圧とは異なる電圧に設定されている。そのため、例えば第１出力端子と第３出力端子とが短絡した場合、第１基準電圧が変化し、これにより第１電圧が変化する。この場合、第２出力端子は短絡していないため、第２電圧は変化しない。つまり、第１電圧及び第２電圧のうち、一方の電圧のみが変化する。そのため、第１電圧及び第２電圧に基づいて第１差動電圧検出回路の故障を適切に判定できる。なお、第２出力端子と第３出力端子との短絡、第１入力端子又は第２入力端子と第３入力端子との短絡も同様である。
【００１０】
第２の手段では、前記電圧出力回路は、ボルテージフォロア回路である。
【００１１】
差動電圧検出回路とボルテージフォロア回路とは、入力インピータンスが略等しく、且つ出力インピータンスが略等しい。上記構成によれば、例えば第１出力端子と第３出力端子とが短絡した場合には、第１基準電圧が、非短絡状態における第１基準電圧と第３基準電圧との中間電圧に変化する。そのため、例えば非短絡状態における第１基準電圧と第３基準電圧との電圧差が大きい場合には、第１基準電圧の変化量を大きくすることができ、第１差動電圧検出回路の故障を好適に判定できる。
【００１２】
第３の手段では、前記第１差動電圧検出回路及び前記第２差動電圧検出回路は、正極側入力端子と負極側入力端子とを有し、前記出力側スイッチは、前記キャパシタの第１電極を前記第１差動電圧検出回路及び前記第２差動電圧検出回路の前記負極側入力端子に接続し、前記キャパシタの第２電極を前記第１差動電圧検出回路及び前記第２差動電圧検出回路の前記正極側入力端子に接続する。
【００１３】
上記構成によれば、第１差動電圧検出回路と第２差動電圧検出回路とが同極性で動作する。そのため、第１差動電圧検出回路と第２差動電圧検出回路とが逆極性で動作する場合に比べて、第１差動電圧検出回路又は第２差動電圧検出回路の故障により第１電圧又は第２電圧が変化した場合に、その電圧変化を精度よく検出できる。
【００１４】
第４の手段では、前記第１電圧及び前記第２電圧は、前記キャパシタの電圧の変化に応じて所定の出力レンジ内で変化し、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各前記検出ブロックと前記キャパシタとの間を接続し、前記基準電圧供給部は、前記キャパシタの電圧の極性が正極性である場合に、前記第１基準電圧及び前記第２基準電圧を前記出力レンジの下限側の電圧に設定するとともに、前記第３基準電圧を前記出力レンジの上限側の電圧に設定し、前記キャパシタの電圧の極性が負極性である場合に、前記第１基準電圧及び前記第２基準電圧を前記出力レンジの上限側の電圧に設定するとともに、前記第３基準電圧を前記出力レンジの下限側の電圧に設定する。
【００１５】
上記構成によれば、キャパシタ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とキャパシタとが接続される場合に比べて、入力側スイッチ部の構成を簡略化でき、コスト削減において有利である。また、上記構成では、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に、それに対応させて各基準電圧を切り替えるため、キャパシタの電圧の極性によらず第１差動電圧検出回路又は第２差動電圧検出回路の故障を適切に判定できる。そして、各基準電圧を切り替える場合に、第１基準電圧及び第２基準電圧と第３基準電圧とを、出力レンジに対して逆側の電圧に設定する。そのため、第１差動電圧検出回路又は第２差動電圧検出回路の故障により生じる第１電圧又は第２電圧の変化量を大きくすることができる。
【００１６】
第５の手段では、前記故障判定部は、前記第１電圧を用いて算出される前記キャパシタの電圧である第１キャパシタ電圧が、前記第２電圧を用いて算出される前記キャパシタの電圧である第２キャパシタ電圧よりも大きい場合に、前記第１差動電圧検出回路が故障していると判定し、前記第１キャパシタ電圧が前記第２キャパシタ電圧よりも小さい場合に、前記第２差動電圧検出回路が故障していると判定する。
【００１７】
上記構成によれば、第１キャパシタ電圧と第２キャパシタ電圧との大小関係に基づいて、いずれの差動電圧検出回路が故障しているかを特定できる。これにより、故障した差動電圧検出回路の交換等において有利である。
【００１８】
第６の手段では、前記キャパシタの一方の電極に標準電圧を印加する電圧印加回路を備え、前記電圧印加回路は、前記出力側スイッチと前記第１差動電圧検出回路とを接続する接続線に接続され、前記出力側スイッチを介して前記一方の電極に前記標準電圧を印加する状態と、前記標準電圧を印加しない状態とを切り替える印加スイッチを有し、前記第１差動電圧検出回路は、前記出力側スイッチを開状態とし、前記印加スイッチを閉状態とした場合における第４電圧を出力し、前記故障判定部は、前記第４電圧及び前記標準電圧に基づいて前記電圧印加回路の故障を判定する。
【００１９】
上記構成によれば、電圧印加回路が正常である場合、第４電圧は標準電圧に基づいた電圧となる。一方、例えば印加スイッチのオープン故障など、電圧印加回路が故障している場合、第４電圧は不安定となり、標準電圧から乖離する。そのため、第４電圧が標準電圧に基づいた電圧となっていない場合には、電圧印加回路が故障していると判定できる。
【００２０】
第７の手段では、前記キャパシタは、直列接続された第１キャパシタと第２キャパシタとを有し、前記第１キャパシタと前記第２キャパシタとを接続する接続点は、前記第３基準電圧が供給される前記電圧出力回路の入力端子に接続され、前記接続点に標準電圧を印加する電圧印加回路を備え、前記電圧印加回路は、前記接続点に前記標準電圧を印加する状態と、印加しない状態とを切り替える印加スイッチを有し、前記故障判定部は、前記印加スイッチを閉状態とした場合における前記第３電圧及び前記標準電圧に基づいて前記電圧印加回路の故障を判定する。
【００２１】
上記構成によれば、電圧印加回路が正常である場合、第３電圧は標準電圧に基づいた電圧となる。一方、電圧印加回路が故障している場合、第３電圧は不安定となり、標準電圧から乖離する。そのため、第３電圧が標準電圧に基づいた電圧となっていない場合には、電圧印加回路が故障していると判定できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】第１実施形態に係る電源システムを示す図。
【図２】第１実施形態に係る故障判定処理の手順を示すフローチャート。
【図３】故障判定処理の一例を示すタイムチャート。
【図４】第１，第２差動電圧検出回路がともに正常である場合の特定相関関係を示す図。
【図５】第１差動電圧検出回路が故障している場合の特定相関関係を示す図。
【図６】第１比較例の電源システムを示す図。
【図７】第１比較例における特定相関関係を示す図。
【図８】第２比較例の電源システムを示す図。
【図９】第２比較例における特定相関関係を示す図。
【図１０】第２実施形態に係る電源システムを示す図。
【図１１】第２実施形態に係る故障判定処理の手順を示すフローチャート。
【図１２】第３実施形態に係る電源システムを示す図。
【図１３】第３実施形態に係る故障判定処理の手順を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
（第１実施形態）
以下、本発明に係る電圧検出装置を具体化した第１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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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複数の検出ブロックＡが構成されている。組電池１０は、複数の検出ブロックＡ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６個の検出ブロックＡを備えている。以降、本実施形態では、組電池１０を構成する検出ブロックＡのうち、最も高電位側の検出ブロックＡから順に、第６検出ブロックＡ６、第５検出ブロックＡ５、…、第１検出ブロックＡ１と称すこととする。各検出ブロックＡ１〜Ａ６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。検出ブロックＡの定格電圧は、例えば５０Ｖである（図４参照）。
【００２７】
組電池１０には、第１〜第７電極端子Ｔ１〜Ｔ７が設けられている。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＋１電極端子Ｔｍ＋１が接続されている。また、第ｍ検出ブロックＡｍの負極端子には、第ｍ電極端子Ｔｍが接続されている。
【００２８】
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、検出部２５、基準電圧供給部２６、及び制御部２７を備える。なお、本実施形態において、制御部２７が「故障判定部」に相当する。
【００２９】
抵抗部２１は、組電池１０と入力側スイッチ部２２との間に設けられている。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に接続されている検出ライン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。
【００３０】
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に個別に接続されている第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との間を開閉する。各スイッチＳＷｎとしては、例えば、一対のソース同士が接続されたＮチャンネルＭＯＳＦＥＴ、フォトリレー又はリレー等を用いることができる。
【００３１】
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の一方に接続されている。
【００３２】
詳しくは、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、第２端子Ｎ２には、第２，第４，第６電極端子Ｔ２，Ｔ４，Ｔ６が接続されている。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。
【００３３】
出力側スイッチ部２４は、キャパシタ部２３と検出部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の一方にそれぞれ接続されたスイッチＳＷＡ，ＳＷＢを備える。具体的には、スイッチＳＷＡは第１端子Ｎ１に接続され、スイッチＳＷＢは第２端子Ｎ２に接続されている。スイッチＳＷＡ，ＳＷＢは、キャパシタＣＡと検出部２５との間を開閉する。スイッチＳＷＡ，ＳＷＢとしては、例えば、ＮチャンネルＭＯＳＦＥＴ等の半導体スイッチを用いることができる。
【００３４】
検出部２５は、出力側スイッチ部２４と制御部２７との間に設けられており、第１差動電圧検出回路２５Ａと第２差動電圧検出回路２５Ｂとを有する。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。各差動電圧検出回路２５Ａ，２５Ｂは、キャパシタＣＡの電圧に基づいて、キャパシタＣＡの充電に用いられた各検出ブロックＡ１〜Ａ６の電圧Ｖ１〜Ｖ６を検出する。
【００３５】
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の負極側入力端子２８Ａは、第１抵抗器Ｒ１を介してキャパシタＣＡの第１端子Ｎ１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の正極側入力端子２８Ｂは、第２抵抗器Ｒ２を介してキャパシタＣＡの第２端子Ｎ２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部２６の第１出力端子２６Ａに接続されている。なお、本実施形態において、第１端子Ｎ１側の電極及び第２端子Ｎ２側の電極が「第１電極，第２電極」に相当する。
【００３６】
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所定の第１出力レンジＺ１内の第１差動電圧ＶＡに増幅する（図４参照）。第１差動電圧ＶＡは、キャパシタＣＡの電圧の変化に応じて第１出力レンジＺ１内で変化する。出力端子２８Ｃは、制御部２７の第１入力端子２７Ａ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の第１入力端子２７Ａに出力する。なお、本実施形態において、第１差動電圧ＶＡは「第１電圧」に相当する。
【００３７】
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の負極側入力端子２９Ａは、第５抵抗器Ｒ５を介してキャパシタＣＡの第１端子Ｎ１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の正極側入力端子２９Ｂは、第６抵抗器Ｒ６を介してキャパシタＣＡの第２端子Ｎ２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部２６の第２出力端子２６Ｂに接続されている。出力側スイッチ部２４は、キャパシタＣＡの第１端子Ｎ１を、第１，第２オペアンプ２８，２９の負極側入力端子２８Ａ，２９Ａに接続し、キャパシタＣＡの第２端子Ｎ２を、第１，第２オペアンプ２８，２９の正極側入力端子２８Ｂ，２９Ｂに接続する。
【００３８】
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、０Ｖから５Ｖまでの電圧範囲内に設定された所定の第２出力レンジＺ２内の第２差動電圧ＶＢに増幅する（図４参照）。第２差動電圧ＶＢは、キャパシタＣＡの電圧の変化に応じて第２出力レンジＺ２内で変化する。出力端子２９Ｃは、制御部２７の第２入力端子２７Ｂ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の第２入力端子２７Ｂに出力する。なお、本実施形態において、第２差動電圧ＶＢは「第２電圧」に相当する。また、本実施形態では、第２増幅率は第１増幅率に等しい。
【００３９】
また、検出部２５は、ボルテージフォロア回路２５Ｃを有する。ボルテージフォロア回路２５Ｃは、第３オペアンプ３０と第９，第１０抵抗器Ｒ９，Ｒ１０とを備えており、第３オペアンプ３０の負極側入力端子３０Ａは、第９抵抗器Ｒ９を介して第３オペアンプ３０の出力端子３０Ｃに接続されている。第３オペアンプ３０の正極側入力端子３０Ｂは、第１０抵抗器Ｒ１０を介して基準電圧供給部２６の第３出力端子２６Ｃに接続されている。検出部２５では、各回路２５Ａ〜２５Ｃにオペアンプ２８〜３０が用いられた結果、基準電圧供給部２６において、第１〜第３出力端子２６Ａ〜２６Ｃのインピーダンスが略等しくなっており、第１〜第３オペアンプ２８〜３０において、出力端子２８Ｃ〜３０Ｃのインピーダンスが略等しくなっている。なお、本実施形態において、ボルテージフォロア回路２５Ｃが「電圧出力回路」に相当する。
【００４０】
出力端子３０Ｃは、制御部２７の第３入力端子２７Ｃに接続されている。ボルテージフォロア回路２５Ｃは、正極側入力端子３０Ｂに入力される電圧をそのまま制御部２７の第３入力端子２７Ｃに出力するとともに、インピーダンス変換を行う。
【００４１】
基準電圧供給部２６は、各回路２５Ａ〜２５Ｃに第１〜第３基準電圧ＲＥＦ１〜ＲＥＦ３を供給する。基準電圧供給部２６は、第１〜第３出力端子２６Ａ〜２６Ｃを有している。基準電圧供給部２６において、第３出力端子２６Ｃは、第１出力端子２６Ａと第２出力端子２６Ｂとの間に配置されている。各出力端子２６Ａ〜２６Ｃのうち、第１出力端子２６Ａから第１オペアンプ２８に第１基準電圧ＲＥＦ１を供給する。また、基準電圧供給部２６は、第２出力端子２６Ｂから第２オペアンプ２９に第２基準電圧ＲＥＦ２を供給する。さらに、第３出力端子２６Ｃから第３オペアンプ３０に第３基準電圧ＲＥＦ３を供給する。これにより、ボルテージフォロア回路２５Ｃは、制御部２７の第３入力端子２７Ｃに第３基準電圧ＲＥＦ３と等しい出力電圧ＶＣを出力する。なお、本実施形態において、出力電圧ＶＣが「第３電圧」に相当する。
【００４２】
本実施形態では、第３基準電圧ＲＥＦ３は、第１，第２基準電圧ＲＥＦ１，ＲＥＦ２と異なる電圧に設定されている。また、第３基準電圧ＲＥＦ３は、第１，第２出力レンジＺ１，Ｚ２外の電圧に設定されている。そのため、出力電圧ＶＣは、第１，第２差動電圧ＶＡ，ＶＢと異なる電圧に設定される。
【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、スイッチＳＷＡ，ＳＷＢの開閉、及び基準電圧供給部２６から供給される基準電圧の電圧値を制御する。また、制御部２７は、第１〜第３入力端子２７Ａ〜２７Ｃを有している。制御部２７において、第３入力端子２７Ｃは、第１入力端子２７Ａと第２入力端子２７Ｂとの間に配置されている。各入力端子２７Ａ〜２７Ｃのうち、第１入力端子２７Ａに第１差動電圧ＶＡが入力され、第２入力端子２７Ｂに第２差動電圧ＶＢが入力されている。また、第３入力端子２７Ｃに出力電圧ＶＣが入力されている。制御部２７は、キャパシタＣＡと検出部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、第１，第２差動電圧ＶＡ，ＶＢを取得する取得処理や、取得された第１，第２差動電圧ＶＡ，ＶＢに基づいて第１差動電圧検出回路２５Ａ又は第２差動電圧検出回路２５Ｂの故障を判定する判定処理を含む故障判定処理を実施する。
【００４４】
続いて、図２を用いて、本実施形態に係る故障判定処理について説明する。ここで、図２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施される。なお、故障判定処理の開始時において、各スイッチＳＷｎ及びスイッチＳＷＡ，ＳＷＢは開状態に切り替えられている。
【００４５】
この一連の処理では、まずステップＳ１０において、対象とする検出ブロックＡを特定する変数ｉを６に設定する。続くステップＳ１２において、変数ｉが偶数であるかを判定する。
【００４６】
対象とする検出ブロックＡが第２，第４，第６検出ブロックＡ２，Ａ４，Ａ６である場合に、ステップＳ１２で肯定判定する。この場合、ステップＳ１４において、第１，第２基準電圧ＲＥＦ１，ＲＥＦ２を５Ｖに設定するとともに、第３基準電圧ＲＥＦ３を０Ｖに設定する。つまり、第１，第２基準電圧ＲＥＦ１，ＲＥＦ２を各出力レンジＺ１,Ｚ２の上限側の電圧に設定するとともに、第３基準電圧ＲＥＦ３を各出力レンジＺ１,Ｚ２の下限側の電圧に設定する。また、第１，第２差動電圧検出回路２５Ａ，２５Ｂの増幅率を示すゲインＧを負の「−Ｇａｉｎ」に設定する。ここで、Ｇａｉｎは、各出力レンジＺ１,Ｚ２の電圧幅を検出ブロックＡの定格電圧で除算した値であり、例えば０．１である。
【００４７】
一方、対象とする検出ブロックＡが第１，第３，第５検出ブロックＡ１，Ａ３，Ａ５である場合に、ステップＳ１４で否定判定する。この場合、ステップＳ１６において、第１，第２基準電圧ＲＥＦ１，ＲＥＦ２を０Ｖに設定するとともに、第３基準電圧ＲＥＦ３を５Ｖに設定する。つまり、第１，第２基準電圧ＲＥＦ１，ＲＥＦ２を各出力レンジＺ１,Ｚ２の下限側の電圧に設定するとともに、第３基準電圧ＲＥＦ３を各出力レンジＺ１,Ｚ２の上限側の電圧に設定する。また、ゲインＧを正の「Ｇａｉｎ」に設定する。
【００４８】
ステップＳ１４又はＳ１６の完了後、ステップＳ１８において、充電処理を実施する。具体的には、第１〜第７スイッチＳＷ１〜ＳＷ７のうち、対象とする検出ブロックＡに接続されているスイッチ（以下、対象スイッチという）ＳＷ＃を閉状態に切り替え、この対象とする検出ブロックＡを用いてキャパシタＣＡを充電する。例えば、第６検出ブロックＡ６の電荷をキャパシタＣＡに充電するときは、スイッチＳＷ６，ＳＷ７を閉状態に切り替える。
【００４９】
ステップＳ１２で肯定判定された場合、検出ブロックＡとキャパシタＣＡとの間を接続することで、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ようにキャパシタＣＡが充電される。その結果、キャパシタＣＡの電圧の極性が負極性となり、第１，第２差動電圧ＶＡ，ＶＢと検出ブロックＡの電圧とは負の相関を有する。
【００５０】
第１，第２差動電圧ＶＡ，ＶＢと検出ブロックＡの電圧とが負の相関を有する場合において、ステップＳ１４の設定がなされると、検出ブロックＡの電圧が５０Ｖのときに、第１，第２差動電圧ＶＡ，ＶＢが０Ｖに増幅され、検出ブロックＡの電圧が０Ｖのときに、第１，第２差動電圧ＶＡ，ＶＢが５Ｖに増幅される（図４参照）。
【００５１】
一方、ステップＳ１２で否定判定された場合、検出ブロックＡとキャパシタＣＡとの間を接続することで、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ようにキャパシタＣＡが充電される。その結果、キャパシタＣＡの電圧の極性が正極性となり、第１，第２差動電圧ＶＡ，ＶＢと検出ブロックＡの電圧とは正の相関を有する。
【００５２】
第１，第２差動電圧ＶＡ，ＶＢと検出ブロックＡの電圧とが正の相関を有する場合において、ステップＳ１６の設定がなされると、検出ブロックＡの電圧が５０Ｖのときに、第１，第２差動電圧ＶＡ，ＶＢが５Ｖに増幅され、検出ブロックＡの電圧が０Ｖのときに、第１，第２差動電圧ＶＡ，ＶＢが０Ｖに増幅される（図４参照）。
【００５３】
所定の充電期間後、ステップＳ２０において、対象スイッチＳＷ＃を開状態に切り替える。対象スイッチＳＷ＃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Ｓ２２において、スイッチＳＷＡ，ＳＷＢを閉状態に切り替える。続くステップＳ２４において、第１，第２差動電圧ＶＡ，ＶＢを取得する。なお、出力電圧ＶＣは取得されない。本実施形態の故障判定処理では、出力電圧ＶＣを取得しないことで、制御部２７の処理負担を軽減し、故障判定速度の低下を抑制している。第１，第２差動電圧ＶＡ，ＶＢの取得後、ステップＳ２６において、スイッチＳＷＡ，ＳＷＢを開状態に切り替える。
【００５４】
スイッチＳＷＡ，ＳＷＢを開状態に切り替えると、判定処理を実施する。具体的には、ステップＳ２８において、ステップＳ２４で取得された第１差動電圧ＶＡを用いて、キャパシタＣＡの電圧である第１キャパシタ電圧ＶＰＡを算出する。また、ステップＳ２４で取得された第２差動電圧ＶＢを用いて、キャパシタＣＡの電圧である第２キャパシタ電圧ＶＰＢを算出する。第１キャパシタ電圧ＶＰＡは、ゲインＧを用いて次の（式１）のように表され、第２キャパシタ電圧ＶＰＢは、ゲインＧを用いて次の（式２）のように表される。
【００５５】
ＶＰＡ＝（ＶＡ−ＲＥＦ１）／Ｇ・・・（式１）
ＶＰＢ＝（ＶＢ−ＲＥＦ２）／Ｇ・・・（式２）
続くステップＳ３０において、ステップＳ２８で算出された第１キャパシタ電圧ＶＰＡと第２キャパシタ電圧ＶＰＢとの差の絶対値を算出し、この絶対値が判定閾値Ｖｔｈよりも小さいかを判定する。ここで、判定閾値Ｖｔｈは、例えば、制御部２７の電圧取得誤差により生じ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Ｓ３０で肯定判定すると、ステップＳ３２において、第１，第２差動電圧検出回路２５Ａ，２５Ｂがともに正常であると判定する。
【００５７】
一方、ステップＳ３０で否定判定すると、ステップＳ３４において、第１キャパシタ電圧ＶＰＡが第２キャパシタ電圧ＶＰＢよりも大きいかを判定する。ステップＳ３４で肯定判定すると、ステップＳ３６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する。一方、ステップＳ３４で否定判定すると、ステップＳ３８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する。
【００５８】
本実施形態において、第１差動電圧検出回路２５Ａの故障には、第１差動電圧検出回路２５Ａとボルテージフォロア回路２５Ｃとの短絡故障を含む。この短絡故障には、基準電圧供給部２６における第１出力端子２６Ａと第３出力端子２６Ｃとの短絡故障（以下、ＲＥＦ１−ＲＥＦ３短絡故障という）や、制御部２７における第１入力端子２７Ａと第３入力端子２７Ｃとの短絡故障（以下、ＶＡ−ＶＣ短絡故障という）が含まれる。なお、ＲＥＦ１−ＲＥＦ３短絡故障やＶＡ−ＶＣ短絡故障には、各端子に接続される接続線同士の短絡が含まれる。第２差動電圧検出回路２５Ｂの故障についても同様である。
【００５９】
続くステップＳ４０において、変数ｉが１であるかを判定する。ステップＳ４０で否定判定すると、ステップＳ４２において、変数ｉから１を減算し、ステップＳ１２に戻る。一方、ステップＳ４０で肯定判定すると、故障判定処理を終了する。
【００６０】
続いて、図３に、故障判定処理の一例を示す。図３において、（ａ）は、対象スイッチＳＷ＃の開閉状態の推移を示し、（ｂ）は、スイッチＳＷＡ，ＳＷＢの開閉状態の推移を示し、（ｃ）〜（ｅ）は、第１〜第３基準電圧ＲＥＦ１〜ＲＥＦ３の推移を示し、（ｆ），（ｇ）は、第１，第２差動電圧ＶＡ，ＶＢの推移を示し、（ｈ）は、出力電圧ＶＣの推移を示す。
【００６１】
図示される例では、時刻ｔ１において第６検出ブロックＡ６を対象とする故障判定処理が開始されると、図３（ｃ）〜（ｅ）に示すように、第１，第２基準電圧ＲＥＦ１，ＲＥＦ２が５Ｖに設定されるとともに、第３基準電圧ＲＥＦ３が０Ｖに設定される。これにより、図３（ｆ）〜（ｈ）に示すように、第１，第２差動電圧ＶＡ，ＶＢが各出力レンジＺ１,Ｚ２の最大電圧まで上昇するとともに、出力電圧ＶＣが０Ｖに維持される。
【００６２】
その後時刻ｔ２において、対象スイッチＳＷ＃である第６，第７スイッチＳＷ６，ＳＷ７が閉状態に切り替えられる。これにより、充電期間ＨＣに亘って、第６検出ブロックＡ６によりキャパシタＣＡが充電される。
【００６３】
充電期間ＨＣ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，第２差動電圧ＶＡ，ＶＢがキャパシタＣＡの電圧に応じた電圧となり、時刻ｔ３からの取得期間ＨＤにおける所定の検出タイミングＴＤにおいて、第１，第２差動電圧ＶＡ，ＶＢが取得される。
【００６４】
取得期間ＨＤが経過すると、時刻ｔ５においてスイッチＳＷＡ，ＳＷＢが開状態に切り替えられる。その後時刻ｔ６において第６検出ブロックＡ６を対象とする故障判定処理が終了し、次に第５検出ブロックＡ５を対象とする故障判定処理が開始される。つまり、時刻ｔ１から時刻ｔ６までの期間ＨＢ（Ａ６）が、第６検出ブロックＡ６を対象とする判定期間となる。
【００６５】
時刻ｔ６において第５検出ブロックＡ５を対象とする故障判定処理が開始されると、図３（ｃ）〜（ｅ）に示すように、第１，第２基準電圧ＲＥＦ１，ＲＥＦ２が０Ｖに設定されるとともに、第３基準電圧ＲＥＦ３が５Ｖに設定される。これにより、図３（ｆ）〜（ｈ）に示すように、第１，第２差動電圧ＶＡ，ＶＢが０Ｖまで低下するとともに、出力電圧ＶＣが５Ｖまで上昇する。
【００６６】
なお、第５検出ブロックＡ５を対象とする故障判定処理は、第６検出ブロックＡ６を対象とする故障判定処理と比較して、上述した第１〜第３基準電圧ＲＥＦ１〜ＲＥＦ３の設定を除いて略同一であり、重複した説明を省略する。
【００６７】
第５検出ブロックＡ５を対象とする故障判定処理の終了後、第４検出ブロックＡ４，第３検出ブロックＡ３，…、第１検出ブロックＡ１を対象とする故障判定処理が順次実施される。そのため、各検出ブロックＡの判定期間ＨＢを加算した期間ＨＡが、全ての検出ブロックの故障判定処理に必要な期間となる。
【００６８】
図４に、第１，第２差動電圧検出回路２５Ａ，２５Ｂがともに正常である場合のキャパシタＣＡの電圧と第１，第２差動電圧ＶＡ，ＶＢとの相関関係（以下、特定相関関係という）を示す。特定相関関係は、キャパシタＣＡを充電する検出ブロックＡによって、正の相関と負の相関とが切り替わる。そのため、図４では、第６検出ブロックＡ６を用いて負の相関を説明し、第５検出ブロックＡ５を用いて正の相関を説明する。なお、図４には、出力電圧ＶＣが併せて示されている。
【００６９】
本実施形態では、第１差動電圧ＶＡにおける特定相関関係と第２差動電圧ＶＢにおける特定相関関係は等しく、図４に示すように、第６検出ブロックＡ６によりキャパシタＣＡが充電される場合、第６検出ブロックＡ６の電圧Ｖ６が大きくなるほど、第１，第２差動電圧ＶＡ，ＶＢが小さくなる。また、第５検出ブロックＡ５によりキャパシタＣＡが充電される場合、第５検出ブロックＡ５の電圧Ｖ５が大きくなるほど、第１，第２差動電圧ＶＡ，ＶＢが大きくなる。
【００７０】
いずれの場合も、第１，第２差動電圧ＶＡ，ＶＢは検出ブロックＡの電圧に線形比例し、第１，第２差動電圧ＶＡ，ＶＢがＶＸである場合における検出ブロックＡの電圧が、第１，第２キャパシタ電圧ＶＰＡ，ＶＰＢとなる。また、いずれの場合も、検出ブロックＡの電圧が大きくなるほど、第１，第２差動電圧ＶＡ，ＶＢと出力電圧ＶＣとの電圧差が小さくなる。
【００７１】
一方、図５に、第１差動電圧検出回路２５Ａが故障している場合の特定相関関係を示す。図５では、ＲＥＦ１−ＲＥＦ３短絡故障、又は、ＶＡ−ＶＣ短絡故障が生じた場合の特定相関関係を示す。なお、図５には、第１差動電圧検出回路２５Ａが正常である場合の特定相関関係を破線にて示し、出力電圧ＶＣを実線にて示している。
【００７２】
まず、ＲＥＦ１−ＲＥＦ３短絡故障について、第６検出ブロックＡ６によりキャパシタＣＡが充電される場合について説明する。図５に示すように、ＲＥＦ１−ＲＥＦ３短絡故障が生じた場合、第１，第３出力端子２６Ａ，２６Ｃのインピーダンスが略等しいことから、第１差動電圧ＶＡにおける特定相関関係が以下のように変化する。具体的には、第６検出ブロックＡ６の電圧Ｖ６が０Ｖの場合に、第１差動電圧ＶＡが、５Ｖではなく２．５Ｖとなる。また、ＲＥＦ１−ＲＥＦ３短絡故障の発生前後において、電圧Ｖ６の増加量に対する第１差動電圧ＶＡの低下量の関係（つまり、第１差動電圧ＶＡの傾き）は変化しない。なお、電圧Ｖ６が２５Ｖから５０Ｖの範囲においては、制御部２７の入力回路の電源として正の単一電源を想定しているため、電圧Ｖ６によらず第１差動電圧ＶＡが０Ｖとなる。上記動作だけでなく以下の記述においても、インピーダンスが略等しい端子同士の短絡は、それらの中央付近の値となるという特性を利用している。
【００７３】
第６検出ブロックＡ６の実際の電圧Ｖ６がＶ６Ａである場合において、点Ｐ１１に示すように、正常な第２差動電圧検出回路２５Ｂに対応する第２差動電圧ＶＢがＶＸであるとする。このとき、ＲＥＦ１−ＲＥＦ３短絡故障が生じていると、矢印Ｙ１１に示すように第１差動電圧ＶＡにおける特定相関関係が変化し、点Ｐ１２に示すように、故障が生じた第１差動電圧検出回路２５Ａに対応する第１差動電圧ＶＡがＶＸからＶＹまで低下する。
【００７４】
制御部２７には、図５に破線で示すように、第１差動電圧検出回路２５Ａが正常である場合の第１差動電圧ＶＡにおける特定相関関係が記憶されている。そのため、ＲＥＦ１−ＲＥＦ３短絡故障が生じていると、第６検出ブロックＡ６の電圧Ｖ６がＶ６Ａであるにもかかわらず、点Ｐ１３に示すように、第６検出ブロックＡ６の電圧Ｖ６を示す第１キャパシタ電圧ＶＰＡが、Ｖ６Ａよりも大きいＶ６Ｂとして算出されてしまう。つまり、第１差動電圧ＶＡにおける特定相関関係の変化に伴い、矢印Ｙ１２に示すように、第１キャパシタ電圧ＶＰＡが、第２キャパシタ電圧ＶＰＢからそれよりも大きい電圧に変化する。
【００７５】
続いて、第５検出ブロックＡ５によりキャパシタＣＡが充電される場合について説明する。ＲＥＦ１−ＲＥＦ３短絡故障が生じた場合、第５検出ブロックＡ５の電圧Ｖ５が０Ｖの場合に、第１差動電圧ＶＡが、０Ｖではなく２．５Ｖとなる。また、ＲＥＦ１−ＲＥＦ３短絡故障の発生前後において、第１差動電圧ＶＡの傾きは変化しない。なお、電圧Ｖ５が２５Ｖから５０Ｖの範囲において、電圧Ｖ５によらず第１差動電圧ＶＡが５Ｖとなる。
【００７６】
第５検出ブロックＡ５の実際の電圧Ｖ５がＶ５Ａである場合において、点Ｐ２１に示すように、第２差動電圧ＶＢがＶＸであるとする。このとき、ＲＥＦ１−ＲＥＦ３短絡故障が生じていると、矢印Ｙ２１に示すように第１差動電圧ＶＡにおける特定相関関係が変化し、点Ｐ２２に示すように、故障が生じた第１差動電圧検出回路２５Ａに対応する第１差動電圧ＶＡがＶＸからＶＹまで増加する。
【００７７】
制御部２７には、図５に破線で示すように、第１差動電圧検出回路２５Ａが正常である場合の第１差動電圧ＶＡにおける特定相関関係が記憶されている。そのため、ＲＥＦ１−ＲＥＦ３短絡故障が生じていると、第５検出ブロックＡ５の電圧Ｖ５がＶ５Ａであるにもかかわらず、点Ｐ２３に示すように、第５検出ブロックＡ５の電圧Ｖ５を示す第１キャパシタ電圧ＶＰＡが、Ｖ５Ａよりも大きいＶ５Ｂとして算出されてしまう。つまり、第１差動電圧ＶＡにおける特定相関関係の変化に伴い、矢印Ｙ２２に示すように、第１キャパシタ電圧ＶＰＡが、第２キャパシタ電圧ＶＰＢからそれよりも大きい電圧に変化する。
【００７８】
ＶＡ−ＶＣ短絡故障について、第６検出ブロックＡ６によりキャパシタＣＡが充電される場合について説明する。ＶＡ−ＶＣ短絡故障が生じた場合、第１，第３オペアンプ２８，３０の出力端子２８Ｃ，３０Ｃのインピーダンスが略等しいことから、第１差動電圧ＶＡにおける特定相関関係が以下のように変化する。具体的には、第６検出ブロックＡ６の電圧Ｖ６が０Ｖの場合に、第１差動電圧ＶＡが、５Ｖではなく２．５Ｖとなる。また、ＶＡ−ＶＣ短絡故障が生じている場合、その短絡故障が生じていない場合と比較して、第１差動電圧ＶＡの傾きが１／２になる。
【００７９】
第６検出ブロックＡ６の実際の電圧Ｖ６がＶ６Ａである場合において、点Ｐ１４に示すように、第２差動電圧ＶＢがＶＸであるとする。このとき、ＶＡ−ＶＣ短絡故障が生じていると、矢印Ｙ１４に示すように第１差動電圧ＶＡにおける特定相関関係が変化し、点Ｐ１５に示すように、故障が生じた第１差動電圧検出回路２５Ａに対応する第１差動電圧ＶＡがＶＸからＶＹまで低下する。その結果、第６検出ブロックＡ６の電圧Ｖ６がＶ６Ａであるにもかかわらず、点Ｐ１６に示すように、第６検出ブロックＡ６の電圧Ｖ６を示す第１キャパシタ電圧ＶＰＡが、Ｖ６Ａよりも大きいＶ６Ｂとして算出されてしまう。つまり、第１差動電圧ＶＡにおける特定相関関係の変化に伴い、矢印Ｙ１５に示すように、第１キャパシタ電圧ＶＰＡが、第２キャパシタ電圧ＶＰＢからそれよりも大きい電圧に変化する。
【００８０】
続いて、第５検出ブロックＡ５によりキャパシタＣＡが充電される場合について説明する。ＶＡ−ＶＣ短絡故障が生じた場合、第５検出ブロックＡ５の電圧Ｖ５が０Ｖのときに、第１差動電圧ＶＡが、０Ｖではなく２．５Ｖとなる。また、ＶＡ−ＶＣ短絡故障が発生する場合、その短絡故障が発生しない場合と比較して、第１差動電圧ＶＡの傾きが１／２になる。
【００８１】
第５検出ブロックＡ５の実際の電圧Ｖ５がＶ５Ａである場合において、点Ｐ２４に示すように、第２差動電圧ＶＢがＶＸであるとする。このとき、ＶＡ−ＶＣ短絡故障が生じていると、矢印Ｙ２４に示すように第１差動電圧ＶＡにおける特定相関関係が変化し、点Ｐ２５に示すように、故障が生じた第１差動電圧検出回路２５Ａに対応する第１差動電圧ＶＡがＶＸからＶＹまで増加する。その結果、第５検出ブロックＡ５の電圧Ｖ５がＶ５Ａであるにもかかわらず、点Ｐ２６に示すように、第５検出ブロックＡ５の電圧Ｖ５を示す第１キャパシタ電圧ＶＰＡが、Ｖ５Ａよりも大きいＶ５Ｂとして算出されてしまう。つまり、第１差動電圧ＶＡにおける特定相関関係の変化に伴い、矢印Ｙ２５に示すように、第１キャパシタ電圧ＶＰＡが、第２キャパシタ電圧ＶＰＢからそれよりも大きい電圧に変化する。
【００８２】
つまり、本実施形態では、第１差動電圧検出回路２５Ａが故障している場合、キャパシタＣＡを充電する検出ブロックＡによらず、第１キャパシタ電圧ＶＰＡが第２キャパシタ電圧ＶＰＢよりも大きい電圧となる。また、第２差動電圧検出回路２５Ｂが故障している場合、キャパシタＣＡを充電する検出ブロックＡによらず、第２キャパシタ電圧ＶＰＢが第１キャパシタ電圧ＶＰＡよりも大きい電圧となる。
【００８３】
このように、本実施形態の電圧検出装置２０では、第１差動電圧検出回路２５Ａ又は第２差動電圧検出回路２５Ｂが故障している場合、第１差動電圧ＶＡと第２差動電圧ＶＢとに電圧差が生じる。そのため、この電圧差が生じた場合に、第１差動電圧検出回路２５Ａ又は第２差動電圧検出回路２５Ｂが故障していると判定できる。特に、第１差動電圧検出回路２５Ａが故障した場合には、第１キャパシタ電圧ＶＰＡが第２キャパシタ電圧ＶＰＢよりも大きい電圧に変化し、第２差動電圧検出回路２５Ｂが故障した場合には、第２キャパシタ電圧ＶＰＢが第１キャパシタ電圧ＶＰＡよりも大きい電圧に変化する。そのため、第１キャパシタ電圧ＶＰＡと第２キャパシタ電圧ＶＰＢとの大小関係を用いて、いずれの差動電圧検出回路２５Ａ，２５Ｂが故障したかを判定できる。
【００８４】
図６に、第１比較例の電源システム２００を示す。電源システム２００は、シングルフライングキャパシタ方式の電圧検出装置２２０を備える。電圧検出装置２２０は、ボルテージフォロア回路２５Ｃを備えない点で本実施形態の電圧検出装置２０と異なる。また、第２差動電圧検出回路２５Ｂにおいて、負極側入力端子２９Ａが、スイッチＳＷＢを介してキャパシタＣＡの第２端子Ｎ２に接続され、正極側入力端子２９Ｂが、スイッチＳＷＡを介してキャパシタＣＡの第１端子Ｎ１に接続されている点で異なる。つまり、第１，第２差動電圧検出回路２５Ａ，２５Ｂが逆極性で動作するようにキャパシタＣＡに接続されている。さらに、基準電圧供給部２６において、第１出力端子２６Ａと第２出力端子２６Ｂとが近接して配置され、制御部２７において、第１入力端子２７Ａと第２入力端子２７Ｂとが近接して配置される点で異なる。
【００８５】
図７に、第１比較例において第１差動電圧検出回路２５Ａが故障している場合の特定相関関係を示す。第１差動電圧検出回路２５Ａの故障には、第１差動電圧検出回路２５Ａと第２差動電圧検出回路２５Ｂとの短絡故障を含む。この短絡故障には、基準電圧供給部２６における第１出力端子２６Ａと第２出力端子２６Ｂとの短絡故障（以下、ＲＥＦ１−ＲＥＦ２短絡故障という）や、制御部２７における第１入力端子２７Ａと第２入力端子２７Ｂとの短絡故障（以下、ＶＡ−ＶＢ短絡故障という）が含まれる。図７では、ＲＥＦ１−ＲＥＦ２短絡故障、又は、ＶＡ−ＶＢ短絡故障が生じた場合の特定相関関係を示す。
【００８６】
図７に破線で示すように、第１，第２差動電圧検出回路２５Ａ，２５Ｂがともに正常である場合の第１，第２差動電圧ＶＡ，ＶＢにおける特定相関関係は、第６検出ブロックＡ６によりキャパシタＣＡが充電される場合、第６検出ブロックＡ６の電圧Ｖ６が大きくなるほど、第１差動電圧ＶＡが小さくなり、第２差動電圧ＶＢが大きくなる。また、第５検出ブロックＡ５によりキャパシタＣＡが充電される場合、第５検出ブロックＡ５の電圧Ｖ５が大きくなるほど、第１差動電圧ＶＡが大きくなり、第２差動電圧ＶＢが小さくなる。
【００８７】
次に、ＲＥＦ１−ＲＥＦ２短絡故障について、第６検出ブロックＡ６によりキャパシタＣＡが充電される場合について説明する。図７に示すように、ＲＥＦ１−ＲＥＦ２短絡故障が生じた場合、第１，第２出力端子２６Ａ，２６Ｂのインピーダンスが略等しいことから、第１，第２差動電圧ＶＡ，ＶＢにおける特定相関関係が以下のように変化する。具体的には、第１差動電圧ＶＡにおける特定相関関係は、第６検出ブロックＡ６の電圧Ｖ６が０Ｖの場合に、第１差動電圧ＶＡが、５Ｖではなく２．５Ｖとなる。また、ＲＥＦ１−ＲＥＦ２短絡故障の発生前後において、第１差動電圧ＶＡの傾きは変化しない。なお、電圧Ｖ６が２５Ｖから５０Ｖの範囲において、電圧Ｖ６によらず第１差動電圧ＶＡが０Ｖとなる。
【００８８】
第６検出ブロックＡ６の実際の電圧Ｖ６がＶ６Ａである場合において、点Ｐ３１に示すように、正常な第１差動電圧検出回路２５Ａに対応する第１差動電圧ＶＡがＶＸであるとする。このとき、ＲＥＦ１−ＲＥＦ２短絡故障が生じていると、矢印Ｙ３１に示すように第１差動電圧ＶＡにおける特定相関関係が変化し、点Ｐ３２に示すように、故障が生じた第１差動電圧検出回路２５Ａに対応する第１差動電圧ＶＡがＶＸからＶＹまで低下する。その結果、第６検出ブロックＡ６の電圧Ｖ６がＶ６Ａであるにもかかわらず、点Ｐ３３に示すように、第６検出ブロックＡ６の電圧Ｖ６を示す第１キャパシタ電圧ＶＰＡが、Ｖ６Ａよりも大きいＶ６Ｂとして算出されてしまう。つまり、第１差動電圧ＶＡにおける特定相関関係の変化に伴い、矢印Ｙ３２に示すように、第１キャパシタ電圧ＶＰＡが、Ｖ６Ａからそれよりも大きい電圧に変化する。
【００８９】
また、第２差動電圧ＶＢにおける特定相関関係は、第６検出ブロックＡ６の電圧Ｖ６が０Ｖの場合に、第２差動電圧ＶＢが、０Ｖではなく２．５Ｖとなる。また、ＲＥＦ１−ＲＥＦ２短絡故障の発生前後において、第２差動電圧ＶＢの傾きは変化しない。なお、電圧Ｖ６が２５Ｖから５０Ｖの範囲において、電圧Ｖ６によらず第２差動電圧ＶＢが５Ｖとなる。
【００９０】
そのため、第６検出ブロックＡ６の実際の電圧Ｖ６がＶ６Ａである場合において、点Ｐ４１に示すように、正常な第２差動電圧検出回路２５Ｂに対応する第２差動電圧ＶＢがＶＷであるとする。このとき、ＲＥＦ１−ＲＥＦ２短絡故障が生じていると、矢印Ｙ４１に示すように第２差動電圧ＶＢにおける特定相関関係が変化し、点Ｐ４２に示すように、故障が生じた第２差動電圧検出回路２５Ｂに対応する第２差動電圧ＶＢがＶＷからＶＺまで増加する。その結果、第６検出ブロックＡ６の電圧Ｖ６がＶ６Ａであるにもかかわらず、点Ｐ４３に示すように、第６検出ブロックＡ６の電圧Ｖ６を示す第２キャパシタ電圧ＶＰＢが、Ｖ６Ａよりも大きいＶ６Ｂとして算出されてしまう。つまり、第２差動電圧ＶＢにおける特定相関関係の変化に伴い、矢印Ｙ４２に示すように、第２キャパシタ電圧ＶＰＢが、Ｖ６Ａからそれよりも大きい電圧に変化する。
【００９１】
なお、ＲＥＦ１−ＲＥＦ２短絡故障について、第５検出ブロックＡ５によりキャパシタＣＡが充電される場合の説明は、第６検出ブロックＡ６によりキャパシタＣＡが充電される場合の説明と比較して、第１，第２差動電圧ＶＡ，ＶＢにおける特定相関関係が反対であることを除いて略同一であり、重複した説明を省略する。
【００９２】
つまり、ＲＥＦ１−ＲＥＦ２短絡故障において、第１キャパシタ電圧ＶＰＡと第２キャパシタ電圧ＶＰＢとは、ともにＶ６Ａよりも大きい電圧に変化する。第１比較例の電圧検出装置２２０では、ＲＥＦ１−ＲＥＦ２短絡故障において、第１キャパシタ電圧ＶＰＡと第２キャパシタ電圧ＶＰＢとが等しい電圧へと変化する。
【００９３】
続いて、ＶＡ−ＶＢ短絡故障について、第６検出ブロックＡ６によりキャパシタＣＡが充電される場合について説明する。ＶＡ−ＶＢ短絡故障が生じた場合、第１，第２オペアンプ２８，２９の出力端子２８Ｃ，２９Ｃのインピーダンスが略等しいことから、第１，第２差動電圧ＶＡ，ＶＢにおける特定相関関係が以下のように変化する。具体的には、第１差動電圧ＶＡにおける特定相関関係は、第６検出ブロックＡ６によりキャパシタＣＡが充電される場合、第６検出ブロックＡ６の電圧Ｖ６によらず第１差動電圧ＶＡが２．５Ｖとなる。
【００９４】
第６検出ブロックＡ６の実際の電圧Ｖ６がＶ６Ａである場合において、点Ｐ３４に示すように、正常な第１差動電圧検出回路２５Ａに対応する第１差動電圧ＶＡがＶＸであるとする。このとき、ＶＡ−ＶＢ短絡故障が生じていると、矢印Ｙ３４に示すように第１差動電圧ＶＡにおける特定相関関係が変化し、点Ｐ３５に示すように、故障が生じた第１差動電圧検出回路２５Ａに対応する第１差動電圧ＶＡがＶＸから２．５Ｖまで低下する。その結果、第６検出ブロックＡ６の電圧Ｖ６がＶ６Ａであるにもかかわらず、点Ｐ３６に示すように、第６検出ブロックＡ６の電圧Ｖ６を示す第１キャパシタ電圧ＶＰＡが、Ｖ６Ａよりも大きいＶ６Ｂとして算出されてしまう。つまり、第１差動電圧ＶＡにおける特定相関関係の変化に伴い、矢印Ｙ３５に示すように、第１キャパシタ電圧ＶＰＡが、Ｖ６Ａからそれよりも大きい電圧に変化する。
【００９５】
また、第２差動電圧ＶＢにおける特定相関関係は、第６検出ブロックＡ６によりキャパシタＣＡが充電される場合、第６検出ブロックＡ６の電圧Ｖ６によらず第２差動電圧ＶＢが２．５Ｖとなる。
【００９６】
そのため、第６検出ブロックＡ６の実際の電圧Ｖ６がＶ６Ａである場合において、点Ｐ４４に示すように、正常な第２差動電圧検出回路２５Ｂに対応する第２差動電圧ＶＢがＶＷであるとする。このとき、ＶＡ−ＶＢ短絡故障が生じていると、矢印Ｙ４４に示すように第２差動電圧ＶＢにおける特定相関関係が変化し、点Ｐ４５に示すように、故障が生じた第２差動電圧検出回路２５Ｂに対応する第２差動電圧ＶＢがＶＷから２．５Ｖまで増加する。その結果、第６検出ブロックＡ６の電圧Ｖ６がＶ６Ａであるにもかかわらず、点Ｐ４６に示すように、第６検出ブロックＡ６の電圧Ｖ６を示す第２キャパシタ電圧ＶＰＢが、Ｖ６Ａよりも大きいＶ６Ｂとして算出されてしまう。つまり、第２差動電圧ＶＢにおける特定相関関係の変化に伴い、矢印Ｙ４５に示すように、第２キャパシタ電圧ＶＰＢが、Ｖ６Ａからそれよりも大きい電圧に変化する。
【００９７】
なお、ＶＡ−ＶＢ短絡故障について、第５検出ブロックＡ５によりキャパシタＣＡが充電される場合の説明は、第６検出ブロックＡ６によりキャパシタＣＡが充電される場合の説明と比較して、第１，第２差動電圧ＶＡ，ＶＢにおける特定相関関係が反対であることを除いて略同一であり、重複した説明を省略する。
【００９８】
つまり、ＶＡ−ＶＢ短絡故障において、第１キャパシタ電圧ＶＰＡと第２キャパシタ電圧ＶＰＢとは、ともにＶ６Ａよりも大きい電圧に変化する。第１比較例の電圧検出装置２２０では、ＶＡ−ＶＢ短絡故障において、第１キャパシタ電圧ＶＰＡと第２キャパシタ電圧ＶＰＢとが等しい電圧へと変化する。
【００９９】
このように、第１比較例の電圧検出装置２２０では、第１，第２差動電圧検出回路２５Ａ，２５Ｂがともに故障している場合、第１キャパシタ電圧ＶＰＡと第２キャパシタ電圧ＶＰＢとに電圧差が生じない。そのため、第１，第２差動電圧ＶＡ，ＶＢに基づいて、第１，第２差動電圧検出回路２５Ａ，２５Ｂの故障自体を判定できない。
【０１００】
なお、第１比較例の電圧検出装置２２０において、第１，第２差動電圧検出回路２５Ａ，２５Ｂが同極性で動作するようにキャパシタＣＡに接続されている場合、第１，第２差動電圧検出回路２５Ａ，２５Ｂの故障の有無によらず、第１差動電圧ＶＡと第２差動電圧ＶＢとに電圧差が生じない。そのため、第１，第２差動電圧ＶＡ，ＶＢに基づいて、第１，第２差動電圧検出回路２５Ａ，２５Ｂの故障自体を判定できない。
【０１０１】
図８に、第２比較例の電源システム３００を示す。電源システム３００は、ダブルフライングキャパシタ方式の電圧検出装置３２０を備える。電圧検出装置３２０は、キャパシタ部２３が、直列接続されたキャパシタＣＡとキャパシタＣＢとを有している点で本実施形態の電圧検出装置２０と異なる。キャパシタＣＡ，ＣＢの直列接続体の端部には接続端子として第１，第３端子Ｎ１，Ｎ３が設けられている。また、キャパシタＣＡ，ＣＢの間には接続端子として第２端子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〜Ｎ３の１つに接続されている。
【０１０２】
詳しくは、第１端子Ｎ１には、第１〜第７電極端子Ｔ１〜Ｔ７のうち、第３，第７電極端子Ｔ３，Ｔ７が接続されている。第２端子Ｎ２には、第２，第４，第６電極端子Ｔ２，Ｔ４，Ｔ６が接続されている。第３端子Ｎ３には、第１，第５電極端子Ｔ１，Ｔ５が接続されている。
【０１０３】
また、電圧検出装置３２０は、出力側スイッチ部２４が、スイッチＳＷＡ〜ＳＷＣを備える点で異なる。スイッチＳＷＡ〜ＳＷＣは、キャパシタＣＡ，ＣＢの第１〜第３端子Ｎ１〜Ｎ３にそれぞれ接続されている。具体的には、スイッチＳＷＡは第１端子Ｎ１に接続され、スイッチＳＷＢは第２端子Ｎ２に接続され、スイッチＳＷＣは第３端子Ｎ３に接続されている。スイッチＳＷＡ，ＳＷＢは、キャパシタＣＡと検出部２５との間を開閉し、スイッチＳＷＢ，ＳＷＣは、キャパシタＣＢと検出部２５との間を開閉し、スイッチＳＷＡ，ＳＷＣは、キャパシタＣＡとキャパシタＣＢとの合成キャパシタＣＤと検出部２５との間を開閉する。
【０１０４】
また、電圧検出装置３２０は、検出部２５がボルテージフォロア回路２５Ｃを備えない点で異なる。また、第１差動電圧検出回路２５Ａにおいて、負極側入力端子２９Ａが、スイッチＳＷＡを介してキャパシタＣＡの第１端子Ｎ１に接続され、正極側入力端子２８Ｂが、スイッチＳＷＢを介してキャパシタＣＡの第２端子Ｎ２に接続されている点で異なる。第２差動電圧検出回路２５Ｂは、第２増幅率でキャパシタＣＢの電圧を増幅する点で異なる。
【０１０５】
また、第２差動電圧検出回路２５Ｂにおいて、負極側入力端子２９Ａが、スイッチＳＷＣを介してキャパシタＣＢの第３端子Ｎ３に接続され、正極側入力端子２９Ｂが、スイッチＳＷＢを介してキャパシタＣＢの第２端子Ｎ２に接続されている点で異なる。第２差動電圧検出回路２５Ｂは、第２増幅率でキャパシタＣＢの電圧を増幅する点で異なる。
【０１０６】
さらに、第３差動電圧検出回路２５Ｄを備える点で異なる。第３差動電圧検出回路２５Ｄは、差動増幅回路であり、第４オペアンプ３１と第１１〜第１４抵抗器Ｒ１１〜Ｒ１４とを備えている。第４オペアンプ３１の負極側入力端子３１Ａは、第１１抵抗器Ｒ１１を介して合成キャパシタＣＤの第１端子Ｎ１に接続されているとともに、第１３抵抗器Ｒ１３を介して第４オペアンプ３１の出力端子３１Ｃに接続されている。第４オペアンプ３１の正極側入力端子３１Ｂは、第１２抵抗器Ｒ１２を介して合成キャパシタＣＤの第３端子Ｎ３に接続されているとともに、第１４抵抗器Ｒ１４を介して基準電圧供給部２６の第４出力端子２６Ｄに接続されている。正極側入力端子３１Ｂには、基準電圧供給部２６から第４基準電圧ＲＥＦ４が供給されている。
【０１０７】
第３差動電圧検出回路２５Ｄは、所定の第３増幅率で合成キャパシタＣＤの電圧を増幅する。具体的には、第３差動電圧検出回路２５Ｄは、合成キャパシタＣＤの電圧を、０Ｖから５Ｖまでの電圧範囲内に設定された所定の第３出力レンジＺ３内の第３差動電圧ＶＤに増幅する（図９参照）。第３差動電圧ＶＤは、キャパシタＣＡの電圧の変化に応じて第３出力レンジＺ３内で変化する。出力端子３１Ｃは、制御部２７の第４入力端子２７Ｄに接続されており、第３差動電圧検出回路２５Ｄは第３差動電圧ＶＤを制御部２７の第４入力端子２７Ｄに出力する。
【０１０８】
また、電圧検出装置３２０は、基準電圧供給部２６において、第１出力端子２６Ａと第２出力端子２６Ｂとが近接して配置されており、且つ、第２出力端子２６Ｂが、第１出力端子２６Ａと第４出力端子２６Ｄとの間に位置している点で異なる。同様に、制御部２７において、第１入力端子２７Ａと第２入力端子２７Ｂとが近接して配置されており、且つ、第２入力端子２７Ｂが、第１入力端子２７Ａと第４入力端子２７Ｄとの間に位置している点で異なる。
【０１０９】
図９に、第２比較例において第２差動電圧検出回路２５Ｂが故障している場合の特定相関関係を示す。第２差動電圧検出回路２５Ｂの故障には、第１差動電圧検出回路２５Ａと第２差動電圧検出回路２５Ｂとの短絡故障と、第２差動電圧検出回路２５Ｂと第３差動電圧検出回路２５Ｄとの短絡故障を含む。第１差動電圧検出回路２５Ａと第２差動電圧検出回路２５Ｂとの短絡故障には、ＶＡ−ＶＢ短絡故障が含まれる。また、第２差動電圧検出回路２５Ｂと第３差動電圧検出回路２５Ｄとの短絡故障には、制御部２７における第２入力端子２７Ｂと第４入力端子２７Ｄとの短絡故障（以下、ＶＢ−ＶＤ短絡故障という）が含まれる。図７では、ＶＡ−ＶＢ短絡故障、又は、ＶＢ−ＶＤ短絡故障が生じた場合の特定相関関係を示す。
【０１１０】
図９に実線又は破線で示すように、第１〜第３差動電圧検出回路２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｄがともに正常である場合の第１〜第３差動電圧ＶＡ，ＶＢ，ＶＤにおける特定相関関係は、第５，第６検出ブロックＡ５，Ａ６によりキャパシタＣＢ，ＣＡが充電される場合、第６検出ブロックＡ６の電圧Ｖ６が大きくなるほど、第１差動電圧ＶＡが小さくなる。また、第５検出ブロックＡ５の電圧Ｖ５が大きくなるほど、第２差動電圧ＶＢが大きくなる。さらに、第５，第６検出ブロックＡ５，Ａ６の電圧が大きくなるほど、第３差動電圧ＶＤが小さくなる。なお、第２比較例の電源システム３００において、検出ブロックＡの定格電圧は、例えば２５Ｖである。
【０１１１】
まず、ＶＡ−ＶＢ短絡故障について、第５検出ブロックＡ５によりキャパシタＣＢが充電され、第６検出ブロックＡ６によりキャパシタＣＡが充電される場合について説明する。図９に示すように、ＶＡ−ＶＢ短絡故障が生じた場合、第１，第２オペアンプ２８，２９の出力端子２８Ｃ，２９Ｃのインピーダンスが略等しいことから、第１，第２差動電圧ＶＡ，ＶＢにおける特定相関関係が以下のように変化する。具体的には、第１，第２差動電圧ＶＡ，ＶＢにおける特定相関関係は、第５，第６検出ブロックＡ５，Ａ６によりキャパシタＣＡ，ＣＢが充電される場合、第５，第６検出ブロックＡ５，Ａ６の電圧Ｖ５，Ｖ６によらず、第１，第２差動電圧ＶＡ，ＶＢが２．５Ｖとなる。
【０１１２】
そのため、第６検出ブロックＡ６の実際の電圧Ｖ６がＶ６Ａである場合において、点Ｐ７１に示すように、正常な第１差動電圧検出回路２５Ａに対応する第１差動電圧ＶＡがＶＸであるとする。このとき、ＶＡ−ＶＢ短絡故障が生じていると、故障が生じた第１差動電圧検出回路２５Ａに対応する第１差動電圧ＶＡがＶＸから２．５Ｖに変化する。その結果、第６検出ブロックＡ６の電圧Ｖ６がＶ６Ａであるにもかかわらず、点Ｐ７３に示すように、第６検出ブロックＡ６の電圧Ｖ６を示す第１キャパシタ電圧ＶＰＡがＶ６Ｂとして算出されてしまう。
【０１１３】
また、点Ｐ７２に示すように、正常な第２差動電圧検出回路２５Ｂに対応する第２差動電圧ＶＢがＶＷであるとする。このとき、ＶＡ−ＶＢ短絡故障が生じていると、故障が生じた第２差動電圧検出回路２５Ｂに対応する第２差動電圧ＶＢがＶＷから２．５Ｖまで変化する。その結果、第６検出ブロックＡ６の電圧Ｖ６がＶ６Ａであるにもかかわらず、点Ｐ７４に示すように、第６検出ブロックＡ６の電圧Ｖ６を示す第２キャパシタ電圧ＶＰＢがＶ６Ｂとして算出されてしまう。
【０１１４】
なお、第３差動電圧検出回路２５Ｄは正常である。そのため、点Ｐ７５に示すように、第３差動電圧検出回路２５Ｄに対応する第３差動電圧ＶＤがＶＸとなり、第３差動電圧ＶＤから算出されるキャパシタＣＡ，ＣＢの合計電圧ΣＶＰは、Ｖ６Ａの２倍の値（２Ｖ６Ａ、ここではＶ６＝Ｖ５を想定）となる。
【０１１５】
図９の上段に示すように、Ｖ６ＢがＶ６Ａよりも大きい場合、点Ｐ７６に示すように、第１，第２キャパシタ電圧ＶＰＡ，ＶＰＢの加算値は、キャパシタＣＡ，ＣＢの合計電圧ΣＶＰよりも大きくなる。一方、図９の下段に示すように、Ｖ６ＢがＶ６Ａよりも小さい場合、点Ｐ７７に示すように、第１，第２キャパシタ電圧ＶＰＡ，ＶＰＢの加算値は、キャパシタＣＡ，ＣＢの合計電圧ΣＶＰよりも小さくなる。
【０１１６】
つまり、ＶＡ−ＶＢ短絡故障において、Ｖ６ＡとＶ６Ｂとの大小関係によらず、第１，第２キャパシタ電圧ＶＰＡ，ＶＰＢの加算値と、キャパシタＣＡ，ＣＢの合計電圧ΣＶＰとに電圧差が生じる。なお、ＶＡ−ＶＢ短絡故障では、Ｖ６ＢがＶ６Ａよりも大きい場合に、第１，第２キャパシタ電圧ＶＰＡ，ＶＰＢの加算値が、キャパシタＣＡ，ＣＢの合計電圧ΣＶＰよりも大きくなる。また、Ｖ６ＢがＶ６Ａよりも小さい場合に、第１，第２キャパシタ電圧ＶＰＡ，ＶＰＢの加算値が、キャパシタＣＡ，ＣＢの合計電圧ΣＶＰよりも小さくなる。
【０１１７】
続いて、ＶＢ−ＶＤ短絡故障について、第５検出ブロックＡ５によりキャパシタＣＡが充電され、第６検出ブロックＡ６によりキャパシタＣＡが充電される場合について説明する。ＶＢ−ＶＤ短絡故障が生じた場合、第２，第３オペアンプ２９，３１の出力端子２９Ｃ，３１Ｃのインピーダンスが略等しいことから、第２，第３差動電圧ＶＢ，ＶＤにおける特定相関関係が以下のように変化する。具体的には、第２，第３差動電圧ＶＢ，ＶＤにおける特定相関関係は、第５，第６検出ブロックＡ５，Ａ６によりキャパシタＣＡ，ＣＢが充電される場合、第５，第６検出ブロックＡ５，Ａ６の電圧Ｖ５，Ｖ６によらず、第２，第３差動電圧ＶＢ，ＶＤが２．５Ｖとなる。
【０１１８】
そのため、第６検出ブロックＡ６の実際の電圧Ｖ６がＶ６Ａである場合において、点Ｐ８２に示すように、正常な第２差動電圧検出回路２５Ｂに対応する第２差動電圧ＶＢがＶＷであるとする。このとき、ＶＢ−ＶＤ短絡故障が生じていると、故障が生じた第２差動電圧検出回路２５Ｂに対応する第２差動電圧ＶＢがＶＷから２．５Ｖまで変化する。その結果、第６検出ブロックＡ６の電圧Ｖ６がＶ６Ａであるにもかかわらず、点Ｐ８３に示すように、第６検出ブロックＡ６の電圧Ｖ６を示す第２キャパシタ電圧ＶＰＢがＶ６Ｂとして算出されてしまう。
【０１１９】
また、点Ｐ８４に示すように、正常な第３差動電圧検出回路２５Ｄに対応する第３差動電圧ＶＤがＶＸであるとする。このとき、ＶＢ−ＶＤ短絡故障が生じていると、故障が生じた第３差動電圧検出回路２５Ｄに対応する第３差動電圧ＶＤがＶＷから２．５Ｖまで変化する。その結果、キャパシタＣＡ，ＣＢの合計電圧ΣＶＰが２Ｖ６Ａであるにもかかわらず、点Ｐ８５に示すように、２Ｖ６Ａから変化する。
【０１２０】
なお、第１差動電圧検出回路２５Ａは正常である。そのため、点Ｐ８１に示すように、第１差動電圧ＶＡがＶＸとなり、第１キャパシタ電圧ＶＰＡはＶ６Ａとなる。
【０１２１】
図９の上段に示すように、Ｖ６ＢがＶ６Ａよりも大きい場合、点Ｐ８６に示すように、第１，第２キャパシタ電圧ＶＰＡ，ＶＰＢの加算値は、キャパシタＣＡ，ＣＢの合計電圧ΣＶＰよりも小さくなる。また、図９の下段に示すように、Ｖ６ＢがＶ６Ａよりも小さい場合、点Ｐ８７に示すように、第１，第２キャパシタ電圧ＶＰＡ，ＶＰＢの加算値は、キャパシタＣＡ，ＣＢの合計電圧ΣＶＰよりも大きくなる。
【０１２２】
つまり、ＶＢ−ＶＤ短絡故障において、Ｖ６ＡとＶ６Ｂとの大小関係によらず、第１，第２キャパシタ電圧ＶＰＡ，ＶＰＢの加算値と、キャパシタＣＡ，ＣＢの合計電圧ΣＶＰとに電圧差が生じる。なお、ＶＢ−ＶＤ短絡故障では、Ｖ６ＢがＶ６Ａよりも大きい場合に、第１，第２キャパシタ電圧ＶＰＡ，ＶＰＢの加算値が、キャパシタＣＡ，ＣＢの合計電圧ΣＶＰよりも小さくなる。また、Ｖ６ＢがＶ６Ａよりも小さい場合に、第１，第２キャパシタ電圧ＶＰＡ，ＶＰＢの加算値が、キャパシタＣＡ，ＣＢの合計電圧ΣＶＰよりも大きくなる。
【０１２３】
このように、第２比較例の電圧検出装置３２０では、第２差動電圧検出回路２５Ｂが故障している場合、第１，第２キャパシタ電圧ＶＰＡ，ＶＰＢの加算値と、キャパシタＣＡ，ＣＢの合計電圧ΣＶＰとに電圧差が生じる。そのため、この電圧差が生じた場合に、第２差動電圧検出回路２５Ｂが故障していると判定できる。一方、第１，第２キャパシタ電圧ＶＰＡ，ＶＰＢの加算値とキャパシタＣＡ，ＣＢの合計電圧ΣＶＰとの大小関係は、生じた短絡故障の種類、及び、Ｖ６ＢとＶ６Ａとの大小関係により変化する。そのため、第１，第２キャパシタ電圧ＶＰＡ，ＶＰＢの加算値と、キャパシタＣＡ，ＣＢの合計電圧ΣＶＰとの大小関係を用いて、短絡故障の種類、すなわち回路２５Ａ，２５Ｂのいずれかが故障したかを判定できない。
【０１２４】
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。
【０１２５】
・本実施形態では、基準電圧供給部２６において、第３出力端子２６Ｃが第１出力端子２６Ａと第２出力端子２６Ｂとの間に位置しており、第１出力端子２６Ａと第２出力端子２６Ｂとの短絡の発生を好適に抑制できる。また、制御部２７において、第３入力端子２７Ｃが第１入力端子２７Ａと第２入力端子２７Ｂとの間に位置しており、第１入力端子２７Ａと第２入力端子２７Ｂとの短絡の発生を好適に抑制できる。
【０１２６】
その一方、例えば第１出力端子２６Ａと第３出力端子２６Ｃとが短絡することがあるが、第１出力端子２６Ａから供給される第１基準電圧ＲＥＦ１と、第３出力端子２６Ｃから供給される第３基準電圧ＲＥＦ３とは異なる電圧に設定されている。そのため、第１出力端子２６Ａと第３出力端子２６Ｃとが短絡した場合、第１基準電圧ＲＥＦ１が変化し、これにより第１差動電圧ＶＡが変化する。この場合、第２出力端子２６Ｂは短絡していないため、第２差動電圧ＶＢは変化しない。つまり、第１，第２差動電圧ＶＡ，ＶＢの一方の電圧のみが変化する。そのため、第１，第２差動電圧ＶＡ，ＶＢに基づいて第１差動電圧検出回路２５Ａの故障を適切に判定できる。なお、第２出力端子２６Ｂと第３出力端子２６Ｃとの短絡、第１入力端子２７Ａ又は第２入力端子２７Ｂと第３入力端子２７Ｃとの短絡も同様である。
【０１２７】
つまり、本実施形態の電圧検出装置２０では、第１，第２差動電圧ＶＡ，ＶＢに基づいて、第１差動電圧検出回路２５Ａ又は第２差動電圧検出回路２５Ｂの故障を判定できる。そのため、第１，第２差動電圧ＶＡ，ＶＢに基づいて、第１差動電圧検出回路２５Ａ及び第２差動電圧検出回路２５Ｂの故障自体を判定できない第１比較例の電圧検出装置２２０よりも優れている。
【０１２８】
・本実施形態では、第１，第２差動電圧検出回路２５Ａ，２５Ｂの故障判定に、出力電圧ＶＣが用いられない。そのため、故障判定処理において、出力電圧ＶＣを取得する必要がなく、出力電圧ＶＣを取得することによる不都合、例えば制御部２７の処理負担の増大による故障判定速度の低下を抑制できる。
【０１２９】
・本実施形態では、検出部２５を構成する各回路２５Ａ〜２５Ｃがオペアンプ２８〜３０を用いて構成されており、これにより、基準電圧供給部２６において、第１〜第３出力端子２６Ａ〜２６Ｃのインピーダンスが略等しくなっている。また、第１〜第３入力端子２７Ａ〜２７Ｃに接続されている第１〜第３オペアンプ２８〜３０において、出力端子２８Ｃ〜３０Ｃのインピーダンスが略等しくなっている。
【０１３０】
そのため、例えば第１出力端子２６Ａと第３出力端子２６Ｃとが短絡した場合、第１基準電圧ＲＥＦ１は、短絡していない場合における第１基準電圧ＲＥＦ１と第３基準電圧ＲＥＦ３との中間電圧に変化する。そのため、例えば上記短絡していない場合における第１基準電圧ＲＥＦ１と第３基準電圧ＲＥＦ３との電圧差が大きい場合には、第１基準電圧ＲＥＦ１の変化量を大きくすることができ、第１差動電圧検出回路２５Ａの故障を適切に判定できる。
【０１３１】
・本実施形態では、第１，第２オペアンプ２８，２９の負極側入力端子２８Ａ，２９Ａが、キャパシタＣＡの第１端子Ｎ１に接続され、正極側入力端子２８Ｂ，２９Ｂが、キャパシタＣＡの第２端子Ｎ２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が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。
【０１３２】
そのため、第１，第２差動電圧検出回路２５Ａ，２５Ｂが逆極性で動作する場合に比べて、第１，第２差動電圧検出回路２５Ａ，２５Ｂの故障により第１，第２差動電圧ＶＡ，ＶＢの一方の電圧が変化した場合に、その電圧変化を精度よく検出できる。
【０１３３】
・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、入力側スイッチ部２２を構成するスイッチＳＷｎを削減でき、コスト削減において有利である。
【０１３４】
本実施形態では、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場合に、それに対応させて第１〜第３基準電圧ＲＥＦ１〜ＲＥＦ３を切り替える。これにより、キャパシタＣＡの電圧の極性によらず第１，第２差動電圧検出回路２５Ａ，２５Ｂの故障を同一の故障判定処理により判定できる。
【０１３５】
そして、第１〜第３基準電圧ＲＥＦ１〜ＲＥＦ３を切り替える場合に、第１，第２基準電圧ＲＥＦ１，ＲＥＦ２と第３基準電圧ＲＥＦ３とを、各出力レンジＺ１，Ｚ２に対して逆側の電圧に設定する。そのため、第１，第２差動電圧検出回路２５Ａ，２５Ｂの故障により生じる第１，第２差動電圧ＶＡ，ＶＢの一方の電圧の変化量を大きくすることができる。
【０１３６】
・本実施形態では、第１差動電圧検出回路２５Ａが故障した場合には、第１キャパシタ電圧ＶＰＡが第２キャパシタ電圧ＶＰＢよりも大きい電圧に変化し、第２差動電圧検出回路２５Ｂが故障した場合には、第２キャパシタ電圧ＶＰＢが第１キャパシタ電圧ＶＰＡよりも大きい電圧に変化する。そのため、第１キャパシタ電圧ＶＰＡと第２キャパシタ電圧ＶＰＢとの大小関係を用いて、いずれの差動電圧検出回路２５Ａ，２５Ｂが故障したかを判定できる。これにより、故障した差動電圧検出回路２５Ａ，２５Ｂの交換等において有利である。
【０１３７】
本実施形態の電圧検出装置２０では、第１キャパシタ電圧ＶＰＡと第２キャパシタ電圧ＶＰＢとの大小関係を用いて、いずれの差動電圧検出回路２５Ａ，２５Ｂが故障したかを判定できる。そのため、第１，第２キャパシタ電圧ＶＰＡ，ＶＰＢの加算値と、キャパシタＣＡ，ＣＢの合計電圧ΣＶＰとの大小関係を用いて、短絡故障の種類を判定できない第２比較例の電圧検出装置３２０よりも優れている。
【０１３８】
（第２実施形態）
以下、第２実施形態について、先の第１の実施形態との相違点を中心に図１０及び図１１を参照しつつ説明する。図１０において、先の図１に示した部材と同一の部材については、便宜上、同一の符号を付して説明を省略する。また、図１１において、先の図２に示した処理と同一の処理については、便宜上、同一の符号を付して説明を省略する。
【０１３９】
本実施形態では、図１０に示すように、電圧検出装置２０が入力安定回路３２を備えている点で第１実施形態の電圧検出装置と異なる。入力安定回路３２は、キャパシタＣＡの電圧を安定させるために、キャパシタＣＡに一定電圧としての接地電圧を印加する回路である。本実施形態では、入力安定回路３２は、キャパシタＣＡのうち、第２端子Ｎ２に接地電圧を印加する。なお、本実施形態において、接地電圧が「標準電圧」に相当し、入力安定回路３２が「電圧印加回路」に相当する。
【０１４０】
入力安定回路３２は、スイッチＳＷＢと第１，第２差動電圧検出回路２５Ａ，２５Ｂとを接続する接続線ＬＡに接続されており、印加スイッチＳＷＸと第１５抵抗器Ｒ１５とを備えている。印加スイッチＳＷＸと第１５抵抗器Ｒ１５とは、接続線ＬＡとグランドとの間にこの順に直列接続されている。
【０１４１】
印加スイッチＳＷＸは、接続線ＬＡとグランドとの間を開閉する。印加スイッチＳＷＸが閉状態となることで、スイッチＳＷＢを介してキャパシタＣＡの第２端子Ｎ２に接地電圧が印加される状態となる。また、印加スイッチＳＷＸが開状態となることで、上記電極に接地電圧が接続されない状態となる。つまり、印加スイッチＳＷＸは、スイッチＳＷＢを介してキャパシタＣＡの第２端子Ｎ２に接地電圧が印加される状態と、接地電圧が印加されない状態とを切り替える。
【０１４２】
制御部２７は、印加スイッチＳＷＸの開閉を制御する。制御部２７は、スイッチＳＷＡ，ＳＷＢを開状態とし、印加スイッチＳＷＸを閉状態とした場合に、第１差動電圧検出回路２５Ａから出力される電圧を取得する。なお、この電圧は、スイッチＳＷＡ，ＳＷＢを開状態としているため、第１差動電圧ＶＡと称することは適切ではない。そのため、以下、スイッチＳＷＡ，ＳＷＢを開状態とし、印加スイッチＳＷＸを閉状態とした場合に、第１差動電圧検出回路２５Ａから出力される電圧を判定電圧ＶＥという。制御部２７は、接地電圧及び判定電圧ＶＥに基づいて入力安定回路３２の故障を判定する故障判定処理を実施する。なお、本実施形態において、判定電圧ＶＥが「第４電圧」に相当する。
【０１４３】
続いて、図１１を用いて、本実施形態に係る故障判定処理について説明する。ここで、図１１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施される。なお、故障判定処理の開始時において、各スイッチＳＷｎ、スイッチＳＷＡ，ＳＷＢ、及び印加スイッチＳＷＸは開状態に切り替えられている。
【０１４４】
本実施形態では、Ｓ１４において、ゲインＧを正の「Ｇａｉｎ」に設定する。また、ステップＳ２０で対象スイッチＳＷ＃を開状態に切り替えると、ステップＳ５０において、スイッチＳＷＡ，ＳＷＢを開状態に切り替えるとともに、印加スイッチＳＷＸを閉状態に切り替える。続くステップＳ５２において、判定電圧ＶＥを取得する。判定電圧ＶＥの取得後、ステップＳ５４において、印加スイッチＳＷＸを開状態に切り替える。
【０１４５】
印加スイッチＳＷＸを開状態に切り替えると、ステップＳ５６において、ステップＳ５２で取得された判定電圧ＶＥを用いて、キャパシタＣＡの第２端子Ｎ２の電圧である電極電圧ＶＮ２を算出する。電極電圧ＶＮ２は、ゲインＧを用いて次の（式３）のように表される。
【０１４６】
ＶＮ２＝（ＶＥ−ＲＥＦ１）／Ｇ＋ＲＥＦ１・・・（式３）
続くステップＳ５８において、ステップＳ５６で算出された電極電圧ＶＮ２の絶対値が所定の第２判定閾値Ｖｔｈ２よりも小さいかを判定する。以下、第１実施形態で説明した判定閾値Ｖｔｈを第１判定閾値Ｖｔｈ１という。ここで、第２判定閾値Ｖｔｈ２は、制御部２７の電圧取得誤差により生じうる電極電圧ＶＮ２の絶対値における最大値に予め設定されている。第２判定閾値Ｖｔｈ２は、接地電圧に基づいて設定されている。具体的には、入力安定回路３２が正常である場合、電極電圧ＶＮ２は略０Ｖとなることから、第２判定閾値Ｖｔｈ２が、制御部２７の電圧取得誤差に相当する微少な電圧に設定されている。
【０１４７】
ステップＳ５８で肯定判定すると、ステップＳ６０において、入力安定回路３２が正常であると判定し、ステップＳ４０に進む。一方、ステップＳ５８で否定判定すると、ステップＳ６２において、入力安定回路３２が故障していると判定し、ステップＳ４０に進む。
【０１４８】
・以上説明した本実施形態によれば、入力安定回路３２が正常である場合、判定電圧ＶＥは、接地により略０Ｖとなる。一方、例えば印加スイッチＳＷＸのオープン故障など、入力安定回路３２が故障している場合、判定電圧ＶＥは不安定となり、略０Ｖから乖離する。そのため、判定電圧ＶＥが略０Ｖとなっていない場合には、入力安定回路３２が故障していると判定できる。
【０１４９】
（第３実施形態）
以下、第３実施形態について、先の第２の実施形態との相違点を中心に図１２及び図１３を参照しつつ説明する。図１２において、先の図１，図１０に示した部材と同一の部材については、便宜上、同一の符号を付して説明を省略する。また、図１３において、先の図２，図１１に示した処理と同一の処理については、便宜上、同一の符号を付して説明を省略する。
【０１５０】
本実施形態では、図１２に示すように、キャパシタ部２３が、直列接続された第１キャパシタＣＡＡと第２キャパシタＣＡＢとを有する点で、第２実施形態の電圧検出装置と異なる。第１，第２キャパシタＣＡＡ，ＣＡＢの間には接続端子として第４端子Ｎ４が設けられている。第４端子Ｎ４は、第１キャパシタＣＡＡと第２キャパシタＣＡＢとを接続する。なお、本実施形態において、第４端子Ｎ４が「接続点」に相当する。
【０１５１】
また、出力側スイッチ部２４が、スイッチＳＷＡ，ＳＷＢに加え、スイッチＳＷＤを備える点で異なる。スイッチＳＷＤの第１接点は第４端子Ｎ４に接続されており、第２接点はボルテージフォロア回路２５Ｃに接続されている。本実施形態では、スイッチＳＷＤとボルテージフォロア回路２５Ｃとを接続する接続線ＬＢに、入力安定回路３２が接続されている。
【０１５２】
また、ボルテージフォロア回路２５Ｃが、第１６抵抗器Ｒ１６を備える点で異なる。第３オペアンプ３０の正極側入力端子３０Ｂは、第１６抵抗器Ｒ１６を介してキャパシタＣＡの第４端子Ｎ４に接続されている。
【０１５３】
本実施形態では、入力安定回路３２は、キャパシタＣＡのうち、第４端子Ｎ４に接地電圧を印加する。印加スイッチＳＷＸは、接続線ＬＢとグランドとの間を開閉する。印加スイッチＳＷＸが閉状態となることで、スイッチＳＷＤを介してキャパシタＣＡの第４端子Ｎ４に接地電圧が印加される状態となる。また、印加スイッチＳＷＸが開状態となることで、第４端子Ｎ４にグランドが接続されない状態となる。つまり、印加スイッチＳＷＸは、キャパシタＣＡの第４端子Ｎ４に接地電圧が印加される状態と、接地電圧が印加されない状態とを切り替える。
【０１５４】
制御部２７は、スイッチＳＷＡ，ＳＷＢ，ＳＷＤを閉状態とし、印加スイッチＳＷＸを閉状態とした場合に、ボルテージフォロア回路２５Ｃから出力される出力電圧ＶＣを取得する。制御部２７は、接地電圧及び出力電圧ＶＣに基づいて入力安定回路３２の故障を判定する故障判定処理を実施する。
【０１５５】
続いて、図１３を用いて、本実施形態に係る故障判定処理について説明する。ここで、図１３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施される。なお、故障判定処理の開始時において、各スイッチＳＷｎ、スイッチＳＷＡ，ＳＷＢ，ＳＷＤ、及び印加スイッチＳＷＸは開状態に切り替えられている。
【０１５６】
本実施形態では、Ｓ１４において、ゲインＧを正の「Ｇａｉｎ」に設定する。また、ステップＳ２０で対象スイッチＳＷ＃を開状態に切り替えると、ステップＳ７０において、スイッチＳＷＡ，ＳＷＢ，ＳＷＤを閉状態に切り替えるとともに、印加スイッチＳＷＸを閉状態に切り替える。続くステップＳ７２において、出力電圧ＶＣを取得する。出力電圧ＶＣの取得後、ステップＳ７４において、スイッチＳＷＡ，ＳＷＢを開状態に切り替える。
【０１５７】
スイッチＳＷＡ，ＳＷＢを開状態に切り替えると、ステップＳ７６において、ステップＳ７２で取得された出力電圧ＶＣを用いて、キャパシタＣＡの第４端子Ｎ４の電圧である端子電圧ＶＮ４を算出する。端子電圧ＶＮ４は、ゲインＧを用いて次の（式４）のように表される。
【０１５８】
ＶＮ４＝（ＶＣ−ＲＥＦ３）／Ｇ＋ＲＥＦ３・・・（式４）
続くステップＳ７８において、ステップＳ７６で算出された端子電圧ＶＮ４の絶対値が所定の第２判定閾値Ｖｔｈ２よりも小さいかを判定する。ステップＳ７８で肯定判定すると、ステップＳ８０において、入力安定回路３２が正常であると判定し、ステップＳ４０に進む。一方、ステップＳ７８で否定判定すると、ステップＳ８２において、入力安定回路３２が故障していると判定し、ステップＳ４０に進む。
【０１５９】
・以上説明した本実施形態によれば、入力安定回路３２が正常である場合、出力電圧ＶＣは、接地により略０Ｖとなる。一方、例えば印加スイッチＳＷＸのオープン故障など、入力安定回路３２が故障している場合、出力電圧ＶＣは不安定となり、略０Ｖから乖離する。そのため、出力電圧ＶＣが略０Ｖとなっていない場合には、入力安定回路３２が故障していると判定できる。
【０１６０】
・本実施形態によれば、入力安定回路３２の故障を判定する際に、キャパシタ部２３の電圧の極性を正極性と負極性とで切り替える。これにより、キャパシタ部２３の電圧が正極性である場合におけるボルテージフォロア回路２５Ｃの特性ズレと、キャパシタ部２３の電圧が負極性である場合におけるボルテージフォロア回路２５Ｃの特性ズレとをそれぞれ検出することができる。
【０１６１】
（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。
【０１６２】
・上記実施形態では、組電池１０が６個の検出ブロックＡを備える例を示したが、これに限られず、２個以上５個未満の検出ブロックＡを備えていてもよければ、７個以上の検出ブロックＡを備えていてもよい。
【０１６３】
また、各検出ブロックＡ１〜Ａ６は、同数の電池セルを想定していたが、異なるセル数でもよい。
【０１６４】
・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。
【０１６５】
・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の電圧を増幅せずに出力する差動回路であってもよい。
【０１６６】
・上記実施形態では、電圧出力回路がボルテージフォロア回路２５Ｃである例を示したが、これに限られない。電圧出力回路は、第１，第２差動電圧検出回路に対して、入力インピーダンスが略等しく、且つ、出力インピーダンスが略等しい回路であればよく、例えば差動増幅回路であってもよい。
【０１６７】
・上記実施形態では、第１差動電圧検出回路と第２差動電圧検出回路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。第１差動電圧検出回路と第２差動電圧検出回路とが逆極性で動作する場合でも、例えば第１出力端子２６Ａと第３出力端子２６Ｃとが短絡した場合には、第１，第２差動電圧ＶＡ，ＶＢの一方の電圧のみが変化する。そのため、第１，第２差動電圧ＶＡ，ＶＢに基づいて第１差動電圧検出回路２５Ａの故障を適切に判定できる。
【０１６８】
・上記実施形態では、第１，第２基準電圧ＲＥＦ１，ＲＥＦ２と第３基準電圧ＲＥＦ３とを、各出力レンジＺ１，Ｚ２に対して逆側の電圧に設定する例を示したが、これに限られない。第３基準電圧ＲＥＦ３は、第１，第２基準電圧ＲＥＦ１，ＲＥＦ２と異なる電圧に設定されていればよい。例えば、第３基準電圧ＲＥＦ３が２．５Ｖに設定されている場合には、第３基準電圧ＲＥＦ３は、必ずしも切り替えられる必要がない。
【０１６９】
・上記第２実施形態では、入力安定回路３２が、スイッチＳＷＢと第１，第２差動電圧検出回路２５Ａ，２５Ｂとを接続する接続線ＬＡに接続されている例を示したが、これに限られず、スイッチＳＷＡと第１，第２差動電圧検出回路２５Ａ，２５Ｂとを接続する接続線に接続されてもよい。
【０１７０】
・上記第２実施形態では、入力安定回路３２の故障を判定する際に、第１差動電圧検出回路２５Ａから出力される電圧を取得する例を示したが、これに限られず、第２差動電圧検出回路２５Ｂから出力される電圧を取得してもよい。この場合、第２差動電圧検出回路２５Ｂが「第１差動電圧検出回路」に相当する。また、電極電圧ＶＮ２は、第２差動電圧検出回路２５Ｂを用いて取得された判定電圧ＶＥを用いて次の（式５）のように表される。
【０１７１】
ＶＮ２＝（ＶＥ−ＲＥＦ３）／Ｇ＋ＲＥＦ３・・・（式５）
・上記第２，第３実施形態では、入力安定回路３２の故障判定処理が、第１，第２差動電圧検出回路２５Ａ，２５Ｂの故障判定処理とは別に実施される例を示したが、これに限られない。入力安定回路３２の故障判定と、第１，第２差動電圧検出回路２５Ａ，２５Ｂの故障判定とが、１つの故障判定処理で実施されてもよい。
【符号の説明】
【０１７２】
１０…組電池、２０…電圧検出装置、２５Ａ…第１差動電圧検出回路、２５Ｂ…第２差動電圧検出回路、２５Ｃ…ボルテージフォロア回路、２６…基準電圧供給部、２６Ａ〜２６Ｃ…出力端子、２７…制御部、２７Ａ〜２７Ｃ…入力端子、Ａ１〜Ａ６…検出ブロック、ＣＡ…キャパシタ、ＳＷ１〜ＳＷ７…入力側の各スイッチ、ＳＷＡ，ＳＷＢ…出力側の各スイッチ。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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