JP2004248465A

JP2004248465A - 電池の充電制御装置および充電制御方法

Info

Publication number: JP2004248465A
Application number: JP2003038159A
Authority: JP
Inventors: Minoru Kato; 稔加藤
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2003-02-17
Filing date: 2003-02-17
Publication date: 2004-09-02
Anticipated expiration: 2023-02-17
Also published as: JP3975937B2

Abstract

【課題】過充電を防止しつつ、回生発電された電力を十分に充電する。
【解決手段】充電制御方法は、回生発電が可能であるか否かを判断するステップ（Ｓ１００）と、リチウムイオン電池の電池電圧を検知するステップ（Ｓ１１０）と、検知した電池電圧が通常充電時の目標ＳＯＣ電圧よりも低いと（Ｓ１２０にてＮＯ）、電池電圧と充電電圧との電位差を大きくして充電電流を上げて充電電力を増加させるために、ＤＣ／ＤＣコンバータに指示する充電指示電圧を目標ＳＯＣ電圧をαだけ高く指示するステップ（Ｓ１３０）とを含む。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、二次電池の充電制御に関し、特に、車両に搭載された二次電池の充電制御に関する。
【０００２】
【従来の技術】
燃費向上、排気ガスのクリーン化を目的として、電気自動車、ハイブリッド自動車などの新しい駆動機構を有する車両の開発が進められている。このような車両において、車両を制動するときには、制動油等の非圧縮性流体を用いた流体圧制動が広く用いられており、さらに、回生制動も使用できる。回生制動は、制動エネルギを車両駆動用のモータにて電力に変換して車両に搭載された二次電池等に回収する制動方法であり、二次電池の充電頻度を低くする（充電１回あたりの走行可能距離を長くする）というエネルギ効率向上の作用を有しているため、このような車両の制動に際しては回生制動力をできるだけ大きくすることが望ましい。
【０００３】
特開平１１−４１７１１号公報（特許文献１）は、電池の電圧を計測するセンサの精度や組電池内のセル電圧分布によらず、回生可能パワーを精度良く算出する演算方法を開示する。特許文献１に開示された演算方法は、駆動モータへの負荷を電力に変換してモータ駆動用電池を回生充電する電気自動車の回生可能パワー演算方法に適用される。電池は、複数のセルからなる組電池である。この演算方法は、放電中の電圧値および電流値に基づいて電池の回生可能パワーを算出ステップと、この算出ステップを実行するにあたって、満充電状態における電池の放電電圧計測値に基づいて回生可能パワー演算時の上限電圧値を設定する設定ステップとを含む。特に、設定ステップは、上限電圧値を満充電状態における組電池の放電電圧計測値に設定するステップを含む。
【０００４】
特許文献１に開示された演算方法によると、上限電圧値に電池特性の変化や電圧計測誤差が含まれるようにしたので、回生可能パワー演算値への電池特性の変化や電圧計測誤差の影響を低減することができる。その結果、回生可能パワー演算値が精度良く算出され、電池の充電を効率良く行なうことができる。特に、上限電圧値を満充電状態における組電池の放電電圧計測値に設定すると、組電池を構成するセル間の電圧ばらつきの影響を低減できる。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１１−４１７１１号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１に開示された演算方法は、電池特性の変化や電圧計測の誤差が含まれていても、それらを考慮して最大限の回生発電で充電を行なおうとするが、実際に充電を行なう際に、回生時の電池電圧と充電電圧との電位差が小さい場合、充電電流が小さくなる。このため、回生による充電電力量が少なくなる。このような充電方法では、アイドリングストップシステムを採用した車両においては、アイドリングストップ中に電池の充電量が減少して、燃費向上の効果が発現しにくい。
【０００７】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、過充電を防止しつつ、回生発電された電力を十分に充電できる、電池の充電制御装置および充電制御方法を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
第１の発明に係る充電制御装置は、車両の走行中に回生発電された電力により充電される電池を制御する。この充電制御装置は、電池の電圧を計測するための計測手段と、計測された電池の電圧に基づいて、電池の充電電圧を設定するための設定手段とを含む。
【０００９】
第１の発明によると、設定手段は、計測手段により計測された電池の電圧に基づいて、充電電圧を、たとえばＤＣ／ＤＣコンバータに設定する。このとき、たとえば、計測された電池の電圧が予め定められたしきい値（このしきい値を通常時の充電指示電圧とすることができる）よりも低いと電池の充電電圧をしきい値電圧よりも高く設定し、計測された電池の電圧がしきい値よりも高いと電池の充電電圧をしきい値電圧に設定する。このようにすると、電池の電圧が低い時には、充電電圧を通常時よりもさらに上げて設定して、電池の電圧と充電電圧との電位差を大きくして充電電流を大きくして充電電力量を多くする。電池の電圧が高い時には、通常時と同じ充電電圧に設定して過充電を防止する。その結果、過充電を防止しつつ、回生発電された電力を十分に充電できる電池の充電制御装置を提供することができる。
【００１０】
第２の発明に係る充電制御装置は、第１の発明の構成に加えて、電池の充電電圧のしきい値電圧を記憶するための記憶手段をさらに含む。設定手段は、計測された電池の電圧としきい値電圧とに基づいて、電池の充電電圧を設定するための手段を含む。
【００１１】
第２の発明によると、計測された電池の電圧と、記憶されたしきい値とに基づいて、電池の充電電圧を設定する。電池の電圧が低い時には、充電電圧を通常時よりもさらに上げて設定して、充電電力量を多くして、電池の電圧が高い時には、通常時と同じ充電電圧に設定して過充電を防止することができる。
【００１２】
第３の発明に係る充電制御装置においては、第２の発明の構成に加えて、設定手段は、計測された電池の電圧がしきい値電圧よりも低いと、電池の充電電圧をしきい値電圧よりも高く設定するための手段を含む。
【００１３】
第３の発明によると、計測された電池の電圧が予め定められたしきい値よりも低いと電池の充電電圧をしきい値電圧よりも高く設定する。電池の電圧が低い時には、充電電圧を通常時よりもさらに上げて設定して、電池の電圧と充電電圧との電位差を大きくして充電電流を大きくして充電電力量を多くすることができる。
【００１４】
第４の発明に係る充電制御装置においては、第２または３の発明の構成に加えて、設定手段は、計測された電池の電圧がしきい値電圧よりも高いと、電池の充電電圧をしきい値電圧に設定するための手段を含む。
【００１５】
第４の発明によると、計測された電池の電圧が予め定められたしきい値よりも高いと電池の充電電圧をしきい値電圧に設定する。電池の電圧が高い時には、通常時と同じ充電電圧に設定して過充電を防止することができる。
【００１６】
第５の発明に係る充電制御装置は、第１〜４のいずれかの発明の構成に加えて、設定手段により設定された充電電圧になるように、回生発電された電力の電圧を調整するための調整手段をさらに含む。
【００１７】
第５の発明によると、たとえば、調整手段の１つであるＤＣ／ＤＣコンバータを用いて、設定手段により設定された充電電圧になるように回生発電された電力の電圧を調整する。
【００１８】
第６の発明に係る充電制御装置においては、第１〜５のいずれかの発明の構成に加えて、電池は、リチウムイオン電池である。
【００１９】
第６の発明によると、リチウムイオン電池に対して、過充電を防止しつつ、回生発電された電力を十分に充電する充電制御装置を提供することができる。
【００２０】
第７の発明に係る充電制御装置は、第１〜６のいずれかの発明の構成に加えて、計測手段による電池の電圧の計測のタイミングを制御するための制御手段をさらに含む。
【００２１】
第７の発明によると、計測された電池の電圧が微小時間に変動することによる指示電圧のハンチングを避けるようなタイミングで、電池の電圧を計測できるので、ハンチングがなくなる。
【００２２】
第８の発明に係る充電制御方法は、車両の走行中に回生発電された電力により充電される電池を制御する。この充電制御方法は、電池の電圧を計測する計測ステップと、計測された電池の電圧に基づいて、電池の充電電圧を設定する設定ステップとを含む。
【００２３】
第８の発明によると、設定ステップにて、計測ステップにて計測された電池の電圧に基づいて、充電電圧を、たとえばＤＣ／ＤＣコンバータに設定する。このとき、たとえば、計測された電池の電圧が予め定められたしきい値よりも低いと電池の充電電圧をしきい値電圧よりも高く設定し、計測された電池の電圧がしきい値よりも高いと電池の充電電圧をしきい値電圧に設定する。このようにすると、電池の電圧が低い時には、充電電圧を通常時よりもさらに上げて設定して、電池の電圧と充電電圧との電位差を大きくして充電電流を大きくして充電電力量を多くする。電池の電圧が高い時には、通常時と同じ充電電圧に設定して過充電を防止する。その結果、過充電を防止しつつ、回生発電された電力を十分に充電できる電池の充電制御方法を提供することができる。
【００２４】
第９の発明に係る充電制御方法は、第８の発明の構成に加えて、電池の充電電圧のしきい値電圧を予め準備する準備ステップをさらに含む。設定ステップは、計測された電池の電圧としきい値電圧とに基づいて、電池の充電電圧を設定するステップを含む。
【００２５】
第９の発明によると、計測された電池の電圧と、予め準備されたしきい値とに基づいて、電池の充電電圧を設定する。電池の電圧が低い時には、充電電圧を通常時よりもさらに上げて設定して、充電電力量を多くして、電池の電圧が高い時には、通常時と同じ充電電圧に設定して過充電を防止することができる。
【００２６】
第１０の発明に係る充電制御方法においては、第９の発明の構成に加えて、設定ステップは、計測された電池の電圧がしきい値電圧よりも低いと、電池の充電電圧をしきい値電圧よりも高く設定するステップを含む。
【００２７】
第１０の発明によると、計測された電池の電圧が予め定められたしきい値よりも低いと電池の充電電圧をしきい値電圧よりも高く設定する。電池の電圧が低い時には、充電電圧を通常時よりもさらに上げて設定して、電池の電圧と充電電圧との電位差を大きくして充電電流を大きくして充電電力量を多くすることができる。
【００２８】
第１１の発明に係る充電制御方法においては、第９または１０の発明の構成に加えて、設定ステップは、計測された電池の電圧がしきい値電圧よりも高いと、電池の充電電圧をしきい値電圧に設定するステップを含む。
【００２９】
第１１の発明によると、計測された電池の電圧が予め定められたしきい値よりも高いと電池の充電電圧をしきい値電圧に設定する。電池の電圧が高い時には、通常時と同じ充電電圧に設定して過充電を防止することができる。
【００３０】
第１２の発明に係る充電制御方法は、第８〜１１のいずれかの発明の構成に加えて、設定ステップにて設定された充電電圧になるように、回生発電された電力の電圧を調整する調整ステップをさらに含む。
【００３１】
第１２の発明によると、たとえば、調整ステップを実現する装置の１つであるＤＣ／ＤＣコンバータを用いて、設定ステップにて設定された充電電圧になるように回生発電された電力の電圧を調整する。
【００３２】
第１３の発明に係る充電制御方法においては、第８〜１２のいずれかの発明の構成に加えて、電池は、リチウムイオン電池である。
【００３３】
第１３の発明によると、リチウムイオン電池に対して、過充電を防止しつつ、回生発電された電力を十分に充電する充電制御方法を提供することができる。
【００３４】
第１４の発明に係る充電制御方法は、第８〜１３のいずれかに記載の発明の構成に加えて、計測ステップにおける電池の電圧の計測のタイミングを制御する制御ステップをさらに含む。
【００３５】
第１４の発明によると、計測された電池の電圧が微小時間に変動することによる指示電圧のハンチングを避けるようなタイミングで、電池の電圧を計測できるので、ハンチングがなくなる。
【００３６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返さない。なお、以下において、充電制御される二次電池をリチウムイオン電池として説明するが、本発明は二次電池の種類を問わない。本発明に係る充電制御装置により制御される電池は、他の種類の二次電池であってもよい。
【００３７】
＜第１の実施の形態＞
図１を参照して、本発明の第１の実施の形態に係る制御装置であるエコラン（エコノミーランニング）ＥＣＵ（ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＣｏｎｔｒｏｌＵｎｉｔ）を含む車両の制御ブロック図について説明する。
【００３８】
図１に示すように、この車両は、赤信号の交差点などで車両が停止するとエンジンを自動的に停止させるアイドルストップ機能を実現するエコランＥＣＵ２０００と、ブレーキを制御するＡＢＳ（ＡｎｔｉｌｏｃｋＢｒａｋｉｎｇＳｙｓｔｅｍ）＿ＥＣＵ２２００と、エンジンを制御するエンジンＥＣＵ２３００とを含む。
【００３９】
さらに、この車両は、通常時に電力が使用される、公称電圧１２Ｖの鉛蓄電池１１００と、専らアイドルストップ期間に電力が使用される、公称電圧１４．４Ｖのリチウムイオン電池１０００と、リチウムイオン電池１０００を制御する電池ＥＣＵ２１００と、リチウムイオン電池１０００からの電力を降圧して鉛蓄電池１１００に供給するとともに、鉛蓄電池１１００からの電力を昇圧してリチウムイオン電池１０００に供給するＤＣ／ＤＣコンバータ１０５０とを含む。
【００４０】
さらに、この車両は、エンジンをクランキングする始動装置であるスタータ１３００と、エンジンの回転力により電力を発電するオルタネータ１２００と、スタータ１３００に供給する電力を鉛蓄電池１１００およびリチウムイオン電池１０００のいずれかから供給されるようにスタータ１３００の電源を切り替えるスタータ電源切り替えリレー１７００と、暖房用電動ウォータポンプ１８００とを含む。
【００４１】
鉛蓄電池１１００には、鉛蓄電池１１００の温度を検知する温度センサと、鉛蓄電池１１００の充放電電流を検知する電流センサとが設けられる。リチウムイオン電池１０００は、リチウムイオン電池１０００の温度を検知する温度センサと、リチウムイオン電池の充放電電流を検知する電流センサ１０２０と、リチウムイオン電池の電圧を検知する電圧センサ１０３０と、リチウムイオン電池リレー１０１０とを含む。
【００４２】
エコランＥＣＵ２０００は、電池ＥＣＵ２１００、ＡＢＳ＿ＥＣＵ２２００およびエンジンＥＣＵ２３００に接続される。エンジンＥＣＵ２３００は、エコランＥＣＵ２０００から受信した信号に基づいて、エンジンへの燃料供給を停止するフューエルカットを実現する。エコランＥＣＵ２０００は、アイドルストップ条件の成立やエンジン再始動条件の成立などに基づいて、スタータ電源切り替えリレー１７００を切り替えて、スタータ１３００に鉛蓄電池１１００およびリチウムイオン電池１０００のいずれかから、電力を供給させる。
【００４３】
この車両は、運転者がイグニッションスイッチ１６００を、スタート位置まで回すと、鉛蓄電池１１００からの電力がスタータ電源切り替えリレー１７００を介してスタータ１３００に供給され、スタータ１３００がエンジンを始動する。通常走行時においては、オルタネータ１２００からの発電電力が、鉛蓄電池１１００および車両の補機１４００（エアコンディショナのコンプレッサなど）に供給される。また、リチウムイオン電池１０００のＳＯＣ（ＳｔａｔｅＯｆＣｈａｒｇｅ）が低い場合は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０５０を介してリチウムイオン電池１０００の充電を行なう。
【００４４】
回生発電時には、エンジンＥＣＵ２３００が車両の減速中を検知してかつその他の条件が成立すると、フューエルカットを行なうとともに、オルタネータ１２００の発電電圧を高めることにより回生発電を行なう。このとき発電された電力により、リチウムイオン電池１０００が充電される。
【００４５】
エコランＥＣＵ２０００は、このリチウムイオン電池１０００の充電電圧を制御する。エコランＥＣＵ２０００は、電池ＥＣＵ２１００から受信したリチウムイオン電池１０００の電池電圧に基づいて、リチウムイオン電池１０００の充電電圧を決定する。エコランＥＣＵ２０００は、決定された充電電圧をリチウムイオン電池１０００側に出力するようにＤＣ／ＤＣコンバータ１０５０を制御する。
【００４６】
アイドルストップ時においては、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０５０を介してリチウムイオン電池１０００から車両の補機１４００やＣＶＴ電動オイルポンプ１５００などに電力が供給される。アイドルストップ中は、登坂路などにおける後退抑制のため、ＡＢＳ＿ＥＣＵ２２００によりホイールシリンダの油圧が保持される。エンジン再始動時には、シフトレバーがＤポジションにある場合には、ブレーキペダルをリリースするのと同時にエンジンが再始動する。このエンジンの再始動時には、リチウムイオン電池１０００の電力がスタータ１３００に供給され、スタータ１３００によりエンジンのクランキングが行なわれる。エンジンＥＣＵ２３００がアクセルペダルセンサ２３０２から受信したアクセルの開度信号に基づいて、エンジンの吸入空気量を制御する。
【００４７】
この車両においては、エコランＥＣＵ２０００により、イグニッションスイッチによるエンジンの初回始動時においては、鉛蓄電池１１００からスタータ１３００に電力が供給されるように、アイドルストップ後のエンジン再始動時にはリチウムイオン電池１０００からスタータ１３００に電力が供給されるように制御される。またエコランＥＣＵ２０００により、回生発電中のリチウムイオン電池１０００の充電電圧を、リチウムイオン電池１０００の電圧に基づいて設定するように制御される。
【００４８】
図２を参照して、エコランＥＣＵ２０００で実行される充電電圧設定処理を実行するプログラムの制御構造について説明する。
【００４９】
ステップ（以下、ステップをＳと略す。）１００にて、エコランＥＣＵ２０００は、回生発電が可能か否かを判断する。この判断は、アクセルペダルの開度、ブレーキ圧などに基づいて行なわれる。すなわち、アクセルペダルの開度が小さくてフューエルカットされていて加速要求がなく、ブレーキ圧がかかっていて減速要求があると、回生発電が可能であると判断される。回生発電が可能であると（Ｓ１００にてＹＥＳ）、処理はＳ１１０へ移される。もしそうでないと（Ｓ１００にてＮＯ）、処理はＳ１４０へ移される。
【００５０】
Ｓ１１０にて、エコランＥＣＵ２０００は、リチウムイオン電池１０００の電圧（電池電圧）を検知する。エコランＥＣＵ１０００は、電池ＥＣＵ２１００が電圧センサ１０３０を用いて検知した電圧値を、電池ＥＣＵ２１００から受信することにより、リチウムイオン電池１０００の電圧（電池電圧）を検知する。
【００５１】
Ｓ１２０にて、エコランＥＣＵ２０００は、リチウムイオン電池１０００の電池電圧が、目標ＳＯＣ電圧（通常時の充電指示電圧）以上であるか否かを判断する。目標ＳＯＣ電圧は、リチウムイオン電池１０００の目標ＳＯＣを決定した場合に決定される電圧である。たとえば４つのセル（１セルあたりの公称電圧が３．６Ｖ）を４個直列に接続したリチウムイオン電池１０００（公称電圧１４．４Ｖ）の場合、目標ＳＯＣを８０％とすると、目標ＳＯＣ電圧は約１５．６Ｖになる。リチウムイオン電池１０００の電池電圧が、目標ＳＯＣ電圧以上であると（Ｓ１２０にてＹＥＳ）、処理はＳ１４０へ移される。もしそうでないと（Ｓ１２０にてＮＯ）、処理はＳ１３０へ移される。
【００５２】
Ｓ１３０にて、エコランＥＣＵ２０００は、指示電圧を（目標ＳＯＣ電圧＋α：αは正の値）に設定する。Ｓ１４０にて、エコランＥＣＵ２０００は、指示電圧を目標ＳＯＣ電圧に設定する。
【００５３】
以上のような構造およびフローチャートに基づく本発明の実施の形態に係るエコランＥＣＵ２０００の動作について説明する。
【００５４】
車両が長い下り坂を走行中に、アクセルペダルが踏まれないで、ブレーキペダルが踏まれるなどすると、回生発電が可能であると判断される（Ｓ１００にてＹＥＳ）。エコランＥＣＵ２０００は、電池ＥＣＵ２１００から受信することにより検知したリチウムイオン電池１０００の電池電圧と、予め記憶しておいた目標ＳＯＣ電圧とを比較する（Ｓ１２０）。
【００５５】
リチウムイオン電池１０００の電池電圧が、目標ＳＯＣ電圧より低いと（Ｓ１２０にてＮＯ）、エコランＥＣＵ２０００は、指示電圧を（目標ＳＯＣ電圧＋α）に設定する（Ｓ１３０）。この設定された指示電圧が、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０５０のリチウムイオン電池１０００側に出力するように、エコランＥＣＵ２０００は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０５０を制御する。
【００５６】
図３に示すように、リチウムイオン電池２０００の電池電圧（実電圧）が目標ＳＯＣ電圧よりも低いときに、充電の指示電圧を目標ＳＯＣ電圧よりもαだけ高く設定すると、電池電圧と充電電圧との電位差が大きくなり、リチウムイオン電池１０００の充電電流が大きくなる。このとき、図３に示すように充電電流がリチウムイオン電池２０００に流れて充電される。すなわち、目標ＳＯＣ電圧よりもαだけ高く充電電圧を高くしない場合には、電池電圧（実電圧）および電流は点線のようになり、リチウムイオン電池２０００の電圧（実電圧）と充電電圧（α加算しない電圧）との電位差が小さく、充電電流（電流）が大きくならないので、十分にリチウムイオン電池２０００を充電できない。
【００５７】
目標ＳＯＣ電圧よりもαだけ高く充電電圧を高く設定して、リチウムイオン電池２０００が充電されるに従い、電池電圧が上昇する。リチウムイオン電池１０００の電池電圧が、目標ＳＯＣ電圧に上昇すると（Ｓ１２０にてＹＥＳ）、エコランＥＣＵ２０００は、指示電圧を目標ＳＯＣ電圧に設定する（Ｓ１４０）。この設定された指示電圧が、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０５０のリチウムイオン電池１０００側に出力するように、エコランＥＣＵ２０００は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０５０を制御する。
【００５８】
図３に示すように、リチウムイオン電池２０００の電池電圧（実電圧）が目標ＳＯＣ電圧以上になると、充電の指示電圧を目標ＳＯＣ電圧（通常の充電指示電圧）に設定する。このように充電の指示電圧を通常の充電指示電圧に戻すので、図３の一点鎖線に示すような過充電の状態にならない。
【００５９】
以上のようにして、本実施の形態に係るエコランＥＣＵによると、検知したリチウムイオン電池の電圧に基づいて、充電電圧を、ＤＣ／ＤＣコンバータに設定する。このとき、電池電圧が通常時の充電指示電圧よりも低いと、充電電圧を通常時の充電指示電圧よりもαだけ高く設定し、電池電圧が通常時の充電指示電圧以上であると、通常時の充電指示電圧に設定する。このようにして、電池電圧が低い時には、充電電圧を通常時よりもさらに上げて、電池電圧と充電電圧との電位差を大きくして充電電流を大きくして充電電力量を多くし、電池電圧が高い時には、通常時と同じ充電電圧に設定して過充電を防止する。その結果、過充電を防止しつつ、回生発電された電力を十分に充電できるようになる。
【００６０】
＜第２の実施の形態＞
以下、本発明の第２の実施の形態に係る制御装置であるエコランＥＣＵについて説明する。本実施の形態に係るエコランＥＣＵは、前述の第１の実施の形態に係るエコランＥＣＵとは、異なるプログラムを実行する。それ以外の制御ブロック図は、前述の第１の実施の形態の制御ブロック図と同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰返さない。
【００６１】
本実施の形態に係るエコランＥＣＵ２０００は、以下のようなハンチング現象を防止する。指示電圧が（目標ＳＯＣ電圧＋α）に設定された状態で充電されると、リチウムイオン電池１０００が充電されるに従いリチウムイオン電池１０００の電池電圧が上昇する。リチウムイオン電池１０００の電池電圧が目標ＳＯＣ電圧以上まで上昇すると、指示電圧は目標ＳＯＣ電圧まで下げて設定される。このとき、指示電圧が目標ＳＯＣ電圧に下げて設定されると同時に、リチウムイオン電池１０００の電池電圧が、目標ＳＯＣ電圧未満まで下がるので、指示電圧が（目標ＳＯＣ電圧＋α）に再び設定される。指示電圧が（目標ＳＯＣ電圧＋α）に再び設定されると同時に、リチウムイオン電池１０００の電池電圧が目標ＳＯＣ電圧以上にまで上昇するので、指示電圧が目標ＳＯＣ電圧に再び設定される。このような動作を繰返すハンチング現象が発生する可能性がある。本実施の形態に係るエコランＥＣＵ２０００は、このようなハンチング現象を回避すべく、図２に示したフローチャートとは異なるフローチャートにより表わされる充電電圧設定処理を実行する。
【００６２】
図４を参照して、エコランＥＣＵ２０００で実行される充電電圧設定処理を実行するプログラムの制御構造について説明する。なお、図４に示すフローチャートの中でＳ１０２〜Ｓ１０８以外の処理については前述の図２に示したフローチャートと同じ処理である。したがって、それらの処理についての詳細な説明はここでは繰返さない。
【００６３】
Ｓ１００にて、エコランＥＣＵ２０００は、回生発電が可能か否かを判断する。回生発電が可能であると（Ｓ１００にてＹＥＳ）、処理はＳ１０２へ移される。もしそうでないと（Ｓ１００にてＮＯ）、処理はＳ１０４へ移される。
【００６４】
Ｓ１０２にて、エコランＥＣＵ２０００は、ＥＣＵに内蔵された減算タイマがタイムアップしたか否かを判断する。この減算タイマは、初期値が設定されたタイマ値から、たとえば０．１秒ずつ減算して、タイマ値が０になるとタイムアップする。減算タイマがタイムアップしていると、すなわちタイマ値が０であると（Ｓ１０２にてＹＥＳ）、処理はＳ１１０へ移される。もしそうでないと（Ｓ１０２にてＮＯ）、処理はＳ１０６へ移される。
【００６５】
Ｓ１０４にて、エコランＥＣＵ２０００は、この減算タイマのタイマ値を０にクリアする。Ｓ１０６にて、エコランＥＣＵ２０００は、この減算タイマの現在値を、たとえば０．１秒だけデクリメントする。Ｓ１０８にて、エコランＥＣＵ２０００は、この減算タイマのタイマ値に初期値を設定する。Ｓ１０４〜Ｓ１０８の処理後、処理はＳ１４０へ移される。
【００６６】
以上のような構造およびフローチャートに基づく本発明の実施の形態に係るエコランＥＣＵ２０００の動作について説明する。
【００６７】
回生発電が可能であると判断され（Ｓ１００にてＹＥＳ）、かつ減算タイマがタイムアップしていると（Ｓ１０２にてＹＥＳ）、リチウムイオン電池１０００の電池電圧が検知される（Ｓ１１０）。回生発電が可能であると判断されても（Ｓ１００にてＹＥＳ）、減算タイマがタイムアップしていないと（Ｓ１０２にてＮＯ）、減算タイマがタイムアップするまで、リチウムイオン電池１０００の電池電圧は検知されない。すなわち、この減算タイマは、リチウムイオン電池１０００の電池電圧を検知するタイミングを遅らせるディレータイマとして作用する。
【００６８】
したがって、指示電圧を目標ＳＯＣ電圧に設定するにしても、指示電圧を（目標ＳＯＣ電圧＋α）に設定するにしても、回生発電が可能であると判断されてから、減算タイマがタイムアップするまで待つことになる。
【００６９】
指示電圧が（目標ＳＯＣ電圧＋α）に設定された状態で充電されると、リチウムイオン電池１０００が充電されるに従いリチウムイオン電池１０００の電池電圧が上昇する。リチウムイオン電池１０００の電池電圧が目標ＳＯＣ電圧以上まで上昇すると、指示電圧は目標ＳＯＣ電圧まで下げて設定される。このとき、指示電圧が目標ＳＯＣ電圧に下げて設定されてから減算タイマに設定された時間が経過した後に、リチウムイオン電池１０００の電池電圧が検知される。減算タイマに設定された時間が経過するまでは、リチウムイオン電池１０００の電池電圧が検知されない。
【００７０】
減算タイマに設定された時間が経過してリチウムイオン電池１０００の電池電圧が検知されたときには、目標ＳＯＣ電圧未満まで下がった状態から目標ＳＯＣ電圧以上に上昇しているので、指示電圧が（目標ＳＯＣ電圧＋α）に再び設定されることがない。したがって、本実施の形態に係るエコランＥＣＵ２０００は、ハンチング現象が発生する可能性をなくすようにできる。
【００７１】
以上のようにして、本実施の形態に係るエコランＥＣＵによると、電池電圧を検知する前にディレータイマを設けたので、ハンチング動作を回避することができる。
【００７２】
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】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る制御装置を搭載した車両の制御ブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る制御装置であるエコランＥＣＵで実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャートである。
【図３】この車両の回生発電時のタイミングチャートを示す図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係る制御装置であるエコランＥＣＵで実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０００リチウムイオン電池、１０１０リチウムイオン電池リレー、１０２０電流計、１０３０電圧計、１０５０ＤＣ／ＤＣコンバータ、１１００鉛蓄電池、１２００オルタネータ、１３００スタータ、１４００補機、１５００ＣＶＴ電動ポンプ、１６００イグニッションスイッチ、１７００スタータ電源切り替えリレー、１８００暖房用電動ウォータポンプ、１９００スタータ用リレー、２０００エコランＥＣＵ、２１００電池ＥＣＵ、２２００ＡＢＳ＿ＥＣＵ、２３００エンジンＥＣＵ、２３０２アクセルペダルセンサ。

Claims

車両の走行中に回生発電された電力により充電される電池の充電制御装置であって、
前記電池の電圧を計測するための計測手段と、
前記計測された電池の電圧に基づいて、前記電池の充電電圧を設定するための設定手段とを含む、電池の充電制御装置。
前記充電制御装置は、前記電池の充電電圧のしきい値電圧を記憶するための記憶手段をさらに含み、
前記設定手段は、前記計測された電池の電圧と前記しきい値電圧とに基づいて、前記電池の充電電圧を設定するための手段を含む、請求項１に記載の充電制御装置。
前記設定手段は、前記計測された電池の電圧が前記しきい値電圧よりも低いと、前記電池の充電電圧を前記しきい値電圧よりも高く設定するための手段を含む、請求項２に記載の充電制御装置。
前記設定手段は、前記計測された電池の電圧が前記しきい値電圧よりも高いと、前記電池の充電電圧を前記しきい値電圧に設定するための手段を含む、請求項２または３に記載の充電制御装置。
前記充電制御装置は、前記設定手段により設定された充電電圧になるように、回生発電された電力の電圧を調整するための調整手段をさらに含む、請求項１〜４のいずれかに記載の充電制御装置。
前記電池は、リチウムイオン電池である、請求項１〜５のいずれかに記載の充電制御装置。
前記充電制御装置は、前記計測手段による前記電池の電圧の計測のタイミングを制御するための制御手段をさらに含む、請求項１〜６のいずれかに記載の充電制御装置。
車両の走行中に回生発電された電力により充電される電池の充電制御方法であって、
前記電池の電圧を計測する計測ステップと、
前記計測された電池の電圧に基づいて、前記電池の充電電圧を設定する設定ステップとを含む、電池の充電制御方法。
前記充電制御方法は、前記電池の充電電圧のしきい値電圧を予め準備する準備ステップをさらに含み、
前記設定ステップは、前記計測された電池の電圧と前記しきい値電圧とに基づいて、前記電池の充電電圧を設定するステップを含む、請求項８に記載の充電制御方法。
前記設定ステップは、前記計測された電池の電圧が前記しきい値電圧よりも低いと、前記電池の充電電圧を前記しきい値電圧よりも高く設定するステップを含む、請求項９に記載の充電制御方法。
前記設定ステップは、前記計測された電池の電圧が前記しきい値電圧よりも高いと、前記電池の充電電圧を前記しきい値電圧に設定するステップを含む、請求項９または１０に記載の充電制御方法。
前記充電制御方法は、前記設定ステップにて設定された充電電圧になるように、回生発電された電力の電圧を調整する調整ステップをさらに含む、請求項８〜１１のいずれかに記載の充電制御方法。
前記電池は、リチウムイオン電池である、請求項８〜１２のいずれかに記載の充電制御方法。
前記充電制御方法は、前記計測ステップにおける前記電池の電圧の計測のタイミングを制御する制御ステップをさらに含む、請求項８〜１３のいずれかに記載の充電制御方法。