(57)【要約】【課題】リチウムイオン電池の充電に対する入力特性を向上する。【解決手段】蓄電池制御システム１１は発電機１２とバルブ１５と第１のコントローラ１９とを有する。バルブ１５を排気管２７に設ける。第１のコントローラ１９は車両情報および第１の充電情報を取得する。第１のコントローラ１９は発電機が発電状態でありかつリチウムイオン電池２０への充電電流の測定値が電流閾値未満であるときバルブ１５の開放指令を出力する。【選択図】図２
2018045791.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電機と、
エンジンの排気ガスをリチウムイオン電池に流動させる排気管に設けられるバルブと、
車両情報に基づいて前記排気ガスの温度が温度閾値未満かつ前記発電機が発電状態であると判定し、かつ前記リチウムイオン電池の充電電流に関する第１の充電情報に基づいて前記リチウムイオン電池への充電電流の測定値が電流閾値未満であると判定するとき、前記バルブの開放指令を出力する第１のコントローラとを備える
ことを特徴とする蓄電池制御システム。
【請求項２】
請求項１に記載の蓄電池制御システムにおいて、
前記第１のコントローラは、前記バルブの開放指令の出力後における前記リチウムイオン電池の充電電流に関する第２の充電情報を取得し、前記第２の充電情報に基づき前記リチウムイオン電池への充電電流の推定値が前記電流閾値を超えるとき、前記バルブの閉鎖指令を出力する
ことを特徴とする蓄電池制御システム。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の蓄電池制御システムにおいて、
前記電流閾値は、前記リチウムイオン電池の充電率および端子電圧値の少なくともいずれかにより定められている
ことを特徴とする蓄電池制御システム。
【請求項４】
請求項１から３の何れか１項に記載の蓄電池制御システムにおいて、
前記リチウムイオン電池の充電電流の測定値を検出する電流計と、
前記測定値を前記電流閾値と比較した比較結果を、前記第１の充電情報として、前記第１のコントローラに出力する第２のコントローラとを、さらに備える
ことを特徴とする蓄電池制御システム。
【請求項５】
請求項１から３の何れか１項に記載の蓄電池制御システムにおいて、
前記リチウムイオン電池の充電電流の測定値を、前記第１の充電情報として、前記第１のコントローラに出力する電流計を、さらに備え、
前記第１のコントローラは、前記電流計が出力する前記測定値を前記電流閾値と比較する
ことを特徴とする蓄電池制御システム。
【請求項６】
請求項２に記載の蓄電池制御システムにおいて、
前記リチウムイオン電池の温度を検出する電池温度センサと、
前記リチウムイオン電池の温度に対応する内部抵抗に基づいて算出される前記リチウムイオン電池の充電電流の推定値と前記電流閾値との比較結果を、前記第２の充電情報として、前記第１のコントローラに出力する第２のコントローラとを、さらに備える
ことを特徴とする蓄電池制御システム。
【請求項７】
請求項２に記載の蓄電池制御システムにおいて、
前記リチウムイオン電池の温度を検出し、前記リチウムイオン電池の温度を前記第２の充電情報として、前記第１のコントローラに出力する電池温度センサと、
前記第１のコントローラは、前記第２の充電情報として取得する温度に対応する前記リチウムイオン電池の内部抵抗に基づいて算出される前記リチウムイオン電池の充電電流の電流値を、前記推定値として用いる
ことを特徴とする蓄電池制御システム。
【請求項８】
請求項１から７の何れか１項に記載の蓄電池制御システムにおいて、
前記車両情報は、前記車両がアイドル状態または回生状態を判別し得る情報であり、
前記第１のコントローラは、前記車両情報を取得するときに、前記排気ガスの温度が前記温度閾値未満かつ前記発電機が発電状態であると判定する
ことを特徴とする蓄電池制御システム。
【請求項９】
請求項１から７の何れか１項に記載の蓄電池制御システムにおいて、
前記排気ガスの温度を検出し、前記車両情報として前記第１のコントローラに出力する排ガス温度センサと、
前記発電機が発電状態であることを検知し、検知結果を前記車両情報として前記第１のコントローラに出力する検知器を、さらに備え、
前記第１のコントローラは、前記排ガス温度センサから取得する前記排ガスの温度と前記温度閾値とを比較し、前記検知結果に基づいて前記発電機が発電状態にあるか否かを判定する
ことを特徴とする蓄電池制御システム。
【請求項１０】
リチウムイオン電池と、
前記リチウムイオン電池の充電電流の測定値を検出する電流計と、
前記測定値を電流閾値と比較した比較結果を出力する第２のコントローラとを備える
ことを特徴とする蓄電池ユニット。
【請求項１１】
請求項１０に記載の蓄電池ユニットにおいて、
前記リチウムイオン電池の温度を検出する電池温度センサを、さらに備え、
前記第２のコントローラは、前記リチウムイオン電池の温度に対応する内部抵抗に基づいて、前記リチウムイオン電池の充電電流の推定値を算出する
ことを特徴とする蓄電池ユニット。
【請求項１２】
エンジンと、
発電機と、
前記発電機が発電する電力を充電するリチウムイオン電池と、
前記エンジンの排気ガスを前記リチウムイオン電池に流動させる排気管と、
前記排気管に設けられるバルブと、
車両情報に基づいて前記排気ガスの温度が温度閾値未満かつ前記発電機が発電状態であると判定し、かつ前記リチウムイオン電池の充電電流に関する第１の充電情報に基づいて前記リチウムイオン電池への充電電流の測定値が電流閾値未満であると判定するとき、前記バルブの開放指令を出力する第１のコントローラとを備える
ことを特徴とする車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄電池制御システム、蓄電池ユニット、および車両に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、大電流の放電を可能にすべく、鉛電池と並列にリチウムイオン電池を接続することが開示されている（特許文献１および特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−０５０００９号公報
【特許文献２】特許第５４０９４２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
鉛電池およびリチウムイオン電池は、オルタネータが発電する電力によって充電される。しかし、リチウムイオン電池は、低温環境下等において充電時の内部抵抗が大きくなるため入力特性が悪く、充電の効率を上げることが求められていた。
【０００５】
かかる事情に鑑みてなされた本発明の目的は、リチウムイオン電池の充電に対する入力特性を向上させる蓄電池制御システム、蓄電池ユニット、および車両を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために本発明の第１の観点に係る蓄電池制御システムは、
発電機と、
エンジンの排気ガスをリチウムイオン電池に流動させる排気管に設けられるバルブと、
車両情報に基づいて前記排気ガスの温度が温度閾値未満かつ前記発電機が発電状態であると判定し、かつ前記リチウムイオン電池の充電電流に関する第１の充電情報に基づいて前記リチウムイオン電池への充電電流の測定値が電流閾値未満であると判定するとき、前記バルブの開放指令を出力する第１のコントローラとを備える
ことを特徴とする。
【０００７】
また、本発明の第２の観点に係る蓄電池制御システムにおいては、
前記第１のコントローラは、前記バルブの開放指令の出力後における前記リチウムイオン電池の充電電流に関する第２の充電情報を取得し、前記第２の充電情報に基づき前記リチウムイオン電池への充電電流の推定値が前記電流閾値を超えるとき、前記バルブの閉鎖指令を出力する
ことが好ましい。
【０００８】
また、本発明の第３の観点に係る蓄電池制御システムにおいては、
前記電流閾値は、前記リチウムイオン電池の充電率および端子電圧値の少なくともいずれかにより定められている
ことが好ましい。
【０００９】
また、本発明の第４の観点に係る蓄電池制御システムにおいては、
前記リチウムイオン電池の充電電流の測定値を検出する電流計と、
前記測定値を前記電流閾値と比較した比較結果を、前記第１の充電情報として、前記第１のコントローラに出力する第２のコントローラとを、さらに備える
ことが好ましい。
【００１０】
また、本発明の第５の観点に係る蓄電池制御システムにおいては、
前記リチウムイオン電池の充電電流の測定値を、前記第１の充電情報として、前記第１のコントローラに出力する電流計を、さらに備え、
前記第１のコントローラは、前記電流計が出力する前記測定値を前記電流閾値と比較する
ことが好ましい。
【００１１】
また、本発明の第６の観点に係る蓄電池制御システムにおいては、
前記リチウムイオン電池の温度を検出する電池温度センサと、
前記リチウムイオン電池の温度に対応する内部抵抗に基づいて算出される前記リチウムイオン電池の充電電流の推定値と前記電流閾値との比較結果を、前記第２の充電情報として、前記第１のコントローラに出力する第２のコントローラとを、さらに備える
ことが好ましい。
【００１２】
また、本発明の第７の観点に係る蓄電池制御システムにおいては、
前記リチウムイオン電池の温度を検出し、前記リチウムイオン電池の温度を前記第２の充電情報として、前記第１のコントローラに出力する電池温度センサと、
前記第１のコントローラは、前記第２の充電情報として取得する温度に対応する前記リチウムイオン電池の内部抵抗に基づいて算出される前記リチウムイオン電池の充電電流の電流値を、前記推定値として用いる
ことが好ましい。
【００１３】
また、本発明の第８の観点に係る蓄電池制御システムにおいては、
前記車両情報は、前記車両がアイドル状態または回生状態を判別し得る情報であり、
前記第１のコントローラは、前記車両情報を取得するときに、前記排気ガスの温度が前記温度閾値未満かつ前記発電機が発電状態であると判定する
ことが好ましい。
【００１４】
また、本発明の第９の観点に係る蓄電池制御システムにおいては、
前記排気ガスの温度を検出し、前記車両情報として前記第１のコントローラに出力する排ガス温度センサと、
前記発電機が発電状態であることを検知し、検知結果を前記車両情報として前記第１のコントローラに出力する検知器を、さらに備え、
前記第１のコントローラは、前記排ガス温度センサから取得する前記排ガスの温度と前記温度閾値とを比較し、前記検知結果に基づいて前記発電機が発電状態にあるか否かを判定する
ことが好ましい。
【００１５】
また、本発明の第１０の観点に係る蓄電池ユニットは、
リチウムイオン電池と、
前記リチウムイオン電池の充電電流の測定値を検出する電流計と、
前記測定値を電流閾値と比較した比較結果を出力する第２のコントローラとを備える
ことを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の第１１の観点に係る蓄電池ユニットにおいては、
前記リチウムイオン電池の温度を検出する電池温度センサを、さらに備え、
前記第２のコントローラは、前記リチウムイオン電池の温度に対応する内部抵抗に基づいて、前記リチウムイオン電池の充電電流の推定値を算出する
ことが好ましい。
【００１７】
また、本発明の第１２の観点に係る車両は、
エンジンと、
発電機と、
前記発電機が発電する電力を充電するリチウムイオン電池と、
前記エンジンの排気ガスを前記リチウムイオン電池に流動させる排気管と、
前記排気管に設けられるバルブと、
車両情報に基づいて前記排気ガスの温度が温度閾値未満かつ前記発電機が発電状態であると判定し、かつ前記リチウムイオン電池の充電電流に関する第１の充電情報に基づいて前記リチウムイオン電池への充電電流の測定値が電流閾値未満であると判定するとき、前記バルブの開放指令を出力する第１のコントローラとを備える
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
上記のように構成された本発明に係る蓄電池制御システム、蓄電池ユニット、および車両によれば、リチウムイオン電池の充電に対する入力特性を向上可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】第１の実施形態の蓄電池制御システムを搭載する車両の概略構成図である。
【図２】第１の実施形態の蓄電池制御システムの概略構成を示す機能ブロック図である。
【図３】充電率および端子電圧に対応して電流閾値を決定させるマップである。
【図４】第１の実施形態において第２のコントローラが実行する第１の充放電電流の監視制御を示すフローチャートである。
【図５】第１の実施形態において第２のコントローラが実行する第２の充放電電流の監視制御を示すフローチャートである。
【図６】第１の実施形態において第１のコントローラが実行するバルブの開閉制御を示すフローチャートである。
【図７】第２の実施形態において第１のコントローラが実行するバルブの開閉制御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】
【００２０】
以下、本発明を適用した蓄電池制御システムの実施形態について、図面を参照して説明する。
【００２１】
図１に示すように、本発明の一実施形態に係る蓄電池制御システムは、例えば、ガソリン自動車、ディーゼル自動車、およびハイブリッド車などの車両１０に搭載される。
【００２２】
図２に示すように、蓄電池制御システム１１は、発電機１２、スタータモータ１３、負荷１４、バルブ１５、検知器１６、排ガス温度センサ１７、蓄電池ユニット１８、および第１のコントローラ１９を含んで構成される。発電機１２、スタータモータ１３、蓄電池ユニット１８を構成するリチウムイオン電池２０および鉛蓄電池２１、ならびに負荷１４は、並列に接続される。
【００２３】
発電機１２は、例えばオルタネータであって、車両１０のエンジン２２、およびトランスアスクル２６を介してエンジン２２と連結されたドライブシャフト２３の少なくとも一方に直接的または間接的に、機械的に接続される（図１参照）。例えば、発電機１２は、エンジン２２のクランクシャフトの一端側に接続されている。
【００２４】
発電機１２は、エンジン２２の駆動またはドライブシャフト２３の回転によって発電可能である。発電機１２がエンジン２２の駆動によって発電した電力は、レギュレータで出力電圧を調整されて、リチウムイオン電池２０、鉛蓄電池２１、負荷１４、および車両１０の補機に供給され得る。また、発電機１２は車両１０の減速時などに回生によって発電可能である。発電機１２が回生発電した電力、すなわちエンジン２２への燃料供給を停止した状態でエンジン２２またはドライブシャフト２３の回転によって発電した電力は、リチウムイオン電池２０および鉛蓄電池２１の充電に使用され得る。
【００２５】
スタータモータ１３（図２参照）は、例えばセルモータを含んで構成され、リチウムイオン電池２０および鉛蓄電池２１の少なくとも一方からの電力供給を受けて、エンジン２２を始動させる。
【００２６】
負荷１４は、例えば車両１０に備えられたオーディオ、エアコン、及びナビゲーションシステム等を含む負荷であって、供給された電力を消費して動作する。負荷１４は、エンジン２２の駆動の停止中にリチウムイオン電池２０および鉛蓄電池２１からの電力供給を受けて動作し、エンジン２２の駆動中に発電機１２、リチウムイオン電池２０、および鉛蓄電池２１からの電力供給を受けて動作する。
【００２７】
バルブ１５は、排気管２７に設けられている。排気管２７は、エンジン２２の排気ガスをリチウムイオン電池２０の表面に流動させる。バルブ１５は、第１のコントローラ１９（図２参照）の指令に基づいて、開閉する。
【００２８】
検知器１６は、例えば電圧計であり、所定値以上の電圧を検出するときを、発電機１２の発電状態として、検知する。検知器１６は、検知結果を、エンジン２２が設けられる車両１０の状況を示す車両情報として第１のコントローラ１９に出力する。
【００２９】
排ガス温度センサ１７は、排気管２７に接触するように設けられている。排ガス温度センサ１７は、排気管２７の表面温度をエンジン２２の排気ガスの温度Ｔとして検出する。排ガス温度センサ１７は、検出した排ガスの温度も車両情報として第１のコントローラ１９に出力する。
【００３０】
蓄電池ユニット１８は、リチウムイオン電池２０、鉛蓄電池２１、電流計２８、電圧計２９、電池温度センサ３０、および第２のコントローラ３１を含んで構成される。
【００３１】
リチウムイオン電池２０は、直列に接続される複数のセルによって構成されている。本実施形態においては、各セルの負極および正極には、それぞれチタン酸リチウムおよびリン酸鉄が用いられている。ただし、負極および正極の原料はこれらに限定されない。
【００３２】
本実施形態において、リチウムイオン電池２０の出力電圧は、鉛蓄電池２１の出力電圧と略同一であって、例えば１２Ｖである。あるいは、リチウムイオン電池２０の出力電圧は、鉛蓄電池２１の出力電圧と異なってもよい。かかる場合、リチウムイオン電池２０の出力電圧は、ＤＣ／ＤＣコンバータによって、鉛蓄電池２１の出力電圧と略同一となるように調整される。
【００３３】
また、リチウムイオン電池２０は、エンジン２２の停止中（アイドリングの停止中）に、スタータモータ１３を含む補機、負荷１４、第１のコントローラ１９、および第２のコントローラ３１に対して電力を供給可能である。
【００３４】
鉛蓄電池２１は、例えば公称電圧１２Ｖの出力電圧を有する鉛蓄電池であって、負荷１４に対して電力を供給可能である。
【００３５】
電流計２８は、例えばシャント抵抗等を含んで構成され、リチウムイオン電池２０の充電電流および放電電流（以下、いずれか一方を特定する場合を除き充電電流および放電電流を「充放電電流」と呼ぶ。）の測定値ｉを検出する。電流計２８は、検出した充放電電流の測定値ｉを第２のコントローラ３１に出力する。電流計２８は、上記構成に限られず種々の構造・形式を有するものを適宜採用してもよい。
【００３６】
電圧計２９は、リチウムイオン電池２０の端子電圧の測定値ｖを検出する。電圧計２９は、検出した端子電圧の測定値ｖを第２のコントローラ３１に出力する。電圧計２９は、種々の構造・形式を有するものを適宜採用できる。
【００３７】
電池温度センサ３０は、リチウムイオン電池２０に接触するように設けられている。電池温度センサ３０は、リチウムイオン電池２０の表面温度Ｔを検出する。電池温度センサ３０は、検出した表面温度Ｔを第２のコントローラ３１に出力する。
【００３８】
第２のコントローラ３１は、専用のマイクロプロセッサまたは特定のプログラムを読込むことにより特定の機能を実行する汎用のＣＰＵである。第２のコントローラ３１は、例えばリチウムイオン電池２０および鉛蓄電池２１の制御および状態の判定などを行う。
【００３９】
例えば、第２のコントローラ３１は、充放電電流の測定値ｉおよび端子電圧の測定値ｖに基づいて、リチウムイオン電池２０の開放電圧値ＯＣＶを推定する。詳細に説明すると、第２のコントローラ３１は、充放電電流の測定値ｉおよび端子電圧の測定値ｖに基づいて、例えば、フォスタ型ＲＣ梯子回路やカウエル型ＲＣ梯子回路等、リチウムイオン電池２０の等価回路モデルにおける各パラメータを推定する。第２のコントローラ３１は、各パラメータの推定に、例えば、カルマン・フィルタなどの適応フィルタを用いる。なお、カルマン・フィルタを用いたパラメータ推定方法の詳細については、例えば、特開２０１２−１４９９４７号公報に開示されている。第２のコントローラ３１は、推定したパラメータに基づいて、開放電圧値ＯＣＶを推定する。
【００４０】
さらに、第２のコントローラ３１は、予め実験又はシミュレーションで求められた、リチウムイオン電池２０の開放電圧値ＯＣＶ−充電率ＳＯＣ特性を示す開放電圧値ＯＣＶ−充電率ＳＯＣルックアップテーブルを用いて、開放電圧値ＯＣＶの値に対応する充電率ＳＯＣを推定する。
【００４１】
また、第２のコントローラ３１は、充電電流の測定値ｉを電流閾値と比較し、比較結果を、リチウムイオン電池２０の充電電流の状態を示す第１の充電情報として第１のコントローラ１９に出力する。なお、図３に示すように、電流閾値は、リチウムイオン電池２０の充電率ＳＯＣおよび端子電圧値ＣＣＶにより定められている。マップには複数の曲線が描かれており、各曲線によって境界付けされる範囲毎に、対応する電流閾値が定められている。
【００４２】
したがって、第２のコントローラ３１は、推定した充電率ＳＯＣおよび端子電圧の測定値ｖに基づいて、電流閾値をマップから決定し、充電電流の測定値ｉと比較する。なお、当該マップにおける電流閾値を定める各曲線は、例えば２５℃などの所定の温度における充電率ＳＯＣ−端子電圧値ＣＣＶ座標における等電流曲線である。
【００４３】
また、第２のコントローラ３１（図２参照）は、第１のコントローラ１９の指令に基づいて、後述するバルブ１５の開放指令の出力後におけるリチウムイオン電池２０の充電電流の状態を示す第２の充電情報を生成する。第１の実施形態において、第２の充電情報は、リチウムイオン電池２０への充電時の充電電流の推定値ｉestと電流閾値との比較結果である。
【００４４】
まず、第２のコントローラ３１は、リチウムイオン電池２０の表面温度Ｔに基づいて、リチウムイオン電池２０の内部抵抗Ｒ（Ｔ）を算出する。なお、内部抵抗Ｒ（Ｔ）の算出には、例えば、アレニウス則から導かれる（１）式が用いられる。
【００４５】
【数１】
2018045791.tif 000003
【００４６】
なお、（１）式において、ηおよびβは予め設定される定数である。また、Ｒは気体定数である。
【００４７】
次に、第２のコントローラ３１は、算出した内部抵抗Ｒ（Ｔ）、端子電圧の測定値ｖ、および推定した開放電圧値ＯＣＶを（２）式に用いて、充電電流の推定値ｉestを算出する。
【００４８】
【数２】
2018045791.tif 000004
【００４９】
第２のコントローラ３１は、算出した充電電流の推定値ｉestを、上述の電流閾値と比較する。第２のコントローラ３１は、当該比較結果を、前述のように、第２の充電情報として、第１のコントローラ１９に出力する。
【００５０】
第１のコントローラ１９は、エンジンＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）などの専用のマイクロプロセッサまたは特定のプログラムを読込むことにより特定の機能を実行する汎用のＣＰＵである。第１のコントローラ１９は、蓄電池ユニット１８の制御を含めて、エンジン２２の制御を行なう。
【００５１】
第１のコントローラ１９は、検知器１６から出力される検知結果、および排ガス温度センサ１７から出力される排気ガスの温度を、車両情報として取得する。第１のコントローラ１９は、排気ガスの温度を温度閾値と比較し、排気ガスの温度が温度閾値未満であるか否かを判定する。温度閾値は、例えばエンジン２２がアイドル状態、または燃料噴射を停止している際の排ガス温度に基づいて予め定められる。第１のコントローラ１９は、排気ガスの温度が温度閾値未満であり、かつ検知結果に基づいて発電機１２が発電状態であると判定したとき、第１のコントローラ１９から送られる第１の充電情報を確認する。第１のコントローラ１９は、第１の充電情報の確認により、リチウムイオン電池２０の充電電流の測定値ｉが電流閾値未満であるとき、バルブ１５の開放指令を出力する。
【００５２】
第１のコントローラ１９は、バルブ１５の開放指令の出力後、第２のコントローラ３１に対して、第２の充電情報を生成する指令を出力する。第１のコントローラ１９は、第２のコントローラ３１から取得する第２の充電情報としての比較結果に基づき、リチウムイオン電池２０の充電電流の推定値ｉestが電流閾値を超えるとき、バルブ１５の閉鎖指令を出力する。
【００５３】
次に、第１の実施形態において、第２のコントローラ３１が実行する第１の充電電流の監視制御について、図４のフローチャートを用いて説明する。第２のコントローラ３１は、所定の周期、または第１のコントローラ１９からの監視指令に基づいて、第１の充電電流の監視制御を開始する。
【００５４】
ステップＳ１００において、第２のコントローラ３１は、電流計２８からリチウムイオン電池２０の充放電電流の測定値ｉを取得する。測定値ｉを取得すると、プロセスはステップＳ１０１に進む。
【００５５】
ステップＳ１０１では、第２のコントローラ３１は、リチウムイオン電池２０の充電率ＳＯＣおよび端子電圧の測定値ｖに対応する電流閾値を、例えば第２のコントローラ３１のメモリから読出す。電流閾値を読出すと、プロセスはステップＳ１０２に進む。
【００５６】
ステップＳ１０２では、第２のコントローラ３１は、ステップＳ１００において取得した測定値ｉと、ステップＳ１０１において読出した電流閾値を比較する。比較すると、プロセスは、ステップＳ１０３に進む。
【００５７】
ステップＳ１０３では、第２のコントローラ３１は、ステップＳ１０２における比較結果を、第１の充電情報として、第１のコントローラ１９に出力する。比較結果の出力後、第１の充電電流の監視制御を終了する。
【００５８】
次に、第１の実施形態において、第２のコントローラ３１が実行する第２の充電電流の制御について、図５のフローチャートを用いて説明する。第２のコントローラ３１は、第１のコントローラ１９からの第２の充電情報の生成指令に基づいて、第２の充電電流の監視制御を開始する。
【００５９】
ステップＳ２００において、第２のコントローラ３１は、電池温度センサ３０からリチウムイオン電池２０の表面温度Ｔを取得する。表面温度Ｔを取得すると、プロセスはステップＳ２０１に進む。
【００６０】
ステップＳ２０１では、第２のコントローラ３１は、ステップＳ２００において取得した表面温度Ｔに基づいて、リチウムイオン電池２０の内部抵抗Ｒ（Ｔ）を算出する。内部抵抗Ｒ（Ｔ）の算出後、プロセスはステップＳ２０２に進む。
【００６１】
ステップＳ２０２では、第２のコントローラ３１は、ステップＳ２０１で算出した内部抵抗Ｒ（Ｔ）に基づいて、リチウムイオン電池２０の充放電電流の推定値ｉestを算出する。推定値ｉestの算出後、プロセスはステップＳ２０３に進む。
【００６２】
ステップＳ２０３では、第２のコントローラ３１は、リチウムイオン電池２０の充電率ＳＯＣおよび端子電圧の測定値ｖに対応する電流閾値を、例えば第２のコントローラ３１のメモリから読出す。電流閾値の読出し後、プロセスはステップＳ２０４に進む。
【００６３】
ステップＳ２０４では、第２のコントローラ３１は、ステップＳ２０２において算出した推定値ｉestと、ステップＳ２０３において読出した電流閾値を比較する。比較すると、プロセスは、ステップＳ２０５に進む。
【００６４】
ステップＳ２０５では、第２のコントローラ３１は、ステップＳ１０２における比較結果を、第２の充電情報として、第１のコントローラ１９に出力する。比較結果の出力後、第２の充電電流の監視制御を終了する。
【００６５】
次に、第１の実施形態において、第１のコントローラ１９が実行するバルブ１５の開閉制御について、図６のフローチャートを用いて説明する。第１のコントローラ１９は、エンジン２２の始動後に、バルブ１５の開閉制御を開始する。また、第１のコントローラ１９は、エンジン２２の駆動を停止（アイドルストップ状態を除く）するときに、バルブ１５の開閉制御を終了する。
【００６６】
ステップＳ３００において、第１のコントローラ１９は、排気ガスの温度および検知器１６の検知結果を車両情報として取得する。車両情報を取得すると、プロセスはステップＳ３０１に進む。
【００６７】
ステップＳ３０１では、第１のコントローラ１９は、ステップＳ３００において取得した排気ガスの温度が温度閾値未満であるか否かを判別する。排気ガスの温度が温度閾値未満であるとき、プロセスはステップＳ３０２に進む。排気ガスの温度が温度閾値以上であるとき、プロセスはステップＳ３００に戻る。
【００６８】
ステップＳ３０２では、第１のコントローラ１９は、ステップＳ３００において取得した検知結果に基づいて発電機１２が発電しているか否かを判別する。発電しているとき、プロセスはステップＳ３０３に進む。発電していないとき、プロセスはステップＳ３００に戻る。
【００６９】
ステップＳ３０３では、第１のコントローラ１９は、リチウムイオン電池２０の充電電流の測定値ｉと電流閾値との比較結果を、第１の充電情報として確認する。第１の充電情報を確認すると、プロセスはステップＳ３０４に進む。
【００７０】
ステップＳ３０４では、第１のコントローラ１９は、ステップＳ３０３において確認した比較結果に基づき、充電電流の測定値ｉが電流閾値未満であるか否かを判別する。測定値ｉが電流閾値未満であるとき、プロセスはステップＳ３０５に進む。測定値ｉが電流閾値以上であるとき、プロセスはステップＳ３００に戻る。
【００７１】
ステップＳ３０５では、第１のコントローラ１９は、バルブ１５の開放指令を出力する。開放指令を出力すると、プロセスはステップＳ３０６に進む。
【００７２】
ステップＳ３０６では、第１のコントローラ１９は、第２のコントローラ３１に対して、第２の充電情報を生成する指令を出力する。生成指令を出力すると、プロセスはステップＳ３０７に進む。
【００７３】
ステップＳ３０７では、第１のコントローラ１９は、第２の充電情報を取得しているか否かを判別する。第２の充電情報を取得していないとき、プロセスはステップＳ３０６に戻り、ステップＳ３０６およびＳ３０７を繰返して待機する。第２の充電情報を取得しているとき、プロセスはステップＳ３０８に進む。
【００７４】
ステップＳ３０８では、第１のコントローラ１９は、第２の充電情報である、リチウムイオン電池２０の充電電流の推定値ｉestと電流閾値との比較結果に基づき、充電電流の推定値ｉestが電流閾値を超えるか否かを判別する。推定値ｉestが電流閾値を超えるとき、プロセスはステップＳ３０９に進む。推定値ｉestが電流閾値以下であるとき、プロセスはステップＳ３００に戻る。
【００７５】
以上のような構成の第１の実施形態の蓄電池制御システム１１によれば、排気ガスの温度がリチウムイオン電池２０の許容温度より低い範囲における発電において、リチウムイオン電池２０の充電電流の測定値ｉが比較的小さいときにバルブ１５が開放される。したがって、特に低温時などにおけるリチウムイオン電池２０の大きな内部抵抗が、排ガスの加熱によって低減するので、リチウムイオン電池２０の充電に対する入力特性を向上可能である。
【００７６】
また、第１の実施形態の蓄電池制御システム１１によれば、バルブ１５の開放後にリチウムイオン電池２０の温度に基づく充電電流を推定し、推定値ｉestが電流閾値を超えるとき、バルブ１５を閉鎖するので、リチウムイオン電池２０の不要な加熱が防がれる。
【００７７】
また、第１の実施形態の蓄電池制御システム１１によれば、電流閾値が充電率ＳＯＣおよび端子電圧値ＣＣＶの少なくともいずれかにより定められているので、充電率ＳＯＣおよび端子電圧により内部状況が大きく変わるリチウムイオン電池２０に対して、適切な閾値が設定される。したがって、リチウムイオン電池２０の内部状況により適した充電制御が可能である。
【００７８】
次に、本発明の第２の実施形態に係る蓄電制御システムについて説明する。第２の実施形態では第１のコントローラ１９および第２のコントローラ３１で実行する制御が第１の実施形態と異なっている。以下に、第１の実施形態と異なる点を中心に第２の実施形態について説明する。なお、第１の実施形態と同じ構成を有する部位には同じ符号を付す。
【００７９】
図２に示すように、蓄電池制御システム１１は、第１の実施形態と同様に、発電機１２、スタータモータ１３、負荷１４、バルブ１５、検知器１６、排ガス温度センサ１７、蓄電池ユニット１８、および第１のコントローラ１９を含んで構成される。
【００８０】
第２の実施形態において、発電機１２、スタータモータ１３、負荷１４、バルブ１５、検知器１６、および排ガス温度センサ１７の構成および機能は、第１の実施形態と同様である。また、第２の実施形態において、蓄電池ユニット１８の第２のコントローラ３１、および第１のコントローラ１９の構成は、第１の実施形態と同様である。
【００８１】
第２の実施形態においては、蓄電池ユニット１８内の第２のコントローラ３１および第１のコントローラ１９が実行する制御が第１の実施形態と異なっている。
【００８２】
第２の実施形態において、第２のコントローラ３１は、第１の実施形態と同様に、充放電電流の測定値ｉおよび端子電圧の測定値ｖに基づいて、リチウムイオン電池２０の開放電圧値ＯＣＶおよび充電率ＳＯＣを推定する。第２のコントローラ３１は、必要に応じて、開放電圧値ＯＣＶおよび充電率ＳＯＣを、第１のコントローラ１９に通知する。
【００８３】
一方、第２の実施形態においては、第２のコントローラ３１は、第１の実施形態と異なり、充電電流の測定値ｉの電流閾値との比較を行わない。第２のコントローラ３１は、取得した充電電流の測定値ｉを第１のコントローラ１９に出力する。したがって、電流計２８が検出した測定値ｉは、第２のコントローラ３１を介して、第１の充電情報として、第１のコントローラ１９に出力される。
【００８４】
また、第２の実施形態においては、第２のコントローラ３１は、第１の実施形態と異なり、充電電流の推定値ｉestの算出、および当該推定値ｉestと電流閾値の比較を行わない。第２のコントローラ３１は、取得したリチウムイオン電池２０の表面温度Ｔを、第２の充電情報として、第１のコントローラ１９に出力する。したがって、電池温度センサ３０が検出した表面温度Ｔは、第２のコントローラ３１を介して、第２の充電情報として、第１のコントローラ１９に出力される。
【００８５】
第２の実施形態において、第１のコントローラ１９は、第１の実施形態と同様に、車両情報を取得する。第１のコントローラ１９は、車両情報に基づき、排気ガスの温度が温度閾値未満であり、かつ検知結果に基づき発電機１２が発電状態であると判定したとき、第１の実施形態と異なり、第１の充電情報である充電電流の測定値ｉと電流閾値とを比較する。第１のコントローラ１９は、第１の実施形態と同様に、リチウムイオン電池２０の充電電流の測定値ｉが電流閾値未満であるとき、バルブ１５の開放指令を出力する。
【００８６】
また、第２の実施形態において、第１のコントローラ１９は、第１の実施形態と異なり、第２の充電情報である、リチウムイオン電池２０の表面温度Ｔに基づいて、充電電流の推定値ｉestを算出する。さらに、第１のコントローラ１９は、充電電流の推定値ｉestと電流閾値とを比較する。第１のコントローラ１９は、第１の実施形態と同様に、リチウムイオン電池２０の充電電流の推定値ｉestが電流閾値を超えるとき、バルブ１５の閉鎖指令を出力する。
【００８７】
次に、第２の実施形態において、第１のコントローラ１９が実行するバルブ１５の開閉制御について、図７のフローチャートを用いて説明する。第１のコントローラ１９は、エンジン２２の始動後に、バルブ１５の開閉制御を開始する。また、第１のコントローラ１９は、エンジン２２の起動を停止（アイドルストップ状態を除く）するとき、バルブ１５の開閉制御を終了する。
【００８８】
ステップＳ４００からＳ４０２において、第１のコントローラ１９は、第１の実施形態のバルブ１５開閉制御のステップＳ３００からＳ３０２と同じ処理を行う。ステップＳ４０２において発電していると判別するとき、プロセスはステップＳ４０３に進む。
【００８９】
ステップＳ４０３では、第１のコントローラ１９は、充電電流の測定値ｉを第１の充電情報として取得する。第１の充電情報を取得すると、プロセスはステップＳ４０４に進む。
【００９０】
ステップＳ４０４では、第１のコントローラ１９は、リチウムイオン電池２０の充電率ＳＯＣおよび端子電圧の測定値ｖに対応する電流閾値を、例えば第１のコントローラ１９のメモリから読出す。電流閾値を読出すと、プロセスはステップＳ４０５に進む。
【００９１】
ステップＳ４０５では、第１のコントローラ１９は、ステップＳ４０３において取得した充電電流の測定値ｉが、ステップＳ４０４において読出した電流閾値未満であるか否かを判別する。測定値ｉが電流閾値未満であるとき、プロセスはステップＳ４０６に進む。測定値ｉが電流閾値以上であるとき、プロセスはステップＳ４００に戻る。
【００９２】
ステップＳ４０６では、第１のコントローラ１９は、バルブ１５の開放指令を出力する。開放指令を出力すると、プロセスはステップＳ４０７に進む。
【００９３】
ステップＳ４０７では、第１のコントローラ１９は、リチウムイオン電池２０の表面温度Ｔを、第２の充電情報として、取得する。第２の充電情報を取得すると、プロセスはステップＳ４０８に進む。
【００９４】
ステップＳ４０８では、第１のコントローラ１９は、ステップＳ４０７において取得した表面温度Ｔに基づいて、充電電流の推定値ｉestを算出する。推定値ｉestを算出すると、プロセスはステップＳ４０９に進む。
【００９５】
ステップＳ４０９では、第１のコントローラ１９は、リチウムイオン電池２０の充電率ＳＯＣおよび端子電圧の測定値ｖに対応する電流閾値を、例えば第１のコントローラ１９のメモリから読出す。電流閾値の読出し後、プロセスはステップＳ４１０に進む。
【００９６】
ステップＳ４１０では、第１のコントローラ１９は、ステップＳ４０８において算出した充電電流の推定値ｉestが、ステップＳ４０９において読出した電流閾値を超えるか否かを判別する。推定値ｉestが電流閾値を超えるとき、プロセスはステップＳ４１０に進む。推定値ｉestが電流閾値以下であるとき、プロセスはステップＳ４００に戻る。
【００９７】
以上のような構成の第２の実施形態の蓄電池制御システム１１によっても、排気ガスの温度がリチウムイオン電池２０の許容温度より低い範囲における発電において、リチウムイオン電池２０の充電電流の測定値ｉが比較的小さいときにバルブ１５が開放される。また、第２の実施形態の蓄電池制御システム１１によっても、バルブ１５の開放後にリチウムイオン電池２０の温度に基づく充電電流を推定し、推定値ｉestが電流閾値を超えるとき、バルブ１５が閉鎖される。また、第２の実施形態の蓄電池制御システム１１によっても、電流閾値が充電率ＳＯＣおよび端子電圧値ＣＣＶの少なくともいずれかにより定められているので、充電率ＳＯＣおよび端子電圧により内部状況が大きく変わるリチウムイオン電池２０に対して、適切な閾値が設定される。
【００９８】
本発明を諸図面や実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形や修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形や修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。
【００９９】
例えば、第１の実施形態および第２の実施形態において、電流閾値はリチウムイオン電池２０の充電率ＳＯＣおよび端子電圧値ＣＣＶにより定められているが、少なくとも何れかにより定められていてもよい。
【０１００】
また、第１の実施形態および第２の実施形態において、第１のコントローラ１９は、検知器１６および排ガス温度センサ１７からそれぞれ出力される検知結果および排気ガスの温度を車両情報として、取得する。しかし、車両情報は、排気ガスの温度および検知結果に限定されず、排気ガスの温度が閾値温度未満かつ発電状態であることを判別可能にさせる如何なる情報であってもよい。
【０１０１】
例えば、車両情報は、排気ガスの温度が閾値温度未満かつ発電状態となる回生状態またはアイドル状態を判別し得る情報であってもよい。第１のコントローラ１９は、他のＥＣＵから回生状態またはアイドル状態を示す車両情報を取得してもよい。また、第１のコントローラ１９は、アクセルペダルおよびブレーキペダルの踏込量を車両情報として取得し、踏込量に基づいて回生状態またはアイドル状態を判別してもよい。
【符号の説明】
【０１０２】
１０  車両
１１  蓄電池制御システム
１２  発電機
１３  スタータモータ
１４  負荷
１５  バルブ
１６  検知器
１７  排ガス温度センサ
１８  蓄電池ユニット
１９  第１のコントローラ
２０  リチウムイオン電池
２１  鉛蓄電池
２２  エンジン
２３  ドライブシャフト
２６  トランスアスクル
２７  排気管
２８  電流計
２９  電圧計
３０  電池温度センサ
３１  第２のコントローラ
【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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