車両用蓄電部保護システム
【課題】車両用蓄電部保護システムにおいて、蓄電部の電圧を検出する電圧センサの異常が発生した場合でも、蓄電部の過電圧を有効に回避しつつ車両の継続走行を可能とすることである。
【解決手段】車両用蓄電部保護システムである回転電機駆動システム３０は、バッテリ１６の電圧を昇圧するＤＣ／ＤＣコンバータ４２と、制御部３６と、バッテリ１６の端子間電圧を検出する第１電圧センサ５０と、ＤＣ／ＤＣコンバータ４２の低圧側、高圧側の電圧をそれぞれ検出する第２電圧センサ５２及び第３電圧センサ５４とを備える。制御部３６は、バッテリ１６の現在ＳＯＣを取得する手段と、バッテリ１６の充電量を制御する際の制御中心となる制御中心ＳＯＣを設定する手段と、第１電圧センサ５０に異常が発生したと判定された場合に、現在の制御中心ＳＯＣを、通常時の制御中心ＳＯＣよりも低くする手段とを含む。
【解決手段】車両用蓄電部保護システムである回転電機駆動システム３０は、バッテリ１６の電圧を昇圧するＤＣ／ＤＣコンバータ４２と、制御部３６と、バッテリ１６の端子間電圧を検出する第１電圧センサ５０と、ＤＣ／ＤＣコンバータ４２の低圧側、高圧側の電圧をそれぞれ検出する第２電圧センサ５２及び第３電圧センサ５４とを備える。制御部３６は、バッテリ１６の現在ＳＯＣを取得する手段と、バッテリ１６の充電量を制御する際の制御中心となる制御中心ＳＯＣを設定する手段と、第１電圧センサ５０に異常が発生したと判定された場合に、現在の制御中心ＳＯＣを、通常時の制御中心ＳＯＣよりも低くする手段とを含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄電部と、蓄電部の電圧を昇圧する昇圧コンバータと、昇圧コンバータの高圧側の電圧を供給され、走行用モータを駆動する駆動部と、複数の電圧センサとを備える車両用蓄電部保護システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、エンジン及び走行用モータを搭載し、エンジン及び走行用モータの少なくとも一方を駆動源として車輪を駆動させる電動車両であるハイブリッド車両が考えられ、実施されている。例えば、特許文献１には、蓄電部であるバッテリと、バッテリの電圧を昇圧する昇圧コンバータと、昇圧コンバータの出力側の電圧を供給され、走行用モータであるモータジェネレータを駆動するインバータと、制御部とを備える車両駆動装置が記載されている。
【０００３】
また、この車両駆動装置には、バッテリから出力される電圧値を検出するバッテリ電圧センサと、昇圧コンバータの出力側の電圧を検出する第１電圧センサと、昇圧コンバータの入力側の電圧を検出する第２電圧センサとが設けられている。また、制御部は、第１電圧センサに異常が発生した場合に、昇圧コンバータの動作を停止させ、かつ、インバータに回転電機の力行運転を行わせる指令を与えて、昇圧コンバータの出力側に接続されたコンデンサを放電させている。
【０００４】
また、特許文献１には、昇圧コンバータの出力側の電圧を検知する電圧センサに故障が発生したときに、昇圧コンバータの昇圧制御を停止させ、バッテリ電圧を昇圧せずにそのままインバータに供給して車両の走行を継続させることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−３２５３２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記の特許文献１に記載された構成の場合、昇圧コンバータの出力側の電圧を検出する第１電圧センサの故障時でも車両の走行を行えるようにするものである。ただし、特許文献１の構成では、バッテリの電圧を検出するバッテリ電圧センサの故障時でも車両の継続走行を行えるようにすることは考慮されていない。
【０００７】
一方、昇圧コンバータの入力側の電圧を検出する入力側電圧センサにより、バッテリ電圧センサの故障時でもバッテリの電圧を検出し、その検出電圧が異常に高電圧となる場合に所定の高電圧処理を行うことも考えられる。ただし、本来、通常時に入力側電圧センサの検出精度を、バッテリ電圧センサの検出精度と同程度に高くすることは要求されないので、バッテリ電圧センサの故障時には、バッテリの電圧を精度よく検出することが困難になる。このため、バッテリ電圧センサの故障時でも、バッテリの過電圧を有効に回避する、すなわちバッテリの過電圧保護を有効に行いつつ、車両の継続走行を可能とする面から改良の余地がある。特に、近年、ハイブリッド車両のバッテリとしてリチウム電池を採用することが始まっており、このようなリチウム電池では、過電圧を回避することがバッテリ劣化の抑制の観点から重要である。
【０００８】
本発明の目的は、車両用蓄電部保護システムにおいて、蓄電部の電圧を検出する電圧センサの異常が発生した場合でも、蓄電部の過電圧を有効に回避しつつ車両の継続走行を可能とすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る車両用蓄電部保護システムは、蓄電部と、蓄電部の電圧を昇圧する昇圧コンバータと、昇圧コンバータの高圧側の電圧を供給され、走行用モータを駆動する駆動部と、蓄電部の端子間電圧を検出する第１電圧センサと、昇圧コンバータの低圧側の電圧を検出し、その検出電圧が昇圧コンバータの制御に使用される第２電圧センサと、昇圧コンバータの高圧側の電圧を検出し、その検出電圧が昇圧コンバータの制御に使用される第３電圧センサと、蓄電部の現在の充電量である現在ＳＯＣを取得するＳＯＣ取得手段と、蓄電部の充電量を制御する際の制御中心となる充電量である制御中心ＳＯＣを設定する設定手段と、蓄電部の現在ＳＯＣを制御中心ＳＯＣに近づけるように蓄電部の充放電要求を行う充放電要求手段と、第１電圧センサに異常が発生したと判定された場合に、第２電圧センサから蓄電部の電圧の検出値を取得するとともに、現在の制御中心ＳＯＣを、通常時の制御中心ＳＯＣよりも低くする第１センサ異常時処理手段とを備えることを特徴とする車両用蓄電部保護システムである。
【００１０】
本発明に係る車両用蓄電部保護システムによれば、蓄電部の電圧を検出する第１電圧センサの異常検出時に、第１センサ異常時処理手段が、第２電圧センサから蓄電部の電圧の検出値を取得するので、この第２電圧センサの検出値により蓄電部の電圧を監視できる。このため、その検出電圧が異常に高電圧である場合に、電池高電圧処理等の予め設定した特定処理を行うことができる。また、蓄電部の電圧を昇圧した電圧を用いて走行用モータを駆動でき、走行用モータを用いて車両の継続走行が可能となる。また、第１センサ異常時処理手段は、現在の制御中心ＳＯＣを、通常時の制御中心ＳＯＣよりも低くする。このため、通常時に高い電圧検出精度が要求されない第２電圧センサを、蓄電部の電圧検出用として使用するのにもかかわらず、蓄電部のＳＯＣが許容上限を超えることを有効に抑制できる。この蓄電部のＳＯＣは蓄電部の電圧に大きく影響する。したがって、蓄電部の電圧を検出する電圧センサに異常が発生した場合でも、蓄電部の過電圧を回避しつつ車両の継続走行が可能となる。
【００１１】
また、本発明に係る車両用蓄電部保護システムにおいて好ましくは、第１センサ異常時処理手段は、第１電圧センサに異常が発生したと判定された場合に、現在の制御中心ＳＯＣを、通常時の制御中心ＳＯＣよりも低くするとともに、第１電圧センサの異常検出時または異常検出後に車両が走行するときに、蓄電部に対する充放電可能電力の最大値を通常時の充放電可能電力の最大値よりも低下させる。
【００１２】
上記の構成によれば、第１電圧センサの異常時でも、通常時に高い電圧検出精度が要求されない第２電圧センサの使用により蓄電部の過電圧を回避でき、かつ、蓄電部の使用が制限されない時間を長くでき、車両の走行性能の急激な変化を抑制できる。
【００１３】
また、本発明に係る車両用蓄電部保護システムにおいて好ましくは、第１電圧センサに異常が発生したと判定された場合に、現在の制御中心ＳＯＣを、通常時の制御中心ＳＯＣよりも低くするとともに、第１電圧センサの異常検出時または異常検出後に車両が走行するときに、蓄電部に対する充放電可能電力の最大値を通常時の充放電可能電力の最大値よりも低下させ、第１電圧センサの異常検出時または異常検出後に車両の停止状態で蓄電部に充電するときには、蓄電部に対する充放電可能電力の最大値を現在のまま維持する。
【００１４】
上記の構成によれば、第１電圧センサの異常時でも、通常時に高い電圧検出精度が要求されない第２電圧センサの使用により蓄電部の過電圧を回避でき、かつ、蓄電部の使用が制限されない時間を長くでき、車両の走行性能の急激な変化を抑制できる。さらに、車両停止状態での充電時には、充放電電力が制限されないので充電効率を高くできる。
【００１５】
また、本発明に係る車両用蓄電部保護システムにおいて好ましくは、第１電圧センサ及び第２電圧センサに異常が発生したと判定された場合に、昇圧コンバータの作動を停止させるとともに、第３電圧センサから蓄電部の電圧の検出値を取得し、その検出電圧が予め設定した閾値を超える場合に、予め設定した蓄電部高圧処理を実行する第２センサ異常時処理手段を備える。
【００１６】
上記構成によれば、第２電圧センサの異常が発生した場合でも、蓄電部の電圧を第３電圧センサの検出値により監視できるので、蓄電部の過電圧を回避できる。また、蓄電部の電圧を用いて走行用モータを駆動でき、走行用モータを用いて車両の継続走行が可能となる。
【００１７】
また、本発明に係る車両用蓄電部保護システムにおいて好ましくは、第１電圧センサ、第２電圧センサ及び第３電圧センサのすべてで異常が発生したと判定された場合に、蓄電部に対する充電及び放電を停止させる第３センサ異常時処理手段を備える。
【００１８】
また、本発明に係る車両用蓄電部保護システムにおいて好ましくは、蓄電部は、直列接続された複数の電池セルを有する電池ブロックを複数個接続されることにより構成され、第１電圧センサは、各電池ブロックの電圧を検出する複数のブロック電圧センサを有し、各ブロック電圧センサにより検出された各電池ブロックの電圧の合計を蓄電部の端子間電圧として検出し、第２電圧センサ及び第３電圧センサは、それぞれ第１電圧センサの検出精度よりも低い検出精度を有する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係る車両用蓄電部保護システムによれば、蓄電部の電圧を検出する電圧センサの異常が発生した場合でも、蓄電部の過電圧を回避しつつ車両の継続走行が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施の形態の１例の車両用蓄電部保護システムである回転電機駆動システムを備えるハイブリッド車両の構成を示す概略図である。
【図２】図１の車両に搭載する回転電機駆動システムの構成を示す図である。
【図３】図２の制御部の構成を示す図である。
【図４】図２のシステムにおいて、通常時（Ａ）と、第１電圧センサ故障時（Ｂ）とでの、制御中心ＳＯＣと許容上限及び許容下限との関係の１例を示すバッテリのＳＯＣ状態図である。
【図５】図２のシステムにおいて、通常時と第１電圧センサ故障時とでの、バッテリのＳＯＣと充電可能電力Ｗｉｎ及び放電可能電力Ｗｏｕｔとの関係の１例を示す図である。
【図６】図２のシステムにおいて、第１電圧センサ及び第２電圧センサの検出値に基づいて電池高電圧処理を実行する方法の１例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下において、図面を用いて本発明に係る実施の形態につき詳細に説明する。図１から図６は、本発明の実施の形態の１例を示している。なお、以下の説明では、車両用蓄電部保護システムをハイブリッド車両に搭載する場合を説明するが、本発明はこのような用途に使用する構成に限定するものではなく、走行用モータとバッテリとを備える電気自動車等、他の電動車両に搭載して使用することもできる。
【００２２】
本実施の形態に係る車両用蓄電部保護システムである回転電機駆動システムは、ハイブリッド車両に搭載して使用する。図１に示すように、ハイブリッド車両１０は、エンジン１２と、エンジン１２により駆動され、主として発電機として使用される第１モータジェネレータ（ＭＧ１）１４と、主としてバッテリ１６から電力が供給される走行用モータである第２モータジェネレータ(ＭＧ２)１８と、動力分割機構２０と、駆動軸２２に連結された車輪２４とを備える。
【００２３】
なお、図１では、ハイブリッド車両１０が、前置エンジン付前輪駆動車であるＦＦ車である場合を示している。ただし、ハイブリッド車両は、前置エンジン付後輪駆動車であるＦＲ車や、四輪駆動車である４ＷＤ車等とすることもできる。
【００２４】
動力分割機構２０は、エンジン１２からの動力を、駆動軸２２への経路と、第１モータジェネレータ１４への経路とに分割可能としている。動力分割機構２０は、例えば、遊星歯車機構により構成する。例えば、第１モータジェネレータ１４の回転軸を中空として、この回転軸の端部に遊星歯車機構のサンギヤを接続する。また、第１モータジェネレータ１４の回転軸の内側を挿通したエンジン１２の駆動軸に、遊星歯車機構のプラネタリギヤに接続したキャリアを接続する。また、遊星歯車機構のリングギヤに、出力軸２６を接続し、出力軸２６に直接または図示しない別の遊星歯車機構等の減速機を介して第２モータジェネレータ１８の回転軸を接続する。出力軸２６の動力は、減速機２８を介して車輪２４に連結された駆動軸２２に伝達可能とする。
【００２５】
第１モータジェネレータ１４は、３相交流モータであり、エンジン１２の始動用モータとしても使用可能であるが、第１モータジェネレータ１４をエンジン１２により駆動される発電機として使用する場合には、エンジン１２から、遊星歯車機構のキャリアを介して伝達されるトルクの少なくとも一部を、サンギヤを介して、第１モータジェネレータ１４の回転軸に伝達する。
【００２６】
第２モータジェネレータ１８は、車両の駆動力を発生するための３相交流モータであり、かつ、発電機、すなわち電力回生用としても使用可能である。
【００２７】
エンジン１２の回転は、動力分割機構２０を介して出力軸２６側と第１モータジェネレータ１４側とに取り出す。第１モータジェネレータ１４の駆動により発生した電力は、蓄電部であるバッテリ１６に充電される。なお、ハイブリッド車両１０の構成は、このような構成に限定するものではなく、エンジン及びモータジェネレータの少なくとも一方を車輪の駆動源として走行するハイブリッド車両の構成を有するものであれば、種々の構成を採用できる。
【００２８】
次に、ハイブリッド車両１０が備える回転電機駆動システムを説明する。図２に示すように、回転電機駆動システム３０は、上記のバッテリ１６及び各モータジェネレータ１４，１８と、電池監視ユニット３２と、電池ＥＣＵ（Electric Control Unit）３４と、制御部３６と、第１モータジェネレータ１４用の駆動部である第１インバータ３８と、第２モータジェネレータ１８用の駆動部である第２インバータ４０と、第１インバータ３８及び第２インバータ４０とバッテリ１６との間に接続された昇圧コンバータであるＤＣ／ＤＣコンバータ４２と、第１コンデンサ４４及び第２コンデンサ４６と、システムリレー（ＳＭＲ）４８と、第１電圧センサ５０、第２電圧センサ５２及び第３電圧センサ５４と電流センサ５６とを含む。
【００２９】
バッテリ１６は、ニッケル水素電池またはリチウムイオン電池等の二次電池である。また、バッテリ１６は、直列接続された複数の電池セルを有する電池ブロックが複数個接続されることにより構成される電池パックと呼ばれるものである。
【００３０】
また、回転電機駆動システム３０に、バッテリ１６の端子間電圧を検出する第１電圧センサ５０が設けられており、第１電圧センサ５０の検出電圧は、電池監視ユニット３２を介して電池ＥＣＵ３４に入力される。第１電圧センサ５０は、対応する電池ブロックの電圧を検出可能な複数のブロック電圧センサ（図示せず）と、各電池ブロックを構成する各電池セルの電圧をそれぞれ検出可能な複数のセル電圧センサ（図示せず）とを有する。また、第１電圧センサ５０は、各ブロック電圧センサにより検出された各電池ブロックの電圧の合計をバッテリ１６の端子間電圧ＶＢとして検出可能とする。なお、第１電圧センサ５０は、このように複数の電圧センサにより構成されるものに限定するものではなく、単一の電圧センサＶＢによりバッテリ１６の全体の電圧を検出するように構成することもできる。
【００３１】
また、本発明は、バッテリ１６の過充電回避を目的とするもので、特にバッテリ１６をリチウムイオン電池とする場合に有効である。バッテリ１６は、外部充電構成によって、外部の交流電源から充電可能とする構成でもよい。例えば、車両外部の商用電源に接続された充電ケーブルを、車両側に設けた充電インレットに接続し、充電インレットを充電器等を介してバッテリ１６に接続するように構成することもできる。この場合、外部電源によるバッテリ１６の外部充電が可能となる。このようなハイブリッド車両は、プラグインハイブリッド車両（ＰＨＶ）と呼ばれる。
【００３２】
電池監視ユニット３２は、第１電圧センサ５０により検出されたバッテリ１６の各ブロックごとの電圧及びバッテリ１６全体の電圧ＶＢを入力され、その入力されたバッテリ１６の各ブロックごとの電圧及びバッテリ１６全体の電圧ＶＢを電池ＥＣＵ３４へ出力する。また、電池監視ユニット３２は、電流センサ５６により検出されたバッテリ１６の電流を入力され、その入力された電流を電池ＥＣＵ３４へ出力する。なお、第１電圧センサ５０からバッテリ１６の各ブロックごとの電圧を電池監視ユニット３２に入力し、電池監視ユニット３２で各ブロックごとの電圧の合計をＶＢとして算出することもできる。
【００３３】
電池ＥＣＵ３４は、電池監視ユニット３２から入力されたバッテリ１６全体の電圧ＶＢや、入力された電流からバッテリ１６の充電量であるＳＯＣ（State Of Charge）を算出、すなわち取得し、その算出したＳＯＣを制御部３６へ出力する。なお、電池監視ユニット３２と電池ＥＣＵ３４とを単一のユニットにより統合して構成することもできる。
【００３４】
また、制御部３６は、ＳＯＣ取得手段５８（図３）を有し、ＳＯＣ取得手段５８は、電池ＥＣＵ３４からＳＯＣを取得する。すなわちＳＯＣ取得手段５８は、バッテリ１６の現在の充電量である現在ＳＯＣを取得する。なお、ＳＯＣ取得手段５８は、電池監視ユニット３２または電池ＥＣＵ３４からバッテリ１６全体の電圧ＶＢや、入力された電流等のデータを入力され、そのデータからＳＯＣを算出、すなわち取得することもできる。なお、ＳＯＣの算出方法として、バッテリ１６のＯＣＶである開回路電圧とＳＯＣとの相関関係を用いたり、バッテリ１６の充放電電流を積算する等の公知の方法を採用できる。
【００３５】
ＤＣ／ＤＣコンバータ４２は、バッテリ１６と第１インバータ３８及び第２インバータ４０との間に設けている。ＤＣ／ＤＣコンバータ４２は、２個直列に接続されたＩＧＢＴ、トランジスタ等のスイッチング素子Ｓ１，Ｓ２と、各スイッチング素子Ｓ１，Ｓ２に逆並列に接続された２個のダイオードＤ１，Ｄ２と、各スイッチング素子Ｓ１，Ｓ２の間に一端が接続されたリアクトルＬとを含み、リアクトルＬの他端を１のシステムリレー４８を介してバッテリ１６の正極側に接続している。ＤＣ／ＤＣコンバータ４２は、バッテリ１６から供給された直流電圧を昇圧して、第１インバータ３８及び第２インバータ４０に供給可能としている。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ４２は、２個のインバータ３８，４０の一方または両方から供給された直流電圧を降圧して、バッテリ１６に直流電力を供給する、すなわちバッテリ１６を充電する機能を有する。
【００３６】
また、ＤＣ／ＤＣコンバータ４２の低圧側、すなわちバッテリ１６側に電流平滑化用の第１コンデンサ４４が設けられている。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ４２とバッテリ１６との間の後述するシステムリレー４８よりもＤＣ／ＤＣコンバータ４２側に、第１コンデンサ４４の端子間電圧、すなわち、ＤＣ／ＤＣコンバータ４２の低圧側の電圧を検出する第２電圧センサ５２が設けられている。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ４２の高圧側、すなわち各インバータ３８，４０側に電流平滑化用の第２コンデンサ４６が設けられている。また、回転電機駆動システム３０に、第２コンデンサ４６の端子間電圧、すなわち、ＤＣ／ＤＣコンバータ４２の高圧側の電圧を検出する第３電圧センサ５４が設けられている。第２電圧センサ５２及び第３電圧センサ５４の検出電圧ＶＬ，ＶＨは、制御部３６に入力される。
【００３７】
ＤＣ／ＤＣコンバータ４２は、制御部３６により制御される。すなわち、制御部３６は、昇圧制御手段６０（図３）を有し、昇圧制御手段６０は、第２電圧センサ５２及び第３電圧センサ５４の検出電圧等に基づいて、ＤＣ／ＤＣコンバータ４２の作動、すなわちスイッチングを制御する。すなわち、第２電圧センサ５２及び第３電圧センサ５４の検出電圧ＶＬ，ＶＨは、ＤＣ／ＤＣコンバータ４２の制御に使用される。また、第２電圧センサ５２及び第３電圧センサ５４は、それぞれ第１電圧センサ５０の検出精度よりも低い検出精度を有する。
【００３８】
また、バッテリ１６とＤＣ／ＤＣコンバータ４２との間にシステムリレー４８が設けられており、システムリレー４８は、制御部３６によりオンオフ状態が制御される。すなわち、図示しない起動スイッチがユーザーによりオンされると、制御部３６が起動され、制御部３６がシステムリレー４８をオンして、バッテリ１６の直流電圧が昇圧された後、第１インバータ３８及び第２インバータ４０に供給される。また、起動スイッチがオフされると、システムリレー４８がオフされ、バッテリ１６と第１インバータ３８及び第２インバータ４０との接続が遮断される。
【００３９】
また、インバータ３８，４０は、Ｕ、Ｖ，Ｗ各相のアームを備える。それぞれのアームは、直列接続されたＩＧＢＴ、トランジスタ等の２個ずつのスイッチング素子を含み、各アームの中点を、対応するモータジェネレータ１４(または１８)を構成する図示しない３相のステータコイルの一端にそれぞれに接続している。２個のインバータ３８，４０はバッテリ１６に対し並列に接続している。また、各モータジェネレータ１４，１８において、３相のステータコイルの他端は、中性点で互いに接続している。
【００４０】
各インバータ３８，４０は、制御部３６からトルク指令値に対応する制御信号が入力されることにより、それぞれのスイッチング素子のスイッチングが制御される。例えば、第１インバータ３８は、制御部３６から入力されるトルク指令値に対応する信号に基づいて、バッテリ１６側から入力される直流電圧を交流電圧に変換して第１モータジェネレータ１４を駆動する。また、第１インバータ３８は、第１モータジェネレータ１４がエンジン１２（図１）の駆動に伴って発電した場合に、その発電により得られた交流電圧を、第１インバータ３８で直流電圧に変換し、その変換した直流電圧をＤＣ／ＤＣコンバータ４２に供給する。ＤＣ／ＤＣコンバータ４２は、その供給された直流電圧を降圧してからバッテリ１６に供給し、バッテリ１６を充電する。
【００４１】
これに対して、第２インバータ４０は、制御部３６ら入力されるトルク指令値に対応する信号に基づいて、バッテリ１６側から入力される直流電圧を交流電圧に変換して、第２モータジェネレータ１８を駆動する。また、第２インバータ４０は、ハイブリッド車両１０（図１）の回生制動時に、第２モータジェネレータ１８により発電した交流電圧を直流電圧に変換し、その変換した直流電圧を、ＤＣ／ＤＣコンバータ４２に供給する。ＤＣ／ＤＣコンバータ４２は、その供給された直流電圧を降圧してからバッテリ１６に供給し、バッテリ１６を充電する。回生制動は、車両のアクセルペダルが踏まれていない状態であって、バッテリ１６の充電量が少ない場合に実行される。このように各インバータ３８，４０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ４２の高圧側の電圧を供給され、対応するモータジェネレータ１４，１８を駆動する。
【００４２】
また、制御部３６は、ＣＰＵ、メモリ等を有するマイクロコンピュータを含み、例えば、モータＥＣＵと呼ばれるモータコントローラと、エンジンＥＣＵと呼ばれるエンジンコントローラとを含むものでもよい。なお、図示の例では、制御部３６として１つの制御部３６のみを図示しているが、制御部３６は適宜複数の構成要素に分割して、互いに接続する構成とすることもできる。例えば、制御部３６を、モータコントローラの機能を有する部分と、エンジンコントローラの機能を有する部分と、ハイブリッドＥＣＵと呼ばれる全体を統合制御する全体制御部とに分け、互いに接続した構成とすることもできる。
【００４３】
また、制御部３６には、アクセル操作量センサ、車速センサ及びブレーキペダルセンサ等の各種センサから検出信号が入力される。アクセル操作量センサは、アクセルペダル等の加速指示具の操作量を検出する。車速センサは、車両の速度を検出する。ブレーキペダルセンサは、ブレーキペダル等の制動指示具のオンオフ状態を検出する。制御部３６は、これらの信号や、後述する充放電要求手段６２（図３）の充放電要求等から、車両全体で必要とする出力を算出するとともに、その出力をエンジン出力とモータ出力とに配分する割合を算出し、モータ出力に対応するモータジェネレータ１４，１８のトルク指令値や発電量指令値を算出、すなわち取得する。また、制御部３６には、第１モータジェネレータ１４と第２モータジェネレータ１８とに設けられた図示しない電流センサで検出された、各モータジェネレータ１４，１８の各相のステータコイルを流れるモータ電流値や、各モータジェネレータ１４，１８の回転角度を表す信号も入力される。
【００４４】
制御部３６は、算出された第２モータジェネレータ１８に対するトルク指令値に応じて、第２インバータ４０に制御信号を出力し、制御信号に応じて第２インバータ４０を構成するスイッチング素子をオンオフ動作、すなわちスイッチング動作させる。そして、制御部３６は、第２モータジェネレータ１８において、トルク指令値に従ったトルクが出力されるように、第２モータジェネレータ１８を駆動する。また、制御部３６は、同様に、第１インバータ３８に制御信号を出力し、制御信号に応じて第１インバータ３８を構成するスイッチング素子をスイッチング動作させ、第１モータジェネレータ１４において、算出した第１モータジェネレータ１４に対するトルク指令値に従ったトルクが出力されるように、第１モータジェネレータ１４を駆動する。このようなハイブリッド車両１０は、エンジン１２及び第２モータジェネレータ１８の少なくとも一方を駆動源として駆動する。
【００４５】
また、制御部３６は、算出された第２モータジェネレータ１８または第１モータジェネレータ１４に対する発電量指令値に応じて、走行中にブレーキペダルがオフされる、すなわち操作量が０となる等の予め設定した特定条件が成立することを条件として、対応するインバータ４０（または３８）に制御信号を出力し、制御信号に応じて対応するインバータ４０（または３８）をスイッチング動作させる。
【００４６】
図３を用いて制御部３６の構成を説明する。なお、以下の説明では、図１に示した要素と同一の要素には同一の符号を付して説明する。制御部３６は、バッテリ１６のＳＯＣを制御する際の制御中心となるＳＯＣである制御中心ＳＯＣを設定する設定手段６４と、バッテリ１６の現在ＳＯＣを制御中心ＳＯＣに近づけるようにバッテリ１６の充放電制御を行う充放電要求手段６２とを有する。例えば、図４は、図２のシステムにおいて、通常時（Ａ）と、第１電圧センサ故障時（Ｂ）とでの、制御中心ＳＯＣと許容上限及び許容下限との関係の１例を示すバッテリのＳＯＣ状態図である。図４に示すようにバッテリ１６には、それぞれＳＯＣに関して充電限界となる許容上限と、放電限界となる許容下限とが設定されており、例えば許容下限は全充電容量の２０から３０％の間のいずれかの値で、許容上限は全充電容量の８０％近辺のある値である。「許容上限」とはこれ以上充電を続けるとバッテリ１６が過充電となって特性劣化等の性能上の問題が生じる上限のＳＯＣである。特に、バッテリ１６がリチウムイオン電池である場合、過充電は過度に温度が上昇する原因となるので、「許容上限」以上にＳＯＣが増大することを防止する重要性は高い。一方、「許容下限」は、これ以上放電を続けるとバッテリ１６が過放電となって特性劣化等の性能上の問題が生じる下限のＳＯＣである。この許容下限以下のＳＯＣは、ＤＣＩＨ領域と呼ばれる放電禁止領域であるので、この領域の上限である許容下限以下にＳＯＣが減少するのを防止する必要がある。
【００４７】
そして許容上限と許容下限との間に制御中心ＳＯＣが設定されている。設定手段は、制御中心ＳＯＣを、許容下限と許容上限との間の値、例えば６０％近辺となるように設定する。充放電要求手段６２は、制御中心ＳＯＣが設定された場合に、バッテリ１６の現在ＳＯＣと制御中心ＳＯＣとの差に応じた充放電要求パワーを算出し、バッテリ１６に対しその充放電要求パワーを出力または入力すべく現在ＳＯＣを制御中心ＳＯＣに近づけるように充放電要求を行う。
【００４８】
また、制御部３６は、走行中のバッテリ１６からの放電可能電力ＷｏｕｔをＳＯＣに応じて設定している。図５は、図２のシステムにおいて、通常時と第１電圧センサ故障時とでの、バッテリのＳＯＣと充電可能電力Ｗｉｎ及び放電可能電力Ｗｏｕｔとの関係の１例を示す図である。図５に示すように、通常時のＷｏｕｔとして、ＳＯＣが許容上限Ａ（例えば８０％）を上限とする、予め設定された所定ＳＯＣ範囲でバッテリ１６からの放電可能電力Ｗｏｕｔが一定値のＷ１となり、ＳＯＣがある値Ｂ以下で放電可能電力Ｗｏｕｔが徐々に（例えば直線Ｌ１に沿って直線的に）減少し、ＳＯＣの許容下限ＣでＷｏｕｔが０となるようにしている。なお、「走行中」とは、エンジン１２を停止させたままバッテリ１６の電力で第２モータジェネレータ１８を駆動してその動力で車輪２４を駆動する「ＥＶ走行中」と、エンジン１２の動力と第２モータジェネレータ１８の動力とを使用して車輪２４を駆動する「ＨＶ走行中」とのいずれの場合も含んでいる（以下同じである。）。
【００４９】
制御部３６は、走行中の第２モータジェネレータ１８からの回生電力に基づいて、バッテリ１６へ充電される充電可能電力ＷｉｎをＳＯＣに応じて設定している。すなわち、図５に示すように、通常時のＷｉｎとして、ＳＯＣが許容下限Ｃ（例えば２０％）を下限とする、予め設定された所定ＳＯＣ範囲でバッテリ１６からの充電可能電力Ｗｉｎが一定値のＷ２となり、ＳＯＣがある値Ｄ以上で充電可能電力Ｗｉｎの絶対値が徐々に（例えば直線Ｌ２に沿って直線的に）減少し、ＳＯＣの許容上限ＡでＷｉｎが０となるようにしている。
【００５０】
制御部３６は、バッテリ１６の充放電電力が放電可能電力Ｗｏｕｔと充電可能電力Ｗｉｎとにより定められる制御範囲内におさまるように、各モータジェネレータ１４，１８を制御する。具体的には、制御部３６は、バッテリ１６からの走行時の放電電力が放電可能電力Ｗｏｕｔを超えると、各モータジェネレータ１４，１８の一方または両方の電力消費量を抑制し、または各モータジェネレータ１４，１８の一方または両方の発電量を増大させる。これに対して、制御部３６は、バッテリ１６への充電電力の絶対値が充電可能電力Ｗｉｎの絶対値を超えると、各モータジェネレータ１４，１８の一方または両方の発電量を抑制し、または各モータジェネレータ１４，１８の一方または両方の電力消費量を増大させる。
【００５１】
また、制御部３６は、第１電圧センサ５０によりバッテリ１６の電圧を監視し、バッテリ１６の端子電圧が予め設定した所定電圧を超える場合には、バッテリ１６が過充電等であり、異常に高電圧である高電圧状態にあると判定し、予め設定した所定の電池高電圧処理を実行する。また、この高電圧を判定するために、第１電圧センサ５０に加えてＤＣ／ＤＣコンバータ４２の低圧側の電圧を検出する第２電圧センサ５２も使用し、２の電圧センサ５０，５２で二重検出を行っている。すなわち、第２電圧センサ５２は、ＤＣ／ＤＣコンバータ４２の昇圧制御を行うために低圧側の電圧を検出するだけでなく、バッテリ１６の電圧を検出するためにも使用し、バッテリ１６の検出電圧が異常に高い場合に電池高電圧処理を実行させるために使用する。
【００５２】
図６は、図２のシステムにおいて、第１電圧センサ及び第２電圧センサの検出値に基づいて電池高電圧処理を実行する方法の１例を示すフローチャートである。図６の例では、第１電圧センサ５０側と第２電圧センサ５２側とで別のルーチンを有し、それぞれのルーチンを互いに並行にほぼ同時に実行する。図６において、ステップＳ１０（以下の説明ではステップＳは単にＳとする。）からＳ１６は、第１電圧センサ５０側のルーチンを示している。まず、Ｓ１０で第１電圧センサ５０の検出電圧ＶＢが予め設定した閾値電圧Ｖａを越えるか否かを判定し、超える（ＶＢ＞Ｖａ）と判定した場合、Ｓ１２でＶＢ＞Ｖａの状態が所定時間継続したか否かを判定する。
【００５３】
Ｓ１２で所定時間継続したと判定すると、Ｓ１４でバッテリ１６が高電圧状態にあると判定し、上記の電池高電圧処理を実行し、最初の処理に戻る。これに対して、Ｓ１０で検出電圧ＶＢ＞Ｖａが成立しないか、または成立した場合でもＳ１２で所定時間継続しないと判定された場合にはＳ１６で第１電圧センサ５０が正常であると判定し、通常の正常処理を行う。この場合も最初の処理に戻る。
【００５４】
これに対して、図６でＳ２０からＳ２４とＳ１４とは、第２電圧センサ５２側のルーチンを示している。まず、Ｓ２０で第２電圧センサ５２の検出電圧ＶＬが予め設定した閾値電圧Ｖａを越えるか否かを判定し、超えると判定した場合、Ｓ２２でＶＬ＞Ｖａの状態が所定時間継続したか否かを判定する。Ｓ２２で所定時間継続したと判定すると、Ｓ２４でバッテリ１６が高電圧状態にあると判定し、上記の電池高電圧処理を実行し、最初の処理に戻る。これに対して、Ｓ２０で検出電圧ＶＢ＞Ｖａが成立しないか、または成立した場合でもＳ２２で所定時間継続しないと判定された場合には、第２電圧センサ５２が正常であると判定し、通常の正常処理を行う。この場合も最初の処理に戻る。このため、Ｓ１４では、第１電圧センサ５０の検出電圧ＶＢが閾値Ｖａを上回り、それが所定時間継続する場合と、第２電圧センサ５２の検出電圧ＶＬが閾値Ｖａを上回り、それが所定時間継続する場合との少なくとも１の場合が成立すると、電池高電圧処理が実行される。
【００５５】
このようにバッテリ１６は、第１電圧センサ５０と第２電圧センサ５２との２のセンサ５０，５２により電圧の二重検出が行われているため、これら両電圧センサ５０，５２のうち、１のセンサ５０（または５２）に故障が発生した場合でも、バッテリ１６を過電圧から十分に保護することができる。ただし、上記の「発明が解決しようとする課題」の欄で説明したように、本来、通常時に、入力側電圧センサである第２電圧センサ５２の検出精度を、バッテリ１６の電圧を検出する第１電圧センサ５０の検出精度と同程度に高くすることは要求されない。このため、第１電圧センサ５０の故障時には、バッテリ１６の電圧を精度よく検出することが困難になり、バッテリ１６の過電圧を有効に回避する、すなわちバッテリ１６の過電圧保護を有効に行いつつ、車両の継続走行を可能とする面から改良の余地がある。
【００５６】
本実施の形態では、このような不都合を解消するために、図３に示すように、制御部３６は、第１センサ異常時処理手段６６と、第２センサ異常時処理手段６８と、第３センサ異常時処理手段７０とを有する。第１センサ異常時処理手段６６は、第１電圧センサ５０に故障等により異常が発生したと判定された場合に、第２電圧センサ５２からバッテリ１６の電圧の検出値を取得するとともに、現在の制御中心ＳＯＣ（図４（Ａ））を、各電圧センサ５０，５２，５４に異常がない場合である通常時の制御中心ＳＯＣよりも低い別の制御中心ＳＯＣ（図４（Ｂ））に変更する。この場合、図５にＡで示すＳＯＣの許容上限に対して制御上の許容上限Ｅが低くなるように（Ｅ＜Ａ）、制御中心ＳＯＣを変更する。例えば、ＳＯＣでＡは８０％とし、Ｅは５０％とする。第１電圧センサ５０故障時の制御中心ＳＯＣは、制御上の許容上限Ｅよりも低くする。このため、第１電圧センサ５０が急に故障した場合でも、バッテリ１６がすぐに高電圧になることを防止できる。
【００５７】
さらに、第１センサ異常時処理手段６６（図３）は、第１電圧センサ５０の異常検出時または異常検出後に車両が走行するときに、バッテリ１６に対する充放電可能電力である充電可能電力Ｗｉｎ及び放電可能電力Ｗｏｕｔをそれぞれ通常時のＷｉｎ，Ｗｏｕｔよりも低くする。例えば、第１センサ異常時処理手段６６は、図５に示すように、第１電圧センサ５０の異常検出時または異常検出後での、走行時のＷｏｕｔの最大値を、通常時のＷｏｕｔの最大値Ｗ１よりも低いＷ３に設定する。また、この場合の走行時のＷｏｕｔは、ＳＯＣがある値以下で徐々に（例えば直線Ｌ１に沿って直線的に）減少し、ＳＯＣの許容下限ＣでＷｏｕｔが０となるようにする。
【００５８】
また、この場合に、制御部３６は、走行中の第２モータジェネレータからの回生電力に基づいて、バッテリ１６へ充電される充電可能電力Ｗｉｎの絶対値の最大値も、通常時のＷｉｎの絶対値の最大値Ｗ２よりも低いＷ４とする。また、この場合のＷｉｎの絶対値は、ＳＯＣがある値以上で徐々に（例えば直線Ｌ２とは異なる直線Ｌ３に沿って直線的に）減少し、ＳＯＣの制御上の許容上限ＥでＷｉｎが０となるようにする。
【００５９】
なお、第１電圧センサ５０に故障が生じたか否かは、例えば、バッテリ１６を構成する各電池セルの同じ電池セルを検出する２のセル電圧センサを有する二重監視系を用いて判定する。この場合、その２のセル電圧センサの検出電圧に差が生じた場合に、この差が予め設定した閾値以上である場合、または差が０ではない場合に第１電圧センサ５０に故障が生じたと判定する。また、これに加えて、第１電圧センサ５０に故障が生じたか否かは、第１電圧センサ５０と第２電圧センサ５２と第３電圧センサ５４との３者の検出電圧を比較し、第１電圧センサ５０の検出電圧が、残りの電圧センサである第２電圧センサ５２及び第３電圧センサ５４の検出電圧と異なる場合には、第１電圧センサ５０に故障が生じたと判定する。なお、これら各センサ５０，５２，５４の３者の検出電圧の比較のみにより、第１電圧センサ５０に故障が生じたと判定することもできる。また、バッテリ１６の各ブロックごとの電圧を２ずつのブロック電圧センサにより検出する二重系とし、互いの検出電圧が異なる場合に第１電圧センサ５０に故障が生じたと判定することもできる。
【００６０】
さらに、第１センサ異常時処理手段６６は、第１電圧センサ５０の異常検出時または異常検出後に、車両の停止状態でエンジン１２の作動により駆動される第１モータジェネレータ１４の発電により、バッテリ１６に充電するときに、バッテリ１６に対する充放電可能電力Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの最大値を現在のまま、すなわち通常時と同じまま維持する。なお、プラグインハイブリッド車両や、電気自動車等において、外部電源によるバッテリ１６の外部充電を可能とする構成において、第１センサ異常時処理手段６６は、第１電圧センサ５０の異常検出時または異常検出後に車両及びエンジンの停止状態で、外部電源からバッテリ１６に充電するときに、バッテリ１６に対する充放電可能電力Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの最大値を現在のまま、すなわち通常時と同じまま維持することもできる。
【００６１】
また、第２センサ異常時処理手段６８（図３）は、第１電圧センサ５０及び第２電圧センサ５２に異常が発生したと判定された場合に、ＤＣ／ＤＣコンバータ４２の作動を停止させるとともに、第３電圧センサ５４からバッテリ１６の端子間電圧を取得する。この場合、ＤＣ／ＤＣコンバータ４２は、２のスイッチング素子Ｓ１，Ｓ２のうち、正極側のスイッチング素子Ｓ１のスイッチングをオンし、負極側のスイッチング素子Ｓ２をオフした状態のままでスイッチングの作動を停止させる。これにより、ＤＣ／ＤＣコンバータ４２のバッテリ１６側電圧ＶＬとインバータ３８，４０側電圧ＶＨとが等しくなり（ＶＬ＝ＶＨ）、第３電圧センサ５４によりバッテリ１６の電圧ＶＢを検出することが可能となる。この状態で、インバータ３８，４０側からバッテリ１６への電力供給が可能となり、第２モータジェネレータ１８の回生時の発電電力がバッテリ１６へ供給可能となる。
【００６２】
また、第２センサ異常時処理手段６８（図３）は、第３電圧センサ５４の検出電圧が予め設定した閾値を超える場合に、予め設定した電池高電圧処理を実行する。このため、バッテリ１６電圧監視のバックアップ性能として、第２電圧センサ５２の正常時と同等レベルの性能を確保できる。
【００６３】
さらに、第３センサ異常時処理手段７０（図３）は、第１電圧センサ５０、第２電圧センサ５２及び第３電圧センサ５４のすべてで異常が発生したと判定された場合に、システムリレー４８のすべてをオフとし、バッテリ１６に対する充電及び放電を停止させる。
【００６４】
なお、第１電圧センサ５０に加えて、第２電圧センサ５２に異常が発生したか否かは、第２電圧センサ５２と第３電圧センサ５４との検出電圧の２者比較により判定している。そして、第２電圧センサ５２と第３電圧センサ５４とのうち、異常が発生したセンサを特定可能としている。そしてその特定を表す信号に基づいて、制御部３６で第２センサ異常時処理手段６８または第３センサ異常時処理手段７０を実行するか否かを判定するようにしている。
【００６５】
このような車両用蓄電部保護システムである回転電機駆動システム３０によれば、バッテリ１６の電圧を検出する第１電圧センサ５０の異常検出時に、第１センサ異常時処理手段６６が、第２電圧センサ５２からバッテリ１６の電圧の検出値を取得するので、この第２電圧センサ５２の検出値によりバッテリ１６の電圧を監視できる。このため、その検出電圧が異常に高電圧である場合に、予め設定した特定処理である電池高電圧処理を行うことができる。また、バッテリ１６の電圧を昇圧した電圧を用いて走行用モータである第２モータジェネレータ１８を駆動でき、第２モータジェネレータ１８を用いて車両の継続走行が可能となる。また、第１センサ異常時処理手段６６は、現在の制御中心ＳＯＣを、通常時の制御中心ＳＯＣよりも低くする。このため、通常時に高い電圧検出精度が要求されない第２電圧センサ５２を、バッテリ１６の電圧検出用として使用するのにもかかわらず、バッテリ１６のＳＯＣが許容上限を超えることを有効に抑制できる。例えば、制御中心ＳＯＣを図５のＥよりも低く（図５の左側に）設定すれば、第２電圧センサ５２の検出誤差が大きく、かつ、回生時にバッテリ１６に電力が供給される場合でも、ＳＯＣが許容上限Ａ（図５）を超えることを有効に防止でき、バッテリ１６の過電圧を有効に防止できる。
【００６６】
また、バッテリ１６のＳＯＣはバッテリ１６の電圧に大きく影響する。このため、バッテリ１６の電圧を検出する第１電圧センサ５０に異常が発生した場合でも、バッテリ１６の過電圧を回避しつつ車両の継続走行が可能となる。このように本実施の形態によれば、バッテリ１６の電圧を検出する第１電圧センサ５０の故障時等、異常が発生した場合でも、バッテリ１６の過電圧を回避しつつ車両の継続走行が可能となり、修理工場等まで車両を運転する退避走行を容易に行え、かつ、その場合の走行距離を長くできる。
【００６７】
また、第１センサ異常時処理手段６６は、第１電圧センサ５０に異常が発生したと判定された場合に、現在の制御中心ＳＯＣを、通常時の制御中心ＳＯＣよりも低くするとともに、第１電圧センサ５０の異常検出時または異常検出後に車両が走行するときに、バッテリ１６に対する充放電可能電力Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの最大値をそれぞれ通常時の充放電可能電力Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの最大値よりも低下させる。このため、第１電圧センサ５０の異常時でも、通常時に高い電圧検出精度が要求されない第２電圧センサ５２の使用により、バッテリ１６の過電圧を回避でき、かつ、バッテリ１６の使用が制限されない時間を長くでき、車両の走行性能の急激な変化を抑制できる。
【００６８】
また、同じ場合に、第１電圧センサ５０の異常検出時または異常検出後に車両の停止状態でバッテリ１６に充電するときには、バッテリ１６に対する充放電可能電力Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの最大値を現在のまま維持する。このため、車両停止状態での充電時に、充放電電力が制限されないので充電効率を高くできる。このように充放電可能電力Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの最大値を大きくした場合でも、車両が停止中であるので、第２電圧センサ５２の検出誤差が大きくなったとしても、車両の走行性能に問題を生じることがない。
【００６９】
また、回転電機駆動システム３０は、第１電圧センサ５０及び第２電圧センサ５２に異常が発生したと判定された場合に、ＤＣ／ＤＣコンバータ４２の作動を停止させるとともに、第３電圧センサ５４からバッテリ１６の端子間電圧を取得し、その検出電圧が予め設定した閾値を超える場合に、予め設定した電池高電圧処理を実行する第２センサ異常時処理手段６８を備える。このため、第２電圧センサ５２の異常が発生した場合でも、バッテリ１６の電圧を第３電圧センサ５４の検出値により監視できるので、バッテリ１６の過電圧を回避できる。また、バッテリ１６の電圧を用いて第２モータジェネレータ１８を駆動でき、第２モータジェネレータ１８を用いて車両の継続走行が可能となる。このように本実施の形態によれば、ＤＣ／ＤＣコンバータ４２の低圧側の電圧を検出する第２電圧センサ５２の故障時等、異常が発生した場合でも、バッテリ１６の過電圧を回避しつつ車両の継続走行が可能となる。そして、第３電圧センサ５４によりバッテリ１６電圧監視のためのバックアップ性能を確保できる。しかも、第２電圧センサ５２の故障時には、ＤＣ／ＤＣコンバータ４２のスイッチングが停止されるため、ＤＣ／ＤＣコンバータ４２の発熱を大幅に減少できる。
【００７０】
また、回転電機駆動システム３０は、第１電圧センサ５０、第２電圧センサ５２及び第３電圧センサ５４のすべてで異常が発生したと判定された場合に、システムリレー４８をオフとし、バッテリ１６に対する充電及び放電を停止させる第３センサ異常時処理手段７０を有するので、バッテリ１６に対する電力供給を停止できる。このため、バッテリ１６の電圧の上昇を防止できる。すなわち、バッテリ１６が高電圧である場合には、バッテリ１６のＳＯＣが高い状態にある可能性があるが、ＳＯＣの上昇を防止できるので、バッテリ１６の電圧の上昇も防止できる。
【００７１】
なお、上記の説明において、「充電」とは、急速充電、１００Ｖでの充電、２００Ｖでの充電等、種々の充電モードのすべてで適用可能であることを意味する。
【００７２】
また、上記の説明では、車両用蓄電部保護システムである回転電機駆動システム３０が第１センサ異常時処理手段６６、第２センサ異常時処理手段６８及び第３センサ異常時処理手段７０のすべてを備える場合を説明したが、車両用蓄電部保護システムは、これらの処理手段６６，６８，７０のうち、少なくとも第１センサ異常時処理手段６６を備えている構成とすることができる。
【符号の説明】
【００７３】
１０ ハイブリッド車両、１２ エンジン、１４ 第１モータジェネレータ（ＭＧ１）、１６ バッテリ、１８ 第２モータジェネレータ（ＭＧ２）、２０ 動力分割機構、２２ 駆動軸、２４ 車輪、２６ 出力軸、２８ 減速機、３０ 回転電機駆動システム、３２ 電池監視ユニット、３４ 電池ＥＣＵ、３６ 制御部、３８ 第１インバータ、４０ 第２インバータ、４２ ＤＣ／ＤＣコンバータ、４４ 第１コンデンサ、４６ 第２コンデンサ、４８ システムリレー（ＳＭＲ）、５０ 第１電圧センサ、５２ 第２電圧センサ、５４ 第３電圧センサ、５６ 電流センサ、５８ ＳＯＣ取得手段、６０ 昇圧制御手段、６２ 充放電要求手段、６４ 設定手段、６６ 第１センサ異常時処理手段、６８ 第２センサ異常時処理手段、７０ 第３センサ異常時処理手段。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄電部と、蓄電部の電圧を昇圧する昇圧コンバータと、昇圧コンバータの高圧側の電圧を供給され、走行用モータを駆動する駆動部と、複数の電圧センサとを備える車両用蓄電部保護システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、エンジン及び走行用モータを搭載し、エンジン及び走行用モータの少なくとも一方を駆動源として車輪を駆動させる電動車両であるハイブリッド車両が考えられ、実施されている。例えば、特許文献１には、蓄電部であるバッテリと、バッテリの電圧を昇圧する昇圧コンバータと、昇圧コンバータの出力側の電圧を供給され、走行用モータであるモータジェネレータを駆動するインバータと、制御部とを備える車両駆動装置が記載されている。
【０００３】
また、この車両駆動装置には、バッテリから出力される電圧値を検出するバッテリ電圧センサと、昇圧コンバータの出力側の電圧を検出する第１電圧センサと、昇圧コンバータの入力側の電圧を検出する第２電圧センサとが設けられている。また、制御部は、第１電圧センサに異常が発生した場合に、昇圧コンバータの動作を停止させ、かつ、インバータに回転電機の力行運転を行わせる指令を与えて、昇圧コンバータの出力側に接続されたコンデンサを放電させている。
【０００４】
また、特許文献１には、昇圧コンバータの出力側の電圧を検知する電圧センサに故障が発生したときに、昇圧コンバータの昇圧制御を停止させ、バッテリ電圧を昇圧せずにそのままインバータに供給して車両の走行を継続させることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−３２５３２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記の特許文献１に記載された構成の場合、昇圧コンバータの出力側の電圧を検出する第１電圧センサの故障時でも車両の走行を行えるようにするものである。ただし、特許文献１の構成では、バッテリの電圧を検出するバッテリ電圧センサの故障時でも車両の継続走行を行えるようにすることは考慮されていない。
【０００７】
一方、昇圧コンバータの入力側の電圧を検出する入力側電圧センサにより、バッテリ電圧センサの故障時でもバッテリの電圧を検出し、その検出電圧が異常に高電圧となる場合に所定の高電圧処理を行うことも考えられる。ただし、本来、通常時に入力側電圧センサの検出精度を、バッテリ電圧センサの検出精度と同程度に高くすることは要求されないので、バッテリ電圧センサの故障時には、バッテリの電圧を精度よく検出することが困難になる。このため、バッテリ電圧センサの故障時でも、バッテリの過電圧を有効に回避する、すなわちバッテリの過電圧保護を有効に行いつつ、車両の継続走行を可能とする面から改良の余地がある。特に、近年、ハイブリッド車両のバッテリとしてリチウム電池を採用することが始まっており、このようなリチウム電池では、過電圧を回避することがバッテリ劣化の抑制の観点から重要である。
【０００８】
本発明の目的は、車両用蓄電部保護システムにおいて、蓄電部の電圧を検出する電圧センサの異常が発生した場合でも、蓄電部の過電圧を有効に回避しつつ車両の継続走行を可能とすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る車両用蓄電部保護システムは、蓄電部と、蓄電部の電圧を昇圧する昇圧コンバータと、昇圧コンバータの高圧側の電圧を供給され、走行用モータを駆動する駆動部と、蓄電部の端子間電圧を検出する第１電圧センサと、昇圧コンバータの低圧側の電圧を検出し、その検出電圧が昇圧コンバータの制御に使用される第２電圧センサと、昇圧コンバータの高圧側の電圧を検出し、その検出電圧が昇圧コンバータの制御に使用される第３電圧センサと、蓄電部の現在の充電量である現在ＳＯＣを取得するＳＯＣ取得手段と、蓄電部の充電量を制御する際の制御中心となる充電量である制御中心ＳＯＣを設定する設定手段と、蓄電部の現在ＳＯＣを制御中心ＳＯＣに近づけるように蓄電部の充放電要求を行う充放電要求手段と、第１電圧センサに異常が発生したと判定された場合に、第２電圧センサから蓄電部の電圧の検出値を取得するとともに、現在の制御中心ＳＯＣを、通常時の制御中心ＳＯＣよりも低くする第１センサ異常時処理手段とを備えることを特徴とする車両用蓄電部保護システムである。
【００１０】
本発明に係る車両用蓄電部保護システムによれば、蓄電部の電圧を検出する第１電圧センサの異常検出時に、第１センサ異常時処理手段が、第２電圧センサから蓄電部の電圧の検出値を取得するので、この第２電圧センサの検出値により蓄電部の電圧を監視できる。このため、その検出電圧が異常に高電圧である場合に、電池高電圧処理等の予め設定した特定処理を行うことができる。また、蓄電部の電圧を昇圧した電圧を用いて走行用モータを駆動でき、走行用モータを用いて車両の継続走行が可能となる。また、第１センサ異常時処理手段は、現在の制御中心ＳＯＣを、通常時の制御中心ＳＯＣよりも低くする。このため、通常時に高い電圧検出精度が要求されない第２電圧センサを、蓄電部の電圧検出用として使用するのにもかかわらず、蓄電部のＳＯＣが許容上限を超えることを有効に抑制できる。この蓄電部のＳＯＣは蓄電部の電圧に大きく影響する。したがって、蓄電部の電圧を検出する電圧センサに異常が発生した場合でも、蓄電部の過電圧を回避しつつ車両の継続走行が可能となる。
【００１１】
また、本発明に係る車両用蓄電部保護システムにおいて好ましくは、第１センサ異常時処理手段は、第１電圧センサに異常が発生したと判定された場合に、現在の制御中心ＳＯＣを、通常時の制御中心ＳＯＣよりも低くするとともに、第１電圧センサの異常検出時または異常検出後に車両が走行するときに、蓄電部に対する充放電可能電力の最大値を通常時の充放電可能電力の最大値よりも低下させる。
【００１２】
上記の構成によれば、第１電圧センサの異常時でも、通常時に高い電圧検出精度が要求されない第２電圧センサの使用により蓄電部の過電圧を回避でき、かつ、蓄電部の使用が制限されない時間を長くでき、車両の走行性能の急激な変化を抑制できる。
【００１３】
また、本発明に係る車両用蓄電部保護システムにおいて好ましくは、第１電圧センサに異常が発生したと判定された場合に、現在の制御中心ＳＯＣを、通常時の制御中心ＳＯＣよりも低くするとともに、第１電圧センサの異常検出時または異常検出後に車両が走行するときに、蓄電部に対する充放電可能電力の最大値を通常時の充放電可能電力の最大値よりも低下させ、第１電圧センサの異常検出時または異常検出後に車両の停止状態で蓄電部に充電するときには、蓄電部に対する充放電可能電力の最大値を現在のまま維持する。
【００１４】
上記の構成によれば、第１電圧センサの異常時でも、通常時に高い電圧検出精度が要求されない第２電圧センサの使用により蓄電部の過電圧を回避でき、かつ、蓄電部の使用が制限されない時間を長くでき、車両の走行性能の急激な変化を抑制できる。さらに、車両停止状態での充電時には、充放電電力が制限されないので充電効率を高くできる。
【００１５】
また、本発明に係る車両用蓄電部保護システムにおいて好ましくは、第１電圧センサ及び第２電圧センサに異常が発生したと判定された場合に、昇圧コンバータの作動を停止させるとともに、第３電圧センサから蓄電部の電圧の検出値を取得し、その検出電圧が予め設定した閾値を超える場合に、予め設定した蓄電部高圧処理を実行する第２センサ異常時処理手段を備える。
【００１６】
上記構成によれば、第２電圧センサの異常が発生した場合でも、蓄電部の電圧を第３電圧センサの検出値により監視できるので、蓄電部の過電圧を回避できる。また、蓄電部の電圧を用いて走行用モータを駆動でき、走行用モータを用いて車両の継続走行が可能となる。
【００１７】
また、本発明に係る車両用蓄電部保護システムにおいて好ましくは、第１電圧センサ、第２電圧センサ及び第３電圧センサのすべてで異常が発生したと判定された場合に、蓄電部に対する充電及び放電を停止させる第３センサ異常時処理手段を備える。
【００１８】
また、本発明に係る車両用蓄電部保護システムにおいて好ましくは、蓄電部は、直列接続された複数の電池セルを有する電池ブロックを複数個接続されることにより構成され、第１電圧センサは、各電池ブロックの電圧を検出する複数のブロック電圧センサを有し、各ブロック電圧センサにより検出された各電池ブロックの電圧の合計を蓄電部の端子間電圧として検出し、第２電圧センサ及び第３電圧センサは、それぞれ第１電圧センサの検出精度よりも低い検出精度を有する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係る車両用蓄電部保護システムによれば、蓄電部の電圧を検出する電圧センサの異常が発生した場合でも、蓄電部の過電圧を回避しつつ車両の継続走行が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施の形態の１例の車両用蓄電部保護システムである回転電機駆動システムを備えるハイブリッド車両の構成を示す概略図である。
【図２】図１の車両に搭載する回転電機駆動システムの構成を示す図である。
【図３】図２の制御部の構成を示す図である。
【図４】図２のシステムにおいて、通常時（Ａ）と、第１電圧センサ故障時（Ｂ）とでの、制御中心ＳＯＣと許容上限及び許容下限との関係の１例を示すバッテリのＳＯＣ状態図である。
【図５】図２のシステムにおいて、通常時と第１電圧センサ故障時とでの、バッテリのＳＯＣと充電可能電力Ｗｉｎ及び放電可能電力Ｗｏｕｔとの関係の１例を示す図である。
【図６】図２のシステムにおいて、第１電圧センサ及び第２電圧センサの検出値に基づいて電池高電圧処理を実行する方法の１例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下において、図面を用いて本発明に係る実施の形態につき詳細に説明する。図１から図６は、本発明の実施の形態の１例を示している。なお、以下の説明では、車両用蓄電部保護システムをハイブリッド車両に搭載する場合を説明するが、本発明はこのような用途に使用する構成に限定するものではなく、走行用モータとバッテリとを備える電気自動車等、他の電動車両に搭載して使用することもできる。
【００２２】
本実施の形態に係る車両用蓄電部保護システムである回転電機駆動システムは、ハイブリッド車両に搭載して使用する。図１に示すように、ハイブリッド車両１０は、エンジン１２と、エンジン１２により駆動され、主として発電機として使用される第１モータジェネレータ（ＭＧ１）１４と、主としてバッテリ１６から電力が供給される走行用モータである第２モータジェネレータ(ＭＧ２)１８と、動力分割機構２０と、駆動軸２２に連結された車輪２４とを備える。
【００２３】
なお、図１では、ハイブリッド車両１０が、前置エンジン付前輪駆動車であるＦＦ車である場合を示している。ただし、ハイブリッド車両は、前置エンジン付後輪駆動車であるＦＲ車や、四輪駆動車である４ＷＤ車等とすることもできる。
【００２４】
動力分割機構２０は、エンジン１２からの動力を、駆動軸２２への経路と、第１モータジェネレータ１４への経路とに分割可能としている。動力分割機構２０は、例えば、遊星歯車機構により構成する。例えば、第１モータジェネレータ１４の回転軸を中空として、この回転軸の端部に遊星歯車機構のサンギヤを接続する。また、第１モータジェネレータ１４の回転軸の内側を挿通したエンジン１２の駆動軸に、遊星歯車機構のプラネタリギヤに接続したキャリアを接続する。また、遊星歯車機構のリングギヤに、出力軸２６を接続し、出力軸２６に直接または図示しない別の遊星歯車機構等の減速機を介して第２モータジェネレータ１８の回転軸を接続する。出力軸２６の動力は、減速機２８を介して車輪２４に連結された駆動軸２２に伝達可能とする。
【００２５】
第１モータジェネレータ１４は、３相交流モータであり、エンジン１２の始動用モータとしても使用可能であるが、第１モータジェネレータ１４をエンジン１２により駆動される発電機として使用する場合には、エンジン１２から、遊星歯車機構のキャリアを介して伝達されるトルクの少なくとも一部を、サンギヤを介して、第１モータジェネレータ１４の回転軸に伝達する。
【００２６】
第２モータジェネレータ１８は、車両の駆動力を発生するための３相交流モータであり、かつ、発電機、すなわち電力回生用としても使用可能である。
【００２７】
エンジン１２の回転は、動力分割機構２０を介して出力軸２６側と第１モータジェネレータ１４側とに取り出す。第１モータジェネレータ１４の駆動により発生した電力は、蓄電部であるバッテリ１６に充電される。なお、ハイブリッド車両１０の構成は、このような構成に限定するものではなく、エンジン及びモータジェネレータの少なくとも一方を車輪の駆動源として走行するハイブリッド車両の構成を有するものであれば、種々の構成を採用できる。
【００２８】
次に、ハイブリッド車両１０が備える回転電機駆動システムを説明する。図２に示すように、回転電機駆動システム３０は、上記のバッテリ１６及び各モータジェネレータ１４，１８と、電池監視ユニット３２と、電池ＥＣＵ（Electric Control Unit）３４と、制御部３６と、第１モータジェネレータ１４用の駆動部である第１インバータ３８と、第２モータジェネレータ１８用の駆動部である第２インバータ４０と、第１インバータ３８及び第２インバータ４０とバッテリ１６との間に接続された昇圧コンバータであるＤＣ／ＤＣコンバータ４２と、第１コンデンサ４４及び第２コンデンサ４６と、システムリレー（ＳＭＲ）４８と、第１電圧センサ５０、第２電圧センサ５２及び第３電圧センサ５４と電流センサ５６とを含む。
【００２９】
バッテリ１６は、ニッケル水素電池またはリチウムイオン電池等の二次電池である。また、バッテリ１６は、直列接続された複数の電池セルを有する電池ブロックが複数個接続されることにより構成される電池パックと呼ばれるものである。
【００３０】
また、回転電機駆動システム３０に、バッテリ１６の端子間電圧を検出する第１電圧センサ５０が設けられており、第１電圧センサ５０の検出電圧は、電池監視ユニット３２を介して電池ＥＣＵ３４に入力される。第１電圧センサ５０は、対応する電池ブロックの電圧を検出可能な複数のブロック電圧センサ（図示せず）と、各電池ブロックを構成する各電池セルの電圧をそれぞれ検出可能な複数のセル電圧センサ（図示せず）とを有する。また、第１電圧センサ５０は、各ブロック電圧センサにより検出された各電池ブロックの電圧の合計をバッテリ１６の端子間電圧ＶＢとして検出可能とする。なお、第１電圧センサ５０は、このように複数の電圧センサにより構成されるものに限定するものではなく、単一の電圧センサＶＢによりバッテリ１６の全体の電圧を検出するように構成することもできる。
【００３１】
また、本発明は、バッテリ１６の過充電回避を目的とするもので、特にバッテリ１６をリチウムイオン電池とする場合に有効である。バッテリ１６は、外部充電構成によって、外部の交流電源から充電可能とする構成でもよい。例えば、車両外部の商用電源に接続された充電ケーブルを、車両側に設けた充電インレットに接続し、充電インレットを充電器等を介してバッテリ１６に接続するように構成することもできる。この場合、外部電源によるバッテリ１６の外部充電が可能となる。このようなハイブリッド車両は、プラグインハイブリッド車両（ＰＨＶ）と呼ばれる。
【００３２】
電池監視ユニット３２は、第１電圧センサ５０により検出されたバッテリ１６の各ブロックごとの電圧及びバッテリ１６全体の電圧ＶＢを入力され、その入力されたバッテリ１６の各ブロックごとの電圧及びバッテリ１６全体の電圧ＶＢを電池ＥＣＵ３４へ出力する。また、電池監視ユニット３２は、電流センサ５６により検出されたバッテリ１６の電流を入力され、その入力された電流を電池ＥＣＵ３４へ出力する。なお、第１電圧センサ５０からバッテリ１６の各ブロックごとの電圧を電池監視ユニット３２に入力し、電池監視ユニット３２で各ブロックごとの電圧の合計をＶＢとして算出することもできる。
【００３３】
電池ＥＣＵ３４は、電池監視ユニット３２から入力されたバッテリ１６全体の電圧ＶＢや、入力された電流からバッテリ１６の充電量であるＳＯＣ（State Of Charge）を算出、すなわち取得し、その算出したＳＯＣを制御部３６へ出力する。なお、電池監視ユニット３２と電池ＥＣＵ３４とを単一のユニットにより統合して構成することもできる。
【００３４】
また、制御部３６は、ＳＯＣ取得手段５８（図３）を有し、ＳＯＣ取得手段５８は、電池ＥＣＵ３４からＳＯＣを取得する。すなわちＳＯＣ取得手段５８は、バッテリ１６の現在の充電量である現在ＳＯＣを取得する。なお、ＳＯＣ取得手段５８は、電池監視ユニット３２または電池ＥＣＵ３４からバッテリ１６全体の電圧ＶＢや、入力された電流等のデータを入力され、そのデータからＳＯＣを算出、すなわち取得することもできる。なお、ＳＯＣの算出方法として、バッテリ１６のＯＣＶである開回路電圧とＳＯＣとの相関関係を用いたり、バッテリ１６の充放電電流を積算する等の公知の方法を採用できる。
【００３５】
ＤＣ／ＤＣコンバータ４２は、バッテリ１６と第１インバータ３８及び第２インバータ４０との間に設けている。ＤＣ／ＤＣコンバータ４２は、２個直列に接続されたＩＧＢＴ、トランジスタ等のスイッチング素子Ｓ１，Ｓ２と、各スイッチング素子Ｓ１，Ｓ２に逆並列に接続された２個のダイオードＤ１，Ｄ２と、各スイッチング素子Ｓ１，Ｓ２の間に一端が接続されたリアクトルＬとを含み、リアクトルＬの他端を１のシステムリレー４８を介してバッテリ１６の正極側に接続している。ＤＣ／ＤＣコンバータ４２は、バッテリ１６から供給された直流電圧を昇圧して、第１インバータ３８及び第２インバータ４０に供給可能としている。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ４２は、２個のインバータ３８，４０の一方または両方から供給された直流電圧を降圧して、バッテリ１６に直流電力を供給する、すなわちバッテリ１６を充電する機能を有する。
【００３６】
また、ＤＣ／ＤＣコンバータ４２の低圧側、すなわちバッテリ１６側に電流平滑化用の第１コンデンサ４４が設けられている。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ４２とバッテリ１６との間の後述するシステムリレー４８よりもＤＣ／ＤＣコンバータ４２側に、第１コンデンサ４４の端子間電圧、すなわち、ＤＣ／ＤＣコンバータ４２の低圧側の電圧を検出する第２電圧センサ５２が設けられている。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ４２の高圧側、すなわち各インバータ３８，４０側に電流平滑化用の第２コンデンサ４６が設けられている。また、回転電機駆動システム３０に、第２コンデンサ４６の端子間電圧、すなわち、ＤＣ／ＤＣコンバータ４２の高圧側の電圧を検出する第３電圧センサ５４が設けられている。第２電圧センサ５２及び第３電圧センサ５４の検出電圧ＶＬ，ＶＨは、制御部３６に入力される。
【００３７】
ＤＣ／ＤＣコンバータ４２は、制御部３６により制御される。すなわち、制御部３６は、昇圧制御手段６０（図３）を有し、昇圧制御手段６０は、第２電圧センサ５２及び第３電圧センサ５４の検出電圧等に基づいて、ＤＣ／ＤＣコンバータ４２の作動、すなわちスイッチングを制御する。すなわち、第２電圧センサ５２及び第３電圧センサ５４の検出電圧ＶＬ，ＶＨは、ＤＣ／ＤＣコンバータ４２の制御に使用される。また、第２電圧センサ５２及び第３電圧センサ５４は、それぞれ第１電圧センサ５０の検出精度よりも低い検出精度を有する。
【００３８】
また、バッテリ１６とＤＣ／ＤＣコンバータ４２との間にシステムリレー４８が設けられており、システムリレー４８は、制御部３６によりオンオフ状態が制御される。すなわち、図示しない起動スイッチがユーザーによりオンされると、制御部３６が起動され、制御部３６がシステムリレー４８をオンして、バッテリ１６の直流電圧が昇圧された後、第１インバータ３８及び第２インバータ４０に供給される。また、起動スイッチがオフされると、システムリレー４８がオフされ、バッテリ１６と第１インバータ３８及び第２インバータ４０との接続が遮断される。
【００３９】
また、インバータ３８，４０は、Ｕ、Ｖ，Ｗ各相のアームを備える。それぞれのアームは、直列接続されたＩＧＢＴ、トランジスタ等の２個ずつのスイッチング素子を含み、各アームの中点を、対応するモータジェネレータ１４(または１８)を構成する図示しない３相のステータコイルの一端にそれぞれに接続している。２個のインバータ３８，４０はバッテリ１６に対し並列に接続している。また、各モータジェネレータ１４，１８において、３相のステータコイルの他端は、中性点で互いに接続している。
【００４０】
各インバータ３８，４０は、制御部３６からトルク指令値に対応する制御信号が入力されることにより、それぞれのスイッチング素子のスイッチングが制御される。例えば、第１インバータ３８は、制御部３６から入力されるトルク指令値に対応する信号に基づいて、バッテリ１６側から入力される直流電圧を交流電圧に変換して第１モータジェネレータ１４を駆動する。また、第１インバータ３８は、第１モータジェネレータ１４がエンジン１２（図１）の駆動に伴って発電した場合に、その発電により得られた交流電圧を、第１インバータ３８で直流電圧に変換し、その変換した直流電圧をＤＣ／ＤＣコンバータ４２に供給する。ＤＣ／ＤＣコンバータ４２は、その供給された直流電圧を降圧してからバッテリ１６に供給し、バッテリ１６を充電する。
【００４１】
これに対して、第２インバータ４０は、制御部３６ら入力されるトルク指令値に対応する信号に基づいて、バッテリ１６側から入力される直流電圧を交流電圧に変換して、第２モータジェネレータ１８を駆動する。また、第２インバータ４０は、ハイブリッド車両１０（図１）の回生制動時に、第２モータジェネレータ１８により発電した交流電圧を直流電圧に変換し、その変換した直流電圧を、ＤＣ／ＤＣコンバータ４２に供給する。ＤＣ／ＤＣコンバータ４２は、その供給された直流電圧を降圧してからバッテリ１６に供給し、バッテリ１６を充電する。回生制動は、車両のアクセルペダルが踏まれていない状態であって、バッテリ１６の充電量が少ない場合に実行される。このように各インバータ３８，４０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ４２の高圧側の電圧を供給され、対応するモータジェネレータ１４，１８を駆動する。
【００４２】
また、制御部３６は、ＣＰＵ、メモリ等を有するマイクロコンピュータを含み、例えば、モータＥＣＵと呼ばれるモータコントローラと、エンジンＥＣＵと呼ばれるエンジンコントローラとを含むものでもよい。なお、図示の例では、制御部３６として１つの制御部３６のみを図示しているが、制御部３６は適宜複数の構成要素に分割して、互いに接続する構成とすることもできる。例えば、制御部３６を、モータコントローラの機能を有する部分と、エンジンコントローラの機能を有する部分と、ハイブリッドＥＣＵと呼ばれる全体を統合制御する全体制御部とに分け、互いに接続した構成とすることもできる。
【００４３】
また、制御部３６には、アクセル操作量センサ、車速センサ及びブレーキペダルセンサ等の各種センサから検出信号が入力される。アクセル操作量センサは、アクセルペダル等の加速指示具の操作量を検出する。車速センサは、車両の速度を検出する。ブレーキペダルセンサは、ブレーキペダル等の制動指示具のオンオフ状態を検出する。制御部３６は、これらの信号や、後述する充放電要求手段６２（図３）の充放電要求等から、車両全体で必要とする出力を算出するとともに、その出力をエンジン出力とモータ出力とに配分する割合を算出し、モータ出力に対応するモータジェネレータ１４，１８のトルク指令値や発電量指令値を算出、すなわち取得する。また、制御部３６には、第１モータジェネレータ１４と第２モータジェネレータ１８とに設けられた図示しない電流センサで検出された、各モータジェネレータ１４，１８の各相のステータコイルを流れるモータ電流値や、各モータジェネレータ１４，１８の回転角度を表す信号も入力される。
【００４４】
制御部３６は、算出された第２モータジェネレータ１８に対するトルク指令値に応じて、第２インバータ４０に制御信号を出力し、制御信号に応じて第２インバータ４０を構成するスイッチング素子をオンオフ動作、すなわちスイッチング動作させる。そして、制御部３６は、第２モータジェネレータ１８において、トルク指令値に従ったトルクが出力されるように、第２モータジェネレータ１８を駆動する。また、制御部３６は、同様に、第１インバータ３８に制御信号を出力し、制御信号に応じて第１インバータ３８を構成するスイッチング素子をスイッチング動作させ、第１モータジェネレータ１４において、算出した第１モータジェネレータ１４に対するトルク指令値に従ったトルクが出力されるように、第１モータジェネレータ１４を駆動する。このようなハイブリッド車両１０は、エンジン１２及び第２モータジェネレータ１８の少なくとも一方を駆動源として駆動する。
【００４５】
また、制御部３６は、算出された第２モータジェネレータ１８または第１モータジェネレータ１４に対する発電量指令値に応じて、走行中にブレーキペダルがオフされる、すなわち操作量が０となる等の予め設定した特定条件が成立することを条件として、対応するインバータ４０（または３８）に制御信号を出力し、制御信号に応じて対応するインバータ４０（または３８）をスイッチング動作させる。
【００４６】
図３を用いて制御部３６の構成を説明する。なお、以下の説明では、図１に示した要素と同一の要素には同一の符号を付して説明する。制御部３６は、バッテリ１６のＳＯＣを制御する際の制御中心となるＳＯＣである制御中心ＳＯＣを設定する設定手段６４と、バッテリ１６の現在ＳＯＣを制御中心ＳＯＣに近づけるようにバッテリ１６の充放電制御を行う充放電要求手段６２とを有する。例えば、図４は、図２のシステムにおいて、通常時（Ａ）と、第１電圧センサ故障時（Ｂ）とでの、制御中心ＳＯＣと許容上限及び許容下限との関係の１例を示すバッテリのＳＯＣ状態図である。図４に示すようにバッテリ１６には、それぞれＳＯＣに関して充電限界となる許容上限と、放電限界となる許容下限とが設定されており、例えば許容下限は全充電容量の２０から３０％の間のいずれかの値で、許容上限は全充電容量の８０％近辺のある値である。「許容上限」とはこれ以上充電を続けるとバッテリ１６が過充電となって特性劣化等の性能上の問題が生じる上限のＳＯＣである。特に、バッテリ１６がリチウムイオン電池である場合、過充電は過度に温度が上昇する原因となるので、「許容上限」以上にＳＯＣが増大することを防止する重要性は高い。一方、「許容下限」は、これ以上放電を続けるとバッテリ１６が過放電となって特性劣化等の性能上の問題が生じる下限のＳＯＣである。この許容下限以下のＳＯＣは、ＤＣＩＨ領域と呼ばれる放電禁止領域であるので、この領域の上限である許容下限以下にＳＯＣが減少するのを防止する必要がある。
【００４７】
そして許容上限と許容下限との間に制御中心ＳＯＣが設定されている。設定手段は、制御中心ＳＯＣを、許容下限と許容上限との間の値、例えば６０％近辺となるように設定する。充放電要求手段６２は、制御中心ＳＯＣが設定された場合に、バッテリ１６の現在ＳＯＣと制御中心ＳＯＣとの差に応じた充放電要求パワーを算出し、バッテリ１６に対しその充放電要求パワーを出力または入力すべく現在ＳＯＣを制御中心ＳＯＣに近づけるように充放電要求を行う。
【００４８】
また、制御部３６は、走行中のバッテリ１６からの放電可能電力ＷｏｕｔをＳＯＣに応じて設定している。図５は、図２のシステムにおいて、通常時と第１電圧センサ故障時とでの、バッテリのＳＯＣと充電可能電力Ｗｉｎ及び放電可能電力Ｗｏｕｔとの関係の１例を示す図である。図５に示すように、通常時のＷｏｕｔとして、ＳＯＣが許容上限Ａ（例えば８０％）を上限とする、予め設定された所定ＳＯＣ範囲でバッテリ１６からの放電可能電力Ｗｏｕｔが一定値のＷ１となり、ＳＯＣがある値Ｂ以下で放電可能電力Ｗｏｕｔが徐々に（例えば直線Ｌ１に沿って直線的に）減少し、ＳＯＣの許容下限ＣでＷｏｕｔが０となるようにしている。なお、「走行中」とは、エンジン１２を停止させたままバッテリ１６の電力で第２モータジェネレータ１８を駆動してその動力で車輪２４を駆動する「ＥＶ走行中」と、エンジン１２の動力と第２モータジェネレータ１８の動力とを使用して車輪２４を駆動する「ＨＶ走行中」とのいずれの場合も含んでいる（以下同じである。）。
【００４９】
制御部３６は、走行中の第２モータジェネレータ１８からの回生電力に基づいて、バッテリ１６へ充電される充電可能電力ＷｉｎをＳＯＣに応じて設定している。すなわち、図５に示すように、通常時のＷｉｎとして、ＳＯＣが許容下限Ｃ（例えば２０％）を下限とする、予め設定された所定ＳＯＣ範囲でバッテリ１６からの充電可能電力Ｗｉｎが一定値のＷ２となり、ＳＯＣがある値Ｄ以上で充電可能電力Ｗｉｎの絶対値が徐々に（例えば直線Ｌ２に沿って直線的に）減少し、ＳＯＣの許容上限ＡでＷｉｎが０となるようにしている。
【００５０】
制御部３６は、バッテリ１６の充放電電力が放電可能電力Ｗｏｕｔと充電可能電力Ｗｉｎとにより定められる制御範囲内におさまるように、各モータジェネレータ１４，１８を制御する。具体的には、制御部３６は、バッテリ１６からの走行時の放電電力が放電可能電力Ｗｏｕｔを超えると、各モータジェネレータ１４，１８の一方または両方の電力消費量を抑制し、または各モータジェネレータ１４，１８の一方または両方の発電量を増大させる。これに対して、制御部３６は、バッテリ１６への充電電力の絶対値が充電可能電力Ｗｉｎの絶対値を超えると、各モータジェネレータ１４，１８の一方または両方の発電量を抑制し、または各モータジェネレータ１４，１８の一方または両方の電力消費量を増大させる。
【００５１】
また、制御部３６は、第１電圧センサ５０によりバッテリ１６の電圧を監視し、バッテリ１６の端子電圧が予め設定した所定電圧を超える場合には、バッテリ１６が過充電等であり、異常に高電圧である高電圧状態にあると判定し、予め設定した所定の電池高電圧処理を実行する。また、この高電圧を判定するために、第１電圧センサ５０に加えてＤＣ／ＤＣコンバータ４２の低圧側の電圧を検出する第２電圧センサ５２も使用し、２の電圧センサ５０，５２で二重検出を行っている。すなわち、第２電圧センサ５２は、ＤＣ／ＤＣコンバータ４２の昇圧制御を行うために低圧側の電圧を検出するだけでなく、バッテリ１６の電圧を検出するためにも使用し、バッテリ１６の検出電圧が異常に高い場合に電池高電圧処理を実行させるために使用する。
【００５２】
図６は、図２のシステムにおいて、第１電圧センサ及び第２電圧センサの検出値に基づいて電池高電圧処理を実行する方法の１例を示すフローチャートである。図６の例では、第１電圧センサ５０側と第２電圧センサ５２側とで別のルーチンを有し、それぞれのルーチンを互いに並行にほぼ同時に実行する。図６において、ステップＳ１０（以下の説明ではステップＳは単にＳとする。）からＳ１６は、第１電圧センサ５０側のルーチンを示している。まず、Ｓ１０で第１電圧センサ５０の検出電圧ＶＢが予め設定した閾値電圧Ｖａを越えるか否かを判定し、超える（ＶＢ＞Ｖａ）と判定した場合、Ｓ１２でＶＢ＞Ｖａの状態が所定時間継続したか否かを判定する。
【００５３】
Ｓ１２で所定時間継続したと判定すると、Ｓ１４でバッテリ１６が高電圧状態にあると判定し、上記の電池高電圧処理を実行し、最初の処理に戻る。これに対して、Ｓ１０で検出電圧ＶＢ＞Ｖａが成立しないか、または成立した場合でもＳ１２で所定時間継続しないと判定された場合にはＳ１６で第１電圧センサ５０が正常であると判定し、通常の正常処理を行う。この場合も最初の処理に戻る。
【００５４】
これに対して、図６でＳ２０からＳ２４とＳ１４とは、第２電圧センサ５２側のルーチンを示している。まず、Ｓ２０で第２電圧センサ５２の検出電圧ＶＬが予め設定した閾値電圧Ｖａを越えるか否かを判定し、超えると判定した場合、Ｓ２２でＶＬ＞Ｖａの状態が所定時間継続したか否かを判定する。Ｓ２２で所定時間継続したと判定すると、Ｓ２４でバッテリ１６が高電圧状態にあると判定し、上記の電池高電圧処理を実行し、最初の処理に戻る。これに対して、Ｓ２０で検出電圧ＶＢ＞Ｖａが成立しないか、または成立した場合でもＳ２２で所定時間継続しないと判定された場合には、第２電圧センサ５２が正常であると判定し、通常の正常処理を行う。この場合も最初の処理に戻る。このため、Ｓ１４では、第１電圧センサ５０の検出電圧ＶＢが閾値Ｖａを上回り、それが所定時間継続する場合と、第２電圧センサ５２の検出電圧ＶＬが閾値Ｖａを上回り、それが所定時間継続する場合との少なくとも１の場合が成立すると、電池高電圧処理が実行される。
【００５５】
このようにバッテリ１６は、第１電圧センサ５０と第２電圧センサ５２との２のセンサ５０，５２により電圧の二重検出が行われているため、これら両電圧センサ５０，５２のうち、１のセンサ５０（または５２）に故障が発生した場合でも、バッテリ１６を過電圧から十分に保護することができる。ただし、上記の「発明が解決しようとする課題」の欄で説明したように、本来、通常時に、入力側電圧センサである第２電圧センサ５２の検出精度を、バッテリ１６の電圧を検出する第１電圧センサ５０の検出精度と同程度に高くすることは要求されない。このため、第１電圧センサ５０の故障時には、バッテリ１６の電圧を精度よく検出することが困難になり、バッテリ１６の過電圧を有効に回避する、すなわちバッテリ１６の過電圧保護を有効に行いつつ、車両の継続走行を可能とする面から改良の余地がある。
【００５６】
本実施の形態では、このような不都合を解消するために、図３に示すように、制御部３６は、第１センサ異常時処理手段６６と、第２センサ異常時処理手段６８と、第３センサ異常時処理手段７０とを有する。第１センサ異常時処理手段６６は、第１電圧センサ５０に故障等により異常が発生したと判定された場合に、第２電圧センサ５２からバッテリ１６の電圧の検出値を取得するとともに、現在の制御中心ＳＯＣ（図４（Ａ））を、各電圧センサ５０，５２，５４に異常がない場合である通常時の制御中心ＳＯＣよりも低い別の制御中心ＳＯＣ（図４（Ｂ））に変更する。この場合、図５にＡで示すＳＯＣの許容上限に対して制御上の許容上限Ｅが低くなるように（Ｅ＜Ａ）、制御中心ＳＯＣを変更する。例えば、ＳＯＣでＡは８０％とし、Ｅは５０％とする。第１電圧センサ５０故障時の制御中心ＳＯＣは、制御上の許容上限Ｅよりも低くする。このため、第１電圧センサ５０が急に故障した場合でも、バッテリ１６がすぐに高電圧になることを防止できる。
【００５７】
さらに、第１センサ異常時処理手段６６（図３）は、第１電圧センサ５０の異常検出時または異常検出後に車両が走行するときに、バッテリ１６に対する充放電可能電力である充電可能電力Ｗｉｎ及び放電可能電力Ｗｏｕｔをそれぞれ通常時のＷｉｎ，Ｗｏｕｔよりも低くする。例えば、第１センサ異常時処理手段６６は、図５に示すように、第１電圧センサ５０の異常検出時または異常検出後での、走行時のＷｏｕｔの最大値を、通常時のＷｏｕｔの最大値Ｗ１よりも低いＷ３に設定する。また、この場合の走行時のＷｏｕｔは、ＳＯＣがある値以下で徐々に（例えば直線Ｌ１に沿って直線的に）減少し、ＳＯＣの許容下限ＣでＷｏｕｔが０となるようにする。
【００５８】
また、この場合に、制御部３６は、走行中の第２モータジェネレータからの回生電力に基づいて、バッテリ１６へ充電される充電可能電力Ｗｉｎの絶対値の最大値も、通常時のＷｉｎの絶対値の最大値Ｗ２よりも低いＷ４とする。また、この場合のＷｉｎの絶対値は、ＳＯＣがある値以上で徐々に（例えば直線Ｌ２とは異なる直線Ｌ３に沿って直線的に）減少し、ＳＯＣの制御上の許容上限ＥでＷｉｎが０となるようにする。
【００５９】
なお、第１電圧センサ５０に故障が生じたか否かは、例えば、バッテリ１６を構成する各電池セルの同じ電池セルを検出する２のセル電圧センサを有する二重監視系を用いて判定する。この場合、その２のセル電圧センサの検出電圧に差が生じた場合に、この差が予め設定した閾値以上である場合、または差が０ではない場合に第１電圧センサ５０に故障が生じたと判定する。また、これに加えて、第１電圧センサ５０に故障が生じたか否かは、第１電圧センサ５０と第２電圧センサ５２と第３電圧センサ５４との３者の検出電圧を比較し、第１電圧センサ５０の検出電圧が、残りの電圧センサである第２電圧センサ５２及び第３電圧センサ５４の検出電圧と異なる場合には、第１電圧センサ５０に故障が生じたと判定する。なお、これら各センサ５０，５２，５４の３者の検出電圧の比較のみにより、第１電圧センサ５０に故障が生じたと判定することもできる。また、バッテリ１６の各ブロックごとの電圧を２ずつのブロック電圧センサにより検出する二重系とし、互いの検出電圧が異なる場合に第１電圧センサ５０に故障が生じたと判定することもできる。
【００６０】
さらに、第１センサ異常時処理手段６６は、第１電圧センサ５０の異常検出時または異常検出後に、車両の停止状態でエンジン１２の作動により駆動される第１モータジェネレータ１４の発電により、バッテリ１６に充電するときに、バッテリ１６に対する充放電可能電力Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの最大値を現在のまま、すなわち通常時と同じまま維持する。なお、プラグインハイブリッド車両や、電気自動車等において、外部電源によるバッテリ１６の外部充電を可能とする構成において、第１センサ異常時処理手段６６は、第１電圧センサ５０の異常検出時または異常検出後に車両及びエンジンの停止状態で、外部電源からバッテリ１６に充電するときに、バッテリ１６に対する充放電可能電力Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの最大値を現在のまま、すなわち通常時と同じまま維持することもできる。
【００６１】
また、第２センサ異常時処理手段６８（図３）は、第１電圧センサ５０及び第２電圧センサ５２に異常が発生したと判定された場合に、ＤＣ／ＤＣコンバータ４２の作動を停止させるとともに、第３電圧センサ５４からバッテリ１６の端子間電圧を取得する。この場合、ＤＣ／ＤＣコンバータ４２は、２のスイッチング素子Ｓ１，Ｓ２のうち、正極側のスイッチング素子Ｓ１のスイッチングをオンし、負極側のスイッチング素子Ｓ２をオフした状態のままでスイッチングの作動を停止させる。これにより、ＤＣ／ＤＣコンバータ４２のバッテリ１６側電圧ＶＬとインバータ３８，４０側電圧ＶＨとが等しくなり（ＶＬ＝ＶＨ）、第３電圧センサ５４によりバッテリ１６の電圧ＶＢを検出することが可能となる。この状態で、インバータ３８，４０側からバッテリ１６への電力供給が可能となり、第２モータジェネレータ１８の回生時の発電電力がバッテリ１６へ供給可能となる。
【００６２】
また、第２センサ異常時処理手段６８（図３）は、第３電圧センサ５４の検出電圧が予め設定した閾値を超える場合に、予め設定した電池高電圧処理を実行する。このため、バッテリ１６電圧監視のバックアップ性能として、第２電圧センサ５２の正常時と同等レベルの性能を確保できる。
【００６３】
さらに、第３センサ異常時処理手段７０（図３）は、第１電圧センサ５０、第２電圧センサ５２及び第３電圧センサ５４のすべてで異常が発生したと判定された場合に、システムリレー４８のすべてをオフとし、バッテリ１６に対する充電及び放電を停止させる。
【００６４】
なお、第１電圧センサ５０に加えて、第２電圧センサ５２に異常が発生したか否かは、第２電圧センサ５２と第３電圧センサ５４との検出電圧の２者比較により判定している。そして、第２電圧センサ５２と第３電圧センサ５４とのうち、異常が発生したセンサを特定可能としている。そしてその特定を表す信号に基づいて、制御部３６で第２センサ異常時処理手段６８または第３センサ異常時処理手段７０を実行するか否かを判定するようにしている。
【００６５】
このような車両用蓄電部保護システムである回転電機駆動システム３０によれば、バッテリ１６の電圧を検出する第１電圧センサ５０の異常検出時に、第１センサ異常時処理手段６６が、第２電圧センサ５２からバッテリ１６の電圧の検出値を取得するので、この第２電圧センサ５２の検出値によりバッテリ１６の電圧を監視できる。このため、その検出電圧が異常に高電圧である場合に、予め設定した特定処理である電池高電圧処理を行うことができる。また、バッテリ１６の電圧を昇圧した電圧を用いて走行用モータである第２モータジェネレータ１８を駆動でき、第２モータジェネレータ１８を用いて車両の継続走行が可能となる。また、第１センサ異常時処理手段６６は、現在の制御中心ＳＯＣを、通常時の制御中心ＳＯＣよりも低くする。このため、通常時に高い電圧検出精度が要求されない第２電圧センサ５２を、バッテリ１６の電圧検出用として使用するのにもかかわらず、バッテリ１６のＳＯＣが許容上限を超えることを有効に抑制できる。例えば、制御中心ＳＯＣを図５のＥよりも低く（図５の左側に）設定すれば、第２電圧センサ５２の検出誤差が大きく、かつ、回生時にバッテリ１６に電力が供給される場合でも、ＳＯＣが許容上限Ａ（図５）を超えることを有効に防止でき、バッテリ１６の過電圧を有効に防止できる。
【００６６】
また、バッテリ１６のＳＯＣはバッテリ１６の電圧に大きく影響する。このため、バッテリ１６の電圧を検出する第１電圧センサ５０に異常が発生した場合でも、バッテリ１６の過電圧を回避しつつ車両の継続走行が可能となる。このように本実施の形態によれば、バッテリ１６の電圧を検出する第１電圧センサ５０の故障時等、異常が発生した場合でも、バッテリ１６の過電圧を回避しつつ車両の継続走行が可能となり、修理工場等まで車両を運転する退避走行を容易に行え、かつ、その場合の走行距離を長くできる。
【００６７】
また、第１センサ異常時処理手段６６は、第１電圧センサ５０に異常が発生したと判定された場合に、現在の制御中心ＳＯＣを、通常時の制御中心ＳＯＣよりも低くするとともに、第１電圧センサ５０の異常検出時または異常検出後に車両が走行するときに、バッテリ１６に対する充放電可能電力Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの最大値をそれぞれ通常時の充放電可能電力Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの最大値よりも低下させる。このため、第１電圧センサ５０の異常時でも、通常時に高い電圧検出精度が要求されない第２電圧センサ５２の使用により、バッテリ１６の過電圧を回避でき、かつ、バッテリ１６の使用が制限されない時間を長くでき、車両の走行性能の急激な変化を抑制できる。
【００６８】
また、同じ場合に、第１電圧センサ５０の異常検出時または異常検出後に車両の停止状態でバッテリ１６に充電するときには、バッテリ１６に対する充放電可能電力Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの最大値を現在のまま維持する。このため、車両停止状態での充電時に、充放電電力が制限されないので充電効率を高くできる。このように充放電可能電力Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの最大値を大きくした場合でも、車両が停止中であるので、第２電圧センサ５２の検出誤差が大きくなったとしても、車両の走行性能に問題を生じることがない。
【００６９】
また、回転電機駆動システム３０は、第１電圧センサ５０及び第２電圧センサ５２に異常が発生したと判定された場合に、ＤＣ／ＤＣコンバータ４２の作動を停止させるとともに、第３電圧センサ５４からバッテリ１６の端子間電圧を取得し、その検出電圧が予め設定した閾値を超える場合に、予め設定した電池高電圧処理を実行する第２センサ異常時処理手段６８を備える。このため、第２電圧センサ５２の異常が発生した場合でも、バッテリ１６の電圧を第３電圧センサ５４の検出値により監視できるので、バッテリ１６の過電圧を回避できる。また、バッテリ１６の電圧を用いて第２モータジェネレータ１８を駆動でき、第２モータジェネレータ１８を用いて車両の継続走行が可能となる。このように本実施の形態によれば、ＤＣ／ＤＣコンバータ４２の低圧側の電圧を検出する第２電圧センサ５２の故障時等、異常が発生した場合でも、バッテリ１６の過電圧を回避しつつ車両の継続走行が可能となる。そして、第３電圧センサ５４によりバッテリ１６電圧監視のためのバックアップ性能を確保できる。しかも、第２電圧センサ５２の故障時には、ＤＣ／ＤＣコンバータ４２のスイッチングが停止されるため、ＤＣ／ＤＣコンバータ４２の発熱を大幅に減少できる。
【００７０】
また、回転電機駆動システム３０は、第１電圧センサ５０、第２電圧センサ５２及び第３電圧センサ５４のすべてで異常が発生したと判定された場合に、システムリレー４８をオフとし、バッテリ１６に対する充電及び放電を停止させる第３センサ異常時処理手段７０を有するので、バッテリ１６に対する電力供給を停止できる。このため、バッテリ１６の電圧の上昇を防止できる。すなわち、バッテリ１６が高電圧である場合には、バッテリ１６のＳＯＣが高い状態にある可能性があるが、ＳＯＣの上昇を防止できるので、バッテリ１６の電圧の上昇も防止できる。
【００７１】
なお、上記の説明において、「充電」とは、急速充電、１００Ｖでの充電、２００Ｖでの充電等、種々の充電モードのすべてで適用可能であることを意味する。
【００７２】
また、上記の説明では、車両用蓄電部保護システムである回転電機駆動システム３０が第１センサ異常時処理手段６６、第２センサ異常時処理手段６８及び第３センサ異常時処理手段７０のすべてを備える場合を説明したが、車両用蓄電部保護システムは、これらの処理手段６６，６８，７０のうち、少なくとも第１センサ異常時処理手段６６を備えている構成とすることができる。
【符号の説明】
【００７３】
１０ ハイブリッド車両、１２ エンジン、１４ 第１モータジェネレータ（ＭＧ１）、１６ バッテリ、１８ 第２モータジェネレータ（ＭＧ２）、２０ 動力分割機構、２２ 駆動軸、２４ 車輪、２６ 出力軸、２８ 減速機、３０ 回転電機駆動システム、３２ 電池監視ユニット、３４ 電池ＥＣＵ、３６ 制御部、３８ 第１インバータ、４０ 第２インバータ、４２ ＤＣ／ＤＣコンバータ、４４ 第１コンデンサ、４６ 第２コンデンサ、４８ システムリレー（ＳＭＲ）、５０ 第１電圧センサ、５２ 第２電圧センサ、５４ 第３電圧センサ、５６ 電流センサ、５８ ＳＯＣ取得手段、６０ 昇圧制御手段、６２ 充放電要求手段、６４ 設定手段、６６ 第１センサ異常時処理手段、６８ 第２センサ異常時処理手段、７０ 第３センサ異常時処理手段。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蓄電部と、
蓄電部の電圧を昇圧する昇圧コンバータと、
昇圧コンバータの高圧側の電圧を供給され、走行用モータを駆動する駆動部と、
蓄電部の端子間電圧を検出する第１電圧センサと、
昇圧コンバータの低圧側の電圧を検出し、その検出電圧が昇圧コンバータの制御に使用される第２電圧センサと、
昇圧コンバータの高圧側の電圧を検出し、その検出電圧が昇圧コンバータの制御に使用される第３電圧センサと、
蓄電部の現在の充電量である現在ＳＯＣを取得するＳＯＣ取得手段と、
蓄電部の充電量を制御する際の制御中心となる充電量である制御中心ＳＯＣを設定する設定手段と、
蓄電部の現在ＳＯＣを制御中心ＳＯＣに近づけるように蓄電部の充放電要求を行う充放電要求手段と、
第１電圧センサに異常が発生したと判定された場合に、第２電圧センサから蓄電部の電圧の検出値を取得するとともに、現在の制御中心ＳＯＣを、通常時の制御中心ＳＯＣよりも低くする第１センサ異常時処理手段とを備えることを特徴とする車両用蓄電部保護システム。
【請求項２】
請求項１に記載の車両用蓄電部保護システムにおいて、
第１センサ異常時処理手段は、第１電圧センサに異常が発生したと判定された場合に、現在の制御中心ＳＯＣを、通常時の制御中心ＳＯＣよりも低くするとともに、第１電圧センサの異常検出時または異常検出後に車両が走行するときに、蓄電部に対する充放電可能電力の最大値を通常時の充放電可能電力の最大値よりも低下させることを特徴とする車両用蓄電部保護システム。
【請求項３】
請求項１に記載の車両用蓄電部保護システムにおいて、
第１センサ異常時処理手段は、第１電圧センサに異常が発生したと判定された場合に、現在の制御中心ＳＯＣを、通常時の制御中心ＳＯＣよりも低くするとともに、第１電圧センサの異常検出時または異常検出後に車両が走行するときに、蓄電部に対する充放電可能電力の最大値を通常時の充放電可能電力の最大値よりも低下させ、第１電圧センサの異常検出時または異常検出後に車両の停止状態で蓄電部に充電するときには、蓄電部に対する充放電可能電力の最大値を現在のまま維持することを特徴とする車両用蓄電部保護システム。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１に記載の車両用蓄電部保護システムにおいて、
第１電圧センサ及び第２電圧センサに異常が発生したと判定された場合に、昇圧コンバータの作動を停止させるとともに、第３電圧センサから蓄電部の電圧の検出値を取得し、その検出電圧が予め設定した閾値を超える場合に、予め設定した蓄電部高圧処理を実行する第２センサ異常時処理手段を備えることを特徴とする車両用蓄電部保護システム。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか１に記載の車両用蓄電部保護システムにおいて、
第１電圧センサ、第２電圧センサ及び第３電圧センサのすべてで異常が発生したと判定された場合に、蓄電部に対する充電及び放電を停止させる第３センサ異常時処理手段を備えることを特徴とする車両用蓄電部保護システム。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか１に記載の車両用蓄電部保護システムにおいて、
蓄電部は、直列接続された複数の電池セルを有する電池ブロックが複数個接続されることにより構成され、
第１電圧センサは、各電池ブロックの電圧を検出する複数のブロック電圧センサを有し、各ブロック電圧センサにより検出された各電池ブロックの電圧の合計を蓄電部の端子間電圧として検出し、
第２電圧センサ及び第３電圧センサは、それぞれ第１電圧センサの検出精度よりも低い検出精度を有することを特徴とする車両用蓄電部保護システム。
【請求項１】
蓄電部と、
蓄電部の電圧を昇圧する昇圧コンバータと、
昇圧コンバータの高圧側の電圧を供給され、走行用モータを駆動する駆動部と、
蓄電部の端子間電圧を検出する第１電圧センサと、
昇圧コンバータの低圧側の電圧を検出し、その検出電圧が昇圧コンバータの制御に使用される第２電圧センサと、
昇圧コンバータの高圧側の電圧を検出し、その検出電圧が昇圧コンバータの制御に使用される第３電圧センサと、
蓄電部の現在の充電量である現在ＳＯＣを取得するＳＯＣ取得手段と、
蓄電部の充電量を制御する際の制御中心となる充電量である制御中心ＳＯＣを設定する設定手段と、
蓄電部の現在ＳＯＣを制御中心ＳＯＣに近づけるように蓄電部の充放電要求を行う充放電要求手段と、
第１電圧センサに異常が発生したと判定された場合に、第２電圧センサから蓄電部の電圧の検出値を取得するとともに、現在の制御中心ＳＯＣを、通常時の制御中心ＳＯＣよりも低くする第１センサ異常時処理手段とを備えることを特徴とする車両用蓄電部保護システム。
【請求項２】
請求項１に記載の車両用蓄電部保護システムにおいて、
第１センサ異常時処理手段は、第１電圧センサに異常が発生したと判定された場合に、現在の制御中心ＳＯＣを、通常時の制御中心ＳＯＣよりも低くするとともに、第１電圧センサの異常検出時または異常検出後に車両が走行するときに、蓄電部に対する充放電可能電力の最大値を通常時の充放電可能電力の最大値よりも低下させることを特徴とする車両用蓄電部保護システム。
【請求項３】
請求項１に記載の車両用蓄電部保護システムにおいて、
第１センサ異常時処理手段は、第１電圧センサに異常が発生したと判定された場合に、現在の制御中心ＳＯＣを、通常時の制御中心ＳＯＣよりも低くするとともに、第１電圧センサの異常検出時または異常検出後に車両が走行するときに、蓄電部に対する充放電可能電力の最大値を通常時の充放電可能電力の最大値よりも低下させ、第１電圧センサの異常検出時または異常検出後に車両の停止状態で蓄電部に充電するときには、蓄電部に対する充放電可能電力の最大値を現在のまま維持することを特徴とする車両用蓄電部保護システム。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１に記載の車両用蓄電部保護システムにおいて、
第１電圧センサ及び第２電圧センサに異常が発生したと判定された場合に、昇圧コンバータの作動を停止させるとともに、第３電圧センサから蓄電部の電圧の検出値を取得し、その検出電圧が予め設定した閾値を超える場合に、予め設定した蓄電部高圧処理を実行する第２センサ異常時処理手段を備えることを特徴とする車両用蓄電部保護システム。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか１に記載の車両用蓄電部保護システムにおいて、
第１電圧センサ、第２電圧センサ及び第３電圧センサのすべてで異常が発生したと判定された場合に、蓄電部に対する充電及び放電を停止させる第３センサ異常時処理手段を備えることを特徴とする車両用蓄電部保護システム。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか１に記載の車両用蓄電部保護システムにおいて、
蓄電部は、直列接続された複数の電池セルを有する電池ブロックが複数個接続されることにより構成され、
第１電圧センサは、各電池ブロックの電圧を検出する複数のブロック電圧センサを有し、各ブロック電圧センサにより検出された各電池ブロックの電圧の合計を蓄電部の端子間電圧として検出し、
第２電圧センサ及び第３電圧センサは、それぞれ第１電圧センサの検出精度よりも低い検出精度を有することを特徴とする車両用蓄電部保護システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−１０６５８１（Ｐ２０１２−１０６５８１Ａ）
【公開日】平成２４年６月７日（２０１２．６．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２５６４１５（Ｐ２０１０−２５６４１５）
【出願日】平成２２年１１月１７日（２０１０．１１．１７）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年６月７日（２０１２．６．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月１７日（２０１０．１１．１７）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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