JP2009303306A - 異常検出装置、これを搭載した車両及び異常検出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の電圧検出手段のうちいずれが異常であるかをより確実に特定する。
【解決手段】ハイブリッド自動車２０は、高圧バッテリ４６へ入出力される充放電電流Ｉｂを積算しバッテリ電圧センサ６１により検出されたバッテリ電圧Ｖｂを用いて高圧バッテリ４６の残容量ＳＯＣを計算し、計算した残容量ＳＯＣが所定の定常範囲に入るように動力出力装置を制御する。バッテリ電圧センサ６１及び昇圧前電圧センサ６２により検出したバッテリ電圧Ｖｂと昇圧前電圧Ｖｌとの偏差が閾値を超えるか否かに基づいて電圧センサの少なくとも一方が異常であると判定し、この異常が判定されているときに高圧バッテリ４６へ入出力される充放電電流Ｉｂを積算して求めた積算値Ｓが所定範囲（Ｓ１〜Ｓ２）を超えたときには、バッテリ電圧センサ６１を異常と判定し、積算値Ｓが所定範囲を超えずに所定時間経過すると昇圧前電圧センサ６２を異常と判定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、異常検出装置、これを搭載した車両及び異常検出方法に関し、より詳しくは、動力出力装置が備える複数の電圧検出手段の異常を検出する異常検出装置、これを搭載した車両及び異常検出方法に関する。

従来、異常検出装置としては、バッテリと、バッテリの電圧を計測する電圧センサとを備え、バッテリの充電中に充電容量を積算し、充電容量がある設定値以上になると充電処理を中止し充電容量異常の故障診断を行なうことによりバッテリの保護を図るものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。また、バッテリの電圧を昇圧する昇圧コンバータと電動機を駆動するインバータとが接続され、バッテリの電圧、昇圧前の電圧及び昇圧後の電圧をそれぞれ測定する複数の電圧センサを備え、昇圧コンバータによる昇圧を行なわずにバッテリ電圧と昇圧前電圧と昇圧後電圧とのそれぞれの偏差を求め、この偏差の中で最も小さな偏差を求めるのに用いた２つの電圧センサを正常とし、残りを異常と判定することにより異常の電圧センサを特定するものが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
特開２００２−３２５３６３号公報 特開２００４−３６４４０４号公報

しかしながら、この特許文献１に記載された異常検出装置では、例えば複数の機器及び電圧センサがバッテリに接続されているものについては考慮されておらず、複数の電圧センサのうちいずれが異常であるかを検出することはできなかった。また、特許文献２に記載された異常検出装置では、複数の電圧センサにより検出されたそれぞれの電圧値の偏差をとるため、これらのセンサが同等の精度を有している必要があり、より確実に異常の生じた電圧センサを特定することが望まれていた。

本発明は、このような課題に鑑みなされたものであり、複数の電圧検出手段のうちいずれが異常であるかをより確実に特定することができる異常検出装置、これを搭載した車両及び異常検出方法を提供することを主目的とする。

本発明は、上述の目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明の異常検出装置は、
駆動軸に駆動力を出力する電動機と、該電動機を駆動する駆動回路と、該電動機と電力のやりとりを行なう蓄電手段と、該蓄電手段を充電可能な動力源と、を備える動力出力装置の異常を検出する異常検出装置であって、
前記蓄電手段の端子間電圧である第１電圧を検出する第１電圧検出手段と、
前記駆動回路側の端子間電圧である第２電圧を検出する第２電圧検出手段と、
前記第１電圧を用いて該蓄電手段の残容量を計算し、該計算した残容量が所定の定常範囲に入るように前記動力源の要求動力を設定し、該設定した要求動力が出力されるよう前記動力出力装置を制御する制御手段と、
前記検出された第１電圧と第２電圧との偏差が所定値を超えるか否かに基づいて前記第１電圧検出手段及び前記第２電圧検出手段の少なくとも一方が異常であると判定し、該異常が判定されているときに前記蓄電手段へ入出力される電流を積算して電流積算値を求め、前記制御手段により前記蓄電手段の残容量が所定の定常範囲に入るように前記動力出力装置が制御されているときに、前記求めた電流積算値が所定範囲を超えたときには、前記第１電圧検出手段が異常であると判定する異常判定手段と、
を備えるものである。

この異常検出装置では、第１電圧検出手段により検出された第１電圧を用いて蓄電手段の残容量を計算し、計算した残容量が所定の定常範囲に入るように動力源の要求動力を設定し、設定した要求動力が出力されるよう動力出力装置を制御し、第１電圧検出手段及び第２電圧検出手段により検出された第１電圧と第２電圧との偏差が所定値を超えるか否かに基づいて第１電圧検出手段及び第２電圧検出手段の少なくとも一方が異常であると判定し、この異常が判定されているときに蓄電手段へ入出力される電流を積算して電流積算値を求め、蓄電手段の残容量が所定の定常範囲に入るように動力出力装置が制御されているときに、求めた電流積算値が所定範囲を超えたときには、第１電圧検出手段が異常であると判定する。したがって、複数の電圧検出手段のうちいずれが異常であるかをより確実に特定することができる。ここで、「蓄電手段の残容量の定常範囲」は、例えば蓄電手段に充放電される電力を考慮して経験的に定めた範囲としてもよい。また、「第１電圧と第２電圧との偏差の所定値」は、例えば第１電圧検出手段及び第２電圧検出手段のそれぞれの検出精度に基づいて異常値であると判定可能な値に定めるものとしてもよい。また、「電流積算値の所定範囲」は、例えば第１電圧検出手段が異常であるときの第１電圧を用いて計算した蓄電手段の残容量と実残容量との差が判定可能であり且つ蓄電手段の保護を図ることができる範囲として経験的に求めるものとしてもよい。また、「電流積算値が所定範囲を超えたときには、前記第１電圧検出手段が異常であると判定する」ものとしたが、電流積算値を用いて計算した前記蓄電手段の残容量が所定範囲を超えたときに、電流積算値が所定範囲を超えたものとみなし、前記第１電圧検出手段が異常であると判定するものとしてもよい。

本発明の異常検出装置において、前記異常判定手段は、前記異常が判定されているときに、前記電流積算値が所定時間を経過しても前記所定範囲を超えないときには、前記第２電圧検出手段が異常であると判定する手段であるものとしてもよい。こうすれば、第２電圧検出手段の異常も特定することができる。ここで、「所定時間」は、異常のある電圧検出手段を誤判定しないような範囲に経験的に求めるものとしてもよい。

本発明の異常検出装置は、前記蓄電手段へ入出力される電流を検出する電流検出手段、を備え、前記制御手段は、前記第１電圧を用いて前記蓄電池の残容量を計算するに際して、前記検出された電流値を積算することにより計算した残容量を前記第１電圧により補正することにより該蓄電手段の残容量を計算する手段であるものとしてもよい。こうすれば、電流値を積算して比較的容易に残容量を計算することができる。

本発明の異常検出装置において、前記第２電圧検出手段は、前記駆動回路側として、前記蓄電手段と前記駆動回路との間に配設され該蓄電手段からの電力を昇圧して該駆動回路に供給する昇圧手段の該蓄電手段側の端子間電圧である第２電圧を検出する手段であるものとしてもよい。あるいは、前記第２電圧検出手段は、前記駆動回路側として、前記蓄電手段と前記駆動回路との間に配設され該蓄電手段からの電力を昇圧して該駆動回路に供給する昇圧手段の該駆動回路側の端子間電圧である第２電圧を検出する手段であり、前記検出された第１電圧と前記昇圧手段が昇圧していない状態での第２電圧との偏差を用いて前記異常を判定する手段であるものとしてもよい。

本発明の車両は、上述したいずれかに記載の異常検出装置と、駆動力を出力する電動機と駆動力を出力可能な電動機を駆動する駆動回路と該電動機と電力のやりとりを行なう蓄電手段と該蓄電手段を充電可能な動力源とを備える動力出力装置と、を備えたものである。本発明の異常検出装置は、複数の電圧検出手段のうちいずれが異常であるかをより確実に特定することができるものであるから、これを搭載した車両も同様の効果を奏する。

本発明の車両において、前記動力源は、内燃機関と前記蓄電手段と電力の入出力が可能な発電機と前記駆動軸と前記内燃機関の出力軸と前記発電機の回転軸との３軸に接続され該３軸のうちのいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する３軸式動力入出力手段と、を備えているものとしてもよい。

本発明の異常検出方法は、
駆動軸に駆動力を出力する電動機と、該電動機を駆動する駆動回路と、該電動機と電力のやりとりを行なう蓄電手段と、該蓄電手段を充電可能な動力源と、前記蓄電手段の端子間電圧である第１電圧を検出する第１電圧検出手段と、前記駆動回路側の端子間電圧である第２電圧を検出する第２電圧検出手段と、を備える動力出力装置の異常を検出する異常検出方法であって、
（ａ）前記第１電圧を用いて該蓄電手段の残容量を計算し、該計算した残容量が所定の定常範囲に入るように前記動力源の要求動力を設定し、該設定した要求動力が出力されるよう前記動力出力装置を制御し、
（ｂ）前記検出された第１電圧と第２電圧との偏差が所定値を超えるか否かに基づいて前記第１電圧検出手段及び前記第２電圧検出手段の少なくとも一方が異常であると判定し、
（ｃ）前記異常が判定されているときに前記蓄電手段へ入出力される電流を積算して電流積算値を求め、前記制御手段により前記蓄電手段の残容量が所定の定常範囲に入るように前記動力出力装置が制御されているときに、前記求めた電流積算値が所定範囲を超えたときには、前記第１電圧検出手段が異常であると判定することを含む。

この動力出力装置の異常検出方法では、第１電圧検出手段により検出された第１電圧を用いて蓄電手段の残容量を計算し、計算した残容量が所定の定常範囲に入るように動力源の要求動力を設定し、設定した要求動力が出力されるよう動力出力装置を制御し、第１電圧検出手段及び第２電圧検出手段により検出された第１電圧と第２電圧との偏差が所定値を超えるか否かに基づいて第１電圧検出手段及び第２電圧検出手段の少なくとも一方が異常であると判定し、この異常が判定されているときに蓄電手段へ入出力される電流を積算して電流積算値を求め、蓄電手段の残容量が所定の定常範囲に入るように動力出力装置が制御されているときに、求めた電流積算値が所定範囲を超えたときには、第１電圧検出手段が異常であると判定する。したがって、複数の電圧検出手段のうちいずれが異常であるかをより確実に特定することができる。なお、この動力出力装置の異常検出方法において、上述した異常検出装置の種々の態様を採用してもよいし、また、上述した異常検出装置の各機能を実現するようなステップを追加してもよい。

次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。

図１は、本発明の一実施例としての動力システムを搭載したハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車２０は、図示するように、エンジン２２と、エンジン２２の出力軸としてのクランクシャフト２４にキャリアが接続されると共に駆動輪２８ａ，２８ｂにデファレンシャルギヤ３０を介して連結された駆動軸３２にリングギヤが接続された動力分配統合機構２６と、動力分配統合機構２６のサンギヤに接続されたモータＭＧ１と、駆動軸３２に接続されたモータＭＧ２と、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動するインバータ４２，４４と、高圧バッテリ４６と、高圧バッテリ４６の電圧を昇圧してインバータ４２，４４へ供給する昇圧コンバータ５０と、昇圧コンバータ５０により昇圧された電圧を平滑する平滑コンデンサ５１と、昇圧コンバータ５０と高圧バッテリ４６とを接続する電力ライン４８に接続され高圧バッテリ４６からの高圧直流電力を低圧直流電力に変換して低電圧系の補機５２や低圧バッテリ５４に供給するＤＣ／ＤＣコンバータ５６と、車両全体をコントロールする電子制御ユニット７０とを備える。ここで、実施例の動力出力装置は、主として、エンジン２２と、動力分配統合機構２６と、モータＭＧ１，ＭＧ２と、インバータ４２，４４と、高圧バッテリ４６と、昇圧コンバータ５０と、電子制御ユニット７０とを備える。

電子制御ユニット７０は、ＣＰＵ７２を中心とするマイクロコンピュータとして構成されており、ＣＰＵ７２の他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ７４や一時的にデータを記憶するＲＡＭ７６，図示しない入出力ポートなどを備える。電子制御ユニット７０には、エンジン２２のクランクシャフト２４の回転位置を検出する図示しないクランクポジションセンサからのクランクポジションなどのエンジン２２の制御に必要な信号やモータＭＧ１，ＭＧ２のロータの回転位置を検出する図示しない回転位置検出センサからの回転位置などモータＭＧ１，ＭＧ２の制御に必要な信号，高圧バッテリ４６とやりとりされる電流Ｉｂを検出する電流センサ６０や高圧バッテリ４６の出力端子近傍に取り付けられたバッテリ電圧センサ６１からのバッテリ電圧Ｖｂなど高圧バッテリ４６の管理に必要な信号，昇圧コンバータ５０の高圧バッテリ４６側に取り付けられた昇圧前電圧センサ６２の昇圧前電圧Ｖｌや昇圧コンバータ５０のインバータ４４側に取り付けられた昇圧後電圧センサ６３からの昇圧後電圧Ｖｈなど昇圧コンバータ５０の制御に必要な信号，ＤＣ／ＤＣコンバータ５６の高圧バッテリ４６側に取り付けられた補機電圧センサ６４からの電圧などＤＣ／ＤＣコンバータ５６の制御に必要な信号，イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号，シフトレバー８１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰ，アクセルペダル８３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃ，ブレーキペダル８５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジションＢＰ，車速センサ８８からの車速Ｖなどが入力ポートを介して入力されている。電子制御ユニット７０からは、エンジン２２への制御信号やインバータ４２，４４のスイッチング素子へのスイッチング制御信号，昇圧コンバータ５０のスイッチング素子へのスイッチング制御信号，ＤＣ／ＤＣコンバータ５６のスイッチング素子へのスイッチング制御信号、警告灯８９への点灯信号などが出力ポートを介して出力されている。電子制御ユニット７０は、高圧バッテリ４６を管理するために電流センサ６０により検出された充放電電流Ｉｂの積算値に基づいて残容量ＳＯＣを演算したり、演算した残容量ＳＯＣとバッテリ温度Ｔｂとに基づいて高圧バッテリ４６を充放電してもよい最大許容電力である入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを演算している。

こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０は、運転者によるアクセルペダル８３の踏み込み量に対応するアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動軸３２に出力すべき要求トルクを計算し、この要求トルクに対応する要求動力が駆動軸３２に出力されるように、エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２とが運転制御される。エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２の運転制御としては、要求動力に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にエンジン２２から出力される動力のすべてが動力分配統合機構２６とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによってトルク変換されて駆動軸３２に出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御するトルク変換運転モードや要求動力と高圧バッテリ４６の充放電に必要な電力との和に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共に高圧バッテリ４６の充放電を伴ってエンジン２２から出力される動力の全部またはその一部が動力分配統合機構２６とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによるトルク変換を伴って要求動力が駆動軸３２に出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御する充放電運転モード、エンジン２２の運転を停止してモータＭＧ２からの要求動力に見合う動力を駆動軸３２に出力するよう運転制御するモータ運転モードなどがある。

次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０の動作、特に、高圧バッテリ４６を充放電する電力に関する設定を行なう際の動作について説明する。図２は、電子制御ユニット７０により実行される電力設定ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、ハイブリッド用電子制御ユニット７０のＲＯＭ７４に記憶されており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０のＣＰＵ７２により所定時間毎（例えば数ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。このルーチンが実行されると、電子制御ユニット７０のＣＰＵ７２は、まず、バッテリ電圧センサ６１からのバッテリ電圧Ｖｂや電流センサ６０からの充放電電流Ｉｂを入力し（ステップＳ１００）、入力した充放電電流Ｉｂを積算した値に基づいて高圧バッテリ４６の残容量ＳＯＣを計算する（ステップＳ１１０）。次に、バッテリ電圧Ｖｂを用いて高圧バッテリ４６の残容量ＳＯＣを補正する処理を行なう（ステップＳ１２０）。この残容量ＳＯＣの補正は、高圧バッテリ４６の残容量ＳＯＣとバッテリ電圧Ｖｂとの関係を予め実験により求め、この関係をＲＯＭ７４に記憶しておき、充放電電流Ｉｂの積算値による残容量ＳＯＣの値とバッテリ電圧Ｖｂに対応する残容量ＳＯＣの値との間の誤差が所定値以上になるとバッテリ電圧Ｖｂに対応する残容量ＳＯＣを現在の高圧バッテリ４６の残容量ＳＯＣ値とする処理を行なうものとした。このように、充放電電流Ｉｂの積算値にズレが生じた際には、バッテリ電圧センサ６１が検出したバッテリ電圧Ｖｂの値を用いて残容量ＳＯＣを補正するのである。

続いて、目標昇圧後電圧Ｖｈ＊を現在の車両の状態に基づいて設定し（ステップＳ１３０）、残容量ＳＯＣを用いて充放電要求パワーＰｂ＊を設定し（ステップＳ１４０）、このルーチンを終了する。目標昇圧後電圧Ｖｈ＊は、例えば、車両の停車中には低昇圧の電圧値に設定され、車両の高速走行時などでは高い昇圧を行なう電圧値に設定されるものとした。なお、ハイブリッド自動車２０では、昇圧前電圧センサ６２で計測した昇圧前電圧Ｖｌと昇圧後電圧センサ６３で計測した昇圧後電圧Ｖｈとを用いて昇圧コンバータ５０による昇圧処理を行なうものとした。充放電要求パワーＰｂ＊は、現在の高圧バッテリ４６の残容量ＳＯＣが予め設定されている定常範囲に入るように、例えば残容量ＳＯＣが定常範囲を大きく下回っているときには高圧バッテリ４６への充電量が大きくなるように設定したり、残容量ＳＯＣが定常範囲を大きく上回っているときには、高圧バッテリ４６からの放電量が大きくなるように設定するものとした。この残容量ＳＯＣの定常範囲は、高圧バッテリ４６に充放電する余力を考慮して経験的に定めた範囲（例えば残容量ＳＯＣ５０％〜６０％の範囲など）に設定されているものとした。ここで設定した充放電要求パワーＰｂ＊は、この電力制御ルーチンと並行して実行されている、図示しない駆動制御ルーチンで読み出され、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖと駆動軸３２の回転数とに基づいて計算した駆動軸３２に出力すべき走行要求パワーＰｒと、ロスＬｏｓｓとが加算され、エンジン２２から出力すべき要求パワーＰｅ＊の算出に用いられる。そして、駆動制御ルーチンでは、要求パワーＰｅ＊を出力するようエンジン２２、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御することにより、高圧バッテリ４６を充放電要求パワーＰｂ＊で充放電するのである。

次に、電力ライン４８に配設された電圧センサの異常を検出する動作について説明する。ここでは、説明の便宜のため、バッテリ電圧センサ６１と昇圧前電圧センサ６２との異常を判定する場合について説明する。図３は、電子制御ユニット７０により実行される電圧センサ異常検出ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、ハイブリッド用電子制御ユニット７０のＲＯＭ７４に記憶されており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０のＣＰＵ７２により電力設定ルーチンと並行して所定時間毎（例えば数ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。このルーチンが実行されると、電子制御ユニット７０のＣＰＵ７２は、まず、バッテリ電圧センサ６１からのバッテリ電圧Ｖｂや昇圧前電圧センサ６２からの昇圧前電圧Ｖｌ、高圧バッテリ４６の残容量ＳＯＣ、電流センサ６０からの充放電電流Ｉｂを入力する（ステップＳ２００）。次に、入力したバッテリ電圧Ｖｂと昇圧前電圧Ｖｌとの偏差の絶対値である電圧偏差△Ｖｂｌを計算し（ステップＳ２１０）、電圧偏差△Ｖｂｌが所定の閾値Ｖｒｅｆを超えるか否かを判定する（ステップＳ２２０）。この閾値Ｖｒｅｆは、バッテリ電圧センサ６１及び昇圧前電圧センサ６２のそれぞれの検出精度に基づいて、通常取り得ないような値（異常値であると判定可能な値）に設定されている。電圧偏差△Ｖｂｌが閾値Ｖｒｅｆを超えていないときには、バッテリ電圧センサ６１及び昇圧前電圧センサ６２のいずれもが正常であるものとみなし、そのままこのルーチンを終了する。

一方、電圧偏差△Ｖｂｌが閾値Ｖｒｅｆを超えているときには、バッテリ電圧センサ６１及び昇圧前電圧センサ６２の少なくとも一方が異常であるものとみなし、警告灯８９を点灯させると共に図示しないタイマを始動させ（ステップＳ２３０）、充放電電流Ｉｂを積算した積算値Ｓを求める（ステップＳ２４０）。タイマによる計時は、バッテリ電圧センサ６１と昇圧前電圧センサ６２とのいずれが異常であるかを特定するために行なうものとした。また、積算値Ｓは、ステップＳ２２０で電圧センサの異常を判定したときの高圧バッテリ４６の残容量ＳＯＣの値を初期値とし充放電電流Ｉｂを積算した値に基づいて残容量として求めるものとした。続いて、求めた積算値Ｓが所定値Ｓ１から所定値Ｓ２の範囲内にあるか否かを判定する（ステップＳ２５０）。この所定値Ｓ１から所定値Ｓ２の範囲は、バッテリ電圧センサ６１が異常であるときのバッテリ電圧Ｖｂを用いて計算した高圧バッテリ４６の残容量ＳＯＣと実際の残容量ＳＯＣとの差が判定可能であり且つ高圧バッテリ４６の保護を図ることができる範囲として経験的に定められているものとした。

このステップＳ２４０，Ｓ２５０の処理について説明する。上述した電力設定ルーチンでは、高圧バッテリ４６の残容量ＳＯＣにズレが生じた場合には、バッテリ電圧センサ６１の検出値であるバッテリ電圧Ｖｂによりこれを補正するものとした。また、高圧バッテリ４６の残容量ＳＯＣが定常範囲に入るように充放電要求パワーＰｂ＊を設定し、動力装置の駆動制御を行なうから、バッテリ電圧センサ６１が正常であれば、高圧バッテリ４６の残容量ＳＯＣは定常範囲に収束するはずである。ここで、バッテリ電圧センサ６１に異常が生じた場合を考える。この場合、例えば高圧バッテリ４６が充電されてもバッテリ電圧Ｖｂが変化しないなどの挙動を示すから、バッテリ電圧Ｖｂを用いて求めた残容量ＳＯＣと実際の残容量とにずれが生じる。ここでは、バッテリ電圧センサ６１が正常であれば取り得ないような高圧バッテリ４６の残容量の所定値Ｓ１，Ｓ２（例えば残容量ＳＯＣ２５％，７５％など）を設定しておき、電力設定ルーチンとは別に、異常判定されたあとの充放電電流Ｉｂを積算した値に基づく積算値Ｓを求め、バッテリ電圧センサ６１の異常判定に用いるのである。

さて、ステップＳ２５０で積算値Ｓが所定値Ｓ１から所定値Ｓ２の範囲内にあるときには、タイマで計時した時間ｔが所定時間ｔｒｅｆを経過したか否かを判定する（ステップＳ２６０）。この所定時間ｔｒｅｆは、バッテリ電圧センサ６１が正常であり昇圧前電圧センサ６２が異常であるときには積算値Ｓが所定値Ｓ１から所定値Ｓ２の範囲内から外れることなく、バッテリ電圧センサ６１が異常であり昇圧前電圧センサ６２が正常であるときには積算値Ｓが所定値Ｓ１から所定値Ｓ２の範囲を確実に超える値として経験的に定められている。タイマで計時した時間ｔが所定時間ｔｒｅｆを経過していないときには、異常時制御処理を実行し（ステップＳ２７０）、このルーチンを終了する。ここでの異常時制御処理は、電圧センサのいずれに異常があるかまでは特定されていないため、例えば電圧センサ異常フラグをオンすることにより、図示しない駆動制御ルーチンで高圧バッテリ４６と昇圧コンバータ５０との間に設けられた図示しないリレーをオフすると共に充放電要求パワーＰｂ＊を値０に設定し高圧バッテリ４６への充放電を行なわずにエンジン２２、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するバッテリレス駆動モードで走行する処理を行なうものとしてもよい。

一方、ステップＳ２５０で積算値Ｓが所定値Ｓ１から所定値Ｓ２の範囲を超えたときには、バッテリ電圧センサ６１が異常であると判定し（ステップＳ２８０）、ステップＳ２７０で異常時制御処理を実行し、このルーチンを終了する。このとき、ステップＳ２７０の異常時制御処理では、バッテリ電圧センサ６１が異常であると特定されているから、例えば電力設定ルーチンでバッテリ電圧センサ６１による残容量ＳＯＣの補正処理を実行しないものとしてもよい。あるいは、バッテリ電圧センサ６１の代わりに昇圧前電圧センサ６２を用いて残容量ＳＯＣの計算などを行なうものとしてもよい。

一方、ステップＳ２６０でタイマで計時した時間ｔが所定時間ｔｒｅｆを経過したときには、昇圧前電圧センサ６２が異常であると判定すると共にタイマをクリアし（ステップＳ２９０）、ステップＳ２７０で異常時制御処理を実行し、このルーチンを終了する。このとき、昇圧前電圧センサ６２は異常であるがバッテリ電圧センサ６１は正常であるから、ステップＳ２７０の異常時制御処理では、警告灯８９は点灯するものの、上述した電力設定ルーチンをそのまま実行するものとしてもよい。

以上詳述した本実施例のハイブリッド自動車２０によれば、高圧バッテリ４６へ入出力される充放電電流Ｉｂを積算し、バッテリ電圧センサ６１により検出されたバッテリ電圧Ｖｂを用いて高圧バッテリ４６の残容量ＳＯＣを計算し、計算した残容量ＳＯＣが所定の定常範囲に入るように充放電要求パワーＰｂ＊を設定し、設定した充放電要求パワーＰｂ＊が出力されるよう動力出力装置を制御し、バッテリ電圧センサ６１及び昇圧前電圧センサ６２により検出されたバッテリ電圧Ｖｂと昇圧前電圧Ｖｌとの電圧偏差△Ｖｂｌが閾値Ｖｒｅｆを超えるか否かに基づいてバッテリ電圧センサ６１及び昇圧前電圧センサ６２の少なくとも一方が異常であると判定し、この異常が判定されているときに高圧バッテリ４６へ入出力される充放電電流Ｉｂを積算して積算値Ｓを求め、高圧バッテリ４６の残容量ＳＯＣが所定の定常範囲に入るように動力出力装置が制御されているときに、求めた積算値Ｓが所定範囲（Ｓ１〜Ｓ２）を超えたときには、バッテリ電圧センサ６１が異常であると判定する。このように、バッテリ電圧Ｖｂを用いて残容量ＳＯＣが定常範囲に入るように制御し、電圧センサが異常判定されているときに充放電電流Ｉｂを積算した積算値Ｓが通常とりうる範囲（Ｓ１〜Ｓ２）を超えたときにはバッテリ電圧センサ６１が異常であると判定可能である。したがって、複数の電圧センサのうちバッテリ電圧センサ６１が異常であるのをより確実に特定することができる。また、電圧センサの異常が判定されているときに、積算値Ｓが所定時間ｔｒｅｆを経過しても所定範囲（Ｓ１〜Ｓ２）を超えないときには、昇圧前電圧センサ６２が異常であると判定するため、複数の電圧センサのうち昇圧前電圧センサ６２が異常であるのをより確実に特定することができる。更に電流センサ６０により検出した充放電電流Ｉｂを積算することにより残容量ＳＯＣを計算してこれをバッテリ電圧Ｖｂにより補正することにより該高圧バッテリ４６の残容量ＳＯＣを計算するため、電流値を積算して比較的容易に残容量ＳＯＣを計算することができる。

上述した実施例では、バッテリ電圧センサ６１と昇圧前電圧センサ６２との異常を検出するものとしたが、バッテリ電圧センサ６１と昇圧後電圧Ｖｈを検出する昇圧後電圧センサ６３との異常を検出するものとしてもよい。このとき、昇圧コンバータ５０による昇圧処理を実行せずに電圧センサの異常判定を行なうことが好ましい。あるいは、バッテリ電圧センサ６１と補機電圧センサ６４との異常を検出するものとしてもよい。

実施例では、積算値Ｓが所定時間ｔｒｅｆを経過しても所定範囲（Ｓ１〜Ｓ２）を超えないときには、昇圧前電圧センサ６２が異常であると判定するものとしたが、この処理を省略してもよい。

実施例では、バッテリ電圧センサ６１及び昇圧前電圧センサ６２のいずれかに異常が生じたときに、高圧バッテリ４６への充放電を行なわずにエンジン２２、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するバッテリレス駆動モードで走行する異常時制御処理を行なうものとしたが、これに限られず、例えば異常が生じた電圧センサを用いないような制御を行なうものとしてもよい。

実施例では、充放電電流Ｉｂを積算した電流積算値を、高圧バッテリ４６の残容量ＳＯＣの値である積算値Ｓとして求め、この積算値Ｓが所定範囲（Ｓ１〜Ｓ２）を超えたときに、電流積算値が所定範囲を超えたものとみなしてバッテリ電圧センサ６１が異常であると判定するものとしたが、充放電電流Ｉｂを積算した電流積算値を所定値として求め、電流値として設定した所定範囲（Ｓ１〜Ｓ２）を超えたときにバッテリ電圧センサ６１が異常であると判定するものとしてもよい。こうしても上述した実施例と同様の効果を得ることができる。

実施例では、モータＭＧ１，ＭＧ２、インバータ４２，４４、高圧バッテリ４６、エンジン２２及び動力分配統合機構２６を備えるハイブリッド自動車２０としたが、電動機と駆動回路と高圧バッテリと高圧バッテリ４６を充電可能な動力源を備えるものであれば、特に限定されず、例えば動力源のうちエンジン２２に代えて又はこれに加えて燃料電池としてもよい。

実施例では、ハイブリッド自動車２０に搭載された動力出力装置の異常検出装置として説明したが、ハイブリッド自動車以外の車両や船舶，航空機などの移動体に搭載された異常検出装置の形態としたり、建設設備などの移動体以外に組み込まれた動力出力装置の異常検出装置としてもよい。また、動力出力装置の異常検出方法の形態としてもよい。

ここで、実施例や変形例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、駆動軸３２に駆動力を出力するモータＭＧ２が「電動機」に相当し、モータＭＧ２を駆動するインバータ４４が「駆動回路」に相当し、モータＭＧ２と電力のやりとりを行なう高圧バッテリ４６が「蓄電手段」に相当し、高圧バッテリ４６を充電可能なモータＭＧ１とインバータ４２と動力分配統合機構２６とエンジン２２とが「動力源」に相当し、高圧バッテリ４６の端子間電圧であるバッテリ電圧Ｖｂを検出するバッテリ電圧センサ６１が「第１電圧検出手段」に相当し、昇圧コンバータ５０の低圧側の端子間電圧である昇圧前電圧Ｖｌを検出する昇圧前電圧センサ６２が「第２電圧検出手段」に相当し、高圧バッテリ４６へ入出力される電流を積算しバッテリ電圧Ｖｂを用いて高圧バッテリ４６の残容量ＳＯＣを計算し、計算した残容量ＳＯＣが所定の定常範囲に入るように動力出力装置の要求動力を設定し、該設定した要求動力が出力されるよう動力出力装置を制御するハイブリッド用電子制御ユニット７０が「制御手段」に相当し、バッテリ電圧Ｖｂと昇圧前電圧Ｖｌとの電圧偏差△Ｖｂｌが閾値Ｖｒｅｆを超えるか否かに基づいてバッテリ電圧センサ６１及び昇圧前電圧センサ６２の少なくとも一方が異常であると判定し、異常が判定されているときに高圧バッテリ４６へ入出力される電流を積算して積算値Ｓを求め、高圧バッテリ４６の残容量ＳＯＣが定常範囲に入るように動力出力装置を制御しているときに、求めた積算値Ｓが所定範囲（Ｓ１〜Ｓ２）を超えたときには、バッテリ電圧センサ６１が異常であると判定するハイブリッド用電子制御ユニット７０が「異常判定手段」に相当する。

ここで、「内燃機関」としては、ガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力する内燃機関に限定されるものではなく、水素エンジンなど如何なるタイプの内燃機関であっても構わない。「電動機」としては、同期発電電動機として構成されたモータＭＧ２に限定されるものではなく、誘導電動機など、入力軸に回転子が接続され固定子の回転磁界により回転子を回転駆動させて駆動軸に動力を入出力可能なものであれば如何なるものとしても構わない。「高圧バッテリ４６」としては、二次電池としてのバッテリ５０に限定されるものではなく、キャパシタなど、モータＭＧ２と電力をやりとり可能なものであれば如何なるものとしても構わない。「制御手段」としては、ハイブリッド用電子制御ユニット７０に限定されるものではなく複数の電子制御ユニットにより構成されるなどとしてもよい。また、「異常判定手段」としては、検出された第１電圧と第２電圧との偏差が所定値を超えるか否かに基づいて第１電圧検出手段及び第２電圧検出手段の少なくとも一方が異常であると判定し、異常が判定されているときに蓄電手段へ入出力される電流を積算して電流積算値を求め、制御手段により前記蓄電手段の残容量が所定の定常範囲に入るように動力出力装置が制御されているときに、求めた電流積算値が所定範囲を超えたときには、第１電圧検出手段が異常であると判定するものであれば、如何なるものとしてもよい。「発電機」としては、同期発電電動機として構成されたモータＭＧ１に限定されるものではなく、誘導電動機など、動力を入出力可能なものであれば如何なるタイプの発電機としても構わない。「３軸式動力入出力手段」としては、上述の動力分配統合機構２６に限定されるものではなく、ダブルピニオン式の遊星歯車機構を用いるものや複数の遊星歯車機構を組み合わせて４以上の軸に接続されるものやデファレンシャルギヤのように遊星歯車とは異なる作動作用を有するものなど、入力軸と出力軸と発電機の回転軸との３軸に接続され３軸のうちのいずれかの軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力するものであれば如何なるものとしても構わない。

なお、実施例や変形例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための最良の形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。

本発明の一実施例としての動力システムを搭載したハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。 電子制御ユニット７０により実行される電力設定ルーチンの一例を示すフローチャートである。 電子制御ユニット７０により実行される電圧センサ異常検出ルーチンの一例を示すフローチャートである。

符号の説明

２０ ハイブリッド自動車、２２ エンジン、２４ クランクシャフト、２６ 動力分配統合機構、２８ａ，２８ｂ 駆動輪、３０ デファレンシャルギヤ、３２ 駆動軸、４２，４４ インバータ、４６ 高圧バッテリ、４８ 電力ライン、５０ 昇圧コンバータ、５１ 平滑コンデンサ、５２ 補機、５４ 低圧バッテリ、５６ ＤＣ／ＤＣコンバータ、６０ 電流センサ、６１ バッテリ電圧センサ、６２ 昇圧前電圧センサ、６３ 昇圧後電圧センサ、６４ 補機電圧センサ、７０ 電子制御ユニット、７２ ＣＰＵ、７４ ＲＯＭ、７６ ＲＡＭ、８０ イグニッションスイッチ、８１ シフトレバー、８２ シフトポジションセンサ、８３ アクセルペダル、８４ アクセルペダルポジションセンサ、８５ ブレーキペダル、８６ ブレーキペダルポジションセンサ、８８ 車速センサ、８９ 警告灯、ＭＧ１，ＭＧ２ モータ。

Claims (8)

1. 駆動軸に駆動力を出力する電動機と、該電動機を駆動する駆動回路と、該電動機と電力のやりとりを行なう蓄電手段と、該蓄電手段を充電可能な動力源と、を備える動力出力装置の異常を検出する異常検出装置であって、
   前記蓄電手段の端子間電圧である第１電圧を検出する第１電圧検出手段と、
   前記駆動回路側の端子間電圧である第２電圧を検出する第２電圧検出手段と、
   前記第１電圧を用いて該蓄電手段の残容量を計算し、該計算した残容量が所定の定常範囲に入るように前記動力源の要求動力を設定し、該設定した要求動力が出力されるよう前記動力出力装置を制御する制御手段と、
   前記検出された第１電圧と第２電圧との偏差が所定値を超えるか否かに基づいて前記第１電圧検出手段及び前記第２電圧検出手段の少なくとも一方が異常であると判定し、該異常が判定されているときに前記蓄電手段へ入出力される電流を積算して電流積算値を求め、前記制御手段により前記蓄電手段の残容量が所定の定常範囲に入るように前記動力出力装置が制御されているときに、前記求めた電流積算値が所定範囲を超えたときには、前記第１電圧検出手段が異常であると判定する異常判定手段と、
   を備える異常検出装置。
2. 前記異常判定手段は、前記異常が判定されているときに、前記電流積算値が所定時間を経過しても前記所定範囲を超えないときには、前記第２電圧検出手段が異常であると判定する手段である、請求項１に記載の異常検出装置。
3. 請求項１又は２に記載の異常検出装置であって、
   前記蓄電手段へ入出力される電流を検出する電流検出手段、を備え、
   前記制御手段は、前記第１電圧を用いて前記蓄電池の残容量を計算するに際して、前記検出された電流値を積算することにより計算した残容量を前記第１電圧により補正することにより該蓄電手段の残容量を計算する手段である、異常検出装置。
4. 前記第２電圧検出手段は、前記駆動回路側として、前記蓄電手段と前記駆動回路との間に配設され該蓄電手段からの電力を昇圧して該駆動回路に供給する昇圧手段の該蓄電手段側の端子間電圧である第２電圧を検出する手段である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の異常検出装置。
5. 前記第２電圧検出手段は、前記駆動回路側として、前記蓄電手段と前記駆動回路との間に配設され該蓄電手段からの電力を昇圧して該駆動回路に供給する昇圧手段の該駆動回路側の端子間電圧である第２電圧を検出する手段であり、
   前記検出された第１電圧と前記昇圧手段が昇圧していない状態での第２電圧との偏差を用いて前記異常を判定する手段である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の異常検出装置。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の異常検出装置と、
   駆動力を出力する電動機と、駆動力を出力可能な電動機を駆動する駆動回路と、該電動機と電力のやりとりを行なう蓄電手段と、該蓄電手段を充電可能な動力源とを備える動力出力装置と、
   を備えた車両。
7. 前記動力源は、内燃機関と、前記蓄電手段と電力の入出力が可能な発電機と、前記駆動軸と前記内燃機関の出力軸と前記発電機の回転軸との３軸に接続され該３軸のうちのいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する３軸式動力入出力手段と、を備えている、請求項６に記載の車両。
8. 駆動軸に駆動力を出力する電動機と、該電動機を駆動する駆動回路と、該電動機と電力のやりとりを行なう蓄電手段と、該蓄電手段を充電可能な動力源と、前記蓄電手段の端子間電圧である第１電圧を検出する第１電圧検出手段と、前記駆動回路側の端子間電圧である第２電圧を検出する第２電圧検出手段と、を備える動力出力装置の異常を検出する異常検出方法であって、
   （ａ）前記第１電圧を用いて該蓄電手段の残容量を計算し、該計算した残容量が所定の定常範囲に入るように前記動力源の要求動力を設定し、該設定した要求動力が出力されるよう前記動力出力装置を制御し、
   （ｂ）前記検出された第１電圧と第２電圧との偏差が所定値を超えるか否かに基づいて前記第１電圧検出手段及び前記第２電圧検出手段の少なくとも一方が異常であると判定し、
   （ｃ）前記異常が判定されているときに前記蓄電手段へ入出力される電流を積算して電流積算値を求め、前記制御手段により前記蓄電手段の残容量が所定の定常範囲に入るように前記動力出力装置が制御されているときに、前記求めた電流積算値が所定範囲を超えたときには、前記第１電圧検出手段が異常であると判定する、
   異常検出方法。

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