JP2019176689A

JP2019176689A - 電気自動車

Info

Publication number: JP2019176689A
Application number: JP2018065091A
Authority: JP
Inventors: 浩太鈴木; Kota Suzuki; 敏和大野; Toshikazu Ono
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2018-03-29
Filing date: 2018-03-29
Publication date: 2019-10-10
Anticipated expiration: 2038-03-29
Also published as: JP6958458B2

Abstract

【課題】システム停止している状態で空調装置を駆動したときでも、収納スペースに取り付けられた複数の温度センサに対してより適正に異常診断を行なう。【解決手段】システム停止した状態で空調装置を駆動した後のシステム起動時に異常診断を行なうときには、空調装置の熱放出部とモータとを収納する収納部に取り付けられた複数の温度センサの各々に対して空調装置の動作量に基づく上昇温度を推定し、複数の温度センサの各々により検出される温度に対して推定した上昇温度により補正した温度を比較することにより各温度センサの異常診断を行なう。【選択図】図２

Description

本発明は、電気自動車に関し、詳しくは、空調装置の熱放出部やモータなどを収納する収納部に複数の温度センサを有し、システム起動時に温度センサの異常診断を行なう電気自動車に関する。

従来、この種の技術としては、エンジンの冷却水の温度を検出する２つの冷却水温度センサを備え、冷却水の温度の推定値である推定温度を演算し、２つの冷却水温度センサの検出値と推定温度とに基づいて２つの冷却水温度センサについて異常の有無を判定するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この技術では、ある時点における推定温度を基準温度に設定し、推定温度が基準温度から判定温度だけ変化したことを判定許可条件として有し、判定許可条件の成立時における２つの冷却水温度センサの検出値の乖離が判定温度以下の正常温度未満である場合に２つの冷却水温度センサが正常であると判定する。

特開２０１７−１４１７６３号公報

電気自動車では、一般的に乗員室の空気調和を行なう空調装置は搭載したバッテリからの電力により駆動する。このため、タイマーなどを用いてシステム停止している状態で空調装置を駆動して乗員室を空気調和することができる。こうした空調装置の熱交換による熱の放出部やコンプレッサなどはモータなどと共に車両の前方又は後方のスペースに収納されている。こうした収納スペースには複数の温度センサが取り付けられており、これらの温度センサに対してシステム起動時などに異常診断が行なわれる。異常診断は、通常、複数の温度センサにより検出された温度を比較し、その乖離がないときに正常であると判定する。しかし、システム停止している状態で空調装置を駆動したときには、空調装置の熱放出部からの熱やコンプレッサの熱により収納スペース内の温度が高くなる。このとき、温度上昇は収納スペースの各場所によって異なるものとなるから、システム起動時に温度センサの異常診断を行なうと異常が検出されてしまう。

本発明の電気自動車は、システム停止している状態で空調装置を駆動したときでも、収納スペースに取り付けられた複数の温度センサに対してより適正に異常診断を行なうことを主目的とする。

本発明の電気自動車は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明の電気自動車は、
走行用のモータと、
前記モータに電力を供給する蓄電装置と、
前記蓄電装置からの電力を用いて乗員室の空気調和を行なう空調装置と、
少なくとも前記空調装置の熱放出部と前記モータとを収納する収納部に取り付けられた複数の温度センサと、
前記複数の温度センサにより検出される各々の温度を比較することにより各温度センサの異常診断を行なう制御装置と、
を備える電気自動車であって、
前記制御装置は、システム停止した状態で前記空調装置を駆動した後のシステム起動時に前記異常診断を行なうときには、前記複数の温度センサの各々に対して前記空調装置の動作量に基づく上昇温度を推定し、前記複数の温度センサの各々により検出される温度に対して推定した上昇温度により補正した温度を用いて前記異常診断を行なう、
ことを特徴とする。

この本発明の電気自動車では、通常は、空調装置の熱放出部とモータとを収納する収納部に取り付けられた複数の温度センサにより検出される各々の温度を比較することにより各温度センサの異常診断を行なう。システム停止した状態で空調装置を駆動した後のシステム起動時に異常診断を行なうときには、複数の温度センサの各々に対して空調装置の動作量に基づく上昇温度を推定し、複数の温度センサの各々により検出される温度に対して推定した上昇温度により補正した温度を比較することにより各温度センサの異常診断を行なう。これにより、システム停止している状態で空調装置を駆動したときでも、収納スペースに取り付けられた複数の温度センサに対してより適正に異常診断を行なうことができる。

本発明の実施例としての電気自動車２０の構成の概略を示す構成図である。電子制御ユニット５０により実行される異常診断処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。上昇温度設定用マップの一例を示す説明図である。温度センサ７２ａ，７２ｂにより検出される温度Ｔａ，Ｔｂの時間変化の一例を示す説明図である。

次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。

図１は、本発明の一実施例としての電気自動車２０の構成の概略を示す構成図である。実施例の電気自動車２０は、図示するように、モータ３２と、インバータ３４と、蓄電装置としてのバッテリ３６と、充電器４０と、エアコン用コンプレッサ４４ａと、エアコンの熱放出部４４ｂと、電子制御ユニット５０と、を備える。

モータ３２は、例えば同期発電電動機として構成されており、回転子が駆動輪２２ａ，２２ｂにデファレンシャルギヤ２４を介して連結された駆動軸２６に接続されている。インバータ３４は、モータ３２の駆動に用いられると共に電力ライン３８を介してバッテリ３６に接続されている。モータ３２は、電子制御ユニット５０によってインバータ３４の図示しない複数のスイッチング素子がスイッチング制御されることにより、回転駆動される。バッテリ３６は、例えばリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池として構成されている。

充電器４０は、電力ライン３８に接続されており、自宅や充電ステーションなどで車両側コネクタ４２と充電設備９０における家庭用電源や工業用電源などの外部電源９１からの設備側コネクタ９２とが接続されているときに、外部電源９１からの電力を用いてバッテリ３６を充電可能に構成されている。この充電器４０は、電子制御ユニット５０により制御される。

エアコンは、乗員室の空気調和を行なうエアコンディショナ（エアコン）であり、エアコン用コンプレッサ４４ａと熱交換器などの放熱部４４ｂとを備える。エアコン用コンプレッサ４４ａは、バッテリ３６からの電力により駆動する。エアコン用コンプレッサ４４ａや放熱部４４ｂは、モータ３２と共に車両の前方の収納スペース７０に収納されている。

電子制御ユニット５０は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵに加えて、処理プログラムを記憶するＲＯＭや、データを一時的に記憶するＲＡＭ、入出力ポート、通信ポートを備える。

電子制御ユニット５０には、各種センサからの信号が入力ポートを介して入力される。電子制御ユニット５０に入力される信号としては、例えば、モータ３２の回転子の回転位置を検出する図示しない回転位置センサからのモータ３２の回転子の回転位置θｍや、モータ３２の各相の相電流を検出する図示しない電流センサからのモータ３２の各相の相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗを挙げることができる。また、バッテリ３６の端子間に取り付けられた電圧センサ３６ａからのバッテリ３６の電圧Ｖｂや、バッテリ３６の出力端子に取り付けられた電流センサ３６ｂからのバッテリ３６の電流Ｉｂ、バッテリ３６に取り付けられた温度センサ３６ｃからのバッテリ３６の温度Ｔｂも挙げることができる。車両側コネクタ４２に取り付けられると共に車両側コネクタ４２と設備側コネクタ９２との接続を検出する接続検出センサ４３からの接続検出信号も挙げることができる。イグニッションスイッチ６０からのイグニッション信号や、シフトレバー６１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ６２からのシフトポジションＳＰも挙げることができる。アクセルペダル６３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ６４からのアクセル開度Ａｃｃや、ブレーキペダル６５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ６６からのブレーキペダルポジションＢＰ、車速センサ６８からの車速Ｖなども挙げることができる。また、収納スペース７０に取り付けられた複数の温度センサ７２ａ，７２ｂからの温度Ｔａ，Ｔｂなども挙げることができる。

電子制御ユニット５０からは、各種制御信号が出力ポートを介して出力される。電子制御ユニット５０から出力される信号としては、例えば、インバータ３４への制御信号や、充電器４０への制御信号、エアコン用コンプレッサ４４ａへの駆動制御信号などを挙げることができる。

こうして構成された実施例の電気自動車２０の動作、特に収納スペース７０に取り付けられた複数の温度センサ７２ａ，７２ｂの異常診断の際の動作について説明する。図２は、電子制御ユニット５０により実行される異常診断処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、システム起動したときに実行される。

異常診断処理ルーチンが実行されると、電子制御ユニット５０は、まず、長時間システム停止していたか否かを判定する（ステップＳ１００）。ここで、長時間としては、温度センサ７２ａ，７２ｂの異常診断を繰り返し実行する時間より長い時間であり、例えば８時間や１０時間などを考えることができる。長時間システム停止していないと判定したときには、異常診断を行なう必要がないと判断し、本ルーチンを終了する。

ステップＳ１００で長時間システム停止していたと判定したときには、システム停止中にエアコンを駆動したか否かを判定する（ステップＳ１１０）。システム停止中にエアコンを駆動していないときには、温度センサ７２ａ，７２ｂにより検出された温度Ｔａ，Ｔｂを用いて異常診断を実施して（ステップＳ１２０）、本ルーチンを終了する。異常診断は、例えば温度センサ７２ａ，７２ｂにより検出された温度Ｔａ，Ｔｂの差分ΔＴが閾値未満のときには正常と診断し、差分ΔＴが閾値以上のときには異常と診断することなどにより行なうことができる。

ステップＳ１１０でシステム停止中にエアコンを駆動したと判定したときには、エアコンの動作量（消費電力と駆動時間）に基づいて温度センサ７２ａ，７２ｂにより本来検出される温度より温度上昇分（上昇温度）を推定する（ステップＳ１３０）。上昇温度は、実施例では、各温度センサ毎にエアコンによる消費電力と駆動時間と上昇温度との関係を予め実験などにより定めて上昇温度設定用マップとして記憶しておき、エアコンによる消費電力と駆動時間とが与えられるとマップから対応する上昇温度を導出することにより推定するものとした。上昇温度設定用マップの一例を図３に示す。図示するように、上昇温度は、消費電力が大きいほど高く、駆動時間が長いほど高くなるように推定される。そして、温度センサ７２ａ，７２ｂからの温度Ｔａ，Ｔｂから上昇温度を減じて異常診断用温度を計算し（ステップＳ１４０）、この異常診断用温度を用いて異常診断を実施して（ステップＳ１５０）、本ルーチンを終了する。

図４は、温度センサ７２ａ，７２ｂにより検出される温度Ｔａ，Ｔｂの時間変化の一例を示す説明図である。図中、一点鎖線が温度センサ７２ａにより検出される温度Ｔａであり、実線が温度センサ７２ｂにより検出される温度Ｔｂである、また、２点鎖線は温度センサ７２ａの異常判定用温度を示す。時間Ｔ１にシステム停止されると温度Ｔａ，Ｔｂは非徐々に低くなり、外気温に近づく。時間Ｔ２にエアコンを駆動すると、エアコン用コンプレッサ４４ａや放熱部４４ｂの近傍の温度センサ７２ａの温度Ｔａは高くなるが、これらから離れた温度センサ７２ｂの温度Ｔｂは外気温近傍を維持する。時間Ｔ３にシステム起動されて異常診断処理ルーチンが実行されると、温度センサ７２ａの上昇温度が推定され、温度センサ７２ａにより検出される温度Ｔａから上昇温度を減じて異常診断用温度（図４中２点鎖線）が計算される。異常診断では、温度センサ７２ａの異常診断用温度と温度センサ７２ｂの温度Ｔｂ（或いは、異常診断用温度）との比較により行なわれる。

以上説明した実施例の電気自動車２０では、システム停止中にエアコンを駆動した後のシステム起動時に異常診断を行なうときには、エアコンの動作量（消費電力と駆動時間）に基づいて温度センサ７２ａ，７２ｂにより本来検出される温度より温度上昇分（上昇温度）を推定し、温度センサ７２ａ，７２ｂからの温度Ｔａ，Ｔｂから上昇温度を減じて異常診断用温度を計算し、異常診断用温度を用いて異常診断を実施する。これにより、システム停止している状態でエアコン（空調装置）を駆動したときでも、収納スペース７０に取り付けられた複数の温度センサ７２ａ，７２ｂに対してより適正に異常診断を行なうことができる。

実施例の電気自動車２０では、車両側コネクタ４２と設備側コネクタ９２とが接続されているときに外部電源９１からの電力を用いてバッテリ３６を充電する充電器４０を備えるものとしたが、充電器４０に加えてまたは代えて、外部電源からの電力を非接触で受電してバッテリ３６を充電する充電器を備えるものとしてもよい。

実施例の電気自動車２０では、蓄電装置として、バッテリ３６を用いるものとしたが、バッテリ３６に代えて、キャパシタを用いるものとしてもよい。

実施例では、本発明を電気自動車２０に適用したものとして説明したが、エンジンを搭載するハイブリッド自動車に適用するものとしてもよい。

実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、モータ３２が「モータ」に相当し、バッテリ３６が「蓄電装置」に相当し、エアコン用コンプレッサ４４あ、や熱放出部４４ｂを有するエアコンが「空調装置」に相当し、収納スペース７０が「収納部」に相当し、温度センサ７２ａ，７２ｂが「複数の温度センサ」に相当し、電子制御ユニット５０が「制御装置」に相当する。

なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。

以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

本発明は、電気自動車の製造産業などに利用可能である。

２０電気自動車、２２ａ，２２ｂ駆動輪、２４デファレンシャルギヤ、２６駆動軸、３２モータ、３４インバータ、３６バッテリ、３６ａ電圧センサ、３６ｂ電流センサ、３６ｃ温度センサ、３８電力ライン、４０充電器、４２車両側コネクタ、４３接続検出センサ、４４ａエアコン用コンプレッサ、４４ｂ熱放出部、５０電子制御ユニット、６０イグニッションスイッチ、６１シフトレバー、６２シフトポジションセンサ、６３アクセルペダル、６４アクセルペダルポジションセンサ、６５ブレーキペダル、６６ブレーキペダルポジションセンサ、６８車速センサ、７０収納スペース、７２ａ，７２ｂ温度センサ、９０充電設備、９１外部電源、９２設備側コネクタ。

Claims

走行用のモータと、
前記モータに電力を供給する蓄電装置と、
前記蓄電装置からの電力を用いて乗員室の空気調和を行なう空調装置と、
少なくとも前記空調装置の熱放出部と前記モータとを収納する収納部に取り付けられた複数の温度センサと、
前記複数の温度センサにより検出される各々の温度を比較することにより各温度センサの異常診断を行なう制御装置と、
を備える電気自動車であって、
前記制御装置は、システム停止した状態で前記空調装置を駆動した後のシステム起動時に前記異常診断を行なうときには、前記複数の温度センサの各々に対して前記空調装置の動作量に基づく上昇温度を推定し、前記複数の温度センサの各々により検出される温度に対して推定した上昇温度により補正した温度を用いて前記異常診断を行なう、
ことを特徴とする電気自動車。