JP2004007978A

JP2004007978A - ハイブリッド電気自動車のためのバッテリーの充電及び／又は放電の制御方法

Info

Publication number: JP2004007978A
Application number: JP2003138325A
Authority: JP
Inventors: Calvin Edward Coates; カルヴィン　エドワード　コーツ; Robert John Melichar; ロバート　ジョン　メリシャー
Original assignee: Ford Motor Co
Current assignee: Ford Motor Co
Priority date: 2002-05-21
Filing date: 2003-05-16
Publication date: 2004-01-08
Also published as: US20030218447A1; US6686724B2

Abstract

【課題】バッテリーの記憶効果を理想的に制限する。
【解決手段】ハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）用のバッテリー制御方法及び装置がバッテリーの寿命及び／又は性能の低下を検出し、ユーザーの介入なしに適切な回復措置をとる。
【選択図】　　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、概略的には、ハイブリッド電気自動車（ｈｙｂｒｉｄ　ｅｌｅｃｔｒｉｃ　ｖｅｈｉｃｌｅ：　ＨＥＶ）に関し、具体的にはＨＥＶの充電及び／又は放電を制御する方法及び装置に関する技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
主に内燃機関（ｉｎｔｅｒｎａｌ　ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ　ｅｎｇｉｎｅ：　ＩＣＥ）により駆動される自動車などの車両における化石燃料消費量と排出量の削減の必要性はよく知られている。電気モーターにより駆動される車両は、これらの必要性に対処しようとするものである。別の解決策に、１台の車両の中で小型のＩＣＥを電気モーターと組合わせるというものがある。そのような車両は、ＩＣＥ車両の利点と電気自動車の利点とを組合わせるもので、一般的にハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）と呼ばれている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００３】
ＨＥＶは各種の構成で記載されている。多くのＨＥＶ特許が、電気作動と内燃機関作動との間での選択をドライバーが必要とされるシステムを開示している。他の構成においては、電気モーターが一組の車輪を駆動し、ＩＣＥが別の組を駆動する。
【０００４】
他のより有用な構成も開発されてきた。例えば、シリーズ・ハイブリッド電気自動車（ｓｅｒｉｅｓ　ｈｙｂｒｉｄ　ｅｌｅｃｔｒｉｃ　ｖｅｈｉｃｌｅ：　ＳＨＥＶ）構成は、発電機と呼ばれる電気モーターに接続されたエンジン（最も一般的にはＩＣＥ）を持つ車両である。発電機は、バッテリーと、推進モーターと呼ばれるもう一つのモーターとへ電気を供給する。ＳＨＥＶにおいて、推進モーターは車輪トルクの唯一の供給源である。エンジンと駆動輪との間には、機械的接続はない。パラレル・ハイブリッド電気自動車（ｐａｒａｌｌｅｌ　ｈｙｂｒｉｄ　ｅｌｅｃｔｒｉｃ　ｖｅｈｉｃｌｅ：　ＰＨＥＶ）構成は、エンジン（最も一般的にはＩＣＥ）と電気モーターを持ち、両者が様々な程度に協働して、車両を駆動するのに必要なトルクを供給する。加えて、ＰＨＥＶ構成においては、ＩＣＥが発生したエネルギーによりバッテリーを充電するための発電機としてモーターを用いることができる。
【０００５】
パラレル／シリーズ・ハイブリッド電気自動車（ｐａｒａｌｌｅｌ／ｓｅｒｉｅｓ　ｈｙｂｒｉｄ　ｅｌｅｃｔｒｉｃ　ｖｅｈｉｃｌｅ：　ＰＳＨＥＶ）は、ＰＨＥＶ構成とＳＨＥＶ構成との両方の特性を持ち、「スプリット（ｓｐｌｉｔ）」構成と呼ばれる場合がある。いくつかのＰＳＨＥＶ構成のうちの一つにおいて、ＩＣＥは遊星歯車機構のトランスアクスルにおいて２つの電気モーターへ機械的に結合される。第１電気モーターである発電機がサンギアに結合される。ＩＣＥはキャリアに結合される。第２の電気モーターである推進モーターが、トランスアクスルの別の歯車を介してリング（出力）ギアに結合される。エンジン・トルクは、バッテリーを充電するために発電機を駆動可能である。推進モーターは、車輪トルクに寄与するためと、バッテリー充電用の制動エネルギーを回収するためとに用いられる。この構成において、発電機は、エンジン速度を制御するために使用可能な反作用トルクを選択的に供給することができる。事実、エンジン、発電機モーター及び推進モーターは、無段変速機（ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ　ｖａｒｉａｂｌｅ　ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ：　ＣＶＴ）の作用をすることができる。更に、ＨＥＶは、エンジン速度を制御するために発電機を用いることにより、通常の車両よりも良好にエンジン・アイドル速度を制御する機会を提供する。
【０００６】
ＩＣＥを電気モーターと組合わせることが望ましいというのは、明らかである。車両の性能や運転性の低下を示すことなしに、車両の燃料消費量と排出量を低下させる大きな可能性がある。ＨＥＶは、小型エンジン、回生制動、電気ブースト、そしてエンジンを停止させての車両の運転さえも可能とする。そうではあるが、ＨＥＶの潜在的な利益を最適化する新たな方法が開発されなければならない。
【０００７】
ＨＥＶの開発の余地のある領域は、電力を蓄えるために用いられるＨＥＶバッテリーの充電及び／又は放電を制御する方法及びシステムの領域にある。上述のように、ＨＥＶの利点の一つは、電力を部分的又は主に使用して動作することにより、ＩＣＥの利用を制限することができる、という点である。極めて明らかなことに、ＩＣＥが実質的に又は完全に停止させられるべきであれば、そのような期間、電力の下に車両が動作するのを許容するために、電力を蓄える機構がなければならない。充電可能なバッテリーは、広く使用されてきた蓄電機構として一般的なものである。
【０００８】
典型的には、ＨＥＶバッテリーは所望の電圧を供給するために互いに結合されたセル若しくはモジュールから構成される。例えば、一般的な９ボルトの家庭用バッテリーは、事実上、直列に互いに結合された６個の１．５ボルトのセル若しくはモジュールの組合わせである。ＨＥＶのバッテリーは同じように構成され、２００個のモジュールを含む場合がある。
【０００９】
ＨＥＶバッテリーはその動作寿命を延ばすように充電可能となり得るが、そのような充電式バッテリーは無制限の寿命を持つわけではない。更にいえば、充電式ＨＥＶバッテリーの寿命は、その使用とメンテナンスについての適切な配慮がなされていない場合、縮小し得る。
【００１０】
例えば、製造若しくは材料の公差又は時間の経過と共に進む場合がある欠陥の結果として、ＨＥＶバッテリーのセル又はモジュールの性能特性の間に変化が生じ得る。そのような変化は、影響を受けたモジュールが受入れ、蓄積しそして供給する電荷の量を小さくする可能性がある。そのような変化はまた、モジュールの失われた容量が大きくなると、モジュールの故障につながる可能性がある。結論として、過充電を自動的に防止するために、モジュールの充電量を監視し、充電量の平衡をとることが知られている（例えば、特許文献２及び３を参照）。
【００１１】
【特許文献１】
米国特許第５３４３９７０号明細書
【特許文献２】
米国特許第５９６９６２４号明細書
【特許文献３】
米国特許第４３１３０８０号明細書
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
適切な充電平衡を維持することは、バッテリーの寿命を延ばす一つの助けにはなるが、問題の全てに対する完全な解答にはならず、性能低下を生じる可能性がある。例えば、充電式バッテリーは、一般的に記憶効果と呼ばれる現象に影響され易い。記憶効果は、数サイクルにわたり、モジュール又はセルが一部のみ放電そして再充電されるときに起こる。結局、モジュールは、最初に受入れたのと同じ充電量を受入れないようになる。
【００１３】
記憶効果は、充電平衡に応答し得る車載電子機器により検出され得るが、影響を受けたモジュールの記憶効果を制限又は覆すのに必要な放電（以下、深放電という）を実行するという役目をユーザーに負わせるのが普通である。ユーザーは、別の放電装置を影響されたモジュールに接続するか、若しくは影響されたモジュールに別の車載放電回路を結合しなければならないことになり得る。しかしながら、ユーザーの介入は意図的又は非意図的に遅れる場合があり、記憶効果を理想的に制限するには回復措置が遅すぎることになる。
【００１４】
更に、通常は検出もされていないバッテリーの性能と寿命に影響し得る他の不利な状態がある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
従って、本発明は、バッテリーの寿命及び／又は性能の低下を検出し、適切な回復措置をユーザーの介入なしにとるハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）用のバッテリー制御方法及び装置を提供する。
【００１６】
本発明は更に、バッテリー寿命及び／又は性能の低下を検出し、救済措置による車両性能への影響を制限しながら、適切な救済措置をとるＨＥＶ用バッテリーの制御方法及び装置を提供する。
【００１７】
本発明は更にまた、バッテリーの寿命及び／又は性能の低下に応答して、車両性能への影響を制限しながら、充電及び／又は放電を制御する具体的な方法を提供する。これにより、バッテリー制御方法及び装置をユーザーに判らないものとする。
【００１８】
本発明の上述のものなどの課題、解決手段及び利点は、添付の図面に関連させて以下の詳細な説明を読むことにより、本発明が属する分野の当業者には、より明らかとなろう。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明は、電気自動車に関し、より具体的には、ハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）に関する。図１は、複数考えられる構成の一つを示し、具体的には、内燃機関（ｉｎｔｅｒｎａｌ　ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ　ｅｎｇｉｎｅ：　ＩＣＥ）を用いるパラレル／シリーズ・ハイブリッド電気自動車（スプリット式）の構成を示す。
【００２０】
基礎的なＨＥＶにおいて、遊星歯車機構２０は、ワンウェイクラッチ２６を介してキャリア・ギア２２をエンジン２４へ機械的に結合する。遊星歯車機構２０はまた、サン・ギア２８を発電機モーター３０とリング（出力）ギア３２へ機械的に結合する。発電機モーター３０はまた、発電機ブレーキ３４へ機械的に接続され、バッテリー３６へ電気的に接続される。推進モーター３８は、第２歯車機構４０を介して遊星歯車機構２０のリング・ギア３２へ機械的に結合され、そしてバッテリー３６へ電気的に接続される。遊星歯車機構２０のリング・ギア３２と推進モーター３８は、出力軸４４を介して駆動輪４２へ機械的に接続される。
【００２１】
遊星歯車機構２０は、エンジン２４の出力エネルギーを、エンジン２４から発電機モーター３０へのシリーズ経路と、エンジン２４から駆動輪４２へのパラレル経路とへ分離する。エンジン２４の速度は、パラレル経路を介しての機械的結合を維持しながらシリーズ経路への分離度合を変更することにより、制御され得る。推進モーター３８は、第２歯車機構４０を介してパラレル経路上で駆動輪４２へのエンジン２４の出力を補助する。推進モーター３８はまた、シリーズ経路から直接のエネルギー、本質的には発電機モーター３０により生成されるランニング・オフ・パワーを用いる機会を提供する。これは、バッテリー３６の化学エネルギーとの間でのエネルギーの変換に伴う損失を低減し、エンジン２４のエネルギーの全てから変換損失を差引いたものが駆動輪４２へ到達するのを可能とする。
【００２２】
車両システム制御器（ｖｅｈｉｃｌｅ　ｓｙｓｔｅｍ　ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ：　ＶＳＣ）４６が、各構成部品の制御器に接続されることにより、ＨＥＶ構成の多くの構成部品を制御する。エンジン制御ユニット（ｅｎｇｉｎｅ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｕｎｉｔ：　ＥＣＵ）４８が配線インターフェースを介してエンジン２４へ結合する。ＥＣＵ　４８とＶＳＣ　４６とは同じユニットとしてもよく、別個のユニットとしてもよい。ＶＳＣ　４６は、制御器エリア・ネットワーク（ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒａｒｅａ　ｎｅｔｗｏｒｋ：　ＣＡＮ）５４の様な通信ネットワークを介して、ＥＣＵ　４８と共に、バッテリー制御ユニット（ｂａｔｔｅｒｙ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｕｎｉｔ：　ＢＣＵ）５０及びトランスアクスル・マネージメント・ユニット（ｔｒａｎｓａｘｌｅ　ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　ｕｎｉｔ：　ＴＭＵ）５２と通信する。ＢＣＵ　５０は、配線インターフェースを介してバッテリー３６につながる。ＴＭＵ　５２は、発電機モーター３０と推進モーター３８とを配線インターフェースを介して制御する。
【００２３】
図２は、バッテリー寿命及び／又は性能の低下又はバッテリー維持管理条件に応答して、バッテリー３６のようなＨＥＶバッテリーの充電及び／又は放電を制御するために、ＢＣＵ　５０により実行される方法の一実施形態を示す。図２に示される方法によれば、ＢＣＵ　５０は、４種類のバッテリー寿命及び／又は性能の低下を監視する。
【００２４】
第１にＢＣＵ　５０は、バッテリー３６が不活性を覆すために充電される必要があるか否かを判定する。不活性は、低充電状態（ｓｔａｔｅ　ｏｆ　ｃｈａｒｇｅ：　ＳＯＣ）での長期のアイドル時間により生じる。不活性は電荷の受入れ能力の低下につながる。
【００２５】
第２にＢＣＵ　５０は、バッテリー３６が記憶効果を覆すためにリフレッシュされる必要があるか否かを判定する。記憶効果は、バッテリー３６の放電と充電の浅い反復若しくはサイクルにより生じさせられる。記憶効果は、蓄電能力の損失を生じる。
【００２６】
第３にＢＣＵ　５０は、バッテリー３６が再平衡化を必要としているか否かを判定する。バッテリー３６のような典型的なＨＥＶバッテリーは、所望の電圧を供給するために互いに結合されたセル又はモジュールから構成される。典型的なＨＥＶバッテリーは２４０程度のモジュールを持ち得る。バッテリー３６のモジュールは、製造誤差、モジュールの経年変化及びモジュールの温度に基いて、性能特性が異なることになる。充電能力を失ったモジュールが過充電されるならば、これはモジュールの故障につながる場合がある。
【００２７】
第４にＢＣＵ　５０は、バッテリー３６が充電状態のリセットを必要としているか否かを判定する。モジュールは、バッテリーが反転するほどに深く放電され得る。この反転は、バッテリー性能に悪い影響を与える場合があり、そして、モジュールとそこに接続された回路への長期的な損傷を生じ得る。
【００２８】
図２に示される本発明の実施形態を実施するにあたり、ＢＣＵ　５０がこれら４種類のバッテリー・メンテナンス状態に関してバッテリー３６を監視するが、本発明はそれに限定されるものではない。本発明の実施形態を実現するＢＣＵ　５０は、上述のもの以外のバッテリー寿命及び／又は性能の低下について、バッテリーを監視してもよい。
【００２９】
これら４つの状態の一つが存在すると判定すると、ＢＣＵ　５０は、ＣＡＮ　５４を介してＶＳＣ　４６と通信し、救済作動をすぐに行なうことができるか否か、又は救済作動が車両作動との干渉を回避するために遅延させられる必要があるか否かを判定する。例えば、記憶作用を取り除くべくバッテリー３６をリフレッシュするために、影響を受けたモジュールを深放電し、そして充電することが望ましい場合がある。バッテリーが既に放電状態にある、つまりモジュールを充電する容量を得ることができない状態又はモードで車両が動作している場合もあり得る。また、バッテリー３６の状態を判定すべきＢＣＵ　５０が、バッテリー３６のモジュールの診断用放電又は充電を実行する必要がある場合もあり得る。この診断用放電又は充電は、車両性能に影響し得る。結論的には、ＢＣＵ　５０がＶＳＣ　４６と通信し車両状態を判定することにより、診断用又は回復用の動作が車両性能を妥協したものにすることになるか否かを最初に判定するのが望ましい。
【００３０】
ＢＣＵ　５０により検出された車両状態に応答して、ＢＣＵ　５０がスケジュールに従ったユーザーの相互作用なしに動作を実行する。それは、必要であればその動作を遅らせて、車両動作との干渉を回避することになる。更にいえば、ＢＣＵ　５０は、４つの条件の一つが存在するか否かを判定する工程と、車両動作特性が適切な診断又は救済動作が実行されるのを許容するか否かを判定する工程と、ユーザーが指示又は動作を実行するのを必要とすることなく、診断及び／又は救済動作をとる工程とを実行するのが望ましい。このようにして、バッテリー・メンテナンスは、ユーザーに対して判らない車両作動となり、ユーザーは、メンテナンスの期限を把握することを気にする必要がない。
【００３１】
図２に示される方法をより詳細に見ると、この図が本発明の実施形態による方法の実施中のＢＣＵ　５０の状態を表していることが認識されるであろう。具体的には、ＢＣＵ　５０はスタンバイ状態６０を持つ。ユーザーが車両動作を開始したいという要求を示さない（車両が非動作状態にある）とき、ＢＣＵ　５０はスタンバイ状態６０で動作する。典型的には、ＶＳＣ　４６に接続された入力装置を作動させることにより、例えばスイッチを切替える又は、「キー・オン」とも呼ばれる（ＩＣＥ駆動車両の作動を開始するときにとられる一般的な動作をシミュレートして）キーをシリンダーに入れてそのキーを第１方向に回すということにより、ユーザーが車両作動を開始したいという要求を示す。「キー・オン」動作は、スタンバイ状態６０から通常動作状態６４へとつながる矢印６２により表される。反対に、ユーザーは、例えばキーを第２方向に回転させるといった第２の動作を実行することにより、車両の動作を終了させる要求を示すことができる。この「キー・オフ」とも呼ばれる動作は、通常動作状態６４からスタンバイ状態６０へと戻る矢印６６により表される。
【００３２】
図２に示されるように、ＢＣＵ　５０は、スタンバイ状態６０の間でさえも、バッテリー３６を監視することができる。つまり、車両が非動作中のときでさえ、ＢＣＵ　５０は、バッテリー寿命及び／又は性能が低下している状態に関し、バッテリー３６を監視し得る。具体的には、本発明による方法の望ましい実施形態において、スタンバイ状態６０の間でさえも、ＢＣＵ　５０は、回復用充電を必要とする不活性についてバッテリー３６を監視し得る。この動作はまた、キー・オンにおいて若しくは、通常の作動状態６４の間に起こってもよい。
【００３３】
ＢＣＵ　５０は、例えば、モジュールの充電状態が限界値よりも低いことを検出することにより、又は好ましくは、車両が所定期間非動作状態に留まることを検出することにより、バッテリー３６が不活性状態を覆すために充電されるべきことを検出し得る。これに応答して、ＢＣＵ　５０は回復用充電状態７０に入り、そこでＢＣＵ　５０は、エンジン２４の作動を開始できる。車両が別の電源に接続されていた場合には、その電源からのバッテリー３６の充電を可能とし得る。ＢＣＵ　５０はまた、キー・オン動作６２が実行されるときまでバッテリー３６の回復用充電を遅延させてもよい。バッテリー３６を回復充電した後で、ＢＣＵ　５０は矢印７２により示されるように、スタンバイ状態６０へ戻る。
【００３４】
図３により詳細に示されるように、回復充電状態７０の間、バッテリー３６の回復充電が車両作動に悪い影響をしないことを確実なものとするために、ＢＣＵ　５０が、ＣＡＮ　５４を介してＶＳＣ　４６と通信するのが望ましい。具体的には、図３に示されるように、ブロック７４において、車両が所定時間非動作状態にあるというトリガー事象が生じたことを検出する。ＢＣＵ　５０がブロック７６において、「スタート要求」メッセージをＶＳＣ　４６へ送り、不活性に対処するのに必要な回復充電の開始を要求する。ＶＳＣ　４６は、ブロック７８において「スタート要求」メッセージを受け、ブロック８０においてＢＣＵ　５０が回復充電を開始してもよいか否か、若しくは、車両の作動状態が回復充電の開始が遅延されるのを要求しているか否かを判定する。例えば、車両が別個の電源に接続されるときにのみ回復充電を実行するように設計されている場合、ＶＳＣ　４６は、車両がそのように接続されているか否かを検証し、そのような接続がなされるまで、回復充電の開始を遅延させることができる。ＢＣＵ　５０は補修充電を開始してもよい、とＶＳＣ　４６が判定するとき、ＶＳＣ　４６はブロック８２において「スタート報告」メッセージを送り、そのメッセージを、ＢＣＵ　５０がブロック８４において受ける。
【００３５】
そしてＢＣＵ　５０は、ブロック８６において回復充電を実行する。結論的には、ＶＳＣ　４６は、ブロック８８において車両作動を制御して、ＢＣＵ　５０がブロック８６において回復充電を実行するのを許容する。
【００３６】
回復充電が完了したとき、ＢＣＵ　５０はブロック９０において「終了要求」メッセージをＶＳＣ　４６へ送る。ＶＳＣ　４６は、ブロック９２においてＢＣＵ　５０から「終了要求」メッセージを受け、ブロック９４において「終了報告」メッセージで返答し、それをＢＣＵ　５０がブロック９６において受ける。ＢＣＵ　５０は、ブロック９８においてトリガーをリセットし、そしてブロック９９においてスタンバイ状態６０へ戻る一方、ＶＳＣ　４６はブロック１００において、スタンバイ状態へ戻る。
【００３７】
図２へ戻ると、複数のバッテリー寿命及び／又は性能劣化事象が通常動作状態６４の間に監視されることが認識されるであろう。例えば、ＢＣＵ　５０が、記憶作用を取り除くために、バッテリー３６はリフレッシュされるべきであると検出するとき、矢印１０２により表されるように、ＢＣＵ　５０は通常動作状態６４から回復制御状態１０４へ進む。回復制御が完了したとき、矢印１０６により表されるように、ＢＣＵ　５０は通常動作状態６４へ戻る。
【００３８】
回復用車両制御状態１０４が図４により詳細に示されている。具体的には、トリガー事象が起こり、バッテリー３６又はバッテリー３６のモジュールの一つをリフレッシュすることが望ましいと、ＢＣＵ　５０がブロック１０８において判定する。例えば、トリガー事象は、モジュール又はバッテリー３６が所定数のアンペア時を放電したという状態が望ましい。例えば、モジュール又はバッテリーのリフレッシュは、４２０Ａｈの放電ごとに行なうものとすることができる。ＢＣＵ　５０はまた、陰極の抵抗変化を判定する周波数パルスを用いてもよく、その抵抗変化は、トリガー事象が起こったか否かを判定するための限界値レベルと比較され得る。トリガー事象が起こるとき、ＢＣＵ　５０はブロック１１０において「スタート要求」メッセージをＶＳＣ
４６へ送り、そのメッセージを、ＶＳＣ　４６がブロック１１２において受ける。
【００３９】
ＶＳＣ　４６は、回復動作を開始するためのＢＣＵ　５０への許可をすぐには返さない。代わりに、ＶＳＣ　４６はブロック１１４において、車両の動作状態が所望の回復動作が起こるのを許容することになるか否かを判定する。例えば、ＢＣＵ　５０により用いられる回復制御は、モジュール又はバッテリー３６の深放電とそれに続く全充電を含むことになるので、車両の動作状態が放電及び充電を許容する時点まで、ＶＳＣ　４６が回復制御の実行を遅延させ得る。ＶＳＣ　４６が回復制御が実行され得ると判定するとき、ＶＳＣ　４６はブロック１１６において「スタート報告」メッセージを送り、そのメッセージを、ＢＣＵ　５０がブロック１１８において受ける。
【００４０】
そしてＢＣＵ　５０は、ブロック１２０において回復制御を実行する。上述のように、リフレッシュが適切であるという条件が生じたとＢＣＵ　５０が判定する場合に、ＢＣＵ　５０はモジュール又はバッテリー３６の深放電とそれに続くモジュール又はバッテリー３６の充電を実行する。同時にＶＳＣ　４６は、ＢＣＵ　５０がブロック１２２においてモジュール又はバッテリー３６を深放電及び充電するのを可能とするように、車両を作動させる。
【００４１】
回復制御が実行された後で、ＢＣＵ　５０とＶＳＣ　４６はブロック１２４，　１２６，　１２８，　１３０において、「終了要求」及び「終了報告」のメッセージを交換する。ブロック１２８における「終了報告」メッセージが送信されると、ＶＳＣ　４６はブロック１３２において通常動作状態へと戻る。ブロック１３０において「終了報告」メッセージを受けると、ＢＣＵ　５０は、ブロック１３４においてトリガー（又はカウンター）をリセットし、ブロック１３６において通常動作状態６４へと戻る。
【００４２】
通常動作モード６４の間、バッテリー３４のモジュールは、再平衡化される又は、充電状態（ＳＯＣ）をリセットされる必要があり得る。図２に示すように、このような動作は、合成又は統一の制御により実行される必要があるか否かを判定するのが望ましい。ＢＣＵ　５０は、バッテリー３６のモジュールが再平衡化を必要としているか否か又は、モジュールが充電リセットを必要としているか否かを別個に判定してもよい。
【００４３】
合成又は統一の再平衡化／リセット制御は、２つのレベル又は段階の取組みを用いるものである。第１レベルの質問として、通常動作条件の下でのモジュール電圧により表されるような、モジュールのＳＯＣが所定の範囲内にあるか否かの判定がなされる。ＳＯＣが所定範囲内にあると判定されるとき、ＢＣＵ　５０は通常動作状態６４に留まる。しかしながら、ＳＯＣが所定範囲の下限又は下限界値を下回る（矢印１４０により表される）又は、所定範囲の上限又は上限界値を上回る（矢印１４２により表される）とき、ＢＣＵ　５０は更なる質問をする。
【００４４】
ＳＯＣが所定の下限界値よりも低い第１条件について見ると、ＢＣＵ　５０がＶＳＣ　４６と通信し、ＢＣＵ　５０は状態１４４へ進む。この状態１４４は、ＢＣＵ　５０がモジュールのＳＯＣのより精密な判定を行なえる定電流放電を開始する許可を求める状態のことである。ＶＳＣ　４６は、矢印１４６により表されるような定電流放電を許可する場合と、矢印１４８により表されるような定電流放電を阻止する場合とがある。ＶＳＣ　４６が定電流放電を阻止するとき、ＢＣＵ　５０は状態６４へ戻る。
【００４５】
ＶＳＣ　４６が定電流放電を許可するとき、ＢＣＵ　５０は状態１５０へ進み、そこで、定電流放電が実行され、対象モジュールのＳＯＣが判定される。ＢＣＵ　５０はそして、矢印１５２により表されるように、状態１５４へ進み、そこで、モジュールのＳＯＣが所定のＳＯＣと比較され、差若しくはＤ（ｄｅｌｔａ）値が計算される。そのモジュールについてのＤ値が、所定のＤ値の限界値を越えるとき、ＢＣＵ　５０は矢印１５６により表されるように、再平衡化状態１５８へ進む。モジュールのＤ値が限界値のＤ値未満のとき、ＢＣＵ
５０は矢印１６０により表されるように、通常の動作状態６４へ進む。
【００４６】
再平衡化状態１５８において、ＢＣＵ　５０は、ＶＳＣ　４６と通信することにより、再平衡化動作が実行され得るか、又はその動作が所望の車両動作との干渉を避けるために遅延される必要があるか否かを判定する。ＶＳＣ　４６からの適切な許可により、ＢＣＵは、モジュールを充電する電流移送方法を用いるのが望ましい。つまり、低ＳＯＣのときモジュールが充電される一方、高ＳＯＣのときモジュールは充電されない、若しくはバイパスされる。再平衡化が完了すると、ＢＣＵは、矢印１６２により表されるように、通常の動作状態６４へと進む。
【００４７】
通常状態下の電圧に基くＳＯＣが高ＳＯＣ条件の可能性を示す状況に戻ると、ＢＣＵ　５０は、矢印１４２により表されるように、通常動作モード６４から状態１６４へ進む。状態１６４において、ＢＣＵ　５０はモジュールの定電流充電を実行し、モジュールのＳＯＣが計測される。ＢＣＵ　５０はそして、矢印１６６により表されるように、上述の状態１５４へ進む。そこからＢＣＵ　５０は、通常動作状態６４へ直接又は再平衡化状態１５８を通って戻る。Ｄ値が限界値よりも大きいことが検出されるとき、制御された放電が、ＶＳＣ　４６から受けた許可に従い、再平衡化状態１５８において実行される。
【００４８】
上記のように、本発明の実施形態による方法を実施するＢＣＵ　５０は、バッテリーの寿命及び／又は性能の低下に対処するために、バッテリー３６、より具体的にはバッテリー３６のモジュールの充電及び放電を制御する。更に、本発明の実施形態による方法を実施するＢＣＵ　５０は、制御がユーザーに認識されないように、ユーザーの介入なしに、そして車両動作状態に従って、バッテリー３６の充電及び放電を制御する。
【００４９】
本発明の実施形態による方法を実施するＢＣＵ　５０がＩＣＥを持つＨＥＶに組み込まれた形で述べられてきたが、当業者であれば、ＢＣＵ　５０が燃料電池を用いるＨＥＶに組み込むように改良し得る。結果として、本発明による方法を実施するＢＣＵ　５０は、特定の形式のＨＥＶに限定されるものではない。
【００５０】
要約すると、本発明の上述の実施形態は、純粋に例示目的で示されている。本発明については、他に多くの変形、改良そして適用がなされ得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】ハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）の全体構成を示す図である。
【図２】バッテリーの寿命及び／又は性能の低下に応答してＨＥＶバッテリーの充電及び／又は放電を制御する本発明の方法の実施形態を示す図である。
【図３】バッテリーの不活性状態を制限するためにバッテリーを充電する本発明の方法の実施形態を示すフローチャート図である。
【図４】記憶効果を制限するために、バッテリーを放電する方法の本発明の実施形態を示すフローチャート図である。
【符号の説明】
３６　バッテリー

Claims

ハイブリッド電気自動車のための複モジュール型バッテリーの充電及び放電を制御する方法であって、
上記バッテリーのモジュールの充電と放電の少なくとも一つを要求するバッテリー・メンテナンス状態を検出する工程と、
車両状態を検出する工程と、
上記バッテリー・メンテナンス状態と上記車両状態に応答して、ユーザーの介入なしに、上記バッテリーの充電と放電の少なくとも一つを選択的に実行する工程とを有する方法。
充電と放電の少なくとも一つを選択的に実行する工程が、車両状態に応答して、バッテリー・メンテナンス状態が要求する充電と放電の少なくとも一つの実行を遅延させる工程を有する請求項１の方法。
充電と放電の少なくとも一つを選択的に実行する工程が、車両状態に応答して、バッテリー・メンテナンス状態が要求する充電と放電の少なくとも一つをすぐに実行する工程を有する請求項１の方法。
ハイブリッド電気自動車が動作状態と非動作状態を持ち、
バッテリー・メンテナンス状態を検出する工程が、車両が上記動作状態から非動作状態へ移行してからの時間を検出する工程を有し、
充電と放電の少なくとも一つを選択的に実行する工程が、バッテリーのモジュールを充電する工程を有する請求項１の方法。
バッテリー・メンテナンス状態を検出する工程が、バッテリーのモジュールの放電期間を検出する工程を有し、
充電及び放電の少なくとも一つを実行する工程が上記モジュールを放電し、該モジュールを充電する工程を有する請求項１の方法。
バッテリー・メンテナンス状態を検出する工程が、通常状態でバッテリーのモジュールの充電状態を検出する工程と、通常状態での充電状態が所定の範囲にないとき、制御された状態の下で上記モジュールの充電状態を検出する工程とを有する請求項１の方法。
通常状態の下でバッテリーのモジュールの充電状態を検出する工程が、通常状態の下で上記バッテリーのモジュールの電圧を検出する工程を有する請求項６の方法。
制御された状態の下で充電状態を検出する工程が、通常条件の下で検出されたモジュールの充電状態が限界値を下回るとき、定電流放電状態の下で上記モジュールの充電状態を検出する工程を有し、
充電と放電の少なくとも一つを実行する工程が、定電流放電状態の下で検出された充電状態と所定充電状態との間の差が限界値を越える場合に、上記モジュールを充電する工程を有する請求項６の方法。
制御された条件の下でモジュールの充電状態を検出する工程が、通常条件の下で検出された上記モジュールの充電状態が限界値を上回るときに、低電流充電状態の下で上記モジュールの充電状態を検出する工程を有し、
充電及び放電の少なくとも一方を実行する工程が、定電流放電状態の下で検出された充電状態と所定充電状態との間の差が限界値を越える場合に、上記モジュールを放電する工程を有する請求項６の方法。