JP3376881B2 - ハイブリッド車両のバッテリー充電量演算装置 - Google Patents
ハイブリッド車両のバッテリー充電量演算装置Info
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- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
- G01R31/382—Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC
- G01R31/3828—Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC using current integration
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- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/005—Testing of electric installations on transport means
- G01R31/006—Testing of electric installations on transport means on road vehicles, e.g. automobiles or trucks
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ハイブリッド車両
に搭載されるバッテリーの充電量を演算する装置に関す
る。
に搭載されるバッテリーの充電量を演算する装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】エンジンにより発電機を駆動して発電を
行い、走行用モーターとバッテリーに電力を供給するシ
リーズ・ハイブリッド車両が知られており、エンジン車
両の排気と燃費の問題を解決しながら、電気自動車の航
続距離を延長するものとして注目されている。このシリ
ーズ・ハイブリッド車両に搭載されるバッテリーの充電
量ＳＯＣ（State Of Charge）を演算する装置として、
バッテリーの充放電電流を積分し、その積分値を充電量
に加減算することにより充電量を更新するものが提案さ
れている。
行い、走行用モーターとバッテリーに電力を供給するシ
リーズ・ハイブリッド車両が知られており、エンジン車
両の排気と燃費の問題を解決しながら、電気自動車の航
続距離を延長するものとして注目されている。このシリ
ーズ・ハイブリッド車両に搭載されるバッテリーの充電
量ＳＯＣ（State Of Charge）を演算する装置として、
バッテリーの充放電電流を積分し、その積分値を充電量
に加減算することにより充電量を更新するものが提案さ
れている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
バッテリー充電量演算装置では、充放電電流の検出誤差
やサンプリング誤差も積分するため、演算結果の充電量
に誤差が溜まりやすいという問題がある。この問題を解
決するために、電気自動車では、充電器によりバッテリ
ーの充電を終了したときに充電量をリセットして積分誤
差を取り除く方法が採られているが、シリーズ・ハイブ
リッド車両では、通常、外部充電器によりバッテリーを
充電する機会がほとんどないので、このような方法を採
用することはできない。
バッテリー充電量演算装置では、充放電電流の検出誤差
やサンプリング誤差も積分するため、演算結果の充電量
に誤差が溜まりやすいという問題がある。この問題を解
決するために、電気自動車では、充電器によりバッテリ
ーの充電を終了したときに充電量をリセットして積分誤
差を取り除く方法が採られているが、シリーズ・ハイブ
リッド車両では、通常、外部充電器によりバッテリーを
充電する機会がほとんどないので、このような方法を採
用することはできない。
【０００４】本発明の目的は、バッテリーの正確な充電
量を演算することにある。
量を演算することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】（１） 請求項１の発明
は、エンジンにより駆動される発電機と、充放電可能な
バッテリーと、発電機の発電電力および／またはバッテ
リーの放電電力によって駆動される走行用モーターとを
備えたハイブリッド車両のバッテリー充電量演算装置に
適用される。そして、バッテリーの充放電電流を検出す
るバッテリー電流検出手段と、バッテリーの充放電電流
検出値を積分してバッテリーの充電量を演算する充電量
演算手段と、モーターの消費電力を検出する消費電力検
出手段と、発電機の発電電力がモーターの消費電力検出
値と一致するように発電電力を制御してバッテリーの充
放電電流を強制的に０にする発電制御手段と、発電制御
手段による制御中の、充放電電流検出値が略０となった
ときのバッテリーの端子電圧を検出するバッテリー電圧
検出手段と、バッテリー電圧検出値に基づいてバッテリ
ーの充電量を推定する充電量推定手段と、充電量演算値
を充電量推定値により補正する充電量補正手段とを備え
る。バッテリーの充放電電流検出値を積分してバッテリ
ーの充電量を演算するとともに、モーターの消費電流を
検出し、発電機の発電量がモーターの消費電流と一致す
るように発電機の発電電力を制御する。さらに、充放電
電流検出値が略０となったときのバッテリーの端子電圧
を検出し、バッテリー電圧検出値に基づいてバッテリー
の充電量を推定する。そして、充電量演算値を充電量推
定値により補正する。 （２） 請求項２のハイブリッド車両のバッテリー充電
量演算装置は、消費電力検出手段が、車速を検出する車
速検出手段を有し、車速検出値に応じた走行抵抗を推定
し、走行抵抗推定値に応じたモーターの消費電力を検出
するようにしたものである。 （３） 請求項３のハイブリッド車両のバッテリー充電
量演算装置は、消費電力検出手段が、モーターの端子電
圧を検出するモーター電圧検出手段と、モーターに流れ
る電流を検出するモーター電流検出手段とを有し、モー
ター電圧検出値とモーター電流検出値とに基づいて消費
電力を検出するようにしたものである。 （４） 請求項４のハイブリッド車両のバッテリー充電
量演算装置は、バッテリー電圧検出手段によって、充放
電電流検出値が略０となったときから所定時間後のバッ
テリーの端子電圧を検出するようにしたものである。 （５） 請求項５のハイブリッド車両のバッテリー充電
量演算装置は、充放電電流検出値の減少率が高いほど所
定時間を長くするようにしたものである。 （６） 請求項６のハイブリッド車両のバッテリー充電
量演算装置は、バッテリーの温度を検出するバッテリー
温度検出手段を備え、バッテリー温度検出値が低いほど
所定時間を長くするようにしたものである。 （７） 請求項７のハイブリッド車両のバッテリー充電
量演算装置は、充電量補正手段によって、充電量演算値
と充電量推定値とに重み付けを行い、最終的な充電量を
決定するようにしたものである。 （８） 請求項８のハイブリッド車両のバッテリー充電
量演算装置は、充電量補正手段によって、充放電電流検
出値の平均値が大きいほど充電量演算値の重みを大きく
するようにしたものである。 （９） 請求項９のハイブリッド車両のバッテリー充電
量演算装置は、充電量補正手段によって、前回の充電量
補正時点から今回の充電量補正時点までの時間間隔が長
いほど充電量推定値の重みを大きくするようにしたもの
である。 （１０） 請求項１０のハイブリッド車両のバッテリー
充電量演算装置は、充電量補正手段によって、所定の周
期を設定し、１周期に１回だけ充電量補正動作を行うよ
うにしたものである。
は、エンジンにより駆動される発電機と、充放電可能な
バッテリーと、発電機の発電電力および／またはバッテ
リーの放電電力によって駆動される走行用モーターとを
備えたハイブリッド車両のバッテリー充電量演算装置に
適用される。そして、バッテリーの充放電電流を検出す
るバッテリー電流検出手段と、バッテリーの充放電電流
検出値を積分してバッテリーの充電量を演算する充電量
演算手段と、モーターの消費電力を検出する消費電力検
出手段と、発電機の発電電力がモーターの消費電力検出
値と一致するように発電電力を制御してバッテリーの充
放電電流を強制的に０にする発電制御手段と、発電制御
手段による制御中の、充放電電流検出値が略０となった
ときのバッテリーの端子電圧を検出するバッテリー電圧
検出手段と、バッテリー電圧検出値に基づいてバッテリ
ーの充電量を推定する充電量推定手段と、充電量演算値
を充電量推定値により補正する充電量補正手段とを備え
る。バッテリーの充放電電流検出値を積分してバッテリ
ーの充電量を演算するとともに、モーターの消費電流を
検出し、発電機の発電量がモーターの消費電流と一致す
るように発電機の発電電力を制御する。さらに、充放電
電流検出値が略０となったときのバッテリーの端子電圧
を検出し、バッテリー電圧検出値に基づいてバッテリー
の充電量を推定する。そして、充電量演算値を充電量推
定値により補正する。 （２） 請求項２のハイブリッド車両のバッテリー充電
量演算装置は、消費電力検出手段が、車速を検出する車
速検出手段を有し、車速検出値に応じた走行抵抗を推定
し、走行抵抗推定値に応じたモーターの消費電力を検出
するようにしたものである。 （３） 請求項３のハイブリッド車両のバッテリー充電
量演算装置は、消費電力検出手段が、モーターの端子電
圧を検出するモーター電圧検出手段と、モーターに流れ
る電流を検出するモーター電流検出手段とを有し、モー
ター電圧検出値とモーター電流検出値とに基づいて消費
電力を検出するようにしたものである。 （４） 請求項４のハイブリッド車両のバッテリー充電
量演算装置は、バッテリー電圧検出手段によって、充放
電電流検出値が略０となったときから所定時間後のバッ
テリーの端子電圧を検出するようにしたものである。 （５） 請求項５のハイブリッド車両のバッテリー充電
量演算装置は、充放電電流検出値の減少率が高いほど所
定時間を長くするようにしたものである。 （６） 請求項６のハイブリッド車両のバッテリー充電
量演算装置は、バッテリーの温度を検出するバッテリー
温度検出手段を備え、バッテリー温度検出値が低いほど
所定時間を長くするようにしたものである。 （７） 請求項７のハイブリッド車両のバッテリー充電
量演算装置は、充電量補正手段によって、充電量演算値
と充電量推定値とに重み付けを行い、最終的な充電量を
決定するようにしたものである。 （８） 請求項８のハイブリッド車両のバッテリー充電
量演算装置は、充電量補正手段によって、充放電電流検
出値の平均値が大きいほど充電量演算値の重みを大きく
するようにしたものである。 （９） 請求項９のハイブリッド車両のバッテリー充電
量演算装置は、充電量補正手段によって、前回の充電量
補正時点から今回の充電量補正時点までの時間間隔が長
いほど充電量推定値の重みを大きくするようにしたもの
である。 （１０） 請求項１０のハイブリッド車両のバッテリー
充電量演算装置は、充電量補正手段によって、所定の周
期を設定し、１周期に１回だけ充電量補正動作を行うよ
うにしたものである。
【０００６】
（１） 請求項１の発明によれば、充放電電流を積分し
て演算した充電量から、充放電電流の検出誤差やサンプ
リング誤差を取り除くことができ、走行中でも常に正確
な充電量を求めることができる。 （２） 請求項２の発明によれば、車速検出手段を用い
るだけでモーターの消費電力を推定することができる。 （３） 請求項３の発明によれば、モーター電圧とモー
ター電流により正確なモーター消費電力を求めることが
できる。 （４） 請求項４〜６の発明によれば、バッテリー内部
の物性による電流変化に対する電圧変化の遅れを補償し
て、正確なバッテリーの開放電圧を求めることができ
る。 （５） 請求項７〜９の発明によれば、正確な充電量を
決定することができる。 （６） 請求項１０の発明によれば、充電量の演算処理
を実行するマイクロコンピューターの負担を軽減するこ
とができる。
て演算した充電量から、充放電電流の検出誤差やサンプ
リング誤差を取り除くことができ、走行中でも常に正確
な充電量を求めることができる。 （２） 請求項２の発明によれば、車速検出手段を用い
るだけでモーターの消費電力を推定することができる。 （３） 請求項３の発明によれば、モーター電圧とモー
ター電流により正確なモーター消費電力を求めることが
できる。 （４） 請求項４〜６の発明によれば、バッテリー内部
の物性による電流変化に対する電圧変化の遅れを補償し
て、正確なバッテリーの開放電圧を求めることができ
る。 （５） 請求項７〜９の発明によれば、正確な充電量を
決定することができる。 （６） 請求項１０の発明によれば、充電量の演算処理
を実行するマイクロコンピューターの負担を軽減するこ
とができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】図１は一実施の形態の構成を示す
図である。エンジン１は発電機２を駆動するための原動
機であり、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなど
の内燃機関が用いられる。発電機２は車両の走行とバッ
テリー３の充電に用いる電力を発電する回転機であり、
三相交流発電機などが用いられる。発電機コントローラ
ー４は発電機２の発電電力を制御するとともに、発電さ
れた三相交流電力を直流電力に変換してモーターコント
ローラー５とバッテリー３へ供給する。モーターコント
ローラー５はインバーターと制御装置を備え、直流電力
を交流電力に変換して走行用モーター６に供給する。走
行用モーター６は車両の走行駆動源となる回転機であ
り、三相同期電動機や三相誘導電動機が用いられる。バ
ッテリー３は走行用モーター６に電力を供給するための
電池であり、発電機２からの発電電力とモーター６から
の回生電力により充電される。
図である。エンジン１は発電機２を駆動するための原動
機であり、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなど
の内燃機関が用いられる。発電機２は車両の走行とバッ
テリー３の充電に用いる電力を発電する回転機であり、
三相交流発電機などが用いられる。発電機コントローラ
ー４は発電機２の発電電力を制御するとともに、発電さ
れた三相交流電力を直流電力に変換してモーターコント
ローラー５とバッテリー３へ供給する。モーターコント
ローラー５はインバーターと制御装置を備え、直流電力
を交流電力に変換して走行用モーター６に供給する。走
行用モーター６は車両の走行駆動源となる回転機であ
り、三相同期電動機や三相誘導電動機が用いられる。バ
ッテリー３は走行用モーター６に電力を供給するための
電池であり、発電機２からの発電電力とモーター６から
の回生電力により充電される。
【０００８】車両コントローラー８はマイクロコンピュ
ーターとその周辺部品を備え、エンジン１、発電機コン
トローラー４，モーターコントローラー５などの車載機
器を制御するとともに、後述する制御プログラムを実行
してバッテリー３の充電量ＳＯＣを演算する。この車両
コントローラー８には、バッテリー３の端子電圧Ｖを検
出する電圧センサー９と、バッテリー３の充放電電流Ｉ
を検出する電流センサー１０と、車両の走行速度ＶSを
検出する車速センサー１１と、充電量ＳＯＣを表示する
ための表示器１２などが接続される。
ーターとその周辺部品を備え、エンジン１、発電機コン
トローラー４，モーターコントローラー５などの車載機
器を制御するとともに、後述する制御プログラムを実行
してバッテリー３の充電量ＳＯＣを演算する。この車両
コントローラー８には、バッテリー３の端子電圧Ｖを検
出する電圧センサー９と、バッテリー３の充放電電流Ｉ
を検出する電流センサー１０と、車両の走行速度ＶSを
検出する車速センサー１１と、充電量ＳＯＣを表示する
ための表示器１２などが接続される。
【０００９】この実施の形態では、バッテリー３の充放
電電流Ｉを積分して充電量ＳＯＣ１を演算するととも
に、バッテリー３の開放端子電圧が充電量ＳＯＣと高い
相関があることを利用し、充放電電流Ｉが０のときのバ
ッテリー３の端子電圧Ｖを測定して充電量ＳＯＣ２を推
定する。そして、充放電電流Ｉを積分して演算した充電
量ＳＯＣ１を端子電圧Ｖから推定した充電量ＳＯＣ２に
より補正し、正確な充電量ＳＯＣを求める。充放電電流
Ｉが０のときの端子電圧Ｖの測定は、発電機２の発電電
力が走行用モーター６の消費電力と同一となるように発
電電力を調節することによって、バッテリー３の充放電
電流Ｉを強制的に０にし、その状態において端子電圧Ｖ
を測定する。測定結果の端子電圧Ｖは開放端子電圧と見
なせるので、この端子電圧Ｖから充電量ＳＯＣ２を推定
する。これにより、充放電電流Ｉを積分して充電量ＳＯ
Ｃを演算する従来の方法に比べ、充放電電流Ｉの検出誤
差やサンプリング誤差を取り除くことができ、走行中に
も時々刻々と正確な充電量ＳＯＣを求めることができ
る。
電電流Ｉを積分して充電量ＳＯＣ１を演算するととも
に、バッテリー３の開放端子電圧が充電量ＳＯＣと高い
相関があることを利用し、充放電電流Ｉが０のときのバ
ッテリー３の端子電圧Ｖを測定して充電量ＳＯＣ２を推
定する。そして、充放電電流Ｉを積分して演算した充電
量ＳＯＣ１を端子電圧Ｖから推定した充電量ＳＯＣ２に
より補正し、正確な充電量ＳＯＣを求める。充放電電流
Ｉが０のときの端子電圧Ｖの測定は、発電機２の発電電
力が走行用モーター６の消費電力と同一となるように発
電電力を調節することによって、バッテリー３の充放電
電流Ｉを強制的に０にし、その状態において端子電圧Ｖ
を測定する。測定結果の端子電圧Ｖは開放端子電圧と見
なせるので、この端子電圧Ｖから充電量ＳＯＣ２を推定
する。これにより、充放電電流Ｉを積分して充電量ＳＯ
Ｃを演算する従来の方法に比べ、充放電電流Ｉの検出誤
差やサンプリング誤差を取り除くことができ、走行中に
も時々刻々と正確な充電量ＳＯＣを求めることができ
る。
【００１０】図２は充電量ＳＯＣ１の演算処理を示すフ
ローチャートである。車両コントローラー８は、所定の
サンプリングタイムＴ１ごとにこの演算処理を実行す
る。ステップ１において、電流センサー１０によりバッ
テリー３の充放電電流Ｉを検出する。続くステップ２
で、検出された充放電電流ＩにサンプリングタイムＴ１
を乗してサンプリングタイムＴ１の間の電流時間積（Ｉ
＊Ｔ１）を求める。ステップ３では、前回のサンプリン
グタイムまでの充電量ＳＯＣ１に今回のサンプリングタ
イムにおける電流時間積（Ｉ＊Ｔ１）を加算し、充電量
ＳＯＣ１を更新する。
ローチャートである。車両コントローラー８は、所定の
サンプリングタイムＴ１ごとにこの演算処理を実行す
る。ステップ１において、電流センサー１０によりバッ
テリー３の充放電電流Ｉを検出する。続くステップ２
で、検出された充放電電流ＩにサンプリングタイムＴ１
を乗してサンプリングタイムＴ１の間の電流時間積（Ｉ
＊Ｔ１）を求める。ステップ３では、前回のサンプリン
グタイムまでの充電量ＳＯＣ１に今回のサンプリングタ
イムにおける電流時間積（Ｉ＊Ｔ１）を加算し、充電量
ＳＯＣ１を更新する。
【００１１】図３は充電量ＳＯＣ２の演算と充電量補正
処理を示すフローチャートである。車両コントローラー
８は、所定の補正周期Ｔ２（＜Ｔ１）ごとにこの処理を
実行する。ステップ１１において、車速センサー１１に
より車速Ｖｓを検出する。続くステップ１２で、図４に
示すような予め測定した車速Ｖｓに対する走行抵抗Ｐの
マップから、検出車速Ｖｓに対応する走行抵抗Ｐを表引
き演算し、走行抵抗Ｐを推定する。走行中のモーター５
の消費電力はほとんど走行抵抗に打ち勝って車両を駆動
するための電力であるから、走行抵抗分の電力を発電機
２により発電すれば、バッテリー３からモーター５への
走行電力の供給が不要となり、充放電電流Ｉは０とな
る。エンジン駆動発電機２の応答は遅いので、車両の加
速時にはバッテリー３からモーター５へ放電電流Ｉが流
れ、減速回生時にはモーター５からバッテリー３へ充電
電流Ｉが流れるが、通常の車両運行時には加速、定速走
行、減速が繰り返されるので、充放電電流Ｉが０となる
機会は十分にある。ステップ１３で、走行抵抗推定値Ｐ
に応じて発電量Ｗを決定する。
処理を示すフローチャートである。車両コントローラー
８は、所定の補正周期Ｔ２（＜Ｔ１）ごとにこの処理を
実行する。ステップ１１において、車速センサー１１に
より車速Ｖｓを検出する。続くステップ１２で、図４に
示すような予め測定した車速Ｖｓに対する走行抵抗Ｐの
マップから、検出車速Ｖｓに対応する走行抵抗Ｐを表引
き演算し、走行抵抗Ｐを推定する。走行中のモーター５
の消費電力はほとんど走行抵抗に打ち勝って車両を駆動
するための電力であるから、走行抵抗分の電力を発電機
２により発電すれば、バッテリー３からモーター５への
走行電力の供給が不要となり、充放電電流Ｉは０とな
る。エンジン駆動発電機２の応答は遅いので、車両の加
速時にはバッテリー３からモーター５へ放電電流Ｉが流
れ、減速回生時にはモーター５からバッテリー３へ充電
電流Ｉが流れるが、通常の車両運行時には加速、定速走
行、減速が繰り返されるので、充放電電流Ｉが０となる
機会は十分にある。ステップ１３で、走行抵抗推定値Ｐ
に応じて発電量Ｗを決定する。
【００１２】なお、車速から走行抵抗を推定し、この走
行抵抗に打ち勝って車両を駆動するための電力をモータ
ーの消費電力とし、走行抵抗推定値に応じて発電電力を
決定する例を示したが、モーター５の電圧と電流を検出
して消費電力を求めてもよい。
行抵抗に打ち勝って車両を駆動するための電力をモータ
ーの消費電力とし、走行抵抗推定値に応じて発電電力を
決定する例を示したが、モーター５の電圧と電流を検出
して消費電力を求めてもよい。
【００１３】ステップ１４では、発電量Ｗが上限値ＷL
を越えているかどうかを確認し、上限値ＷLを越えてい
ればステップ１５へ進み、発電量Ｗを上限値ＷLに制限
する。ステップ１６で電流センサー１０により充放電電
流Ｉを検出し、続くステップ１７で充放電電流Ｉが０か
どうかを確認する。なお、実際には充放電電流Ｉの絶対
値が０近傍の所定値以下であれば、充放電電流Ｉ＝０と
見なす。充放電電流Ｉが０でなければステップ１８へ進
み、補正期間Ｔ２を経過したかどうかを確認する。補正
期間Ｔ２を経過しているときは今回の充電量補正処理を
終了し、補正期間Ｔ２が経過していないときはステップ
１６へ戻り、ふたたび充放電電流Ｉを検出する。
を越えているかどうかを確認し、上限値ＷLを越えてい
ればステップ１５へ進み、発電量Ｗを上限値ＷLに制限
する。ステップ１６で電流センサー１０により充放電電
流Ｉを検出し、続くステップ１７で充放電電流Ｉが０か
どうかを確認する。なお、実際には充放電電流Ｉの絶対
値が０近傍の所定値以下であれば、充放電電流Ｉ＝０と
見なす。充放電電流Ｉが０でなければステップ１８へ進
み、補正期間Ｔ２を経過したかどうかを確認する。補正
期間Ｔ２を経過しているときは今回の充電量補正処理を
終了し、補正期間Ｔ２が経過していないときはステップ
１６へ戻り、ふたたび充放電電流Ｉを検出する。
【００１４】補正期間Ｔ２内に充放電電流Ｉ＝０が検出
されたときは、ステップ１９で所定時間ｔｄだけ待機す
る。一般に、充放電電流が減少して０になった瞬間のバ
ッテリーの端子電圧は、バッテリー内部の物性的な遅れ
のために正確な開放電圧を示さない。そこで、図５に示
すように、充放電電流Ｉが減少して０になった瞬間から
所定の遅延時間ｔｄを経過した時点の端子電圧Ｖ１をバ
ッテリーの開放電圧として検出する。この遅延時間ｔｄ
は、充放電電流Ｉの減少率が高いほど、バッテリーの温
度が低いほど長くする。遅延時間経過後のステップ２０
で、電圧センサー９によりバッテリー３の端子電圧Ｖを
検出し、開放電圧とする。
されたときは、ステップ１９で所定時間ｔｄだけ待機す
る。一般に、充放電電流が減少して０になった瞬間のバ
ッテリーの端子電圧は、バッテリー内部の物性的な遅れ
のために正確な開放電圧を示さない。そこで、図５に示
すように、充放電電流Ｉが減少して０になった瞬間から
所定の遅延時間ｔｄを経過した時点の端子電圧Ｖ１をバ
ッテリーの開放電圧として検出する。この遅延時間ｔｄ
は、充放電電流Ｉの減少率が高いほど、バッテリーの温
度が低いほど長くする。遅延時間経過後のステップ２０
で、電圧センサー９によりバッテリー３の端子電圧Ｖを
検出し、開放電圧とする。
【００１５】ステップ２１で、予め測定した開放電圧に
対する充電量ＳＯＣのマップから、開放電圧検出値Ｖに
対応する充電量ＳＯＣを表引き演算し、充電量ＳＯＣ２
を推定する。続くステップ２２で、充放電電流Ｉを積分
して演算した充電量ＳＯＣ１を、開放電圧Ｖから推定し
た充電量ＳＯＣ２で補正し、最終的な充電量ＳＯＣを決
定する。
対する充電量ＳＯＣのマップから、開放電圧検出値Ｖに
対応する充電量ＳＯＣを表引き演算し、充電量ＳＯＣ２
を推定する。続くステップ２２で、充放電電流Ｉを積分
して演算した充電量ＳＯＣ１を、開放電圧Ｖから推定し
た充電量ＳＯＣ２で補正し、最終的な充電量ＳＯＣを決
定する。
【数１】
ＳＯＣ＝ｋ＊ＳＯＣ１＋（１−ｋ）＊ＳＯＣ２
数式１において、ｋは補正係数であり、０＜ｋ＜１とす
る。この補正係数ｋにより充電量ＳＯＣ１とＳＯＣ２の
重みを変えることができる。
る。この補正係数ｋにより充電量ＳＯＣ１とＳＯＣ２の
重みを変えることができる。
【００１６】なお、補正係数ｋをバッテリーの充放電電
流の平均値に応じて決定するようにしてもよい。具体的
には、充放電電流の平均値が大きいほど補正係数ｋを大
きくする。充放電電流が大きい場合には、バッテリーの
内部抵抗の影響で電流＝０のときの端子電圧が正確な開
放電圧からずれる程度が大きくなると考えられる。そこ
で、このような場合には補正係数ｋを大きくし、充放電
電流Ｉを積分して演算した充電量ＳＯＣ１の重みを大き
くする。また、補正係数ｋを補正間隔に応じて変えるよ
うにしてもよい。充放電電流Ｉ＝０が長時間検出され
ず、補正間隔が長くなった場合には、充電電流Ｉを積分
して演算した充電量ＳＯＣ１に電流検出誤差やサンプリ
ング誤差が多く含まれていると考えられる。そこで、こ
のような誤差を取り除いて正確な充電量ＳＯＣを求める
ために、補正係数ｋを小さくして開放電圧Ｖから推定し
た充電量ＳＯＣ２の重みを大きくする。あるいはまた、
上記の方法を併用して補正係数ｋを決定してもよい。
流の平均値に応じて決定するようにしてもよい。具体的
には、充放電電流の平均値が大きいほど補正係数ｋを大
きくする。充放電電流が大きい場合には、バッテリーの
内部抵抗の影響で電流＝０のときの端子電圧が正確な開
放電圧からずれる程度が大きくなると考えられる。そこ
で、このような場合には補正係数ｋを大きくし、充放電
電流Ｉを積分して演算した充電量ＳＯＣ１の重みを大き
くする。また、補正係数ｋを補正間隔に応じて変えるよ
うにしてもよい。充放電電流Ｉ＝０が長時間検出され
ず、補正間隔が長くなった場合には、充電電流Ｉを積分
して演算した充電量ＳＯＣ１に電流検出誤差やサンプリ
ング誤差が多く含まれていると考えられる。そこで、こ
のような誤差を取り除いて正確な充電量ＳＯＣを求める
ために、補正係数ｋを小さくして開放電圧Ｖから推定し
た充電量ＳＯＣ２の重みを大きくする。あるいはまた、
上記の方法を併用して補正係数ｋを決定してもよい。
【００１７】図６は、この実施の形態による補正周期Ｔ
２と、充放電電流Ｉ＝０のタイミングと、補正タイミン
グ（黒丸で表す）を示す図である。図に示すように、こ
の実施の形態では、補正周期Ｔ２の間の最初に充放電電
流Ｉが０になった時点の端子電圧Ｖに基づいて充電量Ｓ
ＯＣ２を推定し、この充電量ＳＯＣ２により充放電電流
Ｉを積分して演算した充電量ＳＯＣ１を補正する。つま
り、所定の補正周期Ｔ２を設定し、１周期に１回だけ充
電量の補正動作を実行する。これにより、車両コントロ
ーラー８のマイクロコンピューターに大きな負担をかけ
ることなく、車両走行中のバッテリー３の充電量ＳＯＣ
を正確に検出することができる。
２と、充放電電流Ｉ＝０のタイミングと、補正タイミン
グ（黒丸で表す）を示す図である。図に示すように、こ
の実施の形態では、補正周期Ｔ２の間の最初に充放電電
流Ｉが０になった時点の端子電圧Ｖに基づいて充電量Ｓ
ＯＣ２を推定し、この充電量ＳＯＣ２により充放電電流
Ｉを積分して演算した充電量ＳＯＣ１を補正する。つま
り、所定の補正周期Ｔ２を設定し、１周期に１回だけ充
電量の補正動作を実行する。これにより、車両コントロ
ーラー８のマイクロコンピューターに大きな負担をかけ
ることなく、車両走行中のバッテリー３の充電量ＳＯＣ
を正確に検出することができる。
【００１８】ステップ２３において、充電量ＳＯＣを表
示器１２へ出力して表示するとともに、必要に応じて各
種車載機器へ出力する。
示器１２へ出力して表示するとともに、必要に応じて各
種車載機器へ出力する。
【００１９】このように、バッテリーの充放電電流検出
値を積分してバッテリーの充電量を演算するとともに、
モーターの消費電流を検出し、発電機の発電量がモータ
ーの消費電流と一致するように発電機の発電電力を制御
する。さらに、充放電電流検出値が略０となったときの
バッテリーの端子電圧を検出し、バッテリー電圧検出値
に基づいてバッテリーの充電量を推定する。そして、充
電量演算値を充電量推定値により補正するようにしたの
で、充放電電流を積分して演算した充電量から、充放電
電流の検出誤差やサンプリング誤差を取り除くことがで
き、正確な充電量を求めることができる。また、充放電
電流検出値が略０となったときから所定時間後のバッテ
リー端子電圧を検出し、それを開放電圧としたので、バ
ッテリー内部の物性による電流変化に対する電圧変化の
遅れを補償して、正確なバッテリーの開放電圧を求める
ことができる。
値を積分してバッテリーの充電量を演算するとともに、
モーターの消費電流を検出し、発電機の発電量がモータ
ーの消費電流と一致するように発電機の発電電力を制御
する。さらに、充放電電流検出値が略０となったときの
バッテリーの端子電圧を検出し、バッテリー電圧検出値
に基づいてバッテリーの充電量を推定する。そして、充
電量演算値を充電量推定値により補正するようにしたの
で、充放電電流を積分して演算した充電量から、充放電
電流の検出誤差やサンプリング誤差を取り除くことがで
き、正確な充電量を求めることができる。また、充放電
電流検出値が略０となったときから所定時間後のバッテ
リー端子電圧を検出し、それを開放電圧としたので、バ
ッテリー内部の物性による電流変化に対する電圧変化の
遅れを補償して、正確なバッテリーの開放電圧を求める
ことができる。
【００２０】以上の一実施の形態の構成において、エン
ジン１がエンジンを、発電機２が発電機を、バッテリー
３がバッテリーを、モーター６がモーターを、電流セン
サー１０がバッテリー電流検出手段を、車両コントロー
ラー８が充電量演算手段、消費電力検出手段、発電制御
手段および充電量補正手段を、車両コントローラー８と
電圧センサー９がバッテリー電圧検出手段を、車速セン
サー１１が車速検出手段をそれぞれ構成する。
ジン１がエンジンを、発電機２が発電機を、バッテリー
３がバッテリーを、モーター６がモーターを、電流セン
サー１０がバッテリー電流検出手段を、車両コントロー
ラー８が充電量演算手段、消費電力検出手段、発電制御
手段および充電量補正手段を、車両コントローラー８と
電圧センサー９がバッテリー電圧検出手段を、車速セン
サー１１が車速検出手段をそれぞれ構成する。
【００２１】上述した一実施の形態ではシリーズ・ハイ
ブリッド車両を例にあげて説明したが、シリーズ・パラ
レル・ハイブリッド車両（ＳＰＨＶ）や他の種類のハイ
ブリッド車両に対しても本発明を応用することができ
る。
ブリッド車両を例にあげて説明したが、シリーズ・パラ
レル・ハイブリッド車両（ＳＰＨＶ）や他の種類のハイ
ブリッド車両に対しても本発明を応用することができ
る。
【図１】 一実施の形態の構成を示す図である。
【図２】 充放電電流の積分による充電量演算処理を示
すフローチャートである。
すフローチャートである。
【図３】 開放電圧による充電量推定処理と、充電量補
正処理を示すフローチャートである。
正処理を示すフローチャートである。
【図４】 車速Ｖｓに対する走行抵抗Ｐのマップを示す
図である。
図である。
【図５】 充放電電流Ｉ＝０のタイミングと、開放電圧
Ｖの検出タイミングを示す図である。
Ｖの検出タイミングを示す図である。
【図６】 充電量の補正周期と、充放電電流Ｉ＝０のタ
イミングと、充電量補正タイミングとを示す図である。
イミングと、充電量補正タイミングとを示す図である。
１ エンジン
２ 発電機
３ バッテリー
４ 発電機コントローラー
５ モーターコントローラー
６ モーター
８ 車両コントローラー
９ 電圧センサー
１０ 電流センサー
１１ 車速センサー
１２ 表示器
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ
Ｂ６０Ｌ 11/18 Ｂ６０Ｌ 11/18 Ａ
Ｇ０１Ｒ 31/36 Ｇ０１Ｒ 31/36 Ａ
Ｈ０２Ｊ 7/00 Ｈ０２Ｊ 7/00 Ｊ
Ｍ
Ｐ
7/10 7/10 Ｈ
(72)発明者 平野 弘之
神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日
産自動車株式会社内
(72)発明者 稲田 英二
神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日
産自動車株式会社内
(72)発明者 井戸口 隆一
神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日
産自動車株式会社内
(72)発明者 金子 雄太郎
神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日
産自動車株式会社内
(56)参考文献 特開 平６−331714（ＪＰ，Ａ)
特開 平11−38104（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−75209（ＪＰ，Ａ)
特開 平11−38105（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
B60K 6/04
Claims (10)
- 【請求項１】 エンジンにより駆動される発電機と、 充放電可能なバッテリーと、 前記発電機の発電電力および／または前記バッテリーの
放電電力によって駆動される走行用モーターとを備えた
ハイブリッド車両のバッテリー充電量演算装置におい
て、 前記バッテリーの充放電電流を検出するバッテリー電流
検出手段と、 前記バッテリーの充放電電流検出値を積分して前記バッ
テリーの充電量を演算する充電量演算手段と、 前記モーターの消費電力を検出する消費電力検出手段
と、 前記発電機の発電電力が前記モーターの消費電力検出値
と一致するように発電電力を制御して前記バッテリーの
充放電電流を強制的に０にする発電制御手段と、 前記発電制御手段による制御中の、前記充放電電流検出
値が略０となったときの前記バッテリーの端子電圧を検
出するバッテリー電圧検出手段と、 前記バッテリー電圧検出値に基づいて前記バッテリーの
充電量を推定する充電量推定手段と、 前記充電量演算値を前記充電量推定値により補正する充
電量補正手段とを備えることを特徴とするハイブリッド
車両のバッテリー充電量演算装置。 - 【請求項２】 請求項１に記載のハイブリッド車両のバ
ッテリー充電量演算装置において、 前記消費電力検出手段は、車速を検出する車速検出手段
を有し、前記車速検出値に応じた走行抵抗を推定し、前
記走行抵抗推定値に応じた前記モーターの消費電力を検
出することを特徴とするハイブリッド車両のバッテリー
充電量演算装置。 - 【請求項３】 請求項１に記載のハイブリッド車両のバ
ッテリー充電量演算装置において、 前記消費電力検出手段は、前記モーターの端子電圧を検
出するモーター電圧検出手段と、前記モーターに流れる
電流を検出するモーター電流検出手段とを有し、前記モ
ーター電圧検出値と前記モーター電流検出値とに基づい
て消費電力を検出することを特徴とするハイブリッド車
両のバッテリー充電量演算装置。 - 【請求項４】 請求項１〜３のいずれかの項に記載のハ
イブリッド車両のバッテリー充電量演算装置において、 前記バッテリー電圧検出手段は、前記充放電電流検出値
が略０となったときから所定時間後の前記バッテリーの
端子電圧を検出することを特徴とするハイブリッド車両
のバッテリー充電量演算装置。 - 【請求項５】 請求項４に記載のハイブリッド車両のバ
ッテリー充電量演算装置において、 前記充放電電流検出値の減少率が高いほど前記所定時間
を長くすることを特徴とするハイブリッド車両のバッテ
リー充電量演算装置。 - 【請求項６】 請求項４に記載のハイブリッド車両のバ
ッテリー充電量演算装置において、 前記バッテリーの温度を検出するバッテリー温度検出手
段を備え、 前記バッテリー温度検出値が低いほど前記所定時間を長
くすることを特徴とするハイブリッド車両のバッテリー
充電量演算装置。 - 【請求項７】 請求項１〜６のいずれかの項に記載のハ
イブリッド車両のバッテリー充電量演算装置において、 前記充電量補正手段は、前記充電量演算値と前記充電量
推定値とに重み付けを行い、最終的な充電量を決定する
ことを特徴とするハイブリッド車両のバッテリー充電量
演算装置。 - 【請求項８】 請求項７に記載のハイブリッド車両のバ
ッテリー充電量演算装置において、 前記充電量補正手段は、前記充放電電流検出値の平均値
が大きいほど前記充電量演算値の重みを大きくすること
を特徴とするハイブリッド車両のバッテリー充電量演算
装置。 - 【請求項９】 請求項７または請求項８に記載のハイブ
リッド車両のバッテリー充電量演算装置において、 前記充電量補正手段は、前回の充電量補正時点から今回
の充電量補正時点までの時間間隔が長いほど前記充電量
推定値の重みを大きくすることを特徴とするハイブリッ
ド車両のバッテリー充電量演算装置。 - 【請求項１０】 請求項１〜９のいずれかの項に記載の
ハイブリッド車両のバッテリー充電量演算装置におい
て、 前記充電量補正手段は、所定の周期を設定し、１周期に
１回だけ前記充電量補正動作を行うことを特徴とするハ
イブリッド車両のバッテリー充電量演算装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26350497A JP3376881B2 (ja) | 1997-09-29 | 1997-09-29 | ハイブリッド車両のバッテリー充電量演算装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26350497A JP3376881B2 (ja) | 1997-09-29 | 1997-09-29 | ハイブリッド車両のバッテリー充電量演算装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11103505A JPH11103505A (ja) | 1999-04-13 |
| JP3376881B2 true JP3376881B2 (ja) | 2003-02-10 |
Family
ID=17390454
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26350497A Expired - Fee Related JP3376881B2 (ja) | 1997-09-29 | 1997-09-29 | ハイブリッド車両のバッテリー充電量演算装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3376881B2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| CN1230962C (zh) * | 1999-09-09 | 2005-12-07 | 丰田自动车株式会社 | 电池容量测量与剩余容量计算系统 |
| JP2001149515A (ja) * | 1999-09-16 | 2001-06-05 | Sanyo Electric Co Ltd | 電動ゴルフカート |
| JP3736268B2 (ja) * | 2000-03-21 | 2006-01-18 | 日産自動車株式会社 | ハイブリッド車両の制御装置 |
| US6359419B1 (en) * | 2000-12-27 | 2002-03-19 | General Motors Corporation | Quasi-adaptive method for determining a battery's state of charge |
| JP3940284B2 (ja) * | 2001-10-24 | 2007-07-04 | ヤマハマリン株式会社 | 推進用エンジンを備えた船舶のバッテリ充電残量維持装置 |
| DE10153916A1 (de) * | 2001-11-02 | 2003-05-15 | Nbt Gmbh | Verfahren zur Bestimmung des Ladezustandes von Akkumulatoren durch Integration der bei Ladung und Entladung fließenden Strommengen |
| JP4039323B2 (ja) * | 2003-06-23 | 2008-01-30 | 株式会社デンソー | 車載バッテリの状態監視装置 |
| US7317300B2 (en) * | 2003-06-23 | 2008-01-08 | Denso Corporation | Automotive battery state monitor apparatus |
| DE10335928B4 (de) * | 2003-08-06 | 2006-11-09 | Vb Autobatterie Gmbh | Verfahren zur Ermittlung einer von der Elektrolytkonzentration und/oder Elektrolytverteilung abhängigen auf den Ladezustand einer Speicherbatterie bezogenen Kenngröße |
| JP4075762B2 (ja) * | 2003-10-10 | 2008-04-16 | トヨタ自動車株式会社 | 二次電池における残存容量の算出装置および算出方法 |
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| US20070170892A1 (en) | 2004-03-25 | 2007-07-26 | Mitsunori Ishii | Method and apparatus for estimating remaining capacity of electric storage |
| US8878539B2 (en) | 2004-04-06 | 2014-11-04 | Robert Bosch Gmbh | State of charge tracking system for battery systems based on relaxation voltage |
| MXPA06011390A (es) * | 2004-04-06 | 2007-06-19 | Cobasys Llc | Estimador del estado de carga de bateria. |
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| JP2011149726A (ja) * | 2010-01-19 | 2011-08-04 | Gs Yuasa Corp | 充電状態測定装置 |
| DE102011007460A1 (de) * | 2011-04-15 | 2012-10-18 | Continental Automotive Gmbh | Verfahren zur zyklischen Bestimmung des Ladezustandes eines elektrischen Energiespeichers |
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| JP2013241129A (ja) * | 2012-05-22 | 2013-12-05 | Honda Motor Co Ltd | ハイブリッド自動車の発電制御装置 |
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| WO2017158727A1 (ja) * | 2016-03-15 | 2017-09-21 | 株式会社東芝 | 電池容量推定装置およびプログラム |
| CN112078429A (zh) * | 2019-06-14 | 2020-12-15 | 长沙智能驾驶研究院有限公司 | 车辆电池soc校正控制方法、装置、存储介质及计算机设备 |
| WO2021014488A1 (ja) * | 2019-07-19 | 2021-01-28 | ヤマハ発動機株式会社 | シリーズハイブリッド式ビークル |
-
1997
- 1997-09-29 JP JP26350497A patent/JP3376881B2/ja not_active Expired - Fee Related
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