JP2010246285A - 動力出力装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電動機に対して並列接続された複数の電池モジュールのいずれかに異常が生じているか否かをより正確に判定する。
【解決手段】充放電要求パワーＰｂ＊が所定パワーＰ１よりも大きいときには、各電池モジュールＣ１〜Ｃｎのうち端子間電圧が最も大きい電池モジュールと次に端子間電圧が大きい電池モジュールとの電圧差が所定差αを上回っている状態で端子間電圧が最も大きい電池モジュールの充放電電流の絶対値が略値０のときにその電池モジュールのリード線に断線が生じていると判定し、充放電要求パワーＰｂ＊が所定パワーＰ２よりも小さいときには、各電池モジュールＣ１〜Ｃｎのうち端子間電圧が最も小さい電池モジュールと次に端子間電圧が小さい電圧モジュールとの電圧差が所定差−αを下回っている状態で端子間電圧が最も小さい電池モジュールの充放電電流の絶対値が略値０のときにその電池モジュールのリード線に断線が生じていると判定する。
【選択図】図３

Description

本発明は、駆動軸に動力を出力する動力出力装置に関する。

従来、この種の動力出力装置としては、モータジェネレータと、モータジェネレータを駆動するインバータと、複数の蓄電部と、複数の蓄電部の電圧をそれぞれ個別に変換してインバータに供給する複数のコンバータと、を備えるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この装置では、温度や電圧値，電流値，内部抵抗値などに基づいて複数の蓄電部のうちのいずれかに異常が生じていると判定されたときには、異常が生じている蓄電部を切り離し、並列接続されている正常な他の蓄電部からの電力によりモータジェネレータを駆動している。

特開２００８−１８７８８４号公報

ところで、一つの昇圧コンバータに対して複数の電池モジュールを並列接続したタイプや、インバータに対して直接に複数の電池モジュールを並列接続したタイプの動力出力装置では、放電する際には複数の電池モジュールのうち電圧が高いものが優先され、充電する際には複数の電池モジュールのうち電圧が低いものが優先されるため、複数の電池モジュールのいずれもが正常であっても電流が流れない電池モジュールがあり、複数の電池モジュールのそれぞれに流れる電流値に基づいて異常を判定しようとしても、異常を判定することができない場合が生じる。

本発明の動力出力装置は、並列接続された複数の電池モジュールのいずれかに異常が生じているかをより正確に判定することを主目的とする。

本発明の動力出力装置は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明の第１の動力出力装置は、
駆動軸に動力を出力する動力出力装置であって、
前記駆動軸に動力を出力可能な電動機と、
前記電動機に対して並列に接続された複数の電池モジュールからなる蓄電手段と、
要求動力に基づく動力が出力されるよう前記電動機を制御する制御手段と、
前記複数の電池モジュールの各々の端子間電圧を検出する電圧検出手段と、
前記複数の電池モジュールの各々を流れる電流を検出する電流検出手段と、
前記蓄電手段の放電を伴って前記電動機が駆動されるときには、前記複数の電池モジュールのうち前記電圧検出手段により検出された端子間電圧が最大の電池モジュールが他のいずれの電池モジュールに対しても所定差よりも大きな電位差を生じており且つ前記電流検出手段により前記端子間電圧が最大の電池モジュールの非通電状態が検出されたときに該電池モジュールに異常が生じていると判定する異常判定手段と
を備えることを要旨とする。

この本発明の第１の動力出力装置では、蓄電手段の放電を伴って電動機が駆動されるときには、蓄電手段を構成する複数の電池モジュールのうち端子間電圧が最大の電池モジュールが他のいずれの電池モジュールに対しても所定差よりも大きな電位差を生じており且つ端子間電圧が最大の電池モジュールの非通電状態が検出されたときにこの電池モジュールに異常が生じていると判定する。これにより、並列接続された複数の電池モジュールのいずれかに異常が生じているか否かをより正確に判定することができる。

こうした本発明の第１の動力出力装置において、前記制御手段は、前記異常判定手段により異常が判定されなかったときには前記複数の電池モジュールの状態に基づいて前記蓄電手段から出力してもよい最大電力としての出力制限を設定し、前記異常判定手段により前記複数の電池モジュールのうちいずれかに異常が生じていると判定されたときには正常な電池モジュールの状態に基づいて前記出力制限を設定し、該設定した出力制限の範囲内で前記要求動力に基づく動力が出力されるよう前記電動機を制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、複数の電池モジュールのいずれかに異常が生じていても正常な他の電池モジュールへの悪影響を与えない範囲内で電動機から動力を出力することができる。この態様の本発明の動力出力装置において、前記制御手段は、前記異常判定手段により異常が判定されなかったときには該複数の電池モジュールのうち前記電圧検出手段により検出された端子間電圧が最大の電池モジュールの状態に基づいて前記出力制限を設定し、前記異常判定手段により前記複数の電池モジュールのうちのいずれかに異常が生じていると判定されたときには正常な電池モジュールのうち前記電圧検出手段により検出された端子間電圧が最大の電池モジュールの状態に基づいて前記出力制限を設定する手段であるものとすることもできる。

また、間欠運転が可能な内燃機関を備える本発明の第１の動力出力装置において、前記制御手段は、前記異常判定手段により異常が判定されなかったときには前記複数の電池モジュールの残容量に基づいて前記蓄電手段の残容量を演算し、前記異常判定手段により前記複数の電池モジュールのうちのいずれかに異常が生じていると判定されたときには正常な電池モジュールの状態だけに基づいて前記蓄電手段の残容量を演算し、該演算した残容量に基づいて前記内燃機関を間欠運転しながら前記電動機からの動力が前記駆動軸に出力されるよう制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、複数の電池モジュールのいずれかに異常が生じていても正常な他の電池モジュールへの悪影響を与えない範囲内で内燃機関を間欠運転することができる。

本発明の第２の動力出力装置は、
発電が可能な電動機を備える動力出力装置であって、
前記電動機から見て並列に接続された複数の電池モジュールからなる蓄電手段と、
要求動力に基づく動力が出力されるよう前記電動機を制御する制御手段と、
前記複数の電池モジュールの各々の端子間電圧を検出する電圧検出手段と、
前記複数の電池モジュールの各々を流れる電流を検出する電流検出手段と、
前記蓄電手段の充電を伴って前記電動機が駆動されるときには、前記複数の電池モジュールのうち前記電圧検出手段により検出された端子間電圧が最小の電池モジュールが他のいずれの電池モジュールに対しても所定差よりも大きな電位差を生じており且つ前記電流検出手段により前記端子間電圧が最小の電池モジュールの非通電状態が検出されたときに該電池モジュールに異常が生じていると判定する異常判定手段と
を備えることを要旨とする。

この本発明の第２の動力出力装置では、蓄電手段の充電を伴って電動機が駆動されるときには、蓄電手段を構成する複数の電池モジュールのうち端子間電圧が最小の電池モジュールが他のいずれの電池モジュールに対しても所定差よりも大きな電位差を生じており且つ端子間電圧が最小の電池モジュールの非通電状態が検出されたときにこの電池モジュールに異常が生じていると判定する。これにより、並列接続された複数の電池モジュールのいずれかに異常が生じているか否かをより正確に判定することができる。

こうした本発明の第２の動力出力装置において、前記制御手段は、前記異常判定手段により異常が判定されなかったときには前記複数の電池モジュールの状態に基づいて前記蓄電手段に入力してもよい最大電力としての入力制限を設定し、前記異常判定手段により前記複数の電池モジュールのうちのいずれかに異常が生じていると判定されたときには正常な電池モジュールの状態に基づいて前記入力制限を設定し、該設定した入力制限の範囲内で前記要求動力に基づく動力が入力されるよう前記電動機を制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、複数の電池モジュールのいずれかに異常が生じていても正常な他の電池モジュールへの悪影響を与えない範囲内で電動機を駆動して蓄電手段を充電することができる。この態様の本発明の動力出力装置において、前記制御手段は、前記異常判定手段により異常が判定されなかったときには前記複数の電池モジュールの状態のうち前記電圧検出手段により検出された端子間電圧が最小の電池モジュールの状態に基づいて前記蓄電手段に入力してもよい最大電力としての入力制限を設定し、前記異常判定手段により前記複数の電池モジュールのうちのいずれかに異常が生じていると判定されたときには正常な電池モジュールのうち前記電圧検出手段により検出された端子間電圧が最小の電池モジュールの状態に基づいて前記入力制限を設定する手段であるものとすることもできる。

また、本発明の第１または第２の動力出力装置において、前記異常判定手段は、前記蓄電手段に要求される充放電パワーに基づいて前記所定差を変更して判定を行なう手段であるものとすることもできる。こうすれば、電池モジュールの異常をさらに正確に判定することができる。

さらに、本発明の第１または第２の動力出力装置において、前記蓄電手段は、二つの電池モジュールからなる手段であり、前記異常判定手段は、前記蓄電手段に要求される充放電パワーが略値０のときには、前記電圧検出手段により検出された二つの電池モジュールの端子間電圧の電位差が前記所定差以上で且つ前記電流検出手段により前記二つの電池モジュールの非通電状態が検出されたときに該二つの電池モジュールのいずれかに異常が生じていると判定する手段であるものとすることもできる。こうすれば、蓄電手段に要求される充放電要求パワーが略値０であっても電池モジュールの異常を判定することができる。

本発明の一実施例である自動車２０の構成の概略を示す構成図である。 バッテリ装置５０の構成の概略を示す構成図である。 異常判定ルーチンの一例を示すフローチャートである。 入出力制限設定ルーチンの一例を示すフローチャートである。 バッテリ装置５０における電池温度Ｔｂと入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔとの関係の一例を示す説明図である。 バッテリ装置５０の残容量（ＳＯＣ）と入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの補正係数との関係の一例を示す説明図である。 実施例のハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。 要求トルク設定用マップの一例を示す説明図である。 エンジン２２の動作ラインの一例と目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する様子を示す説明図である。 エンジン２２からパワーを出力している状態で走行しているときの動力分配統合機構３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図の一例を示す説明図である。 トルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘを設定する様子を説明する説明図である。 エンジン２２の始動時にモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に設定するトルクマップの一例とエンジン２２の回転数Ｎｅの変化の様子の一例とを示す説明図である。 エンジン２２をモータリングしている状態で走行しているときの動力分配統合機構３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図の一例を示す説明図である。 変形例の自動車１２０の構成の概略を示す構成図である。

次に、本発明を実施するため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である自動車２０の構成の概略を示す構成図であり、図２は、バッテリ装置５０の構成の概略を示す構成図である。実施例の自動車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２６にダンパ２８を介して接続された３軸式の動力分配統合機構３０と、動力分配統合機構３０に接続された発電可能なモータＭＧ１と、動力分配統合機構３０に接続された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに減速ギヤ３５を介して接続されたモータＭＧ２と、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動するインバータ４１，４２と、バッテリ装置５０からの電力をその電圧を変換してインバータ４１，４２に供給可能な昇圧回路５５と、バッテリ装置５０と昇圧回路５５とに介在するシステムメインリレー５６と、車両全体をコントロールするハイブリッド用電子制御ユニット７０とを備える。

エンジン２２は、ガソリンや軽油などの炭化水素系の燃料の供給を受けて動力を出力する内燃機関であり、クランクポジションセンサなどのエンジン２２の運転状態を検出する各種センサからの信号を入力するエンジン用電子制御ユニット（以下、「エンジンＥＣＵ」という）２４による運転制御を受ける。エンジンＥＣＵ２４は、ハイブリッドＥＣＵ７０と通信しており、ハイブリッドＥＣＵ７０からの制御信号や上記センサからの信号等に基づいてエンジン２２を運転制御すると共に必要に応じてエンジン２２の運転状態に関するデータをハイブリッドＥＣＵ７０に出力する。

動力分配統合機構３０は、外歯歯車のサンギヤ３１と、このサンギヤ３１と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ３２と、サンギヤ３１に噛合すると共にリングギヤ３２に噛合する複数のピニオンギヤ３３と、複数のピニオンギヤ３３を自転かつ公転自在に保持するキャリア３４とを備え、サンギヤ３１とリングギヤ３２とキャリア３４とを回転要素として差動作用を行なう遊星歯車機構として構成されている。動力分配統合機構３０は、キャリア３４にはエンジン２２のクランクシャフト２６が、サンギヤ３１にはモータＭＧ１が、リングギヤ３２にはリングギヤ軸３２ａを介して減速ギヤ３５がそれぞれ連結されており、モータＭＧ１が発電機として機能するときにはキャリア３４から入力されるエンジン２２からの動力をサンギヤ３１側とリングギヤ３２側にそのギヤ比に応じて分配し、モータＭＧ１が電動機として機能するときにはキャリア３４から入力されるエンジン２２からの動力とサンギヤ３１から入力されるモータＭＧ１からの動力を統合してリングギヤ３２側に出力する。リングギヤ３２に出力された動力は、リングギヤ軸３２ａからギヤ機構６０およびデファレンシャルギヤ６２を介して、最終的には車両の駆動輪６３ａ，６３ｂに出力される。

モータＭＧ１およびモータＭＧ２は、いずれも発電機として駆動することができると共に電動機として駆動できる周知の同期発電電動機として構成されており、インバータ４１，４２を介してバッテリ５０と電力のやりとりを行なう。インバータ４１，４２とバッテリ５０とを接続する電力ライン５４は、各インバータ４１，４２が共用する正極母線および負極母線として構成されており、モータＭＧ１，ＭＧ２のいずれかで発電される電力を他のモータで消費することができるようになっている。したがって、バッテリ５０は、モータＭＧ１，ＭＧ２のいずれかから生じた電力や不足する電力により充放電されることになる。なお、モータＭＧ１，ＭＧ２により電力収支のバランスをとるものとすれば、バッテリ５０は充放電されない。モータＭＧ１，ＭＧ２は、いずれもモータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵという）４０により駆動制御されている。モータＥＣＵ４０には、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するために必要な信号、例えばモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ４３，４４からの信号や図示しない電流センサにより検出されるモータＭＧ１，ＭＧ２に印加される相電流などが入力されており、モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２へのスイッチング制御信号が出力されている。モータＥＣＵ４０は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によってモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御すると共に必要に応じてモータＭＧ１，ＭＧ２の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。なお、モータＥＣＵ４０は、回転位置検出センサ４３，４４からの信号に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２も演算している。

バッテリ装置５０は、図２に示すように、二次電池として構成された複数のセルを直列接続してなるｎ個の高圧の電池モジュールＣ１〜Ｃｎを並列接続したものであり、バッテリ用電子制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵという）５２によって管理されている。バッテリＥＣＵ５２には、バッテリ装置５０を管理するのに必要な信号、例えば，電池モジュールＣ１〜Ｃｎの各端子間のそれぞれに設置された電圧センサＶ１〜Ｖｎからの端子間電圧Ｖｂ１〜Ｖｂｎ，電池モジュールＣ１〜Ｃｎの各出力端子に接続されたリード線に取り付けられた電流センサＡ１〜Ａｎからの充放電電流Ｉｂ１〜Ｉｂｎ，バッテリ装置５０に取り付けられた温度センサ５１からの電池温度Ｔｂなどが入力されており、必要に応じてバッテリ装置５０の状態に関するデータを通信によりハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。また、バッテリＥＣＵ５２は、バッテリ装置５０を管理するために残容量（ＳＯＣ）を演算したりバッテリ５０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を演算すると共に電池モジュールＣ１〜Ｃｎの状態を個別に監視（異常を判定）している。図３は、バッテリＥＣＵ５２により実行される異常判定ルーチンの一例を示すフローチャートであり、図４は、入出力制限設定ルーチンの一例を示すフローチャートである。まず、図３の異常判定ルーチンについて説明する。

異常判定ルーチンでは、バッテリＥＣＵ５２は、まず、電流センサＡ１〜Ａｎからの充放電電流Ｉｂ１〜Ｉｂｎや電圧センサＶ１〜Ｖｎからの端子間電圧Ｖｂ１〜Ｖｂｎ，バッテリ装置５０に要求される電力としての充放電要求パワーＰｂ*などの処理に必要なデータを入力し（ステップＳ１００）、電池モジュールＣ１〜Ｃｎを識別するための電池番号ｊを値１に設定する（ステップＳ１１０）。ここで、充放電要求パワーＰｂ＊は、バッテリ装置５０の現在の残容量ＳＯＣに基づいて設定されたものを入力するものとした。続いて、入力した充放電要求パワーＰｂ＊がバッテリ装置５０の放電を示す正の所定パワーＰ１よりも大きいか否か（ステップＳ１２０）、充放電要求パワーＰｂ＊がバッテリ装置５０の充電を示す負の所定パワーＰ２よりも小さいか否か（ステップＳ１３０）をそれぞれ判定する。充放電要求パワーＰｂ＊が所定パワーＰ１よりも大きいときには、各電池モジュールＣ１〜Ｃｎのうち電池番号ｊの電池モジュールＣ[ｊ]の端子間電圧Ｖｂ［ｊ］が他のすべての電池モジュールＣ［ｋ］（ｋは１〜ｎ、但しｋ≠ｊ）の端子間電圧Ｖｂ［ｋ］よりも大きいか否か即ち端子間電圧Ｖｂ［ｊ］が最も大きい電圧か否かを判定する（ステップＳ１４０）。端子間電圧Ｖｂ［ｊ］が最も大きい電圧でないときには、電池番号ｊを値１だけインクリメントし（ステップＳ１９０）、電池番号ｊが電池モジュールＣ１〜Ｃｎの個数である値ｎ以下のときには（ステップＳ１９５）、ステップＳ１２０に戻って処理を繰り返す。ステップＳ１４０で電池番号ｊの電池モジュールＣ[ｊ]の端子間電圧Ｖｂ［ｊ］が最も大きい電圧と判定されると、この端子間電圧Ｖｂ［ｊ］と他の電池モジュールＣ［ｋ］の端子間電圧Ｖｂ［ｋ］との電圧差が所定差αを上回っているか否か即ち最も大きい端子間電圧Ｖｂ［ｊ」と次に高い端子間電圧との電圧差が所定差αを上回っているか否かを判定し（ステップＳ１５０）、電圧差が所定差αよりも大きいときには入力した電池番号ｊの電池モジュールＣ［ｊ］を流れる充放電電流Ｉｂ［ｊ］の絶対値が値０とみなせる所定値β未満か否かを判定し（ステップＳ１８０）、充放電電流Ｉｂ［ｊ］の絶対値が所定値β以上のときには電池モジュールＣ［ｊ］は正常と判定し、充放電電流Ｉｂ［ｊ］の絶対値が所定値β未満のときには電池番号ｊの電池モジュールＣ［ｊ］はリード線が断線していると判定して（ステップＳ１８５）、本ルーチンを終了する。前述したように、各電池モジュールＣ１〜Ｃｎは並列接続されているから、バッテリ装置５０を放電するときには各電池モジュールＣ１〜Ｃｎのうち端子間電圧Ｖｂが最も大きい電池モジュールから順次放電され、各電池モジュールＣ１〜Ｃｎの端子間電圧Ｖｂ１〜Ｖｂｎは平衡化される。したがって、バッテリ装置５０として放電している場合、電池モジュールＣ［ｊ］のリード線が断線していないときには、最も大きい端子間電圧Ｖｂ［ｊ］の電池モジュールＣ［ｊ］は放電しているはずであるから、充放電電流Ｉｂ［ｊ］は所定値βを超え、電池モジュールＣ［ｊ］のリード線が断線しているときには充放電電流Ｉｂ［ｊ］は略値０となり所定値β以下となる。実施例では、このようにしてバッテリ装置５０の放電時に電池モジュールＣ［ｊ］のリード線に断線が生じていないかを判定しているのである。なお、所定差αは、予め定めた一定値としたり、充放電要求パワーＰｂ＊に応じて可変たとえば充放電要求パワーＰｂ＊が大きいほど小さくなるよう定めるものとしてもよい。

ステップＳ１３０で充放電要求パワーＰｂ＊がバッテリ装置５０の充電を示す所定パワーＰ２未満と判定されると、各電池モジュールＣ１〜Ｃｎのうち電池番号ｊの電池モジュールＣ[ｊ]の端子間電圧Ｖｂ［ｊ］が他のすべての電池モジュールＣ［ｋ］（ｋは１〜ｎ、但しｋ≠ｊ）の端子間電圧Ｖｂ［ｋ］よりも小さいか否か即ち端子間電圧Ｖｂ［ｊ］が最も小さい電圧であるか否かを判定する（ステップＳ１６０）。端子間電圧Ｖｂ［ｊ］が最も小さい電圧でないときには、電池番号ｊを値１だけインクリメントし（ステップＳ１９０）、電池番号ｊが電池モジュールＣ１〜Ｃｎの個数である値ｎ以下のときには（ステップＳ１９５）、ステップＳ１２０に戻って処理を繰り返す。ステップＳ１６０で電池番号ｊの電池モジュールＣ[ｊ]の端子間電圧Ｖｂ［ｊ］が最も小さい電圧と判定されると、この端子間電圧Ｖｂ［ｊ］と他の電池モジュールＣ［ｋ］の端子間電圧Ｖｂ［ｋ］との電圧差が所定差−αを下回っているか否か即ち最も小さい端子間電圧Ｖｂ［ｊ］と次に低い端子間電圧との電圧差が所定差−αを下回っているか否かを判定し（ステップＳ１７０）、電圧差が所定差−αよりも小さいときには入力した電池番号ｊの電池モジュールＣ［ｊ］を流れる充放電電流Ｉｂ［ｊ］の絶対値が値０とみなせる所定値β未満か否かを判定し（ステップＳ１８０）、充放電電流Ｉｂ［ｊ］の絶対値が所定値β以上のときには電池モジュールＣ［ｊ］は正常と判定し、充放電電流Ｉｂ［ｊ］の絶対値が所定値β未満のときには電池番号ｊの電池モジュールＣ［ｊ］はリード線が断線していると判定して（ステップＳ１８５）、本ルーチンを終了する。バッテリ装置５０を充電するときには各電池モジュールＣ１〜Ｃｎのうち端子間電圧Ｖｂが最も小さい電池モジュールから順次充電され、各電池モジュールＣ１〜Ｃｎの端子間電圧Ｖｂ１〜Ｖｂｎは平衡化される。したがって、バッテリ装置５０として充電している場合、電池モジュールＣ［ｊ］のリード線が断線していないときには、最も小さい端子間電圧Ｖｂ［ｊ］の電池モジュールＣ［ｊ］は充電しているはずであるから、充放電電流Ｉｂ［ｊ］の絶対値は所定値βを超え、電池モジュールＣ［ｊ］のリード線が断線しているときには充放電電流Ｉｂ［ｊ］の絶対値は略値０となり所定値β以下となる。実施例では、このようにしてバッテリ装置５０の充電時に電池モジュールＣ［ｊ］のリード線に断線が生じていないかを判定しているのである。

次に、図４の入出力制限設定ルーチンについて説明する。入出力制限設定ルーチンが実行されると、まず、各電池モジュールＣ１〜Ｃｎの残容量ＳＯＣ１〜ＳＯＣｎや温度センサ５１からの電池温度Ｔｂ，端子間電圧Ｖｂ１〜Ｖｂｎなどのデータを入力し（ステップＳ２００）、電池番号ｊを値１に設定する（ステップＳ２１０）。続いて、前述した図３の異常判定ルーチンの判定結果により電池番号ｊの電池モジュールＣ［ｊ］が正常であるときには（ステップＳ２２０）、電池モジュールＣ［ｊ］の残容量ＳＯＣ［ｊ］を積算することにより積算値ΔＳＯＣを計算し（ステップＳ２３０）、電池モジュールＣ［ｊ］の残容量ＳＯＣ［ｊ］と電池温度Ｔｂとに基づいて入出力制限Ｗｉｎ［ｊ］，Ｗｏｕｔ［ｊ］を設定する（ステップＳ２４０）。ここで、入出力制限Ｗｉｎ［ｊ］，Ｗｏｕｔ［ｊ］は、例えば、電池温度Ｔｂに基づいて入出力制限Ｗｉｎ［ｊ］，Ｗｏｕｔ［ｊ］の基本値を設定し、電池モジュールＣ［ｊ］の残容量ＳＯＣ［ｊ］に基づいて出力制限用補正係数と入力制限用補正係数とを設定し、設定した入出力制限Ｗｉｎ［ｊ］，Ｗｏｕｔ［ｊ］の基本値に補正係数を乗じることにより設定することができる。図５に電池温度Ｔｂと入出力制限Ｗｉｎ［ｊ］，Ｗｏｕｔ［ｊ］との関係の一例を示し、図６にバッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）と入出力制限Ｗｉｎ［ｊ］，Ｗｏｕｔ［ｊ］の補正係数との関係の一例を示す。電池モジュールＣ［ｊ］の入出力制限Ｗｉｎ［ｊ］，Ｗｏｕｔ［ｊ］を設定すると、電池モジュールＣ[ｊ]の端子間電圧Ｖｂ［ｊ］が他のすべての電池モジュールＣ［ｋ］（ｋは１〜ｎ、但しｋ≠ｊ）の端子間電圧Ｖｂ［ｋ］よりも大きいか否か即ち最大か否か（ステップＳ２５０）、他のすべての電池モジュールＣ［ｋ］の端子間電圧Ｖｂ［ｋ］よりも小さいか否か即ち最小か否か（ステップＳ２６０）をそれぞれ判定し、端子間電圧Ｖｂ［ｊ］が最大のときには設定した電池モジュールＣ［ｊ］の出力制限Ｗｏｕｔ［ｊ］をバッテリ装置５０の出力制限Ｗｏｕｔとして設定し（ステップＳ２７０）、端子間電圧Ｖｂ［ｊ］が最小のときには設定した電池モジュールＣ［ｊ］の入力制限Ｗｉｎ［ｊ］をバッテリ装置５０の入力制限Ｗｉｎとして設定し（ステップＳ２８０）、端子間電圧Ｖｂ［ｊ］が最大でも最小でもないときには次の処理に進む。ステップＳ２２０で電池モジュールＣ［ｊ］が正常でないと判定されたときには初期値が値０に設定されている異常カウンタＮを値１だけインクリメントする（ステップＳ３２０）。そして、電池番号ｊを値１だけインクリメントし（ステップＳ２９０）、電池番号ｊが電池モジュールＣ１〜Ｃｎの個数である値ｎ以下のときにはステップＳ２２０に戻って処理を繰り返す。ステップＳ３００で電池番号ｊが値ｎを超えると、電池モジュールＣ１〜Ｃｎのうち正常なものの残容量を積算した積算値ΔＳＯＣを電池モジュールＣ１〜Ｃｎの個数ｎから異常カウンタＮを減じたもの（ｎ−Ｎ）で割ることにより正常な電池モジュールの残容量の平均値としてバッテリ装置５０の残容量ＳＯＣを設定して（ステップＳ３１０）、本ルーチンを終了する。以上、バッテリＥＣＵ５２によるバッテリ装置５０の管理について説明した。

ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、ＣＰＵ７２を中心とするマイクロプロセッサ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と、データを一時的に記憶するＲＡＭ７６と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。ハイブリッド用電子制御ユニット７０には、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。また、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からは、システムメインリレー５６への駆動信号や昇圧回路５５のスイッチング素子へのスイッチング制御信号などが出力ポートを介して出力されている。ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、前述したように、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と通信ポートを介して接続されており、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。

こうして構成された実施例の自動車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としてのリングギヤ軸３２ａ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リングギヤ軸３２ａ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３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによってトルク変換されてリングギヤ軸３２ａ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バッテリ装置５０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バッテリ装置５０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３０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リングギヤ軸３２ａ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リングギヤ軸３２ａ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自動車２０の動作について説明する。図７は実施例のハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される駆動制御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、所定時間毎（例えば数ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。

駆動制御ルーチンが実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット７０のＣＰＵ７２は、まず、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や車速センサ８８からの車速Ｖ，エンジン２２の回転数Ｎｅ，モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２，バッテリ装置５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔ，残容量ＳＯＣなど制御に必要なデータを入力する処理を実行する（ステップＳ４００）。ここで、エンジン２２の回転数Ｎｅはクランクポジションセンサからの信号に基づいて演算されたものをエンジンＥＣＵ２４から通信により入力するものとした。また、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２は、回転位置検出センサ４３，４４により検出されたモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置に基づいて演算されたものをモータＥＣＵ４０から通信により入力するものとした。さらに、バッテリ装置５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、バッテリＥＣＵ５２により図５に例示する入出力制限設定ルーチンの実行に伴って設定されたものをバッテリＥＣＵ５２から通信により入力するものとした。

こうしてデータを入力すると、入力したアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて車両に要求されるトルクとして駆動輪６３ａ，６３ｂに連結された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求トルクＴｒ＊とエンジン２２に要求される要求パワーＰｅ＊とを設定する（ステップＳ４１０）。要求トルクＴｒ＊は、実施例では、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖと要求トルクＴｒ＊との関係を予め定めて要求トルク設定用マップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとが与えられると記憶したマップから対応する要求トルクＴｒ＊を導出して設定するものとした。図８に要求トルク設定用マップの一例を示す。要求パワーＰｅ＊は、設定した要求トルクＴｒ＊にリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒを乗じたものとバッテリ装置５０が要求する充放電要求パワーＰｂ＊とロスＬｏｓｓとの和として計算することができる。なお、リングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒは、車速Ｖに換算係数ｋを乗じること（Ｎｒ＝ｋ・Ｖ）によって求めたり、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで割ること（Ｎｒ＝Ｎｍ２／Ｇｒ）によって求めることができる。

続いて、エンジン２２が運転中であるか否かを判定し（ステップＳ４２０）、エンジン２２が運転中のときには設定した要求パワーＰｅ＊がエンジン２２を運転停止するための閾値Ｐｓｔｏｐ未満か否かを判定する（ステップＳ４３０）。ここで、閾値Ｐｓｔｏｐとしては、エンジン２２を比較的効率よく運転することができるパワー領域の下限値近傍の値を用いたり、モータＭＧ２から出力できるパワーの上限値近傍の値を用いたりすることができる。

要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｓｔｏｐ以上のときには、エンジン２２の運転を継続すると判断し、エンジン２２の設定した要求パワーＰｅ＊に基づいてエンジン２２を運転すべき運転ポイントとしての目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する（ステップＳ４５０）。この設定は、エンジン２２を効率よく動作させる動作ラインと要求パワーＰｅ＊とに基づいて行なわれる。エンジン２２の動作ラインの一例と目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する様子を図９に示す。図示するように、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊は、動作ラインと要求パワーＰｅ＊（Ｎｅ＊×Ｔｅ＊）が一定の曲線との交点により求めることができる。

次に、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊とモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２と動力分配統合機構３０のギヤ比ρとを用いて次式（１）によりモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊を計算すると共に計算した目標回転数Ｎｍ１＊と入力したモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１とに基づいて式（２）によりモータＭＧ１から出力すべきトルクの仮の値である仮トルクＴｍ１ｔｍｐを計算する（ステップＳ４６０）。ここで、式（１）は、動力分配統合機構３０の回転要素に対する力学的な関係式である。エンジン２２からパワーを出力している状態で走行しているときの動力分配統合機構３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図を図１０に示す。式（１）は、この共線図を用いれば容易に導くことができる。なお、図中、Ｒ軸上の２つの太線矢印は、モータＭＧ１から出力されたトルクＴｍ１がリングギヤ軸３２ａに作用するトルクと、モータＭＧ２から出力されるトルクＴｍ２が減速ギヤ３５を介してリングギヤ軸３２ａに作用するトルクとを示す。また、式（２）は、モータＭＧ１を目標回転数Ｎｍ１＊で回転させるためのフィードバック制御における関係式であり、式（２）中、右辺第２項の「ｋ１」は比例項のゲインであり、右辺第３項の「ｋ２」は積分項のゲインである。

Nm1*=Ne*・(1+ρ)/ρ-Nm2/ρ (1)
Tm1tmp=ρ・Te*/(1+ρ)+k1(Nm1*-Nm1)+k2∫(Nm1*-Nm1)dt (2)

続いて、式（３）および式（４）を共に満たす仮トルクＴｍ１ｔｍｐの上下限としてのトルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘを設定すると共に（ステップＳ４７０）、設定した仮トルクＴｍ１ｔｍｐを式（５）によりトルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘで制限してモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定する（ステップ４８０）。ここで、式（４）はモータＭＧ１やモータＭＧ２によりリングギヤ軸３２ａに出力されるトルクの総和が値０から要求トルクＴｒ＊までの範囲内となる関係であり、式（５）はモータＭＧ１とモータＭＧ２とにより入出力される電力の総和が入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内となる関係である。トルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘの一例を図１１に示す。トルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘは、図中斜線で示した領域内のトルク指令Ｔｍ１＊の最大値と最小値として求めることができる。

0≦−Tm1/ρ＋Tm2・Gr≦Tr* (3)
Win≦Tm1・Nm1＋Tm2・Nm2≦Wout (4)
Tm1*=max(min(Tm1tmp,Tm1max),Tm1min) (5)

そして、要求トルクＴｒ＊に仮トルクＴｍ１ｔｍｐを動力分配統合機構３０のギヤ比ρで除したものを加えてモータＭＧ２から出力すべきトルクの仮の値である仮トルクＴｍ２ｔｍｐを次式（６）により計算し（ステップＳ４９０）、バッテリ装置５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔと設定したトルク指令Ｔｍ１＊に現在のモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１を乗じて得られるモータＭＧ１の消費電力（発電電力）との偏差をモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２で割ることによりモータＭＧ２から出力してもよいトルクの上下限としてのトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘを次式（７）および式（８）により計算すると共に（ステップＳ５００）、設定した仮トルクＴｍ２ｔｍｐを式（９）によりトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘで制限してモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定する（ステップＳ５１０）。ここで、式（６）は、図１０の共線図から容易に導くことができる。

Tm2tmp=(Tr*+Tm1tmp/ρ)/Gr (6)
Tm2min=(Win-Tm1*・Nm1)/Nm2 (7)
Tm2max=(Wout-Tm1*・Nm1)/Nm2 (8)
Tm2*=max(min(Tm2tmp,Tm2max),Tm2min) (9)

こうしてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊，モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定すると、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊についてはエンジンＥＣＵ２４に、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊についてはモータＥＣＵ４０にそれぞれ送信し（ステップＳ５２０）、駆動制御ルーチンを終了する。目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを受信したエンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２が目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とによって示される運転ポイントで運転されるようにエンジン２２における吸入空気量制御や燃料噴射制御，点火制御などの制御を行なう。また、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ４０は、トルク指令Ｔｍ１＊でモータＭＧ１が駆動されると共にトルク指令Ｔｍ２＊でモータＭＧ２が駆動されるようインバータ４１，４２のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。こうした制御により、バッテリ装置５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内でエンジン２２を効率よく運転して駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに要求トルクＴｒ＊を出力して走行することができる。

ステップＳ４３０で要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｓｔｏｐ未満であると判定されたときには、残容量ＳＯＣと閾値Ｓｒｅｆとを比較し（ステップＳ１４０）、残容量ＳＯＣが閾値Ｓｒｅｆ未満のときには、バッテリ装置５０の残容量ＳＯＣはモータＭＧ２からの動力だけで走行するのに十分な量ではなく、エンジン２２を停止すべきでないと判断し、上述したステップＳ４５０〜Ｓ５２０の処理を実行する。前述したように、バッテリ装置５０の残容量ＳＯＣは、バッテリ装置５０を構成するｎ個の電池モジュールＣ１〜Ｃｎのいずれかがリード線の断線などにより故障したときには、正常な電池モジュールの各残容量だけに基づいてこれらの平均値として求めるから、こうした故障が生じたときでも正常な電池モジュールに過充電や過放電が生じるなどの二次的影響を与えるのを抑制することができる。

一方、ステップＳ４３０で要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｓｔｏｐ未満であると判定され、且つ、ステップＳ４４０で残容量ＳＯＣが閾値Ｓｒｅｆ未満と判定されたときには、エンジン２２の運転を停止すべきと判断し、燃料噴射制御や点火制御を停止してエンジン２２の運転を停止する制御信号をエンジンＥＣＵ２４に送信してエンジン２２を停止すると共に（ステップＳ５３０）、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に値０を設定する（ステップＳ５４０）。そして、要求トルクＴｒ＊を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで除したものをモータＭＧ２から出力すべきトルクの仮の値である仮トルクＴｍ２ｔｍｐとして設定し（ステップＳ５５０）、値０のトルク指令Ｔｍ１＊を上述の式（７）および式（８）に代入してモータＭＧ２のトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘを計算すると共に（ステップＳ５６０）、仮トルクＴｍ２ｔｍｐを式（９）によりトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘで制限してモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定し（ステップＳ５７０）、設定したトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信して（ステップＳ５８０）、本ルーチンを終了する。こうした制御により、エンジン２２の運転を停止し、モータＭＧ２からバッテリ装置５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに要求トルクＴｒ＊を出力して走行することができる。ここで、入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、ｎ個の電池モジュールＣ１〜Ｃｎのうち正常に機能する電池モジュールの各入力制限の最小値と各出力制限の最大値を用いて設定するから、正常な電池モジュールに過大な電力による充電や放電は生じない。

ステップＳ４２０でエンジン２２が運転中ではない、即ちエンジン２２が運転停止されていると判定されると、エンジン２２の始動中か否か（ステップＳ５９０）、残容量ＳＯＣが閾値Ｓｒｅｆ以上であるか否か（ステップＳ６００）、要求パワーＰｅ＊がエンジン２２を始動するための閾値Ｐｓｔａｒｔ以上であるか否か（ステップＳ６１０）、を判定する。ここで、閾値Ｐｓｔａｒｔとしては、エンジン２２を比較的効率よく運転することができるパワー領域の下限値近傍の値を用いたり、モータＭＧ２から出力できるパワーの上限値近傍の値を用いたりすることができるが、頻繁なエンジン２２の運転停止と始動とが生じないように上述したエンジン２２を運転停止するための閾値Ｐｓｔｏｐより大きな値を用いるのが好ましい。エンジン２２の始動中ではなく、残容量ＳＯＣが閾値Ｓｒｅｒｆ以上であり、要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｓｔａｒｔ未満のときには、エンジン２２の運転停止状態を継続すべきと判断し、上述したステップＳ５４０〜Ｓ５８０の処理を実行する。

ステップＳ４２０でエンジン２２が運転停止されていると判定され、ステップＳ５９０でエンジン２２の始動中ではないと判定され、ステップＳ６００で残容量ＳＯＣが閾値Ｓｒｅｆ未満と判定されたときや、ステップＳ６００で残容量ＳＯＣが閾値Ｓｒｅｆ以上と判定されたときでもステップＳ６１０で要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｓｔａｒｔ以上と判定されたときには、エンジン２２を始動すべきと判断し、始動時のトルクマップとエンジン２２の始動開始からの経過時間ｔとに基づいてモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定する（ステップＳ６２０）。エンジン２２の始動時にモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に設定するトルクマップの一例とエンジン２２の回転数Ｎｅの変化の様子の一例とを図１２に示す。モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定すると、要求トルクＴｒ＊にモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を動力分配統合機構３０のギヤ比ρで除したものを加えてモータＭＧ２から出力すべきトルクの仮の値である仮トルクＴｍ２ｔｍｐを次式（１０）により計算し（ステップＳ６３０）、上述した式（７）および式（８）を用いてモータＭＧ２のトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘを計算すると共に（ステップＳ６４０）、仮トルクＴｍ２ｔｍｐを上述の式（９）によりトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘで制限してモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定し（ステップＳ６５０）、設定したトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信する（ステップＳ６６０）。

Tm2tmp=(Tr*+Tm1*/ρ)/Gr (10)

そして、エンジン２２の回転数Ｎｅが燃料噴射制御や点火制御を開始する回転数Ｎｒｅｆ以上に至っているか否かを判定する（ステップＳ６７０）。いま、エンジン２２の始動開始時を考えているから、エンジン２２の回転数Ｎｅは小さく、回転数Ｎｒｅｆには至っていない。このため、この判定では否定的な結論がなされ、燃料噴射制御や点火制御が開始されることなく本ルーチンを終了する。

エンジン２２の始動が開始されると、ステップＳ５９０ではエンジン２２の始動中であると判定されるから、上述したステップＳ６２０からＳ６７０の処理が実行され、エンジン２２の回転数Ｎｅが燃料噴射制御や点火制御を開始する回転数Ｎｒｅｆ以上に至るのを待って（ステップＳ６７０）、燃料噴射制御と点火制御とが開始されるよう制御信号をエンジンＥＣＵ２４に送信する（ステップＳ６８０）。こうした制御により、停止しているエンジン２２を始動しながらモータＭＧ２からバッテリ装置５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに要求トルクＴｒ＊を出力して走行することができる。エンジン２２をモータリングしている状態で走行しているときの動力分配統合機構３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図の一例を図１３に示す。

以上説明した実施例の自動車２０によれば、ｎ個の電池モジュールＣ１〜Ｃｎが並列接続されたバッテリ装置５０の充放電要求パワーＰｂ＊が正の所定パワーＰ１よりも大きいときには、各電池モジュールＣ１〜Ｃｎのうち端子間電圧が最も大きい電池モジュールと次に端子間電圧が大きい電池モジュールとの電圧差を計算し、計算した電圧差が所定差αを上回っている状態で端子間電圧が最も大きい電池モジュールの充放電電流の絶対値が略値０のときに、その電池モジュールの出力端子に接続されたリード線に断線が生じていると判定するから、バッテリ装置５０の放電時にこうした異常をより正確に判定することができる。また、バッテリ装置５０の充放電要求パワーＰｂ＊が負の所定パワーＰ２よりも小さいときには、各電池モジュールＣ１〜Ｃｎのうち端子間電圧が最も小さい電池モジュールと次に端子間電圧が小さい電圧モジュールとの電圧差を計算し、計算した電圧差が所定差−αを下回っている状態で端子間電圧が最も小さい電池モジュールの充放電電流の絶対値が略値０のときに、その電池モジュールの出力端子に接続されたリード線に断線が生じていると判定するから、バッテリ装置５０の充電時にこうした異常をより正確に判定することができる。しかも、バッテリ装置５０の残容量ＳＯＣを、ｎ個の電池モジュールＣ１〜Ｃｎのいずれかが正常に機能しないときには、正常に機能する電池モジュールの各残容量だけに基づいてこれらの平均値として求めるから、正常な電池モジュールに過充電や過放電が生じるなどの二次的影響を与えるのを抑制することができる。さらに、入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔに、ｎ個の電池モジュールＣ１〜Ｃｎのうち正常に機能しない電池モジュールを除いた正常に機能する電池モジュールのうち端子間電圧が最も小さい電池モジュールに設定された入力制限を設定すると共に正常に機能する電池モジュールのうち端子間電圧が最も大きい電池モジュールに設定された出力制限を設定するから、正常な電池モジュールに過大な電力による充電や放電が生じるのを抑制することができる。

実施例の自動車２０では、バッテリ装置５０の充放電要求パワーＰｂ＊が正の所定パワーＰ１よりも大きいときと、充放電要求パワーＰｂ＊が負の所定パワーＰ２よりも小さいときの両方でｎ個の電池モジュールＣ１〜Ｃｎに異常（断線）が生じているか否かを判定するものとしたが、いずれか一方だけの判定を行なうものとしてもよい。

実施例の自動車２０では、ｎ個の電池モジュールＣ１〜Ｃｎを並列接続してバッテリ装置５０を構成するものとしたが、ｎは２以上であればいくつであっても構わない。２個の電池モジュールＣ１，Ｃ２を並列接続してバッテリ装置を構成した場合、充放電要求パワーＰｂ＊が負の所定パワーＰ２以上で正の所定パワーＰ１以下であっても電池モジュールＣ１，Ｃ２のいずれかのリード線に断線が生じているか否かを判定することができる。具体的には、２個の電池モジュールＣ１，Ｃ２の端子間電圧の電圧差を計算し、計算した電圧差が所定差αよりも大きい場合に、電池モジュールＣ１，Ｃ２のいずれかの充放電電流が略値０であれば、いずれかに断線が生じていると判定することができる。この場合、バッテリ装置の入力制限Ｗｉｎとしては、電池モジュールＣ１，Ｃ２の各入力制限Ｗｉｎ１，Ｗｉｎ２のうち大きい方（絶対値が小さい方）を設定し、出力制限Ｗｉｎとしては、電池モジュールＣ１，Ｃ２の各出力制限Ｗｏｕｔ１，Ｗｏｕｔ２のうち小さい方を設定することができる。

実施例の自動車２０では、上述した式（３），（４）を満たす範囲内でモータＭＧ１の仮トルクＴｍ１ｔｍｐを制限するトルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘを求めてモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定すると共に式（７），（８）によりトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘを求めてモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定したが、式（３），（４）を満たす範囲内によるトルク制限Ｔｍ１ｍｉｎ，Ｔｍ１ｍａｘの制限を受けることなくモータトルクＴｍ１ｔｍｐをそのままモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊として設定すると共にこのトルク指令Ｔｍ１＊を用いて式（７），（８）によりトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘを求めてモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定するものとしても構わない。

実施例の自動車２０では、減速ギヤ３５を介して駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａにモータＭＧ２を取り付けるものとしたが、リングギヤ軸３２ａにモータＭＧ２を直接取り付けるものとしてもよいし、減速ギヤ３５に代えて２段変速や３段変速，４段変速などの変速機を介してリングギヤ軸３２ａにモータＭＧ２を取り付けるものとしても構わない。

実施例の自動車２０では、モータＭＧ２の動力を減速ギヤ３５により変速してリングギヤ軸３２ａに出力するものとしたが、図１４の変形例の自動車１２０に例示するように、モータＭＧ２の動力をリングギヤ軸３２ａが接続された車軸（駆動輪６３ａ，６３ｂが接続された車軸）とは異なる車軸（図１４における車輪６４ａ，６４ｂに接続された車軸）に接続するものとしてもよい。

実施例の自動車２０では、ハイブリッド自動車に適用して説明したが、走行用の動力源としてモータのみを搭載する電気自動車に適用するものとしてもよい。

ここで、実施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、モータＭＧ２が「電動機」に相当し、バッテリ装置５０が「蓄電手段」に相当し、バッテリ装置５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを設定する図４の入出力制限設定ルーチンを実行するバッテリＥＣＵ５２と入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに要求トルクＴｒ＊が出力されるようモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定してモータＥＣＵ４０に送信する図７の駆動制御ルーチンを実行するハイブリッド用電子制御ユニット７０と受信したトルク指令Ｔｍ２＊に基づいてモータＭＧ２を制御するモータＥＣＵ４０とが「制御手段」に相当し、ｎ個の電池モジュールＣ１〜Ｃｎの各端子間電圧Ｖｂ１〜Ｖｂｎを検出するｎ個の電圧センサＶ１〜Ｖｎが「電圧検出手段」に相当し、ｎ個の電池モジュールＣ１〜Ｃｎの出力端子に接続されたリード線に取り付けられたｎ個の電流センサＡ１〜Ａｎが「電流検出手段」に相当し、充放電要求パワーＰｂ＊が正の所定パワーＰ１よりも大きいときには各電池モジュールＣ１〜Ｃｎのうち端子間電圧が最も大きい電池モジュールと次に端子間電圧が大きい電池モジュールとの電圧差を計算し計算した電圧差が所定差αを上回っている状態で端子間電圧が最も大きい電池モジュールの充放電電流の絶対値が略値０のときにその電池モジュールの出力端子に接続されたリード線に断線が生じていると判定し、充放電要求パワーＰｂ＊が負の所定パワーＰ２よりも小さいときには各電池モジュールＣ１〜Ｃｎのうち端子間電圧が最も小さい電池モジュールと次に端子間電圧が小さい電圧モジュールとの電圧差を計算し計算した電圧差が所定差−αを下回っている状態で端子間電圧が最も小さい電池モジュールの充放電電流の絶対値が略値０のときにその電池モジュールの出力端子に接続されたリード線に断線が生じていると判定する図３の異常判定ルーチンを実行するバッテリＥＣＵ５２が「異常判定手段」に相当する。

ここで、「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、車軸に動力を入出力可能なものであれば如何なるタイプの電動機であっても構わない。「制御手段」としては、ハイブリッド用電子制御ユニット７０とモータＥＣＵ４０とバッテリＥＣＵ５２とからなる組み合わせに限定されるものではなく単一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。なお、実施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。

以上、本発明を実施するための最良の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

本発明は、車両の製造産業などに利用可能である。

２０，１２０ 自動車、２２ エンジン、２４ エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、２６ クランクシャフト、２８ ダンパ、３０ 動力分配統合機構、３１ サンギヤ、３２ リングギヤ、３２ａ リングギヤ軸、３３ ピニオンギヤ、３４ キャリア、３５，減速ギヤ、４０ モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、４１，４２ インバータ、４３，４４ 回転位置検出センサ、５０ バッテリ装置、５１ 温度センサ、５２ バッテリ用電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）、５４ 電力ライン、５５ 昇圧回路、５６ システムメインリレー、６０ ギヤ機構、６２ デファレンシャルギヤ、６３ａ，６３ｂ 駆動輪、６４ａ，６４ｂ 車輪、７０ ハイブリッド用電子制御ユニット、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、ＭＧ１，ＭＧ２ モータ、Ｃ１〜Ｃｎ 電池モジュール、Ｖ１〜Ｖｎ 電圧センサ、Ａ１〜Ａｎ 電流センサ。

Claims (9)

1. 駆動軸に動力を出力する動力出力装置であって、
   前記駆動軸に動力を出力可能な電動機と、
   前記電動機に対して並列に接続された複数の電池モジュールからなる蓄電手段と、
   要求動力に基づく動力が出力されるよう前記電動機を制御する制御手段と、
   前記複数の電池モジュールの各々の端子間電圧を検出する電圧検出手段と、
   前記複数の電池モジュールの各々を流れる電流を検出する電流検出手段と、
   前記蓄電手段の放電を伴って前記電動機が駆動されるときには、前記複数の電池モジュールのうち前記電圧検出手段により検出された端子間電圧が最大の電池モジュールが他のいずれの電池モジュールに対しても所定差よりも大きな電位差を生じており且つ前記電流検出手段により前記端子間電圧が最大の電池モジュールの非通電状態が検出されたときに該電池モジュールに異常が生じていると判定する異常判定手段と
   を備える動力出力装置。
2. 請求項１記載の動力出力装置であって、
   前記制御手段は、前記異常判定手段により異常が判定されなかったときには前記複数の電池モジュールの状態に基づいて前記蓄電手段から出力してもよい最大電力としての出力制限を設定し、前記異常判定手段により前記複数の電池モジュールのうちいずれかに異常が生じていると判定されたときには正常な電池モジュールの状態に基づいて前記出力制限を設定し、該設定した出力制限の範囲内で前記要求動力に基づく動力が出力されるよう前記電動機を制御する手段である
   動力出力装置。
3. 請求項２記載の動力出力装置であって、
   前記制御手段は、前記異常判定手段により異常が判定されなかったときには該複数の電池モジュールのうち前記電圧検出手段により検出された端子間電圧が最大の電池モジュールの状態に基づいて前記出力制限を設定し、前記異常判定手段により前記複数の電池モジュールのうちのいずれかに異常が生じていると判定されたときには正常な電池モジュールのうち前記電圧検出手段により検出された端子間電圧が最大の電池モジュールの状態に基づいて前記出力制限を設定する手段である
   動力出力装置。
4. 間欠運転が可能な内燃機関を備える請求項１ないし３いずれか１項に記載の動力出力装置であって、
   前記制御手段は、前記異常判定手段により異常が判定されなかったときには前記複数の電池モジュールの残容量に基づいて前記蓄電手段の残容量を演算し、前記異常判定手段により前記複数の電池モジュールのうちのいずれかに異常が生じていると判定されたときには正常な電池モジュールの状態だけに基づいて前記蓄電手段の残容量を演算し、該演算した残容量に基づいて前記内燃機関を間欠運転しながら前記電動機からの動力が前記駆動軸に出力されるよう制御する手段である
   動力出力装置。
5. 発電が可能な電動機を備える動力出力装置であって、
   前記電動機から見て並列に接続された複数の電池モジュールからなる蓄電手段と、
   要求動力に基づく動力が出力されるよう前記電動機を制御する制御手段と、
   前記複数の電池モジュールの各々の端子間電圧を検出する電圧検出手段と、
   前記複数の電池モジュールの各々を流れる電流を検出する電流検出手段と、
   前記蓄電手段の充電を伴って前記電動機が駆動されるときには、前記複数の電池モジュールのうち前記電圧検出手段により検出された端子間電圧が最小の電池モジュールが他のいずれの電池モジュールに対しても所定差よりも大きな電位差を生じており且つ前記電流検出手段により前記端子間電圧が最小の電池モジュールの非通電状態が検出されたときに該電池モジュールに異常が生じていると判定する異常判定手段と
   を備える動力出力装置。
6. 請求項５記載の動力出力装置であって、
   前記制御手段は、前記異常判定手段により異常が判定されなかったときには前記複数の電池モジュールの状態に基づいて前記蓄電手段に入力してもよい最大電力としての入力制限を設定し、前記異常判定手段により前記複数の電池モジュールのうちのいずれかに異常が生じていると判定されたときには正常な電池モジュールの状態に基づいて前記入力制限を設定し、該設定した入力制限の範囲内で前記要求動力に基づく動力が入力されるよう前記電動機を制御する手段である
   動力出力装置。
7. 請求項６記載の動力出力装置であって、
   前記制御手段は、前記異常判定手段により異常が判定されなかったときには前記複数の電池モジュールの状態のうち前記電圧検出手段により検出された端子間電圧が最小の電池モジュールの状態に基づいて前記蓄電手段に入力してもよい最大電力としての入力制限を設定し、前記異常判定手段により前記複数の電池モジュールのうちのいずれかに異常が生じていると判定されたときには正常な電池モジュールのうち前記電圧検出手段により検出された端子間電圧が最小の電池モジュールの状態に基づいて前記入力制限を設定する手段である
   動力出力装置。
8. 請求項１ないし７いずれか１項に記載の動力出力装置であって、
   前記異常判定手段は、前記蓄電手段に要求される充放電パワーに基づいて前記所定差を変更して判定を行なう手段である
   動力出力装置。
9. 請求項１ないし８いずれか１項に記載の動力出力装置であって、
   前記蓄電手段は、二つの電池モジュールからなる手段であり、
   前記異常判定手段は、前記蓄電手段に要求される充放電パワーが略値０のときには、前記電圧検出手段により検出された二つの電池モジュールの端子間電圧の電位差が前記所定差以上で且つ前記電流検出手段により前記二つの電池モジュールの非通電状態が検出されたときに該二つの電池モジュールのいずれかに異常が生じていると判定する手段である
   動力出力装置。

Images