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公開番号2025084324
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-03
出願番号2023198148
出願日2023-11-22
発明の名称診断装置
出願人日産自動車株式会社
代理人弁理士法人とこしえ特許事務所
主分類G01R 31/00 20060101AFI20250527BHJP(測定;試験)
要約【課題】電源供給を途絶えることなく半導体スイッチの状態を診断できる診断装置を提供する。
【解決手段】診断装置は、半導体スイッチのオンオフを切り替えるための制御指令を半導体スイッチに送信し、半導体スイッチの電圧を検出するコントローラを備え、複数の半導体スイッチは、第1半導体スイッチ、第2半導体スイッチ、第3半導体スイッチ、及び第4半導体スイッチを含み、電源供給部と電気的に接続され、第1半導体スイッチと第2半導体スイッチは、直列に接続されており、第3半導体スイッチと第4半導体スイッチは、直列に接続されており、第1半導体スイッチと第2半導体スイッチを直列に接続する第1直列回路と、第3半導体スイッチと第4半導体スイッチを直列に接続する第2直列回路が並列に接続され、コントローラは、制御指令で指示した半導体スイッチへの指示内容、および、半導体スイッチの電圧に基づき、半導体スイッチの異常状態を診断する。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
複数の半導体スイッチの状態を診断する診断装置であって、
前記半導体スイッチのオンオフを切り替えるための制御指令を前記半導体スイッチに送信し、前記半導体スイッチの電圧を検出するコントローラを備え、
前記複数の半導体スイッチは、
第１寄生ダイオードをもつ第１半導体スイッチ、第２寄生ダイオードをもつ第２半導体スイッチ、第３寄生ダイオードを含む第３半導体スイッチ、及び第４寄生ダイオードを含む第４半導体スイッチを含み、
電源供給部と電気的に接続され、
前記第１半導体スイッチと前記第２半導体スイッチは、前記第１寄生ダイオードの順方向と前記第２寄生ダイオードの順方向を互いに逆向きにして直列に接続され、
前記第３半導体スイッチと前記第４半導体スイッチは、前記第３寄生ダイオードの順方向と前記第４寄生ダイオードの順方向を互いに逆向きにして直列に接続され、
前記第１半導体スイッチと前記第２半導体スイッチを直列に接続する第１直列回路と、前記第３半導体スイッチと前記第４半導体スイッチを直列に接続する第２直列回路が並列に接続され、
前記コントローラは、
前記制御指令で指示した前記半導体スイッチへの指示内容、および、前記半導体スイッチの電圧に基づき、前記半導体スイッチの異常状態を診断する診断装置。
続きを表示（約 1,800 文字）【請求項２】
請求項１記載の診断装置であって、
前記コントローラは、
前記第１直列回路及び前記第２直列回路のうち一方の直列回路に電流が流れている状態で、前記第１直列回路及び前記第２直列回路のうち他方の直列回路に含まれる前記半導体スイッチを診断対象スイッチとして前記半導体スイッチの異常状態を診断する診断装置。
【請求項３】
請求項２記載の診断装置であって、
前記コントローラは、
前記他方の直列回路の入力電圧と、前記他方の直列回路の出力電圧と、前記他方の直列回路の中間電圧とをそれぞれ検出し、
前記診断対象スイッチへの前記指示内容、前記入力電圧、前記出力電圧、及び前記中間電圧に基づき、前記診断対象スイッチの異常状態を診断し、
前記入力電圧及び前記出力電圧は、前記半導体スイッチの端子電圧であり、
前記中間電圧は、前記複数の半導体スイッチを接続する接続点における電圧である診断装置。
【請求項４】
請求項３記載の診断装置であって、
前記コントローラは、
前記診断対象スイッチへの前記指示内容がクローズ指示であり、かつ、前記入力電圧又は前記出力電圧が前記中間電圧より大きい場合には、前記診断対象スイッチにオープン固着が生じていると判定する診断装置。
【請求項５】
請求項３又は４記載の診断装置であって、
前記コントローラは、
前記診断対象スイッチへの前記指示内容がオープン指示であり、かつ、前記入力電圧と前記中間電圧の電圧差又は前記出力電圧と前記中間電圧との電圧差が電圧差閾値未満である場合には、前記診断対象スイッチにクローズ固着が生じていると判定する診断装置。
【請求項６】
請求項１記載の診断装置であって、
前記コントローラは、
順方向電流が、前記第１寄生ダイオード及び前記第２寄生ダイオードのうち一の寄生ダイオードに流れるように、前記制御指令を送信し、
前記一の寄生ダイオードの順方向電圧の有無により、前記一の寄生ダイオードを含む前記半導体スイッチの異常状態を診断する診断装置。
【請求項７】
請求項６記載の診断装置であって、
前記コントローラは、
前記第１寄生ダイオード及び前記第２寄生ダイオードのうち他の寄生ダイオードを含む前記半導体スイッチの端子間の電圧を検出し、
前記他の寄生ダイオードを含む前記半導体スイッチへの前記指示内容がクローズ指示であり、かつ、前記端子間の電圧が前記順方向電圧以上である場合に、前記他の寄生ダイオードを含む前記半導体スイッチに、オープン固着が生じていると判定する診断装置。
【請求項８】
請求項６記載の診断装置であって、
前記コントローラは、
前記一の寄生ダイオードを含む前記半導体スイッチの端子間の電圧を検出し、
前記一の寄生ダイオードを含む前記半導体スイッチへの前記指示内容がオープン指示であり、かつ、前記端子間の電圧が、前記順方向電圧より低い電圧閾値以下である場合に、前記一の寄生ダイオードを含む前記半導体スイッチに、クローズ固着が生じていると判定する診断装置。
【請求項９】
請求項８記載の診断装置であって、
前記電源供給部はバッテリを含み、
前記第１半導体スイッチがオンであり、前記第２半導体スイッチがオフである時に、前記バッテリの充電電流が前記複数の半導体スイッチに流れ、
前記第１半導体スイッチがオフであり、前記第２半導体スイッチがオンである時に、前記バッテリの放電電流が前記複数の半導体スイッチに流れ、
前記コントローラは、
前記充電電流が前記複数の半導体スイッチに流れている場合には、前記第２半導体スイッチの異常状態を診断し、
前記放電電流が前記複数の半導体スイッチに流れている場合には、前記第１半導体スイッチの異常状態を診断する診断装置。
【請求項１０】
請求項１記載の診断装置であって、
前記複数の半導体スイッチは、負荷と電気的に接続され、
前記コントローラは。前記負荷に流れる負荷電流が電流閾値以下である場合に、前記半導体スイッチの異常状態を診断する診断装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、診断装置に関するものである。
続きを表示（約 1,300 文字）【背景技術】
【０００２】
従来より、電気負荷に対する電力供給を実施する車両用電源システムが知られている。例えば、特許文献１記載の車両用電源システムは、オルタネータと、鉛蓄電池及びリチウムイオン蓄電池と、これら両蓄電池を導通及び遮断するＭＯＳスイッチと、ＥＣＵとを備え、ＥＣＵは、非回生発電時にＭＯＳスイッチを遮断状態にしてリチウムイオン蓄電池から電気負荷に電力を供給させ、回生発電時にＭＯＳスイッチを導通状態にして充電を行わせる（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１４－３４２８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記の車両用電源システムにおいて、ＭＯＳスイッチの固着診断を行うためにＭＯＳスイッチを遮断状態にした場合には、オルネータ及び鉛電池を含む電源から電気負荷への電源供給が途絶えてしまうという問題がある。
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、電源供給を途絶えることなく半導体スイッチの状態を診断できる診断装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、複数の半導体スイッチを電源供給部に電気的に接続し、第１寄生ダイオードの順方向と第２寄生ダイオードの順方向を互いに逆向きにして第１半導体スイッチと第２半導体スイッチを直列に接続し、第３寄生ダイオードの順方向と第４寄生ダイオードの順方向を互いに逆向きにして第３半導体スイッチと第４半導体スイッチを直列に接続し、第１半導体スイッチと第２半導体スイッチを直列に接続する第１直列回路と、第３半導体スイッチと第４半導体スイッチを直列に接続する第２直列回路とを並列に接続し、制御指令で指示した半導体スイッチへの指示内容、および、半導体スイッチの電圧に基づき、半導体スイッチの異常状態を診断することによって上記課題を解決する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明は、半導体スイッチの状態を診断できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
図１は、本発明の実施形態に係る電源システムのブロック図である。
図２は、電源装置のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１０】
図１は、本発明の実施形態に係る電源システム１００のブロック図である。本実施形態に係る電源システム１００は、発電機１で発電された電力及び／又はバッテリ２、１３の電力を負荷３、４に供給して、負荷３、４を動作させるためのシステムである。また電源システム１００は、発電機１で発電された電力でバッテリ１３を充電するシステム、又は、バッテリ２とバッテリ１３との間で充放電するシステムである。電源システム１００は、例えば車両に設けられており、発電機又は車載バッテリから、車載ディスプレイの補器類等の負荷に電力を供給する。
（【００１１】以降は省略されています）

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