(57)【要約】【課題】  車両に搭載されるバッテリ用冷却ファンの異常検出を短時間かつ効率良く実施する。【解決手段】  車両システム起動後、モード指令部８４は、補機バッテリ５０のクリアを判定する。バックアップ用ＲＡＭ６６の記憶情報が消失されたことにより補機バッテリ５０がクリアされたことを判定すると、モード指令部８４は、所定の冷却モードを指示する冷却モード指令信号ＳＩをファン回路３２に出力するとともに、タイマ６８により所定時間の計時を開始する。ファン回路３２は、所定の冷却モードでファンモータ３６を駆動するとともにファンモータ３６の回転数を検出し、ファン出力信号ＶＭとしてモード指令部８４に伝達する。モード指令部８４は、ファン出力信号ＶＭと指示した所定の冷却モードとの比較結果から冷却ファン３０の異常を検出する。タイマ６８にて所定時間が経過したことを検知して異常検出を終了する。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載された電気機器の冷却装置を制御する冷却装置制御装置であって、
前記電気機器は、第１電源と、前記第１電源の直流電圧を変換してモータを駆動する電力変換器と、前記第１電源からの電力の供給を受けて充電される第２電源とを含み、
前記電気機器の温度情報に基づいて、前記冷却装置の冷却媒体の供給量を制御する冷却装置制御手段と、
前記第２電源が初期化されたことに応じて前記冷却装置の異常を検出する冷却装置異常検出手段とを備える、冷却装置制御装置。
【請求項２】
前記冷却装置異常検出手段は、前記第２電源の新品交換後において、前記冷却装置の異常を検出する、請求項１に記載の冷却装置制御装置。
【請求項３】
前記第２電源の初期化とは、前記第２電源が取り替えられたことによって初期化されるものである、請求項１に記載の冷却装置制御装置。
【請求項４】
前記冷却装置制御手段は、
前記第２電源が初期化されたか否かを判定する初期化判定手段と、
各々が互いに異なる前記冷却媒体の供給量を指示する複数のモードを有し、前記初期化判定手段の判定結果と前記電気機器の温度情報とに基づいて、前記複数のモードから選択した１つのモードを指令するモード指令を前記冷却装置に出力するモード指令手段と、
前記モード指令の出力期間を計時するタイマ手段とをさらに含み、
前記モード指令手段は、前記第２電源が初期化されたと判定されると、前記冷却装置の異常判定に必要な前記冷却媒体の供給量を指示する所定モードを選択し、前記所定モードの指令を所定期間にわたって出力し、
前記冷却装置異常検出手段は、前記所定期間において、前記冷却装置の冷却媒体の供給量が前記所定モードの供給量に等しいか否かに基づいて、前記冷却装置の異常を判定する、請求項１から３のいずれか１項に記載の冷却装置制御装置。
【請求項５】
前記冷却装置制御手段は、
前記第２電源から電力の供給を受けて一時的に情報を保持する記憶手段をさらに含み、
前記初期化判定手段は、前記記憶手段において前記情報が消失されたことに基づいて、前記第２電源が初期化されたと判定する、請求項４に記載の冷却装置制御装置。
【請求項６】
前記冷却装置は、
前記モード指令によって指示された供給量の前記冷却媒体を発生する冷却媒体発生手段と、
前記冷却媒体の発生量を検出して、検出結果を前記冷却装置異常検出手段に伝達する発生量検出手段とを含む、請求項５に記載の冷却装置制御装置。
【請求項７】
前記初期化判定手段は、前記車両の起動時において、前記第２電源が初期化されたか否かを判定する、請求項６に記載の冷却装置制御装置。
【請求項８】
前記冷却装置は、前記第２電源から電力の供給を受けて前記電気機器を冷却する、請求項７に記載の冷却装置制御装置。
【請求項９】
車両に搭載される電気機器を冷却する冷却装置の異常を検出する冷却装置異常検出装置であって、
前記電気機器は、第１電源と、前記第１電源の直流電圧を変換してモータを駆動する電力変換器と、前記第１電源からの電力の供給を受けて充電される第２電源とを含み、
前記第２電源が初期化された否かを判定する初期化判定手段と、
前記第２電源が初期化されたと判定されたことに応じて、前記冷却装置の異常を検出する異常検出手段とを備える、冷却装置異常検出装置。
【請求項１０】
前記異常検出手段は、前記第２電源の新品交換後において、前記冷却装置の異常を検出する、請求項９に記載の冷却装置異常検出装置。
【請求項１１】
前記第２電源は、前記冷却装置の異常検出時に新品の第２電源に交換される、請求項９に記載の冷却装置異常検出装置。
【請求項１２】
前記初期化判定手段は、前記第２電源から電力の供給を受けて一時的に記憶される情報が消失されたことに基づいて、前記第２電源が初期化されたと判定する、請求項９から１１のいずれか１項に記載の冷却装置異常検出装置。
【請求項１３】
前記異常検出手段は、
各々が互いに異なる冷却媒体の供給量を指示する複数のモードを有し、前記初期化判定手段の判定結果および前記電気機器の温度情報に基づいて、前記複数のモードから選択した１つのモードを指令するモード指令を前記冷却装置に出力するモード指令手段と、
前記モード指令が出力される所定期間を計時するタイマ手段とを含み、
前記モード指令手段は、前記第２電源が初期化されたと判定されると、前記冷却装置の異常判定に必要な前記冷却媒体の供給量を指示する所定モードを選択し、前記所定モードの指令を前記所定期間にわたって出力し、
前記所定期間において、前記冷却装置の冷却媒体の供給量が前記所定モードの供給量に等しいか否かに基づいて、前記冷却装置の異常を判定する異常判定手段をさらに含む、請求項１２に記載の冷却装置異常検出装置。
【請求項１４】
前記初期化判定手段は、前記車両の起動時において、前記第２電源が初期化されたか否かを判定する、請求項１３に記載の冷却装置異常検出装置。
【請求項１５】
前記冷却装置は、前記第２電源から電力の供給を受けて前記電気機器を冷却する、請求項１４に記載の冷却装置異常検出装置。
【請求項１６】
車両に搭載される電気機器を冷却する冷却装置の異常を検出する冷却装置異常検出方法であって、
前記電気機器は、第１電源と、前記第１電源の直流電圧を変換してモータを駆動する電力変換器と、前記第１電源からの電力の供給を受けて充電される第２電源とを含み、
前記第２電源が初期化されたか否かを判定する初期化判定ステップと、
前記第２電源が初期化されたと判定されたことに応じて、前記冷却装置の異常を検出する異常検出ステップとを備える、冷却装置異常検出方法。
【請求項１７】
前記異常検出ステップは、前記第２電源の新品交換後において、前記冷却装置の異常を検出する、請求項１６に記載の冷却装置異常検出方法。
【請求項１８】
前記第２電源を新品の第２電源に交換するステップをさらに備える、請求項１６に記載の冷却装置異常検出方法。
【請求項１９】
前記初期化判定ステップは、前記第２電源から電力の供給を受けて一時的に記憶される情報が消失されたことに基づいて、前記第２電源が初期化されたと判定する、請求項１６から１８のいずれか１項に記載の冷却装置異常検出方法。
【請求項２０】
前記異常検出ステップは、
各々が互いに異なる冷却媒体の供給量を指示する複数のモードを有し、前記初期化判定手段の判定結果および前記電気機器の温度情報に基づいて、前記複数のモードから選択した１つのモードを指令するモード指令を前記冷却装置に出力するモード指令ステップと、
前記モード指令が出力される所定期間を計時するステップとを含み、
前記モード指令ステップは、前記第２電源が初期化されたと判定されると、前記冷却装置の異常判定に必要な前記冷却媒体の供給量を指示する所定モードを選択し、前記所定モードの指令を前記所定期間にわたって出力し、
前記所定期間において、前記冷却装置の冷却媒体の供給量が前記所定モードの供給量に等しいか否かに基づいて、前記冷却装置の異常を判定する異常判定ステップをさらに含む、請求項１９に記載の冷却装置異常検出方法。
【請求項２１】
前記初期化判定ステップは、前記車両の起動時において、前記第２電源が初期化されたか否かを判定する、請求項２０に記載の冷却装置異常検出方法。
【請求項２２】
前記冷却装置は、前記第２電源から電力の供給を受けて前記電気機器を冷却する、請求項２１に記載の冷却装置異常検出方法。
【請求項２３】
車両に搭載される電気機器を冷却する冷却装置の異常検出をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体であって、
前記電気機器は、第１電源と、前記第１電源の直流電圧を変換してモータを駆動する電力変換器と、前記第１電源からの電力の供給を受けて充電される第２電源とを含み、
前記第２電源が初期化されたか否かを判定する初期化判定ステップと、
前記第２電源が初期化されたと判定されたことに応じて、前記冷却装置の異常を検出する異常検出ステップとをコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体。
【請求項２４】
前記異常検出ステップは、前記第２電源の新品交換後において、前記冷却装置の異常を検出する、請求項２３に記載のコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体。
【請求項２５】
前記第２電源を新品の第２電源に交換するステップをさらにコンピュータに実行させる、請求項２３に記載のコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体。
【請求項２６】
前記初期化判定ステップは、前記第２電源から電力の供給を受けて一時的に記憶される情報が消失されたことに基づいて、前記第２電源が初期化されたと判定する、請求項２３から２５のいずれか１項に記載のコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体。
【請求項２７】
前記異常検出ステップは、
各々が互いに異なる冷却媒体の供給量を指示する複数のモードを有し、前記初期化判定手段の判定結果および前記電気機器の温度情報に基づいて、前記複数のモードから選択した１つのモードを指令するモード指令を前記冷却装置に出力するモード指令ステップと、
前記モード指令が出力される所定期間を計時するステップとを含み、
前記モード指令ステップは、前記第２電源が初期化されたと判定されると、前記冷却装置の異常判定に必要な前記冷却媒体の供給量を指示する所定モードを選択し、前記所定モードの指令を前記所定期間にわたって出力し、
前記所定期間において、前記冷却装置の冷却媒体の供給量が前記所定モードの供給量に等しいか否かに基づいて、前記冷却装置の異常を判定する異常判定ステップをさらに含む、請求項２６に記載のコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体。
【請求項２８】
前記初期化判定ステップは、前記車両の起動時において、前記第２電源が初期化されたか否かを判定する、請求項２７に記載のコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体。
【請求項２９】
前記冷却装置は、前記第２電源から電力の供給を受けて前記電気機器を冷却する、請求項２８に記載のコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両に搭載された電気機器の冷却装置を制御する冷却装置制御装置に関し、特に、冷却装置の異常検出を検出するための冷却装置異常検出装置、冷却装置異常検出出方法および冷却装置の異常検出をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、ＥＶ（Electric Vehicle）やＨＶ（Hybrid Vehicle）等の車両において、電気エネルギーによる駆動力は、高電圧のメインバッテリから供給される直流電力をインバータによって３相交流電力を変換し、これにより３相交流モータを回転させることにより得ている。また、車両の減速時には、逆に３相交流モータの回生発電により得られる回生エネルギーをメインバッテリに蓄電することにより、エネルギーを無駄なく利用して走行している。
【０００３】
さらに、車両においては、高電圧のメインバッテリとは別に、灯火装置、点火装置、電動ポンプなどの補機電装品に電力を供給する補機バッテリが搭載されている。この補機バッテリは、オルタネータにより発電された電力、またはメインバッテリからの電力によって充電される。特に、メインバッテリからの電力により補機バッテリが充電される場合には、ＤＣ／ＤＣコンバータにより電圧が降圧される。
【０００４】
このようなメインバッテリには、主としてニッケル水素電池やリチウムイオン電池などが用いられる。このため、メインバッテリの充電時には、化学反応による反応熱が発生して電池温度が上昇する。電池温度の上昇は、電池の性能および電池の寿命を劣化させる原因となる。したがって、電池温度の上昇を抑えるためには、メインバッテリの冷却手段が必要となる。また、インバータやＤＣ／ＤＣコンバータについても、パワー素子による発熱を生じるため、冷却が必要になる。
【０００５】
このため、車両においては、メインバッテリ、インバータおよびＤＣ／ＤＣコンバータを冷却するための冷却ファンが搭載される。通常、冷却ファンは、メインバッテリなどの冷却対象の温度を検知して作動し、冷却対象を所定の温度範囲に調整するという構成が採用される。
【０００６】
ここで、冷却ファンにおいては、結線上に断線や溶着などの異常が起こり得る。また、冷却ファンの制御に異常が生じる場合もある。このような異常が発生すると、冷却ファンの冷却能力が低下し、メインバッテリを適切な状態に維持することが困難となる。
【０００７】
そこで、冷却ファンの異常を検出する手段としては、たとえば特許文献１に記載されるように、冷却ファンを作動させる制御を行なったときの電池温度と冷却ファンの作動を停止させる制御を行なったときの電池温度との差を所定のしきい値と比較して、冷却ファンの正常・異常を判断する方法が提案されている。
【０００８】
また、特許文献２では、バッテリの発熱量と冷却ファンの冷却能力とからバッテリの想定温度変化量を算出する想定温度変化量算出手段と、バッテリの実温度変化量を算出する実温度変化量算出手段と、算出された想定温度変化量と実温度変化量との比較結果に基づいて冷却ファンの故障を検知する故障検知手段とを備えた冷却ファン故障検知装置が開示されている。
【０００９】
また、特許文献３では、ハイブリッドシステムの走行処理が開始してバッテリの蓄電量を算出した後にファン異常判定処理を行ない、ファン異常判定処理の結果をバッテリの充放電電力に反映することにより、予想以上のバッテリの低温化や高温化によるバッテリ劣化を防止する方法が開示されている。
【特許文献１】特開２００２−３４３４４９号公報
【特許文献２】特開２００１−８６６０１号公報
【特許文献３】特開平１１−２５２８０８号公報
【特許文献４】特開２００３−１４２１６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上記の冷却ファンの異常検出方法によれば、バッテリの温度変化を異常検出判断の指標としているため、車両システムを起動させてモータを駆動し、バッテリを通常動作させた状態でなければ、冷却ファンの異常を検出することができない。
【００１１】
したがって、冷却ファンの異常検出には、少なくとも車両システムが起動してからバッテリ温度がある程度上昇した状態となるまでの所定の時間を要することになり、工場での出荷時やサービスでの修理時における異常検出の効率化が困難であった。
【００１２】
また、従来の冷却ファン異常検出方法では、車両システムが起動するたびに検出動作を実行することから、必要以上の頻度で検出を行なっているケースもあり、この場合においても異常検出の効率化が求められていた。
【００１３】
それゆえ、この発明のある目的は、短時間かつ効率良く冷却ファンの異常検出が可能な冷却装置制御装置を提供することである。
【００１４】
この発明の別の目的は、冷却ファンの異常を短期間かつ効率的に検出可能な冷却装置異常検出装置および冷却装置異常検出方法を提供することである。
【００１５】
この発明の別の目的は、冷却ファンの異常を短期間かつ効率的に検出可能な冷却装置の異常検出をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
この発明のある局面によれば、車両に搭載された電気機器の冷却装置を制御する冷却装置制御装置であって、電気機器は、第１電源と、第１電源の直流電圧を変換してモータを駆動する電力変換器と、第１電源からの電力の供給を受けて充電される第２電源とを含み、冷却装置制御装置は、電気機器の温度情報に基づいて、冷却装置の冷却媒体の供給量を制御する冷却装置制御手段と、第２電源が初期化されたことに応じて冷却装置の異常を検出する冷却装置異常検出手段とを備える。
【００１７】
好ましくは、冷却装置異常検出手段は、第２電源の新品交換後において、冷却装置の異常を検出する。
【００１８】
好ましくは、第２電源の初期化とは、第２電源が取り替えられたことによって初期化されるものである。
【００１９】
好ましくは、冷却装置制御手段は、第２電源が初期化されたか否かを判定する初期化判定手段と、各々が互いに異なる冷却媒体の供給量を指示する複数のモードを有し、初期化判定手段の判定結果と電気機器の温度情報とに基づいて、複数のモードから選択した１つのモードを指令するモード指令を冷却装置に出力するモード指令手段と、モード指令の出力期間を計時するタイマ手段とをさらに含む。モード指令手段は、第２電源が初期化されたと判定されると、冷却装置の異常判定に必要な冷却媒体の供給量を指示する所定モードを選択し、所定モードの指令を所定期間にわたって出力する。冷却装置異常検出手段は、所定期間において、冷却装置の冷却媒体の供給量が所定モードの供給量に等しいか否かに基づいて、冷却装置の異常を判定する。
【００２０】
好ましくは、冷却装置制御手段は、第２電源から電力の供給を受けて一時的に情報を保持する記憶手段をさらに含む。初期化判定手段は、記憶手段において情報が消失されたことに基づいて、第２電源が初期化されたと判定する。
【００２１】
好ましくは、冷却装置は、モード指令によって指示された供給量の冷却媒体を発生する冷却媒体発生手段と、冷却媒体の発生量を検出して、検出結果を冷却装置異常検出手段に伝達する発生量検出手段とを含む。
【００２２】
好ましくは、初期化判定手段は、車両の起動時において、第２電源が初期化されたか否かを判定する。
【００２３】
好ましくは、冷却装置は、第２電源から電力の供給を受けて電気機器を冷却する。
【００２４】
この発明の別の局面によれば、車両に搭載される電気機器を冷却する冷却装置の異常を検出する冷却装置異常検出装置であって、電気機器は、第１電源と、第１電源の直流電圧を変換してモータを駆動する電力変換器と、第１電源からの電力の供給を受けて充電される第２電源とを含み、冷却装置異常検出装置は、第２電源が初期化された否かを判定する初期化判定手段と、第２電源が初期化されたと判定されたことに応じて、冷却装置の異常を検出する異常検出手段とを備える。
【００２５】
好ましくは、異常検出手段は、第２電源の新品交換後において、冷却装置の異常を検出する。
【００２６】
好ましくは、第２電源は、冷却装置の異常検出時に新品の第２電源に交換される。
【００２７】
好ましくは、初期化判定手段は、第２電源から電力の供給を受けて一時的に記憶される情報が消失されたことに基づいて、第２電源が初期化されたと判定する。
【００２８】
好ましくは、異常検出手段は、各々が互いに異なる冷却媒体の供給量を指示する複数のモードを有し、初期化判定手段の判定結果および電気機器の温度情報に基づいて、複数のモードから選択した１つのモードを指令するモード指令を冷却装置に出力するモード指令手段と、モード指令が出力される所定期間を計時するタイマ手段とを含む。モード指令手段は、第２電源が初期化されたと判定されると、冷却装置の異常判定に必要な冷却媒体の供給量を指示する所定モードを選択し、所定モードの指令を所定期間にわたって出力する。異常検出手段は、所定期間において、冷却装置の冷却媒体の供給量が所定モードの供給量に等しいか否かに基づいて、冷却装置の異常を判定する異常判定手段をさらに含む。
【００２９】
好ましくは、初期化判定手段は、車両の起動時において、第２電源が初期化されたか否かを判定する。
【００３０】
好ましくは、冷却装置は、第２電源から電力の供給を受けて電気機器を冷却する。
【００３１】
この発明の別の局面によれば、車両に搭載される電気機器を冷却する冷却装置の異常を検出する冷却装置異常検出方法であって、電気機器は、第１電源と、第１電源の直流電圧を変換してモータを駆動する電力変換器と、第１電源からの電力の供給を受けて充電される第２電源とを含み、第２電源が初期化されたか否かを判定する初期化判定ステップと、第２電源が初期化されたと判定されたことに応じて、冷却装置の異常を検出する異常検出ステップとを備える。
【００３２】
好ましくは、異常検出ステップは、第２電源の新品交換後において、冷却装置の異常を検出する。
【００３３】
好ましくは、冷却装置異常検出方法は、第２電源を新品の第２電源に交換するステップをさらに備える。
【００３４】
好ましくは、初期化判定ステップは、第２電源から電力の供給を受けて一時的に記憶される情報が消失されたことに基づいて、第２電源が初期化されたと判定する。
【００３５】
好ましくは、異常検出ステップは、各々が互いに異なる冷却媒体の供給量を指示する複数のモードを有し、初期化判定手段の判定結果および電気機器の温度情報に基づいて、複数のモードから選択した１つのモードを指令するモード指令を冷却装置に出力するモード指令ステップと、モード指令が出力される所定期間を計時するステップとを含む。モード指令ステップは、第２電源が初期化されたと判定されると、冷却装置の異常判定に必要な冷却媒体の供給量を指示する所定モードを選択し、所定モードの指令を所定期間にわたって出力する。異常検出ステップは、所定期間において、冷却装置の冷却媒体の供給量が所定モードの供給量に等しいか否かに基づいて、冷却装置の異常を判定する異常判定ステップをさらに含む。
【００３６】
好ましくは、初期化判定ステップは、車両の起動時において、第２電源が初期化されたか否かを判定する。
【００３７】
好ましくは、冷却装置は、第２電源から電力の供給を受けて電気機器を冷却する。
【００３８】
この発明の別の局面によれば、車両に搭載される電気機器を冷却する冷却装置の異常検出をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体であって、電気機器は、第１電源と、第１電源の直流電圧を変換してモータを駆動する電力変換器と、第１電源からの電力の供給を受けて充電される第２電源とを含み、第２電源が初期化されたか否かを判定する初期化判定ステップと、第２電源が初期化されたと判定されたことに応じて、冷却装置の異常を検出する異常検出ステップとをコンピュータに実行させる。
【００３９】
好ましくは、異常検出ステップは、第２電源の新品交換後において、冷却装置の異常を検出する。
【００４０】
好ましくは、第２電源を新品の第２電源に交換するステップをさらにコンピュータに実行させる。
【００４１】
好ましくは、初期化判定ステップは、第２電源から電力の供給を受けて一時的に記憶される情報が消失されたことに基づいて、第２電源が初期化されたと判定する。
【００４２】
好ましくは、異常検出ステップは、各々が互いに異なる冷却媒体の供給量を指示する複数のモードを有し、初期化判定手段の判定結果および電気機器の温度情報に基づいて、複数のモードから選択した１つのモードを指令するモード指令を冷却装置に出力するモード指令ステップと、モード指令が出力される所定期間を計時するステップとを含む。モード指令ステップは、第２電源が初期化されたと判定されると、冷却装置の異常判定に必要な冷却媒体の供給量を指示する所定モードを選択し、所定モードの指令を所定期間にわたって出力する。異常検出ステップは、所定期間において、冷却装置の冷却媒体の供給量が所定モードの供給量に等しいか否かに基づいて、冷却装置の異常を判定する異常判定ステップをさらに含む。
【００４３】
好ましくは、初期化判定ステップは、車両の起動時において、第２電源が初期化されたか否かを判定する。
【００４４】
好ましくは、冷却装置は、第２電源から電力の供給を受けて電気機器を冷却する。
【発明の効果】
【００４５】
この発明によれば、冷却ファンの異常検出は、工場での出荷時あるいはサービスでの修理時などの補機バッテリが初期化されるタイミングにおいてのみ実行され、実行後は、次に補機バッテリが初期化されるタイミングまで行なわれないことから、異常検出する頻度を必要最小限に抑え、異常検出の効率化を図ることができる。
【００４６】
さらに、冷却ファンの異常検出のタイミングを補機バッテリの新品交換時とすることによって、異常検出の前提条件となる補機バッテリの性能が十分確保された上で検出が行なわれることとなり、冷却ファンの異常検出の確度を向上でき、冷却ファンを一定の能力に保つことができる。
【００４７】
また、冷却ファンの異常検出は、車両システム起動後の初期の所定時間において実行されることから、バッテリ温度を検出して異常判定を行なう従来の異常検出方法に対して、より短い時間で異常検出をすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４８】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して詳しく説明する。なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。
【００４９】
図１は、この発明の実施の形態に従うモータ駆動装置の概略ブロック図である。
【００５０】
図１を参照して、モータ駆動装置は、交流モータＭに電力を供給するインバータ１０と、インバータ１０を介して電力を供給するメインバッテリ２０と、冷却ファン３０と、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０と、補機バッテリ５０と、バッテリの充放電を制御する電池ＥＣＵ（Electrical Control Unit）６０とを備える。
【００５１】
交流モータＭは、ハイブリッド自動車または電気自動車の駆動輪を駆動するためのトルクを発生するための駆動モータである。また、ハイブリッド自動車においては、交流モータＭは、駆動輪を駆動するモータではなく、エンジンにて駆動される発電機の機能を持つように、そして、エンジンに対して電動機として動作し、たとえばエンジン始動を行ない得るようなモータであってもよい。
【００５２】
メインバッテリ２０は、たとえばニッケル水素電池を多数直列に接続した構造からなる。他にも、メインバッテリ２０としては、鉛蓄電池、リチウムイオン電池、キャパシタあるいは燃料電池であってもよい。
【００５３】
インバータ１０は、３相インバータであり、メインバッテリ２０から直流電圧が供給されると、図示しない制御回路からの制御信号に基づいて直流電圧を３相交流電圧に変換して交流モータＭを駆動する。これにより、交流モータＭは、指定されたトルクを発生するように駆動される。
【００５４】
ＤＣ／ＤＣコンバータ４０は、メインバッテリ２０からの直流電圧を降圧して、補機バッテリ５０および図示しない灯火装置などの補機電気負荷に電力を供給する。補機バッテリ５０に供給された直流電圧は、補機バッテリ５０を充電する。補機バッテリ５０は、たとえば鉛蓄電池である。
【００５５】
冷却ファン３０は、メインバッテリ２０を冷却対象とし、補機バッテリ５０を電源として設けられる。なお、本実施の形態に係るモータ駆動装置において、冷却ファン３０はメインバッテリ２０を冷却対象とするように配されるが、メインバッテリ２０の冷却に加えて、他の電気機器（たとえばＤＣ／ＤＣコンバータ４０、インバータ１０または電池ＥＣＵ６０）を冷却ファン３０からの送風にて冷却する配置にしてもよい。
【００５６】
モータ駆動装置は、メインバッテリ２０の電池温度、端子間電圧および充放電電流値を検知するためのセンサ７０をさらに備える。センサ７０で検知された各種情報は、電池ＥＣＵ６０に伝送される。
【００５７】
電池ＥＣＵ６０は、図１に示すように、バッテリ制御に関するプログラムを実行するＣＰＵ６２と、ＣＰＵ６２で実行される制御プログラムを記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）６４やその制御プログラムの実行結果を一時的に記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）６６と、予め設定された時間の経過を検知するタイマ６８とを含む。
【００５８】
電池ＥＣＵ６０は、メインバッテリ２０および補機バッテリ５０の蓄電量を制御するとともに、冷却ファン３０の送風量を制御してメインバッテリ２０の電池温度を調整する。
【００５９】
図２は、図１における電池ＥＣＵ６０による冷却ファン３０の制御を説明するための制御ブロック図である。
【００６０】
図２を参照して、冷却ファン３０は、冷却空気を冷却対象に送風するファン３８と、ファン３８を回転させるファンモータ３６と、ファンモータ３６の回転数を制御するファン回路３２とを備える。
【００６１】
ファン回路３２は、補機バッテリ５０からの供給電圧ＶＣと接地電圧ＧＮＤとを電源電圧とし、電池ＥＣＵ６０のＣＰＵ６２から送られる冷却モード指令信号ＳＩに基づいて、ファンモータ３６の回転数を制御する。これにより、ファン３８の送風量が変化する。さらに、ファン回路３２は、ファンモータ３６の回転数を検出し、検出結果をファン出力信号ＶＭとしてＣＰＵ６２に出力する。
【００６２】
電池ＥＣＵ６０において、ＣＰＵ６２は、メインバッテリ２０および補機バッテリ５０の蓄電量を制御するバッテリ制御部８０と、冷却ファン３０を制御する冷却ファン制御部８２とを含む。
【００６３】
バッテリ制御部８０は、図１のセンサ７０で検出されるバッテリの端子間電圧および充放電電流値からバッテリの蓄電量を算出する。算出したメインバッテリ２０の蓄電量に応じて、交流モータＭから発電された電力が使い分けられる。たとえば蓄電量が所定の値よりも低ければ、交流モータＭは発電機として作用し、メインバッテリ２０を充電する。一方、蓄電量が所定の値よりも高ければ、交流モータＭは電動機として作用し、メインバッテリ２０の電力を用いる。
【００６４】
冷却ファン制御部８２は、ファン３８の送風量を指示する冷却モード信号ＳＩを発生するモード指令部８４を含む。
【００６５】
モード指令部８４は、通常制御時において、図１におけるセンサ７０から送られるメインバッテリ２０の温度情報に基づいて、ファン３８の送風量を決定する。このとき、モード指令部８４は、メインバッテリ２０の温度レベルに応じて送風量が予め段階的に設定された複数の冷却モードを有しており、メインバッテリ２０の温度に応じて適切な冷却モードを選択する。選択された冷却モードは、冷却モード指令信号ＳＩとして、ファン回路３２に出力される。
【００６６】
ファン回路３２では、与えられた冷却モード指令信号ＳＩに対応する送風量となるようにファンモータ３６を駆動する。ファンモータ３６の回転数は、ファン回路３２で検出されると、周波数電圧変換されてファン出力信号ＶＭとしてモード指令部８４に出力される。モード指令部８４は、入力されたファン出力信号ＶＭが指示した冷却モードに一致しているか否かを確認して、フィードバック制御を行なう。
【００６７】
図３は、図２におけるファン回路３２の詳細な構成を示す回路図である。
【００６８】
図３を参照して、ファン回路３２は、冷却モード指令信号ＳＩに応じた制御デューティ指令値を発生するＩＣ部３３と、制御デューティ指令値に基づいた３相交流電圧を出力して、ファンモータ３６を駆動するインバータ部３４と、ファンモータ３６の回転数を検出して回転数検出結果信号ＲＤを周波数電圧変換する周波数電圧変換回路（以下、Ｆ／Ｖ変換回路とも称する）３５とを含む。
【００６９】
インバータ部３４は、ＩＣ部３３からの制御デューティ指令値に基づいて、補機バッテリからの直流電圧をＵ相、Ｖ相、Ｗ相からなる３相交流電圧に変換してファンモータ３６を駆動する。
【００７０】
ファンモータ３６は、３相交流モータであり、３相交流電圧に応じて、冷却モード指令信号ＳＩによって指定された送風量をファン３８から発生させる。
【００７１】
ＩＣ部３３は、さらに、ファンモータ３６の回転数を検出して、回転数検出信号ＲＤをＦ／Ｖ変換回路３５に出力する。
【００７２】
Ｆ／Ｖ変換回路３５は、回転数検出信号ＲＤをその周波数に応じた電圧レベルの信号に変換する。変換後の回転数検出信号ＲＤは、モード指令部８４に伝達される。
【００７３】
再び図２を参照して、モード指令部８４は、冷却ファン３０の異常の有無を判定する異常判定部８６をさらに含む。
【００７４】
異常判定部８６は、以下に示すように、異常検出動作時において、ファン回路３２から帰還されるファン出力信号ＶＭに基づいて、冷却ファン３０の異常の有無を判定する。
【００７５】
以下に、本実施の形態に従う冷却ファン３０の異常検出方法を説明する。最初に、本実施の形態に従う冷却ファン異常検出方法の特徴事項について説明する。
【００７６】
まず、本実施の形態に従う冷却ファン異常検出方法は、車両システムの起動時、すなわちイグニッションキー（以下、ＩＧとも称する）がオフからオンに切換えられたときの初期段階において、車両起動シーケンスの一環として実行されることを第１の特徴とする。
【００７７】
次に、冷却ファン異常検出方法は、車両システムの起動直後に、補機バッテリ５０が初期化されたことに伴ない実行され、次に補機バッテリ５０が初期化されるタイミングまでは実行されないことを第２の特徴とする。
【００７８】
詳細には、補機バッテリ５０は、通常、車両システムが起動され、図１のモータ駆動装置が動作することに備えて蓄電された状態となっている。一方、工場からの出荷時においては、補機バッテリ５０は初期化された、いわゆるクリア状態とされる。また、サービスでの修理時においては、補機バッテリ５０を一旦取り外してメンテナンスを行なった場合や補機バッテリ５０の性能劣化に基づく交換のために取り外した場合などであって、次に補機バッテリ５０を再び搭載することで、クリア状態が形成される。本実施の形態では、車両システム起動時に、これらの補機バッテリ５０のクリア状態が検出されると、冷却ファンの異常検出動作を実行する構成とする。これにより、冷却ファン３０の異常検出は、工場からの出荷時やサービスでの修理時などの限られたタイミングで行なわれることとなる。
【００７９】
このとき、補機バッテリ５０がクリア状態にあるか否かの判定については、補機バッテリ５０から電源供給を受けて情報を一時的に記憶するバックアップ用のＲＡＭ６６が、補機バッテリ５０が初期化されて電源供給が途絶えたことに応じて記憶情報を消失したことを検知することにより行なうものとする。
【００８０】
ここで、サービスでの修理時においては、補機バッテリ５０に性能劣化が生じている場合が起こり得る。メンテナンス後に再び搭載された補機バッテリ５０に性能劣化が生じていた場合、この劣化した補機バッテリ５０を電源として冷却ファン３０の異常検出動作を行なうとすれば、冷却ファン３０が能力を十分発揮できないおそれがある。
【００８１】
したがって、冷却ファン３０の異常検出は、前提条件となる補機バッテリ５０に十分な性能が確保された状態で行なわれることが望ましい。たとえば補機バッテリ５０が新品に交換されたタイミングで冷却ファン３０の異常を検出する構成とすれば、検出動作の前提条件が良好かつ一様となるため、冷却ファン３０の異常検出の確度を向上でき、冷却ファン３０を一定能力に保つことが可能となる。
【００８２】
そこで、本実施の形態に係る冷却ファンの異常の検出を行なうタイミングとしては、上記の補機バッテリ５０がクリアされる一例として、補機バッテリ５０の新品交換時を含むものとする。
【００８３】
あるいは、冷却ファン３０の異常検出時を利用して補機バッテリ５０を新品に交換する構成とすれば、補機バッテリ５０の性能が万全となるため、その後の冷却ファン３０の能力を一定に保持することができる。
【００８４】
そこで、本実施の形態に係る冷却ファンの異常検出は、異常検出が実行されたタイミングで、補機バッテリ５０を新品に交換する構成をさらに含むものとする。
【００８５】
以上のような構成とすることにより、車両システムを起動する度に、メインバッテリを通常動作させた上で冷却ファンの異常を検出する従来の冷却ファン異常検出方法に対して、異常検出の頻度を抑えることができ、効率良く異常検出を行なうことができるとともに、冷却ファンを一定能力に保持することができる。
【００８６】
次に、本実施の形態に従う冷却ファン異常検出方法について具体的に説明する。
【００８７】
まず、車両システムの起動が認識されると、モード指令部８４は、補機バッテリ５０がクリアされたか否かを判断する。補機バッテリ５０がクリアされたことの判断は、バックアップ用ＲＡＭ６６の記憶情報が消失されたことを確認して行なわれる。このとき、補機バッテリ５０がクリアされたことが判断されると、モータ駆動装置は、冷却ファン３０の異常検出動作に移行する。
【００８８】
なお、このとき、補機バッテリ５０が新品に交換されたことを検出して、冷却ファン３０の異常検出動作に移行する構成としてもよい。もしくは、補機バッテリ５０がクリアされたことが判断されると、補機バッテリ５０を新品に交換し、冷却ファン３０の異常検出動作に移行する構成としてもよい。
【００８９】
次に、冷却ファン３０の異常検出動作は、冷却ファン３０を予め設定した所定の冷却モードで動作させたときのファンモータ３６の動作状態を検出することによって行なわれる。
【００９０】
詳細には、電池ＥＣＵ６０のモード指令部８４は、所定の冷却モードを指示する冷却モード指令信号ＳＩをファン回路３２に出力する。この所定の冷却モードには、上述した複数段階の冷却モードの中から冷却ファン３０の異常検出に最低限必要なレベルの送風量を指定するモードが予め設定されている。
【００９１】
モード指令部８４は、さらに、所定の冷却モードの冷却モード指令信号ＳＩをファン回路３２に与えたタイミングで、図２のタイマ６８により計時動作を開始する。タイマ６８は、異常検出動作を完了するのに必要十分な時間が予め設定されており、冷却モード指令信号ＳＩの出力時を起算点として、この設定時間をカウントアップする。
【００９２】
ファン回路３２においては、指示された所定の冷却モードに応じて、ファンモータ３６を駆動する。さらに、ファンモータ３６の回転数を検出して、ファン出力信号ＶＭとしてモード指令部８４に伝達する。モード指令部８４は、ファン出力信号ＶＭと指示した所定の冷却モードとの一致比較動作を行ない、一致比較結果から冷却ファン３０に生じた断線や溶解などの異常を検出する。
【００９３】
詳細には、冷却ファン３０の異常の有無は、冷却ファン制御部８２内の異常判定部８６において、ファン出力信号ＶＭの電圧レベルを参照して判定される。たとえば、ファン出力信号ＶＭの電圧レベルが冷却モード指令信号ＳＩの電圧レベルに一致しない、いわゆる特性ずれが生じたときには、冷却ファン３０が異常であると判定する。また、ファン出力信号ＶＭの電圧レベルが０Ｖ付近であるときには、冷却ファン３０の結線に溶解によるショート故障が生じたものとして、異常であると判定する。一方、ファン出力信号ＶＭの電圧レベルが最大電圧付近であるときには、冷却ファン３０の結線が断線したことによるオープン故障が生じたものとして、異常であると判定する。これらの異常検出の結果は、図示しない制御回路に伝送された後に、図示しない表示手段によって作業者に報知される。
【００９４】
最後に、モード指令部８４において、タイマ６８において所定の設定時間が経過したことが検知されたことを確認して、上記の冷却ファン異常検出動作が終了する。
【００９５】
図４は、図１のモータ駆動装置における冷却ファン３０の異常検出動作を説明するためのフローチャートである。
【００９６】
図４を参照して、イグニッションキーがオフからオンに切り換わり、車両システムが起動すると（ステップＳ０１）、冷却ファン制御部８２内のモード指令部８４において、補機バッテリがクリアされているか否かが判断される（ステップＳ０２）。このとき、バックアップ用のＲＡＭ６６の記憶情報が消失されたことが検出されると、補機バッテリ５０がクリアされたものと判断される。
【００９７】
ステップＳ０２において、補機バッテリ５０がクリアされたと判断されると、モード指令部８４は、異常検出用として予め設定された所定の冷却ファンモードを選択し、選択した冷却ファンモードを指示する冷却モード指令信号ＳＩを出力する（ステップＳ０３）。なお、この所定の冷却ファンモードには、以下に示す冷却ファンの異常検出が可能な必要最小限レベルの送風量を指定するモードが設定されている。
【００９８】
一方、ステップＳ０２において、補機バッテリ５０がクリアされていないと判断されると、モード指令部８４は、通常制御として、メインバッテリ２０の温度に応じた冷却ファンモードを算出して、算出結果をモード指令信号ＳＩとして、ファン回路３２に出力する（ステップＳ０６）。
【００９９】
ステップＳ０３に戻って、冷却ファン３０のファン回路３２は、所定の冷却ファンモードを指示する冷却モード指令信号ＳＩを受けると、所定の冷却ファンモードによって指定された送風量となるように、ファンモータ３６の回転数を制御する。このとき、モード指令部８４は、タイマ６８によって所定の設定時間の計時動作を開始する。
【０１００】
ファン回路３２は、さらに、ファンモータ３６の回転数を検出して、回転数に対応する電圧レベルのファン出力信号ＶＭを生成して、モード指令部８４に出力する。冷却ファン制御部８２の異常判定部８６は、ファン出力信号ＶＭの電圧レベルに特性ずれ、もしくはオープン／ショート故障が生じていることが検出されると、冷却ファン３０が異常であると判定する（ステップＳ０４）。
【０１０１】
ステップＳ０３，Ｓ０４に示す異常検出動作は、所定の設定時間の範囲内で行なわれる。最後に、モード指令部８４は、タイマ６８において所定の設定時間が経過したことを検出すると、異常検出動作を終了する（ステップＳ０５）。
【０１０２】
図５は、図４に示す冷却ファン異常検出動作の具体的な制御プログラムの一例を示す図である。
【０１０３】
図５を参照して、まず、補機バッテリ５０がクリアされているか否かが判断される（ステップＳ１０）。ステップＳ１０において、ダイアグフラグバックアップ用のＲＡＭの保持情報が消失されているときには、補機バッテリ５０がクリアされたものと判断される。
【０１０４】
次に、補機バッテリ５０がクリアされていることに応じて、冷却ファン３０の異常検出を実行するための冷却ファンイニシャルチェック許可フラグを初期化する（ステップＳ１１）。具体的には、冷却ファンイニシャルチェックフラグｂｘｆａｎ＿ｉｎｉｃｈｋが初期値ＯＦＦに設定される。これにより、モータ駆動装置は、冷却ファン３０の異常検出動作に入る。
【０１０５】
冷却ファン３０の異常検出においては、冷却ファンモード指令値ｆａｎｍｏｄｅが所定のモードＢＭＯＤＥ＿ＩＮＩＣＨＫに固定される（ステップＳ１２）。
【０１０６】
さらに、タイマ６８によって、冷却ファンイニシャルチェック処理カウンタｂｃｆａｎ＿ｉｎｉｃｈｋがカウントアップされる（ステップＳ１３）。このカウント動作と並行して、図示しない異常検出プログラムに従って、冷却ファン３０の特性ずれや結線状態などの異常検出処理が実行される。冷却ファンイニシャルチェック処理カウンタのカウント値ｂｃｆａｎ＿ｉｎｉｃｈｋが所定のイニシャルチェック処理時間ＩＮＩＣＨＫ＿ＴＩＭＯＵＴを経過したことに応じて、異常検出動作を終了する（ステップＳ１４）。
【０１０７】
最後に、冷却ファン異常検出処理が終了したことの指示手段として、冷却ファンイニシャルチェックフラグｂｘｆａｎ＿ｉｎｉｃｈｋが有効化（ＯＮ）される（ステップＳ１５）。この冷却ファンイニシャルチェックフラグは、補機バッテリ５０がクリアされない限りオン状態に保たれることから、一旦異常の検出がなされると、以降の車両システム起動時には、上記の異常検出動作は実行されないこととなる。すなわち、次に冷却ファンの異常検出が実行されるのは、たとえば修理時のメンテナンス後の再搭載やバッテリ交換によって補機バッテリ５０がクリアされた後において、車両システムを起動したときとなる。
【０１０８】
以上のように、この発明の実施の形態によれば、冷却ファンの異常検出は、工場での出荷時またはサービスでの修理時などの補機バッテリが初期化されたタイミングにおいてのみ行なわれることから、異常検出を行なう頻度を必要最小限に抑え、異常検出の効率化を図ることができる。
【０１０９】
また、冷却ファンの異常検出は、車両システム起動後の初期の所定時間において実行されることから、車両システムを起動してバッテリを高温状態にまで動作させた状態で異常判定を行なう従来の異常検出方法に対して、より短い判定処理時間で異常検出をすることができる。
【０１１０】
また、サービスでの修理作業が終了した後の車両未使用時においても異常を検出することができ、バッテリ使用期間において異常判定をする従来の異常検出方法に対して、短期に異常を検出することができる。
【０１１１】
さらに、冷却ファンの異常検出のタイミングを補機バッテリの新品交換時とすることによって、異常検出の前提条件となる補機バッテリの性能が十分確保された上で検出が行なわれることとなり、冷却ファンの異常検出の確度を向上でき、冷却ファンを一定の能力に保つことができる。
【０１１２】
また、冷却ファンの異常検出時を利用して補機バッテリを新品に交換すれば、冷却ファンを一定能力に保持することが可能となる。
【０１１３】
今回開示された実施の形態はすべ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、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【０１１４】
【図１】この発明の実施の形態に従うモータ駆動装置の概略ブロック図である。
【図２】図１における電池ＥＣＵによる冷却ファンの制御を説明するための制御ブロック図である。
【図３】図２におけるファン回路の詳細な構成を示す回路図である。
【図４】図１のモータ駆動装置における冷却ファンの異常検出動作を説明するためのフローチャートである。
【図５】図４に示す冷却ファンの異常検出動作の具体的な制御プログラムの一例を示す図である。
【符号の説明】
【０１１５】
１０  インバータ、２０  メインバッテリ、３０  冷却ファン、３２  ファン回路、３３  ＩＣ、３４  インバータ部、３５  Ｆ／Ｖ変換回路、３６  ファンモータ、３８  ファン、４０  ＤＣ／ＤＣコンバータ、５０  補機バッテリ、６０  電池ＥＣＵ、６２  ＣＰＵ、６４  ＲＯＭ、６６  ＲＡＭ、６８  タイマ、７０  センサ、８０  バッテリ制御部、８２  冷却ファン制御部、８４  モード指令部、８６  異常判定部、Ｍ  交流モータ、ＳＩ  冷却モード指令信号、ＶＭ  ファン出力信号、ＲＤ  回転数検出信号。
【図１】
2005333738.tif 000003
【図２】
2005333738.tif 000004
【図３】
2005333738.tif 000005
【図４】
2005333738.tif 000006
【図５】
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