JP2023067171A - 車両制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】専用の温度センサを設けない簡単な構成で、かつ様々な車両に適合した基準温度取得が可能な車両制御装置を提供する。【解決手段】車両に搭載された車載機器に電源を供給するワイヤーハーネスに流れる電流を検出する電流検出素子２と、車両の走行状態又は環境に応じて、車両に搭載された複数の温度センサの内の所定の温度センサの検出値又は所定の値を用いて、基準温度を得る基準温度生成部５と、電流検出素子からの電流検出値と、基準温度生成部５で得られた基準温度値を用いてワイヤーハーネスの推定温度を演算する温度推定部６と、温度推定部６で推定した推定温度に基づいて遮断判定する遮断判定部７と、遮断判定部７での判定に基づいて、ワイヤーハーネスに流れる電流を遮断する遮断素子８と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、車両制御装置に関する。

電気電子装置には、過電流による過熱や発煙防止のために、過電流により溶断するヒューズが用いられている。このような溶断により遮断するヒューズは、溶断後に交換する必要があることや、溶断特性のばらつきを考慮して、太めのワイヤーハーネスを使用して接続する構成になっており、交換のための工数やワイヤーハーネス重量などのコスト増加の要因となっていた。そこで、近年、パワー半導体を用いた半導体スイッチと温度推定技術を用いて、従来のヒューズ機能を実現する方式が用いられている。

この温度推定技術を用いた方式は、ワイヤーハーネスに流れる電流値を検出して、この電流値を用いてワイヤーハーネスの加熱温度を演算により推定し、ワイヤーハーネスが発煙・発火に至る前に半導体スイッチを遮断して保護するものである。このような半導体スイッチを用いた過熱保護を行うことで過電流が解消すれば、半導体スイッチを再度オンにして電源供給を復帰させることができ、ヒューズを使用した場合に必要になる部品交換を不要にすることができる。また、従来のヒューズの特性における溶断バラツキを考慮する必要がないため、従来よりも細いワイヤーハーネスを用いることができ、重量やコストを削減することができる。

特許文献１には、このような半導体スイッチとワイヤーハーネスの温度推定を用いた過熱保護技術が記載されている。特許文献１に記載された技術では、電源から負荷へ電力を供給するために用いられる電線を保護するために、負荷への通電電流が所定時間毎に検出される。そして、検出された通電電流と電線の放熱及び発熱に係る関係式を用いて電線の上昇温度が算出され、算出された上昇温度が基準温度に加算されて電線の温度が推定される。推定した電線温度が所定の上限温度以上となった場合、電源から負荷への電力の供給が停止されて、電線が保護される。

特開２００９－１３０９４４号公報

ところで、車両のフロントエリアには、電気電子装置の他に、車両を駆動させるためのエンジンやモータなどの高温かつ大容量の熱源が搭載されている。このようなエリアでは、車両が走行している状態と停車している状態の速度の相違により、空気の循環状態が変化する。また、エンジンやモータの負荷状態に応じて、フロントエリア内の温度分布が複雑に変化する。したがって、走行状態やエンジンやモータなどの熱源の影響により、フロントエリアに敷設されたワイヤーハーネスの環境温度が変化する。

ワイヤーハーネスの温度推定を行う際には、電流によるワイヤーハーネスの自己発熱に起因する温度上昇量を演算し、この温度上昇量をワイヤーハーネスが敷設される環境温度である基準温度に加算することで推定している。ここで、基準温度の取得値に誤差が生じると誤った推定温度になり、適切な温度で半導体スイッチを遮断できない可能性がある。例えば、推定温度が実際の温度よりも高い場合は、供給可能な電流量が減少し突発的な半導体スイッチの遮断が生じることがあり、これによって、使用可能な電流量が減少する。逆に、推定温度が実際の温度より低い場合には、適切な遮断閾値で半導体スイッチが遮断されずにワイヤーハーネスが発煙・発火する虞がある。

基準温度の取得方法としては、推定対象となるワイヤーハーネス近傍に温度センサを設置する方法が考えられる。しかしながら、温度センサを設置する場合、車両内の数多くのワイヤーハーネスに温度センサを設置する必要があり、部品コストや設置のための工数が増加してしまうという問題が発生する。

また、ワイヤーハーネス近傍に温度センサを設置せずに、基準温度を取得する方法としては、車両の速度やエンジン負荷などの動作状態から、エンジンルーム内の温度分布を事前に実測またはシミュレーションするなどの方法が考えられる。しかしながら、この方法では、車種やエンジンのサイズ、部品レイアウトに依存してエンジンルーム内の温度分布が変化するため、車両ごとに適合する工数が膨大となるという問題が生じる。

本発明は、ワイヤーハーネスの温度取得のための専用の温度センサを設けない簡単な構成で、かつ様々な車両に適合した基準温度取得が可能な車両制御装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。
本願は、上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、車両制御装置として、車両に搭載された車載機器に電源を供給するワイヤーハーネスに流れる電流を検出する電流検出素子と、車両の走行状態又は環境に応じて、車両に搭載された複数の温度センサの内の所定の温度センサの検出値又は所定の値を用いて、基準温度を得る基準温度生成部と、電流検出素子からの電流検出値と、基準温度生成部で得られた基準温度値を用いてワイヤーハーネスの推定温度を演算する温度推定部と、温度推定部で推定した推定温度に基づいて遮断判定する遮断判定部と、遮断判定部での判定に基づいて、ワイヤーハーネスに流れる電流を遮断する遮断素子と、を備える。

本発明によれば、ワイヤーハーネスの温度推定に用いる基準温度を、走行状態や走行環境に応じて最適な温度とすることができ、供給可能な電流量を過度に制限することなく、確実にワイヤーハーネスの過温度を検知して遮断することができる。
また、ワイヤーハーネスが設置されたエリアの温度を検出する温度センサのみを用いた場合に比べて、より正確な環境温度を取得できるので、設計マージンを緩和してワイヤーハーネスをより細いもので設計することが可能になる。
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

本発明の第１の実施の形態例による車両制御装置の構成図である。 本発明の第１の実施の形態例における温度推定処理を説明する、ワイヤーハーネスの放熱経路を示す断面図である。 本発明の第１の実施の形態例における温度推定処理を説明する、放熱モデルを等価熱回路網で表した回路図である。 図３の回路を、入力が発熱量Ｐｗ、出力が導体温度Ｔｃの伝達関数に変換して示したブロック図である。 本発明の第１の実施の形態例における車両制御装置の基準温度生成部の具体構成例（例１）を示す構成図である。 本発明の第１の実施の形態例における車両制御装置の基準温度生成部の具体構成例（例２）を示す構成図である。 本発明の第１の実施の形態例の車両制御装置をエンジン付き車両に適応した構成図である。 本発明の第１の実施の形態例をモータ付き車両に適応した構成図である。 本発明の第２の実施の形態例による車両制御装置の構成図である。 本発明の第２の実施の形態例における車両制御装置の動作例（例１）を示す特性図である。 本発明の第２の実施の形態例における車両制御装置の動作例（例２）を示す特性図である。 本発明の第３の実施の形態例による車両制御装置の構成図である。 本発明の第４の実施の形態例による車両制御装置の構成図である。

＜第１の実施の形態例＞
以下、本発明の第１の実施の形態例の車両制御装置を、図１～図８を参照して説明する。本実施の形態例の車両制御装置は、自動車などの移動体である車両に設置され、車両に搭載される装置（車載装置）の制御装置である。車両制御装置は、車載装置に接続されるケーブルであるワイヤーハーネスの加熱保護システムとしての機能を有する。

［加熱保護システムの基本構成］
図１は、第１の実施の形態例を適用した車両制御装置におけるワイヤーハーネスの加熱保護システム１の基本構成を示す図である。
加熱保護システム１では、電流検出素子２によりワイヤーハーネス（不図示）に流れる電流が電流値Iwとして検出される。第１温度センサ３ａと第２温度センサ３ｂは、車両に搭載された温度センサであり、ワイヤーハーネスが敷設されたエリアの近傍に搭載されている機器の温度センサである。つまり、これらの第１温度センサ３ａと第２温度センサ３ｂは、ワイヤーハーネスの温度検出用として設置されたものではなく、車載機器の状態や空調機器の状態などを監視するために設置されたものである。第１温度センサ３ａと第２温度センサ３ｂの具体例については後述する。

固定値４は、第１温度センサ３ａと第２温度センサ３ｂを使用しないときに用いる所定の温度である温度設定値である。例えば固定値４は、ワイヤーハーネスが敷設されたエリアの環境温度の設計上の最大値である。なお、固定値４は一つの値に定まるものではなくワイヤーハーネスの敷設エリアごとに任意の値に設定される設計パラメータである。

基準温度生成部５は、第１温度センサ３ａ、第２温度センサ３ｂ及び固定値を用いてワイヤーハーネスの周囲温度である基準温度Ｔａを生成する。基準温度生成部５は、車両が走行しているか停止しているかなどの車両動作状態や車両周辺温度などの環境の情報を、車両動作状態情報９として別の制御機器から取得し、取得した車両動作状態情報９に基づいて基準温度Ｔａを生成する。

温度推定部６は、電流検出素子２からの電流値と基準温度生成部５からの基準温度Ｔａを用いてワイヤーハーネスの加熱温度を推定演算する。この推定演算は、推定対象となるワイヤーハーネスの発熱量と放熱特性に基づいたモデルを使って行われる。具体的な推定方法の一例については後述する。

遮断判定部７は、温度推定部６により推定したワイヤーハーネスの推定温度が所定の閾値を超える場合に遮断指示を出力する。遮断素子８は遮断判定部７からの遮断指示に基づいてワイヤーハーネスに流れる電流を遮断する。遮断素子８としては、パワー半導体からなる半導体スイッチが用いられる。

［ワイヤーハーネスの温度推定方法］
次に、温度推定部６におけるワイヤーハーネスの温度推定方法の一例を説明する。
図２は、温度推定部６におけるワイヤーハーネスの放熱経路を示す断面図である。
ワイヤーハーネスは、電流が流れる導体部Ｗａと、これを覆う絶縁体Ｗｂからなる。導体部Ｗａに電流が流れると導体Ｗａの抵抗によりジュール熱が発生し発熱Ｐｗが生じる。発熱Ｐｗは導体Ｗａの熱容量Ｃ１に蓄積され、同時に絶縁体Ｗｂに熱伝導する。
絶縁体Ｗｂでは、絶縁体Ｗｂの熱容量Ｃ２に熱が蓄積され、絶縁体Ｗｂの熱抵抗Ｒ２を介して絶縁体Ｗｂの表面に熱伝導する。そして、絶縁体Ｗｂの表面で、周囲の空気へ放熱される。周囲の空気への放熱は、熱伝達係数と輻射熱により定まる熱抵抗Ｒ３により決まる。

図３は、この放熱モデルを等価熱回路網で表した回路図である。
図３に示すように、図２で示した発熱Ｐｗに相当する熱Ｐが、ワイヤーハーネスＴwireを伝わる。図３の等価回路では、熱Ｐに、縁体Ｗｂの熱抵抗Ｒ２と、周囲の空気への放熱時の熱抵抗Ｒ３とが直列に接続されている。また、ワイヤーハーネスＴwireには、導体Ｗａの熱容量Ｃ１と、絶縁体Ｗｂの熱容量Ｃ２とが接続されている。なお、図３において、Ｔａは基準温度である。

図４は、図３の等価回路を、入力が発熱量Ｐｗ、出力が導体温度Ｔｃの伝達関数に変換したブロック図である。
図４に示すように、発熱Ｐｗを入力とし、熱容量Ｃ１，熱容量Ｃ２と熱抵抗Ｒ２，Ｒ３とを使った、伝達関数を用いた演算式により得られた値に、さらに基準温度Ｔａが加算される演算が行われて、導体温度Ｔｃが得られる。
ワイヤーハーネスの温度推定は、この図４に示す伝達関数に基づいて推定演算される。

［基準温度生成部の構成］
図５は、基準温度生成部５の具体的な一つの例（例１）である、基準温度生成部５ａを使用した構成を示す。図５において、基準温度生成部５ａ以外の構成は、図１で既に説明した構成と同じである。
基準温度生成部５ａには、第１温度センサ３ａと第２温度センサ３ｂからの温度Ｔ１及び温度Ｔ２が入力される。また、基準温度生成部５ａには車両速度ｖに関する情報９ａが入力される。

基準温度生成部５ａは、車両が走行している状態（ｖ＞０ｍ／ｓ）である場合は、第１温度センサ３ａの値を基準温度値Ｔａとして出力する。一方、車両速度が停止している状態（ｖ＝０ｍ／ｓ）である場合は、基準温度生成部５ａは、第２温度センサ３ｂの値を基準温度Ｔａとして出力する。このように基準温度生成部５ａでは、車両の走行状態としての車両速度ｖに応じて、温度Ｔ１と温度Ｔ２を切り替えて基準温度Ｔａが取得される。

なお、ここでは、車両速度が０ｍ／ｓになったときに切り替える構成を示したが、基準温度の生成処理として、これに限られるものではなく、例えば走行中でも低速になれば切り替える構成とすることもできる。また、停止後一定時間経過後に切り替えることもでき、切り替える条件は任意に設定することができる。また、図５に示す例では、２つの温度センサを用いた例を示したが、これに限られるものではなく、基準温度生成部５ａは、２つ以上の複数の温度センサを用いた構成として、２つ以上の複数の温度センサからの温度を切り替えるようにしてもよい。

図６は、基準温度生成部５の具体的な別の例（例２）である、基準温度生成部５ｂを使用した構成を示す。図６においても、基準温度生成部５ｂ以外の構成は、図１で既に説明した構成と同じである。
基準温度生成部５ｂには、第１温度センサ３ａと第２温度センサ３ｂからの温度Ｔ１及び温度Ｔ２が入力される。また、基準温度生成部５ｂには車両速度ｖに関する情報９ａが入力される。

基準温度生成部５ｂは、車両速度ｖに応じて温度Ｔ１と温度Ｔ２をパラメータａにより重みづけられた加重平均値を基準温度Ｔａとして出力する。重みづけのパラメータａは、車両速度ｖに応じて適宜設定される。例えば、車両が高速で走行している状態（ｖ≫０ｍ／ｓ）である場合は、ａ＝１に設定して温度センサ３ａの温度Ｔ１を基準温度値Ｔａとして出力する。車両速度が低速（ｖ＞０ｍ／ｓ）になるとａ＝０．５に設定し、温度Ｔ１と温度Ｔ２の中間値を基準温度Ｔａとして出力する。車両が停止している状態（ｖ＝０ｍ／ｓ）である場合は、ａ＝０に設定して温度センサ３ｂの値Ｔ２を基準温度Ｔａとして出力する。このように車両の走行状態としての車両速度に応じて、基準温度Ｔａが設定される。これにより、基準温度がセンサ検出温度から固定値への変化が滑らかになり、より良好な温度推定が行えるようになる。

なお、図６に示す例において、重みづけのパラメータａと速度ｖの関係は、上述した条件に限られるものではなく、任意に設計できるパラメータである。また、図６の例でも、２つの温度センサを用いた例を示したが、これに限られるものではなく、基準温度生成部５ｂは、２つ以上の複数の温度センサを用いた構成としてもよい。

［車両に適用した場合の具体的な構成例］
図７は、本実施の形態例の車両制御装置を、車両に適用した具体的な一例を示す。
図７に示した例では、車両の外気温度を検出する外気温センサであるエンジンの吸入空気温度センサやエアコンの外気温度センサなどを第１温度センサ３ａとして用い、車両に搭載された機器であるエンジン２０の温度を検出するエンジン冷却水温センサを第２温度センサ３ｂとして用いている。

そして、車両内では、温度推定の対象となるワイヤーハーネス１０により、負荷装置に電源が供給される。ワイヤーハーネス１０は、遮断素子８としての電流センスＭＯＳ－ＦＥＴ８ａに接続され、電流センスＭＯＳ－ＦＥＴ８ａはバッテリ１１に接続される。電流センスＭＯＳ－ＦＥＴ８ａは、ワイヤーハーネス１０に流れる電流を遮断する遮断信号の入力端子と、ワイヤーハーネス１０に流れる電流に比例した微小電流を出力する電流検出素子を備えている。電流検出素子からの出力電流は、抵抗１２に流れて電圧値に変換される。この電圧値はワイヤーハーネス１０に流れる電流を示す信号と等価である。

なお、図７に示すエンジン２０、吸気温度や外気温度を検出する第１温度センサ３ａ、エンジン冷却水温センサである第２温度センサ３ｂ、及びワイヤーハーネス１０は、車両のフロントエリアに配置されている。

演算器１３は、基準温度生成部５と温度推定部６と遮断判定部７と駆動管理部１４とを備えている。
演算器１３としては、マイクロコンピュータなどを用いることができる。
基準温度生成部５には、第１温度センサ３ａと第２温度センサ３ｂからの温度情報と、車両速度情報９ａが入力される。基準温度生成部５が出力する基準温度Ｔａは、温度推定部６に入力される。
また、温度推定部６には、ワイヤーハーネス１０に流れる電流を示す抵抗１２の電圧値Ｖ（Ｉｗ）が入力される。温度推定部６は、基準温度Ｔａと電圧値Ｖ（Ｉｗ）を用いてワイヤーハーネス１０の温度を前述の方法により推定する。

遮断判定部７は、温度推定部６で推定した結果に基づいて遮断判定をする。温度推定値が所定の閾値より高い場合は、駆動管理部１４に遮断指令を出力する。駆動管理部１４は、外部から負荷装置の駆動指令１７を受けて駆動信号を電流センスＭＯＳ－ＦＥＴ８ａに出力する。電流センスＭＯＳ－ＦＥＴ８ａは、駆動信号によりＯＮされ負荷装置へ電源供給する。駆動管理部１４は、遮断判定部７からの遮断指令を受け取った場合に、強制的に電流センスＭＯＳ－ＦＥＴ８ａに遮断信号を送り、ワイヤーハーネス１０に流れる電流を遮断する。

基準温度生成部５は、図５で説明した基準温度生成部５ａと同様に、車両が走行している状態（ｖ＞０ｍ／ｓ）では、吸気温度や外気温度を検出する第１温度センサ３ａの値を基準温度値Ｔａとして出力する。また、基準温度生成部５は、車両が停止している状態（ｖ＝０ｍ／ｓ）では、エンジンの温度を検出する第２温度センサ３ｂの値を基準温度Ｔａとして出力する。このように、基準温度生成部５は、車両の走行状態を示す車両速度ｖに応じて、基準温度Ｔａを外気の温度から車載機器の温度に切り替えて温度推定部６に供給する。

車両が走行している場合、ワイヤーハーネス１０が敷設されるフロントエリアには外気が取り込まれ空気が循環する状態になっている。そのため、走行状態では、外気温度に近いエンジンの吸気温度センサ値や外気温度センサ値が基準温度に設定される。
一方、車両が停止している場合、フロントエリア内の空気の循環が悪くなり、エンジンからの放熱の影響を大きく受ける。そのため停止状態では、エンジン温度に近い冷却水温センサやオイル温度センサなどの温度値を基準温度に設定する。
このように、基準温度生成部５が基準温度の設定を行うことで、ワイヤーハーネス１０の温度推定において、基準温度をワイヤーハーネスの周囲温度の実態に近い温度で取得できるため、温度推定部６は、温度の推定精度を向上することができる。

車両のフロントエリアは、エンジンなどの高温かつ熱容量の大きい機器が搭載されている。ワイヤーハーネスの温度推定において、常に敷設されるエリアの最高温度に基づいて基準温度Ｔａを設定すると、ワイヤーハーネスの推定温度が高くなりすぎて供給する電流量を過度に制限してしまう。本実施の形態例によれば、走行状態に応じて基準温度Ｔａのもとになる温度センサを切り替えるので、より実態にあった基準温度を用いた推定温度となり、過度な電流制限を回避することができる。

なお、図７の例では、第１温度センサ３ａとして、エンジンの吸気温度センサやエアコンの外気温度センサを用いたが、各温度センサは、これに限られるものではなく同様の温度が取得できる構成であれば、他の温度センサを使用してもよい。また、エンジンの温度として、冷却水の温度センサを用いたが、エンジン温度としてこれに限られるものではなく、エンジンのオイル温度など同様な温度が取得できる構成であればよい。

また、図７の例では、車両速度ｖに応じて第１温度センサ３ａと第２温度センサ３ｂを切り替える構成について説明したが、基準温度生成部５は、図６に示した重みづけパラメータａによる加重平均値を基準温度Ｔａとして出力する構成にしてもよい。

［電気自動車の場合の例］
図８は、車両の駆動装置がモータである電気自動車におけるフロントエリアの構成例を示す。
電気自動車の場合は、フロントエリアに搭載される熱源となる機器は駆動用のモータである。したがって、第２温度センサ３ｂとして、モータの温度を示すモータ冷却水温センサを用いることができる。この場合、基準温度生成部５には、エアコンなどから得られる外気温度を検出する第１温度センサ３ａからの温度と、モータの温度を検出するモータ冷却水温の温度センサ３ｂからの温度が入力される。基準温度生成部５は、車両が走行している状態（ｖ＞０ｍ／ｓ）である場合は、外気温度を検出する第１温度センサ３ａの値を基準温度値Ｔａとして出力する。車両速度が停止している状態（ｖ＝０ｍ／ｓ）である場合は、モータの冷却水温度を示す第２温度センサ３ｂの値を基準温度Ｔａとして出力する。このように電気自動車においても、車両の走行状態としての車両速度に応じて、外気の温度から車載機器の温度に切り替えて取得される。

＜第２の実施の形態例＞
次に、本発明の第２の実施の形態例の車両制御装置を、図９～図１１を参照して説明する。図９～図１１において、第１の実施の形態例で説明した図１～図８に対応する箇所には同一符号を付す。
本実施の形態例の車両制御装置も、第１の実施の形態例と同様に、自動車などの移動体である車両に設置され、車両に搭載される車載装置の制御装置である。第２の実施形態例の車両制御装置も、車載装置に接続されるケーブルであるワイヤーハーネスの加熱保護システムとしての機能を有する。

［加熱保護システムの構成］
図９は、本実施の形態例を適用した車両制御装置におけるワイヤーハーネスの加熱保護システムの構成を示す。
本実施形態例の過熱保護システムでは、電流検出素子２によりワイヤーハーネスに流れる電流が検出される。温度センサ３ａは、車両に搭載された温度センサであり、ワイヤーハーネスが敷設されたエリアの近傍に搭載されている機器に設置されているものである。固定値４は温度センサ３ａを使用しないときに用いる温度設定値である。

例えば、固定値４は、ワイヤーハーネスが敷設されたエリアの環境温度の設計上の最大値である。固定値４は、一つの値に定まるものではなく任意の値（所定の値）に設定される設計パラメータである。

基準温度生成部５ｃは、温度センサ３ａ及び固定値４及び車両の環境温度を用いてワイヤーハーネスの周囲温度（温度推定における基準温度Ｔａ）を生成する。基準温度生成部５ｃでは、車両の環境温度の情報９ｂに基づいて基準温度Ｔａが生成される。

温度推定部６は、電流検出素子２からの電流値と基準温度生成部５ｃからの基準温度を用いてワイヤーハーネスの加熱温度を推定演算する。この推定演算は、推定対象となるワイヤーハーネスの発熱量と放熱特性に基づいたモデルを用いて行われる。ワイヤーハーネスの発熱量と放熱特性に基づいたモデルは、第１の実施の形態例で説明した通りである。

遮断判定部７は、温度推定部６により推定したワイヤーハーネスの推定温度が所定の閾値を超える場合に遮断素子８に遮断指示を出力する。
遮断素子８は、遮断判定部７の遮断指示に基づいてワイヤーハーネスに流れる電流を遮断する。遮断素子８としては、パワー半導体からなる半導体スイッチが用いられる。

［基準温度の生成処理］
図１０は、本実施の形態例における基準温度生成部５ｃの動作例（例１）を示す。図１０の縦軸は温度センサ３ａの検出温度、横軸は環境温度である。図１０中の実線の特性Ｔａは基準温度の特性であり、破線の特性Ｔｓは温度センサ３ａの値である。

基準温度生成部５ｃは、車両の環境温度に応じて、温度センサ３ａの温度値と固定値４とを切り替える。環境温度が低い場合は、温度センサ３ａの値を基準温度Ｔａとして出力する。図１０に示すように、環境温度が高くなって、温度センサ３ａの検出温度が一定温度Ｔthよりも高くなると、温度センサ３ａの計測誤差が増加する。一定温度Ｔthは、例えば一例として８０℃である。温度センサ３ａの検出温度が一定温度Ｔth以下の状態は、温度センサ３ａの検出値Ｔｓと基準温度Ｔａが一定の誤差以下に保証される。この範囲が、温度センサ補償範囲ｔｘである。温度センサ３ａの検出温度が一定温度Ｔth以下の温度になるセンサ保証範囲ｔｘ（環境温度αの範囲）では、基準温度生成部５ｃは、基準温度として温度センサ３ａの検出温度Ｔｓを使用する。

一方、温度センサ３ａの検出温度Ｔｓが一定温度Ｔthよりも高くなると、計測誤差は、実際の温度よりも高くなったり、低くなったりする。つまり、温度センサ３ａの個体差によりばらつきｔｙが発生する傾向がある。このような場合に、温度センサ３ａの温度値を基準温度に用いると、ワイヤーハーネスの推定温度に誤差が生じ、推定温度が実際の温度よりも低くなった場合、ワイヤーハーネスに流れる電流を適切に遮断されずに発煙・発火を起こす可能性がある。

このように、本実施形態例では、温度センサ３ａの検出値の誤差が大きくなり温度値が信頼できない範囲βでは、基準温度を固定値４に切り替えるようにする。ここでの固定値４は、ワイヤーハーネスが敷設される場所において設計上最大温度となる値に設定される。これにより、ワイヤーハーネスの推定温度は、実際の温度よりも高く推定されるので、発煙・発火に至る前に確実に遮断できる。つまり、本実施形態例によれば、温度センサ３ａが信頼できない場合は安全サイドで温度推定を行う構成にすることができる。

なお、図１０の横軸の環境温度は、温度センサ３ａの値を用いることができるが、他の温度センサを用いてもよく、温度センサ３ａの値が信頼できない条件であることが検知できればよい。

図１１は本実施の形態例における基準温度生成部５ｃの別の動作例（例２）を示す。図１０の例では、温度センサ３ａの温度値が信頼できない条件の範囲βとなったときに、固定値４に切り替える構成を示した。
一方、図１１に示す例では、ある値で固定値に切り替えるのではなく、徐々に固定値に切り替える構成にしている。例えば、温度センサ３ａの検出温度が一定温度Ｔthを超えてから、ある程度の温度範囲γでは、温度センサ３ａの値と固定値４の値の加重平均を、基準温度にする。
そして、さらに環境温度がさらに高くなった範囲βでは、固定値を基準温度にする。

なお、本実施形態では、環境温度と比例関係にある温度センサ３ａの検出温度が所定の閾値Ｔthを超えた時に固定値に切り替える構成を示したが、この閾値Ｔthは温度センサ３ａの性能に応じて適宜設定されるものであり、一つの値に決定されるものではない。また、本実施形態では、温度センサ３ａを用いたが、複数の温度センサが接続される構成にしてもよい。

＜第３の実施の形態例＞
次に、本発明の第３の実施の形態例の車両制御装置を、図１２を参照して説明する。図１２において、第１及び第２の実施の形態例で説明した図１～図１１に対応する箇所には同一符号を付す。
本実施の形態例の車両制御装置も、第１及び第２の実施の形態例と同様に、自動車などの移動体である車両に設置され、車両に搭載される車載装置の制御装置である。この車両制御装置も、車載装置に接続されるケーブルであるワイヤーハーネスの加熱保護システムとしての機能を有する。

［加熱保護システムの構成］
図１２は、本実施の形態例を適用した車両制御装置におけるワイヤーハーネスの加熱保護システムの構成を示す。
図１２に示す構成では、基準温度生成部５ｄに、第１温度センサ３ａ及び第２温度センサ３ｂからの複数の温度値が入力される。例えば、第１温度センサ３ａは、エンジンの吸入空気の温度を検出し、第２温度センサ３ｂは、エアコンに搭載された外気温度を検出するものとする。この場合、どちらの温度センサも外気温度に基づいた温度値を検出するものであり、第１温度センサ３ａと第２温度センサ３ｂは同じ部位や場所の温度を検知することが好ましい。

そして、基準温度生成部５ｄは、この複数の温度値を比較して、これらの温度値の差が所定の値よりも小さいときは、これらの第１温度センサ３ａ及び第２温度センサ３ｂに基づいた温度値を基準温度Ｔａとして出力する。第１温度センサ３ａと第２温度センサ３ｂの温度値の差が所定の値よりも大きくなった場合、基準温度生成部５ｄは、固定値４を基準温度Ｔａとして出力する。

この図１２に示す構成によれば、第１温度センサ３ａと第２温度センサ３ｂのいずれかに故障が生じると、これらの温度値の温度差が著しく大きくなるので、故障を検知することができる。つまり、第１温度センサ３ａ及び第２温度センサ３ｂの温度値が信頼できない状態になったことを検出すると、基準温度生成部５ｄは、基準温度Ｔａとして固定値４を出力する。固定値４の値としては、温度推定対象となるワイヤーハーネスが敷設される場所の設計上の最高温度に設定される。
これにより、温度推定部６での推定温度が実際のワイヤーハーネスの温度より低い値となることを回避することができ、ワイヤーハーネスの発煙・発火を確実に防止できる。

この図１２に示す構成において、第１温度センサ３ａ及び温度センサ３ｂは上述したエンジンの吸入空気の温度を検出するセンサや、エアコンの外気温度を検出する温度センサ以外でもよく、第１温度センサ３ａ及び第２温度センサ３ｂの故障を検知できる組み合わせであればよい。また、第１温度センサ３ａ及び第２温度センサ３ｂは、温度推定対象となるワイヤーハーネスの敷設場所に応じて適宜選定されるものである。

＜第４の実施の形態例＞
次に、本発明の第４の実施の形態例の車両制御装置を、図１３を参照して説明する。図１３において、第１～第３の実施の形態例で説明した図１～図１２に対応する箇所には同一符号を付す。
本実施の形態例の車両制御装置においても、第１～第３の実施の形態例と同様に、自動車などの移動体である車両に設置され、車両に搭載される車載装置の制御装置であり、車両制御装置は、車載装置に接続されるケーブルであるワイヤーハーネスの加熱保護システムとしての機能を有する。

なお、本実施の形態例の車両制御装置が設置される車両は、エンジンとモータの双方を備えた、いわゆるハイブリッド車である。エンジンとモータの双方を備えたハイブリッド車には様々な方式のものがあるが、本実施の形態例では、ハイブリッド方式そのものはいずれでもよい。

［加熱保護システムの構成］
図１３は、本実施の形態例を適用した車両制御装置におけるワイヤーハーネスの加熱保護システムの構成を示す。
図１３に示す構成では、基準温度生成部５ｅに、第１温度センサ３ａからの温度値と、２つの第２温度センサ３ｂ－１，３ｂ－２からの複数の温度値と、第２温度センサ３ｂからの温度値が入力される。
第１温度センサ３ａとしては、エアコンに搭載された外気温度を検出するセンサが使用される。
２つ用意した第２温度センサの内の一方の第２温度センサ３ｂ－１としては、エンジンの冷却水の温度を検出するエンジン温度センサが使用される。エンジン冷却水の温度センサの代わりに、エンジンオイルの温度センサを使用してもよい。他方の第２温度センサ３ｂ－１としては、モータ冷却水温センサが使用される。

そして、基準温度生成部５ｅは、車両動作状態の情報９を取得し、車両速度に応じて基準温度Ｔａとして採用する温度を、第１温度センサ３ａと、第２温度センサ３ｂ－１又は３ｂ－２との間で切り替える点は、第１の実施の形態例として説明した基準温度生成部５ａと同じである。車両速度に応じた切り替えは、例えば走行中か停止か否かで切り替えるものである。
但し、本実施の形態例の場合には、２つの第２温度センサ３ｂ－１，３ｂ－２を有し、基準温度生成部５ｅは、この２つの第２温度センサ３ｂ－１，３ｂ－２の検出温度を比較する。そして、基準温度生成部５ｅは、第２温度センサの検出温度を基準温度として出力する場合に、２つの第２温度センサ３ｂ－１，３ｂ－２の検出温度の内で、より高い検出温度の第２温度センサ３ｂ－１，３ｂ－２の検出温度を、基準温度とする。

これにより、エンジンとモータの双方を備えたハイブリッド車であっても、フロントエリア内の実際の温度に応じた基準温度の設定ができるようになる。例えば、主にモータを使用してエンジンを停止した走行を行った後の停止期間では、モータの冷却水の温度の方がエンジン温度よりも高くなる。したがって、第２温度センサとして、モータ冷却水温センサ３ｂ－１を使用することにより、適切な基準温度設定ができる。一方、主にエンジンを使用してモータをほとんど使用しない走行を行った後の停止期間では、エンジン温度の方がモータの冷却水の温度よりも高くなるので、第２温度センサとして、エンジン温度センサ３ｂ－２を使用することにより、適切な基準温度設定ができる。したがって、ハイブリッド車においても、適切な基準温度設定が可能になる。

なお、本実施の形態例の場合にも、複数の温度センサ３ａ，３ｂ－１，３ｂ－２の少なくとも２つの温度値の温度差が著しく大きい場合には、固定値４を基準温度とする。あるいは、第３の実施の形態例で説明したように、温度センサ保証範囲を超えた温度であるとき、固定値４を基準温度としてもよい。

［変形例］
なお、ここまで説明した実施の形態例は、本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。
例えば、上述した実施の形態例で説明した温度センサの具体例としての、エンジン温度センサ、モータ冷却水温センサ、エアコンに搭載された外気温度を検出するセンサなどは、それぞれ好適な例を示したものであり、温度推測を行いたいワイヤーハーネスの近傍の温度を計測するセンサであれば、車両に設置されたその他のセンサでもよい。
一例として、エンジン温度センサとしては、エンジンの冷却水の温度センサの他に、エンジンオイルの温度センサなど、エンジン又はその近傍に設置された様々な温度センサが適用可能である。

また、図１などに示す構成図では、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものだけを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。
また、本例のシステムをコンピュータなどの情報処理装置で構成した場合に、車両制御装置の加熱保護システムを実現するプログラムについては、コンピュータ内の不揮発性ストレージやメモリに用意する他に、外部のメモリ、ＩＣカード、ＳＤカード、光ディスク等の記録媒体に置いて、転送してもよい。

１…加熱保護システム、２…電流検出素子、３ａ…第１温度センサ、３ｂ，３ｂ－１，３ｂ－１…第２温度センサ、４…固定値、５，５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ，５ｅ…基準温度生成部、６…温度推定部、７…遮断判定部、８…遮断素子、８ａ…電流センスＭＯＳ－ＦＥＴ、９…車両動作状態情報、９，９ａ，９ｂ…情報（車両速度）、１０…ワイヤーハーネス、１１…バッテリ、１２…抵抗、１３…演算器、１４…駆動管理部、１７…駆動指令、２０…エンジン

Claims (10)

1. 車両に搭載された車載機器に電源を供給するワイヤーハーネスに流れる電流を検出する電流検出素子と、
   前記車両の走行状態又は環境に応じて、前記車両に搭載された複数の温度センサの内の所定の温度センサの検出値又は所定の値を用いて、基準温度を得る基準温度生成部と、
   前記電流検出素子からの電流検出値と、前記基準温度生成部で得られた基準温度値を用いて前記ワイヤーハーネスの推定温度を演算する温度推定部と、
   前記温度推定部で推定した推定温度に基づいて遮断判定する遮断判定部と、
   前記遮断判定部での判定に基づいて、前記ワイヤーハーネスに流れる電流を遮断する遮断素子と、を備えた
   車両制御装置。
2. 前記基準温度生成部が用いる前記所定の値は、固定値である
   請求項１記載の車両制御装置。
3. 前記基準温度は、前記車両の走行状態に応じて、前記車両に搭載された複数の温度センサの内の特定の温度センサに切り替えて取得される
   請求項１記載の車両制御装置。
4. 前記基準温度は、前記車両の走行状態に応じて、前記車両に搭載された複数の温度センサから得られる複数の温度センサ値の加重平均に基づいて算出される
   請求項１記載の車両制御装置。
5. 前記基準温度は、前記車両の走行状態に応じて、前記車両に搭載された外気温度に依存する温度を検出する温度センサと、前記車両に搭載された機器の温度を検出する温度センサを切り替えて取得される
   請求項１記載の車両制御装置。
6. 前記車両に搭載された外気温度を温度する温度センサは、エンジンの吸入空気温度を検出する温度センサであり、
   前記車両に搭載された機器の温度を検出する温度センサは、エンジンの温度を検出する温度センサである
   請求項５記載の車両制御装置。
7. 前記車両に搭載された外気温度を検出する温度センサは、外気温を検出する温度センサであり、
   前記車両に搭載された機器の温度を検出する温度センサは、前記車両を駆動するモータの温度を検出する温度センサである
   請求項５記載の車両制御装置。
8. 前記車両に搭載された外気温度を検出する温度センサは、外気温を検出する温度センサであり、
   前記車両に搭載された機器の温度を検出する温度センサは、エンジンの温度を検出する温度センサと、前記車両を駆動するモータの温度を検出する温度センサの内の高い温度が検出される温度センサである
   請求項５記載の車両制御装置。
9. 前記基準温度は、前記温度センサの検出温度が所定の値より低い場合は前記温度センサの温度検出値に基づいて基準温度を生成し、前記温度センサの検出温度が所定の値よりも大きい場合は、所定の固定値を基準温度に設定する
   請求項１記載の車両制御装置。
10. 前記複数の温度センサの温度検出値の差が所定の値より小さい場合は前記複数の温度センサの温度検出値に基づいて基準温度を生成し、前記複数の温度センサの温度検出値の差が所定の値よりも大きい場合は、所定の固定値を基準温度に設定する
    請求項１記載の車両制御装置。

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