(57)【要約】【課題】バッテリー制御装置に関し、バッテリー電力を過度に消費することなくセル電圧のばらつきを抑制する。【解決手段】バッテリー制御装置１０は、外部給電装置による車両の普通充電時に車載バッテリーのセル電圧を均等化する充電中バランス制御と、普通充電時以外にセル電圧を均等化する強制バランス制御とを実施する。バッテリー制御装置１０には、測定部２１，算出部２２，判定部２５が設けられる。測定部２１は、車載バッテリーに含まれる各セルの電圧差を測定する。算出部２２は、充電中バランス制御の実施頻度に関連するパラメーターを算出する。判定部２５は、電圧差とパラメーターとに基づき、強制バランス制御の要否を判定する。【選択図】図３
2020078156.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部給電装置による車両の普通充電時に車載バッテリーのセル電圧を均等化する充電中バランス制御と、前記普通充電時以外に前記セル電圧を均等化する強制バランス制御とを実施するバッテリー制御装置であって、
前記車載バッテリーに含まれる各セルの電圧差を測定する測定部と、
前記充電中バランス制御の実施頻度に関連するパラメーターを算出する算出部と、
前記電圧差と前記パラメーターとに基づき、前記強制バランス制御の要否を判定する判定部とを備える
ことを特徴とする、バッテリー制御装置。
【請求項２】
前記セル電圧のばらつきを算出する第二算出部と、
前記ばらつきに基づき、前記強制バランス制御の実施時間を制御する制御部とを備える
ことを特徴とする、請求項１記載のバッテリー制御装置。
【請求項３】
前記車両の主電源投入時の前記電圧差が所定範囲内にあった回数が、前記パラメーターに含まれる
ことを特徴とする、請求項１または２記載のバッテリー制御装置。
【請求項４】
前記電圧差が所定範囲内にある時間の累積値が、前記パラメータに含まれる
ことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載のバッテリー制御装置。
【請求項５】
前記電圧差が所定範囲内で普通充電以外の充電がなされた回数が、前記パラメーターに含まれる
ことを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載のバッテリー制御装置。
【請求項６】
前記強制バランス制御が、普通充電を開始する直前に前記セル電圧を均等化する充電前強制バランス制御と、前記車両の主電源遮断後に前記セル電圧を均等化するオフ後強制バランス制御とを含む
ことを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載のバッテリー制御装置。
【請求項７】
前記電圧差が第一閾値以上かつ第二閾値未満の場合に、前記充電中バランス制御が推奨されることを示すインジケーターを表示し、
前記電圧差が前記第二閾値以上かつ第三閾値未満の場合に、前記充電前強制バランス制御及び前記充電中バランス制御が推奨されることを示すインジケーターを表示し、
前記電圧差が前記第三閾値以上かつ第四閾値未満の場合に、前記オフ後強制バランス制御が推奨されることを示すインジケーターを表示する表示部を備える
ことを特徴とする、請求項６記載のバッテリー制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車載バッテリーのセル電圧を均等化するための制御を実施するバッテリー制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電気自動車やハイブリッド車両に搭載されるバッテリーのセル電圧やスタック電圧を均等化することで、バッテリー容量の低下を抑える制御が知られている。すなわち、相対的に電圧の高いセルやスタックに放電させることによって、バッテリー全体としての電圧ばらつきを抑制する制御である（特許文献１〜３参照）。この制御は、バランス制御やバランサー制御，電圧均等化制御などと呼ばれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開2009-038876号公報
【特許文献２】特開2018-042342号公報
【特許文献３】特開2014-017997号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
バランス制御を実施すると、バッテリーの電圧ばらつきを減少させることができるものの、トータルの蓄電量が減少してしまう。そのため、車両外部からの給電を受けてバッテリーを充電可能なプラグイン車両においては、バッテリーの外部充電時にバランス制御が実施されている。一方、外部充電には、低電圧の普通充電と高電圧の急速充電とが存在し、前者を多用するユーザーもいれば後者を多用するユーザーもいる。また、急速充電時には、大電流がバッテリーに導入され続ける状態となることから、セル電圧を精度よく測定することが難しく、事実上バランス制御を実施することができない。したがって、外部充電時以外の状態でも、バランス制御を実施できるようにしておくことが望ましい。しかし、外部充電時以外の状態でのバランス制御を多用すると電費が低下してしまい、車両ユーザーの意図に反して車両の航続可能距離が減少するおそれがある。
【０００５】
本件の目的の一つは、上記のような課題に鑑みて創案されたものであり、バッテリー電力を過度に消費することなくセル電圧のばらつきを抑制できるようにしたバッテリー制御装置を提供することである。なお、この目的に限らず、後述する「発明を実施するための形態」に示す各構成から導き出される作用効果であって、従来の技術では得られない作用効果を奏することも、本件の他の目的として位置付けることができる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（１）ここで開示するバッテリー制御装置は、外部給電装置による車両の普通充電時に車載バッテリーのセル電圧を均等化する充電中バランス制御と、前記普通充電時以外に前記セル電圧を均等化する強制バランス制御とを実施するものである。この制御装置は、前記車載バッテリーに含まれる各セルの電圧差を測定する測定部と、前記充電中バランス制御の実施頻度に関連するパラメーターを算出する算出部と、前記電圧差と前記パラメーターとに基づき、前記強制バランス制御の要否を判定する判定部とを備える。
【０００７】
（２）前記セル電圧のばらつきを算出する第二算出部と、前記ばらつきに基づき、前記強制バランス制御の実施時間を制御する制御部とを備えることが好ましい。
（３）前記車両の主電源投入時の前記電圧差が所定範囲内にあった回数が、前記パラメーターに含まれることが好ましい。
（４）前記電圧差が所定範囲内にある時間の累積値が、前記パラメータに含まれることが好ましい。
【０００８】
（５）前記電圧差が所定範囲内で普通充電以外の充電がなされた回数が、前記パラメーターに含まれることが好ましい。なお、前記普通充電以外の充電には、例えば急速充電やエンジンの駆動力で生成されたジェネレーターの発電電力による充電が含まれることが好ましい。
（６）前記強制バランス制御が、普通充電を開始する直前に前記セル電圧を均等化する充電前強制バランス制御と、前記車両の主電源遮断後に前記セル電圧を均等化するオフ後強制バランス制御とを含むことが好ましい。
【０００９】
（７）推奨される制御の種類をインジケーターで表示する表示部を備えることが好ましい。例えば、前記表示部は、前記電圧差が第一閾値以上かつ第二閾値未満の場合に、前記充電中バランス制御が推奨されることを示すインジケーターを表示することが好ましい。また、前記電圧差が前記第二閾値以上かつ第三閾値未満の場合に、前記充電前強制バランス制御及び前記充電中バランス制御が推奨されることを示すインジケーターを表示することが好ましい。さらに、前記電圧差が前記第三閾値以上かつ第四閾値未満の場合に、前記オフ後強制バランス制御が推奨されることを示すインジケーターを表示することが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
充電中バランス制御の実施頻度に関連するパラメーターを用いて強制バランス制御の要否を判定することで、強制バランス制御の実施頻度を適正化することができ、バッテリー電力を過度に消費することなくセル電圧のばらつきを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】バッテリー制御装置が適用された車両の構成を説明するための模式図である。
【図２】セル電圧を均等化する回路を説明するための模式的な回路図である。
【図３】バッテリー制御装置の構成を説明するためのブロック図である。
【図４】バランス制御の種類を説明するするための樹形図である。
【図５】セルの電圧差とインジケーターとの関係を説明するための模式図である。
【図６】バッテリー制御装置の制御手順を例示するフローチャートである。
【図７】READY状態での制御手順を例示するフローチャートである。
【図８】起動時の制御手順を例示するフローチャートである。
【図９】起動時の制御手順（図８の続き）を例示するフローチャートである。
【図１０】起動時の制御手順（図９の続き）を例示するフローチャートである。
【図１１】主電源オフ時の制御手順を例示するフローチャートである。
【図１２】普通充電時の制御手順を例示するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
［１．構成］
本実施形態のバッテリー制御装置１０は、図１に示す車両１に適用される。この車両１は、モーター２，ジェネレーター３，エンジン４を搭載したハイブリッド自動車である。モーター２及びジェネレーター３はそれぞれ、電動機としての機能と発電機としての機能とを兼ね備える。モーター２はおもに、車両１の駆動力を生成するために用いられ、車両１の減速時には回生発電を行う。また、ジェネレーター３はおもに、エンジン４の駆動力を利用して発電するために用いられる。エンジン４は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関であり、燃料（ガソリン，軽油等）を含む混合気を燃焼室内で燃焼させることで回転軸を駆動する。
【００１３】
モーター２及びジェネレーター３の各々には、複数のバッテリーモジュールを内包する車載バッテリー５（二次電池）が接続される。バッテリーモジュールとは、複数の二次電池（例えば、リチウムイオン二次電池やニッケル水素電池など）のセル６を接続してなる組電池である。バッテリーモジュールは、セル６を単位電池とした組電池であるとみなすことができ、車載バッテリー５は、セル６またはバッテリーモジュールを単位電池とした組電池であるとみなすことができる。
【００１４】
車載バッテリー５の電力は、モーター２，ジェネレーター３を電動機として作動させる際に消費される。一方、モーター２，ジェネレーター３を発電機として作動させたときに生成される電力は、車載バッテリー５に充電される。また、この車載バッテリー５は、車両１の外部給電装置を利用した外部充電が可能な二次電池である。車両１の側面には、外部充電用の充電口１１が設けられる。
【００１５】
図１に示す充電口１１の内部には、普通充電用のソケットと急速充電用のソケットとが設けられている。前者のソケットは、普通充電時に充電ケーブルを介して家庭用コンセントに接続され、あるいは低圧充電器の充電ガンが差し込まれる部位である。後者のソケットは、高圧急速充電器の充電ガンが差し込まれる部位である。いずれのソケットにも、充電ケーブルの接続（充電ガンの差し込み）を検知するセンサーが内蔵される。センサーの検出情報は、バッテリー制御装置１０に伝達される。
【００１６】
バッテリー制御装置１０は、マイクロコンピュータで構成された電子制御ユニット（コンピューター）であり、車両１の車載ネットワークに接続される。本実施形態のバッテリー制御装置１０は、セル６の電圧ばらつき状態を把握し、そのばらつき状態とバランス制御の実施履歴（過去の実施状態）とを考慮して、その後のバランス制御（未来の実施状態）の要否を判断するとともに、適切なタイミングでバランス制御を実施する機能を持つ。
【００１７】
図２に示すように、バッテリー制御装置１０には、セル電圧センサー１２とセルスイッチ１３とが接続される。セル電圧センサー１２は、各々のセル６の電圧を検出する電圧計である。セルスイッチ１３は、各々のセル６における両電極間を接続する回路において、抵抗器１４に対して直列に介装される。セルスイッチ１３が接続されると、そのセルスイッチ１３に対応するセル６の電力が抵抗器１４で消費され、セル６の電圧が徐々に低下する。したがって、相対的に電圧の高いセル６に対応するセルスイッチ１３を接続することで、そのセル６の電圧が他のセル電圧に近づき、全体的なセル電圧のばらつきが小さくなる。
【００１８】
バッテリー制御装置１０には、警告灯表示装置７，マルチ情報表示装置８，主電源スイッチ９が接続される。警告灯表示装置７は、車両１に搭載される各種装置の点検やメンテナンスの要否を乗員に報知するためのランプであり、車両１のインストルメントパネル（例えば、スピードメーターの内側やパワーメーターの上側など）に配置される。警告灯表示装置７のランプは、比較的重大な異常状態や故障が見つかった場合に点灯する。
【００１９】
一方、マルチ情報表示装置８は、文字情報を提供するためのディスプレイであり、インストルメントパネル内において、警告灯表示装置７とは異なる位置（例えば、スピードメーターとパワーメーターとに挟まれる部位）に配置される。マルチ情報表示装置８を用いることで、より多くの情報をユーザーに提供することができる反面、インストルメントパネル上の情報量が過多になりやすく、ユーザーに煩わしさを感じさせるおそれがある。そのため本実施形態のマルチ情報表示装置８は、文字情報を表示させる否かをユーザーが選択できるようになっている。
【００２０】
主電源スイッチ９は、車両１の主電源の状態を変更するためのキーシリンダースイッチである。主電源スイッチ９の操作位置は、OFF（オフ），ACC（アクセサリ），ON（オン），START（スタート）の四位置である。OFFは主電源が遮断される位置であり、ONはすべての車載装置に通電可能となる位置である。ACCは車両１の走行に関係しない電装品のみに通電可能となる位置であり、STARTは強制的にエンジン４を始動させるときに使用される位置（イグニッション開始位置）である。車両１の走行は、主電源スイッチ９の操作位置がONの場合にのみ許容される。また、車両１の外部充電は、充電開始時には主電源スイッチ９の操作位置がOFFでなければ開始しないようになっている。なお、充電が開始された後に主電源スイッチ９の操作位置をACCへと変更することは可能である。
【００２１】
バッテリー制御装置１０のハードウェア構成について説明する。図３に示すように、バッテリー制御装置１０には、プロセッサー１５（中央処理装置），メモリ１６（メインメモリ），記憶装置１７（ストレージ），インタフェース装置１８などが内蔵され、これらが内部バス１９を介して接続される。プロセッサー１５は、制御ユニット（制御回路）や演算ユニット（演算回路），キャッシュメモリ（レジスタ群）などを内蔵した中央処理装置である。メモリ１６は、プログラムや作業中のデータが格納される記憶装置であり、例えばROM（Read Only Memory），RAM（Random Access Memory）がこれに含まれる。
【００２２】
記憶装置１７は、メモリ１６よりも長期的に保持されるデータやファームウェアが格納されるメモリ装置であり、例えばフラッシュメモリやEEPROMなどの不揮発性メモリがこれに含まれる。インタフェース装置１８は、バッテリー制御装置１０と他の車載装置との間の入出力（Input and Output；I/O）を司るものである。バッテリー制御装置１０の入力側には、インタフェース装置１８を介して、主電源スイッチ９と複数のセル電圧センサー１２とが接続される。また、バッテリー制御装置１０の出力側には、インタフェース装置１８を介して、制御対象となる各種装置（警告灯表示装置７，マルチ情報表示装置８，複数のセルスイッチ１３）が接続される。
【００２３】
［２．制御］
バッテリー制御装置１０は、セル６の電圧差Dの大きさに基づき、実施すべきバランス制御の種類を選択し、それを乗員に報知する制御を実行する。ここで実行されるバランス制御は、図４に示すように、充電中バランス制御と強制バランス制御とに大別される。充電中バランス制御は、車両１の普通充電時（普通充電の実施中）に車載バッテリー５のセル電圧を均等化する制御である。一方、強制バランス制御は、普通充電時以外にセル電圧を均等化する制御である。
【００２４】
充電中バランス制御は、バッテリー電力を蓄えながらセル電圧を均すことができる。しかし、車両１が家庭用コンセントや低圧充電器に接続された状態でなければ実施できない。これに対し、強制バランス制御はいつでも実施可能であるものの、バッテリー電力が減少してしまう。したがって、強制バランス制御をむやみに実施するのはエネルギー効率の面で好ましくなく、充電中バランス制御があまり実施されていない場合に強制バランス制御を実施するのが好ましい。
【００２５】
本実施形態の強制バランス制御には、充電前強制バランス制御とオフ後強制バランス制御との二種類が含まれる。充電前強制バランス制御は、普通充電を開始する直前に実施される強制バランス制御であり、車両１が家庭用コンセントや低圧充電器に接続された状態で実施される。また、オフ後強制バランス制御は、車両１の主電源遮断後（主電源オフ後）に実施される強制バランス制御である。オフ後強制バランス制御は、充電前強制バランス制御と比較して、セル電圧のばらつきがより大きい場合に実施される。なお、具体的な制御開始条件については後述する。
【００２６】
バッテリー制御装置１０で実行される制御の内容は、ソフトウェアとして均等化制御プログラム２０に記述されている。図３中に示す均等化制御プログラム２０に含まれる複数の要素は、その内容を機能的に分類したものである。均等化制御プログラム２０には、測定部２１，算出部２２，第二算出部２３，表示部２４，判定部２５，制御部２６が設けられる。なお、これらの要素（ソフトウェア）と同等の処理を実行するハードウェア（論理回路）を用いてもよい。
【００２７】
測定部２１は、車載バッテリー５に含まれる各セル６の電圧差Dを測定するものである。ここでは例えば、モジュールごとに各セル６の平均電圧値（電圧値の相加平均）が算出されるとともに、その平均電圧値に対する電圧差Dがセル６ごとに算出される。モジュールごとの平均電圧値の代わりに、あらかじめ設定された所定電圧値を用いることも可能である。あるいは、電圧値の相乗平均を用いてもよいし、モジュール内での最低セル電圧との差を電圧差Dとして算出してもよい。また、モジュール単位で平均電圧値を算出する代わりに、車載バッテリー５の全体を単位として平均電圧値を算出してもよい。
【００２８】
算出部２２は、充電中バランス制御の実施頻度に関連するパラメーターを算出するものである。このパラメーターは、ユーザーによる車両１の使い方（充電に関する運用手法）を表す指標であり、例えば以下のものが含まれる。
・単位期間あたりの充電中バランス制御の実施回数
・主電源投入時の電圧差Dが所定範囲内にあった（所定値以上だった）回数
・電圧差Dが所定範囲内（所定値以上）にある時間の累積値
・電圧差Dが所定範囲内（所定値以上）で普通充電以外の充電がなされた回数
【００２９】
車載バッテリー５のセル電圧がばらついているとき、普通充電時に常に充電中バランス制御が実施されるものと仮定すると、セル電圧のばらつきが長期間解消されない場合には、充電中バランス制御があまり実施されていない（実施頻度が低い）と考えられる。また、普通充電以外の充電（急速充電やジェネレーター３の発電電力による充電）が頻繁に実施されていれば、車両１のユーザーはあえて普通充電を実施する必要がなく、充電中バランス制御の実施頻度は低いと考えられる。このように、上記の四つのパラメータは、いずれも充電中バランス制御の実施頻度に関連するパラメーターである。
【００３０】
第二算出部２３は、セル電圧のばらつき（ばらつきの度合いを表すパラメーター）を算出するものである。ここでは例えば、モジュールごとにセル電圧の分散（電圧差Dの二乗平均）や標準偏差（分散の平方根）などが算出される。なお、測定部２１で測定される電圧差Dは、個々のセル電圧のずれ具合を表している。これに対し、第二算出部２３で算出されるばらつきは、モジュール（あるいは車載バッテリー５）の全体におけるセル電圧のずれ具合を表している。
【００３１】
表示部２４は、電圧差Dに応じて、推奨される制御の種類を警告灯表示装置７に表示するものである。電圧差Dと警告灯表示装置７に表示されるインジケーターとの関係を図５に例示する。電圧差Dが第一閾値D1未満のときには、インジケーターが何も表示されない。電圧差Dが第一閾値D1以上かつ第二閾値D2未満のときには、充電中バランス制御が推奨されることを示すインジケーターが表示される。電圧差Dが第二閾値D2以上かつ第三閾値D3未満のときには、充電中バランス制御に加えて強制バランス制御（充電前強制バランス制御）が推奨されることを示すインジケーターが表示される。
【００３２】
電圧差Dが第三閾値D3以上かつ第四閾値D4未満のときには、強制バランス制御（オフ後強制バランス制御）が推奨されることを示すインジケーターが表示される。第三閾値D3以上の電圧差Dを解消するには時間がかかり、充電中バランス制御は不向きであると考えられる。そこで、充電中バランス制御に対応するインジケーターは非表示とされ、強制バランス制御のみを単独で実施することが推奨される。電圧差Dが第四閾値D4以上のときには、セル電圧差が異常である（車載バッテリー５のメンテナンスが必要である）ことを示すインジケーターが表示される。
【００３３】
判定部２５は、測定部２１で測定された電圧差Dと算出部２２で算出されたパラメーターとに基づき、強制バランス制御（充電前強制バランス制御，オフ後強制バランス制御）の要否を判定するものである。ここでは、パラメーターから推定される充電中バランス制御の実施頻度が低い場合に、強制バランス制御が必要であると判断する。その後、強制バランス制御が自動実行されるようになっている。反対に、充電中バランス制御の実施頻度が高い場合には、インジケーターの表示のみが実施され、強制バランス制御が自動実行されることはない。
【００３４】
本実施形態の判定部２５は、強制バランス制御が推奨される範囲内に電圧差Dがある状態で車両１が起動した回数をカウントし、その回数に基づいて強制バランス制御を自動実行するか否かを判定する。例えば、起動時の電圧差Dが第二閾値D2以上かつ第三閾値D3未満だった回数Wを積算し、その回数Wが所定回数W0以上になった場合に、充電前強制バランス制御を自動実行する必要があると判断する。また、起動時の電圧差Dが第三閾値D3以上かつ第四閾値D4未満だった回数Yを積算し、その回数Yが所定回数Y0以上になった場合に、オフ後強制バランス制御を自動実行する必要があると判断する。
【００３５】
制御部２６は、判定部２５での判定結果に基づいて、強制バランス制御を実施するものである。強制バランス制御のうち、オフ後強制バランス制御は、車両１の主電源がオフの状態で実施される。制御開始のタイミングは、例えば主電源がオフになってから数分〜１時間経過した時点に設定される。一方、充電前強制バランス制御は、普通充電が実施される直前に実施される。制御開始のタイミングは、例えば普通充電用の充電ケーブル（充電ガン）の接続を検知した時点に設定される。普通充電は、充電前強制バランス制御が完了した後に開始される。
【００３６】
強制バランス制御の終了条件を以下に例示する。
・ユーザー操作により主電源が投入された
・電圧差Dが第二閾値D2未満になった
・強制バランス制御の実施時間が所定時間に達した
上記の所定時間は、あらかじめ設定された固定値（例えば1〜8時間）であってもよいし、算出部２２で算出された電圧差Dや第二算出部２３で算出されたセル電圧のばらつきに応じて設定される可変値であってもよい。後者の場合、電圧差Dが大きいほど、あるいはセル電圧のばらつきが大きいほど、所定時間を長く設定する。反対に、電圧差Dが小さいほど、あるいはセル電圧のばらつきが小さいほど、所定時間を短く設定する。このような設定により、バッテリー電力の浪費を抑えつつセル電圧のばらつきを解消できる。
【００３７】
［３．フローチャート］
(A) メインフロー
図６は、車両１の状態を判定するためのフローチャート例である。このフローチャートは、主電源の状態に関わらず、所定の周期で繰り返し実行される。まず、充電ケーブルの接続が検知されているか否かが判定され（ステップＡ１）、接続が検知されているときには、図１２の「普通充電時のフロー」へ進む。接続が検知されていないときには、主電源スイッチ９の操作位置がオン位置（またはアクセサリ位置）であるか否かが判定される（ステップＡ２）。この条件が不成立の場合には、図１１の「主電源オフ時のフロー」へ進む。また、この条件が成立する場合には、車両１の起動直後（主電源がオンまたはアクセサリに操作された直後）であるか否かが判定される（ステップＡ３）。この条件が成立する場合には、図８〜図１０の「起動時のフロー」へ進む。一方、この条件が不成立の場合には、図７の「READY 状態のフロー」へ進む。
【００３８】
(B) READY状態のフロー
図７は、車両１がREADY 状態であるときに、所定の周期で繰り返し実行されるフローチャート例である。本実施形態のREADY 状態には、主電源スイッチ９がオン位置に操作されている状態だけでなく、アクセサリ位置に操作されている状態が含まれるものとする。また、このフローチャート内で使用されている状態フラグFは、図５中に示すように、インジケーターの表示内容に対応している。
【００３９】
まず、セル電圧センサー１２が各セル電圧を検出し（ステップＢ１）、その情報をバッテリー制御装置１０に伝達する。バッテリー制御装置１０の測定部２１は、モジュールごとに各セル６の平均電圧値を算出するとともに（ステップＢ２）、その平均電圧値に対する電圧差Dを算出する（ステップＢ３）。また、電圧差Dが第一閾値D1以上であるか否かが判定され（ステップＢ４）、この条件が不成立ならばインジケーターは何も表示されず、状態フラグFがF=0に設定されて（ステップＢ５）、本周期の制御が終了する。
【００４０】
ステップＢ４でD≧D1の場合には、電圧差Dが第二閾値D2以上であるか否かが判定される（ステップＢ６）。この条件が不成立となるのはD1≦D＜D2の場合であることから、表示部２４は充電中バランス制御が推奨されることを示すインジケーターを表示する（ステップＢ７）。また、状態フラグFはF=1に設定され（ステップＢ８）、本周期の制御が終了する。
【００４１】
ステップＢ６でD≧D2の場合には、電圧差Dが第三閾値D3以上であるか否かが判定される（ステップＢ９）。この条件が不成立となるのはD2≦D＜D3の場合であることから、表示部２４は充電中バランス制御と強制バランス制御（充電前強制バランス制御）が推奨されることを示すインジケーターを表示する（ステップＢ１０）。また、状態フラグFはF=２に設定され（ステップＢ１１）、本周期の制御が終了する。
【００４２】
ステップＢ９でD≧D3の場合には、電圧差Dが第四閾値D4以上であるか否かが判定される（ステップＢ１２）。この条件が不成立となるのはD3≦D＜D4の場合であることから、表示部２４は強制バランス制御（オフ後強制バランス制御）が推奨されることを示すインジケーターを表示する（ステップＢ１３）。また、状態フラグFはF=３に設定され（ステップＢ１４）、本周期の制御が終了する。一方、ステップＢ１２の条件が成立する場合、表示部２４はセル電圧差が異常であることを示すインジケーターを表示する（ステップＢ１５）。また、状態フラグFはF=４に設定され（ステップＢ１６）、本周期の制御が終了する。
【００４３】
(C) 起動時のフロー
図８〜図１０は、車両１の起動直後に一回だけ実行されるフローチャート例である。図８のフローチャート内で使用されている  完了フラグLは、オフ後強制バランス制御が完了したときにL=1に設定されるフラグであり（図１１のステップＤ８）、初期値はL=0である。また、完了フラグMは、充電前強制バランス制御が完了したときにM=1に設定されるフラグであり（図１２のステップＥ７）、初期値はM=0である。
【００４４】
完了フラグLがL=1の場合、車両１の起動前にオフ後強制バランス制御が完了したことがユーザーに通知される（ステップＣ２）。通知方法としては、強制バランス制御のインジケーターを数秒間だけ点灯させることや、数回だけ点滅させることが考えられる。また、マルチ情報表示装置８に強制バランス制御が完了した旨のメッセージを表示させてもよいし、図示しないスピーカーを介して音声ガイダンスを出力させてもよい。その後、完了フラグLがL=0に設定され（ステップＣ３）、図９のフローに進む。なお、完了フラグLがM=1の場合も同様であり（ステップＣ４）、車両１の起動前に充電前強制バランス制御が完了したことがユーザーに通知され（ステップＣ５）、完了フラグMがM=0に設定されて（ステップＣ６）、図９のフローに進む。
【００４５】
図９のフローでは、状態フラグFがF=2であるか否かが判定される（ステップＣ７）。この条件が成立しない場合、図１０のフローに進む。一方、この条件が成立する場合、回数を表す変数WにW+1が代入されて、回数Wがカウントされるとともに（ステップＣ８）、マルチ情報表示装置８が使用可能であるか否かが判定される（ステップＣ９）。回数Wの初期値はW=0であり、車両１の主電源投入時における状態フラグFの値がF=2である場合（D2≦D＜D3である場合）に、主電源が投入されるたびに回数Wの値がインクリメントされる。また、マルチ情報表示装置８が使用可能であるとき、回数Wが所定回数W0以上であるか否かが判定される（ステップＣ１０）。
【００４６】
ステップＣ１０でW≧W0であるとき、自動実行フラグJがJ=1に設定される（ステップＣ１４）。また、充電前強制バランス制御の自動実行が予約されたことを示す情報がマルチ情報表示装置８に表示され（ステップＣ１５）、回数Wの値がW=0にリセットされて本フローが終了する（ステップＣ１６）。ステップＣ１５で表示される情報は、例えば「次回の普通充電時に、充電前強制バランス制御を自動実行します。充電が長引く可能性がありますので、時間に余裕を持って充電してください。」といった情報である。なお、自動実行フラグJは、次回の普通充電時に充電前強制バランス制御を自動実行させるためのフラグであり、初期値はJ=0である。
【００４７】
ステップＣ１０でW＜W0であるとき、次回の普通充電時に充電前強制バランス制御を実施するか否かについて、ユーザーの選択を促すダイアログ画面がマルチ情報表示装置８に表示される（ステップＣ１２）。ここで、ユーザーが「はい」を選択した場合（ステップＣ１３）には、ステップＣ１４に進む。つまり、回数Wが所定回数W0に達していなくても、ユーザーの意思で充電前強制バランス制御の自動実行が予約される。
【００４８】
一方、ユーザーが「いいえ」を選択した場合には、充電前強制バランス制御の自動実行の先送りが許容される期間に相当する猶予Xが算出される（ステップＣ１７）。猶予Xは、所定回数W0からその時点の回数Wを減じたものとされる。また、猶予Xの情報がユーザーに提供されて本フローが終了する（ステップＣ１８）。例えば「充電前強制バランス制御を見送りました。あとX回の通知後、普通充電時に、充電前強制バランス制御を自動実行します。」といったメッセージが表示される。
【００４９】
ステップＣ９でマルチ情報表示装置８が使用不能であるとき、ステップＣ１２やステップＣ１８のような表示が省略される。しかし、充電前強制バランス制御の自動実行が予約された場合には、ステップＣ１５のような情報が表示される。すなわち、回数Wが所定回数W0以上であるか否かが判定され（ステップＣ１１）、W≧W0であればそのままステップＣ１４に進み、W＜W0であればそのまま本フローを終了する。
【００５０】
図１０のフローでは、状態フラグFがF=3であるか否かが判定される（ステップＣ１９）。この条件が成立しない場合は、本フローが終了する。一方、この条件が成立する場合、回数を表す変数YにY+1が代入されて、回数Yがカウントされるとともに（ステップＣ２０）、マルチ情報表示装置８が使用可能であるか否かが判定される（ステップＣ２１）。回数Yの初期値はY=0であり、車両１の主電源投入時における状態フラグFの値がF=3である場合（D3≦D＜D4である場合）に、主電源が投入されるたびに回数Yの値がインクリメントされる。また、マルチ情報表示装置８が使用可能であるとき、回数Yが所定回数Y0以上であるか否かが判定される（ステップＣ２２）。
【００５１】
ステップＣ２２でY≧Y0であるとき、自動実行フラグKがK=1に設定される（ステップＣ２６）。また、オフ後強制バランス制御の自動実行が予約されたことを示す情報がマルチ情報表示装置８に表示され（ステップＣ２７）、回数Yの値がY=0にリセットされて本フローが終了する（ステップＣ２８）。ステップＣ２６で表示される情報は、例えば「次回の主電源オフ後（キーオフの１時間後）に、オフ後強制バランス制御を自動実行します。バッテリー残量が低下しますのでご注意ください。」といった情報である。なお、自動実行フラグKは、次回の主電源オフ後にオフ後強制バランス制御を自動実行させるためのフラグであり、初期値はK=0である。
【００５２】
ステップＣ２２でW＜W0であるとき、車両１の使用終了後にオフ後強制バランス制御を実施するか否かについて、ユーザーの選択を促すダイアログ画面がマルチ情報表示装置８に表示される（ステップＣ２４）。ここで、ユーザーが「はい」を選択した場合（ステップＣ２５）には、ステップＣ２６に進む。つまり、回数Yが所定回数Y0に達していなくても、ユーザーの意思でオフ後強制バランス制御の自動実行が予約される。
【００５３】
一方、ユーザーが「いいえ」を選択した場合には、オフ後強制バランス制御の自動実行の先送りが許容される期間に相当する猶予Zが算出される（ステップＣ２９）。猶予Zは、所定回数Y0からその時点の回数Yを減じたものとされる。また、猶予Zの情報がユーザーに提供されて本フローが終了する（ステップＣ３０）。例えば「オフ後強制バランス制御を見送りました。あとZ回の通知後、主電源オフ後に、オフ後強制バランス制御を自動実行します。」といったメッセージが表示される。
【００５４】
ステップＣ２１でマルチ情報表示装置８が使用不能であるとき、ステップＣ２４やステップＣ３０のような表示が省略される。しかし、オフ後強制バランス制御の自動実行が予約された場合には、ステップＣ２７のような情報が表示される。すなわち、回数Yが所定回数Y0以上であるか否かが判定され（ステップＣ２３）、W≧W0であればそのままステップＣ２６に進み、W＜W0であればそのまま本フローを終了する。
【００５５】
(D) 主電源オフ時のフロー
図１１は、車両１の主電源スイッチ９がオフ位置に操作されているときに実行されるフローチャート例である。まず、オフ後強制バランス制御を自動実行させるための自動実行フラグKがK=1に設定されているか否かが判定される（ステップＤ１）。この条件が成立しなければ本フローは終了する。一方、K=1の場合には、オフ後強制バランス制御を開始する（ステップＤ２）。なお、オフ後強制バランス制御の開始タイミングを遅延させたい場合（例えば、キーオフの１時間後にオフ後強制バランス制御を開始させたい場合）には、ステップＤ２で制御を一時停止させればよい。
【００５６】
オフ後強制バランス制御の実施中には、車載バッテリー５の充放電が停止しているか否かが判定される（ステップＤ３）。また、図７のステップＢ１〜Ｂ３と同様の処理が再実行され、電圧差Dが算出される（ステップＤ４）。その後、オフ後強制バランス制御の終了条件が成立するか否かが判定され（ステップＤ５）、終了条件が成立するまではステップＤ３〜Ｄ５の処理が繰り返される。例えば、電圧差Dが第二閾値D2未満になるか、強制バランス制御の実施時間が所定時間に達したときに、オフ後強制バランス制御の終了条件が成立する。強制バランス制御の実施時間は、セル電圧のばらつきが小さいほど短く、セル電圧のばらつきが大きいほど長く設定される。
【００５７】
なお、ユーザー操作により主電源が投入され、車載エアコンやオーディオ装置を駆動するために車載バッテリー５の電力が使われ始めた場合には、ステップＤ３の条件が不成立になり、オフ後強制バランス制御が終了し（ステップＤ９）、本フローが終了する。また、ステップＤ５の終了条件が成立した場合には、オフ後強制バランス制御が終了し（ステップＤ６）、自動実行フラグKがK=0にリセットされるとともに（ステップＤ７）、完了フラグLがL=1に設定されて（ステップＤ８）、本フローが終了する。
【００５８】
(E) 普通充電時のフロー
図１２は、車両１の普通充電時に実行されるフローチャート例である。まず、充電前強制バランス制御を自動実行させるための自動実行フラグJがJ=1に設定されているか否かが判定される（ステップＥ１）。この条件が成立する場合には、充電前強制バランス制御を開始する（ステップＥ２）。充電前強制バランス制御の実施中には、図７のステップＢ１〜Ｂ３と同様の処理が再実行され、電圧差Dが算出される（ステップＥ３）。
【００５９】
また、充電前強制バランス制御の終了条件が成立するか否かが判定され（ステップＥ４）、終了条件が成立するまではステップＥ３〜Ｅ４の処理が繰り返される。例えば、電圧差Dが第一閾値D1未満になるか、強制バランス制御の実施時間が所定時間に達したときに、充電前強制バランス制御の終了条件が成立する。強制バランス制御の実施時間は、セル電圧のばらつきが小さいほど短く、セル電圧のばらつきが大きいほど長く設定される。終了条件が成立すると、充電前強制バランス制御が終了し（ステップＥ５）、自動実行フラグJがJ=0にリセットされるとともに（ステップＥ６）、完了フラグMがM=1に設定される（ステップＥ７）。
【００６０】
その後、普通充電と充電中バランス制御とが開始される（ステップＥ８）。普通充電の実施中には、図７のステップＢ１〜Ｂ３と同様の処理が再実行され、電圧差Dが算出される（ステップＥ９）とともに、充電率SOCが算出される（ステップＥ１０）。充電率SOCは、セル電圧に基づいて推定してもよいし、受電電力を積算することで算出してもよい。充電中バランス制御は、普通充電と並行して同時進行させてもよいし、車載バッテリー５の充電率がある程度上昇した後に開始させてもよい。
【００６１】
その後、充電中バランス制御の終了条件が成立するか否かが判定され（ステップＥ１１）、終了条件が成立するまではステップＥ９〜Ｅ１１の処理が繰り返される。同様に、普通充電の終了条件が成立するか否かが判定され（ステップＥ１２）、終了条件が成立するまではステップＥ９〜Ｅ１２の処理が繰り返される。ステップＥ１１，Ｅ１２の両条件が成立すると、普通充電と充電中バランス制御とが終了し（ステップＥ１３）、本フローが終了する。
【００６２】
ステップＥ１で自動実行フラグJがJ=0の場合には、状態フラグFがF=1であるか否かが判定される（ステップＥ１４）。ここでF=1である場合にはステップＥ８に進み、普通充電と充電中バランス制御とが開始される。一方、F=0の場合には、充電中バランス制御が不要と判断され、普通充電のみが開始される（ステップＥ１５）。普通充電の実施中には充電率SOCが算出されるとともに（ステップＥ１６）、普通充電の終了条件が成立するか否かが判定される（ステップＥ１７）。終了条件が成立するまでは、ステップＥ１６〜Ｅ１７の処理が繰り返され、終了条件が成立すると普通充電が終了し（ステップＥ１８）、本フローが終了する。
【００６３】
［４．作用，効果］
（１）上記のバッテリー制御装置１０は、充電中バランス制御の実施頻度に関連するパラメーターを用いて強制バランス制御の要否を判定する。例えば、主電源投入時の電圧差DがD2≦D＜D3である場合に、回数Wの値がインクリメントされる。この回数Wが所定回数W0以上になったときに、自動実行フラグJがJ=1に設定され、その後の普通充電時に充電前強制バランス制御が自動実行される。
【００６４】
また、主電源投入時の電圧差DがD3≦D＜D4である場合には、回数Yの値がインクリメントされる。この回数Yが所定回数Y0以上になったときに、自動実行フラグKがK=1に設定され、その後の主電源オフ時にオフ後強制バランス制御が自動実行される。このような制御により、強制バランス制御の実施頻度を適正化することができ、バッテリー電力を過度に消費することなくセル電圧のばらつきを抑制することができる。
【００６５】
（２）バッテリー制御装置１０には、セル電圧のばらつきを算出する第二算出部２３と、そのばらつきに基づいて強制バランス制御の実施時間を制御する制御部２６とが設けられる。セル電圧のばらつきが大きい場合には、強制バランス制御の実施時間が長く設定され、ばらつきが小さい場合には短く設定される。このような設定により、バッテリー電力の浪費を抑えつつセル電圧のばらつきを解消することができる。
【００６６】
（３）上記のバッテリー制御装置１０では、充電中バランス制御の実施頻度に関連するパラメーターとして、車両１の主電源投入時の電圧差Dが所定範囲内にあった回数W，Yが用いられる。これにより、ユーザーが車両１をどのように使用しているのか（長期的な運用手法）を精度よく把握することができ、バッテリー電力の浪費を抑えつつセル電圧のばらつきを解消することができる。
【００６７】
（４）なお、充電中バランス制御の実施頻度に関連するパラメーターとして、電圧差Dが所定範囲内にある時間の累積値を使用することも考えられる。回数W，Yの代わりに時間を参照することで、ユーザーによる車両１の運用手法をより正確に把握することができ、制御の精度を向上させることができる。例えば、車両１の主電源をオン／オフする頻度が高い営業車両（事業用自動車）において、強制バランス制御の実施頻度を適正化することができる。
【００６８】
（５）あるいは、充電中バランス制御の実施頻度に関連するパラメーターとして、普通充電以外の充電がなされた回数を使用することも考えられる。例えば、低圧充電器が設置されていないマンションに住んでいるユーザーの中には、充電ステーションの急速充電を好んで実施するユーザーがいる。このようなユーザーの車両１ではほとんど普通充電が実施されず、充電中バランス制御や充電前強制バランス制御が期待できない。一方、外部充電の実施頻度が高いほど強制バランス制御を開始されやすくすれば、オフ時強制バランス制御の実施頻度を適正化することができる。
【００６９】
（６）上記のバッテリー制御装置１０で実施される強制バランス制御には、充電前強制バランス制御とオフ後強制バランス制御とが含まれる。オフ後強制バランス制御は、充電前強制バランス制御と比較して、セル電圧のばらつきがより大きい場合に実施される。セル電圧のばらつきの度合いに応じて適切な強制バランス制御を選択することで、制御の実施時間やばらつきの抑制効果を適正化することができる。また、普通充電の実施中だけでなく充電直前にもバランス制御を実施することで、セル電圧を精度よく均一化することができる。
【００７０】
（７）上記のバッテリー制御装置１０では、図５に示すように、電圧差Dに応じたインジケーターが警告灯表示装置７に表示される。これにより、ユーザーは車載バッテリー５の状態を容易に把握することができ、強制バランス制御の予定を立てることができる。また、マルチ情報表示装置８に文字情報を表示させて、より具体的な制御内容を伝えることも可能である。これにより、ユーザーは自動実行がなされるタイミングや猶予X，Zをうっかり忘れることがなくなり、利便性を向上させることができる。
【００７１】
［５．変形例］
上記の実施形態はあくまでも例示に過ぎず、本実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。本実施形態の各構成は、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。また、必要に応じて取捨選択することができ、あるいは適宜組み合わせることができる。
【００７２】
上述の実施形態では、ハイブリッド自動車に搭載されたバッテリー制御装置１０を例示したが、電気自動車や電動カートなどにも適用可能である。少なくとも、複数の二次電池のセル６を接続してなる組電池を搭載した車両において、上述の実施形態と同様の制御を実施することで、同様の作用効果を獲得することができる。
【００７３】
上述の実施形態では、充電中バランス制御の実施頻度に関連するパラメーターとして回数W，Yをカウントする制御構成を示したが、回数W，Yの代わりに時間や充電中バランス制御の実施回数，普通充電以外の充電回数などを計測してもよい。これらのパラメーターも、充電中バランス制御の実施頻度に関連するパラメーターである。充電中バランス制御の実施頻度が低いほど強制バランス制御を実施されやすくし、充電中バランス制御の実施頻度が高いほど強制バランス制御を実施されにくくすることで、むやみに電費を低下させることがなくなり、車両１の航続可能距離の減少を抑えることができる。
【符号の説明】
【００７４】
５  車載バッテリー
６  セル
７  警告灯表示装置
８  マルチ情報表示装置
９  主電源スイッチ
１０  バッテリー制御装置
１１  充電口
１２  セル電圧センサー
１３  セルスイッチ
１４  抵抗器
２０  均等化制御プログラム
２１  測定部
２２  算出部
２３  第二算出部
２４  表示部
２５  判定部
２６  制御部
D  電圧差
F  状態フラグ
L,M  完了フラグ
K,J  自動実行フラグ
W,Y  回数
X,Z  猶予
【図１】
2020078156.tif 000003
【図２】
2020078156.tif 000004
【図３】
2020078156.tif 000005
【図４】
2020078156.tif 000006
【図５】
2020078156.tif 000007
【図６】
2020078156.tif 000008
【図７】
2020078156.tif 000009
【図８】
2020078156.tif 000010
【図９】
2020078156.tif 000011
【図１０】
2020078156.tif 000012
【図１１】
2020078156.tif 000013
【図１２】
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