(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の電気負荷との間で充放電を行うバッテリの容量を目標容量に制御するバッテリ容量制御装置であって、
目標容量とバッテリ開放電圧との関係を示すマップを用いて、前記バッテリの目標容量に対応する目標バッテリ開放電圧を算出する目標開放電圧算出手段と、
前記バッテリの実際の容量と目標容量との差が所定値以上であるか否かを判別する容量判別手段と、
前記容量判別手段により前記差が所定値以上であると判別される場合、前記バッテリの実際の容量が目標容量よりも大きいときは、前記目標開放電圧算出手段により算出された目標容量に対応する目標バッテリ開放電圧よりも低い電圧を新たな目標バッテリ開放電圧に設定し、また、前記バッテリの実際の容量が目標容量よりも小さいときは、前記目標開放電圧算出手段により算出された目標容量に対応する目標バッテリ開放電圧よりも高い電圧を新たな目標バッテリ開放電圧に設定する目標開放電圧補正手段と、
前記容量判別手段により前記差が所定値未満であると判別される場合は前記目標開放電圧算出手段により算出された目標容量に対応する目標バッテリ開放電圧にて、一方、前記容量判別手段により前記差が所定値以上であると判別される場合は前記目標開放電圧補正手段により設定された新たな目標バッテリ開放電圧にて、前記バッテリの充放電を行うことにより、該バッテリの容量を目標容量に制御する容量制御手段と、
を備えることを特徴とするバッテリ容量制御装置。
【請求項２】
請求項１記載のバッテリ容量制御装置において、
前記目標開放電圧補正手段は、前記バッテリの実際の容量が目標容量よりも大きいときは、前記目標開放電圧算出手段により算出された目標容量に対応する目標バッテリ開放電圧から所定電圧だけ減算した値を新たな目標バッテリ開放電圧に設定し、また、前記バッテリの実際の容量が目標容量よりも小さいときは、前記目標開放電圧算出手段により算出された目標容量に対応する目標バッテリ開放電圧から所定電圧だけ加算した値を新たな目標バッテリ開放電圧に設定することを特徴とするバッテリ容量制御装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載のバッテリ容量制御装置において、
前記目標開放電圧算出手段は、バッテリ温度に応じて目標容量とバッテリ開放電圧との関係が変化する前記マップを用いて、前記バッテリの目標容量に対応する目標バッテリ開放電圧を算出することを特徴とするバッテリ容量制御装置。
【請求項４】
所定の電気負荷との間で充放電を行うバッテリの容量を目標容量に制御するバッテリ容量制御方法であって、
目標容量とバッテリ開放電圧との関係を示すマップを用いて、前記バッテリの目標容量に対応する目標バッテリ開放電圧を算出する目標開放電圧算出ステップと、
前記バッテリの実際の容量と目標容量との差が所定値以上であるか否かを判別する容量判別ステップと、
前記容量判別ステップにおいて前記差が所定値以上であると判別される場合、前記バッテリの実際の容量が目標容量よりも大きいときは、前記目標開放電圧算出ステップにおいて算出された目標容量に対応する目標バッテリ開放電圧よりも低い電圧を新たな目標バッテリ開放電圧に設定し、また、前記バッテリの実際の容量が目標容量よりも小さいときは、前記目標開放電圧算出ステップにおいて算出された目標容量に対応する目標バッテリ開放電圧よりも高い電圧を新たな目標バッテリ開放電圧に設定する目標開放電圧補正ステップと、
前記容量判別ステップにおいて前記差が所定値未満であると判別される場合は前記目標開放電圧算出ステップにおいて算出された目標容量に対応する目標バッテリ開放電圧にて、一方、前記容量判別ステップにおいて前記差が所定値以上であると判別される場合は前記目標開放電圧補正ステップにおいて設定された新たな目標バッテリ開放電圧にて、前記バッテリの充放電を行うことにより、該バッテリの容量を目標容量に制御する容量制御ステップと、
を備えることを特徴とするバッテリ容量制御方法。
【請求項５】
請求項４記載のバッテリ容量制御方法において、
前記目標開放電圧補正ステップは、前記バッテリの実際の容量が目標容量よりも大きいときは、前記目標開放電圧算出ステップにおいて算出された目標容量に対応する目標バッテリ開放電圧から所定電圧だけ減算した値を新たな目標バッテリ開放電圧に設定し、また、前記バッテリの実際の容量が目標容量よりも小さいときは、前記目標開放電圧算出ステップにおいて算出された目標容量に対応する目標バッテリ開放電圧から所定電圧だけ加算した値を新たな目標バッテリ開放電圧に設定することを特徴とするバッテリ容量制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バッテリ容量制御装置及びバッテリ容量制御方法に係り、特に、電気負荷との間で充放電を行うバッテリの容量を目標容量に制御するバッテリ容量制御装置及びバッテリ容量制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、例えば特開２０００−２１７２０６号公報に開示される如く、車載バッテリの充放電を制御する装置が知られている。この装置は、通常はバッテリを満充電状態に充電する一方、車両により比較的大きな電力の回生が行われると予想される場合はバッテリを満充電に達しない９０％程度の目標容量に制御する。このため、上記従来の装置によれば、比較的大きな電力の回生が行われる際にはバッテリにその回生電力を蓄える余力が残存するため、車両による回生電力を有効にバッテリに回収することが可能となる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来の装置においては、バッテリの容量を目標容量に制御する手法として、バッテリの現時点での容量と目標容量とを大小比較し、その比較結果に基づいてバッテリの容量が目標容量に一致するようにバッテリを充電または放電させている。しかしながら、かかる手法では、バッテリの容量を目標容量に制御するうえでバッテリの容量を常に正確に検知する必要があるが、バッテリが充放電を繰り返す過程でその容量を正確に検知することは困難である。このため、上記従来の装置では、バッテリの容量を正確に所望の目標容量に維持させることができないおそれがあった。
【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なバッテリ容量制御装置及びバッテリ容量制御方法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】
上記の目的は、所定の電気負荷との間で充放電を行うバッテリの容量を目標容量に制御するバッテリ容量制御装置であって、
目標容量とバッテリ開放電圧との関係を示すマップを用いて、前記バッテリの目標容量に対応する目標バッテリ開放電圧を算出する目標開放電圧算出手段と、
前記バッテリの実際の容量と目標容量との差が所定値以上であるか否かを判別する容量判別手段と、
前記容量判別手段により前記差が所定値以上であると判別される場合、前記バッテリの実際の容量が目標容量よりも大きいときは、前記目標開放電圧算出手段により算出された目標容量に対応する目標バッテリ開放電圧よりも低い電圧を新たな目標バッテリ開放電圧に設定し、また、前記バッテリの実際の容量が目標容量よりも小さいときは、前記目標開放電圧算出手段により算出された目標容量に対応する目標バッテリ開放電圧よりも高い電圧を新たな目標バッテリ開放電圧に設定する目標開放電圧補正手段と、
前記容量判別手段により前記差が所定値未満であると判別される場合は前記目標開放電圧算出手段により算出された目標容量に対応する目標バッテリ開放電圧にて、一方、前記容量判別手段により前記差が所定値以上であると判別される場合は前記目標開放電圧補正手段により設定された新たな目標バッテリ開放電圧にて、前記バッテリの充放電を行うことにより、該バッテリの容量を目標容量に制御する容量制御手段と、
を備えることを特徴とするバッテリ容量制御装置により達成される。
【０００６】
また、上記の目的は、所定の電気負荷との間で充放電を行うバッテリの容量を目標容量に制御するバッテリ容量制御方法であって、
目標容量とバッテリ開放電圧との関係を示すマップを用いて、前記バッテリの目標容量に対応する目標バッテリ開放電圧を算出する目標開放電圧算出ステップと、
前記バッテリの実際の容量と目標容量との差が所定値以上であるか否かを判別する容量判別ステップと、
前記容量判別ステップにおいて前記差が所定値以上であると判別される場合、前記バッテリの実際の容量が目標容量よりも大きいときは、前記目標開放電圧算出ステップにおいて算出された目標容量に対応する目標バッテリ開放電圧よりも低い電圧を新たな目標バッテリ開放電圧に設定し、また、前記バッテリの実際の容量が目標容量よりも小さいときは、前記目標開放電圧算出ステップにおいて算出された目標容量に対応する目標バッテリ開放電圧よりも高い電圧を新たな目標バッテリ開放電圧に設定する目標開放電圧補正ステップと、
前記容量判別ステップにおいて前記差が所定値未満であると判別される場合は前記目標開放電圧算出ステップにおいて算出された目標容量に対応する目標バッテリ開放電圧にて、一方、前記容量判別ステップにおいて前記差が所定値以上であると判別される場合は前記目標開放電圧補正ステップにおいて設定された新たな目標バッテリ開放電圧にて、前記バッテリの充放電を行うことにより、該バッテリの容量を目標容量に制御する容量制御ステップと、
を備えることを特徴とするバッテリ容量制御方法により達成される。
【０００７】
これらの態様の発明において、バッテリは、実際の容量と目標容量との差が小さい場合は、目標容量に対応する目標バッテリ開放電圧にて充放電が行われることにより目標容量に制御される。一般に、バッテリにおいては、バッテリ開放電圧と容量との間に相関関係がある。従って、バッテリの容量は、目標バッテリ開放電圧にて充放電が繰り返されることにより目標容量に近接していく。このため、本発明によれば、バッテリの容量を所望の目標容量に正確に維持させることができる。
尚、バッテリの実際の容量と目標容量とが大きく離間している状況下において、その目標容量に対応する目標バッテリ開放電圧と一致した電圧にてバッテリの充放電が行われるものとすると、バッテリの容量をその目標容量に制御するのに多くの時間を要するおそれがある。
これに対して、本発明において、バッテリは、実際の容量と目標容量との差が大きい場合は、目標容量に対応する目標バッテリ開放電圧から増減した新たな目標バッテリ開放電圧にて充放電が行われることにより目標容量に制御される。具体的には、実際の容量が目標容量よりも大きいときは、目標容量に対応する目標バッテリ開放電圧よりも低い電圧を新たな目標バッテリ開放電圧として、一方、実際の容量が目標容量よりも小さいときは、目標容量に対応する目標バッテリ開放電圧よりも高い電圧を新たな目標バッテリ開放電圧として、充放電が行われることにより目標容量に制御される。このため、本発明によれば、比較的短時間でバッテリの容量を目標容量に到達させることが可能となる。
【０００８】
この場合、上記したバッテリ容量制御装置において、前記目標開放電圧補正手段は、前記バッテリの実際の容量が目標容量よりも大きいときは、前記目標開放電圧算出手段により算出された目標容量に対応する目標バッテリ開放電圧から所定電圧だけ減算した値を新たな目標バッテリ開放電圧に設定し、また、前記バッテリの実際の容量が目標容量よりも小さいときは、前記目標開放電圧算出手段により算出された目標容量に対応する目標バッテリ開放電圧から所定電圧だけ加算した値を新たな目標バッテリ開放電圧に設定することとしてもよい。
また、上記したバッテリ容量制御方法において、前記目標開放電圧補正ステップは、前記バッテリの実際の容量が目標容量よりも大きいときは、前記目標開放電圧算出ステップにおいて算出された目標容量に対応する目標バッテリ開放電圧から所定電圧だけ減算した値を新たな目標バッテリ開放電圧に設定し、また、前記バッテリの実際の容量が目標容量よりも小さいときは、前記目標開放電圧算出ステップにおいて算出された目標容量に対応する目標バッテリ開放電圧から所定電圧だけ加算した値を新たな目標バッテリ開放電圧に設定することとしてもよい。
【０００９】
尚、バッテリ容量とバッテリ開放電圧との関係は、バッテリの温度に応じて変化する。
【００１０】
従って、上記したバッテリ容量制御装置において、前記目標開放電圧算出手段は、バッテリ温度に応じて目標容量とバッテリ開放電圧との関係が変化する前記マップを用いて、前記バッテリの目標容量に対応する目標バッテリ開放電圧を算出することとすれば、バッテリの容量をより正確に目標容量に制御することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の一実施例であるバッテリ容量制御装置を備える車両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ニッケル水素バッテリである。
【００１４】
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、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。
【００１５】
また、Ｍ／Ｇ１４は、通常のオルタネータと同様にエンジンによる回転駆動により発電機として機能すると共に、車両の回生制動時には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、エンジンの回転駆動あるいは車両の回生制動によりＭ／Ｇ１４が発電することにより電力の供給を受け、充電される。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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との間を流通する電流（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ＥＣＵ１６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を流通するバッテリ電流Ｉを検出する。
【００１９】
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。
【００２０】
本実施例において、ＥＣＵ１６は、まず、Ｍ／Ｇ１４の無負荷時において、バッテリ１０の開放電圧Ｖからその充電状態（State Of Charge；以下、バッテリ容量ＳＯＣと称す）を検出する。そして、Ｍ／Ｇ１４の駆動が開始された後は、その開放電圧Ｖによるバッテリ容量ＳＯＣを基準にして、バッテリ電流Ｉの積算量からバッテリ容量ＳＯＣの加減演算を行う。
【００２１】
ところで、バッテリ１０の容量ＳＯＣが目標容量として常に満充電状態である１００％に制御されるものとすると、車両が制動した際にその制動エネルギを回生エネルギとしてバッテリ１０に回収できない可能性が高くなる。バッテリ１０が制動エネルギを回生エネルギとして回収できない場合には、その制動エネルギを熱エネルギとして機械的に消費せざるを得ないため、エネルギ効率が悪化してしまう。従って、バッテリ１０の目標容量が常に１００％であることは適切でなく、制動時に車両の制動エネルギの大部分を回生エネルギとして回収できる程度に充放電のバランスを考慮して、バッテリ１０の目標容量を設定することが適切となる。以下、設定された目標容量を「ＳＯＣ０」と称す。
【００２２】
ここで、設定された目標容量ＳＯＣ０にバッテリ１０の容量ＳＯＣを制御する手法としては、ＥＣＵ１６が検知したバッテリ容量ＳＯＣと目標容量ＳＯＣ０とを大小比較し、その比較結果に基づいてバッテリ容量ＳＯＣが目標容量ＳＯＣ０に一致するようにインバータ１２をオン・オフ制御し、バッテリ１０の充放電を行うことが考えられる。しかしながら、かかる手法では、ＥＣＵ１６はバッテリ容量ＳＯＣを常に正確に検知する必要があるが、バッテリ１０が充放電を繰り返す過程でバッテリ容量ＳＯＣを正確に検知することは困難であるため、バッテリ１０の実際の容量ＳＯＣが所望の目標容量ＳＯＣ０からずれて維持されてしまうおそれがある。すなわち、バッテリ１０の実際の容量ＳＯＣを正確に所望の目標容量ＳＯＣ０に維持させることができない可能性がある。従って、バッテリ１０の実際の容量ＳＯＣを目標容量ＳＯＣ０に制御するうえでは、ＥＣＵ１６が検知したバッテリ容量ＳＯＣと目標容量ＳＯＣ０とを比較する手法は適切でない。
【００２３】
図２は、本実施例のシステムにおいてＥＣＵ１６がバッテリ１０の容量を目標容量ＳＯＣ０に制御するうえで用いられるマップを示す。尚、図２においては、バッテリ温度Ｔが低い場合（例えば−２５℃）を一点鎖線で、バッテリ温度Ｔが高い場合（例えば＋６０℃）を破線で、また、バッテリ温度Ｔが中程度にある場合（例えば＋２０℃）を実線で、それぞれ示している。
【００２４】
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、本実施例のシステムは、バッテリ１０の容量ＳＯＣを目標容量ＳＯＣ０に制御する際、ＥＣＵ１６が検知したバッテリ容量ＳＯＣを用いる構成ではなく、目標容量ＳＯＣ０に対応するバッテリ開放電圧（以下、目標バッテリ電圧Ｖ０と称す）にてバッテリ１０を充放電させる構成としている。すなわち、本実施例において、ＥＣＵ１６は、図２に示す如き目標容量ＳＯＣ０と目標バッテリ電圧Ｖ０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ＳＯＣ０に対応する目標バッテリ電圧Ｖ０を算出する。そして、その算出された目標バッテリ電圧Ｖ０が実現されるデューティ比でインバータ１２を駆動する。
【００２５】
尚、目標バッテリ電圧Ｖ０と目標容量ＳＯＣ０との相関関係は、バッテリ温度Ｔに応じて異なるものとなる。そこで、ＥＣＵ１６は、図２に示す如く、バッテリ温度Ｔに応じて目標バッテリ電圧Ｖ０と目標容量ＳＯＣ０との関係が変化するマップ、すなわち、バッテリ温度Ｔごとに設定された目標バッテリ電圧Ｖ０と目標容量ＳＯＣ０との関係を示すマップを記憶しておき、目標容量ＳＯＣ０及びバッテリ温度Ｔに基づいて図２に示す如きマップを参照することにより対応する目標バッテリ電圧Ｖ０を算出する。この際、目標容量ＳＯＣ０又はバッテリ温度Ｔが図２に示した値の間の値となる場合は、直線補間により対応する目標バッテリ電圧Ｖ０を算出する。そして、ＥＣＵ１６は、その算出された目標バッテリ電圧Ｖ０が実現されるデューティ比でインバータ１２を駆動する。
【００２６】
図３は、本実施例においてインバータ１２が目標バッテリ電圧Ｖ０が実現されるデューティ比で駆動された場合のバッテリ１０の実際の容量ＳＯＣの時間変化を示す。尚、図３においては、目標容量ＳＯＣ０を例えば７５％として破線で示し、また、バッテリ１０の実際の容量ＳＯＣが目標容量ＳＯＣ０に比して大きい状況下（ＳＯＣ＝８０％）でインバータ１２のデューティ駆動が行われた場合を実線で、バッテリ１０の実際の容量ＳＯＣが目標容量ＳＯＣ０に比して小さい状況下（ＳＯＣ＝７０％）でインバータ１２のデューティ駆動が行われた場合を一点鎖線で、それぞれ示している。
【００２７】
バッテリ１０の実際の容量ＳＯＣが目標容量ＳＯＣ０からずれている状況下、上記の如くインバータ１２が、その目標容量ＳＯＣ０に対応する目標バッテリ電圧Ｖ０が実現されるデューティ比で駆動されると、バッテリ１０が、目標バッテリ電圧Ｖ０に対応した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、インバータ１２のデューティ駆動が開始された後、バッテリ１０の電圧Ｖが目標容量ＳＯＣ０に対応した目標バッテリ電圧Ｖ０に向けて変化する、すなわち、バッテリ１０の実際の容量ＳＯＣが図３に示す如く目標容量ＳＯＣ０に向けて変化することとなる。従って、本実施例の手法によれば、バッテリ１０の容量ＳＯＣを所望の目標容量ＳＯＣ０に正確に維持させることが可能となる。
【００２８】
図４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４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４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。
【００２９】
ステップ１００では、車両の各種状態に基づいて目標容量ＳＯＣ０を設定する処理が実行される。本実施例において、目標容量ＳＯＣ０は、例えば基本的に７５％に設定され、エアコン等の作動によるＭ／Ｇ１４の負荷状態等に応じて変更される。また、ステップ１０２では、温度センサ２４の出力信号に基づいてバッテリ温度Ｔを読み込む処理が実行される。
【００３０】
ステップ１０４では、本ステップ１０４の処理時において検知されるバッテリ容量ＳＯＣと、上記ステップ１００で設定された目標容量ＳＯＣ０との差が所定値α以上であるか否かが判別される。尚、所定値αは、目標容量ＳＯＣ０に対応する目標バッテリ電圧Ｖ０にてバッテリ１０を充放電した場合に、バッテリ容量ＳＯＣがその目標容量ＳＯＣ０に到達するのに長時間を要すると判断できる最小の容量値差である。
【００３１】
その結果、｜ＳＯＣ−ＳＯＣ０｜≧αが成立しない場合は、バッテリ容量ＳＯＣが目標容量ＳＯＣ０に到達するのにあまり時間を必要としないと判断できる。従って、上記ステップ１０４において｜ＳＯＣ−ＳＯＣ０｜≧αが成立しないと判別された場合は、次にステップ１０６の処理が実行される。一方、｜ＳＯＣ−ＳＯＣ０｜≧αが成立する場合は、バッテリ容量ＳＯＣが目標容量ＳＯＣ０に到達するのに長時間を要すると判断できる。この場合には、かかる時間を短時間にすることが適切となる。従って、｜ＳＯＣ−ＳＯＣ０｜≧αが成立すると判別された場合は、次にステップ１０８の処理が実行される。
【００３２】
ステップ１０６では、上記ステップ１００及び１０２で読み込まれた目標容量ＳＯＣ０及びバッテリ温度Ｔに基づいて、上記図２に示すマップを参照することにより、バッテリ１０の目標バッテリ電圧Ｖ０を算出する処理が実行される。
【００３３】
ステップ１０８では、上記ステップ１００及び１０２で読み込まれた目標容量ＳＯＣ０及びバッテリ温度Ｔに基づいて、上記図２に示すマップを参照することにより、バッテリ１０の目標バッテリ電圧Ｖ０を算出し、そして、その目標バッテリ電圧Ｖ０に対して所定値βを加減算した値を新たな目標バッテリ電圧Ｖ０とする処理が実行される。尚、所定値βを加算するか或いは減算するかは、バッテリ容量ＳＯＣと目標容量ＳＯＣ０とのうち何れが大きいか否かで判断され、具体的には、所定値βは、バッテリ容量ＳＯＣが目標容量ＳＯＣ０より大きい場合には減算され、バッテリ容量ＳＯＣが目標容量ＳＯＣ０より小さい場合には加算される。ステップ１０６又は１０８の処理が終了すると、次にステップ１１０の処理が実行される。
【００３４】
ステップ１１０では、上記ステップ１０６又は１０８で算出された目標バッテリ電圧Ｖ０と電圧センサ２０を用いて検出された実際のバッテリ電圧Ｖとを比較し、バッテリ電圧Ｖが目標バッテリ電圧Ｖ０に近づくようにデューティ比を算出する処理が実行される。
【００３５】
尚、デューティ比は、制御開始時にはある任意の初期値（例えば最大発電状態に対応する値）に設定され、目標バッテリ電圧Ｖ０と電圧センサ２０により検出された実際のバッテリ電圧Ｖとの偏差に応じたデューティ比増減量だけ増減されることとしてもよい。この際、そのデューティ比増減量ではバッテリ電圧Ｖの変動量が大きくなると判断される場合には、目標バッテリ電圧Ｖ０と電圧センサ２０により検出された実際のバッテリ電圧Ｖとの偏差によらず、ある一定のデューティ比増減量を設定することで、デューティ比を徐変することが好ましい。
【００３６】
ステップ１１２では、上記ステップ１１０で算出されたデューティ比でインバータ１２を駆動する処理が実行される。本ステップ１１２の処理が実行されると、以後、インバータ１２のデューティ駆動に従ってバッテリ１０がＭ／Ｇ１４との間で充放電を行い、バッテリ１０の充放電制御が実行される。本ステップ１１２の処理が終了すると、今回のルーチンは終了される。
【００３７】
上記図４に示すルーチンによれば、目標容量ＳＯＣ０に対応する目標バッテリ電圧Ｖ０を算出し、その目標バッテリ電圧Ｖ０が実現されるデューティ比でインバータ１２を駆動することができる。インバータ１２がかかるデューティ比で駆動されると、バッテリ１０の実際の容量ＳＯＣが目標容量ＳＯＣ０に向けて変化することとなる。従って、本実施例のバッテリ容量制御装置によれば、バッテリ１０の容量を所望の目標容量ＳＯＣ０に正確に維持させることができる。このため、本実施例においては、バッテリ１０の容量が目標容量ＳＯＣ０からずれて維持されることが回避されるため、バッテリ１０の充放電を効果的に行うことができ、エネルギ効率の向上を図ることが可能となっている。
【００３８】
尚、本実施例において、ＥＣＵ１６は、目標容量ＳＯＣ０と目標バッテリ電圧Ｖ０との関係がバッテリ温度Ｔに応じて変更されるマップを記憶しており、目標容量ＳＯＣ０とバッテリ温度Ｔに基づいて目標バッテリ電圧Ｖ０を設定する。従って、本実施例によれば、バッテリ温度Ｔが変動する場合にも、適正に目標容量ＳＯＣ０に対応する目標バッテリ電圧Ｖ０を算出することができ、これにより、バッテリ１０の容量を所望の目標容量ＳＯＣ０に正確に維持させることが可能となっている。
【００３９】
また、上記図４に示すルーチンにおいては、バッテリ容量ＳＯＣが目標容量ＳＯＣ０に対して所定値α以上大きい場合は、目標容量ＳＯＣ０に対応する目標バッテリ電圧Ｖ０から所定値βだけ減算した値を新たな目標バッテリ電圧Ｖ０とし、また、バッテリ容量ＳＯＣが目標容量ＳＯＣ０に対して所定値α以上小さい場合は、目標バッテリ電圧Ｖ０から所定値βだけ加算した値を新たな目標バッテリ電圧Ｖ０とすることができる。
【００４０】
かかる構成においては、加減算された電圧分だけインバータ１２のデューティ比が通常時よりも減少又は増加する。このため、バッテリ１０が充放電し易くなり、バッテリ１０の容量が目標容量ＳＯＣ０に速やかに近づくこととなる。本実施例において、バッテリ１０の容量が目標容量ＳＯＣ０に近づいた後は、インバータ１２のデューティ比は、通常どおり目標バッテリ電圧Ｖ０に対応したディーティ比に変更される。従って、本実施例のバッテリ容量制御装置によれば、バッテリ容量ＳＯＣが目標容量ＳＯＣ０から大きく離間している状況下でも、比較的短時間でバッテリ１０の容量を目標容量ＳＯＣ０に到達させることが可能となる。
【００４１】
また、本実施例において、バッテリ１０の容量が目標容量ＳＯＣ０に向けて変化している過程で目標容量ＳＯＣ０が変更された場合、ＥＣＵ１６は、目標バッテリ電圧Ｖ０をその変更後の目標容量ＳＯＣ０に対応する値に変更し、インバータ１２のデューティ比をその変更後の目標バッテリ電圧Ｖ０が実現される値に変更する。このため、本実施例のバッテリ容量制御装置によれば、目標容量ＳＯＣ０が変更された場合にも、比較的容易にバッテリ１０の容量をその変更後の目標容量ＳＯＣ０に制御することが可能となっている。
【００４２】
尚、上記の実施例においては、Ｍ／Ｇ１４が特許請求の範囲に記載された「所定の電気負荷」に、バッテリ１０が特許請求の範囲に記載された「バッテリ」に、それぞれ相当していると共に、ＥＣＵ１６が、図４に示すルーチン中のステップ１０６〜１１２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「容量制御手段」が、図２に示すマップを用いてバッテリ１０の目標容量ＳＯＣ０に対応する目標バッテリ電圧Ｖ０を算出することにより特許請求の範囲に記載された「目標開放電圧算出手段」が、それぞれ実現されている。
【００４３】
ところで、上記の実施例においては、バッテリ温度Ｔをバッテリ１０に内蔵された温度センサ２４を用いて検出することとしているが、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、上記の実施例においては、バッテリ１０としてニッケル水素バッテリを用いたシステムに適用しているが、ニッケル水素バッテリに代えて鉛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。
【００４４】
また、上記の実施例においては、目標容量ＳＯＣ０及びバッテリ温度Ｔに基づいて目標バッテリ電圧Ｖ０を算出することとし、その際、これらのパラメータが図２に示した値の間の値となる場合は直線補間を行うこととしているが、直線補間に限らず他の手法を用いて補間することとしてもよい。更に、上記の実施例においては、目標容量ＳＯＣ０と共にバッテリ温度Ｔに基づいて、対応するバッテリ電圧Ｖを算出することとしているが、バッテリ１０の例えば内部抵抗から把握される劣化状態等を考慮して、対応するバッテリ電圧Ｖを算出することとしてもよい。
【発明の効果】
上述の如く、本発明によれば、バッテリの容量を正確に所望の目標容量に維持させることができると共に、バッテリの容量と目標容量とが大きく離間している場合にも比較的短時間でバッテリの容量を所望の目標容量に到達させることができる。
【００４５】
請求項３記載の発明によれば、バッテリ温度が変動する場合にも、バッテリの容量を正確に所望の目標容量に維持させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例であるバッテリ容量制御装置を備えるシステムの構成図である。
【図２】本実施例のシステムにおいてバッテリの容量を目標容量に制御する際に用いられるマップを示す図である。
【図３】本実施例におけるバッテリ容量の時間変化を示す図である。
【図４】本実施例において、バッテリ容量を目標容量に制御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
１２  インバータ
１４  モータ・ジェネレータ（Ｍ／Ｇ）
１６  電子制御ユニット（ＥＣＵ）
２０  電圧センサ
２２  電流センサ
２４  温度センサ
ＳＯＣ  バッテリ容量
【図１】
0004258995.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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