(57)【要約】【課題】通電部品の温度上昇の抑制に伴う入出力制限による燃費の悪化を抑制する。【解決手段】本発明の蓄電システムは、蓄電装置に電気的に接続された通電部品の温度に応じた充放電制御を行うコントローラを有する。コントローラは、蓄電装置の充放電時において検出される電流値に基づいて、通電部品の温度状態を評価するための評価値を算出する評価値算出部と、評価値が閾値を超えた場合に蓄電装置の放電電力又は充電電力の上限値を制限する変更部と、車両のイグニッションスイッチがオンされるまでの間に通電部品が所定の雰囲気温度以下の状態にある低温継続時間をカウントする雰囲気温度状態判定部と、を有する。評価値算出部は、車両のイグニッションスイッチがオンされる前の低温継続時間が所定時間以上である場合に、車両のイグニッションスイッチがオンされた後の一定時間までの間、評価値を小さく算出する。【選択図】図７
2016025790.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の走行用モータに電力を供給する蓄電装置を備えた蓄電システムであって、
前記蓄電装置の充放電電流を検出する電流センサと、
前記蓄電装置の温度を検出する第１温度センサと、
前記蓄電装置に供給される温度調節用の空気の吸気温度を検出する第２温度センサと、
前記蓄電装置に電気的に接続された通電部品の温度に応じた充放電制御を行うコントローラと、を有し、
前記コントローラは、
前記蓄電装置の充放電時において検出される電流値に基づいて、前記通電部品の温度状態を評価するための評価値を算出する評価値算出部と、
前記評価値が閾値を超えた場合に、前記蓄電装置の放電電力又は充電電力の上限値を制限する変更部と、
前記車両のイグニッションスイッチがオフされた後からイグニッションスイッチがオンされるまでの間の前記蓄電装置の温度及び前記吸気温度に基づいて、前記通電部品が所定の雰囲気温度以下の状態であるか否かを判別し、前記車両のイグニッションスイッチがオンされるまでの間に前記通電部品が前記雰囲気温度以下の状態にある継続時間をカウントする雰囲気温度状態判定部と、を有し、
前記評価値算出部は、前記車両のイグニッションスイッチがオンされる前の前記継続時間が所定時間以上である場合に、前記車両のイグニッションスイッチがオンされた後の一定時間までの間、前記継続時間が前記所定時間よりも短いとき又は前記通電部品が前記雰囲気温度以下の状態にないときに比べて、前記評価値を小さく算出することを特徴とする蓄電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の走行用モータに電力を供給する蓄電装置を備えた蓄電システムに関し、特に、蓄電装置の充放電を制御する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハイブリッド自動車や電気自動車などに搭載される電池は、リレーやヒューズ、ハーネスなどの通電部品を備えている。電池に電流が流れると、これら通電部品にジュール熱が発生する。通電部品の温度が上昇すると正常に機能しなくなるおそれがあるため、通電部品を適切に保護する観点から、電池の充放電を制御する必要がある（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−００５５７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
例えば、特許文献１は、充放電電流から通電部品の温度上昇を評価する評価値（評価関数）を算出し、評価値に基づいて電池の入出力電力の上限値を低く制限し、通電部品の温度上昇を抑制している。一方で、電池の入出力電力が低く制限されるとドライバビリティの低下や燃費の悪化を招く。このため、通電部品の温度上昇の抑制に伴う入出力制限が介入するタイミングを、なるべく遅らせることが好ましい。
【０００５】
ここで、通電部品の温度上昇の評価は、電流の二乗値に基づいているが、通電部品の温度は、その環境温度、つまり通電部品周囲の雰囲気温度の影響を受ける。このため、雰囲気温度が低い状態と高い状態とでは、同じ電流を通電できる時間（通電可能時間）が異なり、雰囲気温度が低い状態は、同じ電流を流しても温度上昇率が低く、より長い時間、通電させることができる。
【０００６】
しかしながら、特許文献１では、通電部品の雰囲気温度に関係なく電流の二乗値に基づいて温度上昇を評価し、評価値が閾値を超えたときに入出力電力の上限値を低く制限している。このため、通電部品の雰囲気温度が低く、実際には通電部品の温度が高くない状況でも、通電部品の雰囲気温度が高い状態と同じ評価値が算出されてしまい、早いタイミングで入出力制限が介入してしまう。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、車両のイグニッションスイッチがオンされる前の通電部品の温度環境に応じてその後の通電部品の温度上昇の抑制に伴う入出力制御を行うことができる蓄電システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本願発明は、車両の走行用モータに電力を供給する蓄電装置を備えた蓄電システムであり、蓄電装置の充放電電流を検出する電流センサと、蓄電装置の温度を検出する第１温度センサと、蓄電装置に供給される温度調節用の空気の吸気温度を検出する第２温度センサと、蓄電装置に電気的に接続された通電部品の温度に応じた充放電制御を行うコントローラと、を有する。
【０００９】
コントローラは、蓄電装置の充放電時において検出される電流値に基づいて、通電部品の温度状態を評価するための評価値を算出する評価値算出部と、評価値が閾値を超えた場合に、蓄電装置の放電電力又は充電電力の上限値を制限する変更部と、車両のイグニッションスイッチがオフされた後からイグニッションスイッチがオンされるまでの間の蓄電装置の温度及び吸気温度に基づいて、通電部品が所定の雰囲気温度以下の状態であるか否かを判別し、車両のイグニッションスイッチがオンされるまでの間に通電部品が雰囲気温度以下の状態にある継続時間をカウントする雰囲気温度状態判定部と、を有する。
【００１０】
そして、評価値算出部は、車両のイグニッションスイッチがオンされる前の雰囲気温度以下の状態にある継続時間が所定時間以上である場合に、車両のイグニッションスイッチがオンされた後の一定時間までの間、雰囲気温度以下の状態にある継続時間が所定時間よりも短いとき、又は通電部品が雰囲気温度以下の状態にないときに比べて、評価値を小さく算出する。
【００１１】
本願発明によれば、車両のイグニッションスイッチがオンされる前の通電部品の雰囲気温度を把握し、長時間に渡って通電部品が所定の雰囲気温度以下であれば、充放電による通電部品の温度環境が低温状態であると判断し、通電部品の温度環境が低温状態と判断されないとき（雰囲気温度以下の状態にある継続時間が所定時間よりも短いとき、又は通電部品が雰囲気温度以下の状態にないとき）よりも、評価値を小さく算出する。このため、同じ電流に対する通電可能時間が長くなる低温の温度環境に応じ、車両のイグニッションスイッチがオンされた後の一定時間までの間の評価値が小さく算出されるので、評価値が閾値を超えるまでの時間が長くなり、通電部品の温度上昇の抑制に伴う入出力制限が介入するタイミングを遅らせることができる。したがって、ドライバビリティの低下や燃費の悪化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施例１における電池システム及び電池システムを搭載した車両の構成を示す図である。
【図２】実施例１における電池システムの冷却構造を示す図である。
【図３】実施例１の組電池の充放電を制御する処理を示すフローチャートである。
【図４】実施例１における評価値Ｆ（Ｎ）と入出力制限、通電部品の温度の関係を示す図である。
【図５】実施例１の評価値Ｆ（Ｎ）を算出するためのなまし係数Ｋのマップを示す図であり、通電部品の温度環境に応じた電流値とその通電可能時間の関係を示す図である。
【図６】実施例１におけるイグニッションスイッチがオフ中の通電部品の低温雰囲気判定処理を示すフローチャートである。
【図７】図３のステップＳ１０３の詳細な処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施例について説明する。
【００１４】
（実施例１）
本発明の実施例について図１から図７を用いて説明する。図１は、電池システムの構成を示す図である。図１に示す電池システムは、車両に搭載される。車両としては、ハイブリッド自動車や電気自動車がある。ハイブリッド自動車は、車両を走行させるための動力源として、組電池の他に、燃料電池や内燃機関等を備えた車両である。電気自動車は、車両の動力源として組電池だけを備えた車両である。以下、ハイブリッド自動車に搭載される電池システムを一例に説明する。
【００１５】
組電池１（蓄電装置に相当する）は、電気的に直列に接続された複数の単電池１０を有する。組電池１を構成する単電池１０の数は、組電池１の要求出力等に基づいて、適宜設定することができる。組電池１は、電気的に並列に接続された複数の単電池１０を含んでいてもよい。
【００１６】
単電池１０としては、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池といった二次電池を用いることができる。また、二次電池の代わりに、電気二重層キャパシタ（コンデンサ）を用いることができる。
【００１７】
組電池１は、正極ラインＰＬ及び負極ラインを介してインバータ２４に接続されている。正極ラインＰＬ及び負極ラインＮＬには、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇがそれぞれ設けられている。システムメインリレーＳＭＲ−Ｇには、システムメインリレーＳＭＲ−Ｐおよび電流制限抵抗Ｒが並列に接続され、システムメインリレーＳＭＲ−Ｐおよび電流制限抵抗Ｒは、直列に接続されている。
【００１８】
組電池１をインバータ２４と接続するとき、コントローラ３０は、まず、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂをオフからオンに切り替えるとともに、システムメインリレーＳＭＲ−Ｐをオフからオンに切り替える。これにより、電流制限抵抗Ｒに電流が流れ、突入電流が流れることを抑制することができる。
【００１９】
次に、コントローラ３０は、システムメインリレーＳＭＲ−Ｇをオフからオンに切り替えた後に、システムメインリレーＳＭＲ−Ｐをオンからオフに切り替える。これにより、組電池１およびインバータ２４の接続が完了し、図１に示す電池システムは、起動状態（Ｒｅａｄｙ−Ｏｎ）となる。コントローラ３０、車両のイグニッションスイッチのオン／オフ（ＩＧ−ＯＮ／ＩＧ−ＯＦＦ）に関する情報が入力され、コントローラ３０は、イグニッションスイッチがオフからオンに切り替わることに応じて、電池システムを起動する。
【００２０】
一方、イグニッションスイッチがオンからオフに切り替わったとき、コントローラ３０は、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇをオンからオフに切り替える。これにより、組電池１およびインバータ２４の接続が遮断され、電池システムは、停止状態（Ｒｅａｄｙ−Ｏｆｆ）となる。
【００２１】
インバータ２４は、組電池１から出力された直流電力を交流電力に変換し、交流電力をモータ・ジェネレータＭＧ２に出力する。モータ・ジェネレータ（本発明の走行用モータに相当する）ＭＧ２は、インバータ２４から出力された交流電力を受けて、車両を走行させるための運動エネルギ（動力）を生成する。モータ・ジェネレータＭＧ２は、トランスミッション（変速機）ＴＭを介して駆動輪２５に接続される駆動軸に接続され、モータ・ジェネレータＭＧ２の動力がトランスミッションＴＭを介して駆動軸に伝達され、駆動軸によって駆動輪２５に伝達される。モータ・ジェネレータＭＧ２が生成した動力をトランスミッションＴＭを介して駆動輪２５に伝達することにより、組電池１の電力を用いた車両走行を行わせることができる。
【００２２】
動力分割機構２６は、エンジン２７の動力を、駆動輪２５に伝達したり、モータ・ジェネレータＭＧ１に伝達したりする。モータ・ジェネレータＭＧ１は、エンジン２７の動力を受けて発電する。モータ・ジェネレータＭＧ１が生成した電力（交流電力）は、インバータ２４を介して、モータ・ジェネレータＭＧ２に供給されたり、組電池１に供給されたりする。モータ・ジェネレータＭＧ１が生成した電力を、モータ・ジェネレータＭＧ２に供給すれば、モータ・ジェネレータＭＧ２が生成した運動エネルギによって、駆動輪２５を駆動することができる。モータ・ジェネレータＭＧ１が生成した電力を組電池１に供給すれば、組電池１を充電することができる。
【００２３】
車両を減速させたり、停止させたりするとき、モータ・ジェネレータＭＧ２は、車両の制動時に発生する運動エネルギを電気エネルギ（交流電力）に変換する。インバータ２４は、モータ・ジェネレータＭＧ２が生成した交流電力を直流電力に変換し、直流電力を組電池１に出力する。これにより、組電池１は、回生電力を蓄えることができる。
【００２４】
なお、組電池１を昇圧回路に接続し、昇圧回路をインバータ２４に接続するように構成してもよい。昇圧回路を用いることにより、組電池１の出力電圧を昇圧することができ、インバータ２４から組電池１への出力電圧を降圧することができる。
【００２５】
エンジン２７は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの燃料を燃焼させて動力を出力する公知の内燃機関である。
【００２６】
充電器４０は、外部電源４３からの電力を組電池１に供給する。これにより、組電池１を充電することができる。充電器４０は、充電リレーＲｃｈ１，Ｒｃｈ２を介して、組電池１に接続されている。充電リレーＲｃｈ１，Ｒｃｈ２がオンであるとき、外部電源４３からの電力を組電池１に供給することができる。充電リレーＲｃｈ１，Ｒｃｈ２のオンとオフとの間の切替制御は、コントローラ３０によって行われる。
【００２７】
充電器４０は、インレット４１と接続されており、インレット４１に充電プラグ４２が接続される。充電プラグ４２は、外部電源４３から延びる充電ケーブルＰに設けられた接続コネクタである。充電プラグ４２をインレット４１に接続することにより、外部電源４３からの外部電力を、充電器４０を介して組電池１に供給することができる。
【００２８】
外部電源４３とは、車両の外部に設けられた電源であり、外部電源４３としては、例えば、商用電源がある。外部電源４３が交流電力を供給するとき、充電器４０は、不図示のＡＣ／ＤＣコンバータを備え、外部電源４３からの交流電力を直流電力に変換し、直流電力を組電池１に供給する。外部電源４３の電力を組電池１に供給して、組電池１を充電することを外部充電という。
【００２９】
電圧監視ユニット２０は、組電池１の端子間電圧や各単電池１０を検出し、検出結果をコントローラ３０に出力する。電流センサ２１は、組電池１に流れる充放電電流を検出し、検出結果をコントローラ３０に出力する。電流センサ２１によって検出された電流値に関して、放電電流を正の値とし、充電電流を負の値とすることができる。また、電流センサ２１は、後述する充電器４０を介して外部電源から供給される充電電流を検出することもできる。
【００３０】
温度センサ２２は、組電池１の温度（電池温度）を検出し、検出結果をコントローラ３０に出力する。また、温度センサ２３は、組電池１を冷却するための冷却空気（例えば、車室内の空気）の温度（吸気温度）を検出し、検出結果をコントローラ３０に出力する。
【００３１】
ここで、本電池システムの冷却構造について、図２を参照して説明する。図２に示すように、組電池１は、ケースＢに収容され、ケースＢには、吸気ダクト３及び排気ダクト５が接続される。吸気ダクト３は、ブロア（送風機）４を介してケースＢに接続される。吸気ダクト３を介してケースＢ内に供給された冷却空気は、組電池１との間で熱交換を行い、排気ダクト５からケースＢ外に排出される。なお、ブロア４は、排気ダクト５に設けたり、吸気ダクト３とケースＢとの間の吸気経路上やケースＢと排気ダクト５との間の排気経路上の任意の位置に設けたりすることができる。
【００３２】
温度センサ２２は、図２に示すように、組電池１の一部に直接的に設けられ、組電池１の温度を検出するのに対し、温度センサ２３は、ケースＢ内の組電池１に冷却風を供給するための吸気経路上であって、組電池１よりも上流側に設けることができる。
【００３３】
このとき、ケースＢ内には、組電池１に電気的に接続される通電部品（例えば、サービスプラグ、組電池１の正極端子及び負極端子、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇ，ＳＭＲ−Ｐ、インバータ２４間をそれぞれ接続する各接続ライン等のワイヤハーネス、ヒューズなど）が配設されている。これら通電部品は、組電池１と同様に吸気ダクト３から供給される冷却空気によって冷却される。そして、温度センサ２３は、図２の例のように、組電池１の上流側に設けることができ、通電部品の周囲温度を検出する温度センサとして機能することができる。
【００３４】
コントローラ３０は、組電池１の充放電制御を行う制御装置である。コントローラ３０は、各種の情報を記憶するメモリ３４を有しており、メモリ３４には、コントローラ３０を動作させるためのプログラムも記憶されている。メモリ３４は、コントローラ３０に対して内蔵型又は外付け型の態様で設けることができる。
【００３５】
コントローラ３０は、電圧監視ユニット２０や電流センサ２１の各検出値に基づいて、組電池１のＳＯＣを算出し、算出されたＳＯＣに基づいて組電池１の充放電制御を行うことができる。なお、組電池１のＳＯＣは、公知の手法により算出することができる。
【００３６】
コントローラ３０は、組電池１の温度やＳＯＣなどに基づいて、許容入力電力（組電池１に充電される電力の最大値）ＳＷ_inおよび許容出力電力（組電池１から放電される電力の最大値）ＳＷ_outを算出する。コントローラ３０は、許容入力電力ＳＷ_inおよび許容出力電力ＳＷ_outを越えないように、組電池１の充放電電力を制限する。これにより、組電池１の過放電や過充電が防止され、組電池１が保護される。
【００３７】
一方で、組電池１に電流が流れる際には、電池システムを構成する組電池１に電気的に接続される通電部品にも電流が流れ、これらの通電部品にジュール熱が発生する。そのため、通電部品の温度が上昇して許容温度を越えると、通電部品が正常に機能しなくなるおそれがある。
【００３８】
そこで、電池システムの作動時間において検出される組電池１の電流値に基づいて、これらの通電部品の温度状態に関する評価値Ｆを算出し、算出された評価値Ｆに基づいて、組電池１の温度やＳＯＣなどに基づいて算出される許容入力電力ＳＷ_inおよび許容出力電力ＳＷ_outを、さらに制限して入出力電力を絞り、通電部品の温度上昇を抑制する。
【００３９】
図１に示すように、コントローラ３０は、評価値算出部３１及びＷ_in／Ｗ_out変更部３２を含んで構成されている。
【００４０】
評価値算出部３１は、通電部品の温度状態（温度上昇）の評価に用いられる値である評価値Ｆを算出する。評価値算出部３１は、組電池１の電流値Ｉと、メモリ３４に記憶された評価値（先回算出された評価値）と、通電部品の温度の変化に応じて設定されるなまし係数Ｋに基づいて、評価値Ｆを算出する。
【００４１】
Ｗ_in／Ｗ_out変更部３２は、組電池１の温度やＳＯＣなどに基づいて設定される許容入力電力ＳＷ_inおよび許容出力電力ＳＷ_outを、評価値算出部３１で算出された評価値Ｆに基づいて変更し、変更された充電電力上限値Ｗ_inおよび放電電力上限値Ｗ_outで組電池１の電力を制限するように、インバータ２４を制御する。
【００４２】
なお、評価値算出部３１、Ｗ_in／Ｗ_out変更部３２及び後述する雰囲気温度状態判定部３３を有する本実施例のコントローラ３０は、デジタル回路やアナログ回路を主体としたハードウェアで構成することができる。また、コントローラ３０に含まれるＣＰＵがメモリ３４に記憶されている所定のプログラムを読み込んで実行するソフトウェアで構成することもできる。
【００４３】
図３は、本実施例の組電池１の充放電を制御する処理を示すフローチャートである。
【００４４】
次に、図３に示す処理は、予め設定された時間間隔（サイクルタイム）で繰り返して行われ、コントローラ３０に含まれるＣＰＵが、メモリ３４に記憶されたプログラムを実行することにより行われる。
【００４５】
ステップＳ１０１において、コントローラ３０は、イグニッションスイッチがオンされると、電池システムを起動し、組電池１の充放電制御を開始する。
【００４６】
ステップＳ１０２において、コントローラ３０は、電流センサ２１の出力信号に基づいて、放電電流又は充電電流の電流値Ｉを取得する。
【００４７】
ここで、本実施例の評価値Ｆの算出方法について詳細に説明する。コントローラ３０は、通電部品の温度に相関するように、通電部品の温度が高いほど評価値Ｆ（Ｎ）を大きく設定する。また、コントローラ３０は、通電部品の温度に相関するように、検出された組電池１の電流値Ｉに基づいて、評価値Ｆ（Ｎ）を算出する。例えば、評価値Ｆ（Ｎ）は以下の式１で算出することができる。
（式１）
2016025790.tif 000003
【００４８】
式１において、Ｎは、評価値Ｆの算出回数を示す。先回算出された評価値Ｆ（Ｎ−１）が存在しない場合は、評価値Ｆの初期値を用いることができる。なまし係数Ｋは、１以上の定数であって、通電部品の温度の変化に応じて設定される値である。
【００４９】
ステップＳ１０３において、コントローラ３０は、評価値Ｆを算出するためのなまし係数Ｋを算出する。なまし係数Ｋの算出処理については後述する。
【００５０】
ステップＳ１０４において、コントローラ３０は、ステップＳ１０３で算出されたなまし係数Ｋと電流値Ｉに基づいて、上述した式１に基づいて評価値Ｆを算出する。
【００５１】
図４は、本実施例における評価値Ｆ（Ｎ）と入出力制限値、通電部品の温度の関係を示す図である。図４に示すように、組電池１に充放電電流が流れることにより、式１に示した評価値Ｆ（Ｎ）が大きくなる。評価値Ｆ（Ｎ）が閾値Ｆｔａｇ２を超えるまでは、コントローラ３０は、許容入力電力ＳＷ_inを上限値として入力制御を行い、評価値Ｆ（Ｎ）が閾値Ｆｔａｇ２を超えた時点で入力制限が開始され、Ｗ_in／Ｗ_out変更部３２によって算出される充電電力上限値Ｗ_in（＜ＳＷ_in）で入力制御が行われる。
【００５２】
また、評価値Ｆ（Ｎ）が閾値Ｆｔａｇ１を超えるまでは、コントローラ３０は、許容出力電力ＳＷ_outを上限値として出力制御を行い、評価値Ｆ（Ｎ）が閾値Ｆｔａｇ１を超えた時点で出力制限が開始され、Ｗ_in／Ｗ_out変更部３２によって算出される放電電力上限値Ｗ_out（＜ＳＷ_out）で出力制御が行われる。
【００５３】
コントローラ３０は、ステップＳ１０５において、ステップＳ１０４で算出された評価値Ｆ（Ｎ）が閾値Ｆｔａｇ２を超えているか否かを判別し、超えている場合は、ステップＳ１０６に進み、入力制限（許容される入力電力の最大値を小さくする）を開始してＳＷ_inよりも低いＷ_inに変更する。
【００５４】
続いて、ステップＳ１０７において、ステップＳ１０４で算出された評価値Ｆ（Ｎ）が閾値Ｆｔａｇ２を超えていないと判別された場合、または、入力制限を開始した後、コントローラ３０は、評価値Ｆ（Ｎ）が閾値Ｆｔａｇ１を超えているか否かを判別する。評価値Ｆ（Ｎ）が閾値Ｆｔａｇ１を超えている場合は、ステップＳ１０８に進み、出力制限（許容される出力入力電力の最大値を小さくする）を開始してＳＷ_outよりも低いＷ_outに変更する。
【００５５】
ステップＳ１０６及びＳ１０８におけるＷ_in、Ｗ_outは、例えば、評価値Ｆ（Ｎ）をパラメータとしたフュードバック制御によって算出することができる。なお、本実施例では、入出力制限において異なる閾値Ｆｔａｇで制御し、入力制限開始用の閾値Ｆｔａｇ２と出力制限開始用の閾値Ｆｔａｇ１とを用いている。閾値Ｆｔａｇは、特許文献１に記載のように通電部品の通電電流許容値に基づいて算出することができる。
【００５６】
評価値Ｆが閾値Ｆｔａｇを超えた場合のＷ_in／Ｗ_outの各値は、下記の式２−１、式２−２に示すように算出することができる。
（式２−１）
2016025790.tif 000004
（式２−２）
2016025790.tif 000005
【００５７】
式２−１において、Ｗ_inは、組電池１のＳＯＣと電池温度に基づいて算出されるＳＷ_inに、評価値Ｆをパラメータとしたフュードバック制御による補正項であるＫ_in×（Ｆ−Ｆｔａｇ２）を加算することで算出することができる。上述したように充電電流は負の値で表されているので、充電電力も負の値で表すことができ、ＳＷ_inに対して正の値である補正項Ｋ_in×（Ｆ−Ｆｔａｇ２）が加算されるので、Ｗ_inは、ＳＷ_inよりも大きい値（絶対値としては小さい値）となる。
【００５８】
式２−２において、Ｗ_outは、組電池１のＳＯＣと電池温度に基づいて算出されるＳＷ_outに、評価値Ｆをパラメータとしたフュードバック制御による補正項であるＫ_out×（Ｆ−Ｆｔａｇ１）を減算することで算出することができる。上述したように放電電流は正の値で表されているので、放電電力も正の値で表すことができ、ＳＷ_outに対して正の値である補正項Ｋ_out×（Ｆ−Ｆｔａｇ１）が減算されるので、Ｗ_outは、ＳＷ_outよりも小さい値となる。
【００５９】
Ｋ_in、Ｋ_outは係数であり、評価値Ｆをパラメータとしたフュードバック制御の補正項の比例制御値であり、Ｗ_in／Ｗ_outを算出するためのフィードバックゲインである。
【００６０】
このように、補正項Ｋ_in×（Ｆ−Ｆｔａｇ２）を組電池１の入力制限量として算出し、補正項Ｋ_out×（Ｆ−Ｆｔａｇ１）を組電池１の出力制限量として算出することができる。そして、評価値Ｆの値をパラメータとしたフュードバック制御により、ＳＷ_in／ＳＷ_outよりも低いＷ_in／Ｗ_outを算出して、Ｗ_in／Ｗ_outを上限値として組電池１の入出力制御を行うことで、通電部品の温度が許容温度を超えることを抑制することができる。
【００６１】
一方で、評価値Ｆが閾値Ｆｔａｇを超えたことによって許容される入出力電力が低く制限されている状態は、例えば、車両要求に対する組電池１の出力が不足すると、車両要求に見合った動力性能を発揮させることができず、ドライバビリティが低下する。また、ハイブリッド車両ではエンジン２７を始動して不足分の出力を補うため、燃費が低下する。このため、通電部品の温度上昇の抑制に伴う入出力制限が介入することを極力避けることが好ましく、通電部品の温度上昇を適切に抑制するにしても制限が介入するタイミングを、なるべく遅らせることが好ましい。
【００６２】
ここで、通電部品の温度状態を示す評価値Ｆ（Ｎ）は、電流値Ｉの二乗値に基づいているが、通電部品の温度は、その環境温度（通電部品周囲の雰囲気温度）の影響を受けるため、雰囲気温度が低い状態と高い状態とでは、通電部品の許容温度（耐熱温度）に対して同じ電流を通電できる時間（通電可能時間）が異なる。したがって、雰囲気温度が低い状態では、同じ電流を流しても温度が上昇する度合い（通電部品の温度の変化率）が低く、雰囲気温度が高い状態に比べてより長い時間、通電させることができる。
【００６３】
そこで、本実施例では、車両のイグニッションスイッチがオンされる前の通電部品の雰囲気温度を把握し、長時間に渡って通電部品が所定の雰囲気温度以下であれば、充放電が行われる通電部品の温度環境が低温状態であると判断し、通電部品の温度環境が低温状態と判断されないときよりも、評価値Ｆ（Ｎ）を小さく算出するようにする。
【００６４】
図５は、本実施例の評価値Ｆ（Ｎ）を算出するためのなまし係数Ｋのマップを示す図であり、通電部品の温度環境に応じた電流値とその通電可能時間の関係を示す図である。本実施例では、図５に示すように、車両のイグニッションスイッチがオンされる前の通電部品の雰囲気温度が低温環境である場合と、通電部品の雰囲気温度が低温環境でない（高温環境である）場合とで、なまし係数Ｋを算出するためのマップを異ならせている。
【００６５】
図５に示すように、通電部品に電流値Ｉｂが流れるとき、高温環境下では通電可能時間がｔｂであるが、低温環境では電流値Ｉｂによって温度が上昇する度合いが低いため、通電可能時間がｔｂよりも長いｔａとなる。実線で示す低温雰囲気温度マップは、低温環境に基づくなまし係数Ｋ_lowを算出するためのマップであり、電流値とその電流値での通電可能時間に基づいて規定されている。
【００６６】
また、図５の例において一点鎖線で示す高温雰囲気温度マップは、低温環境以外の環境（高温環境）に基づくなまし係数Ｋ_highを算出するためのマップであり、電流値とその電流値での通電可能時間に基づいて規定されている。これら低温雰囲気温度マップ及び高温雰囲気温度マップは、環境温度を変えてそれぞれ実験等によって予め求めることができる。
【００６７】
車両のイグニッションスイッチがオンされる前の通電部品の雰囲気温度が低温環境である場合とそうでない場合とを区別し、評価値Ｆ（Ｎ）を小さく算出するように構成することで、例えば、図４に示すように、入出力制限が介入するタイミングを遅らせることができる。図４の例において、実線が図５の低温雰囲気温度マップによって算出されたなまし係数Ｋ_lowを用いて評価値Ｆ（Ｎ）を算出したときの、評価値Ｆ（Ｎ）及び入出力電力の上限値の変化を示しており、一点鎖線が図５の高温雰囲気温度マップによって算出されたなまし係数Ｋ_highを用いて評価値Ｆ（Ｎ）を算出したときの、評価値Ｆ（Ｎ）及び入出力電力の上限値の変化を示している。
【００６８】
高温環境では、評価値Ｆ（Ｎ）が時刻ｔ１で閾値Ｆｔａｇ２を超えてしまうが、低温環境では、高温環境に比べてより長い時間通電させることができる分、なまし係数Ｋ_highよりも大きな値に設定されるなまし係数Ｋ_lowが適用されることで、評価値Ｆ（Ｎ）の上昇率が低くなる。このため、時刻ｔ１よりも経過時間が長い時刻ｔ３で評価値Ｆ（Ｎ）が閾値Ｆｔａｇ２を超えるので、入力制限が介入するタイミングを遅らせることができる。また、高温環境では、評価値Ｆ（Ｎ）が時刻ｔ２で閾値Ｆｔａｇ１を超えてしまうが、低温環境では、同様に係数Ｋ_lowが適用されることで時刻ｔ２よりも経過時間が長い時刻ｔ４で評価値Ｆ（Ｎ）が閾値Ｆｔａｇ１を超えるので、出力制限が介入するタイミングを遅らせることができる。
【００６９】
このように本実施例では、通電部品が低温環境であると判断される場合に、評価値Ｆ（Ｎ）を算出するためのなまし係数Ｋが、高温環境のとき（低温環境でないとき）よりも大きい値に設定され、評価値Ｆ（Ｎ）を通電部品の温度環境に応じて算出する。なお、図５に示す低温雰囲気温度マップ及び高温雰囲気温度マップは、流れる電流値が大きくなるほど、なまし係数Ｋ_low、Ｋ_highの値は、小さくなるように設定されており、同じ電流値に対してなまし係数Ｋ_lowがなまし係数Ｋ_highよりも大きくなるように設定されている。
【００７０】
そして、本実施例では、充放電が行われる通電部品の温度環境が低温状態であると判断する手法として、車両のイグニッションスイッチがオンされる前の通電部品の雰囲気温度を把握し、車両のイグニッションスイッチがオンされるまでに、通電部品が所定の雰囲気温度以下の状態で所定時間以上継続しているときに、車両のイグニッションスイッチがオンされた後の充放電が行われる際の通電部品の温度環境が低温状態であると判断する。
【００７１】
図６は、本実施例の車両のイグニッションスイッチがオフであるときの通電部品の低温雰囲気判定処理を示すフローチャートである。コントローラ３０は、低温雰囲気状態判定部３３をさらに含んで構成されている。
【００７２】
低温雰囲気状態判定部３３は、車両のイグニッションスイッチがオフされている状態の経過時間を計測するタイマー機能を備え、ステップＳ３０１において、車両のイグニッションスイッチがオフされた後からの経過時間を計測する。
【００７３】
このとき、車両のイグニッションスイッチがオフされている状態において、外部充電を行うことができる。そこで、低温雰囲気状態判定部３３は、イグニッションスイッチがオフ中に外部充電が行われているか否かを判別し（Ｓ３０２）、外部充電が行われている場合は、ステップＳ３０３に進む。
【００７４】
ステップＳ３０３では、充電電流が所定の電流値（低電流判定値）よりも小さいか否かを判別する。外部充電による充電電流が大きいと、組電池１の発熱量が大きくなり、組電池１の温度が上昇することによって通電部品の雰囲気温度が高くなるためである。充電電流が小さく、組電池１の温度上昇に対して通電部品の雰囲気温度が高くならない低電流判定値を予め実験等によって求めておき、ステップＳ３０３において外部充電の充電電流が低電流判定値も小さいか否かを判別することで、外部充電によって通電部品の雰囲気温度が高くなる状態を予め除外している。
【００７５】
低温雰囲気状態判定部３３は、外部充電が行われていない（Ｓ３０２のＮＯ）、又は外部充電が行われていても所定の電流値よりも小さい充電電流で外部充電が行われている場合（Ｓ３０３のＹＥＳ）は、ステップＳ３０４に進み、通電部品が所定の低温雰囲気温度以下の状態であるか否かを判別する。
【００７６】
通電部品が所定の低温雰囲気温度以下の状態であるか否かの判断は、組電池１の電池温度Ｔ１及び吸気温度Ｔ２を用いて行うことができる。低温雰囲気状態判定部３３は、組電池１の電池温度Ｔ１が所定の温度（低電池温度閾値）よりも低く、かつ吸気温度Ｔ２が所定の温度（低吸気温判定値）よりも低いとき、通電部品が所定の低温雰囲気温度以下の状態であると判断し、ステップＳ３０５に進んで、低温雰囲気継続カウンタをインクリメントする。
【００７７】
低温雰囲気継続カウンタは、通電部品が所定の低温雰囲気温度以下の状態で晒されている継続時間（低温継続時間）を示すものである。例えば、図６に示す処理を一時間置きのサイクルタイムで行う場合、通電部品が所定の低温雰囲気温度以下の状態であると判断された回数として低温雰囲気継続カウンタをインクリメントする。カウントされたカウンタ値にサイクルタイムである一時間を乗算することで、車両のイグニッションスイッチがオフされた後の通電部品の低温継続時間を算出することができる。
【００７８】
なお、タイマー計時により、最初に通電部品が所定の低温雰囲気温度以下の状態で晒されていると判別されたときから現時点までの経過時間を算出し、通電部品の低温継続時間を算出するようにしてもよい。
【００７９】
一方、ステップＳ３０３で外部充電の充電電流が所定の電流値（低電流判定値）より大きいとき、又はステップＳ３０４において通電部品が所定の低温雰囲気温度以下の状態でないと判別された場合、ステップＳ３０６に進み、低温雰囲気継続カウンタをリセット（初期化）する。本実施例では、通電部品が所定の低温雰囲気温度以下の状態で晒されている時間が長時間に渡ってある程度継続している場合に、通電部品が低温環境であると判定することで、通電部品の過熱保護を行いつつ、入出力制限が介入するタイミングを遅らせて燃費悪化の抑制を図る。
【００８０】
このため、ステップＳ３０６では、前回の低温雰囲気判定処理において、通電部品が所定の低温雰囲気温度以下の状態であると判断されても、今回通電部品が所定の低温雰囲気温度以下の状態でないと判別された場合は、低温雰囲気継続カウンタをリセットし、次回の低温雰囲気判定処理において、再度低温雰囲気継続カウンタを０からインクリメントし直す。
【００８１】
図７は、図３のステップＳ１０３の詳細な処理を示すフローチャートである。
【００８２】
車両のイグニッションスイッチがオンされた後の評価値Ｆ（Ｎ）の算出処理において、コントローラ３０は、車両のイグニッションスイッチがオンされる前の低温継続時間が所定時間（経過時間判定値Ｃ１）よりも大きいか否かを判別する（Ｓ１０３１）。車両のイグニッションスイッチがオンされる前の低継続時間が所定時間よりも大きい場合、コントローラ３０は、ステップＳ１０３２に進み、車両のイグニッションスイッチがオンされて図１に示す電池システムが起動した後の経過時間が、所定時間（経過時間判定値Ｃ２）よりも小さいか否かを判別する。
【００８３】
コントローラ３０は、車両のイグニッションスイッチがオンされる前の低継続時間が所経過時間判定値Ｃ１よりも大きく、かつ車両のイグニッションスイッチがオンされて電池システムが起動した後の経過時間が、経過時間判定値Ｃ２よりも小さいとき、図５に示した低温雰囲気温度マップを用い、ステップＳ１０２で取得された電流値Ｉに基づいてなまし係数Ｋ_lowを算出する（Ｓ１０３３）。
【００８４】
一方、コントローラ３０は、車両のイグニッションスイッチがオンされる前の低継続時間が経過時間判定値Ｃ１よりも小さいとき、又は車両のイグニッションスイッチがオンされて電池システムが起動した後の経過時間が、経過時間判定値Ｃ２よりも大きいときは、図５に示した高温雰囲気温度マップを用い、ステップＳ１０２で取得された電流値Ｉに基づいてなまし係数Ｋ_highを算出する（Ｓ１０３４）。
【００８５】
コントローラ３０は、ステップＳ１０４において、ステップＳ１０３で算出されたなまし係数Ｋ_low又はＫ_highと、電流値Ｉとに基づいて、上述した式１に基づいて評価値Ｆ（Ｎ）を算出する。
【００８６】
本実施例では、車両のイグニッションスイッチがオンされて電池システムが起動した後の一定期間中は、なまし係数Ｋ_lowを適用した評価値Ｆ（Ｎ）の算出処理を行うが、電池システムが起動した後の一定期間が経過した後は、係数Ｋ_highを適用した評価値Ｆ（Ｎ）の算出処理を行う。これは、充放電による組電池１の温度上昇及び通電部品への通電による温度上昇を考慮し、雰囲気温度が上昇することによる通電部品の過熱保護を優先するためである。
【００８７】
したがって、コントローラ３０は、車両のイグニッションスイッチがオンされて電池システムが起動されたときから時間を計測し、図７に示すように、なまし係数Ｋ_lowを算出して評価値Ｆ（Ｎ）に基づく入出力制御を行っている際に、次の処理サイクルで、電池システムが起動した後の経過時間が、経過時間判定値Ｃ２よりも大きくなった場合、コントローラ３０は、車両のイグニッションスイッチがオンされる前に通電部品が低温環境であったと判断されていても、図５に示した高温雰囲気温度マップに切り替え、その後は、なまし係数Ｋ_highを算出して評価値Ｆ（Ｎ）を算出する。
【００８８】
本実施例によれば、車両のイグニッションスイッチがオフされた後からイグニッションスイッチがオンされるまでの間の組電池１の電池温度及び吸気温度に基づいて、通電部品が所定の雰囲気温度以下の状態であるか否かを判別し、車両のイグニッションスイッチがオンされるまでの間に通電部品が雰囲気温度以下の状態にある継続時間をカウントする。そして、車両のイグニッションスイッチがオンされる前の雰囲気温度以下の状態にある継続時間が所定時間以上である場合に、通電部品が低温環境であると判断し、車両のイグニッションスイッチがオンされた後の一定時間までの間、低温環境でない場合に比べて、評価値Ｆ（Ｎ）を小さく算出する。
【００８９】
このため、同じ電流に対する通電可能時間が長くなる低温の温度環境に応じ、車両のイグニッションスイッチがオンされた後の一定時間までの間の評価値Ｆ（Ｎ）が小さく算出され、評価値Ｆ（Ｎ）が閾値Ｆｔａｇを超えるまでの時間が長くなり、通電部品の温度上昇の抑制に伴う入出力制限が介入するタイミングを遅らせることができる。したがって、ドライバビリティの低下や燃費の悪化を抑制することができる。
【００９０】
また、図１に示した電池システムを搭載した車両は、運転状態に応じて駆動供給源を選択し、エンジン２７及びモータ・ジェネレータＭＧ２のうちの一方又は両方からの駆動力を用いた車両走行を行うことができる。例えば、エンジン２７からの駆動力を使用せずに（エンジン２７を停止した状態で）、モータ・ジェネレータＭＧ２のみを駆動源としてハイブリッド車両の走行（ＥＶ走行）を行うことができる。
【００９１】
車両のイグニッションスイッチがオンされた後のＥＶ走行において、一定期間まではＥＶ走行時の充放電による通電部品の温度環境が低温状態であると判断し、通電部品の温度環境が低温状態と判断されないときよりも、評価値Ｆ（Ｎ）が小さく算出されるので、通電部品の温度上昇の抑制に伴う入出力制限が介入するタイミングを遅らせることができ、エンジン２７を駆動させずにＥＶ走行できる距離を長くすることができる。
【００９２】
また、車両のイグニッションスイッチがオンされる前に外部充電が行われても、通電部品が低温環境であると判断されれば、外部充電後のＥＶ走行において、同様にエンジン２７を駆動させずにＥＶ走行できる距離を長くすることができる。
【符号の説明】
【００９３】
１  ：組電池
１０：単電池
２０：電圧監視ユニット
２１：電流センサ
２２，２３：温度センサ
２４：インバータ
２５：駆動輪
２６：動力分割機構
２７：エンジン
３０：コントローラ
３１：評価値算出部
３２：Ｗ_in／Ｗ_out変更部
３３：雰囲気温度状態判定部
３４：メモリ
４０：充電器
４１：インレット
４２：充電プラグ
４３：外部電源
ＭＧ１，ＭＧ２：モータ・ジェネレータ
【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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