(57)【要約】【課題】電源装置制御システムにおいて、ＩＧ−ＯＮの際に、複数の蓄電セルを組み合わせる蓄電パックのＳＯＣであるパックＳＯＣを迅速に精度よく補正することである。【解決手段】電源装置制御システムが適用されるハイブリッド車両制御システム１０は、回転電機１６を含む駆動源１２と、複数の蓄電セル３２から構成される蓄電ブロック３４を複数組み合わせた蓄電パック３０を含む電源回路と、蓄電パック制御装置４０を含んで構成される。蓄電パック制御装置４０は、ＩＧ−ＯＮ信号５２を取得するＩＧ−ＯＮ取得処理部４２と、ＩＧ−ＯＮ取得のときに、蓄電ブロック３４の電圧であるブロック電圧を各蓄電ブロック３４ごとにそれぞれ取得するブロック電圧取得処理部４４と、これに基いて蓄電パック３０のＳＯＣであるパックＳＯＣを補正するパックＳＯＣ算出処理部４６を含んで構成される。【選択図】図１
2012029349.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の蓄電セルから構成される蓄電ブロックを複数組み合わせた蓄電パックを含む電源装置の制御システムであって、
車両のイグニッションスイッチがオンの状態を示す信号であるＩＧ−ＯＮを取得する手段と、
ＩＧ−ＯＮ取得のときに、蓄電ブロックの電圧であるブロック電圧を各蓄電ブロックごとにそれぞれ取得するブロック電圧取得手段と、
取得された各ブロック電圧をそれぞれの蓄電ブロックの開放回路電圧として、これに基き、蓄電パック全体の充電状態であるパックＳＯＣを補正するＳＯＣ補正手段と、
を備えることを特徴とする電源装置制御システム。
【請求項２】
請求項１に記載の電源装置制御システムにおいて、
ＳＯＣ補正手段は、車両制御システムによってＥＶ／ＨＶ判定が行われる前にパックＳＯＣを補正することを特徴とする電源装置制御システム。
【請求項３】
請求項１に記載の電源装置制御システムにおいて、
ブロック電圧取得手段は、
ＩＧ−ＯＮ取得後、信号伝送のための通信確立のタイミングから、各ブロック電圧を取得することを特徴とする電源装置制御システム。
【請求項４】
請求項３に記載の電源装置制御システムにおいて、
ブロック電圧取得手段は、
車両制御システムが自己診断処理を行う場合には、ＩＧ−ＯＮ取得後、車両制御システムが自己診断処理を終了したタイミングから、各ブロック電圧を取得することを特徴とする電源装置制御システム。
【請求項５】
請求項１に記載の電源装置制御システムにおいて、
ブロック電圧取得手段は、
同じ蓄電ブロックの電圧を複数回測定し、その平均値をその蓄電ブロックのブロック電圧として取得することを特徴とする電源装置制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源装置制御システムに係り、特に、複数の蓄電セルから構成される蓄電ブロックを複数組み合わせた蓄電パックを含む電源装置の制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、車両に搭載される２次電池等の蓄電装置は、使用していないときでも自然放電し、その充電状態を示すＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ  Ｏｆ  Ｃｈａｒｇｅ）が低下してゆく。車両の制御システムが動作していないときはＳＯＣの更新も行われないので、車両が始動するとき、例えば、イグニッションスイッチがオンするときの実際のＳＯＣは、車両の制御システムが記憶しているＳＯＣよりも低下していることがある。このような場合に、ＳＯＣを正しく補正をすることが、蓄電装置を用いる車両の駆動制御には必要である。
【０００３】
例えば、特許文献１には、残存容量算出装置として、クランキングのときの残存容量は自然放電の影響があり、積算ＳＯＣとＩ−ＶＳＯＣとの間に乖離があるので、ブロックごとの開放回路電圧（Ｏｐｅｎ  Ｃｉｒｃｕｉｔ  Ｖｏｌｔａｇｅ：ＯＣＶ）を電圧データとし、Ｉ−ＶＳＯＣを演算するがその際、減衰時定数を小さくして速く演算しΔＳＯＣ補正ゲインも大きくし、速く収束させることが述べられている。
【０００４】
特許文献２には、電池制御装置として、放置時間、放電総電気量に応じて電池劣化量を算出し、その電池劣化度合いに応じて算出した単位時間自己放電量を減算して現在の残存容量を算出することが述べられている。放置時間が一定以上長い場合には、一意的に低いＳＯＣを設定することも述べられている。
【０００５】
特許文献３には、蓄電量制御装置として、ハイブリッド車両のＥＶモードの走行開始前に、ＥＶモード航続要求距離を取得し、それに基き目標充電量を算出することが述べられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−２４３０４５号公報
【特許文献２】特開２００５−１３０５５９号公報
【特許文献３】特開２００９−２４８８２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このように、従来技術によれば、蓄電装置を搭載する車両が始動するときに、ＳＯＣを補正することができる。ところで、車両に搭載される蓄電装置は、所定の高電圧電力を得るために、複数の蓄電セルから構成される蓄電ブロックを複数組み合わせた蓄電パックが用いられる。自己放電が生じると、蓄電パックを構成する複数の蓄電セルの残存容量にばらつきが生じることがある。このような場合、上記のＳＯＣ補正においては、車両の起動時にすばやく対応する必要性から、例えば、全蓄電ブロックの残存容量の平均値を用いて蓄電パックのＳＯＣであるパックＳＯＣを補正する等の簡便な方法が用いられる。
【０００８】
確かに、車両起動時においてＳＯＣ補正を迅速に行うことが必要であるが、簡便な方法でパックＳＯＣの補正を行うと、実際のパックＳＯＣが十分あるのに低いパックＳＯＣとして充電指令が行われ、逆に、実際のパックＳＯＣが低いのに、十分なパックＳＯＣであるとして、回転電機による走行であるＥＶ走行の指令が行われることが生じる。このように、簡便な方法でパックＳＯＣの補正を行うと、車両の運行にとって好ましくない状態が生じ得る。
【０００９】
本発明の目的は、パックＳＯＣを迅速に精度よく補正することを可能とする電源装置制御システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る電源装置制御システムは、複数の蓄電セルから構成される蓄電ブロックを複数組み合わせた蓄電パックを含む電源装置の制御システムであって、車両のイグニッションスイッチがオンの状態を示す信号であるＩＧ−ＯＮを取得する手段と、ＩＧ−ＯＮ取得のときに、蓄電ブロックの電圧であるブロック電圧を各蓄電ブロックごとにそれぞれ取得するブロック電圧取得手段と、取得された各ブロック電圧をそれぞれの蓄電ブロックの開放回路電圧として、これに基き、蓄電パック全体の充電状態であるパックＳＯＣを補正するＳＯＣ補正手段と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明に係る電源装置制御システムにおいて、ＳＯＣ補正手段は、車両制御システムによってＥＶ／ＨＶ判定が行われる前にパックＳＯＣを補正することが好ましい。
【００１２】
また、本発明に係る電源装置制御システムにおいて、ブロック電圧取得手段は、ＩＧ−ＯＮ取得後、信号伝送のための通信確立のタイミングから各ブロック電圧を取得することが好ましい。
【００１３】
また、本発明に係る電源装置制御システムにおいて、ブロック電圧取得手段は、車両制御システムが自己診断処理を行う場合には、ＩＧ−ＯＮ取得後、車両制御システムが自己診断処理を終了したタイミングから、各ブロック電圧を取得することが好ましい。
【００１４】
また、本発明に係る電源装置制御システムにおいて、ブロック電圧取得手段は、同じ蓄電ブロックの電圧を複数回測定し、その平均値をその蓄電ブロックのブロック電圧として取得することが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
上記構成により、電源装置制御システムは、ＩＧ−ＯＮ取得のときに、蓄電ブロックの電圧であるブロック電圧を各蓄電ブロックごとにそれぞれ取得し、取得された各ブロック電圧をそれぞれの蓄電ブロックの開放回路電圧として、これに基き、蓄電パック全体の充電状態であるパックＳＯＣを補正する。ＩＧ−ＯＮ取得のときに、各ブロック電圧をすぐ取得すれば、その各ブロック電圧を開放回路電圧（ＯＣＶ）として、各蓄電ブロックについての残存容量を求めることができ、これに基いてパックＳＯＣを補正できる。このようにして、パックＳＯＣを迅速に精度よく補正することが可能となる。
【００１６】
また、電源装置制御システムにおいて、車両制御システムが回転電機を用いて走行するＥＶ走行か、エンジンも併用して走行するＨＶ走行かを判定するＥＶ／ＨＶ判定のタイミングの前にパックＳＯＣを補正する。パックＳＯＣは各ブロック電圧の残存容量で補正されているので、その値の精度が高い。したがって、実際のパックＳＯＣが低いにもかかわらずＥＶ走行し、あるいは、実際のパックＳＯＣが高いにもかかわらずＨＶ走行することが防止でき、効率のよい車両走行とすることができる。
【００１７】
また、電源装置制御システムにおいて、ＩＧ−ＯＮ取得後、信号伝送のための通信確立のタイミングから各ブロック電圧を取得するので、車両始動時に、パックＳＯＣを迅速に精度よく補正することが可能となる。
【００１８】
また、電源装置制御システムにおいて、車両制御システムが自己診断処理を行う場合には、ＩＧ−ＯＮ取得後、車両制御システムが自己診断処理を終了したタイミングから、各ブロック電圧を取得するので、車両始動時において自己診断終了後にパックＳＯＣを迅速に精度よく補正することが可能となる。
【００１９】
また、電源装置制御システムにおいて、同じ蓄電ブロックの電圧を複数回測定し、その平均値をその蓄電ブロックのブロック電圧として取得するので、ブロック電圧の精度を高めることができ、パックＳＯＣを迅速に精度よく補正することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係る実施の形態の電源装置制御システムが適用される回転電機駆動システムの構成を説明する図である。
【図２】本発明に係る実施の形態のＳＯＣ補正の手順を示すフローチャートである。
【図３】本発明に係る実施の形態におけるＳＯＣ補正のタイムチャートである。
【図４】本発明に係る実施の形態における各蓄電ブロックの残存容量の補正の様子を説明する図である。
【図５】従来技術における各蓄電ブロックの残存容量の補正の様子を説明する図である。
【図６】本発明に係る実施の形態におけるパックＳＯＣ補正のタイミングを説明する図である。
【図７】従来技術におけるパックＳＯＣの補正のタイミングを説明する図である。
【図８】本発明に係る実施の形態において、自己診断手順がある場合のＳＯＣ補正のタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下に図面を用いて本発明に係る実施の形態につき、詳細に説明する。以下では、電源装置制御システムが適用されるものとして、ハイブリッド車両制御システムを説明するが、蓄電装置を含む電源装置を用いるシステムであれば、これ以外の装置、システムであってもよい。
【００２２】
また、電源装置の構成を、蓄電装置、平滑コンデンサ、電圧変換器、インバータ回路を含むものとして説明するが、これら以外の要素を含むものとしてもよい。例えば、システムメインリレー、ＤＣ／ＤＣコンバータ等を含む電源装置であってもよい。以下で説明する１つの蓄電パックを構成する蓄電ブロックの数、１つの蓄電ブロックを構成する蓄電セルの数は、説明のための例示であって、説明した以外の数であってもよい。
【００２３】
以下では、全ての図面において同様の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、本文中の説明においては、必要に応じそれ以前に述べた符号を用いるものとする。
【００２４】
図１は、電源装置制御システムが適用されるものとして、ハイブリッド車両制御システム１０の構成を説明する図である。ハイブリッド車両制御システム１０は、エンジン１４と回転電機１６を含む駆動源１２と、電源回路と、蓄電パック制御装置４０と、これらの各要素の動作を全体として制御するハイブリッド制御ユニットであるＨＶ−ＥＣＵ（Ｈｙｂｒｉｄ  Ｖｅｈｉｃｌｅ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）６０を含んで構成される。ここで、電源装置制御システムは、駆動源１２を除く各要素で構成される。
【００２５】
エンジン１４は、内燃機関で、上記のように回転電機１６とともに車両の駆動源を構成する。エンジン１４は、車両の車軸を駆動しタイヤを回転して走行を行わせる機能と共に、回転電機１６を発電機として用いて発電を行わせて電源回路２０に供給する機能を有する。エンジン１４の制御は、図示されていないエンジンＥＣＵを介してＨＶ−ＥＣＵ６０によって行われる。
【００２６】
回転電機１６は、車両に搭載されるモータ・ジェネレータ（Ｍ／Ｇ）であって、電源回路２０から電力が供給されるときはモータとして機能し、エンジン１４による駆動時、あるいは車両の制動時には発電機として機能する三相同期型回転電機である。
【００２７】
すなわち、回転電機１６は、車両走行のためとして、エンジン１４の起動のためのスタータとして用いるとき、また力行のときには、電源回路２０から供給される交流電力によってモータとして機能する。そして制動時には、発電機として機能して回生エネルギを回収し、電源回路２０に供給する。回転電機１６の制御は、図示されていないＭＧ−ＥＣＵを介してＨＶ−ＥＣＵ６０によって行われる。
【００２８】
電源回路２０は、蓄電パック３０と、平滑コンデンサ２２と、電圧変換器２４と、インバータ回路２６を含んで構成される。
【００２９】
蓄電パック３０は、充放電可能な高電圧用２次電池である。蓄電パック３０としては、例えば、約２００Ｖの端子電圧を有するリチウムイオン組電池あるいはニッケル水素組電池、またはキャパシタ等を用いることができる。組電池は、単電池または電池セルと呼ばれる端子電圧が１Ｖから数Ｖの電池を複数個組み合わせて、上記の所定の端子電圧を得るようにしたものである。上記のように、蓄電パック３０は、２次電池とキャパシタを含む広い概念であるので、以下では、電池セルを蓄電セル、電池セルを複数集めた電池ブロックを蓄電ブロックと呼ぶことにし、電池ブロックを複数集めた電池パックを、上記のように蓄電パックと呼ぶ。
【００３０】
図１の例では、４つの蓄電セル３２をまとめて１つの蓄電ブロック３４とし、複数の蓄電ブロック３４をまとめて１つの蓄電パック３０を構成する様子が示されている。各蓄電ブロック３４からは、各蓄電ブロック３４の端子間電圧であるブロック電圧を検出するための信号線３６が引き出され、蓄電パック制御装置４０に接続される。つまり、各ブロック電圧のデータは、信号線３６を介して蓄電パック制御装置４０に伝送される。
【００３１】
蓄電パック３０は、回転電機１６をエンジン１４によって駆動して発電される電力によって充電され、あるいは回転電機１６が制動時に回収する電力によって充電される。また、蓄電パック３０は、電圧変換器２４、インバータ回路２６を介して回転電機１６に電力を供給してこれを駆動させる。
【００３２】
平滑コンデンサ２２は、蓄電パック３０と電圧変換器２４の間に設けられ、電圧、電流の変動を抑制し平滑化する機能を有する容量素子である。
【００３３】
電圧変換器２４は、蓄電パック３０とインバータ回路２６の間に配置され、電圧変換機能を有する回路である。電圧変換器２４としては、リアクトルと、蓄電パック制御装置の制御の下で作動するスイッチング素子等を含んで構成することができる。電圧変換機能としては、蓄電パック３０側の電圧をリアクトルのエネルギ蓄積作用を利用して昇圧しインバータ回路２６側に供給する昇圧機能と、インバータ回路２６側からの電力を蓄電パック３０側に降圧して充電電力として供給する降圧機能とを有する。
【００３４】
インバータ回路２６は、回転電機１６に接続される回路で、ＨＶ−ＥＣＵ６０の制御の下で作動する複数のスイッチング素子を含んで構成され、交流電力と直流電力との間の電力変換を行う機能を有する。
【００３５】
すなわち、インバータ回路２６は、回転電機１６を発電機として機能させるときは、回転電機１６からの交流三相回生電力を直流電力に変換し、蓄電パック３０側に充電電流として供給する交直変換機能を有する。また、回転電機１６をモータとして機能させるときは、蓄電パック３０側からの直流電力を交流三相駆動電力に変換し、回転電機１６に交流駆動電力として供給する直交変換機能を有する。
【００３６】
ＨＶ−ＥＣＵ６０は、上記のように、エンジンＥＣＵ、ＭＧ−ＥＣＵ、次に説明する蓄電パック制御装置４０等を介して、ハイブリッド車両を構成する各要素の動作を全体として制御する制御装置である。ここでは、蓄電パック制御装置４０の機能のために、車両のイグニッションスイッチがオンの状態を示す信号であるＩＧ−ＯＮ信号５２を蓄電パック制御装置４０に伝送する。かかるＨＶ−ＥＣＵ６０は、車両の搭載に適したコンピュータ等で構成することができる。
【００３７】
蓄電パック制御装置４０は、電源回路２０を構成する各要素を全体として制御する機能を有する制御装置である。特に、ここでは、ハイブリッド車両の始動の際に、自然放電で蓄電パック３０の充電状態を示すパックＳＯＣが低下しているときに、迅速に精度よくパックＳＯＣを補正する機能を有する。かかる蓄電パック制御装置４０は、車両の搭載に適したコンピュータ等で構成することができる。蓄電パック制御装置４０の機能を、他の車両搭載制御装置の機能の一部としてもよい。例えば、蓄電パック制御装置４０の機能を、ＨＶ−ＥＣＵ６０の機能の一部とすることができる。
【００３８】
蓄電パック制御装置４０は、ＩＧ−ＯＮ信号５２を取得するＩＧ−ＯＮ取得処理部４２と、ＩＧ−ＯＮ取得のときに、蓄電ブロック３４の電圧であるブロック電圧を各蓄電ブロック３４ごとにそれぞれ取得するブロック電圧取得処理部４４と、取得された各ブロック電圧をそれぞれの蓄電ブロック３４の開放回路電圧（ＯＣＶ）として各蓄電ブロック３４の残存容量を算出し、これに基いてパックＳＯＣを補正するパックＳＯＣ算出処理部４６を含んで構成される。
【００３９】
かかる機能は、ソフトウェアによって実現でき、具体的には、蓄電パック制御プログラムのパックＳＯＣ補正処理手順に対応する部分を実行することで実現できる。かかる機能の一部をハードウェアで実現するものとしてもよい。
【００４０】
かかる構成の作用、特に蓄電パック制御装置４０の各機能について、図２を用いて詳細に説明する。図２は、ＩＧ−ＯＮのときの自然放電によって低下しているパックＳＯＣを補正する手順を示すフローチャートである。各手順は、蓄電パック制御プログラムの各処理手順に対応する。
【００４１】
ここでは、蓄電パック制御プログラムのパックＳＯＣ補正処理手順に対応する部分が立上ると、まず、ＩＧ−ＯＮ信号の取得が行われる（Ｓ１０）。この処理手順は、蓄電パック制御装置４０のＩＧ−ＯＮ取得処理部４２の機能によって実行される。ＩＧ−ＯＮ信号が取得されないと、以後の処理は行われない。
【００４２】
ＩＧ−ＯＮ信号が取得されると、つぎに、蓄電パック３０における蓄電セル３２の状態を送信する機能を有する監視ユニットと、蓄電パック制御装置４０との間の通信が確定し、受信開始となったか否かが判断される（Ｓ１２）。この通信が確定すると、監視ユニットから信号線３６を介して、各蓄電セル３２の状態、各蓄電ブロック３４の状態についてのデータ通信が可能となる。
【００４３】
Ｓ１２の判断が肯定されると、そのタイミングから、各蓄電ブロック３４の端子間電圧であるブロック電圧の生値の取得が行われる（Ｓ１４）。ブロック電圧は、監視ユニットによって、各蓄電ブロック３４ごとに順次検出されて、信号線３６を介して、蓄電パック制御装置４０に伝送される。この処理手順は、蓄電パック制御装置４０のブロック電圧取得処理部４４の機能によって実行される。
【００４４】
ここで、ブロック電圧の生値というのは、監視ユニットから伝送されたままのブロック電圧のデータのことである。ブロック電圧の生値の取得は、上記のように、監視ユニットとの間の通信確定後直ちに行われるので、蓄電パック制御装置４０はまだ各蓄電セル３２および各蓄電ブロック３４について、例えば断線等の異常があるか否か等の判断を行っていない。また、監視ユニットが各蓄電ブロック３４との間の接続を切り替えるときのタイマが正常か否か、切り替える素子であるＳＳＲと呼ばれるリレーについて正常か否か等の判断を行っていない。
【００４５】
イグニッションスイッチがオンしたとき、従来技術であれば、各蓄電セル３２の断線検出、各蓄電ブロック３４の断線検出、監視ブロックの切替タイマの正常判定、ＳＳＲの正常判定等を行い、これらが正常であることを確認した上で、各蓄電ブロック３４のそれぞれのブロック電圧をパックＳＯＣ算出のために伝送する。
【００４６】
しかし、このような手順を正しく踏んでいると、ＩＧ−ＯＮの際に自己放電によって実際に低下しているパックＳＯＣを補正するのに時間がかかり、迅速に車両を始動することができない。そこで、従来技術では、例えば、簡便に、全蓄電ブロックの端子間電圧、つまり、蓄電パック３０の端子間電圧を蓄電ブロック３４の総数で除し、その値を全部の蓄電ブロック３４のそれぞれの残存容量として用いることが行われる。このような処理では、各蓄電ブロック３４の残存容量にばらつきがある場合に、パックＳＯＣとしては正確な値でなく、その正確でない値を用いると車両走行に支障が生じる恐れがある。これが、本発明の解決しようとする課題である。
【００４７】
そこで、ブロック電圧の生値を取得したならば、予め定めた判定基準に従って、この生値が異常でないか否かの判定を行う（Ｓ１６）。異常と判定されると、このブロック電圧の生値を用いることができないので、従来技術の手順に従ってパックＳＯＣを算出する（Ｓ２０）。この場合の従来技術の手順としては、車両の始動を迅速に行うために、例えば、安全側のＳＯＣ値を暫定的なパックＳＯＣとしてこれを用いることとしてもよい。
【００４８】
ブロック電圧の生値が異常でないか否かの判定基準としては、以下の内容を用いることができる。ここで、同じ蓄電ブロックブロック電圧の生値を複数回検出するものとすることが好ましい。ブロック電圧の生値の検出回数は、例えば、３回とすることができる。
【００４９】
そして、判定基準として、この複数回検出したブロック電圧の生値の平均値が、予め定めた上限値と下限値に入っていないときは異常とすることを用いる。また、他の判定基準として、この複数回検出したブロック電圧の生値の最大値と最小値との差が、予め定めた許容ばらつき範囲内にないときは異常とすることを用いる。その他の判定基準として、ＩＧ−ＯＮから全部のブロック電圧の生値の検出が終了するまで、蓄電パック３０の電流が予め定めた正常範囲を超えるときには、検出したブロック電圧の生値が異常であるとすることを用いる。その他、適切な判定基準を用いることができる。これらの設定された判定基準の１つでも異常とされるときは、Ｓ１６の判定は否定され、ブロック電圧の生値を用いることをしない。
【００５０】
Ｓ１６の判定が肯定されると、ブロック電圧の生値を用いてパックＳＯＣを補正する算出処理が行われる。その際に、電池温度を考慮することが好ましい（Ｓ１８）。具体的には、各蓄電ブロック３４についてそのブロック電圧に基いて、それぞれの残存容量を算出し、それぞれの残存容量から、蓄電パック３０の全体のＳＯＣであるパックＳＯＣを算出する。この処理手順は、蓄電パック制御装置４０のパックＳＯＣ算出処理部４６の機能によって実行される。
【００５１】
ＩＧ−ＯＮから直ちに取得されるブロック電圧は、その蓄電ブロック３４の開放回路電圧（ＯＣＶ）と考えることができる。蓄電装置の開放回路電圧と残存容量との間には相関関係があるので、その相関関係を実験等によって予め取得しておくことで、ブロック電圧からその蓄電ブロックの残存容量を算出できる。各蓄電ブロック３４の残存容量はそれぞれの蓄電ブロック３４のＳＯＣであるので、各蓄電ブロック３４のＳＯＣに基いて蓄電パック３０の全体の残存容量であるパックＳＯＣを算出することができる。
【００５２】
パックＳＯＣを算出するのに用いられるブロック電圧は、上記のように、同じ蓄電ブロック３４について複数回の検出を行い、その平均電圧を用いることが好ましい。蓄電ブロック３４の総数が多いと、ブロック電圧の取得に時間がかかるが、パックＳＯＣの算出は、車両の迅速な始動のためにＩＧ−ＯＮからできるだけ短時間で済ましたい。そこで、複数回の検出回数の設定は、この処理時間の長さと取得値の信頼性との兼ね合いで決めることがよい。例えば、上記のように、３回程度の検出回数とすることができる。
【００５３】
上記のように、監視ユニットからの通信を開始した時点で、ブロック電圧を取得するとともに、ＳＯＣ補正を行う処理を優先して実行することで、各蓄電ブロック３４のＳＯＣを迅速に真値に近づけることが可能になる。このように、Ｓ１８のパックＳＯＣの補正の算出は、ＩＧ−ＯＮ取得からできるだけ迅速に行いたい。１つの目安は、車両制御システムがＥＶ／ＨＶ調停を行うタイミングの前にパックＳＯＣの補正を行うことが好ましい。
【００５４】
ＥＶ／ＨＶ調停またはＥＶ／ＨＶ判定とは、ハイブリッド車両制御システム１０が回転電機を用いて走行するＥＶ走行か、エンジンも併用して走行するＨＶ走行かを決めることであり、その判定は、パックＳＯＣに基いてハイブリッド車両制御システム１０が行う。具体的には、ＨＶ−ＥＣＵ６０がこのＥＶ／ＨＶ調停を行う。
【００５５】
図３は、上記の手順に基いた各状態の時間的な変化を説明するタイムチャートである。ここでは、横軸に時間をとり、縦軸には、紙面の上方から下方に向かって、ＩＧ信号、監視ユニット側低電圧ガード、全ブロック電圧受信、ブロック断線検出、監視ユニットタイマとＳＳＲショート正常判定、セル断線検出、ＳＭＲ接続、ＥＶ／ＨＶ調停の順に、それぞれの状態変化がとられている。
【００５６】
ここでは、時間ｔ1でＩＧ信号がＯＮとされる。すなわち、時間ｔ1でＩＧ−ＯＮが取得される。そして、このＩＧ−ＯＮのタイミングから、監視ユニットとの間の通信確定に要する必要時間が経過したときが時間ｔ2である。そしてこの時間ｔ2からブロック電圧を取得するためのサンプリング周期を待つ時間の経過後から特別な待ち時間を置くことなく、直ちに各ブロック電圧を取得する受信が開始する。そして、ＥＶ／ＨＶ調停が行われる時間ｔ3までに、全ブロック電圧の受信を完了させる。
【００５７】
そこで、上記のように、蓄電パック制御装置４０としては、時間ｔ3までに、全ブロック電圧の受信を完了させ、これに基いて精度の高いパックＳＯＣを算出し、ＨＶ−ＥＣＵ６０に伝送する。これによって、ＥＶ／ＨＶ判定信号が、正確なパックＳＯＣを反映した内容のものとすることができる。
【００５８】
図３で、ＳＭＲ接続とは、図１では図示を省略したが、蓄電パック３０と電圧変換器２４との間にＳＭＲと呼ばれるシステムメインリレーが設けられるが、そのＳＭＲを接続するための信号である。そして、監視ユニット側低電圧ガード、ブロック断線検出、監視ユニットタイマとＳＳＲショート正常判定、セル断線検出は、蓄電パック３０の状態を送信する機能を有する監視ユニットに関するもので、従来技術においては、上記のように、これらの判定が正常のときに初めて、各ブロック電圧が、パックＳＯＣ算出のために伝送される。すなわち、従来技術の手順に従うときは、図３の例では、時間ｔ4になって初めて、ＳＯＣの補正実施ができることになる。ここで、上記のように図２の手順に従えば、時間ｔ3までに、全ブロック電圧を取得しＳＯＣの補正実施を行うことができる。
【００５９】
図１の構成、図２、図３の手順の効果を従来技術と比較して、図４から図７を用いて説明する。図４と図５は、残存容量の算出の相違を従来技術と比較して説明するものであり、図６と図７は、パックＳＯＣ算出のタイミングの相違を従来技術と比較して説明するものである。
【００６０】
図４と図５は、いずれも横軸が時間で、縦軸に各蓄電ブロックの残存容量をとってある。時間ｔ1がＩＧ−ＯＮ取得のタイミングである。図４は、図１の構成を用いてＩＧ−ＯＮ取得の際に、各蓄電ブロック３４のブロック電圧を取得してそれぞれの蓄電ブロック３４の残存容量を求める場合である。図５は従来技術の例を示すものである。従来技術の例としては、ＩＧ−ＯＮ取得の際に、蓄電パック３０の端子間電圧を蓄電ブロック３４の総数で除して、その平均値を全部の蓄電ブロック３４に共通のブロック電圧とし、その共通のブロック電圧に対応してそれぞれの蓄電ブロック３４の共通の残存容量を求めるものとすることができる。
【００６１】
図４の場合は、ＩＧ−ＯＮ取得の際に、各蓄電ブロック３４のブロック電圧がそれぞれ取得されるので、ＩＧ−ＯＦＦの期間における自己放電による残存容量の低下が、各蓄電ブロック３４ごとに求められる。したがって、このブロック電圧に基いて算出されるパックＳＯＣは、各蓄電ブロック３４の間における自己放電のばらつきが反映されたものとなっている。例えば、平均から見て自己放電が少ない蓄電ブロック３４が含まれる場合には、パックＳＯＣは高めの値として算出され、平均から見て自己放電が多い蓄電ブロック３４が含まれる場合には、パックＳＯＣが低めの値として算出される。
【００６２】
図５の従来技術の場合には、ＩＧ−ＯＮ取得の際に、一旦、全部の蓄電ブロック３４の残存容量が同じとされる。したがって、ＩＧ−ＯＮ取得の際に、実際に平均から見て自己放電の多い蓄電ブロック３４が含まれていても、あるいは自己放電の少ない蓄電ブロック３４が含まれていても、パックＳＯＣに反映されない。しかしながら、それぞれの蓄電ブロック３４について、ブロック電圧、積算電流値等から演算される残存容量を徐々に反映することで、次第に蓄電ブロック３４ごとの残存容量に近づいてゆく。換言すると、個々の蓄電ブロック３４の残存容量の値に差が出てくることになる。
【００６３】
図６と図７は、いずれも横軸が時間で、縦軸にＳＯＣがとられている。ここでのＳＯＣは蓄電パック３０についてのＳＯＣで、パックＳＯＣのことである。ＥＶ／ＨＶ判定閾値とは、パックＳＯＣがこの閾値より高いときはＥＶ走行に適しており、この閾値より低いときはＨＶ走行をすることが好ましいとする境界のＳＯＣ値である。時間ｔ1がＩＧ−ＯＮ取得のタイミング、時間ｔ3がＥＶ／ＨＶ判定、すなわちＥＶ／ＨＶ調停のタイミングである。時間ｔ4は図３で説明したように、従来技術の場合にＳＯＣ補正を実施できるタイミングである。図６は、図４と同様に１の構成を用いる場合、図７は図５と同様に従来技術を用いる場合である。
【００６４】
図６の場合は、ＩＧ−ＯＦＦのときに記憶されているＩＧ−ＯＦＦ時パックＳＯＣが、ＩＧ−ＯＮ取得の時間ｔ1の際にはまだ更新されないので、実際のパックＳＯＣが自己放電で低下していると、その間に乖離が生じる。しかし、ＩＧ−ＯＮ取得の際から各ブロック電圧の取得が行われ、時間ｔ3までには、実際のパックＳＯＣ値に、パックＳＯＣが補正されて更新される。したがって、ＥＶ／ＨＶ判定のときには、精度のよいパックＳＯＣの結果が反映される。
【００６５】
図６の例では、自己放電によってパックＳＯＣがＥＶ／ＨＶ判定閾値以下となっているが、その値への補正が時間ｔ3までに行われるので、ＥＶ／ＨＶ判定は、ＨＶ走行に適しているものとされ、その判定はパックＳＯＣに照らし、適切な内容となる。
【００６６】
図７の場合も、ＩＧ−ＯＦＦのときに記憶されているＩＧ−ＯＦＦ時パックＳＯＣが、ＩＧ−ＯＮ取得の時間ｔ1の際にはまだ更新されないので、実際のパックＳＯＣが自己放電で低下していると、その間に乖離が生じる。そして、そのパックＳＯＣが補正されるのは、図３で説明したように、時間ｔ3よりも後の時間ｔ4である。したがって、ＥＶ／ＨＶ判定には、ＩＧ−ＯＦＦ時パックＳＯＣの値が反映されていることになる。
【００６７】
図７の例では、時間ｔ4では、パックＳＯＣがＥＶ／ＨＶ判定閾値以下となるように補正されるが、時間ｔ3では、まだパックＳＯＣがＥＶ／ＨＶ判定閾値以上である。したがって、ＥＶ／ＨＶ判定は、ＥＶ走行に適しているとされて、パックＳＯＣに照らし、不適切な内容となっている。
【００６８】
なお、以上では、車両制御システムがＩＧ−ＯＮに際し自己診断を行っていないとして説明したが、車両制御システムがＩＧ−ＯＮに際し自己診断を行う場合も同様に、自己診断処理が終了後、ＥＶ／ＨＶ調停のタイミング前までに全ブロック電圧の取得を終了するようにする。しかしながら、ＥＶ／ＨＶ調停のタイミングは、車両制御システムによって定められるので、自己診断に必要な時間の長さによっては、ＥＶ／ＨＶ調停のタイミング前までに全ブロック電圧の取得を終了することが間に合わない場合が生じ得る。その場合には、ＩＧ−ＯＮ取得後、車両制御システムが自己診断処理を終了したタイミングから、各ブロック電圧を取得するものとする。
【００６９】
図８は、そのような場合のタイムチャートの例である。図８は、図３のタイムチャートと比べ、自己診断状態が縦軸に加えられているが、横軸の意味、縦軸のその他の状態の内容は図３と同様である。
【００７０】
図８では、自己診断処理が終了したタイミングがちょうどＥＶ／ＨＶ調停のタイミングである時間と同じ時間ｔ5として示されている。この時間ｔ5から、ブロック電圧を取得するためのサンプリング周期を待つ時間の経過後から直ちに各ブロック電圧の受信が開始する。そして、ＳＭＲ接続のタイミングである時間ｔ6までに全ブロック電圧の受信を完了させる。このようにすることで、ＥＶ／ＨＶ判定についても、できるだけ早期に、パックＳＯＣの補正の結果を反映させることができる。なお、この時間ｔ6はＥＶ／ＨＶ調停のタイミングには間に合わないが、従来技術において監視ユニット関係の正常判定を行ってブロック電圧を取得できるタイミングの時間ｔ7よりは早めとなる。
【００７１】
以上のように、ＩＧ−ＯＮ取得後に各蓄電ブロックのブロック電圧を取得してパックＳＯＣを補正するので、パックＳＯＣの推定精度が向上する。特にＳＯＣの推定精度が悪い低温環境下においては、この方法による利点が大きい。また、ＥＶ／ＨＶ調停前にパックＳＯＣの補正を行うことができるので、例えばプラグイン方式のハイブリッド車両等で、本来パックＳＯＣが低いのにＥＶ走行し、高いのにＨＶ走行することが抑制される。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明に係る電源装置制御システムは、ハイブリッド車両に利用できる。
【符号の説明】
【００７３】
１０  ハイブリッド車両制御システム、１２  駆動源、１４  エンジン、１６  回転電機、２０  電源回路、２２  平滑コンデンサ、２４  電圧変換器、２６  インバータ回路、３０  蓄電パック、３２  蓄電セル、３４  蓄電ブロック、３６  信号線、４０  蓄電パック制御装置、４２  ＩＧ−ＯＮ取得処理部、４４  ブロック電圧取得処理部、４６  パックＳＯＣ算出処理部、５２  ＩＧ−ＯＮ信号、６０  ＨＶ−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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