(57)【要約】  【課題】  二次電池の安全性を確保しつつ、回生効率を向上させることのできる回生制御システム及び回生制御機器を提供することを目的とする。【解決手段】  電池ユニット１側には、過充電等から二次電池１１を保護するために、二次電池１１の電圧を検出する第１の電圧検出器１３が備えられている。回生制御機器２側には、インバータ２５に加わる電圧を検出する第２の電圧検出器２３と、第２の電圧検出器２３の検出電圧値Ｖ２に基づいてインバータ２５を制御することにより、モータ２４の駆動及びモータ２４からの電力回生を制御する放電／回生制御部２６が備えられている。放電／回生制御部２６は、無負荷時の所定のタイミングにおける第１の電圧検出器１３の検出電圧値Ｖ１と第２の電圧検出器２３の検出電圧値Ｖ２との差分値から補正量ΔＶを算出し、その補正量ΔＶを用いて検出電圧値Ｖ２を補正する。そして、補正後の検出電圧値Ｖ２に基づいて電力回生の制御を行う。  【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池ユニットと、回生制御機器とからなり、
前記電池ユニットは、
二次電池と、該二次電池の電圧を検出するための第１の電圧検出手段と、前記二次電池の両極に接続された一対のユニット側入出力端子と、を備え、
回生制御機器は、
前記一対のユニット側入出力端子に接続されるべき一対の入出力端子と、
前記一対の入出力端子に接続され、負荷からの電力回生の時に前記負荷の駆動力を前記二次電池の充電電力に変換する電力変換手段と、
前記電力変換手段に加わる電圧を検出するための第２の電圧検出手段と、
前記第２の電圧検出手段の検出結果に基づいて前記電力変換手段による前記電力回生の制御を行う制御手段と、を備えた回生制御システムにおいて、
前記制御手段は、前記第１の電圧検出手段の検出結果と前記第２の電圧検出手段の検出結果に基づいて、前記第２の電圧検出手段の検出電圧値に対する補正量を算出し、該補正量を用いて前記第２の電圧検出手段の検出電圧値を補正した補正電圧値に基づいて前記電力回生の制御を行う
ことを特徴とする回生制御システム。
【請求項２】
前記制御手段は、無負荷時の所定のタイミングにおける前記第１の電圧検出手段の検出結果と前記第２の電圧検出手段の検出結果に基づいて、前記補正量を算出する
ことを特徴とする請求項１に記載の回生制御システム。
【請求項３】
前記二次電池は、ｎ個（ｎは２以上の整数）のセルを直列接続して構成され、
各セルの合計電圧値は、前記第１の電圧検出手段の検出結果によって得られ、
前記制御手段は、無負荷時の所定のタイミングにおける前記合計電圧値と前記第２の電圧検出手段の検出電圧値との差分値に基づいて、前記補正量を算出する
ことを特徴とする請求項１に記載の回生制御システム。
【請求項４】
前記二次電池は、ｎ個（ｎは２以上の整数）のセルを直列接続して構成され、
各セルの合計電圧値は、前記第１の電圧検出手段の検出結果によって得られ、
前記制御手段は、前記合計電圧値が互いに異なる無負荷時の複数のタイミングの夫々において、前記合計電圧値と前記第２の電圧検出手段の検出電圧値とを取得し、取得したそれらの値に基づいて、前記補正量を前記第２の電圧検出手段の検出電圧値に応じて変化する量として算出する
ことを特徴とする請求項１に記載の回生制御システム。
【請求項５】
前記二次電池は、ｎ個（ｎは２以上の整数）のセルを直列接続して構成され、
前記第１の電圧検出手段は、各セルの電圧値を個別に検出可能であり、
前記制御手段は、無負荷時の所定のタイミングにおける各セルの電圧値の最大電圧値に前記ｎを乗じた電圧値と前記第２の電圧検出手段の検出電圧値との差分値に基づいて、前記補正量を算出する
ことを特徴とする請求項１に記載の回生制御システム。
【請求項６】
前記二次電池は、ｎ個（ｎは２以上の整数）のセルを直列接続して構成され、
前記第１の電圧検出手段は、各セルの電圧値を個別に検出可能であり、
前記制御手段は、各セルの合計電圧値が互いに異なる無負荷時の複数のタイミングの夫々において、各セルの電圧値の最大電圧値に前記ｎを乗じた電圧値と前記第２の電圧検出手段の検出電圧値とを取得し、取得したそれらの値に基づいて、前記補正量を前記第２の電圧検出手段の検出電圧値に応じて変化する量として算出する
ことを特徴とする請求項１に記載の回生制御システム。
【請求項７】
前記制御手段は、電力回生時において、前記補正電圧値と所定の第１の充電制御電圧値との差が小さくなるように前記電力変換手段を制御する
ことを特徴とする請求項１〜請求項６の何れかに記載の回生制御システム。
【請求項８】
前記回生制御システムは、前記二次電池の残量を推定する残量推定手段を更に備えており、
前記制御手段は、電力回生時において、
前記残量が所定の第１の基準容量より小さい場合、前記補正電圧値と所定の第１の充電制御電圧値との差が小さくなるように前記電力変換手段を制御する一方、
前記残量が所定の第１の基準容量より大きい場合、前記補正電圧値と前記第１の充電制御電圧値より小さな所定の第２の充電制御電圧値との差が小さくなるように前記電力変換手段を制御する
ことを特徴とする請求項１〜請求項６の何れかに記載の回生制御システム。
【請求項９】
前記制御手段は、電力回生により前記残量が前記第１の基準容量より小さい状態から大きい状態に移行する際、前記補正電圧値と第１の充電制御電圧値との差を小さくする制御を行う状態から前記補正電圧値と第２の充電制御電圧値との差を小さくする制御を行う状態へ徐々に移行するように、前記電力変換手段を制御する
ことを特徴とする請求項８に記載の回生制御システム。
【請求項１０】
前記回生制御システムは、前記二次電池の残量を推定する残量推定手段を更に備えており、
第１の基準容量＜第２の基準容量、且つ第１の充電制御電圧値＞第２の充電制御電圧値＞第３の充電制御電圧値、とすると、
前記制御手段は、電力回生時において、
前記残量＜第１の基準容量、が成立する場合、前記補正電圧値と第１の充電制御電圧値との差が小さくなるように前記電力変換手段を制御し、
第１の基準容量＜前記残量＜第２の基準容量、が成立する場合、前記補正電圧値と第２の充電制御電圧値との差が小さくなるように前記電力変換手段を制御し、
前記残量＞第２の基準容量、が成立する場合、前記補正電圧値と第３の充電制御電圧値との差が小さくなるように前記電力変換手段を制御する
ことを特徴とする請求項１〜請求項６の何れかに記載の回生制御システム。
【請求項１１】
前記制御手段は、電力回生による前記二次電池への充電電流が所定の上限電流を超えないという条件の下で、電力回生時における前記電力変換手段の制御を行う
ことを特徴とする請求項７〜請求項１０の何れかに記載の回生制御システム。
【請求項１２】
前記回生制御システムは、前記二次電池の入出力電流を検出するための電流検出手段を更に備えており、
前記残量推定手段は、無負荷時における前記第１の電圧検出手段の検出結果に基づいて初期残量を推定した後、前記初期残量と前記電流検出手段の検出結果に基づいて任意の時点における前記残量を推定する
ことを特徴とする請求項８〜請求項１０の何れかに記載の回生制御システム。
【請求項１３】
前記回生制御システムは、前記二次電池の残量を計測するための残量計を更に備えており、
前記残量推定手段は、無負荷時における前記第１の電圧検出手段の検出結果に基づいて初期残量を推定した後、前記初期残量と前記残量計の計測結果に基づいて任意の時点における前記残量を推定する
ことを特徴とする請求項８〜請求項１０の何れかに記載の回生制御システム。
【請求項１４】
二次電池を備えた電池ユニットを接続可能な回生制御機器であり、
前記電池ユニット側の入出力端子を介して前記二次電池の両極に接続されるべき一対の入出力端子と、
前記一対の入出力端子に接続され、負荷からの電力回生の時に前記負荷の駆動力を前記二次電池の充電電力に変換する電力変換手段と、
前記電力変換手段に加わる電圧を検出するための第２の電圧検出手段と、
前記第２の電圧検出手段の検出結果に基づいて前記電力変換手段による前記電力回生の制御を行う制御手段と、を備えた回生制御機器において、
前記制御手段は、前記電池ユニットから伝送される前記二次電池の電圧に関する情報と前記第２の電圧検出手段の検出結果に基づいて、前記第２の電圧検出手段の検出電圧値に対する補正量を算出し、該補正量を用いて前記第２の電圧検出手段の検出電圧値を補正した補正電圧値に基づいて前記電力回生の制御を行う
ことを特徴とする回生制御機器。
【請求項１５】
前記制御手段は、無負荷時の所定のタイミングにおける前記二次電池の電圧に関する前記情報と前記第２の電圧検出手段の検出結果に基づいて、前記補正量を算出する
ことを特徴とする請求項１４に記載の回生制御機器。
【請求項１６】
前記二次電池は、ｎ個（ｎは２以上の整数）のセルを直列接続して構成され、
前記二次電池の電圧に関する前記情報とは、各セルの合計電圧値に関する情報であり、
前記制御手段は、無負荷時の所定のタイミングにおける前記合計電圧値と前記第２の電圧検出手段の検出電圧値との差分値に基づいて、前記補正量を算出する
ことを特徴とする請求項１４に記載の回生制御機器。
【請求項１７】
前記二次電池は、ｎ個（ｎは２以上の整数）のセルを直列接続して構成され、
前記二次電池の電圧に関する前記情報とは、各セルの電圧値に基づく情報であり、
前記制御手段は、無負荷時の所定のタイミングにおける各セルの電圧値の最大電圧値に前記ｎを乗じた電圧値と前記第２の電圧検出手段の検出電圧値との差分値に基づいて、前記補正量を算出する
ことを特徴とする請求項１４に記載の回生制御機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二輪車等に用いられる回生制御システムに関し、特に、負荷からの回生電力にて二次電池を充電する回生制御システムに関する。また、本発明は、該回生制御システムに用いられる回生制御機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
リチウムイオン電池（ＬｉＢ）は、エネルギ密度が高く、セル当たりの出力電圧が高い等の利点を有することから、様々な機器に利用されている。リチウムイオン電池は、過放電、過充電或いは過電流となると劣化したり破損したりするため、リチウムイオン電池が過放電、過充電或いは過電流とならないように、保護する保護回路が必要である。
【０００３】
所謂バッテリパック等の電池ユニットには、そのような保護回路が内蔵されることも多い。内蔵される保護回路は、リチウムイオン電池の電圧が下限電圧（例えば２．５Ｖ）を下回らないように（過放電とならないように）、且つリチウムイオン電池の電圧が上限電圧（例えば４．２Ｖ）を上回らないように（過充電とならないように）、且つリチウムイオン電池の放電電流や充電電流が上限電流（例えば、５アンペア）を超えないように（過電流とならないように）、リチウムイオン電池の充放電を制御する。このため、上記保護回路には、リチウムイオン電池の電圧を検出するための電圧センサとリチウムイオン電池に流れる電流を検出するための電流センサが、少なくとも備えられている。
【０００４】
図１２に、このような保護回路を備えた電池ユニット（バッテリパック）１０１と、該電池ユニット１０１を着脱可能な放電／回生制御機器１０２（回生制御機器１０２）と、から成る従来の放電／回生制御システム（回生制御システム）について説明する。
【０００５】
電池ユニット１０１は、単一（１つのセル）のリチウムイオン電池から成る二次電池１１１と、該二次電池１１１に流れる電流を検出するための第１の電流検出器１１２と、該二次電池１１１の電圧を検出するための第１の電圧検出器１１３と、マイクロコンピュータ等からなり、第１の電流検出器１１２の検出結果と第１の電圧検出器１１３の検出結果に基づいて、二次電池１１１が過放電、過充電または過放電とならないように二次電池１１１の充放電を制御する電池側制御部１１４と、二次電池１１１の両極に接続される一対の入出力端子（１１５ａ、１１５ｂ）と、から概略構成される。
【０００６】
放電／回生制御機器１０２は、電池ユニット１０１側の入出力端子１１５ａと接続されるべき入出力端子１２１ａ及び電池ユニット１０１側の入出力端子１１５ｂと接続されるべき入出力端子１２１ｂから構成される一対の入出力端子（１２１ａ、１２２ｂ）と、入出力端子１２１ａ（または入出力端子１２１ｂ）に流れる電流を検出するための第２の電流検出器１２２と、後述するインバータ１２５の負荷であり、自動車のタイヤ等を回転させるためのモータ１２４と、モータ１２４を駆動するためのインバータ１２５と、インバータ１２５に加わる電圧を検出する第２の電圧検出器１２３と、インバータ１２５を制御する放電／回生制御部１２６と、から概略構成される。
【０００７】
インバータ１２５は、モータ１２４の駆動時には二次電池１１１の放電電力をモータ１２４の駆動力に変換（順変換）し、モータ１２４からの電力回生時にはモータ１２４の駆動力を二次電池１１１の充電電力に逆変換する。放電／回生制御部１２６は、第２の電流検出器１２２の検出結果及び第２の電圧検出器１２３の検出結果に基づいてインバータ１２５に制御信号を供給することにより、その順変換（モータ１２４の駆動）と逆変換（モータ１２４からの電力回生）とを制御する。
【０００８】
電池ユニット１０１は、図示されない充電器に接続することが可能なように構成され、電池ユニット１０１を該充電器に接続すると、二次電池１１１が充電されるようになっている。
【０００９】
図１３は、充電器にて二次電池１１１を充電した場合の、充電電流を示す図である。図１３において、横軸は時間であり、縦軸は充電器による充電電流である。この充電は、充電電流が予め定められた上限電流ＩL（例えば、５アンペア）を超えないという条件の下で、二次電池１１１の両極間の電圧と所定の充電制御電圧値との差が小さくなるように（ゼロに近づくように）行われる。尚、この時の二次電池１１１の両極間の電圧は、第１の電圧検出器１１３又は充電器に備えられた一対の入出力端子（１１５ａ、１１５ｂ）間の電圧を検出する電圧検出器（不図示）によって検出される。
【００１０】
従って、図１３に示す如く、充電の初期においては、二次電池１１１は定電流で充電（上限電流ＩLで充電）され、その後、定電圧（上記充電制御電圧値）にて充電される。この充電制御電圧値は、二次電池１１１が過充電とならないという条件の下でできるだけ高い値とされる。二次電池１１１を最大限に充電するためのである。リチウムイオン電池において、上記充電制御電圧値は、例えば４．２Ｖである。
【００１１】
上記充電制御電圧値にて充電を続けると充電電流が次第に減少し、予め定められた充電停止電流ＩFまで下降すると、充電を停止する。これにより、二次電池１１１は、ほぼ理想的な容量まで充電される。
【００１２】
また、下記特許文献１には、電池と、負荷の駆動時には電池の放電電力を負荷の駆動力に変換するとともに、負荷からの電力回生時には負荷の駆動力を電池の充電電力に逆変換する電力変換手段と、電池の両端電圧を検出する電圧検出手段と、電池に流れる電流を検出する電流検出手段と、負荷駆動時に電圧検出手段と電流検出手段とによりそれぞれ電池の放電電圧と放電電流とを測定し、その測定結果に基づいて電力回生時の許容回生電力を推定し、電力回生時の電池の充電電力を許容回生電力以下に制御する制御手段とを備えた回生充電制御装置が開示されている。
【００１３】
また、下記特許文献２には、移動体の動力源である非水電解液二次電池をモータからの回生電力により回生充電するに際し、充電の上限電圧となる充電制御電圧を一時的に非水電解液二次電池の過充電領域まで高めるという技術が開示されている。
【００１４】
【特許文献１】特開平９−８４２０５号公報
【特許文献２】特開２００１−２３３０６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
図１２の放電／回生制御システムにおいて、電力回生は、充電電流が上限電流ＩLを超えないという条件の下で、第２の電圧検出器１２３による検出電圧値と所定の充電制御電圧値との差が小さくなるように、放電／回生制御部１２６がインバータ１２５を制御することにより行われる。しかしながら、第１の電圧検出器１１３による検出電圧値と第２の電圧検出器１２３による検出電圧値との間には検出誤差に起因する差異があるため、電力回生時の充電制御電圧値を充電器による充電と同じく４．２Ｖに設定すると、過充電の恐れがある。
【００１６】
従って、この過充電を防止するために、電力回生時の充電制御電圧値を充電器による充電制御電圧値より低く設定せざるを得なかった（例えば、４．０Ｖ）。このため、図１４の符号６１の充電電流曲線に示す如く、充電器による充電よりも充電容量が小さい状態で充電が終了することになり、回生効率の低下、充電可能範囲の縮小を招いていた。尚、図１４は、電力回生にて二次電池１１１を充電した場合の充電電流を示す図である。図１４において、横軸は時間であり、縦軸は電力回生による充電電流である。
【００１７】
また、上記特許文献１、２に記載の技術は、上記のような検出誤差に起因する回生効率の低下等の問題を解決するものではない。
【００１８】
そこで本発明は、二次電池の安全性を確保しつつ、回生効率を向上させることのできる回生制御システムを提供することを目的とする。また、本発明は、その回生制御システムに用いられる回生制御機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記目的を実現するために、本発明に係る回生制御システムは、電池ユニットと、回生制御機器とからなり、前記電池ユニットは、二次電池と、該二次電池の電圧を検出するための第１の電圧検出手段と、前記二次電池の両極に接続された一対のユニット側入出力端子と、を備え、回生制御機器は、前記一対のユニット側入出力端子に接続されるべき一対の入出力端子と、前記一対の入出力端子に接続され、負荷からの電力回生の時に前記負荷の駆動力を前記二次電池の充電電力に変換する電力変換手段と、前記電力変換手段に加わる電圧を検出するための第２の電圧検出手段と、前記第２の電圧検出手段の検出結果に基づいて前記電力変換手段による前記電力回生の制御を行う制御手段と、を備えた回生制御システムにおいて、前記制御手段は、前記第１の電圧検出手段の検出結果と前記第２の電圧検出手段の検出結果に基づいて、前記第２の電圧検出手段の検出電圧値に対する補正量を算出し、該補正量を用いて前記第２の電圧検出手段の検出電圧値を補正した補正電圧値に基づいて前記電力回生の制御を行うことを特徴とする。
【００２０】
上記回生制御システムにおいては、第２の電圧検出手段の検出結果に基づいて電力回生の制御が行われるが、第２の電圧検出手段の検出電圧値は第１の電圧検出手段の検出結果に応じて補正される。そして、その補正後の補正電圧値に基づいて実際の電力回生の制御が行われるため、第２の電圧検出手段の検出誤差を考慮する必要性が緩和される。これにより、二次電池の安全性を確保しつつ、電力回生における二次電池への充電電圧を比較的高く設定することができ、回生効率の向上、充電可能範囲の拡大が図られる。
【００２１】
また、例えば、前記制御手段は、無負荷時の所定のタイミングにおける前記第１の電圧検出手段の検出結果と前記第２の電圧検出手段の検出結果に基づいて、前記補正量を算出するようにするとよい。
【００２２】
これにより、上記補正量は、電池ユニット側のユニット側入出力端子と回生制御機器側の入出力端子との間の配線抵抗等の影響を受けない。従って、両端子間の配線抵抗が異なる様々な移動体等に、汎用的に上記回生制御システムを適用できる。
【００２３】
尚、「無負荷」とは、電力変換手段が負荷を駆動しておらず、電力回生も行われていない状態をいう。
【００２４】
また、具体的には、例えば、前記二次電池は、ｎ個（ｎは２以上の整数）のセルを直列接続して構成され、各セルの合計電圧値は、前記第１の電圧検出手段の検出結果によって得られ、前記制御手段は、無負荷時の所定のタイミングにおける前記合計電圧値と前記第２の電圧検出手段の検出電圧値との差分値に基づいて、前記補正量を算出する。
【００２５】
また、例えば、前記二次電池は、ｎ個（ｎは２以上の整数）のセルを直列接続して構成され、各セルの合計電圧値は、前記第１の電圧検出手段の検出結果によって得られ、前記制御手段は、前記合計電圧値が互いに異なる無負荷時の複数のタイミングの夫々において、前記合計電圧値と前記第２の電圧検出手段の検出電圧値とを取得し、取得したそれらの値に基づいて、前記補正量を前記第２の電圧検出手段の検出電圧値に応じて変化する量として算出するようにしてもよい。
【００２６】
また、例えば、前記二次電池は、ｎ個（ｎは２以上の整数）のセルを直列接続して構成され、前記第１の電圧検出手段は、各セルの電圧値を個別に検出可能であり、前記制御手段は、無負荷時の所定のタイミングにおける各セルの電圧値の最大電圧値に前記ｎを乗じた電圧値と前記第２の電圧検出手段の検出電圧値との差分値に基づいて、前記補正量を算出するようにしてもよい。
【００２７】
二次電池を、ｎ個のセルを直列接続することにより構成した場合、各セルの電圧値に比較的大きなバラつきが生じる場合もありえるが、上記のように構成することにより、各セルが過充電となる可能性が減少し、二次電池の劣化等に対する安全性が向上する。
【００２８】
また、例えば、前記二次電池は、ｎ個（ｎは２以上の整数）のセルを直列接続して構成され、前記第１の電圧検出手段は、各セルの電圧値を個別に検出可能であり、前記制御手段は、各セルの合計電圧値が互いに異なる無負荷時の複数のタイミングの夫々において、各セルの電圧値の最大電圧値に前記ｎを乗じた電圧値と前記第２の電圧検出手段の検出電圧値とを取得し、取得したそれらの値に基づいて、前記補正量を前記第２の電圧検出手段の検出電圧値に応じて変化する量として算出するようにしてもよい。
【００２９】
二次電池を、ｎ個のセルを直列接続することにより構成した場合、各セルの電圧値に比較的大きなバラつきが生じる場合もありえるが、上記のように構成することにより、各セルが過充電となる可能性が減少し、二次電池の劣化等に対する安全性が向上する。
【００３０】
また、例えば、前記制御手段は、電力回生時において、前記補正電圧値と所定の第１の充電制御電圧値との差が小さくなるように前記電力変換手段を制御すればよい。
【００３１】
また、例えば、前記回生制御システムは、前記二次電池の残量を推定する残量推定手段を更に備えており、前記制御手段は、電力回生時において、前記残量が所定の第１の基準容量より小さい場合、前記補正電圧値と所定の第１の充電制御電圧値との差が小さくなるように前記電力変換手段を制御する一方、前記残量が所定の第１の基準容量より大きい場合、前記補正電圧値と前記第１の充電制御電圧値より小さな所定の第２の充電制御電圧値との差が小さくなるように前記電力変換手段を制御すればよい。
【００３２】
残量が第１の基準容量に達した時点で、電力回生に係る充電制御電圧値を第１の充電制御電圧値から第２の充電制御電圧値に低下させることにより、電力回生による二次電池の劣化等の危険性をより低減することができる。
【００３３】
また、これに加えて、例えば、前記制御手段は、電力回生により前記残量が前記第１の基準容量より小さい状態から大きい状態に移行する際、前記補正電圧値と第１の充電制御電圧値との差を小さくする制御を行う状態から前記補正電圧値と第２の充電制御電圧値との差を小さくする制御を行う状態へ徐々に移行するように、前記電力変換手段を制御すればよい。
【００３４】
上記回生制御システムを移動体に適用した場合において、移動体におけるブレーキ力は、回生電流（電力回生時における二次電池への充電電流）の量に応じて変化するが、上記のように構成することにより、回生電流の変化は滑らかになる。従って、上記回生制御システムを適用した移動体の乗り心地が向上する。
【００３５】
また、例えば、前記回生制御システムは、前記二次電池の残量を推定する残量推定手段を更に備えており、第１の基準容量＜第２の基準容量、且つ第１の充電制御電圧値＞第２の充電制御電圧値＞第３の充電制御電圧値、とすると、前記制御手段は、電力回生時において、前記残量＜第１の基準容量、が成立する場合、前記補正電圧値と第１の充電制御電圧値との差が小さくなるように前記電力変換手段を制御し、第１の基準容量＜前記残量＜第２の基準容量、が成立する場合、前記補正電圧値と第２の充電制御電圧値との差が小さくなるように前記電力変換手段を制御し、前記残量＞第２の基準容量、が成立する場合、前記補正電圧値と第３の充電制御電圧値との差が小さくなるように前記電力変換手段を制御すればよい。
【００３６】
上記のように、充電制御電圧値を段階的に低下させることで回生電流の変化が滑らかになる。従って、上記回生制御システムを移動体に適用した場合、移動体の乗り心地が向上する。
【００３７】
また、例えば、前記制御手段は、電力回生による前記二次電池への充電電流が所定の上限電流を超えないという条件の下で、電力回生時における前記電力変換手段の制御を行うようにするとよい。
【００３８】
また、例えば、前記回生制御システムは、前記二次電池の入出力電流を検出するための電流検出手段を更に備えており、前記残量推定手段は、無負荷時における前記第１の電圧検出手段の検出結果に基づいて初期残量を推定した後、前記初期残量と前記電流検出手段の検出結果に基づいて任意の時点における前記残量を推定する。
【００３９】
また、例えば、前記回生制御システムは、前記二次電池の残量を計測するための残量計を更に備えており、前記残量推定手段は、無負荷時における前記第１の電圧検出手段の検出結果に基づいて初期残量を推定した後、前記初期残量と前記残量計の計測結果に基づいて任意の時点における前記残量を推定する。
【００４０】
また、上記目的を実現するために、本発明に係る回生制御機器は、二次電池を備えた電池ユニットを接続可能な回生制御機器であり、前記電池ユニット側の入出力端子を介して前記二次電池の両極に接続されるべき一対の入出力端子と、前記一対の入出力端子に接続され、負荷からの電力回生の時に前記負荷の駆動力を前記二次電池の充電電力に変換する電力変換手段と、前記電力変換手段に加わる電圧を検出するための第２の電圧検出手段と、前記第２の電圧検出手段の検出結果に基づいて前記電力変換手段による前記電力回生の制御を行う制御手段と、を備えた回生制御機器において、前記制御手段は、前記電池ユニットから伝送される前記二次電池の電圧に関する情報と前記第２の電圧検出手段の検出結果に基づいて、前記第２の電圧検出手段の検出電圧値に対する補正量を算出し、該補正量を用いて前記第２の電圧検出手段の検出電圧値を補正した補正電圧値に基づいて前記電力回生の制御を行うことを特徴とする。
【００４１】
また、例えば、上記回生制御機器において、前記制御手段は、無負荷時の所定のタイミングにおける前記二次電池の電圧に関する前記情報と前記第２の電圧検出手段の検出結果に基づいて、前記補正量を算出するようにしてもよい。
【００４２】
また、例えば、上記回生制御機器において、前記二次電池は、ｎ個（ｎは２以上の整数）のセルを直列接続して構成され、前記二次電池の電圧に関する前記情報とは、各セルの合計電圧値に関する情報であり、前記制御手段は、無負荷時の所定のタイミングにおける前記合計電圧値と前記第２の電圧検出手段の検出電圧値との差分値に基づいて、前記補正量を算出する。
【００４３】
また、例えば、上記回生制御機器において、前記二次電池は、ｎ個（ｎは２以上の整数）のセルを直列接続して構成され、前記二次電池の電圧に関する前記情報とは、各セルの電圧値に基づく情報であり、前記制御手段は、無負荷時の所定のタイミングにおける各セルの電圧値の最大電圧値に前記ｎを乗じた電圧値と前記第２の電圧検出手段の検出電圧値との差分値に基づいて、前記補正量を算出する。
【発明の効果】
【００４４】
本発明に係る回生制御システム又は回生制御機器によれば、二次電池の安全性を確保しつつ、回生効率を向上させることのできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４５】
以下、本発明の実施形態につき、図面に沿って具体的に説明する。図１は、本発明を適用した放電／回生制御システムのブロック構成図を示している。この放電／回生制御システムは、自動車（電気自動車）やモータ等によって駆動する二輪車（所謂オートバイや電動自転車）などの移動体の他、回生電力により二次電池を充電する装置であれば、どのような装置にでも適用可能である。また、電力回生の機能について着目すれば、図１の放電／回生制御システムは、回生制御システムとも呼べる。
【００４６】
（図１；全体構成）
図１における放電／回生制御システム（回生制御システム）は、電池ユニット１と放電／回生制御機器２とから構成されている。また、電力回生の機能について着目すれば、図１の放電／回生制御機器２は、回生制御機器２とも呼べる。
【００４７】
電池ユニット１は、リチウムイオン電池（ＬｉＢ）から成る二次電池１１と、該二次電池１１に流れる電流を検出するための第１の電流検出器１２と、該二次電池１１の電圧を検出するための第１の電圧検出器１３と、マイクロコンピュータ等からなり、第１の電流検出器１２の検出結果と第１の電圧検出器１３の検出結果に基づいて、二次電池１１が過放電、過充電または過電流とならないように二次電池１１の充放電を制御する電池側制御部１４と、二次電池１１の正極（正電圧出力側）１１ａに第１の電流検出器１２を介して接続されるユニット側入出力端子１５ａ（以下、単に「入出力端子１５ａ」という）及び二次電池１１の負極（負電圧出力側）１１ｂに接続されるユニット側入出力端子１５ｂ（以下、単に「入出力端子１５ｂ」という）から成る一対のユニット側入出力端子（１５ａ、１５ｂ）と、から概略構成される。
【００４８】
二次電池１１は、ｎ個（ｎは２以上の整数）のリチウムイオン電池のセルを直列接続して構成されている。但し、単一のリチウムイオン電池のセルから成る二次電池であっても、また、複数のリチウムイオン電池のセルを並列接続して構成される二次電池であっても、本発明は適用可能である。尚、二次電池１１は、リチウムイオン電池から構成されるものに限定されない。即ち、充電電圧の電圧値を制御する必要のある二次電池の全てに対して、本発明は適用可能である。
【００４９】
また、二次電池１１の正極１１ａとは、直列接続されたセルの内、最も高い電位を有するセルの正極を指し、二次電池１１の負極１１ｂとは、直列接続されたセルの内、最も低い電位を有するセルの負極を指す。また、この正極１１ａと負極１１ｂを、あわせて二次電池１１の両極と呼ぶ。
【００５０】
第１の電流検出器１２は、例えば二次電池１１の正極１１ａと入出力端子１５ａとの間に直列に接続された抵抗体（不図示）から構成されている。その抵抗体の電圧降下の値に基づく信号を電池側制御部１４に供給することにより、電池側制御部１４は、二次電池１１に流れる電流の電流値を認識する。
【００５１】
第１の電圧検出器１３は、二次電池１１を構成する各セルの電圧値を個別に検出することが可能となっている。例えば、第１の電圧検出器１３では、各セルの両極間の電圧を分圧抵抗（不図示）で分圧し、その分圧したアナログ電圧をＡ／Ｄ変換器（不図示）にてデジタル信号に変換する。そして、そのデジタル信号を電池側制御部１４に供給する。これにより、電池側制御部１４は、二次電池１１を構成する各セルの電圧値を認識する。
【００５２】
電池側制御部１４は、二次電池１１が過放電とならないように、過放電となる直前に二次電池１１の放電を停止させる。過放電とは、二次電池の各セルの電圧が、定められた下限電圧（例えば２．５Ｖ）を下回るような放電をいう。また、二次電池１１が過充電とならないように、過充電となる直前に二次電池１１への充電を停止させる。過充電とは、二次電池１１の各セルの電圧が、定められた上限電圧（例えば４．２Ｖ）を超えるような充電をいう。例えば、過放電または過充電になる直前に、電池側制御部１４は、二次電池１１に直列に接続された図示されないスイッチ素子（例えば、電界効果トランジスタ）を制御して、二次電池１１からの放電又は二次電池１１への充電を遮断する。
【００５３】
また、電池側制御部１４は、二次電池１１が過電流とならないように、即ち、二次電池１１の放電電流や充電電流が予め設定された上限電流ＩL（例えば、５アンペア）を超えないように、放電電流や充電電流の大きさに制限を加える。尚、説明の簡略化上、放電電流の上限電流と充電電流の上限電流とが一致しているものとして説明しているが、放電電流の上限電流と充電電流の上限電流は、一致しない場合もある。また、上限電流ＩLの値は、二次電池１１の構成によって変動する。
【００５４】
電池ユニット１は、図示されない充電器に接続することが可能なように構成され、電池ユニット１１を該充電器に接続すると、二次電池１１が充電されるようになっている。即ち、一対の入出力端子（１５ａ、１５ｂ）を充電器の充電電流出力用の端子に接続することにより、二次電池１１は充電可能である。充電器による充電は、図１３に示すものと同様である。
【００５５】
また、電池ユニット１は、放電／回生制御機器２にも接続することが可能となっている。換言すれば、放電／回生制御機器２は、電池ユニット１を着脱可能に構成されている。図１は、電池ユニット１が放電／回生制御機器２に接続されている状態を示しており、以下、特に記載のない限り、電池ユニット１が放電／回生制御機器２に接続されている状態を説明する。また、電池ユニット１を放電／回生制御機器２に接続した際、電池ユニット１側の電池側制御部１４と放電／回生制御機器２側の放電／回生制御部２６は通信可能となる。通信する情報、及びその情報に基づく動作については、後述する。
【００５６】
放電／回生制御機器２（回生制御機器２）は、電池ユニット１側の入出力端子１５ａと接続されるべき入出力端子２１ａ及び電池ユニット１側の入出力端子１５ｂと接続されるべき入出力端子２１ｂから構成される一対の入出力端子（２１ａ、２１ｂ）と、入出力端子２１ａ（または入出力端子２１ｂ）に流れる電流を検出するための第２の電流検出器２２と、後述するインバータ２５の負荷であり、自動車のタイヤ等を回転させるためのモータ２４と、モータ２４を駆動するためのインバータ２５と、インバータ２５に加わる電圧を検出するための第２の電圧検出器２３と、マイクロコンピュータ等からなり、電池側制御部１４から伝送される情報、第２の電流検出器２２の検出結果及び第２の電圧検出器２３の検出結果に基づいて、インバータ２５を制御する放電／回生制御部２６と、から概略構成される。
【００５７】
入出力端子２１ａは、電池ユニット１側の入出力端子１５ａに直接接続されていても良いし、配線を介して接続されていてもよい。同様に、入出力端子２１ｂは、電池ユニット１側の入出力端子１５ｂに直接接続されていても良いし、配線を介して接続されていてもよい。
【００５８】
第２の電流検出器２２は、例えば入出力端子２１ａとインバータ２５との間に直列に接続された抵抗体（不図示）から構成されている。その抵抗体の電圧降下の値に基づく信号を放電／回生制御部２６に供給することにより、放電／回生制御部２６は、入出力端子２１ａ（または入出力端子２１ｂ）に流れる電流の電流値を認識する。この電流値は、インバータ２５に流れる電流の電流値に等しい。
【００５９】
インバータ２５の正電圧側端子２５ａは、第２の電流検出器２２を介して入出力端子２１ａに接続され、インバータ２５の負電圧側端子２５ｂは、入出力端子２１ｂに接続されている。
【００６０】
第２の電圧検出器２３では、例えば、インバータ２５に加わる電圧、即ち、正電圧側端子２５ａと負電圧側端子２５ｂとの間に加わる電圧を分圧抵抗（不図示）で分圧し、その分圧したアナログ電圧をＡ／Ｄ変換器（不図示）にてデジタル信号に変換する。そして、そのデジタル信号を放電／回生制御部２６に供給する。これにより、放電／回生制御部２６は、インバータ２５に加わる電圧を認識する。
【００６１】
尚、本発明の本質を捉える上では、一対の入出力端子（２１ａ、２１ｂ）とインバータ２５とを接続する配線や第２の電流検出器２２における電圧降下を無視して考えることができる。従って、一対の入出力端子（２１ａ、２１ｂ）間の電圧値は、インバータ２５に加わる電圧値に等しく、第２の電圧検出器２３の「インバータ２５に加わる電圧を検出する」という機能は、「一対の入出力端子（２１ａ、２１ｂ）間に加わる電圧を検出する」という機能と同義である。また、第２の電圧検出器２３を、一対の入出力端子（２１ａ、２１ｂ）と第２の電流検出器２２との間に設けるようにしても構わない。
【００６２】
（図２；インバータの詳細）
図２に、インバータ２５の構成の詳細を示すと共に、モータ２４と、インバータ２５と、放電／回生制御部２６との接続関係の詳細を示す。図２において、図１と同一の部分には、同一の符号を付して再度の説明を省略する。
【００６３】
インバータ２５は、６つのＮチャンネル（Ｎ形半導体）のＭＯＳトランジスタ（絶縁ゲート型の電界効果トランジスタ）Ｔｒ１、Ｔｒ２、Ｔｒ３、Ｔｒ４、Ｔｒ５及びＴｒ６から構成されている。ＭＯＳトランジスタＴｒ１、Ｔｒ２、Ｔｒ３、Ｔｒ４、Ｔｒ５、Ｔｒ６には、それぞれ寄生ダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５、Ｄ６が付加している。各ＭＯＳトランジスタのソース側からドレイン側に向かう方向が、各寄生ダイオードの順方向となっている。
【００６４】
ＭＯＳトランジスタＴｒ１、Ｔｒ３、Ｔｒ５の夫々のドレインは、インバータ２５の正電圧側端子２５ａに共通接続されていると共に、正電圧側端子２５ａ、第２の電流検出器２２を介して入出力端子２１ａに共通接続されている。ＭＯＳトランジスタＴｒ２、Ｔｒ４、Ｔｒ６の夫々のソースは、インバータ２５の負電圧側端子２５ｂに共通接続されていると共に、負電圧側端子２５ｂを介して入出力端子２１ｂに共通接続されている。
【００６５】
モータ２４は、例えば、永久磁石を回転子（不図示）に、電機子巻線を固定子（不図示）に設けた三相永久磁石同期モータである。Ｕ相の電機子巻線Ｌｕの一端は、ＭＯＳトランジスタＴｒ１のソースとＭＯＳトランジスタＴｒ２のドレインに共通接続されており、Ｗ相の電機子巻線Ｌｗの一端は、ＭＯＳトランジスタＴｒ３のソースとＭＯＳトランジスタＴｒ４のドレインに共通接続されており、Ｖ相の電機子巻線Ｌｖの一端は、ＭＯＳトランジスタＴｒ５のソースとＭＯＳトランジスタＴｒ６のドレインに共通接続されている。３つの電機子巻線Ｌｕ、Ｌｖ、Ｌｗの各他端は、共通接続されている。
【００６６】
ＭＯＳトランジスタＴｒ１、Ｔｒ２、Ｔｒ３、Ｔｒ４、Ｔｒ５及びＴｒ６の各ゲートは、別個に放電／回生制御部２６に接続されている。
【００６７】
モータ２４の駆動時において、放電／回生制御部２６は、ＭＯＳトランジスタＴｒ１、Ｔｒ２、Ｔｒ３、Ｔｒ４、Ｔｒ５及びＴｒ６の各ゲートに制御信号を供給することにより、電機子巻線Ｌｕ、Ｌｖ、Ｌｗに三相交流電圧を供給し、モータ２４の駆動制御を行う。つまり、モータ２４の駆動時において、二次電池１１の放電電力はインバータ２５に供給され、モータ２４の駆動力に変換される。
【００６８】
一方、モータ２４からの電力回生時においては、モータ２４の回転エネルギ（駆動力）がインバータ２５を介して電気エネルギに変換され、二次電池１１が充電されると共に、モータ２４に（モータ２４にて駆動される移動体等に）回生ブレーキがかかる。つまり、モータ２４からの電力回生時において、モータ２４の駆動力は二次電池１１の充電電力に逆変換される。
【００６９】
このように、インバータ２５は、モータ２４の駆動時には二次電池１１の放電電力をモータ２４の駆動力に変換（順変換）し、モータ２４からの電力回生時にはモータ２４の駆動力を二次電池１１の充電電力に逆変換する電力変換手段として機能する。電力変換手段としてのインバータ２５は一例であって、上記のような順変換と逆変換が可能なものであれば、どのような回路構成を採用しても良い。
【００７０】
放電／回生制御部２６は、電池側制御部１４から与えられた情報並びに第２の電流検出器２２の検出結果及び第２の電圧検出器２３の検出結果に基づいて、インバータ２５を構成するＭＯＳトランジスタＴｒ１〜Ｔｒ６を制御することにより、電力回生の制御を行う。
【００７１】
モータ電圧が二次電池１１の両極間電圧よりも低い場合、放電／回生制御部２６は、モータ電圧を昇圧して電力回生を行う。例えば、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の内、Ｗ相での電圧が一番高く、Ｕ相での電圧が一番低い時には、図３に示す如く、電機子巻線Ｌｗ、Ｌｕ、ＭＯＳトランジスタＴｒ１、寄生ダイオードＤ２、Ｄ３によって、昇圧チョッパが構成され、放電／回生制御部２６がＭＯＳトランジスタＴｒ１のオン／オフをスイッチングすることにより昇圧動作が行われて二次電池１１が充電される。
【００７２】
図３において、ＭＯＳトランジスタＴｒ１がオンの時には、寄生ダイオードＤ３及びＭＯＳトランジスタＴｒ１のドレイン−ソース間を介して電機子巻線Ｌｗ及びＬｕに電流が流れて、電機子巻線Ｌｗ及びＬｕにエネルギが蓄えられ、ＭＯＳトランジスタＴｒ１がオフの時には、その蓄えられたエネルギが寄生ダイオードＤ３及びＤ２を介して二次電池１１に供給される。
【００７３】
Ｗ相での電圧が一番高く、Ｕ相での電圧が一番低い場合の電力回生時において、一対の入出力端子（２１ａ、２１ｂ）間の電圧（インバータ２５に加わる電圧）は、トランジスタＴｒ１のオン期間のデューティ比を制御することにより、制御される。
【００７４】
Ｖ相での電圧が一番高く、Ｕ相での電圧が一番低い時、Ｕ相での電圧が一番高く、Ｗ相での電圧が一番低い時に関しても、同様に昇圧チョッパが構成され、電力回生制御が行われる。従って、放電／回生制御部２６は、第２の電圧検出器２３の検出結果を参照しつつ、ＭＯＳトランジスタＴｒ１〜Ｔｒ６のオン／オフを制御することにより、電力回生時における一対の入出力端子（２１ａ、２１ｂ）間の電圧（インバータ２５に加わる電圧）を任意の電圧に調整することができる。
【００７５】
（補正量ΔＶの算出法）
この電力回生の制御を、どのような電圧値に基づいて行うかにつき、更に詳細に説明する。放電／回生制御部２６は、第１の電圧検出器１３の検出結果に基づく情報を電池側制御部１４から通信にて取得する。そして、「第１の電圧検出器１３の検出結果によって得られる電圧値」（以下、「電圧値Ｖ１」又は「Ｖ１」と称する）及び第２の電圧検出器２３により検出されたインバータ２５に加わる電圧値（以下、「検出電圧値Ｖ２」又は「Ｖ２」と称する）を用いて、検出電圧値Ｖ２に対する補正量（以下、「補正量ΔＶ」又は「ΔＶ」と称する）を算出する。そして、算出された補正量ΔＶを用いて検出電圧値Ｖ２を補正した電圧値（以下、「補正電圧値Ｖｑ」または「Ｖｑ」と称する）に基づいて、インバータ２５を制御する。即ち、該補正電圧値Ｖｑに基づいて電力回生の制御を行う。
【００７６】
電圧値Ｖ１は、例えば、二次電池１１を構成する各セルの電圧値の合計値（合計電圧値）である。これは、二次電池１１の両極間（正極１１ａと負極１１ｂの間）の電圧に等しい。
【００７７】
補正量ΔＶを算出するために必要な情報は無負荷時に取得される。「無負荷」とは、インバータ２５がモータ２４を駆動しておらず、且つモータ２４からの電力回生も行われていない状態をいう。従って、無負荷時において、インバータ２５には電流が流れていない。また、二次電池１１の放電電力が全てインバータ２５及びモータ２４で消費されるとすれば、無負荷時において、二次電池１１に流れる電流はゼロである。
【００７８】
以下に、補正電圧値Ｖを算出するために必要な値である補正量ΔＶの具体的な算出法について詳細に説明する。補正量ΔＶの算出法には、以下に説明する第１の補正量算出法及び第２の補正量算出法の何れかを採用可能である。
【００７９】
（（図４；第１の補正量算出法））
第１の補正量算出法を説明する。第１の補正量算出法は、無負荷時の予め定められたタイミングＴａにおいて、第１の電圧検出器１３が二次電池１１の電圧を検出すると共に、第２の電圧検出器２３がインバータ２５に加わる電圧を検出する。尚、完全に同時に双方の電圧が検出される必要はなく、一定の期間内に検出されればよい。従って、タイミングＴａとは、ある一定の幅を持った期間（例えば、数ナノ秒〜数百ミリ秒）と考えられるべきである。これは、後述するタイミングＴｂ、Ｔｃ、Ｔｄにおいても、同様である。
【００８０】
タイミングＴａにおける第１の電圧検出器１３の検出結果から電圧値Ｖ１（例えば、各セルの合計電圧値）が算出されるが、このタイミングＴａにおける電圧値Ｖ１を、「Ｖ１a」と称する。また、タイミングＴａにおける第２の電圧検出器２３の検出電圧値Ｖ２を、「Ｖ２a」と称する。
【００８１】
この場合、放電／回生制御部２６は、補正量ΔＶを、下記式（１）によって算出する。つまり、補正量ΔＶの大きさを、無負荷時のタイミングＴａにおける電圧値Ｖ１（即ち、Ｖ１a）と検出電圧値Ｖ２（即ち、Ｖ２a）との差分値とする。
ΔＶ＝Ｖ１a−Ｖ２a    ・・・（１）
【００８２】
上記式（１）にて補正量ΔＶが算出された後、電力回生時の任意のタイミングにおいて、補正電圧値Ｖｑは、下記式（２）によって表される。下記式（２）中のＶ２は、電力回生時において次々と検出される検出電圧値Ｖ２であり、刻一刻と変化する（変化しうる）が、ΔＶ＝Ｖ１a−Ｖ２aの値は、一定値である。
Ｖｑ＝Ｖ２＋ΔＶ＝Ｖ２＋Ｖ１a−Ｖ２a  ・・・（２）
【００８３】
但し、タイミングＴａ以後の無負荷時の他のタイミングＴｂにおいて、第１の電圧検出器１３が二次電池１１の電圧を検出すると共に、第２の電圧検出器２３がインバータ２５に加わる電圧を検出し、そのタイミングＴｂにおける電圧値Ｖ１（Ｖ１bと称する）と検出電圧値Ｖ２（Ｖ２bと称する）を用いて、補正量ΔＶの値を、下記式（３）の算出値で更新しても構わない（しなくても構わない）。
ΔＶ＝Ｖ１b−Ｖ２b    ・・・（３）
【００８４】
この更新後、補正電圧値Ｖｑは、（Ｖ２＋Ｖ１b−Ｖ２b）で表される。尚、このような補正値ΔＶの値の更新を、任意の複数回繰り返しても構わない。例えば、補正値ΔＶの値の更新を無負荷の状態が訪れるたびに行っても構わない。補正値ΔＶの値の更新に必要な第１の電圧検出器１３の検出結果は、その都度、通信にて電池側制御部１４から放電／回生制御部２６に伝達される。
【００８５】
上記の第１の補正量算出法を採用した場合において、検出電圧値Ｖ２が補正される様子を図４に示す。図４は、検出電圧値Ｖ２を横軸にとった場合の、電圧値Ｖ１（符号５０に示す）と検出電圧値Ｖ２（符号５１に示す）を表している。検出電圧値Ｖ２は、補正量ΔＶだけ補正され、電圧値Ｖ１に近づくことになる。
【００８６】
また、補正量ΔＶを算出するために必要な情報は無負荷時に取得されるため、電池ユニット１側のユニット側入出力端子（１５ａ、１５ｂ）と、放電／回生制御機器２側の入出力端子（２１ａ、２１ｂ）との間の配線抵抗を無視することができる。
【００８７】
電池ユニット１を、汎用的に用いる場合、組み込むシステムによって上記配線抵抗は変化する。例えば、電池ユニット１と放電／回生制御機器２を近接して配置すれば、上記配線抵抗は比較的小さくなる（例えば、数十ミリオーム）。本来、電池ユニット１と放電／回生制御機器２を近接して配置することが、エネルギ効率的には好ましい。しかしながら、例えば、放電／回生制御機器２は二輪車の前輪付近に配置されるが、スペースの制約上、電池ユニット１は二輪車の後輪部分にしか配置できない場合もある。この場合、上記配線抵抗は比較的大きくなってしまう（例えば、数百ミリ〜数オーム）。
【００８８】
しかし、上述したように、上記補正量ΔＶは上記配線抵抗の影響を受けない。これは、電池ユニット１が極めて汎用性が高いことを意味しており、また、放電／回生制御機器２が、そのような汎用的に用いられる電池ユニットを利用可能となることを意味している。
【００８９】
以下に、無負荷時の具体例（ａ）〜（ｅ）を列挙する。
（ａ）電池ユニット１と放電／回生制御機器２とを接続していない状態から接続している状態に遷移した直後。通常、接続直後は、モータ２４は停止しており、無負荷状態となっている。
（ｂ）放電／回生制御機器２に、放電／回生制御機器２の各部位の動作をオン／オフするための電源スイッチ（不図示）が備えられている場合において、電源スイッチをオンとして放電／回生制御機器２の各部位の動作をオンとした直後。通常、電源スイッチのオン直後は、モータ２４は停止しており、無負荷状態となっている。
（ｃ）本実施形態に係る放電／回生制御システムを移動体（自転車等）に組み込み、モータ２４の回転によってその移動体を移動させる場合において、移動体が赤信号などで停止している時、又は惰性走行時。例えば、所謂オートバイにおいて、スロットルをオフとしているときは、惰性走行時となりうる。
（ｄ）放電／回生制御部２６が、ＭＯＳトランジスタＴｒ１〜Ｔｒ６を全てオフとしている時。例えば、電力回生が可能な状態となった時に、直ちにＭＯＳトランジスタＴｒ１等をスイッチングしてモータ電圧を昇圧し電力回生を行うのではなく、ＭＯＳトランジスタＴｒ１〜Ｔｒ６の全てを、一定期間（例えば、数マイクロ秒〜数ミリ秒）オフに維持する。そして、この一定期間内に補正量ΔＶを算出するために必要な情報を取得してから、ＭＯＳトランジスタＴｒ１等をスイッチングして実際に電力回生を行うようにする。上記一定期間においては、モータ２４は駆動も電力回生もしていない訳であるから、無負荷となっている。
（ｅ）電池ユニット１と放電／回生制御機器２を接続し、移動体等に組み込んだ時。これは、本実施形態に係る放電／回生制御システムの製造時、又は工場出荷時に相当する。
【００９０】
（（図５；第２の補正量算出法））
次に、第２の補正量算出法を、図５を参照しながら説明する。図５は、検出電圧値Ｖ２を横軸にとった場合の、電圧値Ｖ１の推定直線（符号５２に示す）と検出電圧値Ｖ２（符号５３に示す）を表している。符号５３で表される直線は、直線「Ｖ２＝Ｖ２」を表しているに過ぎない。
【００９１】
第２の補正量算出法においては、まず、無負荷時の予め定められたタイミングＴｃにおいて、第１の電圧検出器１３が二次電池１１の電圧を検出すると共に、第２の電圧検出器２３がインバータ２５に加わる電圧を検出する。タイミングＴｃにおける第１の電圧検出器１３の検出結果から電圧値Ｖ１（例えば、各セルの合計電圧値）が算出されるが、このタイミングＴｃにおける電圧値Ｖ１を、「Ｖ１c」と称する。また、タイミングＴｃにおける第２の電圧検出器２３の検出電圧値Ｖ２を、「Ｖ２c」と称する。
【００９２】
次に、タイミングＴｃと異なる無負荷時の他のタイミングＴｄにおいて、第１の電圧検出器１３が二次電池１１の電圧を検出すると共に、第２の電圧検出器２３がインバータ２５に加わる電圧を検出する。タイミングＴｄにおける第１の電圧検出器１３の検出結果から電圧値Ｖ１（例えば、各セルの合計電圧値）が算出されるが、このタイミングＴｄにおける電圧値Ｖ１を、「Ｖ１d」と称する。また、タイミングＴｄにおける第２の電圧検出器２３の検出電圧値Ｖ２を、「Ｖ２d」と称する。
【００９３】
但し、タイミングＴｃとタイミングＴｄの間には、一定電力以上の放電または電力回生が生じているものとする（即ち、タイミングＴｄとして、そのようなタイミングを採用する）。従って、Ｖ１cとＶ１dは、相違している。
【００９４】
ここで、図５において、符号５２で表される推定直線Ｖ１＝ｐ・Ｖ２＋ｑ、を考える。この推定直線が、２つの点（Ｖ１、Ｖ２）＝（Ｖ１c ，Ｖ２c）、（Ｖ１d ，Ｖ２d）を通るとすると、ｐ及びｑは、それぞれ下式（４）及び（５）にて表され、双方の値が放電／回生制御部２６で算出される。
【００９５】
ｐ＝（Ｖ１c−Ｖ１d）／（Ｖ２c−Ｖ２d）  ・・・（４）
ｑ＝Ｖ１c−Ｖ２c（Ｖ１c−Ｖ１d）／（Ｖ２c−Ｖ２d）  ・・・（５）
【００９６】
そして、放電／回生制御部２６は、補正量ΔＶを、下記式（６）によって算出する。補正量ΔＶは、Ｖ１c、Ｖ２c、Ｖ１d、及びＶ２dとＶ２によって表される。つまり、補正量ΔＶは、Ｖ２の関数となり、Ｖ２に応じて変化する。
ΔＶ＝（ｐ・Ｖ２＋ｑ）−Ｖ２＝（ｐ−１）Ｖ２＋ｑ    ・・・（６）
【００９７】
上記式（６）にて補正量ΔＶが算出された後、電力回生時の任意のタイミングにおいて、補正電圧値Ｖｑは、下記式（７）によって表される。下記式（７）中のＶ２は、電力回生時において次々と検出される検出電圧値Ｖ２であり、刻一刻と変化する（変化しうる）が、ｐ及びｑの値は上記式（４）及び（５）で表される、一定値である。
Ｖｑ＝Ｖ２＋ΔＶ＝ｐ・Ｖ２＋ｑ  ・・・（７）
【００９８】
符号５２で表される直線の傾きと符号５３で表される直線の傾きが異なる場合に、この第２の補正量算出法は有効である。
【００９９】
また、上記式（１）、式（３）、式（６）を、夫々下記式（１ａ）、式（３ａ）、式（６ａ）に変形してもよい。この変形に伴い、（Ｖ２＋ΔＶ）で表される補正電圧値Ｖｑも変化する。下記式（１ａ）、式（３ａ）及び式（６ａ）におけるαは、正または負の任意の値を取りうる。
ΔＶ＝Ｖ１a−Ｖ２a＋α  ・・・（１ａ）
ΔＶ＝Ｖ１b−Ｖ２b＋α  ・・・（３ａ）
ΔＶ＝（ｐ−１）Ｖ２＋ｑ＋α    ・・・（６ａ）
【０１００】
値αを、正の適切な値（例えば、０．２。単位はボルト。）とすることにより、電力回生時において発生する二次電池１１とインバータ２５間の配線抵抗や二次電池１１の内部抵抗による電圧降下をキャンセルすることができる。また、値αを、負の値（例えば、０．０５。単位はボルト。）とすることにより、二次電池１１の充電電圧は低くなり、安全性が向上する。
【０１０１】
（（電圧値Ｖ１の変形））
電圧値Ｖ１を、二次電池１１を構成する各セルの電圧値の合計値（合計電圧値）とする例を挙げたが、二次電池１１の各セルの電圧値の内の最大電圧値にｎ（二次電池１１を構成するセルの個数）を乗じた電圧値を、電圧値Ｖ１としても構わない。
【０１０２】
例えば、二次電池１１が、３つのセルからなり、無負荷時において検出された夫々のセルの電圧が３．７Ｖ、４．１Ｖ、３．９Ｖである場合、電圧値Ｖ１は、Ｖ１＝４．１×３＝１２．３Ｖとなる。
【０１０３】
各セルの上限電圧を４．２Ｖとし、各セルの電圧値が全て等しいと仮定した場合、各セルの合計電圧値が１２．６Ｖとなるまで充電できるのであるが、Ｖ１が３つのセルの合計電圧値の１１．７Ｖ（＝３．７＋４．１＋３．９）であるとして補正量ΔＶを算出し、合計電圧値が１２．６Ｖになるまで電力回生を行うと、電力回生前に４．１Ｖとなっているセルの安全性が必ずしも十分と言えない。
【０１０４】
このような各セルの電圧に比較的大きなバラつきが生じることが想定される場合には、電圧値Ｖ１を二次電池１１の各セルの電圧値の内の最大電圧値にｎ（二次電池１１を構成するセルの個数）を乗じた電圧値とすればよい。これにより、電力回生による二次電池１１の劣化等に対する安全性が向上する。
【０１０５】
（補正電圧値を用いた電力回生制御について）
次に、上記の如く算出される補正電圧値Ｖｑを用いた電力回生の制御について説明する。電力回生の制御手法については、大きく分けて第１の電力回生制御手法と第２の電力回生制御手法の２つがあり、何れかを採用可能である。
【０１０６】
（（図６；第１の電力回生制御手法））
まず、第１の電力回生制御手法について、図６を参照して説明する。図６は、第１の電力回生制御手法を用いた場合の充電電流を示す図である。図６において、横軸は時間であり、縦軸は電力回生による充電電流である。
【０１０７】
放電／回生制御部２６は、充電電流が予め定められた上限電流ＩL（例えば、５アンペア）を超えないという条件の下で、補正電圧値Ｖｑと予め定められた第１の充電制御電圧値との差が小さくなるように（ゼロに近づくように）、インバータ２５を制御する。これによって電力回生による二次電池１１の充電が行われる。
【０１０８】
第１の充電制御電圧値は、二次電池１１を構成するセルの数や二次電池１１の種類に応じて決定される。二次電池１１が３つのリチウムイオン電池のセルを直列接続して構成される場合、第１の充電制御電圧値を、例えば、４．２Ｖ（１つのセル当たりの上限電圧）×３＝１２．６Ｖとする。
【０１０９】
また、放電／回生制御部２６は、補正量ΔＶを算出するための情報を電力回生の開始前に既に取得している。
【０１１０】
まず、放電／回生制御部２６は、補正電圧値Ｖｑが第１の充電制御電圧値と一致するように、インバータ２５を制御する（図３のような昇圧チョッパを構成する）。この際、充電電流が上限電流ＩLを超えないならば、補正電圧値Ｖｑは第１の充電制御電圧値と一致するように維持されて定電圧による電力回生が行われる。
【０１１１】
充電電流が上限電流ＩLに達した場合は、充電電流が上限電流ＩLと一致する状態で（即ち、定電流で）電力回生が行われるように、インバータ２５は制御される。定電流で電力回生が行われている期間において、補正電圧値Ｖｑは第１の充電制御電圧値以下となっている。尚、放電／回生制御部２６は、第２の電流検出器２２で検出される検出電流値を電力回生による充電電流とみなす。
【０１１２】
図６は、充電の初期において、定電流で充電される例を示している。電力回生による充電が進行し、二次電池１１の残量が増加してくると、補正電圧値Ｖｑを第１の充電制御電圧値と等しくしても、充電電流が上限電圧ＩLに達しなくなる。この状態に至ると、曲線７１の如く、補正電圧値Ｖｑを第１の充電制御電圧値に保った電力回生、即ち定電圧による電力回生が行われる。
【０１１３】
更に、電力回生による充電を続けると充電電流が次第に減少する。そして、充電電流が予め定められた充電停止電流ＩFまで下降すると、電力回生による充電を停止する。
【０１１４】
図１２に示す従来構成例においては、第１の電圧検出器１１３の検出電圧値と第２の電圧検出器１２３の検出電圧値との差異を考慮する必要があり、過充電を防止するべく、電力回生による充電制御電圧値を比較的低く設定する必要があった。その結果、充電電流は曲線７２（図６参照）のようになり、回生効率の低下、充電可能範囲の縮小を招いていた。
【０１１５】
しかしながら、本実施形態に係る放電／回生制御システムにおいては、第１の電圧検出器１３の検出結果と第２の電圧検出器２３の検出結果に基づいて、第２の電圧検出器２３の検出電圧値Ｖ２に対する補正量ΔＶが算出され、該補正量ΔＶを用いて検出電圧値Ｖ２が補正される。つまり、第１の電圧検出器１３の検出電圧値と第２の電圧検出器２３の検出電圧値との差異をキャンセルする方向に検出電圧値Ｖ２が補正され、補正後の補正電圧値Ｖｑに基づいて、放電／回生制御部２６がインバータ２５を制御することにより、電力回生が行われる。このため、第１の充電制御電圧値を比較的高く設定することができ、回生効率の向上、充電可能範囲の拡大が図られる。
【０１１６】
（（図７、図８；第２の電力回生制御手法））
次に、第２の電力回生制御手法について、図７及び図８を参照して説明する。図７は、第２の電力回生制御手法を用いた場合の充電電流を示す図である。図７において、横軸は時間であり、縦軸は電力回生による充電電流である。図８は、第２の電力回生制御手法の動作を示すフローチャートである。
【０１１７】
放電／回生制御部２６は、補正量ΔＶを算出するための情報を電力回生の開始前に既に取得している。また、二次電池１１が３つのリチウムイオン電池のセルを直列接続して構成されているものとして、且つ各セルの上限電圧が４．２Ｖであるとして、第２の電力回生制御手法の説明を行う。
【０１１８】
まず、電力回生を行う直前に、無負荷時における二次電池１１の両極間電圧（開放電圧）を取得する（ステップＳ１）。この開放電圧は、第１の電圧検出器１３の検出結果に基づいて算出した二次電池１１の各セルの合計電圧値である。このステップＳ１の処理は、上述した「無負荷時の具体例（ｃ）または（ｄ）」に示す時点で行われる。
【０１１９】
そして、上記開放電圧より、ステップＳ１における二次電池１１の残量（初期残量）を推定する（ステップＳ２）。このステップＳ１における二次電池１１の残量とは、（ステップＳ１における二次電池１１が出力可能な容量）／（二次電池１１を構成する各セルが満充電となっている場合に出力可能な容量）で表される。例えば、放電／回生制御機器２に、開放電圧から残量を推定するためのテーブルデータを記憶するメモリ（不図示）を設けておき、放電／回生制御部２６が、そのメモリの記憶データを参照することにより残量を推定する。例えば、ステップＳ１で算出された上記開放電圧が、１１．２Ｖなら残量は５０％といった具合に推定する。尚、ステップＳ１で算出された上記開放電圧が、４．２Ｖ×３＝１２．６Ｖなら、残量は１００％である。
【０１２０】
ステップＳ２を終えて移行するステップＳ３において、放電／回生制御部２６は、ステップＳ２で推定された残量（初期残量）が予め定められた第１の基準容量より大きいか否かを判定する。この第１の基準容量は任意の値に設定可能であるが、満充電に近い容量とするのが望ましい。例えば、９０〜９５％の残量と第１の基準容量とが等しくなる程度に設定する。
【０１２１】
初期残量が第１の基準容量より大きい場合は、後述するステップＳ９に移行するが（ステップＳ３のＹ）、小さい場合はステップＳ４に移行し、残量増加量を表す変数ｋをゼロに初期化する。
【０１２２】
続いて、ステップＳ５にて、電力回生に係る充電制御電圧値を第１の充電制御電圧値とした上で、ステップＳ６にて、電力回生を行う（開始する）。即ち、放電／回生制御部２６は、補正電圧値Ｖｑが充電制御電圧値（即ち、第１の充電制御電圧値）と一致するように、インバータ２５の制御を行う（図３のような昇圧チョッパを構成する）。この際、充電電流が上限電流ＩLを超えないならば、補正電圧値Ｖｑは第１の充電制御電圧値と一致するように維持されて定電圧による電力回生が行われるが、充電電流が上限電流ＩLに達した場合は、充電電流が上限電流ＩLと一致する状態で（即ち、定電流で）電力回生が行われる。つまり、放電／回生制御部２６は、充電電流が上限電流ＩLを超えないという条件の下で、補正電圧値Ｖｑと充電制御電圧値（即ち、第１の充電制御電圧値）との差が小さくなるように（ゼロに近づくように）、インバータ２５を制御する。尚、定電流で電力回生が行われている期間において、補正電圧値Ｖｑは第１の充電制御電圧値以下となっている。
【０１２３】
第１の充電制御電圧値は、二次電池１１を構成するセルの数や二次電池１１の種類に応じて決定される。二次電池１１が３つのリチウムイオン電池のセルを直列接続して構成される場合、第１の充電制御電圧値を、例えば、４．２Ｖ（１つのセル当たりの上限電圧）×３＝１２．６Ｖとする。尚、放電／回生制御部２６は、第２の電流検出器２２で検出される検出電流値を電力回生による充電電流とみなす。図７は、充電の初期において、定電流で充電される例を示している。
【０１２４】
電力回生が開始されると、ステップＳ７において、電力回生による残量の増加量が演算される。残量の増加量と二次電池１１に対する充電電流の量とは相関関係があるため、放電／回生制御部２６が第２の電流検出器２２の検出結果を所定のタイミングで次々と取得することにより、放電／回生制御部２６はステップＳ６からステップＳ７に至る間の残量の増加量を演算可能である。また、ステップＳ７において演算された残量の増加量は、同時に変数ｋに加算される。
【０１２５】
また、電池側制御部１４が第１の電流検出器１２の検出結果を所定のタイミングで次々と取得し、その検出結果（または検出結果に基づく情報）を放電／回生制御部２６に伝送するようにしてもよい。また更に、電池ユニット１に二次電池１１の残量を計測するための残量計（不図示）を備えるようにし、その残量計の計測結果を電池側制御部１４を介して放電／回生制御部２６に伝送するようにしてもよい。これらの手法によっても、残量の増加量を演算可能である。上記残量計は、例えば、二次電池１１の正極１１ａと入出力端子１５ａとを結ぶ線路に直列に配置される。残量計の構成は、周知のものと同様であるため、詳細な構成の説明は省略するが、例えば、その残量計は、一定間隔（例えば１００ミリ秒）をおいて次々と、自身を通過した電流量（この電流量は、二次電池１１に流れる電流量に等しい）に関する情報を電池側制御部１４に伝えるようになっている。
【０１２６】
ステップＳ７の処理の移行するステップＳ８において、ステップＳ２で推定された初期残量とステップＳ７で演算された変数ｋの値（残量増加量）との和が、上記第１の基準容量より大きくなっているか否かが判定される。その和が、上記第１の基準容量以下である場合は（ステップＳ８のＮ）、前述したステップＳ６に戻って、充電制御電圧値を第１の充電制御電圧値とした電力回生が継続されるが、その和が、上記第１の基準容量より大きい場合は（ステップＳ８のＹ）、後述するステップＳ９に移行する。
【０１２７】
ステップＳ９では、電力回生に係る充電制御電圧値が第２の充電制御電圧値とされる。第２の充電制御電圧値は、第１の充電制御電圧値と同様、二次電池１１を構成するセルの数や二次電池１１の種類に応じて決定されるが、第１の充電制御電圧値より低く設定される。二次電池１１が３つのリチウムイオン電池のセルを直列接続して構成される場合、第２の充電制御電圧値を、例えば、４．０Ｖ×３＝１２．０Ｖとする。
【０１２８】
ステップＳ９の処理の後、電力回生が継続される（ステップＳ１０）。即ち、放電／回生制御部２６は、補正電圧値Ｖｑと充電制御電圧値（即ち、第２の充電制御電圧値）との差が小さくなるように（ゼロに近づくように）、インバータ２５を制御する（図３のような昇圧チョッパを構成する）。このため、電力回生による充電電流の曲線は（図７参照）、第１の充電制御電圧値に対応する曲線７４（セル当たり４．２Ｖ）から、第２の充電制御電圧値に対応する曲線７５（セル当たり４．０Ｖ）のように変化する。尚、ステップＳ８の判定結果が肯定（ステップＳ８のＹ）となる時点においては、二次電池１１への充電は定電圧充電になっている（換言すれば、そのように第１の基準容量及び第１の充電制御電圧値は設定されている）。
【０１２９】
ステップＳ１０に続くステップＳ１１において、ステップＳ７の処理と同様、電力回生による残量の増加量が演算され、増加量が変数ｋに加算される。続いて、ステップＳ１２において、ステップＳ２で推定された初期残量とステップＳ１１で演算された変数ｋの値（残量増加量）との和が、予め定められた充電停止容量に達したかが判定される。その和が、上記充電停止容量未満である場合は（ステップＳ１２のＮ）、前述したステップＳ１０に戻って、充電制御電圧値を第２の充電制御電圧値とした電力回生が継続されるが、その和が、上記第充電停止容量に達している場合は（ステップＳ１２のＹ）、電力回生を終了する。
【０１３０】
また、ステップＳ１１及びＳ１２の処理に代え、充電電流が充電停止電流ＩFに達するまで下降するという条件の成立を以って、電力回生による充電を停止するようにしてもよい。尚、上記説明から理解されるように、放電／回生制御部２６は、又は、電池側制御部１４及び放電／回生制御部２６は、二次電池１１の残量を推定する残量推定手段としての機能を有する。
【０１３１】
上述のように、電力回生に係る充電制御電圧値を、例えば満充電に近い段階で低下させることにより、電力回生の安全性が高まり、電力回生による二次電池１１の劣化や破損の危険性をより低減することができる。充電電流に上限電流ＩLを設け、定電圧で電力回生を行っているとはいえ、パルス状の大きな電流が二次電池１１に流入しうることや、上限電圧付近で充電（安全性に対してマージンの少ない充電）をすることによる二次電池１１の負担を考慮すれば、第１の電力回生制御手法より第２の電力回生制御手法を採用する方が望ましい。
【０１３２】
（（図９、図１０；第２の電力回生制御手法の変形手法１））
また、第２の電力回生制御手法を以下のように変形することもできる。この変形した手法（以下、「変形手法１」という）を、図９及び図１０を参照して説明する。図９は、変形手法１を用いた場合の充電電流を示す図である。図９において、横軸は時間であり、縦軸は電力回生による充電電流である。図１０は、変形手法１の動作を説明するためのフローチャートである。
【０１３３】
変形手法１の動作は、ステップＳ１〜Ｓ１１及びステップＳ２０〜Ｓ２４から成る。この動作は、図８に示す第２の電力回生制御手法の動作に類似しており、ステップＳ３の判定結果が肯定（初期残量＞第１の基準容量が成立）の場合に、ステップＳ９ではなく後述するステップＳ２０に移行する点以外、変形手法１におけるステップＳ１〜Ｓ１１（図８）の動作は、変形しない第２の電力回生制御手法の動作と同一である。図１０は、変形手法１による変形部分周辺の動作のみを図示している。但し、第２の充電制御電圧値（＜第１の充電制御電圧値）は、後述する第３の充電制御電圧値を設ける関係上、例えば４．１Ｖ×３＝１２．３Ｖとする。
【０１３４】
変形手法１においては、ステップＳ１〜Ｓ１０を介してＳ１１を経た後、又はステップＳ３での判定結果が肯定となった後、ステップＳ２０に移行する。ステップＳ２０においては、ステップＳ２で推定された初期残量とステップＳ１１で演算された変数ｋの値（残量増加量）との和が、上記第１の基準容量より大きな所定の第２の基準容量より大きくなっているかが判定される。その和が、第２の基準容量以下である場合は（ステップＳ２０のＮ）、前述したステップＳ９を介してステップＳ１０に移行し、充電制御電圧値を第２の充電制御電圧値とした電力回生が行われるが、その和が、上記第２の基準容量に達している場合は（ステップＳ２０のＹ）、ステップＳ２１に移行する。
【０１３５】
ステップＳ２１では、電力回生に係る充電制御電圧値が第３の充電制御電圧値とされる。第３の充電制御電圧値は、第１、第２の充電制御電圧値と同様、二次電池１１を構成するセルの数や二次電池１１の種類に応じて決定されるが、第２の充電制御電圧値より低く設定される。二次電池１１が３つのリチウムイオン電池のセルを直列接続して構成される場合、第３の充電制御電圧値を、例えば、４．０Ｖ×３＝１２．０Ｖとする（上述したように、変形手法１における第２の充電制御電圧値は、例えば、４．１Ｖ×３＝１２．３Ｖとされる）。
【０１３６】
ステップＳ２１の処理の後、電力回生が継続される（ステップＳ２２）。即ち、放電／回生制御部２６は、補正電圧値Ｖｑと充電制御電圧値（即ち、第３の充電制御電圧値）との差が小さくなるように（ゼロに近づくように）、インバータ２５を制御する（図３のような昇圧チョッパを構成する）。このため、電力回生による充電電流の曲線は（図９参照）、第２の充電制御電圧値に対応する曲線７７から、第３の充電制御電圧値に対応する曲線７８のように変化する。尚、曲線７６は、第１の充電制御電圧値に対応する充電電流の曲線である。
【０１３７】
ステップＳ２２に続くステップＳ２３において、ステップＳ７の処理と同様、電力回生による残量の増加量が演算され、増加量が変数ｋに加算される。続いて、ステップＳ２４において、ステップＳ２で推定された初期残量とステップＳ２３で演算された変数ｋの値（残量増加量）との和が、予め定められた充電停止容量に達したかが判定される。その和が、上記充電停止容量未満である場合は（ステップＳ２４のＮ）、前述したステップＳ２２に戻って、充電制御電圧値を第３の充電制御電圧値とした電力回生が継続されるが、その和が、上記第充電停止容量に達している場合は（ステップＳ２４のＹ）、電力回生を終了する。
【０１３８】
また、ステップＳ２３及びＳ２４の処理に代え、充電電流が充電停止電流ＩFに達するまで下降するという条件の成立を以って、電力回生による充電を停止するようにしてもよい。
【０１３９】
この変形手法１によっても、電力回生に係る充電制御電圧値は、例えば満充電に近い段階で低くなるので、変形しない第２の電力回生制御手法と同様の効果が得られる。また、移動体におけるブレーキ力は、回生電流（電力回生時における二次電池１１への充電電流）の量に応じて変化するが、充電制御電圧値を段階的に低下させることで回生電流の変化が滑らかになるため、本実施形態に係る放電／回生制御システムを適用した移動体の乗り心地が向上する。
【０１４０】
充電制御電圧値を、３段階（第１、第２、第３の充電制御電圧値）に変化させる例を示したが、勿論、任意の複数の段階に変化させても構わない。
【０１４１】
（（図１１；第２の電力回生制御手法の変形手法２））
また、第２の電力回生制御手法を以下のように変形することもできる。この変形した手法（以下、「変形手法２」という）を、図１１を参照して説明する。図１１は、変形手法２を用いた場合の充電電流を示す図である。図１１において、横軸は時間であり、縦軸は電力回生による充電電流である。変形手法２における動作は、変形しない第２の電力回生制御手法の動作（即ち、図８に示す動作）と類似しており、相違する部分だけを、図８を参照しながら説明する。
【０１４２】
変形しない第２の電力回生制御手法において、ステップＳ８の判定結果が肯定（ステップＳ８のＹ）となってステップＳ９に移行した際、充電制御電圧値が第１の充電制御電圧値から第２の充電制御電圧値に変更される。すると、放電／回生制御部２６は、補正電圧値Ｖｑと第１の充電制御電圧値との差を小さくする（補正電圧値Ｖｑを第１の充電制御電圧値に維持する）状態から、補正電圧値Ｖｑと第２の充電制御電圧値との差を小さくする（補正電圧値Ｖｑを第２の充電制御電圧値に維持する）状態へ、速やかに移行させる。
【０１４３】
図３のような昇圧チョッパの動作を例にして考えた場合、ＭＯＳトランジスタＴｒ１をオンするデューティ比を、例えば、５０％から３０％に速やかに移行させるのである。この移行は、例えば、数マイクロ秒〜数ミリ秒の間に行われる。
【０１４４】
変形手法２においても、ステップＳ８の判定結果が肯定（ステップＳ８のＹ）となってステップＳ９に移行すると、充電制御電圧値が第１の充電制御電圧値から第２の充電制御電圧値に変更される。しかし、この変更の際、放電／回生制御部２６は、補正電圧値Ｖｑと第１の充電制御電圧値との差を小さくする（補正電圧値Ｖｑを第１の充電制御電圧値に維持する）状態から、補正電圧値Ｖｑと第２の充電制御電圧値との差を小さくする（補正電圧値Ｖｑを第２の充電制御電圧値に維持する）状態へ、徐々に移行させる。
【０１４５】
この移行を徐々に行わせるためには、例えば、図３のような昇圧チョッパの動作を例にして考えた場合、ＭＯＳトランジスタＴｒ１をオンとするデューティ比の単位時間当たりの変化量に制限（上限）を与えれば良い。例えば、１００ミリ秒当たりの変化量の上限を２％とすれば、デューティ比は徐々に減少し、デューティ比が５０％から３０％に減少するまでに最低１秒かかる。
【０１４６】
このような制御を行うことにより、電力回生による充電電流は、図１１に示す如く滑らかに変化する。尚、この変形手法２は、上記の変形手法１と組み合わせることも可能である。例えば、変形手法１において、充電制御電圧値が第２の充電制御電圧値から第３の充電制御電圧値に変更される際、補正電圧値Ｖｑと第２の充電制御電圧値との差を小さくする（補正電圧値Ｖｑを第２の充電制御電圧値に維持する）状態から、補正電圧値Ｖｑと第３の充電制御電圧値との差を小さくする（補正電圧値Ｖｑを第３の充電制御電圧値に維持する）状態へ、徐々に移行するようにしてもよい。
【０１４７】
この変形手法２によっても、電力回生に係る充電制御電圧値は、例えば満充電に近い段階で低くなるので、変形しない第２の電力回生制御手法と同様の効果が得られる。また、移動体におけるブレーキ力は、回生電流（電力回生時における二次電池１１への充電電流）の量に応じて変化するが、上記のような状態の移行が行われるようにすることにより、回生電流の変化が滑らかになるため、本実施形態に係る放電／回生制御システムを適用した移動体の乗り心地が向上する。
【０１４８】
＜＜その他、変形等＞＞
また、一度図８や図１０に示す動作を最後まで、或いは途中まで行った後、再度電力回生を行う場合は、ステップＳ１及びＳ２を省略することができる（もちろん省略せず、ステップＳ１から行っても構わない）。この場合、例えば、前回の電力回生時のステップＳ２において推定した初期残量と、前回の電力回生時における最終的な変数ｋ（残量増加量）の値と、前回の電力回生終了時点から今回の電力回生開始時点までの電流積算値（二次電池１１に流れた電流の積算値）に対応する残量変化量との和を、今回の電力回生時における初期残量として用いればよい。
【０１４９】
第１の電流検出器１２の検出結果を次々と得ることにより、または第２の電流検出器２２の検出結果を次々と得ることにより、放電／回生制御部２６が上記電流積算値を算出する。この際、例えば、二次電池１１から流れ出す電流の向きを正、二次電池１１に流れ込む電流の向きを負として電流積算すればよい。また、電池ユニット１に上記残量計が備えられている場合は、電流積算を行って上記残量変化量を得る代わりに、残量計の計測結果に基づいて上記残量変化量を得ても良い。
【０１５０】
（第１の電圧検出器の検出結果をそのまま利用）
また、上述してきたような補正電圧値Ｖｑを用いた電力回生制御を行うのではなく、第１の電圧検出器１３の検出結果を次々と、電池側制御部１４を介して放電／回生制御部２６に伝送し、その次々と送られてくる第１の電圧検出器１３の検出結果に基づいて（第２の電圧検出器２３の検出結果を用いることなく）電力回生制御を行う方式も考えられる。この方式によっても、第１の電圧検出器１３と第２の電圧検出器２３との間に存在する検出誤差の相違の影響を排除することができるからである。
【０１５１】
しかしながら、そのような方式には、いくつかの問題点がある。そのため、上述してきたような補正電圧値Ｖｑを用いる電力回生制御の方が望ましい。
【０１５２】
第１に、放電／回生制御部２６に対する割り込み要求が頻繁に発生し、他の動作に割り当てる時間が減少してしまう。電力回生時において、二次電池１１の安全性を確保するべく二次電池１１に加わる電圧を所望の電圧に維持するためには、二次電池１１に加わる電圧を、例えば数マイクロ秒〜数ミリ秒ごとに取得し、その取得した電圧に基づいてインバータ２５を逐次制御する必要がある。上記方式を採用した場合において、このような必要性に応えるためには、第１の電圧検出器１３により数マイクロ秒〜数ミリ秒ごとに二次電池１１に加わる電圧を取得し、その取得した値を数マイクロ秒〜数ミリ秒ごとに電池側制御部１４を介して放電／回生制御部２６に伝送する必要がある。そして、その伝送が行われる度に、放電／回生制御部２６は伝送に関わる処理を実行する必要がある。つまり、放電／回生制御部２６は、数マイクロ秒〜数ミリ秒ごとに電池側制御部１４からの割り込み要求に応答する必要が生じてしまうため、上記のような問題が発生する。
【０１５３】
第２に、高速に情報を伝送する必要があるとノイズに弱くなる。既に例示したように、放電／回生制御機器２は二輪車の前輪付近に配置されるが、スペースの制約上、電池ユニット１は二輪車の後輪部分にしか配置できない場合もある。このような場合には、特にノイズに弱くなるという問題が顕著となりうる。
【０１５４】
第３に、高速に情報を伝送する必要があると高速のマイクロコンピュータ等を用いる必要が生じ、コスト増加及び消費電力の増大を招く。また、電池ユニット１と放電／回生制御機器２とを接続する配線数は、なるだけ少なくすることが望ましいのであるから、伝送速度を低減することだけを目的として、電圧データをパラレル伝送することは採用しがたい。
【産業上の利用可能性】
【０１５５】
本発明は、自動車（電気自動車）やモータ等によって駆動する二輪車（所謂オートバイや電動自転車）などの移動体の他、回生電力により二次電池を充電する装置であれば、どのような装置にでも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１５６】
【図１】本発明を適用した放電／回生制御システムのブロック構成図である。
【図２】図１のインバータの構成の詳細等を示す図である。
【図３】図２のインバータが、電力回生時に昇圧チョッパとして動作することを説明するための図である。
【図４】第１の補正量算出法を説明するための図である。
【図５】第２の補正量算出法を説明するための図である。
【図６】第１の電力回生制御手法を説明するための図である。
【図７】第２の電力回生制御手法を説明するための図である。
【図８】第２の電力回生制御手法の動作を説明するためのフローチャートである。
【図９】第２の電力回生制御手法の変形例を説明するための図である。
【図１０】第２の電力回生制御手法の変形例の動作を説明するためのフローチャートである。
【図１１】第２の電力回生制御手法の他の変形例を説明するための図である。
【図１２】従来の放電／回生制御システムのブロック構成図である。
【図１３】図１２の二次電池を充電器で充電する場合の充電電流を説明するための図である。
【図１４】図１２の二次電池を電力回生にて充電する場合の充電電流を説明するための図である。
【符号の説明】
【０１５７】
１    電池ユニット
２    放電／回生制御機器（回生制御機器）
１１    二次電池
１１ａ    正極
１１ｂ    負極
１２    第１の電流検出器
１３    第１の電圧検出器
１４    電池側制御部
１５ａ、１５ｂ    入出力端子（ユニット側入出力端子）
２１ａ、２１ｂ    入出力端子
２２    第２の電流検出器
２３    第２の電圧検出器
２４    モータ
２５    インバータ
２５ａ    正電圧側端子
２５ｂ    負電圧側端子
２６    放電／回生制御部
Ｔｒ１、Ｔｒ２、Ｔｒ３、Ｔｒ４、Ｔｒ５、Ｔｒ６    ＭＯＳトランジスタ
Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５、Ｄ６    寄生ダイオード
Ｌｕ、Ｌｖ、Ｌｗ    電機子巻線
【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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