JP6497298B2 - 異常診断装置 - Google Patents

Description

本発明は、異常診断装置に関する。

従来、電圧センサの故障診断を行う電圧センサの故障診断装置が知られている。例えば特許文献１では、バッテリ電圧とインバータ電圧との差が所定値αより大きいとき、インバータの電圧指令値および電流検出値に基づいて交流モータの出力を算出するとともに、トルク指令値およびモータ回転速度に基づいて交流モータの出力を算出する。そして、両者の差の絶対値が所定値Ｐ０以下であれば、バッテリ電圧センサに故障が生じていると判断している。

特許第４７９３０５８号公報

特許文献１では、パワーでの比較によって電圧センサの故障を特定しているが、故障検出にて演算されるパワーからは、理論的に、バッテリ電圧を直接的に推定することができない。また、電圧の絶対値によって検出閾値を変える必要があるため、特に電圧の使用領域が広い装置において、検出精度を確保することが難しい。
本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、電源電圧センサの異常を適切に判定可能な異常診断装置を提供することにある。

本発明の異常診断装置は、消費電力推定部（６３）と、電源電圧推定部（６３）と、異常判定部（６５）と、を備える。消費電力推定部は、主機モータ（１０）の消費電力、および、電源（３０）の電力を使用する補機（４１、４２）の消費電力を推定し、消費電力推定値を演算する。主機モータは、車両（１００）の駆動源であって、電源から供給される電力で駆動される。

電源電圧推定部は、消費電力推定値、および、電源の電流を検出する電源電流センサ（３６）の検出値に基づく値である電源電流検出値に基づき、電源の電圧の推定値である電源電圧推定値を演算する。
異常判定部は、電源電圧推定値と、電源の電圧を検出する電源電圧センサ（３５）の検出値に基づく値である電源電圧検出値との比較結果に基づき、電源電圧センサの異常を判定する。
第１態様では、異常判定に用いられる電源電圧推定値は、電源の電力を用いる装置（１０、４１）を制御する他の制御装置（５１、５２）との通信遅れに応じて補正された値である。
第２態様では、異常判定部は、主機モータの駆動状態が安定駆動状態である場合、電源電圧センサの異常判定を行う。
本発明では、電源電圧推定値を演算し、電源電圧検出値と直接的に比較することで、電源電圧センサの異常を適切に判定することができる。

本発明の第１実施形態による車両制御システムの概略構成図である。 本発明の第１実施形態による異常判定処理を説明するフローチャートである。 本発明の第１実施形態による異常判定処理を説明するタイムチャートである。 本発明の第２実施形態による異常判定処理を説明するフローチャートである。 本発明の第２実施形態による遅れ補正を説明するタイムチャートである。 本発明の第２実施形態による補正後消費電力推定値および補正前の消費電力推定値を説明するタイムチャートである。 本発明の第３実施形態による異常判定処理を説明するフローチャートである。 本発明の第３実施形態による遅れ補正を説明するタイムチャートである。

以下、本発明による異常診断装置を図面に基づいて説明する。なお、以下、複数の実施形態において、実質的に同一の構成に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実施形態を図１〜図３に示す。
図１に示すように、本実施形態の異常診断装置は、車両１００全体としての動作を制御する車両制御システム９０に適用される。車両制御システム９０は、エンジン９１、主機モータ１０、インバータ２０、バッテリ３０、および、制御部５０等を含む。

車両１００は、駆動源として、エンジン９１および主機モータ１０を備える、所謂「ハイブリッド車両」である。主機モータ１０およびエンジン９１の駆動力は、ギア９３等を経由して、車軸９４に伝達され、駆動輪９５を駆動する。エンジン９１は、図示しないエンジンＥＣＵにより駆動が制御される。

主機モータ１０は、例えば永久磁石式同期型の３相交流の回転機である。主機モータ１０は、電源としてのバッテリ３０からの電力によって駆動されてトルクを発生する電動機としての機能、および、エンジン９１や駆動輪９５から伝達されるトルクによって駆動されて発電する発電機としての機能を兼ね備える、所謂「モータジェネレータ」である。
以下、主機モータ１０が電動機として機能する場合を中心に説明する。

主機モータ１０は、Ｕ相コイル１１、Ｖ相コイル１２、および、Ｗ相コイル１３を有する。電流センサ１４、１５は、３相のうちのいずれか２相の電流を検出するものである。本実施形態では、電流センサ１４がＶ相コイル１２の電流であるＶ相電流Ｉｖを検出し、電流センサ１５がＷ相コイル１３の電流であるＷ相電流Ｉｗを検出する。電流センサ１４、１５の検出値は、ＭＧ−ＥＣＵ５１に出力される。
また、主機モータ１０には、主機モータ１０のロータの電気角θを検出する回転角センサ１７が設けられる。回転角センサ１７は、例えばレゾルバである。回転角センサ１７の検出値は、ＭＧ−ＥＣＵ５１に出力される。

インバータ２０は、バッテリ３０と主機モータ１０との間に設けられ、６つのスイッチング素子２１〜２６を有する。スイッチング素子２１〜２６は、ＩＧＢＴであるが、ＭＯＳＦＥＴやサイリスタ等であってもよい。スイッチング素子２１〜２６には、それぞれ、低電位側から高電位側へ向かう電流を許容する還流ダイオードが並列に接続される。

スイッチング素子２１〜２６は、ブリッジ接続され、ＭＧ−ＥＣＵ５１から出力される駆動信号に基づいてオンオフ作動が制御される。これにより、バッテリ３０の直流電力が交流電力に変換され、主機モータ１０に供給される。また、主機モータ１０にて発電された交流電力が直流電力に変換され、バッテリ３０に供給される。
平滑コンデンサ２８は、インバータ２０と並列に接続され、インバータ２０に入力される電圧であるインバータ入力電圧Ｖｉｎｖを平滑化する。

バッテリ３０は、例えばニッケル水素電池、リチウムイオン電池等の充放電可能な二次電池である。また、バッテリ３０に替えて、電源として電気二重層キャパシタ等を用いてもよい。
電源リレー３２は、インバータ２０および平滑コンデンサ２８と、バッテリ３０との間に設けられ、インバータ２０側とバッテリ３０側との間の電力供給を遮断可能である。以下、電源リレー３２に対し、バッテリ３０側を上流側とし、バッテリ３０と反対側を下流側とする。

バッテリ電圧センサ３５は、電源リレー３２よりもバッテリ３０側に設けられ、バッテリ３０の電圧であるバッテリ電圧ＶＢを検出する。
バッテリ電流センサ３６は、電源リレー３２よりもバッテリ３０側に設けられ、バッテリ３０の電流であるバッテリ電流ＩＢを検出する。
バッテリ電圧センサ３５の検出値、および、バッテリ電流センサ３６の検出値は、電池制御ＥＣＵ５３に出力される。図中、バッテリ電圧センサを「ＶＢセンサ」、バッテリ電流センサを「ＩＢセンサ」と記す。

バッテリ３０の電力は、主機モータ１０に加え、エアコン４１および補機バッテリ４２にも供給される。本実施形態では、エアコン４１および補機バッテリ４２が「補機」に対応する。
エアコン４１には、電源リレー３２の下流側からバッテリ３０の電力が供給される。エアコン４１での消費電力であるエアコン消費電力Ｐ＿ＡＣは、エアコンＥＣＵ５２に出力される。

補機バッテリ４２は、車両１００に用いられる各種補機類への電力を供給するものであり、ＤＣＤＣコンバータ４５を経由して電力が供給される。ＤＣＤＣコンバータ４５は、電源リレー３２の下流側に接続され、バッテリ３０の電圧を、補機バッテリ４２に供給可能な電圧に変圧する。ＤＣＤＣコンバータ４５の消費電力であるＤＣＤＣ消費電力Ｐ＿ＤＣＤＣは、パワーマネジメントＥＣＵ（以下、「ＰＭ−ＥＣＵ」という。）６０に出力される。

制御部５０は、ＭＧ−ＥＣＵ５１、エアコンＥＣＵ５２、電池制御ＥＣＵ５３、ＰＭ−ＥＣＵ６０、および、図示しないエンジンＥＣＵを含む。各ＥＣＵは、マイコン等を主体として構成される。制御部５０における各処理は、ＲＯＭ等の実体的なメモリ装置に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であってもよいし、専用の電子回路によるハードウェア処理であってもよい。
ＭＧ−ＥＣＵ５１、エアコンＥＣＵ５２、電池制御ＥＣＵ５３、ＰＭ−ＥＣＵ６０、および、エンジンＥＣＵは、バスラインＢを介したＣＡＮ（Controller Area Network）通信等により、互いに情報を授受可能である。

ＭＧ−ＥＣＵ５１は、主機モータ１０の駆動を制御する。詳細には、ＭＧ−ＥＣＵ５１は、相電流Ｉｖ、Ｉｗおよび電気角θ等に基づき、ＰＷＭ制御等により、スイッチング素子２１〜２６のオンオフ作動を制御する駆動信号を生成する。生成された駆動信号は、図示しない駆動回路等を経由してスイッチング素子２１〜２６に出力される。スイッチング素子２１〜２６のオンオフ作動を制御することで、主機モータ１０の駆動が制御される。
エアコンＥＣＵ５２は、エアコン４１の駆動を制御する。
電池制御ＥＣＵ５３は、バッテリ電圧ＶＢおよびバッテリ電流ＩＢを取得し、バッテリ３０のＳＯＣ（State Of Charge）が所定の範囲内となるように監視する。

ＰＭ−ＥＣＵ６０は、車両１００に搭載されている各種機器への電力供給を管理する。ＰＭ−ＥＣＵ６０は、エアコン消費電力Ｐ＿ＡＣ、ＤＣＤＣ消費電力Ｐ＿ＤＣＤＣ、バッテリ電圧センサ３５の検出値、バッテリ電流センサ３６の検出値、アクセル開度、ブレーキ踏力、および、車速等を取得する。ＰＭ−ＥＣＵ６０にて取得されるこれらの値は、センサや装置等から直接的に取得するように構成してもよいし、他のＥＣＵから通信を用いて取得するように構成してもよい。

ＰＭ−ＥＣＵ６０は、機能ブロックとして、指令演算部６１、電圧推定部６３、異常判定部６５を有する。
指令演算部６１は、アクセル開度、ブレーキ踏力、および、車速等に基づき、主機モータ１０の駆動制御に係る指令値として、トルク指令値ｔｒｑ^*および回転数指令値Ｎ^*を演算する。トルク指令値ｔｒｑ^*および回転数指令値Ｎ^*は、通信によりＭＧ−ＥＣＵ５１に出力される。

電圧推定部６３は、バッテリ電圧ＶＢの推定に用いるバッテリ３０の消費電力推定値ＰＣ＿ｅｓｔを推定する。消費電力推定値ＰＣ＿ｅｓｔは、式（１）で表される。式中のＰ＿ｍｇは主機モータ１０の消費電力、Ｐ＿ａｃｃは補機の消費電力を意味する。本実施形態では、補機消費電力Ｐ＿ａｃｃは、エアコン消費電力Ｐ＿ＡＣおよびＤＣＤＣ消費電力Ｐ＿ＤＣＤＣとする。例えば、電動パワーステアリング装置等、バッテリ３０の電力を使用する補機が他にもある場合、補機消費電力Ｐ＿ａｃｃに適宜加える。また、式中のＰ＿ｌｏｓｓは、電力ロスであって、所定値を予め設定しておく。
ＰＣ＿ｅｓｔ＝Ｐ＿ｍｇ＋Ｐ＿ａｃｃ＋Ｐ＿ｌｏｓｓ
＝ｔｒｑ^*×Ｎ^*＋（Ｐ＿ＡＣ＋Ｐ＿ＤＣＤＣ）＋Ｐ＿ｌｏｓｓ
・・・（１）

電圧推定部６３は、消費電力推定値ＰＣ＿ｅｓｔおよびバッテリ電流検出値ＩＢ＿ｓｎｓに基づき、バッテリ電圧推定値ＶＢ＿ｅｓｔを演算する。バッテリ電流検出値ＩＢ＿ｓｎｓは、バッテリ電流センサ３６の検出値に基づく値である。バッテリ電圧推定値ＶＢ＿ｅｓｔは、式（２）で表される。なお、バッテリ電流センサ３６等の異常判定は別途に行われるものとし、バッテリ電圧推定値ＶＢ＿ｅｓｔの演算に用いられる各パラメータは正常である前提とする。
ＶＢ＿ｅｓｔ＝ＰＣ＿ｅｓｔ／ＩＢ＿ｓｎｓ ・・・（２）

異常判定部６５は、バッテリ電圧検出値ＶＢ＿ｓｎｓと、バッテリ電圧推定値ＶＢ＿ｅｓｔとの比較により、バッテリ電圧センサ３５の異常を判定する。バッテリ電圧検出値ＶＢ＿ｓｎｓは、バッテリ電圧センサ３５の検出値に基づく値である。
ここで、バッテリ電圧センサ３５の異常判定処理を図２のフローチャートに基づいて説明する。この処理は、ＰＭ−ＥＣＵ６０にて、所定の間隔で実行される。

最初のステップＳ１０１では、ＰＭ−ＥＣＵ６０は、電源リレー３２が接続中か否かを判断する。以下、ステップＳ１０１の「ステップ」を省略し、単に記号「Ｓ」と記す。他のステップも同様である。電源リレー３２が接続中ではないと判断された場合（Ｓ１０１：ＮＯ）、Ｓ１０２以降の処理を行わない。電源リレー３２が接続中であると判断された場合（Ｓ１０１：ＹＥＳ）、Ｓ１０２へ移行する。
Ｓ１０２では、ＰＭ−ＥＣＵ６０は、以降の処理で用いる各パラメータを読み込む。

Ｓ１０３では、異常判定部６５は、主機モータ１０が安定駆動状態か否かを判断する。本実施形態では、ＭＧトルクｔｒｑおよびＭＧ回転数Ｎの変化率が判定閾値以下である場合、安定駆動状態とみなす。なお、ＭＧトルクｔｒｑおよびＭＧ回転数Ｎは、指令値、検出値または推定値のいずれであってもよい。また、ＭＧトルクｔｒｑおよびＭＧ回転数Ｎに替えて、アクセル開度の変化率が所定範囲内である場合、主機モータ１０が安定駆動状態であるとみなしてもよい。主機モータ１０が安定駆動状態ではないと判断された場合（Ｓ１０３：ＮＯ）、バッテリ電圧センサ３５の異常判定を行わず、Ｓ１１０へ移行する。主機モータ１０が安定駆動状態であると判断された場合（Ｓ１０３：ＹＥＳ）、Ｓ１０４へ移行する。

Ｓ１０４では、異常判定部６５は、バッテリ電流検出値ＩＢ＿ｓｎｓの絶対値が、電流判定閾値Ｉｔｈより大きいか否かを判断する。バッテリ電流検出値ＩＢ＿ｓｎｓの絶対値が電流判定閾値Ｉｔｈ以下であると判断された場合（Ｓ１０４：ＮＯ）、バッテリ電圧センサ３５の異常判定を行わず、Ｓ１１０へ移行する。バッテリ電流検出値ＩＢ＿ｓｎｓが０に近い値の場合、式（２）の演算が０で除算する所謂「０割り」に近い状態となり、バッテリ電圧推定値ＶＢ＿ｅｓｔの演算誤差が大きくなる。そのため、バッテリ電流検出値ＩＢ＿ｓｎｓが電流判定閾値Ｉｔｈ以下の場合、バッテリ電圧センサ３５の異常判定を禁止している。なお、バッテリ電圧センサ３５の検出精度が必要な場合ほど、電流判定閾値Ｉｔｈを大きく設定する。バッテリ電流検出値ＩＢ＿ｓｎｓの絶対値が電流判定閾値Ｉｔｈより大きいと判断された場合（Ｓ１０４：ＹＥＳ）、Ｓ１０５へ移行する。

Ｓ１０５では、電圧推定部６３は、消費電力推定値ＰＣ＿ｅｓｔを演算する（式（１）参照）。
Ｓ１０６では、電圧推定部６３は、バッテリ電圧推定値ＶＢ＿ｅｓｔを演算する（式（２）参照）。

Ｓ１０７では、異常判定部６５は、バッテリ電圧推定値ＶＢ＿ｅｓｔとバッテリ電圧検出値ＶＢ＿ｓｎｓとの差の絶対値が電圧判定閾値Ｖｔｈより大きいか否かを判断する。バッテリ電圧推定値ＶＢ＿ｅｓｔとバッテリ電圧検出値ＶＢ＿ｓｎｓとの差の絶対値が電圧判定閾値Ｖｔｈ以下であると判断された場合（Ｓ１０７：ＮＯ）、Ｓ１０９へ移行する。なお、後述の継続時間Ｘが０でない場合、継続時間Ｘをリセットする。バッテリ電圧推定値ＶＢ＿ｅｓｔとバッテリ電圧検出値ＶＢ＿ｓｎｓとの差の絶対値が電圧判定閾値Ｖｔｈより大きいと判断された場合（Ｓ１０７：ＹＥＳ）、バッテリ電圧推定値ＶＢ＿ｅｓｔとバッテリ電圧検出値ＶＢ＿ｓｎｓとの差の絶対値が電圧判定閾値Ｖｔｈより大きいと判断されてからの継続時間Ｘの計時を開始し、Ｓ１０８へ移行する。継続時間Ｘの計時が開始されている場合は、計時を継続する。

Ｓ１０８では、異常判定部６５は、継続時間Ｘが判定時間Ｘｔｈ以上か否かを判断する。継続時間Ｘが判定時間Ｘｔｈより短いと判断された場合（Ｓ１０８：ＮＯ）、Ｓ１０９へ移行する。継続時間Ｘが判定時間Ｘｔｈ以上であると判断された場合（Ｓ１０８：ＹＥＳ）、Ｓ１１１へ移行する。

バッテリ電圧推定値ＶＢ＿ｅｓｔとバッテリ電圧検出値ＶＢ＿ｓｎｓとの差の絶対値が電圧判定閾値Ｖｔｈ以下である場合（Ｓ１０７：ＮＯ）、または、継続時間Ｘが判定時間Ｘｔｈより短い場合（Ｓ１０８：ＮＯ）に移行するＳ１０９では、異常判定部６５は、バッテリ電圧センサ３５が正常であると判定する。
Ｓ１０３またはＳ１０４で否定判断された場合、もしくは、Ｓ１０９に続いて移行するＳ１１０では、ＰＭ−ＥＣＵ６０は、バッテリ電圧検出値ＶＢ＿ｓｎｓを用いて制御を継続する。具体的には、例えば指令演算部６１は、バッテリ電圧検出値ＶＢ＿ｓｎｓを用いて、トルク指令値ｔｒｑ^*および回転数指令値Ｎ^*を演算する。

バッテリ電圧推定値ＶＢ＿ｅｓｔとバッテリ電圧検出値ＶＢ＿ｓｎｓとの差の絶対値が電圧判定閾値Ｖｔｈよい大きい状態が判定時間Ｘｔｈ以上継続した場合（Ｓ１０７：ＹＥＳ、かつ、Ｓ１０８）に移行するＳ１１１では、異常判定部６５は、バッテリ電圧センサ３５が異常であると判定し、異常フラグをセットする。

Ｓ１１２では、ＰＭ−ＥＣＵ６０は、バッテリ電圧推定値ＶＢ＿ｅｓｔを用いて制御を継続する。具体的には、例えば指令演算部６１は、バッテリ電圧推定値ＶＢ＿ｅｓｔを用いて、トルク指令値ｔｒｑ^*および回転数指令値Ｎ^*を演算する。すなわち、バッテリ電圧センサ３５が異常であると判定された場合、バッテリ電圧推定値ＶＢ＿ｅｓｔをフェールセーフ値として使用して、トルク指令値ｔｒｑ^*等を演算することで、車両１００の走行を継続可能である。なお、バッテリ電圧センサ３５が異常判定された状態にてバッテリ電圧推定値ＶＢ＿ｅｓｔを用いて制御を継続する場合、バッテリ電圧センサ３５が正常であるときと同様の制御としてもよいし、例えば、トルク制限を行う等、正常時とは異なる制御（例えばバックアップ制御）としてもよい。

異常判定処理を説明するタイムチャートを図３に示す。図３は、共通時間軸を横軸とし、（ａ）がＭＧトルク、（ｂ）がＭＧ回転数、（ｃ）がバッテリ電流、（ｄ）がバッテリ消費電力、（ｅ）がバッテリ電圧推定値、（ｆ）がバッテリ電圧検出値、（ｇ）が異常フラグを示す。図３（ｆ）には、バッテリ電圧推定値ＶＢ＿ｅｓｔを一点鎖線で記載した。また、図３（ｇ）では、異常フラグがセットされている状態を「１」、セットされていない状態を「０」とした。また、図３の例では、補機消費電力Ｐ＿ａｃｃが一定であるものとする。

図３（ａ）、（ｂ）に示すように、トルク指令値ｔｒｑ^*および回転数指令値Ｎ^*を一定とし、主機モータ１０を一定駆動した場合、図３（ｃ）、（ｄ）に示すように、バッテリ電流検出値ＩＢ＿ｓｎｓおよび消費電力推定値ＰＣ＿ｅｓｔが略一定となる。また、図３（ｅ）に示すように、バッテリ電流検出値ＩＢ＿ｓｎｓおよび消費電力推定値ＰＣ＿ｅｓｔに基づいて演算されるバッテリ電圧推定値ＶＢ＿ｅｓｔも略一定となる。
また、図３（ｅ）、（ｆ）に示すように、バッテリ電圧センサ３５に異常が生じる時刻ｘ１１までの期間において、バッテリ電圧推定値ＶＢ＿ｅｓｔとバッテリ電圧検出値ＶＢ＿ｓｎｓとは、共に、ある値Ｖ１となり、略一致する。

時刻ｘ１１にてバッテリ電圧センサ３５に異常が生じると、バッテリ電圧推定値ＶＢ＿ｅｓｔとバッテリ電圧検出値ＶＢ＿ｓｎｓとが乖離する。本実施形態では、時刻ｘ１２にて、バッテリ電圧推定値ＶＢ＿ｅｓｔとバッテリ電圧検出値ＶＢ＿ｓｎｓとの差の絶対値が電圧判定閾値Ｖｔｈより大きくなる。また、時刻ｘ１２以降、バッテリ電圧推定値ＶＢ＿ｅｓｔとバッテリ電圧検出値ＶＢ＿ｓｎｓとの差の絶対値が電圧判定閾値Ｖｔｈより大きい状態が継続される。異常判定部６５は、バッテリ電圧推定値ＶＢ＿ｅｓｔとバッテリ電圧検出値ＶＢ＿ｓｎｓとの差の絶対値が電圧判定閾値Ｖｔｈより大きい状態が、判定時間Ｘｔｈに亘って継続された時刻ｘ１３にて、バッテリ電圧センサ３５に異常が生じていると判定し、異常フラグをセットする。

本実施形態では、バッテリ電圧推定値ＶＢ＿ｅｓｔとバッテリ電圧検出値ＶＢ＿ｓｎｓとの比較により、バッテリ電圧センサ３５の異常を検出している。例えばパワーでの比較を行う場合、電圧の絶対値に応じて検出閾値を変更する必要がある等、電圧の使用領域が広い場合、検出精度を確保することが難しい。

一方、本実施形態では、電圧値同士での比較であるため、バッテリ電圧センサ３５が正常であれば、バッテリ電圧推定値ＶＢ＿ｅｓｔとバッテリ電圧検出値ＶＢ＿ｓｎｓとの偏差が略０となる。そのため、電圧判定閾値Ｖｔｈは、センサ仕様等に応じ、例えば０近傍の値に設定すればよく、電圧判定閾値Ｖｔｈの設定が容易であるとともに、電圧の絶対値によらず、電圧判定閾値Ｖｔｈを固定値とすることができる。また、幅広い電圧領域において、バッテリ電圧センサ３５の異常検出精度を確保することができる。

また、バッテリ電圧推定値ＶＢ＿ｅｓｔは、主機モータ１０のトルク指令値ｔｒｑ^*および回転数指令値Ｎ^*、補機消費電力であるエアコン消費電力Ｐ＿ＡＣおよびＤＣＤＣ消費電力Ｐ＿ＤＣＤＣ、ならびに、バッテリ電流検出値ＩＢ＿ｓｎｓに基づいて演算される。すなわち、バッテリ電圧推定値ＶＢ＿ｅｓｔの演算にインバータ入力電圧Ｖｉｎｖを用いていないので、ＰＭ−ＥＣＵ６０は、図示しないインバータ入力電圧センサからの信号を取得する必要がない。
以上、主機モータ１０の駆動状態が力行である場合を説明した。主機モータ１０の駆動状態が回生である場合、ＭＧ消費電力Ｐ＿ｍｇが負の値になり、力行の場合と同様に各演算および異常判定を行うことができる。

以上説明したように、ＰＭ−ＥＣＵ６０は、電圧推定部６３と、異常判定部６５と、を備える。
電圧推定部６３は、主機モータ１０の消費電力であるＭＧ消費電力Ｐ＿ｍｇ、および、バッテリ３０の電力を使用するエアコン４１および補機バッテリ４２の消費電力を含む補機消費電力Ｐ＿ａｃｃを推定し、消費電力推定値ＰＣ＿ｅｓｔを演算する。主機モータ１０は、車両１００の駆動源であって、バッテリ３０から供給される電力で駆動される。

電圧推定部６３は、消費電力推定値ＰＣ＿ｅｓｔ、および、バッテリ３０の電流を検出するバッテリ電流センサ３６の検出値に基づく値であるバッテリ電流検出値ＩＢ＿ｓｎｓに基づき、バッテリ３０の電圧の推定値であるバッテリ電圧推定値ＶＢ＿ｅｓｔを演算する。詳細には、消費電力推定値ＰＣ＿ｅｓｔをバッテリ電流検出値ＩＢ＿ｓｎｓで除した値を、バッテリ電圧推定値ＶＢ＿ｅｓｔとする。
異常判定部６５は、バッテリ電圧推定値ＶＢ＿ｅｓｔと、バッテリ３０の電圧を検出するバッテリ電圧センサ３５の検出値に基づく値であるバッテリ電圧検出値ＶＢ＿ｓｎｓとの比較結果に基づき、バッテリ電圧センサ３５の異常を判定する。

本実施形態では、バッテリ電圧推定値ＶＢ＿ｅｓｔを演算し、バッテリ電圧検出値ＶＢ＿ｓｎｓと直接的に比較することで、、バッテリ電圧センサ３５の異常を適切に判定することができる。また、電圧値同士の比較により異常判定を行うので、異常判定に係る電圧判定閾値Ｖｔｈを、センサ仕様等に応じて容易に決定することができる。
バッテリ電圧センサ３５が異常であると判定された場合、異常判定に用いたバッテリ電圧推定値ＶＢ＿ｅｓｔを用いて制御を継続可能であるので、別途の演算を行うことなく、車両１００の走行を継続することができる。

また、異常判定部６５は、主機モータ１０の駆動状態が安定駆動状態である場合、バッテリ電圧センサ３５の異常判定を行う。換言すると、主機モータ１０の駆動状態が安定駆動状態ではない場合、バッテリ電圧センサ３５の異常判定を禁止する。これにより、主機モータ１０の駆動が不安定であることに起因するバッテリ電圧推定値ＶＢ＿ｅｓｔの変動により、バッテリ電圧センサ３５に異常が生じていると誤判定されるのを防ぐことができる。

本実施形態では、ＰＭ−ＥＣＵ６０が「異常診断装置」に対応し、電圧推定部６３が「消費電力推定部」および「電源電圧推定部」に対応する。また、バッテリ電圧センサ３５が「電源電圧センサ」に対応し、バッテリ電流センサ３６が「電源電流センサ」に対応する。さらにまた、バッテリ電圧検出値ＶＢ＿ｓｎｓが「電源電圧検出値」、バッテリ電圧推定値ＶＢ＿ｅｓｔが「電源電圧推定値」、バッテリ電流検出値ＩＢ＿ｓｎｓが「電源電流検出値」に対応する。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態を図４〜図６に示す。
第２実施形態および第３実施形態では、異常判定に用いるバッテリ電圧推定値ＶＢ＿ｅｓｔにおいて、通信遅れを考慮する点が上記実施形態と異なる。
本実施形態では、説明を簡略化するため、ＤＣＤＣ消費電力Ｐ＿ＤＣＤＣを省略し、エアコン４１の消費電力を、補機消費電力Ｐ＿ａｃｃとする。そして、消費電力推定値ＰＣ＿ｅｓｔの演算には、エアコン４１の消費電力として、エアコン電力指令値Ｐ＿ＡＣ^*を用いる。エアコン電力指令値Ｐ＿ＡＣ^*は、ＰＭ−ＥＣＵ６０にて演算され、エアコンＥＣＵ５２に出力されるものとする。第３実施形態も同様とする。

図４に示すように、本実施形態の異常判定処理では、図２のＳ１０５とＳ１０６との間に、Ｓ１１５が追加されている。また、本実施形態では、消費電力推定値ＰＣ＿ｅｓｔについて、少なくとも通信遅れに相当する期間の分、過去値が図示しない記憶部に保持されているものとする。その他の点については、第１実施形態と同様である。

Ｓ１１５では、異常判定部６５は、消費電力推定値ＰＣ＿ｅｓｔの遅れ補正を行う。具体的には、消費電力遅れ時間Δｘに応じた過去値を、今回のバッテリ電圧推定値ＶＢ＿ｅｓｔの演算に用いる補正後消費電力推定値ＰＣ＿ｅｓｔ＿ａとする。消費電力遅れ時間Δｘは、例えば１０［ｍｓ］程度のオーダーで設定されるものであり、主機モータ１０の制御周期（例えば数［μｓ］）と比較して長く設定される。本実施形態では、消費電力遅れ時間Δｘは、通信周期に応じた所定値とするが、可変としてもよい。

本実施形態では、ＰＭ−ＥＣＵ６０と主機モータ１０の駆動を制御するＭＧ−ＥＣＵ５１とが、異なるＥＣＵにて構成される。また、ＰＭ−ＥＣＵ６０で生成されたトルク指令値ｔｒｑ^*および回転数指令値Ｎ^*は、ＣＡＮ等の通信によりＭＧ−ＥＣＵ５１に送信される。そのため、主機モータ１０にて指令に応じた電力が消費されるタイミングは、ＰＭ−ＥＣＵ６０にて指令が生成されるタイミングよりも遅くなる。この遅れ幅は、ＰＭ−ＥＣＵ６０とＭＧ−ＥＣＵ５１との間の通信周期に依存し、システム構成により略一定となる。エアコン４１における消費電力についても同様である。
そこで本実施形態では、予め設定された消費電力遅れ時間Δｘに応じ、消費電力推定値ＰＣ＿ｅｓｔを補正する。

ある時刻ｘにおける各パラメータに（ｘ）を付すと、式（１）は、式（３）に書き替えられる。また、消費電力遅れ時間Δｘに応じて消費電力推定値ＰＣ＿ｅｓｔを補正した値である補正後消費電力推定値ＰＣ＿ｅｓｔ＿ａは、式（４）となる。
ＰＣ＿ｅｓｔ（ｘ）
＝ｔｒｑ^*（ｘ）×Ｎ^*（ｘ）＋Ｐ＿ＡＣ^*（ｘ）＋Ｐ＿ｌｏｓｓ（ｘ）
・・・（３）
ＰＣ＿ｅｓｔ＿ａ（ｘ）＝ＰＣ＿ｅｓｔ（ｘ＋Δｘ） ・・・（４）

電圧推定部６３は、補正後消費電力推定値ＰＣ＿ｅｓｔ＿ａをバッテリ電流検出値ＩＢ＿ｓｎｓで除して、バッテリ電圧推定値ＶＢ＿ｅｓｔを演算する（式（２）参照）。そして、演算されたバッテリ電圧推定値ＶＢ＿ｅｓｔを用いて、バッテリ電圧センサ３５の異常判定が行われる。
なお、本実施形態では、バッテリ電圧センサ３５およびバッテリ電流センサ３６の検出値は、電池制御ＥＣＵ５３を介さずに直接的にＰＭ−ＥＣＵ６０にて取得されるものとする。すなわち、バッテリ電圧検出値ＶＢ＿ｓｎｓおよびバッテリ電流検出値ＩＢ＿ｓｎｓに通信遅れがないものとする。

遅れ補正を説明するタイムチャートを図５に示す。図５では、共通時間軸を横軸とし、（ａ）がアクセル開度、（ｂ）がＭＧ回転数、（ｃ）がＭＧトルク、（ｄ）がエアコン消費電力、（ｅ）が消費電力推定値を示す。後述の図８も同様である。
図５（ａ）〜（ｃ）に示すように、アクセル開度が一定割合で増加しているとき、回転数指令値Ｎ^*およびトルク指令値ｔｒｑ^*も一定割合で増加する。また、図５（ｄ）に示すように、時刻ｘ２０にて、エアコン電力指令値Ｐ＿ＡＣ^*がステップ状に増加するものとする。

この場合、図５（ｅ）に示すように、消費電力推定値ＰＣ＿ｅｓｔは、時刻ｘ２０にて、エアコン電力指令値Ｐ＿ＡＣ^*の変化に伴ってステップ状に増加するとともに、他の時間帯では、トルク指令値ｔｒｑ^*および回転数指令値Ｎ^*の増加に伴って増加する。
上述の通り、実際の電力消費は、指令の生成、および、当該指令に基づいて演算される消費電力推定値ＰＣ＿ｅｓｔよりも、消費電力遅れ時間Δｘの分、遅れる。そこで本実施形態では、補正後消費電力推定値ＰＣ＿ｅｓｔ＿ａを、消費電力推定値ＰＣ＿ｅｓｔを消費電力遅れ時間Δｘに応じて補正した値としている。

図６は、車速一定で条件で車両１００を走行させる場合のシミュレーション結果である。図６（ａ）において、実線が補正後消費電力推定値ＰＣ＿ｅｓｔ＿ａ、破線が補正前の消費電力推定値ＰＣ＿ｅｓｔ、一点鎖線が消費電力検出値ＰＣ＿ｓｎｓを示す。消費電力検出値ＰＣ＿ｓｎｓは、式（５）で表される。
ＰＣ＿ｓｎｓ＝ＶＢ＿ｓｎｓ×ＩＢ＿ｓｎｓ ・・・（５）

また、図６（ｂ）において、実線が補正後消費電力推定値ＰＣ＿ｅｓｔ＿ａと消費電力検出値ＰＣ＿ｓｎｓとの偏差、破線が補正前の消費電力推定値ＰＣ＿ｅｓｔと消費電力検出値ＰＣ＿ｓｎｓとの偏差である。図中、説明のため、補正後消費電力推定値ＰＣ＿ｅｓｔ＿ａを（ｋ）、補正前の消費電力推定値ＰＣ＿ｅｓｔを（ｊ）、消費電力検出値ＰＣ＿ｓｎｓを（ｈ）とした。
図６（ｂ）に示すように、補正後消費電力推定値ＰＣ＿ｅｓｔ＿ａと消費電力検出値ＰＣ＿ｓｎｓとの偏差（＝（ｋ）−（ｈ））は、補正前の消費電力推定値ＰＣ＿ｅｓｔと消費電力検出値ＰＣ＿ｓｎｓとの偏差（＝（ｊ）−（ｈ））より小さい。すなわち、通信遅れ分を補正することで、消費電力の推定精度を高めることができ、ひいてはバッテリ電圧ＶＢの推定精度が高まる。これにより、バッテリ電圧センサ３５の異常検出精度を高めることができる。

本実施形態では、異常判定に用いられるバッテリ電圧推定値である補正後バッテリ電圧推定値ＶＢ＿ｅｓｔ＿ａは、バッテリ３０の電力を用いる装置である主機モータ１０を制御するＭＧ−ＥＣＵ５１、または、エアコン４１を制御するエアコンＥＣＵ５２との通信遅れに応じて補正された値である。

詳細には、電圧推定部６３は、演算されたバッテリ電圧推定値ＶＢ＿ｅｓｔを通信遅れに応じて補正する。そして、異常判定部６５は、補正後バッテリ電圧推定値ＶＢ＿ｅｓｔ＿ａを用いてバッテリ電圧センサ３５の異常判定を行う。
これにより、通信遅れを考慮することで、バッテリ電圧ＶＢの推定精度を高めることができる。また、演算されたバッテリ電圧推定値ＶＢ＿ｅｓｔの通信遅れを一括で補正することで、処理負荷の増加を抑えつつ、バッテリ電圧ＶＢの推定精度を高めることができる。これにより、バッテリ電圧センサ３５の異常検出精度を高めることができる。
また、上記実施形態と同様の効果を奏する。

（第３実施形態）
本発明の第３実施形態を図７および図８に示す。
第２実施形態では、演算された消費電力推定値ＰＣ＿ｅｓｔについて遅れ補正を行うが、本実施形態では、消費電力推定値ＰＣ＿ｅｓｔの演算に用いるパラメータごとに遅れ補正を行う。
図７に示すように、本実施形態の異常判定処理では、図２のＳ１０４で肯定判断された場合、Ｓ１０５の前にＳ１１４が追加されている。また、本実施形態では、遅れ補正を行うパラメータについて、少なくとも通信遅れに相当する期間の分、過去値が図示しない記憶部に保持されているものとする。その他の点については、第１実施形態と同様である。
Ｓ１１４では、異常判定部６５は、バッテリ電圧推定値ＶＢ＿ｅｓｔの演算に用いる各パラメータについて、遅れ補正を行う。本実施形態では、トルク指令値ｔｒｑ^*、回転数指令値Ｎ^*、および、エアコン電力指令値Ｐ＿ＡＣ^*の遅れ補正を行うものとする。

図８に示すように、ＭＧ遅れ時間Δｘ１に応じた過去値を、補正後トルク指令値ｔｒｑ^*＿ａ、および、補正後回転数指令値Ｎ^*＿ａとする。また、エアコン遅れ時間Δｘ２に応じた過去値を、補正後エアコン電力指令値Ｐ＿ＡＣ^*＿ａとする。
補正後回転数指令値Ｎ^*＿ａ、補正後トルク指令値ｔｒｑ^*＿ａ、補正後エアコン電力指令値Ｐ＿ＡＣ^*＿ａは、式（６）〜（８）となる。
Ｎ^*＿ａ（ｘ）＝Ｎ^*（ｘ＋Δｘ１） ・・・（６）
ｔｒｑ^*＿ａ（ｘ）＝ｔｒｑ^*（ｘ＋Δｘ１） ・・・（７）
Ｐ＿ＡＣ^*＿ａ（ｘ）＝Ｐ＿ＡＣ^*（ｘ＋Δｘ２） ・・・（８）

ＭＧ遅れ時間Δｘ１は、ＰＭ−ＥＣＵ６０とＭＧ−ＥＣＵ５１との間の通信遅れに応じた値である。また、エアコン遅れ時間Δｘ２は、ＰＭ−ＥＣＵ６０とエアコンＥＣＵ５２との間の通信遅れに応じた値である。
ＭＧ遅れ時間Δｘ１およびエアコン遅れ時間Δｘ２は、例えば１０［ｍｓ］程度のオーダーでそれぞれの通信周期等に応じて設定されるものであり、主機モータ１０の制御周期（例えば数［μｓ］）と比較して長く設定される。なお、ＭＧ遅れ時間Δｘ１およびエアコン遅れ時間Δｘ２は、異なる値であってもよいし、同じ値であってもよい。また本実施形態では、ＭＧ遅れ時間Δｘ１およびエアコン遅れ時間Δｘ２を所定値とするが、可変としてもよい。

電圧推定部６３は、補正後回転数指令値Ｎ^*＿ａ、補正後トルク指令値ｔｒｑ^*＿ａ、および、補正後エアコン電力指令値Ｐ＿ＡＣ^*＿ａを用いて、消費電力推定値ＰＣ＿ｅｓｔを演算する。すなわち、式（１）のトルク指令値ｔｒｑ^*および回転数指令値Ｎ^*に替えて、補正後トルク指令値ｔｒｑ^*＿ａおよび補正後回転数指令値Ｎ^*＿ａとする。また、補機消費電力Ｐ＿ａｃｃの演算に、補正後エアコン電力指令値Ｐ＿ＡＣ^*＿ａを用いる。

また本実施形態では、電力ロスＰ＿ｌｏｓｓは、補正後回転数指令値Ｎ^*＿ａおよび補正後トルク指令値ｔｒｑ^*＿ａを引数とするマップ演算により設定される。電力ロスＰ＿ｌｏｓｓについても、補正後回転数指令値Ｎ^*＿ａおよび補正後トルク指令値ｔｒｑ^*＿ａに基づいて演算することで、通信遅れが補正されている、と捉えることもできる。
演算される消費電力推定値ＰＣ＿ｅｓｔは、図８（ｅ）に示す如くとなる。

本実施形態では、消費電力推定値ＰＣ＿ｅｓｔの演算に用いる各パラメータを、通信遅れに応じて補正している。すなわち、通信遅れを考慮したパラメータを用いて演算された消費電力推定値ＰＣ＿ｅｓｔに基づいて演算されるバッテリ電圧推定値ＶＢ＿ｅｓｔは、通信遅れに応じた補正された値である、といえる。
特に、本実施形態では、パラメータに応じた遅れ時間Δｘ１、Δｘ２を用い、パラメータごとに通信遅れを補正しているので、よりきめ細かく通信遅れが補正される。これにより、消費電力およびバッテリ電圧をより精度よく推定できるので、バッテリ電圧センサ３５の異常検出精度を高めることができる。

本実施形態では、第２実施形態と同様、異常判定に用いられる電源電圧推定値は、主機モータ１０を制御するＭＧ−ＥＣＵ５１、または、エアコン４１を制御するエアコンＥＣＵ５２との通信遅れに応じて補正された値である。
本実施形態では、電圧推定部６３は、消費電力推定値ＰＣ＿ｅｓｔの演算に用いられるパラメータを、通信遅れに応じて補正する。なお、消費電力推定値ＰＣ＿ｅｓｔは、バッテリ電圧推定値ＶＢ＿ｅｓｔの演算に用いられるものであって、消費電力推定値ＰＣ＿ｅｓｔの演算に用いられるパラメータは、「電源電圧推定値の演算に用いられるパラメータ」の概念に含まれるものとする。

これにより、通信遅れを考慮することで、バッテリ電圧ＶＢの推定精度を高めることができる。また、パラメータ毎に通信遅れを補正可能であるので、バッテリ電圧ＶＢの推定精度をより高めることができる。これにより、バッテリ電圧センサ３５の異常検出精度を高めることができる。
また、上記実施形態と同様の効果を奏する。

第２実施形態および第３実施形態において、主機モータ１０およびエアコン４１が「電源の電力を用いる装置」に対応し、ＭＧ−ＥＣＵ５１およびエアコンＥＣＵ５２が「電源の電力を用いる装置を制御する他の制御装置」に対応する。

（他の実施形態）
（ア）電圧推定部
上記実施形態では、補機をエアコンおよび補機バッテリとし、エアコン消費電力およびＤＣＤＣ消費電力に基づき、補機消費電力を演算する。他の実施形態では、補機消費電力に、電動パワーステアリング装置等の他の補機での消費電力が含まれるようにしてもよい。
上記実施形態では、ＭＧ消費電力の演算には、トルク指令値および回転数指令値を用いる。他の実施形態では、ＭＧ消費電力の演算に用いる値は、指令値に限らず、電流センサや回転角センサの検出値から演算されるトルク検出値や回転数検出値を用いてもよい。補機消費電力の演算についても同様である。また、遅れ補正を行う場合、電圧推定に用いる値に応じ、式（１）、（２）中の各パラメータのタイミングが揃うように、補正値を適宜設定することが望ましい。

第３実施形態では、主機モータの消費電力、および、補機消費電力について、それぞれ通信遅れが補正される。他の実施形態では、主機モータの消費電力、または、補機消費電力の一方の通信遅れ補正を省略してもよい。また、補機消費電力が、複数の補機（例えば、エアコン、ＤＣＤＣコンバータ、および、電動パワーステアリング装置等）の消費電力に基づくものである場合、全ての消費電力について、それぞれ遅れ補正を行ってもよいし、一部の消費電力における遅れ補正を省略してもよい。また、補機消費電力として一括で遅れ補正を行ってもよい。
また、第３実施形態では、電源電流検出値については、遅れ補正を行っていない。他の実施形態では、他のパラメータとのタイミングを揃えるべく、電源電流検出値についても遅れ補正を行ってもよい。この場合、比較する電源電圧検出値についても、タイミングが揃うように補正することが望ましい。

（イ）異常判定部
上記実施形態では、主機モータが安定駆動状態であり、かつ、バッテリ電流検出値が電流判定閾値より大きいときに電源電圧センサの異常判定を行う。他の実施形態では、Ｓ１０３の処理を省略し、主機モータの安定駆動状態の判定を省略してもよい。また、他の実施形態では、Ｓ１０４の処理を省略し、バッテリ電流検出値に係る判定を省略してもよい。
（ウ）異常診断装置
上記実施形態では、ＰＭ−ＥＣＵが異常診断装置に対応する。他の実施形態では、消費電力推定部、電源電圧推定部、および、異常判定部の一部または全部が、ＰＭ−ＥＣＵ以外の他のＥＣＵにより構成されるようにしてもよい。

（エ）車両制御システム
上記実施形態では、車両制御システムは、車両の駆動源として、エンジンおよび１つの主機モータを備える。他の実施形態では、主機モータが複数であってもよい。例えば、主機モータが２つである場合、例えば、所謂、シリーズパラレル方式とし、一方の主機モータを主に発電機として用い、他方の主機モータを主に電動機として用いるようにしてもよい。主機モータは、シリーズパラレル方式に限らず、所謂、シリーズ方式や、パラレル方式等、どのように配置してもよい。主機モータが複数である場合、主機モータごとに、トルクおよび回転数に基づいて消費電力を演算して加算した値を「主機モータの消費電力」とすればよい。なお、消費電力が負の値であれば、主機モータの回生により発電している状態であるが、主機モータの回生による発電電力についても、広義の「消費電力」の概念に含まれるものとする。

また他の実施形態では、車両の駆動源としてのエンジンを省略してもよく、車両が所謂「ＥＶ車両」であってもよい。また、電源として燃料電池を用いる「ＦＣ車両」であってもよい。
また、他の実施形態では、電源とインバータとの間に昇圧システムを設けてもよい。
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。

１０・・・主機モータ
３０・・・バッテリ（電源）
３５・・・バッテリ電圧センサ（電源電圧センサ）
３６・・・バッテリ電流センサ（電源電流センサ）
４１・・・エアコン（補機） ４２・・・補機バッテリ（補機）
５０・・・制御部
６０・・・ＰＭ−ＥＣＵ（異常診断装置）
６３・・・電圧推定部（消費電力推定部、電源電圧演算部）
６５・・・異常判定部
１００・・・車両

Claims (5)

1. 車両（１００）の駆動源であって電源（３０）から供給される電力で駆動される主機モータ（１０）の消費電力、および、前記電源の電力を使用する補機（４１、４２）の消費電力を推定し、消費電力推定値を演算する消費電力推定部（６３）と、
   前記消費電力推定値、および、前記電源の電流を検出する電源電流センサ（３６）の検出値に基づく値である電源電流検出値に基づき、前記電源の電圧の推定値である電源電圧推定値を演算する電源電圧推定部（６３）と、
   前記電源電圧推定値と、前記電源の電圧を検出する電源電圧センサ（３５）の検出値に基づく値である電源電圧検出値との比較結果に基づき、前記電源電圧センサの異常を判定する異常判定部（６５）と、
   を備え、
   異常判定に用いられる前記電源電圧推定値は、前記電源の電力を用いる装置（１０、４１）を制御する他の制御装置（５１、５２）との通信遅れに応じて補正された値である異常診断装置。
2. 前記消費電力推定部は、前記消費電力推定値の演算に用いられるパラメータを、通信遅れに応じて補正する請求項１に記載の異常診断装置。
3. 前記電源電圧推定部は、演算された前記電源電圧推定値を、通信遅れに応じて補正する請求項１に記載の異常診断装置。
4. 前記異常判定部は、前記主機モータの駆動状態が安定駆動状態である場合、前記電源電圧センサの異常判定を行う請求項１〜３のいずれか一項に記載の異常診断装置。
5. 車両（１００）の駆動源であって電源（３０）から供給される電力で駆動される主機モータ（１０）の消費電力、および、前記電源の電力を使用する補機（４１、４２）の消費電力を推定し、消費電力推定値を演算する消費電力推定部（６３）と、
   前記消費電力推定値、および、前記電源の電流を検出する電源電流センサ（３６）の検出値に基づく値である電源電流検出値に基づき、前記電源の電圧の推定値である電源電圧推定値を演算する電源電圧推定部（６３）と、
   前記電源電圧推定値と、前記電源の電圧を検出する電源電圧センサ（３５）の検出値に基づく値である電源電圧検出値との比較結果に基づき、前記電源電圧センサの異常を判定する異常判定部（６５）と、
   を備え、
   前記異常判定部は、前記主機モータの駆動状態が安定駆動状態である場合、前記電源電圧センサの異常判定を行う異常診断装置。

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