KR20130044353A

KR20130044353A - 배터리 온도 제어 장치

Info

Publication number: KR20130044353A
Application number: KR20137005897A
Authority: KR
Inventors: 유키 다카네자와; 아츠시 다카노; 다카시 이이모리; 가즈히코 오키노; 히사시 니이오카; 나오키 야마모토
Original assignee: 닛산 지도우샤 가부시키가이샤
Priority date: 2011-03-11
Filing date: 2012-02-29
Publication date: 2013-05-02
Also published as: KR101609034B1; EP2685550A1; JP2012190688A; EP2685550B1; US9246201B2; CN103098298A; EP2685550A4; JP5720322B2; CN103098298B; WO2012124478A1; US20130183554A1

Abstract

비사용중인 배터리(1)를 배터리 구동 히터(2)에 의해 가온하는 장치의 온도 센서(12, 13)가 고장났을 때에도, 배터리(1)의 동결을 방지한다. 배터리 온도 Tb 및 외기 온도 Ta로부터, Tb가 가온 개시 온도 Tb_start까지 저하되는 시간 Δt1 내지 Δt8을 다음 회 컨트롤러 기동 시간 Δt로 설정하고, Δt마다의 t2, t3, t4에 컨트롤러(9)의 기동에 의해 Tb＜Tb_start인지 여부를 체크하여, Tb＜Tb_start로 되는 t4에 히터(2)를 배터리 구동시켜 배터리(1)를 가온한다. 외기 온도 센서(13)의 고장시 t0 이후에는, 외기 온도 Ta를 고정값 Ta_const로 하고, 이 Ta＝Ta_const와, 배터리 온도 Tb로부터, 상기한 제어를 반복한다. 따라서, 고장중인 외기 온도 센서(13)로부터의 온도 정보 Ta에 의해 Δt가 ∞와 같이 극단적으로 길어지는 일이 없고, 이것에 수반되는 컨트롤러(9)의 기동 불능에 의해 히터(2)를 작동시킬 수 없게 되어 배터리(1)가 동결에 이르는 것을 회피한다.

Description

배터리 온도 제어 장치 {BATTERY TEMPERATURE CONTROL DEVICE}

본 발명은, 한랭지에서 사용하는 배터리의, 특히 비사용중에 있어서의 온도 저하를 방지하는 배터리 온도 제어 장치에 관한 것이다.

전동 차량에 탑재된 배터리와 같이, 한랭지에서 사용하는 것이 상정되는 배터리는, 비사용중에 배터리 전해액이 동결되는 경우가 있다.

배터리는 온도 저하되면, 축전 상태 SOC가 저하되는 것은 아니지만, 내부 저항의 증대에 의해 배터리에 대한 입출력 가능 전력이 저하되고, 배터리 전해액이 동결되면, 배터리의 입출력 가능 전력이 결국은 0으로 되어, 배터리를 주행 에너지원으로 하는 전동 차량의 경우에는 주행 불능에 빠진다.

따라서, 배터리의 입출력 가능 전력이 이러한 문제를 발생하는 상태로 될 때까지 온도 저하되기 전에, 히터에 의해 배터리를 가온하여 온도 조절하는 배터리 온도 제어 장치가 필요하다.

이와 같이 배터리를 히터에 의해 가온하여 온도 조절하는 배터리 온도 제어 장치로서는 종래, 예를 들어 특허문헌 1에 기재된 것과 같은 것이 제안되어 있다.

이 제안 기술에 의한 배터리 온도 제어 장치는, 차량 탑재 배터리의 온도 조절을 행하는 것으로, 이그니션 스위치의 OFF시에 외기 온도가 최저 온도보다도 낮을 때, 히터에 의해 배터리를 가온한다고 하는 것이다.

일본 특허 출원 공개 제2003-203679호 공보

그러나 상기한 종래의 배터리 온도 제어 장치에 있어서는, 이그니션 스위치 OFF시의 외기 온도에 따라서만, 배터리를 히터에 의해 가온하는 것이므로,

이그니션 스위치 OFF시의 외기 온도가 높아, 이그니션 스위치 OFF시 당초는 히터를 ON 하지 않았지만, 그 후에 외기 온도가 저하되었을 때에도 히터는 계속해서 OFF로 되게 된다.

이 경우, 외기 온도가 배터리 전해액의 응고점까지 저하되어도, 히터가 ON 되지 않아, 결국은 배터리 전해액의 동결에 의해 배터리의 입출력 가능 전력이 0으로 되어, 배터리 전력에 의해 주행하는 전동 차량이 주행 불능에 빠져 버린다고 하는 문제를 발생한다.

따라서, 온도 센서로부터의 온도 정보에 기초하여 정한 설정 시간의 경과시에 재기동을 행함으로써, 다시 배터리가 문제가 되는 온도 저하를 발생하고 있는지 여부를 체크하여, 온도 저하되어 있으면 히터의 ON에 의해 배터리를 가온하는 것이 생각된다.

그러나, 온도 센서가 고장난 경우, 상기한 재기동 시간이 엉터리로 되어 버려, 이 재기동 시간이 ∞와 같이 극단적으로 길 때에는, 다시 행해야 할 배터리의 온도 저하 판정이 행해지는 일이 없어, 배터리가 동결에 이른다고 하는 문제를 발생한다.

본 발명은, 온도 센서가 고장난 경우, 당해 고장난 온도 센서로부터의 온도 정보에 기초하는 재기동 시간을, 온도 센서 고장시용의 시간으로 변경함으로써, 재기동 시간이 ∞와 같이 극단적으로 길어지는 일이 없도록 하고,

이에 의해 온도 센서 고장시에도 확실하게, 배터리의 온도 저하에 관한 재판정이 행해지도록 함으로써, 배터리가 동결에 이른다고 하는 상기한 문제를 해소할 수 있도록 한 배터리 온도 제어 장치를 제안하는 것을 목적으로 한다.

이 목적을 위해 본 발명에 의한 배터리 온도 제어 장치는, 이것을 이하와 같이 구성한다.

우선, 본 발명의 전제가 되는 배터리 온도 제어 장치를 설명하는데, 이것은, 배터리를, 그 온도 저하시에 히터에 의해 가온하여 온도 조절하는 것이다.

본 발명은, 이러한 배터리 온도 제어 장치에 대해, 이하와 같은 가온 필요 여부 판정 수단 및 온도 센서 고장시 설정 시간 변경 수단을 설치한 구성으로 특징지어진다.

전자의 가온 필요 여부 판정 수단은, 복수 개소의 온도를 검출하는 개개의 온도 센서로부터 얻어진 온도 정보에 기초하여 정한 설정 시간의 경과시에, 배터리가 상기한 온도 저하 상태인지 여부의 판정을 행하여 상기 히터에 의한 가온의 필요 여부를 판정하는 것이다.

또한, 후자의 온도 센서 고장시 설정 시간 변경 수단은, 상기 온도 센서의 고장시는 상기 설정 시간을, 정상적인 온도 센서로부터의 온도 정보에만 따른 시간, 혹은 상기 정상적인 온도 센서로부터의 온도 정보도 사용하지 않는 고정 시간으로 정하는 것이다.

이러한 본 발명의 배터리 온도 제어 장치에 따르면,

복수 개소의 온도를 검출하는 온도 센서로부터의 온도 정보에 기초하여 정한 설정 시간의 경과시에, 배터리가 상기한 온도 저하 상태인지 여부의 판정을 다시 행하여, 히터에 의한 가온을 행할지 여부를 결정하므로,

당초는 온도 정보에 기초하여 히터를 ON 하지 않았다고 해도, 상기한 예측 시간이 경과하였을 때에 다시, 배터리가 상기한 온도 저하 상태인지 여부의 판정(상기 히터에 의한 가온의 필요 여부 판정)을 행하게 된다.

이로 인해, 당초는 히터를 ON 하지 않았다고 해도, 그 후에 배터리가 상기한 온도 저하 상태로 되면, 상기 히터에 의한 가온에 의해 배터리를 확실하게 온도 조절할 수 있다.

따라서, 배터리가 상기한 온도 저하 상태인 채로 되는 것을 회피할 수 있어, 예를 들어 배터리 전해액이 동결되는 것과 같은 최악의 사태에 빠지는 것을 방지할 수 있다.

그리고 온도 센서의 고장시에는 상기 설정 시간을, 정상적인 온도 센서로부터의 온도 정보에만 따른 시간, 혹은 상기 정상적인 온도 센서로부터의 온도 정보도 사용하지 않는 고정 시간으로 정하므로,

당해 설정 시간이 ∞와 같이 극단적으로 길어지는 일이 없어, 이러한 설정 시간의 경과시에 다시 행해야 하는, 배터리가 상기한 온도 저하 상태인지 여부의 판정(상기 히터에 의한 가온의 필요 여부 판정)이, 온도 센서 고장시에도 확실하게 행해지게 되어, 배터리가 동결에 이른다고 하는 상기한 문제를 발생하는 일이 없다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예가 되는 배터리 온도 제어 장치의 개략을 도시하는 제어 시스템도이다.
도 2는 도 1에 있어서의 히터의 설치 요령을 도시하는 배터리의 사시도이다.
도 3은 도 1에 있어서의 온도 조절 컨트롤러가 실행하는 배터리 온도 제어 프로그램을 나타내는 흐름도이다.
도 4는 도 3에 나타내는 제어 프로그램에 의한 동작을, 양 온도 센서가 정상인 경우에 대해 나타내는 동작 타임차트이다.
도 5는 도 4에 있어서, 배터리의 비사용중 배터리 온도가 동결의 우려가 없는 온도 영역일 때에 구하는 다음 회 컨트롤러 기동 시간의 맵도이다.
도 6은 도 3에 나타내는 제어 프로그램에 의한 동작을, 외기 온도 센서가 고장난 경우에 대해 나타내는 동작 타임차트이다.
도 7은 도 3에 나타내는 제어 프로그램에 의한 동작을, 배터리 온도 센서가 고장난 경우에 대해 나타내는 동작 타임차트이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예가 되는 배터리 온도 제어 장치의 배터리 온도 제어 프로그램을 나타내는, 도 3과 마찬가지의 흐름도이다.

이하, 본 발명의 실시 형태를, 도시한 실시예에 기초하여 상세하게 설명한다.

<제1 실시예의 구성>

도 1은 본 발명의 제1 실시예가 되는 배터리 온도 제어 장치의 제어 시스템도로, 본 실시예에서는, 이 배터리 온도 제어 장치를, 전기 자동차나 하이브리드 차량 등 전동 차량의 강전 배터리(1)를 온도 조절하기 위한 것으로 한다.

또한 강전 배터리(1)는, 예를 들어 도 2에 도시하는 바와 같이, 복수개의 전지 쉘을 적층한 전지 모듈(1a, 1b, 1c)을 복수개, 1세트로 하여 일체 유닛화한, 모터 구동에 제공할 수 있는 대용량의 배터리로 한다.

여기서 전지 모듈(1a)은, 전지 쉘을 세로 배치로 하여 차폭 방향으로 적층한 것으로, 차량 뒷좌석 플로어 패널의 하방에 위치하고,

전지 모듈(1b)은, 전지 쉘을 가로 배치로 하여 차량 상하 방향으로 2단씩 적층한 것으로, 차량 뒷좌석 발밑 플로어 패널의 하방에 위치하고,

전지 모듈은, 전지 쉘을 가로 배치로 하여 차량 상하 방향으로 4단씩 적층한 것으로, 차량 앞좌석 플로어 패널의 하방에 위치하는 것으로 한다.

도 1에 있어서, 부호 2는 배터리(1)의 온도 조절을 행하기 위한 히터로, 이 히터(2)는 도 2에 도시하는 바와 같이, 각 전지 모듈(1a, 1b, 1c)에 대해, 전지 쉘의 적층 방향을 따르도록 배치하여, 전지 모듈(1a, 1b, 1c)의 바로 근처에 설치한다.

도 1에 있어서, 부호 3은, 전동 차량의 주행 구동에 사용하는 전동 모터로, 이 전동 모터(3)는, 인버터(4)를 통해 배터리(1)에 전기 접속한다.

그리고 인버터(4) 및 배터리(1) 사이의 전기 회로 중에 메인 릴레이 스위치(5)를 삽입 배치하고,

이 메인 릴레이 스위치(5)는, 전동 차량의 이그니션 스위치(6)에 연동하여, 도시하지 않은 구동 컨트롤러를 통해 개폐되어, 이그니션 스위치(6)의 ON시에 폐쇄되고, 이그니션 스위치(6)의 OFF시에 개방되는 것으로 한다.

이그니션 스위치(6)의 ON에 연동하여 메인 릴레이 스위치(5)가 폐쇄되어 있는 동안, 배터리(1)로부터의 직류 전력은, 인버터(4)에 의해 직류→교류 변환되는 동시에 상기 인버터(4)에 의한 제어하에서 전동 모터(3)를 향해 출력되어, 상기 모터(3)의 구동에 의해 전동 차량을 주행시킬 수 있다.

이그니션 스위치(6)의 OFF에 연동하여 메인 릴레이 스위치(5)가 개방되어 있는 경우, 배터리(1)로부터의 직류 전력은 전동 모터(3)를 향할 수 없어, 상기 모터(3)의 정지에 의해 전동 차량을 정차 상태로 유지할 수 있다.

인버터(4)의 직류측과 메인 릴레이 스위치(5) 사이에는 충전기(7)를 접속하여 설치하고, 이 충전기(7)를 외부 전원에 접속할 때, 도시하지 않은 충전 컨트롤러에 의해 메인 릴레이 스위치(5)가 폐쇄되어, 배터리(1)를 외부 전원에 의해 충전할 수 있다.

<배터리 온도 제어 장치>

상기한 바와 같이 제공되는 배터리(1)의 온도 제어 장치를 이하에 설명한다.

도 2에 대해 전술한 바와 같이, 배터리(1)의 온도 조절을 행할 수 있도록 각 전지 모듈(1a, 1b, 1c)의 바로 근처에 있어서 전지 쉘의 적층 방향을 따르도록 설치한 히터(2)는, 도 1에 도시하는 바와 같이 인버터(4)의 직류측과 메인 릴레이 스위치(5) 사이에 전기 접속하고, 이 접속부와 히터(2) 사이의 전기 회로 중에 히터 스위치(8)를 삽입 배치한다.

히터 스위치(8)의 개폐는, 배터리(1)의 온도 제어를 담당하는 온도 조절 컨트롤러(9)(전지를 내장하고, 자기 기동 가능한 컨트롤러)에 의해 제어한다.

이 온도 조절 컨트롤러(9)는 또한, 메인 릴레이 스위치(5)가 이그니션 스위치(6)의 OFF에 연동하여 개방되어 있는 동안, 당해 메인 릴레이 스위치(5)도 개폐하는 것으로 하고, 이때, 온도 조절 컨트롤러(9)는, 히터 스위치(8)를 폐쇄할 때, 이것에 동기하여 메인 릴레이 스위치(5)도 폐쇄하여 히터(2)를 작동(ON)시키고, 히터 스위치(8)를 개방할 때, 이것에 동기하여 메인 릴레이 스위치(5)도 개방하여 히터(2)를 휴지(OFF)시키는 것으로 한다.

온도 조절 컨트롤러(9)에는, 히터 스위치(8) 및 메인 릴레이 스위치(5)가 상기한 동기 개폐를 통한 히터(2)의 ON, OFF 제어를 행하기 위해,

상기 이그니션 스위치(6)의 ON, OFF 신호와,

배터리(1)의 온도 Tb를 검출하는 배터리 온도 센서(12)로부터의 신호와,

외기 온도 Ta를 검출하는 외기 온도 센서(13)로부터의 신호를 입력한다.

온도 조절 컨트롤러(9)는, 이들 입력 정보를 기초로, 이그니션 스위치(6)의 OFF시로부터 도 3에 나타내는 제어 프로그램을 실행하여, 배터리(1)의 온도 제어를 이하의 요령으로 행한다.

스텝 S11에 있어서는, 배터리 온도 센서(12)가 정상인지 여부를 체크하고, 스텝 S12 및 스텝 S13에 있어서는, 외기 온도 센서(13)가 정상인지 여부를 체크한다.

이들의 판정에 있어서는, 배터리 온도 센서(12) 및 외기 온도 센서(13)의 검출값이 이상 판정값을 초과하여 큰 경우나, 작은 경우에, 대응하는 온도 센서가 고장나 있다고 판정하고, 배터리 온도 센서(12) 및 외기 온도 센서(13)의 검출값이 소정 범위의 값일 때, 대응하는 온도 센서가 정상이라고 판정한다.

또한, 본 실시예에 있어서는 배터리(1)를, 도 2에 도시하는 바와 같이 다수의 전지 모듈(1a, 1b, 1c)에 의해 구성하므로, 배터리 온도 센서(12)가 복수개 존재하지만, 이 경우, 모든 배터리 온도 센서(12)가 고장났을 때를 배터리 온도 센서(12)가 고장났다고 판정하는 것으로 한다.

그리고 정상적인 배터리 온도 센서(12)가 1개라도 존재하고 있으면, 당해 정상적인 배터리 온도 센서(12)로부터의 온도 정보와, 정상적인 외기 온도 센서(13)로부터의 온도 정보를 사용하여, 이하에 설명하는 온도 센서 정상시의 배터리 온도 제어를 수행하는 것으로 한다.

<온도 센서 정상시의 배터리 온도 제어>

스텝 S11에 있어서 배터리 온도 센서(12)가 정상이라고 판정하고, 또한 스텝 S12에 있어서 외기 온도 센서(13)가 정상이라고 판정할 때, 즉, 양 온도 센서(12, 13)가 모두 정상일 때, 제어를 스텝 S14로 진행하여, 도 4, 도 5에 대해 이하에 설명하는 것과 같이 온도 센서 정상시의 배터리 온도 제어를 행한다.

도 4는 외기 온도 Ta 및 배터리 온도 Tb가 각각 도시한 바와 같이 경시 변화하는 경우에 있어서의 동작 타임차트로, 이그니션 스위치(6)가 OFF 되는 순시 t1보다 이전에서는, 이그니션 스위치(6)의 ON에 연동하여 메인 릴레이 스위치(5)가 폐쇄되어, 전동 모터(3)의 구동에 의한 차량 주행이 가능한 상태이며, 본 실시예에 있어서의 배터리 온도 제어를 전혀 행하지 않는다.

이그니션 스위치(6)가 OFF 되면, 그 순시 t1에 있어서의 배터리 온도 Tb＝Tb_off가 가온 개시 온도 Tb_start 미만인지 여부를 체크한다.

이 가온 개시 온도 Tb_start는, 배터리(1)의 전해액이 동결될 우려가 있어, 히터(2)에 의해 가온할 필요가 있는지 여부를 판정하기 위한 설정값으로, 예를 들어 이하와 같이 정한다.

배터리 전해액은, 배터리 온도 Tb가 전해액 응고점 온도 Tb_low(예를 들어, -25℃～-30℃ 정도)보다도 저온으로 될 때 동결되어, 배터리(1)의 입출력 가능 전력이 0으로 되어 버린다.

이러한 최악의 사태에 절대로 빠지는 일이 없도록 하기 위해서는, 여유를 두고 배터리 온도 Tb가, 예를 들어 -20℃ 정도, 더욱 바람직하게는 -17℃ 정도의 저온으로 되었을 때부터 히터(2)에 의해 배터리(1)를 가온하는 것이 좋다.

따라서, 본 실시예에서는, 상기 가온 개시 온도 Tb_start로서, 예를 들어 -17℃ 정도의 온도를 설정한다.

본 실시예에서는 또한, 히터(2)에 의한 가온을 정지해야 할 가온 정지 온도 Tb_stop으로서, 예를 들어 -10℃ 정도의 온도를 설정한다.

도 4에서는, 이그니션 스위치 OFF시 t1의 배터리 온도 Tb＝Tb_off가 가온 개시 온도 Tb_start 미만이 아니므로, 즉, 당장 배터리 온도 Tb가 배터리 전해액을 동결시킬 우려가 없을 정도로 높은 온도이므로,

도 5에 예시하는 맵을 기초로, 이그니션 스위치 OFF시 t1에 있어서의 배터리 온도 Tb＝Tb_off 및 외기 온도 Ta＝Ta_off의 조합으로부터, 배터리 온도 Tb＝Tb_off가 가온 개시 온도 Tb_start로 저하될 때까지의 시간 Δt1을 예측하여, 이 시간 Δt1을, 다음 회 온도 조절 컨트롤러(9)가 기동할 때까지의 슬리프(sleep) 시간(다음 회 컨트롤러 기동 시간) Δt로 설정한다.

그리고 온도 조절 컨트롤러(9)는 내장 타이머에 의해, 이그니션 스위치 OFF시 t1로부터의 경과 시간을 계측하여, 다음 회 컨트롤러 기동 시간 Δt＝Δt1이 경과하는 순시 t2까지의 동안, 히터 스위치(8) 및 메인 릴레이 스위치(5)를 개방함으로써, 히터(2)를 OFF로 한 슬리프 상태로 된다.

온도 조절 컨트롤러(9)는, 이그니션 스위치 OFF시 t1로부터 다음 회 컨트롤러 기동 시간 Δt＝Δt1이 경과한 순시 t2에, 내장 전지에 의해 자기 기동(Wake-up)하여, 이 기동시 t2에 있어서의 배터리 온도 Tb＝Tb(2)를 기초로, 상기한 슬리프 중에 배터리 온도 Tb가 가온 개시 온도 Tb_start까지 저하되어 있는지 여부를 체크한다.

도 4에서는, 기동시 t2의 배터리 온도 Tb＝Tb(2)가 아직 가온 개시 온도 Tb_start까지 저하되어 있지 않으므로, 온도 조절 컨트롤러(9)는, 다시 도 5에 예시하는 맵을 기초로, 기동시 t2에 있어서의 배터리 온도 Tb＝Tb(2) 및 외기 온도 Ta＝Ta(2)의 조합으로부터, 배터리 온도 Tb＝Tb(2)가 가온 개시 온도 Tb_start로 저하될 때까지의 시간 Δt2를 예측하여, 이 시간 Δt2를, 다음 회 온도 조절 컨트롤러(9)가 기동할 때까지의 슬리프 시간(다음 회 컨트롤러 기동 시간) Δt로 설정한다.

그리고 온도 조절 컨트롤러(9)는 내장 타이머에 의해, 기동시 t2로부터의 경과 시간을 계측하여, 다음 회 컨트롤러 기동 시간 Δt＝Δt2가 경과하는 순시 t3까지의 동안, 히터 스위치(8) 및 메인 릴레이 스위치(5)를 개방함으로써, 히터(2)를 OFF로 한 슬리프 상태를 유지한다.

온도 조절 컨트롤러(9)는, 기동시 t2로부터 다음 회 컨트롤러 기동 시간 Δt＝Δt2가 경과한 순시 t3에, 내장 전지에 의해 자기 기동(Wake-up)하여, 이 기동시 t3에 있어서의 배터리 온도 Tb＝Tb(3)으로부터, 상기한 슬리프 중에 배터리 온도 Tb＝Tb(3)이 가온 개시 온도 Tb_start까지 저하되어 있는지 여부를 체크한다.

도 4에서는, 기동시 t3의 배터리 온도 Tb＝Tb(3)이 가온 개시 온도 Tb_start까지 저하되어 있으므로, 온도 조절 컨트롤러(9)는 히터 스위치(8) 및 메인 릴레이 스위치(5)를 폐쇄함으로써, 도 4에 나타내는 바와 같이 히터(2)를 배터리(1)로부터의 전력으로 작동(ON)시켜, 이 히터(2)에 의해 배터리(1)를 가온한다.

이 가온에 의해, 배터리 온도 Tb는 도시한 바와 같이 서서히 상승하여, 배터리 온도 Tb가 가온 정지 온도 Tb_stop까지 상승한 순시 t4에, 온도 조절 컨트롤러(9)는 히터 스위치(8) 및 메인 릴레이 스위치(5)를 개방함으로써, 도시한 바와 같이 히터(2)를 OFF시켜 배터리(1)의 가온을 종료한다.

온도 조절 컨트롤러(9)는 가온 종료 순시 t4에, 이때의 배터리 온도 Tb＝Tb(4) 및 외기 온도 Ta＝Ta(4)의 조합으로부터, 도 5의 맵을 기초로, 배터리 온도 Tb＝Tb(4)가 가온 개시 온도 Tb_start로 저하될 때까지의 시간 Δt4를 예측하여, 이 시간 Δt4를, 다음 회 온도 조절 컨트롤러(9)가 기동할 때까지의 슬리프 시간(다음 회 컨트롤러 기동 시간) Δt로 설정한다.

그리고 온도 조절 컨트롤러(9)는 내장 타이머에 의해, 가온 종료 순시 t4로부터의 경과 시간을 계측하여, 다음 회 컨트롤러 기동 시간 Δt＝Δt4가 경과하는 순시 t5까지의 동안, 히터 스위치(8) 및 메인 릴레이 스위치(5)를 개방함으로써, 히터(2)를 OFF로 한 슬리프 상태로 된다.

온도 조절 컨트롤러(9)는, 가온 종료 순시 t4로부터 다음 회 컨트롤러 기동 시간 Δt＝Δt4가 경과하는 순시 t5에, 내장 전지에 의해 자기 기동(Wake-up)하여, 이 기동시 t5에 있어서의 배터리 온도 Tb＝Tb(5)를 기초로, 상기한 슬리프 중에 배터리 온도 Tb가 가온 개시 온도 Tb_start까지 저하되어 있는지 여부를 체크한다.

도 4에서는, 기동시 t5의 배터리 온도 Tb＝Tb(5)가 아직 가온 개시 온도 Tb_start까지 저하되어 있지 않으므로, 온도 조절 컨트롤러(9)는, 다시 도 5에 예시하는 맵을 기초로, 기동시 t5에 있어서의 배터리 온도 Tb＝Tb(5) 및 외기 온도 Ta＝Ta(5)의 조합으로부터, 배터리 온도 Tb＝Tb(5)가 가온 개시 온도 Tb_start로 저하될 때까지의 시간 Δt5를 예측하여, 이 시간 Δt5를, 다음 회 온도 조절 컨트롤러(9)가 기동할 때까지의 슬리프 시간(다음 회 컨트롤러 기동 시간) Δt로 설정한다.

그리고 온도 조절 컨트롤러(9)는 내장 타이머에 의해, 기동시 t5로부터의 경과 시간을 계측하여, 다음 회 컨트롤러 기동 시간 Δt＝Δt5가 경과하는 순시 t6까지의 동안, 히터 스위치(8) 및 메인 릴레이 스위치(5)를 개방함으로써, 히터(2)를 OFF로 한 슬리프 상태를 유지한다.

온도 조절 컨트롤러(9)는, 기동시 t5로부터 다음 회 컨트롤러 기동 시간 Δt＝Δt5가 경과한 순시 t6에, 내장 전지에 의해 자기 기동(Wake-up)하여, 이 기동시 t6에 있어서의 배터리 온도 Tb＝Tb(6)으로부터, 상기한 슬리프 중에 배터리 온도 Tb＝Tb(6)이 가온 개시 온도 Tb_start까지 저하되어 있는지 여부를 체크한다.

도 4에서는, 기동시 t6의 배터리 온도 Tb＝Tb(6)이 가온 개시 온도 Tb_start까지 저하되어 있으므로, 온도 조절 컨트롤러(9)는 히터 스위치(8) 및 메인 릴레이 스위치(5)를 폐쇄함으로써, 도 4에 나타내는 바와 같이 히터(2)를 배터리(1)로부터의 전력으로 작동(ON)시켜, 이 히터(2)에 의해 배터리(1)를 가온한다.

이 가온에 의해, 배터리 온도 Tb는 도시한 바와 같이 서서히 상승하여, 배터리 온도 Tb가 가온 정지 온도 Tb_stop까지 상승한 순시 t7에, 온도 조절 컨트롤러(9)는 히터 스위치(8) 및 메인 릴레이 스위치(5)를 개방함으로써, 도시한 바와 같이 히터(2)를 OFF시켜 배터리(1)의 가온을 종료한다.

도 3의 스텝 S14는, 상기한 제어를 수행하므로, 본 발명에 있어서의 가온 필요 여부 판정 수단에 상당한다.

<온도 센서 정상시에 있어서의 배터리 온도 제어의 효과>

상기한 제어의 반복에 의해, 이그니션 스위치(6)의 OFF에 의한 배터리(1)의 비사용중, 배터리 온도 Tb가 가온 개시 온도 Tb_start 이상인 동안, 즉, 배터리 전해액이 동결될 우려가 없는 동안에, 배터리 온도 Tb 및 외기 온도 Ta의 조합으로부터, 배터리 온도 Tb가 가온 개시 온도 Tb_start 미만으로 되는 시간을 예측하여, 이것을 다음 회 컨트롤러 기동 시간 Δt로 정하고,

이 다음 회 컨트롤러 기동 시간 Δt가 경과하였을 때, 온도 조절 컨트롤러(9)의 자기 기동(Wake-up)에 의해, 배터리 온도 Tb가 가온 개시 온도 Tb_start 미만으로 저하되었는지 여부의 판정을 행하여, 이 배터리 온도 저하(Tb＜Tb_start)시에 히터(2)를 배터리 구동시켜 배터리(1)의 가온을 행한다.

따라서, 배터리(1)의 온도 조절 개시시(이그니션 스위치 OFF시)에 히터(2)를 작동시키지 않았다고 해도, 다음 회 컨트롤러 기동 시간 Δt가 경과하였을 때, 상기한 기동에 의해 다시, 배터리 온도 Tb가 가온 개시 온도 Tb_start 미만으로 저하되었는지 여부의 판정[상기 히터(2)에 의한 가온의 필요 여부 판정]을 행하게 된다.

이로 인해, 당초는 Tb≥Tb_start이기 때문에 히터(2)를 작동시키지 않았다고 해도, 그 후의 온도 저하에 의해 Tb<Tb_start로 되면, 히터(2)에 의한 가온에 의해 배터리(1)를 확실하게 온도 조절할 수 있다.

따라서, 배터리(1)가 가온 개시 온도 Tb_start 미만인 상태로 되는 것을 회피할 수 있어, 배터리 전해액이 동결되는 최악의 사태로 되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 다음 회 컨트롤러 기동 시간 Δt가 경과하였을 때에 다시, 온도 조절 컨트롤러(9)의 기동에 의해, Tb＜Tb_start라고 판정된 경우만, 상기 히터(2)에 의한 배터리(1)의 가온을 행함으로써 상기한 효과가 얻어지도록 하였으므로,

이그니션 스위치(6)의 OFF에 의한 배터리(1)의 비사용중에는, 정말 필요할 때(Tb＜Tb_start의 판정시)에만 히터(2)가 작동하여, 최소한의 소비 전력으로 상기한 효과를 달성할 수 있어, 배터리(1)의 축전 상태를 장시간, 차량의 주행이 가능한 레벨로 유지할 수 있다.

<외기 온도 센서 고장시의 배터리 온도 제어>

도 3의 스텝 S11에 있어서 배터리 온도 센서(12)가 정상이라고 판정하였지만, 스텝 S12에서 외기 온도 센서(13)가 이상이라고 판정할 때, 즉, 배터리 온도 센서(12)는 정상이지만, 외기 온도 센서(13)가 고장나 있는 경우는, 제어를 스텝 S15로 진행하여, 고장나 있는 외기 온도 센서(13)로부터의 온도 정보를 사용하지 않고, 외기 온도 Ta를 고정값 Ta_const로 설정한다.

여기서 외기 온도 Ta는, 배터리 온도 Tb와 같이 배터리(1)의 온도 제어에 직접적으로 사용하는 것이 아니므로, 외기 온도 Ta를 검출하는 외기 온도 센서(13)의 고장시에 설정하는 외기 온도 Ta의 고정값 Ta_const는, 다음 회 컨트롤러 기동 시간 Δt가 짧아져, 히터(2)에 의한 배터리(1)의 가온이 행해지기 쉬워지도록, 배터리 전해액의 응고점 온도 Tb_low보다도 더욱 낮은 온도로 정하는 것이 좋다.

그리고 다음 스텝 S14에서는, 도 5에 예시하는 맵을 기초로, 상기 고정한 외기 온도 Ta＝Ta_const와, 정상적인 배터리 온도 센서(12)에 의해 검출한 배터리 온도 Tb의 조합으로부터, 다음 회 컨트롤러 기동 시간 Δt를 설정하고, 이것에 기초하여, 상기한 온도 센서 정상시 제어와 마찬가지의 배터리 온도 제어를 수행한다.

이 경우에 스텝 S14에서 행해지는 배터리 온도 제어를, 도 6에 기초하여 이하에 설명한다.

도 6은 외기 온도 Ta 및 배터리 온도 Tb가 각각, 당초는 도시한 바와 같이 경시 변화하고 있었지만, 이그니션 스위치(6)가 OFF되는 순시 t1보다 이전의 순시 t0에 외기 온도 센서(13)가 고장나, 이때, 고장나 있는 외기 온도 센서(13)로부터의 온도 정보를 사용하지 않고, 외기 온도 Ta를 고정값 Ta_const로 설정한(스텝 S15) 경우에 있어서의 동작 타임차트이다.

이그니션 스위치(6)가 OFF 되는 순시 t1보다 이전에서는, 이그니션 스위치(6)의 ON에 연동하여 메인 릴레이 스위치(5)가 폐쇄되어, 전동 모터(3)의 구동에 의한 차량 주행이 가능한 상태이며, 본 실시예에 있어서의 배터리 온도 제어를 전혀 행하지 않는다.

따라서, 순시 t0～t1사이에 있어서의 Ta＝Ta_const가 배터리 온도 제어에 관여하는 일은 없다.

이그니션 스위치(6)가 OFF 되면, 그 순시 t1에 있어서의 배터리 온도 Tb＝Tb_off가, 히터(2)에 의해 배터리(1)를 가온할 필요가 있는, 가온 개시 온도 Tb_start 미만인지 여부를 체크한다.

도 6에서는, 이그니션 스위치 OFF시 t1의 배터리 온도 Tb＝Tb_off가 가온 개시 온도 Tb_start 미만이 아니므로(배터리 온도 Tb가 배터리 전해액을 동결시킬 우려가 없을 정도로 높은 온도이므로),

도 5에 예시하는 맵을 기초로, 이그니션 스위치 OFF시 t1에 있어서의 배터리 온도 Tb＝Tb_off 및 외기 온도 Ta_off(고정의 외기 온도 Ta_const)의 조합으로부터, 배터리 온도 Tb＝Tb_off가 가온 개시 온도 Tb_start로 저하될 때까지의 시간 Δt1을 예측하여, 이 시간 Δt1을, 다음 회 온도 조절 컨트롤러(9)가 기동할 때까지의 슬리프 시간(다음 회 컨트롤러 기동 시간) Δt로 설정한다.

도 6에서는, 기동시 t2의 배터리 온도 Tb＝Tb(2)가 아직 가온 개시 온도 Tb_start까지 저하되어 있지 않으므로, 온도 조절 컨트롤러(9)는, 다시 도 5에 예시하는 맵을 기초로, 기동시 t2에 있어서의 배터리 온도 Tb＝Tb(2) 및 외기 온도 Ta＝Ta(2){고정 외기 온도 Ta_const}의 조합으로부터, 배터리 온도 Tb＝Tb(2)가 가온 개시 온도 Tb_start로 저하될 때까지의 시간 Δt2를 예측하여, 이 시간 Δt2를, 다음 회 온도 조절 컨트롤러(9)가 기동할 때까지의 슬리프 시간(다음 회 컨트롤러 기동 시간) Δt로 설정한다.

도 6에서는, 기동시 t3의 배터리 온도 Tb＝Tb(3)이 아직 가온 개시 온도 Tb_start까지 저하되어 있지 않으므로, 온도 조절 컨트롤러(9)는, 다시 도 5에 예시하는 맵을 기초로, 기동시 t3에 있어서의 배터리 온도 Tb＝Tb(3) 및 외기 온도 Ta＝Ta(3){고정 외기 온도 Ta_const}의 조합으로부터, 배터리 온도 Tb＝Tb(3)이 가온 개시 온도 Tb_start로 저하될 때까지의 시간 Δt3을 예측하여, 이 시간 Δt3을, 다음 회 온도 조절 컨트롤러(9)가 기동할 때까지의 슬리프 시간(다음 회 컨트롤러 기동 시간) Δt로 설정한다.

그리고 온도 조절 컨트롤러(9)는 내장 타이머에 의해, 기동시 t3으로부터의 경과 시간을 계측하여, 다음 회 컨트롤러 기동 시간 Δt＝Δt3이 경과하는 순시 t4까지의 동안, 히터 스위치(8) 및 메인 릴레이 스위치(5)를 개방함으로써, 히터(2)를 OFF로 한 슬리프 상태를 유지한다.

온도 조절 컨트롤러(9)는, 기동시 t3으로부터 다음 회 컨트롤러 기동 시간 Δt＝Δt3이 경과한 순시 t4에, 내장 전지에 의해 자기 기동(Wake-up)하여, 이 기동시 t4에 있어서의 배터리 온도 Tb＝Tb(4)로부터, 상기한 슬리프 중에 배터리 온도 Tb＝Tb(4)가 가온 개시 온도 Tb_start까지 저하되어 있는지 여부를 체크한다.

도 6에서는, 기동시 t4의 배터리 온도 Tb＝Tb(4)가 가온 개시 온도 Tb_start까지 저하되어 있으므로, 온도 조절 컨트롤러(9)는 히터 스위치(8) 및 메인 릴레이 스위치(5)를 폐쇄함으로써, 도 6에 나타내는 바와 같이 히터(2)를 배터리(1)로부터의 전력으로 작동(ON)시켜, 이 히터(2)에 의해 배터리(1)를 가온한다.

이 가온에 의해, 배터리 온도 Tb는 도시한 바와 같이 서서히 상승하여, 배터리 온도 Tb가 가온 정지 온도 Tb_stop까지 상승한 순시 t5에, 온도 조절 컨트롤러(9)는 히터 스위치(8) 및 메인 릴레이 스위치(5)를 개방함으로써, 도시한 바와 같이 히터(2)를 OFF시켜 배터리(1)의 가온을 종료한다.

온도 조절 컨트롤러(9)는 가온 종료 순시 t5에, 이때의 배터리 온도 Tb＝Tb(5) 및 외기 온도 Ta＝Ta(5){고정 외기 온도 Ta_const}의 조합으로부터, 도 5의 맵을 기초로, 배터리 온도 Tb＝Tb(5)가 가온 개시 온도 Tb_start로 저하될 때까지의 시간 Δt5를 예측하여, 이 시간 Δt5를, 다음 회 온도 조절 컨트롤러(9)가 기동할 때까지의 슬리프 시간(다음 회 컨트롤러 기동 시간) Δt로 설정한다.

그리고 온도 조절 컨트롤러(9)는 내장 타이머에 의해, 가온 종료 순시 t5로부터의 경과 시간을 계측하여, 다음 회 컨트롤러 기동 시간 Δt＝Δt5가 경과하는 순시 t6까지의 동안, 히터 스위치(8) 및 메인 릴레이 스위치(5)를 개방함으로써, 히터(2)를 OFF로 한 슬리프 상태로 된다.

온도 조절 컨트롤러(9)는, 가온 종료 순시 t5로부터 다음 회 컨트롤러 기동 시간 Δt＝Δt5가 경과한 순시 t6에, 내장 전지에 의해 자기 기동(Wake-up)하여, 이 기동시 t6에 있어서의 배터리 온도 Tb＝Tb(6)을 기초로, 상기한 슬리프 중에 배터리 온도 Tb가 가온 개시 온도 Tb_start까지 저하되어 있는지 여부를 체크한다.

도 6에서는, 기동시 t6의 배터리 온도 Tb＝Tb(6)이 아직 가온 개시 온도 Tb_start까지 저하되어 있지 않으므로, 온도 조절 컨트롤러(9)는, 다시 도 5에 예시하는 맵을 기초로, 기동시 t6에 있어서의 배터리 온도 Tb＝Tb(6) 및 외기 온도 Ta＝Ta(6){고정 외기 온도 Ta_const}의 조합으로부터, 배터리 온도 Tb＝Tb(6)이 가온 개시 온도 Tb_start로 저하될 때까지의 시간 Δt6을 예측하여, 이 시간 Δt6을, 다음 회 온도 조절 컨트롤러(9)가 기동할 때까지의 슬리프 시간(다음 회 컨트롤러 기동 시간) Δt로 설정한다.

그리고 온도 조절 컨트롤러(9)는 내장 타이머에 의해, 기동시 t6으로부터의 경과 시간을 계측하여, 다음 회 컨트롤러 기동 시간 Δt＝Δt6이 경과하는 순시 t7까지의 동안, 히터 스위치(8) 및 메인 릴레이 스위치(5)를 개방함으로써, 히터(2)를 OFF로 한 슬리프 상태를 유지한다.

온도 조절 컨트롤러(9)는, 기동시 t6으로부터 다음 회 컨트롤러 기동 시간 Δt＝Δt6이 경과한 순시 t7에, 내장 전지에 의해 자기 기동(Wake-up)하여, 이 기동시 t7에 있어서의 배터리 온도 Tb＝Tb(6)으로부터, 상기한 슬리프 중에 배터리 온도 Tb＝Tb(7)이 가온 개시 온도 Tb_start까지 저하되어 있는지 여부를 체크한다.

도 6에서는, 기동시 t7의 배터리 온도 Tb＝Tb(7)이 아직 가온 개시 온도 Tb_start까지 저하되어 있지 않으므로, 온도 조절 컨트롤러(9)는, 다시 도 5에 예시하는 맵을 기초로, 기동시 t7에 있어서의 배터리 온도 Tb＝Tb(7) 및 외기 온도 Ta＝Ta(7){고정 외기 온도 Ta_const}의 조합으로부터, 배터리 온도 Tb＝Tb(7)이 가온 개시 온도 Tb_start로 저하될 때까지의 시간 Δt7을 예측하여, 이 시간 Δt7을, 다음 회 온도 조절 컨트롤러(9)가 기동할 때까지의 슬리프 시간(다음 회 컨트롤러 기동 시간) Δt로 설정한다.

그리고 온도 조절 컨트롤러(9)는 내장 타이머에 의해, 기동시 t7로부터의 경과 시간을 계측하여, 다음 회 컨트롤러 기동 시간 Δt＝Δt7이 경과하는 순시 t8까지의 동안, 히터 스위치(8) 및 메인 릴레이 스위치(5)를 개방함으로써, 히터(2)를 OFF로 한 슬리프 상태를 유지한다.

온도 조절 컨트롤러(9)는, 기동시 t7로부터 다음 회 컨트롤러 기동 시간 Δt＝Δt7이 경과한 순시 t8에, 내장 전지에 의해 자기 기동(Wake-up)하여, 이 기동시 t8에 있어서의 배터리 온도 Tb＝Tb(8)로부터, 상기한 슬리프 중에 배터리 온도 Tb＝Tb(8)이 가온 개시 온도 Tb_start까지 저하되어 있는지 여부를 체크한다.

도 6에서는, 기동시 t8의 배터리 온도 Tb＝Tb(8)이 아직 가온 개시 온도 Tb_start까지 저하되어 있지 않으므로, 온도 조절 컨트롤러(9)는, 다시 도 5에 예시하는 맵을 기초로, 기동시 t8에 있어서의 배터리 온도 Tb＝Tb(8) 및 외기 온도 Ta＝Ta(8){고정 외기 온도 Ta_const}의 조합으로부터, 배터리 온도 Tb＝Tb(8)이 가온 개시 온도 Tb_start로 저하될 때까지의 시간 Δt8을 예측하여, 이 시간 Δt8을, 다음 회 온도 조절 컨트롤러(9)가 기동할 때까지의 슬리프 시간(다음 회 컨트롤러 기동 시간) Δt로 설정한다.

그리고 온도 조절 컨트롤러(9)는 내장 타이머에 의해, 기동시 t8로부터의 경과 시간을 계측하여, 다음 회 컨트롤러 기동 시간 Δt＝Δt8이 경과하는 순시 t9까지의 동안, 히터 스위치(8) 및 메인 릴레이 스위치(5)를 개방함으로써, 히터(2)를 OFF로 한 슬리프 상태를 유지한다.

온도 조절 컨트롤러(9)는, 기동시 t8로부터 다음 회 컨트롤러 기동 시간 Δt＝Δt8이 경과한 순시 t9에, 내장 전지에 의해 자기 기동(Wake-up)하여, 이 기동시 t9에 있어서의 배터리 온도 Tb＝Tb(9)로부터, 상기한 슬리프 중에 배터리 온도 Tb＝Tb(9)가 가온 개시 온도 Tb_start까지 저하되어 있는지 여부를 체크한다.

도 6에서는, 기동시 t9의 배터리 온도 Tb＝Tb(9)가 가온 개시 온도 Tb_start까지 저하되어 있으므로, 온도 조절 컨트롤러(9)는 히터 스위치(8) 및 메인 릴레이 스위치(5)를 폐쇄함으로써, 도 6에 나타내는 바와 같이 히터(2)를 배터리(1)로부터의 전력으로 작동(ON)시켜, 이 히터(2)에 의해 배터리(1)를 가온한다.

이 가온에 의해, 배터리 온도 Tb는 도시한 바와 같이 서서히 상승하여, 배터리 온도 Tb가 가온 정지 온도 Tb_stop까지 상승한 순시 t10에, 온도 조절 컨트롤러(9)는 히터 스위치(8) 및 메인 릴레이 스위치(5)를 개방함으로써, 도시한 바와 같이 히터(2)를 OFF시켜 배터리(1)의 가온을 종료한다.

도 3의 스텝 S14는, 상기한 제어를 수행하므로, 본 발명에 있어서의 가온 필요 여부 판정 수단 및 온도 센서 고장시 설정 시간 변경 수단에 상당한다.

<외기 온도 센서 고장시에 있어서의 배터리 온도 제어의 효과>

가온 종료 순시 t10 이후에도, 상기한 바와 마찬가지의 제어가 반복되어, 이그니션 스위치(6)의 OFF에 의한 배터리(1)의 비사용중, 정상적인 배터리 온도 센서(12)에 의해 검출한 배터리 온도 Tb와, 고장나 있는 외기 온도 센서(13)로부터의 온도 정보를 대신하는 고정의 외기 온도 Ta＝{Ta_const}에 따른 다음 회 컨트롤러 기동 시간 Δt에 기초하여, 상기한 온도 센서 정상시와 마찬가지의 배터리 온도 제어가 행해진다.

따라서, 고장나 있는 외기 온도 센서(13)로부터의 온도 정보에 의해 다음 회 컨트롤러 기동 시간 Δt가 ∞와 같이 극단적으로 길어지는 일이 없고, 이러한 다음 회 컨트롤러 기동 시간 Δt의 경과시에 다시 행해야 할, 배터리 온도 Tb가 가온 개시 온도 Tb_start 미만인지 여부의 판정[히터(2)에 의한 가온의 필요 여부 판정]이, 외기 온도 센서(13)의 고장시에도 확실하게 행해지게 되어, 가온 불능으로 되어 배터리(1)가 동결에 이른다고 하는 문제를 회피할 수 있다.

또한, 외기 온도 센서(13)의 고장시에 배터리(1)를 히터(2)에 의해 항상 가온하여 당해 작용 효과를 얻으려고 하는 것이 아니라, 정상적인 배터리 온도 센서(12)에 의해 검출한 배터리 온도 Tb와, 고장나 있는 외기 온도 센서(13)로부터의 온도 정보를 대신하는 고정의 외기 온도 Ta＝{Ta_const}에 따른 다음 회 컨트롤러 기동 시간 Δt의 경과마다, 배터리 온도 Tb가 가온 개시 온도 Tb_start 미만인지 여부 판정[히터(2)에 의한 가온의 필요 여부 판정]을 행하여, 필요할 때에만 배터리(1)를 히터(2)에 의해 가온하므로, 배터리(1)의 축전 상태가 조기에 악화되어 버리는 일도 없다.

<배터리 온도 센서 고장시의 배터리 온도 제어>

도 3의 스텝 S11에 있어서 배터리 온도 센서(12)가 고장나 있다고 판정하고, 스텝 S13에서 외기 온도 센서(13)가 정상이라고 판정할 때, 즉, 외기 온도 센서(13)는 정상이지만, 배터리 온도 센서(12)가 고장나 있는 경우는, 제어를 스텝 S16으로 진행하여, 고장나 있는 배터리 온도 센서(12)로부터의 온도 정보는 당연히 이것을 사용하지 않고, 또한 정상적인 외기 온도 센서(13)로부터의 온도 정보도 사용하지 않고, 다음 회 컨트롤러 기동 시간 Δt를, 도 5의 맵 검색에 의존하지 않고 고정값 Δt_const로 설정하고, 이것에 기초하여 배터리 온도 제어를 수행한다.

또한, 고정의 다음 회 컨트롤러 기동 시간 Δt＝Δt_const는, 양 온도 센서(12, 13)가 정상일 때의 다음 회 컨트롤러 기동 시간 Δt보다도 짧게 하여, 배터리 온도 센서(12)가 기능 복귀되었을 때, 히터(2)에 의한 배터리(1)의 가온이 조기에 행해지도록 정하는 것이 좋다.

이하, 스텝 S16에서 행해지는 배터리 온도 제어를, 도 7에 기초하여 설명한다.

도 7은, 외기 온도 Ta 및 배터리 온도 Tb가 각각, 도시한 바와 같이 경시 변화하고 있지만, 이그니션 스위치(6)가 OFF되는 순시 t1보다 이전인 순시 t0에 배터리 온도 센서(12)가 고장났으므로, 고장나 있는 배터리 온도 센서(12)로부터의 온도 정보는 당연히 이것을 사용하지 않고, 또한 정상적인 외기 온도 센서(13)로부터의 온도 정보도 사용하지 않고, 다음 회 컨트롤러 기동 시간 Δt를 고정값 Δt_const로 설정한 경우에 있어서의 동작 타임차트이다.

이그니션 스위치(6)가 OFF되는 순시 t1보다 이전에서는, 이그니션 스위치(6)의 ON에 연동하여 메인 릴레이 스위치(5)가 폐쇄되어, 전동 모터(3)의 구동에 의한 차량 주행이 가능한 상태이며, 본 실시예에 있어서의 배터리 온도 제어를 전혀 행하지 않는다.

이그니션 스위치(6)가 OFF되면, 그 순시 t1에 온도 조절 컨트롤러(9)는, 히터 스위치(8) 및 메인 릴레이 스위치(5)를 개방함으로써, 히터(2)를 OFF로 한 슬리프 상태로 된다.

그리고, 이 이그니션 스위치 OFF시 t1로부터 온도 조절 컨트롤러(9)는 내장 타이머에 의해, 이 순시 t1로부터의 경과 시간을 계측하여, 고정의 다음 회 컨트롤러 기동 시간 Δt＝Δt_const가 경과하는 순시 t2까지의 동안, 히터 스위치(8) 및 메인 릴레이 스위치(5)의 「개방」에 의해 히터(2)를 OFF로 한 슬리프 상태를 유지한다.

온도 조절 컨트롤러(9)는, 이그니션 스위치 OFF시 t1로부터 고정의 다음 회 컨트롤러 기동 시간 Δt＝Δt_const가 경과한 순시 t2에, 내장 전지에 의해 자기 기동(Wake-up)하여 도 3의 제어 프로그램을 실행한다.

이때 온도 조절 컨트롤러(9)는, 스텝 S16에 있어서, 히터 스위치(8) 및 메인 릴레이 스위치(5)를 개방함으로써, 히터(2)를 OFF로 한 슬리프 상태로 된다.

이 기동시 t2로부터 온도 조절 컨트롤러(9)는 내장 타이머에 의해, 이 순시 t2로부터의 경과 시간을 계측하여, 고정의 다음 회 컨트롤러 기동 시간 Δt＝Δt_const가 경과하는 순시 t3까지의 동안, 히터 스위치(8) 및 메인 릴레이 스위치(5)의 「개방」에 의해 히터(2)를 OFF로 한 슬리프 상태를 유지한다.

온도 조절 컨트롤러(9)는, 기동시 t2로부터 고정의 다음 회 컨트롤러 기동 시간 Δt＝Δt_const가 경과한 순시 t3에, 내장 전지에 의해 자기 기동(Wake-up)하여 도 3의 제어 프로그램을 실행한다.

이 기동시 t3으로부터 온도 조절 컨트롤러(9)는 내장 타이머에 의해, 이 순시 t3로부터의 경과 시간을 계측하여, 고정의 다음 회 컨트롤러 기동 시간 Δt＝Δt_const가 경과하는 순시 t5까지의 동안, 히터 스위치(8) 및 메인 릴레이 스위치(5)의 「개방」에 의해 히터(2)를 OFF로 한 슬리프 상태를 유지한다.

도 3의 스텝 S16은, 상기한 제어를 수행하므로, 본 발명에 있어서의 온도 센서 고장시 설정 시간 변경 수단 및 가온 필요 여부 판정 수단에 상당한다.

도 7에서는, 온도 조절 컨트롤러(9)의 상기 슬리프 중 t3～t5의 순시 t4에, 배터리 온도 센서(12)의 고장이 복구되어, 배터리 온도 센서(12)가 기능 복귀되어 있고, 이 순시 t4의 직후에 있어서의 기동시 t5로부터 온도 조절 컨트롤러(9)는, 도 3의 스텝 S11, 스텝 S12, 스텝 S14를 통과하는 온도 센서 정상시의 루프를 실행하게 되고, 스텝 S16을 실행하지 않게 된다.

따라서, 기동시 t5에 온도 조절 컨트롤러(9)는 스텝 S14에서 상기한 점으로부터 명백한 바와 같이, 당해 순시 t5의 배터리 온도 Tb＝Tb(5)를 기초로, 배터리 온도 Tb가 가온 개시 온도 Tb_start까지 저하되어 있는지 여부를 체크한다.

도 7에서는, 기동시 t5의 배터리 온도 Tb＝Tb(5)가 가온 개시 온도 Tb_start까지 저하되어 있으므로, 온도 조절 컨트롤러(9)는 히터 스위치(8) 및 메인 릴레이 스위치(5)를 폐쇄함으로써, 도 7에 나타내는 바와 같이 히터(2)를 배터리(1)로부터의 전력으로 작동(ON)시켜, 이 히터(2)에 의해 배터리(1)를 가온한다.

이 가온에 의해, 배터리 온도 Tb는 도시한 바와 같이 서서히 상승하여, 배터리 온도 Tb가 가온 정지 온도 Tb_stop까지 상승한 순시 t6에, 온도 조절 컨트롤러(9)는 히터 스위치(8) 및 메인 릴레이 스위치(5)를 개방함으로써, 도시한 바와 같이 히터(2)를 OFF시켜 배터리(1)의 가온을 종료한다.

온도 조절 컨트롤러(9)는 가온 종료 순시 t6에, 이때의 배터리 온도 Tb＝Tb(6) 및 외기 온도 Ta＝Ta(6)의 조합으로부터, 도 5의 맵을 기초로, 배터리 온도 Tb＝Tb(6)가 가온 개시 온도 Tb_start로 저하될 때까지의 시간 Δt6을 예측하여, 이 시간 Δt6을 슬리프 시간(다음 회 컨트롤러 기동 시간) Δt로 설정한다.

그리고 온도 조절 컨트롤러(9)는 내장 타이머에 의해, 가온 종료 순시 t6으로부터의 경과 시간을 계측하여, 다음 회 컨트롤러 기동 시간 Δt＝Δt6이 경과하는 순시 t7까지의 동안, 히터 스위치(8) 및 메인 릴레이 스위치(5)를 개방함으로써, 히터(2)를 OFF로 한 슬리프 상태로 된다.

온도 조절 컨트롤러(9)는, 가온 종료 순시 t6으로부터 다음 회 컨트롤러 기동 시간 Δt＝Δt6이 경과한 순시 t7에, 내장 전지에 의해 자기 기동(Wake-up)하고, 이 기동시 t7에 있어서의 배터리 온도 Tb＝Tb(7)을 기초로, 상기한 슬리프 중에 배터리 온도 Tb가 가온 개시 온도 Tb_start까지 저하되어 있는지 여부를 체크한다.

도 7에서는, 기동시 t7의 배터리 온도 Tb＝Tb(7)이 아직 가온 개시 온도 Tb_start까지 저하되어 있지 않으므로, 온도 조절 컨트롤러(9)는, 다시 도 5에 예시하는 맵을 기초로, 기동시 t7에 있어서의 배터리 온도 Tb＝Tb(7) 및 외기 온도 Ta＝Ta(7)의 조합으로부터, 배터리 온도 Tb＝Tb(7)이 가온 개시 온도 Tb_start로 저하될 때까지의 시간 Δt7을 예측하여, 이 시간 Δt7을, 다음 회 온도 조절 컨트롤러(9)가 기동할 때까지의 슬리프 시간(다음 회 컨트롤러 기동 시간) Δt로 설정한다.

도 7에서는, 기동시 t8의 배터리 온도 Tb＝Tb(8)이 가온 개시 온도 Tb_start까지 저하되어 있으므로, 온도 조절 컨트롤러(9)는 히터 스위치(8) 및 메인 릴레이 스위치(5)를 폐쇄함으로써, 도 7에 나타내는 바와 같이 히터(2)를 배터리(1)로부터의 전력으로 작동(ON)시켜, 이 히터(2)에 의해 배터리(1)를 가온한다.

이 가온에 의해, 배터리 온도 Tb는 도시한 바와 같이 서서히 상승하여, 배터리 온도 Tb가 가온 정지 온도 Tb_stop까지 상승한 순시 t9에, 온도 조절 컨트롤러(9)는 히터 스위치(8) 및 메인 릴레이 스위치(5)를 개방함으로써, 도시한 바와 같이 히터(2)를 OFF시켜 배터리(1)의 가온을 종료한다.

<배터리 온도 센서 고장시에 있어서의 배터리 온도 제어의 효과>

상기한 배터리 온도 센서 고장시에 있어서의 배터리 온도 제어에 따르면, 이그니션 스위치(6)의 OFF에 의한 배터리(1)의 비사용중, 온도 조절 컨트롤러(9)가 기동할 때까지의 슬리프 시간인 다음 회 컨트롤러 기동 시간 Δt를 고정값 Δt_const로 하고, 이 다음 회 컨트롤러 기동 시간 Δt가 경과할 때마다 온도 조절 컨트롤러(9)를 기동하여 도 3의 제어 프로그램을 실행하는 것으로 하였으므로,

배터리 온도 센서(12)의 고장이 복구되어, 배터리 온도 센서(12)가 기능 복귀된 경우, 당해 기능 복귀 직후의 기동시에, 확실하고, 또한 빠르게 온도 센서 정상시와 마찬가지의 배터리 온도 제어가 행해진다.

따라서, 고장나 있는 배터리 온도 센서(12)로부터의 온도 정보에 의해 다음 회 컨트롤러 기동 시간 Δt가 ∞와 같이 극단적으로 길어지는 일이 없고, 이러한 다음 회 컨트롤러 기동 시간 Δt의 경과시에, 배터리 온도 센서(12)가 기능 복귀되어 있으면, 배터리 온도 Tb의 Tb＜Tb_start 판정[히터(2)에 의한 가온의 필요 여부 판정]이 확실하게 행해지게 되어, 배터리 온도 센서(12)가 기능 복귀되었음에도 불구하고 가온 불능으로 되어 배터리(1)가 동결에 이른다고 하는 문제를 회피할 수 있다.

<양 온도 센서 고장시의 배터리 온도 제어>

도 3의 스텝 S11 및 스텝 S13에 의해 배터리 온도 센서(12) 및 외기 온도 센서(13)가 모두 고장나 있다고 판정하는 경우는, 제어를 스텝 S17로 진행하여, 양 온도 센서(12, 13)로부터의 온도 정보는 이들을 사용하지 않고, 다음 회 컨트롤러 기동 시간 Δt를, 도 5의 맵 검색에 의존하지 않고 고정값 Δt_const로 설정하고, 이것에 기초하여 배터리 온도 제어를 수행한다.

또한, 고정의 다음 회 컨트롤러 기동 시간 Δt＝Δt_const는, 도 3의 스텝 S16에 대해 전술한 바와 마찬가지로, 양 온도 센서(12, 13)가 정상일 때의 다음 회 컨트롤러 기동 시간 Δt보다도 짧게 하여, 배터리 온도 센서(12, 13)가 기능을 복귀하였을 때, 히터(2)에 의한 배터리(1)의 가온이 조기에 행해지도록 정하는 것이 좋다.

스텝 S17에서 행해지는 배터리 온도 제어는, 스텝 S16에 대해 전술한 바와 마찬가지로 행하는 것으로 한다.

이에 의해, 고장나 있는 배터리 온도 센서(12, 13)로부터의 온도 정보에 의해 다음 회 컨트롤러 기동 시간 Δt가 ∞와 같이 극단적으로 길어지는 일이 없고, 이러한 다음 회 컨트롤러 기동 시간 Δt의 경과시에, 배터리 온도 센서(12, 13)가 기능 복귀되어 있으면, 배터리 온도 Tb의 Tb＜Tb_start 판정[히터(2)에 의한 가온의 필요 여부 판정]이 확실하게 행해지게 되어, 배터리 온도 센서(12, 13)가 기능 복귀되었음에도 불구하고 가온 불능으로 되어 배터리(1)가 동결에 이른다고 하는 문제를 회피할 수 있다.

<제2 실시예>

도 8은 본 발명의 제2 실시예로 되는 배터리 온도 제어 장치의 배터리 온도 제어 프로그램을 나타낸다.

본 실시예는, 기본적으로 제1 실시예와 마찬가지의 구성으로 하고, 제1 실시예의 도 3에 나타내는 배터리 온도 제어 프로그램 대신에, 도 8의 배터리 온도 제어 프로그램을 실행하는 것으로 한다.

도 8의 스텝 S11 내지 스텝 S14 및 스텝 S17은 각각, 도 3에 있어서의 동일 부호의 스텝과 마찬가지의 처리를 행하는 것이므로, 설명을 생략하고, 도 3에 있어서와는 다른 스텝 S21 내지 스텝 S23에 대해서만 설명하는 것으로 한다.

스텝 S11에 있어서 배터리 온도 센서(12)가 정상이라고 판정하였지만, 스텝 S12에서 외기 온도 센서(13)가 이상이라고 판정하는, 외기 온도 센서(13)의 고장시에 선택되는 스텝 S21에 있어서는,

고장나 있는 외기 온도 센서(13)로부터의 온도 정보는 당연히 이것을 사용하지 않고, 또한 정상적인 배터리 온도 센서(12)로부터의 온도 정보도 사용하지 않고, 다음 회 컨트롤러 기동 시간 Δt를, 도 5의 맵 검색에 의존하지 않고 고정값 Δt_const로 설정하고, 이것에 기초하여, 도 7에 대해 전술한 바와 같은 배터리 온도 제어를 수행한다.

스텝 S21은, 상기한 제어를 수행하므로, 본 발명에 있어서의 가온 필요 여부 판정 수단 및 온도 센서 고장시 설정 시간 변경 수단에 상당한다.

스텝 S11에 있어서 배터리 온도 센서(12)가 고장나 있다고 판정하고, 스텝 S13에서 외기 온도 센서(13)가 정상이라고 판정하는, 배터리 온도 센서(12)의 고장시에 순차 선택되는 스텝 S22 및 스텝 S23에서는, 이하와 같은 배터리 온도 제어가 수행된다.

스텝 S22에 있어서는, 배터리 온도 센서(12)가 고장나 있으므로, 고장나 있는 배터리 온도 센서(12)로부터의 온도 정보를 사용하지 않고, 배터리 온도 Tb를 고정값 Tb_const로 설정한다.

또한, 이러한 고정의 배터리 온도 Tb＝Tb_const는, 다음 회 컨트롤러 기동 시간 Δt가 온도 센서 정상시보다도 짧아, 온도 조절 컨트롤러(9)의 기동이 빈번하게 행해지도록 하는 것이 좋다.

다음의 스텝 S23에 있어서는, 도 5에 예시하는 맵을 기초로, 상기 고정한 배터리 온도 Tb＝Tb_const와, 정상적인 외기 온도 센서(13)에 의해 검출한 외기 온도 Ta의 조합으로부터, 다음 회 컨트롤러 기동 시간 Δt를 설정하고, 이것에 기초하여, 전술한 온도 센서 정상시와 같은 배터리 온도 제어를 수행함으로써, 제2 실시예의 배터리 온도 제어 장치에 있어서도, 제1 실시예에 있어서와 마찬가지의 상기한 효과를 발휘할 수 있다.

스텝 S22 및 스텝 S23은, 상기한 제어를 수행하므로, 본 발명에 있어서의 가온 필요 여부 판정 수단 및 온도 센서 고장시 설정 시간 변경 수단에 상당한다.

Claims

배터리를, 그 온도 저하시에 히터에 의해 가온하여 온도 조절하는 배터리 온도 제어 장치에 있어서,
복수 개소의 온도를 검출하는 개개의 온도 센서로부터 얻어진 온도 정보에 기초하여 정한 설정 시간의 경과시에, 배터리가 상기 온도 저하 상태인지 여부의 판정을 행하여 상기 히터에 의한 가온의 필요 여부를 판정하는 가온 필요 여부 판정 수단을 구비하고,
상기 온도 센서의 고장시에는 상기 설정 시간을, 정상적인 온도 센서로부터의 온도 정보에만 따른 시간, 혹은 상기 정상적인 온도 센서로부터의 온도 정보도 사용하지 않는 고정 시간으로 정하는 온도 센서 고장시 설정 시간 변경 수단을 설치한, 배터리 온도 제어 장치.
제1항에 있어서, 상기 설정 시간은, 배터리가 상기 온도 저하 상태로 될 것이라고 예측한 시간인, 배터리 온도 제어 장치.
제1항에 있어서, 상기 복수 개소의 온도를 검출하는 온도 센서는, 상기 배터리의 온도를 검출하는 배터리 온도 센서와, 외기 온도를 검출하는 외기 온도 센서인, 배터리 온도 제어 장치.
제3항에 있어서, 상기 온도 센서 고장시 설정 시간 변경 수단은, 상기 외기 온도 센서가 고장난 경우, 외기 온도에 관한 온도 정보를 고정값으로 하고, 상기 고정의 외기 온도 정보와, 상기 배터리 온도 센서로부터의 온도 정보에 따라서, 상기 설정 시간을 정하는 것인 것을 특징으로 하는, 배터리 온도 제어 장치.
제4항에 있어서, 상기 외기 온도에 관한 온도 정보의 고정값은, 정상적인 상기 배터리 온도 센서로부터의 온도 정보가 최악의 조건인 경우라도, 상기 설정 시간을, 배터리가 상기 온도 저하 상태로 되는 설정 시간보다도 짧은 시간으로 하는 것인, 배터리 온도 제어 장치.
제3항에 있어서, 상기 온도 센서 고장시 설정 시간 변경 수단은, 상기 배터리 온도 센서가 고장난 경우, 상기 설정 시간을 고정 시간으로 정하는 것인, 배터리 온도 제어 장치.
제6항에 있어서, 상기 고정의 설정 시간은, 배터리가 상기 온도 저하 상태로 되는 일이 없는 짧은 시간인, 배터리 온도 제어 장치.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수 개소의 온도를 검출하는 온도 센서가, 복수개의 온도 센서군으로 이루어지는 것인 경우, 상기 온도 센서 고장시 설정 시간 변경 수단은, 상기 온도 센서군을 이루는 모든 온도 센서가 고장났을 때를 온도 센서가 고장났다고 간주하는 것인, 배터리 온도 제어 장치.