JP2008034246A - バッテリ過熱保護装置におけるファン駆動制御方法及びバッテリ過熱保護装置 - Google Patents

Abstract

【課題】外部から入力される速度制御信号の異常を検出し、バッテリの異常過熱を確実に防止することができるよう冷却ファンの駆動制御を可能とする。
【解決手段】モータ主制御部１０２に外部から入力される速度制御信号が、信号用ハーネス２の短絡状態に等価な第１の異常状態にあるか、又は、信号用ハーネス２のオープン状態に等価な第２の異常状態にあるかが検出されると、第１の異常状態にある場合、冷却ファン１は、所定回転数Ｖｂに駆動される一方、第２の異常状態にある場合も、冷却ファン１は、所定回転数Ｖｂに駆動されるようになっており、速度制御信号の異常時に冷却ファン１が自動的に適切な速度の駆動状態とされ、バッテリの過熱保護が確実に実現できるものとなっている。
【選択図】図１

Description

本発明は、バッテリ過熱保護装置に用いられるファンの駆動制御方法及びその装置に係り、特に、ハイブリッド車両等において駆動輪の駆動用モータの電源供給に用いられ、過充電や過放電の際に比較的高い過熱状態となる可能性の高いバッテリに対する過熱保護の信頼性の向上、構成の簡素化等を図ったものに関する。

いわゆるハイブリッド車両において、駆動輪の駆動用モータへの電源供給に用いられるバッテリは、従来のガソリンエンジン車などのバッテリに比較して高電圧であるため、何らかの原因により過充電や過放電状態となった場合に異常過熱し、これを放置する場合には、最悪時には電解液の噴出等の状態に至る虞がある。
このようなハイブリッド車両に用いられるバッテリの特性を考慮して、ハイブリッド車両においては、バッテリを冷却するための専用のファンが設けられる構成が一般的である。そして、このようなバッテリ冷却のためのファンの故障は、上述したバッテリの異常過熱を加速することになるため、ファンの故障判定などを考慮したバッテリの過熱保護装置が従来から種々提案されている。

例えば、バッテリ温度に応じて風量が制御される冷却ファンを設けると共に、演算算出されたバッテリの想定温度変化量と現実のバッテリ温度とから算出された実温度変化量との差に基づいて冷却ファンの故障を判定するようにし、故障と判定された際には、冷却ファンの使用を制限するよう構成されたものなどが提案されている（例えば、特許文献１等参照）。

特開２００１−８６６０１号公報（第３−７頁、図１−図４）

ところで、上述の特許文献１等に開示された従来装置において、冷却ファンの回転速度は、例えば、バッテリ制御装置から冷却ファンに対して所望する回転速度に応じたＰＷＭなどによる速度制御信号が出力され、その信号に応じて冷却ファンの回転速度が定まるような構成が採られている。
したがって、かかる構成においては、バッテリ制御装置と冷却ファンとの間の電気配線が何らかの原因により断線したり、また、グランドと短絡状態となった場合には、冷却ファンは最大回転速度か回転停止状態とされることとなる。

しかしながら、上述のような最大回転速度状態や回転停止状態は、バッテリの動作状態とは関係なく、すなわち、換言すれば、バッテリの温度状態とは無関係になされるものとなっている。一方、回転停止状態はバッテリの温度上昇を招くこととなるため、必要な場合を除けば、本来は、極力回避されるべきであり、また、最大回転速度状態も、場合によっては冷却ファンを必要以上の駆動状態とするため、必要最小限に留められるべきである。すなわち、従来装置においては、冷却ファンへ対する速度制御信号が異常な場合に、冷却ファンの駆動が必ずしも適切になされるよう考慮されたものではなかった。

本発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、簡易な構成で、バッテリの異常過熱を確実に防止することができる信頼性の高いバッテリ過熱保護装置におけるファン駆動制御方法及びバッテリ過熱保護装置を提供するものである。
本発明の他の目的は、バッテリが異常過熱に起因して最悪状態に至ることを確実に回避することができるバッテリ過熱保護装置におけるファン駆動制御方法及びバッテリ過熱保護装置を提供することにある。

上記本発明の目的を達成するため、本発明に係るバッテリ過熱保護装置におけるファン駆動制御方法は、
バッテリ冷却用のファンを有し、当該ファンの回転速度を設定するための速度制御信号が外部から入力され、前記ファンが前記速度制御信号に基づいた回転速度に駆動制御されるよう構成されてなるバッテリ過熱保護装置における前記ファンの駆動制御方法であって、
前記速度制御信号がその伝送路の短絡状態に等価な第１の異常状態にあるか、又は、前記速度制御信号がその伝送路のオープン状態に等価な第２の異常状態にあるかを検出し、
速度制御信号が前記第１の異常状態にあることが検出された場合には、前記ファンを所定の回転速度で駆動する一方、速度制御信号が前記第２の異常状態にあることが検出された場合にも、前記ファンを所定の回転速度で駆動するよう構成されてなるものである。
かかる構成において、速度制御信号は、繰り返し周期一定で、所望するファンの回転速度に応じてパルス幅が変化されるデューティ可変の繰り返しパルス信号であって、当該速度制御信号が、デューティが零％の状態である場合を第１の異常状態であると判断し、また、当該速度制御信号が、デューティが１００％の状態である場合を第２の異常状態であると判断するものが好適である。
また、速度制御信号は、そのデューティを指標値とし、当該指標値が第１の所定値以下であることが検出された場合、速度制御信号が第１の異常状態にあると擬制する一方、その指標値が第２の所定値以上であることが検出された場合、速度制御信号が第２の異常状態にあると擬制し、前記ファンをそれぞれの状態に応じた回転速度に駆動するようにするとより好適である。
さらに、速度制御信号が第１の異常状態、又は、第２の異常状態にあることが検出された場合に、ファンの駆動状態が異常状態にあることを外部へ対して報知するようにしても好適である。
また、本発明の目的を達成するため、本発明に係るバッテリ過熱保護装置は、
バッテリ冷却用のファンを有し、当該ファンの回転速度を設定するための速度制御信号が外部から入力され、前記ファンが前記速度制御信号に基づいた回転速度に駆動制御されるよう構成されてなるバッテリ過熱保護装置であって、
当該バッテリ過熱保護装置は、前記ファンを駆動するモータの通電を制御する駆動回路と、
前記速度制御信号に基づいて前記駆動回路の動作を制御する制御信号を前記駆動回路へ出力するモータ制御部とを有してなり、
前記モータ制御部は、
前記速度制御信号がその伝送路の短絡状態に等価な第１の異常にあるか、又は、前記速度制御信号がその伝送路のオープン状態に等価な第２の異常にあるかを検出し、
前記速度制御信号が前記第１の異常状態にあることが検出された場合には、前記ファンが所定の回転速度で駆動されるよう前記駆動回路の動作を制御する一方、前記速度制御信号が前記第２の異常状態にあることが検出された場合にも、前記ファンが所定の回転速度で駆動されるよう前記駆動回路の動作を制御するよう構成されてなるものである。
かかる構成において、速度制御信号は、繰り返し周期一定で、所望するファンの回転速度に応じてパルス幅が変化されるデューティ可変の繰り返しパルス信号であって、当該速度制御信号が、デューティが零％の状態である場合を第１の異常状態であると判断し、また、当該速度制御信号が、デューティが１００％の状態である場合を第２の異常状態であると判断するものが好適である。
また、速度制御信号は、そのデューティを指標値とし、
モータ制御部は、前記指標値が第１の所定値以下であることを検出した場合、速度制御信号が第１の異常状態にあると擬制する一方、前記指標値が第２の所定値以上であることを検出した場合、速度制御信号が第２の異常状態にあると擬制し、前記ファンがそれぞれの状態に応じた回転速度で駆動されるよう駆動回路の動作を制御するよう構成されてなるものも好適である。
さらに、モータ制御部は、速度制御信号が第１の異常状態、又は、第２の異常状態にあることを検出した場合に、ファンの駆動状態が異常状態にあることを外部へ対して報知するよう構成しても好適である。

本発明によれば、バッテリ過熱保護装置に外部から入力される冷却ファンの回転速度を設定するための信号が、その伝送を行う配線のオープン、又は、ショート状態に等価な状態であるか否かを検出するようにし、いずれかが検出された場合には、速度制御信号は異常であるとして、冷却ファンを、それぞれに応じて予め定めた運転状態とするようにしたので、速度制御信号が異常状態となっても、バッテリの過熱保護のたの冷却ファンを適切に駆動することができ、バッテリを最悪状態とすることなく、信頼性の高いバッテリ過熱保護が実現できる。
特に、冷却ファンの駆動制御用に設けられたマイクロコンピュータを用いた既存の制御部におけるプログラムに、速度制御信号の異常を判定する処理等の手順を追加することによって実現できるので、簡易な構成で、確実なバッテリ過熱保護装置のファン駆動制御を実現することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図１乃至図６を参照しつつ説明する。
なお、以下に説明する部材、配置等は本発明を限定するものではなく、本発明の趣旨の範囲内で種々改変することができるものである。
最初に、本発明の実施の形態におけるバッテリ保護装置の一構成例について、図１を参照しつつ説明する。
この構成例は、特に、ハイブリッド車両において、駆動輪の駆動用モータへの電源供給などに用いられるバッテリ（図示せず）の過熱保護に適するものである。本発明の実施の形態におけるバッテリ過熱保護装置Ｓは、モータ制御部（図１においては「ＭＯＴ−ＣＯＮ」と表記）１０２と、駆動回路（図１においては「ＤＲＶ」と表記）１０３と、図示されないバッテリの近傍に設けられる冷却ファン１とを主たる構成要素として構成されたものとなっている。

モータ制御部１０２は、後述する主制御部１０１からの速度制御信号に基づいて、トランジスタ（図示せず）を主たる構成要素としてなる駆動回路１０３へ対する制御信号を生成、出力すると共に、後述するようなバッテリ過熱保護装置におけるファン駆動制御処理のプログラムが実行されるようになっているものである。かかるモータ制御部１０２は、マイクロコンピュータや記憶素子、さらに、インターフェイス回路等により構成されるものである。

駆動回路１０３は、例えば、トランジスタ（図示せず）を主たる構成要素として、冷却ファン１の駆動用モータ１ａの通電を制御する公知・周知の回路構成を有してなるものである。この駆動回路１０３には、モータ制御部１０２へ後述する主制御部１０１から入力された速度制御信号のデューティに応じて、駆動回路１０３のトランジスタ（図示せず）の導通、非導通を制御するための制御信号が、モータ制御部１０２から入力されるようになっている。この駆動回路１０３は、補助バッテリ３から電源供給されるようになっている。
本発明の実施の形態において、駆動用モータ１ａの回転速度制御は、公知・周知のＰＷＭ制御となっており、駆動用モータ１ａが速度制御信号のデューティに対応した回転速度となるように、速度制御信号に基づいてモータ制御部１０２と駆動回路１０３とによって、その駆動が制御されるようになっている。

主制御部（図１においては「Ｍ−ＣＯＮＴ」と表記）１０１は、冷却ファン１の回転速度を定める制御プログラムを実行し、図示されないバッテリの温度等のデータを基に駆動用モータ１ａの回転速度を定めるＰＷＭ信号である速度制御信号を生成、出力するようになっている。かかる主制御部１０１は、マイクロコンピュータや記憶素子、さらに、インターフェイス回路等から構成されており、上述のような速度制御信号の生成、出力機能を有する他に、ハイブリッド車両の走行制御に必要な電子制御を実行する機能を有するものとなっている。

本発明の実施の形態においては、主制御部１０１とモータ制御部１０２とは、信号用ハーネス（電気配線）２によって接続されるものとなっている。この信号用ハーネス２は、少なくとも一方の端部、すなわち、図１に示された構成例においては、モータ制御部１０２側の端部が、モータ制御部１０２近傍に設けられたコネクタ４に接続され、コネクタ４を介してモータ制御部１０２と電気的に接続できるようになっている。そして、速度制御信号はこの信号用ハーネス２を介して伝送されるものとなっている。

なお、駆動用モータ１ａは、具体的には、例えば、ブラシレスモータ等が用いられるが、勿論これに限定される必要はないものである。
また、モータ制御部１０２、駆動回路１０３及び駆動用モータ１ａは、ユニット化されて一体とされて図示されないバッテリの近傍に配置される構成とされるのが好適である。
なお、主制御部１０１やモータ制御部１０２は、補助バッテリ３の電圧を所望する電圧に変換する電源回路（図示せず）を介して電源供給がなされるようになっている。

図２には、モータ制御部１０２によって実行されるバッテリ過熱保護装置におけるファン駆動制御処理の手順が示されており、以下、同図を参照しつつその内容について説明する。
処理が開始されると、速度制御信号が伝送されている信号用ハーネス２がオープン状態となっているか否かが判定される（図２のステップＳ１００参照）。ここで、信号用ハーネス２がオープン状態とは、信号用ハーネス２がコネクタ４の部分で外れた状態や、信号用ハーネス２が主制御部１０１側で外れた状態、さらには、信号用ハーネス２がその途中で断線状態となった場合を意味する。

本発明の実施の形態において、速度制御信号は、繰り返し周期一定で、所望する冷却ファン１の回転速度に応じてパルス幅が変化されるいわゆるデューティ可変の繰り返しパルス信号となっている。かかる速度制御信号は、主制御部１０１においていわゆるオープンコレクタ形式の回路から出力されて、モータ制御部１０２内において、所定の電源電圧が印加される構成を採っているため、信号用ハーネス２がオープン状態となった場合、モータ主制御部１０１側では、速度制御信号のはほぼ上述の所定の電源電圧値、換言すれば、論理値Ｈｉｇｈに相当する状態となる。すなわち、換言すれば、速度制御信号の指標値としてのデューティが１００％の状態と等価な状態となる。したがって、このような状態となった場合には、モータ制御部１０２において、速度制御信号は、信号用ハーネス２のオープン状態に等価な状態であると判定することができる。なお、以下の説明において、”信号用ハーネス２がオープン状態”と”速度制御信号がオープン状態”とは同意義であるとする。

このようにして、ステップＳ１００において、信号用ハーネス２がオープン状態であると判定された場合（ＹＥＳの場合）には、予め定められた所定時間が経過したか否かが判定され（図２のステップＳ１０２参照）、所定時間が経過したと判定された場合（ＹＥＳの場合）には、冷却ファン１のフェールセーフ運転、すなわち、換言すれば、駆動用モータ１ａのフェールセーフ運転（詳細は後述）が実行されることとなる（図２のステップＳ１１４参照）。
一方、ステップＳ１０２において、所定時間が経過していないと判定された場合（ＮＯの場合）には、後述するステップＳ１０４の処理へ進むこととなる。ここで、所定時間の判断を行うのは、突発的に比較的短時間の間だけ、信号用ハーネス２がオープン状態となった場合は、信号用ハーネス２がオープン状態とせず、確実な場合にのみフェールセーフ運転とするためのである。

一方、先のステップＳ１００において、信号用ハーネス２がオープン状態ではないと判定された場合（ＮＯの場合）には、ステップＳ１０４の処理へ進み、信号用ハーネス２がショート状態となっているか否かが判定される。ここで、信号用ハーネス２がショート状態とは、何らかの原因により信号用ハーネス２がいずれかの箇所でグランドに接続された状態となった場合を意味する。本発明の実施の形態においては、先に述べたように、速度制御信号は、主制御部１０１においていわゆるオープンコレクタ形式の回路から出力されているため、信号用ハーネス２がショート状態となった場合、モータ制御部１０２において、速度制御信号はほぼグランド電位、換言すれば、論理値Ｌｏｗに相当する状態で受信されることとなる。すなわち、この場合、速度制御信号の指標値としてのデューティは０％に等価な状態となる。したがって、速度制御信号がこのような状態となった場合、モータ制御部１０２において、速度制御信号は、信号用ハーネス２のショート状態に等価な状態であると判定することができる。なお、以下の説明において、”信号用ハーネス２がショート状態”と”速度制御信号がショート状態”とは同意義であるとする。

そして、ステップＳ１０４において、信号用ハーネス２がショート状態であると判定された場合（ＹＥＳの場合）は、予め定められた所定時間が経過したか否かが判定され（図２のステップＳ１０６参照）、所定時間が経過したと判定された場合（ＹＥＳの場合）には、冷却ファン１のフェールセーフ運転、すなわち、換言すれば、駆動用モータ１ａのフェールセーフ運転（詳細は後述）が実行されることとなる（図２のステップＳ１１４参照）。
一方、ステップＳ１０６において、所定時間が経過していないと判定された場合（ＮＯの場合）には、後述するステップＳ１０８の処理へ進むこととなる。

ここで、本発明の実施の形態におけるフェールセーフ運転について、図３を参照しつつ説明する。
図３は、本発明の実施の形態における速度制御信号のデューティと駆動用モータ１ａの回転速度との関係を説明する説明図である。まず、本発明の実施の形態においては、動作の安定性等の観点から、速度制御信号のデューティが所定値ｄ４（％）以上で、かつ、所定値ｄ５（％）以下の範囲が、通常の運転領域と定められたものとなっている（図３参照）。すなわち、速度制御信号のデューティが上述の通常運転範囲にある場合には、駆動用モータ１ａは、モータ制御部１０２及び駆動回路１０３によって速度制御信号のデューティの増加と共に、所定の最低回転数Ｖａから所定の最大回転数Ｖmaxまでの間で駆動されるようになっている（図３参照）。なお、デューティがｄ５以上ではモータ回転速度は、最高回転速度Ｖmaxに保持されるようになっている。

一方、速度制御信号のデューティが所定値ｄ２（％）以上で、かつ、所定値ｄ３（％）以下の範囲は、運転停止範囲と設定されている（図３参照）。
そして、速度制御信号のデューティが所定値ｄ３（％）乃至ｄ４（％）の間（ｄ４＞ｄ３）は、動作の安定性等の観点から公知・周知のヒステリシスが設定されたものとなっている。

また、速度制御信号のデューティが所定値ｄ２（％）以下の範囲と、所定値ｄ６（％）以上の範囲（ｄ６＞ｄ５）は、それぞれ速度制御信号のデューティ設定の範囲外とされており、所定値ｄ２（％）以下においては、モータ回転速度は所定回転数Ｖｂ（Ｖａ＜Ｖｂ）に保持されるようになっている。なお、説明の便宜上、速度制御信号のデューティが所定値ｄ２（％）以下の範囲を「第１の範囲外」と称し、速度制御信号のデューティが所定値ｄ６（％）以上の範囲は、「第２の範囲外」と称することとする。
特に、本発明の実施の形態においては、先に述べたように、デューティ０（％）は、モータ制御部１０２における速度制御信号が論理値Ｌｏｗの状態、すなわち、例えば、信号用ハーネス２が何らかの原因によりグランドに短絡（ショート）された状態である。
一方、デューティ１００（％）は、モータ制御部１０２における速度制御信号が論理値Ｈｉｇｈの状態、すなわち、例えば、信号用ハーネス２が何らかの原因により開放（オープン）された状態である。

なお、速度制御信号のデューティが停止範囲から第１の範囲外へ移る部分には、動作の安定性等の観点からデューティｄ２（％）乃至ｄ１（％）の範囲にヒシテリシスが設けられている（図３参照）。一方、第２の範囲外に移る部分にも、デューティがｄ６（％）乃至ｄ７（％）の範囲において、同様にヒステリシスが設けられている（図３参照）。

そして、信号用ハーネス２がオープン状態であると判定（図２のステップＳ１００参照）されてステップＳ１１４へ進んだ場合には、駆動用モータ１ａは回転速度Ｖｂで駆動されることとなる（図３参照）。

一方、信号用ハーネス２がショート状態であると判定（図２のステップＳ１０４参照）されてステップＳ１１４へ進んだ場合には、駆動用モータ１ａは所定速度Ｖａで駆動されることとなる（図３参照）。
なお、本発明の実施の形態においては、後述するように速度制御信号のデューティが、０（％）又は１００％以外であっても、所定の範囲外とされる領域、すなわち、デューティが所定値ｄ２（％）以下の範囲及び所定値ｄ６（％）以上の範囲にある場合にも、速度制御信号のデューティが、０（％）又は１００％であると擬制して駆動用モータ１ａがフェールセーフ運転されるものとなっている。

再び、図２の説明に戻れば、先のステップＳ１０４で信号用ハーネス２はショート状態ではないと判定された場合（ＮＯの場合）は、ステップＳ１０８において、速度制御信号のデューティが予め定められた第１範囲外又は第２の範囲外にあるか否かが判定されることとなる。なお、先の図３で説明した例の場合、第１の範囲外は、デューティがｄ２（％）以下の範囲であり、第２の範囲外は、デューティがｄ６（％）以上の範囲である。換言すれば、第１又は第２の範囲外は、速度制御信号のデューティが、駆動用モータ１ａの通常の駆動範囲として予め設定された範囲を外れた領域である。

ステップＳ１０８において、速度制御信号のデューティが第１又は第２の範囲外と判定された場合（ＹＥＳの場合）は、ステップＳ１１０の処理へ進み予め定められた所定時間が経過したか否かが判定され（図２のステップＳ１１０参照）、所定時間が経過したと判定された場合（ＹＥＳの場合）には、冷却ファン１のフェールセーフ運転が実行されることとなる（図２のステップＳ１１４参照）。
すなわち、この場合、速度制御信号が第１の範囲外にある場合は、速度制御信号のデューティが０（％）の状態にある、すなわち、換言すれば、信号用ハーネス２がショート状態にあると擬制され、また、速度制御信号が第２の範囲外にある場合は、速度制御信号のデューティが１００（％）の状態にある、すなわち、換言すれば、信号用ハーネス２がオープン状態にあると擬制され、先に説明したように、それぞの場合に対応したフェールセーフ運転が適用されることとなる。

すなわち、本発明の実施の形態におけるフェールセーフ運転は、先に説明したように、速度制御信号のデューティがｄ２（％）以下の場合に、モータ回転速度数を所定回転数Ｖｂに保持する運転状態と、速度制御信号のデューティがｄ６（％）以上の場合に、モータ回転速度数を所定回転数Ｖｂに保持する運転状態がある（図３参照）。したがって、ステップＳ１０８において、速度制御信号のデューティが第１、第２の範囲外のいずれであるのかが判定され、ステップＳ１１４においては、その判定結果に応じて、上述の運転状態のフェールセーフ運転がなされることとなる。

一方、ステップＳ１０８において、速度制御信号のデューティは所定の範囲外ではないと判定された場合（ＮＯの場合）は、ステップＳ１１２の処理へ進み、速度制御信号のデューティが、駆動用モータ１ａを停止状態とするとして予め定められた範囲にあるか否かが判定されることとなる。ここで、速度制御信号のデューティが、駆動用モータ１ａを停止状態とする予め定められた範囲にある場合とは、先の図３で説明した例においては、速度制御信号のデューティがｄ２乃至ｄ３（％）の範囲にある場合である。

そして、ステップＳ１１２において、速度制御信号のデューティが駆動用モータ１ａを停止とする所定範囲にあると判定された場合（ＹＥＳの場合）は、ステップＳ１１６の処理へ進み、冷却ファン１の停止、すなわち、駆動用モータ１ａが駆動停止状態とされる。

一方、ステップＳ１１２において、速度制御信号のデューティが駆動用モータ１ａを停止とする所定範囲にはないと判定された場合（ＮＯの場合）は、冷却ファン１は通常運転とされる（図２のステップＳ１１８参照）。すなわち、駆動用モータ１ａは、モータ制御部１０２からの制御信号に基づいて駆動回路１０３により、速度制御信号のデューティに応じたモータ回転速度で駆動されることとなる（図３において”運転範囲”と表記された箇所参照）。
そして、ステップＳ１１４、Ｓ１１６、Ｓ１１８のいずれかの処理が実行された後は、再び先のステップＳ１００へ戻り、一連の処理が繰り返されることとなる。

次に、第２の実施例について、図４乃至図６を参照しつつ説明する。
まず、この第２の実施例におけるバッテリ保護装置Ｓの一構成例について図４を参照しつつ説明する。なお、図１に示された構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付してその詳細な説明を省略し、以下、異なる点を中心に説明することとする。
この第２の実施例におけるバッテリ保護装置Ｓは、特に、先に説明したフェールセーフ運転が行われるような場合に、かかる状態であることを主制御部１０１へ報知するための機能が、先の図１に示された構成に付加されたものである。
この第２の実施例において、駆動用モータ１ａは、図示されない回転子の回転位置を検出するセンサ５ａ〜５ｃを有するブラシレスモータが好適である。

そして、この第２の実施例におけるモータ制御部１０２においては、センサ５ａ〜５ｃの出力信号を検知して、主制御部１０１に対して、適宜な信号形式でセンサ５ａから５ｃの出力信号に対応した信号を出力する回転検知手段２０１が設けられている。なお、かかる回転検知手段２０１は、速度制御信号に基づいて駆動回路１０３に対する制御信号を出力する駆動制御手段２０２に対して、検知されたセンサ５ａ〜５ｃの出力信号の情報を出力する機能をも果たしている。これは、良く知られているように、駆動信号の出力タイミングや切換タイミングは、センサ５ａ〜５ｃの出力信号に基づいて、換言すれば、回転子（図示せず）の位置に基づいて決定されるようになっているためである。

また、モータ制御部１０２には、速度制御信号の異常を検知すると共に、速度制御信号の異常が検知された場合に、回転検知手段２０１から主制御部１０１へ対する回転信号に代えて、主制御部１０１へ対して速度制御信号が異常であることを表す所定の信号（ダイアグノーシス信号）を出力する（詳細は後述）異常検知手段２０３が設けられている。
なお、これら回転検知手段２０１、駆動制御手段２０２及び異常検知手段２０３は、本発明の実施の形態においては、次述するような処理手順のプログラムがモータ制御部１０２において実行されることで実現されるものとなっている。

次に、図４に示された構成におけるモータ制御部１０２によって実行されるバッテリ過熱保護装置におけるファン駆動制御の第２の処理手順例について、図５を参照しつつ説明する。なお、図２に示されたステップの内容と同一のステップには、同一の符号を付してその詳細な説明を省略し、以下、異なる点を中心に説明する。
処理が開始されて、先に説明したように速度制御信号がオープン状態ではない、すなわち、論理値Ｈｉｇｈではないと判定され（図５のステップＳ１００参照）、次いで、速度制御信号がショート状態ではない、すなわち、論理値Ｌｏｗではないと判定され（図５のステップＳ１０４参照）、かつ、速度制御信号のデューティが予め定められた駆動用モータ１ａの停止範囲にはないと判定（ＮＯの場合）されると（図５のステップＳ１１２参照）、冷却ファン１、換言すれば、駆動用モータ１ａは通常運転とされる（図５のステップＳ１１８参照及び図３参照）。
そして、かかる通常運転状態においては、センサ５ａ〜５ｃの出力信号に対応した信号が、駆動用モータ１ａの回転状態（運転状態）を表す回転信号としてモータ制御部１０２から主制御部１０１へ対して出力されることとなる（図５のステップＳ１２４参照）。

また、ステップＳ１１２において、速度制御信号のデューティが予め定められた駆動用モータ１ａの停止範囲にあると判定された場合（ＹＥＳの場合）、冷却ファン１、換言すれば、駆動用モータ１ａは、停止状態とされることとなる（図５のステップＳ１１６参照）。
そして、かかる回転停止状態においては、駆動用モータ１ａの駆動停止状態を表す所定の信号レベル（例えば、論理値Ｌｏｗ）の回転信号が主制御部１０１へ出力されることとなる（図５のステップＳ１２２参照）。

一方、速度制御信号がオープン状態に対応する所定の信号状態である（図５のステップＳ１００において”ＹＥＳ”の場合）と判定されるか、又は、速度制御信号がショート状態に対応する所定の信号状態である（図５のステップＳ１０４において”ＹＥＳ”の場合）と判定されると、先に説明したようにフェールセーフ運転がなされる（図５のステップＳ１１４参照）。

次いで、回転信号として、速度制御信号の異常状態に応じたダイアグノシス信号が出力されることとなる（図５のステップＳ１２０参照）。
すなわち、フェールセーフ運転がなされるのは、先に図３で説明したように、速度制御信号のデューティが本来あるべき値以外の異常状態にある場合である。具体的には、図３に示した例においては、速度制御信号のデューティが所定値ｄ２以下の場合と、速度制御信号のデューティが所定値ｄ６以上の場合が速度制御信号が異常状態にある場合に該当する。

しかして、ステップＳ１２０においては、回転信号が、センサ５ａ〜５ｃの出力信号に応じた信号から、速度制御信号がかかる異常状態であることを表す所定の信号（ダイアグノシス信号）に切り換えられてモータ制御部１０２から主制御部１０１へ出力されることとなる。ここで、速度制御信号の異常状態を表す所定の信号としては、例えば、駆動用モータ１ａが通常の回転状態にある場合にセンサ５ａ〜５ｃから出力される信号の繰り返し周波数の範囲に対して、十分離れた繰り返し周波数を有するパルス信号などが好適である。

特に、本発明の実施の形態の場合、速度制御信号のデューティが所定値ｄ２以下にある場合の繰り返し周波数と、速度制御信号のデューティが所定値ｄ６以下にある場合の繰り返し周波数とを違えるようにすると、主制御部１０１において、信号用ハーネス２がショート状態か、オープン状態かの判定が可能となるので好適である。
なお、ダイアグノシス信号の具体的な繰り返し周波数としては、例えば、駆動用モータ１ａの通常の運転範囲では用いられない、極端に長い繰り返し周期に設定するのが、通常の駆動状態と明確に区別することができるようにする等の観点から好適である。

図６には、主制御部１０１を構成するマイクロコンピュータ１０１ａにおいて実行される回転信号に基づくバッテリ過熱保護装置の異常報知のためのサブルーチン処理の手順例が示されており、以下、同図を参照しつつその内容について説明する。
この図６に示された処理は、主制御部１０１のマイクロコンピュータ１０１ａにおいて実行される種々のサブルーチン処理の一つの形態を採ったものとなっている。

以下、具体的に説明すれば、処理が開始されると回転信号がダイヤグノシス信号となったか否かが判定される（図６のステップＳ２００参照）。そして、先に述べたように回転信号が所定のダイアグノシス信号になっていると判定されると（ＹＥＳの場合）、報知処理が行われることとなる（図６のステップＳ２０２参照）。ここで、報知の具体的な態様としては、警報音の発生や、警告灯などの表示灯の点灯、さらに、文字や図形等を表示可能な表示素子を用いての所定の文字や図形等の表示によるものなど、公知・周知の方法を用いるのが好適である。

特に、ダイアグノシス信号が、速度制御信号の異常状態の違いに応じて異なる場合、すなわち、換言すれば、先に説明したように速度制御信号がオープン状態と判定される場合（図２のステップＳ１００参照）と、速度制御信号がショート状態と判定される場合（図２のステップＳ１０４参照）とでダイアグノーシス信号が異なる場合には、その信号状態に応じて、報知も異なるようにすると、運転者等のユーザは、いかなる異常状態にあるか区別することが可能となり好適である。

なお、上述の第２の実施例においては、モータ制御部１０２によるステップＳ１００、Ｓ１０４、Ｓ１１２及びＳ１２４の実行により回転検知手段２０１が実現され、モータ制御部１０２によるステップＳ１００、Ｓ１０４及びＳ１２０の実行により異常検知手段２０３が実現され、モータ制御部１０２によるステップＳ１１４、Ｓ１１６及びＳ１１８の実行により駆動制御手段２０２が実現されたものとなっている。

本発明の実施の形態におけるバッテリ過熱保護装置の第１の構成例を示す構成図である。 図１に示された構成において、モータ制御部によって実行されるバッテリ過熱保護装置におけるファン駆動制御処理の手順を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態のバッテリ過熱保護装置による冷却ファンの駆動制御における速度制御信号のデューティと冷却ファンの駆動用モータの回転速度との関係を説明する説明図である。 本発明の実施の形態におけるバッテリ過熱保護装置の第２の構成例を示す構成図である。 図４に示された構成において、モータ制御部によって実行されるバッテリ過熱保護装置におけるファン駆動制御処理の手順を示すフローチャートである。 図４に示された構成において、主制御部によって実行される異常報知処理の手順を示すサブルーチンフローチャートである。

符号の説明

１…冷却ファン
２…信号用ハーネス
３…補助バッテリ
４…コネクタ
５ａ〜５ｃ…センサ
１０１…主制御部
１０２…モータ制御部
１０３…駆動回路

Claims (12)

1. バッテリ冷却用のファンを有し、当該ファンの回転速度を設定するための速度制御信号が外部から入力され、前記ファンが前記速度制御信号に基づいた回転速度に駆動制御されるよう構成されてなるバッテリ過熱保護装置における前記ファンの駆動制御方法であって、
   前記速度制御信号がその伝送路の短絡状態に等価な第１の異常状態にあるか、又は、前記速度制御信号がその伝送路のオープン状態に等価な第２の異常状態にあるかを検出し、
   速度制御信号が前記第１の異常状態にあることが検出された場合には、前記ファンを所定の回転速度で駆動する一方、速度制御信号が前記第２の異常状態にあることが検出された場合にも、前記ファンを所定の回転速度で駆動することを特徴とするバッテリ過熱保護装置におけるファン駆動制御方法。
2. 前記速度制御信号は、その指標値とファンの回転速度が比例関係を有し、前記指標値の増加方向に沿って当該指標値に対してファンの運転範囲と停止範囲が隣接するようにして予め定めらる一方、前記停止範囲に隣接し、かつ、前記運転範囲と反対側に第１の範囲外が設定されてなり、前記運転範囲に隣接し、かつ、前記停止範囲と反対側に第２の範囲外が設定され、指標値が前記第１の範囲外にあることが検出された場合、速度制御信号が第１の異常状態にあると擬制する一方、指標値が前記第２の範囲外にあることが検出された場合、速度制御信号が第２の異常状態にあると擬制し、ファンをそれぞれの状態に応じた回転速度に駆動することを特徴とする請求項１記載のバッテリ過熱保護装置におけるファン駆動制御方法。
3. 前記速度制御信号は、繰り返し周期一定で、所望するファンの回転速度に応じてパルス幅が変化されるデューティ可変の繰り返しパルス信号であって、当該速度制御信号が、デューティが零％の状態である場合を第１の異常状態であると判断し、また、当該速度制御信号が、デューティが１００％の状態である場合を第２の異常状態であると判断することを特徴とする請求項２記載のバッテリ過熱保護装置におけるファン駆動制御方法。
4. 前記速度制御信号は、そのデューティを指標値とし、当該指標値が第１の所定値以下であることが検出された場合、速度制御信号が第１の異常状態にあると擬制する一方、その指標値が第２の所定値以上であることが検出された場合、速度制御信号が第２の異常状態にあると擬制し、前記ファンをそれぞれの状態に応じた回転速度に駆動することを特徴とする請求項３記載のバッテリ過熱保護装置におけるファン駆動制御方法。
5. 前記速度制御信号が第１の異常状態、又は、第２の異常状態にあることが検出された場合に、ファンの駆動状態が異常状態にあることを外部へ対して報知することを特徴とする請求項１乃至請求項４いずれか記載のバッテリ過熱保護装置におけるファン駆動制御方法。
6. 前記報知は、速度制御信号が第１の異常状態にある場合と第２の異常状態にある場合とに応じて、繰り返し周波数の異なる繰り返しパルス信号を出力して行われることを特徴とする請求項５記載のバッテリ過熱保護装置におけるファン駆動制御方法。
7. バッテリ冷却用のファンを有し、当該ファンの回転速度を設定するための速度制御信号が外部から入力され、前記ファンが前記速度制御信号に基づいた回転速度に駆動制御されるよう構成されてなるバッテリ過熱保護装置であって、
   当該バッテリ過熱保護装置は、前記ファンを駆動するモータの通電を制御する駆動回路と、
   前記速度制御信号に基づいて前記駆動回路の動作を制御する制御信号を前記駆動回路へ出力するモータ制御部とを有してなり、
   前記モータ制御部は、
   前記速度制御信号がその伝送路の短絡状態に等価な 第１の異常状態にあるか、又は、前記速度制御信号がその伝送路のオープン状態に等価な第２の異常状態にあるかを検出し、
   前記速度制御信号が前記第１の異常状態にあることが検出された場合には、前記ファンが所定の回転速度で駆動されるよう前記駆動回路の動作を制御する一方、前記速度制御信号が前記第２の異常状態にあることが検出された場合にも、前記ファンが所定の回転速度で駆動されるよう前記駆動回路の動作を制御するよう構成されてなることを特徴とするバッテリ過熱保護装置。
8. 前記速度制御信号は、その指標値とファンの回転速度が比例関係を有し、当該指標値にファンの運転範囲と停止範囲が隣接するようにして予め定めらる一方、前記運転範囲に隣接し、かつ、前記停止範囲と反対側に第１の範囲外が設定され、前記停止範囲に隣接し、かつ、前記運転範囲と反対側に第２の範囲外が設定されてなり、
   モータ制御部は、前記指標値が前記第１の範囲外にあることを検出した場合、速度制御信号が第１の異常状態にあると擬制する一方、前記指標値が前記第２の範囲外にあることを検出した場合、速度制御信号が第２の異常状態にあると擬制し、ファンがそれぞれの状態に応じた回転速度で駆動されるよう駆動回路の動作を制御するよう構成されてなることを特徴とする請求項７記載のバッテリ過熱保護装置。
9. 前記速度制御信号は、繰り返し周期一定で、所望するファンの回転速度に応じてパルス幅が変化されるデューティ可変の繰り返しパルス信号であって、当該速度制御信号が、デューティが零％の状態である場合を第１の異常状態であると判断し、また、当該速度制御信号が、デューティが１００％の状態である場合を第２の異常状態であると判断することを特徴とする請求項８記載のバッテリ過熱保護装置。
10. 前記速度制御信号は、そのデューティを指標値とし、
    モータ制御部は、前記指標値が第１の所定値以下であることを検出した場合、速度制御信号が第１の異常状態にあると擬制する一方、前記指標値が第２の所定値以上であることを検出した場合、速度制御信号が第２の異常状態にあると擬制し、前記ファンをそれぞれの状態に応じた回転速度で駆動されるよう駆動回路の動作を制御するよう構成されてなることを特徴とする請求項９記載のバッテリ過熱保護装置。
11. 前記モータ制御部は、速度制御信号が第１の異常状態、又は、第２の異常状態にあることを検出した場合に、ファンの駆動状態が異常状態にあることを外部へ対して報知するよう構成されてなることを特徴とする請求項８乃至請求項１０いずれか記載のバッテリ過熱保護装置。
12. 前記報知は、速度制御信号が第１の異常状態にある場合と第２の異常状態にある場合とに応じて、繰り返し周波数の異なる繰り返しパルス信号を出力して行われることを特徴とする請求項１１記載のバッテリ過熱保護装置。

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