JP2017001498A - ハイブリッド車両 - Google Patents

Abstract

【課題】二次電池を搭載したハイブリッド車両において、ハイレート劣化の進行度合いを抑制する。
【解決手段】ハイブリッド車両１００において、ＥＣＵ２６は、電池１６の残容量が所定値以下である場合には、エンジン２および車両駆動装置２２を用いて電池１６を強制的に充電する強制充電制御を実行する。また、評価値が充電過多による電池１６の劣化の度合いを示す場合において、ＥＣＵ２６は、ハイブリッド車両１００の停車中に強制充電制御を実行する場合に、評価値の絶対値が第１の閾値以下であるときは、電池１６を充電する電力を第１の電力とし、評価値の絶対値が第１の閾値より大きいときは、電池１６を充電する電力を第１の電力よりも小さい第２の電力とする。
【選択図】図１

Description

この発明は、ハイブリッド車両に関し、特に、ハイブリッド車両に搭載される二次電池の劣化を抑制するための制御技術に関する。

特許文献１は、車両に搭載された二次電池の制御装置を開示する。この制御装置は、二次電池のハイレート劣化を抑制する。特許文献１において、ハイレート劣化とは、ハイレートでの充放電が継続的に行われることにより二次電池の塩濃度が偏ることで生じる劣化のことをいう。この制御装置は、二次電池のハイレート劣化の度合いを示す評価値ΣＤ（Ｎ）を算出する。この評価値ΣＤ（Ｎ）は、二次電池の充電レートが高くなるほど充電によるハイレート劣化が進行する点が考慮された上で定義されている。この評価値ΣＤ（Ｎ）が充電過多による劣化を示す所定の閾値に達した場合に、この制御装置は、二次電池を充電する電力の制限値を示す入力電力上限値（Ｗｉｎ）を低下させる。

これにより、この制御装置においては、二次電池のハイレート劣化がある程度進行した場合に、二次電池の充電電力の上限値が下げられる。その結果、この制御装置は、二次電池の劣化を抑制することができる。

特開２０１３−１２５６０７号公報

本願発明者らは、ハイレートでの充放電が継続的に行なわれなくても、長時間走行が行なわれる場合に徐々に二次電池の塩濃度の偏りが発生し、評価値ΣＤ（Ｎ）が充電過多を示す方向に増大するとの知見を得た。そこで、以下では、「ハイレート劣化」とは、ハイレートでの充放電が継続的に行われなくても二次電池の塩濃度の偏りが発生することで生じる二次電池の劣化をさらに含むこととする。

ハイレート劣化の進行を抑制するために、上記特許文献１のように、評価値ΣＤ（Ｎ）が充電過多による劣化を示す所定の閾値に達した場合に、入力電力上限値が下げられるとする。この場合には、電池に回収できるエネルギーが小さくなり、その結果、車両の燃費が悪化する。一方、上記特許文献１のような対策が講じられず、充電過多による劣化が進行した場合に、入力電力上限値が下げられない場合には、二次電池のハイレート劣化がさらに進行する。

このように、評価値ΣＤ（Ｎ）が充電過多による劣化を示す所定の閾値に達するほどに二次電池のハイレート劣化が進行すると、車両の燃費悪化、もしくはハイレート劣化のさらなる進行というデメリットが生じ得る。

この発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、二次電池を搭載したハイブリッド車両において、ハイレート劣化の進行度合いを抑制することである。

この発明のある局面に従うハイブリッド車両は、内燃機関と、車両駆動装置と、二次電池と、電流センサと、制御装置とを備える。車両駆動装置は、電力を受けてハイブリッド車両の駆動力を発生するとともに内燃機関の動力により発電する。二次電池は、車両駆動装置との間で電力を入出力する。電流センサは、二次電池に対して入出力される電流を検出する。制御装置は、二次電池の充放電を制御するとともに、電流センサの検出値を用いて、充放電に伴う二次電池の塩濃度の偏りに起因した二次電池の劣化の度合いを示す評価値を算出する。また、制御装置は、二次電池の残容量が第１の所定値以下である場合には、内燃機関および車両駆動装置を用いて、残容量が第１の所定量よりも大きい第２の所定量に上昇するまで二次電池を強制的に充電する強制充電制御を実行する。強制充電制御の実行中は、内燃機関の停止が禁止される。二次電池の劣化の進行に伴い評価値の絶対値は増大する。評価値が充電過多による二次電池の劣化の度合いを示す場合において、制御装置は、ハイブリッド車両の停車中に強制充電制御を実行する場合に、評価値の絶対値が第１の閾値以下であるときは、二次電池を充電する電力を第１の電力とし、評価値の絶対値が第１の閾値より大きいときは、二次電池を充電する電力を第１の電力よりも小さい第２の電力とする。

このような構成によれば、二次電池のハイレート劣化が進行した場合に、停車中の強制充電制御の際の充電電力が小さくなる。充電電力が小さくなれば、塩濃度の偏りの進行が抑制される。その結果、この制御装置は、ハイブリッド車両の走行に大きな影響を与えることなく、二次電池のハイレート劣化の進行度合いを抑制することができる。

好ましくは、制御装置は、ハイブリッド車両の停車中に強制充電制御を実行する場合に、評価値の絶対値が第１の閾値よりも大きい第２の閾値より大きいときは、二次電池を充電する電力を第２の電力よりも小さい第３の電力とする。

このような構成によれば、評価値の絶対値が１段階の第１の閾値を超えるか否かで充電電力が決定される場合よりも、ハイレート劣化の進行度合いに応じて、より適切な充電電力が選択され得る。

好ましくは、制御装置は、ハイブリッド車両の停車中に強制充電制御を実行する場合に、評価値の絶対値が第１の閾値より大きいときは、評価値の絶対値と第１の閾値との差が拡大するに連れて、二次電池を充電する電力を小さくする。

このような構成によれば、評価値の絶対値が１段階の第１の閾値を超えるか否かで充電電力が決定される場合よりも、ハイレート劣化の進行度合いに応じて、より適切な充電電力が選択され得る。

好ましくは、二次電池には入力される電力の制限値を示す入力電力上限値が設定されている。制御装置は、ハイブリッド車両の停車中に強制充電制御を実行する場合に、評価値の絶対値が第１の閾値よりも大きい第３の閾値より大きいときは、評価値の絶対値が第３の閾値以下であるときよりも入力電力上限値を制限する。

このような構成によれば、ハイレート劣化の進行度合いがより効果的に抑制される。一方、入力電力上限値が小さくなると、上述したように燃費が悪化する。しかしながら、この発明においては、評価値の絶対値が第１の閾値より大きくなった時点で、二次電池のハイレート劣化の進行度合いが事前に抑制される。したがって、評価値の絶対値が第３の閾値より大きくなった場合に二次電池に入力される電力の上限を小さくするような制御が実行されるとしても、そもそも評価値が第３の閾値より大きくなる可能性が従来よりも低減されている。したがって、二次電池に入力される電力の上限が小さくなる可能性は従来よりも低減されている。その結果、燃費が悪化する可能性も低減される。

好ましくは、二次電池には入力される電力の制限値を示す入力電力上限値が設定されている。制御装置は、評価値の絶対値が増大するに連れて入力電力上限値を小さくし、二次電池を充電する電力が第２の電力である場合には、二次電池を充電する電力が第１の電力である場合よりも、入力電力上限値を緩やかに制限する。

このような構成によれば、二次電池を充電する電力が小さくなることで、評価値の増大に対する入力電力上限値の制限が緩やかになる。その結果、燃費の悪化を抑えることができる。

この発明によれば、二次電池を搭載したハイブリッド車両において、ハイレート劣化の進行度合いを抑制することができる。

実施の形態１におけるハイブリッド車両の全体構成を示すブロック図である。 電池のハイレート劣化の度合いを示す評価値の算出方法を示すフローチャートである。 強制充電制御における処理を示すフローチャートである。 電池のハイレート劣化の度合いを示す評価値の推移と停車中の強制充電制御における充電電力の推移との関係を示す図である。 実施の形態２における入力電力上限値の推移、電池のハイレート劣化の度合いを示す評価値の推移、および停車中の強制充電制御における充電電力の推移の関係を示す図である。

以下、この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、図中同一又は相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。

（実施の形態１）
＜１．ハイブリッド車両の構成＞
図１は、この発明の実施の形態によるハイブリッド車両の全体構成を説明するブロック図である。図１を参照して、ハイブリッド車両１００は、エンジン２と、車両駆動装置２２と、伝達ギヤ８と、駆動軸１２と、車輪１４と、電池１６と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）２６とを備える。

エンジン２は、燃料の燃焼による熱エネルギーをピストンやロータなどの運動子の運動エネルギーに変換することによって動力を出力する内燃機関である。エンジン２の燃料としては、ガソリンや軽油、エタノール、液体水素、天然ガスなどの炭化水素系燃料、又は、液体若しくは気体の水素燃料が好適である。

車両駆動装置２２は、電力による車両駆動力を発生するとともに発電可能に構成される。具体的には、車両駆動装置２２は、動力分割装置４と、モータジェネレータ６，１０と、電力変換器１８，２０とを含む。

モータジェネレータ６，１０は、交流回転電機であり、例えば、ロータに永久磁石が埋設された三相交流同期電動機である。モータジェネレータ６は、動力分割装置４を経由してエンジン２により駆動される発電機として用いられるとともに、エンジン２を始動するための電動機としても用いられる。モータジェネレータ１０は、主として電動機として動作し、駆動軸１２を駆動する。一方で、車両の制動時や下り斜面での加速度低減時には、モータジェネレータ１０は、発電機として動作して回生発電を行なう。

動力分割装置４は、例えば、サンギヤ、キャリア、リングギヤの３つの回転軸を有する遊星歯車機構を含む。動力分割装置４は、エンジン２の駆動力を、モータジェネレータ６の回転軸に伝達される動力と、伝達ギヤ８に伝達される動力とに分割する。伝達ギヤ８は、車輪１４を駆動するための駆動軸１２に連結される。また、伝達ギヤ８は、モータジェネレータ１０の回転軸にも連結される。

電池１６は、再充電可能な二次電池であり、例えば、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池等の二次電池である。電池１６は、電力変換器１８，２０へ電力を供給する。また、電池１６は、モータジェネレータ６及び／又は１０の発電時に発電電力を受けて充電される。電流センサ２４は、電池１６に入出力される電流Ｉを検出し（電池１６からの出力（放電）を正値、電池１６への入力（充電）を負値として検出する。）、その検出値をＥＣＵ２６へ出力する。

なお、電池１６の残存容量は、例えば、電池１６の満充電状態に対する現在の蓄電量を百分率で表したＳＯＣによって示される。ＳＯＣは、例えば、電流センサ２４及び／又は図示されない電圧センサの検出値に基づいて算出される。ＳＯＣは、ＥＣＵ２６で算出してもよいし、電池１６に別途設けられるＥＣＵで算出してもよい。

電力変換器１８は、ＥＣＵ２６から受ける制御信号に基づいて、モータジェネレータ６と電池１６との間で双方向の直流／交流電力変換を実行する。同様に、電力変換器２０は、ＥＣＵ２６から受ける制御信号に基づいて、モータジェネレータ１０と電池１６との間で双方向の直流／交流電力変換を実行する。これにより、モータジェネレータ６，１０は、電池１６との間での電力の授受を伴なって、電動機として動作するための正トルク又は発電機として動作するための負トルクを出力することができる。電力変換器１８，２０は、例えばインバータによって構成される。なお、電池１６と電力変換器１８，２０との間に、直流電圧変換のための昇圧コンバータを配置することも可能である。

ＥＣＵ２６は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、記憶装置、入出力バッファ等を含み（いずれも図示せず）、ハイブリッド車両１００における各機器の制御を行なう。なお、これらの制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア（電子回路）で処理することも可能である。

ＥＣＵ２６は、電池１６のＳＯＣが低下した場合には、電池１６を強制的に充電するための制御を実行する。具体的には、ＥＣＵ２６は、ＳＯＣが所定の下限値まで低下した場合には、エンジン２を始動させ、下限値よりも高い所定値までＳＯＣが上昇するように電池１６を強制的に充電させる。この制御において、エンジン２は、電池１６のＳＯＣが所定値となるまで、停止することなく駆動を継続する。このような制御を、以下、「強制充電制御」と称する。強制充電制御の詳細については後ほど詳しく説明する。

また、ＥＣＵ２６は、電池１６のハイレート劣化の度合いを評価する。この電池１６のハイレート劣化の度合いを示す評価値ΣＤ（Ｎ）の算出方法については後ほど詳しく説明する。この評価値ΣＤ（Ｎ）は、電池１６が充電過多の使われ方をすることによって塩濃度の偏りが生じた場合には負の値を示し、電池１６が放電過多の使われ方をすることによって塩濃度の偏りが生じた場合には正の値を示す。

そして、ＥＣＵ２６は、評価値ΣＤ（Ｎ）が下限の閾値（負値）に達すると、電池１６に充電（入力）される電力の制限値を示す入力電力上限値Ｗｉｎを制限する。一方、ＥＣＵ２６は、評価値ΣＤ（Ｎ）が上限の閾値（正値）に達すると、電池１６から放電（出力）される電力の制限値を示す出力電力上限値Ｗｏｕｔを制限する。これにより、充電電力および放電電力が抑制され、塩濃度の偏りの進行が抑制される。その結果、ハイレート劣化の進行が抑制される。ここで、入力電力上限値Ｗｉｎを「制限する」とは、電池１６が充電を許容できる電力の大きさを低減することをいう。また、出力電力上限値Ｗｏｕｔを「制限する」とは、電池１６が放電を許容できる電力の大きさを低減することをいう。

一方、本願発明者らは、ハイレートでの充放電が継続的に行なわれなくても、徐々に二次電池の塩濃度の偏りが発生し、評価値ΣＤ（Ｎ）が負方向に増大するとの知見を得た。ここで、評価値ΣＤ（Ｎ）の負方向の増大を抑制するために、入力電力上限値Ｗｉｎが制限されると、電池１６に回収できるエネルギーが小さくなる。その結果、ハイブリッド車両１００の燃費が低下する。したがって、評価値ΣＤ（Ｎ）が入力電力上限値Ｗｉｎが制限される下限の閾値に達する前に、評価値ΣＤ（Ｎ）の進行度合いを抑制することが求められる。

入力電力上限値Ｗｉｎが制限される下限の閾値に評価値ΣＤ（Ｎ）が達する前に、評価値ΣＤ（Ｎ）の進行度合いを抑制する方法として、強制充電制御の際の充電電力を制限する方法が考えられる。しかしながら、車両の走行中には、ハイブリッド車両１００は大きな電力を必要とするので、強制充電の必要性が高い。一方、車両の停車中には、ハイブリッド車両１００は大きな電力を必要としないので、走行中と比較して、強制充電の必要性は低い。この場合には、充電電力が制限されたとしてもデメリットは比較的小さい。

そこで、この実施の形態１に従うハイブリッド車両１００においては、評価値ΣＤ（Ｎ）が充電過多による電池１６の劣化の度合いを示す場合において、ＥＣＵ２６は、停車中に強制充電制御を実行する場合に、評価値ΣＤ（Ｎ）の絶対値が第１の閾値以下であるときは、電池１６を充電する電力を第１の電力とする。そして、評価値ΣＤ（Ｎ）の絶対値が第１の閾値より大きいときは、電池１６を充電する電力を第１の電力よりも小さい第２の電力とする。なお、ここでいう第１の閾値は、入力電力上限値Ｗｉｎが制限される際の下限の閾値に達していない範囲において設定される。要するに、ハイブリッド車両１００においては、入力電力上限値Ｗｉｎを制限するレベルまで評価値ΣＤ（Ｎ）が低下する前の段階で、停車中の強制充電制御における充電電力が制限される。

停車中の強制充電制御において充電電力が制限されることで、このハイブリッド車両１００においては、走行に大きな影響が与えられることなく、二次電池のハイレート劣化の進行度合いが抑制される。したがって、入力電力上限値Ｗｉｎを大きく低下させる必要が生じ得る程度まで二次電池が劣化しにくくなる。

以下、ハイブリッド車両１００における電池１６の劣化度合いを示す評価値ΣＤ（Ｎ）の算出方法、および強制充電制御について順に説明する。

＜２．電池の劣化度合いを示す評価値ΣＤ（Ｎ）の算出方法＞
ハイブリッド車両１００において、電池１６の劣化度合いの評価は評価値ΣＤ（Ｎ）により行われる。評価値ΣＤ（Ｎ）は、各周期Δｔにおいて電池１６に生じたハイレート劣化の程度を示すダメージ値Ｄ（Ｎ）を積算することで算出される。ダメージ値Ｄ（Ｎ）は、周期Δｔにおいて軽減されるハイレート劣化の程度を示すダメージ値Ｄ（−）と、周期Δｔにおいて増加するハイレート劣化の程度を示すダメージ値Ｄ（＋）とを考慮することで算出される。

図２は、電池のハイレート劣化の度合いを示す評価値ΣＤ（Ｎ）の算出方法を示すフローチャートである。図２を参照して、ＥＣＵ２６は、電流センサ２４から電流Ｉの電流値を取得する（ステップＳ１００）。なお、上述した通り、電流Ｉの電流値は、電池１６が放電しているときには正の値となり、電池１６を充電しているときには負の値となる。電流Ｉの電流値が取得されると、ＥＣＵ２６は、電流Ｉの電流値に基づいてＳＯＣを算出する（ステップＳ１１０）。ＳＯＣが算出されると、ＥＣＵ２６は、電池１６に設けられた不図示の温度センサを介して、電池１６の温度を示す温度情報を取得する（ステップＳ１２０）。

温度情報が取得されると、ＥＣＵ２６は、ステップＳ１１０において算出されたＳＯＣ、およびステップＳ１２０において取得された温度情報に基づいて、忘却係数を算出する（ステップＳ１３０）。忘却係数とは、電池１６の電解液中のイオンの拡散速度に対応する係数である。忘却係数は、下記式（１）の条件を満たす範囲で設定される。

０＜α×Δｔ＜１ ・・・（１）
式（１）において、αは忘却係数を示し、Δｔは図２に示す処理を繰り返して行うときの周期Δｔを示す。ハイブリッド車両１００においては、電池１６の温度とＳＯＣとが特定されれば忘却係数を特定することができるテーブルが不図示のメモリに記憶されている。このテーブルは、電池１６の温度、ＳＯＣ、および忘却係数の関係について予め実験が行われることで作成されている。ＥＣＵ２６は、このテーブルを参照することで、忘却係数を算出することができる。

忘却係数が算出されると、ＥＣＵ２６は、電池１６の劣化度合いを示すダメージ値の減少量を示すダメージ値Ｄ（−）を算出する（ステップＳ１４０）。ダメージ値Ｄ（−）は、直前の周期Δｔにおけるダメージ値Ｄ（Ｎ−１）を算出したときから、１回の周期Δｔが経過するまでの間における、イオンの拡散に伴う塩濃度の偏りの減少度合いに基づいて算出される。例えば、ＥＣＵ２６は、下記式（２）に基づいて、ダメージ値Ｄ（−）を算出することができる。

Ｄ（−）＝α×Δｔ×Ｄ（Ｎ−１） ・・・（２）
式（２）において、αおよびΔｔは、式（１）と同様である。Ｄ（Ｎ−１）は、直前の周期Δｔにおいて算出されたダメージ値を示す。初期値としてのＤ（０）は、例えば、０とすることができる。式（２）から分かる通り、忘却係数αが大きいほど、周期Δｔが長いほどダメージ値Ｄ（−）が大きくなる。

ダメージ値Ｄ（−）が算出されると、ＥＣＵ２６は、電流係数Ｂおよび限界しきい値Ｃを算出する（ステップＳ１５０）。具体的には、ＥＣＵ２６は、次の方法で電流係数Ｂおよび限界しきい値Ｃを算出する。電流係数Ｂおよび限界しきい値Ｃは、電池１６の温度やＳＯＣに依存する。ハイブリッド車両１００においては、電池１６の温度とＳＯＣとが特定されれば電流係数Ｂを特定することができるテーブル、および電池１６の温度とＳＯＣとが特定されれば限界しきい値Ｃを特定することができるテーブルが不図示のメモリに記憶されている。これらのテーブルは、電流係数Ｂおよび限界しきい値Ｃの各々と、電池１６の温度およびＳＯＣとの関係について予め実験が行われることで作成されている。ＥＣＵ２６は、これらのテーブルを参照することで、電流係数Ｂおよび限界しきい値Ｃを算出することができる。

電流係数Ｂおよび限界しきい値Ｃが算出されると、ＥＣＵ２６は、電池１６の劣化度合いの増加量を示すダメージ値Ｄ（＋）を算出する（Ｓ１６０）。ダメージ値Ｄ（＋）は、直前の周期Δｔにおけるダメージ値Ｄ（Ｎ−１）を算出したときから、１回の周期Δｔが経過するまでの間における、充放電に伴う塩濃度の偏りの増加度合いに基づいて算出される。例えば、ＥＣＵ２６は、下記式（３）に基づいて、ダメージ値Ｄ（＋）を算出することができる。

Ｄ（＋）＝Ｂ／Ｃ×Ｉ×Δｔ ・・・（３）
式（３）において、Ｂは電流係数を示し、Ｃは限界しきい値を示す。Ｉは電流値を示し、ステップＳ１００にて取得した電流Ｉの電流値が用いられる。Δｔは図２に示す処理を繰り返して行うときの周期Δｔを示す。式（３）から分かる通り、電流Ｉの電流値が大きいほど、周期Δｔが長いほどダメージ値Ｄ（＋）は大きくなる。なお、電池１６が放電している場合には、ダメージ値Ｄ（＋）は正の値となる一方、電池１６が充電されている場合には、ダメージ値Ｄ（＋）は負の値となる。電池１６が放電している場合には、電流Ｉが正の値となり、電池１６が充電されている場合には、電流Ｉが負の値となるからである。

ダメージ値Ｄ（＋）が算出されると、ＥＣＵ２６は、電池１６の劣化度合いを示すダメージ値Ｄ（Ｎ）を算出する（ステップＳ１７０）。例えば、ＥＣＵ２６は、下記式（４）に基づいてダメージ値Ｄ（Ｎ）を算出することができる。

Ｄ（Ｎ）＝Ｄ（Ｎ−１）−Ｄ（−）＋Ｄ（＋） ・・・（４）
式（４）において、Ｄ（Ｎ）は、今回の周期におけるダメージ値である。Ｄ（Ｎ−１）は、直前の周期Δｔにおけるダメージ値である。初期値としてのＤ（０）は、例えば、０とすることができる。Ｄ（−）およびＤ（＋）は、それぞれダメージ値Ｄの減少量および増加量を示し、ステップＳ１４０，Ｓ１６０で算出された値が用いられる。

ダメージ値Ｄ（Ｎ）が算出されると、ＥＣＵ２６は、ダメージ値Ｄ（Ｎ）が予め定められたダメージ値Ｄｔａｒ（−）よりも小さいか否かを判断する（ステップＳ１８０）。このような判断を行う理由を次に説明する。この明細書に開示される技術は、充電時におけるハイレート劣化の進行度合いの抑制を目的としている。一方、上述したように、充電時にはダメージ値Ｄ（Ｎ）の値が負の値となる。したがって、充電過多の状況では、ダメージ値Ｄ（Ｎ）は負方向に大きくなる。そこで、ＥＣＵ２６は、ダメージ値Ｄ（Ｎ）が負方向に大きな値となるかを監視している。ここで、ダメージ値Ｄｔａｒ（−）は、負の値であって、充電によるハイレート劣化が発生し始めるダメージ値Ｄ（Ｎ）よりも正方向に大きい値に設定されている。

ダメージ値Ｄ（Ｎ）がダメージ値Ｄｔａｒ（−）以上であると判断されると（ステップＳ１８０においてＮＯ）、ＥＣＵ２６は、ダメージ値Ｄ（Ｎ）のみを不図示のメモリに記憶する（ステップＳ１８５）。

一方、ダメージ値Ｄ（Ｎ）がダメージ値Ｄｔａｒ（−）よりも小さいと判断されると、（ステップＳ１８０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ２６は、ダメージ値Ｄ（Ｎ）に基づいて、評価値ΣＤ（Ｎ）を算出する（ステップＳ１９０）。例えば、ＥＣＵ２６は、下記式（５）に基づいて、ダメージ値Ｄ（Ｎ）の積算値ΣＤ（Ｎ）を算出することができる。

ΣＤ（Ｎ）＝γ×ΣＤ（Ｎ−１）＋η×Ｄ（Ｎ） ・・・（５）
ここで、ΣＤ（Ｎ）は評価値ΣＤ（Ｎ）の今回の周期Δｔにおける演算値であり、ΣＤ（Ｎ−１）は評価値ΣＤ（Ｎ）の直前の周期Δｔにおける演算値である。γ減衰係数であり、ηは補正係数である。ΣＤ（Ｎ−１）は、直前の周期Δｔにおける演算完了後に不図示のメモリに記憶され、今回の周期Δｔにおいてメモリから読み出される。減衰係数γは１よりも小さい値に設定される。時間の経過に伴うイオンの拡散によって塩濃度の偏りが緩和されるので、今回の周期Δｔにおいて評価値ΣＤ（Ｎ）を算出するときに、直前の周期Δｔにおいて算出された評価値ΣＤ（Ｎ−１）が減少していることを考慮するものである。補正係数ηは適宜設定される。

評価値ΣＤ（Ｎ）が算出されると、ＥＣＵ２６は、評価値ΣＤ（Ｎ）およびステップＳ１７０において算出したダメージ値Ｄ（Ｎ）を不図示のメモリに記憶する（ステップＳ１９５）。評価値ΣＤ（Ｎ）およびダメージ値Ｄ（Ｎ）が不図示のメモリに記憶されると、ステップＳ１００に戻り、次の周期Δｔの処理が開始される。

＜３．強制充電制御＞
図３は、強制充電制御における処理を示すフローチャートである。このフローチャートにより示される処理は、図２に示されるフローチャートに示される処理と並行に実行される。図３を参照して、ＥＣＵ２６は、電池１６のＳＯＣが所定値Ｖ１以下となっているか否かを判断する（ステップＳ２００）。ＳＯＣが所定値Ｖ１以下ではないと判断されると（ステップＳ２００においてＮＯ）、再びステップＳ２００の処理が実行される。

ＳＯＣが所定値Ｖ１以下であると判断されると（ステップＳ２００においてＹＥＳ）、ＥＣＵ２６は、ハイブリッド車両１００が停車しているか否かを判断する（ステップＳ２１０）。例えば、ＥＣＵ２６は、不図示のシフトレバーがＰ（パーキング）ポジションやＮ（ニュートラル）ポジションとなっているかによって、ハイブリッド車両１００が停車しているか否かを判断することができる。ここで、停車には、ハイブリッド車両１００が完全に停車している場合（車速０ｋｍ／ｈ）のみでなく、ハイブリッド車両１００がごく低速で走行している場合を含んでもよい。ハイブリッド車両１００がごく低速で走行している場合が停車に含まれる場合には、ＥＣＵ２６は、不図示の車速センサの出力を参照することで、ハイブリッド車両１００が停車中であるか否かを判断することができる。

ハイブリッド車両１００が停車していないと判断されると（ステップＳ２１０においてＮＯ）、ＥＣＵ２６は、電池１６の強制充電をＰ１（ｋＷ）の充電電力で実行する（ステップＳ２３０）。具体的には、ＥＣＵ２６は、モータジェネレータ６による電池１６の充電電力がＰ１（ｋＷ）となるような車両パワーを生じるようにエンジン２を制御する。このように、ハイブリッド車両１００においては、走行中に強制充電制御が実行される場合には、Ｐ１（ｋＷ）の充電電力にて強制充電がなされる。なお、放電電力は正値で表されるのに対して、充電電力は負値で表される。したがって、充電電力の大きさ（絶対値）が大きい程、充電電力の値は小さい値となる。

一方、ハイブリッド車両１００が停車していると判断されると（ステップＳ２１０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ２６は、図２に示す処理において算出された評価値ΣＤ（Ｎ）が閾値ＴＨ１未満であるか否かを判断する（ステップＳ２２０）。ここで、閾値ＴＨ１は負値である。

評価値ΣＤ（Ｎ）が閾値ＴＨ１未満でないと判断された場合には（ステップＳ２２０においてＮＯ）、ＥＣＵ２６は、電池１６の強制充電制御をＰ１（ｋＷ）の充電電力で実行する（ステップＳ２３０）。

一方、評価値ΣＤ（Ｎ）が閾値ＴＨ１未満であると判断された場合には（ステップＳ２２０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ２６は、評価値ΣＤ（Ｎ）が閾値ＴＨ２未満であるか否かを判断する（ステップＳ２４０）。ここで、閾値ＴＨ２は閾値ＴＨ１よりも小さい負値である。

評価値ΣＤ（Ｎ）が閾値ＴＨ２未満でないと判断された場合には（ステップＳ２４０においてＮＯ）、ＥＣＵ２６は、電池１６の強制充電をＰ２（ｋＷ）で実行する（ステップＳ２５０）。ここで、Ｐ２（ｋＷ）はＰ１（ｋＷ）よりも大きい値（負値）である。つまり、充電電力の絶対値としては、Ｐ２（ｋＷ）はＰ１（ｋＷ）よりも小さい。

一方、評価値ΣＤ（Ｎ）が閾値ＴＨ２未満であると判断された場合には（ステップＳ２４０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ２６は、電池１６の強制充電をＰ３（ｋＷ）で実行する（ステップＳ２６０）。ここで、Ｐ３（ｋＷ）はＰ２（ｋＷ）よりも大きい値（負値）である。つまり、充電電力の絶対値としては、Ｐ３（ｋＷ）はＰ２（ｋＷ）よりも小さい。ステップＳ２６０の処理が完了すると、再びステップＳ２００の処理が実行される。

図４は、電池のハイレート劣化の度合いを示す評価値の推移と停車中の強制充電制御における充電電力の推移との関係を示す図である。図４の横軸は時間を示している。図４の上段は、評価値ΣＤ（Ｎ）を示しており、縦軸を基準に上方向にいくほど充電によるハイレート劣化が進むことを示す。この実施の形態においては、上方向に評価値ΣＤ（Ｎ）（負値）が小さくなる。また、図４の下段は、充電電力の絶対値を示しており、縦軸を基準に上方向にいくほど充電電力の絶対値が大きくなる。つまり、下方向にいくほど充電電力の大きさが小さくなる。

図４を参照して、時刻ｔ１が到来するまでは、停車中の強制充電制御は、Ｐ１（ｋＷ）の充電電力で実行される。一方、時刻ｔ１が到来するまでは、評価値ΣＤ（Ｎ）は減少する。

時刻ｔ１において、評価値ΣＤ（Ｎ）が閾値ＴＨ１に達すると、ＥＣＵ２６は、停車中の強制充電制御における充電電力の絶対値をＰ１（ｋＷ）からＰ２（ｋＷ）に下げる。これにより、時刻ｔ１から時刻ｔ２における評価値ΣＤ（Ｎ）の平均的な減少量が、時刻０から時刻ｔ１における評価値ΣＤ（Ｎ）の平均的な減少量よりも小さくなる。つまり、電池１６のハイレート劣化の進行度合いが抑制される。

時刻ｔ２において、評価値ΣＤ（Ｎ）が閾値ＴＨ２に達すると、ＥＣＵ２６は、停車中の強制充電制御における充電電力の絶対値をＰ２（ｋＷ）からＰ３（ｋＷ）にさらに下げる。これにより、時刻ｔ２以降における評価値ΣＤ（Ｎ）の平均的な減少量が、時刻ｔ１から時刻ｔ２における評価値ΣＤ（Ｎ）の平均的な減少量よりもさらに小さくなる。つまり、電池１６のハイレート劣化の進行度合いがさらに抑制される。

なお、特に図示しないが、時刻ｔ２以降において、評価値ΣＤ（Ｎ）がさらに減少し、制限開始閾値を下回ったとする。評価値ΣＤ（Ｎ）が制限開始閾値を下回ると、ＥＣＵ２６は、電池１６の入力電力上限値Ｗｉｎを制限する。これにより、電池１６のハイレート劣化の進行は効果的に抑制されるが、電池１６が回収できるエネルギーが小さくなるのでハイブリッド車両１００の燃費は悪化してしまう。しかしながら、ハイブリッド車両１００においては、評価値ΣＤ（Ｎ）が制限開始閾値に達する前に、評価値ΣＤ（Ｎ）が閾値ＴＨ１，ＴＨ２を下回るごとに、停車中の強制充電制御における充電電力を段階的に小さくする。これにより、評価値ΣＤ（Ｎ）が制限開始閾値に達することを段階的に遅らせている。その結果、ハイブリッド車両１００において、ＥＣＵ２６は、評価値ΣＤ（Ｎ）が制限開始閾値に達するまでの評価値ΣＤ（Ｎ）の減少度合いを抑制することができる。

このように、ハイブリッド車両１００において、ＥＣＵ２６は、停車中の強制充電制御を実行する場合に、充電による電池１６の塩濃度の偏りに起因した電池１６の劣化の度合いを示す評価値ΣＤ（Ｎ）が閾値ＴＨ１以上であるときは、二次電池を充電する電力を第１の電力（Ｐ１）とし、閾値ＴＨ１未満であるときは、二次電池を充電する電力を第１の電力よりも小さい第２の電力（Ｐ２）とする。これにより、二次電池のハイレート劣化の進行度合いが早期に抑制される。したがって、走行中の充電電力の上限値を低下させる必要が生じ得る程度まで二次電池が劣化しにくくなる。

また、ハイブリッド車両１００において、ＥＣＵ２６は、停車中の強制充電制御を実行する場合に、評価値ΣＤ（Ｎ）が閾値ＴＨ１よりも小さい閾値ＴＨ２未満であるときは、電池１６を充電する電力を第２の電力（Ｐ２）よりも小さい第３の電力（Ｐ３）とする。これにより、評価値ΣＤ（Ｎ）が１段階の閾値を下回るか否かで充電電力が決定される場合よりも、評価値ΣＤ（Ｎ）の低下に応じて、より適切な充電電力が選択される。

（実施の形態２）
実施の形態１においては、評価値ΣＤ（Ｎ）が制限開始閾値を下回るのに応じて、入力電力上限値Ｗｉｎは制限された。実施の形態２においては、制限開始閾値が設けられておらず、評価値ΣＤ（Ｎ）が減少するのに応じて、入力電力上限値Ｗｉｎが徐々に制限される例について説明する。

図１に示される構成や、図２，３に示される制御は、この実施の形態２と実施の形態１とで同一である。ここでは、実施の形態１と異なる部分についてのみ説明する。

図５は、この実施の形態２における入力電力上限値の推移、電池のハイレート劣化の度合いを示す評価値の推移、および停車中の強制充電制御における充電電力の推移の関係を示す図である。図５を参照して、下段の充電電力に関しては、図４と同一である。中段の評価値ΣＤ（Ｎ）に関しては、制限開始閾値が設けられていない点を除いて図４と同一である。上段は電池１６の入力電力上限値を示し、縦軸を基準に下方向にいくほど入力電力上限値が制限される。

時刻ｔ１が到来するまでは、停車中の強制充電制御は、Ｐ１（ｋＷ）の充電電力で実行される。一方、時刻ｔ１が到来するまでは、評価値ΣＤ（Ｎ）は減少し、入力電力上限値Ｗｉｎは徐々に制限される。

時刻ｔ１において、評価値ΣＤ（Ｎ）が閾値ＴＨ１に達すると、ＥＣＵ２６は、停車中の強制充電制御における充電電力の絶対値をＰ１（ｋＷ）からＰ２（ｋＷ）に下げる。そして、時刻ｔ１から時刻ｔ２における入力電力上限値Ｗｉｎの平均的な制限量が、時刻０から時刻ｔ１における入力電力上限値Ｗｉｎの平均的な制限量よりも小さくなる。つまり、充電電力の絶対値が下がることで、入力電力上限値Ｗｉｎの制限が緩やかになり、結果的に、燃費の悪化が抑制される。

時刻ｔ２において、評価値ΣＤ（Ｎ）が閾値ＴＨ２に達すると、ＥＣＵ２６は、停車中の強制充電制御における充電電力の絶対値をＰ２（ｋＷ）からＰ３（ｋＷ）にさらに下げる。そして、時刻ｔ２以降における入力電力上限値Ｗｉｎの平均的な制限量が、時刻ｔ１から時刻ｔ２における入力電力上限値Ｗｉｎの平均的な制限量よりも小さくなる。つまり、充電電力の絶対値がさらに下がることで、入力電力上限値Ｗｉｎの制限がさらに緩やかになり、結果的に、燃費の悪化が抑制される。

このように、この実施の形態においては、ＥＣＵ２６は、強制充電制御において電池１６を充電する電力がＰ２である場合には、電池１６を充電する電力がＰ１である場合よりも入力電力上限値Ｗｉｎを緩やかに制限する。また、ＥＣＵ２６は、電池１６を充電する電力がＰ３である場合には、電池１６を充電する電力がＰ２である場合よりも入力電力上限値Ｗｉｎを緩やかに制限する。このような構成によれば、電池１６を充電する電力を小さくすることにより、入力電力上限値Ｗｉｎの制限を緩やかにすることができ、結果的に、燃費の悪化を抑えることができる。

（他の実施の形態）
以上、この発明の実施の形態として実施の形態１を説明した。しかしながら、この発明は、他にも種々の実施の形態に適用することができる。次に、種々の他の実施の形態のうちの一部を説明する。

実施の形態１，２においては、電流センサ２４は、電池１６の放電時には正の値を出力し、充電時には負の値を出力することとした。しかしながら、必ずしもこのような構成には限定されない。例えば、電流センサ２４は、電池１６の放電時に負の値を出力し、充電時に正の値を出力するような構成としてもよい。この場合には、評価値ΣＤ（Ｎ）は、充電によるハイレート劣化が生じた場合に正の値となり、放電によるハイレート劣化が生じた場合に負の値となる。したがって、ＥＣＵ２６は、停車中の強制充電制御を実行する場合に、評価値ΣＤ（Ｎ）が所定の値より大きいか否かを判断することとなる。そして、ＥＣＵ２６は、評価値ΣＤ（Ｎ）が所定の値より大きい場合には、小さい場合よりも電池１６の充電電力を小さくすることとなる。要するに、ＥＣＵ２６は、評価値ΣＤ（Ｎ）が充電過多による電池１６の劣化を示す場合に、評価値ΣＤ（Ｎ）の絶対値が閾値以下であるときは、電池１６を充電する電力を第１の電力とし、評価値ΣＤ（Ｎ）の絶対値が閾値より大きいときは、電池１６を充電する電力を第１の電力よりも小さい第２の電力とすればよい。

また、実施の形態１，２においては、評価値ΣＤ（Ｎ）が所定の閾値（閾値ＴＨ１，ＴＨ２）未満であるか否かに基づいて、ＥＣＵ２６は、強制充電時の充電電力を決定した。しかしながら、必ずしもこのような構成には限定されない。たとえば、ＥＣＵ２６は、評価値ΣＤ（Ｎ）の絶対値を算出し、算出した絶対値が所定の閾値（正の値）より大きいか否かに基づいて、強制充電時の充電電力を決定してもよい。

また、実施の形態１，２においては、ＥＣＵ２６は、評価値ΣＤ（Ｎ）を算出する際に、ダメージ値Ｄ（Ｎ）がダメージ値Ｄｔａｒ（−）を超える場合には、ダメージ値Ｄ（Ｎ）自身を積算することとした。しかしながら、必ずしもこのような構成には限定されない。例えば、ＥＣＵ２６は、ダメージ値Ｄ（Ｎ）がダメージ値Ｄｔａｒ（−）を超える場合には、ダメージ値Ｄ（Ｎ）とダメージ値Ｄｔａｒ（−）との差分を積算することで評価値ΣＤ（Ｎ）を算出してもよい。

また、実施の形態１，２においては、ダメージ値Ｄ（Ｎ）を算出する際に、ダメージ値Ｄ（−）を考慮することとした。しかしながら、必ずしもこのような構成には限定されない。例えば、ダメージ値Ｄ（Ｎ）は、直前の周期のダメージ値Ｄ（Ｎ−１）とダメージ値Ｄ（＋）とを加算することで算出してもよい。

また、ダメージ値Ｄ（＋）、ダメージ値Ｄ（−）の算出方法は必ずしも実施の形態１，２の方法に限定されない。例えば、ダメージ値Ｄ（＋）は、イオン濃度の偏りの増加を特定することができる方法であればよい。また、ダメージ値Ｄ（−）は、イオン濃度の偏りの減少を特定することができる方法であればよい。

また、実施の形態１，２においては、充電過多による電池１６の劣化を示すダメージ値Ｄ（＋）と、放電過多による電池１６の劣化を示すダメージ値Ｄ（＋）とを同一の式（３）にて表した。しかしながら、必ずしもこのような構成に限定されない。たとえば、充電過多による電池１６の劣化を示すダメージ値Ｄ（＋）の式と、放電過多による電池１６の劣化を示すダメージ値Ｄ（＋）の式とを別々に設けてもよい。

また、実施の形態１，２においては、停車中の強制充電制御の際に、評価値ΣＤ（Ｎ）が変化するのに応じて充電電力を２段階で変更することとした。しかしながら、必ずしもこのような構成には限定されない。例えば、充電電力の変化の段階を１段階に減らしてもよいし、３段階以上に増やしてもよい。

また、実施の形態１，２においては、停車中の強制充電制御の際に、評価値ΣＤ（Ｎ）が変化するのに応じて充電電力を段階的に変更することとした。しかしながら、必ずしもこのような構成には限定されない。例えば、ＥＣＵ２６は、評価値ΣＤ（Ｎ）が閾値に達している場合に、評価値ΣＤ（Ｎ）と閾値との差が拡大するのに連れて、電池１６を充電する電力を小さくするようにしてもよい。これにより、評価値ΣＤ（Ｎ）ごとにより適切な充電電力が選択され得る。

また、実施の形態２においては、時刻０の時点から入力電力上限値Ｗｉｎの制限を開始することとした。しかしながら、必ずしもこのような構成には限定されない。たとえば、実施の形態１のように制限開始閾値が設けられ、評価値ΣＤ（Ｎ）が制限開始閾値を下回るのに応じて、入力電力上限値Ｗｉｎの制限を徐々に実行するようにしてもよい。このような例では、評価値ΣＤ（Ｎ）が制限開始閾値を下回った後にも、強制充電制御時の充電電力の絶対値が段階的に減少し、充電電力の絶対値が段階的に減少するごとに、入力電力上限値Ｗｉｎの制限が緩やかになるような構成としてもよい。

また、実施の形態１，２においては、ハイブリッド車両１００は、シリーズ・パラレル型のハイブリッド車両であり、エンジン２及びモータジェネレータ１０の少なくとも一方を駆動源として走行可能に構成されるものとした。しかしながら、必ずしもこのような構成には限定されない。例えば、シリーズ型のハイブリッド車両であっても、パラレル型のハイブリッド車両であってもよい。要するに、車両の停車時に電池の強制充電が実行されるようなハイブリッド車両であればよい。

なお、上記において、エンジン２は、この発明における「内燃機関」の一実施例に対応し、車両駆動装置２２は、この発明における「車両駆動装置」の一実施例に対応する。また、電池１６は、この発明における「二次電池」の一実施例に対応し、電流センサ２４は、この発明における「電流センサ」の一実施例に対応し、ＥＣＵ２６は、この発明における「制御装置」の一実施例に対応する。

この実施の形態は、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、上記した実施の形態の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及び範囲内のすべての変更が含まれることが意図される。

２ エンジン、４ 動力分割装置、６，１０ モータジェネレータ、８ 伝達ギヤ、１２ 駆動軸、１４ 車輪、１６ 電池、１８，２０ 電力変換器、２２ 車両駆動装置、２４ 電流センサ、２６ ＥＣＵ、１００ ハイブリッド車両。

Claims (5)

1. ハイブリッド車両であって、
   内燃機関と、
   電力を受けて前記ハイブリッド車両の駆動力を発生するとともに前記内燃機関の動力により発電する車両駆動装置と、
   前記車両駆動装置との間で電力を入出力する二次電池と、
   前記二次電池に対して入出力される電流を検出する電流センサと、
   前記二次電池の充放電を制御するとともに、前記電流センサの検出値を用いて、前記充放電に伴う前記二次電池の塩濃度の偏りに起因した前記二次電池の劣化の度合いを示す評価値を算出する制御装置とを備え、
   前記制御装置は、前記二次電池の残容量が第１の所定値以下である場合には、前記内燃機関および前記車両駆動装置を用いて、前記残容量が前記第１の所定量よりも大きい第２の所定量に上昇するまで前記二次電池を強制的に充電する強制充電制御を実行し、
   前記強制充電制御の実行中は、前記内燃機関の停止が禁止され、
   前記二次電池の劣化の進行に伴い前記評価値の絶対値は増大し、
   前記評価値が充電過多による前記二次電池の劣化の度合いを示す場合において、
   前記制御装置は、前記ハイブリッド車両の停車中に前記強制充電制御を実行する場合に、前記評価値の絶対値が第１の閾値以下であるときは、前記二次電池を充電する電力を第１の電力とし、前記評価値の絶対値が前記第１の閾値より大きいときは、前記二次電池を充電する電力を前記第１の電力よりも小さい第２の電力とする、ハイブリッド車両。
2. 前記制御装置は、前記ハイブリッド車両の停車中に前記強制充電制御を実行する場合に、前記評価値の絶対値が前記第１の閾値よりも大きい第２の閾値より大きいときは、前記二次電池を充電する電力を前記第２の電力よりも小さい第３の電力とする、請求項１に記載のハイブリッド車両。
3. 前記制御装置は、前記ハイブリッド車両の停車中に前記強制充電制御を実行する場合に、前記評価値の絶対値が前記第１の閾値より大きいときは、前記評価値の絶対値と前記第１の閾値との差が拡大するに連れて、前記二次電池を充電する電力を小さくする、請求項１に記載のハイブリッド車両。
4. 前記二次電池には、入力される電力の制限値を示す入力電力上限値が設定されており、
   前記制御装置は、前記ハイブリッド車両の停車中に前記強制充電制御を実行する場合に、前記評価値の絶対値が前記第１の閾値よりも大きい第３の閾値より大きいときは、前記評価値の絶対値が前記第３の閾値以下であるときよりも前記入力電力上限値を制限する、請求項１に記載のハイブリッド車両。
5. 前記二次電池には、入力される電力の制限値を示す入力電力上限値が設定されており、
   前記制御装置は、前記評価値の絶対値が増大するに連れて前記入力電力上限値を制限し、前記二次電池を充電する電力が前記第２の電力である場合には、前記二次電池を充電する電力が前記第１の電力である場合よりも、前記入力電力上限値を緩やかに制限する、請求項１に記載のハイブリッド車両。

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