JP5391831B2 - 駆動装置およびこれを搭載する自動車並びに異常判定方法 - Google Patents

Description

本発明は、駆動装置およびこれを搭載する自動車並びに異常判定方法に関する。

従来、この種の駆動装置としては、複数の単電池が直列に接続されたブロックを直列に複数接続してなる組電池と、組電池との電力のやり取りを伴って駆動されるモータジェネレータと、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、組電池の電池電流と複数のブロックのそれぞれのブロック電圧とに基づいて演算される複数のブロックのそれぞれの内部抵抗と、組電池の温度に基づいて推定される内部抵抗と、の比較結果によって単電池の異常昇温を検出し、単電池の異常昇温を検出したときには組電池に入出力される電力を段階的に制限している。

特開２００１−１９６１０２号公報

一般に、駆動装置では、装置に異常が生じているときには、電池の温度がある程度高いことなどによって電池への電力の入出力を制限する必要があるにも拘わらず電池に電力が入出力されて電池の温度がより上昇する可能性がある。このため、こうした装置の異常をより適正に判定することが課題の一つとされている。

本発明の駆動装置およびこれを搭載する自動車並びに異常判定方法は、駆動装置の異常をより適正に判定することを主目的とする。

本発明の駆動装置およびこれを搭載する自動車並びに異常判定方法は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明の駆動装置は、
駆動軸に動力を入出力する電動機と、前記電動機と電力のやりとりが可能な二次電池と、前記二次電池の温度としての電池温度を検出する電池温度検出手段と、前記二次電池を充放電してもよい最大電力としての入出力制限を設定する入出力制限設定手段と、前記設定された入出力制限の範囲内で前記電動機が駆動されるよう該電動機を制御する駆動制御手段と、を備える駆動装置であって、
前記設定された入出力制限が値０を含む所定範囲内であるときに前記検出された電池温度が所定温度より高いとき、前記駆動装置に異常が生じていると判定する異常判定手段、
を備えることを要旨とする。

この本発明の駆動装置では、二次電池を充放電してもよい最大電力としての入出力制限が値０を含む所定範囲内であるときに電池温度が所定温度より高いとき、駆動装置に異常が生じていると判定する。即ち、所定範囲内の値が入出力制限に設定されている（二次電池への入出力が所定範囲内に制限されている）にも拘わらず電池温度が所定温度以上のときに、駆動装置に異常が生じていると判定するのである。これにより、電池温度だけを用いて駆動装置の異常を判定（検出）するものに比して駆動装置の異常をより適正に判定（検出）することができる。ここで、前記所定温度は、所定の高温領域のうち前記設定された入出力制限が前記所定範囲内になる温度範囲の下限よりも高い温度である、ものとすることもできる。また、前記入出力制限設定手段は、前記電池温度が所定の高温領域のときに該電池温度が高いほど値０に近づく傾向の前記電池温度と前記入出力制限との関係に対して前記検出された電池温度を適用して前記入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。

こうした本発明の駆動装置において、前記異常判定手段は、前記設定された入出力制限が前記所定範囲内であるときにおいて、前記二次電池に入出力される電流の二乗値の平均値が所定の閾値より大きく且つ前記検出された電池温度が前記所定温度より高いとき、前記駆動装置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、駆動装置の異常をより適正に判定することができる。

また、本発明の駆動装置において、前記電池温度検出手段は、前記二次電池の周囲の温度が低いほど高くなる傾向で且つ前記二次電池に入出力される電流の二乗値が大きいほど高くなる傾向の補正を前記二次電池の表面の温度に施して得られる前記二次電池の内部の温度を前記電池温度として検出する手段である、ものとすることもできる。こうすれば、より適正に検出した電池温度を用いて駆動装置の異常を判定することができる。

さらに、本発明の駆動装置において、前記駆動制御手段は、前記異常判定手段により前記駆動装置に異常が生じていると判定されたときには、前記電動機を駆動停止する手段である、ものとすることもできる。

あるいは、本発明の駆動装置において、内燃機関と、前記二次電池と電力のやりとりが可能で、前記内燃機関からの動力を用いて発電する発電機と、を備え、前記駆動制御手段は、前記駆動軸に要求される駆動力が該駆動軸に出力されると共に前記設定された入出力制限の範囲内で前記発電機と前記電動機とが駆動されるよう前記内燃機関と前記発電機と前記電動機とを制御する手段である、ものとすることもできる。この場合、前記内燃機関の出力軸と前記発電機の回転軸と前記駆動軸との３軸に３つの回転要素が接続された遊星歯車機構を備える、ものとすることもできる。

本発明の自動車は、上述のいずれかの態様の本発明の駆動装置、即ち、基本的には、駆動軸に動力を入出力する電動機と、前記電動機と電力のやりとりが可能な二次電池と、前記二次電池の温度としての電池温度を検出する電池温度検出手段と、前記二次電池を充放電してもよい最大電力としての入出力制限を設定する入出力制限設定手段と、前記設定された入出力制限の範囲内で前記電動機が駆動されるよう該電動機を制御する駆動制御手段と、を備える駆動装置であって、前記設定された入出力制限が値０を含む所定範囲内であるときに前記検出された電池温度が所定温度より高いとき、前記駆動装置に異常が生じていると判定する異常判定手段、を備える駆動装置を搭載し、前記駆動軸が駆動輪に接続されてなることを要旨とする。

この本発明の自動車では、上述のいずれかの態様の本発明の駆動装置を搭載するから、本発明の駆動装置が奏する効果、例えば、駆動装置の異常をより適正に判定（検出）することができる効果などと同様な効果を奏することができる。

本発明の異常判定方法は、
駆動軸に動力を入出力する電動機と、前記電動機と電力のやりとりが可能な二次電池と、前記二次電池の温度としての電池温度を検出する電池温度検出手段と、前記二次電池を充放電してもよい最大電力としての入出力制限を設定する入出力制限設定手段と、前記設定された入出力制限の範囲内で前記電動機が駆動されるよう該電動機を制御する駆動制御手段と、を備える駆動装置における異常判定方法であって、
前記設定された入出力制限が値０を含む所定範囲内であるときに前記検出された電池温度が所定温度より高いとき、前記駆動装置に異常が生じていると判定する、
ことを特徴とする。

この本発明の異常判定方法では、二次電池を充放電してもよい最大電力としての入出力制限が値０を含む所定範囲内であるときに電池温度が所定温度より高いとき、駆動装置に異常が生じていると判定する。即ち、所定範囲内の値が入出力制限に設定されている（二次電池への入出力が所定範囲内に制限されている）にも拘わらず電池温度が所定温度以上のときに、駆動装置に異常が生じていると判定するのである。これにより、電池温度だけを用いて駆動装置の異常を判定（検出）するものに比して駆動装置の異常をより適正に判定（検出）することができる。ここで、前記所定温度は、所定の高温領域のうち前記設定された入出力制限が前記所定範囲内になる温度範囲の下限よりも高い温度である、ものとすることもできる。また、前記入出力制限設定手段は、前記電池温度が所定の高温領域のときに該電池温度が高いほど値０に近づく傾向の前記電池温度と前記入出力制限との関係に対して前記検出された電池温度を適用して前記入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。

本発明の一実施例としての駆動装置２１を搭載する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。 電池温度Ｔｂと入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値Ｗｉｎｔｍｐ，Ｗｏｕｔｔｍｐとの関係の一例を示す説明図である。 バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣと出力制限用補正係数および入力制限用補正係数との関係の一例を示す説明図である。 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る。 入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔと充放電電流二乗平均Ｉａｖｅと電池温度Ｔｂとの時間変化の様子の一例を示す説明図である。 変形例のバッテリＥＣＵ５２により実行される電池内部温度設定ルーチンの一例を示すフローチャートである。 第１の補正温度設定用マップの一例を示す説明図である。 第２の補正温度設定用マップの一例を示す説明図である。 変形例のハイブリッド自動車１２０の構成の概略を示す構成図である。 変形例のハイブリッド自動車２２０の構成の概略を示す構成図である。 変形例の電気自動車３２０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、本発明の一実施例としての駆動装置２１を搭載する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、ガソリンや軽油などを燃料とするエンジン２２と、エンジン２２を駆動制御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と、エンジン２２のクランクシャフト２６にキャリアが接続されると共に駆動輪３９ａ，３９ｂにデファレンシャルギヤ３８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プラネタリギヤ３０と、例えば同期発電電動機として構成されて回転子がプラネタリギヤ３０のサンギヤに接続されたモータＭＧ１と、例えば同期発電電動機として構成されて回転子が駆動軸３２に接続されたモータＭＧ２と、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動するためのインバータ４１，４２と、インバータ４１，４２の図示しないスイッチング素子をスイッチング制御することによってモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するモータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵという）４０と、インバータ４１，４２を介してモータＭＧ１，ＭＧ２と電力をやりとりする例えばリチウムイオン二次電池として構成されたバッテリ５０と、バッテリ５０を管理するバッテリ用電子制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵという）５２と、車両全体を制御するハイブリッド用電子制御ユニット（以下、ハイブリッドＥＣＵという）７０と、を備える。ここで、本発明の駆動装置２１としては、主として、モータＭＧ１，ＭＧ２とインバータ４１，４２とバッテリ５０とモータＥＣＵ４０とバッテリＥＣＵ５２とハイブリッドＥＣＵ７０とが相当する。

バッテリＥＣＵ５２は、図示しないＣＰＵ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、ＣＰＵの他にＲＯＭやＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。バッテリＥＣＵ５２には、バッテリ５０を管理するのに必要な信号、例えば、バッテリ５０の端子間に設置された電圧センサ５１ａからのバッテリ電圧Ｖｂやバッテリ５０の出力端子に接続された電力ラインに取り付けられた電流センサ５１ｂからの充放電電流Ｉｂ，バッテリ５０の表面に取り付けられた温度センサ５１ｃからの電池温度Ｔｂなどが入力ポートを介して入力されており、必要に応じてバッテリ５０の状態に関するデータを通信によりハイブリッドＥＣＵ７０に出力する。また、バッテリＥＣＵ５２は、バッテリ５０を管理するために電流センサ５１ｂにより検出された充放電電流Ｉｂの積算値に基づいてバッテリ５０に蓄えられた蓄電量の全容量（蓄電容量）に対する割合としての蓄電割合ＳＯＣを演算したり、演算した蓄電割合ＳＯＣと電池温度Ｔｂとに基づいてバッテリ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を演算している。バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、電池温度Ｔｂに基づいて入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値Ｗｉｎｔｍｐ，Ｗｏｕｔｔｍｐを設定し、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣ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，Ｗｏｕｔの基本値Ｗｉｎｔｍｐ，Ｗｏｕｔｔｍｐ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２に電池温度Ｔｂと入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値Ｗｉｎｔｍｐ，Ｗｏｕｔｔｍｐとの関係の一例を示し、図３にバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣと出力制限用補正係数および入力制限用補正係数との関係の一例を示す。図２に示すように、入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値Ｗｉｎｔｍｐ，Ｗｏｕｔｔｍｐは、電池温度Ｔｂが所定温度Ｔｂ１（例えば、４０℃や４５℃など）以上の高温領域において、電池温度Ｔｂが所定温度Ｔｂ１以上で所定温度Ｔｂ１より高い所定温度Ｔｂ２（例えば、５５℃や６０℃など）未満の領域では電池温度Ｔｂが高いほど値０に近づく傾向に設定され、電池温度Ｔｂが所定温度Ｔｂ２以上の領域では値０に設定される。したがって、基本値Ｗｉｎｔｍｐ，Ｗｏｕｔｔｍｐから得られる入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、基本値Ｗｉｎｔｍｐ，Ｗｏｕｔｔｍｐと同様の傾向に設定される。

ハイブリッドＥＣＵ７０は、図示しないＣＰＵ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、ＣＰＵの他にＲＯＭやＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。ハイブリッドＥＣＵ７０には、シフトレバーのポジション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やアクセルペダル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。ハイブリッドＥＣＵ７０は、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ハイブリッド自動車２０は、ハイブリッドＥＣＵ７０にって実行される以下に説明する駆動制御によって走行する。ハイブリッドＥＣＵ７０は、エンジン２２を運転しながら走行するときには、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と車速センサ８８からの車速Ｖとに応じて走行のために駆動軸３２に要求される要求トルクＴｒ＊を設定し、要求トルクＴｒ＊に駆動軸３２の回転数Ｎｒ（例えば、モータＭＧ２の回転数や車速Ｖに換算係数を乗じて得られる回転数）を乗じて走行に要求される走行用パワーＰｄｒｖを計算する。次に、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣに基づいてバッテリ５０を充放電するための充放電要求パワーＰｂ＊と走行用パワーＰｄｒｖと損失Ｌｏｓｓとの和としてエンジン２２から出力すべき要求パワーＰｅ＊を計算すると共にエンジン２２を効率よく運転することができるエンジン２２の回転数ＮｅとトルクＴｅとの関係としての動作ライン（例えば燃費最適動作ライン）と計算した要求パワーＰｅ＊とを用いてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する。そして、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で、エンジン２２の回転数Ｎｅが目標回転数Ｎｅ＊となるようにするための回転数フィードバック制御によりモータＭＧ１から出力すべきトルクとしてのトルク指令Ｔｍ１＊を設定すると共にモータＭＧ１をトルク指令Ｔｍ１＊で駆動したときにプラネタリギヤ３０を介して駆動軸３２に作用するトルクを要求トルクＴｒ＊から減じたトルクをモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊として設定し、設定したエンジン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に送信すると共にモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊についてはモータＥＣＵ４０に送信する。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、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とによってエンジン２２が運転されるようエンジン２２の吸入空気量制御や燃料噴射制御，点火制御などを実行し、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ４０は、モータＭＧ１，ＭＧ２がトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊で駆動されるようインバータ４１，４２のスイッチング素子をスイッチング制御する。こうした駆動制御により、エンジン２２から要求パワーＰｅ＊を出力して、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で駆動軸３２に要求トルクＴｒ＊を出力して走行する。

また、ハイブリッドＥＣＵ７０は、エンジン２２の運転を停止した状態で走行するときには、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに応じて駆動軸３２に要求される要求トルクＴｒ＊を設定し、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に値０を設定すると共にモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊に要求トルクＴｒ＊を設定し、設定したトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊についてはモータＥＣＵ４０に送信する。トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ４０は、モータＭＧ１，ＭＧ２がトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊で駆動されるようインバータ４１，４２のスイッチング素子をスイッチング制御する。こうした制御により、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内でモータＭＧ２から駆動軸３２に要求トルクＴｒ＊を出力して走行することができる。

次に、実施例のハイブリッド自動車２０に搭載された駆動装置２１の異常を判定（検出）する際の動作について説明する。図４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る。このルーチンは、所定時間毎に繰り返し実行される。

異常判定ルーチンが実行されると、バッテリＥＣＵ５２は、まず、電流センサ５１ｂからの充放電電流Ｉｂや温度センサ５１ｃからの電池温度Ｔｂ，充放電電流Ｉｂの積算値に基づいて演算されたバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣと電池温度Ｔｂとに基づいて演算されたバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを入力し（ステップＳ１００）、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの絶対値を閾値Ｗｒｅｆと比較し（ステップＳ１１０）、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの少なくとも一方が閾値Ｗｒｅｆより大きいときには、そのまま本ルーチンを終了する。ここで、閾値Ｗｒｅｆは、駆動装置２１に異常が生じているか否かを判定するための前提条件が成立したか否かを判定するために用いられるものであり、値０やそれよりも若干大きい値などを用いることができる。

バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの絶対値が共に閾値Ｗｒｅｆ以下のときには、直近ｎ回（例えば、５回，１０回など）のバッテリ５０の充放電電流Ｉｂの二乗値の平均値としての充放電電流二乗平均Ｉａｖｅを計算し（ステップＳ１１５）、計算した充放電電流二乗平均Ｉａｖｅを閾値Ｉｒｅｆと比較すると共に（ステップＳ１２０）、電池温度Ｔｂを閾値Ｔｂｒｅｆと比較する（ステップＳ１３０）。ここで、閾値Ｉｒｅｆや閾値Ｔｂｒｅｆは、駆動装置２１に異常が生じているか否かを判定するために用いられるものであり、閾値Ｉｒｅｆは、駆動装置２１に異常が生じていない状態でバッテリ５０に閾値Ｗｒｅｆに相当する電力が入出力されたときの充放電電流二乗平均Ｉａｖｅに相当する値やそれよりも若干大きい値を用いることができ、閾値Ｔｂｒｅｆは、電池温度Ｔｂが所定温度Ｔｂ１以上の高温領域において入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの絶対値が共に閾値Ｗｒｅｆ以下になる電池温度Ｔｂの温度範囲の下限である所定温度Ｔｂ３（Ｔｂ１＜Ｔｂ３≦Ｔｂ２）よりも若干高い温度（例えば、６０℃や６５℃など）などを用いることができる。なお、閾値Ｉｒｅｆは、固定値を用いるものとしてもよいし、電圧センサ５１ａからの端子間電圧Ｖｂに基づいて設定される値を用いるものとしてもよい。バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔが略値０のときにおいて、その範囲内でモータＭＧ１，ＭＧ２が制御されるときには、通常、充放電電流Ｉｂの二乗値は略値０になり、充放電電流二乗平均Ｉａｖｅが略値０になるため、電池温度Ｔｂは閾値Ｔｂｒｅｆ以上には至らない。これを踏まえて、実施例では、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの絶対値が共に閾値Ｗｒｅｆ以下のときにおいて、充放電電流二乗平均Ｉａｖｅと閾値Ｉｒｅｆとの比較および電池温度Ｔｂと閾値Ｔｂｒｅｆとの比較によって駆動装置２１に異常が生じているか否かを判定するものとした。

充放電電流二乗平均Ｉａｖｅが閾値Ｉｒｅｆ以下のときや、充放電電流二乗平均Ｉａｖｅが閾値Ｉｒｅｆより大きくても電池温度Ｔｂが閾値Ｔｂｒｅｆ以下のときには、そのまま本ルーチンを終了し、充放電電流二乗平均Ｉａｖｅが閾値Ｉｒｅｆより大きく且つ電池温度Ｔｂが閾値Ｔｂｒｅｆより大きいときには、駆動装置２１に異常が生じていると判定し（ステップＳ１４０）、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動停止させるための駆動停止信号をハイブリッドＥＣＵ７０に送信して（ステップＳ１５０）、本ルーチンを終了する。このように、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔが略値０でバッテリ５０への電力の入出力が大きく制限されているにも拘わらずバッテリ５０に電力が入出力されて電池温度Ｔｂが上昇したときに駆動装置２１の異常を判定（検出）するから、電池温度Ｔｂだけを用いて即ちバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔや充放電電流Ｉｂを考慮せずに駆動装置２１の異常を判定するものに比して駆動装置２１の異常判定をより適正に行なうことができる。ここで、駆動装置２１の異常としては、ハイブリッドＥＣＵ７０やモータＥＣＵ４０による演算の異常や、バッテリＥＣＵ５２とハイブリッドＥＣＵ７０間やハイブリッドＥＣＵ７０とモータＥＣＵ４０間の通信異常，モータＭＧ１，ＭＧ２やインバータ４１，４２の異常などが考えられる。また、実施例では、駆動停止信号を受信したハイブリッドＥＣＵ７０は駆動停止信号をモータＥＣＵ４０に送信し、これを受信したモータＥＣＵ４０はモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動停止するものとした。これにより、バッテリ５０の更なる温度上昇を抑制することができ、バッテリ５０の劣化などを抑制することができる。

図５は、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔと充放電電流二乗平均Ｉａｖｅと電池温度Ｔｂとの時間変化の様子の一例を示す説明図である。図示するように、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、電池温度Ｔｂが上述の所定温度Ｔｂ１以上に至ると（時間ｔ１）、電池温度Ｔｂの上昇に伴って徐々に絶対値として小さくなり、電池温度Ｔｂが所定温度Ｔｂ２に至ったときに値０になる（時間ｔ２）。このとき、駆動装置２１に異常が生じていないときには、バッテリ５０に電力が入出力されないようモータＭＧ１，ＭＧ２が制御されることによって充放電電流二乗平均Ｉａｖｅが略値０になるため、通常、電池温度Ｔｂは閾値Ｔｂｒｅｆを超えない。しかし、駆動装置２１に異常が生じているときには、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔが略値０であるにも拘わらずバッテリ５０に電力が入出力されることがある。このようにバッテリ５０に電力が入出力されると、充放電電流二乗平均Ｉａｖｅが閾値Ｉｒｅｆより大きくなって電池温度Ｔｂがさらに上昇し、電池温度Ｔｂが閾値Ｔｂｒｅｆより高くなったときに駆動装置２１に異常が生じていると判定する（時刻ｔ３）。これにより、駆動装置２１の異常をより適正に判定することができる。

以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの絶対値が共に閾値Ｗｒｅｆ以下であるときにおいて、充放電電流二乗平均Ｉａｖｅが閾値Ｉｒｅｆより大きく且つ電池温度Ｔｂが閾値Ｔｂｒｅｆより高いときに車載された駆動装置２１に異常が生じていると判定するから、駆動装置２１の異常をより適正に判定（検出）することができる。

実施例のハイブリッド自動車２０では、バッテリ５０の表面に取り付けられた温度センサ５１ｃからの電池温度Ｔｂ（バッテリ５０の表面の温度）をそのまま用いて、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを設定したり駆動装置２１に異常が生じているか否かを判定したりするものとしたが、電池温度Ｔｂ（バッテリ５０の表面の温度）をそのまま用いるのに代えて、電池温度Ｔｂから推定されるバッテリ５０内部の温度（以下、電池内部温度Ｔｂｉｎという）を用いて、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを設定したり駆動装置２１に異常が生じているか否かを判定したりするものとしてもよい。この場合、電池内部温度Ｔｂｉｎは、図６に例示する電池内部温度設定ルーチンにより設定された値を用いるものとしてもよい。図６のルーチンは、バッテリＥＣＵ５２により所定時間毎に繰り返し実行される。電池内部温度設定ルーチンが実行されると、バッテリＥＣＵ５２は、まず、温度センサ５１ｃからの電池温度Ｔｂや、電流センサ５１ｂからの充放電電流Ｉｂ，図示しない温度センサからのバッテリ５０の周囲の温度である雰囲気温度Ｔｂｏｕｔなどのデータを入力し（ステップＳ２００）、雰囲気温度Ｔｂｏｕｔに基づいて補正温度ΔＴ１を設定すると共に（ステップＳ２１０）、充放電電流Ｉｂに基づいて補正温度ΔＴ２を設定し（ステップＳ２２０）、設定した補正温度ΔＴ１と補正温度ΔＴ２とを電池温度Ｔｂに加えて電池内部温度Ｔｂｉｎを設定する（ステップＳ２３０）。ここで、補正温度ΔＴ１は、この変形例では、雰囲気温度Ｔｂｏｕｔと補正温度ΔＴ１との関係を予め実験などにより定めて第１補正温度設定用マップとして図示しないＲＯＭに記憶しておき、雰囲気温度Ｔｂｏｕｔが与えられると記憶したマップから対応する補正温度ΔＴ１を導出して設定するものとした。第１補正温度設定用マップの一例を図７に示す。補正温度ΔＴ１は、図示するように、雰囲気温度Ｔｂｏｕｔが低いほど大きくなる傾向に設定される。これは、雰囲気温度Ｔｂｏｕｔが低いほど内部温度Ｔｂｉｎに比して温度センサ５１ｃにより検出される電池温度Ｔｂ（バッテリ５０の表面の温度）が低くなっていると考えられるためである。また、補正温度ΔＴ２は、この変形例では、充放電電流Ｉｂの二乗値と補正温度ΔＴ２との関係を予め実験などにより定めて第２補正温度設定用マップとして図示しないＲＯＭに記憶しておき、充放電電流Ｉｂが与えられると記憶したマップから充放電電流Ｉｂの二乗値に対応する補正温度ΔＴ２を導出して設定するものとした。第２補正温度設定用マップの一例を図８に示す。補正温度ΔＴ２は、図示するように、充放電電流Ｉｂの二乗値が大きいほど大きくなる傾向に設定される。これは、充放電電流Ｉｂの二乗値が大きいほどバッテリ５０の内部での発熱が大きくなると考えられるためである。このように電池内部温度Ｔｂｉｎを計算することにより、電池内部温度Ｔｂｉｎをより適正に設定することができる。そして、こうして設定した電池内部温度Ｔｂｉｎを用いてバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを設定したり駆動装置２１に異常が生じているか否かを判定したりすることにより、入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの設定や駆動装置２１の異常判定をより適正に行なうことができる。なお、電池内部温度Ｔｂｉｎを駆動装置２１に異常が生じているか否かの判定に用いる場合には、図４の異常判定ルーチンのステップＳ１３０の電池温度Ｔｂと閾値Ｔｂｒｅｆとの比較に代えて、電池内部温度Ｔｂｉｎと閾値Ｔｂｒｅｆ２との比較を行なえばよい。ここで、閾値Ｔｂｒｅｆ２は、閾値Ｔｂｒｅｆを電池内部温度Ｔｂｉｎに換算した値であり、固定値を用いるものとしてもよいし、雰囲気温度Ｔｂｏｕｔや充放電電流Ｉｂの二乗値などに基づく値を用いるものとしてもよい。後者の場合、閾値Ｔｂｒｅｆ２は、雰囲気温度Ｔｂｏｕｔが低いほど高くなる傾向に且つ充放電電流Ｉｂの二乗値が大きいほど高くなる傾向に設定される閾値Ｔｂｒｅｆ２を用いるものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの絶対値が共に閾値Ｗｒｅｆ以下であるときにおいて、充放電電流二乗平均Ｉａｖｅと電池温度Ｔｂとを用いて駆動装置２１に異常が生じているか否かを判定するものとしたが、充放電電流二乗平均Ｉａｖｅに代えて、充放電電流Ｉｂや充放電電流Ｉｂの絶対値，充放電電流Ｉｂの二乗値などを用いて駆動装置２１に異常が生じているか否かを判定するものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの絶対値が共に閾値Ｗｒｅｆ以下であるときにおいて、充放電電流二乗平均Ｉａｖｅと電池温度Ｔｂとを用いて駆動装置２１に異常が生じているか否かを判定するものとしたが、充放電電流二乗平均Ｉａｖｅを考慮せずに、電池温度Ｔｂだけを用いて駆動装置２１に異常が生じているか否かを判定するものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、駆動装置２１に異常が生じていると判定したときには、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動停止するために駆動停止信号をハイブリッドＥＣＵ７０に送信するものとしたが、これに代えてまたは加えて、図示しない警告灯の点灯などを行なうものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、モータＭＧ２の動力を駆動軸３２に出力するものとしたが、図９の変形例のハイブリッド自動車１２０に例示するように、モータＭＧ２の動力を駆動軸３２が接続された車軸（駆動輪３９ａ，３９ｂが接続された車軸）とは異なる車軸（図９における車輪３９ｃ，３９ｄに接続された車軸）に出力するものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２の動力をプラネタリギヤ３０を介して駆動輪３９ａ，３９ｂに接続された駆動軸３２に出力するものとしたが、図１０の変形例のハイブリッド自動車２２０に例示するように、バッテリ５０と電力のやりとりが可能でエンジン２２からの動力を用いて発電する発電機２３０と、この発電機２３０やバッテリ５０からの電力により駆動輪３９ａ，３９ｂの車軸側に動力を出力するモータＭＧとを備える、いわゆるシリーズハイブリッド車の形態としてもよい。

実施例では、駆動輪３９ａ，３９ｂに連結された駆動軸３２にプラネタリギヤ３０を介して接続されたエンジン２２およびモータＭＧ１と、駆動軸３２に接続されたモータＭＧ２と、を備えるハイブリッド自動車２０に適用するものとしたが、図１１の変形例の電気自動車３２０に例示するように、走行用の動力を出力するモータＭＧを備える単純な電気自動車に適用するものとしてもよい。

また、こうした自動車に適用するものに限定されるものではなく、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る駆動装置の形態や建設設備などの移動しない設備に組み込まれた駆動装置の形態としても構わない。さらに、こうした駆動装置における異常判定方法の形態としてもよい。

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５０が「二次電池」に相当し、温度センサ５１ｃが「電池温度検出手段」に相当し、電池温度Ｔｂに基づいて入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値を設定すると共にバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣ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，Ｗｏｕｔの基本値に補正係数を乗じることによりバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを設定するハイブリッドＥＣＵ７０が「入出力制限設定手段」に相当し、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で要求トルクＴｒ＊により走行するようエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とを制御するハイブリッドＥＣＵ７０とエンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０とが「駆動制御手段」に相当し、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの絶対値が共に閾値Ｗｒｅｆ以下であるときにおいて、充放電電流二乗平均Ｉａｖｅが閾値Ｉｒｅｆより大きく且つ電池温度Ｔｂが閾値Ｔｂｒｅｆより高いときに車載された駆動装置２１に異常が生じていると判定する図４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。また、エンジン２２が「内燃機関」に相当し、モータＭＧ１が「発電機」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、如何なるタイプの電動機であっても構わない。「二次電池」としては、リチウムイオン二次電池として構成されたバッテリ５０に限定されるものではなく、ニッケル水素二次電池やニッケルカドミウム二次電池，鉛蓄電池など如何なるタイプの二次電池であっても構わない。「電池温度検出手段」としては、バッテリ５０の表面に取り付けられた温度センサ５１ｃに限定されるものではなく、電池温度Ｔｂからバッテリ５０内部の温度である電池内部温度Ｔｂｉｎを推定するものなど、二次電池の温度である電池温度を検出するものであれば如何なるものとしても構わない。「入出力制限設定手段」としては、電池温度Ｔｂに基づいて入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値Ｗｉｎｔｍｐ，Ｗｏｕｔｔｍｐを設定すると共にバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣ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，Ｗｏｕｔの基本値Ｗｉｎｔｍｐ，Ｗｏｕｔｔｍｐに補正係数を乗じることによりバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを設定するものに限定されるものではなく、二次電池を充放電してもよい最大電力としての入出力制限を設定するものであれば如何なるものとしても構わない。「駆動制御手段」としては、ハイブリッドＥＣＵ７０とエンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０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。また、「駆動制御手段」としては、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で要求トルクＴｒ＊により走行するようエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２を制御するものに限定されるものではなく、入出力制限の範囲内で電動機が駆動されるよう電動機を制御するものであれば如何なるものとしても構わない。「異常判定手段」としては、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの絶対値が共に閾値Ｗｒｅｆ以下であるときにおいて、充放電電流二乗平均Ｉａｖｅが閾値Ｉｒｅｆより大きく且つ電池温度Ｔｂが閾値Ｔｂｒｅｆより高いときに車載された駆動装置２１に異常が生じていると判定するものに限定されるものではなく、入出力制限が値０を含む所定範囲内であるときに電池温度が所定温度より高いとき、駆動装置に異常が生じていると判定するものであれば如何なるものとしても構わない。「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。「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、二次電池と電力のやりとりが可能で内燃機関からの動力を用いて発電するものであれば如何なるタイプの発電機であっても構わない。

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、駆動装置や自動車の製造産業などに利用可能である。

２０，１２０，２２０ ハイブリッド自動車、２１ 駆動装置、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、３０ プラネタリギヤ、３２ 駆動軸、３８ デファレンシャルギヤ、３９ａ，３９ｂ 駆動輪、３９ｃ，３９ｄ 車輪、４０ モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、４１，４２，４３ インバータ、５０ バッテリ、５１ａ 電圧センサ、５１ｂ 電流センサ、５１ｃ 温度センサ、５２ バッテリ用電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）、７０ ハイブリッド用電子制御ユニット（ハイブリッドＥＣＵ）、８２ シフトポジションセンサ、８４ アクセルペダルポジションセンサ、８６ ブレーキペダルポジションセンサ、８８ 車速センサ、２３０ 発電機、３２０ 電気自動車、ＭＧ，ＭＧ１，ＭＧ２ モータ。

Claims (7)

1. 駆動軸に動力を入出力する電動機と、前記電動機と電力のやりとりが可能な二次電池と、前記二次電池の温度としての電池温度を検出する電池温度検出手段と、前記二次電池を充放電してもよい最大電力としての入出力制限を設定する入出力制限設定手段と、前記設定された入出力制限の範囲内で前記電動機が駆動されるよう該電動機を制御する駆動制御手段と、を備える駆動装置であって、
   前記設定された入出力制限が値０であるときに前記検出された電池温度が所定温度より高いとき、前記駆動装置に異常が生じていると判定する異常判定手段、
   を備える駆動装置。
2. 請求項１記載の駆動装置であって、
   前記異常判定手段は、前記設定された入出力制限が値０であるときにおいて、前記二次電池に入出力される電流の二乗値の平均値が所定の閾値より大きく且つ前記検出された電池温度が前記所定温度より高いとき、前記駆動装置に異常が生じていると判定する手段である、
   駆動装置。
3. 請求項１または２記載の駆動装置であって、
   前記電池温度検出手段は、前記二次電池の周囲の温度が低いほど高くなる傾向で且つ前記二次電池に入出力される電流の二乗値が大きいほど高くなる傾向の補正を前記二次電池の表面の温度に施して得られる前記二次電池の内部の温度を前記電池温度として検出する手段である、
   駆動装置。
4. 請求項１ないし３のいずれか１つの請求項に記載の駆動装置であって、
   前記駆動制御手段は、前記異常判定手段により前記駆動装置に異常が生じていると判定されたときには、前記電動機を駆動停止する手段である、
   駆動装置。
5. 請求項１ないし４のいずれか１つの請求項に記載の駆動装置であって、
   内燃機関と、
   前記二次電池と電力のやりとりが可能で、前記内燃機関からの動力を用いて発電する発電機と、
   を備え、
   前記駆動制御手段は、前記駆動軸に要求される駆動力が該駆動軸に出力されると共に前記設定された入出力制限の範囲内で前記発電機と前記電動機とが駆動されるよう前記内燃機関と前記発電機と前記電動機とを制御する手段である、
   駆動装置。
6. 請求項１ないし５のいずれか１つの請求項に記載の駆動装置を搭載し、前記駆動軸が駆動輪に接続されてなる自動車。
7. 駆動軸に動力を入出力する電動機と、前記電動機と電力のやりとりが可能な二次電池と、前記二次電池の温度としての電池温度を検出する電池温度検出手段と、前記二次電池を
   充放電してもよい最大電力としての入出力制限を設定する入出力制限設定手段と、前記設定された入出力制限の範囲内で前記電動機が駆動されるよう該電動機を制御する駆動制御手段と、を備える駆動装置における異常判定方法であって、
   前記設定された入出力制限が値０であるときに前記検出された電池温度が所定温度より高いとき、前記駆動装置に異常が生じていると判定する、
   ことを特徴とする異常判定方法。