(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ニッケル水素電池と、
前記ニッケル水素電池の電流積算値を用いて算出される第１蓄電量と前記ニッケル水素電池の電圧を用いて算出される第２蓄電量とを用いて、前記ニッケル水素電池の第３蓄電量を算出する制御部とを備え、
前記制御部は、前記第１蓄電量が前記第３蓄電量に反映される度合いを示す第１寄与度と、前記第２蓄電量が前記第３蓄電量に反映される度合いを示す第２寄与度とを重み付けすることによって、前記第１蓄電量と前記第２蓄電量の加重平均である前記第３蓄電量を算出し、
前記制御部は、前記第３蓄電量が所定値よりも低い領域に滞留している時間が所定時間を超えた場合、前記ニッケル水素電池の蓄電量に対する開放電圧（ＯＣＶ）の値を示すＯＣＶカーブの傾きが新品時よりも平坦になる「ＯＣＶカーブの平坦化」が生じていると判断し、前記滞留している時間が前記所定時間を超えていない場合よりも、前記第１寄与度を大きくする、電池システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ニッケル水素電池の充放電を制御する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
二次電池の充放電を的確に行なうためには、二次電池の蓄電量（State  of  Charge、以下「ＳＯＣ」ともいう）を精度よく算出することが望まれる。ＳＯＣの算出方式として、二次電池の電圧を用いる電圧方式が知られている。この電圧方式は、ＳＯＣが大きいほど二次電池の開放電圧（Open  Circuit  Voltage、以下「ＯＣＶ」ともいう）が高くなることに鑑み、ＳＯＣに対するＯＣＶの値を示すカーブ（以下「ＯＣＶカーブ」ともいう）を予め実験等によって求めておき、このＯＣＶカーブを参照して二次電池の電圧の検出値に対応するＳＯＣを算出するものである。
【０００３】
二次電池では、充放電が繰り返されることに伴なって、メモリ効果と呼ばれる現象が生じることが知られている。メモリ効果が生じると、ＯＣＶカーブが新品時（未使用時）からずれてしまうため、電圧方式によるＳＯＣの算出精度が低下してしまう。この点に鑑み、特開２００７−３３３４４７号公報（特許文献１）には、メモリ効果による電圧のずれを考慮してＯＣＶカーブを補正し、補正されたＯＣＶカーブを参照してＳＯＣを算出する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−３３３４４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来より、ハイブリッド車両用の二次電池として、ニッケル水素電池が多く採用されている。本願の発明者等は、ニッケル水素電池において、上述のメモリ効果とは別の現象が生じることを実験等によって新たに見出した。別の現象とは、ＳＯＣが所定値よりも低い領域（以下「低ＳＯＣ領域」ともいう）に滞留する時間が所定時間を超えると、ＯＣＶカーブの傾き（ＳＯＣが単位量変化するときのＯＣＶの変化量）が新品時よりも平坦になる（小さくなる）、という現象である。本明細書では、この現象を、説明の便宜上、「ＯＣＶカーブの平坦化」とも記載する。
【０００６】
ＯＣＶカーブの平坦化が生じると、電圧方式によるＳＯＣの算出精度が低下してしまうことが懸念される。すなわち、ＯＣＶカーブの平坦化が生じているにも関わらず、新品時のＯＣＶカーブを用いてＳＯＣを算出すると、ＳＯＣの算出精度が低下してしまう。また、仮に、平坦化を考慮して新品時のＯＣＶカーブを補正したとしても、補正後のＯＣＶカーブは平坦化によってＯＣＶに対するＳＯＣの値が一義的に決まり難くなっているため、やはりＳＯＣの算出精度は低下してしまうことが懸念される。
【０００７】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、ニッケル水素電池においてＯＣＶカーブの平坦化が生じた場合においても、ＳＯＣの算出精度が低下することを抑制することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に係る電池システムは、ニッケル水素電池と、制御部とを備える。制御部は、ニッケル水素電池の電流積算値を用いて算出される第１蓄電量とニッケル水素電池の電圧を用いて算出される第２蓄電量とを用いて、ニッケル水素電池の第３蓄電量を算出する。制御部は、第１蓄電量が第３蓄電量に反映される度合いを示す第１寄与度と、第２蓄電量が第３蓄電量に反映される度合いを示す第２寄与度とを重み付けすることによって、第１蓄電量と第２蓄電量の加重平均である第３蓄電量を算出する。制御部は、第３蓄電量が所定値よりも低い領域に滞留している時間が所定時間を超えた場合、ニッケル水素電池の蓄電量に対する開放電圧（ＯＣＶ）の値を示すＯＣＶカーブの傾きが新品時よりも平坦になる「ＯＣＶカーブの平坦化」が生じていると判断し、滞留している時間が所定時間を超えていない場合よりも、第１寄与度を大きくする。
【０００９】
上記構成によれば、制御部は、第１蓄電量（電流積算値を用いて算出される暫定ＳＯＣ）の第１寄与度と、第２蓄電量（電圧を用いて算出される暫定ＳＯＣ）の第２寄与度とを重み付けすることによって、ニッケル水素電池の第３蓄電量（最終的なＳＯＣ）を算出する。
【００１０】
既に述べたように、ニッケル水素電池においては、ＳＯＣが低ＳＯＣ領域に所定時間以上滞留すると、ＯＣＶカーブの平坦化に起因して、電圧を用いて算出されるＳＯＣ（第２蓄電量）の算出精度が低下してしまうことが懸念される。この点に鑑み、制御部は、第３蓄電量が第１領域（低ＳＯＣ領域）に滞留している時間が所定時間を超えた場合（ＯＣＶカーブの平坦化が生じている場合）、滞留している時間が所定時間を超えていない場合（ＯＣＶカーブの平坦化が生じていない場合）よりも、第１蓄電量（電流積算値を用いて算出される暫定ＳＯＣ）の第１寄与度を大きくする。これにより、ＯＣＶカーブの平坦化の影響を受けない第１蓄電量が第３蓄電量に反映される度合いが増加するとともに、ＯＣＶカーブの平坦化の影響を受ける第２蓄電量が第３蓄電量に反映される度合いが低下する。その結果、ニッケル水素電池においてＯＣＶカーブの平坦化が生じた場合においても、ＳＯＣの算出精度が低下することを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】電池システムが搭載される車両の構成を概略的に示す図である。
【図２】ＥＣＵが制御用ＳＯＣを算出する際に行なう処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図３】耐久試験１後における電圧カーブを示す図である。
【図４】耐久試験２後における電圧カーブを示す図である。
【図５】耐久試験３後における電圧カーブを示す図である。
【図６】ニッケル水素電池のＯＣＶカーブを模式的に示す図である。
【図７】耐久試験２後に充放電を２回繰り返したときの電圧カーブを示す図である。
【図８】耐久試験３後に充放電を２回繰り返したときの電圧カーブを示す図である。
【図９】ＥＣＵ１００がＯＣＶカーブの平坦化の解消および重み係数Ｋの調整を行なう際の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図１０】重み係数Ｋの変化の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
【００１３】
＜電池システムの構成＞
図１は、本実施の形態による電池システム２が搭載される車両１の構成を概略的に示す図である。なお、図１に示す車両１はいわゆるハイブリッド車両であるが、本実施の形態による電池システム２は、ハイブリッド車両に適用することに限定されず、ニッケル水素電池を搭載した車両全般、さらには車両以外の用途にも適用可能である。
【００１４】
車両１は、電池システム２と、パワーコントロールユニット（ＰＣＵ：Power  Control  Unit）３０と、モータジェネレータ（Motor  Generator、以下「ＭＧ」という）４１，４２と、エンジン５０と、動力分割機構６０と、駆動軸７０と、駆動輪８０とを備える。電池システム２は、ニッケル水素（ＮｉＭＨ）電池１０と、監視ユニット２０と、電子制御装置（ＥＣＵ：Electronic  Control  Unit）１００とを備える。
【００１５】
エンジン５０は、燃料の燃焼エネルギによって運動エネルギを出力する。ＭＧ４１，４２は、発電機としても電動機としても機能し得る。
【００１６】
ＭＧ４１は、主として、動力分割機構６０を介して伝達されるエンジン５０の出力の一部を用いて発電する発電機として動作する。ＭＧ４１が発電した電力はＰＣＵ３０を介してＭＧ４２あるいはニッケル水素電池１０に供給される。
【００１７】
ＭＧ４２は、ニッケル水素電池１０からの電力およびＭＧ４１の発電電力の少なくともいずれか一方によって駆動される。ＭＧ４２の駆動力は、駆動軸７０に伝達される。また、車両１の回生制動時には、ＭＧ４２は、車輪の回転力によって駆動されることによって発電機として動作する。ＭＧ４１，４２の発電電力はＰＣＵ３０を介してニッケル水素電池１０に充電される。
【００１８】
ニッケル水素電池１０は、ＭＧ４１，４２を駆動するための電力を蓄える。ニッケル水素電池１０は、直列に接続された複数のニッケル水素電池セルを含む。監視ユニット２０は、電圧センサ２１と、電流センサ２２と、温度センサ２３とを含む。電圧センサ２１は、ニッケル水素電池１０の端子間電圧（以下「電池電圧ＶＢ」ともいう）を検出可能に構成される。電流センサ２２は、ニッケル水素電池１０の充放電電流（以下「電池電流ＩＢ」ともいう）を検出可能に構成される。温度センサ２３は、ニッケル水素電池１０の温度（以下「電池温度ＴＢ」ともいう）を検出可能に構成される。各センサは、検出結果を示す信号をＥＣＵ１００に出力する。
【００１９】
ＰＣＵ３０は、ＥＣＵ１００からのスイッチング指令に従って、ニッケル水素電池１０とＭＧ４１，４２との間で双方向の電力変換を実行するように構成されている。ＰＣＵ３０は、ＭＧ４１，４２の状態をそれぞれ別々に制御可能に構成されている。たとえば、ＰＣＵ３０は、ＭＧ４１を回生（発電）状態にしつつ、ＭＧ４２を力行状態にすることができる。
【００２０】
ＥＣＵ１００は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）と、メモリと、入出力インターフェイス（いずれも図示せず）とを含んで構成される。ＥＣＵ１００は、各センサからの信号およびメモリに記憶された情報に基づいてエンジン５０およびＰＣＵ３０を制御することによって、ニッケル水素電池１０の充放電を制御する。
【００２１】
ＥＣＵ１００は、ニッケル水素電池１０を充電する必要がある場合、エンジン５０の動力の一部を用いてＭＧ４１に発電させ、ＭＧ４１が発電した電力でニッケル水素電池１０を充電するように、エンジン５０およびＰＣＵ３０（ＭＧ４１，ＭＧ４２）を制御する。以下、エンジン５０の動力の一部を用いてＭＧ４１が発電した電力でニッケル水素電池１０を充電する制御を「Ｐチャージ」ともいう。
【００２２】
ＥＣＵ１００は、ニッケル水素電池１０の充放電制御を的確に行なうために、ニッケル水素電池１０の蓄電量（ＳＯＣ）を算出する。一般的に、ＳＯＣは、満充電容量に対する残存容量の比で表わされる。
【００２３】
一般的に、ＳＯＣの算出方式としては、二次電池の電圧を用いる方式（以下「電圧方式」という）、二次電池の電流積算値を用いる方式（以下「電流積算方式」という）、電圧方式によるＳＯＣと電流積算方式によるＳＯＣとの双方を重み付けして用いる方式（以下「重み付け方式」ともいう）が知られている。電圧方式は、ＳＯＣに対するＯＣＶの値を示すＯＣＶカーブを予め実験等によって求めてメモリに記憶しておき、ＯＣＶカーブを参照して二次電池の電圧検出値に対応するＳＯＣを算出するものである。電流積算方式は、二次電池の充放電電流を積算することによって積算開始時からのＳＯＣの変化量を求め、求めたＳＯＣの変化量をＳＯＣの初期値（積算開始時の値）に加えることによってＳＯＣを算出するものである。重み付け方式は、電圧方式によるＳＯＣと電流積算方式によるＳＯＣとの双方を算出し、双方の寄与度を重み付けして最終的なＳＯＣを算出するものである。
【００２４】
本実施の形態によるＥＣＵ１００は、重み付け方式によってＳＯＣを算出する。具体的には、ＥＣＵ１００は、電流積算方式によって第１暫定ＳＯＣａを算出するとともに、電圧方式によって第２暫定ＳＯＣｂを算出し、第１暫定ＳＯＣａおよび第２暫定ＳＯＣｂを重み付けすることによって制御用ＳＯＣを算出する。この制御用ＳＯＣが、ニッケル水素電池１０の充放電制御に用いられる。
【００２５】
図２は、ＥＣＵ１００が制御用ＳＯＣを算出する際に行なう処理手順の一例を示すフローチャートである。このフローチャートは所定周期で繰り返し実行される。
【００２６】
ステップ（以下、ステップを「Ｓ」と略す）１０にて、ＥＣＵ１００は、電流積算方式による第１暫定ＳＯＣａを算出する。具体的には、ＥＣＵ１００は、電池電流ＩＢを積算することによって積算開始時からのＳＯＣの変化量を求め、求めたＳＯＣの変化量をＳＯＣの初期値（積算開始時の値）に加えることによって第１暫定ＳＯＣａを算出する。なお、電流積算方式そのものは上述のように公知であるため、さらなる詳細な説明はここでは繰り返さない。
【００２７】
Ｓ１１にて、ＥＣＵ１００は、電圧方式による第２暫定ＳＯＣｂを算出する。具体的には、ＥＣＵ１００は、実験等によって求められた新品時のＯＣＶカーブ（後述の図６の一点鎖線参照）を予めメモリに記憶しておき、このＯＣＶカーブを参照して電池電圧ＶＢ（電圧センサ２１による検出値）に対応するＳＯＣを算出する。なお、電圧方式そのものは上述のように公知であるため、さらなる詳細な説明はここでは繰り返さない。
【００２８】
その後、ＥＣＵ１００は、第１暫定ＳＯＣａおよび第２暫定ＳＯＣｂの双方の寄与度を重み付けすることによって、制御用ＳＯＣを算出する（Ｓ１２、Ｓ１３）。具体的には、ＥＣＵ１００は、まず、Ｓ１２にて、メモリに記憶された重み係数Ｋを読み出す。重み係数Ｋは、第１暫定ＳＯＣａが制御用ＳＯＣに反映される度合い（制御用ＳＯＣに対する第１暫定ＳＯＣａの寄与度）を示すものである。重み係数Ｋは、０以上かつ１以下の値に設定される。第２暫定ＳＯＣｂが制御用ＳＯＣに反映される度合い（制御用ＳＯＣに対する第２暫定ＳＯＣｂの寄与度）は「１−Ｋ」で表わされる。すなわち、本実施の形態においては、第１暫定ＳＯＣａの寄与度と第２暫定ＳＯＣｂの寄与度との合計が「１」になるように設定される。なお、重み係数Ｋは、通常時は、予め定められた初期値Ｋｉｎｉに設定されている。
【００２９】
そして、ＥＣＵ１００は、Ｓ１３にて、第１暫定ＳＯＣａ、第２暫定ＳＯＣｂおよび重み係数Ｋを、下記の算出式（１）に代入することによって、制御用ＳＯＣを算出する。
【００３０】
制御用ＳＯＣ＝Ｋ・ＳＯＣａ＋（１−Ｋ）・ＳＯＣｂ  …（１）
なお、算出式（１）はあくまで例示であって、重み付け方式を用いるのであれば他の算出式あるいは他の方法で制御用ＳＯＣを算出するようにしてもよい。
【００３１】
ＥＣＵ１００は、上記のように算出された制御用ＳＯＣが所定領域（後述の通常ＳＯＣ領域または高ＳＯＣ領域）に収まるようにニッケル水素電池１０の充放電を制御する。たとえば、ＳＯＣが所定領域の下限値を下回る場合、ＥＣＵ１００は、上述のＰチャージを行なってニッケル水素電池１０を充電することによって、ＳＯＣを増加させる。
【００３２】
＜ＯＣＶカーブの平坦化＞
上述のように、ＥＣＵ１００は、電流積算方式による第１暫定ＳＯＣａと電圧方式による第２暫定ＳＯＣｂとの双方を用いて、制御用ＳＯＣを算出する。そのため、制御用ＳＯＣを精度よく算出するためには、第１暫定ＳＯＣａおよび第２暫定ＳＯＣｂを高い精度で算出することが望まれる。
【００３３】
ところが、本願の発明者等は、ニッケル水素電池１０において、電圧方式による第２暫定ＳＯＣｂの算出精度に影響を与える現象が生じ得ることを新たに見出した。具体的には、発明者等は、ＳＯＣが所定値よりも低い領域（低ＳＯＣ領域）に所定時間以上継続して滞留した場合に、ＯＣＶカーブの傾き（ＳＯＣが単位量変化するときのＯＣＶの変化量）が新品時（未使用時）よりも平坦になることを、下記の耐久試験１〜３を含む種々の実験によって新たに見出した。
【００３４】
＜＜実験内容および実験結果＞＞
発明者等は、ニッケル水素電池１０に対して下記の耐久試験１〜３をそれぞれ行ない、各耐久試験後においてＳＯＣに対する電池電圧ＶＢの挙動（以下「電圧カーブ」ともいう）を測定する実験をそれぞれ行なった。
【００３５】
（耐久試験１）  ほぼ完全放電した状態（ＳＯＣが数％程度の状態）で２５℃下で所定期間Ｐ１放置する。
【００３６】
（耐久試験２）  ほぼ完全放電した状態で６５℃下で所定期間Ｐ１放置する。
（耐久試験３）  ほぼ完全放電した状態で６５℃下で所定期間Ｐ２（Ｐ２＞Ｐ１）放置する。
【００３７】
なお、上記の耐久試験１〜３は、いずれもＳＯＣを低ＳＯＣ領域（所定値よりも低い領域）に所定時間Ｔ１以上継続して滞留させる試験である。上記の耐久試験１〜３は、いずれもほぼ完全放電した状態で放置する点で共通する。耐久試験２は、耐久試験１に比べて、放置期間は同じであるが、温度が高い点が異なる。耐久試験３は、耐久試験２に比べて、温度は同じであるが、放置期間が長い点が異なる。
【００３８】
上記の実験結果を図３〜５に示す。図３は、耐久試験１後における電圧カーブを示す図である。図４は、耐久試験２後における電圧カーブを示す図である。図５は、耐久試験３後における電圧カーブを示す図である。なお、図３〜５の各々において、横軸はＳＯＣを表わし、縦軸はＳＯＣを変化させたときの電池電圧ＶＢ（ＣＣＶ：Closed  Circuit  Voltage）を表わす。また、図３〜５の各々において、実線は耐久試験後の電圧カーブを表わし、破線は新品時の電圧カーブを表わす。なお、図３〜５（および後述する図７、８）に示す各充電電圧カーブにおいては、電池電圧ＶＢが最大レベルで平坦になる領域があるが、これは、放電挙動を確認する前に電池をほぼ満充電状態にするために、最大レベルの電圧を意図的に所定時間保持しているためである。
【００３９】
いずれの実験結果からも、耐久試験後（実線）は、新品時（破線）に比べて、電圧カーブが平坦になっている（電圧カーブの傾きが小さくなっている）ことが確認できる。また、電圧カーブの平坦化は、温度と放置期間とに依存していることが確認できる。具体的には、温度のみが異なる図３と図４とを比較すると、温度が高い図４の電圧カーブの方が、温度が低い図３の電圧カーブよりも、平坦になっていることが確認できる。また、放置期間のみが異なる図４と図５とを比較すると、放置期間が長い図５の電圧カーブの方が、放置期間が短い図４の電圧カーブよりも、平坦になっていることが確認できる。なお、上記の電圧カーブの平坦化は低ＳＯＣ領域で放置することで生じているが、低ＳＯＣ領域で充放電を行なった際においても、放置時と同様に電圧カーブの平坦化が生じることを出願人は他の実験で確認している。
【００４０】
図３〜５に示されている充放電時の電圧カーブは、無負荷に近い小電流で計測された結果である。すなわち、上記のような電圧カーブの平坦化が生じたニッケル水素電池においては、ＯＣＶカーブの平坦化も生じていると考えられる。
【００４１】
図６は、ニッケル水素電池１０のＯＣＶカーブを模式的に示す図である。なお、図６において、横軸はＳＯＣを表わし、縦軸はＯＣＶを表わす。また、図６において、実線は耐久試験後のＯＣＶカーブを表わし、一点鎖線は新品時のＯＣＶカーブを表わす。
【００４２】
図６に示されるように、新品時のＯＣＶカーブ（一点鎖線）は、ＳＯＣの全領域で、ある程度の大きさの傾きを有する。そのため、ＯＣＶが決まればＳＯＣも一義的に決まり易い関係にある。
【００４３】
一方、耐久試験後のＯＣＶカーブ（実線）は、新品時のＯＣＶカーブから変化しており、長い平坦領域（ＳＯＣに依らずＯＣＶがほぼ一定となる領域）を有する。この平坦領域では、ＯＣＶが決まってもＳＯＣを一義的に決めるのは困難である。
【００４４】
このように、ＳＯＣが低ＳＯＣ領域に滞留している時間が所定時間Ｔ１を超えた場合、実際のＯＣＶカーブは、耐久試験後のＯＣＶカーブ（実線）のように平坦化される。そして、ＯＣＶカーブの平坦化は、放置時間だけでなく、温度にも依存している。それにも関わらず、新品時のＯＣＶカーブ（一点鎖線）を用いて第２暫定ＳＯＣｂを算出すると、第２暫定ＳＯＣｂの算出精度が低下する。また、仮に、平坦化を考慮して新品時のＯＣＶカーブを補正したとしても、補正後のＯＣＶカーブは平坦化によってＯＣＶに対するＳＯＣの値が一義的に決まり難くなっているため、やはり第２暫定ＳＯＣｂの算出精度は低下してしまうことが懸念される。第２暫定ＳＯＣｂの算出精度が低下したことによって制御用ＳＯＣの算出精度も低下すると、ニッケル水素電池１０の充放電を適切に制御できなくなることが懸念される。
【００４５】
＜ＯＣＶカーブの平坦化の解消＞
発明者等は、ＯＣＶカーブの平坦化を解消させるための種々の検討を行なった。その結果、発明者等は、ＯＣＶカーブの平坦化は、ある程度高いＳＯＣまで充電することによって解消することを突き止めた。
【００４６】
図７は、耐久試験２後に充放電を２回繰り返したときの電圧カーブを示す図である。図８は、耐久試験３後に充放電を２回繰り返したときの電圧カーブを示す図である。図７、８において、一点鎖線は１回目の充放電時の電圧カーブを表わし、二点鎖線は２回目の充放電時の電圧カーブを表わす。
【００４７】
図７、８の検討結果から、充放電を繰り返すことによって、電圧カーブが平坦化された状態から、傾きを有する新品時の状態に徐々に回復することが確認される。特に、１回目の充電後の傾きの回復が顕著であることが確認できる。この検討結果から、ＯＣＶカーブの平坦化は、ある程度高いＳＯＣまで充電することによって解消すると考えられる。
【００４８】
この点に鑑み、本実施の形態によるＥＣＵ１００は、ＳＯＣが低ＳＯＣ領域に滞留している時間（以下「低ＳＯＣ滞留時間」ともいう）が所定時間Ｔ１を超えた場合、ＳＯＣを所定値（低ＳＯＣ領域の上限値）よりも大きい値に増加させ、その後の所定期間は、比較的高いＳＯＣ領域で充放電を繰り返す。高いＳＯＣ領域で充放電を繰り返すことに応じて、ＯＣＶカーブの平坦化は徐々に解消される。ＯＣＶカーブの平坦化が完全に解消することによって、第２暫定ＳＯＣｂの算出精度の低下の問題も解消する。
【００４９】
＜重み係数Ｋ（制御用ＳＯＣに対する第１暫定ＳＯＣａの寄与度）の調整＞
上述のように、ＥＣＵ１００は、低ＳＯＣ滞留時間が所定時間Ｔ１を超えた場合に、高いＳＯＣ領域で充放電を繰り返すことによって、ＯＣＶカーブの平坦化を徐々に解消させる。これによりＯＣＶカーブの平坦化が完全に解消すると、第２暫定ＳＯＣｂの算出精度の低下の問題も解消する。
【００５０】
ところが、ＯＣＶカーブの平坦化が完全に解消するまでの期間は、依然として、第２暫定ＳＯＣｂの算出精度の低下し、その影響で制御用ＳＯＣの算出精度が低下するという問題が残存することになる。
【００５１】
そこで、本実施の形態によるＥＣＵ１００は、低ＳＯＣ滞留時間が所定時間Ｔ１を超えた場合、低ＳＯＣ滞留時間が所定時間Ｔ１を超えていない場合よりも、重み係数Ｋ（制御用ＳＯＣに対する第１暫定ＳＯＣａの寄与度）を大きい値に設定する。これにより、ＯＣＶカーブの平坦化の影響を受けない第１暫定ＳＯＣａが制御用ＳＯＣに反映される度合いが増加するとともに、ＯＣＶカーブの平坦化の影響を受ける第２暫定ＳＯＣｂが制御用ＳＯＣに反映される度合いが低下する。その結果、ＯＣＶカーブの平坦化によって第２暫定ＳＯＣｂの算出精度が一時的に低下したとしても、制御用ＳＯＣの算出精度を低下し難くすることができる。
【００５２】
なお、上述のように、ＯＣＶカーブの平坦化は、高いＳＯＣ領域での充放電を繰り返すことで徐々に解消される。この点を考慮し、ＥＣＵ１００は、高いＳＯＣ領域での充放電を繰り返す期間が開始された当初は、重み係数Ｋを最大値Ｋｍａｘに設定し、その後は、重み係数Ｋを所定レートで徐々に初期値Ｋｉｎｉに戻す。ＯＣＶカーブの平坦化の解消速度は、温度に依存することが想定される。そのため、ＥＣＵ１００は、重み係数Ｋを初期値Ｋｉｎｉに戻す「所定レート」を、一定にするのではなく、電池温度ＴＢを考慮しながら調整する。
【００５３】
＜ＥＣＵの処理の流れ＞
図９は、ＥＣＵ１００がＯＣＶカーブの平坦化の解消および重み係数Ｋの調整を行なう際の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【００５４】
Ｓ２０にて、ＥＣＵ１００は、ニッケル水素電池１０の制御モードが高ＳＯＣモードであるか否かを判定する。
【００５５】
なお、本実施の形態において、ニッケル水素電池１０の制御モードには、通常ＳＯＣモードと高ＳＯＣモードとが含まれる。
【００５６】
通常ＳＯＣモードは、制御用ＳＯＣが制御下限値ＳＮ１から制御上限値ＳＮ２までの領域（以下「通常ＳＯＣ領域」ともいう）に収まるようにニッケル水素電池１０の充放電を制御するモードである。たとえば、通常ＳＯＣ領域のの制御下限値ＳＮ１および制御上限値ＳＮ２をそれぞれ３０％、７０％とした場合、通常ＳＯＣモードのＳＯＣ制御中心値は５０％となる。なお、上記の値はあくまで例示であってこれに限定されるものではない。
【００５７】
高ＳＯＣモードは、ＯＣＶカーブの平坦化を解消させるためのモードである。高ＳＯＣモードは、制御用ＳＯＣが比較的高い制御下限値ＳＨ１から制御上限値ＳＨ２までの領域（以下「高ＳＯＣ領域」ともいう）に収まるようにニッケル水素電池１０の充放電を制御するモードである。たとえば、高ＳＯＣ領域の制御下限値ＳＨ１および制御上限値ＳＨ２をそれぞれ６０％、８０％とした場合、高ＳＯＣモードのＳＯＣ制御中心値は７０％となる。なお、上記の値はあくまで例示であってこれに限定されるものではない。ただし、高ＳＯＣ領域の制御下限値ＳＨ１は、少なくとも、通常ＳＯＣ領域の制御下限値ＳＮ１よりも大きく、かつＯＣＶカーブの平坦化が懸念される低ＳＯＣ領域の上限値（所定値）よりも大きい値に設定する必要がある。
【００５８】
ニッケル水素電池１０の制御モードが高ＳＯＣモードでない場合（Ｓ２０にてＮＯ）、すなわちニッケル水素電池１０の制御モードが通常ＳＯＣモードである場合、ＥＣＵ１００は、Ｓ２１にて、低ＳＯＣ滞留時間（制御用ＳＯＣが低ＳＯＣ領域に継続して滞留している時間）を算出する。低ＳＯＣ滞留時間は、現在までの制御用ＳＯＣの履歴から算出される。低ＳＯＣ滞留時間は、制御用ＳＯＣが所定値を超えた時点でリセットされる。なお、制御用ＳＯＣは、上述の算出式（１）から算出される。
【００５９】
Ｓ２２にて、ＥＣＵ１００は、低ＳＯＣ滞留時間が所定時間Ｔ１を超えたか否かを判定する。この判定は、ＯＣＶカーブの平坦化が生じているか否かを判定するための処理である。ＯＣＶカーブの平坦化は、上述したように、時間だけでなく、温度にも依存している。そのため、ＥＣＵ１００は、低ＳＯＣ滞留時間における電池温度ＴＢの履歴に応じて、所定時間Ｔ１を適切な値に設定する。たとえば、ＥＣＵ１００は、電池温度ＴＢが高いほど、ＯＣＶカーブの平坦化がより早期に発生すると考えられるため、所定時間Ｔ１を短くする。これにより、ＯＣＶカーブの平坦化が生じているか否かを精度よく判定することが可能となる。
【００６０】
低ＳＯＣ滞留時間が所定時間Ｔ１を超えた場合（Ｓ２２にてＹＥＳ）、ＯＣＶカーブの平坦化が生じていると考えられるため、ＥＣＵ１００は、処理をＳ２３に移し、ニッケル水素電池１０の制御モードを、現在の通常ＳＯＣモードから高ＳＯＣモードに変更する。この際、ＥＣＵ１００は、まず、制御用ＳＯＣが高ＳＯＣ領域の制御中心値に増加するまで上述のＰチャージを行なってニッケル水素電池１０を強制的に充電する強制充電（初回充電）を行なう。この強制充電（初回充電）によって、ＳＯＣが所定値よりも大きい値に増加するため、ＯＣＶカーブの平坦化を早期に解消させることができる。その後、ＥＣＵ１００は、制御用ＳＯＣが高ＳＯＣ領域に収まるようにニッケル水素電池１０の充放電を制御する。これにより、強制充電後に即座にＳＯＣが低ＳＯＣ領域に戻ってしまうこと（すなわちＯＣＶカーブが平坦化された状態に戻ってしまうこと）が抑制される。
【００６１】
ニッケル水素電池１０の制御モードを高ＳＯＣモードに変更した後、ＥＣＵ１００は、Ｓ２４にて、メモリに記憶されている重み係数Ｋ（制御用ＳＯＣに対する第１暫定ＳＯＣａの寄与度）を、初期値Ｋｉｎｉよりも大きい値に設定する。これにより、ＯＣＶカーブの平坦化の影響を受けない第１暫定ＳＯＣａが制御用ＳＯＣに反映される度合いが増加するとともに、ＯＣＶカーブの平坦化の影響を受ける第２暫定ＳＯＣｂが制御用ＳＯＣに反映される度合いが低下する。その結果、ＯＣＶカーブの平坦化が生じた場合においても、制御用ＳＯＣの算出精度が低下することを抑制することができる。
【００６２】
一方、ニッケル水素電池１０の制御モードが既に高ＳＯＣモードに変更されている場合（Ｓ２０にてＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、Ｓ２５にて、高ＳＯＣモードが継続されている時間（以下「高ＳＯＣ継続時間」ともいう）が所定時間Ｔ２を超えたか否かを判定する。この判定は、ＯＣＶカーブの平坦化が解消したか否かを判定するためのものである。上述したように、ＯＣＶカーブの平坦化の解消速度は温度に依存することが想定される。そのため、ＥＣＵ１００は、「所定時間Ｔ２」を電池温度ＴＢに応じて設定する。
【００６３】
また、ＯＣＶカーブの平坦化が解消したと判定されるまでは、重み係数Ｋ（電流積算方式による第１暫定ＳＯＣａの寄与度）が初期値Ｋｉｎｉよりも大きい値に維持されるが、第１暫定ＳＯＣａには電流積算誤差が含まれているため、重み係数Ｋを大きい値に維持する時間が長くなり過ぎると、電流積算誤差の影響が大きくなり過ぎて、かえって制御用ＳＯＣの算出精度が低下してしまうことが懸念される。そのため、ＥＣＵ１００は、「所定時間Ｔ２」を電流積算誤差の影響を考慮して設定する。
【００６４】
高ＳＯＣ継続時間が所定時間Ｔ２を超えていない場合（Ｓ２５にてＮＯ）、現時点で通常ＳＯＣモードに復帰させるとＯＣＶカーブが平坦化された状態に即座に戻ってしまうことが懸念されるため、ＥＣＵ１００は、処理をＳ２３に移してニッケル水素電池１０の制御モードを高ＳＯＣモードに維持するとともに、Ｓ２４にて、メモリに記憶されている重み係数Ｋを初期値Ｋｉｎｉよりも大きい値に維持する。この際、ＯＣＶカーブの平坦化が高ＳＯＣ継続時間に応じて徐々に解消することを考慮し、ＥＣＵ１００は、高ＳＯＣ継続時間に応じて重み係数Ｋを所定レートで徐々に初期値Ｋｉｎｉに戻す（後述の図１０参照）。
【００６５】
高ＳＯＣ継続時間が所定時間Ｔ２を超えた場合（Ｓ２５にてＹＥＳ）、ＯＣＶカーブの平坦化が完全に解消したと考えられるため、ＥＣＵ１００は、処理をＳ２６に移し、ニッケル水素電池１０の制御モードを高ＳＯＣモードから通常ＳＯＣモードに復帰させる。その後、ＥＣＵ１００は、Ｓ２７にて、重み係数Ｋを初期値Ｋｉｎｉに戻す。
【００６６】
図１０は、一定温度下で低ＳＯＣ滞留時間が所定時間Ｔ１を超えた場合の重み係数Ｋの変化の一例を示す図である。図１０には、重み係数Ｋの初期値（Ｋｉｎｉ）を「０．５」とする例が示されている。
【００６７】
時刻ｔ１よりも前は、ニッケル水素電池１０の制御モードは通常ＳＯＣモードであり、重み係数Ｋは初期値Ｋｉｎｉに設定されている。
【００６８】
時刻ｔ１にて低ＳＯＣ滞留時間が所定時間Ｔ１を超えた場合、ＯＣＶカーブの平坦化が生じていると考えられるため、ニッケル水素電池１０の制御モードが高ＳＯＣモードに変更される。これにより、高ＳＯＣ領域で充放電が繰り返されるため、ＯＣＶカーブの平坦化が徐々に解消していく。
【００６９】
ところが、高ＳＯＣモードに変更された時刻ｔ１から所定時間Ｔ２が経過する時刻ｔ２までの期間は、ＯＣＶカーブの平坦化が完全に解消していないことが懸念される。そのため、高ＳＯＣモードに変更された当初は重み係数Ｋ（第１暫定ＳＯＣａの寄与度）が初期値Ｋｉｎｉよりも大きい最大値Ｋｍａｘに設定され、その後は所定レートで徐々に初期値Ｋｉｎｉに向けて低下される。これに伴い、制御用ＳＯＣに対する第２暫定ＳＯＣｂの寄与度である「１−Ｋ」は、高ＳＯＣモードに変更された当初において初期値（＝１−Ｋｉｎｉ、図１０においては０．５）よりも小さい最小値「１−Ｋｍａｘ」に設定され、その後は所定レートで徐々に初期値（＝１−Ｋｉｎｉ、図１０においては０．５）に向けて増加される。
【００７０】
そして、高ＳＯＣ継続時間が所定時間Ｔ２に達した時刻ｔ２にて、ニッケル水素電池１０の制御モードが低ＳＯＣモードに戻されるとともに、重み係数Ｋは初期値Ｋｉｎｉに戻される。
【００７１】
なお、図１０には、重み係数Ｋを初期値Ｋｉｎｉに戻すレートが一定レート（直線）である例が示されているが、温度が変化する場合には温度を考慮しながらレートを可変にしてもよい。
【００７２】
以上のように、本実施の形態によるＥＣＵ１００は、低ＳＯＣ滞留時間が所定時間Ｔ１を超えた場合、低ＳＯＣ滞留時間が所定時間Ｔ１を超えていない場合よりも、重み係数Ｋ（制御用ＳＯＣに対する第１暫定ＳＯＣａの寄与度）を大きい値に設定する。これにより、ＯＣＶカーブの平坦化の影響を受けない第１暫定ＳＯＣａが制御用ＳＯＣに反映される度合いが増加するとともに、ＯＣＶカーブの平坦化の影響を受ける第２暫定ＳＯＣｂが制御用ＳＯＣに反映される度合いが低下する。その結果、ＯＣＶカーブの平坦化が生じた場合においても、制御用ＳＯＣの算出精度が低下することを抑制することができる。
【００７３】
また、ＥＣＵ１００は、低ＳＯＣ滞留時間が所定時間Ｔ１を超えた場合、ニッケル水素電池１０の制御モードを通常ＳＯＣモードから高ＳＯＣモードに変更する。これにより、制御用ＳＯＣが所定値よりも大きい値に増加するまではニッケル水素電池１０が充電され、その後の所定時間Ｔ２は、制御用ＳＯＣが高ＳＯＣ領域内に維持される。その結果、ニッケル水素電池１０においてＯＣＶカーブの平坦化が生じた場合に、その平坦化を早期に解消させることができる。
【００７４】
なお、上述の実施の形態においては、低ＳＯＣ滞留時間が所定時間Ｔ１を超えた場合に、ニッケル水素電池１０の制御モードを通常ＳＯＣモードから高ＳＯＣモードに変更する処理（ＯＣＶカーブの平坦化を早期に解消するための処理）と重み係数Ｋを増加する処理との双方を行なった。しかしながら、ニッケル水素電池１０の制御モードを通常ＳＯＣモードに維持したままで、重み係数Ｋを増加する処理だけを行なうだけでもよい。このような場合であっても、ＯＣＶカーブの平坦化に起因して制御用ＳＯＣの算出精度が低下することを抑制することができる。
【００７５】
また、上述の実施の形態においては、図９のＳ２２において、時間（低ＳＯＣ滞留時間）そのものを指標としてＯＣＶカーブの平坦化が生じているか否かを判定した。しかしながら、ＯＣＶカーブの平坦化が生じているか否かの判定に用いる指標は、時間そのものに限定されない。たとえば、時間と温度とを考慮して規格化された評価値を新たに設け、この評価値を指標としてＯＣＶカーブの平坦化が生じているか否かを判定するようにしてもよい。
【００７６】
新たな評価値としては、たとえば下記の式で定義される温度評価値Ｅを所定周期Δｔ毎に演算して蓄積し、蓄積された温度評価値Ｅが所定量を超えた場合に、ＯＣＶカーブの平坦化が生じていると判定するようにしてもよい。
【００７７】
Ｅ（ｔ＋Δｔ）＝Ｅ（ｔ）＋Ｋ・Δｔ
上記式において、「ｔ」は時刻（時間）を表わし、「Ｅ（ｔ＋Δｔ）」は温度評価値Ｅの今回値を表わし、「Ｅ（ｔ）」は温度評価値Ｅの前回値を表わす。「Ｋ」は各温度における平坦化ポイントである。
【００７８】
また、「Ｋ」には、ＳＯＣの変動幅依存性を持たせてもよい。このような評価値Ｅを導入することで、温度が大きく変化する車両走行中において、より効果的に本制御を実施することができる。
【００７９】
また、上述したように、ＯＣＶカーブの平坦化の解消速度は、電池温度ＴＢおよびＳＯＣ変動幅に依存する。この点に鑑み、図９のＳ２５において、上述の評価値Ｅに類似する評価指標を新たに設け、この評価指標を用いて高ＳＯＣモードから通常ＳＯＣモードに復帰させるか否かを判定するようにしてもよい。このようにすることで、通常ＳＯＣモードに復帰させるか否かをより効率良く判定することができる。
【００８０】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００８１】
１  車両、２  電池システム、１０  ニッケル水素電池、２０  監視ユニット、２１  電圧センサ、２２  電流センサ、２３  温度センサ、３０  ＰＣＵ、４１，４２  ＭＧ、５０  エンジン、６０  動力分割機構、７０  駆動軸、８０  駆動輪、１００  ＥＣＵ。
【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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