JP2022160875A - 車両用制御装置 - Google Patents

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Abstract

Figure 2022160875000001
【課題】車両走行中に蓄電デバイスの分極を解消する。
【解決手段】車両走行中に蓄電デバイスの分極を解消する車両用制御装置であって、互いに通信可能に接続されるプロセッサおよびメモリからなり、前記蓄電デバイスの通電状態を制御して分極を解消する分極解消モードを備える制御システムを有する。前記制御システムは、前記蓄電デバイスの分極状態に基づいて分極解消までの第１所要時間を設定し、かつ車両が目的地に到着するまでの第２所要時間を取得し、前記第１所要時間が前記第２所要時間を下回る場合に、車両走行中における前記分極解消モードの実行を許可する。
【選択図】図９Ｂ

Description

本発明は、蓄電デバイスの分極を解消する車両用制御装置に関する。
ハイブリッド車両等の車両には、リチウムイオンバッテリ等の蓄電デバイスが搭載されている。また、蓄電デバイスを搭載した車両においては、蓄電デバイスの端子電圧に基づきＳＯＣ等が算出されている（特許文献１～４参照）。
特開２０１３－１２２４５０号公報 特開２０１１－２１５１２５号公報 国際公開第２０１７／１９９６２９号 特開２００８－９６１６６号公報
ところで、蓄電デバイスには充放電に伴って分極が生じるため、端子電圧が開放電圧から乖離してしまう虞がある。このため、端子電圧に基づきＳＯＣ等を高精度に算出するためには、蓄電デバイスの電気化学的な平衡状態を待つことにより、開放電圧に対して端子電圧を近づけることが必要であった。しかしながら、蓄電デバイスを電気化学的な平衡状態にするためには、長い時間が必要になることが多く、車両停止直後から端子電圧を用いたＳＯＣ算出等の各種制御を行うことが困難となっていた。このため、車両走行中に蓄電デバイスの分極を解消することが求められている。
本発明の目的は、車両走行中に蓄電デバイスの分極を解消することにある。
一実施形態の車両用制御装置は、車両走行中に蓄電デバイスの分極を解消する車両用制御装置であって、互いに通信可能に接続されるプロセッサおよびメモリからなり、前記蓄電デバイスの通電状態を制御して分極を解消する分極解消モードを備える制御システム、を有し、前記制御システムは、前記蓄電デバイスの分極状態に基づいて分極解消までの第１所要時間を設定し、かつ車両が目的地に到着するまでの第２所要時間を取得し、前記第１所要時間が前記第２所要時間を下回る場合に、車両走行中における前記分極解消モードの実行を許可し、前記第１所要時間が前記第２所要時間を上回る場合に、車両走行中における前記分極解消モードの実行を許可しない。
一実施形態の車両用制御装置は、蓄電デバイスの通電状態を制御して分極を解消する分極解消モードを備える制御システムを有する。制御システムは、蓄電デバイスの分極状態に基づいて分極解消までの第１所要時間を設定し、かつ車両が目的地に到着するまでの第２所要時間を取得し、第１所要時間が第２所要時間を下回る場合に、車両走行中における分極解消モードの実行を許可する。これにより、車両走行中に蓄電デバイスの分極を解消することができる。
本発明の一実施の形態である車両用制御装置を備えた車両の構成例を示す図である。 車両用制御装置の構成例を示す図である。 電力供給システムの一例を示す図である。 各制御ユニットの基本構造を簡単に示した図である。 ＳＯＨ算出処理の実行手順の一例を示すフローチャートである。 ＳＯＣ－ＯＣＶ曲線の一例を示す図である。 ＳＯＨの算出状況を示す図である。 高電圧バッテリを放電させたときの分極状態を示す図である。 高電圧バッテリを充電したときの分極状態を示す図である。 分極解消モードＡの実施判定の実行手順の一例を示すフローチャートである。 分極解消モードＡの実施判定の実行手順の一例を示すフローチャートである。 分極解消モードＡの実施判定の実行状況を示す図である。 分極解消モードＡの実施判定の実行状況を示す図である。 高電圧バッテリの等価回路モデルを示す図である。 分極解消モードＡの実行手順の一例を示すフローチャートである。 分極解消モードＡの実行状況の一例を示す図である。 分極解消モードＡの実行状況の一例を示す図である。 ＳＯＣ－ＯＣＶ曲線の一例を示す図である。 分極解消モードＢの実施判定の実行手順の一例を示すフローチャートである。 分極解消モードＢの実施判定の実行手順の一例を示すフローチャートである。 分極解消モードＢの実施判定の実行状況を示す図である。 分極解消モードＢの実施判定の実行状況を示す図である。 分極解消モードＢの実行手順の一例を示すフローチャートである。 分極解消モードＢの実行状況の他の例を示す図である。 分極解消モードＢの実行状況の他の例を示す図である。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の説明において、同一または実質的に同一の構成や要素については、同一の符号を付して繰り返しの説明を省略する。
［全体構成］
図１は本発明の一実施の形態である車両用制御装置１０を備えた車両１１の構成例を示す図である。図１に示すように、車両１１には、エンジン１２および変速機１３を備えたパワートレイン１４が搭載されている。図示する車両１１はハイブリッド車両であり、変速機１３には動力源としてのモータジェネレータ１５が組み込まれている。さらに、変速機１３の出力軸１６には、プロペラ軸１７およびデファレンシャル機構１８を介して車輪１９が連結されている。なお、図示するパワートレイン１４は、後輪駆動用のパワートレインであるが、これに限られることはなく、前輪駆動用や全輪駆動用のパワートレインであっても良い。
図２は車両用制御装置１０の構成例を示す図である。図２に示すように、パワートレイン１４には、プライマリプーリ２０およびセカンダリプーリ２１からなる無段変速機構２３が設けられている。プライマリプーリ２０の一方側には、前進クラッチ２４およびトルクコンバータ２５を介してエンジン１２が連結されている。また、プライマリプーリ２０の他方側には、モータクラッチ２６を介してモータジェネレータ１５のロータ１５ｒが連結されている。さらに、セカンダリプーリ２１には、出力軸１６、プロペラ軸１７、およびデファレンシャル機構１８を介して車輪１９が連結されている。なお、前進クラッチ２４は、前後進切替機構の一部を構成するクラッチである。
エンジン１２のクランク軸３０には、発電機および電動機として機能するスタータジェネレータ３１が連結されている。このスタータジェネレータ３１は、所謂ＩＳＧ（Integrated Starter Generator）であり、発電電圧、発電トルク、力行トルク等を制御する機能を有している。また、エンジン１２には、スロットルバルブやインジェクタ等のエンジン補機３２が設けられている。さらに、エンジン１２の運転状態を制御するため、エンジン補機３２やスタータジェネレータ３１には、電子制御ユニットであるエンジン制御ユニットＣＵ１が接続されている。また、パワートレイン１４の前進クラッチ２４、モータクラッチ２６、無段変速機構２３およびトルクコンバータ２５等を制御するため、パワートレイン１４には複数の電磁バルブや油路等からなるバルブユニット３３が設けられている。バルブユニット３３を介して前進クラッチ２４等の作動状態を制御するため、バルブユニット３３には電子制御ユニットである変速機制御ユニットＣＵ２が接続されている。
車両１１には、運転者が設定した目的地へのルート案内を行うナビゲーションシステム４０が搭載されている。このナビゲーションシステム４０は、ＧＰＳ（Global Positioning System）衛星からの信号を受信するＧＰＳ受信機４１と、外部のサーバ等から渋滞情報を受信する通信ユニット４２と、を有している。また、ナビゲーションシステム４０には、電子制御ユニットであるナビゲーション制御ユニットＣＵ３が設けられている。ナビゲーション制御ユニットＣＵ３は、ＧＰＳ受信機４１の受信信号から算出される自車両１１の走行位置、および通信ユニット４２が受信した渋滞情報に基づいて、目的地までの走行ルート、走行距離、所要時間および到着時刻等を算出する機能を有している。なお、図示する例では、車両１１に搭載される固定式のビゲーションシステムを用いているが、これに限られることはなく、スマートフォン等の携帯型情報端末をナビゲーションシステム４０として用いても良い。
［電力供給システム］
続いて、車両１１に搭載される電力供給システム５０について説明する。図３は電力供給システム５０の一例を示す図である。図３に示すように、車両１１に搭載される電力供給システム５０は、高電圧システム６０、低電圧システム７０および外部充電システム８０によって構成されている。そして、高電圧システム６０は、モータジェネレータ１５、インバータ６１およびバッテリモジュール６２によって構成されている。モータジェネレータ１５のステータ１５ｓには、通電ライン６３を介して電力変換機器であるインバータ６１が接続されている。また、インバータ６１には電源ライン６４，６５を介してバッテリモジュール６２が接続されており、バッテリモジュール６２には高電圧バッテリ（蓄電デバイス）６６を構成する複数のバッテリセル６７が組み込まれている。さらに、バッテリモジュール６２には、電源ライン６４，６５に対する高電圧バッテリ６６の接続を制御するメインリレー６８が設けられるとともに、高電圧バッテリ６６の充放電電流、端子電圧および温度等を検出するバッテリセンサ６９が設けられている。
図２に示すように、バッテリモジュール６２には、電子制御ユニットであるバッテリ制御ユニットＣＵ４が接続されている。バッテリ制御ユニットＣＵ４は、高電圧バッテリ６６の充放電を監視するとともにメインリレー６８等を制御する機能を有している。また、バッテリ制御ユニットＣＵ４は、バッテリセンサ６９によって検出される充放電電流や端子電圧等に基づいて、高電圧バッテリ６６の充電状態であるＳＯＣ（State of Charge）を算出する機能を有している。なお、高電圧バッテリ６６のＳＯＣとは、高電圧バッテリ６６の電気残量を示す比率であり、高電圧バッテリ６６の満充電容量に対する蓄電量の比率である。例えば、高電圧バッテリ６６が上限容量まで充電された場合には、ＳＯＣが１００％として算出され、高電圧バッテリ６６が下限容量まで放電した場合には、ＳＯＣが０％として算出される。
また、ステータ１５ｓの通電状態を制御するインバータ６１には、電子制御ユニットであるモータ制御ユニットＣＵ５が接続されている。モータ制御ユニットＣＵ５は、複数のスイッチング素子等からなるインバータ６１を制御することにより、モータジェネレータ１５の力行トルクや発電トルクを制御している。モータジェネレータ１５を力行状態に制御する際には、高電圧バッテリ６６からの直流電力がインバータ６１を介して交流電力に変換されてモータジェネレータ１５に供給される。一方、モータジェネレータ１５を回生状態に制御する際には、モータジェネレータ１５からの交流電力がインバータ６１を介して直流電力に変換されて高電圧バッテリ６６に供給される。
続いて、外部電源８１を用いて高電圧バッテリ６６を充電する外部充電システム８０について説明する。図３に示すように、外部充電システム８０は、バッテリモジュール６２に接続される車載充電器８２と、車載充電器８２に通電ライン８３，８４を介して接続されるインレット８５と、を有している。また、車載充電器８２には、電子制御ユニットである充電制御ユニットＣＵ６が接続されている。充電制御ユニットＣＵ６は、複数のスイッチング素子等からなる車載充電器８２を制御することにより、高電圧バッテリ６６に対する充電電圧や充電電流を制御している。なお、図２に示すように、外部電源８１を用いて高電圧バッテリ６６を充電する際には、外部電源８１から延びる充電ケーブル８６のコネクタ８７がインレット８５に着脱可能に接続される。そして、外部電源８１を用いて高電圧バッテリ６６を充電（以下、プラグ充電と記載する。）する際には、外部電源８１からの交流電力が車載充電器８２を介して直流電力に変換されて高電圧バッテリ６６に供給される。
次いで、高電圧システム６０にコンバータ７１を介して接続される低電圧システム７０について説明する。低電圧システム７０は、コンバータ７１、スタータジェネレータ３１、低電圧バッテリ７２および電気機器群７３によって構成されている。コンバータ７１には正極ライン７４が接続され、スタータジェネレータ３１には正極ライン７５が接続される。また、低電圧バッテリ７２には正極ライン７６が接続され、電気機器群７３には正極ライン７７が接続される。これらの正極ライン７４～７７は、接続点７８を介して互いに接続されている。なお、コンバータ７１、スタータジェネレータ３１、低電圧バッテリ７２および電気機器群７３に接続される負極ラインは、基準電位点である車体に接続されている。
このように、高電圧システム６０と低電圧システム７０とは、電力変換機器であるコンバータ７１を介して互いに接続されている。また、コンバータ７１には、電子制御ユニットであるコンバータ制御ユニットＣＵ７が接続されている。コンバータ制御ユニットＣＵ７は、スイッチング素子やコイル等からなるコンバータ７１を制御することにより、高電圧システム６０と低電圧システム７０との間で電力を供給する。高電圧システム６０から低電圧システム７０に電力を供給する際には、高電圧システム６０からの直流電力がコンバータ７１を介して降圧されて低電圧システム７０に供給される。一方、低電圧システム７０から高電圧システム６０に電力を供給する際には、低電圧システム７０からの直流電力がコンバータ７１を介して昇圧されて高電圧システム６０に供給される。
これまで説明したように、高電圧システム６０を構成するバッテリモジュール６２には、低電圧システム７０のコンバータ７１が接続されるとともに、外部充電システム８０の車載充電器８２が接続されている。これにより、図３に矢印Ｘ１で示すように、バッテリモジュール６２は、モータジェネレータ１５との間で充放電を行うだけでなく、矢印Ｘ２で示すように、低電圧システム７０との間で充放電を行うことができる。また、充電ケーブル８６のコネクタ８７がインレット８５に接続されている場合には、矢印Ｘ３で示すように、バッテリモジュール６２は、外部充電システム８０からの電力によって充電される。
［制御システム］
図２に示すように、車両用制御装置１０には、パワートレイン１４および電力供給システム５０等を制御するため、複数の電子制御ユニットからなる制御システム９０が設けられている。制御システム９０を構成する電子制御ユニットとして、前述したエンジン制御ユニットＣＵ１、変速機制御ユニットＣＵ２、ナビゲーション制御ユニットＣＵ３、バッテリ制御ユニットＣＵ４、モータ制御ユニットＣＵ５、充電制御ユニットＣＵ６およびコンバータ制御ユニットＣＵ７がある。また、制御システム９０を構成する電子制御ユニットとして、各制御ユニットＣＵ１～ＣＵ７に制御信号を出力する車両制御ユニットＣＵ８がある。これらの制御ユニットＣＵ１～ＣＵ８は、ＣＡＮ（Controller Area Network）等の車載ネットワーク９１を介して互いに通信可能に接続されている。車両制御ユニットＣＵ８は、各種制御ユニットＣＵ１～ＣＵ７や後述する各種センサからの入力情報に基づき、パワートレイン１４および電力供給システム５０の作動目標を設定する。そして、パワートレイン１４や電力供給システム５０の作動目標に応じた制御信号を生成し、これらの制御信号を各種制御ユニットに対して出力する。
車両制御ユニットＣＵ８に接続されるセンサとして、車両１１の走行速度である車速を検出する車速センサ９２があり、アクセルペダルの操作量を検出するアクセルセンサ９３があり、ブレーキペダルの操作量を検出するブレーキセンサ９４がある。また、車両制御ユニットＣＵ８には、図示しない燃料タンク内の燃料残量を検出するため、燃料タンク内の液面高さを検出する燃料レベルセンサ９５が接続されている。なお、車両制御ユニットＣＵ８には、制御システム９０を起動する際に運転者によって操作されるスタートスイッチ９６が接続されている。
図４は各制御ユニットＣＵ１～ＣＵ８の基本構造を簡単に示した図である。図４に示すように、各制御ユニットＣＵ１～ＣＵ８は、プロセッサ１００およびメモリ１０１等が組み込まれたマイクロコントローラ１０２を有している。メモリ１０１には所定のプログラムが格納されており、プロセッサ１００によってプログラムの命令セットが実行される。プロセッサ１００とメモリ１０１とは、互いに通信可能に接続されている。なお、図示する例では、マイクロコントローラ１０２に１つのプロセッサ１００と１つのメモリ１０１が組み込まれているが、これに限られることはなく、マイクロコントローラ１０２に複数のプロセッサ１００を組み込んでも良く、マイクロコントローラ１０２に複数のメモリ１０１を組み込んでも良い。
また、各制御ユニットＣＵ１～ＣＵ８には、入力変換回路１０３、駆動回路１０４、通信回路１０５、外部メモリ１０６および電源回路１０７等が設けられている。入力変換回路１０３は、各種センサから入力される信号を、マイクロコントローラ１０２に入力可能な信号に変換する。駆動回路１０４は、マイクロコントローラ１０２から出力される信号に基づき、前述したバルブユニット３３等のアクチュエータに対する駆動信号を生成する。通信回路１０５は、マイクロコントローラ１０２から出力される信号を、他の制御ユニットに向けた通信信号に変換する。また、通信回路１０５は、他の制御ユニットから受信した通信信号を、マイクロコントローラ１０２に入力可能な信号に変換する。さらに、電源回路１０７は、マイクロコントローラ１０２、入力変換回路１０３、駆動回路１０４、通信回路１０５および外部メモリ１０６等に対し、安定した電源電圧を供給する。また、不揮発性メモリ等の外部メモリ１０６には、非通電時にも保持すべきデータ等が記憶される。
［ＳＯＨ算出処理］
高電圧バッテリ６６のＳＯＨ（State of Health）を算出するＳＯＨ算出処理について説明する。高電圧バッテリ６６のＳＯＨとは、初期状態つまり新品の高電圧バッテリ６６に対する現在の高電圧バッテリ６６の容量維持率、つまり初期電池容量に対する現在電池容量の比率である。高電圧バッテリ６６の劣化が進行していない場合には、初期状態に対する現在の容量維持率が高いことからＳＯＨは高く算出される。一方、高電圧バッテリ６６の劣化が進行している場合には、初期状態に対する現在の容量維持率が低いことからＳＯＨは低く算出される。この高電圧バッテリ６６のＳＯＨは、高電圧バッテリ６６の劣化状態を示す指標として用いられる。ＳＯＨを算出するＳＯＨ算出処理については、高電圧バッテリ６６の充放電電流が安定した状態で算出することが望ましい。このため、ＳＯＨ算出処理は、外部電源８１を用いたプラグ充電に併せて実行されている。
図５はＳＯＨ算出処理の実行手順の一例を示すフローチャートである。図６はＳＯＣ－ＯＣＶ曲線の一例を示す図であり、図７はＳＯＨの算出状況を示す図である。図５のフローチャートに示される各ステップには、制御システム９０を構成する１つまたは複数のプロセッサ１００によって実行される処理が示されている。また、図５に示されるＳＯＨ算出処理は、プラグ充電を開始するボタン操作等を作業者が行った場合に、制御システム９０によって実行される処理である。
図５に示すように、ステップＳ１０では、制御システム９０が、車載充電器８２を用いて高電圧バッテリ６６を充電する前に、高電圧バッテリ６６の第１ＳＯＣである充電開始ＳＯＣ（以下、ＳＯＣｓと記載する。）を算出する。つまり、ステップＳ１０において、制御システム９０は、高電圧バッテリ６６の端子電圧を用いてＳＯＣ―ＯＣＶ線図を参照し、端子電圧に基づいてＳＯＣｓを算出する。例えば、図６に示すように、高電圧バッテリ６６の端子電圧が「Ｖ１」であった場合には、ＳＯＣｓが「Ｓ１」として算出される。なお、ＳＯＣ―ＯＣＶ線図は、高電圧バッテリ６６の開放電圧であるＯＣＶ（Open Circuit Voltage）と高電圧バッテリ６６のＳＯＣとの関係を示した線図である。
図５に示すように、ステップＳ１０において、高電圧バッテリ６６のＳＯＣｓが算出されると、制御システム９０は、ステップＳ１１に進み、車載充電器８２から高電圧バッテリ６６に電力を供給し、ステップＳ１２に進み、プラグ充電が完了したか否かを判定する。なお、ステップＳ１２において、プラグ充電完了と判定される条件としては、例えば、高電圧バッテリ６６のＳＯＣが所定の目標値に到達したことや、プラグ充電の実行時間が所定の設定時間に到達したことが挙げられる。ステップＳ１２において、プラグ充電が完了したと判定されると、制御システム９０は、ステップＳ１３に進み、高電圧バッテリ６６の第２ＳＯＣである充電完了ＳＯＣ（以下、ＳＯＣｆと記載する。）を算出する。つまり、ステップＳ１３において、制御システム９０は、高電圧バッテリ６６の端子電圧を用いてＳＯＣ―ＯＣＶ線図を参照し、端子電圧に基づいてＳＯＣｆを算出する。このように、ステップＳ１３においては、車載充電器８２を用いて高電圧バッテリ６６を充電した後に、高電圧バッテリ６６のＳＯＣｆが算出される。
続いて、ステップＳ１４では、制御システム９０が、車載充電器８２から高電圧バッテリ６６に供給された充電電気量ＣＰを算出する。充電電気量ＣＰとはプラグ充電によって充電された電荷量であり、この充電電気量ＣＰの単位はアンペアアワー［Ａｈ］である。ステップＳ１４において充電電気量ＣＰが算出されると、制御システム９０は、ステップＳ１５に進み、以下の式（１）に基づき現在電池容量ＣＢ２を算出し、ステップＳ１６に進み、以下の式（２）に基づき高電圧バッテリ６６のＳＯＨを算出する。
ＣＢ２［Ａｈ／ＳＯＣ］＝ＣＰ／（ＳＯＣｆ－ＳＯＣｓ） ・・式（１）
ＳＯＨ［％］＝ＣＢ２／ＣＢ１×１００ ・・式（２）
式（１），（２）において、「ＳＯＣｓ」は充電開始ＳＯＣつまりプラグ充電前のＳＯＣ［％］であり、「ＳＯＣｆ」は充電完了ＳＯＣつまりプラグ充電後のＳＯＣ［％］であり、「ＣＰ」はプラグ充電によって増加した充電電気量［Ａｈ］である。また、「ＣＢ１」は単位ＳＯＣ当たりの初期電池容量［Ａｈ／ＳＯＣ］であり、「ＣＢ２」は単位ＳＯＣ当たりの現在電池容量［Ａｈ／ＳＯＣ］である。なお、初期電池容量ＣＢ１とは、設計開発時に設定される新品状態での電池容量であり、初期電池容量ＣＢ１の値はメモリ１０１に格納されている。
ここで、図７に示すように、高電圧バッテリ６６のＳＯＨを算出する際には、プラグ充電前に、高電圧バッテリ６６の端子電圧に基づき充電開始ＳＯＣ（ＳＯＣｓ）が算出される（符号ａ１）。続いて、プラグ充電後に、高電圧バッテリ６６の端子電圧に基づき充電完了ＳＯＣ（ＳＯＣｆ）が算出される（符号ａ２）。次いで、プラグ充電による高電圧バッテリ６６の充電電気量ＣＰが、ＳＯＣの増加量（ＳＯＣｆ－ＳＯＣｓ）によって除算され、高電圧バッテリ６６の現在電池容量ＣＢ２が算出される。この現在電池容量ＣＢ２の大きさは、破線Ｌｃｂ２の傾きであり、初期電池容量ＣＢ１の大きさは、実線Ｌｃｂ１の傾きである。つまり、図７に示した実線Ｌｃｂ１の傾きに対し、破線Ｌｃｂ２の傾きが近づくほどに、ＳＯＨが高く算出されることになる。
［高電圧バッテリの分極］
高電圧バッテリ６６の充放電に伴う分極について説明する。図８Ａは高電圧バッテリ６６を放電させたときの分極状態を示す図であり、図８Ｂは高電圧バッテリ６６を充電したときの分極状態を示す図である。図８Ａに示すように、高電圧バッテリ６６を放電させた場合には、開放電圧ＯＣＶに先行して端子電圧Ｖが低下する。そして、時刻ｔ１で示すように、高電圧バッテリ６６の放電を停止させると、時間経過と共に高電圧バッテリ６６が電気化学的な平衡状態に近づくことから、開放電圧ＯＣＶに対して端子電圧Ｖが近づくことになる。また、図８Ｂに示すように、高電圧バッテリ６６を充電した場合には、開放電圧ＯＣＶに先行して端子電圧Ｖが上昇する。そして、時刻ｔ２で示すように、高電圧バッテリ６６の充電を停止させると、時間経過と共に高電圧バッテリ６６が電気化学的な平衡状態に近づくことから、開放電圧ＯＣＶに対して端子電圧Ｖが近づくことになる。この高電圧バッテリ６６の分極は、電極近傍の電解液濃度に偏りが生じることで発生すると考えられる。
前述したように、高電圧バッテリ６６の放電直後や充電直後においては、高電圧バッテリ６６の端子電圧Ｖが開放電圧ＯＣＶから大きく離れている。このため、高電圧バッテリ６６の充放電直後においては、高電圧バッテリ６６の端子電圧Ｖに基づきＳＯＣを算出することが困難となっていた。つまり、前述の図５に示したように、ＳＯＨ算出処理においては、高電圧バッテリ６６の端子電圧Ｖに基づきＳＯＣｓを算出することが必要である。ここで、高電圧バッテリ６６のＳＯＣｓを算出するタイミング、つまりプラグ充電が開始されるタイミングとしては、直前まで高電圧バッテリ６６が充放電を行っている車両１１停止直後であることが想定される。この場合において、高電圧バッテリ６６のＳＯＨ算出精度を高めるためには、端子電圧Ｖが開放電圧ＯＣＶに近づくまでＳＯＣｓの算出を遅らせることが必要であった。
しかしながら、高電圧バッテリ６６のＳＯＣｓの算出を遅らせることは、プラグ充電の開始を遅らせてしまう要因であり、プラグ充電の長期化を招いてしまう要因であった。このため、制御システム９０は、後述するように、車両走行中に高電圧バッテリ６６の分極を解消する分極解消モードを有している。これにより、車両走行中に高電圧バッテリ６６の分極を解消することができるため、車両１１停止直後であっても高電圧バッテリ６６の端子電圧Ｖを開放電圧ＯＣＶに近づけることができる。つまり、車両１１停止直後であってもＳＯＣｓを高精度に算出することができ、プラグ充電を早期に開始することができる。
［分極解消モードＡの実施判定］
以下、分極解消モードＡを実施するか否かを判定する実施判定について説明した後に、分極を解消するための分極解消モードＡについて説明する。図９Ａおよび図９Ｂは、分極解消モードＡの実施判定の実行手順の一例を示すフローチャートである。また、図１０Ａおよび図１０Ｂは、分極解消モードＡの実施判定の実行状況を示す図である。なお、分極解消モードＡとは、高電圧バッテリ６６を充電または放電させることにより、高電圧バッテリ６６の分極を解消する制御モードである。
図９Ａおよび図９Ｂのフローチャートにおいては、符号Ａの箇所で互いに接続されている。図９Ａおよび図９Ｂのフローチャートに示される各ステップには、制御システム９０を構成する１つまたは複数のプロセッサ１００によって実行される処理が示されている。また、図９Ａおよび図９Ｂに示される実施判定は、運転者によってスタートスイッチ９６が操作され、車両制御ユニットＣＵ８等からなる制御システム９０が起動された後に、制御システム９０によって所定周期毎に実行される制御である。つまり、図９Ａおよび図９Ｂに示される実施判定は、制御システム９０によって車両走行中に実行される制御である。
図９Ａに示すように、ステップＳ２０において、制御システム９０は、ナビゲーションシステム４０で目的地が設定されているか否かを判定する。ステップＳ２０において、目的地が設定されていると判定された場合には、ステップＳ２１に進み、制御システム９０は、ナビゲーションシステム４０より目的地までの走行予定距離Ｄ１を取得する。続いて、ステップＳ２２に進み、制御システム９０は、電力および燃料の残存エネルギー量に基づき、車両１１の走行可能距離Ｄ２を算出する。制御システム９０は、所定周期毎に、高電圧バッテリ６６のＳＯＣに基づいて電力の残存エネルギー量を算出し、燃料レベルセンサ９５の検出信号に基づいて燃料の残存エネルギー量を算出する。また、制御システム９０は、所定周期毎に、単位距離当たりの消費エネルギー量を算出する。そして、ステップＳ２２において、制御システム９０は、電力および燃料の残存エネルギー量と単位距離当たりの消費エネルギー量とに基づき、車両１１の走行可能距離Ｄ２を算出する。
続いて、ステップＳ２３に進み、制御システム９０は、走行可能距離Ｄ２から走行予定距離Ｄ１を減算した値が、所定の閾値Ｄａ１を上回るか否かを判定する。ステップＳ２３において、走行可能距離Ｄ２から走行予定距離Ｄ１を減算した値が閾値Ｄａ１を上回る状況とは、図１０Ａにケース１として示した状況である。つまり、設定された目的地までの走行予定距離Ｄ１を走行し、かつ分極解消モードＡを実施した場合であっても、残存エネルギー量が残されている状況である。このため、残存エネルギー量の観点から分極解消モードＡを実施することが可能であると判定され、図９ＢのステップＳ２４に進み、制御システム９０によって分極解消モードＡの実施判定が継続される。
一方、ステップＳ２３において、走行可能距離Ｄ２から走行予定距離Ｄ１を減算した値が閾値Ｄａ１以下である状況とは、図１０Ａにケース２として示した状況である。つまり、設定された目的地までの走行予定距離Ｄ１を走行し、かつ分極解消モードＡを実施するためには、残存エネルギー量が不足すると予測される状況である。このため、残存エネルギー量の観点から分極解消モードＡを実施することが困難であると判定され、分極解消モードＡの実施を許可することなくルーチンを抜ける。
図９Ａに示すように、ステップＳ２４においては、制御システム９０が、高電圧バッテリ６６の端子電圧Ｖ、充放電電流Ｉ、セル温度ＴｂおよびＳＯＣを取得する。続いて、制御システム９０は、ステップＳ２５に進み、高電圧バッテリ６６の等価回路モデルにおける電圧成分Ｖｒｒを算出する。ステップＳ２５において、制御システム９０は、以下の式（３）を用いることにより、充放電電流Ｉに基づいて電圧成分Ｖｒｒを算出する。続いて、制御システム９０は、分極状態を示す電圧成分Ｖｒｒに基づいて、分極解消時間（第１所要時間）Ｔｘを設定する。例えば、電圧成分Ｖｒｒの絶対値が大きくなるにつれて、分極解消時間Ｔｘが大きく設定される。
Figure 2022160875000002
図１１は高電圧バッテリ６６の等価回路モデルを示す図である。図１１に示すように、高電圧バッテリ６６の等価回路モデルには、バッテリ内の電気化学反応によって変動する成分として、電圧成分Ｖｒｄ，Ｖｒｒ、抵抗成分Ｒｄ，Ｒｒおよびコンデンサ成分Ｃｒがある。また、「Ｖ」はバッテリセンサ６９によって実測される端子電圧であり、「ＯＣＶｘ」は推定される開放電圧である。
高電圧バッテリ６６に分極が発生している場合には、充電方向または放電方向に電圧成分Ｖｒｒが変化することになる。つまり、図８Ａに示すように、高電圧バッテリ６６を放電させる際には、電圧成分Ｖｒｒが負側に発生する。そして、高電圧バッテリ６６の放電電流が大きくなるにつれて、電圧成分Ｖｒｒは負側に大きく発生することになる。一方、図８Ｂに示すように、高電圧バッテリ６６を充電する際には、電圧成分Ｖｒｒが正側に発生する。そして、高電圧バッテリ６６の放電電流が大きくなるにつれて、電圧成分Ｖｒｒは正側に大きく発生することになる。
また、高電圧バッテリ６６の分極が解消される平衡状態においては、電圧成分Ｖｒｒがゼロ近傍に変化することになる。このため、制御システム９０は、前述した式（３）を用いて電圧成分Ｖｒｒを算出し、この電圧成分Ｖｒｒを解消するために必要な分極解消時間Ｔｘが設定される。電圧成分Ｖｒｒが大きいほどに長い時間をかけて平衡状態になることから、電圧成分Ｖｒｒの絶対値が大きくなるにつれて、分極解消時間Ｔｘが長く設定される。つまり、電圧成分Ｖｒｒが負側に大きくなるにつれて分極解消時間Ｔｘが長く設定され、電圧成分Ｖｒｒが正側に大きくなるにつれて分極解消時間Ｔｘが長く設定されることになる。
図９Ｂに示すように、ステップＳ２６において分極解消時間Ｔｘが設定されると、制御システム９０は、ステップＳ２７に進み、目的地に到達するまでの走行予定時間（第２所要時間）Ｔｔをナビゲーションシステム４０から取得する。続いて、制御システム９０は、ステップＳ２８に進み、走行予定時間Ｔｔから分極解消時間Ｔｘを減算した値が、ゼロ以上でありかつ所定の閾値Ｔａ１を下回るか否かを判定する。ステップＳ２８において、走行予定時間Ｔｔから分極解消時間Ｔｘを減算した値が、ゼロ以上でありかつ所定の閾値Ｔａ１を下回る状況とは、図１０Ｂにケース３として示した状況である。つまり、分極解消時間Ｔｘの終了時刻が、目的地への到着時刻以前の所定時間Ｔａ２内に含まれる状況である。
この場合には、分極解消モードＡが終了してから、長い時間を空けることなく目的地に到着することが想定される。つまり、分極解消モードＡが終了してから、高電圧バッテリ６６を大きく充放電させることなく、目的地に到着してプラグ充電を開始することが想定される。このため、制御システム９０は、ステップＳ２９に進み、車両走行中に分極解消モードＡを実行する。これにより、車両走行中であっても分極解消モードＡを適切なタイミングで実行することができる。
一方、ステップＳ２８において、走行予定時間Ｔｔから分極解消時間Ｔｘを減算した値が、閾値Ｔａ１以上になる状況とは、図１０Ｂにケース４として示した状況である。つまり、分極解消時間Ｔｘの終了時刻が、目的地への到着時刻以前の所定時間Ｔａ２内から外れる状況である。この場合には、分極解消モードＡが終了した後においても車両走行が継続され、再び高電圧バッテリ６６に分極を発生させてしまう虞がある。このため、分極解消モードＡの実施を許可することなく、再びステップＳ２４に戻り、分極解消モードＡの実施を許可するか否かが判定される。
また、ステップＳ２８において、走行予定時間Ｔｔから分極解消時間Ｔｘを減算した値が、ゼロを下回る状況とは、図１０Ｂにケース５として示した状況である。つまり、分極解消時間Ｔｘの終了時刻が、目的地への到着時刻以前の所定時間Ｔａ２内から外れる状況である。この場合には、車両１１が目的地に到着するまでに、分極解消モードＡを終了させることが困難である。このため、分極解消モードＡの実施を許可することなく、再びステップＳ２４に戻り、分極解消モードＡの実施を許可するか否かが判定される。
前述の説明では、ステップＳ２８に示したように、走行予定時間Ｔｔから分極解消時間Ｔｘを減算した値が、ゼロ以上でありかつ閾値Ｔａ１を下回る場合に、車両走行中における分極解消モードＡの実行を許可しているが、これに限られることはない。例えば、走行予定時間Ｔｔから分極解消時間Ｔｘを減算した値がゼロ以上である場合に、車両走行中における分極解消モードＡの実行を許可しても良い。換言すれば、分極解消時間Ｔｘが走行予定時間Ｔｔを下回る場合に、車両走行中における分極解消モードＡの実行が許可されていれば良い。このように、制御システム９０は、分極解消時間Ｔｘが走行予定時間Ｔｔを下回る場合に、車両走行中における分極解消モードＡの実行を許可する一方、分極解消時間Ｔｘが走行予定時間Ｔｔを上回る場合に、車両走行中における分極解消モードＡの実行を許可していない。これにより、車両走行中であっても分極解消モードＡを適切なタイミングで実行することができる。
［分極解消モードＡ］
高電圧バッテリ６６の分極を解消する分極解消モードＡの実行手順について説明する。図１２は分極解消モードＡの実行手順の一例を示すフローチャートである。図１２のフローチャートに示される各ステップには、制御システム９０を構成する１つまたは複数のプロセッサ１００によって実行される処理が示されている。また、図１２に示される分極解消モードＡは、前述した図９ＢのステップＳ２９において実行される分極解消モードであり、車両走行中に実行される分極解消モードである。
図１２に示すように、ステップＳ３０において、制御システム９０は、高電圧バッテリ６６の端子電圧Ｖ、充放電電流Ｉ、セル温度ＴｂおよびＳＯＣを取得する。続いて、制御システム９０は、ステップＳ３１に進み、前述した式（３）を用いることにより、充放電電流Ｉに基づいて電圧成分Ｖｒｒを算出する。次いで、制御システム９０は、ステップＳ３２に進み、電圧成分Ｖｒｒに基づいて、分極解消電圧Ｖｘ、分極解消電流Ｉｘ、分極解消時間Ｔｘを設定する。
前述したように、高電圧バッテリ６６に分極が発生している場合には、充電方向または放電方向に電圧成分Ｖｒｒが変化することになる。つまり、図８Ａに示すように、高電圧バッテリ６６を放電させる際には、電圧成分Ｖｒｒが負側に発生する。そして、高電圧バッテリ６６の放電電流が大きくなるにつれて、電圧成分Ｖｒｒは負側に大きく発生することになる。一方、図８Ｂに示すように、高電圧バッテリ６６を充電する際には、電圧成分Ｖｒｒが正側に発生する。そして、高電圧バッテリ６６の放電電流が大きくなるにつれて、電圧成分Ｖｒｒは正側に大きく発生することになる。
このため、電圧成分Ｖｒｒが負側に発生していた場合には、高電圧バッテリ６６を充電する側に、分極解消電圧Ｖｘや分極解消電流Ｉｘが設定される。また、電圧成分Ｖｒｒが負側に大きくなるにつれて分極解消電圧Ｖｘは高く設定され、電圧成分Ｖｒｒが負側に大きくなるにつれて分極解消電流Ｉｘは充電側に大きく設定される。また、電圧成分Ｖｒｒが負側に大きくなるにつれて分極解消時間Ｔｘが長く設定される。一方、電圧成分Ｖｒｒが正側に発生していた場合には、高電圧バッテリ６６を放電させる側に、分極解消電圧Ｖｘや分極解消電流Ｉｘが設定される。また、電圧成分Ｖｒｒが正側に大きくなるにつれて分極解消電圧Ｖｘは低く設定され、電圧成分Ｖｒｒが正側に大きくなるにつれて分極解消電流Ｉｘは放電側に大きく設定される。また、電圧成分Ｖｒｒが正側に大きくなるにつれて分極解消時間Ｔｘが長く設定される。
図１２に示すように、ステップＳ３２において、分極解消電圧Ｖｘ、分極解消電流Ｉｘおよび分極解消時間Ｔｘが設定されると、制御システム９０は、ステップＳ３３に進み、高電圧バッテリ６６を分極解消電圧Ｖｘおよび分極解消電流Ｉｘに従って充電または放電させる分極解消処理を実行する。続いて、制御システム９０は、ステップＳ３４に進み、分極解消時間Ｔｘが経過したか否かを判定する。ステップＳ３４において、分極解消時間Ｔｘを経過したと判定された場合、つまり分極解消時間Ｔｘに渡って高電圧バッテリ６６を充電または放電させたと判定された場合に、制御システム９０は、ステップＳ３５に進み、高電圧バッテリ６６の充電または放電を停止させる。次いで、制御システム９０は、ステップＳ３６に進み、所定の分極緩和時間Ｔｚを設定し、ステップＳ３７に進み、分極緩和時間Ｔｚが経過した後に、高電圧バッテリ６６の端子電圧Ｖに基づくＳＯＣｓの算出を許可する。なお、分極緩和時間Ｔｚは、所定の固定値であっても良く、電圧成分Ｖｒｒ等に基づき変化する変動値であっても良い。
ここで、図１３Ａおよび図１３Ｂは、分極解消モードＡの実行状況の一例を示す図である。図１３Ａに示すように、分極解消モードＡの実行前に高電圧バッテリ６６が放電していた場合には、時刻ｔ１１において、車両走行中における高電圧バッテリ６６の放電が停止される。そして、時刻ｔ１２において、分極解消電圧Ｖｘおよび分極解消電流Ｉｘに基づく高電圧バッテリ６６の充電が開始され、分極解消時間Ｔｘが経過する時刻ｔ１３に到達するまで高電圧バッテリ６６の充電が継続される。その後、分極緩和時間Ｔｚが経過する時刻ｔ１４に到達すると、端子電圧Ｖが開放電圧ＯＣＶに近づいた状態であることから、前述したプラグ充電時のＳＯＨ算出処理に伴うＳＯＣｓの算出が許可される。
なお、分極解消モードＡにおいて、高電圧バッテリ６６を充電する際には、図３に矢印Ｘ１で示すように、モータジェネレータ１５からインバータ６１を経て高電圧バッテリ６６に電力を供給しても良く、図３に矢印Ｘ２で示すように、スタータジェネレータ３１からコンバータ７１を経て高電圧バッテリ６６に電力を供給しても良い。また、スタータジェネレータ３１からコンバータ７１を経て高電圧バッテリ６６に電力を供給する際には、モータクラッチ２６を解放して車両走行中にモータジェネレータ１５の回転を停止させても良い。
また、図１３Ｂに示すように、分極解消モードＡの実行前に高電圧バッテリ６６が充電されていた場合には、時刻ｔ２１において、車両走行中における高電圧バッテリ６６の充電が停止される。そして、時刻ｔ２２において、分極解消電圧Ｖｘおよび分極解消電流Ｉｘに基づく高電圧バッテリ６６の放電が開始され、分極解消時間Ｔｘが経過する時刻ｔ２３に到達するまで高電圧バッテリ６６の放電が継続される。その後、分極緩和時間Ｔｚが経過する時刻ｔ２４に到達すると、端子電圧Ｖが開放電圧ＯＣＶに近づいた状態であることから、前述したプラグ充電時のＳＯＨ算出処理に伴うＳＯＣｓの算出が許可される。
なお、分極解消モードＡにおいて、高電圧バッテリ６６を放電させる際には、図３に矢印Ｘ１で示すように、高電圧バッテリ６６からインバータ６１を経てモータジェネレータ１５に電力を供給しても良く、図３に矢印Ｘ２で示すように、高電圧バッテリ６６からコンバータ７１を経てスタータジェネレータ３１に電力を供給しても良い。また、高電圧バッテリ６６からコンバータ７１を経てスタータジェネレータ３１に電力を供給する際には、モータクラッチ２６を解放して車両走行中にモータジェネレータ１５の回転を停止させても良い。
続いて、分極解消モードＡにおける分極解消電圧Ｖｘの設定方法の他の例について説明する。高電圧バッテリ６６の分極が解消された状態とは、端子電圧Ｖが開放電圧ＯＣＶに近づいた状態であることから、図１１に示した等価回路モデルから開放電圧ＯＣＶを推定し、この推定された開放電圧ＯＣＶ（以下、開放電圧ＯＣＶｘと記載する。）に合わせて分極解消電圧Ｖｘを設定することが考えられる。
図１１に示すように、高電圧バッテリ６６の等価回路モデルにおいては、高電圧バッテリ６６の充放電電流Ｉを計測することにより、前述した式（３）を用いて電圧成分Ｖｒｒを算出することができ、以下の式（４）を用いて電圧成分Ｖｒｄを算出することができる。そして、高電圧バッテリ６６の端子電圧Ｖを計測することにより、以下の式（５）を用いて開放電圧ＯＣＶｘを算出することができる。ここで、分極解消電圧Ｖｘとして開放電圧ＯＣＶｘを用いることにより、分極解消モードＡを実行することで高電圧バッテリ６６の分極を適切に解消させることができる。
Figure 2022160875000003
Figure 2022160875000004
ここで、図１４はＳＯＣ－ＯＣＶ曲線の一例を示す図である。図１４には高電圧バッテリ６６の開発段階における実際の計測点が白丸で示されている。図１４に白丸で示すように、ＳＯＣ－ＯＣＶ曲線上には複数の計測点が設定されている。これらの計測点においては、開発段階において実際に開放電圧ＯＣＶとＳＯＣとの関係が計測されることから、高精度にＳＯＣを算出することが可能である。
そこで、図１４の拡大部分に示すように、前述の式（５）を用いて推定される開放電圧ＯＣＶｘが、計測点ｂ１，ｂ２間の電圧値であった場合には、分極解消電圧Ｖｘとして、開放電圧ＯＣＶｘではなく、計測点ｂ１の電圧である「Ｖｘ１」や計測点ｂ２の電圧である「Ｖｘ２」が設定される。これにより、分極解消モードＡが実行された後には、ＳＯＨ算出処理において計測される端子電圧Ｖを、計測点に対応するＶｘ１やＶｘ２に近づけることができるため、高精度にＳＯＣｓを算出することができる。
［分極解消モードＢの実施判定］
以下、分極解消モードＢを実施するか否かを判定する実施判定について説明した後に、分極を解消するための分極解消モードＢについて説明する。図１５Ａおよび図１５Ｂは、分極解消モードＢの実施判定の実行手順の一例を示すフローチャートである。また、図１６Ａおよび図１６Ｂは、分極解消モードＢの実施判定の実行状況を示す図である。なお、分極解消モードＢとは、高電圧バッテリ６６の充放電を停止させることにより、高電圧バッテリ６６の分極を解消する制御モードである。
図１５Ａおよび図１５Ｂのフローチャートにおいては、符号Ｂの箇所で互いに接続されている。図１５Ａおよび図１５Ｂのフローチャートに示される各ステップには、制御システム９０を構成する１つまたは複数のプロセッサ１００によって実行される処理が示されている。また、図１５Ａおよび図１５Ｂに示される実施判定は、運転者によってスタートスイッチ９６が操作され、車両制御ユニットＣＵ８等からなる制御システム９０が起動された後に、制御システム９０によって所定周期毎に実行される制御である。つまり、図１５Ａおよび図１５Ｂに示される実施判定は、制御システム９０によって車両走行中に実行される制御である。
図１５Ａに示すように、ステップＳ４０において、制御システム９０は、ナビゲーションシステム４０で目的地が設定されているか否かを判定する。ステップＳ４０において、目的地が設定されていると判定された場合には、ステップＳ４１に進み、制御システム９０は、ナビゲーションシステム４０より目的地までの走行予定距離Ｄ１を取得する。続いて、ステップＳ４２に進み、制御システム９０は、燃料の残存エネルギー量に基づき、車両１１の走行可能距離Ｄ３を算出する。制御システム９０は、所定周期毎に、燃料レベルセンサ９５の検出信号に基づいて燃料の残存エネルギー量を算出する。また、制御システム９０は、所定周期毎に、単位距離当たりの消費エネルギー量を算出する。そして、ステップＳ４２において、制御システム９０は、燃料の残存エネルギー量と単位距離当たりの消費エネルギー量とに基づき、車両１１の走行可能距離Ｄ３を算出する。
続いて、ステップＳ４３に進み、制御システム９０は、走行可能距離Ｄ３から走行予定距離Ｄ１を減算した値が、所定の閾値Ｄａ２を上回るか否かを判定する。ステップＳ４３において、走行可能距離Ｄ３から走行予定距離Ｄ１を減算した値が閾値Ｄａ２を上回る状況とは、図１６Ａにケース１１として示した状況である。つまり、設定された目的地までの走行予定距離Ｄ１を走行し、かつ分極解消モードＢを実施した場合であっても、残存エネルギー量が残されている状況である。このため、残存エネルギー量の観点から分極解消モードＢを実施することが可能であると判定され、図１５ＢのステップＳ４４に進み、制御システム９０によって分極解消モードＢの実施判定が継続される。
一方、ステップＳ４３において、走行可能距離Ｄ３から走行予定距離Ｄ１を減算した値が閾値Ｄａ２以下である状況とは、図１６Ａにケース１２として示した状況である。つまり、設定された目的地までの走行予定距離Ｄ１を走行し、かつ分極解消モードＢを実施するためには、残存エネルギー量が不足すると予測される状況である。このため、残存エネルギー量の観点から分極解消モードＢを実施することが困難であると判定され、分極解消モードＢの実施を許可することなくルーチンを抜ける。
図１５Ａに示すように、ステップＳ４４においては、制御システム９０が、高電圧バッテリ６６のコンデンサ成分Ｃｒおよび抵抗成分Ｒｒに基づいて、高電圧バッテリ６６の時定数τを設定する。続いて、制御システム９０は、ステップＳ４５に進み、時定数τに所定係数ｋを乗算し、分極解消モードＢに必要な分極解消時間（第１所要時間）Ｔｘ２を設定する。なお、分極解消時間Ｔｘ２とは、高電圧バッテリ６６の充放電を停止させることにより、高電圧バッテリ６６の分極を解消するために必要な時間である。
図１５Ｂに示すように、ステップＳ４５において分極解消時間Ｔｘ２が設定されると、制御システム９０は、ステップＳ４６に進み、目的地に到達するまでの走行予定時間（第２所要時間）Ｔｔをナビゲーションシステム４０から取得する。続いて、制御システム９０は、ステップＳ４７に進み、走行予定時間Ｔｔから分極解消時間Ｔｘ２を減算した値が、ゼロ以上でありかつ所定の閾値Ｔａ２を下回るか否かを判定する。ステップＳ４８において、走行予定時間Ｔｔから分極解消時間Ｔｘ２を減算した値が、ゼロ以上でありかつ所定の閾値Ｔａ２を下回る状況とは、図１６Ｂにケース１３として示した状況である。つまり、分極解消時間Ｔｘ２の終了時刻が、目的地への到着時刻以前の所定時間Ｔａ２内に含まれる状況である。
この場合には、分極解消モードＢが終了してから、長い時間を空けることなく目的地に到着することが想定される。つまり、分極解消モードＢが終了してから、高電圧バッテリ６６を大きく充放電させることなく、目的地に到着してプラグ充電を開始することが想定される。このため、制御システム９０は、ステップＳ４８に進み、車両走行中に分極解消モードＢを実行する。これにより、車両走行中であっても分極解消モードＢを適切なタイミングで実行することができる。
一方、ステップＳ４７において、走行予定時間Ｔｔから分極解消時間Ｔｘ２を減算した値が、閾値Ｔａ２以上になる状況とは、図１６Ｂにケース１４として示した状況である。つまり、分極解消時間Ｔｘ２の終了時刻が、目的地への到着時刻以前の所定時間Ｔａ２内から外れる状況である。この場合には、分極解消モードＢが終了した後においても車両走行が継続され、再び高電圧バッテリ６６に分極を発生させてしまう虞がある。このため、分極解消モードＢの実施を許可することなく、再びステップＳ４４に戻り、分極解消モードＢの実施を許可するか否かが判定される。
また、ステップＳ４７において、走行予定時間Ｔｔから分極解消時間Ｔｘ２を減算した値が、ゼロを下回る状況とは、図１６Ｂにケース１５として示した状況である。つまり、分極解消時間Ｔｘ２の終了時刻が、目的地への到着時刻以前の所定時間Ｔａ２内から外れる状況である。この場合には、車両１１が目的地に到着するまでに、分極解消モードＢを終了させることが困難である。このため、分極解消モードＢの実施を許可することなく、再びステップＳ４４に戻り、分極解消モードＢの実施を許可するか否かが判定される。
前述の説明では、ステップＳ４７に示したように、走行予定時間Ｔｔから分極解消時間Ｔｘ２を減算した値が、ゼロ以上でありかつ閾値Ｔａ２を下回る場合に、車両走行中における分極解消モードＢの実行を許可しているが、これに限られることはない。例えば、走行予定時間Ｔｔから分極解消時間Ｔｘ２を減算した値がゼロ以上である場合に、車両走行中における分極解消モードＢの実行を許可しても良い。換言すれば、分極解消時間Ｔｘ２が走行予定時間Ｔｔを下回る場合に、車両走行中における分極解消モードＢの実行が許可されていれば良い。このように、制御システム９０は、分極解消時間Ｔｘ２が走行予定時間Ｔｔを下回る場合に、車両走行中における分極解消モードＢの実行を許可する一方、分極解消時間Ｔｘ２が走行予定時間Ｔｔを上回る場合に、車両走行中における分極解消モードＢの実行を許可していない。これにより、車両走行中であっても分極解消モードＢを適切なタイミングで実行することができる。
［分極解消モードＢ］
高電圧バッテリ６６の分極を解消する分極解消モードＢの実行手順について説明する。図１７は分極解消モードＢの実行手順の一例を示すフローチャートである。図１７のフローチャートに示される各ステップには、制御システム９０を構成する１つまたは複数のプロセッサ１００によって実行される処理が示されている。また、図１７に示される分極解消モードＢは、前述した図１５ＢのステップＳ４８において実行される分極解消モードであり、車両走行中に実行される分極解消モードである。
図１７に示すように、ステップＳ５０において、制御システム９０は、高電圧バッテリ６６の充放電を停止させる。続いて、制御システム９０は、ステップＳ５１に進み、高電圧バッテリ６６の端子電圧Ｖｎを取得する。次いで、制御システム９０は、ステップＳ５２に進み、今回取得した端子電圧Ｖｎと前回取得した端子電圧Ｖｎ－１との差の絶対値が、所定の閾値Ｖａ１を下回るかを判定する。ステップＳ５２において、端子電圧Ｖｎと端子電圧Ｖｎ－１との差の絶対値が閾値Ｖａ１を下回る状況とは、高電圧バッテリ６６の分極が解消されて端子電圧の変化量が小さくなる状況である。
そして、ステップＳ５２において、端子電圧Ｖｎと端子電圧Ｖｎ－１との差の絶対値が閾値Ｖａ１を下回ると判定されると、制御システム９０は、高電圧バッテリ６６の分極が解消されたと判断し、ステップＳ５３に進む。ステップＳ５３においては、端子電圧Ｖが開放電圧ＯＣＶに近づいた状態であることから、前述したプラグ充電時のＳＯＨ算出処理に伴うＳＯＣｓの算出が許可される。なお、分極解消モードＢにおいて、高電圧バッテリ６６の通電を停止させる際には、例えば、バッテリモジュール６２のメインリレー６８が遮断される。また、高電圧バッテリ６６の充放電を停止させる際には、モータクラッチ２６を解放して車両走行中にモータジェネレータ１５の回転を停止させても良い。
図１７に示したフローチャートでは、端子電圧の推移に基づき高電圧バッテリ６６の分極状態を判定しているが、これに限られることはない。ここで、図１８Ａおよび図１８Ｂは、分極解消モードＢの実行状況の他の例を示す図である。図１８Ａに示すように、分極解消モードＢの実行前に高電圧バッテリ６６が放電していた場合には、時刻ｔ３１において、車両走行中における高電圧バッテリ６６の放電が停止される。そして、分極解消時間Ｔｘ２が経過する時刻ｔ３２に到達するまで高電圧バッテリ６６の通電停止が継続される。このように、分極解消時間Ｔｘ２に渡って高電圧バッテリ６６の通電を停止させると、端子電圧Ｖが開放電圧ＯＣＶに近づいた状態になることから、前述したプラグ充電時のＳＯＨ算出処理に伴うＳＯＣｓの算出が許可される。
また、図１８Ｂに示すように、分極解消モードＢの実行前に高電圧バッテリ６６が充電されていた場合には、時刻ｔ４１において、車両走行中における高電圧バッテリ６６の充電が停止される。そして、分極解消時間Ｔｘ２が経過する時刻ｔ４２に到達するまで高電圧バッテリ６６の通電停止が継続される。このように、分極解消時間Ｔｘ２に渡って高電圧バッテリ６６の通電を停止させると、端子電圧Ｖが開放電圧ＯＣＶに近づいた状態になることから、前述したプラグ充電時のＳＯＨ算出処理に伴うＳＯＣｓの算出が許可される。
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。前述の説明では、複数の制御ユニットＣＵ１～ＣＵ８によって制御システム９０を構成しているが、これに限られることはない。例えば、１つの制御ユニットによって制御システム９０を構成しても良い。また、前述の説明では、無段変速機構２３やトルクコンバータ２５を備えたパワートレイン１４を用いているが、これに限られることはなく、他の構造を備えたパワートレインを用いても良いことはいうまでもない。また、前述の説明では、蓄電デバイスとして高電圧バッテリ６６を用いているが、高電圧バッテリ６６の端子電圧としては特定の電圧に限られるものではない。例えば、端子電圧が数十［Ｖ］のバッテリを蓄電デバイスとして用いても良く、端子電圧が数百［Ｖ］のバッテリを蓄電デバイスとして用いても良い。なお、高電圧バッテリ６６とは、図示しない鉛バッテリ等の補機用バッテリよりも端子電圧の高いバッテリを意味している。補機用バッテリの端子電圧は、例えば１２［Ｖ］である。
１０ 車両用制御装置
１１ 車両
６６ 高電圧バッテリ（蓄電デバイス）
８０ 外部充電システム
８１ 外部電源
８２ 車載充電器
８５ インレット
９０ 制御システム
１００ プロセッサ
１０１ メモリ
Ｔｘ 分極解消時間（第１所要時間）
Ｔｘ２ 分極解消時間（第１所要時間）
Ｔｔ 走行予定時間（第２所要時間）
ＳＯＣｓ 充電開始ＳＯＣ（第１ＳＯＣ）
ＳＯＣｆ 充電完了ＳＯＣ（第２ＳＯＣ）
ＣＰ 充電電気量
ＳＯＨ 容量維持率

Claims (5)

  1. 車両走行中に蓄電デバイスの分極を解消する車両用制御装置であって、
    互いに通信可能に接続されるプロセッサおよびメモリからなり、前記蓄電デバイスの通電状態を制御して分極を解消する分極解消モードを備える制御システム、を有し、
    前記制御システムは、
    前記蓄電デバイスの分極状態に基づいて分極解消までの第１所要時間を設定し、かつ車両が目的地に到着するまでの第２所要時間を取得し、
    前記第１所要時間が前記第２所要時間を下回る場合に、車両走行中における前記分極解消モードの実行を許可し、
    前記第１所要時間が前記第２所要時間を上回る場合に、車両走行中における前記分極解消モードの実行を許可しない、
    車両用制御装置。
  2. 請求項１に記載の車両用制御装置において、
    前記分極解消モードは、前記蓄電デバイスを充電または放電させる制御モードである、
    車両用制御装置。
  3. 請求項１に記載の車両用制御装置において、
    前記分極解消モードは、前記蓄電デバイスの充放電を停止させる制御モードである、
    車両用制御装置。
  4. 請求項１～３の何れか１項に記載の車両用制御装置において、
    前記制御システムは、
    前記第１所要時間の終了時刻が、前記目的地への到着時刻以前の所定時間内に含まれる場合に、車両走行中における前記分極解消モードの実行を許可し、
    前記第１所要時間の終了時刻が、前記目的地への到着時刻以前の前記所定時間内から外れる場合に、車両走行中における前記分極解消モードの実行を許可しない、
    車両用制御装置。
  5. 請求項１～４の何れか１項に記載の車両用制御装置において、
    外部電源が着脱可能に接続されるインレット、および前記蓄電デバイスに接続される車載充電器を備える外部充電システム、を有し、
    前記制御システムは、
    前記車載充電器を用いて前記蓄電デバイスを充電する前に、前記蓄電デバイスの第１ＳＯＣを算出し、
    前記車載充電器を用いて前記蓄電デバイスを充電した後に、前記蓄電デバイスの第２ＳＯＣを算出し、
    前記車載充電器を用いて前記蓄電デバイスを充電する際に、前記車載充電器から前記蓄電デバイスに供給される充電電気量を算出し、
    前記第１ＳＯＣ、前記第２ＳＯＣおよび前記充電電気量に基づいて、前記蓄電デバイスの容量維持率であるＳＯＨを算出する、
    車両用制御装置。
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