JP2018137040A - 車載バッテリの制御装置、及び車載バッテリの制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】低温環境下において、エンジン６の始動性を損なうことなく、車載バッテリ２を予熱できるバッテリ制御装置１を提供することを目的とする。【解決手段】予熱のために車載バッテリ２の放電を制御するバッテリ制御装置１であって、制御ユニット５が、放電後における車載バッテリ２の最大出力Ｐｍａｘ、及びエンジン６の始動に要求される要求出力Ｐｒｅｑが等しくなる関係式を満足する最小電流値Ｉｍｉｎ、及び最大放電時間ΔＴｍａｘを、充電率の下限値に基づいて算出する第１算出手段と、関係式を満足する最大電流値Ｉｍａｘ、及び最小放電時間ΔＴｍｉｎを、下限電圧Ｖｍｉｎに基づいて算出する第２算出手段と、最小電流値Ｉｍｉｎ、最大電流値Ｉｍａｘ、最小放電時間ΔＴｍｉｎ、及び最大放電時間ΔＴｍａｘに基づいて放電条件を決定する放電条件決定手段と、車載バッテリ２を放電する放電手段とを備えたことを特徴とする。【選択図】図４

Description

この発明は、例えば、車両に搭載されたリチウムイオン二次電池を、冷間時に予熱するような車載バッテリの制御装置、及び車載バッテリの制御方法に関する。

自動車などの車両において、近年、減速時の減速エネルギーを電力に変換して蓄電し、蓄電した電力をオーディオなどの車載機器に供給する回生システムを搭載した車両が増加している。このような回生システムを備えた車両では、減速エネルギーから得た電力を蓄電する車載バッテリとして、複数のセルが直列接続されたリチウムイオン二次電池が用いられている。

さらに、昨今では、エンジンを始動させるスタータモータの駆動に、従来の鉛蓄電池に替えてリチウムイオン二次電池を用いることが検討されている。
このリチウムイオン二次電池は、鉛蓄電池に比べて、高出力で、かつ充電効率が優れているという特徴がある一方で、例えば外気温度が０℃以下のような低温環境下では、その出力特性が極端に低下するという特徴がある。

このため、オーディオなどの車載機器に比べてより高い出力が要求されるスタータモータの駆動にリチウムイオン二次電池を用いる場合、低温環境下における出力特性の低下によってエンジンの始動が困難になるおそれがあった。
そこで、低温環境下におけるリチウムイオン二次電池の出力特性を改善するために、放電によってリチウムイオン二次電池を昇温させる技術が提案されている（特許文献１参照）。

ところで、リチウムイオン二次電池は、早期劣化の防止や安全性の確保のため、予め各種制限が設定されており、これら各種制限の範囲で充放電が制御されている。このため、リチウムイオン二次電池の各種制限近くまで、予熱のための放電を行うと、リチウムイオン二次電池から出力を得る際、所望される出力を得られないおそれがあった。

特に、エンジンの始動にはリチウムイオン二次電池に高い出力が要求されるため、エンジンの始動にリチウムイオン二次電池を用いる場合、リチウムイオン二次電池における各種制限の範囲を超えることがないように、予熱のための放電を適切に制御する必要があった。

特表２０１６−５２４７８６号公報

本発明は、上述の問題に鑑み、低温環境下において、エンジンの始動性を損なうことなく、車載バッテリを予熱できる車載バッテリの制御装置、及び車載バッテリの制御方法を提供することを目的とする。

この発明は、車両のエンジンの始動に用いられるとともに、直列接続された複数のセルを有する車載バッテリと、該車載バッテリの温度を検出するバッテリ温度検出手段と、予熱のために前記車載バッテリの放電を制御する予熱制御部とを備えた車載バッテリの制御装置であって、前記予熱制御部が、前記車載バッテリの温度が所定温度以下の場合、放電後における前記車載バッテリの最大出力、及び前記エンジンの始動に要求される要求出力の関係を示す次の関係式

を満足する最小出力電流値、及び最大放電時間を、前記車載バッテリにおける充電率の下限値に基づいて算出する第１算出手段と、前記関係式を満足する最大出力電流値、及び最小放電時間を、前記車載バッテリの下限電圧に基づいて算出する第２算出手段と、前記第１算出手段が算出した前記最小出力電流値、及び前記最大放電時間、並びに前記第２算出手段が算出した前記最大出力電流値、及び前記最小放電時間に基づいて、予熱のための放電条件を決定する放電条件決定手段と、前記放電条件に基づいて、前記車載バッテリを放電する放電手段とを備えたことを特徴とする。

上記充電率の下限値、及び車載バッテリの下限電圧は、予め定めた値であって、例えば、電池メーカーが推奨する値、あるいは実験によって得られた値などとすることができる。
本発明により、低温環境下において、エンジンの始動性を損なうことなく、車載バッテリを予熱することができる。

具体的には、上述した関係式を満足する最小出力電流値、及び最大放電時間を、車載バッテリにおける充電率の下限値に基づいて算出したことにより、車載バッテリの制御装置は、放電後の車載バッテリにおける充電率が、予め定めた充電率の下限値を下回ることなく、かつエンジンの始動に要求される要求出力を確保できる１つ目の放電条件を得ることができる。

一方、上述した関係式を満足する最大出力電流値、及び最小放電時間を、車載バッテリの下限電圧に基づいて算出したことにより、車載バッテリの制御装置は、予熱後の車載バッテリから取り出し可能な電圧が下限電圧を下回ることなく、かつエンジンの始動に要求される要求出力を確保できる２つ目の放電条件を得ることができる。

このため、車載バッテリの制御装置は、充電率の下限値、及び下限電圧を下回ることなく、かつエンジンの始動に要求される要求出力を確保できる放電条件の範囲を特定することができる。すなわち、車載バッテリの制御装置は、最小出力電流値以上、最大出力電流値以下、かつ最小放電時間以上、最大放電時間以下の範囲を、放電条件の範囲とすることができる。

これにより、車載バッテリの制御装置は、放電によって車載バッテリを予熱した後であっても、エンジンの始動に要求される要求出力を確保できる放電条件を適切に決定することができる。
従って、車載バッテリの制御装置は、低温環境下において、エンジンの始動性を損なうことなく、車載バッテリを予熱することができる。

この発明の態様として、前記予熱制御部が、前記車載バッテリと電気的に接続された負荷装置を示す負荷装置情報、該負荷装置の動作に要求される電流を示す要求電流情報、及び該要求電流を出力する放電時間を示す放電時間情報を関連付けて登録した放電条件テーブルが記憶された記憶手段を備え、前記放電条件決定手段が、前記最小出力電流値以上、前記最大出力電流値以下、かつ前記最小放電時間以上、前記最大放電時間以下の範囲に対応する前記放電条件を、前記放電条件テーブルに基づいて決定する構成である。

上記負荷装置は、例えば、電気加熱触媒、デフォッガ、シートヒータ、ブレーキポンプ、燃料ポンプなどとすることができ、好ましくは低温環境下において早期の昇温が望まれる電気加熱触媒やシートヒータなどとすることができる。

この発明により、車載バッテリの制御装置は、予熱のための放電先となる負荷装置、出力電流値、及び放電時間を容易に決定することができる。
さらに、例えば、低温環境下において、早期に電力の供給が望まれる電気加熱触媒やシートヒータを予め放電条件テーブルに登録しておくことで、車載バッテリの制御装置は、電気加熱触媒やシートヒータを、エンジンが始動する前に容易に昇温開始することができる。

従って、車載バッテリの制御装置は、放電先となる負荷装置などを登録した放電条件テーブルに基づいて放電条件を決定することで、放電条件の決定を容易にするとともに、予熱のために放電された電力を有効に活用して、燃費向上や居住性向上を図ることができる。

またこの発明の態様として、前記放電条件決定手段が、前記放電条件テーブルの前記要求電流情報のうち、前記最小出力電流値以上、前記最大出力電流値以下の範囲に対応する最も大きい要求電流情報に基づいて、放電条件を決定する構成である。

この発明により、車載バッテリの制御装置は、予熱のための出力電流値を大きくできるため、短時間で車載バッテリを予熱することができる。このため、例えば、放電後にエンジンを始動させる際、車載バッテリの制御装置は、予熱に要する待ち時間による違和感や不快感を、乗員に与えにくくすることができる。

従って、車載バッテリの制御装置は、乗員に違和感や不快感を与えることなく、車載バッテリを効率よく予熱できるとともに、エンジンの始動性を確実に向上することができる。

またこの発明の態様として、前記予熱制御部が、前記エンジンの始動を制御する装置と電気的に接続されるとともに、前記エンジンの始動を許可する始動許可信号を出力する始動許可出力手段を備え、該始動許可出力手段が、予熱のための前記車載バッテリの放電が終了した場合、前記エンジンの始動を制御する装置に対して前記始動許可信号を出力する構成である。

この発明により、車載バッテリの制御装置は、放電による車載バッテリの予熱前にエンジンが始動することを防止できる。これにより、車載バッテリの制御装置は、予熱後の車載バッテリによってエンジンを始動でき、低温環境下におけるエンジンの始動性を確実に向上させることができる。

またこの発明は、車両のエンジンの始動に用いられるとともに、直列接続された複数のセルを有する車載バッテリと、該車載バッテリの温度を検出するバッテリ温度検出手段と、予熱のために前記車載バッテリの放電を制御する予熱制御部とを備えた制御装置を用いた車載バッテリの制御方法であって、前記予熱制御部が、前記車載バッテリの温度が所定温度以下の場合、放電後における前記車載バッテリの最大出力、及び前記エンジンの始動に要求される要求出力の関係を示す次の関係式

を満足する最小出力電流値、及び最大放電時間を、前記車載バッテリにおける充電率の下限値に基づいて算出する第１算出工程と、前記関係式を満足する最大出力電流値、及び最小放電時間を、前記車載バッテリの下限電圧に基づいて算出する第２算出工程と、前記第１算出工程で算出した前記最小出力電流値、及び前記最大放電時間、並びに前記第２算出工程で算出した前記最大出力電流値、及び前記最小放電時間に基づいて、予熱のための放電条件を決定する放電条件決定工程と、前記放電条件に基づいて、前記車載バッテリを放電する放電工程とを備えたことを特徴とする。

本発明により、車載バッテリの制御方法は、最小出力電流値以上、最大出力電流値以下、かつ最小放電時間以上、最大放電時間以下の範囲を、放電条件の範囲とすることができる。
これにより、車載バッテリの制御方法は、放電によって車載バッテリを予熱した後であっても、エンジンの始動に要求される要求出力を確保できる放電条件を適切に決定することができる。

従って、車載バッテリの制御方法は、低温環境下において、エンジンの始動性を損なうことなく、車載バッテリを予熱することができる。

本発明により、低温環境下において、エンジンの始動性を損なうことなく、車載バッテリを予熱できる車載バッテリの制御装置、及び車載バッテリの制御方法を提供することができる。

バッテリ制御装置における内部構成を示すブロック図。 車載バッテリの特性を説明する説明図。 放電情報テーブルを説明する説明図。 バッテリ制御装置における処理の動作を示すフローチャート。 エンジンの始動に要求される要求出力を確保できる放電時間と出力電流値との関係を説明する説明図。

この発明の一実施形態を以下図面と共に説明する。
図１はバッテリ制御装置１における内部構成のブロック図を示し、図２は車載バッテリ２の特性を説明する説明図を示し、図３は放電条件テーブル５３を説明する説明図を示している。
さらに、図２（ａ）は充電率と内部起電力との関係を示すグラフを示し、図２（ｂ）はバッテリ温度と内部抵抗値との関係を示すグラフを示している。

本実施形態におけるバッテリ制御装置１は、乗員の操作によって車両が使用状態に移行する際に、車両に搭載されたリチウムイオン二次電池である車載バッテリ２を予熱するための制御装置である。

このバッテリ制御装置１は、図１に示すように、車両に搭載された車載バッテリ２と、車載バッテリ２の温度を検知するバッテリ温度センサ３と、車載バッテリ２の電圧及び電流を検知する電圧電流センサ４と、車載バッテリ２の充放電を制御する制御ユニット５とで構成されている。

さらに、制御ユニット５には、図１に示すように、エンジン６の動作を制御するＥＣＵ７（Electronic
Control Unit）と、制御ユニット５を介して車載バッテリ２から供給された電力で駆動する複数の車載装置８とが接続されている。なお、図１では、図示を省略するために、制御ユニット５に接続された車載装置８を１つだけ図示している。

車載バッテリ２は、図１に示すように、リチウムイオン二次電池であって、同じ出力特性を有するとともに、直列接続された４個のセル２ａで構成されている。この４個のセル２ａは、例えば、それぞれ６０％の充電率で予め蓄電されているものとする。

さらに、車載バッテリ２には、安全な動作を保証するため、放電限界となる充電率の下限値と、出力可能な電圧の下限値である下限電圧とが、予め設定されている。
ここで、車載バッテリ２における充電率と内部起電力との関係、及びバッテリ温度と内部抵抗値との関係について説明する。

充電率と内部起電力との関係は、図２（ａ）に示すように、横軸を充電率、縦軸を内部起電力とするグラフにおいて、充電率の増加に対して、内部起電力の増加割合が一様でない非線形のグラフで示すことができる。

具体的には、充電率と内部起電力との関係は、充電率が低い範囲、及び充電率が高い範囲において、充電率の増加に対して内部起電力の増加割合が大きく、その間の範囲では充電率の増加に対して内部起電力の増加割合が小さいグラフで示すことができる。

一方、バッテリ温度と内部抵抗値との関係は、図２（ｂ）に示すように、横軸をバッテリ温度、縦軸を内部抵抗値とするグラフにおいて、バッテリ温度の上昇に対して、内部抵抗値の低下割合が一様でない非線形のグラフで示すことができる。

具体的には、バッテリ温度と内部抵抗値との関係は、バッテリ温度が低い範囲、及びバッテリ温度が高い範囲において、バッテリ温度の上昇に対して内部抵抗値の低下割合が大きく、その間の範囲ではバッテリ温度の上昇に対して内部抵抗値の低下割合が小さいグラフで示すことができる。

また、バッテリ温度センサ３は、車載バッテリ２の適宜の位置に装着されるとともに、制御ユニット５と電気的に接続されたセンサであって、車載バッテリ２の温度を検出する機能と、検出した温度をバッテリ温度信号として制御ユニット５に出力する機能とを有している。

また、電圧電流センサ４は、車載バッテリ２の各セル２ａと電気的に接続されるとともに、制御ユニット５と電気的に接続されたセンサであって、車載バッテリ２の各セル２ａの電圧、及び電流を検出する機能と、検出した電圧、及び電流をそれぞれ電圧信号、及び電流信号として制御ユニット５に出力する機能とを有している。

また、制御ユニット５は、図１に示すように、バッテリ温度センサ３、電圧電流センサ４、車載装置８、及びＥＣＵ７と電気的に接続されている。この制御ユニット５は、図１に示すように、各種情報を記憶する記憶部５１と、各部の動作を制御する制御部５２とで構成されている。

記憶部５１は、例えば、不揮発性メモリなどで構成され、各種情報を書き込んで記憶する機能と、各種情報を読み出す機能とを有している。この記憶部５１には、車載バッテリ２を予熱する際、放電先となる車載装置８や車載装置８へ出力される出力電流値などを登録した放電条件テーブル５３が予め記憶されている。

より詳しくは、放電条件テーブル５３は、図３に示すように、登録番号を示す情報が登録された登録番号欄５３ａと、放電先装置欄５３ｂと、総出力電流欄５３ｃと、放電時間欄５３ｄとで構成されている。
放電先装置欄５３ｂには、制御ユニット５と電気的に接続された複数の車載装置８のうち、１つの車載装置８を示す情報、あるいは２つ以上の車載装置８を示す情報が、登録番号欄５３ａの１つに関連付けて登録されている。

総出力電流欄５３ｃには、放電先装置欄５３ｂに登録された車載装置８に対して、車載バッテリ２から出力される電流値の総和を示す情報が登録されている。
放電時間欄５３ｄは、放電先装置欄５３ｂに登録された車載装置８に対して、車載バッテリ２の電力を供給する時間を示す情報が登録されている。

そして、放電条件テーブル５３は、登録番号欄５３ａの１つに関連付けられた放電先装置欄５３ｂの値、総出力電流欄５３ｃの値、及び放電時間欄５３ｄの値を関連付けて、１つの放電条件情報として登録している。

なお、本実施形態において、放電条件テーブル５３の放電先装置欄５３ｂには、一例として、電気加熱触媒、デフォッガ、シートヒータ、オイルポンプ、燃料ポンプ、及びブレーキアクチュエータを、適宜組み合わせて登録している。

制御部５２は、ＣＰＵ及びメモリなどで構成され、バッテリ温度センサ３が出力したバッテリ温度信号に基づいて車載バッテリ２の温度を取得する機能と、電圧電流センサ４の電圧信号、及び電流信号に基づいて各セル２ａの電圧値、及び電流値を取得する機能と、ＥＣＵ７と各種情報の受け渡しを行う機能と、車載バッテリ２の充放電を制御する機能とを有している。

また、車載装置８は、車載バッテリ２を予熱する際、放電先となる装置であって、例えば、電気加熱触媒、デフォッガ、シートヒータ、オイルポンプ、燃料ポンプ、及びブレーキアクチュエータなどとする。なお、車載装置８は、低温環境下において、早期の昇温が望まれる装置など、エンジンが始動する前から電力供給が望まれる装置が好ましい。

次に、エンジンが停止した状態で、低温環境下に長時間放置された車両が、乗員の操作によって使用状態に移行する際、上述した構成のバッテリ制御装置１が開始する処理について、図４及び図５を用いて詳しく説明する。
なお、図４はバッテリ制御装置１における処理のフローチャートを示し、図５はエンジン６の始動に要求される要求出力を確保できる放電時間ΔＴと電流値Ｉとの関係を説明する説明図を示している。

まず、車両に乗車した乗員によって、エンジンを始動させる始動ボタン（図示省略）が押下されると、ＥＣＵ７は、エンジン６の始動許可を要求する始動要求信号を、制御ユニット５に出力する。

一方、エンジンを始動させる始動ボタンが押下されると、制御ユニット５の制御部５２は、図４に示すように、処理を開始して、始動要求信号を受信したか否かを判定する（ステップＳ１０１）。始動要求信号を受信していなければ（ステップＳ１０１：Ｎｏ）、制御部５２は、始動要求信号を受信するまで処理を待機する。

ステップＳ１０１において、始動要求信号を受信した場合（ステップＳ１０１：Ｙｅｓ）、制御部５２は、温度取得処理を開始して（ステップＳ１０２）、バッテリ温度センサ３から取得したバッテリ温度信号に基づいて、現在の車載バッテリ２の温度を取得する。

その後、制御部５２は、バッテリ温度が予め定めた閾値温度以下か否かを判定する（ステップＳ１０３）。なお、閾値温度としては、例えば、車載バッテリ２の出力特性が低下する０℃などとする。

バッテリ温度が閾値温度以下であれば（ステップＳ１０３：Ｙｅｓ）、制御部５２は、放電後の車載バッテリの最大出力Ｐ_ｍａｘが、エンジン６の始動に要求される要求出力Ｐ_ｒｅｑを確保できる電流値Ｉと、電流値Ｉで放電する放電時間ΔＴとの組み合わせを、車載バッテリ２における充電率の下限値に基づいて、算出する第１算出処理を開始する（ステップＳ１０４）。

具体的には、放電後における車載バッテリ２の最大出力Ｐ_ｍａｘが、エンジン６の始動に要求される要求出力Ｐ_ｒｅｑと等しい場合、放電後であってもエンジン６を始動させることができる。

そこで、制御部５２は、放電後における車載バッテリ２の最大出力Ｐ_ｍａｘと、エンジン６の始動に要求される要求出力Ｐ_ｒｅｑとの関係を示す次の関係式（式１）を満足する電流値Ｉ、及び放電時間ΔＴを算出する。

この式１において、放電による内部起電力Ｅの低下代を示すΔＥ、及び放電による内部抵抗値Ｒの低下代を示すΔＲは、それぞれ次の式２、及び式３で定義付けされる。

なお、式２の（ｄＥ／ｄＳＯＣ）は、図２（ａ）に示した充電率と内部起電力との関係を示すグラフにおいて、現在の充電率における傾きを示している。

なお、式３の（ｄＲ／ｄＴＥＭＰ）は、図２（ｂ）に示したバッテリ温度と内部抵抗値のグラフにおいて、現在のバッテリ温度における傾きを示している。

上述した式１におけるΔＥ、及びΔＲに、式２、及び式３をそれぞれ代入すると、式１は、以下の式４で示す２次方程式に置き換えることができる。

すなわち、制御部５２は、第１算出処理において、上述した式４を満足する電流値Ｉ、及び放電時間ΔＴを算出する。

なお、上述した式４において、式４を満足する放電時間ΔＴ、及び電流値Ｉは、横軸が放電時間ΔＴ、縦軸が電流値Ｉのグラフで示すと、図５の太実線で示したように、放電時間ΔＴの増加に対して電流値Ｉが非線形で減少するグラフで表すことができる。

ここで、車載バッテリ２を予熱するために放電する際、車載バッテリ２の充電率が既に下限値に達している、あるいは長時間の放電によって、放電後の車載バッテリ２の充電率が下限値に達することがある。この場合、エンジン６を始動させる際、所望される車載バッテリ２の出力を得られないことになる。

そこで、制御部５２は、上述した式４を満足する電流値Ｉと放電時間ΔＴとの組み合わせを、充電率の下限値に基づいて算出する。このうち、放電時間ΔＴは、充電率が下限値を下回らない放電時間の限界値であることから、これを最大放電時間ΔＴ_ｍａｘとして、以下の式５で定義付けされる。

よって、制御部５２は、上述した式４の放電時間ΔＴに式５の最大放電時間ΔＴ_ｍａｘを代入して、上述した式４を満足する電流値Ｉを次の式６に基づいて算出し、これを最小電流値Ｉ_ｍｉｎとする。

その後、制御部５２は、式６で算出した最小電流値Ｉ_ｍｉｎを、上述した式５の電流値Ｉに代入して、上述した式４を満足する最大放電時間ΔＴ_ｍａｘを算出する。

このように、制御部５２は、式４を満足する最小電流値Ｉ_ｍｉｎ、及び最大放電時間ΔＴ_ｍａｘを充電率の下限値に基づいて算出して、一時記憶する。
第１算出処理を終了すると、制御部５２は、放電後の車載バッテリの最大出力Ｐ_ｍａｘが、エンジン６の始動に要求される要求出力Ｐ_ｒｅｑを確保できる電流値Ｉと放電時間ΔＴとの組み合わせを、車載バッテリ２の下限電圧Ｖ_ｍｉｎに基づいて算出する第２算出処理を開始する（ステップＳ１０５）。

具体的には、車載バッテリ２を予熱するために放電する際、車載バッテリ２の電圧値が既に下限電圧Ｖ_ｍｉｎに達している、あるいは短時間に放電された大電流によって、放電後の車載バッテリ２の電圧値が下限電圧Ｖ_ｍｉｎに達することがある。この場合、エンジン６を始動させる際、所望される車載バッテリ２の出力を得られないことになる。

そこで、制御部５２は、上述した式４を満足する電流値Ｉと放電時間ΔＴの組合せを、車載バッテリ２の下限電圧Ｖ_ｍｉｎに基づいて算出する。このうち、電流値Ｉは、放電後における車載バッテリ２の最大出力Ｐ_ｍａｘが下限電圧を下回らない電流値の限界値であることから、これを最大電流値Ｉ_ｍａｘとして、以下の式７で定義付けされる。

ここで、式７の放電時間ΔＴは、上述した式４を満足する電流値Ｉが、式７の最大電流値Ｉ_ｍａｘであるときの時間であるため、式４に式７を代入した以下の式８に基づいて算出する。

さらに、上述した式８は、整理すると、以下の式９で示す二次方程式に置き換えることができる。

つまり、上述した式４を満足する電流値Ｉが、式７の最大電流値Ｉ_ｍａｘであるときの時間である放電時間ΔＴは、以下の式１０で定義付けられる。

よって、制御部５２は、上述した式４を満足する放電時間ΔＴを式１０に基づいて算出し、これを最小放電時間ΔＴ_ｍｉｎとする。

その後、制御部５２は、式１０で算出した最小放電時間ΔＴ_ｍｉｎを、上述した式７の放電時間ΔＴに代入して、上述した式４を満足する最大電流値Ｉ_ｍａｘを算出する。
このように、制御部５２は、式４を満足する最大電流値Ｉ_ｍａｘ、及び最小放電時間ΔＴ_ｍｉｎを下限電圧Ｖ_ｍｉｎに基づいて算出したのち、一時記憶する。

そして、上述した第１算出処理で算出された最大放電時間ΔＴ_ｍａｘ、及び最小電流値Ｉ_ｍｉｎ、並びに第２算出処理で算出された最小放電時間ΔＴ_ｍｉｎ、及び最大電流値Ｉ_ｍａｘは、横軸を放電時間ΔＴ、縦軸を電流値Ｉとするグラフで見ると、図５に示すように、最大電流値Ｉ_ｍａｘ以下、最小電流値Ｉ_ｍｉｎ以上、かつ最小放電時間ΔＴ_ｍｉｎ以上、最大放電時間ΔＴ_ｍａｘ以下の範囲を形成することができる。

第２算出処理を終了すると、制御部５２は、予熱のための放電先となる車載装置８、及び放電時間ΔＴ_ｏｕｔを決定する放電先決定処理を開始する（ステップＳ１０６）。
具体的には、制御部５２は、放電条件テーブル５３を記憶部５１から読み出したのち、放電条件テーブル５３における総出力電流欄５３ｃの各値と、一時記憶された最大電流値Ｉ_ｍａｘ以下、最小電流値Ｉ_ｍｉｎ以上の範囲とを対比する。

そして、制御部５２は、最大電流値Ｉ_ｍａｘ以下、最小電流値Ｉ_ｍｉｎ以上の範囲内において、総出力電流欄５３ｃの値が最も大きい１つの放電条件情報を決定する。さらに、制御部５２は、決定した放電条件情報における総出力電流欄５３ｃの値を出力電流値Ｉ_ｏｕｔとして、出力電流値Ｉ_ｏｕｔに関連付けられた放電先装置欄５３ｂの車載装置８を放電先装置として決定する。

その後、制御部５２は、上述した式４の電流値Ｉに出力電流値Ｉ_ｏｕｔを代入して算出した放電時間ΔＴと、出力電流値Ｉ_ｏｕｔに関連付けられた放電時間欄５３ｄの放電時間とを比較して小さい方の値を、予熱のために出力電流値Ｉ_ｏｕｔの電流を出力する放電時間ΔＴ_ｏｕｔとして決定する。
このようにして決定された放電先装置、出力電流値Ｉ_ｏｕｔ、及び放電時間ΔＴ_ｏｕｔを、予熱のための放電条件とする。

なお、上述したステップＳ１０６で決定された出力電流値Ｉ_ｏｕｔ、及び放電時間ΔＴ_ｏｕｔを、図５のグラフで示すと、最大電流値Ｉ_ｍａｘ以下、最小電流値Ｉ_ｍｉｎ以上、かつ最小放電時間ΔＴ_ｍｉｎ以上、最大放電時間ΔＴ_ｍａｘ以下の範囲内において、エンジン６の始動に要求される要求出力を確保できる出力電流値Ｉ_ｏｕｔと放電時間ΔＴ_ｏｕｔとの組み合わせとなる。

放電先となる車載装置８、出力電流値Ｉ_ｏｕｔ、及び放電時間ΔＴ_ｏｕｔを決定すると、制御部５２は、放電処理を開始して（ステップＳ１０７）、放電先である車載装置８に対して、放電時間ΔＴ_ｏｕｔだけ電力を供給して、車載バッテリ２の予熱を開始する。その後、放電時間ΔＴ_ｏｕｔが経過すると、制御部５２は、車載装置８への電力供給を停止して、車載バッテリ２の予熱を終了する。

車載バッテリ２の予熱を終了すると、制御部５２は、始動許可信号送信処理を開始して（ステップＳ１０８）、エンジン６の始動を許可する始動許可信号を、ＥＣＵ７に送信する。その後、制御部５２は、処理を終了する。
なお、図４のステップＳ１０３において、バッテリ温度が閾値温度以上の場合（ステップＳ１０３：Ｎｏ）、制御部５２は、放電による車載バッテリ２の予熱が不要と判定して、処理をステップＳ１０８に進めて、始動許可信号をＥＣＵ７に送信したのち、処理を終了する。

そして、制御ユニット５が出力した始動許可信号を受信すると、ＥＣＵ７は、エンジン６を始動させるスタータモータ（図示省略）を、予熱後の車載バッテリ２の電力で駆動させてエンジン６を始動させる。
以上のような動作を実現するバッテリ制御装置１は、低温環境下において、エンジン６の始動性を損なうことなく、車載バッテリ２を予熱することができる。

具体的には、放電後における車載バッテリ２の最大出力Ｐ_ｍａｘと、エンジン６の始動に要求される要求出力Ｐ_ｒｅｑとの関係を示す式４を満足する最小電流値Ｉ_ｍｉｎ、及び最大放電時間ΔＴ_ｍａｘを、車載バッテリ２における充電率の下限値に基づいて算出したことにより、バッテリ制御装置１は、放電後の車載バッテリ２における充電率が、予め定めた充電率の下限値を下回ることなく、かつエンジン６の始動に要求される要求出力Ｐ_ｒｅｑを確保できる１つ目の放電条件を得ることができる。

一方、上述した式４を満足する最大電流値Ｉ_ｍａｘ、及び最小放電時間ΔＴ_ｍｉｎを、車載バッテリ２の下限電圧Ｖ_ｍｉｎに基づいて算出したことにより、バッテリ制御装置１は、予熱後の車載バッテリ２から取り出し可能な電圧が下限電圧Ｖ_ｍｉｎを下回ることなく、かつエンジン６の始動に要求される要求出力Ｐ_ｒｅｑを確保できる２つ目の放電条件を得ることができる。

このため、バッテリ制御装置１は、充電率の下限値、及び下限電圧Ｖ_ｍｉｎを下回ることなく、かつエンジン６の始動に要求される要求出力Ｐ_ｒｅｑを確保できる放電条件の範囲を特定することができる。すなわち、バッテリ制御装置１は、最小電流値Ｉ_ｍｉｎ以上、最大電流値Ｉ_ｍａｘ以下、かつ最小放電時間ΔＴ_ｍｉｎ以上、最大放電時間ΔＴ_ｍａｘ以下の範囲を、放電条件の範囲とすることができる。

これにより、バッテリ制御装置１は、放電によって車載バッテリ２を予熱した後であっても、エンジン６の始動に要求される要求出力Ｐ_ｒｅｑを確保できる放電条件を適切に決定することができる。
従って、バッテリ制御装置１は、低温環境下において、エンジン６の始動性を損なうことなく、車載バッテリ２を予熱することができる。

また、制御ユニット５が、最小電流値Ｉ_ｍｉｎ以上、最大電流値Ｉ_ｍａｘ以下、かつ最小放電時間ΔＴ_ｍｉｎ以上、最大放電時間ΔＴ_ｍａｘ以下の範囲に対応する放電条件を、放電条件テーブル５３に基づいて決定したことにより、バッテリ制御装置１は、予熱のための放電先となる車載装置８、出力電流値Ｉ_ｏｕｔ、及び放電時間ΔＴ_ｏｕｔを容易に決定することができる。

さらに、低温環境下において、早期に電力の供給が望まれる電気加熱触媒やシートヒータを予め放電条件テーブルに登録しておくことで、バッテリ制御装置１は、電気加熱触媒やシートヒータを、エンジン６が始動する前に容易に昇温開始することができる。

従って、バッテリ制御装置１は、放電先となる車載装置８などを登録した放電条件テーブル５３に基づいて放電条件を決定することで、放電条件の決定を容易にするとともに、予熱のために放電された電力を有効に活用して、燃費向上や居住性向上を図ることができる。

また、制御ユニット５が、放電条件テーブル５３における総出力電流欄５３ｃの値のうち、最小電流値Ｉ_ｍｉｎ以上、最大電流値Ｉ_ｍａｘ以下の範囲に対応する最も大きい総出力電流欄５３ｃの値に基づいて、放電条件を決定したことにより、バッテリ制御装置１は、予熱のための出力電流値Ｉ_ｏｕｔを大きくできるため、短時間で車載バッテリ２を予熱することができる。

このため、放電後にエンジン６を始動させる際、バッテリ制御装置１は、予熱に要する待ち時間による違和感や不快感を、乗員に与えにくくすることができる。
従って、バッテリ制御装置１は、乗員に違和感や不快感を与えることなく、車載バッテリ２を効率よく予熱できるとともに、エンジン６の始動性を確実に向上することができる。

また、予熱のための車載バッテリ２の放電が終了した場合、ＥＣＵ７に対して始動許可信号を出力する制御ユニット５を備えたことにより、バッテリ制御装置１は、放電による車載バッテリ２の予熱前にエンジン６が始動することを防止できる。これにより、バッテリ制御装置１は、予熱後の車載バッテリ２によってエンジン６を始動でき、低温環境下におけるエンジン６の始動性を確実に向上さセル２ａことができる。

また、上述したバッテリ制御装置１を用いた車載バッテリ２の制御方法は、最小電流値Ｉ_ｍｉｎ以上、最大電流値Ｉ_ｍａｘ以下、かつ最小放電時間ΔＴ_ｍｉｎ以上、最大放電時間ΔＴ_ｍａｘ以下の範囲を、放電条件の範囲とすることができる。

これにより、車載バッテリ２の制御方法は、放電によって車載バッテリ２を予熱した後であっても、エンジン６の始動に要求される要求出力Ｐ_ｒｅｑを確保できる放電条件を適切に決定することができる。
従って、車載バッテリ２の制御方法は、低温環境下において、エンジン６の始動性を損なうことなく、車載バッテリ２を予熱することができる。

この発明の構成と、上述の実施形態との対応において、
この発明のバッテリ温度検出手段は、実施形態のバッテリ温度センサ３、及び制御部５２に対応し、
以下同様に、
予熱制御部は、制御ユニット５に対応し、
車載バッテリの制御装置は、バッテリ制御装置１に対応し、
所定温度は、閾値温度に対応し、
第１算出手段、第２算出手段、放電条件決定手段、及び始動許可出力手段は、制御部５２に対応し、
放電手段は、車載装置８、及び制御部５２に対応し、
負荷装置情報は、放電条件テーブル５３における放電先装置欄５３ｂの値に対応し、
要求電流情報は、放電条件テーブル５３における総出力電流欄５３ｃの値に対応し、
放電時間情報は、放電条件テーブル５３における放電時間欄５３ｄの値に対応し、
記憶手段は、記憶部５１に対応し、
エンジンの始動を制御する装置は、ＥＣＵ７に対応し、
第１算出工程は、図４のステップＳ１０４に対応し、
第２算出工程は、図４のステップＳ１０５に対応し、
放電条件決定工程は、図４のステップＳ１０６に対応し、
放電工程は、図４のステップＳ１０７に対応するが、
この発明は、上述の実施形態の構成のみに限定されるものではなく、多くの実施の形態を得ることができる。

例えば、上述した実施形態において、直列接続された４個のセルを有する車載バッテリ２としたが、これに限定せず、適宜の個数のセルが直列接続された車載バッテリであってもよい。
また、予熱のための放電先となる車載装置８として、電気加熱触媒、デフォッガ、シートヒータ、ブレーキポンプ、燃料ポンプ、及びブレーキアクチュエータとしたが、これに限定せず、適宜の車載装置であってもよい。

また、放電条件決定処理（図４のステップＳ１０６）において、１つの放電条件を決定したが、これに限定せず、出力電流値Ｉ_ｏｕｔが異なる複数の放電条件を決定してもよい。
例えば、放電条件決定処理において、出力電流値Ｉ_ｏｕｔが異なる２つの放電条件を決定し、放電処理（図４のステップＳ１０７）において、最も出力電流値Ｉ_ｏｕｔの大きい放電条件で所定時間だけ放電したのち、２番目に出力電流値Ｉ_ｏｕｔが大きい放電条件で放電を行ってもよい。

１…バッテリ制御装置
２…車載バッテリ
２ａ…セル
３…バッテリ温度センサ
５…制御ユニット
６…エンジン
７…ＥＣＵ
８…車載装置
５１…記憶部
５２…制御部
５３…放電条件テーブル
Ｉ_ｍｉｎ…最小電流値
Ｉ_ｍａｘ…最大電流値
Ｐ_ｍａｘ…最大出力
Ｐ_ｒｅｑ…要求出力
ΔＴ_ｍｉｎ…最小放電時間
ΔＴ_ｍａｘ…最大放電時間
Ｖ_ｍｉｎ…下限電圧

Claims (5)

1. 車両のエンジンの始動に用いられるとともに、直列接続された複数のセルを有する車載バッテリと、
   該車載バッテリの温度を検出するバッテリ温度検出手段と、
   予熱のために前記車載バッテリの放電を制御する予熱制御部とを備えた車載バッテリの制御装置であって、
   前記予熱制御部が、
   前記車載バッテリの温度が所定温度以下の場合、放電後における前記車載バッテリの最大出力、及び前記エンジンの始動に要求される要求出力の関係を示す次の関係式
   

   

   を満足する最小出力電流値、及び最大放電時間を、前記車載バッテリにおける充電率の下限値に基づいて算出する第１算出手段と、
   前記関係式を満足する最大出力電流値、及び最小放電時間を、前記車載バッテリの下限電圧に基づいて算出する第２算出手段と、
   前記第１算出手段が算出した前記最小出力電流値、及び前記最大放電時間、並びに前記第２算出手段が算出した前記最大出力電流値、及び前記最小放電時間に基づいて、予熱のための放電条件を決定する放電条件決定手段と、
   前記放電条件に基づいて、前記車載バッテリを放電する放電手段とを備えた
   車載バッテリの制御装置。
2. 前記予熱制御部が、
   前記車載バッテリと電気的に接続された負荷装置を示す負荷装置情報、該負荷装置の動作に要求される電流を示す要求電流情報、及び該要求電流を出力する放電時間を示す放電時間情報を関連付けて登録した放電条件テーブルが記憶された記憶手段を備え、
   前記放電条件決定手段が、
   前記最小出力電流値以上、前記最大出力電流値以下、かつ前記最小放電時間以上、前記最大放電時間以下の範囲に対応する前記放電条件を、前記放電条件テーブルに基づいて決定する構成である
   請求項１に記載の車載バッテリの制御装置。
3. 前記放電条件決定手段が、
   前記放電条件テーブルの前記要求電流情報のうち、前記最小出力電流値以上、前記最大出力電流値以下の範囲に対応する最も大きい要求電流情報に基づいて、放電条件を決定する構成である
   請求項２に記載の車載バッテリの制御装置。
4. 前記予熱制御部が、
   前記エンジンの始動を制御する装置と電気的に接続されるとともに、前記エンジンの始動を許可する始動許可信号を出力する始動許可出力手段を備え、
   該始動許可出力手段が、
   予熱のための前記車載バッテリの放電が終了した場合、前記エンジンの始動を制御する装置に対して前記始動許可信号を出力する構成である
   請求項１から請求項３のいずれか１つに記載の車載バッテリの制御装置。
5. 車両のエンジンの始動に用いられるとともに、直列接続された複数のセルを有する車載バッテリと、該車載バッテリの温度を検出するバッテリ温度検出手段と、予熱のために前記車載バッテリの放電を制御する予熱制御部とを備えた制御装置を用いた車載バッテリの制御方法であって、
   前記予熱制御部が、
   前記車載バッテリの温度が所定温度以下の場合、放電後における前記車載バッテリの最大出力、及び前記エンジンの始動に要求される要求出力の関係を示す次の関係式
   

   

   を満足する最小出力電流値、及び最大放電時間を、前記車載バッテリにおける充電率の下限値に基づいて算出する第１算出工程と、
   前記関係式を満足する最大出力電流値、及び最小放電時間を、前記車載バッテリの下限電圧に基づいて算出する第２算出工程と、
   前記第１算出工程で算出した前記最小出力電流値、及び前記最大放電時間、並びに前記第２算出工程で算出した前記最大出力電流値、及び前記最小放電時間に基づいて、予熱のための放電条件を決定する放電条件決定工程と、
   前記放電条件に基づいて、前記車載バッテリを放電する放電工程とを備えた
   車載バッテリの制御方法。

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