JP4438442B2 - 車両の充放電制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両に搭載された蓄電装置の充放電制御装置に関し、特に、蓄電状態の推定値の補正手段に関する。

例えば、内燃機関と電動モータを駆動源とするハイブリッド車両に搭載されるバッテリの蓄電量（ＳＯＣ）を検出する方法として、バッテリに流れる電流値を積算して推定する方法が知られている。

しかし、センサで検出した電流値には少なからず誤差があり、積算時間が長くなるのにしたがって誤差が拡大するという問題があった。

特許文献１には、上記問題を解決するための方法として、検出条件に制約があるものの検出精度を確保できる別の方法で検出したＳＯＣ２を用いて、前記積算によって算出したＳＯＣ１の補正を行う方法が記載されている。ＳＯＣ２の算出方法の例としては、バッテリの端子電圧、電流をセンサで検出し、それらの値と、予め実験から得た内部抵抗から解放電圧を算出して、その解放電圧に対応するＳＯＣ２を求める方法が公知である。

また、特許文献１では、特定のＳＯＣ範囲に限って逐次補正を行っている。
特開２００２−２３８１０６号

しかしながら、前述のようにＳＯＣ２による補正を行うと、本来であれば連続的な変化を示すＳＯＣが、急激に変化する可能性がある。なお、バッテリには使用可能な電圧範囲があり、この範囲から外れると性能が劣化してしまうので、走行中にこの電圧範囲内に収まるように充放電量に制限を設けて制御が行われる。

しかし、前述のように補正によってＳＯＣが変化すると、それまで充放電量に制限がなかった状態からいきなり制限を受ける、または逆に制限を受けていた状態からいきなり開放される、といった運転状況が起こり得る。

このような場合、例えば放電量に制限がない状態からいきなり制限を受けた場合には、駆動用モータの出力が低下して、運転者に減速感を与えることになる。また、同様に放電量に制限を受けていた状態から開放された場合には、運転者に加速感を与えることになる。充電量についても同様に、運転者に加速感、減速感を与えることになる。これらの加速感や減速感は、運転者の操作とは関係なく発生するため、運転者に違和感を与える等、運転性に影響を与えることになる。

そこで、本発明では運転性に影響を与えることなくＳＯＣ推定値の補正を行うこと目的とする。

本発明の充放電制御装置は、駆動源としてモータを備える車両の蓄電装置の放充電量を積算することによって、蓄電装置の蓄電状態を求める第１の蓄電状態推定手段と、前記第１の蓄電状態推定手段により求めた蓄電状態の補正に用いるための蓄電状態を検出する第２の蓄電状態推定手段と、前記第１の蓄電状態推定手段により求めた推定値に基づいて蓄電装置の充放電量を制御する充放電制御手段と、蓄電装置の充放電電力を算出する充放電電力算出手段と、前記第１の蓄電状態推定手段により求めた蓄電状態における充放電電力の制限値を算出する第１の充放電電力制限値算出手段と、前記第２の蓄電状態推定手段により求めた蓄電状態における充放電電力の制限値を算出する第２の充放電電力制限値算出手段と、前記第１の蓄電状態推定手段により求めた推定値を補正する蓄電状態補正手段と、を備え、前記蓄電状態補正手段は、前記第１の充放電電力制限値算出手段により求めた制限値が、前記第２の充放電電力制限値算出手段により求めた制限値に対して大きい場合には、前記充放電電力が前記第２の充放電電力制限値算出手段により求めた制限値と等しいときに前記第２の蓄電状態推定手段により求めた推定値により前記第１の蓄電状態推定手段により求めた推定値を補正する。

本発明によれば、予め第２の充放電電力制限値算出手段による制限値を算出し、充放電電力が第２の充放電電力制限値算出手段による制限値に等しいときに蓄電状態（ＳＯＣ）推定値を補正するので、補正後に充放電電力制限値が小さくなる場合において、補正後に急激に充放電電力が制限を受けることがなく、運転性に影響を与えずに補正することができる。

以下本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１は第１実施形態のシステムの構成を表す図である。

車両のパワートレインは、内燃機関１と、内燃機関１に直結され内燃機関１の出力を電力に変換したり、始動時に内燃機関１をクランキングしたりする発電機２と、発電機２で発電した電力または蓄電装置３に蓄えられている電力もしくはその両方の電力で駆動される駆動モータ４で構成される。

駆動モータ４のトルクはファイナルギヤ６を介してタイヤ５に伝達される。

内燃機関１のトルクは、統合コントローラ１１から出力される内燃機関トルク指令値を実現するようエンジンコントローラ７が図示しないスロットルバルブの開度を設定することによって制御される。

内燃機関１および発電機２の回転速度は、統合コントローラ１１から出力される回転速度指令値と等しくなるように発電機コントローラ８で発電機２をベクトル制御することによって制御される。

蓄電装置コントローラ９は、蓄電装置３の電圧・電流を検出し、蓄電装置３への入出力可能電力を演算して統合コントローラ１１に出力する。

駆動モータコントローラ１０は、統合コントローラ１１から出力されるモータトルク指令値に基づいて駆動モータ４のトルクをベクトル制御する。

なお、蓄電装置３にはニッケル水素、リチウムイオン等の各種電池を用いてもよいし、キャパシタを用いてもよい。

次に、本実施形態の制御方法について説明する。

本実施形態では、統合コントローラ１１が図示しないセンサによって検出した蓄電装置３の端子電流・電圧値に基づいて蓄電装置３の充放電電力、充電量（以下、ＳＯＣという）を算出し、これらに基づいてＳＯＣ補正処理を行う。以下、図５に制御フローチャートを示し、各ステップにしたがって詳細な説明を行う。なお、図５に示す処理は所定の周期、例えば１０ｍｓ毎に繰り返し実行する。

ステップＳ１０１では、蓄電装置３に設けたセンサにより検出される電流値Ｉ〔Ａ〕、電圧値Ｖｔ〔Ｖ〕を読込む。

ステップＳ１０２では、ステップＳ１０１で読込んだ電流値Ｉ〔Ａ〕と電圧値Ｖｔ〔Ｖ〕との積から充放電電力Ｐ〔ｋＷ〕を求める。

ステップＳ１０３では、電流値Ｉ〔Ａ〕を積算することにより蓄電装置３のＳＯＣ（第１の蓄電状態推定値）を次式（１）により算出する。なお、このＳＯＣを電流積算ＳＯＣ：ＳＯＣｉという。

ＳＯＣｉ＝（∫Ｉ・ｄｔ／Ｃａｐ）²／Ｖｍａｘ²×１００ ・・・（１）
ここで、Ｃａｐ〔Ｆ〕は蓄電装置３の容量、Ｖｍａｘは総電圧使用範囲の上限値を示す。

なお、式（１）における積分器の初期値はＳＯＣの補正が行われる度に初期化される。

ステップＳ１０４では、ＳＯＣの補正値（第２の蓄電状態推定値）を次式（２）、（３）により算出する。

Ｖｏｃ＝Ｖｔ＋Ｉ×Ｒ ・・・（２）
ＳＯＣｃ＝ＴＢＬＳＯＣｃ（Ｖｏｃ） ・・・（３）
ここで、Ｖｏｃ〔Ｖ〕は電圧降下から求めた開放電圧、Ｒ〔Ω〕は内部抵抗、ＴＢＬＳＯＣｃ（Ｖｏｃ）は式（２）で求めた開放電圧Ｖｏｃ〔Ｖ〕をもとに検索しＳＯＣを求めるテーブルである。内部抵抗Ｒ〔Ω〕は、予め実験で計測した値を用いる。また、内部抵抗の温度特性や劣化特性を予め実験により計測し、マップやテーブル化しておけばより精度の高い補正値を算出することができる。ＴＢＬＳＯＣｃ（Ｖｏｃ）についても、予め開放電圧Ｖｏｃ〔Ｖ〕とＳＯＣの関係を実験で計測し、その結果をテーブル化することにより作成することができる。

ステップＳ１０５では、電流積算ＳＯＣ〔％〕：ＳＯＣｉに対応する充放電電力制限値を算出する。充電電力制限値Ｐｉｎｌｍｔｉ〔ｋＷ〕、放電電力制限値Ｐｏｕｔｌｍｔｉ〔ｋＷ〕はそれぞれ次式（４）、（５）で求めることができる。

Ｐｉｎｌｍｔｉ＝Ｖｍｉｎ×（Ｖｏｉ−Ｖｍｉｎ）／Ｒ／１０００ ・・・（４）
Ｐｏｕｔｌｍｔｉ＝Ｖｍａｘ×（Ｖｍａｘ−Ｖｏｉ）／Ｒ／１０００・・・（５）
ここで、Ｖｍｉｎ〔Ｖ〕は総電圧使用範囲の下限値、Ｖｏｉ〔Ｖ〕は電流積算ＳＯＣ〔％〕：ＳＯＣｉから求めた開放電圧値であり、ＴＢＬＳＯＣｃ（Ｖｏｃ）と同様なデータから逆引きテーブル：ＴＢＬｖｏｉ（ＳＯＣｉ）を作成し、検索することにより求まる。

ステップＳ１０６では、ＳＯＣ補正値に対応する充放電電力制限値を算出する。充電電力制限値Ｐｉｎｌｍｔｃ〔ｋＷ〕、放電電力制限値Ｐｏｕｔｌｍｔｃ〔ｋＷ〕はそれぞれ次式（６）、（７）で求めることができる。

Ｐｉｎｌｍｔｃ＝Ｖｍｉｎ×（Ｖｏｃ−Ｖｍｉｎ）／Ｒ／１０００ ・・・（６）
Ｐｏｕｔｌｍｔｃ＝Ｖｍａｘ×（Ｖｍａｘ−Ｖｏｃ）／Ｒ／１０００・・・（７）
ここで、Ｖｏｃ〔Ｖ〕は電圧降下から求めたＳＯＣ〔％〕：ＳＯＣｃに基づいて求めた開放電圧値であり、ＴＢＬＳＯＣｃ（Ｖｏｃ）と同様なデータから逆引きテーブル：ＴＢＬ（ＳＯＣｃ）を作成し、検索することにより求まる。

ステップＳ１０７では、図６に示すフローチャートにしたがってＳＯＣの補正を行う。

以下、図６の各ステップにしたがって説明する。

ステップＳ２０１では、蓄電装置３が充電されているか放電されているかを判定する。この場合、充放電電力Ｐ〔ｋＷ〕が正の場合が充電、負の場合が放電とする。

ステップＳ２０１において充放電電力Ｐ〔ｋＷ〕がゼロ以上、つまり充電を行っているか、充放電のどちらも行っていない場合には、ステップＳ２０２で前回演算における充放電電力Ｐｚ-１〔ｋＷ〕と今回の値の大小を比較する。

ステップＳ２０２において今回の値の方が大きい場合には、ステップＳ２０３に進み、電流積算ＳＯＣに対応する充電電力制限値Ｐｉｎｌｍｔｉ〔ｋＷ〕と、ＳＯＣ補正値に対応する充電電力制限値Ｐｉｎｌｍｔｃ〔ｋＷ〕の大小を比較する。

なお、ここで用いる充放電電力制限値Ｐｉｎｌｍｔｉ、Ｐｉｎｌｍｔにはマージンを設けている。そして、このマージン量は次式（９）であらわすことができる。

Ｐｍｒｇ＝Ｋｍｒｇ×（Ｐ−Ｐｚ-１） ・・・（９）
ここで、Ｐｍｒｇ〔ｋＷ〕はマージン量、Ｋｍｒｇ〔−〕は充電電力の増加方量に対するゲインである。

ただし、式（１）は充放電電力が減少するときには適用せず、その場合にはマージン量Ｐｍｒｇ〔ｋＷ〕はゼロとする。

また、Ｋｍｒｇ〔−〕は充放電制御時に発生する目標の実際の充放電電力との誤差に応じて、制御誤差が発生した場合においても蓄電装置を過充電しないように値を調整する関係を求めて設定する。

ステップＳ２０３において電流積算ＳＯＣに対応する充電電力制限値Ｐｉｎｌｍｔｉ〔ｋＷ〕が上記マージンを設けたＳＯＣ補正値に対応する充電電力制限値Ｐｉｎｌｍｔｃ〔ｋＷ〕以上である場合、つまりＳＯＣ補正後に充電電力の制限が厳しくなる場合には、ステップＳ２０４において充放電電力Ｐ〔ｋＷ〕が上記マージンを設けたＳＯＣ補正値に対応する充電電力制限値Ｐｉｎｌｍｔｃ〔ｋＷ〕と等しいか否かを判定する。

ステップＳ２０４で等しいと判定された場合には、ステップＳ２０５に進み、ＳＯＣ補正値ＳＯＣｃ〔％〕を用いて電流積算ＳＯＣｉ〔％〕を補正する。具体的にはステップＳ２０３における積分器の初期値Ｑｉｎｉｔ〔Ｃ〕を次式（８）から求められる値に変更する。

Ｑｉｎｉｔ＝Ｃａｐ×（ＳＯＣｃ×Ｖｍａｘ²／１００）^1/2 ・・・（８）
ステップＳ２０４において等しくないと判定された場合には、ステップＳ２０６に進み、電流積算ＳＯＣｉ〔％〕とＳＯＣ補正値ＳＯＣｃとの偏差の絶対値が所定値以上であるか否かの判定を行う。ここで、所定値は例えば５〔％〕のように所望の値を設定することができる。これにより、ＳＯＣ補正を行う条件が成立しなかった場合であっても、誤差が所望の値より大きくなる場合には補正を行うので、ＳＯＣの誤差を所望の範囲内に収めることができる。

ステップＳ２０６で偏差の絶対値が所定値以上であった場合には、ステップＳ２０５に進み、ＳＯＣ補正値ＳＯＣｃ〔％〕を用いて電流積算ＳＯＣｉ〔％〕を補正する。

ステップＳ２０６において偏差の絶対値が所定値未満であった場合は、そのまま処理を終了する。

ステップＳ２０２において充放電電力Ｐ〔ｋＷ〕の前回値と今回の値を比較した結果、充電電力がゼロ〔ｋＷ〕もしくは減少している場合には、そのまま処理を終了する。

ステップＳ２０３において、電流積算ＳＯＣに対応する充電電力制限値Ｐｉｎｌｍｔｉ〔ｋＷ〕がＳＯＣ補正値に対応する充電電力制限値Ｐｉｎｌｍｔｃ〔ｋＷ〕未満である場合、つまり、ＳＯＣ補正後に充電電力の制限が開放される場合には、ステップＳ２０７に進み、電流積算ＳＯＣに対応する充電電力制限値Ｐｉｎｌｍｔｉと充放電電力Ｐ〔ｋＷ〕とが等しいか否かを判定する。

ステップＳ２０７において等しいと判定された場合には、ステップＳ２０８に進み、ステップＳ２０５と同様の方法で補正を行う。

ステップＳ２０７において等しくないと判定された場合には、ステップＳ２０９に進み、
ステップＳ２０６と同様に、電流積算ＳＯＣ〔％〕：ＳＯＣｉとＳＯＣ補正値ＳＯＣｃとの偏差の絶対値が所定値以上であるか否かの判定を行う。偏差の絶対値が所定値以上であった場合はステップＳ２０８に進み、ステップＳ２０５と同様の方法で補正を行う。偏差の絶対値が所定値未満であった場合は、そのまま処理を終了する。

ステップＳ２０１において放電を行っていると判定された場合には、ステップＳ２１０に進み、前回演算時の充放電電力Ｐｚ−１〔ｋＷ〕の絶対値と今回の演算値の絶対値の大小を比較する。

ステップＳ２１０の判定の結果、充電電力が増加している場合には、ステップＳ２１１に進み、電流積算ＳＯＣに対応する放電電力制限値Ｐｏｕｔｌｍｔｉ〔ｋＷ〕とＳＯＣ補正値に対応する放電電力制限値Ｐｏｕｔｌｍｔｃ〔ｋＷ〕の大小を比較する。なお、ＳＯＣ補正値に対応する放電電力制限値Ｐｏｕｔｌｍｔｃ〔ｋＷ〕には、ステップＳ２０３と同様にマージンＰｍｒｇを設ける。

ステップＳ２１１において、電流積算ＳＯＣに対応する放電電力制限値Ｐｏｕｔｌｍｔｉ〔ｋＷ〕がＳＯＣ補正値に対応する放電電力制限値Ｐｏｕｔｌｍｔｃ〔ｋＷ〕以上である場合、つまりＳＯＣ補正後に放電電力の制限が厳しくなる場合にはステップＳ２１２に進み、充放電電力Ｐ〔ｋＷ〕の絶対値がＳＯＣ補正に対応する放電電力制限値Ｐｏｕｔｌｍｔｃ〔ｋＷ〕と等しいか否かを判定する。

ステップＳ２１２において等しいと判定された場合には、ステップＳ２１３においてステップＳ２０５と同様の方法で補正を行う。また、ステップＳ２１２において等しくないと判定された場合にはそのまま処理を終了する。

ステップＳ２１０において、充放電電力Ｐ〔ｋＷ〕の絶対値の前回演算値と今回の値を比較した結果、放電電力がゼロ〔ｋＷ〕もしくは減少している場合には、ステップＳ２１４に進み、ステップＳ２０６と同様に、電流積算ＳＯＣ〔％〕：ＳＯＣｉとＳＯＣ補正値ＳＯＣｃとの偏差の絶対値が所定値以上であるか否かの判定を行う。偏差の絶対値が所定値以上であった場合はステップＳ２１３に進み、ステップＳ２０５と同様の方法で補正を行う。偏差の絶対値が所定値未満であった場合は、そのまま処理を終了する。

ステップＳ２１１において、電流積算ＳＯＣに対応する放電電力制限値Ｐｏｕｔｌｍｔｉ〔ｋＷ〕がＳＯＣ補正に対応する放電電力制限値Ｐｏｕｔｌｍｔｃ〔ｋＷ〕未満である場合、つまりＳＯＣ補正後に放電電力の制限が開放される場合には、ステップＳ２１５において電流積算ＳＯＣに対応する放電電力制限値Ｐｏｕｔｌｍｔｉ〔ｋＷ〕が充放電電力Ｐ〔ｋＷ〕の絶対値と等しいか否かを判定する。

ステップＳ２１５において等しいと判定された場合には、ステップＳ２１６においてステップＳ２０５と同様の方法で補正を行う。また、ステップＳ２１５において等しくないと判定された場合には、ステップＳ２１７に進み、ステップＳ２０６と同様に、電流積算ＳＯＣｉ〔％〕とＳＯＣ補正値ＳＯＣｃとの偏差の絶対値が所定値以上であるか否かの判定を行う。偏差の絶対値が所定値以上であった場合はステップＳ２１６に進み、ステップＳ２０５と同様の方法で補正を行う。偏差の絶対値が所定値未満であった場合は、そのまま処理を終了する。

上記制御について、図４（ａ）〜（ｄ）を参照して説明する。なお、説明を簡単にするため、車両が駆動モータ４のみで走行しているものと仮定する。

図４（ａ）〜（ｄ）はそれぞれ、縦軸が電力、横軸がＳＯＣであり、充放電電力と充放電電力制限値との関係を表す図である。

図４（ａ）、（ｂ）は充電時の充電電力と充電電力制限値との関係を、また、図４（ｃ）、（ｄ）は放電時の放電電力と放電電力制限値との関係を表している。

図４（ａ）に示すように、充電時であって、ＳＯＣ補正後の充電電力Ｐが充電電力制限値Ｐｉｎｌｍｔｃより大きい場合に補正を行うと、ＳＯＣ補正後に充電電力Ｐが制限され、回生制動力が小さくなる。これにより、ブレーキ踏力を変化させていないにも拘らず減速感が小さくなるという違和感を運転者に与える。しかし、本実施形態では、充電電力Ｐが補正後の充電電力制限値Ｐｉｎｌｍｔｃと等しい場合に補正を行うので、前記のように急激に充電電力Ｐが制限を受けることがなく、運転者に違和感を与えることがない（ステップＳ２０３〜Ｓ２０５）。

図４（ｂ）に示すように、充電電力Ｐが充電電力制限値Ｐｉｎｌｍｔｉによる制限を受けており、補正後の充電電力制限値Ｐｉｎｌｍｔｃが電流積算ＳＯＣに対応する充電電力制限値Ｐｉｎｌｍｔｉよりも大きい、つまりＳＯＣ補正後に充電電力Ｐの制限が解放される場合に補正を行うと、今まで制限を受けていた分の電力を充電することが可能となり、これにより回生制動力が強まり、急激に減速感が強まるという違和感を運転者に与える。

しかし、本実施形態では、充電電力Ｐが電流積算ＳＯＣに対応する充電電力制限値Ｐｉｎｌｍｔｉと等しい場合に補正を行うので、補正後に制限が解放されても、急激に充電電力Ｐが増大することがなく、運転者に違和感を与えることがない（ステップＳ２０３、Ｓ２０７、Ｓ２０８）。

図４（ｃ）に示すように、放電時であって、ＳＯＣ補正後の放電電力Ｐが放電電力制限値Ｐｏｕｔｌｍｔｃより大きい場合に補正を行うと、ＳＯＣ補正後に放電電力Ｐが制限、つまり駆動モータ４の出力が制限されるので、アクセル開度を変化させていないにも拘らず、加速感が小さくなるという違和感を運転者に与える。

しかし、本実施形態では、放電電力Ｐが補正後の放電電力制限値Ｐｏｕｔｌｍｔｃと等しい場合に補正を行うので、前記のように急激に放電電力Ｐが制限を受けることがなく、運転者に違和感を与えることがない（ステップＳ２１１〜Ｓ２１３）。

図４（ｄ）に示すように、放電電力Ｐが放電電力制限値Ｐｏｕｔｌｍｔｉによる制限を受けており、補正後の放電電力制限値Ｐｏｕｔｌｍｔｃが電流積算ＳＯＣに対応する放電電力制限値Ｐｏｕｔｌｍｔｉよりも大きい、つまりＳＯＣ補正後に放電電力Ｐの制限が解放される場合に補正を行うと、今まで制限を受けていた分の電力を放電することが可能となり、これによりモータ出力が大きくなり、急激に加速感が強まるという違和感を運転者に与える。

しかし、本実施形態では、放電電力Ｐが電流積算ＳＯＣ〔％〕：ＳＯＣｉに対応する放電電力制限値Ｐｏｕｔｌｍｔｉと等しい場合に補正を行うので、前記のように、急激に放電電力Ｐの制限が解放されることがなく、運転者に違和感を与えることがない（ステップＳ２１１、Ｓ２１５、Ｓ２１６）。

なお、運転者に与える違和感を軽減するために、電流積算から求まるＳＯＣに対する充放電電力制限値と、ＳＯＣの補正値に対応する充放電電力制限値のうち小さい方を常に選択して用いるという方法も考えられる。この方法によれば、補正によってＳＯＣの値が急激に変化しても充放電電力制限値は大きく変化することがないので、運転者への違和感を軽減することが可能である。しかし、この方法を用いると、例えば放電時において補正後のＳＯＣの方が大きい場合には、たとえ電流積算から求めたＳＯＣの精度が悪い場合であっても電流積算から求めたＳＯＣが選択されてしまい、本来放電できるはずの電力を放電できなくなってしまうという問題がある。したがって、本実施形態のように、ＳＯＣ補正が必要となる。

また、充放電電力の増加方向の変化率が大きい場合には、エンジン１、駆動モータ４等のイナーシャの影響が大きいため、充放電電力制御の誤差や遅れが大きくなる。したがって、図４（ａ）、４（ｃ）に示した状況で、充放電電力Ｐと補正後の充放電電力制限値とが等しくなったときにＳＯＣの補正を行うと、前記誤差の影響により、充放電電力が充放電電力制限値を超えてしまう恐れがある。そこで、本実施形態ではＳＯＣ補正後の充放電電力制限値に、変化率が大きくなるほど大きくなるように設定したマージンを設け、このマージンを含めた値と充放電電力とが等しくなったときに補正を行う（ステップＳ２０３〜Ｓ２０５、Ｓ２１１〜Ｓ２１３）。

これにより、前記充放電制御の誤差や遅れによって充放電電力が制限値を超えてしまうことを回避し、過充放電による蓄電装置の性能劣化を防止することができる。

図４（ｂ）、４（ｄ）に示した状況においても、同様にマージンを設けて算出したＳＯＣ補正後の充放電電力と、電流積算ＳＯＣ〔％〕：ＳＯＣｉに対応する充電電力制限値のうち小さい方と充放電電力とが等しくなったときに補正を行う（ステップＳ２０３、Ｓ２０７〜Ｓ２０８およびステップＳ２１１、Ｓ２１５〜Ｓ２１６）。

これにより、充放電制御の誤差や遅れによって充放電電力が制限値を超えてしまうことを回避し、過充放電による蓄電装置の性能劣化を防止することができる。

以上により、本実施形態では、蓄電装置の内部抵抗等に基づいてＳＯＣ補正値に対応する充放電電力制限値を算出し、充放電電力Ｐが前記ＳＯＣ補正値に対応する充電電力制限値に等しいことを受けて、電流積算ＳＯＣ〔％〕：ＳＯＣｉを補正するので、補正後に充放電電力制限値が小さくなる場合であっても、補正後に急激に充放電電力が制限を受けることがない。したがって運転性に影響を与えずにＳＯＣを補正することが可能である。

補正後に充放電電力制限値が大きくなる場合において、充放電電力が制限を受けない状況でＳＯＣを補正し充放電電力を解放するので、運転性に影響を与えることなく補正することが可能である。また、充放電電力が必要以上の制限を受けることがないので、従来の制御と比較して燃費の向上を図ることができる。

ＳＯＣ補正値に対応する充放電電力制限値に、充放電電力の増加方向の変化率が大きくなるにしたがって大きくなるように設定したマージンを設け、補正後に制限値が小さくなる場合には、充放電電力がＳＯＣ補正後の充電電力と等しいときにＳＯＣ補正を行うので、充放電制御の誤差や遅れによって充放電電力が制限値を超えて、蓄電装置の性能が劣化してしまうことを防止できる。また、補正後に制限値が解放される場合においては、前記マージンを設けたＳＯＣ補正値に対応する充放電電力制限値と電流積算ＳＯＣ〔％〕：ＳＯＣｉの小さい方と、充放電電力Ｐとが等しくなったときにＳＯＣ補正を行うので、充放電制御の誤差や遅れによって充放電電力Ｐが制限値を超え、蓄電装置３の性能が劣化してしまうことを防止できる。

補正後の充放電電力制限値を監視しながら、電流積算ＳＯＣ〔％〕：ＳＯＣｉと、内部抵抗等から算出したＳＯＣｃとの偏差の絶対値が所望の設定値を超えたときに補正を行うので、補正を行う条件が成立しない場合であっても、ＳＯＣの誤差を所望の範囲内に収めることができる。

第２実施形態について図２を参照して説明する。

本実施形態は、第１実施形態と同様の制御を、燃料電池車両に適用したものである。

図２は燃料電池車両のシステムの構成を表した図である。

車両のパワートレインは、燃料電池２１で発電した電力、または蓄電装置２２に蓄えられている電力、もしくはその両方の電力により駆動される駆動モータ２３である。

駆動モータ２３のトルクはファイナルギヤ２５を介してタイヤ２４に伝達される。

燃料電池２１の目標発電電力指令値は、統合コントローラ２９から出力され、その値に基づき燃料電池コントローラ２６が発電電力を制御する。

蓄電装置コントローラ２７は蓄電装置２２の電流・電圧を検出し、蓄電装置２２の充電状態（ＳＯＣ）と充放電可能電力を算出し統合コントローラ２９に出力する。

駆動モータコントローラ２８は統合コントローラ２９から出力される目標駆動トルク指令値に基づき駆動モータ２３のトルクをベクトル制御する。

なお、燃料電池２１は、固体高分子形、燐酸方、溶融炭酸塩型等種々の燃料電池を用いることが可能であり、燃料ガスである水素ガスは水素ボンベに貯蔵されたものを使用しても良いし、改質器を用いてアルコール等の原料を改質して生成しても良い。

上記のシステムにおいても、第１実施形態と同様の制御を実行して蓄電装置２２のＳＯＣを補正することにより、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

また、図３に示すようなパラレルハイブリッド車両に適用しても、同様の効果を得ることができる。

図３は変速機にベルト式の無段変速機３４を用いたパラレルハイブリッド車両のシステムの構成を表した図である。

本システムのパワートレインは内燃機関３１と、内燃機関３１とクラッチ３２を介して連結され、内燃機関３１のトルクまたは蓄電装置４２に蓄えられた電力もしくはその両方で駆動されるモータ３３と、モータ３３のトルクをタイヤ３７に伝達する無段変速機３４、減速装置３５、差動装置３６とで構成される。

クラッチ３２の入力軸は内燃機関３１の出力軸と、また、クラッチ３２の出力軸はモータ３３の入力軸と接続されており、クラッチ３２締結時は内燃機関３１とモータ３３が車両の推進源となり、クラッチ３解放時はモータ３３のみが車両の推進源となる。

無段変速機３４には油圧装置３８から圧油が供給されてベルトとクランプの潤滑がなされる。油圧装置３８のオイルポンプ（不図示）はモータ３９により駆動される。

モータ３３、３９は、交流機に限らず直流電動機を用いることもできる。

クラッチ３２は、パウダークラッチであり、伝達トルクを調節することができる。なお、乾式単板クラッチや湿式多板クラッチを用いることもできる。

無段変速機３４は、ベルト式の無段変速機の他に、トロイダル式や、段階的に変速を行う変速機を用いてもよい。さらに、遊星歯車用いた構成でもよく、例えば、内燃機関３１をキャリアに、モータ３３をサンギヤに、リングギヤは出力軸に結合し、サンギヤの回転数を変化させることにより、キャリアとリングギヤの回転数を無段階に変化させてもよい。

この場合には、内燃機関３１が動力を発生していても、変速比によってその動力を出力軸に伝達しない状態を作り出せることから、クラッチ３２を必要としない構成となる。

モータ３３、３９は、それぞれインバータ４０、４１によって駆動される。なお、モータ３３、３９に直流電動機を用いる場合は、インバータの代わりにＤＣ／ＤＣコンバータを用いる。

インバータ４０、４１は共通のＤＣリンク４３を介して蓄電装置４２に接続されており、蓄電装置４２の直流充電電力を交流電力に変換してモータ４３へ供給するとともに、モータ４３の交流発電電力を直流電力に変換して蓄電装置４２を充電する。

蓄電装置４２には、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池、鉛電池などの各種電池や、電気二重層キャパシタ、いわゆるパワーキャパシタを用いることができる。

統合コントローラ４４は、ドライバーのアクセル操作や、車速センサ等からの信号、および内燃機関３１およびモータ３３の運転状態に基づいて、ドライバーの要求を満たすように、内燃機関３１、クラッチ３２、無段変速機３４に対する指令値を作成し、出力する。

上記のシステムにおいても、第１実施形態と同様の制御を実行して蓄電装置のＳＯＣを補正することにより、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

なお、第１、第２実施形態ともに、補正前と補正後の充放電制限が異なる場合について説明を行ったが、例えばＳＯＣが半分程度の場合のように、補正前と補正後の充放電制限が等しい場合には、従来と同様に定期的、または誤差が広がったときに補正してもよい。

具体的には、図６のステップＳ２０３およびＳ２１１において充放電制限値が等しい場合には、所定時間経過または補正幅が所定値以上であるか否かを判定し、該当するときには補正を実行するようにすればよい。

なお、本発明は上記の実施の形態に限定されるわけではなく、特許請求の範囲に記載の技術的思想の範囲内で様々な変更を成し得ることは言うまでもない。

本発明は、蓄電装置に蓄えられた電力により駆動されるモータを駆動源として備える車両、例えばハイブリッド車両、燃料電池車両などに適用可能である。

第１実施形態のシステムの構成を表す図である。 第２実施形態のシステムの構成を表す図である。 第２実施形態のその他のシステムの構成を表す図である。 （ａ）〜（ｄ）は第１実施形態の効果を説明するための図である。 第１実施形態の制御フローチャートである。 ＳＯＣ補正処理のフローチャートである。

符号の説明

１ 内燃機関
２ 発電機
３ 蓄電装置
４ 駆動モータ
５ タイヤ
６ ファイナルギヤ
７ 内燃機関コントローラ
８ 発電機コントローラ
９ 蓄電装置コントローラ
１０ 駆動モータコントローラ
１１ 統合コントローラ
２１ 燃料電池
３２ クラッチ
３４ 無段変速機
３５ 減速機
３８ 油圧装置
３９ モータ
４０ インバータ
４１ インバータ
４２ 蓄電装置
４３ ＤＣリンク

Claims (6)

1. 駆動源としてモータを備える車両の蓄電装置の放充電量を積算することによって、蓄電装置の蓄電状態を求める第１の蓄電状態推定手段と、
   前記第１の蓄電状態推定手段により求めた第１の推定値に基づいて蓄電装置の充放電量を制御する充放電制御手段と、
   前記第１の推定値の補正に用いるための蓄電状態を検出する第２の蓄電状態推定手段と、
   前記第１の推定値を補正する蓄電状態補正手段と、
   蓄電装置の充放電電力を算出する充放電電力算出手段と、
   前記第１の推定値における充放電電力の制限値を算出する第１の充放電電力制限値算出手段と、
   前記第２の蓄電状態推定手段により求めた第２の推定値における充放電電力の制限値を算出する第２の充放電電力制限値算出手段と、を備え、
   前記蓄電状態補正手段は、
   前記第１の充放電電力制限値算出手段によって求めた制限値が、前記第２の充放電電力制限値算出手段によって求めた制限値よりも大きい場合には、
   前記充放電電力が前記第２の充放電電力制限値算出手段によって求めた制限値と等しいときに前記第２の推定値を用いて、前記第１の推定値を補正することを特徴とする車両駆動用蓄電装置の充放電制御装置。
2. 駆動源としてモータを備える車両の蓄電装置の放充電量を積算することによって、蓄電装置の蓄電状態を求める第１の蓄電状態推定手段と、
   前記第１の蓄電状態推定手段により求めた第１の推定値に基づいて蓄電装置の充放電量を制御する充放電制御手段と、
   前記第１の推定値の補正に用いるための蓄電状態を検出する第２の蓄電状態推定手段と、
   前記第１の推定値を補正する蓄電状態補正手段と、
   蓄電装置の充放電電力を算出する充放電電力算出手段と、
   前記第１の推定値における充放電電力の制限値を算出する第１の充放電電力制限値算出手段と、
   前記第２の蓄電状態推定手段により求めた第２の推定値における充放電電力の制限値を算出する第２の充放電電力制限値算出手段と、を備え、
   前記蓄電状態補正手段は、
   前記第１の充放電電力制限値算出手段によって求めた制限値が、前記第２の充放電電力制限値算出手段によって求めた制限値よりも小さい場合には、
   前記充放電電力が前記第１の充放電電力制限値算出手段によって求めた制限値と等しいときに前記第２の推定値を用いて、前記第１の推定値を補正することを特徴とする車両駆動用蓄電装置の充放電制御装置。
3. 前記蓄電状態補正手段は、
   前記第２の充放電電力制限手段によって求めた制限値に対して、充放電電力の増加方向の変化率が大きくなるほど大きな値に設定したマージンを設けて補正充放電電力を設定する補正充放電電力設定手段を有し、
   前記充放電電力が補正充放電電力と等しいときに、
   前記第２の推定値により前記第１の推定値を補正する請求項１に記載の車両駆動用蓄電装置の充放電制御装置。
4. 前記蓄電状態補正手段は、
   前記第２の充放電電力制限手段によって求めた制限値に対して、充放電電力の増加方向の変化率が大きくなるほど大きな値に設定したマージンを設けて補正充放電電力を設定する補正充放電力設定手段を有し、
   前記補正充放電電力と前記第１の充放電電力制限値算出手段により求めた制限値のどちらか小さい方と前記充放電電力とが等しいときに、前記第２の推定値により前記第１の推定値を補正する請求項２に記載の車両駆動用蓄電装置の充放電制御装置。
5. 前記蓄電状態補正手段は、
   前記第１の推定値と、前記第２の推定値との偏差の絶対値が所定値以上であれば、前記第２の推定値によって前記第１の推定値を補正する手段を備える請求項１〜４のいずれか一つに記載の車両駆動用蓄電装置の充放電制御装置。
6. 請求項１〜５のいずれか一つに記載の充放電制御装置を搭載したことを特徴とする車両。

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