JP2013051845A - 制御装置および制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 蓄電装置の過放電や過充電を回避する処理を適切に開始させる。
【解決手段】 蓄電装置の温度およびＳＯＣのそれぞれに応じて、蓄電装置の充放電を禁止するとともに、蓄電装置の充放電を禁止したときに、蓄電装置の過充電および過放電を回避する処理を開始する。蓄電装置の温度が蓄電装置の放電を禁止する温度であるとき、蓄電装置のＳＯＣが下限値よりも低いことに応じて、蓄電装置の過放電を回避する第１回避処理を開始する。蓄電装置の温度が蓄電装置の充電を禁止する温度であるとき、蓄電装置のＳＯＣが上限値よりも高いことに応じて、蓄電装置の過充電を回避する第２回避処理を開始する。
【選択図】 図５

Description

本発明は、蓄電装置の充放電を禁止したときに、蓄電装置の過充電又は過放電を回避する処理を行う制御装置と、この制御方法に関する。

二次電池の充放電を制限する閾値に基づいて、二次電池の充放電は制御される。具体的には、二次電池の出力電力が出力閾値を超えないように、二次電池の放電が制御されたり、二次電池の入力電力が入力閾値を超えないように、二次電池の充電が制御されたりする。

二次電池の充放電制御に用いられる閾値は、二次電池の温度や充電状態（ＳＯＣ：State of Charge）に応じて変化する。ここで、二次電池の温度やＳＯＣによっては、二次電池の充電や放電が禁止されることがある。二次電池の充電が禁止されたときには、過充電を回避する処理が行われ、二次電池の放電が禁止されたときには、過放電を回避する処理が行われる。

特開２００４−３５７４５９号公報

二次電池の充放電制御では、二次電池の温度だけによって、二次電池の充放電が禁止されることがある。ここで、二次電池の温度が、二次電池の入出力を禁止する温度であっても、二次電池のＳＯＣによっては、二次電池の放電を許容したり、二次電池の充電を許容したりすることができる。また、二次電池の充放電が禁止されたとき、過充電を回避する処理と、過放電を回避する処理とが併存してしまうと、二次電池のＳＯＣを変化させることはできず、現在の値に維持されたままとなってしまうことがある。

本願第１の発明は、蓄電装置の充放電を制御する制御装置又は制御方法であって、蓄電装置の温度およびＳＯＣのそれぞれに応じて、蓄電装置の放電を禁止するとともに、蓄電装置の放電を禁止したときに、蓄電装置の過放電を回避する回避処理を開始する。ここで、蓄電装置の温度が蓄電装置の放電を禁止する温度であるときには、蓄電装置のＳＯＣが下限値よりも低いことに応じて回避処理を開始する。

蓄電装置の温度が蓄電装置の放電を禁止する温度であっても、蓄電装置のＳＯＣが下限値よりも高いときには、蓄電装置の放電を許容することができ、蓄電装置の過放電を回避する処理を開始する必要がない。したがって、本願第１の発明によれば、不要な処理を省略することができる。また、蓄電装置の放電を許容することにより、蓄電装置から出力される電気エネルギを利用することができる。

下限値としては、蓄電装置の放電を禁止するときの蓄電装置のＳＯＣとすることができる。これにより、蓄電装置の過放電を回避する処理を適切に開始させることができる。

本願第２の発明は、蓄電装置の充放電を制御する制御装置又は制御方法であって、蓄電装置の温度およびＳＯＣのそれぞれに応じて、蓄電装置の充電を禁止するとともに、蓄電装置の充電を禁止したときに、蓄電装置の過充電を回避する回避処理を開始する。ここで、蓄電装置の温度が蓄電装置の充電を禁止する温度であるとき、蓄電装置のＳＯＣが上限値よりも高いことに応じて回避処理を開始する。

蓄電装置の温度が蓄電装置の充電を禁止する温度であっても、蓄電装置のＳＯＣが上限値よりも低いときには、蓄電装置の充電を許容することができ、蓄電装置の過充電を回避する処理を開始する必要がない。したがって、本願第２の発明によれば、不要な処理を省略することができる。また、蓄電装置の充電を許容することにより、電気エネルギを蓄電装置に蓄え続けることができる。

上限値としては、蓄電装置の充電を禁止するときの蓄電装置のＳＯＣとすることができる。これにより、蓄電装置の過充電を回避する処理を適切に開始させることができる。

本願第３の発明は、蓄電装置の充放電を制御する制御装置又は制御方法であって、蓄電装置の温度およびＳＯＣのそれぞれに応じて、蓄電装置の充放電を禁止するとともに、蓄電装置の充放電を禁止したときに、蓄電装置の過充電および過放電を回避する処理を開始する。ここで、蓄電装置の温度が蓄電装置の放電を禁止する温度であるときには、蓄電装置のＳＯＣが下限値よりも低いことに応じて、蓄電装置の過放電を回避する第１回避処理を開始する。また、蓄電装置の温度が蓄電装置の充電を禁止する温度であるときには、蓄電装置のＳＯＣが上限値よりも高いことに応じて、蓄電装置の過充電を回避する第２回避処理を開始する。

蓄電装置の温度に応じて蓄電装置の充放電を禁止したとき、第１回避処理および第２回避処理が併存してしまうことがある。この場合には、蓄電装置の充放電が行われなくなり、蓄電装置のＳＯＣが維持されたままとなってしまう。本願第３の発明によれば、蓄電装置の温度が蓄電装置の充放電を禁止する温度であっても、第１回避処理および第２回避処理を開始させる条件を分けることができ、第１回避処理および第２回避処理が併存してしまうのを防止することができる。すなわち、第１回避処理および第２回避処理のいずれかを優先させることができ、第１回避処理および第２回避処理を適切に行うことができる。

第１回避処理を行うとき、蓄電装置の充放電を制限する閾値を、補正量を用いて、蓄電装置の充電を許容する方向に補正することができる。これにより、蓄電装置の過放電を回避することができる。ここで、補正量としては、蓄電装置の放電を禁止してからの電流積算値を取得し、この電流積算値に応じた補正量を用いることができる。電流積算値および補正量の対応関係を予め求めておけば、電流積算値に応じた補正量を容易に特定できる。電流積算値は、蓄電装置の充放電電流を検出する電流センサの検出結果を用いて取得できる。

第２回避処理を行うとき、蓄電装置の充放電を制限する閾値を、補正量を用いて、蓄電装置の放電を許容する方向に補正することができる。これにより、蓄電装置の過充電を回避することができる。ここで、補正量としては、蓄電装置の充電を禁止してからの電流積算値を取得し、この電流積算値に応じた補正量を用いることができる。電流積算値および補正量の対応関係を予め求めておけば、電流積算値に応じた補正量を容易に特定できる。

車両の構成を示す概略図である。 組電池の周辺における構成を示す概略図である。 組電池の入出力を制限する閾値と、組電池の温度との関係を示す図である。 組電池の入出力を制限する閾値と、組電池のＳＯＣとの関係を示す図である。 過放電の回避処理の要否判定を説明するフローチャートである。 過放電の回避処理である第１の処理方法を説明するフローチャートである。 過放電の回避処理である第２の処理方法を説明するフローチャートである。 組電池の入出力を制限する閾値の補正量と、電流積算値との関係を示す図である。 過充電の回避処理の要否判定を説明するフローチャートである。 過充電の回避処理である第１の処理方法を説明するフローチャートである。 過充電の回避処理である第２の処理方法を説明するフローチャートである。 組電池の入出力を制限する閾値の補正量と、電流積算値との関係を示す図である。 過放電の回避処理の要否条件を説明する図である。 過充電の回避処理の要否条件を説明する図である。

以下、本発明の実施例について説明する。

本実施例における車両の構成について、図１を用いて説明する。本実施例の車両は、車両を走行させるための動力源として、エンジンおよび組電池を備えたハイブリッド自動車である。ここで、エンジンの代わりに、燃料電池などを備えたハイブリッド自動車や、車両の動力源として組電池だけを備えた電気自動車であっても、本発明を適用することができる。また、組電池を備えた車両（ハイブリッド自動車や電気自動車）では、外部電源の電力を組電池に供給して、組電池を充電することもできる。外部電源としては、例えば、商用電源がある。

エンジン１１は、コントローラ１００からの駆動指令に基づいて動作する。エンジン１１は、回転数センサを用いてエンジン１１の回転数を検出し、検出結果をコントローラ１００に出力する。

動力分配機構１２は、エンジン１１およびモータジェネレータ（ＭＧ）１３，１４に接続されており、これらの間で動力を分配する。動力分配機構１２としては、例えば、サンギヤ、プラネタリキャリヤおよびリングギヤの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。３つの回転軸は、エンジン１１およびモータジェネレータ１３，１４の各回転軸にそれぞれ接続されている。モータジェネレータ１３のロータを中空構造とし、ロータの中心にエンジン１１のクランク軸を通すことにより、動力分配機構１２に対して、エンジン１１およびモータジェネレータ１３，１４を機械的に接続することができる。

モータジェネレータ１４の回転軸は、減速ギヤ（図示せず）などを介して、車輪１５に接続されている。動力分配機構１２の内部に、モータジェネレータ１４の回転軸に対する減速機構を組み込むこともできる。

モータジェネレータ１３は、エンジン１１によって駆動される発電機として動作するとともに、エンジン１１の始動を行うことができる電動機として動作する。モータジェネレータ１４は、車輪１５を駆動する電動機として動作する。

組電池（蓄電装置に相当する）１６は、電源ラインＰＬ１および接地ラインＧＬ１を介して、昇圧コンバータ１７と接続されている。組電池１６は、充放電を行うことができる直流電源であり、複数の単電池を有する。単電池としては、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池といった二次電池を用いることができる。また、二次電池の代わりに、電気二重層キャパシタ（コンデンサ）を用いることもできる。複数の単電池を電気的に直列に接続することにより、組電池１６が構成されている。ここで、組電池１６には、電気的に並列に接続された複数の単電池が含まれていてもよい。

コンデンサ１８は、電源ラインＰＬ１および接地ラインＧＬ１の間に接続されている。コンデンサ１８は、電源ラインＰＬ１および接地ラインＧＬ１の間における電圧変動を平滑化する。

昇圧コンバータ１７は、電源ラインＰＬ２および接地ラインＧＬ２を介して、インバータ２０，２１に接続されている。コンデンサ１９は、電源ラインＰＬ２および接地ラインＧＬ２の間に接続されている。コンデンサ１９は、電源ラインＰＬ２および接地ラインＧＬ２の間における電圧変動を平滑化する。インバータ２０，２１は、電源ラインＰＬ２および接地ラインＧＬ２に対して、並列に接続されている。

昇圧コンバータ１７は、コントローラ１００からの制御信号を受けて、組電池１６の出力電圧を昇圧し、昇圧後の電力を電源ラインＰＬ２に出力することができる。また、昇圧コンバータ１７は、コントローラ１００からの制御信号を受けて、インバータ２０，２１の出力電圧を組電池１６の電圧レベルまで降圧し、降圧後の電力を組電池１６に出力する。昇圧コンバータ１７は、例えば、昇降圧型のチョッパ回路などによって構成することができる。

インバータ２０は、コントローラ１００からの制御信号を受けて、昇圧コンバータ１７からの直流電力を交流電力に変換し、交流電力をモータジェネレータ１３に出力する。モータジェネレータ１３は、３相交流電動機であり、指定されたトルクを発生するように駆動される。また、インバータ２０は、コントローラ１００からの制御信号を受けて、モータジェネレータ１３が生成した交流電力を直流電力に変換し、直流電力を電源ラインＰＬ２に出力する。モータジェネレータ１３は、エンジン１１の出力を受けて発電することができる。

インバータ２１は、コントローラ１００からの制御信号を受けて、電源ラインＰＬ２から入力される直流電力を交流電力に変換し、交流電力をモータジェネレータ１４に出力する。モータジェネレータ１４は、３相交流電動機であり、指定されたトルクを発生するように駆動される。車両が減速したり、停止したりするとき、モータジェネレータ１４は、車輪１５の回転力を受けて発電する。インバータ２１は、コントローラ１００からの制御信号を受けて、モータジェネレータ１４が生成した交流電力を直流電力に変換し、直流電力を電源ラインＰＬ２に出力する。

図２は、組電池１６の周辺構成を示す概略図である。

電源ラインＰＬ１および接地ラインＧＬ１には、システムメインリレーＳＭＲ−Ａ，ＳＭＲ−Ｂがそれぞれ配置されている。システムメインリレーＳＭＲ−Ａ，ＳＭＲ−Ｂは、コントローラ１００からの制御信号を受けて、オンおよびオフの間で切り替わる。システムメインリレーＳＭＲ−Ａ，ＳＭＲ−Ｂがオンであるとき、組電池１６は、昇圧コンバータ１７と接続され、システムメインリレーＳＭＲ−Ａ，ＳＭＲ−Ｂがオフであるとき、組電池１６および昇圧コンバータ１７の接続が遮断される。

電圧センサ２２は、組電池１６の端子間電圧を検出し、検出結果をコントローラ１００に出力する。組電池１６を構成する複数の単電池１６ａは、直列に接続されているため、組電池１６の端子間電圧を単電池１６ａの数で割れば、単電池１６ａの電圧を特定することができる。一方、各単電池１６ａに対して、電圧センサ２２を設けることもできる。

温度センサ２３は、組電池１６の温度を検出し、検出結果をコントローラ１００に出力する。温度センサ２３は、組電池１６と接触する位置に配置することもできるし、組電池１６から離れた位置に配置することもできる。電流センサ２４は、組電池１６の充電電流（Ｉｂ＜０）や放電電流（Ｉｂ＞０）を検出し、検出結果をコントローラ１００に出力する。

コントローラ１００は、メモリ１０１を内蔵している。メモリ１０１には、コントローラ１００を動作させるためのプログラムや、各種のデータが記憶されている。本実施例では、メモリ１０１をコントローラ１００に内蔵しているが、コントローラ１００の外部にメモリ１０１を配置することもできる。コントローラ１００は、電圧センサ２２、温度センサ２３および電流センサ２４の出力に基づいて、組電池１６の充放電を制御する。

組電池１６の放電（出力）および充電（入力）を制御するとき、コントローラ１００は、図３や図４に示す閾値に基づいて、組電池１６の入出力を制御する。図３および図４に示す出力閾値Ｗout_rは、組電池１６の放電を許容する上限値であり、組電池１６の出力が出力閾値Ｗout_rを超えないように、組電池１６の出力が制御される。図３および図４に示す入力閾値Ｗin_rは、組電池１６の充電を許容する上限値であり、組電池１６の入力が入力閾値Ｗin_rを超えないように、組電池１６の入力が制御される。

図３は、閾値Ｗout_r，Ｗin_rと、組電池１６の温度との関係（一例）を示す図である。温度および閾値Ｗout_r，Ｗin_rの対応関係を示すデータは、メモリ１０１に記憶しておくことができる。

出力閾値Ｗout_rは、組電池１６の温度に応じて変化するため、コントローラ１００は、温度センサ２３の検出温度に対応した出力閾値Ｗout_rを決定する。温度センサ２３の検出温度が温度Ｔmax以上であるときには、出力閾値Ｗout_rが０に設定される。また、温度センサ２３の検出温度が温度Ｔmin以下であるときにも、出力閾値Ｗout_rが０に設定される。出力閾値Ｗout_rが０であるとき、組電池１６の放電が禁止される。

入力閾値Ｗin_rは、組電池１６の温度に応じて変化するため、コントローラ１００は、温度センサ２３の検出温度に対応した入力閾値Ｗin_rを決定する。温度センサ２３の検出温度が温度Ｔmax以上であるときには、入力閾値Ｗin_rが０に設定される。また、温度センサ２３の検出温度が温度Ｔmin以下であるときにも、入力閾値Ｗin_rが０に設定される。入力閾値Ｗin_rが０であるとき、組電池１６の充電が禁止される。

図３に示す例では、出力閾値Ｗout_rが０に設定されるときの温度Ｔmaxと、入力閾値Ｗin_rが０に設定されるときの温度Ｔmaxとを等しくしているが、互いに異なっていてもよい。

図４は、閾値Ｗout_r，Ｗin_rと、組電池１６の充電状態（ＳＯＣ：State of Charge）との関係（一例）を示す図である。ＳＯＣは、満充電容量に対する、現在の充電容量の割合を示す。ＳＯＣおよび閾値Ｗout_r，Ｗin_rの対応関係を示すデータは、メモリ１０１に記憶しておくことができる。

出力閾値Ｗout_rは、組電池１６のＳＯＣに応じて変化するため、コントローラ１００は、組電池１６のＳＯＣに対応した出力閾値Ｗout_rを決定する。組電池１６のＳＯＣが下限値ＳＯＣ_minよりも低いときには、出力閾値Ｗout_rが０に設定される。出力閾値Ｗout_rが０であるとき、組電池１６の放電が禁止される。組電池１６のＳＯＣが下限値ＳＯＣ_minよりも高くなるほど、出力閾値Ｗout_rは増加する。

入力閾値Ｗin_rは、組電池１６のＳＯＣに応じて変化するため、コントローラ１００は、組電池１６のＳＯＣに対応した入力閾値Ｗin_rを決定する。組電池１６のＳＯＣが上限値ＳＯＣ_maxよりも高いときには、入力閾値Ｗin_rが０に設定される。入力閾値Ｗin_rが０であるとき、組電池１６の充電が禁止される。組電池１６のＳＯＣが上限値ＳＯＣ_maxよりも低くなるほど、入力閾値Ｗin_rは増加する。

組電池１６の放電が禁止されるとき、組電池１６の過放電を回避する処理が行われる。まず、組電池１６の過放電を回避する処理を行うか否かの判定処理について、図５に示すフローチャートを用いて説明する。図５に示す処理は、コントローラ１００によって実行される。

ステップＳ１０１において、コントローラ１００は、温度センサ２３の出力に基づいて、組電池１６の温度を取得する。組電池１６の温度を取得することにより、コントローラ１００は、図３に示すデータを用いて、組電池１６の出力閾値Ｗout_rを決定することができる。

ステップＳ１０２において、コントローラ１００は、組電池１６の温度に対応した出力閾値Ｗout_rが０に到達したか否かを判別する。出力閾値Ｗout_rが０に到達していれば、ステップＳ１０３の処理に進み、そうでなければ、ステップＳ１０６の処理に進む。

ステップＳ１０３において、コントローラ１００は、組電池１６のＳＯＣを推定する。具体的には、コントローラ１００は、電圧センサ２２の検出電圧に基づいて、組電池１６のＳＯＣを推定することができる。組電池１６のＯＣＶ（Open Circuit Voltage）は、組電池１６のＳＯＣと対応関係があるため、この対応関係を予め求めておけば、組電池１６のＯＣＶから組電池１６のＳＯＣを特定することができる。

組電池１６のＯＣＶは、電圧センサ２２の検出電圧（ＣＣＶ：Closed Circuit Voltage）から推定することができる。ＯＣＶおよびＣＣＶは、下記式（１）の関係を有するため、式（１）を用いて、ＣＣＶからＯＣＶを推定することができる。
ＯＣＶ＝ＣＣＶ＋ＩＲ ・・・（１）
ここで、Ｉは、組電池１６に流れる電流値であり、Ｒは、組電池１６の内部抵抗である。

ステップＳ１０４において、コントローラ１００は、ステップＳ１０３で推定したＳＯＣが、下限値ＳＯＣ_minよりも低いか否かを判別する。下限値ＳＯＣ_minは、組電池１６の過放電を抑制する観点に基づいて、予め決定された値である。下限値ＳＯＣ_minの具体的な値は、車両を走行させるときの組電池１６の使用条件などに基づいて、適宜設定することができる。下限値ＳＯＣ_minに関する情報は、メモリ１０１に予め記憶させておくことができる。ステップＳ１０３で推定したＳＯＣが下限値ＳＯＣ_minよりも低いときには、ステップＳ１０５に進み、そうでなければ、ステップＳ１０６に進む。

ステップＳ１０５において、コントローラ１００は、過放電の回避処理を行う必要があると判定する。過放電の回避処理が必要であると判定したとき、コントローラ１００は、組電池１６の充電を積極的に許容することにより、組電池１６の過放電を回避する処理を行う。ステップＳ１０６において、コントローラ１００は、過放電の回避処理を行う必要がないと判定する。

次に、過放電の回避処理について、図６に示すフローチャートを用いて説明する。図６に示す処理は、コントローラ１００によって実行される。図６に示す処理は、所定の周期で繰り返して行われる。

ステップＳ２０１において、コントローラ１００は、閾値Ｗout_rが０に設定されたときの組電池１６のＳＯＣを、基準値ＳＯＣ_refとして設定する。ステップＳ２０２において、コントローラ１００は、組電池１６のＳＯＣを監視する。

ステップＳ２０３において、コントローラ１００は、現在の組電池１６のＳＯＣ（ＳＯＣ_cur）が基準値ＳＯＣ_refよりも低いか否かを判別する。現在値ＳＯＣ_curが基準値ＳＯＣ_refよりも低いときには、ステップＳ２０４の処理に進み、そうでなければ、本処理を終了する。

ステップＳ２０４において、コントローラ１００は、図３に示す閾値Ｗout_r，Ｗin_rを充電側に補正する。具体的には、現在値ＳＯＣ_curおよび基準値ＳＯＣ_refの差分ΔＳＯＣに応じて、閾値Ｗout_r，Ｗin_rの補正量を決定し、この補正量を用いて閾値Ｗout_r，Ｗin_rを充電側に補正する。差分ΔＳＯＣおよび補正量の対応関係を示すデータを予め求めておけば、このデータを用いて、補正量を決定することができる。また、差分ΔＳＯＣおよび補正量の対応関係を示すデータは、メモリ１０１に記憶させておくことができる。

図３に示す閾値Ｗout_r，Ｗin_rを充電側に補正することにより、閾値Ｗout_r，Ｗin_rを補正する前と比べて、組電池１６の放電は、より制限され、組電池１６の充電は、より許容される。これにより、組電池１６のＳＯＣ（電圧）を上昇させることができ、組電池１６の過放電を回避することができる。ここで、組電池１６のＳＯＣが、ステップＳ２０１で設定された基準値ＳＯＣ_refよりも高くなったときには、このときのＳＯＣが基準値ＳＯＣ_refとして新たに設定される。

図６に示す処理の代わりに、図７に示す処理を行うことができる。図７に示す処理は、コントローラ１００によって実行される。

ステップＳ３０１において、コントローラ１００は、閾値Ｗout_rが０に設定されたときの組電池１６のＳＯＣを、基準値ＳＯＣ_refとして設定する。ステップＳ３０２において、コントローラ１００は、電流センサ２４の出力に基づいて、組電池１６の充放電電流を積算する。電流値の積算は、基準値ＳＯＣ_refが設定されたタイミングから開始される。電流積算値は、組電池１６のＳＯＣが基準値ＳＯＣ_refよりも低くなることに応じて増加する。

ステップＳ３０３において、コントローラ１００は、ステップＳ３０２で得られた電流積算値から、図３に示す閾値Ｗout_r，Ｗin_rを補正するための補正量を決定する。具体的には、図８に示すように、閾値Ｗout_r，Ｗin_rの補正量および電流積算値の対応関係を示すデータを予め求めておき、このデータを用いて、電流積算値から補正量を特定することができる。図８に示すデータは、メモリ１０１に記憶させておくことができる。図８に示すように、電流積算値が増加するほど、補正量は増加する。

ステップＳ３０４において、コントローラ１００は、ステップＳ３０３で得られた補正量を用いて、図３に示す閾値Ｗout_r，Ｗin_rを充電側に補正する。これにより、組電池１６のＳＯＣを上昇させることができ、組電池１６の過放電を回避することができる。

図６に示す処理では、組電池１６のＳＯＣを推定しながら監視しなければならないため、ＳＯＣの推定精度に応じて、閾値Ｗout_r，Ｗin_rの補正量にバラツキが発生してしまうおそれがある。一方、図７に示す処理では、電流値を積算するだけであり、推定処理を行わないため、閾値Ｗout_r，Ｗin_rの補正量を特定しやすく、適正な補正量を得やすくなる。

組電池１６の充電が禁止されたとき、組電池１６の過充電を回避する処理が行われる。まず、組電池１６の過充電を回避する処理を行うか否かの判定処理について、図９に示すフローチャートを用いて説明する。図９に示す処理は、コントローラ１００によって実行される。

ステップＳ４０１において、コントローラ１００は、温度センサ２３の出力に基づいて、組電池１６の温度を取得する。組電池１６の温度を取得することにより、コントローラ１００は、図３に示すデータを用いて、組電池１６の入力閾値Ｗin_rを決定することができる。

ステップＳ４０２において、コントローラ１００は、組電池１６の温度に対応した入力閾値Ｗin_rが０に到達したか否かを判別する。入力閾値Ｗin_rが０に到達していれば、ステップＳ４０３の処理に進み、そうでなければ、ステップＳ４０６の処理に進む。

ステップＳ４０３において、コントローラ１００は、組電池１６のＳＯＣを推定する。組電池１６のＳＯＣを推定する方法は、図５のステップＳ１０３で説明した方法と同様である。

ステップＳ４０４において、コントローラ１００は、ステップＳ４０３で推定したＳＯＣが、上限値ＳＯＣ_maxよりも高いか否かを判別する。上限値ＳＯＣ_maxは、組電池１６の過充電を抑制する観点に基づいて、予め決定された値である。上限値ＳＯＣ_maxの具体的な値は、車両を走行させるときの組電池１６の使用条件などに基づいて、適宜設定することができる。ステップＳ４０３で推定されたＳＯＣが上限値ＳＯＣ_maxよりも高いときには、ステップＳ４０５に進み、そうでなければ、ステップＳ４０６に進む。

ステップＳ４０５において、コントローラ１００は、過充電の回避処理を行う必要があると判定する。過充電の回避処理が必要であると判定したとき、コントローラ１００は、組電池１６の放電を積極的に許容することにより、組電池１６の過充電を回避する処理を行う。ステップＳ４０６において、コントローラ１００は、過充電の回避処理を行う必要がないと判定する。

次に、過充電の回避処理について、図１０に示すフローチャートを用いて説明する。図１０に示す処理は、コントローラ１００によって実行される。図１０に示す処理は、所定の周期で行われる。

ステップＳ５０１において、コントローラ１００は、閾値Ｗin_rが０に設定されたときの組電池１６のＳＯＣを、基準値ＳＯＣ_refとして設定する。ステップＳ５０２において、コントローラ１００は、組電池１６のＳＯＣを監視する。

ステップＳ５０３において、コントローラ１００は、現在の組電池１６のＳＯＣ（ＳＯＣ_cur）が基準値ＳＯＣ_refよりも高いか否かを判別する。現在値ＳＯＣ_curが基準値ＳＯＣ_refよりも高いときには、ステップＳ５０４の処理に進み、そうでなければ、本処理を終了する。

ステップＳ５０４において、コントローラ１００は、図３に示す閾値Ｗout_r，Ｗin_rを放電側に補正する。具体的には、現在値ＳＯＣ_curおよび基準値ＳＯＣ_refの差分ΔＳＯＣに応じて、閾値Ｗout_r，Ｗin_rの補正量を決定し、この補正量を用いて閾値Ｗout_r，Ｗin_rを放電側に補正する。差分ΔＳＯＣおよび補正量の対応関係を示すデータを予め求めておけば、このデータを用いて、補正量を決定することができる。また、差分ΔＳＯＣおよび補正量の対応関係を示すデータは、メモリ１０１に記憶させておくことができる。

図３に示す閾値Ｗout_r，Ｗin_rを放電側に補正することにより、閾値Ｗout_r，Ｗin_rを補正する前と比べて、組電池１６の充電は、より制限され、組電池１６の放電は、より許容される。これにより、組電池１６のＳＯＣを低下させることができ、組電池１６の過充電を回避することができる。ここで、組電池１６のＳＯＣが、ステップＳ５０１で設定された基準値ＳＯＣ_refよりも高くなったときには、このときのＳＯＣが基準値ＳＯＣ_refとして新たに設定される。

図１０に示す処理の代わりに、図１１に示す処理を行うことができる。図１１に示す処理は、コントローラ１００によって実行される。

ステップＳ６０１において、コントローラ１００は、閾値Ｗin_rが０に設定されたときの組電池１６のＳＯＣを、基準値ＳＯＣ_refとして設定する。ステップＳ６０２において、コントローラ１００は、電流センサ２４の出力に基づいて、組電池１６の充放電電流を積算する。電流値の積算は、基準値ＳＯＣ_refが設定されたタイミングから開始される。組電池１６のＳＯＣが基準値ＳＯＣ_refよりも高くなるほど、電流積算値は増加する。

ステップＳ６０３において、コントローラ１００は、ステップＳ６０２で得られた電流積算値から、図３に示す閾値Ｗout_r，Ｗin_rを補正するための補正量を決定する。具体的には、図１２に示すように、閾値Ｗout_r，Ｗin_rの補正量および電流積算値の対応関係を示すデータを予め求めておき、このデータを用いて、電流積算値から補正量を特定することができる。図１２に示すデータは、メモリ１０１に記憶させておくことができる。図１２に示すように、電流積算値が増加するほど、補正量は増加する。

ステップＳ６０４において、コントローラ１００は、ステップＳ６０３で得られた補正量を用いて、図３に示す閾値Ｗout_r，Ｗin_rを放電側に補正する。これにより、組電池１６のＳＯＣを低下させることができ、組電池１６の過充電を回避することができる。

図１０に示す処理では、組電池１６のＳＯＣを推定しながら監視しなければならないため、ＳＯＣの推定精度に応じて、閾値Ｗout_r，Ｗin_rの補正量にバラツキが発生してしまうおそれがある。一方、図１１に示す処理では、電流値を積算するだけであり、推定処理を行わないため、閾値Ｗout_r，Ｗin_rの補正量を特定しやすく、適正な補正量を得やすくなる。

図１３は、過放電の回避処理が必要と判定される条件と、過放電の回避処理が不要と判定される条件とを説明する図である。図１４は、過充電の回避処理が必要と判定される条件と、過充電の回避処理が不要と判定される条件とを説明する図である。図１３および図１４において、横軸は、組電池１６の温度であり、縦軸は、組電池１６のＳＯＣである。

図１３および図１４において、境界線ＢＬ（Ｔ）は、図３に示す温度Ｔmaxに相当し、出力閾値Ｗout_rおよび入力閾値Ｗin_rが０に設定される条件である。図３で説明したように、組電池１６の温度が温度Ｔmax以上であるときには、出力閾値Ｗout_rおよび入力閾値Ｗin_rが０に設定される。このため、図１３において、境界線ＢＬ（Ｔ）よりも右側に位置する領域Ａ１２〜Ａ１４では、出力閾値Ｗout_rおよび入力閾値Ｗin_rが０に設定される。また、図１４において、境界線ＢＬ（Ｔ）よりも右側に位置する領域Ａ２２〜Ａ２４では、出力閾値Ｗout_rおよび入力閾値Ｗin_rが０に設定される。

図１３および図１４において、境界線ＢＬ（ＳＯＣ_min）は、図４に示す下限値ＳＯＣ_minに相当し、出力閾値Ｗout_rが０に設定される条件である。図４で説明したように、組電池１６のＳＯＣが下限値ＳＯＣ_minよりも低いときには、出力閾値Ｗout_rが０に設定される。このため、境界線ＢＬ（ＳＯＣ_min）よりも下側に位置する領域では、出力閾値Ｗout_rが０に設定される。

図１３および図１４において、境界線ＢＬ（ＳＯＣ_max）は、図４に示す上限値ＳＯＣ_maxに相当し、入力閾値Ｗin_rが０に設定される条件である。図４で説明したように、組電池１６のＳＯＣが上限値ＳＯＣ_maxよりも高いときには、入力閾値Ｗin_rが０に設定される。このため、境界線ＢＬ（ＳＯＣ_max）よりも上側に位置する領域では、入力閾値Ｗin_rが０に設定される。

出力閾値Ｗout_rおよび入力閾値Ｗin_rが０に設定されているか否かだけに基づいて、過放電や過充電の回避処理が必要であるか否かを判定すると、以下に説明する不具合が発生してしまう。

上述したように、組電池１６の温度が温度Ｔmax（図３参照）よりも高いと、出力閾値Ｗout_rおよび入力閾値Ｗin_rが共に０に設定される。すなわち、組電池１６のＳＯＣが下限値ＳＯＣ_minよりも低くなくても、組電池１６の温度が温度Ｔmaxよりも高くなると、出力閾値Ｗout_rが０に設定される。また、組電池１６のＳＯＣが上限値ＳＯＣ_maxよりも高くなくても、組電池１６の温度が温度Ｔmaxよりも高くなると、入力閾値Ｗin_rが０に設定される。

このような場合には、図１３に示す領域Ａ１２〜Ａ１４において、過放電の回避処理が必要であると判定される。また、図１４に示す領域Ａ２２〜Ａ２４においては、過充電の回避処理が必要であると判定される。

過放電の回避処理が必要であるか否かを判定するとき、図１３に示す領域Ａ１３，Ａ１４では、組電池１６のＳＯＣが下限値ＳＯＣ_minよりも高いため、組電池１６の放電を許容することができ、過放電の回避処理を行わなくてもよい。なお、組電池１６のＳＯＣが下限値ＳＯＣ_minよりも低いときには、図４を用いて説明したように、出力閾値Ｗout_rが０に設定される。すなわち、図１３に示す領域Ａ１１，Ａ１２では、出力閾値Ｗout_rが０に設定される。

過充電の回避処理が必要であるか否かを判定するとき、図１４に示す領域Ａ２３，Ａ２４では、組電池１６のＳＯＣが上限値ＳＯＣ_maxよりも低いため、組電池１６の充電を許容することができ、過充電の回避処理を行わなくてもよい。なお、組電池１６のＳＯＣが上限値ＳＯＣ_maxよりも高いときには、図４を用いて説明したように、入力閾値Ｗin_rが０に設定される。すなわち、図１４に示す領域Ａ２１，Ａ２２では、入力閾値Ｗout_rが０に設定される。

図１３に示す領域Ａ１４と、図１４に示す領域Ａ２２とは、互いに重なっているため、過放電および過充電の回避処理が共に必要と判定されてしまい、組電池１６の充電および放電のいずれも行うことができなくなってしまう。これにより、組電池１６のＳＯＣが所定値（領域Ａ１４，Ａ２２に含まれる値）に維持されたままとなってしまったり、過放電又は過充電の回避処理の要否判定を助長してしまったりする。

また、図１３に示す領域Ａ１２と、図１４に示す領域Ａ２４とは、互いに重なっているため、過放電および過充電の回避処理が共に必要と判定されてしまい、組電池１６の充電および放電のいずれも行うことができなくなってしまう。これにより、組電池１６のＳＯＣが所定値（領域Ａ１２，Ａ２４に含まれる値）に維持されたままとなってしまったり、過放電又は過充電の回避処理の要否判定を助長してしまったりする。

そこで、本実施例では、図５に示すフローチャートで説明したように、過放電の回避処理の要否を判定するときには、組電池１６のＳＯＣが下限値ＳＯＣ_minよりも低いときだけ、過放電の回避処理が必要であると判定している。すなわち、本実施例では、図１３に示す領域Ａ１１，Ａ１２において、過放電の回避処理が必要であると判定され、図１３に示す領域Ａ１３，Ａ１４では、過放電の回避処理が不要であると判定される。

また、図９に示すフローチャートで説明したように、過充電の回避処理の要否を判定するときには、組電池１６のＳＯＣが上限値ＳＯＣ_maxよりも高いときだけ、過充電の回避処理が必要であると判定している。すなわち、本実施例では、図１４に示す領域Ａ２１，Ａ２２において、過充電の回避処理が必要であると判定され、図１４に示す領域Ａ２３，Ａ２４では、過充電の回避処理が不要であると判定される。

図１３に示す領域Ａ１３，Ａ１４において、過放電の回避処理を不要と判定することにより、組電池１６の放電を許容することができ、例えば、組電池１６の出力電力を用いて、車両を走行させることができる。図１４に示す領域Ａ２３，Ａ２４において、過充電の回避処理を不要と判定することにより、組電池１６の充電を許容することができ、組電池１６に電力を蓄えることができる。

図１３に示す領域Ａ１４において、過放電の回避処理を不要と判定することにより、図１４に示す領域Ａ２２（領域Ａ１４に対応する）において、過充電の回避処理を優先させることができる。これにより、組電池１６のＳＯＣ（言い換えれば、電圧）を低下させることができ、領域Ａ２２において、組電池１６のＳＯＣが維持されてしまうのを防止することができる。

同様に、図１４に示す領域Ａ２４において、過充電の回避処理を不要と判定することにより、図１３に示す領域Ａ１２（領域Ａ２４に対応する）において、過放電の回避処理を優先させることができる。これにより、組電池１６のＳＯＣ（言い換えれば、電圧）を上昇させることができ、領域Ａ１２において、組電池１６のＳＯＣが維持されてしまうのを防止することができる。

１１：エンジン １２：動力分配機構
１３，１４：モータジェネレータ １５：車輪
１６：組電池（蓄電装置） １６ａ：単電池
１７：昇圧コンバータ １８，１９：コンデンサ
２０，２１：インバータ ２２：電圧センサ
２３：温度センサ ２４：電流センサ
１００：コントローラ １０１：メモリ

Claims (10)

1. 蓄電装置の充放電を制御する制御装置であって、
   前記蓄電装置の温度およびＳＯＣのそれぞれに応じて、前記蓄電装置の放電を禁止するとともに、前記蓄電装置の放電を禁止したときに、前記蓄電装置の過放電を回避する回避処理を開始するコントローラを有し、
   前記コントローラは、前記蓄電装置の温度が前記蓄電装置の放電を禁止する温度であるとき、前記蓄電装置のＳＯＣが下限値よりも低いことに応じて前記回避処理を開始することを特徴とする制御装置。
2. 前記下限値は、前記蓄電装置の放電を禁止するときの前記蓄電装置のＳＯＣであることを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
3. 蓄電装置の充放電を制御する制御装置であって、
   前記蓄電装置の温度およびＳＯＣのそれぞれに応じて、前記蓄電装置の充電を禁止するとともに、前記蓄電装置の充電を禁止したときに、前記蓄電装置の過充電を回避する回避処理を開始するコントローラを有し、
   前記コントローラは、前記蓄電装置の温度が前記蓄電装置の充電を禁止する温度であるとき、前記蓄電装置のＳＯＣが上限値よりも高いことに応じて前記回避処理を開始することを特徴とする制御装置。
4. 前記上限値は、前記蓄電装置の充電を禁止するときの前記蓄電装置のＳＯＣであることを特徴とする請求項３に記載の制御装置。
5. 蓄電装置の充放電を制御する制御装置であって、
   前記蓄電装置の温度およびＳＯＣのそれぞれに応じて、前記蓄電装置の充放電を禁止するとともに、前記蓄電装置の充放電を禁止したときに、前記蓄電装置の過充電および過放電を回避する処理を開始するコントローラを有し、
   前記コントローラは、
   前記蓄電装置の温度が前記蓄電装置の放電を禁止する温度であるとき、前記蓄電装置のＳＯＣが下限値よりも低いことに応じて、前記蓄電装置の過放電を回避する第１回避処理を開始し、
   前記蓄電装置の温度が前記蓄電装置の充電を禁止する温度であるとき、前記蓄電装置のＳＯＣが上限値よりも高いことに応じて、前記蓄電装置の過充電を回避する第２回避処理を開始する、
   ことを特徴とする制御装置。
6. 前記蓄電装置の充放電電流を検出する電流センサを有しており、
   前記コントローラは、前記第１回避処理において、前記電流センサによる検出結果を用いて、前記蓄電装置の放電を禁止してからの電流積算値を取得し、この電流積算値に応じた補正量を用いて、前記蓄電装置の充放電を制限する閾値を、前記蓄電装置の充電を許容する方向に補正することを特徴とする請求項５に記載の制御装置。
7. 前記蓄電装置の充放電電流を検出する電流センサを有しており、
   前記コントローラは、前記第２回避処理において、前記電流センサによる検出結果を用いて、前記蓄電装置の充電を禁止してからの電流積算値を取得し、この電流積算値に応じた補正量を用いて、前記蓄電装置の充放電を制限する閾値を、前記蓄電装置の放電を許容する方向に補正することを特徴とする請求項５に記載の制御装置。
8. 蓄電装置の充放電を制御する制御方法であって、
   前記蓄電装置の温度およびＳＯＣのそれぞれに応じて、前記蓄電装置の放電を禁止する第１ステップと、
   前記蓄電装置の放電を禁止したときに、前記蓄電装置の過放電を回避する回避処理を開始する第２ステップと、を有し、
   前記第２ステップにおいて、前記蓄電装置の温度が前記蓄電装置の放電を禁止する温度であるとき、前記蓄電装置のＳＯＣが下限値よりも低いことに応じて前記回避処理を開始することを特徴とする制御方法。
9. 蓄電装置の充放電を制御する制御方法であって、
   前記蓄電装置の温度およびＳＯＣのそれぞれに応じて、前記蓄電装置の充電を禁止する第１ステップと、
   前記蓄電装置の充電を禁止したときに、前記蓄電装置の過充電を回避する回避処理を開始する第２ステップと、を有し、
   前記第２ステップにおいて、前記蓄電装置の温度が前記蓄電装置の充電を禁止する温度であるとき、前記蓄電装置のＳＯＣが上限値よりも高いことに応じて前記回避処理を開始することを特徴とする制御方法。
10. 蓄電装置の充放電を制御する制御方法であって、
    前記蓄電装置の温度およびＳＯＣのそれぞれに応じて、前記蓄電装置の充放電を禁止する第１ステップと、
    前記蓄電装置の充放電を禁止したときに、前記蓄電装置の過充電および過放電を回避する処理を開始する第２ステップと、を有し、
    前記第２ステップにおいて、
    前記蓄電装置の温度が前記蓄電装置の放電を禁止する温度であるとき、前記蓄電装置のＳＯＣが下限値よりも低いことに応じて、前記蓄電装置の過放電を回避する第１回避処理を開始し、
    前記蓄電装置の温度が前記蓄電装置の充電を禁止する温度であるとき、前記蓄電装置のＳＯＣが上限値よりも高いことに応じて、前記蓄電装置の過充電を回避する第２回避処理を開始する、
    ことを特徴とする制御方法。
    

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