JP2001314040A - ハイブリッドカーの充放電制御方法 - Google Patents
ハイブリッドカーの充放電制御方法Info
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
Landscapes
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 バッテリーパックの電池性能を低下させるこ
となく燃費を向上する。 【解決手段】 充放電制御方法は、バッテリーパックの
残容量を検出して充放電を制御する。充放電制御方法
は、バッテリーパックの残容量が、残容量５０％領域を
含む所定幅の不感領域においては、充放電を制御するこ
となく、自動車の走行状態でバッテリーパックを充放電
し、残容量が減少して過放電領域になると、放電を禁止
して充電のみできる状態とし、残容量が過充電領域まで
増加すると、充電を禁止して放電のみできる状態とす
る。さらに、不感領域と過放電領域の間、および、不感
領域と過充電領域の間の重み関数領域においては、残容
量偏差重み関数にしたがってバッテリーパックの充放電
を制御している。残容量偏差重み関数は、過放電領域に
接近するにしたがって放電よりも充電を優先し、過充電
領域に接近するにしたがって充電よりも放電を優先して
いる。
となく燃費を向上する。 【解決手段】 充放電制御方法は、バッテリーパックの
残容量を検出して充放電を制御する。充放電制御方法
は、バッテリーパックの残容量が、残容量５０％領域を
含む所定幅の不感領域においては、充放電を制御するこ
となく、自動車の走行状態でバッテリーパックを充放電
し、残容量が減少して過放電領域になると、放電を禁止
して充電のみできる状態とし、残容量が過充電領域まで
増加すると、充電を禁止して放電のみできる状態とす
る。さらに、不感領域と過放電領域の間、および、不感
領域と過充電領域の間の重み関数領域においては、残容
量偏差重み関数にしたがってバッテリーパックの充放電
を制御している。残容量偏差重み関数は、過放電領域に
接近するにしたがって放電よりも充電を優先し、過充電
領域に接近するにしたがって充電よりも放電を優先して
いる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、バッテリーパック
の残容量で充放電させる状態を制御するハイブリッドカ
ーの充放電制御方法に関する。
の残容量で充放電させる状態を制御するハイブリッドカ
ーの充放電制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ハイブリッドカーを走行させるバッテリ
ーパックは、過充電し、あるいは過放電させると電池性
能が著しく低下して寿命が著しく短くなる。バッテリー
パックを長い期間にわたって有効に使用するには、過充
電と過放電を防止し、さらに、残容量が満充電容量のほ
ぼ５０％となるように、充放電を制御することが大切で
ある。
ーパックは、過充電し、あるいは過放電させると電池性
能が著しく低下して寿命が著しく短くなる。バッテリー
パックを長い期間にわたって有効に使用するには、過充
電と過放電を防止し、さらに、残容量が満充電容量のほ
ぼ５０％となるように、充放電を制御することが大切で
ある。
【０００３】このことを実現するために、従来のハイブ
リッドカーは、図１に示すように、放電上限値と充電下
限値とを設定して、残容量をこの範囲に制御し、さら
に、常に残容量を５０％にもどす制御、すなわちＰＩＤ
制御を行っている。図１においては、放電上限値を満充
電容量の２０％に設定し、充電下限値を満充電容量の８
０％に設定している。この充放電制御方法は、残容量を
２０〜８０％の範囲とし、さらに、残容量ができるかぎ
り５０％に近付くようにバッテリーパックを充放電させ
るので、電池性能を低下させることなく、長期間に使用
できる特長がある。
リッドカーは、図１に示すように、放電上限値と充電下
限値とを設定して、残容量をこの範囲に制御し、さら
に、常に残容量を５０％にもどす制御、すなわちＰＩＤ
制御を行っている。図１においては、放電上限値を満充
電容量の２０％に設定し、充電下限値を満充電容量の８
０％に設定している。この充放電制御方法は、残容量を
２０〜８０％の範囲とし、さらに、残容量ができるかぎ
り５０％に近付くようにバッテリーパックを充放電させ
るので、電池性能を低下させることなく、長期間に使用
できる特長がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図１に
示す制御は、バッテリーパックの残容量を常に５０％に
戻すように制御しているので、過放電領域と過充電領域
の間においても、つねに充放電が制御される。この制御
は、常に燃費を最良な状態には制御できない。たとえ
ば、ハイブリッドカーが回生制動をしながら長い坂道を
下るときにおいても、残容量が少ないとエンジンが起動
してバッテリーパックを充電することになる。このこと
は、ハイブリッドカーの燃費を悪化させる原因となる。
示す制御は、バッテリーパックの残容量を常に５０％に
戻すように制御しているので、過放電領域と過充電領域
の間においても、つねに充放電が制御される。この制御
は、常に燃費を最良な状態には制御できない。たとえ
ば、ハイブリッドカーが回生制動をしながら長い坂道を
下るときにおいても、残容量が少ないとエンジンが起動
してバッテリーパックを充電することになる。このこと
は、ハイブリッドカーの燃費を悪化させる原因となる。
【０００５】本発明は、このような欠点を解決すること
を目的に開発されたもので、本発明の重要な目的は、バ
ッテリーパックの電池性能を低下させることなく、燃費
をさらに向上できるハイブリッドカーの充放電制御方法
を提供することにある。
を目的に開発されたもので、本発明の重要な目的は、バ
ッテリーパックの電池性能を低下させることなく、燃費
をさらに向上できるハイブリッドカーの充放電制御方法
を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明のハイブリッドカ
ーの充放電制御方法は、バッテリーパックの残容量を検
出し、検出した残容量で充放電を制御する。充放電制御
方法は、バッテリーパックの残容量が、残容量５０％領
域を含む所定幅の不感領域においては、充放電を制御す
ることなく、自動車の走行状態でバッテリーパックを充
放電し、残容量が減少して過放電領域になると、放電を
禁止して充電のみできる状態とし、残容量が過充電領域
まで増加すると、充電を禁止して放電のみできる状態と
する。さらに、不感領域と過放電領域の間の重み関数領
域、および、不感領域と過充電領域の間の重み関数領域
においては、残容量偏差重み関数にしたがってバッテリ
ーパックの充放電を制御し、残容量偏差重み関数が、過
放電領域に接近するにしたがって放電よりも充電を優先
し、過充電領域に接近するにしたがって充電よりも放電
を優先する。
ーの充放電制御方法は、バッテリーパックの残容量を検
出し、検出した残容量で充放電を制御する。充放電制御
方法は、バッテリーパックの残容量が、残容量５０％領
域を含む所定幅の不感領域においては、充放電を制御す
ることなく、自動車の走行状態でバッテリーパックを充
放電し、残容量が減少して過放電領域になると、放電を
禁止して充電のみできる状態とし、残容量が過充電領域
まで増加すると、充電を禁止して放電のみできる状態と
する。さらに、不感領域と過放電領域の間の重み関数領
域、および、不感領域と過充電領域の間の重み関数領域
においては、残容量偏差重み関数にしたがってバッテリ
ーパックの充放電を制御し、残容量偏差重み関数が、過
放電領域に接近するにしたがって放電よりも充電を優先
し、過充電領域に接近するにしたがって充電よりも放電
を優先する。
【０００７】本発明の充放電制御方法は、好ましくは、
残容量偏差重み関数を、不感領域と過放電領域との間の
第１重み関数領域で直線的に変化させる。さらに、本発
明の充放電制御方法は、好ましくは、残容量偏差重み関
数を、不感領域と過充電領域との間の第２重み関数領域
で直線的に変化させる。
残容量偏差重み関数を、不感領域と過放電領域との間の
第１重み関数領域で直線的に変化させる。さらに、本発
明の充放電制御方法は、好ましくは、残容量偏差重み関
数を、不感領域と過充電領域との間の第２重み関数領域
で直線的に変化させる。
【０００８】さらに、本発明の充放電制御方法は、残容
量偏差重み関数を−１〜１の係数とすることができる。
この充放電制御方法は、好ましくは、不感領域における
残容量偏差重み関数を０、過放電領域における残容量偏
差重み関数を１、過充電領域における残容量偏差重み関
数を−１とし、不感領域と過放電領域との間の第１重み
関数領域における残容量偏差重み関数を０〜１の間で直
線的に変化させ、不感領域と過充電領域の間の第２重み
関数領域における残容量偏差重み関数を０〜−１で直線
的に変化させる。
量偏差重み関数を−１〜１の係数とすることができる。
この充放電制御方法は、好ましくは、不感領域における
残容量偏差重み関数を０、過放電領域における残容量偏
差重み関数を１、過充電領域における残容量偏差重み関
数を−１とし、不感領域と過放電領域との間の第１重み
関数領域における残容量偏差重み関数を０〜１の間で直
線的に変化させ、不感領域と過充電領域の間の第２重み
関数領域における残容量偏差重み関数を０〜−１で直線
的に変化させる。
【０００９】さらに、本発明の充放電制御方法は、好ま
しくは、残容量偏差重み関数が１に近付くにしたがっ
て、放電を制限して充電を優先する割合を増加し、残容
量偏差重み関数が−１に近付くにしたがって、充電を制
限して放電を優先する割合を増加させる。
しくは、残容量偏差重み関数が１に近付くにしたがっ
て、放電を制限して充電を優先する割合を増加し、残容
量偏差重み関数が−１に近付くにしたがって、充電を制
限して放電を優先する割合を増加させる。
【００１０】さらに、本発明の充放電制御方法は、好ま
しくは、残容量偏差重み関数によって、充電電流と放電
電流を制御し、あるいは、充電時間と放電時間を制御す
る。
しくは、残容量偏差重み関数によって、充電電流と放電
電流を制御し、あるいは、充電時間と放電時間を制御す
る。
【００１１】さらに、本発明の充放電制御方法は、好ま
しくは、不感領域の最小残容量を３０〜４５％とし、不
感領域の最大残容量を５５〜７０％とする。
しくは、不感領域の最小残容量を３０〜４５％とし、不
感領域の最大残容量を５５〜７０％とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面に基
づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明
の技術思想を具体化するためのハイブリッドカーの充放
電制御方法を例示するものであって、本発明は充放電制
御方法を以下のものに特定しない。
づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明
の技術思想を具体化するためのハイブリッドカーの充放
電制御方法を例示するものであって、本発明は充放電制
御方法を以下のものに特定しない。
【００１３】図２は、本発明の充放電制御方法に使用す
る回路を示している。この図の装置は、バッテリーパッ
ク１と、バッテリーパック１の残容量を検出して、残容
量でバッテリーパック１の充放電を制御するバッテリー
ＥＣＵ２と、自動車の走行状態を制御するエンジンＥＣ
Ｕ３と、電装用電池４でバッテリーパック１を充電する
緊急充電器５と、バッテリーパック１の残存容量を表示
する残存容量表示器６とを備える。
る回路を示している。この図の装置は、バッテリーパッ
ク１と、バッテリーパック１の残容量を検出して、残容
量でバッテリーパック１の充放電を制御するバッテリー
ＥＣＵ２と、自動車の走行状態を制御するエンジンＥＣ
Ｕ３と、電装用電池４でバッテリーパック１を充電する
緊急充電器５と、バッテリーパック１の残存容量を表示
する残存容量表示器６とを備える。
【００１４】バッテリーパック１は、多数の二次電池を
直列に接続している。二次電池は、ニッケル−水素電
池、ニッケル−カドミウム電池、またはリチウムイオン
二次電池等の電池である。
直列に接続している。二次電池は、ニッケル−水素電
池、ニッケル−カドミウム電池、またはリチウムイオン
二次電池等の電池である。
【００１５】バッテリーＥＣＵ２は、バッテリーパック
１の電圧と電流から残容量を検出し、検出した残容量で
充放電を制御する。検出した残容量は残存容量表示器６
に出力される。バッテリーパック１の残容量は、充電容
量から放電容量を減算して演算する。充電容量は、充電
電流の積算値と充電効率との積で演算される。放電容量
は放電電流の積算値で演算できる。電流に加えて、電池
電圧を検出して残容量を演算するバッテリーＥＣＵは、
電池電圧が低下したときと、上昇したときの電圧で残容
量を補正できるので、より正確に残容量を演算できる。
１の電圧と電流から残容量を検出し、検出した残容量で
充放電を制御する。検出した残容量は残存容量表示器６
に出力される。バッテリーパック１の残容量は、充電容
量から放電容量を減算して演算する。充電容量は、充電
電流の積算値と充電効率との積で演算される。放電容量
は放電電流の積算値で演算できる。電流に加えて、電池
電圧を検出して残容量を演算するバッテリーＥＣＵは、
電池電圧が低下したときと、上昇したときの電圧で残容
量を補正できるので、より正確に残容量を演算できる。
【００１６】バッテリーパック１の電流は、バッテリー
パック１と直列に接続している電流検出抵抗（図示せ
ず）に発生する電圧を増幅して検出する。充電電流と放
電電流は、電流検出抵抗に発生する＋−が逆になるの
で、＋−の極性で充電と放電を識別できる。
パック１と直列に接続している電流検出抵抗（図示せ
ず）に発生する電圧を増幅して検出する。充電電流と放
電電流は、電流検出抵抗に発生する＋−が逆になるの
で、＋−の極性で充電と放電を識別できる。
【００１７】バッテリーパック１の電圧は、複数の二次
電池を直列に接続しているバッテリーパックにおいて
は、各々の二次電池の電圧を別々に独立して検出し、あ
るいは、複数の二次電池を直列に接続した電池ユニット
を１ユニットとして電圧を検出する。
電池を直列に接続しているバッテリーパックにおいて
は、各々の二次電池の電圧を別々に独立して検出し、あ
るいは、複数の二次電池を直列に接続した電池ユニット
を１ユニットとして電圧を検出する。
【００１８】さらに、図のバッテリーＥＣＵ２は、バッ
テリーパック１の温度も検出して充放電を制御してい
る。温度を検出するバッテリーＥＣＵ２は、バッテリー
パック１の温度が設定温度よりも高くなると、温度が低
下するまで、バッテリーパック１の充放電を停止し、あ
るいは、充放電の電流を制限する。バッテリーパック１
の温度は温度センサー７で検出する。この温度センサー
７は、バッテリーパック１に接近して配設され、あるい
はバッテリーパック１に接触して設けられる。
テリーパック１の温度も検出して充放電を制御してい
る。温度を検出するバッテリーＥＣＵ２は、バッテリー
パック１の温度が設定温度よりも高くなると、温度が低
下するまで、バッテリーパック１の充放電を停止し、あ
るいは、充放電の電流を制限する。バッテリーパック１
の温度は温度センサー７で検出する。この温度センサー
７は、バッテリーパック１に接近して配設され、あるい
はバッテリーパック１に接触して設けられる。
【００１９】バッテリーＥＣＵ２が、残容量で充放電を
制御する状態を図３と図４に示す。バッテリーＥＣＵ２
は、残容量によって充放電を制御する状態を変更する。
バッテリーＥＣＵ２は、残容量によって、バッテリーパ
ック１の充放電を制御する領域を以下の領域に分割し、
各々の領域で充放電させる状態を変更する。分割される
領域は、バッテリーパック１の充放電を制御しない不感
領域と、放電を禁止する過放電領域と、充電を禁止する
過充電領域と、残容量偏差重み関数で充放電を制御する
重み関数領域とである。
制御する状態を図３と図４に示す。バッテリーＥＣＵ２
は、残容量によって充放電を制御する状態を変更する。
バッテリーＥＣＵ２は、残容量によって、バッテリーパ
ック１の充放電を制御する領域を以下の領域に分割し、
各々の領域で充放電させる状態を変更する。分割される
領域は、バッテリーパック１の充放電を制御しない不感
領域と、放電を禁止する過放電領域と、充電を禁止する
過充電領域と、残容量偏差重み関数で充放電を制御する
重み関数領域とである。
【００２０】不感領域は、充放電を制御しない領域であ
って、自動車の走行状態でバッテリーパック１を充放電
する領域である。したがって、たとえば、バッテリーパ
ック１からモーターに電力を供給する必要があるとき
は、バッテリーＥＣＵ２は、バッテリーパック１からモ
ーターに供給する電流を制限しない。さらに、回生制動
して発電機がバッテリーパック１を充電する状態におい
ては、回生制動で発生する電流でバッテリーパック１を
充電する。この領域において、バッテリーＥＣＵ２は、
バッテリーパック１の充放電を制御しないので、エンジ
ンを始動して発電機を駆動してバッテリーパック１を充
電するようには制御しない。
って、自動車の走行状態でバッテリーパック１を充放電
する領域である。したがって、たとえば、バッテリーパ
ック１からモーターに電力を供給する必要があるとき
は、バッテリーＥＣＵ２は、バッテリーパック１からモ
ーターに供給する電流を制限しない。さらに、回生制動
して発電機がバッテリーパック１を充電する状態におい
ては、回生制動で発生する電流でバッテリーパック１を
充電する。この領域において、バッテリーＥＣＵ２は、
バッテリーパック１の充放電を制御しないので、エンジ
ンを始動して発電機を駆動してバッテリーパック１を充
電するようには制御しない。
【００２１】図３は、不感領域の残容量を４０〜６０％
としている。ただし、不感領域は、最小残容量を３０〜
４５％とし、最大残容量５５〜７０％とすることもでき
る。不感領域は、バッテリーパックを理想的な状態で充
放電できるように、残容量を５０％とする領域を含むよ
うに設定する。
としている。ただし、不感領域は、最小残容量を３０〜
４５％とし、最大残容量５５〜７０％とすることもでき
る。不感領域は、バッテリーパックを理想的な状態で充
放電できるように、残容量を５０％とする領域を含むよ
うに設定する。
【００２２】図４は、残容量に対する残容量偏差重み関
数を示している。この図において、不感領域の残容量偏
差重み関数は０で、充放電を制御しない状態にある。残
容量偏差重み関数は、１〜−１の間の数値で、１は放電
を禁止して充電のみをさせる領域、−１は充電を禁止し
て放電のみをさせる領域である。０〜１の間は重み関数
領域で、１に近付くにしたがって放電を制限して充電を
優先する割合を増加し、０〜−１の間の重み関数領域
は、−１に近付くにしたがって、充電を制限して放電を
優先する割合を増加させる領域である。
数を示している。この図において、不感領域の残容量偏
差重み関数は０で、充放電を制御しない状態にある。残
容量偏差重み関数は、１〜−１の間の数値で、１は放電
を禁止して充電のみをさせる領域、−１は充電を禁止し
て放電のみをさせる領域である。０〜１の間は重み関数
領域で、１に近付くにしたがって放電を制限して充電を
優先する割合を増加し、０〜−１の間の重み関数領域
は、−１に近付くにしたがって、充電を制限して放電を
優先する割合を増加させる領域である。
【００２３】過放電領域は、バッテリーパック１の過放
電を防止するために、放電を禁止して充電のみを許容す
る領域である。したがって、残容量が過放電領域以下に
なると、バッテリーＥＣＵ２は、放電を禁止して充電の
みできるように制御する。ただし、特定の条件が満足さ
れるときに限って、一時的に過放電領域においても、さ
らにバッテリーパックを残容量が０に近付くまで放電さ
せることもある。たとえば、バッテリーパックの最大充
電容量を補正するときに、残容量がほぼ０となるまで放
電させる。したがって、本明細書において、過放電領域
において放電を禁止するとは、通常の状態において充電
を禁止することを意味するものであって、特定のとき
に、例外的にこの領域において放電を許容する状態を含
む意味に使用する。
電を防止するために、放電を禁止して充電のみを許容す
る領域である。したがって、残容量が過放電領域以下に
なると、バッテリーＥＣＵ２は、放電を禁止して充電の
みできるように制御する。ただし、特定の条件が満足さ
れるときに限って、一時的に過放電領域においても、さ
らにバッテリーパックを残容量が０に近付くまで放電さ
せることもある。たとえば、バッテリーパックの最大充
電容量を補正するときに、残容量がほぼ０となるまで放
電させる。したがって、本明細書において、過放電領域
において放電を禁止するとは、通常の状態において充電
を禁止することを意味するものであって、特定のとき
に、例外的にこの領域において放電を許容する状態を含
む意味に使用する。
【００２４】過充電領域は、バッテリーパック１の過充
電を防止するために、充電を禁止して放電のみを許容す
る領域である。したがって、残容量が過充電領域以上に
なると、バッテリーＥＣＵ２は、充電を禁止して放電の
みできるように制御する。ただし、過充電領域において
も、特定の条件が満足されるときに限って、一時的にさ
らに充電して、バッテリーパックを満充電ないしほぼ満
充電するまで充電することもある。たとえば、バッテリ
ーパックの最大充電容量を補正するときに、残容量がほ
ぼ１００％となるまで充電する。したがって、本明細書
において、過充電領域においても、充電を禁止すると
は、通常の状態において充電を禁止することを意味する
ものであって、特定のときに、例外的にこの領域におい
て充電を許容する状態を含む意味に使用する。
電を防止するために、充電を禁止して放電のみを許容す
る領域である。したがって、残容量が過充電領域以上に
なると、バッテリーＥＣＵ２は、充電を禁止して放電の
みできるように制御する。ただし、過充電領域において
も、特定の条件が満足されるときに限って、一時的にさ
らに充電して、バッテリーパックを満充電ないしほぼ満
充電するまで充電することもある。たとえば、バッテリ
ーパックの最大充電容量を補正するときに、残容量がほ
ぼ１００％となるまで充電する。したがって、本明細書
において、過充電領域においても、充電を禁止すると
は、通常の状態において充電を禁止することを意味する
ものであって、特定のときに、例外的にこの領域におい
て充電を許容する状態を含む意味に使用する。
【００２５】重み関数領域は、不感領域と過放電領域の
間の第１重み関数領域と、不感領域と過充電領域の間の
第２重み関数領域とからなる。重み関数領域において、
バッテリーＥＣＵ２は、バッテリーパック１の充放電
を、残容量偏差重み関数にしたがって制御し、残容量偏
差重み関数が、過放電領域に接近するにしたがって放電
よりも充電を優先し、過充電領域に接近するにしたがっ
て充電よりも放電を優先するように制御する。
間の第１重み関数領域と、不感領域と過充電領域の間の
第２重み関数領域とからなる。重み関数領域において、
バッテリーＥＣＵ２は、バッテリーパック１の充放電
を、残容量偏差重み関数にしたがって制御し、残容量偏
差重み関数が、過放電領域に接近するにしたがって放電
よりも充電を優先し、過充電領域に接近するにしたがっ
て充電よりも放電を優先するように制御する。
【００２６】図４に示す残容量偏差重み関数は、第１重
み関数領域において直線的に０〜１の間で変化し、第２
重み関数領域においは直線的に０〜−１で変化する。し
たがって、第１重み関数領域において、残容量偏差重み
関数Ｙは、以下の式で変化する。 Ｙ＝−（Ｘ−ａ）／（ｂ−ａ）＋１ ただし、この式においてＸはバッテリーパックの残容量 ａは過放電領域の最大残容量 ｂは不感領域の最小残容量である。
み関数領域において直線的に０〜１の間で変化し、第２
重み関数領域においは直線的に０〜−１で変化する。し
たがって、第１重み関数領域において、残容量偏差重み
関数Ｙは、以下の式で変化する。 Ｙ＝−（Ｘ−ａ）／（ｂ−ａ）＋１ ただし、この式においてＸはバッテリーパックの残容量 ａは過放電領域の最大残容量 ｂは不感領域の最小残容量である。
【００２７】さらに、第２重み関数領域において、残容
量偏差重み関数Ｙは、以下の式で変化する。 Ｙ＝（Ｘ−ａ’）／（ｂ’−ａ’）−１ ただし、この式においてＸはバッテリーパックの残容量 ａ’は過充電領域の最小残容量 ｂ’は不感領域の最大残容量である。
量偏差重み関数Ｙは、以下の式で変化する。 Ｙ＝（Ｘ−ａ’）／（ｂ’−ａ’）−１ ただし、この式においてＸはバッテリーパックの残容量 ａ’は過充電領域の最小残容量 ｂ’は不感領域の最大残容量である。
【００２８】バッテリーＥＣＵ２は、残容量偏差重み関
数が１に近付くにしたがって、バッテリーパック１の放
電を制限して充電を優先する割合を増加し、残容量偏差
重み関数が−１に近付くにしたがって、充電を制限して
放電を優先する割合を増加させる。したがって、第１重
み関数領域においては、残容量が減少するにしたがっ
て、充電を優先して放電を制限する割合を大きくし、第
２重み関数領域においては、残容量が増加するにしたが
って、充電を制限して放電を優先する割合を増加させ
る。
数が１に近付くにしたがって、バッテリーパック１の放
電を制限して充電を優先する割合を増加し、残容量偏差
重み関数が−１に近付くにしたがって、充電を制限して
放電を優先する割合を増加させる。したがって、第１重
み関数領域においては、残容量が減少するにしたがっ
て、充電を優先して放電を制限する割合を大きくし、第
２重み関数領域においては、残容量が増加するにしたが
って、充電を制限して放電を優先する割合を増加させ
る。
【００２９】バッテリーＥＣＵ２は、残容量偏差重み関
数で、バッテリーパック１の充電電流と放電電流を制御
して充電と放電の割合を制御し、あるいは、残容量偏差
重み関数で、充電時間と放電時間を制御して充電と放電
の割合を制御する。たとえば、残容量偏差重み関数が１
に近付くにしたがって、バッテリーパックからモーター
に供給する電流値を減少させ、あるいは、供給する時間
を短縮し、残容量偏差重み関数が−１に近付くにしたが
って、充電電流を減少し、あるいは充電時間を短縮する
ように制御する。
数で、バッテリーパック１の充電電流と放電電流を制御
して充電と放電の割合を制御し、あるいは、残容量偏差
重み関数で、充電時間と放電時間を制御して充電と放電
の割合を制御する。たとえば、残容量偏差重み関数が１
に近付くにしたがって、バッテリーパックからモーター
に供給する電流値を減少させ、あるいは、供給する時間
を短縮し、残容量偏差重み関数が−１に近付くにしたが
って、充電電流を減少し、あるいは充電時間を短縮する
ように制御する。
【００３０】ハイブリッドカーは、エンジンで自動車を
走行させながらバッテリーパック１を充電するので、た
とえば、残容量偏差重み関数が１に近付くにしたがっ
て、エンジンの出力を発電機に供給する割合を増加させ
て、バッテリーパック１の充電電流を増加する。また、
残容量偏差重み関数が−１に近付くにしたがって、回生
制動しているときの発電電力でバッテリーパック１を充
電する電流を減少させるように制御する。
走行させながらバッテリーパック１を充電するので、た
とえば、残容量偏差重み関数が１に近付くにしたがっ
て、エンジンの出力を発電機に供給する割合を増加させ
て、バッテリーパック１の充電電流を増加する。また、
残容量偏差重み関数が−１に近付くにしたがって、回生
制動しているときの発電電力でバッテリーパック１を充
電する電流を減少させるように制御する。
【００３１】図３は、過放電領域の残容量を０〜２０％
に設定して、過充電領域の残容量を８０〜１００％に設
定している。過放電領域の上限値は、完全に放電された
状態よりも残存容量が大きくなる状態であって、バッテ
リーパックを放電させるときに、バッテリーパックの劣
化を最小にできる値、たとえば、１０〜４０％、さらに
好ましくは１５〜３０％に設定することができる。過放
電領域の上限値を低く設定するほど、実際にバッテリー
パックを放電できる容量が増加する。反対に上限値を高
くすると、バッテリーパックの実質放電容量は少なくな
るが、バッテリーパックの劣化を少なくできる。
に設定して、過充電領域の残容量を８０〜１００％に設
定している。過放電領域の上限値は、完全に放電された
状態よりも残存容量が大きくなる状態であって、バッテ
リーパックを放電させるときに、バッテリーパックの劣
化を最小にできる値、たとえば、１０〜４０％、さらに
好ましくは１５〜３０％に設定することができる。過放
電領域の上限値を低く設定するほど、実際にバッテリー
パックを放電できる容量が増加する。反対に上限値を高
くすると、バッテリーパックの実質放電容量は少なくな
るが、バッテリーパックの劣化を少なくできる。
【００３２】図３は、過充電領域を８０〜１００％に設
定している。過充電領域の下限値は、満充電された状態
よりも残存容量が小さくなる状態であって、バッテリー
パック１を充電するときの劣化を最小にできる値、たと
えば、最大充電容量の７０〜９０％、好ましくは７５〜
８５％に設定する。下限値を高く設定するほど、実際に
バッテリーパック１を充電できる容量は増加する。反対
に充電下限値を低くすると、バッテリーパック１の実質
放電容量は少なくなるが、バッテリーパック１の劣化を
少なくできる。
定している。過充電領域の下限値は、満充電された状態
よりも残存容量が小さくなる状態であって、バッテリー
パック１を充電するときの劣化を最小にできる値、たと
えば、最大充電容量の７０〜９０％、好ましくは７５〜
８５％に設定する。下限値を高く設定するほど、実際に
バッテリーパック１を充電できる容量は増加する。反対
に充電下限値を低くすると、バッテリーパック１の実質
放電容量は少なくなるが、バッテリーパック１の劣化を
少なくできる。
【００３３】過放電領域の上限値と、過充電領域の下限
値は、バッテリーパックに要求される寿命と要求される
放電容量とを考慮して前述の範囲で最適に設定される。
さらに、バッテリーＥＣＵは、過放電領域の上限値と過
充電領域の下限値を一定の値とはしないで、バッテリー
パックの劣化や温度をパラメータとして変更することも
できる。
値は、バッテリーパックに要求される寿命と要求される
放電容量とを考慮して前述の範囲で最適に設定される。
さらに、バッテリーＥＣＵは、過放電領域の上限値と過
充電領域の下限値を一定の値とはしないで、バッテリー
パックの劣化や温度をパラメータとして変更することも
できる。
【００３４】以上の充放電制御回路は、図５に示す以下
のフローチャートでバッテリーパック１を充放電する。
のフローチャートでバッテリーパック１を充放電する。
【００３５】［ｎ＝１のステップ］バッテリーＥＣＵ２
が、バッテリーパック１の電圧と電流から残容量Ｘを検
出し、検出した残容量Ｘが不感領域にあるかどうかを判
定する。不感領域は、図３と図４に示すように、最小残
容量ｂと最大残容量ｂ’の間の領域であって、残容量を
５０％とする領域を含んでいる。検出した残容量Ｘが、
不感領域の範囲内にあるときは、このステップをループ
する。検出した残容量Ｘが、不感領域内にないときは、
ｎ＝２のステップに進む。
が、バッテリーパック１の電圧と電流から残容量Ｘを検
出し、検出した残容量Ｘが不感領域にあるかどうかを判
定する。不感領域は、図３と図４に示すように、最小残
容量ｂと最大残容量ｂ’の間の領域であって、残容量を
５０％とする領域を含んでいる。検出した残容量Ｘが、
不感領域の範囲内にあるときは、このステップをループ
する。検出した残容量Ｘが、不感領域内にないときは、
ｎ＝２のステップに進む。
【００３６】［ｎ＝２のステップ］検出した残容量Ｘ
が、不感領域の最小残容量ｂよりも小さいかどうかを判
定する。残容量Ｘが不感領域の最小残容量ｂよりも小さ
いとき、ｎ＝３のステップに進む。残容量Ｘが不感領域
の最小残容量ｂよりも大きいときは、残容量Ｘが不感領
域の最大残容量ｂ’よりも大きいと判断されて、ｎ＝６
のステップに進む。ただし、このステップでは、検出し
た残容量Ｘが不感領域の最大残容量ｂ’よりも大きいか
どうかを判定して、次に進むステップを決定することも
できる。
が、不感領域の最小残容量ｂよりも小さいかどうかを判
定する。残容量Ｘが不感領域の最小残容量ｂよりも小さ
いとき、ｎ＝３のステップに進む。残容量Ｘが不感領域
の最小残容量ｂよりも大きいときは、残容量Ｘが不感領
域の最大残容量ｂ’よりも大きいと判断されて、ｎ＝６
のステップに進む。ただし、このステップでは、検出し
た残容量Ｘが不感領域の最大残容量ｂ’よりも大きいか
どうかを判定して、次に進むステップを決定することも
できる。
【００３７】［ｎ＝３のステップ］検出した残容量Ｘ
が、過放電領域の最大残容量ａよりも大きいかどうかを
判定する。残容量Ｘが過放電領域の最大残容量ａよりも
大きいとき、不感領域と過放電領域の間の第１重み関数
領域にあると判定して、ｎ＝４のステップに進む。残容
量Ｘが過放電領域の最大残容量ａよりも小さいとき、過
放電領域にあると判定して、ｎ＝５のステップに進む。
が、過放電領域の最大残容量ａよりも大きいかどうかを
判定する。残容量Ｘが過放電領域の最大残容量ａよりも
大きいとき、不感領域と過放電領域の間の第１重み関数
領域にあると判定して、ｎ＝４のステップに進む。残容
量Ｘが過放電領域の最大残容量ａよりも小さいとき、過
放電領域にあると判定して、ｎ＝５のステップに進む。
【００３８】［ｎ＝４のステップ］残容量偏差重み関数
にしたがってバッテリーパックの充放電を制御する。残
容量Ｘが第１重み関数領域にあるので、残容量偏差重み
関数は、過放電領域に接近するにしたがって放電よりも
充電を優先する状態で充放電を制御する。残容量偏差重
み関数Ｙは、以下の式で変化する。 Ｙ＝−（Ｘ−ａ）／（ｂ−ａ）＋１ その後、ｎ＝１のステップにジャンプする。
にしたがってバッテリーパックの充放電を制御する。残
容量Ｘが第１重み関数領域にあるので、残容量偏差重み
関数は、過放電領域に接近するにしたがって放電よりも
充電を優先する状態で充放電を制御する。残容量偏差重
み関数Ｙは、以下の式で変化する。 Ｙ＝−（Ｘ−ａ）／（ｂ−ａ）＋１ その後、ｎ＝１のステップにジャンプする。
【００３９】［ｎ＝５のステップ］放電を禁止して充電
のみできるように制御する。その後、ｎ＝１のステップ
にジャンプする。
のみできるように制御する。その後、ｎ＝１のステップ
にジャンプする。
【００４０】［ｎ＝６のステップ］検出した残容量Ｘ
が、過充電領域の最小残容量ａ’よりも小さいかどうか
を判定する。残容量Ｘが過充電領域の最小残容量ａ’よ
りも小さいとき、不感領域と過充電領域の間の第２重み
関数領域にあると判定して、ｎ＝７のステップに進む。
残容量が過充電領域の最小残容量ａ’よりも大きいと
き、過充電領域にあると判定して、ｎ＝８のステップに
進む。
が、過充電領域の最小残容量ａ’よりも小さいかどうか
を判定する。残容量Ｘが過充電領域の最小残容量ａ’よ
りも小さいとき、不感領域と過充電領域の間の第２重み
関数領域にあると判定して、ｎ＝７のステップに進む。
残容量が過充電領域の最小残容量ａ’よりも大きいと
き、過充電領域にあると判定して、ｎ＝８のステップに
進む。
【００４１】［ｎ＝７のステップ］残容量偏差重み関数
にしたがってバッテリーパックの充放電を制御する。残
容量Ｘが第２重み関数領域にあるので、残容量偏差重み
関数は、過充電領域に接近するにしたがって充電よりも
放電を優先する状態で充放電を制御する。残容量偏差重
み関数Ｙは、以下の式で変化する。 Ｙ＝（Ｘ−ａ’）／（ｂ’−ａ’）−１ その後、ｎ＝１のステップにジャンプする。
にしたがってバッテリーパックの充放電を制御する。残
容量Ｘが第２重み関数領域にあるので、残容量偏差重み
関数は、過充電領域に接近するにしたがって充電よりも
放電を優先する状態で充放電を制御する。残容量偏差重
み関数Ｙは、以下の式で変化する。 Ｙ＝（Ｘ−ａ’）／（ｂ’−ａ’）−１ その後、ｎ＝１のステップにジャンプする。
【００４２】［ｎ＝５のステップ］充電を禁止して放電
のみできるように制御する。その後、ｎ＝１のステップ
にジャンプする。
のみできるように制御する。その後、ｎ＝１のステップ
にジャンプする。
【００４３】
【発明の効果】本発明のハイブリッドカーの充放電制御
方法は、バッテリーパックの電池性能を低下させること
なく、燃費をさらに向上できる特長がある。それは、本
発明の充放電制御方法が、バッテリーパックの残容量を
検出して充放電を制御しており、バッテリーパックの残
容量によって、バッテリーパックの充放電を制御する領
域を、バッテリーパックの充放電を制御しない不感領域
と、放電を禁止する過放電領域と、充電を禁止する過充
電領域と、残容量偏差重み関数で充放電を制御する重み
関数領域とに分割して、各々の領域で充放電させる状態
を変更しているからである。とくに、本発明の充放電制
御方法は、残容量偏差重み関数が、不感領域と過放電領
域の間の重み関数領域においては、過放電領域に接近す
るにしたがって放電よりも充電を優先し、不感領域と過
充電領域の間の重み関数領域においては、過充電領域に
接近するにしたがって充電よりも放電を優先している。
したがって、残容量が重み関数領域にあるバッテリーパ
ックを理想の状態に制御して、常に燃費を最良な状態に
制御しながら充放電できる。
方法は、バッテリーパックの電池性能を低下させること
なく、燃費をさらに向上できる特長がある。それは、本
発明の充放電制御方法が、バッテリーパックの残容量を
検出して充放電を制御しており、バッテリーパックの残
容量によって、バッテリーパックの充放電を制御する領
域を、バッテリーパックの充放電を制御しない不感領域
と、放電を禁止する過放電領域と、充電を禁止する過充
電領域と、残容量偏差重み関数で充放電を制御する重み
関数領域とに分割して、各々の領域で充放電させる状態
を変更しているからである。とくに、本発明の充放電制
御方法は、残容量偏差重み関数が、不感領域と過放電領
域の間の重み関数領域においては、過放電領域に接近す
るにしたがって放電よりも充電を優先し、不感領域と過
充電領域の間の重み関数領域においては、過充電領域に
接近するにしたがって充電よりも放電を優先している。
したがって、残容量が重み関数領域にあるバッテリーパ
ックを理想の状態に制御して、常に燃費を最良な状態に
制御しながら充放電できる。
【図１】従来の充放電制御方法が残容量で充放電を制御
する状態を示す図
する状態を示す図
【図２】本発明の実施例の充放電制御方法に使用する回
路を示すブロック図
路を示すブロック図
【図３】バッテリーＥＣＵが残容量で充放電を制御する
状態を示す図
状態を示す図
【図４】残容量に対する残容量偏差重み関数を示すグラ
フ
フ
【図５】本発明の実施例の充放電制御方法で充放電を制
御する状態を示すフローチャート図
御する状態を示すフローチャート図
１…バッテリーパック ２…バッテリーＥＣＵ ３…エンジンＥＣＵ ４…電装用電池 ５…緊急充電器 ６…残存容量表示器 ７…温度センサー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｍ 10/48 Ｈ０１Ｍ 10/48 Ｐ Ｈ０２Ｊ 7/34 Ｈ０２Ｊ 7/34 Ｂ Ｆ Ｆターム(参考） 5G003 AA04 AA07 BA03 CA06 CA14 CB01 DA07 DA13 EA05 FA06 5H030 AS08 BB01 BB10 BB21 DD20 FF41 5H115 PA12 PC06 PG04 PI14 PI16 PI22 PI29 PO06 PU01 PU25 SE04 SE05 SE06 TI02 TI05 TI06 TI10 TR19 TU16 TU17
Claims (8)
- 【請求項１】 バッテリーパックの残容量を検出し、検
出した残容量で充放電を制御するハイブリッドカーの充
放電制御方法において、 バッテリーパックの残容量が、残容量５０％領域を含む
所定幅の不感領域においては、充放電を制御することな
く、自動車の走行状態でバッテリーパックを充放電し、 残容量が減少して過放電領域になると、放電を禁止して
充電のみできる状態とし、残容量が過充電領域まで増加
すると、充電を禁止して放電のみできる状態とし、 さらに、不感領域と過放電領域の間の重み関数領域、お
よび、不感領域と過充電領域の間の重み関数領域におい
ては、残容量偏差重み関数にしたがってバッテリーパッ
クの充放電を制御し、残容量偏差重み関数が、過放電領
域に接近するにしたがって放電よりも充電を優先し、過
充電領域に接近するにしたがって充電よりも放電を優先
するようにしてなることを特徴とするハイブリッドカー
の充放電制御方法。 - 【請求項２】 残容量偏差重み関数が、不感領域と過放
電領域との間の第１重み関数領域で直線的に変化する請
求項１に記載のハイブリッドカーの充放電制御方法。 - 【請求項３】 残容量偏差重み関数が、不感領域と過充
電領域との間の第２重み関数領域で直線的に変化する請
求項１に記載のハイブリッドカーの充放電制御方法。 - 【請求項４】 残容量偏差重み関数が−１〜１の係数
で、不感領域における残容量偏差重み関数が０で、過放
電領域における残容量偏差重み関数が１で、過充電領域
における残容量偏差重み関数が−１で、不感領域と過放
電領域との間の第１重み関数領域において残容量偏差重
み関数が直線的に０〜１の間で変化し、不感領域と過充
電領域の間の第２重み関数領域で残容量偏差重み関数が
直線的に０〜−１で変化する請求項１に記載のハイブリ
ッドカーの充放電制御方法。 - 【請求項５】 残容量偏差重み関数が１に近付くにした
がって、放電を制限して充電を優先する割合を増加し、
残容量偏差重み関数が−１に近付くにしたがって、充電
を制限して放電を優先する割合を増加させる請求項４に
記載のハイブリッドカーの充放電制御方法。 - 【請求項６】 残容量偏差重み関数によって、充電電流
と放電電流を制御する請求項１に記載のハイブリッドカ
ーの充放電制御方法。 - 【請求項７】 残容量偏差重み関数によって、充電時間
と放電時間を制御する請求項１に記載のハイブリッドカ
ーの充放電制御方法。 - 【請求項８】 不感領域の最小残容量が３０〜４５％
で、不感領域の最大残容量が５５〜７０％である請求項
１に記載のハイブリッドカーの充放電制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000127249A JP2001314040A (ja) | 2000-04-27 | 2000-04-27 | ハイブリッドカーの充放電制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000127249A JP2001314040A (ja) | 2000-04-27 | 2000-04-27 | ハイブリッドカーの充放電制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001314040A true JP2001314040A (ja) | 2001-11-09 |
Family
ID=18636876
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000127249A Pending JP2001314040A (ja) | 2000-04-27 | 2000-04-27 | ハイブリッドカーの充放電制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001314040A (ja) |
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-
2000
- 2000-04-27 JP JP2000127249A patent/JP2001314040A/ja active Pending
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