JP5657628B2 - 温度検出回路 - Google Patents

Description

本発明は、ガスが充填又は放出される高圧ガスタンク内の温度をサーミスタを用いて検出する温度検出回路に関する。

自動車に搭載される燃料電池用の高圧ガスタンク（単に、タンクともいう）には、燃料電池の燃料として用いられる水素が数十ＭＰａの高圧に圧縮されて充填される。この充填時にはタンク内の温度が急激に上昇し、また、自動車の走行時にはタンク内の水素が放出されて急激に温度が下降する場合がある。これらの昇温や降温が生じると、タンクの法規上の高温限度や、シール性維持の下限温度で定まる範囲内でのタンク温度の維持管理が課題となる。そこで、タンク内の温度を適正温度に制御する必要があり、このためには、タンク内で上下に幅広く変動する温度を高精度に検出する必要がある。

この種の技術として特許文献１に記載のサーミスタがある。このサーミスタは、検出温度の上昇に対して抵抗値が減少するＮＴＣ(Negative Temperature Coefficient)型のものであり、一対のリード線に、温度に対するサーミスタの感度を表すＢ定数が異なる２つ以上のサーミスタ素子が、並列に接続されて構成されている。この構成により、幅広い温度範囲で好適な抵抗温度特性が得られ、使用温度範囲が広くなっている。

この他に、特許文献２に記載の温度センサがある。この温度センサは、Ｂ定数が異なる２つのサーミスタ素子を電気的に並列に接続し、それらサーミスタ素子の低温側での抵抗値の違いと、高温側での抵抗値の違いとを利用して、広範囲及び特定温度域での温度の高精度計測を実現している。

特開平５−３４２０８号公報 特許第３３６５０１３号公報

しかし、特許文献１及び２においては、２つのサーミスタを用いた構成によるサーミスタの故障検知については言及されていない。従って、２つのサーミスタ素子を用いた構成でのサーミスタ故障を検知することができないという問題がある。
例えば、高圧ガスタンクなど温度測定ミスが上述の所定温度範囲での維持管理を阻害するようなケースでは、サーミスタを２つ用いた際のサーミスタ故障に対しても考慮する必要がある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、２つのサーミスタ素子を用いた構成においてサーミスタの故障を適切に検知することができる温度検出回路を提供することを目的とする。

上記課題を解決するための手段として、請求項１に係る発明は、温度に対する検出感度が各々異なる第１及び第２サーミスタと、前記第１及び第２サーミスタの各々と電源との間に１つずつ接続され、各々抵抗値が異なる第１及び第２プルアップ抵抗器と、前記第１及び第２サーミスタの各検出温度の平均値に応じた電圧信号に対応する温度が、予め定められた閾値温度未満の場合に当該第１サーミスタ側の電圧信号を選択して温度を検知し、閾値温度以上の場合に当該第２サーミスタ側の電圧信号を選択して温度を検知する温度検知部と、前記温度検知部での検知温度が、予め定められた低温側の温度よりも低くなるか、予め定められた高温側の温度を超えた場合に、被制限対象に制限をかける制御を行う制限制御部とを備え、前記第１及び第２プルアップ抵抗器は、前記第１及び第２サーミスタのプラス側端子同士が短絡した場合、前記第１サーミスタの検出温度が実際の温度よりも低温を、前記第２サーミスタの検出温度が実際の温度よりも高温を検出するような、抵抗値を有することを特徴とする。

この構成によれば、これらサーミスタのプラス側端子同士が短絡した際、低温側では実温度よりも低く、高温側では実温度よりも高く温度検出を行うので、例えば検出温度に応じて被制限対象に何らかの制限をかける場合、低温側では実温度よりも高い温度で制限がかかり、高温側では実温度よりも低い温度で制限がかかることになる。従って、被制限対象の温度が限界よりも低温又は高温になり過ぎ、不具合が生じるといったことを回避することができる。
更に、第１及び第２サーミスタの各検出温度の平均値が、閾値温度未満の場合に第１サーミスタ側の検知温度を、閾値温度以上の場合に第２サーミスタ側の検知温度を用いる。平均値を用いる理由は、第１及び第２サーミスタには双方の短絡時に、第１サーミスタの検出温度が実温度よりも低温を、第２サーミスタの検出温度が実温度よりも高温を検出する第１及び第２プルアップ抵抗器が接続されているので、双方の検出温度を平均することで略実温度になるからである。このような検知温度が、予め定められた低温側の温度（低温側の制限温度）よりも低くなるか、予め定められた高温側の温度（高温側の制限温度）を超えた場合に、被制限対象に制限がかかる。従って、被制限対象の実温度が、適正温度を超える前（低温側では低温制限よりも低く、高温側では高温制限よりも高くなる前）に制限が掛かるように制限制御を行うことができる。これにより被制限対象を故障や破損等から保護することができる。
請求項２に係る発明は、温度に対する検出感度が各々異なる第１及び第２サーミスタと、前記第１及び第２サーミスタの各々と電源との間に１つずつ接続され、各々抵抗値が異なる第１及び第２プルアップ抵抗器と、前記第１及び第２サーミスタの各検出温度の平均値に応じた電圧信号に対応する温度が、予め定められた閾値温度未満の場合に当該第１サーミスタ側の電圧信号を選択して温度を検知し、閾値温度以上の場合に当該第２サーミスタ側の電圧信号を選択して温度を検知する温度検知部と、前記第１及び第２サーミスタの検出温度に応じた各電圧信号が等しい場合に、当該第１及び第２サーミスタのプラス側端子同士が短絡故障と検知する故障検知部と、前記故障検知部で前記短絡故障が検知された場合に、被制限対象に制限をかける制御を行う制限制御部と、を備え、前記第１及び第２プルアップ抵抗器は、前記第１及び第２サーミスタのプラス側端子同士が短絡した場合、前記第１サーミスタの検出温度が実際の温度よりも低温を、前記第２サーミスタの検出温度が実際の温度よりも高温を検出するような、抵抗値を有することを特徴とする。
この構成によれば、故障検知部のプラス側端子同士の短絡故障（単に、短絡故障という）の検知時に、被制限対象に適正に制限をかけることができる。また、故障検知部の短絡故障検知機能が壊れている場合に、例えば実際に短絡故障が生じている場合、第１サーミスタは検出温度が実温度よりも低温を、第２サーミスタは検出温度が実温度よりも高温を検出している。このため、短絡故障で双方のサーミスタに係る温度検出電圧が同じでも、この電圧から得られる検知温度は、閾値未満の低温側では実温度よりも低温を、閾値以上の高温側では実温度よりも高温を検出する傾向となる。従って、短絡故障時の検知温度でも、被制限対象の実温度が、適正温度を超える前に制限が掛かるように制御を行うことができる。

請求項３に係る発明は、前記第１サーミスタの抵抗値をＲａ、前記第２サーミスタの抵抗値をＲｂ、前記第１プルアップ抵抗器の抵抗値をＲｃ、前記第２プルアップ抵抗器の抵抗値をＲｄとした際に、当該抵抗値Ｒａ，Ｒｂ，Ｒｃ，Ｒｄの大小関係が、Ｒａ＜Ｒｂ且つＲａ／（Ｒａ＋Ｒｃ）＜Ｒｂ／（Ｒｂ＋Ｒｄ）とされていることを特徴とする。
この構成によれば、第１サーミスタの検出温度が実際の温度よりも低温を、第２サーミスタの検出温度が実際の温度よりも高温を検出させることができる。

請求項４に係る発明は、前記第１及び第２サーミスタは、流体の充填又は放出により内部温度が広範囲に変動する容器内に配置されることを特徴とする。
この構成によれば、実際に温度を検出する要素は、一般的に小型なサーミスタが２つのみである。従って、２つのサーミスタを容器内に配設すれば、内部空間が狭小な容器であっても、これらサーミスタを取り付けるバルブ等を含むユニットが全体として大型化することなく、無理なく配設可能であり、或いは空間容積を不要に阻害することが無くなる。

本発明によれば、２つのサーミスタ素子を用いた構成においてサーミスタの故障を適切に検知することができる温度検出回路を提供することができる。

本発明の実施形態に係る温度検出回路の構成を示す回路図である。 （ａ）本発明の温度検出回路の構成を示す回路図、（ｂ）（ａ）に示す温度検出回路の各サーミスタが＋端子短絡故障した際の等価回路図である。 （ａ）一般的な低温用及び高温用サーミスタの被検出温度と温度検出時の出力電圧との関係グラフ図、（ｂ）プラス側端子同士が短絡した際の一般的な低温用及び高温用サーミスタの被検出温度と検出温度との関係を数値で示す図である。 （ａ）本実施形態の低温用及び高温用サーミスタの被検出温度と温度検出時の出力電圧との関係グラフ図、（ｂ）プラス側端子同士が短絡した際の本実施形態の低温用及び高温用サーミスタの被検出温度と検出温度との関係を数値で示す図である。 本実施形態の温度検出回路によるサーミスタ故障検知動作及び、タンク内の過降温又は過昇温の制限動作を説明するためのフローチャートである。

以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。
＜実施形態の構成＞
図１は、本発明の実施形態に係る温度検出回路１０の構成を示す回路図である。
温度検出回路１０は、一端が接地された低温検出用のサーミスタ１２と、同様に一端が接地された高温検出用のサーミスタ１３と、低温用サーミスタ１２の他端と電源部１９との間に接続されたプルアップ抵抗器１５と、高温用サーミスタ１３の他端と電源部１９との間に接続されたプルアップ抵抗器１６と、Ａ／Ｄ変換部２１、温度検知部２２、故障検知部２３及び制限制御部２４を有する制御部１８とを備えて構成されている。但し、各サーミスタ１２，１３は、ＮＴＣサーミスタであり、互いにＢ定数が異なるように選択されている。

また、低温検出用のサーミスタ１２を低温用サーミスタ１２といい、高温検出用のサーミスタ１３を高温用サーミスタ１３、低温用サーミスタ１２に接続されたプルアップ抵抗器１５を低温用プルアップ抵抗器１５、高温用サーミスタ１３に接続されたプルアップ抵抗器１６を高温用プルアップ抵抗器１６ともいう。
制御部１８は、例えば何れも図示せぬ、ＣＰＵ(Central Processing Unit)と、ＲＯＭ(Read Only Memory)、ＲＡＭ(Random Access Memory)等の記憶手段とを備えて構成される。

また、各サーミスタ１２，１３及び各プルアップ抵抗器１５，１６は、図２（ａ）に示すように、電源部１９の電圧Ｖｃｃの出力端子と接地間に接続される構成において、低温用サーミスタ１２の抵抗値をＲａ、高温用サーミスタ１３の抵抗値をＲｂ、低温用プルアップ抵抗器１５の抵抗値をＲｃ、高温用プルアップ抵抗器１６の抵抗値をＲｄとした際に、任意の温度での各抵抗値Ｒａ〜Ｒｄの大小関係が、Ｒａ＜Ｒｂ且つＲａ／（Ｒａ＋Ｒｃ）＜Ｒｂ／（Ｒｂ＋Ｒｄ）とされている。

このような構成の温度検出回路１０は、本実施形態では、自動車に搭載される燃料電池用の高圧ガスタンク（タンクともいう）２５の内部温度を検出する用途に用いられるとする。即ち、本実施形態では図１に示すように、各サーミスタ１２，１３は、自動車用のタンク２５内に配設され、プルアップ抵抗器１５，１６は、自動車のタンク２５外であるＥＣＵ(Electronic Control Unit)２７に配設される。ＥＣＵ２７には、制御部１８及び電源部１９が搭載されている。

電源部１９は、電圧入力側が、車載バッテリ（バッテリともいう）２８の正極側にイグニッションスイッチ（ＩＧＳＷ）２９を介して接続され、電圧出力側が、各プルアップ抵抗器１５，１６と、制御部１８の電圧入力端とに接続されている。この電源部１９は、ＩＧＳＷ２９がオンとされた際に、バッテリ２８の出力電圧（例えば１２Ｖ）を降圧（例えば５Ｖ）して各プルアップ抵抗器１５，１６に供給し、一方制御部１８にはそのままの電圧で電力を供給する。

Ａ／Ｄ変換部２１は、低温用サーミスタ１２及び低温用プルアップ抵抗器１５の接続間と、高温用サーミスタ１３及び高温用プルアップ抵抗器１６の接続間とに接続されており、各サーミスタ１２，１３のアナログの温度検出信号を、各ディジタル信号に変換して温度検知部２２及び故障検知部２３へ出力する。

故障検知部２３は、Ａ／Ｄ変換部２１から各々ディジタル信号として出力される低温用サーミスタ１２での検出温度に対応する電圧値と、高温用サーミスタ１３での検出温度に対応する電圧値とが等しくなった場合に、各サーミスタ１２，１３の＋端子短絡故障と判定してサーミスタ故障を検知する。また、その故障検知の信号を制限制御部２４へ出力する。なお、故障検知部２３は、Ａ／Ｄ変換部２１の入力側の各サーミスタ１２，１３に係る電圧信号を直接検出して＋端子短絡故障の判定を行っても良い。

ここで、図２（ａ）に示すように、各々のサーミスタ１２，１３の両端に電圧計３１，３２が接続されている場合、正常時には、電圧計３１で計測される電圧値Ｖ１と、電圧計３２で計測される電圧値Ｖ２とは異なる。これは、一方のサーミスタ１２及びプルアップ抵抗器１５の抵抗値Ｒａ，Ｒｃと、他方のサーミスタ１３及びプルアップ抵抗器１６の抵抗値Ｒｂ，Ｒｄとが異なるためである。つまり、各サーミスタ１２，１３の特性が異なっているためである。

一方、サーミスタ１２及びプルアップ抵抗器１５の接続点（サーミスタ１２の＋側端）ｊ１と、サーミスタ１３及びプルアップ抵抗器１６の接続点（サーミスタ１３の＋側端）ｊ２とが短絡（＋端子短絡）したとする。この場合、図２（ｂ）に示すように、各サーミスタ１２，１３が合成されて抵抗値Ｒｓとなり、各プルアップ抵抗器１５，１６が合成されて抵抗値Ｒｐとなり、これら抵抗値Ｒｓのサーミスタと、抵抗値Ｒｐのプルアップ抵抗器とが、電源部１９の電圧Ｖｃｃの出力端子と接地間に直列接続された回路構成となる。この場合、電圧計３１の電圧値Ｖ１と、電圧計３２の電圧値Ｖ２とは等しくなる。

従って、抵抗値Ｒｓ＝１／｛（１／Ｒａ）＋（１／Ｒｂ）｝で表され、抵抗値Ｒｐ＝１／｛（１／Ｒｃ）＋（１／Ｒｄ）｝で表される。また、電源部１９の電圧Ｖｃｃは、Ｖ１＝Ｖ２＝Ｖｃｃ｛Ｒｓ／（Ｒｓ＋Ｒｐ）｝で表される。
温度検知部２２は、Ａ／Ｄ変換部２１からディジタル信号で出力される低温用及び高温用サーミスタ１２，１３の各検出温度を、当該温度を表す物理量に変換して検知する。このように、温度検知部２２では、低温用及び高温用サーミスタ１２，１３の各検出温度が検知されるが、何れの検知温度を使用するかは、予め定められた温度を閾値として決定される。

即ち、温度検知部２２は、例えばタンク２５内の温度が−５０℃〜９０℃の範囲で変化する場合において、０℃を閾値と定め、低温用及び高温用サーミスタ１２，１３の各検出温度の平均値が、０℃未満の場合に低温用サーミスタ１２に係る検知温度を用い、０℃以上の場合に高温用サーミスタ１３に係る検知温度を用いる。

制限制御部２４は、故障検知部２３での故障検知時に、予め定められた被制限対象に制限をかける制御を行う。
更に、制限制御部２４は、温度検知部２２での検知温度を用い、予め定められた被制限対象に制限をかける制御を行う。制限制御は、例えばタンク２５の内部温度が低温になり過ぎても、高温になり過ぎても良くないので、予め定められた制限温度を超えないように制限をかける場合の制御である。この場合、例えば制限温度が低温側が−４０℃、高温側が８０℃に設定されている場合、制限制御部２４は、温度検知部２２での検知温度が−４０℃となった場合に、これよりも低温にならないように制限をかけ、又は８０℃となった場合に、これよりも高温にならないように制限をかける制御を行う。

このように制限をかける場合のメリットを説明する。まず、本実施形態の図２（ａ）に示した各抵抗値Ｒａ〜Ｒｄの大小関係としていない一般的な回路条件を想定する。つまり、各々のサーミスタ１２，１３及びプルアップ抵抗器１５，１６の抵抗値Ｒａ〜Ｒｄの大小関係を、Ｒａ＜Ｒｂ且つＲａ／（Ｒａ＋Ｒｃ）＜Ｒｂ／（Ｒｂ＋Ｒｄ）としていない場合である。例えば低温用サーミスタ１２に抵抗値の大きいプルアップ抵抗器を接続し、高温用サーミスタ１３に抵抗値の小さいプルアップ抵抗器を接続する一般的な回路条件を想定する。

この一般的な回路の場合に、図３（ａ）に示すように、縦軸に被検出温度［℃］、横軸にサーミスタの検出温度に応じた出力電圧［Ｖ］をとって、被検出温度と出力電圧との関係を示すグラフを丸印１２ｔ１及び四角印１３ｔ１で表す。丸印１２ｔ１は低温用サーミスタ（１２ａとする）のグラフ、四角印１３ｔ１は高温用サーミスタ（１３ａとする）のグラフである。更に、それら一般的な低温用サーミスタ１２ａ及び高温用サーミスタ１３ａが＋端子短絡故障した場合の、実際の温度（真値）［℃］と、低温用サーミスタ１２ａ及び高温用サーミスタ１３ａでの検出温度［℃］との関係を数値で示した表を、図３（ｂ）に示す。

図３（ａ）から分かるように、高温用サーミスタ１３ａと低温用サーミスタ１２ａとでは、同じ温度であっても出力電圧値は異なっている。更に、図３（ｂ）から分かるように、これらのサーミスタ１２ａ，１３ａのプラス端子同士が短絡した場合には、低温用サーミスタ１２ａでは実際の温度が−２０℃のときに検出温度が−１４．８℃、４０℃のときには検出温度が４４．３℃と、何れの温度でも実際よりも高く温度検出してしまう。高温用サーミスタ１３ａでは、実際の温度が−４０℃のときに検出温度が−５３．０℃、６０℃のときには３９．７℃と、何れの温度でも逆に低く温度検出を行ってしまう。

このように、低温用では実温度よりも高く、高温用では実温度よりも低く温度検出を行ってしまう。このため、タンク２５内において、低温側では実温度よりも低い温度で制限がかかり、高温側では実温度よりも高い温度で制限がかかることになる。この場合、タンク２５の内部温度が予め定められた限界よりも低温又は高温になり過ぎることになる。

これに対して、本実施形態では、図２（ａ）に示したように、各々のサーミスタ１２，１３及びプルアップ抵抗器１５，１６の抵抗値Ｒａ〜Ｒｄの大小関係を、Ｒａ＜Ｒｂ且つＲａ／（Ｒａ＋Ｒｃ）＜Ｒｂ／（Ｒｂ＋Ｒｄ）とした。
これによって、各サーミスタ１２，１３の温度検出傾向は、図４（ａ）及び（ｂ）に示すようになる。但し、図４（ａ）では、丸印１２ｔ２が低温用サーミスタ１２のグラフ、四角印１３ｔ２が高温用サーミスタ１３のグラフである。

図４（ａ）に示すように、本実施形態の回路でも、上記の一般的な回路と同様に、高温用サーミスタ１３と低温用サーミスタ１２とでは、同じ温度であっても出力電圧値は異なっている。更に、図４（ｂ）に示すように、これらのサーミスタ１２，１３のプラス端子同士が短絡した場合には、低温用サーミスタ１２では実際の温度が−２０℃のときに検出温度が−３１．７℃、４０℃のときには検出温度が２０．７℃と、何れの温度でも実際よりも低く温度検出を行うようになる。高温用サーミスタ１３では、実際の温度が−４０℃のときに検出温度が−２４．９℃、６０℃のときには８８．８℃と、何れの温度でも逆に高く温度検出を行うようになる。

このように、低温用では実温度よりも低く、高温用では実温度よりも高く温度検出を行うようになる。従って、タンク２５内において、低温側では実温度よりも高い温度で制限がかかり、高温側では実温度よりも低い温度で制限がかかることになる。この場合、タンク２５の内部温度が限界よりも低温又は高温になり過ぎるといったことが無くなる。

なお、温度検知部２２で上記のように検知されるタンク２５内の温度は、図示せぬ水素ステーションと通信しながらタンク２５に水素を充填する通信充填を行う際の制御パラメータの１つとしても用いられる。制御パラメータには、タンク２５の容量、内部圧力、内部温度や、タンク２５への水素の充填速度等がある。

＜実施形態の動作＞
次に、本実施形態の温度検出回路１０によるサーミスタ故障検知動作及びタンク２５内の過降温又は過昇温時の制限動作を、図５に示すフローチャートを参照して説明する。
ステップＳ１において、低温用及び高温用の各サーミスタ１２，１３でのタンク２５内の検出温度に応じたアナログ電圧がＡ／Ｄ変換部２１で各々ディジタル信号に変換され、温度検知部２２及び故障検知部２３へ出力される。

ステップＳ２において、故障検知部２３で各サーミスタ１２，１３の＋端子短絡故障か否かが判断される。これは、各ディジタル信号が同じ値であれば＋端子短絡故障と判断され、異なっていれば未故障と判断される。
この結果、未故障と判断（Ｎｏ）された場合、ステップＳ３において、温度検知部２２で各ディジタル信号から各サーミスタ１２，１３に係る温度が検知される。

この検知により、ステップＳ４において、温度検知部２２で、低温用サーミスタ１２に係る検知温度を用いるか否かが判断される。つまり、温度検知部２２では、各サーミスタ１２，１３に係る検知温度の平均値が閾値である０℃未満の場合に低温用サーミスタ１２に係る検知温度を用い、０℃以上の場合に高温用サーミスタ１３に係る検知温度を用いると判断する。

ここで、低温用サーミスタ１２に係る検知温度を用いると判断（Ｙｅｓ）された場合、ステップＳ５において、温度検知部２２から低温用サーミスタ１２に係る検知温度が制限制御部２４へ出力される。
ステップＳ６において、制限制御部２４では、入力された検知温度が予め設定された制限温度（この場合、低温側の制限温度）を超えているか否かが判断される。例えば低温側の制限温度が−４０℃に設定されている場合に、検知温度の例えば−４１℃が入力された場合、制限温度よりも低温側に超えていると判断（Ｙｅｓ）される。

この場合、ステップＳ７において、制限制御部２４により、タンク２５内の温度が制限温度の−４０℃よりも低下しないように制限制御が行われる。
一方、上記ステップＳ６において、制限制御部２４で、例えば検知温度の−２０℃が入力された場合、制限温度−４０℃よりも低温側に超えていないと判断（Ｎｏ）され、ステップＳ４に戻る。ここで再び、温度検知部２２で、低温用サーミスタ１２に係る検知温度を用いるか否かが判断される。この結果、低温用サーミスタ１２に係る検知温度を用いない、言い換えれば、高温用サーミスタ１３に係る検知温度を用いると判断（Ｎｏ）された場合、ステップＳ８において、温度検知部２２から高温用サーミスタ１３に係る検知温度が制限制御部２４へ出力され、ステップＳ６へ進む。

ステップＳ６において、制限制御部２４では、入力された検知温度が予め設定された制限温度（この場合、高温側の制限温度）を超えているか否かが判断される。例えば高温側の制限温度が８０℃に設定されている場合に、検知温度の例えば６０℃が入力された場合、制限温度８０℃よりも高温側に超えていないと判断（Ｎｏ）され、ステップＳ４に戻る。

一方、上記ステップＳ６において、検知温度の例えば−８１℃が入力された場合は、制限温度８０℃よりも高温側に超えていると判断（Ｙｅｓ）される。この場合、ステップＳ７において、制限制御部２４により、タンク２５内の温度が制限温度８０℃よりも上昇しないように制限制御が行われる。また、上記ステップＳ２において、故障検知部２３で＋端子短絡故障と判断（Ｙｅｓ）された場合も、ステップＳ７において制限制御が行われる。

ところで、ステップＳ２において、故障検知部２３の故障検知機能が壊れており、各サーミスタ１２，１３が＋端子短絡しているにも関わらず、その故障が検知されなかったとする（Ｎｏ）。この場合、各サーミスタ１２，１３は＋端子短絡となっているが、上述で図２（ｂ）を参照して説明したように、各サーミスタ１２，１３が＋端子短絡により合成されて抵抗値Ｒｓ＝１／｛（１／Ｒａ）＋（１／Ｒｂ）｝となり、各プルアップ抵抗器１５，１６が合成されて抵抗値Ｒｐ＝１／｛（１／Ｒｃ）＋（１／Ｒｄ）｝となる。この際の各サーミスタ１２，１３の＋端子の電圧値Ｖ１，Ｖ２は等しくなり、更に、電源部１９の電圧Ｖｃｃとの関係は、Ｖ１＝Ｖ２＝Ｖｃｃ｛Ｒｓ／（Ｒｓ＋Ｒｐ）｝となる。

このため、故障ではあるにも関わらず、ステップＳ２の判断がＮｏとなった次のステップＳ３において、温度検知部２２で同一値のディジタル信号から各サーミスタ１２，１３の合成抵抗値Ｒｓに係る検出温度が検知される。この検知温度は、合成抵抗値Ｒｓによる検出温度によるものなので、図４（ｂ）に示したように、低温用サーミスタ１２が低温側では実温度よりも低く、高温用サーミスタ１３が高温側では実温度よりも高く温度検出を行っている傾向となる。

従って、ステップＳ４において検知温度が０℃未満と判定され、ステップＳ５にて、その検知温度（例えば−４１℃）が制限制御部２４へ出力され、ステップＳ６にて、検知温度−４１℃が制限温度（例えば−４０℃）よりも低温側に超えていると判断（Ｙｅｓ）された場合、ステップＳ７にて、制限制御部２４により、タンク２５内の温度が制限温度の−４０℃よりも低下しないように制限制御が行われる。

一方、ステップＳ４において検知温度が０℃以上と判定され、ステップＳ５にて、その検知温度（例えば８１℃）が制限制御部２４へ出力され、ステップＳ６にて、検知温度８１℃が制限温度（例えば８０℃）よりも高温側に超えていると判断（Ｙｅｓ）された場合、ステップＳ７にて、タンク２５内の温度が制限温度の８０℃を超えないように制限制御が行われる。従って、故障検知部２３の故障検知機能が壊れている場合でも、タンク２５内の実際の温度が、適正温度を超える前に制限されるように制限制御が行われる。

＜実施形態の効果＞
以上説明したように、本実施形態の温度検出回路１０は、温度に対する検出感度が各々異なる第１及び第２サーミスタ１２，１３と、第１及び第２サーミスタ１２，１３の各々と電源部１９との間に１つずつ接続され、各々抵抗値Ｒｃ，Ｒｄが異なる第１及び第２プルアップ抵抗器１５，１６とを備え、第１及び第２プルアップ抵抗器１５，１６は、第１及び第２サーミスタ１２，１３のプラス側端子同士が短絡した場合、第１サーミスタ（例えば低温用サーミスタ１２）の検出温度が実際の温度よりも低温を、第２サーミスタ（例えば高温用サーミスタ１３）の検出温度が実際の温度よりも高温を検出するような、抵抗値Ｒｃ，Ｒｄを有する構成とした。

この構成によれば、低温側では実温度よりも低く、高温側では実温度よりも高く温度検出を行うので、例えば検出温度に応じて被制限対象であるタンク２５内の温度に制限をかける場合、低温側では実温度よりも高い温度で制限がかかり、高温側では実温度よりも低い温度で制限がかかることになる。従って、タンク２５内の温度が限界よりも低温又は高温になり過ぎ、不具合が生じるといったことを回避することができる。

また、第１サーミスタ１２の抵抗値をＲａ、第２サーミスタ１３の抵抗値をＲｂ、第１プルアップ抵抗器１５の抵抗値をＲｃ、第２プルアップ抵抗器１６の抵抗値をＲｄとした際に、当該抵抗値Ｒａ，Ｒｂ，Ｒｃ，Ｒｄの大小関係が、Ｒａ＜Ｒｂ且つＲａ／（Ｒａ＋Ｒｃ）＜Ｒｂ／（Ｒｂ＋Ｒｄ）となるように構成した。

この構成によれば、第１及び第２サーミスタ１２，１３のプラス側端子同士が短絡した場合、第１サーミスタ１２の検出温度が実際の温度よりも低温を、第２サーミスタ１３の検出温度が実際の温度よりも高温を、それぞれ検出することができる。
また、第１及び第２サーミスタ１２，１３の検出温度に応じた各電圧信号が等しい場合に、第１及び第２サーミスタ１２，１３が＋端子短絡故障と検知する故障検知部２３を備えて構成した。
この構成によれば、第１及び第２サーミスタ１２，１３の＋端子短絡故障を適正に検知することができる。

また、第１及び第２サーミスタ１２，１３の何れか一方の検出温度に応じた電圧信号に対応する温度が、予め定められた閾値温度未満の場合に当該第１サーミスタ１２側の電圧信号を選択して温度を検知し、閾値温度以上の場合に当該第２サーミスタ１３側の電圧信号を選択して温度を検知する温度検知部２２と、温度検知部２２での検知温度が、予め定められた低温側の温度よりも低くなるか、予め定められた高温側の温度を超えた場合、及び、故障検知部２３で＋端子短絡故障が検知された場合の何れか一方の場合に、タンク２５内の温度上昇又は下降に制限をかける制御を行う制限制御部２４とを備えて構成した。

この構成によれば、故障検知部２３の＋端子短絡故障の検知時に、被制限対象に適正に制限をかけることができる。また、例えば、故障検知部２３の＋端子短絡故障検知機能が壊れている場合でも、実際に＋端子短絡故障が生じている場合、第１サーミスタ１２は検出温度が実際の温度よりも低温を、第２サーミスタ１３は検出温度が実際の温度よりも高温を検出している。このため、＋端子短絡故障で双方のサーミスタ１２，１３に係る温度検出電圧が同じでも、この電圧から得られる検知温度は、閾値未満の低温側では実際の温度よりも低温を、閾値以上の高温側では実際の温度よりも高温を検出する傾向となっている。従って、＋端子短絡故障時の検知温度でも、被制限対象の実温度が、適切な範囲を超える前に、制限が掛かるように制御を行うことができる。

また、第１及び第２サーミスタ１２，１３は、流体の充填又は放出により内部温度が広範囲に変動するタンク２５内に配置される構成とした。
この構成によれば、実際に温度を検出する要素は、一般的に小型なサーミスタ１２，１３が２つのみである。従って、２つのサーミスタ１２，１３をタンク２５内に配設すれば、内部空間が狭小なタンク２５であっても、空間容積を不要に阻害すること等が無くなる。

上記の実施形態では、温度検出回路１０が自動車の燃料電池用の高圧ガスタンク２５の内部温度検出用途に用いられる場合について説明したが、この他、船舶用や定置型の燃料電池用のタンクに用いても良い。更には、ＣＮＧ(Compressed Natural Gas)等、内部温度が広範囲で変化する他の容器や環境に用いても良い。その容器には様々な種類のものがあるが、タンク２５もその容器の一種として含まれる。

１０ 温度検出回路
１２，１３ サーミスタ
１５，１６ プルアップ抵抗器
１８ 制御部
１９ 電源部
２１ Ａ／Ｄ変換部
２２ 温度検知部
２３ 故障検知部
２４ 制限制御部
２５ 高圧ガスタンク（タンク）
２７ ＥＣＵ
２８ 車載バッテリ
２９ イグニッションスイッチ（ＩＧＳＷ）

Claims (4)

1. 温度に対する検出感度が各々異なる第１及び第２サーミスタと、
   前記第１及び第２サーミスタの各々と電源との間に１つずつ接続され、各々抵抗値が異なる第１及び第２プルアップ抵抗器と、
   前記第１及び第２サーミスタの各検出温度の平均値に応じた電圧信号に対応する温度が、予め定められた閾値温度未満の場合に当該第１サーミスタ側の電圧信号を選択して温度を検知し、閾値温度以上の場合に当該第２サーミスタ側の電圧信号を選択して温度を検知する温度検知部と、
   前記温度検知部での検知温度が、予め定められた低温側の温度よりも低くなるか、予め定められた高温側の温度を超えた場合に、被制限対象に制限をかける制御を行う制限制御部と
   を備え、
   前記第１及び第２プルアップ抵抗器は、前記第１及び第２サーミスタのプラス側端子同士が短絡した場合、前記第１サーミスタの検出温度が実際の温度よりも低温を、前記第２サーミスタの検出温度が実際の温度よりも高温を検出するような、抵抗値を有する
   ことを特徴とする温度検出回路。
2. 温度に対する検出感度が各々異なる第１及び第２サーミスタと、
   前記第１及び第２サーミスタの各々と電源との間に１つずつ接続され、各々抵抗値が異なる第１及び第２プルアップ抵抗器と、
   前記第１及び第２サーミスタの各検出温度の平均値に応じた電圧信号に対応する温度が、予め定められた閾値温度未満の場合に当該第１サーミスタ側の電圧信号を選択して温度を検知し、閾値温度以上の場合に当該第２サーミスタ側の電圧信号を選択して温度を検知する温度検知部と、
   前記第１及び第２サーミスタの検出温度に応じた各電圧信号が等しい場合に、当該第１及び第２サーミスタのプラス側端子同士が短絡故障と検知する故障検知部と、
   前記故障検知部で前記短絡故障が検知された場合に、被制限対象に制限をかける制御を行う制限制御部と、
   を備え、
   前記第１及び第２プルアップ抵抗器は、前記第１及び第２サーミスタのプラス側端子同士が短絡した場合、前記第１サーミスタの検出温度が実際の温度よりも低温を、前記第２サーミスタの検出温度が実際の温度よりも高温を検出するような、抵抗値を有する
   ことを特徴とする温度検出回路。
3. 前記第１サーミスタの抵抗値をＲａ、前記第２サーミスタの抵抗値をＲｂ、前記第１プルアップ抵抗器の抵抗値をＲｃ、前記第２プルアップ抵抗器の抵抗値をＲｄとした際に、当該抵抗値Ｒａ，Ｒｂ，Ｒｃ，Ｒｄの大小関係が、Ｒａ＜Ｒｂ且つＲａ／（Ｒａ＋Ｒｃ）＜Ｒｂ／（Ｒｂ＋Ｒｄ）とされている
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の温度検出回路。
4. 前記第１及び第２サーミスタは、流体の充填又は放出により内部温度が広範囲に変動する容器内に配置される
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の温度検出回路。

Images