車両の電源装置
【課題】センサ故障発生時であっても可能な限り走行性能を維持した状態で退避走行をすることが可能な車両の電源装置を提供する。
【解決手段】制御装置３０は、電圧センサ１３の出力が使用不可となる故障を検出した場合には、接続部４０Ｓを非接続状態とし、かつ電圧コンバータ１２Ｓを電圧非変換状態に制御して電圧コンバータ１２Ｓの接続部４０Ｓ側端子に正極母線ＰＬ２の電圧を出力させ、電圧センサ１３の出力に代えて電圧センサ２１Ｓの出力に基づいて正極母線ＰＬ２の電圧制御を行なう。
【解決手段】制御装置３０は、電圧センサ１３の出力が使用不可となる故障を検出した場合には、接続部４０Ｓを非接続状態とし、かつ電圧コンバータ１２Ｓを電圧非変換状態に制御して電圧コンバータ１２Ｓの接続部４０Ｓ側端子に正極母線ＰＬ２の電圧を出力させ、電圧センサ１３の出力に代えて電圧センサ２１Ｓの出力に基づいて正極母線ＰＬ２の電圧制御を行なう。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両の電源装置に関し、特に複数の蓄電装置と複数の電圧コンバータとを備える車両の電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特開２００２−１０５０２号公報（特許文献１）は、複数の蓄電池の充電と放電を同時に行なう蓄電池用充放電装置を開示する。この蓄電池用充放電装置は、交流電源を整流する充電用整流回路と，この充電用整流回路と逆並列に蓄電池の電気量を上記交流電源に回生する回生用整流回路と、上記充電用整流回路の出力に出力を制御するスイッチング素子を有する昇降圧コンバータと、上記昇降圧コンバータの出力を平滑する平滑コンデンサと、上記平滑コンデンサの両端電圧を検出する第１電圧検出器と，上記蓄電池の蓄電池電圧を検出する第２電圧検出器とを含む。そして、上記第１電圧検出器の検出信号が上記第２電圧検出器の検出信号になるように、上記昇降圧コンバータを制御するものである。
【０００３】
このように昇降圧コンバータを制御することにより、蓄電池ごとに放電開始時の突入電流を制限する大容量の限流抵抗を設けることも、また限流抵抗と開閉手段を設ける必要もなくなる。
【特許文献１】特開２００２−１０５０２号公報
【特許文献２】特開２００６−３２５３２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、環境に配慮した車両として、モータで車輪を駆動する電気自動車、燃料電池自動車や、モータとエンジンとを動力源として併用するハイブリッド自動車が注目されている。このような車両において、蓄電池等の電圧源を昇降圧コンバータで昇圧してモータ駆動用のインバータに供給することも行なわれている。
【０００５】
また、このような車両においては、燃費と動力性能の両立や無補給走行距離の伸長のため、複数の蓄電装置を搭載することが検討されている。車両の電源装置においても、複数の蓄電装置を搭載する場合には、放電開始時の突入電流を制限する大容量の限流抵抗を設けることも必要であり、また限流抵抗と開閉手段を蓄電装置ごとに設ける必要もある。
【０００６】
上記の特開２００２−１０５０２号公報（特許文献１）は、商用電源である三相交流電源に接続される装置であって、蓄電池の充放電テストを行なう装置に関するものである。このような試験設備であれば、たとえば、充放電テストを実行するために電圧を測定する電圧センサに故障が生じた場合、装置を停止して修理すればよい。
【０００７】
しかし、車両の場合には、センサ故障が生じても、走行が可能であれば故障の修理可能な場所まで車両が自力で走行できる方が好ましい。また、そのような退避走行中であっても、たとえば、追い越し等をしなければならない場合もあるので、蓄電池の電圧を昇圧して高性能で走行できる方が好ましい。したがって、車両の電源装置であれば、センサ故障が生じても可能な限りシステムを起動させ、性能を維持する必要がある。
【０００８】
この発明の目的は、センサ故障発生時であっても可能な限り走行性能を維持した状態で退避走行をすることが可能な車両の電源装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明は、要約すると、車両の電源装置であって、第１の蓄電装置と、モータを駆動するインバータに給電を行なう電源ラインと、第１の蓄電装置と電源ラインとの間に設けられ、電圧変換を行なう第１の電圧コンバータと、第２の蓄電装置と、第２の蓄電装置と電源ラインとの間に設けられ、電圧変換を行なう第２の電圧コンバータと、第２の蓄電装置と第２の電圧コンバータとの間に設けられ、電気的な接続状態の切換えを行なう接続部と、電源ラインの電圧を検出する第１の電圧センサと、第２の電圧コンバータの接続部側端子の電圧を検出する第２の電圧センサと、第１、第２の電圧コンバータおよび接続部の制御を行なう制御装置とを備える。制御装置は、第１の電圧センサの出力が使用不可となる故障を検出した場合には、接続部を非接続状態とし、かつ第２の電圧コンバータを電圧非変換状態に制御して第２の電圧コンバータの接続部側端子に電源ラインの電圧を出力させ、第１の電圧センサの出力に代えて第２の電圧センサの出力に基づいて電源ラインの電圧制御を行なう。
【００１０】
好ましくは、電源ラインは、正極母線と、負極母線とを含む。車両の電源装置は、正極母線と負極母線との間に接続される平滑コンデンサをさらに含む。制御装置は、電源ラインの電圧制御の一つとして、平滑コンデンサに対するプリチャージ制御を行なう。
【００１１】
より好ましくは、車両の電源装置は、第１の蓄電装置と第１の電圧コンバータとの間に設けられ、電気的な接続状態を第１の接続状態、第１の接続状態よりも抵抗の高い第２の接続状態および非接続状態の間で切換えを行なうマスター接続部をさらに備える。制御装置は、プリチャージ制御において、車両起動指示に応じてマスター接続部を遮断状態から第２の接続状態に切換えて平滑コンデンサに対するプリチャージを開始させ、その後、第２の電圧センサの出力に基づいてマスター接続部を第２の接続状態から第１の接続状態に切換える。
【００１２】
好ましくは、制御装置は、電源ラインの電圧制御の一つとして、第１の電圧コンバータに対する電圧制御を行なう。
【００１３】
より好ましくは、制御装置は、第１の電圧センサの出力が使用可能である場合には、第１の電圧センサの出力に基づいて第１の電圧コンバータを電圧制御するとともに、接続部を接続状態とし第２の電圧コンバータを通過する電流が目標電流となるように第２の電圧コンバータを電流制御する。
【００１４】
好ましくは、第１の電圧センサと、第２の電圧センサとは、測定可能入力電圧範囲が等しい。
【００１５】
より好ましくは、車両の電源装置は、第１の蓄電装置と第１の電圧コンバータとの間に設けられ、電気的な接続状態の切換えを行なうマスター接続部と、第１の電圧コンバータのマスター接続部側端子の電圧を検出する第３の電圧センサとをさらに備える。第１、第２の電圧センサの測定可能な上限電圧は、第３の電圧センサの測定可能な上限電圧よりも高い。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、センサ故障発生時であっても可能な限り走行性能を維持した状態で退避走行をすることが可能となる。
【００１７】
また、一旦電源システムを停止させた後にも起動させることが可能となり、退避走行を中断した後にも再開させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳しく説明する。なお、図中同一または相当部分には同一の符号を付してそれらについての説明は繰返さない。
【００１９】
［車両の全体構成］
図１は、蓄電装置として２つのバッテリを搭載する車両１００の構成を示す回路図である。
【００２０】
図１を参照して、車両１００は、マスター電源部と、スレーブ電源部と、マスター電源部およびスレーブ電源部からの電圧を平滑化させる平滑用コンデンサＣＨと、平滑用コンデンサＣＨの端子関の電圧を検出する電圧センサ１３と、インバータ１４，２２と、エンジン４と、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２と、動力分割機構３と、車輪２と、制御装置３０とを含む。
【００２１】
マスター電源部は、蓄電用のバッテリＢＭと、バッテリＢＭの切り離しおよび接続を行なう接続部４０Ｍと、接続部４０Ｍを介してバッテリＢＭに接続される電圧コンバータ１２Ｍおよび平滑用コンデンサＣＬＭと、平滑用コンデンサＣＬＭの端子関電圧を検出する電圧センサ２１Ｍと、バッテリＢＭの端子間の電圧ＶＢＭを測定する電圧センサ１０Ｍと、バッテリＢＭに流れる電流ＩＢＭを検知する電流センサ１１Ｍとを含む。バッテリＢＭとしては、たとえば、鉛蓄電池、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池等の二次電池を用いることができる。
【００２２】
スレーブ電源部は、蓄電用のバッテリＢＳと、バッテリＢＳの切り離しおよび接続を行なう接続部４０Ｓと、接続部４０Ｓを介してバッテリＢＳに接続される電圧コンバータ１２Ｓおよび平滑用コンデンサＣＬＳと、平滑用コンデンサＣＬＳの端子関電圧を検出する電圧センサ２１Ｓと、バッテリＢＳの端子間の電圧ＶＢＳを測定する電圧センサ１０Ｓと、バッテリＢＳに流れる電流ＩＢＳを検知する電流センサ１１Ｓとを含む。バッテリＢＳとしては、たとえば、鉛蓄電池、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池等の二次電池を用いることができる。電圧コンバータ１２Ｓを設けているので、バッテリＢＳは、電圧や容量等の特性がバッテリＢＭとは異なるバッテリを使用することもできる。
【００２３】
平滑用コンデンサＣＬＭは、正極母線ＰＬ１Ｍと負極母線ＳＬ間に接続される。電圧センサ２１Ｍは、平滑用コンデンサＣＬＭの両端間の電圧ＶＬＭを検知して制御装置３０に対して出力する。電圧コンバータ１２Ｍは、平滑用コンデンサＣＬＭの端子間電圧を昇圧する。
【００２４】
平滑用コンデンサＣＬＳは、正極母線ＰＬ１Ｓと負極母線ＳＬ間に接続される。電圧センサ２１Ｓは、平滑用コンデンサＣＬＳの両端間の電圧ＶＬＳを検知して制御装置３０に対して出力する。電圧コンバータ１２Ｓは、平滑用コンデンサＣＬＳの端子間電圧を昇圧する。
【００２５】
平滑用コンデンサＣＨは、電圧コンバータ１２Ｍ，１２Ｓによって昇圧された電圧を平滑化する。電圧センサ１３は、平滑用コンデンサＣＨの端子間電圧ＶＨを検知して制御装置３０に出力する。
【００２６】
インバータ１４は、電圧コンバータ１２Ｓまたは１２Ｍから与えられる直流電圧を三相交流に変換してモータジェネレータＭＧ１に出力する。インバータ２２は、電圧コンバータ１２Ｓまたは１２Ｍから与えられる直流電圧を三相交流に変換してモータジェネレータＭＧ２に出力する。
【００２７】
動力分割機構３は、エンジン４とモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２に結合されてこれらの間で動力を分配する機構である。たとえば動力分割機構としてはサンギヤ、プラネタリキャリヤ、リングギヤの３つの回転軸を有する遊星歯車機構を用いることができる。この３つの回転軸がエンジン４、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の各回転軸にそれぞれ接続され、３つの回転軸のうち２つの回転が決定されると他の１軸の回転は強制的に定まる。なおモータジェネレータＭＧ２の回転軸は、図示しない減速ギヤや差動ギヤによって車輪２に結合されている。また動力分割機構３の内部にモータジェネレータＭＧ２の回転軸に対する減速機をさらに組み込んでもよい。
【００２８】
接続部４０Ｍは正極母線ＰＬ１Ｍと負極母線ＳＬに接続されている。接続部４０Ｍは、バッテリＢＭの負極と負極母線ＳＬとの間に接続されるシステムメインリレーＳＭＲ３Ｍと、バッテリＢＭの正極と正極母線ＰＬ１Ｍとの間に接続されるシステムメインリレーＳＭＲ２Ｍと、システムメインリレーＳＭＲ２Ｍと並列接続される直列に接続されたシステムメインリレーＳＭＲ１Ｍおよび限流抵抗ＲＭとを含む。システムメインリレーＳＭＲ１Ｍ〜ＳＭＲ３Ｍは、制御装置３０から与えられる制御信号ＣＯＮＴに応じて導通／非導通状態が制御される。
【００２９】
接続部４０Ｓは正極母線ＰＬ１Ｓと負極母線ＳＬに接続されている。接続部４０Ｓは、バッテリＢＳの負極と負極母線ＳＬとの間に接続されるシステムメインリレーＳＭＲ３Ｓと、バッテリＢＳの正極と正極母線ＰＬ１Ｓとの間に接続されるシステムメインリレーＳＭＲ２Ｓと、システムメインリレーＳＭＲ２Ｓと並列接続される直列に接続されたシステムメインリレーＳＭＲ１Ｓおよび限流抵抗ＲＳとを含む。システムメインリレーＳＭＲ１Ｓ〜ＳＭＲ３Ｓは、制御装置３０から与えられる制御信号ＣＯＮＴに応じて導通／非導通状態が制御される。
【００３０】
電圧コンバータ１２Ｍは、一方端が正極母線ＰＬ１Ｍに接続されるリアクトルＬ１Ｍと、正極母線ＰＬ２と負極母線ＳＬとの間に直列に接続されるＩＧＢＴ素子Ｑ１Ｍ，Ｑ２Ｍと、ＩＧＢＴ素子Ｑ１Ｍ，Ｑ２Ｍにそれぞれ並列に接続されるダイオードＤ１Ｍ，Ｄ２Ｍとを含む。
【００３１】
リアクトルＬ１Ｍの他方端はＩＧＢＴ素子Ｑ１ＭのエミッタおよびＩＧＢＴ素子Ｑ２Ｍのコレクタに接続される。ダイオードＤ１ＭのカソードはＩＧＢＴ素子Ｑ１Ｍのコレクタと接続され、ダイオードＤ１ＭのアノードはＩＧＢＴ素子Ｑ１Ｍのエミッタと接続される。ダイオードＤ２ＭのカソードはＩＧＢＴ素子Ｑ２Ｍのコレクタと接続され、ダイオードＤ２ＭのアノードはＩＧＢＴ素子Ｑ２Ｍのエミッタと接続される。
【００３２】
電圧コンバータ１２Ｓは、一方端が正極母線ＰＬ１Ｓに接続されるリアクトルＬ１Ｓと、正極母線ＰＬ２と負極母線ＳＬとの間に直列に接続されるＩＧＢＴ素子Ｑ１Ｓ，Ｑ２Ｓと、ＩＧＢＴ素子Ｑ１Ｓ，Ｑ２Ｓにそれぞれ並列に接続されるダイオードＤ１Ｓ，Ｄ２Ｓとを含む。
【００３３】
リアクトルＬ１Ｓの他方端はＩＧＢＴ素子Ｑ１ＳのエミッタおよびＩＧＢＴ素子Ｑ２Ｓのコレクタに接続される。ダイオードＤ１ＳのカソードはＩＧＢＴ素子Ｑ１Ｓのコレクタと接続され、ダイオードＤ１ＳのアノードはＩＧＢＴ素子Ｑ１Ｓのエミッタと接続される。ダイオードＤ２ＳのカソードはＩＧＢＴ素子Ｑ２Ｓのコレクタと接続され、ダイオードＤ２ＳのアノードはＩＧＢＴ素子Ｑ２Ｓのエミッタと接続される。
【００３４】
インバータ１４は、電圧コンバータ１２Ｍおよび１２Ｓから昇圧された電圧を受けて、たとえばエンジン４を始動させるために、モータジェネレータＭＧ１を駆動する。また、インバータ１４は、エンジン４から伝達される機械的動力によってモータジェネレータＭＧ１で発電された電力を電圧コンバータ１２Ｍおよび１２Ｓに戻す。このとき電圧コンバータ１２Ｍおよび１２Ｓは、降圧回路として動作するように制御装置３０によって制御される。
【００３５】
インバータ１４は、Ｕ相アーム１５と、Ｖ相アーム１６と、Ｗ相アーム１７とを含む。Ｕ相アーム１５，Ｖ相アーム１６，およびＷ相アーム１７は、正極母線ＰＬ２と負極母線ＳＬとの間に並列に接続される。
【００３６】
Ｕ相アーム１５は、正極母線ＰＬ２と負極母線ＳＬとの間に直列接続されたＩＧＢＴ素子Ｑ３，Ｑ４と、ＩＧＢＴ素子Ｑ３，Ｑ４とそれぞれ並列に接続されるダイオードＤ３，Ｄ４とを含む。ダイオードＤ３のカソードはＩＧＢＴ素子Ｑ３のコレクタと接続され、ダイオードＤ３のアノードはＩＧＢＴ素子Ｑ３のエミッタと接続される。ダイオードＤ４のカソードはＩＧＢＴ素子Ｑ４のコレクタと接続され、ダイオードＤ４のアノードはＩＧＢＴ素子Ｑ４のエミッタと接続される。
【００３７】
Ｖ相アーム１６は、正極母線ＰＬ２と負極母線ＳＬとの間に直列接続されたＩＧＢＴ素子Ｑ５，Ｑ６と、ＩＧＢＴ素子Ｑ５，Ｑ６とそれぞれ並列に接続されるダイオードＤ５，Ｄ６とを含む。ダイオードＤ５のカソードはＩＧＢＴ素子Ｑ５のコレクタと接続され、ダイオードＤ５のアノードはＩＧＢＴ素子Ｑ５のエミッタと接続される。ダイオードＤ６のカソードはＩＧＢＴ素子Ｑ６のコレクタと接続され、ダイオードＤ６のアノードはＩＧＢＴ素子Ｑ６のエミッタと接続される。
【００３８】
Ｗ相アーム１７は、正極母線ＰＬ２と負極母線ＳＬとの間に直列接続されたＩＧＢＴ素子Ｑ７，Ｑ８と、ＩＧＢＴ素子Ｑ７，Ｑ８とそれぞれ並列に接続されるダイオードＤ７，Ｄ８とを含む。ダイオードＤ７のカソードはＩＧＢＴ素子Ｑ７のコレクタと接続され、ダイオードＤ７のアノードはＩＧＢＴ素子Ｑ７のエミッタと接続される。ダイオードＤ８のカソードはＩＧＢＴ素子Ｑ８のコレクタと接続され、ダイオードＤ８のアノードはＩＧＢＴ素子Ｑ８のエミッタと接続される。
【００３９】
各相アームの中間点は、モータジェネレータＭＧ１の各相コイルの各相端に接続されている。すなわち、モータジェネレータＭＧ１は、三相の永久磁石同期モータであり、Ｕ，Ｖ，Ｗ相の３つのコイルは各々一方端が中点に共に接続されている。そして、Ｕ相コイルの他方端がＩＧＢＴ素子Ｑ３，Ｑ４の接続ノードに接続される。またＶ相コイルの他方端がＩＧＢＴ素子Ｑ５，Ｑ６の接続ノードに接続される。またＷ相コイルの他方端がＩＧＢＴ素子Ｑ７，Ｑ８の接続ノードに接続される。
【００４０】
電流センサ２４は、モータジェネレータＭＧ１に流れる電流をモータ電流値ＭＣＲＴ１として検出し、モータ電流値ＭＣＲＴ１を制御装置３０へ出力する。
【００４１】
インバータ２２は、正極母線ＰＬ２と負極母線ＳＬに接続されている。インバータ２２は車輪２を駆動するモータジェネレータＭＧ２に対して電圧コンバータ１２Ｍおよび１２Ｓの出力する直流電圧を三相交流に変換して出力する。またインバータ２２は、回生制動に伴い、モータジェネレータＭＧ２において発電された電力を電圧コンバータ１２Ｍおよび１２Ｓに戻す。このとき電圧コンバータ１２Ｍおよび１２Ｓは、降圧回路として動作するように制御装置３０によって制御される。インバータ２２の内部の構成は、図示しないがインバータ１４と同様であり、詳細な説明は繰返さない。
【００４２】
電流センサ２５は、モータジェネレータＭＧ２に流れる電流をモータ電流値ＭＣＲＴ２として検出し、モータ電流値ＭＣＲＴ２を制御装置３０へ出力する。
【００４３】
制御装置３０は、トルク指令値ＴＲ１，ＴＲ２、モータ回転数ＭＲＮ１，ＭＲＮ２、電圧ＶＢＭ，ＶＢＳ，ＶＨ、電流ＩＢＭ，ＩＢＳの各値、モータ電流値ＭＣＲＴ１，ＭＣＲＴ２および起動信号ＩＧＯＮを受ける。そして制御装置３０は、電圧コンバータ１２Ｍに対して昇圧指示と降圧指示とを行なう制御信号Ｍ−ＣＰＷＭおよび動作禁止を指示する信号Ｍ−ＣＳＤＮを出力する。また制御装置３０は、電圧コンバータ１２Ｓに対して昇圧指示と降圧指示とを行なう制御信号Ｓ−ＣＰＷＭおよび動作禁止を指示する信号Ｓ−ＣＳＤＮを出力する。
【００４４】
さらに、制御装置３０は、インバータ１４に対して電圧コンバータ１２Ｍ，１２Ｓの出力である直流電圧を、モータジェネレータＭＧ１を駆動するための交流電圧に変換する駆動指示ＰＷＭＩ１と、モータジェネレータＭＧ１で発電された交流電圧を直流電圧に変換して電圧コンバータ１２Ｍ，１２Ｓ側に戻す回生指示ＰＷＭＣ１とを出力する。
【００４５】
同様に制御装置３０は、インバータ２２に対してモータジェネレータＭＧ２を駆動するための交流電圧に直流電圧を変換する駆動指示ＰＷＭＩ２と、モータジェネレータＭＧ２で発電された交流電圧を直流電圧に変換して電圧コンバータ１２Ｍ，１２Ｓ側に戻す回生指示ＰＷＭＣ２とを出力する。
【００４６】
車両１００は、正極母線ＰＬ１Ｍと負極母線ＳＬとに接続されるエアコン５６と、補機用ＤＣ−ＤＣコンバータ５２と、補機用ＤＣ−ＤＣコンバータによって充電される補機バッテリ５４とをさらに含む。
【００４７】
制御装置３０やその他の補機には、補機バッテリ５４から電源が供給される。
［実施の形態１］
図１に示した車両では、コンデンサＣＨは、車両起動時には放電されている場合が多い。このような状態でシステムメインリレーを導通されると過大な突入電流が流れてリレーの溶着が発生したり、電力素子が破壊されたりする恐れがある。このため、コンデンサＣＨに対する充電当初は、システムメインリレーを抵抗が高い接続状態にして電流制限を行ない、充電がある程度完了したらシステムメインリレーを抵抗が低い状態に接続し直す。このような充電をプリチャージと呼ぶ。
【００４８】
しかし、電圧センサ１３で検出される電圧ＶＨが使用不可である場合には、コンデンサへの充電の完了判定ができないので、システムメインリレーの切換えが行なえず、システムを起動することができない。このため、本実施の形態では、電圧センサ１３の出力値が使用できないばあいでも、他の電圧センサ２１Ｓの検出値を用いてプリチャージを行なわせる。
【００４９】
図２は、実施の形態１で実行される車両の電源装置の制御を説明するためのフローチャートである。このフローチャートの処理は、車両の走行制御のメインルーチンから一定時間ごとまたは所定の条件が成立するごとに呼び出されて実行される。
【００５０】
図１、図２を参照して、まず、ステップＳ１で運転者がキーやボタンを操作することによりシステム起動信号ＩＧＯＮによる起動指示が与えられたか否かが判断される。起動指示が与えられていなければステップＳ１５に処理が進み、制御はメインルーチンに移される。一方ステップＳ１において起動指示が与えられたことが検出された場合には、その後ステップＳ２において、電圧ＶＨを検出する電圧センサ１３の故障の有無が判断される。
【００５１】
ここで電圧センサ１３の故障とは、制御装置３０側でセンサの検出電圧ＶＨが使用できないと判断されることを意味する。
【００５２】
たとえば、制御装置３０が、モータジェネレータ用ＥＣＵ（Electric Control Unit）とハイブリッドシステム用ＥＣＵといったように複数のＥＣＵで実現される場合には、ＥＣＵ間の通信異常やセンサ値を受けるＥＣＵの故障などもステップＳ２でＶＨ故障として検出される。
【００５３】
さらに、電圧センサ１３に繋がれる図示しないセンサ用の電源系の異常や、電圧センサ１３自体の結線異常（接地や電源への短絡）等もステップＳ２でＶＨ故障として検出される。
【００５４】
ステップＳ２でＶＨ故障と判断されない場合（ステップＳ２でＮＯ）には、ステップＳ３に処理が進む。ステップＳ３では電圧センサ１３で検出された電圧ＶＨを電圧コンバータ１２Ｍの電圧制御を行なうためのＶＨ変数に代入される。このＶＨ変数は、コンデンサＣＨのプリチャージ判定にも使用される。
【００５５】
そしてステップＳ４では、システムメインリレーＳＭＲ１Ｍ，ＳＭＲ３Ｍ，ＳＭＲ１Ｓ，ＳＭＲ３Ｓの状態がオフ状態からオン状態に変更される。するとコンデンサＣＬＭ，ＣＬＳとコンデンサＣＨに充電（プリチャージ）が行なわれ、電圧ＶＨが上昇する。この上昇を電圧センサ１３の出力によって制御装置３０が監視し、ステップＳ５でプリチャージが完了したか否かが判断される。電圧ＶＨがしきい値ＶＨ１に到達したらステップＳ５においてプリチャージが完了したと判断されステップＳ６に処理が進む。
【００５６】
ステップＳ６では、システムメインリレーＳＭＲ２Ｍ，ＳＭＲ２Ｓがオフ状態からオン状態に設定され、つづいてステップＳ７でシステムメインリレーＳＭＲ１Ｍ，ＳＭＲ１Ｓがオン状態からオフ状態に設定が変更される。
【００５７】
ステップＳ２でＶＨ故障と判断された場合（ステップＳ２でＹＥＳ）には、ステップＳ３〜Ｓ７の処理の代わりにステップＳ８〜Ｓ１３の処理が実行される。
【００５８】
ステップＳ８では、スレーブ側の電圧コンバータ１２Ｓが上アームＯＮ状態に設定される。上アームＯＮ状態は、ＩＧＢＴ素子Ｑ１Ｓがオン状態に固定され、ＩＧＢＴ素子Ｑ２Ｓがオフ状態に固定された状態である。電圧コンバータ１２Ｓが上アームＯＮ状態に設定されると、正極母線ＰＬ２の電圧と正極母線ＰＬ１Ｓの電圧とが等しくなる。
【００５９】
起動信号ＩＧＯＮによる起動指示が与えられた直後は、接続部４０Ｍ，４０Ｓは、いずれもオフ状態となっており、バッテリＢＳの電圧は、正極母線ＰＬ１Ｓに与えられていない。したがって、接続部４０Ｓをオフ状態としたまま接続部４０Ｍをオン状態とすれば、正極母線ＰＬ２の電圧が電圧センサ２１Ｓで検出している電圧ＶＬＳと等しくなる。したがって電圧ＶＬＳをコンデンサＣＨのプリチャージ判定や電圧コンバータ１２Ｍの電圧制御に使用することが可能となる。
【００６０】
そこで、ステップＳ８で電圧コンバータ１２Ｓの状態を上アームＯＮ状態に固定した後に、ステップＳ９において、電圧センサ２１Ｓの検出する電圧ＶＬＳが電圧コンバータ１２Ｍの電圧制御を行なうためのＶＨ変数に代入される。このＶＨ変数は、コンデンサＣＨのプリチャージ判定にも使用される。
【００６１】
そしてステップＳ１０では、システムメインリレーＳＭＲ１Ｍ，ＳＭＲ３Ｍの状態がオフ状態からオン状態に変更される。するとコンデンサＣＬＭとコンデンサＣＨに充電（プリチャージ）が行なわれ、電圧ＶＬＳが上昇する。この上昇を電圧センサ２１Ｓの出力によって制御装置３０が監視し、ステップＳ１１でプリチャージが完了したか否かが判断される。電圧ＶＬＳがしきい値ＶＨ１に到達したらステップＳ１１においてプリチャージが完了したと判断されステップＳ１２に処理が進む。
【００６２】
ステップＳ１２では、システムメインリレーＳＭＲ２Ｍの状態がオフ状態からオン状態に変更され、つづいてステップＳ１３でシステムメインリレーＳＭＲ１Ｍの状態がオン状態からオフ状態に変更される。
【００６３】
なお、このとき、システムメインリレーＳＭＲ１Ｓ，ＳＭＲ２Ｓ，ＳＭＲ３Ｓの状態は、いずれもオフ状態である。
【００６４】
ステップＳ７またはステップＳ１３の処理が終了すると、システム起動完了しステップＳ１４においてＲｅａｄｙＯＮ状態（車両として走行可能な状態）となり、その後ステップＳ１５において、制御は走行制御のメインルーチンに移される。
【００６５】
図３は、ＶＨ正常時すなわち図２のステップＳ３〜Ｓ７の処理を経てシステム起動が完了した場合を示した動作波形図である。
【００６６】
図２、図３を参照して、時刻ｔ１で起動信号ＩＧＯＮによる起動指示が入力されると、時刻ｔ１〜ｔ３の間に車両の電源装置の自己診断が実行される。この間の時刻ｔ２においてＶＨ正常と診断されると（ステップＳ２でＮＯ）、電圧センサ１３の出力から得られた電圧値がＶＨ変数に代入され、プリチャージ判定に使用される。
【００６７】
そして、時刻ｔ３において、システムメインリレーＳＭＲ１Ｍ，ＳＭＲ３Ｍ，ＳＭＲ１Ｓ，ＳＭＲ３Ｓの状態がオフ状態からオン状態に変更される。するとコンデンサＣＬＭ，ＣＬＳとコンデンサＣＨに充電（プリチャージ）が行なわれ、電圧ＶＨが上昇する。時刻ｔ３〜ｔ４において、電圧センサ１３の出力に基づいて電圧ＶＨの上昇を制御装置３０が監視している。
【００６８】
時刻ｔ４では、電圧ＶＨがしきい値ＶＨ１に到達し、プリチャージが完了したと判断され（ステップＳ５でＹＥＳ）、時刻ｔ５において、システムメインリレーＳＭＲ２Ｍ，ＳＭＲ２Ｓがオフ状態からオン状態に設定され、つづいて時刻ｔ６においてシステムメインリレーＳＭＲ１Ｍ，ＳＭＲ１Ｓがオン状態からオフ状態に設定が変更され、システム起動が完了しＲｅａｄｙＯＮ状態となる。
【００６９】
ＲｅａｄｙＯＮ状態となった時刻ｔ６以降は、シャットダウン信号Ｍ−ＣＳＤＮ，Ｓ−ＣＳＤＮによってＩＧＢＴのオンオフスイッチングが禁止されていたのが解除され、電圧コンバータ１２Ｍ，１２Ｓの昇圧が許可される。
【００７０】
図４は、ＶＨ異常時すなわち図２のステップＳ８〜Ｓ１３の処理を経てシステム起動が完了した場合を示した動作波形図である。
【００７１】
図２、図４を参照して、時刻ｔ１で起動信号ＩＧＯＮによる起動指示が入力されると、時刻ｔ１〜ｔ３の間に車両の電源装置の自己診断が実行される。この間の時刻ｔ２においてＶＨ故障と診断されると（ステップＳ２でＹＥＳ）、スレーブ側の電圧コンバータ１２Ｓの状態は、シャットダウン状態が解除され、上アームＯＮ固定状態に設定される。そして、電圧センサ１３の出力に代えて電圧センサ２１Ｓから得られた電圧値ＶＬＳがＶＨ変数に代入され、プリチャージ判定に使用される。
【００７２】
そして、時刻ｔ３において、システムメインリレーＳＭＲ１Ｍ，ＳＭＲ３Ｍの状態がオフ状態からオン状態に変更される。するとコンデンサＣＬＭとコンデンサＣＨに充電（プリチャージ）が行なわれ、電圧ＶＬＳが上昇する。時刻ｔ３〜ｔ４において電圧ＶＬＳの上昇を電圧センサ２１Ｓの出力を確認することによって制御装置３０が監視している。
【００７３】
時刻ｔ４では、電圧ＶＬＳがしきい値ＶＨ１に到達し、プリチャージが完了したと判断され（ステップＳ１１でＹＥＳ）、時刻ｔ５において、システムメインリレーＳＭＲ２Ｍの状態がオフ状態からオン状態に変更され、つづいて時刻ｔ６においてシステムメインリレーＳＭＲ１Ｍの状態がオン状態からオフ状態に変更され、システム起動が完了しＲｅａｄｙＯＮ状態となる。
【００７４】
ＲｅａｄｙＯＮ状態となった時刻ｔ６以降は、シャットダウン信号Ｍ−ＣＳＤＮによってＩＧＢＴのオンオフスイッチングが禁止されていたのが解除され、電圧コンバータ１２Ｍの昇圧が許可される。なお、スレーブ側については、システムメインリレーＳＭＲ１Ｓ，ＳＭＲ２Ｓ，ＳＭＲ３Ｓはオフ状態であり、電圧コンバータ１２Ｓは上アームＯＮ状態に固定されたまま、マスター側のバッテリＢＭ、電圧コンバータ１２Ｍのみによってインバータ１４，２２に対する電源電圧の供給が行われる。
【００７５】
このように、実施の形態１によれば、車両起動時にＶＨ故障が検出された場合に、電圧コンバータ１２Ｍの機能を停止させずにすみ、車両の走行性能を可能な限り維持しながら、故障を修理する場所まで自力で車両を移動させることが可能である。
【００７６】
また、一旦電源システムを停止させた後にも起動させることが可能となり、退避走行を中断した後にも再開させることができる。
【００７７】
［実施の形態２］
実施の形態１では、車両起動時の自己診断時に電圧センサ異常が検出された場合のプリチャージ制御やその後の昇圧制御について説明した。加えて電圧センサ異常は車両起動完了後（ＲｅａdｙＯＮ状態）において検出される場合も考えられる。
【００７８】
ＲｅａdｙＯＮ状態となった後には、図１に示した車両では、モータの回転数やアクセルペダル位置等に基づいて決定される要求駆動力に応じて電圧ＶＨを制御する。このために、制御装置３０は、電圧センサ１３で検出されるＶＨに基づいて電圧コンバータ１２Ｍの制御を行なう。また、スレーブ側の電源部をマスター側と併用するときは、リアクトルＬ１Ｓに流れる電流を検出して電圧コンバータ１２Ｓを電流制御し、電圧ＶＨを検出してマスター側の電圧コンバータ１２Ｍで電圧制御を行なう。
【００７９】
このように電圧センサ１３で検出される電圧ＶＨは、電圧コンバータの目標電圧と実際の出力電圧とを一致させるフィードバック制御を実行するために重要である。しかし、この電圧センサ１３で検出される値が使用できないと判断される場合がある。この場合には、電圧コンバータ１２Ｍを上アームＯＮ状態（ＩＧＢＴ素子Ｑ１Ｍを導通させ、ＩＧＢＴ素子Ｑ２Ｍを非導通とした状態）に制御し、バッテリＢＭの電圧をそのまま正極母線ＰＬ２に出力させればよい。そして、バッテリＢＳは、接続部４０Ｓによってシステムから切り離しておけばよい。このようにすることで、とりあえずの退避走行は可能である。
【００８０】
しかし、電圧ＶＨを昇圧しないでバッテリＢＭの電圧そのままとすると、モータジェネレータＭＧ２の回転が高速になって逆起電力が上昇すると制御が困難になるので、高速走行ができなくなり走行性能が落ちる。このため、本実施の形態では、電圧センサ１３の出力値が使用できないばあいでも、他の電圧センサ２１Ｓの検出値を用いて電圧コンバータ１２Ｍに昇圧を行なわせる。
【００８１】
図５は、実施の形態２で実行される故障検出時の処理を説明するためのフローチャートである。このフローチャートの処理は、車両の走行制御のメインルーチンから一定時間ごとまたは所定の条件が成立するごとに呼び出されて実行される。
【００８２】
図１、図５を参照して、まず、ステップＳ５１において、車両の状態が、車両起動が完了している状態（ＲｅａdｙＯＮ状態）か否かが確認される。ここでのＲｅａｄｙＯＮ状態は、システムが正常状態で、マスター側のシステムメインリレーＳＭＲ２Ｍ，ＳＭＲ３Ｍおよびスレーブ側のシステムメインリレーＳＭＲ２Ｓ，ＳＭＲ３Ｓが接続されており、車両として走行可能状態であることを示す。
【００８３】
ステップＳ５１において、ＲｅａdｙＯＮ状態でないと判断された場合には、ステップＳ５７に処理が進み、制御はメインルーチンに移される。一方、ステップＳ５１において、ＲｅａdｙＯＮ状態であると判断された場合には、ステップＳ５２に処理が進む。
【００８４】
ステップＳ５２では、実施の形態１のステップＳ２で実行される故障検出と同じ内容が実行され、加えてさらに、電圧センサ１３の機能異常がチェックされる。機能異常には、たとえばオフセット異常、特性異常、高圧電源線異常が含まれる。
【００８５】
オフセット異常は、電圧センサ１３が電圧ＶＨを正しく変換しない異常である。この場合、一旦電圧コンバータで電圧ＶＨを昇圧後、昇圧機能を停止させ平滑用コンデンサをディスチャージする操作を行なっても電圧センサ１３で検出している電圧ＶＨが低下しないといった現象により異常検出可能である。特性異常は、電圧センサ１３の断線やゲインずれの異常である。高圧電源線異常は、電圧センサ１３のゼロ固着等であり、コンデンサＣＨをプリチャージしても電圧が上昇しない。
【００８６】
ステップＳ５２において、ＶＨ故障が検出されない場合には、ステップＳ５７に処理が進み、制御はメインルーチンに移される。一方、ステップＳ５２において、ＶＨ故障が検出された場合には、ステップＳ５３に処理が進む。
【００８７】
ステップＳ５３では、マスター側電圧コンバータ１２Ｍとスレーブ側の電圧コンバータ１２Ｓとにそれぞれ信号Ｍ−ＣＳＤＮ，Ｓ−ＣＳＤＮによってゲート遮断指示が与えられる。また、モータ（モータジェネレータＭＧ２）用インバータ２２および発電機（モータジェネレータＭＧ１）用インバータ１４のＩＧＢＴ素子もゲート遮断状態に制御される。そして、ステップＳ５４においてスレーブ電圧コンバータ１２Ｓ側のシステムメインリレーＳＭＲ２Ｓ、ＳＭＲ３Ｓの状態がＯＮ状態からＯＦＦ状態に変更される。
【００８８】
そしてステップＳ５５において、マスター側電圧コンバータ１２Ｍは信号Ｍ−ＣＳＤＮによってゲート遮断指示が解除され昇圧が許可されるとともに、スレーブ側電圧コンバータ１２Ｓは信号Ｓ−ＣＳＤＮによってゲート遮断指示が解除されるとともに上アームＯＮ状態に制御される。また、モータ（モータジェネレータＭＧ２）用インバータ２２および発電機（モータジェネレータＭＧ１）用インバータ１４のＩＧＢＴ素子もゲート許可状態に制御される。
【００８９】
この状態では、電圧センサ２１Ｓの検出する電圧値ＶＬＳは、電圧センサ１３が検出するはずであった電圧ＶＨとほぼ等しいので、ステップＳ５６において、電圧値ＶＬＳがＶＨ変数に代入される。これにより、電圧コンバータ１２Ｍは出力側の電圧をフィードバック制御することが可能となるので、昇圧動作を再開させることができる。その後ステップＳ５７において、制御は走行制御のメインルーチンに移される。
【００９０】
ここで、電圧センサ２１Ｓを電圧センサ１３の代わりに使用する場合に注意すべき点について説明する。
【００９１】
図６は、低圧系の電圧センサの出力特性を示した図である。
図７は、高圧系の電圧センサの出力特性を示した図である。
【００９２】
図６、図７に示した電圧センサの出力電圧は、ＥＣＵの内部でアナログデジタル変換される。たとえば、ＣＰＵに内蔵されたＡ／Ｄコンバータでこの変換がおこなわれる。Ａ／Ｄコンバータの入力レンジは、０〜５Ｖ程度である。この入力レンジを１０ビット以上の分解能でＡ／Ｄ変換が実行され、ＣＰＵで電圧値が認識される。
【００９３】
図６に示すように、低圧系センサつまり電圧コンバータで昇圧される前の電圧を検出するセンサは、バッテリ電圧の範囲に多少の余裕をみた入力電圧範囲が０〜３３０Ｖ程度でよい。したがって、電圧ＶＬＭを検出する電圧センサ２１Ｍと、電圧ＶＬＳを検出する電圧センサ２１Ｓは、正常動作を実行する限りは、図６のような特性でよい。
【００９４】
そして、昇圧された電圧ＶＨを検出する電圧センサ１３は、入力電圧が０〜８００Ｖの範囲を検出可能にしておく必要がある。
【００９５】
しかし、実施の形態２においては、電圧センサ２１Ｓは電圧センサ１３が故障した場合に、電圧コンバータ１２Ｍで昇圧された電圧を検出する必要がある。したがって、実施の形態２においては、少なくとも電圧センサ２１Ｓは電圧センサ１３と同じ図７に示す特性を有する必要がある。そして、その出力をうけるＡ／Ｄコンバータで変換されたデジタル値を検出電圧に変換する際も、図７に基づいて電圧に変更する必要がある。
【００９６】
なお、電圧センサ２１Ｍについては、図６の特性のままでもよいが、図７の特性のものを使用してもよい。
【００９７】
図８は、実施の形態１または２のＲｅａｄｙＯＮ状態となった後のＶＨ正常時の電圧コンバータの制御について説明するための図である。
【００９８】
図８を参照して、ＶＨ正常時では、負荷の使用する電流に合わせてその全部または一部である目標電流Ｉ＊を供給するようにスレーブ側電圧コンバータ１２Ｓでは電流制御が実行される。このとき接続部４０Ｓは接続状態とされバッテリＢＳから電流Ｉ＊に対応する電力が供給されるように制御が行われる。
【００９９】
そして、負荷に与えられる電圧が変動しないように、電圧ＶＨが検出されこれが目標電圧ＶＨ＊に一致するようにマスター側電圧コンバータ１２Ｍでは電圧制御が実行される。
【０１００】
図９は、実施の形態１または２のＲｅａｄｙＯＮ状態となった後のＶＨ故障時の電圧コンバータの制御について説明するための図である。
【０１０１】
図９を参照して、ＶＨ故障時では、スレーブ側電圧コンバータ１２Ｓは上アームＯＮ状態に制御され、接続部４０Ｓはオフ状態に設定されるので、電圧ＶＬＳが電圧ＶＨと等しくなる。そこで電圧ＶＬＳを目標電圧ＶＨ＊に一致させるようにマスター側電圧コンバータ１２Ｍでは電圧制御が実行される。
【０１０２】
このようにすることにより、負荷に高電圧を供給することができるので車両の走行性能を低下させずに済む。
【０１０３】
最後に、以上説明した実施の形態１，２について、図１等を参照しながら総括的に説明する。本願実施の形態の車両の電源装置は、第１の蓄電装置（バッテリＢＭ）と、モータを駆動するインバータ１４，２２に給電を行なう電源ライン（正極母線ＰＬ２）と、第１の蓄電装置と電源ラインとの間に設けられ、電圧変換を行なう第１の電圧コンバータ１２Ｍと、第２の蓄電装置（バッテリＢＳ）と、第２の蓄電装置と電源ラインとの間に設けられ、電圧変換を行なう第２の電圧コンバータ１２Ｓと、第２の蓄電装置と第２の電圧コンバータとの間に設けられ、電気的な接続状態の切換えを行なう接続部４０Ｓと、電源ラインの電圧を検出する第１の電圧センサ１３と、第２の電圧コンバータ１２Ｓの接続部側端子の電圧を検出する第２の電圧センサ２１Ｓと、第１、第２の電圧コンバータおよび接続部の制御を行なう制御装置３０とを備える。制御装置３０は、第１の電圧センサ１３の出力が使用不可となる故障を検出した場合には、接続部４０Ｓを非接続状態とし、かつ第２の電圧コンバータ１２Ｓを電圧非変換状態に制御して第２の電圧コンバータ１２Ｓの接続部４０Ｓ側端子に電源ライン（正極母線ＰＬ２）の電圧を出力させ、第１の電圧センサ１３の出力に代えて第２の電圧センサ２１Ｓの出力に基づいて電源ラインの電圧制御を行なう。
【０１０４】
好ましくは、電源ラインは、正極母線ＰＬ２と、負極母線ＳＬとを含む。車両の電源装置は、正極母線ＰＬ２と負極母線ＳＬとの間に接続される平滑コンデンサＣＨをさらに含む。制御装置３０は、電源ラインの電圧制御の一つとして、平滑コンデンサＣＨに対するプリチャージ制御を行なう。
【０１０５】
より好ましくは、車両の電源装置は、第１の蓄電装置（バッテリＢＭ）と第１の電圧コンバータ１２Ｍとの間に設けられ、電気的な接続状態を第１の接続状態（ＳＭＲ２Ｍで接続）、第１の接続状態よりも抵抗の高い第２の接続状態（ＳＭＲ１Ｍで接続）および非接続状態の間で切換えを行なうマスター接続部４０Ｍをさらに備える。制御装置３０は、プリチャージ制御において、車両起動指示に応じてマスター接続部４０Ｍを遮断状態から第２の接続状態に切換えて平滑コンデンサＣＨに対するプリチャージを開始させ、その後、第２の電圧センサ２１Ｓの出力に基づいてマスター接続部４０Ｍを第２の接続状態から第１の接続状態に切換える。
【０１０６】
好ましくは、制御装置３０は、電源ラインの電圧制御の一つとして、第１の電圧コンバータ１２Ｍに対する電圧制御を行なう。
【０１０７】
より好ましくは、制御装置３０は、第１の電圧センサ１３の出力が使用可能である場合には、第１の電圧センサ１３の出力に基づいて第１の電圧コンバータ１２Ｍを電圧制御するとともに、接続部４０Ｓを接続状態とし第２の電圧コンバータ１２Ｓを通過する電流が目標電流となるように第２の電圧コンバータ１２Ｓを電流制御する。
【０１０８】
好ましくは、第１の電圧センサ１３と、第２の電圧センサ２１Ｓとは、測定可能入力電圧範囲が等しい。
【０１０９】
より好ましくは、車両の電源装置は、第１の蓄電装置（バッテリＢＭ）と第１の電圧コンバータ１２Ｍとの間に設けられ、電気的な接続状態の切換えを行なうマスター接続部４０Ｍと、第１の電圧コンバータ１２Ｍのマスター接続部側端子の電圧を検出する第３の電圧センサ２１Ｍとをさらに備える。第１、第２の電圧センサ１３，２１Ｓの測定可能な上限電圧は、第３の電圧センサ２１Ｍの測定可能な上限電圧よりも高い。
【０１１０】
このような構成および制御とすることで、インバータに高電圧を供給することができるので車両の走行性能を低下させずに済む。また車両の電源システムを停止させた後にも、退避走行を再開させることが可能となる。
【０１１１】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【０１１２】
【図１】蓄電装置として２つのバッテリを搭載する車両１００の構成を示す回路図である。
【図２】実施の形態１で実行される車両の電源装置の制御を説明するためのフローチャートである。
【図３】ＶＨ正常時すなわち図２のステップＳ３〜Ｓ７の処理を経てシステム起動が完了した場合を示した動作波形図である。
【図４】ＶＨ異常時すなわち図２のステップＳ８〜Ｓ１３の処理を経てシステム起動が完了した場合を示した動作波形図である。
【図５】実施の形態２で実行される故障検出時の処理を説明するためのフローチャートである。
【図６】低圧系の電圧センサの出力特性を示した図である。
【図７】高圧系の電圧センサの出力特性を示した図である。
【図８】実施の形態１または２のＲｅａｄｙＯＮ状態となった後のＶＨ正常時の電圧コンバータの制御について説明するための図である。
【図９】実施の形態１または２のＲｅａｄｙＯＮ状態となった後のＶＨ故障時の電圧コンバータの制御について説明するための図である。
【符号の説明】
【０１１３】
２ 車輪、３ 動力分割機構、４ エンジン、１０Ｍ，１０Ｓ，１３，２１Ｍ，２１Ｓ 電圧センサ、１１Ｍ，１１Ｓ，２４，２５ 電流センサ、１２Ｍ，１２Ｓ 電圧コンバータ、１４，２２ インバータ、１５ Ｕ相アーム、１６ Ｖ相アーム、１７ Ｗ相アーム、３０ 制御装置、４０Ｍ，４０Ｓ 接続部、５２ 補機用ＤＣ／ＤＣコンバータ、５４ 補機バッテリ、５６ エアコン、１００ 車両、ＢＭ，ＢＳ バッテリ、ＣＨ，ＣＬＭ，ＣＬＳ 平滑用コンデンサ、Ｄ１Ｍ，Ｄ２Ｍ，Ｄ１Ｓ，Ｄ２Ｓ，Ｄ３〜Ｄ８ ダイオード、Ｌ１Ｍ，Ｌ１Ｓ リアクトル、ＭＧ１，ＭＧ２ モータジェネレータ、ＰＬ１Ｍ，ＰＬ１Ｓ，ＰＬ２ 正極母線、Ｑ１Ｍ，Ｑ２Ｍ，Ｑ１Ｓ，Ｑ２Ｓ，Ｑ３〜Ｑ８ ＩＧＢＴ素子、ＲＭ，ＲＳ 限流抵抗、ＳＬ 負極母線、ＳＭＲ１Ｍ，ＳＭＲ２Ｍ，ＳＭＲ３Ｍ，ＳＭＲ１Ｓ，ＳＭＲ２Ｓ，ＳＭＲ３Ｓ システムメインリレー。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両の電源装置に関し、特に複数の蓄電装置と複数の電圧コンバータとを備える車両の電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特開２００２−１０５０２号公報（特許文献１）は、複数の蓄電池の充電と放電を同時に行なう蓄電池用充放電装置を開示する。この蓄電池用充放電装置は、交流電源を整流する充電用整流回路と，この充電用整流回路と逆並列に蓄電池の電気量を上記交流電源に回生する回生用整流回路と、上記充電用整流回路の出力に出力を制御するスイッチング素子を有する昇降圧コンバータと、上記昇降圧コンバータの出力を平滑する平滑コンデンサと、上記平滑コンデンサの両端電圧を検出する第１電圧検出器と，上記蓄電池の蓄電池電圧を検出する第２電圧検出器とを含む。そして、上記第１電圧検出器の検出信号が上記第２電圧検出器の検出信号になるように、上記昇降圧コンバータを制御するものである。
【０００３】
このように昇降圧コンバータを制御することにより、蓄電池ごとに放電開始時の突入電流を制限する大容量の限流抵抗を設けることも、また限流抵抗と開閉手段を設ける必要もなくなる。
【特許文献１】特開２００２−１０５０２号公報
【特許文献２】特開２００６−３２５３２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、環境に配慮した車両として、モータで車輪を駆動する電気自動車、燃料電池自動車や、モータとエンジンとを動力源として併用するハイブリッド自動車が注目されている。このような車両において、蓄電池等の電圧源を昇降圧コンバータで昇圧してモータ駆動用のインバータに供給することも行なわれている。
【０００５】
また、このような車両においては、燃費と動力性能の両立や無補給走行距離の伸長のため、複数の蓄電装置を搭載することが検討されている。車両の電源装置においても、複数の蓄電装置を搭載する場合には、放電開始時の突入電流を制限する大容量の限流抵抗を設けることも必要であり、また限流抵抗と開閉手段を蓄電装置ごとに設ける必要もある。
【０００６】
上記の特開２００２−１０５０２号公報（特許文献１）は、商用電源である三相交流電源に接続される装置であって、蓄電池の充放電テストを行なう装置に関するものである。このような試験設備であれば、たとえば、充放電テストを実行するために電圧を測定する電圧センサに故障が生じた場合、装置を停止して修理すればよい。
【０００７】
しかし、車両の場合には、センサ故障が生じても、走行が可能であれば故障の修理可能な場所まで車両が自力で走行できる方が好ましい。また、そのような退避走行中であっても、たとえば、追い越し等をしなければならない場合もあるので、蓄電池の電圧を昇圧して高性能で走行できる方が好ましい。したがって、車両の電源装置であれば、センサ故障が生じても可能な限りシステムを起動させ、性能を維持する必要がある。
【０００８】
この発明の目的は、センサ故障発生時であっても可能な限り走行性能を維持した状態で退避走行をすることが可能な車両の電源装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明は、要約すると、車両の電源装置であって、第１の蓄電装置と、モータを駆動するインバータに給電を行なう電源ラインと、第１の蓄電装置と電源ラインとの間に設けられ、電圧変換を行なう第１の電圧コンバータと、第２の蓄電装置と、第２の蓄電装置と電源ラインとの間に設けられ、電圧変換を行なう第２の電圧コンバータと、第２の蓄電装置と第２の電圧コンバータとの間に設けられ、電気的な接続状態の切換えを行なう接続部と、電源ラインの電圧を検出する第１の電圧センサと、第２の電圧コンバータの接続部側端子の電圧を検出する第２の電圧センサと、第１、第２の電圧コンバータおよび接続部の制御を行なう制御装置とを備える。制御装置は、第１の電圧センサの出力が使用不可となる故障を検出した場合には、接続部を非接続状態とし、かつ第２の電圧コンバータを電圧非変換状態に制御して第２の電圧コンバータの接続部側端子に電源ラインの電圧を出力させ、第１の電圧センサの出力に代えて第２の電圧センサの出力に基づいて電源ラインの電圧制御を行なう。
【００１０】
好ましくは、電源ラインは、正極母線と、負極母線とを含む。車両の電源装置は、正極母線と負極母線との間に接続される平滑コンデンサをさらに含む。制御装置は、電源ラインの電圧制御の一つとして、平滑コンデンサに対するプリチャージ制御を行なう。
【００１１】
より好ましくは、車両の電源装置は、第１の蓄電装置と第１の電圧コンバータとの間に設けられ、電気的な接続状態を第１の接続状態、第１の接続状態よりも抵抗の高い第２の接続状態および非接続状態の間で切換えを行なうマスター接続部をさらに備える。制御装置は、プリチャージ制御において、車両起動指示に応じてマスター接続部を遮断状態から第２の接続状態に切換えて平滑コンデンサに対するプリチャージを開始させ、その後、第２の電圧センサの出力に基づいてマスター接続部を第２の接続状態から第１の接続状態に切換える。
【００１２】
好ましくは、制御装置は、電源ラインの電圧制御の一つとして、第１の電圧コンバータに対する電圧制御を行なう。
【００１３】
より好ましくは、制御装置は、第１の電圧センサの出力が使用可能である場合には、第１の電圧センサの出力に基づいて第１の電圧コンバータを電圧制御するとともに、接続部を接続状態とし第２の電圧コンバータを通過する電流が目標電流となるように第２の電圧コンバータを電流制御する。
【００１４】
好ましくは、第１の電圧センサと、第２の電圧センサとは、測定可能入力電圧範囲が等しい。
【００１５】
より好ましくは、車両の電源装置は、第１の蓄電装置と第１の電圧コンバータとの間に設けられ、電気的な接続状態の切換えを行なうマスター接続部と、第１の電圧コンバータのマスター接続部側端子の電圧を検出する第３の電圧センサとをさらに備える。第１、第２の電圧センサの測定可能な上限電圧は、第３の電圧センサの測定可能な上限電圧よりも高い。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、センサ故障発生時であっても可能な限り走行性能を維持した状態で退避走行をすることが可能となる。
【００１７】
また、一旦電源システムを停止させた後にも起動させることが可能となり、退避走行を中断した後にも再開させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳しく説明する。なお、図中同一または相当部分には同一の符号を付してそれらについての説明は繰返さない。
【００１９】
［車両の全体構成］
図１は、蓄電装置として２つのバッテリを搭載する車両１００の構成を示す回路図である。
【００２０】
図１を参照して、車両１００は、マスター電源部と、スレーブ電源部と、マスター電源部およびスレーブ電源部からの電圧を平滑化させる平滑用コンデンサＣＨと、平滑用コンデンサＣＨの端子関の電圧を検出する電圧センサ１３と、インバータ１４，２２と、エンジン４と、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２と、動力分割機構３と、車輪２と、制御装置３０とを含む。
【００２１】
マスター電源部は、蓄電用のバッテリＢＭと、バッテリＢＭの切り離しおよび接続を行なう接続部４０Ｍと、接続部４０Ｍを介してバッテリＢＭに接続される電圧コンバータ１２Ｍおよび平滑用コンデンサＣＬＭと、平滑用コンデンサＣＬＭの端子関電圧を検出する電圧センサ２１Ｍと、バッテリＢＭの端子間の電圧ＶＢＭを測定する電圧センサ１０Ｍと、バッテリＢＭに流れる電流ＩＢＭを検知する電流センサ１１Ｍとを含む。バッテリＢＭとしては、たとえば、鉛蓄電池、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池等の二次電池を用いることができる。
【００２２】
スレーブ電源部は、蓄電用のバッテリＢＳと、バッテリＢＳの切り離しおよび接続を行なう接続部４０Ｓと、接続部４０Ｓを介してバッテリＢＳに接続される電圧コンバータ１２Ｓおよび平滑用コンデンサＣＬＳと、平滑用コンデンサＣＬＳの端子関電圧を検出する電圧センサ２１Ｓと、バッテリＢＳの端子間の電圧ＶＢＳを測定する電圧センサ１０Ｓと、バッテリＢＳに流れる電流ＩＢＳを検知する電流センサ１１Ｓとを含む。バッテリＢＳとしては、たとえば、鉛蓄電池、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池等の二次電池を用いることができる。電圧コンバータ１２Ｓを設けているので、バッテリＢＳは、電圧や容量等の特性がバッテリＢＭとは異なるバッテリを使用することもできる。
【００２３】
平滑用コンデンサＣＬＭは、正極母線ＰＬ１Ｍと負極母線ＳＬ間に接続される。電圧センサ２１Ｍは、平滑用コンデンサＣＬＭの両端間の電圧ＶＬＭを検知して制御装置３０に対して出力する。電圧コンバータ１２Ｍは、平滑用コンデンサＣＬＭの端子間電圧を昇圧する。
【００２４】
平滑用コンデンサＣＬＳは、正極母線ＰＬ１Ｓと負極母線ＳＬ間に接続される。電圧センサ２１Ｓは、平滑用コンデンサＣＬＳの両端間の電圧ＶＬＳを検知して制御装置３０に対して出力する。電圧コンバータ１２Ｓは、平滑用コンデンサＣＬＳの端子間電圧を昇圧する。
【００２５】
平滑用コンデンサＣＨは、電圧コンバータ１２Ｍ，１２Ｓによって昇圧された電圧を平滑化する。電圧センサ１３は、平滑用コンデンサＣＨの端子間電圧ＶＨを検知して制御装置３０に出力する。
【００２６】
インバータ１４は、電圧コンバータ１２Ｓまたは１２Ｍから与えられる直流電圧を三相交流に変換してモータジェネレータＭＧ１に出力する。インバータ２２は、電圧コンバータ１２Ｓまたは１２Ｍから与えられる直流電圧を三相交流に変換してモータジェネレータＭＧ２に出力する。
【００２７】
動力分割機構３は、エンジン４とモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２に結合されてこれらの間で動力を分配する機構である。たとえば動力分割機構としてはサンギヤ、プラネタリキャリヤ、リングギヤの３つの回転軸を有する遊星歯車機構を用いることができる。この３つの回転軸がエンジン４、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の各回転軸にそれぞれ接続され、３つの回転軸のうち２つの回転が決定されると他の１軸の回転は強制的に定まる。なおモータジェネレータＭＧ２の回転軸は、図示しない減速ギヤや差動ギヤによって車輪２に結合されている。また動力分割機構３の内部にモータジェネレータＭＧ２の回転軸に対する減速機をさらに組み込んでもよい。
【００２８】
接続部４０Ｍは正極母線ＰＬ１Ｍと負極母線ＳＬに接続されている。接続部４０Ｍは、バッテリＢＭの負極と負極母線ＳＬとの間に接続されるシステムメインリレーＳＭＲ３Ｍと、バッテリＢＭの正極と正極母線ＰＬ１Ｍとの間に接続されるシステムメインリレーＳＭＲ２Ｍと、システムメインリレーＳＭＲ２Ｍと並列接続される直列に接続されたシステムメインリレーＳＭＲ１Ｍおよび限流抵抗ＲＭとを含む。システムメインリレーＳＭＲ１Ｍ〜ＳＭＲ３Ｍは、制御装置３０から与えられる制御信号ＣＯＮＴに応じて導通／非導通状態が制御される。
【００２９】
接続部４０Ｓは正極母線ＰＬ１Ｓと負極母線ＳＬに接続されている。接続部４０Ｓは、バッテリＢＳの負極と負極母線ＳＬとの間に接続されるシステムメインリレーＳＭＲ３Ｓと、バッテリＢＳの正極と正極母線ＰＬ１Ｓとの間に接続されるシステムメインリレーＳＭＲ２Ｓと、システムメインリレーＳＭＲ２Ｓと並列接続される直列に接続されたシステムメインリレーＳＭＲ１Ｓおよび限流抵抗ＲＳとを含む。システムメインリレーＳＭＲ１Ｓ〜ＳＭＲ３Ｓは、制御装置３０から与えられる制御信号ＣＯＮＴに応じて導通／非導通状態が制御される。
【００３０】
電圧コンバータ１２Ｍは、一方端が正極母線ＰＬ１Ｍに接続されるリアクトルＬ１Ｍと、正極母線ＰＬ２と負極母線ＳＬとの間に直列に接続されるＩＧＢＴ素子Ｑ１Ｍ，Ｑ２Ｍと、ＩＧＢＴ素子Ｑ１Ｍ，Ｑ２Ｍにそれぞれ並列に接続されるダイオードＤ１Ｍ，Ｄ２Ｍとを含む。
【００３１】
リアクトルＬ１Ｍの他方端はＩＧＢＴ素子Ｑ１ＭのエミッタおよびＩＧＢＴ素子Ｑ２Ｍのコレクタに接続される。ダイオードＤ１ＭのカソードはＩＧＢＴ素子Ｑ１Ｍのコレクタと接続され、ダイオードＤ１ＭのアノードはＩＧＢＴ素子Ｑ１Ｍのエミッタと接続される。ダイオードＤ２ＭのカソードはＩＧＢＴ素子Ｑ２Ｍのコレクタと接続され、ダイオードＤ２ＭのアノードはＩＧＢＴ素子Ｑ２Ｍのエミッタと接続される。
【００３２】
電圧コンバータ１２Ｓは、一方端が正極母線ＰＬ１Ｓに接続されるリアクトルＬ１Ｓと、正極母線ＰＬ２と負極母線ＳＬとの間に直列に接続されるＩＧＢＴ素子Ｑ１Ｓ，Ｑ２Ｓと、ＩＧＢＴ素子Ｑ１Ｓ，Ｑ２Ｓにそれぞれ並列に接続されるダイオードＤ１Ｓ，Ｄ２Ｓとを含む。
【００３３】
リアクトルＬ１Ｓの他方端はＩＧＢＴ素子Ｑ１ＳのエミッタおよびＩＧＢＴ素子Ｑ２Ｓのコレクタに接続される。ダイオードＤ１ＳのカソードはＩＧＢＴ素子Ｑ１Ｓのコレクタと接続され、ダイオードＤ１ＳのアノードはＩＧＢＴ素子Ｑ１Ｓのエミッタと接続される。ダイオードＤ２ＳのカソードはＩＧＢＴ素子Ｑ２Ｓのコレクタと接続され、ダイオードＤ２ＳのアノードはＩＧＢＴ素子Ｑ２Ｓのエミッタと接続される。
【００３４】
インバータ１４は、電圧コンバータ１２Ｍおよび１２Ｓから昇圧された電圧を受けて、たとえばエンジン４を始動させるために、モータジェネレータＭＧ１を駆動する。また、インバータ１４は、エンジン４から伝達される機械的動力によってモータジェネレータＭＧ１で発電された電力を電圧コンバータ１２Ｍおよび１２Ｓに戻す。このとき電圧コンバータ１２Ｍおよび１２Ｓは、降圧回路として動作するように制御装置３０によって制御される。
【００３５】
インバータ１４は、Ｕ相アーム１５と、Ｖ相アーム１６と、Ｗ相アーム１７とを含む。Ｕ相アーム１５，Ｖ相アーム１６，およびＷ相アーム１７は、正極母線ＰＬ２と負極母線ＳＬとの間に並列に接続される。
【００３６】
Ｕ相アーム１５は、正極母線ＰＬ２と負極母線ＳＬとの間に直列接続されたＩＧＢＴ素子Ｑ３，Ｑ４と、ＩＧＢＴ素子Ｑ３，Ｑ４とそれぞれ並列に接続されるダイオードＤ３，Ｄ４とを含む。ダイオードＤ３のカソードはＩＧＢＴ素子Ｑ３のコレクタと接続され、ダイオードＤ３のアノードはＩＧＢＴ素子Ｑ３のエミッタと接続される。ダイオードＤ４のカソードはＩＧＢＴ素子Ｑ４のコレクタと接続され、ダイオードＤ４のアノードはＩＧＢＴ素子Ｑ４のエミッタと接続される。
【００３７】
Ｖ相アーム１６は、正極母線ＰＬ２と負極母線ＳＬとの間に直列接続されたＩＧＢＴ素子Ｑ５，Ｑ６と、ＩＧＢＴ素子Ｑ５，Ｑ６とそれぞれ並列に接続されるダイオードＤ５，Ｄ６とを含む。ダイオードＤ５のカソードはＩＧＢＴ素子Ｑ５のコレクタと接続され、ダイオードＤ５のアノードはＩＧＢＴ素子Ｑ５のエミッタと接続される。ダイオードＤ６のカソードはＩＧＢＴ素子Ｑ６のコレクタと接続され、ダイオードＤ６のアノードはＩＧＢＴ素子Ｑ６のエミッタと接続される。
【００３８】
Ｗ相アーム１７は、正極母線ＰＬ２と負極母線ＳＬとの間に直列接続されたＩＧＢＴ素子Ｑ７，Ｑ８と、ＩＧＢＴ素子Ｑ７，Ｑ８とそれぞれ並列に接続されるダイオードＤ７，Ｄ８とを含む。ダイオードＤ７のカソードはＩＧＢＴ素子Ｑ７のコレクタと接続され、ダイオードＤ７のアノードはＩＧＢＴ素子Ｑ７のエミッタと接続される。ダイオードＤ８のカソードはＩＧＢＴ素子Ｑ８のコレクタと接続され、ダイオードＤ８のアノードはＩＧＢＴ素子Ｑ８のエミッタと接続される。
【００３９】
各相アームの中間点は、モータジェネレータＭＧ１の各相コイルの各相端に接続されている。すなわち、モータジェネレータＭＧ１は、三相の永久磁石同期モータであり、Ｕ，Ｖ，Ｗ相の３つのコイルは各々一方端が中点に共に接続されている。そして、Ｕ相コイルの他方端がＩＧＢＴ素子Ｑ３，Ｑ４の接続ノードに接続される。またＶ相コイルの他方端がＩＧＢＴ素子Ｑ５，Ｑ６の接続ノードに接続される。またＷ相コイルの他方端がＩＧＢＴ素子Ｑ７，Ｑ８の接続ノードに接続される。
【００４０】
電流センサ２４は、モータジェネレータＭＧ１に流れる電流をモータ電流値ＭＣＲＴ１として検出し、モータ電流値ＭＣＲＴ１を制御装置３０へ出力する。
【００４１】
インバータ２２は、正極母線ＰＬ２と負極母線ＳＬに接続されている。インバータ２２は車輪２を駆動するモータジェネレータＭＧ２に対して電圧コンバータ１２Ｍおよび１２Ｓの出力する直流電圧を三相交流に変換して出力する。またインバータ２２は、回生制動に伴い、モータジェネレータＭＧ２において発電された電力を電圧コンバータ１２Ｍおよび１２Ｓに戻す。このとき電圧コンバータ１２Ｍおよび１２Ｓは、降圧回路として動作するように制御装置３０によって制御される。インバータ２２の内部の構成は、図示しないがインバータ１４と同様であり、詳細な説明は繰返さない。
【００４２】
電流センサ２５は、モータジェネレータＭＧ２に流れる電流をモータ電流値ＭＣＲＴ２として検出し、モータ電流値ＭＣＲＴ２を制御装置３０へ出力する。
【００４３】
制御装置３０は、トルク指令値ＴＲ１，ＴＲ２、モータ回転数ＭＲＮ１，ＭＲＮ２、電圧ＶＢＭ，ＶＢＳ，ＶＨ、電流ＩＢＭ，ＩＢＳの各値、モータ電流値ＭＣＲＴ１，ＭＣＲＴ２および起動信号ＩＧＯＮを受ける。そして制御装置３０は、電圧コンバータ１２Ｍに対して昇圧指示と降圧指示とを行なう制御信号Ｍ−ＣＰＷＭおよび動作禁止を指示する信号Ｍ−ＣＳＤＮを出力する。また制御装置３０は、電圧コンバータ１２Ｓに対して昇圧指示と降圧指示とを行なう制御信号Ｓ−ＣＰＷＭおよび動作禁止を指示する信号Ｓ−ＣＳＤＮを出力する。
【００４４】
さらに、制御装置３０は、インバータ１４に対して電圧コンバータ１２Ｍ，１２Ｓの出力である直流電圧を、モータジェネレータＭＧ１を駆動するための交流電圧に変換する駆動指示ＰＷＭＩ１と、モータジェネレータＭＧ１で発電された交流電圧を直流電圧に変換して電圧コンバータ１２Ｍ，１２Ｓ側に戻す回生指示ＰＷＭＣ１とを出力する。
【００４５】
同様に制御装置３０は、インバータ２２に対してモータジェネレータＭＧ２を駆動するための交流電圧に直流電圧を変換する駆動指示ＰＷＭＩ２と、モータジェネレータＭＧ２で発電された交流電圧を直流電圧に変換して電圧コンバータ１２Ｍ，１２Ｓ側に戻す回生指示ＰＷＭＣ２とを出力する。
【００４６】
車両１００は、正極母線ＰＬ１Ｍと負極母線ＳＬとに接続されるエアコン５６と、補機用ＤＣ−ＤＣコンバータ５２と、補機用ＤＣ−ＤＣコンバータによって充電される補機バッテリ５４とをさらに含む。
【００４７】
制御装置３０やその他の補機には、補機バッテリ５４から電源が供給される。
［実施の形態１］
図１に示した車両では、コンデンサＣＨは、車両起動時には放電されている場合が多い。このような状態でシステムメインリレーを導通されると過大な突入電流が流れてリレーの溶着が発生したり、電力素子が破壊されたりする恐れがある。このため、コンデンサＣＨに対する充電当初は、システムメインリレーを抵抗が高い接続状態にして電流制限を行ない、充電がある程度完了したらシステムメインリレーを抵抗が低い状態に接続し直す。このような充電をプリチャージと呼ぶ。
【００４８】
しかし、電圧センサ１３で検出される電圧ＶＨが使用不可である場合には、コンデンサへの充電の完了判定ができないので、システムメインリレーの切換えが行なえず、システムを起動することができない。このため、本実施の形態では、電圧センサ１３の出力値が使用できないばあいでも、他の電圧センサ２１Ｓの検出値を用いてプリチャージを行なわせる。
【００４９】
図２は、実施の形態１で実行される車両の電源装置の制御を説明するためのフローチャートである。このフローチャートの処理は、車両の走行制御のメインルーチンから一定時間ごとまたは所定の条件が成立するごとに呼び出されて実行される。
【００５０】
図１、図２を参照して、まず、ステップＳ１で運転者がキーやボタンを操作することによりシステム起動信号ＩＧＯＮによる起動指示が与えられたか否かが判断される。起動指示が与えられていなければステップＳ１５に処理が進み、制御はメインルーチンに移される。一方ステップＳ１において起動指示が与えられたことが検出された場合には、その後ステップＳ２において、電圧ＶＨを検出する電圧センサ１３の故障の有無が判断される。
【００５１】
ここで電圧センサ１３の故障とは、制御装置３０側でセンサの検出電圧ＶＨが使用できないと判断されることを意味する。
【００５２】
たとえば、制御装置３０が、モータジェネレータ用ＥＣＵ（Electric Control Unit）とハイブリッドシステム用ＥＣＵといったように複数のＥＣＵで実現される場合には、ＥＣＵ間の通信異常やセンサ値を受けるＥＣＵの故障などもステップＳ２でＶＨ故障として検出される。
【００５３】
さらに、電圧センサ１３に繋がれる図示しないセンサ用の電源系の異常や、電圧センサ１３自体の結線異常（接地や電源への短絡）等もステップＳ２でＶＨ故障として検出される。
【００５４】
ステップＳ２でＶＨ故障と判断されない場合（ステップＳ２でＮＯ）には、ステップＳ３に処理が進む。ステップＳ３では電圧センサ１３で検出された電圧ＶＨを電圧コンバータ１２Ｍの電圧制御を行なうためのＶＨ変数に代入される。このＶＨ変数は、コンデンサＣＨのプリチャージ判定にも使用される。
【００５５】
そしてステップＳ４では、システムメインリレーＳＭＲ１Ｍ，ＳＭＲ３Ｍ，ＳＭＲ１Ｓ，ＳＭＲ３Ｓの状態がオフ状態からオン状態に変更される。するとコンデンサＣＬＭ，ＣＬＳとコンデンサＣＨに充電（プリチャージ）が行なわれ、電圧ＶＨが上昇する。この上昇を電圧センサ１３の出力によって制御装置３０が監視し、ステップＳ５でプリチャージが完了したか否かが判断される。電圧ＶＨがしきい値ＶＨ１に到達したらステップＳ５においてプリチャージが完了したと判断されステップＳ６に処理が進む。
【００５６】
ステップＳ６では、システムメインリレーＳＭＲ２Ｍ，ＳＭＲ２Ｓがオフ状態からオン状態に設定され、つづいてステップＳ７でシステムメインリレーＳＭＲ１Ｍ，ＳＭＲ１Ｓがオン状態からオフ状態に設定が変更される。
【００５７】
ステップＳ２でＶＨ故障と判断された場合（ステップＳ２でＹＥＳ）には、ステップＳ３〜Ｓ７の処理の代わりにステップＳ８〜Ｓ１３の処理が実行される。
【００５８】
ステップＳ８では、スレーブ側の電圧コンバータ１２Ｓが上アームＯＮ状態に設定される。上アームＯＮ状態は、ＩＧＢＴ素子Ｑ１Ｓがオン状態に固定され、ＩＧＢＴ素子Ｑ２Ｓがオフ状態に固定された状態である。電圧コンバータ１２Ｓが上アームＯＮ状態に設定されると、正極母線ＰＬ２の電圧と正極母線ＰＬ１Ｓの電圧とが等しくなる。
【００５９】
起動信号ＩＧＯＮによる起動指示が与えられた直後は、接続部４０Ｍ，４０Ｓは、いずれもオフ状態となっており、バッテリＢＳの電圧は、正極母線ＰＬ１Ｓに与えられていない。したがって、接続部４０Ｓをオフ状態としたまま接続部４０Ｍをオン状態とすれば、正極母線ＰＬ２の電圧が電圧センサ２１Ｓで検出している電圧ＶＬＳと等しくなる。したがって電圧ＶＬＳをコンデンサＣＨのプリチャージ判定や電圧コンバータ１２Ｍの電圧制御に使用することが可能となる。
【００６０】
そこで、ステップＳ８で電圧コンバータ１２Ｓの状態を上アームＯＮ状態に固定した後に、ステップＳ９において、電圧センサ２１Ｓの検出する電圧ＶＬＳが電圧コンバータ１２Ｍの電圧制御を行なうためのＶＨ変数に代入される。このＶＨ変数は、コンデンサＣＨのプリチャージ判定にも使用される。
【００６１】
そしてステップＳ１０では、システムメインリレーＳＭＲ１Ｍ，ＳＭＲ３Ｍの状態がオフ状態からオン状態に変更される。するとコンデンサＣＬＭとコンデンサＣＨに充電（プリチャージ）が行なわれ、電圧ＶＬＳが上昇する。この上昇を電圧センサ２１Ｓの出力によって制御装置３０が監視し、ステップＳ１１でプリチャージが完了したか否かが判断される。電圧ＶＬＳがしきい値ＶＨ１に到達したらステップＳ１１においてプリチャージが完了したと判断されステップＳ１２に処理が進む。
【００６２】
ステップＳ１２では、システムメインリレーＳＭＲ２Ｍの状態がオフ状態からオン状態に変更され、つづいてステップＳ１３でシステムメインリレーＳＭＲ１Ｍの状態がオン状態からオフ状態に変更される。
【００６３】
なお、このとき、システムメインリレーＳＭＲ１Ｓ，ＳＭＲ２Ｓ，ＳＭＲ３Ｓの状態は、いずれもオフ状態である。
【００６４】
ステップＳ７またはステップＳ１３の処理が終了すると、システム起動完了しステップＳ１４においてＲｅａｄｙＯＮ状態（車両として走行可能な状態）となり、その後ステップＳ１５において、制御は走行制御のメインルーチンに移される。
【００６５】
図３は、ＶＨ正常時すなわち図２のステップＳ３〜Ｓ７の処理を経てシステム起動が完了した場合を示した動作波形図である。
【００６６】
図２、図３を参照して、時刻ｔ１で起動信号ＩＧＯＮによる起動指示が入力されると、時刻ｔ１〜ｔ３の間に車両の電源装置の自己診断が実行される。この間の時刻ｔ２においてＶＨ正常と診断されると（ステップＳ２でＮＯ）、電圧センサ１３の出力から得られた電圧値がＶＨ変数に代入され、プリチャージ判定に使用される。
【００６７】
そして、時刻ｔ３において、システムメインリレーＳＭＲ１Ｍ，ＳＭＲ３Ｍ，ＳＭＲ１Ｓ，ＳＭＲ３Ｓの状態がオフ状態からオン状態に変更される。するとコンデンサＣＬＭ，ＣＬＳとコンデンサＣＨに充電（プリチャージ）が行なわれ、電圧ＶＨが上昇する。時刻ｔ３〜ｔ４において、電圧センサ１３の出力に基づいて電圧ＶＨの上昇を制御装置３０が監視している。
【００６８】
時刻ｔ４では、電圧ＶＨがしきい値ＶＨ１に到達し、プリチャージが完了したと判断され（ステップＳ５でＹＥＳ）、時刻ｔ５において、システムメインリレーＳＭＲ２Ｍ，ＳＭＲ２Ｓがオフ状態からオン状態に設定され、つづいて時刻ｔ６においてシステムメインリレーＳＭＲ１Ｍ，ＳＭＲ１Ｓがオン状態からオフ状態に設定が変更され、システム起動が完了しＲｅａｄｙＯＮ状態となる。
【００６９】
ＲｅａｄｙＯＮ状態となった時刻ｔ６以降は、シャットダウン信号Ｍ−ＣＳＤＮ，Ｓ−ＣＳＤＮによってＩＧＢＴのオンオフスイッチングが禁止されていたのが解除され、電圧コンバータ１２Ｍ，１２Ｓの昇圧が許可される。
【００７０】
図４は、ＶＨ異常時すなわち図２のステップＳ８〜Ｓ１３の処理を経てシステム起動が完了した場合を示した動作波形図である。
【００７１】
図２、図４を参照して、時刻ｔ１で起動信号ＩＧＯＮによる起動指示が入力されると、時刻ｔ１〜ｔ３の間に車両の電源装置の自己診断が実行される。この間の時刻ｔ２においてＶＨ故障と診断されると（ステップＳ２でＹＥＳ）、スレーブ側の電圧コンバータ１２Ｓの状態は、シャットダウン状態が解除され、上アームＯＮ固定状態に設定される。そして、電圧センサ１３の出力に代えて電圧センサ２１Ｓから得られた電圧値ＶＬＳがＶＨ変数に代入され、プリチャージ判定に使用される。
【００７２】
そして、時刻ｔ３において、システムメインリレーＳＭＲ１Ｍ，ＳＭＲ３Ｍの状態がオフ状態からオン状態に変更される。するとコンデンサＣＬＭとコンデンサＣＨに充電（プリチャージ）が行なわれ、電圧ＶＬＳが上昇する。時刻ｔ３〜ｔ４において電圧ＶＬＳの上昇を電圧センサ２１Ｓの出力を確認することによって制御装置３０が監視している。
【００７３】
時刻ｔ４では、電圧ＶＬＳがしきい値ＶＨ１に到達し、プリチャージが完了したと判断され（ステップＳ１１でＹＥＳ）、時刻ｔ５において、システムメインリレーＳＭＲ２Ｍの状態がオフ状態からオン状態に変更され、つづいて時刻ｔ６においてシステムメインリレーＳＭＲ１Ｍの状態がオン状態からオフ状態に変更され、システム起動が完了しＲｅａｄｙＯＮ状態となる。
【００７４】
ＲｅａｄｙＯＮ状態となった時刻ｔ６以降は、シャットダウン信号Ｍ−ＣＳＤＮによってＩＧＢＴのオンオフスイッチングが禁止されていたのが解除され、電圧コンバータ１２Ｍの昇圧が許可される。なお、スレーブ側については、システムメインリレーＳＭＲ１Ｓ，ＳＭＲ２Ｓ，ＳＭＲ３Ｓはオフ状態であり、電圧コンバータ１２Ｓは上アームＯＮ状態に固定されたまま、マスター側のバッテリＢＭ、電圧コンバータ１２Ｍのみによってインバータ１４，２２に対する電源電圧の供給が行われる。
【００７５】
このように、実施の形態１によれば、車両起動時にＶＨ故障が検出された場合に、電圧コンバータ１２Ｍの機能を停止させずにすみ、車両の走行性能を可能な限り維持しながら、故障を修理する場所まで自力で車両を移動させることが可能である。
【００７６】
また、一旦電源システムを停止させた後にも起動させることが可能となり、退避走行を中断した後にも再開させることができる。
【００７７】
［実施の形態２］
実施の形態１では、車両起動時の自己診断時に電圧センサ異常が検出された場合のプリチャージ制御やその後の昇圧制御について説明した。加えて電圧センサ異常は車両起動完了後（ＲｅａdｙＯＮ状態）において検出される場合も考えられる。
【００７８】
ＲｅａdｙＯＮ状態となった後には、図１に示した車両では、モータの回転数やアクセルペダル位置等に基づいて決定される要求駆動力に応じて電圧ＶＨを制御する。このために、制御装置３０は、電圧センサ１３で検出されるＶＨに基づいて電圧コンバータ１２Ｍの制御を行なう。また、スレーブ側の電源部をマスター側と併用するときは、リアクトルＬ１Ｓに流れる電流を検出して電圧コンバータ１２Ｓを電流制御し、電圧ＶＨを検出してマスター側の電圧コンバータ１２Ｍで電圧制御を行なう。
【００７９】
このように電圧センサ１３で検出される電圧ＶＨは、電圧コンバータの目標電圧と実際の出力電圧とを一致させるフィードバック制御を実行するために重要である。しかし、この電圧センサ１３で検出される値が使用できないと判断される場合がある。この場合には、電圧コンバータ１２Ｍを上アームＯＮ状態（ＩＧＢＴ素子Ｑ１Ｍを導通させ、ＩＧＢＴ素子Ｑ２Ｍを非導通とした状態）に制御し、バッテリＢＭの電圧をそのまま正極母線ＰＬ２に出力させればよい。そして、バッテリＢＳは、接続部４０Ｓによってシステムから切り離しておけばよい。このようにすることで、とりあえずの退避走行は可能である。
【００８０】
しかし、電圧ＶＨを昇圧しないでバッテリＢＭの電圧そのままとすると、モータジェネレータＭＧ２の回転が高速になって逆起電力が上昇すると制御が困難になるので、高速走行ができなくなり走行性能が落ちる。このため、本実施の形態では、電圧センサ１３の出力値が使用できないばあいでも、他の電圧センサ２１Ｓの検出値を用いて電圧コンバータ１２Ｍに昇圧を行なわせる。
【００８１】
図５は、実施の形態２で実行される故障検出時の処理を説明するためのフローチャートである。このフローチャートの処理は、車両の走行制御のメインルーチンから一定時間ごとまたは所定の条件が成立するごとに呼び出されて実行される。
【００８２】
図１、図５を参照して、まず、ステップＳ５１において、車両の状態が、車両起動が完了している状態（ＲｅａdｙＯＮ状態）か否かが確認される。ここでのＲｅａｄｙＯＮ状態は、システムが正常状態で、マスター側のシステムメインリレーＳＭＲ２Ｍ，ＳＭＲ３Ｍおよびスレーブ側のシステムメインリレーＳＭＲ２Ｓ，ＳＭＲ３Ｓが接続されており、車両として走行可能状態であることを示す。
【００８３】
ステップＳ５１において、ＲｅａdｙＯＮ状態でないと判断された場合には、ステップＳ５７に処理が進み、制御はメインルーチンに移される。一方、ステップＳ５１において、ＲｅａdｙＯＮ状態であると判断された場合には、ステップＳ５２に処理が進む。
【００８４】
ステップＳ５２では、実施の形態１のステップＳ２で実行される故障検出と同じ内容が実行され、加えてさらに、電圧センサ１３の機能異常がチェックされる。機能異常には、たとえばオフセット異常、特性異常、高圧電源線異常が含まれる。
【００８５】
オフセット異常は、電圧センサ１３が電圧ＶＨを正しく変換しない異常である。この場合、一旦電圧コンバータで電圧ＶＨを昇圧後、昇圧機能を停止させ平滑用コンデンサをディスチャージする操作を行なっても電圧センサ１３で検出している電圧ＶＨが低下しないといった現象により異常検出可能である。特性異常は、電圧センサ１３の断線やゲインずれの異常である。高圧電源線異常は、電圧センサ１３のゼロ固着等であり、コンデンサＣＨをプリチャージしても電圧が上昇しない。
【００８６】
ステップＳ５２において、ＶＨ故障が検出されない場合には、ステップＳ５７に処理が進み、制御はメインルーチンに移される。一方、ステップＳ５２において、ＶＨ故障が検出された場合には、ステップＳ５３に処理が進む。
【００８７】
ステップＳ５３では、マスター側電圧コンバータ１２Ｍとスレーブ側の電圧コンバータ１２Ｓとにそれぞれ信号Ｍ−ＣＳＤＮ，Ｓ−ＣＳＤＮによってゲート遮断指示が与えられる。また、モータ（モータジェネレータＭＧ２）用インバータ２２および発電機（モータジェネレータＭＧ１）用インバータ１４のＩＧＢＴ素子もゲート遮断状態に制御される。そして、ステップＳ５４においてスレーブ電圧コンバータ１２Ｓ側のシステムメインリレーＳＭＲ２Ｓ、ＳＭＲ３Ｓの状態がＯＮ状態からＯＦＦ状態に変更される。
【００８８】
そしてステップＳ５５において、マスター側電圧コンバータ１２Ｍは信号Ｍ−ＣＳＤＮによってゲート遮断指示が解除され昇圧が許可されるとともに、スレーブ側電圧コンバータ１２Ｓは信号Ｓ−ＣＳＤＮによってゲート遮断指示が解除されるとともに上アームＯＮ状態に制御される。また、モータ（モータジェネレータＭＧ２）用インバータ２２および発電機（モータジェネレータＭＧ１）用インバータ１４のＩＧＢＴ素子もゲート許可状態に制御される。
【００８９】
この状態では、電圧センサ２１Ｓの検出する電圧値ＶＬＳは、電圧センサ１３が検出するはずであった電圧ＶＨとほぼ等しいので、ステップＳ５６において、電圧値ＶＬＳがＶＨ変数に代入される。これにより、電圧コンバータ１２Ｍは出力側の電圧をフィードバック制御することが可能となるので、昇圧動作を再開させることができる。その後ステップＳ５７において、制御は走行制御のメインルーチンに移される。
【００９０】
ここで、電圧センサ２１Ｓを電圧センサ１３の代わりに使用する場合に注意すべき点について説明する。
【００９１】
図６は、低圧系の電圧センサの出力特性を示した図である。
図７は、高圧系の電圧センサの出力特性を示した図である。
【００９２】
図６、図７に示した電圧センサの出力電圧は、ＥＣＵの内部でアナログデジタル変換される。たとえば、ＣＰＵに内蔵されたＡ／Ｄコンバータでこの変換がおこなわれる。Ａ／Ｄコンバータの入力レンジは、０〜５Ｖ程度である。この入力レンジを１０ビット以上の分解能でＡ／Ｄ変換が実行され、ＣＰＵで電圧値が認識される。
【００９３】
図６に示すように、低圧系センサつまり電圧コンバータで昇圧される前の電圧を検出するセンサは、バッテリ電圧の範囲に多少の余裕をみた入力電圧範囲が０〜３３０Ｖ程度でよい。したがって、電圧ＶＬＭを検出する電圧センサ２１Ｍと、電圧ＶＬＳを検出する電圧センサ２１Ｓは、正常動作を実行する限りは、図６のような特性でよい。
【００９４】
そして、昇圧された電圧ＶＨを検出する電圧センサ１３は、入力電圧が０〜８００Ｖの範囲を検出可能にしておく必要がある。
【００９５】
しかし、実施の形態２においては、電圧センサ２１Ｓは電圧センサ１３が故障した場合に、電圧コンバータ１２Ｍで昇圧された電圧を検出する必要がある。したがって、実施の形態２においては、少なくとも電圧センサ２１Ｓは電圧センサ１３と同じ図７に示す特性を有する必要がある。そして、その出力をうけるＡ／Ｄコンバータで変換されたデジタル値を検出電圧に変換する際も、図７に基づいて電圧に変更する必要がある。
【００９６】
なお、電圧センサ２１Ｍについては、図６の特性のままでもよいが、図７の特性のものを使用してもよい。
【００９７】
図８は、実施の形態１または２のＲｅａｄｙＯＮ状態となった後のＶＨ正常時の電圧コンバータの制御について説明するための図である。
【００９８】
図８を参照して、ＶＨ正常時では、負荷の使用する電流に合わせてその全部または一部である目標電流Ｉ＊を供給するようにスレーブ側電圧コンバータ１２Ｓでは電流制御が実行される。このとき接続部４０Ｓは接続状態とされバッテリＢＳから電流Ｉ＊に対応する電力が供給されるように制御が行われる。
【００９９】
そして、負荷に与えられる電圧が変動しないように、電圧ＶＨが検出されこれが目標電圧ＶＨ＊に一致するようにマスター側電圧コンバータ１２Ｍでは電圧制御が実行される。
【０１００】
図９は、実施の形態１または２のＲｅａｄｙＯＮ状態となった後のＶＨ故障時の電圧コンバータの制御について説明するための図である。
【０１０１】
図９を参照して、ＶＨ故障時では、スレーブ側電圧コンバータ１２Ｓは上アームＯＮ状態に制御され、接続部４０Ｓはオフ状態に設定されるので、電圧ＶＬＳが電圧ＶＨと等しくなる。そこで電圧ＶＬＳを目標電圧ＶＨ＊に一致させるようにマスター側電圧コンバータ１２Ｍでは電圧制御が実行される。
【０１０２】
このようにすることにより、負荷に高電圧を供給することができるので車両の走行性能を低下させずに済む。
【０１０３】
最後に、以上説明した実施の形態１，２について、図１等を参照しながら総括的に説明する。本願実施の形態の車両の電源装置は、第１の蓄電装置（バッテリＢＭ）と、モータを駆動するインバータ１４，２２に給電を行なう電源ライン（正極母線ＰＬ２）と、第１の蓄電装置と電源ラインとの間に設けられ、電圧変換を行なう第１の電圧コンバータ１２Ｍと、第２の蓄電装置（バッテリＢＳ）と、第２の蓄電装置と電源ラインとの間に設けられ、電圧変換を行なう第２の電圧コンバータ１２Ｓと、第２の蓄電装置と第２の電圧コンバータとの間に設けられ、電気的な接続状態の切換えを行なう接続部４０Ｓと、電源ラインの電圧を検出する第１の電圧センサ１３と、第２の電圧コンバータ１２Ｓの接続部側端子の電圧を検出する第２の電圧センサ２１Ｓと、第１、第２の電圧コンバータおよび接続部の制御を行なう制御装置３０とを備える。制御装置３０は、第１の電圧センサ１３の出力が使用不可となる故障を検出した場合には、接続部４０Ｓを非接続状態とし、かつ第２の電圧コンバータ１２Ｓを電圧非変換状態に制御して第２の電圧コンバータ１２Ｓの接続部４０Ｓ側端子に電源ライン（正極母線ＰＬ２）の電圧を出力させ、第１の電圧センサ１３の出力に代えて第２の電圧センサ２１Ｓの出力に基づいて電源ラインの電圧制御を行なう。
【０１０４】
好ましくは、電源ラインは、正極母線ＰＬ２と、負極母線ＳＬとを含む。車両の電源装置は、正極母線ＰＬ２と負極母線ＳＬとの間に接続される平滑コンデンサＣＨをさらに含む。制御装置３０は、電源ラインの電圧制御の一つとして、平滑コンデンサＣＨに対するプリチャージ制御を行なう。
【０１０５】
より好ましくは、車両の電源装置は、第１の蓄電装置（バッテリＢＭ）と第１の電圧コンバータ１２Ｍとの間に設けられ、電気的な接続状態を第１の接続状態（ＳＭＲ２Ｍで接続）、第１の接続状態よりも抵抗の高い第２の接続状態（ＳＭＲ１Ｍで接続）および非接続状態の間で切換えを行なうマスター接続部４０Ｍをさらに備える。制御装置３０は、プリチャージ制御において、車両起動指示に応じてマスター接続部４０Ｍを遮断状態から第２の接続状態に切換えて平滑コンデンサＣＨに対するプリチャージを開始させ、その後、第２の電圧センサ２１Ｓの出力に基づいてマスター接続部４０Ｍを第２の接続状態から第１の接続状態に切換える。
【０１０６】
好ましくは、制御装置３０は、電源ラインの電圧制御の一つとして、第１の電圧コンバータ１２Ｍに対する電圧制御を行なう。
【０１０７】
より好ましくは、制御装置３０は、第１の電圧センサ１３の出力が使用可能である場合には、第１の電圧センサ１３の出力に基づいて第１の電圧コンバータ１２Ｍを電圧制御するとともに、接続部４０Ｓを接続状態とし第２の電圧コンバータ１２Ｓを通過する電流が目標電流となるように第２の電圧コンバータ１２Ｓを電流制御する。
【０１０８】
好ましくは、第１の電圧センサ１３と、第２の電圧センサ２１Ｓとは、測定可能入力電圧範囲が等しい。
【０１０９】
より好ましくは、車両の電源装置は、第１の蓄電装置（バッテリＢＭ）と第１の電圧コンバータ１２Ｍとの間に設けられ、電気的な接続状態の切換えを行なうマスター接続部４０Ｍと、第１の電圧コンバータ１２Ｍのマスター接続部側端子の電圧を検出する第３の電圧センサ２１Ｍとをさらに備える。第１、第２の電圧センサ１３，２１Ｓの測定可能な上限電圧は、第３の電圧センサ２１Ｍの測定可能な上限電圧よりも高い。
【０１１０】
このような構成および制御とすることで、インバータに高電圧を供給することができるので車両の走行性能を低下させずに済む。また車両の電源システムを停止させた後にも、退避走行を再開させることが可能となる。
【０１１１】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【０１１２】
【図１】蓄電装置として２つのバッテリを搭載する車両１００の構成を示す回路図である。
【図２】実施の形態１で実行される車両の電源装置の制御を説明するためのフローチャートである。
【図３】ＶＨ正常時すなわち図２のステップＳ３〜Ｓ７の処理を経てシステム起動が完了した場合を示した動作波形図である。
【図４】ＶＨ異常時すなわち図２のステップＳ８〜Ｓ１３の処理を経てシステム起動が完了した場合を示した動作波形図である。
【図５】実施の形態２で実行される故障検出時の処理を説明するためのフローチャートである。
【図６】低圧系の電圧センサの出力特性を示した図である。
【図７】高圧系の電圧センサの出力特性を示した図である。
【図８】実施の形態１または２のＲｅａｄｙＯＮ状態となった後のＶＨ正常時の電圧コンバータの制御について説明するための図である。
【図９】実施の形態１または２のＲｅａｄｙＯＮ状態となった後のＶＨ故障時の電圧コンバータの制御について説明するための図である。
【符号の説明】
【０１１３】
２ 車輪、３ 動力分割機構、４ エンジン、１０Ｍ，１０Ｓ，１３，２１Ｍ，２１Ｓ 電圧センサ、１１Ｍ，１１Ｓ，２４，２５ 電流センサ、１２Ｍ，１２Ｓ 電圧コンバータ、１４，２２ インバータ、１５ Ｕ相アーム、１６ Ｖ相アーム、１７ Ｗ相アーム、３０ 制御装置、４０Ｍ，４０Ｓ 接続部、５２ 補機用ＤＣ／ＤＣコンバータ、５４ 補機バッテリ、５６ エアコン、１００ 車両、ＢＭ，ＢＳ バッテリ、ＣＨ，ＣＬＭ，ＣＬＳ 平滑用コンデンサ、Ｄ１Ｍ，Ｄ２Ｍ，Ｄ１Ｓ，Ｄ２Ｓ，Ｄ３〜Ｄ８ ダイオード、Ｌ１Ｍ，Ｌ１Ｓ リアクトル、ＭＧ１，ＭＧ２ モータジェネレータ、ＰＬ１Ｍ，ＰＬ１Ｓ，ＰＬ２ 正極母線、Ｑ１Ｍ，Ｑ２Ｍ，Ｑ１Ｓ，Ｑ２Ｓ，Ｑ３〜Ｑ８ ＩＧＢＴ素子、ＲＭ，ＲＳ 限流抵抗、ＳＬ 負極母線、ＳＭＲ１Ｍ，ＳＭＲ２Ｍ，ＳＭＲ３Ｍ，ＳＭＲ１Ｓ，ＳＭＲ２Ｓ，ＳＭＲ３Ｓ システムメインリレー。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の蓄電装置と、
モータを駆動するインバータに給電を行なう電源ラインと、
前記第１の蓄電装置と前記電源ラインとの間に設けられ、電圧変換を行なう第１の電圧コンバータと、
第２の蓄電装置と、
前記第２の蓄電装置と前記電源ラインとの間に設けられ、電圧変換を行なう第２の電圧コンバータと、
前記第２の蓄電装置と前記第２の電圧コンバータとの間に設けられ、電気的な接続状態の切換えを行なう接続部と、
前記電源ラインの電圧を検出する第１の電圧センサと、
前記第２の電圧コンバータの前記接続部側端子の電圧を検出する第２の電圧センサと、
前記第１、第２の電圧コンバータおよび前記接続部の制御を行なう制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記第１の電圧センサの出力が使用不可となる故障を検出した場合には、前記接続部を非接続状態とし、かつ前記第２の電圧コンバータを電圧非変換状態に制御して前記第２の電圧コンバータの前記接続部側端子に前記電源ラインの電圧を出力させ、前記第１の電圧センサの出力に代えて前記第２の電圧センサの出力に基づいて前記電源ラインの電圧制御を行なう、車両の電源装置。
【請求項２】
前記電源ラインは、
正極母線と、
負極母線とを含み、
車両の電源装置は、
前記正極母線と前記負極母線との間に接続される平滑コンデンサをさらに含み、
前記制御装置は、前記電源ラインの電圧制御の一つとして、前記平滑コンデンサに対するプリチャージ制御を行なう、請求項１に記載の車両の電源装置。
【請求項３】
前記第１の蓄電装置と前記第１の電圧コンバータとの間に設けられ、電気的な接続状態を第１の接続状態、前記第１の接続状態よりも抵抗の高い第２の接続状態および非接続状態の間で切換えを行なうマスター接続部をさらに備え、
前記制御装置は、前記プリチャージ制御において、車両起動指示に応じて前記マスター接続部を遮断状態から前記第２の接続状態に切換えて前記平滑コンデンサに対するプリチャージを開始させ、その後、前記第２の電圧センサの出力に基づいて前記マスター接続部を前記第２の接続状態から前記第１の接続状態に切換える、請求項２に記載の車両の電源装置。
【請求項４】
前記制御装置は、前記電源ラインの電圧制御の一つとして、前記第１の電圧コンバータに対する電圧制御を行なう、請求項１に記載の車両の電源装置。
【請求項５】
前記制御装置は、前記第１の電圧センサの出力が使用可能である場合には、前記第１の電圧センサの出力に基づいて前記第１の電圧コンバータを電圧制御するとともに、前記接続部を接続状態とし前記第２の電圧コンバータを通過する電流が目標電流となるように前記第２の電圧コンバータを電流制御する、請求項４に記載の車両の電源装置。
【請求項６】
前記第１の電圧センサと、前記第２の電圧センサとは、測定可能入力電圧範囲が等しい、請求項１に記載の車両の電源装置。
【請求項７】
前記第１の蓄電装置と前記第１の電圧コンバータとの間に設けられ、電気的な接続状態の切換えを行なうマスター接続部と、
前記第１の電圧コンバータの前記マスター接続部側端子の電圧を検出する第３の電圧センサとをさらに備え、
前記第１、第２の電圧センサの測定可能な上限電圧は、前記第３の電圧センサの測定可能な上限電圧よりも高い、請求項６に記載の車両の電源装置。
【請求項１】
第１の蓄電装置と、
モータを駆動するインバータに給電を行なう電源ラインと、
前記第１の蓄電装置と前記電源ラインとの間に設けられ、電圧変換を行なう第１の電圧コンバータと、
第２の蓄電装置と、
前記第２の蓄電装置と前記電源ラインとの間に設けられ、電圧変換を行なう第２の電圧コンバータと、
前記第２の蓄電装置と前記第２の電圧コンバータとの間に設けられ、電気的な接続状態の切換えを行なう接続部と、
前記電源ラインの電圧を検出する第１の電圧センサと、
前記第２の電圧コンバータの前記接続部側端子の電圧を検出する第２の電圧センサと、
前記第１、第２の電圧コンバータおよび前記接続部の制御を行なう制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記第１の電圧センサの出力が使用不可となる故障を検出した場合には、前記接続部を非接続状態とし、かつ前記第２の電圧コンバータを電圧非変換状態に制御して前記第２の電圧コンバータの前記接続部側端子に前記電源ラインの電圧を出力させ、前記第１の電圧センサの出力に代えて前記第２の電圧センサの出力に基づいて前記電源ラインの電圧制御を行なう、車両の電源装置。
【請求項２】
前記電源ラインは、
正極母線と、
負極母線とを含み、
車両の電源装置は、
前記正極母線と前記負極母線との間に接続される平滑コンデンサをさらに含み、
前記制御装置は、前記電源ラインの電圧制御の一つとして、前記平滑コンデンサに対するプリチャージ制御を行なう、請求項１に記載の車両の電源装置。
【請求項３】
前記第１の蓄電装置と前記第１の電圧コンバータとの間に設けられ、電気的な接続状態を第１の接続状態、前記第１の接続状態よりも抵抗の高い第２の接続状態および非接続状態の間で切換えを行なうマスター接続部をさらに備え、
前記制御装置は、前記プリチャージ制御において、車両起動指示に応じて前記マスター接続部を遮断状態から前記第２の接続状態に切換えて前記平滑コンデンサに対するプリチャージを開始させ、その後、前記第２の電圧センサの出力に基づいて前記マスター接続部を前記第２の接続状態から前記第１の接続状態に切換える、請求項２に記載の車両の電源装置。
【請求項４】
前記制御装置は、前記電源ラインの電圧制御の一つとして、前記第１の電圧コンバータに対する電圧制御を行なう、請求項１に記載の車両の電源装置。
【請求項５】
前記制御装置は、前記第１の電圧センサの出力が使用可能である場合には、前記第１の電圧センサの出力に基づいて前記第１の電圧コンバータを電圧制御するとともに、前記接続部を接続状態とし前記第２の電圧コンバータを通過する電流が目標電流となるように前記第２の電圧コンバータを電流制御する、請求項４に記載の車両の電源装置。
【請求項６】
前記第１の電圧センサと、前記第２の電圧センサとは、測定可能入力電圧範囲が等しい、請求項１に記載の車両の電源装置。
【請求項７】
前記第１の蓄電装置と前記第１の電圧コンバータとの間に設けられ、電気的な接続状態の切換えを行なうマスター接続部と、
前記第１の電圧コンバータの前記マスター接続部側端子の電圧を検出する第３の電圧センサとをさらに備え、
前記第１、第２の電圧センサの測定可能な上限電圧は、前記第３の電圧センサの測定可能な上限電圧よりも高い、請求項６に記載の車両の電源装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００９−１４８１３９（Ｐ２００９−１４８１３９Ａ）
【公開日】平成２１年７月２日（２００９．７．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３２５８９２（Ｐ２００７−３２５８９２）
【出願日】平成１９年１２月１８日（２００７．１２．１８）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【出願人】（０００１００７６８）アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 (3,717)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年７月２日（２００９．７．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１２月１８日（２００７．１２．１８）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【出願人】（０００１００７６８）アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 (3,717)
【Ｆターム（参考）】
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