JP2020129929A - 車両の駆動制御装置および駆動システム - Google Patents

Abstract

【課題】複数のセルを備えたバッテリにおいてセル毎の電圧検出系に異常が生じた場合にバッテリの故障を回避しつつ車両の退避走行性能を確保する。
【解決手段】駆動制御装置３０は、複数のセルを備えた組電池としてのバッテリ１１と、車両を駆動する回転電機１２とを備えた車両の駆動システム１０を制御し、バッテリ制御部３１と、回転電機制御部４１と、車両の退避走行を制御する退避走行部４０とを備える。バッテリ制御部は、セル毎の電圧値をセル電圧値として取得する電圧検出部３２と、セル電圧値に基づきセル毎に電圧検出系の異常を判定する異常判定部３７と、バッテリの故障に関与するパラメータに基づき複数のセルの順位をそれぞれ設定する順位設定部３８とを備える。退避走行部は、異常があると判定された電圧検出系が検出対象とするセルの順位に基づき退避走行の態様を決定し、回転電機制御部は、決定された退避走行の態様に基づき回転電機を制御する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、バッテリから供給される電力により車両を駆動可能な回転電機を備えた車両の駆動システムを制御する駆動制御装置に関する。

特許文献１に、バッテリとして複数のセルを備える２次電池を備え、バッテリから回転電機に電力を供給し、回転電機により車両を駆動する駆動システムが記載されている。この駆動システムでは、バッテリの電圧をセルごとに検出する電圧検出回路が、断線や回路故障などに起因して正常にセル電圧を検出できない場合に、バッテリへの充電を禁止または防止する。これによって、バッテリの過充電を防止する。

特開２００７−１８８７１号公報

車両の走行中にバッテリの電圧を検出する電圧検出回路が故障した場合には、速やかに車両を減速しながら退避走行して安全な場所で停車させることが好ましい。特許文献１では、一部のセルについて正常にセル電圧を検出できない場合であっても、直ちに、バッテリへの充電が禁止される。このため、バッテリへの充電が禁止された状態で退避走行を実行することとなる。しかしながら、一部のセルにおいてセルの電圧検出系に異常があっても、バッテリへの充電を禁止することなくバッテリの過充電が起こらない状態を維持できる場合がある。

上記に鑑み、本発明は、複数のセルを備えたバッテリにおいてセル毎の電圧検出系に異常が生じた場合に、バッテリの故障を回避しながら、車両の退避走行性能を確保できる技術を提供することを目的とする。

本発明は、複数のセルを備えた組電池としてのバッテリと、電力供給により車両を駆動する回転電機と、を備えた、前記車両の駆動システムを制御する駆動制御装置を提供する。この制御装置は、前記バッテリを制御するバッテリ制御部と、前記回転電機を制御する回転電機制御部と、前記車両の退避走行を制御する退避走行部と、を備える。前記バッテリ制御部は、前記バッテリのセル毎の電圧値をセル電圧値として取得する電圧検出部と、前記セル電圧値に基づいて前記セル毎に電圧検出系の異常を判定する異常判定部と、前記バッテリの故障に関与するパラメータに基づいて、前記複数のセルの順位をそれぞれ設定する順位設定部と、を備える。前記退避走行部は、異常があると判定された前記電圧検出系が検出対象とするセルの順位に基づいて前記車両の退避走行の態様を決定する。前記回転電機制御部は、前記退避走行部が決定した前記車両の退避走行の態様に基づいて前記回転電機を制御する。

本発明によれば、車両の退避走行時には、退避走行部によって決定された退避走行の態様に基づいて、回転電機が制御される。退避走行の態様は、バッテリの複数のセル及びセル毎の電圧検出系のうち、異常判定部により異常があると判定された電圧検出系が検出対象とするセルの順位に基づいて決定される。セルの順位は、順位設定部により、バッテリの故障に関与するパラメータに基づいてセル毎に設定されるため、異常があると判定された電圧検出系が検出対象とするセルの順位に基づくことにより、バッテリの故障を考慮して退避走行の態様を決定することができる。その結果、セル毎の電圧検出系に異常が生じた場合に、過充電等のバッテリの故障を回避しながら車両の退避走行性能を確保できる。

第１実施形態に係る車両の駆動システムを示す図。 第１実施形態に係る車両の駆動制御のフローチャート。 第２実施形態に係る車両の駆動制御のフローチャート。 第３実施形態に係る車両の駆動制御のフローチャート。 他の実施形態に係る車両の駆動システムを示す図。 他の実施形態に係る車両の駆動制御のフローチャート。

（第１実施形態）
図１に、本実施形態に係る車両の駆動システム１０を示す。駆動システム１０は、電気自動車（ＥＶ車）である車両に搭載され、車両の車輪１４を駆動することができる。駆動システム１０は、バッテリ１１と、高圧負荷である回転電機１２と、インバータ１３と、スイッチ１５と、電圧検出回路１６と、電流検出装置１７と、コンバータ１８と、外部電源制御装置２５と、低圧負荷２０，２１と、ＥＣＵ３０とを備えている。

バッテリ１１は、２次電池であり、より具体的には、例えば、出力電圧は２００〜３００Ｖ程度のリチウムイオン蓄電池である。本実施形態において、バッテリ１１は、複数のセル（単電池）の直列接続体を備える組電池である。本明細書における各実施形態では、バッテリ１１は、定格電圧および満充電時の電池容量が互いに等しい複数のセルによって構成されている場合を例示して説明する。

回転電機１２は、発電機として作動する場合には車輪１４の回転エネルギーを電力に変換し、電動機として作動する場合にはバッテリ１１から供給される電力を回転エネルギーに変換する。回転電機１２は、モータジェネレータ（ＭＧ）と称されることもある。

インバータ１３は、バッテリ１１と回転電機１２とを接続する配線１９上において、スイッチ１５と回転電機１２との間に接続されている。回転電機１２が発電機として作動する場合には、インバータ１３は、発電された交流電力を直流電力に変換してバッテリ１１に蓄電させることができる。回転電機１２が電動機として作動する場合には、インバータ１３は、バッテリ１１から出力される直流電力を交流電力に変換し、回転電機１２を作動させることができる。

スイッチ１５は、バッテリ１１と回転電機１２とを接続する配線１９上に設置されている。スイッチ１５を切り替えることにより、配線１９の接続／非接続を切り替えることができる。スイッチ１５が接続状態である場合には、バッテリ１１と回転電機１２とは電気的に接続されている。スイッチ１５が遮断状態である場合には、バッテリ１１と回転電機１２とは電気的に接続されていない。

電圧検出回路１６は、２次電池であるバッテリ１１の各セルに接続された電圧検出回路であり、セル毎の電圧値を検出することができる。電流検出装置１７は、バッテリ１１の充放電電流を検出することができる。

コンバータ１８は、ＤＣＤＣコンバータである。コンバータ１８は、バッテリ１１およびスイッチ１５と、回転電機１２およびインバータ１３との間に接続されるとともに、低圧負荷２０，２１に接続されている。コンバータ１８は、高圧側（バッテリ１１およびインバータ１３側）と低圧側（低圧負荷２０，２１側）との間に接続されている。コンバータ１８は、高圧側から入力される電力を降圧して低圧側に出力する。また、コンバータ１８は、低圧側から入力される電力を昇圧して高圧側に出力する。

低圧負荷２０，２１は、コンバータ１８から供給される比較的低圧の電力によって作動する補機類であり、１２Ｖ程度の比較的低い電圧で作動する機器により構成されている。

外部電源制御装置２５は、車両の外部電源５０とバッテリ１１との電力の授受を制御する装置である。外部電源５０は、例えば、充電スタンド等に設置されている充電器であり、充電ケーブルにより車両と接続することで、外部電源５０からバッテリ１１への充電が可能となる。外部電源制御装置２５は、バッテリ１１およびスイッチ１５と、回転電機１２およびインバータ１３との間に接続されるとともに、外部電源５０を接続する電源ケーブル５１に接続されている。

警報装置５２は、運転者等に報知するための装置であり、車両に搭載されている。警報装置５２としては、例えば車室内に設置されたスピーカやブザー等の聴覚的に報知する装置等を例示できるが、これに限定されない。警報装置５２は、ＥＣＵ３０からの制御指令に基づき警報音や音声等を発することにより、例えば、運転者に対し、バッテリ１１の電圧検出系に異常が発生したこと等を報知する。

ＥＣＵ３０は、バッテリ１１、回転電機１２、インバータ１３，コンバータ１８、外部電源制御装置２５等の駆動システム１０の各構成要素を制御する駆動制御装置である。ＥＣＵ３０は、バッテリ１１を制御するバッテリ制御部３１と、車両の退避走行を制御する退避走行部４０と、回転電機１２を制御する回転電機制御部４１と、外部電源制御装置２５を制御する外部電源制御部４２と、スイッチ１５を制御するスイッチ制御部４３と、インバータ１３を制御するインバータ制御部４４と、コンバータ１８を制御するコンバータ制御部４５と、報知装置を制御する報知制御部４６とを備えている。ＥＣＵ３０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、バックアップＲＡＭ、Ｉ／Ｏ等（いずれも図示せず）よりなるマイクロコンピュータを主体として構成され、ＲＯＭに記憶された各種の制御プログラムを実行することで、本明細書で説明する上記の各制御部の機能を実現することができる。

バッテリ制御部３１は、バッテリ１１の充放電電力を制御する処理を実行できる。バッテリ制御部３１は、監視部３４と、電圧検出部３２と、電流検出部３３とを備えている。監視部３４は、電圧監視部３５と、電流監視部３６とを備えている。電圧監視部３５は、異常判定部３７と、順位設定部３８とを備えている。

電圧検出部３２は、電圧検出回路１６が検出したバッテリ１１のセル毎の電圧値をセル電圧値ＶＣとして取得する。電流検出部３３は、電流検出装置１７が検出したバッテリ１１の充放電電流値をバッテリ電流値ＩＢとして取得する。

電圧監視部３５は、セル電圧値ＶＣを監視するとともに、異常判定部３７により、セル電圧値ＶＣに基づいて、バッテリ１１の電圧検出系における異常をセル毎に判定する。電圧検出系とは、セル電圧値ＶＣの検出に関わる各構成を意味し、電圧検出回路１６、電圧検出部３２、および電圧検出回路１６とバッテリ１１の各セルとの間の配線等を含む。電圧検出系の異常とは、例えば、電圧検出回路１６における検出回路の故障、電圧検出回路１６とバッテリ１１の各セルとの間の配線の断線、ＥＣＵ３０と電圧検出回路１６との通信異常などに起因して、バッテリ１１のセル毎の電圧を正常に検出できない状態を意味する。

また、順位設定部３８により、バッテリ１１の故障に関与するパラメータに基づいて、複数のセルの順位をそれぞれ設定する。バッテリ１１の故障としては、例えば、バッテリ１１の過充電および過放電を挙げることができる。バッテリ１１の故障に関与するパラメータとしては、例えば、セル毎の電圧、残容量、内部抵抗等を例示することができる。

順位設定部３８は、バッテリ１１の故障に関与するパラメータ自体の大小に対応させて、セルの順位を設定するように構成されていてもよい。または、順位設定部３８は、防止または抑制したいバッテリ１１の故障の発生における寄与度に対応させて、セルの順位を設定するように構成されていてもよい。

具体的には、例えば、異常判定部３７により異常と判定された電圧検出系が検出対象とするセルを含まない状態で、各セルにおいて取得されたセル電圧値ＶＣに基づいて、セル電圧値ＶＣが高いセルほど、高順位となるように、セルの順位を設定してもよい。このようにセルの順位を設定すると、高順位のセルほど、充電量が高い状態となるため、そのセルを検出対象とする電圧検出系に異常があった場合に、過充電が起こる可能性がより高くなる。また、低順位のセルほど、充電量が低い状態となるため、そのセルを検出対象とする電圧検出系に異常があった場合に、過放電が起こる可能性がより高くなる。

また、順位設定部３８は、例えば、各セルの残容量（Ｓｔａｔｅ ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ：ＳＯＣ）に基づいて、残容量が高いセルほど高順位となるように、セルの順位を設定してもよい。または、例えば、各セルの内部抵抗に基づいて、内部抵抗が低いセルほど、高順位となるように、セルの順位を設定してもよい。このようにセルの順位を設定すると、高順位のセルほど、そのセルを検出対象とする電圧検出系に異常があった場合に、過充電が起こる可能性がより高くなる。また、低順位のセルほど、そのセルを検出対象とする電圧検出系に異常があった場合に、過放電が起こる可能性がより高くなる。

順位設定部３８は、バッテリ１１の故障に関与する複数のパラメータに基づいて、各セルの順位を設定してもよい。例えば、セル毎の電圧、容量、内部抵抗のそれぞれについて点数を付けて、その総和により、セルの順位を設定してもよい。より具体的には、各セルについて、電圧が高いほど高得点となる点数（電圧）：ＰＶ、容量が高いほど高得点となる点数（容量）：ＰＣ、内部抵抗が低いほど高得点となる点数（内部抵抗）ＰＲを算出する。さらに、各セルにおいて、総和：ＰＳ＝ＰＶ＋ＰＣ＋ＰＲを算出する。そして、総和ＰＳが高いセルほど高順位となるように、セルの順位を設定する。このようにセルの順位を設定すると、高順位のセルほど、そのセルを検出対象とする電圧検出系に異常があった場合に、過充電が起こる可能性がより高くなる。また、低順位のセルほど、そのセルを検出対象とする電圧検出系に異常があった場合に、過放電が起こる可能性がより高くなる。

異常判定部３７による電圧検出系の異常の判定と、順位設定部３８によるセルの順位の設定とは、バッテリ１１を構成する全てのセルに対して実行されてもよいし、監視対象として設定された一部のセルに対して実行されてもよい。また、監視対象となるセルは、異常判定部３７によって異常があると判定された電圧検出系が検出対象とするセルを除外したものであってもよい。

電流監視部３６は、バッテリ電流値ＩＢを監視する。電流監視部３６は、バッテリ電流値ＩＢが所定の電流閾値よりも充電側である場合に、バッテリ１１への充電があると判定する。電流監視部３６は、少なくともバッテリ１１への充電が禁止されている場合にバッテリ電流値ＩＢの監視を実行するように構成されていればよく、バッテリ１１への充電が禁止されていない場合にも、バッテリ電流値ＩＢの監視を実行するように構成されていてもよい。

退避走行部４０は、異常判定部３７により、監視対象としているセルのうちの少なくとも１つについて電圧検出系の異常があると判定された場合に、その異常があると判定された電圧検出系が検出対象とするセルの順位に基づいて、車両の退避走行の態様を決定する。退避走行部４０は、決定した退避走行の態様に基づいて回転電機１２等を制御する指令を回転電機制御部４１等に出力するように構成されていてもよい。

退避走行の態様は、バッテリ１１の故障（過充電や過放電）を抑制または防止する態様、バッテリ１１の故障を通知する態様であることが好ましい。

より具体的には、バッテリ１１の過充電を防止する態様（過充電防止態様）としては、回転電機１２や外部電源５０からバッテリ１１への充電を禁止することを含む態様、回転電機１２の発電を禁止することを含む態様等を挙げることができる。なお、ここで例示した過充電防止態様の具体例は、組み合わせて用いられてもよい。

また、バッテリ１１の過放電を防止する態様（過放電防止態様）としては、バッテリ１１の放電を許可する残容量の下限値を、車両の非退避走行時（例えば、通常走行時）よりも高くする態様、回転電機１２が車両を駆動する駆動力を、車両の非退避走行時よりも低くする態様等を挙げることができる。なお、ここで例示した過放電防止態様の具体例は、組み合わせて用いられてもよい。

退避走行部４０は、異常があると判定された電圧検出系が検出対象とするセルの順位が、バッテリ１１の故障の危険性を考慮して設定された所定の閾値よりも高順位であるか否か、または、低順位であるかを判定し、その判定結果に基づいて、退避走行の態様を決定していてもよい。なお、本明細書において、「〜よりも高順位」「〜よりも低順位」という用語は、同じ順位であることも含む。

例えば、順位設定部３８によって、異常判定部３７により電圧検出系の異常がないと判定された際のセル電圧値ＶＣが高いほど高順位となるようにセルの順位が設定されている場合には、退避走行部４０は、セルの順位が所定の高位閾値ＸＨよりも高い場合に、退避走行の態様を過充電防止態様に決定するように構成されていることが好ましい。また、セルの順位が所定の低位閾値ＸＬよりも低い場合に、退避走行の態様を過放電防止態様に決定するように構成されていることが好ましい。

順位設定部３８によって、残容量が高いセルほど高順位となるようにセルの順位が設定されている場合、または、内部抵抗が低いセルほど高順位となるようにセルの順位が設定されている場合には、退避走行部４０は、セルの順位が所定の高位閾値よりも高い場合に、退避走行の態様を過充電防止態様に決定するように構成されていることが好ましい。また、セルの順位が所定の低位閾値よりも低い場合に、退避走行の態様を過放電防止態様に決定するように構成されていることが好ましい。

上記において、高位閾値は、バッテリ１１における過充電の危険性を考慮して設定された比較的高い順位である。また、低位閾値は、バッテリ１１における過放電の危険性を考慮して設定された比較的低い順位である。高位閾値は、低位閾値よりも高順位に設定される。

なお、バッテリ１１の故障を通知する態様は、異常があると判定された電圧検出系が検出対象とするセルの順位に関わらず、常に選択されるものであってもよい。

回転電機制御部４１は、回転電機１２を制御して、その力行運転および回生運転を制御することができる。回転電機制御部４１は、回転電機１２を力行運転する場合には、車両の走行状態を制御し、回転電機１２を回生運転する場合には、回転電機１２の発電量を制御し、これによってバッテリ１１への充電量を制御することができる。

異常判定部３７により、監視対象としているセルのうちの少なくとも１つについて電圧検出系の異常があると判定された場合には、回転電機制御部４１は、退避走行部４０により決定された退避走行の態様に従って回転電機１２を制御する。これによって、車両を退避走行状態とすることができる。

回転電機制御部４１は、例えば、回転電機１２の発電を禁止する制御を実行する。これにより、バッテリ１１の過充電を防止することができる。また、回転電機制御部４１は、例えば、回転電機１２が車両を駆動する駆動力を、車両の非退避走行時よりも低く制御する。これにより、バッテリ１１の過放電を防止することができる。

外部電源制御部４２は、外部電源制御装置２５を制御することにより、バッテリ１１への充電を制御することができる。外部電源制御部４２は、さらに、外部電源制御装置２５を制御することにより、バッテリ１１から外部電源５０への放電を制御可能であってもよい。

異常判定部３７により、監視対象としているセルのうちの少なくとも１つについて電圧検出系の異常があると判定された場合には、外部電源制御部４２は、退避走行部４０により決定された退避走行の態様に従って外部電源５０の充放電量を制御する。外部電源制御部４２は、例えば、外部電源５０からバッテリ１１への充電を禁止する制御を実行することにより、バッテリ１１の過充電を防止することができる。

スイッチ制御部４３は、回転電機１２および外部電源５０からバッテリ１１への充電が禁止されている時に、電流監視部３６の判定結果に基づいて、スイッチ１５を遮断する。すなわち、電流監視部３６により、バッテリ１１に充電されていると判定された場合に、スイッチ１５を遮断する。これによって、充電が禁止されている状態に制御されているにも関わらず、誤ってバッテリ１１への充電が実行された場合に、スイッチ１５を遮断できる。スイッチ１５を遮断することにより、配線１９における通電が遮断され、バッテリ１１への充電電流が遮断される。スイッチ１５の遮断時には、バッテリ１１からの放電電流も遮断される。

インバータ制御部４４は、インバータ１３を制御して、回転電機１２により発電された交流電力を直流電力に変換することができる。また、インバータ１３は、バッテリ１１から出力される直流電力を交流電力に変換することができる。

コンバータ制御部４５は、コンバータ１８を制御することにより、バッテリ１１と低圧負荷２０，２１との間の電力の授受を制御することができる。コンバータ制御部４５は、退避走行時に、コンバータ１８の動作時間を増加させて消費電力を増加させるように構成されていてもよい。また、コンバータ制御部４５は、コンバータ１８の消費電力を増加する際には、通常時よりも、低圧負荷２０，２１の消費電力を増加させるように構成されていてもよい。

報知制御部４６は、警報装置５２等を制御して、報知を実行する。退避走行部４０によって決定された退避走行の態様が、バッテリ１１の故障を通知する態様を含む場合に、は、報知制御部４６は、警報装置５２等による報知を実行する。

図２に、ＥＣＵ３０が実行する車両の駆動制御のフローチャートを示す。このフローチャートに係る処理は、所定の周期で繰り返し実行される。

ステップＳ１０１では、バッテリ１１を構成する複数のセルのうち、監視対象となっているセルについて、セル毎にセル電圧値ＶＣを取得する。例えば、バッテリ１１のうち、１０個のセルが監視対象となっている場合には、その１０個のセルについて、１〜１０番の識別番号を付与する。そして、識別番号と、セル電圧値ＶＣとを紐付けして、ＥＣＵ３０に記憶する。その後、ステップＳ１０２に進む。

ステップＳ１０２では、取得したセル電圧値ＶＣに基づいて、セル毎に、その電圧検出系が正常であるか異常であるかを判定する。具体的には、取得したセル電圧値ＶＣが零近傍程度に小さい場合や、電圧検出範囲を超えて大きい場合に、そのセルを検出対象とする電圧検出系は異常である（正常ではない）と判定する。例えば、監視対象である１〜１０番のセルと紐付けられたセル電圧値ＶＣについて、それぞれ、電圧検出系が正常であるか異常であるかを判定する。判定結果は、識別番号に紐付けして、ＥＣＵ３０に記憶される。全てのセルについて電圧検出系が正常であると判定された場合には、処理を終了する。少なくとも一部のセルについて、電圧検出系が異常であると判定された場合には、ステップＳ１０３に進む。

ステップＳ１０３では、電圧検出系に異常があると判定されたセルを特定する。例えば、異常があると判定された電圧検出系が検出対象とするセルの識別番号が１番である場合に、識別番号１番のセルを異常セルとして特定する。その後、ステップＳ１０４に進む。

ステップＳ１０４では、監視対象となっているセルについて、その順位ＲをＥＣＵ３０から読み出す。セルの順位は、電圧検出系の異常がない状態で取得されたセル電圧値ＶＣが高いほど高順位となるように設定されており、ＥＣＵ３０に記憶されている。具体的には、高順位側から順位１、順位２…、順位１０と順位が設定されている。例えば、ＥＣＵ３０には、監視対象である１〜１０番のセルの順位がそれぞれ記憶されており、異常セルとして特定された識別番号１番のセルの順位Ｒが読み出される。その後、ステップＳ１０５に進む。

ステップＳ１０５では、読み出された順位Ｒが所定の高位閾値ＸＨよりも高順位であるか否かを判定する。高位閾値ＸＨは、比較的高い順位に設定されており、過充電の危険性を考慮して設定される。例えば、高位閾値ＸＨが順位３である場合には、読み出された順位Ｒ（異常セルの順位）が順位１〜３である場合に、順位Ｒが所定の高位閾値ＸＨよりも高順位であると判定される。ステップＳ１０５において肯定判定が成された場合には、ステップＳ１０６に進み、否定判定が成された場合には、ステップＳ１１１に進む。

ステップＳ１０６では、退避走行の態様として、過充電防止態様を選択することが決定される。ステップＳ１０６では、過充電防止態様のより具体的な態様まで決定される。例えば、回転電機１２における発電を禁止し、かつ、外部電源５０からバッテリ１１への充電を禁止することが決定される。その後、ステップＳ１１０に進む。

ステップＳ１１０では、ステップＳ１０６において決定された過充電防止態様に基づいて、退避走行が実行される。これによって、回転電機１２に対しては、発電を禁止する制御が実行され、外部電源制御装置２５に対しては、外部電源５０からバッテリ１１への充電を禁止する制御が実行される。その後、ステップＳ１１１に進む。

ステップＳ１１１では、警報装置５２により、運転者等に対する異常通知が実行される。例えば、警報装置５２は、バッテリ１１の故障を知らせる警報音を発生するように制御される。その後、ステップＳ１１２に進む。

ステップＳ１１２では、ステップＳ１０２において異常があると判定された電圧検出系が検出対象とするセルを、監視対象から除外する。例えば、異常セルとして特定された識別番号１番のセルが監視対象から除外される。これにより、監視対象であるセルは、識別番号２〜１０番のセルとなる。その後、ステップＳ１１３に進む。

ステップＳ１１３では、監視対象であるセルについて、ステップＳ１０１で取得したセル電圧値ＶＣに基づいて、セルの順位を設定する。設定されたセルの順位は、ＥＣＵ３０に記憶される。その後、処理を終了する。

上記のとおり、ＥＣＵ３０によれば、ステップＳ１０１〜Ｓ１０４の処理によって、セル毎の電圧検出系に異常があると判定された場合には、その電圧検出系が検出対象とするセル（異常セル）を特定し、異常セルの順位を読み出すことができる。そして、ステップＳ１０５、Ｓ１０６の処理によって、異常セルの順位と、高位閾値ＸＨとの比較に基づいて、過充電防止態様を選択するか否かを決定することができる。異常セルが存在する場合に、直ちに回転電機１２における発電禁止等の過充電防止制御を実行することなく、異常セルの順位に基づいて、過充電を防止する必要があるか否かを判定し、必要があると判定された場合にのみ、過充電防止制御を実行する。過充電を防止する必要がないと判定された場合には、警報装置５２による異常通知は実行されるが、過充電防止制御は実行されない。このため、過充電によるバッテリ１１の故障を回避しながら車両の退避走行性能を確保できる。

また、ステップＳ１１２において、異常セルを監視対象から除外するため、ステップＳ１１３においては、電圧検出系の異常がない状態で取得されたセル電圧値ＶＣに基づいて、セルの順位を設定し、ＥＣＵ３０に記憶させることができる。図２に示す一連の処理を周期的に実行することによって、バッテリ１１の一部のセルについて電圧検出系の異常が判定されても、電圧検出系が正常な残りのセルによって、退避走行を継続的に実行することができる。

（第２実施形態）
図３に、第２実施形態に係る車両の駆動制御のフローチャートを示す。このフローチャートに係る処理は、所定の周期で繰り返し実行される。図３においては、ステップＳ２０７、Ｓ２０８に示す処理において、図２と相違している。なお、ステップＳ２０１〜Ｓ２０４、Ｓ２１０〜Ｓ２１３の処理は、図２に示すステップＳ１０１〜Ｓ１０４、Ｓ１１０〜Ｓ１１３と同様であるため、説明を省略する。

ステップＳ２０７では、読み出された順位Ｒが所定の低位閾値ＸＬよりも低順位であるか否かを判定する。低位閾値ＸＬは、比較的低い順位に設定されており、過放電の危険性を考慮して設定される。例えば、低位閾値ＸＬが順位８である場合には、読み出された順位Ｒ（異常セルの順位）が順位８〜１０である場合に、順位Ｒが所定の低位閾値ＸＬよりも低順位であると判定される。ステップＳ２０７において肯定判定が成された場合には、ステップＳ２０８に進み、否定判定が成された場合には、ステップＳ２１１に進む。

ステップＳ２０８では、退避走行の態様として、過放電防止態様を選択することが決定される。ステップＳ２０８では、過充電防止態様のより具体的な態様まで決定される。例えば、回転電機１２が車両を駆動する駆動力を、車両の非退避走行時よりも低くすることが決定される。その後、ステップＳ２１０に進む。

ステップＳ２１０では、ステップＳ２０８において決定された過放電防止態様に基づいて、退避走行が実行される。これによって、回転電機１２に対しては、車両を駆動する駆動力、すなわち、力行運転時における駆動力を、車両の非退避走行時よりも低くする制御が実行される。その後、ステップＳ２１１に進む。

上記のとおり、第２実施形態によれば、ステップＳ２０７，Ｓ２０８の処理によって、異常セルの順位と、低位閾値ＸＬとの比較に基づいて、過放電防止態様を選択するか否かを決定することができる。異常セルが存在する場合に、直ちに回転電機１２における力行運転時の駆動力低下等の過放電防止制御を実行することなく、セルの順位に基づいて、過放電を防止する必要があるか否かを判定し、必要があると判定された場合にのみ、過放電防止制御を実行する。過放電を防止する必要がないと判定された場合には、警報装置５２による異常通知は実行されるが、過放電防止制御は実行されない。このため、過放電によるバッテリ１１の故障を回避しながら車両の退避走行性能を確保できる。

（第３実施形態）
図４に、第３実施形態に係る車両の駆動制御のフローチャートを示す。このフローチャートに係る処理は、所定の周期で繰り返し実行される。図３においては、ステップＳ３０５〜Ｓ３０８に示す処理において、図２と相違している。なお、ステップＳ３０１〜Ｓ３０４、Ｓ３１０〜Ｓ３１３の処理は、図２に示すステップＳ１０１〜Ｓ１０４、Ｓ１１０〜Ｓ１１３と同様であるため、説明を省略する。

ステップＳ３０５では、ステップＳ１０５と同様に、読み出された順位Ｒが所定の高位閾値ＸＨよりも高順位であるか否かを判定する。ステップＳ３０５において肯定判定が成された場合には、ステップＳ３０６に進み、ステップＳ１０６と同様に、退避走行の態様として、過充電防止態様を選択することが決定され、その後、ステップＳ３１０に進む。否定判定が成された場合には、ステップＳ３０７に進む。

ステップＳ３０７では、ステップＳ２０７と同様に、読み出された順位Ｒが所定の低位閾値ＸＬよりも低順位であるか否かを判定する。ステップＳ３０７において肯定判定が成された場合には、ステップＳ３０８に進み、退避走行の態様として、過放電防止態様を選択することが決定され、その後、ステップＳ３１０に進む。否定判定が成された場合には、ステップＳ３１１に進む。

ステップＳ３１０では、ステップＳ１０６において決定された過充電防止態様、もしくは、ステップＳ３０８において決定された過放電防止態様に基づいて、退避走行が実行される。その後、ステップＳ３１１に移行する。

上記のとおり、第３実施形態によれば、ステップＳ３０５、Ｓ３０６の処理によって、異常セルの順位と、高位閾値ＸＨとの比較に基づいて、過充電防止態様を選択するか否かを決定することができる。さらに、ステップＳ３０７，Ｓ３０８の処理によって、異常セルの順位と、低位閾値ＸＬとの比較に基づいて、過放電防止態様を選択するか否かを決定することができる。異常セルが存在する場合に、直ちに過充電または過放電を防止する制御を実行することなく、セルの順位に基づいて、過充電または過放電を防止する必要があるか否かを判定し、必要があると判定された場合にのみ、その必要とされた制御を実行する。過充電と過放電の双方とも防止する必要がないと判定された場合には、警報装置５２による異常通知は実行されるが、過充電または過放電を防止する制御は実行されない。このため、過充電および過放電によるバッテリ１１の故障を回避しながら車両の退避走行性能を確保できる。

（他の実施形態）
上記においては、図１に示すＥＶ車の駆動システム１０を例示して説明したが、これに限定されない。上記において説明した駆動システムおよび駆動制御装置に係る技術は、ハイブリッド車（ＨＶ車）にも適用できる。

図５に示す駆動システム１１０は、図１に示す駆動システム１０と同様の、車両を駆動するための回転電機１１２およびインバータ１１３に加え、さらに、回転電機１２２と、インバータ１２３と、内燃機関であるエンジン１２４と、とを備えている点において、図１と相違する。他の構成は、駆動システム１０とほぼ同様であるため、説明を省略する。

車両は、回転電機１１２に電力供給して車輪１４を駆動して走行する。エンジン１２４を駆動することにより回転電機１２２を回生運転して、発電電力を得ることができる。回転電機１２２の発電電力は、インバータ１２３を介して、バッテリ１１および回転電機１２２等に供給される。バッテリ１１に充電された電力または回転電機１２２で発電された電力によって、回転電機１２２を駆動し、車両を走行させることができる。

駆動システム１１０のように、複数の回転電機１１２，１２２を含むシステムにおいては、過充電防止態様として、複数の回転電機１１２，１２２が発電する電力の総和である発電電力和Ｗ１が、複数の回転電機１１２，１２２が消費する電力の総和である消費電力和Ｗ２を超えないように複数の回転電機１１２，１２２を制御することが含まれていてもよい。具体的には、例えば、図２のステップＳ１０６、図４のステップＳ３０６に示す過充電防止態様に、図６に示すような制御が含まれていてもよい。

図６において、まず、ステップＳ５０１において、回転電機１１２，１２２が発電する電力の総和である発電電力和Ｗ１を算出し、次に、ステップＳ５０２において、回転電機１１２，１２２が消費する電力の総和である消費電力和Ｗ２を算出する。次に、ステップＳ５０３において、発電電力和Ｗ１が消費電力和Ｗ２を超えているか否かを判定する。Ｗ１＞Ｗ２である場合には、ステップＳ５０４に進み、エンジン１２４の回転速度を低下させ、回転電機１２２における発電電力を低減させて、処理を終了する。Ｗ１≦Ｗ２である場合には、そのまま処理を終了する。ＥＣＵ３０によれば、図６に示す処理によって、エンジン１２４の回転速度を制御し、Ｗ１がＷ２を超えないように制御することによって、回転電機１１２，１２２から、バッテリ１１への電力供給が行われないようにすることができる。

なお、ステップＳ５０４の処理として、エンジン１２４の回転速度を低減する処理を例示したが、これに限定されず、Ｗ１を低減する処理またはＷ２を増大させる処理であればよい。また、ＥＣＵ３０は、駆動システム１１０全体において、電力供給源（例えば、回転電機１２２、外部電源５０）からの供給電力和が消費電力和を超えないように制御するように構成されていてもよい。具体的には、例えば、回転電機１１２，１２２の発電電力および外部電源５０からの充電電力等の総和を供給電力和Ｗ３として算出する。また、回転電機１１２，１２２、コンバータ１８、低圧負荷２０，２１，外部電源制御装置２５等の消費電力の総和を消費電力和Ｗ４として算出する。そして、供給電力和Ｗ３が消費電力和Ｗ４を超えないように、電力の供給側および消費側の各構成を制御するようにしてもよい。

上記の各実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。

駆動システム１０，１１０は、複数のセルを備えたバッテリ１１と、バッテリ１１等からの電力供給により車両を駆動する回転電機１２，１１２と、ＥＣＵ３０とを備える。ＥＣＵ３０は、バッテリ１１を制御するバッテリ制御部３１と、回転電機１２，１１２，１２２を制御する回転電機制御部４１と、車両の退避走行を制御する退避走行部４０と、を備える。

バッテリ制御部３１は、電圧検出回路１６によって検出されたバッテリ１１の電圧値をセル電圧値ＶＣとして取得する電圧検出部３２と、セル電圧値ＶＣに基づいてセル毎に電圧検出系の異常を判定する異常判定部３７と、バッテリ１１の故障に関与するパラメータに基づいて、複数のセルの順位をそれぞれ設定する順位設定部３８と、を備える。
を備える。

退避走行部４０は、異常があると判定された電圧検出系が検出対象とするセルの順位に基づいて車両の退避走行の態様を決定し、回転電機制御部４１等は、退避走行部４０が決定した車両の退避走行の態様に基づいて回転電機１２，１１２，１２２を制御する。バッテリ１１の故障に関与するパラメータに基づいてセル毎にセルの順位が設定され、異常があると判定された電圧検出系が検出対象とするセルの順位に基づいて、退避走行の態様が決定されるため、バッテリの故障を考慮して退避走行の態様を決定することができる。その結果、セルの電圧検出系に異常が生じた場合に、過充電、過放電等のバッテリ１１の故障を回避しながら車両の退避走行性能を確保できる。

例えば、順位設定部３８により、異常判定部３７により電圧検出系の異常がないと判定された際のセル電圧値ＶＣが高いほど高順位となるようにセルの順位を設定された場合には、退避走行部４０は、セルの順位が所定の高位閾値ＸＨよりも高い場合（セルの順位が高位閾値ＸＨと同じ順位である場合を含む）に、退避走行の態様をバッテリ１１の過充電を防止する過充電防止態様に決定する。また、退避走行部４０は、セルの順位が所定の低位閾値ＸＬよりも低い場合（セルの順位が低位閾値ＸＬと同じ順位である場合を含む）に、退避走行の態様をバッテリ１１の過放電を防止する過放電防止態様に決定する。異常があると判定された電圧検出系が存在する場合に、直ちに過充電または過放電を防止する制御を実行することなく、異常があると判定された電圧検出系が検出対象とするセルの順位と、高位閾値ＸＨまたは低位閾値ＸＬとの比較に基づいて、過充電または過放電を防止する必要があるか否かを判定し、必要があると判定された場合にのみ、その制御を実行できる。このため、過充電および過放電によるバッテリ１１の故障を回避しながら車両の退避走行性能を確保できる。

また、バッテリ制御部３１は、異常判定部３７および順位設定部３８が実行する処理を所定の周期で繰り返し実行する。そして、図２に示すステップＳ１１２等の処理によって、順位設定部３８は、複数のセルのうち、現周期よりも前の周期で異常があると判定された電圧検出系が検出対象とするセルを除外して、複数のセルの順位をそれぞれ設定する。このため、図２に示すステップＳ１１３等の処理においては、電圧検出系の異常がない状態で取得されたセル電圧値ＶＣに基づいて、セルの順位を設定し、ＥＣＵ３０に記憶させることができる。図２〜図４に示す一連の処理を周期的に実行することによって、バッテリ１１の一部のセルについて電圧検出系に異常があると判定されても、電圧検出系が正常な残りのセルによって、退避走行を継続的に実行することができる。

１０，１１０…駆動システム、１１…バッテリ、１２，１１２，１２２…回転電機、３０…駆動制御装置、３１…バッテリ制御部、３２…電圧検出部、３７…異常判定部、３８…順位設定部、４１…回転電機制御部、４２…外部電源制御部、５０…外部電源

Claims (11)

1. 複数のセルを備えた組電池としてのバッテリ（１１）と、電力供給により車両を駆動する回転電機（１２，１１２）と、を備えた、前記車両の駆動システム（１０，１１０）を制御する駆動制御装置（３０）であって、
   前記バッテリを制御するバッテリ制御部（３１）と、前記回転電機を制御する回転電機制御部（４１）と、前記車両の退避走行を制御する退避走行部（４０）と、を備え、
   前記バッテリ制御部は、
   前記バッテリのセル毎の電圧値をセル電圧値として取得する電圧検出部（３２）と、
   前記セル電圧値に基づいて前記セル毎に電圧検出系の異常を判定する異常判定部（３７）と、
   前記バッテリの故障に関与するパラメータに基づいて、前記複数のセルの順位をそれぞれ設定する順位設定部（３８）と、を備え、
   前記退避走行部は、異常があると判定された前記電圧検出系が検出対象とするセルの順位に基づいて前記車両の退避走行の態様を決定し、
   前記回転電機制御部は、前記退避走行部が決定した前記車両の退避走行の態様に基づいて前記回転電機を制御する、駆動制御装置。
2. 前記順位設定部は、前記異常判定部により前記電圧検出系の異常がないと判定された際の前記セル電圧値が高いほど高順位となるように前記セルの順位を設定し、
   前記退避走行部は、前記セルの順位が所定の高位閾値よりも高い場合に、前記退避走行の態様を前記バッテリの過充電を防止する過充電防止態様に決定する請求項１に記載の駆動制御装置。
3. 前記過充電防止態様は、前記バッテリへの充電を禁止する態様である請求項２に記載の駆動制御装置。
4. 前記過充電防止態様は、前記回転電機による発電を禁止することを含む態様である請求項２または３に記載の駆動制御装置。
5. 前記駆動システム（１１０）は、複数の回転電機（１１２，１２２）を備え、
   複数の前記回転電機は、発電可能な回転電機（１１２）を少なくとも１つ含み、
   前記過充電防止態様は、複数の前記回転電機が発電する電力の総和である発電電力和が、複数の前記回転電機が消費する電力の総和である消費電力和を超えることを禁止する態様である請求項２または３に記載の駆動制御装置。
6. 前記駆動システムは、前記車両に接続される外部電源（５０）から前記バッテリへの充電を制御する外部電源制御部（４２）を備え、
   前記外部電源制御部は、前記退避走行部が決定した前記車両の退避走行の態様に基づいて前記外部電源から前記バッテリへの充電を制御し、
   前記過充電防止態様は、前記外部電源から前記バッテリへの充電を禁止することを含む態様である請求項２〜５のいずれかに記載の駆動制御装置。
7. 前記順位設定部は、前記異常判定部により前記電圧検出系の異常がないと判定された際の前記セル電圧値が高いほど高順位となるように前記セルの順位を設定し、
   前記退避走行部は、前記セルの順位が所定の低位閾値よりも低い場合に、前記退避走行の態様を前記バッテリの過放電を防止する過放電防止態様に決定する請求項１〜６のいずれかに記載の駆動制御装置。
8. 前記過放電防止態様は、前記バッテリの放電を許可する残容量の下限値を、前記車両の非退避走行時よりも高くすることを含む請求項７に記載の駆動制御装置。
9. 前記過放電防止態様は、前記回転電機が前記車両を駆動する駆動力を、前記車両の非退避走行時よりも低くすることを含む請求項７または８に記載の駆動制御装置。
10. 前記バッテリ制御部は、前記異常判定部および前記順位設定部が実行する処理を所定の周期で繰り返し実行し、
    前記順位設定部は、前記複数のセルのうち、現周期よりも前の周期で前記異常判定部により異常があると判定された前記電圧検出系が検出対象とするセルを除外して、前記複数のセルの順位をそれぞれ設定する請求項１〜９のいずれかに記載の駆動制御装置。
11. 複数のセルを備えた組電池としてのバッテリ（１１）と、電力供給により車両を駆動する回転電機（１２，１１２）と、制御装置（３０）と、を備えた、前記車両の駆動システム（１０，１１０）であって、
    前記制御装置は、前記バッテリを制御するバッテリ制御部（３１）と、前記回転電機を制御する回転電機制御部（４１）と、前記車両の退避走行を制御する退避走行部と、を備え、
    前記バッテリ制御部は、
    前記バッテリのセル毎の電圧値をセル電圧値として取得する電圧検出部（３２）と、
    前記セル電圧値に基づいて前記セル毎に電圧検出系の異常を判定する異常判定部（３７）と、
    前記バッテリの故障に関与するパラメータに基づいて、前記複数のセルの順位をそれぞれ設定する順位設定部（３８）と、を備え、
    前記退避走行部は、異常があると判定された前記電圧検出系が検出対象とするセルの順位に基づいて前記車両の退避走行の態様を決定し、
    前記回転電機制御部は、前記退避走行部が決定した前記車両の退避走行の態様に基づいて前記回転電機を制御する、駆動システム。

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