(57)【要約】【課題】エンジン始動の確実性を高めつつ、二次電池の寿命の低下を抑制し得る二次電池用の制御装置及び二次電池の出力制御方法を提供する。【解決手段】動力源として内燃機関を有する車両に搭載された二次電池４０用の制御装置に、制御部５を備えさせる。二次電池４０の蓄電状態を示す指標が放電停止条件に達したときは、制御部５によって、車両に搭載された車両ＥＣＵ２０に対して、二次電池４０の放電停止を通知する。二次電池４０による内燃機関のスタータモータへの電力供給が予定されている場合は、制御部５によって、放電停止条件を緩和させる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
動力源として内燃機関を有する車両に搭載された二次電池に用いられる制御装置であって、
前記二次電池の蓄電状態を示す指標が放電停止条件に達すると、前記車両に搭載された車両用制御装置に対して、前記二次電池の放電停止を通知する制御部を備え、
前記制御部は、前記二次電池による前記内燃機関のスタータモータへの電力供給が予定されている場合に、前記放電停止条件を緩和させることを特徴とする二次電池用の制御装置。
【請求項２】
前記二次電池の蓄電状態を示す指標が、前記二次電池の端子電圧であり、
前記放電停止条件が、前記二次電池の端子電圧が設定された下限値まで降下することであり、
前記制御部が、前記放電停止条件を緩和するために、前記下限値を引き下げる請求項１に記載の二次電池用の制御装置。
【請求項３】
前記二次電池の蓄電状態を示す指標が、前記二次電池のＳＯＣであり、
前記放電停止条件が、前記二次電池のＳＯＣが設定された下限値まで降下することであり、
前記制御部が、前記放電停止条件を緩和するために、前記下限値を引き下げる請求項１に記載の二次電池用の制御装置。
【請求項４】
前記二次電池の蓄電状態を示す指標が、前記二次電池の端子電圧及びＳＯＣであり、
前記放電停止条件が、前記二次電池の端子電圧及びＳＯＣが、それぞれについて設定された下限値まで降下することであり、
前記制御部が、前記放電停止条件を緩和するために、前記二次電池の端子電圧及びＳＯＣそれぞれについて設定された前記下限値を引き下げる請求項１に記載の二次電池用の制御装置。
【請求項５】
前記制御部が、前記二次電池による前記内燃機関のスタータモータへの電力供給が予定され、且つ、前記二次電池の電池温度が設定温度以下となっている場合に、前記放電停止条件を緩和させる請求項１に記載の二次電池用の制御装置。
【請求項６】
動力源として内燃機関を有する車両に搭載された二次電池の出力制御方法であって、
（ａ）前記二次電池の蓄電状態を示す指標が放電停止条件に達したかどうかを判定し、前記指標が放電停止条件に達した場合に、前記車両に搭載された車両用制御装置に対して、前記二次電池の放電停止を通知する工程と、
（ｂ）前記二次電池による前記内燃機関のスタータモータへの電力供給が予定されているかどうかを判定し、前記スタータモータへの電力供給が予定されている場合に、前記（ａ）の工程における前記放電停止条件を緩和させる工程とを有することを特徴とする二次電池の出力制御方法。
【請求項７】
前記二次電池の蓄電状態を示す指標が、前記二次電池の端子電圧であり、
前記放電停止条件が、前記二次電池の端子電圧が設定された下限値まで降下することであり、
前記（ｂ）の工程において、前記放電停止条件を緩和するために、前記下限値の引き下げが行われる請求項６に記載の二次電池の出力制御方法。
【請求項８】
前記二次電池の蓄電状態を示す指標が、前記二次電池のＳＯＣであり、
前記放電停止条件が、前記二次電池のＳＯＣが設定された下限値まで降下することであり、
前記（ｂ）の工程において、前記放電停止条件を緩和するために、前記下限値の引き下げが行われる請求項６に記載の二次電池の出力制御方法。
【請求項９】
前記二次電池の蓄電状態を示す指標が、前記二次電池の端子電圧及びＳＯＣであり、
前記放電停止条件が、前記二次電池の端子電圧及びＳＯＣが、それぞれについて設定された下限値まで降下することであり、
前記（ｂ）の工程において、前記放電停止条件を緩和するために、前記二次電池の端子電圧及びＳＯＣそれぞれについて設定された前記下限値の引き下げが行われる請求項６に記載の二次電池の出力制御方法。
【請求項１０】
前記（ｂ）の工程において、前記スタータモータへの電力供給が予定され、且つ、前記二次電池の電池温度が設定温度以下となっている場合に、前記放電停止条件の緩和が行われる請求項６に記載の二次電池の出力制御方法。
【請求項１１】
動力源として内燃機関を有する車両に搭載された二次電池の出力制御をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
前記プログラムは、
（ａ）前記二次電池の蓄電状態を示す指標が放電停止条件に達したかどうかを判定し、前記指標が放電停止条件に達した場合に、前記車両に搭載された車両用制御装置に対して、前記二次電池の放電停止を通知するステップと、
（ｂ）前記二次電池による前記内燃機関のスタータモータへの電力供給が予定されているかどうかを判定し、前記スタータモータへの電力供給が予定されている場合に、前記（ａ）のステップにおける前記放電停止条件を緩和させるステップとをコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
【請求項１２】
前記二次電池の蓄電状態を示す指標が、前記二次電池の端子電圧であり、
前記放電停止条件が、前記二次電池の端子電圧が設定された下限値まで降下することであり、
前記（ｂ）のステップにおいて、前記放電停止条件を緩和するために、前記下限値の引き下げが行われる請求項１１に記載のプログラム。
【請求項１３】
前記二次電池の蓄電状態を示す指標が、前記二次電池のＳＯＣであり、
前記放電停止条件が、前記二次電池のＳＯＣが設定された下限値まで降下することであり、
前記（ｂ）のステップにおいて、前記放電停止条件を緩和するために、前記下限値の引き下げが行われる請求項１１に記載のプログラム。
【請求項１４】
前記二次電池の蓄電状態を示す指標が、前記二次電池の端子電圧及びＳＯＣであり、
前記放電停止条件が、前記二次電池の端子電圧及びＳＯＣが、それぞれについて設定された下限値まで降下することであり、
前記（ｂ）のステップにおいて、前記放電停止条件を緩和するために、前記二次電池の端子電圧及びＳＯＣそれぞれについて設定された前記下限値の引き下げが行われる請求項１１に記載のプログラム。
【請求項１５】
前記（ｂ）のステップにおいて、前記スタータモータへの電力供給が予定され、且つ、前記二次電池の電池温度が設定温度以下となっている場合に、前記放電停止条件の緩和が行われる請求項１１に記載のプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に搭載される二次電池の出力制御に用いられる制御装置、及び当該二次電池の出力制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、動力源としてエンジンとモータとを搭載したハイブリッド自動車（「ＨＥＶ」：Hybrid Electric Vehicle）が実用化されており、注目を集めている。ＨＥＶは、駆動用モータに電力を供給するための電源として、二次電池を備えている。
【０００３】
ＨＥＶは、走行に必要な動力に対してエンジンからの出力が大きい場合には、余剰の動力で発電機を駆動し、二次電池の充電を行なう。また、ＨＥＶは、車両の制動時や減速時には、車輪によってモータを駆動し、モータを発電機として利用することによっても、二次電池の充電を行なう。逆に、エンジンからの出力が小さい場合には、ＨＥＶは、不足の動力を補うため、二次電池を放電してモータを駆動する。
【０００４】
このように、ＨＥＶにおいては、従来の自動車では熱として大気中に放出されていたエネルギーを二次電池に蓄積できるため、従来の自動車に比べて、エネルギー効率を高めることができ、燃費の飛躍的な向上を図ることができる。
【０００５】
また、ＨＥＶにおいては、エンジン始動用のスタータモータへの電力供給も、駆動用モータに電力を供給する二次電池によって行なわれる。但し、二次電池には、零度以下の低温下において放電電圧やＳＯＣ（State Of Charge）が大きく低下する特性があり、このような状況下では、エンジンを始動できない事態が発生する可能性がある。このため、特許文献１においては、二次電池用の制御装置（以下「電池ＥＣＵ」）によって放電電力の出力制限を行なうことで、低温下でのエンジン始動の確実性を高めている。
【０００６】
具体的には、電池ＥＣＵは、二次電池の放電電圧がスタータモータの駆動が実現可能な最低電圧を設定し、スタータモータの駆動の開始時に最低電圧以上であった放電電圧が、最低電圧まで低下すると、一旦、電力供給を停止させる。次に、電池ＥＣＵは、電力供給の停止後、放電電流による電池内部の発熱によって放電電圧が上昇すると、再度、スタータモータへの電力供給を許可する。電池ＥＣＵによるこの処理はエンジンが始動するまで行なわれる。このように、特許文献１においては、電池ＥＣＵが、二次電池に放電と放電停止とを繰り返し行なわせることによって、低温下でのエンジン始動の確実性の向上を図っている。
【特許文献１】特開２００２−１９５１３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、ＨＥＶに搭載される二次電池は、通常、複数個の電池セル（単電池）を直列に接続することによって構成されている。よって、個々の電池セルの容量にバラつきが発生すると、各電池セルの放電能力もバラつき、容量の低い電池セルの過放電によって転極が発生してしまう。また、転極は、短時間の間に放電と放電停止とを繰り返し行なうことにより、更に発生し易くなる。このため、スタータモータのオン・オフが繰り返される上記特許文献１の発明においては、転極する頻度が増大する可能性が高く、二次電池の寿命が低下し易いという問題がある。
【０００８】
本発明の目的は、上記問題を解消し、エンジン始動の確実性を高めつつ、二次電池の寿命の低下を抑制し得る二次電池用の制御装置及び二次電池の出力制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために本発明における二次電池用の制御装置は、動力源として内燃機関を有する車両に搭載された二次電池に用いられる制御装置であって、前記二次電池の蓄電状態を示す指標が放電停止条件に達すると、前記車両に搭載された車両用制御装置に対して、前記二次電池の放電停止を通知する制御部を備え、前記制御部は、前記二次電池による前記内燃機関のスタータモータへの電力供給が予定されている場合に、前記放電停止条件を緩和させることを特徴とする。
【００１０】
また、上記目的を達成するため本発明における二次電池の出力制御方法は、動力源として内燃機関を有する車両に搭載された二次電池の出力制御方法であって、（ａ）前記二次電池の蓄電状態を示す指標が放電停止条件に達したかどうかを判定し、前記指標が放電停止条件に達した場合に、前記車両に搭載された車両用制御装置に対して、前記二次電池の放電停止を通知する工程と、（ｂ）前記二次電池による前記内燃機関のスタータモータへの電力供給が予定されているかどうかを判定し、前記スタータモータへの電力供給が予定されている場合に、前記（ａ）の工程における前記放電停止条件を緩和させる工程とを有することを特徴とする。
【００１１】
また、上記目的を達成するため本発明におけるプログラムは、動力源として内燃機関を有する車両に搭載された二次電池の出力制御をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、（ａ）前記二次電池の蓄電状態を示す指標が放電停止条件に達したかどうかを判定し、前記指標が放電停止条件に達した場合に、前記車両に搭載された車両用制御装置に対して、前記二次電池の放電停止を通知するステップと、（ｂ）前記二次電池による前記内燃機関のスタータモータへの電力供給が予定されているかどうかを判定し、前記スタータモータへの電力供給が予定されている場合に、前記（ａ）のステップにおける前記放電停止条件を緩和させるステップとをコンピュータに実行させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
以上のように本発明によれば、内燃機関（エンジン）の始動時において、二次電池の放電停止条件が緩和される。よって、例えば、零度以下といった低温下においても、スタータモータに確実に電力が供給されるため、エンジン始動の確実性が高められる。また、本発明によれば、スタータモータのオン・オフを繰り返すことなく、エンジンを始動できるため、従来例に比べて、二次電池の劣化を抑制することもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
上記目的を達成するために本発明における二次電池用の制御装置は、動力源として内燃機関を有する車両に搭載された二次電池に用いられる制御装置であって、前記二次電池の蓄電状態を示す指標が放電停止条件に達すると、前記車両に搭載された車両用制御装置に対して、前記二次電池の放電停止を通知する制御部を備え、前記制御部は、前記二次電池による前記内燃機関のスタータモータへの電力供給が予定されている場合に、前記放電停止条件を緩和させることを特徴とする。
【００１４】
上記本発明における二次電池用の制御装置は、前記二次電池の蓄電状態を示す指標が、前記二次電池の端子電圧であり、前記放電停止条件が、前記二次電池の端子電圧が設定された下限値まで降下することであり、前記制御部が、前記放電停止条件を緩和するために、前記下限値を引き下げる態様とすることができる。
【００１５】
また、上記本発明における二次電池用の制御装置は、前記二次電池の蓄電状態を示す指標が、前記二次電池のＳＯＣであり、前記放電停止条件が、前記二次電池のＳＯＣが設定された下限値まで降下することであり、前記制御部が、前記放電停止条件を緩和するために、前記下限値を引き下げる態様とすることもできる。
【００１６】
更に、上記本発明における二次電池用の制御装置は、前記二次電池の蓄電状態を示す指標が、前記二次電池の端子電圧及びＳＯＣであり、前記放電停止条件が、前記二次電池の端子電圧及びＳＯＣが、それぞれについて設定された下限値まで降下することであり、前記制御部が、前記放電停止条件を緩和するために、前記二次電池の端子電圧及びＳＯＣそれぞれについて設定された前記下限値を引き下げる態様とすることもできる。
【００１７】
また、上記本発明における二次電池用の制御装置は、前記制御部が、前記二次電池による前記内燃機関のスタータモータへの電力供給が予定され、且つ、前記二次電池の電池温度が設定温度以下となっている場合に、前記放電停止条件を緩和させる態様とすることもできる。この場合は、二次電池の過放電を抑制する効果を高めることができる。
【００１８】
また、上記目的を達成するため本発明における二次電池の出力制御方法は、動力源として内燃機関を有する車両に搭載された二次電池の出力制御方法であって、（ａ）前記二次電池の蓄電状態を示す指標が放電停止条件に達したかどうかを判定し、前記指標が放電停止条件に達した場合に、前記車両に搭載された車両用制御装置に対して、前記二次電池の放電停止を通知する工程と、（ｂ）前記二次電池による前記内燃機関のスタータモータへの電力供給が予定されているかどうかを判定し、前記スタータモータへの電力供給が予定されている場合に、前記（ａ）の工程における前記放電停止条件を緩和させる工程とを有することを特徴とする。
【００１９】
上記本発明における二次電池の出力制御方法は、前記二次電池の蓄電状態を示す指標が、前記二次電池の端子電圧であり、前記放電停止条件が、前記二次電池の端子電圧が設定された下限値まで降下することであり、前記（ｂ）の工程において、前記放電停止条件を緩和するために、前記下限値の引き下げが行われる態様とすることができる。
【００２０】
また、上記本発明における二次電池の出力制御方法は、前記二次電池の蓄電状態を示す指標が、前記二次電池のＳＯＣであり、前記放電停止条件が、前記二次電池のＳＯＣが設定された下限値まで降下することであり、前記（ｂ）の工程において、前記放電停止条件を緩和するために、前記下限値の引き下げが行われる態様とすることもできる。
【００２１】
更に、上記本発明における二次電池の出力制御方法は、前記二次電池の蓄電状態を示す指標が、前記二次電池の端子電圧及びＳＯＣであり、前記放電停止条件が、前記二次電池の端子電圧及びＳＯＣが、それぞれについて設定された下限値まで降下することであり、前記（ｂ）の工程において、前記放電停止条件を緩和するために、前記二次電池の端子電圧及びＳＯＣそれぞれについて設定された前記下限値の引き下げが行われる態様とすることもできる。
【００２２】
また、上記本発明における二次電池の出力制御方法は、前記（ｂ）の工程において、前記スタータモータへの電力供給が予定され、且つ、前記二次電池の電池温度が設定温度以下となっている場合に、前記放電停止条件の緩和が行われる態様とすることもできる。
【００２３】
また、本発明は、上記の本発明における二次電池の出力制御方法を具現化するためのプログラムであっても良い。このプログラムをコンピュータにインストールして実行することにより、本発明における二次電池の出力制御方法が実行される。
【００２４】
（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１における二次電池用の制御装置及び二次電池の出力制御方法について、図１〜図５を参照しながら説明する。最初に、図１を用いて、本実施の形態１における二次電池用の制御装置を搭載した車両の構成について説明する。図１は、本発明の実施の形態１における二次電池用の制御装置を搭載した車両の概略構成を示す図である。
【００２５】
図１に示すように、本実施の形態１における二次電池用の制御装置を搭載した車両は、ＨＥＶである。車両は、ドライブシャフト２８に動力を伝達する動力源として、エンジン（内燃機関）２４と、モータ２６とを備えている。ドライブシャフト２８は、車輪（図示せず）に接続されている。また、電動車両は、モータ２６への電力供給源として二次電池４０を備えている。
【００２６】
二次電池４０は、リレーユニット２９及びインバータ２２を介してモータ２６に電力を供給する。また、二次電池４０は、リレーユニット２９及びインバータ２２を介して、エンジン始動用のスタータモータ３８にも電力を供給する。インバータ２２は、二次電池４０からの直流をモータ駆動用の交流に変換する。なお、図１においては、インバータ２２とスタータモータ３８とを接続する配線については図示を省略している。
【００２７】
エンジン２４は、動力分割機構２５、減速機２７及びドライブシャフト２８を介して車輪に動力を伝達している。モータ２６は、減速機２７及びドライブシャフト２８を介して車輪に動力を伝達している。二次電池４０に充電が必要な場合は、エンジン２４の動力の一部が、動力分割機構２５を介して、発電機２３に伝達される。
【００２８】
発電機２３によって発生した電力は、インバータ２２及びリレーユニット２９を介して二次電池４０に供給され、充電に利用される。また、電動車両の減速時や制動時においては、モータ２６が発電機として利用される。モータ２６によって発生した電力も、インバータ２２及びリレーユニット２９を介して二次電池４０に供給され、充電に利用される。
【００２９】
リレーユニット２９は、リレー３０〜３２と、抵抗３３とを備えている。リレー３１は、二次電池４０の正極端子とインバータ２２の高電位入力端子との間に接続されている。リレー３２は、二次電池４０の負極端子とインバータ２２の低電位入力端子との間に接続されている。リレー３０は、抵抗３３に対して直列に接続され、リレー３１に対して並列に接続されている。リレー３０は、抵抗３３と共に、車両の起動時にインバータ２２の平滑用コンデンサ（図示せず）をプリチャージするのに用いられる。
【００３０】
また、電動車両は、制御装置として、本実施の形態１における二次電池用の制御装置（電池ＥＣＵ）１と、車両用制御装置（車両ＥＣＵ）２０と、エンジン用制御装置（エンジンＥＣＵ）２１とを備えている。エンジンＥＣＵ２１は、主に、エンジン２４の点火時期や燃料噴射量等を制御している。電池ＥＣＵ１は、主に、二次電池４０の端子電圧の測定、電流の測定、温度の測定、ＳＯＣの算出、及び劣化判定等を行ない、これらの結果を情報として車両ＥＣＵ２０に送信する。なお、電池ＥＣＵ１の具体的な構成及び機能については、図２を用いて後述する。
【００３１】
車両ＥＣＵ２０は、電池ＥＣＵ１やエンジンＥＣＵ２１等から入力される情報に基づいて、インバータ２２を制御し、これによって、モータ２６やスタータモータ３８の駆動を制御している。エンジンＥＣＵ２１から入力される情報としては、エンジン２４の運転状態やクランクシャフトの回転角等が挙げられる。電池ＥＣＵ１からの情報としては、上述した二次電池４０のＳＯＣ等の情報の他に、二次電池４０の放電電力の上限値等も挙げられる。また、アクセルペダル３７の操作量、ブレーキペダル３６の操作量、シフトレバー３５で選択されているシフトレンジ等も、車両ＥＣＵ２０に入力されており、これらの情報もインバータ２２の制御に利用される。
【００３２】
また、車両ＥＣＵ２０は、起動電圧（最小動作電圧）のリレー３０〜３２への供給により、リレー３０〜３２を閉状態とし、起動電圧の供給の停止により、リレー３０〜３２を開状態とする。具体的には、車両ＥＣＵ２０は、イグニッション（ＩＧ）３４がエンジンスタート位置になったこと（ＩＧ−ＯＮ）を検出すると、先ず、リレー３０及びリレー３２を閉状態にする。これにより、インバータ２２の平滑用コンデンサへのプリチャージが行われる。プリチャージが終了すると、車両ＥＣＵ２０は、リレー３１を閉状態にして、二次電池４０からインバータ２２を介してモータ２６へと電力が供給されるようにする。また、車両ＥＣＵ２０は、イグニッション（ＩＧ）３４のオフを検出すると起動電圧の供給を停止する。
【００３３】
また、車両ＥＣＵ２０は、イグニッション３４のオンを検出すると、起動電圧を供給する前に、そのことを通知する信号を電池ＥＣＵ１に送信する。一方、車両ＥＣＵ２０は、イグニッション３４のオフを検出すると、起動電圧の供給を停止すると同時に、そのことを通知する信号も電池ＥＣＵ１に送信する。
【００３４】
更に、図示していないが、スタータモータ３８とインバータ２２とを接続する配線上には、スタータモータ３８をオン・オフするためのリレーが設けられている。車両ＥＣＵ２０は、ＩＧ−ＯＮとなり、更にリレー３０〜３２が閉状態となると、スタータモータ３８のオン・オフ用のリレーに起動電圧を供給して、このリレーを閉状態とする。リレーが閉状態となるとスタータモータ３８に電力が供給され、スタータモータ３８の駆動力によってエンジンが始動する。また、車両ＥＣＵ２０は、ＩＧ−ＯＮを検知すると、電池ＥＣＵ１へエンジンスタート信号を出力する。
【００３５】
本実施の形態１において、二次電池４０は、電池ブロックＢ1〜Ｂ20を直列に接続して構成されている。電池ブロックＢ1〜Ｂ20は、電池ケース４２に収容されている。また、電池ブロックＢ1〜Ｂ20それぞれは、２個の電池モジュールを電気的に直列に接続して構成されており、更に、各電池モジュールは、６個の単電池４１を電気的に直列に接続して構成されている。各単電池４１としては、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池等を用いることができる。なお、電池ブロック、電池モジュール、単電池４１の数は特に限定されるものではない。二次電池４０の構成も上記した例に限定されるものではない。
【００３６】
また、電池ケース４２内には、複数の温度センサ４３が配置されている。複数の温度センサ４３の配置は、比較的温度が近い複数の電池ブロックを１つのグループとして、或いはいずれの電池ブロックとも比較的温度差がある１つの電池ブロックを１つのグループとして、グループ毎に１つの温度センサ４３を配置することによって行なわれている。また、グループ分けは、事前の実験等によって、各電池ブロックの温度を計測することによって行なわれている。
【００３７】
次に、本実施の形態１における二次電池用の制御装置の構成について図２を用いて説明する。図２は、本発明の実施の形態１における電池用制御装置の概略構成を示す図である。図２に示すように、二次電池用の制御装置（電池ＥＣＵ）１は、主に、電流測定部２と、電圧測定部４と、温度測定部３と、制御部５と、記憶部（メモリ）６とを備えている。
【００３８】
電圧測定部４は、二次電池４０の端子電圧を測定している。本実施の形態１では、電圧測定部４は、電池ブロックＢ1〜Ｂ20それぞれの端子電圧（ブロック電圧）Ｖｕ1〜Ｖｕ20を測定する。また、電圧測定部４は、端子電圧Ｖｕ1〜Ｖｕ20を特定する電圧データを生成し、これを制御部５に出力している。電圧測定部４による制御部５への電圧データの出力は、予め設定された周期で行われ、制御部５は電圧データを記憶部６に格納する。
【００３９】
電流測定部２は、二次電池４０の充放電時における電流の電流値Ｉを測定している。本実施の形態１では、電流測定部２は、電流センサ４４が出力したアナログ信号をデジタル信号に変換し、これに基づいて、充電時に二次電池４０に入力された電流の電流値Ｉと、放電時に二次電池４０から出力された電流の電流値Ｉとを特定する電流データを生成し、これを制御部５に出力する。また、電流測定部２は、充電時をマイナス、放電時をプラスとして電流データを生成する。電流測定部２による制御部５への電流データの出力も、予め設定された周期で行われ、制御部５は電流データも記憶部６に格納する。
【００４０】
温度測定部３は、二次電池４０の電池温度の測定を行なっている。本実施の形態１では、温度測定部３は、グループ毎に設置された各温度センサ４３が出力するアナログ信号をデジタル信号に変換し、これに基づいてグループ毎の電池温度を特定する温度データを生成し、これを制御部５に出力する。温度測定部３による制御部５への温度データの出力も、予め設定された周期で行われ、制御部５は温度データも記憶部６に格納する。
【００４１】
また、制御部５は、条件設定部７と、監視部８と、通信部９と、演算部１０とを備えている。本実施の形態１において、条件設定部７は、設定時間内に二次電池４０が出力可能な放電電力の上限値を設定する。具体的には、条件設定部７は、短時間出力上限値Ｐｐと長時間出力上限値Ｐｎとの二種類の上限値を設定している。設定された短時間出力上限値Ｐｐ及び長時間出力上限値Ｐｎは、それぞれ短時間出力情報及び長時間出力情報として記憶部６に格納される。
【００４２】
短時間出力上限値Ｐｐは、例えば１秒〜２秒といった短い設定時間内に二次電池４０が出力可能な放電電力の上限値である。短時間出力上限値Ｐｐは、車両の発進時、シフトチェンジ時、エンジン始動時等のように、二次電池４０に対して短時間の高出力放電が要求される場合において、二次電池の放電出力を制限している。一方、長時間出力上限値Ｐｎは、例えば１０秒程度といった比較的長時間の間に二次電池が出力可能な放電電力の上限値である。長時間出力上限値Ｐｎは、例えば車両が定常走行をしている場合において、二次電池の放電出力を制限している。
【００４３】
また、本実施の形態１においては、条件設定部７は、電池温度とＳＯＣとをパラメータとする二次元マップを用いて、短時間出力上限値Ｐｐ及び長時間出力上限値Ｐｎを設定している。具体的には、二次元マップは、縦軸（又は横軸）を電池温度、横軸（又は縦軸）をＳＯＣとし、縦軸と横軸との交点に最適な上限値を記録して構成されている。また、二次元マップは、短時間出力上限値Ｐｐ及び長時間出力上限値Ｐｎそれぞれについて、予め実験によって作成されており、記憶部６に格納されている。条件設定部７は、温度データに基づいて、グループ毎の電池温度の中から最も低い電池温度（最低電池温度）を特定し、これと、後述の演算部１０が推定したＳＯＣとを二次元マップに当てはめ、最適な短時間出力上限値Ｐｐと長時間出力上限値Ｐｎとを設定している。
【００４４】
更に、本実施の形態１においては、条件設定部７は、短時間出力上限値Ｐｐの設定の際、短時間出力上限値Ｐｐについて、短時間放電制限電圧Ｖ1及び短時間放電停止電圧Ｖ2も設定する（Ｖ1＞Ｖ2）。また、条件設定部７は、長時間出力上限値Ｐｎの設定の際、長時間出力上限値Ｐｎについて、長時間放電制限電圧Ｖ11及び長時間放電停止電圧Ｖ12も設定する（Ｖ11＞Ｖ12）。
【００４５】
短時間放電制限電圧Ｖ1及び長時間放電制限電圧Ｖ11は、後述の監視部８による短時間出力上限値Ｐｐ及び長時間出力上限値Ｐｎの引き下げのトリガとなる電圧である。また、短時間放電停止電圧Ｖ2及び長時間放電停止電圧Ｖ12は、後述の監視部８による放電停止のトリガとなる電圧である。
【００４６】
また、記憶部６には、温度とその温度に最適な短時間放電制限電圧Ｖ1とを特定するマップ、温度とその温度に最適な短時間放電停止電圧Ｖ2とを特定するマップが格納されている。更に、記憶部６には、温度とその温度に最適な長時間放電制限電圧Ｖ11とを特定するマップ、温度とその温度に最適な長時間放電停止電圧Ｖ12とを特定するマップも格納されている。条件設定部７は、最低電池温度をこれらのマップに当てはめることによって、短時間放電制限電圧Ｖ1、短時間放電停止電圧Ｖ2、長時間放電制限電圧Ｖ11及び長時間放電停止電圧Ｖ12を設定している。
【００４７】
なお、これらのマップは、予め行なわれた放電実験の結果に基づいて、二次電池４０の性能や負荷を考慮して作成されている。特に、短時間放電停止電圧Ｖ2を特定するマップや長時間放電停止電圧Ｖ1を特定するマップの作成においては、二次電池４０を構成する単電池における転極の発生を回避できるように考慮されている。
【００４８】
監視部８は、二次電池４０の端子電圧が放電制限電圧まで降下すると、二次電池４０の端子電圧の降下を抑制するため、上限値の引き下げを行う。また、二次電池４０の端子電圧が更に降下して放電停止電圧に到達すると、放電を停止させる。この点について図３を用いて説明する。図３は、本実施の形態１において、上限値の引き下げ処理を行った場合の二次電池の端子電圧と上限値との変化を示す図である。
【００４９】
先ず、監視部８は、電池ブロック毎に測定された端子電圧Ｖｕ1〜Ｖｕ20の中から最も低い端子電圧（最低端子電圧）Ｖｕ＿ｍｉｎを特定する。次いで、図３に示すＴ1の時点のように、Ｖｕ＿ｍｉｎが長時間放電制限電圧Ｖ11まで降下すると、監視部８は、長時間出力上限値Ｐｎの値をそれよりも一段小さい値に再設定して、長時間出力上限値Ｐｎを引き下げる。更に、監視部８は、長時間出力情報の内容の書き換えも行なう。
【００５０】
次に、図３に示すＴ2の時点のように、Ｖｕ＿ｍｉｎが短時間放電制限電圧Ｖ1まで降下すると、監視部８は、短時間出力上限値Ｐｐの値をそれよりも一段小さい値に再設定して、短時間出力上限値Ｐｐを引き下げる。更に、監視部８は、短時間出力情報の内容の書き換えも行なう。なお、長時間出力上限値Ｐｎ及び短時間出力上限値Ｐｐの引き下げ幅は、二次電池４０の性能や電圧の降下速度等に応じて適宜設定され、特に限定されるものではない。
【００５１】
更に、図３のＴ3の時点のように、Ｖｕ＿ｍｉｎが長時間放電停止電圧Ｖ12まで降下すると、監視部８は、長時間の場合の放電の停止を決定し、長時間出力上限値Ｐｎの値を０（ゼロ）に再設定すると共に長時間出力情報の内容を書き換える。また、図３のＴ4の時点のように、Ｖｕ＿ｍｉｎが短時間放電停止電圧Ｖ2まで降下すると、監視部８は、短時間の場合の放電の停止を決定し、短時間出力上限値Ｐｐの値を０（ゼロ）に再設定すると共に短時間出力情報の内容も書き換える。
【００５２】
このように、監視部８は、二次電池４０の端子電圧の降下に合わせて、短時間上限値Ｐｐ及び長時間上限値Ｐｎの引き下げを行なうことで、端子電圧の降下の抑制を図っている。また、監視部８は、二次電池４０の端子電圧が更に降下したときは、放電を停止することによって、二次電池の劣化の抑制も図っている。なお、監視部８による上記の処理は、一定時間毎に又は常時行われる。
【００５３】
但し、例えば、零度以下の低温時のように二次電池の端子電圧が低下する場合においても、監視部８が、常温時と同様に、図３に示した処理を行うとすると、スタータモータ３８に電力が供給されず、エンジン２４が始動できない可能性がある。このため、本実施の形態１においては、監視部８は、エンジン始動時に関連した短時間放電制限電圧Ｖ1及び短時間放電停止電圧Ｖ2について、値の引き下げを行っている。この点について図４を用いて説明する。なお、本実施の形態１においては、引き下げ後の短時間放電制限電圧Ｖ1を「短時間放電制限電圧Ｖα」とし、引き下げ後の短時間放電停止電圧Ｖ2を「短時間放電停止電圧Ｖβ」とする。
【００５４】
図４は、エンジン始動時における二次電池の端子電圧と短時間放電制限電圧及び短時間放電停止電圧との変化を示す図である。図４に示すように、監視部８は、二次電池４０によるスタータモータ３８（図１参照）への電力供給が予定されている場合に、短時間放電制限電圧をＶ1からＶαに引き下げ、短時間放電停止電圧をＶ2からＶβに引き下げる。
【００５５】
よって、図４に示すように、Ｖｕ＿ｍｉｎが短時間放電制限電圧Ｖ1まで降下しても、短時間出力上限値Ｐｐの引き下げは行われず（Ｔ2参照）、Ｖｕ＿ｍｉｎが引き下げ後の短時間放電制限電圧Ｖαまで降下して初めて引き下げが行われる（Ｔ3参照）。また、スタータモータ３８への電力供給によってＶｕ＿ｍｉｎが更に降下し、短時間放電停止電圧Ｖ2まで降下しても、短時間放電停止電圧Ｖβまで降下しない限り、放電は停止されず、スタータモータ３８への電力供給は継続される。
【００５６】
この結果、例えば低温時であっても、エンジン始動の確実性が高められる。なお、短時間放電制限電圧Ｖ1及び短時間放電停止電圧Ｖ2の引き下げ幅は、二次電池４０の性能を考慮し、二次電池４０を構成する単電池における転極の発生が回避できるように適宜設定されている。
【００５７】
また、本実施の形態１において「二次電池４０によるスタータモータ３８への電力供給が予定されている場合」とは、車両ＥＣＵ２０から電池ＥＣＵ１にエンジンスタート信号が出力された場合をいう。具体的には、図４に示すようにエンジンスタート信号の論理レベルがローからハイに切り替えられた場合であって、Ｔ1〜Ｔ5までの区間をいう。
【００５８】
通信部９は、車両に搭載された車両ＥＣＵ２０に対して、短時間出力上限値Ｐｐ及び長時間出力上限値Ｐｎを出力する。本実施の形態１においては、通信部９は、記憶部に格納された短時間出力情報及び長時間出力情報を車両ＥＣＵ２０に出力している。また、短時間出力情報及び長時間出力情報の車両ＥＣＵ２０への出力は、一定時間毎に、又は引き下げや引き上げが行われる度に行なわれる。
【００５９】
短時間出力情報及び長時間出力情報が入力されると、車両ＥＣＵ２０は、二次電池４０の使用において短時間出力上限値Ｐｐや長時間出力上限値Ｐｎに拘束される。つまり、車両ＥＣＵ２０は、短時間出力情報によって特定される短時間出力上限値Ｐｐや、長時間出力情報によって特定される長時間出力上限値Ｐｎの範囲内で、二次電池４０を使用して、モータ２６（図１参照）やスタータモータ３８（図１参照）を駆動させる。
【００６０】
演算部１０は、二次電池４０のＳＯＣの推定を行っている。推定されたＳＯＣは、通信部９によって車両ＥＣＵ２０へと出力される。本実施の形態１においては、演算部１０は、二次電池４０の積算容量Ｑに基づいて第１のＳＯＣを推定する。また、演算部１０は、充放電履歴に基づいて第２のＳＯＣも推定する。更に、演算部１０は、第１のＳＯＣと第２のＳＯＣとの差を求め、求めた差に基づいて第１のＳＯＣを補正し、補正後の第１のＳＯＣを二次電池４０のＳＯＣとしている。
【００６１】
具体的には、第１のＳＯＣの推定は、以下の手順によって行なわれる。先ず、演算部１０は、記憶部６に格納された電流データを読み出して電流値Ｉを取得し、取得された電流値Ｉが充電時の電流（−）の場合はそれに充電効率を乗算する。次に、演算部１０は、得られた電流値Ｉ（充電時の場合は乗算値）を設定された時間にわたって積算して、積算容量Ｑを算出する。更に、演算部１０は、予め実験によって求められている満充電時の容量と積算容量Ｑとの差を求め、次いで、求めた差の満充電時の容量に対する比を求め、求めた比［％］を第１のＳＯＣとして推定する。
【００６２】
また、第２のＳＯＣの推定は以下の手順によって行なわれる。先ず、演算部１０は、設定期間内において、電圧測定部４から出力された電圧データと、電流測定部２から出力された電流データとから、電池ブロック毎に、端子電圧の電圧値と充放電時の電流の電流値Ｉとのペアデータを複数個取得する。取得されたペアデータは、充放電履歴として、記憶部６に格納される。
【００６３】
次に、演算部１０は、記憶部６に格納された電池ブロック毎のペアデータの中から、代表となる電池ブロックの、上限及び下限を除いた平均的なペアデータを選択する。更に、演算部１０は、この選択されたペアデータから、回帰分析法を用いて、１次の近似直線（Ｖ−Ｉ近似直線）を求める。更に、演算部１０は、Ｖ−Ｉ近似直線のＶ切片を求め、これを代表となる電池ブロックの無負荷電圧ＯＣＶとする。
【００６４】
次に、演算部１０は、積算容量Ｑの設定期間（又は単位時間）あたりの変化量△Ｑに基づいて、二次電池４０の分極電圧を推定する。具体的には、演算部１０は、変化量△Ｑに対して時間遅延処理及び平均化処理を行ない、これによって△Ｑの不要な高周波成分に相当する変動成分を除去して、△Ｑ´を算出する。更に、演算部１０は、温度を縦軸（又は横軸）、△Ｑ´を横軸（又は縦軸）とし、縦軸と横軸との交点に対応する分極電圧が記録された二次元マップに、算出した変化量△Ｑ´と最低電池温度とを当てはめて分極電圧を特定する。演算部１０は、この特定した分極電圧を二次電池４０の分極電圧として推定する。なお、この二次元マップも記憶部６に格納されている。
【００６５】
次いで、演算部１０は、代表となる電池ブロックの無負荷電圧ＯＣＶから、推定した分極電圧を減算して、代表となる電池ブロックの起電力を算出する。更に、演算部１０は、温度を縦軸（又は横軸）、起電力を横軸（又は縦軸）とし、縦軸と横軸との交点に対応するＳＯＣが記録された二次元マップに、算出された起電力と最低電池温度とを当てはめてＳＯＣを特定し、これを第２のＳＯＣとして推定する。なお、この二次元マップも記憶部６に格納されている。
【００６６】
また、上記の例では、代表となる電池ブロックを選択してＯＣＶの算出を行なっているが、これに限定されるものではない。たとえば、二次電池全体の無負荷電圧を算出し、これから二次電池全体の起電力を算出して、第２のＳＯＣを推定することもできる。
【００６７】
次に、本発明の実施の形態１における二次電池の出力制御方法について、図５を用いて説明する。図５は、本発明の実施の形態１における二次電池の出力制御方法を示す流れ図である。本実施の形態１における二次電池の出力制御方法は、図１及び図２に示した本実施の形態１における電池ＥＣＵ（電池用制御装置）１を動作させることによって実施される。よって、以下においては、適宜図１〜図４を参酌しながら、図１及び図２に示す電池ＥＣＵ１の動作に基づいて説明する。
【００６８】
図５に示すように、最初に、条件設定部７は、短時間出力上限値Ｐｐ、短時間放電制限電圧Ｖ1及び短時間放電停止電圧Ｖ2を設定し（ステップＳ１）、更に、長時間出力上限値Ｐｎ、長時間放電制限電圧Ｖ11及び長時間放電停止電圧Ｖ12を設定する（ステップＳ２）。なお、ステップＳ１とステップＳ２とは同時に実行しても良いし、順序を入れ替えて実行しても良い。
【００６９】
次に、監視部８は、車両ＥＣＵ２０からのエンジンスタート信号が出力されているかどうかを判定する（ステップＳ３）。エンジンスタート信号が出力されている場合は、監視部８は、短時間放電制限電圧Ｖ1を引き下げ（短時間放電制限電圧Ｖα）、更に短時間放電停止電圧Ｖ2（短時間放電停止電圧Ｖβ）も引き下げ（ステップＳ４）、その後、ステップＳ５を実行する。一方、エンジンスタート信号が出力されていない場合は、監視部８は、短時間放電制限電圧Ｖ1及び短時間放電停止電圧Ｖ2の引き下げを行わずにステップＳ５を実行する。
【００７０】
ステップＳ５においては、監視部８は、最低端子電圧Ｖｕ＿ｍｉｎが長時間放電制限電圧Ｖ11以下となっているかどうかを判定する。最低端子電圧Ｖｕ＿ｍｉｎが長時間放電制限電圧Ｖ11以下となっていない場合は、監視部８は、ステップＳ９を実行する。一方、最低端子電圧Ｖｕ＿ｍｉｎが長時間放電制限電圧Ｖ11以下となっている場合は、監視部８は、最低端子電圧Ｖｕ＿ｍｉｎが長時間放電停止電圧Ｖ12以下となっているかどうかを判定する（ステップＳ６）。
【００７１】
ステップＳ６の判定の結果、最低端子電圧Ｖｕ＿ｍｉｎが長時間放電停止電圧Ｖ12以下となっている場合は、監視部８は、長時間における放電を停止するため、長時間出力上限値Ｐｎの値を０（ゼロ）に設定し（ステップＳ８）、その後、ステップＳ９を実行する。一方、ステップＳ６の判定の結果、最低端子電圧Ｖｕ＿ｍｉｎが長時間放電停止電圧Ｖ12以下となっていない場合は、監視部は、長時間出力上限値Ｐｎの値を一段階引き下げ（ステップＳ７）、その後、ステップＳ９を実行する。
【００７２】
ステップＳ９においては、監視部８は、最低端子電圧Ｖｕ＿ｍｉｎが短時間放電制限電圧Ｖ1以下となっているかどうかを判定する。但し、ステップＳ４が実行されている場合は、ステップＳ９において、監視部８は、最低端子電圧Ｖｕ＿ｍｉｎが短時間放電制限電圧Ｖα以下となっているかどうかを判定する。
【００７３】
最低端子電圧Ｖｕ＿ｍｉｎが短時間放電制限電圧Ｖ1（又はＶα）以下となっていない場合は、監視部８は、ステップＳ１３を実行する。一方、最低端子電圧Ｖｕ＿ｍｉｎが短時間放電制限電圧Ｖ1（又はＶα）以下となっている場合は、監視部８は、最低端子電圧Ｖｕ＿ｍｉｎが短時間放電停止電圧Ｖ2以下となっているかどうかを判定する（ステップＳ１０）。但し、ステップＳ４が実行されている場合は、ステップＳ１０においても、監視部８は、最低端子電圧Ｖｕ＿ｍｉｎが短時間放電停止電圧Ｖβ以下となっているかどうかを判定する。
【００７４】
ステップＳ１０の判定の結果、最低端子電圧Ｖｕ＿ｍｉｎが短時間放電停止電圧Ｖ2（又はＶβ）以下となっている場合は、短時間における放電を停止するため、監視部は、短時間出力上限値Ｐｐの値を０（ゼロ）に設定する（ステップＳ１２）。一方、ステップＳ１０の判定の結果、最低端子電圧Ｖｕ＿ｍｉｎが短時間放電停止電圧Ｖ2（又はＶβ）以下となっていない場合は、監視部は、短時間出力上限値Ｐｐの値を一段階引き下げる（ステップＳ１１）。
【００７５】
その後、通信部９が、短時間出力情報と長時間出力情報とを車両ＥＣＵ２０に出力し（ステップＳ１３）、処理が終了する。また、本実施の形態１において、図５に示すステップＳ１〜Ｓ１３までの処理は、一定周期（例えば、１００ｍｓ周期）で実行されている。
【００７６】
このように、本実施の形態１によれば、二次電池４０の蓄電状態を示す指標（二次電池４０のブロック電圧）が放電停止条件に達した場合であっても、エンジン始動時であることを条件に、放電停止条件の緩和、即ち、短時間放電停止電圧（下限値）の引き下げが行われる。このため、低温化でのエンジン始動の確実性を高めることができる。また、短時間放電停止電圧の引き下げにより、エンジン始動に必要な電力が確保され、スタータモータ３８のオン・オフを繰り返すことなくエンジンを始動できるため、従来に比べて、二次電池４０の劣化を抑制できる。
【００７７】
また、図５においては示していないが、本実施形態１においては、ステップＳ３において、監視部は、エンジンスタート信号の出力の有無に加え、二次電池４０の電池温度が一定値（例えば零度）以下であるかどうかを判断することができる。この場合は、低温時のみステップＳ４が実行されるため、より一層二次電池の劣化が抑制される。
【００７８】
また、本実施の形態１における電池ＥＣＵ１は、マイクロコンピュータに、図５に示す各種処理を具現化させるプログラムをインストールし、このプログラムを実行することによって、実現することができる。この場合、マイクロコンピュータのＣＰＵ（central  processing  unit）が制御部５として機能する。また、電圧センサの接続回路とＣＰＵとが電圧測定部４として機能し、電流センサ４４の接続回路とＣＰＵとが電流測定部２として機能し、更に、温度センサ４３の接続回路とＣＰＵとが温度測定部３として機能する。更に、マイクロコンピュータが備える各種メモリが記憶部６として機能する。
【００７９】
更に、ＨＥＶの分野においては、車両ＥＣＵが電池ＥＣＵとしても機能する態様が考えられる。この態様においては、本実施の形態１における電池ＥＣＵ１は、車両ＥＣＵ２０を構成するマイクロコンピュータに、図５に示す各種処理を具現化させるプログラムをインストールし、このプログラムを実行することによって、実現することができる。
【００８０】
（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２における二次電池用の制御装置及び二次電池の出力制御方法について、図６〜図８を参照しながら説明する。図６は、本実施の形態２において、上限値の引き下げ処理を行った場合の二次電池のＳＯＣと上限値との変化を示す図である。図７は、エンジン始動時における二次電池のＳＯＣと短時間放電停止ＳＯＣとの変化を示す図である。
【００８１】
本実施の形態２における二次電池用の制御装置も、実施の形態１における二次電池用の制御装置と同様に、ＨＥＶに搭載されている（図１参照）。また、本実施の形態２において制御対象となる二次電池は、実施の形態１において図１及び図２に示した二次電池４０と同様のものである。更に、本実施の形態２における二次電池用の制御装置は、図１及び図２に示した実施の形態１における二次電池用の制御装置と同様の構成を備えている。
【００８２】
但し、本実施の形態２においては、実施の形態１と異なり、二次電池の蓄電状態を示す指標として二次電池のＳＯＣが用いられ、二次電池のＳＯＣが設定値まで降下することを放電停止条件としている。
【００８３】
具体的には、本実施の形態２では、条件設定部は、放電停止のトリガとして、短時間放電停止電圧及び長時間放電停止電圧の代わりに、短時間放電停止ＳＯＣ及び長時間放電停止ＳＯＣを設定する。また、記憶部には、温度とその温度に最適な短時間放電停止ＳＯＣとを特定するマップ、及び温度とその温度に最適な長時間放電停止ＳＯＣとを特定するマップが格納されている。条件設定部７は、これらのマップに、温度データから特定される最低電池温度をこれらのマップに当てはめることによって、短時間放電停止ＳＯＣ及び長時間放電停止ＳＯＣの設定を行っている。
【００８４】
また、このため、図６に示すように、監視部は、二次電池のＳＯＣの値が、長時間放電停止ＳＯＣの値Ｂまで降下すると、長時間の場合の放電の停止を決定し、長時間出力上限値Ｐｎの値を０（ゼロ）に再設定する（Ｔ1参照）。更に、図６のＴ2の時点のように、監視部は、二次電池のＳＯＣの値が短時間放電停止ＳＯＣの値Ａまで降下すると、短時間の場合の放電の停止を決定し、短時間出力上限値Ｐｐの値を０（ゼロ）に再設定する。
【００８５】
また、例えば、低温時は、二次電池のＳＯＣが低下すると、エンジン始動が困難な状況となるため、本実施の形態２では、監視部は、エンジン始動時において短時間放電停止ＳＯＣの値の引き下げを行っている。
【００８６】
例えば、図７に示すように、監視部は、エンジンスタート信号の論理レベルがローからハイとなると、短時間放電停止ＳＯＣの値をＡからａに引き下げる（Ａ＞ａ）。この結果、図７に示すように、スタータモータへの電力供給によって二次電池のＳＯＣが更に降下し、ＳＯＣの値がＡまで降下しても、ａまで降下しない限り、放電は停止されず、スタータモータへの電力供給は継続される。
【００８７】
この結果、例えば低温時であっても、本実施の形態２によれば、エンジン始動の確実性が高められる。なお、短時間放電停止ＳＯＣの引き下げ幅は、二次電池の性能を考慮し、二次電池を構成する単電池における転極の発生が回避できるように設定されている。
【００８８】
次に、本発明の実施の形態２における二次電池の出力制御方法について、図８を用いて説明する。図８は、本発明の実施の形態２における二次電池の出力制御方法を示す流れ図である。本実施の形態２における二次電池の出力制御方法は、実施の形態２における電池ＥＣＵ（電池用制御装置）を動作させることによって実施される。
【００８９】
図８に示すように、最初に、条件設定部は、短時間出力上限値Ｐｐ、短時間放電制限電圧Ｖ1及び短時間放電停止ＳＯＣを設定し（ステップＳ２１）、更に、長時間出力上限値Ｐｎ、長時間放電制限電圧Ｖ11及び長時間放電停止ＳＯＣを設定する（ステップＳ２２）。なお、ステップＳ２１とステップＳ２２とは同時に実行しても良いし、順序を入れ替えて実行しても良い。また、ステップＳ２１において、短時間放電停止ＳＯＣの値はＡに設定されており、ステップＳ２２において長時間放電停止ＳＯＣの値はＢに設定されているとする。
【００９０】
次に、監視部は、車両ＥＣＵからエンジンスタート信号が出力されているかどうかを判定する（ステップＳ２３）。ステップＳ２３は、実施の形態１において図５に示したステップＳ３と同様のステップである。
【００９１】
エンジンスタート信号が出力されている場合は、監視部は、短時間放電停止ＳＯＣの値をＡからａに引き下げ（ステップＳ２４）、その後、ステップＳ２５を実行する。また、ステップＳ２４においては、実施の形態１に示したステップＳ４と同様に、監視部は、短時間放電制限電圧Ｖ1の値も引き下げている。一方、エンジンスタート信号が出力されていない場合は、監視部は、短時間放電停止ＳＯＣの引き下げを行わずにステップＳ２５を実行する。なお、本実施の形態２においても、引き下げ後の短時間放電制限電圧を「短時間放電制限電圧Ｖα」とする。
【００９２】
ステップＳ２５においては、監視部は、最低端子電圧Ｖｕ＿ｍｉｎが長時間放電制限電圧Ｖ11以下となっているかどうかを判定する。最低端子電圧Ｖｕ＿ｍｉｎが長時間放電制限電圧Ｖ11以下となっていない場合は、監視部は、ステップＳ２９を実行する。一方、最低端子電圧Ｖｕ＿ｍｉｎが長時間放電制限電圧Ｖ11以下となっている場合は、監視部は、二次電池のＳＯＣの値が長時間放電停止ＳＯＣの値Ｂ以下となっているかどうかを判定する（ステップＳ２６）。
【００９３】
ステップＳ２６の判定の結果、二次電池のＳＯＣの値が長時間放電停止ＳＯＣの値Ｂ以下となっている場合は、長時間における放電を停止するため、監視部は、長時間出力上限値Ｐｎの値を０（ゼロ）に設定し（ステップＳ２８）、その後、ステップＳ２９を実行する。一方、ステップＳ２６の判定の結果、二次電池のＳＯＣの値が長時間放電停止ＳＯＣの値Ｂ以下となっていない場合は、監視部は、長時間出力上限値Ｐｎの値を一段階引き下げ（ステップＳ２７）、その後、ステップＳ２９を実行する。
【００９４】
ステップＳ２９においては、監視部は、最低端子電圧Ｖｕ＿ｍｉｎが短時間放電制限電圧Ｖ1以下となっているかどうかを判定する。但し、ステップＳ２４が実行されている場合は、ステップＳ２９において、監視部は、最低端子電圧Ｖｕ＿ｍｉｎが短時間放電制限電圧Ｖα以下となっているかどうかを判定する。なお、ステップＳ２９は、実施の形態１において図５に示したステップＳ９と同様のステップである。
【００９５】
最低端子電圧Ｖｕ＿ｍｉｎが短時間放電制限電圧Ｖ1（又はＶα）以下となっていない場合は、監視部は、ステップＳ３３を実行する。一方、最低端子電圧Ｖｕ＿ｍｉｎが短時間放電制限電圧Ｖ1（又はＶα）以下となっている場合は、監視部は、演算部によって推定された二次電池のＳＯＣの値が、短時間放電停止ＳＯＣの値Ａ以下となっているかどうかを判定する（ステップＳ３０）。但し、ステップＳ２４が実行されている場合は、ステップＳ３０において、監視部は、二次電池のＳＯＣの値が短時間放電停止ＳＯＣの値ａ以下となっているかどうかを判定する。
【００９６】
ステップＳ３０の判定の結果、二次電池のＳＯＣの値が短時間放電停止ＳＯＣの値Ａ（又はａ）以下となっている場合は、短時間における放電を停止するため、監視部は、短時間出力上限値Ｐｐの値を０（ゼロ）に設定する（ステップＳ３２）。一方、ステップＳ３０の判定の結果、二次電池のＳＯＣの値が短時間放電停止ＳＯＣの値Ａ（又はａ）以下となっていない場合は、監視部は、短時間出力上限値Ｐｐの値を一段階引き下げる（ステップＳ３１）。
【００９７】
その後、通信部が、短時間出力情報と長時間出力情報とを車両ＥＣＵに出力し（ステップＳ３３）、処理が終了する。ステップＳ３３は、実施の形態１において図５に示したステップＳ１３と同様のステップである。また、本実施の形態２においても、図８に示すステップＳ２１〜Ｓ３３までの処理は、一定周期（例えば、１００ｍｓ周期）で実行されている。
【００９８】
このように、本実施の形態２においても、二次電池の蓄電状態を示す指標（二次電池のＳＯＣ）が放電停止条件に達した場合に、エンジン始動時であることを条件に、放電停止条件の緩和、即ち、短時間放電停止ＳＯＣ（下限値）の引き下げが行われる。このため、本実施の形態２を用いた場合も、実施の形態１と同様に、低温化でのエンジン始動の確実性を高めることができる。また、短時間放電停止ＳＯＣの引き下げにより、エンジン始動に必要な電力が確保され、スタータモータのオン・オフを繰り返すことなくエンジンを始動できるため、本実施の形態２においても、実施の形態１と同様に、従来に比べて二次電池の劣化を抑制できる。
【００９９】
また、図８においては示していないが、本実施の形態２においても、実施の形態１と同様に、ステップＳ２３において、監視部は、エンジンスタート信号の出力の有無に加え、二次電池の電池温度が一定値（例えば零度）以下であるかどうかを判断することができる。この場合は、低温時のみステップＳ２４が実行されるため、より一層二次電池の劣化が抑制される。
【０１００】
また、本実施の形態２においても、二次電池用の制御装置（電池ＥＣＵ）は、マイクロコンピュータに、図８に示す各種処理を具現化させるプログラムをインストールし、このプログラムを実行することによって、実現することができる。
【０１０１】
（実施の形態３）
次に、本発明の実施の形態３における二次電池用の制御装置及び二次電池の出力制御方法について、図９を参照しながら説明する。
【０１０２】
本実施の形態３における二次電池用の制御装置も、実施の形態１における二次電池用の制御装置と同様に、ＨＥＶに搭載されている（図１参照）。また、本実施の形態３において制御対象となる二次電池は、実施の形態１において図１及び図２に示した二次電池４０と同様のものである。更に、本実施の形態３における二次電池用の制御装置は、図１及び図２に示した実施の形態１における二次電池用の制御装置と同様の構成を備えている。
【０１０３】
但し、本実施の形態３においては、実施の形態１と異なり、二次電池の蓄電状態を示す指標として二次電池の端子電圧（ブロック電圧）及び二次電池のＳＯＣの両方が用いられ、二次電池の端子電圧及びＳＯＣの両方が設定値まで降下することが、放電停止条件とされている。
【０１０４】
具体的には、本実施の形態３では、条件設定部は、放電停止のトリガとして、短時間放電停止電圧Ｖ2と長時間放電停止電圧Ｖ12とに加え、短時間放電停止ＳＯＣ及び長時間放電停止ＳＯＣも設定する。なお、条件設定部による短時間放電停止電圧Ｖ2及び長時間放電停止電圧Ｖ12の設定は、実施の形態１と同様に行われる。また、条件設定部による短時間放電停止ＳＯＣ及び長時間放電停止ＳＯＣの設定は、実施の形態２と同様に行われる。
【０１０５】
更に、本実施の形態３では、低温時などのエンジン始動が困難になる状況において、エンジン始動の確実性を高めるため、監視部によって、短時間放電制限電圧Ｖ1、短時間放電停止電圧Ｖ2、及び短時間放電停止ＳＯＣの値の引き下げが行われる。
【０１０６】
次に、本発明の実施の形態３における二次電池の出力制御方法について、図９を用いて説明する。図９は、本発明の実施の形態３における二次電池の出力制御方法を示す流れ図である。本実施の形態３における二次電池の出力制御方法は、実施の形態３における電池ＥＣＵ（電池用制御装置）を動作させることによって実施される。
【０１０７】
図９に示すように、最初に、条件設定部は、短時間出力上限値Ｐｐ、短時間放電制限電圧Ｖ1、短時間放電停止電圧Ｖ2及び短時間放電停止ＳＯＣを設定する（ステップＳ４１）。更に、条件設定部は、長時間出力上限値Ｐｎ、長時間放電制限電圧Ｖ11、長時間放電停止電圧Ｖ12及び長時間放電停止ＳＯＣを設定する（ステップＳ４２）。なお、ステップＳ４１とステップＳ４２とは同時に実行しても良いし、順序を入れ替えて実行しても良い。また、本実施の形態３においても、実施の形態２と同様に、ステップＳ４１において、短時間放電停止ＳＯＣの値はＡに設定されており、ステップＳ４２において長時間放電停止ＳＯＣの値はＢに設定されているとする。
【０１０８】
次に、監視部は、車両ＥＣＵからエンジンスタート信号が出力されているかどうかを判定する（ステップＳ４３）。ステップＳ４３は、実施の形態１において図５に示したステップＳ３と同様のステップである。
【０１０９】
エンジンスタート信号が出力されている場合は、監視部は、短時間放電制限電圧Ｖ1及び短時間放電停止電圧Ｖ2を引き下げ、更に、短時間放電停止ＳＯＣの値をＡからａに引き下げ（ステップＳ４４）、その後、ステップＳ４５を実行する。一方、エンジンスタート信号が出力されていない場合は、監視部８は、短時間放電制限電圧Ｖ1、短時間放電停止電圧Ｖ2及び短時間放電停止ＳＯＣの引き下げを行わずにステップＳ４５を実行する。なお、本実施の形態３においても、引き下げ後の短時間放電制限電圧を「短時間放電制限電圧Ｖα」とし、引き下げ後の短時間放電停止電圧を「短時間放電停止電圧Ｖβ」とする。
【０１１０】
ステップＳ４５においては、監視部は、最低端子電圧Ｖｕ＿ｍｉｎが長時間放電制限電圧Ｖ11以下となっているかどうかを判定する。最低端子電圧Ｖｕ＿ｍｉｎが長時間放電制限電圧Ｖ11以下となっていない場合は、監視部は、ステップＳ４９を実行する。一方、最低端子電圧Ｖｕ＿ｍｉｎが長時間放電制限電圧Ｖ11以下となっている場合は、監視部は、最低端子電圧Ｖｕ＿ｍｉｎが長時間放電停止電圧Ｖ12以下であり、且つ、二次電池のＳＯＣの値が長時間放電停止ＳＯＣの値Ｂ以下であるか否かを判定する（ステップＳ４６）。
【０１１１】
ステップＳ４６の判定の結果、最低端子電圧Ｖｕ＿ｍｉｎが長時間放電停止電圧Ｖ12以下であり、また二次電池のＳＯＣの値が長時間放電停止ＳＯＣの値Ｂ以下である場合は、監視部は、長時間における放電を停止するため、長時間出力上限値Ｐｎの値を０（ゼロ）に設定する（ステップＳ４８）。その後、監視部は、ステップＳ４９を実行する。
【０１１２】
一方、ステップＳ４６の判定の結果、最低端子電圧Ｖｕ＿ｍｉｎが長時間放電停止電圧Ｖ12以下であることと、二次電池のＳＯＣの値も長時間放電停止ＳＯＣの値Ｂ以下であることとの両方が満たされていない場合は、監視部は、長時間出力上限値Ｐｎの値を一段階引き下げる（ステップＳ４７）。その後、監視部は、ステップＳ４９を実行する。
【０１１３】
ステップＳ４９においては、監視部は、最低端子電圧Ｖｕ＿ｍｉｎが短時間放電制限電圧Ｖ1以下となっているかどうかを判定する。但し、ステップＳ４４が実行されている場合は、ステップＳ４９において、監視部は、最低端子電圧Ｖｕ＿ｍｉｎが短時間放電制限電圧Ｖα以下となっているかどうかを判定する。なお、ステップＳ４９は、実施の形態１において図５に示したステップＳ９と同様のステップである。
【０１１４】
最低端子電圧Ｖｕ＿ｍｉｎが短時間放電制限電圧Ｖ1（又はＶα）以下となっていない場合は、監視部は、ステップＳ５３を実行する。一方、最低端子電圧Ｖｕ＿ｍｉｎが短時間放電制限電圧Ｖ1（又はＶα）以下となっている場合は、監視部は、最低端子電圧Ｖｕ＿ｍｉｎが短時間放電停止電圧Ｖ2以下であり、且つ、二次電池のＳＯＣの値が短時間放電停止ＳＯＣの値Ａ以下であるか否かを判定する（ステップＳ５０）。但し、ステップＳ４４が実行されている場合は、ステップＳ５０において、監視部８は、最低端子電圧Ｖｕ＿ｍｉｎが短時間放電停止電圧Ｖβ以下であり、且つ、二次電池のＳＯＣの値が短時間放電停止ＳＯＣの値ａ以下であるか否かを判定する。
【０１１５】
ステップＳ５０の判定の結果、最低端子電圧Ｖｕ＿ｍｉｎが短時間放電停止電圧Ｖ2（又はＶβ）以下であり、また二次電池のＳＯＣの値が短時間放電停止ＳＯＣの値Ａ（又はａ）以下である場合は、監視部は、短時間出力上限値Ｐｐの値を０（ゼロ）に設定する（ステップＳ５２）。
【０１１６】
一方、ステップＳ５０の判定の結果、最低端子電圧Ｖｕ＿ｍｉｎが短時間放電停止電圧Ｖ2（又はＶβ）以下であることと、二次電池のＳＯＣの値が短時間放電停止ＳＯＣの値Ａ（又はａ）以下であることとの両方が満たされていない場合は、監視部は、短時間出力上限値Ｐｐの値を一段階引き下げる（ステップＳ５１）。
【０１１７】
その後、通信部が、短時間出力情報と長時間出力情報とを車両ＥＣＵに出力し（ステップＳ５３）、処理が終了する。ステップＳ５３は、実施の形態１において図５に示したステップＳ１３と同様のステップである。また、本実施の形態３においても、図９に示すステップＳ４１〜Ｓ５３までの処理は、一定周期（例えば、１００ｍｓ周期）で実行されている。
【０１１８】
このように、本実施の形態３においても、エンジン始動時であることを条件に、放電停止条件の緩和が行われる。このため、本実施の形態３を用いた場合も、実施の形態１及び２と同様に、低温化でのエンジン始動の確実性を高めることができる。また、本実施の形態３においても、エンジン始動に必要な電力が確保され、スタータモータ３８のオン・オフを繰り返すことなくエンジンを始動できるため、実施の形態１及び２と同様に、従来に比べて二次電池の劣化を抑制できる。
【０１１９】
また、図９においては示していないが、本実施の形態３においても、実施形態１及び２と同様に、ステップＳ４３において、監視部は、エンジンスタート信号の出力の有無に加え、二次電池の電池温度が一定値（例えば零度）以下であるかどうかを判断することができる。この場合は、低温時のみステップＳ４４が実行されるため、より一層二次電池の劣化が抑制される。
【０１２０】
また、本実施の形態３においても、二次電池用の制御装置（電池ＥＣＵ）は、マイクロコンピュータに、図９に示す各種処理を具現化させるプログラムをインストールし、このプログラムを実行することによって、実現することができる。
【０１２１】
なお、実施の形態１〜３においては、車両の走行用のモータに電力を供給する二次電池が、制御対象となっているが、本発明はこの例に限定されるものではない。本発明においては、制御対象となる二次電池は、スタータモータへの電力供給を主な目的として車両に搭載されているものであっても良い。
【産業上の利用可能性】
【０１２２】
本発明における二次電池用の出力制御装置及び二次電池の出力制御方法は、車両のスタータモータに電力を供給する二次電池に対して有効である。つまり、本発明は、ＨＥＶに限らず、一般的なエンジン自動車に対しても有効である。本発明における二次電池用の出力制御装置及び二次電池の出力制御方法は、産業上の利用可能性を有するものである。
【図面の簡単な説明】
【０１２３】
【図１】本発明の実施の形態１における二次電池用の制御装置を搭載した車両の概略構成を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態１における電池用制御装置の概略構成を示す図である。
【図３】本実施の形態１において、上限値の引き下げ処理を行った場合の二次電池の端子電圧と上限値との変化を示す図である。
【図４】エンジン始動時における二次電池の端子電圧と短時間放電制限電圧及び短時間放電停止電圧との変化を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態１における二次電池の出力制御方法を示す流れ図である。
【図６】本実施の形態２において、上限値の引き下げ処理を行った場合の二次電池のＳＯＣと上限値との変化を示す図である。
【図７】エンジン始動時における二次電池のＳＯＣと短時間放電停止ＳＯＣとの変化を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態２における二次電池の出力制御方法を示す流れ図である。
【図９】本発明の実施の形態３における二次電池の出力制御方法を示す流れ図である。
【符号の説明】
【０１２４】
１  二次電池用の制御装置（電池ＥＣＵ）
２  電流測定部
３  温度測定部
４  電圧測定部
５  制御部
６  記憶部
７  条件設定部
８  監視部
９  通信部
１０  演算部
２０  車両ＥＣＵ
２１  エンジンＥＣＵ
２２  インバータ
２３  発電機
２４  エンジン
２５  動力分割機構
２６  モータ
２７  減速機
２８  ドライブシャフト
２９  リレーユニット
３０、３１、３２  リレー
３３  抵抗
３４  イグニッション
３５  シフトレバー
３６  ブレーキペダル
３７  アクセルペダル
３８  スタータモータ
４０  二次電池
４１  単電池
４２  電池ケース
４３  温度センサ
４４  電流センサ
【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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