JP2009005458A - 車両用電源装置および車両用電源装置における蓄電装置の充電状態推定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】外部充電が可能な蓄電装置の充電状態検出精度が向上した車両用電源装置を提供する。
【解決手段】車両用電源装置は、バッテリＢ１，Ｂ２と、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２によって発電された電力により充電を行なう内部充電動作と、車両外部の電源８に結合され充電を行なう外部充電動作とが可能に構成された充電装置（充電器６および昇圧コンバータ１２Ａ，１２Ｂ，インバータ１４，２２）と、バッテリＢ１，Ｂ２の充電状態を検出するとともに充電装置の制御を行なう制御装置３０とを備える。制御装置３０は、内部充電動作時に充電状態を推定する第１の推定処理と、外部充電動作時に充電状態を推定する第２の推定処理とを実行する。
【選択図】図１

Description

この発明は、車両用電源装置および車両用電源装置における蓄電装置の充電状態推定方法に関し、特に外部から充電が可能に構成された車両用電源装置および車両用電源装置における蓄電装置の充電状態推定方法に関する。

近年では、環境に配慮した自動車として、車輪の駆動にモータとエンジンとを併用するハイブリッド自動車が注目されている。このようなハイブリッド自動車において外部から充電可能な構成にすることも検討されている。このようにすれば、家庭等において充電を行なうことにより燃料補給にガソリンスタンドに出向く回数が減り運転者にとって便利になるとともに、安価な深夜電力等の利用によりコスト面でも見合うことも考えられる。

特許第３０１６３４９号公報（特許文献１）には、このような外部充電可能なバッテリを有するハイブリッド車両が開示されている。
特許第３０１６３４９号公報 特開平１０−５１９０６号公報 特開平１１−１２１０４８号公報 特開２００２−１０５０２号公報 特開平０６−５９００３号公報

電気自動車やハイブリッド自動車においてバッテリを外部から充電可能とした場合、車両の外部からの充電（以下、外部充電と称する）を行なう場合になるべく多くのエネルギをバッテリに充電したいが、そのためにはバッテリの充電状態（ＳＯＣ：State Of Charge）を精度良く検出して過充電とならないように制御を行なう必要がある。

バッテリの充電状態の検出方法は種々検討されているが、充電状態を直接観測することは難しく、外部から観測可能な電圧や電流から充電状態を推定することが一般に行なわれている。しかし、充電状態を推定しながらバッテリの充放電を繰返すと推定誤差が大きくなってしまうという問題があった。

この発明の目的は、外部充電が可能な蓄電装置の充電状態検出精度が向上した車両用電源装置および車両用電源装置における蓄電装置の充電状態推定方法を提供することである。

この発明は要約すると、車両用電源装置であって、蓄電装置と、車載発電機によって発電された電力により蓄電装置に充電を行なう内部充電動作と、車両外部の電源に結合され蓄電装置に充電を行なう外部充電動作とが可能に構成された充電装置と、蓄電装置の充電状態を検出するとともに充電装置の制御を行なう制御装置とを備える。制御装置は、充電装置において内部充電動作が行なわれている場合に蓄電装置の充電状態を推定する第１の推定処理と、充電装置において外部充電動作が行なわれている場合に蓄電装置の充電状態を推定する第２の推定処理とを実行する。

好ましくは、車載発電機は、車載内燃機関からの動力を受けて発電を行ない、充電装置
は、車両の走行中に蓄電装置の充電状態を目標値に収束させるために内部充電動作を実行する。

好ましくは、車載発電機は、車輪制動時に回生動作を行ない、充電装置は、車両の走行中に内部充電動作を実行する。

好ましくは、制御装置は、外部充電動作の実行が選択された場合に外部充電動作に先立って蓄電装置を放電させて蓄電装置の充電状態を所定状態に設定するリセット動作を実行する。

より好ましくは、車両用電源装置は、蓄電装置の放電電力上限値と蓄電装置の充電状態との関係を規定するマップをさらに備える。マップは、車両走行時に参照される第１のマップと、リセット動作実行時に参照され、第１のマップよりも充電状態下限側の放電電力上限値が緩和された第２のマップとを含む。

好ましくは、車両用電源装置は、蓄電装置に流入する電流を検出する電流検出部と、蓄電装置の電圧を検出する電圧検出部とをさらに備える。第１の推定処理は、電流検出部で検出された電流を積算して充電状態を推定する第１の演算結果と、電圧検出部で検出された電圧に基づき充電状態を推定する第２の演算結果とを、所定の重み付け係数を掛けて加算する。第２の推定処理は、第１の演算結果と第２の演算結果とを、第１の推定部とは異なる重み付け係数を掛けて加算する。

この発明は、他の局面に従うと、蓄電装置と、車載発電機によって発電された電力により蓄電装置に充電を行なう内部充電動作と、車両外部の電源に結合され蓄電装置に充電を行なう外部充電動作とが可能に構成された充電装置とを備えた車両用電源装置における蓄電装置の充電状態推定方法であって、充電装置において内部充電動作が行なわれている場合に蓄電装置の充電状態を推定する第１の推定ステップと、充電装置において外部充電動作が行なわれている場合に蓄電装置の充電状態を推定する第２の推定ステップとを含む。

好ましくは、車載発電機は、車載内燃機関からの動力を受けて発電を行ない、充電装置は、車両の走行中に蓄電装置の充電状態を目標値に収束させるために内部充電動作を実行する。

好ましくは、車載発電機は、車輪制動時に回生動作を行ない、充電装置は、車両の走行中に内部充電動作を実行する。

好ましくは、充電状態推定方法は、外部充電動作の実行が選択された場合に外部充電動作に先立って蓄電装置を放電させて蓄電装置の充電状態を所定状態に設定するリセットステップをさらに含む。

より好ましくは、車両用電源装置は、蓄電装置の放電電力上限値と蓄電装置の充電状態との関係を規定するマップをさらに備える。マップは、車両走行時に参照される第１のマップと、第１のマップよりも充電状態下限側の放電電力上限値が緩和された第２のマップとを含む。リセットステップは、第２のマップを参照して蓄電装置を放電させる。

好ましくは、車両用電源装置は、蓄電装置に流入する電流を検出する電流検出部と、蓄電装置の電圧を検出する電圧検出部とをさらに備える。第１の推定ステップは、電流検出部で検出された電流を積算して充電状態を推定する第１の演算結果と、電圧検出部で検出された電圧に基づき充電状態を推定する第２の演算結果とを、所定の重み付け係数を掛けて加算する。第２の推定ステップは、第１の演算結果と第２の演算結果とを、第１の推定
部とは異なる重み付け係数を掛けて加算する。

本発明によれば、蓄電装置の充電状態を検出する精度が向上するので、外部充電を行なう際に上限値に近い高い充電状態となるまで蓄電装置を充電することが可能となる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。

［実施の形態１］
図１は、本発明の実施の形態に係る車両１の主たる構成を示す図である。

図１を参照して、車両１は、蓄電装置であるバッテリＢ１，Ｂ２と、電力変換器である昇圧コンバータ１２Ａ，１２Ｂと、平滑用コンデンサＣＨと、電圧センサ１０Ａ，１０Ｂ，１３と、インバータ１４，２２と、エンジン４と、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２と、動力分割機構３と、制御装置３０とを含む。

この車両に搭載される蓄電装置は外部から充電が可能である。このために、車両１は、さらに、たとえばＡＣ１００Ｖの商用電源８とバッテリＢ１との間に設けられた充電器６を含む。充電器６は、交流を直流に変換するとともに電圧を調圧してバッテリに与える。なお、外部充電可能とするために、他にも、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２のステータコイルの中性点を交流電源に接続する方式や昇圧コンバータ１２Ａ，１２Ｂを合わせて交流直流変換装置として機能させる方式を用いても良い。

平滑用コンデンサＣＨは、昇圧コンバータ１２Ａ，１２Ｂによって昇圧された電圧を平滑化する。電圧センサ１３は、平滑用コンデンサＣＨの端子間電圧ＶＨを検知して制御装置３０に出力する。

インバータ１４は、昇圧コンバータ１２Ｂまたは１２Ａから与えられる直流電圧ＶＨを三相交流電圧に変換してモータジェネレータＭＧ１に出力する。インバータ２２は、昇圧コンバータ１２Ｂまたは１２Ａから与えられる直流電圧ＶＨを三相交流電圧に変換してモータジェネレータＭＧ２に出力する。

動力分割機構３は、エンジン４とモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２に結合されてこれらの間で動力を分配する機構である。たとえば動力分割機構３としてはサンギヤ、プラネタリキャリヤ、リングギヤの３つの回転軸を有する遊星歯車機構を用いることができる。遊星歯車機構は、３つの回転軸のうち２つの回転軸の回転が定まれば、他の１つの回転軸の回転は強制的に定まる。この３つの回転軸がエンジン４、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の各回転軸にそれぞれ接続される。なおモータジェネレータＭＧ２の回転軸は、図示しない減速ギヤや差動ギヤによって車輪に結合されている。また動力分割機構３の内部にモータジェネレータＭＧ２の回転軸に対する減速機をさらに組み込んでもよい。

電圧センサ１０Ａは、バッテリＢ１の端子間の電圧Ｖ１を測定する。電圧センサ１０ＡとともにバッテリＢ１の充電状態を監視するために、バッテリＢ１に流れる電流Ｉ１を検知する電流センサ１１Ａが設けられている。また、バッテリＢ１の充電状態ＳＯＣ１が制御装置３０において検出されている。制御装置３０は、バッテリＢ１の開放電圧とバッテリＢ１に流れる電流Ｉ１の積算とに基づいて充電状態を算出する。バッテリＢ１としては、たとえば、鉛蓄電池、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池等の二次電池や、電気二重層コンデンサ等の大容量キャパシタなどを用いることができる。

電圧センサ１０Ｂは、バッテリＢ２の端子間の電圧Ｖ２を測定する。電圧センサ１０ＢとともにバッテリＢ２の充電状態を監視するために、バッテリＢ２に流れる電流Ｉ２を検知する電流センサ１１Ｂが設けられている。また、バッテリＢ２の充電状態ＳＯＣ２が制御装置３０において検出されている。制御装置３０は、バッテリＢ２の開放電圧とバッテリＢ２に流れる電流Ｉ２の積算とに基づいて充電状態を算出する。バッテリＢ２としては、たとえば、鉛蓄電池、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池等の二次電池や、電気二重層コンデンサ等の大容量キャパシタなどを用いることができる。

バッテリＢ２とバッテリＢ１とは、たとえば、同時使用することにより電源ラインに接続される電気負荷（インバータ２２およびモータジェネレータＭＧ２）に許容された最大パワーを出力可能であるように蓄電可能容量が設定される。これによりエンジンを使用しないＥＶ（Electric Vehicle）走行において最大パワーの走行が可能である。

そしてバッテリＢ２の電力が消費されてしまったら、バッテリＢ１に加えてエンジン４を使用することによって、バッテリＢ２を使用しないでも最大パワーの走行を可能とすることができる。

インバータ１４は、電源ラインＰＬ２と接地ラインＳＬ２に接続されている。インバータ１４は、昇圧コンバータ１２Ａおよび１２Ｂから昇圧された電圧を受けて、たとえばエンジン４を始動させるために、モータジェネレータＭＧ１を駆動する。また、インバータ１４は、エンジン４から伝達される動力によってモータジェネレータＭＧ１で発電された電力を昇圧コンバータ１２Ａおよび１２Ｂに戻す。このとき昇圧コンバータ１２Ａおよび１２Ｂは、電圧ＶＨを電圧Ｖ１，Ｖ２にそれぞれ変換する電圧変換回路として動作するように制御装置３０によって制御される。

インバータ２２は、インバータ１４と並列的に、電源ラインＰＬ２と接地ラインＳＬ２に接続されている。インバータ２２は車輪を駆動するモータジェネレータＭＧ２に対して昇圧コンバータ１２Ａおよび１２Ｂの出力する直流電圧を三相交流電圧に変換して出力する。またインバータ２２は、回生制動に伴い、モータジェネレータＭＧ２において発電された電力を昇圧コンバータ１２Ａおよび１２Ｂに戻す。このとき昇圧コンバータ１２Ａおよび１２Ｂは、電圧ＶＨを電圧Ｖ１，Ｖ２にそれぞれ変換する電圧変換回路として動作するように制御装置３０によって制御される。

制御装置３０は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の各トルク指令値、モータ電流値および回転速度、電圧Ｖ１，Ｖ２，ＶＨの各値、および起動信号を受ける。そして制御装置３０は、昇圧コンバータ１２Ｂに対して昇圧指示と降圧指示と動作禁止指示とを出力する。

さらに、制御装置３０は、インバータ１４に対して昇圧コンバータ１２Ａ，１２Ｂの出力である直流電圧を、モータジェネレータＭＧ１を駆動するための交流電圧に変換する駆動指示と、モータジェネレータＭＧ１で発電された交流電圧を直流電圧に変換して昇圧コンバータ１２Ａ，１２Ｂ側に戻す回生指示とを出力する。

同様に制御装置３０は、インバータ２２に対してモータジェネレータＭＧ２を駆動するための交流電圧に直流電圧を変換する駆動指示と、モータジェネレータＭＧ２で発電された交流電圧を直流電圧に変換して昇圧コンバータ１２Ａ，１２Ｂ側に戻す回生指示とを出力する。

さらに、補機負荷３５を駆動する補機バッテリＢ３およびＤＣ／ＤＣコンバータ３３が
設けられている。補機負荷３５は、例えば各種のＥＣＵの電源や、ヘッドライト、ルームランプ、パワーウインドウ、ホーン、ウインカーなどを含む。ＤＣ／ＤＣコンバータ３３は電源ラインＰＬ１Ａと接地ラインＳＬ２とに接続されている。充電時には、充電電流Ｉｃｇの一部が分岐され、電流Ｉ３がＤＣ／ＤＣコンバータ３３に供給される。

図２は、図１のインバータ１４および２２の詳細な構成を示す回路図である。
図１、図２を参照して、インバータ１４は、Ｕ相アーム１５と、Ｖ相アーム１６と、Ｗ相アーム１７とを含む。Ｕ相アーム１５，Ｖ相アーム１６，およびＷ相アーム１７は、電源ラインＰＬ２と接地ラインＳＬ２との間に並列に接続される。

Ｕ相アーム１５は、電源ラインＰＬ２と接地ラインＳＬ２との間に直列接続されたＩＧＢＴ素子Ｑ３，Ｑ４と、ＩＧＢＴ素子Ｑ３，Ｑ４とそれぞれ並列に接続されるダイオードＤ３，Ｄ４とを含む。ダイオードＤ３のカソードはＩＧＢＴ素子Ｑ３のコレクタと接続され、ダイオードＤ３のアノードはＩＧＢＴ素子Ｑ３のエミッタと接続される。ダイオードＤ４のカソードはＩＧＢＴ素子Ｑ４のコレクタと接続され、ダイオードＤ４のアノードはＩＧＢＴ素子Ｑ４のエミッタと接続される。

Ｖ相アーム１６は、電源ラインＰＬ２と接地ラインＳＬ２との間に直列接続されたＩＧＢＴ素子Ｑ５，Ｑ６と、ＩＧＢＴ素子Ｑ５，Ｑ６とそれぞれ並列に接続されるダイオードＤ５，Ｄ６とを含む。ダイオードＤ５のカソードはＩＧＢＴ素子Ｑ５のコレクタと接続され、ダイオードＤ５のアノードはＩＧＢＴ素子Ｑ５のエミッタと接続される。ダイオードＤ６のカソードはＩＧＢＴ素子Ｑ６のコレクタと接続され、ダイオードＤ６のアノードはＩＧＢＴ素子Ｑ６のエミッタと接続される。

Ｗ相アーム１７は、電源ラインＰＬ２と接地ラインＳＬ２との間に直列接続されたＩＧＢＴ素子Ｑ７，Ｑ８と、ＩＧＢＴ素子Ｑ７，Ｑ８とそれぞれ並列に接続されるダイオードＤ７，Ｄ８とを含む。ダイオードＤ７のカソードはＩＧＢＴ素子Ｑ７のコレクタと接続され、ダイオードＤ７のアノードはＩＧＢＴ素子Ｑ７のエミッタと接続される。ダイオードＤ８のカソードはＩＧＢＴ素子Ｑ８のコレクタと接続され、ダイオードＤ８のアノードはＩＧＢＴ素子Ｑ８のエミッタと接続される。

各相アームの中間点は、モータジェネレータＭＧ１の各相コイルの各相端に接続されている。すなわち、モータジェネレータＭＧ１は、三相の永久磁石同期モータであり、Ｕ，Ｖ，Ｗ相の３つのコイルは各々一方端が中点に共に接続されている。そして、Ｕ相コイルの他方端がＩＧＢＴ素子Ｑ３，Ｑ４の接続ノードから引出されたラインＵＬに接続される。またＶ相コイルの他方端がＩＧＢＴ素子Ｑ５，Ｑ６の接続ノードから引出されたラインＶＬに接続される。またＷ相コイルの他方端がＩＧＢＴ素子Ｑ７，Ｑ８の接続ノードから引出されたラインＷＬに接続される。

なお、図１のインバータ２２についても、モータジェネレータＭＧ２に接続される点が異なるが、内部の回路構成についてはインバータ１４と同様であるので詳細な説明は繰返さない。また、図２には、インバータに制御信号ＰＷＭＩ，ＰＷＭＣが与えられることが記載されているがこれは、駆動指示と回生指示に対応する信号である。

図３は、図１の昇圧コンバータ１２Ａおよび１２Ｂの詳細な構成を示す回路図である。
図１、図３を参照して、昇圧コンバータ１２Ａは、一方端が電源ラインＰＬ１Ａに接続されるリアクトルＬ１と、電源ラインＰＬ２と接地ラインＳＬ２との間に直列に接続されるＩＧＢＴ素子Ｑ１，Ｑ２と、ＩＧＢＴ素子Ｑ１，Ｑ２にそれぞれ並列に接続されるダイオードＤ１，Ｄ２とを含む。

リアクトルＬ１の他方端はＩＧＢＴ素子Ｑ１のエミッタおよびＩＧＢＴ素子Ｑ２のコレクタに接続される。ダイオードＤ１のカソードはＩＧＢＴ素子Ｑ１のコレクタと接続され、ダイオードＤ１のアノードはＩＧＢＴ素子Ｑ１のエミッタと接続される。ダイオードＤ２のカソードはＩＧＢＴ素子Ｑ２のコレクタと接続され、ダイオードＤ２のアノードはＩＧＢＴ素子Ｑ２のエミッタと接続される。

なお、図１の昇圧コンバータ１２Ｂについても、電源ラインＰＬ１Ａに代えて電源ラインＰＬ１Ｂに接続される点が昇圧コンバータ１２Ａと異なるが、内部の回路構成については昇圧コンバータ１２Ａと同様であるので詳細な説明は繰返さない。また、図３には、昇圧コンバータに制御信号ＰＷＵ，ＰＷＤが与えられることが記載されているが、それぞれ昇圧指示、降圧指示に対応する信号である。

図４は、外部からバッテリに充電を行なった際の充電状態ＳＯＣの変化の概略を示した図である。

図４を参照して、外部充電を行なう場合、時刻０〜ｔ１において、まずバッテリからの放電が行なわれ、充電状態ＳＯＣが低下する。そして、バッテリ電圧から充電状態ＳＯＣが十分低下したことがわかると、時刻ｔ１において、後に詳しく説明するＳＯＣリセット処理が実施される。なお、ＳＯＣリセット処理とは、バッテリの充放電中に推定誤差が生じたＳＯＣを所定値（図４では５％）に設定する処理である。

時刻ｔ１においてＳＯＣリセットが終了すると、バッテリに対して充電が開始される。時刻ｔ１〜ｔ２においては主として電流積算処理に基づいてＳＯＣが推定され、ＳＯＣがＸ％（たとえば８０％）を超えると、電流積算処理とバッテリの開放電圧ＯＣＶ（Open Circuit Voltage）とに基づいてＳＯＣが推定される。そしてＳＯＣの推定値が上限値に達したところで充電完了となる。

バッテリによる走行可能距離を伸ばしたい場合、性能の限界近くまで充電を行ないかつバッテリの過充電を防止するにはＳＯＣを精度良く推定することが重要となる。このため、誤差の蓄積をキャンセルするＳＯＣリセット処理を行ない、その後充電時にはなるべく精度良くＳＯＣを推定できる方法を採用することが重要である。

図５は、図１の制御装置３０で実行される外部からの充電時の一連の制御を示したフローチャートである。

図１、図５を参照して、このフローチャートの処理が開始されると、まずステップＳ１において車両外部からＡＣ（交流）電源の入力が有るか否かが判断される。たとえば、充電器６を商用電源８に接続するためのコネクタ部分に、電圧検出センサを設けて交流電圧が印加されたことを検出しても良いし、またコネクタ部分に物理的に充電用プラグが挿入されたことを検出する検出スイッチを設けてプラグの接続を検出しても良い。

ステップＳ１において外部からＡＣ入力が無ければ、外部充電は行なわないのでステップＳ８に処理が進み、このフローチャートの処理は終了する。一方、ステップＳ１において外部からのＡＣ入力が有った場合には、ステップＳ２に処理が進む。

ステップＳ２では、現在のバッテリＢ１，Ｂ２のうち外部充電を行なう対象としているバッテリのＳＯＣが所定のしきい値Ｓｔｈ０よりも小さいか否かが判断される。これは、ＳＯＣリセットを行なうためには、バッテリを放電させる必要があるが、バッテリが満充電に近いときは放電量が多すぎるのでエネルギ損失が大きくなるからである。したがって、ステップＳ２において、ＳＯＣ＜Ｓｔｈ０が成立しない場合には、ステップＳ４のＳＯ
Ｃリセット処理をスキップしてステップＳ５に処理が進む。一方、ステップＳ２においてＳＯＣ＜Ｓｔｈ０が成立する場合には、ステップＳ３に処理が進み、ＳＯＣリセットフラグが１にセットされ、ステップＳ４においてＳＯＣリセット処理が実行される。

なお、図５ではステップＳ２でＳＯＣが低い場合にだけステップＳ４のＳＯＣリセット処理を行なうようにしたが、ステップＳ２を実行せずに必ず外部充電時にステップＳ４のＳＯＣリセットを行なうようにしても良い。

図６は、ＳＯＣリセット処理に関連する放電電力の制限値Ｗｏｕｔの切替処理を説明するためのフローチャートである。

図６のフローチャートの処理は、充放電対象としているバッテリから放電可能な電力の制限値Ｗｏｕｔを定めるために、定期的に実行されている。車両では、制限値Ｗｏｕｔを超えるバッテリからの放電量が要求されると、実際の放電量を制限値Ｗｏｕｔに抑えるように制御が行なわれている。

まず、ステップＳ２１においてＳＯＣリセットフラグが１にセットされているか否かが判断される。ＳＯＣリセットフラグは、図５のステップＳ３で１にセットされ、ステップＳ５で０にクリアされるフラグであり、たとえば図１のメモリ２７の所定領域に格納されている。ステップＳ２１では、メモリ２７を参照してＳＯＣリセットフラグを読み出してその値が１であったときにはステップＳ２２に処理が進み、その値が１でなかったときにはステップＳ２３に処理が進む。

図７は、図６のステップＳ２２またはＳ２３で参照されるマップの例を示した図である。

図６のステップＳ２２（ＳＯＣリセット時）では図７のマップｆ２（ＳＯＣ）が参照されて制限値Ｗｏｕｔが決定される。一方、図６のステップＳ２３（走行時など）では図７のマップｆ１（ＳＯＣ）が参照されて制限値Ｗｏｕｔが決定される。すなわち、現在推定されているＳＯＣの値に対応する制限値Ｗｏｕｔが図７のマップを参照して決定される。

ここで、ＳＯＣが低い領域では、ｆ２（ＳＯＣ）≧ｆ１（ＳＯＣ）の関係となるようにマップが作られている。したがって、ＳＯＣリセット時に設定される制限値Ｗｏｕｔ（つまりｆ２（ＳＯＣ））の方が車両走行時等に設定される制限値Ｗｏｕｔ（つまりｆ１（ＳＯＣ））よりも制限が緩和されている。

図７に示すように、走行時等に設定されるマップｆ１（ＳＯＣ）は、ＳＯＣが２０％より少ないとＷｏｕｔ＝０に規定されており、バッテリからの放電を禁止する。これは、効率やバッテリ寿命などを考慮して、走行時等にはＳＯＣが管理下限値（たとえば２０％）を下回らないように管理するからである。

これに対して外部充電時のＳＯＣリセット中に設定されるマップｆ２（ＳＯＣ）は、ＳＯＣが管理下限値（たとえば２０％）以下であっても、さらに放電を許容する。ＳＯＣリセットは、５％くらいまでＳＯＣを低下させるものであるので、Ｗｏｕｔをマップｆ１（ＳＯＣ）によって設定していては実行できないからである。また、マップｆ２（ＳＯＣ）の値がＳＯＣ＝０の時もＷｏｕｔ＞０としているのは、ＳＯＣは推定値であるので、真の値よりもマイナス側にずれてしまう場合もあり、ＳＯＣ推定値が負となった場合でも放電を許可することでＳＯＣの真の値を所定値（たとえば５％）に設定可能にするためである。

ステップＳ２２またはステップＳ２３で、制限値Ｗｏｕｔの設定が終了すると、ステップＳ２４において制御はメインルーチンに移される。

なお、ＳＯＣが下限値を下回ると異常と診断するようなルーチン（ダイアグルーチン）が組み込まれている場合には、ＳＯＣリセットフラグが１に設定されているときには、図６のフローチャートのように制限値Ｗｏｕｔの切換を行なうとともにその異常診断ルーチンを無効に設定し、ＳＯＣリセットフラグが０にクリアされたときに再びその異常診断ルーチンを有効に設定する処理を追加しても良い。

図５のステップＳ３においてＳＯＣリセットフラグが１にセットされることによって、図６のステップＳ２２が実行され、制限値Ｗｏｕｔはマップｆ２（ＳＯＣ）によって設定される。そしてステップＳ４のＳＯＣリセット処理が行なわれる。

図８は、図５のステップＳ４におけるＳＯＣリセット処理の詳細を説明するためのフローチャートである。

図８を参照して、まずステップＳ３１において、ＳＯＣリセットの対象となるバッテリからの放電が実行される。バッテリはバッテリＢ１、Ｂ２のいずれか１方でもまたは両方でも良い。

放電方法については特に限定するものではないが、補機バッテリＢ３へ充電することによりバッテリＢ１またはＢ２を放電させたり、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２のステータコイルにトルクを発生させない電流を流すことにより放電させたりしても良い。

続いて、ステップＳ３２において、所定電圧まで電圧低下したブロックが有るか否かが判断される。

図９は、バッテリの構成例を示した図である。
バッテリＢ１，Ｂ２の各々は、図９に示すように、直列接続されたブロックＢＬ１〜ＢＬｎを含み、各々のブロックは直列接続されたセルＣＥ１〜ＣＥ１２を含む。図示しないがブロックＢＬ１〜ＢＬｎの各々について、バッテリ電圧が測定され、ＳＯＣが推定されている。電流については、ブロックＢＬ１〜ＢＬｎは直列接続であるので、どこか１箇所で測定しておけばよい。

図１０は、放電時におけるバッテリの各ブロックのＳＯＣの変化を説明するための図である。

説明の簡単のため図１０にはブロックＢＬ１〜ＢＬ５が代表的に示されている。図８のステップＳ３１における放電が実行されると、通常走行時のＳＯＣの管理下限値（たとえば２０％）をさらに下回って各ブロックのＳＯＣが低下する。ここで、ＳＯＣは、直列接続されたバッテリＢＬ１〜ＢＬ５で互いに等しいのが理想的ではあるが、バッテリのブロックの製造上のばらつきや、劣化度合いのばらつきおよび推定時の誤差の違いによってブロックごとに多少違いが生じてしまう。

図１１は、ＳＯＣリセットの原理を説明するための図である。
図１１を参照して、ＳＯＣリセット時には、ＳＯＣが通常走行時の管理下限値よりも低い所定値（たとえば５％）位までバッテリが放電される。ここで、バッテリの各ブロックの開放電圧ＯＣＶは、ＳＯＣが管理下限値付近（たとえば２０％）ではＳＯＣの変化に対してあまり変化が見られない。したがってＳＯＣが２０％付近でＯＣＶに基づいてＳＯＣを推定しなおすと誤差が大きくなる可能性がある。一方、放電が進んで、ＳＯＣが所定値
（たとえば５％）の点Ｐ１付近に至ると、ＳＯＣが変化すると開放電圧ＯＣＶは大きく変化する。ここで点Ｐ１では、たとえば、ＳＯＣ＝５％の時にＯＣＶ＝１３．２Ｖになるという関係が成立する。したがって、点Ｐ１付近では開放電圧ＯＣＶに基づいて正確にＳＯＣを設定しなおすことができる。

そこで、ＯＣＶが１３．２Ｖになるまでバッテリを放電させ、ＯＣＶが１３．２Ｖに一致したときにそのときまで電流積算により推定していたＳＯＣを使用するのをやめて、ＳＯＣを５％に設定する（リセットする）。

なお、ＯＣＶはブロックの正負極間の測定電圧をＶ、電流をＩ、ブロック内部抵抗値をＲ（固定値）とすると次式（１）で求めることができる。
ＯＣＶ＝Ｖ−ＲＩ・・・（１）
図８のステップＳ３２では、各々のブロックに対してＯＣＶが算出され、所定電圧までＯＣＶが低下したブロックが有るか否かが検出される。ここで、放電が進んだ結果、ブロックＢＬ３の開放電圧ＯＣＶが最初に１３．２Ｖに一致したとする。このとき、ブロックＢＬ３のＳＯＣの推定値に誤差が無ければ図１０に示したように、ＳＯＣは５％であるはずである。もし、ＳＯＣが５％で無かった場合には推定による誤差が蓄積された結果であると考えられる。

そこで、図８のステップＳ３３において式（１）で求めたＯＣＶが所定電圧（たとえば１３．２Ｖ）まで低下したブロックのＳＯＣをリセット値（たとえば５％）に設定する。そしてステップＳ３４において、他のブロックについては、リセット値にＳＯＣを設定したブロックとのＳＯＣ推定値の差分値を保つように、リセット値＋差分値に設定する。

たとえば、ブロックＢＬ３のＯＣＶが１３．２Ｖに到達しそのときＳＯＣ推定値が８％であったとする。そして、同時にブロックＢＬ４のＯＣＶは１３．２Ｖよりも高く、ＳＯＣ推定値が１２％であったとする。するとブロックＢＬ３とＢＬ４のＳＯＣ推定値の差分値は、１２−８＝４％である。そしてブロックＢＬ３のＳＯＣを５％にリセットしたときに、同時にブロックＢＬ４については、差分値４％をリセット値に加えた９％にＳＯＣを設定する。

ここで、ＳＯＣは推定値であるので、差分値が負である場合も考えられる。例えば、図１０に示したように、ブロックＢＬ３のＯＣＶが１３．２Ｖに到達したときに、ブロックＢＬ５については式（１）で求めたＯＣＶが１３．２Ｖよりも高いにも拘わらず、推定されているＳＯＣがブロックＢＬ３のＳＯＣよりも低い場合もありうる。この場合には、ＯＣＶの関係を比較するとブロックＢＬ５のＳＯＣの方がＢＬ３のＳＯＣよりも低いのは誤りであり、推定誤差が蓄積したためであると考えられるので、ステップＳ３５においてブロックＢＬ５のＳＯＣもリセット値５％に設定してしまう。これにより、ＳＯＣの誤差が縮小される。

なお、他のブロックについてもＳＯＣがＯＣＶの大きく変化するリセット値付近になっており、ＯＣＶからＳＯＣを設定することができるような場合には、リセット値付近のＯＣＶとＳＯＣとの実際の関係をもっと細かくマップにしておき、ブロックＢＬ３をリセット値に設定するときに他のブロックについてもＯＣＶに対応するＳＯＣに設定してしまっても良い。

ステップＳ３５の処理が終了するとステップＳ３６においてＳＯＣリセット処理は完了し、制御は図５のフローチャートに移される。

図５のフローチャートでは、ステップＳ４のＳＯＣリセット処理が完了するとステップ
Ｓ５に処理が進む。ステップＳ５では、ＳＯＣリセット処理実行中に１に設定されていたＳＯＣリセットフラグが０にクリアされる。これにより、図６のステップＳ２３でＷｏｕｔが通常時のマップｆ１（ＳＯＣ）によって設定される。

ステップＳ５に続いて、ステップＳ６において外部ＡＣ入力によるバッテリ充電が行なわれる。この間に、バッテリの各ブロックのＳＯＣが推定されている。そしてステップＳ７においていずれかのブロックの推定したＳＯＣが充電の目標値Ｓｔｈ１に到達したか否かが判断される。

ステップＳ７において、まだＳＯＣが目標値Ｓｔｈ１に到達していない場合には、ステップＳ６に処理が戻り、外部充電が継続される。一方、ステップＳ７においていずれのブロックのＳＯＣが目標値Ｓｔｈ１に到達した場合には、ステップＳ８に処理が進み、外部充電停止され、充電完了となる。

ここで、ステップＳ６、Ｓ７で実行される外部充電では、車両走行中とはいくつかの点で条件が異なる。そこで、ＳＯＣの精度を確保しつつなるべく上限近くまでの多くの充電を行なうためにＳＯＣの推定処理を変更して実行するとよい。

図１２は、ＳＯＣ推定処理を説明するためのフローチャートである。このフローチャートの処理は、一定時間ごとまたは所定の条件成立ごとに図１の制御装置３０において実行される。たとえば、図１の制御装置は、いくつかのＥＣＵ（Electronic Control Unit）によって実現されるものであっても良い。具体的には、図１２に示したＳＯＣ推定処理は、バッテリを管理するためのバッテリＥＣＵにおいて実行され、推定されたＳＯＣがインバータや昇圧コンバータを制御する別のＥＣＵに送信されるような構成としても良い。

図１２を参照して、まず、ステップＳ４１において、外部充電中か否かが判断される。外部充電中とそれ以外の場合との違いは、（１）外部充電中であれば、先に説明したＳＯＣリセットが実行された後であるので、推定誤差がリセットされＳＯＣの推定精度が高いことが期待できる。（２）走行中は、走行パターン（加速、制動要求や路面の傾斜など）によって充電電流および放電電流が変動するが、これに比べて外部充電中は充電電流をほぼ一定に制御することができるので、推定誤差が生じにくい。（３）走行中とは異なり、外部充電中では、ＳＯＣリセット後は充電する一方であり放電は生じないので、過放電に対するガードを行なう必要がない。

したがって、これらの条件の差を生かして外部充電中は、より精度の高いＳＯＣ推定を行なう。ステップＳ４１において外部充電中であれば、ステップＳ４２に処理が進み、バッテリ電圧Ｖとバッテリ電流Ｉとが測定された後、ステップＳ４３で推定処理Ａが実行される。一方、ステップＳ４１において外部充電中でなければ、ステップＳ４４に処理が進み、バッテリ電圧Ｖとバッテリ電流Ｉとが測定された後、ステップＳ４５で推定処理Ｂが実行される。

ステップＳ４３またはステップＳ４５の推定処理が実行された後には、ステップＳ４６に処理が進み、推定されたＳＯＣがメインルーチンまたは他のＥＣＵに引き渡されて使用される。

図１３は、推定処理Ａにおける電流積算処理を説明するための図である。
図１４は、推定処理Ａにおける開放電圧ＯＣＶからのＳＯＣの推定を説明するための図である。

図１５は、推定処理Ａにおける重み付け係数Ｋ２の例を示した図である。
図１２のステップＳ４３で実行される推定処理Ａは、次式（２）のように電流積算値と開放電圧ＯＣＶとを使用する。
ＳＯＣ＝∫Ｋ１×Ｉｄｔ＋Ｋ２×ＳＯＣ（ＯＣＶ）・・・（２）
電流積算値は、ＳＯＣの変動量ΔＳＯＣをバッテリに出入りする電流Ｉの積算値により求めるものである。図１３で示すように計測した電流値Ｉに対してその時点までのグラフ上の面積が積算値∫Ｉｄｔとなる。この値に充電効率Ｋ１を掛けたものが式（２）の右辺第１項となる。

式（２）の右辺第２項のＫ２は、重み付け係数であり、ＳＯＣ（ＯＣＶ）は開放電圧ＯＣＶに対応するＳＯＣであり図１４に示すようなマップ上に定義されている。たとえば、開放電圧がＶ０である場合には、対応するＳＯＣはマップからＳＯＣ（Ｖ０）と読み取れる。

しかし、図１４をみればわかるように、ＯＣＶは、ＳＯＣが０％に近い領域と１００％に近い領域では、ＳＯＣが変化すると大きく変化するが、図１４の中央の平坦になっている部分ではＳＯＣが変化してもＯＣＶはあまり変化しない。したがって、このような領域では、ＯＣＶからＳＯＣを推定するのは誤差が大きくなって危険である。

したがって、図１５に示すような重み付け係数Ｋ２を図１４のマップで求めたＳＯＣ（ＯＣＶ）に掛けて推定するＳＯＣに反映させる。係数Ｋ２は、ＳＯＣが０％〜Ｘ％（例えば８０％）の間は、たとえば０に設定される。なお、係数Ｋ２は０でなくてもＯＣＶをＳＯＣに反映させないような十分小さい値であれば良い。したがって、ＳＯＣが０％〜Ｘ％（例えば８０％）の間は、図１４の開放電圧ＯＣＶから求めたＳＯＣはほとんど反映させないで、主として図１３の電流積算によりＳＯＣを推定する。

そして、ＳＯＣがＸ％（たとえば８０％）を超えると、重み付け係数Ｋ２を増大させて開放電圧ＯＣＶから求めたＳＯＣを反映させるようにする。たとえば、電流積算によるＳＯＣ推定で誤差が生じ実際のＳＯＣよりも少ない推定値が得られていた場合であっても、１００％に近い側ではＯＣＶが大きく増大しＳＯＣもその分推定値も増大するので、推定ＳＯＣが充電停止しきい値に達し、充電を停止させることができる。したがって満充電付近では実際のＳＯＣよりもＳＯＣの推定値が少なく推定されることが防止され、実際のＳＯＣが上限値を超えバッテリが過充電されてしまうのを防止することができる。

図１６は、推定処理Ｂにおける重み付け係数Ｋ４の例を示した図である。
図１２のステップＳ４５で実行される推定処理Ｂは、次式（３）のように電流積算値と開放電圧ＯＣＶとを使用する。
ＳＯＣ＝∫Ｋ３×Ｉｄｔ＋Ｋ４×ＳＯＣ（ＯＣＶ）・・・（３）
電流積算値∫Ｉｄｔに充電効率Ｋ３を掛けたものが式（３）の右辺第１項となる。一方、式（２）の右辺第２項のＫ４は、重み付け係数であり、ＳＯＣ（ＯＣＶ）図１６に示すようなマップ上に定義されている。

しかし、図１４をみればわかるように、ＯＣＶは、ＳＯＣが０％に近い領域と１００％に近い領域では、ＳＯＣが変化すると大きく変化するが、図１４の中央の平坦になっている部分ではＳＯＣが変化してもＯＣＶはあまり変化しない。したがって、このような領域では、ＯＣＶからＳＯＣを推定するのは誤差が大きくなって危険である。

したがって、図１６に示すような重み付け係数Ｋ４を図１４で求めたＳＯＣ（ＯＣＶ）に掛けて推定するＳＯＣに反映させる。したがって、ＳＯＣがＹ％（たとえば２０％）〜Ｚ％（例えば７０％）の間は、図１４の開放電圧ＯＣＶから求めたＳＯＣはほとんど反映させないで、図１３の電流積算によりＳＯＣを推定する。

そして、ＳＯＣがＺ％（たとえば７０％）を超えると、重み付け係数Ｋ４を増大させて開放電圧ＯＣＶから求めたＳＯＣを反映させるようにする。たとえば、電流積算によるＳＯＣ推定で誤差が生じて実際のＳＯＣよりも少ない推定値が得られていた場合であっても、１００％に近い側ではＯＣＶが増大するので式（３）によってＳＯＣもその分増大するので、ＳＯＣ推定値が充電停止しきい値に達し、充電を停止させることができる。したがって満充電付近では実際のＳＯＣよりもＳＯＣの推定値が少なく推定されることが防止され、実際のＳＯＣが上限値を超えバッテリが過充電されてしまうのを防止することができる。

また、推定処理Ｂでは、放電のことも考慮しなければならない。そこで、ＳＯＣがＹ％（たとえば２０％）を下回ると、重み付け係数Ｋ４を増大させて開放電圧ＯＣＶから求めたＳＯＣを反映させるようにする。たとえば、電流積算によるＳＯＣ推定で誤差が生じて実際のＳＯＣよりも多い推定値が得られていた場合であっても、０％に近い側ではＯＣＶが減少するので式（３）によってＳＯＣもその分減少するので、ＳＯＣ推定値が放電停止しきい値に達し、放電を停止させることができる。したがってＳＯＣ管理値下限付近では実際のＳＯＣよりもＳＯＣの推定値が多く推定されることが防止され、実際のＳＯＣが下限値を下回りバッテリが過放電されてしまうのを防止することができる。

上記の推定処理Ａが行なわれた結果、外部充電実行時には図４に示したようにＳＯＣが推定される。すなわち、図４の時刻０〜ｔ１において、まずバッテリからの放電が行なわれＳＯＣリセット処理が実施される。その後、バッテリに対して充電が開始されるときに、時刻ｔ１〜ｔ２においては主として電流積算処理に基づいてＳＯＣが推定され、ＳＯＣがＸ％（たとえば８０％）を超えると、電流積算処理およびバッテリの開放電圧ＯＣＶに基づいてＳＯＣが推定される。

図１７は、図１５に示した係数Ｋ２の変形例である。
図１７に示すように、推定処理ＡにおいてもＳＯＣが０に近いＷ％（例えば１％）以下の領域では、係数Ｋ２を増加させておいても良い。この場合、図１６と図１７との関係は、Ｗ＜Ｙ、かつＺ＜Ｘとすることが望ましい。

以上の実施の形態１について図１を参照して再度総括的に説明する。実施の形態１における車両用電源装置は、蓄電装置（バッテリＢ１またはＢ２）と、車載発電機（モータジェネレータＭＧ１またはＭＧ２）によって発電された電力により蓄電装置に充電を行なう内部充電動作と、車両外部の電源８に結合され蓄電装置に充電を行なう外部充電動作とが可能に構成された充電装置（充電器６および昇圧コンバータ１２Ａ，１２Ｂ、インバータ１４，２２）と、蓄電装置の充電状態を検出するとともに充電装置の制御を行なう制御装置（３０）とを備える。制御装置は、充電装置において内部充電動作が行なわれている場合に蓄電装置の充電状態を推定する第１の推定処理と、充電装置において外部充電動作が行なわれている場合に蓄電装置の充電状態を推定する第２の推定処理とを実行する。

好ましくは、車載発電機（ＭＧ１）は、車載内燃機関（エンジン４）からの動力を受けて発電を行ない、充電装置は、車両の走行中に蓄電装置の充電状態を目標値に収束させるために内部充電動作を実行する。

好ましくは、車載発電機（ＭＧ２）は、車輪制動時に回生動作を行ない、充電装置は、車両の走行中に内部充電動作を実行する。

図５に示すように、好ましくは、制御装置は、外部充電動作の実行が選択された場合に外部充電動作（Ｓ６，Ｓ７）に先立って蓄電装置を放電させて蓄電装置の充電状態を所定
状態に設定するリセット動作（Ｓ４）を実行する。

図７に示すように、より好ましくは、車両用電源装置は、蓄電装置の放電電力上限値と蓄電装置の充電状態との関係を規定するマップをさらに備える。マップは、車両走行時に参照される第１のマップ（ｆ１（ＳＯＣ））と、リセット動作実行時に参照され、第１のマップよりも充電状態下限側の放電電力上限値が緩和された第２のマップ（ｆ２（ＳＯＣ））とを含む。

好ましくは、車両用電源装置は、蓄電装置に流入する電流を検出する電流検出部（１１Ａ、１１Ｂ）と、蓄電装置の電圧を検出する電圧検出部（１０Ａ，１０Ｂ）とをさらに備える。図１２に示すように、第１の推定処理（Ｓ４３）は、電流検出部で検出された電流を積算して充電状態を推定する第１の演算結果と、電圧検出部で検出された電圧に基づき充電状態を推定する第２の演算結果とを、所定の重み付け係数（Ｋ２）を掛けて加算する。第２の推定処理（Ｓ４５）は、第１の演算結果と第２の演算結果とを、第１の推定部とは異なる重み付け係数（Ｋ４）を掛けて加算する。

実施の形態１では、以上のようにＳＯＣの推定処理を行なうので、ＳＯＣの精度が向上する。したがって、外部充電を行なう際に、バッテリ性能上限近くまで充電を行なうことが可能となり、バッテリの電力で走行可能距離を伸ばすことができる。

［実施の形態２］
実施の形態１では、ＳＯＣの推定を行なうためにバッテリの開放電圧ＯＣＶをパラメータとして用いた。

図１８は、バッテリ電圧ＶＢと開放電圧ＯＣＶとの関係を説明するための図である。
図１８を参照して、バッテリに充電を行なっている間は、バッテリの内部抵抗の影響があるため、開放電圧ＯＣＶは直接測定することができない。したがって、ＯＣＶ＝ＶＢ−ＲＩの式に基づいてＯＣＶを算出していた。なお、ＶＢはバッテリの端子間電圧、Ｒはバッテリの内部抵抗、Ｉはバッテリ電流を示す。

そして、算出されたＯＣＶを、図１４に示したマップ（以下ＯＣＶマップという）に入力し対応するＳＯＣを得ていた。ただし、ＯＣＶマップは、バッテリの劣化やメモリ効果等により、時々刻々と変化していく。したがって、ＳＯＣをさらに精度よく推定するためには、ＯＣＶマップもバッテリの現状の特性に合わせて作り直すほうが良い。

実施の形態２では、外部充電実行時には一定の電流で充電が行なわれ、通常走行時よりもＳＯＣ推定の精度を上げることが可能であることに着目し、ＯＣＶマップを外部充電時に更新する。

図１９は、実施の形態２で実行されるＯＣＶマップの作成処理を示したフローチャートである。

図１９を参照して、まず、ステップＳ６１においてＳＯＣリセットが実行される。ＳＯＣリセットについては、図８のフローチャートで既に説明しているので、説明は繰返さない。

ステップＳ６１のＳＯＣリセットが終了すると、ステップＳ６２において一定電流での外部充電が実行され、ステップＳ６３においてバッテリ電圧ＶＢとバッテリ電流Ｉとが測定される。そして、ステップＳ６４において、開放電圧ＯＣＶが、ＯＣＶ＝ＶＢ−ＩＲの式に基づいて算出される。

続いて、ステップＳ６５においてＯＣＶマップの登録が行なわれる。外部充電実行時には、実施の形態１の図７で説明したように、開始時からＳＯＣが８０％位までは主として電流積算によってＳＯＣが求められている、このＳＯＣと算出されたＯＣＶとを対応付けてメモリ２７に記憶しておく。そして、ステップＳ６６において、ＳＯＣが所定のしきい値ＳＯＣ（Ｆ）以上となったか否かが判断される。しきい値ＳＯＣ（Ｆ）は、充電完了となる目標の充電状態に相当する値である。

ステップＳ６６において、ＳＯＣがしきい値ＳＯＣ（Ｆ）にまだ達していない場合には、ステップＳ６２に処理が戻り、再びステップＳ６２〜Ｓ６５の処理が実行される。ステップＳ６６において、ＳＯＣ≧ＳＯＣ（Ｆ）が成立した場合には、ステップＳ６７に処理が進む。ステップＳ６７では充電が停止される。このとき、メモリ２７には現時点のバッテリの状態（劣化、メモリ効果等の状態）に適合したＯＣＶとＳＯＣの関係を示す新しいマップが出来上がっている。ＳＯＣリセットを行ない蓄積された誤差がリセットされ、その後安定的な定電流充電を行なって作成したマップであるので、精度も良い。

そこで、ステップＳ６８において、次回から参照するためにＯＣＶマップを更新し、ステップＳ６９において処理が終了する。

［実施の形態２の変形例］
ＯＣＶマップを更新する際に、他の方法でＯＣＶを求めることもできる。

図２０は、ＯＣＶとバッテリ電流の充放電との関係を説明するための図である。
図２０を参照して、バッテリに電流を流していなければバッテリの端子間電圧はＯＣＶである。これに対してバッテリに電流を流し込み充電すれば、バッテリの端子間電圧は内部抵抗Ｒと充電電流Ｉとの積の電圧ＲＩだけ増加して観測される。逆に、バッテリを放電させれば、電圧ＲＩだけ端子間電圧が減少して観測される。

そこで、充電電流と同じ大きさの電流で短時間のバッテリの放電を行なう。すると充電時のバッテリ電圧と放電時のバッテリ電圧とのちょうど真ん中がＯＣＶとなる。

充電時に、一定時間の放電パルス（３秒または５秒または１０秒くらい）を与えることにより、充電を行ないながらＯＣＶを観測することができる。

図２１は、実施の形態２の変形例で実行されるＯＣＶマップの作成処理を示したフローチャートである。

図２１を参照して、まずステップＳ８１においてＳＯＣリセットが実行された後、ステップＳ８２において電流ｉ０で定電流充電が実行される。そしてステップＳ８３においてバッテリ電圧ＶＢ（＋）が測定される。続いて、ステップＳ８４において一定時間（３秒〜１０秒くらい）の放電パルスが印加される。放電時の電流−ｉ０は、充電時の電流＋ｉ０と大きさが同じで向きが異なる。そして、ステップＳ８５において、放電時のバッテリ電圧ＶＢ（−）が測定される。

図２２は、充電と放電とが繰返される様子を説明するための波形図である。
図２１、図２２を参照して、時刻ｔ１までは、充電電流＋ｉ０でステップＳ８２の充電が行なわれている。そして、時刻ｔ１直前にステップＳ８３の電圧ＶＢ（＋）が測定される。この電圧ＶＢ（＋）はＯＣＶ＋ｉ０・Ｒである。ただし、Ｒはその時のバッテリの内部抵抗である。

時刻ｔ１〜ｔ２では、ステップＳ８４の放電が実行される。放電電流は、−ｉ０に設定される。そして、時刻ｔ２直前にステップＳ８５のバッテリ電圧ＶＢ（−）が測定される。この電圧ＶＢ（−）はＯＣＶ−ｉ０・Ｒである。

そして、その後ステップＳ８６において、ＯＣＶが（ＶＢ（＋）＋ＶＢ（−））／２の演算により求められる。この方法によれば、バッテリの内部抵抗Ｒが劣化等により変化していても、ＯＣＶを正確に求めることができる。

そしてステップＳ８７において、ＯＣＶマップのデータが登録される。外部充電実行時には、実施の形態１の図７で説明したように、開始時からＳＯＣが８０％位までは主として電流積算によってＳＯＣが求められている、このＳＯＣと算出されたＯＣＶとを対応付けてメモリ２７に記憶しておく。そして、ステップＳ８８において、ＳＯＣが所定のしきい値ＳＯＣ（Ｆ）以上となったか否かが判断される。しきい値ＳＯＣ（Ｆ）は、充電完了となる目標の充電状態に相当する値である。

ステップＳ８８において、ＳＯＣがＳＯＣ（Ｆ）にまだ達していない場合には、ステップＳ８２に処理が戻り、再びステップＳ８２〜Ｓ８７の処理が実行される。ステップＳ８８において、ＳＯＣ≧ＳＯＣ（Ｆ）が成立した場合には、ステップＳ８９に処理が進む。ステップＳ８９では、充電が停止される。このとき、メモリ２７には現時点のバッテリの状態（劣化、メモリ効果等の状態）にあったＯＣＶとＳＯＣの関係を示す新しいマップが出来上がっている。ＳＯＣリセットを行ない、定電流充電を行なって作成したマップであり、また、内部抵抗Ｒの変動の影響も受けていないので、精度も良い。

そこで、ステップＳ９０において、次回から参照するためにＯＣＶマップを更新し、ステップＳ９１において処理が終了する。

なお、図２１、図２２で説明した充放電処理に併せて、内部抵抗の変化を検出しても良い。

図２３は、内部抵抗Ｒを推定する方法を説明するための図である。
図２３を参照して、充電時にはバッテリ端子間電圧ＶＢ１、充電電流ＩＢ１（ただしＩＢ１＞０）であり、その直後の放電時にはバッテリ端子間電圧ＶＢ２、充電電流ＩＢ２（ただしＩＢ１＜０）であったとする。すると、内部抵抗Ｒは次式（４）によって求めることができる。
Ｒ＝（ＶＢ１−ＶＢ２）／（ＩＢ１−ＩＢ２） ・・・（４）
このように、外部充電を行なう際に図２１のステップＳ８６の演算に併せて内部抵抗Ｒを検出する。図２２で示した値で充放電を行なう場合には、Ｒ＝（ＶＢ（＋）−ＶＢ（−））／（ｉ０×２）となる。この内部抵抗Ｒを求める演算は、充電中のどこかで１回行なうだけでも良いし、ステップＳ８６が実行されるごとに行なってもよい。ステップＳ８６が実行されるごとに行なう場合には、ＳＯＣと内部抵抗Ｒとの関係を示すマップも作成することができる。

このようにして求められた最新の内部抵抗Ｒは、たとえば、走行中のＳＯＣの推定を行なうために、バッテリ電圧ＶＢから内部抵抗Ｒと充放電電流Ｉとの積を加減算することによって開放電圧ＯＣＶを求める場合に用いることができる。

なお、以上の実施の形態においては、図１に示したようなハイブリッド自動車に適用される場合を例示した。

たとえば、図１では、２つのバッテリＢ１，Ｂ２が車両に搭載されているが、バッテリ
Ｂ１，Ｂ２の一方のみに外部充電を行なうように制御することも可能であるし、バッテリＢ１，Ｂ２の両方に外部充電を行なうように制御することも可能である。たとえば、昇圧コンバータ１２Ａを電圧ＶＨが定電圧となるように定電圧制御し、昇圧コンバータ１２Ｂは電流Ｉ２が定電流となるように定電流制御する。電流Ｉ２を適宜調節すれば充電器６からの充電電流ＩｃｇをバッテリＢ１，Ｂ２の一方に充電したり、また両方に均等に充電したりすることができる。

また、本実施の形態に開示された発明は、他の構成の車両であっても外部充電が可能な蓄電装置を搭載するものであれば適用することができる。たとえば、本実施の形態に開示された発明は、動力分割機構を用いないシリーズハイブリッド自動車やパラレルハイブリッド自動車にも適用することができ、またエンジンを搭載しない電気自動車であっても適用することができる。

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。

本発明の実施の形態に係る車両１の主たる構成を示す図である。 図１のインバータ１４および２２の詳細な構成を示す回路図である。 図１の昇圧コンバータ１２Ａおよび１２Ｂの詳細な構成を示す回路図である。 外部からバッテリに充電を行なった際の充電状態ＳＯＣの変化の概略を示した図である。 図１の制御装置３０で実行される外部からの充電時の一連の制御を示したフローチャートである。 ＳＯＣリセット処理に関連する放電電力の制限値Ｗｏｕｔの切替処理を説明するためのフローチャートである。 図６のステップＳ２２またはＳ２３で参照されるマップの例を示した図である。 図５のステップＳ４におけるＳＯＣリセット処理の詳細を説明するためのフローチャートである。 バッテリの構成例を示した図である。 放電時におけるバッテリの各ブロックのＳＯＣの変化を説明するための図である。 ＳＯＣリセットの原理を説明するための図である。 ＳＯＣ推定処理を説明するためのフローチャートである。 推定処理Ａにおける電流積算処理を説明するための図である。 推定処理Ａにおける開放電圧ＯＣＶからのＳＯＣの推定を説明するための図である。 推定処理Ａにおける重み付け係数Ｋ２の例を示した図である。 推定処理Ｂにおける重み付け係数Ｋ４の例を示した図である。 図１５に示した係数Ｋ２の変形例である。 バッテリ電圧ＶＢと開放電圧ＯＣＶとの関係を説明するための図である。 実施の形態２で実行されるＯＣＶマップの作成処理を示したフローチャートである。 ＯＣＶとバッテリ電流の充放電との関係を説明するための図である。 実施の形態２の変形例で実行されるＯＣＶマップの作成処理を示したフローチャートである。 充電と放電とが繰返される様子を説明するための波形図である。 内部抵抗Ｒを推定する方法を説明するための図である。

符号の説明

１ 車両、３ 動力分割機構、４ エンジン、６ 充電器、８ 商用電源、１０Ａ，１０Ｂ，１３ 電圧センサ、１１Ａ，１１Ｂ 電流センサ、１２Ａ，１２Ｂ 昇圧コンバータ、１４，２２ インバータ、１５ Ｕ相アーム、１６ Ｖ相アーム、１７ Ｗ相アーム、２７ メモリ、３０ 制御装置、３３ ＤＣ／ＤＣコンバータ、３５ 補機負荷、Ｂ１，Ｂ２ バッテリ、Ｂ３ 補機バッテリ、ＢＬ１〜ＢＬｎ ブロック、ＣＥ１〜ＣＥ１２
セル、ＣＨ 平滑用コンデンサ、Ｄ１〜Ｄ８ ダイオード、Ｌ１ リアクトル、ＭＧ１，ＭＧ２ モータジェネレータ、Ｑ１〜Ｑ８ ＩＧＢＴ素子、ＰＬ１Ａ，ＰＬ１Ｂ，ＰＬ２ 電源ライン、ＳＬ２ 接地ライン、ＵＬ Ｕ相ライン、ＶＬ Ｖ相ライン、ＷＬ Ｗ相ライン。

Claims (12)

1. 蓄電装置と、
   車載発電機によって発電された電力により前記蓄電装置に充電を行なう内部充電動作と、車両外部の電源に結合され前記蓄電装置に充電を行なう外部充電動作とが可能に構成された充電装置と、
   前記蓄電装置の充電状態を検出するとともに前記充電装置の制御を行なう制御装置とを備え、
   前記制御装置は、
   前記充電装置において前記内部充電動作が行なわれている場合に前記蓄電装置の充電状態を推定する第１の推定処理と、前記充電装置において前記外部充電動作が行なわれている場合に前記蓄電装置の充電状態を推定する第２の推定処理とを実行する、車両用電源装置。
2. 前記車載発電機は、車載内燃機関からの動力を受けて発電を行ない、
   前記充電装置は、車両の走行中に前記蓄電装置の充電状態を目標値に収束させるために前記内部充電動作を実行する、請求項１に記載の車両用電源装置。
3. 前記車載発電機は、車輪制動時に回生動作を行ない、
   前記充電装置は、車両の走行中に前記内部充電動作を実行する、請求項１に記載の車両用電源装置。
4. 前記制御装置は、前記外部充電動作の実行が選択された場合に前記外部充電動作に先立って前記蓄電装置を放電させて前記蓄電装置の充電状態を所定状態に設定するリセット動作を実行する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両用電源装置。
5. 前記蓄電装置の放電電力上限値と前記蓄電装置の充電状態との関係を規定するマップをさらに備え、
   前記マップは、
   車両走行時に参照される第１のマップと、
   前記リセット動作実行時に参照され、前記第１のマップよりも充電状態下限側の放電電力上限値が緩和された第２のマップとを含む、請求項４に記載の車両用電源装置。
6. 前記蓄電装置に流入する電流を検出する電流検出部と、
   前記蓄電装置の電圧を検出する電圧検出部とをさらに備え、
   前記第１の推定処理は、前記電流検出部で検出された電流を積算して充電状態を推定する第１の演算結果と、前記電圧検出部で検出された電圧に基づき充電状態を推定する第２の演算結果とを、所定の重み付け係数を掛けて加算し、
   前記第２の推定処理は、前記第１の演算結果と前記第２の演算結果とを、前記第１の推定部とは異なる重み付け係数を掛けて加算する、請求項１〜５のいずれか１項に記載の車両用電源装置。
7. 蓄電装置と、車載発電機によって発電された電力により前記蓄電装置に充電を行なう内部充電動作と、車両外部の電源に結合され前記蓄電装置に充電を行なう外部充電動作とが可能に構成された充電装置とを備えた車両用電源装置における蓄電装置の充電状態推定方法であって、
   前記充電装置において前記内部充電動作が行なわれている場合に前記蓄電装置の充電状態を推定する第１の推定ステップと、
   前記充電装置において前記外部充電動作が行なわれている場合に前記蓄電装置の充電状態を推定する第２の推定ステップとを含む、充電状態推定方法。
8. 前記車載発電機は、車載内燃機関からの動力を受けて発電を行ない、
   前記充電装置は、車両の走行中に前記蓄電装置の充電状態を目標値に収束させるために前記内部充電動作を実行する、請求項７に記載の充電状態推定方法。
9. 前記車載発電機は、車輪制動時に回生動作を行ない、
   前記充電装置は、車両の走行中に前記内部充電動作を実行する、請求項７に記載の充電状態推定方法。
10. 前記外部充電動作の実行が選択された場合に前記外部充電動作に先立って前記蓄電装置を放電させて前記蓄電装置の充電状態を所定状態に設定するリセットステップをさらに含む、請求項７〜９のいずれか１項に記載の充電状態推定方法。
11. 前記車両用電源装置は、前記蓄電装置の放電電力上限値と前記蓄電装置の充電状態との関係を規定するマップをさらに備え、
    前記マップは、
    車両走行時に参照される第１のマップと、
    前記第１のマップよりも充電状態下限側の放電電力上限値が緩和された第２のマップとを含み、
    前記リセットステップは、前記第２のマップを参照して前記蓄電装置を放電させる、請求項１０に記載の充電状態推定方法。
12. 前記車両用電源装置は、
    前記蓄電装置に流入する電流を検出する電流検出部と、
    前記蓄電装置の電圧を検出する電圧検出部とをさらに備え、
    前記第１の推定ステップは、前記電流検出部で検出された電流を積算して充電状態を推定する第１の演算結果と、前記電圧検出部で検出された電圧に基づき充電状態を推定する第２の演算結果とを、所定の重み付け係数を掛けて加算し、
    前記第２の推定ステップは、前記第１の演算結果と前記第２の演算結果とを、前記第１の推定部とは異なる重み付け係数を掛けて加算する、請求項７〜１１のいずれか１項に記載の充電状態推定方法。

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