JP4930482B2 - バッテリの充放電制御装置 - Google Patents

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Description

本発明は、車両に搭載したバッテリ（二次電池）の充放電電力を制御するバッテリの充放電制御装置に関する発明である。
近年、この種のバッテリの充放電制御装置においては、特許文献１（特開２００７−３０６７７１号公報）に記載されているように、バッテリの充放電電力を制御する際に、バッテリの電圧が通常の電圧使用範囲内（許容電圧範囲内）に収まるように充放電電力を制限することが提案されている。
特開２００７−３０６７７１号公報（第１頁〜第５頁等参照）
ところで、バッテリ（二次電池）は、その両端電圧が通常の電圧使用範囲内にあったとしても、残存容量（ＳＯＣ：State of Charge ）の上限値を超えた蓄電エネルギを投入すると、通常使用域とは違った反応が発生して、意図しない内部組成変化が生じる可能性がある。同様に、残存容量の過剰低下でも、通常使用とは違った反応が発生する可能性がある。そのため、蓄電エネルギを規定の上下限値内に制限する必要がある。この蓄電エネルギは、バッテリの充放電電流で決まり、バッテリ状態（残存容量、温度、冷却性能等）に応じて充放電電流の使用範囲が制限される。また、バッテリはその内部に抵抗成分を持ち、充放電電流に応じて発熱する。これにより、バッテリ温度が過剰に上昇すると、バッテリやその周辺機器の耐熱性能の限界を越えてしまい、部品の変形、劣化、破壊に至る可能性がある。そこで、バッテリの温度上昇を抑えるために、バッテリの充放電電流を所定の電流使用範囲内（許容電流範囲内）に制限する必要がある。
しかし、この電流使用範囲は、バッテリ状態（残存容量、温度、冷却性能等）に応じて変化するため、上記特許文献１のように、バッテリの電圧を通常の電圧使用範囲内に収めるようにバッテリの充放電電力を制限しても、バッテリの充放電電流が通常の電流使用範囲を越えてしまう可能性があり、その過大な充放電電流によってバッテリが異常発熱して、バッテリやその周辺機器の変形、劣化、破壊に至る可能性がある（図２参照）。
本発明はこのような事情を考慮してなされたものであり、従ってその目的は、バッテリ状態に応じてバッテリの電流と電圧の両方がそれぞれの使用範囲（許容範囲）を越えないように充放電電力を制限することができるバッテリの充放電制御装置を提供することにある。
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、車両に搭載したバッテリの充放電電力を制御するバッテリの充放電制御装置において、前記バッテリの電流を検出する電流検出手段と、前記バッテリの電圧を検出する電圧検出手段と、前記バッテリの内部抵抗を推定する内部抵抗推定手段と、前記電流検出手段及び前記電圧検出手段で検出した電流及び電圧と、前記内部抵抗推定手段で推定した内部抵抗とに基づいて、前記バッテリの電流及び電圧がそれぞれ所定の電流使用範囲及び電圧使用範囲に収まるように、前記電流使用範囲の上下限値から決まる充放電電力の制限値と前記電圧使用範囲の上下限値から決まる充放電電力の制限値とを比較して絶対値が小さい方の制限値を最終的な前記バッテリの充放電電力の制限値として設定する充放電電力制限手段とを備えた構成としたものである。
この構成では、バッテリの電流、電圧、内部抵抗を検出又は推定しながら、バッテリの電流と電圧がそれぞれの使用範囲に収まるようにバッテリの充放電電力の制限値を設定することができるため、バッテリ状態（内部抵抗）を考慮しながらバッテリの電流と電圧の両方がそれぞれの使用範囲を越えないように充放電電力を制限することができ、バッテリの充放電性能を最大限発揮させながら、過大な充放電電流によるバッテリの異常発熱を防止できる。
また、電流使用範囲の上下限値から決まる充放電電力の制限値と電圧使用範囲の上下限値から決まる充放電電力の制限値とを比較して絶対値が小さい方の制限値を最終的な充放電電力の制限値として選択するようにする。このようにすれば、バッテリの電流と電圧のいずれか一方が使用範囲の上下限値で、他方が使用範囲内となる充放電電力の制限値を設定することができるので、電流使用範囲及び電圧使用範囲を最大限有効に使用する充放電電力の制限値を設定することができる。
この場合、バッテリの内部抵抗は、どの様な方法で推定しても良いが、一般に、バッテリの温度が低くなるほど、バッテリの内部抵抗が大きくなるという関係があるため、請求項２のように、バッテリの温度を温度判定手段で検出又は推定し、そのバッテリの温度に基づいてバッテリの内部抵抗を推定するようにしても良い。このようにすれば、バッテリの温度からバッテリの内部抵抗を簡単に推定することができる。
また、請求項３のように、バッテリの電流−電圧変化特性を線形モデル（一次式）で近似して、バッテリの電流及び電圧がそれぞれ電流使用範囲及び電圧使用範囲に収まるようにバッテリの充放電電力の制限値を設定するようにしても良い。バッテリの電流−電圧変化特性を線形モデルで近似すれば、バッテリの電流が電流使用範囲の上下限値と一致するときのバッテリの電圧と、バッテリの電圧が電圧使用範囲の上下限値と一致するときのバッテリの電流を、簡単な数式（マップでも良い）により簡単に算出することができ、充放電電力の制限値を演算する処理が簡単になる利点がある。
但し、本発明は、バッテリの電圧−電流変化特性を線形モデル（一次式）で近似するものに限定されず、モデル精度を向上させるために、二次式、三次式等の非線形モデルで近似するようにしても良い。非線形モデルで近似する場合は、予め電流−電圧変化特性を測定して作成したマップ等を用いて充放電電力の制限値を演算すれば良い。
また、非線形モデルで近似する場合は、請求項４のように、電流検出手段で検出した電流と電流使用範囲の上下限値との差分値、及び、電圧検出手段で検出した電圧と電圧使用範囲の上下限値との差分値も考慮してバッテリの充放電電力の制限値を設定するようにしても良い。このようにすれば、非線形モデルで近似する場合に、充放電電力の制限値の演算精度を更に向上させることができる。
また、バッテリの電流−電圧変化特性線の傾きがバッテリの内部抵抗に相当することに着目して、請求項５のように、電流検出手段及び電圧検出手段で検出した２点以上の電流及び電圧に基づいてバッテリの電流−電圧変化特性を電流−電圧変化特性推定手段により推定し、推定したバッテリの電流−電圧変化特性に基づいてバッテリの内部抵抗を推定するようにしても良い。このようにすれば、２点以上の電流及び電圧の検出値からバッテリの内部抵抗を精度良く推定することができる。
上記請求項１〜５に係る発明は、いずれも、バッテリの内部抵抗を推定する内部抵抗推定手段を必須構成要件としているが、演算負荷を軽減するために、内部抵抗推定手段を省略して、請求項６のように、電流検出手段で検出した電流と電流使用範囲の上下限値との差分値（以下「電流差分値」という）、及び、電圧検出手段で検出した電圧と電圧使用範囲の上下限値との差分値（以下「電圧差分値」という）に基づいてバッテリの電流及び電圧がそれぞれ所定の電流使用範囲及び電圧使用範囲に収まるように電流差分値から決まる充放電電力の制限値と電圧差分値から決まる充放電電力の制限値とを比較して絶対値が小さい方の制限値を最終的なバッテリの充放電電力の制限値として設定するようにしても良い。このようにすれば、バッテリの内部抵抗を推定することなく、簡易的な手法で、バッテリの電流と電圧の両方がそれぞれの使用範囲を越えないように充放電電力を制限することができ、バッテリの充放電性能を最大限発揮させながら、過大な充放電電流によるバッテリの異常発熱を防止できる。
以下、本発明を実施するための最良の形態をハイブリッド電気自動車に適用して具体化した幾つかの実施例を説明する。
本発明の実施例１を図１乃至図７に基づいて説明する。
まず、図１に基づいてハイブリッド電気自動車全体のシステム構成を説明する。
本実施例１のハイブリッド電気自動車は、エンジン２２と、エンジン２２のクランクシャフト２６にダンパ２８を介して接続された３軸式の動力分割機構３０と、この動力分割機構３０に連結された発電機兼用の第１モータＭＧ１と、動力分割機構３０に連結されたリングギヤ軸３２ａに取り付けられた減速ギヤ３５と、この減速ギヤ３５に連結された発電機兼用の第２モータＭＧ２等からなるハイブリッド駆動システムが搭載され、このハイブリッド駆動システム全体をハイブリッドＥＣＵ７０で総合的に制御する構成となっている。ここで、「ＥＣＵ」は、マイクロコンピュータを主体として構成された「電子制御ユニット」を意味する（以下、同様）。
エンジン２２は、ガソリン、軽油、アルコール混合燃料等を燃料とする内燃機関であり、このエンジン２２を制御するエンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２の運転状態を検出するクランク角センサ、水温センサ等の各種センサの出力信号を読み込んで、エンジン２２の燃料噴射制御、点火制御、スロットル制御等を実行する。このエンジンＥＣＵ２４は、ハイブリッドＥＣＵ７０と通信ラインで接続され、ハイブリッドＥＣＵ７０からの制御信号を受信してエンジン２２の運転を制御すると共に、必要に応じてエンジン２２の運転状態に関する信号をハイブリッドＥＣＵ７０に送信する。
動力分割機構３０は、サンギヤ３１と、このサンギヤ３１と同心状に配置されたリングギヤ３２と、このリングギヤ３２とサンギヤ３１の両方に噛合する複数のピニオンギヤ３３と、複数のピニオンギヤ３３を自転・公転自在に支持するキャリア３４とを備え、これらサンギヤ３１とリングギヤ３２とキャリア３４とを回転要素とする遊星歯車機構として構成されている。
キャリア３４には、エンジン２２のクランクシャフト２６が連結され、サンギヤ３１には第１モータＭＧ１が連結され、リングギヤ３２にはリングギヤ軸３２ａを介して減速ギヤ３５が連結されており、第１モータＭＧ１が発電機として機能する場合は、キャリア３４から入力されるエンジン２２の動力がサンギヤ３１側とリングギヤ３２側にそのギヤ比に応じて分配され、第１モータＭＧ１が電動機（車両の駆動源）として機能する場合は、キャリア３４から入力されるエンジン２２の動力とサンギヤ３１から入力される第１モータＭＧ１の動力を統合してリングギヤ３２側に出力する。リングギヤ３２に出力された動力は、リングギヤ軸３２ａからギヤ機構６０とデファレンシャルギヤ６２を介して最終的に車両の駆動輪６３ａ，６３ｂに伝達される。
一方、第１モータＭＧ１と第２モータＭＧ２は、いずれも発電機兼用の電動機である同期発電電動機により構成され、それぞれインバータ４１，４２を介してバッテリ５０（二次電池）との間で電力を授受する。各インバータ４１，４２とバッテリ５０とを接続する電力ライン５４は、各インバータ４１，４２が共用する正極母線及び負極母線として構成されており、２つのモータＭＧ１，ＭＧ２のいずれか一方で発電した電力を他方に供給できるようになっている。従って、バッテリ５０は、２つのモータＭＧ１，ＭＧ２のいずれかで発電した電力と消費電力との大小関係により充放電されることになる。
２つのモータＭＧ１，ＭＧ２を制御するモータＥＣＵ４０には、各モータＭＧ１，ＭＧ２を制御するのに必要な信号、例えば各モータＭＧ１，ＭＧ２のロータ回転位置を検出するエンコーダ等の回転位置検出センサ４３，４４の出力信号や、電流センサ（図示せず）により検出される各モータＭＧ１，ＭＧ２に印加される相電流等が入力され、モータＥＣＵ４０から各インバータ４１，４２にスイッチング制御信号が出力される。このモータＥＣＵ４０は、ハイブリッドＥＣＵ７０と通信ラインで接続され、ハイブリッドＥＣＵ７０から送信されてくる制御信号を受信して各モータＭＧ１，ＭＧ２を制御すると共に、必要に応じて各モータＭＧ１，ＭＧ２の運転状態に関する信号をハイブリッドＥＣＵ７０に送信する。
バッテリ５０の充放電は、バッテリＥＣＵ５２によって管理される。このバッテリＥＣＵ５２には、バッテリ５０の充放電電力を管理するのに必要な信号、例えば、バッテリ５０の出力端子に接続された電力ライン５４に取り付けられた電流センサ５６（電流検出手段）で検出したバッテリ５０の充放電電流（以下「バッテリ電流」という）Ｉb と、バッテリ５０の端子間に設置された電圧センサ５５（電圧検出手段）で検出したバッテリ５０の端子間電圧（以下「バッテリ電圧」という）Ｖb と、バッテリ５０に取り付けられた温度センサ５１（温度判定手段）で検出したバッテリ温度Ｔb 等が入力され、必要に応じてバッテリ５０の状態に関する信号をハイブリッドＥＣＵ７０に送信する。更に、バッテリＥＣＵ５２は、バッテリ５０の充放電電力を管理するために電流センサ５６により検出されたバッテリ電流Ｉb の積算値等に基づいてバッテリ５０の充電状態（残存容量ＳＯＣ）を演算する機能を備えている。
ハイブリッドＥＣＵ７０は、ＣＰＵ７２を主体とするマイクロコンピュータにより構成され、ＣＰＵ７２の他に、各種のプログラムやイニシャル値等のデータを記憶するＲＯＭ７４と、各種データを一時的に記憶するＲＡＭ７６等により構成されている。このハイブリッドＥＣＵト７０には、イグニッション（ＩＧ）スイッチ８０からのイグニッション信号、シフトレバー８１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ８２からのシフトポジション信号、アクセルペダル８３の踏み込み量を検出するアクセル開度センサ８４からのアクセル開度信号、ブレーキペダル８５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジション信号、車速センサ８８からの車速信号等が入力される。ハイブリッドＥＣＵ７０は、前述したように、エンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０とバッテリＥＣＵ５２に通信ラインで接続され、エンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０とバッテリＥＣＵ５２との間で各種制御信号やデータ信号が送受信されるようになっている。
以上のように構成された本実施例１のハイブリッド電気自動車は、アクセル開度センサ８４からのアクセル開度信号と車速センサ８８からの車速信号等に基づいて、駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求トルクを計算し、この要求トルクに対応する要求動力がリングギヤ軸３２ａに出力されるように、エンジン２２と２つのモータＭＧ１，ＭＧ２の運転を制御する。
エンジン２２と各モータＭＧ１，ＭＧ２の運転制御モードとしては、トルク変換運転モード、充放電運転モード、モータ運転モード等がある。
トルク変換運転モードでは、要求動力に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２の運転を制御すると共に、エンジン２２から出力される動力の全てが動力分割機構３０と２つのモータＭＧ１，ＭＧ２によってトルク変換されてリングギヤ軸３２ａに出力されるように２つのモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御する。
充放電運転モードでは、要求動力とバッテリ５０の充放電に必要な電力との和に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２の運転を制御すると共に、バッテリ５０の充放電を伴ってエンジン２２から出力される動力の全部又はその一部が動力分割機構３０と２つのモータＭＧ１，ＭＧ２によるトルク変換を伴って要求動力に見合う動力をリングギヤ軸３２ａに出力するように２つのモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御する。
モータ運転モードでは、エンジン２２の運転を停止して第２モータＭＧ２からの要求動力に見合う動力をリングギヤ軸３２ａに出力するように２つのモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御する。
ところで、バッテリ５０（二次電池）は、その両端電圧が通常の電圧使用範囲内にあったとしても、残存容量ＳＯＣの上限値を超えた蓄電エネルギを投入すると、通常使用域とは違った反応が発生して、意図しない内部組成変化が生じる可能性がある。同様に、残存容量の過剰低下でも、通常使用とは違った反応が発生する可能性がある。そのため、蓄電エネルギを規定の上下限値内に制限する必要がある。この蓄電エネルギは、バッテリ５０の充放電電流で決まり、バッテリ５０の状態（残存容量、温度、冷却性能等）に応じて充放電電流の使用範囲が制限される。また、バッテリ５０はその内部に抵抗成分を持ち、充放電電流に応じて発熱する。これにより、バッテリ温度Ｔb が過剰に上昇すると、バッテリ５０やその周辺機器の耐熱性能の限界を越えてしまい、部品の変形、劣化、破壊に至る可能性がある。そこで、バッテリ５０の温度上昇を抑えるために、バッテリ電流Ｉb を所定の電流使用範囲内（許容電流範囲内）に制限する必要がある。
しかし、この電流使用範囲は、バッテリ５０の状態（残存容量、温度等）に応じて変化するため、前記特許文献１のように、バッテリ電圧Ｖb を通常の電圧使用範囲内に収めるようにバッテリ５０の充放電電力を制限しても、バッテリ電流Ｉb が通常の電流使用範囲を越えてしまう可能性があり、その過大なバッテリ電流Ｉb によってバッテリ５０が異常発熱して、バッテリ５０やその周辺機器の変形、劣化、破壊に至る可能性がある（図２参照）。
この対策として、本実施例１では、温度センサ５１で検出したバッテリ温度Ｔb に基づいてバッテリ５０の内部抵抗を推定し、電流センサ５６で検出したバッテリ電流Ｉb と、電圧センサ５５で検出したバッテリ電圧Ｖb と、バッテリ５０の内部抵抗とに基づいて、バッテリ電流Ｉb 及びバッテリ電圧Ｖb がそれぞれ所定の電流使用範囲及び電圧使用範囲に収まるようにバッテリ５０の充放電電力の制限値を設定するようにしている。
以下、この充放電電力の制限値の設定方法を具体的に説明する。
バッテリ電流Ｉb とバッテリ電圧Ｖb とを所定周期でサンプリングする。サンプリングした現在のバッテリ電流Ｉb とバッテリ電圧Ｖb は，バッテリ５０の分極状態、ばらつき、経年劣化などの影響まで含んだバッテリ特性から決まるものであるため、現在のバッテリ電流Ｉb とバッテリ電圧Ｖb に基づいて決定する充放電制限電力（充放電電力の制限値）は、常に変化し続けるバッテリ状態変化の影響を加味することが可能となる。
また、次のサンプリングタイミングでは、再度、実際のバッテリ電流Ｉb とバッテリ電圧Ｖb を検出することになり、サンプリング周期間でバッテリ状態が変化したとしても、その影響度を修正することができる。つまり、原理的には、サンプリング周期が短ければ短いほど、バッテリ状態が急激に変化しても、バッテリ５０の充放電性能を十分に発揮させることができる。
バッテリ電圧Ｖb とバッテリ電流Ｉb との間には相関関係があり、バッテリ温度Ｔb や残存容量ＳＯＣなどの状態量に応じてその相関関係が変化する。
バッテリ電圧Ｖb とバッテリ電流Ｉb と内部抵抗の直流抵抗成分Ｒb との間には、次の関係がある。
Ｖb ＝Ｅo −Ｉb Ｒb −ηX ……（１）
上式において、Ｅo は開放電圧、ηX は分極効果による電圧変動である。
ここで、Ｒi ＝Ｒb ＋ηX ／Ｉb と定義すると、上記（１）式は、次式で表される。
Ｖb ＝Ｅo −Ｉb Ｒi ……（２）
上式において、Ｒi は、分極効果の影響を含む内部抵抗に相当する。
開放電圧Ｅo や内部抵抗Ｒi は、バッテリ温度Ｔb 、残存容量ＳＯＣ、分極状態などのバッテリ状態に応じて時々刻々と変化する（図３参照）。
上記（２）式を、バッテリ電流Ｉb を横軸、バッテリ電圧Ｖb を縦軸に取った座標上で表現すると、内部抵抗Ｒi は、バッテリ電流−電圧変化特性を表す直線の傾きに相当し、開放電圧Ｅo は、バッテリ電流−電圧変化特性を表す直線と縦軸との交点である切片に相当する。この傾きと切片は、バッテリ電流Ｉb 、バッテリ電圧Ｖb 、バッテリ温度Ｔb などのバッテリ状態によって変化するため、実際のバッテリ電流Ｉb とバッテリ電圧Ｖb の分布は、非線形な分布となる。ここで、バッテリ５０の内部抵抗Ｒi は、図４に示すようにバッテリ温度Ｔb が低くなるほど大きくなることが分かっている。そこで、本実施例１では、バッテリ温度Ｔb に基づいて内部抵抗Ｒi を推定するようにしている。
一方、サンプリング周期毎に検出されるバッテリ電流Ｉb とバッテリ電圧Ｖb の検出値を（Ｉb.obs ，Ｖb.obs ）と表記し、バッテリ電流−電圧変化特性を直線（一次式）で近似可能と仮定すると、その直線の傾きが内部抵抗Ｒi に相当するため、バッテリ電流・電圧の検出値（Ｉb.obs ，Ｖb.obs ）と内部抵抗Ｒi からバッテリ電流−電圧変化特性の直線を推定することができる（図５参照）。
バッテリ５０の充放電性能を最大限発揮させるためには、バッテリ特性で決まる電圧使用範囲とバッテリ状態で決まる電流使用範囲（図２参照）の限界まで使いきることが望ましい。そこで、バッテリ５０の電流使用範囲の上下限値を（Ｉb.max ，Ｉb.min ）とし、電圧使用範囲の上下限値を（Ｖb.max ，Ｖb.min ）とすると、内部抵抗Ｒi に相当する傾きで、バッテリ電流・電圧の検出値（Ｉb.obs ，Ｖb.obs ）の点を通る直線と、電流使用範囲の上下限値（Ｉb.max ，Ｉb.min ）との交点から、充放電制限電力（Ｗin.ibmin， Ｗout.ibmax ）を算出することができる（図５参照）。以下の説明では、充電をマイナス値で表し、放電をプラス値で表す。
［電流使用範囲の上限値Ｉb.max から決まる放電制限電力Ｗout.ibmax ］
Ｗout.ibmax ＝Ｉb.max ×（Ｅo.obs −Ｒi ×Ｉb.max ） ……（３）
［電流使用範囲の下限値Ｉb.min から決まる充電制限電力Ｗin.ibmin］
Ｗin.ibmin＝Ｉb.min ×（Ｅo.obs −Ｒi ×Ｉb.min ） ……（４）
上記（３）式、（４）式において、Ｅo.obs は、次式で算出する開放電圧（切片）である。
Ｅo.obs ＝Ｖb.obs ＋Ｉb.obs ×Ｒi ……（５）
同様に、内部抵抗Ｒi に相当する傾きで、バッテリ電流・電圧の検出値（Ｉb.obs ， Ｖb.obs)の点を通る直線と、電圧使用範囲の上下限値（Ｖb.max ，Ｖb.min ）との交点から、充放電制限電力（Ｗin.vbmax，Ｗout.vbmin ）を算出することができる（図５参照）。
［電圧使用範囲の上限値Ｖb.max から決まる充電制限電力Ｗin.vbmax］
Ｗin.vbmax＝−｛（Ｖb.max −Ｅo.obs ）／Ｒi ｝×Ｖb.max ……（６）
［電圧使用範囲の下限値Ｖb.min から決まる放電制限電力Ｗout.vbmin ］
Ｗout.vbmin ＝−｛（Ｖb.min −Ｅo.obs ）／Ｒi ｝×Ｖb.min ……（７）
上記（３）式と（７）式で算出した２つの放電制限電力Ｗout.ibmax ，Ｗout.vbmin を比較して、絶対値が小さい方を最終的な放電制限電力Ｗout （放電電力の制限値）として選択する。
Ｗout ＝Ｍｉｎ（Ｗout.ibmax ，Ｗout.vbmin ） ……（８）
上記（４）式と（６）式で算出した２つの充電制限電力Ｗin.ibmin，Ｗin.vbmaxを比較して、絶対値が小さい方を最終的な充電制限電力Ｗin（充電電力の制限値）として選択する。
Ｗin＝Ｍａｘ（Ｗin.ibmin，Ｗin.vbmax） ……（９）
＝−Ｍｉｎ（｜Ｗin.ibmin｜，｜Ｗin.vbmax｜）
尚、２つの充電制限電力Ｗin.ibmin，Ｗin.vbmaxは、それぞれマイナス値である。
バッテリ電流−電圧変化特性は、線形モデル（一次式）で近似するものに限定されず、モデル精度を向上させるために、二次式、三次式等の非線形モデルで近似するようにしても良い。非線形モデルで近似する場合は、予め電流−電圧変化特性を測定して作成したマップ等を用いて充放電電力の制限値を演算すれば良い。
以上説明した本実施例１の充放電制御は、ハイブリッドＥＣＵ７０によって図６の充放電制御ルーチンに従って次のように実行される。
図６の充放電制御ルーチンは、イグニッションスイッチ８０のオン期間中に所定周期で繰り返し実行される。本ルーチンが起動されると、まずステップ１０１で、電流センサ５６で検出したバッテリ電流（以下「検出電流」という）Ｉb.obs と、電圧センサ５５で検出したバッテリ電圧（以下「検出電圧」という）Ｖb.obs と、温度センサ５１で検出したバッテリ温度（以下「検出温度」という）Ｔb.obs を読み込む。
この後、ステップ１０２に進み、バッテリ温度をパラメータとしてバッテリ５０の内部抵抗Ｒi を算出する図７のマップＭａｐ１を参照して、現在の検出温度Ｔb.obs に応じた内部抵抗Ｒi を算出する。
Ｒi ＝Ｍａｐ１（Ｔb.obs ）
このステップ１０２の処理が特許請求の範囲いう内部抵抗推定手段としての役割を果たす。
この後、ステップ１０３に進み、検出電流Ｉb.obs 、検出電圧Ｖb.obs 、電流使用範囲の上下限値（Ｉb.max ，Ｉb.min ）及び電圧使用範囲の上下限値（Ｖb.max ，Ｖb.min ）を用いて、４つの充放電制限電力を算出する。
［電流使用範囲の下限値Ｉb.min から決まる充電制限電力Ｗin.ibmin］
Ｗin.ibmin＝Ｉb.min ×（Ｅo.obs −Ｒi ×Ｉb.min ）
［電圧使用範囲の上限値Ｖb.max から決まる充電制限電力Ｗin.vbmax］
Ｗin.vbmax＝−｛（Ｖb.max −Ｅo.obs ）／Ｒi ｝×Ｖb.max
［電流使用範囲の上限値Ｉb.max から決まる放電制限電力Ｗout.ibmax ］
Ｗout.ibmax ＝Ｉb.max ×（Ｅo.obs −Ｒi ×Ｉb.max ）
［電圧使用範囲の下限値Ｖb.min から決まる放電制限電力Ｗout.vbmin ］
Ｗout.vbmin ＝−｛（Ｖb.min −Ｅo.obs ）／Ｒi ｝×Ｖb.min
但し、Ｅo.obs ＝Ｖb.obs ＋Ｉb.obs ×Ｒi である。
この後、ステップ１０４に進み、各条件で算出された２つの充電制限電力Ｗin.ibmin，Ｗin.vbmaxを比較して、絶対値が小さい方を最終的な充電制限電力Ｗinとして選択する。 Ｗin＝Ｍａｘ（Ｗin.ibmin，Ｗin.vbmax）
尚、２つの充電制限電力Ｗin.ibmin，Ｗin.vbmaxは、それぞれマイナス値である。
また、各条件で算出された２つの放電制限電力Ｗout.ibmax ，Ｗout.vbmin を比較して、絶対値が小さい方を最終的な放電制限電力Ｗout として選択する。
Ｗout ＝Ｍｉｎ（Ｗout.ibmax ，Ｗout.vbmin ）
この後、ステップ１０５に進み、バッテリ５０の充電電力と放電電力が上記ステップ１０４で決定した最終的な充電制限電力Ｗinと放電制限電力Ｗout を越えないように制限（ガード処理）する。例えば、要求充放電電力が充放電制限電力（Ｗin，Ｗout ）を越えなければ、その要求充放電電力をそのまま目標充放電電力としてバッテリ５０の充放電電力を制御し、要求充放電電力が充放電制限電力（Ｗin，Ｗout ）を越えれば、充放電制限電力（Ｗin，Ｗout ）を目標充放電電力としてバッテリ５０の充放電電力を制御する。これらのステップ１０３〜１０５の処理が特許請求の範囲でいう充放電電力制限手段としての役割を果たす。
以上説明した本実施例１では、バッテリ５０の電流、電圧、内部抵抗を検出又は推定しながら、バッテリ５０の電流と電圧がそれぞれの使用範囲に収まるようにバッテリ５０の充放電制限電力を設定することができるため、バッテリ状態（内部抵抗）を考慮しながらバッテリ５０の電流と電圧の両方がそれぞれの使用範囲を越えないように充放電電力を制限することができ、バッテリ５０の充放電性能を最大限発揮させながら、過大な充放電電流によるバッテリ５０の異常発熱を防止できる。
上記実施例１では、バッテリ５０の温度が低くなるほど、バッテリ５０の内部抵抗が大きくなるという関係に着目して、バッテリ５０の内部抵抗をバッテリ５０の温度に基づいて推定するようにしたが、図８及び図１０に示す本発明の実施例２では、バッテリ５０の電流−電圧変化特性線の傾きがバッテリ５０の内部抵抗に相当することに着目して、電流センサ５６と電圧センサ５５で検出した２点以上の電流及び電圧に基づいてバッテリ５０の電流−電圧変化特性のモデル式のパラメータ（傾きｍb 、切片Ｖb.o ）を同定し、電流−電圧変化特性線の傾きｍb をバッテリ５０の内部抵抗として用いるようにしている。
例えば、バッテリ５０の電流−電圧変化特性のモデル式を直線（一次式）で近似すると、バッテリ電圧Ｖb とバッテリ電流Ｉb との関係は、次式で表される。
Ｖb ＝Ｖb.o ＋ｍb ×Ｉb ……（１０）
ここで、Ｖb.o は、電流−電圧変化特性の直線と縦軸との交点（切片）であり、ｍb は電流−電圧変化特性の直線の傾き（内部抵抗）である。
演算周期Δｔ秒毎にバッテリ電圧Ｖb とバッテリ電流Ｉb をサンプリングし、今回のバッテリ電流Ｉb とバッテリ電圧Ｖb の検出値を（Ｉb.obs[i]，Ｖb.obs[i]）とし、前回（Δｔ秒前）の検出値を（Ｉb.obs[i-1]，Ｖb.obs[i-1]）とすると、電流−電圧変化特性の直線の傾きｍb 、切片Ｖb.o は、次式により算出される。
ｍb ＝（Ｖb.obs[i]−Ｖb.obs[i-1]）／（Ｉb.obs[i]−Ｉb.obs[i-1]）
Ｖb.o ＝Ｖb.obs[i]−ｍb ×Ｉb.obs[i]
以上のようにして、電流−電圧変化特性を表すモデル式のパラメータ（傾きｍb 、切片Ｖb.o ）を同定すれば、バッテリ５０の電流−電圧変化特性からバッテリ電流Ｉb の変化量とバッテリ電圧Ｖb の変化量を予測することが可能となる。
本実施例２では、電流−電圧変化特性を線形モデル（一次式）で近似したが、モデル精度を向上させるために、二次式、三次式等の非線形モデルで近似するようにしても良い。非線形モデルを用いる場合は、モデル式のパラメータの数が線形モデルよりも多くなるため、そのパラメータの数に応じて電流・電圧の検出点の個数を増やせば良い。
電流−電圧変化特性をモデル式で表現できれば、モデル式の線と電流使用範囲の上下限値（Ｉb.max ，Ｉb.min ）との交点と、モデル式の線と電圧使用範囲の上下限値（Ｖb.max ，Ｖb.min ）との交点から、４つの充放電制限電力を簡単に算出することができる（図８参照）。
［電流使用範囲の下限値Ｉb.min から決まる充電制限電力Ｗin.ibmin］
Ｗin.ibmin＝Ｉb.min ×（Ｖb.o ＋ｍb ×Ｉb.min ）
［電圧使用範囲の上限値Ｖb.max から決まる充電制限電力Ｗin.vbmax］
Ｗin.vbmax＝｛（Ｖb.max −Ｖb.o ）／ｍb ｝×Ｖb.max
［電流使用範囲の上限値Ｉb.max から決まる放電制限電力Ｗout.ibmax ］
Ｗout.ibmax ＝Ｉb.max ×（Ｖb.o ＋ｍb ×Ｉb.max ）
［電圧使用範囲の下限値Ｖb.min から決まる放電制限電力Ｗout.vbmin ］
Ｗout.vbmin ＝｛（Ｖb.min −Ｖb.o ）／ｍb ｝×Ｖb.min
そして、２つの充電制限電力Ｗin.ibmin，Ｗin.vbmaxを比較して、絶対値が小さい方を最終的な充電制限電力Ｗinとして選択する。
Ｗin＝Ｍａｘ（Ｗin.ibmin，Ｗin.vbmax）
＝−Ｍｉｎ（｜Ｗin.ibmin｜，｜Ｗin.vbmax｜）
尚、２つの充電制限電力Ｗin.ibmin，Ｗin.vbmaxは、それぞれマイナス値である。
同様に、２つの放電制限電力Ｗout.ibmax ，Ｗout.vbmin を比較して、絶対値が小さい方を最終的な放電制限電力Ｗout （放電電力の制限値）として選択する。
Ｗout ＝Ｍｉｎ（Ｗout.ibmax ，Ｗout.vbmin ）
以上説明した本実施例２の充放電制御は、ハイブリッドＥＣＵ７０によって図９の充放電制御ルーチンに従って次のように実行される。
図９の充放電制御ルーチンは、イグニッションスイッチ８０のオン期間中に所定周期で繰り返し実行される。本ルーチンが起動されると、まずステップ２０１で、電流センサ５６と電圧センサ５５で検出した今回の検出電流Ｉb.obs[i]と検出電圧Ｖb.obs[i]を読み込む。
この後、ステップ２０２に進み、バッテリ５０の電流−電圧変化特性を表す線形モデル式のパラメータである傾きｍb と切片Ｖb.o を次式により算出する。
ｍb ＝（Ｖb.obs[i]−Ｖb.obs[i-1]）／（Ｉb.obs[i]−Ｉb.obs[i-1]）
Ｖb.o ＝Ｖb.obs[i]−ｍb ×Ｉb.obs[i]
このステップ２０２の処理が特許請求の範囲でいう電流−電圧変化特性推定手段としての役割を果たす。
この後、ステップ２０３に進み、線形モデル式、電流使用範囲の上下限値（Ｉb.max ，Ｉb.min ）及び電圧使用範囲の上下限値（Ｖb.max ，Ｖb.min ）を用いて、４つの充放電制限電力を算出する。
［電流使用範囲の下限値Ｉb.min から決まる充電制限電力Ｗin.ibmin］
Ｗin.ibmin＝Ｉb.min ×（Ｖb.o ＋ｍb ×Ｉb.min ）
［電圧使用範囲の上限値Ｖb.max から決まる充電制限電力Ｗin.vbmax］
Ｗin.vbmax＝｛（Ｖb.max −Ｖb.o ）／ｍb ｝×Ｖb.max
［電流使用範囲の上限値Ｉb.max から決まる放電制限電力Ｗout.ibmax ］
Ｗout.ibmax ＝Ｉb.max ×（Ｖb.o ＋ｍb ×Ｉb.max ）
［電圧使用範囲の下限値Ｖb.min から決まる放電制限電力Ｗout.vbmin ］
Ｗout.vbmin ＝｛（Ｖb.min −Ｖb.o ）／ｍb ｝×Ｖb.min
この後、ステップ２０４に進み、各条件で算出された２つの充電制限電力Ｗin.ibmin，Ｗin.vbmaxを比較して、絶対値が小さい方を最終的な充電制限電力Ｗinとして選択する。 Ｗin＝Ｍａｘ（Ｗin.ibmin，Ｗin.vbmax）
尚、２つの充電制限電力Ｗin.ibmin，Ｗin.vbmaxは、それぞれマイナス値である。
また、各条件で算出された２つの放電制限電力Ｗout.ibmax ，Ｗout.vbmin を比較して、絶対値が小さい方を最終的な放電制限電力Ｗout として選択する。
Ｗout ＝Ｍｉｎ（Ｗout.ibmax ，Ｗout.vbmin ）
この後、ステップ２０５に進み、バッテリ５０の充電電力と放電電力が上記ステップ２０４で決定した最終的な充電制限電力Ｗinと放電制限電力Ｗout を越えないように制限（ガード処理）する。
この後、ステップ２０６に進み、次回（Δｔ秒後）の演算時に、今回の検出電流Ｉb.obs[i]と検出電圧Ｖb.obs[i]を前回値として用いるために、今回の検出電流Ｉb.obs[i]と検出電圧Ｖb.obs[i]をそれぞれ前回値Ｉb.obs[i-1]，Ｖb.obs[i-1]として記憶して、本ルーチンを終了する。
以上説明した本実施例２では、電流センサ５６と電圧センサ５５で検出した２点以上の電流及び電圧に基づいてバッテリ５０の電流−電圧変化特性のモデル式のパラメータ（傾きｍb 、切片Ｖb.o ）を同定し、電流−電圧変化特性線の傾きｍb をバッテリ５０の内部抵抗として用いるようにしたので、バッテリ５０の温度を検出又は推定しなくても、２点以上の電流及び電圧の検出値に基づいてバッテリ５０の内部抵抗に相当する情報を取得することができる。これにより、バッテリ状態（内部抵抗）を考慮しながらバッテリ５０の電流と電圧の両方がそれぞれの使用範囲を越えないように充放電電力を制限することができ、バッテリ５０の充放電性能を最大限発揮させながら、過大な充放電電流によるバッテリ５０の異常発熱を防止できる。
実際のバッテリ５０の電流−電圧変化特性は、開放電圧Ｅo の変化や分極電圧ηX のために非線形の関係にある。特に、図１０、図１１に示すように、大電流が継続的に流されると、開放電圧Ｅo の変化や分極電圧ηX の変化は大きくなる。そのため、より精度良くバッテリ５０の電流・電圧を操作するためには、電流−電圧変化特性を直線ではなく、より複雑なモデル式で表現するほうが望ましい。しかし、電流−電圧変化特性を表現するモデル式が複雑化すると、モデル式のパラメータ同定に必要な処理負荷が増大する。
そこで、本実施例３では、電流使用範囲の上下限値（Ｉb.max ，Ｉb.min ）と検出電流Ｉb.obs との差分値、及び、電圧使用範囲の上下限値（Ｖb.max ，Ｖb.min ）と検出電圧Ｖb.obs との差分値を、それぞれ充放電余裕度として算出し、その余裕度が大きければ大きいほど、直線近似から外れると仮定して充放電制限電力を決定するようにしている。
例えば、電圧使用範囲の上下限値（Ｖb.max ，Ｖb.min ）と現在の検出電圧Ｖb.obs との差分値を、それぞれ電圧充電余裕度ΔＶb.max 、電圧放電余裕度ΔＶb.min として算出する。
ΔＶb.max ＝Ｖb.max −Ｖb.obs
ΔＶb.min ＝Ｖb.min −Ｖb.obs
電圧使用範囲の上下限値（Ｖb.max ，Ｖb.min ）から決定される充放電制限電力は、次式により算出される。
［電圧使用範囲の上限値Ｖb.max から決まる充電制限電力Ｗin.vbmax］
Ｗin.vbmax＝ｆ31（Ｉb.obs ，Ｖb.obs ，Ｒi ，ΔＶb.max ）
ここで、ｆ31は、検出電流Ｉb.obs 、検出電圧Ｖb.obs 、内部抵抗Ｒi 、電圧充電余裕度ΔＶb.max をパラメータとして充電制限電力Ｗin.vbmaxを算出するマップ又は数式である。
［電圧使用範囲の下限値Ｖb.min から決まる放電制限電力Ｗout.vbmin ］
Ｗout.vbmin ＝ｇ31（Ｉb.obs ，Ｖb.obs ，Ｒi ，ΔＶb.min ）
ここで、ｇ31は、検出電流Ｉb.obs 、検出電圧Ｖb.obs 、内部抵抗Ｒi 、電圧放電余裕度ΔＶb.min をパラメータとして放電制限電力Ｗout.vbmin を算出するマップ又は数式である。
また、電流使用範囲の上下限値（Ｉb.max ，Ｉb.min ）と現在の検出電流Ｉb.obs との差分値を、それぞれ電流充電余裕度ΔＩb.max 、電流放電余裕度ΔＩb.min として算出する。
ΔＩb.max ＝Ｉb.max −Ｉb.obs
ΔＩb.min ＝Ｉb.min −Ｉb.obs
電流使用範囲の上下限値（Ｉb.max ，Ｉb.min ）から決定される充放電制限電力は、次式により算出される。
［電流使用範囲の上限値Ｉb.max から決まる放電制限電力Ｗout.ibmax ］
Ｗout.ibmax ＝ｆ32（Ｉb.obs ，Ｖb.obs ，Ｒi ，ΔＩb.max ）
ここで、ｆ32は、検出電流Ｉb.obs 、検出電圧Ｖb.obs 、内部抵抗Ｒi 、電流放電余裕度ΔＩb.max をパラメータとして放電制限電力Ｗout.ibmax を算出するマップ又は数式である。
［電流使用範囲の下限値Ｉb.min から決まる充電制限電力Ｗin.ibmin］
Ｗin.ibmin＝ｇ32（Ｉb.obs ，Ｖb.obs ，Ｒi ，ΔＩb.min ）
ここで、ｇ32は、検出電流Ｉb.obs 、検出電圧Ｖb.obs 、内部抵抗Ｒi 、電流放電余裕度ΔＩb.min をパラメータとして充電制限電力Ｗin.ibminを算出するマップ又は数式である。
これら４つの充放電制限電力から、前記各実施例１，２と同様の方法で、最終的な充電制限電力Ｗinと放電制限電力Ｗout が決定される。
以上説明した本実施例３の充放電制御は、ハイブリッドＥＣＵ７０によって図１３の充放電制御ルーチンに従って次のように実行される。
図１３の充放電制御ルーチンは、イグニッションスイッチ８０のオン期間中に所定周期で繰り返し実行される。本ルーチンが起動されると、まずステップ３０１で、電流センサ５６、電圧センサ５５、温度センサ５１で検出した検出電流Ｉb.obs 、検出電圧Ｖb.obs 、検出温度Ｔb.obs を読み込む。この後、ステップ３０２に進み、図７のマップＭａｐ１を参照して、現在の検出温度Ｔb.obs に応じた内部抵抗Ｒi を算出する。
Ｒi ＝Ｍａｐ１（Ｔb.obs ）
この後、ステップ３０３に進み、電圧使用範囲の上下限値（Ｖb.max ，Ｖb.min ）と、検出電圧Ｖb.obs との差分値を、それぞれ、電圧充電余裕度ΔＶb.max 、電圧放電余裕度ΔＶb.min として算出する。
ΔＶb.max ＝Ｖb.max −Ｖb.obs
ΔＶb.min ＝Ｖb.min −Ｖb.obs
この後、ステップ３０４に進み、電圧使用範囲の上下限値（Ｖb.max ，Ｖb.min ）から決まる２つの充放電制限電力をマップｆ31，ｇ31を用いて算出する。
［電圧使用範囲の上限値Ｖb.max から決まる充電制限電力Ｗin.vbmax］
Ｗin.vbmax＝ｆ31（Ｉb.obs ，Ｖb.obs ，Ｒi ，ΔＶb.max ）
［電圧使用範囲の下限値Ｖb.min から決まる放電制限電力Ｗout.vbmin ］
Ｗout.vbmin ＝ｇ31（Ｉb.obs ，Ｖb.obs ，Ｒi ，ΔＶb.min ）
この後、ステップ３０５に進み、電流使用範囲の上下限値（Ｉb.max ，Ｉb.min ）と、検出電流Ｉb.obs との差分値を、それぞれ、電流放電余裕度ΔＩb.max 、電流充電余裕度ΔＩb.min として算出する。
ΔＩb.max ＝Ｉb.max −Ｉb.obs
ΔＩb.min ＝Ｉb.min −Ｉb.obs
この後、ステップ３０６に進み、電流使用範囲の上下限値（Ｉb.max ，Ｉb.min ）から決まる２つの充放電制限電力をマップｆ32，ｇ32を用いて算出する。
［電流使用範囲の上限値Ｉb.max から決まる放電制限電力Ｗout.ibmax ］
Ｗout.ibmax ＝ｆ32（Ｉb.obs ，Ｖb.obs ，Ｒi ，ΔＩb.max ）
［電流使用範囲の下限値Ｉb.min から決まる充電制限電力Ｗin.ibmin］
Ｗin.ibmin＝ｇ32（Ｉb.obs ，Ｖb.obs ，Ｒi ，ΔＩb.min ）
この後、ステップ３０７に進み、各条件で算出された２つの充電制限電力Ｗin.ibmin，Ｗin.vbmaxを比較して、絶対値が小さい方を最終的な充電制限電力Ｗinとして選択する。 Ｗin＝Ｍａｘ（Ｗin.ibmin，Ｗin.vbmax）
尚、２つの充電制限電力Ｗin.ibmin，Ｗin.vbmaxは、それぞれマイナス値である。
また、各条件で算出された２つの放電制限電力Ｗout.ibmax ，Ｗout.vbmin を比較して、絶対値が小さい方を最終的な放電制限電力Ｗout として選択する。
Ｗout ＝Ｍｉｎ（Ｗout.ibmax ，Ｗout.vbmin ）
この後、ステップ３０８に進み、バッテリ５０の充電電力と放電電力が上記ステップ３０７で決定した最終的な充電制限電力Ｗinと放電制限電力Ｗout を越えないように制限（ガード処理）する。
以上説明した本実施例３では、電流使用範囲の上下限値（Ｉb.max ，Ｉb.min ）と検出電流Ｉb.obs との差分値、及び、電圧使用範囲の上下限値（Ｖb.max ，Ｖb.min ）と検出電圧Ｖb.obs との差分値を、それぞれ充放電余裕度として算出し、その余裕度が大きければ大きいほど、直線近似から外れると仮定して充放電制限電力を決定するようにしたので、実際のバッテリ５０の電流−電圧変化特性が直線近似から外れる場合でも、ＣＰＵ処理負荷の増大を抑えながら、充放電制限電力をより精度良く決定することができる。
上記実施例１〜３では、バッテリ５０の内部抵抗Ｒi （又は傾きｍb ）を推定するようにしているが、これらの実施例１〜３で、充放電制限電力の精度を向上させるために、モデルの精度やマップの精度を高精度にすると、充放電制限電力の精度は向上するものの、演算処理が複雑化して、ＣＰＵ処理負荷が大きくなる欠点がある。
そこで、図１４〜図１８に示す本発明の実施例４では、ＣＰＵ処理負荷を軽減するために、内部抵抗推定処理を省略して、電流使用範囲の上下限値（Ｉb.max ，Ｉb.min ）と検出電流Ｉb.obs との差分値、及び、電圧使用範囲の上下限値（Ｖb.max ，Ｖb.min ）と検出電圧Ｖb.obs との差分値を、それぞれ充放電余裕度として算出し、この充放電余裕度から充放電制限電力を決定するようにしている。
本実施例４の充放電制御は、ハイブリッドＥＣＵ７０によって図１４の充放電制御ルーチンに従って次のように実行される。
図１４の充放電制御ルーチンは、イグニッションスイッチ８０のオン期間中に所定周期で繰り返し実行される。本ルーチンが起動されると、まずステップ４０１で、電流センサ５６と電圧センサ５５で検出した検出電流Ｉb.obs と検出電圧Ｖb.obs を読み込む。この後、ステップ４０２に進み、電圧使用範囲の上下限値（Ｖb.max ，Ｖb.min ）と検出電圧Ｖb.obs との差分値を、電圧充電余裕度ΔＶb.max 、電圧放電余裕度ΔＶb.min として算出する。
ΔＶb.max ＝Ｖb.max −Ｖb.obs
ΔＶb.min ＝Ｖb.min −Ｖb.obs
この後、ステップ４０３に進み、電圧充放電余裕度（ΔＶb.max ，ΔＶb.min ）から２つの充放電制限電力を図１５、図１６のマップＭａｐ51，Ｍａｐ52を用いて算出する。
［電圧使用範囲の上限値Ｖb.max から決まる充電制限電力Ｗin.vbmax］
Ｗin.vbmax＝Ｍａｐ51（ΔＶb.max ）
［電圧使用範囲の下限値Ｖb.min から決まる放電制限電力Ｗout.vbmin ］
Ｗout.vbmin ＝Ｍａｐ52（ΔＶb.min ）
図１５、図１６のマップＭａｐ51，Ｍａｐ52は、いずれも放電をプラス値、充電をマイナス値で表している。
この後、ステップ４０４に進み、電流使用範囲の上下限値（Ｉb.max ，Ｉb.min ）と検出電流Ｉb.obs との差分値を、電流放電余裕度ΔＩb.max 、電流充電余裕度ΔＩb.min として算出する。
ΔＩb.max ＝Ｉb.max −Ｉb.obs
ΔＩb.min ＝Ｉb.min −Ｉb.obs
この後、ステップ４０５に進み、電流充放電余裕度（ΔＩb.max ，ΔＩb.min ）から２つの充放電制限電力を図１７、図１８のマップＭａｐ53，Ｍａｐ54を用いて算出する。
［電流使用範囲の下限値Ｉb.min から決まる充電制限電力Ｗin.ibmin］
Ｗin.ibmin＝Ｍａｐ53（ΔＩb.min ）
［電流使用範囲の上限値Ｉb.max から決まる放電制限電力Ｗout.ibmax ］
Ｗout.ibmax ＝Ｍａｐ54（ΔＩb.max ）
図１７、図１８のマップＭａｐ53，Ｍａｐ54は、いずれも放電をプラス値、充電をマイナス値で表している。
この後、ステップ４０６に進み、各条件で算出された２つの充電制限電力Ｗin.ibmin，Ｗin.vbmaxを比較して、絶対値が小さい方を最終的な充電制限電力Ｗinとして選択する。 Ｗin＝Ｍａｘ（Ｗin.ibmin，Ｗin.vbmax）
尚、２つの充電制限電力Ｗin.ibmin，Ｗin.vbmaxは、それぞれマイナス値である。
また、各条件で算出された２つの放電制限電力Ｗout.ibmax ，Ｗout.vbmin を比較して、絶対値が小さい方を最終的な放電制限電力Ｗout として選択する。
Ｗout ＝Ｍｉｎ（Ｗout.ibmax ，Ｗout.vbmin ）
この後、ステップ４０７に進み、バッテリ５０の充電電力と放電電力が上記ステップ４０６で決定した最終的な充電制限電力Ｗinと放電制限電力Ｗout を越えないように制限（ガード処理）する。
以上説明した本実施例３では、内部抵抗推定手段を省略して、電流使用範囲の上下限値（Ｉb.max ，Ｉb.min ）と検出電流Ｉb.obs との差分値、及び、電圧使用範囲の上下限値（Ｖb.max ，Ｖb.min ）と検出電圧Ｖb.obs との差分値を、それぞれ充放電余裕度として算出し、この充放電余裕度から充放電制限電力を決定するようにしたので、バッテリ５０の内部抵抗Ｒi （又は傾きｍb ）を推定することなく、簡易的な手法で、バッテリ５０の電流と電圧の両方がそれぞれの使用範囲を越えないように充放電電力を制限することができ、バッテリ５０の充放電性能を最大限発揮させながら、過大な充放電電流によるバッテリの異常発熱を防止できる。
尚、本発明は、図１に示すようなハイブリッド電気自動車に限定されず、モータのみを駆動源とする電気自動車にも適用して実施でき、更には、エンジンのみを駆動源とする車両に搭載されたバッテリの充放電制御にも本発明を適用して実施できる等、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できる。
本発明の実施例１のハイブリッド電気自動車のシステム構成を概略的に示す構成図である。 バッテリの電流・電圧の使用範囲を説明する図である。 バッテリ状態に応じてバッテリの内部抵抗や開放電圧が変化する挙動を説明する図である。 バッテリ温度と内部抵抗との関係を説明する図である。 実施例１のバッテリの充放電制御方法を説明する図である。 実施例１の充放電制御ルーチンの処理の流れを説明するフローチャートである。 バッテリ温度をパラメータとしてバッテリの内部抵抗Ｒi を算出するマップＭａｐ１の一例を示す図である。 実施例２のバッテリの充放電制御方法を説明する図である。 実施例２の充放電制御ルーチンの処理の流れを説明するフローチャートである。 バッテリのステップ充電時の電圧変動の一例を示すタイムチャートである。 バッテリのステップ放電時の電圧変動の一例を示すタイムチャートである。 実施例３のバッテリの充放電制御方法を説明する図である。 実施例３の充放電制御ルーチンの処理の流れを説明するフローチャートである。 実施例４の充放電制御ルーチンの処理の流れを説明するフローチャートである。 電圧充電余裕度ΔＶb.max をパラメータとして充電制限電力Ｗin.vbmaxを算出するマップＭａｐ51の一例を示す図である。 電圧放電余裕度ΔＶb.min をパラメータとして放電制限電力Ｗout.vbmin を算出するマップＭａｐ52の一例を示す図である。 電流充電余裕度ΔＩb.min をパラメータとして充電制限電力Ｗin.ibminを算出するマップＭａｐ53の一例を示す図である。 電流放電余裕度ΔＩb.max をパラメータとして放電制限電力Ｗout.ibmax を算出するマップＭａｐ54の一例を示す図である。
符号の説明
２２…エンジン、２４…エンジンＥＣＵ、４０…モータＥＣＵ、４１，４２…インバータ、４３，４４…回転位置検出センサ、５０…バッテリ、５１…温度センサ（温度判定手段）、５２…バッテリＥＣＵ、５５…電圧センサ（電圧検出手段）、５６…電流センサ（電流検出手段）、７０…ハイブリッドＥＣＵ（内部抵抗推定手段，充放電電力制限手段，電流−電圧変化特性推定手段）、ＭＧ１…第１モータ，ＭＧ２…第２モータ

Claims (6)

  1. 車両に搭載したバッテリの充放電電力を制御するバッテリの充放電制御装置において、
    前記バッテリの電流を検出する電流検出手段と、
    前記バッテリの電圧を検出する電圧検出手段と、
    前記バッテリの内部抵抗を推定する内部抵抗推定手段と、
    前記電流検出手段及び前記電圧検出手段で検出した電流及び電圧と、前記内部抵抗推定手段で推定した内部抵抗とに基づいて、前記バッテリの電流及び電圧がそれぞれ所定の電流使用範囲及び電圧使用範囲に収まるように、前記電流使用範囲の上下限値から決まる充放電電力の制限値と前記電圧使用範囲の上下限値から決まる充放電電力の制限値とを比較して絶対値が小さい方の制限値を最終的な前記バッテリの充放電電力の制限値として設定する充放電電力制限手段と
    を備えていることを特徴とするバッテリの充放電制御装置。
  2. 前記バッテリの温度を検出又は推定する温度判定手段を備え、
    前記内部抵抗推定手段は、前記温度判定手段で検出又は推定した前記バッテリの温度に基づいて前記バッテリの内部抵抗を推定することを特徴とする請求項１に記載のバッテリの充放電制御装置。
  3. 前記充放電電力制限手段は、前記バッテリの電流−電圧変化特性を線形モデルで近似して、前記バッテリの電流及び電圧がそれぞれ前記電流使用範囲及び前記電圧使用範囲に収まるように前記バッテリの充放電電力の制限値を設定することを特徴とする請求項１又は２に記載のバッテリの充放電制御装置。
  4. 前記充放電電力制限手段は、前記バッテリの電流−電圧変化特性を非線形モデルで近似して、前記電流検出手段で検出した電流と前記電流使用範囲の上下限値との差分値、及び、前記電圧検出手段で検出した電圧と前記電圧使用範囲の上下限値との差分値も考慮して前記バッテリの充放電電力の制限値を設定することを特徴とする請求項１又は２に記載のバッテリの充放電制御装置。
  5. 前記電流検出手段及び前記電圧検出手段で検出した２点以上の電流及び電圧に基づいて前記バッテリの電流−電圧変化特性を推定する電流−電圧変化特性推定手段を備え、
    前記内部抵抗推定手段は、前記電流−電圧変化特性推定手段で推定した前記バッテリの電流−電圧変化特性に基づいて前記バッテリの内部抵抗を推定することを特徴とする請求項１に記載のバッテリの充放電制御装置。
  6. 車両に搭載したバッテリの充放電電力を制御するバッテリの充放電制御装置において、
    前記バッテリの電流を検出する電流検出手段と、
    前記バッテリの電圧を検出する電圧検出手段と、
    前記電流検出手段で検出した電流と所定の電流使用範囲の上下限値との差分値（以下「電流差分値」という）、及び、前記電圧検出手段で検出した電圧と所定の電圧使用範囲の上下限値との差分値（以下「電圧差分値」という）に基づいて、前記バッテリの電流及び電圧がそれぞれ所定の電流使用範囲及び電圧使用範囲に収まるように、前記電流差分値から決まる充放電電力の制限値と前記電圧差分値から決まる充放電電力の制限値とを比較して絶対値が小さい方の制限値を最終的な前記バッテリの充放電電力の制限値として設定する充放電電力制限手段と
    を備えていることを特徴とするバッテリの充放電制御装置。
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