JP6135409B2

JP6135409B2 - 電流センサの異常検出方法、及び車両

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Publication number: JP6135409B2
Application number: JP2013183085A
Authority: JP
Inventors: 祐一林
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2013-09-04
Filing date: 2013-09-04
Publication date: 2017-05-31
Anticipated expiration: 2033-09-04
Also published as: JP2015050898A

Description

本発明は、車載バッテリと車外に設置された給電スタンドとの間で電力を授受する車両において、電流センサの異常を検出する異常検出方法に関する。

従来、車両外部に設けられた外部電源により充電可能なバッテリを搭載したハイブリッド自動車、電気自動車等が知られている。さらに、この種の車両として、車載コンセントを備え、車載コンセントに対して外部電源から給電可能な経路と、車載コンセントに対してバッテリから給電可能な経路とを備える車両が知られている（特許文献１、２参照）。

特開２００９−２２５５８７号公報特開２０１３−１２３３１３号公報

特許文献１、２に開示された技術では、車両が外部電源から電力を受電する。この種の外部電源として具体的には、駐車場等に設置される「給電スタンド」がある。ところで、「給電スタンド」には、車両に対する電力供給を専用とするものに限らず、車両との間で相互に電力を授受可能なものや、車両以外の公共施設や一般家庭等へ停電時の非常用電源や補助電源としての電力を供給可能な設備が含まれる。
本明細書では、「給電スタンド」という用語を、車両への充電専用のもの、車両との間で相互に電力を授受可能なもの、さらに、車両から受電した電力を一般家庭や公共施設等へ給電可能なものを含む装置の総称として機能的に定義する。ここで、「給電スタンド」の形状や大きさ等の設置形態はどのようなものであってもよく、例えば自立型のものに限定されない。

また「車両」としては、バッテリ、及び、当該バッテリを充電可能な発電手段（パワーソース）を備えているものを対象として考える。特に、給電スタンドへ電力を供給する能力のあるバッテリを搭載した車両を「給電車両」という。現在、ハイブリッド自動車や電気自動車等の電動車両には、東日本大震災のような災害に伴う大規模な停電時に各地を走り回って、避難場所等に備えられた給電スタンドに電力を供給する「給電車両」としての機能が求められるようになってきている。
そして、車両の給電経路を経由して、車両と車外の給電スタンドとの間で電力を授受することを総じて「外部給電」という。外部給電には、車両から給電スタンドへの電力供給と、給電スタンドから車両への充電との双方を含む。

このような外部給電では、給電経路を流れる電流値に基づいて、例えば給電スタンドに接続された負荷が消費する電力を算出する。そして、車両の電力収支を管理する統括制御装置は、負荷が消費する電力とバッテリのＳＯＣ（充電量）とに基づいて発電手段に発電を指令する。
ところで、給電経路に流れる電流を検出する外部給電電流センサの異常によりセンサの検出値と実電流値とに乖離が発生すると、過不足分の電力をバッテリが吸収するため、バッテリの過充電又は過放電に至るおそれがある。

本発明はこのような点に鑑みて創作されたものであり、その目的は、車載バッテリと給電スタンドとの間で電力を授受する車両において、外部給電電流センサの異常を検出する電流センサの異常検出方法を提供することにある。

本発明は、以下の構成の車両において、電流センサの異常を検出する方法に関する。
この車両は、直流電力を蓄電するバッテリ、バッテリの電力を消費して力行動作する電動機、バッテリを充電させるための電力を発電可能な発電手段、電動機を駆動する電動機駆動回路、バッテリと電動機駆動回路を結ぶ駆動経路を遮断可能なシステムメインリレー、及び、統括制御装置を備える。統括制御装置は、システムメインリレーのオンオフを切り替え、且つ、システムメインリレーと電動機駆動回路との間の駆動経路から分岐した給電経路に流れる電流に基づいて発電手段の発電を制御する。
この車両は、バッテリと車外に設置された給電スタンドとの間で給電経路を経由して電力を授受する外部給電を実行可能である。

ここで、「電動機」には、電動機及び発電機として機能する「モータジェネレータ」を含む。また、「電動機駆動回路」は、モータジェネレータを駆動するインバータ等から構成され、例えば、バッテリ電圧に対してインバータ入力電圧を昇圧する昇圧コンバータを含む場合もある。ハイブリッド自動車や電気自動車の電動車両では、車両の動力源である主機モータが主な電動機に該当する。
また「発電手段」には、発電機として機能するモータジェネレータや燃料電池を含む。

本発明による電流センサの異常検出方法は、この車両において、「給電経路に流れる電流を検出する外部給電電流センサ」、又は、「バッテリの電極間に流れる電流を検出する電池電流センサ」の異常を検出する方法である。外部給電電流センサは、車両内に設置される形態に限らず、給電スタンド内に設置されてもよく、或いは、車両と給電スタンドとを接続する給電ケーブルに流れる電流を検出してもよい。

本発明の異常検出方法の第１判定段階では、統括制御装置は、外部給電中に、システムメインリレーを接続した状態で電動機駆動回路の駆動を停止させることで、バッテリの電力が給電経路のみを経由して授受されるようにする。そして、「電池電流センサの検出値と外部給電電流センサの検出値との差の絶対値」である第１判定値が所定の第１閾値以上の場合、外部給電電流センサ又は電池電流センサのいずれかが異常であると判定する。
電動機駆動回路でバッテリの電力が消費されないようにした状態では、電池電流センサの検出値と外部給電電流センサの検出値とはほぼ等しくなるはずである。そのため、電池電流センサの検出値と外部給電電流センサの検出値とが乖離していれば、いずれかの電流センサが異常であると判定する。

上記第１判定段階でいずれかの電流センサが異常であると判定されたとき、統括制御装置は、第２判定段階で発電手段に発電させシステムメインリレーを遮断することで、当該発電手段による発電電流が給電経路のみに流れるようにする。
そして、「発電手段が発電した電力を給電経路の線間電圧検出値で除した発電電流理論値」と外部給電電流センサの検出値との差の絶対値である第２判定値が所定の第２閾値以上の場合、外部給電電流センサの異常と判定する。一方、第２判定値が第２閾値未満の場合、電池電流センサの異常と判定する。

発電手段による発電電流が給電経路のみに流れるようにした状態では、発電電流算出値と給電経路に流れる電流とはほぼ等しくなるはずである。そのため、発電電流算出値と外部給電電流センサの検出値とが乖離していれば外部給電電流センサの異常であり、そうでなければ電池電流センサの異常であると考えられる。これにより、いずれの電流センサの異常であるかを判別することができる。

本発明の第１実施形態による給電車両の構成図である。本発明の電流センサの異常検出方法のフローチャートである。本発明の電流センサの異常検出方法の第１判定段階における電流の流れを説明する説明図である。本発明の電流センサの異常検出方法の第２判定段階における電流の流れを説明する説明図である。本発明の第２実施形態による昇圧コンバータを備えない給電車両の構成図である。本発明の第３実施形態による燃料電池を発電手段とする給電車両の構成図である。

以下、本発明による電流センサの異常検出方法が適用される給電車両の実施形態を図面に基づいて説明する。複数の実施形態同士で実質的に同一の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態の給電車両について、図１〜図４を参照して説明する。図１に示すように、給電システムは、給電車両１０１と、車外に設置された給電スタンド８０と、これらを接続する給電ケーブル８１とを含む。第１実施形態の給電車両１０１は、車両の動力源としてエンジン１１及び２つのモータジェネレータ３１、３２を備えた、いわゆるシリーズパラレルハイブリッド自動車である。

シリーズパラレルハイブリッド自動車において、第１モータジェネレータ（ＭＧ１）３１は、主に三相交流発電機としてエンジン１１の動力によって発電する。第２モータジェネレータ（ＭＧ２）３２は、主に三相交流電動機として、力行動作により電力を消費しつつ車軸１３を介して車輪１４を駆動する。
以下、第１実施形態では、便宜的に第１モータジェネレータ３１を「発電手段（パワーソース）」としての発電機３１、第２モータジェネレータ３２を「電動機」としてのモータ３２という。また、「電動機駆動回路」としてのＭＧ駆動回路２０１は、発電機３１が発電した交流電力を変換してバッテリ２１に回生する電力変換回路を兼ねている。

エンジン１１の動力はクランク軸１５を介して動力分割機構１６に伝達される。動力分割機構１６は、エンジン１１の動力を分割し、その一方の動力で直接車輪１４を駆動し、もう一方の動力で発電機３１に発電させる。モータ３２は、発電機３１が生成しバッテリ２１に充電された電力を用いて車輪１４を駆動する。

第１実施形態のＭＧ駆動回路２０１は、バッテリ電圧を昇圧する昇圧コンバータ２４、及び、昇圧コンバータ２４からシステム電圧ＶＨが入力され、発電機３１、モータ３２をそれぞれ駆動する三相交流インバータ２７、２８を含む。
昇圧コンバータ２４は、コイル及び２つのスイッチング素子によって構成される。インバータ２７、２８は、６個のスイッチング素子をブリッジ接続することにより構成され、例えばＰＷＭ制御によって、直流電力から三相交流電圧を生成する。これらの構成は周知の技術であるので詳しい説明を省略する。

昇圧コンバータ２４のバッテリ２１側には平滑コンデンサ２３が設けられており、昇圧コンバータ２４のインバータ２７、２８側には平滑コンデンサ２５、及び放電抵抗２６が設けられている。平滑コンデンサ２３、２５は、入力電圧の脈動を抑制し、平滑化する。放電抵抗２６は、電流が流れるとジュール熱を発生する。
また、電圧センサ５４は、昇圧後のシステム電圧ＶＨを検出する。

バッテリ２１は、例えばニッケル水素若しくはリチウムイオン等の二次電池、又は、電気二重層キャパシタ等により構成される充放電可能な蓄電装置である。バッテリ２１は、ＳＯＣ（ＳｔａｔｅＯｆＣｈａｒｇｅ：充電量）が限界充電量以下である範囲で充電され、ＭＧ駆動回路２０１に供給する直流電力を蓄電可能である。

バッテリ２１の正極とＭＧ駆動回路２０１とを結ぶ駆動経路をバッテリラインＤ_Bと表し、バッテリ２１の負極とＭＧ駆動回路２０１とを結ぶ駆動経路をグランドラインＤ_Gと表す。ここで、負極及びグランドラインの電位は０Ｖに限らず、所定の基準電位であってもよい。また、正極を「高電位電極」、負極を「低電位電極」と言い換えてもよい。
電池電流センサ５３は、バッテリ２１の電極間に流れる電流Ｉｂを検出する。

バッテリ２１とＭＧ駆動回路２０１との間には、システムメインリレー４０が設けられている。システムメインリレー４０は、駆動経路のバッテリラインＤ_Bを遮断可能なＳＭＲ−Ｂ４１、駆動経路のグランドラインＤ_Gを遮断可能なＳＭＲ−Ｇ４２、及び、電流制限抵抗４４が直列に接続されたプリチャージリレー４３から構成されている。プリチャージリレー４３は、図１ではＳＭＲ−Ｇ４２に対して並列に接続されているが、ＳＭＲ−Ｂ４１と並列に設けられてもよく、或いは、設けられなくてもよい。システムメインリレー４０の各リレーは、ＰＭ−ＥＣＵ７０から指令される信号によってオンオフする。

給電経路Ｐ_B、Ｐ_Gは、システムメインリレー４０とＭＧ駆動回路２０１との間の駆動経路Ｄ_B、Ｄ_Gからそれぞれ分岐し、給電コネクタ４９に向かって延びている。なお、給電経路の記号Ｐ_B、Ｐ_Gの「Ｐ」は「プラグイン」を意味する。
給電経路Ｐ_B、Ｐ_Gには、給電経路Ｐ_B、Ｐ_Gに流れる外部給電電流Ｉｄｃを検出する外部給電電流センサ５１、及び、給電経路Ｐ_B、Ｐ_G間の外部給電電圧Ｖｄｃを検出する電圧センサ５２が設けられる。

ここで、外部給電電流センサ５１は、図１に示すように給電車両１０１内に設置される形態に限らず、後述する給電スタンド８０内に設置されてもよく、或いは、給電車両１０１と給電スタンド８０とを接続する給電ケーブル８１に流れる電流を検出してもよい。
外部給電リレー４５は、給電経路のバッテリラインＰ_B側のリレー４６、グランドラインＰ_G側のリレー４７から構成され、給電経路Ｐ_B、Ｐ_Gを遮断可能である。外部給電リレー４５は、給電ＥＣＵ７８から指令される信号によってオンオフする。

続いて、給電車両１０１の制御装置であるＥＣＵについて、主要な機能又は本発明の特徴に関する機能に限って説明する。給電車両１０１は、「統括制御装置」としてのＰＭ−ＥＣＵ（パワーマネジメントＥＣＵ）７０を中心として、エンジンＥＣＵ７１、ＭＧ−ＥＣＵ７３、及び給電ＥＣＵ７８が、互いに情報を通信しつつ、車両全体の制御を分担して実行している。
各ＥＣＵは、マイクロコンピュータ等により構成され、内部にＣＰＵ、ＲＯＭ、Ｉ／Ｏ、及び、これらを接続するバスライン等を備え、予め記憶されたプログラムをＣＰＵで実行することによるソフトウェア処理や、専用の電子回路によるハードウェア処理によって制御を実行する。

エンジンＥＣＵ７１は、クランク角センサ１２から入力されるクランク角信号に基づいてクランク軸１５のクランク角やエンジン回転速度等の情報を取得し、周辺装置を含めたエンジン１１の運転を制御する。
ＭＧ−ＥＣＵ７３は、ＰＭ−ＥＣＵ７０からの指令に従って、発電機３１が適正に発電し、モータ３２が適正に力行動作するように、昇圧コンバータ２４、及びインバータ２７、２８の駆動を制御する。

給電ＥＣＵ７８は、外部給電時に外部給電リレー４５を接続し、給電経路Ｐ_B、Ｐ_Gが給電コネクタ４９まで至るようにする。また、給電経路Ｐ_B、Ｐ_Gに流れる外部給電電流Ｉｄｃを外部給電電流センサ５１から取得し、給電経路Ｐ_B、Ｐ_G間の外部給電電圧Ｖｄｃを電圧センサ５２から取得する。

ＰＭ−ＥＣＵ７０は、アクセル信号、ブレーキ信号、シフト信号、車速信号等の信号や他のＥＣＵからの情報が入力され、取得した情報に基づいて車両の運転状態を総合的に判断するとともに、車両の駆動力や電力（パワー）を管理する。
特に本実施形態では、外部給電中に給電ＥＣＵ７８から取得した外部給電電流Ｉｄｃに基づいて、給電スタンド８０に接続された負荷が消費する電力を算出する。そして、負荷が消費する電力、及びバッテリ２１のＳＯＣの情報等に基づいて要求発電量を演算し、エンジンＥＣＵ７１、ＭＧ−ＥＣＵ７３と協働して発電機３１に発電させる。また、ＰＭ−ＥＣＵ７０は、システムメインリレー４０のオンオフを切り替える。

次に、給電スタンド８０は、車外の公共場所や私有地に設置され、給電車両１０１との間で直流電力を授受可能である。代表的な例としては、東日本大震災のような災害において体育館等の避難場所に設置されるものを想定する。この給電スタンド８０は、給電車両１０１から受電した直流電力を例えばＡＣ１００Ｖに変換し、停電時の非常用電源や補助電源として、公共施設や一般家庭等へ供給可能である。一方、給電スタンド８０は、車両への充電専用のものであってもよい。これらの装置を包括して「給電スタンド」といい、その形状や大きさ等の設置形態はどのようなものであってもよい。例えば、「スタンド」といっても自立型のものに限定されるわけではない。

一例としての給電スタンド８０は、ＤＣ端子８２、平滑コンデンサ８３、電力変換装置８４及びＡＣ端子８５を有している。ＤＣ端子８２は、一端が給電車両１０１の給電コネクタ４９に接続された給電ケーブル８１の他端が接続され、直流電力が入出力される。平滑コンデンサ８３は、入力電圧のリップルを抑制する。電力変換装置８４は、直流電力と交流電力とを変換する。ＡＣ端子８５は、体育館等の避難場所へ電力を供給する図示しないケーブルに接続される。また、図示しないが、給電スタンド８０内部に蓄電装置を設けることもできる。

このように、給電車両１０１の給電経路Ｐ_B、Ｐ_Gを経由して、給電車両１０１と車外の給電スタンド８０との間で電力を授受することを総じて「外部給電」という。例えば、給電スタンド８０から車両へ充電する場合も、外部給電に含まれる。
給電車両１０１には、給電ＥＣＵ７８に通信される車両側の給電スイッチ７９が設けられており、給電スタンド８０にはスタンド側の給電スイッチ８９が設けられている。給電スイッチ７９、８９がオンされると、給電ＥＣＵ７８は外部給電を開始する。

ところで、給電経路Ｐ_B、Ｐ_Gに流れる電流を検出する外部給電電流センサ５１の異常により、電流センサ５１の検出値と実電流値とに乖離が発生すると、過不足分の電力をバッテリ２１が吸収するため、バッテリ２１の過充電又は過放電に至るおそれがある。
そこで、本実施形態のＰＭ−ＥＣＵ７０は、外部給電中に、以下の「電流センサの異常検出方法」によって、外部給電電流センサ５１の異常を検出することを特徴とする。

次に、本実施形態による電流センサの異常検出方法について、図２のフローチャートに基づいて説明する。フローチャートの説明で記号「Ｓ」はステップを意味する。
このフローチャート中、Ｓ３１〜Ｓ３３が「第１判定段階」に相当し、Ｓ３４〜Ｓ３９が「第２判定段階」に相当する。また、処理の開始時には、システムメインリレー４０は接続されていることを前提とする。

ＰＭ−ＥＣＵ７０は、Ｓ３１にて、外部給電電流Ｉｄｃ、外部給電電圧Ｖｄｃ等の情報に基づいて、現在外部給電中であるか否かを判定する。外部給電中であれば（Ｓ３１：ＹＥＳ）、Ｓ３２に移行し、外部給電中でなければ（Ｓ３１：ＮＯ）、処理を終了する。
Ｓ３２では、バッテリ２１の電力が駆動経路Ｄ_B、Ｄ_Gを経由して消費されないよう、ＭＧ−ＥＣＵ７３に指令し、インバータ２７、２８、及び昇圧コンバータ２４の駆動を停止させる。

このとき、バッテリ２１のＳＯＣが外部給電可能な状態であれば、図３に太実線で示すように、バッテリ２１による電流は、駆動経路Ｄ_B、Ｄ_Gから給電経路Ｐ_B、Ｐ_Gのみに流れ、ＭＧ駆動回路２０１へは流れない。
Ｓ３３では、「電池電流センサ５３の検出値Ｉｂと外部給電電流センサ５１の検出値Ｉｄｃとの差の絶対値」である第１判定値（｜Ｉｂ−Ｉｄｃ｜）を算出し、所定の第１閾値と比較する。ここで、第１閾値は、各電流センサ５１、５３の公差の累積やノイズ等を考慮し、実質的にゼロでないと考えられる値に設定する。

外部給電電流センサ５１及び電池電流センサ５３がいずれも正常であれば、両方の電流センサ５１、５３の検出値はほぼ等しく、第１判定値は実質的にゼロとなるはずである。そこで、第１判定値が第１閾値以上の場合（Ｓ３３：ＹＥＳ）、外部給電電流センサ５１又は電池電流センサ５３のいずれかが異常であると判定する。一方、第１判定値が第１閾値未満の場合（Ｓ３３：ＮＯ）、いずれの電流センサ５１、５３も正常と判断し、処理を終了する。

Ｓ３３にてＹＥＳの場合、Ｓ３４以降の「第２判定段階」に移行し、外部給電電流センサ５１又は電池電流センサ５３のいずれが異常であるかを判別する。
Ｓ３４では、ＭＧ−ＥＣＵ７３に指令し、昇圧コンバータ２４及びインバータ２７、２８の駆動を許可した上で、発電手段（パワーソース）である発電機３１を起動してアイドル運転に移行させ、エンジン１１の動力により発電させる。その後、Ｓ３５では、システムメインリレー４０のＳＭＲ−Ｇ４２（又はＳＭＲ−Ｂ４１）を遮断し、バッテリ２１と給電経路Ｐ_B、Ｐ_Gとを切り離す。

このとき、発電機３１が発電した交流電力はインバータ２７により直流電力に変換される。そして、図４に太実線で示すように、直流の発電電流Ｉｇは、インバータ２７から昇圧コンバータ２４を経由して、駆動経路Ｄ_B、Ｄ_Gから給電経路Ｐ_B、Ｐ_Gのみに流れる。Ｓ３６では、発電機３１の発電電力Ｐｇ、及び、電圧センサ５２が検出した外部給電電圧Ｖｄｃを用いて下式（１）により発電電流Ｉｇを算出する。
Ｉｇ＝Ｐｇ／Ｖｄｃ・・・（１）
なお、外部給電電圧Ｖｄｃは、電圧センサ５２の検出値に代えて、電圧センサ５４が検出したシステム電圧ＶＨを昇圧係数で換算することにより算出してもよい。

ここで、発電機３１の発電電力Ｐｇの算出方法として、いくつかの例を説明する。
第１の方法では、発電機３１に回転角センサ３５及びトルクセンサ３６を設けて発電機回転数Ｎｇ、発電機トルクＴｇを取得し、式（２．１）により発電電力Ｐｇを算出する。
Ｐｇ＝Ｎｇ×Ｔｇ・・・（２．１）

第２の方法では、インバータ２７と発電機３１との間の三相交流電線に電流センサ５５、５６を設けて相電流を検出する。図１では、二相の相電流を検出し、キルヒホッフの法則を用いてもう一相の相電流を推定することで電流振幅Ｉａを算出する構成を想定している。ただし、三相の相電流を検出してもよく、或いは、一相の相電流検出値に基づく推定演算を行ってもよい。また、回転角センサ３５が検出した電気角θから算出した力率ｃｏｓα、及び、電圧センサ５４が検出したシステム電圧ＶＨを取得し、式（２．２）により発電電力Ｐｇを算出する。
Ｐｇ＝（√３）×ＶＨ×Ｉａ×ｃｏｓα ・・・（２．２）

第３の方法では、エンジン１１にクランク角センサ１２を設けてエンジン回転数Ｎｅを取得する。また、エンジンＥＣＵ７１からエンジン指令トルクＴｅ^*を取得し、式（２．３）により発電電力Ｐｇを算出する。
Ｐｇ＝Ｎｅ×Ｔｅ^* ・・・（２．３）

以上のように、発電電力Ｐｇは複数の方法により算出可能である。発電電力Ｐｇの算出に必要な情報を検出する各種センサは、他の車両制御で使用するものを共用してもよい。図１には、上述したセンサを一通り図示してあるが、採用する方法に応じて必要のないセンサは備えなくてもよい。

Ｓ３７では、「発電電流算出値Ｉｇと外部給電電流センサ５１の検出値Ｉｄｃとの差の絶対値」である第２判定値（｜Ｉｇ−Ｉｄｃ｜）を算出し、所定の第２閾値と比較する。ここで、第２閾値は、電力Ｐｇの算出に伴う誤差、電流センサ５１の公差、ノイズ等を考慮し、実質的にゼロでないと考えられる値に設定する。

仮に外部給電電流センサ５１が正常ならば、検出値Ｉｄｃは、発電電流の算出値Ｉｇにほぼ等しく、第２判定値は実質的にゼロとなるはずである。そこで、第２判定値が第２閾値以上の場合（Ｓ３７：ＹＥＳ）、外部給電電流センサ５１の異常と判定する（Ｓ３８）。一方、第２判定値が第２閾値未満の場合（Ｓ３７：ＮＯ）、電池電流センサ５３の異常と判定する（Ｓ３９）。

外部給電電流センサ５１の異常が検出された場合、フェールセーフの観点から外部給電を中止し、例えば給電車両１０１をディーラーに運んで、外部給電電流センサ５１を修理又は交換することが望ましい。このように本実施形態では、外部給電電流センサ５１の異常を検出することによって、外部給電電流センサ５１の検出値と実電流値との乖離に起因してバッテリ２１が過充電又は過放電に至ることを回避することができる。
また、電池電流センサ５３の異常が検出された場合も、検出値Ｉｂを使用する他の制御への影響も考慮し、修理又は交換することが望ましい。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態の給電車両の構成について、図５を参照して説明する。
第１実施形態の給電車両１０１では、モータジェネレータ３１、３２を駆動するＭＧ駆動回路２０１は、昇圧コンバータ２４を備えている。これに対し、図５に示す給電車両１０２のように、ＭＧ駆動回路２０２は、昇圧コンバータを備えていなくてもよい。
また、給電車両がハイブリッド自動車の場合、シリーズパラレルハイブリッド自動車に限らず、シリーズハイブリッド自動車又はパラレルハイブリッド自動車でもよい。また、モータジェネレータを１つだけ備える車両や、エンジンを備えない電気自動車を給電車両としてもよい。

（第３実施形態）
本発明の第３実施形態として、燃料電池を発電手段とする給電車両の構成について、図６を参照して説明する。まず、燃料電池システムの概要を説明する。
燃料電池の原理は、電解質膜をはさんだ一方の電極（負極）に水素を、他方の電極（正極）に酸素を送ることによって化学反応を起こし、水と電気とを発生させるものである。電解質膜を正負の電極ではさんだセルを重ねてパッケージにしたものが、発電手段（パワーソース）としてのＦＣスタック６５である。ＦＣスタック６５には、エアコンプレッサ（ＡＣＰ）６３によって加圧された空気が空気供給路６７を経由して供給され、水素タンク６４から水素供給路６８を経由して水素が供給される。ＦＣスタック６５が発生した直流電力は、ＦＣ昇圧コンバータ６６で昇圧され、ＭＧ駆動回路２０３の昇圧コンバータ２４に供給される。

ＦＣスタック６５とＦＣ昇圧コンバータ６６との間に設けられた電流センサ５７は燃料電池電流Ｉｆｃを検出し、電圧センサ５８は燃料電池スタック電圧Ｖｆｃを検出する。
燃料電池システムの発電は、ＰＭ−ＥＣＵ７０と通信するタンクＥＣＵ７４、ＦＣ−ＥＣＵ７５、昇圧コンバータＥＣＵ７６が、それぞれ水素タンク６４、ＦＣスタック６５、ＦＣ昇圧コンバータ６６を制御することにより、統括的に管理される。

ＭＧ駆動回路２０３は、昇圧コンバータ２４、エアコンプレッサ６３を駆動するインバータ２７、及びモータジェネレータ３２を駆動するインバータ２８から構成されている。なお、本形態では、エアコンプレッサ６３の駆動も含めて「ＭＧ駆動」と呼ぶ。
エアコンプレッサ６３及びモータジェネレータ３２の駆動は、ＭＧ−ＥＣＵ７３がインバータ２７、２８の通電を制御することにより制御される。

ＦＣスタック６５による発電電流Ｉｇは、燃料電池スタック電圧Ｖｆｃと燃料電池電流Ｉｆｃとの積である発電電力Ｐｆｃ、及び、外部給電電圧Ｖｄｃに基づいて、式（３）により算出される。
Ｉｇ＝Ｐｆｃ／Ｖｄｃ＝（Ｖｆｃ×Ｉｆｃ）／Ｖｄｃ・・・（３）
その他、電流センサの異常検出に関する基本的な構成は、第１実施形態で説明したエンジンを備えたハイブリッド車両の構成と同様である。

（その他の実施形態）
（ア）上記実施形態では、受電した電力を一般家庭や公共施設等へ給電可能な給電スタンド８０に対し、バッテリ２１を搭載した給電車両１０１−１０３が電力を供給するという形態を主に想定している。しかし、本発明の方法は、逆に、給電スタンド８０から車両のバッテリ２１に電力を供給し、バッテリ２１を充電するという形態に適用してもよい。この例でも、外部給電電流センサ５１の異常により電流センサの検出値と実電流値とに乖離が発生すると、バッテリ２１の過充電または充電不足に至るおそれがあるため、本発明により電流センサの異常を検出することが有効である。なお、この例の車両は、給電スタンド８０への外部給電を目的とする「給電車両」ではなく、単なる「車両」でよい。

（イ）上記実施形態の給電車両１０１−１０３は、モータジェネレータ３２が車両の動力源である主機モータとして機能しており、「電動車両」に相当する。しかし、本発明の方法を適用し得る車両には、例えば、車両の動力源を構成しない補機モータに電力を供給する補機バッテリと、補機バッテリ用の発電手段とを備え、当該補機バッテリが外部給電可能な構成も含まれる。すなわち、車両は必ずしも電動車両でなくてもよい。

（ウ）参考として、ＰＭ−ＥＣＵ７０が電流センサの異常検出方法において、図２のフローチャートのＳ３１〜Ｓ３３に相当する「第１判定段階」のみを実行する場合、Ｓ３３でＹＥＳのとき、外部給電電流センサ５１又は電池電流センサ５３のいずれかが異常であることが判定される。そのため、フェールセーフの観点から、いずれにせよ外部給電を中止することが好ましい。そして、例えば車両をディーラーに運んだ後、外部給電電流センサ５１及び電池電流センサ５３を個別に検査し、異常が検出された電流センサを修理又は交換すればよい。

（エ）各ＥＣＵによる機能の分担は上記実施形態の例に限らない。例えば、外部給電電流センサ５１の検出値Ｉｄｃ及び電圧センサ５２の検出値Ｖｄｃを給電ＥＣＵ７８が取得してＰＭ−ＥＣＵ７０に通信するのでなく、ＰＭ−ＥＣＵ７０が直接取得してもよい。
以上、本発明は、上記実施形態になんら限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施可能である。

１０１−１０３・・・給電車両（車両）、
２０１−２０３・・・ＭＧ駆動回路（電動機駆動回路）、
２１・・・バッテリ、
３１・・・発電機（モータジェネレータ、発電手段）、
３２・・・モータ（モータジェネレータ、電動機）、
４０・・・システムメインリレー、
５１・・・外部給電電流センサ、
５３・・・電池電流センサ、
６５・・・ＦＣスタック（発電手段）、
７０・・・ＰＭ−ＥＣＵ（統括制御装置）、
８０・・・給電スタンド。

Claims

直流電力を蓄電するバッテリ（２１）と、
前記バッテリの電力を消費して力行動作する電動機（３２）と、
前記バッテリを充電させるための電力を発電可能な発電手段（３１、６５）と、
前記電動機を駆動する電動機駆動回路（２０１−２０３）と、
前記バッテリと前記電動機駆動回路を結ぶ駆動経路を遮断可能なシステムメインリレー（４０）と、
前記システムメインリレーのオンオフを切り替え、且つ、前記システムメインリレーと前記電動機駆動回路との間の駆動経路（Ｄ_B、Ｄ_G）から分岐した給電経路（Ｐ_B、Ｐ_G）に流れる電流に基づいて前記発電手段の発電を制御する統括制御装置（７０）と、を備え、
前記バッテリと車外に設置された給電スタンド（８０）との間で前記給電経路を経由して電力を授受する外部給電を実行可能な車両（１０１−１０３）において、前記給電経路に流れる電流を検出する外部給電電流センサ（５１）、又は、前記バッテリの電極間に流れる電流を検出する電池電流センサ（５３）の異常を検出する方法であって、
前記統括制御装置は、外部給電中に、前記システムメインリレーを接続した状態で前記電動機駆動回路の駆動を停止させることで、前記バッテリの電力が前記給電経路のみを経由して授受されるようにし、
前記電池電流センサの検出値（Ｉｂ）と前記外部給電電流センサの検出値（Ｉｄｃ）との差の絶対値である第１判定値が所定の第１閾値以上の場合、前記外部給電電流センサ又は前記電池電流センサのいずれかが異常であると判定する第１判定段階と、
前記第１判定段階で前記外部給電電流センサ又は前記電池電流センサのいずれかが異常であると判定されたとき、
前記統括制御装置は、前記発電手段に発電させ且つ前記システムメインリレーを遮断することで、当該発電手段による発電電流が前記給電経路のみに流れるようにし、
前記発電手段が発電した電力（Ｐｇ、Ｐｆｃ）を前記給電経路間の電圧である外部給電電圧（Ｖｄｃ）で除した発電電流算出値（Ｉｇ）と前記外部給電電流センサの検出値（Ｉｄｃ）との差の絶対値である第２判定値が所定の第２閾値以上の場合、前記外部給電電流センサの異常と判定し、前記第２判定値が前記第２閾値未満の場合、前記電池電流センサの異常と判定する第２判定段階と、
を含むことを特徴とする電流センサの異常検出方法。
直流電力を蓄電するバッテリ（２１）と、
前記バッテリの電力を消費して力行動作する電動機（３２）と、
前記バッテリを充電させるための電力を発電可能な発電手段（３１、６５）と、
前記電動機を駆動する電動機駆動回路（２０１−２０３）と、
前記バッテリと前記電動機駆動回路を結ぶ駆動経路を遮断可能なシステムメインリレー（４０）と、
前記システムメインリレーのオンオフを切り替え、且つ、前記システムメインリレーと前記電動機駆動回路との間の駆動経路（Ｄ_B、Ｄ_G）から分岐した給電経路（Ｐ_B、Ｐ_G）に流れる電流に基づいて前記発電手段の発電を制御する統括制御装置（７０）と、を備え、
前記バッテリと車外に設置された給電スタンド（８０）との間で前記給電経路を経由して電力を授受する外部給電を実行可能な車両（１０１−１０３）であって、
前記統括制御装置は、請求項１に記載の電流センサの異常検出方法を実行することにより、前記給電経路に流れる電流を検出する外部給電電流センサ（５１）、又は、前記バッテリの電極間に流れる電流を検出する電池電流センサ（５３）の異常を検出可能であることを特徴とする車両。