(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１蓄電池（１０）と、第２蓄電池（４１）と、前記第１蓄電池と前記第２蓄電池との間に設けられたスイッチ（１５，１６）と、を備え、車両に搭載される車載電源システムの制御を行う電源システムの制御装置（２０）であって、
前記第１蓄電池に流れる充放電電流の検出値を電流検出部（２５）から取得する取得部と、
前記車両が駐車状態において、前記スイッチをオフ状態からオン状態に操作することで、前記第１蓄電池と前記第２蓄電池との間で前記充放電電流を流すスイッチ操作部と、
前記スイッチ操作部により前記スイッチがオン状態とされている期間において、前記第１蓄電池の充電率の変化量と、前記充放電電流の検出値の積算値と、に基づいて、前記第１蓄電池の満充電容量を算出し、その算出された満充電容量を学習する学習部と、を備えていることを特徴とする制御装置。
【請求項２】
前記第１蓄電池の開放端電圧に基づいて、前記第１蓄電池の充電率を算出する充電率算出部を備えていることを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記第１蓄電池は、前記スイッチがオフ状態にされると、充放電が停止されるものであり、
前記取得部は、前記第１蓄電池の端子間電圧の電圧検出部（２６）から検出値を取得し、
前記スイッチ操作部は、前記車両が駐車状態である場合に、前記スイッチをオフ状態に操作した後、前記第１蓄電池の分極が緩和した場合に、前記スイッチをオン状態に操作するものであって、
前記充電率算出部は、前記スイッチをオン状態に操作する直前の前記第１蓄電池の端子間電圧の検出値を前記第１蓄電池の開放端電圧として用いることを特徴とする請求項２に記載の制御装置。
【請求項４】
前記第１蓄電池は、前記スイッチがオフ状態にされると、充放電が停止されるものであり、
前記取得部は、前記第１蓄電池の端子間電圧の検出値を電圧検出部（２６）から取得し、
前記スイッチ操作部は、前記スイッチをオフ状態からオン状態に操作することで、前記第１蓄電池と前記第２蓄電池との間で前記充放電電流を流した後、前記スイッチをオン状態からオフ状態に操作することで前記第１蓄電池の充放電を停止するものであって、
前記充電率算出部は、前記スイッチがオン状態からオフ状態に操作された後、前記第１蓄電池の分極が緩和した場合に、前記第１蓄電池の端子間電圧の検出値を前記第１蓄電池の開放端電圧として用いることを特徴とする請求項２又は３に記載の制御装置。
【請求項５】
前記取得部は、前記第１蓄電池の端子間電圧の検出値を電圧検出部（２６）から取得し、
前記第１蓄電池の端子間電圧の検出値、及び、第１蓄電池の充放電電流の検出値に基づいて、前記第１蓄電池の開放端電圧を算出する開放端電圧算出部を備えていることを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載の制御装置。
【請求項６】
前記取得部は、前記第１蓄電池、及び、前記第２蓄電池の端子間電圧の検出値を電圧検出部（２６）から取得するものであって、
前記スイッチ操作部は、前記車両が駐車状態であり、さらに、前記第１蓄電池の端子間電圧の検出値と、前記第２蓄電池の端子間電圧の検出値との差が所定値より大きい場合に、前記スイッチをオン状態に操作することで前記第１蓄電池と前記第２蓄電池との間に電流を流すことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の制御装置。
【請求項７】
前記取得部は、前記第１蓄電池、及び、前記第２蓄電池の端子間電圧の検出値を電圧検出部（２６）から取得するものであって、
前記スイッチ操作部は、前記スイッチをオフ状態からオン状態に操作することで、前記第１蓄電池と前記第２蓄電池との間で前記充放電電流を流した後、前記第１蓄電池の端子間電圧の検出値と、前記第２蓄電池の端子間電圧の検出値との差が所定値より小さくなったことを条件として、前記スイッチをオン状態からオフ状態に操作することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の制御装置。
【請求項８】
前記学習部は、前記スイッチ操作部により前記スイッチがオン状態とされている期間における前記充電率の変化量が所定値より大きい場合に、前記算出された満充電容量を学習することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の制御装置。
【請求項９】
前記第１蓄電池は、リチウムイオン蓄電池であることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄電池の満充電容量を算出し、学習する電源システムの制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
蓄電池の満充電容量は、負極表面上に成長するＳＥＩ（Solid Electrolyte Interphase）被膜に起因する劣化や、正極活性物質及び負極活性物質の膨脹収縮に伴う構造破壊に起因する劣化によって、容量低下することが知られている。満充電容量が変化することで、充電率（SOC: State of Charge）の算出値と実際値との間に誤差が生じることが懸念される。そこで、充電中のＳＯＣ変動量と電流積算値とを用いて、蓄電池の満充電容量を算出する方法が知られている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−２９４５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１に記載の構成は、車両に搭載された蓄電池に対し、車両の外部の電源から車載蓄電池に対して充電を実施する場合に、ＳＯＣ変動量と電流積算値とを用いて、車載蓄電池の満充電容量を算出するものである。つまり、外部電源から充電を実施する場合にのみ適用可能なものであり、車両の電気的構成が限定され、また、満充電容量の算出機会が限られたものとなる。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みて為されたものであり、外部電源から車両に対する充放電を行うことなく、満充電容量の学習を精度よく行うことが可能な電源システムの制御装置を提供することを主たる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本構成は、第１蓄電池（１０）と、第２蓄電池（４１）と、前記第１蓄電池と前記第２蓄電池との間に設けられたスイッチ（１５，１６）と、を備え、車両に搭載される車載電源システムの制御を行う電源システムの制御装置（２０）であって、前記第１蓄電池に流れる充放電電流の検出値を電流検出部（２５）から取得する取得部と、前記車両が駐車状態において、前記スイッチをオフ状態からオン状態に操作することで、前記第１蓄電池と前記第２蓄電池との間で前記充放電電流を流すスイッチ操作部と、前記スイッチ操作部により前記スイッチがオン状態とされている期間において、前記第１蓄電池の充電率の変化量と、前記充放電電流の検出値の積算値と、に基づいて、前記第１蓄電池の満充電容量を算出し、その算出された満充電容量を学習する学習部と、を備えていることを特徴とする。
【０００７】
駐車状態において、第１蓄電池と第２蓄電池との間で充放電電流を流す構成とした。この構成により、第１蓄電池と第２蓄電池とはともに車両に搭載されているため、外部電源から車両に対する充放電を行うことなく、満充電容量の学習を行うことが可能となる。さらに、駐車状態において、車両に搭載されている各種電気負荷、例えば、スタータやパワーステアリングなどの駆動負荷の駆動が停止されている。このため、充放電電流の電流値は安定したものとなる。また、各種電気負荷の駆動が停止されているため、各種電気負荷の駆動に伴う放射ノイズを抑制できるため、充放電電流の検出値の取得に与える悪影響を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】電源システムの電気的構成図。
【図２】リチウムイオン蓄電池の開放端電圧−ＳＯＣ特性、及び、満充電容量算出方法を表す図。
【図３】リチウムイオン蓄電池及び鉛蓄電池の開放端電圧−ＳＯＣ特性の差異を表す図。
【図４】第１実施形態における満充電容量算出処理を表すフローチャート。
【図５】第２実施形態における満充電容量算出処理を表すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
（第１実施形態）
以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態の車載電源システムが搭載される車両は、エンジン（内燃機関）を駆動源として走行するものであり、いわゆるアイドリングストップ機能を有している。
【００１０】
図１に示すように、本電源システムは、リチウムイオン蓄電池１０（第１蓄電池）、ＭＯＳスイッチ１５、ＳＭＲスイッチ１６、回転電機４０、鉛蓄電池４１（第２蓄電池）、スタータ４４、各種の電気負荷４５を備えている。このうち、リチウムイオン蓄電池１０と各スイッチ１５，１６とは、図示しない筐体（収容ケース）に収容されることで一体化され、電池ユニットＵとして構成されている。また、電池ユニットＵは、車載電源システムの制御を行う制御装置２０を有しており、各スイッチ１５，１６と制御装置２０とは同一の基板に実装された状態で筐体内に収容されている。
【００１１】
電池ユニットＵには外部端子として第１端子Ｔ１、第２端子Ｔ２が設けられており、第１端子Ｔ１には鉛蓄電池４１とスタータ４４と電気負荷４５とが接続され、第２端子Ｔ２には回転電機４０が接続されている。なお、端子Ｔ１，Ｔ２はいずれも回転電機４０の入出力の電流が流れる大電流入出力端子となっている。
【００１２】
回転電機４０の回転軸は、図示しないエンジン出力軸に対してベルト等により駆動連結されており、エンジン出力軸の回転によって回転電機４０の回転軸が回転する一方、回転電機４０の回転軸の回転によってエンジン出力軸が回転する。この場合、回転電機４０は、エンジン出力軸や車軸の回転により発電（回生発電）を行う発電機能と、エンジン出力軸に回転力を付与する動力出力機能とを備え、ＩＳＧ（Integrated Starter Generator）を構成するものとなっている。
【００１３】
鉛蓄電池４１とリチウムイオン蓄電池１０とは回転電機４０に対して並列に電気接続されており、回転電機４０の発電電力により各蓄電池１０，４１の充電が可能となっている。また、回転電機４０は、各蓄電池１０，４１からの給電により駆動されるものとなっている。
【００１４】
鉛蓄電池４１は周知の汎用蓄電池である。これに対し、リチウムイオン蓄電池１０は、鉛蓄電池４１に比べて、充放電における電力損失が少なく、出力密度、及びエネルギ密度の高い高密度蓄電池である。
【００１５】
鉛蓄電池４１の構成として具体的には、正極活物質が二酸化鉛（ＰｂＯ２）、負極活物質が鉛（Ｐｂ）、電解液が硫酸（Ｈ２ＳＯ４）である。そして、これらの電極から構成された複数の電池セルを直列接続して構成されている。なお本実施形態では、鉛蓄電池４１の充電容量がリチウムイオン蓄電池１０の充電容量よりも大きくなるような設定がなされている。
【００１６】
一方、リチウムイオン蓄電池１０の正極活物質には、リチウムを含む酸化物（リチウム金属複合酸化物）が用いられており、具体例としては、ＬｉＣｏＯ２、ＬｉＭｎ２Ｏ４、ＬｉＮｉＯ２、ＬｉＦｅＰＯ４等が挙げられる。リチウムイオン蓄電池１０の負極活物質には、カーボン（Ｃ）やグラファイト、チタン酸リチウム（例えばＬｉｘＴｉＯ２）、Ｓｉ又はＳｎを含有する合金等が用いられている。リチウムイオン蓄電池１０の電解液には有機電解液が用いられている。そして、これらの電極から構成された複数の電池セルを直列接続して構成されている。
【００１７】
なお、図１中の符号１２，４３は、リチウムイオン蓄電池１０及び鉛蓄電池４１の電池セル集合体を表し、符号１１，４２はリチウムイオン蓄電池１０及び鉛蓄電池４１の内部抵抗を表している。
【００１８】
電気負荷４５には、供給電力の電圧が概ね一定、又は少なくとも所定範囲内で変動するよう安定であることが要求される定電圧要求負荷が含まれる。定電圧要求負荷の具体例としてはナビゲーション装置やオーディオ装置が挙げられる。この場合、電圧変動が抑えられていることで、上記各装置の安定動作が実現可能となっている。仮に、定電圧要求負荷に入力されている電圧が変動した場合、定電圧要求負荷の動作が停止した後、再起動することになる。なお、電気負荷４５は、後述するＥＣＵ３０を含むものである。
【００１９】
その他、電気負荷４５には、ヘッドライト、フロントウインドシールド等のワイパ、空調装置の送風ファン、リヤウインドシールドのデフロスタ用ヒータ等が挙げられる。これらヘッドライト、ワイパ及び送風ファン等については、供給電力の電圧が変化するとヘッドライトの明滅、ワイパの作動速度変化、送風ファンの回転速度変化（送風音変化）が生じてしまうので、供給電力の電圧を一定にすることが要求される。
【００２０】
電池ユニットＵには、ユニット内電気経路として、各端子Ｔ１，Ｔ２及びリチウムイオン蓄電池１０を相互に接続する接続経路２１，２２が設けられている。そして、このうち第１端子Ｔ１と第２端子Ｔ２とを接続する第１接続経路２１にＭＯＳスイッチ１５が設けられ、第１接続経路２１上の接続点Ｎ１（電池接続点）とリチウムイオン蓄電池１０とを接続する第２接続経路２２にＳＭＲスイッチ１６が設けられている。これら各スイッチ１５，１６は、いずれも２×ｎ個のＭＯＳＦＥＴ（半導体スイッチ）を備え、その２つ一組のＭＯＳＦＥＴの寄生ダイオードが互いに逆向きになるように直列に接続されている。この寄生ダイオードによって、各スイッチ１５，１６をオフ状態とした場合にそのスイッチが設けられた経路に流れる電流が完全に遮断される。
【００２１】
また、本電源システムでは、ＭＯＳスイッチ１５を介さずに鉛蓄電池４１と回転電機４０とを接続可能にするバイパス経路２３が設けられている。具体的には、バイパス経路２３は、電池ユニットＵを迂回して、第１端子Ｔ１に接続される電気経路（鉛蓄電池４１等に接続される経路）と第２端子Ｔ２に接続される電気経路（回転電機４０に接続される経路）とを電気接続するように設けられている。そのバイパス経路２３上には、鉛蓄電池４１側と回転電機４０側との間の接続を遮断状態又は導通状態にするバイパススイッチ２４が設けられている。バイパススイッチ２４は常閉式のリレースイッチである。なお、バイパス経路２３及びバイパススイッチ２４を、電池ユニットＵ内においてＭＯＳスイッチ１５を迂回するように設けることも可能である。
【００２２】
制御装置２０は、各スイッチ１５，１６のオン（閉鎖）とオフ（開放）との切り替えを実施する。この場合、制御装置２０は、電気負荷４５に対して電力供給を行う放電時（負荷駆動時）であるか、回転電機４０からの電力供給により充電される充電時であるか、アイドリングストップ制御でのエンジン停止状態で回転電機４０によりエンジンを自動再始動させる再始動時であるかに応じて、ＭＯＳスイッチ１５のオンオフを制御する。なお、ＳＭＲスイッチ１６は、車両走行時は基本的にオン（閉鎖）状態で維持され、電池ユニットＵや回転電機４０等で何らかの異常が発生した場合にオフ（開放）されるようになっている。
【００２３】
また、制御装置２０には、電池ユニット外のＥＣＵ３０が接続されている。つまり、これら制御装置２０及びＥＣＵ３０は、ＣＡＮ等の通信ネットワークにより接続されて相互に通信可能となっており、制御装置２０及びＥＣＵ３０に記憶される各種データが互いに共有できるものとなっている。ＥＣＵ３０は、アイドリングストップ制御を実施する機能を有する電子制御装置である。アイドリングストップ制御とは、周知のとおり所定の自動停止条件の成立によりエンジンを自動停止させ、かつその自動停止状態下で所定の再始動条件の成立によりエンジンを再始動させるものである。
【００２４】
回転電機４０は、エンジン出力軸の回転エネルギにより発電するものである。具体的には、回転電機４０においてロータがエンジン出力軸により回転すると、ロータコイルに流れる励磁電流に応じてステータコイルに交流電流が誘起され、図示しない整流器により直流電流に変換される。そして、回転電機４０においてロータコイルに流れる励磁電流がレギュレータにより調整されることで、発電された直流電流の電圧が所定の調整電圧Ｖｒｅｇとなるよう調整される。
【００２５】
回転電機４０で発電した電力は、電気負荷４５に供給されるとともに、リチウムイオン蓄電池１０及び鉛蓄電池４１に供給される。エンジンの駆動が停止して回転電機４０で発電されていない時には、リチウムイオン蓄電池１０及び鉛蓄電池４１から電気負荷４５に電力供給される。リチウムイオン蓄電池１０及び鉛蓄電池４１から電気負荷４５への放電量、及び回転電機４０からの充電量は、ＳＯＣ（満充電容量に対する実際の充電量の割合、充電率）が過充放電とならない範囲（ＳＯＣ使用領域）となるよう適宜調整される。
【００２６】
この場合、制御装置２０は、リチウムイオン蓄電池１０のＳＯＣを所定の使用領域（後述する図３）にすべく、リチウムイオン蓄電池１０への充電量を制限して過充電保護するとともに、リチウムイオン蓄電池１０からの放電量を制限して過放電保護するよう保護制御を実施する。具体的には、制御装置２０は、電流センサ２５（電流検出部）からリチウムイオン蓄電池１０の充放電電流Ｉの検出値を常時取得するとともに、電圧センサ２６（電圧検出部）からリチウムイオン蓄電池１０の端子間電圧Ｖの検出値を常時取得する。そして、制御装置２０は、その端子間電圧Ｖ及び充放電電流Ｉの検出値に基づいて、保護制御を実施する。
【００２７】
制御装置２０は、リチウムイオン蓄電池１０の端子間電圧Ｖが下限電圧よりも低下した場合に、回転電機４０からの充電により、リチウムイオン蓄電池１０の過放電保護を図るようにする。前記下限電圧は、ＳＯＣ使用領域の下限値に対応する電圧に基づき設定されるとよい。また、制御装置２０は、調整電圧Ｖｒｅｇの可変設定を指示することにより、リチウムイオン蓄電池１０の端子間電圧Ｖが上限電圧よりも上昇しないようにして過充電保護を実施する。前記上限電圧は、ＳＯＣ使用領域の上限値に対応する電圧に基づき設定されるとよい。
【００２８】
なお、鉛蓄電池４１については、図示しない別の電池制御装置により同様の保護制御が実施される。制御装置２０は、鉛蓄電池４１を制御する電池制御装置から鉛蓄電池４１の端子間電圧Ｖｐの検出値を取得する。なお、制御装置２０は、鉛蓄電池４１の端子間電圧Ｖｐを検出する電圧センサから検出値を取得する構成であってもよい。
【００２９】
また、本実施形態では、車両の回生エネルギにより回転電機４０を発電させて、両蓄電池１０，４１（主にはリチウムイオン蓄電池１０）に充電させる、減速回生を行っている。この減速回生は、車両が減速状態であること、エンジンへの燃料噴射をカットしていること、等の条件が成立した時に実施される。
【００３０】
本実施形態では、両蓄電池１０，４１のうちリチウムイオン蓄電池１０を優先的に用いて充放電を行うようにしている。具体的には、回転電機４０の回生発電時において、制御装置２０がＭＯＳスイッチ１５をオフ状態にするとともに、ＳＭＲスイッチ１６をオン状態とすることで、回転電機４０における発電電力が優先的にリチウムイオン蓄電池１０に充電される。また、回転電機４０の駆動時において、制御装置２０がＭＯＳスイッチ１５をオフ状態にするとともに、ＳＭＲスイッチ１６をオン状態とすることで、回転電機４０の消費電力が優先的にリチウムイオン蓄電池１０から放電される。
【００３１】
上述したように、制御装置２０は、リチウムイオン蓄電池１０のＳＯＣが使用領域内となるように充放電制御を行う。ＳＯＣを算出する方法は、主として、開放端電圧（OCV: Open Circuit Voltage）に基づく推定法と、電流積算による算出法と、がある。
【００３２】
開放端電圧と、ＳＯＣとは、図２に示すように所定の関係を有する。そこで、開放端電圧に基づく推定法では、蓄電池の開放端電圧を取得し、その取得値、及び、開放端電圧とＳＯＣとの対応関係を表すマップを用いて、ＳＯＣを推定する。また、電流積算による算出法では、蓄電池に流れる充放電電流Ｉを取得し、その取得値を時間積分することで電流積算値ΔＡｈを算出する（ΔＡｈ＝∫Ｉ・ｄｔ）。その電流積算値ΔＡｈを満充電容量Ａｈｆで除算することで、ＳＯＣの変化量ΔＳＯＣを算出する。
【００３３】
開放端電圧に基づく推定法では、開放端電圧、即ち、蓄電池に電流が流れていない状態での端子間電圧Ｖを検出する。または、閉回路電圧、即ち、蓄電池に電流が流れている状態での端子間電圧Ｖから、開放端電圧を推定する。そして、検出又は推定により取得した開放端電圧に基づき算出したＳＯＣに対し、電流積算による算出法によって算出されるＳＯＣの変化量ΔＳＯＣを加算する方法が一般的である。
【００３４】
上述した通り、電流積算による算出法では、満充電容量Ａｈｆを用いて、ＳＯＣの変化量ΔＳＯＣを算出する。満充電容量Ａｈｆは、蓄電池の使用状態に応じて変化するため、ＳＯＣを精度よく算出するためには、適宜満充電容量Ａｈｆを学習する必要がある。
【００３５】
本実施形態の制御装置２０は、図２に示すように、リチウムイオン蓄電池１０の放電開始時（又は充電開始時）におけるＳＯＣ（ＳＯＣＡ）を算出する。その後、リチウムイオン蓄電池１０において放電（又は充電）を実施しながら電流積算を行い、充放電電流Ｉの時間積分値ΔＡｈを算出する。その後、放電終了後（又は充電終了後）におけるＳＯＣ（ＳＯＣＢ）を算出する。制御装置２０は、リチウムイオン蓄電池１０において充放電された電荷量、即ち、充放電電流Ｉの時間積分値ΔＡｈを、ＳＯＣの変化量ΔＳＯＣ（＝ＳＯＣＢ−ＳＯＣＡ）で除算することで、満充電容量Ａｈｆを算出する（Ａｈｆ＝ΔＡｈ／ΔＳＯＣ）。
【００３６】
制御装置２０は、車両が駐車状態とされている場合に、ＭＯＳスイッチ１５及びＳＭＲスイッチ１６をともにオン状態とすることで、リチウムイオン蓄電池１０と鉛蓄電池４１との間で電流を流す。そして、その電流が流れる前後におけるＳＯＣ（ＳＯＣＡ，ＳＯＣＢ）と、電流が流れている期間における電流積算値ΔＡｈに基づいて、満充電容量Ａｈｆの学習値を算出する。ここで、駐車状態とは、車両が継続して停止される状態のことである。駐車状態では、回転電機４０、及び、スタータ４４の動作が停止される。また、電気負荷４５のうちドライバの操作に応じて駆動される駆動負荷の動作が停止される。また、ＥＣＵ３０を含む制御装置は、省電力状態とされ、車両の状態を定期的に監視する。さらに具体的には、車両の駐車状態とは、車両のイグニッションスイッチがオフ状態とされた状態である。
【００３７】
図３に示すように、鉛蓄電池４１のＳＯＣ−開放端電圧特性は、リチウムイオン蓄電池１０のＳＯＣ−開放端電圧特性と比較して、傾きが小さく設定されている。また、リチウムイオン蓄電池１０のＳＯＣの使用領域内、より具体的には使用領域の略中央において、リチウムイオン蓄電池１０の開放端電圧と、鉛蓄電池４１の開放端電圧とが等しくなるように設定されている。このため、リチウムイオン蓄電池１０のＳＯＣがＳＯＣの使用領域の略中央から離れるほど、リチウムイオン蓄電池１０の開放端電圧と、鉛蓄電池４１の開放端電圧との差が大きくなる。つまり、リチウムイオン蓄電池１０のＳＯＣが使用領域の上限値近傍及び下限値近傍となる場合に、リチウムイオン蓄電池１０の開放端電圧と、鉛蓄電池４１の開放端電圧との差が大きくなる。
【００３８】
図３に示すように、本実施形態では、リチウムイオン蓄電池１０の使用領域のうち、リチウムイオン蓄電池１０の開放端電圧と、鉛蓄電池４１の開放端電圧との差が所定の閾値Ｔｈ１以上となる領域（学習開始許可領域）において、満充電容量の学習の開始を許可する。つまり、リチウムイオン蓄電池１０のＳＯＣの使用領域において、ＳＯＣの高い領域と低い領域が、学習開始許可領域となる。また、リチウムイオン蓄電池１０の使用領域において、ＳＯＣが中程度となる領域が、満充電容量の学習の開始を許可としない学習開始不許可領域となる。
【００３９】
本実施形態の制御装置２０は、回生発電時において、ＭＯＳスイッチ１５をオフ状態、ＳＭＲスイッチ１６をオン状態に設定することで、回転電機４０における発電電力を優先的にリチウムイオン蓄電池１０に充電することが可能である。また、リチウムイオン蓄電池１０の内部抵抗は、鉛蓄電池４１の内部抵抗より小さい。このため、リチウムイオン蓄電池１０の開放端電圧と鉛蓄電池４１の開放端電圧とがほぼ等しい場合、回転電機４０における回生発電時において、スイッチ１５，１６をともにオン状態にすると、鉛蓄電池４１と比較して、リチウムイオン蓄電池１０に優先的に充電を行うことが可能である。このため、車両の駐車時において、リチウムイオン蓄電池１０の開放端電圧は、鉛蓄電池４１の開放端電圧より高くすることが可能である。また、回転電機４０の駆動時において、ＭＯＳスイッチ１５をオフ状態、ＳＭＲスイッチ１６をオン状態に設定することで、回転電機４０における消費電力を優先的にリチウムイオン蓄電池１０から放電することも可能である。このため、車両の駐車状態において、リチウムイオン蓄電池１０の開放端電圧を鉛蓄電池４１の開放端電圧より低くすることも可能である。
【００４０】
制御装置２０は、車両が駐車状態であって、スイッチ１５，１６がオフ状態とされている状況で、リチウムイオン蓄電池１０の開放端電圧を取得し、ＳＯＣの初期値（ＳＯＣＡ）を取得する。その後、制御装置２０は、スイッチ１５，１６をオン状態とすることで、リチウムイオン蓄電池１０と鉛蓄電池４１との間に電流を流し、リチウムイオン蓄電池１０の充放電電流Ｉの検出値の時間積分値ΔＡｈを算出する。その後、制御装置２０は、リチウムイオン蓄電池１０の端子間電圧Ｖと鉛蓄電池４１の端子間電圧Ｖｐとの差が所定の閾値Ｔｈ２より小さくなった場合に、スイッチ１５，１６をオフ状態にする。制御装置２０は、スイッチ１５，１６がオフ状態とされている状況で、リチウムイオン蓄電池１０の開放端電圧を取得し、ＳＯＣの終了値（ＳＯＣＢ）を取得する。
【００４１】
このような制御を行うことで、リチウムイオン蓄電池１０のＳＯＣを使用領域の略中央値とすることができ、リチウムイオン蓄電池１０の劣化を防止できるとともに、満充電容量Ａｈｆの算出が可能になる。つまり、リチウムイオン蓄電池１０の過充電防止処理又は過放電防止処理と、満充電容量算出処理とを兼ねることができ、電源システムの電力効率を上げることが可能になる。
【００４２】
本実施形態における図４に満充電容量算出処理を示す。本処理は、制御装置２０によって、所定周期Δｔごとに実施される。
【００４３】
ステップＳ０１において、リチウムイオン蓄電池１０の端子間電圧Ｖ及び充放電電流Ｉの検出値を、及び、鉛蓄電池４１の端子間電圧Ｖｐを取得する。ステップＳ０２において、車両が駐車状態であるか否かを判定する。車両が駐車状態でない場合（Ｓ０２：ＮＯ）、処理を終了する。車両が駐車状態である場合（Ｓ０２：ＹＥＳ）、ステップＳ０３において、リチウムイオン蓄電池１０と鉛蓄電池４１との間での電荷移動の実施中であるか否かを判定する。
【００４４】
電荷移動の実施中でない場合（Ｓ０３：ＮＯ）、ステップＳ０４において、リチウムイオン蓄電池１０と鉛蓄電池４１との間での電荷移動が終了済みであるか否かを判定する。電荷移動の実施中でなく、かつ、電荷移動が終了済みでない場合（Ｓ０４：ＮＯ）、ステップＳ０５において、スイッチ１５，１６のオフ操作を実施する。なお、スイッチ１５，１６が既にオフ状態の場合、スイッチ１５，１６のオフ状態を継続する。ステップＳ０６において、リチウムイオン蓄電池１０が分極緩和済みであるか否かを判定する。具体的には、端子間電圧Ｖの検出値の今回値Ｖ（ｔ）と前回値Ｖ（ｔ−Δｔ）とを比較し、その差が所定値未満である場合に、分極緩和済みであると判定する。分極緩和済みでない場合（Ｓ０６：ＮＯ）、処理を終了する。
【００４５】
分極緩和済みの場合（Ｓ０６：ＹＥＳ）、ステップＳ０７において、端子間電圧Ｖの検出値を分極緩和済みの開放端電圧として取得し、その分極緩和済みの開放端電圧に基づいて、ＳＯＣの初期値ＳＯＣＡを算出する。ステップＳ０８において、リチウムイオン蓄電池１０の端子間電圧Ｖの検出値と、鉛蓄電池４１の端子間電圧Ｖｐの検出値との差ΔＶが所定の閾値Ｔｈ１より大きいか否かを判定する。差ΔＶが閾値Ｔｈ１より大きい場合（Ｓ０８：ＹＥＳ）、ステップＳ０９において、スイッチ１５，１６のオン操作を行う。ステップＳ１０において、電源システムの状態を電荷移動状態へと変更し、処理を終了する。差ΔＶが閾値Ｔｈ１以下の場合（Ｓ０８：ＮＯ）、ステップＳ１１において、電池ユニットＵの動作を停止して処理を終了する。
【００４６】
ステップＳ０３において、電荷移動状態であると判定されると（Ｓ０３：ＹＥＳ）、ステップＳ１２において、電流積算を実施する。具体的には、今回の充放電電流Ｉの検出値と周期Δｔとの積を、電流積算の前回値ΔＡｈ（ｔ−Δｔ）に対して加算することで、電流積算の今回値ΔＡｈ（ｔ）を算出する。なお、電流積算の初期値は０である。ステップＳ１３において、差ΔＶが所定の閾値Ｔｈ２以上か否かを判定する。差ΔＶが閾値Ｔｈ２以上の場合（Ｓ１３：ＹＥＳ）、ステップＳ１４において、スイッチ１５，１６のオン状態を継続する。差ΔＶが閾値Ｔｈ２より小さいことを条件として（Ｓ１３：ＮＯ）、ステップＳ１５において、電荷移動状態を終了し、ステップＳ１６において、スイッチ１５，１６をともにオフ状態に操作する。
【００４７】
ステップＳ０４において、電荷移動終了済みであると判定されると（Ｓ０４：ＹＥＳ）、ステップＳ１７において、リチウムイオン蓄電池１０が分極緩和済みであるか否かを判定する。具体的には、ステップＳ０６と同様に、端子間電圧Ｖの検出値の今回値Ｖ（ｔ）と前回値Ｖ（ｔ−Δｔ）とを比較し、今回値Ｖ（ｔ）と前回値Ｖ（ｔ−Δｔ）の差が所定値未満である場合に、分極緩和済みであると判定する。分極緩和済みでない場合（Ｓ１７：ＮＯ）、処理を終了する。
【００４８】
分極緩和済みの場合（Ｓ１７：ＹＥＳ）、ステップＳ１８において、端子間電圧Ｖの検出値を分極緩和済みの開放端電圧として取得し、その分極緩和済みの開放端電圧に基づいて、ＳＯＣの終了値ＳＯＣＢを算出する。ステップＳ１９において、ＳＯＣの変化量ΔＳＯＣ＝｜ＳＯＣＡ−ＳＯＣＢ｜が所定の閾値Ｔｈ３より大きいか否かを判定する。ＳＯＣの変化量ΔＳＯＣが所定の閾値Ｔｈ３より大きい場合（Ｓ１９：ＹＥＳ）、ステップＳ２０において、ＳＯＣの変化量ΔＳＯＣと、電流積算値ΔＡｈの比に基づいて、満充電容量Ａｈｆを算出する（Ａｈｆ＝ΔＡｈ／ΔＳＯＣ）。そして、ステップＳ１９において、ＳＯＣの変化量ΔＳＯＣが所定の閾値Ｔｈ３以下であると判定された場合（Ｓ１９：ＮＯ）、又は、ステップＳ２０の処理の後、ステップＳ１１において、電池ユニットＵの動作を終了して処理を終了する。
【００４９】
上述した処理のうち、ステップＳ０１の処理が「取得部」に相当し、ステップＳ０５，Ｓ０９，Ｓ１６の処理が「スイッチ操作部」に相当し、ステップＳ１９，Ｓ２０の処理が「学習部」に相当し、ステップＳ０７，Ｓ１８の処理が「充電率算出部」に相当する。
【００５０】
以下、本実施形態の効果を述べる。
【００５１】
駐車状態において、リチウムイオン蓄電池１０と鉛蓄電池４１との間で充放電電流Ｉを流す構成とした。この構成では、リチウムイオン蓄電池１０と鉛蓄電池４１はともに車両に搭載されているため、外部から車両に対する充放電を行うことなく、満充電容量Ａｈｆの取得を行うことが可能となる。
【００５２】
さらに、駐車状態において、車両に搭載されている各種電気負荷４０，４４，４５の駆動が停止されているため、充放電電流Ｉの電流値は安定したものとなる。また、各種電気負荷４０，４４，４５の駆動が停止されているため、各種電気負荷４０，４４，４５の駆動に伴う放射ノイズを抑制できるため、電流センサ２５による充放電電流Ｉの検出値の取得に与える悪影響を抑制できる。
【００５３】
ＳＭＲスイッチ１６がオフ状態にされることで、リチウムイオン蓄電池１０は開放状態とされ、充放電が完全に停止される。そこで、リチウムイオン蓄電池１０と鉛蓄電池４１との間での充放電の開始時では、リチウムイオン蓄電池１０の分極が緩和した場合に、ＳＭＲスイッチ１６をオン状態に操作する直前において、リチウムイオン蓄電池１０の端子間電圧Ｖの検出値を取得し、その検出値を開放端電圧として用いる。リチウムイオン蓄電池１０と鉛蓄電池４１との間での充放電の終了時では、ＳＭＲスイッチ１６がオフ状態に操作された後、リチウムイオン蓄電池１０の分極が緩和した場合に、リチウムイオン蓄電池１０の端子間電圧Ｖの検出値を取得し、その検出値を開放端電圧として用いる。このような構成により、分極の影響を除去した開放端電圧を精度よく取得することが可能になる。分極の影響を除去した開放端電圧を用いて、ＳＯＣ（ＳＯＣＡ，ＳＯＣＢ）を算出することが可能になり、ＳＯＣの算出値の精度が向上し、その結果、満充電容量Ａｈｆの精度を向上させることが可能になる。
【００５４】
本実施形態では、リチウムイオン蓄電池１０の端子間電圧Ｖと鉛蓄電池４１の端子間電圧Ｖｐとの差ΔＶが所定の閾値Ｔｈ１より大きい場合に、充放電電流Ｉを流す構成にした。リチウムイオン蓄電池１０の端子間電圧Ｖと、鉛蓄電池４１の端子間電圧Ｖｐとのリチウムイオン蓄電池１０の端子間電圧Ｖと、鉛蓄電池４１の端子間電圧Ｖｐとの差異が大きいほど、リチウムイオン蓄電池１０と鉛蓄電池４１との間での電荷の移動量、つまり、充放電電流Ｉの積算値ΔＡｈが大きくなる。このため、満充電容量Ａｈｆの算出値の精度を向上させることができる。
【００５５】
本実施形態では、リチウムイオン蓄電池１０の端子間電圧Ｖと鉛蓄電池４１の端子間電圧Ｖｐとの差ΔＶが所定の閾値Ｔｈ２未満となるまで、充放電電流Ｉを流す構成にした。リチウムイオン蓄電池１０と鉛蓄電池４１との間での電荷の移動量、つまり、充放電電流の積算値ΔＡｈを大きくすることができ、満充電容量Ａｈｆの算出値の精度を向上させることができる。さらに、リチウムイオン蓄電池１０のＳＯＣが高い場合、リチウムイオン蓄電池１０のＳＯＣが低減されることになり、リチウムイオン蓄電池１０が過充電となることを抑制できる。また、リチウムイオン蓄電池１０のＳＯＣが低い場合、リチウムイオン蓄電池１０のＳＯＣ上昇されることになり、リチウムイオン蓄電池１０が過放電となることを抑制できる。
【００５６】
ＳＯＣの変化量ΔＳＯＣが所定値の閾値Ｔｈ３より大きい場合に、満充電容量Ａｈｆの算出値を学習する構成とした。これにより、満充電容量Ａｈｆの学習値の精度を向上させることができる。
【００５７】
リチウムイオン蓄電池は、鉛電池などと比較して、ＳＯＣを正確に取得することが望まれる。本実施形態の構成によれば、リチウムイオン蓄電池１０について、精度よく満充電容量Ａｈｆを算出し、学習することが可能になる。その結果、ＳＯＣを精度よく取得することが可能になる。
【００５８】
（第２実施形態）
図５に第２実施形態における満充電容量学習処理のフローチャートを示す。本処理は、制御装置２０により所定周期Δｔごとに実施される。本処理では、リチウムイオン蓄電池１０の開放端電圧を、リチウムイオン蓄電池１０の端子間電圧Ｖの検出値と、リチウムイオン蓄電池１０の充放電電流Ｉの検出値に基づいて取得する。なお、図４に示す第１実施形態における満充電容量学習処理のフローチャートと同一の構成について、同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００５９】
図５に示す処理では、図４に示すステップＳ０６，Ｓ１７における分極緩和判定に代えて、ステップＳ２１，Ｓ２２においてそれぞれ開放端電圧を算出する。具体的には、リチウムイオン蓄電池１０の端子間電圧Ｖに加え、リチウムイオン蓄電池１０に流れた充放電電流Ｉの検出値の過去値及びリチウムイオン蓄電池１０の温度に基づいて、リチウムイオン蓄電池１０の開放端電圧から分極の影響を除去した値を算出する。そして、ステップＳ０７では、ステップＳ２１において算出された開放端電圧の算出値に基づいて、充放電におけるＳＯＣの初期値ＳＯＣＡを算出する。また、ステップＳ１８では、ステップＳ２２において算出された開放端電圧の算出値に基づいて、充放電におけるＳＯＣの終了値ＳＯＣＢを算出する。ステップＳ２１，Ｓ２２の処理が、「開放端電圧算出部」に相当する。
【００６０】
（他の実施形態）
・分極が緩和したか否かの判定を、リチウムイオン蓄電池１０の端子間電圧Ｖの検出値の時間変化量に基づいて行う構成に代えて、ＳＭＲスイッチ１６がオフ状態とされた後、所定の分極緩和時間が経過した場合に、リチウムイオン蓄電池１０の分極が緩和したと判定する構成であってもよい。
【００６１】
・リチウムイオン蓄電池１０の端子間電圧Ｖと、鉛蓄電池４１の端子間電圧Ｖｐとの差ΔＶによらず、満充電容量Ａｈｆを学習する処理としてもよい。つまり、図４のステップＳ０８を省略する構成としてもよい。
【００６２】
・図４のステップＳ１３，Ｓ１５，Ｓ１６において、リチウムイオン蓄電池１０の端子間電圧Ｖと鉛蓄電池４１の端子間電圧Ｖｐとの差ΔＶが所定の閾値Ｔｈ２未満である場合に、電荷移動を終了し、スイッチ１５，１６をオフ操作する構成としたが、これを変更してもよい、例えば、スイッチ１５，１６をオン状態とし、リチウムイオン蓄電池１０と鉛蓄電池４１との間で電流を流し始めた後、所定時間経過後にスイッチ１５，１６をオフ状態とする構成としてもよい。また、スイッチ１５，１６をオン状態とし、リチウムイオン蓄電池１０と鉛蓄電池４１との間で電流を流し始めた後、リチウムイオン蓄電池１０の充放電電流Ｉの検出値が所定値以下になった場合に、スイッチ１５，１６をオフ状態とする構成としてもよい。
【００６３】
第１蓄電池としてリチウムイオン蓄電池以外のものを用いてもよい。例えば、ニッケル水素蓄電池や、鉛蓄電池であってもよい。また、第２蓄電池として、鉛蓄電池以外のものを用いてもよい。例えば、リチウムイオン蓄電池や、ニッケル水素蓄電池であってもよい。
【００６４】
・ＭＯＳスイッチ１５、及び、ＳＭＲスイッチ１６のいずれか一方を省略する構成としてもよい。
【符号の説明】
【００６５】
１０…リチウムイオン蓄電池、１５…ＭＯＳスイッチ、１６…ＳＭＲスイッチ、２０…制御装置、２５…電流センサ、４１…鉛蓄電池。
【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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