(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動源としての電動機を有した車両が備える蓄電器の充電状態を示す暫定値を導出する第１導出部と、
前記蓄電器の使用可能な蓄電量に応じて分割された複数の領域の境界点と前記暫定値とを比較して得られた条件に基づいて、前記蓄電器の充電状態を導出する第２導出部と、
前記第２導出部が導出した前記蓄電器の充電状態に基づいて、前記蓄電器が前記複数の領域のうち、どの領域に属するかを判別する判別部と、
前記判別部が判別した領域に応じて、前記蓄電器の充放電に係る制御を行うよう指示する指示部と、を備え、
前記境界点は、前記蓄電器が前記複数の領域のうちの少なくとも１つの特定領域に属する際に最低限求められる使用可能な蓄電量に基づいて設定され、
前記最低限求められる使用可能な蓄電量は、所定の劣化状態の前記蓄電器が前記特定領域に属するときの使用可能容量である、蓄電器管理装置。
【請求項２】
前記蓄電器が前記特定領域に属すると判別されたとき、前記指示部は、前記蓄電器の充電を制限又は禁止する、請求項１に記載の蓄電器管理装置。
【請求項３】
前記蓄電器が前記特定領域に属すると判別されたとき、前記指示部は、前記蓄電器の放電を制限又は禁止する、請求項１に記載の蓄電器管理装置。
【請求項４】
前記蓄電器の開放電圧を導出する第３導出部を備え、
前記第１導出部は、前記第３導出部が導出した開放電圧から、前記蓄電器の開放電圧と前記蓄電器の充電状態との関係に基づいて前記暫定値を導出する、請求項１から３のいずれか１項に記載の蓄電器管理装置。
【請求項５】
前記第２導出部は、前記境界点と前記暫定値との比較の結果、前記蓄電器が前記特定領域に属すると判定された場合、前記蓄電器の充放電電流の積算値に基づいて、前記蓄電器の充電状態を導出する、請求項１から４のいずれか１項に記載の蓄電器管理装置。
【請求項６】
前記第２導出部は、前記境界点と前記暫定値との比較の結果、前記蓄電器が前記特定領域に属さないと判定された場合、前記蓄電器の充放電電流の積算値及び前記暫定値に基づいて、前記蓄電器の充電状態を導出する、請求項１から５のいずれか１項に記載の蓄電器管理装置。
【請求項７】
前記第２導出部は、前記蓄電器が前記特定領域に属さないと判定された場合、前記暫定値が前記境界点に近づくほど前記暫定値に基づく導出割合を増やす、請求項６に記載の蓄電器管理装置。
【請求項８】
前記所定の劣化状態の前記蓄電器は、前記蓄電器が満充電時の充電状態を示す値が、劣化していない前記蓄電器が満充電時の充電状態を示す値の半分以下となった状態の前記蓄電器である、請求項１から７のいずれか１項に記載の蓄電器管理装置。
【請求項９】
前記蓄電器の開放電圧と前記蓄電器の充電状態との関係は、前記蓄電器の劣化状態によって変化する、請求項１から８のいずれか１項に記載の蓄電器管理装置。
【請求項１０】
前記所定の劣化状態は、前記蓄電器の劣化状態が許容可能な最低限のレベルである、請求項８に記載の蓄電器管理装置。
【請求項１１】
前記第１導出部が前記暫定値を導出する際に利用する前記蓄電器の開放電圧と前記蓄電器の充電状態との関係は、前記蓄電器が初期状態と前記所定の劣化状態との間で、開放電圧に対する充電状態を示す値の誤差が最も小さくなる劣化状態での前記関係である、請求項４に記載の蓄電器管理装置。
【請求項１２】
請求項１から１１のいずれか１項に記載の蓄電器管理装置を有する、車両。
【請求項１３】
駆動源としての電動機を有した車両が備える蓄電器の充電状態を示す暫定値を導出する第１導出ステップと、
前記蓄電器の使用可能な蓄電量に応じて分割された複数の領域の境界点と前記暫定値とを比較して得られた条件に基づいて、前記蓄電器の充電状態を導出する第２ステップと、
前記第２ステップで導出された前記蓄電器の充電状態に基づいて、前記蓄電器が前記複数の領域のうち、どの領域に属するかを判別する判別ステップと、
前記判別ステップで判別された領域に応じて、前記蓄電器の充放電に係る制御を行うよう指示する指示ステップと、を有し、
前記境界点は、前記蓄電器が前記複数の領域のうちの少なくとも１つの特定領域に属する際に最低限求められる使用可能な蓄電量に基づいて設定され、
前記最低限求められる使用可能な蓄電量は、所定の劣化状態の前記蓄電器が前記特定領域に属するときの使用可能容量である、蓄電器管理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動源としての電動機を有した車両が備える蓄電器の蓄電器管理装置及び蓄電器管理方法、並びに、車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、駆動源としての電動機を有する車両が備える蓄電器の蓄電容量管理装置が記載されている。この蓄電容量管理装置は、蓄電器の劣化状態を推定する内部抵抗算出部と、蓄電器の劣化状態に応じて、蓄電器を使用可能な蓄電容量を複数のゾーンに設定するゾーン設定部と、蓄電器の開放電圧に応じた制御ＳＯＣを導出した上で、ゾーン設定部が設定した複数のゾーンの内、この導出した制御ＳＯＣがどのゾーンに属するかを判別する所属ゾーン判別部と、所属ゾーン判別部が判別したゾーンに応じて、蓄電器の充放電に関する制御を行うよう指示する制御指示部とを備える。ゾーン設定部が設定する複数のゾーンの内、少なくとも１つの所定ゾーンの蓄電容量の範囲は、蓄電器の劣化状態にかかわらず一定に設定され、所定ゾーン以外のゾーンの蓄電容量の範囲は、蓄電器の劣化状態に応じて異なる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２０１２／００８４６２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の蓄電容量管理装置における所属ゾーン判別部は、蓄電器の開放電圧に応じた制御ＳＯＣを導出した上で、蓄電器がどのゾーンに属するかを判別する。この判別を正確に行うためには、開放電圧から導出する制御ＳＯＣの精度が一定以上である必要がある。このため、特許文献１に記載の蓄電容量管理装置は、開放電圧と制御ＳＯＣとの関係が蓄電器の劣化状態に拠らず一意である蓄電器を対象としている。しかし、開放電圧と制御ＳＯＣとの関係が劣化状態によって変化する蓄電器を対象とする場合、この蓄電器がどのゾーンに属するかを特許文献１に記載の蓄電容量管理装置では正確に判別できない場合がある。その結果、蓄電器が劣化した状態では、蓄電器の本来の制御ＳＯＣに基づき設定された充放電に関する制御を適切に行うことができず、蓄電器の充放電に関する所望の性能を十分に発揮できない可能性がある。
【０００５】
本発明の目的は、劣化状態によって特性が変化する蓄電器の性能を十分に発揮可能な蓄電器管理装置及び蓄電器管理方法、並びに、車両を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、
駆動源としての電動機（例えば、後述の実施形態での電動機Ｍ）を有した車両が備える蓄電器（例えば、後述の実施形態での蓄電器１０３）の充電状態を示す暫定値（例えば、後述の実施形態での暫定制御ＳＯＣ）を導出する第１導出部（例えば、後述の実施形態での開放電圧算出部１１７及び暫定制御ＳＯＣ導出部１１９）と、
前記蓄電器の使用可能な蓄電量（例えば、後述の実施形態での使用可能容量）に応じて分割された複数の領域（例えば、後述の実施形態でのゾーン）の境界点（例えば、後述の実施形態での境界点α，β）と前記暫定値とを比較して得られた条件に基づいて、前記蓄電器の充電状態（例えば、後述の実施形態での制御ＳＯＣ）を導出する第２導出部（例えば、後述の実施形態での制御ＳＯＣ算出部１２５）と、
前記第２導出部が導出した前記蓄電器の充電状態に基づいて、前記蓄電器が前記複数の領域のうち、どの領域に属するかを判別する判別部（例えば、後述の実施形態での所属ゾーン判別部１２７）と、
前記判別部が判別した領域に応じて、前記蓄電器の充放電に係る制御を行うよう指示する指示部（例えば、後述の実施形態での制御指示部１２９）と、を備え、
前記境界点は、前記蓄電器が前記複数の領域のうちの少なくとも１つの特定領域に属する際に最低限求められる使用可能な蓄電量に基づいて設定され、
前記最低限求められる使用可能な蓄電量は、所定の劣化状態の前記蓄電器が前記特定領域に属するときの使用可能容量である。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、
前記蓄電器が前記特定領域（例えば、後述の実施形態でのＤゾーン）に属すると判別されたとき、前記指示部は、前記蓄電器の充電を制限又は禁止する。
【０００８】
請求項３に記載の発明では、請求項１に記載の発明において、
前記蓄電器が前記特定領域（例えば、後述の実施形態でのＢＣゾーン）に属すると判別されたとき、前記指示部は、前記蓄電器の放電を制限又は禁止する。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、請求項１から３のいずれか１項に記載の発明において、
前記蓄電器の開放電圧を導出する第３導出部を備え、
前記第１導出部は、前記第３導出部が導出した開放電圧から、前記蓄電器の開放電圧と前記蓄電器の充電状態との関係に基づいて前記暫定値を導出する。
【００１０】
請求項５に記載の発明は、請求項１から４のいずれか１項に記載の発明において、
前記第２導出部は、前記境界点と前記暫定値との比較の結果、前記蓄電器が前記特定領域に属すると判定された場合、前記蓄電器の充放電電流の積算値に基づいて、前記蓄電器の充電状態を導出する。
【００１１】
請求項６に記載の発明は、請求項１から５のいずれか１項に記載の発明において、
前記第２導出部は、前記境界点と前記暫定値との比較の結果、前記蓄電器が前記特定領域に属さないと判定された場合、前記蓄電器の充放電電流の積算値及び前記暫定値に基づいて、前記蓄電器の充電状態を導出する。
【００１２】
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の発明において、
前記第２導出部は、前記蓄電器が前記特定領域に属さないと判定された場合、前記暫定値が前記境界点に近づくほど前記暫定値に基づく導出割合を増やす。
【００１３】
請求項８に記載の発明は、請求項１から７のいずれか１項に記載の発明において、
前記所定の劣化状態の前記蓄電器は、前記蓄電器が満充電時の充電状態を示す値が、劣化していない前記蓄電器が満充電時の充電状態を示す値の半分以下となった状態の前記蓄電器である。
【００１４】
請求項９に記載の発明は、請求項１から８のいずれか１項に記載の発明において、
前記蓄電器の開放電圧と前記蓄電器の充電状態との関係は、前記蓄電器の劣化状態によって変化する。
【００１５】
請求項１０に記載の発明は、請求項８に記載の発明において、
前記所定の劣化状態は、前記蓄電器の劣化状態が許容可能な最低限のレベルである。
【００１６】
請求項１１に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、
前記第１導出部が前記暫定値を導出する際に利用する前記蓄電器の開放電圧と前記蓄電器の充電状態との関係は、前記蓄電器が初期状態と前記所定の劣化状態との間で、開放電圧に対する充電状態を示す値の誤差が最も小さくなる劣化状態での前記関係である。
【００１７】
請求項１２に記載の発明は、請求項１から１１のいずれか１項に記載の蓄電器管理装置を有する。
【００１８】
請求項１３に記載の発明は、
駆動源としての電動機（例えば、後述の実施形態での電動機Ｍ）を有した車両が備える蓄電器（例えば、後述の実施形態での蓄電器１０３）の充電状態を示す暫定値（例えば、後述の実施形態での暫定制御ＳＯＣ）を導出する第１導出ステップと、
前記蓄電器の使用可能な蓄電量（例えば、後述の実施形態での使用可能容量）に応じて分割された複数の領域（例えば、後述の実施形態でのゾーン）の境界点（例えば、後述の実施形態での境界点α，β）と前記暫定値とを比較して得られた条件に基づいて、前記蓄電器の充電状態（例えば、後述の実施形態での制御ＳＯＣ）を導出する第２導出ステップと、
前記第２導出ステップで導出された前記蓄電器の充電状態に基づいて、前記蓄電器が前記複数の領域のうち、どの領域に属するかを判別する判別ステップと、
前記判別ステップで判別された領域に応じて、前記蓄電器の充放電に係る制御を行うよう指示する制御指示ステップと、を有し、
前記境界点は、前記蓄電器が前記複数の領域のうちの少なくとも１つの特定領域に属する際に最低限求められる蓄電量に基づいて設定され、
前記最低限求められる蓄電量は、所定の劣化状態の前記蓄電器が前記特定領域に属するときの使用可能容量である。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１、１２及び１３の発明によれば、蓄電器の使用可能な蓄電量に応じて分割された複数の領域の境界点は、蓄電器が劣化しても特定領域においてそれぞれ最低限必要な容量を確保することができるよう、所定の劣化状態の蓄電器の特性に基づいて設定されている。こうして境界点が設定がされた蓄電器管理装置は、蓄電器の充電状態を示す暫定値を導出した上で、この暫定値と境界点とを比較して得られた条件に基づいて、蓄電器の充電状態を導出している。したがって、劣化状態によって特性が変化する蓄電器を用いた場合、この蓄電器が劣化しても特定領域において最低限必要な容量を確保できる。このため、蓄電器が劣化して特性が変わっても必要な性能を十分に発揮することができる。
【００２０】
請求項２の発明によれば、蓄電器が劣化しても蓄電器の充電を制限又は禁止した領域における最低限必要な容量を確保することができる。
【００２１】
請求項３の発明によれば、蓄電器が劣化しても蓄電器の放電を制限又は禁止した領域における最低限必要な容量を確保することができる。
【００２２】
請求項４の発明によれば、蓄電器の開放電圧と蓄電器の充電状態との関係に基づいた当該蓄電器の充電状態の暫定値を導出することができる。
【００２３】
請求項５の発明によれば、特定領域に属する蓄電器の充電状態を精度よく推定することができる。
【００２４】
請求項６の発明によれば、特定領域に属さない蓄電器の充電状態を精度良く推定することができる。
【００２５】
請求項７の発明によれば、特定領域に属さない境界点に近い蓄電器の充電状態を適正に導出することができる。加えて、特定領域に属する蓄電器の充電状態と特定領域に属さない蓄電器の充電状態の連続性を担保できる。
【００２６】
請求項８の発明によれば、蓄電器が満充電時の充電状態を示す値が、劣化していない蓄電器が満充電時の充電状態を示す値の半分以下となった状態においても特定領域において最低限必要な容量を確保できる。
【００２７】
請求項９の発明によれば、劣化状態によって開放電圧と充電状態の関係が変化する蓄電器が必要な性能を十分に発揮することができる。
【００２８】
請求項１０の発明によれば、蓄電器の劣化状態が許容可能な最低限のレベルとなっても、特定領域において最低限必要な容量を確保できる。
【００２９】
請求項１１の発明によれば、蓄電器の劣化状態に応じた暫定値の誤差を最小化できる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】一実施形態の蓄電器管理装置を搭載した車両の概略構成図である。
【図２】蓄電器が新品時及び劣化時の、実ＳＯＣに対する開放電圧の変化特性を示す図である。
【図３】蓄電器が新品時及び劣化時の制御ＳＯＣの範囲と開放電圧ＯＣＶと複数のゾーンとの関係を示す図である。
【図４】蓄電器が新品時及び劣化時の、実ＳＯＣに対する開放電圧の変化特性と、容量に対する開放電圧の変化特性とを示す図である。
【図５】蓄電器管理装置の内部構成を示すブロック図である。
【図６】蓄電器が新品時、劣化時及び劣化進行時の、制御ＳＯＣに対する開放電圧の変化特性を示す図である。
【図７】制御ＳＯＣに対応した電流積算比重マップの一例を示す図である。
【図８】制御ＳＯＣに対応した電流積算比重マップの他の例を示す図である。
【図９】蓄電器管理装置の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。以下説明する実施形態の蓄電器管理装置は、蓄電器から供給された電力によって駆動する電動機が駆動源として設けられたＥＶ（Electric Vehicle：電気自動車）やＨＥＶ（Hybrid Electrical Vehicle：ハイブリッド電気自動車）等の車両に搭載されている。
【００３２】
図１は、一実施形態の蓄電器管理装置を搭載した車両の概略構成図である。図１に示す車両は、電動機Ｍと、変速機構ＴＭと、駆動輪Ｗと、電力制御装置１０１と、蓄電器１０３と、電流センサ１０５と、電圧センサ１０７と、蓄電器管理装置１０９とを主に備える。この車両では、電動機Ｍからの駆動力が変速機構ＴＭを介して駆動輪Ｗに伝達される。また、減速時に駆動輪Ｗ側から電動機Ｍ側に駆動力が伝達されると、電動機Ｍが発電機として機能していわゆる回生制動力を発生し、車体の運動エネルギーを回生エネルギーとして蓄電器１０３に回収する。
【００３３】
以下、車両が備える各構成要素について説明する。
【００３４】
電力制御装置１０１は、電動機Ｍの駆動に係る蓄電器１０３から電動機Ｍへの電力供給、及び電動機Ｍから蓄電器１０３への回生エネルギーの回収を制御する。
【００３５】
蓄電器１０３は、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池等の２次電池である。２次電池である蓄電器１０３を利用するにあたっては、蓄電器１０３の残容量（ＳＯＣ：State of Charge）を常に監視し、過充電や過放電の防止制御を行う必要がある。蓄電器１０３は、こういった制御が行われた上で、蓄電器１０３を使用可能な制御ＳＯＣの範囲（０％〜１００％）内で充放電が繰り返される。蓄電器１０３の制御ＳＯＣは、蓄電器１０３の充放電電流の積算値及び／又は蓄電器１０３の開放電圧（ＯＣＶ：Open Circuit Voltage）に基づいて導出される。また、蓄電器１０３の開放電圧と実際のＳＯＣ（実ＳＯＣ）との関係は、図２に示すように、蓄電器１０３の劣化状態によって異なる。なお、蓄電器１０３の制御ＳＯＣと実際のＳＯＣ（実ＳＯＣ）との間には隔たりがある。
【００３６】
電流センサ１０５は、蓄電器１０３の充放電電流Ｉｂを検出する。充放電電流Ｉｂは、蓄電器１０３から電動機Ｍに供給される放電電流、及び回生動作を行う電動機Ｍから蓄電器１０３に供給される充電電流を含む。
【００３７】
電圧センサ１０７は、蓄電器１０３の端子電圧Ｖｂ（閉路電圧（ＣＣＶ：Closed Circuit Voltage）ともいう。）を検出する。電流センサ１０５の検出タイミングと電圧センサ１０７の検出タイミングは略同時である。
【００３８】
蓄電器管理装置１０９は、蓄電器１０３の制御ＳＯＣを導出して、予め設定された複数の領域（以下「ゾーン」という）の内、どのゾーンに蓄電器１０３が属するかを判別する。図３は、蓄電器１０３が新品時及び劣化時の制御ＳＯＣの範囲と開放電圧ＯＣＶと複数のゾーンとの関係を示す図である。図３に示すように、蓄電器１０３を使用可能な制御ＳＯＣの範囲は、０％側から１００％側にかけて、Ｃゾーン、Ｂゾーン、Ａゾーン、Ｄゾーンの４つのゾーンに分けられている。蓄電器管理装置１０９は、判別したゾーンに応じて、以下説明する制御を電力制御装置１０１に対して行う。
【００３９】
Ｃゾーンに属する蓄電器１０３に対しては、放電を禁止する。また、Ｂゾーンに属する蓄電器１０３は、車両が登坂又は発進する際の電動機Ｍへの電力供給を保証する蓄電状態である。したがって、Ｂゾーンに属する蓄電器１０３に対しては、放電を制限する。Ａゾーンに属する蓄電器１０３は、平地や市街地等の一般的な走行が可能な蓄電状態である。したがって、Ａゾーンに属する蓄電器１０３に対しては、標準制御を行う。また、Ｄゾーンに属する蓄電器１０３は、減速時の電動機Ｍの回生動作等による充電が制限又は禁止された蓄電状態である。したがって、Ｄゾーンに属する蓄電器１０３に対しては、充電を制限又は禁止する。
【００４０】
本実施形態では、図２に示したように蓄電器１０３の開放電圧と実ＳＯＣとの関係が蓄電器１０３の劣化状態によって異なるため、図３に示すように、新品の蓄電器１０３と劣化した蓄電器１０３とでは、同じ開放電圧であっても使用可能容量が異なる。このため、新品の蓄電器１０３における開放電圧に基づいてＤゾーンとＡゾーンとの境界点やＢＣゾーンとＡゾーンとの境界点を設定すると、劣化した蓄電器１０３がＤゾーンやＢＣゾーンに属するとき、各ゾーンで最低限求められる容量を確保することができない。例えば、新品の蓄電器１０３における開放電圧に基づいてＢＣゾーンとＡゾーンとの境界点を設定すると、劣化した蓄電器１０３がＢＣゾーンに属するとき、ＢＣゾーンで最低限求められる容量を確保することができない。このため、本実施形態では、劣化した蓄電器１０３の開放電圧に応じた使用可能容量に基づいて、ＤゾーンとＡゾーンとの境界点α及びＢＣゾーンとＡゾーンとの境界点βがそれぞれ設定されている。その結果、図４に示すように、新品の蓄電器１０３における各ゾーンには使用可能容量に余剰分が含まれるが、同蓄電器１０３が劣化しても境界点αにおけるＤゾーン及び境界点βにおけるＢＣゾーンでは各ゾーンにおける保証容量、すなわち各ゾーンにおける最低限必要な容量が確保される。なお、本実施形態の説明における「劣化した」蓄電器１０３又は「劣化時」の蓄電器１０３とは、図４に示す実ＳＯＣが上限ＳＯＣ（制御ＳＯＣ＝１００％）時の使用可能容量が新品時の半分以下となった状態の蓄電器１０３をいい、蓄電器１０３の劣化状態が許容可能な最低限のレベルである。
【００４１】
図５は、蓄電器管理装置１０９の内部構成を示すブロック図である。図５に示すように、蓄電器管理装置１０９は、電流／電圧取得部１１１と、微分演算部１１３と、内部抵抗算出部１１５と、開放電圧算出部１１７と、暫定制御ＳＯＣ導出部１１９と、電流積算比重導出部１２１と、所属ゾーン判定部１２３と、制御ＳＯＣ算出部１２５と、所属ゾーン判別部１２７と、制御指示部１２９とを有する。
【００４２】
電流／電圧取得部１１１は、電流センサ１０５が検出した充放電電流Ｉｂ及び電圧センサ１０７が検出した端子電圧Ｖｂを取得する。微分演算部１１３は、電流／電圧取得部１１１が取得した充放電電流Ｉｂ及び端子電圧Ｖｂをそれぞれ微分演算する。内部抵抗算出部１１５は、微分演算部１１３が算出した充放電電流Ｉｂの微分値ΔＩｂ及び端子電圧Ｖｂの微分値ΔＶｂに基づいて、以下の式（１）より蓄電器１０３の内部抵抗Ｒｎを算出する。
Ｒｎ＝ΔＶｂ／ΔＩｂ  …（１）
【００４３】
開放電圧算出部１１７は、内部抵抗算出部１１５が算出した内部抵抗Ｒｎ、並びに、電流／電圧取得部１１１が取得した充放電電流Ｉｂ及び端子電圧Ｖｂに基づいて、以下の式（２）より蓄電器１０３の開放電圧ＯＣＶを算出する。
ＯＣＶ＝Ｖｂ＋Ｉｂ×Ｒｎ  …（２）
【００４４】
暫定制御ＳＯＣ導出部１１９は、開放電圧算出部１１７が算出した開放電圧ＯＣＶから、マップを用いて、蓄電器１０３の制御ＳＯＣの暫定値（以下「暫定制御ＳＯＣ」という。）を導出する。なお、暫定制御ＳＯＣ導出部１１９が用いるマップは、図６に示すように、蓄電器１０３の劣化状態によって変化する制御ＳＯＣ−ＯＣＶカーブのうち、新品の蓄電器１０３のカーブと劣化した蓄電器１０３のカーブの間に位置するカーブが示す値に基づいて作成されている。本実施形態では、蓄電器１０３が新品時と劣化時との間で、開放電圧ＯＣＶに対する制御ＳＯＣの誤差が最も小さくなる劣化状態でのカーブが示す値に基づいてマップが作成されている。このため、蓄電器１０３の劣化状態に応じた暫定制御ＳＯＣの誤差を最小化できる。
【００４５】
電流積算比重導出部１２１は、暫定制御ＳＯＣ導出部１１９が導出した暫定制御ＳＯＣから、図７に示す電流積算比重マップを用いて、制御ＳＯＣ算出部１２５が制御ＳＯＣを算出する際に蓄電器１０３の充放電電流Ｉｂの積算値を用いる割合を示す電流積算比重を導出する。電流積算比重は、図７に示すように０から１の間の値であり、電流積算比重導出部１２１は、暫定制御ＳＯＣがＤゾーンとＡゾーンとの境界点αに対応するしきい値ｔｈαを超えた場合又は暫定制御ＳＯＣがＢＣゾーンとＡゾーンとの境界点βに対応するしきい値ｔｈβを未満である場合には１を導出する。また、電流積算比重導出部１２１は、暫定制御ＳＯＣがしきい値ｔｈβ以上、しきい値ｔｈα以下のときには、しきい値ｔｈα，ｔｈβに近づくほど小さな値を導出する。なお、蓄電器１０３の劣化状態に基づく開放電圧と実ＳＯＣの関係の変化によっては、電流積算比重導出部１２１は、図８に示す電流積算比重マップを用いても良い。図８に示す電流積算比重マップは、特に制御ＳＯＣ−ＯＣＶカーブの傾きが大きい蓄電器が用いられる際に好ましい。また、図７及び図８に示した電流積算比重マップ以外にも、電流積算比重導出部１２１が用いる電流積算比重マップは、蓄電器の特性や使用状況等に応じて種々設定可能である。
【００４６】
所属ゾーン判定部１２３は、暫定制御ＳＯＣ導出部１１９が導出した暫定制御ＳＯＣから、蓄電器１０３が属するゾーンを判定する。所属ゾーン判定部１２３は、図７及び図８に示すように、暫定制御ＳＯＣがＤゾーンとＡゾーンとの境界点αに対応するしきい値ｔｈαを超えれば蓄電器１０３がＤゾーンに属すると判定し、暫定制御ＳＯＣがＢＣゾーンとＡゾーンとの境界点βに対応するしきい値ｔｈβ未満であれば蓄電器１０３がＢＣゾーンに属すると判定し、暫定制御ＳＯＣがしきい値ｔｈβ以上、しきい値ｔｈα以下であればＡゾーンに属すると判定する。さらに、所属ゾーン判定部１２３は、判定した所属ゾーンに応じた電流積算分母容量を決定する。電流積算分母容量は、制御ＳＯＣ算出部１２５が蓄電器１０３の充放電電流Ｉｂの積算値を用いて制御ＳＯＣを算出する際に用いられる。
【００４７】
制御ＳＯＣ算出部１２５は、所定時間毎に、以下に示す式（３）より蓄電器１０３の制御ＳＯＣを算出する。なお、式（３）に右辺に含まれる「制御ＳＯＣの前回値」は、制御ＳＯＣ算出部１２５によって算出された最新の制御ＳＯＣである。また、式（３）に右辺に含まれる「積算放電量−積算充電量」は、蓄電器１０３が放電時の充放電電流Ｉｂを正値、充電時の充放電電流Ｉｂを負値としたときの充放電電流Ｉｂの積算値を、所属ゾーン判定部１２３が決定した電流積算分母容量によって除算した値である。
制御ＳＯＣ＝｛制御ＳＯＣの前回値×電流積算比重｝＋｛暫定制御ＳＯＣ×（１−電流積算比重）｝−｛積算放電量−積算充電量｝  …（３）
【００４８】
式（３）を用いて算出される制御ＳＯＣは、電流積算比重が１であるときは、制御ＳＯＣの前回値から「積算放電量−積算充電量」を減算して算出され、電流積算比重が例えば０．９であるときは、制御ＳＯＣの前回値の９割分と暫定制御ＳＯＣ導出部１１９が導出した暫定制御ＳＯＣの１割分との合計から「積算放電量−積算充電量」を減算して算出される。したがって、図７又は図８に示される電流積算比重マップに示された電流積算比重が１に設定されるときは、充放電電流Ｉｂの積算値を用いた制御ＳＯＣが算出されるが、電流積算比重が１未満であるときには、暫定制御ＳＯＣによって一部補正された制御ＳＯＣが算出される。
【００４９】
所属ゾーン判別部１２７は、制御ＳＯＣ算出部１２５が算出した制御ＳＯＣから、蓄電器１０３がどのゾーンに属するかを判別する。
【００５０】
制御指示部１２９は、所属ゾーン判別部１２７が判別したゾーンに応じて、車速やアクセルペダル開度、ブレーキペダル踏力、制御ＳＯＣ、シフトポジション等に基づく蓄電器１０３の充放電に係る制御を行うよう電力制御装置１０１に指示する。
【００５１】
図９は、蓄電器管理装置１０９の動作を示すフローチャートである。図９に示すように、蓄電器管理装置１０９の電流／電圧取得部１１１は、電流センサ１０５が検出した充放電電流Ｉｂ及び電圧センサ１０７が検出した端子電圧Ｖｂを取得する（ステップＳ１０１）。次に、微分演算部１１３が、充放電電流Ｉｂ及び端子電圧Ｖｂをそれぞれ微分演算して、内部抵抗算出部１１５が、充放電電流Ｉｂの微分値ΔＩｂ及び端子電圧Ｖｂの微分値ΔＶｂから蓄電器１０３の内部抵抗Ｒｎを算出する（ステップＳ１０３）。次に、開放電圧算出部１１７は、内部抵抗Ｒｎ、充放電電流Ｉｂ及び端子電圧Ｖｂに基づいて、蓄電器１０３の開放電圧ＯＣＶを算出する（ステップＳ１０５）。
【００５２】
次に、暫定制御ＳＯＣ導出部１１９は、蓄電器１０３の開放電圧ＯＣＶから暫定制御ＳＯＣを導出する（ステップＳ１０７）。次に、電流積算比重導出部１２１は、暫定制御ＳＯＣに応じた電流積算比重を導出する（ステップＳ１０９）。次に、所属ゾーン判定部１２３は、暫定制御ＳＯＣから、蓄電器１０３が属するゾーンを判定し、判定した所属ゾーンに応じた電流積算分母容量を決定する（ステップＳ１１１）。次に、制御ＳＯＣ算出部１２５は、上述した式（３）より蓄電器１０３の制御ＳＯＣを算出する（ステップＳ１１３）。
【００５３】
次に、所属ゾーン判別部１２７は、ステップＳ１１３で算出した制御ＳＯＣから、蓄電器１０３がどのゾーンに属するかを判別する（ステップＳ１１５）。最後に、制御指示部１２９は、ステップＳ１１５で判別したゾーンに応じた制御の指示を電力制御装置１０１に対して行う（ステップＳ１１７）。
【００５４】
以上説明したように、本実施形態では、蓄電器１０３に対して異なる制御が行われる複数のゾーンの境界点α，βは、蓄電器１０３が劣化しても各ゾーン（特にＤゾーン及びＢＣゾーン）においてそれぞれ最低限必要な容量を確保することができるよう、劣化した蓄電器１０３の特性に基づいて設定されている。こうして境界点α，βが設定がされた蓄電器管理装置１０９は、蓄電器１０３の充放電電流Ｉｂ及び端子電圧Ｖｂに基づいて算出された開放電圧ＯＣＶに対応する暫定制御ＳＯＣを導出した上で、この暫定制御ＳＯＣと境界点α，βに対応するしきい値とを比較して、適正な制御ＳＯＣを算出している。したがって、本実施形態では、劣化状態によって開放電圧と実ＳＯＣとの関係が異なる蓄電器１０３いた場合、この蓄電器１０３が劣化しても上記各ゾーンにおいて最低限必要な容量を確保できる。このため、蓄電器１０３が劣化して開放電圧と使用可能容量の関係が変わっても必要な性能を十分に発揮することができる。
【００５５】
なお、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。
【符号の説明】
【００５６】
１０１  電力制御装置
１０３  蓄電器
１０５  電流センサ
１０７  電圧センサ
１０９  蓄電器管理装置
１１１  電流／電圧取得部
１１３  微分演算部
１１５  内部抵抗算出部
１１７  開放電圧算出部
１１９  暫定制御ＳＯＣ導出部
１２１  電流積算比重導出部
１２３  所属ゾーン判定部
１２５  制御ＳＯＣ算出部
１２７  所属ゾーン判別部
１２９  制御指示部
Ｍ  電動機
ＴＭ  変速機構
Ｗ  駆動輪
【要約】
【課題】劣化状態によって特性が変化する蓄電器の性能を十分に発揮可能な蓄電器管理装置を提供すること。
【解決手段】電動機を有した車両が備える蓄電器の管理装置は、蓄電器の充電状態を示す暫定値を導出する第１導出部と、蓄電器の使用可能な蓄電量に応じて分割された複数の領域の境界点と暫定値とを比較して得られた条件に基づいて、蓄電器の充電状態を導出する第２導出部と、第２導出部が導出した蓄電器の充電状態に基づいて、蓄電器が複数の領域のうち、どの領域に属するかを判別する判別部と、判別部が判別した領域に応じて、蓄電器の充放電に係る制御を行うよう指示する指示部と、を備える。境界点は、蓄電器が複数の領域のうちの少なくとも１つの特定領域に属する際に最低限求められる使用可能な蓄電量に基づいて設定され、最低限求められる使用可能な蓄電量は、所定の劣化状態の蓄電器が特定領域に属するときの使用可能容量である。
【選択図】図４【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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