(57)【要約】【課題】例えばヒータ部の電熱線が疎である部分に温度検出素子が配置される等、ヒータ部の発熱に対する温度検出部の感度が低くされた場合であっても、スイッチ部のＯＮ固着異常の判定が適正に行われるように図る。【解決手段】本発明に係る電池昇温システムは、車載電池を昇温させるヒータ部と、車載電池の温度検出を行う温度検出部と、ヒータ部の電源とされた変圧可能な電源部と、電源部からヒータ部に対する出力電圧をＯＮ／ＯＦＦするスイッチ部と、スイッチ部をＯＦＦとする条件下において、温度検出部の温度検出結果に基づきスイッチ部のＯＮ固着異常について判定を行う演算部とを備え、演算部は、スイッチ部をＯＮとする条件下よりも電源部の出力電圧が昇圧された状態において、温度検出結果に基づく判定を行う。【選択図】図４
2019021446.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車載電池を昇温させるヒータ部と、
前記車載電池の温度検出を行う温度検出部と、
前記ヒータ部の電源とされた変圧可能な電源部と、
前記電源部から前記ヒータ部に対する出力電圧をＯＮ／ＯＦＦするスイッチ部と、
前記スイッチ部をＯＦＦとする条件下において、前記温度検出部の温度検出結果に基づき前記スイッチ部のＯＮ固着異常について判定を行う演算部と、を備え、
前記演算部は、
前記スイッチ部をＯＮとする条件下よりも前記電源部の出力電圧が昇圧された状態において、前記温度検出結果に基づく前記判定を行う
電池昇温システム。
【請求項２】
前記スイッチ部として、前記電源部に対し互いが並列の関係に接続された複数のスイッチ部を備え、
前記ヒータ部として、それぞれが異なる前記スイッチ部を介して前記電源部に接続された複数のヒータ部を備える
請求項１に記載の電池昇温システム。
【請求項３】
前記演算部は、
前記温度検出部による温度検出値と閾値との大小関係を比較した結果に基づき前記判定を行う
請求項１又は請求項２に記載の電池昇温システム。
【請求項４】
前記電源部は、
前記演算部からの指示に応じて前記昇圧を行う
請求項１乃至請求項３の何れかに記載の電池昇温システム。
【請求項５】
前記電源部は、
前記演算部からの指示の有無に拘わらず、前記スイッチ部をＯＦＦとする条件下において前記出力電圧を昇圧する
請求項１乃至請求項３の何れかに記載の電池昇温システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車載電池についての電池昇温システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えばハイブリッド車や電気自動車等、走行用モータを有する車両には、該走行用モータの電源に車載電池が用いられる。車載電池については、良好な充放電特性が得られるべく、温度管理が行われる。特に、プラグインハイブリッド車等、商用交流電源等の外部電源により車載電池を充電可能とした車両においては、寒冷地等の低温環境下での充電効率を高めるため、車載電池を昇温するためのヒータが備えられる。
【０００３】
ヒータは、電磁リレー等のスイッチ部によって動作がＯＮ／ＯＦＦされるが、電池昇温システムの故障要因の一つとして、該スイッチ部のＯＮ固着が挙げられる。スイッチ部のＯＮ固着異常を判定するための手法として、下記特許文献１には、ヒータの温度センサを設け、ヒータの遮断指令出力後（スイッチ部のＯＦＦ指令出力後）における温度センサの検出温度に基づいてスイッチ部のＯＮ固着異常を判定する手法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２６２７４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、ＯＮ固着異常の判定において、温度検出を行う温度検出部としては、サーミスタ等の温度検出素子を温度が最も高くなる位置に配置することが望ましいが、温度が高くなる部分ではヒータ部の電熱線が密になっており、電池パックの小型化を考慮するとスペースに余裕がない傾向にある。このため、温度検出素子を電熱線が疎になっている部分に配置することを余儀なくされる。
【０００６】
しかしながら、電熱線が疎になっている部分に温度検出素子を配置した場合には、ＯＮ固着異常が生じている場合とそうでない場合とで検出温度の差が得られ難く、ＯＮ固着異常判定を適切に行うことが困難となる虞がある。
【０００７】
本発明は上記問題点に鑑み為されたものであり、例えばヒータ部の電熱線が疎である部分に温度検出素子が配置される等、ヒータ部の発熱に対する温度検出部の感度が低くされた場合であっても、スイッチ部のＯＮ固着異常の判定が適正に行われるように図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る電池昇温システムは、車載電池を昇温させるヒータ部と、前記車載電池の温度検出を行う温度検出部と、前記ヒータ部の電源とされた変圧可能な電源部と、前記電源部から前記ヒータ部に対する出力電圧をＯＮ／ＯＦＦするスイッチ部と、前記スイッチ部をＯＦＦとする条件下において、前記温度検出部の温度検出結果に基づき前記スイッチ部のＯＮ固着異常について判定を行う演算部と、を備え、前記演算部は、前記スイッチ部をＯＮとする条件下よりも前記電源部の出力電圧が昇圧された状態において、前記温度検出結果に基づく前記判定を行うものである。
【０００９】
これにより、スイッチ部をＯＦＦとする条件下で行われるスイッチ部のＯＮ固着異常判定は、スイッチ部をＯＮとする条件下よりも電源部の出力電圧が昇圧された状態で行われる。このため、この場合のＯＮ固着異常判定は、ＯＮ固着異常が生じていない状態でスイッチ部がＯＮされる場合よりもヒータ部の発熱量が大きくされた状態で行われる。
【００１０】
上記した本発明に係る電池昇温システムにおいては、前記スイッチ部として、前記電源部に対し互いが並列の関係に接続された複数のスイッチ部を備え、前記ヒータ部として、それぞれが異なる前記スイッチ部を介して前記電源部に接続された複数のヒータ部を備える構成とすることが可能である。
【００１１】
これにより、複数の位置で昇温を行うことが可能とされると共に、一つのスイッチ部が故障を来しても他のスイッチ部に接続されたヒータ部については適正にＯＮ／ＯＦＦ制御を行うことが可能とされる。
【００１２】
上記した本発明に係る電池昇温システムにおいては、前記演算部は、前記温度検出部による温度検出値と閾値との大小関係を比較した結果に基づき前記判定を行う構成とすることが可能である。
【００１３】
これにより、例えば温度検出値が閾値よりも大きいか否かの判定処理等、簡易な処理によりＯＮ固着異常判定を行うことが可能とされる。
【００１４】
上記した本発明に係る電池昇温システムにおいては、前記電源部は、前記演算部からの指示に応じて前記昇圧を行う構成とすることが可能である。
【００１５】
これにより、電源部の昇圧を少なくとも判定に必要とされる期間のみ行わせることが可能とされる。
【００１６】
上記した本発明に係る電池昇温システムにおいては、前記電源部は、前記演算部からの指示の有無に拘わらず、前記スイッチ部をＯＦＦとする条件下において前記出力電圧を昇圧する構成とすることが可能である。
【００１７】
これにより、判定にあたって演算部が電源部に昇圧を指示する必要をなくすことが可能とされる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、例えばヒータ部の電熱線が疎である部分に温度検出素子が配置される等、ヒータ部の発熱に対する温度検出部の感度が低くされた場合であっても、スイッチ部のＯＮ固着異常の判定が適正に行われるように図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係る第一実施形態としての電池昇温システムの構成例を示したブロック図である。
【図２】ヒータ部の発熱に対する温度検出部の感度が低くされた場合に生じる虞のあるＯＮ固着異常の誤判定について説明するための図である。
【図３】第一実施形態としてのＯＮ固着異常判定手法を採用した場合の作用について説明するための図である。
【図４】第一実施形態としてのＯＮ固着異常判定手法を実現するために実行すべき処理の手順を示したフローチャートである。
【図５】本発明に係る第二実施形態としての電池昇温システムの構成例を示したブロック図である。
【図６】温度差に基づく片側ＯＮ固着異常判定に関して、ヒータ部の発熱に対する温度検出部の感度が低くされた場合に生じる虞のある誤判定についての説明図である。
【図７】第二実施形態としてのＯＮ固着異常判定手法を採用した場合の作用について説明するための図である。
【図８】第二実施形態としてのＯＮ固着異常判定手法を実現するために実行すべき処理の手順を示したフローチャートである。
【図９】片側ＯＮ固着異常と両側ＯＮ固着異常の双方の判定を行う場合に実行すべき処理の手順を示したフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
＜１．第一実施形態としての車載温度システム＞
図１は、本発明に係る第一実施形態としての電池昇温システム１の構成例を示したブロック図である。
電池昇温システム１は、例えばプラグインハイブリッド車としての車両に設けられ、それぞれが複数の電池部２を有する第一電池群３及び第二電池群４と、それぞれが複数の電熱線部５を有する第一ヒータ部６及び第二ヒータ部７と、第一電池群３に対応して設けられた第一サーミスタ８と、第二電池群４に対応して設けられた第二サーミスタ９と、第一ヒータ部６及び第二ヒータ部７の電源電圧を生成する変圧可能電源回路１０と、変圧可能電源回路１０と第一ヒータ部６との間に挿入された第一スイッチ部ＳＷ１と、変圧可能電源回路１０と第二ヒータ部７との間に挿入された第二スイッチ部ＳＷ２とを備えている。
さらに、電池昇温システム１は、例えば商用交流電源等の外部電源と接続されたプラグを着脱自在に接続する外部電源端子ＴＣと、外部電源端子ＴＣに接続され外部電源からの入力電圧に基づき第一電池群３及び第二電池群４における電池部２を充電する充電部１１と、電池昇温システム１の全体制御を行うＢＣＵ（Battery Control Unit）１２とを備えている。
【００２１】
第一電池群３及び第二電池群４において、各電池部２は、例えば電池モジュールと呼ばれる形態の二次電池群とされ、それぞれが直列接続された複数の電池セルを有して構成されている。各電池セルには、例えばリチウムイオン電池、ニッケル水素電池等による電池セルを採用することができる。
図中では、第一電池群３が二つの電池部２を、第二電池群４が三つの電池部２を有する例を示しているが、第一電池群３、第二電池群４を構成する電池部２の数はこれらに限定されない。
【００２２】
第一電池群３及び第二電池群４は高圧バッテリ部を構成し、車両が有する不図示の走行用モータの電源として用いられる。
なお、図中では、第一電池群３と第二電池群４が並列接続された例を示しているが、これらが直列接続された構成とすることもできる。また、図中では、第一電池群３及び第二電池群４において全ての電池部２が直列接続される例を示しているが、一部の電池部２を並列接続してもよい。
【００２３】
本例では、第一電池群３、第二電池群４は、例えば車両の荷室下に配置された電池パックのケース（外筐）内において、上下に分割配置されている。例えば、第一電池群３が第二電池群４よりも上方に位置されている。
【００２４】
第一ヒータ部６は、各電熱線部５が第一電池群３の近傍に配置され、第一電池群３を昇温させるヒータ部として機能する。また、第二ヒータ部７は、各電熱線部５が第二電池群４の近傍に配置されて第二電池群４を昇温させるヒータ部として機能する。
なお、第一ヒータ部６及び第二ヒータ部７は複数の電熱線部５を有して構成されることは必須でなく、単一の電熱線部５を有した構成とすることもできる。
【００２５】
第一サーミスタ８は、第一電池群３の近傍に配置され、第一電池群３の温度を検出する。具体的に、本例における第一サーミスタ８は、電池パックの外筐内において第一電池群３が配置された部分を上段部分、第二電池群４が配置された部分を下段部分としたとき、上段部分に位置されている。
【００２６】
第二サーミスタ９は、第二電池群４の近傍に配置され、第二電池群４の温度を検出する。本例における第二サーミスタ９は、電池パックの外筐内における上記した下段部分に位置されている。
【００２７】
ここで、第一電池群３の近傍に配置された第一サーミスタ８は、第一電池群３の近傍に配置された第一ヒータ部６の発熱に伴う温度変化の影響を受ける。この意味で、第一サーミスタ８は、第一ヒータ部６の温度を検出するものであるとも換言できる。同様に、第二電池群４の近傍に配置された第二サーミスタ９は、第二電池群４の近傍に配置された第二ヒータ部７の発熱に伴う温度変化の影響を受けるものであり、第二サーミスタ９は、第二ヒータ部７の温度を検出するものであるとも換言できる。
【００２８】
第一スイッチ部ＳＷ１、及び第二スイッチ部ＳＷ２は、例えば電磁リレーで構成され、変圧可能電源回路１０に対し互いが並列の関係に接続されている。第一スイッチ部ＳＷ１、及び第二スイッチ部ＳＷ２は、ＢＣＵ１２の制御によってＯＮ／ＯＦＦされる。
【００２９】
変圧可能電源回路１０は、例えば入力電圧（直流電圧）をスイッチングして直流による出力電圧を得るスイッチング型のＤＣ／ＤＣコンバータで構成され、出力電圧を変圧可能な電源回路とされている。
図示は省略したが、変圧可能電源回路１０は、第一電池群３及び第二電池群４による高圧バッテリ部の出力電圧を上記入力電圧として入力し、該入力電圧を降圧して自身の出力電圧を得る。変圧可能電源回路１０の出力電圧は、第一スイッチ部ＳＷ１及び第二スイッチ部ＳＷ２に供給されると共に、本例では、車両に設けられた所定の補機類１３に電源電圧として供給される。なお、変圧可能電源回路１０からの電力供給を受ける補機類１３は複数であってもよい。
変圧可能電源回路１０から補機類１３への電力供給が可能とされることで、補機類１３による補機バッテリ（鉛蓄電池）からの持ち出し量低減を図ることができ、補機バッテリ上がりの防止が図られる。
【００３０】
ＢＣＵ１２は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）等を備えたマイクロコンピュータを有して構成され、充電部１１や第一スイッチ部ＳＷ１、及び第二スイッチ部ＳＷ２の制御を行う。
具体的に、ＢＣＵ１２は、充電部１１の制御として、少なくとも充電部１１による充電動作のＯＮ／ＯＦＦ制御を行う。このとき、ＢＣＵ１２は、外部電源端子ＴＣにプラグが接続された状態（以下「プラグイン状態」と表記することもある）において、車両が停止中且つ非起動の状態（例えばスタートスイッチがＯＦＦとされて車両制御システムがＯＦＦしている状態）であることを条件に、充電部１１による充電動作をＯＮとさせる。
【００３１】
また、ＢＣＵ１２は、充電部１１による充電動作が行われている下で、第一サーミスタ８、第二サーミスタ９の検出温度に基づき第一ヒータ部６及び第二ヒータ部７による電池昇温動作を制御する。具体的に、ＢＣＵ１２は、充電部１１による充電動作が行われている下で、第一サーミスタ８の検出温度値、第二サーミスタ９の検出温度値がそれぞれ閾値以下であることを条件として第一スイッチ部ＳＷ１及び第二スイッチ部ＳＷ２をＯＮとさせる。また、第一サーミスタ８の検出温度値、第二サーミスタ９の検出温度値がそれぞれ閾値を超えたことに応じて、第一スイッチ部ＳＷ１及び第二スイッチ部ＳＷ２をＯＦＦとさせる。
【００３２】
さらに、本実施形態のＢＣＵ１２は、第一スイッチ部ＳＷ１及び第二スイッチ部ＳＷ２をＯＦＦとする条件下において、第一サーミスタ８及び第二サーミスタ９の検出温度値に基づき、第一スイッチ部ＳＷ１及び第二スイッチ部ＳＷ２のＯＮ固着異常についての判定処理を行う。なお、該判定処理の詳細については後に改めて説明する。
【００３３】
＜２．第一実施形態のＯＮ固着異常判定＞
ここで、第一サーミスタ８や第二サーミスタ９等の温度検出素子が第一ヒータ部６や第二ヒータ部７における電熱線が疎になっている部分に配置される等、ヒータ部の発熱に対する温度検出部の感度が低くされる場合には、ＯＮ固着異常が生じている場合とそうでない場合とで検出温度の差が得られ難く、ＯＮ固着異常判定を適切に行うことが困難となる虞がある。
【００３４】
図２は、ヒータ部の発熱に対する温度検出部の感度が低くされた場合に生じる虞のあるＯＮ固着異常の誤判定について説明するための図である。
図中、特性Ｃ１は、第一スイッチ部ＳＷ１、第二スイッチ部ＳＷ２にＯＮ固着異常が生じた場合における第一サーミスタ８、第二サーミスタ９の検出温度値の最小値についての変化特性（時間経過に応じた変化特性）を表している。ここで言う「最小値」は、環境温度等、ヒータ部の発熱以外の要素により検出温度値が変化することを考慮した場合の最小値を意味する。例えば、車両がマイナス数十度等の寒冷地に置かれた状態での検出温度値等である。
一方、図中の特性Ｃ２は、第一スイッチ部ＳＷ１、第二スイッチ部ＳＷ２にＯＮ固着異常が生じていない場合に第一スイッチ部ＳＷ１、第二スイッチ部ＳＷ２をＯＦＦとした場合における第一サーミスタ８、第二サーミスタ９の検出温度値の最大値についての変化特性を表している。ここでの最大値は、真夏の炎天下に車両が置かれた状態での検出温度値等に相当する。
【００３５】
これら特性Ｃ１、Ｃ２の対比より、ＯＮ固着異常が発生しているときの検出温度値が、ＯＮ固着異常が非発生のときの検出温度値を下回り得るということが分かる。このとき、ＯＮ固着異常の判定に用いる閾値ＴＨとしては、図示のように特性Ｃ１に合わせた値に設定すべき（つまり特性Ｃ１の最大値以下に設定すべき）であるが、この閾値ＴＨに対し、ＯＮ固着異常が非発生のときの検出温度値が上回るケースが生じ得ることから、実際にはＯＮ固着異常が生じていないにも拘わらずＯＮ固着異常有りと判定されてしまう誤判定が生じ得るものである。
【００３６】
そこで、本実施形態では、上記のような誤判定の防止を図るべく、ＢＣＵ１２が以下のような手法でＯＮ固着異常の判定を行う。すなわち、第一スイッチ部ＳＷ１及び第二スイッチ部ＳＷ２をＯＦＦとする条件下で行うＯＮ固着異常判定として、第一スイッチ部ＳＷ１及び第二スイッチ部ＳＷ２をＯＮとする条件下よりも変圧可能電源回路１０の出力電圧が昇圧された状態でＯＮ固着異常の判定を行うものである。
具体的には、上記のように変圧可能電源回路１０の出力電圧が昇圧された状態、つまりは第一ヒータ部６、第二ヒータ部７の発熱量を高めた状態で、第一サーミスタ８、第二サーミスタ９の検出温度値を取得し、該検出温度値と閾値ＴＨとに基づきＯＮ固着異常の判定を行う。
【００３７】
図３は、上記した本実施形態としてのＯＮ固着異常判定手法を採用した場合の作用について説明するための図である。
上記のように第一ヒータ部６、第二ヒータ部７の発熱量を高めることで、この場合における第一サーミスタ８、第二サーミスタ９の検出温度値としては、図中の特性Ｃ１’で表すように、図２に示した特性Ｃ１及び特性Ｃ２の場合の検出温度値を上回らせることができる。
この場合、判定のための閾値ＴＨは、特性Ｃ１’の最大値以下に設定すればよく、従って特性Ｃ２の最大値よりも大きな値として設定することができる。つまりこれにより、ＯＮ固着異常の誤判定防止を図ることができる。
【００３８】
本例では、上記のような判定手法を実現するにあたり、ＢＣＵ１２が変圧可能電源回路１０に対して昇圧の指示を行う。一例として、変圧可能電源回路１０は、昇圧の指示がない状態では出力電圧を１２Ｖ程度とするのに対し、昇圧の指示に応じて出力電圧を１５Ｖ程度に高めるように構成されている。
【００３９】
＜３．処理手順＞
図４のフローチャートは、上記により説明した第一実施形態としてのＯＮ固着異常判定手法を実現するためにＢＣＵ１２が実行すべき処理の手順を示している。
ここで以下、第一サーミスタ８による検出温度値については「温度Ｔ１」、第二サーミスタ９による検出温度値については「温度Ｔ２」と表記する。
【００４０】
図４に示す処理は、第一スイッチ部ＳＷ１及び第二スイッチ部ＳＷ２をＯＦＦとする条件下で開始される。すなわち、ＢＣＵ１２が第一スイッチ部ＳＷ１及び第二スイッチ部ＳＷ２をＯＦＦとする制御を行った以降に開始されるものである。
【００４１】
図４において、ＢＣＵ１２はステップＳ１０１で、変圧可能電源回路１０に対する昇圧指示を行う。すなわち、変圧可能電源回路１０に出力電圧を昇圧させる指示を行う。
続くステップＳ１０２でＢＣＵ１２は、待機処理として所定時間待機する処理を行い、ステップＳ１０３で温度Ｔ１及び温度Ｔ２を取得する。
なお、図示は省略したが、ステップＳ１０３で温度Ｔ１及び温度Ｔ２を取得したことに応じ、ＢＣＵ１２は変圧可能電源回路１０に昇圧の停止指示を行う。
【００４２】
さらに、ＢＣＵ１２はステップＳ１０４で、温度Ｔ１が閾値ＴＨ１以上で且つ温度Ｔ２が閾値ＴＨ２以上であるか否かを判定する。
温度Ｔ１が閾値ＴＨ１以上で且つ温度Ｔ２が閾値ＴＨ２以上でなければ、ＢＣＵ１２はこの図に示す処理を終える。一方、温度Ｔ１が閾値ＴＨ１以上で且つ温度Ｔ２が閾値ＴＨ２以上であれば、ＢＣＵ１２はステップＳ１０５に進み、両側ＯＮ固着異常と判定する。すなわち、第一スイッチ部ＳＷ１と第二スイッチ部ＳＷ２の両方にＯＮ固着異常が生じているとの判定結果を得る。
【００４３】
なお、上記では温度Ｔ１、Ｔ２ごとに異なる閾値ＴＨを用いたが、共通の閾値ＴＨを用いることもできる。
【００４４】
＜４．第一実施形態の変形例＞
上記では、ＯＮ固着異常の判定にあたりＢＣＵ１２が変圧可能電源回路１０に昇温指示を行うものとしたが、第一実施形態としてのＯＮ固着異常判定手法を実現するにあたり、ＢＣＵ１２が該昇温指示を行うことは必須ではない。
【００４５】
例えば、変圧可能電源回路１０から補機類１３までの距離が長い、つまりこれらの間の電気配線長が長くされる場合には、該配線長に起因した電圧降下を考慮し、少なくとも車両の起動中（つまり補機類１３の起動中）に変圧可能電源回路１０が出力電圧を昇圧する構成とすることが考えられる。例えば、変圧可能電源回路１０が外部電源端子ＴＣへのプラグインの有無を表す情報に基づき、出力電圧の昇圧をＯＮ／ＯＦＦする構成とすることが考えられる。具体的には、プラグインされていない状態でのみ、昇圧をＯＮするものである。
このような構成が採られた場合、変圧可能電源回路１０は、第一スイッチ部ＳＷ１及び第二スイッチ部ＳＷ２をＯＦＦとする条件下において出力電圧の昇圧を行うことになる（上述のように電池昇温は充電中を条件として行われるため）。
【００４６】
上記のように変圧可能電源回路１０が第一スイッチ部ＳＷ１及び第二スイッチ部ＳＷ２をＯＦＦとする条件下で出力電圧を昇圧する構成とされることで、ＯＮ固着異常の判定にあたってＢＣＵ１２が変圧可能電源回路１０に昇圧指示を行う必要をなくすことが可能とされる。具体的に、上記の例では、ＢＣＵ１２によるＯＮ固着異常の判定をプラグインされていない状態で行うこととされている場合において、昇圧指示を行う必要がなくなる。
従って、昇圧指示のための処理を不要とでき、ＢＣＵ１２の処理負担軽減を図ることができる。
【００４７】
なお、ＢＣＵ１２の昇圧指示を不要とするための構成は上記で例示した構成に限定されず、変圧可能電源回路１０が、ＢＣＵ１２からの指示の有無に拘わらず、第一スイッチ部ＳＷ１及び第二スイッチ部ＳＷ２をＯＦＦとする条件下において出力電圧を昇圧するように構成されていればよい。
【００４８】
また、上記では、第一サーミスタ８及び第二サーミスタ９としての複数の温度検出素子を設けた場合を例示したが、第一実施形態において、サーミスタ等の温度検出素子は一つのみとすることもできる。
【００４９】
また、第一実施形態においては、第一スイッチ部ＳＷ１及び第二スイッチ部ＳＷ２や第一ヒータ部６及び第二ヒータ部７のように、スイッチ部とヒータ部を複数設けることは必須ではない。例えば、電磁リレー等による単一のスイッチ部を設け、第一ヒータ部６と第二ヒータ部７の並列接続回路を該スイッチ部を介して変圧可能電源回路１０と接続する構成とすることが考えられる。或いは、単一のヒータ部を単一のスイッチ部を介して変圧可能電源回路１０と接続する構成とすることも考えられる。
【００５０】
＜５．第一実施形態のまとめ＞
上記のように第一実施形態の電池昇温システム（１）は、車載電池を昇温させるヒータ部（第一ヒータ部６、第二ヒータ部７）と、車載電池の温度検出を行う温度検出部（第一サーミスタ８、第二サーミスタ９）と、ヒータ部の電源とされた変圧可能な電源部（変圧可能電源回路１０）と、電源部からヒータ部に対する出力電圧をＯＮ／ＯＦＦするスイッチ部（第一スイッチ部ＳＷ１、第二スイッチ部ＳＷ２）と、スイッチ部をＯＦＦとする条件下において、温度検出部の温度検出結果に基づきスイッチ部のＯＮ固着異常について判定を行う演算部（ＢＣＵ１２）と、を備え、演算部は、スイッチ部をＯＮとする条件下よりも電源部の出力電圧が昇圧された状態において、温度検出結果に基づく判定を行うものである。
【００５１】
これにより、スイッチ部をＯＦＦとする条件下で行われるスイッチ部のＯＮ固着異常判定は、スイッチ部をＯＮとする条件下よりも電源部の出力電圧が昇圧された状態で行われる。このため、この場合のＯＮ固着異常判定は、ＯＮ固着異常が生じていない状態でスイッチ部がＯＮされる場合よりもヒータ部の発熱量が大きくされた状態で行われる。
従って、例えばヒータ部の電熱線が疎である部分に温度検出素子が配置される等、ヒータ部の発熱に対する温度検出部の感度が低くされた場合であっても、ＯＮ固着異常時における検出温度が高くなるようにすることができ、スイッチ部のＯＮ固着異常判定が適正に行われるように図ることができる。
【００５２】
また、第一実施形態の電池昇温システムにおいては、スイッチ部として、電源部に対し互いが並列の関係に接続された複数のスイッチ部を備え、ヒータ部として、それぞれが異なるスイッチ部を介して電源部に接続された複数のヒータ部を備えている。
【００５３】
これにより、複数の位置で昇温を行うことが可能とされると共に、一つのスイッチ部が故障を来しても他のスイッチ部に接続されたヒータ部については適正にＯＮ／ＯＦＦ制御を行うことが可能とされる。
すなわち、複数位置での昇温を可能とすることによる車載電池の昇温効率向上を図りつつ、昇温動作についての故障耐性の向上を図ることができる。
【００５４】
さらに、第一実施形態の電池昇温システムにおいては、演算部は、温度検出部による温度検出値と閾値（ＴＨ１、ＴＨ２）との大小関係を比較した結果に基づき判定を行っている。
【００５５】
これにより、例えば温度検出値が閾値よりも大きいか否かの判定処理等、簡易な処理によりＯＮ固着異常判定を行うことが可能とされる。
従って、ＯＮ固着異常判定に係る処理負担の軽減を図ることができる。
【００５６】
さらにまた、第一実施形態の電池昇温システムにおいては、電源部は、演算部からの指示に応じて昇圧を行っている。
【００５７】
これにより、電源部の昇圧を少なくとも判定に必要とされる期間のみ行わせることが可能とされる。
従って、電源部が判定に不要とされる無闇な昇圧を行わないように図ることができ、消費電力の削減を図ることができる。
【００５８】
また、第一実施形態の電池昇温システムにおいては、電源部は、演算部からの指示の有無に拘わらず、スイッチ部をＯＦＦとする条件下において出力電圧を昇圧する。
【００５９】
これにより、判定にあたって演算部が電源部に昇圧を指示する必要をなくすことが可能とされる。
従って、昇圧指示のための処理を不要とでき、演算部の処理負担軽減を図ることができる。
【００６０】
＜６．第二実施形態としての電池昇温システム＞
図５は、本発明に係る第二実施形態としての電池昇温システム１Ａの構成例を示したブロック図である。
なお以下の説明において、既に説明済みとなった部分と同様となる部分については同一符号を付して説明を省略する。
【００６１】
電池昇温システム１Ａは、第一実施形態の電池昇温システム１と比較して、第一ファン１５、第二ファン１６、ファン駆動部１７、及び電流検出部１８が追加され、ＢＣＵ１２に代えてＢＣＵ１２Ａが設けられた点が異なる。
【００６２】
図示は省略するが、この場合の電池昇温システム１Ａには、第一電池群３、第二電池群４を個別に冷却可能な冷却回路が設けられており、第一ファン１５は第一電池群３側の冷却回路に送風可能なファンとされ、第二ファン１６は第二電池群４側の冷却回路に送風可能なファンとされている。
ファン駆動部１７は、ＢＣＵ１２Ａからの指示に基づき、これら第一ファン１５と第二ファン１６を個別に駆動可能とされる。
【００６３】
電流検出部１８は、変圧可能電源回路１０の出力電流値、具体的には変圧可能電源回路１０から第一スイッチ部ＳＷ１と第二スイッチ部ＳＷ２との並列接続回路側に流れる出力電流値を検出する。
【００６４】
ＢＣＵ１２Ａは、第一スイッチ部ＳＷ１及び第二スイッチ部ＳＷ２や充電部１１の制御をＢＣＵ１２と同様に行うと共に、ファン駆動部１７に対する指示を行って第一ファン１５と第二ファン１６についての駆動制御を行う。すなわち、電池冷却制御を行う。該電池冷却制御としては、温度Ｔ１と温度Ｔ２を用いた制御とされ、例えば温度Ｔ１、温度Ｔ２の値に応じて、それぞれ第一ファン１５、第二ファン１６の駆動状態を制御することで、温度Ｔ１、温度Ｔ２に応じて第一電池群３、第二電池群４の冷却状態を変化させる態様により行われる。
また、ＢＣＵ１２Ａは、以下で説明する第二実施形態としてのＯＮ固着異常判定のための処理を行う。
【００６５】
ここで、第二実施形態は、第一スイッチ部ＳＷ１及び第二スイッチ部ＳＷ２のうち一方のみにＯＮ固着異常が生じているか否か（つまり片側ＯＮ固着異常が生じているか否か）を判定するものである。
具体的には、第一スイッチ部ＳＷ１及び第二スイッチ部ＳＷ２をＯＦＦとする条件下において、温度Ｔ１と温度Ｔ２との差（以下「温度差ΔＴ」と表記）と所定の閾値ＴＨｄとの大小関係を比較した結果に基づき、ＯＮ固着異常の判定を行う。ここで、温度差ΔＴは、温度Ｔ１と温度Ｔ２の差の絶対値であり、本例では、温度差ΔＴが閾値ＴＨｄ以上であるか否かを判別することにより片側ＯＮ固着異常の発生有無を判定する。
【００６６】
但し、上記のように温度差ΔＴに基づくＯＮ固着異常判定を行うにあたっても、ヒータ部の発熱に対する温度検出部の感度が低くされた場合には、誤判定を招来する虞がある。
【００６７】
図６は、温度差ΔＴに基づく片側ＯＮ固着異常判定に関して、ヒータ部の発熱に対する温度検出部の感度が低くされた場合に生じる虞のある誤判定についての説明図である。
図中、特性Ｃ３は、第一スイッチ部ＳＷ１、第二スイッチ部ＳＷ２の何れか一方のみにＯＮ固着異常が生じた場合における温度差ΔＴの最小値についての変化特性を表している。この特性Ｃ３は、第一ヒータ部６又は第二ヒータ部７による加熱以外の外的な要因によって温度差ΔＴにもたらされる影響が最小とされた場合の特性となる。
一方、図中の特性Ｃ４は、第一スイッチ部ＳＷ１、第二スイッチ部ＳＷ２の何れにもＯＮ固着異常が生じていない場合に第一スイッチ部ＳＷ１、第二スイッチ部ＳＷ２をＯＦＦとした場合における温度差ΔＴの最大値についての変化特性を表している。この特性Ｃ４は、第一電池群３と第二電池群４のうち何れか一方の電池群側のみが何らかの外的な要因により偏って加熱又は冷却されている場合等の特性となる。
【００６８】
これら特性Ｃ３、Ｃ４の対比より、片側ＯＮ固着異常が発生しているときの温度差ΔＴが、片側ＯＮ固着異常が非発生のときの温度差ΔＴを下回り得ることが分かる。このとき、閾値ＴＨｄとしては、図示のように特性Ｃ３に合わせた値に設定すべき（つまり特性Ｃ３の最大値以下に設定すべき）であるが、この閾値ＴＨｄに対し、片側ＯＮ固着異常が非発生のときの温度差ΔＴが上回るケースが生じ得ることから、実際には片側ＯＮ固着異常が生じていないにも拘わらず片側ＯＮ固着異常有りと判定されてしまう誤判定が生じ得るものである。
【００６９】
そこで、第二実施形態では、上記のような誤判定の防止を図るべく、第一スイッチ部ＳＷ１及び第二スイッチ部ＳＷ２をＯＦＦとする条件下において、温度Ｔ１と温度Ｔ２のうち温度の低い方側の電池群のみを第一ファン１５、第二ファン１６のうち対応するファンにより冷却させた上で、温度差ΔＴに基づく片側ＯＮ固着異常の判定を行う。
【００７０】
図７は、第二実施形態としてのＯＮ固着異常判定手法を採用した場合の作用について説明するための図である。
上記のように温度の低い方側の電池群のみを冷却させることで、この場合における温度差ΔＴは、図中の特性Ｃ３’で表すように、図６に示した特性Ｃ３及び特性Ｃ４の場合の温度差ΔＴを上回るようにすることができる。
この場合、判定のための閾値ＴＨｄは、特性Ｃｄ’の最大値以下に設定すればよく、従って特性Ｃ４の最大値よりも大きな値として設定することができる。つまりこれにより、片側ＯＮ固着異常の誤判定防止を図ることができる。
【００７１】
ここで、本例では、上記のような冷却を伴う判定を行うに先立ち、先ずは変圧可能電源回路１０の出力電流値に基づいて第一スイッチ部ＳＷ１、第二スイッチ部ＳＷ２の少なくとも何れかにＯＮ固着異常が生じているか否かの推定を行う。具体的に、ＢＣＵ１２Ａは、電流検出部１８が検出した出力電流値と所定の基準電流値との差に基づき、上記の推定を行う。
ここで、第一スイッチ部ＳＷ１及び第二スイッチ部ＳＷ２をＯＦＦとする条件下において、第一スイッチ部ＳＷ１、第二スイッチ部ＳＷ２の双方がＯＮ固着異常を来していない場合と、第一スイッチ部ＳＷ１、第二スイッチ部ＳＷ２の少なくとも何れかにＯＮ固着異常が生じている場合とでは、電流検出部１８による検出値に変化が生じる。具体的に、電流検出部１８による検出値は、後者の場合の方が大きくなる。
そこで、本例では、第一スイッチ部ＳＷ１及び第二スイッチ部ＳＷ２をＯＦＦとする条件下において第一スイッチ部ＳＷ１、第二スイッチ部ＳＷ２の双方がＯＮ固着異常を来していない場合に対応した電流検出部１８による検出値を上記の基準電流値として定め、該基準電流値を予めＢＣＵ１２Ａに設定しておく。そして、ＢＣＵ１２Ａは、第一スイッチ部ＳＷ１及び第二スイッチ部ＳＷ２をＯＦＦとする条件下において、電流検出部１８が検出した出力電流値と基準電流値との差（以下「差ΔＡ」と表記）を計算し、該差ΔＡの大きさに基づいて第一スイッチ部ＳＷ１、第二スイッチ部ＳＷ２の少なくとも何れかにＯＮ固着異常が生じているか否かを推定する。例えば、差ΔＡが所定値以上であれば第一スイッチ部ＳＷ１、第二スイッチ部ＳＷ２の少なくとも何れかにＯＮ固着異常が生じているとの推定結果を得る。
なお本例において、差ΔＡは絶対値として求める。
【００７２】
本例において、ＢＣＵ１２Ａは、上記のように第一スイッチ部ＳＷ１、第二スイッチ部ＳＷ２の少なくとも何れかにＯＮ固着異常が生じているとの推定結果が得られたことに応じて、上述した温度差ΔＴに基づく片側ＯＮ固着異常の判定処理を行う。
【００７３】
＜７．処理手順＞
図８のフローチャートは、第二実施形態としてのＯＮ固着異常判定手法を実現するためにＢＣＵ１２Ａが実行すべき処理の手順を示している。
図８に示す処理としても、先の図４に示した処理と同様、第一スイッチ部ＳＷ１及び第二スイッチ部ＳＷ２をＯＦＦとする条件下で開始される。すなわち、ＢＣＵ１２Ａが第一スイッチ部ＳＷ１及び第二スイッチ部ＳＷ２をＯＦＦとする制御を行った以降に開始されるものである。
【００７４】
先ず、ＢＣＵ１２はステップＳ２０１の電流値取得処理として、電流検出部１８による検出値を取得し、続くステップＳ２０２で基準電流値との差ΔＡを計算する。
【００７５】
差ΔＡを計算したことに応じ、ＢＣＵ１２ＡはステップＳ２０３で差ΔＡよりＯＮ固着が推定されるか否かを判別する。具体的に本例では、差ΔＡが所定値以上であるか否かを判別することにより、第一スイッチ部ＳＷ１、第二スイッチ部ＳＷ２の少なくとも何れかにＯＮ固着異常が生じていると推定されるか否かを判別する。
【００７６】
例えば、差ΔＡが所定値以上でなく、ＯＮ固着異常が推定されないと判別した場合、ＢＣＵ１２Ａはこの図に示す処理を終える。すなわち、変圧可能電源回路１０の出力電流値に基づきＯＮ固着異常がないと推定される場合は、以下で説明する温度差ΔＴに基づいた片側ＯＮ固着異常の判定が行われない。
【００７７】
一方、例えば差ΔＡが所定値以上であり、ＯＮ固着異常が推定されると判別した場合、ＢＣＵ１２ＡはステップＳ２０４で温度Ｔ１及び温度Ｔ２を取得し、続くステップＳ２０５で温度が低い方の冷却回路におけるファンを作動させる処理を行う。すなわち、温度Ｔ１の方が低ければ第一ファン１５を、また温度Ｔ２の方が低ければ第二ファン１６を作動させるようにファン駆動部１７に対する指示を行う。
【００７８】
さらに、続くステップＳ２０６でＢＣＵ１２Ａは、待機処理として所定時間待機する処理を行った上で、ステップＳ２０７で温度Ｔ１及び温度Ｔ２を取得し、ステップＳ２０８で温度差ΔＴを計算し、ステップＳ２０９で温度差ΔＴが閾値ＴＨｄ以上であるか否かを判定する。
温度差ΔＴが閾値ＴＨｄ以上であれば、ＢＣＵ１２ＡはステップＳ２１０で片側ＯＮ固着異常と判定し、この図に示す処理を終える。一方、温度差ΔＴが閾値ＴＨｄ以上でなければ、ＢＣＵ１２ＡはステップＳ２１０をパスしてこの図に示す処理を終える。
【００７９】
なお、ステップＳ２０４で温度Ｔ１、Ｔ２を取得するにあたり、ＢＣＵ１２Ａは第一実施形態の場合と同様に変圧可能電源回路１０に対して出力電圧の昇圧指示を行うこともできる。
これにより、片側ＯＮ固着異常が生じている場合における温度差ΔＴをさらに大きくすることができ、片側ＯＮ固着異常の誤判定防止効果を高めることができる。
【００８０】
＜８．第二実施形態の変形例＞
ここで、第二実施形態においては、片側ＯＮ固着異常の判定と共に、第一実施形態と同様の手法により両側ＯＮ固着異常の判定を行うこともできる。
図９のフローチャートは、片側ＯＮ固着異常と両側ＯＮ固着異常の双方の判定を行う場合にＢＣＵ１２Ａが実行すべき処理の手順を示している。
図示のようにこの場合は、先の図４に示したステップＳ１０１〜Ｓ１０５の処理を行った上で、図８に示したステップＳ２０１〜Ｓ２１０の処理を行っている。なおこの場合、ステップＳ１０５の判定処理で否定結果が得られた際には、ＢＣＵ１２ＡはステップＳ２０１に処理を進める。
【００８１】
図９に示す処理により、ＢＣＵ１２Ａは両側ＯＮ固着異常と片側ＯＮ固着異常とを判定し分けることができる。
【００８２】
なお、上記では、片側ＯＮ固着異常の判定と両側ＯＮ固着異常の判定とについて、後者の判定を先に行う例を挙げたが、前者の判定を後者の判定よりも先に行うこともできる。
このとき、図９で例示するように両側ＯＮ固着異常の判定を行った後に片側ＯＮ固着異常の判定を行うものとすれば、第一ファン１５又は第二ファン１６によって第一電池群３又は第二電池群４が冷却される前に両側ＯＮ固着異常についての判定が行われることになり、両側ＯＮ固着異常の判定精度向上を図ることができる。
【００８３】
ここで、第二実施形態において、第一ヒータ部６、第二ヒータ部７の電源を変圧可能な電源とすることは必須でない。
【００８４】
＜９．第二実施形態のまとめ＞
上記のように第二実施形態の電池昇温システム（１Ａ）は、電源部（変圧可能電源回路１０）と、電源部に対し互いが並列の関係に接続された第一スイッチ部（ＳＷ１）と第二スイッチ部（ＳＷ２）と、第一スイッチ部を介して電源部に接続され第一車載電池（第一電池群３）を昇温させる第一ヒータ部（６）と、第二スイッチ部を介して電源部に接続され第二車載電池（第二電池群４）を昇温させる第二ヒータ部（７）と、第一車載電池、第二車載電池の温度を個別に検出する温度検出部（第一サーミスタ８及び第二サーミスタ９）と、第一車載電池、第二車載電池を個別に冷却可能な冷却部（第一ファン１５及び第二ファン１６）と、第一及び第二スイッチ部をＯＦＦとする条件下において、温度検出部が検出した第一、第二車載電池の温度の差に基づき第一及び第二スイッチ部の何れか一方のみにＯＮ固着異常が生じているか否かを判定する演算部（ＢＣＵ１２Ａ）と、を備え、演算部は、第一及び第二スイッチ部をＯＦＦとする条件下において、第一及び第二車載電池のうち温度の低い方の車載電池のみを冷却部により冷却させた上で温度の差に基づいた判定を行うものである。
【００８５】
第一及び第二スイッチ部をＯＦＦとする条件下において、検出温度が高い方の車載電池側のスイッチ部は、ＯＮ固着異常が生じていると推察されるスイッチ部となる。このため、上記のように第一及び第二車載電池のうち温度の低い方の車載電池のみを冷却することで、第一スイッチ部側と第二スイッチ部側との検出温度差を大きくすることが可能とされる。
従って、例えばヒータ部の電熱線が疎である部分に温度検出素子が配置される等、ヒータ部の発熱に対する温度検出部の感度が低くされた場合であっても、片側ＯＮ固着異常時における両スイッチ部間の検出温度差を大きくすることができ、スイッチ部のＯＮ固着異常の判定が適正に行われるように図ることができる。
【００８６】
また、第二実施形態の電池昇温システムにおいては、電源部の出力電流値を検出する電流検出部を備え、演算部は、第一及び第二スイッチ部をＯＦＦとする条件下において、出力電流値に基づき第一及び第二スイッチ部の少なくとも何れか一方のＯＮ固着異常の有無を推定し、該ＯＮ固着異常があると推定した場合に判定を行っている。
【００８７】
これにより、電流値に基づき少なくとも何れか一方のスイッチ部のＯＮ固着異常が推定された場合のみ、温度差に基づいたＯＮ固着異常の判定が行われる。
従って、温度差に基づく判定に起因した冷却動作が無闇に行われることの防止を図ることができ、判定に係る消費電力の削減を図ることができる。
【００８８】
さらに、第二実施形態の電池昇温システムにおいては、電源部が出力電圧を変圧可能な電源部とされている。
【００８９】
これにより、第一、第二車載電池のヒータ部のうち、温度が高い方の車載電池側、すなわちＯＮ固着異常ありと推察される車載電池側のヒータ部の発熱量を上げることが可能とされる。
従って、両スイッチ部間の検出温度差をより大きくすることができ、片側ＯＮ固着異常の判定精度の向上を図ることができる。
【００９０】
さらにまた、第二実施形態の電池昇温システムにおいては、電源部が出力電圧を変圧可能な電源部とされ、演算部は、第一及び第二スイッチ部をＯＦＦとする条件下において、第一及び第二スイッチ部をＯＮとする条件下よりも電源部の出力電圧が昇圧された状態で第一及び第二車載電池の温度に基づき第一及び第二スイッチ部の両方にＯＮ固着異常が生じているか否かを判定している。
【００９１】
これにより、第一及び第二スイッチ部の片方のみにＯＮ固着異常が生じている否かの判定と共に、第一及び第二スイッチ部の両方にＯＮ固着異常が生じている否かの判定が行われる。
従って、第一及び第二スイッチ部について、片側ＯＮ固着異常と両側ＯＮ固着異常とを判定し分けることができる。
【００９２】
また、第二実施形態の電池昇温システムにおいては、演算部は、第一及び第二スイッチ部の何れか一方のみにＯＮ固着異常が生じているか否かの判定と第一及び第二スイッチ部の両方にＯＮ固着異常が生じているか否かの判定について、後者の判定を行った後に前者の判定を行っている。
【００９３】
これにより、冷却部により車載電池が冷却される前に両側ＯＮ固着異常についての判定が行われる。
従って、両側ＯＮ固着異常の判定精度向上を図ることができる。
【００９４】
＜１０．その他変形例＞
以上、本発明に係る各実施形態について説明したが、本発明は上記した具体例に限定されず多様な構成を採り得るものである。
例えば、上記では、本発明がプラグインハイブリッド車に適用される例を挙げたが、本発明を適用する車両としては、エンジンを備えることは必須ではなく、車輪の駆動源として電動モータのみを備えた電動車としての車両が含まれる。本発明は、車載電池を昇温するヒータ部及びヒータ部の動作をＯＮ／ＯＦＦするためのスイッチ部を少なくとも有する車両に広く好適に適用できるものである。
【符号の説明】
【００９５】
１、１Ａ  電池昇温システム、２  電池部、３  第一電池群、４  第二電池群、５  電熱線部、６  第一ヒータ部、７  第二ヒータ部、８  第一サーミスタ、９  第二サーミスタ、ＳＷ１  第一スイッチ部、ＳＷ２  第二スイッチ部、１０  変圧可能電源回路、１１  充電部、１２、１２Ａ  ＢＣＵ（Battery Control Unit）、１５  第一ファン、１６  第二ファン、１７  ファン駆動部、１８  電流検出部、ＴＣ  外部電源端子
【図１】
2019021446.tif 000003
【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】
2019021446.tif 000009
【図８】
2019021446.tif 000010
【図９】
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