(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の駆動力と制動力を発生させる回転電機と、
複数のセルを有するバッテリと、
前記複数のセルの状態を監視し、少なくとも各セルの開回路電圧および内部抵抗を含むセル状態情報を出力するバッテリ監視装置と、
前記バッテリと前記回転電機との間の電力授受における電力変換を行うインバータと、
前記回転電機の電流を検出する電流センサと、
前記インバータへの印加電圧を検出する電圧センサと、
前記バッテリ監視装置から出力された前記セル状態情報に基づいて前記回転電機のトルクを制御する回転電機制御部と、
前記バッテリ監視装置から出力された前記セル状態情報に基づいて前記バッテリの状態を推定するバッテリ状態推定部と、
前記セル状態情報の異常を検出する異常状態検出部と、を備え、
前記バッテリ監視装置は、前記複数のセルの開回路電圧の平均値に対する前記複数の各セルの開回路電圧の相関値を出力し、
前記バッテリ状態推定部は、前記異常状態検出部により異常が検出された場合には、前記異常の検出以前に前記バッテリ監視装置から入力された前記相関値と、前記電流センサおよび前記電圧センサの出力とに基づいて、前記各セルの開回路電圧および内部抵抗を推定し、
前記回転電機制御部は、前記異常状態検出部により異常が検出された場合には、前記バッテリ状態推定部で推定された前記各セルの開回路電圧および内部抵抗に基づいて前記回転電機のトルクを制御する、電動車両の回転電機駆動システム。
【請求項２】
請求項１に記載の電動車両の回転電機駆動システムにおいて、
前記バッテリ状態推定部は、
前記複数のセルの内で、内部抵抗が最も大きい、または、開回路電圧が最も小さい劣化セルに関する前記相関値を前記バッテリ監視装置から取得し、
前記異常の検出以前に前記バッテリ監視装置から取得した前記劣化セルに関する相関値と、前記電流センサおよび前記電圧センサの出力とに基づいて、前記劣化セルの開回路電圧および内部抵抗を推定し、
前記回転電機制御部は、前記バッテリ状態推定部で推定された前記劣化セルの開回路電圧および内部抵抗に基づいて前記回転電機のトルクを制御する、電動車両の回転電機駆動システム。
【請求項３】
請求項１または２に記載の電動車両の回転電機駆動システムにおいて、
前記回転電機制御部は、前記バッテリ状態推定部で推定された開回路電圧および内部抵抗に基づいて前記バッテリが許容できる許容充放電電力範囲を算出し、前記バッテリの充放電電力が前記許容充放電電力範囲に収まるように前記回転電機のトルクを制御する、電動車両の回転電機駆動システム。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の電動車両の回転電機駆動システムにおいて、
前記相関値は、前記複数のセルの開回路電圧の平均値に対する前記複数の各セルの開回路電圧の偏差である、電動車両の回転電機駆動システム。
【請求項５】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の電動車両の回転電機駆動システムにおいて、
前記相関値は、前記複数のセルの開回路電圧の平均値に対する前記複数の各セルの開回路電圧の電圧比である、電動車両の回転電機駆動システム。
【請求項６】
請求項２に記載の電動車両の回転電機駆動システムにおいて、
前記異常状態検出部は、前記劣化セルに関する相関値の変化に基づいて前記バッテリ監視装置の異常を検出する、電動車両の回転電機駆動システム。
【請求項７】
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の電動車両の回転電機駆動システムにおいて、
前記異常状態検出部は、前記バッテリ監視装置から前記バッテリ状態推定部への前記セル状態情報の入力が途絶したときに、前記バッテリ監視装置と前記バッテリ状態推定部との間の通信異常を前記異常として検出する、電動車両の回転電機駆動システム。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか一項に記載の電動車両の回転電機駆動システムにおいて、
前記バッテリ状態推定部および前記異常状態検出部は前記回転電機制御部内に設けられている、電動車両の回転電機駆動システム。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか一項に記載の電動車両の回転電機駆動システムにおいて、
前記バッテリ状態推定部における前記開回路電圧および内部抵抗の推定の周期は、前記バッテリ監視装置から前記セル状態情報が出力される送信周期よりも短く設定されている、電動車両の回転電機駆動システム。
【請求項１０】
請求項１に記載の電動車両の回転電機駆動システムに用いられるバッテリシステムであって、
複数のセルを有する前記バッテリと、
前記複数のセルの状態を監視し、少なくともバッテリ電流と各セルの開回路電圧および内部抵抗と前記相関値とを含むセル状態情報を出力するバッテリ監視装置と、を備えるバッテリシステム。
【請求項１１】
請求項１に記載の電動車両の回転電機駆動システムに用いられる回転電機制御装置であって、
前記バッテリ状態推定部と、前記異常状態検出部とを備える回転電機制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気自動車あるいはハイブリッド電気自動車のような電動車両における回転電機駆動システム、バッテリシステムおよび回転電機制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車やハイブリッド電気自動車は、駆動源としてモータを搭載している。このような電動車両においては、モータを駆動するモータ駆動装置として、インバータとモータのトルク等を制御するモータ制御装置を備えている。モータ制御装置は、モータを駆動するための交流電流を生成するために制御信号をインバータへ送信し、インバータを制御する。モータを駆動するインバータは、例えば、二次電池などからなる複数のセルを直列に接続したバッテリシステムを電源装置とし、その電源装置をエネルギ源として駆動される。
【０００３】
このような電動車両においては、バッテリシステムからの電力供給によってモータを駆動させると共に、車両の減速時などにおいては、モータの回生作動によって発生する回生エネルギをバッテリシステムに蓄電させ、バッテリシステムとモータとの間で電気エネルギの授受を行うように構成される。ところで、電力供給および電力回生を行う場合には、バッテリシステムを構成するセルの状態に応じて、供給できる電力および回生できる電力に制限がある。例えば、セルの充電率が満充電状態である場合、モータ回生した電力を受け入れることができない。また、セルの充電量が少ない場合、モータへの電力供給はできない。
【０００４】
また、バッテリシステムを構成するセルは、その使い方によって性能の劣化に影響を受ける。例えば、セルの閉回路電圧（CCV）が、定められた充電・回生禁止電圧以上となる過電圧になったり、定められた電圧以下となることは、セルの性能劣化につながる。
【０００５】
このことから、バッテリシステムは、セルの閉回路電圧（CCV）が定められた上限電圧以上および下限電圧以下とならないように、制限をかけて使われる。このような制限をかけるには、電流を流す時点のセルの開回路電圧（OCV）や、セルの内部抵抗に依存する電圧降下、あるいは電圧上昇を考慮することが必要である。
【０００６】
そのためには、バッテリシステムの状態量を監視するバッテリ監視装置およびセルコントローラによってセルの閉回路電圧（CCV）、バッテリ総電圧（バッテリ全体の閉回路電圧（CCV））、バッテリ電流などの状態慮を検出し、検出した状態量からセルの内部抵抗や開回路電圧（OCV）などを推定することが必要である。さらに、バッテリ監視装置やセルコントローラにおける電圧・電流を検出する検出装置が異常である場合は、これを代替するための保護システムが必要となる。
【０００７】
このような例として、特許文献１に記載の発明では、複数のセルが直列に接続されたバッテリシステムに対して、バッテリ全体の閉回路電圧（CCV）（バッテリ総電圧）を検出する電圧センサが異常の場合は、バッテリ電圧を昇圧するコンバータの電圧を検出する電圧センサを代替として使用し、充放電制御を行うようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１２−１０６５８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１に記載の発明では、バッテリシステム全体の閉回路電圧（CCV）（バッテリ総電圧）を検出する電圧センサが異常である場合に、コンバータの電圧を検出する電圧センサを代替として利用し、その検出電圧に基づくセルの平均的な状態量を用いてバッテリの充放電制御を行っている。そのため、バッテリシステムは複数のセルから構成されているが、個々のセルの状態量（例えば、各セルの閉回路電圧（CCV）など）の違いは考慮されていない。
【００１０】
しかし、実際のバッテリシステムでは、バッテリシステムを構成する複数のセルの個々の特性は初期状態でも差異が存在する。このセルの初期の差異は、充放電の繰り返し使用によって劣化が進むが、セルの初期特性の差異がセルの劣化進行に影響を与え、バッテリシステムを構成するセルの特性ばらつきが拡大することがある。つまり、セルを直列接続する構成で同じ電流の充放電があった場合、各セルの内部抵抗と開回路電圧（OCV）の差異によって各々の閉回路電圧（CCV）の変化が異なり、これによって各セルの劣化が異なる。
【００１１】
従って、バッテリシステム全体の劣化を抑制するためには、構成する個々のセルの閉回路電圧（CCV）を所定の上下限電圧以内に制限することが必要となる。このためには、バッテリシステム全体の閉回路電圧（CCV）（バッテリ総電圧）のみでなく、個々のセルの閉回路電圧（CCV）を検出し、個々のセル状態量に応じた充放電制御が必要となる。なお，一般的には，バッテリシステムを構成するセルの中で一番劣化が進んでいるセルが閉回路電圧（CCV）の上下限を超える可能性が高く、一番劣化が進んでいるセルは変化する可能性は低い。
【００１２】
このような問題に対して、特許文献１に記載の発明では、バッテリシステム全体の総電圧を検出する電圧センサが異常である場合には対応できるが、個々のセルの電圧を検出する電圧センサに異常が発生した場合には対応することができない。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
請求項１の発明に係る回転電機駆動システムは、車両の駆動力と制動力を発生させる回転電機と、複数のセルを有するバッテリと、複数のセルの状態を監視し、少なくとも各セルの開回路電圧および内部抵抗とを含むセル状態情報を出力するバッテリ監視装置と、バッテリと回転電機との間の電力授受における電力変換を行うインバータと、回転電機の電流を検出する電流センサと、インバータへの印加電圧を検出する電圧センサと、バッテリ監視装置から出力されたセル状態情報に基づいて回転電機のトルクを制御する回転電機制御部と、バッテリ監視装置から出力されたセル状態情報に基づいてバッテリの状態を推定するバッテリ状態推定部と、セル状態情報の異常を検出する異常状態検出部と、を備え、バッテリ監視装置は、複数のセルの開回路電圧の平均値に対する複数の各セルの開回路電圧の相関値を出力し、バッテリ状態推定部は、異常状態検出部により異常が検出された場合には、前記異常の検出以前に前記バッテリ監視装置から入力された相関値と、電流センサおよび電圧センサの出力とに基づいて、各セルの開回路電圧および内部抵抗を推定し、回転電機制御部は、異常状態検出部により異常が検出された場合には、バッテリ状態推定部で推定された各セルの開回路電圧および内部抵抗に基づいて回転電機のトルクを制御する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、バッテリ監視装置からセル状態情報が得られない異常が発生した場合でも、充放電電力の大幅な制限や電力供給の停止などをせずに車両の走行を維持させつつ、全てのセルの閉回路電圧が所定の上下限電圧以内となるように充放電を制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、本発明に係る回転電機駆動システムを搭載した電動車両７０の概略構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、回転電機駆動システムを説明するためのブロック図である。
【図３】図３は、セル５７０の開回路電圧平均値と内部抵抗平均値の算出方法を説明する図である。
【図４】図４は、充電率から最悪セルの開回路電圧偏差を求める演算処理を説明する図である。
【図５】図５は、充電率から最悪セルの開回路電圧相対比を求める演算処理を説明する図である。
【図６】図６は、内部抵抗推定値の演算処理の概要を説明する図である。
【図７】図７は、モータ制御装置１００に設けられたバッテリ状態推定部８００の他の実施例を示したものである。
【図８】図８は、モータ制御装置１００にて行われるトルク指令演算に関する手順を示すフローチャートである。
【図９】図９は、図８のステップＳ３の異常判定処理の詳細フローを示す図である。
【図１０】図１０は、図８のステップＳ４で行われる相関値演算モデル作成処理の詳細を示すフローチャートである。
【図１１】図１１は、セル５７０の開回路電圧の平均値と最悪セルの開回路電圧の時間変化を示す図である。
【図１２】図１２は、最悪セルの開回路電圧相対比と充電率（SOC）との関係を示したものである。
【図１３】図１３は、図８のステップＳ５で行われる補正係数演算処理の詳細を示すフローチャートである。
【図１４】図１４は、図８のステップＳ８で行われる最悪セル状態推定処理の詳細を示すフローチャートである。
【図１５】図１５は、図８のステップＳ９の充放電許容電力演算処理の詳細を示すフローチャートである。
【図１６】図１６は、充放電許容電力量による電力制限を行った場合における充放電電力値のタイムチャートである。
【図１７】図１７は、図２に示す車両制御装置４００における要求制動・駆動力の演算ブロックの一例を示す図である。
【図１８】図１８は、車両制御装置４００にバッテリ状態推定部８００を搭載した場合の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図を参照して本発明を実施するための形態について説明する。図１は、本発明に係る回転電機駆動システムを搭載した電動車両７０の概略構成を示すブロック図である。図１では、上側を電動車両７０のフロント側、下側を電動車両７０のリア側として示している。電動車両７０は、回転電動機であるモータ３００、モータ駆動装置であるインバータ２００、インバータ２００に制御指令を出力するモータ制御装置１００、ドライバの要求やバッテリ状態など各種状態に応じたモータ３００の制御や車両全体の各種制御指令を出力する車両制御装置４００、インバータ２００へ電力を供給するバッテリシステム５００などを備えている。
【００１７】
なお、図１では、フロント側にモータ３００を搭載したフロント駆動構成を例に示したが、モータ３００の配置はリア側のタイヤを駆動する場合でも良いし、フロント側とリア側の両方にモータ３００を設置して四輪駆動とする場合でも、四輪の全てに個別のモータを配置した構成でも良い。本発明は、これらの構成の相違に関係なく適用することができる。モータ３００は、減速機５０を介して車輪６０に連結されている。車輪６０には図示していない摩擦ブレーキを作動させるブレーキ作動装置６００が搭載され、モータ３００を用いた回生ブレーキとブレーキ作動装置６００を用いた摩擦ブレーキとを併用して制動を行うことができる。
【００１８】
モータ制御装置１００、車両全体の制御を行う車両制御装置４００、ブレーキ作動装置６００の指令を演算するブレーキ制御装置６１０、バッテリシステム５００の状態を監視するバッテリ監視装置５１０、バッテリシステム５００を外部電源で充電する車載充電器４０は、制御ネットワーク８０でつながっている。モータ制御装置１００の指令に基づいて、バッテリシステム５００からインバータ２００を介してモータ３００へ電力が供給されることにより、モータ３００が駆動される。バッテリシステム５００は、ジャンクションボックス１０を介して、車載充電器４０およびＤＣ／ＤＣコンバータ２０と連結されている。ＤＣ／ＤＣコンバータ２０は、バッテリシステム５００と低圧バッテリ３０との間で電力授受を行わせる。また、バッテリシステム５００は、バッテリ監視装置５１０によって監視されている。
【００１９】
図２は、回転電機駆動システムを説明するためのブロック図である。車両全体の制御を行う車両制御装置４００は、アクセルペダルセンサ７００、ブレーキペダルセンサ７１０、車速センサ７２０などのセンサから各検出信号、あるいは、バッテリシステム５００からバッテリシステム５００の状態、モータ制御装置１００からモータ３００、インバータ２００の状態を受信する。そして、車両制御装置４００は、ドライバ操作や車両の状態に基づいてモータ制御装置１００やブレーキ制御装置６１０の指令を演算し、制御ネットワーク８０を介して、モータ制御装置１００やブレーキ制御装置６１０へ制御指令を送信する。
【００２０】
ブレーキ制御装置６１０は、ドライバの制動動作に応じて、摩擦ブレーキ６２０とモータ３００の回生ブレーキの配分を決定し、摩擦ブレーキ６２０とモータ３００の回生ブレーキの協調制御を行う。
【００２１】
図１７は、図２に示す車両制御装置４００における要求制動・駆動力の演算ブロックの一例を示す図である。第一要求制動・駆動力演算部６１１は、アクセルペダルセンサ７００からのアクセルペダルセンサ信号と車速センサ７２０からの車両速度センサ信号とに基づき第一要求制動・駆動力を演算する。この第一要求制動・駆動力は、従来のエンジン搭載車両にて発生する駆動力やエンジンブレーキ制動力に相当する制動・駆動力になる。例えば、アクセルペダルセンサ信号から取得するアクセルペダル開度と車両の速度に対する制動・駆動力をテーブルとして設定する方法などがある。
【００２２】
また、第二制動・駆動力演算部６１２は、ブレーキペダルセンサ信号に基づいて第二要求制動・駆動力を演算する。これは、ドライバのブレーキ操作に対する制動・駆動力を演算しており、ブレーキペダルセンサ信号としてブレーキ踏力を入力とし、制動・駆動力を演算する方法がある。そして、第一要求制動・駆動力と第二要求制動・駆動力とに基づき、第三要求制動・駆動力演算部６１３にて最終的な要求制動・駆動力を演算する。
【００２３】
図１７にて演算された要求制動・駆動力は、制御ネットワーク８０を介して、ブレーキ制御装置６１０とモータ制御装置１００へ送信される。ブレーキ制御装置６１０では、要求制動・駆動力が制動指令である場合は、摩擦ブレーキ６２０で行う制動力とモータ３００で行う回生制動力の分担を決定し、回生制動力分担分をモータ制御装置１００へ送信する。モータ制御装置１００のトルク指令演算部１１０は、通信部１４０で受信した車両制御装置４００からの駆動力要求値とブレーキ制御装置６１０からの制動力要求値から、モータ３００に要求される回生・駆動トルク指令を演算する。さらに、バッテリ状態推定部８００にて演算した充放電許容電力に基づくモータトルク上下限値（詳細は後述する）に基づいて、最終的にモータ３００のトルク指令を演算する。トルク指令演算部１１０にて演算されたトルク指令は、指令部１３０へ送信され、指令部１３０は、トルク指令を実現するために、インバータ２００の駆動指令を出力する。
【００２４】
（バッテリシステム５００）
バッテリシステム５００は、複数のセル５７０（以下、セルと呼ぶ）から構成されるバッテリモジュール５３１，５３２、バッテリ監視装置５１０、セル監視装置５２１，５２２、温度センサ５６０、第一の電圧センサ５４０、第一の電流センサ５５０、温度センサ５６０、通信部５８０から構成される。
【００２５】
セル監視装置５２１，５２２は、バッテリモジュール５３１，５３２内のセル５７０の状態である閉回路電圧（CCV）を検出し、セル５７０やバッテリモジュール５３１，５３２の状態量を検知する。第一の電圧センサ５４０は、バッテリモジュール５３１，５３２の総電圧を検出する。第一の電流センサ５５０は、バッテリモジュール５３１，５３２に流れる電流を検出する。温度センサ５６０は、バッテリシステム５００内の各種温度を検出する。バッテリ監視装置５１０は、セル監視装置５２１，５２２で検出したセル５７０の閉回路電圧（CCV）などの情報や、温度センサ５６０，第一の電圧センサ５４０，第一の電流センサ５５０の検出結果に基づいてバッテリシステム５００全体の状態を検知する。通信部５８０は、制御ネットワーク８０に接続して、車両制御装置４００、モータ制御装置１００など他の制御装置と信号の授受を行う。
【００２６】
バッテリ監視装置５１０は、第一の電圧センサ５４０にて検出されるバッテリ総電圧、
第一の電流センサ５５０にて検出されるバッテリ電流、温度センサ５６０にて検出されるバッテリシステム５００の内部温度、セル監視装置５２１，５２２で取得する各セル５７０の閉回路電圧（CCV）などを用いて、バッテリシステム５００の内部状態およびバッテリモジュール５３１，５３２やセル５７０の内部状態を演算し、バッテリシステム５００の状態を監視している。具体的には、バッテリ総電圧とバッテリ電流からバッテリを構成するセル５７０の開回路電圧（OCV）の平均値と内部抵抗の平均値を演算し、セル５７０の個々の閉回路電圧とバッテリ電流から、各セル５７０の開回路電圧（OCV）と各セル５７０の内部抵抗を演算する。
【００２７】
更に、本発明では、各セル５７０のばらつきを外部へ送信するために、セル５７０の開回路電圧（OCV）の平均値に対する各セル５７０の開回路電圧（OCV）との電圧相関値をバッテリ監視装置５１０にて演算し、それらを、通信部５８０を介して、制御ネットワーク８０に接続される各制御装置へ出力する。ここで、セルの開回路電圧（OCV）の平均値に対する各セルの開回路電圧（OCV）との電圧相関値（以下では、開回路電圧相関値と呼ぶ）としては、セルの開回路電圧（OCV）の平均値に対する各セルの開回路電圧（OCV）の偏差である開回路電圧の電圧偏差（以下では開回路電圧偏差と呼ぶ）や、セル５７０の開回路電圧（OCV）の平均値に対する各セル５７０の開回路電圧（OCV）の比率である開回路電圧の電圧相対比（以下では、開回路電圧相対比と呼ぶ）、開回路電圧の電圧比（以下では、開回路電圧比と呼ぶ）などを用いる。
【００２８】
このように本発明では、バッテリ監視装置５１０からは、バッテリシステム５００の内部状態である各セル５７０の開回路電圧や開回路電圧の平均値に加えて、開回路電圧相関値（開回路電圧偏差や開回路電圧比など）が取得される。このような各セル５７０の平均値からの偏差や相対比を取得することで、後述するようにバッテリシステム５００を構成するセル５７０のばらつきを利用することができる。
【００２９】
通常、セル監視装置５２１、５２２は、バッテリモジュールの数に応じて複数設けられ、デイジーチェーン接続にてバッテリ監視装置５１０に接続されている。例えば、セル監視装置５２１にて検出した結果は、セル監視装置５２２へ送信され、さらに、セル監視装置５２２から次のセル監視装置へ送信される。このように、セル監視装置を経由して、各セル監視装置５２１、５２２にて検出されたセル５７０の全ての状態が、バッテリ監視装置５１０へ送信される。このため、バッテリ監視装置５１０へ全てのセル５７０の全ての状態が送信されるには、時間を要する。つまり、各セルの電圧検出値には、時間遅れが存在することになる。
【００３０】
各セル５７０の開回路電圧（OCV）や内部抵抗の演算は、これらの検出時間遅れのある各セル５７０の電圧検出値（CCV）とバッテリ電流値を用いているので、電圧検出値とバッテリ電流値の同期を合わせた処理が必要となる。また、各セル５７０の開回路電圧（OCV）の演算に用いるデータは、異なるタイミングで取得された信号であるので、各セル５７０の開回路電圧（OCV）の演算結果は、セル５７０毎に異なるタイミングの結果となっている。このようなことから、セル５７０の開回路電圧（OCV）の平均値と各セル５７０の開回路電圧（OCV）との偏差（開回路電圧偏差）や、セル５７０の開回路電圧（OCV）の平均値と各セル５７０の開回路電圧（OCV）との比率（開回路電圧相対比、開回路電圧比）を、バッテリシステム５００のバッテリ監視装置５１０にて演算することが好適である。
【００３１】
すなわち、バッテリ監視装置５１０では、各セル５７０の開回路電圧（OCV）の結果と同じタイミングで取得されるセル５７０の開回路電圧（OCV）の平均値（例えば、第一の電圧センサ５４０の検出値から得られる平均値）の組合せを求め、同期したセル５７０の開回路電圧（OCV）の平均値と各セル５７０の開回路電圧（OCV）の偏差（開回路電圧偏差）や、セル５７０の開回路電圧（OCV）の平均値と各セル５７０の開回路電圧（OCV）の比率（開回路電圧相対比、開回路電圧比）を演算する。このように、演算される電圧値の同期を合わせて電圧相関値を求めるのは、バッテリ監視装置５１０にて実施するのが好適である。
【００３２】
（モータ制御装置１００の構成）
モータ制御装置１００は、トルク指令演算部１１０、検出部１２０、指令部１３０、通信部１４０、バッテリ状態推定部８００を備えている。バッテリ状態推定部８００は、後述するようにバッテリシステム５００の状態を推定する。通信部１４０は、車両制御装置４００から送信される駆動力や制動力などの信号の授受や、バッテリシステム５００から出力されたデータの受信などを行う。検出部１２０は、モータ３００に設置されている回転角センサ（図示しない）で検出された回転角信号を取り込むと共に、インバータ２００に設けられている第二の電流センサ２４０で検出された三相電流信号、第二の電圧センサ２３０で検出された電圧信号をそれぞれ取り込む。
【００３３】
トルク指令演算部１１０は、通信部１４０を通じて車両制御装置４００から受信した駆動力要値、車両速度、バッテリ監視装置５１０で演算されるセル５７０あるいはバッテリモジュール５３１，５３２の状態量を表す信号に基づき、モータ３００とインバータ２００が許容可能であり、かつ、バッテリシステム５００が許容可能なトルク指令を演算する。そのトルク指令は指令部１３０へ出力される。トルク指令の演算では、バッテリシステム５００を構成する全てのセル５７０が過充放電にならないように演算される。
【００３４】
指令部１３０では、トルク指令演算部１１０で演算されたトルク指令を実現するため、トルク指令および検出部１２０にて取り込んだモータ３００の検出値に基づいて、インバータ２００の駆動指令（パルス幅変調（ＰＷＭ）に対応した駆動信号）を演算する。インバータ２００は、指令部１３０から駆動指令に基づいて、インバータ２００を駆動し、モータ３００の駆動および回生動作を制御する。
【００３５】
例えば、モータ３００の駆動時には、バッテリシステム５００から出力される直流電力を三相交流電力に変換して、モータ３００へ供給する。モータ３００の回生時には、モータ３００から出力される三相交流電力を直流電力に変換し、バッテリシステム５００を充電する。モータ３００は、例えば、界磁として永久磁石を利用する永久磁石式の三相交流同期モータなどが用いられ、インバータ２００から供給する三相交流電力によって駆動制御される。車両減速時には、駆動輪からモータ３００へ駆動力が伝達される、モータ３００は発電機として機能して回生制動力を発生する。それにより、車両の運動エネルギを電気エネルギとして回収することが可能である。
【００３６】
（トルク指令演算部１１０によるトルク指令の演算）
上述したように、トルク指令演算部１１０はバッテリシステム５００が許容可能な範囲でトルク指令を演算するが、充放電可能な電力は次のようにして求められる。例えば、各セル５７０の閉回路電圧（CCV），開回路電圧（OCV）および内部抵抗とバッテリ電流から、各セル５７０が次式（１）に示す簡易モデルで記述される場合を考える。式（１）において、Ｖcciは各セル５７０の閉回路電圧（CCV：Closed Circuit Voltage）、tは時刻、Ｖociは各セル５７０の開回路電圧（OCV）、Ｒciは各セル５７０の内部抵抗、Ｉbはバッテリ電流を表す。なお、添字iはi番目のセル５７０に関する量であることを示す。
【数１】
0005970437.tif 000002
【００３７】
バッテリ電流の放電側を＋とし、式（１）で表現された簡易モデルを用いた場合、セル５７０の閉回路電圧（CCV）の上限許容値をＶcclimit1[V]，下限許容値をＶcclimit2[V]とすると、セル５７０の開回路電圧（OCV）とセル５７０の内部抵抗から、充電可能な電流値Ｉblimit1[A]、放電可能な電流値Ｉblimit2[A]を次式（２）、（３）のように求めることが可能となる。
【数２】
0005970437.tif 000003
【００３８】
ここで、ｎ個のセル５７０が直列接続されていると仮定すると、バッテリの充電許容可能な電力Ｐdmax、放電許容可能な電力Ｐcmaxは、それぞれ次式（４）、（５）のようになる。
【数３】
0005970437.tif 000004
【００３９】
このように、バッテリを構成するセル５７０の電圧の上下限許容値Ｖcclimit1，Ｖcclimit2を予め設定し、セル５７０の内部抵抗と開回路電圧（OCV）が分かれば、許容可能な放電電力Ｐdmax及び充電電力Ｐcmaxを演算することができる。放電電力Ｐdmax及び充電電力Ｐcmaxとモータ回転速度ＳpdMOTとに基づいて、式（６）、（７）に示すように駆動上限トルクＴrqDmax、回生上限トルクＴrqCmaxを求めることで、セル５７０の閉回路電圧（CCV）がその上下限電圧を超えないようなトルク指令を求めることができる。なお、式（６）、（７）において、ηはモータ・インバータ効率であって、ｎはセル数である。
【数４】
0005970437.tif 000005
【００４０】
以上のように、バッテリシステム５００のセル５７０の開回路電圧（OCV）と内部抵抗を用いることで、セル５７０の閉回路電圧（CCV）がその上下限電圧を超えないようなトルク指令を演算できる。
【００４１】
ところで、式（６）、（７）から分かるように、内部抵抗が大きく、開回路電圧（OCV）が小さいセル５７０が充放電の制約になる。内部抵抗が大きく、開回路電圧（OCV）が小さいセル５７０は、一般的に劣化が進んでいる場合が多いが、以下では、内部抵抗が大きく、開回路電圧（OCV）が小さいセル５７０を最悪セルと呼ぶこととする。そして、最悪セルの開回路電圧（OCV）と内部抵抗を求め、最悪セルの閉回路電圧（CCV）が上下限電圧を超えないようにトルク指令を演算すれば、全てのセル５７０の閉回路電圧（CCV）が上下限電圧を超えないようなトルク指令とすることができる。
【００４２】
（バッテリ状態推定部８００の説明）
ところで、バッテリシステム５００において何らかの異常時が発生して、バッテリシステム５００の内部の状態量が取得できない場合には、トルク指令を演算することができない。そこで、本実施の形態では、バッテリシステム５００において何らかの異常が発生して、バッテリシステム５００の内部の状態量が取得できない場合でも、バッテリシステム５００が許容可能な充放電制御が行えるように、バッテリシステム５００の状態を推定するためのバッテリ状態推定部８００をモータ制御装置１００に備えるようにした。バッテリシステム５００における何らかの異常とは、バッテリシステム５００の状態を監視するバッテリ監視装置５１０の異常、バッテリの総電圧を検出する第一の電圧センサ５４０の異常、セル監視装置５２１，５２２の異常、通信部５８０の異常などが考えられる。
【００４３】
図２に示すバッテリ状態推定部８００は、バッテリシステム５００が異常か否かを判定する異常判定部８１０、セル５７０の開回路電圧平均値の代替値および内部抵抗平均値の代替値を演算する平均セル状態演算部８２０、最悪セルの開回路電圧（OCV）と内部抵抗とを演算する最悪セル状態推定部８３０、最悪セルの開回路電圧相関値と充電率（SOC）との関係を構築する相関値演算部８４０、記憶部８６０を備えている。
【００４４】
バッテリ状態推定部８００では、トルク指令演算部１１０にてトルク指令を演算する際に必要な、最悪セルの開回路電圧（OCV）と内部抵抗を演算する。すなわち、バッテリシステム５００に設けられた第一の電圧センサ５４０、第一の電流センサ５５０や、セル監視装置５２１、５２２においてセル５７０の閉回路電圧（CCV）を検出するための電圧センサ（不図示）が異常となった場合や、これらの検出信号をバッテリシステム５００から通信できないという異常時においても、全てのセル５７０の閉回路電圧（CCV）が上下限電圧を超えないようなトルク指令を演算可能とするために、最悪セルの状態量である開回路電圧（OCV）と内部抵抗を演算する。
【００４５】
なお、最悪セルを選択する方法としては、例えば、充電時にセル５７０の閉回路電圧（CCV）を取得した際に閉回路電圧（CCV）が一番大きなセル５７０、また、放電時にセル５７０の閉回路電圧（CCV）を取得した際に閉回路電圧（CCV）が一番小さなセル５７０を最悪セルとする。また、内部抵抗の推定値が一番大きいセル５７０を最悪セルとしても良い。
【００４６】
一度最悪セルと判定されたセル５７０は他のセル５７０に比べて劣化が進行しやすいため、そのセル５７０を最悪セルとして記憶する。その後は、その最悪セルの状態量（開回路電圧（OCV）、閉回路電圧、内部抵抗）のみを検出、あるいは推定する。これによって、推定処理や検出の処理を減らすことができるという効果がある。
【００４７】
（異常判定部８１０）
まず、バッテリ状態推定部８００の異常判定部８１０について説明する。異常判定部８１０は、上述したようなバッテリシステム５００における異常によって、バッテリシステム５００の内部の状態が、制御ネットワーク８０に接続された他の制御装置にて受信できない状態であるか否かを判定する。具体的な判定方法については、後述する。
【００４８】
以下では、バッテリ総電圧、セル５７０の閉回路電圧（CCV）、バッテリ電流、セル５７０の開回路電圧（OCV）、セル５７０の内部抵抗などのバッテリシステム５００の内部の状態量が取得できないような異常を、バッテリシステム状態検出異常と呼ぶ。逆に、バッテリシステム５００の内部の状態量が取得できる正常状態を、バッテリシステム状態検出正常と呼ぶ。
【００４９】
（平均セル状態演算部８２０）
平均セル状態演算部８２０は、異常判定部８１０においてバッテリシステム状態検出異常と判定された場合において、セル５７０の開回路電圧（OCV）平均値の代替値および内部抵抗平均値の代替値を演算する。
【００５０】
異常判定部８１０においてバッテリシステム状態検出異常と判定された場合には、バッテリシステム５００における総電圧を検出する第一の電圧センサ５４０による検出信号が利用できない。そこで、平均セル状態演算部８２０は、インバータ２００のパワーモジュール２１０とバッテリモジュール５３１，５３２との間に設けられた第二の電圧センサ２３０により検出された電圧信号から、バッテリシステム５００の総電圧の代替信号を演算する。また、バッテリ電流を検出する第一の電流センサ５５０による検出信号も利用できないので、その代わりとして、モータ３００に設けられた第二の電流センサ２４０により検出された電流信号から、バッテリ電流の代替信号を演算する。平均セル状態演算部８２０は、バッテリ総電圧の代替信号とバッテリ電流の代替信号とに基づいて、バッテリシステム５００を構成するセル５７０の開回路電圧（OCV）平均値の代替値、および内部抵抗平均値の代替値を演算する。
【００５１】
なお、バッテリ電流の代替値を求める場合、第二の電流センサ２４０で検出されるモータ電流は三相流交流であるため、三相交流電流からバッテリから供給される直流電流へ変換する必要がある。この変換に関して、その一例について説明する。
【００５２】
モータ制御装置１００の指令部１３０からの駆動指令は、パルス幅変調信号（ＰＷＭ）信号であり、このＰＷＭ信号によってインバータ２００のパワーモジュール２１０のスイッチング素子（図示していない）をオン／オフ状態に切り換える。このとき、パワーモジュール２１０を構成するスイッチング素子のオン／オフ状態によって、バッテリシステム５００から供給される直流電流がモータ３００のいずれかの相電流になる。
【００５３】
例えば、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の三相モータである場合、６つのスイッチング状態（(1)Ｕ相上アーム：オン、Ｖ相上アーム：オン、Ｖ相上アーム：オフ、(2)Ｕ相上アーム：オン、Ｖ相上アーム：オフ、Ｖ相上アーム：オン、(3)Ｕ相上アーム：オフ、Ｖ相上アーム：オン、Ｖ相上アーム：オン、(4)Ｕ相上アーム：オフ、Ｖ相上アーム：オフ、Ｖ相上アーム：オン、(5)Ｕ相上アーム：オフ、Ｖ相上アーム：オン、Ｖ相上アーム：オフ、(6)Ｕ相上アーム：オン、Ｖ相上アーム：オフ、Ｖ相上アーム：オフ）によって，三相電流のいずれかの電流がバッテリ直流電流と概略等しくなる。よって，モータ制御装置１００の指令部１３０のＰＷＭ信号によって決定するスイッチング状態に応じて、３つの相電流を検出する第二の電流センサ信号を切り換えることで、バッテリ電流の代替値を求めることが可能となる。
【００５４】
（開回路電圧（OCV）平均値および内部抵抗平均値の演算方法の一例）
ここで、バッテリシステム状態検出異常の場合における、セル５７０の開回路電圧（OCV）平均値および内部抵抗平均値の演算方法の一例を説明する。まず、バッテリ特性として、充電率（SOC）と開回路電圧（OCV）の関係、充電率（SOC）と内部抵抗の関係等を、予め記憶部８６０に記憶しておく。
【００５５】
バッテリシステム状態検出異常の場合には、バッテリ監視装置５１０から充電率（SOC）を受信することができない。しかし、上述したバッテリ電流の代替信号から充放電量を求めて充電率（SOC）変化量を演算することができる。そして、算出された充電率（SOC）変化量と、異常が発生する前にバッテリ監視装置５１０から受信した充電率（SOC）とに基づき、各時刻での充電率（SOC）代替値を演算する。この充電率（SOC）代替値を用いて、予め記憶している充電率（SOC）と開回路電圧（OCV）との関係、および充電率（SOC）と内部抵抗との関係から、開回路電圧（OCV）と内部抵抗を演算することができる。ここで、充電率（SOC）代替値は、全セルの平均的な充電率（SOC）として取り扱うことが望ましい。
【００５６】
（開回路電圧（OCV）平均値および内部抵抗平均値の演算方法の他の例）
各セル５７０は，各セル５７０の閉回路電圧（CCV），開回路電圧（OCV），内部抵抗およびバッテリ電流から、前述の式（１）のような簡易モデルで記述される。このとき、全セル５７０が直列接続された場合、バッテリ全体は、次式（８）のような簡易モデルで記述される。なお、Ｖcbはバッテリ全体の閉回路電圧（CCV：Closed Circuit Voltage）。すなわち総電圧である。また、Ｖociは、各セル５７０の開回路電圧（OCV）、Ｒciは各セル５７０の内部抵抗、Ｉbはバッテリ電流、ｔは時刻、ｎは直列接続されたセル５７０の数を表す。なお、添字ｉはi番目のセル５７０を表す。
【数５】
0005970437.tif 000006
【００５７】
式（８）からバッテリ電流とバッテリ総電圧は、線形モデルにて近似することができるので、バッテリ電流とバッテリ総電圧の値が分かれば、全セル５７０の開回路電圧（OCV）の総和と内部抵抗の総和とを求めることができる。具体的な手法としては、複数のバッテリ総電圧の値とバッテリ電流の値の組合せを最小二乗近似することで、その傾きを内部抵抗の総和、切片を開回路電圧（OCV）の総和として演算することができる。
【００５８】
得られた内部抵抗の総和と開回路電圧（OCV）の総和とをセル数でそれぞれ除算することで、セル５７０の開回路電圧平均値と内部抵抗平均値とが算出される。また、最小二乗近似を逐次計算する手法を用いることで、セル５７０の開回路電圧平均値や内部抵抗平均値の変化に対応した演算が可能となる。
【００５９】
図３は、セル５７０の開回路電圧平均値と内部抵抗平均値の算出方法を説明する図である。ここでは、バッテリシステムの全体の閉回路電圧（CCV）とバッテリ電流を、入力とした場合の例を示す。
【００６０】
バッテリ総電圧とバッテリ電流との組合せを入力とし、図３に示すように、総電圧とバッテリ電流を最小二乗法などで線形近似する。線形近似直線の切片はバッテリシステム全体の開回路電圧（OCV）を示し、その傾きは内部抵抗を示す。従って、現在の時点から所定時間過去のバッテリ総電圧とバッテリ電流との組合せを入力とすることで、バッテリシステム全体の開回路電圧（OCV）と内部抵抗とを演算することが可能となる。そして、バッテリ全体の開回路電圧（OCV）と内部抵抗とをそれぞれセル５７０の数で除算すると、バッテリシステム５００を構成するセル５７０の開回路電圧平均値および内部抵抗平均値が得られる。
【００６１】
ここで、異常判定部８１０にてバッテリシステム状態検出正常と判定された場合には、上述したように、制御ネットワーク８０を介して、バッテリシステム５００からセル５７０の開回路電圧平均値とセル５７０の内部抵抗平均値を取得することができる。
【００６２】
一方、バッテリシステム状態検出異常と判定された場合には、平均セル状態演算部８２０は、第二の電圧センサ２３０の検出値に基づいて演算された総電圧の代替信号と、第二の電流センサ２４０の検出値に基づいて演算されたバッテリ電流の代替信号とを用いて、上述した図３に示す処理を行うことにより、セル５７０の開回路電圧平均値の代替値および内部抵抗平均値の代替値を演算する。
【００６３】
（相関値演算部８４０）
相関値演算部８４０は、バッテリシステム状態検出正常時に取得されるデータに基づいて、充電率（SOC）と、最悪セルの開回路電圧（OCV）の電圧相関値（電圧偏差あるいは電圧相対比）との関係を構築する。
【００６４】
異常判定部８１０によりバッテリシステム状態検出正常と判定された場合、相関値演算部８４０は、バッテリ監視装置５１０から取得したセル５７０の開回路電圧相関値と、その時点の充電率との組合せデータを記憶部８６０に記憶し、充電率（SOC）と開回路電圧相関値との関係を逐次更新する。上述したように、開回路電圧相関値とは、セル５７０の開回路電圧（OCV）の平均値に対する各セル５７０の開回路電圧（OCV）の偏差（以下では、開回路電圧偏差と呼ぶ）や、セル５７０の開回路電圧（OCV）とセル５７０の開回路電圧（OCV）の平均値との比（以下では、開回路電圧相対比と呼ぶ）などである。
【００６５】
なお、バッテリシステム状態検出異常と判定された場合には、バッテリシステム５００から上述の情報を取得できないため、開回路電圧相関値と充電率（SOC）との組合せデータの格納および、充電率（SOC）と開回路電圧相関値の関係の更新は行われない。
【００６６】
上述したように、バッテリシステム５００の充放電の制約となるのは、電池容量が最も低下し、内部抵抗も最も大きくなっている最悪セルである。そのため、各セル５７０の開回路電圧相関値と充電率（SOC）との組合せデータを記憶するようにしても良いが、セル５７０の中で最悪のセルを特定し、最悪セルの開回路電圧相関値と充電率（SOC）との組合せデータのみを記憶部８６０に記憶するようにしても良い。この場合、記憶するデータを削減することができ、記憶部８６０の記憶容量を減らすことができるという効果がある。
【００６７】
図４（Ａ）は、最悪セルの開回路電圧偏差と充電率（SOC）との関係を示す図である。この関係は、バッテリシステム状態検出正常時に相関値演算部８４０によって構築され、記憶部８６０に記憶される。バッテリシステム状態検出正常の場合には、バッテリ監視装置５１０から、充電率（SOC）および最悪セルの開回路電圧偏差を取得することができる。相関値演算部８４０は、充電率（SOC）と最悪セルの開回路電圧偏差との組合せデータを記憶し、それらに基づいて充電率（SOC）から最悪セルの開回路電圧偏差を推定する関係式（９）、あるいは関係テーブルを構築する。式（９）において、VSOCは充電率（SOC）、ΔＶOCVは最悪セルの開回路電圧偏差である。
ΔＶOCV＝Ｆ(VSOC)    ・・・（９）
【００６８】
ここで、セル５７０の開回路電圧平均値に対する最悪セルの開回路電圧偏差は、最悪セルの状態に応じて異なる。例えば、劣化によって開回路電圧偏差が生じる場合、劣化が変化するにつれて、充電率（SOC）に対する開回路電圧偏差が変化する。従って、充電率（SOC）と最悪セルの開回路電圧偏差との組合せは、なるべく直近に取得した最新のデータの組合せ群を用いるのが好ましい。
【００６９】
図４（Ｂ）は、バッテリシステム状態検出異常の場合の、相関値演算部８４０の動作を説明する図である。この場合、バッテリ監視装置５１０から充電率および最悪セルの開回路電圧偏差を取得することができない。そこで、相関値演算部８４０は、以下のように充電率（SOC）代替値を演算し、バッテリシステム状態検出正常時に構築した充電率（SOC）と開回路電圧偏差との関係式（９）に充電率（SOC）代替値を入力して、最悪セルの開回路電圧偏差を算出する。
【００７０】
充電率（SOC）代替値の求め方について説明する。ここでは、第二の電流センサ２４０によって検出された電流信号からバッテリ電流の代替信号を演算し、そのバッテリ電流の代替信号から充放電量を求めて充電率（SOC）変化量を演算する。そして、その充電率（SOC）変化量と、バッテリシステム状態検出異常が発生する前にバッテリ監視装置５１０から受信した充電率（SOC）とに基づいて、各時刻での充電率（SOC）代替値を演算する。あるいは、セル５７０の開回路電圧（OCV）の平均値から、バッテリシステム５００全体の充電率を推定することも可能である。
【００７１】
以上は、最悪セルの開回路電圧偏差を用いる場合であるが、開回路電圧相対比を用いる場合の一例を図５に示す。図５（Ａ）は、バッテリシステム状態検出正常時に相関値演算部８４０によって構築される、充電率（SOC）と最悪セルの開回路電圧相対比との関係を示したものである。この場合、バッテリ監視装置５１０から取得される充電率（SOC）と最悪セルの開回路電圧相対比との組合せデータを記憶し、充電率（SOC）から最悪セルの開回路電圧相対比を推定する関係式、あるいは関係テーブルを構築する。
【００７２】
ここで、充電率（SOC）をVSOCとし、最悪セルの開回路電圧相対比をRateVOCVとする。相関値演算部８４０は、バッテリ監視装置５１０から取得した充電率（SOC）のデータと最悪セルの開回路電圧（OCV）の電圧相対比とのデータの組合せから下記のような関係式（１０）を構築する。
RateVOCV＝Ｆ(VSOC)        ・・・（１０）
【００７３】
なお、最悪セルの開回路電圧相対比は、最悪セルの状態に応じて異なる。例えば、劣化によって開回路電圧の電圧相対比が生じる場合、劣化が変化するにつれて、充電率（SOC）に対する開回路電圧の電圧相対比が変化する。従って、充電率（SOC）と最悪セルの開回路電圧相対比との組合せは、なるべく直近に取得した最新のデータの組合せ群を用いるのが好ましい。
【００７４】
図５（Ｂ）は、バッテリシステム状態検出異常の場合の、相関値演算部８４０の動作を説明する図である。この場合には、図５（Ａ）にて構築した充電率（SOC）から最悪セルの開回路電圧相対比を推定する関係式（１０）に、上述の充電率（SOC）代替値を入力することにより、最悪セルの開回路電圧（OCV）の電圧相対比を演算する。
【００７５】
（最悪セル状態演算部８３０）
最悪セル状態演算部８３０は、バッテリシステム状態検出異常の場合において、最悪セルの開回路電圧（OCV）と内部抵抗とを演算する。
【００７６】
バッテリシステム状態検出正常の場合には、バッテリ監視装置５１０にて演算された各セル５７０の開回路電圧（OCV）および内部抵抗を、制御ネットワーク８０にて取得することができる。この場合、全セル５７０の開回路電圧（OCV）および内部抵抗を取得しても良いが、バッテリシステム５００の充放電制約になるのは最悪セルであるため、最悪セルの開回路電圧（OCV）および内部抵抗のみを取得するようにしても良い。これによって、制御ネットワーク８０の通信情報量を減らすことができるという効果がある。
【００７７】
一方、バッテリシステム状態検出異常と判定されている場合には、制御ネットワーク８０を介してセル５７０の開回路電圧（OCV）および内部抵抗を取得することができない。この場合には、既に述べたように、平均セル状態演算部８２０は、第二の電圧センサ２３０によって検出された電圧信号からバッテリシステム５００の総電圧の代替信号を演算し、かつ、第二の電流センサ２４０によって検出された電流信号からバッテリ電流の代替信号を演算する。さらに、平均セル状態演算部８２０は、バッテリ総電圧の代替信号とバッテリ電流代替信号に基づいて、バッテリシステム５００を構成するセル５７０の開回路電圧平均値の代替値および内部抵抗平均値の代替値を演算する。
【００７８】
最悪セル状態演算部８３０は、前述した充電率（SOC）代替値（相関値演算部８４０の説明を参照）と、平均セル状態演算部８２０で算出した開回路電圧平均値の代替値と、相関値演算部８４０で構築した充電率（SOC）と最悪セルの開回路電圧相関値（開回路電圧偏差、開回路電圧相対比）との関係式から、最悪セルの開回路電圧（OCV）を推定する。
【００７９】
まず、充電率（SOC）代替値と図４（Ａ）に示す相関関係から、最悪セルの開回路電圧偏差（ΔＶOCV）が得られる。そして、この開回路電圧偏差（ΔＶOCV）と上述の開回路電圧平均値の代替値（ＶOCVaveとする）とから、式（１１）により最悪セルの開回路電圧推定値ＶOCVwが算出される。
ＶOCVw＝ＶOCVave＋ΔＶOCV        ・・・（１１）
【００８０】
一方、図５（Ａ）の相関関係を用いる場合には、充電率（SOC）代替値と相関関係とから最悪セルの開回路電圧相対比（RateVOCV）が得られる。そして、この開回路電圧相対比（RateVOCV）と上述の開回路電圧平均値の代替値（ＶOCVaveとする）とから、式（１２）により最悪セルの開回路電圧（OCV）推定値ＶOCVwが算出される。
ＶOCVw ＝ＶOCVave×RateVOCV        ・・・（１２）
【００８１】
以上のように、充電率（SOC）と開回路電圧の電圧相関値（電圧偏差あるいは電圧相対比）との関係を用いて、現在の充電率（SOC）から、セル５７０の開回路電圧平均値に対する最悪セルの開回路電圧（OCV）の電圧偏差あるいは電圧相対比を求めることが可能となる。その結果、セル５７０の開回路電圧（OCV）の平均値と、求めた開回路電圧の電圧偏差あるいは電圧相対比とから、最悪セルの開回路電圧（OCV）を推定することができる。
【００８２】
そして、最悪セルの内部抵抗は、記憶部８６０に記憶されているセル５７０の開回路電圧（OCV）と内部抵抗とのマップデータを用いて、最悪セルの開回路電圧（OCV）の推定値から内部抵抗を演算する。図６は、内部抵抗演算の概要を示す図である。
【００８３】
図６（Ａ）は、最悪セルの開回路電圧（OCV）から最悪セルの内部抵抗を推定する関係式、あるいはテーブルの構築を説明する図である。最悪セルの開回路電圧（OCV）と最悪セルの内部抵抗とが取得できる場合（すなわち、正常時）に、取得した最悪セルの開回路電圧（OCV）と最悪セルの内部抵抗の組合せを保存し、内部抵抗と開回路電圧の関係を記憶する。そして、記憶したデータに基づいて、最悪セルの開回路電圧（OCV）から最悪セルの内部抵抗を推定する関係式、あるいはテーブルを構築する。
【００８４】
そして、最悪セルの内部抵抗が取得できない場合（すなわち、異常時）には、図６（Ｂ）に示すように、最悪セルの開回路電圧（OCV）の推定値と、図６（Ａ）で構築した内部抵抗と開回路電圧（OCV）の関係式Ｆ、あるいは関係テーブルとを用いて、最悪セルの内部抵抗を推定する。
【００８５】
図７は、モータ制御装置１００に設けられたバッテリ状態推定部８００の他の実施例を示したものである。図２に示した構成とは、電圧・電流補正部８５０を備える点が異なっており、その他の構成は同様である。以下では、電圧・電流補正部８５０について説明する。
【００８６】
電圧・電流補正部８５０は、バッテリシステム５００に設けられた第一の電圧センサ５４０にて検出されるバッテリ総電圧に対する第二の電圧センサ２３０で検出した電圧から演算したバッテリ総電圧の代替値の誤差、および、バッテリシステム５００に設けられた第一の電流センサ５５０にて検出されるバッテリ電流に対する第二の電流センサ２４０で検出した電流から演算したバッテリ電流の代替値の誤差を補正する。
【００８７】
具体的な処理は後述するが、バッテリシステム状態検出正常と判定された場合には、第一の電圧センサ５４０で検出されるバッテリ総電圧と第二の電圧センサ２３０の検出電圧から演算したバッテリ総電圧の代替値との間の誤差から、電圧補正係数を演算する。同様に、第一の電流センサ５５０にて検出されるバッテリ電流と第二の電流センサ２４０の検出電流から演算したバッテリ電流の代替値との間の誤差から、電流補正係数を演算する。算出された電圧補正係数および電流補正係数は記憶部８６０に格納される。
【００８８】
一方、バッテリシステム状態検出異常と判定された場合には、正常時に記憶部８６０に格納された電圧補正係数を用いて、第二の電圧センサ２３０の検出電圧から演算されたバッテリ総電圧の代替値を補正する。同様に、記憶部８６０に格納されている電流補正係数を用いて、第二の電流センサ２４０の検出電流から演算したバッテリ電流の代替値を補正する。これによって、バッテリ総電圧の代替値およびバッテリ電流の代替値の誤差を低減する効果がある。
【００８９】
図８は、バッテリシステム状態検出異常あるいはバッテリシステム状態検出正常に対応して、モータ制御装置１００にて行われるトルク指令演算に関する手順を示すフローチャートである。図８に示す一連の処理は繰り返し実行される。なお、図８に示すフローチャートは、図７に示す電圧・電流補正部８５０を備えるモータ制御装置１００の場合の処理を示したものである。図２に示すモータ制御装置１００の場合には、ステップＳ５の処理は省略される。また、ステップＳ６の処理は図２に示すモータ制御装置１００の場合と図７に示すモータ制御装置１００の場合とでは異なる。
【００９０】
ステップＳ１では、モータ制御装置１００は、バッテリ監視装置５１０にて演算されたバッテリシステム５００内部の状態量に関するデータを、制御ネットワーク８０を介してバッテリシステム５００から取得する。さらに、モータ制御装置１００は、検出部１２０により、インバータ２００に設けられた第二の電圧センサ２３０からインバータ印加電圧のデータを取得するとともに、モータ３００あるいはインバータ２００に設けられた第二の電流センサ２４０からモータ電流のデータを取得する。
【００９１】
バッテリシステム５００から取得するデータとしては、（Ｄ１）バッテリ総電圧、（Ｄ２）各セル５７０の閉回路電圧（CCV）、（Ｄ３）充電率（SOC）、（Ｄ４）セル５７０の開回路電圧（OCV）の平均値、（Ｄ５）各セル５７０の開回路電圧（OCV）、（Ｄ６）セル５７０の内部抵抗の平均値、（Ｄ７）各セル５７０の内部抵抗、（Ｄ８）バッテリ電流、（Ｄ９）セル５７０の開回路電圧（OCV）の平均値に対する各セル５７０の開回路電圧（OCV）の電圧相関値、がある。なお、開回路電圧相関値は、前述した開回路電圧偏差、あるいは開回路電圧相対比である。
【００９２】
なお、バッテリシステム５００内では各種診断を実施しており、これらの診断結果からバッテリシステム５００が異常であるか正常であるかなどの診断結果を受信することもできる。
【００９３】
ステップＳ２では、第二の電圧センサ２３０から取得したインバータ印加電圧をバッテリ総電圧の代替値とすると共に、第二の電流センサ２４０から取得したモータ電流からバッテリ電流の代替値を求める。そして、これらの代替値を用いて、セル５７０の開回路電圧平均値の代替値および内部抵抗平均値の代替値を推定する。この推定は、上述したように平均セル状態演算部８２０で行われる。
【００９４】
ステップＳ３では、ステップＳ１で取得したデータおよびステップＳ２で求めたバッテリ総電圧の代替値、バッテリ電流の代替値などに基づいて、バッテリシステム５００の内部の状態量が取得できないバッテリシステム状態検出異常であるか、前記状態量が取得できるバッテリシステム状態検出正常であるかを判定する。この判定は、上述した異常判定部８１０で行われる。ステップ３の詳細処理については後述する（図９）。ステップＳ３においてバッテリシステム状態検出正常と判定されるとステップＳ４へ進み、バッテリシステム状態検出異常と判定されると、ステップＳ６へ進む。
【００９５】
（バッテリシステム状態検出正常の場合）
まず、バッテリシステム状態検出正常と判定されてステップＳ４に進んだ場合について説明する。ステップＳ４では、バッテリ監視装置５１０から取得した開回路電圧平均値に対する最悪セルの開回路電圧（OCV）の開回路電圧相関値（開回路電圧偏差あるいは開回路電圧相対比）と充電率（SOC）との組合せデータを、記憶部８６０に記憶する。そして、記憶したデータに基づいて、上述した充電率（SOC）と最悪セルの開回路電圧（OCV）の開回路電圧相関値との関係式（演算モデル）を構築する。この関係式の構築は、相関値演算部８４０にて行われる。なお、ステップ４の詳細処理については後述する（図１０）。
【００９６】
ステップＳ５では、電圧・電流補正部８５０で用いられる補正係数を演算する。詳細処理は後述するが、バッテリシステム５００に設けられた第一の電圧センサ５４０にて検出されるバッテリ総電圧と、第二の電圧センサ２３０の検出電圧から演算したバッテリ総電圧の代替値との誤差から、電圧補正係数を演算する。また、バッテリシステム５００に設けられた第一の電流センサ５５０にて検出されるバッテリ電流と、第二の電流センサ２４０の検出電流から演算したバッテリ電流の代替値との誤差から、電流補正係数を演算する。
【００９７】
（バッテリシステム状態検出異常の場合）
次に、ステップＳ３においてバッテリシステム状態検出異常と判定され、ステップＳ６に進んだ場合について説明する。前述したように、ステップＳ６の処理は、図２に示す構成と図７に示す構成とでは異なる。図７に示す構成の場合には、バッテリシステム状態検出正常時にステップＳ５で算出された電圧補正係数と電流補正係数を記憶部８６０から読み出す。そして、第二の電圧センサ２３０の検出値と読み出した電圧補正係数とからバッテリ総電圧推定値を演算する。また、第二の電流センサ２４０の検出値から推定したバッテリ電流の代替値と、読み出した電流補正係数とからバッテリ電流推定値を演算する。一方、図２に示す構成の場合には、第二の電圧センサ２３０の検出値をバッテリ総電圧推定値とし、第二の電流センサ２４０の検出値をバッテリ電流推定値とする。
【００９８】
ステップＳ７では、ステップＳ６で得られたバッテリ総電圧推定値およびバッテリ電流推定値をそれぞれバッテリ総電圧およびバッテリ電流の代替値として用いる。そして、それぞれの代替値を用いて開回路電圧平均値の推定を行う。さらに、セル５７０の内部抵抗の平均値を求める。開回路電圧平均値および内部抵抗平均値の推定（代替値の演算）は、上述したように平均セル状態演算部８２０にて行われる。
【００９９】
ステップＳ８では、ステップＳ７で推定したセル５７０の閉回路電圧平均値と、バッテリシステム状態検出正常時にステップＳ４で構築された充電率（SOC）と最悪セルの開回路電圧（OCV）の開回路電圧相関値との関係式（演算モデル）を用いて、最悪セルの開回路電圧（OCV）の推定値および内部抵抗の推定値を演算する。なお、これらの推定値の演算は上述した最悪セル状態演算部８３０にて行われる。その詳細な処理は後述する（図１４）。
【０１００】
ステップＳ８の処理が終了すると、ステップＳ９へ進む。上述のようにステップＳ３でバッテリシステム状態検出異常と判定され、ステップＳ６〜ステップＳ８の処理を実行した後にステップＳ９に進んだ場合には、ステップＳ８で算出された最悪セルの開回路電圧（OCV）の推定値および内部抵抗の推定値を用いて、バッテリシステム５００が許容可能な充放電許容電力を演算する。一方、ステップＳ３でバッテリシステム状態検出正常と判定され、ステップＳ４〜ステップＳ５の処理を実行した後にステップＳ９に進んだ場合には、ステップＳ１で取得した最悪セルの開回路電圧（OCV）と内部抵抗を用いて、充放電許容電力を演算する。充放電許容電力の演算は上述したトルク指令演算部１１０にて行われる。その詳細な処理は後述する（図１５）。
【０１０１】
ステップＳ１０では、トルク指令演算部１１０は、ステップＳ９で求めた許容可能な充放電許容電力、モータ・インバータの効率、モータ３００の現在の回転数から、前述した式（６）、（７）のように許容可能なモータトルクの上下限（駆動上限トルクおよび回生上限トルク）を算出する。
【０１０２】
ステップＳ１１では、トルク指令演算部１１０は、ステップＳ１０で求めた許容可能なトルク上下限値と車両制御装置４００から要求される要求駆動力とから、最終的なトルク指令を演算する。演算されたトルク指令はモータ制御装置１００の指令部１３０へ出力され、指令部１３０は、検出部１２０から取得したモータ回転数、トルク、電流、電圧をトルク指令値に基づいて、インバータ２００への駆動指令を演算し、駆動指令をインバータ２００へ出力する。
【０１０３】
（ステップＳ３の詳細説明）
図９は、図８のステップＳ３の異常判定処理の詳細フローを示す図である。ステップＳ３００では、ステップＳ２で推定したセル５７０の開回路電圧平均値の代替値および内部抵抗平均値の代替値が急変したか否かを判定する。
【０１０４】
なお、一回のサンプリングで取得した値のみでは、誤差やノイズが含まれている場合があるため、過去の複数回のサンプリングで取得した値の平均値を用いて急変を判定するのが好ましい。一般的には、セル５７０の開回路電圧平均値と内部抵抗平均値は時間とともに変化するが、急激に変化をすることはない。そのため、セル５７０の開回路電圧（OCV）の平均値と内部抵抗の平均値の推定結果が急変することは、第二の電圧センサ２３０と第二の電流センサ２４０が異常となっている可能性がある。なお、第二の電圧センサ２３０と第二の電流センサ２４０の異常判断は上記の手法に限らず、モータ制御装置１００にて異なる手法にて判定することも可能である。開回路電圧平均値の代替値および内部抵抗平均値の代替値が急変か否かを判定する目安としては、例えば、変化量が２０％程度を超えたら急変と判定する。
【０１０５】
ステップＳ３００において急変があると判定されると、ステップＳ３１４へ進む。この場合、第二の電圧センサ２３０と第二の電流センサ２４０が異常である可能性があり、モータ制御を的確に行うことができないので、異常判定２のフラグを設定する。この場合にはモータ制御ができないので、モータ駆動不可の情報を上位の車両制御装置４００へ送信して、モータ３００の制御を禁止する等の処理が行われる。
【０１０６】
一方、ステップＳ３００において急変していないと判定されると、第二の電圧センサ２３０および第二の電流センサ２４０は正常であると判断され、次のステップＳ３０２へ進む。
【０１０７】
ステップＳ３０２では、バッテリシステム５００の異常判定、すなわち、上述したバッテリシステム状態検出異常（バッテリシステム５００の内部の状態量が取得できない異常）か否かを行う。この異常判定は、バッテリシステム５００のバッテリ監視装置５１０にて判定した異常判断信号を取得して、その異常判断信号により判定すると共にバッテリシステム５００との通信異常により判定する。
【０１０８】
上述したように、バッテリ監視装置５１０では、第一の電圧センサ５４０で検出したバッテリシステム５００の総電圧、第一の電流センサ５５０で検出したバッテリ電流、セル監視装置５２１、５２２で検出したセル５７０の閉回路電圧（CCV）、温度センサ５６０で検出したセル５７０やバッテリシステム５００の温度等を用いて、バッテリシステム５００の異常を診断している。モータ制御装置１００は、その異常診断結果である異常判断信号を、制御ネットワーク８０を介して取得する。
【０１０９】
ステップＳ３０２においてバッテリシステム状態検出異常と判定されると、ステップＳ３１２へ進んで異常判定１のフラグを設定する。一方、ステップＳ３０２において異常でない、すなわち上述したバッテリシステム状態検出正常と判定されると、ステップＳ３０４へ進む。
【０１１０】
ステップＳ３０４では、ステップＳ１で取得した最悪セルの開回路電圧相関値（開回路電圧偏差あるいは開回路電圧相対比）の値が急変したか否かを判定する。但し、一回のサンプリングで取得した開回路電圧相関値のみでは、誤差やノイズが含まれている場合があるため、過去の複数回のサンプリングで取得した値の平均値を用いて急変を判定するのが好ましい。例えば、急変判定の目安としては、変化量が２０％程度を超えたら急変と判定する。
【０１１１】
一般的には、セル５７０の特性は急激に変化することはないので、最悪セルの開回路電圧相関値が急激に変化するということは、これらの演算に用いたセンサ検出値が異常であることになる。このように、開回路電圧相関値が急変した場合は、何らかのセンサ検出値が異常であると判定できる。
【０１１２】
ステップＳ３０４においてバッテリシステム状態検出異常と判定されると、ステップＳ３１２に進んで異常判定１のフラグを設定する。一方、バッテリシステム状態検出異常でないと判定すると、ステップＳ３０６に進む。
【０１１３】
ステップＳ３０６では、バッテリシステム５００の第一の電圧センサ５４０によって検出した総電圧信号に対する、インバータ２００の第二の電圧センサ２３０で検出した総電圧の代替値の電圧偏差、あるいは、電圧相対比を求める。そして、電圧相関（前記電圧偏差あるいは電圧相対比）が急変したか否かを判定する。この場合も、誤差やノイズを考慮して、前回の演算サンプリング時に取得した値のみではなく、過去の複数回に取得した値の平均値を用いて判定するのが好ましい。
【０１１４】
ここで、第一の電圧センサ５４０と第二の電圧センサ２３０にて検出される電圧は、概ね同じ電圧を検出しているため、この電圧偏差あるいは電圧相対比が急激に変化するということは、いずれかのセンサに異常がある可能性を示している。ただし、ステップS３０２において、既に第二の電圧センサ２３０は正常であると判定されているので、ここでは第一の電圧センサ５４０が異常であると判定される。
【０１１５】
ステップＳ３０６で電圧相関が急変したと判定されると、ステップＳ３１２に進んで異常判定１のフラグを設定する。一方、ステップＳ３０６で電圧相関が急変していないと判定されると、ステップＳ３０８に進む。
【０１１６】
ステップＳ３０８では、バッテリシステム５００の第一の電流センサ５５０で検出したバッテリ電流値に対する、第二の電流センサ２４０で検出した電流から推定したバッテリ電流の代替値の電流相関（電流偏差、あるいは、電流相対比）を求める。そして、電流相関が急変したか否かを判定する。この場合も、誤差やノイズを考慮して、前回の演算サンプリング時に取得した値のみではなく、過去の複数回に取得した値の平均値を用いて判定するのが好ましい。
【０１１７】
ここで、第一の電流センサ５５０で検出した電流値と第二の電流センサ２４０から推定したバッテリ電流代替値は、概ね同じ電流を検出しているため、上記電流相関値が急激に変化するということは、センサ５５０，２４０に異常がある可能性を示している。ステップＳ３０８で電流相関値が急変したと判定されると、ステップＳ３１２に進んで異常判定１のフラグを設定する。一方、ステップＳ３０８で電流相関値が急変していないと判定されると、ステップＳ３１０に進んで正常判定のフラグを設定する。
【０１１８】
なお、異常判定部８１０は、バッテリ監視装置５１０からバッテリ状態判定部８００へのデータ入力が途絶したときに、バッテリ監視装置５１０とバッテリ状態判定部８００との間の通信異常をバッテリシステム状態検出異常として検出するようにしても良い。
【０１１９】
（ステップＳ４の詳細説明）
図１０は、図８のステップＳ４で行われる相関値演算モデル作成処理の詳細を示すフローチャートである。ステップＳ４００では、バッテリ監視装置５１０から取得した、セル５７０の開回路電圧（OCV）平均値に対する各セル５７０の開回路電圧（OCV）の開回路電圧相関値と、その際の充電率（SOC）との組合せデータを、記憶部８６０に格納する。
【０１２０】
ステップＳ４０２では、記憶部８６０に記憶された前記組合せデータの数が所定値以上得られたか否かを判定する。ステップＳ４０２において組み合わせデータの数が所定値以上得られたと判定されると、ステップＳ４０４へ進む。一方、ステップＳ４０２において、組み合わせデータの数が所定値に満たないと判定されると、ステップＳ４０４をスキップして図８に示すステップＳ４の処理を終了する。
【０１２１】
ステップＳ４０４では、記憶部８６０に記憶したセル５７０の開回路電圧（OCV）平均値に対する最悪セルの開回路電圧（OCV）の開回路電圧相関値と、充電率（SOC）との組合せデータに基づいて、充電率（SOC）からセル５７０の開回路電圧（OCV）平均値に対する最悪セルの開回路電圧（OCV）の開回路電圧相関値を算出するための近似式（演算モデル）を求める。
【０１２２】
なお、ステップＳ４０４における近似式（演算モデル）を求める処理では、例えば、上述したような最小二乗法が用いられる。そのため、近似式が得られる程度にデータ数が必要であるため、ステップＳ４０２の処理を設けて、データ数が所定値となった場合にステップＳ４０４の処理が行われるようにした。データ数は、図８に示す処理が繰り返されるたびに増加する。ステップＳ４０４の処理が終了すると、ステップＳ４に関する一連の処理は終了し、次のステップＳ５に進む。
【０１２３】
図１１は、セル５７０の開回路電圧（OCV）の平均値と最悪セルの開回路電圧（OCV）の時間変化を示す図である。図１１（Ａ）は、セル５７０の温度が２５℃であって、初期の充電率（SOC）の平均値が８０％の状態から充放電を行った場合の、セル５７０の開回路電圧（OCV）の平均値と最悪セルの開回路電圧（OCV）の時間変化を示している。なお、初期状態では、全てのセル５７０の充電率は同じとしている。
【０１２４】
図１１（Ｂ）は、セル５７０の温度が０℃であって、初期の充電率（SOC）の平均値が８０％の状態から充放電を行った場合の、セル５７０の開回路電圧（OCV）の平均値と最悪セルの開回路電圧（OCV）の時間変化を示している。この場合も、初期状態では、全てのセル５７０の充電率は同じとしている。
【０１２５】
図１２は、最悪セルの開回路電圧相対比と充電率（SOC）との関係を示したものであり、セル温度が２５℃の場合（Ｌ１）とセル温度が０℃（Ｌ２）の場合とを示す。図１２から分かるように、最悪セルの開回路電圧相対比と充電率（SOC）との関係は、異なる温度条件において取得したものであってもほぼ同じような関係を示しており、温度依存がほとんど無いことが分かる。このことから、最悪セルの開回路電圧相対比と充電率（SOC）との関係を最小二乗近似方法にて折れ線近似、線形近似することが可能であることが分かる。
【０１２６】
なお、セル５７０の特性は、長時間使用すると劣化によって変化する。そこで、充電率（SOC）から最悪セルの開回路電圧相対比を求める関係式（演算モデル）の構築に用いる最悪セルの開回路電圧相対比と充電率（SOC）とのデータ組合せは、可能な限り直近のデータを用いるのが好ましい。そこで、時間経過とともに過去のデータを削除し、最新の取得データを追加することで、最悪セルの開回路電圧相対比と充電率（SOC）との組合せデータを更新する。このように組合せデータを更新することで、現在のバッテリシステムの状態に対応した近似式（演算モデル）に更新することが可能となる。
【０１２７】
（ステップＳ５の詳細説明）
図１３は、図８のステップＳ５で行われる補正係数演算処理の詳細を示すフローチャートである。ステップＳ５００では、バッテリシステム５００から取得したバッテリ総電圧（第一の電圧センサ５４０で検出した電圧値）を用いて、ノイズの影響などを除去するための処理を施し、時間平均総電圧値を演算する。ステップＳ５０２では、第二の電圧センサ２３０で検出した電圧値を用いてノイズの影響などを除去するためにフィルタ処理し、時間平均バッテリ総電圧の代替値を演算する。ステップＳ５０４では、ステップＳ５００で演算した時間平均バッテリ総電圧値に対する、ステップＳ５０２で演算した代替値の電圧偏差あるいは電圧相対比を演算する。ステップＳ５０６では、ステップＳ５０４で演算した電圧偏差あるいは電圧相対比を、電圧補正係数として記憶部８６０に格納する。
【０１２８】
ステップＳ５０８では、バッテリシステム５００から取得したバッテリ電流値（第一の電流センサ５５０で検出した電流値）を用いて、ノイズの影響などを除去するためにフィルタ処理し、時間平均バッテリ電流値を演算する。ステップＳ５１０では、第二の電流センサ２４０で検出した電流値とＰＷＭ信号に基づいたインバータのスイッチング状態とを用いて推定したバッテリ電流代替値を用いて、ノイズの影響などを除去するためにフィルタ処理し、時間平均バッテリ電流の代替値を演算する。ステップＳ５１２では、ステップＳ５０８で演算した時間平均バッテリ電流値に対する、ステップＳ５１０で演算した時間平均バッテリ電流の代替値の電流偏差あるいは電流相対比を演算する。ステップＳ５１４では、ステップＳ５１２で演算した電流偏差あるいは電圧相対比を、電流補正係数として記憶部８６０に格納する。
【０１２９】
（ステップＳ８の詳細説明）
図１４は、図８のステップＳ８で行われる最悪セル状態推定処理の詳細を示すフローチャートである。ステップＳ８００では、最悪セルの開回路電圧相関値と充電率（SOC）との関係式（演算モデル）を記憶部８６０から読み出す。この関係式は、正常時にステップＳ４にて算出され、記憶部８６０に記憶される。
【０１３０】
ステップＳ８０２では、セル５７０の充電率（SOC）を推定する。充電率（SOC）の推定方法としては、既に述べたように、予め記憶してあるセル５７０の特性を示した充電率（SOC）と開回路電圧（OCV）マップを用いて、セル５７０の開回路電圧（OCV）の平均値の推定値に対応するセル５７０の充電率（SOC）を求める方法や、異常発生の直前のセル５７０の充電率（SOC）をもとに、バッテリ電流推定値を積算した結果から充電率（SOC）を推定する方法などがある。
【０１３１】
ステップＳ８０４では、ステップＳ８０２にて推定したセル５７０の充電率（SOC）と、最悪セルの開回路電圧相関値を求める関係式（演算モデル）とを用いて、最悪セルの開回路電圧（OCV）を推定する。
【０１３２】
ステップＳ８０６では、最悪セルの内部抵抗を求める。内部抵抗を求める方法としては、前述したように、予め記憶してあるセル５７０の特性を示すセル５７０の開回路電圧（OCV）と充電率（SOC）との特性マップを用いて、最悪セルの開回路電圧（OCV）から充電率（SOC）を求め、セル５７０の特性を示すセル５７０の内部抵抗とセル５７０の充電率（SOC）との特性マップを用いて、求めた充電率（SOC）から最悪セルの内部抵抗を求める。
【０１３３】
ここでは、２段階で最悪セルの内部抵抗を求める方法を記載したが、セル５７０の内部抵抗と開回路電圧（OCV）との特性マップを設定し、その特性マップと最悪セルの開回路電圧（OCV）とから最悪セルの内部抵抗を求めても良い。
【０１３４】
また、最悪セルの内部抵抗は、図６に概要を示したように、最悪セルの開回路電圧（OCV）と最悪セルの内部抵抗とが取得可能な時に、最悪セルの開回路電圧（OCV）と最悪セルの内部抵抗を取得して、それらのデータの組み合わせを保存し、内部抵抗と開回路電圧の関係を記憶しておく。そして、最悪セルの内部抵抗をバッテリ監視装置５１０から取得できない場合には、最悪セルの開回路電圧（OCV）の推定値と、記憶した内部抵抗と開回路電圧（OCV）との関係から、最悪セルの内部抵抗を推定することが可能となる。つまり、正常時に、バッテリシステム５００から取得した最悪セルの開回路電圧（OCV）と最悪セルの内部抵抗との組合せデータを用いて、開回路電圧から内部抵抗を求める関係式を逐次作成・記憶しておき、その関係式と最悪セルの開回路電圧（OCV）とを用いて最悪セルの内部抵抗を推定する。
【０１３５】
図１５は、図８のステップＳ９の充放電許容電力演算処理の詳細を示すフローチャートである。充放電許容電力演算については、上述した式（４）および（５）により説明したように、バッテリシステム５００を構成するセル５７０の閉回路電圧（CCV）の上下限許容値を予め設定し，セル５７０の内部抵抗と開回路電圧（OCV）とが分かれば、許容可能な放電電力及び充電電力を演算することができる。
【０１３６】
ステップＳ９００では、セル５７０の許容可能な上下限電圧を設定する。次に、ステップＳ９０２では、バッテリシステム５００のセル５７０の中で最悪のセルの開回路電圧（OCV）と内部抵抗とを取得する。なお、バッテリシステム５００のセル５７０の中で最悪セルの開回路電圧（OCV）および内部抵抗は、正常時の場合は、ステップＳ１で取得した各セル５７０の開回路電圧（OCV）および内部抵抗から最悪セルの開回路電圧（OCV）および内部抵抗を選んで、その値を用いる。一方、異常時の場合には、ステップＳ８で算出した最悪セルの開回路電圧（OCV）推定値と内部抵抗の推定値とを用いる。
【０１３７】
ステップＳ９０４では、ステップＳ９００で設定したセル５７０の許容可能な上下限電圧値と、ステップＳ９０２で取得した最悪セルの開回路電圧（OCV）推定値および内部抵抗推定値から、許容可能充放電電力を演算する。許容可能な充放電電力量は、上述した式（４）および（５）により表される。
【０１３８】
図１６は、充放電許容電力量による電力制限を行った場合における充放電電力値のタイムチャートである。図１６（Ａ）は、バッテリシステム状態検出正常時における、すなわち、バッテリシステム５００におけるセンサが正常であって、制御ネットワーク８０を介したバッテリシステム５００から各種制御装置への通信処理が正常である場合の、バッテリシステム５００の充放電許容電力の時間変化を示した図である。図１６（Ｂ）および図１６（Ｃ）は、バッテリシステム状態検出異常時におけるバッテリシステム５００の充放電許容電力の時間変化を示す図であり、図１６（Ｂ）は従来の場合、図１６（Ｃ）は、本発明の場合を示す。いずれの図においても、縦軸は充放電電力、横軸は時間を表しており、一点鎖線Ｌ１１バッテリ放電時の許容電力を示し、破線Ｌ１２はバッテリ放電時の許容電力を示し、実線Ｌ１０は実際のバッテリ充放電電力を示している。
【０１３９】
バッテリシステム状態検出正常な場合（図１６（Ａ））、バッテリシステム５００のセル５７０の状態量である開回路電圧（OCV）、内部抵抗および充電率（SOC）などは検出・演算可能である。そのため、セル５７０の中で充放電電力制限の制約となるセル５７０の開回路電圧（OCV）や内部抵抗に基づき、充放電可能な電力を演算することができる。その結果、図１６（Ａ）に示すよう、一点鎖線Ｌ１１で示したバッテリ放電時許容電力よりも小さくなるように放電電力の制限が行われると共に、破線Ｌ１２で示したバッテリ充電時許容電力を下回らないように充電電力の制限が行われ、実線Ｌ１０で示す実際のバッテリ充放電電力は、充放電許容電力内で推移している。
【０１４０】
ここで、時間経過とともに充放電許容電力が変化するのは、時間経過とともにバッテリシステム５００の電力が使われてセル５７０の充電率（SOC）が低下し、充電率（SOC）の低下とともに充放電可能な電力が変化するからである。
【０１４１】
図１６（Ｂ）は、セル５７０の閉回路電圧（CCV）を検出する電圧センサに異常が発生した場合を示しており、時刻ｔ０において異常が発生している。異常発生時には、セル５７０の開回路電圧（OCV）、内部抵抗および充電率（SOC）などの平均値は演算することは可能であるが、バッテリシステム５００の充放電の制約となる最悪セルの開回路電圧（OCV）、内部抵抗および充電率（SOC）を演算することはできない。
【０１４２】
図１６（Ｂ）では、時刻ｔ０以前の正常時においては充放電許容電力が演算可能であるため、バッテリ充放電電力は、充放電許容電力量内で推移している。しかし、時刻ｔ０にバッテリシステム状態検出異常が発生すると、すなわち時刻ｔ０以降は、最悪セルの状態量（開回路電圧、内部抵抗および充電率）が検出できないため、最悪セルに応じた充放電許容電力を求めることができない。その結果、充放電制限の制御を的確に行うことができない。図１６（Ｂ）に示す例では、バッテリシステム５００の保護を最優先とし、充放電を停止するようにしている。そのため、時刻ｔ０以降は、充放電電力が零になっている。
【０１４３】
一方、図１６（Ｃ）に示す本発明の場合には、セル５７０の閉回路電圧（CCV）が検出できない状態であっても、上述したように、最悪セルの開回路電圧（OCV）の開回路電圧相関値とセル５７０の開回路電圧（OCV）平均値とから、最悪セルの開回路電圧（OCV）を演算することができる。そのため、異常発生後（時刻ｔ０以後）も充放電許容電力の制限を継続することができる。
【０１４４】
図１６（Ｃ）は、セル５７０の閉回路電圧（CCV）を検出する電圧センサが異常の場合であるが、セル５７０の状態量である開回路電圧（OCV）、内部抵抗および充電率（SOC）などの平均値を演算することは可能である。更に、正常時に、最悪セルの状態量である開回路電圧（OCV）に関する電圧相関値を計算し、その結果は記憶部８６０に格納される。そして、この開回路電圧の電圧相関値を取り出し、セル５７０の開回路電圧（OCV）の平均値から最悪セルの開回路電圧（OCV）と内部抵抗を推定することが可能である。
【０１４５】
その結果、時刻ｔ０以降も、最悪セルの開回路電圧（OCV）と内部抵抗の推定値とから最悪セルの状態に応じた充放電許容電力を継続して演算することができ、図１６（Ｃ）に示すようにバッテリ放電時許容電力とバッテリ充電時許容電力を設定し、その許容範囲内で充放電電力を制御することが可能となる。すなわち、時刻ｔ０以降においても、バッテリシステム５００の保護と、走行維持の両立を図ることが可能となる。
【０１４６】
なお、図１６（Ｃ）に示した異常発生時刻の時刻ｔ０前後では、バッテリの充電許容電力および放電許容電力をそれぞれほぼ同じとすることが可能ましいが、代替センサの誤差や推定誤差を考慮して、充放電許容電力を時刻ｔ０前後にて変化させてもかまわない。
【０１４７】
なお、図２に示す例では、バッテリ状態推定部８００をモータ制御装置１００に設けたが、図１８に示すように、車両制御装置４００にバッテリ状態推定部８００を搭載するようにしても良い。ただし、図１８のバッテリ状態推定部８００は、車両制御装置４００に搭載されているため、代替センサである第二の電圧センサ２３０と第二の電流センサ２４０の検出信号を直接取得するのではなく、モータ制御装置１００にて取得した信号を制御ネットワーク８０を介して取得することになる。バッテリ状態推定部８００に設けられた各部の機能は、図２におけるバッテリ状態推定部８００と同様であり、説明は省略する。
【０１４８】
以上説明したように、本実施の形態の回転電機駆動システムでは、バッテリ監視装置５１０は、複数のセル５７０の開回路電圧の平均値に対する複数の各セルの開回路電圧の相関値を出力する。バッテリ状態推定部８００は、異常判定部８１０により異常が検出された場合には、異常状態の検出以前にバッテリ監視装置５１０から入力された前記相関値と、電流センサ２４０および電圧センサ２３０の出力とに基づいて、各セル５７０の開回路電圧および内部抵抗を推定する。そして、回転電機制御部であるモータ制御装置１００は、異常判定部８１０により異常が検出された場合には、バッテリ状態推定部８００で推定された各セル５７０の開回路電圧および内部抵抗に基づいてモータ３００のトルクを制御する。
【０１４９】
このように、各セル５７０の開回路電圧および内部抵抗の推定値に基づいてモータ３００のトルクを制御しているので、電圧センサ２３０および電流センサ２４０に基づく平均的な開回路電圧および内部抵抗を用いた場合に比べて、各セル５７０の状況に応じたより適切な許容充放電電力が算出される。その結果、充放電によって各セル５７０の閉回路電圧（CCV）が上下限電圧を超えてしまうのを防止しつつ、図１６（Ｃ）に示すように異常発生後もモータ運転を継続することが可能となる。
【０１５０】
さらに、複数のセル５７０の内で、内部抵抗が最も大きい、または、開回路電圧が最も小さい劣化セルに関する前記相関値をバッテリ監視装置５１０から取得し、劣化セルの開回路電圧および内部抵抗を推定して、それらと電流センサ２４０の出力とに基づいてモータ３００のトルクを制御することにより、推定演算時の処理量を低減することができる。劣化セルとしては、充放電時における閉回路電圧の変動が最も大きいセルや、充電容量が最も小さくなっているセルなどが選択される。
【０１５１】
また、モータ制御装置１００は、バッテリ状態推定部８００で推定された前記開回路電圧および内部抵抗に基づいてバッテリが許容できる許容充放電電力範囲を算出し、バッテリの充放電電力が許容充放電電力範囲に収まるようにモータ３００のトルクを制御する。その結果、異常発生後もモータ３００の運転継続が可能となる。さらに、バッテリ状態推定部８００で推定された前記開回路電圧および内部抵抗に基づいてバッテリが許容できる許容充放電電力範囲を算出しているので、図１６（Ｃ）に示すように、異常発生の前後で許容充放電電力を概略同じとなるようにすることとができる。その結果、異常発生前後でモータ３００の駆動状態が急変するのを防止できる。
【０１５２】
また、異常判定部８１０は、バッテリ監視装置５１０からバッテリ状態判定部８００へのデータ入力が途絶したときに、バッテリ監視装置５１０とバッテリ状態判定部８００との間の通信異常をバッテリシステム状態検出異常として検出するようにしても良い。そのため、バッテリ監視装置５１０とバッテリ状態判定部８００との間のネットワークに異常が発生した場合にも、対処することができる。
【０１５３】
また、図２に示すように、モータ制御装置１００に前記バッテリ状態推定部８００を備えることにより、制御ネットワーク８０に通信異常が生じても、モータ制御装置１００とバッテリ状態推定部８００との間のデータ授受を行うことができるので、バッテリ状態推定部８００で推定された劣化セルの開回路電圧および内部抵抗に基づくモータ３００のトルク制御に影響を及ぼさない。
【０１５４】
バッテリ状態推定部８００における開回路電圧および内部抵抗の推定の周期は、バッテリ監視装置５１０からセル状態情報が出力される送信周期よりも短く設定するのが好ましい。電圧センサ２３０および電流センサ２４０の検出は前記送信周期に関係なく行えるので、推定の周期を短くすることで許容充放電電力範囲をより正確に算出することが可能となる。
【０１５５】
このように、本実施の形態では、バッテリシステム５００の総電圧、セル５７０の閉回路電圧（CCV）を検出する電圧センサが異常である場合、バッテリシステムの電流を検出する電流センサが異常である場合、更に，バッテリ監視装置５１０の通信に異常がある場合でも、バッテリシステム５００の充放電電力の大幅な制限や、電力供給の停止などをせずに、車両の走行を維持させ、バッテリを構成するセル５７０の劣化を抑制するために、充放電時において全てのセル５７０の閉回路電圧（CCV）を所定の上下限電圧以内にするように充放電制御を行うことができる。
【０１５６】
なお、以上の説明はあくまでも一例であり、本発明の特徴を損なわない限り、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではない。
【符号の説明】
【０１５７】
７０：電動車両、８０：制御ネットワーク、１００：モータ制御装置、１１０：トルク指令演算部、１２０：検出部、１３０：指令部、２００：インバータ、２３０：第二の電圧センサ、２４０：第二の電流センサ、３００：モータ、４００：車両制御装置、５００：バッテリシステム、５１０：バッテリ監視装置、５４０：第一の電圧センサ、５５０：第一の電流センサ、５７０：セル、８００：バッテリ状態推定部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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