(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載された電池の充電状態を制御する装置であって、
出力特性が略一定となるように前記電池の温度に応じて前記充電状態を変化させる充電状態調整手段であって、前記電池の温度が低いほど前記充電状態を大きくする充電状態調整手段と、
前記電池の外気温を検出する手段と、
を有し、
前記充電状態調整手段は、前記外気温が低いほど前記充電状態の下限値を増大させることを特徴とする車両用電池制御装置。
【請求項２】
請求項１記載の装置において、
前記外気温を検出する手段は、過去数日の外気温データから最低温度を抽出し、
前記充電状態調整手段は、抽出された前記最低温度に応じて前記充電状態の下限値を設定する
ことを特徴とする車両用電池制御装置。
【請求項３】
請求項１記載の装置において、
前記外気温を検出する手段は、将来の最低外気温データを予測し、
前記充電状態調整手段は、予測された前記最低温度に応じて前記充電状態の下限値を設定する
ことを特徴とする車両用電池制御装置。
【請求項４】
請求項１記載の装置において、
前記外気温を検出する手段は、現在の季節から最低温度を推定し、
前記充電状態調整手段は、推定された最低温度に応じて前記充電状態の下限値を設定する
ことを特徴とする車両用電池制御装置。
【請求項５】
車両に搭載される電池の充電状態を制御する方法であって、
電池の温度を検出するステップと、
前記電池の充電状態の制御目標値を前記電池の温度に応じて変化させて前記電池の充放電を制御するステップであって、前記制御目標値は前記電池の温度が高いほど低く設定されるステップと、
前記電池の外気温を検出するステップと、
を有し、
前記充放電を制御するステップでは、前記制御目標値の下限値を前記外気温が高いほど低く設定することを特徴とする車両用電池制御方法。
【請求項６】
請求項５記載の方法において、
前記外気温を検出するステップでは、過去数日の外気温データから最低温度を抽出し、
前記充放電を制御するステップでは、抽出された前記最低温度に応じて前記充電状態の下限値を設定する
ことを特徴とする車両用電池制御方法。
【請求項７】
請求項５記載の方法において、
前記外気温を検出するステップでは、将来の最低外気温データを予測し、
前記充放電を制御するステップでは、予測された前記最低温度に応じて前記充電状態の下限値を設定する
ことを特徴とする車両用電池制御方法。
【請求項８】
請求項５記載の方法において、
前記外気温を検出するステップでは、現在の季節から最低温度を推定し、
前記充放電を制御するステップでは、推定された最低温度に応じて前記充電状態の下限値を設定する
ことを特徴とする車両用電池制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は車両用電池制御装置及び方法、特に電池の充電状態（ＳＯＣ）制御に関する。
【０００２】
【従来の技術】
エンジンの他にモータジェネレータ及び電池を搭載したハイブリッド自動車が公知である。
【０００３】
ハイブリッド自動車（あるいは広く電気自動車）においては、電池（あるいはバッテリ）の充電状態（ＳＯＣ）を検出し、ＳＯＣが所定値以下に低下した場合にはモータジェネレータをジェネレータとして機能させて電池を充電し、ＳＯＣが所定の目標値に達したときに充電を停止する。
【０００４】
通常、エンジンの始動やトルクアシストを行うとともに、回生制動を効率的に行うべく、ＳＯＣは５０％程度を目標値として制御される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、電池の出力や回生は温度依存性を有し、一般に低温になると出力あるいは回生特性は急激に減少する。したがって、寒冷地においてエンジンを確実に始動（すなわちモータの始動）させるために必要な電力を供給すべく、低温での出力特性が電池容量を決定する因子となっており、この低温での出力を確保すべく電池を設計すると電池容量は非常に大きなものとなり、重量あるいはコストの面で不利となる。
【０００６】
また、低温での特性を基準として設計すると、常温、あるいは高温域では本来必要な出力特性以上の過剰な特性となって無駄が生じることになる。
【０００７】
出力／回生の機能分担のためにＳＯＣの異なる複数の電池を並列に設ける構成も提案されているが、コストが増大する問題がある。
【０００８】
本発明は、上記従来技術の有する課題に鑑みなされたものであり、その目的は、電池容量を徒に増大させることなく、かつ、種々の温度条件においても安定して電池を動作させることができる制御装置及び方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、車両に搭載された電池の充電状態を制御する装置であって、出力特性が略一定となるように前記電池の温度に応じて前記充電状態を変化させる充電状態調整手段とを有することを特徴とする。
【００１０】
ここで、前記充電状態調整手段は、前記電池の温度が低いほど前記充電状態を大きくすることが好適である。
【００１１】
また、本装置において、さらに、前記電池の外気温を検出する手段とを有し、前記充電状態調整手段は、前記外気温に応じて前記充電状態の下限値を変化させることが好適であり、前記充電状態調整手段は、前記外気温が低いほど前記充電状態の下限値を増大させることが好適である。
【００１２】
また、本発明は、車両に搭載される電池の充電状態を制御する方法を提供する。この方法は、電池の温度を検出するステップと、前記電池の充電状態の制御目標値を前記電池の温度に応じて変化させて前記電池の充放電を制御するステップとを有することを特徴とする。
【００１３】
本方法において、前記制御目標値は前記電池の温度が高いほど低く設定されることが好適である。
【００１４】
本方法において、さらに、前記電池の外気温を検出するステップとを有し、前記制御目標値の下限値を前記外気温に応じて変化させることが好適であり、前記制御目標値の下限値を前記外気温が高いほど低く設定することが好適である。
【００１５】
このように、本発明ではＳＯＣを一定値に制御するのではなく、電池の温度、さらには外気温に応じて変化させる。電池の出力は電池温度が低いほど低下する。したがって、電池温度が低いほどＳＯＣを大きく設定する（電池温度が高いほどＳＯＣを小さく設定する）ことで、低温時の出力不足及び高温時の出力過剰をともに抑制し、温度によらず必要な出力を得ることができる。さらに、外気温が低い場合には、電池非動作時において急激に電池温度が低下するおそれがあり、場合によっては再動作時に必要な出力が得られない場合があるが、外気温に応じてＳＯＣの下限値を設定することで、必要な出力を確保できる。
【００１６】
なお、外気温は種々変化し得るため、一定期間内の外気温の最低値を用いてＳＯＣの下限値を調整してもよい。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づき本発明の実施形態について説明する。
【００１８】
＜第１実施形態＞
図１には、本実施形態のシステム概念図が示されている。車両には電池１０が搭載され、過熱防止のために冷却システム２０で冷却される。電池１０にはリレー１２を介してモータジェネレータ１４が接続される。電池１０の電流や電圧、電池温度電池の状態を監視する電池ＥＣＵ１６に供給される。
【００１９】
一方、モータジェネレータ１４の動作を制御するＥＣＵ１８が設けられ、電池ＥＣＵ１６は入力した電流や電圧に基づいて電池１０のＳＯＣを検出し、ＥＣＵ１８に出力する。また、電池ＥＣＵ１６は、検出された電池の温度もＥＣＵ１８に出力する。
【００２０】
ＥＣＵ１８は、供給されたＳＯＣや電池温度に基づいてモータジェネレータ１４の動作を制御する。すなわち、電池１０のＳＯＣを制御目標値と比較し、この制御目標値に一致するようにモータジェネレータ１４をジェネレータとして機能させて充電する。
【００２１】
ここで、従来においてはＳＯＣの制御目標値は例えば略５０％などと温度によらず一定であるが、本実施形態では検出された電池温度に応じてＳＯＣの制御目標値を変化させ、ＳＯＣを温度に応じて動的にコントロールする。
【００２２】
図２には、本実施形態においてＥＣＵ１８により制御される電池１０のＳＯＣ及びそのときの電池出力の関係が示されている。図において、横軸は電池温度であり、縦軸（左）は制御中心ＳＯＣ値、縦軸右は電池出力である。電池１０のＳＯＣは符号１００で示されるように電池温度に対して負の相関、すなわち電池温度が高くなるほどＳＯＣは小さくなるように（あるいは、電池温度が低くなるほどＳＯＣは大きくなるように）設定される。
【００２３】
既述したように、電池１０の出力は、低温では低下し、高温になると増大する。したがって、符号１００に示されるように、低温では大きく、高温では小さくなるようにＳＯＣを制御することで、符号１０２に示されるように電池１０の出力は温度によらずほぼ一定となる。これにより、電池容量を大幅に増大させることなく低温時でもエンジンを確実に始動させることができるとともに、高温時においても必要十分は出力を確保でき、無駄も排除できる。
【００２４】
なお、図２においては、ＳＯＣは電池温度に対して線形の関係にあるが、本発明はこれに限定されるものではなく、電池温度が高くなるほどＳＯＣが小さくなるような任意の関係（非線形も含む）を規定することができる。
【００２５】
＜第２実施形態＞
図３には、本発明の他の実施形態に係る構成ブロック図が示されている。図１と同様に電池１０が搭載され、電池１０にはリレー１２を介してモータジェネレータ１４が接続される。電池１０の電流や電圧、電池温度電池の状態を監視する電池ＥＣＵ１６に供給される。モータジェネレータ１４はＥＣＵ１８により制御され、具体的には電池１０のＳＯＣが制御目標値に一致するように制御する。制御目標値は、電池温度が高いほど小さくなるように設定される。
【００２６】
一方、本実施形態では、さらに電池１０（あるいは電池１０が搭載される車両）の外気温を検出する検出部２２が設けられ、検出された外気温データが電池ＥＣＵ１６あるいはＥＣＵ１８に供給される。
【００２７】
ＥＣＵ１８は、外気温データに応じて電池１０のＳＯＣの下限値を変化させる。具体的には、外気温が低い場合にはＳＯＣの下限値を大きく設定し、外気温が高い場合には下限値を小さく設定する。
【００２８】
図４には、本実施形態における電池温度と制御中心ＳＯＣとの関係が示されている。横軸は電池温度、縦軸は制御中心ＳＯＣである。また、符号１０４で示されるＳＯＣは外気温が高い場合であり、符号１０６は外気温が低い場合のＳＯＣである。電池１０のＳＯＣは基本的には電池温度が高い場合には小さくなるが、あまりに小さく設定すると外気温が低い場合にはエンジンの再始動に支障が生じる場合も考えられる。例えば、電池温度が４０℃で外気温が０℃の場合と２０℃の場合を想定する。車両が停止し、イグニッションをオフとして電池１０が動作状態から非動作状態に移行したとき、外気温が０℃の場合には２０℃の場合に比べて急激に電池温度が低下する。したがって、仮に電池温度が４０℃のときのＳＯＣを一義的に設定すると、外気温が２０℃の場合には再始動時に十分な出力が得られるＳＯＣであるものの、外気温が０℃の場合には再始動時に十分な出力が得られるＳＯＣではない場合がある。
【００２９】
そこで、ＳＯＣの下限値を、特にＳＯＣが小さい高温域において外気温が低い場合には持ち上げる（ＳＯＣを上方に補正する）ことで、外気温が低い場合においても確実にエンジンを再始動させることができる。図４において、下限値の持ち上げ量（上方補正量）は外気温が低いほど大きいことに着目されたい。
【００３０】
なお、外気温データに基づいて下限値を設定する際には、過去数日の外気温データから最低温度を抽出し、この最低温度（最低外気温）に応じて設定することが望ましい。最低温度でエンジン再始動を保証することで、他の温度でも確実に再始動できるからである。
【００３１】
もちろん、過去数日の最低気温データではなく、将来の最低外気温データに基づいて下限値を設定することもできる。例えば、車両にインターネット接続用の情報端末を備え、この情報端末で翌日の最低気温データを取得して下限値を設定する等である。
【００３２】
あるいは、現在の季節を日付データ等から判断し、季節から間接的に最低気温を推定して下限値を設定することも可能である。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、電池容量を増大させることなく、電池の充電状態を制御することで種々の温度条件下でも必要な出力を確保できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  実施形態の構成ブロック図である。
【図２】  実施形態の電池温度とＳＯＣ及び出力との関係を示すグラフ図である。
【図３】  他の実施形態の構成ブロック図である。
【図４】  他の実施形態の電池温度とＳＯＣ及び外気温との関係を示すグラフ図である。
【符号の説明】
１０  電池、１２  リレー、１４  モータジェネレータ、１６  電池ＥＣＵ、１８  ＥＣＵ、２０  冷却システム。
【図１】
0004479123.tif 000002
【図２】
0004479123.tif 000003
【図３】
0004479123.tif 000004
【図４】
0004479123.tif 000005