JP2001069608A - ハイブリッド車両のバッテリ制御装置 - Google Patents
ハイブリッド車両のバッテリ制御装置Info
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Abstract
を制御して、バッテリの使用可能連続時間を改善するこ
とができるバッテリ制御装置を提供する。 【解決手段】 車両の推進力を出力するエンジンと、エ
ンジンの出力を補助する補助駆動力を発生するモータ
と、モータに電力を供給すると共にモータを発電機とし
て作動させ得られた電気エネルギーを充電するバッテリ
とを備えたハイブリッド車両のバッテリ制御装置であっ
て、バッテリ制御装置は、バッテリにメモリ効果が生じ
たことを検出するメモリ効果検出手段と、メモリ効果の
発生に応じてバッテリの残容量の使用許可領域を決定す
る使用許可領域決定手段と、バッテリの残容量を算出す
るバッテリ残容量算出手段と、バッテリ残容量の使用許
可領域内において充放電量を制御する充放電量制御手段
とを備えたことを特徴とする。
Description
両に搭載されるバッテリの制御を行うバッテリ制御装置
に係るものであり、特に、ニッケル化合物を用いたバッ
テリの残容量に応じて充放電量を制御するバッテリ制御
装置に関するものである。
ンの他にモータを備えたハイブリッド車両が知られてい
る。ハイブリッド車両にはシリーズハイブリッド車とパ
ラレルハイブリッド車がある。シリーズハイブリッド車
はエンジンによって駆動される発電機の発電出力等を用
いてモータを駆動し、モータによって車輪を駆動する車
両である。したがって、エンジンと車輪が機械的に連結
されていないため、エンジンを高燃費低エミッションの
回転数領域にてほぼ一定回転で運転することができ、従
来のエンジン車両に比べ良好な燃費及び低いエミッショ
ンを実現できる。
ンジンに連結されたモータによってエンジンの駆動軸を
駆動補助すると共に、このモータを発電機として使用し
て得られた電気エネルギーを蓄電装置に充電し、さらに
この発電された電気エネルギーは車両内の電装品にも用
いられる。したがって、エンジンの運転負荷を軽減でき
るため、やはり従来のエンジン車に比べ良好な燃費及び
低エミッションを実現できる。
ンの出力軸にエンジンの出力を補助するモータが直結さ
れ、このモータが減速時等に発電機として機能してバッ
テリ等に蓄電をするタイプや、エンジンとモータのいず
れか、あるいは、双方で駆動力を発生することができ発
電機を別に備えたタイプのもの等がある。このようなハ
イブリッド車両にあっては、例えば、加速時においては
モータによってエンジンの出力を補助し、減速時におい
ては減速回生によってバッテリ等への充電を行なう等様
々な制御を行い、バッテリの電気エネルギー(以下、バ
ッテリ残容量という)を確保して運転者の要求に対応で
きるようになっている。
ド車両に用いられるバッテリには、正極にニッケル化合
物が用いられていることが多い。ニッケル化合物を用い
たバッテリは、充放電のサイクルを繰り返すことによっ
て、バッテリ残容量に対する起電力値が変化するという
現象(これをメモリ効果という)が発生する。このメモ
リ効果は、ニッケル化合物を用いたバッテリにおいて、
完全放電に至る前に再度充電を行なったり、満充電に至
る前に再度放電を行ったりする動作を繰り返すと発生し
やすいという特徴を有している。
れるバッテリにおいては、バッテリの長寿命化及び高効
率化の観点からバッテリ残容量の中間領域において充放
電が行われるように制御されているため、満充電または
完全放電に至ることがなくメモリ効果を生じやすい。メ
モリ効果が発生すると、使用できるバッテリ残容量の範
囲が狭くなり、エンジンの駆動力補助動作や減速回生に
よるバッテリへ充電動作の可能連続時間が短縮されてし
まうという問題がある。さらに、メモリ効果が発生した
状態においてバッテリ残容量の中間領域のみで充放電が
行われると、さらなるメモリ効果が発生して使用できる
バッテリ残容量の範囲はさらに狭くなり、悪循環に陥る
という問題もある。
たもので、バッテリの電圧特性の変化に応じて充放電量
を制御して、バッテリの使用可能連続時間を改善するこ
とができるハイブリッド車両のバッテリ制御装置を提供
するものである。
は、車両の推進力を出力するエンジン(例えば、実施形
態におけるエンジン1)と、エンジンの出力を補助する
補助駆動力を発生するモータ(例えば、実施形態におけ
るモータ2)と、該モータに電力を供給すると共に補助
駆動力が必要ないときにモータを発電機として作動させ
得られた電気エネルギーを充電するバッテリ(例えば、
実施形態におけるバッテリ8)とを備えたハイブリッド
車両のバッテリ制御装置(例えば、実施形態におけるバ
ッテリ制御装置9)であって、前記バッテリ制御装置
は、前記バッテリの残容量を算出するバッテリ残容量算
出手段(例えば、実施形態におけるバッテリ残容量算出
部91)と、前記バッテリにメモリ効果が生じたことを
検出するメモリ効果検出手段(例えば、実施形態におけ
るメモリ効果検出部93)と、メモリ効果の発生に応じ
て前記バッテリの残容量の使用許可領域を決定する使用
許可領域決定手段(例えば、実施形態における使用許可
領域決定部94)と、前記バッテリ残容量の使用許可領
域内において充放電量を制御する充放電量制御手段(例
えば、実施形態における充放電制御部92)とを備えた
ことを特徴とする。
リの残容量を算出するバッテリ残容量算出手段と、バッ
テリにメモリ効果が生じたことを検出するメモリ効果検
出手段と、メモリ効果の発生に応じてバッテリの残容量
の使用許可領域を決定する使用許可領域決定手段と、バ
ッテリ残容量の使用許可領域内において充放電量を制御
する充放電量制御手段とを備えたため、メモリ効果によ
ってバッテリの電圧特性が変化した場合であっても、バ
ッテリ残容量の使用許可領域を拡大することができるの
で、バッテリの使用可能連続時間を改善することができ
るという効果が得られる。さらに使用許可領域を拡大す
ることによって、満充電または完全放電の状態に近づけ
ることが可能となるため、メモリ効果を解消することが
できるという効果も得られる。
御装置は、前記バッテリの電圧を検出し、検出されたバ
ッテリ電圧を所定の判定電圧と比較して、前記バッテリ
残容量算出手段によって算出された残容量を所定値に修
正する残容量修正手段(例えば、第1の実施例における
残容量修正部91c)を備え、前記使用許可領域決定手
段は、メモリ効果の発生に応じて、前記バッテリ残容量
を修正する時の前記判定電圧を変更することを特徴とす
る。
果の発生に応じて、バッテリ残容量を修正する時の前記
判定電圧を変更するようにしたため、残容量の算出及び
残容量の修正を行う処理をメモリ効果発生の有無に関係
なく同じ処理によって行うことができるという効果が得
られる。
御装置は、前記バッテリの電圧を検出し、検出されたバ
ッテリ電圧を所定の判定電圧と比較して、前記バッテリ
残容量算出手段によって算出された残容量を所定値に修
正する残容量修正手段(例えば、第2の実施例における
残容量修正部91c)を備え、前記使用許可領域決定手
段は、メモリ効果の発生に応じて、前記バッテリ残容量
を修正する時の残容量の前記所定値を変更することを特
徴とする。
果の発生に応じて、バッテリ残容量を修正する時の残容
量の所定値を変更するようにして、バッテリ温度、バッ
テリ電流及びバッテリ電圧とからなる判定電圧マップを
複数記憶しておく必要がなくなるため、バッテリ制御装
置内の記憶容量を小さい規模にすることができるという
効果が得られる。
ハイブリッド車両のバッテリ制御装置を図面を参照して
説明する。図1は同実施形態の全体の構成を示すブロッ
ク図である。この図において、符号1は、内燃機関であ
り、以下の説明においては、エンジンと称し、図面にお
いてもエンジンと図示する。符号2は、電動機であり、
以下の説明においては、モータと称し、図面においても
モータと図示する。このモータ2は、車両の運転状態に
応じてエンジン出力の補助を行なったり、車両の減速時
においては回生作動を行うものである。符号3は、トラ
ンスミッションであり、マニュアルトランスミッション
またはオートマチックトランスミッションのいずれかで
ある。また、トランスミッション3は、クラッチまたは
トルクコンバータ、前進・後進切換機構、変速機構、デ
ィファレンシャルギヤ等が含まれる。このトランスミッ
ション3によってエンジン1及びモータ2の駆動力が駆
動輪Wへ伝達される。
ータ制御装置である。符号5は、エンジン1の制御を行
うエンジン制御装置である。符号6は、トランスミッシ
ョン3の制御を行うトランスミッション制御装置であ
る。符号7は、モータ制御装置4からの制御信号に基づ
いて、モータ2に対して電力の授受を行うパワードライ
ブユニットである。符号8は、モータ2に電力を供給す
ると共に駆動力が必要ないときにモータ2の回生作動に
より発電された回生エネルギーを蓄電する高圧系バッテ
リであり、複数のバッテリモジュールが接続されて1つ
のバッテリを構成している。符号9は、バッテリ8の状
況を管理すると共にバッテリ8の状況に応じて充放電量
を制御するバッテリ制御装置である。符号10は、バッ
テリ8の電圧を降圧して出力するダウンバータである。
符号11は、車両内において使用される電装品の電力を
供給する12V系の補助バッテリである。この補助バッ
テリ11は、バッテリ8の電力がダウンバータ10を介
して充電される。なお、エンジン1には図示しないスロ
ットル開度センサ及びエンジン回転数センサが備えられ
ており、これらのセンサの出力は、モータ制御装置4へ
入力される。また、バッテリ8には図示しない電圧セン
サ、電流センサ及び温度センサが備えられており、これ
らのセンサの出力は、バッテリ制御装置9へ入力され
る。
けるモータ制御装置4及びバッテリ制御装置9の構成を
説明する。図2は、図1に示すモータ制御装置4及びバ
ッテリ制御装置9の構成を示すブロック図である。この
図において、符号41は、モータ2によって、エンジン
1の補助駆動力の発生または回生作動の制御量が記憶さ
れたアシスト・回生マップである。以下の説明におい
て、エンジン1の駆動力を補助することをアシストする
といい、モータ2の回生作動により発電された回生エネ
ルギーを蓄電することを回生するという。このアシスト
・回生マップは、エンジン1のスロットル開度とエンジ
ン回転数に基づいて補助駆動力の発生または回生作動の
制御量が定義されている。
転数に基づいてアシスト・回生マップ41を参照して、
アシスト量または回生量を決定して、モータ2及びパワ
ードライブユニット7を制御するアシスト量・回生量制
御部である。
を算出するバッテリ残容量算出部であり、判定電圧マッ
プ91a、判定電圧設定部91b、残容量修正部91c
及び電流積算部91dからなる。電流積算部91dは、
バッテリ8に備えられた電流センサによって検出された
充放電電流を積算してバッテリ残容量を算出する。ま
た、残容量修正部91cは、バッテリ8に備えられた電
圧センサによって検出されたバッテリ電圧が判定電圧で
あるか否を判定してその判定結果に基づいて、電流積算
部91cにおいて算出されたバッテリ残容量の修正(リ
セット)を行う。バッテリ残容量の修正(リセット)
は、充放電電流の積算誤差をなくすために行うものであ
る。この判定電圧は、判定電圧設定部91bによって設
定されるしきい値である。判定電圧設定部91bはバッ
テリ8に備えられた温度センサと電流センサの出力に基
づいて、判定電圧マップ91aを参照して、判定電圧を
設定して残容量修正部91cへ通知する。判定電圧マッ
プ91aは、メモリ効果が発生していない場合に参照す
るマップとメモリ効果が発生した場合に参照するマップ
の2つのマップが備えられている。
に対して、バッテリ残容量算出部91によって算出され
たバッテリ残容量から充放電可能量を決定して、アシス
トまたは回生を許可する充放電制御部である。符号93
は、残容量修正部91b及び電流積算部91cの出力に
基づいて、バッテリ8においてメモリ効果が発生してい
るか否かを検出するメモリ効果検出部である。符号94
は、メモリ効果検出部93の検出結果に応じて、バッテ
リ8の使用許可領域を決定する使用許可領域決定部であ
る。
する。バッテリ8の残容量は、バッテリ制御装置9内に
おいて、バッテリの電圧、充放電の電流、バッテリの温
度などを参照して算出される値である。バッテリ制御装
置9は、この残容量の値に基づいて、バッテリ8の充放
電量を制御する。この残容量により、バッテリ8の制御
を充電禁止領域、放電禁止領域及び使用許可領域の3つ
の領域に分けている。
充電になる可能性がある領域であり、例えば、残容量が
80〜100%の領域である。放電禁止領域は、これ以
上放電を行うと過放電になってしまう領域であり、例え
ば、残容量が0〜20%の領域である。使用許可領域
は、放電と充電を共に許可されている領域であり、残容
量が20〜80%の領域である。バッテリ制御装置9
は、バッテリ残容量が常にこの使用許可領域になるよう
に充電量及び放電量を制御する。
リの性能によって決まる値である。バッテリ電圧とバッ
テリ残容量の間には相関関係があり、バッテリ残容量が
大きいほどバッテリ電圧も高くなる。バッテリ残容量が
中程度(約20%〜80%)の時はこの間の残容量の変
化に対してバッテリ電圧の変化は小さいが、バッテリ残
容量が所定値(約80%)を超えるとバッテリ電圧の上
昇が顕著になり、また、残容量が所定値(約20%)以
下になるとバッテリ電圧の低下が顕著になる。よって、
図2に示す残容量修正部91cはバッテリ電圧の上昇/
低下が顕著になる現象を検出することでバッテリの残容
量を推定することができる。
用許可領域の間の残容量の変化に対してバッテリ8の電
圧変化は小さいため、使用許可領域の間は、バッテリ8
の充電量及び放電量の積算によって、バッテリ残容量を
算出する。ただし、電流の積算によって算出する手法
は、電流検出の検出誤差も積算されてしまうために、使
用許可領域の上下限値が検出されず、常に使用許可領域
内で使用された場合のバッテリ残容量の算出は誤差が大
きくなる。このため、残容量修正部91cは、電流積算
部91dによって算出されたバッテリ残容量を、修正値
によってリセットすることで充放電電流の積算誤差によ
る残容量の検出誤差を吸収する。この積算誤差のリセッ
トは、バッテリ電圧の上昇/低下が顕著になる現象を検
出した時点において、バッテリ残容量を所定値(ここで
は、20%または80%)に置き換えることによって行
われる。
ッテリ残容量が所定値になる時のバッテリ電圧の上限値
及び下限値を、バッテリ温度とバッテリ充放電電流から
なる判定電圧マップ91aに記憶している。判定電圧設
定部91bは、現時点のバッテリ温度とバッテリ充放電
電流に基づいて、この判定電圧マップ91aを参照し
て、バッテリ残容量が所定値になるときのバッテリ電圧
を得る。この得られたバッテリ電圧を残容量修正部91
cへ通知して、バッテリ残容量の置き換えが行われる。
量を算出する動作を説明する。図3は、図2に示すバッ
テリ残容量算出部91がバッテリ残容量を算出する動作
を示すフローチャートである。まず、残容量修正部91
cは、バッテリ8の電圧を検出する(ステップS3
1)。この電圧検出は、図示しない電圧センサの出力が
用いられる。
圧値がバッテリ下限電圧値より低い値であるか否かを判
定する(ステップS32)。ここでいうバッテリ下限電
圧値とは、判定電圧設定部91bから通知される値で、
判定電圧設定部91bがバッテリ温度とバッテリ充放電
電流からなる電圧判定マップ91aを参照して得られた
電圧値であり、バッテリ残容量が所定の下限値になると
きのバッテリ電圧値である。
リ下限電圧値より高い値であれば、残容量修正部91c
は、検出した電圧値がバッテリ上限電圧値より高い値で
あるか否かを判定する(ステップS33)。ここでいう
バッテリ上限電圧値とは、前述したバッテリ温度とバッ
テリ充放電電流からなる判定電圧マップ91aを参照し
て得られる電圧値であり、バッテリ残容量が所定の上限
値になるときのバッテリ電圧値である。
リ上限電圧値より低い値であれば、電流積算部91d
は、充放電電流を検出する(ステップS34)。この充
放電電流検出は、電流センサの出力が用いられ、充電の
電流量と放電の電流量を区別して検出される。
4において検出された充放電電流値を積算する(ステッ
プS35)。この積算は、充電量と放電量を区別して積
算し、バッテリ8に対する放電時は検出された放電電流
を減算し、充電時は、検出された充電電流に所定の充電
効率(例えば、0.95)を乗算した値を加算する。
積算値とバッテリ残容量の初期値とから現時点のバッテ
リ残容量を算出する(ステップS36)。ここでいうバ
ッテリ残容量の初期値とは、電流積算部91d内部に記
憶されており、図3の処理によってその都度更新される
バッテリ残容量である。また、この初期値は、車両のイ
グニッションスイッチをOFFにしても電流積算部91
d内部に記憶されており、イグニッションスイッチをO
Nにした時点で、記憶されている初期値のバッテリ残容
量が読み出される。
電圧がバッテリ下限電圧値より低い場合、残容量修正部
91cは、現時点のバッテリ残容量を使用許可下限値に
置き換える(ステップS39)ように電流積算部91d
へ通知する。ここでいう使用許可下限値とは、前述した
使用許可領域の下限値の残容量のことであり、ここで
は、このバッテリ残容量の使用許可下限値を20%とす
る。これによって、電流積算部91dにおいて、バッテ
リ残容量は使用許可領域の下限値に置き換えられ、充放
電電流の積算値はリセットされる。
電圧がバッテリ上限電圧値より高い場合、残容量修正部
91cは、現時点のバッテリ残容量を使用許可上限値に
置き換える(ステップS38)ように電流積算部91d
へ通知する。ここでいう使用許可上限値とは、前述した
使用許可領域の上限値の残容量のことであり、ここで
は、このバッテリ残容量の使用許可上限値を80%とす
る。これによって、電流積算部91dにおいて、バッテ
リ残容量は、使用許可領域の上限値に置き換えられ、充
放電電流の積算値はリセットされる。
6、S38、S39において算出または置き換えられた
バッテリ残容量を充放電制御部92に対して出力する
(ステップS37)。バッテリ残容量算出部91は、図
3に示すステップS31〜S39の処理を一定間隔の時
間で繰り返し実行する。ここでいう一定間隔とは、バッ
テリ電圧の検出する動作及び充放電電流を検出して積算
する動作に要する時間から決定される時間である。
テリ残容量算出部91において、バッテリ8の電圧検出
または充放電の電流の積算によって算出または置き換え
られ、その結果が充放電制御部92に対して出力され
る。このとき出力されるバッテリ残容量は20〜80%
の値が出力される。充放電制御部92は、バッテリ残容
量算出部91から出力されたバッテリ残容量を読み取
り、このバッテリ残容量に基づいて充放電量の制御を行
なう。
物が用いられたバッテリにおけるメモリ効果発生による
使用許可領域の変化について簡単に説明する。図10
は、ニッケル化合物が用いられたバッテリのメモリ効果
発生前と発生後の電圧特性の変化を示す説明図である。
図10において、X軸は、バッテリ残容量を表し、Y軸
はバッテリ電圧を表している。また、実線はメモリ効果
発生前の電圧特性を示し、破線はメモリ効果発生後の電
圧特性を示している。この図の特性(メモリ効果発生前
の特性)を利用して、使用許可領域が20%から80%
になるようにバッテリ下限電圧値およびバッテリ上限電
圧値が図2に示す判定電圧マップ91aに設定されてい
る。
バッテリは、バッテリ残容量が小さい時と大きい時の電
圧の差が大きくなるのが特徴である。したがって、バッ
テリ残容量は、メモリ効果が発生していない場合に設定
されたバッテリ下限電圧値が検出された時点で図9の符
号Aで示す値となり、同様にバッテリ上限電圧値が検出
された時点で図9の符号Bで示す値となる。したがって
使用許可領域はA〜Bの範囲となり、メモリ効果が発生
していない通常のバッテリに比べて使用許可領域が低下
する。そして、図9に示す符号A〜Bの間を使用許可領
域としてこの範囲を超えないように充放電を繰り返す
と、さらなるメモリ効果が発生して、使用許可領域はさ
らに狭くなるという特徴を有している。ただし、ニッケ
ル化合物を用いたバッテリにおいて発生したメモリ効果
は、充電側で発生したものについては満充電をすること
によって解消することができ、放電側で発生したものに
ついては完全放電することによって解消することができ
る。
効果検出部93がバッテリ8においてメモリ効果が発生
しているか否かを検出する動作を説明する。図4は、メ
モリ効果検出部93がメモリ効果を検出する動作を示す
フローチャートである。この図に示す処理は、図3に示
す処理と同時に並行して処理される。
正部91cにおいて、バッテリ残容量の修正(リセッ
ト)が行われたかを判定する(ステップS1)。この判
定の結果、バッテリ残容量の修正が行われなければ、再
びステップS1を実行する。一方、判定の結果、バッテ
リ残容量の上限値の修正が行われた場合は、ステップS
7へ進む。また、バッテリ残容量の下限値の修正が行わ
れた場合、メモリ効果検出部93は、内部のタイマをリ
セットする(ステップS2)。
残容量の変化量を求めるための変数をリセットする(ス
テップS3)。このリセット動作は、この時点の充放電
電流積算値を電流積算部91dから読み込み、その値を
リセット値とする。すなわち、この時点は、バッテリ残
容量の下限値の修正が行われた時点であるので、電流積
算部91dの出力値は、残容量修正部91cによって2
0%になるように修正されているはずであるので、リセ
ット値は20%となる。
部91dから現時点のバッテリ残容量を読み込み、この
残容量とリセット値とからバッテリ残容量の変化量を算
出する(ステップS4)。ここでいう変化量とは、現時
点のバッテリ残容量がリセット値(ここでは20%とな
る)に対してどれだけ増減したか(ここでは、どれだけ
増加したか)を示す値である。したがって、現時点のバ
ッテリ残容量からリセット値を減算した値がバッテリ残
容量の変化量である。
正部91cにおいて、バッテリ残容量の修正(リセッ
ト)が行われたかを判定する(ステップS5)。この判
定の結果、バッテリ残容量の修正が行われていなけれ
ば、ステップS4に戻り、残容量の変化量を新たに算出
し、バッテリ残容量の下限値の修正が再び行われた場
合、ステップS2に戻る。
われた場合、メモリ効果検出部93は、内部のタイマを
参照して、ステップS2においてタイマリセットを行っ
てから現時点までの経過時間が所定時間以内であるかを
判定する(ステップS6)。ここでいう所定時間とは、
バッテリ残容量を充放電電流の積算によって算出した場
合の積算誤差が予め見込んだ誤差の範囲になる時間であ
り、ここでは、この所定時間を120分とする。
内であれば、ステップS12へ進む。一方、所定時間
(120分)を超えていた場合、メモリ効果検出部93
は、ステップS4において算出されたバッテリ残容量の
変化量の精度が低いと判断し、内部のタイマをリセット
する(ステップS7)。
残容量の変化量を求めるための変数を再度リセットする
(ステップS8)。この時点は、バッテリ残容量の上限
値の修正が行われた時点であるので、電流積算部91d
の出力値は、残容量修正部91cによって80%になる
ように修正されているはずであるので、リセット値は8
0%となる。
部91dから現時点のバッテリ残容量を読み込み、この
残容量とリセット値とからバッテリ残容量の変化量を算
出する(ステップS9)。この変化量は、前述したよう
に現時点のバッテリ残容量がリセット値(ここでは80
%となる)に対してどれだけ増減したか(ここでは、ど
れだけ減少したか)を示す値である。したがって、リセ
ット値から現時点のバッテリ残容量を減算した値がバッ
テリ残容量の変化量である。
正部91cにおいて、バッテリ残容量の修正(リセッ
ト)が行われたかを判定する(ステップS10)。この
判定の結果、バッテリ残容量の修正が行われていなけれ
ば、ステップS9に戻り、残容量の変化量を新たに算出
し、バッテリ残容量の上限値の修正が再び行われた場
合、ステップS7に戻る。
われた場合、メモリ効果検出部93は、内部のタイマを
参照して、ステップS8においてタイマリセットを行っ
てから現時点までの経過時間が所定時間以内であるかを
判定する(ステップS11)。ここでいう所定時間と
は、前述した積算誤差が予め見込んだ誤差の範囲になる
時間であり、ここでは、この所定時間を120分とす
る。
内であれば、ステップS12へ進む。一方、所定時間
(120分)を超えていた場合、メモリ効果検出部93
は、ステップS9において算出されたバッテリ残容量の
変化量の精度が低いと判断し、内部のタイマをリセット
する(ステップS2)。
おけるバッテリ残容量の変化量が所定値(ここでは30
%)より小さいかを判定する(ステップS12)。この
時点は、バッテリ残容量の上限値(または下限値)の修
正が行われてから、下限値(または上限値)の修正が行
われるまでの間のバッテリ残容量の変化量が算出されて
いる。例えば、メモリ効果が発生していない場合におい
て、バッテリ残容量の下限値が20%であり、上限値が
80%であったとすると、積算誤差を無視すれば、この
変化量は60%になるはずである。したがって、この変
化量が60%より低い値である場合は、メモリ効果が発
生することにより減少した可能性が高い。この特性を利
用して、メモリ効果発生の判定を行う。
が所定値より小さい値である場合、メモリ効果検出部9
3は、メモリ効果が発生していると判断して、使用許可
領域決定部94に対して、メモリ効果が発生しているこ
とと、バッテリ残容量の変化量を通知する(ステップS
13)。一方、バッテリ残容量の変化量が所定値より大
きい値である場合、メモリ効果検出部93は、メモリ効
果は発生していないと判断して、使用許可領域決定部9
4に対して、メモリ効果は発生していないことを通知す
る(ステップS14)。
リ下限電圧値が検出された間の電流積算値により求めた
バッテリ残容量の変化量が、メモリ効果が発生していな
い場合に比べて小さいか否かによってメモリ効果の発生
を検出することができる。
がメモリ効果が発生しているか否かに基づいてバッテリ
残容量の使用許可領域を決定する動作を説明する。ま
ず、使用許可領域決定部94は、メモリ効果検出部93
からメモリ効果が発生しているか否かの検出結果を読み
込む。そして、メモリ効果が発生している場合、使用許
可領域決定部94は、判定電圧設定部91bに対して、
メモリ効果が発生した場合に使用する判定電圧マップを
参照するように指示を出す。この判定電圧マップ91a
は、バッテリ温度とバッテリ電流に基づいて、バッテリ
残容量の修正を行うか否かを判定する電圧が定義された
マップである。
れる判定電圧マップは、メモリ効果が発生していない場
合に参照される判定電圧マップと比較して、バッテリ上
限電圧値とバッテリ下限電圧値との電圧差が大きくなる
ように定義されている。すなわち、バッテリ下限電圧
は、メモリ効果が発生していない時の電圧より低い電圧
値(図10の符号Cで示す電圧値)が定義され、バッテ
リ上限電圧値は、メモリ効果が発生していない時の電圧
より高い電圧値(図10の符号Dで示す電圧値)が定義
されている。このようにすることで、使用許可領域をメ
モリ効果が発生していない場合と同じ範囲とすることが
できる。
合に判定電圧マップを切り換えることによって、図3の
ステップS32、S33において比較される上下限値が
変更されるため、メモリ効果が発生した場合であって
も、バッテリ残容量の使用許可領域が狭くなることを防
止することができる。これは、結果的にエンジンの駆動
力補助動作や減速回生によるバッテリへ充電動作の可能
連続時間が短縮されてしまうことを防止することができ
る。
1aは、メモリ効果が発生したか否かによって判定電圧
マップを切り換えるようにしたが、さらに3つ以上の判
定マップを備え、バッテリ残容量の変化量に応じて、こ
れらの判定電圧マップを使用許可領域決定部94が選択
して、これに基づいて判定電圧設定部91bが設定する
判定電圧を変化させるようにしてもよい。このとき、図
4のステップS12に示すバッテリ残容量の変化量のし
きい値(図4においては30%)をメモリ効果が発生し
ていない場合の値(例えば、60%)に近づけるように
設定する。このようにすることによって、使用許可領域
をさらに最適化することができる。
が発生していない場合のマップのみにして、メモリ効果
が発生した場合に、マップを参照して得られた判定電圧
に一定の係数を乗じて、これを判定電圧に用いるように
してもよい。このとき、バッテリ上限電圧値は高い値に
なるように、そして、バッテリ下限電圧値は低い値にな
るように係数を乗じるようにする。このようにすること
によって、判定電圧マップを1つにすることができるの
で、バッテリ残容量算出部91内の記憶容量を少なくす
ることができ、判定電圧の設定処理も簡単にすることが
できる。
照して、第2の実施例におけるバッテリ制御装置9を説
明する。図5は、図1に示すモータ制御装置4及びバッ
テリ制御装置9の構成を示すブロック図である。図5に
示すバッテリ制御装置9が図2に示すバッテリ制御装置
9と同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略
する。この図に示す装置が図2に示す装置と異なる点
は、残容量修正値マップ94aを新たに設け、使用許可
領域決定部94bにバッテリ電圧を入力するようにし
て、使用許可領域決定部94bの出力先を残容量修正部
91cとしたことである。また、図6は、図5に示すバ
ッテリ残容量算出部91の動作を示すフローチャートで
ある。図6に示すフローチャートが図3に示すフローチ
ャートと異なる点は、新たにステップS30を設けた点
である。また、図7は、図5に示す使用許可領域決定部
94bの動作を示すフローチャートである。
施例におけるバッテリ制御装置9の動作を説明する。初
めに、図6を参照して、バッテリ残容量算出部91の動
作を説明する。まず、残容量修正部91cは、電圧判定
を行うか否かを判定する(ステップS30)。この判定
は、使用許可領域決定部94bからの判定を行うか否か
の指示に基づいて判定される。この判定の結果、図6に
示すステップS30において、使用許可領域決定部94
bから電圧判定を行わないようにする指示が出ていれ
ば、残容量修正部91cは、ステップS31、S32、
S33をスキップして、充放電電流の積算によってのみ
バッテリ残容量を算出し、バッテリ残容量の修正は行わ
ない。
プして、バッテリ電圧によるバッテリ残容量の修正(リ
セット)を行わない場合、バッテリ残容量算出部91は
充放電電流の積算によってのみバッテリ残容量の管理が
行われる。また、図6に示すステップS38において置
き換えられる上限値は、後述する処理によって決められ
る値であり、メモリ効果発生の有無に応じて80%〜7
0%の間で変化し、ステップS39において置き換えら
れる下限値は、後述する処理によって決められる値であ
り、メモリ効果発生の有無に応じて20%〜30%の間
で変化する。なお、図6に示すステップS31〜S39
の処理動作については、図3において説明した動作と同
一であるのでここでは説明を省略する。
決定部94bの動作を説明する。図5に示すメモリ効果
検出部93の動作は、図4に示すフローチャートと同一
であるため、ここでは、メモリ効果の発生を検出する動
作の説明を省略する。まず、使用許可領域決定部94b
は、メモリ効果検出部93から出力された検出結果と、
バッテリ残容量の変化量を読み取る(ステップS2
0)。
量修正値マップ94aを参照して、ステップS20にお
いて読み取ったバッテリ残容量の変化量に対応するバッ
テリ残容量の修正値を得る(ステップS21)。ここで
参照される残容量修正値マップ94aを図8、9に示
す。図8に示すマップは、バッテリ電圧下限値の検出か
らバッテリ電圧上限値の検出までの間に電流値積算によ
って算出されたバッテリ残容量の変化量と、バッテリ電
圧上限値が検出された場合のバッテリ残容量の修正値の
関係が定義されている。
上限の修正値を80〜70%の範囲で置き換えを行う。
この値は、図6に示すステップS38において用いられ
る値である。例えば、バッテリ残容量の変化量が15%
であった場合は、バッテリ電圧上限値が検出された時点
で、バッテリ残容量を70%に置き換え、この値が電流
積算部91dへ出力され、電流積算によるバッテリ残容
量が修正される。これによって、通常の処理においては
バッテリ残容量が80%となるところを70%となるよ
うにしたため、充放電制御部92は、使用許可領域の上
限値まで10%残っていると判断して、この10%分に
ついて充電を許可する。
上限値の検出からバッテリ電圧下限値の検出までの間に
電流値積算によって算出されたバッテリ残容量の変化量
と、バッテリ電圧下限値が検出された場合のバッテリ残
容量の修正値の関係が定義されている。
下限の修正値を20〜30%の範囲で置き換えを行う。
この値は、図6に示すステップS39において用いられ
る値である。例えば、バッテリ残容量の変化量が20%
であった場合は、バッテリ電圧下限値が検出された時点
で、バッテリ残容量を30%に置き換え、この値が電流
積算部91dへ出力され、電流積算によるバッテリ残容
量が修正される。これによって、通常の処理においては
バッテリ残容量が20%となるところを30%となるよ
うにしたため、充放電制御部91は、使用許可領域の下
限値まで10%残っていると判断して、この10%分に
ついて放電を許可する。
プS21において得られた残容量修正値を残容量修正部
91cに対して出力する(ステップS22)。これによ
って、残容量修正部91cは、バッテリ残容量の使用許
可上限値または使用許可下限値を、使用許可領域決定部
94bから出力された残容量修正値に修正して、この修
正値を電流積算部91dへ通知する。電流積算部91d
は、これを受けて、電流積算値を修正する。この時点
で、電流積算部91dから出力されるバッテリ残容量
は、使用許可領域決定部94dから通知された残容量修
正値となる。これによって、使用許可領域は、10%分
増加するため、使用許可領域を拡大するとともに、満充
電または完全放電状態へ近づくため、メモリ効果を解消
することができる。
のタイマをリセット(ステップS23)し、残容量修正
部91cに対して、電圧判定を行わないように指示す
る。これによって、バッテリ残容量算出部91は、図6
に示すステップS31、S32、S33をスキップし
て、電流積算によってのみバッテリ残容量を算出するよ
うになる。
テリ電圧が過放電電圧より低い値であるか否かを判定す
る(ステップS25)。この過放電電圧とは、バッテリ
下限電圧値より低い値であり、バッテリ8の放電可能な
限界値である。この判定の結果、過放電電圧より低い電
圧である場合、使用許可領域決定部94bは、残容量修
正部91cに対して、電圧判定の再開と残容量修正値を
リセットするように指示を出す(ステップS28)。こ
れによって、残容量修正部91cは、電圧判定を再開し
て、さらにステップS38、S39においてバッテリ残
容量の修正する場合の値を通常の値に戻す。このように
することによって、電流積算部91dから出力されるバ
ッテリ残容量は使用許可下限値が20%となり、使用許
可上限値が80%となる。
合、使用許可領域決定部94bは、残容量の修正から所
定時間が経過したか否かを判定する(ステップS2
6)。この所定時間の測定は、ステップS23において
リセットされたタイマの時間が用いられる。この判定の
結果、所定時間経過していれば、ステップS28へ進
む。
下限値が検出された時のバッテリ残容量の上下限値の修
正値を変更することによって、通常より10%分使用許
可領域を増加させて充放電を繰り返した場合、バッテリ
電圧の判定が行われず、充放電電流の積算にのみによっ
て上下限の管理が行われるため、積算誤差が大きくなり
誤って過充電または過放電に至ってしまうこと防止する
ための時間であり、ここではこの所定時間を30分とす
る。
用許可領域決定部94bは、電流積算部91dの出力す
るバッテリ残容量を参照して、その値が、使用許可領域
の上限値より大きい値であるかまたは下限値より小さい
値であるかを判定する(ステップS27)。この判定の
結果、使用許可領域外であればステップS28へ進む。
一方、使用許可領域内であれば、ステップS25へ戻
り、ステップS25〜S27の判定処理を繰り返す。な
お、図5に示す残容量修正値マップ94aの一例を図
8、9に示したが、これらは必ず備えられている必要は
なく、メモリ効果発生の有無に応じて、所定の1つの値
に修正するようにしてもよい。例えば、バッテリ残容量
の変化量が30%未満であった場合にバッテリ残容量上
限値の修正値を無条件に70%とする。このようにする
ことによって残容量修正値マップ94aを備えなくとも
残容量の修正値を変更することができ、バッテリ制御装
置9の構成を簡単にすることができる。
が大きくならない間において、バッテリ上限電圧値とバ
ッテリ下限電圧値とが検出された時点でのバッテリ残容
量の変化量が予め見込んだ量より小さい場合に、バッテ
リ8においてメモリ効果が発生したと判断し、バッテリ
残容量を修正(リセット)する時の値を、バッテリ残容
量の変化量に応じて変更するようにしたため、バッテリ
残容量の使用許可領域を拡大することができる。これに
よって、エンジンの駆動力補助動作や減速回生によるバ
ッテリへ充電動作の可能連続時間を延長することができ
る。また、メモリ効果が発生した場合において使用許可
領域を拡大することによって、満充電状態や完全放電状
態に近づけることができるため、バッテリ8において発
生したメモリ効果を解消することができる。
メモリ効果が発生する可能性が高くなるため、メモリ効
果発生の有無をバッテリの使用時間、車両の走行時間、
充放電電流の積算量、車両の走行距離等の条件に応じて
判定するようにして、これらの条件が成立した時点で、
前述した残容量修正値の変更処理や残容量判定電圧の変
更処理を行うようにしてもよい。さらに、残容量修正値
の変更処理や残容量判定電圧の変更処理を行い、使用許
可領域を拡大して走行することによってメモリ効果が解
消するはずであるため、バッテリの使用時間、車両の走
行時間、充放電電流の積算量、車両の走行距離等の条件
に応じて、メモリ効果が解消したことを判定するように
してもよい。このようにすることによって、図3に示す
メモリ効果検出処理を簡単にすることができる。
載した発明によれば、バッテリの残容量を算出するバッ
テリ残容量算出手段と、バッテリにメモリ効果が生じた
ことを検出するメモリ効果検出手段と、メモリ効果の発
生に応じてバッテリの残容量の使用許可領域を決定する
使用許可領域決定手段と、バッテリ残容量の使用許可領
域内において充放電量を制御する充放電量制御手段とを
備えたため、メモリ効果によってバッテリの電圧特性が
変化した場合であっても、バッテリ残容量の使用許可領
域を拡大することができるので、バッテリの使用可能連
続時間を改善することができるという効果が得られる。
さらに使用許可領域を拡大することによって、満充電ま
たは完全放電の状態に近づけることが可能となるため、
メモリ効果を解消することができるという効果も得られ
る。
モリ効果の発生に応じて、バッテリ残容量を修正する時
の前記判定電圧を変更するようにしたため、残容量の算
出及び残容量の修正を行う処理をメモリ効果発生の有無
に関係なく同じ処理によって行うことができるという効
果が得られる。
モリ効果の発生に応じて、バッテリ残容量を修正する時
の残容量の所定値を変更するようにして、バッテリ温
度、バッテリ電流及びバッテリ電圧とからなる判定電圧
マップを複数記憶しておく必要がなくなるため、バッテ
リ制御装置内の記憶容量を小さい規模にすることができ
るという効果が得られる。
図である。
装置4及びバッテリ制御装置9に構成を示すブロック図
である。
てバッテリ残容量を算出する動作を示すフローチャート
である。
て、メモリ効果を検出する動作を示すフローチャートで
ある。
装置4及びバッテリ制御装置9に構成を示すブロック図
である。
てバッテリ残容量を算出する動作を示すフローチャート
である。
て、使用許可領域を決定する動作を示すフローチャート
である。
修正値マップ94aを示す説明図である。
修正値マップ94aを示す説明図である。
ある。
Claims (3)
- 【請求項1】 車両の推進力を出力するエンジンと、エ
ンジンの出力を補助する補助駆動力を発生するモータ
と、該モータに電力を供給すると共に補助駆動力が必要
ないときにモータを発電機として作動させ得られた電気
エネルギーを充電するバッテリとを備えたハイブリッド
車両のバッテリ制御装置であって、 前記バッテリ制御装置は、 前記バッテリの残容量を算出するバッテリ残容量算出手
段と、 前記バッテリにメモリ効果が生じたことを検出するメモ
リ効果検出手段と、 メモリ効果の発生に応じて前記バッテリの残容量の使用
許可領域を決定する使用許可領域決定手段と、 前記バッテリ残容量の使用許可領域内において充放電量
を制御する充放電量制御手段と、 を備えたことを特徴とするバッテリ制御装置。 - 【請求項2】 前記バッテリ制御装置は、 前記バッテリの電圧を検出し、検出されたバッテリ電圧
を所定の判定電圧と比較して、前記バッテリ残容量算出
手段によって算出された残容量を所定値に修正する残容
量修正手段を備え、 前記使用許可領域決定手段は、 メモリ効果の発生に応じて、前記バッテリ残容量を修正
する時の前記判定電圧を変更することを特徴とする請求
項1に記載のバッテリ制御装置。 - 【請求項3】 前記バッテリ制御装置は、 前記バッテリの電圧を検出し、検出されたバッテリ電圧
を所定の判定電圧と比較して、前記バッテリ残容量算出
手段によって算出された残容量を所定値に修正する残容
量修正手段を備え、 前記使用許可領域決定手段は、 メモリ効果の発生に応じて、前記バッテリ残容量を修正
する時の残容量の前記所定値を変更することを特徴とす
る請求項1に記載のバッテリ制御装置。
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