(57)【要約】【課題】充電時の二次電池の分極を解消し、充電受け入れ性能を向上させる。【解決手段】本発明の充電制御装置３０は、二次電池２２と、車両の減速時の回生エネルギーを用いて二次電池を充電可能な充電手段２４とを備える車両１に搭載され、車両の走行状態を検出する車両状態検出手段２０と、二次電池の状態に応じて放電電流ｄｉｓを決定する放電制御手段２３ａと、充電手段による充電が実行される前に、決定された放電電流ｄｉｓで二次電池を放電させる放電手段２３とを備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
二次電池と、車両の減速時の回生エネルギーを用いて前記二次電池を充電可能な充電手段とを備える車両に搭載され、前記二次電池の充電を制御する充電制御装置であって、
前記車両の走行状態を検出する車両状態検出手段と、
前記二次電池の状態に応じて放電電流を決定する放電制御手段と、
前記充電手段による充電が実行される前に、前記放電電流で前記二次電池を放電させる放電手段と
を備えることを特徴とする充電制御装置。
【請求項２】
前記二次電池の分極量を推定する分極推定手段を更に備え、
前記放電制御手段は、前記二次電池の分極量の推定値に基づいて、前記放電電流を決定することを特徴とする請求項１に記載の充電制御装置。
【請求項３】
前記二次電池の充電状態を示すＳＯＣを算出するＳＯＣ算出手段を更に備え、
前記分極推定手段は、あらかじめ取得された、前記二次電池のＳＯＣと該ＳＯＣから満充電させた後に充放電が行われていない状態での分極量との関係を示す充電分極情報と、前記二次電池のＳＯＣの算出値とに基づいて、前記二次電池の分極量を推定することを特徴とする請求項２に記載の充電制御装置。
【請求項４】
前記放電制御手段は、前記二次電池のＳＯＣ毎に、放電後に所定時間の充電を行った際の収支の充電量が、放電を行わずに前記所定時間の充電を行った際の充電量を上回るよう、前記放電電流の最大値を決定することを特徴とする請求項３に記載の充電制御装置。
【請求項５】
前記二次電池の状態に基づいて分極量を算出する分極算出手段と、
前記二次電池のＳＯＣの算出値及び分極量の算出値に基づいて、前記充電分極情報を補正する補正手段と
を更に備えることを特徴とする請求項３または４に記載の充電制御装置。
【請求項６】
前記放電制御手段は、前記二次電池の分極量の推定値と所定の閾値とを比較し、(i)前記二次電池の分極量の推定値が前記閾値以下となる場合には、前記二次電池の分極量の推定値に基づいて前記放電電流を決定し、(ii)前記二次電池の分極量の推定値が前記閾値を上回る場合には、前記放電電流をゼロとすることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の充電制御装置。
【請求項７】
前記放電制御手段は、前記二次電池のＳＯＣが第１の充電率を下限として第２の充電率を上限とする範囲内であり、且つ前記二次電池の分極量の推定値が前記閾値以下となる場合には、前記放電電流を、前記二次電池の分極量の推定値が小さくなるに従って、ゼロを下限として連続的または段階的に小さくなるように決定することを特徴とする請求項６に記載の充電制御装置。
【請求項８】
前記放電制御手段は、前記二次電池のＳＯＣが前記第２の充電率より高い第３の充電率を下限として満充電状態を上限とする範囲内であり、且つ前記二次電池の分極量の推定値が前記閾値以下となる場合には、前記放電電流を、前記二次電池の分極量の推定値が小さくなるに従って、連続的または段階的に大きくなるように決定することを特徴とする請求項７に記載の充電制御装置。
【請求項９】
前記二次電池の充電状態を示すＳＯＣを算出するＳＯＣ算出手段を更に備え、
前記放電制御手段は、前記二次電池のＳＯＣに基づいて、前記放電電流を決定することを特徴とする請求項１に記載の充電制御装置。
【請求項１０】
前記放電手段は、抵抗素子を備え、該抵抗素子に対して前記二次電池を放電させることを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の充電制御装置。
【請求項１１】
前記車両は、前記二次電池に接続される充放電可能な蓄電手段を更に備え、
前記放電手段は、前記蓄電手段を充電するよう、前記二次電池を放電させることを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載の充電制御装置。
【請求項１２】
二次電池と、車両の減速時の回生エネルギーを用いて前記二次電池を充電可能な充電手段とを備える車両に搭載され、前記二次電池の充電を制御する充電制御方法であって、
前記車両の走行状態を検出する車両状態検出工程、
前記二次電池の状態に基づいて放電電流を決定する放電制御工程と、
前記充電手段による充電が実行される前に、前記放電電流で前記二次電池を放電させる放電工程と
を備えることを特徴とする充電制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二次電池の充電を制御する充電制御の技術分野に関し、特に車両に搭載され、回生などによって充電が可能な充電制御装置及び方法の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車などの車両では、減速時の回生エネルギーなどにより充電され、電動ステアリングや電動ブレーキなどの電装部品に電力を供給する二次電池が用いられている。
【０００３】
ところで、二次電池においては、充電時に、正の分極電圧の増大による充電分極が発生する。充電分極が発生している状態では、二次電池内の電圧が相対的に増大するため、次に充電を行った際の充電受け入れ性能が低下する。
【０００４】
二次電池の充電受け入れ性能を向上させるために、例えば、下記の特許文献１には、車両の減速による充電の開始を事前に検出して、二次電池の電力を電装部品に放電し、充電開始前に充電分極の解消を図る装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開３５８２４７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上述した特許文献に開示される技術では、アクセルやスロットルの開度に基づき、車両の減速前に一律に二次電池からの放電を行っている。このため、減速時間がごく短い場合など得られる充電量が小さい場合には、放電量が充電量を上回り、結果として充電量に損失が生じる可能性がある。また、車両の電装部品に対して放電しているため、自動車のドライバの意図しない電装部品の駆動が生じ、走行の妨げとなる虞もある。
【０００７】
本発明は、上述した技術的な問題点に鑑み為されたものであり、充電受け入れ性能を向上させ、効果的な充電量の増加を可能とする充電制御装置及び方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明の充電制御装置は、二次電池と、車両の減速時の回生エネルギーを用いて前記二次電池を充電可能な充電手段とを備える車両に搭載され、前記二次電池の充電を制御する充電制御装置であって、前記車両の走行状態を検出する車両状態検出手段と、前記二次電池の状態に基づいて放電電流を決定する放電制御手段と、前記充電手段による充電が実行される前に、前記放電電流で前記二次電池を放電させる放電手段とを備える。
【０００９】
本発明の充電制御装置によれば、車両状態検出手段の動作により検出される車両の減速時、より好適には、減速開始後から、二次電池の回生充電が開始される前に、放電制御手段によって決定された所定の放電電流で二次電池の放電が行われる。
【００１０】
本発明の車両は、エンジンを主たる動力源とする自動車であって、二次電池と、該二次電池により動作する電装部品と、エンジンの回生エネルギーを用いて二次電池を充電可能な充電手段とを備える。
【００１１】
車両状態検出手段は、例えば、車両に搭載されるＥＣＵ（Electronic Control Unit ）において検出されるエンジンの回転数、アクセル開度、スロットル開度または車両速度などの情報を取得し、車両の加減速に関わる走行状態を検出する。
【００１２】
放電制御手段は、例えばマイコンなどの処理装置であって、二次電池の状態に基づいて放電手段による二次電池の放電電流を決定する。放電制御手段は、放電によって二次電池に生じている充電分極を解消し、充電受け入れ性能を向上させ、放電後に行った充電によってより多くの充電量が得られるよう、好適な放電電流を決定する。具体的には、二次電池の状態に応じて、充電受け入れ性能を向上可能な放電量を決定し、当該放電量の放電を、回生充電を開始するまでの所定の放電時間の間に実現し得る適切な放電電流を求める。放電電流を決定するための基準となる二次電池の状態とは、二次電池における充電分極の分極量（言い換えれば、分極電圧）など、二次電池において生じている分極に係る状態を定性的または定量的に示す指標である。また、充電受け入れ性能は、二次電池の充電率に応じて変化する傾向があるため、二次電池の充電率ＳＯＣ（State of Charge）もまた、二次電池の状態として扱われてよい。
【００１３】
放電手段は、車両の電力系統内に形成される電気回路の一種であって、放電制御手段によって決定された放電電流で二次電池を放電させる。放電手段は、車両状態検出手段によって検出された車両の減速時に、回生による充電が開始される前に、充電手段の発電電圧を低減することや、内部のスイッチを切り替えることで、二次電池を放電させる。放電手段は、例えば、車両が備える電装部品などの負荷へと二次電池の放電を行わせる回路構成の他、抵抗素子や、放電された電力を蓄電可能な二次電池などを備えていてもよい。所定の放電時間の放電後、放電手段は、充電手段の発電電圧を増大させることなどにより、二次電池の放電を終了する。なお、二次電池の放電は、車両の減速後に放電を開始してから回生による充電が開始されるまでの間に行われるため、放電時間は、回生へ影響を与えない範囲で決定されることが好ましい。放電制御手段は、二次電池の充電率や分極量に応じて、充電分極を解消して充電受け入れ性能を向上可能な好適な放電量と、回生へ影響を与えない好適な放電時間とを決定し、これらの決定事項に基づいて放電電流を決定する。
【００１４】
このような充電制御装置の動作によれば、車両における二次電池の回生充電が開始する前に、放電により二次電池において生じている充電分極が解消され、充電受け入れ性能が向上する。例えば、二次電池に生じた分極量に応じた適切な放電量を決定することができるため、充電分極の解消と、充電受け入れ性能の向上との点で効果的である。なお、本発明における充電分極の解消とは、必ずしも二次電池において生じている充電分極の影響を完全に取り除くことを意味するものではなく、多少なりと分極量が低減され、二次電池の受け入れ性能が向上することがあれば、充電分極が解消されたとしてもよい。
【００１５】
なお、放電手段は、車両の減速を検出した後に、減速による回生充電が開始するまでのタイミングで放電を実行する。言い換えれば、車両の減速が検出された後、決定された放電量の放電が行われた後に、二次電池の回生充電が行われる。放電手段は、決定された放電量を可能な限り短時間で放電することが好ましく、例えば、１回または複数回のパルス放電により放電を実施する。
【００１６】
本発明の充電制御装置の一の態様は、前記二次電池の分極量を推定する分極推定手段を更に備える。また、前記放電制御手段は、前記二次電池の分極量の推定値に基づいて、前記放電電流を決定する。
【００１７】
この態様によれば、推定される二次電池の分極量に基づくことで、二次電池に生じている充電分極を解消するための適切な放電量を決定し、当該放電量での放電を実現するための放電電流を求めることができる。このため、少量の放電により充電分極を解消しきれないことや、過度な放電により却って二次電池の充電量を失うことなどを防止し、充電分極を解消可能な効果的な放電を実現できる。
【００１８】
分極推定手段を備える態様では、前記二次電池の充電状態を示すＳＯＣを算出するＳＯＣ算出手段を更に備えていてもよい。このとき、前記分極推定手段は、あらかじめ取得された、前記二次電池のＳＯＣと該ＳＯＣから満充電させた後の充放電が行われていない状態での分極量との関係を示す充電分極情報と、前記二次電池のＳＯＣの算出値とに基づいて、前記二次電池の分極量を推定する。
【００１９】
この態様によれば、二次電池のＳＯＣから、該二次電池において生じている充電分極の分極量を比較的簡単な処理で推定することができる。所定のＳＯＣから満充電させた後の充放電が行われていない状態での分極量とは、典型的には、二次電池の所定の充電率ＳＯＣに対して、該充電率から満充電を行った後に電極に電流が流れない状態で放置し、該放置状態において算出した分極量である。このため、二次電池のＳＯＣを検出、または他の二次電池の状態量から算出することで、二次電池で生じている分極量を推定することができる。したがって、分極量に応じた放電量及び、当該放電量に基づく放電電流を容易に決定することができるようになる。なお、充電分極情報については、少なくとも充電制御装置の動作前に、実験やシミュレーションなど、何らかの手段により取得される。
【００２０】
ＳＯＣ算出手段を備える態様では、前記放電制御手段は、前記二次電池のＳＯＣ毎に、放電後に所定時間の充電を行った際の収支の充電量が、放電を行わずに前記所定時間の充電を行った際の充電量を上回るよう、前記放電電流の最大値を決定してもよい。
【００２１】
このように決定した放電電流での放電を行った後に充電を行うことで、放電を行わずに充電した場合と比較して、二次電池の充電受け入れ性能を向上させ、より大きな充電量を得ることが可能となる。
【００２２】
また、充電分極情報に基づいて分極量を推定する態様は、前記二次電池の状態に基づいて分極量を算出する分極算出手段と、前記二次電池のＳＯＣの算出値及び前記分極量の算出値に基づいて、前記充電分極情報を補正する補正手段とを更に備えてもよい。
【００２３】
補正手段の動作によれば、ＳＯＣ算出手段によって算出される二次電池のＳＯＣと、分極算出手段によって算出される二次電池の充電分極量とに基づいて、あらかじめ設定されている充電分極情報を適宜補正することができる。このため、充電分極情報に基づく分極量の推定の精度を向上させることができる。なお、二次電池のＳＯＣ及び充電分極量の算出は、好適には、車両の駐車中など、二次電池への電流の出入りがほとんどなく、分極量の時間的な変化が小さい状態で行われる。
【００２４】
本発明の充電制御装置の他の態様では、前記放電制御手段は、前記二次電池の分極量の推定値と所定の閾値とを比較し、(i)前記二次電池の分極量の推定値が前記閾値以下となる場合には、前記二次電池の分極量の推定値に基づいて前記放電電流を決定し、(ii)前記二次電池の分極量の推定値が前記閾値を上回る場合には、前記放電電流をゼロとする。
【００２５】
この態様によれば、閾値と比較して二次電池において生じている充電分極量が低い場合には所定の放電電流での放電が行われ、高い場合には放電が行われない。
【００２６】
一般的に、二次電池の充電分極量とＳＯＣとは負の相関関係にあり、充電分極量が相対的に低い状態では、二次電池のＳＯＣは相対的に高い状態にある。このため、充電分極量が相対的に低い状態では、比較的小さい放電電流での放電で、二次電池において生じている充電分極を解消することができる。このため、二次電池の充電受け入れ性能を向上させ、放電後の充電によって結果的に得られる収支の充電量を極力大きくすることができる。
【００２７】
他方で、充電分極量が相対的に高い状態では、充電前に放電を行うことで充電受け入れ性能を向上させるためには、より大きな放電電流での放電が必要となる。しかしながら、放電電流を増大し、全体的な放電量を大きくすることで、放電後に充電を行った際の収支の充電量が、放電を行わずに充電を行った際の充電量を下回る可能性がある。そこで、放電制御手段は、二次電池における充電分極量の推定値が相対的に高い状態では、放電電流をゼロに設定し、二次電池からの放電を行わずに、充電のみを行う制御を行う。このように制御することで、充電によって得られる充電量を極力大きくすることができる。
【００２８】
この態様において、閾値となる充電分極量は、放電後に所定時間の充電を行った際の収支の充電量が、放電を行わずに同時間の充電を行った際の充電量に対して最も大きくなるＳＯＣに対応する充電分極量となるよう決定されてよい。このような閾値によれば、放電後に充電を行った際の収支の充電量が、放電を行わずに充電を行った際の充電量を上回る充電分極量を適切に決定することができる。
【００２９】
上記、説明した動作によれば、二次電池の状態に応じて、結果的に得られる二次電池の充電量を極力大きくすることができる。
【００３０】
放電制御手段が二次電池の分極量について設定した閾値と分極量の推定値との比較により、放電電流を決定する態様では、前記放電制御手段は、前記二次電池のＳＯＣが第１の充電率を下限とし第２の充電率を上限とする範囲内であり、且つ前記二次電池の分極量の推定値が前記閾値以下となる場合には、前記放電電流を、前記分極量の推定値が小さくなるに従って、ゼロを下限として連続的または断続的に小さくなるように決定してもよい。
【００３１】
二次電池のＳＯＣが十分高く、且つ満充電状態に達するほどではない場合、既に二次電池内には十分な電力が蓄積されているため、比較的小さい放電電流で充電分極を解消することができる。ここに、第１の充電率と第２の充電率とは、二次電池内に十分な電力が蓄積されている状態を規定する閾値であって、例えば、第１の充電率は７０％程度、第２の充電率は８０％程度である。
【００３２】
このような場合において、分極量の推定値が小さくなるに従って放電電流を連続的に低下していくように決定することで、二次電池のＳＯＣがより大きい状態、言い換えれば、二次電池に生じている充電分極を、より小さい放電電流の放電によって解消することが可能な状態では、放電時の放電電流を小さくするよう決定できる。このような処理の結果、充電分極を効果的に解消するために過剰な放電電流での放電を行うことを抑制することができ、結果的に得られる二次電池の充電量を極力大きくすることができる。
【００３３】
また、この態様では、閾値以下の充電分極量の推定値が所定量小さくなる毎に、分極量の推定値が小さい範囲ほど放電電流が段階的に小さくなるように、分極量の推定値に対する放電電流の関係を決定してもよい。このように処理する場合、例えば、パルス放電時のパルス電流値を段階的に調整することで、決定された放電電流での放電を行うための処理を簡単に行うことができる。
【００３４】
また、放電制御手段が二次電池の分極量について設定した閾値と分極量の推定値との比較により、放電電流を決定する態様では、前記放電制御手段は、前記二次電池のＳＯＣが第２の充電率より高い第３の充電率を下限とし満充電状態を上限とする範囲内であり、且つ前記二次電池の分極量の推定値が前記閾値以下となる場合には、前記放電電流を、前記分極量の推定値が小さくなるに従って、連続的または段階的に大きくなるように決定してもよい。
【００３５】
二次電池のＳＯＣが十分高く、満充電状態または満充電に近い状態である場合（一例として、ＳＯＣが９０−１００％の場合）、既に二次電池内には十分な電力が蓄積されている。このため、ＳＯＣがより満充電に近い場合において放電電流を大きくすることで、充電分極を解消し、充電受け入れ性能を向上することができる。ここに、第３の充電率とは、二次電池内に満充電に近い十分な電力が蓄積されている状態を規定する閾値であって、例えば、９０％程度である。
【００３６】
このような場合において、分極量の推定値が小さくなるに従って放電電流を連続的に増加していくように決定することで、二次電池のＳＯＣがより大きい状態において、放電電流が大きくなるよう決定することで、放電後の充電時に得られる充電量を増大することができる。なお、このときの放電電流は、二次電池のＳＯＣが１００％の場合に相当する分極量が推定された場合において最大となるよう決定することが好ましい。なお、放電電流の最大値は、二次電池の分極状態に応じて決定される全体的な放電量に応じて決定される。例えば、放電制御手段は、二次電池の放電後に充電を行うことで、充電受け入れ性能を向上させ、放電後に所定時間の充電を行った際の収支の充電量が、放電を行わずに同条件での充電を行った際の充電量を上回るような放電量を決定し、別途決定した放電時間内に当該放電量での放電を実現可能な電流を放電電流の最大値として決定する。
【００３７】
また、この態様では、閾値以下の充電分極量の推定値が所定量小さくなる毎に、放電電流が段階的に大きくなるよう、分極量の推定値と放電電流との間の関係を決定してもよい。このように処理する場合、例えば、パルス放電時のパルス電流値を段階的に調整することで、決定された放電電流での放電を行うための処理を簡単に行うことができる。
【００３８】
本発明の充電制御装置の他の態様は、前記二次電池の充電状態を示すＳＯＣを算出するＳＯＣ算出手段を更に備える。このとき、前記放電制御手段は、前記二次電池のＳＯＣに基づいて、前記放電電流を決定する。
【００３９】
この態様によれば、ＳＯＣに基づいて放電電流を決定することができる。上述のように、二次電池のＳＯＣと、該ＳＯＣの状態から充電を行った際に生じる充電分極量とは一意の関係に表され得るため、ＳＯＣに基づいて、二次電池の分極量を推定する処理を行うことなく放電量を直接決定し、適切な放電電流を求めることができる。例えば、放電制御手段は、あらかじめ取得される、二次電池のＳＯＣと、該ＳＯＣ状態から満充電した後に生じる充電分極を解消し得る放電量との関係を示す情報に基づくことで、放電量を決定することができる。また、放電制御手段は、二次電池のＳＯＣと、該ＳＯＣにおいて充電受け入れ性能を向上可能な充電前の放電量及び、当該放電量に基づく放電電流を一意的に決定可能であれば、適宜他の方法を採用してもよい。
【００４０】
本発明の充電制御装置の他の態様では、前記放電手段は、抵抗素子を備え、該抵抗素子に対して前記二次電池を放電させる。
【００４１】
この態様によれば、放電手段は、車両に搭載される電装部品を駆動させることで、車両の走行を妨げることなく、二次電池を放電させることができる。
【００４２】
本発明の充電制御装置の他の態様では、前記車両は、前記二次電池に接続される充放電可能な蓄電手段を更に備え、前記放電手段は、前記蓄電手段を充電するよう、前記二次電池を放電させる。
【００４３】
この態様によれば、放電手段は、放電した二次電池の電力を蓄電手段に保持し、必要に応じて車両の電装部品や二次電池へと供給することができる。このため、放電時の電力の損失をなくすことができる。蓄電手段は、例えばキャパシタや補助用の二次電池など、充電した電力を一時的に保持し、再度放電可能な構成である。なお、蓄電手段を備える構成では、放電手段は、蓄電手段の充電を行うと共に、上述のように車両の電装部品に放電することで、二次電池の放電を行ってもよい。二次電池からの放電電力が多少なりと蓄電手段に蓄電されることで、放電時の電力の損失を低減することが可能となる。
【００４４】
上記課題を解決するために、本発明の充電制御方法は、二次電池と、車両の減速時の回生エネルギーを用いて前記二次電池を充電可能な充電手段とを備える車両に搭載され、前記二次電池の充電を制御する充電制御方法であって、前記車両の走行状態を検出する車両状態検出工程、前記二次電池の状態に応じて放電電流を決定する放電制御工程と、前記充電手段による充電が実行される前に、前記放電電流で前記二次電池を放電させる放電工程とを備える。
【００４５】
本発明の充電制御方法によれば、上述した本発明の充電制御装置の各部が実行する処理と同様の処理が行われるため、同様の効果が得られる。
【発明の効果】
【００４６】
本発明の充電制御装置によれば、二次電池において発生した充電分極を解消し、充電受け入れ性能を向上させることができる。また、その際に、過度な放電によって充電後の二次電池の充電量を却って低減させることや、不要な車載電装部品を動作させることで車両の走行を妨げることを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】充電制御装置が搭載される車両の基本的な構成を示す概略図である。
【図２】充電制御装置の基本的な構成を示す概略図である。
【図３】充電制御装置による充電制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図４】充電制御処理における車速と発電電圧と放電電圧との関係を示すグラフである。
【図５】二次電池の充電率に対する充電分極量の関係を示すグラフである。
【図６】二次電池の充電率毎の充電量及び放電後の充電量の関係を示すグラフである。
【図７】充電分極量に基づく放電電流の一例を示すグラフである。
【図８】充電分極量に基づく放電電流の一例を示すグラフである。
【図９】充電分極量に基づく放電電流の一例を示すグラフである。
【図１０】制御回路における鉛蓄電池の放電に係る回路構成を示す概略図である。
【図１１】二次電池の充電率に基づく放電電流の一例を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００４８】
以下、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。
【００４９】
（１）基本的な構成
はじめに、図１を参照して、本発明の二次電池の充電制御装置が搭載される車両の基本的な構成について説明する。図１は、本発明の二次電池の充電制御装置の一実施例である充電制御装置が搭載される車両１を示す概略図である。
【００５０】
図示されるように、車両１は、エンジン１０及び電力系統２０を備える。エンジン１０は、車両１の主たる動力源として、車両１の走行を実現する。
【００５１】
電力系統２０は、車両１に搭載されるＥＣＵや電装部品、該電装部品に電力を供給する二次電池２２及び該二次電池を充電するオルタネータなどを含む電気回路である。また、電力系統２０は、本発明の「充電制御装置」の具体例である制御ユニット３０を含む。
【００５２】
続いて、車両１の電力系統２０の構成について、図２を参照して説明する。図２は、車両１の電力系統２０を示すブロック図である。図示されるように、電力系統２０は、ＥＣＵ２１、鉛蓄電池２２、制御回路２３、オルタネータ２４、スタータモータ２５、負荷２６及び電池状態センサ２７を含む。なお、本発明の「充電制御装置」の一具体例である制御ユニット３０は、ＥＣＵ２１、制御回路２３及び電池状態センサ２７を含む。
【００５３】
ＥＣＵ２１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）などのメモリを備え、車両１のエンジン１０を始めとする各部の動作を制御可能する電子制御ユニットである。
【００５４】
ＥＣＵ２１は、エンジン１０における燃料の供給やスロットル開度などを制御することで、エンジン１０の動作を制御し、車両１の走行状態を制御する。また、ＥＣＵ２１は、本発明の「車両状態検出手段」の一具体例であって、エンジン１０の動作状況などを監視して車両１の走行状態を検出する。具体的には、ＥＣＵ２１は、車両１の速度、アクセル開度、スロットル開度、またはエンジン１０の制御信号などを監視して、車両１が減速を行うことを検出した場合、制御回路２３へ通知する。
【００５５】
鉛蓄電池２２は、本発明の「二次電池」の一具体例であって、例えば、正極（陽極板）に二酸化鉛、負極（陰極板）に海綿状の鉛、電解液として希硫酸を用いた、液式鉛蓄電池である。鉛蓄電池２２は、スタータモータ２５及び負荷２６に対して電力供給が可能な態様で接続され、オルタネータ２４に対して充電が可能な態様で接続される。なお、本発明の「二次電池」は、鉛蓄電池２２に限られず、リチウムイオン電池など、その他の電池を具体例として採用してもよい。
【００５６】
制御回路２３は、電力系統２０全体の動作を制御する制御用の回路であって、ＣＰＵ２３１及びメモリ２３２を備えるとともに、該ＣＰＵ２３１の制御により動作可能なスイッチや抵抗素子などが直列接続されてなる回路である。
【００５７】
制御回路２３は、鉛蓄電池２２に対して決定した放電電流及び放電時間で放電させる、本発明の「放電手段」の一具体例としての機能を有する。このため、制御回路２３は、放電用の抵抗素子や、負荷２６に放電を行うための回路を有する。具体的な制御回路２３における、放電用の回路構成については、後に詳述する。
【００５８】
ＣＰＵ２３１は、メモリ２３２に格納されるプログラム及びデータに基づいて、電力系統２０の各部の動作を制御する。また、ＣＰＵ２３１は、電池状態センサ２７から入力される鉛蓄電池２２の充電率ＳＯＣに基づいて、充電分極量の推定及び放電電流の決定を行い、鉛蓄電池２２に放電させる「放電制御手段」及び「放電手段」の一具体例としての機能を有する。
【００５９】
メモリ２３２は、ＲＯＭ及びＲＡＭを含む情報記録手段であって、ＣＰＵ２３１の動作のためのプログラムの他、あらかじめ格納されるデータや、プログラムの実行により生成されるものなど、各種データを記録する。
【００６０】
オルタネータ２４は、例えば、外周面に複数個の永久磁石を有するロータと、回転磁界を形成する三相コイルが巻回されたステータとを備える同期電動発電機であって、エンジン１０の動力軸に接続される。オルタネータ２４の発電電圧は、制御回路２３により制御され、少なくとも鉛蓄電池２２の放電電圧を上回る電圧と下回る電圧との２通りの電圧で発電可能に構成される。オルタネータ２４は、エンジン１０によって駆動され、発生した交流電力を整流回路によって直流電力に変換し供給し、鉛蓄電池２２を充電するとともに、負荷２６を動作させることもできる。なお、オルタネータ２４は、上述した態様に限定されず、他の形式のオルタネータであっても構わない。
【００６１】
スタータモータ２５は、例えば、直流回転電機であって、鉛蓄電池２２から供給される電力によって回転力を発生し、エンジン１０を始動する。
【００６２】
負荷２６は、例えば、電動ステアリングモータ、デフォッガ、イグニッションコイル、カーオーディオ、またはカーナビゲーションなど、鉛蓄電池２２から供給される電力によって動作する車両１の電装部品である。
【００６３】
電池状態センサ２７は、それぞれ不図示のバッテリ状態測定部、演算処理部及び記憶部を含む構成である。バッテリ状態測定部は、鉛蓄電池２２の状態を測定するための複数のセンサを含む構成であって、例えば、鉛蓄電池２２の放電電圧Ｖを測定する電圧センサ、鉛蓄電池２２に流れる電流Ｉを測定する電流センサ、鉛蓄電池２２の温度Ｔを測定する温度センサを含んでなる。
【００６４】
演算処理部は、ＣＰＵなどの演算装置であって、バッテリ状態測定部により測定される電圧Ｖ、電流Ｉ及び温度Ｔなどに基づいて、鉛蓄電池２２の充電率ＳＯＣを算出する、本発明の「ＳＯＣ算出手段」の一具体例として機能する。また、演算処理部は、同様に鉛蓄電池２２の分極量を算出する、本発明の「分極算出手段」の一具体例として機能する。記憶部は、バッテリ状態測定において測定された測定値、及び演算処理部において算出された算出値を格納するメモリである。
【００６５】
制御回路２３は、電池状態センサ２７によって算出された充電率ＳＯＣとメモリ２３２に記憶された充電分極情報に基づいて、鉛蓄電池２２の分極量を推定し、本発明の「分極推定手段」としての機能を実現する。
【００６６】
なお、上述した構成は一例であって、本発明の「充電制御装置」は、車両１の電力系統２０に備わる公知の構成を用いて実現してもよく、また既存の電力系統２０に対して、上述した各構成を後発的に取り付けることで実現してもよい。
【００６７】
（２）基本的な動作例
制御ユニット３０による充電制御処理について、図を参照して説明する。図３は、制御ユニット３０の基本的な動作の流れについて示すフローチャートである。制御ユニット３０は、図３のフローチャートに示される処理を車両１の走行中（具体的には、車両１のエンジン１０がオンの状態であって、車両の一時停止中をも含む期間）に、実行する。
【００６８】
まず、制御ユニット３０は、電池状態センサ２７において検出される情報に基づき、鉛蓄電池２２の状態を確認する。具体的には、電池状態センサ２７は、鉛蓄電池２２の放電電圧Ｖ、電流Ｉ及び温度Ｔの検出（ステップＳ１０１）を行い、検出された放電電圧Ｖ及び電流Ｉに基づいて充電率ＳＯＣを算出する（ステップＳ１０２）。
【００６９】
次に、制御ユニット３０の制御回路２３は、算出された充電率ＳＯＣに基づき、鉛蓄電池２２において生じている充電分極量を推定する（ステップＳ１０３）。例えば、制御ユニット３０は、あらかじめ取得した、鉛蓄電池２２の充電率ＳＯＣと充電分極量との関係を示すデータを参照することなどにより、充電分極量を推定する。
【００７０】
制御ユニット３０の制御回路２３は、推定された充電分極量に基づいて、鉛蓄電池２２からの放電電流ｄｉｓを決定する（ステップＳ１０４）。具体的には、制御ユニット３０は、推定された鉛蓄電池２２の充電分極量に応じて、充電前に放電を行うことで、充電のみを行う場合と比較して、充電受け入れ性能を向上させ、より多くの充電量を得られる放電量を、あらかじめ取得したデータを参照することなどにより決定する。そして、決定した放電量と、あらかじめ設定される放電時間とに基づいて、鉛蓄電池２２からの放電電流の最大値を決定する。鉛蓄電池２２の放電は、車両１の減速の開始を検知した後に、車両１の回生による充電を妨げないよう行われることが好ましく、放電時間は、典型的には数百ミリ秒から２秒程度の範囲に定められる。放電電流の最大値は、決定された放電量を、放電時間内で実現できるよう算出される。このとき、放電時間と放電電流の最大値との組み合わせを複数通り決定し、評価することで最も適切な放電電流の最大値（例えば、最も電流値の少ないもの）を選択してもよい。より詳細な放電電流の決定処理については、後に詳述する。
【００７１】
制御ユニット３０は、車両１の走行中に、ＥＣＵ２１により検出される情報を参照して、車両１の走行状態を逐次確認する（ステップＳ１０５）。このとき、制御ユニット３０は、車両１のエンジン回転数やスロットル開度、アクセル開度などを参照して、車両１が減速することを監視する（ステップＳ１０６）。車両１が減速を開始したことを検出した場合（ステップＳ１０６：Ｙｅｓ）、制御ユニット３０は、鉛蓄電池２２の放電を行う。
【００７２】
制御ユニット３０の制御回路２３は、鉛蓄電池２２の放電を実施するためにオルタネータ２４の出力電圧が鉛蓄電池２２の放電電圧を下回るよう、出力電圧を低減するよう指示する（ステップＳ１０７）。オルタネータ２４からの出力電圧が低下したため、鉛蓄電池２２からの放電が可能となり、制御ユニット３０は、先に決定した放電電流ｄｉｓ及び放電時間に応じた、鉛蓄電池２２の放電を実施する（ステップＳ１０８）。放電終了後、制御ユニット３０は、オルタネータ２４の出力電圧を低減前の状態にまで復元し、鉛蓄電池２２からの放電を終了する（ステップＳ１０９）。
【００７３】
放電終了後、制御ユニット３０は、車両１の減速時の回生エネルギーを用いて鉛蓄電池２２が充電されるよう、オルタネータ２５を動作させる（ステップＳ１１０）。その後、制御ユニット３０は、ＥＣＵ２１から通知される車両１の走行状態を確認し、車両１が加速を開始しない状態において（ステップＳ１１１：Ｎｏ）、鉛蓄電池２２の充電を実行する。他方で、車両１が加速を開始したことを検出した場合（ステップＳ１１１：Ｙｅｓ）、制御ユニット３０は、鉛蓄電池２２の充電を停止する（ステップＳ１１２）。
【００７４】
制御ユニット３０は、車両１が駆動している間、ステップＳ１０１からＳ１１２までの一連の動作を繰り返し実行する。
【００７５】
上述した、制御ユニット３０による充電制御処理によれば、車両１の減速時に、回生エネルギーによる鉛蓄電池２２の充電が行われる前に、鉛蓄電池２２において生じている充電分極量の推定値に基づく放電電流での放電が行われる。
【００７６】
このときの、車両１の速度と、オルタネータ２４の発電電圧と、鉛蓄電池２２の放電電圧との関係について、図４に示す。
【００７７】
車両１が減速を開始することを検出したタイミング（ｔ１）で、制御ユニット３０は、オルタネータ２４の発電電圧をＶ２から一時的に低減させる。発電電圧Ｖ２は、車両１の走行時に、オルタネータ２４が鉛蓄電池２４の回生充電を行っていない状態での発電電圧である。このとき、制御ユニット３０は、上述した処理により、放電電流ｄｉｓを決定し、１回または複数回のパルス放電により、鉛蓄電池２４を放電させる。
【００７８】
放電終了後（ｔ２）で、制御ユニット３０は、オルタネータ２４の発電電圧を、鉛蓄電池２２を充電可能な十分高い電圧Ｖ１まで増大し、鉛蓄電池の回生充電を行う。制御ユニット３０は、車両１の加速したことを検出したタイミング（ｔ３）で、オルタネータ２４の発電電圧をＶ２に低減し、回生充電を終了する。
【００７９】
放電時の放電量は、好適には、鉛蓄電池２２において生じている充電分極を解消し、少なくとも放電を行わない状態で充電を行った場合よりも充電量が増大するよう、制御回路２３によって決定される。したがって、放電を行わないで充電する場合と比較して、充電受け入れ性の向上のため、放電後の充電により得られる充電量（つまり、得られる充電量から放電量を差し引いた収支充電量）が大きくなる。具体的な放電量及び放電電流の決定時の処理の流れについて、以下に説明する。
【００８０】
（３）放電電流の決定処理
以下、放電電流の決定処理について詳細に説明する。制御回路２３は、鉛蓄電池２２において生じている充電分極を解消するための放電を行う際に、まずは推定される充電分極量に応じた適切な放電量を決定する。
【００８１】
図３のフローチャートに示されるように、制御回路２３は、鉛蓄電池２２の充電率ＳＯＣを算出し、該充電率ＳＯＣに基づいて、充電分極量の推定を行っている。
【００８２】
このとき、制御回路２３は、あらかじめメモリ２３２に格納される、充電率ＳＯＣと充電分極量との関係を示すデータなどを参照することにより、充電率ＳＯＣに基づく充電分極量の推定を行う。このようなデータは、典型的には、鉛蓄電池２２の所定の充電率ＳＯＣに対して、該充電率から満充電を行った後に電極に電流が流れない状態で放置し、該放置期間中に発生した充電分極量の測定値を示すものである。制御回路２３は、充電率ＳＯＣに対する充電分極量の関係について、異なる複数の充電率ＳＯＣから鉛蓄電池２２の満充電を行った場合の充電分極量を測定し、近似式で表したデータをあらかじめメモリ２３２に格納する。
【００８３】
充電率ＳＯＣに対する充電分極量の関係は、例えば図５のグラフに示される通り、充電率ＳＯＣが増大して満充電に近づくにつれて充電分極量は低減するという負の相関を有する。このような関係は、例えば、Ｙを充電分極量とし、ａ、ｂを任意の係数とした、以下の近似式により表される。
Ｙ＝ａ×ＳＯＣ＋ｂ  ・・・（１）
【００８４】
このようにあらかじめ取得されたデータに基づいて算出される近似式に当てはめることで、比較的簡単な処理で鉛蓄電池２２において発生した充電分極量を推定することができる。
【００８５】
なお、このように算出された近似式について、例えば、鉛蓄電池２２の状態から算出される充電率ＳＯＣの算出値と、充電分極量の算出値とに基づいて、適宜補正を行ってもよい。このような補正を行うために、電池状態センサ２７は、鉛蓄電池２２の状態を測定して、充電率ＳＯＣと分極量とを算出する。ここに、分極量の算出とは、検出された鉛蓄電池２２の放電電圧Ｖ及び電流Ｉなどに基づいて、鉛蓄電池２２において生じている分極量を算出することである。電池状態センサ２７は、車両１の駐車中など、鉛蓄電池２２への電流の出入りがなく、分極量が大きく変動しない状態において、鉛蓄電池２２の充電率ＳＯＣと分極量との算出を行う。制御回路２３のＣＰＵ２３１は、算出された充電率ＳＯＣと分極量とを用いて、図５に示されるグラフを更新し、（１）式において用いられる係数ａ、ｂを補正する。このように、車両１の駐車中に、算出された鉛蓄電池２２の充電率ＳＯＣと分極量とに基づいて近似式の補正を行うことで、充電率ＳＯＣに基づく充電分極量の推定を常に精度よく行うことが可能となる。
【００８６】
充電分極量の推定処理後、制御回路２３は、鉛蓄電池２２の充電率ＳＯＣと充電分極量とに基づいて、放電量の最大値を決定する。
【００８７】
具体的には、制御回路２３は、あらかじめメモリ２３２に格納される、充電率ＳＯＣと放電量の最大値との関係を示すデータを参照して充電分極量の推定処理を行う。このようなデータは、鉛蓄電池２２の充電率ＳＯＣ毎に、放電を行わない場合の充電量Ｃ０を基準として、放電後に充電を行った場合の充電量Ｃ１と放電に使用した放電量Ｃ２との収支を計算したものである。制御回路２３は、各充電率ＳＯＣにおいて、Ｃ１−Ｃ２＞Ｃ０となる放電量Ｃ２を、放電量の最大値として決定する。他方、Ｃ１−Ｃ２がＣ０以下となる充電率ＳＯＣの場合、制御回路２３は、鉛蓄電池２２の放電を行わない（言い換えれば、放電量の最大値を０に決定する）。このとき、制御回路２３は、Ｃ１−Ｃ２とＣ０との比較を、例えば、ＳＯＣ１０％毎など、所定のＳＯＣ範囲毎に行い、Ｃ１−Ｃ２＞Ｃ０となるＣ２を求める。
【００８８】
図６は、ある鉛蓄電池２２について算出した、充電率ＳＯＣと、Ｃ０及びＣ１−Ｃ２との関係を表すグラフである。このようなデータを種類の異なる鉛蓄電池２２毎にあらかじめ算出し、保持しておくことで、制御回路２３は、様々な鉛蓄電池２２に対して、放電量の最大値Ｃ２を決定することができる。図６のグラフには、充電率ＳＯＣに対する、放電後に充電を実施した場合の収支充電量Ｃ１−Ｃ２（実線）、放電後に充電を実施した場合の充電量Ｃ１（点線）、放電を行わずに充電した場合の充電量Ｃ０（一点破線）が示される。図示されるように、全てのＳＯＣにおいて、Ｃ１がＣ０を上回っており、また、ＳＯＣが高い状態（例えば、８３％以上）では、放電後の収支充電量Ｃ１−Ｃ２が充電のみの充電量Ｃ０を上回っている。
【００８９】
制御回路２３は、決定された放電量の最大値Ｃ２に基づいて、別途決定された放電時間内での放電を実現するための放電電流の最大値ｄｉｓ＿ｍａｘを決定する。なお、制御回路２３は、対象となる鉛蓄電池２２の電池種別や充電率などを考慮して、個別に放電量の最大値Ｃ２を決定する。また、制御回路２３は、Ｃ１−Ｃ２＞Ｃ０を満たすＣ２が複数通り存在する場合には、放電量の最大値Ｃ２に基づく放電電流の最大値ｄｉｓ＿ｍａｘがより小さくなるものを選択してもよい。
【００９０】
放電電流の最大値ｄｉｓ＿ｍａｘの決定後に、制御回路２３は、充電分極量に応じた実際に放電する放電電流ｄｉｓを決定する。このときの充電分極量に対する放電電流ｄｉｓについて、図７のグラフに示す。図７の例では、鉛蓄電池２２の充電率ＳＯＣにより推定される充電分極量と、閾値となる充電分極量との比較により放電電流ｄｉｓが決定される。具体的には、充電分極量が閾値以下の場合には放電電流ｄｉｓは最大値ｄｉｓ＿ｍａｘとなり、充電分極量が閾値以上の場合には放電電流ｄｉｓは０となるよう決定される。このように放電電流ｄｉｓを決定することで、放電により効果的に充電分極を解消することが可能となる。
【００９１】
なお、閾値となる充電分極量は、典型的には、上述した（１）式において、放電電流の最大値ｄｉｓ＿ｍａｘを決定するために用いた充電率ＳＯＣに対応する充電分極量である。このようにすれば、充電前の放電により充電受け入れ性能を向上することができる適切な充電分極量の閾値を設定することができる。
【００９２】
充電分極量の推定値に基づく放電電流ｄｉｓの決定においては、鉛蓄電池２２の充電率ＳＯＣに基づいて、充電分極量と放電電流ｄｉｓとの関係を規定してもよい。
【００９３】
例えば、図８（ａ）は、充電分極量に対する放電電流ｄｉｓの関係を示すグラフであって、特に、鉛蓄電池２２の充電率が７０−８０％程度の満充電に比較的近い状態で、充電量を更に増加する場合での放電電流ｄｉｓの決定のために用いられるデータである。
【００９４】
満充電に近づくにつれて鉛蓄電池２２に生じる充電分極量は低下するため、充電率が７０−８０％程度であるなど、比較的満充電に近い状態では、比較的小さな放電電流ｄｉｓで放電することで、充電分極を解消して充電受け入れ性能を向上させることができる。このため、図８（ａ）のグラフでは、推定される充電分極量が小さくなるにつれ、放電電流ｄｉｓが小さくなる様子が示される。
【００９５】
具体的には、所定の充電分極量を閾値とし、充電分極量の推定値が閾値と同値である場合には、放電電流ｄｉｓは最大値ｄｉｓ＿ｍａｘとなり、充電分極量の推定値が閾値より大きい場合には、放電電流ｄｉｓは０となるよう決定される。充電分極量の推定値が閾値以下の場合の放電電流ｄｉｓは、ｄｉｓ＿ｍａｘを最大値として、任意の係数ｃ、ｅを用いた下記の一次式により表される。
ｄｉｓ＝ｃ×Ｙ＋ｅ  ・・・（２）
【００９６】
なお、上述した（１）式を考慮すれば、（２）式は以下の（３）式の形で表される。
ｄｉｓ＝ｃ×Ｙ＋ｅ＝ｃ×（ａ×ＳＯＣ＋ｂ）＋ｅ  ・・・（３）
【００９７】
（３）式によれば、充電分極量が低い場合には相対的に低く、閾値に向けて充電分極量が増加するにつれて最大値ｄｉｓ＿ｍａｘまで次第に増加するように放電電流ｄｉｓを決定することができる。このため、充電分極を解消するための適切な放電電流ｄｉｓを決定することが可能となる。なお、（２）式及び（３）式に用いられる係数ｃ、ｅについては、好適に充電分極を解消し得る放電電流ｄｉｓが決定できるよう、あらかじめ実験やシミュレーションなどによって決定されることが好ましい。
【００９８】
また、（３）式及び図８（ａ）のグラフに示されるように放電電流ｄｉｓを決定する場合、代わりに図８（ｂ）に示されるように、充電分極量を複数の範囲に区切り、範囲毎に段階的に増大する値を放電電流ｄｉｓとするよう決定してもよい。図８（ｂ）のグラフには、（３）式及び図８（ａ）のグラフに基づき、閾値以下の充電分極量を複数の範囲に区切り、範囲毎に所定の放電電流ｄｉｓが規定される様子が示される。範囲毎の放電電流ｄｉｓは、例えば図８（ａ）のグラフに示されるものと同様に、放電電流の最大値ｄｉｓ＿ｍａｘを最大値として、分極量の推定値が増大する毎に段階的に増大する値に設定される。
【００９９】
このような決定方法に基づく場合でも、充電分極量の推定値が低い場合には相対的に低く、閾値に向けて充電分極量の推定値が増加するにつれて、次第に増加するように放電電流ｄｉｓを決定することができる。また、このように、放電電流ｄｉｓがあらかじめ設定した複数段階の電流値となるように充電分極量の範囲との関係を定めることで、充電分極量の推定値に対する放電電流ｄｉｓを逐一算出する必要が無く、比較的簡単な処理で放電電流ｄｉｓを決定することができる。
【０１００】
また、鉛蓄電池２２の充電率ＳＯＣが９０−１００％程度あるなど、満充電に近い状態では、図６のグラフに示されるように、大きな放電電流を流すことで、放電後の充電受け入れ性能をより向上させることができる。このため、満充電に近い状態では、充電分極量が低下するにつれて、放電電流ｄｉｓは大きくなるよう、決定される。
【０１０１】
図９（ａ）は、鉛蓄電池２２の充電率が９０−１００％程度の満充電に比較的近い状態で、充電量を更に増加する場合での放電電流ｄｉｓの決定のために用いられる、充電分極量に対する放電電流ｄｉｓの関係を示すグラフである。図９（ａ）のグラフでは、推定される充電分極量が小さくなるにつれ、放電電流ｄｉｓが大きくなる様子が示されている。
【０１０２】
具体的には、所定の充電分極量を閾値とし、充電分極量の推定値が閾値以上である場合には、放電電流ｄｉｓは０となるよう決定される。充電分極量の推定値が閾値以下の場合の放電電流ｄｉｓは、充電分極量の推定値が小さい場合には、放電電流ｄｉｓは、最大値ｄｉｓ＿ｍａｘとなり、充電分極量の推定値が閾値に向けて増加するにつれて、放電電流ｄｉｓは０に向けて低下する。このときの充電分極量と放電電流ｄｉｓとの関係は、ｆ、ｇを任意の係数とする下記の一次式により表される。
ｄｉｓ＝ｆ×Ｙ＋ｇ  ・・・（４）
【０１０３】
なお、上述した（１）式を考慮すれば、（４）式は以下の（５）式の形で表される。
ｄｉｓ＝ｆ×Ｙ＋ｇ＝ｆ×（ａ×ＳＯＣ＋ｂ）＋ｇ  ・・・（５）
【０１０４】
（５）式を用いれば、充電分極量の推定値が低い場合には最大値ｄｉｓ＿ｍａｘであり、閾値に向けて充電分極量の推定値が増加するにつれて０に向けて低下するように放電電流ｄｉｓを決定することができる。なお、（４）式及び（５）式に用いられる係数ｆ、ｇについては、好適に充電分極を解消し得る放電電流が決定できるよう、あらかじめ実験やシミュレーションなどによって決定されることが好ましい。
【０１０５】
また、（５）式及び図９（ａ）のグラフに示されるように放電電流ｄｉｓを決定する場合、代わりに図９（ｂ）に示されるように、充電分極量を複数の範囲に区切り、範囲毎に段階的に減少するように放電電流ｄｉｓとするよう決定してもよい。図９（ｂ）のグラフには、（５）式及び図９（ａ）のグラフに基づき、閾値以下の充電分極量を複数の範囲に区切り、範囲毎に段階的に放電電流ｄｉｓが減少する様子が示される。範囲毎の放電電流ｄｉｓは、例えば図９（ａ）のグラフに示されるものと同様、放電電流の最大値ｄｉｓ＿ｍａｘを最大値として、分極量が増大するごとに段階的に減少する値に設定される。
【０１０６】
このような決定方法に基づく場合でも、充電分極量の推定値が低い場合には相対的に高く、閾値に向けて充電分極量の推定値が増加するにつれて、次第に低下するように放電電流ｄｉｓを決定することができる。また、上述したように、充電分極量の推定値に対する放電電流ｄｉｓを逐一算出する必要が無く、比較的簡単な処理で放電電流ｄｉｓを決定することができる。
【０１０７】
以上、説明した放電電流の決定処理によれば、鉛蓄電池２２において発生している充電分極を解消し、充電受け入れ性能を向上し得る、適切な放電電流ｄｉｓを決定することができる。このため、充電前に放電を行うことで、結果的に得られる鉛蓄電池２２の充電量を増大することが可能となる。
【０１０８】
なお、上述した放電電流の決定処理では、鉛蓄電池２２の充電率ＳＯＣに基づいて、充電分極量の推定値に対する放電電流ｄｉｓの関係を変更することができる。例えば、制御回路２３は、鉛蓄電池２２が満充電状態に近い場合には、放電電流ｄｉｓを相対的に小さく設定する。このような状態では、大きな放電電流での放電を行わなくても充電分極を十分解消し得るため、過度な放電により却って二次電池の充電量を失うことなく、結果的に得られる充電量を増大することができる。
【０１０９】
また、制御回路２３は、鉛蓄電池２２の放電後の充電時に、オルタネータ２４の発電電圧を、鉛蓄電池２２を充電するために必要な電圧と比較してより高くなるよう設定してもよい。発電電圧を相対的に高くすることで、鉛蓄電池２２への充電量をより増大することが可能となる。
【０１１０】
なお、上述のフローチャートを参照した説明では、放電電流ｄｉｓの決定処理（図３、ステップＳ１０１からステップＳ１０４までの各処理）は、制御ユニット３０が車両１の減速を検出する前に行っている。
【０１１１】
しかしながら、制御ユニット３０は、電池状態センサ２７を動作させて、それぞれのパラメータについて異なるタイミングで検出または算出してもよい。例えば、制御ユニット３０は、車両１の走行中、電池状態センサ２７において所定の周期毎に放電電圧Ｖ及び電流Ｉの検出（図３、ステップＳ１０１）と、検出されたパラメータに基づいて充電率ＳＯＣの算出（図３、ステップＳ１０２）とを行ってもよい。他方で、制御ユニット３０は、車両１の駐車時（例えば、走行終了後のエンジン１０のオフ時）に充電分極量の算出を行い、メモリ２３２に格納してもよい。このような処理を行う場合、制御ユニット３０は、鉛蓄電池２２の放電電流ｄｉｓの決定のための処理時に、あらかじめ算出した鉛蓄電池２２の充電分極量を読み取り、算出された充電率ＳＯＣと併せて、放電電流ｄｉｓの計算に用いてもよい。
【０１１２】
一般的に、鉛蓄電池２２の充電分極量は、車両１の駐車中など電池における電流の出入りのない状態では、時間経過とともに分極が解消され減少していくものの、直ちに大きく変動することはない。このため、車両１の駐車期間中にあらかじめ算出しておくことでも、比較的精度の高い値を得ることができ、また、放電電流ｄｉｓの決定のための処理を低減することができるとの利点もある。他方で、鉛蓄電池２２の充電率ＳＯＣについては、車両１の走行中に生じる充放電によって変動することが考えられるため、走行中にも逐次算出されることが好ましい。
【０１１３】
（４）放電の態様
制御回路２３は、鉛蓄電池２２の充電開始前に、上述の処理によって決定された放電電流ｄｉｓを放電する。このときの放電の態様について、説明する。図１０は、図２に示される電力系統２０のうち、鉛蓄電池２２及び制御回路２３を含む放電に係る部位について抜粋した図である。図１０（ａ）ないし（ｃ）は、それぞれ異なる態様で放電を行うための制御回路２３の変形例、制御回路２３ａないし２３ｃについて示すものである。
【０１１４】
図１０（ａ）に示される制御回路２３ａは、内部にスイッチ２３ａａと、抵抗２３ａｂとを備え、鉛蓄電池２２とスイッチ２３ａａと抵抗２３ａｂとが直列に接続される閉回路を形成する。
【０１１５】
このような制御回路２３ａにおいては、オルタネータ２４の出力電圧を鉛蓄電池２２の放電電圧より低減した状態で、スイッチ２３ａａを閉じることで、鉛蓄電池２２から抵抗２３ａｂへと電流が供給され、放電が行われる。
【０１１６】
他の例として、図１０（ｂ）に示される制御回路２３ｂは、鉛蓄電池２２と負荷２６とを接続する回路内にスイッチ２３ｂａを備える。
【０１１７】
このような制御回路２３ｂによれば、オルタネータ２４の出力電圧を鉛蓄電池２２の放電電圧より低減した状態で、スイッチ２３ｂａを閉じることで、鉛蓄電池２２から負荷２６へと電流が供給され、放電が行われる。このとき、電流の供給を受ける負荷２６は、車両１の電装部品の中でも、デフォッガやミラーヒータなど、動作をしても走行の安全を妨げないものであることが好ましい。
【０１１８】
他の例として、図１０（ｃ）に示される制御回路２３ｃは、内部にスイッチ２３ｃａと、キャパシタ２３ｃｂと、ダイオード２３ｃｃとを備える。制御回路２３ｃは、スイッチ２３ｃａを介して、鉛蓄電池２２とキャパシタ２３ｃｂが接続される回路を形成する。更に、制御回路２３ｃにおいて、キャパシタ２３ｃｂは、スイッチ２３ｃａの接続方向において分岐し、鉛蓄電池２２及び負荷２６に対して電流を供給できるよう、ダイオード２３ｃｃを介して負荷２６に接続される。キャパシタ２３ｃｃの、スイッチ２３ｃａ及びダイオード２３ｃｃと接続される端子の他方の端子は接地される。
【０１１９】
このような制御回路２３ｃによれば、オルタネータ２４の出力電圧を鉛蓄電池２２の放電電圧より低減した状態で、スイッチ２３ｃａを閉じることで、鉛蓄電池２２からキャパシタ２３ｃｂへと電流が供給され、放電が行われる。放電により、キャパシタ２３ｃｂへ充電された電荷は、鉛蓄電池２２または負荷２６へ供給することができる。このため、制御回路２３ｃは、充電開始前の放電時の電力を一時的に貯蔵し、鉛蓄電池２２の再充電や、負荷２６の動作に用いることができる。このため、放電による鉛蓄電池２２の充電量の損失を低減させることが可能となる。
【０１２０】
なお、更なる変形例として、制御回路２３ｃは、キャパシタ２３ｃｂの代わりに、鉛蓄電池などの二次電池を備えていてもよい。このような構成でも、放電時の電力を一時的に貯蔵し、鉛蓄電池２２の再充電や、負荷２６の動作に用いることができる。このため、放電による鉛蓄電池２２の充電量の損失を低減させることが可能となる。
【０１２１】
制御回路２３の構成については、上述した例以外でも、鉛蓄電池２２の放電を実施可能な態様であれば適宜採用されてよく、好適には、車両１の走行を妨げることなく、鉛蓄電池２２の放電を実施可能な回路構成である。
【０１２２】
（５）放電電流の決定処理の変形例
放電電流の決定処理の変形例として、制御回路２３は、算出された鉛蓄電池２２の充電率ＳＯＣに基づいて放電電流ｄｉｓを決定してもよい。
【０１２３】
具体的には、制御回路２３は、例えば、あらかじめメモリ２３２に格納される、鉛蓄電池２２の充電率ＳＯＣに対する効果的な放電電流を示すデータを参照して放電電流を決定する。
【０１２４】
図１１は、充電率ＳＯＣに対する放電電流ｄｉｓを示すグラフの一例である。図１１に示されるように、充電率ＳＯＣが相対的に低い状態からの満充電後の充電分極量は、充電率ＳＯＣが相対的に高い状態からの満充電後の充電分極量と比較して相対的に高くなる傾向がある。このため、充電率ＳＯＣに対する放電電流ｄｉｓは、充電率ＳＯＣが相対的に低い状態では高く、充電率ＳＯＣが相対的に高い状態では低くなる。
【０１２５】
上述のデータにおいて放電電流ｄｉｓは、充電率ＳＯＣ毎、または所定の充電率ＳＯＣの範囲毎に一意的に決定される。例えば、図１１のグラフに示される例では、充電率ＳＯＣが０％から２０％の間では一定であった放電電流ｄｉｓが、充電率ＳＯＣの増大に伴って、低減していく様子が示される。なお、充電率ＳＯＣと放電電流ｄｉｓとの関係を示すデータは、例えばあらかじめ行われた実験やシミュレーションによって取得されることが好ましい。
【０１２６】
このように放電電流を決定することで、鉛蓄電池２２の充電率ＳＯＣから充電分極量を推定する必要がなくなり、上述のデータを参照することで比較的簡単な処理で放電電流ｄｉｓを決定することができる。したがって、放電電流の決定処理に要する時間を短縮した上で、上述した放電電流の決定処理と同様の利点を得ることが可能となる。
【０１２７】
なお、実施形態においては、放電電流ｄｉｓを決定する基準となる鉛蓄電池２２の状態として、鉛蓄電池２２の充電率ＳＯＣや、生じている分極量の推定値を用いている。しかしながら、鉛蓄電池２２に生じている充電分極を解消し得る適切な放電電流を決定することが可能であれば、鉛蓄電池２２の状態を定性的または定量的に示すその他何らかの指標を用いてもよい。
【０１２８】
本発明は、上述した実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨または思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う充電制御装置及び方法もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【０１２９】
１  車両
１０  エンジン
２０  電力系統
２１  ＥＣＵ
２２  鉛蓄電池
２３  制御回路
２４  オルタネータ
２６  負荷
２７  電池状態センサ
３０  充電制御装置
【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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