JP2008104300A - 蓄電機構の状態を検知する検知器の結露防止装置 - Google Patents

Abstract

【課題】蓄電機構の状態を検知する検知器の結露を防止する。
【解決手段】制御部は、ＩＧスイッチがオンであると（Ｓ１００にてＹＥＳ）、電流計近傍に設けられた温度センサからバッテリ温度ＴＢを検出するステップ（Ｓ２００）と、バッテリ温度の時間変化率ｄＴＢ／ｄｔを算出して（Ｓ３００）、ｄＴＢ／ｄｔがしきい値以上であると（Ｓ４００にてＹＥＳ）、タイマＴ（１）をスタートするステップ（Ｓ５００）と、このタイマＴ（１）がタイムアップするまでは（Ｓ７００にてＮＯ）熱線オン信号を熱線用リレーに出力するステップ（Ｓ６００）とを含む、プログラムを実行する。
【選択図】図５

Description

本発明は、電気自動車、燃料電池車、ハイブリッド車両などの走行用モータを搭載した車両に関し、特に、バッテリ（以下、蓄電機構（キャパシタを含む）、二次電池と記載する場合がある）の状態を検知する検知器の結露を防止する装置に関する。

従来から、車両走行の推進力として、燃焼エネルギーで作動するエンジンの他に電気エネルギーで作動するモータを備えたハイブリッド車両が知られている。このハイブリッド車両の種類としては、大きく、（１）車輪の駆動をモータで行ないエンジンはモータへの電力供給源として作動するシリーズ（直列）ハイブリッドシステムと、（２）エンジンとモータとの双方で車輪を駆動するパラレル（並列）ハイブリッドシステムとがある。さらに、これらの両方の機能を併せ持つパラレルシリーズハイブリッドシステムと呼ばれるものもある。

シリーズハイブリッドシステム以外においては、モータをエンジンの出力を補助する補助駆動源として使用される。このようなハイブリッド車両は、たとえば、加速時においてはモータによってエンジンの出力を補助し、減速時においては減速回生によってバッテリ等への充電を行なう等、様々な制御を行ない、バッテリの残容量を確保しつつ運転者の要求を満足できるようになっている。このようなハイブリッド車両は、モータの駆動あるいは回生を行なうために、パワードライブユニットを備える。パワードライブユニットは、複数のスイッチング素子を備え、このスイッチング素子を用いた電流制御によりモータを駆動あるいは回生する。また、ハイブリッド車両は、これらスイッチング素子にスイッチングを行なわせる制御信号を出力するモータ制御装置を備えている。

上述したハイブリッド車両には、モータに供給する電力を蓄えるバッテリが搭載され、モータはインバータに接続され、インバータはバッテリに接続されている。さらにバッテリの電圧を昇圧してモータに供給するためのＤＣ／ＤＣコンバータを備える場合もある。

このようなハイブリッド車両において、たとえば、冬期等であって外気温度が低い時にバッテリからモータに電力を供給し、このモータを駆動制御することにより走行するときに、バッテリを長時間使用した後（長時間運転後）このバッテリの温度が高いまま放置（停車状態）すると、外気温度とバッテリ温度との温度差によりバッテリを収納しているエンジンルーム内やバッテリ表面に結露が生じるおそれがある。

また、この温度差が小さくなった後、外気温度がさらに低下して温度差が発生した場合にも結露が生じるおそれがある。さらに、低温放置後にハイブリッド車両を始動した場合、バッテリ温度が上昇して温度差が発生すれば結露するおそれがある。

結露が、バッテリを収納した部分（たとえば、エンジンルーム、後部座席下部あるいはトランクルーム）やバッテリ表面に発生すると、バッテリがリークしたりあるいはショートしたりする可能性が高くなり、ハイブリッド車両の走行に支障が発生する可能性が生じるという問題がある。

特開２００２−６３９４６号公報（特許文献１）は、簡単な構成により結露を防止できる電気自動車用バッテリシステムの結露防止装置を開示する。この電気自動車用バッテリシステムの結露防止装置は、複数の単位電池セルを直列接続して構成されるバッテリからインバータを介して走行用モータに駆動電流を供給する電気自動車用バッテリシステムにおいて、外気温度を検出する外気温度検出部、バッテリ温度を検出するバッテリ温度検出部、バッテリを冷却する送風機、および外気温度とバッテリ温度の温度差に応じて送風機を制御する制御部を備え、停止時でかつ外気温が所定値以下の場合に送風機を作動するようにしたことを特徴とする。

この電気自動車用バッテリシステムの結露防止装置によると、外気温度とバッテリ温度の温度差に応じて、送風機（たとえば冷却ファン）を間欠動作させて、絶えずこの温度差を小さくすることにより結露を防止する。これにより、結露を生じる温度差を未然に解消することにより、電気自動車用バッテリシステムを安全に維持することができる。
特開２００２−６３９４６号公報

上述した構成を有するハイブリッド車両を制御するために、バッテリの状態を検知する検知器が多数設けられている。たとえば、一例を挙げると、バッテリに流れる電流を検出する電流計（電流センサ）や、バッテリの電圧を検出する電圧計（電圧センサ）や、バッテリの温度を検出する温度センサ等である。これらの検知器は電気的な信号を処理して各物理量を検知する。このため、電気的接点を有し、この電気的接点に結露による水滴が付着すると検知器が誤作動する問題がある。

しかしながら、このような問題に対して、特許文献１の結露防止装置のように、絶えず外気温度とバッテリ温度の温度差を小さくするように送風機を動作させることは、消費電力が上昇する点から好ましくない。また、特許文献１の結露防止装置においては、外気温度とバッテリ温度とをそれぞれ検出する温度センサも必要となる。

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、簡易な構成で蓄電機構の状態を検出する検知器における結露の発生を的確に予測して、結露が発生することが予測されるときに結露防止処理を実行する、蓄電機構の状態を検知する検知器の結露防止装置を提供することである。

第１の発明に係る蓄電機構の状態を検知する検知器の結露防止装置は、車両の走行源に電力を供給する蓄電機構の状態を電気信号により検知する検知器近傍の温度を検出するための検出手段と、検出された温度に基づいて、検知器に結露が発生する可能性を判断するための判断手段と、結露が発生する可能性があると判断されると蓄電機構からの電力の供給を受けて、検知器の電気接点近傍の温度を上昇させるための温度上昇手段とを含む。

第１の発明によると、１つの温度検出手段により検出された検知器近傍の温度に基づいて、検知器に結露が発生する可能性が判断される。結露が発生する可能性があると判断されると蓄電機構からの電力により作動するヒータ等により検知器の電気接点近傍の温度が上昇される。このため、結露の可能性のあるときのみ、車両の走行源に電力を供給する大容量の蓄電機構の電力を用いて結露を防止することができる。その結果、簡易な構成で蓄電機構の状態を検出する検知器における結露の発生を的確に予測して、結露が発生することが予測されるときに結露防止処理を実行する、蓄電機構の状態を検知する検知器の結露防止装置を提供することができる。

第２の発明に係る結露防止装置においては、第１の発明の構成に加えて、判断手段は、検出された温度の時間変化に基づいて、検知器に結露が発生する可能性を判断するための手段を含む。

第２の発明によると、微小時間の温度変化（温度の時間微分値）が大きかったり、予め定められた時間の間隔で検出した温度変化（温度の差）が大きかったりすると、検知器近傍の環境温度（空気温度）が上昇していることがわかる。検知器自体の温度上昇は環境温度の上昇よりも遅いので、このように環境温度（空気温度）が上昇していることに基づいて（車内気温と車外気温との差ではなく）、検知器に結露が発生する可能性を判断できる。特に、環境温度の上昇が速いときには（時間微分値が大きいときには）、検知器自体の温度の上昇との差がさらに大きくなり、結露の可能性が高まる。このように、１つの温度検出手段により検出された検知器近傍の温度に基づいて、検知器に結露が発生する可能性を判断できる。

第３の発明に係る結露防止装置においては、第１または２の発明の構成に加えて、検出手段は、車両の作動状態に応じて、検知器近傍の温度を検出する間隔を変更して、温度を検出するための手段を含む。

第３の発明によると、たとえば、イグニッションスイッチがオフ（システムメインリレーがオフ）のときに、常時、処理を実行すると無駄な電力を消費する可能性がある。このため、たとえばイグニッションスイッチがオフのときにはイグニッションスイッチがオンのときよりも検知器近傍の温度を検出する間隔が長くなるように変更する。このようにすると、オルタネータやジェネレータで発電できない場合であるイグニッションスイッチがオフであるときの消費電力を抑制しつつ、イグニッションスイッチがオフであっても結露防止処理を実行できる。

第４の発明に係る結露防止装置においては、第３の発明の構成に加えて、検出手段は、車両が作動状態でないときには、作動状態であるときよりも長い間隔で、検知器近傍の温度を検出するための手段を含む。

第４の発明によると、車両が作動状態でないとき（イグニッションスイッチがオフのとき）には、作動状態であるとき（イグニッションスイッチがオンのとき）よりも長い間隔で、検知器近傍の温度を検出して、イグニッションスイッチがオフであるときの消費電力を抑制できる。

第５の発明に係る結露防止装置においては、第１〜４のいずれかの発明の構成に加えて、検知器は、蓄電機構を流れる電流値を検知する電流センサである。

第５の発明によると、電流センサの電気接点近傍に結露による水分が浸入することを回避して電流センサの異常な動作を回避できる。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返さない。

図１を参照して、本実施の形態に係る結露防止装置が適用されるハイブリッド車両の全体の制御ブロック図を説明する。なお、本発明は図１に示すハイブリッド車両に限定されない。電気自動車であっても、燃料電池車であってもよい。

本実施の形態においては、動力源（たとえばガソリンエンジン等の内燃機関（以下、エンジンとして説明する））が、車両を走行させる駆動源（走行源）であって、かつ、ジェネレータの駆動源であるハイブリッド車両について説明する。なお、駆動源がエンジンおよびモータジェネレータであって、モータジェネレータの動力により走行可能な車両であればよく（エンジンを停止させても停止させなくても）、走行用のバッテリを搭載した他の態様を有するハイブリッド車両であってもよい（いわゆるシリーズ型やパラレル型等のハイブリッド車両に限定されない）。さらに、このバッテリは、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池などであって、その種類は特に限定されるものではない。また、蓄電機構としては、バッテリの代わりにキャパシタでも構わない。

ハイブリッド車両は、エンジン１２０と、モータジェネレータ（ＭＧ）１４０とを含む。なお、以下においては、説明の便宜上、モータジェネレータ１４０を、モータジェネレータ１４０Ａ（またはＭＧ（２）１４０Ａ）と、モータジェネレータ１４０Ｂ（またはＭＧ（１）１４０Ｂ）と表現するが、ハイブリッド車両の走行状態に応じて、モータジェネレータ１４０Ａがジェネレータとして機能したり、モータジェネレータ１４０Ｂがモータとして機能したりする。このモータジェネレータがジェネレータとして機能する場合に回生制動が行なわれる。モータジェネレータがジェネレータとして機能するときには、車両の運動エネルギが電気エネルギに変換されて、車両が減速される。

ハイブリッド車両は、この他に、エンジン１２０やモータジェネレータ１４０で発生した動力を駆動輪１６０に伝達したり、駆動輪１６０の駆動をエンジン１２０やモータジェネレータ１４０に伝達したりする減速機１８０と、エンジン１２０の発生する動力を駆動輪１６０とモータジェネレータ１４０Ｂ（ＭＧ（１）１４０Ｂ）との２経路に分配する動力分割機構（たとえば、後述する遊星歯車機構）２００と、モータジェネレータ１４０を駆動するための電力を充電する走行用バッテリ２２０と、走行用バッテリ２２０の直流とモータジェネレータ１４０Ａ（ＭＧ（２）１４０Ａ）およびモータジェネレータ１４０Ｂ（ＭＧ（１）１４０Ｂ）の交流とを変換しながら電流制御を行なうインバータ２４０と、走行用バッテリ２２０の充放電状態（たとえば、ＳＯＣ（State Of Charge））を管理制御するバッテリ制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵ（Electronic Control Unit）という）２６０と、エンジン１２０の動作状態を制御するエンジンＥＣＵ２８０と、ハイブリッド車両の状態に応じてモータジェネレータ１４０およびバッテリＥＣＵ２６０、インバータ２４０等を制御するＭＧ＿ＥＣＵ３００と、バッテリＥＣＵ２６０、エンジンＥＣＵ２８０およびＭＧ＿ＥＣＵ３００等を相互に管理制御して、ハイブリッド車両が最も効率よく運行できるようにハイブリッドシステム全体を制御するＨＶ＿ＥＣＵ３２０等を含む。

本実施の形態において、走行用バッテリ２２０とインバータ２４０との間には昇圧コンバータ２４２が設けられている。これは、走行用バッテリ２２０の定格電圧が、モータ１４０Ａ（ＭＧ（２）１４０Ａ）やモータジェネレータ１４０Ｂ（ＭＧ（１）１４０Ｂ）の定格電圧よりも低いので、走行用バッテリ２２０からモータジェネレータ１４０Ａ（ＭＧ（２）１４０Ａ）やモータジェネレータ１４０Ｂ（ＭＧ（１）１４０Ｂ）に電力を供給するときには、昇圧コンバータ２４２で電力を昇圧する。なお、充電する場合にはこの昇圧コンバータで降圧して走行用バッテリ２２０に充電電力が供給される。

なお、図１においては、各ＥＣＵを別構成としているが、２個以上のＥＣＵを統合したＥＣＵとして構成してもよい（たとえば、図１に、点線で示すように、ＭＧ＿ＥＣＵ３００とＨＶ＿ＥＣＵ３２０とを統合したＥＣＵ（たとえば、図３のＥＣＵ４００）とすることがその一例である）。

動力分割機構２００は、エンジン１２０の動力を、駆動輪１６０とモータジェネレータ１４０Ｂ（ＭＧ（１）１４０Ｂ）との両方に振り分けるために、遊星歯車機構（プラネタリーギヤ）が使用される。モータジェネレータ１４０Ｂ（ＭＧ（１）１４０Ｂ）の回転数を制御することにより、動力分割機構２００は無段変速機としても機能する。エンジン１２０の回転力はキャリア（Ｃ）に入力され、それがサンギヤ（Ｓ）によってモータジェネレータ１４０Ｂ（ＭＧ（１）１４０Ｂ）に、リングギヤ（Ｒ）によってモータジェネレータ１４０Ａ（ＭＧ（２）１４０Ａ）および出力軸（駆動輪１６０側）に伝えられる。回転中のエンジン１２０を停止させる時には、エンジン１２０が回転しているので、この回転の運動エネルギをモータジェネレータ１４０Ｂ（ＭＧ（１）１４０Ｂ）で電気エネルギに変換して、エンジン１２０の回転数を低下させる。

図１に示すようなハイブリッドシステムを搭載するハイブリッド車両においては、車両の状態について予め定められた条件が成立すると、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、モータジェネレータ１４０のモータジェネレータ１４０Ａ（ＭＧ（２）１４０Ａ）のみによりハイブリッド車両の走行を行なうようにモータジェネレータ１４０Ａ（ＭＧ（２）１４０Ａ）およびエンジンＥＣＵ２８０を介してエンジン１２０を制御する。たとえば、予め定められた条件とは、走行用バッテリ２２０のＳＯＣが予め定められた値以上であるという条件等である。このようにすると、発進時や低速走行時等であってエンジン１２０の効率が悪い場合に、モータジェネレータ１４０Ａ（ＭＧ（２）１４０Ａ）のみによりハイブリッド車両の走行を行なうことができる。この結果、走行用バッテリ２２０のＳＯＣを低下させることができる（その後の車両停止時に走行用バッテリ２２０を充電することができる）。

また、通常走行時には、たとえば動力分割機構２００によりエンジン１２０の動力を２経路に分け、一方で駆動輪１６０の直接駆動を行ない、他方でモータジェネレータ１４０Ｂ（ＭＧ（１）１４０Ｂ）を駆動して発電を行なう。この時、発生する電力でモータジェネレータ１４０Ａ（ＭＧ（２）１４０Ａ）を駆動して駆動輪１６０の駆動補助を行なう。また、高速走行時には、さらに走行用バッテリ２２０からの電力をモータジェネレータ１４０Ａ（ＭＧ（２）１４０Ａ）に供給してモータジェネレータ１４０Ａ（ＭＧ（２）１４０Ａ）の出力を増大させて駆動輪１６０に対して駆動力の追加を行なう。一方、減速時には、駆動輪１６０により従動するモータジェネレータ１４０Ａ（ＭＧ（２）１４０Ａ）がジェネレータとして機能して回生発電を行ない、回収した電力を走行用バッテリ２２０に蓄える。なお、走行用バッテリ２２０の充電量が低下し、充電が特に必要な場合には、エンジン１２０の出力を増加してモータジェネレータ１４０Ｂ（ＭＧ（１）１４０Ｂ）による発電量を増やして走行用バッテリ２２０に対する充電量を増加する。

また、走行用バッテリ２２０の目標ＳＯＣはいつ回生が行なわれてもエネルギーが回収できるように、通常は６０％程度に設定される。また、ＳＯＣの上限値と下限値とは、走行用バッテリ２２０のバッテリの劣化を抑制するために、たとえば、制御上限値を８０％とし、制御下限値を３０％として設定され、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、ＭＧ＿ＥＣＵ３００を介してＳＯＣが上限値および下限値を越えないようにモータジェネレータ１４０による発電や回生、モータ出力を制御している。なお、ここで挙げた値は、一例であって特に限定される値ではない。

図２を参照して、動力分割機構２００についてさらに説明する。動力分割機構２００は、サンギヤ（Ｓ）２０２と（以下、単にサンギヤ２０２と記載する）、ピニオンギヤ２０４と、キャリア（Ｃ）２０６（以下、単にキャリア２０６と記載する）と、リングギヤ（Ｒ）２０８（以下、単にリングギヤ２０８と記載する）とを含む遊星歯車から構成される。

ピニオンギヤ２０４は、サンギヤ２０２およびリングギヤ２０８と係合する。キャリア２０６は、ピニオンギヤ２０４が自転可能であるように支持する。サンギヤ２０２はＭＧ（１）１４０Ｂの回転軸に連結される。キャリア２０６はエンジン１２０のクランクシャフトに連結される。リングギヤ２０８はＭＧ（２）１４０Ａの回転軸および減速機１８０に連結される。

エンジン１２０、ＭＧ（１）１４０ＢおよびＭＧ（２）１４０Ａが、遊星歯車からなる動力分割機構２００を介して連結されることで、エンジン１２０、ＭＧ（１）１４０ＢおよびＭＧ（２）１４０Ａの回転数は、共線図において直線で結ばれる関係になる。

図３を参照して、電源回路について説明する。この電源回路は、走行用バッテリ２２０と、昇圧コンバータ２４２と、インバータ２４０と、コンデンサＣ（１）５１０と、コンデンサＣ（２）５２０と、ＳＭＲ（１）５００と、制限抵抗５０２と、ＳＭＲ（２）５０４と、ＳＭＲ（３）５０６と、ＥＣＵ４００とを含む。

インバータ２４０は、６つのＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）と、ＩＧＢＴのエミッタ側からコレクタ側に電流を流すように、各ＩＧＢＴにそれぞれ並列に接続された６つのダイオードとを含む。インバータ２４０は、ＥＣＵ４００からの制御信号に基づいて各ＩＧＢＴのゲートをオン／オフ（通電／遮断）することにより、走行用バッテリ２２０から供給された電流を、直流電流から交流電流に変換し、モータジェネレータ１４０に供給する。なお、インバータ２４０およびＩＧＢＴには、周知の技術を利用すればよいため、ここではさらなる詳細な説明は繰返さない。なお、図３において、モータジェネレータ１４０Ａ（１４０Ｂ）が駆動用である場合には上側のインバータ２４０が駆動用インバータであって、モータジェネレータ１４０Ｂ（１４０Ａ）が発電用である場合には下側のインバータ２４０が発電用インバータである。

昇圧コンバータ２４２は、リアクトル３１１と、ＮＰＮトランジスタ３１２，３１３と、ダイオード３１４，３１５とを含む。リアクトル３１１の一方端は走行用バッテリ２２０の電源ラインに接続され、他方端はＮＰＮトランジスタ３１２とＮＰＮトランジスタ３１３との中間点、すなわち、ＮＰＮトランジスタ３１２のエミッタとＮＰＮトランジスタ３１３のコレクタとの間に接続される。ＮＰＮトランジスタ３１２，３１３は、インバータ２４０の電源ラインとアースラインとの間に直列に接続される。そして、ＮＰＮトランジスタ３１２のコレクタは電源ラインに接続され、ＮＰＮトランジスタ３１３のエミッタはアースラインに接続される。また、各ＮＰＮトランジスタ３１２，３１３のコレクタ−エミッタ間には、エミッタ側からコレクタ側へ電流を流すダイオード３１４，３１５が接続されている。

昇圧コンバータ２４２は、ＥＣＵ４００によってＮＰＮトランジスタ３１２，３１３がオン／オフされ、コンデンサＣ（１）５１０から供給された直流電圧を昇圧して出力電圧をコンデンサＣ（２）５２０に供給する。また、昇圧コンバータ２４２は、モータ駆動回路が搭載されたハイブリッド車両自動車または電気自動車の回生制動時、モータジェネレータ１４０によって発電され、インバータ２４０によって変換された直流電圧を降圧してコンデンサＣ（１）５１０へ供給する。コンデンサＣ（２）５２０は、昇圧コンバータ２４２から供給された直流電力の電圧を平滑化し、その平滑化された直流電力をインバータ２４０へ供給する。

モータジェネレータ１４０は、三相交流モータである。モータジェネレータ１４０の回転軸は、図２に示すように車両のドライブシャフト（図示せず）に接続され、駆動輪に駆動力を伝達する。車両は、モータジェネレータ１４０からの駆動力により走行する。

コンデンサＣ（１）５１０は、インバータ２４０と並列に接続されている。コンデンサＣ（１）５１０は、走行用バッテリ２２０から供給された電力、またはインバータ２４０から供給された電力を平滑化するため、電荷を一旦蓄積する。平滑化された電力は、インバータ２４０または走行用バッテリ２２０に供給される。

ＳＭＲ（１）５００およびＳＭＲ（２）５０４は、走行用バッテリ２２０の正極側に設けられている。ＳＭＲ（１）５００とＳＭＲ（２）５０４とは、並列に接続されている。ＳＭＲ（１）５００には、制限抵抗５０２が直列に接続されている。ＳＭＲ（１）５００は、ＳＭＲ（２）５０４が接続される前に接続され、インバータ２４０に突入電流が流れることを防止するプリチャージ用ＳＭＲである。ＳＭＲ（２）５０４は、ＳＭＲ（１）５００が接続され、プリチャージが終了した後に接続される正側ＳＭＲである。ＳＭＲ（３）５０６は、走行用バッテリ２２０の負極側に設けられている負側ＳＭＲである。各ＳＭＲは、ＥＣＵ４００により制御される。

ＥＣＵ４００は、イグニッションスイッチ（図示せず）、アクセルペダル（図示せず）の踏込み量、ブレーキペダル（図示せず）の踏込み量などに基づいて、ＲＯＭ（Read Only Memory）に記憶されたプログラムを実行し、インバータ２４０および各ＳＭＲを制御して、車両を所望の状態で走行させる。ＥＣＵ４００には、走行用バッテリ２２０の電流値ＩＢを検出する電流計６０６が接続されている。

ＳＭＲ（１）５００、ＳＭＲ（２）５０４、ＳＭＲ（３）５０６は、コイルに対して励磁電流を通電したときに接点を閉じるリレーである。ＳＭＲ（１）５００、ＳＭＲ（２）５０４、ＳＭＲ（３）５０６の作動状態とイグニッションスイッチの位置との関係について説明する。なお、ＳＭＲがオンとは通電状態を示し、ＳＭＲがオフとは非通電状態を示す。

イグニッションスイッチには、ＯＦＦ（オフ）位置と、ＡＣＣ位置、ＯＮ（オン）位置およびＳＴＡ（スタート）位置とがあり、ＥＣＵ４００は、電源遮断時、すなわちイグニッションスイッチのポジションがＯＦＦ位置にあるときには、全てのＳＭＲ（１）５００、ＳＭＲ（２）５０４、ＳＭＲ（３）５０６をオフする。すなわち、各ＳＭＲ（１）５００、ＳＭＲ（２）５０４、ＳＭＲ（３）５０６のコイルに対する励磁電流をオフする。なお、イグニッションスイッチのポジションは、ＯＦＦ位置→ＡＣＣ位置→ＯＮ位置→ＳＴＡ位置の順に切り換えられ、ＳＴＡ位置からＯＮ位置へは自動的に戻るものとする。なお、このようなスイッチに、本発明の適用が限定されるものではない。

電源接続時、すなわちイグニッションスイッチのポジションがＯＦＦ位置からＡＣＣ位置およびＯＮ位置を経てＳＴＡ位置に切り換えられると、ＥＣＵ４００は、先ず、ＳＭＲ（３）５０６をオンし、次にＳＭＲ（１）５００をオンしてプリチャージを実行する。ＳＭＲ（１）５００には制限抵抗５０２が接続されているので、ＳＭＲ（１）５００をオンしてもインバータ２４０の電圧値ＶＨは緩やかに上昇し、突入電流の発生を防止することができる。

ＥＣＵ４００は、インバータ２４０の電圧値ＶＨが、たとえば、バッテリ電圧値ＶＢの約８０％程度に達したときに、または、インバータ２４０の電圧値ＶＨがほぼバッテリ電圧値ＶＢに等しくなったときに、プリチャージを完了し、ＳＭＲ（１）５００をオフしてＳＭＲ（２）５０４をオンする。

一方、イグニッションスイッチのポジションがＯＮ位置からＯＦＦ位置に切り換えられると、ＥＣＵ４００は、先ずＳＭＲ（２）５０４をオフし、続いてＳＭＲ（３）５０６をオフする。この結果、走行用バッテリ２２０とインバータ２４０との間の電気的な接続が遮断され、電源遮断状態となる。このとき、駆動回路側の残存電圧はディスチャージされ、インバータ２４０の電圧値ＶＨは徐々に約０Ｖ（遮断時電圧）に収束する。なお、遮断時電圧値は必ずしも０Ｖである必要はなく、たとえば、２〜３Ｖ程度の微弱電圧値であっても良い。

本実施の形態に係る検知器の結露防止装置は、検知器の一例である電流計６０６の結露を防止する。特に、イグニッションスイッチがオフであっても、電流計６０６に結露が発生することを防止する。

図４を参照して、本実施の形態に係る検知器の結露防止装置について説明する。走行用バッテリ２２０に流れる電流（充電電流や放電電流）を検出する検知器である電流計２２２は、たとえば、図４に示すようなコア付きの電流センサである。この電流計２２２は、走行用バッテリ２２０の負極側導線（一次導体）に流れる電流により発生した磁界をコアで収束させ中央に設けたギャップにより電流に比例した並行磁界を実現する。そのギャップにリニアホールＩＣ（Integrated Circuit）を設けて磁束密度に比例した電流値を検出する。このホールＩＣからの出力信号線は、信号線用の端子台（コネクタ）６２０において、電流計ワイヤハーネス（信号線）６１０に接続されている。ＥＣＵ４００は、電流計２２２から電流計ワイヤハーネス６１０を介して入力された信号に基づいてバッテリ電流値ＩＢを検出する。

ハイブリッド車両への搭載の制約上、この端子台６２０は、鉛直上向きに設けられる場合がある。このように、鉛直上向きに設けられていると、電流計ワイヤハーネス６１０の表面で結露した水滴が端子台６２０に伝わり、端子台６２０に水滴が侵入した場合、たとえばイグニッションスイッチがオンにされた電流計２２２の起動時において、水滴により端子台の端子間が短絡する可能性がある。端子間で短絡すると、電流計２２２が正常動作を開始することができなくなり、ＥＣＵが異常を検出してしまう。

本実施の形態に係る検知器の結露防止装置は、このような異常を回避すべく、イグニッションスイッチのオンオフに関係なく結露の発生を予測して、結露の発生が予測されると結露を防止する。

結露を防止するために、図４に示すように、端子台６２０および電流計ワイヤハーネス６１０近傍の空気温度を上昇させる（結果的には端子台６２０および電流計ワイヤハーネス６１０自体の温度も上昇させることになる）ための熱線コイル６３０が設けられる。なお、熱線の形状はこのようなコイルに限定されない。

この熱線コイル６３０には大容量の走行用バッテリ２２０から電力が供給される。容量が小さい補機バッテリではなく、大容量の走行用バッテリ２２０から、熱線コイル６３０に電力を供給するので、イグニッションスイッチがオフでエンジン１２０による発電（ジェネレータやオルタネータによる発電）ができない場合であっても、バッテリ上がりの可能性を回避できる。

この熱線コイル６３０への電力の供給は、制御部４２０により制御される。制御部４２０は、イグニッションスイッチがオフであっても作動可能なＣＰＵ（Central Processing Unit)や、イグニッションスイッチがオフであっても作動可能なタイマや、イグニッションスイッチがオフであってもバッテリ温度のデータを保持可能なメモリを備える。

制御部４２０には、走行用バッテリ２２０の温度（電流計２２２近傍の温度）を検出する温度センサ６００から入力された信号に基づいて、バッテリ温度ＴＢを検出して、結露の可能性を予測する。制御部４２０は、結露の可能性があると判断すると、熱線オン信号を熱線用リレー６４０に出力する。制御部４２０から熱線オン信号を受けた熱線用リレー６４０は、回路を閉じて走行用バッテリ２２０から熱線コイル６３０へ電力を供給させる。

なお、熱線コイルの定格電圧に合致させて、走行用バッテリ２２０から電力を供給すればよい。図４では、熱線コイル６３０の定格電圧と走行用バッテリ２２０の定格電圧とが略同じであることを前提としている。熱線コイル６３０の定格電圧が走行用バッテリ２２０の定格電圧よりも低い時には、多数のバッテリセルが直列に接続されて構成される走行用バッテリ２２０の途中から電力を熱線コイル６３０に供給するようにすればよい。

なお、制御部４２０には、ハイブリッド車両のイグニッションスイッチの状態が入力される。

図５を参照して、検知器の結露防止装置を実現するために、制御部４２０が実行するプログラムの制御構造について説明する。なお、このプログラムは、サブルーチンであって、予め定められたサイクルタイムで繰返し実行される。さらに、このプログラムは、イグニッションスイッチがオフでも作動可能な制御部４２０のＣＰＵにより実行される。このため、イグニッションスイッチがオフ時であってもオン時であっても、結露の可能性の有無を判断して、結露を防止することができる。

ステップ（以下、ステップをＳと略す）１００にて、制御部４２０は、運転者により操作されたイグニッションスイッチがオン位置にあるか否かを判別する。イグニッションスイッチがオフ位置からＡＣＣ位置を経由して少なくともオン位置にされた場合（Ｓ１００にてＹＥＳ）、処理はＳ２００に移される。もしそうでないと（Ｓ１００にてＮＯ）、処理はＳ１０００に移される。

Ｓ２００にて、制御部４２０は、電流計２２２近傍のバッテリ温度ＴＢを検出する。Ｓ３００にて、制御部４２０は、バッテリ温度ＴＢの時間変化率（時間微分値）であるｄＴＢ／ｄｔを算出する。

Ｓ４００にて、制御部４２０は、ｄＴＢ／ｄｔがしきい値以上であるか否かを判断する。このとき、結露は、環境（空気）温度が高く対象物（ここでは電流計ワイヤハーネス６１０や端子台６２０）の温度が低い時に発生する。ハイブリッド車両が、環境温度が低い場所から高い場所（たとえば室内）に入った場合など、急激に環境温度が上昇する場合に、対象物の温度上昇の速度が遅く結露を発生し易い。したがって、バッテリ温度ＴＢの時間変化率であるｄＴＢ／ｄｔに対するしきい値は、結露の可能性があるときの温度上昇の時間変化率が設定される。バッテリ温度ＴＢの時間変化率であるｄＴＢ／ｄｔがしきい値以上であると（Ｓ４００にてＹＥＳ）、処理はＳ５００へ移される。もしそうでないと（Ｓ４００にてＮＯ）、処理はＳ１００へ戻される。

Ｓ５００にて、制御部４２０は、熱線管理タイマＴ（１）をスタートさせる。この管理タイマＴ（１）には、熱線コイル６３０に走行用バッテリ２２０から電力を供給する時間が設定される、減算タイマである。なお、この熱線管理タイマＴ（１）の設定時間は、バッテリ温度ＴＢの時間変化率であるｄＴＢ／ｄｔをパラメータとした可変値であってもよい。さらに、この熱線管理タイマＴ（１）の設定時間は、このような可変値に代えてあるいは加えて、外気温やバッテリ温度、走行用バッテリ２２０のＳＯＣ、熱線コイル６３０の消費電力等をパラメータとして算出してもよい。

Ｓ６００にて、制御部４２０は、熱線用リレー６４０に熱線オン信号を出力する。これにより、走行用バッテリ２２０から熱線コイル６３０へ電力が供給されて、端子台６２０および電流計ワイヤハーネス６１０の周囲の空気の温度が上昇する。

Ｓ７００にて、制御部４２０は、熱線管理タイマＴ（１）がタイムアップしたか否かを判断する。熱線管理タイマＴ（１）がタイムアップしていると（Ｓ７００にてＹＥＳ）、処理はＳ８００へ移される。もしそうでないと（Ｓ７００にてＮＯ）、処理はＳ６００へ戻されて、熱線コイルによる加熱が継続して実行される。

Ｓ８００にて、制御部４２０は、熱線用リレー６４０に出力していた熱線オン信号の出力を停止する。これにより、走行用バッテリ２２０から熱線コイル６３０への電力の供給が停止する。Ｓ９００にて、制御部４２０は、熱線管理タイマＴ（１）をリセットする。

Ｓ１０００にて、制御部４２０は、温度間欠監視タイマＴ（２）をスタートさせる。この管理タイマＴ（１）は、イグニッションスイッチがオフであっても作動する。この温度間欠監視タイマＴ（１）には、ハイブリッド車両が停止（イグニッションスイッチオフでハイブリッドシステム停止）している状態における、結露の発生を判断する間隔の時間が設定される、たとえば、キャリヤカーに搭載されてイグニッションスイッチがオフの状態で室内に搬送された場合であっても、発生する結露を防止できる。なお、この温度間欠監視タイマＴ（１）を用いないでイグニッションスイッチのオンオフに関わらず常時このフローチャートで示されるプログラムを実行することはバッテリの消費電流を増大させる点で好ましくない。

Ｓ１１００にて、制御部４２０は、温度間欠監視タイマＴ（２）がタイムアップしたか否かを判断する。温度間欠監視タイマＴ（２）がタイムアップしていると（Ｓ１１００にてＹＥＳ）、処理はＳ１２００へ移される。もしそうでないと（Ｓ１１００にてＮＯ）、処理はＳ１００へ戻される。

Ｓ１２００にて、制御部４２０は、電流計２２２近傍のバッテリ温度ＴＢを検出して、イグニッションスイッチオフでもデータ保持可能なメモリ（たとえば、不揮発性メモリ）に記憶する。

Ｓ１３００にて、制御部４２０は、前回検出して記憶したバッテリ温度ＴＢと今回検出したバッテリ温度ＴＢとの差（差分値）がしきい値温度以上であるか否かを判断する。環境温度が変化している（上昇している）場合に、対象物の温度上昇の速度が遅く結露を発生し易い。したがって、しきい値温度は、結露の可能性があると判断される温度上昇値が設定される。前回検出して記憶したバッテリ温度ＴＢと今回検出したバッテリ温度ＴＢとの差がしきい値温度以上であると（Ｓ１３００にてＹＥＳ）、処理はＳ１４００へ移される。もしそうでないと（Ｓ１３００にてＮＯ）、処理はＳ１５００へ戻される。

Ｓ１４００にて、制御部４２０は、熱線管理タイマＴ（１）をリセットする。その後、処理はＳ５００へ移される。Ｓ１５００にて、制御部４２０は、温度間欠監視タイマＴ（２）をリセットする。その後、この処理は終了する。

以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係る検知器の結露防止装置の動作について説明する。なお、場合分けした動作の説明において、同じ動作の説明は繰返さない。

［イグニッションスイッチがオンで寒い場所から暖かい場所に移動したとき］
イグニッションスイッチがオンで（Ｓ１００にてＹＥＳ）、電流計２２２近傍のバッテリ温度ＴＢが検出される（Ｓ２００）。バッテリ温度ＴＢの時間変化率ｄＴＢ／ｄｔが算出されて（Ｓ３００）、このバッテリ温度ＴＢの時間変化率ｄＴＢ／ｄｔがしきい値以上であると判断される（Ｓ４００にてＹＥＳ）。

熱線管理タイマＴ（１）がスタートして（Ｓ５００）、この熱線管理タイマＴ（１）がタイムアップしない間においては（Ｓ７００にてＮＯ）、熱線オン信号が熱線用リレー６４０に出力されて熱線用リレー６４０が通電状態となり、走行用バッテリ２２０から熱線コイル６３０へ電力が供給されて、端子台６２０および電流計ワイヤハーネス６１０の周囲の空気の温度が上昇する。

これにより、熱線コイル６３０による加熱処理を実行して、結露の発生を防止して、結露の水滴による電流計２２２が誤動作することを回避できる。

［イグニッションスイッチがオンで温度変化が少ないとき］
バッテリ温度ＴＢの時間変化率ｄＴＢ／ｄｔが算出されて（Ｓ３００）、このバッテリ温度ＴＢの時間変化率ｄＴＢ／ｄｔがしきい値以上でないと判断される（Ｓ４００にてＮＯ）。このため、熱線コイル６３０による加熱処理は行なわれないで、再度イグニッションスイッチがオンのままであると（Ｓ１００にてＹＥＳ）、繰返しバッテリ温度ＴＢが検出されて（Ｓ２００）、バッテリ温度ＴＢの時間変化率ｄＴＢ／ｄｔがしきい値以上であるか否かが繰返し判断される（Ｓ３００、Ｓ４００）。

これにより、イグニッションスイッチがオンであるときには、常時、バッテリ温度ＴＢを検出して、バッテリ温度ＴＢの時間変化率を算出して、結露が発生する可能性があるときには熱線コイル６３０による加熱処理を実行して、結露の水滴による電流計２２２が誤動作することを回避できる。

［イグニッションスイッチがオフで寒い場所から暖かい場所に移動したとき］
イグニッションスイッチがオフの状態であるときには（Ｓ１００にてＮＯ）、常時ではなく、温度間欠監視タイマＴ（２）がスタートして（Ｓ１０００）、温度間欠監視タイマＴ（２）がタイムアップする毎に（Ｓ１１００にてＹＥＳ）、バッテリ温度ＴＢが検出されて記憶される（Ｓ１２００）。

ハイブリッド車両がキャリヤカーに搭載されて、イグニッションスイッチがオフの状態で、寒い室外から暖かい室内に搬送されると、前回検出されて記憶されたバッテリ温度ＴＢと今回検出されたバッテリ温度ＴＢとの差がしきい値温度以上になる（Ｓ１３００にてＹＥＳ）。このときには、熱線管理タイマＴ（１）がリセットされてから（Ｓ１４００）、熱線管理タイマＴ（１）がスタートする（Ｓ５００）。この熱線管理タイマＴ（１）がタイムアップしない間においては（Ｓ７００にてＮＯ）、熱線オン信号が熱線用リレー６４０に出力されて熱線用リレー６４０が通電状態となり、走行用バッテリ２２０から熱線コイル６３０へ電力が供給されて、端子台６２０および電流計ワイヤハーネス６１０の周囲の空気の温度が上昇する。

これにより、イグニッションスイッチがオフの状態であっても、熱線コイル６３０による加熱処理を実行して、結露の発生を防止して、結露の水滴による電流計２２２が誤動作することを回避できる。

［イグニッションスイッチがオフで温度変化が少ないとき］
温度間欠監視タイマＴ（２）がタイムアップする毎に（Ｓ１１００にてＹＥＳ）、バッテリ温度ＴＢが検出されて記憶される（Ｓ１２００）。

前回検出されて記憶されたバッテリ温度ＴＢと今回検出されたバッテリ温度ＴＢとの差がしきい値温度以上でないときには（Ｓ１３００にてＮＯ）、熱線コイル６３０による加熱処理は行なわれない。再度イグニッションスイッチがオフのままであると（Ｓ１００にてＮＯ）、温度間欠監視タイマＴ（２）がタイムアップする毎に繰返しバッテリ温度ＴＢが検出されて記憶されて（Ｓ１２００）、前回検出されて記憶されたバッテリ温度ＴＢと今回検出されたバッテリ温度ＴＢとの差がしきい値温度以上であるか否かが繰返し判断される（Ｓ１３００）。

これにより、イグニッションスイッチがオフであるときには、温度間欠監視タイマＴ（２）がタイムアップする毎に、バッテリ温度ＴＢを検出して、前回のバッテリ温度ＴＢとの差を算出して、結露が発生する可能性があるときには熱線コイル６３０による加熱処理を実行して、結露の水滴による電流計２２２が誤動作することを回避できる。このように、イグニッションスイッチがオフの場合には間欠的に処理が実行されるので、イグニッションスイッチがオフ時における暗電流を低減させることができる。

以上のようにして、本実施の形態に係る検知器の結露防止装置によると、車両のメインスイッチの状態に関わらず、結露の発生を防止して検知器（電流計）ので誤動作を回避することができる。

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て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。

本発明の実施の形態に係る結露防止装置が適用される、ハイブリッド車両の制御ブロック図である。 図１の動力分割機構を示す図である。 本発明の実施の形態に係る結露防止装置が適用される電源回路の構成を示す図である。 電源回路の電流計の結露防止機構の構成を示す図である。 図４の制御部で実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャートである。

符号の説明

１２０ エンジン、１４０ モータジェネレータ、１６０ 駆動輪、１８０ 減速機、２００ 動力分割機構、２２０ 走行用バッテリ、２２２ 電流計、２４０ インバータ、２４２ 昇圧コンバータ、２６０ バッテリＥＣＵ、２８０ エンジンＥＣＵ、３００ ＭＧ＿ＥＣＵ、３２０ ＨＶ＿ＥＣＵ、４００ ＥＣＵ、４２０ 制御部、５００，５０４，５０６ ＳＭＲ、５０２ 制限抵抗、５１０ コンデンサＣ（１）、５２０ コンデンサＣ（２）、６００ 温度センサ、６１０ 電流計ワイヤハーネス、６２０ 端子台、６３０ 熱線コイル、６４０ 熱線用リレー。

Claims (5)

1. 車両の走行源に電力を供給する蓄電機構の状態を電気信号により検知する検知器近傍の温度を検出するための検出手段と、
   前記検出された温度に基づいて、前記検知器に結露が発生する可能性を判断するための判断手段と、
   前記結露が発生する可能性があると判断されると前記蓄電機構からの電力の供給を受けて、前記検知器の電気接点近傍の温度を上昇させるための温度上昇手段とを含む、蓄電機構の状態を検知する検知器の結露防止装置。
2. 前記判断手段は、前記検出された温度の時間変化に基づいて、前記検知器に結露が発生する可能性を判断するための手段を含む、請求項１に記載の結露防止装置。
3. 前記検出手段は、前記車両の作動状態に応じて、前記検知器近傍の温度を検出する間隔を変更して、温度を検出するための手段を含む、請求項１または２に記載の結露防止装置。
4. 前記検出手段は、前記車両が作動状態でないときには、作動状態であるときよりも長い間隔で、前記検知器近傍の温度を検出するための手段を含む、請求項３に記載の結露防止装置。
5. 前記検知器は、前記蓄電機構を流れる電流値を検知する電流センサである、請求項１〜４のいずれかに記載の結露防止装置。

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