JP5477496B2 - 二次電池制御装置および二次電池制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、車両に搭載される二次電池の制御装置および制御方法に関するものである。

二次電池は低温下において放電電圧が大きく低下する特性がある。そのため、エンジンのスタータモータへの電力供給を二次電池が行う車両において、低温下で、エンジンを始動できない事態が発生する可能性がある。そこで、エンジンの始動時において、二次電池の温度が所定の温度以下である場合に、二次電池の放電を停止させる電圧値（放電下限電圧値）を緩和させる二次電池制御装置が知られている（特許文献１）。

特開２００７−１６２６５７号公報

上記従来技術において、低温下のエンジン始動時に緩和された二次電池の放電下限電圧値を、緩和前の電圧値に戻すトリガとして、一般的には、二次電池の電池温度が所定の温度以上となることが条件とされる。しかしながら、この場合、エンジン始動後も、二次電池の放電下限電圧値が緩和されたままの状態で、二次電池を長時間放電することになり、その結果、二次電池の負荷が高まり、二次電池の寿命が低下してしまう問題がある。

本発明が解決しようとする課題は、エンジンを有する車両に搭載される二次電池を適切に制御することである。

本発明は、エンジンのスタータモータの駆動を開始する際に、二次電池の電圧値がそれよりも低い場合に該二次電池の放電を停止させる電圧値である放電下限電圧値を、所定の電圧値Ｖ１から該電圧値Ｖ１よりも低い電圧値Ｖ２(Ｖ２<Ｖ１)に変更し、スタータモータの駆動を開始した後に、エンジンが始動し、且つ、二次電池の電圧値が、変更前の放電下限電圧値Ｖ１以上の所定の電圧値である復帰電圧値Ｖ３（Ｖ３≧Ｖ１）以上である場合に、変更された放電下限電圧値Ｖ２を、変更前の電圧値Ｖ１に戻すことにより、上記課題を解決する。

本発明によれば、スタータモータの駆動を開始した後に、エンジンが始動し、且つ、二次電池の電圧値が、変更前の放電下限電圧値Ｖ１以上の電圧値である復帰電圧値Ｖ３以上である場合に、変更された二次電池の放電下限電圧値Ｖ２を変更前の電圧値Ｖ１に戻すことにより、エンジンを有する車両に搭載される二次電池を適切に制御できる。

本発明の一実施形態に係る車両の制御装置の概略構成図である。 第１実施形態における二次電池の強電システムの構成図である。 第１実施形態におけるバッテリコントローラ１０のブロック図である。 第１実施形態におけるバッテリコントローラ１０による制御フローを示す図である。 一場面例における組電池の電圧プロファイルを示すグラフである。 バッテリコントローラが組電池の放電下限電圧値の制御を行わない従来の組電池の電圧プロファイルを示すグラフである。 放電下限電圧値をＶ２からＶ１に戻すトリガとして組電池の平均電池温度とした場合の、従来の組電池の電圧プロファイルを示す図である。 第２実施形態におけるエンジン始動時の制御フローを示す図である。 別の場面例における、組電池の電圧プロファイルを示すグラフである。 第３実施形態におけるエンジン始動時の制御フローを示す図である。

（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態を図面に基づいて説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る車両の制御装置の概略構成図である。図１に示される制御装置はエンジン１の駆動力により車両の推進を行う無段変速機３を備える。変速機３はモータジェネレータ４、トランスミッション６、および、クラッチ７を有する。モータジェネレータ４は、エンジン１の出力軸２にクラッチ７を介して接続される。

エンジン１の駆動力はモータジェネレータ４、トランスミッション６を介して図示しない駆動輪に伝達される。また、モータジェネレータ４はエンジン１の駆動力をアシストすると同時に、車両の減速時にその駆動力を電力に変換する役割を果たす。なお、クラッチ７を切り離せばＥＶ走行（モータジェネレータ４の駆動力のみでの走行）も可能である。

モータジェネレータ４は交流機（永久磁石式交流同期モータ等）で構成され、インバータ８と接続されている。モータジェネレータ４の回転速度はインバータ８の駆動周波数に応じて制御され、インバータ８の駆動周波数の比が回転速度比（変速比）となり、インバータ８から供給される電力がモータジェネレータ４の駆動力となる。

また、モータジェネレータ４はスタータモータを備えている。エンジン１を始動させるために、組電池２７からモータジェネレータ４に電力を供給し、モータジェネレータ４に備えられたスタータモータを動作させてエンジン１のクランキングを行う。

インバータ８は組電池２７と接続され、組電池２７から電力の供給を受けモータジェネレータ４に電力を供給する。また、車両の減速時にモータジェネレータ４で発生した回生電力を組電池２７に供給する。組電池２７は複数のセル（単電池）１０７を直列に接続してなり、組電池２７の充放電は後述するようにバッテリコントローラ１０により制御される。なお、本発明において、組電池２７を構成するセルは、例えば、リチウムイオン電池が挙げられる。

トランスミッションコントローラ１１は、回転速度センサ２１からの回転速度の信号が入力され、統合コントロールユニット１３により演算される目標回転速度ｔＮｉと目標トルクｔＴｏとが得られるようにインバータ８の駆動周波数を制御する。

エンジンコントローラ１２は、統合コントローラ１３により演算される目標エンジントルクｔＴｅが得られるように電子制御スロットル１４の開度ＴＶＯを制御する。このときスロットル開度に応じた吸入空気量がエンジン１に流れ込み、吸入空気流量Ｑａは電子制御スロットル１４上流に設けたエアフローメータ２３（吸入空気量検出手段）により計量される。エンジンコントローラ１２では、吸入空気流量Ｑａとクランク角センサ２４から検出されるエンジン１の回転速度とに基づいて燃料インジェクタ１５を用いての燃料噴射制御と点火プラグ１６を用いての点火時期制御とを行う。

統合コントローラ１３には、バッテリコントローラ１０およびエンジンコントローラ１２を介して各種信号が入力される。統合コントローラ１３は、これら入力される各種信号に基づきエンジン１とモータジェネレータ４とを協調動作制御し、運転者が望む駆動力を高い効率でもって実現する。また、統合コントローラ１３には、運転者によるイグニッションキーオン、または、アイドルストップ解除条件が成立したことによる信号が伝達される。さらに、停車時や低負荷運転時には、所定のエンジン自動停止条件（車速が所定車速以下、アクセル踏み込み量が所定量以下等）が成立したことを条件としてエンジン１を自動的に停止させ、燃料消費量及び排気エミッションの更なる低減を図る。

以下、第１実施形態におけるバッテリコントローラ１０の構成について説明する。図２は、第１実施形態における二次電池の強電システムの構成図である。組電池２７は、正極（＋）側及び負極（−）側に接続された強電ハーネス１０２，１１１を介して、インバータ８及びモータジェネレータ４に電力を供給する。強電ハーネス１０２，１１１には、組電池２７からモータジェネレータ４への電力の供給、および、モータジェネレータ４から組電池２７への電力の供給を開始／遮断する為のリレー１１２，１１３が設置されている。リレー１１２，１１３のオン／オフは、バッテリコントローラ１０の制御信号によって制御される。

バッテリコントローラ１０は、図示しない不揮発性メモリを備えており、電圧センサ１０４からの入力信号、電流センサ１０５からの入力信号、および、サーミスタ１２０からの入力信号を基に、組電池２７の総電圧値、充放電電流値および平均電池温度を一定の周期においてサンプリングする。また、バッテリコントローラ１０は図示しないタイマーを備えており、所定の処理のカウントアップおよびクリアを行うことができる。

また、図３は、第1実施形におけるバッテリコントローラ１０のブロック図である。図３に示すように、バッテリコントローラ１０は、放電下限電圧値変更部１００１、エンジン始動判定部１００２、放電下限電圧値復帰部１００３、放電停止部１００４を有する。
放電下限電圧値変更部１００１は、統合コントローラ１３から入力されるスタータモータの駆動信号と、サーミスタ１２０から入力される電池温度に基づいて、組電池２７の放電下限電圧値を変更する。なお、放電下限電圧値とは、組電池２７の電圧がこの放電下限電圧値よりも低くなる場合に、放電停止部１００４が組電池２７の放電を停止する電圧値である。
エンジン始動判定部１００２は、回生電流が所定時間検出することによりエンジン１の完爆と判断し、エンジンの始動と判断する。ここで、本実施形態においてエンジン始動判定部１００２が判定するエンジンの始動とは、エンジン始動開始後にエンジンが完爆したことをいう。回生電流は電流センサ１０５で検出され、検出結果はエンジン始動判定部１００２に入力される。回生電流の検出時間はバッテリコントローラ１０に備えられるタイマーを用いてカウントされる。
放電下限電圧値復帰部１００３には、エンジン始動判定部１００２からエンジン始動の判定結果が入力される。エンジンが完爆しエンジンの始動と判定された場合は、放電下限電圧値変更部１００１で変更された放電下限電圧値を変更前の電圧値に戻す。
放電停止部１００４は、放電下限電圧値変更部１００１または放電下限電圧値復帰部１００３において設定された放電下限電圧値に基づいて組電池２７の放電を停止する。具体的には、組電池２７の電圧が放電下限電圧値よりも低い場合は、リレー１１２、１１３にオフ信号を伝達し、組電池２７の放電を停止する。反対に、組電池２７の電圧が放電下限電圧値よりも高い場合は、リレー１１２、１１３にオン信号を伝達し、組電池２７の放電を開始する。

さらに、組電池２７を構成する所定の２つのセル間で、遮断スイッチ１０８及びヒューズ１０９を内蔵したスイッチボックス１１０が、延長ケーブルを介して接続される。

なお、バッテリコントローラ１０は、本発明の二次電池制御装置に相当する。また、バッテリコントローラ１０が有する放電下限電圧値変更部１００１は本発明の放電下限電圧値変更手段に、エンジン始動判定部１００２は本発明のエンジン始動判定手段に、および、放電下限電圧値復帰部１００３は本発明の放電下限電圧値復帰手段にそれぞれ相当する。

第１実施形態のバッテリコントローラ１０の動作について説明する。

図４は、第１実施形態におけるバッテリコントローラ１０による制御フローを示す図である。また、図５は、一場面例における組電池の電圧プロファイルを示すグラフである。ここで、図５において電圧値Ｖ１、Ｖ２は、組電池の電圧値がそれよりも低くなると放電を停止する放電下限電圧値を示す。放電下限電圧値Ｖ１は、組電池がそれよりも低い電圧となると過放電状態となる電圧値またはそれよりも若干高い電圧値に設定される。放電下限電圧値Ｖ２は放電下限電圧値Ｖ１よりも低い電圧値に設定される。たとえば、リチウムイオン電池において電池寿命に影響の殆どない放電下限電圧を２．０[Ｖ]とした場合、放電下限電圧Ｖ１は２．０[Ｖ]程度に設定される。一方、電池寿命を短くするものの放電を継続することが可能な放電下限電圧を１．５［Ｖ］とした場合、放電下限電圧Ｖ２は１．５[Ｖ]程度に設定される。

ステップＳ１０１では、モータジェネレータ４に備えられたスタータモータが駆動可能状態（エンジンのスタータモータを駆動する場合である）か判断する。具体的には、イグニッションキーがオンになったこと、または、アイドルストップ解除条件が成立したこと等によりスタータモータの駆動信号が統合コントローラ１３を介してバッテリコントローラ１０の放電下限電圧値変更部１００１に伝達されることで、放電下限電圧値変更部１００１はスタータモータが駆動可能な状態と判断する。

ステップＳ１０１において、エンジン１のスタータモータが駆動可能な状態と判断された場合、バッテリコントローラ１０の放電下限電圧値変更部１００１は、組電池２７の平均電池温度が所定の判定温度以下（例えば氷点下）であるか判断する（ステップＳ１０２）。組電池２７の平均電池温度は、サーミスタ１２０で検出され、放電下限電圧値変更部１００１に入力される。

バッテリコントローラ１０の放電下限電圧値変更部１００１は、組電池２７の平均電池温度が所定の判定温度以下と判定された場合（ステップＳ１０２＝ＹＥＳ）に、組電池２７の放電下限電圧値をＶ１からＶ２に変更する（ステップＳ１０３）。例えば、図５に示す例のＴ１０の時点は、イグニッションキーオンのためスタータモータは駆動可能な状態であり、かつ、低温下のため組電池の平均電池温度が判定温度以下となっている時点を示す。そのため、図４のステップＳ１０３に示すように、Ｔ１０の時点においては、組電池の放電下限電圧値はＶ１からＶ２に変更される。

ステップＳ１０４では、組電池２７の放電停止判定が行われる。具体的には、バッテリコントローラ１０の放電停止部１００４はステップＳ１０３で設定された放電下限電圧値Ｖ２と組電池２７の電圧とを比較し、放電下限電圧値Ｖ２よりも組電池２７の電圧が低い場合には、放電停止部１００４はリレー１１２，１１３をオフにし、組電池２７の放電を停止する。これに対して、組電池２７の電圧が、電圧値Ｖ１よりも低くても、放電下限電圧値Ｖ２よりも高い場合は、放電停止部１００４は、リレー１１２，１１３をオンにし、組電池２７からモータジェネレータ４への放電を許容する。

ステップＳ１０３で組電池２７の放電下限電圧値をＶ１からＶ２に変更後、ステップＳ１０４において組電池２７の放電停止判定が終了すると、再びステップＳ１０１に戻って制御が行われる。ここで、バッテリコントローラ１０は、例えば１０ｍｓ毎等の所定の周期でこの制御フローを実行する。なお、ステップＳ１０３で放電下限電圧値がＶ２に変更された場合は、ステップＳ１０１に戻った時点の組電池２７の放電下限電圧値はＶ２となる。

図４に示すように、ステップＳ１０1に戻り、スタータモータが駆動可能な状態でない場合（ステップＳ１０１＝ＮＯ）は、ステップＳ１０３において組電池２７の放電下限電圧値がＶ１からＶ２に変更されているか判定する（ステップＳ１０５）。スタータモータが駆動可能な状態でない場合（エンジンのスタータモータを駆動する場合ではない）とは、エンジンを始動するためにスタータモータが既に駆動している状態、または、エンジン１が始動している状態等が挙げられる。組電池２７の放電下限電圧値がＶ２の場合は、バッテリコントローラ１０のエンジン始動判定部１００２で、モータジェネレータ４から組電池２７に供給される回生電流を検出する（ステップＳ１０６）。回生電流が検出されない場合は、のタイマーのカウント数をクリアする（ステップＳ１０８）。なお、タイマーの初期値はゼロに設定されている。

例えば図５に示す例におけるＴ１１の時点は、スタータモータを駆動してエンジンを始動するために、組電池が放電を行った直後であり、組電池の電圧値が電圧値Ｖ１より低下した時点を示す。この時点では、エンジンを始動するためにスタータモータは駆動しているため、スタータモータは駆動可能と判断されず（ステップＳ１０１＝ＮＯ）、また、Ｔ１０の時点において組電池の放電下限電圧値はＶ２に変更されているため（ステップＳ１０５＝ＹＥＳ）、バッテリコントローラは回生電流の検出を行う（ステップＳ１０６）。しかし、Ｔ１１の時点においては、スタータモータを駆動するために組電池の放電を行った直後であり、エンジンはまだ始動を開始していないため、回生電流は検出されず（ステップＳ１０６＝ＮＯ）、タイマーのカウント数は初期値０のままとなる（ステップＳ１０８）。そのため、Ｔ１１の時点においては、組電池の放電下限電圧値はＶ２のままで放電停止判定が行われる（ステップＳ１０４）。ここで、Ｔ１０の時点において、組電池の放電下限電圧値はＶ１からＶ２に変更されている。よって、Ｔ１１の時点における組電池の電圧は、電圧値Ｖ１よりも低いが、放電下限電圧値Ｖ２よりも高いため、バッテリコントローラは、組電池の放電を続ける。これにより、スタータモータがエンジンを始動するために必要な電力をスタータモータに供給することができる。なお、Ｔ１１の時点以降も、エンジンの始動が開始されて回生電流が検出されるまでは、ステップＳ１０６＝ＮＯとなるため、タイマーのカウント数はゼロのまま（ステップＳ１０８）、放電下限電圧値Ｖ２に基づいて放電停止判定（ステップＳ１０４）する処理を繰り返す。

一方、図６は、バッテリコントローラが組電池の放電下限電圧値の制御を行わない従来の組電池の電圧プロファイルを示すグラフである。Ｔ２１の時点は、図５のＴ１１の時点と同様に、スタータモータを駆動してエンジンを始動するために、組電池が放電を行い、組電池の電圧値が電圧値Ｖ１より低下した時点を示す。図６に示すように、組電池の放電下限電圧値は全く制御されず、エンジン始動時かつ低温下でも、放電下限電圧値はＶ１のままであるため、Ｔ２１の時点においてバッテリコントローラは組電池の放電を停止する。そのため、スタータモータに十分な電力を供給できず、エンジンを始動することができない。

ステップＳ１０６で組電池２７への回生電流が検出された場合は、タイマーのカウント数をカウントアップする（ステップＳ１０７）。ステップＳ１０９では、タイマーのカウント数が所定の判定連続時間を経過していているか判断する。なお、所定の判断連続時間とは、バッテリコントローラ１０のエンジン始動判定部１００２が、エンジンの完爆を判断するための時間であり、回生電流の検出開始から所定の判断連続時間経過することにより、エンジン始動判定部１００２はエンジンの始動と判断する。

ここで、バッテリコントローラ１０のエンジン始動判定部１００２により、組電池２７への回生電流を所定時間検出することでエンジン１の始動と判断できるのは以下の理由による。エンジン１とモータジェネレータ４は連動して回転することで車両駆動のために必要なモータの回転数を得る。エンジン１が完爆するまでは、組電池２７からモータジェネレータ４に電力を供給することで、モータジェネレータ４は駆動力を発生させる。必要な回転数に到達するまでは、組電池２７からモータジェネレータ４に電力を供給し、徐々にその駆動力を増加させていく。その後、エンジン１が始動を開始すると、エンジン１自体が駆動力を発生し始める。すると、必要な回転数を維持するため、モータジェネレータ４は、駆動力を減らし、ブレーキトルクが発生する。このブレーキトルクは、モータジェネレータ４において回生電流に変換され、組電池２７に供給される。つまり、組電池２７への回生電流を所定時間検出することで、エンジンは完爆したものと判断し、エンジン１の始動と判断できる。

なお、エンジン１の始動を判定する方法としては、組電池２７で回生電流を検出する方法に限られず、例えば、スタータモータから組電池２７に供給される入力電力と、組電池２７からスタータモータに供給される出力電力とを測定する等の方法でもよい。

バッテリコントローラ１０のエンジン始動判定部１００２において、ステップＳ１０９でタイマーのカウント数が判定連続時間経過していないと判断された場合（ステップＳ１０９＝ＮＯ）は、バッテリコントローラ１０の放電停止部１００４は、放電下限電圧値Ｖ２と組電池２７の電圧とに基づいて、組電池２７の放電停止判定を行う（ステップＳ１０４）。例えば図５の例においてＴ１２の時点は、エンジンの始動開始後であり、エンジンが完爆する前の時点を示す。Ｔ１２の時点では、エンジンは始動開始しているため、組電池への回生電流が検出され（ステップＳ１０６＝ＹＥＳ）、バッテリコントローラはタイマーをカウントアップする（ステップＳ１０７）。しかし、Ｔ１２の時点ではタイマーのカウント数が所定の判定連続時間を経過しておらず（ステップＳ１０９＝ＮＯ）、エンジンの完爆とまでは判断できない。そのため、放電下限電圧値Ｖ２のまま放電停止判定がされる（ステップＳ１０４）。ここで、Ｔ１２の時点では、組電池の電圧は放電下限電圧値Ｖ２よりも高いため、組電池の放電は続けられる。なお、Ｔ１２の時点以降も、タイマーのカウント数が判定連続時間を経過するまではエンジンの完爆と判断されず、タイマーのカウントアップを続けながら（ステップＳ１０７）、放電下限電圧値Ｖ２に基づいて放電停止判定（ステップＳ１０４）する処理を繰り返す。また、タイマーのカウント数が判定連続時間を経過する前に、回生電流が検出されなくなった場合（Ｓ１０６＝ＮＯ）は、それまでカウントされたタイマーのカウント数はクリアされる（ステップＳ１０８）。

図４に示すように、タイマーのカウント数が所定の判定連続時間経過していると判断された場合（ステップＳ１０９＝ＹＥＳ）は、バッテリコントローラ１０のエンジン始動判定部１００２はエンジンの始動と判断し、判定結果をバッテリコントローラ１０の放電下限電圧値復帰部１００３に入力する。放電下限電圧値復帰部１００３では、エンジン始動判定部１００２からのエンジン始動の判定結果により、組電池２７の放電下限電圧値をＶ２からＶ１に戻す（ステップＳ１１０）。そして、バッテリコントローラ１０の放電停止部１００４で放電下限電圧値Ｖ１と組電池２７の電圧とに基づいて放電停止判定を行う（ステップＳ１０4）。例えば図５に示す例では、Ｔ１３の時点は、回生電流を検出し始めたＴ１２の時点から所定時間経過した時点であって、エンジンが完爆し、エンジンの始動と判断された時点を示す。バッテリコントローラは、エンジン始動と判定されたＴ１３の時点で、組電池の放電下限電圧値をＶ２からＶ１に戻す。

図５に示す例のＴ１３以降の時点は、エンジンが始動しておりスタータモータが駆動可能状態にない場合（ステップＳ１０1＝ＮＯ）であり、また、放電下限電圧値がＶ２からＶ１に戻されているため（ステップＳ１０５＝ＹＥＳ）、放電下限電圧値Ｖ１に基づいて組電池の放電停止判定が行われる。特に、Ｔ１４やＴ１５の時点においては、組電池の電圧が放電下限電圧値Ｖ１よりも低いため、組電池の放電が停止される。このようにエンジン始動と判断された後は、組電池の放電下限電圧値をＶ２からＶ１に戻すことにより、組電池が過放電状態で不必要に放電されることを防ぐことができる。
なお、エンジン始動以降はエンジンの駆動力により又は発電機等により電力の供給が可能となるので、統合コントローラ１３は組電池の電圧がＶ１を下回らないようにエンジン及び発電機の出力を高めたり、ＥＶ走行を制限したりするので、実際には組電池の放電が停止されることはない。

図７は、放電下限電圧値をＶ２からＶ１に戻すトリガを組電池の平均電池温度とした場合の、従来の組電池の電圧プロファイルを示すグラフである。図７に示すＴ３０の時点においては、図５のＴ１０の時点と同様に、スタータモータが駆動可能状態であり、かつ、組電池の平均電池温度が判定温度以下であるため、組電池の放電下限電圧値はＶ１からＶ２に変更される。しかし、図７では、放電下限電圧値をＶ２からＶ１に戻すトリガを組電池の平均電池温度としているため、エンジンが完爆しエンジンの始動と判定されたＴ３１の時点後も、組電池の平均電池温度が所定の判定温度になるＴ３４の時点におけるまでは、放電下限電圧値はＶ２のままとなる。そのため、エンジンの始動後のＴ３２の時点やＴ３３の時点のように、組電池の電圧が電圧値Ｖ１以下という過放電状態において、不必要に組電池が放電され、結果として、組電池に負荷をかけ、組電池の寿命を低下させてしまう。

また、例えば、イグニッションキーオンであり（ステップＳ１０１＝ＹＥＳ）、かつ、低温下ではないため組電池２７の平均電池温度が判定温度よりも高くなっている場合（ステップＳ１０２＝ＮＯ）、または、アイドルストップ解除によりスタータモータが駆動可能状態であり（ステップＳ１０１＝ＹＥＳ）、アイドルストップ前のエンジンの駆動により組電池２７の平均電池温度が判定温度よりも高くなっている場合（ステップＳ１０２＝ＮＯ）は、組電池２７の放電下限電圧値がＶ２であれば放電下限電圧値をＶ１に設定し（ステップＳ１１１）、放電下限電圧値Ｖ１に基づいて組電池２７の放電停止判定をする（ステップＳ１０４）。組電池２７の電池温度が低温でなければ、エンジン始動時に組電池２７の電圧が大きく低下することはなく、エンジン始動が低温下と比べ容易である。そのため、放電下限電圧値をＶ１に設定しておくことで、不必要に組電池２７が過放電状態で放電されることを回避でき、組電池２７の負荷をより軽減することができる。

以上ように、第１実施形態によれば、エンジンの始動時かつ低温時に、組電池２７の放電下限電圧値をＶ１からＶ２に変更することで、エンジン１の始動の確実性を高めることができる。しかも、第１実施形態によれば、組電池２７への回生電流を検出することでエンジン１の始動と判断して、組電池２７の放電下限電圧値をＶ２からＶ１に戻すことにより、組電池２７が過放電状態において不必要に放電することを防止できるため、組電池２７への負荷を軽減し、組電池２７の寿命を延長できる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態による二次電池制御について説明する。図８は、第２実施形態におけるエンジン始動時の制御フローを示す図である。図８に示すように、第２実施形態では、ステップＳ１０９の後にステップＳ１０９′が行われる以外は、第１実施形態と同じである。

図８に示すように、回生電流の検出後（ステップＳ１０６＝ＹＥS）、タイマーのカウント数が所定の判定連続時間を経過していると判断された場合（ステップＳ１０９＝ＹＥＳ）に、さらに、組電池２７への回生電流が検出され、かつ、組電池２７の電圧が放電下限電圧値Ｖ１以上の所定の復帰電圧値Ｖ３以上であるか判定する（ステップＳ１０９′）。そして、ステップＳ１０９′の両条件が満たされた場合（ステップＳ１０９′＝ＹＥＳ）に、組電池２７の放電下限電圧値をＶ２からＶ１に戻し（ステップＳ１１０）、組電池２７の放電停止判定を行う（ステップＳ１０４）。
つまり、エンジンの始動判定に実際のエンジンの始動のみならず、組電池の電圧が所定の状態を満たしたときにエンジンの始動と判定している。

図９は、別の場面例における組電池の電圧プロファイルを示すグラフである。図９に示すＴ４１の時点は、組電池への回生電流を検出し始めた時点を示す。また、Ｔ４２の時点は、回生電流の検出が始まったＴ４１から所定時間経過した時点を示す。図９に示すように、Ｔ４２の時点において、組電池の電圧が放電下限電圧値Ｖ１以上にならない場合がある。この場合、Ｔ４２の時点において、エンジンが始動したものと判断され、組電池の放電下限電圧値がＶ２からＶ１に戻されてしまうと、組電池の放電が停止してしまう。そこで、図９に示すＴ４３の時点のように、組電池への回生電流が検出されることに加えて、組電池の電圧が放電下限電圧値Ｖ１以上の所定の復帰電圧値Ｖ３以上となった時点で放電下限電圧値をＶ２からＶ１に戻すことで、放電下限電圧値がＶ１に戻されたと同時に組電池の放電が停止してしまうことを適切に回避することができる。

なお、エンジン１の始動を確認した後、組電池２７の電圧が復帰電圧値Ｖ３以上にならない場合、統合コントローラ１３はエンジン１およびモータジェネレータ４に発電指令を行い、組電池２７の電圧が復帰電圧値Ｖ３以上となるように制御する。組電池２７の電圧が復帰電圧値Ｖ３以上になるまでは、バッテリコントローラ１０は、放電下限電圧値をＶ２のままにする。

以上のように、第２実施形態によれば、図８のステップＳ１０９′に示すように、放電下限電圧値をＶ２からＶ１に変更するに際して、エンジン１の始動の他に、組電池２７の電圧が放電下限電圧値Ｖ１以上の電圧値である復帰電圧値Ｖ３以上であるかを判断する。これにより、組電池２７の電圧が回生電流の検出に遅れて復帰した場合でも、組電池２７の電圧は放電下限電圧値Ｖ１よりも高くなっているため、エンジン１の始動後に放電下限電圧値がＶ２からＶ１に戻されると同時に、組電池２７の放電が停止されることを防ことがでる。
なお、第２実施形態においてはステップＳ１０９は必ずしも必要ではなく、エンジンの始動に関しては統合コントローラ１３等（エンジンコントローラ１２も含む）の他制御手段の判定結果をそのまま利用しても良い。
つまりバッテリーコントローラ１０としては他の制御手段の始動判定に加えて、バッテリの状態（電圧）を検出し、バッテリコントローラ１０としての始動判定を行うことで組電池の制御を行うようにしてもよい。

（第３実施形態）
本発明の第３実施形態による二次電池制御について説明する。図１０は、第３実施形態におけるエンジン始動時の制御フローを示す図である。図１０に示すように、第３実施形態では、ステップＳ１０９の後にステップＳ１０９″が行われる以外は他の実施形態と同じである。

図１０に示すように、ステップＳ１０９″では、組電池２７の電圧が復帰電圧値Ｖ３以上であるか判断し、組電池２７の電圧が復帰電圧値Ｖ３以上である場合に、放電下限電圧値をＶ２からＶ１に戻している（ステップＳ１１０）。しかしながら、ステップＳ１０９″は、第２実施形態のステップＳ１０９′と異なり、回生電流の検出は判断されてない。

つまり、第３実施形態によれば、組電池２７への回生電流を所定時間検出することができれば、それ以降に組電池２７への回生電流の供給が停止しても、エンジン１の始動と判断することで、組電池２７が過放電状態において不必要に放電することを防ぐことができる。加えて、組電池２７の電圧が復帰電圧値Ｖ３以上であることを判断し、組電池２７の放電下限電圧値をＶ２からＶ１に戻すことで、放電下限電圧値がＶ１に戻されたと同時に組電池２７の放電が停止してしまうこと適切に回避することができるので、エンジン始動時の組電池２７の制御をより適切に行うことができる。
また、第２実施形態同様にステップＳ１０９に関して別の手段を用いても良い。

なお、第１〜３実施形態では、統合コントローラ１３がバッテリコントローラ１０、トランスミッションコントローラ１１、および、エンジンコントローラ１２を制御し、エンジン１とモータジェネレータ４との協調動作を制御しているが、統合コントローラ１３を設けずに、バッテリコントローラ１０、トランスミッションコントローラ１１、および、エンジンコントローラ１２間でエンジン１とモータジェネレータ４との協調動作を制御してもよい。また、第１〜３実施形態では、セルが直列に接続された組電池２７の放電下限電圧値を設定し、組電池２７の総電圧、入出力電流、および、平均電池温度を測定することで組電池２７の放電を制御しているが、セルまたはセルブロックごとに放電下限電圧値を設定し、セルまたはセルブロックごとの電圧、入出力電流、および、温度を測定することで、セルまたはセルブロックごとの放電を制御する形態としても良い。さらに、第１〜３実施形態では、スタータモータが駆動可能状態であることの他に、組電池２７の温度が判定温度以下である場合に、放電下限電圧値をＶ１からＶ２に変更しているが、スタータモータが駆動可能状態であることのみをトリガとして、放電下限電圧値をＶ１からＶ２に変更しても良い。加えて、エンジン１の始動を組電池２７への回生電流を検出することで判断しているが、併せてエンジンコントロールユニット１２からエンジン始動信号を受け取ればより適切にエンジン１の始動を判断できる。

また、以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。

１…エンジン
４…モータジェネレータ（スタータモータを備える）
１０…バッテリコントローラ
１００１…放電下限電圧値変更部
１００２…エンジン始動判定部
１００３…放電下限電圧値復帰部
１００４…放電停止部
１１…トランスミッションコントローラ
１２…エンジンコントローラ
１３…統合コントローラ
２７…バッテリ
１０４…電圧センサ
１０５…電流センサ
１０７…セル（単電池）
１２０…サーミスタ

Claims (6)

1. エンジンを有する車両に搭載された二次電池を制御する二次電池制御装置であって、
   前記エンジンのスタータモータの駆動を開始する際に、前記二次電池の電圧値がそれよりも低い場合に該二次電池の放電を停止させる電圧値である放電下限電圧値を、所定の電圧値Ｖ１から該電圧値Ｖ１よりも低い電圧値Ｖ２（Ｖ２＜Ｖ１）に変更する放電下限電圧値変更手段と、
   前記エンジンの始動を判定するエンジン始動判定手段と、
   前記スタータモータの駆動を開始した後に、前記エンジン始動判定手段により前記エンジンが始動していると判定され、且つ、前記二次電池の電圧値が、前記放電下限電圧値変更手段により変更される前の前記放電下限電圧値Ｖ１以上の所定の電圧値である復帰電圧値Ｖ３（Ｖ３≧Ｖ１）以上である場合に、前記放電下限電圧値変更手段により変更された前記放電下限電圧値Ｖ２を、変更前の電圧値Ｖ１に戻す放電下限電圧値復帰手段と、を備えることを特徴とする二次電池制御装置。
2. 前記放電下限電圧値変更手段は、前記エンジンのスタータモータの駆動を開始する際に、前記二次電池の温度が所定の温度以下である場合に、前記放電下限電圧値Ｖ１を変更することを特徴とする請求項１記載の二次電池制御装置。
3. 前記エンジン始動判定手段は、前記二次電池から前記エンジンのスタータモータに供給される出力電流および前記エンジンのスタータモータから前記二次電池に供給される入力電流を測定することで、前記エンジンの始動を判定することを特徴とする請求項１または２記載の二次電池制御装置。
4. 前記エンジン始動判定手段は、前記エンジンのスタータモータから前記二次電池に供給される回生電流を検出することで、前記エンジンの始動を判定することを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の二次電池制御装置。
5. 前記エンジン始動判定手段は、前記エンジンのスタータモータから前記二次電池に供給される回生電流を所定時間検出した場合に、前記エンジンの始動と判断することを特徴とする請求項４記載の二次電池制御装置。
6. エンジンのスタータモータの駆動を開始する際に、二次電池の電圧値がそれよりも低い場合に該二次電池の放電を停止させる電圧値である放電下限電圧値を、所定の電圧値Ｖ１から該電圧値Ｖ１よりも低い電圧値Ｖ２（Ｖ２＜Ｖ１）に変更し、前記スタータモータの駆動を開始した後に、前記エンジンの始動が検出され、且つ、前記二次電池の電圧値が、前記変更前の放電下限電圧値Ｖ１以上の所定の電圧値である復帰電圧値Ｖ３（Ｖ３≧Ｖ１）以上である場合に、変更された前記放電下限電圧値Ｖ２を、変更前の電圧値Ｖ１に戻すことを特徴とする二次電池制御方法。

Images