(57)【要約】  電源保護装置は、（１）電源が放電している際に、第２スイッチをクローズ状態にし、第１スイッチをオープン状態にした場合の開電圧を取得し、かつ、電源が放電している際に、第２スイッチをクローズ状態にし、第１スイッチをクローズ状態にした場合の閉電圧を取得した場合、開電圧と閉電圧とに基づいて、第１スイッチが故障しているか否かを診断し、（２）第１スイッチおよび第２スイッチにクローズ指示を与える第１指示処理を実行した場合、第１指示処理の実行中に電圧検出部が検出した第１電圧と第２電圧との電圧差が、第１閾値電圧未満である場合に、第１スイッチがオープン故障になっていないと判断し、および／または、第１指示処理の実行中に電圧検出部が検出した第３電圧が、第２閾値電圧以上である場合に、第２スイッチがオープン故障になっていないと判断する。
2016103721.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
負荷および充電器の少なくとも一方が接続される第１端子と、電源が接続される第２端子との間に設けられる第１スイッチと、
前記第１スイッチに並列接続されたスイッチ回路であって、第２スイッチと、前記第２スイッチに直列に接続され、電流が流れることで基準電圧の電圧降下を生じさせる電圧降下素子とを含む前記スイッチ回路と、
前記第１端子の電圧である第１電圧と、前記第２端子の電圧である第２電圧と、前記第２スイッチと前記電圧降下素子との間のポイントの電圧である第３電圧とのうちの少なくとも１つの電圧を検出する電圧検出部と、
前記第１スイッチおよび前記第２スイッチに対し、オープン状態にするためのオープン指示とクローズ状態にするためのクローズ指示とを与えて開閉を制御し、前記電圧検出部から電圧を取得する制御部と、を備え、
前記制御部は、
（１）前記電源が放電している際に、前記第２スイッチをクローズ状態にし、前記第１スイッチをオープン状態にした場合の開電圧を取得し、かつ、
前記電源が放電している際に、前記第２スイッチをクローズ状態にし、前記第１スイッチをクローズ状態にした場合の閉電圧を取得した場合、
前記開電圧と前記閉電圧とに基づいて、前記第１スイッチが故障しているか否かを診断し、
（２）前記第１スイッチおよび前記第２スイッチに前記クローズ指示を与える第１指示処理を実行した場合、
前記第１指示処理の実行中に前記電圧検出部が検出した前記第１電圧と前記第２電圧との電圧差が、第１閾値電圧未満である場合に、前記第１スイッチがオープン故障になっていないと判断し、および／または、前記第１指示処理の実行中に前記電圧検出部が検出した前記第３電圧が、第２閾値電圧以上である場合に、前記第２スイッチがオープン故障になっていないと判断する、
電源保護装置。
【請求項２】
前記電圧降下素子は、前記電源側から前記負荷または前記充電器側に向かう電流方向を順方向としたダイオードであり、
前記基準電圧は、前記ダイオードの順方向電圧である、
請求項１に記載の電源保護装置。
【請求項３】
前記電圧検出部は、前記第１端子の電圧を検出し、前記第２端子の電圧を検出せず、
前記制御部は、前記閉電圧と前記開電圧との差分電圧を前記基準電圧に応じた第３閾値電圧と比較した比較結果に基づいて、前記第１スイッチが故障しているか否かを診断する、
請求項１または請求項２に記載の電源保護装置。
【請求項４】
前記制御部は、
前記差分電圧が前記第３閾値電圧以上である第１条件を満たした場合、前記第１スイッチに故障が発生していないと診断し、
前記第１条件を満たしていない場合、前記第１スイッチにオープン故障とクローズ故障とのいずれか一方の故障が発生していると診断する、
請求項３に記載の電源保護装置。
【請求項５】
前記制御部は、
前記電源が放電している際に、前記第２スイッチをオープン状態に制御し、前記第１スイッチをクローズ状態に制御した場合の判別電圧を取得し、
前記第１条件を満たしておらず、かつ、前記判別電圧が前記開電圧以上である第２条件を満たした場合、前記第１スイッチにクローズ故障が発生していると診断し、
前記第１条件および前記第２条件を満たしていない場合、前記第１スイッチにオープン故障が発生していると診断する、
請求項４に記載の電源保護装置。
【請求項６】
前記電圧検出部は、前記第１端子の第１端子電圧と、前記第２端子の第２端子電圧とを検出し、
前記制御部は、
前記電源が放電している際に、前記第２スイッチをクローズ状態にし、前記第１スイッチをオープン状態にした場合の前記第１端子電圧と前記第２端子電圧とを取得し、前記第２端子電圧から前記第１端子電圧を差し引いて前記開電圧を取得し、
前記電源が放電している際に、前記第２スイッチをクローズ状態にし、前記第１スイッチをクローズ状態にした場合の前記第１端子電圧と前記第２端子電圧とを取得し、前記第２端子電圧から前記第１端子電圧を差し引いて前記閉電圧を取得し、
前記閉電圧と前記開電圧とのそれぞれを前記基準電圧に応じた第４閾値電圧と比較した比較結果に基づいて、前記第１スイッチが故障しているか否かを診断する、
請求項１または請求項２に記載の電源保護装置。
【請求項７】
前記制御部は、
前記開電圧が前記第４閾値電圧未満である場合、前記第１スイッチにクローズ故障が発生していると診断し、
前記閉電圧が前記第４閾値電圧以上である場合、前記第１スイッチにオープン故障が発生していると診断する、
請求項６に記載の電源保護装置。
【請求項８】
前記制御部は、前記開電圧と前記閉電圧との少なくとも一方が前記第２端子電圧に応じた第５閾値電圧であって、前記基準電圧よりも高い前記第５閾値電圧以上である場合、前記第２スイッチにオープン故障が発生していると診断する、
請求項６または請求項７に記載の電源保護装置。
【請求項９】
前記制御部は、
前記電源が放電している際に、前記第２スイッチをオープン状態に制御し、前記第１スイッチをオープン状態に制御した場合の遮断電圧を取得し、
前記遮断電圧が前記第５閾値電圧以上である場合、前記第２スイッチに故障が発生していないと診断し、
前記遮断電圧が前記第５閾値電圧未満である場合、前記第２スイッチにクローズ故障が発生していると診断する、
請求項８に記載の電源保護装置。
【請求項１０】
前記制御部は、前記負荷への電力供給を遮断してもよいタイミングで前記遮断電圧を取得する、
請求項９に記載の電源保護装置。
【請求項１１】
さらに、前記電源からの放電電流を検出する電流検出部を備え、
前記制御部は、
前記電流検出部から放電電流値を取得し、
前記放電電流値が規定放電電流値未満となったことを条件に、少なくとも前記第１スイッチが故障しているか否かを診断する、
請求項１から請求項１０までのいずれか一項に記載の電源保護装置。
【請求項１２】
前記制御部は、
前記第１スイッチおよび前記第２スイッチがオープン故障になっていないと判断したことを条件に、前記第１スイッチに前記オープン指示を与え、前記第２スイッチに前記クローズ指示を与える第２指示処理を実行し、
前記第２指示処理の実行中に前記電圧検出部が検出した前記第１電圧と前記第２電圧との電圧差が、前記第１閾値電圧以上である場合に、前記第１スイッチがクローズ故障になっていないと判断する、
請求項１に記載の電源保護装置。
【請求項１３】
前記制御部は、
前記第１スイッチがクローズ故障になっていないと判断したことを条件に、前記第１スイッチに前記クローズ指示を与え、前記第２スイッチに前記クローズ指示を与える第３指示処理を実行し、
前記第３指示処理の実行中に前記電圧検出部が検出した前記第１電圧と前記第２電圧との電圧差が、前記第１閾値電圧未満である場合に、前記第１スイッチがオープン故障になっていないと判断する、
請求項１２に記載の電源保護装置。
【請求項１４】
前記制御部は、
前記第１スイッチおよび前記第２スイッチがオープン故障になっていないと判断したことを条件に、前記第１スイッチに前記クローズ指示を与え、前記第２スイッチに前記オープン指示を与える第４指示処理を実行し、
前記第４指示処理の実行中に前記電圧検出部が検出した前記第３電圧が、前記第２閾値電圧未満である場合に、前記第２スイッチがクローズ故障になっていないと判断する、
請求項１から請求項１３までのいずれか一項に記載の電源保護装置。
【請求項１５】
前記制御部は、
前記第２スイッチがクローズ故障になっていないと判断したことを条件に、前記第１スイッチに前記クローズ指示を与え、前記第２スイッチに前記クローズ指示を与える第５指示処理を実行し、
前記第５指示処理の実行中に前記電圧検出部が検出した前記第３電圧が、前記第２閾値電圧以上である場合に、前記第２スイッチがオープン故障になっていないと判断する、
請求項１４に記載の電源保護装置。
【請求項１６】
抵抗素子を有し、前記抵抗素子を介して前記第２スイッチと前記電圧降下素子との間のポイントを接地電圧に接続する接地回路を備える、
請求項１から請求項１５までのいずれか一項に記載の電源保護装置。
【請求項１７】
前記接地回路は、第３スイッチを有し、
前記制御部は、
前記第１スイッチがオープン故障になっているか否かを判断する場合に、前記第３スイッチに前記オープン指示を与え、および/または、前記第２スイッチがオープン故障になっているか否かを判断する場合に、前記第３スイッチに前記クローズ指示を与える、
請求項１６に記載の電源保護装置。
【請求項１８】
前記電圧降下素子は、前記電源側から前記負荷側に向かう電流方向を順方向としたダイオードであり、
前記第１閾値電圧は、前記ダイオードの順方向電圧である、
請求項１から請求項１７までのいずれか一項に記載の電源保護装置。
【請求項１９】
前記電源からの放電電流を検出する電流検出部を備え、
前記制御部は、
前記電流検出部が検出した前記放電電流の電流値が規定値未満となったことを条件に、前記第１指示処理を実行し、前記第１スイッチおよび前記第２スイッチがオープン故障になっているか否かを判断する、
請求項１から請求項１８までのいずれか一項に記載の電源保護装置。
【請求項２０】
前記制御部は、さらに、
前記第１電圧と前記第３電圧とを比較した比較結果に基づいて、前記電圧降下素子が短絡故障またはオープン故障になっているか否かを判断する、
請求項１から請求項１９までのいずれか一項に記載の電源保護装置。
【請求項２１】
前記電源と、
請求項１から請求項２０までのいずれか一項に記載の電源保護装置と、を備える、
電源装置。
【請求項２２】
負荷および充電器の少なくとも一方が接続される第１端子と、電源が接続される第２端子との間に設けられる第１スイッチと、
前記第１スイッチに並列接続されたスイッチ回路であって、第２スイッチと、前記第２スイッチに直列に接続され、電流が流れることで基準電圧の電圧降下を生じさせる電圧降下素子とを含む前記スイッチ回路と、
前記第１端子の電圧である第１電圧と、前記第２端子の電圧である第２電圧と、前記第２スイッチと前記電圧降下素子との間のポイントの電圧である第３電圧とのうちの少なくとも１つの電圧を検出する電圧検出部と、
を備える電源保護装置のスイッチ故障診断方法であって、
（１）前記電源が放電している際に、前記第２スイッチをクローズ状態にし、前記第１スイッチをオープン状態にした場合の開電圧を取得する開電圧取得工程と、
前記電源が放電している際に、前記第２スイッチをクローズ状態にし、前記第１スイッチをクローズ状態にした場合の閉電圧を取得する閉電圧取得工程と、
前記開電圧と前記閉電圧とに基づいて、前記第１スイッチが故障しているか否かを診断する診断工程と、を含む、
または、
（２）前記第１スイッチおよび前記第２スイッチに対してクローズ状態にするためのクローズ指示を与える指示工程と、
前記指示工程の実行中に前記電圧検出部が検出した前記第１電圧と前記第２電圧との電圧差が、第１閾値電圧未満である場合に、前記第１スイッチがオープン故障になっていないと判断し、および／または、前記指示工程の実行中に前記電圧検出部が検出した前記第３電圧が、第２閾値電圧以上である場合に、前記第２スイッチがオープン故障になっていないと判断する判断工程と、を含む、
スイッチ故障診断方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書によって開示される技術は、電源保護装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、バッテリと負荷との間に並列接続された複数のスイッチを有し、複数のスイッチのいずれかの故障の有無を判定する電源保護装置が提案されている（特許文献１、２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−２２９２１６号公報
【特許文献２】特開２００８−１８２８７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来技術のように、複数のスイッチを有する装置において、スイッチの故障を診断する技術が望まれている。本明細書では、従来技術とは異なる手段でスイッチの故障を診断する技術を開示する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一態様に係る二次電池の管理装置は、負荷および充電器の少なくとも一方が接続される第１端子と、電源が接続される第２端子との間に設けられる第１スイッチと、前記第１スイッチに並列接続されたスイッチ回路であって、第２スイッチと、前記第２スイッチに直列に接続され、電流が流れることで基準電圧の電圧降下を生じさせる電圧降下素子とを含む前記スイッチ回路と、前記第１端子の電圧である第１電圧と、前記第２端子の電圧である第２電圧と、前記第２スイッチと前記電圧降下素子との間のポイントの電圧である第３電圧とのうちの少なくとも１つの電圧を検出する電圧検出部と、前記第１スイッチおよび前記第２スイッチに対し、オープン状態にするためのオープン指示とクローズ状態にするためのクローズ指示とを与えて開閉を制御し、前記電圧検出部から電圧を取得する制御部と、を備え、前記制御部は、（１）前記電源が放電している際に、前記第２スイッチをクローズ状態にし、前記第１スイッチをオープン状態にした場合の開電圧を取得し、かつ、前記電源が放電している際に、前記第２スイッチをクローズ状態にし、前記第１スイッチをクローズ状態にした場合の閉電圧を取得した場合、前記開電圧と前記閉電圧とに基づいて、前記第１スイッチが故障しているか否かを診断し、（２）前記第１スイッチおよび前記第２スイッチに前記クローズ指示を与える第１指示処理を実行した場合、前記第１指示処理の実行中に前記電圧検出部が検出した前記第１電圧と前記第２電圧との電圧差が、第１閾値電圧未満である場合に、前記第１スイッチがオープン故障になっていないと判断し、および／または、前記第１指示処理の実行中に前記電圧検出部が検出した前記第３電圧が、第２閾値電圧以上である場合に、前記第２スイッチがオープン故障になっていないと判断する。【０００６】
なお、本明細書に開示される技術は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、電源保護装置のスイッチ故障診断方法、電源保護装置またはスイッチ故障診断方法の機能を実現するためのコンピュータプログラム、そのコンピュータプログラムを記録した記録媒体等の種々の態様で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、実施形態１に係る電池保護装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、実施形態１に係るスイッチ故障診断処理を示すフローチャートである。
【図３】図３は、実施形態１に係る開電圧ＶＡＤと閉電圧ＶＡＥと判別電圧ＶＧの検出結果を示す表である。
【図４】図４は、実施形態１に係る電池保護装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図５】図５は、実施形態１に係るスイッチ故障診断処理を示すフローチャートである。
【図６】図６は、実施形態１に係る開電圧ＶＡＤと閉電圧ＶＡＥとの検出結果を示す表である。
【図７】図７は、実施形態１に係る開電圧ＶＡＤと閉電圧ＶＡＥと遮断電圧ＶＨの検出結果を示す表である。
【図８】図８は、実施形態２に係る電池パックの全体構成を示すブロック図である。
【図９】図９は、実施形態２に係るスイッチ故障診断処理を示すフローチャートである。
【図１０】図１０は、実施形態２に係るオープン故障診断処理を示すフローチャートである。
【図１１】図１１は、実施形態２に係る第１スイッチ故障診断処理を示すフローチャートである。
【図１２】図１２は、実施形態２に係る第２スイッチ故障診断処理を示すフローチャートである。
【図１３】図１３は、実施形態２に係る第１スイッチおよび第２スイッチの故障診断表である。
【図１４】図１４は、その他の実施形態に係る電池保護装置の構成を示すブロック図である。
【図１５】図１５は、その他の実施形態に係る電池保護装置の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
上記特許文献１では、複数のスイッチを、異なる時点で個別にオープン指令信号を与えているとき、および、同時にオープン指令信号を与えているときにそれぞれ、スイッチの負荷側の端子の電圧値を測定し、測定して得られた各時点での電圧値に基づき、複数のスイッチのいずれかの故障の有無を判定する。
【０００９】
また、上記特許文献２では、電源と負荷との間に並列接続された第１スイッチと第２スイッチとを有し、これらのスイッチ各々の故障の有無を診断する。具体的には、電源保護装置は、第１スイッチに対してクローズ（閉）状態にするためのクローズ指示を与え、第２スイッチに対してオープン（開）状態にするためのオープン指示を与えて、そのときの第１スイッチの両端の電圧が所定の閾値電圧よりも大きい場合、第１スイッチが、クローズ指示を与えてもクローズ状態とならず、オープン状態のままである故障（以下、「オープン故障」という）になっていると診断する。
【００１０】
上記従来技術では、第１スイッチに対してクローズ指示を与え、第２スイッチに対してオープン指示を与えて第１スイッチのオープン故障を診断する。そのため、第１スイッチがオープン故障になっており、第２スイッチが故障になっていない場合、つまり、第１スイッチがクローズ指示に反してオープン状態になっており、第２スイッチがオープン指示通りにオープン状態になっている場合、電源と負荷との間の電流経路が遮断され、負荷への電源出力の遮断（以下、「パワーフェイル」という）が起きるという問題が生じる。
【００１１】
（１）本明細書に開示される電源保護装置は、負荷および充電器の少なくとも一方が接続される第１端子と、電源が接続される第２端子との間に設けられる第１スイッチと、前記第１スイッチに並列接続されたスイッチ回路であって、第２スイッチと、前記第２スイッチに直列に接続され、電流が流れることで基準電圧の電圧降下を生じさせる電圧降下素子とを含む前記スイッチ回路と、前記第１端子の電圧である第１電圧と、前記第２端子の電圧である第２電圧と、前記第２スイッチと前記電圧降下素子との間のポイントの電圧である第３電圧とのうちの少なくとも１つの電圧を検出する電圧検出部と、前記第１スイッチおよび前記第２スイッチに対し、オープン状態にするためのオープン指示とクローズ状態にするためのクローズ指示とを与えて開閉を制御し、前記電圧検出部から電圧を取得する制御部と、を備え、前記制御部は、（１）前記電源が放電している際に、前記第２スイッチをクローズ状態にし、前記第１スイッチをオープン状態にした場合の開電圧を取得し、かつ、前記電源が放電している際に、前記第２スイッチをクローズ状態にし、前記第１スイッチをクローズ状態にした場合の閉電圧を取得した場合、前記開電圧と前記閉電圧とに基づいて、前記第１スイッチが故障しているか否かを診断し、（２）前記第１スイッチおよび前記第２スイッチに前記クローズ指示を与える第１指示処理を実行した場合、前記第１指示処理の実行中に前記電圧検出部が検出した前記第１電圧と前記第２電圧との電圧差が、第１閾値電圧未満である場合に、前記第１スイッチがオープン故障になっていないと判断し、および／または、前記第１指示処理の実行中に前記電圧検出部が検出した前記第３電圧が、第２閾値電圧以上である場合に、前記第２スイッチがオープン故障になっていないと判断する。
【００１２】
この電源保護装置では、第２スイッチには電圧降下素子が直列に接続されており、第１スイッチが故障していない場合には、開電圧と閉電圧との間に基準電圧の電圧差を生じさせる。そのため、この電圧差を利用することで、開電圧と閉電圧とに基づいて、第１スイッチが故障しているか否かを判定することができる。また、この電源保護装置では、第１スイッチの故障を診断する際に、第２スイッチを閉状態に制御して開電圧と閉電圧を取得するので、電源の放電時に、負荷と電源との間の電流経路が遮断されることを抑制することができる。
【００１３】
また、この電源保護装置では、第１スイッチと第２スイッチとがオープン故障になっているか否かを、第１スイッチと第２スイッチとにクローズ指示を与える第１指示処理の実行中に判断する。そのため、第１スイッチと第２スイッチとが同時にオープン故障しない限りパワーフェイルが起きない。つまり、一方のスイッチがクローズ指示に反してオープン状態になっていても、他方のスイッチを介して、電源と負荷との間の電流経路を確保することができ、パワーフェイルが起きるのを抑制することができる。
【００１４】
（２）上記電源保護装置において、前記電圧降下素子は、前記電源側から前記負荷または前記充電器側に向かう電流方向を順方向としたダイオードであり、前記基準電圧は、前記ダイオードの順方向電圧である、構成としてもよい。この電源保護装置によれば、ダイオードの順方向電圧を利用して、第１スイッチが故障しているか否かを判定することができる。ダイオードの順方向電圧の電圧降下値は一定であるため、電圧降下値が可変である場合に比べて第１スイッチが故障しているか否かを判断しやすい。
【００１５】
（３）上記電源保護装置において、前記電圧検出部は、前記第１端子の電圧を検出し、前記第２端子の電圧を検出せず、前記制御部は、前記閉電圧と前記開電圧との差分電圧を前記基準電圧に応じた第３閾値電圧と比較した比較結果に基づいて、前記第１スイッチが故障しているか否かを診断する、構成としてもよい。この電源保護装置によれば、電圧検出部は、第１端子の電圧のみを検出すればよい。そのため、第１スイッチの両端の電圧を検出する場合に比べて、電圧検出部の構成を単純化することができる。
【００１６】
（４）上記電源保護装置において、前記制御部は、前記差分電圧が前記第３閾値電圧以上である第１条件を満たした場合、前記第１スイッチに故障が発生していないと診断し、前記第１条件を満たしていない場合、前記第１スイッチにオープン故障とクローズ故障とのいずれか一方の故障が発生していると診断する、構成としてもよい。この電源保護装置によれば、開電圧と閉電圧との差分電圧を用いて、第１スイッチにオープン故障とクローズ故障とのいずれか一方の故障が発生していることを診断することができる。
【００１７】
（５）上記電源保護装置において、前記制御部は、前記電源が放電している際に、前記第２スイッチをオープン状態に制御し、前記第１スイッチをクローズ状態に制御した場合の判別電圧を取得し、前記第１条件を満たしておらず、かつ、前記判別電圧が前記開電圧以上である第２条件を満たした場合、前記第１スイッチにクローズ故障が発生していると診断し、前記第１条件および前記第２条件を満たしていない場合、前記第１スイッチにオープン故障が発生していると診断する、構成としてもよい。この電源保護装置によれば、第１スイッチを閉状態に制御し、第２スイッチを開状態に制御した場合の判別電圧を用いて、第１スイッチの故障の種類を診断することができる。
【００１８】
（６）上記電源保護装置において、前記電圧検出部は、前記第１端子の第１端子電圧と、前記第２端子の第２端子電圧とを検出し、前記制御部は、前記電源が放電している際に、前記第２スイッチをクローズ状態にし、前記第１スイッチをオープン状態にした場合の前記第１端子電圧と前記第２端子電圧とを取得し、前記第２端子電圧から前記第１端子電圧を差し引いて前記開電圧を取得し、前記電源が放電している際に、前記第２スイッチをクローズ状態にし、前記第１スイッチをクローズ状態にした場合の前記第１端子電圧と前記第２端子電圧とを取得し、前記第２端子電圧から前記第１端子電圧を差し引いて前記閉電圧を取得し、前記閉電圧と前記開電圧とのそれぞれを前記基準電圧に応じた第４閾値電圧と比較した比較結果に基づいて、前記第１スイッチが故障しているか否かを診断する、構成としてもよい。この電源保護装置によれば、第１端子電圧と第２端子電圧との電圧差、すなわち、第１スイッチの両端電圧を用いて第１スイッチが故障しているか否かを判定するので、第１スイッチが故障しているか否かを診断しやすい。
【００１９】
（７）上記電源保護装置において、前記制御部は、前記開電圧が前記第４閾値電圧未満である場合、前記第１スイッチにクローズ故障が発生していると診断し、前記閉電圧が前記第４閾値電圧以上である場合、前記第１スイッチにオープン故障が発生していると診断する、構成としてもよい。この電源保護装置によれば、開電圧および閉電圧そのものを用いて、第１スイッチにオープン故障、あるいは、クローズ故障が発生していることを個別に診断することができる。
【００２０】
（８）上記電源保護装置において、前記制御部は、前記開電圧と前記閉電圧との少なくとも一方が前記第２端子電圧に応じた第５閾値電圧であって、前記基準電圧よりも高い前記第５閾値電圧以上である場合、前記第２スイッチにオープン故障が発生していると診断する、構成としてもよい。この電源保護装置によれば、開電圧と閉電圧との少なくとも一方を用いて、第２スイッチにオープン故障が発生していることを診断することができる。
【００２１】
（９）上記電源保護装置において、前記制御部は、前記電源が放電している際に、前記第２スイッチをオープン状態に制御し、前記第１スイッチをオープン状態に制御した場合の遮断電圧を取得し、前記遮断電圧が前記第５閾値電圧以上である場合、前記第２スイッチに故障が発生していないと診断し、前記遮断電圧が前記第５閾値電圧未満である場合、前記第２スイッチにクローズ故障が発生していると診断する、構成としてもよい。この電源保護装置によれば、第１スイッチを閉状態に制御し、第２スイッチを閉状態に制御した場合の遮断電圧を用いて、第２スイッチに故障が発生していないこと、または、第２スイッチにクローズ故障が発生していることを診断することができる。
【００２２】
（１０）上記電源保護装置において、前記制御部は、前記負荷への電力供給を遮断してもよいタイミングで前記遮断電圧を取得する、構成としてもよい。この電源保護装置によれば、負荷への電力供給が遮断されること、つまり、負荷と電源との間の電流経路が遮断されることによる負荷への影響を抑制することができる。
【００２３】
（１１）上記電源保護装置において、さらに、前記電源からの放電電流を検出する電流検出部を備え、前記制御部は、前記電流検出部から放電電流値を取得し、前記放電電流値が規定放電電流値未満となったことを条件に、少なくとも前記第１スイッチが故障しているか否かを診断する、構成としてもよい。この電源保護装置によれば、放電電流値が規定放電電流値未満である場合の開電圧および閉電圧を用いてスイッチの故障を診断するので、放電電流値が規定放電電流値以上である場合に比べて小さい開電圧および閉電圧を用いてスイッチの故障を診断することができる。
【００２４】
（１２）上記電源保護装置において、前記制御部は、前記第１スイッチおよび前記第２スイッチがオープン故障になっていないと判断したことを条件に、前記第１スイッチに前記オープン指示を与え、前記第２スイッチに前記クローズ指示を与える第２指示処理を実行し、前記第２指示処理の実行中に前記電圧検出部が検出した前記第１電圧と前記第２電圧との電圧差が、前記第１閾値電圧以上である場合に、前記第１スイッチがクローズ故障になっていないと判断する構成としてもよい。この電源保護装置では、第１スイッチがクローズ故障になっているか否かを、第１スイッチおよび第２スイッチがオープン故障になっていないと判断したことを条件に判断する。そのため、第１スイッチがクローズ故障になっているか否かを判断するために、第１スイッチにオープン指示を与え、第２スイッチにクローズ指示を与える第２指示処理を実行した場合でも、少なくとも第２スイッチは確実にクローズ状態になっていることから、パワーフェイルが起きるのを抑制することができる。
【００２５】
（１３）上記電源保護装置において、前記制御部は、前記第１スイッチがクローズ故障になっていないと判断したことを条件に、前記第１スイッチに前記クローズ指示を与え、前記第２スイッチに前記クローズ指示を与える第３指示処理を実行し、前記第３指示処理の実行中に前記電圧検出部が検出した前記第１電圧と前記第２電圧との電圧差が、前記第１閾値電圧未満である場合に、前記第１スイッチがオープン故障になっていないと判断する構成としてもよい。この電源保護装置によれば、第２指示処理を実行した後に、第１スイッチがオープン故障になったか否かを判断することができる。
【００２６】
（１４）上記電源保護装置において、前記制御部は、前記第１スイッチおよび前記第２スイッチがオープン故障になっていないと判断したことを条件に、前記第１スイッチに前記クローズ指示を与え、前記第２スイッチに前記オープン指示を与える第４指示処理を実行し、前記第４指示処理の実行中に前記電圧検出部が検出した前記第３電圧が、前記第２閾値電圧未満である場合に、前記第２スイッチがクローズ故障になっていないと判断する構成としてもよい。この電源保護装置では、第２スイッチがクローズ故障になっているか否かを、第１スイッチおよび第２スイッチがオープン故障になっていないと判断したことを条件に判断する。そのため、第２スイッチがクローズ故障になっているか否かを判断するために、第１スイッチにクローズ指示を与え、第２スイッチにオープン指示を与える第４指示処理を実行した場合でも、少なくとも第１スイッチは確実にクローズ状態になっていることから、パワーフェイルが起きるのを抑制することができる。
【００２７】
（１５）上記電源保護装置において、前記制御部は、前記第２スイッチがクローズ故障になっていないと判断したことを条件に、前記第１スイッチに前記クローズ指示を与え、前記第２スイッチに前記クローズ指示を与える第５指示処理を実行し、前記第５指示処理の実行中に前記電圧検出部が検出した前記第３電圧が、前記第２閾値電圧以上である場合に、前記第２スイッチがオープン故障になっていないと判断する構成としてもよい。この電源保護装置によれば、第４指示処理を実行した後に、第２スイッチがオープン故障になったか否かを判断することができる。
【００２８】
（１６）上記電源保護装置において、抵抗素子を有し、前記抵抗素子を介して前記第２スイッチと前記電圧降下素子との間のポイントを接地電圧に接続する接地回路を備える構成としてもよい。この電源保護装置では、第２スイッチがオープン状態になっている場合の第３電圧が、接地電圧となり、第２スイッチがクローズ状態になっている場合の第３電圧が、第２電圧となる。そのため、第３電圧を、第２スイッチがオープン状態になっている場合と、第２スイッチがクローズ状態になっている場合とで確実に異ならせることができ、第３電圧を用いて、第２スイッチがオープン故障になっているか否かを確実に判断することができる。
【００２９】
（１７）上記電源保護装置において、前記接地回路は、第３スイッチを有し、前記制御部は、前記第１スイッチがオープン故障になっているか否かを判断する場合に、前記第３スイッチに前記オープン指示を与え、および/または、前記第２スイッチがオープン故障になっているか否かを判断する場合に、前記第３スイッチに前記クローズ指示を与える構成としてもよい。第２スイッチと電圧降下素子との間が接地回路を介して常に接地電圧に接続されていると、第２スイッチがクローズ状態になった場合に、抵抗素子を介して電源と接地電圧との間の電流経路が形成され、電源に蓄えられた電力が無駄に消費される。この電源保護装置では、接地回路に第３スイッチを有し、第２スイッチがオープン故障になっているか否かを判断する場合、つまり、第３電圧を検出する場合に、第３スイッチにクローズ指示を与える。これにより、第２スイッチと電圧降下素子との間のポイントを接地電圧に接続することができる。また、第１スイッチがオープン故障になっているか否かを判断する場合、つまり、第３電圧を検出しない場合に、第３スイッチにオープン指示を与え、抵抗素子を介した電源と接地電圧との間の電流経路を遮断する。これにより、第１スイッチがオープン故障になっているか否かを判断する場合に、電源に蓄えられた電力が無駄に消費されることを抑制することができる。
【００３０】
（１８）上記電源保護装置において、前記電圧降下素子は、前記電源側から前記負荷側に向かう電流方向を順方向としたダイオードであり、前記第１閾値電圧は、前記ダイオードの順方向電圧である構成としてもよい。この電源保護装置によれば、ダイオードの順方向電圧を利用して、第１スイッチが故障しているか否かを判断することができる。ダイオードの順方向電圧の電圧降下値は一定であるため、電圧降下値が可変である場合に比べて第１スイッチが故障しているか否かを判断しやすい。
【００３１】
（１９）上記電源保護装置において、前記電源からの放電電流を検出する電流検出部を備え、前記制御部は、前記電流検出部が検出した前記放電電流の電流値が規定値未満となったことを条件に、前記第１指示処理を実行し、前記第１スイッチおよび前記第２スイッチがオープン故障になっているか否かを判断する構成としてもよい。この電源保護装置によれば、放電電流の電流値が規定値未満となったことを条件に、電圧検出部が電圧を検出してスイッチの故障を診断するので、放電電流の電流値が規定値以上となったことを条件に電圧検出部が電圧を検出する場合に比べて、小さい電圧を用いてスイッチの故障を診断することができる。
【００３２】
（２０）上記電源保護装置において、前記制御部は、さらに、前記第１電圧と前記第３電圧とを比較した比較結果に基づいて、前記電圧降下素子が短絡故障またはオープン故障になっているか否かを判断する、構成としてもよい。この電源保護装置によれば、簡易に、電圧降下素子の短絡故障またはオープン故障を診断することができる。
【００３３】
（２１）また、電源と、上記電源保護装置と、を備える電源装置でもよい。
【００３４】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態に係る電池保護装置について説明する。なお、以下で説明する実施形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。以下の実施形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置および接続形態、スイッチ故障診断方法における工程、工程の順序などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
【００３５】
（１Ａ．実施形態１）
１Ａ−１．電池保護装置の構成
一実施形態を図１から図３を参照しつつ説明する。電池パック１１００は、例えば電気自動車やハイブリッド自動車（以下、自動車という）に搭載され、車内の各種機器などの負荷１５００に電力を供給する。電池パック１１００は、二次電池１２００、および、電池保護装置１３００を備える。電池パック１１００は、電源装置の一例である。二次電池１２００は、電源の一例であり、一次電池であってもよく、キャパシタなどでもよく、電池の種類は問わない。
【００３６】
図１に示すように、二次電池１２００は、例えばリチウムイオン電池であり、４つのセル１２１０が直列接続された組電池である。二次電池１２００の正極側は、電池保護装置１３００に接続されており、二次電池１２００の負極側は接地点Ｔ１３を介して接地されている。
【００３７】
電池保護装置１３００は、接続端子Ｔ１１、Ｔ１２と、抵抗素子Ｒと、第１スイッチ１３１０と、スイッチ回路１３２０と、電池監視ユニット１３３０とを備える。接続端子Ｔ１１は、配線１５１０を介して負荷１５００に接続され、接続端子Ｔ１２は、配線１５１０を介して二次電池１２００の正極側に接続される。なお、負荷１５００には、例えば電動パワーステアリングやアクセサリなどが含まれる。抵抗素子Ｒは、配線１５１０を介して二次電池１２００の負極側と接地点Ｔ１３との間に接続される。接続端子Ｔ１１は、第１端子の一例であり、接続端子Ｔ１２は、第２端子の一例である。
【００３８】
第１スイッチ１３１０は、例えば有接点リレー（機械式スイッチ）であり、接続端子Ｔ１１と接続端子Ｔ１２との間に接続されている。つまり、第１スイッチ１３１０は、負荷１５００と二次電池１２００との間に設けられる。第１スイッチ１３１０は、図示しない磁気コイルと、接点と、パワートランジスタを備えている。図示しないパワートランジスタが後述する中央処理装置（以下、ＣＰＵ）１４００からオープン指令信号を受けると、当該パワートランジスタは、磁気コイルへの電流供給を停止し、その結果、電磁作用により機械的に第１スイッチ１３１０の接点が開状態（「オープン状態」とも称する）になる。
【００３９】
また、当該パワートランジスタがＣＰＵ１４００からクローズ指令信号を受けると、当該パワートランジスタは、磁気コイルへの電流供給を開始し、その結果、電磁作用により機械的に第１スイッチ１３１０の接点が閉状態（「クローズ状態」とも称する）になる。第１スイッチ１３１０が閉状態となることで、例えば電動パワーステアリングのような、自動車の走行中に駆動する負荷と、アクセサリのような、常時駆動している負荷との両方に電力を供給することができる。第１スイッチ１３１０は、負荷１５００に電力を供給するために用いられる。
【００４０】
スイッチ回路１３２０は、接続端子Ｔ１１と接続端子Ｔ１２との間に、第１スイッチ１３１０と並列接続される。スイッチ回路１３２０は、第２スイッチと、ダイオードＤとを有する。第２スイッチとダイオードＤとは、接続端子Ｔ１１と接続端子Ｔ１２との間に直列接続されている。ダイオードＤは、電圧降下素子の一例である。
【００４１】
第２スイッチ１３４０は、例えば電界効果トランジスタ（Ｆｉｅｌｄ  ｅｆｆｅｃｔ  ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）である。第２スイッチ１３４０がＣＰＵ１４００からオープン指令信号、つまり、ゲートオフ信号を受け取ると、開状態になる。また、第２スイッチ１３４０がＣＰＵ１４００からクローズ指令信号、つまり、ゲートオン信号を受け取ると、閉状態になる。
【００４２】
第２スイッチ１３４０は、第１スイッチ１３１０に比べて流すことができる電流が制限されている。そのため、第２スイッチ１３４０が閉状態となった場合でも、例えば電動パワーステアリングのような、自動車の走行中に駆動する負荷には電力を供給することができない。つまり、第２スイッチ１３４０は、負荷１５００に電力を供給するためには用いられず、後述するように、第１スイッチ１３１０の故障を診断するために用いられる。
【００４３】
一方、第２スイッチ１３４０が閉状態となったことで、例えばアクセサリのような、常時駆動している負荷のみに電力を供給することができる。つまり、第１スイッチ１３１０と第２スイッチ１３４０との少なくとも一方が閉状態になると、常時駆動している負荷に電力を供給することができ、接続端子Ｔ１１と接続端子Ｔ１２の間で電流経路が形成される。
【００４４】
ダイオードＤは、スイッチ回路１３２０の接続端子Ｔ１１側、つまり、負荷側に接続されている。ダイオードＤは、接続端子Ｔ１２側から接続端子Ｔ１１側、つまり、二次電池１２００側から負荷１５００側に向かう電流方向ＤＲが順方向となる向きに配置されている。そのため、ダイオードＤに電流が流れることで、ダイオードＤの両端間に順方向電圧ＶＦの電圧降下が生じる。なお、ダイオードＤには、第１スイッチ１３１０が開状態であり、第２スイッチ１３４０が開状態である場合にのみ電流が流れる。順方向電圧ＶＦは、基準電圧の一例であり、一定値である。また順方向電圧ＶＦは、閾値電圧（第３閾値電圧または第４閾値電圧）の一例である。
【００４５】
電池監視ユニット１３３０は、電圧検出回路１３５０と、電流検出回路１３７０と、制御部１３６０とを含む。電圧検出回路１３５０は、ＣＰＵ１４００から検出指令信号を受けると、接続端子Ｔ１１と接地電圧との間の電圧に応じた電圧検出信号をＣＰＵ１４００に出力する。この電圧は、第１スイッチ１３１０の負荷１５００側の端子の電圧に等しく、以下、負荷側電圧ＶＡという。電圧検出回路１３５０は、電圧検出部の一例であり、電流検出回路１３７０は、電流検出部の一例である。また、負荷側電圧ＶＡは、第１端子電圧の一例である。
【００４６】
その一方、本実施形態では、電圧検出回路１３５０は、接続端子Ｔ１２と接地電圧との間の電圧、つまり、第１スイッチ１３１０の二次電池１２００側の端子の電圧である電源側電圧ＶＢを検出する構成を有しない。そのため、電圧検出回路１３５０は、電源側電圧ＶＢから負荷側電圧ＶＡを差し引いて、第１スイッチ１３１０の両端電圧ΔＶＡＢを算出することもない。電源側電圧ＶＢは、第２端子電圧の一例であり、順方向電圧ＶＦよりも大きい。また、電源側電圧ＶＢは、第２の閾値電圧（第５閾値電圧）の一例である。
【００４７】
電流検出回路１３７０は、所定期間毎に、二次電池１２００の充電電流または放電電流（以下、充放電電流という）を検出する。具体的には、電流検出回路１３７０は、抵抗素子Ｒに流れる電流値を検出し、検出した充放電電流の電流値に応じた電流検出信号をＣＰＵ１４００に出力する。
【００４８】
制御部１３６０は、ＣＰＵ１４００と、メモリ１４１０とを有する。メモリ１４１０は、例えばＲＡＭやＲＯＭにより構成されており、各種のプログラムが記憶されている。ＣＰＵ１４００は、メモリ１４１０から読み出したプログラムに従って、電池監視ユニット１３３０の各部を制御する。例えば、ＣＰＵ１４００は、例えば、ＣＰＵ１４００は、第１スイッチ１３１０および第２スイッチ１３４０にオープン指令信号やクローズ指令信号を送信し、第１スイッチ１３１０および第２スイッチ１３４０の開閉を制御する。また、ＣＰＵ１４００は、電圧検出回路１３５０に検出指示信号を送信し、電圧検出回路１３５０から出力される電圧検出信号を取得する。ＣＰＵ１４００は、電圧検出回路１３５０から取得した電圧検出信号を用いて、後述するスイッチ故障診断処理を実行する。
【００４９】
１Ａ−２．スイッチ故障診断処理
次に、スイッチ故障診断処理の具体的な流れを、図２および図３を参照して説明する。本実施形態のスイッチ故障診断処理では、第１スイッチ１３１０のスイッチ故障を診断する場合について説明する。なお、本実施形態のスイッチ故障診断処理では、第２スイッチ１３４０は正常であることを前提としている。これは、第２スイッチ１３４０が、負荷１５００に電力を供給するためには用いらず、第１スイッチ１３１０に比べてスイッチ故障が発生する確率が極めて低いからである。スイッチ故障診断処理は、二次電池１２００から負荷１５００への放電時において、例えば前回のスイッチ故障診断処理の実行時から基準時間経過しており、かつ、電流検出回路１３７０が検出した充放電電流の電流値が予め定められた規定放電電流値未満となった場合に実行される。
【００５０】
なお、スイッチ故障には、オープン故障とクローズ故障とが含まれる。オープン故障は、例えば第１スイッチ１３１０を駆動するコイルの故障等により、当該第１スイッチ１３１０が、クローズ指令信号を受けても、開状態のままになっている故障である。また、クローズ故障は、例えば第１スイッチ１３１０の接点の溶着等により、当該第１スイッチ１３１０が、オープン指令信号を受けても、閉状態のままになっている故障である。
【００５１】
本実施形態のスイッチ故障診断処理では、まず、第１スイッチ１３１０にスイッチ故障が発生しているか否かを診断し、第１スイッチ１３１０にスイッチ故障が発生していると診断される場合に、発生したスイッチ故障がオープン故障とクローズ故障とのいずれの故障であるかを診断する。
【００５２】
ＣＰＵ１４００は、スイッチ故障診断処理を開始すると、第２スイッチ１３４０にクローズ指令信号を送信し（Ｓ１１００）、第１スイッチ１３１０にオープン指令信号を送信する（Ｓ１１１０）。ＣＰＵ１４００は、第１スイッチ１３１０が開状態であり、第２スイッチ１３４０が閉状態である場合の開電圧ＶＤを取得する（Ｓ１１２０）。本実施形態では、電圧検出回路１３５０は負荷側電圧ＶＡのみを検出することから、開電圧ＶＤを、負荷側電圧ＶＡの開電圧ＶＤである開電圧ＶＡＤとして示す。
【００５３】
次に、ＣＰＵ１４００は、第１スイッチ１３１０にクローズ指令信号を送信し（Ｓ１１３０）、第１スイッチ１３１０と第２スイッチ１３４０とが共に閉状態である場合の閉電圧ＶＡＥを取得する（Ｓ１１４０）。ＣＰＵ１４００は、閉電圧ＶＡＥから開電圧ＶＡＤを差し引いた電圧差ΔＶを算出し、電圧差ΔＶと順方向電圧ＶＦ（第３閾値電圧）とを比較する（Ｓ１１５０）。電圧差ΔＶは、差分電圧の一例である。
【００５４】
図３に示すように、第１スイッチ１３１０にスイッチ故障が発生していない、つまり、正常である場合、電圧差ΔＶは順方向電圧ＶＦと等しくなり、第１スイッチ１３１０にスイッチ故障が発生している場合、電圧差ΔＶはゼロとなる。ＣＰＵ１４００は、電圧差ΔＶが順方向電圧ＶＦ以上である場合（Ｓ１１５０：ＹＥＳ）、第１スイッチ１３１０にスイッチ故障が発生していないと診断し（Ｓ１１６０）、スイッチ故障診断処理を終了する。
【００５５】
一方、ＣＰＵ１４００は、電圧差ΔＶが順方向電圧ＶＦ未満である場合（Ｓ１１５０：ＮＯ）、第１スイッチ１３１０にオープン故障とクローズ故障とのいずれか一方の故障が発生しているとスイッチ故障が発生していると診断する。
【００５６】
この場合、ＣＰＵ１４００は、更に、第２スイッチ１３４０にオープン指令信号を送信し（Ｓ１１７０）、第１スイッチ１３１０が閉状態であり、第２スイッチ１３４０が開状態である場合の負荷側電圧ＶＡである判別電圧ＶＧを取得する（Ｓ１１８０）。ＣＰＵ１４００は、取得された判別電圧ＶＧと開電圧ＶＡＤとを比較する（Ｓ１１９０）。
【００５７】
図３に示すように、第１スイッチ１３１０にオープン故障が発生している場合、判別電圧ＶＧはゼロとなり、電源側電圧ＶＢから順方向電圧ＶＦを差し引いた値となる開電圧ＶＡＤ未満となる。また、第１スイッチ１３１０にクローズ故障が発生している場合、判別電圧ＶＧは電源側電圧ＶＢと等しくなり、開電圧ＶＡＤとも等しくなる。ＣＰＵ１４００は、判別電圧ＶＧが開電圧ＶＡＤ以上である場合（Ｓ１１９０：ＹＥＳ）、第１スイッチ１３１０にクローズ故障が発生していると診断し（Ｓ１２００）、スイッチ故障診断処理を終了する。
【００５８】
一方、ＣＰＵ１４００は、判別電圧ＶＧが開電圧ＶＡＤ未満である場合（Ｓ１１９０：ＮＯ）、第１スイッチ１３１０にオープン故障が発生していると診断し（Ｓ１２１０）、スイッチ故障診断処理を終了する。
【００５９】
以上説明したように、本実施形態では、第１スイッチ１３１０のスイッチ故障を診断する際に、第２スイッチ１３４０を閉状態に制御して開電圧ＶＡＤと閉電圧ＶＡＥを取得する。そのため、二次電池１２００から負荷１５００への放電時に、二次電池１２００と負荷１５００との間の電流経路が遮断されることを抑制することができる。
【００６０】
本実施形態では、第２スイッチ１３４０にダイオードＤが直列に接続されており、第１スイッチ１３１０にスイッチ故障が発生していない場合には、開電圧ＶＡＤと閉電圧ＶＡＥとの間に順方向電圧ＶＦの電圧差が生じる。仮に、第２スイッチ１３４０にダイオードＤが接続されていないとすると、第１スイッチ１３１０にスイッチ故障が発生していない場合でも、開電圧ＶＡＤと閉電圧ＶＡＥの間には、第１スイッチ１３１０が閉状態となることで電流経路が増加することによるわずかな電気抵抗の減少に起因した微小な電圧差しか生じない。この電圧差を検出するためには、第１スイッチ１３１０および第２スイッチ１３４０に大電流を流す必要があり、第１スイッチ１３１０のスイッチ故障を診断できる機会が限られてしまう。
【００６１】
本実施形態では、第２スイッチ１３４０にダイオードＤが直列に接続されており、開電圧ＶＡＤと閉電圧ＶＡＥとの間に順方向電圧ＶＦの電圧差が生じる。そのため、第１スイッチ１３１０および第２スイッチ１３４０に大電流を流すことなく、第１スイッチ１３１０のスイッチ故障を診断することができる。そのため、二次電池１２００からの充放電電流の電流値が規定放電電流値未満である場合でも、第１スイッチ１３１０のスイッチ故障を診断することができる。
【００６２】
ダイオードＤは、電流が流れる際に順方向に順方向電圧ＶＦを生じさせることから、電圧差を容易に生じさせることができる。また、ダイオードＤは、二次電池１２００側から負荷１５００側に向かう向きが順方向となるように配置されているので、負荷１５００の代わりに充電器が接続された場合に、第２スイッチ１３４０を介して二次電池１２００が充電されることが防止される。
【００６３】
また、ダイオードＤは、第２スイッチ１３４０に直列に接続されていることから、ダイオードＤの順方向電圧ＶＦにより、第２スイッチ１３４０に大電流が流れることが抑制される。そのため、第２スイッチ１３４０として、有接点リレーのような大電流リレーを用いる必要がなく、電界効果トランジスタのような小電流スイッチを用いてスイッチ回路１３２０を構成することができる。
【００６４】
本実施形態では、電圧検出回路１３５０は負荷側電圧ＶＡのみを検出し、電源側電圧ＶＢを検出することも無ければ、両端電圧ΔＶＡＢを算出することもない。そのため、電源側電圧ＶＢを検出し、両端電圧ΔＶＡＢを算出する場合に比べて、電圧検出回路１３５０の構成を単純化することができ、スイッチ故障診断処理におけるＣＰＵ１４００の処理を簡略化することができる。
【００６５】
本実施形態では、第２スイッチ１３４０を閉状態にして検出された開電圧ＶＡＤと閉電圧ＶＡＥとの電圧差ΔＶを順方向電圧ＶＦとを比較することで、第１スイッチ１３１０にオープン故障とクローズ故障とのいずれか一方の故障が発生していることを診断することができる。
【００６６】
さらに、第１スイッチ１３１０にオープン故障とクローズ故障とのいずれか一方の故障が発生していると診断された場合に、第１スイッチ１３１０を閉状態に制御し、第２スイッチ１３４０を開状態に制御した場合の判別電圧ＶＧを開電圧ＶＡＤと比較することで、第１スイッチ１３１０に発生した故障の種類を診断することができる。
【００６７】
１Ｂ．他の実施形態：
図４から図６は他の実施形態を示す。上述した図１から図３の実施形態との相違は、図５に示すように、電圧検出回路１３５０が負荷側電圧ＶＡと電源側電圧ＶＢとの両方を検出する構成を有し、ＣＰＵ１４００が負荷側電圧ＶＡと電源側電圧ＶＢとの差分電圧である両端電圧ΔＶＡＢを用いてスイッチ故障診断処理を実行するところにあり、その他の点は図１から図３の実施形態と同様である。従って、以下、図１から図３の実施形態と同一符号を付して重複する説明を省略し、異なるところのみを説明する。
【００６８】
本実施形態のスイッチ故障診断処理の具体的な流れを、図５、図６を参照して説明する。本実施形態のスイッチ故障診断処理では、第１スイッチ１３１０にオープン故障、および、クローズ故障が発生しているか否かを個別に診断する。
【００６９】
ＣＰＵ１４００は、スイッチ故障診断処理を開始すると、第２スイッチ１３４０にクローズ指令信号を送信し（Ｓ１３００）、第１スイッチ１３１０にオープン指令信号を送信する（Ｓ１３１０）。ＣＰＵ１４００は、第１スイッチ１３１０が開状態であり、第２スイッチ１３４０が閉状態である場合の開電圧ＶＤを取得する（Ｓ１３２０）。本実施形態では、電圧検出回路１３５０は負荷側電圧ＶＡと電源側電圧ＶＢとの両方を検出することから、ＣＰＵ１４００は、第１スイッチ１３１０を開状態にし、第２スイッチ１３４０を閉状態にした場合の負荷側電圧ＶＡと電源側電圧ＶＢとを取得し、取得された負荷側電圧ＶＡと電源側電圧ＶＢとから算出される両端電圧ΔＶＡＢを開電圧ＶＣＤとして取得する。ＣＰＵ１４００は、取得された開電圧ＶＣＤと順方向電圧ＶＦ（第４閾値電圧）とを比較する（Ｓ１３３０）。
【００７０】
図６に示すように、第１スイッチ１３１０にスイッチ故障が発生していない、つまり、正常である場合、あるいは、第１スイッチ１３１０にオープン故障が発生している場合、開電圧ＶＣＤは順方向電圧ＶＦと等しくなる。また、第１スイッチ１３１０にクローズ故障が発生している場合、開電圧ＶＣＤはゼロとなる。ＣＰＵ１４００は、開電圧ＶＣＤが順方向電圧ＶＦ未満である場合（Ｓ１３３０：ＮＯ）、第１スイッチ１３１０にクローズ故障が発生していると診断し（Ｓ１３４０）、スイッチ故障診断処理を終了する。
【００７１】
一方、ＣＰＵ１４００は、開電圧ＶＣＤが順方向電圧ＶＦ以上である場合（Ｓ１３３０：ＹＥＳ）、第１スイッチ１３１０にクローズ指令信号を送信し（Ｓ１３５０）、第１スイッチ１３１０が閉状態であり、第２スイッチ１３４０が閉状態である場合の閉電圧ＶＣＥを取得する（Ｓ１３６０）。ＣＰＵ１４００は、第１スイッチ１３１０を閉状態にし、第２スイッチ１３４０を閉状態にした場合の負荷側電圧ＶＡと電源側電圧ＶＢとを取得し、取得された負荷側電圧ＶＡと電源側電圧ＶＢとから算出される両端電圧ΔＶＡＢを閉電圧ＶＣＥとして取得する。ＣＰＵ１４００は、取得された閉電圧ＶＣＥと順方向電圧ＶＦ（第４閾値電圧）とを比較する（Ｓ１３７０）。
【００７２】
図６に示すように、第１スイッチ１３１０にスイッチ故障が発生していない場合、閉電圧ＶＣＥはゼロとなり、第１スイッチ１３１０にオープン故障が発生している場合、閉電圧ＶＣＥは順方向電圧ＶＦと等しくなる。ＣＰＵ１４００は、閉電圧ＶＣＥが順方向電圧ＶＦ以上である場合（Ｓ１３７０：ＹＥＳ）、第１スイッチ１３１０にオープン故障が発生していると診断し（Ｓ１３８０）、スイッチ故障診断処理を終了する。
【００７３】
一方、ＣＰＵ１４００は、閉電圧ＶＣＥが順方向電圧ＶＦ未満である場合（Ｓ１３７０：ＮＯ）、第１スイッチ１３１０にスイッチ故障が発生していないと診断し（Ｓ１３９０）、スイッチ故障診断処理を終了する。
【００７４】
以上説明したように、本実施形態では、第１スイッチ１３１０の両端電圧ΔＶＡＢの開電圧ＶＣＤおよび閉電圧ＶＣＥを用いて、第１スイッチ１３１０が故障しているか否かを判定する。そのため、第１スイッチ１３１０の負荷側電圧ＶＡのみを検出する場合に比べて、スイッチの故障診断に必要な処理のステップ数を減らすことができ、第１スイッチが故障しているか否かを容易に診断することができる。
【００７５】
本実施形態の電池保護装置１３００では、第２スイッチ１３４０を閉状態にして検出された開電圧ＶＣＤのみを用いて、第１スイッチ１３１０にオープン故障が発生していることを診断することができる。また、第２スイッチ１３４０を閉状態にして検出された閉電圧ＶＣＥのみを用いて、第１スイッチ１３１０にクローズ故障が発生していることを診断することができる。
【００７６】
１Ｃ．変形例：
本明細書で開示される技術は、上述の実施形態１に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の形態に変形することができ、例えば次のような変形も可能である。例えば、上記実施形態では、電池監視ユニット１３３０は、１つのＣＰＵ１４００を有する構成であるが、電池監視ユニット１３３０の構成はこれに限らず、複数のＣＰＵを備える構成や、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）などのハード回路を備える構成、ハード回路およびＣＰＵの両方を備える構成でもよい。
【００７７】
また、上記実施形態では、電池パック１１００は、１つの電池保護装置１３００を備えるが、複数の電池保護装置１３００を備えてもよい。また、上記実施形態では、二次電池１２００は、直列接続された複数のセル１２１０を備えるが、１つのセルのみを備えてもよいし、並列接続された複数のセルを備えてもよい。
【００７８】
また、上記実施形態では、第１スイッチ１３１０の例として、有接点リレーを挙げた。しかし、第１スイッチ１３１０は、これに限らず、例えばバイポーラトランジスタや、ＭＯＳＦＥＴなどの半導体素子であってもよい。
【００７９】
また、上記実施形態では、第１スイッチ１３１０の例として、磁気コイル、接点、およびパワートランジスタを備える構成を挙げた。しかし、第１スイッチ１３１０の構成は、これに限らず、これらの構成の少なくとも１つを備えていなくても良ければ、他の構成に置き替えてもよい、例えば、第１スイッチ１３１０は、パワートランジスタを備えておらず、ＣＰＵ１４００から直接的にオープン指令信号やクローズ指令信号を受ける構成でもよい。
【００８０】
また、上記実施形態では、第２スイッチ１３４０にダイオードＤが直列接続される構成であった。しかし、第２スイッチ１３４０に直列接続される素子は、これに限らず、高抵抗の抵抗素子、例えば１ＭΩ程度の抵抗値を有する抵抗素子でもよい。
【００８１】
また、上記実施形態では、二次電池１２００から負荷１５００に電力供給している場合に、負荷１５００への電力供給を維持しつつ、第１スイッチ１３１０のスイッチ故障を診断する例を挙げた。しかし、これに限らず、オルタネータ（充電器）１５００から二次電池１２００に電力供給している場合、二次電池１２００への電力供給を維持しつつ、第１スイッチ１３１０のスイッチ故障を診断してもよい。この場合、電池保護装置１３００は、下記の構成となる。
【００８２】
電源保護装置であって、負荷および充電器の少なくとも一方が接続される第１端子と、電源が接続される第２端子との間に設けられる第１スイッチと、前記第１スイッチに並列接続されたスイッチ回路であって、第２スイッチと、前記第２スイッチに直列に接続され、電流が流れることで基準電圧の電圧降下を生じさせる電圧降下素子とを含む前記スイッチ回路と、少なくとも前記第２端子の電圧を検出する電圧検出部と、前記第１スイッチおよび前記第２スイッチの開閉を制御し、前記電圧検出部から電圧を取得する制御部と、を備え、前記制御部は、前記電源が充電されている際に、前記第２スイッチを閉状態にし、前記第１スイッチを開状態にした場合の開電圧を取得し、前記電源が充電されている際に、前記第２スイッチを閉状態にし、前記第１スイッチを閉状態にした場合の閉電圧を取得し、前記開電圧と前記閉電圧とに基づいて、前記第１スイッチが故障しているか否かを診断する、電源保護装置。
【００８３】
この電源保護装置では、第１スイッチの故障を診断する際に、第２スイッチを閉状態に制御して開電圧と閉電圧を取得するので、電源の充電時に、充電器と電源との間の電流経路が遮断されることが抑制される。また、第２スイッチには電圧降下素子が直列に接続されており、第１スイッチが故障していない場合には、開電圧と閉電圧との間に基準電圧の電圧差を生じさせる。そのため、この電圧差を利用することで、開電圧と閉電圧とに基づいて、第１スイッチが故障しているか否かを判定することができる。
【００８４】
上記の場合、第２スイッチ１３４０に直列接続されるダイオードＤを、その順方向が電流方向ＤＲと逆方向に配置する。また、電力供給側の変更に伴い、負荷側電圧ＶＡを電源側電圧ＶＢと読み替え、電源側電圧ＶＢを充電器側電圧ＶＡと読み替える。
【００８５】
上記実施形態では、第１スイッチ１３１０のスイッチ故障を診断する際に、順方向電圧ＶＦおよび開電圧ＶＡＤを判定基準に挙げた。しかし、これらの電圧は、例えば配線１５１０の抵抗やノイズ等の影響を考慮して、適宜増減させてもよい。例えば、これらの電圧の半分の値を判定基準としてもよい。
【００８６】
また、上記実施形態では、第２スイッチ１３４０が正常であるとして、第１スイッチ１３１０のスイッチ故障を診断した。しかし、これに限らず、第１スイッチ１３１０と第２スイッチ１３４０とのスイッチ故障を診断してもよい。第１スイッチ１３１０と第２スイッチ１３４０とのスイッチ故障を診断するスイッチ故障診断処理は、他の実施形態と略同一であり、スイッチ故障が発生しているか否かの判定が異なる。
【００８７】
図７に示すように、第１スイッチ１３１０にクローズ故障が発生している場合、開電圧ＶＣＤはゼロとなる。第１スイッチ１３１０にクローズ故障が発生している場合には、第２スイッチ１３４０にスイッチ故障が発生しているか否かを診断することができない。
【００８８】
一方、第１スイッチ１３１０にスイッチ故障が発生していない、つまり、正常である場合、あるいは、第１スイッチ１３１０にオープン故障が発生している場合、第２スイッチ１３４０にオープン故障が発生している場合には、開電圧ＶＣＤは電源側電圧ＶＢと等しくなり、第２スイッチ１３４０が正常である場合、あるいは、第２スイッチ１３４０にクローズ故障が発生している場合、開電圧ＶＣＤは順方向電圧ＶＦと等しくなる。
【００８９】
また、図７に示すように、第１スイッチ１３１０にスイッチ故障が発生していない、つまり、正常である場合、閉電圧ＶＣＥはゼロとなる。一方、第１スイッチ１３１０にオープン故障が発生している場合、第２スイッチ１３４０にオープン故障が発生している場合には、閉電圧ＶＣＥは電源側電圧ＶＢと等しくなり、第２スイッチ１３４０が正常である場合、あるいは、第２スイッチ１３４０にクローズ故障が発生している場合、閉電圧ＶＣＥは順方向電圧ＶＦと等しくなる。
【００９０】
そのため、ＣＰＵ１４００は、開電圧ＶＣＤと閉電圧ＶＣＥの少なくとも一方が電源側電圧ＶＢ以上である場合に、第２スイッチ１３４０にオープン故障が発生していると診断することができる。一方、ＣＰＵ１４００は、開電圧ＶＣＤと閉電圧ＶＣＥの少なくとも一方が順方向電圧ＶＦ以上、かつ、電源側電圧ＶＢ未満の場合、第２スイッチ１３４０が正常であるか、あるいは、第２スイッチ１３４０にオープン故障が発生しているのかを診断することができない。
【００９１】
以上の結果、以下の状態が診断される。
（１）第１スイッチがクローズ故障の場合。
（２）第１スイッチが正常であり、第２スイッチがオープン故障である場合。
（３）第１スイッチがオープン故障であり、第２スイッチがオープン故障である場合。
【００９２】
そして、以下の状態が診断されないで残っている。
（４）第１スイッチが正常であり、第２スイッチが正常である場合。
（５）第１スイッチが正常であり、第２スイッチがクローズ故障である場合。
（６）第１スイッチがオープン故障であり、第２スイッチが正常である場合。
（７）第１スイッチがオープン故障であり、第２スイッチがクローズ故障である場合。
【００９３】
上記の（４）から（７）の状態は、二次電池１２００から負荷１５００への放電時に、二次電池１２００と負荷１５００との間の電流経路が遮断されてもよい場合には、診断することができる。
【００９４】
図７に、第１スイッチ１３１０が開状態であり、第２スイッチ１３４０が開状態である場合の両端電圧ΔＶＡＢである遮断電圧ＶＨを示す。ＣＰＵ１４００は、負荷１５００への電力供給を遮断しても良いタイミングで遮断電圧ＶＨを取得する。負荷１５００への電力供給を遮断しても良いタイミングには、例えば走行中などオルタネータが動作して、電力を供給しているタイミングがある。この場合、オルタネータからの電力供給により、遮断電圧ＶＨを取得するのに必要な数秒程度、電力供給が遮断されても動作に影響が及ばない。
【００９５】
図７に示すように、第２スイッチ１３４０が正常である場合、遮断電圧ＶＨは電源側電圧ＶＢ以上となり、第２スイッチ１３４０がクローズ故障である場合、遮断電圧ＶＨは順方向電圧ＶＦと等しく、つまり、電源側電圧ＶＢ未満となる。つまり、第１スイッチ１３１０と第２スイッチ１３４０とをともに閉状態にして検出された遮断電圧ＶＨを電源側電圧ＶＢとを比較することで、第２スイッチ１３４０が正常であるか、あるいは、クローズ故障が発生しているかを診断することができ、この結果、（４）から（７）の状態を診断することができる。
【００９６】
（２Ａ．実施形態２）
２Ａ−１．電池保護装置の構成
一実施形態の電池パック２１００について、図８から図１３を参照しつつ説明する。電池パック２１００は、例えば電気自動車やハイブリッド自動車（以下、自動車という）、または自動車のエンジン始動用（従来の鉛蓄電池）に搭載され、車内の各種機器などの負荷２５００に電力を供給する。電池パック２１００は、二次電池２２００、および、電池保護装置２３００を備える。電池パック２１００は、電源装置の一例である。二次電池２２００は、電源の一例であり、一次電池であってもよく、キャパシタなどでもよい。電池保護装置２３００は、電源保護装置の一例である。
【００９７】
図８は、電池パック２１００の全体構成を示すブロック図である。図８に示すように、二次電池２２００は、例えばリチウムイオン電池であり、複数のセル２２１０（図８では４つ）が直列接続された組電池である。二次電池２２００の正極側は、電池保護装置２３００に接続されており、二次電池２２００の負極側は接地点Ｔ２４を介して接地電圧に接続されている。
【００９８】
電池保護装置２３００は、接続端子Ｔ２１、Ｔ２２と、抵抗素子Ｒ１と、第１スイッチ２３１０と、スイッチ回路２３２０と、接地回路２３３０と、電池監視ユニット２３４０とを備える。接続端子Ｔ２１は、配線２５１０を介して負荷２５００に接続され、接続端子Ｔ２２は、配線２５１０を介して二次電池２２００の正極側に接続される。なお、負荷２５００には、例えば電動パワーステアリングやアクセサリなどが含まれる。抵抗素子Ｒ１は、配線２５１０を介して二次電池２２００の負極側と接地点Ｔ２４との間に接続される。接続端子Ｔ２１は、Ｔ１１と同様に、第１端子の一例であり、接続端子Ｔ２２は、Ｔ１２と同様に、第２端子の一例である。
【００９９】
第１スイッチ２３１０及び第２スイッチ２３５０は、それぞれ、実施形態１における第１スイッチ１３１０及び第２スイッチ１３４０と同様であるため、詳細な構成についての説明は省略する。
【０１００】
ダイオードＤは、第２スイッチ２３５０の接続端子Ｔ２１側、つまり、負荷側に接続されている。なお、ダイオードＤの詳細については、実施形態１と同様であるため、説明を省略する。なお、順方向電圧ＶＦは、第１閾値電圧の一例である。
【０１０１】
接地回路２３３０は、スイッチ回路２３２０の第２スイッチ２３５０とダイオードＤとの間の中間点Ｔ２３と、接地点Ｔ２４との間に接続されている。接地回路２３３０は、第３スイッチ２３６０と、抵抗素子Ｒ２とを有する。第３スイッチ２３６０と、抵抗素子Ｒ２とは、中間点Ｔ２３と接地点Ｔ２４との間に直列に接続されている。中間点Ｔ２３は、第２スイッチと電圧降下素子との間のポイントの一例である。
【０１０２】
第３スイッチ２３６０は、例えば電界効果トランジスタである。第３スイッチ２３６０がＣＰＵ２４００からオープン指示信号を受け取ると、オープン状態となる。また、第３スイッチ２３６０がＣＰＵ２４００からクローズ指示信号を受け取ると、クローズ状態となる。抵抗素子Ｒ２は、第３スイッチ２３６０の中間点Ｔ２３側に接続されている。接地回路２３３０は、第３スイッチ２３６０がクローズ状態となる場合に、接地点Ｔ２４を介して中間点Ｔ２３を接地電圧に接続する。
【０１０３】
電池監視ユニット２３４０は、それぞれが実施形態１における電圧検出回路１３５０、電流検出回路１３７０及び制御部１３６０と同様の、電圧検出回路２３７０、電流検出回路２３８０及び制御部２３９０を含む。よって、電池監視ユニット２３４０は、実施形態１における電池監視ユニット１３３０と同様であるため、詳細な説明を省略する。なお、負荷側電圧ＶＡは、第１電圧の一例である。
【０１０４】
また、電圧検出回路２３７０は、ＣＰＵ２４００から検出指示信号を受けると、接続端子Ｔ２２と接地電圧との間の電圧に応じた電圧検出信号をＣＰＵ２４００に出力する。この電圧は、第１スイッチ２３１０および第２スイッチ２３５０の二次電池２２００側の端子の電圧に等しく、以下、電源側電圧ＶＢという。電源側電圧ＶＢは、第２電圧の一例である。
【０１０５】
さらに、電圧検出回路２３７０は、ＣＰＵ２４００から検出指示信号を受けると、中間点Ｔ２３と接地電圧との間の電圧に応じた電圧検出信号をＣＰＵ２４００に出力する。この電圧は、第２スイッチ２３５０の負荷２５００側の端子の電圧に等しく、以下、中間電圧ＶＣという。中間電圧ＶＣは、第３電圧の一例である。
【０１０６】
電流検出回路２３８０は、実施形態１における電流検出回路１３７０と同様であるため、詳細な説明を省略する。
【０１０７】
制御部２３９０は、それぞれが実施形態１におけるＣＰＵ１４００及びメモリ１４１０と同様のＣＰＵ２４００及びメモリ２４１０を有する。よって、制御部２３９０は、実施形態１における制御部１３６０と同様であるため、詳細な説明を省略する。なお、ＣＰＵ２４００は、電圧検出回路２３７０から取得した電圧検出信号を用いて、第１スイッチ２３１０および第２スイッチ２３５０のスイッチ故障を診断する。
【０１０８】
２Ａ−２．スイッチ故障の診断方法について
次に、スイッチ故障の診断方法について説明する。スイッチ故障には、オープン故障とクローズ故障とが含まれる。ここで、「オープン故障」とは、クローズ指示を与えてもクローズ状態とならず、オープン状態のままである故障を意味し、例えば第１スイッチ２３１０を駆動する磁気コイルが故障した場合などがある。そのため、第１スイッチ２３１０のオープン故障は、第１スイッチ２３１０にクローズ指示信号が送信された状態で診断される。また、「クローズ故障」とは、オープン指示を与えてもオープン状態とならず、クローズ状態のままである故障を意味し、例えば第１スイッチ２３１０の接点が溶着した場合などがある。そのため、第１スイッチ２３１０のクローズ故障は、第１スイッチ２３１０にオープン指示信号が送信された状態で診断される。第２スイッチ２３５０についても同様である。
【０１０９】
第１スイッチ２３１０のクローズ故障が診断される場合、第１スイッチ２３１０にオープン指示信号が送信されるとともに、パワーフェイルが起きるのを抑制するために、第２スイッチ２３５０にクローズ指示信号が送信される。しかし、第２スイッチ２３５０にクローズ指示信号が送信されても、第２スイッチ２３５０がオープン故障になっている場合、パワーフェイルが起きるのを抑制することができない。そのため、第１スイッチ２３１０のクローズ故障の診断は、第２スイッチ２３５０のオープン故障の診断の後に行われる。同様に、第２スイッチ２３５０のクローズ故障の診断は、第１スイッチ２３１０のオープン故障の診断の後に行われる。
【０１１０】
従来技術のように、第１スイッチ２３１０にクローズ指示信号が送信され、第２スイッチ２３５０にオープン指示信号が送信された状態で、第１スイッチ２３１０のオープン故障が診断されると、第１スイッチ２３１０がオープン故障になっている場合に、パワーフェイルが起きるのを抑制することができない。同様に、第１スイッチ２３１０にオープン指示信号が送信され、第２スイッチ２３５０にクローズ指示信号が送信された状態で、第２スイッチ２３５０のオープン故障が診断されると第２スイッチ２３５０がオープン故障になっている場合に、パワーフェイルが起きるのを抑制することができない。
【０１１１】
図１３は、本実施形態の第１スイッチ２３１０および第２スイッチ２３５０の故障診断表である。図１３に示すように、本実施形態では、第１スイッチ２３１０および第２スイッチ２３５０にクローズ指示信号が送信された状態で、第１スイッチ２３１０および第２スイッチ２３５０のオープン故障が診断される。この場合に、以下の４つの状態が実現される可能性がある。
（パターン１）
第１スイッチ２３１０：クローズ状態（オープン故障になっていない）
第２スイッチ２３５０：クローズ状態（オープン故障になっていない）
（パターン２）
第１スイッチ２３１０：オープン状態（オープン故障になっている）
第２スイッチ２３５０：クローズ状態（オープン故障になっていない）
（パターン３）
第１スイッチ２３１０：クローズ状態（オープン故障になっていない）
第２スイッチ２３５０：オープン状態（オープン故障になっている）
（パターン４）
第１スイッチ２３１０：オープン状態（オープン故障になっている）
第２スイッチ２３５０：オープン状態（オープン故障になっている）
【０１１２】
パターン４のように、第１スイッチ２３１０と第２スイッチ２３５０とが同時にオープン故障になっていることは稀である。パターン１〜３では、第１スイッチ２３１０および第２スイッチ２３５０の少なくとも一方がクローズ状態となっているため、上記一方のスイッチを介して、二次電池２２００と負荷２５００との間に電流経路を確保することができる。そして、電圧検出回路２３７０から取得される負荷側電圧ＶＡと電源側電圧ＶＢと中間電圧ＶＣとを用いることにより、第１スイッチ２３１０と第２スイッチ２３５０とがパターン１〜３のいずれのパターンであるかを判断することができる。これにより、第１スイッチ２３１０と第２スイッチ２３５０とのオープン故障を、パワーフェイルが起きるのを抑制して診断することができる。
【０１１３】
また、本実施形態では、第１スイッチ２３１０および第２スイッチ２３５０がオープン故障になっていないと診断されたことを条件に、第１スイッチ２３１０および第２スイッチ２３５０のクローズ故障が診断される。例えば、第１スイッチ２３１０のクローズ故障は、第１スイッチ２３１０にオープン指示信号が送信され、第２スイッチ２３５０にクローズ指示信号が送信された状態で診断される。この場合に、以下の４つの状態が実現される可能性がある。
（パターン５）
第１スイッチ２３１０：オープン状態（クローズ故障になっていない）
第２スイッチ２３５０：クローズ状態（オープン故障になっていない）
（パターン６）
第１スイッチ２３１０：クローズ状態（クローズ故障になっている）
第２スイッチ２３５０：クローズ状態（オープン故障になっていない）
（パターン７）
第１スイッチ２３１０：オープン状態（クローズ故障になっていない）
第２スイッチ２３５０：オープン状態（オープン故障になっている）
（パターン８）
第１スイッチ２３１０：クローズ状態（クローズ故障になっている）
第２スイッチ２３５０：オープン状態（オープン故障になっている）
【０１１４】
本実施形態では、第１スイッチ２３１０および第２スイッチ２３５０がオープン故障になっていないと診断されたことを条件に、第１スイッチ２３１０のクローズ故障が診断されるので、パターン７、８となることがない。パターン５、６では、少なくとも第２スイッチ２３５０がクローズ状態となっているため、第２スイッチ２３５０を介して、二次電池２２００と負荷２５００との間に電流経路を確保することができる。そして、電圧検出回路２３７０から取得される負荷側電圧ＶＡと電源側電圧ＶＢとを用いることにより、第１スイッチ２３１０と第２スイッチ２３５０とがパターン５、６のいずれのパターンであるかを判断することができる。これにより、第１スイッチ２３１０のクローズ故障を、パワーフェイルが起きるのを抑制して診断することができる。第２スイッチ２３５０のクローズ故障を診断する場合も同様である。
【０１１５】
２Ａ−３．スイッチ故障診断処理
次に、スイッチ故障診断処理の具体的な流れを、図９から図１３を参照して説明する。本実施形態では、第１スイッチ２３１０と第２スイッチ２３５０とのスイッチ故障を診断するスイッチ故障診断処理について説明する。なお、本実施形態のスイッチ故障診断処理では、第３スイッチ２３６０が故障になっていないことを前提としている。これは、第３スイッチ２３６０が、負荷２５００に電力を供給するためには用いらず、第１スイッチ２３１０および第２スイッチ２３５０に比べて故障になっている確率が極めて低いからである。また、別の理由は、後述するように、第３スイッチ２３６０は、電圧検出回路２３７０によって中間電圧ＶＣが検出される期間においてクローズ指示信号が与えられ、中間電圧ＶＣが検出されない期間においてオープン指示信号が与えられることから、第１スイッチ２３１０および第２スイッチ２３５０に比べてオープン状態とクローズ状態とが切り替えられる回数が少なく、スイッチ故障になっている確率が極めて低いからである。
【０１１６】
図９は、ＣＰＵ２４００が実行するスイッチ故障診断処理を示すフローチャートである。スイッチ故障診断処理は、二次電池２２００から負荷２５００への放電時において、例えば前回のスイッチ故障診断処理の実行時から基準時間経過しており、かつ、電流検出回路２３８０が検出した充放電電流の電流値が予め定められた規定放電電流値未満となったタイミングで開始される。
【０１１７】
始めに、ＣＰＵ２４００は、第１スイッチ２３１０および第２スイッチ２３５０のオープン故障を診断するオープン故障診断処理を実行する（Ｓ２１１０）。
【０１１８】
図１０は、ＣＰＵ２４００が実行するオープン故障診断処理を示すフローチャートである。オープン故障診断処理では、まず、第１スイッチ２３１０がオープン故障になっているか否かが判断され、第１スイッチ２３１０がオープン故障になっていないと判断された場合に、第２スイッチ２３５０がオープン故障になっているか否かが判断される。
【０１１９】
ＣＰＵ２４００は、オープン故障診断処理を開始すると、第１スイッチ２３１０にクローズ指示信号を送信し、第２スイッチ２３５０にクローズ指示信号を送信し、第３スイッチ２３６０にオープン指示信号を送信する（Ｓ２３１０）。ＣＰＵ２４００は、第１スイッチ２３１０にクローズ指示信号を送信し、第２スイッチ２３５０にクローズ指示信号を送信した第１指示状態の負荷側電圧ＶＡと電源側電圧ＶＢとを取得する（Ｓ２３４０）。
【０１２０】
ＣＰＵ２４００は、Ｓ２３４０において取得した負荷側電圧ＶＡと電源側電圧ＶＢとを用いて、電源側電圧ＶＢから負荷側電圧ＶＡを差し引いた電位差ΔＶＡＢ（＝ＶＢ−ＶＡ）を算出し、電位差ΔＶＡＢと順方向電圧ＶＦとを比較する（Ｓ２３５０）。
【０１２１】
図１３に示すように、第１スイッチ２３１０と第２スイッチ２３５０とがオープン故障になっていない場合、電位差ΔＶＡＢは略ゼロとなる。一方、第１スイッチ２３１０がオープン故障になっており、第２スイッチ２３５０がオープン故障になっていない場合、電位差ΔＶＡＢは順方向電圧ＶＦとなる。ＣＰＵ２４００は、電位差ΔＶＡＢが順方向電圧ＶＦ以上である場合（Ｓ２３５０：ＮＯ）、第１スイッチ２３１０がオープン故障になっていると判断し（Ｓ２３６０）、オープン故障診断処理を終了する。
【０１２２】
一方、ＣＰＵ２４００は、電位差ΔＶＡＢが順方向電圧ＶＦ未満である場合（Ｓ２３５０：ＹＥＳ）、第１スイッチ２３１０がオープン故障になっていないと判断する（Ｓ２３７０）。ＣＰＵ２４００は、第１スイッチ２３１０がオープン故障になっていないと判断した場合、第３スイッチ２３６０にクローズ指示信号を送信し（Ｓ２３８０）、第１指示状態の中間電圧ＶＣを取得する（Ｓ２３９０）。
【０１２３】
ＣＰＵ２４００は、第１指示状態の中間電圧ＶＣの取得を完了すると、第３スイッチ２３６０にオープン指示信号を送信し（Ｓ２４００）、第３スイッチ２３６０をオープン状態とする。つまり、ＣＰＵ２４００は、中間電圧ＶＣを取得する期間に、第３スイッチ２３６０にクローズ指示信号を送信して第３スイッチ２３６０をクローズ状態とし、中間電圧ＶＣを取得しない期間に、第３スイッチ２３６０にオープン指示信号を送信して第３スイッチ２３６０をオープン状態とする。
【０１２４】
ＣＰＵ２４００は、Ｓ２３９０において取得した中間電圧ＶＣと閾値電圧ＶＴとを比較する（Ｓ２４１０）。ここで、「閾値電圧ＶＴ」とは、電源側電圧ＶＢよりも低い電圧に設定されており、詳細には、二次電池２２００の過放電を防止するために、二次電池２２００の放電が禁止される二次電池２２００の放電終了電圧よりも低い電圧に設定されている。閾値電圧ＶＴは、第２閾値電圧の一例である。
【０１２５】
図１３に示すように、第１スイッチ２３１０と第２スイッチ２３５０とがオープン故障になっていない場合、中間電圧ＶＣは電源側電圧ＶＢと略等しくなる。一方、第１スイッチ２３１０がオープン故障になっておらず、第２スイッチ２３５０がオープン故障になっている場合、第３スイッチ２３６０がクローズ状態となっていることから、中間電圧ＶＣは接地電圧となる。ＣＰＵ２４００は、中間電圧ＶＣが閾値電圧ＶＴ未満である場合（Ｓ２４１０：ＮＯ）、第２スイッチ２３５０がオープン故障になっていると判断し（Ｓ２４２０）、オープン故障診断処理を終了する。
【０１２６】
一方、ＣＰＵ２４００は、中間電圧ＶＣが閾値電圧ＶＴ以上である場合（Ｓ２４１０：ＹＥＳ）、第２スイッチ２３５０にオープン故障になっていないと判断し（Ｓ２４３０）、オープン故障診断処理を終了する。
【０１２７】
図９に示すように、スイッチ故障診断処理において、ＣＰＵ２４００は、オープン故障診断処理を終了すると、オープン故障の有無を判断する（Ｓ２１２０）。ＣＰＵ２４００は、オープン故障診断処理において、第１スイッチ２３１０と第２スイッチ２３５０との少なくとも一方が、オープン故障になっていると判断した場合、オープン故障が有ると判断する（Ｓ２１２０：ＮＯ）。この場合、ＣＰＵ２４００は、第１スイッチ２３１０と第２スイッチ２３５０との少なくとも一方がスイッチ故障になっていると判断し（Ｓ２１３０）、スイッチ故障診断処理を終了する。
【０１２８】
一方、ＣＰＵ２４００は、オープン故障診断処理において、第１スイッチ２３１０と第２スイッチ２３５０とのいずれもがオープン故障になっていないと判断した場合、オープン故障が無いと判断する（Ｓ２１２０：ＹＥＳ）。この場合、ＣＰＵ２４００は、次に、第１スイッチ２３１０のスイッチ故障を診断する第１スイッチ故障診断処理を実行する（Ｓ２１４０）。
【０１２９】
図１１は、ＣＰＵ２４００が実行する第１スイッチ故障診断処理を示すフローチャートである。第１スイッチ故障診断処理では、まず、第１スイッチ２３１０がクローズ故障になっているか否かが判断され、第１スイッチ２３１０がクローズ故障になっていないと判断される場合に、第１スイッチ２３１０がオープン故障になっているか否かが再び判断される。
【０１３０】
ＣＰＵ２４００は、第１スイッチ故障診断処理を開始すると、第２スイッチ２３５０にクローズ指示信号を送信した状態を維持したまま、第１スイッチ２３１０にオープン指示信号を送信する（Ｓ２５１０）。ＣＰＵ２４００は、第１スイッチ２３１０にオープン指示信号を送信し、第２スイッチ２３５０にクローズ指示信号を送信した第２指示状態の負荷側電圧ＶＡと電源側電圧ＶＢとを取得する（Ｓ２５２０）。
【０１３１】
ＣＰＵ２４００は、Ｓ２５２０において取得した負荷側電圧ＶＡと電源側電圧ＶＢとを用いて電位差ΔＶＡＢを算出し、電位差ΔＶＡＢと順方向電圧ＶＦとを比較する（Ｓ２５３０）。
【０１３２】
図１３に示すように、第１スイッチ２３１０と第２スイッチ２３５０とがクローズ故障になっていない場合、電位差ΔＶＡＢは順方向電圧ＶＦとなる。一方、第１スイッチ２３１０がクローズ故障になっており、第２スイッチ２３５０がクローズ故障になっていない場合、電位差ΔＶＡＢは略ゼロとなる。ＣＰＵ２４００は、電位差ΔＶＡＢが順方向電圧ＶＦ未満である場合（Ｓ２５３０：ＮＯ）、第１スイッチ２３１０がクローズ故障になっていると判断し（Ｓ２５４０）、第１スイッチ故障診断処理を終了する。
【０１３３】
一方、ＣＰＵ２４００は、電位差ΔＶＡＢが順方向電圧ＶＦ以上である場合（Ｓ２５３０：ＹＥＳ）、第１スイッチ２３１０がクローズ故障になっていないと判断する（Ｓ２５５０）。ＣＰＵ２４００は、第１スイッチ２３１０がクローズ故障になっていないと判断した場合、第１スイッチ２３１０にクローズ指示信号を送信して第１指示状態に戻し（Ｓ２５６０）、第１指示状態の負荷側電圧ＶＡと電源側電圧ＶＢとを取得する（Ｓ２５７０）。
【０１３４】
ＣＰＵ２４００は、Ｓ２５７０において取得した負荷側電圧ＶＡと電源側電圧ＶＢとを用いて電位差ΔＶＡＢを算出し、電位差ΔＶＡＢと順方向電圧ＶＦとを比較する（Ｓ２５８０）。ＣＰＵ２４００は、電位差ΔＶＡＢが順方向電圧ＶＦ以上である場合（Ｓ２５８０：ＮＯ）、Ｓ２５１０に第１スイッチ２３１０へのオープン指示信号により、第１スイッチ２３１０がオープン故障になっていると判断し（Ｓ２５９０）、オープン故障診断処理を終了する。
【０１３５】
一方、ＣＰＵ２４００は、電位差ΔＶＡＢが順方向電圧ＶＦ未満である場合（Ｓ２５８０：ＹＥＳ）、第１スイッチ２３１０がオープン故障になっていないと判断し（Ｓ２６００）、第１スイッチ故障診断処理を終了する。
【０１３６】
図９に示すように、スイッチ故障診断処理において、ＣＰＵ２４００は、第１スイッチ故障診断処理を終了すると、第１スイッチ２３１０のスイッチ故障の有無を判断する（Ｓ２１５０）。ＣＰＵ２４００は、第１スイッチ故障診断処理において、第１スイッチ２３１０が、クローズ故障とオープン故障とのいずれか一方になっていると診断した場合、第１スイッチ２３１０にスイッチ故障が有ると判断する（Ｓ２１５０：ＮＯ）。この場合、ＣＰＵ２４００は、Ｓ２１３０からの処理を実行し、スイッチ故障診断処理を終了する。
【０１３７】
一方、ＣＰＵ２４００は、第１スイッチ故障診断処理において、第１スイッチ２３１０がクローズ故障とオープン故障とのいずれにもなっていないと診断した場合、第１スイッチ２３１０にスイッチ故障が無いと判断する（Ｓ２１５０：ＹＥＳ）。この場合、ＣＰＵ２４００は、次に、第２スイッチ２３５０のスイッチ故障を診断する第２スイッチ故障診断処理を実行する（Ｓ２１６０）。
【０１３８】
図１２は、ＣＰＵ２４００が実行する第２スイッチ故障診断処理を示すフローチャートである。第２スイッチ故障診断処理では、まず、第２スイッチ２３５０がクローズ故障になっているか否かが判断され、第２スイッチ２３５０がクローズ故障になっていないと判断される場合に、第２スイッチ２３５０がオープン故障になっているか否かが再び判断される。
【０１３９】
ＣＰＵ２４００は、第２スイッチ故障診断処理を開始すると、第１スイッチ２３１０にクローズ指示信号を送信した状態を維持したまま、第２スイッチ２３５０にオープン指示信号を送信し、第３スイッチ２３６０にクローズ指示信号を送信する（Ｓ２７１０）。ＣＰＵ２４００は、第１スイッチ２３１０にクローズ指示信号を送信し、第２スイッチ２３５０にオープン指示信号を送信した第３指示状態の中間電圧ＶＣを取得する（Ｓ２７３０）。ＣＰＵ２４００は、第３指示状態の中間電圧ＶＣの取得を完了すると、第３スイッチ２３６０にオープン指示信号を送信し（Ｓ２７４０）、第３スイッチ２３６０をオープン状態とする。
【０１４０】
ＣＰＵ２４００は、Ｓ２７３０において取得した中間電圧ＶＣと閾値電圧ＶＴとを比較する（Ｓ２７５０）。
【０１４１】
図１３に示すように、第１スイッチ２３１０と第２スイッチ２３５０がクローズ故障になっていない場合、中間電圧ＶＣは接地電圧となる。一方、第１スイッチ２３１０がクローズ故障になっておらず、第２スイッチ２３５０がクローズ故障になっている場合、中間電圧ＶＣは電源側電圧ＶＢと略等しくなる。ＣＰＵ２４００は、中間電圧ＶＣが閾値電圧ＶＴ以上である場合（Ｓ２７５０：ＮＯ）、第２スイッチ２３５０がクローズ故障になっていると判断し（Ｓ２７６０）、第２スイッチ故障診断処理を終了する。
【０１４２】
一方、ＣＰＵ２４００は、中間電圧ＶＣが閾値電圧ＶＴ未満である場合（Ｓ２７５０：ＹＥＳ）、第２スイッチ２３５０がクローズ故障になっていないと判断する（Ｓ２７６０）。ＣＰＵ２４００は、第２スイッチ２３５０がクローズ故障になっていないと判断した場合、第２スイッチ２３５０にクローズ指示信号を送信して第１指示状態に戻すとともに、第３スイッチ２３６０にクローズ指示信号を送信し（Ｓ２７８０）、第１指示状態の中間電圧ＶＣを取得する（Ｓ２８００）。ＣＰＵ２４００は、第１指示状態の中間電圧ＶＣの取得を完了すると、第３スイッチ２３６０にオープン指示信号を送信し（Ｓ２８１０）、第３スイッチ２３６０をオープン状態とする。
【０１４３】
ＣＰＵ２４００は、Ｓ２８００において取得した中間電圧ＶＣと閾値電圧ＶＴとを比較する（Ｓ２８２０）。ＣＰＵ２４００は、中間電圧ＶＣが閾値電圧ＶＴ未満である場合（Ｓ２８２０：ＮＯ）、Ｓ２７１０に第２スイッチ２３５０へのオープン指示信号により、第２スイッチ２３５０がオープン故障になっていると判断し（Ｓ２８３０）、第２スイッチ故障診断処理を終了する。
【０１４４】
一方、ＣＰＵ２４００は、中間電圧ＶＣが閾値電圧ＶＴ以上である場合（Ｓ２８２０：ＹＥＳ）、第２スイッチ２３５０がオープン故障になっていないと判断し（Ｓ２８４０）、第２スイッチ故障診断処理を終了する。
【０１４５】
図９に示すように、スイッチ故障診断処理において、ＣＰＵ２４００は、第２スイッチ故障診断処理を終了すると、第２スイッチ２３５０のスイッチ故障の有無を判断する（Ｓ２１７０）。ＣＰＵ２４００は、第２スイッチ故障診断処理において、第２スイッチ２３５０が、クローズ故障とオープン故障とのいずれか一方になっていると判断した場合、第２スイッチ２３５０にスイッチ故障が有ると判断する（Ｓ２１７０：ＮＯ）。この場合、ＣＰＵ２４００は、Ｓ２１３０からの処理を実行し、スイッチ故障診断処理を終了する。
【０１４６】
一方、ＣＰＵ２４００は、第２スイッチ故障診断処理において、第２スイッチ２３５０がクローズ故障とオープン故障とのいずれにもなっていないと判断した場合、第２スイッチ２３５０にスイッチ故障が無いと判断する（Ｓ２１７０：ＹＥＳ）。この場合、第１スイッチ２３１０と第２スイッチ２３５０とのいずれもがスイッチ故障になっていないと判断し（Ｓ２１８０）、スイッチ故障診断処理を終了する。
【０１４７】
以上説明したように、本実施形態では、スイッチ故障診断処理のオープン故障診断処理において、第１スイッチ２３１０と第２スイッチ２３５０とがオープン故障しているか否かを、第１スイッチ２３１０にクローズ指示信号を送信し、第２スイッチ２３５０にクローズ指示信号を送信した第１指示状態において判断する（Ｓ２３１０）。そのため、第１スイッチ２３１０と第２スイッチ２３５０とが同時にオープン故障しない限りパワーフェイルが起きない。つまり、一方のスイッチがオープン故障になっており、クローズ指示信号に反してオープン状態となっていた場合でも、他方のスイッチを介して、二次電池２２００と負荷２５００との間の電流経路を確保することができ、パワーフェイルが起きるのを抑制することができる。
【０１４８】
本実施形態では、スイッチ故障診断処理において、第１スイッチ２３１０がクローズ故障になっているか否かを、第１スイッチ２３１０および第２スイッチ２３５０がオープン故障になっていないと判断した場合に判断する（Ｓ２１２０：ＹＥＳ）。そのため、スイッチ故障診断処理の第１スイッチ故障診断処理において、第１スイッチ２３１０がクローズ故障しているか否かを判断するために、第１スイッチ２３１０にオープン指示信号を送信し、第２スイッチ２３５０にクローズ指示信号を送信した第２指示状態とした場合でも（Ｓ２５１０）、第２スイッチ２３５０は確実にクローズ状態となっているため、パワーフェイルが起きるのを抑制することができる。
【０１４９】
本実施形態では、スイッチ故障診断処理の第１スイッチ故障診断処理において、第１スイッチ２３１０がオープン状態となるように指示した後に、第１スイッチ２３１０がオープン故障になっているか否かを再度判断する（Ｓ２５８０）。そのため、スイッチ故障診断処理中に発生した第１スイッチ２３１０のスイッチ故障を、スイッチ故障診断処理中に診断することができる。
【０１５０】
本実施形態では、スイッチ故障診断処理において、第２スイッチ２３５０がクローズ故障になっているか否かを、第１スイッチ２３１０および第２スイッチ２３５０がオープン故障になっていないと判断した場合に判断する（Ｓ２１２０：ＹＥＳ）。そのため、スイッチ故障診断処理の第２スイッチ故障診断処理において、第２スイッチ２３５０がクローズ故障しているか否かを判断するために、第１スイッチ２３１０にクローズ指示信号を送信し、第２スイッチ２３５０にオープン指示信号を送信した第３指示状態とした場合でも（Ｓ２７１０）、第１スイッチ２３１０は確実にクローズ状態となっているため、パワーフェイルが起きるのを抑制することができる。
【０１５１】
本実施形態では、スイッチ故障診断処理の第２スイッチ故障診断処理において、第２スイッチ２３５０がオープン状態となるように指示した後に、第２スイッチ２３５０がオープン故障になっているか否かを再度判断する（Ｓ２８２０）。そのため、スイッチ故障診断処理中に発生した第２スイッチ２３５０のスイッチ故障を、スイッチ故障診断処理中に診断することができる。
【０１５２】
本実施形態では、電池保護装置２３００に接地回路２３３０が設けられており、中間電圧ＶＣは、第２スイッチ２３５０がクローズ状態となる場合に、電源側電圧ＶＢと略等しくなり、第２スイッチ２３５０がオープン状態となり、第３スイッチ２３６０がクローズ状態となる場合に、接地電圧となる。そのため、中間電圧ＶＣを取得することで、第２スイッチ２３５０の状態を判断することができる。電池保護装置２３００に接地回路２３３０が設けられないと、第２スイッチ２３５０がオープン状態となる場合の中間電圧ＶＣが不安定となり、第２スイッチ２３５０がオープン状態となる場合の中間電圧ＶＣが、第２スイッチ２３５０がクローズ状態となる場合の中間電圧ＶＣと等しくなることも起こり得る。電池保護装置２３００に接地回路２３３０が設けられることで、第２スイッチ２３５０がオープン状態となる場合の中間電圧ＶＣを接地電圧に安定させることができ、第２スイッチ２３５０がオープン状態となる場合に中間電圧ＶＣと、第２スイッチ２３５０がクローズ状態となる場合に中間電圧ＶＣとを確実に異ならせることができる。
【０１５３】
その一方、接地回路２３３０を介して、第２スイッチ２３５０とダイオードＤとの間の中間点Ｔ２３が常に接地電圧に接続されていると、第２スイッチ２３５０がクローズ状態となる場合に、抵抗素子Ｒ２を介して二次電池２２００から接地電圧へと電流が流れ、二次電池２２００に蓄えられた電力が無駄に消費される問題が生じる。
【０１５４】
本実施形態では、接地回路２３３０に第３スイッチ２３６０が設けられており、電圧検出回路２３７０が中間電圧ＶＣを検出する期間において、第３スイッチ２３６０にクローズ指示信号を送信して第３スイッチ２３６０をクローズ状態とし、電圧検出回路２３７０が中間電圧ＶＣを検出しない期間において、第３スイッチ２３６０にオープン指示信号を送信して第３スイッチ２３６０をオープン状態とする（Ｓ２３８０〜Ｓ２４００、Ｓ２７１０〜Ｓ２７４０、Ｓ２７８０〜Ｓ２８１０）。これにより、電圧検出回路２３７０が中間電圧ＶＣを検出しない期間において、二次電池２２００の電力が無駄に消費されてことを抑制することができる。
【０１５５】
本実施形態では、電池保護装置２３００において、第２スイッチ２３５０にダイオードＤが直列に接続されている一方、第１スイッチ２３１０にダイオードが直列に接続されていない。仮に、第１スイッチ２３１０にもダイオードが直列に接続されているとすると、第１スイッチ２３１０がクローズ状態となり、第２スイッチ２３５０がクローズ状態となった場合の電位差ΔＶＡＢと、第１スイッチ２３１０がオープン状態となり、第２スイッチ２３５０がクローズ状態となった場合の電位差ΔＶＡＢとが等しくなり、第１指示状態において、第１スイッチ２３１０のオープン故障を診断することができない。
【０１５６】
本実施形態では、第２スイッチ２３５０にダイオードＤが直列に接続されており、第１スイッチ２３１０にダイオードＤが直列に接続されていないので、第１スイッチ２３１０がクローズ状態となり、第２スイッチ２３５０がクローズ状態となった場合の電位差ΔＶＡＢと、第１スイッチ２３１０がオープン状態となり、第２スイッチ２３５０がクローズ状態となった場合の電位差ΔＶＡＢとを異ならせることができる。これにより、第１指示状態において、第１スイッチ２３１０のオープン故障を診断することができる。
【０１５７】
また、ダイオードＤは、電流が流れる際に順方向に順方向電圧ＶＦを生じさせることから、電圧差を容易に生じさせることができる。また、ダイオードＤは、二次電池２２００側から負荷２５００側に向かう向きが順方向となるように配置されているので、負荷２５００の代わりに充電器が接続された場合に、第２スイッチ２３５０を介して二次電池２２００が充電されることが防止される。
【０１５８】
さらに、ダイオードＤは、第２スイッチ２３５０に直列に接続されていることから、ダイオードＤの順方向電圧ＶＦにより、第２スイッチ２３５０に大電流が流れることが抑制される。そのため、第２スイッチ２３５０として、有接点リレーのような大電流リレーを用いる必要がなく、電界効果トランジスタのような小電流スイッチを用いてスイッチ回路２３２０を構成することができる。
【０１５９】
本実施形態では、電池保護装置２３００の電流検出回路２３８０が検出した充放電電流の電流値が規定放電電流値未満となった場合に、スイッチ故障診断処理を実行する。そのため、放電電流値が規定放電電流値以上である場合にスイッチ故障診断処理を実行する場合に比べて、小さい電位差ΔＶＡＢや中間電圧ＶＣを用いて第１スイッチ２３１０および第２スイッチ２３５０のスイッチ故障を診断することができる。
【０１６０】
２Ｂ．変形例：
本明細書で開示される技術は、上述の実施形態２に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の形態に変形することができ、例えば実施形態１で説明したような変形も可能である。
【０１６１】
上記実施形態では、第２スイッチ２３５０および第３スイッチ２３６０の例として、電界効果トランジスタを挙げた。しかし、第２スイッチ２３５０および第３スイッチ２３６０は、これに限られず、有接点リレーであってもよい。
【０１６２】
なお、第１スイッチ２３１０と第２スイッチ２３５０を、ノーマリーオフ設定のスイッチとすれば、電池保護装置２３００の起動時に、負荷２５００に突入電流が流れるのを防止することができる。また、第３スイッチ２３６０は、電圧検出回路２３７０が中間電圧ＶＣを検出する期間においてクローズ状態となり、電圧検出回路２３７０が中間電圧ＶＣを検出しない期間においてオープン状態となることから、第３スイッチ２３６０を、ノーマリーオフ設定のスイッチとすれば、第３スイッチ２３６０の制御が容易になる。
【０１６３】
上記実施形態では、第２スイッチ２３５０にダイオードＤが直列接続される構成であった。しかし、第２スイッチ２３５０に直列接続される素子は、これに限らず、高抵抗の抵抗素子、例えば１ＭΩ程度の抵抗値を有する抵抗素子でもよい。
【０１６４】
上記実施形態では、スイッチ回路２３２０の中間点Ｔ２３と接地点Ｔ２４との間に接続される接地回路２３３０を含む構成であった。しかし、接地回路２３３０は、スイッチ回路２３２０の中間点Ｔ２３と、接地電圧とは異なる基準電圧に接続される接続点との間に接続されてもよい。更には、接地回路２３３０が無くても、第２スイッチ２３５０がオープン状態となった場合の中間電圧ＶＣが一定の電圧値に固定され、かつ、第２スイッチ２３５０がオープン状態となった場合の中間電圧ＶＣと、第２スイッチ２３５０がクローズ状態となった場合の中間電圧ＶＣとが異なる場合には、必ずしも接地回路２３３０が設けられなくてもよい。
【０１６５】
上記実施形態では、接地回路２３３０に第３スイッチ２３６０を含む構成であった。しかし、例えば抵抗素子Ｒ２の抵抗値が大きいため、第２スイッチ２３５０がクローズ状態となり、かつ、第３スイッチ２３６０がクローズ状態となった場合に抵抗素子Ｒ２を介して流れる電流量が少なく、消費される二次電池２２００の電力が少ない場合には、必ずしも接地回路２３３０に第３スイッチ２３６０が設けられなくてもよい。
【０１６６】
上記実施形態では、第１スイッチ２３１０のスイッチ故障を診断する際に、順方向電圧ＶＦを基準電圧として挙げた。しかし、基準電圧は、例えば配線２５１０の抵抗やノイズ等の影響を考慮して、適宜増減させてもよい。例えば、順方向電圧ＶＦの半分の値を基準電圧としてもよい。第２スイッチ２３５０のスイッチ故障を診断する際に用いられる閾値電圧ＶＴについても同様であり、電源側電圧ＶＢと接地電圧との間の電圧から適宜選択されてもよい。
【０１６７】
上記実施形態では、第２スイッチ２３５０のスイッチ故障を診断する際に、中間電圧ＶＣと閾値電圧ＶＴとを比較する構成であった。しかし、第２スイッチ２３５０のスイッチ故障の診断に用いられる電圧は、中間電圧ＶＣが用いられれば中間電圧ＶＣ自体に限られず、例えば、電源側電圧ＶＢから中間電圧ＶＣを差し引いた電位差ΔＶＢＣ（＝ＶＢ−ＶＣ）を用いてもよい。
【０１６８】
上記実施形態では、スイッチ故障診断処理が、前回のスイッチ故障診断処理の実行時から基準時間経過しており、かつ、電流検出回路２３８０が検出した充放電電流の電流値が予め定められた規定放電電流値未満となったタイミングで開始される例を示した。しかし、スイッチ故障診断処理の開始タイミングはこれに限らず、例えば、前回のスイッチ故障診断処理の実行時から基準時間経過したことと、電流検出回路２３８０が検出した充放電電流の電流値が予め定められた規定放電電流値未満となったことのいずれか一方が満たされたタイミングとしてもよい。
【０１６９】
上記実施形態では、オープン故障診断処理において、第１スイッチ２３１０がオープン故障になっているか否かが判断された後に、第２スイッチ２３５０がオープン故障になっているか否かが判断される例を示したが、オープン故障を診断する第１スイッチ２３１０および第２スイッチ２３５０の順番は、逆でもよい。同様に、スイッチ故障診断処理において、第１スイッチ故障診断処理が実行された後に第２スイッチ故障診断処理が実行される例を示したが、スイッチ故障を診断する第１スイッチ２３１０および第２スイッチ２３５０の順番は、逆でもよい。
【０１７０】
上記実施形態では、スイッチ故障診断処理において、第１スイッチ２３１０と第２スイッチ２３５０とがオープン故障になっているか否かを判断した後に、第１スイッチ２３１０と第２スイッチ２３５０とがクローズ故障になっているか否かを判断する例を示した。しかし、スイッチ故障診断処理はこれに限らず、第１スイッチ２３１０と第２スイッチ２３５０とがオープン故障になっているか否かを判断する処理と、第１スイッチ２３１０と第２スイッチ２３５０とのいずれか一方がクローズ故障になっているか否かを判断する処理までとしてもよい。また、第１スイッチ２３１０と第２スイッチ２３５０とがオープン故障になっているか否かを判断する処理のみとしてもよい。さらには、第１スイッチ２３１０と第２スイッチ２３５０とのいずれか一方がオープン故障になっているか否かを判断する処理までとしてもよい。
【０１７１】
上記実施形態では、第１スイッチ故障診断処理において、第１スイッチ２３１０がクローズ故障になっていないと判断された後に、再度、第１スイッチ２３１０がオープン故障になっているか否かが判断される例を示した。しかし、第１スイッチ２３１０がオープン故障になっているか否かの再度の判断は、必ずしも判断されなくてもよい。第２スイッチ故障診断処理においても、同様である。
【０１７２】
（その他の実施形態）
以上、本発明の実施の形態に係る電源保護装置、電源装置およびスイッチ故障診断方法について説明したが、本発明は、上記実施の形態及び変形例に限定されるものではない。つまり、今回開示された実施の形態及び変形例は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。また、上記実施の形態及び変形例に含まれる構成要素を任意に組み合わせて構築される形態も、本発明の範囲内に含まれる。
【０１７３】
例えば、上記実施形態１では、電池保護装置１３００はダイオードＤと第２スイッチ１３４０とを含むスイッチ回路１３２０を備える構成であった。しかし、電池保護装置は、ダイオードＤに代わり、ＦＥＴを備える構成であってもよい。図１４は、このように構成された電池保護装置１３００の構成を示すブロック図である。
【０１７４】
同様に、実施形態２で説明した電池パック２１００についても、ダイオードＤに代わり、ＦＥＴを備える構成であってもよい。図１５は、このように構成された電池保護装置２３００の構成を示すブロック図である。図１４及び図１５に示されるいずれの構成であっても、上記実施形態と同様の効果が奏される。
【０１７５】
また、上記実施形態２では、ダイオードＤが短絡故障しているか否かを診断することができる。具体的には、ＣＰＵ２４００は、第１スイッチ２３１０がオープン状態、第２スイッチ２３５０がクローズ状態、及び、第３スイッチ２３６０がクローズ状態の場合に、負荷側電圧ＶＡと中間電圧ＶＣとが一致している（ＶＡ＝ＶＣ）か否かを判断する。そして、ＣＰＵ２４００は、負荷側電圧ＶＡと中間電圧ＶＣとが一致していると判断した場合、ダイオードＤに短絡故障が発生していると診断し、一致していないと判断した場合、ダイオードＤに短絡故障が発生していないと診断する。
【０１７６】
また、上記実施形態２における図１５で示した構成であれば、ＦＥＴのソース−ドレイン間に発生する寄生ダイオードＤｉ及び第４スイッチ２３６１の故障を検知することができる。具体的には、ＣＰＵ２４００は、第１スイッチ２３１０がクローズ状態、第２スイッチ２３５０がオープン状態、及び、第３スイッチ２３６０がクローズ状態の場合に、第４スイッチ２３６１を開閉することで、寄生ダイオードＤｉ及び第４スイッチ２３６１の故障を検知することができる。つまり、ＣＰＵ２４００は、第４スイッチ２３６１がオープン状態の場合に、負荷側電圧ＶＡと中間電圧ＶＣとが一致している（ＶＡ＝ＶＣ）ならば、寄生ダイオードＤｉまたは第４スイッチ２３６１に短絡故障が発生していると診断する。また、ＣＰＵ２４００は、第４スイッチ２３６１がクローズ状態の場合に、負荷側電圧ＶＡと中間電圧ＶＣとが一致していない（ＶＡ＝ＶＣ）ならば、寄生ダイオードＤｉ及び第４スイッチ２３６１にオープン故障が発生していると診断する。
【０１７７】
また、上記説明した技術は、ＤＣＤＣコンバータ、発電機、太陽発電システム、電子機器、車両、家庭用電気機器など、電流経路にスイッチが設けられた構成において、電流経路の故障判定に適用することができる。
【０１７８】
また、本発明によれば、電力供給を途絶えることなく、スイッチの故障検知が可能となる。
【０１７９】
また、本発明は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、電源保護装置を実施する方法、電源保護装置の機能を実現するためのプログラム、あるいは、当該方法またはプログラムによって動作する回路診断装置として実現されてもよい。
【符号の説明】
【０１８０】
１１００、２１００：電池パック
１２００、２２００：二次電池
１３００、２３００：電池保護装置
１３１０、２３１０：第１スイッチ
１３２０、２３２０：スイッチ回路
１３３０、２３４０：電池監視ユニット
１３４０、２３５０：第２スイッチ
１３５０、２３７０：電圧検出回路
１３６０、２３９０：制御部
１３７０、２３８０：電流検出回路
１４００、２４００：ＣＰＵ
１４１０、２４１０：メモリ
１５００、２５００：負荷
２３３０：接地回路
２３６０：第３スイッチ
２３６１：第４スイッチ
Ｄ：ダイオード
Ｒ、Ｒ１、Ｒ２：抵抗素子
Ｔ１１、Ｔ１２、Ｔ２１、Ｔ２２：接続端子
Ｔ１３、Ｔ２４：接地点
Ｔ２３：中間点
ΔＶ：電圧差
ＶＡ：負荷側電圧
ＶＢ：電源側電圧
ΔＶＡＢ：両端電圧（電位差）
ＶＡＤ、ＶＣＤ：開電圧
ＶＡＥ、ＶＣＥ：閉電圧
ＶＦ：順方向電圧
ＶＧ：判別電圧
ＶＣ：中間電圧
ＶＦ：順方向電圧
ＶＴ：閾値電圧
【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】
2016103721.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【国際調査報告】
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