車両用空調装置の故障診断装置
【課題】電気式ヒータの故障か温度センサの故障かを判断する。
【解決手段】作動初期に突入電流が流れて温度が上がると抵抗値が上昇する電気特性を有するヒータ６と、ヒータ６に電力を供給するバッテリ１と、ヒータ６の温度を検出する温度センサ１０と、を備える車両用空調装置の故障診断装置であって、ヒータ６に流れる電流を検出する電流検出手段１１と、所定時間、ヒータ６に電力を供給し、ヒータ６に流れる電流と、ヒータ６の電気特性と、に基づいてヒータ６及び温度センサ１０の故障を診断する故障診断手段（Ｓ９）と、を備える。
【解決手段】作動初期に突入電流が流れて温度が上がると抵抗値が上昇する電気特性を有するヒータ６と、ヒータ６に電力を供給するバッテリ１と、ヒータ６の温度を検出する温度センサ１０と、を備える車両用空調装置の故障診断装置であって、ヒータ６に流れる電流を検出する電流検出手段１１と、所定時間、ヒータ６に電力を供給し、ヒータ６に流れる電流と、ヒータ６の電気特性と、に基づいてヒータ６及び温度センサ１０の故障を診断する故障診断手段（Ｓ９）と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は車両用空調装置の故障診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の車両用空調装置として、発熱体にＰＴＣ（Positive Temperature Coefficient）サーミスタを用いた電気式ヒータを備えるものがある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１９９９１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前述した従来の車両用空調装置において、電気式ヒータの温度を検出する温度センサの出力値に基づいて電気式ヒータの故障診断を実施しようとすると、温度センサの出力値が異常値を示したときに、電気式ヒータの故障なのか、温度センサの故障なのかを判断できないという問題点があった。
【０００５】
本発明はこのような従来の問題点に着目してなされたものであり、温度センサの出力値が異常値を示したときに、電気式ヒータの故障なのか、温度センサの故障なのかを判断できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、以下のような解決手段によって前記課題を解決する。
【０００７】
本発明は、作動初期に突入電流が流れて温度が上がると抵抗値が上昇する電気特性を有するヒータと、ヒータに電力を供給するバッテリと、ヒータの温度を検出する温度センサと、を備える車両用空調装置の故障診断装置である。本発明による車両用空調装置の故障診断装置は、ヒータに流れる電流を検出する。そして、所定時間ヒータに電力を供給し、ヒータに流れる電流とヒータの電気特性とに基づいてヒータ及び温度センサの故障を診断することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ヒータに流れる電流とヒータの電気特性とに基づいて、ヒータと温度センサとをそれぞれ個別に故障診断する。したがって、温度センサの出力値に異常があった場合でも、それが電気式ヒータの故障によるものか、温度センサの故障によるものなのかを個別に判断することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】電動車両の車両空調装置の概略システム図である。
【図２】ＰＴＣヒータの電気特性について説明する図である。
【図３】第１実施形態による故障診断制御について説明するフローチャートである。
【図４】ヒータ温度に基づいて最適システム電圧を算出するマップである。
【図５】ＰＴＣヒータの故障診断処理について説明するフローチャートである。
【図６】温度センサの故障診断処理について説明するフローチャートである。
【図７】ヒータ温度、システム電圧及び突入電流のピーク値の関係を示した図である。
【図８】第２実施形態による故障診断制御について説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面等を参照して本発明の実施形態について説明する。
【００１１】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態による電動車両の車両空調装置の概略システム図である。本実施形態では電動車両として電気自動車（Electric Vehicle；ＥＶ）を適用した。
【００１２】
電動車両の車両空調装置は、バッテリ１と、インバータ２と、モータ３と、外部電源接続部４と、ＤＣ／ＤＣコンバータ５と、ＰＴＣヒータ６と、メインリレー７と、ヒータリレー８と、ヒューズ９と、温度センサ１０と、電圧センサ１１と、電流センサ１２と、コントローラ１３と、を備える。
【００１３】
バッテリ１は、モータ３や車両の各種電装品に供給する電気を蓄える。
【００１４】
インバータ２は、バッテリ１から供給される直流電流を交流電流に変換し、変換した交流電流をモータ３に供給する。インバータ２は、平滑コンデンサ２１を備え、メインリレー７がオンのときにバッテリ１と等電位となる。
【００１５】
モータ３は、インバータ２から供給される交流電流によって作動し、車両を駆動させるトルクを発生する。
【００１６】
外部電源接続部４は、外部電源に対して着脱自在な接続コネクタ４１を備え、外部電源から供給される交流電流を直流電流に変換する。接続コネクタ４１が外部電源に接続されると、バッテリ１に直流電流が供給されてバッテリ１に電気が蓄えられる。
【００１７】
ＤＣ／ＤＣコンバータ５は双方向性のコンバータであり、バッテリ１からの出力電圧を降圧させるとともに、外部電源接部からの入力電圧を昇圧させる。
【００１８】
ＰＴＣヒータ６は、暖房能力が不足しているときに用いられて空調風を加熱する電気式ヒータである。ＰＴＣヒータ６は、発熱体の温度上昇に応じて電気抵抗値が増加する、いわゆるＰＴＣ特性を有する。この特性によって、ＰＴＣヒータ６が所定の上限温度まで達すると電気抵抗値の増加によって電流が流れにくくなり、それ以上温度が上がらなくなる。また、電流が流れにくくなるため消費電力も低下する。
【００１９】
メインリレー７は、バッテリ１とモータ３及び車両の各種電装品とを結ぶ電流ラインに設けられる。メインリレー７をオン（短絡状態）にすることで、バッテリ１の充放電が実施される。
【００２０】
ヒータリレー８は、バッテリ１とＰＴＣヒータ６とを結ぶ電流ラインに設けられる。ヒータレイレーをオン（短絡状態）にすることで、ＰＴＣヒータ６に電流が供給される。
【００２１】
ヒューズ９は、バッテリ１とＰＴＣヒータ６とを結ぶ電流ラインに設けられ、定格以上の電流がＰＴＣヒータ６に流れるのを防止する。
【００２２】
温度センサ１０は、ＰＴＣヒータ６に設けられ、ＰＴＣヒータ６の温度（以下「ヒータ温度」という）を検出する。
【００２３】
電圧センサ１１は、バッテリ１の電圧（以下「システム電圧」という）を検出する。
【００２４】
電流センサ１２は、バッテリ１に流れ込む電流及びバッテリ１から流れ出す電流（以下「システム電流」という）を検出する。
【００２５】
コントローラ１３は、中央演算装置（ＣＰＵ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）及び入出力インタフェース（Ｉ／Ｏインタフェース）を備えたマイクロコンピュータで構成される。コントローラ１３には、前述した温度センサ１０や、電圧センサ１１、電流センサ１２の他にも電動車両の運転状態を検出する各種センサからの信号が入力される。コントローラ１３は、これらの入力信号に基づいて、ＰＴＣヒータ６及び温度センサ１０の故障診断を実施する。以下では、まずＰＣＴヒータの特性について説明した後、ＰＴＣヒータ６及び温度センサ１０の故障診断について説明する。
【００２６】
次に図２を参照してＰＴＣヒータ６の電気特性について説明する。
【００２７】
図２は、ＰＴＣヒータ６の電気特性について説明する図であり、ＰＴＣヒータ６を作動させたときのシステム電圧及びシステム電流を示した図である。
【００２８】
ＰＴＣヒータ６には、その特性上、作動初期に突入電流と呼ばれる大電流が流れる。そのため、時刻ｔ１でヒータリレー８をオンにしてＰＴＣヒータ６を作動させると（図２（Ａ））、システム電流は時刻ｔ２でピーク値Ｉｒに達し、その後、定常電流値Ｉｃまで低下する（図２（Ｃ））。なお、この突入電流のピーク値Ｉｒは、後述するようにシステム電圧及びヒータ温度に応じて変化する。
【００２９】
図３は、ＰＴＣヒータ６及び温度センサ１０の故障診断制御について説明するフローチャートである。コントローラ１３は、本ルーチンを所定の演算周期（例えば１０ｍｓ）で実行する。
【００３０】
ステップＳ１において、コントローラ１３は、故障診断完了フラグが１にセットされているか否かを判定する。故障診断完了フラグは、ＰＴＣヒータ６及び温度センサ１０の故障診断が完了したときに１にセットされるフラグである。コントローラ１３は、故障診断完了フラグが１にセットされていれば今回の処理を終了する。一方で、故障診断完了フラグが０にセットされていればステップＳ２に処理を移行する。
【００３１】
ステップＳ２において、コントローラ１３は、ＰＴＣヒータ通電フラグが１にセットされているか否かを判定する。ＰＴＣヒータ通電フラグは、故障診断中にヒータリレー８がオンにされたときに１にセットされるフラグである。コントローラ１３は、ＰＴＣヒータ通電フラグが１にセットされていればステップＳ９に処理を移行する。一方で、ＰＴＣヒータ通電フラグが０にセットされていればステップＳ３に処理を移行する。
【００３２】
ステップＳ３において、コントローラ１３は、接続コネクタ４１が外部電源に接続されているか、すなわち、バッテリ充電中か否かを判定する。これは、バッテリ充電中であれば、車両は停止状態であり、運転者の加速要求等によってシステム電圧が急激に変動することがなく、システム電圧を制御できるためである。コントローラ１３は、バッテリ充電中であればステップＳ４に処理を移行する。一方で、バッテリ充電中でなければ今回の処理を終了する。
【００３３】
ステップＳ４において、コントローラ１３は、システム電圧及びヒータ温度を検出する。
【００３４】
ステップＳ５において、コントローラ１３は、後述する図４のマップを参照し、検出したヒータ温度に基づいて、突入電流のピーク値Ｉｒが最小となる最適システム電圧を算出する。
【００３５】
ステップＳ６において、コントローラ１３は、システム電圧と、最適システム電圧と、を比較する。コントローラ１３は、最適システム電圧よりもシステム電圧の方が小さければステップＳ７に処理を移行する。一方で、最適システム電圧よりもシステム電圧の方が大きければステップＳ８に処理を移行する。
【００３６】
ステップＳ７において、コントローラ１３は、バッテリ１の充電を継続する。これにより、システム電圧を最適システム電圧まで上昇させる。
【００３７】
ステップＳ８において、コントローラ１３は、バッテリ１の充電を一時停止する。
【００３８】
ステップＳ９において、コントローラ１３は、ＰＴＣヒータ６の故障診断処理を実施する。具体的な内容については図５を参照して後述する。
【００３９】
ステップＳ１０において、コントローラ１３は、接続コネクタ４１が外部電源から切り離されたか否かを判定する。コントローラ１３は、接続コネクタ４１が外部電源から切り離されたときはステップＳ１１に処理を移行する。一方で、接続コネクタ４１が外部電源から切り離されてなければ今回の処理を終了する。
【００４０】
ステップＳ１１において、コントローラ１３は、故障診断完了フラグを０にセットする。
【００４１】
図４は、ヒータ温度に基づいて、最適システム電圧を算出するマップである。
【００４２】
図４に示すように、システム電圧が同じ値の場合で比較すると、突入電流のピーク値Ｉｒは、ヒータ温度が低いときほど小さくなる。また、ヒータ温度ごとに突入電流のピーク値Ｉｒが最小となる最適システム電圧が存在する。突入電流のピーク値Ｉｒは、システム電圧が最適システム電圧より低くなるにつれて大きくなり、またシステム電圧が最適システム電圧より高くなるにつれて大きくなる。
【００４３】
このように、突入電流のピーク値Ｉｒは、ヒータ温度とシステム電圧とに応じて変化する。
【００４４】
図５は、ＰＴＣヒータ６の故障診断処理について説明するフローチャートである。
【００４５】
ステップＳ９１において、コントローラ１３は、ＰＴＣヒータ通電フラグが１にセットされているか否かを判定する。コントローラ１３は、ＰＴＣヒータ通電フラグが１にセットされていればステップＳ９３に処理を移行する。一方で、ＰＴＣヒータ通電フラグが０にセットされていればステップＳ９２に処理を移行する。
【００４６】
ステップＳ９２において、コントローラ１３は、ヒータリレー８をオンしてＰＴＣヒータ６への通電を開始し、ＰＴＣヒータ通電フラグを１にセットする。
【００４７】
ステップＳ９３において、コントローラ１３は、電流センサ１２によって、ＰＴＣヒータ６を通過する電流（以下「ＰＴＣヒータ通過電流」という）を検出する。
【００４８】
ステップＳ９４において、コントローラ１３は、ＰＴＣヒータ通過電流が通常の使用方法で想定される突入電流の最大値（以下「最大ピーク値」という）Ｉｒmaxよりも大きいか否かを判定する。最大ピーク値Ｉｒmaxは、ヒータ温度が低温で、かつ、システム電圧が高いときにおける突入電流のピーク値Ｉｒに製品バラツキ等を考慮した値を加えた数値である。コントローラ１３は、ＰＴＣヒータ通過電流が最大ピーク値Ｉｒmaxよりも小さければステップＳ９５に処理を移行する。一方で、ＰＴＣヒータ通過電流が最大ピーク値Ｉｒmaxよりも大きければステップＳ９９に処理を移行する。
【００４９】
ステップＳ９５において、コントローラ１３は、ＰＴＣヒータ通過電流がピークを迎えたか否かを判定する。具体的には、電流センサ１２によって検出している電流値が単調増加から単調減少に変化すればピークに達したと判定する。コントローラ１３は、ＰＴＣヒータ通過電流がピークに達していなければステップＳ９６に処理を移行する。一方で、ＰＴＣヒータ通過電流がピークに達していればステップＳ９７に処理を移行する。
【００５０】
ステップＳ９６において、コントローラ１３は、ヒータリレー８をオンにしてからの経過時間が所定時間より大きいか否かを判定する。所定時間は、ヒータリレー８をオンにしてからシステム電流がピーク値Ｉｒに達するまでの時間に対して、十分に長い時間である。コントローラ１３は、ヒータリレー８をオンにしてからの経過時間が所定時間よりも小さければ今回の処理を終了する。一方で、ヒータリレー８をオンにしてからの経過時間が所定時間よりも大きければステップＳ９９に処理を移行する。
【００５１】
ステップＳ９７において、コントローラ１３は、温度センサ１０の故障診断処理を実施する。具体的な内容については図６を参照して後述する。
【００５２】
ステップＳ９８において、コントローラ１３は、ＰＴＣヒータ６が正常に作動していると診判定する。
【００５３】
ステップＳ９９において、コントローラ１３は、ＰＴＣヒータ６が故障していると判定し、以後はＰＣＴヒータが正常と判定されるまでＰＣＴヒータへの通電を禁止する。
【００５４】
ステップＳ１００において、コントローラ１３は、ヒータリレー８をオフにしてＰＴＣヒータ６への通電を停止し、ＰＴＣヒータ通電フラグを０にセットする。
【００５５】
ステップＳ１０１において、コントローラ１３は、故障診断完了フラグを１にセットする。
【００５６】
ステップＳ１０２において、コントローラ１３は、一時停止していたバッテリ１の充電を再開する。
【００５７】
図６は、温度センサ１０の故障診断処理について説明するフローチャートである。
【００５８】
ステップＳ９７１において、コントローラ１３は、電流センサ１２の検出値に基づいて突入電流のピーク値Ｉｒを検出する。具体的には、電流センサ１２によって検出している電流値が単調増加から単調減少に変化したときの値を突入電流のピーク値Ｉｒとする。
【００５９】
ステップＳ９７２において、コントローラ１３は、図４のマップを参照し、システム電圧とＰＴＣヒータ６の実温度とから予想される突入電流のピーク値（以下「予想ピーク値」という）Ｉｒpreを算出する。
【００６０】
ステップＳ９７３において、コントローラ１３は、ピーク値Ｉｒと予想ピーク値Ｉｒpreとの乖離量が所定量より大きいか否かを判定する。コントローラ１３は、ピーク値Ｉｒと予想ピーク値Ｉｒpreの乖離量が所定量より小さければ今回の処理を終了する。一方で、乖離量が所定量より大きければステップＳ９７４に処理を移行する。
【００６１】
ステップＳ９７４において、コントローラ１３は、温度センサ１０が故障していると判定する。
【００６２】
ステップＳ９７５において、コントローラ１３は、乖離量に応じて以後の温度センサ１０の出力値を補正する。
【００６３】
以上説明した本実施形態によれば、ＰＴＣヒータ通過電流が通常の使用方法で想定される突入電流の最大値である最大ピーク値Ｉｒmaxよりも大きければ、ＰＴＣヒータ６の故障と診断する。これは、ＰＴＣヒータ６の電気特性は予め任意に設定されているため、通常の使用方法で想定される突入電流の最大ピーク値Ｉｒmaxは予め決まっている。そのため、ＰＴＣヒータ通過電流が最大ピーク値Ｉｒmaxよりも大きくなったときは、ＰＴＣヒータ６がショートしていると考えられためである。
【００６４】
また、ＰＴＣヒータ通過電流が、所定時間を経過してもピークを迎えないとき、すなわち、単調増加のまま単調減少へと変化しないときも、ＰＴＣヒータ６の故障と診断する。
【００６５】
これは、先と同様にＰＴＣヒータ６の電気特性は予め任意に設定されているため、ピークを迎えるまでの時間も予め決まっている。そのため、ＰＴＣヒータ通過電流が所定時間を経過してもピークを迎えないときは、ＰＴＣヒータ６の漏電が考えられるためである。
【００６６】
さらに、電流センサ１２の検出値に基づいて算出した突入電流のピーク値Ｉｒと、システム電圧とＰＴＣヒータ６の実温度とに基づいて、予め定められたマップから算出した突入電流の予想ピーク値Ｉｒpreと、の乖離量が所定量よりも大きければ、温度センサ１０の故障と診断する。これは、実測値であるピーク値Ｉｒと、ＰＴＣヒータ６の実温度から算出した予想ピーク値Ｉｒpreとの乖離量が大きければ、温度センサ１０が故障して異常な値を出力していると判断できるためである。
【００６７】
このように、本実施形態ではＰＴＣヒータ通過電流とＰＴＣヒータ６の電気特性とに基づいてＰＴＣヒータ６及び温度センサ１０の故障を診断する。したがって、温度センサ１０が異常な出力値を示したときでも、ＰＴＣヒータ６が故障しているのか、温度センサ１０が故障しているのかを判断することができる。
【００６８】
また、本実施形態によれば、車両停止後のバッテリ充電中という消費電力が制御できる状態、すなわちシステム電圧が制御できる状態のときに故障診断を実施する。ＰＴＣヒータ６を作動させたときの突入電流のピーク値は、システム電圧とヒータ温度とに応じて変化する。したがって、システム電圧が制御できる状態のときに故障診断を実施することで、突入電流にピーク値を小さくすることができる。よって、ヒューズ９の耐久性を向上させることができる。
【００６９】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。本発明の第２実施形態は、バッテリ１への充電を開始したときに、すぐに故障診断を開始するのか、しばらく充電をしてから故障診断を開始するのかを判断する点で第１実施形態と相違する。以下、その相違点について説明する。なお、以下に示す各実施形態では前述した第１実施形態と同様の機能を果たす部分には、同一の符号を用いて重複する説明を適宜省略する。
【００７０】
図７は、ヒータ温度、システム電圧及び突入電流のピーク値の関係を示した図である。
【００７１】
運転直後にバッテリ１を充電する場合には、ＰＴＣヒータ６がまだ高温のままのときがある。このときは、図７に示すように、充電開始直後のシステム電圧が低く、ヒータ温度が高いＰ点でＰＴＣヒータ６を作動させて故障診断を実施するよりも、ヒータ温度が多少低くなってもシステム電圧が高いＱ点でＰＴＣヒータ６を作動させた方が突入電流のピーク値Ｉｒが低くなる。
【００７２】
そこで本実施形態では、まず充電開始時のバッテリ１の充電量（State of Charge；ＳＯＣ）と外部電源からの供給電力量とに基づいて、システム電圧の推移を算出する。そして、それと同時に予め実験等で定められたＰＴＣヒータ６の放熱モデルと外気温とに基づいて、ヒータ温度の推移を算出する。
【００７３】
次に、システム電圧の推移とヒータ温度の推移とに基づいて、ヒータ温度が低くなってもシステム電圧が高くした方が突入電流のピーク値が小さくなる点があるか否かを判断する。
【００７４】
そして、ヒータ温度が低くなってもシステム電圧が高くした方が突入電流のピーク値が小さくなる点がある場合には、その点に推移するまでは故障診断を実施しない。
【００７５】
図８は、第２実施形態によるＰＴＣヒータ６及び温度センサ１０の故障診断制御について説明するフローチャートである。コントローラ１３は、本ルーチンを所定の演算周期（例えば１０ｍｓ）で実行する。
【００７６】
ステップＳ２１において、コントローラ１３は、充電開始時のバッテリ１の充電量と外部電源からの供給電力量とに基づいてシステム電圧の推移を算出すると同時に、予め実験等で定められたＰＴＣヒータ６の放熱モデルと外気温とに基づいてヒータ温度の推移を算出する。
【００７７】
ステップＳ２２において、コントローラ１３は、システム電圧の推移とヒータ温度の推移とに基づいて、突入電流のピーク値が最小になる最適システム電圧を算出する。
【００７８】
以上説明した本実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果が得られると共に、故障診断時にＰＴＣヒータ６に流れる突入電流のピーク値Ｉｒを小さくできるので、ヒューズ９の耐久性をより向上させることができる。
【００７９】
なお、本発明は上記の実施形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。
【００８０】
例えば、上記各実施形態では、電流センサ１１によって検出した電流値と、ヒータ６の電気特性と、に基づいて故障診断を実施したが、図２（Ｂ）に示すようにシステム電圧も突入電流の発生に応じて変化するので、電圧センサによって検出した電圧値と、ヒータ６の電気特性と、に基づいて故障診断を実施しても良い。
【００８１】
また、温度センサの補正を、ピーク値及び予想ピーク値のデータを複数の電圧・温度条件で計測し、それぞれの乖離量に基づいて実施しても良い。
【００８２】
また、上記各実施形態では、充電時に故障診断を実施したが、システム電圧が制御できる状態であれば充電時のみに限られるものではない。したがって、電気自動車のみならず、燃料電池車などの電動車両に適用しても良い。
【符号の説明】
【００８３】
１ バッテリ
６ ＰＴＣヒータ（ヒータ）
１０ 温度センサ
１１ 電流センサ（電流検出手段）
Ｓ３ 故障診断許可手段
Ｓ４ 故障診断許可手段
Ｓ５ 故障診断許可手段、最適電圧算出手段
Ｓ６ 故障診断許可手段
Ｓ９ 故障診断手段
Ｓ２１ 故障診断許可手段、推移検出手段
Ｓ２２ 故障診断許可手段、最適電圧算出手段
Ｓ９４ 第１故障診断手段
Ｓ９６ 第２故障診断手段
Ｓ９７１ 第１ピーク値算出手段
Ｓ９７２ 第２ピーク値算出手段
Ｓ９７３ 第３故障診断手段
Ｓ９７５ 温度センサ補正手段
【技術分野】
【０００１】
本発明は車両用空調装置の故障診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の車両用空調装置として、発熱体にＰＴＣ（Positive Temperature Coefficient）サーミスタを用いた電気式ヒータを備えるものがある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１９９９１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前述した従来の車両用空調装置において、電気式ヒータの温度を検出する温度センサの出力値に基づいて電気式ヒータの故障診断を実施しようとすると、温度センサの出力値が異常値を示したときに、電気式ヒータの故障なのか、温度センサの故障なのかを判断できないという問題点があった。
【０００５】
本発明はこのような従来の問題点に着目してなされたものであり、温度センサの出力値が異常値を示したときに、電気式ヒータの故障なのか、温度センサの故障なのかを判断できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、以下のような解決手段によって前記課題を解決する。
【０００７】
本発明は、作動初期に突入電流が流れて温度が上がると抵抗値が上昇する電気特性を有するヒータと、ヒータに電力を供給するバッテリと、ヒータの温度を検出する温度センサと、を備える車両用空調装置の故障診断装置である。本発明による車両用空調装置の故障診断装置は、ヒータに流れる電流を検出する。そして、所定時間ヒータに電力を供給し、ヒータに流れる電流とヒータの電気特性とに基づいてヒータ及び温度センサの故障を診断することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ヒータに流れる電流とヒータの電気特性とに基づいて、ヒータと温度センサとをそれぞれ個別に故障診断する。したがって、温度センサの出力値に異常があった場合でも、それが電気式ヒータの故障によるものか、温度センサの故障によるものなのかを個別に判断することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】電動車両の車両空調装置の概略システム図である。
【図２】ＰＴＣヒータの電気特性について説明する図である。
【図３】第１実施形態による故障診断制御について説明するフローチャートである。
【図４】ヒータ温度に基づいて最適システム電圧を算出するマップである。
【図５】ＰＴＣヒータの故障診断処理について説明するフローチャートである。
【図６】温度センサの故障診断処理について説明するフローチャートである。
【図７】ヒータ温度、システム電圧及び突入電流のピーク値の関係を示した図である。
【図８】第２実施形態による故障診断制御について説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面等を参照して本発明の実施形態について説明する。
【００１１】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態による電動車両の車両空調装置の概略システム図である。本実施形態では電動車両として電気自動車（Electric Vehicle；ＥＶ）を適用した。
【００１２】
電動車両の車両空調装置は、バッテリ１と、インバータ２と、モータ３と、外部電源接続部４と、ＤＣ／ＤＣコンバータ５と、ＰＴＣヒータ６と、メインリレー７と、ヒータリレー８と、ヒューズ９と、温度センサ１０と、電圧センサ１１と、電流センサ１２と、コントローラ１３と、を備える。
【００１３】
バッテリ１は、モータ３や車両の各種電装品に供給する電気を蓄える。
【００１４】
インバータ２は、バッテリ１から供給される直流電流を交流電流に変換し、変換した交流電流をモータ３に供給する。インバータ２は、平滑コンデンサ２１を備え、メインリレー７がオンのときにバッテリ１と等電位となる。
【００１５】
モータ３は、インバータ２から供給される交流電流によって作動し、車両を駆動させるトルクを発生する。
【００１６】
外部電源接続部４は、外部電源に対して着脱自在な接続コネクタ４１を備え、外部電源から供給される交流電流を直流電流に変換する。接続コネクタ４１が外部電源に接続されると、バッテリ１に直流電流が供給されてバッテリ１に電気が蓄えられる。
【００１７】
ＤＣ／ＤＣコンバータ５は双方向性のコンバータであり、バッテリ１からの出力電圧を降圧させるとともに、外部電源接部からの入力電圧を昇圧させる。
【００１８】
ＰＴＣヒータ６は、暖房能力が不足しているときに用いられて空調風を加熱する電気式ヒータである。ＰＴＣヒータ６は、発熱体の温度上昇に応じて電気抵抗値が増加する、いわゆるＰＴＣ特性を有する。この特性によって、ＰＴＣヒータ６が所定の上限温度まで達すると電気抵抗値の増加によって電流が流れにくくなり、それ以上温度が上がらなくなる。また、電流が流れにくくなるため消費電力も低下する。
【００１９】
メインリレー７は、バッテリ１とモータ３及び車両の各種電装品とを結ぶ電流ラインに設けられる。メインリレー７をオン（短絡状態）にすることで、バッテリ１の充放電が実施される。
【００２０】
ヒータリレー８は、バッテリ１とＰＴＣヒータ６とを結ぶ電流ラインに設けられる。ヒータレイレーをオン（短絡状態）にすることで、ＰＴＣヒータ６に電流が供給される。
【００２１】
ヒューズ９は、バッテリ１とＰＴＣヒータ６とを結ぶ電流ラインに設けられ、定格以上の電流がＰＴＣヒータ６に流れるのを防止する。
【００２２】
温度センサ１０は、ＰＴＣヒータ６に設けられ、ＰＴＣヒータ６の温度（以下「ヒータ温度」という）を検出する。
【００２３】
電圧センサ１１は、バッテリ１の電圧（以下「システム電圧」という）を検出する。
【００２４】
電流センサ１２は、バッテリ１に流れ込む電流及びバッテリ１から流れ出す電流（以下「システム電流」という）を検出する。
【００２５】
コントローラ１３は、中央演算装置（ＣＰＵ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）及び入出力インタフェース（Ｉ／Ｏインタフェース）を備えたマイクロコンピュータで構成される。コントローラ１３には、前述した温度センサ１０や、電圧センサ１１、電流センサ１２の他にも電動車両の運転状態を検出する各種センサからの信号が入力される。コントローラ１３は、これらの入力信号に基づいて、ＰＴＣヒータ６及び温度センサ１０の故障診断を実施する。以下では、まずＰＣＴヒータの特性について説明した後、ＰＴＣヒータ６及び温度センサ１０の故障診断について説明する。
【００２６】
次に図２を参照してＰＴＣヒータ６の電気特性について説明する。
【００２７】
図２は、ＰＴＣヒータ６の電気特性について説明する図であり、ＰＴＣヒータ６を作動させたときのシステム電圧及びシステム電流を示した図である。
【００２８】
ＰＴＣヒータ６には、その特性上、作動初期に突入電流と呼ばれる大電流が流れる。そのため、時刻ｔ１でヒータリレー８をオンにしてＰＴＣヒータ６を作動させると（図２（Ａ））、システム電流は時刻ｔ２でピーク値Ｉｒに達し、その後、定常電流値Ｉｃまで低下する（図２（Ｃ））。なお、この突入電流のピーク値Ｉｒは、後述するようにシステム電圧及びヒータ温度に応じて変化する。
【００２９】
図３は、ＰＴＣヒータ６及び温度センサ１０の故障診断制御について説明するフローチャートである。コントローラ１３は、本ルーチンを所定の演算周期（例えば１０ｍｓ）で実行する。
【００３０】
ステップＳ１において、コントローラ１３は、故障診断完了フラグが１にセットされているか否かを判定する。故障診断完了フラグは、ＰＴＣヒータ６及び温度センサ１０の故障診断が完了したときに１にセットされるフラグである。コントローラ１３は、故障診断完了フラグが１にセットされていれば今回の処理を終了する。一方で、故障診断完了フラグが０にセットされていればステップＳ２に処理を移行する。
【００３１】
ステップＳ２において、コントローラ１３は、ＰＴＣヒータ通電フラグが１にセットされているか否かを判定する。ＰＴＣヒータ通電フラグは、故障診断中にヒータリレー８がオンにされたときに１にセットされるフラグである。コントローラ１３は、ＰＴＣヒータ通電フラグが１にセットされていればステップＳ９に処理を移行する。一方で、ＰＴＣヒータ通電フラグが０にセットされていればステップＳ３に処理を移行する。
【００３２】
ステップＳ３において、コントローラ１３は、接続コネクタ４１が外部電源に接続されているか、すなわち、バッテリ充電中か否かを判定する。これは、バッテリ充電中であれば、車両は停止状態であり、運転者の加速要求等によってシステム電圧が急激に変動することがなく、システム電圧を制御できるためである。コントローラ１３は、バッテリ充電中であればステップＳ４に処理を移行する。一方で、バッテリ充電中でなければ今回の処理を終了する。
【００３３】
ステップＳ４において、コントローラ１３は、システム電圧及びヒータ温度を検出する。
【００３４】
ステップＳ５において、コントローラ１３は、後述する図４のマップを参照し、検出したヒータ温度に基づいて、突入電流のピーク値Ｉｒが最小となる最適システム電圧を算出する。
【００３５】
ステップＳ６において、コントローラ１３は、システム電圧と、最適システム電圧と、を比較する。コントローラ１３は、最適システム電圧よりもシステム電圧の方が小さければステップＳ７に処理を移行する。一方で、最適システム電圧よりもシステム電圧の方が大きければステップＳ８に処理を移行する。
【００３６】
ステップＳ７において、コントローラ１３は、バッテリ１の充電を継続する。これにより、システム電圧を最適システム電圧まで上昇させる。
【００３７】
ステップＳ８において、コントローラ１３は、バッテリ１の充電を一時停止する。
【００３８】
ステップＳ９において、コントローラ１３は、ＰＴＣヒータ６の故障診断処理を実施する。具体的な内容については図５を参照して後述する。
【００３９】
ステップＳ１０において、コントローラ１３は、接続コネクタ４１が外部電源から切り離されたか否かを判定する。コントローラ１３は、接続コネクタ４１が外部電源から切り離されたときはステップＳ１１に処理を移行する。一方で、接続コネクタ４１が外部電源から切り離されてなければ今回の処理を終了する。
【００４０】
ステップＳ１１において、コントローラ１３は、故障診断完了フラグを０にセットする。
【００４１】
図４は、ヒータ温度に基づいて、最適システム電圧を算出するマップである。
【００４２】
図４に示すように、システム電圧が同じ値の場合で比較すると、突入電流のピーク値Ｉｒは、ヒータ温度が低いときほど小さくなる。また、ヒータ温度ごとに突入電流のピーク値Ｉｒが最小となる最適システム電圧が存在する。突入電流のピーク値Ｉｒは、システム電圧が最適システム電圧より低くなるにつれて大きくなり、またシステム電圧が最適システム電圧より高くなるにつれて大きくなる。
【００４３】
このように、突入電流のピーク値Ｉｒは、ヒータ温度とシステム電圧とに応じて変化する。
【００４４】
図５は、ＰＴＣヒータ６の故障診断処理について説明するフローチャートである。
【００４５】
ステップＳ９１において、コントローラ１３は、ＰＴＣヒータ通電フラグが１にセットされているか否かを判定する。コントローラ１３は、ＰＴＣヒータ通電フラグが１にセットされていればステップＳ９３に処理を移行する。一方で、ＰＴＣヒータ通電フラグが０にセットされていればステップＳ９２に処理を移行する。
【００４６】
ステップＳ９２において、コントローラ１３は、ヒータリレー８をオンしてＰＴＣヒータ６への通電を開始し、ＰＴＣヒータ通電フラグを１にセットする。
【００４７】
ステップＳ９３において、コントローラ１３は、電流センサ１２によって、ＰＴＣヒータ６を通過する電流（以下「ＰＴＣヒータ通過電流」という）を検出する。
【００４８】
ステップＳ９４において、コントローラ１３は、ＰＴＣヒータ通過電流が通常の使用方法で想定される突入電流の最大値（以下「最大ピーク値」という）Ｉｒmaxよりも大きいか否かを判定する。最大ピーク値Ｉｒmaxは、ヒータ温度が低温で、かつ、システム電圧が高いときにおける突入電流のピーク値Ｉｒに製品バラツキ等を考慮した値を加えた数値である。コントローラ１３は、ＰＴＣヒータ通過電流が最大ピーク値Ｉｒmaxよりも小さければステップＳ９５に処理を移行する。一方で、ＰＴＣヒータ通過電流が最大ピーク値Ｉｒmaxよりも大きければステップＳ９９に処理を移行する。
【００４９】
ステップＳ９５において、コントローラ１３は、ＰＴＣヒータ通過電流がピークを迎えたか否かを判定する。具体的には、電流センサ１２によって検出している電流値が単調増加から単調減少に変化すればピークに達したと判定する。コントローラ１３は、ＰＴＣヒータ通過電流がピークに達していなければステップＳ９６に処理を移行する。一方で、ＰＴＣヒータ通過電流がピークに達していればステップＳ９７に処理を移行する。
【００５０】
ステップＳ９６において、コントローラ１３は、ヒータリレー８をオンにしてからの経過時間が所定時間より大きいか否かを判定する。所定時間は、ヒータリレー８をオンにしてからシステム電流がピーク値Ｉｒに達するまでの時間に対して、十分に長い時間である。コントローラ１３は、ヒータリレー８をオンにしてからの経過時間が所定時間よりも小さければ今回の処理を終了する。一方で、ヒータリレー８をオンにしてからの経過時間が所定時間よりも大きければステップＳ９９に処理を移行する。
【００５１】
ステップＳ９７において、コントローラ１３は、温度センサ１０の故障診断処理を実施する。具体的な内容については図６を参照して後述する。
【００５２】
ステップＳ９８において、コントローラ１３は、ＰＴＣヒータ６が正常に作動していると診判定する。
【００５３】
ステップＳ９９において、コントローラ１３は、ＰＴＣヒータ６が故障していると判定し、以後はＰＣＴヒータが正常と判定されるまでＰＣＴヒータへの通電を禁止する。
【００５４】
ステップＳ１００において、コントローラ１３は、ヒータリレー８をオフにしてＰＴＣヒータ６への通電を停止し、ＰＴＣヒータ通電フラグを０にセットする。
【００５５】
ステップＳ１０１において、コントローラ１３は、故障診断完了フラグを１にセットする。
【００５６】
ステップＳ１０２において、コントローラ１３は、一時停止していたバッテリ１の充電を再開する。
【００５７】
図６は、温度センサ１０の故障診断処理について説明するフローチャートである。
【００５８】
ステップＳ９７１において、コントローラ１３は、電流センサ１２の検出値に基づいて突入電流のピーク値Ｉｒを検出する。具体的には、電流センサ１２によって検出している電流値が単調増加から単調減少に変化したときの値を突入電流のピーク値Ｉｒとする。
【００５９】
ステップＳ９７２において、コントローラ１３は、図４のマップを参照し、システム電圧とＰＴＣヒータ６の実温度とから予想される突入電流のピーク値（以下「予想ピーク値」という）Ｉｒpreを算出する。
【００６０】
ステップＳ９７３において、コントローラ１３は、ピーク値Ｉｒと予想ピーク値Ｉｒpreとの乖離量が所定量より大きいか否かを判定する。コントローラ１３は、ピーク値Ｉｒと予想ピーク値Ｉｒpreの乖離量が所定量より小さければ今回の処理を終了する。一方で、乖離量が所定量より大きければステップＳ９７４に処理を移行する。
【００６１】
ステップＳ９７４において、コントローラ１３は、温度センサ１０が故障していると判定する。
【００６２】
ステップＳ９７５において、コントローラ１３は、乖離量に応じて以後の温度センサ１０の出力値を補正する。
【００６３】
以上説明した本実施形態によれば、ＰＴＣヒータ通過電流が通常の使用方法で想定される突入電流の最大値である最大ピーク値Ｉｒmaxよりも大きければ、ＰＴＣヒータ６の故障と診断する。これは、ＰＴＣヒータ６の電気特性は予め任意に設定されているため、通常の使用方法で想定される突入電流の最大ピーク値Ｉｒmaxは予め決まっている。そのため、ＰＴＣヒータ通過電流が最大ピーク値Ｉｒmaxよりも大きくなったときは、ＰＴＣヒータ６がショートしていると考えられためである。
【００６４】
また、ＰＴＣヒータ通過電流が、所定時間を経過してもピークを迎えないとき、すなわち、単調増加のまま単調減少へと変化しないときも、ＰＴＣヒータ６の故障と診断する。
【００６５】
これは、先と同様にＰＴＣヒータ６の電気特性は予め任意に設定されているため、ピークを迎えるまでの時間も予め決まっている。そのため、ＰＴＣヒータ通過電流が所定時間を経過してもピークを迎えないときは、ＰＴＣヒータ６の漏電が考えられるためである。
【００６６】
さらに、電流センサ１２の検出値に基づいて算出した突入電流のピーク値Ｉｒと、システム電圧とＰＴＣヒータ６の実温度とに基づいて、予め定められたマップから算出した突入電流の予想ピーク値Ｉｒpreと、の乖離量が所定量よりも大きければ、温度センサ１０の故障と診断する。これは、実測値であるピーク値Ｉｒと、ＰＴＣヒータ６の実温度から算出した予想ピーク値Ｉｒpreとの乖離量が大きければ、温度センサ１０が故障して異常な値を出力していると判断できるためである。
【００６７】
このように、本実施形態ではＰＴＣヒータ通過電流とＰＴＣヒータ６の電気特性とに基づいてＰＴＣヒータ６及び温度センサ１０の故障を診断する。したがって、温度センサ１０が異常な出力値を示したときでも、ＰＴＣヒータ６が故障しているのか、温度センサ１０が故障しているのかを判断することができる。
【００６８】
また、本実施形態によれば、車両停止後のバッテリ充電中という消費電力が制御できる状態、すなわちシステム電圧が制御できる状態のときに故障診断を実施する。ＰＴＣヒータ６を作動させたときの突入電流のピーク値は、システム電圧とヒータ温度とに応じて変化する。したがって、システム電圧が制御できる状態のときに故障診断を実施することで、突入電流にピーク値を小さくすることができる。よって、ヒューズ９の耐久性を向上させることができる。
【００６９】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。本発明の第２実施形態は、バッテリ１への充電を開始したときに、すぐに故障診断を開始するのか、しばらく充電をしてから故障診断を開始するのかを判断する点で第１実施形態と相違する。以下、その相違点について説明する。なお、以下に示す各実施形態では前述した第１実施形態と同様の機能を果たす部分には、同一の符号を用いて重複する説明を適宜省略する。
【００７０】
図７は、ヒータ温度、システム電圧及び突入電流のピーク値の関係を示した図である。
【００７１】
運転直後にバッテリ１を充電する場合には、ＰＴＣヒータ６がまだ高温のままのときがある。このときは、図７に示すように、充電開始直後のシステム電圧が低く、ヒータ温度が高いＰ点でＰＴＣヒータ６を作動させて故障診断を実施するよりも、ヒータ温度が多少低くなってもシステム電圧が高いＱ点でＰＴＣヒータ６を作動させた方が突入電流のピーク値Ｉｒが低くなる。
【００７２】
そこで本実施形態では、まず充電開始時のバッテリ１の充電量（State of Charge；ＳＯＣ）と外部電源からの供給電力量とに基づいて、システム電圧の推移を算出する。そして、それと同時に予め実験等で定められたＰＴＣヒータ６の放熱モデルと外気温とに基づいて、ヒータ温度の推移を算出する。
【００７３】
次に、システム電圧の推移とヒータ温度の推移とに基づいて、ヒータ温度が低くなってもシステム電圧が高くした方が突入電流のピーク値が小さくなる点があるか否かを判断する。
【００７４】
そして、ヒータ温度が低くなってもシステム電圧が高くした方が突入電流のピーク値が小さくなる点がある場合には、その点に推移するまでは故障診断を実施しない。
【００７５】
図８は、第２実施形態によるＰＴＣヒータ６及び温度センサ１０の故障診断制御について説明するフローチャートである。コントローラ１３は、本ルーチンを所定の演算周期（例えば１０ｍｓ）で実行する。
【００７６】
ステップＳ２１において、コントローラ１３は、充電開始時のバッテリ１の充電量と外部電源からの供給電力量とに基づいてシステム電圧の推移を算出すると同時に、予め実験等で定められたＰＴＣヒータ６の放熱モデルと外気温とに基づいてヒータ温度の推移を算出する。
【００７７】
ステップＳ２２において、コントローラ１３は、システム電圧の推移とヒータ温度の推移とに基づいて、突入電流のピーク値が最小になる最適システム電圧を算出する。
【００７８】
以上説明した本実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果が得られると共に、故障診断時にＰＴＣヒータ６に流れる突入電流のピーク値Ｉｒを小さくできるので、ヒューズ９の耐久性をより向上させることができる。
【００７９】
なお、本発明は上記の実施形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。
【００８０】
例えば、上記各実施形態では、電流センサ１１によって検出した電流値と、ヒータ６の電気特性と、に基づいて故障診断を実施したが、図２（Ｂ）に示すようにシステム電圧も突入電流の発生に応じて変化するので、電圧センサによって検出した電圧値と、ヒータ６の電気特性と、に基づいて故障診断を実施しても良い。
【００８１】
また、温度センサの補正を、ピーク値及び予想ピーク値のデータを複数の電圧・温度条件で計測し、それぞれの乖離量に基づいて実施しても良い。
【００８２】
また、上記各実施形態では、充電時に故障診断を実施したが、システム電圧が制御できる状態であれば充電時のみに限られるものではない。したがって、電気自動車のみならず、燃料電池車などの電動車両に適用しても良い。
【符号の説明】
【００８３】
１ バッテリ
６ ＰＴＣヒータ（ヒータ）
１０ 温度センサ
１１ 電流センサ（電流検出手段）
Ｓ３ 故障診断許可手段
Ｓ４ 故障診断許可手段
Ｓ５ 故障診断許可手段、最適電圧算出手段
Ｓ６ 故障診断許可手段
Ｓ９ 故障診断手段
Ｓ２１ 故障診断許可手段、推移検出手段
Ｓ２２ 故障診断許可手段、最適電圧算出手段
Ｓ９４ 第１故障診断手段
Ｓ９６ 第２故障診断手段
Ｓ９７１ 第１ピーク値算出手段
Ｓ９７２ 第２ピーク値算出手段
Ｓ９７３ 第３故障診断手段
Ｓ９７５ 温度センサ補正手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
作動初期に突入電流が流れて温度が上がると抵抗値が上昇する電気特性を有するヒータと、
前記ヒータに電力を供給するバッテリと、
前記ヒータの温度を検出する温度センサと、
を備える車両用空調装置の故障診断装置であって、
前記ヒータに流れる電流を検出する電流検出手段と、
所定時間、前記ヒータに電力を供給し、前記ヒータに流れる電流と、前記ヒータの電気特性と、に基づいて前記ヒータ及び前記温度センサの故障を診断する故障診断手段と、
を備えることを特徴とする車両用空調装置の故障診断装置。
【請求項２】
前記故障診断手段は、
前記電流検出手段の検出値が、前記ヒータの電気特性から定まる所定の最大ピーク値よりも大きいときに、前記ヒータが故障していると診断する第１故障診断手段を備える
ことを特徴とする請求項１に記載の車両用空調装置の故障診断装置。
【請求項３】
前記故障診断手段は、
前記電流検出手段の検出値が、単調増加のまま前記所定時間を経過したときに、前記ヒータが故障していると診断する第２故障診断手段を備える
ことを特徴とする請求項１または２に記載の車両用空調装置の故障診断装置。
【請求項４】
前記所定時間は、前記ヒータに電力を供給してから前記ヒータの温度が平衡状態になるまでの時間よりも短い
ことを特徴とする請求項１から３までのいずれか１つに記載の車両用空調装置の故障診断装置。
【請求項５】
前記故障診断手段は、
前記電流検出手段の検出値に基づいて、前記ヒータに流れる突入電流のピーク値を算出する第１ピーク値算出手段と、
前記バッテリの電圧と前記ヒータの温度と基づいて、前記ヒータに流れる突入電流のピーク値を算出する第２ピーク値算出手段と、
前記第１ピーク値算出手段によって算出した突入電流のピーク値と、前記第２ピーク値算出手段によって算出した突入電流のピーク値と、の乖離量が所定量よりも大きいときに前記温度センサが故障していると診断する第３故障診断手段と、
を備えることを特徴とする請求項１から４までのいずれか１つに記載の車両用空調装置の故障診断装置。
【請求項６】
前記第１ピーク値算出手段は、
前記電流検出手段の検出値が単調増加から単調減少に移行したときの電流値を突入電流のピーク値として算出する
ことを特徴とする請求項５に記載の車両用空調装置の故障診断装置。
【請求項７】
前記乖離量に基づいて、前記温度センサの出力値を補正する温度センサ補正手段を備える
ことを特徴とする請求項５又は６に記載の車両用空調装置の故障診断装置。
【請求項８】
前記故障診断手段は、
前記バッテリの電圧を制御できるときに、前記バッテリの電圧値に応じて前記車両用空調装置の故障診断を許可するか否かを判定する故障診断許可手段を備える
ことを特徴とする請求項１から７までのいずれか１つに記載の車両用空調装置の故障診断装置。
【請求項９】
前記故障診断許可手段は、
前記ヒータの温度に基づいて、前記ヒータに流れる突入電流のピーク値が最小となる前記バッテリの最適電圧を算出する最適電圧算出手段を備え、
前記バッテリの電圧値が、前記最適電圧以上のときに前記車両用空調装置の故障診断を許可する
ことを特徴とする請求項８に記載の車両用空調装置の故障診断装置。
【請求項１０】
前記故障診断許可手段は、
充電直前のバッテリ充電量と充電時に供給される電力量とに基づいて、前記バッテリの電圧値の推移を検出する手段と、
前記ヒータの温度と外気温とに基づいて、前記ヒータの温度の推移を検出する手段と、
前記バッテリの電圧値の推移と前記ヒータの温度の推移とに基づいて、前記ヒータに流れる突入電流のピーク値が最小となる前記バッテリの最適電圧を算出する最適電圧算出手段と、
を備え、
前記バッテリの電圧値が、前記最適電圧以上のときに前記車両用空調装置の故障診断を許可する
ことを特徴とする請求項８に記載の車両用空調装置の故障診断装置。
【請求項１１】
作動初期に突入電流が流れて温度が上がると抵抗値が上昇する電気特性を有するヒータと、
前記ヒータに電力を供給するバッテリと、
前記ヒータの温度を検出する温度センサと、
を備える車両用空調装置の故障診断装置であって、
前記バッテリの電圧を検出する電圧検出手段と、
所定時間、前記ヒータに電力を供給し、前記バッテリの電圧と、前記ヒータの電気特性と、基づいて前記ヒータ及び前記温度センサの故障を診断する故障診断手段と、
を備えることを特徴とする車両用空調装置の故障診断装置。
【請求項１】
作動初期に突入電流が流れて温度が上がると抵抗値が上昇する電気特性を有するヒータと、
前記ヒータに電力を供給するバッテリと、
前記ヒータの温度を検出する温度センサと、
を備える車両用空調装置の故障診断装置であって、
前記ヒータに流れる電流を検出する電流検出手段と、
所定時間、前記ヒータに電力を供給し、前記ヒータに流れる電流と、前記ヒータの電気特性と、に基づいて前記ヒータ及び前記温度センサの故障を診断する故障診断手段と、
を備えることを特徴とする車両用空調装置の故障診断装置。
【請求項２】
前記故障診断手段は、
前記電流検出手段の検出値が、前記ヒータの電気特性から定まる所定の最大ピーク値よりも大きいときに、前記ヒータが故障していると診断する第１故障診断手段を備える
ことを特徴とする請求項１に記載の車両用空調装置の故障診断装置。
【請求項３】
前記故障診断手段は、
前記電流検出手段の検出値が、単調増加のまま前記所定時間を経過したときに、前記ヒータが故障していると診断する第２故障診断手段を備える
ことを特徴とする請求項１または２に記載の車両用空調装置の故障診断装置。
【請求項４】
前記所定時間は、前記ヒータに電力を供給してから前記ヒータの温度が平衡状態になるまでの時間よりも短い
ことを特徴とする請求項１から３までのいずれか１つに記載の車両用空調装置の故障診断装置。
【請求項５】
前記故障診断手段は、
前記電流検出手段の検出値に基づいて、前記ヒータに流れる突入電流のピーク値を算出する第１ピーク値算出手段と、
前記バッテリの電圧と前記ヒータの温度と基づいて、前記ヒータに流れる突入電流のピーク値を算出する第２ピーク値算出手段と、
前記第１ピーク値算出手段によって算出した突入電流のピーク値と、前記第２ピーク値算出手段によって算出した突入電流のピーク値と、の乖離量が所定量よりも大きいときに前記温度センサが故障していると診断する第３故障診断手段と、
を備えることを特徴とする請求項１から４までのいずれか１つに記載の車両用空調装置の故障診断装置。
【請求項６】
前記第１ピーク値算出手段は、
前記電流検出手段の検出値が単調増加から単調減少に移行したときの電流値を突入電流のピーク値として算出する
ことを特徴とする請求項５に記載の車両用空調装置の故障診断装置。
【請求項７】
前記乖離量に基づいて、前記温度センサの出力値を補正する温度センサ補正手段を備える
ことを特徴とする請求項５又は６に記載の車両用空調装置の故障診断装置。
【請求項８】
前記故障診断手段は、
前記バッテリの電圧を制御できるときに、前記バッテリの電圧値に応じて前記車両用空調装置の故障診断を許可するか否かを判定する故障診断許可手段を備える
ことを特徴とする請求項１から７までのいずれか１つに記載の車両用空調装置の故障診断装置。
【請求項９】
前記故障診断許可手段は、
前記ヒータの温度に基づいて、前記ヒータに流れる突入電流のピーク値が最小となる前記バッテリの最適電圧を算出する最適電圧算出手段を備え、
前記バッテリの電圧値が、前記最適電圧以上のときに前記車両用空調装置の故障診断を許可する
ことを特徴とする請求項８に記載の車両用空調装置の故障診断装置。
【請求項１０】
前記故障診断許可手段は、
充電直前のバッテリ充電量と充電時に供給される電力量とに基づいて、前記バッテリの電圧値の推移を検出する手段と、
前記ヒータの温度と外気温とに基づいて、前記ヒータの温度の推移を検出する手段と、
前記バッテリの電圧値の推移と前記ヒータの温度の推移とに基づいて、前記ヒータに流れる突入電流のピーク値が最小となる前記バッテリの最適電圧を算出する最適電圧算出手段と、
を備え、
前記バッテリの電圧値が、前記最適電圧以上のときに前記車両用空調装置の故障診断を許可する
ことを特徴とする請求項８に記載の車両用空調装置の故障診断装置。
【請求項１１】
作動初期に突入電流が流れて温度が上がると抵抗値が上昇する電気特性を有するヒータと、
前記ヒータに電力を供給するバッテリと、
前記ヒータの温度を検出する温度センサと、
を備える車両用空調装置の故障診断装置であって、
前記バッテリの電圧を検出する電圧検出手段と、
所定時間、前記ヒータに電力を供給し、前記バッテリの電圧と、前記ヒータの電気特性と、基づいて前記ヒータ及び前記温度センサの故障を診断する故障診断手段と、
を備えることを特徴とする車両用空調装置の故障診断装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１０−２２１７７２（Ｐ２０１０−２２１７７２Ａ）
【公開日】平成２２年１０月７日（２０１０．１０．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−６９５５３（Ｐ２００９−６９５５３）
【出願日】平成２１年３月２３日（２００９．３．２３）
【出願人】（０００００３９９７）日産自動車株式会社 (16,386)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１０月７日（２０１０．１０．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月２３日（２００９．３．２３）
【出願人】（０００００３９９７）日産自動車株式会社 (16,386)
【Ｆターム（参考）】
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