(57)【要約】【課題】故障診断を適正に行うことができる電流検出装置を提供する。【解決手段】ＭＣＵ７０は、第１アンプ３１から出力された第１信号Ｖ１に基づいて電流を検出し、且つ、第３アンプ３３から出力された第３信号Ｖ３に基づいて故障を診断する。第１アンプ３１の増幅率と第２アンプ３２の増幅率との比は、第１アンプ３１に接続された第１及び第２シャント抵抗２１、２２の抵抗値と、第２アンプ３２に接続された第２シャント抵抗２２の抵抗値との比の逆比である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれが互いに直列に接続され主電源から負荷部に電力を共有する電源回路に設けられる第１及び第２抵抗と、
前記第２抵抗の前記第１抵抗とは反対側の端子に接続される第１正相入力端子、前記第１抵抗の前記第２抵抗とは反対側の端子に接続される第１逆相入力端子、及び、第１出力端子を含んで構成され、前記第１正相入力端子に印加された電圧と前記第１逆相入力端子に印加された電圧との差電圧を増幅した電流検出用且つ故障診断用の第１信号を前記第１出力端子から出力する第１増幅器と、
前記第１抵抗の端子と前記第２抵抗の端子とを接続する接続部に接続される第２正相入力端子、前記第２抵抗の前記第１抵抗とは反対側の端子に接続される第２逆相入力端子、及び、第２出力端子を含んで構成され、前記第２正相入力端子に印加された電圧と前記第２逆相入力端子に印加された電圧との差電圧を増幅した故障診断用の第２信号を前記第２出力端子から出力する第２増幅器と、
前記第１信号及び前記第２信号に基づいて故障診断用の第３信号を出力する第３増幅器と、
前記第１増幅器から出力された前記第１信号に基づいて電流を検出し、且つ、前記第３増幅器から出力された前記第３信号に基づいて故障を診断する制御部と、を備え、
前記第１増幅器の増幅率と前記第２増幅器の増幅率との比は、前記第１増幅器が接続された前記第１及び第２抵抗の抵抗値と、前記第２増幅器が接続された前記第２抵抗の抵抗値との比の逆比であることを特徴とする電流検出装置。
【請求項２】
前記第１増幅器及び前記制御部に接続され当該第１増幅器から出力された前記第１信号をＡ／Ｄ変換した前記第１信号を前記制御部に出力する第１Ａ／Ｄ変換器と、
前記第３増幅器及び前記制御部に接続され当該第３増幅器から出力された前記第３信号をＡ／Ｄ変換した前記第３信号を前記制御部に出力する第２Ａ／Ｄ変換器と、をさらに備え、
前記制御部は、電流検出の場合には前記第１Ａ／Ｄ変換器を駆動して前記第１信号を入力し、故障診断の場合には第２Ａ／Ｄ変換器を駆動して前記第３信号を入力する請求項１に記載の電流検出装置。
【請求項３】
前記第１Ａ／Ｄ変換器と前記制御部との間に設けられ前記第１Ａ／Ｄ変換器と前記制御部との間を電気的に絶縁した状態で接続し前記第１Ａ／Ｄ変換器によりＡ／Ｄ変換された前記第１信号を前記制御部に出力する第１絶縁回路と、
前記第２Ａ／Ｄ変換器と前記制御部との間に設けられ前記第２Ａ／Ｄ変換器と前記制御部との間を電気的に絶縁した状態で接続し前記第２Ａ／Ｄ変換器によりＡ／Ｄ変換された前記第３信号を前記制御部に出力する第２絶縁回路と、をさらに備える請求項２に記載の電流検出装置。
【請求項４】
故障診断用の電力を供給する故障診断用電源と、
前記第１増幅器及び前記第１Ａ／Ｄ変換器を接続する電流検出接続、又は、前記故障診断用電源及び前記第１Ａ／Ｄ変換器を接続する故障診断接続に切り替えるスイッチ回路と、をさらに備え、
前記制御部は、前記スイッチ回路を制御し前記電流検出接続とすることで前記第１増幅器から前記第１Ａ／Ｄ変換器に出力された前記第１信号に基づいて電流を検出し、
前記スイッチ回路を制御し前記故障診断接続とすることで前記故障診断用電源から前記第１Ａ／Ｄ変換器及び前記第１絶縁回路に供給された電力の電圧値に基づいて前記第１Ａ／Ｄ変換器及び前記第１絶縁回路の故障を診断する請求項３に記載の電流検出装置。
【請求項５】
それぞれが互いに直列に接続され主電源から負荷部に電力を共有する電源回路に設けられる第１及び第２抵抗と、
前記第２抵抗の前記第１抵抗とは反対側の端子に接続される第１正相入力端子、前記第１抵抗の前記第２抵抗とは反対側の端子に接続される第１逆相入力端子、及び、第１出力端子を含んで構成され、前記第１正相入力端子に印加された電圧と前記第１逆相入力端子に印加された電圧との差電圧を増幅した電流検出用且つ故障診断用の第１信号を前記第１出力端子から出力する第１増幅器と、
前記第１抵抗の前記第２抵抗とは反対側の端子に接続される第２正相入力端子、前記第１抵抗の前記第２抵抗側の端子に接続される第２逆相入力端子、及び、第２出力端子を含んで構成され、前記第２正相入力端子に印加された電圧と前記第２逆相入力端子に印加された電圧との差電圧を増幅した故障診断用の第２信号を前記第２出力端子から出力する第２増幅器と、
前記第１信号及び前記第２信号に基づいて故障診断用の第３信号を出力する第３増幅器と、
前記第１増幅器から出力された前記第１信号に基づいて電流を検出し、且つ、前記第３増幅器から出力された前記第３信号に基づいて故障を診断する制御部と、を備え、
前記第１増幅器の増幅率と前記第２増幅器の増幅率との比は、前記第１増幅器が接続された前記第１及び第２抵抗の抵抗値と、前記第２増幅器が接続された前記第２抵抗の抵抗値との比の逆比であることを特徴とする電流検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電流検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電流検出装置として、例えば、特許文献１には、車両用の電源回路に流れる電流を電流検出線を介して検出する電流検出回路が開示されている。この電流検出回路は、電流検出線の断線による故障を検出する故障検出回路を備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１３９２２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上述の特許文献１に記載の電流検出回路は、例えば、当該電流検出回路の故障を検出する点で更なる改善の余地がある。
【０００５】
そこで、本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、故障診断を適正に行うことができる電流検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る電流検出装置は、それぞれが互いに直列に接続され主電源から負荷部に電力を共有する電源回路に設けられる第１及び第２抵抗と、前記第２抵抗の前記第１抵抗とは反対側の端子に接続される第１正相入力端子、前記第１抵抗の前記第２抵抗とは反対側の端子に接続される第１逆相入力端子、及び、第１出力端子を含んで構成され、前記第１正相入力端子に印加された電圧と前記第１逆相入力端子に印加された電圧との差電圧を増幅した電流検出用且つ故障診断用の第１信号を前記第１出力端子から出力する第１増幅器と、前記第１抵抗の端子と前記第２抵抗の端子とを接続する接続部に接続される第２正相入力端子、前記第２抵抗の前記第１抵抗とは反対側の端子に接続される第２逆相入力端子、及び、第２出力端子を含んで構成され、前記第２正相入力端子に印加された電圧と前記第２逆相入力端子に印加された電圧との差電圧を増幅した故障診断用の第２信号を前記第２出力端子から出力する第２増幅器と、前記第１信号及び前記第２信号に基づいて故障診断用の第３信号を出力する第３増幅器と、前記第１増幅器から出力された前記第１信号に基づいて電流を検出し、且つ、前記第３増幅器から出力された前記第３信号に基づいて故障を診断する制御部と、を備え、前記第１増幅器の増幅率と前記第２増幅器の増幅率との比は、前記第１増幅器が接続された前記第１及び第２抵抗の抵抗値と、前記第２増幅器が接続された前記第２抵抗の抵抗値との比の逆比であることを特徴とする。
【０００７】
前記第１信号及び前記第２信号に基づいて故障診断用の第３信号を出力する第３増幅器と、前記第１増幅器から出力された前記第１信号に基づいて電流を検出し、且つ、前記第３増幅器から出力された前記第３信号に基づいて故障を診断する制御部と、を備え、前記第１増幅器の増幅率と前記第２増幅器の増幅率との比は、前記第１増幅器が接続された前記第１及び第２抵抗の抵抗値と、前記第２増幅器が接続された前記第２抵抗の抵抗値との比の逆比であることを特徴とする。
【０００８】
上記電流検出装置において、前記第１増幅器及び前記制御部に接続され当該第１増幅器から出力された前記第１信号をＡ／Ｄ変換した前記第１信号を前記制御部に出力する第１Ａ／Ｄ変換器と、前記第３増幅器及び前記制御部に接続され当該第３増幅器から出力された前記第３信号をＡ／Ｄ変換した前記第３信号を前記制御部に出力する第２Ａ／Ｄ変換器と、をさらに備え、前記制御部は、電流検出の場合には前記第１Ａ／Ｄ変換器を駆動して前記第１信号を入力し、故障診断の場合には第２Ａ／Ｄ変換器を駆動して前記第３信号を入力することが好ましい。
【０００９】
上記電流検出装置において、前記第１Ａ／Ｄ変換器と前記制御部との間に設けられ前記第１Ａ／Ｄ変換器と前記制御部との間を電気的に絶縁した状態で接続し前記第１Ａ／Ｄ変換器によりＡ／Ｄ変換された前記第１信号を前記制御部に出力する第１絶縁回路と、前記第２Ａ／Ｄ変換器と前記制御部との間に設けられ前記第２Ａ／Ｄ変換器と前記制御部との間を電気的に絶縁した状態で接続し前記第２Ａ／Ｄ変換器によりＡ／Ｄ変換された前記第３信号を前記制御部に出力する第２絶縁回路と、をさらに備えることが好ましい。
【００１０】
上記電流検出装置において、故障診断用の電力を供給する故障診断用電源と、前記第１増幅器及び前記第１Ａ／Ｄ変換器を接続する電流検出接続、又は、前記故障診断用電源及び前記第１Ａ／Ｄ変換器を接続する故障診断接続に切り替えるスイッチ回路と、をさらに備え、前記制御部は、前記スイッチ回路を制御し前記電流検出接続とすることで前記第１増幅器から前記第１Ａ／Ｄ変換器に出力された前記第１信号に基づいて電流を検出し、前記スイッチ回路を制御し前記故障診断接続とすることで前記故障診断用電源から前記第１Ａ／Ｄ変換器及び前記第１絶縁回路に供給された電力の電圧値に基づいて前記第１Ａ／Ｄ変換器及び前記第１絶縁回路の故障を診断することが好ましい。
【００１１】
本発明に係る電流検出装置は、それぞれが互いに直列に接続され主電源から負荷部に電力を共有する電源回路に設けられる第１及び第２抵抗と、前記第２抵抗の前記第１抵抗とは反対側の端子に接続される第１正相入力端子、前記第１抵抗の前記第２抵抗とは反対側の端子に接続される第１逆相入力端子、及び、第１出力端子を含んで構成され、前記第１正相入力端子に印加された電圧と前記第１逆相入力端子に印加された電圧との差電圧を増幅した電流検出用且つ故障診断用の第１信号を前記第１出力端子から出力する第１増幅器と、前記第１抵抗の前記第２抵抗とは反対側の端子に接続される第２正相入力端子、前記第１抵抗の前記第２抵抗側の端子に接続される第２逆相入力端子、及び、第２出力端子を含んで構成され、前記第２正相入力端子に印加された電圧と前記第２逆相入力端子に印加された電圧との差電圧を増幅した故障診断用の第２信号を前記第２出力端子から出力する第２増幅器と、前記第１信号及び前記第２信号に基づいて故障診断用の第３信号を出力する第３増幅器と、前記第１増幅器から出力された前記第１信号に基づいて電流を検出し、且つ、前記第３増幅器から出力された前記第３信号に基づいて故障を診断する制御部と、を備え、前記第１増幅器の増幅率と前記第２増幅器の増幅率との比は、前記第１増幅器が接続された前記第１及び第２抵抗の抵抗値と、前記第２増幅器が接続された前記第２抵抗の抵抗値との比の逆比であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る電流検出装置は、第１増幅器の増幅率と第２増幅器の増幅率との比が、第１増幅器が接続された第１及び第２抵抗の抵抗値と、第２増幅器が接続された第２抵抗の抵抗値との比の逆比である。この構成により、電流検出装置は、正常時に一定の電圧で出力される第３信号に基づいて故障診断を適正に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、実施形態１に係る電流検出装置の構成例を示すブロック図である。
【図２】図２は、実施形態１に係る電流検出装置の故障診断出力の一例を示す図である。
【図３】図３は、実施形態１に係る電流検出装置の動作例を示すフローチャートである。
【図４】図４は、実施形態２に係る電流検出装置の構成例を示すブロック図である。
【図５】図５は、実施形態３に係る電流検出装置の構成例を示すブロック図である。
【図６】図６は、実施形態４に係る電流検出装置の構成例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。
【００１５】
〔実施形態１〕
実施形態１に係る電流検出装置１ついて説明する。電流検出装置１は、高圧回路２（電源回路）に流れる電流を検出し、且つ、当該電流検出装置１の故障を診断するものである。高圧回路２は、例えば、車両に搭載され、主電源としての高圧バッテリ２ａと、負荷部２ｂとを含んで構成される。高圧バッテリ２ａは、電力を蓄電（充電）可能な蓄電装置であり、電力を蓄電し必要に応じて放電可能である種々の形式の二次電池を用いることができる。ここでは、高圧バッテリ２ａは、例えば、電気自動車やハイブリッド車等の車両に搭載される。負荷部２ｂは、例えば、車両のインバータやモータジェネレータ等を含んで構成される。インバータは、高圧バッテリ２ａから供給される直流電力を交流電力に変換しモータジェネレータ等に供給する。モータジェネレータは、車両の走行用の動力を発生させる回転電機であり、当該インバータから供給される交流電力によって駆動する。また、モータジェネレータは、車両のブレーキをかける際に生まれる回生エネルギーをインバータを介して高圧バッテリ２ａに供給する。なお、負荷部２ｂは、インバータやモータジェネレータ等に限定されず、その他の構成要素により構成されてもよい。
【００１６】
電流検出装置１は、高圧回路２に流れる電流を検出し、且つ、当該電流検出装置１の故障を診断する。電流検出装置１は、例えば、電力供給部１０と、第１抵抗としての第１シャント抵抗２１と、第２抵抗としての第２シャント抵抗２２と、第１増幅器としての第１アンプ３１と、第２増幅器としての第２アンプ３２と、第３増幅器としての第３アンプ３３と、第１Ａ／Ｄ変換器４１と、第２Ａ／Ｄ変換器４２と、第１絶縁回路としての第１デジタルアイソレータ５１と、第２絶縁回路としての第２デジタルアイソレータ５２と、スイッチ回路６０と、制御部としてのＭＣＵ７０（Ｍｉｃｒｏ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）とを備える。また、電流検出装置１は、電流を検出する電流検出回路１０１と、故障を診断する第１及び第２故障診断回路１０２、１０３とを備える。電流検出回路１０１は、第１及び第２シャント抵抗２１、２２、第１アンプ３１、第１Ａ／Ｄ変換器４１、第１デジタルアイソレータ５１、スイッチ回路６０、及び、ＭＣＵ７０を含んで構成される。第１故障診断回路１０２は、第１及び第２シャント抵抗２１、２２、第１〜第３アンプ３１〜３３、第２Ａ／Ｄ変換器４２、第２デジタルアイソレータ５２、及び、ＭＣＵ７０を含んで構成される。第２故障診断回路１０３は、後述する高圧側電源１１ｂ、アンプ電力供給部１２、スイッチ回路６０、第１Ａ／Ｄ変換器４１、第１デジタルアイソレータ５１、及び、ＭＣＵ７０を含んで構成される。
【００１７】
電力供給部１０は、第１〜第３アンプ３１〜３３、第１及び第２Ａ／Ｄ変換器４１、４２、第１及び第２デジタルアイソレータ５１、５２、スイッチ回路６０、及び、ＭＣＵ７０に電力を供給するものである。電力供給部１０は、電源部１１と、アンプ電力供給部１２とを含んで構成される。電源部１１は、低圧側電源１１ａと、故障診断用電源としての高圧側電源１１ｂと、絶縁トランス１１ｃとを含んで構成される。低圧側電源１１ａは、低圧側に電力を供給するものである。低圧側電源１１ａは、ＭＣＵ７０に接続され、当該ＭＣＵ７０に電力（電圧５Ｖ）を供給する。高圧側電源１１ｂは、高圧側に電力を供給するものである。高圧側電源１１ｂは、第１及び第２Ａ／Ｄ変換器４１、４２、第１及び第２デジタルアイソレータ５１、５２、及び、スイッチ回路６０を含む電子機器に接続され、これらの電子機器に電力（電圧５Ｖ）を供給する。高圧側電源１１ｂは、スイッチ回路６０を介して第１Ａ／Ｄ変換器４１及び第１デジタルアイソレータ５１に接続され、当該第１Ａ／Ｄ変換器４１及び第１デジタルアイソレータ５１に故障診断用の電力を供給する。絶縁トランス１１ｃは、高圧側電源１１ｂと低圧側電源１１ａとの間に設けられ、高圧側電源１１ｂと低圧側電源１１ａとの間を絶縁する。アンプ電力供給部１２は、高圧側電源１１ｂ及び第１〜第３アンプ３１〜３３に接続され、高圧側電源１１ｂの電圧（５Ｖ）を中間電位である電圧（２．５Ｖ）に降圧し当該電圧（２．５Ｖ）を第１及び第２アンプ３１、３２の後述する第１及び第２リファレンス入力端子３１ａ、３２ａに印加する。また、アンプ電力供給部１２は、電圧（２．５Ｖ）を第３アンプ３３の後述する第３逆相入力端子３３ｃに印加する。
【００１８】
第１及び第２シャント抵抗２１、２２は、それぞれが互いに直列に接続され、高圧バッテリ２ａから負荷部２ｂに電力を共有する高圧回路２に設けられる。第１シャント抵抗２１は、第２シャント抵抗２２とは反対側の端子である第１端子２１ａと、第２シャント抵抗２２側の端子である第２端子２１ｂとを含んで構成される。第２シャント抵抗２２は、第１シャント抵抗２１側の端子である第１端子２２ａと、第１シャント抵抗２１とは反対側の端子である第２端子２２ｂとを含んで構成される。第１シャント抵抗２１は、例えば、第１端子２１ａが負荷部２ｂに接続され、第２端子２１ｂが第２シャント抵抗２２の第１端子２２ａに接続されている。第２シャント抵抗２２は、第１端子２２ａが第１シャント抵抗２１の第２端子２１ｂに接続され、第２端子２２ｂが高圧バッテリ２ａに接続されている。第１シャント抵抗２１と第２シャント抵抗２２とは、例えば、同じ抵抗値である。
【００１９】
第１アンプ３１は、差電圧を増幅するものである。第１アンプ３１は、例えば、増幅率が１０倍である。ここで、増幅率とは、周知の通り、出力電圧の大きさを入力電圧の大きさで割った値である。第１アンプ３１は、第１リファレンス入力端子３１ａと、第１正相入力端子３１ｂと、第１逆相入力端子３１ｃと、第１出力端子３１ｄとを含んで構成される。第１リファレンス入力端子３１ａは、アンプ電力供給部１２に接続され、アンプ電力供給部１２から供給される電力の電圧（２．５Ｖ）が印加される。第１アンプ３１は、この電圧（２．５Ｖ）を基準にして後述する第１信号Ｖ１を出力する。第１正相入力端子３１ｂは、第２シャント抵抗２２の第２端子２２ｂに接続され、第２シャント抵抗２２の第２端子２２ｂにかかる電圧が印加される。第１逆相入力端子３１ｃは、第１シャント抵抗２１の第１端子２１ａに接続され、第１シャント抵抗２１の第１端子２１ａにかかる電圧が印加される。第１アンプ３１は、第１正相入力端子３１ｂに印加された電圧と第１逆相入力端子３１ｃに印加された電圧との差電圧を増幅する。第１アンプ３１は、例えば、当該差電圧を１０倍に増幅する。そして、第１アンプ３１は、増幅した差電圧を電流検出用且つ故障診断用の第１信号Ｖ１として第１出力端子３１ｄから出力する。第１アンプ３１は、例えば、０．５Ｖ〜４．５Ｖの範囲で第１信号Ｖ１を出力する。
【００２０】
第２アンプ３２は、差電圧を増幅するものである。第２アンプ３２は、例えば、増幅率が２０倍である。第１アンプ３１及び第２アンプ３２の増幅率は、接続される第１及び第２シャント抵抗２１、２２の抵抗値の比に基づいて予め定められる。第１アンプ３１の増幅率と第２アンプ３２の増幅率との比は、第１アンプ３１に接続された第１及び第２シャント抵抗２１、２２の抵抗値と、第２アンプ３２に接続された第２シャント抵抗２２の抵抗値との比の逆比である。本実施形態１では、第１アンプ３１の増幅率と第２アンプ３２の増幅率との比は、第１アンプ３１に接続された第１及び第２シャント抵抗２１、２２の抵抗値と、第２アンプ３２に接続された第２シャント抵抗２２の抵抗値との比が２対１であるので、その逆比として１対２である。この結果、第２アンプ３２の増幅率は、第１アンプ３１の増幅率を１０倍としたとき、上記逆比に基づいて２０倍となる。これにより、第１及び第２アンプ３１、３２は、図２に示すように、第１アンプ３１及び第２アンプ３２の各出力を２．５Ｖを境界にして線対称にすることができ、第１及び第２アンプ３１、３２の出力の合成電圧を一定（５Ｖ）にすることができる。第２アンプ３２は、第２リファレンス入力端子３２ａと、第２正相入力端子３２ｂと、第２逆相入力端子３２ｃと、第２出力端子３２ｄとを含んで構成される。第２リファレンス入力端子３２ａは、アンプ電力供給部１２に接続され、アンプ電力供給部１２から供給される電力の電圧（２．５Ｖ）が印加される。第２アンプ３２は、この電圧（２．５Ｖ）を基準にして後述する第２信号Ｖ２を出力する。第２正相入力端子３２ｂは、第１シャント抵抗２１の第２端子２１ｂと第２シャント抵抗２２の第１端子２２ａとを接続する接続部Ｐに接続され、当該接続部Ｐにかかる電圧が印加される。第２逆相入力端子３２ｃは、第２シャント抵抗２２の第２端子２２ｂに接続され、当該第２シャント抵抗２２の第２端子２２ｂに係る電圧が印加される。第２アンプ３２は、第２正相入力端子３２ｂに印加された電圧と第２逆相入力端子３２ｃに印加された電圧との差電圧を増幅する。第２アンプ３２は、例えば、当該差電圧を２０倍に増幅する。そして、第２アンプ３２は、増幅した差電圧を故障診断用の第２信号Ｖ２として第２出力端子３２ｄから出力する。第２アンプ３２は、例えば、０．５Ｖ〜４．５Ｖの範囲で第２信号Ｖ２を出力する。
【００２１】
第３アンプ３３は、第３リファレンス入力端子（図示省略）と、第３正相入力端子３３ｂと、第３逆相入力端子３３ｃと、第３出力端子３３ｄとを含んで構成される。第３リファレンス入力端子は、グランドに接続されている。第３正相入力端子３３ｂは、第１アンプ３１の第１出力端子３１ｄ及び第２アンプ３２の第２出力端子３２ｄに接続され、第１出力端子３１ｄから出力される電圧（第１信号Ｖ１）と第２出力端子３２ｄから出力される電圧（第２信号Ｖ２）とを合成した合成電圧（５Ｖ）が印加される。なお、第１アンプ３１の第１出力端子３１ｄと第３アンプ３３の第３正相入力端子３３ｂとの間には、ダイオードＤが設けられている。このダイオードＤは、アノード端子が第１アンプ３１の第１出力端子３１ｄに接続され、カソード端子が第３アンプ３３の第３正相入力端子３３ｂに接続されている。ダイオードＤは、第１アンプ３１の第１出力端子３１ｄから第３アンプ３３の第３正相入力端子３３ｂに電流を流す。第３正相入力端子３３ｂは、第１及び第２シャント抵抗２１、２２並びに第１及び第２アンプ３１、３２に異常がない場合、原則５Ｖの一定の合成電圧が印加される。これは、第１アンプ３１と第２アンプ３２とが反転するように第１及び第２シャント抵抗２１、２２に接続されているためである。つまり、第１アンプ３１が出力する第１信号Ｖ１と第２アンプ３２が出力する第２信号Ｖ２とは、互いに逆位相となるためである（図２参照）。第１及び第２アンプ３１、３２は、例えば、図２に示すように、０．５Ｖ〜４．５Ｖの範囲で第１及び第２信号Ｖ１、Ｖ２をそれぞれ出力する。なお、第３正相入力端子３３ｂに印加される５Ｖの合成電圧は、第１及び第２シャント抵抗２１、２２並びに第１及び第２アンプ３１、３２が有する誤差やノイズ等により多少上下する場合がある。第３逆相入力端子３３ｃは、アンプ電力供給部１２に接続され、アンプ電力供給部１２から供給される電力の電圧（２．５Ｖ）が印加される。第３アンプ３３は、第３正相入力端子３３ｂに印加された電圧（５Ｖ）と第３逆相入力端子３３ｃに印加された電圧（２．５Ｖ）との差電圧（２．５Ｖ）を出力する。つまり、第３アンプ３３は、この差電圧（２．５Ｖ）を故障診断用の第３信号Ｖ３として第３出力端子３３ｄから出力する。第３アンプ３３は、上述のように、第３正相入力端子３３ｂに５Ｖの合成電圧が印加され、且つ、第３逆相入力端子３３ｃに２．５Ｖの電圧が印加されるので、第１及び第２シャント抵抗２１、２２並びに第１〜第３アンプ３１〜３３に異常がない場合、電圧が２．５Ｖの故障診断用の第３信号Ｖ３を出力する。なお、この故障診断用の第３信号Ｖ３は、第１及び第２シャント抵抗２１、２２並びに第１〜第３アンプ３１〜３３が有する誤差やノイズ等により多少上下する場合がある。このため、本実施形態１では、ＭＣＵ７０は、２．５Ｖを中心値として上下に一定の電圧値の幅を有する基準範囲Ｋを故障の診断基準としている。この基準範囲Ｋは、例えば、中心値（２．５Ｖ）よりも大きい上限値Ｋ１と中心値（２．５Ｖ）よりも小さい下限値Ｋ２との間の範囲である。なお、第３アンプ３３は、増幅率を相対的に大きくすることにより故障診断の精度を向上させることができる。
【００２２】
第１Ａ／Ｄ変換器４１は、アナログ信号をデジタル信号に変換するものである。第１Ａ／Ｄ変換器４１は、例えば、スイッチ回路６０を介して第１アンプ３１に接続され、且つ、第１デジタルアイソレータ５１に接続されている。第１Ａ／Ｄ変換器４１は、第１アンプ３１からスイッチ回路６０を介して出力された電流検出用の第１信号Ｖ１をＡ／Ｄ変換する。そして、第１Ａ／Ｄ変換器４１は、Ａ／Ｄ変換した電流検出用の第１信号Ｖ１を第１デジタルアイソレータ５１に出力する。第１Ａ／Ｄ変換器４１は、第１デジタルアイソレータ５１を介してＭＣＵ７０に接続され、当該ＭＣＵ７０から出力される第１Ａ／Ｄ選択信号に基づいて駆動する。ここで、第１Ａ／Ｄ選択信号は、第１Ａ／Ｄ変換器４１を動作させるための信号である。第１Ａ／Ｄ変換器４１は、例えば、第１Ａ／Ｄ選択信号が駆動することを示す場合には駆動し、第１Ａ／Ｄ選択信号が駆動停止することを示す場合には駆動停止する。また、第１Ａ／Ｄ変換器４１は、ＭＣＵ７０から出力されるＣＬＯＣＫ信号に基づいてＡ／Ｄ変換する。ここで、ＣＬＯＣＫ信号は、例えば、第１及び第２Ａ／Ｄ変換器４１、４２がＡ／Ｄ変換する際の動作周波数である。
【００２３】
第２Ａ／Ｄ変換器４２は、アナログ信号をデジタル信号に変換するものである。第２Ａ／Ｄ変換器４２は、第３アンプ３３及び第２デジタルアイソレータ５２に接続され、当該第３アンプ３３から出力された故障診断用の第３信号Ｖ３をＡ／Ｄ変換する。そして、第２Ａ／Ｄ変換器４２は、Ａ／Ｄ変換した故障診断用の第３信号Ｖ３を第２デジタルアイソレータ５２に出力する。第２Ａ／Ｄ変換器４２は、第２デジタルアイソレータ５２を介してＭＣＵ７０に接続され、当該ＭＣＵ７０から出力される第２Ａ／Ｄ選択信号に基づいて駆動する。ここで、第２Ａ／Ｄ選択信号は、第２Ａ／Ｄ変換器４２を動作させるための信号である。第２Ａ／Ｄ変換器４２は、例えば、第２Ａ／Ｄ選択信号が駆動することを示す場合には駆動し、第２Ａ／Ｄ選択信号が駆動停止することを示す場合には駆動停止する。また、第２Ａ／Ｄ変換器４２は、ＭＣＵ７０から出力されるＣＬＯＣＫ信号に基づいてＡ／Ｄ変換する。なお、第１及び第２Ａ／Ｄ変換器４１、４２は、高精度の第１〜第３アンプ３１〜３３を用いた場合、分解能を十分高くすることで高精度な出力を得ることができる。
【００２４】
第１デジタルアイソレータ５１は、各電子機器の間を絶縁するものである。第１デジタルアイソレータ５１は、例えば、第１Ａ／Ｄ変換器４１とＭＣＵ７０との間に設けられ、第１Ａ／Ｄ変換器４１とＭＣＵ７０との間を電気的に絶縁した状態で接続する。第１デジタルアイソレータ５１は、例えば、第１Ａ／Ｄ変換器４１とＭＣＵ７０との間を電気的に絶縁した状態で光学的又は電磁的に接続する。第１デジタルアイソレータ５１は、第１Ａ／Ｄ変換器４１によりＡ／Ｄ変換された第１信号Ｖ１をＭＣＵ７０に出力する。また、第１デジタルアイソレータ５１は、ＭＣＵ７０から出力された第１Ａ／Ｄ選択信号、ＣＬＯＣＫ信号、及び、指令信号等を第１Ａ／Ｄ変換器４１に出力する。また、第１デジタルアイソレータ５１は、ＭＣＵ７０から出力されたＣＬＯＣＫ信号を第２Ａ／Ｄ変換器４２に出力する。
【００２５】
第２デジタルアイソレータ５２は、各電子機器の間を絶縁するものである。第２デジタルアイソレータ５２は、例えば、第２Ａ／Ｄ変換器４２とＭＣＵ７０との間に設けられ、第２Ａ／Ｄ変換器４２とＭＣＵ７０との間を電気的に絶縁した状態で接続する。第２デジタルアイソレータ５２は、例えば、第２Ａ／Ｄ変換器４２とＭＣＵ７０との間を電気的に絶縁した状態で光学的又は電磁的に接続する。第２デジタルアイソレータ５２は、第２Ａ／Ｄ変換器４２によりＡ／Ｄ変換された第３信号Ｖ３をＭＣＵ７０に出力する。また、第２デジタルアイソレータ５２は、ＭＣＵ７０から出力された第２Ａ／Ｄ選択信号、スイッチ切替信号、及び、指令信号等を第２Ａ／Ｄ変換器４２に出力する。
【００２６】
スイッチ回路６０は、電気的な接続を切り替えるものである。スイッチ回路６０は、第１アンプ３１の第１出力端子３１ｄに接続される第１接点６１、第１Ａ／Ｄ変換器４１に接続される第２接点６２、及び、高圧側電源１１ｂに接続される第３接点６３を含んで構成される。スイッチ回路６０は、スイッチ切替信号に基づいて、第１接点６１及び第２接点６２を接続する電流検出接続、又は、第２接点６２及び第３接点６３を接続する故障診断接続としての第１故障診断接続に切り替える。ここで、スイッチ切替信号は、電流検出接続又は第１故障診断接続にスイッチ回路６０を切り替えるための信号である。スイッチ回路６０は、電流検出接続に切り替えた場合、第１アンプ３１及び第１Ａ／Ｄ変換器４１を電気的に接続する。これにより、第１アンプ３１は、第１Ａ／Ｄ変換器４１に電流検出用の第１信号Ｖ１を出力することができる。また、スイッチ回路６０は、第１故障診断接続に切り替えた場合、高圧側電源１１ｂ及び第１Ａ／Ｄ変換器４１を電気的に接続する。これにより、高圧側電源１１ｂは、第１Ａ／Ｄ変換器４１及び第１デジタルアイソレータ５１に故障診断用の電力を供給することができる。
【００２７】
ＭＣＵ７０は、電子機器を制御するものである。ＭＣＵ７０は、ＣＰＵ、記憶部を構成するＲＯＭ、ＲＡＭ及びインターフェースを含む周知のマイクロコンピュータを主体とする電子回路を含んで構成される。ＭＣＵ７０は、第１デジタルアイソレータ５１を介して第１及び第２Ａ／Ｄ変換器４１、４２に接続されている。また、ＭＣＵ７０は、第２デジタルアイソレータ５２を介して第１及び第２Ａ／Ｄ変換器４１、４２、並びに、スイッチ回路６０に接続されている。ＭＣＵ７０は、第１通信入力部７１と、第１通信出力部７２と、ＣＬＯＣＫ信号生成部７３と、第１Ａ／Ｄ選択信号生成部７４と、スイッチ切替信号生成部７５と、第２通信出力部７６と、第２通信入力部７７と、第２Ａ／Ｄ選択信号生成部７８とを含んで構成される。
【００２８】
第１通信入力部７１は、信号を入力する入力部である。第１通信入力部７１は、例えば、第１アンプ３１から出力された電流検出用の第１信号Ｖ１を第１Ａ／Ｄ変換器４１及び第１デジタルアイソレータ５１を介してを介して入力する。第１通信出力部７２は、信号を出力する出力部である。第１通信出力部７２は、例えば、指令信号を第１デジタルアイソレータ５１を介して第１及び第２Ａ／Ｄ変換器４１、４２に出力する。ここで、指令信号は、第１及び第２Ａ／Ｄ変換器４１、４２を制御するための信号である。ＣＬＯＣＫ信号生成部７３は、ＣＬＯＣＫ信号を生成する生成部である。ＣＬＯＣＫ信号生成部７３は、生成したＣＬＯＣＫ信号を第１デジタルアイソレータ５１を介して第１及び第２Ａ／Ｄ変換器４１、４２に出力する。第１Ａ／Ｄ選択信号生成部７４は、第１Ａ／Ｄ選択信号を生成する生成部である。第１Ａ／Ｄ選択信号生成部７４は、生成した第１Ａ／Ｄ選択信号を第１デジタルアイソレータ５１を介して第１Ａ／Ｄ変換器４１に出力する。
【００２９】
スイッチ切替信号生成部７５は、スイッチ切替信号を生成する生成部である。スイッチ切替信号生成部７５は、生成したスイッチ切替信号を第２デジタルアイソレータ５２を介してスイッチ回路６０に出力する。第２通信入力部７７は、信号を入力する入力部である。第２通信入力部７７は、第３アンプ３３から出力された故障診断用の第２信号Ｖ２を第２Ａ／Ｄ変換器４２及び第２デジタルアイソレータ５２を介して入力する。第２通信出力部７６は、信号を出力する出力部である。第２通信出力部７６は、例えば、指令信号を第２デジタルアイソレータ５２を介して第１及び第２Ａ／Ｄ変換器４１、４２に出力する。第２Ａ／Ｄ選択信号生成部７８は、第２Ａ／Ｄ選択信号を生成する生成部である。第２Ａ／Ｄ選択信号生成部７８は、生成した第２Ａ／Ｄ選択信号を第２デジタルアイソレータ５２を介して第２Ａ／Ｄ変換器４２に出力する。
【００３０】
ＭＣＵ７０は、電流検出回路１０１において高圧回路２の電流を検出する。ＭＣＵ７０は、例えば、スイッチ回路６０を電流検出接続に切り替え、第２Ａ／Ｄ変換器４２を駆動停止させて第１Ａ／Ｄ変換器４１を駆動させる。これにより、ＭＣＵ７０は、スイッチ回路６０、第１Ａ／Ｄ変換器４１、及び、第１デジタルアイソレータ５１を介して電流検出用の第１信号Ｖ１を第１アンプ３１から入力することができる。ＭＣＵ７０は、入力した電流検出用の第１信号Ｖ１に基づいて電流を検出する。
【００３１】
また、ＭＣＵ７０は、第１故障診断回路１０２において故障診断を行う。ＭＣＵ７０は、例えば、第１Ａ／Ｄ変換器４１を駆動停止させて第２Ａ／Ｄ変換器４２を駆動させる。これにより、ＭＣＵ７０は、第２Ａ／Ｄ変換器４２及び第２デジタルアイソレータ５２を介して故障診断用の第３信号Ｖ３を第３アンプ３３から入力することができる。ＭＣＵ７０は、入力した故障診断用の第３信号Ｖ３に基づいて故障を診断する。ＭＣＵ７０は、例えば、故障診断用の第３信号Ｖ３に基づいて、第１及び第２シャント抵抗２１、２２、第１〜第３アンプ３１〜３３、第２Ａ／Ｄ変換器４２、及び、第２デジタルアイソレータ５２を含む第１対象の故障を診断する。ＭＣＵ７０は、故障診断用の第３信号Ｖ３が基準範囲Ｋ内であるか否かを診断する。ＭＣＵ７０は、故障診断用の第３信号Ｖ３が基準範囲Ｋ外の場合、上記第１対象の少なくとも一つが故障していると診断する。また、ＭＣＵ７０は、故障診断用の第３信号Ｖ３が基準範囲Ｋ内の場合、上記第１対象が全て故障していないと診断する。
【００３２】
また、ＭＣＵ７０は、第２故障診断回路１０３において上記第１対象とは異なる電子機器の故障を診断する。つまり、ＭＣＵ７０は、第１Ａ／Ｄ変換器４１及び第１デジタルアイソレータ５１を含む第２対象の故障を診断する。この場合、ＭＣＵ７０は、例えば、第２Ａ／Ｄ変換器４２を駆動停止させ、第１Ａ／Ｄ変換器４１を駆動させる。そして、ＭＣＵ７０は、スイッチ回路６０を第１故障診断接続に切り替え、高圧側電源１１ｂから第１Ａ／Ｄ変換器４１及び第１デジタルアイソレータ５１に電力を供給する。そして、ＭＣＵ７０は、高圧側電源１１ｂから供給された電力の電圧値である第１電圧値（５Ｖ）に基づいて当該第１Ａ／Ｄ変換器４１及び第１デジタルアイソレータ５１の故障を診断する。ＭＣＵ７０は、例えば、第１電圧値と予め定められた判定用電圧値とが異なる場合、第１Ａ／Ｄ変換器４１又は第１デジタルアイソレータ５１の少なくとも一方が故障していると診断する。また、ＭＣＵ７０は、第１電圧値と判定用電圧値とが一致する場合、第１Ａ／Ｄ変換器４１及び第１デジタルアイソレータ５１が故障していないと診断する。なお、判定用電圧値は、第１Ａ／Ｄ変換器４１及び第１デジタルアイソレータ５１が有する誤差やノイズ等を考慮して一定の幅を持たせてもよい。
【００３３】
次に、図３を参照して、電流検出装置１の動作例について説明する。電流検出装置１において、ＭＣＵ７０は、高圧回路２の電流を検出する（ステップＳ１）。ＭＣＵ７０は、例えば、スイッチ回路６０を電流検出接続に切り替え、第２Ａ／Ｄ変換器４２を駆動停止させて第１Ａ／Ｄ変換器４１を駆動させる。そして、ＭＣＵ７０は、第１アンプ３１から出力された電流検出用の第１信号Ｖ１を入力し、入力した電流検出用の第１信号Ｖ１に基づいて電流を検出する。次に、ＭＣＵ７０は、故障診断を行う（ステップＳ２）。ＭＣＵ７０は、例えば、第１Ａ／Ｄ変換器４１を駆動停止させて第２Ａ／Ｄ変換器４２を駆動させる。そして、ＭＣＵ７０は、第３アンプ３３から出力された故障診断用の第３信号Ｖ３を入力し、入力した故障診断用の第３信号Ｖ３に基づいて上述の第１対象の故障を診断する。また、ＭＣＵ７０は、上述の第２対象の故障を診断する。ＭＣＵ７０は、例えば、第２Ａ／Ｄ変換器４２を駆動停止させ、第１Ａ／Ｄ変換器４１を駆動させる。そして、ＭＣＵ７０は、スイッチ回路６０を第１故障診断接続に切り替え、高圧側電源１１ｂから第２対象である第１Ａ／Ｄ変換器４１及び第１デジタルアイソレータ５１に電力を供給する。そして、ＭＣＵ７０は、高圧側電源１１ｂから供給された電力の第１電圧値に基づいて第２対象の故障を診断する。次に、ＭＣＵ７０は、故障しているか否かを診断する（ステップＳ３）。ＭＣＵ７０は、例えば、故障診断用の第３信号Ｖ３が基準範囲Ｋ外の場合、上記第１対象の少なくとも一つが故障していると診断する。また、ＭＣＵ７０は、第１電圧値と判定用電圧値とが異なる場合、第２対象の少なくとも一つが故障していると診断する。ＭＣＵ７０は、故障していると診断した場合（ステップＳ３；Ｙｅｓ）、故障情報を出力する（ステップＳ４）。ＭＣＵ７０は、例えば、車両に室内に設けられた表示器に故障情報を表示する。そして、ＭＣＵ７０は、電流検出処理及び故障診断処理を終了する。なお、ＭＣＵ７０は、上記ステップＳ３で、例えば、故障診断用の第３信号Ｖ３が基準範囲Ｋ内の場合、上記第１対象が故障していないと診断する。また、ＭＣＵ７０は、第１電圧値と判定用電圧値とが一致する場合、第２対象が故障していないと診断する。ＭＣＵ７０は、故障していないと診断した場合（ステップＳ３；Ｎｏ）、上記ステップＳ１に戻り、再度、電流を検出する。
【００３４】
以上のように、実施形態１に係る電流検出装置１は、第１及び第２シャント抵抗２１、２２と、第１アンプ３１と、第２アンプ３２と、第３アンプ３３と、ＭＣＵ７０とを備える。第１及び第２シャント抵抗２１、２２は、それぞれが互いに直列に接続され高圧バッテリ２ａから負荷部２ｂに電力を共有する高圧回路２に設けられる。第１アンプ３１は、第２シャント抵抗２２の第１シャント抵抗２１とは反対側の第２端子２２ｂに接続される第１正相入力端子３１ｂ、第１シャント抵抗２１の第２シャント抵抗２２とは反対側の第１端子２１ａに接続される第１逆相入力端子３１ｃ、及び、第１出力端子３１ｄを含んで構成される。第１アンプ３１は、第１正相入力端子３１ｂに印加された電圧と第１逆相入力端子３１ｃに印加された電圧との差電圧を増幅した電流検出用且つ故障診断用の第１信号Ｖ１を第１出力端子３１ｄから出力する。第２アンプ３２は、第１シャント抵抗２１の第２端子２１ｂと第２シャント抵抗２２の第１端子２２ａとを接続する接続部Ｐに接続される第２正相入力端子３２ｂ、第２シャント抵抗２２の第１シャント抵抗２１とは反対側の第２端子２２ｂに接続される第２逆相入力端子３２ｃ、及び、第２出力端子３２ｄを含んで構成される。第２アンプ３２は、第２正相入力端子３２ｂに印加された電圧と第２逆相入力端子３２ｃに印加された電圧との差電圧を増幅した故障診断用の第２信号Ｖ２を第２出力端子３２ｄから出力する。第３アンプ３３は、第１信号Ｖ１及び第２信号Ｖ２に基づいて故障診断用の第３信号Ｖ３を出力する。ＭＣＵ７０は、第１アンプ３１から出力された第１信号Ｖ１に基づいて電流を検出し、且つ、第３アンプ３３から出力された第３信号Ｖ３に基づいて故障を診断する。第１アンプ３１の増幅率と第２アンプ３２の増幅率との比は、第１アンプ３１に接続された第１及び第２シャント抵抗２１、２２の抵抗値と、第２アンプ３２に接続された第２シャント抵抗２２の抵抗値との比の逆比である。
【００３５】
この構成により、電流検出装置１は、電流検出用の第１信号Ｖ１に基づいて高圧回路２に流れる電流値を検出することができる。電流検出装置１は、第１及び第２シャント抵抗２１、２２により電流を検出するための抵抗値を相対的に大きくすることができる。これにより、電流検出装置１は、ＳＮ比を高くすることができ、ノイズの影響を抑制することができる。従って、電流検出装置１は、高圧回路２に流れる電流値を精度よく検出することができる。また、電流検出装置１は、正常時に一定の電圧で出力される故障診断用の第３信号Ｖ３に基づいて第１及び第２シャント抵抗２１、２２及び第１〜第３アンプ３１〜３３の故障を診断することができる。電流検出装置１は、例えば、故障診断用の第３信号Ｖ３が基準範囲Ｋ外の場合、第１及び第２シャント抵抗２１、２２及び第１〜第３アンプ３１〜３３の少なくとも一つが故障していると診断することができる。また、電流検出装置１は、高圧回路２に流れる電流値をアナログ回路で監視することができ、従来のように検出信号をスイッチ回路（図示省略）により切り替えて検出する場合と比較して信号の同期ずれを抑制することができる。これにより、電流検出装置１は、電流の急激な変化により第１〜第３信号Ｖ１〜Ｖ３が大きくずれて故障を誤診断することを抑制できる。この結果、電流検出装置１は、故障診断を適正に行うことができる。
【００３６】
上記電流検出装置１は、第１Ａ／Ｄ変換器４１と、第２Ａ／Ｄ変換器４２とをさらに備える。第１Ａ／Ｄ変換器４１は、第１アンプ３１及びＭＣＵ７０に接続され、当該第１アンプ３１から出力された第１信号Ｖ１をＡ／Ｄ変換した第１信号Ｖ１をＭＣＵ７０に出力する。第２Ａ／Ｄ変換器４２は、第３アンプ３３及びＭＣＵ７０に接続され、当該第３アンプ３３から出力された第３信号Ｖ３をＡ／Ｄ変換した第３信号Ｖ３をＭＣＵ７０に出力する。ＭＣＵ７０は、電流検出の場合には第１Ａ／Ｄ変換器４１を駆動して電流検出用の第１信号Ｖ１を入力し、故障診断の場合には第２Ａ／Ｄ変換器４２を駆動して故障診断用の第３信号Ｖ３を入力する。この構成により、電流検出装置１は、第１信号Ｖ１に基づいて電流を検出することができ、第３信号Ｖ３に基づいて故障診断を行うことができる。
【００３７】
上記電流検出装置１は、第１デジタルアイソレータ５１と、第２デジタルアイソレータ５２とをさらに備える。第１デジタルアイソレータ５１は、第１Ａ／Ｄ変換器４１とＭＣＵ７０との間に設けられる。第１デジタルアイソレータ５１は、第１Ａ／Ｄ変換器４１とＭＣＵ７０との間を電気的に絶縁した状態で接続し、第１Ａ／Ｄ変換器４１によりＡ／Ｄ変換された第１信号Ｖ１をＭＣＵ７０に出力する。第２デジタルアイソレータ５２は、第２Ａ／Ｄ変換器４２とＭＣＵ７０との間に設けられる。第２デジタルアイソレータ５２は、第２Ａ／Ｄ変換器４２とＭＣＵ７０との間を電気的に絶縁した状態で接続し、第２Ａ／Ｄ変換器４２によりＡ／Ｄ変換された第３信号Ｖ３をＭＣＵ７０に出力する。この構成により、電流検出装置１は、第１及び第２デジタルアイソレータ５１、５２により高電圧側の高圧回路２と低電圧側のＭＣＵ７０とを絶縁することができる。これにより、電流検出装置１は、高電圧側と低電圧側とがショートすることより高電圧側から低電圧側に大電流が流れることを防止できる。
【００３８】
上記電流検出装置１は、高圧側電源１１ｂと、スイッチ回路６０とをさらに備える。高圧側電源１１ｂは、故障診断用の電力を供給する。スイッチ回路６０は、第１アンプ３１及び第１Ａ／Ｄ変換器４１を接続する電流検出接続、又は、高圧側電源１１ｂ及び第１Ａ／Ｄ変換器４１を接続する第１故障診断接続に切り替える。ＭＣＵ７０は、スイッチ回路６０を制御し電流検出接続とすることで第１アンプ３１から第１Ａ／Ｄ変換器４１に出力された第１信号Ｖ１に基づいて電流を検出する。また、ＭＣＵ７０は、スイッチ回路６０を制御し第１故障診断接続とすることで高圧側電源１１ｂから第１Ａ／Ｄ変換器４１及び第１デジタルアイソレータ５１に供給された電力の電圧値に基づいて第１Ａ／Ｄ変換器４１及び第１デジタルアイソレータ５１の故障を診断する。この構成により、電流検出装置１は、故障診断用の第３信号Ｖ３が流れない第１Ａ／Ｄ変換器４１及び第１デジタルアイソレータ５１に対しても故障の診断を行うことができる。
【００３９】
〔実施形態２〕
次に、実施形態２〜４に係る電流検出装置１Ａ〜１Ｃについて説明する。なお、実施形態２〜４は、実施形態１と同等の構成要素には同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。実施形態２の電流検出装置１Ａは、第１Ａ／Ｄ変換器４１及び第１デジタルアイソレータ５１をぞれぞれ１つずつ設ける点で実施形態１の電流検出装置１と異なる。実施形態２係る電流検出装置１Ａは、電力供給部１０と、第１及び第２シャント抵抗２１、２２と、第１〜第３アンプ３１〜３３と、第１Ａ／Ｄ変換器４１と、第１デジタルアイソレータ５１と、スイッチ回路６０Ａと、ＭＣＵ７０とを備える。
【００４０】
スイッチ回路６０Ａは、第１アンプ３１の第１出力端子３１ｄに接続される第１接点６１、第１Ａ／Ｄ変換器４１に接続される第２接点６２、高圧側電源１１ｂに接続される第３接点６３、及び、第３アンプ３３の第３出力端子３３ｄに接続される第４接点６４を含んで構成される。スイッチ回路６０Ａは、スイッチ切替信号に基づいて、第１接点６１及び第２接点６２を接続する電流検出接続、第２接点６２及び第３接点６３を接続する第１故障診断接続、又は、第２接点６２及び第４接点６４を接続する第２故障診断接続に切り替える。
【００４１】
スイッチ回路６０Ａは、電流検出接続に切り替えた場合、第１アンプ３１及び第１Ａ／Ｄ変換器４１を電気的に接続する。これにより、第１アンプ３１は、第１Ａ／Ｄ変換器４１及び第１デジタルアイソレータを介してＭＣＵ７０に電流検出用の第１信号Ｖ１を出力することができる。また、スイッチ回路６０Ａは、第１故障診断接続に切り替えた場合、高圧側電源１１ｂ及び第１Ａ／Ｄ変換器４１を電気的に接続する。これにより、高圧側電源１１ｂは、第１Ａ／Ｄ変換器４１及び第１デジタルアイソレータ５１を介してＭＣＵ７０に故障診断用の電力（電圧５Ｖ）を供給することができる。また、スイッチ回路６０Ａは、第２故障診断接続に切り替えた場合、第３アンプ３３及び第１Ａ／Ｄ変換器４１を電気的に接続する。これにより、第３アンプ３３は、第１Ａ／Ｄ変換器４１及び第１デジタルアイソレータ５１を介してＭＣＵ７０に故障診断用の第３信号Ｖ３を出力することができる。
【００４２】
以上のように、実施形態２に係る電流検出装置１Ａは、スイッチ回路６０Ａにより電流検出接続、第１故障診断接続、又は、第２故障診断接続のいずれかに切り替えることにより、電流検出及び故障診断を行う。この構成により、電流検出装置１Ａは、実施形態１の電流検出装置１と比較して第２Ａ／Ｄ変換器４２及び第２デジタルアイソレータ５２を省略することができ、部品点数を削減することができ装置の大型化を抑制することができる。電流検出装置１Ａは、例えば、スイッチ回路６０Ａにより第１故障診断接続に切り替えることにより、第１Ａ／Ｄ変換器４１及び第１デジタルアイソレータ５１の故障診断を行うことができる。また、電流検出装置１は、スイッチ回路６０Ａにより第２故障診断接続に切り替えることにより、第１及び第２シャント抵抗２１、２２、第１〜第３アンプ３１〜３３、第１Ａ／Ｄ変換器４１、及び、第１デジタルアイソレータ５１の故障診断を行うことができる。電流検出装置１は、例えば、第１故障診断接続した際に正常と診断し、且つ、第２故障診断接続した際に故障と診断した場合、第１及び第２シャント抵抗２１、２２、及び、第１〜第３アンプ３１〜３３の少なくとも１つが故障していると診断することができ、故障箇所の切り分けを行うことができる。電流検出装置１は、第２故障診断接続から第１故障診断接続に切り替えた場合に５Ｖの電圧を検出しない場合、スイッチ回路６０Ａの故障により第２接点６２及び第４接点６４が固着していると診断することができ、スイッチ回路６０Ａの故障も診断することができる。
【００４３】
〔実施形態３〕
次に、実施形態３に係る電流検出装置１Ｂについて説明する。実施形態３の電流検出装置１Ｂは、第３アンプ３３の出力電圧（４．８Ｖ）に基づいてスイッチ回路６０Ｂの故障を診断する点で実施形態１、２の電流検出装置１、１Ａと異なる。さらに、実施形態３の電流検出装置１Ｂは、スイッチ回路６０Ｂが故障した際に第２アンプ３２の出力電圧に基づいて電流検出を行う点で実施形態１、２の電流検出装置１、１Ａと異なる。実施形態３係る電流検出装置１Ｂは、電力供給部１０と、第１及び第２シャント抵抗２１、２２と、第１〜第３アンプ３１〜３３と、第１及び第２Ａ／Ｄ変換器４１、４２と、第１及び第２デジタルアイソレータ５１、５２と、スイッチ回路６０Ｂと、ＭＣＵ７０とを備える。
【００４４】
第３アンプ３３は、第３リファレンス入力端子３３ａと、第３正相入力端子３３ｂと、第３逆相入力端子３３ｃと、第３出力端子３３ｄとを含んで構成される。第３リファレンス入力端子３３ａは、アンプ電力供給部１２に接続され、アンプ電力供給部１２から供給される電力の電圧である基準電圧（０．１Ｖ）が印加される。第３正相入力端子３３ｂは、第１アンプ３１の第１出力端子３１ｄ及び第２アンプ３２の第２出力端子３２ｄに接続され、第１出力端子３１ｄから出力される電圧（第１信号Ｖ１）と第２出力端子３２ｄから出力される電圧（第２信号Ｖ２）とを合成した合成電圧（５Ｖ）が印加される。第３アンプ３３は、第３正相入力端子３３ｂに印加される合成電圧（５Ｖ）と第３リファレンス入力端子３３ａに印加される基準電圧（０．１Ｖ）とに基づいて故障診断用の第３信号Ｖ３（４．８Ｖ）を第３出力端子３３ｄから出力する。この第３信号Ｖ３（４．８Ｖ）は、以下の式（１）に基づいて導出される。
【００４５】
第３信号Ｖ３（４．８Ｖ）＝第１信号（２．５Ｖ＋α）−基準電圧（０．１Ｖ）＋第２信号（２．５Ｖ−α）−基準電圧（０．１Ｖ）・・・式（１）。
【００４６】
このように、第３アンプ３３は、基準電圧を０．１Ｖとすることにより、４．８Ｖの第３信号Ｖ３を出力する。第１アンプ３１は、正常時に０．５Ｖ〜４．５Ｖの範囲で第１信号Ｖ１を出力する。
【００４７】
スイッチ回路６０Ｂは、第１アンプ３１の第１出力端子３１ｄに接続される第１接点６１、第１Ａ／Ｄ変換器４１に接続される第２接点６２、及び、第３アンプ３３の第３出力端子３３ｄに接続される第４接点６４を含んで構成される。スイッチ回路６０Ｂは、スイッチ切替信号に基づいて、第１接点６１及び第２接点６２を接続する電流検出接続、又は、第２接点６２及び第４接点６４を接続する第２故障診断接続に切り替える。
【００４８】
スイッチ回路６０Ｂは、電流検出接続に切り替えた場合、第１アンプ３１及び第１Ａ／Ｄ変換器４１を電気的に接続する。これにより、第１アンプ３１は、第１Ａ／Ｄ変換器４１及び第１デジタルアイソレータを介してＭＣＵ７０に電流検出用の第１信号Ｖ１を出力することができる。また、スイッチ回路６０Ｂは、第２故障診断接続に切り替えた場合、第３アンプ３３及び第１Ａ／Ｄ変換器４１を電気的に接続する。これにより、第３アンプ３３は、第１Ａ／Ｄ変換器４１及び第１デジタルアイソレータ５１を介してＭＣＵ７０に故障診断用の第３信号Ｖ３を出力することができる。ＭＣＵ７０は、電流検出接続から第２故障診断接続に切り替えた際に、４．８Ｖの電圧を入力しない場合、つまり第３信号Ｖ３を入力しない場合、スイッチ回路６０Ｂが第２故障診断接続に切り替えられておらずスイッチ回路６０Ｂが故障していると診断する。また、ＭＣＵ７０は、第２故障診断接続から電流検出接続に切り替えた際に、４．８Ｖの電圧を入力している場合、つまり第３信号Ｖ３を入力している場合、スイッチ回路６０Ｂが電流検出接続に切り替えられておらずスイッチ回路６０Ｂが故障していると診断する。このように、ＭＣＵ７０は、第１アンプ３１が正常時に出力しない電圧（４．８Ｖ）に基づいてスイッチ回路６０Ｂの故障を診断することができる。また、ＭＣＵ７０は、第３アンプ３３の基準電圧（０．１Ｖ）を検出した場合、当該第３アンプ３３のショート等により故障が生じたと診断することができる。
【００４９】
第２アンプ３２は、第２出力端子３２ｄが第２Ａ／Ｄ変換器４２に接続されている。第２アンプ３２は、第２出力端子３２ｄから第２Ａ／Ｄ変換器４２及び第２デジタルアイソレータを介してＭＣＵ７０に第２信号Ｖ２を出力する。実施形態３に係る電流検出装置１Ｃは、スイッチ回路６０Ｂが故障した場合、第２アンプ３２から出力された第２信号Ｖ２に基づいて電流検出を行うことができ、装置の可用性を向上させることができる。
【００５０】
〔実施形態４〕
次に、実施形態４に係る電流検出装置１Ｃについて説明する。実施形態４の電流検出装置１Ｃは、第２アンプ３２を第１シャント抵抗２１に接続する点で実施形態１〜３の電流検出装置１、１Ａ、１Ｂと異なる。第２アンプ３２は、第１シャント抵抗２１の第２シャント抵抗２２とは反対側の第１端子２１ａに接続される第２正相入力端子３２ｂ、第１シャント抵抗２１の第２シャント抵抗２２側の第２端子２１ｂに接続される第２逆相入力端子３２ｃ、及び、第２出力端子３２ｄを含んで構成される。第２アンプ３２は、第２正相入力端子３２ｂに印加された電圧と第２逆相入力端子３２ｃに印加された電圧との差電圧を増幅した故障診断用の第２信号Ｖ２を第２出力端子３２ｄから出力する。第１アンプ３１が出力する第１信号Ｖ１と第２アンプ３２が出力する第２信号Ｖ２とは、互いに逆位相となる（図２参照）。第３アンプ３３は、第１信号Ｖ１及び第２信号Ｖ２に基づいて故障診断用の第３信号Ｖ３を出力する。
【００５１】
以上のように、実施形態４に係る電流検出装置１Ｃは、第１及び第２シャント抵抗２１、２２と、第１アンプ３１と、第２アンプ３２と、第３アンプ３３と、ＭＣＵ７０とを備える。第１及び第２シャント抵抗２１、２２は、それぞれが互いに直列に接続され高圧バッテリ２ａから負荷部２ｂに電力を共有する高圧回路２に設けられる。第１アンプ３１は、第２シャント抵抗２２の第１シャント抵抗２１とは反対側の第２端子２２ｂに接続される第１正相入力端子３１ｂ、第１シャント抵抗２１の第２シャント抵抗２２とは反対側の第１端子２１ａに接続される第１逆相入力端子３１ｃ、及び、第１出力端子３１ｄを含んで構成される。第１アンプ３１は、第１正相入力端子３１ｂに印加された電圧と第１逆相入力端子３１ｃに印加された電圧との差電圧を増幅した電流検出用且つ故障診断用の第１信号Ｖ１を第１出力端子３１ｄから出力する。第２アンプ３２は、第１シャント抵抗２１の第２シャント抵抗２２とは反対側の第１端子２１ａに接続される第２正相入力端子３２ｂ、第１シャント抵抗２１の第２シャント抵抗２２側の第２端子２１ｂに接続される第２逆相入力端子３２ｃ、及び、第２出力端子３２ｄを含んで構成される。第２アンプ３２は、第２正相入力端子３２ｂに印加された電圧と第２逆相入力端子３２ｃに印加された電圧との差電圧を増幅した故障診断用の第２信号Ｖ２を第２出力端子３２ｄから出力する。第３アンプ３３は、第１信号Ｖ１及び第２信号Ｖ２に基づいて故障診断用の第３信号Ｖ３を出力する。ＭＣＵ７０は、第１アンプ３１から出力された第１信号Ｖ１に基づいて電流を検出し、且つ、第３アンプ３３から出力された第３信号Ｖ３に基づいて故障を診断する。第１アンプ３１の増幅率と第２アンプ３２の増幅率との比は、第１アンプ３１に接続された第１及び第２シャント抵抗２１、２２の抵抗値と、第２アンプ３２に接続された第２シャント抵抗２２の抵抗値との比の逆比である。この構成により、実施形態４に係る電流検出装置１Ｃは、上述した実施形態１に係る電流検出装置１と同等の効果を奏する。
【００５２】
〔変形例〕
次に、実施形態１〜４の変形例について説明する。第１シャント抵抗２１と第２シャント抵抗２２とは、同じ抵抗値である例について説明したが、これに限定されず、それぞれが異なる抵抗値であってもよい。この場合、第１アンプ３１及び第２アンプ３２の増幅率を抵抗値に応じて適宜設定する必要がある。
【００５３】
また、高圧側電源１１ｂ、低圧側電源１１ａ及びアンプ電力供給部１２の電圧は、一例であり、適宜変更可能である。また、第１及び第２アンプ３１、３２の増幅率は、一例であり、適宜変更可能である。
【符号の説明】
【００５４】
２  高圧回路（電源回路）
２ａ  高圧バッテリ（主電源）
２ｂ  負荷部
１１ｂ  高圧側電源（故障診断用電源）
２１  第１シャント抵抗（第１抵抗）
２１ａ  第１端子（端子）
２１ｂ  第２端子（端子）
２２  第２シャント抵抗（第２抵抗）
２２ａ  第１端子（端子）
２２ｂ  第２端子（端子）
３１  第１アンプ（第１増幅器）
３１ｂ  第１正相入力端子
３１ｃ  第１逆相入力端子
３１ｄ  第１出力端子
３２  第２アンプ（第２増幅器）
３２ｂ  第２正相入力端子
３２ｃ  第２逆相入力端子
３２ｄ  第２出力端子
３３  第３アンプ（第３増幅器）
４１  第１Ａ／Ｄ変換器
４２  第２Ａ／Ｄ変換器
５１  第１デジタルアイソレータ（第１絶縁回路）
５２  第２デジタルアイソレータ（第２絶縁回路）
６０、６０Ａ、６０Ｂ  スイッチ回路
７０  ＭＣＵ（制御部）
Ｐ  接続部
Ｖ１  第１信号
Ｖ２  第２信号
Ｖ３  第３信号
【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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