(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
システムと電力をやり取りする二次電池を外部電源からの電力により充電する二次電池の充電装置であって、
システムオフ時に前記外部電源が接続されたときに前記二次電池の電圧が充電完了電圧に至るまで該二次電池を充電する充電手段と、
データを記憶する記憶手段と、
前記二次電池の過電圧を検出する過電圧検出手段と、
システム起動された後に前記過電圧検出手段により過電圧が検出され且つ過電圧異常を確定させる異常確定時間が経過する前に該検出された過電圧が解消される異常不確定状態が生じたときには、該異常不確定状態が生じたシステム起動の累積回数に応じた値を第１の学習値として前記記憶手段に記憶させると共に前記検出された過電圧が解消されるまでの所要時間に応じた値を第２の学習値として前記記憶手段に記憶させる学習値設定記憶手段と、
前記第１の学習値と前記第２の学習値との和の電圧分を低電圧側にオフセットした電圧を次回に前記外部電源の電力で前記二次電池を充電する際に用いる前記充電完了電圧として設定する充電完了電圧設定手段と、
を備える二次電池の充電装置。
【請求項２】
請求項１記載の二次電池の充電装置であって、
前記学習値設定記憶手段は、前記第１の学習値として、前記過電圧検出手段により過電圧がシステム起動された直後に検出されたときには、前記異常不確定状態が生じたシステム起動の累積回数に応じた値と前記検出された過電圧が解消されるまでに前記二次電池が放電した放電量に応じた値との大きい方を設定する手段である
二次電池の充電装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の二次電池の充電装置であって、
前記学習値設定記憶手段は、前記第２の学習値として、システム起動された後に前記異常不確定状態が生じたときには前記検出された過電圧が解消されるまでの所要時間に応じた値を前回の学習値に加算し、システム起動された後に前記異常不確定状態が生じなかったときには前回の学習値から減算する手段である
二次電池の充電装置。
【請求項４】
請求項１ないし３いずれか１項に記載の二次電池の充電装置であって、
前記記憶手段は、不揮発性メモリとして構成された第１の記憶手段と、揮発性メモリとして構成されシステムオフ時にも給電されて記憶している内容を保持する第２の記憶手段とを備える手段であり、
前記学習値設定記憶手段は、前記第１の学習値を前記第１の記憶手段に記憶させると共に前記第２の学習値を前記第２の記憶手段に記憶させる手段である
二次電池の充電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、システムと電力をやり取りする二次電池を外部電源からの電力により充電する二次電池の充電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の二次電池の充電装置としては、ハイブリッド自動車に搭載された複数の電池ブロックからなる組電池を、外部電源からの電力を用いて充電するものにおいて、複数の電池ブロックのうちＳＯＣが最も大きい電池ブロックのＳＯＣに基づいて充電許容電力を導出し、この導出した充電許容電力が外部電源からの供給電力実績値以下となったときに組電池の充電を終了するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−０４４９３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このように、二次電池の満充電を適切に判定することは、二次電池の不具合の発生を防止したり二次電池の電力を用いてモータにより走行する際の航続距離を伸ばす上で重要な課題の一つとして考えられている。
【０００５】
本発明の二次電池の充電装置は、外部電源からの二次電池の充電をより適切に行なうことを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の二次電池の充電装置は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００７】
本発明の二次電池の充電装置は、
システムと電力をやり取りする二次電池を外部電源からの電力により充電する二次電池の充電装置であって、
システムオフ時に前記外部電源が接続されたときに前記二次電池の電圧が充電完了電圧に至るまで該二次電池を充電する充電手段と、
データを記憶する記憶手段と、
前記二次電池の過電圧を検出する過電圧検出手段と、
システム起動された後に前記過電圧検出手段により過電圧が検出され且つ過電圧異常を確定させる異常確定時間が経過する前に該検出された過電圧が解消される異常不確定状態が生じたときには、該異常不確定状態が生じたシステム起動の累積回数に応じた値を第１の学習値として前記記憶手段に記憶させると共に前記検出された過電圧が解消されるまでの所要時間に応じた値を第２の学習値として前記記憶手段に記憶させる学習値設定記憶手段と、
前記第１の学習値と前記第２の学習値との和の電圧分を低電圧側にオフセットした電圧を次回に前記外部電源の電力で前記二次電池を充電する際に用いる前記充電完了電圧として設定する充電完了電圧設定手段と、
を備えることを要旨とする。
【０００８】
この本発明の二次電池の充電装置では、システム起動された後に過電圧検出手段により過電圧が検出され且つ過電圧異常を確定させる異常確定時間が経過する前に検出された過電圧が解消される異常不確定状態が生じたときには、異常不確定状態が生じたシステム起動の累積回数に応じた値を第１の学習値として記憶手段に記憶させると共に検出された過電圧が解消されるまでの所要時間に応じた値を第２の学習値として記憶手段に記憶させ、第１の学習値と第２の学習値との和の電圧分を低電圧側にオフセットした電圧を次回に外部電源の電力で二次電池を充電する際に用いる充電完了電圧として設定する。これにより、充電完了電圧をより適切に設定して二次電池を充電することができる。
【０００９】
こうした本発明の二次電池の充電装置において、前記学習値設定記憶手段は、前記第１の学習値として、前記過電圧検出手段により過電圧がシステム起動された直後に検出されたときには、前記異常不確定状態が生じたシステム起動の累積回数に応じた値と前記検出された過電圧が解消されるまでに前記二次電池が放電した放電量に応じた値との大きい方を設定する手段であるものとすることもできる。
【００１０】
また、本発明の二次電池の充電装置において、前記学習値設定記憶手段は、前記第２の学習値として、システム起動された後に前記異常不確定状態が生じたときには前記検出された過電圧が解消されるまでの所要時間に応じた値を前回の学習値に加算し、システム起動された後に前記異常不確定状態が生じなかったときには前回の学習値から減算する手段であるものとすることもできる。
【００１１】
さらに、本発明の二次電池の充電装置において、前記記憶手段は、不揮発性メモリとして構成された第１の記憶手段と、揮発性メモリとして構成されシステムオフ時にも給電されて記憶している内容を保持する第２の記憶手段とを備える手段であり、前記学習値設定記憶手段は、前記第１の学習値を前記第１の記憶手段に記憶させると共に前記第２の学習値を前記第２の記憶手段に記憶させる手段であるものとすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施例としての二次電池の充電装置を搭載するハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。
【図２】充電制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図３】過充電判定処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図４】過電圧信号がオン出力される様子を示す説明図である。
【図５】充電完了電圧設定ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図６】遅延ペナルティΔＶの変化の様子を示す説明図である。
【図７】変形例のハイブリッド自動車１２０の構成の概略を示す構成図である。
【図８】変形例の電気自動車２２０の構成の概略を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。
【実施例】
【００１４】
図１は、本発明の一実施例としての二次電池の充電装置を搭載するハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車２０は、図示するように、ガソリンや軽油などを燃料とするエンジン２２と、エンジン２２を駆動制御するエンジン用電子制御ユニット（以下、「エンジンＥＣＵ」という。）２４と、エンジン２２のクランクシャフト２６にキャリアが接続されると共に駆動輪３９ａ，３９ｂにデファレンシャルギヤ３８を介して連結された駆動軸３２にリングギヤが接続されたプラネタリギヤ３０と、例えば同期発電電動機として構成されて回転子がプラネタリギヤ３０のサンギヤに接続されたモータＭＧ１と、例えば同期発電電動機として構成されて回転子が駆動軸３２に接続されたモータＭＧ２と、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動するためのインバータ４１，４２と、インバータ４１，４２の図示しないスイッチング素子をスイッチング制御することによってモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するモータ用電子制御ユニット（以下、「モータＥＣＵ」という。）４０と、インバータ４１，４２を介してモータＭＧ１，ＭＧ２と電力をやりとりする例えばリチウムイオン二次電池として構成されシステムメインリレー５５を介して接続された高圧バッテリ５０と、高圧バッテリ５０を管理するバッテリ用電子制御ユニット（以下、「バッテリＥＣＵ」という。）５２と、インバータ４１，４２と高圧バッテリ５０とを接続する電力ライン（以下、「高電圧系電力ライン」という。）５４ａに取り付けられて高圧バッテリ５０からの電力を昇圧してインバータ４１，４２に供給する昇圧コンバータ５６と、電気部品（例えば、エンジン２２の制御に用いられる図示しないスロットルモータや図示しない補機など）が接続された電力ライン（以下、「低電圧系電力ライン」という。）５４ｂに接続された低圧バッテリ５８と、高電圧系電力ライン５４ａからの電力を降圧して低電圧系電力ライン５４ｂに供給するＤＣ／ＤＣコンバータ５７と、家庭用電源などの外部電源に接続されて高圧バッテリ５０を充電可能な充電器６０と、車両全体を制御するハイブリッド用電子制御ユニット７０と、車両全体の電源管理を行なう電源用電子制御ユニット（以下、「電源ＥＣＵ」という。）９０とを備える。
【００１５】
バッテリＥＣＵ５２は、図示しないＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他にＲＯＭやＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。バッテリＥＣＵ５２には、高圧バッテリ５０を管理するのに必要な信号、例えば、高圧バッテリ５０の端子間に設置された電圧センサ５１ａからの端子間電圧Ｖｂ，高圧バッテリ５０の出力端子に接続された高電圧系電力ライン５４ａに取り付けられた電流センサ５１ｂからの充放電電流Ｉｂ，高圧バッテリ５０に取り付けられた温度センサ５１ｃからの電池温度Ｔｂ，高圧バッテリ５０を構成する各セル間に取り付けられた電圧センサからの各セル電圧のいずれかが過電圧であると予め定められた過電圧用閾値Ｖｒｅｆより高いときにオン出力する過電圧センサ５１ｄからの過電圧判定信号Ｖｏなどが入力されており、必要に応じて高圧バッテリ５０の状態に関するデータを通信によりハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。また、バッテリＥＣＵ５２は、高圧バッテリ５０を管理するために電流センサ５１ｂにより検出された充放電電流Ｉｂの積算値に基づいて蓄電量の全容量（蓄電容量）に対する割合である蓄電割合ＳＯＣを演算したり、演算した蓄電割合ＳＯＣと電池温度Ｔｂとに基づいて高圧バッテリ５０を充放電してもよい最大許容電力である入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを演算している。なお、高圧バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、電池温度Ｔｂに基づいて入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値を設定し、高圧バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣに基づいて出力制限用補正係数と入力制限用補正係数とを設定し、設定した入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値に補正係数を乗じることにより設定することができる。
【００１６】
充電器６０は、リレー６２を介して高電圧系電力ライン５４ａに接続されており、電源コード６８を介して供給される外部電源からの交流電力を直流電力に変換するＡＣ／ＤＣコンバータ６６と、ＡＣ／ＤＣコンバータ６６からの直流電力の電圧を変換して高電圧系電力ライン５４ａ側に供給するＤＣ／ＤＣコンバータ６４と、を備える。
【００１７】
電源ＥＣＵ９０は、図示しないＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他にＲＯＭや揮発性メモリとしてのＲＡＭ（ＳＲＡＭ９２），電源を切っても内容が消去されない不揮発性メモリとしてのＥＥＰＲＯＭ９４，入出力ポート，通信ポートを備える。電源ＥＣＵ９０は、システム停止されている状態でも低圧バッテリ５８からの給電を常時受けており、ＳＲＡＭ９２に記憶しているデータを保持すると共に運転席前面のパネルに取り付けられたパワースイッチ８０からのプッシュ信号やブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジションＢＰ，電源コード６８の外部電源への接続を検出する接続検出センサ６９からの信号などを入力し、必要に応じてシステム起動のための起動信号やシステムメインリレー５５やリレー６２をオンオフするための制御信号などを出力している。電源ＥＣＵ９０は、システム停止中にブレーキオンの状態でパワースイッチ８０からプッシュ信号を入力したときにシステムメインリレー５５をオンとし、システムメインリレー５５をオンしている状態でパワースイッチ８０からプッシュ信号を入力したときにシステムメインリレー５５をオフとする。システムメインリレー５５がオンされると、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２，ハイブリッド用電子制御ユニット７０などの各ＥＣＵに低圧バッテリ５４からの電力が供給されシステム起動される。また、電源ＥＣＵ９０は、システム停止中に電源コード６８が外部電源に接続されてその接続が接続検出センサ６９により検出されたときにも、外部電源からの電力により高圧バッテリ５０を充電するために、システムメインリレー５５とリレー６２とをオンとする。
【００１８】
ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、ＣＰＵ７２を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ７２の他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ７４と、データを一時的に記憶するＲＡＭ７６と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。ハイブリッド用電子制御ユニット７０には、シフトレバー８１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰ，アクセルペダル８３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃ，ブレーキペダル８５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジションＢＰ，車速センサ８８からの車速Ｖなどが入力ポートを介して入力されている。ハイブリッド用電子制御ユニット７０からは、システムメインリレー５５やリレー６２への駆動信号やＡＣ／ＤＣコンバータ６６へのスイッチング制御信号，ＤＣ／ＤＣコンバータ６４へのスイッチング制御信号などが出力ポートを介して出力されている。ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と通信ポートを介して接続されており、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。
【００１９】
こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０は、基本的には、ハイブリッド用電子制御ユニット７０によって実行される以下に説明する駆動制御によって走行する。ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、エンジン２２を運転しながら走行するときには、まず、アクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃと車速センサ８８からの車速Ｖとに応じて走行のために駆動軸３２に要求される要求トルクＴｒ＊を設定し、要求トルクＴｒ＊に駆動軸３２の回転数Ｎｒ（例えば、モータＭＧ２の回転数や車速Ｖに換算係数を乗じて得られる回転数）を乗じて走行に要求される走行用パワーＰｄｒｖを計算する。次に、高圧バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣに基づいて高圧バッテリ５０を充放電するための充放電要求パワーＰｂ＊と走行用パワーＰｄｒｖと損失Ｌｏｓｓとの和としてエンジン２２から出力すべき要求パワーＰｅ＊を計算すると共にエンジン２２を効率よく運転することができるエンジン２２の回転数ＮｅとトルクＴｅとの関係としての動作ライン（例えば燃費最適動作ライン）と計算した要求パワーＰｅ＊とを用いてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する。そして、高圧バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で、エンジン２２の回転数Ｎｅが目標回転数Ｎｅ＊となるようにするための回転数フィードバック制御によりモータＭＧ１から出力すべきトルクとしてのトルク指令Ｔｍ１＊を設定すると共にモータＭＧ１をトルク指令Ｔｍ１＊で駆動したときにプラネタリギヤ３０を介して駆動軸３２に作用するトルクを要求トルクＴｒ＊から減じたトルクをモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊として設定する。こうして設定したエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊についてはエンジンＥＣＵ２４に送信すると共にモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊についてはモータＥＣＵ４０に送信する。目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを受信したエンジンＥＣＵ２４は、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とによってエンジン２２が運転されるようエンジン２２の吸入空気量制御や燃料噴射制御，点火制御などを実行し、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ４０は、モータＭＧ１，ＭＧ２がトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊で駆動されるようインバータ４１，４２のスイッチング素子をスイッチング制御する。以下、こうした走行をハイブリッド走行という。
【００２０】
また、ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、エンジン２２の運転を停止した状態で走行するときには、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに応じて駆動軸３２に要求される要求トルクＴｒ＊を設定し、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に値０を設定すると共にモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊に要求トルクＴｒ＊を設定する。そして、設定したトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊についてはモータＥＣＵ４０に送信する。トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ４０は、モータＭＧ１，ＭＧ２がトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊で駆動されるようインバータ４１，４２のスイッチング素子をスイッチング制御する。以下、こうした走行を電動走行という。
【００２１】
さらに、ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、走行中にアクセルオフされて制動力が要求された場合、高圧バッテリ５０の入力制限Ｗｉｎの絶対値が値０近傍のときなど、高圧バッテリ５０に充電することができないときには、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊に値０を設定すると共に要求された制動力を図示しない油圧ブレーキにより出力する。モータＥＣＵ４０は、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊が値０のときには、モータＭＧ１，ＭＧ２からトルクが出力されないよう（ｄ軸電流が流れるよう）対応するインバータのトランジスタをスイッチング制御するゼロトルク制御を実行する。このゼロトルク制御を実行する際において、制御誤差（対象のモータの状態を検出するセンサによる検出遅れや検出誤差，モータＥＣＵ４０による演算遅れなど）を考慮しなければ、理論上、対象のモータからトルクは出力されないが、実際には、制御誤差に起因して対象のモータから若干のトルク（力行トルクまたは回生トルク）が出力され、そのトルクが回生トルクであるときには、そのトルクに応じた電力が高電圧系電力ライン５４ａや昇圧コンバータ５５を介して電池電圧系電力ライン５４ｂに供給される。なお、ゼロトルク制御は、前述したアクセルオフによる制動力が要求された場合の他、車両を牽引する場合などにも実行される。
【００２２】
また、実施例のハイブリッド自動車２０では、自宅や予め設定された充電ポイントで車両をシステム停止した後に電源コード６８が外部電源に接続されてその接続が接続検出センサ６９によって検出されると、システムメインリレー５５とリレー６２とをオンとし、充電器６０を制御して外部電源からの電力により高圧バッテリ５０を充電する。そして、高圧バッテリ５０の充電後にシステム起動したときには、高圧バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣがエンジン２２の始動を行なうことができる程度に設定された閾値Ｓｈｖ（例えば、２０％や３０％など）に至るまで電動走行を優先して走行する電動走行優先モードによって走行し、高圧バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣが閾値Ｓｈｖに至った以降はハイブリッド走行を優先して走行するハイブリッド走行優先モードによって走行する。
【００２３】
次に、車両がシステムオフの状態で電源コード６８が外部電源に接続されたときの動作について説明する。図２は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される充電制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、電源コード６８と外部電源との接続が接続検出センサ６９によって検出されて電源ＥＣＵ９０から充電の指示がなされたときに実行される。前述したように、電源ＥＣＵ９０は、電源コード６８と外部電源との接続が接続検出センサ６９によって検出されると、システムメインリレー５５とリレー６２とをオンとする。
【００２４】
図２の充電制御ルーチンが実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット７０のＣＰＵ７２は、まず、高圧バッテリ５０の入力制限Ｗｉｎの範囲内で設定された充電電力Ｗｂによって高圧バッテリ５０が充電されるよう充電器６０を制御する充電制御の実行を開始する（ステップＳ１００）。ここで、充電制御は、充電器６０から高圧バッテリ５０に供給される電力が充電電力ＷｂになるようＡＣ／ＤＣコンバータ６６とＤＣ／ＤＣコンバータ６４のスイッチング素子をスイッチング制御することにより行なわれる。そして、高圧バッテリ５０の電池電圧Ｖｂが充電完了を判定する充電完了電圧Ｖ＊に至るまで待って（ステップＳ１１０，Ｓ１２０）、ＡＣ／ＤＣコンバータ６６とＤＣ／ＤＣコンバータ６４をシャットダウンすると共に充電の完了を電源ＥＣＵ９０に通知して充電制御を終了し（ステップＳ１３０）、本ルーチンを終了する。ここで、充電完了電圧Ｖ＊は、過電圧センサ５１ｄにより用いられる過電圧閾値Ｖｒｅｆよりも若干低い電圧として後述する過充電判定処理ルーチンにより設定される。充電の完了通知を受信した電源ＥＣＵ９０は、システムメインリレー５５とリレー６２とをオフとする。
【００２５】
次に、高圧バッテリ５０の過充電を判定する処理について説明する。図３は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される過充電判定処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、システム起動直後から所定時間毎（例えば、数十ｍｓｅｃ毎や数百ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。
【００２６】
過充電判定処理ルーチンが実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット７０のＣＰＵ７２は、まず、過電圧判定信号Ｖｏを入力し（ステップＳ２００）、入力した過電圧信号Ｖｏがオンか否かを判定する（ステップＳ２１０）。過電圧信号Ｖｏがオンのときには、過電圧発生フラグＦｖｏを調べ（ステップＳ２２０）、過電圧発生フラグＦｖｏが値１のときにはそのまま次の処理に進み、過電圧発生フラグＦｖｏが値０のときには過電圧発生フラグＦｖｏに値１を設定する（ステップＳ２３０）。続いて、過電圧信号Ｖｏのオン出力が所定時間Ｔｒｅｆに亘って継続しているか否かを判定する（ステップＳ２４０）。ここで、所定時間Ｔｒｅｆは、高圧バッテリ５０の過充電による異常を確定させるための時間であり、例えば、３０分や６０分などのように予め設定することができる。図４は、過電圧信号がオン出力される様子を示す説明図である。いま、高圧バッテリ５０の充電が完了された直後にはセル電圧が過電圧閾値Ｖｒｅｆを下回っている場合を考える。この場合、過電圧信号Ｖｏはオン出力されないが、周囲温度の変化によって過電圧センサ５１ｄの測定誤差が変化すると、過電圧センサ５１でセル電圧が過電圧閾値Ｖｒｅｆを上回るようになり（温度ドリフト）、過電圧信号Ｖｏがオン出力される場合が生じる。実施例では、過充電異常の確定を所定時間Ｔｒｅｆに亘って遅延させることで、こうした異常の誤判定がなされないようにしている。過電圧信号Ｖｏのオン出力が所定時間Ｔｒｅｆに亘って継続していないときには、高圧バッテリ５０を放電させるための放電制御を実行して（ステップＳ２５０）、本ルーチンを終了する。ここで、放電制御は、実施例では、エンジン２２が所定回転数でモータリングされるようモータＭＧ１を駆動制御することにより行なうものとした。これにより、高圧バッテリ５０からの電力はエンジン２２のフリクションロス（摩擦損失）により迅速に消費されることになる。勿論、高圧バッテリ５０が放電されればよいから、これに限られず、図示しない補機を作動させるなど如何なる放電制御を実行するものとしてもよい。過電圧信号Ｖｏのオン出力が所定時間Ｔｒｅｆに亘って継続しているときには、高圧バッテリ５０の過充電異常を確定して（ステップＳ２６０）、本ルーチンを終了する。実施例のハイブリッド自動車２０では、過充電異常が出力されると、運転席近傍に設けられた異常ランプを点灯すると共に過充電異常をダイアグ出力し、システムメインリレー５５をオフして高圧バッテリ５０を切り離す処理などが行なわれる。
【００２７】
ステップＳ２１０で過電圧信号Ｖｏがオフと判定されたときには、過電圧発生フラグＦｖｏの値を調べ（ステップＳ２７０）、過電圧発生フラグＦｖｏが値０のときには、検出遅延発生フラグＦｓｄに値０を設定して（ステップＳ２８０）、本ルーチンを終了し、過電圧発生フラグＦｖｏが値１のときには、検出遅延発生フラグＦｓｄに値１を設定すると共に（ステップＳ２９０）、過電圧判定信号Ｖｏの出力継続時間を遅延時間Ｔｓｄとして計測し（ステップＳ３００）、過電圧発生フラグＦｖｏを値０にリセットして（ステップＳ３１０）、本ルーチンを終了する。ここで、今は過電圧信号Ｖｏがオフのときを考えており、過電圧発生フラグＦｖｏは前述したようにシステム起動された以降に１度でも過電圧信号Ｖｏがオン出力されると値１となるから、検出遅延発生フラグＦｓｄはシステム起動された以降に過電圧信号Ｖｏがオン出力されたがその後に解消（オフ）したときに値１が設定されることになる。
【００２８】
次に、充電完了電圧Ｖ＊を設定する処理について説明する。図５は、実施例のハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される充電完了電圧設定ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、例えば、パワースイッチ８０がオフされて電源ＥＣＵ９０からシステム停止が指示されたときに実行される。
【００２９】
充電完了電圧設定ルーチンが実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット７０のＣＰＵ７２は、まず、検出遅延発生フラグＦｓｄと遅延時間Ｔｓｄを入力し（ステップＳ４００）、入力した検出遅延発生フラグＦｓｄが値１か否かを判定する（ステップＳ４１０）。検出遅延発生フラグＦｓｄが値１のときには、検出遅延トリップ回数Ｎを値１だけインクリメントし（ステップＳ４２０）、検出遅延トリップ回数Ｎにゲインｋを乗じたものを遅延ペナルティΔＶ１に設定して（ステップＳ４３０）、検出遅延トリップ回数Ｎと遅延ペナルティΔＶ１とをＥＥＰＲＯＭ９４に記憶する（ステップＳ４４０）。ここで、ゲインｋは、検出遅延トリップ回数Ｎを電圧換算する換算係数であり、適宜定めることができる。このゲインｋは、検出遅延トリップ回数Ｎが今までの累積回数としてカウントされるため、遅延ペナルティΔＶ１が過大とならないよう比較的小さな値を定めるものとした。なお、ステップＳ４２０〜Ｓ４４０の処理は、ＥＥＰＲＯＭ９４に記憶されている検出遅延トリップ回数Ｎを電源ＥＣＵ９０から通信により入力し、入力した検出遅延トリップ回数Ｎを値１だけインクリメントすると共に検出遅延トリップ回数Ｎにゲインｋを乗じたものを遅延ペナルティΔＶ１に設定して検出遅延トリップ回数Ｎと遅延ペナルティΔＶ１とをＥＥＰＲＯＭ９４に上書きするよう電源ＥＣＵ９０に指示することにより行なうことができる。続いて、入力した遅延時間Ｔｓｄにゲインｓ１を乗じたものを前回の遅延ペナルティΔＶ２に加算することにより今回の遅延ペナルティΔＶ２を設定し（ステップＳ４５０）、設定した遅延ペナルティΔＶ２をＳＲＡＭ９２に記憶する（ステップＳ４６０）。ここで、ゲインｓ１は、遅延時間Ｔｓｄを電圧換算する換算係数であり、適宜定めることができる。このゲインｓ１は、遅延ペナルティΔＶ２が検出遅延発生フラグＦｓｄの値によってトリップ毎に増減するため、遅延ペナルティΔＶ２が遅延ペナルティΔＶ１に比して大きく変化するよう比較的大きな値を定めるものとした。なお、ステップＳ４５０，４６０の処理は、ＳＲＡＭ９２に記憶されている遅延ペナルティΔＶ２を電源ＥＣＵ９０から通信により入力し、遅延時間Ｔｓｄにゲインｓ１を乗じたものを入力した遅延ペナルティΔＶ２に加えて新たな遅延ペナルティΔＶ２を設定し、設定した新たな遅延ペナルティΔＶ２をＳＲＡＭ９２に上書きするよう電源ＥＣＵ９０に指示することにより行なうことができる。こうして遅延ペナルティΔＶ１，ΔＶ２を設定すると、遅延ペナルティΔＶ１，ΔＶ２の和を全体の遅延ペナルティΔＶとして計算し（ステップＳ４９０）、計算した遅延ペナルティΔＶを初期値Ｖｓｅｔから減算したものを充電完了電圧Ｖ＊に設定して（ステップＳ５００）、本ルーチンを終了する。
【００３０】
ステップＳ４１０で検出遅延発生フラグＦｓｄが値０と判定されたときには、前回の遅延ペナルティΔＶ２にゲインｓ２を乗じたものを今回の遅延ペナルティΔＶ２に設定し（ステップＳ４７０）、設定した遅延ペナルティΔＶ２がＳＲＡＭ９２に記憶されるよう電源ＥＣＵ９０に指示し（ステップＳ４８０）、前回の遅延ペナルティΔＶ１と設定した遅延ペナルティΔＶ２との和により全体の遅延ペナルティΔＶを計算し（ステップＳ４９０）、計算した遅延ペナルティΔＶを初期値Ｖｓｅｔから減算したものを充電完了電圧Ｖ＊に設定して（ステップＳ５００）、本ルーチンを終了する。ここで、ゲインｓ２は、今回の遅延ペナルティΔＶ２を前回の遅延ペナルティよりも一定割合低減させることで充電完了電圧Ｖ＊を増加させるためのものであり、例えば、０．３や０．５などのように値０よりも大きく値１よりも小さい範囲内で適宜定めることができる。
【００３１】
ここで、実施例では、遅延ペナルティΔＶ１は、揮発性メモリであるＳＲＡＭ９２に保存するものとしているが、ＳＲＡＭ９２は電源ＥＣＵ９０に組み込まれており、電源ＥＣＵ９０はシステム停止中でも低圧バッテリ５８からの給電を常に受けているため、システム停止時に遅延ペナルティΔＶ１の内容が消去されることはない。ただし、メンテナンスなどにより低圧バッテリ５８が取り外されると、電源ＥＣＵ９０は停止するから、遅延ペナルティΔＶ１の内容は消去される。一方、遅延ペナルティΔＶ２は、不揮発性メモリであるＥＥＰＲＯＭ９４に保存するものとしているから、低圧バッテリ５８が取り外されても内容は消去されない。実施例では、高圧バッテリ５０が交換されたり高圧バッテリ５０を監視するユニット（電子制御ユニット）が交換されたときに遅延ペナルティΔＶ２の内容をリセットするものとしている。
【００３２】
図６は、遅延ペナルティΔＶの変化の様子を示す説明図である。遅延ペナルティΔＶ１は、検出遅延トリップ回数（システム起動回数）Ｎが多いほど累積的に増加するものとなっており、高圧バッテリ５０の容量変化など経年変化に対応したものとなる。一方、遅延ペナルティΔＶ２は、検出遅延（過電圧判定信号Ｖｏの出力）が発生すると次回のトリップで増加し検出遅延が発生しなければ次回のトリップでは減少するものとなっており、例えば長い坂道を下る場合や車両が牽引される場合など前述したゼロトルク制御の実行などに起因して僅かな電流により充電され続ける特殊な場面に対応したものとなる。このように、学習方法が異なる２種類の遅延ペナルティを用いることにより、あらゆる状況に対しても適正な充電完了電圧Ｖ＊を設定することができるのである。
【００３３】
以上説明した実施例の二次電池の充電装置によれば、外部電源からの電力を用いて充電器６０により高圧バッテリ５０を充電完了電圧Ｖ＊まで充電した後にシステム起動した場合、過電圧センサ５１ｄからの過電圧判定信号Ｖｏがオンとなってが過充電異常が確定する前にオフとなって検出遅延が発生したときには、検出遅延が発生したトリップ回数（検出遅延トリップ回数Ｎ）に基づいて遅延ペナルティΔＶ１を設定すると共に過電圧判定信号Ｖｏの出力継続時間としての遅延時間Ｔｓｄに基づいて遅延ペナルティΔＶ２を設定し、設定した遅延ペナルティΔＶ１，ΔＶ２の和により全体の遅延ペナルティΔＶを設定し、設定した遅延ペナルティΔＶを初期値Ｖｓｅｔから減じたものを次回に外部電源から高圧バッテリ５０を充電する際に充電の完了を判定するための電圧である充電完了電圧Ｖ＊として設定するから、学習方法が異なる２種類の遅延ペナルティΔＶを用いることにより、あらゆる状況に対しても適正な充電完了電圧Ｖ＊を設定することができ、二次電池の過充電の発生を抑制しながら二次電池の性能を発揮させることができる。
【００３４】
実施例の二次電池の充電装置では、遅延ペナルティΔＶ１に検出遅延トリップ回数Ｎにゲインｋを乗じたものを設定するものとしたが、検出遅延トリップ回数Ｎ以外の他のパラメータも追加し、検出遅延トリップ回数Ｎを含む複数のパラメータから遅延ペナルティΔＶ１を設定するものとしてもよい。この場合、例えば、システム起動直後に過電圧判定信号Ｖｏがオンされたときには、過電圧信号Ｖｏがオンされてからオフされるまでの高圧バッテリ５０の放電積算量（充放電電流Ｉｂの積算値）を電圧換算し、検出遅延トリップ回数Ｎを電圧換算したものと放電積算量を電圧換算したものとのうち大きい方を遅延ペナルティΔＶ１として設定するものとしてもよい。
【００３５】
実施例の二次電池の充電装置では、遅延ペナルティΔＶ１としては、検出遅延が発生したときには、検出遅延トリップ回数Nにゲインｋを乗じたものを新たな遅延ペナルティΔＶ１に設定するものとしたが、検出遅延トリップ回数Nが多いほど値が大きくなるようゲインを設定すると共に設定したゲインを前回の遅延ペナルティΔＶ１に乗じて新たな遅延ペナルティΔＶ１に設定するものとしてもよい。また、遅延ペナルティΔＶ２としては、検出遅延が発生したときには、遅延時間Ｔｓｄにゲインｓ１を乗じたものを前回の遅延ペナルティΔＶ２に加算することにより新たな遅延ペナルティΔＶ２を設定するものとしたが、遅延時間Ｔｓｄが長いほど値が大きくなるようゲインを設定すると共に設定したゲインを前回の遅延ペナルティΔＶ２に乗じて新たな遅延ペナルティΔＶ２に設定するものとしてもよい。また、検出遅延が発生しなかったときには、前回の遅延ペナルティΔＶ２に値０よりも大きく値１よりも小さいゲインｓ２を乗じたものを新たな遅延ペナルティΔＶ２に設定するものとしたが、前回の遅延ペナルティΔＶ２に予め定めた所定値を減算したものを新たな遅延ペナルティΔＶ２に設定するものとしてもよい。
【００３６】
実施例の二次電池の充電装置では、遅延ペナルティΔＶ１をＥＥＰＲＯＭ９４に保存し、遅延ペナルティΔＶ２をＳＲＡＭ９２に保存するものとしたが、遅延ペナルティΔＶ１も遅延ペナルティΔＶ２も共に同じメモリに保存するものとしてもよい。
【００３７】
実施例のハイブリッド自動車２０が搭載する電源装置では、インバータ４１，４２や高圧バッテリ５０が接続された高電圧系電力ライン５４ａに取り付けられて高圧バッテリ５０からの電力を昇圧して高電圧系電力ライン５４ａに供給する昇圧コンバータ５６を備えるものとしたが、昇圧コンバータ５６を備えないものとしてもよい。
【００３８】
実施例の電源装置を搭載するハイブリッド自動車２０では、モータＭＧ２の動力を駆動軸３２に出力するものとしたが、図７の変形例のハイブリッド自動車１２０に例示するように、モータＭＧ２の動力を駆動軸３２が接続された車軸（駆動輪３９ａ，３９ｂが接続された車軸）とは異なる車軸（図７における車輪３９ｃ，３９ｄに接続された車軸）に出力するハイブリッド自動車に搭載される電源装置としてもよい。
【００３９】
実施例では、駆動軸３２にプラネタリギヤ３０を介して接続されたエンジン２２およびモータＭＧ１と、駆動軸３２に接続されたモータＭＧ２と、を備えるハイブリッド自動車２０に搭載される電源装置としたが、図８の変形例の電気自動車２２０に例示するように、走行用の動力を出力するモータＭＧを備える単純な電気自動車に搭載される電源装置として適用するものとしてもよい。
【００４０】
実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、高圧バッテリ５０が「二次電池」に相当し、高圧バッテリ５０を充電する充電器６０と充電時に高圧バッテリ５０の電圧Ｖｂが充電完了電圧Ｖ＊に至るまで充電する図３の充電制御ルーチンを実行するハイブリッド用電子制御ユニット７０とが「充電手段」に相当し、ＳＲＡＭ９２とＥＥＰＲＯＭ９４とが「記憶手段」に相当し、高圧バッテリ５０を構成する各セル間に取り付けられた電圧センサからのセル電圧のいずれかが過電圧であると予め定められた過電圧用閾値Ｖｒｅｆより高いときにオン出力する過電圧センサ５１ｄが「過電圧検出手段」に相当し、検出遅延トリップ回数Ｎに基づいて遅延ペナルティΔＶ１を設定してＥＥＰＲＯＭ９４に保存すると共に遅延時間Ｔｓｄに基づいて遅延ペナルティΔＶ２を設定してＳＲＡＭ９２に保存する図５の充電完了電圧設定ルーチンのステップＳ４００〜Ｓ４８０の処理を実行するハイブリッド用電子制御ユニット７０が「学習値設定記憶手段」に相当し、遅延ペナルティΔＶ１と遅延ペナルティΔＶ２との和を初期値Ｖｓｅｔから減じたものを充電完了電圧Ｖ＊として設定する充電完了電圧設定ルーチンのステップＳ４９０，Ｓ５００の処理を実行するハイブリッド用電子制御ユニット７０が「充電完了電圧設定手段」に相当する。
【００４１】
ここで、「二次電池」としては、リチウムイオン二次電池として構成された高圧バッテリ５０に限定されるものではなく、ニッケル水素二次電池やニッケルカドミウム二次電池，鉛蓄電池など如何なるタイプの二次電池であっても構わない。「過電圧状態検出手段」としては、高圧バッテリ５０を構成する各セル間に取り付けられた電圧センサからの電圧が過電圧であると予め定められた過電圧用閾値Ｖｒｅｆより高いときにオン出力する過電圧センサ５１ｄに限定されるものではなく、高圧バッテリ５０を構成する複数セルからなる電池モジュール毎に取り付けられた電圧センサからの電圧が過電圧であると予め定められた過電圧用閾値より高いときにオン出力する過電圧センサとするなど、二次電池の電圧が予め定めた判定電圧以上である過電圧状態を検出するものであれば如何なるものとしても構わない。「充電手段」としてはＡＣ／ＤＣコンバータ６６とＤＣ／ＤＣコンバータ６４とを備える充電器６０および高圧バッテリ５０の充電時には高圧バッテリ５０の電池電圧Ｖｂが過電圧閾値Ｖｒｅｆにセル数を乗じた電圧より低い電圧として設定された充電完了電圧Ｖ＊に至るまで充電する制御を実行するハイブリッド用電子制御ユニット７０との組み合わせに限定されるものではなく、システム停止している最中に外部電源に接続されて外部電源からの電力を用いて二次電池を充電するものであれば如何なるものとしても構わない。
【００４２】
なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。
【００４３】
以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明は、充電装置や車両の製造産業に利用可能である。
【符号の説明】
【００４５】
２０，１２０  ハイブリッド自動車、２２  エンジン、２４  エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、２６  クランクシャフト、３０  プラネタリギヤ、３２  駆動軸、３８  デファレンシャルギヤ、３９ａ，３９ｂ  駆動輪、３９ｃ，３９ｄ  車輪、４０  モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、４１，４２  インバータ、５０  高圧バッテリ、５１ａ  電圧センサ、５１ｂ  電流センサ、５１ｃ  温度センサ、５１ｄ  過電圧センサ、５２  バッテリ用電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）、５４ａ  高電圧系電力ライン、５４ｂ  低電圧系電力ライン、５５  システムメインリレー、５６  昇圧コンバータ、５７  ＤＣ／ＤＣコンバータ、５８  低圧バッテリ、６０  充電器、６２  リレー、６４  ＤＣ／ＤＣコンバータ、６６  ＡＣ／ＤＣコンバータ、６８  電源コード、６９  接続検出センサ、７０  ハイブリッド用電子制御ユニット、７２  ＣＰＵ、７４  ＲＯＭ、７６  ＲＡＭ、８０  パワースイッチ、８１  シフトレバー、８２  シフトポジションセンサ、８３  アクセルペダル、８４  アクセルペダルポジションセンサ、８５  ブレーキペダル、８６  ブレーキペダルポジションセンサ、８８  車速センサ、９０  電源用電子制御ユニット（電源ＥＣＵ）、９２  ＳＲＡＭ、９４  ＥＥＰＲＯＭ、２２０  電気自動車、ＭＧ，ＭＧ１，ＭＧ２  モータ。
【図１】
0005648508.tif 000002
【図２】
0005648508.tif 000003
【図３】
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【図４】
0005648508.tif 000005
【図５】
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【図６】
0005648508.tif 000007
【図７】
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【図８】
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