JP2006049198A - 組電池の容量調整装置 - Google Patents

Abstract

【課題】組電池の電圧を上昇させて、セル間の容量調整を行う際に、車両の走行状態に応じて、適切な目標充電電圧を設定する。
【解決手段】車両がアイドル中か、走行中かを判定し、アイドル中の場合には、目標充電電圧を、容量調整を行う基準電圧であるバイパス作動電圧より少し高いＶidleに設定する。一方、車両が走行中と判定された場合には、目標充電電圧をＶidleより高いＶrunに設定する。これにより、組電池の電圧変動が小さいアイドル時には、不必要な充電を抑制しつつセル間の容量調整を行うことができ、電圧変動が大きい車両走行時には、組電池の放電が行われた場合でも、セル間の容量調整を継続して行うことができる。
【選択図】図６

Description

本発明は、複数のセルから構成される組電池の容量調整装置に関し、特に、ハイブリッド車に搭載されて使用される組電池の容量調整装置に関する。

従来、各セルの電圧値と所定のしきい値電圧とを比較し、セル電圧が所定のバイパス電圧を上回ったセルの放電を行うことにより、セル間の容量調整を行う容量調整装置において、容量調整時に、セル電圧がバイパス作動電圧より高くなるように、組電池の充電を行う装置が知られている（特許文献１参照）。

特開平１０−３２２９２５号公報

しかしながら、従来の容量調整装置をハイブリッド車に搭載して使用する場合、組電池の電圧変動が少ないアイドル時、および、組電池の電圧変動が大きい車両走行時のいずれの状況でも、容量調整時の組電池の目標充電電圧は一定であるので、容量調整時における組電池の充電効率が悪いという問題があった。

本発明による組電池の容量調整装置は、容量調整を行う際に、車両の走行状態を判定し、判定した走行状態に基づいて、組電池を充電する際の目標充電電圧を設定することを特徴とする。

本発明による組電池の容量調整装置によれば、車両の走行状態に基づいて、容量調整を行うために組電池を充電する際の目標充電電圧を設定するので、充電効率を悪化させずに、各セル間の容量調整を行うことができる。

−第１の実施の形態−
図１は、本発明による組電池の容量調整装置を搭載したハイブリッド自動車の第１の実施の形態におけるシステム構成を示す図である。組電池（バッテリ）１は、ｎ個のセルＣ１〜Ｃｎを直列に接続して構成される。組電池１の直流電圧は、インバータ４にて交流電圧に変換されて、車両の走行駆動源である交流モータ５に印加される。

交流モータ５は、電動機として機能するとともに、エンジン１０を動力源として、発電機としても機能するモータジェネレータである。コントロールユニット３は、CPU３ａ、ＲＯＭ３ｂ、ＲＡＭ３ｃ、タイマ３ｄを備え、インバータ４を制御することにより、組電池１の充電および放電を行う。電圧センサ６は、組電池１の総電圧Ｖbatを検出して、コントロールユニット３に出力する。車速センサ７は、車両の速度を検出して、コントロールユニット３に出力する。アクセル開度センサ８は、アクセル開度を検出して、コントロールユニット３に出力する。

図２は、容量調整回路（バイパス回路）２の詳細な構成を示す図である。ここでは、説明を簡単にするために、組電池１が８個のセルＣ１〜Ｃ８により構成されているものとする。容量調整回路２は、電圧検知回路Ｖt1〜Ｖt8と、電圧比較器（コンパレータ）ＩＣ１〜ＩＣ８と、バイパス抵抗Ｒ１〜Ｒ８と、スイッチＳＷ１〜ＳＷ８とを備える。各セルごとに設けられている電圧検知回路Ｖt1〜Ｖt8は、対応するセルＣ１〜Ｃ８の電圧を検出する。

電圧比較器ＩＣ１〜ＩＣ８は、電圧検知回路Ｖt1〜Ｖt8により検出されるセル電圧と、所定のバイパス作動電圧Ｖbpsとを比較し、比較結果を対応するスイッチＳＷ１〜ＳＷ８に出力する。スイッチＳＷ１〜ＳＷ８は、セル電圧がバイパス作動電圧Ｖbpsよりも高いことを示す信号が対応する電圧比較器ＩＣ１〜ＩＣ８から出力された場合に、オンする。例えば、スイッチＳＷ１がオンすると、スイッチＳＷ１と直列に接続されているバイパス抵抗Ｒ１を介して、充電電流の一部が流れる。すなわち、セル電圧がバイパス作動電圧Ｖbpsを超えると、バイパス抵抗Ｒ１〜Ｒ８を介して充電電流の一部が流れるので、各セルの電圧がバイパス作動電圧Ｖbpsの大きさに保たれる。

図３は、第１の実施の形態における組電池の容量調整装置により行われる容量調整手順を示すフローチャートである。ステップＳ１０から始まる処理は、コントロールユニット３のＣＰＵ３ａにより、所定時間ごと（例えば、１０msごと）に行われる。

ステップＳ１０では、後述する容量調整モードによる充放電制御を行うか否かを判定する。ここでは、第１の実施の形態における組電池の容量調整装置を適用したハイブリッド自動車の利用時間Ｔonが所定時間Ｔ１以上であり、かつ、容量調整時間Ｔbonが所定時間Ｔ２未満であるか否かを判定する。容量調整時間Tbonは、容量調整回路２によって、セルの容量調整が行われた時間であり、後述する方法により計測する。利用時間Ｔonが所定時間Ｔ１以上であり、かつ、容量調整時間Ｔbonが所定時間Ｔ２未満である場合には、容量調整が必要であると判断して、ステップＳ５０に進み、それ以外の場合には、ステップＳ２０に進む。

ステップＳ２０〜ステップＳ４０の処理は、通常の充放電モードによる制御である。図４は、通常の充放電モード時における組電池１のＳＯＣ（％）と、組電池１のパワーとの関係を示す図である。組電池１の出力可能パワーは、組電池の最大出力パワー以内で設定されており、入力可能パワーは、最大入力パワー以内で設定されている。なお、出力可能パワーと最大出力パワーとの間のマージン、および、入力可能パワーと最大入力パワーとの間のマージンは、定格時間出力および定格時間入力を保証し、マージン分で短時間のパワー出力およびパワー入力を許容できるように設定する。

通常の充放電モードによる制御では、運転者の運転状況に応じて、モータ５の力行運転／回生運転が決定されるとともに、組電池１のＳＯＣに応じて、モータ５の発電状態およびエンジン１０のアイドルストップの有無が決定される。例えば、２５（％）≦ＳＯＣ＜４５（％）の範囲では、図４に示すように、エンジン１０を動力源として、モータ５による発電を優先した走行発電制御が行われる。また、アイドルストップ条件が成立した場合でもアイドルストップは行われずに、エンジン１０を動力源として、モータ５による発電が行われる。なお、ＳＯＣが３５％以下になると、組電池１の出力を制限する制御が行われる。

４５（％）≦ＳＯＣ＜６５（％）の範囲では、エンジン１０を動力源としてモータ５による発電が行われるが、エンジン１０の燃費を優先した走行発電制御が行われるとともに、アイドルストップ条件が成立した場合には、エンジン１０を一時的に停止させるアイドルストップが行われる。また、ＳＯＣが５５％を越えると、エンジン１０を動力源とした発電を制限する制御が行われる。

６５（％）≦ＳＯＣ＜８５（％）の範囲では、エンジン１０を動力源とした発電は行われず、車両の減速エネルギー等を利用した回生発電制御のみが行われる。また、アイドルストップ条件が成立した場合には、アイドルストップが行われる。なお、ＳＯＣが７５％を越えると、回生発電量の制限が開始される。

ステップＳ２０では、タイマ３ｄにより、車両の利用時間Ｔonをカウントする。車両の利用時間Ｔonは、ハイブリッド自動車を起動していた時間を積算した時間であり、図示しないキースイッチがオフされると、ＲＡＭ３ｃに格納される。従って、ここでは、ＲＡＭ３ｃに格納されている利用時間Ｔonに加算していく形で、車両の利用時間Ｔonのカウントを開始する。

ステップＳ２０に続くステップＳ３０では、電圧センサ６により検出される組電池１の総電圧が所定の電圧Ｖbon以上であるか否かを判定する。ここでは、所定電圧Ｖbonは、Ｖbon／ｎ＝Ｖbps＋Ｖα（Ｖbpsはバイパス作動電圧、ｎはセル数、Ｖαは所定電圧）とする。組電池１の総電圧が所定の電圧Ｖbon以上であれば、容量調整回路２による容量調整が行われていると判定してステップＳ４０に進み、所定の電圧Ｖbon未満であると判定すると、図３に示すフローチャートの処理を終了する。

ステップＳ４０では、タイマ３ｄにより、容量調整時間Ｔbonをカウントする。容量調整時間Ｔbonは、容量調整回路（バイパス回路）２が作動していた時間の積算時間であり、図示しないキースイッチがオフされた時に、ＲＡＭ３ｃに格納される。従って、ここでは、ＲＡＭ３ｃに格納されている容量調整時間Ｔbonに加算していく形で、容量調整時間Ｔbonのカウントを開始する。容量調整時間Ｔbonのカウントを開始すると、図３に示すフローチャートの処理を終了する。

一方、ステップＳ５０〜ステップＳ１２０の処理は、容量調整モードにおける制御である。ステップＳ５０では、車両がアイドル（アイドリング）中であるか否かを判定する。ここでは、車速センサ７により検出される車速が所定車速以下であり、かつ、アクセル開度センサ８により検出されるアクセル開度が所定のアクセル開度以下である場合に、アイドル中であると判定し、それ以外の場合には、車両が走行中であると判定する。車両がアイドル中であると判定するとステップＳ７０に進み、走行中であると判定すると、ステップＳ６０に進む。

ステップＳ６０では、車両走行時の目標発電電圧Ｖrunを設定する。この目標発電電圧Ｖrunは、車両走行時に、エンジン１０の駆動力とともに、モータ５の駆動力が必要となって、組電池１の放電が行われた場合でも、各セルの電圧をバイパス作動電圧Ｖbpsより高い電圧に維持できるための電圧であり、バイパス作動電圧Ｖbpsに対して十分高い電圧に設定する。この目標発電電圧Ｖrunに対応する目標発電電力を以下の手順により演算する。すなわち、目標発電電力を演算する時点の組電池１のＳＯＣに対応する開放電圧値Ｖoと、目標電圧値Ｖrunとに基づいて、目標上昇電圧Ｖup＝Ｖrun−Ｖoを算出する。組電池１の内部抵抗をＲとすると、電圧Ｖupおよび内部抵抗Ｒに基づいて決定される電流Ｉupは、Ｉup＝Ｖup／Ｒとなる。

なお、組電池１の内部抵抗Ｒは、様々な方法により算出することができるが、電圧の変化分ΔＶおよび電流の変化分ΔＩを求めることにより、次式（１）にて算出することができる。式（１）にて算出される内部抵抗Ｒは、組電池１の温度および組電池１の劣化を考慮した値、すなわち、組電池の温度および劣化度合いに基づいて補正された値となっている。
Ｒ＝ΔＶ／ΔＩ …（１）

組電池１の電圧をＶup上昇させるのに必要な目標発電電力Ｐupは、Ｐup＝Ｖup×Ｉupとなる。上述したように、内部抵抗Ｒは、組電池１の温度および劣化を考慮した値になっているため、目標発電電力Ｐupも組電池１の温度および劣化を考慮した値となっている。

一方、ステップＳ７０では、アイドル時の目標発電電圧Ｖidleを設定する。アイドル時の目標発電電圧Ｖidleは、車両走行時の目標発電電圧Ｖrunより小さい値で、かつ、バイパス作動電圧Ｖbpsより少しだけ高い値に設定する。アイドル時の目標発電電圧Ｖidleに対応する目標発電電力の演算方法は、車両走行時の目標発電電圧Ｖrunに対応する目標発電電力の演算方法と同じなので、ここでは、詳しい演算手順は省略する。ステップＳ６０またはステップＳ７０において、目標発電電圧を設定し、設定した目標発電電圧に対応する目標発電電力を演算すると、ステップＳ８０に進む。

図５は、容量調整モード時における組電池１のＳＯＣ（％）と、組電池１のパワーとの関係を示す図である。図５に示すように、２５（％）≦ＳＯＣ＜７５（％）の範囲では、エンジン１０を動力源として、交流モータ５による発電を優先した走行発電制御が行われる。また、アイドルストップ条件が成立した場合でもアイドルストップは行われずに、エンジン１０を動力源とする発電制御が行われる。さらに、通常の充放電モードにおいて行われる発電制限制御は行われずに、設定された目標発電電圧に対応する目標発電電力をモータ５によって発電するように、発電制御が行われる。図５では、車両走行時の目標発電電圧を太い実線で、アイドル時の目標発電電圧を太い点線でそれぞれ示している。

７５（％）≦ＳＯＣ＜８５（％）の範囲では、エンジン１０を動力源とする発電は行われず、車両の減速エネルギー等を利用した回生発電制御のみが行われる。また、アイドルストップ条件が成立した場合には、アイドルストップが行われる。

ステップＳ８０では、ステップＳ６０またはステップＳ７０で演算した目標発電電力Ｐupをインバータ４に指令する。これにより、モータ５は、目標発電電力Ｐupを発電するように制御される。図６は、容量調整モード時に、車両がアイドル中と判定された場合の容量調整の様子を示す図である。図６（ａ）は、容量調整前の各セルＣ１〜Ｃ８の電圧を示す図であり、図に示すように、各セル間の電圧にはバラツキがある。

アイドル時の目標発電電圧は、Ｖidleであるので、組電池１の電圧は、Ｖidle×ｎ（ｎはセル数）になるように、組電池１の充電制御が行われる。図６（ｂ）は、各セルの電圧がバイパス作動電圧Ｖbpsより高くなるように、組電池１の充電制御を行っている状態における各セルの電圧を示す図である。上述したように、セル電圧がバイパス作動電圧Ｖbpsを超えると、容量調整回路２によって、セルの容量調整が行われる。図６（ｃ）は、容量調整後のセル電圧を示す図である。

図７は、容量調整モード時に、車両が走行中と判定された場合の容量調整の様子を示す図である。図７（ａ）は、容量調整前の各セルＣ１〜Ｃ８の電圧を示す図であり、図に示すように、各セル間の電圧にはバラツキがある。車両走行時の目標発電電圧は、バイパス作動電圧Ｖbpsおよびアイドル時の目標発電電圧Ｖidleより高い電圧Ｖrunである。従って、組電池１の電圧がＶrun×ｎになるように、組電池１の充電制御が行われる。

図７（ｂ）は、容量調整中の各セルの電圧を示す図である。図６（ｂ）と比べて分かるように、車両走行時における各セルの電圧は、アイドル時における各セルの電圧よりも高くなる。従って、バイパス作動電圧Ｖbpsに対して、図６（ｂ）の各セルごとに矢印で示す電圧分だけ余裕があるため、車両走行時に、組電池１の放電が行われても、各セルの容量調整を行うことができる。図７（ｃ）は、容量調整後のセル電圧を示す図である。

なお、本明細書における「目標発電電圧」とは、交流モータ５が発電を行う際に発電量を決定するための指標であるが、図６および図７からも分かるように、容量調整時に各セルＣ１〜Ｃｎを充電する際の「目標充電電圧」と呼ぶこともできる。

ステップＳ８０に続くステップＳ９０では、電圧センサ６により検出される組電池１の総電圧が所定の電圧Ｖbon以上であるか否かを判定する。組電池１の総電圧が所定電圧Ｖbon以上であれば、容量調整回路２による容量調整が行われていると判定して、ステップＳ１００に進み、所定電圧Ｖbon未満であると判定すると、ステップＳ１１０に進む。

ステップＳ１００では、タイマ３ｄにより、容量調整時間Ｔmodeのカウントを開始する。容量調整時間Ｔmodeは、容量調整モード時に容量調整回路（バイパス回路）２が作動していた時間の積算時間であり、図示しないキースイッチがオフされた時に、ＲＡＭ３ｃに格納される。従って、ここでは、ＲＡＭ３ｃに格納されている容量調整時間Ｔmodeに加算していく形で、容量調整時間Ｔmodeのカウントを開始する。

ステップＳ１１０では、ステップＳ１００でカウントを開始した容量調整時間Ｔmodeが所定時間Ｔ２以上であるか否かを判定する。容量調整時間Ｔmodeが所定時間Ｔ２以上であれば、容量調整が完了したと判定してステップＳ１２０に進み、所定時間Ｔ２未満であると判定すると、図３に示すフローチャートの処理を終了する。ステップＳ１２０では、車両の利用時間Ｔon、通常の充放電モード時の容量調整時間Ｔbon、および、容量調整モード時の容量調整時間Ｔmodeをクリアして、図３に示すフローチャートの処理を終了する。なお、図示しない車両のキースイッチがオフにされた時には、車両の利用時間Ｔon、通常の充放電モード時の容量調整時間Ｔbon、および、容量調整モード時の容量調整時間ＴmodeをＲＡＭ３ｃに格納する。

第１の実施の形態における組電池の容量調整装置によれば、車両の走行状態を判定し、判定した走行状態に基づいて、容量調整時に組電池１を充電する際の目標充電電圧（組電池１を充電するために、交流モータ５によって発電を行う際の目標発電電圧）を設定する。特に、車両がアイドル中であるか、走行中であるかを判定し、車両がアイドル中と判定された場合には、目標発電電圧をバイパス作動電圧より高いＶidleに設定し、車両が走行中と判定された場合には、アイドル時の目標発電電圧Ｖidleより高いＶrunに設定する。車両走行時の目標発電電圧Ｖrunをアイドル時の目標発電電圧Ｖidleより高い値に設定するので、車両走行時に、モータ５の駆動力が必要となって、組電池１の放電が行われた場合でも、セル電圧をバイパス作動電圧より高い電圧値に保つことができるので、セル間の容量調整を確実に行うことができる。また、アイドル時の目標発電電圧Ｖidleを車両走行時の目標発電電圧Ｖrunより低い値に設定するので、不必要な充電を行わずにすむため、容量調整時の充電効率が向上する。組電池１の充電は、エンジン１０を駆動源として、交流モータ５によって発電された電力を用いるので、燃費を悪化させることもない。

ここで、車両の走行状態に関わらず、目標発電電圧をＶrunに設定した場合について考察する。車両のアイドル時には、組電池１の電圧変動が少ないため、バイパス作動電圧Ｖbpsを超える程度まで各セルの電圧を充電すれば容量調整を行うことができる。しかし、目標発電電圧をＶrunに設定すると、アイドル時においても、組電池１の電圧がＶrun×ｎに達するまで、エンジン１０を駆動源として、モータ５による発電が行われるので、エンジン１０の燃料消費量が増大し、燃費が悪化する。逆に、車両の走行状態に関わらず、目標発電電圧をＶidleに設定した場合には、車両の走行時に組電池１の放電が行われると、セル電圧がバイパス作動電圧Ｖbpsを下回ることがあり、容量調整を行うことができなくなる。この場合、組電池１の放電が行われるたびに、セルの容量調整が中断されてしまうために、容量調整が終了するまでに時間がかかる。また、車両走行中の容量調整モード時に、組電池１の放電が行われないように、モータ５によるモータアシスト等を禁止すると、ドライバの要求する駆動力を実現することができなくなる。

−第２の実施の形態−
第２の実施の形態における組電池の容量調整装置の構成は、図１に示す第１の実施の形態における組電池の容量調整装置の構成と同じである。第２の実施の形態における組電池の容量調整装置では、容量調整モード時に、後述する早期容量調整の要求があるか否かを判定し、早期容量調整の要求があると判断すると、車両の走行状態に関係なく、目標発電電圧を、車両走行時の目標発電電圧Ｖrunに設定する。また、容量調整モード時に、車両が走行中であると判定された場合でも、後述する定常走行状態にある場合には、目標発電電圧を、アイドル時の目標発電電圧Ｖidleに設定する。

図８は、第２の実施の形態における組電池の容量調整装置により行われる容量調整手順を示すフローチャートである。図３に示すフローチャートの処理と同一の処理を行うステップについては、同一の符号を付して、詳しい説明は省略する。なお、ステップＳ１０から始まる処理は、コントロールユニット３のＣＰＵ３ａにより、所定時間ごと（例えば、１０msごと）に行われる。

ステップＳ１０からステップＳ４０までの処理は、図３に示すフローチャートのステップＳ１０からステップＳ４０までの処理と同一であるので、詳しい説明は省略する。ステップＳ１０の判定を肯定すると、ステップＳ２００に進む。ステップＳ２００〜ステップＳ１２０の処理は、容量調整モードにおける制御である。

ステップＳ２００では、早期容量調整の要求があるか否かを判定する。ここでは、セルの電圧バラツキが大きい場合に、早期容量調整の要求があると判断する。例えば、各セルの電圧と第１のしきい値電圧とを比較して、セル電圧が第１のしきい値電圧より低いセルが存在し、かつ、電圧センサ６により検出される組電池１の電圧値が第２のしきい値電圧より高い場合に、電圧バラツキが大きいと判定する。

ステップＳ２００において、早期容量調整の要求があると判定するとステップＳ６０に進み、目標発電電圧を、車両走行時の目標発電電圧Ｖrunに設定する。すなわち、早期容量調整の要求があると判定すると、車両の走行状態に関わらず、目標発電電圧を、車両走行時の目標発電電圧Ｖrunに設定する。

図９は、容量調整モード時に、セルの電圧バラツキが大きいために早期容量調整の要求があると判定された場合の容量調整の様子を示す図である。図９（ａ）は、容量調整前の各セルの電圧を、図９（ｂ）は、容量調整中のセル電圧を、図９（ｃ）は、容量調整後のセル電圧をそれぞれ示している。セルの電圧バラツキが大きい場合には、他のセルと比べてセル電圧が低いセルが存在するので、図９（ｂ）に示すように、目標発電電圧をバイパス作動電圧より十分高い、車両走行時の目標発電電圧Ｖrunに設定することにより、セル間の容量調整を確実に行うことができる。

一方、ステップＳ２００において、早期容量調整の要求がないと判定すると、ステップＳ５０に進む。ステップＳ５０では、車両がアイドル中であるか否かを判定する。車両がアイドル中であると判定するとステップＳ７０に進み、走行中であると判定すると、ステップＳ２１０に進む。

ステップＳ２１０では、車両が定常走行状態であるか否かを判定する。ここでは、車速センサ７により検出される車速が所定の定常走行判定車速以上であり、かつ、車速変化量が所定の定常走行判定車速変化量以下の状態が所定時間継続した場合に、車両が定常走行状態であると判定する。車両が定常走行状態であると判定すると、ステップＳ７０に進んで、目標発電電圧を、アイドル時の目標発電電圧Ｖidleに設定する。一方、定常走行状態ではないと判定すると、ステップＳ６０に進み、目標発電電圧を、車両走行時の目標発電電圧Ｖrunに設定する。

第２の実施の形態における組電池の容量調整装置によれば、複数のセル間の電圧バラツキが所定値以上であるか否かを判定し、電圧バラツキが所定値以上であると判定すると、車両の走行状態に関わらず、容量調整時に、交流モータ５によって発電を行う際の目標発電電圧（容量調整時に組電池１を充電するための目標充電電圧）を車両走行時の目標発電電圧Ｖrunに設定する。これにより、各セルの電圧を高い電圧値まで引き上げて容量調整を行うことができるので、セル間の電圧バラツキが大きい（他のセルに比べて、電圧値が低いセルが存在する）場合でも、早期に各セル間の電圧バラツキを解消することができる。従って、電圧値が低いセルが過放電状態になるのを防ぐことができる。

また、第２の実施の形態における組電池の容量調整装置によれば、車両が定常走行状態にあると判定された場合には、目標発電電圧をアイドル時の目標発電電圧Ｖidleに設定するので、燃費を悪化させずに、セル間の容量調整を行うことができる。例えば、高速道路を一定の車速で走行しているような状況では、組電池１の電圧変動は少ないので、目標発電電圧を高い値に設定しなくても、セル間の容量調整を行うことができる。従って、車両が定常走行状態にある場合には、目標発電電圧を車両走行時の目標発電電圧Ｖrunより低いＶidleに設定することにより、エンジン１０を駆動源とする不必要な発電を行わずにすむので、燃費の向上に寄与することができる。

本発明は、上述した第１および第２の実施の形態に限定されることはない。例えば、上述した第１および第２の実施の形態では、車速およびアクセル開度に基づいて、車両の走行状態を判定したが、車速のみに基づいて車両の走行状態を判定することもできる。

第２の実施の形態における組電池の容量調整装置では、車両が定常走行状態にある場合には、目標発電電圧をアイドル時の目標発電電圧Ｖidleに設定したが、定常走行状態以外の状況であっても、組電池１の電圧が変動しない状況であれば、目標発電電圧をアイドル時の目標発電電圧Ｖidleに設定することができる。

第１および第２の実施の形態では、セル間の容量調整が必要と判定された時、すなわち、容量調整モード時に、容量調整を行うようにしたが、容量調整が必要か否かを判定せずに、所定のタイミングで容量調整を行うようにしてもよい。

特許請求の範囲の構成要素と第１および第２の実施の形態の構成要素との対応関係は次の通りである。すなわち、容量調整回路２が容量調整手段を、エンジン１０、交流モータ５およびコントロールユニット３が充電制御手段を、車速センサ７，アクセル開度センサ８およびコントロールユニット３が走行状態判定手段を、コントロールユニット３が目標充電電圧設定手段および電圧バラツキ判定手段をそれぞれ構成する。なお、本発明の特徴的な機能を損なわない限り、各構成要素は上記構成に限定されるものではない。

本発明による組電池の容量調整装置を搭載したハイブリッド自動車の第１の実施の形態におけるシステム構成を示す図 容量調整回路（バイパス回路）の詳細な構成を示す図 第１の実施の形態における組電池の容量調整装置により行われる容量調整手順を示すフローチャート 通常の充放電モード時における組電池のＳＯＣ（％）と、組電池のパワーとの関係を示す図 容量調整モード時における組電池のＳＯＣ（％）と、組電池のパワーとの関係を示す図 容量調整モード時に、車両がアイドル中と判定された場合の容量調整の様子を示す図であり、図６（ａ）は容量調整前の各セルの電圧を示す図、図６（ｂ）は容量調整中の各セルの電圧を示す図、図６（ｃ）は、容量調整後の各セルの電圧を示す図である。 容量調整モード時に、車両が走行中と判定された場合の容量調整の様子を示す図であり、図７（ａ）は容量調整前の各セルの電圧を示す図、図７（ｂ）は容量調整中の各セルの電圧を示す図、図７（ｃ）は、容量調整後の各セルの電圧を示す図である。 第２の実施の形態における組電池の容量調整装置により行われる容量調整手順を示すフローチャート セル電圧のバラツキが大きい場合に、目標発電電圧をＶrunに設定して容量調整を行う様子を示す図であり、図９（ａ）は容量調整前の各セルの電圧を示す図、図９（ｂ）は容量調整中の各セルの電圧を示す図、図９（ｃ）は、容量調整後の各セルの電圧を示す図である。

符号の説明

１…組電池、２…容量調整回路、３…コントロールユニット、３ａ…ＣＰＵ、３ｂ…ＲＯＭ、３ｃ…ＲＡＭ、３ｄ…タイマ、４…インバータ、５…交流モータ、６…電圧センサ、７…車速センサ、８…アクセル開度センサ、１０…エンジン、Ｃ１〜Ｃｎ…セル

Claims (6)

1. ハイブリッド車両に搭載され、複数のセルから構成される組電池の容量調整装置において、
   前記複数のセルのうち、セル電圧が所定の容量調整電圧を超えたセルの放電を行う容量調整手段と、
   前記容量調整手段による容量調整を行う場合に、前記複数のセルの電圧が前記容量調整電圧を超えるように、前記組電池の充電を制御する充電制御手段と、
   車両の走行状態を判定する走行状態判定手段と、
   前記走行状態判定手段によって判定された走行状態に基づいて、前記容量調整時に前記充電制御手段が前記組電池の充電を行う際の目標充電電圧を設定する目標充電電圧設定手段とを備えることを特徴とする組電池の容量調整装置。
2. 請求項１に記載の組電池の容量調整装置において、
   前記目標充電電圧設定手段は、前記走行状態判定手段によって、車両がアイドル中と判定された場合には、第１の目標充電電圧を設定し、車両が走行中と判定された場合には、前記第１の目標充電電圧より高い第２の目標充電電圧を設定することを特徴とする組電池の容量調整装置。
3. 請求項２に記載の組電池の容量調整装置において、
   前記複数のセル間の電圧バラツキが所定値以上であるか否かを判定する電圧バラツキ判定手段をさらに備え、
   前記目標充電電圧設定手段は、前記電圧バラツキ判定手段によって、前記複数のセル間の電圧バラツキが所定値以上であると判定されると、前記走行状態判定手段により判定される車両の走行状態に関わらず、目標充電電圧を前記第２の目標充電電圧に設定することを特徴とする組電池の容量調整装置。
4. 請求項２または３に記載の組電池の容量調整装置において、
   車両が定常走行状態であるか否かを判定する定常走行状態判定手段をさらに備え、
   前記目標充電電圧設定手段は、前記走行状態判定手段によって車両が走行中と判定された場合でも、前記定常走行状態判定手段によって、車両が定常走行状態であると判定されれた場合には、目標充電電圧を前記第１の目標充電電圧に設定することを特徴とする組電池の容量調整装置。
5. 請求項４に記載の組電池の容量調整装置において、
   前記定常走行状態判定手段は、車両の速度が所定車速以上であり、かつ、車速の変化率が所定の車速変化率以下の状態が所定時間以上継続すると、車両が定常走行状態であると判定することを特徴とする組電池の容量調整装置。
6. 請求項１〜５のいずれかに記載の組電池の容量調整装置において、
   エンジンを動力源として発電を行う発電手段をさらに備え、
   前記充電制御手段は、前記容量調整手段による容量調整を行う場合に、前記発電手段により発電された電力を用いて、前記組電池の充電を行うことを特徴とする組電池の容量調整装置。

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