(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッテリの充放電を目標容量に対応する目標バッテリ電圧にて行う際、バッテリを流れる充放電電流を検出する充放電電流検出手段と、前記充放電電流検出手段により検出される充放電電流の積算値に基づいてバッテリの容量を判定する容量判定手段と、を備えるバッテリ容量判定装置であって、
前記容量判定手段は、前記充放電電流検出手段により検出される充放電電流の積算値に基づいて判定したバッテリ容量と前記目標容量との差が所定差以下である状況下において、前記充放電電流検出手段により検出される充放電電流が所定電流値以上である場合に、前記判定したバッテリ容量が実際の容量からずれているとして、該検出される充放電電流の充電側と放電側との別に応じて、バッテリ容量を該判定したバッテリ容量から補正する容量補正手段を有することを特徴とするバッテリ容量判定装置。
【請求項２】
請求項１記載のバッテリ容量判定装置において、
前記容量補正手段は、前記充放電電流検出手段により検出される充放電電流の積算値に基づいて判定したバッテリ容量と前記目標容量との差が所定差以下である状況下において、前記充放電電流検出手段により検出される充放電電流が所定電流値以上である状態が所定時間継続する毎に、判定するバッテリ容量を所定容量値だけ増減させることを特徴とするバッテリ容量判定装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載のバッテリ容量判定装置において、
前記所定差、前記所定電流値、前記所定時間、及び前記所定容量値のうち少なくとも一のパラメータを、バッテリ温度及びバッテリの劣化度合いのうち少なくとも一方に応じて補正するパラメータ補正手段を備えることを特徴とするバッテリ容量判定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バッテリ容量判定装置に係り、特に、バッテリを流れる充放電電流の積算値に基づいて該バッテリの容量を判定するバッテリ容量判定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、バッテリの充電状態（容量）を充放電電流の積算値に基づいて判定する装置が知られている。バッテリと電気機器との間で充放電が行われると、その間に充電電流又は放電電流が流れる。従って、バッテリの容量を確定した後、充放電に伴う充放電電流を積算することとすれば、その後のバッテリ容量を判定することが可能となる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、バッテリの充電受け入れ性は、バッテリの温度やその容量に応じて変動すると共に、バッテリの劣化状態に伴って変化する。このため、同一の電流が流れていても、エネルギとしてバッテリに蓄積される電流は一定ではない。また、電流を検出するセンサの温度特性に起因して、また、例えば車両の始動時にはバッテリから電気機器へ過大な電流を流す必要があるが、センサの許容検知範囲外の電流が流れることに起因して、出力信号による電流値と実際の電流値とに誤差が生ずる場合がある。このような事態が生ずるにもかかわらず、センサの出力信号に基づいて検出したバッテリ電流をそのまま積算してしまうと、正確なバッテリ容量を判定することができなくなる。
【０００４】
本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、バッテリ容量を正確に判定することが可能なバッテリ容量判定装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】

【０００７】
上記の目的は、バッテリの充放電を目標容量に対応する目標バッテリ電圧にて行う際、バッテリを流れる充放電電流を検出する充放電電流検出手段と、前記充放電電流検出手段により検出される充放電電流の積算値に基づいてバッテリの容量を判定する容量判定手段と、を備えるバッテリ容量判定装置であって、
前記容量判定手段は、前記充放電電流検出手段により検出される充放電電流の積算値に基づいて判定したバッテリ容量と前記目標容量との差が所定差以下である状況下において、前記充放電電流検出手段により検出される充放電電流が所定電流値以上である場合に、前記判定したバッテリ容量が実際の容量からずれているとして、該検出される充放電電流の充電側と放電側との別に応じて、バッテリ容量を該判定したバッテリ容量から補正する容量補正手段を有することを特徴とするバッテリ容量判定装置により達成される。
【０００８】
本発明において、充放電電流の積算値に基づいて判定されたバッテリ容量と目標容量との差が所定差以下である状況下で、充放電電流が所定電流値以上である場合、上記の如く判定されたバッテリ容量は補正される。一般に、バッテリの実際の容量が目標容量に近いほど充放電電流は流れ難くなるので、容量判定手段により判定されたバッテリ容量が目標容量に近づいたにもかかわらず、充放電電流の電流値が高い場合には、その判定されたバッテリ容量が実際の容量から大きくずれていると判断できる。従って、本発明によれば、バッテリ容量が目標容量に近づいた際に充放電電流が高い場合はそのバッテリ容量が補正されるため、バッテリの容量を正確に判定することができる。
【０００９】
この場合、上記したバッテリ容量判定装置において、前記容量補正手段は、前記充放電電流検出手段により検出される充放電電流の積算値に基づいて判定したバッテリ容量と前記目標容量との差が所定差以下である状況下において、前記充放電電流検出手段により検出される充放電電流が所定電流値以上である状態が所定時間継続する毎に、判定するバッテリ容量を所定容量値だけ増減させることとすれば、容量判定手段により判定されたバッテリ容量の実際の容量に対するずれを解消させていくことができる。
【００１０】
ところで、バッテリ容量や充放電電流は、バッテリの温度や劣化度合いに応じて変動する。このため、上記した所定差、所定電流値、所定時間、及び所定容量値が一定値に維持されているものとすると、バッテリ容量の正確な判定ができなくなる。
【００１１】
従って、上記したバッテリ容量判定装置において、前記所定差、前記所定電流値、前記所定時間、及び前記所定容量値のうち少なくとも一のパラメータを、バッテリ温度及びバッテリの劣化度合いのうち少なくとも一方に応じて補正するパラメータ補正手段を備えることとすれば、バッテリ容量の判定精度の向上を図ることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の第１実施例であるバッテリ容量判定装置を搭載するシステムの構成図を示す。本実施例のシステムは、車両用電源として機能するバッテリ１０を備えている。バッテリ１０は、直列に接続された複数のバッテリセルから構成されており、例えば３６Ｖ程度の出力電圧を有する鉛酸バッテリである。
【００１７】
バッテリ１０には、インバータ１２を介してモータ・ジェネレータ（以下、Ｍ／Ｇと称す）１４が接続されている。インバータ１２は、モータ用パワートランジスタを内蔵しており、そのモータ用パワートランジスタのスイッチング動作に応じてバッテリ１０の直流電力をＭ／Ｇ１４の交流電力に変換する。Ｍ／Ｇ１４は、モータ用パワートランジスタがオン状態にある場合に、バッテリ１０から電力が供給されることによりバッテリ１０を電源にして駆動し、車輪を回転させる所定のトルクを発生する。すなわち、バッテリ１０は、インバータ１２のモータ用パワートランジスタがオン状態にある場合に、Ｍ／Ｇ１４に対して電力を供給する。
【００１８】
また、Ｍ／Ｇ１４は、車両の回生制動時に、車両の運動エネルギを電気エネルギに変換する発電機として機能する。インバータ１２は、また、ジェネレータ用パワートランジスタを内蔵しており、そのジェネレータ用パワートランジスタのスイッチング動作に応じてＭ／Ｇ１４で生じた交流電力をバッテリ１０の直流電力に変換する。すなわち、バッテリ１０は、インバータ１２のジェネレータ用パワートランジスタがオン状態にある状況下において、車両の回生制動によりＭ／Ｇ１６が発電することにより電力の供給を受け、充電される。
【００１９】
インバータ１２には、マイクロコンピュータにより構成された電子制御ユニット（以下、ＥＣＵと称す）１６が接続されている。ＥＣＵ１６は、バッテリ１０からＭ／Ｇ１４への電力供給が必要であると判断する場合、バッテリ１０が放電するようにインバータ１２のモータ用パワートランジスタに対して指令信号を供給する。また、Ｍ／Ｇ１４からバッテリ１０への電力供給が必要であると判断する場合、バッテリ１０が充電されるようにジェネレータ用パワートランジスタに対して指令信号を供給する。
【００２０】
ＥＣＵ１６には、バッテリ１０の正負端子間に配設された電圧センサ２０が接続されている。電圧センサ２０は、バッテリ１０の端子間電圧（以下、バッテリ電圧Ｖと称す）に応じた信号を出力する。電圧センサ２０の出力信号はＥＣＵ１６に供給されている。ＥＣＵ１６は、電圧センサ２０の出力信号に基づいてバッテリ１０のバッテリ電圧Ｖを検出する。
【００２１】
ＥＣＵ１６には、また、バッテリ１０とインバータ１２との間に配設された電流センサ２２が接続されている。電流センサ２２は、バッテリ１０とインバータ１２との間を流れる電流（以下、バッテリ電流Ｉと称す）に応じた信号を出力する。電流センサ２２の出力信号はＥＣＵ１２に供給されている。ＥＣＵ１６は、電流センサ２２の出力信号に基づいてバッテリ１０を流れるバッテリ電流Ｉを検出する。尚、本実施例において、バッテリ電流Ｉは、バッテリ１０からＭ／Ｇ１４へ向けて流れる場合にマイナスの値となり、Ｍ／Ｇ１４からバッテリ１０へ向けて流れる場合にプラスの値となるものとする。
【００２２】
ＥＣＵ１６には、更に、バッテリ１０に内蔵された温度センサ２４が接続されている。温度センサ２４は、バッテリ１０の内部温度（以下、バッテリ温度Ｔと称す）に応じた信号を出力する。温度センサ２４の出力信号はＥＣＵ１６に供給されている。ＥＣＵ１６は、温度センサ２４の出力信号に基づいてバッテリ１０のバッテリ温度Ｔを検出する。
【００２３】
一般に、バッテリ１０の端子間における開放電圧とその充電状態（State Of Charge；以下、バッテリ容量ＳＯＣと称す）との間には、相関関係が認められる。そこで、本実施例において、ＥＣＵ１２は、Ｍ／Ｇ１４が作動していない無負荷時に、検出したバッテリ電圧Ｖに基づいて、予め定められた開放電圧とバッテリ容量との相関関係を参照することによりバッテリ容量ＳＯＣを判定する。例えば、バッテリ１０が満充電状態にある場合にはバッテリ容量ＳＯＣが１００％であると判定し、バッテリ１０の充電量がゼロである場合にはバッテリ容量ＳＯＣが０％であると判定する。以下、ＥＣＵ１６が判定するバッテリ容量ＳＯＣを推定バッテリ容量ＳＯＣと称す。
【００２４】
また、バッテリ１０とＭ／Ｇ１４との間で充放電が行われ、Ｍ／Ｇ１４が作動状態になると、その間に充電電流又は放電電流が流れる。そこで、本実施例において、ＥＣＵ１６は、Ｍ／Ｇ１４が作動状態になった後は、無負荷時に判定した推定バッテリ容量ＳＯＣを基準にして、バッテリ１０の充放電電流（バッテリ電流Ｉ）の積算値に基づいてバッテリ容量ＳＯＣを算出する。かかる手法によれば、バッテリ１０が充放電を行っている場合にもバッテリ１０の容量を判定することが可能となる。
【００２５】
しかしながら、バッテリ１０の充放電電流の積算値に基づいてバッテリ容量ＳＯＣを検出する状態が長期間にわたって継続すると、充放電電流の積算値の誤差が大きくなる。例えば、バッテリ１０の充電受け入れ性は、バッテリ温度Ｔやバッテリ１０の実際の容量に応じて変動すると共に、また、バッテリ１０の劣化状態に伴って変化する。具体的には、バッテリ１０は、バッテリ温度Ｔが高いほど充放電し易く、また、劣化が進行するほど充放電し難くなる。このため、バッテリ１０に同一の電流が流れても、エネルギとしてバッテリ１０に蓄積される電流は一定ではない。また、電流センサ２２は温度特性を有するので、実際に流れる電流の電流値と、電流センサ２２の出力信号に基づく電流値とに誤差が生ずる場合がある。従って、電流センサ２２を用いて検出したバッテリ電流Ｉを、バッテリ１０の劣化状態やバッテリ温度Ｔを考慮することなくそのまま積算してしまうと、バッテリ１０に実際に蓄積された容量を正確に判定することができなくなってしまう。
【００２６】
そこで、本実施例においては、バッテリ１０の劣化状態及びバッテリ温度Ｔを考慮して、電流センサ２２の出力信号に基づいて検出したバッテリ電流Ｉの値を補正する。具体的には、予め実験的に定められたマップを参照することによりバッテリ１０の劣化状態及びバッテリ温度Ｔに基づいてバッテリ電流Ｉを補正するための補正係数を算出し、その補正係数を電流センサ２２の出力信号に基づいて検出したバッテリ電流Ｉに乗算して得られた値を、バッテリ１０の充放電による電流として把握する。そして、その補正された電流の積算値に基づいてバッテリ１０のバッテリ容量ＳＯＣを判定する。
【００２７】
かかる構成においては、バッテリ温度Ｔ及びバッテリ１０の劣化状態に応じて、バッテリ容量ＳＯＣの判定のために用いられる電流の大きさが変更される。従って、本実施例のバッテリ容量判定装置によれば、バッテリ温度Ｔ及びバッテリ１０の劣化状態に伴って変動するバッテリ１０の受け入れ性やセンサ誤差を考慮して算出された電流値を用いてその積算を行うことができるため、バッテリ容量ＳＯＣを正確に判定することが可能となる。
【００２８】
尚、バッテリ１０の劣化状態は、バッテリ１０の内部抵抗の大きさに基づいて判定できる。すなわち、バッテリ１０の内部抵抗が大きい場合には、発熱損失が大きく、バッテリ１０の劣化が進んでいると判断できる。一方、バッテリ１０の内部抵抗が小さい場合には、発熱損失が小さく、バッテリ１０の劣化が進んでいないと判断できる。そこで、本実施例においては、まず、ある時点（例えばアイドルストップ時でかつＭ／Ｇ１４の駆動時）におけるバッテリ電圧Ｖとバッテリ電流Ｉとを記憶すると共に、異なる時点（例えばアイドルストップ後における車両内燃機関の始動時）におけるバッテリ電圧Ｖとバッテリ電流Ｉとを記憶し、両バッテリ電圧Ｖ及び両バッテリ電流Ｉの関係から、バッテリ電流Ｉに対するバッテリ電圧Ｖの傾きを算出し、その傾きをバッテリ１０の内部抵抗として把握する。そして、その内部抵抗の大きさに基づいてバッテリ１０の劣化度合いＪを把握する（例えば劣化大・劣化中・劣化小の３段階のうちのいずれか一つ）。
【００２９】
以下、図２乃至図４を参照して、本実施例の特徴部について説明する。
【００３０】
図２は、上記の機能を実現すべく、本実施例においてＥＣＵ１６が実行する制御ルーチンの一例のフローチャートを示す。図２に示すルーチンは、所定時間毎に起動されるルーチンである。図２に示すルーチンが起動されると、まずステップ１００の処理が実行される。
【００３１】
ステップ１００では、電流センサ２２の出力信号に基づいてバッテリ電流Ｉを検出し、温度センサ２４の出力信号に基づいてバッテリ温度Ｔを検出すると共に、バッテリ電圧Ｖとバッテリ電流Ｉとの関係をそれぞれ示す２点から算出したバッテリ電流Ｉに対するバッテリ電圧Ｖの傾きとして把握される内部抵抗に基づいて、予め定められたマップに従ってバッテリ１０の劣化度合いＪを検出する処理が実行される。
【００３２】
ステップ１０２では、上記ステップ１００で検出されたバッテリ温度Ｔ及び劣化度合いＪに基づいて、電流センサ２２を用いて検出したバッテリ電流Ｉを補正するための補正係数Ａを算出する処理が実行される。
【００３３】
図３及び図４は、本実施例において補正係数Ａを算出するうえで用いられるマップを示す。尚、図３にはＭ／Ｇ１４からバッテリ１０へ電流が流れる場合、すなわち、バッテリ１０を充電する場合のマップが、また、図４にはバッテリ１０からＭ／Ｇ１４へ電流が流れる場合、すなわち、バッテリ１０を放電する場合のマップが、それぞれ示されている。バッテリ充電時において、補正係数Ａは、図３に示す如く、バッテリ温度Ｔが常温（＋２０℃）に比して高いほど小さくなり、常温に比して低いほど小さくなると共に、バッテリ１０の劣化が進行するほど小さくなる。また、バッテリ放電時において、補正係数Ａは、図４に示す如く、バッテリ温度Ｔが常温に比して高いほど大きくなり、常温に比して低いほど大きくなると共に、バッテリ１０の劣化が進行するほど大きくなる。
【００３４】
上記ステップ１０２においては、バッテリ温度Ｔ及び劣化度合いＪに基づいて、図３又は図４に示すマップを参照することにより補正係数Ａが算出される。尚、検出されたバッテリ温度Ｔ又は劣化度合いＪがＥＣＵ１６にマップとして記憶されているデータの中途に位置する場合には、例えば直線補間することにより補正係数Ａが算出される。
【００３５】
ステップ１０４では、電流センサ２２を用いて検出したバッテリ電流Ｉに、上記ステップ１０２で算出された補正係数Ａを乗算した結果得られた値を、バッテリ１０の充放電に実際に寄与した充放電電流Ｉ1とする処理が実行される。そして、ステップ１０６では、上記ステップ１０４で演算された充放電電流Ｉ1を積算することによりバッテリ容量ＳＯＣを判定する処理が実行される。本ステップ１０６の処理が終了すると、今回のルーチンは終了される。
【００３６】
上記図２に示すルーチンによれば、電流センサ２２の出力信号に基づいて検出されたバッテリ電流Ｉをそのまま積算するのではなく、バッテリ１０の温度や劣化状態に伴って変動する受け入れ性やセンサ誤差を考慮して補正した電流値を積算することによりバッテリ容量ＳＯＣを判定することができる。このため、本実施例のバッテリ容量判定装置によれば、バッテリ１０の温度や劣化状態が変動する場合にも、バッテリ１０の容量を正確に判定することが可能となる。
【００３７】
バッテリ１０の実際の容量がシステムの把握する推定バッテリ容量ＳＯＣからずれて大きくなっている場合には、回生制動により電力をバッテリ１０に回収しようとしても、実際には多くの電力を回収することができず、車両の燃費効果が得られないおそれがある。また、実際の容量がシステムの把握する推定バッテリ容量ＳＯＣからずれて小さくなっている場合には、バッテリ１０がＭ／Ｇ１４に電力を供給しようとしても、実際にはＭ／Ｇ１４を駆動させるのに必要な電力を供給することができない可能性がある。これに対して、本実施例のシステムによれば、バッテリ１０の容量の管理を適正に行うことができるため、回生制動による車両の燃費効果を十分に発揮させることが可能となり、また、バッテリ１０の放電によるＭ／Ｇ１４の駆動を確実に行うことが可能となっている。
【００３８】
尚、上記の第１実施例においては、ＥＣＵ１６が、電流センサ２２の出力信号に基づいてバッテリ電流Ｉを検出することにより特許請求の範囲に記載された「充放電電流検出手段」が、上記図２に示すルーチン中のステップ１０４の処理を実行することにより特許請求の範囲に記載された「電流補正手段」が、上記ステップ１０６の処理を実行することにより特許請求の範囲に記載された「容量判定手段」が、それぞれ実現されている。
【００３９】
ところで、上記の第１実施例においては、バッテリ温度Ｔをバッテリ１０に内蔵された温度センサ２０を用いて検出することとしているが、本発明はこれに限定されるものではなく、バッテリ１０の周囲に配設された温度センサを用いることとしてもよい。また、上記の第１実施例においては、バッテリ１０の劣化状態をバッテリ１０の内部抵抗から把握しているが、使用頻度や使用年月等の他のパラメータを用いて劣化状態を把握することとしてもよい。
【００４０】
更に、上記の第１実施例においては、バッテリ１０として鉛酸バッテリを用いたシステムに適用しているが、鉛酸バッテリに代えてニッケル水素バッテリ等の他の蓄電池を用いたシステムに適用することも可能である。
【００４１】
次に、図５及び図６を参照して、本発明の第２実施例について説明する。
【００４２】
本実施例のシステムは、上記図１に示すシステムと同一のシステムである。すなわち、本実施例において、バッテリ容量ＳＯＣは、バッテリ１０の充放電電流の積算値に基づいて判定される。
【００４３】
ところで、バッテリ１０の充放電をバランスよく行ううえでは、バッテリ１０を所望の容量（以下、目標容量と称す）に制御することが適切である。一般に、バッテリ１０の実際の容量は、バッテリ開放電圧と相関関係にある。そこで、本実施例においては、バッテリ１０を目標容量に制御する手法として、その目標容量に対応するバッテリ開放電圧（以下、目標バッテリ電圧と称す）にてバッテリ１０を充放電させる。すなわち、本実施例において、ＥＣＵ１６は、目標容量と目標バッテリ電圧との関係を示したマップを予め記憶しておき、設定された目標容量（例えば、７５％）に対応する目標バッテリ電圧を算出する。そして、その算出された目標バッテリ電圧が実現されるデューティ比でインバータ１２を駆動する。
【００４４】
このようにインバータ１２が目標容量に対応する目標バッテリ電圧に応じたデューティ比で駆動されると、バッテリ１０がそのデューティ比で充電状態と充電中止状態とを繰り返す、或いは、放電状態と放電中止状態とを繰り返すこととなる。この場合には、バッテリ１０の端子間電圧Ｖが目標バッテリ電圧に向けて変化することとなり、バッテリ１０の容量が目標容量に向けて変化することとなる。従って、本実施例によれば、バッテリ１０の容量を所望の目標容量に正確に維持させることが可能となる。
【００４５】
ところで、上述した手法においては、バッテリ１０の容量を目標容量に制御する際に、ＥＣＵ１６がバッテリ１０の実際の容量を把握する必要はない。従って、バッテリ１０の容量が目標容量に制御されている過程において、ＥＣＵ１６により判定された推定バッテリ容量ＳＯＣがその目標容量に近づいた場合でも、バッテリ１０から大きな放電電流が流れ、或いは、バッテリ１０へ大きな充電電流が流れる場合は、実際にはバッテリ１０の容量が目標容量から大きくずれており、ＥＣＵ１６の認識する推定バッテリ容量ＳＯＣが実際の容量に対してずれていると判断できる。
【００４６】
そこで、本実施例において、ＥＣＵ１６は、認識する推定バッテリ容量ＳＯＣが目標容量に近づいたと判定されるにもかかわらず、電流センサ２２の出力信号に基づくバッテリ電流Ｉが大きな値を示す場合には、ＥＣＵ１６の認識する推定バッテリ容量ＳＯＣが実際の容量（以下、実容量と称す）に対してずれているとして、そのバッテリ容量ＳＯＣを補正する。
【００４７】
図５は、本実施例においてＥＣＵ１６の認識する推定バッテリ容量ＳＯＣの補正を説明するためのタイムチャートを示す。尚、図５において、目標容量が一点鎖線で、推定バッテリ容量ＳＯＣが破線で、実容量が実線で、それぞれ示されている。本実施例において、ＥＣＵ１６は、図５に示す如く、推定バッテリ容量ＳＯＣが目標容量に近づいたと判定される状況下、バッテリ電流Ｉが放電側に大きな値を示す状態が所定時間継続する毎に、推定バッテリ容量ＳＯＣを所定容量ずつ加算する（図５において上半分を参照）。また、バッテリ電流Ｉが充電側に大きな値を示す状態が所定時間Ｔ継続する毎に、推定バッテリ容量ＳＯＣを所定容量ずつ減算する（図５において下半分を参照）。
【００４８】
そして、かかる処理が繰り返された結果、バッテリ電流Ｉが小さな値を示すこととなった場合には、バッテリ１０の実容量が目標容量に近づいたと判断でき、推定バッテリ容量ＳＯＣが実際の容量にほぼ一致すると判断できるので、推定バッテリ容量ＳＯＣの補正を中止する。従って、本実施例のシステムによれば、バッテリ１０の容量をＥＣＵ１６に正確に認識させることができ、バッテリ１０の容量を正確に判定することが可能となる。
【００４９】
図６は、上記の機能を実現すべく、本実施例においてＥＣＵ１６が実行する制御ルーチンの一例のフローチャートを示す。図６に示すルーチンは、その処理が終了する毎に起動されるルーチンである。図６に示すルーチンが起動されると、まずステップ１２０の処理が実行される。
【００５０】
ステップ１２０では、ＥＣＵ１６の認識する推定バッテリ容量ＳＯＣと目標容量との差の絶対値が所定値α以下であるか否かが判別される。尚、所定値αは、ＥＣＵ１６の認識する推定バッテリ容量ＳＯＣが目標容量にほぼ一致すると判断できる際の最大の容量差である。本ステップ１２０の処理は、上記条件が成立すると判別されるまで繰り返し実行される。その結果、｜ＳＯＣ−目標容量｜≦αが成立すると判別された場合は、次にステップ１２２の処理が実行される。
【００５１】
ステップ１２２では、電流センサ２２の出力信号に基づいて検出されたバッテリ電流Ｉの絶対値が所定電流値Ｉ0以下であるか否かが判別される。尚、所定電流値Ｉ0は、バッテリ１０の容量が変化する程に流れていると判断できる最小の電流値である。｜Ｉ｜≧Ｉ0が成立しない場合は、バッテリ１０の実容量も目標容量に近づいたため、バッテリ電流Ｉが小さくなったと判断でき、推定バッテリ容量ＳＯＣがバッテリ１０の実容量からあまりずれていないと判断できる。この場合には、ＥＣＵ１６の認識する推定バッテリ容量ＳＯＣを補正する必要はない。従って、｜Ｉ｜≧Ｉ0が成立しないと判別された場合は、今回のルーチンは終了される。
【００５２】
一方、｜Ｉ｜≧Ｉ0が成立する場合は、ＥＣＵ１６の認識する推定バッテリ容量ＳＯＣが目標容量に近づいたにもかかわらず、バッテリ１０の実容量は目標容量に近づいていないため、バッテリ電流Ｉが大きくなっていると判断でき、推定バッテリ容量ＳＯＣがバッテリ１０の実容量から大きくずれていると判断できる。この場合には、ＥＣＵ１６の認識する推定バッテリ容量ＳＯＣを補正する必要がある。従って、｜Ｉ｜≧Ｉ0が成立すると判別された場合は、次にステップ１２４の処理が実行される。
【００５３】
ステップ１２４では、タイマカウンタＣＮＴが所定値ＣＮＴ０に達しているか否かが判別される。尚、タイマカウンタＣＮＴは、上記ステップ１２２の条件が成立する継続時間を計数するためのカウンタである。また、所定値ＣＮＴ０は、電流センサ２２の出力信号におけるノイズが継続しないと判断できる最小の時間である。その結果、ＣＮＴ≧ＣＮＴ０が成立しないと判別された場合は、上記ステップ１２２の処理が繰り返し実行される。一方、ＣＮＴ≧ＣＮＴ０が成立すると判別された場合は、次にステップ１２６の処理が実行される。
【００５４】
ステップ１２６では、ＥＣＵ１６の認識する推定バッテリ容量ＳＯＣに所定値βを加減算して得た値を、ＥＣＵ１６の認識する新たな推定バッテリ容量ＳＯＣとする処理が実行される。尚、所定値βは、推定バッテリ容量ＳＯＣを一回当たりに補正する補正量であり、例えば１％に設定される。また、所定値βを加算するか減算するかは、バッテリ電流Ｉの向きに従って決定される。すなわち、所定値βは、バッテリ電流Ｉがバッテリ１０からＭ／Ｇ１４へ向けて流れ、マイナスの値を示す場合には加算され、一方、バッテリ電流ＩがＭ／Ｇ１４からバッテリ１０へ向けて流れ、プラスの値を示す場合には減算される。本ステップ１２６の処理が実行されると、以後、ＥＣＵ１６は、新たなバッテリ容量ＳＯＣをバッテリ１０の容量として把握することとなる。本ステップ１２６の処理が終了すると、上記ステップ１２２の処理が繰り返し実行される。
【００５５】
上記図６に示すルーチンによれば、認識される推定バッテリ容量ＳＯＣが目標容量に近づいたと判定される状況下において、大きなバッテリ電流Ｉが流れる場合に、その推定バッテリ容量ＳＯＣを補正することができる。従って、ＥＣＵ１６の認識する推定バッテリ容量ＳＯＣがバッテリ１０の実容量に対してずれている場合には、その推定バッテリ容量ＳＯＣを実容量に向けて変更することができる。
【００５６】
尚、ＥＣＵ１６の認識する推定バッテリ容量ＳＯＣとバッテリ１０の実容量とのずれ量が大きいほど、推定バッテリ容量ＳＯＣが目標容量に近づいたと判定された後、バッテリ１０の実容量が目標容量に達するまでに多くの時間を要するため、バッテリ電流Ｉが大きな値を示す期間は長くなる。一方、推定バッテリ容量ＳＯＣと実容量とのずれ量が小さい場合は、推定バッテリ容量ＳＯＣが目標容量に近づいたと判定された後、バッテリ１０の実容量が目標容量に達するまでに多くの時間を要しないので、バッテリ電流Ｉが大きな値を示す期間は短い。
【００５７】
本実施例において、ＥＣＵ１６の認識する推定バッテリ容量ＳＯＣの補正は、バッテリ電流Ｉが大きな値を示す状態の継続時間に従って段階的に行われるため、推定バッテリ容量ＳＯＣの実容量に対するずれは段階的に解消されることとなる。この際、バッテリ電流Ｉが大きな値を示す状態が長期間継続するほど、推定バッテリ容量ＳＯＣは大きく補正される。このため、本実施例によれば、推定バッテリ容量ＳＯＣが実容量に対してどの程度ずれていたかにかかわらず、バッテリ１０の容量を正確に判定することが可能となる。従って、本実施例のシステムにおいても、バッテリ１０の容量の管理を適正に行うことができるため、回生制動による車両の燃費効果を十分に発揮させることが可能となり、また、バッテリ１０の放電によるＭ／Ｇ１４の駆動を確実に行うことが可能となっている。
【００５８】
ところで、バッテリ１０は、バッテリ温度Ｔが高いほど充放電し易くなり、バッテリ温度Ｔが低いほど充放電し難くなる。また、製造初期には充放電がし易い一方、劣化が進行すると充放電し難くなる。すなわち、バッテリ１０の充放電に寄与する充放電電流は、電流センサ２２の出力信号に基づくバッテリ電流Ｉが同一であっても、バッテリ温度Ｔ及び劣化度合いＪに応じて変動し、これにより、バッテリ１０の容量も変動する。このため、上記した所定値α、所定電流値Ｉ0、所定値ＣＮＴ０、及び所定値βの何れもが一定の値に維持されているものとすると、バッテリ１０の容量を正確に判定することができなくなる。
【００５９】
そこで、本実施例においては、温度センサ２４の出力信号に基づいて検出したバッテリ温度Ｔ、及び、バッテリ電圧Ｖ及びバッテリ電流Ｉから求めたバッテリ１０の内部抵抗の大きさに基づいて判定したバッテリ１０の劣化状態のうち少なくとも一方に基づいて、上記した所定値α、所定電流値Ｉ0、所定値ＣＮＴ０、又は所定値βを補正することとしてもよい。この場合には、バッテリ１０の温度又は劣化状態に合わせて、ＥＣＵ１６の認識する推定バッテリ容量ＳＯＣの補正処理が実行されるので、バッテリ１０の容量の判定精度の向上を図ることができる。
【００６０】
この際、ＥＣＵ１６が、バッテリ温度Ｔ及び劣化度合いＪのうち少なくとも一方に応じて所定値α、所定電流値Ｉ0、所定値ＣＮＴ０、又は所定値βを補正することにより、特許請求の範囲に記載された「パラメータ補正手段」が実現される。
【００６１】
尚、上記の第２実施例においては、所定値αが特許請求の範囲に記載された「所定差」に、所定電流値Ｉ0が特許請求の範囲に記載された「所定電流値」に、所定値ＣＮＴ０が特許請求の範囲に記載された「所定時間」に、所定値βが特許請求の範囲に記載された「所定容量値」に、それぞれ相当している。
【００６２】
次に、図７を参照して、本発明の第３実施例について説明する。
【００６３】
本実施例のシステムは、上記図１に示すシステムと同一のシステムである。すなわち、本実施例において、バッテリ容量ＳＯＣは、バッテリ１０の充放電電流の積算値に基づいて判定される。
【００６４】
ところで、バッテリ１０の充電時に実容量が目標容量に近づいても、Ｍ／Ｇ１４からバッテリ１０へ僅かな充電電流が流れる。この充電電流は、バッテリ１０の充電に寄与する訳ではなく、バッテリ１０の内部抵抗による発熱損失として消費されるものである。しかしながら、本実施例の如く電流センサ２２を用いて検出するバッテリ電流Ｉの積算値に基づいてバッテリ容量ＳＯＣを判定する構成においては、実容量が目標容量に維持されているにもかかわらず、上記した僅かな充電電流の流通が継続することで、その積算値が大きくなり、ＥＣＵ１６の認識する推定バッテリ容量ＳＯＣに影響を及ぼす事態が生ずる。従って、バッテリ１０の充電時に電流センサ２２の出力信号に基づいて検出されたバッテリ電流Ｉがある程度小さくなった後は、バッテリ電流の積算を禁止し、バッテリ容量ＳＯＣの誤判定を防止することが適切である。
【００６５】
そこで、本実施例のシステムは、バッテリ充電時に電流センサ２２に基づいて検出されたバッテリ電流Ｉが所定値以下に低下した場合、充放電電流の積算を禁止する点に特徴を有している。かかる構成によれば、バッテリ１０の充電に寄与せず、内部抵抗による発熱損失として消費されるバッテリ電流Ｉが、バッテリ容量ＳＯＣの判定のための積算値に加えられることはなく、バッテリ１０の容量の誤判定を防止することが可能となる。
【００６６】
図７は、上記の機能を実現すべく、本実施例においてＥＣＵ１６が実行する制御ルーチンの一例のフローチャートを示す。図７に示すルーチンは、所定時間毎に繰り返し起動されるルーチンである。図７に示すルーチンが起動されると、まずステップ１４０の処理が実行される。
【００６７】
ステップ１４０では、Ｍ／Ｇ１４からバッテリ１０へ向けて流れる電流の大きさが所定しきい値ＩSH以下であるか否かが判別される。本実施例において、電流センサ２２の出力信号に基づくバッテリ電流Ｉは充電時にプラスの値となるので、具体的には、電流センサ２２に基づいて検出されるバッテリ電流Ｉが所定しきい値ＩSH以下であり、かつ、“０”以上であるか否かが判別される。尚、所定しきい値ＩSHは、充電時においてバッテリ１０の内部抵抗による発熱損失として消費され、バッテリ１０の充電に寄与しないと判断される最大の電流値である。
【００６８】
その結果、０≦Ｉ≦ＩSHが成立しない場合は、Ｍ／Ｇ１４からバッテリ１０へ大きな充電電流が流れている、或いは、バッテリ１０からＭ／Ｇ１４へ放電電流が流れていると判断できる。この場合は、バッテリ１０の容量を判定するためにバッテリ電流Ｉの積算を行うことが適切である。従って、かかる判別がなされた場合は、次にステップ１４２の処理が実行される。一方、０≦Ｉ≦ＩSHが成立する場合は、Ｍ／Ｇ１４からバッテリ１０へ小さな電流が流れ、その電流はバッテリ１０の内部抵抗による発熱損失として消費され、バッテリ１０の充電に寄与しないと判断できる。この場合は、バッテリ１０の容量を判定するためにバッテリ電流Ｉの積算を行うことは適切でない。従って、かかる判別がなされた場合は、次にステップ１４４の処理が実行される。
【００６９】
ステップ１４２では、バッテリ電流Ｉの積算を許可する処理が実行される。本ステップ１４２の処理が実行されると、以後、電流センサ２２の出力信号に基づいて検出されたバッテリ電流Ｉは、バッテリ１０の容量を判定するための積算値に加えられる。本ステップ１４２の処理が終了すると、今回のルーチンは終了される。
【００７０】
一方、ステップ１４４では、バッテリ電流Ｉの積算を禁止する処理が実行される。本ステップ１４４の処理が実行されると、以後、電流センサ２２の出力信号に基づいてバッテリ電流Ｉが検出されても、そのバッテリ電流Ｉは、バッテリ１０の容量を判定するための積算値に加えられなくなる。本ステップ１４４の処理が終了すると、今回のルーチンは終了される。
【００７１】
上記図７に示すルーチンによれば、Ｍ／Ｇ１４からバッテリ１０への充電電流が小さい場合、その電流値がバッテリ１０の容量を判定するための積算値に加えられるのを禁止することができる。すなわち、バッテリ１０の実電流が目標容量にほぼ一致している状況下、バッテリ１０の内部抵抗による発熱損失として消費される電流の流通が継続しても、その電流値が積算されることは禁止される。このため、本実施例によれば、バッテリ１０の充電に寄与しない電流値が積算されることに起因してＥＣＵ１６の判定する推定バッテリ容量ＳＯＣが変化することはなく、バッテリ１０の容量の誤判定を防止することが可能となっている。
【００７２】
従って、本実施例のシステムにおいても、バッテリ１０の容量の管理を適正に行うことができるため、回生制動による車両の燃費効果を十分に発揮させることが可能となり、また、バッテリ１０の放電によるＭ／Ｇ１４の駆動を確実に行うことが可能となっている。
【００７３】
ところで、バッテリ１０の充電時においてバッテリ１０の内部抵抗による発熱損失として消費され、バッテリ１０の充電に寄与しない電流は、バッテリ１０の温度や劣化状態に応じて変動する。このため、仮に、上記した所定しきい値ＩSHが一定の値に維持されるものとすると、バッテリ１０の充電に寄与するにもかかわらずバッテリ電流Ｉの積算が禁止される事態が生じ、或いは、バッテリ１０の充電に既に寄与しなくなったにもかかわらずバッテリ電流Ｉの積算が継続する事態が生じ得る。
【００７４】
そこで、本実施例においては、上記した所定しきい値ＩSHを、バッテリ温度Ｔ及び劣化度合いＪの少なくとも一方に応じて変更することとしてもよい。この場合には、バッテリ１０の温度又は劣化状態に合わせて適当なしきい値ＩSHが設定されるため、バッテリ電流Ｉの積算を適当な時期に許可・禁止することが可能となり、バッテリ１０の容量の判定精度の向上を図ることが可能となる。この際、ＥＣＵ１６が、バッテリ温度Ｔ及び劣化度合いＪのうち少なくとも一方に応じてしきい値ＩSHを補正することにより、特許請求の範囲に記載された「所定値補正手段」が実現される。
【００７５】
尚、上記の第３実施例においては、所定しきい値ＩSHが特許請求の範囲に記載された「所定値」に相当していると共に、ＥＣＵ１６が図７に示すルーチン中のステップ１４４の処理を実行することにより特許請求の範囲に記載された「積算禁止手段」が実現されている。
【発明の効果】

【００７６】
本発明によれば、バッテリ容量が目標容量に近づいた際に充放電電流が高い場合はそのバッテリ容量が補正されるため、バッテリの容量を正確に判定することができる。
【００７７】
また、本発明によれば、実際の容量に対する判定されたバッテリ容量のずれを解消させていくことができる。
【００７８】
更に、本発明によれば、バッテリの温度及び劣化度合いのうち少なくとも一方を考慮することで、バッテリ容量の判定精度の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例であるバッテリ容量判定装置を搭載するシステムの構成図である。
【図２】本実施例において、バッテリ容量を判定すべく実行される制御ルーチンの一例のフローチャートである。
【図３】本実施例において補正係数を算出するうえで用いられるマップを表した図である。
【図４】本実施例において補正係数を算出するうえで用いられるマップを表した図である。
【図５】本発明の第２実施例におけるバッテリ容量の補正を説明するための一例のタイムチャートである。
【図６】本実施例において、バッテリ容量を判定すべく実行される制御ルーチンの一例のフローチャートである。
【図７】本実施例において、バッテリ容量を判定するためのバッテリ電流の積算を許可するか又は禁止するかを決定すべく実行される制御ルーチンの一例のフローチャートである。
【符号の説明】
１０  バッテリ
１６  電子制御ユニット（ＥＣＵ）
２２  電流センサ
２４  温度センサ
Ｉ  バッテリ電流
Ｔ  バッテリ温度
Ｊ  劣化度合い
ＳＯＣ  バッテリ容量
【図１】
0004360046.tif 000002
【図２】
0004360046.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
0004360046.tif 000007
【図７】
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