JP2007234368A - 車両用の電源装置 - Google Patents

Abstract

【課題】搭載される車両の車種や遮音性等に関係なく、送風ファンの運転音を騒音でマスクしながら効率よく電池を冷却する。
【解決手段】車両用の電源装置は、電池ユニット１の電池を冷却する送風ファン５に供給する電力を、制御回路２が、スイッチング素子９をオンオフするデューティーでコントロールしている。制御回路２は、電池ユニット１の電池温度を検出する温度検出回路４を接続しており、電池温度が高くなると送風ファン５に供給する電力を増加する。さらに、制御回路２は、車内の騒音と、車両に搭載されるスピーカー１８の出力のいずれか又は両方の音響レベルを検出する音響レベル検出回路１５を接続している。制御回路２は、電池温度と音響レベルの両方を変数としてスイッチング素子９をオンオフするデューティーを変更し、電池温度が高くなり、あるいは音響レベルが高くなると、送風ファン５に供給する電力が増加するように制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、送風ファンで空気を送風して電池を冷却する車両用の電源装置に関し、とくに送風ファンの運転音をドライバーの耳障りな騒音とならないようにして、電池を冷却する電源装置に関する。

電気自動車やハイブリッドカー等の車両に搭載される電源装置は、車両を走行させるモーターを駆動するために、大容量の二次電池を内蔵している。この電源装置は、発熱量の大きい電池ユニットを備えるので、温度が異常に高くならないように、送風ファンで電池ユニットの電池を強制冷却している。送風ファンは、電池の温度が高くならないように冷却するので、電池の温度が高くなると運転される。送風ファンの運転は、内蔵される制御回路でコントロールされる。制御回路は、電池の温度を検出して、検出した温度が設定温度よりも高くなると送風ファンを運転して電池を冷却する（特許文献１参照）。

この公報に記載される電源装置は、電池の温度で送風ファンに供給する電力のデューティーを変更する。デューティーは、送風ファンの電源スイッチを一定の周期でオンオフに切り換えるタイミング、すなわちパルス幅を変更するＰＷＭでコントロールされる。デューティーは、電源スイッチをオンオフにする１周期の時間（Ｔ）に対するオン時間（ｔ）の比率（ｔ／Ｔ）で特定される。デューティーを大きくすると、送風ファンに供給される電力が大きくなり、デューティーを１００％とする状態では電源スイッチは連続してオン、デューティーを５０％とする状態では電源スイッチは１周期の半分の時間オン、デューティーを０％とする状態では電源スイッチは常にオフとなる。したがって、電源スイッチをオンにするパルス幅を変更するＰＷＭは、デューティーを変更して、送風ファンに供給する電力をコントロールできる。

前述の公報は、電源モジュールの温度が高くなるとデューティーを大きくして、送風ファンに供給する電力を大きくする。すなわち、電源モジュールの温度が高くなると送風ファンの回転を速くして、電源モジュールに供給する空気の流速を速くして効率よく冷却する。電源モジュールの温度が低くなると、デューティーを小さくして、送風ファンへの供給電力を小さくコントロールする。この状態で、電源モジュールの冷却は少なくなるが、温度が低いので異常な温度に上昇することはない。

以上の電源装置は、送風ファンへの供給電力をコントロールするが、電源モジュールの温度が高くなって送風ファンへの供給電力が大きくなると、送風ファンからの騒音が大きくなる。送風ファンは、電気自動車やハイブリッドカーに搭載されるので、供給電力が大きくなって回転速度が速くなると、車内の騒音レベルが大きくなって静かにできなくなる欠点がある。とくに、ハイブリッドカーは、停車中にエンジンが停止されると、車内が極めて静かになるので、送風ファンの騒音が極めて耳ざわりになる欠点がある。この欠点は、送風ファンへの供給電力を小さくして解消できるが、この方法では電源モジュールの温度が異常に高くなって、電源モジュールに温度障害を与えることがある。電源モジュールを効果的に冷却することと、室内の騒音レベルを低くすることは互いに相反する特性であって、両方を満足できない。ただ、電気自動車やハイブリッドカーは、常にエンジンを停止しない車両とは比較にならないほど低い騒音レベルが要求される。

本発明者は、電気自動車やハイブリッドカー等の車両に使用されて、車内の人の耳に聞こえる騒音を低下させながら、電池を効率よく冷却して電池の温度障害を防止する車両用の電源装置を開発した（特許文献２参照）。
特開２００２−５１４７９号公報 特開２００５−１８４９７号公報

特許文献２の電源装置は、制御回路でもって、電池温度を検出すると共に、車両の車速とエンジン回転数のいずれか又は両方を検出し、電池温度と、車速又はエンジン回転数の一方又は両方を変数としてスイッチング素子をオンオフするデューティーを変更して、送風ファンの供給電力をコントロールする。電池温度が高くなり、あるいは車速が速くなり、あるいは又エンジン回転数が大きくなると、スイッチング素子をオンオフに切り換えるデューティーを大きくして、送風ファンへの供給電力を増加させる。

この構造の電源装置は、車速が速くなり、またエンジン回転数が速くなって騒音が大きくなると、送風ファンに電力を供給する電力を大きくする。車両の車内騒音は速度が速くなると大きくなる。また、エンジン回転数が大きくなっても騒音は高くなる。したがって、車速やエンジン回転数が上がる状態で、送風ファンに電力を供給するスイッチング素子をオンオフするデューティーを大きくして送風ファンを速く回転させても、ドライバーは送風ファンの運転音を耳ざわりな騒音として聞くことはない。車両やエンジンの騒音が、送風ファンの運転音をマスクして、耳の感度を低下させるからである。人の耳が有するマスク効果は、大きな音を聞くときに耳の感度が低下する現象である。車内騒音で耳の感度が低下して、送風ファンの運転音が聞こえなくなるので、車内騒音が送風ファンの運転音よりも所定のレベル大きいと、送風ファンの運転音は全く聞こえなくなる。心理的に聞こえ難くなるのではなくて、全く聞こえなくなる。したがって、人の耳のマスク効果を有効に利用して、送風ファンの運転音を聞こえなくできる。ただ、特許文献２の電源装置は、種々の車両に搭載されて、送風ファンの運転音を聞こえない状態としながら、送風ファンで電池を効果的に冷却するのが難しい欠点がある。それは、車種によって、車速やエンジン回転数で音響レベルが大幅に異なるからである。車両は、車速が速くなってエンジンの回転数が高くなると騒音は増加する傾向にあるが、車速とエンジン回転数が同じであっても、車種によって遮音性が異なり、また装着するタイヤによって音響レベルが相当に相違する。遮音性の優れた車両は、車速が速く、エンジン回転数が高くても、音響レベルは相対的に低くなる。また、タイヤもパターンやゴム質、路面の状態によって車速が同じであっても音響レベルは著しく変化する。したがって、車速やエンジン回転数を検出して送風ファンの回転速度をコントロールする電源装置は、車両の遮音性やタイヤのパターンノイズによって音響レベルが異なるので、送風ファンの運転音を騒音で効果的にマスクしながら、送風ファンの運転をコントロールするのが難しい。

本発明は、さらにこの欠点を解決することを目的に開発されたものである。本発明の重要な目的は、搭載される車両の車種や遮音性等に関係なく、送風ファンの運転音を騒音でマスクしながら効率よく電池を冷却できる車両用の電源装置を提供することにある。

本発明の車両用の電源装置は、前述の目的を達成するために以下の構成を備える。
車両用の電源装置は、複数の電池を備える電池ユニット１と、この電池ユニット１に強制送風して電池を冷却する送風ファン５と、この送風ファン５に供給する電力を制御するスイッチング素子９と、このスイッチング素子９を所定の周期で繰り返しオンオフするデューティーを変更して送風ファン５への供給電力をＰＷＭのパルス幅でコントロールする制御回路２とを備える。制御回路２は、電池ユニット１の電池温度を検出する温度検出回路４を接続している。制御回路２は、温度検出回路４で検出される電池温度が高くなると、スイッチング素子９をオンオフするデューティーを大きくして、送風ファン５に供給する電力が増加するように制御する。さらに、制御回路２は、電源装置を搭載する車内の騒音と、車両に搭載されるスピーカー１８の出力のいずれか又は両方の音響レベルを検出する音響レベル検出回路１５を接続している。制御回路２は、温度検出回路４で検出される電池温度と、音響レベル検出回路１５で検出される音響レベルの両方を変数としてスイッチング素子９をオンオフするデューティーを変更し、電池ユニット１の電池温度が高くなり、あるいは音響レベルが高くなると、スイッチング素子９をオンオフするデューティーを大きくして送風ファン５に供給する電力が増加するように制御する。

本発明の車両用の電源装置は、音響レベル検出回路１５が、車内騒音とスピーカー出力のいずれか又は両方を含む音響信号を周波数分析して特定周波数成分の音響レベルを検出する周波数分析部１９を備えることができる。この電源装置は、周波数分析部１９で検出される特定周波数成分の音響レベルが大きくなると、制御回路２が、スイッチング素子９をオンオフするデューティーを大きくして送風ファン５に供給する電力が増加するように制御することができる。

本発明の車両用の電源装置は、制御回路２が、電池温度と音響レベルを変数として送風ファン５のスイッチング素子９をオンオフするデューティーを演算する関数を記憶して、音響レベルと電池温度を検出してデューティーを演算して、演算されたデューティーで送風ファン５への供給電力をコントロールするスイッチング素子９をオンオフすることができる。

本発明の車両用の電源装置は、制御回路２が、音響レベル検出回路１５で検出される音響レベルに基づいて、送風ファン５のスイッチング素子９をオンオフする最大デューティーを特定し、電池温度を検出してオンオフにスイッチングされるスイッチング素子９のデューティーを、最大デューティー以下に制御して送風ファン５を運転して電池を冷却することができる。

本発明の車両用の電源装置は、音響レベル検出回路１５が、車内騒音の音響レベルと、スピーカー出力の音響レベルの両方を検出し、車内騒音の音響レベルとスピーカー出力の音響レベルの大きい音響レベルでもって、スイッチング素子９をオンオフに切り換えるデューティーを特定することができる。

本発明の車両用の電源装置は、搭載される車両の車種や遮音性、さらにはタイヤのパターンノイズに関係なく、送風ファンの運転音を車内の騒音でマスクして、電池を効率よく冷却できる特徴がある。それは、本発明の電源装置が、音響レベル検出回路でもって、車内の騒音と、車両に搭載されるスピーカー出力のいずれか又は両方の音響レベルを検出し、この音響レベルと電池温度の両方からスイッチング素子をオンオフするデューティーを変更し、スイッチング素子で送風ファンを運転をコントロールするからである。とくに、本発明の電源装置は、送風ファンの運転音をマスクする騒音の音響レベルを検出して、この音響レベルで送風ファンの運転をコントロールするので、音響レベルでもって送風ファンの運転音を確実にマスクするように運転できる。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するための車両用の電源装置を例示するものであって、本発明は車両用の電源装置を以下のものに特定しない。

さらに、この明細書は、特許請求の範囲を理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲」および「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。

図１は、ハイブリッドカーに搭載される充電装置を示す。この図の電源装置は、自動車を走行させるモーター３を駆動する電池ユニット１を搭載している。電池ユニット１は、複数の電池を直列または並列に接続したもので、電池にはニッケル−水素電池、リチウムイオン二次電池、ニッケル−カドミウム電池等の二次電池が使用される。ハイブリッドカーは、電池ユニット１の電池を充電するための発電機１１を充電器として搭載している。充電器である発電機１１は、エンジン１０で駆動され、あるいは自動車が減速するときに車輪１３で駆動されて、電池ユニット１の電池を充電する。電源装置は、電池ユニット１の充電と放電を制御し、また冷却用の送風ファン５に運転を制御するための制御回路２を備える。この制御回路２には、電池ユニット１の電池温度を検出する温度検出回路４を接続している。温度検出回路４は、電池に熱結合して電池温度を検出する温度センサー２０を接続している。

さらに、電源装置は、電池ユニット１に内蔵される電池温度が上昇したときに冷却する送風ファン５と、この送風ファン５に供給する電力を制御するスイッチング素子９を備える。送風ファン５は、空気を強制的に電池ユニット１の内部に送風して電池を強制冷却する。送風ファン５は、電池ユニット１の電池に強制送風するファン７と、このファン７を回転させるファンモーター８を備える。スイッチング素子９は、ファンモーター８に供給する電力を制御する。スイッチング素子９は、鉛バッテリーである電装用バッテリー６からファンモーター８に電力を供給する。電装用バッテリー６は、電池ユニット１の電圧をダウンコンバータ１２で電圧を降圧して充電され、あるいはエンジンで発電される発電機で充電される。送風ファンのファンモーターは、ダウンコンバータで電池ユニットの電圧を降圧して電力を供給することもできる。

ダウンコンバータ１２は、電池ユニット１の電圧を、ファンモーター８を駆動する電装用バッテリー６の直流電圧に降圧する。電池ユニット１の出力は直流であるから、ダウンコンバータ１２はＤＣ／ＤＣコンバータである。スイッチング素子９は、電装用バッテリー６から供給される直流電圧をスイッチングして、送風ファン５のファンモーター８に供給する平均電力を制御する。スイッチング素子９がオンとオフに切り換えられる比率、すなわち１周期におけるオン時間の比率であるデューティーを変更して、すなわちＰＷＭのパルス幅で供給電力をコントロールする。ＰＷＭのデューティーは、０〜１００％の範囲で調整され、デューティー０％はスイッチング素子９を常時オフとする状態、デューティー１００％はスイッチング素子９を常時オンにする状態、デューティー５０％はオン時間とオフ時間を同じ時間とする状態である。

ＰＷＭのデューティーを小さくすると、送風ファン５への供給電力は少なくなってファンモーター８の回転速度が低下し、送風ファン５の風量は減少して運転音も小さくなる。反対に、ＰＷＭのデューティーを大きくすると、送風ファン５への供給電力が大きくなって、ファンモーター８の回転速度が速くなり、冷却風量が増加して運転音も大きくなる。スイッチング素子９をオンオフにするデューティーは制御回路２でコントロールされる。

さらに、ハイブリッドカーは、電池ユニット１から電力が供給されて自動車を走行させるモーター３を備えている。モーター３は、遊星歯車機構などの動力伝達機構を介して自動車の車輪１３に連結されて、車輪１３を駆動する。ハイブリッドカーはモーター３とエンジン１０の両方で走行される。モーター３とエンジン１０が車輪１３を駆動する割合は、車両制御装置１４で制御される。

電池ユニット１は、モーター３に電力を供給して放電され、エンジン１０や車輪１３で駆動される発電機１１である充電器で充電される。発電機１１は、エンジン１０で駆動され、又は車輪１３に駆動されて、電池ユニット１の電池を充電する。車輪１３は、ブレーキを踏んで減速するとき、あるいは坂道を下るときに発電機１１を駆動する。車輪１３が発電機１１を回転させると、車輪１３にブレーキ力が発生する。したがって、この状態で自動車は回生ブレーキで減速される。回生ブレーキの制動力は、発電機１１がバッテリーを充電する電流で制御される。バッテリーの充電電流を大きくすると、回生ブレーキの制動力は増加する。

制御回路２は、電池ユニット１の電池の電圧や温度を検出して、電池ユニット１の電池が満充電されたことを検出する。電池ユニット１の電池が満充電されると、制御回路２は充電を停止して、電池ユニット１の電池が過充電されるのを防止する。過充電されて電池が劣化するのを防止するためである。

発電機１１がエンジン１０と車輪１３の両方で駆動されるハイブリッドカーは、制御回路２が発電機１１とエンジン１０の両方を制御して、満充電された電池の充電を停止する。発電機がエンジンでは駆動されず、車輪のみで駆動されるハイブリッドカーは、制御回路が発電機のみを制御して、電池の充電を停止する。

さらに、制御回路２は、電源装置を搭載する車内の騒音と、車両に搭載されるスピーカー１８の出力のいずれか又は両方の音響レベルを検出する音響レベル検出回路１５を接続している。この制御回路２は、温度検出回路４で検出される電池温度と、音響レベル検出回路１５で検出される音響レベルの両方を変数としてスイッチング素子９をオンオフするデューティーを変更する。電池ユニット１の電池温度が高くなり、あるいは音響レベルが高くなると、スイッチング素子９をオンオフするデューティーを大きくして、送風ファン５に供給する電力を増加させてファンモーター８の回転速度が速くする。

電池ユニット１の電池温度を検出することに加えて、車内騒音とスピーカー出力の音響レベルを検出して、スイッチング素子９をオンオフに切り換えるデューティーを変更する。制御回路２は、車内騒音とスピーカー出力のいずれかを検出して、スイッチング素子９のデューティーを変更する。ただ、制御回路は、電池温度に加えて、車内騒音とスピーカー出力の両方でスイッチング素子をオンオフに切り換えるデューティーを変更することもできる。

制御回路２は、音響レベル検出回路１５で車内騒音とスピーカー出力を検出する。音響レベル検出回路１５は、車内に設けたマイク１６の出力をアンプで増幅して車内騒音とスピーカー出力の両方を検出する。マイク１６は、図２に示すように、天井に設けられ、あるいは天井に連結しているピラーに、あるいはまたシートの枕に設けられる。マイク１６は、車内の全ての音を集音する。したがって、マイク１６の音をアンプで増幅する音響レベル検出回路１５は、車内騒音とスピーカー出力の両方の音響レベルをトータルして検出できる。

音響レベル検出回路１５は、スピーカー１８に接続している車載アンプ１７の出力を検出して、マイクを使用することなく、車載アンプ１７から直接に電気信号を検出してスピーカー出力の音響レベルを検出できる。マイク１６とアンプから車内騒音の音響レベルを検出し、また、車載アンプ１７の出力からスピーカー出力を検出する音響レベル検出回路１５は、車内騒音とスピーカー出力を独立して音響レベルを検出できる。この音響レベル検出回路１５は、車内騒音とスピーカー出力の大きい音響レベルで送風ファン５の電力供給をコントロールするスイッチング素子９のデューティーを決定する。

さらに、音響レベル検出回路１５は、車内騒音とスピーカー出力のいずれか又は両方を含む音響信号を周波数分析して、特定周波数成分の音響レベルを検出する周波数分析部１９を備える。周波数分析部１９は、送風ファン５の運転音を周波数分析してピークレベルとなる周波数を通過させる帯域通過フィルターである。また、周波数分析部１９は、マイク１６で検出し、あるいは車載アンプ１７の出力から検出した音響信号をＡ／Ｄコンバータでデジタル信号に変更し、デジタル信号を演算して、各々の周波数成分の音響レベルとして分析し、送風ファン８の運転音のピークレベルとなる周波数の音響レベルを検出する演算回路で実現することもできる。周波数分析部１９を有する音響レベル検出回路１５は、送風ファン８の運転音に近似する周波数の音響レベルを検出するので、車内騒音やスピーカー出力で送風ファン８の運転音をより効果的にマスクできる。それは、送風ファン８の運転音のピークレベルとなる周波数に近い車内騒音やスピーカー出力の音が、送風ファン８の運転音を効果的にマスクするからである。ただ、音響レベル検出回路１５は、必ずしも周波数分析部を設ける必要はない。それは、送風ファンの運転音の周波数と異なる周波数の車内騒音やスピーカー出力も、送風ファン８の運転音をマスクできるからである。

電池温度と音響レベルでスイッチング素子９をＰＷＭするデューティーを制御する制御回路２は、温度検出回路４が電池ユニット１の電池温度を温度センサー２０で検出し、音響レベル検出回路１５が車内の音響レベルを検出し、電池温度と音響レベルの両方を変数としてスイッチング素子９をオンオフするデューティーを変更する。この制御回路２は、電池ユニット１の電池温度が高くなり、あるいは音響レベルが高くなると、スイッチング素子９をオンオフするデューティーを大きくして送風ファン５への供給電力が増加するように制御する。

この制御回路２は、電池温度と音響レベルを変数として、送風ファン５のデューティーを演算する関数を記憶している。この関数から、音響レベルと電池温度を変数としてデューティーを演算し、演算されたデューティーでスイッチング素子９をオンオフして、送風ファン５への供給電力コントロールする。制御回路２は、以下の関数(1)でスイッチング素子９のデューティーを演算できる。
ＤＵＴＹ＝ＰＷＭ＿ｒ＋Ｃ１×音響レベル＋Ｃ２＿ｍｏｄ×（電池温度−Ｔ＿ｒ）………(1)
ただし、この式(1)において、符号は以下のように定義される。
ＰＷＭ＿ｒ……ＰＷＭの基準値
Ｃ１……………音響レベルの定数
Ｃ２……………Ｃ２＿ｍｏｄを計算するために基準値
Ｃ３……………電池温度の乗数
Ｔ＿ｒ…………定数
Ｃ２＿ｍｏｄ＝Ｃ２＋Ｃ３（電池温度−Ｔ＿ｒ）

この式で演算されるデューティーは、電池温度が高くなり、かつ音響レベルが高くなると大きくなるので、電池温度が高くなって音響レベルが高くなると、スイッチング素子９のオン時間が長くなり、送風ファン５のファンモーター８に供給される電力が大きくなって、送風ファン５が多量の冷却空気を電池ユニット１の電池に送風する。したがって、電池ユニット１の電池はより効果的に冷却される。したがって、温度が上昇した電池は、効率よく冷却されて温度上昇が制限され、あるいは温度が低下される。また、音響レベルが高くなると送風ファン５の回転が速くなって騒音レベルは高くなるが、車両の騒音レベルも高くなって送風ファン５の騒音が聞こえなくなる。

人間の耳は、マスク効果という独特の現象がある。マスク効果は、特定の音を聞き取る耳の感度が、周囲の騒音で低下する現象である。この現象は、騒音が邪魔になって、感覚的に特定の音を聞き難くなるのではない。騒音が耳の感度を低下させるので、いかに注意して特定の音を聞こうとしても、全く聞こえなくなる生理的な現象である。すなわち、人間の耳は、耳に入る音の大きさで感度を自動調整している。耳に入る音のレベルが最小のとき、耳の感度が最高に高くなって、極めて小さい音を聞くことができる状態となる。しかしながら、耳に入る音が大きくなるにしたがって、耳は自動的に感度を鈍くして、小さい音を聞き取りできなくする。この状態は、気分的に、あるいは感覚的に聞き取り難くなるのではなく、耳の感度が低下すると、小さい音はいかに神経を集中して聞こうとしても、耳の聞き取り能力が低下するので全く聞き取りできなくなる。とくに、耳は聞き取りしようとする音の周波数が、騒音の周波数に近いほど、騒音で特定の音がマスクされて、聞き取りできなくなる効果が大きくなる。このため、自動車が走行して発生するタイヤのロードノイズや風切音等の騒音の周波数帯域が、送風ファンの騒音の周波数帯域に近いと、自動車の騒音が送風ファンの騒音をマスクして聞こえなくする効果が大きくなり、送風ファンの騒音が聞こえなくなる。自動車は速度が速くなるにしたがって騒音が大きくなる。したがって、音響レベルが高くなって自動車の騒音が大きくなると、送風ファンを速く回転しても、送風ファンの騒音が耳ざわりになることがない。

さらに、制御回路２は、電池温度と車内騒音の音響レベルとスピーカー出力の音響レベルを変数として、スイッチング素子９をオンオフに切り換えるデューティーを演算することもできる。この制御回路２は、以下の式(2)でデューティーを演算することができる。
ＤＵＴＹ＝ＰＷＭ＿ｒ＋Ｃ１×車内騒音の音響レベル＋Ｃ４×スピーカー出力の音響レベル＋Ｃ２＿ｍｏｄ×（電池温度−Ｔ＿ｒ）………(2)
ただし、この式(2)において、符号は以下のように定義される。この式(2)において、Ｃ１は、式(1)のＣ１と必ずしも同じ値とすることはない。
ＰＷＭ＿ｒ……ＰＷＭの基準値
Ｃ１……………車内騒音の音響レベルの定数
Ｃ４……………スピーカー出力の音響レベルの定数
Ｃ２……………Ｃ２＿ｍｏｄを計算するために基準値
Ｃ３……………電池温度の乗数
Ｔ＿ｒ…………定数
Ｃ２＿ｍｏｄ＝Ｃ２＋Ｃ３（電池温度−Ｔ＿ｒ）

この場合は、電池温度が高くなり、車内騒音の音響レベルが高くなって、スピーカー出力が大きくなると、デューティーが大きくなる。したがって、電池温度が高くなり、車内騒音の音響レベルが高くなり、スピーカー出力が大きくなると、スイッチング素子９がファンモーター８に供給する電力が大きくなり、送風ファン５が多量の空気を電池に送風して効果的に冷却する。このとき、送風ファン５の騒音も大きくなるが、車内騒音とスピーカー出力の音響レベルも大きくなるので、自動車の騒音に送風ファンの騒音がマスクされて聞き取り難くくなり、送風ファン５の騒音が耳ざわりになることはない。

制御回路２は、電池温度に対する温度デューティーと、音響レベルに対する音響レベルデューティーを記憶回路（図示せず）に記憶して、検出する電池温度と音響レベルから記憶している温度デューティーと音響レベルデューティーを特定し、特定された温度デューティーと、音響レベルデューティーのいずれかを選択して、送風ファン５への供給電力をコントロールするスイッチング素子９をオンオフするデューティーを変更することもできる。

図３は制御回路２の記憶回路に記憶される電池温度に対する温度デューティーを示し、図４は音響レベルに対する音響レベルデューティーを示す。この制御回路２は、検出する電池温度から温度デューティーを、音響レベルから音響レベルデューティーを検出し、検出した温度デューティーと音響レベルデューティーから大きいデューティーを選択し、選択されたデューティーで送風ファン５のスイッチング素子９をオンオフに切り換える。

さらにまた、制御回路２は、電池温度に対する温度デューティーと、車内騒音の音響レベルに対する第１の音響レベルデューティーと、スピーカー出力に対する第２の音響レベルデューティーを記憶回路（図示せず）に記憶して、検出する電池温度と、第１と第２の音響レベルから記憶している温度デューティーと、第１及び第２の音響レベルデューティーを特定し、特定された温度デューティーと第１と第２の音響レベルデューティーのいずれかを選択して、送風ファン５への供給電力をコントロールするスイッチング素子９をオンオフするデューティーを変更することもできる。この制御回路２は、検出する電池温度と音響レベルから、温度デューティーと音響レベルデューティーを検出し、検出したものから最も大きいデューティーを選択し、選択されたデューティーで送風ファン５のスイッチング素子９をオンオフに切り換える。

制御回路２は、図５に示す以下のステップで送風ファン５のスイッチング素子９を制御して、電池ユニット１の電池を冷却する。
［ｎ＝１のステップ］
制御回路２が、電池ユニット１の電池温度を検出する。
［ｎ＝２のステップ］
制御回路２が、音響レベル検出回路１５で車内騒音とスピーカー出力の音響レベルを検出する。
［ｎ＝３、４のステップ］
電池温度が、送風ファン５の運転温度である２５℃よりも高いかどうかを判定する。このフローチャートは、電池温度が２５℃よりも高いと送風ファン５を運転する状態を示している。電池温度が送風ファン５の運転温度である２５℃よりも高くないとき、すなわち低いときは、ｎ＝４のステップで送風ファン５のスイッチング素子９をオフにする。
ただ、送風ファン５を運転する電池温度は、このステップで変更できる。たとえば、電池温度が２０℃よりも高いときに送風ファン５を運転する場合、このステップで電池温度を送風ファン５の運転温度である２０℃よりも高いかどうかを判定する。送風ファン５の運転温度を２０℃とするのは、たとえば、外気温度が設定温度よりも高いときである。電源装置は、外気温度が高い環境下で使用されると、電池温度の急な上昇が予想される。このような場合には、制御回路は、送風ファンを運転する電池温度を低く変更することができる。この制御回路は、電池温度だけでなく外気温度も検出して、この外気温度を設定温度と比較し、外気温度が設定温度よりも高いときに、送風ファンの運転温度を低くする。
［ｎ＝５のステップ］
制御回路２は、電池温度と音響レベルからＰＷＭのデューティー、すなわち送風ファン５のスイッチング素子９をオンオフに切り換えるデューティーを演算する。
［ｎ＝６、７のステップ］
演算したファンのデューティーが最高のリミット値よりも大きいかどうかを判定し、最高のリミット値よりも大きいと、最高のリミット値に設定する。最高のリミット値は１００％とする。最高のリミット値を１００％にすると、デューティーが最高のリミット値において、スイッチング素子９は連続してオンになる。ただし、最高のリミット値は１００％以下にすることもできる。
［ｎ＝８、９のステップ］
演算したファンのデューティーが最低のリミット値よりも小さいかどうかを判定し、最低のリミット値よりも小さいと、最低のリミット値に設定する。最低のリミット値を４０％にすると、デューティーが最低のリミット値において、スイッチング素子９は１周期の４０％の時間にオン、残りの６０％の時間はオフに切り換えられる。最低のリミット値は４０％以下に、あるいは４０％以上とすることもできる。
［ｎ＝１０のステップ］
以上のステップで特定されたデューティーで、スイッチング素子９をオンオフに切り換える状態で、送風ファン５を運転する。

制御回路２は、以上のｎ＝１〜１０のステップを一定の周期、たとえば１００ｍｓｅｃで繰り返して、送風ファン５の運転を制御する。

以上の制御回路２は、デューティーを電池温度と、車内騒音の音響レベルとスピーカー出力の音響レベルから演算して送風ファン５を運転するが、制御回路２は、デューティーを電池温度と車内騒音の音響レベルのみから演算し、あるいは電池温度とスピーカー出力のみから演算して、送風ファン５を運転を制御することもできる。

さらに、制御回路２は、記憶回路に記憶するデーターからデューティーを演算して図６に示す以下のステップで送風ファン５の運転を制御することもできる。
［ｎ＝１のステップ］
制御回路２が、電池ユニット１の電池温度を検出する。
［ｎ＝２のステップ］
制御回路２が、音響レベル検出回路１５で車内の音響レベル信号を検出する。
［ｎ＝３、４のステップ］
電池温度が、送風ファン５の運転温度である２５℃よりも高いかどうかを判定する。このフローチャートは、電池温度が２５℃よりも高いと送風ファン５を運転する状態を示している。送風ファン５を運転する電池温度は、このステップで変更できる。たとえば、電池温度が２０℃よりも高いときに送風ファン５を運転する場合、このステップで電池温度を送風ファン５の運転温度である２０℃よりも高いかどうかを判定する。電池温度が送風ファン５の運転温度である２５℃よりも高くないとき、すなわち低いときは、ｎ＝４のステップで送風ファン５のスイッチング素子９をオフにする。
［ｎ＝５、６のステップ］
制御回路２は、記憶回路に記憶しているデーターに基づいて、電池温度から温度デューティーを、音響レベルから音響レベルデューティーを求める。
［ｎ＝７〜９のステップ］
音響レベルデューティーが温度デューティー以上であるかどうかを判定し、音響レベルデューティーが温度デューティー以上であると、スイッチング素子９をオンオフして送風ファン５を運転するデューティーを音響レベルデューティーとする。音響レベルデューティーが温度デューティー以上でない、いいかえると温度デューティーが音響レベルデューティーよりも大きいと、送風ファン５を運転するデューティーを温度デューティーとする。

［ｎ＝１０のステップ］
以上のステップで特定されたデューティーで、スイッチング素子９をオンオフに切り換える状態として、送風ファン５を運転する。

制御回路２は、以上のｎ＝１〜１０のステップを一定の周期、たとえば１００ｍｓｅｃで繰り返して、送風ファン５の運転を制御する。

本発明の一実施例にかかる車両用の電源装置のブロック図である。 音響レベル検出回路のマイクを車内に配設する一例を示す斜視図である。 電池温度に対する温度デューティーの一例を示すグラフである。 音響レベルに対する音響レベルデューティーの一例を示すグラフである。 制御回路が送風ファンの運転を制御する一例を示すフローチャートである。 制御回路が送風ファンの運転を制御する他の一例を示すフローチャートである。

符号の説明

１…電池ユニット
２…制御回路
３…モーター
４…温度検出回路
５…送風ファン
６…電装用バッテリー
７…ファン
８…ファンモーター
９…スイッチング素子
１０…エンジン
１１…発電機
１２…ダウンコンバータ
１３…車輪
１４…車両制御装置
１５…音響レベル検出回路
１６…マイク
１７…車載アンプ
１８…スピーカー
１９…周波数分析部
２０…温度センサー

Claims (5)

1. 複数の電池を備える電池ユニット(1)と、この電池ユニット(1)に強制送風して電池を冷却する送風ファン(5)と、この送風ファン(5)に供給する電力を制御するスイッチング素子(9)と、このスイッチング素子(9)を所定の周期で繰り返しオンオフするデューティーを変更して送風ファン(5)への供給電力をＰＷＭのパルス幅でコントロールする制御回路(2)とを備え、さらに制御回路(2)は、電池ユニット(1)の電池温度を検出する温度検出回路(4)を接続しており、温度検出回路(4)で検出される電池温度が高くなると、制御回路(2)がスイッチング素子(9)をオンオフするデューティーを大きくして送風ファン(5)に供給する電力が増加するように制御する車両用の電源装置において、
   制御回路(2)が、電源装置を搭載する車内の騒音と、車両に搭載されるスピーカー(18)の出力のいずれか又は両方の音響レベルを検出する音響レベル検出回路(15)を接続しており、温度検出回路(4)で検出される電池温度と、音響レベル検出回路(15)で検出される音響レベルの両方を変数としてスイッチング素子(9)をオンオフするデューティーを変更し、電池ユニット(1)の電池温度が高くなり、あるいは音響レベルが高くなると、スイッチング素子(9)をオンオフするデューティーを大きくして送風ファン(5)に供給する電力が増加するように制御する車両用の電源装置。
2. 音響レベル検出回路(15)が、車内騒音とスピーカー出力のいずれか又は両方を含む音響信号を周波数分析して特定周波数成分の音響レベルを検出する周波数分析部(19)を備え、
   制御回路(2)は、周波数分析部(19)で検出される特定周波数成分の音響レベルが大きくなると、スイッチング素子(9)をオンオフするデューティーを大きくして送風ファン(5)に供給する電力が増加するように制御する請求項１に記載される車両用の電源装置。
3. 制御回路(2)が、電池温度と音響レベルを変数として送風ファン(5)のスイッチング素子(9)をオンオフするデューティーを演算する関数を記憶しており、音響レベルと電池温度を検出してデューティーを演算して、演算されたデューティーで送風ファン(5)への供給電力をコントロールするスイッチング素子(9)をオンオフする請求項１に記載される車両用の電源装置。
4. 制御回路(2)が、音響レベル検出回路(15)で検出される音響レベルに基づいて、送風ファン(5)のスイッチング素子(9)をオンオフする最大デューティーを特定し、電池温度を検出してオンオフにスイッチングされるスイッチング素子のデューティーを、最大デューティー以下に制御して送風ファン(5)を運転して電池が冷却される請求項１に記載される車両用の電源装置。
5. 音響レベル検出回路(15)が、車内騒音の音響レベルと、スピーカー出力の音響レベルの両方を検出し、車内騒音の音響レベルと、スピーカー出力の音響レベルの大きい音響レベルでもって、スイッチング素子(9)をオンオフに切り換えるデューティーを特定する請求項１に記載される車両用の電源装置。

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