JP5544965B2

JP5544965B2 - 電源装置制御システム

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Publication number: JP5544965B2
Application number: JP2010066726A
Authority: JP
Inventors: 優木村; 亮真野; 純太泉; 清恵落合
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2010-03-23
Filing date: 2010-03-23
Publication date: 2014-07-09
Anticipated expiration: 2030-03-23
Also published as: JP2011200082A

Description

本発明は、電源装置制御システムに係り、特に、複数の蓄電セルから構成される蓄電ブロックを複数組み合わせた蓄電装置を含む電源装置の制御システムに関する。

例えば、車両に搭載される２次電池等の蓄電装置は、所定の高電圧電力を得るために、複数の蓄電セルから構成される蓄電ブロックを複数組み合わせた組蓄電装置が用いられる。この組蓄電装置は、これを構成する複数の蓄電セルに異常がある場合には、他の正常な蓄電セルに影響を及ぼすこともあり、また、蓄電装置全体としての動作に支障が生じることもあるので、これらの異常を検出して対処するシステムが構築されている。

例えば、特許文献１には、バッテリ管理装置として、１２個の電池ユニットから構成されるバッテリについて、故障した電圧検出器に対応する電池ユニットのＳＯＣを他の電池ユニットのＳＯＣから推定することが述べられている。なお、ＳＯＣ（ＳｔａｔｅＯｆＣｈａｒｇｅ）は、電池の充電状態を示す値である。例えば、電圧検出ができない電池ユニットを除く他の電池ユニットについての平均ＳＯＣをその電圧検出ができない電池ユニットのＳＯＣに用いることが述べられている。また、電圧検出器の故障が検出されると、バッテリの充放電電流を抑制することも述べられている。

また、特許文献２には、複数のブロックに分かれて構成される蓄電システムの異常処理方法として、複数のブロックの各々の電圧に基いて、蓄電池の微短絡異常の検出、すなわち、充放電の制御範囲を狭めれば充放電を続けることはできる程度の異常を検出することが述べられている。充放電の制御範囲の制限としては、ＷｉｎとＷｏｕｔを段階的に変化させることが述べられている。なお、Ｗｉｎは、蓄電池の充電電力制限値、Ｗｏｕｔは、蓄電池の放電電力制限値である。

また、特許文献３には、電池制御装置として、組電池の各電池ブロックの電圧を検出し、各電池ブロックの間の電圧差が例えば１Ｖ以上あるときはＳＯＣ０％の電池セルがあると考え、組電池のＳＯＣを制御下限値に設定することが述べられている。これにより、自動的に放電禁止と充電促進が行われるが、さらに放電が進む場合は、組電池を負荷から切り離すことが述べられている。

特開２０００−３５７５４１号公報特開２００６−２６２６３４号公報特開２０００−１４０２９号公報

このように、従来技術によれば、組蓄電装置を構成する蓄電ブロック、あるいは蓄電セルに異常があることを検出し、これに対処することが可能である。ところで、上記のように、蓄電装置の充電状態としてＳＯＣが用いられるが、このＳＯＣは、蓄電装置が複数の蓄電セルから構成されるときは、各蓄電セルの端子電圧、あるいはこれを複数個まとめた蓄電ブロックの端子電圧に基いて計算することができる。

この場合に、各端子電圧を検出するための配線等に断線が生じると、正しい端子電圧が検出できず、その検出された電圧に基いて蓄電装置のＳＯＣを算出すると、ＳＯＣが異常値として判断されることにつながる。例えば、計算されたＳＯＣに基いて蓄電装置の充電禁止、放電禁止の処理が行われると、その蓄電装置を含む電源装置を用いるシステムの動作が停止する。蓄電装置を含む電源装置が車両搭載用であって、車両駆動に用いるものであると、ＳＯＣの異常判断は、車両の走行停止につながる恐れがある。

蓄電装置を含む電源装置を用いるシステムが蓄電装置を用いなくても動作可能な代替装置を備えていることは多い。例えば、蓄電装置を含む電源装置を搭載する車両の場合、蓄電装置を用いなくてもエンジンで車両走行を継続することができる。そのような場合に、蓄電装置における電圧検出の断線が有ると判断されたとき、仮に蓄電装置を用いない処理を行ったとしても、蓄電装置を含む電源装置を用いるシステム全体の動作を停止する処理につながらないように対応できることが好ましい。

本発明の目的は、蓄電装置を構成する蓄電ブロックの電圧検出が異常であると判断されたときに、蓄電装置を含む電源装置を利用するシステム全体の動作の停止につながらない処理を行うことを可能にする電源装置制御システムを提供することである。

本発明に係る電源装置制御システムは、複数の蓄電セルから構成される蓄電ブロックを複数組み合わせた蓄電装置を含む電源装置の制御システムであって、各蓄電ブロックに属する蓄電セルのセル電圧検出ラインが断線か否かに基づいて、各蓄電ブロックの電圧検出が正常か異常かを判断する電圧異常判断手段と、電圧検出が異常と判断された蓄電ブロックの電圧に代えて、電圧検出ラインの断線があったときでも蓄電装置の充電状態算出に異常値が出ないように予め定めた異常時対応電圧値を代入する代入手段と、異常時対応電圧値が代入された蓄電ブロックの電圧に基づいて、蓄電装置の充電状態を算出する手段と、を備えることを特徴とする。

また、本発明に係る電源装置制御システムにおいて、代入手段は、どの蓄電ブロックの電圧検出が異常か不明であると判断されたときには、蓄電装置の端子電圧を蓄電ブロックの数で除した平均ブロック電圧を異常時対応電圧値とし、一部の蓄電ブロックの電圧検出が異常であると特定されたときは、異常と判断されていない蓄電ブロックの中で予め定めた引き当て順序に従って引き当てられる蓄電ブロックの電圧を異常時対応電圧値とすることが好ましい。

また、本発明に係る電源装置制御システムにおいて、電圧異常判断手段は、各蓄電セルの電圧を検出するセル電圧検出ラインの断線を示す信号がＯＮか否かを判断する第１判断手段と、複数の蓄電ブロックを予め定めた監視系統数に分けて、各監視系統ごとにその監視系統の異常を示す信号がＯＮか否かを判断する第２判断手段と、第１判断手段がＯＮと判断し第２判断手段がＯＮでないと判断したときは、全体としての判断の信憑性がないとして、どの蓄電ブロックの電圧検出が異常か不明であると判断し、第１判断手段がＯＮと判断し第２判断手段がＯＮと判断したときは、異常とされた監視系統の中で該当する蓄電ブロックの電圧検出が異常であると特定する手段と、を有することが好ましい。

また、本発明に係る電源装置制御システムにおいて、代入手段は、予め定めた引き当て順序としてブロック番号の順序を用い、ブロック番号が最小の蓄電ブロックの電圧を異常時対応電圧値とすることが好ましい。

上記構成により、電源装置制御システムは、各蓄電ブロックに属する蓄電セルのセル電圧検出ラインが断線か否かに基づいて蓄電装置を構成する各蓄電ブロックの電圧検出が異常と判断されると、その異常と判断された蓄電ブロックの電圧に代えて、電圧検出ラインの断線があったときでも蓄電装置の充電状態算出に異常値が出ないように予め定めた異常時対応電圧値を代入し、異常時対応電圧値が代入された蓄電ブロックの電圧に基づいて、蓄電装置の充電状態が算出される。これにより、蓄電装置の充電状態が異常であるとされる判断が回避されるので、その判断に基づいて、蓄電装置を含む電源装置を用いるシステムの動作を停止する処理が行われることを回避できる。

また、電源装置制御システムにおいて、代入手段は、どの蓄電ブロックの電圧検出が異常か不明であると判断されたときには、蓄電装置の端子電圧を蓄電ブロックの数で除した平均ブロック電圧を異常時対応電圧値とし、一部の蓄電ブロックの電圧検出が異常であると特定されたときは、異常と判断されていない蓄電ブロックの中で予め定めた引き当て順序に従って引き当てられる蓄電ブロックの電圧を異常時対応電圧値とする。これらの異常時対応電圧値は、異常な電圧値でないので、蓄電装置の充電状態が異常であるとされる判断が回避されるので、その判断に基づいて、蓄電装置を含む電源装置を用いるシステムの動作を停止する処理が行われることを回避できる。
。

また、電源装置制御システムにおいて、電圧異常判断手段は、各蓄電セルの電圧を検出するセル電圧検出ラインの断線を示す信号がＯＮか否かを判断し、また、複数の蓄電ブロックを予め定めた監視系統数に分けて、各監視系統ごとにその監視系統の異常を示す信号がＯＮか否かを判断する。そして、セル電圧検出ラインについての判断がＯＮ、すなわち断線があると判断し、監視系統の判断がＯＮでない、すなわち正常であるとしたときは、全体としての判断の信憑性がないことになるので、このような場合に、安全側の処理として、どの蓄電ブロックの電圧検出が異常か不明であると判断する。また、セル電圧検出ラインについての判断がＯＮ、すなわち断線があると判断し、監視系統の判断がＯＮ、すなわち異常であるとしたときは、全体としての判断の信憑性があるので、異常とされた監視系統の中で該当する蓄電ブロックの電圧検出が異常であると特定する。このようにすることで、蓄電ブロックの電圧異常を直接判断できなくても、的確に異常時対応電圧値を代入でき、これにより、蓄電装置の充電状態が異常であるとされる判断が回避されるので、その判断に基づいて、蓄電装置を含む電源装置を用いるシステムの動作を停止する処理が行われることを回避できる。

また、電源装置制御システムにおいて、予め定めた引き当て順序として、ブロック番号が最小の蓄電ブロックの電圧を代入電圧として引き当てるので、簡単な方法で、的確に異常時対応電圧値を代入できる。

本発明に係る実施の形態の電源装置制御システムが適用される回転電機駆動システムの構成を説明する図である。本発明に係る実施の形態の電源装置制御システムの詳細な構成を説明する図である。本発明に係る実施の形態の電源装置制御システムに用いられる信号の内容を説明する図である。本発明に係る実施の形態の蓄電装置制御の手順を示すフローチャートである。

以下に図面を用いて本発明に係る実施の形態につき、詳細に説明する。以下では、電源装置制御システムが適用されるものとして、回転電機制御システムを説明するが、蓄電装置を含む電源装置を用いるシステムであれば、これ以外の装置、システムであってもよい。また、蓄電装置の動作監視として、４つの蓄電セルを１つの蓄電ブロックとし、４つの蓄電ブロックを１つの電圧監視系統とし、２つの電圧監視系統で蓄電装置の動作監視が行われるものとして説明するが、これは説明の１例であって、１つの蓄電ブロックを構成する蓄電セルの数、１つの電圧監視系統を構成する蓄電ブロックの数、蓄電装置の動作監視のための電圧監視系統の数は、これ以外の数であっても構わない。

また、蓄電装置の制御ユニットとして、各蓄電セルとセル電圧検出ラインで接続される監視ＩＣ、ブロック選択リレー部、電圧検出部、ＭＣＵで構成されるものを説明するが、セル電圧検出ライン信号と、電圧系統信号とに基いて蓄電装置の異常を判断できる構成であれば、これ以外のものであっても構わない。

また、電源装置の構成を、蓄電装置、平滑コンデンサ、電圧変換器、インバータ回路を含むものとして説明するが、これら以外の要素を含むものとしてもよい。例えば、システムメインリレー、ＤＣ／ＤＣコンバータ等を含む電源装置であってもよい。

以下では、全ての図面において同様の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、本文中の説明においては、必要に応じそれ以前に述べた符号を用いるものとする。

図１は、電源装置制御システムが適用されるものとして、車両に搭載される回転電機駆動システム１０の構成を説明する図である。回転電機駆動システム１０は、回転電機１２と、電源装置２０と、蓄電装置制御ブロック４０と、これらの各要素の動作を全体として制御するハイブリッド制御ユニットであるＨＶ−ＥＣＵ（ＨｙｂｒｉｄＥｌｅｃｔｒｉｃＣｏｎｔｒｏｌＵｎｉｔ）５２を含んで構成される。なお、図１には図示を省略してあるが、車両には、エンジンが搭載されており、電源装置２０と回転電機１２を用いなくても、エンジンによって走行が可能である。ここで、電源装置制御システムは、回転電機１２を除く各要素で構成される。

回転電機１２は、車両に搭載されるモータ・ジェネレータ（ＭＧ）であって、電源装置２０から電力が供給されるときはモータとして機能し、エンジンによる駆動時、あるいは車両の制動時には発電機として機能する三相同期型回転電機である。

すなわち、回転電機１２は、車両走行のためとして、エンジンの起動のためのスタータとして用いるとき、また力行のときには、電源装置２０から交流電力の供給を受けてモータとして機能する。そして制動時には、発電機として機能して回生エネルギを回収し、電源装置２０に供給する。回転電機１２の制御は、図示されていないＭＧ−ＥＣＵを介して行われる。

電源装置２０は、蓄電装置３０と、平滑コンデンサ２２と、電圧変換器２４と、インバータ回路２６を含んで構成される。

蓄電装置３０は、充放電可能な高電圧用２次電池である。蓄電装置３０としては、例えば、約２００Ｖの端子電圧を有するリチウムイオン組電池あるいはニッケル水素組電池、またはキャパシタ等を用いることができる。組電池は、単電池または電池セルと呼ばれる端子電圧が１Ｖから数Ｖの電池を複数個組み合わせて、上記の所定の端子電圧と得るようにしたものである。上記のように、蓄電装置３０は、２次電池とキャパシタを含む広い概念であるので、以下では、電池セルを蓄電セル、電池セルを複数集めた電池ブロックを蓄電ブロックと呼ぶことにする。

蓄電装置３０からは、セル電圧検出ライン断線信号３４と、電圧監視系統信号３６，３７が出力され、蓄電装置制御ブロック４０に伝送される。これらの信号を用いて行われる蓄電装置３０の状態の監視については後述する。

平滑コンデンサ２２は、蓄電装置３０の両端子の間に配置される容量素子で、この両端電圧が、蓄電装置３０の総電圧を代表的に示すものとなる。図１では、この蓄電装置３０の総電圧をＶ_Lとして示されている。

電圧変換器２４は、蓄電装置３０とインバータ回路２６の間に配置され、電圧変換機能を有する回路である。電圧変換器２４としては、リアクトルとスイッチング素子等を含んで構成することができる。電圧変換機能としては、蓄電装置３０側の電圧をリアクトルのエネルギ蓄積作用を利用して昇圧しインバータ回路２６側に供給する昇圧機能と、インバータ回路２６側からの電力を蓄電装置３０側に降圧して充電電力として供給する降圧機能とを有する。

インバータ回路２６は、回転電機１２に接続される回路で、ＨＶ−ＥＣＵ５２の制御の下で作動する複数のスイッチング素子を含んで構成され、交流電力と直流電力との間の電力変換を行う機能を有する。

すなわち、インバータ回路２６は、回転電機１２を発電機として機能させるときは、回転電機１２からの交流三相回生電力を直流電力に変換し、蓄電装置３０側に充電電流として供給する交直変換機能を有する。また、回転電機１２をモータとして機能させるときは、蓄電装置３０側からの直流電力を交流三相駆動電力に変換し、回転電機１２に交流駆動電力として供給する直交変換機能を有する。

ＨＶ−ＥＣＵ５２は、上記のように、回転電機駆動システム１０を構成する各要素を全体として制御する機能を有する。例えば、蓄電装置制御ブロック４０において算出されたＳＯＣに基いて、電源装置２０の動作制御を介して回転電機１２を発電機として機能させ、あるいはモータとして機能させる。場合によっては、ＳＯＣが異常のときに、蓄電装置３０の放電禁止、あるいは充電禁止とし、さらに車両の走行を停止する処理を行う機能を有する。かかるＨＶ−ＥＣＵ５２としては、車両搭載に適したコンピュータを用いることができる。

蓄電装置制御ブロック４０は、蓄電装置３０の状態を監視し、ＳＯＣを算出してＨＶ−ＥＣＵ５２に出力する機能を有する制御装置である。かかる蓄電装置制御ブロック４０としては、ＨＶ−ＥＣＵ５２と同様に車両搭載に適したコンピュータを用いることができる。蓄電装置制御ブロック４０の機能をＨＶ−ＥＣＵ５２の機能の一部としてもよい。

蓄電装置制御ブロック４０は、セル電圧検出ライン断線信号３４の内容に基いて、セル電圧検出ラインの断線等の判断を行うセル電圧検出ライン判断処理部４２と、電圧監視系統信号３６，３７の内容に基いて、各電圧監視系統内におけるセル電圧検出ラインの断線等を判断する電圧監視系統信号判断処理部４４と、蓄電装置３０を構成する複数の蓄電ブロックのそれぞれの電圧を検出するブロック電圧検出処理部４６と、各蓄電ブロックの電圧検出が異常とされるときに予め定めたフェールセーフ値をその蓄電ブロックの電圧値として代入するフェールセーフ値代入処理部４８と、代入されたフェールセーフ値を用いて、蓄電装置３０のＳＯＣを算出するＳＯＣ算出処理部５０とを含んで構成される。これらの各機能は、ソフトウェアを実行することで実現でき、具体的には、蓄電装置制御プログラムを実行することで実現できる。かかる機能の一部をハードウェアによって実現するものとしてもよい。

図２は、電源装置制御システムの詳細、特に蓄電装置制御ブロック４０の詳細な構成を説明する図である。ここでは、蓄電装置３０を構成する複数の蓄電セル５３が、４つ単位で１つの蓄電ブロック５４，５５等として合計８つの蓄電ブロックにまとめられ、さらに４つの蓄電ブロックごとにまとめられて２つの電圧監視系統６０，６１とされる構成が示されている。勿論、このような分け方は、説明の便宜上のものであり、これ以外の分け方であっても構わない。

蓄電装置制御ブロック４０は、監視ＩＣ６２と、ブロック選択リレー部６４と、電圧検出部６６と、マイクロプロセッサであるＭＣＵ６８を含んで構成される。

監視ＩＣ６２は、各蓄電ブロックごとに１つずつ設けられ、各蓄電ブロックを構成する４つの蓄電セル５３のセル電圧をそれぞれ監視する機能を有する。監視ＩＣ６２は、各蓄電ブロックを構成する蓄電セル５３のセル電圧検出ライン３２，３３に接続される。１つの監視ＩＣ６２に接続されるセル電圧検出ラインは図示されるように、それぞれ５本である。その中で、セル電圧検出ライン３２は、各蓄電セル５３の電圧検出ラインとしての機能のみを有しているが、セル電圧検出ライン３３は、各蓄電ブロックの両端のラインとなるので、蓄電ブロックの両端に配置される蓄電セルの電圧検出ラインとしての機能とともに、蓄電ブロック電圧検出ラインとしての機能も有している。

ブロック選択リレー部６４は、各蓄電ブロックの両端のセル電圧検出ライン３３と、電圧検出部６６との間に設けられる選択リレーである。ブロック選択リレー部６４は、この場合合計１０個設けられている。図２には、各蓄電ブロックの両端子間電圧として、それぞれＶ₀，Ｖ₁，Ｖ₂，Ｖ₃，Ｖ₄，Ｖ₅，Ｖ₆，Ｖ₇が示されているが、１０個のブロック選択リレー部６４の中の２つを適当に選択してＯＮとすることで、電圧検出部６６に対し、各蓄電ブロックの両端子間電圧、複数の蓄電ブロックについての両端子間電圧、各電圧監視系統６０，６１の両端子間電圧、蓄電装置３０全体としての両端子間電圧を、供給することができる。

電圧検出部６６は、ダブルスイッチドキャパシタ部とも呼ばれるが、ブロック選択リレー部６４によって選択された端子間電圧を容量素子に一端記憶させ、その両端子間電圧を適当な増幅器等で変換してＭＣＵに伝送する機能を有する回路である。容量素子は２つ用意されているので、２種類の両端子間電圧をＭＣＵ６８に同時に、あるいは順次に伝送することができる。

ＭＣＵ６８は、各監視ＩＣ６２から監視結果として、セル電圧検出ライン断線信号３４と、各電圧監視系統６０，６１についての電圧監視系統信号３６，３７と、電圧検出部６６から伝送される各種の端子間電圧値に基いて、蓄電装置３０の状態を判断する機能を有する演算処理装置である。

図３は、セル電圧検出ライン断線信号３４の内容と、電圧監視系統信号３６，３７の内容をまとめた図である。セル電圧検出ライン断線信号３４は、セル電圧検出ライン３２，３３が断線であると判断されたときにＯＮとなる。また、蓄電セル５３が過放電であると判断されたときにもＯＮとなるが、蓄電セル５３が過充電と判断されたときはＯＮとならずＯＦＦのままである。これに対し、電圧監視系統信号３６，３７は、セル電圧検出ライン３２，３３が断線であると判断されたとき、蓄電セル５３が過放電であると判断されたとき、蓄電セル５３が過充電と判断されたときのいずれにおいてもＯＮとなる。

なお、図２には、セル電圧検出ライン３２，３３に断線が生じた例として、セル電圧検出ライン３２に相当するセル電圧検出ライン７２に断線を示す×マーク、セル電圧検出ライン３３に相当するセル電圧検出ライン７３に断線を示す×マークを付してある。このような場合には、ＭＣＵ６８に、セル電圧検出ライン断線信号３４がＯＮとして伝送され、また、電圧監視系統６０に属するセル電圧検出ライン７２，７３に断線が生じているので、電圧監視系統信号３６がＯＮとして伝送されることになる。

上記構成の作用、特に蓄電装置制御ブロック４０の各機能について、図４を用いて説明する。図４は、蓄電装置３０の状態判断とその処理についての手順を示すフローチャートで、各手順は、蓄電装置制御プログラムの各処理手順にそれぞれ対応する。

蓄電装置制御プログラムの対応する手順パートが起動すると、セル電圧検出ラインの断線が確定中か否かが判断される（Ｓ１０）。この処理手順は、蓄電装置制御ブロック４０のセル電圧検出ライン判断処理部４２の機能によって実行される。具体的には、ＭＣＵ５８に伝送されたセル電圧検出ライン信号がＯＮかＯＦＦか等に基いて、セル電圧検出ラインに断線があるか否かが判断される。ここで、セル電圧検出ラインの断線が確定中とは、少なくとも、ＭＣＵ６８に伝送されてきたセル電圧検出ライン断線信号３４がＯＮであると判断されたことを意味する。

Ｓ１０の判断が肯定されると、次に、少なくとも１つの電圧監視系統信号がＯＮか否かが判断される（Ｓ１２）。この処理手順は、蓄電装置制御ブロック４０の電圧監視系統信号判断処理部４４の機能によって実行される。具体的には、図２の例では、ＭＣＵ６８に伝送されてきた２つの電圧監視系統信号３６，３７の少なくともいずれかがＯＮか否かが判断される。

Ｓ１２の判断が否定されると、これは、一見矛盾した結果となる。すなわち、Ｓ１０の判断が肯定されたということは、少なくとも１つのセル電圧検出ラインが断線していることが示されている。Ｓ１２の判断が否定されるということは、いずれの電圧監視系統信号３６，３７がともにＯＦＦであるので、セル電圧検出ラインに断線がないことになる。このように、２つの判断は一見矛盾した結果となる。

このような場合には、電圧検出部６６から伝送されてきた電圧データに、断線による誤ったデータが含まれている可能性がある。その誤ったデータがどの蓄電ブロックの両端子電圧かはＳ１０，Ｓ１２の判断からは不明である。したがって、このような場合には、安全側をとって、電圧検出部６６から伝送されてきた全部の蓄電ブロックの両端子電圧の信憑性に疑問を投げかけることが好ましい。

したがって、全部の蓄電ブロックの両端子間電圧であるブロック電圧に、予め定めたフェールセーフ値をその蓄電ブロックの電圧値として代入する（Ｓ１６）。処理手順は、蓄電装置制御ブロック４０のフェールセーフ値代入処理部４８の機能によって実行される。

フェールセーフ値とは、蓄電装置３０の充電状態算出に異常値が出ないようにするために、予め定めた異常時対応電圧値のことである。このように、セル電圧検出ラインに断線が生じていることを確認しながらも、充電状態算出に用いられるブロック電圧値に予め定めた異常時対応電圧値を代入することとするのは、以下のためである。

すなわち、セル電圧検出ラインに断線が生じていることを確認したときは、例えば、蓄電装置３０を用いないように、蓄電装置３０を放電禁止、充電禁止にすればよい。それ以上に、蓄電装置３０を含む電源装置２０を用いるシステムである車両制御システムの動作を停止するために、例えばシステム全体の動作に対するＲＥＡＤＹ信号をＯＦＦにすることは必要がないことがある。例えば、車両制御システムの場合は、蓄電装置３０が利用できなくて回転電機１２を車両駆動用に用いることができなくても、エンジンを用いて走行を継続することができる。このように他の手段で車両制御システムを動作継続できる可能性があるにもかかわらず、ＲＥＡＤＹ信号をＯＦＦにすると、そのような動作継続もできなくなる。したがって、このような場合には、蓄電装置３０を利用しない処理を行うことに留め、車両制御システムのＲＥＡＤＹ信号をＯＦＦにしないように、充電状態を示すＳＯＣは異常値とならないようにする。

異常時対応電圧値としては、平滑コンデンサ２２の両端子電圧である蓄電装置３０の端子電圧を、蓄電ブロックの数で除し、これを平均ブロック電圧として用いることができる。

図４の説明に戻り、Ｓ１２の判断が肯定されると、これは、通常考えられる結果であるので、該当する蓄電ブロックのブロック電圧に、フェールセーフ電圧値を代入することが行われる（Ｓ１４）。この処理手順も、蓄電装置制御ブロック４０のフェールセーフ値代入処理部４８の機能によって実行される。すなわち、Ｓ１０の判断が肯定されたということは、少なくとも１つのセル電圧検出ラインが断線していることが示されている。Ｓ１２の判断が肯定されるということは、電圧監視系統信号３６，３７の少なくとも１つがＯＮであるので、セル電圧検出ラインに断線があることになる。このように、２つの判断に矛盾がない。

そこで、上記のように、セル電圧検出ラインの断線が含まれる蓄電ブロックが分かる場合にはその該当するブロック電圧に、フェールセーフ電圧値を代入する。セル電圧検出ライン断線信号３４の内容と、電圧監視系統信号３６，３７の内容から、セル電圧検出ライン断線が生じている電圧監視系統は分かっても、具体的な蓄電ブロックまでは特定できないときは、安全側を取って、セル電圧検出ライン断線が生じていることが分かっている電圧監視系統に属する蓄電ブロックの全部に、フェールセーフ電圧値を代入することが好ましい。

フェールセーフ値は、Ｓ１６で説明したと同様に、異常時対応電圧であるが、ここで用いられるフェールセーフ値としては、セル電圧検出ライン断線が生じていないことが分かっている蓄電ブロックのブロック電圧を用いることができる。また、異常と判断されていない蓄電ブロックが複数ある場合には、その中で予め定めた引き当て順序に従って引き当てられる蓄電ブロックの電圧を異常時対応電圧とすることができる。例えば、予め定めた引き当て順序としてブロック番号の順序を用い、ブロック番号が最小の蓄電ブロックのブロック電圧を異常時対応電圧とすることができる。

このようにして、Ｓ１４またはＳ１６の処理が行われると、異常時対応電圧値が代入された状態の下の各蓄電ブロックの電圧に基いて、蓄電装置３０の充電状態であるＳＯＣが算出される。この処理手順は、蓄電装置制御ブロック４０のＳＯＣ算出処理部５０の機能によって実行される。このようにして算出されたＳＯＣは、セル電圧検出ライン３２，３３に断線が生じていることがあるにもかかわらず、異常時対応電圧を用いているので、システム全体の動作に対するＲＥＳＤＹ信号をＯＦＦとする異常状態を示す値となることを回避できる。

なお、上記では、ブロック電圧が異常とされるときの対応について述べたが、電圧同期電流が必要な処理がある場合には、ブロック電圧が異常とされる蓄電ブロックのブロック電流値について、フェールセーフ値を用いるものとすることが好ましい。このときのフェールセーフ値は、異常時対応電流値である。全部の蓄電ブロックでブロック電圧が異常とされる場合、すなわち、図４のＳ１６の場合には、異常時対応電流値として、例えば、１００ｍｓの間の平均電流値等を用いるものとできる。また、特定の蓄電ブロックのブロック電圧が異常とされる場合、すなわち、図４のＳ１４の場合には、異常と判断されていない蓄電ブロックのうちで、ブロック番号が最小の蓄電ブロックのブロック電流を異常時対応電流とすることができる。

なお、上記のように、セル電圧検出ラインに断線が生じ、電圧検出が異常とされるにもかかわらずＳＯＣ算出のためのブロック電圧にフェールセーフ値を用いるのは、システム全体の動作に対するＲＥＡＤＹ信号をＯＦＦとすることを回避するためであるので、その他の故障診断には、フェールセーフ値を用いない。このようにすることで、セル電圧検出ラインに断線が生じていることの故障対応を行いながら、不必要にＲＥＡＤＹ信号をＯＦＦとしないようにできる。

本発明に係る電源装置制御システムは、複数の蓄電セルから構成される蓄電ブロックを複数組み合わせた蓄電装置を含む電源装置の制御に利用できる。

１０回転電機駆動システム、１２回転電機、２０電源装置、２２平滑コンデンサ、２４電圧変換器、２６インバータ回路、３０蓄電装置、３２，３３，７２，７３セル電圧検出ライン、３４セル電圧検出ライン断線信号、３６，３７電圧監視系統信号、４０蓄電装置制御ブロック、４２セル電圧検出ライン判断処理部、４４電圧監視系統信号判断処理部、４６ブロック電圧検出処理部、４８フェールセーフ値代入処理部、５０ＳＯＣ算出処理部、５２ＨＶ−ＥＣＵ、５３蓄電セル、５４，５５蓄電ブロック、６０，６１電圧監視系統、６４ブロック選択リレー部、６６電圧検出部、６８ＭＣＵ。

Claims

複数の蓄電セルから構成される蓄電ブロックを複数組み合わせた蓄電装置を含む電源装置の制御システムであって、
各蓄電ブロックに属する蓄電セルのセル電圧検出ラインが断線か否かに基づいて、各蓄電ブロックの電圧検出が正常か異常かを判断する電圧異常判断手段と、
電圧検出が異常と判断された蓄電ブロックの電圧に代えて、電圧検出ラインの断線があったときでも蓄電装置の充電状態算出に異常値が出ないように予め定めた異常時対応電圧値を代入する代入手段と、
異常時対応電圧値が代入された蓄電ブロックの電圧に基づいて、蓄電装置の充電状態を算出する手段と、
を備えることを特徴とする電源装置制御システム。
請求項１に記載の電源装置制御システムにおいて、
代入手段は、
どの蓄電ブロックの電圧検出が異常か不明であると判断されたときには、蓄電装置の端子電圧を蓄電ブロックの数で除した平均ブロック電圧を異常時対応電圧値とし、
一部の蓄電ブロックの電圧検出が異常であると特定されたときは、異常と判断されていない蓄電ブロックの中で予め定めた引き当て順序に従って引き当てられる蓄電ブロックの電圧を異常時対応電圧値とすることを特徴とする電源装置制御システム。
請求項２に記載の電源装置制御システムにおいて、
電圧異常判断手段は、
各蓄電セルの電圧を検出するセル電圧検出ラインの断線を示す信号がＯＮか否かを判断する第１判断手段と、
複数の蓄電ブロックを予め定めた監視系統数に分けて、各監視系統ごとにその監視系統の異常を示す信号がＯＮか否かを判断する第２判断手段と、
第１判断手段がＯＮと判断し第２判断手段がＯＮでないと判断したときは、全体としての判断の信憑性がないとして、どの蓄電ブロックの電圧検出が異常か不明であると判断し、第１判断手段がＯＮと判断し第２判断手段がＯＮと判断したときは、異常とされた監視系統の中で該当する蓄電ブロックの電圧検出が異常であると特定する手段と、
を有することを特徴とする電源装置制御システム。
請求項２に記載の電源装置制御システムにおいて、
代入手段は、
予め定めた引き当て順序としてブロック番号の順序を用い、ブロック番号が最小の蓄電ブロックの電圧を異常時対応電圧値とすることを特徴とする電源装置制御システム。