(57)【要約】【課題】電力線を適切に保護することを可能とする。【解決手段】駆動用モータに供給される電力を出力する電源を備える電動車両の制御装置であって、前記制御装置は、前記電源から出力された電流の瞬時値の履歴に基づいて前記電源から出力されている電流の実効値を算出する算出部と、前記実効値が閾値を越えた場合に前記電源から出力される電流を制限する制限部と、前記閾値を設定する設定部と、を含み、前記設定部は、前記電源と接続される電力線の周囲温度に基づいて前記閾値を設定する、電動車両の制御装置。【選択図】図６
2020145872.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動用モータに供給される電力を出力する電源を備える電動車両の制御装置であって、
前記制御装置は、
前記電源から出力された電流の瞬時値の履歴に基づいて前記電源から出力されている電流の実効値を算出する算出部と、
前記実効値が閾値を越えた場合に前記電源から出力される電流を制限する制限部と、
前記閾値を設定する設定部と、
を含み、
前記設定部は、前記電源と接続される電力線の周囲温度に基づいて前記閾値を設定する、
電動車両の制御装置。
【請求項２】
前記設定部は、前記周囲温度が高いほど前記閾値を小さくする、
請求項１に記載の電動車両の制御装置。
【請求項３】
前記実効値は、前記瞬時値の二乗平均平方根を用いて算出される、
請求項１又は２に記載の電動車両の制御装置。
【請求項４】
前記算出部は、前記瞬時値がゼロより大きい場合に前記瞬時値の履歴に基づいて前記実効値を算出し、前記瞬時値がゼロである場合に前記瞬時値の履歴によらず前記実効値を減少させる、
請求項１〜３のいずれか１項に記載の電動車両の制御装置。
【請求項５】
前記算出部は、前記瞬時値がゼロである場合に指数関数的に前記実効値を減少させる、
請求項４に記載の電動車両の制御装置。
【請求項６】
前記算出部は、前記瞬時値がゼロになった後、前記瞬時値がゼロである状態が判定時間以上継続した場合に前記実効値をリセットする、
請求項４又は５に記載の電動車両の制御装置。
【請求項７】
前記判定時間は、前記電力線の放熱性に関する指標に基づいて決定される、
請求項６に記載の電動車両の制御装置。
【請求項８】
前記算出部は、前記瞬時値がゼロである場合に前記電力線の放熱性に関する指標に基づいて前記実効値を減少させる、
請求項４〜７のいずれか１項に記載の電動車両の制御装置。
【請求項９】
前記指標は、前記電力線の熱抵抗を含む、
請求項７又は８に記載の電動車両の制御装置。
【請求項１０】
前記指標は、前記電力線の熱容量を含む、
請求項７〜９のいずれか１項に記載の電動車両の制御装置。
【請求項１１】
前記電源は、燃料電池である、
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の電動車両の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動車両の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、駆動用モータに供給される電力を出力する電源を備える電動車両が知られている。このような電動車両に搭載される各機器の温度が過度に高くなることを抑制する技術が種々提案されている。例えば、特許文献１には、駆動用モータを備える電動車両において、駆動用モータの温度が高いと判定された場合に駆動用モータを停止させることにより駆動用モータの温度が過度に高くなることを抑制する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−３３６８０５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、上記のような電動車両において、電源と接続される電力線を適切に保護することが望ましいと考えられる。具体的には、上記のような電動車両において電源から比較的大きな電流が出力された場合、電源と接続される電力線に比較的大きな電流が流れる。このような場合、電源と接続される電力線の温度が過度に高くなることを抑制することにより当該電力線を保護することが望ましい。電力線を保護する方法として、例えば、電力線の特定の部分の温度が高くなったときに電流を制限する技術（例えば、ヒューズを電力線の特定の部分に配置する技術）がある。しかし、このような技術では、電力線の温度が局所的に過度に高くなった場合の保護が不十分となることがある。
【０００５】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、電源と接続される電力線を適切に保護することが可能な、新規かつ改良された電動車両の制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、駆動用モータに供給される電力を出力する電源を備える電動車両の制御装置であって、前記制御装置は、前記電源から出力された電流の瞬時値の履歴に基づいて前記電源から出力されている電流の実効値を算出する算出部と、前記実効値が閾値を越えた場合に前記電源から出力される電流を制限する制限部と、前記閾値を設定する設定部と、を含み、前記設定部は、前記電源と接続される電力線の周囲温度に基づいて前記閾値を設定する、電動車両の制御装置が提供される。
【０００７】
前記設定部は、前記周囲温度が高いほど前記閾値を小さくしてもよい。
【０００８】
前記実効値は、前記瞬時値の二乗平均平方根を用いて算出されてもよい。
【０００９】
前記算出部は、前記瞬時値がゼロより大きい場合に前記瞬時値の履歴に基づいて前記実効値を算出し、前記瞬時値がゼロである場合に前記瞬時値の履歴によらず前記実効値を減少させてもよい。
【００１０】
前記算出部は、前記瞬時値がゼロである場合に指数関数的に前記実効値を減少させてもよい。
【００１１】
前記算出部は、前記瞬時値がゼロになった後、前記瞬時値がゼロである状態が判定時間以上継続した場合に前記実効値をリセットしてもよい。
【００１２】
前記判定時間は、前記電力線の放熱性に関する指標に基づいて決定されてもよい。
【００１３】
前記算出部は、前記瞬時値がゼロである場合に前記電力線の放熱性に関する指標に基づいて前記実効値を減少させてもよい。
【００１４】
前記指標は、前記電力線の熱抵抗を含んでもよい。
【００１５】
前記指標は、前記電力線の熱容量を含んでもよい。
【００１６】
前記電源は、燃料電池であってもよい。
【発明の効果】
【００１７】
以上説明したように本発明によれば、電源と接続される電力線を適切に保護することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態に係る電動車両の概略構成を示す模式図である。
【図２】同実施形態に係る電動車両の制御装置の概略構成を示すブロック図である。
【図３】同実施形態に係る電動車両の制御装置が行う処理の流れを示すフローチャートである。
【図４】同実施形態に係る電動車両の制御装置が実効値を算出する処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図５】電力線の周囲温度と閾値との関係を示す図である。
【図６】燃料電池から出力される電流が制限される様子の一例を説明するための図である。
【図７】瞬時値がゼロである場合に実効値が減少する様子の一例について説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００２０】
＜１．電動車両の構成＞
まず、図１及び図２を参照しながら、本実施形態に係る電動車両の制御装置を適用可能な電動車両の概略構成について説明する。
【００２１】
図１は、本実施形態に係る電動車両の制御装置を適用可能な電動車両の概略構成を示す模式図である。図１に示されるように、電動車両１は、燃料電池１０と、電力線２０と、駆動用モータ５０と、制御装置１００とを備える。さらに、電動車両１は、電流センサ２４と、温度センサ２６と、第１コンバータ３０と、インバータ４０と、駆動輪６０と、二次電池７０と、第２コンバータ８０とを備える。なお、燃料電池１０は、本発明の電源に相当する。電動車両１は、燃料電池１０又は二次電池７０から出力される電力を駆動源としての駆動用モータ５０に供給させることにより駆動トルクを得る。
【００２２】
燃料電池１０は、駆動用モータ５０に供給される電力を出力する。燃料電池１０は、燃料ガスとしての水素ガス及び酸化ガスとしての空気を反応させることにより発電可能な電池であり、具体的には、燃料極と、空気極と、燃料極及び空気極により挟まれる電解質膜とを備える。燃料極に水素ガスが供給され、空気極に空気が供給されることにより、各電極において反応が進行する。それにより、燃料電池１０における発電が実現される。一般的に、このような燃料電池１０から出力される電流は比較的大きい。燃料電池１０により発電された電力は、電力線２０を介して第１コンバータ３０へ出力される。
【００２３】
電力線２０は、燃料電池１０と第１コンバータ３０とを接続する。電力線２０は、例えば、銅等の導体を絶縁性のある被覆で覆うことにより形成されている。
【００２４】
電力線２０の近傍には、電流センサ２４と、温度センサ２６とが設けられている。電流センサ２４は、電力線２０を流れる電流を検出し、検出結果を制御装置１００へ出力する。温度センサ２６は、電力線２０の周囲の温度（以下では、周囲温度とも称する）を検出し、検出結果を制御装置１００へ出力する。
【００２５】
第１コンバータ３０は、電力の電圧を変換可能な電圧変換装置である。第１コンバータ３０にはスイッチング素子が設けられ、スイッチング素子の動作が制御されることにより、第１コンバータ３０による電圧の変換が制御される。具体的には、第１コンバータ３０は、燃料電池１０から出力された電力の電圧を昇圧し、インバータ４０へ出力する。
【００２６】
インバータ４０は、直流電力と交流電力との間で電力を変換可能な電力変換装置である。インバータ４０にはスイッチング素子が設けられ、スイッチング素子の動作が制御されることにより、インバータ４０による電力の変換が制御される。具体的には、インバータ４０は、第１コンバータ３０から出力された直流電力を交流電力に変換し、駆動用モータ５０へ出力する。また、インバータ４０は、後述する第２コンバータ８０から出力された直流電力を交流電力に変換し、駆動用モータ５０へ出力する。
【００２７】
駆動用モータ５０は、電動車両１の駆動源であり、燃料電池１０から出力される電力を用いて電動車両１の駆動力を発生させる。駆動用モータ５０として、例えば、三相交流式のモータが用いられる。駆動用モータ５０で発生した駆動力は、図示しないディファレンシャル装置を介して駆動輪６０へ伝達される。
【００２８】
二次電池７０は、電力を充放電可能な二次電池である。二次電池７０としては、例えば、リチウムイオン電池、リチウムイオンポリマー電池、ニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池又は鉛蓄電池が用いられるが、これら以外の電池が用いられてもよい。二次電池７０は、具体的には、駆動用モータ５０へ供給される電力を蓄電する。二次電池７０は、例えば、図示しない充電回路及びコネクタを介して電動車両１の外部の外部充電装置に接続可能に構成され、駐車時に外部充電装置と接続された状態で外部充電装置から供給される電力によって充電され得る。
【００２９】
第２コンバータ８０は、第１コンバータ３０と同様に、電力の電圧を変換可能な電圧変換装置である。第２コンバータ８０にはスイッチング素子が設けられ、スイッチング素子の動作が制御されることにより、第２コンバータ８０による電圧の変換が制御される。具体的には、第２コンバータ８０は、二次電池７０から出力された電力の電圧を昇圧し、インバータ４０へ出力する。
【００３０】
制御装置１００は、演算処理装置であるＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、ＣＰＵが使用するプログラムや演算パラメータ等を記憶する記憶素子であるＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）及びＣＰＵの実行において適宜変化するパラメータ等を一時記憶する記憶素子であるＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）等で構成される。
【００３１】
また、制御装置１００は、電動車両１に搭載される各装置と通信を行う。制御装置１００と各装置との通信は、例えば、ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）通信を用いて実現される。制御装置１００は、例えば、燃料電池１０、電流センサ２４、温度センサ２６、第１コンバータ３０、インバータ４０及び第２コンバータ８０と通信を行う。
【００３２】
なお、制御装置１００が有する機能は複数の制御装置により分割されてもよく、その場合、当該複数の制御装置は、ＣＡＮ等の通信バスを介して、互いに接続されてもよい。
【００３３】
制御装置１００は、燃料電池１０、第１コンバータ３０、インバータ４０及び第２コンバータ８０に対して動作指令を出力し、燃料電池１０、第１コンバータ３０、インバータ４０及び第２コンバータ８０の動作を制御する。
【００３４】
図２は、制御装置１００の概略構成を示すブロック図である。図２に示されるように、制御装置１００は、取得部１１０と、算出部１２０と、制限部１３０と、設定部１４０とを含む。
【００３５】
取得部１１０は、制御装置１００が行う処理において用いられる各種情報を取得する。取得部１１０は、電動車両１における各センサと通信することによって、各センサから出力される検出結果を取得する。
【００３６】
算出部１２０は、燃料電池１０から出力されている電流の実効値Ｉｒｍｓを算出する。具体的には、算出部１２０は、燃料電池１０から出力された電流の瞬時値ｉの履歴に基づいて燃料電池１０から出力されている電流の実効値Ｉｒｍｓを算出する。算出部１２０において算出される実効値Ｉｒｍｓは、制限部１３０の処理で用いられる。
【００３７】
制限部１３０は、実効値Ｉｒｍｓが閾値ＴＨを越えた場合に燃料電池１０から出力される電流を制限する。
【００３８】
設定部１４０は、閾値ＴＨを設定する。ここで、本実施形態において、設定部１４０は、電力線２０の周囲温度に基づいて閾値ＴＨを設定する。それにより、電力線２０を適切に保護することが可能となる。以下では、このような制御装置１００の動作の詳細について説明する。
【００３９】
＜２．制御装置の動作＞
続いて、図３〜図７を参照しながら、本実施形態に係る電動車両１の制御装置１００の動作について説明する。
【００４０】
図３は、本実施形態に係る電動車両１の制御装置１００が行う処理の流れを示すフローチャートである。図３に示される制御フローは、燃料電池１０の起動後に開始される。
【００４１】
図３に示される制御フローが開始されると、まず、ステップＳ１１０において、算出部１２０は、燃料電池１０から出力された電流の瞬時値ｉの履歴に基づいて燃料電池１０から出力されている電流の実効値Ｉｒｍｓを算出する。算出部１２０は、瞬時値ｉの二乗平均平方根を用いて実効値Ｉｒｍｓを算出するのが好ましい。例えば、算出部１２０は、以下に示した（数式１）により実効値Ｉｒｍｓを算出する。ここで、ｔ１は、実効値Ｉｒｍｓの算出を開始した時点からの経過時間を示す。またｄｔは、瞬時値ｉを取得する時間の間隔を示す。
【００４２】
【数１】
2020145872.tif 000003
【００４３】
このように求められる実効値Ｉｒｍｓは、燃料電池１０から出力された電流の時間平均の程度を示し、電力線２０を電流が流れることに起因して電力線２０の温度が変化する程度を示す指標である。電力線２０を電流が流れることに起因して電力線２０の温度が変化する程度は、実効値Ｉｒｍｓが大きくなるほど大きくなる。
【００４４】
なお、瞬時値ｉの二乗平均平方根を用いて実効値Ｉｒｍｓを算出する方法は、上記の（数式１）を用いるものに特に限定されない。例えば、（数式１）の右辺に一定の係数を乗じたものが（数式１）に代えて用いられてもよく、（数式１）の右辺に定数又は変数を加えたものが（数式１）に代えて用いられてもよい。
【００４５】
また、瞬時値ｉの履歴に基づいて実効値Ｉｒｍｓを算出する方法は、瞬時値ｉの二乗平均平方根を用いる方法に特に限定されない。ただし、上述したように、算出される実効値Ｉｒｍｓは、電力線２０を電流が流れることに起因して電力線２０の温度が変化する程度を示す指標であることが求められる。
【００４６】
ここで、ステップＳ１１０における制御装置１００の好ましい動作例について、図４を参照しながら説明する。図４は、本実施形態に係る電動車両１の制御装置１００が実効値Ｉｒｍｓを算出する処理の流れの一例を示すフローチャートである。図４に示される制御フローは、図３のステップＳ１１０に相当する。
【００４７】
図４に示される制御フローが開始されると、まず、ステップＳ１１１において、算出部１２０は、燃料電池１０から出力された電流の瞬時値ｉがゼロより大きいか否かを判定する。瞬時値ｉがゼロより大きいと判定された場合（ステップＳ１１１／ＹＥＳ）、ステップＳ１１２へ進む。一方、瞬時値ｉがゼロであると判定された場合（ステップＳ１１１／ＮＯ）、ステップＳ１１３へ進む。なお、以下の説明において、ある大きさがゼロであるとは、ある大きさが完全にゼロと一致している場合に限られず、例えば、ある大きさがゼロに限りなく近い値である場合が含まれてもよい。
【００４８】
ステップＳ１１２において、算出部１２０は、瞬時値ｉの履歴に基づいて実効値Ｉｒｍｓを算出する。例えば、算出部１２０は、上述した（数式１）により実効値Ｉｒｍｓを算出する。
【００４９】
ステップＳ１１３において、算出部１２０は、瞬時値ｉがゼロである状態が判定時間以上継続したか否かを判定する。瞬時値ｉがゼロである状態が判定時間以上継続していないと判定された場合（ステップＳ１１３／ＮＯ）、ステップＳ１１４へ進む。一方、瞬時値ｉがゼロである状態が判定時間以上継続したと判定された場合（ステップＳ１１３／ＹＥＳ）、ステップＳ１１５へ進む。
【００５０】
判定時間は、具体的には、電力線２０を電流が流れることに起因して電力線２０の温度の変化が生じているか否かを判断し得る時間である。判定時間は、電力線２０の放熱性に関する指標に基づいて決定されるのが好ましい。また、電力線２０の放熱性に関する指標は、電力線２０の熱抵抗又は電力線２０の熱容量の少なくともいずれかを含むのが好ましい。例えば、電力線２０の放熱性に関する指標は、電力線２０の熱抵抗に電力線２０の熱容量を乗じて求められる値（以下では、時定数τとも称する）である。判定時間は、例えば、時定数τの５倍の値に設定される。
【００５１】
なお、電力線２０の放熱性に関する指標は、上記の例に限定されない。電力線２０の放熱性に関する指標は、電力線２０の放熱のしやすさと関係を有するものであればよい。電力線２０の放熱性に関する指標は、例えば、時定数τに一定の係数を乗じた値であってもよく、時定数τに定数又は変数を加えた値であってもよい。
【００５２】
ステップＳ１１４において、算出部１２０は、瞬時値ｉの履歴によらず実効値Ｉｒｍｓを減少させる。算出部１２０は、指数関数的に実効値Ｉｒｍｓを減少させるのが好ましい。また、算出部１２０は、電力線２０の放熱性に関する指標に基づいて実効値Ｉｒｍｓを減少させるのがさらに好ましい。例えば、算出部１２０は、以下に示した（数式２）により実効値Ｉｒｍｓを減少させる。ここで、Ｉｒｍｓ０は、瞬時値ｉがゼロとなった時点での実効値を示す。また、ｔ２は、瞬時値ｉがゼロになった時点からの経過時間を示す。
【００５３】
【数２】
2020145872.tif 000004
【００５４】
なお、指数関数的に実効値Ｉｒｍｓを減少させる方法は、上記の（数式２）を用いるものに特に限定されない。また、電力線２０の放熱性に関する指標に基づいて実効値Ｉｒｍｓを減少させる方法は、上記の（数式２）を用いるものに特に限定されない。例えば、上記の（数式２）の右辺に一定の係数を乗じたものが（数式２）に代えて用いられてもよく、上記の（数式２）の右辺に定数又は変数を加えたものが（数式２）に代えて用いられてもよい。
【００５５】
また、瞬時値ｉの履歴によらず実効値Ｉｒｍｓを減少させる方法は、指数関数的に実効値Ｉｒｍｓを減少させるものに特に限定されない。また、瞬時値ｉの履歴によらず実効値Ｉｒｍｓを減少させる方法は、電力線２０の放熱性に関する指標に基づいて実効値Ｉｒｍｓを減少させるものに特に限定されない。
【００５６】
ステップＳ１１５において、算出部１２０は、実効値Ｉｒｍｓをリセットする。具体的には、算出部１２０は、実効値Ｉｒｍｓをゼロとする。
【００５７】
ステップＳ１１２、ステップＳ１１４又はステップＳ１１５の後、図４に示される制御フローは終了する。
【００５８】
図３に戻って制御装置１００が行う処理の流れを説明する。ステップＳ１１０において実効値Ｉｒｍｓが算出された後、ステップＳ１２０へ進む。
【００５９】
ステップＳ１２０において、設定部１４０は、実効値Ｉｒｍｓの閾値ＴＨを設定する。閾値ＴＨは、具体的には、燃料電池１０から出力されている電流の実効値Ｉｒｍｓが電力線２０の損耗が生じ得る程度に大きいか否かを判断し得る値である。
【００６０】
電力線２０の温度が過度に高くなると、例えば、電力線２０の被覆が溶けること等により電力線２０の損耗が生じ得る。ここで、上述したように、電力線２０を電流が流れることに起因して電力線２０の温度が変化する程度は、実効値Ｉｒｍｓが大きくなるほど大きくなる。したがって、後述するように、制御装置１００は、実効値Ｉｒｍｓが閾値ＴＨを超えた場合に燃料電池１０から出力される電流を制限する。
【００６１】
ところで、電力線２０の周囲温度が高くなるほど電力線２０の温度は高くなるので、電力線２０の温度が過度に高くなりやすくなる。ここで、設定部１４０は、電力線２０の周囲温度に基づいて閾値ＴＨを変化させる。それにより、燃料電池１０から出力される電流を電力線２０の周囲温度に応じて制限することができる。したがって、電力線２０を電流が流れることに起因して電力線２０の温度が変化する程度を電力線２０の周囲温度に応じて制限することができる。したがって、電力線２０の温度が過度に高くなることを電力線２０の周囲温度に応じて適切に抑制することができる。よって、電力線２０を適切に保護することができる。
【００６２】
図５は、電力線２０の周囲温度と閾値ＴＨとの関係を示す図である。図５に示されるように、設定部１４０は、電力線２０の周囲温度が高いほど閾値ＴＨを小さくする。換言すると、電力線２０の周囲温度が低いほど閾値ＴＨを大きくする。例えば、電力線２０の各周囲温度における閾値ＴＨは、電力線２０の各周囲温度における許容電流に基づいて設定される。
【００６３】
ステップＳ１３０において、制限部１３０は、実効値Ｉｒｍｓが閾値ＴＨを超えたか否かを判定する。実効値Ｉｒｍｓが閾値ＴＨを超えたと判定された場合（ステップＳ１３０／ＹＥＳ）、ステップＳ１４０へ進む。一方、実効値Ｉｒｍｓが閾値ＴＨを超えていないと判定された場合（ステップＳ１３０／ＮＯ）、ステップＳ１１０へ戻る。
【００６４】
ステップＳ１４０において、制限部１３０は、燃料電池１０から出力される電流を制限する。例えば、制限部１３０は、燃料電池１０に供給される水素ガスを停止させる。それにより、燃料電池１０の発電が停止され、燃料電池１０から出力される電流がゼロとなる。また、例えば、制限部１３０は、燃料電池１０に供給される水素ガスを減少させる。それにより、燃料電池１０による発電電力が減少し、燃料電池１０から出力される電流が減少する。なお、制限部１３０は、第１コンバータ３０又はインバータ４０を制御することによって、燃料電池１０から出力される電流を制限してもよい。
【００６５】
また、制限部１３０は、燃料電池１０から出力される電流を制限した場合、燃料電池１０から出力される電流の減少量を補うように二次電池７０から出力される電流を制御することができる。二次電池７０から出力される電流が第２コンバータ８０及びインバータ４０を介して駆動用モータに供給されることにより、燃料電池１０から出力される電流が制限された場合であっても、駆動トルクを減少させることなく電動車両１を駆動させることができる。
【００６６】
ステップＳ１４０の後、図３に示される制御フローは終了する。
【００６７】
図６は、燃料電池１０から出力される電流が制限される様子の一例を説明するための図である。図６には、瞬時値ｉ、実効値Ｉｒｍｓ及び制御信号の各推移が示されている。ここで、制御信号は、燃料電池１０から出力される電流を制限する場合に制御装置１００から出力される信号を意味する。制御信号がＯＦＦである状態では、燃料電池１０から出力される電流が制限されず、制御信号がＯＮである状態では、燃料電池１０から出力される電流が制限される。また、図６には、電力線２０の周囲温度が比較的高い場合における閾値ＴＨ１と、電力線２０の周囲温度が比較的低い場合における閾値ＴＨ２とが示されている。閾値ＴＨ２は、閾値ＴＨ１より大きい。図６に示される破線は、電力線２０の周囲温度が比較的低い場合における瞬時値ｉ、実効値Ｉｒｍｓ及び制御信号の各推移を示し、図６に示される実線は、電力線２０の周囲温度が比較的高い場合における瞬時値ｉ、実効値Ｉｒｍｓ及び制御信号の各推移を示す。
【００６８】
図６に示されるように、瞬時値ｉがゼロとなっている時刻ｔ１０以前では、実効値Ｉｒｍｓがゼロであり、制御信号がＯＦＦである状態となっている。時刻ｔ１０に瞬時値ｉが増加し始めると、実効値Ｉｒｍｓが増加し始める。一方、制御信号がＯＦＦである状態が継続する。
【００６９】
電力線２０の周囲温度が比較的低い場合、時刻ｔ１１に実効値Ｉｒｍｓが閾値ＴＨ２を超えていないため、時刻ｔ１１の時点で制御信号がＯＦＦである状態が継続する。そして、時刻ｔ１２に実効値Ｉｒｍｓが閾値ＴＨ２を超えると、制御信号がＯＦＦである状態から制御信号がＯＮである状態となり、燃料電池１０から出力される電流が制限される。それにより、瞬時値ｉが所定の値まで急峻に減少するとともに実効値Ｉｒｍｓが減少し始める。その後は、瞬時値ｉが所定の値となった状態が継続し、実効値Ｉｒｍｓが減少を継続する。
【００７０】
一方、電力線２０の周囲温度が比較的高い場合、時刻ｔ１１に実効値Ｉｒｍｓが閾値ＴＨ１を超えると、制御信号がＯＦＦである状態から制御信号がＯＮである状態となり、燃料電池１０から出力される電流が制限される。それにより、瞬時値ｉが所定の値まで急峻に減少するとともに実効値Ｉｒｍｓが減少し始める。その後は、瞬時値ｉが所定の値となった状態が継続し、実効値Ｉｒｍｓが減少を継続する。
【００７１】
このように、電力線２０の周囲温度が比較的低い場合、実効値Ｉｒｍｓが閾値ＴＨ２を超えていない時刻ｔ１１では燃料電池１０から出力される電流が制限されない。一方、電力線２０の周囲温度が比較的高い場合、実効値Ｉｒｍｓが閾値ＴＨ１を超えた時刻ｔ１１に燃料電池１０から出力される電流が制限される。つまり、燃料電池１０から出力される電流を電力線２０の周囲温度に応じて制限することができる。したがって、電力線２０を電流が流れることに起因して電力線２０の温度が変化する程度を電力線２０の周囲温度に応じて制限することができる。したがって、電力線２０の温度が過度に高くなることを電力線２０の周囲温度に応じて適切に抑制することができる。よって、電力線２０を適切に保護することができる。
【００７２】
なお、上述したように、電力線２０の周囲温度が比較的低い場合、実効値Ｉｒｍｓが閾値ＴＨ２を超えていない時刻ｔ１１では燃料電池１０から出力される電流が制限されず、時刻ｔ１１よりも後の時刻ｔ１２に燃料電池１０から出力される電流が制限される。それにより、電力線２０の温度が過度に高くない時点で燃料電池１０から出力される電流が制限されることを抑制することができる。
【００７３】
図７は、瞬時値ｉがゼロである場合に実効値Ｉｒｍｓが減少する様子の一例について説明するための図である。図７には、瞬時値ｉ及び実効値Ｉｒｍｓの各推移が示されている。図７に示されるように、時刻ｔ２０以前では、瞬時値ｉがゼロより大きく、実効値Ｉｒｍｓが瞬時値ｉの履歴に基づいて算出された値となっている。時刻ｔ２０に瞬時値ｉがゼロになると、実効値Ｉｒｍｓは、時刻ｔ２０における実効値Ｉｒｍｓ０から減少する。具体的には、実効値Ｉｒｍｓは、電力線２０の放熱性に関する指標に基づいて指数関数的に減少する。そして、瞬時値ｉがゼロである状態が判定時間（図７では、時刻ｔ２０から時刻ｔ２１までの間の時間）以上継続した時刻ｔ２１に実効値Ｉｒｍｓはリセットされる。その後、時刻ｔ２１以降の瞬時値ｉの履歴に基づいて実効値Ｉｒｍｓの算出が開始される。
【００７４】
＜３．制御装置の効果＞
続いて、本実施形態に係る電動車両１の制御装置１００の効果について説明する。
【００７５】
本実施形態に係る制御装置１００は、燃料電池１０から出力された電流の瞬時値ｉの履歴に基づいて燃料電池１０から出力されている電流の実効値Ｉｒｍｓを算出する算出部１２０と、実効値Ｉｒｍｓが閾値ＴＨを越えた場合に燃料電池１０から出力される電流を制限する制限部１３０と、閾値ＴＨを設定する設定部１４０とを含む。また、設定部１４０は、燃料電池１０と接続される電力線２０の周囲温度に基づいて閾値ＴＨを設定する。それにより、燃料電池１０から出力される電流を電力線２０の周囲温度に応じて制限することができる。したがって、電力線２０を電流が流れることに起因して電力線２０の温度が変化する程度を電力線２０の周囲温度に応じて制限することができる。したがって、電力線２０の温度が過度に高くなることを電力線２０の周囲温度に応じて適切に抑制することができる。よって、電力線２０を適切に保護することができる。
【００７６】
ところで、電力線２０を保護する他の技術として、電力線２０の特定の部分の温度が高くなったときに電流を制限する技術（例えば、ヒューズを電力線２０の特定の部分に配置する技術）が考えられる。しかし、このような技術のみでは、電力線２０の温度が局所的に高くなると、当該特定の部分の温度が低いにも関わらず、他の部分の温度が高くなり、電力線２０を保護することができないことがある。一方、本実施形態では、制御装置１００は、実効値Ｉｒｍｓを用いて電流を制限するものであり、電力線２０の特定の部分の温度に応じて電流を制限するものではない。したがって、電力線２０の温度が局所的に過度に高くなることを抑制することができる。
【００７７】
好ましくは、制御装置１００では、設定部１４０は、電力線２０の周囲温度が高いほど閾値ＴＨを小さくする。それにより、電力線２０の周囲温度が高い場合、電力線２０の周囲温度が低い場合と比べて、電力線２０を電流が流れることに起因して電力線２０の温度が変化する程度をより大きく抑制することができる。したがって、電力線２０の温度が過度に高くなることをより適切に抑制することができる。よって、電力線２０をより適切に保護することができる。
【００７８】
好ましくは、制御装置１００では、実効値Ｉｒｍｓは、瞬時値ｉの二乗平均平方根を用いて算出される。それにより、電力線２０を電流が流れることに起因して電力線２０の温度が変化する程度を示す指標としての実効値Ｉｒｍｓを適切に算出することができる。このように適切に算出される実効値Ｉｒｍｓを用いることにより、電力線２０の温度が過度に高くなることをより適切に抑制することができる。よって、電力線２０をより適切に保護することができる。
【００７９】
好ましくは、制御装置１００では、算出部１２０は、瞬時値ｉがゼロより大きい場合に瞬時値ｉの履歴に基づいて実効値Ｉｒｍｓを算出し、瞬時値ｉがゼロである場合に瞬時値ｉの履歴によらず実効値Ｉｒｍｓを減少させる。ここで、瞬時値ｉがゼロとなっている場合には、電力線２０において、基本的に発熱は生じていないので、電力線２０から大気への放熱が生じていると考えられる。したがって、瞬時値ｉがゼロとなっている場合に実効値Ｉｒｍｓを減少させることにより、実効値Ｉｒｍｓを電力線２０の実際の温度の変化に合わせて適切に調整することができる。よって、電力線２０の温度が過度に高くなることをより適切に抑制することができる。
【００８０】
好ましくは、制御装置１００では、算出部１２０は、瞬時値ｉがゼロである場合に指数関数的に実効値Ｉｒｍｓを減少させる。ここで、物体からの大気への放熱に起因して当該物体の温度が低下する過程において、当該物体の温度は一般に指数関数的に減少する。したがって、瞬時値ｉがゼロとなっている場合に実効値Ｉｒｍｓを指数関数的に減少させることにより、実効値Ｉｒｍｓを電力線２０の実際の温度の変化に合わせてより適切に調整することができる。よって、電力線２０の温度が過度に高くなることをさらに適切に抑制することができる。
【００８１】
好ましくは、制御装置１００では、算出部１２０は、瞬時値ｉがゼロになった後、瞬時値ｉがゼロである状態が判定時間以上継続した場合に実効値Ｉｒｍｓをリセットする。上述したように、瞬時値ｉがゼロである状態が判定時間以上継続した場合には、電力線２０を電流が流れることに起因する電力線２０の温度の変化が生じていない場合に相当する。したがって、このような場合に実効値Ｉｒｍｓをリセットすることによって、実効値Ｉｒｍｓを電力線２０の実際の温度に合わせるように適切に調整することができる。
【００８２】
好ましくは、制御装置１００では、判定時間は、電力線２０の放熱性に関する指標に基づいて決定される。それにより、瞬時値ｉがゼロである状態が継続することによって電力線２０を電流が流れることに起因する電力線２０の温度の変化が生じなくなったか否かを適切に判断することができる。したがって、電力線２０を電流が流れることに起因する電力線２０の温度の変化が生じていない場合に実効値Ｉｒｍｓを適切にリセットすることができる。
【００８３】
好ましくは、制御装置１００では、算出部１２０は、瞬時値ｉがゼロである場合に電力線２０の放熱性に関する指標に基づいて実効値Ｉｒｍｓを減少させる。ここで、物体からの大気への放熱に起因して当該物体の温度が低下する過程において、当該物体の温度の減少速度は放熱性に起因する。したがって、瞬時値ｉがゼロとなっている場合に、上記指標に基づいて実効値Ｉｒｍｓを減少させることによって、実効値Ｉｒｍｓを電力線２０の実際の温度の変化に合わせてさらに適切に調整することができる。
【００８４】
好ましくは、制御装置１００では、電力線２０の放熱性に関する指標は、電力線２０の熱抵抗を含む。それにより、判定時間を電力線２０の熱抵抗に応じて適切に設定することができる。また、瞬時値ｉがゼロである場合に実効値Ｉｒｍｓを電力線２０の熱抵抗に応じて適切に変化させることができる。
【００８５】
好ましくは、制御装置１００では、電力線２０の放熱性に関する指標は、電力線２０の熱容量を含む。それにより、判定時間を電力線２０の熱容量に応じて適切に設定することができる。また、瞬時値ｉがゼロである場合に実効値Ｉｒｍｓを電力線２０の熱容量に応じて適切に変化させることができる。
【００８６】
好ましくは、制御装置１００では、電力線２０と接続される電源は、燃料電池１０である。一般的に、燃料電池から出力される電流は他の電源から出力される電流と比べて大きい。つまり、電力線２０と接続される電源が燃料電池である場合、電力線２０の温度が過度に高くなりやすい。したがって、電力線２０と接続される電源が燃料電池である電動車両に本実施形態にかかる制御装置１００を適用することにより、電力線２０を適切に保護する効果を有効に活用することができる。
【００８７】
＜４．むすび＞
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００８８】
例えば、本明細書においてフローチャートを用いて説明した処理は、必ずしもフローチャートに示された順序で実行されなくてもよい。いくつかの処理ステップは、並列的に実行されてもよい。また、追加的な処理ステップが採用されてもよく、一部の処理ステップが省略されてもよい。
【００８９】
また、例えば、上記実施形態では、燃料電池１０が本発明に係る電源に相当する例について説明したが、本発明に係る電源はこのような例に特に限定されない。例えば、二次電池が本発明に係る電源に相当するものであってもよい。
【００９０】
また、例えば、上記実施形態では、温度センサ２６が１個設けられる例について説明したが、温度センサ２６の個数はこのような例に特に限定されない。例えば、温度センサ２６が複数設けられてもよい。温度センサ２６が複数設けられる場合、複数の温度センサ２６が検出した電力線２０の周囲温度のうち、最大の値を電力線２０の周囲温度として用いることができる。
【符号の説明】
【００９１】
１      電動車両
１０    燃料電池
２０    電力線
２４    電流センサ
２６    温度センサ
３０，８０  コンバータ
４０    インバータ
５０    駆動用モータ
６０    駆動輪
７０    二次電池
１１０  取得部
１２０  算出部
１３０  制限部
１４０  設定部
ｉ        瞬時値
Ｉｒｍｓ  実効値
ＴＨ，ＴＨ１，ＴＨ２  閾値
【図１】
2020145872.tif 000005
【図２】
2020145872.tif 000006
【図３】
2020145872.tif 000007
【図４】
2020145872.tif 000008
【図５】
2020145872.tif 000009
【図６】
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【図７】
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