JP5062041B2

JP5062041B2 - 蓄電手段制御装置および電気自動車

Info

Publication number: JP5062041B2
Application number: JP2008138907A
Authority: JP
Inventors: 浩一郎牟田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2008-05-28
Filing date: 2008-05-28
Publication date: 2012-10-31
Anticipated expiration: 2028-05-28
Also published as: JP2009290951A

Description

本発明は、蓄電手段制御装置および電気自動車に関する。

従来より、エンジンによる駆動や回生により発電を行う発電機と、バッテリからの電力により作動し駆動輪を駆動するモータとを有するハイブリッド電気自動車やこのハイブリッド自動車を含む電気自動車には、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池などのモータ駆動用二次電池（すなわち、蓄電手段であるバッテリ）が用いられている。

上述のバッテリの充電状態を表す量の一つとしてＳＯＣ（state of charge、充電状態）があり、満充電状態をＳＯＣが１００％と表し、一方ＳＯＣが０％の場合は充電量がゼロの状態であることを表す。また、バッテリにおいて、開放電圧ＶocvとＳＯＣとは一対一の対応関係が成り立っているので、バッテリの開放電圧Ｖocvを計測または推定して、Ｖocv−ＳＯＣ相関から開放電圧Ｖocv対応するＳＯＣを求めることができる。

一方、バッテリの充電状態（ＳＯＣ）は、車両の走行状態（例えば、発進、通常走行、加速、減速など）や車両用負荷（ストップランプ、ヘッドランプ、ワイパ、電動ファンなど）によって変動するため、バッテリの使用中にＳＯＣを推定する必要がある。そこで、例えば、バッテリの電流（充放電電流）値を積算してＳＯＣを推定し、この推定ＳＯＣが常時記憶される。そして、バッテリの劣化を抑制しその寿命を延長させるため、記憶された推定ＳＯＣ情報を基に、図３に示すようなＳＯＣの使用幅にてバッテリの充放電が制御されている。

しかしながら、推定ＳＯＣ情報がリセットされる場合がある。かかる場合、ＳＯＣを初期値（例えば６０％）に設定してバッテリの充放電制御を行う方法があるが、設定した推定ＳＯＣの初期値が、実際のバッテリの真のＳＯＣからずれている場合、推定ＳＯＣを初期値のままで長時間バッテリの充放電を制御すると、バッテリにおいて過度な充放電が行われる可能性がある。例えば、推定ＳＯＣの初期値が真のＳＯＣに対して高めに設定された場合には、推定ＳＯＣ情報に基づき上述したようなＳＯＣの使用幅にてバッテリの充放電を長時間制御した場合、大幅に電圧が降下しバッテリの劣化を促進してしまうおそれがある。

特許文献１には、推定ＳＯＣ情報がリセットされた場合に、蓄電装置（例えばバッテリ）への過大な電力の入出力を抑制する入出力管理装置が提案されている。

特開２００７−６６００号公報

推定ＳＯＣ情報がリセットされた場合には、バッテリの劣化をより抑制するため、短時間で推定ＳＯＣを真のＳＯＣに近づける必要がある。

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、推定ＳＯＣ情報がリセットされた場合、蓄電手段（以下「バッテリ」ともいう）の充放電を促進し、ＳＯＣに対する電流−電圧特性の変動が比較的大きい高ＳＯＣ領域または低ＳＯＣ領域にシフトさせ、推定ＳＯＣを短時間で真のＳＯＣに近づける蓄電手段制御装置および電気自動車を提供する。

上記目的を達成するために、本発明の電手段制御装置および電気自動車は以下の特徴を有する。

（１）充放電可能な蓄電手段の充電状態を推定する充放電推定手段と、前記充放電推定手段からの充電状態情報を記憶する記憶手段と、前記記憶手段において充電状態情報がリセットされた場合、前記蓄電手段の充放電の制御中心を初期設定値から充電側または放電側のいずれかに変更し、次いで、前記充放電推定手段により充電状態を推定し、前記充放電推定手段により推定される充電状態が真の充電状態に近似したと判断された場合には、充電状態の制御中心を初期設定値に戻して前記蓄電手段の充放電制御を切り替える充放電制御手段と、を有する蓄電手段制御装置である。

記憶手段において充電状態情報がリセットされた場合に、蓄電手段の充放電が促進されるように蓄電手段の充放電を制御することによって、ＳＯＣに対する電流−電圧特性の変動が比較的大きい高ＳＯＣ領域または低ＳＯＣ領域に積極的にシフトさせ、推定ＳＯＣを短時間で真のＳＯＣに近づけることができる。これにより、蓄電手段の過度の充放電を抑制でき、蓄電手段の寿命を延ばすこともできる。

蓄電手段の充放電の制御中心（すなわち、ＳＯＣの制御中心）を変更することによって、ＳＯＣに対する電流−電圧特性の変動が比較的大きい高ＳＯＣ領域または低ＳＯＣ領域に積極的にシフトさせ、推定ＳＯＣを短時間で真のＳＯＣに近づけることができる。

（２）上記（１）に記載の蓄電手段制御装置において、前記記憶手段は、着脱可能な補機蓄電手段から電力が供給され、前記充放電制御手段は、補機蓄電手段が一旦外された後装着され、前記充電状態情報を記憶する記憶手段において充電状態情報がリセットされた場合、前記蓄電手段の充放電の制御中心を初期設定値から充電側または放電側のいずれかに変更し、次いで、前記充放電推定手段により充電状態を推定し、前記充放電推定手段により推定される充電状態が真の充電状態に近似したと判断された場合には、充電状態の制御中心を初期設定値に戻して前記蓄電手段の充放電制御を切り替える蓄電手段制御装置である。

補機蓄電手段（例えば、補機バッテリ）は、前記記憶手段や補機などに電力を供給するものであり、この補機蓄電手段からの電力供給が遮断された場合、前記記憶手段に一時的に記憶されたデータは消去される。そこで、補機蓄電手段が一旦外された後再度装着され、記憶手段において充電状態情報がリセットされた場合には、上述したように、蓄電手段の充放電が促進されるように蓄電手段の充放電を制御し、ＳＯＣに対する電流−電圧特性の変動が比較的大きい高ＳＯＣ領域または低ＳＯＣ領域に積極的にシフトさせることにより、推定ＳＯＣを短時間で真のＳＯＣに近づけることができる。

（３）モータとエンジンとを備え、前記モータとエンジンの少なくとも一つの駆動力により走行する電気自動車において、前記モータに電力を供給するとともに回生エネルギーによる蓄電を行う充放電可能な蓄電手段と、前記蓄電手段の充電状態を推定する充放電推定手段と、前記充放電推定手段からの充電状態情報を記憶する記憶手段と、前記記憶手段において充電状態情報がリセットされた場合、前記蓄電手段の充放電の制御中心を初期設定値から充電側または放電側のいずれかに変更し、次いで、前記充放電推定手段により充電状態を推定し、前記充放電推定手段により推定される充電状態が真の充電状態に近似したと判断された場合には、充電状態の制御中心を初期設定値に戻して前記蓄電手段の充放電制御を切り替える充放電制御手段と、を有する電気自動車である。

上述したように、記憶手段において充電状態情報がリセットされた場合に、蓄電手段の充放電が促進されるように蓄電手段の充放電を制御することによって、ＳＯＣに対する電流−電圧特性の変動が比較的大きい高ＳＯＣ領域または低ＳＯＣ領域に積極的にシフトさせ、推定ＳＯＣを短時間で真のＳＯＣに近づけることができる。これにより、電気自動車に搭載された蓄電手段の過度の充放電を抑制でき、蓄電手段の寿命を延ばすこともできる。

電気自動車に搭載されている蓄電手段の充放電の制御中心（すなわち、ＳＯＣの制御中心）を変更することによって、ＳＯＣに対する電流−電圧特性の変動が比較的大きい高ＳＯＣ領域または低ＳＯＣ領域に積極的にシフトさせ、推定ＳＯＣを短時間で真のＳＯＣに近づけることができる。

（４）上記（３）に記載の電気自動車において、前記充電制御手段は、前記記憶手段において充電状態がリセットされた場合、エンジンの始動を制御する電気自動車である。

記憶手段において充電状態情報がリセットされた場合に、エンジンの始動を制御することによって、電気自動車に搭載されている蓄電手段の充放電が促進されるように蓄電手段の充放電を制御することができる。これにより、ＳＯＣに対する電流−電圧特性の変動が比較的大きい高ＳＯＣ領域または低ＳＯＣ領域に積極的にシフトさせ、推定ＳＯＣを短時間で真のＳＯＣに近づけることができる。

（５）上記（３）または（４）に記載の電気自動車において、前記記憶手段は、着脱可能な補機蓄電手段から電力が供給され、前記充放電制御手段は、補機蓄電手段が一旦外された後装着され、前記充電状態情報を記憶する記憶手段において充電状態情報がリセットされた場合、前記蓄電手段の充放電の制御中心を初期設定値から充電側または放電側のいずれかに変更し、次いで、前記充放電推定手段により充電状態を推定し、前記充放電推定手段により推定される充電状態が真の充電状態に近似したと判断された場合には、充電状態の制御中心を初期設定値に戻して前記蓄電手段の充放電制御を切り替える電気自動車である。

上述したように、補機蓄電手段（例えば、補機バッテリ）は、前記記憶手段や補機などに電力を供給するものであり、この補機蓄電手段からの電力供給が遮断された場合、前記記憶手段に一時的に記憶されたデータは消去される。そこで、補機蓄電手段が一旦外された後再度装着され、記憶手段において充電状態情報がリセットされた場合には、上述したように、蓄電手段の充放電が促進されるように蓄電手段の充放電を制御し、ＳＯＣに対する電流−電圧特性の変動が比較的大きい高ＳＯＣ領域または低ＳＯＣ領域に積極的にシフトさせることにより、推定ＳＯＣを短時間で真のＳＯＣに近づけることができる。

本発明によれば、記憶手段において充電状態情報がリセットされた場合に、ＳＯＣに対する電流−電圧特性の変動が比較的大きい高ＳＯＣ領域または低ＳＯＣ領域に積極的にシフトさせることにより、推定ＳＯＣを比較的精度よく短時間で真のＳＯＣに近づけることができる。これにより、蓄電手段の過度の充放電を抑え、蓄電手段の劣化を抑制できる。

以下、本発明の実施形態について、図面に基づいて説明する。

本実施の形態の蓄電手段制御装置１００は、図１に示すように、充放電可能な蓄電手段であるバッテリ５０の充電状態を推定する充放電推定手段１４と、充放電推定手段１４からの充電状態情報を記憶する記憶手段１６と、記憶手段１６において充電状態情報がリセットされた場合、充放電推定手段１４により推定される充電状態に基づき、バッテリ５０の充放電が促進されるようにバッテリ５０の充放電を制御し、一方充放電推定手段１４により推定される充電状態が真の充電状態に近似したと判断された場合には、充電状態を中間域に保つようにバッテリ５０の充放電制御を切り替える充放電制御手段１８と、を有する。さらに、記憶手段１６は、着脱可能な補機蓄電手段である補機バッテリ４６から電力が供給されている。また、補機バッテリ４６は、その他補機４８ａ，４８ｂにも電力を供給している。

記憶手段１６は、補機バッテリ４６からの電力供給が遮断された場合、一時的に記憶されたデータは消去されるため、一時的に記憶されたＳＯＣ情報も消去され、そして、補機バッテリ４６が一旦外された後再度装着された場合に、すなわち、一旦補機バッテリ４６からの電力供給が遮断された後電力供給されると、初期設定値（例えば、ＳＯＣが６０％）にリセットされる。

また、本実施の形態の電気自動車として、図２に示すようなハイブリッド電気自動車の構成の一例を例に取り説明する。なお、本明細書において、「電気自動車」とは、エンジンによる駆動や回生により発電を行う発電機と、バッテリからの電力により作動し駆動輪を駆動するモータとを有するハイブリッド電気自動車（ＨＶ：Hybrid Vehicle）や、いわゆる電気自動車（ＥＶ：Electric Vehicle）、燃料電池車（ＦＣＥＶ：Fuel cell Electric Vehicle）を含む意である。

図２に示すように、電気自動車３００は、エンジン２２と、エンジン２２の出力軸として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軸式の動力分配統合機構３０と、動力分配統合機構３０に接続された発電可能な第１のモータ１０と、動力分配統合機構３０に接続された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに取り付けられた減速ギヤ３５と、この減速ギヤ３５に接続された第２のモータ１２と、動力出力装置全体をコントロールするハイブリッド用電子制御ユニット７０とを有し、さらに、第１，第２モータ１０，１２に電力を供給するとともに回生エネルギーによる蓄電を行う充放電可能なバッテリ５０と、バッテリ５０充電状態（すなわち、ＳＯＣ）を推定するＳＯＣ推定手段であるとともにバッテリ５０のＳＯＣに関するデータをＨＶＥＣＵ７０の一時的な記憶手段であるＲＡＭ７６に出力するバッテリＥＣＵ５２と、記憶手段であるＲＡＭ７６におけるＳＯＣ情報がリセットされた場合、バッテリＥＣＵ５２により推定される充電状態に基づき、バッテリ５０の充放電が促進されるようにバッテリ５０の充放電を制御するとともに、バッテリＥＣＵ５２により推定される充電状態が真の充電状態に近似したと判断された場合には、バッテリ５０の充電状態を中間域に保つようにバッテリ５０の充放電制御を切り替える充放電制御手段として機能するＨＶＥＣＵ７０におけるＣＰＵ７２とを備えている。

さらに、電気自動車３００の構成について詳細に説明する。エンジン２２は、ガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力する内燃機関であり、エンジン２２の運転状態を検出する各種センサから信号を入力するエンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）２４により燃料噴射制御や点火制御、吸入空気量調節制御などの運転制御を受けている。エンジンＥＣＵ２４は、ハイブリッド用電子制御ユニット（以下「ＨＶＥＣＵ」という）７０と通信しており、ＨＶＥＣＵ７０からの制御信号によりエンジン２２を運転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データをＨＶＥＣＵ７０に出力する。

動力分配統合機構３０は、外歯歯車のサンギヤ３１と、このサンギヤ３１と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ３２と、サンギヤ３１に噛合すると共にリングギヤ３２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を自転かつ公転自在に保持するキャリア３４とを備え、サンギヤ３１とリングギヤ３２とキャリア３４とを回転要素として差動作用を行なう遊星歯車機構として構成されている。動力分配統合機構３０は、キャリア３４にはエンジン２２のクランクシャフト２６が、サンギヤ３１には第１のモータ１０が、リングギヤ３２にはリングギヤ軸３２ａを介して減速ギヤ３５がそれぞれ連結されており、第１のモータ１０が発電機として機能するときにはキャリア３４から入力されるエンジン２２からの動力をサンギヤ３１側とリングギヤ３２側にそのギヤ比に応じて分配し、第１のモータ１０が電動機として機能するときにはキャリア３４から入力されるエンジン２２からの動力とサンギヤ３１から入力される第１のモータ１０から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およびデファレンシャルギヤ６２を介して、最終的には車両の駆動輪６３ａ，６３ｂに出力される。

第１のモータ１０および第２のモータ１２は、いずれも発電機として駆動することができると共に電動機として駆動できる周知の同期発電電動機として構成されており、インバータ４１，４２を介してバッテリ５０と電力のやりとりを行なう。インバータ４１，４２と蓄電手段であるバッテリ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および負極母線として構成されており、第１のモータ１０及び第２のモータ１２のいずれかで発電される電力を他のモータで消費することができるようになっている。したがって、バッテリ５０は、第１のモータ１０及び第２のモータ１２のいずれかから生じた電力や不足する電力により充放電されることになる。なお、第１のモータ１０及び第２のモータ１２により電力収支のバランスをとるものとすれば、バッテリ５０は充放電されない。第１のモータ１０及び第２のモータ１２は、いずれもモータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵという）４０により駆動制御されている。モータＥＣＵ４０には、第１のモータ１０及び第２のモータ１２を駆動制御するために必要な信号、例えば第１のモータ１０及び第２のモータ１２の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ４３，４４からの信号や図示しない電流センサにより検出される第１のモータ１０及び第２のモータ１２に印加される相電流などが入力されており、モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２へのスイッチング制御信号が出力されている。モータＥＣＵ４０は、ＨＶＥＣＵ７０と通信しており、ＨＶＥＣＵ７０からの制御信号によって第１のモータ１０及び第２のモータ１２を駆動制御すると共に必要に応じて第１のモータ１０及び第２のモータ１２の運転状態に関するデータをＨＶＥＣＵ７０に出力する。

バッテリ５０は、バッテリ用電子制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵという）５２によって管理されている。バッテリＥＣＵ５２には、バッテリ５０を管理するのに必要な信号、例えば、バッテリ５０の端子間に設置された電圧センサ５５からの端子間電圧、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５３からの充放電電流、バッテリ５０に取り付けられた温度センサ５１からの電池温度Ｔｂなどが入力されており、必要に応じてバッテリ５０の充電状態（すなわち、ＳＯＣ）に関するデータを通信によりＨＶＥＣＵ７０に出力する。なお、バッテリＥＣＵ５２では、バッテリ５０を管理するために電流センサにより検出された充放電電流の積算値に基づいて充電状態（ＳＯＣ、残容量）も推定しており、上述したようにＳＯＣ推定手段としても機能している。

ＳＯＣの推定は、電流センサ５３から実測される電流値を積算して求めることができる。また、他の方法では、電圧センサ５５からの実測電圧Ｖと電流センサ５３からの実測電流Ｉを用いて、バッテリ５０の内部抵抗Ｒを求め、さらに開放電圧Ｖocvをもとに、推定電流Ｉ_nをＩ_n＝（Ｖ−Ｖ_OCV）／Ｒから求め、求めた推定電流Ｉ_nを積算してＳＯＣを推定してもよい。また、他の方法として、温度センサ５１からの実測の電池温度Ｔｂをもとにバッテリ５０の内部抵抗Ｒを推定し、電圧センサ５５からの実測電圧Ｖと推定された内部抵抗Ｒとをもとに、推定電流Ｉ_nをＩ_n＝（Ｖ−Ｖ_OCV）／Ｒから求め、求めた推定電流Ｉ_nを積算してＳＯＣを推定してもよい。なお、満充電状態をＳＯＣが１００％と表し、一方ＳＯＣが０％の場合は充電量がゼロの状態であることを表す。

バッテリ５０は、多数のバッテリセルを直列接続した組電池であり、例えば、ニッケル水素（Ｎｉ−ＭＨ）電池、リチウムイオン電池などのセルからなる。

ＨＶＥＣＵ７０は、ＣＰＵ７２を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ７２の他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ７４と、データを一時的に記憶するＲＡＭ７６と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。ＨＶＥＣＵ７０には、イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号や、アクセルセンサ８２からの信号を受け、さらに図示しないセンサからアクセル開度、ブレーキ踏み込み量、車速などの情報が入力される。ここで、アクセル開度、ブレーキ踏み込み量、車速などの情報に基づき、ＨＶＥＣＵ７０においてトルク指令が決定され、ＨＶＥＣＵ７０からモータＥＣＵ４０、エンジンＥＣＵにトルク指令が出力され、このトルク指令に合致するように第１のモータ１０、第２のモータ２０及びエンジン２２の駆動が制御される。また、ＨＶＥＣＵ７０は、前述したように、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０、バッテリＥＣＵ５２と通信ポートを介して接続されており、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０、バッテリＥＣＵ５２と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。また、ＲＡＭ７６には、バッテリＥＣＵ５２にて推定されたＳＯＣ情報を一時的に記憶しており、上述したように推定ＳＯＣ情報を記憶する記憶手段としても機能している。

補機蓄電手段である補機バッテリ４６は、ＨＶＥＣＵ７０や補機４８ａ，４８ｂなどに電力を供給する電力供給源である。したがって、ＨＶＥＣＵ７０のＲＡＭ７６は、補機バッテリ４６からの電力供給が遮断された場合、一時的に記憶されたデータは消去されるため、一時的に記憶されたＳＯＣ情報も消去され、そして、補機バッテリ４６が一旦外された後再度装着された場合に、ＳＯＣを初期設定値（例えば、ＳＯＣが６０％）にリセットされる。

また、上記電気自動車３００は、運転者によるアクセルペダルの踏み込み量に対応するアクセル開度と車速と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と第１のモータ１０及び第２のモータ１２とが運転制御される。エンジン２２と第１のモータ１０及び第２のモータ１２の運転制御としては、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を運転制御すると共に、エンジン２２から出力される動力のすべてが動力分配統合機構３０と第１のモータ１０及び第２のモータ１２とによってトルク変換されてリングギヤ軸３２ａに出力されるよう第１のモータ１０及び第２のモータ１２を駆動制御するトルク変換運転モードや、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を運転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またはその一部が動力分配統合機構３０と第１のモータ１０及び第２のモータ１２によるトルク変換を伴って、要求動力がリングギヤ軸３２ａに出力されるよう第１のモータ１０及び第２のモータ１２を駆動制御する充放電運転モード、エンジン２２の運転を停止して第２のモータ１２からの要求動力に見合う動力をリングギヤ軸３２ａに出力するよう運転制御するモータ運転モードなどがある。

次に、図１に示す蓄電手段制御装置及び図２に示す電気自動車３００において、記憶手段１６及びＲＡＭ７６におけるＳＯＣ情報リセット時の制御動作に関し、図３から図９を用いて説明する。

一般に、ＳＯＣ情報がリセットされた場合、仮置きの初期設定値（例えばＳＯＣが６０％）に設定されてから、ＳＯＣが推定される。しかしながら、実際のバッテリのＳＯＣが、初期設定値であるとは限らない。そこで、ＳＯＣ情報がリセットされた場合、真のＳＯＣに推定ＳＯＣの値を近似する制御が行われる。

図３には、例えばニッケル水素（Ｎｉ−ＭＨ）電池のＳＯＣに対する電流−電圧特性が示されている。図３に示すように、バッテリの通常のＳＯＣ使用幅は、バッテリの過充放電による劣化を抑制するために、ＳＯＣの中間域に設定されている。しかしながら、このＳＯＣ使用幅では、ＳＯＣに対する電流−電圧特性の変動が小さいために、ＳＯＣの真値が推定し難い。一方、破線で囲んだ低ＳＯＣ領域Ｄと高ＳＯＣ領域Ｃでは、ＳＯＣに対する電流−電圧特性の変動が比較的大きい。したがって、この低ＳＯＣ領域Ｄまたは高ＳＯＣ領域Ｃのいずれかになるように、バッテリの充放電を積極的にシフトさせることによって、ＳＯＣを比較的精度よく短時間で制御することができる。

本実施の形態の蓄電手段制御装置は、低ＳＯＣ領域Ｄまたは高ＳＯＣ領域Ｃのいずれかになるようにバッテリの充放電を制御するため、バッテリの充放電の制御中心（すなわち、ＳＯＣの制御中心）を変更して制御している。以下に、制御中心変更の態様について説明する。

まず、低ＳＯＣ領域になるように制御中心を変更する制御としては、バッテリ充放電要求量（Ｐｃｈｇ）とＳＯＣとの関係において、通常使用時のバッテリの充放電の制御中心が、図４に示すように例えば６０％であった場合、バッテリの充放電制御中心を図５に示すように例えば４０％に変更し、バッテリの放電を促進させる制御を行う。一方、高ＳＯＣ領域になるように制御中心を変更する制御としては、バッテリ充放電要求量（Ｐｃｈｇ）とＳＯＣとの関係において、通常使用時のバッテリの充放電の制御中心が、図４に示すように例えば６０％であった場合、バッテリの充放電制御中心を図６に示すように例えば８０％に変更し、バッテリの放電を促進させる制御を行う。

次に、ＳＯＣ情報リセット時のバッテリの制御動作について、図７から図９を用いて説明する。以下、図１に示す記憶手段１６として機能する図２のＨＶＥＣＵ７０におけるＲＡＭ７６のＳＯＣ情報がリセットされた場合に、図１に示すＳＯＣ推定手段１４として機能する図２のバッテリＥＣＵ５２からの推定ＳＯＣ情報を基に、図１に示す充放電制御手段１８として機能するＨＶＥＣＵ７０のＣＰＵ７２により実行される制御ルーチンの一例を説明するものであり、このルーチンは、ＨＶＥＣＵ７０のタイマー７８に基づいて、所定時間毎（例えば数ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。

まず、図７を用いて、バッテリ５０の充電側に充放電の制御中心を変更制御する動作について説明する。ＨＶＥＣＵ７０のＣＰＵ７２を用い、例えば補機バッテリ４６からの電力供給が一旦遮断され、ＲＡＭ７６に一時的に記憶された推定ＳＯＣ情報が消去された後、補機バッテリ４６からＲＡＭ７６に電力が供給され、記憶手段として機能するＲＡＭ７６における推定ＳＯＣ情報が初期設定値（例えば、ＳＯＣが６０％）にリセットされたか否かが判定される（Ｓ２００）。さらに、リセットされた場合には、ＣＰＵ７２において、推定ＳＯＣ情報の補正が実施されたか否かを判定され（Ｓ２０２）、補正が実施されていない場合には、充放電要求マップとしてＨＶＥＣＵ７０のＲＯＭ７４に予め格納された放電側充放電要求マップをもとに、図５に示すように、バッテリ５０の充放電の制御中心を放電側に変更して、積極的にバッテリ５０の放電を促進させる（Ｓ２０４）。そして、バッテリＥＣＵ５２において、上述したＳＯＣの推定方法を用い、図３に示す低ＳＯＣ領域ＤにおけるＳＯＣを推定する（Ｓ２０６）。ここで推定されたＳＯＣは、ＲＡＭ７６の通常ＳＯＣ情報格納域と異なる領域に「臨時推定ＳＯＣ情報」として一時的に記憶される。ＨＶＥＣＵ７０のＣＰＵ７２は、複数個一時記憶された臨時推定ＳＯＣ情報が一定の値に収束し、臨時推定ＳＯＣが真のＳＯＣに近づいたと判定した場合（Ｓ２０８）、ＲＡＭ７６初期設定値を収束した臨時推定ＳＯＣ情報に置き換えて補正を実行する（Ｓ２０２）。推定ＳＯＣが補正された場合には、充放電要求マップとしてＨＶＥＣＵ７０のＲＯＭ７４に予め格納された通常使用充放電要求マップに切り替え、図４に示すように、バッテリ５０の充放電の制御中心をＳＯＣの中央域に変更する（Ｓ２１０）。一方、ＨＶＥＣＵ７０のＣＰＵ７２において、複数個一時記憶された臨時推定ＳＯＣ情報が一定の値に収束しない場合には、さらに充放電要求マップとしてＨＶＥＣＵ７０のＲＯＭ７４に予め格納された放電側充放電要求マップをもとに、図５に示すように、バッテリ５０の充放電の制御中心を放電側にとして、バッテリ５０の放電を促進させ（Ｓ２０４）、臨時推定ＳＯＣが真のＳＯＣに近づくまでバッテリ５０のＳＯＣの推定を行う。

次に、図８を用いて、バッテリ５０の放電側に充放電の制御中心を変更制御する動作について説明する。ＨＶＥＣＵ７０のＣＰＵ７２を用い、例えば補機バッテリ４６からの電力供給が一旦遮断され、ＲＡＭ７６に一時的に記憶された推定ＳＯＣ情報が消去された後、補機バッテリ４６からＲＡＭ７６に電力が供給され、ＲＡＭ７６における推定ＳＯＣ情報が初期設定値（例えば、ＳＯＣが６０％）にリセットされたか否かが判定される（Ｓ２００）。さらに、リセットされた場合には、ＣＰＵ７２において、推定ＳＯＣ情報の補正が実施されたか否かを判定され（Ｓ２０２）、補正が実施されていない場合には、充放電要求マップとしてＨＶＥＣＵ７０のＲＯＭ７４に予め格納された充電側充放電要求マップをもとに、図６に示すように、バッテリ５０の充放電の制御中心を充電側に変更して、積極的にバッテリ５０の充電を促進させる（Ｓ２１４）。そして、バッテリＥＣＵ５２において、上述したＳＯＣの推定方法を用い、図３に示す高ＳＯＣ領域ＣにおけるＳＯＣを推定する（Ｓ２０６）。ここで推定されたＳＯＣは、ＲＡＭ７６の通常ＳＯＣ情報格納域と異なる領域に「臨時推定ＳＯＣ情報」として一時的に記憶される。ＨＶＥＣＵ７０のＣＰＵ７２は、複数個一時記憶された臨時推定ＳＯＣ情報が一定の値に収束し、臨時推定ＳＯＣが真のＳＯＣに近づいたと判定した場合（Ｓ２０８）、ＲＡＭ７６初期設定値を収束した臨時推定ＳＯＣ情報に置き換えて補正を実行する（Ｓ２０２）。推定ＳＯＣが補正された場合には、充放電要求マップとしてＨＶＥＣＵ７０のＲＯＭ７４に予め格納された通常使用充放電要求マップに切り替え、図４に示すように、バッテリ５０の充放電の制御中心をＳＯＣの中央域に変更する（Ｓ２１０）。一方、ＨＶＥＣＵ７０のＣＰＵ７２において、複数個一時記憶された臨時推定ＳＯＣ情報が一定の値に収束しない場合には、さらに充放電要求マップとしてＨＶＥＣＵ７０のＲＯＭ７４に予め格納された充電側充放電要求マップをもとに、図６に示すように、バッテリ５０の充放電の制御中心を充電側にとして、バッテリ５０の充電を促進させ（Ｓ２１４）、臨時推定ＳＯＣが真のＳＯＣに近づくまでバッテリ５０のＳＯＣの推定を行う。

また、本実施の形態では、電気自動車、例えばハイブリッド電気自動車において、推定ＳＯＣ情報がリセットされた時に、エンジン始動を制御する。

図９を用いて、電気自動車のエンジン２２の始動を制御することによって、バッテリ５０の放電側に充放電の制御中心を変更制御する動作の一例を説明する。ＨＶＥＣＵ７０のＣＰＵ７２を用い、例えば補機バッテリ４６からの電力供給が一旦遮断され、ＲＡＭ７６に一時的に記憶された推定ＳＯＣ情報が消去された後、補機バッテリ４６からＲＡＭ７６に電力が供給され、ＲＡＭ７６における推定ＳＯＣ情報が初期設定値（例えば、ＳＯＣが６０％）にリセットされたか否かが判定される（Ｓ２００）。さらに、リセットされた場合には、ＣＰＵ７２において、推定ＳＯＣ情報の補正が実施されたか否かを判定され（Ｓ２０２）、補正が実施されていない場合には、ＨＶＥＣＵ７０は、エンジンＥＣＵ２４を介してエンジン２２の始動を禁止する（Ｓ２２４）。そして、バッテリＥＣＵ５２において、上述したＳＯＣの推定方法を用い、図３に示す低ＳＯＣ領域ＤにおけるＳＯＣを推定する（Ｓ２０６）。ここで推定されたＳＯＣは、ＲＡＭ７６の通常ＳＯＣ情報格納域と異なる領域に「臨時推定ＳＯＣ情報」として一時的に記憶される。ＨＶＥＣＵ７０のＣＰＵ７２は、複数個一時記憶された臨時推定ＳＯＣ情報が一定の値に収束し、臨時推定ＳＯＣが真のＳＯＣに近づいたと判定した場合（Ｓ２０８）、ＲＡＭ７６初期設定値を収束した臨時推定ＳＯＣ情報に置き換えて補正を実行する（Ｓ２０２）。推定ＳＯＣが補正された場合、ＨＶＥＣＵ７０は、エンジンＥＣＵ２４を介してエンジン２２の始動を再開しするように制御する（Ｓ２２０）。一方、ＨＶＥＣＵ７０のＣＰＵ７２において、複数個一時記憶された臨時推定ＳＯＣ情報が一定の値に収束しない場合には、さらにＨＶＥＣＵ７０は、エンジンＥＣＵ２４を介してエンジン２２の始動を禁止し続け、図５に示すように、バッテリ５０の充放電の制御中心を放電側にとして、バッテリ５０の充電を促進させ（Ｓ２２４）、臨時推定ＳＯＣが真のＳＯＣに近づくまでバッテリ５０のＳＯＣの推定を行う。なお、図９では、エンジン始動禁止により、バッテリ５０の放電を促進させる動作について説明したが、これに限るものではなく、例えば、エンジンを積極的に始動させて、バッテリ５０への充電を促進させてもよい。

なお、本実施の形態の蓄電手段制御装置を備えた電気自動車について例示したが、これに限るものではなく、電気自動車以外の車両や船舶、航空機のような移動体、さらにはバッテリを搭載した装置にも用いることができる。

本発明は、主に車両の製造産業などに利用可能である。

本発明における一実施形態である蓄電手段制御装置の構成の概略を示す構成図である。本発明における一実施形態ある電気自動車の構成の概略を示す構成図である。ＳＯＣに対する電流−電圧特性を説明する図である。通常使用時のバッテリ充放電制御におけるバッテリ充放電要求量（Ｐｃｈｇ）とＳＯＣとの関係の一例を示す図である。放電側にバッテリ充放電制御を行う場合のバッテリ充放電要求量（Ｐｃｈｇ）とＳＯＣとの関係の一例を示す図である。充電側にバッテリ充放電制御を行う場合のバッテリ充放電要求量（Ｐｃｈｇ）とＳＯＣとの関係の一例を示す図である。本発明の一実施形態の電気自動車におけるハイブリッド用電子制御ユニットにより実行される、ＳＯＣ情報リセット時の推定ＳＯＣの補正実施のための制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。本発明の一実施形態の電気自動車におけるハイブリッド用電子制御ユニットにより実行される、ＳＯＣ情報リセット時の推定ＳＯＣの補正実施のための制御ルーチンの他の一例を示すフローチャートである。本発明の一実施形態の電気自動車におけるハイブリッド用電子制御ユニットにより実行される、ＳＯＣ情報リセット時の推定ＳＯＣの補正実施のための制御ルーチンの他の一例を示すフローチャートである。

符号の説明

１０第１のモータ、１２第２のモータ、１４ＳＯＣ推定手段、１６記憶手段、、１８充放電制御手段、２２エンジン、２４エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、４６補機バッテリ、４８ａ，４８ｂ補機、５０バッテリ、５１温度センサ、５２バッテリ用電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）、５３電流センサ、５４電力ライン、５５電圧センサ、６３ａ，６３ｂ駆動輪、７０ハイブリッド用電子制御ユニット（ＨＶＥＣＵ）、７２ＣＰＵ、７４ＲＯＭ、７６ＲＡＭ、１００蓄電手段制御装置、３００電気自動車。

Claims

充放電可能な蓄電手段の充電状態を推定する充放電推定手段と、
前記充放電推定手段からの充電状態情報を記憶する記憶手段と、
前記記憶手段において充電状態情報がリセットされた場合、前記蓄電手段の充放電の制御中心を初期設定値から充電側または放電側のいずれかに変更し、次いで、前記充放電推定手段により充電状態を推定し、前記充放電推定手段により推定される充電状態が真の充電状態に近似したと判断された場合には、充電状態の制御中心を初期設定値に戻して前記蓄電手段の充放電制御を切り替える充放電制御手段と、を有することを特徴とする蓄電手段制御装置。
請求項１に記載の蓄電手段制御装置において、
前記記憶手段は、着脱可能な補機蓄電手段から電力が供給され、
前記充放電制御手段は、補機蓄電手段が一旦外された後装着され、前記充電状態情報を記憶する記憶手段において充電状態情報がリセットされた場合、前記蓄電手段の充放電の制御中心を初期設定値から充電側または放電側のいずれかに変更し、次いで、前記充放電推定手段により充電状態を推定し、前記充放電推定手段により推定される充電状態が真の充電状態に近似したと判断された場合には、充電状態の制御中心を初期設定値に戻して前記蓄電手段の充放電制御を切り替えることを特徴とする蓄電手段制御装置。
モータとエンジンとを備え、前記モータとエンジンの少なくとも一つの駆動力により走行する電気自動車において、
前記モータに電力を供給するとともに回生エネルギーによる蓄電を行う充放電可能な蓄電手段と、
前記蓄電手段の充電状態を推定する充放電推定手段と、
前記充放電推定手段からの充電状態情報を記憶する記憶手段と、
前記記憶手段において充電状態情報がリセットされた場合、前記蓄電手段の充放電の制御中心を初期設定値から充電側または放電側のいずれかに変更し、次いで、前記充放電推定手段により充電状態を推定し、前記充放電推定手段により推定される充電状態が真の充電状態に近似したと判断された場合には、充電状態の制御中心を初期設定値に戻して前記蓄電手段の充放電制御を切り替える充放電制御手段と、を有することを特徴とする電気自動車。
請求項３に記載の電気自動車において、
前記充電制御手段は、前記記憶手段において充電状態がリセットされた場合、エンジンの始動を制御することを特徴とする電気自動車。
請求項３または請求項４に記載の電気自動車において、
前記記憶手段は、着脱可能な補機蓄電手段から電力が供給され、
前記充放電制御手段は、補機蓄電手段が一旦外された後装着され、前記充電状態情報を記憶する記憶手段において充電状態情報がリセットされた場合、前記蓄電手段の充放電の制御中心を初期設定値から充電側または放電側のいずれかに変更し、次いで、前記充放電推定手段により充電状態を推定し、前記充放電推定手段により推定される充電状態が真の充電状態に近似したと判断された場合には、充電状態の制御中心を初期設定値に戻して前記蓄電手段の充放電制御を切り替えることを特徴とする電気自動車。