(57)【要約】【課題】車両の走行中に浸水路を検知し、浸水路を走行する際にバッテリへの浸水を防止する。【解決手段】駆動用の電源電池３０を外気で冷却するための空気導入経路が形成された車両であって、空気導入経路を開閉するためのバルブ７０と、バルブを制御する制御手段１００とを有する。制御手段は、車両の要求出力、車体傾斜角、及び車速の各値を検出するステップと、検出された要求出力、車体傾斜角、及び車速の値の関係から浸水路を検知するステップと、浸水路が検知されると、空気導入経路を閉鎖するようにバルブ７０を制御するステップと、を遂行し、浸水路を検知するステップでは、要求出力に対する車速の値が予め登録された数値に基づく値に達せず、当該車速に対する車体傾斜角の値が予め登録された数値に基づく値に達しない場合に浸水路を検知する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両を走行させるモータに供給される電力を蓄電する電池と、前記電池を外気で冷却するための空気導入経路とを有する車両であって、
前記空気導入経路を開閉するためのバルブと、
前記バルブを制御する制御手段と、を有し、
前記制御手段は、
車両の要求出力、車体傾斜角、及び車速の各値を検出するステップと、
該検出された要求出力、車体傾斜角、及び車速の値の関係から浸水路を検知するステップと、
浸水路が検知されると、前記空気導入経路を閉鎖するように前記バルブを制御するステップと、を遂行し、
前記浸水路を検知するステップでは、要求出力に対する車速の値が予め登録された数値に基づく値に達せず、当該車速に対する車体傾斜角の値が予め登録された数値に基づく値に達しない場合に浸水路を検知することを特徴とする車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池を駆動用電源として使用する車両に関し、より詳しくは走行中に浸水路を検出して駆動電池への浸水を防止する機能を備えた車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電池（以下バッテリという）を駆動源とし、駆動手段であるモータをバッテリで駆動して走行する車両が普及している。かかる車両において、バッテリが過熱状態になったりバッテリに水が侵入するのを抑制するために、バッテリの発熱や浸水への対策が求められる。
【０００３】
バッテリの過熱防止に関しては、該バッテリを冷却するための空気導入路を設けた外気冷却式の構造を備えた車両が知られている。一方、車両内への浸水に対処した車両として、例えば特許文献１では、ハイブリッド車がエンジン停止した状態で走行する場合あるいは所定位置まで水が至る状態を検知した場合に、排気管をバルブなどで閉塞する構成を開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０９−１５６３８２号公報
【特許文献２】特開２００９−１５４６９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１では、車両が渡川するときや洪水などで水位が上昇したときなどに、内燃機関の排気管から浸水する問題を解決するための構成を提案するものであり、三元触媒等の内燃機関の排気系に対する浸水対策が図られるものの、バッテリや該バッテリが配置される空気導入路への浸水対策の構成は開示していない。したがって、バッテリ及び空気導入路への浸水に対処するための新たな構成が求められていた。
【０００６】
本発明は、車両の走行中に浸水路を検知し、浸水路を走行する際にバッテリへの浸水を防止する方法及び車両を提供することを目的とする。なお、「浸水路」とは、水で浸された路面を広く含み、一般道路のみならず非舗装道路、河川や池なども含まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は、車両が浸水路を走行する際に、水の抵抗によって車速が十分出なくなることに着目した。より具体的には、同一の道路を走行する際に、アクセルペダルを踏み込んだ（アクセルオンの）状態による要求出力の値が一定（仮に１０とする）であっても、該道路が浸水していない状態であれば１００ｋｍ／ｈの車速（理論値）が出るのに対して、該道路が浸水している場合には例えば５０ｋｍ／ｈの車速しか出ない、といった現象が発生する。
【０００８】
したがって、要求出力に対する実際の車速の関係を予めデータテーブル等により登録しておき、要求出力に対する実際の車速が理論値通り又は理論値の誤差範囲内である場合には浸水路なしと判定し、要求出力に対する実際の車速の値が水の抵抗の影響を受けた低い車速である場合には現在走行中の路面が浸水路である旨を判定させることができる。
【０００９】
一方、要求出力に対して車速が十分出なくなる現象は、浸水路を走行する場合のみならず、車両で坂道を登る場合すなわち登坂時にも発生することが考えられ、さらには登坂時にも浸水路走行時と類似の傾向を示す可能性がある。例えば、上記例のアクセルオンによる要求出力値１０に対して５０ｋｍ／ｈの車速しか出ない現象は、浸水路走行時の他に、所定の傾斜角度（例えば２０度）の坂道を登る場合にも発生し得るため、かかる場合をも考慮した構成とする必要がある。
【００１０】
上記課題を解決するために、本願発明の一の側面は、車両を走行させるモータに供給される電力を蓄電する電池と、前記電池を外気で冷却するための空気導入経路とを有する車両であって、前記空気導入経路を開閉するためのバルブと、前記バルブを制御する制御手段と、を有し、前記制御手段は、車両の要求出力、車体傾斜角、及び車速の各値を検出するステップと、該検出された要求出力、車体傾斜角、及び車速の値の関係から浸水路を検知するステップと、浸水路が検知されると、前記空気導入経路を閉鎖するように前記バルブを制御するステップと、を遂行し、前記浸水路を検知するステップでは、要求出力に対する車速の値が予め登録された数値に基づく値に達せず、当該車速に対する車体傾斜角の値が予め登録された数値に基づく値に達しない場合に浸水路を検知する。
【００１１】
浸水路を検知するための一実施形態としては、路面に浸水や傾斜が無い通常の状態であるか否かを判定するための第１の閾値と、路面が所定傾斜角の登り坂になっているか否かを判定するための第２の閾値とを予め登録しておき、要求出力に対して前記車速が第１の閾値を超えたか否かを判定し、第１の閾値を超えていない場合に車体傾斜角が第２の閾値に達しているか否かを判定する第２のステップとを遂行し、前記第２のステップで前記車体傾斜角が第２の閾値に達していないと判定された場合に浸水路を検知することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本願発明によれば、車両の走行中の路面が浸水路である場合にこれを検知して空気導入経路を閉鎖することにより、バッテリへの浸水を防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本願発明の原理を説明するための概要ブロック図である。
【図２】本実施形態で使用されるデータテーブルを説明するための図である。
【図３】本願発明が適用される車両を例示した図である。
【図４】本実施形態の動作を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。図１は本願発明の基本的な原理を説明するためのブロック構成図である。図１の実施形態は、車両駆動用の電源電池であるバッテリ３０を冷却するための空気導入路を設けた外気冷却式の構造に適用された浸水路検知装置を示している。本実施形態の浸水路検知装置は、上流側から吸気管１０、バッテリ３０、排気管６０が接続された外気導入式のバッテリ冷却構造に適用されたものである。吸気管１０は、上流側から、吸気口２０、エアクリーナ４０、ファン５０、バルブ７０が設けられ、バルブ７０の下流にバッテリ３０が配置される。
【００１５】
バルブ７０は、弁体の開／閉動作によって、吸気管１０中に流入する物（気体や液体など）の下流すなわちバッテリ３０側への供給／供給阻止を切り替える機能を有する。バルブ７０の弁体の開／閉動作は、制御部１００からの制御信号に基づいて行われる。本実施形態では、電磁弁によるバルブ７０を使用するが、電動機（モーター）で駆動する電動弁によるバルブや油圧シリンダー式のバルブを用いることもできる。
【００１６】
制御部１００は、要求出力、車両の傾斜角、及び車速の各値を入力し、これらの値に基づいて、弁の開閉を切り替えるための制御信号をバルブ７０に出力する。ここで、要求出力の値は、車両内の図示しないアクセルペダルから、そのアクセル操作による値を制御部１００に供給する。本実施形態では、アクセルペダルのアクセル開度に応じて、要求出力として１，２，３，・・・１０までの整数値が制御部１００に供給される。また、車両の傾斜角の値は、車両内の図示しない角度センサの出力信号に基づいて入力され、車速の値は不図示の車速センサの出力信号に基づいて入力されることができる。
【００１７】
制御部１００は、入力した要求出力、車両の傾斜角、及び車速の各値の関係に基づいて走行中の路面の状態及び浸水路の有無を判定し、該判定結果に応じた制御信号をバルブ７０に出力することで、バルブ７０の開閉を制御する。かかる制御部１００の判定の際に使用するデータテーブルの一例を図２に示す。
【００１８】
図２では、要求出力の値が１０である場合に、通常の道路、浸水路、登坂路を走行した場合の車両の傾斜角及び車速の値を登録したデータテーブルの例を示す。なお、実際のデータテーブルは、要求出力が１０以外の値（この例では１，２，３，４，５，６，７，８，９の場合）に対する車両の傾斜角及び車速の値も同様にして登録されることになる。
【００１９】
ここで、通常の道路とは、路面に傾斜や浸水などが無い状態の道路をいう。
【００２０】
この例では、要求出力の値が１０である場合に、通常の道路では車速の理論値が１００（ｋｍ／ｈ）となり、浸水路では車速の理論値が５０（ｋｍ／ｈ）となり、２０°の傾斜角の登坂路でも車速の理論値が５０（ｋｍ／ｈ）となる車両であると仮定する。これら各値は、車両の仕様などによって異なる値となり得るため、車両毎にデータテーブルの登録値が異なることになる。
【００２１】
浸水路に対する車速の（理論）値は、道路への浸水状態（浸水の程度すなわち道路からの水位）によっても異なるが、本実施形態では、車両の吸気管１０に水が侵入し得る水位の浸水路を走行した場合の車速がデータテーブルに登録される。このような数値を登録することによって、水溜まりの点在する路面などのバッテリが浸水する虞のない水位の路面を走行する場合に、本来不必要なバルブ閉処理を行わないようにすることができる。
【００２２】
図３は、本発明が適用される車両を例示した図であり、吸気管１０、バッテリ３０及び排気管６０等の車載位置を明確にするために、点線により車両の輪郭を示している。車両１は、フロアパネル２及びダッシュパネル３を備える。フロアパネル２には、図示しない座席シート、コンソールボックスなどが固定される。
【００２３】
車両１は、バッテリ３０を備える。車両１は、バッテリ３０の電力によってモータを駆動し、このモータの駆動力により車輪を回転させる電気自動車であってもよい。或いは、車両１は、バッテリ３０の電力によってモータを駆動し、このモータの駆動力により車輪を回転させる第１の駆動経路と、内燃機関で得られた駆動力により車輪を回転させる第２の駆動経路とを動力源として兼用するハイブリッド自動車であってもよい。以下は、車両１が電気自動車の場合について説明する。
【００２４】
バッテリ３０は、フロアパネル２の下面、すなわちフロアパネル２の車両外側の外面に固定される。固定方法は、ボルトなどを用いた締結手段であってもよい。バッテリ３０は、バッテリケース３１と、図示しない複数の単電池を備える。これらの単電池は、電気的に接続されており、バッテリケース３１の内部に収容されている。単電池は、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池などの二次電池であってもよい。
【００２５】
バッテリ３０には、吸気管１０及び排気管６０が接続される。吸気管１０は、バッテリケース３１の車両前方側の端部に接続される。排気管６０は、バッテリケース３１の車両後方側の端部に接続される。本実施形態では、吸気管１０、バッテリ３０、及び排気管６０が連通するように一体接続されることで、バッテリ３０を外気で冷却するための空気導入経路が形成される。
【００２６】
吸気管１０の途中には、ファン５０が設けられる。ファン５０は、シロッコ式のファン、クロスフロー型のファン、或いはプラペレ式のファンであってもよい。吸気管１０におけるファン５０の上流側には、エアクリーナ４０が位置する。吸気管１０の上流側端部には、吸気口２０が位置する。エアクリーナ４０及び吸気口２０は車両前方のエンジンルーム５内に位置する。排気管６０の排気口６１は後部バンパ８０内に位置する。さらに、吸気管１０におけるファン５０の下流側には、上述したバルブ７０が設けられる。
【００２７】
かかる車両１では、ファン５０が駆動される場合、或いはファン５０の駆動に関わりなく車両１の走行時には、吸気口２０を介して吸気管１０内に空気が導入される。吸気管１０に導入された空気は、エアクリーナ４０において洗浄され、埃などの異物が除去される。エアクリーナ４０で洗浄された空気は、バッテリケース３１内に流入し、バッテリケース３１内に収容された各単電池を冷却する。バッテリ３０を冷却することにより温度上昇した空気は、排気管６０を通って排気口１１から車外に排気される。
【００２８】
図１及び図３からも分かるように、吸気管１０、バッテリ３０、及び排気管６０による流体経路（空気導入経路）が形成された構造体において、吸気口２０及び排気口６１は、路面からある程度高い位置に設けられる。したがって、かかる構造体を有する車両１が少々の水たまりがある路面を走行する程度では、上記流体経路内に水が侵入することは無い。
【００２９】
他方、車両１が、洪水などで水位が上昇した道路を走行する場合や川渡するような場合には、その水位や水の流れや跳ね等の状態によっては、吸気口２０、吸気管１０を介してバッテリ２０に水が侵入するおそれがある。このため、車両１では、走行時に、浸水路の検知及びバルブ７０の開閉の処理を行うようになっている。すなわち、本実施形態の車両１では、走行中の道路の状態を判定し、吸気口２０から水が侵入する可能性のある浸水路を走行する場合に、バッテリ３０に水が侵入しないようにバルブ７０を閉める処理を行う。
【００３０】
以下、図４のフローチャートを参照して、走行時におけるバルブ７０の開閉処理について詳細に説明する。なお、初期状態ではバルブ７０は開状態とされる。
【００３１】
車両１の走行開始時に、制御部１００は、アクセルによる要求出力、車両の傾斜角、及び車速の各値の入力を開始する（ステップＳ１，Ｓ２，Ｓ３）。上述のように、要求出力の値は不図示のアクセルペダルの出力信号に基づいて入力され、車両の傾斜角の値は車両内の不図示の角度センサの出力信号に基づいて入力され、車速の値は不図示の車速センサの出力信号に基づいて入力される。なお、これら各値の入力はこの順序に限定されるものではないことは勿論である。
【００３２】
ステップＳ４で、制御部１００は、上述したデータテーブルを参照して、要求出力の値（例えば１０）に対して車速の値が所定値（第１の閾値、例えば５０ｋｍ／ｈ）を超えるか否かを判定し、ＹＥＳすなわち所定値を超えた場合にはステップＳ５で浸水路の走行ではないと判定して上述したステップＳ１〜３に戻り、一方、ＮＯすなわち所定値を超えていない場合には、浸水路の可能性ありとみなしてステップＳ６に進む。
【００３３】
ステップＳ６で、制御部１００は、上述したデータテーブルを参照して、車両の傾斜角が所定値（第２の閾値、例えば２０°）に達しているか否かを判定し、ＹＥＳすなわち所定値に達している場合にはステップＳ５で浸水路の走行ではない（坂道の走行である）とみなして上述したステップＳ１〜３に戻り、一方、ＮＯすなわち所定値に達していない場合には浸水路検知のステップＳ７に進む。
【００３４】
ステップＳ７で、制御部１００は、現在走行中の道路が浸水路であるとみなしてステップＳ８に進む。ステップＳ８で、制御部１００は、バルブの弁を閉鎖するようにバルブ７０に制御信号を出力する。かかる動作により、吸気管１０が閉塞され、吸気管１０内の流体の移動がバルブ７０の地点で阻止されるので、当該流体はバルブ７０の下流のバッテリケース３１内に流入することがない。したがって、浸水路走行により水が万一吸気口２０から吸気管１０内に侵入してしまった場合でも、バッテリ３０への浸水を防ぐことができる。
【００３５】
ステップＳ９で、制御部１００は、上述した要求出力、車両の傾斜角、及び車速の各値を監視して浸水路を脱したかについて判定し、ＹＥＳすなわち浸水路を脱したと判定されるまでステップＳ９の監視及び判定を繰り返し、脱したと判定されるとステップＳ１０に進む。この判定は、上述したステップＳ４及びＳ６の処理を行い、要求出力の値に対して車速の値が所定値（第１の閾値）を超えた場合（ステップＳ４でＹＥＳ）、或いは車両の傾斜角が所定値（第２の閾値）に達する場合（ステップＳ６でＹＥＳ）に浸水路を脱したものと判定する。
【００３６】
ステップＳ１０で、制御部１００は、弁を開放するようにバルブ７０に制御信号を出力する。かかる動作により、吸気口２０から吸気管１０内に再び空気が導入され、当該空気が上述のように、エアクリーナ４０、ファン５０、及びバルブ７０を通過してバッテリケース３１内に流入し、バッテリケース３１内に収容された各単電池を冷却し、温度上昇した空気が排気管６０を通って排気口１１から車外に排気される。
【００３７】
このように、本実施形態では、車両の走行時における各路面（すなわち通常道路、浸水路、傾斜路）での要求出力に対する車速の値を予め定義し、車両走行中にリアルタイムで入力される要求出力、傾斜角、車速の各値の関係から走行中の路面が浸水路であるか否かを判定して浸水路を検知し、浸水路が検知された場合にバルブ閉処理を行いバッテリに連通する経路を閉鎖する構成としたので、バッテリ３０への浸水を防止することが可能となる。
【００３８】
また、本実施形態によれば、浸水路を脱した際には速やかにバルブ開処理を行いバッテリ３０に連通する経路が開かれるので、長時間外気が供給されなくなることによるバッテリ３０の過熱が回避される。
【００３９】
（変形例１）
上述した実施形態ではデータテーブルに登録した数値をそのまま浸水路の検知の判定の閾値として使用する場合を説明したが、これに限定されず、データテーブルに登録した数値に誤差等を考慮した値（加重値）を加減または積算して浸水路の検知の判定の閾値として使用することもできる。
【００４０】
（変形例２）
上述した実施形態ではバルブ７０の位置をバッテリ３０の上流側として、浸水路の検知時に吸気管１０を閉鎖する構成としたが、これに限定されず、バッテリ３０の下流側にもバルブ７０を設け、浸水路の検知時に両方のバルブ７０の閉処理を行って、バッテリ３０の上流側の吸気管１０及び下流側の排気管６０の両方を閉鎖する構成とすることもできる。
【符号の説明】
【００４１】
１０  吸気管  ２０  吸気口  ３０  バッテリ  ４０  エアクリーナ
５０  ファン  ６０  排気管  ６１  排気口    ７０  バルブ  
８０  後部バンパ  １００  制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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