JP2010226868A - 電動車両 - Google Patents

Abstract

【課題】主蓄電装置および複数の副蓄電装置を搭載した電動車両において、副蓄電装置の異常検出時の処理を適切化してユーザ利便性を向上する。
【解決手段】車両運転中（第ｎトリップ）に副バッテリＢＢ１，ＢＢ２のうちの副バッテリＢＢ２に異常が検出されると、次回の車両運転（第（ｎ＋１）トリップ）では、当該副バッテリＢＢ２は使用不能と認識されてその使用が禁止される。一方、さらにその次の車両走行（第（ｎ＋２）トリップ）では、異常コードが一旦削除されて、副バッテリＢＢ２は使用可能と認識される。これにより、副バッテリＢＢ２の異常検出が誤検出であった場合には、以降のトリップにおいて副バッテリＢＢ２を正常に使用可能な状態を、ユーザによる特別な入力操作等を行うことなく、自動的に再現することができる。
【選択図】図５

Description

この発明は電動車両に関し、より特定的には、主蓄電装置および複数の副蓄電装置を搭載する電動車両に関する。

近年、環境に優しい車両として、電気自動車、ハイブリッド自動車および燃料電池自動車等の電動車両が開発され実用化されている。これらの電動車両には、モータとそれを駆動するための電源装置が搭載されている。特開２００８−７２７９６号公報（特許文献１）には、蓄電装置と燃料電池とを備えた移動体の構成が記載されている。

特許文献１に記載されている移動体では、燃料電池の前回の発電時に異常があったか否かを記憶する記憶手段を備えるとともに、制御装置は、移動体の始動時に記憶手段の記憶に基づいて蓄電装置の電力供給により駆動力発生装置を駆動し始めることを検出するか、あるいは許可するかを決定することが記載されている。

また、特開２００８−１９８５１５号公報（特許文献２）には、車両走行用蓄電機構の温度測定装置として、複数個のバッテリセルで構成された走行用バッテリについて、バッテリ温度が最も高いセルと、バッテリ温度の上昇量が最も大きいセルとを異常温度セルとして重点監視セルに設定することによって、温度異常処理を効率化する構成が記載されている。

特開２００８−７２７９６号公報 特開２００８−１９８５１５号公報

電動車両では、１回の充電で走行可能な距離が長いことが望まれる。特に、ハイブリッド自動車でも、車両外部から蓄電装置を充電可能にする構成を採用する場合には、内燃機関を使わずに走行可能な距離が、１回の充電当り長いことが望まれる。

１回の充電で走行可能な距離を長くするためには、複数個の蓄電装置を車両に搭載して、それらの蓄電装置を並列あるいは順次使用する構成が考えられる。しかしながら、かかる車両構成としたときに、車両運転中に異常が検出された蓄電装置の処理をどのようにするかが問題となる。

たとえば、一旦異常が検出された蓄電装置について単純に以降での使用を不能とする異常処理とすれば、異常が誤検出された場合にも当該蓄電装置を使用することができなくなってしまい、ユーザの利便性を損ねることとなる。

この発明はこのような問題点を解決するためになされたものであって、この発明の目的は、主蓄電装置および複数の副蓄電装置を搭載した電動車両において、副蓄電装置の異常検出時の処理を適切化してユーザ利便性を向上することである。

この発明による電動車両は、主蓄電装置および複数の副蓄電装置と、モータを駆動するインバータに給電するための給電ラインと、第１および第２の電圧変換器と、複数の開閉装置と、制御装置とを備える。第１の電圧変換器は、主蓄電装置および前記給電ラインの間に設けられ、双方向の電圧変換を行うように構成される。第２の電圧変換器は、複数の副蓄電装置および前記給電ラインの間に設けられ、双方向の電圧変換を行うように構成される。複数の開閉装置は前記複数の副蓄電装置と前記第２の電圧変換器との間にそれぞれ設けられる。制御装置は、複数の副蓄電装置のいずれかが使用可能である第１のモードにおいて、使用可能な副蓄電装置を順次使用するように前記複数の開閉装置を選択的に導通させる一方で、各前記副蓄電装置が使用不能である第２のモードにおいて、前記複数の開閉装置の各々を開放するように構成される。さらに、制御装置は、車両運転中に前記複数の副蓄電装置のいずれかの異常が検知されたときに、当該副蓄電装置を次回の車両運転において使用不能と認識する一方で、次々回の車両運転開始時点において再び使用可能と認識するように構成される。

この発明による電動車両によれば、副蓄電装置の異常検出時の処理を適切化してユーザ利便性を向上することができる。

本発明の実施の形態による電動車両の主たる構成を示す図である。 図１のインバータの詳細な構成を示す回路図である。 図１に示した昇圧コンバータの詳細な構成を示す回路図である。 図１に示した電動車両の使用バッテリ切替を伴う走行制御を説明するフローチャートである。 本発明の実施の形態による電動車両における副バッテリの異常発生時の処理を説明する概念図である。

以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、以下では図中の同一または相当部分には同一符号を付してその説明は原則的に繰返さないものとする。

図１は、本発明の実施の形態による電動車両１の主たる構成を示す図である。
図１を参照して、電動車両１は、蓄電装置であるバッテリＢＡ，ＢＢ１，ＢＢ２と、接続部３９Ａ，３９Ｂと、昇圧コンバータ１２Ａ，１２Ｂと、平滑用コンデンサＣ１，Ｃ２，ＣＨと、電圧センサ１０Ａ，１０Ｂ１，１０Ｂ２，１３，２１Ａ，２１Ｂ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。

本実施の形態に示される車両の電源装置は、主蓄電装置であるバッテリＢＡと、モータジェネレータＭＧ２を駆動するインバータ１４に給電を行なう給電ラインＰＬ２と、主蓄電装置（ＢＡ）と給電ラインＰＬ２との間に設けられ、電圧変換を行なう電圧変換器である昇圧コンバータ１２Ａと、互いに並列的に設けられた複数の副蓄電装置であるバッテリＢＢ１，ＢＢ２と、複数の副蓄電装置（ＢＢ１，ＢＢ２）と給電ラインＰＬ２との間に設けられ、電圧変換を行なう電圧変換器である昇圧コンバータ１２Ｂとを備える。

電圧変換器（１２Ｂ）は、複数の副蓄電装置（ＢＢ１，ＢＢ２）のうちのいずれか１つに選択的に接続されて電圧変換を行なう。

副蓄電装置（ＢＢ１またはＢＢ１の一方）と主蓄電装置（ＢＡ）とは、たとえば、同時使用することにより給電ラインに接続される電気負荷（２２およびＭＧ２）に許容された最大パワーを出力可能であるように蓄電可能容量が設定される。これによりエンジンを使用しないＥＶ（Electric Vehicle）走行において最大パワーの走行が可能である。副蓄電装置の蓄電状態が悪化したら、副蓄電装置を交換してさらに走行させればよい。そして副蓄電装置の電力が消費されてしまったら、主蓄電装置に加えてエンジンを使用することによって、副蓄電装置を使用しないでも最大パワーの走行を可能とすることができる。

また、このような構成とすることにより、昇圧コンバータ１２Ｂを複数の副蓄電装置で兼用するので、昇圧コンバータの数を蓄電装置の数ほど増やさなくて良くなる。ＥＶ走行距離をさらに伸ばすために、バッテリＢＢ１，ＢＢ２に並列にさらにバッテリを追加すれしてもよい。

好ましくは、この車両に搭載される蓄電装置は外部から充電が可能である。このために、電動車両１は、さらに、たとえばＡＣ１００Ｖの商用電源８に接続するためのバッテリ充電装置（バッテリ充電用コンバータ）６を含む。バッテリ充電装置６は、交流を直流に変換するとともに電圧を調圧してバッテリに与える。なお、外部充電可能とするために、他にも、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２のステータコイルの中性点を交流電源に接続する方式や昇圧コンバータ１２Ａ，１２Ｂを合わせて交流直流変換装置として機能させる方式を用いても良い。

なお、図１に示す構成に代えて、外部電源と車両とを非接触のまま電磁的に結合して電力を供給する構成、具体的には外部電源側に一次コイルを設けるとともに、車両側に二次コイルを設け、一次コイルと二次コイルとの間の相互インダクタンスを利用して電力供給を行う構成により、外部電源を受入れてもよい。

平滑用コンデンサＣ１は、電源ラインＰＬ１Ａと接地ラインＳＬ２間に接続される。電圧センサ２１Ａは、平滑用コンデンサＣ１の両端間の電圧ＶＬＡを検出して制御装置３０に対して出力する。昇圧コンバータ１２Ａは、平滑用コンデンサＣ１の端子間電圧を昇圧する。

平滑用コンデンサＣ２は、電源ラインＰＬ１Ｂと接地ラインＳＬ２間に接続される。電圧センサ２１Ｂは、平滑用コンデンサＣ２の両端間の電圧ＶＬＢを検出して制御装置３０に対して出力する。昇圧コンバータ１２Ｂは、平滑用コンデンサＣ２の端子間電圧を昇圧する。

平滑用コンデンサＣＨは、昇圧コンバータ１２Ａ，１２Ｂ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。

インバータ１４は、昇圧コンバータ１２Ｂまたは１２Ａから与えられる直流電圧を三相交流電圧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、昇圧コンバータ１２Ｂまたは１２Ａから与えられる直流電圧を三相交流電圧に変換してモータジェネレータＭＧ２に出力する。

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。遊星歯車機構は、３つの回転軸のうち２つの回転軸の回転が定まれば、他の１つの回転軸の回転は強制的に定まる。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。

接続部３９Ａは、バッテリＢＡの正極と電源ラインＰＬ１Ａとの間に接続されるシステムメインリレーＳＭＲ２と、システムメインリレーＳＭＲ２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ＳＭＲ１および制限抵抗Ｒと、バッテリＢＡの負極（接地ラインＳＬ１）とノードＮ２との間に接続されるシステムメインリレーＳＭＲ３とを含む。

システムメインリレーＳＭＲ１〜ＳＭＲ３は、制御装置３０から与えられる制御信号ＣＯＮＴ１〜ＣＯＮＴ３にそれぞれ応じて導通／非導通状態が制御される。

電圧センサ１０Ａは、バッテリＢＡの端子間の電圧ＶＡを測定する。図示しないが、電圧センサ１０ＡとともにバッテリＢＡの充電状態を監視するために、バッテリＢＡに流れる電流を検知する電流センサが設けられている。バッテリＢＡ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や、電気二重層コンデンサ等の大容量キャパシタなどを用いることができる。

接続部３９Ｂは、電源ラインＰＬ１Ｂおよび接地ラインＳＬ２とバッテリＢＢ１、ＢＢ２との間に設けられている。接続部３９Ｂは、バッテリＢＢ１の正極と電源ラインＰＬ１Ｂとの間に接続されるリレーＳＲ１と、バッテリＢＢ１の負極と接地ラインＳＬ２との間に接続されるリレーＳＲ１Ｇと、バッテリＢＢ２の正極と電源ラインＰＬ１Ｂとの間に接続されるリレーＳＲ２と、バッテリＢＢ２の負極と接地ラインＳＬ２との間に接続されるリレーＳＲ２Ｇとを含む。リレーＳＲ１，ＳＲ１ＧおよびリレーＳＲ２，ＳＲ２Ｇは、「複数の開閉装置」を構成する。

リレーＳＲ１，ＳＲ２は、制御装置３０から与えられる制御信号ＣＯＮＴ４，ＣＯＮＴ５にそれぞれ応じて導通／非導通状態が制御される。リレーＳＲ１Ｇ，ＳＲ２Ｇは、制御装置３０から与えられる制御信号ＣＯＮＴ６，ＣＯＮＴ７にそれぞれ応じて導通／非導通状態が制御される。接地ラインＳＬ２は、後に説明するように昇圧コンバータ１２Ａ，１２Ｂの中を通ってインバータ１４および２２側に延びている。

電圧センサ１０Ｂ１は、バッテリＢＢ１の端子間の電圧ＶＢＢ１を測定する。電圧センサ１０Ｂ２は、バッテリＢＢ２の端子間の電圧ＶＢＢ２を測定する。図示しないが、電圧センサ１０Ｂ１，１０Ｂ２とともにバッテリＢＢ１，ＢＢ２の充電状態を監視するために、各バッテリに流れる電流を検知する電流センサが設けられている。バッテリＢＢ１，ＢＢ２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や、電気二重層コンデンサ等の大容量キャパシタなどを用いることができる。

インバータ１４は、給電ラインＰＬ２と接地ラインＳＬ２に接続されている。インバータ１４は、昇圧コンバータ１２Ａおよび１２Ｂ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昇圧コンバータ１２Ａおよび１２Ｂに戻す。このとき昇圧コンバータ１２Ａおよび１２Ｂ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。

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。

インバータ２２は、インバータ１４と並列的に、給電ラインＰＬ２と接地ラインＳＬ２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に対して昇圧コンバータ１２Ａおよび１２Ｂの出力する直流電圧を三相交流電圧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昇圧コンバータ１２Ａおよび１２Ｂに戻す。このとき昇圧コンバータ１２Ａおよび１２Ｂ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。

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。

制御装置３０は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）およびメモリを内蔵した電子制御ユニット（ＥＣＵ）により構成され、当該メモリに記憶されたマップおよびプログラムに基づいて、各センサによる検出値を用いた演算処理を行なうように構成される。あるいは、ＥＣＵの少なくとも一部は、電子回路等のハードウェアにより所定の数値・論理演算処理を実行するように構成されてもよい。

制御装置３０は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の各トルク指令値および回転速度、電圧ＶＢＡ，ＶＢＢ１，ＶＢＢ２，ＶＬＡ，ＶＬＢ，ＶＨ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、昇圧コンバータ１２Ｂに対して昇圧指示を行なう制御信号ＰＷＵＢ，降圧指示を行なう制御信号ＰＷＤＢおよび動作禁止を指示するシャットダウン信号を出力する。

さらに、制御装置３０は、インバータ１４に対して昇圧コンバータ１２Ａ，１２Ｂ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を行なう制御信号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昇圧コンバータ１２Ａ，１２Ｂ側に戻す回生指示を行なう制御信号ＰＷＭＣ１とを出力する。

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を行なう制御信号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昇圧コンバータ１２Ａ，１２Ｂ側に戻す回生指示を行なう制御信号ＰＷＭＣ２とを出力する。

図２は、図１のインバータ１４および２２の詳細な構成を示す回路図である。
図１、図２を参照して、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、給電ラインＰＬ２と接地ラインＳＬ２との間に並列に接続される。

Ｕ相アーム１５は、給電ラインＰＬ２と接地ラインＳＬ２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。

Ｖ相アーム１６は、給電ラインＰＬ２と接地ラインＳＬ２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。

Ｗ相アーム１７は、給電ラインＰＬ２と接地ラインＳＬ２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。

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の接続ノードから引出されたラインＵＬに接続される。またＶ相コイルの他方端がＩＧＢＴ素子Ｑ５，Ｑ６の接続ノードから引出されたラインＶＬに接続される。またＷ相コイルの他方端がＩＧＢＴ素子Ｑ７，Ｑ８の接続ノードから引出されたラインＷＬに接続される。

なお、図１のインバータ２２についても、モータジェネレータＭＧ２に接続される点が異なるが、内部の回路構成についてはインバータ１４と同様であるので詳細な説明は繰返さない。また、図２には、インバータに制御信号ＰＷＭＩ，ＰＷＭＣが与えられることが記載されているが、記載が複雑になるのを避けるためであり、図１に示されるように、別々の制御信号ＰＷＭＩ１，ＰＷＭＣ１と制御信号ＰＷＭＩ２，ＰＷＭＣ２がそれぞれインバータ１４，２２に入力される。

図３は、図１の昇圧コンバータ１２Ａおよび１２Ｂの詳細な構成を示す回路図である。
図１、図３を参照して、昇圧コンバータ１２Ａは、一方端が電源ラインＰＬ１Ａに接続されるリアクトルＬ１と、給電ラインＰＬ２と接地ラインＳＬ２との間に直列に接続されるＩＧＢＴ素子Ｑ１，Ｑ２と、ＩＧＢＴ素子Ｑ１，Ｑ２にそれぞれ並列に接続されるダイオードＤ１，Ｄ２とを含む。

リアクトルＬ１の他方端はＩＧＢＴ素子Ｑ１のエミッタおよびＩＧＢＴ素子Ｑ２のコレクタに接続される。ダイオードＤ１のカソードはＩＧＢＴ素子Ｑ１のコレクタと接続され、ダイオードＤ１のアノードはＩＧＢＴ素子Ｑ１のエミッタと接続される。ダイオードＤ２のカソードはＩＧＢＴ素子Ｑ２のコレクタと接続され、ダイオードＤ２のアノードはＩＧＢＴ素子Ｑ２のエミッタと接続される。

なお、図１の昇圧コンバータ１２Ｂについても、電源ラインＰＬ１Ａに代えて電源ラインＰＬ１Ｂに接続される点が昇圧コンバータ１２Ａと異なるが、内部の回路構成については昇圧コンバータ１２Ａと同様であるので詳細な説明は繰返さない。また、図３には、昇圧コンバータに制御信号ＰＷＵ，ＰＷＤが与えられることが記載されているが、記載が複雑になるのを避けるためであり、図１に示されるように、別々の制御信号ＰＷＵＡ，ＰＷＤＡと制御信号ＰＷＵＢ，ＰＷＤＢがそれぞれインバータ１４，２２に入力される。

次に、図４を用いて、電動車両１の使用バッテリ切替を伴う走行制御について説明する。

制御装置３０は、電動車両１のイグニッションスイッチまたはシステムスイッチがオンされて車両運転が開始されると、ステップＳ１００により、起動時のバッテリ選択を行なう。

車両運転開始時には、外部充電により、バッテリＢＡ（以下、主バッテリとも称する）およびバッテリＢＢ１，ＢＢ２（以下、副バッテリとも称する）の各々が満充電レベルに充電されていることを想定して、主バッテリＢＡと、副バッテリＢＢ１，ＢＢ２の一方とを用いて走行モードが適用される。以下では、副バッテリＢＢ１，ＢＢ２のうちの選択された一方、すなわち、接続部３９Ｂによって昇圧コンバータ１２Ｂと接続される副バッテリを、選択副バッテリＢＢとも称する。すなわち、車両起動時には、ステップＳ１００によって、副バッテリＢＢ１，ＢＢ２の一方が選択副バッテリＢＢに選択されることになる。

制御装置３０は、ステップＳ１００でのバッテリ選択に従って図１に示した接続部３９Ａ，３９Ｂを制御するとともに、ステップＳ１１０により、システム起動状態を示すレディオン（Ready ON）状態とする。

そして、制御装置３０は、ステップＳ１２０により、主バッテリＢＡおよび選択副バッテリＢＢを用いた車両走行を行なう。ステップＳ１２０による車両走行は、ＥＶ走行モードで実行される。ＥＶ走行モードでは、蓄電装置（主バッテリＢＡおよび選択副バッテリＢＢ）の蓄積電力を用いたモータジェネレータＭＧ２の出力による車両走行が優先的に実行される。なお、ＥＶ走行モードでは、エンジン４を停止状態に維持して燃料消費率を向上させることを目的としているが、運転者からの急加速などの駆動力要求が与えられた場合、触媒暖機時や空調要求などの駆動力要求とは無関係な要求が与えられた場合、およびその他の条件が成立した場合などにおいては、エンジン４の始動が許可される。

また、ＥＶ走行モードでは、さらに、主バッテリＢＡと選択副バッテリＢＢとの間において、選択副バッテリＢＢの電力が優先的に使用されるように、両者の充放電比率が制御される。

制御装置３０は、ステップＳ１２０によるＥＶ走行モード中において、ステップＳ１３０により選択副バッテリＢＢに異常が発生しているかどうかを判定するとともに、ステップＳ１４０により、選択副バッテリのＳＯＣ（State Of Charge）が、バッテリ交換を必要とする所定レベルまで低下しているか判定する。

制御装置３０は、選択副バッテリＢＢに異常が発生しておらず（Ｓ１３０がＮＯ判定）、かつ、選択副バッテリＢＢのＳＯＣが所定レベルまで低下していない間（Ｓ１４０のＮＯ判定時）には、現在のバッテリ選択を維持してステップＳ１２０によるＥＶ走行モードを継続する。

一方、制御装置３０は、選択副バッテリＢＢに異常が発生したとき（Ｓ１３０のＹＥＳ判定時）には、ステップＳ１３５により、車両運転終了後にも記憶内容が維持される記憶領域（たとえば、ＳＲＡＭ：Static Random Access Memory）に、当該選択副バッテリに対応する副バッテリ（ＢＢ１またはＢＢ２）の異常コードを記憶する。さらに、選択副バッテリＢＢの切替要求が発せられて、処理はステップＳ１５０に進められる。バッテリ異常としては、漏電の発生や、過高温の発生等が挙げられる。これらの異常は、バッテリに対して通常設けられる監視系（センサ含む）の出力に基づいて検知できる。なお、異常コードは、異常内容を特定する情報を含むように構成されることが好ましい。

また、制御装置３０は、選択副バッテリＢＢに異常が発生しなくても（Ｓ１３０のＮＯ判定時）にも、ＳＯＣが所定レベルまで低下すると（Ｓ１４０のＹＥＳ判定時）、選択副バッテリＢＢの切替要求を発生させる。

制御装置３０は、選択副バッテリＢＢの切替要求が発せられると、ステップＳ１５０に処理を進めて、切替可能な副バッテリが存在しているかどうかを判定する。たとえば、ステップＳ１５０では、未使用の副バッテリが存在するか、および、未使用の副バッテリが「使用可能」であるか否かが判定される。たとえば、車両起動時に副バッテリＢＢ１を選択している場合には、未使用の副バッテリＢＢ２が「使用可能」であるかが判定される。すなわち、未使用の副バッテリが、過去の異常発生により「使用不能」と記憶されているかどうかが判断されることになる。

使用可能な副バッテリが存在するとき（Ｓ１５０のＹＥＳ判定時）には、制御装置３０は、ステップＳ１６０により、選択副バッテリＢＢの切替を実行する。具体的には、接続部３９Ｂにおけるリレーのオンオフを切替えることによって、これまでの選択副バッテリＢＢが昇圧コンバータ１２Ｂから切り離される一方で、新たに使用する副バッテリ（新たな選択副バッテリ）が昇圧コンバータ１２Ｂと接続される。

そして、新たな選択副バッテリＢＢと、主バッテリＢＡとによって、ＥＶ走行モード（Ｓ１２０）が上記と同様に継続される。

一方で、選択副バッテリの切替要求が発生しても切替可能な副バッテリが存在しないとき（Ｓ１５０のＮＯ判定時）には、制御装置３０は、ステップＳ１８０に処理を進めて、主バッテリＢＡのみをモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の電源として用いる車両走行（ＨＶ走行モード）に移行する。すなわち、ＨＶ走行モードでは、副バッテリＢＢ１，ＢＢ２の両方が昇圧コンバータ１２Ｂから切り離されるように、接続部３９Ｂが制御される。

ＨＶ走行モードでは、主バッテリＢＡのＳＯＣを所定の目標値に維持するように、主バッテリＢＡのＳＯＣ低下時には、エンジン４の出力を用いてモータジェネレータＭＧ１がバッテリＢＡの充電電力を発生させるような走行制御が行なわれる。

なお、車両運転中に、電動車両１のイグニッションスイッチまたはシステムスイッチがオフされると、その段階で車両運転が終了される。そして、接続部３９Ａ，３９Ｂは、バッテリＢＡ，ＢＢ１，ＢＢ２を、昇圧コンバータ１２，１２Ｂから切り離すために、各リレーをオフするように制御される。

上記のように、車両運転中に副バッテリＢＢ１またはＢＢ２の異常が検知されると（Ｓ１３０）、車両運転終了後を通じて、制御装置３０内の記憶領域（ＳＲＡＭ）に異常コードが記憶される。このため、次回の車両運転において、当該副バッテリは「使用不能」と認識される。この結果、起動時のバッテリ選択（Ｓ１００）および、切替要求発生時の判定（Ｓ１５０）において、当該副バッテリは使用対象から外される。

しかしながら、一旦異常が検知された副バッテリを恒常的に「使用不能」と認識すると、異常が誤検出された場合にも、当該副バッテリを再度使用する機会が自動的には得られないことになる。このようにすると、他方の副バッテリが過度に使用されて劣化したり、ＨＶ走行モードによる走行距離が低下する等、ユーザ利便性が低下するおそれがある。

図５には、本発明の実施の形態による電動車両における副バッテリの異常発生時の処理が示される。

図５を参照して、第ｎトリップ（ｎ：自然数）において、副バッテリＢＢ１は正常に使用終了したものの、副バッテリＢＢ２に異常が発生したものとする。ここで、「トリップ」とは、イグニッションスイッチまたはシステムスイッチが一旦オン（運転開始）されてからオフされる（運転終了）までの期間を意味するものとする。

この場合には、図４のステップＳ１３５により、副バッテリＢＢ２の異常コードが記憶される。そして、第（ｎ＋１）トリップ（次回の車両運転）において、異常コードの記憶内容に基づいて、副バッテリＢＢ２は「使用不能」と認識される。この結果、起動時のバッテリ選択（Ｓ１００）および切替要求発生時の判定（Ｓ１５０）のいずれにおいても、副バッテリＢＢ２は不使用とされる。すなわち、第（ｎ＋１）トリップでは、起動時には、副バッテリＢＢ１および主バッテリＢＡを用いたＥＶ走行モードが選択されるとともに、副バッテリＢＢ１のＳＯＣが所定レベルまで低下すると、走行モードは、そのままＥＶ走行モードからＨＶ走行モード（Ｓ１８０）へ移行される。

そして、第（ｎ＋２）トリップにおいては、第ｎトリップで異常が検出された副バッテリＢＢ２の使用が再び許可される。すなわち、異常コードが一旦削除されて、副バッテリＢＢ２は「使用可能」と認識される。これにより、第（ｎ＋２）トリップでは、起動時のバッテリ選択（Ｓ１００）および切替要求発生時の判定（Ｓ１５０）のいずれにおいても、副バッテリＢＢ２は使用対象とされる。

第ｎトリップにおける副バッテリＢＢ２の異常検出が誤検出であった場合には、第（ｎ＋２）トリップでは、副バッテリＢＢ２に異常が検出されない。この結果、以降のトリップにおいて副バッテリＢＢ２を正常に使用可能な状態を、ユーザによる特別な入力操作等を行うことなく、自動的に再現することができる。

なお、副バッテリＢＢ２が本当に異常である場合には、第（ｎ＋２）トリップを含む移行のトリップでの使用時に、ステップＳ１３０（図４）により再び異常が検知される。

以上説明したように、本発明の実施の形態による電動車両によれば、車両運転中に異常検出された副バッテリについては、次回の車両運転時（次回トリップ）においては「使用不能」と認識される一方で、さらにその次の車両運転時（次々回トリップ）においては、一旦自動的に「使用可能」として認識するので、その使用に再トライすることができる。この結果、副バッテリの異常が誤検出されたときに、以降のトリップで当該副バッテリを全面的に使用禁止とする場合と比較して、ユーザ利便性を拡大することができる。

なお、一旦異常検出された後に、次々回トリップで使用に再トライした結果、再び異常検出された場合、あるいは、かかる現象が複数回繰返された場合には、当該副バッテリを以降のトリップで固定的に「使用不能」と認識するように異常コードを記載するようにしてもよい。

また、図１にはハイブリッド車両を例示したが、本発明の適用はこのような構成に限定されるものではない。すなわち、図１とは異なるハイブリッド構成のハイブリッド車両に対しても本発明を適用可能であり、かつ、エンジンを搭載していない電気自動車や燃料電池自動車等であっても、主バッテリと複数の副バッテリとを搭載する構成であれば本発明を適用することができる。

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。

この発明は、主蓄電装置および複数の副蓄電装置を搭載した、ハイブリッド車両、電気自動車および燃料電池自動車等の電動車両に適用することができる。

１ 電動車両、２ 車輪、３ 動力分割機構、４ エンジン、６ バッテリ充電装置、８ 商用電源、１０Ａ，１０Ｂ１，１０Ｂ２，１３，２１Ａ，２１Ｂ 電圧センサ、１２Ａ 昇圧コンバータ（主バッテリ）、１２Ｂ 昇圧コンバータ（副バッテリ）、１４，２２ インバータ、１５，１６，１７ 各相アーム、２４，２５ 電流センサ、３０ 制御装置（ＥＣＵ）、３９Ａ 接続部（主バッテリ）、３９Ｂ 接続部（副バッテリ）、ＢＡ 主バッテリ、ＢＢ１，ＢＢ２ 副バッテリ、Ｃ１，Ｃ２，ＣＨ 平滑用コンデンサ、ＣＯＮＴ１〜ＣＯＮＴ７ 制御信号（リレー）、Ｄ１〜Ｄ８ ダイオード、ＩＧＯＮ 起動信号、Ｌ１ リアクトル、ＭＣＲＴ１，ＭＣＲＴ２ モータ電流値、ＭＧ１，ＭＧ２ モータジェネレータ、ＰＬ１Ａ，ＰＬ１Ｂ 電源ライン、ＰＬ２ 給電ライン、ＰＷＤＡ，ＰＷＤＢ，ＰＷＭＣ１，ＰＷＭＣ２，ＰＷＭＩ，ＰＷＭＣ，ＰＷＭＩ１，ＰＷＭＩ２ 制御信号（スイッチング素子）、Ｑ１〜Ｑ８ ＩＧＢＴ素子（スイッチング素子）、Ｒ 制限抵抗、ＳＬ１，ＳＬ２ 接地ライン、ＳＭＲ１〜ＳＭＲ３ システムメインリレー（主バッテリ）、ＳＲ１，ＳＲ２，ＳＲ１Ｇ，ＳＲ２Ｇ リレー（副バッテリ）、ＵＬ，ＶＬ，ＷＬ ライン（三相）、ＶＢＡ，ＶＢＢ１，ＶＢＢ２，ＶＬＡ，ＶＬＢ，ＶＨ 電圧。

Claims (1)

1. 主蓄電装置および複数の副蓄電装置と、
   モータを駆動するインバータに給電するための給電ラインと、
   前記主蓄電装置および前記給電ラインの間に設けられ、双方向の電圧変換を行うように構成された第１の電圧変換器と、
   前記複数の副蓄電装置および前記給電ラインの間に設けられ、双方向の電圧変換を行うように構成された第２の電圧変換器と、
   前記複数の副蓄電装置と前記第２の電圧変換器との間にそれぞれ設けられた複数の開閉装置と、
   前記複数の副蓄電装置のいずれかが使用可能である第１のモードにおいて、使用可能な副蓄電装置を順次使用するように前記複数の開閉装置を選択的に導通させる一方で、各前記副蓄電装置が使用不能である第２のモードにおいて、前記複数の開閉装置の各々を開放するように構成された制御装置とを備え、
   前記制御装置は、さらに、車両運転中に前記複数の副蓄電装置のいずれかの異常が検知されたときに、当該副蓄電装置を次回の車両運転において使用不能と認識する一方で、次々回の車両運転開始時点において再び使用可能と認識するように構成される、電動車両。

Images