CN102204004B - 充电控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够不进行不必要的蓄电器的充放电就抑制蓄电器的劣化的发展而进行充电的充电控制装置。所述充电控制装置具备：检测蓄电器(101)的电压的电压传感器(133)；检测蓄电器(101)的充放电电流的电流传感器(135)；根据检测电压推定蓄电器(101)的SOC的蓄电池ECU(123)；管理ECU(117)。管理ECU(117)通过累计由电流传感器(135)检测出的充放电电流而算出从蓄电器(101)的充电开始的充放电量，且根据推定SOC及算出的充放电量来控制蓄电器(101)的充电。另外，管理ECU(117)根据蓄电器(101)的状态特性，将推定SOC更新设定为实际使用上限SOC。

Description

充电控制装置
技术领域
本发明涉及能够充电的蓄电器的充电控制装置。
背景技术
在EV(Electric Vehicle：电动机动车)或HEV(Hybrid ElectricalVehicle：混合动力电动机动车)等车辆中，搭载有向电动机等供给电力的蓄电器。在搭载于车辆的蓄电器中搭载有锂离子电池、镍氢电池等蓄电池。
作为蓄电器，在使用例如锂离子电池的情况下，若将蓄电器搭载于车辆而长期放置或长期使用蓄电器，则蓄电器会发生劣化。蓄电器的劣化如图27所示那样，在蓄电器的充电状态(SOC：State Of Charge，是将满充电时和完全放电时分别设为100(％)和0(％)，将蓄电器的剩余容量规格化而得到的值)高时容易发生。图27是表示蓄电器的耐久天数(使用天数)与容量降低率的关系的一例的图。即，若在高SOC的状态下使用或放置蓄电器，则容量的降低率变高，蓄电器的劣化容易进行。
同样，蓄电器在高SOC的状态下，因蓄电器的容量劣化而可使用容量降低。可使用容量是指可使用的上限的SOC(以下也称作界限上限SOC)与可使用的下限的SOC(以下也称作可使用下限SOC)的差。图28是表示现有的蓄电池的使用年数与可使用容量的关系的一例的图。
作为用于防止这样的蓄电池的劣化的方法的一例，已知有如下技术：为了防止蓄电池在高SOC的状态下放置，使用与外部连接的设备进行放电，或者使用计时器在车辆使用前进行充电(例如，参照专利文献1)。另外，已知有在高温下充电状态下长期放置锂离子二次电池之前使其放电的技术(例如，参照专利文献2)。
另外，已知有在发生了这样的蓄电池的劣化的情况下，根据蓄电池的劣化状态而使蓄电池的界限上限SOC降低、或者禁止空转、或者限制辅助设备动作的技术(例如，参照专利文献3)。另外，已知有根据蓄电池的劣化状态来控制SOC，以使车辆输出成为最大的技术(例如，参照专利文献4)。
专利文献1：日本国特开2002-199616号公报
专利文献2：日本国特开2000-287372号公报
专利文献3：日本国特开2007-323999号公报
专利文献4：日本国特开2000-125415号公报
然而，在专利文献1及2的技术中，为了避免高SOC状态下的放置且在使用时得到所期望的充电量，不得不反复进行蓄电器的充放电。
另外，对于现有的蓄电器而言，从使用初期至末期，作为可使用的SOC的范围，在可使用下限SOC至界限上限SOC之间没有特别限制。在这样的整个蓄电器使用期间，在将可使用SOC区域在整个区域上使用的能量管理中，存在从比较初期的使用阶段开始在高SOC的区域中放置或使用车辆的可能性。其结果是，存在蓄电器进行劣化，可电动行驶距离的减少或辅助及可再生的时间的减少等电动行驶的比例变少，给使用者带来行驶中的不协调感的情况。并且，还存在因停车而促进蓄电器的劣化，即使行驶距离短也因蓄电器的劣化而车辆无法行驶的情况。
并且，在专利文献3的技术中，根据推定的劣化状态使蓄电池的可使用容量可变，但若为了抑制蓄电值的劣化而缩小可使用容量的范围，则存在电动行驶距离缩小或电动设备的可使用的范围缩小等对车辆行为造成影响的情况。
另外，在专利文献4的技术中，由于进行控制以使蓄电池的可使用容量及车辆输出最大发挥，因此存在蓄电池的劣化加剧，对车辆行驶性能造成影响的情况。
发明内容
本发明鉴于上述情况而提出，其目的在于提供一种不进行不必要的蓄电器的充放电，就能够抑制蓄电器的劣化的发展而进行充电的充电控制装置。
另外，本发明的目的在于提供一种能够满足车辆要求输出，并同时抑制蓄电器的劣化的发展而进行充电的充电控制装置。
为了解决上述课题而实现上述目的，本发明的第一方面的充电控制装置是能够充电的蓄电器(例如，实施方式中的蓄电器101)的充电控制装置，其特征在于，具备：电压检测部(例如，实施方式中的电压传感器133)，其检测所述蓄电器的电压；电流检测部(例如，实施方式中的电流传感器135)，其检测所述蓄电器的充放电电流；蓄电容量推定部(例如，实施方式中的蓄电池ECU123)，其根据所述电压检测部检测出的电压，推定所述蓄电器的蓄电容量(例如，实施方式中的SOC)；充放电量算出部(例如，实施方式中的管理ECU117)，其通过累计由所述电流检测部检测出的充放电电流，算出从所述蓄电器的充电开始的充放电量；充电控制部(例如，实施方式中的管理ECU117)，其根据由所述蓄电容量推定部推定出的所述蓄电器的蓄电容量及由所述充放电量算出部算出的所述蓄电器的充放电量，控制所述蓄电器的充电，其中，所述充电控制部根据所述蓄电器的状态特性，将由所述蓄电容量推定部推定出的蓄电容量更新设定为实际使用上限蓄电容量(例如，实施方式中的实际使用上限SOC)。
进而，本发明的第二方面的充电控制装置的特征在于，在进行所述蓄电器的充电时，所述充电控制部在由所述充放电量算出部算出的充放电量达到规定值的状态特性时，将由所述蓄电容量推定部推定出的蓄电容量更新设定为所述实际使用上限蓄电容量。
进而，本发明的第三方面的充电控制装置的特征在于，在进行所述蓄电器的充电时，所述充电控制部执行从由所述蓄电容量推定部推定出的蓄电容量为所述可使用下限蓄电容量时开始，将由所述充放电量算出部算出的充放电量达到了所述规定值时的由所述蓄电容量推定部推定出的蓄电容量设定为所述实际使用上限蓄电容量的第一充电模式。
进而，本发明的第四方面的充电控制装置的特征在于，所述充电控制部以如下方式进行控制：即使由所述蓄电容量推定部推定出的蓄电容量达到所述实际使用上限蓄电容量，在由所述充放电量算出部算出的充放电量达到规定值前仍进行所述蓄电器的充电。
进而，本发明的第五方面的充电控制装置的特征在于，所述充电控制部以如下方式进行控制：在由所述蓄电容量推定部推定出的蓄电容量没有达到所述实际使用上限蓄电容量，而由所述充放电量算出部算出的充放电量达到了规定值时，停止所述蓄电器的充电。
进而，本发明的第六方面的充电控制装置的特征在于，具备存储部(例如，实施方式中的存储部)，该存储部在每次所述充放电量达到规定值时存储由所述蓄电容量推定部推定出的蓄电容量，所述充电控制部根据所述存储部所存储的蓄电容量来设定所述实际使用上限蓄电容量。
进而，本发明的第七方面的充电控制装置的特征在于，所述存储部存储每次所述充放电量达到所述规定值时推定出的规定数目的蓄电容量。
进而，本发明的第八方面的充电控制装置的特征在于，所述存储部在规定时间内存储每次所述充放电量达到所述规定值时推定出的规定数目的蓄电容量。
进而，本发明的第九方面的充电控制装置的特征在于，所述充电控制部在由所述蓄电容量推定部推定出的蓄电容量大于所述可使用下限蓄电容量的状态下开始向所述蓄电器充电的情况下，执行第二充电模式，所述充电控制部在所述第二充电模式中，根据所述充电开始时的所述实际使用上限蓄电容量、所述可使用下限蓄电容量、由所述蓄电容量推定部推定出的蓄电容量以及所述规定值，推定充电开始时的所述蓄电器的剩余电量，该充电控制装置在进行所述蓄电器的充电时，所述充放电量包括所述剩余电量。
进而，本发明的第十方面的充电控制装置的特征在于，在所述蓄电器与搭载该蓄电器的车辆的外部的外部电源(例如，实施方式中的外部电力供给源139)连接时执行所述第二充电模式，在所述蓄电器与所述外部电源连接时的所述实际使用上限蓄电容量为B、所述可使用下限蓄电容量为C、由所述蓄电容量推定部推定出的蓄电容量为X、及所述规定值为A的情况下，通过(X-C)/(B-C)×A推定所述剩余电量。
进而，本发明的第十一方面的充电控制装置的特征在于，界限上限蓄电容量被初始设定，所述充电控制部在所述实际使用上限可蓄电容量超过所述界限上限蓄电容量的情况下，推定为所述蓄电器发生了故障，并将该意旨通知通知部。
进而，本发明的第十二方面的充电控制装置的特征在于，还具备推定所述蓄电器的内部电阻的内部电阻推定部(例如，实施方式中的蓄电池ECU123)，所述充电控制部根据由所述内部电阻推定部推定出的内部电阻的状态特性，将比所述蓄电器的可使用下限蓄电容量(例如，实施方式中的可使用下限SOC)大且在界限上限蓄电容量(例如，实施方式中的界限上限SOC)以下并同时满足搭载有所述蓄电器的车辆(例如，实施方式中的车辆)的车辆要求输出的值设定为实际使用下限蓄电容量(例如，实施方式中的实际使用下限SOC)，并维持所述实际使用下限蓄电容量以上的蓄电容量而进行所述蓄电器的充电。
进而，本发明的第十三方面的充电控制装置的特征在于，所述充电控制部将比所述蓄电器的所述实际使用下限蓄电容量大且在所述界限上限蓄电容量以下的值设定为实际使用上限蓄电容量(例如，实施方式中的实际使用上限SOC)，并在所述实际使用下限蓄电容量与所述实际使用上限蓄电容量之间进行所述蓄电器的充电。
进而，本发明的第十四方面的充电控制装置的特征在于，所述充电控制部在所述蓄电器的蓄电容量为所述实际使用下限蓄电容量时的最大输出与所述车辆要求输出不同时，通过所述车辆要求输出成为最大输出的蓄电容量来更新所述实际使用下限蓄电容量。
进而，本发明的第十五方面的充电控制装置的特征在于，所述充电控制部在所述蓄电器的蓄电容量为所述实际使用下限蓄电容量时的最大输出不满足所述车辆要求输出时，通过所述车辆要求输出成为最大输出的蓄电容量来更新所述实际使用下限蓄电容量。
进而，本发明的第十六方面的充电控制装置的特征在于，所述充电控制部在所述蓄电器的蓄电容量为所述实际使用下限蓄电容量时的最大输出比所述车辆要求输出大时，通过所述车辆要求输出成为最大输出的蓄电容量来更新所述实际使用下限蓄电容量。
进而，本发明的第十七方面的充电控制装置的特征在于，还具备存储将所述蓄电器的蓄电容量与所述蓄电器的开路电压建立关联的第一信息(例如，实施方式中的SOC-OCV图)的存储部，所述充电控制部根据由所述存储部存储的第一信息，推定所述蓄电器的蓄电容量为所述实际使用下限蓄电容量时的所述蓄电器的开路电压，所述充电控制部根据表示所述蓄电器进行了所述车辆要求输出量的输出时的下降电压的实际达到电压、表示推定出的所述开路电压与用于保护所述蓄电器的规定的保护下限电压之差的予测达到电压，更新所述实际使用下限蓄电容量。
进而，本发明的第十八方面的充电控制装置的特征在于，还具备检测所述蓄电器的温度的温度检测部(例如，实施方式中的温度传感器131)，所述充电控制部根据所述温度检测部检测出的温度，更新所述实际使用下限蓄电容量。
进而，本发明的第十九方面的充电控制装置的特征在于，所述充电控制部根据所述实际使用下限蓄电容量的更新量，更新所述实际使用上限蓄电容量。
进而，本发明的第二十方面的充电控制装置的特征在于，还具备存储将所述实际使用下限蓄电容量与所述实际使用上限蓄电容量建立对应的第二信息(例如，实施方式中的实际使用上限SOC-实际使用下限SOC图)的存储部，所述充电控制部参照存储在所述存储部中的第二信息，根据所述实际使用上限蓄电容量的更新量，更新所述实际使用下限蓄电容量。
发明效果
根据本发明的第一方面的充电控制装置，不进行不必要的蓄电器的充放电，就能够抑制蓄电器的劣化的发展而进行充电。
根据本发明的第二方面的充电控制装置，不进行不必要的蓄电器的充放电，就能够抑制蓄电器的劣化的发展而进行充电。并且，能够设定对蓄电器可充入最佳的充电量的实际使用上限蓄电容量。
根据本发明的第三方面的充电控制装置，即使在例如车辆的行驶中，也能够设定对蓄电器可充入最佳的充电量的实际使用上限蓄电容量。
根据本发明的第四方面的充电控制装置，即使在蓄电器的实际容量(实际使用上限蓄电容量-可使用下限蓄电容量)因蓄电器的劣化等而减少的情况下，通过将实际使用上限向上升方向更新，也能够将蓄电器的实际容量保持为一定。另外，由于蓄电器的实际容量一定，因此不会给使用者带来不协调感。
根据本发明的第五方面的充电控制装置，即使在因更新将实际使用上限蓄电容量设定得过高的情况下，通过将实际使用上限蓄电容量向下降方向更新，也能够防止蓄电器的劣化加剧。
根据本发明的第六方面的充电控制装置，由于根据用于更新实际使用上限蓄电容量的多个候补来更新实际使用上限蓄电容量，因此能够设定最佳的实际使用上限蓄电容量。
根据本发明的第七方面的充电控制装置，由于根据规定数目的候补来更新实际使用上限蓄电容量，因此能够设定最佳的实际使用上限蓄电容量。
根据本发明的第八方面的充电控制装置，能够在规定的时间内根据多个候补来设定最佳的实际使用上限蓄电容量。
根据本发明的第九方面的充电控制装置，能够在触发变成可使用下限蓄电容量时以外的时机开始充电，考虑充电开始时的蓄电器的剩余电量而进行充电。
根据本发明的第十方面的充电控制装置，即使利用从外部电力供给源进行蓄电器的充电的插头充电，也与利用车内的发电机等的充电同样，不进行不必要的蓄电器的充放电，就能够抑制蓄电器的劣化的发展而进行充电。
根据本发明的第十一方面的充电控制装置，即使蓄电器因长期使用而假定以上地劣化的情况下，也能够对车辆的使用者进行警告通知，能够促进蓄电器的更换等。
根据本发明的第十二方面的充电控制装置，能够满足车辆要求输出并同时进行蓄电器的充电。并且，能够实现省电力化并同时维持不妨碍电动行驶的状态。
根据本发明的第十三方面的充电控制装置，由于在实际使用下限蓄电容量与实际使用上限蓄电容量之间进行充电，因此能够满足车辆要求输出，并同时抑制蓄电器的劣化的发展而进行充电。
根据本发明的第十四方面的充电控制装置，由于将蓄电器的蓄电容量维持为满足车辆输出要求的下限的容量，因此能够满足车辆要求输出，同时抑制蓄电器的劣化的发展而进行充电。
根据本发明的第十五方面的充电控制装置，能够将实际使用下限蓄电容量向上升方向更新，从而使蓄电器的蓄电容量维持满足车辆输出要求的下限的容量，因此能够满足车辆要求输出，并同时抑制蓄电器的劣化的发展而进行充电。
根据本发明的第十六方面的充电控制装置，能够将实际使用下限蓄电容量向下降方向更新，从而使蓄电器的蓄电容量维持满足车辆输出要求的下限的容量，因此能够满足车辆要求输出，同时抑制蓄电器的劣化的发展而进行充电。
根据本发明的第十七方面的充电控制装置，通过具备将蓄电器的蓄电容量与开路电压建立关联的SOC-OCV图，由此根据进行车辆要求输出时的实际的下降电压与所期望的下降电压的比较结果来更新实际使用下限蓄电容量，从而能够可靠地将实际使用下限蓄电容量更新为满足车辆要求输出的值。
根据本发明的第十八方面的充电控制装置，即使在因蓄电器的温度变化而导致输出变化的情况下，也能够进行满足车辆要求输出的充电。
根据本发明的第十九方面的充电控制装置，通过对实际使用上限蓄电容量也更新实际使用下限蓄电容量的更新量(上升量或下降量)，能够将可使用的容量始终保持为一定，因此能够抑制蓄电器的劣化，同时即使电池容量变少，电动行驶的比例也与新品时没有变化，因此不会给使用者带来不协调感。
根据本发明的第二十方面的充电控制装置，通过对实际使用下限蓄电容量也更新实际使用上限蓄电容量的更新量(上升量或下降量)，能够将可使用的容量始终保持为一定，因此能够抑制蓄电器的劣化，同时即使电池容量变少，电动行驶的比例也与新品时没有变化，因此不会给使用者带来不协调感。另外，在该情况下也能够满足车辆输出要求。
附图说明
图1是表示本发明的第一实施方式中的车辆的内部结构的一例的框图。
图2是表示电压与SOC的关系的一例的图。
图3是表示本发明的第一实施方式中的蓄电器的使用期间与SOC的关系的一例的图。
图4是表示本发明的第一实施方式中的蓄电器的使用期间与实际使用上限SOC的容量的关系的一例的图。
图5是表示本发明的第一实施方式中的蓄电器如假定那样劣化的情况下的使用年数与可使用容量的关系的一例的图。
图6是表示本发明的第一实施方式中的蓄电器假定以下地劣化的情况下的使用年数与可使用容量的关系的一例的图。
图7是表示本发明的第一实施方式中的蓄电器假定以上地劣化的情况下的使用年数与可使用容量的关系的一例的图。
图8是表示本发明的第一实施方式中的各劣化状况的蓄电器的使用年数与实际使用上限SOC的关系的一例的图。
图9是表示本发明的第一实施方式中的更新实际使用上限SOC时的动作的一例的流程图。
图10是表示本发明的第一实施方式中的更新实际使用上限SOC时的另一动作的一例的流程图。
图11是表示本发明的第一实施方式中的更新实际使用上限SOC时的又一动作的一例的流程图。
图12是表示本发明的第二实施方式中的车辆的内部结构的一例的框图。
图13是表示电压与SOC的关系的一例的图。
图14是表示本发明的第二实施方式中的用于更新蓄电器的SOC的动作的一例的流程图。
图15是表示本发明的第二实施方式中的SOC-OCV图的一例的图。
图16是表示本发明的第二实施方式中的蓄电器的SOC与车辆输出的关系(新品时)的一例的图。
图17是表示本发明的第二实施方式中的蓄电器的SOC与车辆输出的关系(劣化时)的一例的图。
图18是表示本发明的第二实施方式中的蓄电器101的使用期间、各SOC、容量等的关系的一例的图。
图19是表示本发明的第二实施方式中的蓄电器101的使用期间、各SOC、车辆输出等的关系的一例的图。
图20是表示本发明的第二实施方式中的蓄电器的使用期间与实际使用下限SOC的容量的关系的一例的图。
图21是表示本发明的第二实施方式中的用于进行实际使用下限SOC的更新的动作的一例的流程图。
图22是表示本发明的第二实施方式中的与实际使用下限SOC对应的开路电压OCV、保护下限电压、车辆要求输出的关系的一例的图。
图23是表示本发明的第二实施方式中的用于进行实际使用上限SOC的第一更新的动作的一例的流程图。
图24是表示本发明的第二实施方式中的用于进行实际使用上限SOC的第二更新的动作的一例的流程图。
图25是表示本发明的第二实施方式中的实际使用下限SOC与SOCmap的关系的一例的图。
图26是表示本发明的第二实施方式中的实际使用上限SOC-实际使用下限SOC图的一例的图。
图27是表示蓄电器的耐久天数与容量降低率的关系的一例的图。
图28是表示现有的蓄电池的使用年数与可使用容量的关系的一例的图。
具体实施方式
(第一实施方式)
以下，参照附图对本发明的第一实施方式中的充电控制装置进行说明。
HEV(Hybrid Electrical Vehicle：混合动力电动机动车)具备电动机及内燃机，根据车辆的行驶状态而利用电动机及/或内燃机的驱动力行驶。HEV大致划分有串联方式和并联方式两种。串联方式的HEV利用以蓄电器为电源的电动机的驱动力而行驶。内燃机仅用于发电，由内燃机的驱动力发出的电力向蓄电器充电或向电动机供给。另一方面，并联方式的HEV利用电动机及内燃机中的任一方或双方的驱动力而行驶。另外，还已知有复合两方式而成的串联·并联方式的HEV。
以下，作为代表，使用串联方式的HEV进行说明，但本发明还能够适用于其它方式的HEV。
图1是表示串联方式的HEV的内部结构的框图。在图1所示的串联方式的HEV(以下简称为“车辆”)中，来自以蓄电器101为电源的电动机105的驱动力经由齿轮箱(齿轮)115向驱动轮129传递。
另外，该车辆的行驶方式为“EV行驶”或“串联行驶”。在EV行驶时，利用通过来自蓄电器(BATT)101的电源供给而驱动的电动机(MOT)105的驱动力行驶。另外，在串联行驶时，利用通过来自蓄电器101的电源供给及在发电机(GEN)109中产生的电力的供给而驱动的电动机105的驱动力行驶，其中，发电机(GEN)109中产生的电力通过内燃机107的驱动而产生。
图1所示的车辆具备蓄电器(BATT)101、第一变换器(第一INV)103、电动机(MOT)105、多气缸内燃机(ENG)107、发电机(GEN)109、第二变换器(第二INV)111、齿轮箱(以下简称为“齿轮”)115、管理ECU(MG ECU)117、电动机ECU(MOT ECU)119、发动机ECU(ENG ECU)121、蓄电池ECU(BATT ECU)123。
蓄电器101具有串联连接的多个蓄电单元，供给例如100～200V的高电压，且搭载有例如锂离子电池等蓄电池。另外，蓄电器101因长期使用等所引起的劣化的程度不同，即使为相同的SOC，满充电容量也不同。
第一变换器103将来自蓄电器101的直流电压变换成交流电压并将三相电流向电动机105供给。电动机105产生用于供车辆行驶的动力(转矩)。在电动机105中产生的转矩经由齿轮115向驱动轮129的驱动轴127传递。
多气缸内燃机(以下简称为“内燃机”)107产生动力(转矩)，该动力被发电机109消耗。发电机109与内燃机107直接连结。
发电机109通过内燃机107驱动而产生电力。发电机109所发出的电力向蓄电器101充电或向电动机105供给。第二变换器111将通过发电机109产生的交流电压转换成直流电压。被第二变换器111转换后的电力向蓄电器101充电或经由第一变换器103向电动机105供给。
齿轮115是将来自电动机105的驱动力转换成所期望的变速比下的转速及转矩而向驱动轴127传递的变速器。需要说明的是，齿轮115与电动机105的转子直接连结。
管ECU117进行EV行驶与串联行驶的切换、电动机105或内燃机107的控制等。另外，向管理ECU117输入来自检测车辆的速度的车速传感器(未图示)的信息、来自检测油门开度等的驱动所要求的车辆的驱动力的要求驱动力传感器(未图示)的信息。另外，管理ECU117进行向蓄电器101的充电量及从蓄电器101的放电量中的至少一方(以下，称为充放电量)的算出或与蓄电器101的充电状态(SOC：State of Charge)相关的控制，对此在后详述。需要说明的是，充放电量是能量。
电动机ECU119根据来自管理ECU117的指示对电动机105进行控制。需要说明的是，电动机ECU119在由管ECU117指示车速制限时，限制从蓄电器101向电动机105供给的电流。发动机ECU121根据来自管理ECU117的指示，对内燃机107的起动及停止、各气缸中的节气门的开闭控制及燃料喷射控制、内燃机107的曲轴的转速进行控制。
温度传感器131检测蓄电器101的温度。另外，电压传感器133检测蓄电器101的端子间电压。另外，电流传感器135检测向蓄电器101的充电电流及来自蓄电器101的放电电流中的至少一方(以下，称为充放电电流)。这些检测例如可以定期进行，检测计时可以灵活设定。
充电器137从车辆外的外部电力供给源139接受电力供给，并将交流电压转换成直流电压。
外部电力供给源139配置在充电座或家庭内，为了将具有交流电压的电力向车辆供给而向充电器137供给电力。
蓄电池ECU123推定蓄电器101的充电状态(SOC)，并将表示该状态的信息向管理ECU117发送。此时，蓄电池ECU123根据由电压传感器133检测出的电压，通过实时运算推定蓄电器101的SOC。以下，将推定出的蓄电器101的SOC称作推定SOC。由于SOC与蓄电器101的电压具有相关性，因此该推定能够实现。图2是表示电压与SOC的关系的一例的图。另外，可以根据由电流传感器135检测出的电流或由温度传感器131检测出的温度来推定SOC。例如，可以对检测电压进行基于检测电流或检测温度的补正，从而推定SOC。
另外，管ECU117在每规定期间累计由电流传感器135检测出的充放电电流，由此算出向蓄电器101的充电量及从蓄电器101的放电量中的至少一方(以下，称为充放电量)。该算出方法被称作电流累计法。例如，算出从充电开始累计的充放电量。
接下来，对管理ECU117所执行的蓄电器101的SOC控制进行说明。
在本实施方式中，界限上限SOC和可使用下限SOC被预先设定，管理ECU117在界限上限SOC与可使用下限SOC之间设定实际使用上限SOC，并根据上述推定SOC和上述充放电量在可使用下限SOC与实际使用上限SOC之间进行蓄电器101的充电。需要说明的是，实际使用上限SOC为可变值，界限上限SOC和可使用下限SOC为固定值。
首先，管理ECU117将从可使用下限SOC充电规定的容量后的SOC设定为初次的实际使用上限SOC(实际使用上限SOC的初始设定)。并且，从可使用下限SOC将实际使用上限SOC向上升方向更新上述规定的容量的量，从而即使实际使用上限SOC的容量因蓄电器101的劣化而减少，也能够始终确保上述规定的容量。以下，将该需要保持为一定的规定的容量称作目标容量。
图3是表示蓄电器使用期间与蓄电器101的各SOC下的电压的关系的一例的图。另外，图4是表示蓄电器使用期间与蓄电器101的实际使用上限SOC的容量的关系的一例的图。若在初次设定的实际使用上限SOC下反复充电多次而使用蓄电器101，则如图4所示，作为实际使用上限SOC的容量，在时刻t1无法确保规定的切换阈值以上的容量。该切替阈值与例如行驶所需要的必要最低限度容量的值相同。此时(时刻t1)，管理ECU117如图3所示，将实际使用上限SOC向上升方向更新。然后，若在更新了的实际使用上限SOC下反复充电多次而使用充电器101，则如图4所示，作为更新了的实际使用上限SOC的容量，在时刻t2再次无法确保规定的切换阈值以上的容量。此时(时刻t2)，管理ECU117如图3所示，将实际使用上限SOC向上升方向再次更新。这样，管理ECU117反复进行当实际使用上限SOC的容量无法确保切换阈值时更新实际使用上限SOC这样的处理。需要说明的是，若以短周期进行该更新，则SOC的容量变动变少，而能够防止车辆行为成为例如ENG不运转而进行EV行驶的行驶距离急剧变化的情况。
通过进行这样的SOC控制，在蓄电器101如假定那样发生劣化的情况下，如图5所示那样，当蓄电器101达到寿命保障年数时，为能够确保使用的容量(即能够确保目标容量)的状态，但之后立刻成为不能确保目标容量的状态。即，经过寿命保障年数时，可使用容量＝目标容量。图5是表示蓄电器101如假定那样劣化的情况下的使用年数与可使用容量的关系的一例的图。
另外，在蓄电器101发生假定以下的劣化的情况下，如图6所示那样，当蓄电器101达到寿命保障年数时，目前处于能够确保目标容量的状态，之后很长时间也处于能够确保目标容量的状态。即，经过寿命保障年数时，可使用容量＞目标容量。图6是表示蓄电器101假定以下地劣化的情况下的使用年数与可使用容量的关系的一例的图。
另外，在蓄电器101假定以上地劣化的情况下，如图7所示，当蓄电器101达到寿命保障年数时，已经成为不能确保目标容量的状态。即，经过寿命保障年数时，可使用容量＜目标容量。图7是表示蓄电器101假定以上地劣化的情况下的使用年数与可使用容量的关系的一例的图。需要说明的是，在如图7那样发生假定以上的劣化的情况下，可以推定为蓄电器101发生了故障而进行通知。这样的故障的推定由管理ECU117执行，将该意旨通知未图示的通知部。
对于图5～7那样劣化的蓄电器101而言，使用年数与实际使用上限SOC的关系如图8所示那样。即，例如当实际使用上限SOC为50(％)而开始使用且将如假定那样劣化的情况设为L1时，在发生假定以下的劣化的情况下，如L2所示那样，实际使用上限SOC的上升度可以比较小。另一方面，在发生假定以上的劣化的情况下，如L3所示那样，实际使用上限SOC的上升度比较大。图8是表示各劣化状况下的蓄电器101的使用年数与实际使用上限SOC的关系的一例的图。
这样，管理ECU117控制实际使用上限SOC，如上述那样在可使用下限SOC与实际使用上限SOC之间进行蓄电器101的充电，由此不受蓄电器101的使用年数影响地使用相同的容量，因此即使蓄电器的可使用容量从蓄电器101的使用开始变少，电动行驶的比例也与新品时相同，因此不会给使用者带来不协调感。另外，由于将蓄电器的SOC使用范围限制在从可使用下限SOC至充电目标容量(≤可使用容量)后的实际使用上限SOC之间，因此能够抑制维持高SOC的状态而导致的蓄电器101的劣化。
接下来，说明对图1所示的车辆的蓄电器101进行充电时的动作。
图9是表示更新本实施方式中的实际使用上限SOC时的动作的一例的流程图。在图9中，假定例如在车辆的行驶中，当因容量消耗而推定SOC低于可使用下限SOC时开始蓄电器101的充电。
由于车辆进行行驶等消耗电力，消耗蓄电器101的容量(步骤S101)。管理ECU117判断因容量消耗而推定SOC是否达到蓄电器101的可使用下限SOC(步骤S102)。在判断为达到了可使用下限SOC的情况下，管理ECU117将充放电量E重置而使E＝0(步骤S103)。在重置充放电量E后，开始算出充放电量。
在充放电量的重置后，根据管理ECU117的指令，开始基于内燃机107及发电机109的发电，开始蓄电器101的充电(步骤S104)。在充电开始后，管理ECU117判断推定SOC是否达到蓄电器101的实际使用上限SOC(步骤S105)。
若判断为达到了实际使用上限SOC，则管理ECU117判断算出的充放电量是否为规定值以下(步骤S106)。在判断为充放电量大于规定值的情况下，管理ECU117进行控制以停止蓄电器101的充电(步骤S111)。在停止充电时，根据管理ECU117的指令，停止基于内燃机107及发电机109的发电，停止蓄电器101的充电。需要说明的是，与充放电量进行比较的规定值被预先设定。
在充放电量为规定值以下的情况下，管理ECU117进行控制以继续蓄电器101的充电(步骤S 107)，并判断算出的充放电量是否达到规定值(步骤S108)。在判断为没有达到规定值的情况下，管理ECU117进行控制以继续蓄电器101的充电。
在判断为充放电量达到了规定值的情况下，管理ECU117进行控制以停止蓄电器101的充电(步骤S109)。然后，管理ECU117将蓄电器101的实际使用上限SOC更新为该充电停止时的蓄电器101的推定SOC(步骤S110)。这里，将实际使用上限SOC向上升方向更新。
另一方面，在步骤S105中，在判断为推定SOC没有达到实际使用上限SOC的情况下，管理ECU117判断算出的充放电量是否达到规定值(步骤S112)。在判断为充放电量没有达到规定值的情况下，返回步骤S104，管理ECU117进行控制以继续蓄电器101的充电。
在判断为充放电量达到了规定值的情况下，管理ECU117进行控制以停止蓄电器101的充电(步骤S113)。然后，管理ECU117将蓄电器101的实际使用上限SOC更新为该充电停止时的蓄电器101的推定SOC(步骤S114)。这里，将实际使用上限SOC向下降方向更新。
通过进行图9的处理，不会给使用者带来行驶中的不协调感，且不进行不必要的蓄电器的充放电，能够抑制蓄电器的劣化的发展而进行充电，从而延长蓄电器101的寿命。例如，在蓄电器发生了劣化的情况下，认为即使推定SOC达到实际使用上限SOC，充放电量也不会达到规定值。这种情况下，进行使实际使用上限SOC上升的控制，能够不给使用者带来不协调感而使蓄电器的劣化加剧成为最小限度。
另外，由管理ECU117算出的充放电量通过在每规定期间的累计而算出，因此累计误差容易变大，尤其在车辆行驶时进行累计的情况下，由于行驶用的放电也包括在充放电量中，因此存在误差进一步变大的可能性。例如，在因误差而将实际使用上限SOC设定得过高的情况下，认为即使推定SOC没有达到实际使用上限SOC，充放电量也达到了规定值。这种情况下，即使降低实际使用上限SOC也可以，因此进行降低实际使用上限SOC的控制，从而能够进一步防止蓄电器101的劣化。
接下来，图10是表示更新本实施方式中的实际使用上限SOC时的动作的另一例的流程图。在图10中，假定例如在车辆的停止中，当从充电器137伸出的连接部与外部电力供给源139连接时，开始蓄电器101的充电。
管理ECU117判断为从充电器137伸出的作为连接部的插头被插入到外部电力供给源139而与其连接时(步骤S201)，算出该连接时的蓄电器101的剩余电量(步骤S202)。这种情况下，例如在插头连接时设定的实际可使用SOC为B(％)、可使用下限SOC为C(％)、充放电量的目标值为A(Wh)、插头连接时推定出的推定SOC为X(％)时，按以下的式1算出插头连接时的剩余电量E0。
[式1]
E 0 = X - C B - C × A
另外，也可以将推定SOC刚变成可使用下限SOC时的充放电量预先存储在未图示的存储部，将插头连接时的存储在存储部中的充放电量作为蓄电器101的剩余电量。
算出蓄电器101的剩余电量后，管理ECU117以E0为初始值而算出充放电量(步骤S203)，并进行控制以从外部电力供给源139接受电力供给而开始对蓄电器101进行充电的插头充电(步骤S204)。由于充放电量以E0为初始值，因此充电开始后算出的充放电量中包括基于插头充电的充放电量，还包括插头连接时的蓄电器101的剩余电量。
充电开始以后，进行与图9的步骤S105～步骤S114同样的处理。其中，在步骤S106、S108、S112中，在比较充放电量与规定值(相对于充放电量的目标值A)时，如前说明的那样，充放电量还包括插头连接时的蓄电器101的剩余电量而与规定值进行比较。另外，在步骤S112中，判断为充放电量没有达到规定值的情况下，返回步骤S204，管理ECU117进行控制以继续蓄电器101的充电。
通过进行图10的处理，不会给使用者带来行驶中的不协调感，且不进行不必要的蓄电器的充放电，就能够抑制蓄电器的劣化的发展而进行充电，从而延长蓄电器101的寿命。另外，由管理ECU117算出的充放电量通过每规定期间的累计而算出，因此累计误差容易变大，尤其在车辆行驶时进行累计的情况下，由于行驶用的放电也包括在充放电量中，因此存在误差进一步变大的可能性。相对于此，在图10中，由于进行插头充电，因此不存在放电所导致的误差，从而能够更正确地更新实际使用上限SOC，防止蓄电器101的劣化。
需要说明的是，本实施例中，假定在车辆的停止中，当从充电器137伸出的连接部与外部电力供给源139连接时，开始蓄电器101的充电，但在例如寒冷而使供暖设备动作之际内燃机107动作时、或在车辆行驶中仅凭蓄电器101的电力不足这样的要求高输出时使发电机109动作的情况等也能够同样地求解剩余电量。
图11是表示更新本实施方式中的实际使用上限SOC时的另一动作的一例的流程图。在图11中，假定用从多个SOC候补中选择出的SOC来更新实际使用上限SOC。
首先，进行与图9同样的处理。其中，在步骤S109、S113中的充电停止后，不进行步骤S110、S114中的实际使用上限SOC的更新。取代进行该更新，而管理ECU117在步骤S109、S111、S113中的充电停止后，将充电停止时的推定SOC作为实际使用上限SOC的候补n，而将其存储在未图示的存储部中(步骤S301)。即，在充电开始后，当管理ECU117所算出的充放电量达到规定值时，不立刻更新实际使用上限SOC，而将充电停止时的推定SOC暂时作为用于更新实际使用上限SOC的候补而存储在未图示的存储部中。
然后，管理ECU117判断存储在存储部中的候补数是否达到规定数目(步骤S302)。在没有达到规定数目的情况下，返回步骤S101以搜索下一候补。
在候补数达到了规定数目的情况下，管理ECU117从存储在存储部中的多个候补中选择最佳的SOC，将实际使用上限SOC更新为选择出的SOC(步骤S303)。作为SOC的选择方法，考虑有例如选择多个候补的中央值、选择多个候补的平均值、选择多个候补中的最大值与最小值的平均值、选择多个候补的最频繁出现值等。
通过进行图11的处理，每次在算出的充放电量达到规定值时将推定SOC存储在未图示的存储部，并从多个SOC候补中选择最佳的SOC，因此即使各次的SOC候补值出现些许的误差，也能够更准确地更新实际使用上限SOC。
需要说明的是，在步骤S302中，对判断候补数是否达到规定数目的情况进行了说明，但例如也可以判断是否从充电开始经过了规定时间。即，在规定时间内，每次充放电量达到规定值时将推定SOC存储在存储部中。
另外，在图11中，假定进行与图9同样的处理、即利用内燃机107及发电机109的发电而进行充电，但对于与图10同样的处理、即插头充电而言，也可以从多个SOC候补选择最佳的SOC候补来更新实际使用上限SOC。
在本实施方式中，使用HEV进行了说明，但在其它电动车辆、例如EV(ElectricVehicle：电动机动车)、PHEV(Plugin Hybrid ElectricalVehicle：插电式混合动力电动机动车)、FCV(Fuel Cell Vehicle：燃料电池机动车)、PFCV(Plugin Fuel Cell Vehicle：插电式燃料电池机动车)等电动车辆中，也可以适用本发明。
(第二实施方式)
以下，参照附图说明本发明的实施方式中的充电控制装置。
HEV(Hybrid Electrical Vehicle：混合动力电动机动车)具备电动机及内燃机，根据车辆的行驶状态而利用电动机及/或内燃机的驱动力行驶。HEV大致划分具串联方式和并联方式两种。串联方式的HEV利用以蓄电器为电源的电动机的驱动力而行驶。内燃机仅用于发电，由内燃机的驱动力发出的电力向蓄电器充电或向电动机供给。另一方面，并联方式的HEV利用电动机及内燃机中的任一方或双方的驱动力而行驶。另外，还已知有复合两方式而成的串联·并联方式的HEV。
以下，作为代表，使用串联方式的HEV进行说明，但本发明还能够适用于其它方式的HEV。
图12是表示串联方式的HEV的内部结构的框图。在图12所示的串联方式的HEV(以下简称为“车辆”)中，来自以蓄电器201为电源的电动机205的驱动力经由齿轮箱(齿轮)215向驱动轮229传递。
另外，该车辆的行驶形态为“EV行驶”或“串联行驶”。在EV行驶时，利用通过来自蓄电器(BATT)201的电源供给而驱动的电动机(MOT)205的驱动力行驶。另外，在串联行驶时，利用通过来自蓄电器201的电源供给及在发电机(GEN)209中产生的电力的供给而驱动的电动机205的驱动力行驶，其中，在发电机(GEN)209中产生的电力通过内燃机207的驱动而产生。
图12所示的车辆具备蓄电器(BATT)201、第一变换器(第一INV)203、电动机(MOT)205、多气缸内燃机(ENG)207、发电机(GEN)209、第二变换器(第二INV)211、齿轮箱(以下简称为“齿轮”)215、管理ECU(MG ECU)217、电动机ECU(MOT ECU)219、发动机ECU(ENG ECU)221、蓄电池ECU(BATT ECU)223。
蓄电器201具有串联连接的多个蓄电单元，供给例如100～200V的高电压，且搭载有例如锂离子电池等蓄电池。另外，蓄电器201因长期使用等所引起的劣化的程度不同，即使为相同的SOC，满充电容量也不同。
第一变换器203将来自蓄电器201的直流电压变换成交流电压而将三相电流向电动机205供给。电动机205产生用于供车辆行驶的动力(转矩)。在电动机205中产生的转矩经由齿轮215向驱动轮229的驱动轴227传递。
多气缸内燃机(以下简称为“内燃机”)207产生动力(转矩)，该动力被发电机209消耗。发电机209与内燃机207直接连结。
发电机209被内燃机207驱动而产生电力。发电机209所发出的电力向蓄电器201充电或向电动机205供给。第二变换器211将通过发电机209产生的交流电压转换成直流电压。通过第二变换器211转换后的电力向蓄电器201充电或经由第一变换器203向电动机205供给。
齿轮215是将来自电动机205的驱动力转换成所期望的变速比下的转速及转矩而向驱动轴227传递的变速器。需要说明的是，齿轮215与电动机205的转子直接连结。
管理ECU217进行EV行驶与串联行驶的切换、电动机205或内燃机207的控制等。另外，向管理ECU217输入来自检测车辆的速度的车速传感器(未图示)的信息、来自检测油门开度等的驱动所要求的车辆的驱动力的要求驱动力传感器(未图示)的信息。另外，管理ECU217进行向蓄电器201的充电量及从蓄电器201的放电量中的至少一方(以下，称为充放电量)的算出或与蓄电器201的充电状态(SOC：State of Charge)相关的控制，对此在后详述。需要说明的是，充放电量是能量。
电动机ECU219根据来自管理ECU217的指示对电动机205进行控制。需要说明的是，电动机ECU219在由管理ECU217指示车速制限时，限制从蓄电器201向电动机205供给的电流。发动机ECU221根据来自管理ECU217的指示，对内燃机207的起动及停止、各气缸中的节气门的开闭控制及燃料喷射控制、内燃机207的曲轴的转速进行控制。
温度传感器231检测蓄电器201的温度。另外，电压传感器233检测蓄电器201的端子间电压。另外，电流传感器235检测向蓄电器201的充电电流及来自蓄电器201的放电电流中的至少一方(以下，称为充放电电流)。这些检测例如可以定期进行，检测计时可以灵活设定。
充电器237从车辆外的外部电力供给源239接受电力供给，并将交流电压转换成直流电压。
外部电力供给源239配置在充电座或家庭内，为了将具有交流电压的电力向车辆供给而向充电器237供给电力。
蓄电池ECU223推定蓄电器201的充电状态(SOC)，并将表示该状态的信息向管理ECU217发送。此时，蓄电池ECU223根据由电压传感器233检测出的电压，通过实时运算推定蓄电器201的SOC。由于SOC与蓄电器201的电压具有相关性，因此该推定能够实现。图13是表示电压与SOC的关系的一例的图。另外，可以根据由电流传感器235检测出的电流或由温度传感器231检测出的温度来推定SOC。例如，可以对检测电压进行基于检测电流或检测温度的补正，从而推定SOC。进而，也可以使用蓄电器201的内部电阻值而按后述的图14的流程所示的顺序推定SOC。
另外，管理ECU217在每规定期间累计由电流传感器235检测出的充放电电流，由此算出向蓄电器201的充电量及从蓄电器201的放电量中的至少一方(以下，称为充放电量)。该算出方法被称作电流累计法。例如，算出从充电开始累计的充放电量。
接下来，对使用内部电阻值来用于推定蓄电器201的SOC的动作进行说明。图14是表示车辆使用内部电阻值来用于推定蓄电器201的SOC的动作的一例的流程图。
首先，管理ECU217判定点火开关是否接通(步骤S401)。在点火开关未接通的情况下，结束图14的处理。
在点火开关接通的情况下，蓄电池ECU223检测蓄电器201的电池状态(步骤S402)。具体而言，进行控制，从而由温度传感器231检测蓄电器201的温度，由电压传感器233检测蓄电器201的电压，由电流传感器235检测蓄电器201的充放电电流。
接下来，蓄电池ECU223事先取得或实时取得内部电阻值(步骤S403)。在事先取得的情况下，蓄电池ECU223在开始图19的处理前取得预先计测并存储在未图示的存储部中的内部电阻值。
另外，在实时取得的情况下，根据由电压传感器233检测出的电压V和由电流传感器235检测出的电流I，逐次算出蓄电器201的端子间电压V的每规定时间的变化量即实际电压变化量dV、蓄电器201的充放电电流I的每规定时间的变化量即实际电流变化量dI。接着，根据算出的实际电压变化量dV和实际电流变化量dI，利用迭代最小二乘法算出表示实际电压变化量dV与实际电流变化量dI之间的关系的一次式中的斜率的值来作为内部电阻R的临时值r。然后，使用下述的(式1)对临时值r进行补正。其中，k表示时刻。
R(k)＝r(k)+Ga1·[dV(k-1)-R(k-1)·dI(k-1)]…(式1)
这里，[dV(k-1)-R(k-1)·dI(k-1)]表示通过将已经求出的内部电阻R的推定值R(k-1)(该推定值的时序中最新的值)与该时刻k-1下的实际电流变化量dI(k-1)相乘而算出电压变化量的模拟值与该时刻k-1下的实际电压变化量dV(k-1)的偏差。另外，Ga1为传递函数。这种情况下，将该偏差与传递函数Ga1相乘的运算是以使该偏差收敛为0的方式求解反馈操作量的运算。
从而，利用(式1)，对内部电阻R的临时值r以使该偏差收敛为0的方式进行补正，由此逐次算出内部电阻R(k)的推定值。蓄电池ECU223实时取得当前时刻k下的内部电阻R(k)。
接下来，蓄电池ECU223取得内部电阻值时，使用内部电阻值R(k)根据下述的(式2)推定蓄电器201的开路电压OCV(步骤S403)。其中，k表示时刻。
OCV(k)＝Ga2·[V(k)-{OCV(k-1)+R(k)·I(k)}]…(式2)
这里，(式2)的右边的[ ]内的值是通过将当前时刻k下的内部电阻的推定值R(k)与当前时刻k下的充放电电流I(k)相乘而得出的值加上已经求出的开路电压OCV的推定值OCV(k-1)而算出的蓄电器201的端子间电压的模拟值与当前时刻k下的端子间电压V(k)的偏差。并且，(式2)的间接(日语：迂遠)的Ga2为传递函数。这种情况下，将该偏差与传递函数Ga2相乘的运算是以使该偏差收敛为0的方式求解反馈操作量的运算。
从而，利用(式2)以使该偏差收敛为0的方式逐次算出当前时刻k下的开路电压OCV(k)。
接下来，蓄电池ECU223推定开路电压OCV时，根据推定出的蓄电器201的开路电压OCV，推定蓄电器201的SOC(步骤S404)。这里，开路电压OCV与SOC的关系如图15所示那样，为随着开路电压OCV变大而SOC变大这样的关系(大致比例关系)，开路电压OCV与SOC一对一对应。因此，根据开路电压OCV使用图15来推定SOC。需要说明的是，将图15所示的关系制成SOC-OCV图而预先保存在未图示的存储部中。
这样，通过使用内部电阻值R来推定SOC，由此不使用行驶中发生变化的电压传感器233的测定结果，能够更准确地推定充电状态。
以下，将根据电压推定出的SOC及根据内部电阻推定出的SOC简称为推定SOC。
接下来，对本实施方式的车辆所进行的充电的简要情况进行说明。
在本实施方式中，界限上限SOC和可使用下限SOC被预先设定，可使用下限SOC作为初始值而设定为与满足车辆要求输出的最低电压对应的SOC。该车辆要求输出是指在车辆中能够实现电力放电或电力再生并能够进行通常的车辆的行驶的能量的最低值。管理ECU217在界限上限SOC与可使用下限SOC之间设定实际使用上限SOC及实际使用下限SOC，并根据上述推定SOC和上述充放电量在实际使用下限SOC与实际使用上限SOC之间进行蓄电器201的充电。即，由于维持实际使用下限SOC以上的SOC而进行充电，因此能够满足车辆要求输出并同时以必要充分的量对蓄电器进行充电。需要说明的是，实际使用上限SOC及实际使用下限SOC为可变值，界限上限SOC和可使用下限SOC为固定值。
管理ECU217根据蓄电器201的内部电阻值，设定满足车辆要求输出的实际使用下限SOC。作为初始值，实际使用下限SOC例如为与可使用下限SOC同样的值，但随着使用期间变长、蓄电器201劣化，可使用下限SOC变得不满足车辆要求输出。另一方面，由于实际使用下限SOC由管理ECU217更新，因此进行控制以始终满足车辆要求输出(实际使用下限SOC的更新)。
另外，管理ECU217将从可使用下限SOC充电规定的容量后的SOC设定为初次的实际使用上限SOC(实际使用上限SOC的初始设定)。然后，从可使用下限SOC将实际使用上限SOC向上升方向更新上述规定的容量的量(实际使用上限SOC的第一更新)，从而即使实际使用上限SOC的容量因蓄电器201的劣化而减少，也能够始终确保上述规定的容量。以下，将该需要保持为一定的规定的容量也称作目标容量。另外，还存在管理ECU217根据实际使用下限SOC的值更新实际使用上限SOC的情况(实际使用上限SOC的第二更新)，这种情况下，以从实际使用下限SOC成为目标容量的方式控制实际使用上限SOC。
图16及图17是表示蓄电器201的SOC与输出的关系的图。如图16所示，当蓄电池201为新品时，与满足车辆要求输出的下限输出对应的SOC被设定为实际使用下限SOC。另外，此时，从实际使用下限SOC确保规定的使用容量而得到的SOC最终被设定为实际使用上限SOC。另外，如图17所示，在蓄电器201因一定期间的利用而劣化且不满足车辆要求输出的情况下，与能够满足车辆要求输出的下限输出对应的SOC被设定为实际使用下限SOC，另外，此时，从实际使用下限SOC确保规定的使用容量而得到的SOC最终被设定为实际使用上限SOC。
另外，图18是表示蓄电器201的使用期间、各SOC、容量等的关系的图，图19是表示蓄电器201的使用期间、各SOC、车辆输出等的关系的图。如图18所示，可知通过控制实际使用上限SOC及实际使用下限SOC，在从蓄电器201的使用初期至经过寿命保障年数为止的期间，蓄电器201的容量的劣化几乎不会发生。另外，如图19所示，可知通过控制实际使用上限SOC及实际使用下限SOC，在从蓄电器201的使用初期至经过寿命保障年数为止的期间，使用了蓄电器201的车辆输出几乎不会降低。此时，车辆输出(尤其是最大输出)比车辆要求输出高。
另外，图20是表示蓄电器使用期间与蓄电器201的实际使用下限SOC的蓄电器201的容量的关系的一例的图。若在初次设定的实际使用下限SOC下反复充电多次而使用蓄电器201，则作为实际使用下限SOC的容量，在时刻t11无法确保规定的切换阈值以上的容量(输出不满足车辆要求输出的下限容量)。此时(时刻t11)，管理ECU217将实际使用下限SOC向上升方向更新。然后，若在更新了的实际使用下限SOC下反复充电多次而使用蓄电器201，则作为更新了的实际使用下限SOC的容量，在时刻t12再次无法确保规定的切换阈值以上的容量。此时(时刻t12)，管理ECU217将实际使用下限SOC向上升方向再次更新。这样，管理ECU217反复进行当实际使用下限SOC的容量无法确保切换阈值时更新实际使用下限SOC这样的处理。需要说明的是，若以短周期进行该更新，则实际使用下限SOC的容量变动变少，而能够防止车辆行为例如成为ENG不运转而进行EV行驶的行驶距离急剧变化的情况。
这样，管理ECU217控制实际使用上限SOC及实际使用下限SOC，并如上述那样在实际使用下限SOC与实际使用上限SOC之间进行蓄电器201的充电，由此不受蓄电器201的使用年数影响地使用相同的容量，因此即使蓄电器的可使用容量从蓄电器201的使用开始变少，也能够满足车辆要求输出，同时电动行驶的比例也与新品时没有变化，因此不会给使用者带来不协调感。另外，通过将蓄电器的SOC使用范围限制在从实际使用下限SOC至充电目标容量(≤可使用容量)后的实际使用上限SOC之间，因此能够抑制维持高SOC的状态而导致的蓄电器201的劣化。
接下来，对用于进行实际使用下限SOC的更新的动作进行说明。
图21是表示用于进行实际使用下限SOC的更新的动作的一例的流程图。
首先，管理ECU217参照SOC-OCV图，求出与当前的实际使用下限SOC对应的OCV电压(步骤S501)。
接下来，管理ECU217算出(下降电压)ΔV＝(内部电阻值)R×I(蓄电器201的充放电电流)(步骤S502)。该下降电压ΔV表示是否因充放电电流而导致蓄电器201以某种程度产生变动(下降)。
接下来，管理ECU217算出最大输出Pwmax(步骤S503)。具体而言，Pwmax(最大输出)＝ΔV(下降电压)/R(内部电阻)×Vmin(保护下限电压)。这里，保护下限电压是指用于保护蓄电器201的预先确定的蓄电器201的最低电压。另外，最大输出是指电压下压ΔV而能够输出的车辆输出，表示在当前的实际使用下限SOC下能够输出的最大的输出。
接下来，管理ECU217比较最大输出与车辆要求输出(步骤S504)。在最大输出小于车辆要求输出的情况下，将实际使用下限SOC向上升方向更新(步骤S505)。在最大输出与车辆要求输出相等的情况下，不更新实际使用下限SOC(步骤S506)。另外，在最大输出比车辆要求输出大的情况下，将实际使用下限SOC向下降方向更新(步骤S507)。
这里，图22是表示SOC为实际使用下限SOC时的开路电压OCV、保护下限电压(Vmin)、车辆要求输出的关系的一例的图。在最大输出为车辆要求输出以下的情况下，从实际使用下限SOC时的开路电压OCV降低下降电压ΔV前成为满足车辆要求输出的输出，这种情况下输出存在富余。另外，在最大输出比车辆要求输出大的情况下，即使从实际使用下限SOC时的开路电压OCV降低下降电压ΔV也不会成为满足车辆要求输出的输出，这种情况下输出不足。另外，在最大输出与车辆要求输出相等的情况下，从实际使用下限SOC时的开路电压OCV降低了下降电压ΔV时成为正好满足车辆要求输出的输出。
在上述中输出存在富余的情况或输出不足的情况下，通过车辆要求输出成为最大输出的SOC来更新实际使用下限SOC。另外，也可以根据表示蓄电器201进行车辆要求输出量的输出时的下降电压的实际达到电压ΔVx、蓄电器201能够允许的开路电压OCV与保护下限电压Vmin的差(予测达到电压)ΔV，更新实际使用下限SOC。例如，若蓄电器201的劣化状态相同，则认为蓄电器101的输出与电压下降的关系和图22中的各个一次函数(输出富余、输出不足)的斜率相等。这种情况下，可以以各个一次函数通过保护下限电压的线与车辆要求输出的线的交点K的方式进行补正，并以图的左端(Y轴)与补正后的一次函数的交点成为实际使用下限SOC时的OCV电压的方式更新实际使用下限SOC。
然而，如后述的图24所示那样，在更新后的实际使用下限SOC低于可使用下限SOC的情况下，最终将实际使用下限SOC更新为可使用下限SOC。需要说明的是，也可以不以成为上述OCV电压的方式更新实际使用下限SOC，而参照图26如后述那样，根据实际使用上限SOC来确定实际使用下限SOC的更新后的值。
通过进行这样的图21的处理，对于与实际使用下限SOC对应的最大输出来说，在为输出不足的情况下，通过将实际使用下限SOC向上升方向更新，由此能够满足车辆要求输出并同时抑制蓄电器的劣化的发展而进行充电。另外，在与实际使用下限SOC对应的最大输出存在富余的情况下，通过将实际使用下限SOC向下降方向更新，由此能够避免向蓄电器201的过剩充电，从而提供更有益于环境的车辆。
接下来，对用于进行本实施方式中的实际使用上限SOC的第一更新的动作进行说明。
图23是表示用于进行本实施方式中的实际使用上限SOC的第一更新的动作的一例的流程图。在图23中，假定在车辆的行驶中进行充电。
通过车辆行驶等而消耗电力，由此蓄电器201的容量被消耗(步骤S601)。管理ECU217根据容量消耗，判断推定SOC是否达到了蓄电器201的实际使用下限SOC(步骤S602)。在判断为达到了实际使用下限SOC的情况下，管理ECU217将充放电量E重置而使E＝0(步骤S603)。在重置充放电量E后，开始充放电量的算出。
在充放电量的重置后，根据管理ECU217的指令，开始内燃机207及发电机209的发电，开始蓄电器201的充电(步骤S604)。在充电开始后，管理ECU217判断推定SOC是否达到了蓄电器201的实际使用上限SOC(步骤S605)。
若判断为达到了实际使用上限SOC，则管理ECU217判断算出的充放电量是否为规定值以下(步骤S606)。在判断为充放电量比规定值大的情况下，管理ECU217进行控制以停止蓄电器201的充电(步骤S611)。停止充电时，根据管理ECU217的指令，停止内燃机207及发电机209的发电，来停止蓄电器201的充电。需要说明的是，与充放电量比较的规定值被预先设定。
在充放电量为规定值以下的情况下，管理ECU217进行控制以继续蓄电器201的充电(步骤S607)，并判断算出的充放电量是否达到了规定值(步骤S608)。在判断没有达到规定值的情况下，管理ECU217进行控制以继续蓄电器201的充电。
在判断为充放电量达到了规定值的情况下，管理ECU217进行控制以停止蓄电器201的充电(步骤S609)。然后，管理ECU217将蓄电器201的实际使用上限SOC更新为该充电停止时的蓄电器201的推定SOC(步骤S610)。这里，将实际使用上限SOC向上升方向更新。
另一方面，在步骤S605中，在判断为推定SOC没有达到实际使用上限SOC的情况下，管理ECU217判断算出的充放电量是否达到了规定值(步骤S612)。在判断为充放电量没有达到规定值的情况下，返回步骤S604，管理ECU217进行控制以继续蓄电器201的充电。
在判断为充放电量达到了规定值的情况下，管理ECU217进行控制以停止蓄电器201的充电(步骤S613)。然后，管理ECU217将蓄电器201的实际使用上限SOC更新为该充电停止时的蓄电器201的推定SOC(步骤S614)。这里，将实际使用上限SOC向下降方向更新。
通过进行这样的图23的处理，不会给使用者带来行驶中的不协调感，且不进行不必要的蓄电器的充放电，能够抑制蓄电器的劣化的发展而进行充电，从而延长蓄电器201的寿命。
需要说明的是，在图23的处理中，也可以将累计充放电量成为规定值时的实际使用上限SOC作为多个样本而积累，并用这多个样本中最佳的样本来更新实际使用上限SOC。另外，这里例示了在车辆行驶中通过内燃机207及发电机209进行充电的情况，但也可以设想进行插头充电的情况。
接下来，对用于进行本实施方式中的实际使用上限SOC的第二更新的动作进行说明。
图24是表示用于进行本实施方式中的实际使用上限SOC的第二更新的动作的一例的流程图。图24的处理在图21的处理及图23的处理后进行。
首先，管理ECU217读入实际使用下限SOC(步骤S701)。这里，读入实际使用下限SOC是指进行取得图21中求出的实际使用下限SOC(实时取得)、或由SOCmap取得实际使用下限SOC中的任一种。这里，SOCmap包括用于使蓄电器201的SOC成为规定值的控制信息，预先存储在未图示的存储部中。在使用SOCmap的情况下，管理ECU217在确定了实际使用下限SOC的更新值时，替换成与该更新值对应的SOCmap。图25是表示实际使用下限SOC与SOCmap的关系的一例的图。在图25中，作为SOCmap，示出a～f六个，与c相比，b表示实际使用下限SOC高的SOCmap，与b相比，a表示实际使用下限SOC高的SOCmap。例如如图25所示那样，在随着使用年数的增长而蓄电器201的劣化发展的情况下，以成为高SOC的方式替换SOCmap。若比较实时取得的情况与利用SOCmap取得的情况，则进行实时取得能够取得始终反映最新信息的实际使用下限SOC。
接下来，管理ECU217判断读入的实际使用下限SOC是否在可使用下限SOC以上(步骤S702)。在实际使用下限SOC为可使用下限SOC值以上的情况下，管理ECU217将实际使用上限SOC的上升量设为实际使用下限SOC与可使用下限SOC的差(步骤S703)。另一方面，在实际使用下限SOC小于可使用下限SOC值的情况下，管理ECU217以可使用下限SOC的值更新实际使用下限SOC(步骤S704)，将实际使用上限SOC的上升量设为0(即不进行上升)(步骤S705)。
接下来，管理ECU217读入实际使用上限SOC(步骤S706)。这里，读入实际使用上限SOC是指进行取得图23中求出的实际使用上限SOC(实时取得)、或由SOCmap取得实际使用上限SOC中的任一种。该SOCmap带有与实际使用下限SOC用的SOCmap同样的信息，适用于实际使用上限SOC。
接下来，管理ECU217判断将读入的实际使用上限SOC加上步骤S703或S705的上升量(即实际使用下限SOC的更新量)而得到的SOC是否在界限上限SOC以下(步骤S707)。在为界限上限SOC以下的情况下，管理ECU217以实际使用上限SOC与上升量的和来更新实际使用上限SOC(步骤S708)。另一方面，在大于界限上限SOC的情况下，管理ECU217以界限上限SOC的值来更新实际使用上限SOC(步骤S709)。
通过进行这样的图24的处理，由此能够将实际使用上限SOC和实际使用下限SOC可靠地控制在界限上限SOC与可使用下限SOC之间，能够安全地进行蓄电器201的充电，能够避免对电池寿命造成影响的区域。另外，由于与实际使用下限SOC的更新量对应而确定实际使用上限SOC的第二更新的更新量，因此能够始终确保相同的容量和最大输出，从而不会让使用者感到不协调感。并且，电池寿命变长，由此能够削减需要搭载在蓄电器201中的蓄电池的块数。
接下来，对基于实际使用上限SOC的实际使用下限SOC的更新进行说明。
在图21的处理中，根据最大输出与车辆要求输出的关系来确定实际使用下限SOC的更新后的值，但也可以根据实际使用上限SOC来确定实际使用下限SOC的更新后的值。
图26是表示实际使用上限SOC-实际使用下限SOC图的图，该图存储在未图示的存储部中。实际使用上限SOC通过图23的处理进行第一更新，但该第一更新可能会导致实际使用上限SOC与实际使用下限SOC之间的容量比目标容量大或小的可能性。因此，该实际使用上限-实际使用下限SOC图将实际使用上限SOC与实际使用下限SOC一对一对应，以使实际使用上限SOC与实际使用下限SOC之间的容量成为目标容量。
管理ECU217与实际使用上限SOC的更新的时机一致，参照图26的实际使用上限SOC-实际使用下限SOC图，根据实际使用上限SOC的更新量来确定实际使用下限SOC的更新后的值。例如，通过与实际使用上限SOC的上升量相同的量更新实际使用上限SOC。由此，无需进行特别的处理，能够将目标容量保持为一定，因此能够抑制蓄电器的劣化的发展而进行充电。此时，实际使用下限SOC的更新后的值被控制成不低于可使用下限SOC。例如，在假设因更新而导致低于可使用下限SOC的情况下，将可使用下限SOC的值更新设定为实际使用下限SOC。
另外，在本实施方式中，管理ECU217也可以根据由温度传感器231检测出的温度来更新实际使用下限SOC。
另外，在本实施方式中，管理ECU217所处理的内容(充电或SOC控制等)也可以通过蓄电池ECU223来处理。
另外，在本实施方式中，使用HEV进行了说明，但在其它电动车辆、例如EV(Electric Vehicle：电动机动车)、PHEV(Plugin Hybrid ElectricalVehicle：插电式混合动力电动机动车)、FCV(Fuel Cell Vehicle：燃料电池机动车)、PFCV(Plugin Fuel Cell Vehicle：插电式燃料电池机动车)等电动车辆中，也能够适用本发明。
参照详细且特定的实施方式对本发明进行了说明，但对本领域技术人员来说，清楚只要不脱离本发明的思想和范围，显然可以施加各种变更或修正。
本申请基于2008年11月21日申请的日本专利申请No.2008-298216及2009年3月17日申请的日本专利申请No.2009-064381，将其内容作为参照而引入。
工业实用性
本发明在能够不进行不必要的蓄电器的充放电且抑制蓄电器的劣化的发展而进行充电的充电控制装置等中是有用的。
另外，本发明在能够满足车辆要求输出并同时抑制蓄电器的劣化的发展而进行充电的充电控制装置等中是有用的。
符号说明：
101  蓄电器(BATT)
103  第一变换器(第一INV)
105  电动机(MOT)
107  内燃机(ENG)
109  发电机(GEN)
111  第二变换器(第二INV)
115  齿轮
117  管理ECU(MG ECU)
119  电动机ECU(MOT ECU)
121  发动机ECU(ENG ECU)
123  蓄电池ECU(BATT ECU)
127  驱动轴
129  驱动轮
131  温度传感器
133  电压传感器
135  电流传感器
137  充电器
139  外部电力供给源
201  蓄电器(BATT)
203  第一变换器(第一INV)
205  电动机(MOT)
207  内燃机(ENG)
209  发电机(GEN)
211  第二变换器(第二INV)
215  齿轮
217  管理ECU(MG ECU)
219  电动机ECU(MOT ECU)
221  发动机ECU(ENG ECU)
223  蓄电池ECU(BATT ECU)
227  驱动轴
229  驱动轮
231  温度传感器
233  电压传感器
235  电流传感器
237  充电器
239  外部电力供给源

Claims (20)

1.一种充电控制装置，其为能够充电的蓄电器的充电控制装置，具备：
电压检测部，其检测所述蓄电器的电压；
电流检测部，其检测所述蓄电器的充放电电流；
蓄电容量推定部，其根据所述电压，推定所述蓄电器的蓄电容量；
充放电量算出部，其通过累计所述充放电电流，算出从所述蓄电器的充电开始的充放电量；
充电控制部，其根据所述蓄电器的蓄电容量及所述蓄电器的充放电量，控制所述蓄电器的充电，
所述充电控制部更新所述蓄电容量，并根据所述蓄电器的状态特性，将所述更新后的蓄电容量设定为实际使用上限蓄电容量，
更新时，将从设定为固定的可使用下限蓄电容量充电规定容量后的值设定为所述实际使用上限蓄电容量。
2.根据权利要求1所述的充电控制装置，其中，
在进行所述蓄电器的充电时，所述充电控制部在所述充放电量达到规定值时，将所述更新后的蓄电容量设定为所述实际使用上限蓄电容量。
3.根据权利要求2所述的充电控制装置，其中，
在进行所述蓄电器的充电时，所述充电控制部执行从所述蓄电容量为可使用下限蓄电容量时开始，将所述充放电量达到了所述规定值时的所述蓄电容量设定为所述实际使用上限蓄电容量的第一充电模式。
4.根据权利要求3所述的充电控制装置，其中，
即使所述蓄电容量达到所述实际使用上限蓄电容量，在所述充放电量达到规定值前所述充电控制部仍控制所述蓄电器的充电。
5.根据权利要求3所述的充电控制装置，其中，
所述充电控制部以如下方式进行控制：在所述蓄电容量没有达到所述实际使用上限蓄电容量，而所述充放电量达到了规定值时，停止所述蓄电器的充电。
6.根据权利要求3所述的充电控制装置，其中，
具备存储部，该存储部在每次所述充放电量达到规定值时存储所述蓄电容量，
所述充电控制部根据所述蓄电容量将所述更新后的蓄电容量设定为所述实际使用上限蓄电容量。
7.根据权利要求6所述的充电控制装置，其中，
所述存储部存储每次所述充放电量达到所述规定值时推定出的规定数目的蓄电容量。
8.根据权利要求6所述的充电控制装置，其中，
所述存储部在规定时间内存储每次所述充放电量达到所述规定值时推定出的规定数目的蓄电容量。
9.根据权利要求2所述的充电控制装置，其中，
所述充电控制部以在所述蓄电容量大于所述可使用下限蓄电容量的状态下开始向所述蓄电器充电的第二充电模式控制所述蓄电器的充电，
所述充电控制部在所述第二充电模式中，根据所述充电开始时的所述实际使用上限蓄电容量、所述可使用下限蓄电容量、所述蓄电容量以及所述规定值，推定充电开始时的所述蓄电器的剩余电量，
该充电控制装置在进行所述蓄电器的充电时，推定所述剩余电量来得到所述充放电量。
10.根据权利要求9所述的充电控制装置，其中，
在所述蓄电器与搭载该蓄电器的车辆的外部的外部电源连接时以所述第二充电模式控制所述蓄电器的充电，
在所述蓄电器与所述外部电源连接时的所述实际使用上限蓄电容量为B、所述可使用下限蓄电容量为C、所述蓄电容量为X、及所述规定值为A的情况下，通过(X-C)/(B-C)×A推定所述剩余电量。
11.根据权利要求2所述的充电控制装置，其中，
界限上限蓄电容量被初始设定，
所述充电控制部在所述实际使用上限可蓄电容量超过所述界限上限蓄电容量的情况下，推定为所述蓄电器发生了故障，并将该意旨通知通知部。
12.根据权利要求1所述的充电控制装置，其中，
还具备推定所述蓄电器的内部电阻的内部电阻推定部，
所述充电控制部根据所述内部电阻，将比所述可使用下限蓄电容量大且在界限上限蓄电容量以下并同时满足搭载有所述蓄电器的车辆的车辆要求输出的值设定为实际使用下限蓄电容量，并控制所述蓄电器的充电，以使所述蓄电容量为所述实际使用下限蓄电容量以上。
13.根据权利要求12所述的充电控制装置，其中，
所述充电控制部将比所述实际使用下限蓄电容量大且在所述界限上限蓄电容量以下的值设定为实际使用上限蓄电容量，并在所述实际使用下限蓄电容量与所述实际使用上限蓄电容量之间控制所述蓄电器的充电。
14.根据权利要求12所述的充电控制装置，其中，
所述充电控制部在所述蓄电容量为所述实际使用下限蓄电容量时的最大输出与所述车辆要求输出不同时，通过所述车辆要求输出成为最大输出的蓄电容量来更新所述实际使用下限蓄电容量。
15.根据权利要求14所述的充电控制装置，其中，
所述充电控制部在所述蓄电容量为所述实际使用下限蓄电容量时的最大输出不满足所述车辆要求输出时，通过所述车辆要求输出成为最大输出的蓄电容量来更新所述实际使用下限蓄电容量。
16.根据权利要求14所述的充电控制装置，其中，
所述充电控制部在所述蓄电容量为所述实际使用下限蓄电容量时的最大输出比所述车辆要求输出大时，通过所述车辆要求输出成为最大输出的蓄电容量来更新所述实际使用下限蓄电容量。
17.根据权利要求12所述的充电控制装置，其中，
还具备存储将所述蓄电容量与所述蓄电器的开路电压建立关联的第一信息的存储部，
所述充电控制部根据由所述存储部存储的第一信息，推定所述蓄电器的蓄电容量为所述实际使用下限蓄电容量时的所述蓄电器的开路电压，
所述充电控制部根据表示所述蓄电器进行了所述车辆要求输出量的输出时的下降电压的实际达到电压、表示推定出的所述开路电压与用于保护所述蓄电器的规定的保护下限电压之差的预测达到电压，更新所述实际使用下限蓄电容量。
18.根据权利要求12所述的充电控制装置，其中，
还具备检测所述蓄电器的温度的温度检测部，
所述充电控制部根据所述检测出的温度，更新所述实际使用下限蓄电容量。
19.根据权利要求13所述的充电控制装置，其中，
所述充电控制部根据所述实际使用下限蓄电容量的更新量，更新所述实际使用上限蓄电容量。
20.根据权利要求13所述的充电控制装置，其中，
还具备存储将所述实际使用下限蓄电容量与所述实际使用上限蓄电容量建立对应的第二信息的存储部，
所述充电控制部参照所述第二信息，根据所述实际使用上限蓄电容量的更新量，更新所述实际使用下限蓄电容量。
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