(57)【要約】【課題】従来に比べて二次電池の劣化を抑制し得、且つ、低温下でのエンジン始動を確実に行い得る、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】二次電池４０の端子電圧を測定する電圧測定部４と、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し、車両ＥＣＵ２０に、設定した上限値を出力する制御部５とを備えた二次電池用の制御装置１を用いる。二次電池４０によるスタータモータへの電力供給が予定されていること、及び上限値がスタータモータの駆動に要する電力値よりも小さいことを条件として、制御部５によって、設定された上限値を、スタータモータの駆動に要する電力値以上の値に再設定する。【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の出力を制御するための制御装置であって、
設定時間内に前記二次電池が出力可能な放電電力の上限値を設定し、設定した前記上限値を、前記車両に搭載された車両用制御装置に出力する制御部を備え、
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こと、及び設定された前記上限値が前記スタータモータの駆動に要する電力値よりも小さいことを条件として、設定された前記上限値を、前記スタータモータの駆動に要する電力値以上の値に再設定することを特徴とする二次電池用の制御装置。
【請求項２】
前記二次電池の端子電圧を測定する電圧測定部を更に備え、
前記制御部が、更に、前記電圧測定部によって測定された前記端子電圧が、予め設定された基準電圧以上であることを条件として、設定された前記上限値を、前記スタータモータの駆動に要する電力値以上の値に再設定する請求項１に記載の二次電池用の制御装置。
【請求項３】
前記制御部が、前記二次電池のＳＯＣを推定し、更に、推定した前記二次電池のＳＯＣが、予め設定された基準ＳＯＣ以上であることを条件として、設定された前記上限値を、前記スタータモータの駆動に要する電力値以上の値に再設定する請求項１に記載の二次電池用の制御装置。
【請求項４】
前記車両が動力源としてモータを備え、前記二次電池が少なくとも前記スタータモータと前記モータとに電力を供給している請求項１〜３のいずれかに記載の二次電池用の制御装置。
【請求項５】
前記二次電池の端子電圧を測定する電圧測定部を更に備え、
前記制御部は、前記電圧測定部が測定した端子電圧が、予め設定された第２の基準電圧まで降下した場合に、前記上限値の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６】
前記制御部が、前記上限値として、第１の上限値と、前記第１の上限値よりも低く、且つ、前記第１の上限値よりも前記設定時間が長い第２の上限値とを設定し、前記第１の上限値及び前記第２の上限値それぞれについて前記第２の基準電圧を設定し、前記電圧測定部が測定した端子電圧が、前記第１の上限値及び前記第２の上限値のいずれかの前記第２の基準電圧まで降下した場合に、対応する上限値の値を引き下げ、
更に、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こと、及び前記第１の上限値が、前記スタータモータの駆動に要する電力値よりも小さいことを条件として、前記第１の上限値を、前記スタータモータの駆動に要する電力値以上の値に再設定する請求項５に記載の二次電池用の制御装置。
【請求項７】
前記制御部が、前記スタータモータへの電力供給の回数、一回の前記電力供給における供給時間、及び最初の前記電力供給を開始してからの経過時間うちの少なくとも一つについて測定を行い、得られた測定値が予め設定された上限を超えた場合に、前記二次電池から前記スタータモータへの電力供給を停止させる請求項１〜６のいずれかに記載の二次電池用の制御装置。
【請求項８】
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）設定時間内に前記二次電池が出力可能な放電電力の上限値を設定する工程と、
（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判定する工程と、
（ｃ）設定された前記上限値が前記スタータモータの駆動に要する電力値よりも小さいかどうか判定する工程と、
（ｄ）前記（ｂ）の工程で、前記スタータモータへの電力供給が予定されていると判定され、前記（ｃ）の工程で、設定された前記上限値が前記スタータモータの駆動に要する電力値よりも小さいと判定された場合に、前記（ａ）の工程で設定された前記上限値を、前記スタータモータの駆動に要する電力値以上の値に再設定する工程と、
（ｅ）前記車両に搭載された車両用制御装置に、前記（ａ）の工程で設定された上限値または前記（ｄ）の工程で再設定された前記上限値を出力す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９】
（ｆ）前記二次電池の端子電圧を測定する工程と、（ｇ）前記（ｆ）の工程で測定された前記端子電圧が、予め設定された基準電圧以上であるかどうかを判定する工程とを更に備え、
前記（ｄ）の工程において、前記（ｇ）の工程で、前記端子電圧が前記基準電圧以上であると判定されたことも条件として、前記（ａ）の工程で設定された前記上限値を、前記スタータモータの駆動に要する電力値以上の値に再設定する請求項８に記載の二次電池の出力制御方法。
【請求項１０】
（ｈ）前記二次電池のＳＯＣを推定する工程と、（ｉ）前記（ｈ）の工程で推定された前記二次電池のＳＯＣが、予め設定された基準ＳＯＣ以上であるかどうかを判定する工程とを更に備え、
前記（ｄ）の工程において、前記（ｉ）の工程で、前記二次電池のＳＯＣが前記基準ＳＯＣ以上であると判定されたことも条件として、前記（ａ）の工程で設定された前記上限値を、前記スタータモータの駆動に要する電力値以上の値に再設定する請求項８に記載の二次電池の出力制御方法。
【請求項１１】
前記スタータモータへの電力供給の回数、一回の前記電力供給における供給時間、及び最初の前記電力供給を開始してからの経過時間うちの少なくとも一つについて上限が設定されており、
（ｊ）前記電力供給の回数、前記供給時間、及び前記経過時間のうち前記上限が設定されたものについて測定を行う工程と、
（ｋ）前記（ｊ）の工程で得られた測定値が前記上限を超えた場合に、前記二次電池から前記スタータモータへの電力供給を停止させる工程とを更に有する請求項８〜１０のいずれかに記載の二次電池の出力制御方法。
【請求項１２】
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）設定時間内に前記二次電池が出力可能な放電電力の上限値を設定するステップと、
（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判定するステップと、
（ｃ）設定された前記上限値が前記スタータモータの駆動に要する電力値よりも小さいかどうか判定するステップと、
（ｄ）前記（ｂ）のステップで、前記スタータモータへの電力供給が予定されていると判定され、前記（ｃ）のステップで、設定された前記上限値が前記スタータモータの駆動に要する電力値よりも小さいと判定された場合に、前記（ａ）のステップで設定された前記上限値を、前記スタータモータの駆動に要する電力値以上の値に再設定するステップと、
（ｅ）前記車両に搭載された車両用制御装置に、前記（ａ）のステップで設定された上限値または前記（ｄ）のステップで再設定された前記上限値を出力するステップとを有することを特徴とするプログラム。
【請求項１３】
（ｆ）前記二次電池の端子電圧を測定するステップと、（ｇ）前記（ｆ）のステップで測定された前記端子電圧が、予め設定された基準電圧以上であるかどうかを判定するステップとを更に備え、
前記（ｄ）のステップにおいて、前記（ｇ）のステップで、前記端子電圧が前記基準電圧以上であると判定されたことも条件として、前記（ａ）のステップで設定された前記上限値を、前記スタータモータの駆動に要する電力値以上の値に再設定する請求項１２に記載のプログラム。
【請求項１４】
（ｈ）前記二次電池のＳＯＣを推定するステップと、（ｉ）前記（ｈ）のステップで推定された前記二次電池のＳＯＣが、予め設定された基準ＳＯＣ以上であるかどうかを判定するステップとを更に備え、
前記（ｄ）のステップにおいて、前記（ｉ）のステップで、前記二次電池のＳＯＣが前記基準ＳＯＣ以上であると判定されたことも条件として、前記（ａ）のステップで設定された前記上限値を、前記スタータモータの駆動に要する電力値以上の値に再設定する請求項１２に記載のプログラム。
【請求項１５】
前記スタータモータへの電力供給の回数、一回の前記電力供給における供給時間、及び最初の前記電力供給を開始してからの経過時間うちの少なくとも一つについて上限が設定されており、
（ｊ）前記電力供給の回数、前記供給時間、及び前記経過時間のうち前記上限が設定されたものについて測定を行うステップと、
（ｋ）前記（ｊ）のステップで得られた測定値が前記上限を超えた場合に、前記二次電池から前記スタータモータへの電力供給を停止させるステップとを更に有する請求項１２〜１４のいずれか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、従来に比べて、低温下でのエンジン始動を確実に行い得る、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の出力を制御するための制御装置であって、設定時間内に前記二次電池が出力可能な放電電力の上限値を設定し、設定した前記上限値を、前記車両に搭載された車両用制御装置に出力する制御部を備え、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こと、及び設定された前記上限値が前記スタータモータの駆動に要する電力値よりも小さいことを条件として、設定された前記上限値を、前記スタータモータの駆動に要する電力値以上の値に再設定することを特徴とする。
【００１０】
また、上記目的を達成するために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）設定時間内に前記二次電池が出力可能な放電電力の上限値を設定する工程と、（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判定する工程と、（ｃ）設定された前記上限値が前記スタータモータの駆動に要する電力値よりも小さいかどうか判定する工程と、（ｄ）前記（ｂ）の工程で、前記スタータモータへの電力供給が予定されていると判定され、前記（ｃ）の工程で、設定された前記上限値が前記スタータモータの駆動に要する電力値よりも小さいと判定された場合に、前記（ａ）の工程で設定された前記上限値を、前記スタータモータの駆動に要する電力値以上の値に再設定する工程と、（ｅ）前記車両に搭載された車両用制御装置に、前記（ａ）の工程で設定された上限値または前記（ｄ）の工程で再設定された前記上限値を出力す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に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）設定時間内に前記二次電池が出力可能な放電電力の上限値を設定するステップと、（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判定するステップと、（ｃ）設定された前記上限値が前記スタータモータの駆動に要する電力値よりも小さいかどうか判定するステップと、（ｄ）前記（ｂ）のステップで、前記スタータモータへの電力供給が予定されていると判定され、前記（ｃ）のステップで、設定された前記上限値が前記スタータモータの駆動に要する電力値よりも小さいと判定された場合に、前記（ａ）のステップで設定された前記上限値を、前記スタータモータの駆動に要する電力値以上の値に再設定するステップと、（ｅ）前記車両に搭載された車両用制御装置に、前記（ａ）のステップで設定された上限値または前記（ｄ）のステップで再設定された前記上限値を出力するステップとを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
以上のように、本発明においては、二次電池の端子電圧の低下によって、二次電池の放電出力の上限値がエンジン（内燃機関）始動に必要な最低限の電力より低い値に設定された場合であっても、エンジン始動に必要な最低限の電力は確保される。よって、二次電池の端子電圧が低下する低温下においても、スタータモータに確実に電力が供給されるため、エンジン始動を確実に行なうことができる。また、本発明においては、スタータモータのオン・オフが繰り返し行なわれないため、従来例のように二次電池の放電電圧が短時間の間に上昇と下降とを繰り返すことはない。よって、本発明によれば、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】
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の出力を制御するための制御装置であって、設定時間内に前記二次電池が出力可能な放電電力の上限値を設定し、設定した前記上限値を、前記車両に搭載された車両用制御装置に出力する制御部を備え、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こと、及び設定された前記上限値が前記スタータモータの駆動に要する電力値よりも小さいことを条件として、設定された前記上限値を、前記スタータモータの駆動に要する電力値以上の値に再設定す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、前記二次電池の端子電圧を測定する電圧測定部を更に備え、前記制御部が、更に、前記電圧測定部によって測定された前記端子電圧が、予め設定された基準電圧以上であることを条件として、設定された前記上限値を、前記スタータモータの駆動に要する電力値以上の値に再設定する態様とすることができる。上記態様によれば、二次電池の劣化をより一層抑制できる。
【００１５】
また、上記本発明における二次電池用の制御装置は、前記制御部が、前記二次電池のＳＯＣを推定し、更に、推定した前記二次電池のＳＯＣが、予め設定された基準ＳＯＣ以上であることを条件として、設定された前記上限値を、前記スタータモータの駆動に要する電力値以上の値に再設定する態様とすることができる。上記態様によれば、二次電池の劣化をより一層抑制できる。
【００１６】
また、上記本発明における二次電池用の制御装置は、前記車両が動力源としてモータを備え、前記二次電池が少なくとも前記スタータモータと前記モータとに電力を供給している場合、即ち、車両がＨＥＶである場合に有効である。
【００１７】
また、上記本発明における二次電池用の制御装置は、前記二次電池の端子電圧を測定する電圧測定部を更に備え、前記制御部は、前記電圧測定部が測定した端子電圧が、予め設定された第２の基準電圧まで降下した場合に、前記上限値の値を引き下げる態様とするのが好ましい。上記態様においては、前記制御部が、前記上限値として、第１の上限値と、前記第１の上限値よりも低く、且つ、前記第１の上限値よりも前記設定時間が長い第２の上限値とを設定し、前記第１の上限値及び前記第２の上限値それぞれについて前記第２の基準電圧を設定し、前記電圧測定部が測定した端子電圧が、前記第１の上限値及び前記第２の上限値のいずれかの前記第２の基準電圧まで降下した場合に、対応する上限値の値を引き下げ、更に、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こと、及び前記第１の上限値が、前記スタータモータの駆動に要する電力値よりも小さいことを条件として、前記第１の上限値を、前記スタータモータの駆動に要する電力値以上の値に再設定するのが好ましい。
【００１８】
上記態様によれば、車両の運行中に二次電池の端子電圧が降下しても、二次電池の端子電圧の降下を抑制できるため、二次電池の劣化を、よりいっそう抑制することができる。
【００１９】
また、上記本発明における二次電池用の制御装置においては、前記制御部が、前記スタータモータへの電力供給の回数、一回の前記電力供給における供給時間、及び最初の前記電力供給を開始してからの経過時間うちの少なくとも一つについて測定を行い、得られた測定値が予め設定された上限を超えた場合に、前記二次電池から前記スタータモータへの電力供給を停止させる態様とするのも好ましい。この態様によれば、スタータモータへの電力供給が監視されるため、エンジン始動時における二次電池の劣化をいっそう抑制することができる。
【００２０】
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）設定時間内に前記二次電池が出力可能な放電電力の上限値を設定する工程と、（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判定する工程と、（ｃ）設定された前記上限値が前記スタータモータの駆動に要する電力値よりも小さいかどうか判定する工程と、
（ｄ）前記（ｂ）の工程で、前記スタータモータへの電力供給が予定されていると判定され、前記（ｃ）の工程で、設定された前記上限値が前記スタータモータの駆動に要する電力値よりも小さいと判定された場合に、前記（ａ）の工程で設定された前記上限値を、前記スタータモータの駆動に要する電力値以上の値に再設定する工程と、（ｅ）前記車両に搭載された車両用制御装置に、前記（ａ）の工程で設定された上限値または前記（ｄ）の工程で再設定された前記上限値を出力する工程とを有することを特徴とする。
【００２１】
上記本発明における二次電池の出力制御方法は、（ｆ）前記二次電池の端子電圧を測定する工程と、（ｇ）前記（ｆ）の工程で測定された前記端子電圧が、予め設定された基準電圧以上であるかどうかを判定する工程とを更に備え、前記（ｄ）の工程において、前記（ｇ）の工程で、前記端子電圧が前記基準電圧以上であると判定されたことも条件として、前記（ａ）の工程で設定された前記上限値を、前記スタータモータの駆動に要する電力値以上の値に再設定する態様とすることもできる。上記態様によれば、二次電池の劣化をより一層抑制できる。
【００２２】
また、上記本発明における二次電池の出力制御方法は、（ｈ）前記二次電池のＳＯＣを推定する工程と、（ｉ）前記（ｈ）の工程で推定された前記二次電池のＳＯＣが、予め設定された基準ＳＯＣ以上であるかどうかを判定する工程とを更に備え、前記（ｄ）の工程において、前記（ｉ）の工程で、前記二次電池のＳＯＣが前記基準ＳＯＣ以上であると判定されたことも条件として、前記（ａ）の工程で設定された前記上限値を、前記スタータモータの駆動に要する電力値以上の値に再設定する態様とすることもできる。上記態様によれば、二次電池の劣化をより一層抑制できる。
【００２３】
更に、上記本発明における二次電池の出力制御方法は、前記スタータモータへの電力供給の回数、一回の前記電力供給における供給時間、及び最初の前記電力供給を開始してからの経過時間うちの少なくとも一つについて上限が設定されており、（ｊ）前記電力供給の回数、前記供給時間、及び前記経過時間のうち前記上限が設定されたものについて測定を行う工程と、（ｋ）前記（ｊ）の工程で得られた測定値が前記上限を超えた場合に、前記二次電池から前記スタータモータへの電力供給を停止させる工程とを更に有する態様とするのも好ましい。この態様によれば、スタータモータへの電力供給が監視されるため、エンジン始動時における二次電池の劣化をいっそう抑制することができる。
【００２４】
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。
【００２５】
（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４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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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、ＳＯＣの算出、劣化判定を行ない、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。
【００３２】
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。
【００３３】
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のオンを検出すると、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。
【００３４】
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。
【００３５】
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３０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、イグニッション３４がエンジンスタート位置となったことを検知すると、スタータモータ３０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３０に電力が供給され、スタータモータ３０の駆動力によってエンジンが始動する。また、車両ＥＣＵ２０は、イグニッション３４がエンジンスタート位置となったことを検知すると、電池ＥＣＵ１へエンジンスタート信号を出力する。
【００３６】
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１１を電気的に直列に接続して構成されている。各単電池１１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１１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。
【００３７】
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。
【００３８】
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、電池ＥＣＵ１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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
制御部５は、上限値設定部７と、演算部８と、通信部９と、監視部１０とを備えている。このうち、上限値設定部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。本実施の形態１においては、上限値設定部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する。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。
【００４３】
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１０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。
【００４４】
また、本実施の形態１においては、上限値設定部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。上限値設定部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８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。
【００４５】
更に、本実施の形態１においては、上限値設定部７は、車両の起動後（エンジン始動後）に二次電池４０の端子電圧が降下した場合は、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っている。この点について図３を用いて説明する。図３は、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。
【００４６】
図３に示すように、上限値設定部７は、短時間出力上限値Ｐｐと長時間出力上限値Ｐｎとの設定の際、短時間出力上限値Ｐｐについて基準電圧Ｖ21を設定し、長時間出力上限値Ｐｎについて基準電圧Ｖ22を設定する。また、上限値設定部７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を特定し、最低端子電圧Ｖｕ＿ｍｉｎと基準電圧Ｖ21及び基準電圧Ｖ22との比較を一定時間毎に又は常時行なう。
【００４７】
比較の結果、最低端子電圧Ｖｕ＿ｍｉｎが基準電圧Ｖ22まで降下した場合は、上限値設定部７は、図３に示すように、長時間出力上限値Ｐｎの値をそれよりも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。また、このとき、上限値設定部７は、長時間出力情報の内容の書き換えも行なう。
【００４８】
また、最低端子電圧Ｖｕ＿ｍｉｎが基準電圧Ｖ21まで降下した場合は、上限値設定部７は、短時間出力上限値Ｐｐの値をそれよりも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。このとき、上限値設定部７は、短時間出力情報の内容を書き換える。
【００４９】
なお、本実施の形態１においては、記憶部６には、温度とその温度に最適な基準電圧Ｖ21及び基準電圧Ｖ22との関係を示すマップが格納されている。上限値設定部７は、最低電池温度を特定し、これをマップに当てはめて、基準電圧Ｖ21及び基準電圧Ｖ22の設定を行っている。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。
【００５０】
このように、上限値設定部７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。但し、図３に示すように、二次電池４０の端子電圧が上昇しない場合は、短時間上限値Ｐｐ及び長時間上限値Ｐｎの更なる引き下げを行なう。なお、図３においては図示していないが、最低端子電圧Ｖｕ＿ｍｉｎが十分に上昇した場合は、上限値設定部７は、短時間上限値Ｐｐ及び長時間上限値Ｐｎの引き上げを行なっている。
【００５１】
また、上限値設定部７は、低温下でのエンジン始動の確実性を高めるため、エンジン始動時においては、次の要件（１）及び（２）が満たされていることを条件として、設定した上限値の再設定（引き上げ）を行なっている。本実施の形態１においては、短時間出力上限値Ｐｐについて再設定が行なわれる。この点について、図４を用いて説明する。図４は、エンジン始動時における二次電池の端子電圧と上限値との変化を示す図である。
【００５２】
要件（１）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ことである。本実施の形態１においては、上限値設定部７は、車両ＥＣＵ２０からエンジンスタート信号が出力された場合に要件（１）が満たされていると判断する。また、このとき上限値設定部７はエンジンスタートフラグを立てる（ＦＬＧ＝１）。なお、本実施の形態１において、エンジンスタート信号が出力された場合とは、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をいう。
【００５３】
要件（２）は、設定された上限値がスタータモータ３８の駆動に要する電力値α（図４参照）よりも小さいこと、即ち、出力制限によりエンジン始動が困難な状況になっていることである。本実施の形態１においては、上限値設定部７は、短時間出力上限値Ｐｐと電力値αとを比較し、短時間出力上限値Ｐｐが電力値αより小さい場合に要件（２）が満たされていると判断する。なお、電力値αは、予め実験によって得られた値であり、記憶部６に格納されている。
【００５４】
上記の要件（１）及び（２）が満たされている場合は、図４に示すように、上限値設定部７は、短時間出力上限値Ｐｐを再設定し、短時間出力上限値Ｐｐの値をスタータモータの駆動に要する電力値α以上の値にまで引き上げる。このときも、上限値設定部７は、短時間出力情報の内容を書き換える。図４の例では、上限値設定部７は、「短時間出力上限値Ｐｐ＝電力値α」と設定している。このため、低温下においても、エンジン始動の確実性が高められる。
【００５５】
また、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。
【００５６】
また、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。
【００５７】
監視部１０は、二次電池４０からスタータモータ３８（図１参照）への無理な電力供給によって二次電池４０が劣化するのを抑制するため、スタータモータ３８への電力供給を監視している。具体的には、監視部１０は、二次電池４０からスタータモータ３８への電力供給の回数、一回の電力供給における供給時間、及び最初のスタータモータ３８への電力供給を開始してからの経過時間うちの少なくとも一つについて測定を行なう。
【００５８】
本実施の形態１においては、監視部１０は、電力供給の回数、一回の電力供給における供給時間、及び経過時間の全てを測定している。更に、監視部１０は、供給時間を測定するため、タイマーを備えている。また、電力供給の回数、一回の電力供給における供給時間、及び経過時間については、予め上限値が設定されており、設定された上限値は記憶部６に格納されている。監視部１０は、予め設定された上限値と、測定した電力供給の回数、一回の電力供給における供給時間、及び経過時間とを対比し、いずれかが上限値を超えている場合は、スタータモータ３８への電力供給を停止させる。
【００５９】
演算部８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８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８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８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。
【００６０】
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８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８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８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、満充電時の容量に対する差の比を求め、求めた比（％）を第１のＳＯＣとして推定する。
【００６１】
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８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。
【００６２】
次に、演算部８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８は、この選択された代表となるペアデータから、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８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。
【００６３】
次に、演算部８は、積算容量Ｑの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８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８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８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。
【００６４】
次いで、演算部８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８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。
【００６５】
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。
【００６６】
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及び図２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。
【００６７】
図５に示すように、最初に、上限値設定部７は、二次電池４０の最低電池温度と演算部８が推定したＳＯＣとに基づいて、短時間出力上限値Ｐｐと長時間出力上限値Ｐｎとを設定する（ステップＳ１）。続いて、上限値設定部７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Ｓ２）。エンジンスタート信号が出力されている場合は、上限値設定部７は、エンジンスタートフラグを立て（ＦＬＧ＝１）、ステップＳ３以降を実行する。
【００６８】
ステップＳ３においては、上限値設定部７は、短時間出力上限値Ｐｐが電力値αより小さいかどうかを判定する。短時間出力上限値Ｐｐがスタータモータ３８の駆動に要する電力値α以上である場合は、短時間出力上限値Ｐｐを再設定する必要がない。よって、通信部９は、ステップＳ１で設定された短時間出力上限値ＰｐとステップＳ１で設定された長時間出力上限値Ｐｎとを、短時間出力情報及び長時間出力情報として車両ＥＣＵ２０に出力する（ステップＳ８）。
【００６９】
一方、短時間出力上限値Ｐｐが電力値αより小さい場合は、上限値設定部７は、短時間出力上限値Ｐｐを再設定し、短時間出力上限値Ｐｐの値をスタータモータ３８の駆動に要する電力値αまで引き上げる（ステップＳ４）。このとき、上限値設定部７は、短時間出力情報の内容を書き換える。
【００７０】
次いで、通信部９は、ステップＳ４で再設定された短時間出力上限値Ｐｐと、ステップＳ１で設定された長時間出力上限値Ｐｎとを、短時間出力情報及び長時間出力情報として車両ＥＣＵ２０に出力する（ステップＳ５）。
【００７１】
ステップＳ５が実行されると、スタータモータ３８への電力供給が行なわれる。但し、ステップＳ３において、ステップＳ１で設定された短時間出力上限値Ｐｐが電力値αより小さいと判定されていることから、二次電池４０が低温下におかれ、劣化しやすい状態と考えられ。このため、監視部１０は、二次電池４０からスタータモータ３８への電力供給を監視する（ステップＳ６）。なお、ステップＳ７の詳細については、後述する。
【００７２】
その後、監視部１０は、車両ＥＣＵ２０からエンジン２４が始動完了したことを通知する信号が入力されたかどうか判定し（ステップＳ７）、信号が入力されていない場合は、ステップＳ７を再度実行する。一方、信号が入力された場合は処理を終了する。
【００７３】
ところで、ステップＳ２において、エンジンスタート信号が出力されていない場合（ＦＬＧ＝０）は、エンジン２４が既に始動し、車両は起動しているため、上限値設定部７は、ステップＳ１１以降を実行する。
【００７４】
ステップＳ１１においては、上限値設定部７は、最低端子電圧Ｖｕ＿ｍｉｎが基準電圧Ｖ22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が基準電圧Ｖ22以下となっていない場合は、上限値設定部７はステップＳ１３を実行する。一方、最低端子電圧Ｖｕ＿ｍｉｎが基準電圧Ｖ22以下となっている場合は、上限値設定部７は、端子電圧の降下を抑制するため、長時間出力制限値Ｐｎの引き下げを行ない（ステップＳ１２）、その後、ステップＳ１３を実行する。
【００７５】
ステップＳ１３においては、上限値設定部７は、最低端子電圧Ｖｕ＿ｍｉｎが基準電圧Ｖ21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が基準電圧Ｖ21以下となっていない場合は、上限値設定部７はステップＳ１５を実行する。一方、最低端子電圧Ｖｕ＿ｍｉｎが基準電圧Ｖ21以下となっている場合は、上限値設定部７は、短時間出力制限値Ｐｐの引き下げを行ない（ステップＳ１４）、その後、ステップＳ１５を実行する。
【００７６】
ステップＳ１５においては、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、これによって処理が終了する。
【００７７】
このように、本実施の形態１においては、エンジン２４始動時においては、一定の要件が満たされたときのみ、エンジン２４始動が許可される。また、車両が起動した後（エンジン２４が始動した後）に、二次電池４０の端子電圧が降下したときは、端子電圧の降下を抑制するため、短時間出力制限値Ｐｐ及び長時間出力制限値Ｐｎの引き下げが行なわれる。また、制御部５は、図５に示す処理を一定周期（例えば、１００ｍｓ周期）で実行している。
【００７８】
ここで、図５に示したステップＳ７について図６を用いて具体的に説明する。図６は、スタータモータへの電力供給を監視する際に行なわれる処理を示す流れ図である。図６に示す処理は、図２に示した監視部１０によって行なわれ、以下の説明においては適宜図１及び図２を参照する。また、図６に示す例においては、電力供給の回数の上限値は２回、一回の電力供給における供給時間の上限値は２秒、経過時間の上限値は１０分に設定されている。なお、これらの上限値は図６に示す例に限定されるものではない。
【００７９】
図６に示すように、図５に示したステップＳ６が終了すると、監視部１０は、トータル時間Ｔを０（ゼロ）にセットし、タイマーをスタートさせる（ステップＳ２１）。また、このとき、エンジンスタートフラグは立てられており、ＦＬＧ＝１となっている。なお、ＦＬＧｂは、以下のステップＳ２以降のループ処理において、前回のループ時にエンジンスタートフラグが立てられていたかどうかを示すフラグである。ステップＳ２１の時点においては、ＦＬＧｂ＝０（ゼロ）となる。
【００８０】
次に、監視部１０は、現在、エンジンスタートフラグが立てられているかどうか、即ち、ＦＬＧ＞０となっているかどうかを判定する（ステップＳ２２）。エンジンスタートフラグが立てられていないとき、即ちＦＬＧが０以下であるときは、ＦＬＧｂを０（ゼロ）とし（ステップＳ２８）、ステップＳ２７を実行する。
【００８１】
エンジンスタートフラグが立てられているとき（ＦＬＧ＝１）は、監視部１０は、前回のループ時にＦＬＧが１であったかどうか、即ち、ＦＬＧｂ＞０が成立しているかどうかを判定する（ステップＳ２３）。
【００８２】
ＦＬＧｂ＞０が成立していない場合は、監視部１０は、スタータモータ３８への電力供給回数を示すパラメータ（回数Ｎ：初期値０（ゼロ））に１を加算する（ステップＳ２９）。次に、監視部１０は回数Ｎが２より大きいかどうかを判定する（ステップＳ３０）。
【００８３】
回数Ｎが２以下である場合は、監視部１０は、ＦＬＧｂ＝１とし（ステップＳ２６）、その後、ステップＳ２７を実行する。一方、回数Ｎが２より大きい場合は、電力供給の回数が上限値を超えているため、二次電池４０からスタータモータ３８への電力供給を停止させ（ステップＳ３１）、本処理を終了すると共に、図５に示した処理も終了させる。
【００８４】
一方、ステップＳ２３において、ＦＬＧｂ＞０が成立している場合は、監視部１０は、スタータモータ３８への一回の電力供給における供給時間を示すパラメータ（時間Ｔｎ：初期値０（ゼロ））に１を加算する。次に、監視部１０は、時間Ｔｎが２より大きいかどうかを判定する（ステップＳ２５）。
【００８５】
時間Ｔｎが２以下である場合は、監視部１０は、ＦＬＧｂ＝１とし（ステップＳ２６）、ステップＳ２７を実行する。一方、時間Ｔｎが２より大きい場合は、一回の電力供給時間が上限値を超えているため、ステップＳ３１を実行して、二次電池４０からスタータモータ３８への電力供給を停止させ、本処理及び図５に示した処理を終了させる。
【００８６】
ステップＳ２７においては、監視部１０は、トータル時間Ｔが１０分を超えているかどうかを判定する。トータル時間Ｔが１０分を越えている場合は、電力供給の経過時間が上限値を超えているため、監視部１０は、ステップＳ３１を実行して、二次電池４０からスタータモータ３８への電力供給を停止させ、本処理及び図５に示した処理を終了させる。
【００８７】
一方、トータル時間Ｔが１０分以下である場合は、監視部１０は、上限値設定部７に、車両ＥＣＵ２０からのエンジンスタート信号が現在も出力されているかどうかを判定させる（ステップＳ３２）。ステップＳ３２は、図５において示したステップＳ２と同様のステップである。
【００８８】
エンジンスタート信号が現在も出力されている場合は、監視部１０は、上限値設定部７にエンジンスタートフラグを立てさせる（ＦＬＧ＝１）（ステップＳ３３）。一方、エンジンスタート信号が停止されている場合は、監視部１０は、上限値設定部７に、エンジンスタートフラグをおろさせる（ＦＬＧ＝０）（ステップＳ３４）。この後、監視部１０は、再度、ステップＳ２２以降を実行する。
【００８９】
なお、図６の例においては、ステップＳ２２が実行された後、再度ステップＳ２２が実行されるまでのループ処理にかかる時間は１秒に設定されているが、これに限定されるものではない。また、図６に示す処理は、図５に示した処理とは別に実行することもできる。この場合は、エンジンが故障してエンジン始動が行えない場合に、二次電池４０がいたずらに消耗するのを抑制できる。但し、この場合は、電力供給の回数、一回の電力供給における供給時間、及び経過時間の上限値は、上述した値と異なる値に設定しても良い。
【００９０】
以上のように、本実施の形態１においては、短期出力上限値Ｐｐが電力値αに満たない場合であっても、エンジン始動に必要な最低限の電力は確保される。よって、本実施の形態１によれば、低温下において二次電池の端子電圧が降下していても、スタータモータ３８への電力供給は行なわれるため、確実なエンジン始動を行なうことができる。
【００９１】
また、本実施の形態１においては、スタータモータ３８は断続的にオン・オフされないため、従来例のように二次電池の放電電圧が短時間の間に上昇と下降とを繰り返すことはない。また、図４において示したように、短時間出力上限値Ｐｐ＝αと設定すると、二次電池４０の端子電圧は降下するが、このとき二次電池４０が受けるダメージは、従来例において二次電池が受けるダメージよりも小さい。よって、本実施の形態１によれば、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。
【００９２】
更に、本実施の形態１においては、監視部１０によって、スタータモータ３８への電力供給が監視されるため、二次電池の劣化をいっそう抑制することができる。また、本実施の形態１では、車両の起動後に、二次電池の端子電圧が低下した場合は、短期出力上限値Ｐｐ及び長期出力上限値Ｐｎのいずれか又は両方について引き下げが行われるため、車両の起動後においても二次電池の劣化を抑制できる。
【００９３】
ところで、従来例においては、二次電池の端子電圧が最低電圧以上とならない限り、スタータモータに電力は供給されないため、エンジンが全く始動できない状況も生じ得る。これに対して、本実施の形態１においては、エンジン始動において、二次電池の端子電圧の大きさは条件としていないため、上記のような状況を回避することができる。
【００９４】
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及び図６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９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。
【００９５】
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及び図６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。
【００９６】
（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７を参照しながら説明する。
【００９７】
最初に、本実施の形態２における二次電池用の制御装置について説明する。本実施の形態２における二次電池用の制御装置（電池ＥＣＵ）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有している。但し、本実施の形態２においては、上限値設定部による処理が一部異なっている。
【００９８】
本実施の形態２においては、上限値設定部７は、エンジン始動時において、実施の形態１で説明した要件（１）及び（２）に加え、下記の要件（３）が満たされていることも条件として、設定した上限値の再設定（引き上げ）を行なう。この点において、本実施の形態２は実施の形態１と異なっている。なお、本実施の形態２においても、短時間出力上限値Ｐｐについて再設定が行なわれる。
【００９９】
要件（３）は、二次電池４０の端子電圧が、基準電圧Ｖ1（図４参照）以上であることである。上限値設定部は、最低端子電圧Ｖｕ＿ｍｉｎと基準電圧Ｖ1とを比較し、最低端子電圧Ｖｕ＿ｍｉｎが基準電圧Ｖ1以上である場合に要件（３）が満たされていると判断する。
【０１００】
また、本実施の形態２においては、記憶部には、温度とその温度に最適な基準電圧Ｖ1との関係が示されたマップも格納されている。上限値設定部は、最低電池温度を特定し、これをマップに当てはめて、基準電圧Ｖ1の設定を行っている。このマップも、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。また、このマップの作成において、基準電圧Ｖ1は、各電池セルの寿命に影響が出ない限界の電圧（Ｖ21）を放電実験によって求め、それに、電池セル間のバラつき分を考慮し、更に放置による影響をも考慮して、いずれの電池セルも転極しないようにマジーン分を加算することによって設定される。
【０１０１】
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７を用いて説明する。図７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、本実施の形態２における電池ＥＣＵを動作させることによって実施される。また、図７において図５に示された符号が付されたステップは、図５において同じ符号が付されたステップと同様のステップである。
【０１０２】
図７に示すように、上限値設定部は、最初に、実施の形態１と同様にステップＳ１〜Ｓ３を実行する。ステップＳ３において、短時間出力上限値Ｐｐがスタータモータの駆動に要する電力値α以上であると判定された場合は、通信部が、ステップＳ１で設定された短時間出力上限値ＰｐとステップＳ１で設定された長時間出力上限値Ｐｎとを、短時間出力情報及び長時間出力情報として車両ＥＣＵに出力する。
【０１０３】
一方、短時間出力上限値Ｐｐが電力値αより小さい場合は、上限値設定部は、更に、最低端子電圧Ｖｕ＿ｍｉｎが基準電圧Ｖ1以上であるかどうかを判定する（ステップＳ９）。最低端子電圧Ｖｕ＿ｍｉｎが基準電圧Ｖ1未満の場合は、スタータモータへの電力供給によって二次電池が劣化する可能性があるため、上限値設定部は、短時間出力上限値Ｐｐの値を０（ゼロ）に再設定し、短期間出力情報を書き換える（ステップＳ１０）。
【０１０４】
その後、ステップＳ８が実行され、通信部は、ステップＳ１０で再設定された短時間出力上限値Ｐｐと、ステップＳ１で設定された長時間出力上限値Ｐｎとを、短時間出力情報及び長時間出力情報として車両ＥＣＵに出力する
一方、最低端子電圧Ｖｕ＿ｍｉｎが基準電圧Ｖ1以上の場合は、上限値設定部は、実施の形態１と同様に、短時間出力上限値Ｐｐを再設定し、短時間出力上限値Ｐｐの値をスタータモータの駆動に要する電力値αまで引き上げる（ステップＳ４）。このときも、上限値設定部は、短時間出力情報の内容を書き換える。更に、上限値設定部は、実施の形態１と同様に、ステップＳ５〜Ｓ７を実行する。また、ステップＳ２において、エンジンスタート信号が出力されていない場合（ＦＬＧ＝０）は、エンジンが既に始動し、車両は起動しているため、上限値設定部は、実施の形態１と同様に、ステップＳ１１〜Ｓ１５を実行する。
【０１０５】
以上のように、本実施の形態２においても、実施の形態１と同様に、短期出力上限値Ｐｐが電力値αに満たない場合であっても、エンジン始動に必要な最低限の電力は確保されるので、確実なエンジン始動を行なうことができる。また、実施の形態１と同様に、スタータモータは断続的にオン・オフされないため、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。
【０１０６】
更に、本実施の形態２では、基準電圧Ｖ1が設定され、二次電池の最低端子電圧Ｖ＿ｍｉｎが基準電圧Ｖ1を下回るときは、スタータモータへ電力が供給されないため、実施の形態１に比べ、よりいっそう二次電池の劣化を抑制できる。
【０１０７】
また、本実施の形態２においても、電池ＥＣＵは、マイクロコンピュータに、図７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。
【０１０８】
（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８及び図９を参照しながら説明する。本実施の形態３における二次電池用の制御装置（電池ＥＣＵ）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有している。但し、本実施の形態３においては、上限値設定部による処理が一部異なっている。
【０１０９】
本実施の形態３においては、上限値設定部７は、エンジン始動時において、実施の形態１で説明した要件（１）及び（２）に加え、下記の要件（４）が満たされていることも条件として、設定した上限値の再設定（引き上げ）を行なう。この点において、本実施の形態３は実施の形態１と異なっている。なお、本実施の形態３においても、短時間出力上限値Ｐｐについて再設定が行なわれる。
【０１１０】
要件（４）は、二次電池４０のＳＯＣが、基準ＳＯＣ以上であることである。上限値設定部は、演算部が推定したＳＯＣと基準ＳＯＣとを比較し、演算部が推定したＳＯＣが基準ＳＯＣ以上である場合に要件（４）が満たされていると判断する。なお、後述の図８及び図９においては、基準ＳＯＣは「Ａ」とする。
【０１１１】
また、本実施の形態３においては、記憶部には、温度とその温度に最適なＳＯＣとの関係が示されたマップも格納されている。上限値設定部は、最低電池温度を特定し、これをマップに当てはめて、基準ＳＯＣの設定を行っている。このマップも、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。また、このマップの作成において、基準ＳＯＣは、各電池セルの寿命に影響が出ない限界のＳＯＣを放電実験によって求め、それに、電池セル間のバラつき分を考慮し、更に放置による影響をも考慮して、いずれの電池セルも転極しないようにマジーン分を加算することによって設定される。
【０１１２】
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８及び図９を用いて説明する。図８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。図９は、エンジン始動時における二次電池のＳＯＣと上限値との変化を示す図である。本実施の形態３における二次電池の出力制御方法は、本実施の形態３における電池ＥＣＵを動作させることによって実施される。また、図８において図５に示された符号が付されたステップは、図５において同じ符号が付されたステップと同様のステップである。
【０１１３】
図８に示すように、上限値設定部は、最初に、実施の形態１と同様にステップＳ１〜Ｓ３を実行する。ステップＳ３において、短時間出力上限値Ｐｐがスタータモータの駆動に要する電力値α以上であると判定された場合は、通信部が、ステップＳ１で設定された短時間出力上限値ＰｐとステップＳ１で設定された長時間出力上限値Ｐｎとを、短時間出力情報及び長時間出力情報として車両ＥＣＵに出力する。
【０１１４】
一方、短時間出力上限値Ｐｐが電力値αより小さい場合は、上限値設定部は、更に、二次電池のＳＯＣが基準ＳＯＣ（＝Ａ）以上であるかどうかを判定する（ステップＳ１６）。二次電池のＳＯＣが基準ＳＯＣ（＝Ａ）未満の場合は、実施の形態２と同様に、上限値設定部は、短時間出力上限値Ｐｐの値を０（ゼロ）に再設定し、短期間出力情報を書き換える（ステップＳ１０）。
【０１１５】
ステップＳ１０が実行されると、ステップＳ８が実行され、通信部は、ステップＳ１０で再設定された短時間出力上限値Ｐｐと、ステップＳ１で設定された長時間出力上限値Ｐｎとを、短時間出力情報及び長時間出力情報として車両ＥＣＵに出力する
一方、演算部が推定した二次電池のＳＯＣが基準ＳＯＣ（＝Ａ）以上の場合は、図９に示すように、上限値設定部は、実施の形態１と同様に、短時間出力上限値Ｐｐを再設定し、短時間出力上限値Ｐｐの値をスタータモータの駆動に要する電力値αまで引き上げる（ステップＳ４）。このときも、上限値設定部は、短時間出力情報の内容を書き換える。更に、上限値設定部は、実施の形態１と同様に、ステップＳ５〜Ｓ７を実行する。また、ステップＳ２において、エンジンスタート信号が出力されていない場合（ＦＬＧ＝０）は、エンジンが既に始動し、車両は起動しているため、上限値設定部は、実施の形態１と同様に、ステップＳ１１〜Ｓ１５を実行する。
【０１１６】
以上のように、本実施の形態３においても、実施の形態１と同様に、短期出力上限値Ｐｐが電力値αに満たない場合であっても、エンジン始動に必要な最低限の電力は確保されるので、確実なエンジン始動を行なうことができる。また、実施の形態１と同様に、スタータモータは断続的にオン・オフされないため、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。
【０１１７】
更に、本実施の形態３では、基準ＳＯＣが設定され、二次電池のＳＯＣが基準ＳＯＣより小さいときは、スタータモータへ電力が供給されないため、実施の形態１に比べ、よりいっそう二次電池の劣化を抑制できる。
【０１１８】
また、本実施の形態３においても、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。
【産業上の利用可能性】
【０１１９】
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】
【０１２０】
【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】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上限値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】スタータモータへの電力供給を監視する際に行なわれる処理を示す流れ図である。
【図７】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８】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。
【図９】エンジン始動時における二次電池のＳＯＣと上限値との変化を示す図である。
【符号の説明】
【０１２１】
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  上限値設定部
８  演算部
９  通信部
１０  監視部
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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