JP2011010465A - バッテリ充放電制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な制御ロジックで適切な充放電許容量を設定可能なバッテリ充放電制御装置を提供する。
【解決手段】寿命仕事量算出手段１５は、温度履歴分布算出手段１４により演算されたバッテリの温度履歴とメモリ１１に予め保存されている単位寿命仕事量とに基づいて、バッテリの寿命仕事量を演算する。仕事量増加速度許容値算出手段１６は、この寿命仕事量と走行距離とに基づいて、仕事量増加速度の許容値を演算する。比較手段１７は、バッテリの積算放電量と走行距離とに基づいて、実仕事量増加速度を算出し、実仕事量増加速度と仕事量増速度加許容値とを比較する。バッテリ出力制限手段１８は、実仕事量増加速度が仕事量増加速度許容値よりも大きい場合には、通常走行態様において必要に応じて制限されるバッテリの出力から、実仕事量増加速度と仕事量増加速度許容値との差に基づいた制限値だけ出力をさらに制限する。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両駆動用の電動モータに電力を供給するバッテリの充放電を制御するバッテリ充放電制御装置に関し、より詳細には、車両の走行距離に対するバッテリ仕事量に応じて、バッテリの出力および回生を制御するバッテリ充放電制御装置に関する。

従来、内燃機関であるガソリンまたはディーゼルエンジンと、電気モータとの２種類の動力源を組み合わせて使用するパワートレインを搭載する車両がある。このようなパワートレインをハイブリッドシステムと呼ぶ。この電気モータは、車両に搭載された高圧のバッテリから供給される電力により駆動される。例えば、電気モータとして交流モータを用いている場合、バッテリから出力される直流電力をインバータ等の回路により交流電力に変換し、この交流電力によって電気モータを駆動する。

このようなハイブリッドシステムにおけるバッテリは、車両の走行に関わるため、その信頼性が高いものでなければならない。また、このようなバッテリの出力特性は、その使用状態（走行距離や運転者の運転方法、エアコンやカーステレオなどの補機類の使用頻度等）に大きく依存するため、使用開始からの経過年数だけで、バッテリの劣化状態を判定することは困難である。

バッテリの劣化状態を判定するとともに、所定の場合にはバッテリの劣化を抑制するような制御を行うものとして、バッテリの電圧、電流および温度に基づいて所定時間毎にバッテリの劣化速度を演算し、演算した劣化速度と基準劣化速度との比較結果に応じて、バッテリの劣化を抑制する制御（目標ＳＯＣの変更、バッテリの充放電量の制限等）を行う自動車のバッテリ制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１では、バッテリの劣化度である劣化速度、すなわち充電状態量（ＳＯＣ：State of Charge）を算出するために、バッテリの内部抵抗（インピーダンス）を検出して、その増大率を用いる抵抗劣化演算方式と、電流容量を検出して、その変化率の低下率を用いる電流容量劣化演算方式とが開示されている。また、電流容量の検出方式として、バッテリ開放電圧の推定値により開放電圧に基づいて残存容量ＳＯＣｖを演算する方式と、電流積算に基づいて残存容量ＳＯＣｃを算出する方式とが開示される。

特開２００７−３２３９９９号公報

ところで、特許文献１に開示される抵抗劣化演算方式では、バッテリの等価回路モデルを用いて単位時間当たりの電流の移動平均値と温度とを条件とするインピーダンス測定を行ってインピーダンステーブルを作成し、実測した端子電圧と電流とから開放電圧を求めてマップデータ等により開放電圧の推定値に基づいて残存容量ＳＯＣｖを求めている。

また、特許文献１に開示される電流容量劣化演算方式では、システム起動時の開放電圧からテーブルにより残存容量の初期値を求め、電流とバッテリ効率の積の積分値と電流容量テーブルから求められるバッテリの電流容量とに基づく消費容量を残存容量の初期値から減算して残存容量ＳＯＣｃを求めている。

このように、特許文献１に開示されるバッテリ制御装置では、複数のテーブルを用いたり、推定を行ったりなどのように、バッテリの残存容量ＳＯＣを求める方法が複雑化しており、システムのメモリ容量や処理能力の増大化を招いてしまうという問題がある。

本発明は上述の点に鑑みてなされたものであり、その目的は、バッテリの過去における温度履歴の分布と、バッテリの温度に対する実際のバッテリの実仕事量増加速度とに基づいてバッテリの劣化度を求め、必要に応じてバッテリの出力を制限することができるバッテリ充放電制御装置を提供することにある。

上記の課題を解決するために、本発明のバッテリ充放電制御装置は、バッテリ（２０）により電動機（３）を駆動可能な車両（１）におけるバッテリ充放電制御装置（１０）において、バッテリ（２０）の温度を検出する温度検出手段（１０１）と、温度検出手段（１０１）による温度検出開始以降におけるバッテリ（２０）の温度履歴分布を演算する温度履歴分布算出手段（１４）と、温度履歴分布算出手段（１４）により演算された温度履歴分布に基づいて、バッテリ（２０）の寿命仕事量を演算する寿命仕事量算出手段（１５）と、車両（１）の走行距離を検出する走行距離検出手段（１３）と、寿命仕事量算出手段（１５）により演算された寿命仕事量と、走行距離検出手段（１３）により検出された走行距離とに基づいて、単位距離当たりに増加する仕事量を示す仕事量増加速度の許容値を演算する仕事量増加速度許容値算出手段（１６）と、実際のバッテリ（２０）の実仕事量増加速度を演算する実仕事量増加速度演算手段（１２）と、仕事量増加速度許容値算出手段（１６）により演算された仕事量増加速度許容値と、実仕事量増加速度演算手段（１２）により演算された実仕事量増加速度とを比較する比較手段（１７）と、比較手段（１７）により、実仕事量増加速度が仕事量増加速度許容値よりも大きいとされた場合には、通常走行態様において必要に応じて制限されるバッテリ（２０）の出力から、実仕事量増加速度と仕事量増加速度許容値との差に基づいた制限値だけ出力をさらに制限するバッテリ出力制限手段（１８）とを備えることを特徴とする。

このように構成することにより、バッテリの温度履歴分布に応じてバッテリの出力を制限するか否かの制御を行っているため、従来の手法に比べ、制御ロジックを簡素化することができ、過去のバッテリの温度変化に応じた適切な充放電許容量を設定することによるバッテリの寿命延命制御をより正確に行うことができる。

本発明のバッテリ充放電制御装置では、温度検出手段（１０１）は、車両（１）の始動から停止までの所定タイミング毎にバッテリ（２０）の温度を検出し、温度履歴分布算出手段（１４）は、車両（１）の始動から温度検出手段（１０１）による最新の検出時点までの期間に検出された温度履歴の分布を温度履歴分布として演算すればよい。

本発明のバッテリ充放電制御装置では、温度検出手段（１０１）は、車両（１）の始動から停止までの所定タイミング毎にバッテリ（２０）の温度を検出し、温度履歴分布算出手段（１４）は、車両（１）が初めて始動されたときから温度検出手段（１０１）による最新の検出時点までの期間に検出された温度履歴の分布を温度履歴分布として演算すればよい。

本発明のバッテリ充放電制御装置では、バッテリ（２０）の出力は、車両（１）の始動後からの経過時間に応じて減少するように制御されてもよい。

本発明のバッテリ充放電制御装置では、バッテリ出力制限手段（１８）は、制限値に応じてバッテリ（２０）の出力を徐々に変化させるように構成されてもよい。

本発明のバッテリ充放電制御装置では、バッテリ出力制限手段（１８）がバッテリ（２０）の出力を制限している間、バッテリ（２０）への充電も制限されてもよい。これにより、バッテリの出力（放電）およびバッテリの入力（充電）のいずれの場合においても、所定の場合にはバッテリの負荷を低減することができ、バッテリの寿命を延命させることができる。

なお、上記で括弧内に記した図面参照符号は、後述する実施形態における対応する構成要素を参考のために例示するものである。

本発明によれば、従来の手法に比べ、制御ロジックを簡素化することができ、過去のバッテリの温度変化に応じた適切な充放電許容量を設定することによるバッテリの寿命延命制御をより正確に行うことができるバッテリ充放電制御装置を提供することができる。

車両の動力伝達系統および制御系統を概略的に示すブロック図である。 本発明における図１に示す電子制御ユニットの機能を示すブロック図である。 バッテリの温度履歴分布およびバッテリ温度に対する寿命仕事量の関係を示すグラフである。 バッテリの生涯仕事量の推移およびバッテリの出力制限時の出力イメージを示すグラフである。 バッテリの出力制限処理のブロック図である。 本発明の実施形態における電子制御ユニットにより実行される出力制限処理を示すフローチャートである。 本発明の第１実施形態における許容値演算処理を示すフローチャートである。 本発明の第１実施形態における１ドライブサイクル中のフラグ設定処理を示すフローチャートである。 本発明の第１実施形態における出力値決定処理を示すフローチャートである。 本発明の第２実施形態における許容値演算処理を示すフローチャートである。 本発明の第２実施形態における生涯ドライブ中のフラグ設定処理を示すフローチャートである。 本発明の第２実施形態における出力値決定処理を示すフローチャートである。

以下、添付図面を参照して本発明のバッテリ充放電制御装置の好適な実施形態を詳細に説明する。本発明のバッテリ充放電制御装置は、電気自動車やハイブリッド自動車などの車両駆動用の高圧バッテリを搭載する車両に適用され、例えば、車両全体を制御するために車両に搭載された電子制御ユニット（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）や高圧バッテリを制御するためのバッテリＥＣＵなどにより実現される。以下の実施形態では、電子制御ユニットは、エンジンを制御するとともに、バッテリや電動機を制御するものとして説明する。

（第１実施形態）
まず、第１実施形態における車両の構成を説明する。図１は、車両の動力伝達系統および制御系統を概略的に示すブロック図である。図１に示すように、本実施形態の車両１は、いわゆるハイブリッド車両であり、エンジン２と、このエンジン２の出力軸上に配設され、エンジン２に直結された電動機（モータ）３と、エンジン２および電動機３の出力軸に連結された変速機（トランスミッション）４と、変速機４の出力軸に連結されたディファレンシャル機構５と、このディファレンシャル機構５に左右のアクスルシャフト６Ｒ、６Ｌを介して連結された駆動輪である左右の前輪７Ｒ、７Ｌと、従動輪である左右の後輪８Ｒ、８Ｌとを備える。

また、車両１は、エンジン２および電動機３を制御するための電子制御ユニット（「ＥＣＵ：Electronic Control Unit」）１０と、電動機３に電力を供給するとともに、回生時には電動機３の駆動（運動エネルギー）により充電される高圧のバッテリ２０と、電動機３を制御するためのパワードライブユニット（以下、「ＰＤＵ」という）３０とを備える。

図１に示すように、電動機３はＰＤＵ３０に接続され、ＰＤＵ３０は、電子制御ユニット１０およびバッテリ２０にそれぞれ接続される。ＰＤＵ３０は、電子制御ユニット１０の指令に応じて、バッテリ２０から電動機３に電力を供給したり（バッテリ２０の放電）、電動機３からバッテリ２０に電力を供給したりする（バッテリ２０の充電）。

バッテリ２０の近傍には、バッテリ２０の温度を検出する温度センサ１０１が設けられる。バッテリ２０とＰＤＵ３０との間には、バッテリ２０の充電時および放電時におけるバッテリ２０の電流および電圧を検出する電流・電圧センサ１０２が設けられる。温度センサ１０１および電流・電圧センサ１０２の検出データは電子制御ユニット１０に出力される。

また、電動機３の近傍には、電動機３の回転数を検出する電動機回転数センサ１０３が設けられ、左右のアクスルシャフト６Ｒ、６Ｌの近傍には、各アクスルシャフト６Ｒ、６Ｌの回転数を検出する回転数センサ１０４が設けられる（図１では、右輪７Ｒ側の回転数センサ１０４のみを示す）。電動機回転数センサ１０３および回転数センサ１０４の検出データは電子制御ユニット１０に出力される。

なお、図示を省略するが、エンジン２を駆動制御するために、エンジン２の出力軸の回転数を検出する回転数センサ、エンジン２の冷却水の温度を検出するエンジン冷却水ＯＮセンサ、車両１の車速を検出する車速センサ、変速機４やディファレンシャル機構５を制御するための図示しない油圧制御装置の油圧センサや油温センサなども設けられる。また、変速機４は、有段変速機であっても無段変速機であってもよく、さらに、自動変速機（オートマティックトランスミッション）であっても手動変速機（マニュアルトランスミッション）であってもよい。

ここで、バッテリ２０の温度と抵抗との関係について説明する。バッテリ２０の放電中や充電中にバッテリ２０のセル温度が上昇すると、化学反応速度が向上して、バッテリ２０の出力が増加する。しかしながら、バッテリ２０内では、負極合金腐食や正極腐食などのバッテリ２０の劣化反応も促進される。バッテリ２０の劣化は、以下に示すアレニウスの式に示すように、バッテリ２０の温度に依存する。

ここで、ｋは反応速度定数、Ｅａは活性化エネルギー、Ｒは気体定数、Ｔは絶対温度を示す。したがって、本発明では、バッテリ２０の温度履歴が高温側に偏った場合には、バッテリ２０の出力を制限することにより、バッテリ２０の寿命を少なくとも後述するような目標走行距離まで延命させるように制御するものである。

次に、本実施形態の電子制御ユニット１０の構成を説明する。図２は、本発明における図１に示す電子制御ユニットの機能を示すブロック図である。図２に示すように、電子制御ユニット１０は、メモリ１１と、積算放電量検出手段１２と、走行距離検出手段１３と、温度履歴分布算出手段１４と、寿命仕事量算出手段１５と、仕事量増加速度許容値算出手段１６と、比較手段１７と、バッテリ出力制限手段１８とを備える。

メモリ１１は、温度センサ１０１により検出されたバッテリ２０の温度を所定のタイミングで取得し、一時的に保存するものである。また、メモリ１１は、図３（ｂ）に示すように、バッテリ２０の温度に対する単位距離当たりに消費される単位寿命仕事量とを予め保存する。

積算放電量検出手段１２は、電流・電圧センサ１０２の検出データに基づいて、バッテリ２０の積算放電量（バッテリ２０から放出される電流値の積算量）を検出するものであり、検出されたバッテリ２０の積算放電量データはメモリ１１に出力され、一時的に保存される。また、本発明の実仕事量増加速度演算手段としての比較手段１７は、積算放電量検出手段１２により検出され、メモリ１１に保存されたバッテリ２０の積算放電量と、走行距離検出手段１３により検出され、メモリ１１に保存された走行距離とに基づいて、上記のような実仕事量の傾きを示す実仕事量増加速度を算出する。

なお、本発明の実仕事量増加速度演算手段は、積算放電量検出手段１２の代わりに、積算充電量（バッテリ２０に流入する電流値の積算量）を検出し、検出された積算充電量に基づいて、実仕事量増加速度を算出するようにしてもよく、あるいは、積算電力量（バッテリ２０の電流値と電圧値の積の積算量）を検出し、検出された積算電力量に基づいて、実仕事量増加速度を算出するようにしてもよい。

走行距離検出手段１３は、本実施形態では、回転数センサ１０４により検出されるアクスルシャフト６Ｒ、６Ｌの回転数データに基づいて、１ドライブサイクル（以下、「１ＤＣ」ともいう）中における車両１の走行距離を検出するものである。具体的には、走行距離検出手段１３は、前輪７Ｒ、７Ｌのタイヤ周長とアクスルシャフト６Ｒ、６Ｌの回転数とを乗算することにより、車両１の走行距離を検出（演算）する。検出された車両１の走行距離データはメモリ１１に出力され、一時的に保存される。なお、走行距離検出手段１３は、図示しない車速センサにより検出された車両１の車速の積分値に基づいて、車両１の走行距離を演算してもよい。

温度履歴分布算出手段１４は、本実施形態では、１ＤＣ中において温度センサ１０１によりバッテリ２０の温度を検出し始めてから現在（１ＤＣ中）までのバッテリ２０の温度履歴分布を演算するものである。具体的には、温度履歴分布算出手段１４は、図３（ａ）に示すように、メモリ１１に一時的に保存されている１ＤＣ中のバッテリ２０の温度を所定の温度履歴範囲毎に集計し、各温度履歴範囲の割合を分布図として演算する。

本実施形態では、温度履歴範囲として、温度ゾーン１、温度ゾーン２、温度ゾーン３、温度ゾーン４の４段階（温度ゾーン１＜温度ゾーン２＜温度ゾーン３＜温度ゾーン４）に分けている。しかしながら、本発明では、温度履歴を適当な温度履歴ゾーンに分けてその分布を求めることなく、１℃毎にその分布を求めるように構成されてもよい。

寿命仕事量算出手段１５は、温度履歴分布算出手段１４により演算されたバッテリ２０の温度履歴の分布（各温度範囲における出現割合）およびメモリ１１に予め保存されている単位寿命仕事量（図３（ｂ）参照）に基づいて、このような温度履歴分布でバッテリ２０を使用した場合のバッテリ２０の寿命仕事量を演算するものである。具体的には、図４（ａ）に示すように、寿命仕事量算出手段１５は、例えば、走行距離検出手段１３により検出された車両１の走行距離の積算値が所定の走行距離Ｘｋｍになったときのバッテリ２０の温度履歴分布と各温度ゾーンの単位寿命仕事量とに基づいて、車両１が目標走行距離Ｄｔまで走行することができるバッテリ２０の寿命仕事量Ｗｔを演算する。

仕事量増加速度許容値算出手段１６は、寿命仕事量算出手段１５により演算された寿命仕事量Ｗｔと、走行距離検出手段１３により検出された走行距離とに基づいて、単位距離当たりに増加する仕事量を示す仕事量増加速度の許容値を演算するものである。

ここで、仕事量増加速度とは、積算仕事量を走行距離で除した値、すなわち図４（ａ）のグラフにおける実仕事量の傾きである。本実施形態では、本例のように、仕事量増加速度が仕事量増加許容ラインの傾きよりも大きい場合には、後述するように、バッテリ２０の出力に制限を掛けることにより、実仕事量が仕事量増加許容ラインに近づくように制御するものである。なお、図４（ａ）において、目標走行距離Ｄｔは、バッテリ２０を搭載した車両１がそのバッテリ２０を交換することなく走行すべき目標となる走行距離であり、車種に関わらず一定値である。また、上述の寿命仕事量Ｗｔは、バッテリ２０の温度履歴により変化するものである。実仕事量を仕事量増加許容ラインに近づけることにより、バッテリ２０の寿命を延ばしつつ、車両１の生涯走行距離を目標走行距離Ｄｔに近づけることができる。

比較手段１７は、算出された実仕事量増加速度と、仕事量増加速度許容値算出手段１６により演算された仕事量増速度加許容値とを比較するものである。比較手段１７による比較結果は、バッテリ出力制限手段１８に出力される。

バッテリ出力制限手段１８は、実仕事量増加速度が仕事量増加速度許容値よりも大きいという比較結果が比較手段１７から入力された場合には、通常走行態様において必要に応じて制限されるバッテリ２０の出力から、実仕事量増加速度と仕事量増加速度許容値との差に基づいた制限値だけ出力をさらに制限するものである。

ここで、通常走行態様において必要に応じて制限されるバッテリ２０の出力とは、例えば、バッテリ２０の残容量ＳＯＣが所定値以下になったために制限されるバッテリ２０の出力などをいう。なお、バッテリ２０のＳＯＣは、電子制御ユニット１０による推定値であり、電流・電圧センサ１０２により検出されるバッテリ２０の放電および充電電流量や電圧に基づいて、電子制御ユニット１０により算出（推定）されるものである。

なお、バッテリ２０の出力は、車両１の始動後からの経過時間に応じて減少するように制御されればよい。具体的には、図４（ｂ）に示すように、車両１の始動直後から例えば１秒程度の瞬時出力、その後３〜１０秒程度の瞬時出力よりも小さいスクランブル出力、そして、それ以降のスクランブル出力よりもさらに小さい連続出力を放電するように、バッテリ２０はＰＤＵ３０に制御される。

本実施形態では、温度センサ１０１は、車両１の始動から停止まで、すなわち１ＤＣ中の所定タイミング毎にバッテリ２０の温度を検出し、検出した温度データを電子制御ユニット１０のメモリ１１に出力する。そして、温度履歴分布算出手段１４は、車両１の始動から温度センサ１０１による最新の検出時点までの期間に検出されたバッテリ２０の温度履歴の分布を温度履歴分布として演算する。

次に、本実施形態のバッテリ充放電制御装置（電子制御ユニット１０）により実行されるバッテリ２０の出力制限処理の概略を説明する。図５は、バッテリ２０の出力制限処理のブロック図である。

図５に示すように、温度センサ１０１および電流・電圧センサ１０２によりバッテリ２０の最低温度、最高温度および電流値・電圧値が検出されると（ブロックＢ１）、電子制御ユニット１０は、電流値および電圧値に基づいてバッテリ２０のＳＯＣを演算（推定）し、それらのデータに基づいて、各出力に対応するバッテリスペックテーブルによりバッテリ２０のスペック値を検索する（ブロックＢ２〜Ｂ４）。検索されたバッテリ２０の各スペック値に基づいて、後述する第２実施形態で車両１の生涯ドライブにおける出力制限がなされる（ブロックＢ５）。なお、この生涯ドライブにおける出力制限も温度履歴分布の対象が異なるのみで実質的に１ＤＣ中における出力制限と同様であるので、ここでは詳細な説明を省略する。

そして、１ＤＣ中の出力制限（ブロックＢ６）では、電子制御ユニット１０は、バッテリ２０の各スペック値に基づいて、まず、バッテリ２０の昇温を抑制するためにバッテリ２０の各出力に対する補正値を算出し（ブロックＢ６１）、この昇温を抑えるための補正値を出力するパワーセーブ時間を算出する（ブロックＢ６２）。そして、電子制御ユニット１０は、各出力に対する補正値およびパワーセーブ時間に基づいて、バッテリ２０のアシスト出力制限の算出処理を実行する（ブロックＢ７）。

次に、図２および図６を用いて本実施形態におけるバッテリ充放電制御装置（電子制御ユニット１０）の動作を説明する。図６は、本発明の実施形態における電子制御ユニットにより実行される出力制限処理を示すフローチャートである。この出力制限処理は、車両１の始動時に、例えば１０ｍ秒毎に１０回連続で実行される。

出力制限処理では、電子制御ユニット１０は、まず、許容値演算処理を実行する（ステップＳ１）。次いで、電子制御ユニット１０は、許容値演算処理により算出された仕事量差に基づいて、フラグ設定処理を実行する（ステップＳ２）。次いで、電子制御ユニット１０は、フラグ設定処理において設定されたフラグに基づいて、出力値決定処理を実行し（ステップＳ３）、この出力制限処理を終了する。

次に、図６に示すフローチャートの詳細フローを説明する。図７は、本発明の第１実施形態における許容値演算処理を示すフローチャートである。図８は、本発明の第１実施形態における１ドライブサイクル中のフラグ設定処理を示すフローチャートである。図９は、本発明の第１実施形態における出力値決定処理を示すフローチャートである。

許容値演算処理において、電子制御ユニット１０は、１ＤＣ中においてメモリ１１に保存されているバッテリ２０の温度履歴分布と、１ＤＣ中において走行距離検出手段１３により検出され、メモリ１１に保存されている車両１の走行距離と、１ＤＣ中において積算放電量検出手段１２により検出され、メモリ１１に保存されているバッテリ２０の総放電量とを取得し（ステップＳ１０１）、これらのデータを温度履歴分布算出手段１４に出力する。

温度履歴分布算出手段１４は、メモリ１１に保存されているバッテリ２０の温度履歴分布に基づいて、温度閾値（温度領域）毎の分布割合を算出する（ステップＳ１０２）。例えば、図３（ａ）に示す例では、温度ゾーン１の温度領域の割合がａ％、温度ゾーン２の温度領域の割合がｂ％、温度ゾーン３の温度領域の割合がｃ％、温度ゾーン４の温度領域の割合がｄ％となる。

次いで、寿命仕事量演算手段１５は、図３（ｂ）に示すような温度閾値毎の単位走行距離当たりの寿命仕事量、すなわち単位寿命仕事量を検索し（ステップＳ１０３）、検索した単位寿命仕事量を仕事量増加速度許容値算出手段１６に出力する。仕事量増加速度許容値算出手段１６は、ステップＳ１０２において算出された温度閾値毎の分布割合とその単位寿命仕事量とに基づいて、仕事量増加速度の許容値を算出する（ステップＳ１０４）。図３（ａ）および図３（ｂ）に示す例では、この段階における仕事量増加速度の許容値は、各温度ゾーンの単位寿命仕事量とその割合を用いて以下のような値となる。なお、図３（ｂ）の単位距離当たりの寿命仕事量は一例として示すものである。
仕事量増加速度の許容値
＝Ａ×ａ／１００＋Ｂ×ｂ／１００＋Ｃ×ｃ／１００＋Ｄ×ｄ／１００

ここで、図３（ｂ）の各温度ゾーンの寿命仕事量は、車両１が対応する単位走行距離当たりの寿命仕事量（単位寿命仕事量）で予め想定された目標走行距離Ｄｔまで走行したときにバッテリ２０により消費される総仕事量として表すことができる。例えば、バッテリ２０の温度が温度ゾーン１の状態で車両１が目標走行距離Ｄｔまで走行したと想定すると、温度ゾーン１の寿命仕事量Ｗ１および単位距離当たりの寿命仕事量Ａは以下の関係を有する。
Ａ＝Ｗ１／Ｄｔ
なお、温度ゾーン１〜４の寿命仕事量をそれぞれＷ１〜Ｗ４とし、対応する単位距離当たりの寿命仕事量をＡ〜Ｄとすると、Ｗ２とＢ、Ｗ３とＣ、Ｗ４とＤについても同様の関係が成り立つ。ここで、図３（ａ）の各温度ゾーンの分布割合を用いると、Ｗ１〜Ｗ４とＷｔとの間には以下のような関係が成り立つ。
Ｗｔ＝Ｗ１×ａ／１００＋Ｗ２×ｂ／１００＋Ｗ３×ｃ／１００＋Ｗ４×ｄ／１００

なお、単位走行距離当たりの寿命仕事量は、単位走行距離当たりの寿命仕事量Ａ（Ａｈ／ｋｍ）＝寿命仕事量Ｗ１（ｋＡｈ）／Ｄｔの関係から、図３（ｂ）に基づいて先に各温度ゾーンの単位距離当たりの寿命仕事量Ａ〜Ｄと図３（ａ）の分布割合に基づいて、上述のように寿命仕事量Ｗｔを算出し、この寿命仕事量Ｗｔを目標走行距離Ｄｔで除算することによっても求めることができる。この場合、寿命仕事量Ｗ１の演算式は仕事量増加速度の許容値を求める演算式と同様であり、各温度ゾーンの単位距離当たり寿命仕事量Ａ〜Ｄに目標走行距離Ｄｔを乗じてＡ×Ｄｔ〜Ｄ×Ｄｔとすることと等価である。メモリ１１には、各温度ゾーンの単位距離当たり寿命仕事量Ａ〜Ｄに代えて、Ａ×Ｄｔ〜Ｄ×Ｄｔが記憶されていてもよい。

次いで、比較手段１７（ここでは、実仕事量増加速度演算手段）は、メモリ１１に保存されている１ＤＣ中の車両１の走行距離と、メモリ１１に保存されている１ＤＣ中のバッテリ２０の総放電量とに基づいて、車両１の実際の積算仕事量および積算仕事量の傾きを示す実仕事量増加速度を算出する（ステップＳ１０５）。そして、比較手段１７は、この実仕事量増加速度と、ステップＳ１０４において算出された仕事量増加速度の許容値とを比較し、その仕事量差を算出して（ステップＳ１０６）、この許容値演算処理を終了する。

ここで、図４（ａ）を用いて、仕事量増加速度の許容値について具体的に説明する。図４（ａ）は実仕事量増加速度と仕事量増加速度の許容値との関係を図示したものである。前述の通り、実仕事量増加速度は実際の積算仕事量を走行距離で除したものであるので、図４（ａ）に示す実仕事量の所定の走行距離における傾きに対応する。また、仕事量増加速度の許容値は、温度ゾーン毎の分布割合を考慮した寿命仕事量を目標走行距離Ｄｔで除したものであるので、図４（ａ）に示す仕事量増加許容ラインに対応する。この例では、理解を容易にするために、仕事量増加許容ラインは温度を一定とした一次関数で示す。例えば、図４（ａ）に示す例では、走行距離がＸｋｍのとき、実仕事量が仕事量増加許容ラインを超えているので、仕事量の許容値は負の値となり、走行距離がＹ（＞Ｘ）ｋｍのとき、実仕事量が仕事量増加許容ラインより低いので、仕事量の許容値は正の値となる。仕事量の許容値が負の場合、後述する出力値決定処理でバッテリ２０の出力が制限される。これにより、簡易な制御ロジックによりバッテリ２０の寿命を延命することができる。一方、仕事量の許容値が正の場合、出力値決定処理でバッテリ２０の出力制限が解除され、場合によってバッテリ２０とエンジン２とを併用する走行領域が増大させられる。これにより、バッテリ２０の寿命仕事量における車両１の総走行距離を目標走行距離Ｄｔに近づけることができるとともに、併用走行領域の増加により車両１の燃料経済性（燃費）を高めることができる。

次に、本実施形態における１ＤＣ中のフラグ設定処理について説明する。まず、電子制御ユニット１０は、バッテリ２０の出力を制限するパワーセーブを実施可能であるか否かを判断する。すなわち、電子制御ユニット１０は、ＰＳ判断条件を満たすか否かを判断する（ステップＳ２０１）。ＰＳ判断条件としては、バッテリ２０の温度が所定の温度領域にあるか否か、車両１の走行状態がバッテリ２０の高出力を必要とする状態であるか否かなどが含まれる。バッテリ２０の高出力を必要とする走行状態としては、例えば、車両１が勾配の大きい坂道を登坂している状態などがある。

ステップＳ２０１においてＰＳ判断条件を満たさないと判断した場合には、電子制御ユニット１０は、そのままこの１ＤＣ中のフラグ設定処理を終了する。一方、ＰＳ判断条件を満たすと判断した場合には、電子制御ユニット１０は、ＰＳ制限を実行するか否かの判断として、許容値演算処理で算出された仕事量差が第１の閾値以上であるか否かを判断する（ステップＳ２０２）。

仕事量差が第１の閾値以上であると判断した場合には、電子制御ユニット１０は、バッテリ２０の出力制限を要求するために、ＰＳ制限ＯＮフラグを設定し（ステップＳ２０８）、この１ＤＣ中のフラグ設定処理を終了する。仕事量差が第１の閾値より小さいと判断した場合には、電子制御ユニット１０は、続いて、ＰＳ制限維持フラグが設定されているか否か、およびＰＳ制限ＯＮフラグが設定されているか否かを判断する（ステップＳ２０３、Ｓ２０４）。

ＰＳ制限維持フラグもＰＳ制限ＯＮフラグも設定されていないと判断した場合には、電子制御ユニット１０は、ＰＳ制限復帰フラグを設定し（ステップＳ２０６）、この１ＤＣ中のフラグ設定処理を終了する。一方、ＰＳ制限維持フラグまたはＰＳ制限ＯＮフラグのいずれかが設定されていると判断した場合には、電子制御ユニット１０は、続いて、ＰＳ制限を解除するか否かの判断として、仕事量差が第１の閾値よりも小さい第２の閾値以下であるか否かを判断する（ステップＳ２０５）。仕事量差が第２の閾値以下であると判断した場合には、電子制御ユニット１０は、ＰＳ制限復帰フラグを設定し（ステップＳ２０６）、この１ＤＣ中のフラグ設定処理を終了する。一方、仕事量差が第２の閾値よりも大きいと判断した場合には、電子制御ユニット１０は、ＰＳ制限維持フラグを設定し（ステップＳ２０７）、この１ＤＣ中のフラグ設定処理を終了する。

次に、１ＤＣ中のフラグ設定処理により設定されたフラグに基づいて、バッテリ２０の出力値を決定する出力値決定処理について説明する。電子制御ユニット１０は、まず、ＰＳ制限ＯＮフラグが設定されているか否か、およびＰＳ制限維持フラグが設定されているか否かを判断する（ステップＳ３０１、Ｓ３０２）。

ステップＳ３０２においてＰＳ制限維持フラグが設定されていると判断した場合には、電子制御ユニット１０は、前回の処理時に設定された各出力の減少量または復帰量をバッテリ２０の通常の出力に加算して、バッテリの出力値を決定し（ステップＳ３１１）、この出力値決定処理を終了する。ＰＳ制限ＯＮフラグおよびＰＳ制限維持フラグのいずれも設定されていないと判断した場合には、電子制御ユニット１０は、許容値演算処理で算出された仕事量差に応じて、瞬時出力復帰量を設定し（ステップＳ３０３）、スクランブル出力復帰量を設定し（ステップＳ３０４）、連続出力復帰量を設定する（ステップＳ３０５）。

そして、電子制御ユニット１０は、時間による変化を許可するか否かを判断する（ステップＳ３０６）。すなわち、電子制御ユニット１０は、これら一連の処理を１０ｍ秒毎に１０回連続して繰り返したか否かに基づいて、各出力の変更を許可するか否かを決定する。バッテリ２０の各出力の変化を許可しないと判断した場合には、電子制御ユニット１０は、そのままこの出力値決定処理を終了する。

一方、バッテリ２０の各出力の変化を許可すると判断した場合には、電子制御ユニット１０は、ステップＳ３０３〜Ｓ３０５において設定された各出力の復帰量をバッテリ２０の通常の出力値に加算して、バッテリ２０の出力値を決定し（ステップＳ３１１）、この出力値決定処理を終了する。

ステップＳ３０１においてＰＳ制限ＯＮフラグが設定されていると判断した場合には、電子制御ユニット１０は、許容値演算処理で算出された仕事量差に応じて、瞬時出力減少量を設定し（ステップＳ３０７）、スクランブル出力減少量を設定し（ステップＳ３０８）、連続出力減少量を設定する（ステップＳ３０９）。

そして、電子制御ユニット１０は、ステップＳ３０６の処理と同様に、時間による変化を許可するか否かを判断する（ステップＳ３１０）。すなわち、電子制御ユニット１０は、これら一連の処理を１０ｍ秒毎に１０回連続して繰り返したか否かに基づいて、各出力の変更を許可するか否かを決定する。バッテリ２０の各出力の変化を許可しないと判断した場合には、電子制御ユニット１０は、そのままこの出力値決定処理を終了する。

一方、バッテリ２０の各出力の変化を許可すると判断した場合には、電子制御ユニット１０は、ステップＳ３０７〜Ｓ３０９において設定された各出力の減少量をバッテリ２０の通常の出力値に加算して、バッテリ２０の出力値を決定し（ステップＳ３１１）、この出力値決定処理を終了する。ステップＳ３０７〜Ｓ３０９の処理では、各出力の減少量は負の値であるため、バッテリ２０の出力値は通常の出力値よりも小さい値に制限されることになる。ここで、仕事量差が大きいほど、設定されるべきバッテリ２０の出力の減少量が大きくなるように作成されたマップを用いて、バッテリ２０の出力値が決定されればよい。

なお、ステップＳ３１１において決定されたバッテリ２０の出力値は、電子制御ユニット１０からの指令値としてＰＤＵ３０に出力される。ＰＤＵ３０は、この指令値に基づいて、例えば、図４（ｂ）に示すように、バッテリ２０の通常出力値から必要に応じて段階的にバッテリ２０の出力を制限する。このように、バッテリ出力制限手段１８は、バッテリ２０の出力の制限値に応じて、バッテリ２０の出力を徐々に変化させるように、ＰＤＵ３０を制御すればよい。

なお、図示およびその説明を省略するが、電動機３の回生時には、今までの説明と逆の理論が成立する。すなわち、電動機３を回生させている（例えば、車両１が回生ブレーキを掛けている）場合には、電動機３で発電された電力（電気エネルギー）がバッテリ２０に供給されるので、バッテリ２０の出力に対応する閾値の符号を逆にすることにより、電動機３の回生時にもバッテリ２０への充電を制限するような同様の制御を実行することができる。このようにして、バッテリ出力制限手段１８がバッテリ２０の出力を制限している間、電子制御ユニット１０は、バッテリ２０への充電量も制限するように、ＰＤＵ３０を制御すればよい。

（第２実施形態）
以下、本発明の第２実施形態を説明する。なお、第２実施形態における車両も第１実施形態の車両１と同様の構成であり、第２実施形態における電子制御ユニットも第１実施形態の電子制御ユニット１０と同様の構成であるので、車両および電子制御ユニットの図示およびその説明を省略する。

本実施形態では、１ＤＣ中におけるバッテリ２０の温度履歴分布を用いるのではなく、車両１の生涯ドライブにおけるバッテリ２０の温度履歴分布を用いる点で、第１実施形態とはその制御が異なる。生涯ドライブにおけるバッテリ２０の温度履歴分布により、バッテリ２０の出力を制限するには、バッテリ２０の一時的な高負荷時のような外乱を抑制するために、ある程度の走行距離におけるバッテリ２０の温度履歴分布を用いることになる。なお、図５に示すように、本発明のバッテリ充放電装置は、第１実施形態（１ＤＣ）と第２実施形態（生涯）の両方の制御を合わせて実行するようにしてもよい。

本実施形態では、温度センサ１０１は、車両１の始動から停止までの所定タイミング毎にバッテリ２０の温度を検出し、検出した温度データを電子制御ユニット１０のメモリ１１に出力する。そして、温度履歴分布算出手段１４は、車両１が初めて始動されたとき（例えば、工場出荷時）から温度センサ１０１による最新の検出時点までの期間に検出されたバッテリ２０の温度履歴の分布を温度履歴分布として演算する。

次に、図１および図２のブロック図および図１０〜１２のフローチャートを用いて、第２実施形態におけるバッテリ充放電装置の動作を説明する。なお、本実施形態における出力制限処理の全体フローは、図６に示す第１実施形態の出力制限処理と同様であるので、図示およびその説明を省略する。図１０は、本発明の第２実施形態における許容値演算処理を示すフローチャートである。図１１は、本発明の第２実施形態における生涯ドライブ中のフラグ設定処理を示すフローチャートである。図１２は、本発明の第２実施形態における出力値決定処理を示すフローチャートである。これらの許容値演算処理、生涯ドライブ中のフラグ設定処理および出力値決定処理は、一連の処理として、車両１の始動時に、例えば１０ｍ秒毎に１０回連続で実施される。

許容値演算処理において、電子制御ユニット１０は、今までに検出された過去の積算分としてメモリ１１に保存されているバッテリ２０の温度履歴分布と、走行距離検出手段１３により検出され、今までに検出された過去の積算分としてメモリ１１に保存されている車両１の総走行距離と、積算放電量検出手段１２により検出され、今までに検出された過去の積算分としてメモリ１１に保存されているバッテリ２０の総放電量とを取得し（ステップＳ４０１）、これらのデータを温度履歴分布算出手段１４に出力する。

温度履歴分布算出手段１４は、メモリ１１に保存されているバッテリ２０の生涯温度履歴分布に基づいて、温度閾値（温度領域）毎の分布割合を算出する（ステップＳ４０２）。

次いで、寿命仕事量演算手段１５は、温度閾値毎の単位走行距離当たりの寿命仕事量、すなわち単位寿命仕事量を検索し（ステップＳ４０３）、検索した単位寿命仕事量を仕事量増加速度許容値算出手段１６に出力する。仕事量増加速度許容値算出手段１６は、ステップＳ４０２において算出された温度閾値毎の分布割合とその単位寿命仕事量とに基づいて、生涯寿命仕事量における仕事量増加速度の許容値を算出する（ステップＳ４０４）。

そして、仕事量増加速度許容値算出手段１６は、寿命仕事量算出手段１５により算出された生涯寿命仕事量と、走行距離検出手段１３により検出され、メモリ１１に保存されている車両１の生涯走行距離と、目標走行距離Ｄｔ（図４（ａ）参照）とに基づいて、現時点における仕事量増加速度の許容値を算出する（ステップＳ４０５）。

本実施形態における図４（ａ）に示す例では、走行距離がＸｋｍになったとき、電子制御ユニット１０は初めてバッテリ２０の出力制限をするか否かを判断する。ここでは、実仕事量が仕事量増加許容ラインを超えているので、仕事量の許容値は負の値となり、後述するように、電子制御ユニット１０はバッテリ２０の出力値を減少させるように制限する。次に、走行距離がＹ（＞Ｘ）ｋｍになったとき、電子制御ユニット１０は２回目の判断を実行する。ここでは、実仕事量が仕事量増加許容ラインより低いので、仕事量の許容値は正の値となり、後述するように、電子制御ユニット１０はバッテリ２０の出力の制限を解除するように制御する。

次いで、比較手段１７（ここでは、実仕事量増加速度演算手段）は、メモリ１１に保存されている車両１の総走行距離と、メモリ１１に保存されているバッテリ２０の総放電量とに基づいて、車両１の実際の積算仕事量および積算仕事量の傾きを示す実仕事量増加速度を算出する（ステップＳ４０５）。そして、比較手段１７は、この実仕事量増加速度と、ステップＳ４０４において算出された仕事量増加速度の許容値とを比較し、その仕事量差を算出して（ステップＳ４０６）、この許容値演算処理を終了する。

次に、生涯ドライブのフラグ設定処理について説明する。まず、電子制御ユニット１０は、バッテリ２０の出力を制限するパワーセーブを実施可能であるか否かを判断する。すなわち、電子制御ユニット１０は、ＰＳ判断条件を満たすか否かを判断する（ステップＳ５０１）。ＰＳ判断条件としては、バッテリ２０の温度が所定の温度領域にあるか否か、車両１の走行状態がバッテリ２０の高出力を必要とする状態であるか否かなどが含まれる。バッテリ２０の高出力を必要とする走行状態としては、例えば、車両１が勾配の大きい坂道を登坂している状態などがある。

ステップＳ５０１においてＰＳ判断条件を満たさないと判断した場合には、電子制御ユニット１０は、ＰＳ制限なしフラグを設定して（ステップＳ５１０）、この生涯ドライブのフラグ設定処理を終了する。一方、ＰＳ判断条件を満たすと判断した場合には、電子制御ユニット１０は、前回のＰＳ制限を実行するか否かの判断が確定した後の走行距離が所定の閾値（ここでは、図４（ａ）に示すようなｋ（＝Ｙ−Ｘ）ｋｍ）以上になっているか否かを判断する（ステップＳ５０２）。図４を用いて上述したように、例えば、初回の判断時は走行距離がＸｋｍのときであり、２回目移行の判断時はＸｋｍからｋｋｍ毎のとき（Ｘ＋ｋ（＝Ｙ）ｋｍ、Ｘ＋２ｋｋｍ、・・・）とすればよい。なお、本発明は、このような走行距離の閾値に限定されず、生涯ドライブとしてバッテリ２０の温度履歴の分布割合を算出するのに適した走行距離の閾値を用いてもよい。

確定後走行距離が所定の閾値より短いと判断した場合には、電子制御ユニット１０は、そのままこの生涯ドライブのフラグ設定処理を終了する。一方、確定後走行距離が所定の閾値以上であると判断した場合には、電子制御ユニット１０は、ＰＳ制限大フラグが設定されているか否かを判断する（ステップＳ５０３）。

ＰＳ制限大フラグが設定されていると判断した場合には、バッテリの出力制限が要求される状態であるが、ＰＳ制限に関するフラグを移行するか否かの判断として、電子制御ユニット１０は、許容値演算処理で算出された仕事量差が閾値２以下であるか否かを判断する（ステップＳ５０４）。仕事量差が閾値２より大きいと判断した場合には、電子制御ユニット１０は、ＰＳ制限大フラグに設定したまま、この生涯ドライブのフラグ設定処理を終了する。仕事量差が閾値２以下であると判断した場合には、電子制御ユニット１０は、ＰＳ制限大フラグに代わり、ＰＳ制限小フラグを設定して（ステップＳ５０９）、この生涯ドライブのフラグ設定処理を終了する。

一方、ステップＳ５０３において、ＰＳ制限大フラグが設定されていないと判断した場合には、電子制御ユニット１０は、続いて、ＰＳ制限小フラグが設定されているか否かを判断する（ステップＳ５０５）。ＰＳ制限小フラグが設定されていると判断した場合には、処理フローはステップＳ５０７に移行し、ＰＳ制限小フラグが設定されていない、すなわちＰＳ制限なしフラグが設定されていると判断した場合には、処理フローはステップＳ５０６に移行する。

ステップＳ５０６において、電子制御ユニット１０は、ＰＳ制限に関するフラグを移行するか否かの判断として、仕事量差が閾値３以上であるか否かを判断する。仕事量が閾値３以上であると判断した場合には、電子制御ユニット１０は、ＰＳ制限なしフラグの代わりに、ＰＳ制限小フラグを設定し（ステップＳ５０９）、この生涯ドライブのフラグ設定処理を終了する。一方、仕事量が閾値３より小さいと判断した場合には、電子制御ユニット１０は、ＰＳ制限なしフラグをそのまま設定し（ステップＳ５１０）、この生涯ドライブのフラグ設定処理を終了する。

ステップＳ５０７において、電子制御ユニット１０は、ＰＳ制限に関するフラグを移行するか否かの判断として、仕事量差が閾値４以下であるか否かを判断する。仕事量差が閾値４以下であると判断した場合には、電子制御ユニット１０は、ＰＳ制限小フラグの代わりに、ＰＳ制限なしフラグを設定し（ステップＳ５１０）、この生涯ドライブのフラグ設定処理を終了する。一方、仕事量が閾値４より大きいと判断した場合には、電子制御ユニット１０は、続いて、ＰＳ制限に関するフラグを移行するか否かの判断として、仕事量差が閾値１以上であるか否かを判断する（ステップＳ５０８）。

仕事量差が閾値１以上であると判断した場合には、電子制御ユニット１０は、ＰＳ制限小フラグの代わりに、ＰＳ制限大フラグを設定し（ステップＳ５１１）、この生涯ドライブのフラグ設定処理を終了する。一方、仕事量差が閾値１より小さいと判断した場合には、電子制御ユニット１０は、ＰＳ制限小フラグに設定したまま、この生涯ドライブのフラグ設定処理を終了する。

なお、上記ＰＳ制限に関するフラグを移行するか否かの判断として用いられる閾値１〜閾値４はそれぞれ異なる値であり、閾値１＞閾値２＞閾値３（≒０）＞閾値４のような関係を有する。ここで、「閾値１」は、既にＰＳ制限小フラグが設定されていたにもかかわらず、フラグ設定処理時にさらに仕事量差が大きくなったことにより、バッテリ２０のパワーセーブの増大を促すために最も大きい閾値となる。「閾値２」は、既にＰＳ制限大フラグが設定されていた状態において、フラグ設定処理時に仕事量差が小さくなってきたことに応じて、パワーセーブを縮小してもよいか否かを判断するために、閾値１よりも小さく、閾値３よりも大きい閾値となる。「閾値３」は、本実施形態の出力制限（パワーセーブ）が行われていない状態において、仕事量差が発生したときに直ぐにパワーセーブを実行させられるように設定するものであるので、閾値１および閾値２より小さい閾値となり、例えば０近傍の値となる。「閾値４」は、既にＰＳ制限小フラグが設定されている状態において、フラグ設定処理時に閾値３よりある程度小さい仕事量差になったのであれば、出力を制限した効果が十分にあったものとして出力制限（パワーセーブ）を解除するために最も小さい閾値となる。

次に、生涯ドライブのフラグ設定処理により設定されたフラグに基づいて、バッテリ２０の出力値を決定する出力値決定処理について説明する。電子制御ユニット１０は、まず、車両１の走行状態やバッテリ２０の温度等に基づいて、バッテリ２０の出力を制限するパワーセーブを実施可能であるか否かを判断する（ステップＳ６０１）。パワーセーブを実行可能ではないと判断した場合には、電子制御ユニット１０は、メモリ１１からバッテリ２０の通常出力値を呼び出し（ステップＳ６０３）、バッテリ２０の出力値をその通常出力値に決定して（ステップＳ６１１）、この出力値決定処理を終了する。

一方、パワーセーブを実行可能であると判断した場合には、電子制御ユニット１０は、ＰＳ制限なしフラグが設定されているか否かを判断する（ステップＳ６０２）。ＰＳ制限なしフラグが設定されていると判断した場合には、電子制御ユニット１０は、メモリ１１からバッテリ２０の通常出力値を呼び出し（ステップＳ６０３）、バッテリ２０の出力値をその通常出力値に決定して（ステップＳ６１１）、この出力値決定処理を終了する。

ＰＳなしフラグが設定されていないと判断した場合には、電子制御ユニット１０は、続いて、ＰＳ制限小フラグが設定されているか否かを判断する（ステップＳ６０４）。ＰＳ制限小フラグが設定されていると判断した場合には、処理フローはステップＳ６０５に移行し、ＰＳ制限小フラグが設定されていないと判断した場合には、処理フローはステップＳ６０８に移行する。

ステップＳ６０４においてＰＳ制限小フラグが設定されていると判断した場合には、電子制御ユニット１０は、メモリ１１からバッテリ２０の通常出力値を呼び出すとともに、許容値演算処理で算出された仕事量差に応じて求められた瞬時出力、スクランブル出力および連続出力に対する各設定値Ｓ（ＰＳ制限が小さい場合の設定値）を呼び出す。そして、電子制御ユニット１０は、各出力における通常出力と設定値Ｓのうち小さい方を瞬時出力、スクランブル出力および連続出力としてそれぞれ設定し（ステップＳ６０５〜Ｓ６０７）、それぞれの出力値を設定した出力値に決定して（ステップＳ６１１）、この出力値決定処理を終了する。

一方、ステップＳ６０４においてＰＳ制限小フラグが設定されていないと判断した場合には、ＰＳ制限大フラグが設定されていることとなり、電子制御ユニット１０は、メモリ１１からバッテリ２０の通常出力値を呼び出すとともに、許容値演算処理で算出された仕事量差に応じて求められた瞬時出力、スクランブル出力および連続出力に対する各設定値Ｌ（ＰＳ制限が大きい場合の設定値）を呼び出す。そして、電子制御ユニット１０は、各出力における通常出力と設定値Ｌのうち小さい方を瞬時出力、スクランブル出力および連続出力としてそれぞれ設定し（ステップＳ６０８〜Ｓ６１０）、それぞれの出力値を設定した出力値に決定して（ステップＳ６１１）、この出力値決定処理を終了する。

なお、図示およびその説明を省略するが、第１実施形態と同様に、電動機３の回生時には、今までの説明と逆の理論が成立する。すなわち、電動機３を回生させている場合には、電動機３で発電された電力がバッテリ２０に供給されるので、バッテリ２０の出力に対応する閾値の符号を逆にすることにより、電動機３の回生時にもバッテリ２０への充電を制限するような同様の制御を実行することができる。このようにして、バッテリ出力制限手段１８がバッテリ２０の出力を制限している間、電子制御ユニット１０は、バッテリ２０への充電量も制限するように、ＰＤＵ３０を制御すればよい。

以上説明したように、本発明のバッテリ充放電制御装置は、バッテリ２０の温度を検出する温度センサ１０１および電子制御ユニット１０を備えるとともに、電子制御ユニット１０は、温度センサ１０１による温度検出開始以降におけるバッテリ２０の温度履歴分布を演算する温度履歴分布算出手段１４と、温度履歴分布算出手段１４により演算された温度履歴分布に基づいて、バッテリ２０の寿命仕事量を演算する寿命仕事量算出手段１５と、車両１の走行距離を検出する走行距離検出手段１３と、寿命仕事量算出手段１５により演算された寿命仕事量と、走行距離検出手段１３により検出された走行距離とに基づいて、単位距離当たりに増加する仕事量を示す仕事量増加速度の許容値を演算する仕事量増加速度許容値算出手段１６と、バッテリ２０の積算放電量を検出する積算放電量検出手段１２と、積算放電量検出手段１２により検出されたバッテリ２０の積算放電量と走行距離検出手段１３により検出された走行距離とに基づいて算出された実仕事量増加速度と、仕事量増加速度許容値算出手段１６により演算された仕事量増速度加許容値とを比較する比較手段１７と、比較手段１７により、実仕事量増加速度が仕事量増加速度許容値よりも大きいとされた場合には、通常走行態様において必要に応じて制限されるバッテリ２０の出力から、実仕事量増加速度と仕事量増加速度許容値との差に基づいた制限値だけ出力をさらに制限するバッテリ出力制限手段１８とを備えることとした。本発明のバッテリ充放電制御装置はこのように構成したことので、バッテリ２０の温度履歴分布に応じてバッテリ２０の出力を制限するか否かの制御を行っているため、従来の手法に比べ、制御ロジックを簡素化することができ、過去のバッテリ２０の温度変化に応じた適切な充放電許容量を設定することによるバッテリ２０の寿命延命制御をより正確に行うことができる。このように、同様のバッテリ２０を搭載するすべての車両１において、バッテリ２０の寿命を保証することができる。また、バッテリ２０の温度履歴分布が仕事量増加許容ラインよりも下回るようなバッテリ２０の使用環境においては、バッテリ２０の保証値（例えば目標走行距離Ｄｔ）以上にこのバッテリ２０を使用し続けることができる。

なお、電子制御ユニット１０のメモリ１１内に格納されたバッテリ２０の温度履歴分布データや総走行距離データなどを参照することにより、現在のバッテリ２０のダメージ値を確認することができる。また、このようなデータを交換・廃棄等されたバッテリ２０に関連付けておくことにより、バッテリ２０のデータに基づいて再利用可能であるか否かを判断することもできる。

本発明のバッテリ充放電制御装置では、温度センサ１０１は、車両１の始動から停止までの所定タイミング毎にバッテリ２０の温度を検出し、温度履歴分布算出手段１４は、車両１の始動から温度センサ１０１による最新の検出時点までの期間に検出された温度履歴の分布を温度履歴分布として演算すればよい。これにより、１ドライブサイクル中におけるバッテリ２０の温度履歴分布に基づいて、バッテリ２０の出力を制限するか否かを決定することができる。

本発明のバッテリ充放電制御装置では、温度センサ１０１は、車両１の始動から停止までの所定タイミング毎にバッテリ２０の温度を検出し、温度履歴分布算出手段１４は、車両１が初めて始動されたときから温度センサ１０１による最新の検出時点までの期間に検出された温度履歴の分布を温度履歴分布として演算すればよい。これにより、生涯ドライブ中におけるバッテリ２０の温度履歴分布に基づいて、バッテリ２０の出力を制限するか否かを決定することができる。生涯ドライブにおけるバッテリ２０の温度履歴分布を用いることにより、バッテリ２０の一時的な高負荷時のような外乱を抑制することができ、バッテリ２０の寿命延命制御をより的確に行うことができる。

本発明のバッテリ充放電制御装置では、バッテリ２０の出力は、車両１の始動後からの経過時間に応じて減少するように制御されてもよい。

本発明のバッテリ充放電制御装置では、バッテリ出力制限手段１８は、制限値に応じてバッテリ２０の出力を徐々に変化させるように構成されてもよい。

本発明のバッテリ充放電制御装置では、バッテリ出力制限手段１８がバッテリ２０の出力を制限している間、バッテリ２０への充電も制限されればよい。これにより、バッテリ２０の出力（放電）およびバッテリ２０の入力（充電）のいずれの場合においても、所定の場合にはバッテリ２０の負荷を低減することができる。

以上、本発明のバッテリ充放電制御装置の実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明したが、本発明は、これらの構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲、明細書および図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。なお、直接明細書および図面に記載のない形状・構造・機能を有するものであっても、本発明の作用・効果を奏する以上、本発明の技術的思想の範囲内である。すなわち、バッテリ充放電制御装置を構成する電子制御ユニット１０や、電動機３、変速機４などの各部は、同様の機能を発揮し得る任意の構成のものと置換することができる。また、任意の構成物が付加されていてもよい。

なお、本発明の第１実施形態では、１ＤＣ中のバッテリ２０の温度履歴分布によりバッテリ２０の出力を制限するか否かを決定する場合を説明し、第２実施形態では、生涯ドライブのバッテリ２０の温度履歴分布によりバッテリ２０の出力を制限するか否かを決定する場合を説明した。しかしながら、本発明のバッテリ充放電制御装置は、これら２つの制御を１台の車両１で同時に実行するように構成されてもよい。

この場合、例えば、１ＤＣ中のバッテリ２０の温度履歴分布に基づいて決定されるような一時的なバッテリ２０の高負荷時には、バッテリ２０の出力制限を小さめに設定し、生涯ドライブのバッテリ２０の温度履歴分布に基づいて決定されるような常用的なバッテリ２０の高負荷状況には、バッテリ２０の出力制限を大きめに設定すればよい。これにより、運転者（ユーザ）の使い勝手（車両１の操作性）を極力妨げることなく、バッテリ２０の使用環境に合わせてバッテリ２０の出力制限を設定することができる。

１ 車両
２ エンジン
３ 電動機
４ 変速機
５ ディファレンシャル機構
１０ 電子制御ユニット
１１ メモリ
１２ 積算放電量検出手段
１３ 走行距離検出手段
１４ 温度履歴分布算出手段
１５ 寿命仕事量算出手段
１６ 仕事量増加速度許容値算出手段
１７ 比較手段
１８ バッテリ出力制限手段
２０ バッテリ
１０１ 温度センサ
１０２ 電流・電圧センサ
１０４ 回転数センサ

Claims (6)

1. バッテリにより電動機を駆動可能な車両におけるバッテリ充放電制御装置において、
   前記バッテリの温度を検出する温度検出手段と、
   前記温度検出手段による温度検出開始以降における前記バッテリの温度履歴分布を演算する温度履歴分布算出手段と、
   前記温度履歴分布算出手段により演算された前記温度履歴分布に基づいて、前記バッテリの寿命仕事量を演算する寿命仕事量算出手段と、
   前記車両の走行距離を検出する走行距離検出手段と、
   前記寿命仕事量算出手段により演算された前記寿命仕事量と、前記走行距離検出手段により検出された前記走行距離とに基づいて、単位距離当たりに増加する仕事量を示す仕事量増加速度の許容値を演算する仕事量増加速度許容値算出手段と、
   実際の前記バッテリの実仕事量増加速度を演算する実仕事量増加速度演算手段と、
   前記仕事量増加速度許容値算出手段により演算された前記仕事量増加速度許容値と、前記実仕事量増加速度演算手段により演算された前記実仕事量増加速度とを比較する比較手段と、
   前記比較手段により、前記実仕事量増加速度が前記仕事量増加速度許容値よりも大きいとされた場合には、通常走行態様において必要に応じて制限される前記バッテリの出力から、前記実仕事量増加速度と前記仕事量増加速度許容値との差に基づいた制限値だけ該出力をさらに制限するバッテリ出力制限手段と
   を備えることを特徴とするバッテリ充放電制御装置。
2. 前記温度検出手段は、前記車両の始動から停止までの所定タイミング毎に前記バッテリの温度を検出し、前記温度履歴分布算出手段は、前記車両の始動から前記温度検出手段による最新の検出時点までの期間に検出された温度履歴の分布を前記温度履歴分布として演算することを特徴とする請求項１に記載のバッテリ充放電制御装置。
3. 前記温度検出手段は、前記車両の始動から停止までの所定タイミング毎に前記バッテリの温度を検出し、前記温度履歴分布算出手段は、前記車両が初めて始動されたときから前記温度検出手段による最新の検出時点までの期間に検出された温度履歴の分布を前記温度履歴分布として演算することを特徴とする請求項１に記載のバッテリ充放電制御装置。
4. 前記バッテリの出力は、前記車両の始動後からの経過時間に応じて減少するように制御されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のバッテリ充放電制御装置。
5. 前記バッテリ出力制限手段は、前記制限値に応じて前記バッテリの出力を徐々に変化させることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のバッテリ充放電制御装置。
6. 前記バッテリ出力制限手段が前記バッテリの出力を制限している間、該バッテリへの充電も制限されることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載のバッテリ充放電制御装置。

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