(57)【要約】【課題】補機用蓄電装置の劣化状態を高精度に検出可能な電動車両を提供する。【解決手段】蓄電装置Ｂ１は、車両走行用の電力を蓄える。蓄電装置Ｂ２は、補機用の電力を蓄える。充電用インバータ６０は、外部電源９０から蓄電装置Ｂ１を充電可能に構成される。ＤＣ／ＤＣコンバータ４０は、蓄電装置Ｂ１から蓄電装置Ｂ２へ電力を供給可能に構成される。ＥＣＵ７０は、充電用インバータ６０による外部電源９０から蓄電装置Ｂ１の充電中、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０をオン／オフ動作させる。そして、ＥＣＵ７０は、そのときの蓄電装置Ｂ２の電圧ＶＢおよび充放電電流ＩＢに基づいて蓄電装置Ｂ２の内部抵抗を同定し、その同定結果に基づいて蓄電装置Ｂ２の劣化状態を検出する。【選択図】図１
2009042157.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両走行用の電力を蓄える第１の蓄電装置と、
補機用の電力を蓄える第２の蓄電装置と、
前記第１の蓄電装置から電力の供給を受けて車両の駆動力を発生する電動機と、
車両外部の電源から前記第１の蓄電装置を充電可能に構成された充電装置と、
前記充電装置による前記第１の蓄電装置の充電中に、前記第２の蓄電装置の電圧および充放電電流に基づいて前記第２の蓄電装置の劣化状態を検出する劣化検出装置とを備える電動車両。
【請求項２】
前記第１の蓄電装置と前記第２の蓄電装置との間に電気的に接続され、前記第１の蓄電装置から前記第２の蓄電装置へ電力を供給可能に構成されたコンバータをさらに備え、
前記劣化検出装置は、
前記充電装置による前記第１の蓄電装置の充電中、前記コンバータの動作／停止を制御する動作制御部と、
前記動作制御部による前記コンバータの動作時および停止時における前記第２の蓄電装置の電圧および充放電電流に基づいて、前記第２の蓄電装置の内部抵抗を同定する同定部と、
前記内部抵抗の同定結果に基づいて前記劣化状態を検出する検出部とを含む、請求項１に記載の電動車両。
【請求項３】
前記第１の蓄電装置と前記第２の蓄電装置との間に電気的に接続され、前記第１および第２の蓄電装置間で双方向に電力を授受可能に構成された双方向コンバータをさらに備え、
前記劣化検出装置は、
前記充電装置による前記第１の蓄電装置の充電中、前記第２の蓄電装置が充放電を行なうように前記双方向コンバータを制御する動作制御部と、
前記動作制御部による前記第２の蓄電装置の充放電時における前記第２の蓄電装置の電圧および充放電電流に基づいて、前記第２の蓄電装置の内部抵抗を同定する同定部と、
前記内部抵抗の同定結果に基づいて前記劣化状態を検出する検出部とを含む、請求項１に記載の電動車両。
【請求項４】
電動車両に搭載される蓄電装置の劣化検出方法であって、
前記電動車両は、
車両走行用の電力を蓄える第１の蓄電装置と、
補機用の電力を蓄える第２の蓄電装置と、
前記第１の蓄電装置から電力の供給を受けて車両の駆動力を発生する電動機と、
車両外部の電源から前記第１の蓄電装置を充電可能に構成された充電装置とを備え、
前記劣化検出方法は、
前記充電装置による前記第１の蓄電装置の充電中か否かを判定するステップと、
前記第１の蓄電装置の充電中と判定されると、前記第２の蓄電装置の電圧および充放電電流に基づいて前記第２の蓄電装置の劣化状態を検出するステップとを含む、劣化検出方法。
【請求項５】
前記電動車両は、前記第１の蓄電装置から前記第２の蓄電装置へ電力を供給可能に構成されたコンバータをさらに備え、
前記劣化状態を検出するステップは、
前記充電装置による前記第１の蓄電装置の充電中、前記コンバータの動作／停止を制御するサブステップと、
前記コンバータの動作時および停止時における前記第２の蓄電装置の電圧および充放電電流に基づいて、前記第２の蓄電装置の内部抵抗を同定するサブステップと、
前記内部抵抗の同定結果に基づいて前記劣化状態を検出するサブステップとを含む、請求項４に記載の劣化検出方法。
【請求項６】
前記電動車両は、前記第１および第２の蓄電装置間で双方向に電力を授受可能に構成された双方向コンバータをさらに備え、
前記劣化状態を検出するステップは、
前記充電装置による前記第１の蓄電装置の充電中、前記第２の蓄電装置が充放電を行なうように前記双方向コンバータを制御するサブステップと、
前記第２の蓄電装置の充放電時における前記第２の蓄電装置の電圧および充放電電流に基づいて、前記第２の蓄電装置の内部抵抗を同定するサブステップと、
前記内部抵抗の同定結果に基づいて前記劣化状態を検出するサブステップとを含む、請求項４に記載の劣化検出方法。
【請求項７】
請求項４から請求項６のいずれか１項に記載の劣化検出方法をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電動車両に搭載された蓄電装置の劣化検出技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
特開２００６−２１１８５９号公報は、エネルギー損失を発生させることなく、補機用バッテリの劣化を検知可能な車両の制御装置を開示する。この制御装置においては、車両の走行開始前に補機用バッテリを用いて走行用バッテリが充電され、このときの補機用バッテリの出力電力に基づいて補機用バッテリの劣化状態が判定される。
【０００３】
この制御装置によれば、補機用バッテリからの放電電力は走行用バッテリに充電されるので、電力を無駄に消費することなく、すなわちエネルギー損失を発生させることなく、補機用バッテリの劣化を検知することができる（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００６−２１１８５９号公報
【特許文献２】特開２００６−３３３６６２号公報
【特許文献３】特開２００５−１００３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特開２００６−２１１８５９号公報に開示される制御装置では、補機用バッテリから走行用バッテリへの充電中に補機負荷が変動することによって補機用バッテリの放電電力が大きく変動し、その結果、補機用バッテリの劣化状態の検出精度が劣化する可能性がある。
【０００５】
そこで、この発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、その目的は、補機用蓄電装置の劣化状態を高精度に検出可能な電動車両を提供することである。
【０００６】
また、この発明の別の目的は、補機用蓄電装置の劣化状態を高精度に検出可能な劣化検出方法、およびその劣化検出方法をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明によれば、電動車両は、第１および第２の蓄電装置と、電動機と、充電装置と、劣化検出装置とを備える。第１の蓄電装置は、車両走行用の電力を蓄える。第２の蓄電装置は、補機用の電力を蓄える。電動機は、第１の蓄電装置から電力の供給を受けて車両の駆動力を発生する。充電装置は、車両外部の電源から第１の蓄電装置を充電可能に構成される。劣化検出装置は、充電装置による第１の蓄電装置の充電中に、第２の蓄電装置の電圧および充放電電流に基づいて第２の蓄電装置の劣化状態を検出する。
【０００８】
好ましくは、電動車両は、コンバータをさらに備える。コンバータは、第１の蓄電装置と第２の蓄電装置との間に電気的に接続され、第１の蓄電装置から第２の蓄電装置へ電力を供給可能に構成される。劣化検出装置は、動作制御部と、同定部と、検出部とを含む。動作制御部は、充電装置による第１の蓄電装置の充電中、コンバータの動作／停止を制御する。同定部は、動作制御部によるコンバータの動作時および停止時における第２の蓄電装置の電圧および充放電電流に基づいて、第２の蓄電装置の内部抵抗を同定する。検出部は、内部抵抗の同定結果に基づいて劣化状態を検出する。
【０００９】
また、好ましくは、電動車両は、双方向コンバータをさらに備える。双方向コンバータは、第１の蓄電装置と第２の蓄電装置との間に電気的に接続され、第１および第２の蓄電装置間で双方向に電力を授受可能に構成される。劣化検出装置は、動作制御部と、同定部と、検出部とを含む。動作制御部は、充電装置による第１の蓄電装置の充電中、第２の蓄電装置が充放電を行なうように双方向コンバータを制御する。同定部は、動作制御部による第２の蓄電装置の充放電時における第２の蓄電装置の電圧および充放電電流に基づいて、第２の蓄電装置の内部抵抗を同定する。検出部は、内部抵抗の同定結果に基づいて劣化状態を検出する。
【００１０】
また、この発明によれば、劣化検出方法は、電動車両に搭載される蓄電装置の劣化検出方法である。電動車両は、第１および第２の蓄電装置と、電動機と、充電装置とを備える。第１の蓄電装置は、車両走行用の電力を蓄える。第２の蓄電装置は、補機用の電力を蓄える。電動機は、第１の蓄電装置から電力の供給を受けて車両の駆動力を発生する。充電装置は、車両外部の電源から第１の蓄電装置を充電可能に構成される。そして、劣化検出方法は、充電装置による第１の蓄電装置の充電中か否かを判定するステップと、第１の蓄電装置の充電中と判定されると、第２の蓄電装置の電圧および充放電電流に基づいて第２の蓄電装置の劣化状態を検出するステップとを含む。
【００１１】
好ましくは、電動車両は、第１の蓄電装置から第２の蓄電装置へ電力を供給可能に構成されたコンバータをさらに備える。そして、劣化状態を検出するステップは、充電装置による第１の蓄電装置の充電中、コンバータの動作／停止を制御するサブステップと、コンバータの動作時および停止時における第２の蓄電装置の電圧および充放電電流に基づいて、第２の蓄電装置の内部抵抗を同定するサブステップと、内部抵抗の同定結果に基づいて劣化状態を検出するサブステップとを含む。
【００１２】
また、好ましくは、電動車両は、第１および第２の蓄電装置間で双方向に電力を授受可能に構成された双方向コンバータをさらに備える。そして、劣化状態を検出するステップは、充電装置による第１の蓄電装置の充電中、第２の蓄電装置が充放電を行なうように双方向コンバータを制御するサブステップと、第２の蓄電装置の充放電時における第２の蓄電装置の電圧および充放電電流に基づいて、第２の蓄電装置の内部抵抗を同定するサブステップと、内部抵抗の同定結果に基づいて劣化状態を検出するサブステップとを含む。
【００１３】
また、この発明によれば、記録媒体は、コンピュータ読取可能な記録媒体であって、上述したいずれかの劣化検出方法をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録する。
【発明の効果】
【００１４】
この発明においては、車両走行用の電力を蓄える第１の蓄電装置を充電装置によって充電中に、第２の蓄電装置の電圧および充放電電流に基づいて、補機用の電力を蓄える第２の蓄電装置の劣化状態が検出される。ここで、充電装置による第１の蓄電装置の充電中は、走行中のような補機負荷の変動がほとんど無いので、第２の蓄電装置の電圧および充放電電流が安定する。
【００１５】
したがって、この発明によれば、補機用の電力を蓄える第２の蓄電装置の劣化状態を高精度に検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
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。
【００１７】
［実施の形態１］
図１は、この発明の実施の形態１による電動車両の一例として示されるハイブリッド車両の全体ブロック図である。図１を参照して、このハイブリッド車両１００は、エンジン２と、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２と、動力分割機構４と、車輪６とを備える。また、ハイブリッド車両１００は、蓄電装置Ｂ１と、システムメインリレーＳＭＲと、昇圧コンバータ１０と、インバータ２０，３０と、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０と、蓄電装置Ｂ２と、正極線ＰＬ１〜ＰＬ３と、負極線ＮＬ１〜ＮＬ３と、コンデンサＣ１，Ｃ２とをさらに備える。さらに、ハイブリッド車両１００は、充電プラグ５０と、充電用インバータ６０と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）７０と、電圧センサ８２と、電流センサ８４とをさらに備える。
【００１８】
動力分割機構４は、エンジン２とモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２とに結合されてこれらの間で動力を分配する。たとえば、動力分割機構４として、サンギヤ、プラネタリキャリヤおよびリングギヤの３つの回転軸を有する遊星歯車を用いることができる。この３つの回転軸がエンジン２および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。たとえば、モータジェネレータＭＧ１のロータを中空としてその中心にエンジン２のクランク軸を通すことによって、エンジン２およびモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２を動力分割機構４に機械的に接続することができる。
【００１９】
エンジン２が発生する運動エネルギーは、動力分割機構４によって車輪６とモータジェネレータＭＧ１とに分配される。すなわち、エンジン２は、車輪６を駆動するとともにモータジェネレータＭＧ１を駆動する動力源としてハイブリッド車両１００に組込まれる。モータジェネレータＭＧ１は、エンジン２によって駆動される発電機として動作し、かつ、エンジン２の始動を行ない得る電動機として動作するものとしてハイブリッド車両１００に組込まれ、モータジェネレータＭＧ２は、車輪６を駆動する動力源としてハイブリッド車両１００に組込まれる。
【００２０】
蓄電装置Ｂ１は、車両走行用の電力を蓄える充放電可能な直流電源であり、たとえば、ニッケル水素やリチウムイオン等の二次電池から成る。蓄電装置Ｂ１は、システムメインリレーＳＭＲのオン時、昇圧コンバータ１０へ電力を供給する。また、蓄電装置Ｂ１は、正極線ＰＬ１および負極線ＮＬ１に接続されるＤＣ／ＤＣコンバータ４０へも電力を供給可能である。また、蓄電装置Ｂ１は、モータジェネレータＭＧ１および／またはモータジェネレータＭＧ２の発電時、昇圧コンバータ１０から正極線ＰＬ１および負極線ＮＬ１へ出力される電力を受けて充電される。さらに、蓄電装置Ｂ１は、車両外部の外部電源９０からの給電時、充電用インバータ６０によって充電される。なお、蓄電装置Ｂ１として、大容量のキャパシタも採用可能であり、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２による発電電力や外部電源９０からの電力を一時的に蓄え、その蓄えた電力を昇圧コンバータ１０やＤＣ／ＤＣコンバータ４０へ出力可能な電力バッファであれば如何なるものでもよい。
【００２１】
システムメインリレーＳＭＲは、蓄電装置Ｂ１と正極線ＰＬ１および負極線ＮＬ１との間に設けられ、蓄電装置Ｂ１と正極線ＰＬ１および負極線ＮＬ１との電気的な接続／切離しを行なう。システムメインリレーＳＭＲは、補機用の電力を蓄える蓄電装置Ｂ２から動作電力を受け、ＥＣＵ７０からの制御信号に応じてオン／オフされる。コンデンサＣ１は、正極線ＰＬ１と負極線ＮＬ１との間の電圧変動を平滑化する。
【００２２】
昇圧コンバータ１０は、ＥＣＵ７０からの信号ＰＷＭＣに基づいて、蓄電装置Ｂ１から出力される直流電力を昇圧して正極線ＰＬ２へ出力する。また、昇圧コンバータ１０は、インバータ２０，３０から供給される電力を蓄電装置Ｂ１の電圧レベルに降圧して蓄電装置Ｂ１を充電する。昇圧コンバータ１０は、たとえば、昇降圧型のチョッパ回路によって構成される。
【００２３】
コンデンサＣ２は、正極線ＰＬ２と負極線ＮＬ２との間の電圧変動を平滑化する。インバータ２０，３０は、正極線ＰＬ２および負極線ＮＬ２から供給される直流電力を交流電力に変換してそれぞれモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２へ出力する。また、インバータ２０，３０は、それぞれモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２により発電された電力を直流電力に変換して正極線ＰＬ２および負極線ＮＬ２へ出力する。
【００２４】
なお、各インバータ２０，３０は、たとえば、三相分のスイッチング素子を含むブリッジ回路から成る。そして、インバータ２０，３０は、それぞれＥＣＵ７０からの信号ＰＷＭＩ１，ＰＷＭＩ２に応じてスイッチング動作を行なうことにより、対応のモータジェネレータを駆動する。
【００２５】
モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２は、三相交流電動機であり、たとえばロータに永久磁石が埋設された三相交流同期電動機から成る。モータジェネレータＭＧ１は、エンジン２により生成された運動エネルギーを電気エネルギーに変換してインバータ２０へ出力する。また、モータジェネレータＭＧ１は、インバータ２０から受ける三相交流電力によって駆動力を発生し、エンジン２の始動を行なう。
【００２６】
モータジェネレータＭＧ２は、インバータ３０から受ける三相交流電力によって車両の駆動トルクを発生する。また、モータジェネレータＭＧ２は、車両の回生制動時や下り斜面での加速度低減時、運動エネルギーや位置エネルギーとして車両に蓄えられた力学的エネルギーを電気エネルギーに変換してインバータ３０へ出力する。
【００２７】
エンジン２は、燃料の燃焼による熱エネルギーをピストンやロータなどの運動子の運動エネルギーに変換し、その変換された運動エネルギーを動力分割機構４へ出力する。たとえば、運動子がピストンであり、その運動が往復運動であれば、いわゆるクランク機構を介して往復運動が回転運動に変換され、ピストンの運動エネルギーが動力分割機構４に伝達される。
【００２８】
ＤＣ／ＤＣコンバータ４０は、正極線ＰＬ１および負極線ＮＬ１と正極線ＰＬ３および負極線ＮＬ３との間に接続される。そして、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０は、ＥＣＵ７０からの信号ＣＯＮが活性化されているとき、正極線ＰＬ１および負極線ＮＬ１から供給される電力を補機電圧（たとえば１４Ｖや４２Ｖ）に変換して正極線ＰＬ３および負極線ＮＬ３へ出力する。一方、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０は、信号ＣＯＮが非活性化されているときは、動作を停止する。このＤＣ／ＤＣコンバータ４０は、たとえば、絶縁型の降圧ＤＣ／ＤＣコンバータによって構成される。
【００２９】
蓄電装置Ｂ２は、正極線ＰＬ３と負極線ＮＬ３との間に接続される。蓄電装置Ｂ２は、図示されない補機用の電力を蓄える充放電可能な低圧直流電源であり、たとえば、鉛やニッケル水素、リチウムイオン等の二次電池から成る。蓄電装置Ｂ２は、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０から正極線ＰＬ３および負極線ＮＬ３へ出力される電力を受けて充電される。そして、蓄電装置Ｂ２は、各補機やシステムメインリレーＳＭＲ、ＥＣＵ７０へ動作電力を供給する。なお、蓄電装置Ｂ２として、キャパシタを用いてもよい。
【００３０】
電圧センサ８２は、蓄電装置Ｂ２の電圧ＶＢを検出し、その検出値をＥＣＵ７０へ出力する。電流センサ８４は、蓄電装置Ｂ２の充放電電流ＩＢを検出し、その検出値をＥＣＵ７０へ出力する。
【００３１】
充電プラグ５０は、ハイブリッド車両１００外部の外部電源９０（たとえば系統電源）から供給される電力を受電するための外部充電インターフェースである。この外部充電インターフェースは、外部電源９０から電力を受電可能な構成であれば、無線式や有線式など如何なる方式でもよい。充電プラグ５０は、外部電源９０に接続されると、ＥＣＵ７０へ出力される信号ＣＴを活性化する。
【００３２】
充電用インバータ６０は、充電プラグ５０と蓄電装置Ｂ１との間に接続される。そして、充電用インバータ６０は、外部電源９０から蓄電装置Ｂ１の充電時、ＥＣＵ７０からの信号ＰＷＭＩ３に基づいて、外部電源９０から充電プラグ５０に与えられる交流電力を直流電力に変換し、その変換された直流電力を蓄電装置Ｂ１へ出力することによって蓄電装置Ｂ１を充電する。
【００３３】
ＥＣＵ７０は、車両システムが走行可能状態に起動されていることを示す信号ＩＧが活性化されているとき、昇圧コンバータ１０を駆動するための信号ＰＷＭＣおよびモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２をそれぞれ駆動するための信号ＰＷＭＩ１，ＰＷＭＩ２を生成し、その生成した信号ＰＷＭＣ，ＰＷＭＩ１，ＰＷＭＩ２をそれぞれ昇圧コンバータ１０およびインバータ２０，３０へ出力する。
【００３４】
また、ＥＣＵ７０は、信号ＩＧが非活性化され、かつ、信号ＣＴおよび外部電源９０から蓄電装置Ｂ１の充電を指示する信号ＣＨＲＧが活性化されているとき、充電用インバータ６０を駆動するための信号ＰＷＭＩ３を生成し、その生成した信号ＰＷＭＩ３を充電用インバータ６０へ出力する。
【００３５】
また、ＥＣＵ７０は、充電用インバータ６０による外部電源９０から蓄電装置Ｂ１の充電中、システムメインリレーＳＭＲをオンするとともに、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０が動作／停止を繰返すように信号ＣＯＮを生成してＤＣ／ＤＣコンバータ４０へ出力する。そして、ＥＣＵ７０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０の動作時および停止時における蓄電装置Ｂ２の電圧ＶＢおよび充放電電流ＩＢに基づいて、後述の方法により蓄電装置Ｂ２の劣化状態を検出する。
【００３６】
図２は、図１に示したＥＣＵ７０による蓄電装置Ｂ２の劣化検出に関する部分のＥＣＵ７０の機能ブロック図である。図２を参照して、ＥＣＵ７０は、動作制御部１１２と、内部抵抗同定部１１４と、劣化検出部１１６とを含む。
【００３７】
動作制御部１１２は、信号ＩＧ、信号ＣＴおよび信号ＣＨＲＧを受ける。上述のように、信号ＩＧは、車両システムが走行可能状態に起動されているときに活性化される信号である。また、信号ＣＴは、充電プラグ５０が外部電源９０に接続されているときに活性化される信号であり、信号ＣＨＲＧは、外部電源９０から蓄電装置Ｂ１の充電が指示されたときに活性化される信号である。そして、動作制御部１１２は、信号ＩＧが不活性化され、かつ、信号ＣＴおよび信号ＣＨＲＧが活性化されているとき、すなわち、外部電源９０から蓄電装置Ｂ１の充電時、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０へ出力される信号ＣＯＮをオン／オフし、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０が動作／停止を繰返すようにＤＣ／ＤＣコンバータ４０を制御する。
【００３８】
図３は、外部電源９０から蓄電装置Ｂ１の充電時におけるＤＣ／ＤＣコンバータ４０の動作ならびに蓄電装置Ｂ２の電圧ＶＢおよび充放電電流ＩＢの変化を示した図である。図３を参照して、時刻ｔ１〜ｔ３において、信号ＣＯＮがオン（活性化）され、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０が動作する。そうすると、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０を介して蓄電装置Ｂ１から蓄電装置Ｂ２へ電力が供給され、電圧ＶＢは上昇し、充放電電流ＩＢは負となる。
【００３９】
次いで、時刻ｔ３〜ｔ５において、信号ＣＯＮがオフ（非活性化）され、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０が停止する。そうすると、蓄電装置Ｂ２から補機へ電力が供給されることによって、電圧ＶＢは降下し、充放電電流ＩＢは正となる。
【００４０】
そして、その後も信号ＣＯＮのオン／オフが繰返され、蓄電装置Ｂ２は充放電を繰返す。このように、外部電源９０から蓄電装置Ｂ１の充電中にＤＣ／ＤＣコンバータ４０をオン／オフさせるのは、補機負荷が安定した蓄電装置Ｂ１の充電中に蓄電装置Ｂ２を充放電させ、そのときの蓄電装置Ｂ２の電圧ＶＢおよび充放電電流ＩＢに基づいて蓄電装置Ｂ２の内部抵抗ｒを精度よく同定するためである。すなわち、外部電源９０から蓄電装置Ｂ１の充電中は、走行中のような補機負荷の変動がほとんど無いので、蓄電装置Ｂ２の電圧ＶＢおよび充放電電流ＩＢが安定する。そこで、この実施の形態１では、外部電源９０から蓄電装置Ｂ１の充電中にＤＣ／ＤＣコンバータ４０をオン／オフさせることによって蓄電装置Ｂ２を充放電させ、そのときの安定した電圧ＶＢおよび充放電電流ＩＢを用いて蓄電装置Ｂ２の内部抵抗ｒを同定し、その同定結果に基づいて蓄電装置Ｂ２の劣化状態を検出することとしたものである。なお、信号ＣＯＮを繰返しオン／オフして蓄電装置Ｂ２を繰返し充放電させるのは、繰返し演算によって内部抵抗ｒの同定精度を向上させるためである。
【００４１】
再び図２を参照して、内部抵抗同定部１１４は、蓄電装置Ｂ２の電圧ＶＢおよび充放電電流ＩＢの各検出値を受ける。そして、内部抵抗同定部１１４は、信号ＣＯＮに同期する信号を動作制御部１１２から受け、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０の動作時および停止時における蓄電装置Ｂ２の電圧ＶＢおよび充放電電流ＩＢに基づいて、蓄電装置Ｂ２の内部抵抗ｒを同定する。
【００４２】
具体的には、蓄電装置Ｂ２の電圧ＶＢ、充放電電流ＩＢ、開放電圧Ｅおよび内部抵抗ｒの関係を示す次式を用いて、蓄電装置Ｂ２の充電時（たとえば図３の時刻ｔ２，ｔ６，ｔ１０）および放電時（たとえば図３の時刻ｔ４，ｔ８）における電圧ＶＢおよび充放電電流ＩＢの各検出値に基づいて内部抵抗ｒを同定する。
【００４３】
ＶＢ＝Ｅ−ＩＢ×ｒ  …（１）
なお、原理的には、蓄電装置Ｂ２の充電時における電圧ＶＢおよび充放電電流ＩＢの検出値１点と放電時における電圧ＶＢおよび充放電電流ＩＢの検出値１点とから（１）式を用いて内部抵抗ｒを同定することは可能ではあるが、蓄電装置Ｂ２の充電時および放電時における電圧ＶＢおよび充放電電流ＩＢを繰返し検出し、逐次最小二乗法を用いたり移動平均値を算出するなどして内部抵抗ｒの同定精度の向上を図ることができる。
【００４４】
劣化検出部１１６は、内部抵抗同定部１１４によって同定された蓄電装置Ｂ２の内部抵抗ｒに基づいて、蓄電装置Ｂ２の劣化状態を検出する。具体的には、蓄電装置Ｂ２の劣化が進行するに従って内部抵抗ｒは増大するので、劣化検出部１１６は、たとえば、蓄電装置Ｂ２の内部抵抗と劣化度合いとの関係を示す規定のマップ等を用いて、内部抵抗同定部１１４によって同定された内部抵抗ｒに基づいて蓄電装置Ｂ２の劣化状態を検出することができる。
【００４５】
図４は、図１に示したＥＣＵ７０による蓄電装置Ｂ２の劣化検出処理の構造を説明するためのフローチャートである。なお、このフローチャートに示される処理は、一定時間毎または所定の条件成立時にメインルーチンから呼出されて実行される。
【００４６】
図４を参照して、ＥＣＵ７０は、車両システムが走行可能状態に起動されていることを示す信号ＩＧがオフ状態であるか否かを判定する（ステップＳ１０）。信号ＩＧがオン状態であると判定されると（ステップＳ１０においてＮＯ）、ＥＣＵ７０は、ステップＳ６０へ処理を移行し、メインルーチンへ処理を返す。
【００４７】
ステップＳ１０において信号ＩＧがオフ状態であると判定されると（ステップＳ１０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ７０は、信号ＣＴ，ＣＨＲＧに基づいて、外部電源９０から蓄電装置Ｂ１の充電中であるか否かを判定する（ステップＳ２０）。信号ＣＴ，ＣＨＲＧの少なくとも一方が非活性化（オフ状態）されており、外部電源９０から蓄電装置Ｂ１の充電中ではないと判定されると（ステップＳ２０においてＮＯ）、ＥＣＵ７０は、ステップＳ６０へ処理を移行し、メインルーチンへ処理を返す。
【００４８】
一方、信号ＣＴ，ＣＨＲＧのいずれも活性化（オン状態）されており、ステップＳ２０において外部電源９０から蓄電装置Ｂ１の充電中であると判定されると（ステップＳ２０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ７０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０へ出力される信号ＣＯＮをオン／オフし、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０が動作／停止を繰返すようにＤＣ／ＤＣコンバータ４０を制御する（ステップＳ３０）。
【００４９】
次いで、ＥＣＵ７０は、蓄電装置Ｂ２の充電時（ＤＣ／ＤＣコンバータ４０の動作時）および放電時（ＤＣ／ＤＣコンバータ４０の停止時）における蓄電装置Ｂ２の電圧ＶＢおよび充放電電流ＩＢの各検出値に基づいて、上述の方法により蓄電装置Ｂ２の内部抵抗ｒを同定する（ステップＳ４０）。そして、ＥＣＵ７０は、ステップＳ４０において同定された内部抵抗ｒに基づいて、蓄電装置Ｂ２の劣化状態を検出する（ステップＳ５０）。
【００５０】
以上のように、この実施の形態１においては、車両走行用の電力を蓄える蓄電装置Ｂ１を外部電源９０から充電用インバータ６０によって充電中に、補機用の電力を蓄える蓄電装置Ｂ２の電圧ＶＢおよび充放電電流ＩＢに基づいて、蓄電装置Ｂ２の劣化状態が検出される。ここで、外部電源９０から蓄電装置Ｂ１の充電中は、走行中のような補機負荷の変動がほとんど無いので、蓄電装置Ｂ２の電圧ＶＢおよび充放電電流ＩＢが安定する。したがって、この実施の形態１によれば、蓄電装置Ｂ２の劣化状態を高精度に検出することができる。
【００５１】
［実施の形態２］
実施の形態１では、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０の停止時は蓄電装置Ｂ２からの放電電流を制御できないが、この実施の形態２では、蓄電装置Ｂ２からの放電電流も制御可能とし、蓄電装置Ｂ２の内部抵抗ｒの同定精度向上が図られる。
【００５２】
図５は、実施の形態２による電動車両の一例として示されるハイブリッド車両の全体ブロック図である。図５を参照して、このハイブリッド車両１００Ａは、図１に示した実施の形態１におけるハイブリッド車両１００の構成において、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０に代えて双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ４０Ａを備え、ＥＣＵ７０に代えてＥＣＵ７０Ａを備える。
【００５３】
双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ４０Ａは、正極線ＰＬ１および負極線ＮＬ１と正極線ＰＬ３および負極線ＮＬ３との間に接続される。双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ４０Ａは、ＥＣＵ７０Ａからの信号ＣＴＬに基づいて、正極線ＰＬ１および負極線ＮＬ１と正極線ＰＬ３および負極線ＮＬ３との間で双方向に電圧変換可能に構成される。この双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ４０Ａは、たとえば、絶縁型の双方向ＤＣ／ＤＣコンバータによって構成される。
【００５４】
ＥＣＵ７０Ａは、充電用インバータ６０による外部電源９０から蓄電装置Ｂ１の充電中、システムメインリレーＳＭＲをオンするとともに、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ４０Ａが双方向に電流を流すことによって蓄電装置Ｂ２が充放電を繰返すように、信号ＣＴＬを生成して双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ４０Ａへ出力する。そして、ＥＣＵ７０Ａは、蓄電装置Ｂ２の充電時および放電時における蓄電装置Ｂ２の電圧ＶＢおよび充放電電流ＩＢに基づいて、上述の方法により蓄電装置Ｂ２の劣化状態を検出する。
【００５５】
なお、ＥＣＵ７０Ａのその他の機能は、実施の形態１におけるＥＣＵ７０と同じである。また、ハイブリッド車両１００Ａのその他の構成は、実施の形態１におけるハイブリッド車両１００と同じである。
【００５６】
図６は、図５に示したＥＣＵ７０Ａによる蓄電装置Ｂ２の劣化検出に関する部分のＥＣＵ７０Ａの機能ブロック図である。図６を参照して、ＥＣＵ７０Ａは、図２に示した実施の形態１におけるＥＣＵ７０の構成において、動作制御部１１２に代えて動作制御部１１２Ａを含む。
【００５７】
動作制御部１１２Ａは、信号ＩＧ、信号ＣＴおよび信号ＣＨＲＧ、ならびに充放電電流ＩＢの検出値を受ける。そして、動作制御部１１２Ａは、信号ＩＧが不活性化され、かつ、信号ＣＴおよび信号ＣＨＲＧが活性化されているとき、すなわち、外部電源９０から蓄電装置Ｂ１の充電時、規定の電流量で蓄電装置Ｂ２が充放電を繰返すように、充放電電流ＩＢの検出値に基づき信号ＣＴＬを生成して双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ４０Ａへ出力する。
【００５８】
図７は、外部電源９０から蓄電装置Ｂ１の充電時における双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ４０Ａの動作ならびに蓄電装置Ｂ２の電圧ＶＢおよび充放電電流ＩＢの変化を示した図である。図７を参照して、時刻ｔ１〜ｔ３において、蓄電装置Ｂ２の充放電電流ＩＢを規定の充電電流目標値ＩＢ２に制御するための信号ＣＴＬが生成される。そうすると、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ４０Ａを介して蓄電装置Ｂ１から蓄電装置Ｂ２へ電流が供給され、電圧ＶＢは上昇し、充放電電流ＩＢは充電電流目標値ＩＢ２に制御される。
【００５９】
次いで、時刻ｔ３〜ｔ５において、蓄電装置Ｂ２の充放電電流ＩＢを規定の放電電流目標値ＩＢ１に制御するための信号ＣＴＬが生成される。そうすると、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ４０Ａを介して蓄電装置Ｂ２から蓄電装置Ｂ１へ電流が供給され、電圧ＶＢは降下し、充放電電流ＩＢは放電電流目標値ＩＢ１に制御される。
【００６０】
そして、その後も充放電電流ＩＢを充電電流目標値ＩＢ２および放電電流目標値ＩＢ１に交互に制御するための信号ＣＴＬが生成され、蓄電装置Ｂ２の充放電が繰返される。
【００６１】
再び図６を参照して、ＥＣＵ７０Ａのその他の構成は、図２に示した実施の形態１におけるＥＣＵ７０と同じである。
【００６２】
図８は、図５に示したＥＣＵ７０Ａによる蓄電装置Ｂ２の劣化検出処理の構造を説明するためのフローチャートである。なお、このフローチャートに示される処理も、一定時間毎または所定の条件成立時にメインルーチンから呼出されて実行される。
【００６３】
図８を参照して、このフローチャートは、図４に示したフローチャートにおいて、ステップＳ３０に代えてステップＳ３５を含む。すなわち、ステップＳ２０において外部電源９０から蓄電装置Ｂ１の充電中であると判定されると、ＥＣＵ７０Ａは、規定の電流量で蓄電装置Ｂ２が充放電を繰返すように信号ＣＴＬを生成し、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ４０Ａを双方向に制御する（ステップＳ３５）。その後、ＥＣＵ７０Ａは、ステップＳ４０へ処理を移行する。
【００６４】
以上のように、この実施の形態２においては、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ４０Ａによって、外部電源９０から蓄電装置Ｂ１の充電中に蓄電装置Ｂ２の充放電電流を制御可能である。したがって、この実施の形態２によれば、蓄電装置Ｂ２の電圧ＶＢおよび充放電電流ＩＢをさらに安定化でき、その結果、蓄電装置Ｂ２の劣化状態をさらに高精度に検出することができる。
【００６５】
［変形例１］
上記の各実施の形態においては、充電用インバータ６０を蓄電装置Ｂ１に直接接続して外部電源９０から蓄電装置Ｂ１を充電するものとしたが、昇圧コンバータ１０とインバータ２０，３０との間に充電用インバータ６０を接続してもよい。
【００６６】
図９は、この変形例１による電動車両の一例として示されるハイブリッド車両の全体ブロック図である。図９を参照して、このハイブリッド車両１００Ｂは、図１に示したハイブリッド車両１００の構成において、充電用インバータ６０が正極線ＰＬ２および負極線ＮＬ２に接続される。
【００６７】
充電用インバータ６０は、外部電源９０から蓄電装置Ｂ１の充電時、ＥＣＵ７０からの信号ＰＷＭＩ３に基づいて、外部電源９０から充電プラグ５０に与えられる交流電力を直流電力に変換して正極線ＰＬ２および負極線ＮＬ２へ出力する。そして、充電用インバータ６０から正極線ＰＬ２および負極線ＮＬ２に供給された電力は、昇圧コンバータ１０により蓄電装置Ｂ１の電圧レベルに変換されて蓄電装置Ｂ１へ出力される。
【００６８】
なお、ハイブリッド車両１００Ｂのその他の構成は、図１に示したハイブリッド車両１００と同じである。
【００６９】
なお、上記においては、実施の形態１によるハイブリッド車両１００の変形例を示したが、実施の形態２によるハイブリッド車両１００Ａに対しても同様の変形例を構成することが可能である。
【００７０】
［変形例２］
上記の各実施の形態および変形例１では、外部電源９０から蓄電装置Ｂ１を充電するのに充電用インバータ６０が用いられるが、外部電源９０からの交流電力をモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の中性点に与え、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の各コイルおよびインバータ２０，３０を用いて外部電源９０からの交流電力を直流電力に変換して蓄電装置Ｂ１を充電してもよい。
【００７１】
図１０は、この変形例２による電動車両の一例として示されるハイブリッド車両の全体ブロック図である。図１０を参照して、このハイブリッド車両１００Ｃは、図１に示したハイブリッド車両１００の構成において、充電用インバータ６０を備えず、電力線ＡＣＬ１，ＡＣＬ２をさらに備え、ＥＣＵ７０に代えてＥＣＵ７０Ｂを備える。
【００７２】
電力線ＡＣＬ１は、充電プラグ５０に一端が接続され、モータジェネレータＭＧ１の三相コイル７の中性点Ｎ１に他端が接続される。電力線ＡＣＬ２は、充電プラグ５０に一端が接続され、モータジェネレータＭＧ２の三相コイル８の中性点Ｎ２に他端が接続される。
【００７３】
ＥＣＵ７０Ｂは、外部電源９０から蓄電装置Ｂ１の充電時、外部電源９０から充電プラグ５０および電力線ＡＣＬ１，ＡＣＬ２を介して中性点Ｎ１，Ｎ２に与えられる交流電力を直流電力に変換して正極線ＰＬ２および負極線ＮＬ２へ出力するように、インバータ２０，３０を制御するための信号ＰＷＭＩ１，ＰＷＭＩ２を生成する。
【００７４】
そして、インバータ２０，３０によって直流変換された電力は、昇圧コンバータ１０により蓄電装置Ｂ１の電圧レベルに変換されて蓄電装置Ｂ１へ出力される。
【００７５】
なお、ＥＣＵ７０Ｂのその他の機能は、図１に示したＥＣＵ７０と同じである。また、ハイブリッド車両１００Ｃのその他の構成は、図１に示したハイブリッド車両１００と同じである。
【００７６】
なお、外部電源９０から蓄電装置Ｂ１の充電が行なわれるときのインバータ２０，３０の動作について以下に説明する。
【００７７】
図１１は、図１０に示したインバータ２０，３０およびモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の零相等価回路を示した図である。三相ブリッジ回路から成る各インバータ２０，３０においては、６個のスイッチング素子のオン／オフの組合わせは８パターン存在する。その８つのスイッチングパターンのうち２つは相間電圧が零となり、そのような電圧状態は零電圧ベクトルと称される。零電圧ベクトルについては、上アームの３つのスイッチング素子は互いに同じスイッチング状態（全てオンまたはオフ）とみなすことができ、また、下アームの３つのスイッチング素子も互いに同じスイッチング状態とみなすことができる。したがって、この図１１では、インバータ２０の上アームの３つのスイッチング素子は上アーム２０Ａとしてまとめて示され、インバータ２０の下アームの３つのスイッチング素子は下アーム２０Ｂとしてまとめて示されている。同様に、インバータ３０の上アームの３つのスイッチング素子は上アーム３０Ａとしてまとめて示され、インバータ３０の下アームの３つのスイッチング素子は下アーム３０Ｂとしてまとめて示されている。
【００７８】
図１１に示されるように、この零相等価回路は、電力線ＡＣＬ１，ＡＣＬ２を介して中性点Ｎ１，Ｎ２に与えられる単相交流電力を入力とする単相ＰＷＭコンバータとみることができる。そこで、インバータ２０，３０の各々において零電圧ベクトルを変化させ、インバータ２０，３０を単相ＰＷＭコンバータのアームとして動作するようにスイッチング制御することによって、電力線ＡＣＬ１，ＡＣＬ２から入力される外部電源９０からの交流電力を直流電力に変換して正極線ＰＬ２および負極線ＮＬ２へ出力することができる。
【００７９】
なお、上記においては、実施の形態１によるハイブリッド車両１００の変形例を示したが、実施の形態２によるハイブリッド車両１００Ａに対しても同様の変形例を構成することが可能である。
【００８０】
この変形例２によれば、外部電源９０から蓄電装置Ｂ１を充電するための専用の充電用インバータを設ける必要がない。
【００８１】
なお、上記の各実施の形態および各変形例においては、動力分割機構４によりエンジン２の動力を車軸とモータジェネレータＭＧ１とに分割して伝達可能なシリーズ／パラレル型のハイブリッド車両について説明したが、この発明は、その他の形式のハイブリッド車両にも適用可能である。すなわち、たとえば、モータジェネレータＭＧ１を駆動するためにのみエンジン２を用い、モータジェネレータＭＧ２でのみ車両の駆動力を発生する、いわゆるシリーズ型のハイブリッド車両や、エンジン２が生成した運動エネルギーのうち回生エネルギーのみが電気エネルギーとして回収されるハイブリッド車両、エンジンを主動力として必要に応じてモータがアシストするモータアシスト型のハイブリッド車両などにもこの発明は適用可能である。
【００８２】
また、この発明は、昇圧コンバータ１０を備えないハイブリッド車両にも適用可能である。
【００８３】
また、この発明は、エンジン２を備えずに電力のみで走行する電気自動車や、電源として蓄電装置に加えて燃料電池をさらに備える燃料電池車にも適用可能である。
【００８４】
なお、上記において、ＥＣＵ７０，７０Ａ，７０Ｂにおける制御は、実際には、ＣＰＵ（Central Processing Unit）によって行なわれ、ＣＰＵは、図４，８に示したフローチャートの各ステップを備えるプログラムをＲＯＭ（Read Only Memory）から読出し、その読出したプログラムを実行して図４，８に示したフローチャートに従って処理を実行する。したがって、ＲＯＭは、図４，８に示したフローチャートの各ステップを備えるプログラムを記録したコンピュータ（ＣＰＵ）読取可能な記録媒体に相当する。
【００８５】
なお、上記において、蓄電装置Ｂ１は、この発明における「第１の蓄電装置」に対応し、蓄電装置Ｂ２は、この発明における「第２の蓄電装置」に対応する。また、モータジェネレータＭＧ２は、この発明における「電動機」に対応し、充電用インバータ６０は、この発明における「充電装置」に対応する。また、変形例２におけるインバータ２０，３０およびモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２も、この発明における「充電装置」を形成する。
【００８６】
さらに、ＥＣＵ７０，７０Ａ，７０Ｂは、この発明における「劣化検出装置」に対応し、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０は、この発明における「コンバータ」に対応する。また、さらに、内部抵抗同定部１１４は、この発明における「同定部」に対応し、劣化検出部１１６は、この発明における「検出部」に対応する。また、さらに、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ４０Ａは、この発明における「双方向コンバータ」に対応する。
【００８７】
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、上記した実施の形態の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】
【００８８】
【図１】この発明の実施の形態１による電動車両の一例として示されるハイブリッド車両の全体ブロック図である。
【図２】図１に示すＥＣＵによる蓄電装置の劣化検出に関する部分のＥＣＵの機能ブロック図である。
【図３】外部電源から蓄電装置Ｂ１の充電時におけるＤＣ／ＤＣコンバータの動作ならびに蓄電装置Ｂ２の電圧および充放電電流の変化を示した図である。
【図４】図１に示すＥＣＵによる蓄電装置の劣化検出処理の構造を説明するためのフローチャートである。
【図５】実施の形態２による電動車両の一例として示されるハイブリッド車両の全体ブロック図である。
【図６】図５に示すＥＣＵによる蓄電装置の劣化検出に関する部分のＥＣＵの機能ブロック図である。
【図７】外部電源から蓄電装置Ｂ１の充電時における双方向ＤＣ／ＤＣコンバータの動作ならびに蓄電装置Ｂ２の電圧および充放電電流の変化を示した図である。
【図８】図５に示すＥＣＵによる蓄電装置の劣化検出処理の構造を説明するためのフローチャートである。
【図９】変形例１による電動車両の一例として示されるハイブリッド車両の全体ブロック図である。
【図１０】変形例２による電動車両の一例として示されるハイブリッド車両の全体ブロック図である。
【図１１】図１０に示すインバータおよびモータジェネレータの零相等価回路を示した図である。
【符号の説明】
【００８９】
２  エンジン、４  動力分割機構、６  車輪、７，８  三相コイル、１０  昇圧コンバータ、２０，３０  インバータ、２０Ａ，３０Ａ  上アーム、２０Ｂ，３０Ｂ  下アーム、４０  ＤＣ／ＤＣコンバータ、４０Ａ  双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ、５０  充電プラグ、６０  充電用インバータ、７０，７０Ａ，７０Ｂ  ＥＣＵ、８２  電圧センサ、８４  電流センサ、９０  外部電源、１００，１００Ａ〜１００Ｃ  ハイブリッド車両、１１２，１１２Ａ  動力制御部、１１４  内部抵抗同定部、１１６  劣化検出部、Ｂ１，Ｂ２  蓄電装置、ＳＭＲ  システムメインリレー、ＰＬ１〜ＰＬ３  正極線、ＮＬ１〜ＮＬ３  負極線、Ｃ１，Ｃ２  コンデンサ、ＭＧ１，ＭＧ２  モータジェネレータ、Ｎ１，Ｎ２  中性点、ＡＣＬ１，ＡＣＬ２  電力線。
【図１】
2009042157.tif 000003
【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】
2009042157.tif 000009
【図８】
2009042157.tif 000010
【図９】
2009042157.tif 000011
【図１０】
2009042157.tif 000012
【図１１】
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