(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両であって、
充放電が可能な二次電池と、
前記二次電池の電流を検出する電流センサと、
前記二次電池の充電状態を推定し、前記充電状態に基づいて前記二次電池の充放電を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、充電と放電のサイクルが繰返される第１の動作モードでは、前記二次電池の開路電圧を推定し、前記開路電圧を分極に基づいて補正した値に基づいて前記充電状態を決定する第１の推定方法によって前記二次電池の充電状態を推定し、
前記制御装置は、充電および放電のうちのいずれか一方が継続する第２の動作モードでは、前記第１の推定方法とは異なる第２の推定方法によって前記二次電池の充電状態を推定し、
前記制御装置は、前記第２の推定方法では、前記電流センサで検出された電流を積算した結果に基づいて前記充電状態を決定し、
前記車両は、前記二次電池に車両外部から充電を行なう外部充電が可能に構成され、
前記二次電池から電力供給を受け乗車前空調を実行可能な空調装置をさらに備え、
前記第２の動作モードは、前記外部充電および前記乗車前空調時に選択され、
前記制御装置は、前記外部充電と前記乗車前空調のいずれか一方を前処理として実行し他方を前記前処理に引き続いて行なわれる後処理として実行した場合には、前記前処理の実行前に前記電流センサのオフセット値を記憶し、前記後処理の実行時には前記前処理の実行前に記憶された前記オフセット値を用いて前記電流センサで検出された電流を補正する、車両。
【請求項２】
力行動作と回生動作とが実行可能な電動機をさらに備え、
前記第１の動作モードは、前記力行動作および前記回生動作を繰り返し行ない得る車両走行時に選択される、請求項１に記載の車両。
【請求項３】
充放電が可能な二次電池の充電状態推定方法であって、
前記二次電池が使用される動作モードを判断するステップと、
前記判断するステップにおいて前記動作モードが、充電と放電のサイクルが繰返される第１の動作モードである場合に、前記二次電池の開路電圧を推定し、前記開路電圧を分極に基づいて補正した値に基づいて充電状態を決定する第１の推定方法によって前記二次電池の充電状態を推定するステップと、
前記判断するステップにおいて前記動作モードが、充電および放電のうちのいずれか一方が継続する第２の動作モードである場合に、前記第１の推定方法とは異なる第２の推定方法によって前記二次電池の充電状態を推定するステップとを備え、
前記第２の推定方法では、電流センサで検出された電流を積算した結果に基づいて前記充電状態が決定され、
前記二次電池は、車両に搭載され、
前記車両は、前記二次電池に車両外部から充電を行なう外部充電が可能に構成され、
前記判断するステップは、前記外部充電時に前記第２の動作モードであると判断し、
前記車両は、
前記二次電池から電力供給を受け乗車前空調を実行可能な空調装置をさらに備え、
前記第２の動作モードは、前記外部充電および前記乗車前空調時に選択され、
前記充電状態推定方法は、
前記外部充電と前記乗車前空調のいずれか一方を前処理として実行し他方を前記前処理に引き続いて行なわれる後処理として実行した場合に、前記前処理の実行前に前記電流センサのオフセット値を記憶し、前記後処理の実行時に前記前処理の実行前に記憶された前記オフセット値を用いて前記電流センサで検出された電流を補正するステップをさらに備える、二次電池の充電状態推定方法。
【請求項４】
前記車両は、
力行動作と回生動作とが実行可能な電動機をさらに備え、
前記判断するステップは、前記力行動作および前記回生動作を繰り返し行ない得る車両走行時に前記第１の動作モードであると判断する、請求項３に記載の二次電池の充電状態推定方法。
【請求項５】
車両外部から充電が可能に構成された二次電池と、
前記二次電池の電流を検出する電流センサと、
前記二次電池から電力供給を受け乗車前空調を実行可能な空調装置と、
前記電流センサの出力を受け、前記二次電池の充放電を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、車両走行時である場合には、推定した前記二次電池の開路電圧に基づいて前記二次電池の充放電を制御し、前記二次電池を放電させ前記乗車前空調を実行する場合には、放電電流を積算して放電電流量を算出し、前記乗車前空調直後に車両外部から前記二次電池に充電する場合には、算出された前記放電電流量と同量まで充電電流を積算して充電を実行するように制御を行なう、車両。
【請求項６】
車両の制御方法であって、
前記車両は、
車両外部から充電が可能に構成された二次電池と、
前記二次電池の電流を検出する電流センサと、
前記二次電池から電力供給を受け乗車前空調を実行可能な空調装置とを含み、
前記二次電池は、車両走行時である場合に、推定した前記二次電池の開路電圧に基づいて前記二次電池の充放電が制御され、
前記二次電池を放電させ前記乗車前空調を実行する場合に、前記電流センサで検出された放電電流を積算して放電電流量を算出するステップと、
前記乗車前空調直後に車両外部から前記二次電池に充電する場合に、算出された前記放電電流量と同量まで前記電流センサで検出された充電電流を積算して充電を実行するステップとを備える、車両の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両および二次電池の充電状態推定方法に関し、特に二次電池とその充放電制御を行なう制御装置とを備えた車両およびその二次電池の充電状態推定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年では、環境に配慮した自動車として、モータで車輪を駆動する電気自動車や車輪の駆動にモータとエンジンとを併用するハイブリッド自動車が注目されている。このようなハイブリッド自動車は車両に搭載する発電機をエンジンの動力で回転させて発電した電力でバッテリの充電やモータへの電力供給を行なうが、バッテリに外部から充電を可能とし家庭等で充電をすること（以下単に外部充電と称する）が可能な車両も検討されている。
【０００３】
外部充電可能とすれば、家庭等において充電を行なうことにより燃料補給にガソリンスタンドに出向く回数が減り運転者にとって便利になるとともに、安価な深夜電力等の利用によりコスト面でも見合うことも考えられる。
【０００４】
特許第３０１６３４９号公報（特許文献１）は、このような外部から充電可能なハイブリッド自動車を開示する。
【特許文献１】特許第３０１６３４９号公報
【特許文献２】国際公開第９９／６１９２９号パンフレット
【特許文献３】特開２００３−７３５３号公報
【特許文献４】国際公開第９８／５６０５９号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ハイブリッド自動車や電気自動車等のバッテリを搭載する車両は、バッテリの充電状態（ＳＯＣ：State Of Charge）を算出し、バッテリの過充電や過放電が発生しないように制御を行なっている。ＳＯＣは、充電量や残存容量等と称されることもある。
【０００６】
たとえば、国際公開第９９／６１９２９号パンフレット（特許文献２）には、バッテリのＳＯＣの推定方法の一例が開示されている。このＳＯＣの推定方法は、充放電が短い周期で切り替わり、繰返されても正確にＳＯＣを推定することができるように、電池の内部抵抗や分極を考慮している。
【０００７】
しかしながら、外部充電実行時には、バッテリの放電は発生しないので充電のみが連続するような状態になる。このような従来のＳＯＣ推定方法を外部充電時にも適用すると、バッテリ電圧の分極による変化分が大きいので実際のＳＯＣよりも高めに推定されてしまう。すると外部充電中に実際よりも早めにＳＯＣの管理上限値に到達したと制御装置が認識し、外部充電を停止してしまう。
【０００８】
外部充電可能な車両は、バッテリに外部充電しておいた電力を使用してエンジンを使用しないＥＶ（Electric Vehicle）走行を行ない、なるべくガソリン等の燃料を使用しないで運用できるのが望ましいが、ＳＯＣ上限値まできっちり外部充電できないのはＥＶ走行距離が少なくなるので不利である。
【０００９】
また、逆に、厳寒期の朝などにタイマー機能などによってバッテリの電力を使用して乗車前空調を実行するような場合は放電のみが続く状態になることが考えられる。このような場合には、従来のＳＯＣ推定方法を適用するとＳＯＣが実際よりも低めに推定されてしまう。するとＳＯＣが管理下限値に到達したと制御装置が認識し、早めに空調を停止してしまう場合が考えられる。
【００１０】
この発明の目的は、充電量または放電量を多くとることができ、二次電池を有効活用可能な車両を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明は、要約すると、車両であって、充放電が可能な二次電池と、二次電池の電流を検出する電流センサと、二次電池の充電状態を推定し、充電状態に基づいて二次電池の充放電を制御する制御装置とを備える。制御装置は、充電と放電のサイクルが繰返される第１の動作モードでは、二次電池の開路電圧を推定し、開路電圧を分極に基づいて補正した値に基づいて充電状態を決定する。制御装置は、充電および放電のうちのいずれか一方が継続する第２の動作モードでは、電流センサで検出された電流を積算した結果に基づいて充電状態を決定する。
【００１２】
好ましくは、車両は、二次電池に車両外部から充電を行なう外部充電が可能に構成される。第２の動作モードは、外部充電時に選択される。
【００１３】
より好ましくは、車両は、二次電池から電力供給を受け乗車前空調を実行可能な空調装置をさらに備える。第２の動作モードは、外部充電および乗車前空調時に選択される。制御装置は、外部充電と乗車前空調のいずれか一方を前処理として実行し他方を前処理に引き続いて行なわれる後処理として実行した場合には、前処理の実行前に電流センサのオフセット値を記憶し、後処理の実行時には前処理の実行前に記憶されたオフセット値を用いて電流センサで検出された電流を補正する。
【００１４】
好ましくは、車両は、力行動作と回生動作とが実行可能な電動機をさらに備える。第１の動作モードは、力行動作および回生動作を繰り返し行ない得る車両走行時に選択される。
【００１５】
この発明は、他の局面では、充放電が可能な二次電池の充電状態推定方法であって、二次電池が使用される動作モードを判断するステップと、判断するステップにおいて動作モードが、充電と放電のサイクルが繰返される第１の動作モードである場合に、二次電池の開路電圧を推定し、開路電圧を分極に基づいて補正した値に基づいて充電状態を決定するステップと、判断するステップにおいて動作モードが、充電および放電のうちのいずれか一方が継続する第２の動作モードである場合に、電流センサで検出された電流を積算した結果に基づいて充電状態を決定するステップとを備える。
【００１６】
好ましくは、二次電池は、車両に搭載される。車両は、二次電池に車両外部から充電を行なう外部充電が可能に構成される。判断するステップは、外部充電時に第２の動作モードであると判断する。
【００１７】
より好ましくは、車両は、二次電池から電力供給を受け乗車前空調を実行可能な空調装置をさらに備える。第２の動作モードは、外部充電および乗車前空調時に選択される。外部充電と乗車前空調のいずれか一方を前処理として実行し他方を前処理に引き続いて行なわれる後処理として実行した場合に、前処理の実行前に電流センサのオフセット値を記憶し、後処理の実行時に前処理の実行前に記憶されたオフセット値を用いて電流センサで検出された電流を補正するステップをさらに備える。
【００１８】
好ましくは、車両は、力行動作と回生動作とが実行可能な電動機をさらに備える。判断するステップは、力行動作および回生動作を繰り返し行ない得る車両走行時に第１の動作モードであると判断する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、バッテリへの充電量および放電量を多くすることができるので、バッテリを有効に活用でき、エンジンを使用せずモータで走行する距離を伸ばすことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００２１】
［車両の全体構成］
図１は、本発明の実施の形態に係る車両１の主たる構成を示す図である。
【００２２】
図１を参照して、車両１は、バッテリＢ１，Ｂ２と、昇圧コンバータ１２−１，１２−２と、平滑コンデンサＣＨと、電圧センサ１０−１，１０−２，１３と、インバータ１４と、エンジン４と、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２と、動力分割機構３と、制御装置３０とを含む。
【００２３】
この車両に搭載されるバッテリＢ１，Ｂ２は外部から充電が可能である。このために、車両１は、さらに、たとえばＡＣ１００Ｖまたは２００Ｖの商用電源８に接続可能なコネクタを有し、正極線ＰＬ１および負極線ＮＬ１に接続される充電器６を含む。充電器６は、交流を直流に変換するとともに電圧を調圧してバッテリに与える。なお、外部充電可能とするために、他にも、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２のステータコイルの中性点を交流電源に接続する方式や昇圧コンバータ１２−１，１２−２を合わせて交流直流変換装置として機能させる方式を用いても良い。
【００２４】
平滑コンデンサＣＨは、昇圧コンバータ１２−１，１２−２によって昇圧された電圧を平滑化する。電圧センサ１３は、平滑コンデンサＣＨの端子間電圧ＶＨを検知して制御装置３０に出力する。
【００２５】
インバータ１４は、昇圧コンバータ１２−１または１２−２から与えられる直流電圧ＶＨを三相交流電圧に変換してモータジェネレータＭＧ１およびＭＧ２に出力する。
【００２６】
動力分割機構３は、エンジン４とモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２に結合されてこれらの間で動力を分配する機構である。たとえば動力分割機構３としてはサンギヤ、プラネタリキャリヤ、リングギヤの３つの回転軸を有する遊星歯車機構を用いることができる。遊星歯車機構では、３つの回転軸のうち２つの回転軸の回転が定まれば、他の１つの回転軸の回転は強制的に定まる。この３つの回転軸がエンジン４、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の各回転軸にそれぞれ接続される。なおモータジェネレータＭＧ２の回転軸は、図示しない減速ギヤや差動ギヤによって車輪に結合されている。また動力分割機構３の内部にモータジェネレータＭＧ２の回転軸に対する減速機をさらに組み込んでもよい。
【００２７】
バッテリＢ１は、正極線ＰＬ１に正極が接続され、負極線ＮＬ１に負極が接続されている。電圧センサ１０−１は、バッテリＢ１の正負極間の電圧Ｖｂ１を測定する。電圧センサ１０−１とともにバッテリＢ１の充電状態ＳＯＣ１を監視するために、バッテリＢ１に流れる電流Ｉｂ１を検知する電流センサ１１−１が設けられている。また、バッテリＢ１の充電状態ＳＯＣ１が制御装置３０において検出されている。制御装置３０は、後に図４、図５で説明する方法を用いて充電状態ＳＯＣ１を算出する。
【００２８】
バッテリＢ２は、正極線ＰＬ２に正極が接続され、負極線ＮＬ２に負極が接続されている。電圧センサ１０−２は、バッテリＢ２の端子間の電圧Ｖｂ２を測定する。電圧センサ１０−２とともにバッテリＢ２の充電状態ＳＯＣ２を監視するために、バッテリＢ２に流れる電流Ｉｂ２を検知する電流センサ１１−２が設けられている。また、バッテリＢ２の充電状態ＳＯＣ２が制御装置３０において検出されている。制御装置３０は、後に図４、図５で説明する方法を用いて充電状態ＳＯＣ２を算出する。
【００２９】
バッテリＢ１，Ｂ２としては、たとえば、鉛蓄電池、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池等の二次電池や、電気二重層コンデンサ等の大容量キャパシタなどを用いることができる。
【００３０】
バッテリＢ２とバッテリＢ１とは、たとえば、同時使用することにより主正母線ＭＰＬと主負母線ＭＮＬとの間に接続される電気負荷（インバータ１４およびモータジェネレータＭＧ２）に許容された最大パワーを出力可能であるように蓄電可能容量が設定される。これによりエンジンを使用しないＥＶ（Electric Vehicle）走行において最大パワーの走行が可能である。
【００３１】
そしてバッテリＢ２の電力が消費されてしまったら、バッテリＢ１に加えてエンジン４を使用することによって、バッテリＢ２を使用しないでも最大パワーの走行を可能とすることができる。なお、バッテリＢ２を複数搭載して、１つめのバッテリの電力が消費されてしまったらスイッチ等で２つめ、３つめのバッテリにつなぎ替えるようにして、ＥＶ走行を継続可能な構成としても良い。
【００３２】
インバータ１４は、主正母線ＭＰＬと主負母線ＭＮＬに接続されている。インバータ１４は、昇圧コンバータ１２−１および１２−２から昇圧された電圧を受けて、たとえばエンジン４を始動させるために、モータジェネレータＭＧ１を駆動する。また、インバータ１４は、エンジン４から伝達される動力によってモータジェネレータＭＧ１で発電された電力を昇圧コンバータ１２−１および１２−２に戻す。このとき昇圧コンバータ１２−１および１２−２は、電圧ＶＨを電圧Ｖｂ１，Ｖｂ２にそれぞれ変換する電圧変換回路として動作するように、制御装置３０によって制御される。
【００３３】
インバータ１４は車輪を駆動するモータジェネレータＭＧ２に対して昇圧コンバータ１２−１および１２−２の出力する直流電圧を三相交流電圧に変換して出力する。またインバータ１４は、回生制動に伴い、モータジェネレータＭＧ２において発電された電力を昇圧コンバータ１２−１および１２−２に戻す。このとき昇圧コンバータ１２−１および１２−２は、電圧ＶＨを電圧Ｖｂ１，Ｖｂ２にそれぞれ変換する電圧変換回路として動作するように制御装置３０によって制御される。
【００３４】
制御装置３０は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の各トルク指令値、モータ電流値および回転速度、電圧Ｖｂ１，Ｖｂ２，ＶＨの各値、および起動信号を受ける。そして制御装置３０は、昇圧コンバータ１２−１，１２−２に対して昇圧指示と降圧指示と動作禁止指示とを出力する。
【００３５】
さらに、制御装置３０は、インバータ１４に対して昇圧コンバータ１２−１，１２−２の出力である直流電圧ＶＨを、モータジェネレータＭＧ１を駆動するための交流電圧に変換する駆動指示と、モータジェネレータＭＧ１で発電された交流電圧を直流電圧Ｖｈに変換して昇圧コンバータ１２−１，１２−２側に戻す回生指示とを出力する。
【００３６】
同様に制御装置３０は、インバータ１４に対してモータジェネレータＭＧ２を駆動するための交流電圧に直流電圧を変換する駆動指示と、モータジェネレータＭＧ２で発電された交流電圧を直流電圧に変換して昇圧コンバータ１２−１，１２−２側に戻す回生指示とを出力する。
【００３７】
昇圧コンバータ１２−１は、チョッパ回路４０−１と、正母線ＬＮ１Ａと、負母線ＬＮ１Ｃと、配線ＬＮ１Ｂと、平滑コンデンサＣ１とを含む。チョッパ回路４０−１は、トランジスタＱ１Ａ，Ｑ１Ｂと、ダイオードＤ１Ａ，Ｄ１Ｂと、インダクタＬ１とを含む。トランジスタＱ１ＢおよびダイオードＤ１Ｂによって上アームが構成される。また、トランジスタＱ１ＡおよびダイオードＤ１Ａによって下アームが構成される。
【００３８】
正母線ＬＮ１Ａは、一方端がトランジスタＱ１Ｂのコレクタに接続され、他方端が主正母線ＭＰＬに接続される。また、負母線ＬＮ１Ｃは、一方端が負極線ＮＬ１に接続され、他方端が主負母線ＭＮＬに接続される。
【００３９】
トランジスタＱ１Ａ，Ｑ１Ｂは、負母線ＬＮ１Ｃと正母線ＬＮ１Ａとの間に直列に接続される。具体的には、トランジスタＱ１Ａのエミッタが負母線ＬＮ１Ｃに接続され、トランジスタＱ１ＢのエミッタがトランジスタＱ１Ａのコレクタに接続され、トランジスタＱ１Ｂのコレクタが正母線ＬＮ１Ａに接続される。下アームにおいて、ダイオードＤ１Ａは、トランジスタＱ１Ａに並列に接続される。上アームにおいて、ダイオードＤ１Ｂは、トランジスタＱ１Ｂに並列に接続される。ダイオードＤ１Ａの順方向は、母線ＬＮ１ＣからインダクタＬ１に向かう向きである。また、ダイオードＤ１Ｂの順方向は、インダクタＬ１から母線ＬＮ１Ａに向かう向きである。インダクタＬ１の一方端は、トランジスタＱ１ＡとトランジスタＱ１Ｂとの接続ノードに接続される。
【００４０】
配線ＬＮ１Ｂは、正極線ＰＬ１とインダクタＬ１の他方端との間に接続される。平滑コンデンサＣ１は、配線ＬＮ１Ｂと負母線ＬＮ１Ｃとの間に接続され、配線ＬＮ１Ｂおよび負母線ＬＮ１Ｃ間の直流電圧に含まれる交流成分を低減する。
【００４１】
正極線ＰＬ１および負極線ＮＬ１は、システムメインリレーＳＭＲ１によって、バッテリＢ１の正極および負極にそれぞれ接続される。
【００４２】
そして、チョッパ回路４０−１は、制御装置３０から与えられる駆動信号ＰＷＣ１に応じて、正極線ＰＬ１および負極線ＮＬ１から受ける直流電力（駆動電力）を昇圧して主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬへ供給し、また、主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬの電圧を降圧してバッテリＢ１へ供給することができる。
【００４３】
昇圧コンバータ１２−２は、チョッパ回路４０−２と、正母線ＬＮ２Ａと、負母線ＬＮ２Ｃと、配線ＬＮ２Ｂと、平滑コンデンサＣ２とを含む。チョッパ回路４０−２は、トランジスタＱ２Ａ，Ｑ２Ｂと、ダイオードＤ２Ａ，Ｄ２Ｂと、インダクタＬ２とを含む。トランジスタＱ２ＢおよびダイオードＤ２Ｂによって上アームが構成される。また、トランジスタＱ２ＡおよびダイオードＤ２Ａによって下アームが構成される。
【００４４】
正母線ＬＮ２Ａは、一方端がトランジスタＱ２Ｂのコレクタに接続され、他方端が主正母線ＭＰＬに接続される。また、負母線ＬＮ２Ｃは、一方端が負極線ＮＬ２に接続され、他方端が主負母線ＭＮＬに接続される。
【００４５】
トランジスタＱ２Ａ，Ｑ２Ｂは、負母線ＬＮ２Ｃと正母線ＬＮ２Ａとの間に直列に接続される。具体的には、トランジスタＱ２Ａのエミッタが負母線ＬＮ２Ｃに接続され、トランジスタＱ２ＢのエミッタがトランジスタＱ２Ａのコレクタに接続され、トランジスタＱ２Ｂのコレクタが正母線ＬＮ２Ａに接続される。下アームにおいて、ダイオードＤ２Ａは、トランジスタＱ２Ａに並列に接続される。上アームにおいて、ダイオードＤ２Ｂは、トランジスタＱ２Ｂに並列に接続される。ダイオードＤ２Ａの順方向は、母線ＬＮ２ＣからインダクタＬ２に向かう向きである。また、ダイオードＤ２Ｂの順方向は、インダクタＬ２から母線ＬＮ２Ａに向かう向きである。インダクタＬ２は、トランジスタＱ２ＡとトランジスタＱ２Ｂとの接続ノードに接続される。
【００４６】
なお、トランジスタＱ１Ｂ，Ｑ１Ａ，Ｑ２Ａ，Ｑ２Ｂは、パワースイッチング素子であればよく、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）素子やパワーＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor）等を用いることができる。
【００４７】
配線ＬＮ２Ｂは、一方端が正極線ＰＬ２に接続され、他方端がインダクタＬ２に接続される。平滑コンデンサＣ２は、配線ＬＮ２Ｂと負母線ＬＮ２Ｃとの間に接続され、配線ＬＮ２Ｂおよび負母線ＬＮ２Ｃ間の直流電圧に含まれる交流成分を低減する。
【００４８】
正極線ＰＬ２および負極線ＮＬ２は、システムメインリレーＳＭＲ２によって、バッテリＢ２の正極および負極にそれぞれ接続される。
【００４９】
そして、チョッパ回路４０−２は、図１の制御装置３０から与えられる駆動信号ＰＷＣ２に応じて、正極線ＰＬ２および負極線ＮＬ２から受ける直流電力（駆動電力）を昇圧して主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬへ供給し、また、主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬの電圧を降圧してバッテリＢ２へ供給することができる。
【００５０】
［開路電圧と充電状態の説明］
図２は、バッテリの開路電圧（ＯＣＶ：Open-Circuit Voltage）とＳＯＣとの関係を示した図である。
【００５１】
バッテリのＯＣＶは、ＳＯＣが増加すると高くなるという相関関係がある。たとえば、リチウムイオンバッテリは、ＯＣＶ＝３．０ＶでＳＯＣ＝０％、ＯＣＶ＝４．１ＶでＳＯＣ＝１００％でその間は図２に示すような相関関係を有する。この相関を予め測定しておき、マップとして記憶しておく。そしてＯＣＶを電圧センサで測定し、ＯＣＶに基づいてマップを参照してＳＯＣを推定することができる。
【００５２】
しかし、走行中や外部充電中は回路に電流を流す必要があるので、開路電圧は測定することができない。回路に電流を流している場合には、バッテリ電圧は、内部抵抗による電圧増減分および分極による電圧増減分の影響を受ける。
【００５３】
図３は、充電時のバッテリ電圧および放電時のバッテリ電圧の時間的変化を説明するための波形図である。
【００５４】
図３を参照して、時刻ｔ１〜ｔ２ではバッテリに充電が行なわれ、時刻ｔ２〜ｔ３ではバッテリに充放電が行なわれておらず、時刻ｔ３以降バッテリから放電が行なわれる場合について説明する。
【００５５】
まず、時刻ｔ１においてバッテリに充電が開始される。バッテリ電流ＩＢは、正の向きが放電、負の向きが充電を示す。充電が進むにつれて、開路電圧ＯＣＶは充電状態ＳＯＣの増加に伴って上昇する。この開路電圧ＯＣＶは、充電中は直接計測することはできない。充電中に電圧センサでバッテリ電圧ＶＢとして検出できるのは閉路電圧ＣＣＶ（Closed Circuit Voltage）である。この閉路電圧ＣＣＶは、開路電圧ＯＣＶにバッテリ内部抵抗による変化分ΔＶ１と分極による変化分ΔＶ２を加えたものである。
【００５６】
変化分ΔＶ１については、充電電流Ｉと内部抵抗Ｒとの積で求めることができる。なおバッテリの内部抵抗Ｒは、温度依存性があるのでバッテリ温度を計測して温度に基づいて補正して用いても良い。
【００５７】
変化分ΔＶ２については、充電時間が増加するにつれて増加する傾向がある。したがって、時刻ｔ１〜ｔ２において変化分ΔＶ２は次第に増加している。
【００５８】
時刻ｔ２において充電が停止されると、変化分ΔＶ１については電流が流れなくなるのでゼロとなる。しかし、変化分ΔＶ２については直ちにゼロになることは無く、時間がたつにつれてゼロに近づいていく。したがって、バッテリ電圧ＶＢは、しばらくの間は開路電圧ＯＣＶよりも高い値を示し、ある程度の時間が経過すると開路電圧ＯＣＶに一致する。
【００５９】
時刻ｔ３以降の放電時については、変化分ΔＶ１、ΔＶ２は逆方向すなわち測定電圧を下げる方向に現れる。放電時においても、ΔＶ１が内部抵抗と電流の積であること、およびΔＶ２は分極に起因するものであり時間とともに増加するものであることについては、充電時と同様であるので説明は繰返さない。図示していないが、放電が停止してバッテリ電流がゼロになると変化分ΔＶ１分は電圧が上昇するが変化分ΔＶ２は直ちにゼロにはならず、しばらく開路電圧ＯＣＶよりも低めの電圧が測定される。その後、時間がある程度経過すると測定される電圧が開路電圧ＯＣＶに一致するようになる。
【００６０】
以上のように、分極によって生ずる電圧変化分ΔＶ２は、充電や放電の開始からの時間によって変化する。したがって、後に図５の電池モデルＭＢで説明するように、車両走行時に適用されるＳＯＣの推定処理では、回生と力行の充放電のサイクルが繰返される走行パターンに合せて分極による電圧変化分ΔＶ２（図５ではＶｄｙｎ）を決定し、これを用いて閉路電圧ＣＣＶから開路電圧ＯＣＶを推定し、推定された開路電圧ＯＣＶに基づいて最終的にＳＯＣが推定される。
【００６１】
すなわち、電圧変化分ΔＶ２（図５ではＶｄｙｎ）は、充放電を繰返す走行時にマッチングさせた値に基づいて算出される。
【００６２】
［ＳＯＣの推定処理］
図４は、本実施の形態で行なわれるＳＯＣの推定処理および車両の制御を説明するフローチャートである。
【００６３】
図１、図４を参照して、制御装置３０は、ステップＳ１において、乗車前空調（プレ空調とも称される）を実行してバッテリからの充電を行なうか否かを判断する。
【００６４】
乗車前空調は、出発予定時刻を指定しておくとその出発予定時刻の前に車両の空調を開始し、出発予定時刻には暖房や冷房によって車室内を快適な温度する機能である。なお、バッテリは低温または高温では出力が低下するので、バッテリの性能を発揮する点においても乗車前空調を行なう場合もある。このような乗車前空調では、エンジンを起動しないでエアコンを作動させるので、バッテリからの放電が継続して行なわれ、バッテリへ充電が行なわれることは無い。
【００６５】
ステップＳ１においては、スイッチ等の乗員からの指示に基づいて乗車前空調を実行するか否かが判断される。ステップＳ１において乗車前空調を実行すると判断された場合には（ステップＳ１でＹＥＳ）、一連の乗車前空調処理がステップＳ３０で実行される。
【００６６】
ステップＳ３０では、まずステップＳ２の電流ゼロ制御が実行される。バッテリＢ１の電力を用いてエアコン７を作動させる場合を例に説明すると、制御装置３０は、システムメインリレーＳＭＲ１を開放状態としてバッテリ電流Ｉｂ１がゼロとなるように回路の状態を設定する。そして、ステップＳ３において、制御装置３０は、電流センサ１１−１の検出した値をオフセット値として記憶する。このオフセット値は、制御装置３０の内部にある不揮発メモリなどに記憶される。なお、電流ゼロ制御は、必ずしもシステムメインリレーをオフ状態に設定しなくてもよく、昇圧コンバータの動作を停止させ、エアコンなどの負荷の動作も停止させた状態のようにバッテリ電流が流れないようにバッテリ周辺回路の状態を設定すればよい。
【００６７】
またこのとき、電流がゼロであるから開路電圧ＯＣＶを計測することが可能である。したがって、制御装置３０は、ステップＳ４において電圧センサ１０−１を用いて開路電圧ＯＣＶを計測する。そして、このとき計測された開路電圧ＯＣＶに基づいて図２に示した相関関係を記憶したマップを用いて充電状態ＳＯＣの初期値を得る。
【００６８】
続いて、ステップＳ５において、制御装置３０は、充電状態ＳＯＣの算出方法を電流積算法に設定する。このとき電流センサの検出した電流値はステップＳ３で記憶しておいたオフセット値を用いて補正されて積算に使用される。その後、この算出方法でＳＯＣが算出されるように設定された状態で、ステップＳ６において空調が実行される。
【００６９】
乗車前空調は、出発予定時刻の１０分前など出発予定時刻に近づいたことをもって自動的に開始される。また、運転者が車両に乗り込むと、乗車前空調は終了する。運転者の乗り込みの有無は、ドアを開いたり、イグニッションスイッチを操作したり空調装置の設定を変更したりする操作の有無で判断すればよい。ただし、出発を取りやめる場合も考えられる。したがって、バッテリが放電し過ぎないように、出発予定時刻になって所定時間経過しても運転者が乗り込んで来ない場合にも、乗車前空調を終了させる。
【００７０】
乗車前空調が終了すると、ステップＳ７において、制御装置３０は、放電電流積算値を記憶する。その後ステップＳ２２において、制御は所定のメインルーチンに移される。
【００７１】
一方、ステップＳ１で乗車前空調が実行されないと判断された場合、ステップＳ１からステップＳ８に処理が進む。ステップＳ８では、バッテリに対してプラグイン充電を行なうか否かが判断される。たとえば、図１の充電器６に電源８が接続されているか否かでプラグイン充電を実行するか否かが判断される。
【００７２】
ステップＳ８においてプラグイン充電が実行されると判断された場合にはステップＳ８からステップＳ９に処理が進む。ステップＳ９では、乗車前空調直後のプラグイン充電であるか否かが判断される。
【００７３】
乗車前空調直後のプラグイン充電には、乗車前空調が終了してから所定時間内にプラグイン充電が開始される場合と、プラグイン充電中に乗車前空調を実行がされてバッテリの放電が発生し（空調の消費電力がプラグイン充電電力よりも大きい場合）、乗車前空調が終了した後もプラグイン充電が継続される場合とが含まれる。
【００７４】
このような乗車前空調時に放電したバッテリの放電量は、その直後であれば必ず充電することができる。ＳＯＣを従来の方法によって推定して充電を行なうと、まだ本当は上限ＳＯＣに至っていないのに、推定したＳＯＣが高めになってしまい充電量が不足する場合がある。したがって、外部充電による電力での航続距離が短くなってしまう。
【００７５】
本実施の形態では、放電した電流量（Ａｈ：アンペアアワー）を積算しておいて充電を同量だけ行なうので、確実に放電前の状態までバッテリのＳＯＣを回復させることができる。言い換えれば、放電した電流量と同じ電流量の充電を行なってもバッテリが過充電になる恐れが無い。放電した電流量と同じ電流量の充電は、乗車前空調時とプラグイン充電時のＳＯＣの推定を同じ方法つまり電流積算のみで行なうことにより実現できる。
【００７６】
ステップＳ９で乗車前空調直後のプラグイン充電であると判断された場合には、ステップＳ４０で示される一連のプラグイン充電処理が実行される。この判断は、たとえば、ステップＳ６の空調が終了した時刻を記憶しておけば、その時刻から所定時間がまだ経過していないことで判断することができる。
【００７７】
まず、ステップＳ１０において、制御装置３０は、電流センサで検出される電流値の補正に、乗車前空調時のステップＳ３で記憶した値を使用するように設定する。その理由は、乗車前空調直後であるからオフセット補正値がそのまま使用できることと、オフセット補正値を変えると放電した量だけ正確に充電する必要があるのに充電量にずれが生じてしまう恐れがあることによる。また、ＳＯＣの初期値は、前工程であるＳ３０の終了時点のＳＯＣを引き継ぐ。放電直後であればバッテリに分極の影響が残っているので開路電圧を測定して図２のマップでＳＯＣを得ると誤差が生じるからである。
【００７８】
続いて、ステップＳ１１において、制御装置３０は、充電状態ＳＯＣの算出方法を電流積算法に設定する。このとき電流センサの検出した電流値はステップＳ３で記憶しておいたオフセット値を用いて補正されて積算に使用される。その後、この算出方法でＳＯＣが算出されるように設定された状態で、ステップＳ１２においてプラグイン充電が実行される。乗車前空調時と同じ方法で同じオフセット値を適用してＳＯＣを算出することで、乗車前空調時に放電した積算電流値分の充電が実行できる。
【００７９】
以上で、ステップＳ３０の一連の乗車前空調を前工程とした場合の、後工程であるステップＳ４０の一連のプラグイン充電処理が終了する。
【００８０】
一方、ステップＳ９で乗車前空調直後のプラグイン充電でないと判断された場合には、ステップＳ１３に処理が進み、通常のプラグイン充電処理が実行される。
【００８１】
バッテリＢ１にプラグイン充電を実行する場合を例に説明する。ステップＳ１３では、ステップＳ２と同様の電流ゼロ制御が実行される。そして、ステップＳ１４において、制御装置３０は、電流センサ１１−１の検出した値をオフセット値として記憶する。このオフセット値は、制御装置３０の内部にある不揮発メモリなどに記憶される。
【００８２】
またこのとき、電流がゼロであるから開路電圧ＯＣＶを計測することが可能である。したがって、制御装置３０は、ステップＳ１５において電圧センサ１０−１を用いて開路電圧ＯＣＶを計測する。そして、このとき計測された開路電圧ＯＣＶに基づいて図２に示した相関関係を記憶したマップを用いて充電状態ＳＯＣの初期値を得る。
【００８３】
続いて、ステップＳ１６において、制御装置３０は、充電状態ＳＯＣの算出方法を電流積算法に設定する。このとき電流センサの検出した電流値はステップＳ１４で記憶しておいたオフセット値を用いて補正されて積算に使用される。その後、この算出方法でＳＯＣが算出されるように設定された状態で、ステップＳ１７においてプラグイン充電が実行される。
【００８４】
プラグイン充電は、充電が進行しＳＯＣが管理上限値に達したり、プラグが抜かれるなどして外部電源との接続が無くなったりすると終了する。
【００８５】
続いて、プラグイン充電や乗車前空調ではなく、通常の走行時に行なわれるＳＯＣ推定について説明する。ステップＳ８でプラグイン充電を行なわないと判断された場合には、ステップＳ１８に処理が進む。たとえば、図１の充電器６に電源８が接続されていなければ、プラグイン充電を実行しないというように制御装置３０が認識する。
【００８６】
ステップＳ１８では、制御装置３０は、システムメインリレーＳＭＲ１，ＳＭＲ２を開放状態としてバッテリ電流Ｉｂ１，Ｉｂ２がゼロとなるように回路の状態を設定する。そして、ステップＳ１９において、制御装置３０は、電流センサ１１−１，１１−２の検出した値をオフセット値として記憶する。このオフセット値は、制御装置３０の内部にある不揮発メモリなどに記憶される。
【００８７】
続いて、ステップＳ２０において、制御装置３０は、ＳＯＣの算出方法をステップＳ５，Ｓ１１，Ｓ１６とは異なる推定方法（推定ＯＣＶ法と呼ぶことにする）に設定する。この推定ＯＣＶ法では、電流積算だけでなく、バッテリ電圧やバッテリ内部抵抗を反映させて頻繁に充電と放電とを繰返すようなバッテリ使用法がなされた場合に誤差が積算されてしまうのを防いでいる。
【００８８】
そして、ステップＳ２１において、通常走行時の充放電制御が実行される。この場合には、バッテリ寿命の点から定められたバッテリのＳＯＣ管理上限値と管理下限値との間に推定されたＳＯＣが常に入るようにモータの力行・回生制御やエンジンおよび発電機による発電の制御が実行される。そして、イグニッションスイッチがＯＦＦとなった場合には、その時点でのバッテリのＳＯＣの推定値を不揮発性メモリに格納する。この格納された推定値は、次回のＳＯＣの初期値として使用される場合もある。
【００８９】
ステップＳ７，Ｓ１２，Ｓ１７，Ｓ２１のいずれかの処理が終了すると、ステップＳ２２に処理が進み制御はメインルーチンに移される。
【００９０】
以上説明したように、制御装置３０は、充電または放電のいずれかしか実行されないことが分かっている場合には、ステップＳ５，Ｓ１１，Ｓ１６において、ＳＯＣの初期値に対して充電又は放電する電流を積算してＳＯＣの推定を行なう。一方、走行時のように充電と放電のサイクルが頻繁に繰返される可能性のある場合には、ステップＳ２０において異なる推定方法である推定ＯＣＶ法に設定する。この推定ＯＣＶ法では、電流積算だけでなく、バッテリ電圧やバッテリ内部抵抗を反映させて、頻繁に充電と放電とを繰返すようなバッテリ使用法がなされた場合に誤差が積算されてしまうのを防いでいる。
【００９１】
制御装置３０が行なうこのようなＳＯＣの推定処理の切替えについて、ブロック図を用いて説明する。
【００９２】
図５は、制御装置３０が実行するＳＯＣ推定処理の構成を示すブロック図である。
図５を参照して、バッテリの充放電電流は電流検出部１１０により検出される。また、そのときのバッテリ電圧は電圧検出部１１２により検出される。なお、電流検出部１１０は、図１の電流センサ１１−１，１１−２に対応する。電圧検出部１１２は、図１の電圧センサ１０−１，１０−２に対応する。
【００９３】
車両の通常走行時には、電池モデルＭＢを用いたＳＯＣの推定が行なわれる。そして、電池モデルＭＢを用いたＳＯＣの推定値が使用されるように、選択部１３６の選択設定がＢ側に設定される。電流検出部１１０により検出された充放電電流値は、疑似ＳＯＣ推定部１１４で積分され、あらかじめ求められていたバッテリのＳＯＣの初期値に加算されてＳＯＣの一応の値である疑似ＳＯＣが推定される。このＳＯＣの初期値は、満充電時であれば１００％であるが、または前回使用終了時に制御装置３０の内部の不揮発性メモリに保存されていたＳＯＣ推定値を読み出して用いることができる。
【００９４】
このようにして求めた疑似ＳＯＣに基づき、起電力推定部１１６により、その疑似ＳＯＣに対応するバッテリ電圧を推定する。この起電力推定部１１６によって推定されるバッテリ電圧は、バッテリの開路電圧の推定値Ｖｏｃである。このような開路電圧Ｖｏｃは、例えば、あらかじめ図２のようなＳＯＣと開路電圧とのマップをバッテリ毎に求めておき、疑似ＳＯＣ推定部１１４から与えられる疑似ＳＯＣに対応する開路電圧Ｖｏｃとして推定することができる。
【００９５】
また、電流検出部１１０によって検出されたバッテリの充放電電流値から、バッテリの内部抵抗による電圧変動が電圧変動推定部１１８により推定される。この電圧変動推定部１１８では、下に示す式により内部抵抗によるバッテリ電圧の変動を推定する。
Ｖｒ＝−ｒ×Ｉｂ
ここでｒは内部抵抗を示し、Ｉｂはバッテリ電流値（放電が正）を示す。また、Ｖｒは電圧変動推定部１１８によって推定される内部抵抗による電圧変動である。なお、バッテリの内部抵抗ｒは、あらかじめバッテリ毎に決定しておく。また、電流値Ｉｂは、電流検出部１１０によって検出された充放電電流値である。この電圧変動分Ｖｒは、図３のΔＶ１に対応するものである。
【００９６】
さらに、動的電圧変動推定部１２０により、バッテリの充放電電流の変化に基づいたバッテリ電圧の変動が推定される。この動的電圧変動は、バッテリの分極によって生じるものである。動的電圧変動推定部１２０では、頻繁に充放電を繰返すような使用パターンに基づいて決定されたバッテリの動的な電圧変動Ｖｄｙｎを与える。この電圧変動分Ｖｄｙｎは、図３のΔＶ２に対応するものである。たとえば、バッテリ電流Ｉｂに対して走行時に適合した設定時間における分極電圧を計測しておき電圧変動Ｖｄｙｎを電流に対するマップとして定義して用いることができる。
【００９７】
次に、上述した起電力推定部１１６、電圧変動推定部１１８、動的電圧変動推定部１２０の出力値を加算器１２２で加算し、バッテリ電圧の推定値である推定電圧Ｖｅｓｔを求める。すなわち、Ｖｅｓｔ＝Ｖｏｃ＋Ｖｒ＋Ｖｄｙｎとなる。
【００９８】
なお、以上に述べた疑似ＳＯＣ推定部１１４、起電力推定部１１６、電圧変動推定部１１８、動的電圧変動推定部１２０、加算器１２２により、電池モデルＭＢが構成される。
【００９９】
上述した電池モデルＭＢにより推定されたバッテリの推定電圧Ｖｅｓｔは、比較器１２４で、電圧検出部１１２によって検出された実際のバッテリの測定電圧Ｖｍｅｓと比較され、その差がＳＯＣ修正量算出部１２６に入力される。ＳＯＣ修正量算出部１２６および加算器１２８によって、下に示す式の演算が実行され、バッテリのＳＯＣの推定値が算出される。
ＳＯＣ＝ＳＯＣｐ＋Ｋｐ×（Ｖｍｅｓ−Ｖｅｓｔ）＋Ｋｉ×∫（Ｖｍｅｓ−Ｖｅｓｔ）ｄｔ
ここでＳＯＣｐは、疑似ＳＯＣを示し、Ｋｐ，Ｋｉは係数を示す。上式において、疑似ＳＯＣ（ＳＯＣｐ）は疑似ＳＯＣ推定部１１４の出力値である。また、ＳＯＣ修正量算出部１２６では、上式の第２項及び第３項すなわち比較器１２４によって求められた推定電圧Ｖｅｓｔと測定電圧Ｖｍｅｓとの差（Ｖｍｅｓ−Ｖｅｓｔ）に比例する成分と、この差の積分値に比例する成分とを算出する。ここで、係数Ｋｐ，Ｋｉはそれぞれあらかじめバッテリ特性から決定しておく。ＳＯＣ修正量算出部１２６によって算出された上記各成分は、上式に示されるように、加算器１２８により疑似ＳＯＣ推定部１１４の出力値ＳＯＣｐに加算される。これによりバッテリのＳＯＣの推定値を得ることができる。
【０１００】
このように通常走行時においては、電池モデルＭＢを使用し、疑似ＳＯＣからバッテリの起電力を推定するとともに、バッテリ電圧の内部抵抗による変動分と、充放電電流の変化による動的な電圧変動分とを推定し、これらの合計としてバッテリの電圧を推定する。すなわち、電池モデルにより、疑似ＳＯＣとともにバッテリの状態の変動を考慮してバッテリ電圧Ｖｅｓｔを推定する。次に、この推定電圧Ｖｅｓｔが実際に測定されたバッテリの電圧Ｖｍｅｓと等しくなるように疑似ＳＯＣを修正してバッテリのＳＯＣを推定している。
【０１０１】
このように、走行時に用いられる電池モデルＭＢを使用すれば、推定電圧Ｖｅｓｔと実際に測定されたバッテリの電圧Ｖｍｅｓとが等しくなるように疑似ＳＯＣを修正していくので、仮に最初に与えられるＳＯＣの初期値が大きな誤差を含んでいても、速やかに正確なＳＯＣの推定値に収束することができる。
【０１０２】
一方、充電または放電のいずれかしか実行されないことが分かっている場合たとえば、プラグイン充電時や乗車前空調の実行時のような場合には、電池モデルＭＡを用いたＳＯＣの推定が行なわれる。そして、電池モデルＭＡを用いたＳＯＣの推定値が使用されるように、選択部１３６の選択設定がＡ側に設定される。
【０１０３】
電池モデルＭＡにおいて、初期ＳＯＣ検出部１３２は、電圧検出部１１２で検出されたバッテリ電圧に基づいて初期ＳＯＣを決定する。図３で説明したように充電または放電が停止された直後であれば分極の影響が残存しているので、それまでに電池モデルＭＡ、ＭＢ等で推定されていたＳＯＣを引き継ぐ。充電または放電が停止されてからしばらく電流がほぼゼロである時間が続いた後であれば、電流ゼロ制御が実行されたときに計測したバッテリ電圧ＶＢは電池起電力に等しいので図２に示したマップからＳＯＣを求める。
【０１０４】
そして、電流検出部１１０により検出された充放電電流値が、電流積算処理部１３４で積分され、初期ＳＯＣ検出部１３２で求められていたバッテリのＳＯＣの初期値に加算され、ＳＯＣが推定される。
【０１０５】
プラグイン充電時や乗車前空調の実行時のような場合は、充電または放電のいずれかしか実行されないし、車両走行時のモータ電流のような大電流が流れることも無い。したがってＳＯＣの推定誤差も蓄積しにくいのでこのような電流積算法でＳＯＣを推定すればよい。これにより分極による電圧変動分の拡大の影響を受けないので、ＳＯＣ管理上限値まで正確にプラグイン充電を行なうことが可能となる。また乗車前空調でバッテリから使用した分の電力を確実にプラグイン充電で戻すことができる。このため、ＥＶ走行の航続距離を伸ばす点で有利となる。
【０１０６】
なお、プラグイン充電時や乗車前空調の実行時のような場合は、充電または放電のいずれかしか実行されないし、車両走行時のモータ電流のような大電流が流れることも無いので、図５の電流検出部１１０を電流検出部１１０Ａ，１１０Ｂのようにレンジの異なる検出部に分けてもよい。そして、電池モデルＭＡを使用するときは、低計測レンジで高分解能の電流検出部１１０Ａを使用し、電池モデルＭＢを使用するときは、大電流が計測可能な計測レンジで低分解能の電流検出部１１０Ｂを使用するように、選択部１３６の選択設定に連動させて電流検出部１１０Ａ，１１０Ｂの使用を切替えも良い。図１でいえば電流センサ１１−１，１１−２に代えて、それぞれ同じ場所に精度の高いセンサ１１−１Ａ，１１−２Ａと精度は劣るがもっと大電流を計測可能なセンサ１１−１Ｂ，１１−２Ｂを設けて使い分ければよい。このようにすることでより一層正確なＳＯＣ推定が実行できる。
【０１０７】
図６は、本実施の形態のＳＯＣ算出処理に基づいて、乗車前空調の直後にプラグイン充電が行なわれた場合の一例を説明するための波形図である。
【０１０８】
図６を参照して、時刻ｔ１１までに既にプラグイン充電が実行されて、バッテリの充電状態ＳＯＣが管理上限値Ｓｍａｘに達している状態であるとする。予め設定された時刻になったことに応じて、時刻ｔ１１において乗車前空調が開始される。このときバッテリ電流ＩＢは放電電流である。
【０１０９】
時刻ｔ１１〜ｔ１２の間は乗車前空調が実行される。その間、放電が進むことによりＳＯＣは低下していく。そしてバッテリ電流ＩＢの積算がされ、その値に基づいてＳＯＣが推定される。出発予定時刻から所定時間が経過しても乗員が乗り込んでこないので、時刻ｔ１２で乗車前空調が終了する。また、好ましくは、乗車前空調が終了した時点で、ＳＯＣ管理上限値Ｓｍａｘまでバッテリが充電されていた時点から放電したバッテリ電流ＩＢの積算値ｋ（Ａｈ）を記憶しておいても良い。
【０１１０】
以上の処理は、図４のステップＳ１からステップＳ２〜Ｓ７の処理が実行されることに対応する。
【０１１１】
そして、時刻ｔ１２〜ｔ１３は、バッテリ電流ゼロの状態が続く。その後、走行が実行されず、充電器に外部電源が接続されたままの状態が継続していれば、時刻ｔ１３において、放電された分の充電が開始される。
【０１１２】
時刻ｔ１３〜ｔ１４では、プラグイン充電が実行される。その間、充電が進むことによりＳＯＣは上昇していく。そしてバッテリ電流ＩＢの積算がされ、その値に基づいてＳＯＣが推定される。ＳＯＣが元通りの管理上限値Ｓｍａｘに到達すると、プラグイン充電は終了する。また、好ましくは、記憶されていたバッテリ電流ＩＢの積算値ｋ（Ａｈ）分の充電を同じく積算値で判断して充電を停止させても良い。
【０１１３】
以上の処理は、図４のステップＳ１からステップＳ１０〜Ｓ１２の処理が実行されることに対応する。このとき、電流センサのオフセット値は、放電時と同じ値が使用され電流値が補正されるので、オフセット値の違いにより積算値に狂いが生じることが防止される。また、プラグイン充電において、正確にＳＯＣの管理上限値まで充電ができるので、ＥＶ走行の航続距離を伸ばすことができる。
【０１１４】
最後に図１を参照して、本実施の形態について総括的に説明する。車両１は、充放電が可能な二次電池（バッテリＢ１，Ｂ２）と、二次電池の電流を検出する電流センサ（１１−１，１１−２）と、二次電池の充電状態（ＳＯＣ）を推定し、充電状態に基づいて二次電池の充放電を制御する制御装置３０とを備える。制御装置３０は、充電と放電のサイクルが繰返される第１の動作モードでは、二次電池の開路電圧（ＶＯＣ）を推定し、開路電圧を分極に基づいて補正した値に基づいて充電状態（ＳＯＣ）を決定する。制御装置３０は、充電および放電のうちのいずれか一方が継続する第２の動作モードでは、電流センサ（１１−１，１１−２）で検出された電流を積算した結果に基づいて充電状態（ＳＯＣ）を決定する。
【０１１５】
好ましくは、車両１は、図１の外部電源に接続可能な充電器６を搭載しており、二次電池（バッテリＢ１，Ｂ２）に車両外部から充電を行なう外部充電が可能に構成される。第２の動作モードは、外部充電時に選択される。
【０１１６】
より好ましくは、車両１は、二次電池（バッテリＢ１，Ｂ２）から電力供給を受け乗車前空調を実行可能な空調装置（エアコン７）をさらに備える。第２の動作モードは、外部充電および乗車前空調時に選択される。制御装置３０は、外部充電と乗車前空調のいずれか一方を前処理として実行し他方を前処理に引き続いて行なわれる後処理として実行した場合には、前処理の実行前に電流センサのオフセット値を記憶し、後処理の実行時には前処理の実行前に記憶されたオフセット値を用いて電流センサで検出された電流を補正する。
【０１１７】
好ましくは、車両１は、力行動作と回生動作とが実行可能な電動機（モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２）をさらに備える。第１の動作モードは、力行動作および回生動作を繰り返し行ない得る車両走行時に選択される。
【０１１８】
また、図４に示すように、この発明は、他の局面では、充放電が可能な二次電池（Ｂ１，Ｂ２）の充電状態推定方法であって、二次電池が使用される動作モードを判断するステップ（Ｓ１，Ｓ８，Ｓ９）と、判断するステップ（Ｓ１，Ｓ８，Ｓ９）において動作モードが、充電と放電のサイクルが繰返される第１の動作モードである場合に（ステップＳ１でＮＯ、ステップＳ８でＮＯ）、二次電池の開路電圧を推定し、開路電圧を分極に基づいて補正した値に基づいて充電状態を決定するステップ（Ｓ２０）と、判断するステップ（Ｓ１，Ｓ８，Ｓ９）において動作モードが、充電および放電のうちのいずれか一方が継続する第２の動作モードである場合に（ステップＳ１でＹＥＳまたはステップＳ８でＹＥＳ）、電流センサで検出された電流を積算した結果に基づいて充電状態を決定するステップ（ステップＳ５，Ｓ１１，Ｓ１６）とを備える。
【０１１９】
好ましくは、二次電池（バッテリＢ１，Ｂ２）は、車両１に搭載される。車両１は、二次電池（バッテリＢ１，Ｂ２）に車両外部（８）から充電を行なう外部充電が可能に構成される。判断するステップは、外部充電時に第２の動作モードであると判断する。
【０１２０】
より好ましくは、車両は、二次電池から電力供給を受け乗車前空調を実行可能な空調装置（エアコン７）をさらに備える。第２の動作モードは、外部充電および乗車前空調時に選択される。外部充電（Ｓ４０）と乗車前空調（Ｓ３０）のいずれか一方を前処理として実行し他方を前処理に引き続いて行なわれる後処理として実行した場合に、前処理の実行前に電流センサのオフセット値を記憶し、後処理の実行時に前処理の実行前に記憶されたオフセット値を用いて電流センサで検出された電流を補正するステップをさらに備える。
【０１２１】
なお、図４では乗車前空調（Ｓ３０）を前処理、外部充電を後処理（Ｓ４０）とした場合を説明したが、逆であっても良い。その場合には外部充電時にステップＳ１０に代えて電流センサオフセット値および初期ＳＯＣの取得と記憶が実行され、乗車前空調時にステップＳ３のオフセット値記憶に代えて外部充電時に記憶されたオフセット値および外部充電完了時に推定されたＳＯＣを引き続き使用する。
【０１２２】
好ましくは、車両は、力行動作と回生動作とが実行可能な電動機（モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２）をさらに備える。判断するステップは、力行動作および回生動作を繰り返し行ない得る車両走行時に第１の動作モードであると判断する。
【０１２３】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【０１２４】
【図１】本発明の実施の形態に係る車両１の主たる構成を示す図である。
【図２】バッテリの開路電圧ＯＣＶとＳＯＣとの関係を示した図である。
【図３】充電時のバッテリ電圧および放電時のバッテリ電圧の時間的変化を説明するための波形図である。
【図４】本実施の形態で行なわれるＳＯＣの推定処理および車両の制御を説明するフローチャートである。
【図５】制御装置３０が実行するＳＯＣ推定処理の構成を示すブロック図である。
【図６】本実施の形態のＳＯＣ算出処理に基づいて、乗車前空調の直後にプラグイン充電が行なわれた場合の一例を説明するための波形図である。
【符号の説明】
【０１２５】
１  車両、３  動力分割機構、４  エンジン、６  充電器、７  エアコン、８  商用電源、１０−１，１０−２，１３  電圧センサ、１１−１，１１−２  電流センサ、１２−１，１２−２  昇圧コンバータ、１４  インバータ、３０  制御装置、４０−１，４０−２  チョッパ回路、１１０  電流検出部、１１２  電圧検出部、１１４  疑似ＳＯＣ推定部、１１６  起電力推定部、１１８  電圧変動推定部、１２０  動的電圧変動推定部、１２２，１２８  加算器、１２４  比較器、１２６  ＳＯＣ修正量算出部、１３２  初期ＳＯＣ検出部、１３４  電流積算処理部、１３６  選択部、Ｂ１，Ｂ２  バッテリ、Ｃ１，Ｃ２，ＣＨ  平滑コンデンサ、Ｄ１Ａ，Ｄ１Ｂ，Ｄ２Ａ，Ｄ２Ｂ  ダイオード、Ｌ１，Ｌ２  インダクタ、ＬＮ１Ａ，ＬＮ２Ａ  正母線、ＬＮ１Ｂ，ＬＮ２Ｂ  配線、ＬＮ１Ｃ，ＬＮ２Ｃ  負母線、ＭＡ，ＭＢ  電池モデル、ＭＧ１，ＭＧ２  モータジェネレータ、ＭＮＬ  主負母線、ＭＰＬ  主正母線、ＮＬ１，ＮＬ２  負極線、ＰＬ１，ＰＬ２  正極線、Ｑ１Ａ，Ｑ１Ｂ，Ｑ２Ａ，Ｑ２Ｂ  トランジスタ、ＳＭＲ１，ＳＭＲ２  システムメインリレー。
【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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