(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
直列接続された複数の電池セル（２２１）を有する組電池（２２０）の充電状態検出装置であって、
前記複数の電池セルは、各々が少なくとも１個の前記電池セルを有する複数の電池ブロック（ＢＢ（１）−ＢＢ（ｎ））に分割され、
前記充電状態検出装置は、
前記複数の電池ブロックのそれぞれでの状態検出値に基づいて、前記複数の電池ブロックのそれぞれに対応した複数の蓄電量推定値（ＢＳＯＣ（１）−ＢＳＯＣ（ｎ））を算出するように構成された蓄電量推定部（３１２（１）−３１２（ｎ））と、
前記複数の蓄電量推定値に基づいて、前記組電池の全体蓄電量推定値（ＳＯＣ♯）を設定するように構成された全体蓄電量設定部（３１５）とを備え、
前記全体蓄電量設定部は、
前記複数の蓄電量推定値のうちの最大値（ＢＳｍａｘ）が制御上限値（ＳＯＣｕ）より高い第１のケース（４０１）では、前記全体蓄電量推定値を前記制御上限値より高く設定する一方で、前記複数の蓄電量推定値のうちの最小値（ＢＳｍｉｎ）が制御下限値（ＳＯＣｌ）より低い第２のケース（４０２）では、前記全体蓄電量推定値を前記制御下限値より低く設定し、かつ、前記複数の蓄電量推定値の全てが前記制御下限値以上かつ前記制御上限値以下で定義される制御範囲に入っている第３のケース（４０３）では、現在の前記複数の蓄電量推定値の分布に基づいて前記全体蓄電量推定値を前記制御範囲内の値に設定するように構成され、
前記全体蓄電量設定部（３１５）は、前記最大値（ＢＳｍａｘ）および前記最小値（ＢＳｍｉｎ）の差に従ってばらつき量（ＤＢＳ）を算出するとともに、前記制御範囲の広さを示す制御幅（ＷＳＯＣ）から前記ばらつき量を減算した第１の値に対する、前記最大値から前記ばらつき量および前記制御下限値を減算した第２の値の比に従って、現在の前記複数の蓄電量推定値（ＢＳＯＣ（１）−ＢＳＯＣ（ｎ））が前記制御範囲のどこに位置するかを示すパラメータ（α）を求めるとともに、当該パラメータおよび前記制御幅の乗算値と前記制御下限値（ＳＯＣｌ）との和に従って、前記全体蓄電量推定値（ＳＯＣ♯）を設定するように構成される、組電池の充電状態検出装置。
【請求項２】
前記全体蓄電量設定部（３１５）は、前記第３のケース（４０３）では、前記最小値（ＢＳｍｉｎ）が前記制御下限値（ＳＯＣｌ）に等しいケース（４０３ａ）において前記全体蓄電量推定値（ＳＯＣ♯）を前記制御下限値に設定する一方で、前記最大値（ＢＳｍａｘ）が前記制御上限値（ＳＯＣｕ）に等しいケース（４０３ｂ）において前記全体蓄電量推定値を前記制御上限値に設定するように構成される、請求項１記載の組電池の充電状態検出装置。
【請求項３】
前記全体蓄電量設定部（３１５）は、前記最大値（ＢＳｍａｘ）および前記最小値（ＢＳｍｉｎ）の差に従うばらつき量（ＤＢＳ）が所定値より大きいときには、前記最大値に従って前記全体蓄電量推定値（ＳＯＣ♯）を設定するように構成される、請求項１または２に記載の組電池の充電状態検出装置。
【請求項４】
前記所定値は、前記制御範囲の広さを示す制御幅（ＷＳＯＣ）から所定の安全代を減算した値に設定される、請求項３記載の組電池の充電状態検出装置。
【請求項５】
直列接続された複数の電池セル（２２１）を有する組電池（２２０）の充電状態検出方法であって、
前記複数の電池セルは、各々が少なくとも１個の前記電池セルを有する複数の電池ブロック（ＢＢ（１）−ＢＢ（ｎ））に分割され、
前記充電状態検出方法は、
前記複数の電池ブロックのそれぞれでの状態検出値に基づいて、前記複数の電池ブロックのそれぞれに対応した複数の蓄電量推定値（ＢＳＯＣ（１）−ＢＳＯＣ（ｎ））を算出するステップ（Ｓ１００）と、
前記複数の蓄電量推定値のうちの最大値（ＢＳｍａｘ）および最小値（ＢＳｍｉｎ）、を求めるステップ（Ｓ１１０）と、
前記複数の蓄電量推定値に基づいて、前記組電池の全体蓄電量推定値（ＳＯＣ♯）を設定するステップ（Ｓ１３０，Ｓ１４０）とを備え、
前記設定するステップは、前記最大値が制御上限値（ＳＯＣｕ）より高い第１のケース（４０１）では、前記全体蓄電量推定値を前記制御上限値より高く設定する一方で、前記最小値が制御下限値（ＳＯＣｌ）より低い第２のケース（４０２）では、前記全体蓄電量推定値を前記制御下限値より低く設定し、かつ、前記複数の蓄電量推定値の全てが前記制御下限値以上かつ前記制御上限値以下で定義される制御範囲に入っている第３のケース（４０３）では、現在の前記複数の蓄電量推定値の分布に基づいて前記全体蓄電量推定値を前記制御範囲内の値に設定し、
前記求めるステップ（Ｓ１１０）は、前記最大値（ＢＳｍａｘ）および前記最小値（ＢＳｍｉｎ）の差に従ってばらつき量（ＤＢＳ）をさらに求め、
前記設定するステップ（Ｓ１３０，Ｓ１４０）は、
前記制御範囲の広さを示す制御幅（ＷＳＯＣ）から前記ばらつき量を減算した第１の値に対する、前記最大値から前記ばらつき量および前記制御下限値を減算した第２の値の比に従って、現在の前記複数の蓄電量推定値（ＢＳＯＣ（１）−ＢＳＯＣ（ｎ））が前記制御範囲のどこに位置するかを示すパラメータ（α）を求めるステップ（Ｓ１３０）と、
前記パラメータおよび前記制御幅の乗算値と前記制御下限値（ＳＯＣｌ）との和に従って、前記全体蓄電量推定値（ＳＯＣ♯）を算出するステップ（Ｓ１４０）とを含む、組電池の充電状態検出方法。
【請求項６】
前記設定するステップ（Ｓ１３０，Ｓ１４０）は、前記第３のケース（４０３）では、前記最小値（ＢＳｍｉｎ）が前記制御下限値（ＳＯＣｌ）に等しいケース（４０３ａ）において前記全体蓄電量推定値（ＳＯＣ♯）を前記制御下限値に設定する一方で、前記最大値（ＢＳｍａｘ）が前記制御上限値（ＳＯＣｕ）に等しいケース（４０３ｂ）において前記全体蓄電量推定値を前記制御上限値に設定する、請求項５記載の組電池の充電状態検出方法。
【請求項７】
前記求めるステップ（Ｓ１１０）は、前記最大値（ＢＳｍａｘ）および前記最小値（ＢＳｍｉｎ）の差に従ってばらつき量（ＤＢＳ）をさらに求め、
前記充電状態検出方法は、
前記ばらつき量が所定値より大きいときに、前記最大値に従って前記全体蓄電量推定値（ＳＯＣ♯）を設定するステップ（Ｓ１５０）をさらに備える、請求項５または６に記載の組電池の充電状態検出方法。
【請求項８】
前記所定値は、前記制御範囲の広さを示す制御幅（ＷＳＯＣ）から所定の安全代を減算した値に設定される、請求項７記載の組電池の充電状態検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、組電池の充電状態検出装置および充電状態検出方法に関し、より特定的には、直列接続された複数の電池セルを有する組電池の全体での充電状態を的確に検出するための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
電動機により車両駆動力を発生する電気自動車やハイブリッド自動車、燃料電池自動車等の電動車両では、二次電池（以下、単に電池ともいう）を搭載し、この二次電池に蓄えられた電力により電動機を駆動している。また、電動車両では減速時に電動機の回生制動力を発生させることにより、当該回生発電による電力によって二次電池を充電することが行なわれる。【０００３】
このように、電動車両に搭載された二次電池は、車両走行中に充放電が繰返されるため、車両走行中における二次電池の蓄電量の制御が重要となる。蓄電量を示す状態量としては、従来からＳＯＣ（State  Of  Charge）が用いられる。ＳＯＣは、満蓄電状態の蓄電量に対する現時点の蓄電量の比率で示される。すなわち、満蓄電状態ではＳＯＣ＝１００（％）であり、全く蓄電されていない状態ではＳＯＣ＝０（％）である。【０００４】
通常は、ＳＯＣ＝５０〜６０（％）程度を制御目標としつつ、制御下限値（たとえば３０（％））から制御上限値（たとえば８０（％））の範囲内にＳＯＣが収まるように、走行中における二次電池の充放電が制御される。具体的には、ＳＯＣが制御下限値に近づくと、二次電池の充電を促すような車両制御が実行される。一例として、ハイブリッド自動車では内燃機関の出力を用いて発電機を作動することによって、二次電池の充電電力が発生される。一方、ＳＯＣが制御上限値に近づくと、回生制動を制限あるいは禁止するような車両制御が実行される。【０００５】
また、電動車両では、高出力電圧を得るために、多数の電池セルを直列接続した組電池が一般的に用いられる。しかしながら、組電池では電池間で温度が均一ではなく、特に自動車のような使用環境では電池間の温度差が比較的生じやすい。この結果、電池間で充電効率や満容量が異なってくるため、組電池を構成する各電池の実際のＳＯＣにばらつきが発生することが懸念される。【０００６】
そこで、組電池を構成する電池間のＳＯＣばらつきが大きくなったときでも的確に組電池全体の蓄電状態を検出するための技術が、特許３５３３０７６号公報（特許文献１）に記載されている。【０００７】
特許３５３３０７６号公報（特許文献１）では、組電池を複数の電池ブロックに分割して電池ブロック間の蓄電量のばらつきを検出するとともに、検出したばらつき値と、電池ブロックの蓄電量の上下限値とに基づいて、蓄電量の可動範囲を算出する。そして、この可動範囲に対して、現在の複数の電池ブロックの蓄電状態がどのような位置に分布するかの相対的な位置関係によって、組電池全体での蓄電量（Ｎ−ＳＯＣ）を定義するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許３５３３０７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許３５３３０７６号公報（特許文献１）での蓄電状態検出は、電池ブロック間での蓄電量のばらつき検出に基づくものである。すなわち、ばらつき検出値に基づいて、現状での実際の可動範囲を最大限に使用した制御を可能となるように、組電池全体での蓄電量を設定することを特徴としている。【００１０】
ここで、図１２を用いて、二次電池のＳＯＣおよび電圧（開放電圧）の関係を説明する。図１２を参照して、二次電池は、ＳＯＣ−電圧特性により、２種類に大別される。具体的には、符号５００に示すように、ＳＯＣに対する電圧（開放電圧）が広範囲で一定であるタイプの二次電池（代表的には、ニッケル水素電池）と、符号５１０に示すように、ＳＯＣの全域にわたってＳＯＣ変化に対する電圧変化が一様に緩やかなタイプの二次電池（代表的には、リチウムイオン電池）とが存在する。【００１１】
特許３５３３０７６号公報（特許文献１）は、代表的にはニッケル水素電池に適用されるものである。すなわち、上記の様なＳＯＣ−電圧特性に鑑み、いずれかの電池ブロックで、ＳＯＣが下限値（図１２のＳ１相当）より低く、あるいは、上限値（図１２のＳ２相当）より高くなったことが、当該電池ブロックの電圧が急峻に変化することから検知されることが前提とされる（特許文献１では「ＩＶ判定」として記載）。そして、このＩＶ判定により、複数の電池ブロック間でのＳＯＣ最小値が下限値に達したことを検出してから、その後、複数の電池ブロック間でのＳＯＣ最大値が上限値に達するまでの間の電流積算値に基づいて、上記蓄電量のばらつきが算出される。そして、ばらつき検出値から組電池全体での蓄電量（Ｎ−ＳＯＣ）が求められる。【００１２】
しかしながら、リチウムイオン電池に代表される、図１２の符号５１０の様な特性の二次電池では、ＳＯＣの変化に対して電圧挙動が急峻に変化するＳＯＣ領域が存在しないので、特許３５３３０７６号公報（特許文献１）でのＩＶ判定の機会が存在しなくなる。したがって、特許３５３３０７６号公報（特許文献１）による蓄電状態検出を、そのまま、リチウムイオン電池に代表される、図１２の符号５１０の様な特性の二次電池に適用することは困難である。【００１３】
この発明は、このような問題点を解決するためになされたものであって、ＳＯＣ変化に対する電圧変化の特性が比較的一様である二次電池によって構成された組電池の適切な充放電制御のために、組電池の電池ブロック間の蓄電量ばらつきを反映した全体でのＳＯＣを的確に設定することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
この発明による組電池の充電状態検出装置は、直列接続された複数の電池セルを有する組電池の充電状態検出装置であって、蓄電量推定部と、全体蓄電量設定出部とを備える。複数の電池セルは、各々が少なくとも１個の電池セルを有する複数の電池ブロックに分割される。蓄電量推定部は、複数の電池ブロックのそれぞれでの状態検出値に基づいて、複数の電池ブロックのそれぞれに対応した複数の蓄電量推定値を算出するように構成される。全体蓄電量設定出部は、複数の蓄電量推定値に基づいて、組電池の全体蓄電量推定値を設定する。特に、全体蓄電量設定部は、複数の蓄電量推定値のうちの最大値が制御上限値より高い第１のケースでは、全体蓄電量推定値を制御上限値より高く設定する一方で、複数の蓄電量推定値のうちの最小値が制御下限値より低い第２のケースでは、全体蓄電量推定値を制御下限値より低く設定し、かつ、複数の蓄電量推定値の全てが制御下限値以上かつ制御上限値以下で定義される制御範囲に入っている第３のケースでは、現在の複数の蓄電量推定値の分布に基づいて全体蓄電量推定値を制御範囲内の値に設定するように構成される。【００１５】
この発明による組電池の充電状態検出方法において、組電池は、直列接続された複数の電池セルを有し、かつ、複数の電池セルが、各々が少なくとも１個の電池セルを有する複数の電池ブロックに分割されるように構成される。そして、充電状態検出方法は、複数の電池ブロックのそれぞれでの状態検出値に基づいて、複数の電池ブロックのそれぞれに対応した複数の蓄電量推定値を算出するステップと、複数の蓄電量推定値のうちの最大値および最小値、を求めるステップと、複数の蓄電量推定値に基づいて、組電池の全体蓄電量推定値を設定するステップとを備える。特に、設定するステップは、最大値が制御上限値より高い第１のケースでは、全体蓄電量推定値を制御上限値より高く設定する一方で、最小値が制御下限値より低い第２のケースでは、全体蓄電量推定値を制御下限値より低く設定し、かつ、複数の蓄電量推定値の全てが制御下限値以上かつ制御上限値以下で定義される制御範囲に入っている第３のケースでは、現在の複数の蓄電量推定値の分布に基づいて全体蓄電量推定値を制御範囲内の値に設定する。【００１６】
上記組電池の状態検出装置および状態検出方法によれば、状態検出値に基づいて逐次算出される複数の電池ブロックのそれぞれの蓄電量推定値（ＳＯＣ）に基づいて、いずれかの電池ブロックのＳＯＣが制御下限値から制御上限値までの制御範囲を外れた場合には、組電池全体での蓄電量推定値（全体ＳＯＣ）を、当該制御上限値または制御下限値よりも外側に設定することができる。これにより、さらなる過充電または過放電の進行に対して安全側の充放電制御を行なうことが可能となる。すなわち、組電池の電池ブロック間のＳＯＣばらつきを反映して、充放電あるいは過放電を防止する方向に全体ＳＯＣを的確に設定できる。【００１７】
好ましくは、全体蓄電量設定部または設定するステップは、第３のケースでは、最小値が制御下限値に等しいケースにおいて全体蓄電量推定値を制御下限値に設定する一方で、最大値が制御上限値に等しいケースにおいて全体蓄電量推定値を制御上限値に設定する。【００１８】
このようにすると、各電池ブロックのＳＯＣが制御下限値から制御上限値までの制御範囲内に入っているときには、組電池全体で正常なＳＯＣ範囲内であることを示すように、全体ＳＯＣを制御下限値から制御上限値までの範囲内に設定できる。【００１９】
さらに好ましくは、全体蓄電量設定部は、最大値および最小値の差に従ってばらつき量を算出するとともに、制御範囲の広さを示す制御幅からばらつき量を減算した第１の値に対する、最大値からばらつき量および制御下限値を減算した第２の値の比に従って、現在の複数の蓄電量推定値が制御範囲のどこに位置するかを示すパラメータを求めるとともに、当該パラメータおよび制御幅の乗算値と制御下限値との和に従って、全体蓄電量推定値を設定するように構成される。あるいは、求めるステップは、最大値および最小値の差に従ってばらつき量をさらに求める。そして、設定するステップは、制御範囲の広さを示す制御幅からばらつき量を減算した第１の値に対する、最大値からばらつき量および制御下限値を減算した第２の値の比に従って、現在の複数の蓄電量推定値が制御範囲のどこに位置するかを示すパラメータを求めるステップと、パラメータおよび制御幅の乗算値と制御下限値との和に従って、全体蓄電量推定値を算出するステップとを含む。【００２０】
このようにすると、電池ブロック間でのＳＯＣばらつきを反映して、現時点での複数の電池ブロックのＳＯＣ分布が、制御範囲のどこに位置するかを示すパラメータ（α）を算出することにより、当該パラメータによって、組電池の充放電を制御範囲内に制限するための可動範囲に対する、現時点でのＳＯＣ分布の相対的な位置関係を定量的に示すことができる。そして、このパラメータに従って、制御範囲に対する現時点での実際の可動範囲を示すように全体ＳＯＣを設定するので、電池ブロック間のＳＯＣばらつきを過大に見込むことにより可動範囲を狭めてしまうという無駄を起こすことなく、組電池の性能を最大限引出すように全体ＳＯＣを設定できる。【００２１】
あるいは好ましくは、蓄電量設定部は、最大値および最小値の差に従うばらつき量が所定値より大きいときには、最大値に従って全体蓄電量推定値を設定するように構成される。あるいは、求めるステップは、最大値および最小値の差に従ってばらつき量をさらに求める。そして、充電状態検出方法は、ばらつき量が所定値より大きいときに、最大値に従って全体蓄電量推定値を設定するステップをさらに備える。【００２２】
さらに好ましくは、所定値は、制御幅から所定の安全代を減算した値に設定される。
このようにすると、電池ブロック間でのＳＯＣばらつきが大きくなって、制御下限値から制御上限値までの制御範囲とばらつき量がほぼ等しくなったときには、過充電をより優先的に防止するように、組電池の全体ＳＯＣを設定できる。
【発明の効果】
【００２３】
この発明によれば、ＳＯＣ変化に対する電圧変化の特性が比較的一様である二次電池によって構成された組電池について、現時点での組電池の電池ブロック間の蓄電量ばらつきを反映して、組電池の蓄電量や充放電を的確に制御するための全体ＳＯＣを的確に設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施の形態に係る組電池の充電状態検出装置および充電状態検出方法が適用された二次電池が搭載された電動車両の代表例として示されるハイブリッド車両の制御ブロック図である。
【図２】図１に示したハイブリッド車両のうちの二次電池の充放電に係る構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態による組電池の充電状態検出装置の構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施の形態に従う全体ＳＯＣの設定とブロックＳＯＣの分布との関係を説明する概念図である。
【図５】全ブロックＳＯＣが制御範囲内であるときの全体ＳＯＣの設定を説明する概念図である。
【図６】本発明の実施の形態による組電池の充電状態検出装置による全体ＳＯＣの設定例を示す第１の図である。
【図７】本発明の実施の形態による組電池の充電状態検出装置による全体ＳＯＣの設定例を示す第２の図である。
【図８】本発明の実施の形態による組電池の充電状態検出装置による全体ＳＯＣの設定例を示す第３の図である。
【図９】電池ブロック間のＳＯＣばらつきが増大したときの問題点を説明するための概念図である。
【図１０】ＳＯＣばらつきが大きいときの全体ＳＯＣの設定を説明する概念図である。
【図１１】本発明の実施の形態による組電池の充電状態検出方法の制御処理手順を示すフローチャートである。
【図１２】二次電池のＳＯＣ−電圧特性を示す概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお以下図中の同一または相当部分には同一符号を付してその説明は原則的に繰返さないものとする。
【００２６】
図１は、本発明の実施の形態に係る組電池の充電状態検出装置および充電状態検出方法が適用される二次電池が搭載された電動車両の代表例として示されるハイブリッド車両の制御ブロック図である。
【００２７】
図１を参照して、ハイブリッド車両１００は、車両駆動力発生源としての、たとえばガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関（以下、単にエンジンという）１２０と、モータジェネレータ（ＭＧ）１４０とを含む。モータジェネレータ１４０は、主にモータとして機能するモータジェネレータ１４０Ａ（以下、説明の便宜上モータ１４０Ａとも表現する）および、主にジェネレータとして機能するモータジェネレータ１４０Ｂ（以下、説明の便宜上モータ１４０Ｂとも表現する）を含む。なお、ハイブリッド車両１００の走行状態に応じて、モータ１４０Ａがジェネレータとして機能したり、ジェネレータ１４０Ｂがモータとして機能したりする。
【００２８】
ハイブリッド車両１００は、この他に、エンジン１２０やモータジェネレータ１４０Ａで発生した動力を駆動輪１６０に伝達したり、駆動輪１６０の駆動力をエンジン１２０やモータジェネレータ１４０Ａに伝達する減速機１８０と、エンジン１２０の発生する動力を駆動輪１６０とジェネレータ１４０Ｂとの２経路に分配する動力分割機構（たとえば、遊星歯車機構）１９０と、モータジェネレータ１４０Ａ，１４０Ｂを駆動するための電力を充電するメインバッテリ２２０と、メインバッテリ２２０の直流とモータジェネレータ１４０Ａの交流とを変換しながら電流制御を行なうインバータ２４０と、メインバッテリ２２０の直流とモータジェネレータ１４０Ｂの交流とを変換しながら電流制御を行なうインバータ２４１とを含む。
【００２９】
メインバッテリ２２０は、本発明の実施の形態に係る本発明の実施の形態に係る組電池の充電状態検出装置および充電状態検出方法が適用される「組電池」に相当する。
【００３０】
ハイブリッド車両１００は、さらに、メインバッテリ２２０の充放電を管理制御するバッテリ制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵ（Electronic  Control  Unit）という）３１０と、エンジン１２０の動作状態を制御するエンジンＥＣＵ２８０と、ハイブリッド車両の状態に応じてモータジェネレータ１４０Ａ，１４０ＢおよびバッテリＥＣＵ３１０、インバータ２４０等を制御するＭＧ＿ＥＣＵ３００と、バッテリＥＣＵ３１０、エンジンＥＣＵ２８０およびＭＧ＿ＥＣＵ３００等を相互に管理制御して、ハイブリッド車両１００が最も効率よく運行できるようにハイブリッドシステム全体を制御するＨＶ＿ＥＣＵ３２０とを含む。
【００３１】
各ＥＣＵは、図示しないＣＰＵ（Central  Processing  Unit）およびメモリを内蔵して構成され、当該メモリに記憶されたマップおよびプログラムに基づいて、各センサによる検出値を用いた演算処理を行なうように構成される。あるいは、ＥＣＵの少なくとも一部は、電子回路等のハードウェアにより所定の数値・論理演算処理を実行するように構成されてもよい。なお、図１においては、各ＥＣＵを別構成しているが、２個以上のＥＣＵを統合したＥＣＵとして構成してもよい（たとえば、図１に、点線で示すように、ＭＧ＿ＥＣＵ３００とＨＶ＿ＥＣＵ３２０とを統合したＥＣＵとすることがその一例である）。
【００３２】
運転者によって操作されるアクセルペダル４１０にはアクセルペダルセンサ４１５が接続され、アクセルペダルセンサ４１５は、運転者によるアクセルペダル４１０の操作量（踏込み量）に応じた出力電圧を発生する。同様に、運転者によって操作されるブレーキペダル４２０にはブレーキペダルセンサ４２５が接続され、ブレーキペダルセンサ４２５は、運転者によるブレーキペダル４２０の操作量（踏力）に応じた出力電圧を発生する。アクセルペダルセンサ４１５およびブレーキペダルセンサ４２５の出力電圧は、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０へ伝送される。このため、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、運転者によるアクセルペダル４１０およびブレーキペダル４２０の操作量を検知することができる。
【００３３】
本実施の形態においては、メインバッテリ２２０とインバータ２４０との間にはコンバータ２４２が設けられている。これにより、メインバッテリ２２０の定格電圧が、モータジェネレータ１４０Ａやモータジェネレータ１４０Ｂの定格電圧よりも低くても、コンバータ２４２で電圧を昇圧あるいは降圧することにより、メインバッテリ２２０およびモータジェネレータ１４０Ａ，１４０Ｂの間で電力を授受することが可能となる。
【００３４】
代表的には、動力分割機構１９０には、エンジン１２０の動力を、駆動輪１６０とモータジェネレータ１４０Ｂとの両方に振り分けるために、遊星歯車機構（プラネタリーギヤ）が使用される。モータジェネレータ１４０Ｂの回転数を制御することにより、動力分割機構１９０は無段変速機としても機能する。エンジン１２０の回転力はプラネタリーキャリア（Ｃ）に入力され、それがサンギヤ（Ｓ）によってモータジェネレータ１４０Ｂに、リングギヤ（Ｒ）によってモータおよび出力軸（駆動輪１６０側）に伝えられる。回転中のエンジン１２０を停止させる時には、エンジン１２０が回転しているので、この回転の運動エネルギをモータジェネレータ１４０Ｂで電気エネルギに変換して、エンジン１２０の回転数を低下させる。
【００３５】
図１に示すようなハイブリッドシステムを搭載するハイブリッド車両１００においては、発進時や低速走行時等であってエンジン１２０の効率が悪い場合には、モータジェネレータ１４０のモータ１４０Ａのみによりハイブリッド車両の走行を行ない、通常走行時には、たとえば動力分割機構１９０によりエンジン１２０の動力を２経路に分け、一方で駆動輪１６０の直接駆動を行ない、他方でジェネレータ１４０Ｂを駆動して発電を行なう。この時、発生する電力でモータ１４０Ａを駆動して駆動輪１６０の駆動補助を行なう。また、高速走行時には、さらにメインバッテリ２２０からの電力をモータ１４０Ａに供給してモータ１４０Ａの出力を増大させて駆動輪１６０に対して駆動力の追加を行なう。
【００３６】
一方、減速時には、駆動輪１６０により従動するモータ１４０Ａがジェネレータとして機能して回生制動による発電を行ない、回収した電力をメインバッテリ２２０に蓄えることができる。なお、ここで言う回生制動とは、ハイブリッド自動車を運転するドライバによるフットブレーキ操作があった場合の回生発電を伴う制動や、フットブレーキを操作しないものの走行中にアクセルペダルをオフすることで回生発電をさせながら車両減速（または加速の中止）させることを含む。
【００３７】
回生発電可能な電力は、メインバッテリ２２０への充電電力許容値（上限値）に応じて設定される。すなわち、メインバッテリ２２０の充電禁止時には、回生発電も禁止されて、モータジェネレータ１４０Ａのトルク指令値は零または正に設定される。
【００３８】
また、メインバッテリ２２０の充電量が低下し、充電が特に必要な場合には、エンジン１２０の出力を増加してジェネレータ１４０Ｂによる発電量を増やしてメインバッテリ２２０に対する充電量を増加する。もちろん、低速走行時でも必要に応じてエンジン１２０の出力を増加する制御を行なう。たとえば、上述のようにメインバッテリ２２０の充電が必要な場合や、エアコン等の補機を駆動する場合や、エンジン１２０の冷却水の温度を所定温度まで上げる場合等である。
【００３９】
駆動輪１６０および図示しない車輪の各々には、ブレーキ機構４６０が設けられる。ブレーキ機構４６０は、各車輪に対応して設けられたディスクロータ４６５を、ブレーキアクチュエータ４５０の発生油圧によって操作されるブレーキパッド（摩擦材）によって押さえ付けることにより発生される摩擦力によって車両の制動力が得られるように構成されている。ブレーキアクチュエータ４５０による油圧発生量は、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０によって制御される。
【００４０】
ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、ブレーキペダル４２０の操作量等から車両全体での要求制動力を算出し、算出した全体要求制動力が、モータ１４０Ａによる回生制動力およびブレーキ機構４６０による油圧制動力によって協調的に発生されるように制御する。
【００４１】
図２は、図１に示したハイブリッド車両のうちの二次電池の充放電に係る構成が示される。
【００４２】
図２を参照して、メインバッテリ２２０は、複数の電池セル２２１を直列接続した組電池により構成される。メインバッテリ２２０は、代表的にはリチウムイオン電池により構成される。
【００４３】
メインバッテリ２２０は、インバータ２４０，２４１およびコンバータ２４２を介して、モータジェネレータ１４０Ａ，１４０Ｂ（ＭＧ（１），ＭＧ（２））と接続されている。すなわち、本実施の形態では、インバータ２４０，２４１およびコンバータ２４２から構成されるＰＣＵ（Power  Control  Unit）ならびにモータジェネレータ１４０Ａ，１４０Ｂ（ＭＧ（１），ＭＧ（２））が、一体的にメインバッテリ２２０の「負荷」を構成する。
【００４４】
また、メインバッテリ２２０には、メインバッテリ２２０に流れる電流を検出する電流センサ２２２、および、所定個数の電池セル２２１により構成される電池ブロック（後程詳細に説明する）毎に出力電圧や電池温度を測定できるように、センサ群２２４が設けられている。これらのセンサからの出力は、バッテリＥＣＵ３１０へ送出される。
【００４５】
バッテリＥＣＵ３１０では、これらのセンサ出力値に基づき、電池の蓄電量（ＳＯＣ）を算出し、さらにバッテリ充放電制限を実行する。特に、バッテリＥＣＵ３１０は、複数の電池セル２２１から構成されるメインバッテリ２２０に対して、組電池全体での蓄電量を表わす全体ＳＯＣ（ＳＯＣ♯）を設定する。
【００４６】
メインバッテリ２２０の充放電制御は、全体ＳＯＣが目標ＳＯＣに合致するように行なわれる。また、バッテリＥＣＵ３１０は、メインバッテリ２２０の過放電および過充電を防止するために、充電電力上限値Ｗｉｎ（Ｗｉｎ≦０）および放電電力上限値Ｗｏｕｔ（Ｗｏｕｔ≧０）を決定し、ＭＧ＿ＥＣＵ３００およびＨＶ＿ＥＣＵ３２０へ送出する。
【００４７】
たとえば、充電電力上限値Ｗｉｎは、過充電によって、電池電圧Ｖｂが最高許容電圧（上限電圧）より高くなったり、全体ＳＯＣが制御上限値より高くなったりするのを防止するように設定される。同様に、放電電力上限値Ｗｏｕｔは、過放電によって、電池電圧Ｖｂが最低許容電圧（下限電圧）より低くなったり、全体ＳＯＣが制御下限値よりも低くなったりするのを防止するように設定される。
【００４８】
ここで、上限電圧および下限電圧は、メインバッテリ２２０の最高定格電圧および最低定格電圧、あるいは、メインバッテリ２２０に接続される機器（負荷）の動作可能（保証）電圧等に従って決定される。さらに、充放電電力上限値Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの絶対値は電池温度Ｔｂによっても変化し、高温時、低温時には、通常温度時と比較して低く抑えられる。
【００４９】
特に、ＨＶ＿ＥＣＵ３００は、充電電力上限値Ｗｉｎおよび放電電力上限値Ｗｏｕｔの範囲内でメインバッテリ２２０が充放電されるように、各モータジェネレータ１４０Ａ，１４０Ｂの動作指令値（代表的にはトルク指令値）を設定する。たとえば、上述のような、走行状況に応じたエンジン１２０およびモータ１４０Ａの間での車両駆動力の出力配分は、モータ１４０Ａでの消費電力を含むメインバッテリ２２０の出力電力が放電電力上限値Ｗｏｕｔを超えないように考慮される。
【００５０】
また、回生制動時には、モータジェネレータ１４０Ａによる発電電力を含むメインバッテリ２２０への入力電力が充電電力上限値Ｗｉｎを超えないように考慮した上で、モータジェネレータ１４０Ａのトルク指令値（一般に負トルク）が設定される。なお、上述のように、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、運転者によるブレーキ操作時には、モータジェネレータ１４０Ａによる回生制動力およびブレーキ機構４６０による油圧制動力の和により、車両全体への要求制動力が得られるように協調制御を行なうので、充電電力上限値Ｗｉｎによりモータジェネレータ１４０Ａによる回生制動力が制限あるいは禁止されても、必要な車両制動力を得ることが可能である。
【００５１】
このように、全体ＳＯＣは充放電電力上限値Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔに反映される。したがって、メインバッテリ２２０の充放電を適切に制御するためには、組電池で構成されることにより内部でＳＯＣばらつきが存在するのに対して、全体ＳＯＣを如何に適切に設定するかが重要である。
【００５２】
図３は、本発明の実施の形態による組電池の充電状態検出装置の構成を示すブロック図である。
【００５３】
図３を参照して、メインバッテリ２２０を構成する、直列接続された複数の電池セル２２１は、複数の電池ブロックＢＢ（１）〜ＢＢ（ｎ）に分割される（ｎ：自然数）。電池ブロックＢＢ（１）〜ＢＢ（ｎ）にそれぞれ対応して、センサ群２２４（１）〜２２４（ｎ）が配置されている。センサ群２２４（１）〜２２４（ｎ）は、電池ブロックＢＢ（１）〜ＢＢ（ｎ）のそれぞれについて、電池温度Ｔｂ（１）〜Ｔｂ（ｎ）および電池電圧Ｖｂ（１）〜Ｖｂ（ｎ）を検出する。さらに、図２に示した電流センサ２２２によって、組電池全体での電池電流Ｉｂが検出される。図３に示した構成では、電池ブロックＢＢ（１）〜ＢＢ（ｎ）が直列接続されているので、電池電流Ｉｂは各電池ブロックに共通の値となる。
【００５４】
なお、以下では、電池電圧Ｖｂ（１）〜Ｖｂ（ｎ）を包括的に電池電圧Ｖｂとも称し、電池温度Ｔｂ（１）〜Ｔｂ（ｎ）を包括的に電池温度Ｔｂとも称することとする。電池ブロックＢＢ（１）〜ＢＢ（ｎ）の各々において、電池電圧（Ｖｂ）、電池温度（Ｔｂ）および電池電流Ｉｂのうちの少なくとも１つが、当該電池ブロックの「状態検出値」に対応する。
【００５５】
ＳＯＣ推定部３１２（１）〜３１２（ｎ）は、電池ブロックＢＢ（１）〜ＢＢ（ｎ）にそれぞれ対応して設けられる。以下では、電池ブロックごとに設けられるＳＯＣ推定部３１２（１）〜３１２（ｎ）を包括的に表記する場合には、単にＳＯＣ推定部３１２とも表記する。
【００５６】
ＳＯＣ推定部３１２（１）〜３１２（ｎ）は、対応の電池ブロックの状態検出値に基づき、当該電池ブロックのＳＯＣ推定値であるブロックＳＯＣを算出する。すなわち、ＳＯＣ推定部３１２（１）〜３１２（ｎ）は、電池ブロックＢＢ（１）〜ＢＢ（ｎ）にそれぞれ対応したＢＳＯＣ（１）〜ＢＳＯＣ（ｎ）をそれぞれ算出する。各電池ブロックのＳＯＣ推定については、リチウムイオン電池のＳＯＣ推定手法として公知のものを適宜使用できる。
たとえば、図１２に示した、電池電圧（特に開放電圧）に対するＳＯＣ−電圧特性５１０に照らして、一定周期毎に電池電圧ＶｂからブロックＳＯＣを逐次算出できる。あるいは、電池電流Ｉｂの積算値や電池温度Ｔｂを加味して、ブロックＳＯＣを算出してもよい。なお、図１２のＳＯＣ−電圧特性５１０に照らせば、本実施の形態において、「状態検出値」は少なくとも電池電圧（Ｖｂ）を含む。
【００５７】
全体ＳＯＣ設定部３１５は、ＳＯＣ推定部３１２（１）〜３１２（ｎ）によってそれぞれ算出されたブロックＳＯＣ（ＢＳＯＣ（１）〜ＢＳＯＣ（ｎ））に基づいて、メインバッテリ２２０全体の蓄電状態（蓄電量）を示す全体ＳＯＣ（ＳＯＣ♯）を生成する。
【００５８】
各ＳＯＣ推定部３１２および全体ＳＯＣ設定部３１５は、バッテリＥＣＵ３１０によるソフトウェア処理あるいはハードウェア処理によって実現される機能ブロックである。
【００５９】
次に、全体ＳＯＣ設定部３１５による全体ＳＯＣの設定手法について説明する。
図４には、本発明の実施の形態による全体ＳＯＣの設定の概念図が示される。
【００６０】
図４を参照して、電池ブロックＢＢ（１）〜ＢＢ（ｎ）のそれぞれのブロックＳＯＣは、上述のように一様とはならず、一定の分布を有している。図４には、このようなＳＯＣの分布状態４０１〜４０３，４１１，４１２が示される。それぞれの分布状態において、左端の値がブロックＳＯＣ間の最小値ＢＳｍｉｎを示し、右端の値がブロックＳＯＣ間の最大値ＢＳｍａｘを示す。そして、最大値ＢＳｍａｘおよび最小値ＢＳｍｉｎの差によって、ブロックＳＯＣ内の現在のばらつき量ＤＢＳ（以下、単に「ＳＯＣばらつき」とも称する）が定義される。
【００６１】
図４では、一例として、ＳＯＣの制御下限値ＳＯＣｌおよび制御上限値ＳＯＣｕは、３０（％）および８０（％）にそれぞれ設定される。ＳＯＣｌからＳＯＣｕまでが、ＳＯＣの制御範囲に相当し、当該制御範囲の幅を表わすＳＯＣ制御幅ＷＳＯＣは、ＷＳＯＣ＝ＳＯＣｕ−ＳＯＣｌで定義される。図４の例では、ＷＳＯＣ＝５０（％）である。
【００６２】
分布状態４０１では、最大値ＢＳｍａｘが制御上限値ＳＯＣｕより高くなっており、少なくとも１つの電池ブロックが、制御上限値を超えて充電されている。この状態からさらに充電が進むと、全でのブロックＳＯＣが制御上限値ＳＯＣｕより高くなり、全ての電池ブロックが、制御上限値を超えて充電される分布状態４１１へ至るおそれがある。したがって、分布状態４０１では、組電池（メインバッテリ２２０）のさらなる充電を防止する必要があるため、全体ＳＯＣ設定部３１５は、全体ＳＯＣ（ＳＯＣ♯）を制御上限値ＳＯＣｕよりも高く設定する。これに応じて、回生制動発電の制限・禁止等、メインバッテリ２２０の充電を制限あるいは禁止するように充電電力上限値Ｗｉｎが設定される。
【００６３】
反対に、分布状態４０２では、最小値ＢＳｍｉｎが制御下限値ＳＯＣｌより低くなっており、少なくとも１つの電池ブロックが、制御下限値を超えて放電されている。この状態からさらに放電が進むと、全でのブロックＳＯＣが制御下限値ＳＯＣｌより低くなり、全ての電池ブロックが、制御下限値を超えて放電される分布状態４１２へ至るおそれがある。したがって、分布状態４０２では、組電池（メインバッテリ２１０）のさらなる放電を防止する必要があるため、全体ＳＯＣ設定部３１５は、全体ＳＯＣ（ＳＯＣ♯）を制御下限値ＳＯＣｌよりも低く設定する。これに応じて、モータジェネレータ１４０のトルク制限等、メインバッテリ２２０の放電を制限あるいは禁止するように放電電力上限値Ｗｏｕｔが設定される。
【００６４】
全でのブロックＳＯＣが制御範囲（ＳＯＣｌ〜ＳＯＣｕ）に入っている分布状態４０３では、組電池（メインバッテリ２２０）全体が制御範囲内に収まっていることを示すように、全体ＳＯＣ設定部３１５は、全体ＳＯＣ（ＳＯＣ♯）を制御下限値ＳＯＣｌ以上制御上限値ＳＯＣｕ以下の範囲に設定する。
【００６５】
図５には、図４の分布状態４０３における、すなわち、全ブロックＳＯＣが制御範囲内であるときの全体ＳＯＣの設定を説明する概念図が示される。
【００６６】
分布状態４０３ａでは、ブロックＳＯＣの最小値ＢＳｍｉｎ＝ＳＯＣｌであり、制御範囲内での放電側の限界状態に相当する。反対に、分布状態４０３ｂでは、ブロックＳＯＣの最大値ＢＳｍａｘ＝ＳＯＣｕであり、制御範囲内での充電側の限界状態に相当する。
【００６７】
したがって、全体ＳＯＣ設定部３１５は、分布状態４０３ａでは、全体ＳＯＣ（ＳＯＣ♯）を制御下限値ＳＯＣｌに設定するとともに、分布状態４０３ｂでは、全体ＳＯＣ（ＳＯＣ♯）を制御上限値ＳＯＣｕに設定する。
【００６８】
さらに、全体ＳＯＣ設定部３１５は、分布状態４０３ａおよび４０３ｂの中間の状態では、ＳＯＣｌ＜ＳＯＣ♯＜ＳＯＣｕに設定する。この際に、制御範囲に対する、現時点でのブロックＳＯＣの分布の相対的な位置関係に従って、全体ＳＯＣ（ＳＯＣ♯）が設定される。
【００６９】
特に、組電池（メインバッテリ２２０）の充放電を制御範囲内に制限するための可動範囲に対する、現在のブロックＳＯＣ分布の相対的な位置関係を定量的に示すためのパラメータαが導入される。ここで、分布状態４０３ａから充電されて分布状態４０３ｂへ至るまで、あるいは、分布状態４０３ｂから放電されて分布状態４０３ａへ至るまでの範囲が「可動範囲」に相当する。すなわち、可動範囲は（ＷＳＯＣ−ＤＢＳ）で示される。パラメータαは、下記（１）式によって演算される。
【００７０】
α＝（ＢＳｍａｘ−（ＳＯＣｌ＋ＤＢＳ））／（ＷＳＯＣ−ＤＢＳ）…（１）
式（１）では、電池ブロック間でのＳＯＣばらつきを反映して、可動範囲に対する現在のブロックＳＯＣの分布が定量的に評価される。
【００７１】
全体ＳＯＣ設定部３１５は、電池ブロックＢＢ（１）〜ＢＢ（ｎ）のそれぞれのブロックＳＯＣ（ＢＳＯＣ（１）〜ＢＳＯＣ（ｎ））から、ＳＯＣばらつきＤＢＳおよび最大値ＢＳｍａｘを求めるととも、上記式（１）に従ってパラメータαを算出する。さらに、全体ＳＯＣ設定部３１５は、下記（２）式に従って、全体ＳＯＣ（ＳＯＣ♯）を設定する。
【００７２】
ＳＯＣ♯＝ＳＯＣｌ＋ＷＳＯＣ・α      …（２）
分布状態４０３ａでは、（１）式よりα＝０となるので、式（２）よりＳＯＣ♯＝ＳＯＣｌに設定されることが理解される。また、分布状態４０３ｂでは、（１）式よりα＝１．０となるので、式（２）よりＳＯＣ♯＝ＳＯＣｕに設定されることが理解される。
【００７３】
さらに、図４の分布状態４０１では、（１）式よりα＞１．０となるので、式（２）よりＳＯＣ♯＞ＳＯＣｕに設定されることが理解される。また、図４の分布状態４０２では、（１）式よりα＜０となるので、式（２）よりＳＯＣ♯＜ＳＯＣｌに設定されることが理解される。
【００７４】
なお、式（１），（２）による演算では、ＤＢＳの値によっては、ＳＯＣ♯＜０（％）あるいは、ＳＯＣ♯＞１００（％）と算出される可能性もあるが、０（％）〜１００（％）の範囲に上下限値ガードを設定することで対応できる。
【００７５】
図６〜図８には、ばらつき量ＤＢＳ（ＤＢＳ＝ＢＳｍａｘ−ＢＳｍｉｎ）が、５（％）、１０（％）および１５（％）のときの、ブロックＳＯＣの最大値ＢＳｍａｘおよび最小値ＢＳｍｉｎに対する、式、（１），（２）に従った全体ＳＯＣ（ＳＯＣ♯）の算出結果がそれぞれ示される。図６〜図８でも、数値例として、ＳＯＣｌ＝３０（％），ＳＯＣｕ＝８０（％）とする。
【００７６】
図６を参照して、ＤＢＳ＝５（％）のときには、ＢＳｍａｘ＝８０（％）となったときにＳＯＣ♯＝８０（％）に設定され、それよりも組電池が充電されると（図４の充電状態４０１に相当）、ＳＯＣ♯＞８０（％）に設定される。そして、ＢＳｍａｘ＝９８（％）となり、ＢＳｍｉｎ＝９３（％）となったところで、ＳＯＣ♯は１００（％）に達する。同様に、ＢＳｍｉｎ＝３０（％）となったときにＳＯＣ♯＝３０（％）と設定され、それよりも組電池が放電されると（図４の充電状態４０２に相当）、ＳＯＣ♯＜３０（％）に設定される。そして、ＢＳｍａｘ＝８（％）およびＢＳｍｉｎ＝３（％）となったところで、ＳＯＣ♯は０（％）に設定される。
【００７７】
図７を参照して、ＤＢＳ＝１０（％）のときにも、ＢＳｍａｘ＝８０（％）の時点でＳＯＣ♯＝８０（％）に設定されるとともに、さらに充電が進んで、ＢＳｍａｘ＝９６（％）かつＢＳｍｉｎ＝８６（％）となったところで、ＳＯＣ♯は１００（％）に達する。同様に、ＢＳｍｉｎ＝３０（％）の時点でＳＯＣ♯＝３０（％）に設定され、それよりも放電が進んで、ＢＳｍａｘ＝１６（％）およびＢＳｍｉｎ＝６（％）となったところで、ＳＯＣ♯は０（％）に設定される。
【００７８】
図８を参照して、ＤＢＳ＝１５（％）のときにも、ＢＳｍａｘ＝８０（％）の時点でＳＯＣ♯＝８０（％）に設定されるとともに、さらに充電が進んで、ＢＳｍａｘ＝９４（％）かつＢＳｍｉｎ＝７９（％）となったところで、ＳＯＣ♯は１００（％）に達する。同様に、ＢＳｍｉｎ＝３０（％）の時点でＳＯＣ♯＝３０（％）に設定され、それよりも放電が進んで、ＢＳｍａｘ＝２４（％）およびＢＳｍｉｎ＝９（％）となったところで、ＳＯＣ♯は０（％）に設定される。
【００７９】
図６〜図８から、図４に示された、ブロックＳＯＣの分布状態と制御上下限値ＳＯＣｕ，ＳＯＣｌとの関係に沿って、全体ＳＯＣ（ＳＯＣ♯）が設定されることが理解される。さらに、式（１），（２）に従って、電池ブロック間のＳＯＣばらつき（ＤＢＳ）が大きいほど、充電の進行に対する全体ＳＯＣの上昇度合および放電の進行に対する全体ＳＯＣの低下度合が大きくなっている。
【００８０】
次に、メインバッテリ２２０（組電池）の使用に伴って、電池ブロック間のＳＯＣばらつきが増大したときの問題点について説明する。
【００８１】
図９に示されるように、電池ブロックＢＢ（１）〜ＢＢ（ｎ）間での温度差が拡大する等の要因により、充放電の継続に伴ってＳＯＣばらつきＤＢＳが、ＳＯＣ制御幅ＷＳＯＣに近づいていくことが考えられる。このようなケースでは、式（１）の分母が０となってしまうことにより、上述した全体ＳＯＣの設定が実行できなくなるおそれがある。
【００８２】
また、図９の状態では、ブロックＳＯＣの分布が制御範囲とほぼ一致することとなるので、メインバッテリ２２０全体としては、充電限界（制御上限値）および放電限界（制御下限値）のいずれとも解釈可能である。すなわち、このような状態では、いずれの電池ブロックのＳＯＣをもって、全体ＳＯＣを設定するかの定義が問題となる。
【００８３】
本実施の形態による組電池の蓄電状態検出装置では、リチウムイオン電池等の二次電池の特性劣化が、過放電時よりも過充電時において深刻であることに鑑み、電池ブロック間のＳＯＣばらつきが大きくなったときには、過充電を防止する方向に全体ＳＯＣを定義する。
【００８４】
すなわち、全体ＳＯＣ設定部３１５（図３）は、ＳＯＣばらつきＤＢＳが所定の判定値よりも大きくなると、式（１），（２）による演算によるのではなく、ブロックＳＯＣの（ＢＳＯＣ（１）〜ＢＳＯＣ（ｎ））うちの最大値ＢＳｍａｘに従って、全体ＳＯＣ（ＳＯＣ♯）を設定する。代表的には、ＳＯＣ♯＝ＢＳｍａｘに設定する。
【００８５】
ここで判定値は、ＳＯＣ制御幅ＷＳＯＣよりもわずかに小さい値、すなわち、ＷＳＯＣから所定のマージンを差引いた値に設定される。図９の例（ＷＳＯＣ＝５０（％））では、判定値は４８（％）程度に設定することができる。
【００８６】
図１０を参照して、ＳＯＣばらつきＤＢＳが判定値を超えた分布状態４２１〜４２３の各々において、ＳＯＣ♯＝ＢＳｍａｘに設定する。すなわち、ＢＳｍａｘ，ＢＳｍｉｎにかかわらず、過充電防止を優先するように、全体ＳＯＣ（ＳＯＣ♯）を設定することができる。
【００８７】
図１１には、以上を整理した、本発明の実施の形態による組電池の蓄電量状態検出方法の制御処理手順を示すフローチャートが示される。図１１に従う制御処理は、バッテリＥＣＵ３１０によって所定周期で実行される。
【００８８】
図１１を参照して、バッテリＥＣＵ３１０は、ステップＳ１００では、電池ブロックＢＢ（１）〜ＢＢ（ｎ）のそれぞれについて、当該電池ブロックでの状態検出値に基づいて、ブロックＳＯＣ（ＢＳＯＣ（１）〜ＢＳＯＣ（ｎ））を算出する。そして、バッテリＥＣＵ３１０は、ステップＳ１１０により、ステップＳ１００で求めた電池ブロックＢＢ（１）〜ＢＢ（ｎ）のそれぞれのＢＳＯＣ（１）〜ＢＳＯＣ（ｎ）のうちから、最大値ＢＳｍａｘ、最小値ＢＳｍｉｎ、およびＳＯＣばらつきＤＢＳ（ＤＢＳ＝ＢＳｍａｘ−ＢＳｍｉｎ）を求める。
【００８９】
さらに、バッテリＥＣＵ３１０は、ステップＳ１２０により、ステップＳ１１０で求めたＳＯＣばらつきＤＢＳを所定の判定値と比較する。上述のように、この判定値は、ＳＯＣ制御幅ＷＳＯＣよりもわずかに小さい値に設定されている。
【００９０】
そして、ＤＢＳが判定値よりも大きいとき（Ｓ１２０のＹＥＳ判定時）には、バッテリＥＣＵ３１０は、ステップＳ１５０により、図１０に示したように、ＳＯＣ♯＝ＢＳｍａｘに設定する。すなわちこの場合には、式（１），（２）に従ったＳＯＣ♯の設定は非実行とされる。
【００９１】
一方で、ＤＢＳ≦判定値のとき（Ｓ１２０のＮＯ判定時）には、バッテリＥＣＵ３１０は、ステップＳ１３０により、（１）式に従って、組電池（メインバッテリ２２０）の充放電を制御範囲内に制限するための可動範囲に対する、現在のブロックＳＯＣの分布の相対的な位置関係を定量的に示すためのパラメータαを算出し、さらにステップＳ１４０により、（２）式に従って、制御下限値ＳＯＣｌ、ＳＯＣ制御幅ＷＳＯＣおよびパラメータαから全体ＳＯＣ（ＳＯＣ♯）を設定する。
【００９２】
図１１に示した制御処理手順により、図４〜図１０で説明した組電池の蓄電状態検出を実現することができる。
【００９３】
このように本実施の形態による組電池の充電状態によれば、複数の電池ブロックのそれぞれのＳＯＣ（ブロックＳＯＣ）に基づいて、いずれかの電池ブロックのＳＯＣが制御範囲（ＳＯＣｌ〜ＳＯＣｕ）を外れた場合には、組電池全体での全体ＳＯＣを、制御上限値ＳＯＣｕまたは制御下限値ＳＯＣｌよりも外側に設定することができる。これにより、さらなる過充電または過放電の進行に対して安全側の充放電制御を行なうことが可能となる。すなわち、組電池の電池ブロック間のＳＯＣばらつきを反映して、充放電あるいは過放電を防止する方向に全体ＳＯＣを的確に設定できる。
【００９４】
また、各電池ブロックのＳＯＣが制御範囲内に入っているときには、組電池全体で正常なＳＯＣ範囲内であることを示すように、全体ＳＯＣをＳＯＣｌ〜ＳＯＣｕの制御範囲内に設定できる。
【００９５】
さらに、式（１），（２）に従う全体ＳＯＣの算出では、パラメータαに従って、現時点でのブロックＳＯＣの分布に基づいて、制御範囲に対する現時点での実際の可動範囲を示すように全体ＳＯＣを設定できる。このように、検出値に基づく可動範囲に基づいて全体ＳＯＣを設定することにより、電池ブロック間のＳＯＣばらつきを過大に見込むことにより可動範囲を狭めてしまうという無駄を起こすことなく、組電池の性能を最大限引出すように全体ＳＯＣを設定できる。
【００９６】
また、電池ブロック間でのＳＯＣばらつきが大きくなって、制御範囲幅とＳＯＣばらつきとがほぼ等しくなったときには、式（１），（２）に従う全体ＳＯＣの算出から離れて、過充電をより優先的に防止するように、組電池の全体ＳＯＣを設定できる。
【００９７】
なお、本実施の形態およびその変形例では、メインバッテリ２２０を構成する二次電池としてリチウムイオン電池を例示したが、リチウムイオン電池以外の電池であっても、図１２の符号５１０に示すような特性を有する種類の電池であれば、同様に本発明の実施の形態による全体ＳＯＣの設定を適用することが可能である。
【００９８】
また、本実施の形態において、電動車両における組電池（メインバッテリ２２０）の負荷の構成は、図示された構成に限定されるものではなく、車両駆動力を発生する構成を含めて任意の構成とすることができる。すなわち、本発明は、エンジンを搭載しない電気自動車および燃料電池自動車、および、エンジンを搭載したハイブリッド自動車を含めて、二次電池の電力によって駆動可能に構成された車輪駆動力発生用の電動機を搭載した電動車両に対して、共通に適用することができる。
【００９９】
あるいは、本発明の適用は、電動車両に搭載された二次電池（組電池）以外にも適用可能である。すなわち、ＳＯＣ変化に対する電圧変化の特性が比較的一様である二次電池によって構成された組電池の充電状態検出について、二次電池の負荷の態様を問わず共通に適用可能である。
【０１００】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【０１０１】
この発明は、ＳＯＣ変化に対する電圧変化の特性が比較的一様である二次電池によって構成された組電池の全体での充電状態の検出に用いることである。
【符号の説明】
【０１０２】
１００  ハイブリッド車両、１２０  エンジン、１４０，１４０Ａ，１４０Ｂ  モータジェネレータ、１６０   駆動輪、１８０  減速機、１９０  動力分割機構、２２０  メインバッテリ、２２１  電池セル、２２２  電流センサ、２２４，２２４（１）〜２２４（ｎ）  センサ群、２４０，２４１  インバータ、２４２  コンバータ、２８０  エンジンＥＣＵ、３００  ＭＧ＿ＥＣＵ、３１０  バッテリＥＣＵ、３１２（１）〜３１２（ｎ）  ＳＯＣ推定部（電池ブロック毎）、３１５  全体ＳＯＣ設定部、３２０  ＨＶ＿ＥＣＵ、４０１〜４０３，４０３ａ，４０３ｂ，４１１，４１２，４２１〜４２３  分布状態（ブロックＳＯＣ）、４１０  アクセルペダル、４１５  アクセルペダルセンサ、４２０  ブレーキペダル、４２５  ブレーキペダルセンサ、４５０  ブレーキアクチュエータ、４６０  ブレーキ機構、４６５  ディスクロータ、５００，５１０  ＳＯＣ−電圧特性、ＢＳｍａｘ  最大値（ブロックＳＯＣ）、ＢＳｍｉｎ  最小値（ブロックＳＯＣ）、ＤＢＳ  ばらつき量（ブロックＳＯＣ）、Ｉｂ  電池電流、ＳＯＣ♯  全体ＳＯＣ（組電池）、ＳＯＣｌ  ＳＯＣ制御下限値、ＳＯＣｕ  ＳＯＣ制御上限値、Ｔｂ，Ｔｂ（１）〜Ｔｂ（ｎ）  電池温度、Ｖｂ，Ｖｂ（１）〜Ｖｂ（ｎ）  電池電圧、Ｗｉｎ  充電電力上限値、Ｗｏｕｔ  放電電力上限値、ＷＳＯＣ  ＳＯＣ制御幅。
【図１】
0005516588.tif 000002
【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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