JP2011041386A - 車両および車両の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の蓄電装置を切替えて使用する車両において、蓄電装置の充放電を監視できない故障が発生した場合であっても、できる限り走行性能を変化させることなく走行を継続可能な車両を提供する。
【解決手段】車両（１００）は、複数の蓄電装置（１０−１〜１０−３）と、複数の蓄電装置（１０−１〜１０−３）からの電力を用いて、駆動力を発生するように構成された駆動装置（５０）と、複数の蓄電装置（１０−１〜１０−３）にそれぞれ対応して設けられ、複数の蓄電装置（１０−１〜１０−３）からの電力の供給と遮断とを切替えるための複数のリレー（ＳＭＲ１〜ＳＭＲ３）とを含む。ＨＶ−ＥＣＵ（４６）は、複数の蓄電装置（１０−１〜１０−３）の故障を検出し、検出された複数の蓄電装置（１０−１〜１０−３）の故障状態に応じて、駆動装置（５０）と複数の蓄電装置との接続状態を変更するように複数のリレー（ＳＭＲ１〜ＳＭＲ３）を制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両および車両の制御方法に関し、より特定的には、車両に搭載された蓄電装置からの電力から生じる駆動力を用いて走行する車両の電気システムに関する。

近年、環境に配慮した車両として、蓄電装置（たとえば二次電池やキャパシタなど）を搭載し、蓄電装置に蓄えられた電力から生じる駆動力を用いて走行する電動車両が注目されている。この電動車両には、たとえば電気自動車、ハイブリッド自動車、燃料電池車などが含まれる。

特開２０００−３１２４４４号公報（特許文献１）には、複数の電源を備える車両において、一つの電源が故障した場合にも他の電源を用いて各電気機器に所要の電気エネルギを供給することが可能な車両用電源供給制御装置の構成が開示される。

特開２０００−３１２４４４号公報（特許文献１）の構成においては、複数の蓄電装置の残存容量を所定値と比較することによって蓄電装置の故障を検出するとともに、故障が検出された場合には、故障が検出されていない蓄電装置を用いて各電気機器に電力を供給することができる。

特開２０００−３１２４４４号公報

特開２０００−３１２４４４号公報（特許文献１）においては、蓄電装置の故障を、蓄電装置の残存容量により検出している。しかし、蓄電装置の故障によっては、蓄電装置の充放電が監視できない（すなわち、残存容量が監視できない）故障となる場合があり、その場合には、特開２０００−３１２４４４号公報（特許文献１）に記載された手法を適用することができないという問題があった。

また、負荷に接続されている蓄電装置が故障した場合に、ハイブリッド自動車では、エンジンにより走行するか、蓄電装置を使用せずに、発電した電力をそのまま使用しながら走行することとなり、走行性能が低下してしまう。また、電気自動車の場合には、走行自体が不可能となってしまうので、故障発生時の退避走行ができないという問題があった。

本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、車両に搭載された複数の蓄電装置を切替えて使用する車両において、蓄電装置の充放電を監視できない故障が発生した場合であっても、できる限り走行性能を変化させることなく走行を継続可能な車両を提供することである。

本発明のある局面に従えば、車両であって、複数の蓄電装置と、駆動装置と、複数のリレーと、制御装置とを備える。駆動装置は、複数の蓄電装置のうちの少なくとも１つからの電力を用いて、駆動力を発生するように構成される。複数のリレーは、複数の蓄電装置にそれぞれ対応して設けられ、複数の蓄電装置からの電力の供給と遮断とを切替える。制御装置は、複数の蓄電装置および複数のリレーを制御する。そして、制御装置は、複数の蓄電装置の故障を検出し、検出された複数の蓄電装置の故障状態に応じて、駆動装置と複数の蓄電装置との間の接続状態を変更するように複数のリレーを制御する。

好ましくは、制御装置は、蓄電装置の充放電状態が監視できない故障が検出され、かつ、複数の蓄電装置のうちの故障が発生した蓄電装置の充電状態が、故障が発生した蓄電装置以外の他のいずれの蓄電装置の充電状態よりも大きい場合には、故障発生直前に駆動装置に接続されていた蓄電装置から電力が供給されるように複数のリレーを制御する。

好ましくは、駆動装置は、複数の蓄電装置からの電圧を昇圧するように構成された複数コンバータを含む。そして、制御装置は、複数の蓄電装置の充放電状態を検出し、故障が発生した蓄電装置から電力を供給する場合には、複数のコンバータのうちの故障が発生した蓄電装置に対応するコンバータの状態に基づいて、故障が発生した蓄電装置の充電状態を推定する。

好ましくは、車両は、複数の蓄電装置のうちの第１の蓄電装置の電圧を検出するための第１の電圧センサと、第１の蓄電装置に入出力される電流を検出するための第１の電流センサと、複数のコンバータのうちの第１の蓄電装置が接続される第１のコンバータにおいて、第１の蓄電装置が接続される側の電圧を検出するための第２の電圧センサと、第１のコンバータを流れる電流を検出するための第２の電流センサとをさらに含む。そして、制御装置は、第１の電圧センサおよび第１の電流センサの少なくとも一方が故障した場合には、第２の電圧センサにより検出された電圧および第２の電流センサにより検出された電流の少なくとも一方に基づいて、第１の蓄電装置の充電状態を推定する。

また、好ましくは、制御装置は、蓄電装置の充放電状態が監視できない故障が検出された場合に、故障が発生した蓄電装置についての故障発生直前の充電状態を記憶し、記憶した故障発生直前の充電状態が、故障が発生した蓄電装置以外の他のいずれの蓄電装置の充電状態よりも大きいときには、発生直前に駆動装置に接続されていた蓄電装置から電力が供給されるように複数のリレーを制御する。

好ましくは、制御装置は、蓄電装置の充放電状態が監視できない故障が検出された場合には、複数の蓄電装置から供給される電力を同時に遮断するように複数のリレーを制御する。

好ましくは、各蓄電装置は、電力の出力を強制的に遮断可能なスイッチを含む。そして、制御装置は、故障が発生した蓄電装置からの電力が、スイッチによって遮断されている場合には、故障が発生した蓄電装置以外の蓄電装置を用いて電力が供給されるように複数のリレーを制御する。

本発明の他の局面に従えば、車両の制御方法であって、車両は、複数の蓄電装置と、駆動装置と、複数のリレーとを含む。駆動装置は、前記複数の蓄電装置のうちの少なくとも１つからの電力を用いて、駆動力を発生するように構成される。複数のリレーは、複数の蓄電装置にそれぞれ対応して設けられ、複数の蓄電装置からの電力の供給と遮断とを切替える。そして、制御方法は、複数の蓄電装置の故障を検出するステップと、故障を検出するステップによって検出された複数の蓄電装置の故障状態に応じて、駆動装置と複数の蓄電装置との間の接続状態を変更するように複数のリレーを制御するステップとを備える。

本発明によれば、車両に搭載された複数の蓄電装置を切替えて使用する車両において、蓄電装置の充放電を監視できない故障が発生した場合であっても、できる限り走行性能を変化させることなく走行を継続することができる。

本実施の形態に従う車両１００の全体ブロック図である。 本実施の形態における、蓄電装置の内部構成を示す図である。 蓄電装置の故障発生時における、蓄電装置のＳＯＣと走行制御との関係を説明するための図である。 本実施の形態において、ＨＶ−ＥＣＵ４６で実行される走行制御を説明するための機能ブロック図である。 本実施の形態において、ＨＶ−ＥＣＵ４６で実行される走行制御処理の詳細を説明するためのフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。

図１は、本実施の形態に従う車両１００の全体ブロック図である。図１においては、車両１００の一例としてハイブリッド自動車が示されるが、蓄電装置からの電力によって走行可能であれば、その構成は特に限定されるものではない。車両１００には、ハイブリッド自動車の他に、たとえば電気自動車および燃料電池自動車などが含まれる。

図１を参照して、車両１００は、蓄電装置１０−１〜１０−３と、システムメインリレー（System Main Relay）ＳＭＲ１〜ＳＭＲ３と、駆動装置５０と、主正母線ＭＰＬと、主負母線ＭＮＬと、補機２２と、ＤＣ／ＤＣコンバータ２３と、補機バッテリ２４と、エアコン２５とを備える。また、車両１００は、電圧センサ１４−１〜１４−３，１８−１，１８−２と、電流センサ１６−１〜１６−３，１９−１，１９−２と、ＭＧ−ＥＣＵ（Electronic Control Unit）４０と、ＨＶ−ＥＣＵ４６とをさらに備える。さらに、車両１００は、蓄電装置１０−１〜１０−３にそれぞれ対応する監視ユニット１５−１〜１５−３を備える。

駆動装置５０は、コンバータ１２−１，１２−２と、平滑コンデンサＣと、インバータ３０−１，３０−２と、モータジェネレータ（Motor Generator）３２−１，３２−２と、動力分割装置３４と、エンジン３６と、駆動輪３８と、電圧センサ２０とを含む。

蓄電装置１０−１〜１０−３の各々は、再充電可能な直流電源であり、たとえば、ニッケル水素やリチウムイオン等の二次電池や、大容量のキャパシタ等を含んで構成される。蓄電装置１０−１は、システムメインリレーＳＭＲ１を介してコンバータ１２−１に接続される。蓄電装置１０−２，１０−３は、それぞれシステムメインリレーＳＭＲ２，ＳＭＲ３を介してコンバータ１２−２に接続される。なお、以下において蓄電装置１０−１を「マスタバッテリ」と称する場合があり、また蓄電装置１０−２，１０−３を「スレーブバッテリ」と称する場合がある。

図２は、蓄電装置の内部構成を示す図であり、一例として蓄電装置１０−１の内部構成が示される。なお、蓄電装置１０−２，１０−３についても、同様の構成であるので、その説明は繰り返さない。

図２を参照して、蓄電装置１０−１は、バッテリＢ１と、サービスプラグＳＰ１と、ヒューズＦ１と、状態センサＳＳ１とを含む。

バッテリＢ１は、直列接続された複数のバッテリセルを含み、駆動装置５０などに電力を供給するとともに、駆動装置５０によって発生された電力を蓄える。

サービスプラグＳＰ１は、バッテリＢ１内のバッテリセルに直列に設けられる。サービスプラグＳＰ１は、車両の修理を行なうサービスマン等の操作により開放されることによって、バッテリＢ１と駆動装置５０とを電気的に遮断することができる。

ヒューズＦ１は、サービスプラグＳＰ１に直列に設けられ、バッテリＢ１で過電流が発生した場合の保護を行なう。

状態センサＳＳ１は、サービスプラグＳＰ１の開閉状態を検出するためのセンサであり、検出した開閉状態の状態信号ＩＬＫＢ１をＨＶ−ＥＣＵ４６へ出力する。状態センサＳＳ１によって、サービスプラグＳＰ１が開放されていることが検出された場合には、ＨＶ−ＥＣＵ４６によってシステムメインリレーＳＭＲ１が開放される。

再び図１を参照して、監視ユニット１５−１〜１５−３は、蓄電装置１０−１〜１０−３に対応してそれぞれ設けられ、蓄電装置１０−１〜１０−３で発生する故障を監視する。そして、監視ユニット１５−１〜１５−３は、対応する蓄電装置１０−１〜１０−３に故障が発生すると、発生した故障に関する故障信号ＳＢ１〜ＳＢ３をＨＶ−ＥＣＵ４６へ出力する。

システムメインリレーＳＭＲ１は、蓄電装置１０−１とコンバータ１２−１とを結ぶ経路に設けられる。システムメインリレーＳＭＲ２は、蓄電装置１０−２とコンバータ１２−２とを結ぶ経路に設けられ、システムメインリレーＳＭＲ３は、蓄電装置１０−３とコンバータ１２−２とを結ぶ経路に設けられる。なお、蓄電装置１０−２と蓄電装置１０−３との短絡を避けるために、システムメインリレーＳＭＲ２，ＳＭＲ３は、選択的にオンするように制御される。

コンバータ１２−１，１２−２は、互いに並列的に主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬに接続される。コンバータ１２−１は、ＭＧ−ＥＣＵ４０からの信号ＰＷＣ１に基づいて、蓄電装置１０−１と主正母線対ＭＰＬ，ＭＮＬとの間で電圧変換を行なう。コンバータ１２−２は、ＭＧ−ＥＣＵ４０からの信号ＰＷＣ２に基づいて、コンバータ１２−２に電気的に接続された蓄電装置１０−２および蓄電装置１０−３のいずれかと、主正母線対ＭＰＬ，ＭＮＬとの間で電圧変換を行なう。

補機２２は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２３を介して、システムメインリレーＳＭＲ１とコンバータ１２−１との間に配設される正極線ＰＬ１および負極線ＮＬ１に接続される。電圧センサ２０は、主正母線ＭＰＬと主負母線ＭＮＬとの間の電圧ＶＨを検出し、その検出値をＨＶ−ＥＣＵ４６へ出力する。平滑コンデンサＣは、主正母線ＭＰＬと主負母線ＭＮＬとの間に接続され、主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬに含まれる電力変動成分を低減する。

インバータ３０−１，３０−２は、互いに並列的に主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬに接続される。インバータ３０−１は、ＭＧ−ＥＣＵ４０からの信号ＰＷＩ１に基づいてモータジェネレータ３２−１を駆動する。インバータ３０−２は、ＭＧ−ＥＣＵ４０からの信号ＰＷＩ２に基づいてモータジェネレータ３２−２を駆動する。

モータジェネレータ３２−１，３２−２は、交流回転電機であり、たとえば、永久磁石が埋設されたロータを備える永久磁石型同期電動機である。モータジェネレータ３２−１，３２−２は、動力分割装置３４に連結される。動力分割装置３４は遊星歯車（図示せず）を含む。遊星歯車は、いずれも図示しないが、サンギヤと、ピニオンギヤと、キャリアと、リングギヤとを含む。ピニオンギヤは、サンギヤおよびリングギヤと係合する。キャリアは、ピニオンギヤを自転可能に支持するとともに、エンジン３６のクランクシャフト（図示せず）に連結される。サンギヤは、モータジェネレータ３２−１の回転軸に連結される。リングギヤは、モータジェネレータ３２−２の回転軸および駆動輪３８に連結される。この動力分割装置３４によって、エンジン３６が発生する動力は、駆動輪３８へ伝達される経路の動力と、モータジェネレータ３２−１へ伝達される経路の動力とに分割される。

そして、モータジェネレータ３２−１は、動力分割装置３４によって分割されたエンジン３６の動力を用いて発電する。たとえば、蓄電装置１０−１〜１０−３の充電状態ＳＯＣ（State of Charge）が低下すると、エンジン３６が始動してモータジェネレータ３２−１により発電が行なわれ、その発電された電力が蓄電装置へ供給される。

一方、モータジェネレータ３２−２は、蓄電装置１０−１〜１０−３の少なくとも１つから供給される電力およびモータジェネレータ３２−１により発電された電力の少なくとも一方を用いて駆動力を発生する。モータジェネレータ３２−２の駆動力は、駆動輪３８に伝達される。なお、車両の制動時には、車両の運動エネルギが駆動輪３８からモータジェネレータ３２−２に伝達されてモータジェネレータ３２−２が駆動され、モータジェネレータ３２−２が発電機として作動する。これにより、モータジェネレータ３２−２は、車両の運動エネルギを電力に変換して回収する回生ブレーキとして作動する。

ＭＧ−ＥＣＵ４０は、コンバータ１２−１，１２−２をそれぞれ駆動するための信号ＰＷＣ１，ＰＷＣ２を生成し、その生成した信号ＰＷＣ１，ＰＷＣ２をそれぞれコンバータ１２−１，１２−２へ出力する。また、ＭＧ−ＥＣＵ４０は、モータジェネレータ３２−１，３２−２をそれぞれ駆動するための信号ＰＷＩ１，ＰＷＩ２を生成し、その生成した信号ＰＷＩ１，ＰＷＩ２をそれぞれインバータ３０−１，３０−２へ出力する。

電圧センサ１４−１〜１４−３は、蓄電装置１０−１の電圧ＶＢ１、蓄電装置１０−２の電圧ＶＢ２および蓄電装置１０−３の電圧ＶＢ３をそれぞれ検出し、その検出値をＨＶ−ＥＣＵ４６へ出力する。電流センサ１６−１〜１６−３は、蓄電装置１０−１に対して入出力される電流ＩＢ１、蓄電装置１０−２に対して入出力される電流ＩＢ２および蓄電装置１０−３に対して入出力される電流ＩＢ３をそれぞれ検出し、その検出値をＨＶ−ＥＣＵ４６へ出力する。

電圧センサ１８−１，１８−２は、正極線ＰＬ１と負極線ＮＬ１との間の電圧ＶＬ１、および正極線ＰＬ２と負極線ＮＬ２との間の電圧ＶＬ２をそれぞれ検出し、その検出値をＨＶ−ＥＣＵ４６へ出力する。電流センサ１９−１，１９−２は、コンバータ１２−１，１２−２に対して入出力される正極線ＰＬ１，ＰＬ２の電流ＩＬ，ＩＬ２をそれぞれ検出し、その検出値をＨＶ−ＥＣＵ４６へ出力する。

ＨＶ−ＥＣＵ４６は、電圧ＶＢ１〜ＶＢ３，ＶＬ１，ＶＬ２，ＶＨおよび電流ＩＢ１〜ＩＢ３，ＩＬ１，ＩＬ２の各検出値を受け、蓄電装置１０−１〜１０−３の充放電状態を検出する。

また、ＨＶ−ＥＣＵ４６は、監視ユニット１５−１〜１５−３から、蓄電装置１０−１〜１０−３の故障信号ＳＢ１〜ＳＢ３を受けるとともに、蓄電装置１０−１〜１０−３からサービスプラグＳＰ１〜ＳＰ３の開閉状態を表わす状態信号ＩＬＫＢ１〜ＩＬＫＢ３を受ける。そして、ＨＶ−ＥＣＵ４６は、これらの信号に基づいて、システムリレーＳＭＲ１〜ＳＭＲ３を制御する。

ＤＣ／ＤＣコンバータ２３は、正極線ＰＬ１と負極線ＮＬ１とに接続され電圧変換を行なう。そして、ＤＣ／ＤＣコンバータ２３は、補機２２に電源電流を供給するとともに、補機バッテリ２４にも充電電流を供給する。ＤＣ／ＤＣコンバータ２３が電圧変換動作を中止しているときには、補機バッテリ２４から補機２２に対して電力の供給が行なわれる。また、エアコン２５は、正極線ＰＬ１と負極線ＮＬ１から電力が供給されて、車両１００の室内を空調する。

上述の車両１００のように、車両に搭載された複数の蓄電装置を切替えて使用する車両において、ある蓄電装置について充放電が監視できない故障、具体的には、蓄電装置の電流，電圧センサなどの故障が発生した場合には、故障が発生した当該蓄電装置については、過充電または過放電が発生する可能性があるために基本的には使用しないことが望ましい。特に、蓄電装置にリチウムイオン電池を用いる場合では、一般的に、過充電状態が継続されると正極の分解による酸素放出や負極側での金属リチウムの析出が発生する場合があり、電池の故障や劣化の原因につながるおそれがあるので、過充電を確実に防止する必要がある。

また、蓄電装置１０−２，１０−３の「スレーブバッテリ」においては、システムメインリレーＳＭＲ２，ＳＭＲ３は、上述のように選択的にオンするように制御され、基本的には同時にオンされない。しかしながら、たとえば蓄電装置１０−２が故障し、蓄電装置１０−３によって電力が供給されている状態で、システムメインリレーＳＭＲ２が何らかの原因でオンした場合には、故障している蓄電装置１０−２のＳＯＣのほうが小さいと、蓄電装置１０−３からの電流が蓄電装置１０−２に流入して蓄電装置１０−２が充電されてしまうことが考えられる。

そのため、ある蓄電装置について充放電が監視できない故障が発生した場合には、全てのシステムメインリレーを開放し、全ての蓄電装置を切離すことが望ましい。しかしながら、このような場合に、図１のようなハイブリッド自動車であれば、エンジン３６による駆動力を用いて走行するか、モータジェネレータ３２−１をエンジン３６で駆動して発電させ、その発電した電力で走行することとなり、走行性能が著しく低下することが考えられる。また、電気自動車であれば、走行不能となってしまうことが考えられる。

そこで、本実施の形態においては、車両に搭載された複数の蓄電装置を切替えて使用する車両において、ある蓄電装置について充放電が監視できない故障が発生した場合に、故障発生時の蓄電装置のＳＯＣに応じて、故障した蓄電装置を用いて走行を継続する走行制御を行なう。

図３は、蓄電装置の故障発生時における、蓄電装置のＳＯＣと走行制御との関係を説明するための図である。図３の縦軸には、故障発生時の正常な蓄電装置、および故障した蓄電装置のＳＯＣが示される。

図３を参照して、ある蓄電装置について充放電が監視できない故障が発生した場合に、残りの正常な蓄電装置のうちの最大のＳＯＣが図３中のＳ１であったとする。このとき、故障した蓄電装置のＳＯＣが正常な蓄電装置のＳＯＣより小さく、図３中のＳ２（Ｓ１＞Ｓ２）であった場合には、上述のように、何らかの原因でシステムメインリレーが同時にオンした場合には、正常な蓄電装置からの電流が故障した蓄電装置へ流入し、故障した蓄電装置が充電されてしまう可能性がある。そうなると、故障した蓄電装置は充放電の監視ができないために過充電となる危険性がある。

一方、故障した蓄電装置のＳＯＣが正常な蓄電装置のＳＯＣより大きく、図３中のＳ３（Ｓ１＜Ｓ３）であった場合には、万一システムメインリレーが同時にオンしても、故障した蓄電装置からの電流が正常な蓄電装置へ流入することになり、故障した蓄電装置が充電されることなはい。したがって、故障した蓄電装置が過電流となる危険性は減少する。このように、故障が発生した蓄電装置のＳＯＣが正常な蓄電装置のＳＯＣより大きい場合には、故障した蓄電装置のＳＯＣが正常な蓄電装置のＳＯＣより低くなるまで、故障した蓄電装置を継続して使用することができる。これにより、走行性能を低下させることなく、退避走行することが可能となる。

故障した蓄電装置については、駆動装置に接続されている場合には、コンバータの電圧および電流が、ほぼ蓄電装置の電圧および電流と等しいと考えられる。したがって、故障発生直前のＳＯＣと、コンバータの電圧および電流とに基づいて、故障した蓄電装置のＳＯＣを推定することができるので、充放電を擬似的に監視できる。なお、蓄電装置の充電状態ＳＯＣについては、蓄電装置の電圧との相関があるので、コンバータの電圧ＶＬ１，ＶＬ２の値によって充放電を擬似的に監視するようにしてもよい。

図４は、本実施の形態において、ＨＶ−ＥＣＵ４６で実行される走行制御を説明するための機能ブロック図である。図４で説明される機能ブロック図に記載された各機能ブロックは、ＨＶ−ＥＣＵ４６によるハードウェア的あるいはソフトウェア的な処理によって実現される。

図４を参照して、ＨＶ−ＥＣＵ４６は、故障検出部３００と、充放電検出部３１０と、記憶部３２０と、リレー駆動制御部３３０とを含む。

故障検出部３００は、監視ユニット１５−１〜１５−３からの故障信号ＳＢ１〜ＳＢ３の入力を受ける。そして、故障検出部３００は、故障信号ＳＢ１〜ＳＢ３に基づいて、充放電が監視できない故障が発生したことを検出して、故障検出信号ＦＬＴを充放電検出部３１０およびリレー駆動制御部３３０へ出力する。

充放電検出部３１０は、電圧センサ１４−１〜１４−３によって検出された蓄電装置１０−１〜１０−３のそれぞれの電圧ＶＢ１〜ＶＢ３、電流センサ１６−１〜１６−３によって検出された蓄電装置１０−１〜１０−３のそれぞれの電流ＩＢ１〜ＩＢ３、電圧センサ１８−１，１８−２によって検出されたコンバータ１２−１，１２−２の低圧側の電圧ＶＬ１，ＶＬ２、電流センサ１９−１，１９−２よって検出されたコンバータ１２−１，１２−２の電流ＩＬ１，ＩＬ２、および故障検出部３００からの故障検出信号ＦＬＴの入力を受ける。

充放電検出部３１０は、電圧ＶＢ１〜ＶＢ３および電流ＩＢ１〜ＩＢ３に基づいて、蓄電装置１０−１〜１０−３の充電状態ＳＯＣ１〜ＳＯＣ３を演算する。

また、充放電検出部３１０は、故障検出信号ＦＬＴが入力された場合は、蓄電装置１０−１〜１０−３について、故障発生直前の電圧ＶＢ１〜ＶＢ３およびＳＯＣ１〜ＳＯＣ３を記憶部３２０に記憶させる。さらに、当該故障発生時に故障が発生した蓄電装置が駆動装置と接続されていた場合には、記憶部３２０に記憶されている故障が発生した蓄電装置のＳＯＣと、故障が発生した蓄電装置が接続されているコンバータの電圧（ＶＬ１，ＶＬ２）および電流（ＩＬ１，ＩＬ２）より、この故障が発生した蓄電装置のＳＯＣを推定する。

そして、充放電検出部３１０は、演算したＳＯＣ１〜ＳＯＣ３、故障が発生した蓄電装置についての推定した充電状態ＳＯＣ＃１〜ＳＯＣ＃３およびコンバータの電圧ＶＬ１，ＶＬ２を、リレー駆動制御部３３０へ出力する。

記憶部３２０は、充放電検出部３１０から入力を受ける、故障発生直前の蓄電装置１０−１〜１０−３の電圧ＶＢ１〜ＶＢ３およびＳＯＣ１〜ＳＯＣ３を、それぞれ電圧ＶＢ＊１〜ＶＢ＊３およびＳＯＣ＊１〜ＳＯＣ＊３として記憶する。そして、記憶部３２０は、記憶した電圧ＶＢ＊１〜ＶＢ＊３およびＳＯＣ＊１〜ＳＯＣ＊３を、充放電検出部３１０およびリレー駆動制御部３３０へ出力する。

リレー駆動制御部３３０は、蓄電装置１０−１〜１０−３からの状態信号ＩＬＫＢ１〜ＩＬＫＢ３、故障検出部３００からの故障検出信号ＦＬＴ、充放電検出部３１０からコンバータ電圧ＶＬ１，ＶＬ２および故障が発生した蓄電装置についての推定された充電状態ＳＯＣ＃１〜ＳＯＣ＃３の入力を受ける。また、リレー駆動制御部３３０は、記憶部３２０に記憶された故障発生直前の蓄電装置１０−１〜１０−３の電圧ＶＢ＊１〜ＶＢ＊３およびＳＯＣ＊１〜ＳＯＣ＊３の入力を受ける。

リレー駆動制御部３３０は、故障検出信号ＦＬＴにより、蓄電装置の故障が検出されていない場合は、充電状態ＳＯＣ１〜ＳＯＣ３に基づいて、駆動装置５０に接続する蓄電装置を選択し、該当する蓄電装置に対応するシステムメインリレーの駆動信号を出力する。

また、リレー駆動制御部３３０は、故障検出信号ＦＬＴにより、蓄電装置の故障が検出されている場合は、故障が発生した蓄電装置についての記憶部３２０に記憶された故障発生直前のＳＯＣと、正常な蓄電装置のＳＯＣとを比較する。そして、故障が発生した蓄電装置のＳＯＣが正常な蓄電装置のいずれのＳＯＣよりも大きい場合には、図３で説明したように、万一システムメインリレーが同時にオンしたときでも、故障した蓄電装置に電流が流入するおそれがないので、リレー駆動制御部３３０は、接続中の蓄電装置を用いて走行を継続するようにシステムメインリレーＳＭＲ１〜ＳＭＲ３を制御する。なお、ＳＯＣの比較に代えて、蓄電装置の電圧（故障した蓄電装置については、記憶部３２０に記憶された故障発生直前の電圧）を比較するようにしてもよい。

一方、故障が発生した蓄電装置のＳＯＣが、正常な蓄電装置のＳＯＣのいずれかよりも小さい場合は、リレー駆動制御部３３０は、全てのシステムリレーＳＭＲ１〜ＳＭＲ３を開放するように駆動指令ＳＥ１〜ＳＥ３を出力する。これにより、車両１００は、走行用の蓄電装置１０−１〜１０−３を用いずに走行する。

具体的には、車両１００が図１に示すようなハイブリッド自動車の場合には、車両１００は、エンジン３６で発生する駆動力を用いて走行したり、エンジン３６によりモータジェネレータ３２−１を駆動して発電した電力を用いてモータジェネレータ３２−２で発生する駆動力を用いて走行したりする。また、車両１００が電気自動車の場合には、基本的には走行不能となるが、たとえば、補機バッテリ２４からの電圧をＤＣ／ＤＣコンバータ２３で昇圧した電圧を利用してモータジェネレータを駆動することで、退避走行を行なうようにしてもよい。

また、リレー駆動制御部３３０は、蓄電装置を用いて走行が継続されている間は、充放電検出部３１０からの蓄電装置１０−１〜１０−３のＳＯＣを互いに比較する。そして、リレー駆動制御部３３０は、故障が発生した蓄電装置のＳＯＣが、正常な蓄電装置のＳＯＣよりも小さくなった場合には、全てのシステムリレーＳＭＲ１〜ＳＭＲ３を開放するように制御する。このとき、故障が発生した蓄電装置のＳＯＣについては、充放電検出部３１０で推定されたＳＯＣ＃の値が用いられる。なお、この場合も、ＳＯＣの比較に代えて、蓄電装置の電圧を比較するようにしてもよい。

なお、故障検出信号ＦＬＴにより、蓄電装置の故障が検出されている場合であっても、状態信号ＩＬＫＢ１〜ＩＬＫＢ３のうち、故障が発生している蓄電装置に対応する状態信号が入力されている場合には、リレー駆動制御部３３０は、該当する蓄電装置（すなわち、サービスプラグが開放されている蓄電装置）以外の蓄電装置のうちから駆動装置５０に接続する蓄電装置が選択されるようにシステムリレーＳＭＲ１〜ＳＭＲ３制御する。この場合に、リレー駆動制御部３３０は、故障が発生している蓄電装置に対応するシステムリレーについては開放するように制御する。

図５は、本実施の形態において、ＨＶ−ＥＣＵ４６で実行される走行制御処理の詳細を説明するためのフローチャートである。図５に示されるフローチャートは、ＨＶ−ＥＣＵ４６に予め格納されたプログラムがメインルーチンから呼び出されて、所定周期で実行されることによって処理が実現される。あるいは、一部のステップについては、専用のハードウェア（電子回路）を構築して処理を実現することも可能である。

図１および図５を参照して、ＨＶ−ＥＣＵ４６は、ステップ（以下、ステップをＳと略す。）２００において、蓄電装置１０−１〜１０−３に充放電が監視できない故障が発生しているか否かを、図４の故障検出部３００によって判定する。

充放電が監視できない故障が発生していない場合（Ｓ２００にてＮＯ）は、メインルーチンに処理が戻される。

一方、充放電が監視できない故障が発生している場合（Ｓ２００にてＹＥＳ）は、次に処理がＳ２１０に進められ、ＨＶ−ＥＣＵ４６は、故障が発生した蓄電装置について、故障発生直前のＳＯＣ（および電圧）を記憶部３２０に記憶させる。

そして、ＨＶ−ＥＣＵ４６は、Ｓ２２０にて、故障した蓄電装置のサービスプラグＳＰ（図２）が開放され状態信号ＩＬＫＢがオフになっているか否かを判定する。

故障した蓄電装置のサービスプラグが開放されている場合（Ｓ２２０にてＹＥＳ）は、ＨＶ−ＥＣＵ４６は、ＳＯＣの大小にかかわらず、Ｓ２５０にて、故障が発生した蓄電装置以外の残りの正常な蓄電装置を用いて走行が行なわれるようにシステムメインリレーを制御する。

一方、故障した蓄電装置のサービスプラグが開放されていない場合（Ｓ２２０にてＮＯ）は、処理がＳ２３０に進められ、ＨＶ−ＥＣＵ４６は、故障が発生した蓄電装置のＳＯＣが、他の正常な蓄電装置のＳＯＣよりも大きいか否かを判定する。

このとき、故障が発生した蓄電装置については、充放電が監視できないので、Ｓ２１０で記憶した故障発生直前のＳＯＣを用いて比較が行なわれる。

故障が発生した蓄電装置のＳＯＣが他の正常な蓄電装置のＳＯＣよりも小さい場合（Ｓ２３０にてＮＯ）は、ＨＶ−ＥＣＵ４６は、故障した蓄電装置への電流の流入を防止するために、Ｓ２４０にて、蓄電装置を用いずに走行するために、すべてのシステムメインリレーＳＭＲ１〜ＳＭＲ３を開放するように制御する。

一方、故障が発生した蓄電装置のＳＯＣが他の正常な蓄電装置のＳＯＣよりも大きい場合（Ｓ２３０にてＹＥＳ）は、次に処理がＳ２６０に進められ、ＨＶ−ＥＣＵ４６は、故障が発生した蓄電装置が駆動装置５０に接続中か否かを判定する。実際には、故障が発生している蓄電装置は接続中であることが検出できないので、故障が発生した蓄電装置が故障発生直前に駆動装置５０に接続されていたか否かを、ＨＶ−ＥＣＵ４６は判定する。

故障が発生した蓄電装置が駆動装置５０に接続中でない場合（Ｓ２６０にてＮＯ）は、正常な蓄電装置が駆動装置５０に接続中であるので、その状態を維持して走行が継続される。そして、処理がＳ２２０に戻されて、故障が発生した蓄電装置のサービスプラグが開放されているか否かが再度判定される。

一方、故障が発生した蓄電装置が駆動装置５０に接続中の場合（Ｓ２６０にてＹＥＳ）は、故障が発生した蓄電装置からの電力を用いて走行が継続されるようにシステムメインリレーが制御（維持）される。そして、ＨＶ−ＥＣＵ４６は、Ｓ２７０にて、故障が発生した蓄電装置についての故障発生直前のＳＯＣと、故障が発生した蓄電装置が接続されているコンバータの電圧，電流を用いて、故障が発生した蓄電装置の充電状態（ＳＯＣ）を推定する。

その後、処理がＳ２２０に戻されて、故障が発生した蓄電装置のサービスプラグが開放されているか否かが再度判定される。このとき、再度Ｓ２２０にてＮＯと判定され、処理がＳ２３０に進められた場合には、Ｓ２３０においては、ＨＶ−ＥＣＵ４６は、Ｓ２７０で推定されたＳＯＣと正常な蓄電装置のＳＯＣとを比較する。車両１００は、故障が発生した蓄電装置のＳＯＣ（推定されたＳＯＣ）が、正常な蓄電装置のＳＯＣよりも小さくなるまで走行を継続することができる。

なお、上述の説明において、ＨＶ−ＥＣＵ４６は、Ｓ２３０にて蓄電装置のＳＯＣを比較したが、ＳＯＣに代えて蓄電装置の電圧を比較するようにしてもよい。

以上のような処理に従って制御が行なわれることによって、複数の蓄電装置を切替えて使用する車両において、蓄電装置の充放電を監視できない故障が発生した場合であっても、故障が発生した蓄電装置のＳＯＣが他の正常な蓄電装置のＳＯＣより大きいときには、走行性能を変化させることなく走行を継続することができる。また、故障が発生した蓄電装置に対応するサービスプラグが開放されている場合（すなわち、状態信号ＩＬＫＢがオフの場合）には、ＳＯＣの大小にかかわらず、残りの正常な蓄電装置を用いて走行を継続することができる。

なお、本実施の形態におけるＨＶ−ＥＣＵ４６は、本発明における「制御装置」の一例である。また、本実施の形態におけるサービスプラグＳＰ１〜ＳＰ３は、本発明おける「スイッチ」の一例である。本実施の形態における電圧センサ１４−１〜１４−３および電流センサ１６−１〜１６−３は、それぞれ本発明における「第１の電圧センサ」および「第１の電流センサ」の一例である。また、本実施の形態における電圧センサ１８−１，１８−２および電流センサ１９−１，１９−２は、それぞれ本発明における「第２の電圧センサ」および「第２の電流センサ」の一例である。

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。

１０−１〜１０−３ 蓄電装置、１２−１，１２−２ コンバータ、１４−１〜１４−３，１８−１，１８−２，２０ 電圧センサ、１５−１〜１５−３ 監視ユニット、１６−１〜１６−３，１９−１，１９−２ 電流センサ、２２ 補機、２３ ＤＣ／ＤＣコンバータ、２４ 補機バッテリ、２５ エアコン、３０−１，３０−２ インバータ、３２−１，３２−２ モータジェネレータ、３４ 動力分割装置、３６ エンジン、３８ 駆動輪、４０ ＭＧ−ＥＣＵ、４６ ＨＶ−ＥＣＵ、５０ 駆動装置、１００ 車両、３００ 故障検出部、３１０ 充放電検出部、３２０ 記憶部、３３０ リレー駆動制御部、Ｂ１ バッテリ、Ｃ 平滑コンデンサ、Ｆ１ ヒューズ、ＭＮＬ 主負母線、ＭＰＬ 主正母線、ＮＬ１，ＮＬ２ 負極線、ＰＬ１，ＰＬ２ 正極線、ＳＭＲ１〜ＳＭＲ３ システムメインリレー、ＳＰ１〜ＳＰ３ サービスプラグ、ＳＳ１ 状態センサ。

Claims (8)

1. 複数の蓄電装置と、
   前記複数の蓄電装置のうちの少なくとも１つからの電力を用いて、駆動力を発生するように構成された駆動装置と、
   前記複数の蓄電装置にそれぞれ対応して設けられ、前記複数の蓄電装置からの電力の供給と遮断とを切替えるための複数のリレーと、
   前記複数の蓄電装置および前記複数のリレーを制御するための制御装置とを備え、
   前記制御装置は、前記複数の蓄電装置の故障を検出し、検出された前記複数の蓄電装置の故障状態に応じて、前記駆動装置と前記複数の蓄電装置との間の接続状態を変更するように前記複数のリレーを制御する、車両。
2. 前記制御装置は、前記蓄電装置の充放電状態が監視できない故障が検出され、かつ、前記複数の蓄電装置のうちの故障が発生した蓄電装置の充電状態が、前記故障が発生した蓄電装置以外の他のいずれの蓄電装置の充電状態よりも大きい場合には、故障発生直前に前記駆動装置に接続されていた蓄電装置から電力が供給されるように前記複数のリレーを制御する、請求項１に記載の車両。
3. 前記駆動装置は、
   前記複数の蓄電装置からの電圧を昇圧するように構成された複数のコンバータを含み、
   前記制御装置は、
   前記複数の蓄電装置の充放電状態を検出し、前記故障が発生した蓄電装置から電力を供給する場合には、前記複数のコンバータのうちの前記故障が発生した蓄電装置に対応するコンバータの状態に基づいて、前記故障が発生した蓄電装置の充電状態を推定する、請求項２に記載の車両。
4. 前記複数の蓄電装置のうちの第１の蓄電装置の電圧を検出するための第１の電圧センサと、
   前記第１の蓄電装置に入出力される電流を検出するための第１の電流センサと、
   前記複数のコンバータのうちの前記第１の蓄電装置が接続される第１のコンバータにおいて、前記第１の蓄電装置が接続される側の電圧を検出するための第２の電圧センサと、
   前記第１のコンバータを流れる電流を検出するための第２の電流センサとをさらに含み、
   前記制御装置は、前記第１の電圧センサおよび前記第１の電流センサの少なくとも一方が故障した場合には、前記第２の電圧センサにより検出された電圧および前記第２の電流センサにより検出された電流の少なくとも一方に基づいて、前記第１の蓄電装置の充電状態を推定する、請求項３に記載の車両。
5. 前記制御装置は、前記蓄電装置の充放電状態が監視できない故障が検出された場合に、前記故障が発生した蓄電装置についての故障発生直前の充電状態を記憶し、記憶した前記故障発生直前の充電状態が、前記故障が発生した蓄電装置以外の他のいずれの蓄電装置の充電状態よりも大きいときには、故障発生直前に前記駆動装置に接続されていた蓄電装置から電力が供給されるように前記複数のリレーを制御する、請求項２に記載の車両。
6. 前記制御装置は、前記蓄電装置の充放電状態が監視できない故障が検出された場合には、前記複数の蓄電装置から供給される電力を同時に遮断するように前記複数のリレーを制御する、請求項１に記載の車両。
7. 各前記蓄電装置は、
   電力の出力を強制的に遮断可能なスイッチを含み、
   前記制御装置は、前記故障が発生した蓄電装置からの電力が、前記スイッチによって遮断されている場合には、前記故障が発生した蓄電装置以外の蓄電装置を用いて電力が供給されるように前記複数のリレーを制御する、請求項１に記載の車両。
8. 車両の制御方法であって、
   前記車両は、
   複数の蓄電装置と、
   前記複数の蓄電装置のうちの少なくとも１つからの電力を用いて、駆動力を発生するように構成された駆動装置と、
   前記複数の蓄電装置にそれぞれ対応して設けられ、前記複数の蓄電装置からの電力の供給と遮断とを切替えるための複数のリレーとを含み、
   前記制御方法は、
   前記複数の蓄電装置の故障を検出するステップと、
   前記故障を検出するステップによって検出された前記複数の蓄電装置の故障状態に応じて、前記駆動装置と前記複数の蓄電装置との間の接続状態を変更するように前記複数のリレーを制御するステップとを備える、車両の制御方法。

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