JP5067611B2 - 車両用バッテリの制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両用バッテリの制御装置に係り、特に車両走行のための駆動力を出力するモータに電力を供給する車両用バッテリの制御装置に関する。

バッテリを満充電又は満充電に近い状態、すなわちバッテリの電気容量に対して蓄電されている電気量が多い状態（高ＳＯＣ）で長期間放置すると、バッテリの容量劣化が進行し易く、電池寿命が縮まってしまうことが知られている。そこで、このようなバッテリ性能の劣化進行を抑制するため、バッテリを充電後、不使用状態で所定時間経過した場合に、バッテリを所定の蓄電量まで強制的に放電させる技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

ところで、エンジンとモータとを併用するハイブリッド車両には、車両走行用の駆動力を出力するモータに電力を供給するため、高電圧バッテリが搭載されている。したがって、この高電圧バッテリでも、上記バッテリ性能劣化の問題が生じる。
この問題を解決するため、特許文献１に記載の方法を上記高電圧バッテリに適用すれば、上記高電圧バッテリにおいても、駐車時等の不使用時に高電圧バッテリを所定蓄電量まで強制放電させて、不使用時における性能劣化の低減を図ることができる。

特開２００５−２４５０５６号公報

しかしながら、上記高電圧バッテリは容量が大きいため、所定の蓄電量まで低下させるには、大量の電力を放電しなければならない。このため、特許文献１に記載の方法を上記高電圧バッテリに適用すると、大量の電力を無駄にしてしまうと共に、電力を無駄に放電する結果として燃費の低下を招くことになるという問題があった。

本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、電力を無駄に放電することなく、高ＳＯＣで長時間駐車されることを回避して、バッテリ性能の劣化進行を抑制することが可能な車両用バッテリの制御装置を提供することを目的としている。

上記の目的を達成するために、本発明は、車両走行のための駆動力を出力するモータに電力を供給すると共に、車両に備えられたエンジンの作動によって充電可能な車両用バッテリの制御装置であって、車両用バッテリの蓄電量の使用範囲を決定する蓄電量決定手段と、車両用バッテリの蓄電量を検出する蓄電量検出手段と、車両走行時に蓄電量検出手段によって検出された車両用バッテリの蓄電量が、蓄電量決定手段によって決定された車両用バッテリの蓄電量の使用範囲内となるように車両用バッテリの充放電を制御する蓄電量制御手段と、車両の駐車が近くなってきたことを予測する駐車予測手段と、を備え、蓄電量決定手段は、駐車予測手段による車両の駐車予測に基づいて、車両用バッテリの蓄電量の使用範囲の上限値を低下させ、駐車予測手段は、車両の駐車目的地を予測し、蓄電量決定手段は、車両の現在位置と駐車目的地との距離が所定距離以下になったときに、車両用バッテリの蓄電量の使用範囲の上限値を低下させ、更に、車両用バッテリの外気温度を検出する外気温度検出手段を備え、駐車予測手段は、外気温度検出手段により検出された外気温度が高いほど、所定距離を長く設定することを特徴としている。

このように構成された本発明によれば、駐車予測手段が、車両の駐車が近いことを予測したことに基づいて、蓄電量決定手段によって駐車前に予め車両用バッテリの蓄電量の使用範囲の上限値を低下させることができる。そして、蓄電量制御手段は、蓄電量検出手段によって検出された車両用バッテリの蓄電量が、上限値が低下された使用範囲内となるように、車両用バッテリの充放電を制御する。これにより、本発明では、駐車前に予め車両用バッテリを低い蓄電量の状態（低ＳＯＣ）に低下させておくことができ、車両用バッテリを高い蓄電量の状態（高ＳＯＣ）で長期間放置することを回避して、車両用バッテリの性能劣化を低減することが可能となる。

また、本発明では、上記構成により、予め駐車を予測して車両用バッテリの充放電制御を行って、車両用バッテリの蓄電量を低下させておくことができるので、低下させた電力分を車両走行の駆動力として使用することができる。これにより、車両用バッテリに蓄電された大電力を無駄に消費することなく、車両駆動力等として有効活用することができ、これにより燃費向上を図ることができる。
また、本発明によれば、車両の現在位置と駐車目的地とが近づいたと判断できる地点から、車両用バッテリの蓄電量の使用範囲の上限値を低下させていくので、駐車目的地から所定距離以上離れているときには、通常の蓄電量の使用範囲で車両用バッテリを使用することができる。また、本発明によれば、外気温度が高いほど車両用バッテリの蓄電量の使用範囲の上限値の低下量を大きく設定することにより、距離を長く設定することにより、車両用バッテリの蓄電量の急激な低下を回避して、急激な放電による発熱を防止することができる。

また、本発明において好ましくは、蓄電量決定手段は、外気温度検出手段により検出された外気温度が所定温度以上のときに、車両用バッテリの蓄電量の使用範囲の上限値を低下させる。
このように構成された本発明によれば、外気温度が所定温度以上のときに、車両用バッテリの使用範囲の上限値を低下させるので、高温且つ高ＳＯＣでの保持による車両用バッテリの性能劣化を効率的に低減することができる。

また、本発明において好ましくは、蓄電量決定手段は、外気温度検出手段により検出された外気温度と所定温度との温度差が大きいほど、車両用バッテリの蓄電量の使用範囲の上限値をより低下させる。
このように構成された本発明によれば、高温状態の方が車両用バッテリの性能劣化が進み易いため、高温状態ほど車両用バッテリを低ＳＯＣに保持して、性能劣化を低減することができる。

また、本発明において好ましくは、蓄電量決定手段は、車両用バッテリの蓄電量の使用範囲の上限値の低下に応じて、下限値も低下させる。
このように構成された本発明によれば、車両用バッテリの蓄電量の使用範囲の上限値の低下に応じて、下限値も低下させることで、駐車目的地への接近中に、車両用バッテリの充電のためにエンジン始動が頻繁に起こることを防止し、燃費向上を図ることができる。

また、本発明において好ましくは、駐車予測手段は、車両のギア段がリバース位置に設定されたことに基づいて車両の駐車を予測する。このように構成された本発明によれば、簡易な方法で駐車予測を行うことができる。

本発明の車両用バッテリの制御装置によれば、電力を無駄に放電することなく、高ＳＯＣで長時間駐車されることを回避して、バッテリ性能の劣化進行を抑制することが可能な車両用バッテリの制御装置を提供することができる。

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。先ず、図１乃至図８により、本発明の実施形態による車両用バッテリの制御装置を説明する。
図１は本発明の実施形態における車両用バッテリの制御装置を含む車両の概略構成図、図２は図１の電気ブロック図、図３は車両用バッテリを異なるＳＯＣにそれぞれ保持した場合における内部抵抗値と経過時間との関係を示すグラフ、図４は車両用バッテリを異なる温度にそれぞれ保持した場合におけるＳＯＣと内部抵抗値の時間変化率（傾きｋ）との関係を示すグラフ、図５は車両用バッテリのＳＯＣ制御のタイムチャート、図６はＳＯＣ制御における外気温度と距離Ｘとの関係を示すグラフ、図７は駐車予測処理のフローチャート、図８はＳＯＣの使用範囲決定処理のフローチャートである。

本実施形態では、シリーズハイブリッド方式のハイブリッド車両に本発明の車両用バッテリの制御装置を適用した例を示す。なお、本発明の車両用バッテリの制御装置は、シリーズハイブリッド方式に限定されることなく、パラレルハイブリッド方式やシリーズ・パラレルハイブリッド方式等の他の方式にも適用することができる。

図１及び図２に示すように、車両１は、エンジン２と、エンジン２のクランクシャフトに連結されたジェネレータ３と、ジェネレータ３に接続されたモータ４と、モータ４の出力軸に動力伝達機構を介して連結された車輪５と、ジェネレータ３及びモータ４に接続されたインバータ・コンバータ６と、インバータ・コンバータ６に接続された高電圧バッテリ７（以下「バッテリ７」という）と、これらを制御するためのコントローラ８を備えている。

エンジン２は、コントローラ８からの制御信号によって作動し、クランクシャフトを介してジェネレータ３を駆動する。これにより、ジェネレータ３は交流電力を発生させ、モータ４及びインバータ・コンバータ６に交流電力を供給する。
インバータ・コンバータ６は、ジェネレータ３からの交流電力を直流電力に変換し、直流電力をバッテリ７に供給する。これにより、バッテリ７を充電することができる。また、インバータ・コンバータ６は、バッテリ７の直流電力を交流電力に変換して、モータ４に供給することができる。

モータ４は、ジェネレータ３及びインバータ・コンバータ６からの交流電力により駆動し、動力伝達機構を介して車輪５に車両走行用の駆動力を出力する。
また、車両１は、制動時に車輪５からの動力でモータ４を駆動し、これにより車両１の制動力を発生させると共に、モータ４の駆動で発電した回生電力により、インバータ・コンバータ６を介してバッテリ７を充電することができる。

このような構成により、車両１では、車両始動時及び低トルク時には、バッテリ７の電力をインバータ・コンバータ６を介してモータ４に供給してモータ４を駆動する。また、中トルク時には、エンジン２の始動によりジェネレータ３を駆動し、ジェネレータ３の発電電力をモータ４に供給してモータ４を駆動する。さらに、高トルク時には、エンジン２の作動によるジェネレータ３の発電電力とバッテリ７の電力の両方をモータ４に供給してモータ４を駆動する。このように、車両１は、エンジン２及びバッテリ７から供給される電力によってモータ４を駆動させ、このモータ４の駆動力によって走行するようになっている。

図２に示すように、コントローラ８は、バッテリコントローラ８１と、ＨＥＶコントローラ８２とを有している。なお、バッテリコントローラ８１の機能をＨＥＶコントローラ８２に組み込んで、コントローラ８をＨＥＶコントローラ８２のみに一体化した構成としてもよい。また、以下に説明するバッテリコントローラ８１とＨＥＶコントローラ８２の各機能の分担をコントローラ８内で変更してもよい。コントローラ８は、後述するセンサ等を含んで本発明の車両用バッテリの制御装置を構成する。

本実施形態のバッテリコントローラ８１は、ＳＯＣ制御を行うように構成されている。すなわち、バッテリコントローラ８１は、所定条件でバッテリ７の蓄電量（ＳＯＣ）の使用範囲を規定する上限値及び下限値を決定し、上限値及び下限値を表す信号をＨＥＶコントローラ８２に出力するようになっている。ＳＯＣは、バッテリの電気容量に対して充電している電気量を比率で表したものである。本明細書では、蓄電量をＳＯＣと同義で使用する。バッテリコントローラ８１は、本発明の蓄電量決定手段に相当する。

ＨＥＶコントローラ８２は、要求された駆動力をモータ４から車輪５に出力するように、エンジン２，ジェネレータ３，モータ４及びインバータ・コンバータ６等を制御するものである。ＨＥＶコントローラ８２は、バッテリコントローラ８１から上限値，下限値及びＳＯＣを表す信号を受け取り、ＳＯＣの上限値と下限値で規定される使用範囲内でバッテリ７を使用するように、バッテリ７の充放電制御を行う。ＨＥＶコントローラ８２は、本発明の蓄電量制御手段に相当する。

詳しくは、バッテリ７の現在のＳＯＣが使用範囲の上限値より大きい場合、ＨＥＶコントローラ８２は、中トルク以上の要求では、エンジン２の出力トルクを低減してジェネレータ３の発電量を抑え、その不足分をバッテリ７から供給して、バッテリ７のＳＯＣを下げるように制御を行う。また、バッテリ７の現在のＳＯＣが使用範囲の下限値より小さい場合、ＨＥＶコントローラ８２は、モータ４を駆動するために必要な電力以上の発電量が得られるようにエンジン２を駆動してジェネレータ３を発電させ、その余剰分をバッテリ７に供給して充電するように制御を行う。

バッテリコントローラ８１は、バッテリ電圧センサ８１ａ，バッテリ電流センサ８１ｂ，ナビシステム８１ｃ，シフトセンサ８１ｄ，外気温度センサ８１ｅ等と接続されている。
バッテリ電圧センサ８１ａ，バッテリ電流センサ８１ｂは、それぞれバッテリ７の電圧，電流を検出してバッテリコントローラ８１に出力している。バッテリコントローラ８１は、これらの電圧，電流検出値等に基づいてバッテリ７のＳＯＣを算出し、これをＨＥＶコントローラ８２に出力する。具体的には、バッテリコントローラ８１は、電流検出値を積算して電流の入力及び出力の合計から、ＳＯＣの変動分を計算し、さらに電圧検出値等とＳＯＣとの対応関係を示す内部データを加味して補正することにより、現在のＳＯＣを算出する。バッテリコントローラ８１，バッテリ電圧センサ８１ａ及びバッテリ電流センサ８１ｂは、本発明の蓄電量検出手段に相当する。

また、ナビシステム８１ｃは、車両１に装備されたＧＰＳ等を利用したナビゲーションシステムであり、操作部でのユーザーの目的地入力により現在地から目的地までのルートを検索し、表示部に表示等するものである。そして、ナビシステム８１ｃは、車両１の現在位置及び入力情報（すなわち車両１の所有者の自宅，目的設定地，目的地リスト等の情報）を含む目的地情報信号をバッテリコントローラ８１に出力する。バッテリコントローラ８１は、これらの情報に基づいて、車両１の駐車予測処理を行う。駐車予測処理により、車両１が向かっている目的地、すなわち駐車予定地（駐車目的地）を予測し、駐車目的地と現在位置との距離ｘ等を算出する。バッテリコントローラ８１及びナビシステム８１ｃは、本発明の駐車予測手段に相当する。

シフトセンサ８１ｄは、車両１のギア段位置を検出してバッテリコントローラ８１に出力する。これにより、バッテリコントローラ８１は、ギア段がリバース位置になったことを検出する。
外気温度センサ８１ｅは、バッテリ７の外気温度を検出してバッテリコントローラ８１に出力する。外気温度が高いとバッテリ７の性能劣化が進行し易くなるため、バッテリコントローラ８１は、この外気温度を考慮してＳＯＣ制御を行う。

次に、図３及び図４に基づいて、バッテリ７の内部抵抗値（ＤＣ−ＩＲ）とＳＯＣ，温度との関係を説明する。図３は、不使用状態でバッテリ７のＳＯＣを一定に保持したとき、内部抵抗値が時間と共に初期抵抗値Ｒ₀から上昇していく様子を示している。線Ｒａ，Ｒｂ，Ｒｃは、それぞれＳＯＣが７０％，６０％，５０％のときの変化を示している。これらは経過時間に対してほぼ直線的に変化している。
内部抵抗値は、バッテリ７の電気容量又は最大蓄電量と相関関係があり、内部抵抗値の上昇は、バッテリ７の電気容量の低下、すなわち性能劣化を表す。また、閾値Ｒ_THは、バッテリ７の設定使用限界を示している。すなわち、ＳＯＣ７０％（Ｒａ），ＳＯＣ６０％（Ｒｂ）では、それぞれ時間Ｔａ，Ｔｂで電池作動寿命に達する。このように、バッテリ７を高ＳＯＣで保持すれば、それだけ電池作動寿命が縮まってしまう。

また、図４は、不使用状態でバッテリ７の外気温度を一定に保持した状態で、複数のＳＯＣにおいて図３における線Ｒの傾きｋを測定し、これをプロットしたものである。曲線ｋ１，ｋ２，ｋ３は、それぞれ外気温度Ｔｋ１（４０℃），Ｔｋ２（３０℃），Ｔｋ３（２０℃）のときの変化を示している。また、閾値ｋ_THは、設計電池寿命（例えば１０年）を達成することができる傾きの大きさである。すなわち、外気温度Ｔｋ１，Ｔｋ２，Ｔｋ３では、それぞれＳＯＣをＣ１（約４１％），Ｃ２（約５２％），Ｃ３（約６３％）以下に保持すれば、設計電池寿命を達成することができる。このように、外気温度が低い状態でバッテリ７を保持すれば、ＳＯＣがそれほど低くなくても電池寿命を確保することができるが、外気温度が高い状態でバッテリ７を保持すると、それだけ電池寿命が縮まってしまう。
バッテリコントローラ８１は、図４に示すような、所与の外気温度に対して、設計寿命を満足する設定可能な最大のＳＯＣの値をデータとして保持している。

次に、図５に基づいて、本実施形態のコントローラ８のＳＯＣ制御の概略を説明する。
図５は、車両１が駐車目的地に接近し、駐車目的地に時間ｔ２−ｔ３の間駐車し、再び駐車目的地から離れていくように走行する場合のＳＯＣの使用範囲の上限値の時間的変化（Ｄ）及び下限値の時間変化（Ｅ）を示している。

車両１と駐車目的地との距離が設定された距離Ｘとなるまでの間（時間ｔ０−ｔ１）は、使用範囲は初期設定値に保持される。すなわち、ＳＯＣの使用範囲は、上限値が初期上限値Ｄ０（７０％），初期下限値がＥ０（３０％）に保持される。このとき、ＳＯＣの使用可能な幅Ｗ１は４０％である。
ＳＯＣの上限値及び下限値は、車両１が駐車目的地に近づくに連れて徐々に低下し（時間ｔ１−ｔ２、時間ｔｘ、距離ｘ）、駐車目的地（時間ｔ２）でターゲットとする設定上限値Ｄ１，設定下限値Ｅ１に達する。

バッテリコントローラ８１は、図４に示したグラフに基づくデータから、そのときの外気温度に対応する設定上限値Ｄ１を決定する。このとき、バッテリ７の性能劣化をより低減するために、外気温度が高いほどターゲットとする設定上限値Ｄ１は小さい値に決定される。また、設定下限値Ｅ１は、設定上限値Ｄ１の低下量に合わせて決定される。図５の例では、駐車時及び接近時の使用可能な幅Ｗ２が幅Ｗ１と同じ大きさになるように決定される。ただし、バッテリコントローラ８１は、車両始動時等のクランキング・初回加速アシスト可能電気容量を確保するため、ＳＯＣの設定下限値Ｅ１が最低値（例えばＳＯＣ２０％）を下回らないように決定する。
時間ｔ１−ｔ２の間は、ＳＯＣの上限値及び下限値が徐々に低下していくが、ＨＥＶコントローラ８２は、バッテリ７のＳＯＣをこの上限値と下限値の間に保持するように、エンジン２，ジェネレータ３及びインバータ・コンバータ６等を制御する。

駐車時（時間ｔ２−ｔ３）は、ＳＯＣの上限値及び下限値は、設定上限値Ｄ１，設定下限値Ｅ１に保持される。すなわち、車両１は、バッテリ７のＳＯＣが設定上限値Ｄ１と設定下限値Ｅ１との間にある状態で駐車される。
再び、車両１が走行し始めると、ＳＯＣの上限値及び下限値は、車両１が駐車目的地であった駐車位置から離れるに連れて徐々に大きくなり（時間ｔ３−ｔ４、時間ｔｙ，距離ｙ）、駐車位置から距離Ｙ離れた時点（時間ｔ４）で初期設定値に戻る。
時間ｔ３−ｔ４の間は、ＳＯＣの上限値及び下限値が徐々に大きくなっていくが、ＨＥＶコントローラ８２は、バッテリ７のＳＯＣをこの上限値と下限値の間に保持するように、エンジン２，ジェネレータ３及びインバータ・コンバータ６等を制御する。

本実施形態では、バッテリコントローラ８１は、図６に示す外気温度と距離Ｘとの関係を表すデータを内部メモリに格納しており、このデータに基づいて、外気温度センサ８１ｅからの外気温度信号から算出した、そのときの外気温度Ｔに対応する距離Ｘ（例えば１０ｋｍ）を設定する。外気温度Ｔが高いほど距離Ｘは大きく設定される。すなわち、外気温度Ｔが高いほどターゲットとするＳＯＣの設定上限値Ｄ１及び設定下限値Ｅ１が小さくなり、それぞれの初期設定値からの低下量が大きくなる。このため、外気温度Ｔが高いほど距離Ｘを大きく設定して、ＳＯＣの上限値及び下限値の急激な変化を防止している。本実施形態では、このようにＳＯＣの上限値及び下限値の急激な変化を防止することにより、バッテリ７の急激な放電を回避し、電池温度の上昇、ひいてはバッテリ７の性能劣化を防止することができる。

なお、外気温度Ｔが所定温度Ｔ０（例えば１０℃）よりも低い範囲や、所定温度Ｔ１（例えば５０℃）よりも高い範囲では、それぞれ距離Ｘを一定値としている。
また、本実施形態では、距離Ｙは一定値に設定されているが、距離Ｘと同様に、外気温度が高いほど距離Ｙを大きく設定するように構成してもよい。

次に、図７に基づいて、コントローラ８（バッテリコントローラ８１）の駐車予測処理フローの概略を説明する。この処理は、コントローラ８が、車両１の駐車が所定時間内（例えば３０分）の近い将来に駐車されること及びその駐車目的地を予測する処理である。
コントローラ８は、この処理を所定時間毎に繰り返し行っている。まず、コントローラ８は、駐車目的地が既に内部メモリに設定されているか否かを判定する（ステップＳ１０）。駐車目的地が設定されていれば（ステップＳ１０；Ｙｅｓ）、この処理を終了し、駐車目的地が設定されていなければ（ステップＳ１０；Ｎｏ）、ナビシステム８１ｃに目的地が設定されているか否かを判定する（ステップＳ１１）。

ナビシステム８１ｃは、コントローラ８に目的地情報信号を出力しており、コントローラ８は、この目的地情報信号に含まれる目的設定地情報により目的地が設定されているか否かを判定することができる。コントローラ８は、ナビシステム８１ｃに目的地が設定されている場合（ステップＳ１１；Ｙｅｓ）は、その目的地を駐車目的地に設定し内部メモリに記憶する（ステップＳ１２）。
一方、ナビシステム８１ｃに目的地が設定されていない場合（ステップＳ１１；Ｎｏ）、コントローラ８は、目的地情報信号に含まれている現在位置と運転者の自宅位置との距離を算出し、この距離が時間と共に短くなっているか否かを判定する（ステップＳ１３）。この処理では、コントローラ８は、現在位置と自宅位置との距離をメモリに保存し、同じ処理をする毎に最新の算出距離がメモリに保存した距離よりも小さくなっているか否かで接近しているか否かを判定する。

車両１が自宅位置に接近していると判定した場合（ステップＳ１３；Ｙｅｓ）、コントローラ８は、自宅位置を駐車目的地に設定する（ステップＳ１４）。車両１が自宅位置に接近していると判定しなかった場合（ステップＳ１３；Ｎｏ）、コントローラ８は、目的地情報信号に含まれる、運転者が登録した目的地リストのいずれかに接近しているか否かを判定する（ステップＳ１５）。

車両１が目的地リストの何れかに接近していると判定した場合（ステップＳ１５；Ｙｅｓ）、コントローラ８は、その目的地を駐車目的地に設定する（ステップＳ１６）。車両１が目的地リストの何れかに接近していると判定しなかった場合（ステップＳ１５；Ｎｏ）、コントローラ８は、この処理を終了する。なお、目的地リストが複数ある場合、コントローラ８は、目的地リスト毎にステップ１５，Ｓ１６の処理を繰り返す。
以上のようにして、車両１の走行中に、駐車予測処理によって駐車目的地が設定される。また、車両１の駐車目的地への到達後は、その駐車目的地は駐車位置として記憶され、駐車目的地はリセットされる。そして、駐車位置から所定距離だけ離れるまでは、再度、駐車予測処理を行わないようになっている。

なお、ナビシステム８１ｃに設定していた目的地を、現在位置から距離Ｘ以内の近い目的地に変更したような場合には、その時点から距離ｘを走行して新たな駐車目的地に到達したときに、ＳＯＣの上限値及び下限値が、初期上限値Ｄ０，初期下限値Ｅ０から設定上限値Ｄ１，設定下限値Ｅ１に低下しているように、低下率を大きくする制御を行ってもよい。

次に、図８に基づいて、コントローラ８（バッテリコントローラ８１）のＳＯＣ制御処理フローの概略を説明する。
コントローラ８は、この処理を所定時間毎に繰り返し行っている。まず、コントローラ８は、図７に示した駐車予測処理により、駐車予測されているか否か、すなわち駐車目的地が設定されているか否かを判定する（ステップＳ２０）。
駐車目的地が設定されていない場合（ステップＳ２０；Ｎｏ）、コントローラ８は、現在のバッテリ７の蓄電量の使用範囲が初期設定値（Ｄ₀，Ｅ₀）に決定されているか否かを判定する（ステップＳ２１）。

バッテリ７の蓄電量の使用範囲が初期設定値に決定されていない場合（ステップＳ２１；Ｎｏ）、コントローラ８は、車両１は駐車後に駐車位置から走行を始めていると判定して、ナビシステム８１ｃからの目的地情報信号に含まれる現在位置とメモリに記憶されている駐車位置との距離ｙを算出し、予め設定されている距離Ｙに対する距離ｙの大きさの比率に応じて、駐車位置での設定上限値Ｄ１，設定下限値Ｅ１と、初期上限値Ｄ０，初期下限値Ｅ０とを比例配分して、現在の位置（距離ｙ）でのＳＯＣの上限値及び下限値を算出し、これを新たなＳＯＣの上限値及び下限値に決定する（ステップＳ２２）。これにより、車両１が駐車位置から離れるにしたがって、ＳＯＣの上限値及び下限値が、初期上限値Ｄ０及び初期下限値Ｅ０に近づいていく。

一方、バッテリ７の蓄電量の使用範囲が初期設定値に決定されている場合（ステップＳ２１；Ｙｅｓ）、コントローラ８は、処理を終了する。この場合、車両１は、駐車目的地が設定されていない状態で走行する。

また、駐車目的地が設定されている場合（ステップＳ２０；Ｙｅｓ）、コントローラ８は、内部メモリに記憶したデータ（図６参照）から、外気温度センサ８１ｅによって検出された外気温度Ｔに対応する距離Ｘを読み込む（ステップＳ２３）。そして、コントローラ８は、現在位置と駐車目的地までの距離ｘが距離Ｘ以下であるか否かを判定する（ステップＳ２４）。

距離ｘが距離Ｘ以下でない場合（ステップＳ２４；Ｎｏ）、コントローラ８は、現在のＳＯＣの使用範囲を保持したまま処理を終了する。この場合、車両１は、駐車目的地から距離Ｘ以遠を走行中であり、バッテリ７のＳＯＣの使用範囲は変更されない。
一方、距離ｘが距離Ｘ以下である場合（ステップＳ２４；Ｙｅｓ）、車両１が駐車目的地に接近してきていると判定され、コントローラ８は、外気温度Ｔが所定温度Ｔ０（例えば１０℃）以上であるか否かを判定する（ステップＳ２５）。

外気温度Ｔが所定温度Ｔ０以上でない場合（ステップＳ２５；Ｎｏ）、現在のＳＯＣの使用範囲を保持したまま処理を終了する。この場合は、外気温度が低いので、ＳＯＣの上限値及び下限値を低下させなくても、バッテリ７の性能劣化を低減した状態に保持することができるからである。
一方、外気温度Ｔが所定温度Ｔ０以上である場合（ステップＳ２５；Ｙｅｓ）、コントローラ８は、メモリに記憶したデータ（図４参照）から、外気温度Ｔに対するＳＯＣの設定可能な最大値を読み込む（ステップＳ２６）。

引き続き、コントローラ８は、読み込んだＳＯＣの設定可能な最大値を、ＳＯＣのターゲットとする設定上限値Ｄ１に設定し、この設定上限値Ｄ１に基づいて、ＳＯＣの使用可能な幅が変わらないように、ターゲットとするＳＯＣの設定下限値Ｅ１を設定する。そして、コントローラ８は、距離Ｘに対する距離ｘの比率に応じて、ＳＯＣの初期上限値Ｄ０と設定上限値Ｄ１，初期下限値Ｅ０と設定下限値Ｅ１をそれぞれ比例配分して、距離ｘでのＳＯＣの上限値及び下限値を算出し、これを現在のＳＯＣの上限値及び下限値に決定し（ステップＳ２７）、処理を終了する。この処理により、車両１が駐車目的地に近づくにしたがって、ＳＯＣの上限値及び下限値が、設定上限値Ｄ１及び設定下限値Ｅ１に近づいていく。

以上のように、本実施形態の車両用バッテリの制御装置では、車両１の駐車が近いことを予測し、駐車前にバッテリ７の蓄電量の上限値及び下限値を、通常の値である初期上限値Ｄ０，初期下限値Ｅ０から設定上限値Ｄ１，設定下限値Ｅ１に予め低下させるので、駐車時のバッテリ７の蓄電量を、設定上限値Ｄ１と設定下限値Ｅ１の間の低い蓄電量の状態（低ＳＯＣ）に制御することができる。これにより、バッテリ７を高い蓄電量の状態（高ＳＯＣ）で長期間放置することを回避することができ、バッテリ７の性能劣化を低減することが可能となる。

また、本実施形態の車両用バッテリの制御装置では、車両１の駐車時にバッテリ７を放電させて蓄電量を低下するのではなく、予め駐車予測をして、駐車前に時間を掛けてバッテリ７の蓄電量の上限値及び下限値を低下させるので、この低下に合わせてバッテリ７の蓄電量も時間を掛けて低下させることができる。そして、この間に、バッテリ７に蓄電された電力を車両走行の駆動力として使用することができる。これにより、バッテリ７に蓄電された大電力を無駄に消費することなく、有効活用することができ、これにより燃費向上を図ることができる。

また、駐車時に急激にバッテリ７の蓄電量を下げる構成だと、バッテリ７の急激な放電によりバッテリ７の温度が上昇して、バッテリ７の性能劣化を招くおそれがある。しかしながら、本実施形態では、予め時間を掛けてバッテリ７の蓄電量を低下させることができるので、このような急激な温度上昇による電池性能劣化を回避することができる。

また、本実施形態の車両用バッテリの制御装置では、外気温度Ｔの高低に応じて、駐車時におけるバッテリ７の蓄電量の上限値及び下限値の低下量を決定している。詳しくは、外気温度Ｔが高いほど、バッテリ蓄電量の設定上限値Ｄ１及び設定下限値Ｅ１を低く設定している。これにより、バッテリ７の性能劣化が促進され易い高温状態における性能劣化を効率的に低減することができる。したがって、気温が高い地域ほど、本実施形態によるバッテリ７の性能劣化低減の効果をより大きく得ることができる。

また、本実施形態の車両用バッテリの制御装置では、駐車予測後に、バッテリ７の蓄電量の上限値を低下させるとき、上限値と下限値によって決定されるバッテリ７の使用可能幅が変わらないように、上限値の低下量に合わせて下限値も同じ低下量だけ低下させている。これにより、駐車予測後におけるバッテリ７の使用可能範囲を通常時と同じ程度に確保することができる。また、下限値を低下させることで、バッテリ７を充電するために頻繁にエンジン２を始動させることを防止することができるので、燃費向上を図ることができる。

また、本実施形態の車両用バッテリの制御装置では、駐車後の走行中に、低下していたバッテリ７の蓄電量の上限値及び下限値を時間を掛けて、初期上限値Ｄ０及び初期下限値Ｅ０に戻すので、バッテリ７への急激な充電要求が生じることを防止することができる。

上記実施形態では、図５に示すように、駐車目的地の接近に伴い、ＳＯＣの上限値及び下限値を共に低下させていたが、これに限らず、図９に示すように設定してもよい。すなわち、図９の例では、ＳＯＣの上限値は、初期上限値Ｄ０からターゲットとする設定上限値Ｄ１の間で変化するが、ＳＯＣの下限値は、初期下限値Ｅ０に保持される。したがって、車両１が駐車目的地から遠い位置にあるとき（時間ｔ０−ｔ１，時間ｔ４以降）は、ＳＯＣの使用可能な幅は、幅Ｗ１であるが、駐車目的地への接近と共に狭くなり、駐車目的地では幅Ｗ２（Ｗ２＜Ｗ１）となる。このように、ＳＯＣの上限値のみを低下させても、駐車時にバッテリ７が高ＳＯＣに保持されることを防止し、性能劣化を低減することができる。
また、図９の例のようにＳＯＣの下限値を一定に保持するのではなく、幅Ｗ２が幅Ｗ１と等しくはならないように、ＳＯＣの下限値を駐車目的地への接近と共に低下させてもよい。

また、上記実施形態では、ＳＯＣ制御において、距離ｘ，ｙに対する距離Ｘ，Ｙの割合に応じてＳＯＣの上限値及び下限値を線形関係で徐々に変化させていたが、これに限らず、例えば、ＳＯＣの上限値及び下限値を段階的に変化させたり、距離によって変化率を変更させたり、その時点でのＳＯＣの大きさに応じて任意に変化させたり、あるタイミングで一度にターゲットとするＳＯＣの上限値及び下限値に到達するように変化させたりしてもよい。

また、上記実施形態では、バッテリコントローラ８１及びナビシステム８１ｃにより駐車予測手段を構成していたが、これに限らず、シフトセンサ８１ｄにより駐車予測手段を構成してもよい。すなわち、コントローラ８が、シフトセンサ８１ｄからの入力信号により、ギア段がリバース位置になったことを検出した場合に、駐車予測を行ってもよい。この場合、コントローラ８は、ギア段がリバース位置になったことを検出すると、ＳＯＣの上限値及び下限値を時間と共に低下させるように決定する。

本発明の実施形態における車両用バッテリの制御装置を含む車両の概略構成図である。 図１の電気ブロック図である。 本発明の実施形態における車両用バッテリの内部抵抗値と経過時間との関係を示すグラフである。 本発明の実施形態における車両用バッテリのＳＯＣと内部抵抗値の時間変化率との関係を示すグラフである。 本発明の実施形態における車両用バッテリのＳＯＣ制御のタイムチャートである。 本発明の実施形態におけるＳＯＣ制御における外気温度と距離Ｘとの関係を示すグラフである。 本発明の実施形態における駐車予測処理のフローチャートである。 本発明の実施形態におけるＳＯＣの使用範囲決定処理のフローチャートである。 本発明の実施形態の変形例における車両用バッテリのＳＯＣ制御のタイムチャートである。

符号の説明

１ 車両
２ エンジン
３ ジェネレータ
４ モータ
５ 車輪
６ インバータ・コンバータ
７ 高電圧バッテリ
８ コントローラ
８１ バッテリコントローラ
８１ａ バッテリ電圧センサ
８１ｂ バッテリ電流センサ
８１ｃ ナビシステム
８１ｄ シフトセンサ
８１ｅ 外気温度センサ
８２ ＨＥＶコントローラ

Claims (5)

1. 車両走行のための駆動力を出力するモータに電力を供給すると共に、車両に備えられたエンジンの作動によって充電可能な車両用バッテリの制御装置であって、
   車両用バッテリの蓄電量の使用範囲を決定する蓄電量決定手段と、
   車両用バッテリの蓄電量を検出する蓄電量検出手段と、
   車両走行時に前記蓄電量検出手段によって検出された車両用バッテリの蓄電量が、前記蓄電量決定手段によって決定された前記車両用バッテリの蓄電量の使用範囲内となるように車両用バッテリの充放電を制御する蓄電量制御手段と、
   車両の駐車が近くなってきたことを予測する駐車予測手段と、を備え、
   前記蓄電量決定手段は、前記駐車予測手段による車両の駐車予測に基づいて、前記車両用バッテリの蓄電量の使用範囲の上限値を低下させ、
   前記駐車予測手段は、車両の駐車目的地を予測し、
   前記蓄電量決定手段は、車両の現在位置と前記駐車目的地との距離が所定距離以下になったときに、前記車両用バッテリの蓄電量の使用範囲の上限値を低下させ、
   更に、車両用バッテリの外気温度を検出する外気温度検出手段を備え、
   前記駐車予測手段は、前記外気温度検出手段により検出された外気温度が高いほど、前記所定距離を長く設定することを特徴とする車両用バッテリの制御装置。
2. 前記蓄電量決定手段は、前記外気温度検出手段により検出された外気温度が所定温度以上のときに、前記車両用バッテリの蓄電量の使用範囲の上限値を低下させることを特徴とする請求項１に記載の車両用バッテリの制御装置。
3. 前記蓄電量決定手段は、前記外気温度検出手段により検出された外気温度と前記所定温度との温度差が大きいほど、前記車両用バッテリの蓄電量の使用範囲の上限値をより低下させることを特徴とする請求項２に記載の車両用バッテリの制御装置。
4. 前記蓄電量決定手段は、前記車両用バッテリの蓄電量の使用範囲の上限値の低下に応じて、下限値も低下させることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の車両用バッテリの制御装置。
5. 前記駐車予測手段は、車両のギア段がリバース位置に設定されたことに基づいて車両の駐車を予測することを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の車両用バッテリの制御装置。

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