JP2008164469A - サーミスタの短絡故障検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】サーミスタを用いて、異なる箇所の温度を検出する場合に、サーミスタを用いて検出される温度が同一であるのか、短絡しているのかを判別する。
【解決手段】第１のサーミスタを含む第１の温度検出手段および第２のサーミスタを含む第２の温度検出手段によって、異なる箇所の温度をそれぞれ検出する状況下において、第１の温度検出手段で検出される第１の電圧が第２の温度検出手段で検出される第２の電圧より常に高くなるように、第１の抵抗の抵抗値と第２の抵抗の抵抗値との関係、および、第１のサーミスタの抵抗値と第２のサーミスタの抵抗値との関係を設定しておき、第１の電圧および第２の電圧の差が第１の所定電圧以下になると、第１の温度検出手段と第２の温度検出手段との間で短絡故障が生じていると判定する。
【選択図】図２

Description

本発明は、サーミスタの短絡故障検出装置に関する。

従来、複数の温度検出箇所に温度センサを設け、各温度検出箇所を異なる温度環境とした時に、１つの温度センサで検出される温度が他の温度センサで検出される温度と同一であれば、両温度センサが短絡していると判定する技術が知られている（特許文献１参照）。

特開平９−２５７２４９号公報

しかしながら、同一の温度環境における複数の温度検出箇所を温度センサで検出する場合、従来の技術では、温度センサの検出値が実際に同じ温度であるのか、両温度センサが短絡しているのかを判別することができないという問題があった。

本発明によるサーミスタの短絡故障検出装置は、第１の抵抗および第１のサーミスタを有し、基準電圧を第１の抵抗および第１のサーミスタで分圧された第１の電圧を検出して、第１の温度検出箇所の温度を検出する第１の温度検出手段と、第２の抵抗および第２のサーミスタを有し、基準電圧を第２の抵抗および第２のサーミスタで分圧された第２の電圧を検出して、第２の温度検出箇所の温度を検出する第２の温度検出手段とを備える。第２の温度検出手段は、温度検出状況下において、常に第１の電圧が第２の電圧より高くなるように、第１の抵抗の抵抗値に対する第２の抵抗の抵抗値、および、第１のサーミスタの抵抗値に対する第２のサーミスタの抵抗値が設定されている。短絡故障判定手段は、第１の電圧および第２の電圧の差が第１の所定電圧以下になると、第１の温度検出手段と第２の温度検出手段との間で短絡故障が生じていると判定することを特徴とする。

本発明によるサーミスタの短絡故障検出装置によれば、第１の温度検出手段の検出温度と第２の温度検出手段の検出温度とが実際に同じであるのか、温度検出手段同士が短絡しているのかを判別することができる。

図１は、２つのサーミスタを用いて、異なる温度検出対象の温度を計測する原理を説明するための図である。サーミスタ１，２はそれぞれ、温度検出対象箇所に設けられる。サーミスタ１は一端が接地されており、他端はプルアップ抵抗３と接続されている。ＭＰＵ５の入力端子ｃには、基準電圧Ｖｃｃをプルアップ抵抗３およびサーミスタ１で分圧された電圧Ｖ１が入力される。同様に、サーミスタ２は一端が接地されており、他端はプルアップ抵抗４と接続されている。ＭＰＵ５の入力端子ｄには、基準電圧Ｖｃｃをプルアップ抵抗４およびサーミスタ２で分圧された電圧Ｖ２が入力される。

サーミスタ１，２は、温度によって抵抗値が変化するので、ＭＰＵ５の入力端子ｃに入力される電圧Ｖ１、および、入力端子ｄに入力される電圧Ｖ２は、温度に応じて変化する。ＭＰＵ５は、電圧Ｖ１およびＶ２を計測することによって、異なる温度検出対象の温度をそれぞれ検出する。

一実施の形態におけるサーミスタの短絡検出装置では、サーミスタ１およびサーミスタ２として、異なる抵抗値のものを使用する。特に、サーミスタ１の抵抗値Ｒ１と、サーミスタ２の抵抗値Ｒ２とが次式（１）の関係を満たすものが望ましい。サーミスタ２の抵抗値Ｒ２は、例えば、サーミスタ１の抵抗値Ｒ１の１０倍である。
Ｒ１≪Ｒ２ （１）

また、一実施の形態におけるサーミスタの短絡検出装置では、プルアップ抵抗３およびプルアップ抵抗４として、異なる抵抗値のものを使用する。特に、プルアップ抵抗３の抵抗値Ｒ３と、プルアップ抵抗４の抵抗値Ｒ４とが次式（２）の関係を満たすものが望ましい。プルアップ抵抗４の抵抗値Ｒ４は、例えば、プルアップ抵抗３の抵抗値Ｒ３の１０倍である。
Ｒ３≪Ｒ４ （２）

図２は、サーミスタ１が設けられた温度検出対象箇所の温度と、ＭＰＵ５に入力される電圧Ｖ１との関係、および、サーミスタ２が設けられた温度検出対象箇所の温度と、ＭＰＵ５に入力される電圧Ｖ２との関係を示す図である。図２に示すように、温度検出対象箇所の温度が上昇すると、ＭＰＵ５に入力される電圧Ｖ１およびＶ２はそれぞれ低下する。

上述したように、サーミスタ１の抵抗値Ｒ１と、サーミスタ２の抵抗値Ｒ２とは異なる値であり、プルアップ抵抗１の抵抗値Ｒ３と、プルアップ抵抗２の抵抗値Ｒ４とは異なる値である。特に、上式（１）の関係を満たすように、抵抗値Ｒ１とＲ２との関係、および、抵抗値Ｒ３とＲ４との関係を設定しておくことにより、温度検出対象箇所の温度がともに同じ温度Ｔ１の場合でも、ＭＰＵ５に入力される電圧Ｖ１とＶ２とは異なる値となる（図２参照）。この場合、ＭＰＵ５に入力される電圧Ｖ１は電圧Ｖ２より高くなる。

図２に示す温度−電圧特性では、サーミスタ１の温度−電圧直線の傾きは、サーミスタ２の温度−電圧直線の傾きより大きい。すなわち、サーミスタ２を含む温度検出系より、サーミスタ１を含む温度検出系の方が温度検出精度が良い。

図３は、一実施の形態におけるサーミスタの短絡検出装置をハイブリッド車に適用した場合の図である。組電池１０は、車両負荷８に電力を供給可能な電池であり、複数のモジュールによって構成されている。車両負荷８は、例えば、インバータや車両駆動用モータである。各モジュールは、全て同じ構成、すなわち、複数のセルを直列に接続して構成されている。また、ＭＰＵ５は、バッテリコントローラ２０内に設けられている。

組電池１０内の複数のモジュールは、その配置場所等に応じて温度が異なる。サーミスタ１は、複数のモジュールのうち、温度が平均温度となるモジュール（または平均温度に近い温度となるモジュール）１１に取り付け、サーミスタ２は、複数のモジュールのうち、温度が最高温度となるモジュール１２に取り付ける。平均温度となるモジュール１１、および、最高温度となるモジュール１２は、実験等を行うことによって予め特定しておく。なお、図３では、モジュールを２つしか示していないが、実際には、さらに多くのモジュールが存在する。

サーミスタ１の抵抗値Ｒ１と、サーミスタ２の抵抗値Ｒ２は、上式（１）の関係を満たすように設定しておく。また、プルアップ抵抗１の抵抗値Ｒ３と、プルアップ抵抗２の抵抗値Ｒ４は、上式（２）の関係を満たすように設定しておく。特に、モジュール１１の温度およびモジュール１２の温度を検出する状況下において、ＭＰＵ５の入力端子ｃに入力される電圧Ｖ１が入力端子ｄに入力される電圧Ｖ２より常に高くなるように、抵抗値Ｒ１とＲ３との関係、および、抵抗値Ｒ２とＲ４との関係を設定しておく。

ＭＰＵ５は、入力端子ｃに入力される電圧Ｖ１に基づいて、各モジュールの平均温度を検出するとともに、入力端子ｄに入力される電圧Ｖ２に基づいて、モジュールの最高温度を検出する。モジュールの平均温度は、例えば、組電池１０のＳＯＣを算出する際に用い、モジュールの最高温度は、例えば、組電池１０の異常判定を行う際に用いる。

図２を用いて説明したように、サーミスタ１の温度検出対象箇所（モジュール１１）とサーミスタ２の温度検出対象箇所（モジュール１２）の温度が同じ場合でも、入力端子ｃに入力される電圧Ｖ１の方が入力端子ｄに入力される電圧Ｖ２より高くなる。また、サーミスタ１は、複数のモジュールの中で平均温度を示すモジュール１１に取り付けられており、サーミスタ２は、温度が最高温度となるモジュール１２に取り付けられている。例えば、モジュール１１の温度をＴ１、モジュール１２の温度をＴ２（Ｔ２＞Ｔ１）とすると、図２に示すように、温度検出対象箇所の温度が同じ場合に比べて、入力端子ｃに入力される電圧Ｖ１と、入力端子ｄに入力される電圧Ｖ２との差はさらに大きくなる。従って、通常の使用条件下において、ＭＰＵ５の入力端子ｃに入力される電圧Ｖ１と入力端子ｄに入力される電圧Ｖ２との間には、常にＶ１＞Ｖ２の関係が成り立つ。

ここで、サーミスタ１とＭＰＵ５の入力端子ｃとの間を結ぶ検出線Ｌ１と、サーミスタ２とＭＰＵ５の入力端子ｄとの間を結ぶ検出線Ｌ２との間が短絡した場合について説明する。まず、短絡が生じる前の電圧Ｖ１およびＶ２は、それぞれ次式（３）および（４）で表される。ただし、Ｖｃｃは、基準電圧である。
Ｖ１＝Ｒ１／（Ｒ１＋Ｒ３）×Ｖｃｃ （３）
Ｖ２＝Ｒ２／（Ｒ２＋Ｒ４）×Ｖｃｃ （４）

検出線Ｌ１と検出線Ｌ２との間が短絡した時にＭＰＵ５に入力される電圧Ｖ３は、次式（５）で表される。

上述したように、サーミスタ１の抵抗値Ｒ１とサーミスタ２の抵抗値Ｒ２、および、プルアップ抵抗３の抵抗値Ｒ３とプルアップ抵抗４の抵抗値Ｒ４はそれぞれ、上式（１）、（２）の関係を満たしているので、上式（５）は次式（６）のように変形することができる。

すなわち、検出線Ｌ１と検出線Ｌ２との間が短絡すると、ＭＰＵ５の入力端子ｄに入力される電圧Ｖ２は、入力端子ｃに入力される電圧Ｖ１にほぼ等しい値となる。

なお、検出線間が短絡した場合に検出される電圧Ｖ３は、サーミスタ１およびプルアップ抵抗３から構成される温度検出系の温度計測誤差範囲に入るように、プルアップ抵抗３の抵抗値Ｒ３とプルアップ抵抗４の抵抗値Ｒ４との関係、および、サーミスタ１の抵抗値Ｒ１とサーミスタ２の抵抗値Ｒ２との関係を定めておく。このようにしておくことで、検出線Ｌ１およびＬ２間で短絡故障が発生した場合でも、サーミスタ１を含む温度検出系の温度検出箇所の温度を検出することができる。また、後述するように、サーミスタ１を含む温度検出系によって検出される温度に基づいて、サーミスタ２を含む温度検出系によって検出される温度（推定温度）を求めることができる。

従って、一実施の形態におけるサーミスタの短絡検出装置では、ＭＰＵ５に入力される電圧Ｖ１と電圧Ｖ２とが一致する場合には、検出線Ｌ１と検出線Ｌ２との間で短絡が生じていると判断する。

図４は、図３に示す構成、すなわち、サーミスタを２つ用いた構成において、検出線Ｌ１およびＬ２間の短絡故障を検出する処理手順を示すフローチャートである。ＭＰＵ５は、車両が起動すると、ステップＳ１０の処理を開始する。ステップＳ１０では、入力端子ｃおよびｄにそれぞれ入力される電圧Ｖ１およびＶ２を検出して、ステップＳ２０に進む。

ステップＳ２０では、検出電圧Ｖ１から、サーミスタ１が設けられている箇所（モジュール１１）の温度Ｔ１を求めるとともに、検出電圧Ｖ２から、サーミスタ２が設けられている箇所（モジュール１２）の温度Ｔ２を求める。ＭＰＵ５は、図２に示すような電圧Ｖ１と温度との関係を定義したデータ、および、電圧Ｖ２と温度との関係を定義したデータを有しており、このデータと、検出電圧Ｖ１，Ｖ２とに基づいて、温度Ｔ１，Ｔ２をそれぞれ求める。なお、電圧Ｖ１と温度との関係を定義したデータ、および、電圧Ｖ２と温度との関係を定義したデータは、実験などを行うことによって予め求めておく。

ステップＳ２０に続くステップＳ３０では、検出電圧Ｖ１が検出電圧Ｖ２より高いか否かを判定する。Ｖ１＞Ｖ２の関係が成り立つと判定するとステップＳ４０に進む。上述したように、組電池１０の通常の使用条件下では、常にＶ１＞Ｖ２の関係が成り立つため、ステップＳ４０では、短絡故障は生じていないと判断して、ステップＳ１０に戻る。一方、ステップＳ３０において、Ｖ１＞Ｖ２の関係が成り立たないと判定すると、ステップＳ５０に進む。

ステップＳ５０では、検出電圧Ｖ１および検出電圧Ｖ２が等しいか否かを判定する。ここでは、検出電圧Ｖ１と検出電圧Ｖ２との差が所定のしきい値以下であれば、両電圧は等しいと判定する。検出電圧Ｖ１および検出電圧Ｖ２が等しいと判定すると、ステップＳ６０に進む。ステップＳ６０では、検出線Ｌ１と検出線Ｌ２との間が短絡していると判断して、ステップＳ７０に進む。

ステップＳ７０では、ステップＳ２０で求めた温度Ｔ１に基づいて、サーミスタ２の測定箇所（モジュール１２）の温度Ｔ２を求める。上述したように、検出線Ｌ１と検出線Ｌ２との間が短絡すると、電圧Ｖ２は電圧Ｖ１とほぼ等しい値となる。この場合、検出電圧Ｖ１に基づいて求められた温度Ｔ１は正しい値となっている。従って、ステップＳ２０で求めたモジュール１１の温度Ｔ１に基づいて、モジュール１２の温度Ｔ２を求める。

モジュール１２の温度Ｔ２は、以下の方法により求める。例えば、実験などを行うことによって、モジュール１１の温度Ｔ１と、モジュール１２の温度Ｔ２との温度差αを予め求めておき、次式（７）から、温度Ｔ２を算出する。
Ｔ２＝Ｔ１＋α （７）
なお、モジュール１１の温度Ｔ１と、モジュール１２の温度Ｔ２との温度差は一定ではないので、上式（７）で求められる温度Ｔ２は、推定温度である。

一方、ステップＳ５０において、検出電圧Ｖ１および検出電圧Ｖ２が等しくないと判定すると、ステップＳ８０に進む。この場合、サーミスタ１およびプルアップ抵抗３によって構成される温度検出系、および、サーミスタ２およびプルアップ抵抗４によって構成される温度検出系のいずれか一方の温度検出系に故障が生じている。

ステップＳ８０では、サーミスタ１およびプルアップ抵抗３によって構成される温度検出系に故障が生じていないか判定する。この判定は、既知の方法を利用して行う。サーミスタ１およびプルアップ抵抗３によって構成される温度検出系に故障が生じていると判定すると、ステップＳ９０に進み、故障が生じていないと判定すると、ステップＳ１１０に進む。

ステップＳ１１０では、サーミスタ２およびプルアップ抵抗４によって構成される温度検出系に故障が生じていると判断して、サーミスタ２の温度検出箇所、すなわち、モジュール１２の温度Ｔ２を、モジュール１１の温度Ｔ１に基づいて求める。ここでは、上式（７）に基づいて、温度Ｔ２を算出する。温度Ｔ２を算出すると、ステップＳ１３０に進む。

ステップＳ９０では、サーミスタ２およびプルアップ抵抗４によって構成される温度検出系に故障が生じていないか判定する。この判定は、既知の方法を利用して行う。サーミスタ２およびプルアップ抵抗４によって構成される温度検出系に故障が生じていると判定すると、ステップＳ１００に進み、故障が生じていないと判定すると、ステップＳ１２０に進む。

ステップＳ１２０では、サーミスタ１およびプルアップ抵抗３によって構成される温度検出系に故障が生じているので、サーミスタ１の温度検出箇所、すなわち、モジュール１１の温度Ｔ１を、モジュール１２の温度Ｔ２に基づいて求める。ここでは、次式（８）に基づいて、温度Ｔ１を算出する。温度Ｔ１を算出すると、ステップＳ１３０に進む。
Ｔ１＝Ｔ２−α （８）

ステップＳ１００では、サーミスタ１を含む温度検出系およびサーミスタ２を含む温度検出系の両方の温度検出系に故障が生じていると判断する。この場合には、組電池１０の温度検出を行うことができず、例えば、組電池１０のＳＯＣ演算処理等を行うことができないので、車両を停止させる処理を行い、フローチャートの処理を終了する。

ステップＳ１３０では、検出線Ｌ１およびＬ２間の短絡故障、または、温度検出系の故障が生じていることをユーザに報知するために、インジケータ３０を点灯させる。インジケータ３０を点灯させると、フローチャートの処理を終了する。

図５は、３つのサーミスタを用いて、３箇所の温度を検出する場合の構成図である。サーミスタ１は、複数のモジュールのうち、温度が最低温度となるモジュール１３に取り付け、サーミスタ２は、複数のモジュールのうち、温度が平均温度となるモジュール１４に取り付ける。また、サーミスタ６は、複数のモジュールのうち、温度が最高温度となるモジュール１５に取り付ける。モジュールの最低温度は、例えば、組電池１０の異常判定を行う際に用いる。なお、図３では、モジュールを３つしか示していないが、実際には、さらに多くのモジュールが存在する。

図２に示す構成と同様に、ＭＰＵ５の入力端子ｃには、検出線Ｌ１を介して、電圧Ｖ１が入力され、入力端子ｄには、検出線Ｌ２を介して、電圧Ｖ２が入力される。また、入力端子ｈには、検出線Ｌ３を介して、基準電圧Ｖｃｃを、サーミスタ６およびプルアップ抵抗７で分圧した電圧Ｖ３が入力される。ＭＰＵ５は、検出電圧Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３に基づいて、モジュール１３，１４，１５の温度Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３をそれぞれ求める。

サーミスタ１，２，６の抵抗値Ｒ１，Ｒ２，Ｒ６の間には、次式（９）の関係が成り立つのが好ましい。サーミスタ２の抵抗値Ｒ２は、例えば、サーミスタ１の抵抗値Ｒ１の１０倍であり、サーミスタ６の抵抗値Ｒ６は、例えば、サーミスタ２の抵抗値Ｒ２の１０倍である。
Ｒ１≪Ｒ２≪Ｒ６ （９）

プルアップ抵抗３，４，７の抵抗値Ｒ３，Ｒ４，Ｒ７の間には、次式（１０）の関係が成り立つのが好ましい。プルアップ抵抗４の抵抗値Ｒ４は、例えば、プルアップ抵抗３の抵抗値Ｒ３の１０倍であり、プルアップ抵抗７の抵抗値Ｒ７は、例えば、プルアップ抵抗４の抵抗値Ｒ４の１０倍である。
Ｒ３≪Ｒ４≪Ｒ７ （１０）

図２および図３を用いて説明したように、組電池１０の通常の使用条件下では、Ｔ１＜Ｔ２の関係が成り立ち、ＭＰＵ５の入力端子ｃに入力される電圧Ｖ１、および、入力端子ｄに入力される電圧Ｖ２の間には、Ｖ１＞Ｖ２の関係が成り立つ。同様に、図５の構成においても、温度Ｔ１＜Ｔ２＜Ｔ３の関係が成り立っており、また、上式（９）および（１０）の関係が成り立っているので、組電池１０の通常の使用条件下では、電圧Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３の間には、次式（１１）の関係が成り立つ。
Ｖ１＞Ｖ２＞Ｖ３ （１１）

なお、この場合も、サーミスタ２を含む温度検出系より、サーミスタ１を含む温度検出系の方が温度検出精度が良い。また、サーミスタ６を含む温度検出系より、サーミスタ２を含む温度検出系の方が温度検出精度が良い。

上述したように、検出線Ｌ１とＬ２との間が短絡すると、ＭＰＵ５の入力端子ｄに入力される電圧Ｖ２は、入力端子ｃに入力される電圧Ｖ１と等しくなる。同様に、検出線Ｌ２とＬ３との間が短絡すると、ＭＰＵ５の入力端子ｈに入力される電圧Ｖ３は、入力端子ｄに入力される電圧Ｖ２と等しくなる。また、検出線Ｌ１とＬ３との間が短絡すると、ＭＰＵ５の入力端子ｈに入力される電圧Ｖ３は、入力端子ｃに入力される電圧Ｖ１と等しくなる。

図６は、図５に示す構成、すなわち、サーミスタを３つ用いた構成において、短絡故障を検出する処理手順を示すフローチャートである。ＭＰＵ５は、車両が起動すると、ステップＳ２００の処理を開始する。ステップＳ２００では、入力端子ｃ，ｄ，ｈにそれぞれ入力される電圧Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３を検出して、ステップＳ２１０に進む。

ステップＳ２１０では、検出電圧Ｖ１から、サーミスタ１が設けられているモジュール１３の温度Ｔ１を求めるとともに、検出電圧Ｖ２から、サーミスタ２が設けられているモジュール１４の温度Ｔ２を求める。また、検出電圧Ｖ３から、サーミスタ６が設けられているモジュール１５の温度Ｔ３を求める。検出電圧Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３から温度Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３を求める方法は、図４に示すフローチャートのステップＳ２０において、検出電圧Ｖ１，Ｖ２から温度Ｔ１，Ｔ２を求める方法と同じである。すなわち、ＭＰＵ５は、電圧Ｖ１と温度Ｔ１との関係を定義したデータ、電圧Ｖ２と温度Ｔ２との関係を定義したデータ、および、電圧Ｖ３と温度Ｔ３との関係を定義したデータを有している。

ステップＳ２１０に続くステップＳ２２０では、次式（１２）の関係が成り立つか否かを判定する。式（１２）の関係が成り立つと判定すると、ステップＳ２３０に進む。
Ｖ１＞Ｖ２＞Ｖ３ （１２）

ステップＳ２３０では、検出線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３間で短絡故障は生じていないと判断して、ステップＳ２００に戻る。一方、ステップ２２０において、式（１２）の関係が成り立たないと判定すると、ステップＳ２４０に進む。

ステップＳ２４０では、検出電圧Ｖ１および検出電圧Ｖ２が等しいか否かを判定する。ここでは、検出電圧Ｖ１と検出電圧Ｖ２との差が所定のしきい値以下であれば、両電圧は等しいと判定する。検出電圧Ｖ１および検出電圧Ｖ２が等しいと判定すると、ステップＳ２５０に進む。ステップＳ２５０では、検出線Ｌ１と検出線Ｌ２との間が短絡していると判断して、ステップＳ２６０に進む。

ステップＳ２６０では、検出電圧Ｖ１および検出電圧Ｖ３が等しいか否かを判定する。ここでは、検出電圧Ｖ１と検出電圧Ｖ３との差が所定のしきい値以下であれば、両電圧は等しいと判定する。検出電圧Ｖ１および検出電圧Ｖ３が等しいと判定すると、ステップＳ２７０に進む。ステップＳ２７０では、３本の検出線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３の間で短絡が生じていると判断して、ステップＳ２８０に進む。

ステップＳ２８０では、ステップＳ２１０で求めた温度Ｔ１に基づいて、温度Ｔ２および温度Ｔ３を求める。上述したように、検出線Ｌ１およびＬ２の間が短絡すると、電圧Ｖ２は電圧Ｖ１と等しくなり、検出線Ｌ１およびＬ３の間が短絡すると、電圧Ｖ３は電圧Ｖ１と等しくなる。この場合、検出電圧Ｖ１に基づいて求められた温度Ｔ１は正しい値となっている。従って、ステップＳ２１０で求めたモジュール１３の温度Ｔ１に基づいて、モジュール１４の温度Ｔ２およびモジュール１５の温度Ｔ３を求める。

モジュール１４の温度Ｔ２は、上式（７）により求める。モジュール１５の温度Ｔ３は、温度Ｔ２を求める方法と同様の方法により求める。例えば、実験などを行うことによって、モジュール１３の温度Ｔ１と、モジュール１５の温度Ｔ３との温度差βを予め求めておき、次式（１３）から、温度Ｔ３を算出する。
Ｔ３＝Ｔ１＋β （１３）
なお、モジュール１３の温度Ｔ１と、モジュール１５の温度Ｔ３との温度差は一定ではないので、上式（１３）で求められる温度Ｔ３は、推定温度である。

一方、ステップＳ２６０において、検出電圧Ｖ１および検出電圧Ｖ３が等しくないと判定すると、ステップＳ２９０に進む。ステップＳ２９０では、検出線Ｌ１およびＬ２の間のみが短絡していると判断して、ステップＳ２１０で求めた温度Ｔ１に基づいて、モジュール１４の温度Ｔ２を求める。温度Ｔ２は、上式（７）により求める。温度Ｔ２を求めると、ステップＳ３９０に進む。

ステップＳ２４０において、検出電圧Ｖ１および検出電圧Ｖ２が等しくないと判定すると、ステップＳ３００に進む。ステップＳ３００では、検出電圧Ｖ１および検出電圧Ｖ３が等しいか否かを判定する。この判定は、ステップＳ２６０で行う判定と同じである。検出電圧Ｖ１および検出電圧Ｖ３が等しいと判定すると、ステップＳ３１０に進む。ステップＳ３１０では、検出線Ｌ１およびＬ３の間のみが短絡していると判断して、ステップＳ３２０に進む。

ステップＳ３２０では、モジュール１５の温度Ｔ３を求める。この場合、検出端子Ｌ１およびＬ２間で短絡は生じていないので、モジュール１５の温度Ｔ３は、モジュール１３の温度Ｔ１に基づいて求めることができるし、モジュール１４の温度Ｔ２に基づいて求めることもできる。ここでは、モジュール１５に近い位置に置かれているモジュール１４の温度Ｔ２に基づいて、温度Ｔ３を求める。

温度Ｔ２に基づいて温度Ｔ３を求める方法は、上述した温度Ｔ１に基づいて温度Ｔ３を求める方法と同様である。例えば、実験などを行うことによって、モジュール１４の温度Ｔ２と、モジュール１５の温度Ｔ３との温度差γを予め求めておき、次式（１４）から、温度Ｔ３を算出する。
Ｔ３＝Ｔ２＋γ （１４）
なお、モジュール１４の温度Ｔ２と、モジュール１５の温度Ｔ３との温度差は一定ではないので、上式（１４）で求められる温度Ｔ３は、推定温度である。温度Ｔ３を求めると、ステップＳ３９０に進む。

一方、ステップ３００において、検出電圧Ｖ１および検出電圧Ｖ３が等しくないと判定すると、ステップＳ３３０に進む。ステップＳ３３０では、検出電圧Ｖ２および検出電圧Ｖ３が等しいか否かを判定する。ここでは、検出電圧Ｖ２と検出電圧Ｖ３との差が所定のしきい値以下であれば、両電圧は等しいと判定する。検出電圧Ｖ２および検出電圧Ｖ３が等しいと判定すると、ステップＳ３４０に進む。

ステップＳ３４０では、検出線Ｌ２およびＬ３の間のみが短絡していると判断して、ステップＳ３５０に進む。ステップＳ３５０では、モジュール１５の推定温度Ｔ３を求める。この場合、検出端子Ｌ１およびＬ２間で短絡は生じていないので、モジュール１５の温度Ｔ３は、モジュール１３の温度Ｔ１に基づいて求めることができるし、モジュール１４の温度Ｔ２に基づいて求めることもできる。ここでは、ステップＳ３２０の処理と同様に、モジュール１５に近い位置に置かれているモジュール１４の温度Ｔ２に基づいて、上式（１４）より、温度Ｔ３を求める。温度Ｔ３を求めると、ステップＳ３９０に進む。

一方、ステップＳ３３０の判定を否定すると、ステップＳ３６０に進む。ステップＳ３６０では、検出線Ｌ１，Ｌ２．Ｌ３間で短絡故障が生じていないにも関わらず、上式（１２）の関係が成り立っていないので、温度検出系に故障が生じていると判断する。ここでは、故障が発生している温度検出系を特定する処理を行う。この処理の詳細な内容を、図７に示すフローチャートを用いて説明する。

ステップＳ５００では、サーミスタ１およびプルアップ抵抗３によって構成される温度検出系に故障が生じていないか判定する。この判定は、既知の方法を利用して行う。サーミスタ１およびプルアップ抵抗３によって構成される温度検出系に故障が生じていると判定すると、ステップＳ５１０に進む。

ステップＳ５１０では、サーミスタ２およびプルアップ抵抗４によって構成される温度検出系に故障が生じていないか判定する。この判定は、既知の方法を利用して行う。サーミスタ２およびプルアップ抵抗４によって構成される温度検出系に故障が生じていると判定すると、ステップＳ５２０に進む。

ステップＳ５２０では、サーミスタ６およびプルアップ抵抗７によって構成される温度検出系に故障が生じていないか判定する。この判定は、既知の方法を利用して行う。サーミスタ６およびプルアップ抵抗７によって構成される温度検出系に故障が生じていると判定すると、ステップＳ５３０に進む。

ステップＳ５３０では、サーミスタ１を含む温度検出系、サーミスタ２を含む温度検出系、および、サーミスタ６を含む温度検出系の全ての温度検出系に故障が生じていると判断する。

一方、ステップＳ５２０において、サーミスタ６を含む温度検出系に故障が生じていないと判定すると、ステップＳ５４０に進む。ステップＳ５４０では、サーミスタ６を含む温度検出系のみ、故障が生じていないので、サーミスタ６を含む温度検出系を用いて求められる温度Ｔ３に基づいて、温度Ｔ１および温度Ｔ２を求める。温度Ｔ１および温度Ｔ２は、上式（７）および（１３）から導かれる次式（１５）および（１６）によって、それぞれ求められる。
Ｔ１＝Ｔ３−β （１５）
Ｔ２＝Ｔ３＋α−β （１６）
なお、式（１５）および（１６）によってそれぞれ求められる温度Ｔ１，Ｔ２は、推定温度である。

ステップＳ５１０において、サーミスタ２を含む温度検出系に故障が生じていないと判定すると、ステップＳ５５０に進む。ステップＳ５５０では、サーミスタ６およびプルアップ抵抗７によって構成される温度検出系に故障が生じていないか判定する。この判定は、ステップＳ５２０の判定と同じである。サーミスタ２を含む温度検出系に故障が生じていると判定すると、ステップＳ５６０に進む。

ステップＳ５６０では、サーミスタ２を含む温度検出系のみ、故障が生じていないので、サーミスタ２を含む温度検出系を用いて求められる温度Ｔ２に基づいて、温度Ｔ１および温度Ｔ３を求める。温度Ｔ１は、上式（８）より求める。また、温度Ｔ３は、上式（１６）から導かれる次式（１７）より求める。
Ｔ３＝Ｔ２−α＋β （１７）

ステップＳ５５０において、サーミスタ６を含む温度検出系に故障が生じていないと判定すると、ステップＳ５７０に進む。ステップＳ５７０では、サーミスタ１を含む温度検出系のみ故障が生じているので、サーミスタ２を含む温度検出系を用いて求められる温度Ｔ２に基づいて、上式（８）より、モジュール１３の温度Ｔ１を求める。なお、サーミスタ６を含む温度検出系を用いて求められる温度Ｔ３に基づいて温度Ｔ１を求めることもできるが、ここでは、モジュール１３に近い位置に置かれているモジュール１４の温度Ｔ２に基づいて、モジュール１３の温度Ｔ１を求める。

一方、ステップＳ５００において、サーミスタ１を含む温度検出系に故障が生じていないと判定すると、ステップＳ５８０に進む。ステップＳ５８０では、サーミスタ２およびプルアップ抵抗４によって構成される温度検出系に故障が生じていないか判定する。この判定は、ステップＳ５１０で行う判定と同じである。サーミスタ２を含む温度検出系に故障が生じていると判定すると、ステップＳ５９０に進む。

ステップＳ５９０では、サーミスタ２を含む温度検出系に故障が生じているので、サーミスタ１を含む温度検出系を用いて検出される温度Ｔ１に基づいて、上式（７）より、温度Ｔ２を求める。温度Ｔ２を求めると、ステップＳ６００に進む。

ステップＳ６００では、サーミスタ６およびプルアップ抵抗７によって構成される温度検出系に故障が生じていないか判定する。この判定は、ステップＳ５２０で行う判定と同じである。サーミスタ６を含む温度検出系に故障が生じていると判定すると、ステップＳ６１０に進む。

ステップＳ６１０では、サーミスタ６を含む温度検出系も故障しているので、故障していないサーミスタ１を含む温度検出系を用いて検出される温度Ｔ１に基づいて、上式（１３）より、温度Ｔ３を求める。

一方、ステップＳ５８０において、サーミスタ２を含む温度検出系に故障が生じていないと判定すると、ステップＳ６２０に進む。ステップＳ６２０では、サーミスタ１を含む温度検出系およびサーミスタ２を含む温度検出系に故障が生じていないので、サーミスタ６およびプルアップ抵抗７によって構成される温度検出系に故障が生じていると判断して、ステップＳ６１０に進む。

ステップＳ５３０、Ｓ５４０、Ｓ５６０、Ｓ５７０、Ｓ６１０の処理を終了すると、図６に示すフローチャートのステップＳ３７０に進む。

図６に示すフローチャートのステップＳ３７０では、サーミスタ１を含む温度検出系、サーミスタ２を含む温度検出系、および、サーミスタ６を含む温度検出系の全ての温度検出系に故障が生じていると判定されたか否かを判定する。図７に示すフローチャートのステップＳ５３０の判断を行った場合には、ステップＳ３７０の判定を肯定して、ステップＳ３８０に進み、それ以外の場合には、ステップＳ３９０に進む。

ステップＳ３８０では、組電池１０の温度検出を行うことができず、例えば、組電池１０のＳＯＣ演算処理等を行うことができないので、車両を停止させる処理を行い、フローチャートの処理を終了する。

一方、ステップＳ３９０では、検出線の短絡故障、または、温度検出系の故障が生じていることをユーザに報知するために、インジケータ３０を点灯させる。インジケータ３０を点灯させると、フローチャートの処理を終了する。

一実施の形態におけるサーミスタの短絡検出装置によれば、第１の抵抗３および第１のサーミスタ１を有し、基準電圧を第１の抵抗３および第１のサーミスタ１で分圧された第１の電圧Ｖ１を検出して、第１の温度検出箇所の温度を検出する第１の温度検出系と、第２の抵抗４および第２のサーミスタ２を有し、基準電圧を第２の抵抗４および第２のサーミスタ２で分圧された第２の電圧Ｖ２を検出して、第２の温度検出箇所の温度を検出する第２の温度検出系とを備える。第２の温度検出系は、第１の温度検出系および第２の温度検出系による温度検出状況下において、常に第１の電圧Ｖ１が第２の電圧Ｖ２より高くなるように、第１の抵抗３の抵抗値に対する第２の抵抗４の抵抗値、および、第１のサーミスタ１の抵抗値に対する第２のサーミスタ２の抵抗値が設定されている。ＭＰＵ５は、第１の電圧および第２の電圧の差が第１の所定電圧以下になると、第１の温度検出系と第２の温度検出系との間で短絡故障が生じていると判定する。第１の温度検出系で検出される第１の電圧Ｖ１と第２の温度検出系で検出される第２の電圧Ｖ２は、異なる値となるように、抵抗３，４の抵抗値の関係、および、サーミスタ１，２の抵抗値の関係を設定しておくので、第１および第２の温度検出系の温度検出箇所の温度が同じ場合でも、第１の電圧Ｖ１および第２の電圧Ｖ２が同じ値となることはない。従って、第１の電圧および第２の電圧の差が第１の所定電圧以下になった場合にのみ、両温度検出系が短絡していると判断することができる。

また、一実施の形態におけるサーミスタの短絡故障検出装置によれば、第１の温度検出系と第２の温度検出系との間で短絡故障が生じていると判定されると、第１の温度検出系によって検出される第１の温度に基づいて、第２の温度を推定する。これにより、両温度検出系が短絡した場合でも、第１の温度検出系によって検出される正確な第１の温度に基づいて、第２の温度を推定することができる。

また、一実施の形態におけるサーミスタの短絡故障検出装置によれば、サーミスタを３つ設けた場合でも、同様に、温度検出系間の短絡故障を判定することができる。すなわち、第３の抵抗７および第３のサーミスタ６を有し、基準電圧を第３の抵抗７および第３のサーミスタ６で分圧された第３の電圧Ｖ３を検出して、第１の温度検出対象箇所および第２の温度検出対象箇所とは異なる第３の温度検出対象箇所の温度を検出する第３の温度検出系をさらに備える。この第３の温度検出系は、第１の温度検出系、第２の温度検出系、および、第３の温度検出系によって、第１の温度検出箇所、第２の温度検出箇所、および、第３の温度検出箇所の温度をそれぞれ検出する状況下において、常に第２の電圧Ｖ２が第３の電圧Ｖ３より高くなるように、第２の抵抗４の抵抗値に対する第３の抵抗７の抵抗値、および、第２のサーミスタ２の抵抗値に対する第３のサーミスタ６の抵抗値が設定されている。ＭＰＵ５は、第２の温度検出系によって検出される第２の電圧Ｖ２と、第３の温度検出系によって検出される第３の電圧の差が第２の所定電圧以下になると、第２の温度検出系と第３の温度検出系との間で短絡故障が生じていると判定する。また、第１の温度検出系によって検出される第１の電圧Ｖ１と、第３の温度検出系によって検出される第３の電圧の差が第３の所定電圧以下になると、第１の温度検出系と第３の温度検出系との間で短絡故障が生じていると判定する。これにより、サーミスタを３つ設けた場合でも、温度検出系で検出される温度が同じになる場合と、温度検出系が短絡している場合とを判別することができる。

一実施の形態におけるサーミスタの短絡故障検出装置によれば、第１の温度検出系と第２の温度検出系との間で短絡故障が生じておらず、かつ、第２の温度検出系と第３の温度検出系との間で短絡故障が生じていると判定されると、第１の温度検出系によって検出される第１の温度および第２の温度検出系によって検出される第２の温度のいずれか一方の温度に基づいて、第３の温度を推定する。これにより、短絡故障が生じた場合でも、第１の温度検出系によって検出される正確な第１の温度、または、第２の温度検出系によって検出される正確な第２の温度に基づいて、第３の温度を推定することができる。

特に、第３の温度を推定する際に、第３の温度検出系の近くに設けられている温度検出系によって検出される温度に基づいて、第３の温度を推定するので、第３の温度をより正確に推定することができる。

本発明は、上述した一実施の形態に限定されることはない。例えば、上述した一実施の形態では、例えば、サーミスタを２つ用いた場合、温度検出系の短絡箇所を検出線Ｌ１およびＬ２の間として説明した。しかし、短絡箇所は、検出線Ｌ１およびＬ２の間に限られず、例えば、入力端子ｃおよびｄの間や、サーミスタ１および２の間でも同じでもよい。

サーミスタを用いて、２箇所の温度を計測する原理を図１を用いて説明したが、温度検出系の基本構成図は、図１の構成に限定されることはない。例えば、図１の構成において、サーミスタ１および抵抗３の位置を入れ替えるとともに、サーミスタ２および抵抗４の位置を入れ替えるようにしてもよい。

図６に示すフローチャートのステップＳ３２０およびステップＳ３５０では、モジュール１５に近い位置に置かれているモジュール１４の温度Ｔ２に基づいて、温度Ｔ３を求めた。しかし、上述したように、サーミスタ２を含む第２の温度検出系より、サーミスタ１を含む第１の温度検出系の方が温度検出精度が良いので、第１の温度検出系で検出される温度Ｔ１に基づいて、温度Ｔ３を求めても良い。

上述した一実施の形態では、サーミスタを２つ用いる場合、および、３つ用いる場合について説明したが、４つ以上用いる場合でも同様の方法により、温度検出系の短絡故障を判定することができる。

上述した一実施の形態では、サーミスタの短絡検出装置をハイブリッド車に適用した場合について説明したが、電気自動車や燃料電池車に適用することもできるし、車両以外のシステムに適用することもできる。

特許請求の範囲の構成要素と一実施の形態の構成要素との対応関係は次の通りである。すなわち、抵抗３が第１の抵抗を、サーミスタ１が第１のサーミスタを、抵抗４が第２の抵抗を、サーミスタ２が第２のサーミスタを、ＭＰＵ５が故障判定手段、第２の温度推定手段および第３の温度推定手段を、抵抗７が第３の抵抗を、サーミスタ６が第３のサーミスタをそれぞれ構成する。なお、以上の説明はあくまで一例であり、発明を解釈する上で、上記の実施形態の構成要素と本発明の構成要素との対応関係に何ら限定されるものではない。

サーミスタを用いて、２つの温度検出対象の温度を計測する原理を説明するための図 サーミスタ１が設けられた温度検出対象部位の温度と電圧Ｖ１との関係、および、サーミスタ２が設けられた温度検出対象部位の温度と電圧Ｖ２との関係を示す図 一実施の形態におけるサーミスタの短絡検出装置をハイブリッド車に適用した場合の図 サーミスタを２つ用いた構成において、短絡故障を検出する処理手順を示すフローチャート ３つのサーミスタを用いて、３箇所の温度を検出する場合の構成図 サーミスタを３つ用いた構成において、短絡故障を検出する処理手順を示すフローチャート 故障が発生している温度検出系を特定する処理手順を示すフローチャート

符号の説明

１，２，６…サーミスタ
３，４，７…抵抗
５…ＭＰＵ
８…車両負荷
１０…組電池
１１〜１５…モジュール
２０…バッテリコントローラ
３０…インジケータ
Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３…検出線

Claims (8)

1. 第１の抵抗および第１のサーミスタを有し、基準電圧を前記第１の抵抗および前記第１のサーミスタで分圧された第１の電圧を検出して、第１の温度検出箇所の温度を検出する第１の温度検出手段と、
   第２の抵抗および第２のサーミスタを有し、前記基準電圧を前記第２の抵抗および前記第２のサーミスタで分圧された第２の電圧を検出して、前記第１の温度検出箇所とは異なる第２の温度検出箇所の温度を検出する第２の温度検出手段であって、前記第１の温度検出手段および前記第２の温度検出手段によって、前記第１の温度検出箇所および前記第２の温度検出箇所の温度をそれぞれ検出する状況下において、常に前記第１の電圧が前記第２の電圧より高くなるように、前記第１の抵抗の抵抗値に対する前記第２の抵抗の抵抗値、および、前記第１のサーミスタの抵抗値に対する前記第２のサーミスタの抵抗値が設定されている第２の温度検出手段と、
   前記第１の電圧および前記第２の電圧の差が第１の所定電圧以下になると、前記第１の温度検出手段と前記第２の温度検出手段との間で短絡故障が生じていると判定する短絡故障判定手段とを備えることを特徴とするサーミスタの短絡故障検出装置。
2. 請求項１に記載のサーミスタの短絡故障検出装置において、
   前記第１の抵抗の抵抗値は、前記第２の抵抗の抵抗値より小さく、
   前記第１のサーミスタの抵抗値は、前記第２のサーミスタの抵抗値より小さいことを特徴とするサーミスタの短絡故障検出装置。
3. 請求項１または請求項２に記載のサーミスタの短絡故障検出装置において、
   前記短絡故障判定手段によって、前記第１の温度検出手段と前記第２の温度検出手段との間で短絡故障が生じていると判定されると、前記第１の温度検出手段によって検出される第１の温度に基づいて、前記第２の温度を推定する第２の温度推定手段をさらに備えることを特徴とするサーミスタの短絡故障検出装置。
4. 請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のサーミスタの短絡故障検出装置において、
   第３の抵抗および第３のサーミスタを有し、前記基準電圧を前記第３の抵抗および前記第３のサーミスタで分圧された第３の電圧を検出して、前記第１の温度検出対象箇所および前記第２の温度検出対象箇所とは異なる第３の温度検出対象箇所の温度を検出する第３の温度検出手段であって、前記第１の温度検出手段、前記第２の温度検出手段、および、前記第３の温度検出手段によって、前記第１の温度検出箇所、前記第２の温度検出箇所、および、前記第３の温度検出箇所の温度をそれぞれ検出する状況下において、常に前記第２の電圧が前記第３の電圧より高くなるように、前記第２の抵抗の抵抗値に対する前記第３の抵抗の抵抗値、および、前記第２のサーミスタの抵抗値に対する前記第３のサーミスタの抵抗値が設定されている第３の温度検出手段をさらに備え、
   前記短絡故障判定手段は、前記第２の電圧および前記第３の電圧の差が第２の所定電圧以下になると、前記第２の温度検出手段と前記第３の温度検出手段との間で短絡故障が生じていると判定し、前記第１の電圧および前記第３の電圧の差が第３の所定電圧以下になると、前記第１の温度検出手段と前記第３の温度検出手段との間で短絡故障が生じていると判定することを特徴とするサーミスタの短絡故障検出装置。
5. 請求項４に記載のサーミスタの短絡故障検出装置において、
   前記第１の抵抗の抵抗値は、前記第２の抵抗の抵抗値より小さく、前記第２の抵抗の抵抗値は、前記第３の抵抗の抵抗値より小さく、
   前記第１のサーミスタの抵抗値は、前記第２のサーミスタの抵抗値より小さく、前記第２のサーミスタの抵抗値は、前記第３のサーミスタの抵抗値より小さいことを特徴とするサーミスタの短絡故障検出装置。
6. 請求項４または請求項５に記載のサーミスタの短絡故障検出装置において、
   前記短絡故障判定手段によって、前記第１の温度検出手段と前記第２の温度検出手段との間で短絡故障が生じておらず、かつ、前記第２の温度検出手段と前記第３の温度検出手段との間で短絡故障が生じていると判定されると、前記第１の温度検出手段によって検出される第１の温度および前記第２の温度検出手段によって検出される第２の温度のいずれか一方の温度に基づいて、前記第３の温度を推定する第３の温度推定手段をさらに備えることを特徴とするサーミスタの短絡故障検出装置。
7. 請求項６に記載のサーミスタの短絡故障検出装置において、
   前記第３の温度推定手段は、前記第１の温度検出手段および前記第２の温度検出手段のうち、前記第３の温度検出手段の近くに設けられている温度検出手段によって検出される温度に基づいて、前記第３の温度を推定することを特徴とするサーミスタの短絡故障検出装置。
8. 請求項６に記載のサーミスタの短絡故障検出装置において、
   前記第３の温度推定手段は、前記第１の温度検出手段および前記第２の温度検出手段のうち、温度検出精度の良い温度検出手段によって検出される温度に基づいて、前記第３の温度を推定することを特徴とするサーミスタの短絡故障検出装置。

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