(57)【要約】【課題】  車両起動時に電池温度異常と誤判定されるのを防止することができる車両制御装置。【解決手段】  本発明は、走行用モータを駆動する電源と、電源の温度を検出する温度検出部とを備え、車両起動時に温度検出部の検出温度に基づいて車両起動制御を実行する車両制御方法に関するものである。そして、温度検出部からの出力が安定状態か否かを判定し、出力安定と判定される時間ｔ１までは温度センサで検出される検出温度に代えて、温度制御範囲（Tmin〜Tmax）に設定された設定初期温度T2を用いて起動時の車両制御を行う。一方、出力安定状態であると判定された場合には検出温度に基づいて起動時の車両を制御する。その結果、車両起動時に電池温度異常と誤判定されるのを防止することができる。【選択図】        図３
2006320138.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行用モータを駆動する電源と、前記電源の温度を検出する温度検出部とを備え、車両起動時に前記温度検出部の検出温度に基づいて車両起動制御を実行する車両制御装置において、
温度制御範囲内において初期温度を設定する初期温度設定手段と、
前記温度検出部が出力安定状態か否かを判定する判定手段と、
前記判定手段により出力安定状態ではないと判定された場合には前記検出温度に代えて前記初期温度に基づいて車両起動制御を実行し、前記判定手段により出力安定状態であると判定された場合には前記検出温度に基づいて車両起動制御を実行する制御手段とを備えたことを特徴とする車両制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車両制御装置において、
前記判定手段は、前記温度検出部の応答特性に基づき前記出力安定状態であるとみなされる所定経過時間と温度検出部起動からの実経過時間とを比較し、前記実経過時間が前記所定経過時間以下の場合には前記出力安定状態ではないと判定し、前記実経過時間が前記所定経過時間を越えた場合には前記出力安定状態であると判定することを特徴とする車両制御装置。
【請求項３】
請求項１に記載の車両制御装置において、
前記判定手段は、前記温度検出部で検出される検出温度の温度変化率と前記出力安定状態であるとみなされる所定の温度変化率とを比較し、前記検出温度の温度変化率が前記所定温度変化率以上の場合には前記出力安定状態ではないと判定し、前記検出温度の温度変化率が前記所定温度変化率未満の場合には前記出力安定状態であると判定することを特徴とする車両制御装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の車両制御装置において、
前記温度検出部の温度応答特性および起動後の検出温度から推定される温度変化と、起動後の検出温度の変化とが異なる場合に、前記温度検出部に異常が発生したと判定する異常判定手段を設けたことを特徴とする車両制御装置。
【請求項５】
走行用モータを駆動する電源と、前記電源の温度を検出する温度検出部とを備え、車両起動時に前記温度検出部の検出温度に基づいて車両起動制御を実行する車両制御装置において、
前記温度検出部は、前記電源の温度を検知するセンサ部と、前記センサ部の出力が入力されるセンサ回路部と、前記センサ部および前記センサ回路部に電力を供給するセンサ用電源部とを備え、
温度制御範囲内において初期温度を設定する初期温度設定手段と、
車両起動時に前記センサ部をセンサ用電源部に接続するともに、前記検出温度に代えて前記初期温度に基づいて車両起動制御を実行し、さらに、所定のセンサ部安定時間経過後に前記センサ回路部を前記センサ用電源部に接続するとともに、前記検出温度に基づいて車両起動制御を実行する制御手段とを設けたことを特徴とする車両制御装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の車両制御装置において、
前記初期温度設定手段は、前記温度検出部の起動直後に検出される検出温度に基づいて推定安定温度を算出し、その推定安定温度を前記初期温度に設定することを特徴とする車両制御装置。
【請求項７】
走行用モータを駆動する電源と、前記電源の温度を検出する温度検出部とを備え、車両起動時に前記温度検出部の検出温度に基づいて車両起動制御を実行する車両制御方法において、
前記温度検出部が出力安定状態か否かを判定し、
出力安定状態ではないと判定された場合には、前記温度検出部の検出温度に代えて温度制御範囲内において設定された初期温度に基づいて車両起動制御を実行し、
出力安定状態であると判定された場合には前記検出温度に基づいて車両起動制御を実行することを特徴とする車両制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源により駆動される走行用モータを備える車両を制御する車両制御装置および車両制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
組電池の温度をサーミスタや熱電対などの温度センサで検出して、充放電時の電池温度を制御する制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。サーミスタ等の電源を必要とする温度センサの場合、電源に温度センサをつないだままの構成にすると、電力消費により車両を放置した状態におけるバッテリ上がりを促進してしまう。そのため、車両のイグニッションスイッチがオフのときには温度計測を行わず、イグニッションオンと同時に温度センサに電源供給する制御を行う方法が一般的に用いられている。
【０００３】
【特許文献１】特許３１５７６８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、イグニッションオンで電源供給する方式では、温度センサの応答遅れに起因して、電池異常と判断される温度を示す場合がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、走行用モータを駆動する電源と、電源の温度を検出する温度検出部とを備え、車両起動時に前記温度検出部の検出温度に基づいて車両起動制御を実行する車両制御装置に適用される。そして、請求項１および７の発明では、温度検出部が出力安定状態ではないと判定された場合には検出温度に代えて初期温度に基づいて車両を制御し、出力安定状態であると判定された場合には検出温度に基づいて車両起動制御を実行することを特徴とする。
請求項５の発明では、温度検出部は、電源の温度を検知するセンサ部と、センサ部の出力が入力されるセンサ回路部と、センサ部および前記センサ回路部に電力を供給するセンサ用電源部とを備え、車両起動時にセンサ部をセンサ用電源部に接続するともに、検出温度に代えて初期温度に基づいて車両起動制御を実行し、さらに、所定のセンサ部安定時間経過後にセンサ回路部をセンサ用電源部に接続するとともに、検出温度に基づいて車両起動制御を実行するすることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
請求項１および７の本発明によれば、温度検出部が出力安定状態でないと判定されると、温度検出部の検出温度に代えて温度制御範囲内において設定された初期温度に基づいて車両起動制御を実行するようにしたので、車両起動時に電池温度異常と誤判定されるのを防止することができる。
請求項５の発明では、センサ部安定時間が経過するまでは温度制御範囲内において設定された初期温度に基づいて車両起動制御を実行し、センサ部安定時間経過後に検出温度に基づいて車両起動制御を実行するようにしたので、車両起動時に電池温度異常と誤判定されるのを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、図を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。図１は本発明による車両制御装置の一実施の形態を示す図であり、本発明の車両制御装置を電気自動車に適用した場合のブロック図である。１は走行用のバッテリであり、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池等の二次電池の単セルを複数接続した組電池や、大容量キャパシタが用いられる。なお、本発明の車両制御装置、燃料電池を電源とする燃料電池自動車にも適用することができる。
【０００８】
バッテリ１にはインバータ２を介して走行用モータ３が接続されている。走行用モータ３による走行の際には、バッテリ１から出力される直流電力がインバータ２によって交流電力に変換され、走行用モータ３に供給される。制動時にはモータ３を回生発電させ、その回生電力によりバッテリ１を充電する。バッテリ１の両端電圧（総電圧）は電圧センサ４により検出され、バッテリ１を流れる電流は電流センサ５により検出される。
【０００９】
６はバッテリ１の温度を検出するための温度センサであり、サーミスタや熱電対などが用いられる。温度センサ６はセンサ回路７に接続されており、温度変化による温度センサ６の特性変化（抵抗変化）を、例えば温度に応じた電圧変化として出力する。なお、温度検出部である温度センサ６およびセンサ回路７は、車両に搭載された補機用バッテリ（不図示）を電源として作動する。補機用バッテリはセンサ回路７に設けられた電源部（不図示）に接続され、その電源部から温度センサに電力が供給される。バッテリ１の各単セルにはセルコントローラ８が設けられ、セル状態のモニタを行う。電圧センサ４，電流センサ５，センサ回路７およびセルコントローラ８の各データは、バッテリコントローラ９に入力される。
【００１０】
バッテリコントローラ９は、電池温度データを含むこれらのデータに基づいてバッテリ１に異常がないか管理を行うとともに、バッテリ１の電池状態（充電状態や内部抵抗など）を算出する。また、走行中の要求出力が供給可能であるか、充電電流を受け入れられるかなどを判定し、それらのデータを車両コントローラ１０へ出力する。例えば、充放電電力が大きい場合には電池が発熱するため、バッテリ１の温度が上昇しすぎないように制御する必要がある。
【００１１】
車両コントローラで１０は、バッテリコントローラ９からのデータや、不図示のアクセルセンサおよびブレーキセンサで検出されるアクセルペダル踏み込み量およびブレーキペダル踏み込み量や、車速センサ（不図示）で検出された車両の走行速度等に基づいて、モータコントローラ１１およびバッテリコントローラ９を制御して車両の走行状態を制御する。モータコントローラ１１は、車両コントローラ１０から送信されるモータ３の駆動指令および回生制動指令と回転速度指令とに基づいて、インバータ２を制御してモータ３の回転速度およびトルクの調整等を行う。１２は、イグニッションキー操作によりオンオフするイグニッションスイッチである。１３は、温度センサ６およびセンサ回路７の異常を知らせるための警報装置である。
【００１２】
以下では、温度センサ６としてサーミスタを用いる場合について説明する。図２はサーミスタの温度応答特性の典型例を示したものであり、温度Ｔ０に保持されているサーミスタを、急に周囲温度Ｔ１にもってきたときの抵抗値の時間変化を示している。図２は、温度が上昇すると抵抗が減少するという負の温度特性を有するサーミスタの応答特性について示したものである。図２（ａ）はＴ１−Ｔ０＜０の場合を示しており、ｒ０，ｒ１は温度Ｔ０，Ｔ１の時の抵抗値である。一方、図２（ｂ）はＴ１−Ｔ０＞の場合を示している。いずれの場合も、温度Ｔ０のときの抵抗値が温度Ｔ１の場合の抵抗値ｒ１へと変化して安定するまでに時間ｔ１を要する。
【００１３】
ところで、車両の起動・停止に連動して温度センサ６への電源供給をオンオフする場合、この応答遅れが原因となって、車両起動時に温度異常と誤判定される場合があった。本実施の形態では、このような誤判定が生じないような制御を行うようにした。
【００１４】
図３は本実施の形態における起動制御処理を説明する図である。なお、これらの制御処理は車両コントローラ１０にて行われる。図３において、温度範囲Tmin〜Tmaxはバッテリ１の温度制御範囲であり、バッテリ１を使用する場合には温度センサ６で検出される電池温度がこの範囲となるように制御する。すなわち、温度センサ６の検出温度がTmin以下である場合またはTmax以上である場合にはバッテリコントローラ９は電池温度異常と判定し、その判定結果を車両コントローラ１０に送信する。
【００１５】
曲線L1は、時間ｔ＝０に温度センサ６に電源供給した場合の、検出温度の時間的な変化を示したものであり、検出値が安定する時間ｔ１までは破線で示し、時間ｔ１以後は実線で示した。検出値が安定する時間ｔ１は図２に示した時間ｔ１と同じものであり、一般的なサーミスタでは２秒程度である。Tbはバッテリ１の温度であり、時間ｔ１が経過すると温度センサ６の検出温度はほぼ安定し、温度Tbを示すようになる。
【００１６】
しかし、電源供給開始時（車両起動時）から時間ｔ２までは、検出温度を示すセンサ出力はTminよりも低くなっている。そのため、従来のように起動開始時から実際に検出された検出温度（曲線L1）で制御を行うと、バッテリ１の温度はTbであるにもかかわらず温度異常と判定されてしまう。そこで、第１の例では、電源供給開始時から温度センサ６の出力（検出温度）が安定する時間ｔ１までは、曲線L1で示す検出温度に代えて、直線L2で示すような予め決められた設定初期温度T2を用いて起動時の車両制御を行う。設定初期温度T2は温度制御範囲内であれば良く、例えば、T2＝（Tmax−Tmin）／２のように設定する。
【００１７】
（変形例１）
上述した例では、温度センサ６の検出温度（センサ出力）が安定したと判定する判定基準を、温度センサ６の温度応答特性（図２参照）から得られる時間ｔ１としたが、時間に代えて温度検出のサンプリング回数で判定するようにしても良い。図４は曲線L1上にサンプリングデータ（黒丸）を示したものである。例えばサンプリングの時間間隔をΔｔとした場合、時間Δｔ・ｋが時間ｔ１とほぼ同じになるサンプリング回数ｋとなったならば、設定初期温度T2（曲線L2）から検出温度（曲線L1）へと制御に用いる温度を切り換える。
【００１８】
（変形例２）
また、サンプリングされた検出温度の変化率ΔTn＝Tn−Tn-1をサンプリング毎に算出し、この変化率ΔTnが所定の安定判定値よりも小さくなったならば検出温度が安定したと判定するようにしても良い。図４に示すように、変化率ΔTnは時間が経過してｎが大きくなるほど小さくなっており、ΔTj＜（安定判定値）となったときに設定初期温度T2（曲線L2）から検出温度（曲線L1）へと制御に用いる温度を切り換えれば良い。このときの安定判定値は、例えば、A/D誤差を含むセンサ検出誤差、センサ精度および電源許容温度差（例えば、４℃）等に基づいて設定される。
【００１９】
（変形例３）
上述した例では、温度センサ６の検出温度が安定するまでは、予め設定された設定初期温度T2（曲線L2で示す温度）で制御を行うようにしたが、サンプリングされたデータと典型的な温度応答曲線Ｔ＝ｆ(ｔ)とに基づいて設定するようにしても良い。一例をあげると、図５に示すように時間ｔ＝０から順に得られた３つの変化率ΔT1，ΔT2，ΔT3と温度応答曲線Ｔ＝ｆ(ｔ)とを用いて曲線L3を推定し、推定安定温度T3を求める。
【００２０】
そして、上述した初期設定温度として、算出された推定安定温度T3を用いるようにする。例えば、ｔ＝０から推定安定温度T3が算出されるまでは初期設定温度T2で制御し、推定安定温度T3が算出されたならばT2からT3へと制御に用いる温度を切り換え、さらに、ΔTj＜（安定判定値）となったならば、推定安定温度T3から検出温度（曲線L1）へと切り換えるようにする。図３に示した例では、バッテリ１の実際の温度に関係なく設定初期温度T2を設定したが、変形例３では温度センサ６の検出温度を用いて推定安定温度T3を算出するようにしたので、バッテリ１の実際の温度Tbに近い温度T3で制御を行うことができる。
【００２１】
なお、図５に示す例では、３つの変化率ΔT1，ΔT2，ΔT3を用いて推定安定温度T3を算出したが、１つの変化率ΔT1や２つの変化率ΔT1，ΔT2を用いて推定しても良い。この場合、算出精度は落ちるが、温度T2から温度T3への切り換えをより早期に行うことができる。もちろん、算出精度を上げるために４つ以上の変化率を用いても良い。また、使用する変化率の数を１，２，３，４のように順に増やして、サンプリングデータが得られるたびに推定安定温度T3を算出するようにしても良い。
【００２２】
（異常判定について）
また、本実施の形態では、検出温度が安定するまでのサンプリングデータに基づいて、温度検出部（温度センサ６およびセンサ回路７）の異常を判定するようにした。図６は、正常な場合の検出温度パターン（曲線L1）と、異常と判断される検出温度パターン例（曲線L10〜L14）を示したものである。
【００２３】
曲線L10〜L12で示すパターンは、センサ回路７からの出力信号がほとんど変化せず一定の場合、すなわち検出温度が一定の場合を示したものである。また、曲線L13で示すパターンは、検出温度が不規則に変化して定まらない場合である。バッテリ１の温度がこのような短時間で大きく変動することはないので、このような場合も車両コントローラ１０は温度検出部の異常と判定する。
【００２４】
曲線L14で示すパターンの場合、正常なパターン（曲線L1）と同様の傾向で変化しているが、高温側に大きくオフセットしている。一般的に、車両停止状態に保たれていた場合には電池温度は周囲温度と同程度となっているので、このように正常な場合と同じ変化パターンであっても、全体として異常に高い場合にはセンサ回路７のオフセット異常として異常判定を出す。車両コントローラ１０により異常判定がされると、車両コントローラ１０はフェイルセーフ機能により車両停止制御を行うとともに、警報装置１３により異常発生を知らせる。
【００２５】
上述したように、本実施の形態では、温度センサ６の検出温度が安定するまでは、予め温度制御範囲内に設定された設定初期温度T2により起動時の車両制御を行うようにしたので、車両起動時に電池温度異常と誤判定されるのを防止することができる。また、温度センサ６の出力が安定するまで待たずに車両制御を行うことができるので、従来よりも起動時間を早くすることができる。なお、本実施の形態では、イグニッションスイッチ１２のオンオフと連動して温度検出部である温度センサ６およびセンサ回路７に電力を供給するようにしているので、車両停止時のバッテリ上がりを防止することができる。
【００２６】
ところで、上述した実施の形態では、イグニッションスイッチ１２のオン動作（車両起動）と連動して温度センサ６およびセンサ回路７の両方同時に電力を供給開始するようにしたが、車両起動時には温度センサ６だけに電力を供給し、温度センサ６の出力が安定する時間ｔ１が経過してからセンサ回路７に電力を供給するようにしても良い。この場合、センサ回路７への電力供給開始直後から、検出温度による車両制御を行うことができる。なお、時間ｔ１までは、上述した制御と同様に設定初期温度T2を用いて起動時の車両制御を行う。
【００２７】
以上説明した実施の形態と特許請求の範囲の要素との対応において、バッテリ１は電源を、温度センサ６はセンサ部を、センサ回路７はセンサ回路部を、温度センサ６およびセンサ回路７は温度検出部を、車両コントローラ１０は初期温度設定手段，判定手段および制御手段をそれぞれ構成する。なお、以上の説明はあくまでも一例であり、発明を解釈する際、上記実施の形態の記載事項と特許請求の範囲の記載事項の対応関係に何ら限定も拘束もされない。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明による車両制御装置の一実施の形態を示すブロック図である。
【図２】サーミスタの温度特性を説明する図であり、（ａ）はＴ１−Ｔ０＜０の場合、（ｂ）はＴ１−Ｔ０＞０の場合を示す。
【図３】制御処理を説明する図である。
【図４】変形例１，２を説明する図である。
【図５】変形例３を説明する図である。
【図６】異常判定を説明する図である。
【符号の説明】
【００２９】
１  バッテリ
６  温度センサ
７  センサ回路
９  バッテリコントローラ
１０  車両コントローラ
１２  イグニッションスイッチ
【図１】
2006320138.tif 000003
【図２】
2006320138.tif 000004
【図３】
2006320138.tif 000005
【図４】
2006320138.tif 000006
【図５】
2006320138.tif 000007
【図６】
2006320138.tif 000008