JP6920119B2 - 異常検知装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両の駆動バッテリ等の温度調整システムに用いる異常検知装置に関する。

近年、電気自動車やプラグインハイブリッド自動車では、電池パックを小型化する目的で、水冷式のバッテリ温度調整システム（以下「バッテリ温調システム」ともいう）を搭載するケースがある。電動車に搭載されるリチウムイオン電池は、動作上限温度が設定されており、安定した車両走行を維持するために、バッテリ温調システムにおける異常検知が重要とされている。

下記特許文献１には、電池パックの故障診断に関する技術が開示されている。
下記特許文献２には、冷却ファンの異常を診断するものであって、異常の有無判断は、冷却ファンの駆動が安定した定常状態で行うことが記載されている。

特開２０１４−１９２１２４号公報 特開２０１６−２０１９０５号公報

一般的にリチウムイオン電池の抵抗は、ＳＯＣ（State Of Charge：充電率）や温度に依存する。また、通電電流は要求入出力に応じて変化するため、バッテリ発熱量は、時々刻々と変化する。
従って、バッテリ温調システムは、バッテリ発熱量に応じて出力を変化させる必要があり、定常状態になり難いため、温調システムの異常検知を正確に行うことは難しい。

そこで、温調システムの出力を変化させず、一定で駆動させることが考えられる。この場合、駆動状態が安定するため、異常検知を正確に行うことができる。しかし、二次電池の稼働状態に関わらず、常に一定出力で駆動した場合、冷却能力が不足して十分に冷却できず電池が劣化するという問題がある。

本発明はこれらの事情を鑑みてバッテリ温調システムで的確に異常検知を行うことができるようにすることを目的とする。

本発明に係る異常検知装置は、バッテリ部の温度調整のための熱交換媒体の循環経路における、前記バッテリ部近傍への入口部分での熱交換媒体の温度を検出する入口温度センサと、前記循環経路における前記バッテリ部近傍からの出口部分での熱交換媒体の温度を検出する出口温度センサと、温度調整動作の定常運転開始後、前記熱交換媒体の流量が定常状態に達するまでの期間において前記入口温度センサと前記出口温度センサの各検出値の差分値と第１閾値を用いて第１異常検知処理を行い、温度調整動作が定常状態となったことの判定に応じて前記差分値と第２閾値を用いて第２異常検知処理とを行う制御部とを備える。
つまり非定常状態から定常状態に至る過程において２段階の異常検知処理がそれぞれ異なる閾値を用いて行われる。

上記した異常検知装置においては、前記第２閾値は、前記入口温度センサと前記出口温度センサの各検出値の差分値としての予め設定した目標値であり、前記第１閾値は、前記目標値とした前記差分値よりも大きい差分に相当する値であることが考えられる。
例えば、仮に差分値としての温度がある値以上を異常と判定するものとした場合、第２閾値は計算により求めた正常範囲の上限の値とし、第１閾値はさらに第２閾値＋αの値とするなどである。

上記した異常検知装置においては、前記制御部は、さらにバッテリの充電率が所定範囲内にあることを条件として、前記第１異常検知処理、及び前記第２異常検知処理を実行することが考えられる。
また前記制御部は、さらにバッテリ温度が所定以上であることを条件として、前記第１異常検知処理、及び前記第２異常検知処理を実行することが考えられる。
即ちＳＯＣが所定範囲内にあるとき、さらにはバッテリ温度が所定以上のときに異常検知処理を行うようにする。

上記した異常検知装置においては、前記第２異常検知処理では、前記入口温度センサと前記出口温度センサの各検出値の差分値としての実測値が、第２閾値で示される数値又は数値範囲となっている場合に正常と判定し、正常と判定できない場合には、前記実測値と前記第２閾値の大小関係に応じて異常種別を判定することが考えられる。
第２閾値は、入口／出口の熱交換媒体の温度差として計算で求めた正常な値（正常な範囲も含む）である。そこで入口／出口の熱交換媒体の温度差の実測値が第２閾値に一致（略一致）していれば正常状態とする。また異常な場合としては、温度差が正常な状態より小さすぎる場合と大きすぎる場合があるため異常の種別が判定できる。

上記した異常検知装置においては、前記第１異常検知処理では、前記入口温度センサと前記出口温度センサの各検出値の差分値としての実測値が、前記第１閾値に基づく正常範囲にないと判定したときに、熱交換媒体の流速を遅くする循環経路の異常と判定することが考えられる。
第１閾値は、非定常状態において、入口／出口の熱交換媒体の温度差として明らかにおかしい状態を判定する閾値である。また熱交換媒体も所定温度となっていない（温度が高い）状態でもある。この場合、第１閾値と差分値（実測値）の比較により、明らかに出口温度の上昇が高い場合に、流速不足の異常と判定できる。

上記した異常検知装置においては、前記制御部は、前記入口温度センサによって検出される熱交換媒体の温度が所定温度となったこと、または循環経路において熱交換媒体を冷却する循環回路の使用電力が所定値となったことにより、前記定常状態となったと判定することが考えられる。
温度調整動作の開始直後は、熱交換媒体を外気温から冷やしていくため、まだ高く、ポンプの使用電力は大きい。ポンプ流量は温度調整システムが定常状態となるように電力制御される。その後ポンプでの使用電力の変動によりバッテリ発熱量も変動していき、ある程度の時間経過で熱交換媒体温度は所定温度で安定する。このときポンプ使用電力も安定する。これにより温度調整動作が定常状態となったと判定して第２異常検知処理を実行する。

本発明によれば、非定常状態から定常状態に至る過程において２段階の異常検知処理が行われること、及び第１閾値、第２閾値を使い分けることで、それぞれの状態に応じた的確な異常検知が可能となる。

本発明の実施の形態のバッテリ温調システムの構成の説明図である。 バッテリセル、入口温度、出口温度の変化の説明図である。 実施の形態の異常判定に関する処理のフローチャートである。 抵抗値のＳＯＣ依存性の説明図である。 抵抗値の温度依存性の説明図である。 ポンプ使用電力とクーラント温度の変化の説明図である。 実施の形態の第１異常検知処理のフローチャートである。 実施の形態の第２異常検知処理のフローチャートである。

＜１．バッテリ温調システムの構成＞
実施の形態として本発明の異常検知装置に相当する構成を含むバッテリ温調システムを例に挙げる。図１では実施の形態のバッテリ温調システムとして水冷式のバッテリ温調システムの構成を示している。

バッテリ１は例えば自動車の駆動用バッテリであり、例えばリチウムイオン電池によるバッテリセル（以下、単に「セル」ともいう）を複数有して構成されている。
バッテリ温調システムは、このバッテリ１のケース等に沿わせて熱交換媒体であるクーラント（冷却水）を流すことでバッテリ１の温度調整を行うものとされる。
バッテリ１の正極端子１ａ、負極端子１ｂには図示しない駆動電源供給回路や充電回路が接続される。

このバッテリ温調システムは第１の循環系２１、第２の循環系２２を有する。
第１の循環系２１は、循環経路１４により温調プレート２、ポンプ３、チラー４、ヒータ５をクーラントが循環する構成とされている。
第２の循環系２２は、循環経路１５によりチラー４、圧縮機６、コンデンサ７、膨張弁８を冷媒が循環する構成とされている。

第１の循環系２１では、ポンプ３によりクーラントが循環経路１４を流れるようにされる。ポンプ３の駆動力によりクーラントの流量（流速）が調整される。
循環経路１４を流れるクーラントは、チラー４によって第２の循環系２２を流れる冷媒と熱交換され、必要な温度に冷やされる。
チラー４から送出されたクーラントは必要に応じてヒータ５により温度調整され、温調プレート２に流入する。
バッテリ１が温調プレート２に接していることによりバッテリ１の温度が温調プレート２内を流れるクーラントにより調整される。
温調プレート２から送出されたクーラントはバッテリ１の熱の吸収により温度が上がっているが、再びポンプを介してチラー４に送られ、冷却される。

一方、第２の循環系２２では、圧縮器６によって圧縮された冷媒は高温高圧の半液体の状態でコンデンサ７に供給され冷却される。この冷媒は膨張弁８からチラーに送られ、クーラントとの熱交換に用いられる。
チラー４から送出された冷媒は再び圧縮器６を介してコンデンサ７で冷却される。

このようなバッテリ温調システムにおいて、温調プレート２の入口近辺に入口温度センサ１１が設けられ、温調プレート２の入口部分、つまりバッテリ部近傍への入口部分におけるクーラントの温度を検出することができるようにされている。
また温調プレート２の出口近辺に出口温度センサ１２が設けられ、温調プレート２の出口部分、つまりバッテリ部近傍からの出口部分におけるクーラントの温度を検出することができるようにされている。
さらにバッテリ１の温度を検出するバッテリ温度センサ１３も設けられている。

入口温度センサ１１、出口温度センサ１２、バッテリ温度センサ１３のそれぞれの検出信号は制御部１０が検知可能とされている。
制御部１０は例えばＥＣＵ（electronic control unit）として車体内に設けられるマイクロコンピュータ等により形成され、この図１では制御部１０はバッテリ温調システムの制御を行う。
例えば制御部１０は、第１の循環系２１におけるポンプ３やヒータ５の駆動制御、第２の循環系２２における圧縮器６、コンデンサ７、膨張弁８の駆動制御などを行う。
特に本実施の形態の場合、制御部１０は、入口温度センサ１１、出口温度センサ１２、バッテリ温度センサ１３による検出温度や図示しない電源回路系から取得できるバッテリの各セルの電圧情報ＶＢに基づいて、以下説明するように適切な期間に異常検知処理を行うものとされている。

＜２．入口出口温度差を用いた異常検知処理＞
図１のバッテリ温調システムにおける本実施の形態の異常検出動作について説明する。
まず前提として、リチウムイオン電池は、温度依存性があり、効率よく使用するためには温度管理が必要である。そのため異常検知処理を適切に行うことが求められる。
しかし、リチウムイオン電池はその抵抗のＳＯＣ依存性、温度依存性があり、通電電流は要求入出力で変化する。そのためバッテリ発熱量は時間で変化し、バッテリ温調は発熱量に応じて出力変化させる必要があるため定常状態になりづらい。そのため異常検知が難しい。

本実施の形態では、バッテリ発熱量が一定となると判定されるとき、バッテリ温調システムが予め計算された一定の指令値で駆動されるようにする定常運転制御を行い、定常状態に達するまでの第１異常検知処理と、定常状態に達した後の第２異常検知処理を、バッテリパックの入口と出口の温度差を用いて行う。これにより、特に構成の複雑化を生じさせずに、より正確な異常検知を行うことができるようにしている。

入口温度センサ１１、出口温度センサ１２によるクーラント温度の検出値の差分を、以下、「入口出口温度差ΔＴ」とする。
この入口出口温度差ΔＴを用いた異常検出の考え方を図２で説明する。
図２Ａ、図２Ｂ、図２Ｃはそれぞれバッテリ１を構成する複数のセルの温度を示す曲線Ｃ１〜Ｃ８と、クーラントの出口温度を示す曲線Ｃ９、入口温度を示す曲線Ｃ１０を示している。縦軸は温度、横軸は時間である。
測定条件は、図２Ａの場合、セル発熱量Ｑloss＝１１Ｗ、クーラント温度（Coolant temp.）＝２５℃、クーラント流量（Coolant flow rate）＝３L/min、環境温度（Ambient temp.）＝２５℃である。
図２Ｂの場合、セル発熱量Ｑloss＝１１Ｗ、クーラント温度＝２５℃、クーラント流量＝１L/min、環境温度＝２５℃である。
図２Ｃの場合、セル発熱量Ｑloss＝３Ｗ、クーラント温度＝２５℃、クーラント流量＝１L/min、環境温度＝２５℃である。

例えば仮に図２Ａの入口出口温度差ΔＴが、計算上求められる適切な温度差（目標値）であるとしたとき、図２Ｂのように入口出口温度差ΔＴが目標値より大きい状態が検出された場合、それは循環経路１４の目詰まり等によりクーラント流量が減少していると判定できる。
また仮に図２Ｂの入口出口温度差ΔＴが、計算上求められる適切な温度差（目標値）であるとしたとき、図２Ａのように入口出口温度差ΔＴが目標値より小さい状態が検出された場合、それは循環経路１４の流量が増加しており、これはポンプ３の異常回転と判定できる。
また図２Ｃを基準としたときに図２Ｂのようにセルの発熱量が増加している場合は、入口出口温度差ΔＴが大きくなるが、これはバッテリ異常と判定できる。
また図２Ｂを基準としたときに図２Ｃのようにセルの発熱量が減少している場合は、入口出口温度差ΔＴが小さくなるが、これはバッテリ異常と判定できる。

本実施の形態では、このような考え方を用いて、制御部１０が入口出口温度差ΔＴ及びセル電圧を監視して第１異常検知処理と第２異常検知処理を行う。
さらに第１異常検知処理では定常運転開始後でまだ定常状態に至ってない期間に、入口出口温度差ΔＴ及びセル電圧を用いた大まかな異常検知を行う。
第２異常検知処理では、定常状態であると判定された後に、入口出口温度差ΔＴ及びセル電圧を用いて、より精度の高い異常検知を行う。

＜３．異常検知処理例＞
以下、制御部１０による異常検知処理の具体例を図３〜図８を用いて説明する。
図３は制御部１０が実行する異常検知処理を示すフローチャートである。

ステップＳ１０１として制御部１０は、例えば給電検知や他のＥＣＵとの通信等により、充電開始か否かを監視している。
ステップＳ１０１で充電開始が検出されていない期間（充電中でない期間）は、制御部１０は図３の処理を抜ける。つまり異常検知処理を行わない。
充電開始又は充電開始後の充電継続中であることを検知したら、制御部１０はステップＳ１０１からＳ１０２に進む。

上述のようにバッテリ１の通電電流は要求入出力で変化し、それによりバッテリ発熱量も変化する。バッテリ温調システムが常に一定駆動すると、このような変化に対応できずに冷却能力が不足することもあり望ましくない。そこで本実施の形態では、バッテリ温調システムの駆動力（特にポンプ３の回転数）は適応的に可変制御するようにしている。この場合、各種条件変動により精密な異常検知処理ができるような閾値設定が困難である。
一方で充電中は、通電電流はほぼ一定である。そこでまず通電電流の観点から、充電中の期間を選んで異常検知を行うようにしている。

充電開始又は充電開始後の充電継続中であってステップＳ１０２に進んだ場合、制御部１０はバッテリ１のＳＯＣが所定率（図４の所定率Ｓａ）を越えているか否かを確認する。
越えていなければステップＳ１０３で、必要な温調システムの可変制御を行いながら、ステップＳ１０２の監視を続ける。つまり充電中にＳＯＣが所定率Ｓａを越えるまで待機する。

図４にバッテリ１の抵抗とＳＯＣの関係を示す。
バッテリ１の抵抗値はＳＯＣに依存し、充電率がＳａ〜Ｓｂのときはほぼ一定である。図３のステップＳ１０２の処理は抵抗値が安定しているときに異常検知処理が行われるようにするために、現在のＳＯＣが所定率Ｓａを越えて抵抗値が安定する領域となっているか否かを確認するものとなる。

なお、充電開始の条件等にもよるが、実際には現在のＳＯＣが所定率Ｓｂを越えていないかも確認することが考えられる。現在のＳＯＣが所定率Ｓｂを越えているときは、バッテリ１の抵抗値は安定していないため、待機せずに図３の処理を抜け、異常検知処理を行わないようにすることが考えられる。

ＳＯＣが図４のＳａ〜Ｓｂの抵抗安定範囲内に入っていることが確認できたら、制御部１０は図３のステップＳ１０２からＳ１０４に進み、バッテリ温度センサ１３の検出値であるバッテリ温度を確認する。
図５にバッテリ１の抵抗と温度の関係を示す。バッテリ１の抵抗値は温度にも依存し、或る温度Ａ１を越えていると抵抗値はほぼ一定である。そこで現在の温度が所定温度Ａ１を越えて抵抗値が安定する温度領域となっているか否かを確認する。

バッテリ温度が所定温度Ａ１以下であるときは、制御部１０は図３のステップＳ１０４からＳ１１１に進み、必要な温調システム可変制御を行って図３の処理を抜ける。つまり、バッテリ温度が所定温度Ａ１以下の場合は、異常検知処理は行わない。この場合、その後充電が継続されていれば再びステップＳ１０４に進み、バッテリ温度が所定温度Ａ１を越えているか否かを確認することになる。

ステップＳ１０４でバッテリ温度が所定温度Ａ１を越えていれば、制御部１０はステップＳ１０５に進み、バッテリ温調システムの流量計算を行い、ステップＳ１０６でポンプ流量一定駆動を行う。そしてステップＳ１０７で第１異常検知処理を行う。

ステップＳ１０８では入口温度センサ１１で検出される現在のクーラントの入口温度Ｔｗが所定の温度閾値Ｔｔｈ以下となったか否かを確認することで、第２の循環系２２が定常状態に至ったか否かを判定する。

図６に定常運転開始後の第２の循環系２２の使用電力Ｗｃ２とクーラントの入口温度Ｔｗの変化を示している。時点ｔ０でバッテリ温調システムの定常運転を開始させるが、開始直後はクーラントの温度が高く、このため第２の循環系２２の使用電力Ｗｃ２は大きい。
第２の循環系２２での使用電力Ｗｃ２の変動によりバッテリ発熱量も変動する。そしてある程度の時間経過により、クーラントの入口温度Ｔｗが安定して第２の循環系２２での使用電力Ｗｃ２も安定し、バッテリ発熱量も安定する。これを時点ｔ１以降として示している。
つまり、クーラントの入口温度Ｔｗが温度閾値Ｔｔｈ以下となることで、定常状態に至ったと判定することができる。
なお、ここではクーラントの入口温度Ｔｗで判定しているが、第２の循環系２２での使用電力Ｗｃ２を監視して、使用電力Ｗｃ２が所定閾値になることで定常状態に至ったと判定してもよい。

図３のステップＳ１０８でこのような判定を行うということは、ステップＳ１０７の第１異常検知処理は、クーラント流量が定常状態に達するまでの非定常状態である図６の時点ｔ０〜ｔ１の期間に行うということになる。即ちこの期間、ステップＳ１０５，Ｓ１０６，Ｓ１０７の処理を行う。

ステップＳ１０５の流量計算は次の式１を用いて行う。
Ｑloss＝ΔＴ＊ρ＊ｑcoolant＊Ｃ＊η ・・・（式１）
ここでＱlossは発熱量で、Ｉ²Ｒで計算される。Ｉ（電流）は、充電中は一定であり、またステップＳ１０２，Ｓ１０４を経ていることで、このときのＲ（抵抗値）はＳＯＣ、温度の点で安定している。従ってこの場合の本来の発熱量Ｑlossは予めＩ²Ｒの計算で求められる。
またΔＴは入口出口温度差であり、例えば（出口温度）−（入口温度）の値である。
ρはクーラントの密度、ｑcoolantはクーラントの流量、Ｃはクーラントの熱容量、ηは冷却効率である。
クーラントの熱容量Ｃとクーラントの密度ｐは物性値であり、冷却効率ηは外気温度により決定する係数であるため、既知である。
また、入口出口温度差ΔＴに関しては、バッテリ１の温度バラつきを考慮して、目標値（後述の第２閾値Ｔｂ２）が設定されている。後述の第２異常検知処理では、この目標値と実測値を比較して異常判定する。

制御部１０は、このような（式１）を用いて、指令値としてポンプ流量を決定する。
即ち予め計測されたセルの内部抵抗（Ｒ）と充電時の通電電流（Ｉ）から、発熱量Ｑlossを計算し、（式１）を用いてバッテリ温調システムの流量ｑcoolantを決定することができる。
制御部１０はステップＳ１０５で以上のようにクーラントの流量ｑcoolantを決定したら、それに応じた指令値によりポンプ３を制御し、ステップＳ１０６でポンプ３により流量一定駆動を実行させる。

制御部１０はステップＳ１０７で第１異常検知処理を行う。この第１異常検知処理は、非定常状態において第１閾値を用いて大まかに異常を検知する処理である。
図７に第１異常検知処理の処理例を示す。

制御部１０はステップＳ１５０で、バッテリ１のセル電圧をチェックし、正常範囲であるか否かを判定する。正常範囲でなければステップＳ１５４に進み、ポンプ異常ではなくバッテリ異常と判定する。
セル電圧については計算上の目標値（電圧の正常範囲を示す値）が設定されており、制御部１０は電圧情報ＶＢとして取得される実測の電圧値を目標値と比較することで正常範囲であるか否かの判断を行う。
なお、セル電圧の目標値の計算は、ＯＣＶ（Open circuit voltage）とセル内部抵抗と通電電流から計算される。

セル電圧が正常範囲であれば制御部１０はステップＳ１５１で入口出口温度差ΔＴについて第１閾値Ｔｂ１と、実測値Ｔａを比較する。
実測値Ｔａとは、入口温度センサ１１、出口温度センサ１２の検出値の差分として得られる現在の入口出口温度差ΔＴの値（（出口温度）−（入口温度））である。
第１閾値Ｔｂ１は、入口出口温度差ΔＴの値が明らかに異常であることを判定することができる閾値である。

後述する第２異常検知処理で用いる第２閾値Ｔｂ２は、入口出口温度差ΔＴとしてクーラント流量が定常状態であることを前提として予め設定した目標値である。更にいえば第２閾値Ｔｂ２は、バッテリ１の抵抗値も安定していることを前提として設定できる値である。このような前提において第２閾値Ｔｂ２は、実測される入口出口温度差ΔＴが第２閾値Ｔｂ２に一致（または略一致）していなければ、ポンプ異常があると判定できる値とする。なお、実際には完全一致には限らないため、第２閾値Ｔｂ２は或る目標範囲を示す値と考えるとよい。
一方で、第１異常検知処理で用いる第１閾値Ｔｂ１は、第２閾値Ｔｂ２に比較して、より明らかな異常を判定する閾値とするため、例えば第２閾値Ｔｂ２にオフセットを与えた値などとする。即ち定常状態であるという前提がないため、大まかに、疑いなく異常と判定できる値で検出できる閾値としている。

例えばステップＳ１５１では、入口出口温度差ΔＴの実測値Ｔａが第１閾値Ｔｂ１を越えているか否かを判定することとしている。この場合、第１閾値Ｔｂ１は、第２閾値Ｔｂ２＋αの値とする。例えば第２閾値Ｔｂ２とされる目標値（又は第２閾値Ｔｂ２としての目標範囲の上限値）がｘ℃であるとすると、（ｘ＋５）℃などとする。もちろん＋５℃は説明上の一例に過ぎず、適切な値とされれば良い。

ステップＳ１５１でＴａ>Ｔｂ１でなければ、制御部１０はステップＳ１５２で異常なしと判定する。
一方、ステップＳ１５１でＴａ>Ｔｂ１であるときは、制御部１０はステップＳ１５３で循環経路１４の目詰まり（流量減少）と判定する。
第１閾値Ｔｂ１が上記のように設定されているため、非定常状態の期間であっても、あきらかな流量不足が検知され、これによって目詰まりが生じていることを早い段階で検知できる。

図３に戻って、制御部１０がステップＳ１０８で現在のクーラントの入口温度Ｔｗが所定の温度閾値Ｔｔｈ以下となったことを検出したら、クーラント流量が定常状態に至ったとしてステップＳ１０９に進む。
ステップＳ１０９で制御部１０は、バッテリ１のＳＯＣが所定率Ｓｂ（図４参照）に達していないことを確認する。もし既にＳＯＣが所定率Ｓｂに達していた場合は、制御部１０はステップＳ１１１に進み、必要な温調システムの可変制御を行って図３を抜ける。つまりバッテリ１の抵抗値が安定範囲に入っていないとして第２異常検知処理を行わない。

定常状態となってステップＳ１０９でさらにＳＯＣが所定率Ｓｂに達していなければ、制御部１０はステップＳ１１０に進んで第２異常検知処理を行う。この第２異常検知処理は、クーラント流量が定常状態であること、さらにはバッテリ１の抵抗値が安定していることを前提にして、より精密に異常判定を行うために設定された第２閾値Ｔｂ２を用いて異常を検知する処理である。
図８に第２異常検知処理の処理例を示す。

制御部１０はステップＳ１７０で、バッテリ１のセル電圧をチェックし、正常範囲であるか否かを判定する。正常範囲でなければステップＳ１７６に進み、ポンプ異常ではなくバッテリ異常と判定する。これは第１異常検知処理のステップＳ１５０、Ｓ１５４と同様である。

セル電圧が正常範囲であれば制御部１０はステップＳ１７１で入口出口温度差ΔＴについて第２閾値Ｔｂ２と実測値Ｔａを比較する。
ステップＳ１７１でＴａ＝Ｔｂ２であれば、制御部１０はステップＳ１７５で異常なしと判定する。なお、Ｔａ≒Ｔｂ２として略一致でもよい。即ち第２閾値Ｔｂ２は、入口出口温度差ΔＴとしての正常範囲を示す上限値及び下限値としてもよい。
第２閾値Ｔｂ２は上述のように、定常状態を前提として求めた精密な異常判定を行うための閾値であるため、正常か否か、信頼性の高い判定が可能となる。

ステップＳ１７１でＴａ＝Ｔｂ２（又はＴａ≒Ｔｂ２）でなければ、制御部１０はステップＳ１７２で、Ｔａ＞Ｔｂ２であるか否かを確認する。第２閾値Ｔｂ２が正常範囲を示すものである場合、実測値Ｔａが正常範囲の上限値を超えているか否かを判断する。
上記のように入口出口温度差ΔＴを（出口温度）−（入口温度）とすると、Ｔａ＞Ｔｂ２の場合とは、出口温度が想定より高くなっている状態であり、これはクーラント流量が理論値より小さく（流速が遅く）、想定以上にバッテリ１の熱を吸収していると判定できる。この場合、制御部１０はステップＳ１７４に進んで、目詰まり又はポンプ３のインペラ破損などとして循環経路１４に支障が生じていると判定する。
なお、バッテリ１の発熱量が理論値より大きいという場合も、Ｔａ＞Ｔｂ２となることから、ステップＳ１７４の段階でセル電圧をチェックし、バッテリ異常か循環経路１４の異常かを判別してもよい。

一方、Ｔａ＞Ｔｂ２でなければ、出口温度が想定より低くなっている状態であり、これはクーラント流量が理論値より大きく（流速が早く）、クーラントが十分にバッテリ１の熱を吸収していないと判定できる。この場合、制御部１０はステップＳ１７３に進んで、ポンプ３の異常回転と判定する。
なお、バッテリ１の発熱量が理論値より小さいという場合も、実測値Ｔａが第２閾値Ｔｂ２で規定される正常範囲より下回ることから、ステップＳ１７３の段階でセル電圧をチェックし、バッテリ異常かポンプ回転の異常かを判別してもよい。

以上の第２異常検知処理を行った後、制御部１０は図３のステップＳ１１１に進み、必要な温調システムの可変制御を行って図３の処理を抜ける。
これにより、充電中において、ＳＯＣや温度状態により抵抗値が安定し、かつクーラント流量が定常状態となった際に、第２閾値Ｔｂ２を用いた精密な判定処理として第２異常検知処理が実行される。

＜４．まとめ及び変形例＞
以上説明したように実施の形態では、バッテリ１の温度調整のためのクーラント（熱交換媒体）の循環経路１４における、バッテリ１近傍への入口部分のクーラント温度を検出する入口温度センサ１１と、出口部分のクーラント温度を検出する出口温度センサ１２を備える。そして制御部１０は、温度調整動作の定常運転開始後、クーラント流量が定常状態に達するまでの期間において、入口出口温度差ΔＴの実測値Ｔａと第１閾値Ｔｂ１を用いて第１異常検知処理を行い（図３のＳ１０７、図７）、温度調整動作が定常状態となったことの判定に応じて、入口出口温度差ΔＴの実測値Ｔａと第２閾値Ｔｂ２を用いて第２異常検知処理（図３のＳ１１０、図８）を行う。
このように非定常状態から定常状態に至る過程において２段階の異常検知処理が行われることで、非定常状態、定常状態でそれぞれ的確な故障診断が可能となる。第１閾値、第２閾値を使い分けることで、それぞれの状態に応じた異常検知が実行される。
また異常判定した場合、制御部１０は、異常に対応するバッテリ温調システムの制御や、他のＥＣＵへの通知処理など、必要な処理を行う。異常検知処理が適切に行われることで、これら異常対応処理も適切に実行できることになる。

特に実施の形態では、第２閾値Ｔｂ２は、定常状態を前提として入口出口温度差ΔＴとしての予め設定した目標値であり、第１閾値Ｔｂ１は、第２閾値Ｔｂ２に比較して、より明らかな異常を判定する値として設定した値としている。
つまり、第１異常検知処理では非定常状態であることを考慮して、大まかな故障診断を早い段階で行うことができるようにし、一方、第２異常検知処理では定常状態であることを前提に、精細な故障診断を行う。換言すれば定常状態において行うものであるため、第２閾値Ｔｂ２は、より精細な故障診断のための閾値として設定できる。
これにより温度調整運転状況に応じた異常検知が可能となる。具体的には目詰まり等の異常を第１異常検知処理により早期に検知することができるとともに、インペラ破損等の細かな異常も第２異常検知処理により確実に検知できるという効果がある。

実施の形態では制御部１０は、さらにバッテリのＳＯＣ（充電率）が所定範囲内（Ｓａ〜Ｓｂ）にあることを条件として、第１異常検知処理、及び第２異常検知処理を実行するようにしている（Ｓ１０２、Ｓ１０９）。
また制御部１０は、さらにバッテリ温度が所定以上であることを条件として、第１異常検知処理、及び第２異常検知処理を実行するようにしている（Ｓ１０４）
これにより実施の形態では充電中であって、バッテリ１の抵抗値が安定した状態において、バッテリ１、循環経路１４あるいはポンプ３の故障診断をより正確に実行できる。またバッテリ１の抵抗値が安定していることを前提として第２閾値Ｔｂ２及び第１閾値Ｔｂ１を設定できるため、閾値の精度を高めることができ、より信頼性の高い異常検知が実現できる。

第２異常検知処理では、入口出口温度差ΔＴの実測値Ｔａが第２閾値Ｔｂ２で示される数値又は数値範囲となっている場合に正常と判定し、正常と判定できない場合には、その大小関係に応じて異常種別を判定している（図８参照）。
具体的には、クーラントは入口から出口に至る間にバッテリ温度を受けて温度が上昇するため、出口温度の上昇が入口温度からみて所定値範囲であれば、適切な熱の授受が行われていることになる。
出口温度が高すぎる場合は、流量が遅くなって、熱授受が行われすぎていることになる。この場合、循環経路の目詰まりやインペラ破損が考えられることになる。
一方、逆に出口温度の上昇が正常範囲より少ない（正常な所定値範囲に達していない）場合は、流速が速すぎて熱授受が十分に行われていないことになる。この場合、ポンプ異常回転が考えられることになる。
このように、正常／異常、及び異常の場合の異常種別が的確に判定できる。

また第１異常検知処理では、入口出口温度差ΔＴの実測値Ｔａが、第１閾値Ｔｂ１に基づく正常範囲にないと判定したときに、クーラントの流速を遅くする循環経路の異常と判定する（図７参照）。第１閾値Ｔｂ１は、非定常状態において、入口出口温度差ΔＴとして明らかにおかしい状態を判定する閾値である。またクーラントも所定温度となっていない（温度が高い）状態でもある。そして第１閾値Ｔｂ１と実測値Ｔａの比較により、明らかに出口温度の上昇が高すぎると判定できる。即ち実測値Ｔａが第１閾値と比較して異常な場合としては、クーラントの流速が遅いこと、即ち循環経路の目詰まりやインペラ破損が考えられる。

実施の形態では制御部１０は、入口温度センサ１１によって検出されるクーラント温度Ｔｗが所定温度Ｔｔｈとなったこと、または循環経路において熱交換媒体を冷却する循環回路である第２の循環系２２の使用電力Ｗｃ２が所定値となったことにより、温度調整運転が定常状態となったと判定する。
温度調整動作の開始時は、クーラントを外気温から冷やしていくため、まだ高く、第２の循環系２２の使用電力は大きい。第２の循環系２２は温度調整システムが定常状態となるように電力制御される。その後第２の循環系２２での使用電力の変動によりバッテリ発熱量も変動していき、ある程度の時間経過でクーラント温度は所定温度で安定する。このとき第２の循環系２２の使用電力も安定する。これにより温度調整動作が定常状態となったと判定して第２異常検知処理を実行する。
従って、入口温度センサ１１により検出されるクーラントの温度か、或いは第２の循環系２２の電力を監視することで、温度調整システムの動作が定常状態に入ったことを検出できる。これにより定常状態にあるときに第２異常検知処理を行うことができ、精度の高い異常検知が可能となる。

本発明は上記の実施の形態の例に限定されず、各種の変形例が考えられる。
異常検知装置を含むバッテリ温調システムの構成は図１に限定されない。
また実施の形態のバッテリ１は自動車の走行駆動用のバッテリとしたが、他の種のバッテリにも本発明は適用できる。
本発明は空冷式の温度調整システムにも適用できる。例えば熱交換媒体として気体を用いる場合に、非定常状態において第１異常検知処理を行い、定常状態において第２異常検知処理を行うとともに、これらの異常検知処理でバッテリ部の熱交換媒体の入口出口温度差ΔＴ、第１閾値Ｔｂ１、第２閾値Ｔｂ２を用いることが可能である。
また熱交換媒体として液体又は気体を用いる場合において、バッテリ部の加熱／保温のためのバッテリ温調システムでも本発明は適用できる。

１…バッテリ、２…温調プレート、３…ポンプ、４…チラー、５…ヒータ、６…圧縮機、７…コンデンサ、８…膨張弁、１０…制御部、１１…入口温度センサ、１２…出口温度センサ、１３…バッテリ温度センサ、１４，１５…循環経路

Claims (7)

1. バッテリ部の温度調整のための熱交換媒体の循環経路における前記バッテリ部近傍への入口部分での熱交換媒体の温度を検出する入口温度センサと、
   前記循環経路における前記バッテリ部近傍からの出口部分での熱交換媒体の温度を検出する出口温度センサと、
   温度調整動作の定常運転開始後、前記熱交換媒体の流量が定常状態に達するまでの期間において、前記入口温度センサと前記出口温度センサの各検出値の差分値と第１閾値を用いて第１異常検知処理を行い、温度調整動作が定常状態となったことの判定に応じて、前記差分値と第２閾値を用いて第２異常検知処理とを行う制御部と、を備えた
   異常検知装置。
2. 前記第２閾値は、前記入口温度センサと前記出口温度センサの各検出値の差分値としての予め設定した目標値であり、
   前記第１閾値は、前記目標値とした前記差分値よりも大きい差分に相当する値である
   請求項１に記載の異常検知装置。
3. 前記制御部は、さらにバッテリの充電率が所定範囲内にあることを条件として、
   前記第１異常検知処理、及び前記第２異常検知処理を実行する
   請求項１又は請求項２に記載の異常検知装置。
4. 前記制御部は、さらにバッテリ温度が所定以上であることを条件として、
   前記第１異常検知処理、及び前記第２異常検知処理を実行する
   請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の異常検知装置。
5. 前記第２異常検知処理では、
   前記入口温度センサと前記出口温度センサの各検出値の差分値としての実測値が、前記第２閾値で示される数値又は数値範囲となっている場合に正常と判定し、
   正常と判定できない場合には、前記実測値と前記第２閾値の大小関係に応じて異常種別を判定する
   請求項２に記載の異常検知装置。
6. 前記第１異常検知処理では、
   前記入口温度センサと前記出口温度センサの各検出値の差分値としての実測値が、前記第１閾値に基づく正常範囲にないと判定したときに、熱交換媒体の流速を遅くする循環経路の異常と判定する
   請求項２に記載の異常検知装置。
7. 前記制御部は、前記入口温度センサによって検出される熱交換媒体の温度が所定温度となったこと、または循環経路において熱交換媒体を冷却する循環回路の使用電力が所定値となったことにより、前記定常状態となったと判定する
   請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の異常検知装置。

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