(57)【要約】【課題】エンジン等が停止している停止期間のＨＶ電池５の自己放電を考慮して、運転中の残存容量ＳＯＣを制御することにより、余分の走行トルクを効率的に回収するとともに、ハイブリッド自動車等の車両の始動を確実に行えるようにする。【解決手段】ＨＶ電池５の制御装置１は、電池ＥＣＵ１４にてメインルーチンを実行することにより、自己放電量を考慮した残存容量ＳＯＣの使用範囲下限ＮＬＳＯＣを算出する。そして、ＨＶ車両制御ＥＣＵ１５にて、この使用範囲下限ＮＬＳＯＣに基づく残存容量ＳＯＣの制御が行われる。また、自己放電率ＳＤＲの値は、停止期間の平均気温の予測値を用いて修正される。これにより、自己放電量を考慮しながら残存容量ＳＯＣを制御することができるので、余分の走行トルクを効率的に回収できるとともに、エンジンの起動を確実に行えるようになる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載される電池の残存容量を制御する車両用電池の制御装置において、
前記車両の駆動源が停止している停止期間に前記電池から放電される自己放電量に応じて、前記電池の残存容量の使用範囲下限を算出する残存容量下限算出手段と、
この残存容量下限算出手段による算出値に基づいて、前記電池の残存容量を制御する充放電制御手段とを備える車両用電池の制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車両用電池の制御装置において、
前記停止期間の平均気温を予測する平均気温予測手段を備え、
前記残存容量下限算出手段は、前記平均気温予測手段による予測値に応じて、前記自己放電量を算出することを特徴とする車両用電池の制御装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の車両用電池の制御装置において、
前記停止期間の単位時間当たりの自己放電量である自己放電率を、前記停止期間に前記電池の電圧を計測することにより更新することを特徴とする車両用電池の制御装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３に記載の車両用電池の制御装置において、
前記停止期間の経過後に前記電池から得ることができる出力を予測する出力予測手段と、
この出力予測手段による予測値と前記車両を始動するのに必要な出力の値とを比較し、この比較結果に応じて、前記停止期間の経過後に前記車両を始動するのに必要な残存容量を予測する必要残存容量予測手段とを備え、
前記残存容量下限算出手段は、前記必要残存容量予測手段による予測値に応じて、前記電池の残存容量の使用範囲下限を算出することを特徴とする車両用電池の制御装置。
【請求項５】
請求項４に記載の車両用電池の制御装置において、
前記停止期間の最低気温を予測する最低気温予測手段を備え、
前記出力予測手段は、前記最低気温予測手段による予測値に応じて、前記停止期間の経過後に前記電池から得ることができる出力を予測することを特徴とする車両用電池の制御装置。
【請求項６】
請求項４または請求項５に記載の車両用電池の制御装置において、
前記出力予測手段は、前記電池を抵抗およびコンデンサを含む電気回路でモデル化した等価回路を用いて予測を行うことを特徴とする車両用電池の制御装置。
【請求項７】
請求項６に記載の車両用電池の制御装置において、
前記等価回路のインピーダンスは、前記電池から得られる電流の計測値および前記電池の電圧の計測値を用いて更新されることを特徴とする車両用電池の制御装置。
【請求項８】
請求項６または請求項７に記載の車両用電池の制御装置において、
前記等価回路のインピーダンスは、前記電池を構成する単位セルの過充電または過放電が検知されたときに更新されることを特徴とする車両用電池の制御装置。
【請求項９】
請求項７に記載の車両用電池の制御装置において、
前記コンデンサの容量は、前記電圧の計測値から算出される残存容量、および前記電流の計測値から算出される前記電池の充電量の変化量を用いて更新されることを特徴とする車両用電池の制御装置。
【請求項１０】
請求項７ないし請求項９に記載の車両用電池の制御装置において、
前記電池の手入れを行う目安として、前記インピーダンスの現在値および前記インピーダンスの初期値に基づいて指標を算出することを特徴とする車両用電池の制御装置。
【請求項１１】
請求項１ないし請求項９に記載の車両用電池の制御装置において、
前記電池の手入れを行う目安として、前記電池から得ることができる出力に基づいて指標を算出することを特徴とする車両用電池の制御装置。
【請求項１２】
請求項１ないし請求項９に記載の車両用電池の制御装置において、
前記電池の手入れを行う目安として、前記電池の残存容量の使用範囲下限に基づいて指標を算出することを特徴とする車両用電池の制御装置。
【請求項１３】
請求項１ないし請求項１２に記載の車両用電池の制御装置において、
前記停止期間に一定の時間間隔で前記電池の電圧を計測することにより、前記電池の残存容量の変動量を算出し、この変動量に基づいて、前記車両が次に始動できるか否かを判定する始動可否判定手段と、
この始動可否判定手段により始動不可能と判定された場合に、この判定結果をユーザに報知する通信手段とを備える車両用電池の制御装置。
【請求項１４】
請求項１３に記載の車両用電池の制御装置において、
前記通信手段は、ユーザからの指令を伝達するために用いることができ、
前記充放電制御手段は、ユーザからの充電指令が前記通信手段を介して伝達されることにより作動して、前記電池の残存容量を上昇させることを特徴とする車両用電池の制御装置。
【請求項１５】
請求項１ないし請求項１２に記載の車両用電池の制御装置において、
前記停止期間に一定の時間間隔で前記電池の電圧を計測することにより、前記電池の残存容量の変動量を算出し、この変動量に基づいて、前記車両が次に始動できるか否かを判定する始動可否判定手段を備え、
前記充放電制御手段は、前記始動可否判定手段により始動不可能と判定されると自動的に作動して、前記電池の残存容量を上昇させることを特徴とする車両用電池の制御装置。
【請求項１６】
請求項１ないし請求項１５に記載の車両用電池の制御装置において、
前記電池は、前記車両の走行トルクを得るための電源であることを特徴とする車両用電池の制御装置。
【請求項１７】
請求項１ないし請求項１６に記載の車両用電池の制御装置において、
前記電池は、リチウムイオン電池であることを特徴とする車両用電池の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用電池の残存容量を制御する制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
〔従来の技術〕
従来より、地球温暖化や石油資源枯渇などの問題に対して、充電可能な電池から走行トルクを得ることができるハイブリッド自動車や電気自動車などが注目されている。
これらの車両では、減速等により生じる余分の走行トルクを電力に変換して電池を充電する回生充電が行われている。余分の走行トルクは、電池が満充電状態で充電できない場合、機械式ブレーキなどにより消費されてしまう。このため、余分の走行トルクを無駄なく効率的に回収するには、電池の残存容量をできるだけ低く維持することが要望される。
【０００３】
しかし、ハイブリッド自動車では、エンジンの起動も同じ電池からの出力を用いて行われるため、残存容量が低すぎるとエンジン起動が不可能となる。また、電気自動車でも、残存容量が低すぎると発進が不可能となる。よって、ハイブリッド自動車のエンジンの起動や電気自動車の発進のような車両の始動を確実に行うという点では、電池の残存容量をできるだけ高く維持することが要望される。
【０００４】
そこで、電池の残存容量を電池温度または気温に応じて制御することにより、車両の始動を確保する方法が考えられている（例えば、特許文献１参照）。この方法は、電池温度や気温の低下とともに電池の出力が低下という点に着目している。そして、これらの温度に応じて電池の残存容量の使用範囲下限を制御することにより、車両の始動を確保するとともに余分の走行トルクの回収を行っている。
【０００５】
〔従来の技術の不具合〕
しかし、エンジンや電気モータなどの走行用駆動源が停止している停止期間でも、電池の残存容量は自己放電により低下する。このため、電池の残存容量が不十分となって、車両の始動を行うのに必要な出力を得ることができなくなる虞がある。
【特許文献１】特開２００２−３４５１６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、停止期間の電池の自己放電を考慮して電池の残存容量を制御することにより、余分の走行トルクを効率的に回収するとともに、車両の始動を確実に行うことができる車両用電池の制御装置の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
〔請求項１の手段〕
請求項１に記載の車両用電池の制御装置は、停止期間に電池から放電される自己放電量に応じて、電池の残存容量の使用範囲下限を算出する残存容量下限算出手段と、残存容量下限算出手段による算出値に基づいて、電池の残存容量を制御する充放電制御手段とを備える。
これにより、自己放電量を考慮しながら電池の残存容量を制御することができる。この結果、余分の走行トルクを効率的に回収できるとともに、車両の始動を確実に行えるようになる。
【０００８】
〔請求項２の手段〕
請求項２に記載の車両用電池の制御装置は、停止期間の平均気温を予測する平均気温予測手段を備え、残存容量下限算出手段は、平均気温予測手段による予測値に応じて自己放電量を算出する。
自己放電量は、温度依存性があり温度が高いほど多くなる。このような温度依存性を自己放電量の算出に反映させることにより、さらに精度の高い自己放電量を算出することができる。
【０００９】
〔請求項３の手段〕
請求項３に記載の車両用電池の制御装置は、停止期間の単位時間当たりの自己放電量である自己放電率を、停止期間に電池の電圧を計測することにより更新する。
自己放電率は、電池の使用に伴い変動する虞がある。また、制御回路などに流れる暗電流が変動することにより、見かけ上、変動することもある。
そこで、電池の電圧の計測値を用いて自己放電率を更新することにより、上記のような変動に関わらず、正確な自己放電率を用いて電池の残存容量の使用範囲下限を算出することができる。
【００１０】
〔請求項４の手段〕
請求項４に記載の車両用電池の制御装置は、停止期間の経過後に電池から得ることができる出力を予測する出力予測手段と、出力予測手段による予測値と車両を始動するのに必要な出力の値とを比較し、この比較結果に応じて、停止期間の経過後に車両を始動するのに必要な残存容量を予測する必要残存容量予測手段とを備え、残存容量下限算出手段は、必要残存容量予測手段による予測値に応じて、電池の残存容量の使用範囲下限を算出する。
これにより、自己放電量ばかりでなく、車両を始動するのに必要な出力も考慮しながら、電池の残存容量を制御することができる。この結果、車両の始動の確実性がさらに向上する。
【００１１】
〔請求項５の手段〕
請求項５に記載の車両用電池の制御装置は、停止期間の最低気温を予測する最低気温予測手段を備え、出力予測手段は、最低気温予測手段による予測値に応じて、停止期間の経過後に電池から得ることができる出力を予測する。
電池から得ることができる出力は、温度依存性があり温度が低いほど少なくなる。このような温度依存性を出力予測手段に反映させることにより、電池から得ることができる出力を、より高精度に算出することができる。
【００１２】
〔請求項６の手段〕
請求項６に記載の車両用電池の制御装置によれば、出力予測手段は、電池を抵抗およびコンデンサを含む電気回路でモデル化した等価回路を用いて予測を行う。
この結果、簡易な電気回路のモデルを用いて、電池から得ることができる出力を予測することができる。
【００１３】
〔請求項７の手段〕
請求項７に記載の車両用電池の制御装置によれば、等価回路のインピーダンスは、電池から得られる電流の計測値および電池の電圧の計測値を用いて更新される。
これにより、電池の劣化などに伴う出力特性の経時変化を、出力予測手段に反映させることができる。このため、電池から得ることができる出力を、さらに高精度に算出することができる。
【００１４】
〔請求項８の手段〕
請求項８に記載の車両用電池の制御装置によれば、等価回路のインピーダンスは、電池を構成する単位セルの過充電または過放電が検知されたときに更新される。
これにより、一部の単位セルの劣化による出力特性の経時変化を、出力予測手段に反映させることができる。このため、電池から得ることができる出力を、さらに高精度に算出することができる。
【００１５】
〔請求項９の手段〕
請求項９に記載の車両用電池の制御装置によれば、コンデンサの容量は、電圧の計測値から算出される残存容量、および電流の計測値から算出される電池の充電量の変化量を用いて更新される。
この手段は、等価回路のインピーダンスに含まれるコンデンサの容量を更新する手段の一形態である。
【００１６】
〔請求項１０の手段〕
請求項１０に記載の車両用電池の制御装置は、電池の手入れを行う目安として、インピーダンスの現在値およびインピーダンスの初期値に基づいて指標を算出する。
これにより、電池の劣化の程度を数値的に把握できるようになり、電池の異常や交換時期を知る目安をユーザに提示できる。
【００１７】
〔請求項１１の手段〕
請求項１１に記載の車両用電池の制御装置は、電池の手入れを行う目安として、電池から得ることができる出力に基づいて指標を算出する。
これにより、請求項８と同様の効果が得られる。
【００１８】
〔請求項１２の手段〕
請求項１２に記載の車両用電池の制御装置は、電池の手入れを行う目安として、電池の残存容量の使用範囲下限に基づいて指標を算出する。
これにより、請求項８と同様の効果が得られる。
【００１９】
〔請求項１３の手段〕
請求項１３に記載の車両用電池の制御装置は、停止期間に一定の時間間隔で電池の電圧を計測することにより、電池の残存容量の変動量を算出し、この変動量に基づいて車両が次に始動できるか否かを判定する始動可否判定手段と、始動可否判定手段により始動不可能と判定された場合に、この判定結果をユーザに報知する通信手段とを備える。
残存容量が使用範囲下限を下回らないように制御されても、停止期間が想定値以上に長くなる、または、停止期間中の気温の急激な変動などにより自己放電量が計算値以上に増加するなどの原因により、残存容量が、車両を始動するのに必要な残存容量よりも低くなる虞がある。
このような場合に、ユーザは、次回の始動が危ぶまれることを事前に知ることができるので、電池を充電させるなどの必要な措置をとることができる。
【００２０】
〔請求項１４の手段〕
請求項１４に記載の車両用電池の制御装置によれば、通信手段は、ユーザからの指令を伝達するために用いることができ、充放電制御手段は、ユーザからの充電指令が通信手段を介して伝達されることにより作動して、電池の残存容量を上昇させる。
これにより、ユーザは、次回の始動が危ぶまれることを知ることができるとともに、遠隔操作により電池を充電させることができる。
【００２１】
〔請求項１５の手段〕
請求項１５に記載の車両用電池の制御装置は、停止期間に一定の時間間隔で電池の電圧を計測することにより、電池の残存容量の変動量を算出し、この変動量に基づいて車両が次に始動できるか否かを判定する始動可否判定手段を備え、充放電制御手段は、始動可否判定手段により始動不可能と判定されると自動的に作動して、電池の残存容量を上昇させる。
これにより、停止期間に次回の始動が危ぶまれる状態になっても、自動的に電池が充電される。なお、この場合、ユーザは何ら操作を行う必要がない。
【００２２】
〔請求項１６の手段〕
請求項１６に記載の車両用電池の制御装置によれば、電池は車両の走行トルクを得るための電源である。
【００２３】
〔請求項１７の手段〕
請求項１７に記載の車両用電池の制御装置によれば、電池はリチウムイオン電池である。
リチウムイオン電池は、ニッケル水素電池や鉛蓄電池などに比べて出力密度およびエネルギ密度が高く、また残存容量の演算精度が高いので、請求項１ないし請求項１５の効果が特に大きい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
最良の形態１の車両用電池の制御装置は、停止期間に電池から放電される自己放電量に応じて、電池の残存容量の使用範囲下限を算出する残存容量下限算出手段と、残存容量下限算出手段による算出値に基づいて、電池の残存容量を制御する充放電制御手段と、停止期間の平均気温を予測する平均気温予測手段と、停止期間の経過後に電池から得ることができる出力を予測する出力予測手段と、出力予測手段による予測値と車両を始動するのに必要な出力の値とを比較し、この比較結果に応じて、停止期間の経過後に車両を始動するのに必要な残存容量を予測する必要残存容量予測手段と、停止期間の最低気温を予測する最低気温予測手段と、停止期間に一定の時間間隔で電池の電圧を計測することにより、電池の残存容量の変動量を算出し、この変動量に基づいて車両が次に始動できるか否かを判定する始動可否判定手段とを備える。
【００２５】
残存容量下限算出手段は、平均気温予測手段による予測値に応じて自己放電量を算出し、必要残存容量予測手段による予測値に応じて、電池の残存容量の使用範囲下限を算出する。
出力予測手段は、最低気温予測手段による予測値に応じて、停止期間の経過後に電池から得ることができる出力を予測する。また、出力予測手段は、電池を抵抗およびコンデンサを含む電気回路でモデル化した等価回路を用いて予測を行う。
等価回路のインピーダンスは、電池から得られる電流の計測値および電池の電圧の計測値を用いて更新される。また、等価回路のインピーダンスは、電池を構成する単位セルの過充電または過放電が検知されたときに更新される。
充放電制御手段は、始動可否判定手段により始動不可能と判定されると自動的に作動して、電池の残存容量を上昇させる。
【００２６】
最良の形態２の車両用電池の制御装置によれば、コンデンサの容量は、電圧の計測値から算出される残存容量、および電流の計測値から算出される電池の充電量の変化量を用いて更新される。
【実施例１】
【００２７】
〔実施例１の構成〕
実施例１の車両用電池の制御装置１を図面に基づいて説明する。制御装置１は、例えば、図１に示すようにエンジン２とモータジェネレータ３とを駆動源とするハイブリッド自動車４に搭載され、モータジェネレータ３との間で充放電を行うＨＶ電池５の残存容量を制御する。ハイブリッド自動車４は、エンジン２、モータジェネレータ３、インバータ６、動力分割統合装置７、変速伝達装置８およびＨＶ電池５を備える周知の構造をなしている。
【００２８】
ここで、ハイブリッド自動車４の作動を説明する。
まず、ハイブリッド自動車４の発進時または加速時などには、モータジェネレータ３が、ＨＶ電池５からの放電を受けて電気モータとして機能しモータトルクを発生する。そして、このモータトルクが動力分割統合装置７にてエンジントルクと統合されてタイヤ９に伝達されることにより、走行トルクのアシストが行われる。
また、エンジン２の起動時にも、モータジェネレータ３が、ＨＶ電池５からの放電を受けて電気モータとして機能しモータトルクを発生する。そして、このモータトルクが動力分割統合装置７を介してエンジン２に伝達されることにより、エンジン２がクランキングされて起動する。
【００２９】
次に、ハイブリッド自動車４の減速時などには、余分のエンジントルクが動力分割統合装置７にて分割されてモータジェネレータ３に伝達される。これにより、モータジェネレータ３は発電機として機能して電力を発生し電池の充電を行う。なお、ＨＶ電池５が満充電状態などで充電できない場合、余分のエンジントルクはタイヤ９に伝達されて、機械式ブレーキなどにより消費される。
【００３０】
ＨＶ電池５は、図２に示すように、６０個のリチウムイオン電池の単位セル１１を直列に配置した組電池であり、６個の単位セル１１を１グループとするモジュール１２に分割されている。すなわち、ＨＶ電池５は、１０個のモジュール１２により構成されている。
【００３１】
制御装置１は、インバータ６とＨＶ電池５との間に介在する。この制御装置１は、個々の単位セル１１の電圧を監視するセル監視回路１３、ＨＶ電池５の状態を制御する電池ＥＣＵ１４、モータジェネレータ３の作動を制御するＨＶ車両制御ＥＣＵ１５、車両位置検知手段１６、通信手段１７などを有する。
【００３２】
セル監視回路１３は、個々のモジュール１２に配置されている。セル監視回路１３は、個々の単位セル１１の両端が接続されて単位セル１１の電圧を検出する。これにより、セル監視回路１３は、モジュール１２を構成する個々の単位セル１１の電圧がセル電圧上限とセル電圧下限との範囲内にあるか否かを監視するとともに、単位セル１１同士の電圧のばらつきが所定の範囲内に収まるように、個々の単位セル１１の電圧を調整することができる。
【００３３】
電池ＥＣＵ１４は、中央処理装置（ＣＰＵ）、記憶装置、入力装置、出力装置などを具備するコンピュータを有する。そして、電池ＥＣＵ１４は、各種信号が入力されるとともに、記憶された各種のルーチンを実行して各種信号を合成、出力することによりＨＶ電池５の状態（例えば、残存容量）を制御する。
【００３４】
電池ＥＣＵ１４は、個々のモジュール１２の両端が接続されて、個々のモジュール１２の電圧を計測するための信号が入力される。これにより、電池ＥＣＵ１４は、ＨＶ電池５全体の電圧Ｖを計測することができ、この計測値に基づいてＨＶ電池５の残存容量ＳＯＣを算出することができる。さらに、電池ＥＣＵ１４は、組電池を構成する個々のモジュール１２の電圧が上限と下限との範囲内にあるか否かを監視することができ、モジュール１２同士の電圧のばらつきが所定の範囲内に収まるように、個々のモジュール１２の電圧を調整することができる。
【００３５】
また、電池ＥＣＵ１４は、個々のセル監視回路１３から過充放電検出信号線２１が接続されて、過充放電検出信号を検出することができる。ここで、過充放電検出信号とは、個々の単位セル１１の電圧がセル電圧上限以上またはセル電圧下限以下であることを検知するための信号であり、個々の単位セル１１の電圧がセル電圧上限以上またはセル電圧下限以下になったときにセル監視回路１３から出力される。
【００３６】
また、電池ＥＣＵ１４は、インバータ６とＨＶ電池５との間に流れる電流を計測するための電流センサ２２から電流検出信号線２３が接続されて、電流検出信号が入力される。ここで、電流検出信号とは、インバータ６とＨＶ電池５との間に流れる電流Ｉを計測するための信号である。
【００３７】
また、電池ＥＣＵ１４は、ＨＶ電池５の温度（以下、電池温度と呼ぶ）を計測するためにＨＶ電池５に取り付けられたＨＶ電池温度センサ２５から電池温度検出信号線２４が接続されて、電池温度検出信号が入力される。ここで、電池温度検出信号とは、電池温度を計測するための信号である。
【００３８】
また、電池ＥＣＵ１４は、ＨＶ電池５の近傍の環境温度を計測するための環境温度センサ２６から環境温度検出信号線２７が接続されて、環境温度検出信号が入力される。ここで、環境温度検出信号とは、ＨＶ電池５の近傍の環境温度を計測するための信号である。
また、電池ＥＣＵ１４は、ＨＶ車両制御ＥＣＵ１５からの通信線２８により、後記する最低気温の予測値または平均気温の予測値が入力される。
【００３９】
そして、電池ＥＣＵ１４は、これらの各種の計測値や入力値に基づいて、後記するメインルーチン、ＳＤＲ更新ルーチン、Ｒ更新ルーチン、Ｒｃｔ更新ルーチン、Ｒｓ更新ルーチンおよび充電ルーチンを実行する。これらの実行により、電池ＥＣＵ１４は、各種の算出、更新を行うとともに各種の信号を合成して、ＨＶ車両制御ＥＣＵ１５に出力する。これにより、残存容量ＳＯＣが制御される。
また、電池ＥＣＵ１４は、ＨＶ電池５に交換、修理などの手入れを行う目安としての劣化指標ＳＯＨを算出する。
【００４０】
ＨＶ車両制御ＥＣＵ１５は、中央処理装置（ＣＰＵ）、記憶装置、入力装置、出力装置などを具備するコンピュータを有する。そして、ＨＶ車両制御ＥＣＵ１５は、電池ＥＣＵ１４から各種の信号（例えば、後記するＳＯＣ下限の算出値）が入力されるとともに、各種の制御信号を合成してインバータ６へ出力することによりモータジェネレータ３の作動を制御する。これにより、ＨＶ車両制御ＥＣＵ１５は、残存容量ＳＯＣを制御する充放電制御手段として機能する。
【００４１】
また、ＨＶ車両制御ＥＣＵ１５は、カーナビなどの車両位置検知手段１６からの入力信号により現在の車両位置や日付を検知する。そして、検知された車両位置における気象情報マップ（図３（ａ）参照）から、エンジン２が停止している停止期間の平均気温および最低気温を予測し、これらの予測値を電池ＥＣＵ１４に出力する。すなわち、ＨＶ車両制御ＥＣＵ１５は、停止期間の平均気温を予測する平均気温予測手段、および停止期間の最低気温を予測する最低気温予測手段としても機能する。
【００４２】
通信手段１７は、ＨＶ車両制御ＥＣＵ１５から入力される各種信号（例えば、劣化指標ＳＯＨの値）を、ユーザの携帯端末３１やインターネット接続パソコンなどに送信する。また、ユーザからの指令信号（例えば、残存容量ＳＯＣを上昇させるための充電指令信号）を受信するとともにＨＶ車両制御ＥＣＵ１５へ出力する。
【００４３】
〔実施例１の制御方法〕
実施例１の制御方法を図面に基づいて説明する。
実施例１では、エンジン２が起動している間、電池ＥＣＵ１４により図４に示すメインルーチンが実行されて残存容量ＳＯＣの使用範囲下限ＮＬＳＯＣが算出されるとともに、残存容量ＳＯＣが使用範囲下限ＮＬＳＯＣを下回らないようにＨＶ車両制御ＥＣＵ１５により残存容量ＳＯＣが制御される。メインルーチンは、エンジン２の起動中に所定の時間間隔ごとに実行され、使用範囲下限ＮＬＳＯＣはその都度更新される。
【００４４】
使用範囲下限ＮＬＳＯＣは、停止期間経過後にエンジン２を起動するのに必要な必要残存容量ＳＬＳＯＣおよび自己放電量を用いて算出される。ここで、自己放電量とは、停止期間中の残存容量ＳＯＣの低下量である。すなわち、使用範囲下限ＮＬＳＯＣは、必要残存容量ＳＬＳＯＣに自己放電量を加算することで求められる。なお、自己放電量は、停止期間の単位時間あたりの自己放電量である自己放電率ＳＤＲと、想定される停止期間とを乗算することにより算出される。
【００４５】
必要残存容量ＳＬＳＯＣは、メインルーチンにおいて試行錯誤法により算出される。すなわち、「メインルーチンを実行する時の残存容量ＳＯＣ」、または「前回のメインルーチンにより算出された必要残存容量ＳＬＳＯＣ」の値を必要残存容量ＳＬＳＯＣの仮値とし、この必要残存容量ＳＬＳＯＣの仮値を更新することにより必要残存容量ＳＬＳＯＣを算出する。また、必要残存容量ＳＬＳＯＣの値を更新するための計算を実行する際には、図５に示すようにＨＶ電池５を起電力Ｖｏ、電荷移動抵抗Ｒｓ、界面抵抗Ｒｃｔおよび電気二重層容量Ｃからなる電気回路でモデル化した等価回路が用いられる。そして、電荷移動抵抗Ｒｓ、界面抵抗Ｒｃｔおよび電気二重層容量Ｃにより、等価回路のインピーダンスが構成される。
【００４６】
ところで、自己放電率ＳＤＲの値は、ＨＶ電池５の使用に伴い変動する虞がある。また、制御回路などに流れる暗電流が変動することにより、見かけ上、自己放電率ＳＤＲが変動することもある。このため、メインルーチンとは別のＳＤＲ更新ルーチン（図６参照）によりＳＤＲマップが更新される。ここで、ＳＤＲマップとは、図３（ｃ）に示すように、自己放電率ＳＤＲと電池温度との相関を示すマップである。ＳＤＲ更新ルーチンは、エンジン２の停止中にタイマ等で所定の時間間隔毎（例えば、１日毎または１０日毎）に、一時的に電池ＥＣＵ１４を起動することにより実行される。
【００４７】
また、電荷移動抵抗Ｒｓの値および界面抵抗Ｒｃｔの値は、ＨＶ電池５の劣化による経時変化が顕著に見られる。このため、メインルーチンとは別のＲ更新ルーチン（図７参照）によりＲｓマップおよびＲｃｔマップが更新される。ここで、Ｒｓマップとは、図８（ｃ）に示すように、電荷移動抵抗Ｒｓと残存容量ＳＯＣおよび電池温度との相関を示すマップである。また、Ｒｃｔマップとは、図８（ｄ）に示すように、界面抵抗Ｒｃｔと残存容量ＳＯＣおよび電池温度との相関を示すマップである。Ｒ更新ルーチンは、イグニッションキーがオンされた直後のようにＨＶ電池５の電圧が安定しているときに実行される。
【００４８】
さらに、界面抵抗Ｒｃｔの値は、電極表面に生じる不活性被膜の影響を受けて上昇する。このため、Ｒｃｔマップは、Ｒ更新ルーチンとは別のＲｃｔ更新ルーチン（図９参照）によっても更新される。なお、不活性被膜は、エンジン２が停止してＨＶ電池５から積極的な充放電が行われなくなると発生し停止期間の長さに応じて成長するが、エンジン２の起動などにより大電流が流れると破壊され、界面抵抗Ｒｃｔの値に影響を及ぼさなくなる。Ｒｃｔ更新ルーチンは、長期間（例えば、１ヶ月以上）のエンジン２の停止後、イグニッションキーがオンされた時に実行される。
【００４９】
また、ＨＶ電池５では一部の単位セル１１が劣化することにより、インピーダンスの抵抗成分が変動することがある。そこで、この変動による一部の単位セル１１の過充電または過放電を防止するため、Ｒ更新ルーチンとは別のＲｓ更新ルーチン（図１０参照）によりＲｓマップが更新される。なお、単位セル１１の過充電または過放電を防止するにあたり、インピーダンスの抵抗成分の中で電荷移動抵抗Ｒｓのみが更新されるのは、電気二重層容量Ｃと並列に配置された界面抵抗Ｒｃｔよりも電気二重層容量Ｃと直列に配置された電荷移動抵抗Ｒｓの方が通電時の応答が速く、確実に過充電または過放電を防止することができるからである。Ｒｓ更新ルーチンは、エンジン２の起動中に所定の時間間隔ごとに実行される。
【００５０】
以上のように、エンジン２の起動中は、主にメインルーチンが実行されることにより残存容量ＳＯＣが制御される。しかし、エンジン２の起動中に残存容量ＳＯＣが使用範囲下限ＮＬＳＯＣを下回らないように制御したとしても、停止期間が想定値以上に長くなると残存容量ＳＯＣが必要残存容量ＳＬＳＯＣよりも低くなる虞がある。また、停止期間の平均気温が予想値よりも高くなると、自己放電量が計算値以上に増加し、残存容量ＳＯＣが必要残存容量ＳＬＳＯＣよりも低くなる虞もある。そこで、エンジン２の停止中は、充電ルーチン（図１１参照）により、残存容量ＳＯＣが必要残存容量ＳＬＳＯＣよりも低くならないようにしている。充電ルーチンは、エンジン２の停止中にタイマ等で一定の時間間隔毎（例えば、１日毎または１０日毎）に、一時的に電池ＥＣＵ１４を起動することにより実行される。
なお、劣化指標ＳＯＨの算出はメインルーチンを用いて電池ＥＣＵ１４により行われる。この劣化指標ＳＯＨの算出は、所定の時間間隔毎に実施される。
【００５１】
以下に、メインルーチン、ＳＤＲ更新ルーチン、Ｒ更新ルーチン、Ｒｃｔ更新ルーチン、Ｒｓ更新ルーチンおよび充電ルーチンの各ステップ、および劣化指標ＳＯＨの算出を、図面を用いて説明する。
【００５２】
最初に、メインルーチンのステップを、図４に基づいて説明する。
まずステップ１で、停止期間経過後にエンジン２を起動するのに必要な出力ＷＥＳを算出する。出力ＷＥＳは、図示しないエンジン起動必要出力マップを用いて算出される。エンジン起動必要出力マップは、エンジン２を起動するのに必要な出力と温度との相関を示すマップである。出力ＷＥＳは温度が低いほど大きくなる。よって、出力ＷＥＳは、ＨＶ車両制御ＥＣＵ１５から電池ＥＣＵ１４に入力された最低気温の予測値をエンジン起動必要出力マップに当てはめることにより算出される。
【００５３】
次にステップ２で、エンジン２の起動時にＨＶ電池５から得ることができるエンジン起動電流の最大値ＩＥＳｍａｘを算出する。エンジン起動電流の最大値ＩＥＳｍａｘは、図３（ｂ）に示されたエンジン起動電流パターンに基づいて算出される。エンジン起動電流パターンは、エンジン２の起動時にＨＶ電池５から得られる電流の経時変化を示すマップである。エンジン起動電流パターンは、常温および高温のパターンａと、低温のパターンｂとに分けて設定されている。パターンｂは、クランキング時間の増大に対応させるため、電流の出力時間がパターンａよりも長く設定されている。そして、パターンａ、ｂのいずれか一方が、停止期間の最低気温の予測値に基づいて選択され、選択されたパターンからエンジン起動電流の最大値ＩＥＳｍａｘが算出される。なお、パターンｂは、最低気温の予測値が−２０℃以下のときに選択される。
【００５４】
次にステップ３で起電力Ｖｏを算出する。起電力Ｖｏは、図８（ａ）に示されたセル起電力マップを用いて算出される。セル起電力マップは、単位セル１１の１個当たりの起電力（以下、セル起電力と呼ぶ）と残存容量ＳＯＣとの相関を示すマップである。そして、残存容量ＳＯＣに必要残存容量ＳＬＳＯＣの値を当てはめることによりセル起電力が算出され、このセル起電力の値に単位セル１１の数を乗じることにより起電力Ｖｏが算出される。
【００５５】
次にステップ４で電荷移動抵抗Ｒｓを算出する。電荷移動抵抗Ｒｓは、図８（ｃ）に示されたＲｓマップを用いて算出される。そして、Ｒｓマップにおいて、残存容量ＳＯＣに必要残存容量ＳＬＳＯＣの値を当てはめるとともに、電池温度に停止期間の最低気温の予測値を当てはめることにより電荷移動抵抗Ｒｓが算出される。
【００５６】
次にステップ５で界面抵抗Ｒｃｔを算出する。界面抵抗Ｒｃｔは、図８（ｄ）に示されたＲｃｔマップを用いて算出される。そして、Ｒｃｔマップにおいて、残存容量ＳＯＣに必要残存容量ＳＬＳＯＣの値を当てはめるとともに、電池温度に停止期間の最低気温の予測値を当てはめることにより界面抵抗Ｒｃｔが算出される。
【００５７】
次にステップ６で、等価回路にエンジン起動電流の最大値ＩＥＳｍａｘを入力したときの応答電圧ＶＢｍｉｎを算出する。エンジン起動電流の最大値ＩＥＳｍａｘは、パターンａ、ｂのいずれか一方の最大値であるから、応答電圧ＶＢｍｉｎは、等価回路にパターンａ、ｂのいずれか一方を入力したときの応答電圧パターンの最小値となる。また、等価回路の起電力Ｖｏはステップ３で算出された値が用いられ、電荷移動抵抗Ｒｓはステップ４で算出された値が用いられ、界面抵抗Ｒｃｔはステップ５で算出された値が用いられる。なお、電気二重層容量Ｃの値は固定値が用いられる。
【００５８】
次にステップ７で、停止期間経過後にＨＶ電池５から得ることができる出力ＷＢを算出する。出力ＷＢは、数式１のようにエンジン起動電流の最大値ＩＥＳｍａｘと応答電圧ＶＢｍｉｎとを乗ずることにより算出される。
【数１】
2005253287.tif 000003
【００５９】
次にステップ８で、出力ＷＢが出力ＷＥＳに充分に近似しているか否かを判定する。この判定は、出力ＷＢの値と出力ＷＥＳの値とを比較することにより行われる。この比較は、数式２に示すように、出力ＷＢと出力ＷＥＳとの数値的な差が所定値εよりも小さいか否かを判断することにより行われる。なお、数式２において、ＡＢＳ（Ｘ）はＸの絶対値を示すものとし、以下の説明等においても同様とする。そして、出力ＷＢと出力ＷＥＳとの差の絶対値がεよりも小さい場合は、出力ＷＢが出力ＷＥＳに充分に近似していると判定される。
【数２】
2005253287.tif 000004
そして、出力ＷＢが出力ＷＥＳに充分に近似していない（ＮＯ）と判定されたらステップ９へ進み、出力ＷＢが出力ＷＥＳに充分に近似している（ＹＥＳ）と判定されたらステップ１０へ進む。
【００６０】
ステップ９では、必要残存容量ＳＬＳＯＣを数式３により更新する。数式３では、出力ＷＢが出力ＷＥＳよりも大きい場合にΔＳＬＳＯＣの値を負の値とし、出力ＷＢが出力ＷＥＳよりも小さい場合にΔＳＬＳＯＣの値を正の値とする。これにより、必要残存容量ＳＬＳＯＣを試行錯誤法により確定して算出することが可能となる。
【数３】
2005253287.tif 000005
【００６１】
ステップ１０では、使用範囲下限ＮＬＳＯＣを数式４により算出する。なお、数式４において、ＴＬは想定される停止期間である。本実施例では、停止期間ＴＬを月単位（例えば２ヶ月）とし、自己放電率ＳＤＲを１ヶ月あたりの残存容量ＳＯＣの低下量としている。自己放電率ＳＤＲの値は、ＳＤＲマップにおいて、電池温度に停止期間の平均気温の予測値を当てはめることにより算出される。
使用範囲下限ＮＬＳＯＣの算出値は、電池ＥＣＵ１４からＨＶ車両制御ＥＣＵ１５へ出力され、残存容量ＳＯＣの制御に用いられる。
【数４】
2005253287.tif 000006
【００６２】
以上により、メインルーチンを記憶するとともに実行する電池ＥＣＵ１４は、自己放電量および必要残存容量ＳＬＳＯＣに応じて使用範囲下限ＮＬＳＯＣを算出する残存容量下限算出手段、出力ＷＢを予測する出力予測手段、および出力ＷＢの予測値と出力ＷＥＳの値とを比較しこの比較結果に応じて必要残存容量ＳＬＳＯＣを予測する必要残存容量予測手段をなしている。
【００６３】
続いて、ＳＤＲ更新ルーチンを図６に基づいて説明する。
まずステップ２１で、ＨＶ電池５の電圧Ｖを計測する。次にステップ２２で、電圧Ｖの計測値を単位セル１１の数で除算した後、図８（ａ）のセル起電力マップに当てはめて残存容量ＳＯＣを算出する。次にステップ２３で、この残存容量ＳＯＣの算出値と前回のＳＤＲ更新ルーチン実行時に算出された残存容量ＳＯＣの値との差をＳＤＲ更新ルーチンが実行される時間間隔で除算することにより自己放電率ＳＤＲの仮値ＳＤＲ′を算出する。次にステップ２４で、仮値ＳＤＲ′の値を基準温度での値に換算し、新たに仮値ＳＤＲ′の値とする。
【００６４】
次にステップ２５で、前回のＳＤＲ更新ルーチンで求めた仮値ＳＤＲ′の前回値と、今回のＳＤＲ更新ルーチンで求めた仮値ＳＤＲ′の今回値との大小比較を行い、今回値の方が大きい場合（ＹＥＳ）はステップ２６に進む。そしてステップ２６で、今回値と前回値との比に基づいて、ＳＤＲマップを更新する。
【００６５】
続いて、Ｒ更新ルーチンを図７に基づいて説明する。
まずステップ４１、４２で、イグニッションキーがオンされてから微小時間Δｔ０が経過した時に、ＨＶ電池５の電圧ＶとＨＶ電池５から得られる電流Ｉとを計測することにより、放電開始直後のＨＶ電池５の電圧降下ΔＶ０、放電開始直後にＨＶ電池５から得られる電流Ｉ０を算出する。
【００６６】
次にステップ４３で、数式５を用いて電荷移動抵抗Ｒｓの劣化係数ｋｓを算出する。劣化係数ｋｓは、ＨＶ電池５の劣化による電荷移動抵抗Ｒｓの経時変化の度合を示すパラメータである。なお、数式５のＲｓには、現在の電池温度および残存容量ＳＯＣの値をＲｓマップに当てはめることにより算出された値が代入される。
【数５】
2005253287.tif 000007
【００６７】
次にステップ４４、４５で、イグニッションキーがオンされてから時間Δｔ１（例えば、２秒）が経過した時に、ＨＶ電池５の電圧ＶとＨＶ電池５から得られる電流Ｉとを計測することにより、放電開始直後から時間Δｔ１が経過するまでの間のＨＶ電池５の電圧降下ΔＶ１、時間Δｔ１経過時にＨＶ電池５から得られる電流Ｉ１を算出する。
【００６８】
次にステップ４６で、数式６および数式７を用いて界面抵抗Ｒｃｔの劣化係数ｋｃｔを算出する。劣化係数ｋｃｔは、ＨＶ電池５の劣化による界面抵抗Ｒｃｔの経時変化の度合を示すパラメータである。なお、数式７のＲｃｔには、現在の電池温度および残存容量ＳＯＣの値をＲｃｔマップに当てはめることにより算出された値が代入される。
【数６】
2005253287.tif 000008
【数７】
2005253287.tif 000009
ここで、数式６のＩＡＶＥは、電流Ｉ０と電流Ｉ１との平均値である。なお、数式５および数式７は、通電時の等価回路の電荷収支から導かれる数式である。また、数式７において、ｅｘｐ（Ｘ）は自然対数の底ｅの指数関数を示すものとする。
以上により、算出された劣化係数ｋｓおよび劣化係数ｋｃｔの値に基づいて、ＲｓマップおよびＲｃｔマップが更新される。
【００６９】
続いて、Ｒｃｔ更新ルーチンを図９に基づいて説明する。
まずステップ６１で、エンジン２の起動時のＨＶ電池５の電圧ＶＥＳおよびエンジン２の起動時にＨＶ電池５から得られる電流ＩＥＳを計測する。次にステップ６２で、電流ＩＥＳの計測値を等価回路に当てはめて推定起動電圧ＶＰＥＳを算出する。
【００７０】
次にステップ６３で、エンジン２の起動前のＨＶ電池５の電圧と電圧ＶＥＳとの差、すなわちエンジン２の起動によるＨＶ電池５の電圧降下の計測値ΔＶＥＳを算出する。また、エンジン２の起動前のＨＶ電池５の電圧と推定起動電圧ＶＰＥＳとの差、すなわちエンジン２の起動によるＨＶ電池５の電圧降下の推定値ΔＶＰＥＳを算出する。次にステップ６４で、数式８を用いて界面抵抗上昇係数ｋｌｒを算出する。
【数８】
2005253287.tif 000010
以上により算出された界面抵抗上昇係数ｋｌｒの値に基づいて、Ｒｃｔマップが更新される。
【００７１】
続いて、Ｒｓ更新ルーチンを図１０に基づいて説明する。
まずステップ８１で、ＨＶ電池５の放電中にいずれかの単位セル１１の電圧ｖがセル電圧下限ｖＬを下回ったか否か、またはＨＶ電池５の充電中にいずれかの単位セル１１の電圧ｖがセル電圧上限ｖＵを上回ったか否かが判定される。この判定は、過充放電検出信号がセル監視回路１３から電池ＥＣＵ１４に入力されたか否かに基づいて行うことができる。なお、本実施例では、放電の際に電流Ｉの計測値が正の値となり、充電の際に電流Ｉの計測値が負の値となる。そして、上記の条件が成り立つ場合（ＹＥＳ）にはステップ８２へ進む。
【００７２】
ステップ８２では、現時点の残存容量ＳＯＣの算出値をセル起電力マップに当てはめることにより、平均セル電圧ｖＭＯを算出する。次にステップ８３で、数式９または数式１０を用いて最大セル抵抗ｒＭＡＸを算出する。すなわち、放電時には数式９が用いられ、充電時には数式１０が用いられる。
【数９】
2005253287.tif 000011
【数１０】
2005253287.tif 000012
【００７３】
次にステップ８４で、数式１１を用いて新たな劣化係数ｋｓを算出する。劣化係数ｋｓは、最大セル抵抗ｒＭＡＸを平均セル電荷移動抵抗ｒｓで除算することにより算出される。平均セル電荷移動抵抗ｒｓは、電荷移動抵抗Ｒｓの値をセル数で除算することにより算出される。なお、この計算に用いられる電荷移動抵抗Ｒｓの値は、残存容量ＳＯＣの値と電池温度とを現在のＲｓマップに当てはめることにより算出される。
【数１１】
2005253287.tif 000013
以上により、算出された劣化係数ｋｓの値に基づいて、Ｒｓマップが更新される。
【００７４】
続いて、充電ルーチンを図１１に基づいて説明する。
まずステップ１０１で、ＨＶ電池５の電圧Ｖを計測する。次にステップ１０２で、この計測値をセル数で除算し、この除算された値をセル起電力マップに当てはめることにより、残存容量ＳＯＣを算出する。次にステップ１０３で、この残存容量ＳＯＣの値と前回の充電ルーチンで算出された残存容量ＳＯＣの値との差（以下、変化量ΔＳＯＣと呼ぶ）を算出する。
【００７５】
次にステップ１０４で、現時点の残存容量ＳＯＣがエンジン２を起動するのに充分な値であるか否かを判定する。この判定は、数式１２に示すように、今回の充電ルーチンで算出された残存容量ＳＯＣの値と必要残存容量ＳＬＳＯＣの値との差が、変化量ΔＳＯＣより大きいか否かを判定することにより行われる。
【数１２】
2005253287.tif 000014
【００７６】
この結果、残存容量ＳＯＣの値と必要残存容量ＳＬＳＯＣの値との差が、変化量ΔＳＯＣより大きい場合（ＹＥＳ）は、ステップ１０５へ進み残りの停止可能時間を算出する。この停止可能時間は、エンジン２を起動することができる残存容量ＳＯＣが確保されている時間である。停止可能時間は、電池ＥＣＵ１４からＨＶ車両制御ＥＣＵ１５に出力され、さらに通信手段１７を介してユーザの携帯端末３１やインターネット接続パソコンなどに入力される。
【００７７】
また、残存容量ＳＯＣの値と必要残存容量ＳＬＳＯＣの値との差が、変化量ΔＳＯＣより小さい場合（ＮＯ）は、ステップ１０６へ進み充電促進指令を合成する。充電促進指令は、電池ＥＣＵ１４からＨＶ車両制御ＥＣＵ１５に出力される。そして、充電促進指令が入力されるとエンジン２が起動するとともに、ＨＶ車両制御ＥＣＵ１５は自動的に作動して残存容量ＳＯＣを上昇させる。
以上により、充電ルーチンを記憶するとともに実行する電池ＥＣＵ１４は、エンジン２の停止中に一定の時間間隔で電池の電圧を計測することにより変化量ΔＳＯＣを算出し、変化量ΔＳＯＣに基づいてハイブリッド自動車４が次に始動できるか否かを判定する始動可否判定手段をなす。
【００７８】
続いて、劣化指標ＳＯＨの算出について説明する。
本実施例の劣化指標ＳＯＨは、使用範囲下限ＮＬＳＯＣに基づいて算出される。劣化指標ＳＯＨの算出に用いられる使用範囲下限ＮＬＳＯＣの値は、所定の劣化指標算出用の基準温度を用いてメインルーチンと同様のステップを実行することにより算出される。この使用範囲下限ＮＬＳＯＣの算出値を数式１３に代入することにより、劣化指標ＳＯＨの値が算出される。
【数１３】
2005253287.tif 000015
数式１３において、ＮＬＳＯＣｕは使用範囲下限ＮＬＳＯＣの最大値であり、ＮＬＳＯＣ０は出荷時などのＨＶ電池５の初期状態における値、すなわち使用範囲下限ＮＬＳＯＣの初期値である。本実施例では、最大値ＮＬＳＯＣｕを７０％とし、初期値ＮＬＳＯＣ０を４０％としている。なお、劣化指標ＳＯＨの値は、図８（ｂ）に示すように、初期状態（使用範囲下限ＮＬＳＯＣが４０％の状態）で１．０であり、使用範囲下限ＮＬＳＯＣの値が増加するにつれて直線的に減少する。そして、使用範囲下限ＮＬＳＯＣが７０％の状態で０になる。
【００７９】
劣化指標ＳＯＨの算出値は、電池ＥＣＵ１４からＨＶ車両制御ＥＣＵ１５に出力され、さらにカーナビのディスプレイなどのように図示しない運転席の情報端末装置や、通信手段１７を介してユーザの携帯端末３１やインターネット接続パソコンなどに入力される。これにより、ユーザに劣化指標ＳＯＨの値が提示される。
【００８０】
〔実施例１の効果〕
実施例１の制御装置１は、電池ＥＣＵ１４にてメインルーチンを実行することにより、自己放電量を考慮した使用範囲下限ＮＬＳＯＣを算出する。そして、ＨＶ車両制御ＥＣＵ１５にて、この使用範囲下限ＮＬＳＯＣに基づく残存容量ＳＯＣの制御が行われる。
これにより、自己放電量を考慮しながら残存容量ＳＯＣを制御することができるので、余分の走行トルクを効率的に回収できるとともに、エンジン２の起動を確実に行えるようになる。
【００８１】
実施例１の制御装置１は、メインルーチンを実行する際に、停止期間の平均気温の予測値を電池温度に当てはめることにより、自己放電率ＳＤＲの値を算出する。
自己放電率ＳＤＲの値は、温度が高いほど大きくなる。このような温度依存性を自己放電率ＳＤＲの算出に反映させることにより、さらに精度の高い自己放電量を算出することができる。
【００８２】
実施例１の制御装置１は、電池ＥＣＵ１４にてＳＤＲ更新ルーチンを実行することにより、ＳＤＲマップを更新する。この更新は、停止期間に定期的に計測されるＨＶ電池５の電圧Ｖの計測値を用いて行われる。
これにより、ＨＶ電池５の使用などに伴う自己放電率ＳＤＲの変動を、自己放電率ＳＤＲの値に反映させることができる。このため、ＨＶ電池５の使用などに伴う自己放電率ＳＤＲの変動に関わりなく、メインルーチンの実行結果を信頼することができる。
【００８３】
実施例１の制御装置１は、メインルーチンを実行する際に、停止期間経過後にＨＶ電池５から得ることができる出力ＷＢを予測するとともに、出力ＷＢの予測値が、エンジン２を起動するの必要な出力ＷＥＳの値に略一致するように、試行錯誤法により必要残存容量ＳＬＳＯＣの値を算出する。そして、このように算出された必要残存容量ＳＬＳＯＣと自己放電量とに応じて、使用範囲下限ＮＬＳＯＣを算出する。
これにより、自己放電量ばかりでなく、エンジン２を起動するの必要な出力ＷＥＳも考慮しながら残存容量ＳＯＣを制御することができる。この結果、車両の始動の確実性がさらに向上する。
【００８４】
実施例１の制御装置１は、ＨＶ電池５を起電力Ｖｏ、電荷移動抵抗Ｒｓ、界面抵抗Ｒｃｔおよび電気二重層容量Ｃからなる電気回路でモデル化した等価回路を用いて、停止期間経過後にＨＶ電池５から得ることができる出力ＷＢを予測する。
これにより、簡易な電気回路のモデルを用いて、出力ＷＢを算出することができる。
【００８５】
実施例１の制御装置１は、停止期間の最低気温の予測値を電池温度に当てはめることにより、電荷移動抵抗Ｒｓおよび界面抵抗Ｒｃｔを算出する。
ＨＶ電池５から得ることができる出力は温度が低いほど少なくなる。このような出力特性の温度依存性は、等価回路の電荷移動抵抗Ｒｓおよび界面抵抗Ｒｃｔに反映させることができる。よって、出力に対する温度条件が最も厳しい最低気温を用いて、電荷移動抵抗Ｒｓおよび界面抵抗Ｒｃｔを算出することにより、エンジン２の起動に対する確実性を向上させることができる。
【００８６】
実施例１の制御装置１は、電池ＥＣＵ１４にてＲ更新ルーチンおよびＲｃｔ更新ルーチンを実行することにより、等価回路の電荷移動抵抗Ｒｓおよび界面抵抗Ｒｃｔの値を更新する。そして、この更新は、ＨＶ電池５から得られる電流ＩおよびＨＶ電池５の電圧Ｖの計測値を用いて行われる。
これにより、ＨＶ電池５の劣化などに伴う出力特性の経時変化を、等価回路に反映させることができる。このため、ＨＶ電池５の経時変化に関わりなく、メインルーチンの実行結果を信頼することができる。
【００８７】
実施例１の制御装置１は、電池ＥＣＵ１４にてＲｓ更新ルーチンを実行することにより、等価回路の電荷移動抵抗Ｒｓの値を更新する。この更新は、セル監視回路１３から電池ＥＣＵ１４に過充放電検出信号が入力されたときに行われる。
実施例１の等価回路では、電荷移動抵抗Ｒｓが電気二重層容量Ｃと直列に配置され界面抵抗Ｒｃｔが電気二重層容量Ｃと並列に配置されている。このため、電荷移動抵抗Ｒｓの方が界面抵抗Ｒｃｔよりも通電時の応答が速い。
よって、過充放電検出信号が検出されたときに電荷移動抵抗Ｒｓの値を更新するようにすれば、より早期に、単位セル１１の過充電および過放電の影響を解消することができる。
【００８８】
実施例１の制御装置１は、使用範囲下限ＮＬＳＯＣに基づいて劣化指標ＳＯＨを算出する。
これにより、ＨＶ電池５の劣化の程度を数値的に把握できるようになり、ＨＶ電池５の異常や交換時期を知る目安をユーザに提示できる。
【００８９】
実施例１の制御装置１は、停止期間中、定期的にＨＶ電池５の電圧Ｖを計測することにより残存容量ＳＯＣの変化量ΔＳＯＣを算出する。この変化量ΔＳＯＣが残存容量ＳＯＣの値と必要残存容量ＳＬＳＯＣの値との差よりも大きくなったら、電池ＥＣＵ１４からＨＶ車両制御ＥＣＵ１５に充電促進指令が出力される。そして、充電促進指令に基づいてエンジン２が起動するとともに、ＨＶ車両制御ＥＣＵ１５は残存容量ＳＯＣを上昇させる。
これにより、停止期間に次回のエンジン２の起動が危ぶまれる状態になっても、自動的にＨＶ電池５が充電される。
【実施例２】
【００９０】
〔実施例２の制御方法〕
実施例２の電池ＥＣＵ１４は、等価回路の電気二重層容量Ｃ（以下、コンデンサの容量Ｃとする）の値を、ＨＶ電池５の劣化を反映した値にするため、Ｃ更新ルーチンにより更新する。この更新は、コンデンサの容量Ｃの劣化係数ｋｃｐを、ＨＶ電池５の初期の（工場出荷時の）満充電量Ｑｆ０に対する現在の可能満充電量Ｑｆの比率として算出し、算出された劣化係数ｋｃｐを初期の容量Ｃ０に乗算することで、実行される。
【００９１】
ここで、ＨＶ電池５は、満充電状態、すなわち残存容量ＳＯＣが１００％の状態で使用されることはなく、通常、６０％程度で使用される。このため、可能満充電量Ｑｆは、所定期間Ｔｃｔにおける残存容量ＳＯＣの変化量と、所定期間Ｔｃｔにおける充電量の変化量ΔＱとの比率に基づいて算出される。
【００９２】
そして、残存容量ＳＯＣの変化量は、所定期間ＴｃｔにおけるＨＶ電池５の電圧Ｖの初期値Ｖ１および最終値Ｖ２の計測値を、図８（ａ）に示すセル起電力マップに当てはめて残存容量ＳＯＣの初期値ＳＯＣ１および最終値ＳＯＣ２を求め、その差（ＳＯＣ１−ＳＯＣ２）を求めることで算出される。また、所定期間Ｔｃｔにおける充電量の変化量ΔＱは、ＨＶ電池５から得られる電流Ｉの計測値を、逐次、積算することで算出される。
【００９３】
以下に、Ｃ更新ルーチンを、図１２を用いて説明する。
まず、ステップ１２１で電圧Ｖの初期値Ｖ１および最終値Ｖ２の計測に適した時期か否かを判定する。
【００９４】
ＨＶ電池５からインバータ６に本格的に電流Ｉが流れている状態では、セル起電力マップに電圧Ｖの計測値を当てはめても、残存容量ＳＯＣを正確に求めることができない。よって、初期値Ｖ１および最終値Ｖ２の計測は、イグニッションキーのオン直後や、モータジェネレータ３が作動していない時のように、電流Ｉが本格的に流れていない状態で行う必要がある。そこで、ステップ１２１では、初期値Ｖ１および最終値Ｖ２の計測に適した時期か否か、つまり、電流Ｉが本格的に流れていない状態であるか否かを判定する。
【００９５】
そして、初期値Ｖ１および最終値Ｖ２の計測時期であると判定されたら（ＹＥＳ）、ステップ１２２に進み、初期値Ｖ１および最終値Ｖ２の計測時期ではないと判定されたら（ＮＯ）、再度、ステップ１２１で同様の判定を行う。
【００９６】
次に、ステップ１２２で初期値Ｖ１を計測し、ステップ１２３で、初期値Ｖ１の計測値をセル起電力マップに当てはめて、残存容量ＳＯＣの初期値ＳＯＣ１を算出する。さらに、ステップ１２４で充電量の変化量ΔＱの積算を開始する。なお、このステップ１２４は、上記のように電流Ｉの計測値を、逐次、積算することで実行される。
【００９７】
次に、ステップ１２５で所定期間Ｔｃｔが経過したか否かを判定する。この判定は、初期値Ｖ１および最終値Ｖ２の計測時期であると判定された（ステップ１２１でＹＥＳと判定された）時点から、所定期間Ｔｃｔが経過したか否かを判定するものである。そして、所定期間Ｔｃｔが経過したと判定されたら（ＹＥＳ）、ステップ１２６に進み、所定期間Ｔｃｔが経過していないと判定されたら（ＮＯ）、再度、ステップ１２５で同様の判定を行う。
【００９８】
次に、ステップ１２６で変化量ΔＱの積算を終了し、ステップ１２７で変化量ΔＱの絶対値ＡＢＳ（ΔＱ）が、所定値ΔＱｃｔよりも大きいか否か、すなわち数式１４が成立するか否かを判定する。
【数１４】
2005253287.tif 000016
【００９９】
そして、ステップ１２７で絶対値ＡＢＳ（ΔＱ）が所定値ΔＱｃｔよりも大きいと判定されたら（ＹＥＳ）、ステップ１２８に進み、絶対値ＡＢＳ（ΔＱ）が所定値ΔＱｃｔ以下と判定されたら（ＮＯ）、ステップ１２１に戻る。
【０１００】
次に、ステップ１２８で最終値Ｖ２を計測し、ステップ１２９で、最終値Ｖ２の計測値をセル起電力マップに当てはめて、残存容量ＳＯＣの最終値ＳＯＣ２を算出する。そして、ステップ１３０で変化量ΔＱの最終の積算値、残存容量ＳＯＣの初期値ＳＯＣ１および最終値ＳＯＣ２を下記の数式１５に当てはめて、現在の可能満充電量Ｑｆを算出する。
【数１５】
2005253287.tif 000017
【０１０１】
次に、ステップ１３１で現在の可能満充電量Ｑｆの算出値および初期の満充電量Ｑｆ０の値を下記の数式１６に当てはめて、劣化係数ｋｃｐを算出する。
【数１６】
2005253287.tif 000018
以上により算出された劣化係数ｋｃｐを、初期の容量Ｃ０に乗算することでコンデンサの容量Ｃが更新される。
【０１０２】
なお、ステップ１２７で、変化量ΔＱの絶対値ＡＢＳ（ΔＱ）が所定値ΔＱｃｔよりも大きいか否かを判定したり、ステップ１２５で所定期間Ｔｃｔの経過を判定した後、変化量ΔＱの積算を終了するのは、可能満充電量Ｑｆを高精度に算出するためである。
【０１０３】
すなわち、可能満充電量Ｑｆは、上記の数式１５により算出される。このため、可能満充電量Ｑｆを高精度に算出するには、変化量ΔＱの絶対値ＡＢＳ（ΔＱ）が大きい方が好ましい。さらに、残存容量ＳＯＣの初期値ＳＯＣ１および最終値ＳＯＣ２を正確に求めるには、電流Ｉが本格的に流れるまでの極めて短い期間に初期値Ｖ１および最終値Ｖ２を計測しなければならない。そこで、ステップ１２５において経過時間の閾値として所定期間Ｔｃｔが導入され、ステップ１２７において変化量ΔＱの絶対値ＡＢＳ（ΔＱ）の閾値として所定値ΔＱｃｔが導入されている。
【０１０４】
〔実施例２の効果〕
実施例２では、Ｃ更新ルーチンを実行することにより、等価回路のコンデンサの容量Ｃの値を更新する。この更新は、ＨＶ電池５の電圧Ｖの計測値から算出される残存容量ＳＯＣ、およびＨＶ電池５から得られる電流Ｉの計測値から算出される充電量の変化量ΔＱを用いて行われる。
これにより、等価回路のコンデンサの容量Ｃの値が、ＨＶ電池５の経時劣化に応じて更新される。このため、等価回路のインピーダンスの精度が向上するので、メインルーチンの実行結果の信頼性がさらに向上する。
【０１０５】
〔変形例〕
実施例１では、充電促進指令により自動的にＨＶ電池５の充電が行われたが、ＨＶ電池５の充電不足を通信手段１７によりユーザに報知し、ユーザに遠隔操作させることによりＨＶ電池５の充電が行われるようにしてもよい。あるいは、ユーザには充電不足を報知するのみで、ユーザの手動操作によりエンジン２を起動させてＨＶ電池５の充電を行うようにしてもよい。
【０１０６】
実施例１では、使用範囲下限ＮＬＳＯＣに基づいて劣化指標ＳＯＨを算出したが、劣化係数ｋｓ、劣化係数ｋｃｔや界面抵抗上昇係数ｋｌｒ、コンデンサ容量Ｃの劣化係数ｋｃｐの値を用いて劣化指標ＳＯＨを算出してもよい。ここで、界面抵抗上昇係数ｋｌｒの値は電池温度や残存容量ＳＯＣの値に左右されないので、界面抵抗上昇係数ｋｌｒに基づく劣化指標ＳＯＨの算出は、特に容易である。また、ＨＶ電池５から得ることができる出力も、ＨＶ電池５の劣化により経時変化するので、劣化指標ＳＯＨの算出に用いることができる。
【０１０７】
実施例１では、制御装置１を、エンジン２とモータジェネレータ３とを駆動源とするハイブリッド自動車４のＨＶ電池５の制御に用いたが、モータジェネレータ３のみを駆動源とする電気自動車の電池や、従来のガソリン車などのスタータ用電池などの制御に用いてもよい。
実施例１では、ＨＶ電池５としてリチウムイオン電池を用いたが、ニッケル水素電池や鉛蓄電池などを用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１０８】
【図１】ハイブリッド自動車の構成を示す説明図である（実施例１）。
【図２】制御装置の構成を示す説明図である（実施例１）。
【図３】（ａ）は気象情報マップの一例であり、（ｂ）はエンジン起動電流パターンを示すマップであり、（ｃ）はＳＤＲマップの一例である（実施例１）。
【図４】メインルーチンを示すフローチャートである（実施例１）。
【図５】等価回路を示す説明図である（実施例１）。
【図６】ＳＤＲ更新ルーチンを示すフローチャートである（実施例１）。
【図７】Ｒ更新ルーチンを示すフローチャートである（実施例１）。
【図８】（ａ）はセル起電力マップであり、（ｂ）は使用範囲下限と劣化指標との相関を示すマップであり、（ｃ）はＲｓマップの一例であり、（ｄ）はＲｃｔマップの一例である（実施例１）。
【図９】Ｒｃｔ更新ルーチンを示すフローチャートである（実施例１）。
【図１０】Ｒｓ更新ルーチンを示すフローチャートである（実施例１）。
【図１１】充電ルーチンを示すフローチャートである（実施例１）。
【図１２】Ｃ更新ルーチンを示すフローチャートである（実施例２）。
【符号の説明】
【０１０９】
１  制御装置
２  エンジン（駆動源）
３  モータジェネレータ（駆動源）
４  ハイブリッド自動車（車両）
５  ＨＶ電池（電池）    
１１  単位セル
１４  電池ＥＣＵ（残存容量下限算出手段、出力予測手段、必要残存容量予測手段、始動可否判定手段）
１５  ＨＶ車両制御ＥＣＵ（充放電制御手段、平均気温予測手段、最低気温予測手段）
１７  通信手段
ＳＯＣ  残存容量
ＴＬ  停止期間
ＮＬＳＯＣ  使用範囲下限（残存容量の使用範囲下限）
ＳＤＲ  自己放電率
Ｖ  電圧（電池の電圧）
ＷＥＳ  出力（車両を始動するのに必要な出力）
ＷＢ  出力（電池から得ることができる出力）
ＳＬＳＯＣ  必要残存容量（車両を始動するのに必要な残存容量）
Ｉ  電流（電池から得られる電流）
ＳＯＨ  劣化指標（指標）
Ｃ  容量（電気二重層容量、コンデンサの容量）
ΔＱ  変化量（電池の充電量の変化量）  
【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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