JP6888521B2

JP6888521B2 - 蓄電装置の劣化指標値を推定する制御装置

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Publication number: JP6888521B2
Application number: JP2017212263A
Authority: JP
Inventors: 博貴瀬戸
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2017-11-01
Filing date: 2017-11-01
Publication date: 2021-06-16
Anticipated expiration: 2037-11-01
Also published as: JP2019087323A

Description

本発明は、車両に搭載される二次電池の制御装置、特に蓄電装置の劣化指標値を推定する制御装置に関する。

車両に搭載されるリチウムイオン二次電池等の二次電池では、ハイレート（大電流、長時間）充放電により電解液中で塩濃度に偏りが発生し、一時的に二次電池の内部抵抗が上昇する。ハイレート充放電が繰り返されると抵抗値の上昇分が累積される一方、二次電池の充放電が停止すると、時間と共に塩濃度の偏りが解消して、内部抵抗が次第に低下する。この現象は、二次電池のハイレート劣化と呼ばれる。ハイレート劣化が過大になると二次電池内でのリチウムの析出や発熱等につながるため、ハイレート劣化を抑制するよう二次電池の入出力が制御される。

特許文献１には、二次電池と、充電器と、二次電池の充放電を制御する制御装置とを備え、電動機が搭載された電動車両の電池システムが記載される。制御装置は、二次電池の使用期間においては、ハイレート劣化を評価するための劣化指標値を二次電池の電流の履歴に基づいて算出するとともに、当該劣化指標値が所定の制限閾値を超えると二次電池の放電電力または充電電力を制限し、二次電池の充放電が休止された休止期間では、休止期間の時間長に基づいて当該劣化指標値を補正している。

特開２０１７−１２３２４５号公報

車両に搭載される主蓄電装置である二次電池のハイレート劣化の程度を推定する制御装置に作動電力を供給する低電圧電池としての補機バッテリは、その修理や交換等のために、車両の停止中に一時的に取り外される場合がある。その場合、補機バッテリから作動電力が制御装置に供給されない期間があるため、車両の停止中における二次電池が休止する休止時間を正確に測定できず、ハイレート劣化の劣化指標値の精度が低下する。当該休止時間を、二次電池の休止前後で測定された電池温度の変化量等の情報から推定する方法が考えられるが、ユーザによる車両の使用環境および使用頻度等によって、休止前後の電池温度の変化量が同じであっても、推定した休止時間と実際の休止時間とが異なる場合がある。そのため、電池温度のみに基づく二次電池の休止時間の推定では、ハイレート劣化の劣化推定値にばらつきが生じるおそれがある。そこで、車両の停止中に補機バッテリの接続が切断された場合であっても、主蓄電装置の休止期間の時間長をより正確に推定できる制御装置を提供することが課題であった。

本発明に係る制御装置は、車両に搭載される主蓄電装置において、ハイレート充放電によって増加し充放電の停止によって低減する入出力性能の劣化指標値を推定する制御装置であって、前記車両の起動スイッチがオフにされて主蓄電装置が停止してから前記起動スイッチがオンにされて主蓄電装置が再び起動するまでの電池休止期間の時間長を測定する時間測定部と、前記電池休止期間の直前における主蓄電装置の電池温度と環境温度との差分ΔＴ１、及び、前記電池休止期間の直後における主蓄電装置の電池温度と環境温度との差分ΔＴ２と、前記電池休止期間の時間長とを関連付けたマップを記憶する記憶部と、前記電池休止期間中における補機バッテリの接続状態を判断する補機バッテリ接続判断部と、を備え、前記電池休止期間において前記補機バッテリの接続が切断された場合、前記マップにおいて差分ΔＴ１及び差分ΔＴ２に関連付けられた前記電池休止期間の推定時間長に基づいて前記劣化指標値を補正し、前記電池休止期間において補機バッテリの接続が切断されていない場合、前記時間測定部が測定した前記電池休止期間の時間長に基づいて前記劣化指標値を補正し、前記マップにおいて前記差分ΔＴ１及び前記差分ΔＴ２に関連付けられた前記電池休止期間の時間長を、前記時間測定部が測定した時間長に基づいて更新する、ことを特徴とする。

本発明に係る制御装置によれば、車両の停止中に制御装置への作動電力を供給する補機バッテリの接続が切断された場合であっても、主蓄電装置の休止期間の時間長をより正確に推定できる。その結果、当該休止期間における主蓄電装置のハイレート劣化の解消量の推定、及び、ハイレート劣化の劣化指標値の推定をより精度よく行うことができる。

本実施形態に係る制御装置を含むハイブリッド車両の駆動システムの構成図である。車両の起動及び停止に伴う主蓄電装置の累積ダメージの変化を示すグラフである。本実施形態に係る制御装置による累積ダメージの推定処理を示すフローチャートである。

以下に図面を用いて本発明に係る実施の形態につき、詳細に説明する。以下では、エンジンと１台の回転電機とを備えるハイブリッド車両について述べるが、これは説明のための例示に過ぎない。

図１は、ハイブリッド車両の駆動システム１０の構成を示す図である。以下では、特に断らない限り、ハイブリッド車両を車両と呼ぶ。車両の駆動システム１０は、動力装置を構成するエンジン１２と回転電機１４とを備え、さらに、回転電機１４に接続される電源装置と、これらを全体として制御する制御装置３０とを含む。電源装置は、主蓄電装置１６、電流センサ１８、電圧センサ２０、電池温度センサ２２、システムメインリレー２４、インバータ２６を含む。なお、電源装置については主たる構成要素について述べており、電源装置が他の構成要素を含むものであってもよい。例えば、主蓄電装置側の平滑コンデンサ、インバータ側の平滑コンデンサ、ＤＣ／ＤＣコンバータ等を含むものとしてもよい。

動力装置を構成するエンジン１２は、内燃機関である。また、回転電機１４は、ハイブリッド車両に搭載されるモータ・ジェネレータ（ＭＧ）であって三相同期型回転電機である。回転電機１４は、インバータ２６を駆動回路として含む電源装置から電力が供給されるときはモータとして機能し、エンジン１２による駆動時、あるいはハイブリッド車両の制動時には発電機として機能する。なお、図１では、回転電機１４の個数を１台としているが、回転電機１４を複数設けてもよい。例えば、主にモータとして機能する駆動用回転電機と、主にジェネレータとして機能する発電用回転電機と、を設けてもよい。

電源装置は、回転電機１４を駆動するための装置である。電源装置を構成する主蓄電装置１６は、充放電可能な高電圧用二次電池である。具体的には、約２００Ｖから約３００Ｖの端子間電圧を有するリチウムイオン組電池である。組電池は、単電池または電池セルと呼ばれる端子間電圧が１Ｖから数Ｖの電池を複数個組み合わせたもので、上記の所定の端子間電圧を出力する。電源装置を構成する主蓄電装置１６としては、リチウムイオン組電池に限定されず、電解液中の塩濃度が放電により偏る性質を有する二次電池であれば適用できる。

電流センサ１８は、主蓄電装置１６の充放電電流を検出する電流検出手段である。電圧センサ２０は、主蓄電装置１６の端子間電圧を検出する電圧検出手段である。電池温度センサ２２は、主蓄電装置１６の電池温度Ｔｂを検出する温度検出手段である。環境温度センサ２３は、車両の環境温度Ｔａを検出する温度検出手段であって、車室外に設けられる。これらの検出データは、適当な信号線を介して制御装置３０に伝送され、記憶部３４に一時記憶される。

電池温度センサ２２および環境温度センサ２３のそれぞれは複数設けられていてもよい。温度センサが複数設けられ、複数の検出温度が同時に得られる場合は、これら複数の検出温度を統計処理して得られる一つの代表値、例えば、平均温度や最高温度、最低温度等を、電池温度Ｔｂまたは環境温度Ｔａとして取り扱えばよい。また、環境温度Ｔａは、車外温度センサ以外の装置又は手段で検知するようにしてもよい。例えば、主蓄電装置１６に送風するための吸気経路内に設けた温度センサで検出された温度を、環境温度Ｔａとして利用してもよい。

システムメインリレー（以下「ＳＭＲ」と称する）２４は、主蓄電装置１６とインバータ２６を電気的に接続または接続解除する。ＳＭＲ２４がオンされると、主蓄電装置１６の充放電が許容され、ＳＭＲ２４がオフされると、主蓄電装置１６の充放電が停止する。このＳＭＲ２４のオン／オフは、ユーザによる車両に搭載された起動スイッチのオン／オフの切り替えに連動して切り替わる。

インバータ２６は、回転電機１４に接続される駆動回路で、複数のスイッチング素子と逆接続ダイオード等を含んで構成され、交流電力と直流電力との間の電力変換を行う機能を有する。インバータ２６は、回転電機１４を発電機として機能させるときは、回転電機１４からの交流三相回生電力を直流電力に変換し、主蓄電装置１６側に充電電力として供給する。また、回転電機１４をモータとして機能させるときは、主蓄電装置１６側からの直流電力を交流三相駆動電力に変換し、回転電機１４に交流駆動電力として供給する。

補機バッテリ２８は、主蓄電装置１６とは別の低電圧蓄電装置である。補機バッテリ２８は、制御装置３０のほか、図示しない車載電気機器に対して作動電力を供給する。車載電気機器は、例えば、空調装置、ワイパやドアガラスの駆動用小型モータ、ランプ、オーディオ機器等である。補機バッテリ２８は、図示しないが、主蓄電装置１６の端子間電圧を降圧して所定の低電圧に変換するＤＣ／ＤＣコンバータを介して主蓄電装置１６から電力供給を受けて充電される。かかる補機バッテリ２８としては、例えば、端子間電圧が約１２Ｖから約１４Ｖの鉛蓄電池が用いられる。補機バッテリ２８は、交換や他の電子機器のメンテナンス等の目的で一時的に取り外されることがある。その場合、補機バッテリ２８の接続が切断され、制御装置３０をはじめ他の車載電気機器への作動電力が一時的に途絶することになる。

制御装置３０は、上記の各構成要素を全体として制御する機能を有する制御回路であり、特に、主蓄電装置１６の充放電によって増加し充放電の停止によって低減するハイレート劣化の劣化指標値である累積ダメージΣＤの推定を行う。制御装置３０は、車両搭載に適したコンピュータで構成することができる。制御装置３０は、各種演算処理を行うＣＰＵ３２と、ＣＰＵ３２と交信する記憶部３４と、タイマ３６と、補機バッテリ接続判断部３８とを含んで構成される。記憶部３４は、補機バッテリ２８とは別のバックアップ電源によって記憶機能がバックアップされており、補機バッテリ２８が取り外されても、その記憶内容は消失しない。

なお、図１では、制御装置３０を単一のユニットとしているが、制御装置３０は、ＣＰＵ３２および記憶部３４を複数有する構成としてもよい。また、制御装置３０の一部の機能は、車両の外部に設けられるとともに、車載の制御ユニットと通信可能な車外制御ユニットで実現されてもよい。加えて、図１では、説明のためにタイマ３６及び補機バッテリ接続判断部３８をＣＰＵ３２と分けているが、ＣＰＵ３２がタイマ３６及び補機バッテリ接続判断部３８の機能を有していてもよい。

制御装置３０は、車両の駆動システム１０が起動状態にある間は、主蓄電装置１６の内部抵抗Ｒが増大するにつれ累積ダメージΣＤが増加する関係に基づいて、内部抵抗Ｒの変化に応じた累積ダメージΣＤを推定する。内部抵抗Ｒは、電圧センサ２０の検出する端子間電圧Ｖを、同じタイミングで電流センサ１８が検出する電流Ｉで除し、Ｒ＝（Ｖ／Ｉ）として求める。また、制御装置３０は、車両の起動スイッチがオフからオンに切り替わり、車両の駆動システム１０が再起動したとき、主蓄電装置１６が休止する期間（以下「電池休止期間」とも称する）の時間長（以下「休止時間ｔｄ」とも称する）を取得し、取得した休止時間ｔｄを用いて、電池休止期間における累積ダメージΣＤの解消量（以下「累積ダメージ解消量ΔＤ」とも称する）を推定し、累積ダメージΣＤを補正する。制御装置３０による累積ダメージΣＤの推定及び補正については、後に詳述する。

タイマ３６は、車両の起動スイッチがオフにされて主蓄電装置１６が停止してから、車両の起動スイッチがオンにされて主蓄電装置１６が再び起動するまでの時間である休止時間ｔｄを測定する時間測定部として機能する。測定された休止時間ｔｄは、制御装置３０に送られ、記憶部３４に一時記憶される。ここで、タイマ３６は、補機バッテリ２８により作動電力の供給を受けている。

補機バッテリ接続判断部３８は、電池休止期間中における補機バッテリ２８の接続状態を判断する。補機バッテリ接続判断部３８は、補機バッテリ２８の端子間電圧を検出すること等により、補機バッテリ２８への通電経路の通電を監視し、補機バッテリ２８が車両の駆動システム１０から取り外されることで当該通電が遮断されてその後再開されたとき、補機バッテリ２８の接続が切断されたと判断する。

記憶部３４は、累積ダメージ推定の演算処理等のためのプログラムを格納するほかに、ＣＰＵ３２が算出した内部抵抗Ｒ、主蓄電装置１６の電池温度Ｔｂ、端子間電圧Ｖ、電流Ｉ、環境温度Ｔａを記憶する。また、記憶部３４は、後述するように、電池休止期間の直前における主蓄電装置１６の電池温度Ｔｂ_１と環境温度Ｔａ_１との差分ΔＴ１、及び、電池休止期間の直後における主蓄電装置１６の電池温度Ｔｂ_２と環境温度Ｔａ_２との差分ΔＴ２と、電池休止期間の休止時間ｔｄとを関連付けた休止時間マップ、並びに、休止時間ｔｄと累積ダメージ解消量ΔＤとを関連付けた解消量マップ等を格納する。

制御装置３０の各機能は、制御装置３０を構成するＣＰＵ３２が記憶部３４に格納されたソフトウェアを実行することで実現される。具体的には、ＣＰＵ３２がソフトウェアとしての累積ダメージ推定プログラムを実行することで実現できる。かかる機能の一部をハードウェアで実現するものとしてもよい。

上記構成の作用効果について、図２を用いてさらに詳細に説明する。図２は、車両の起動及び停止に伴う主蓄電装置１６の累積ダメージΣＤの変化の一例を示すグラフである。

図２の例では、時刻ｔ０において、車両の起動スイッチがオンからオフに切り替えられ、車両の駆動システム１０が停止する。その後、時刻ｔ３において、車両の起動スイッチがオフからオンに切り替えられ、車両の駆動システム１０が再び起動する。車両の駆動システム１０が起動すると、累積ダメージ推定プログラムが立ち上がる。制御装置３０は、予め定めた制御周期（例えば数十ミリ秒〜数百ミリ秒）で、電池温度センサ２２が検出する電池温度Ｔｂ及び環境温度センサ２３が検出する環境温度Ｔａを取得すると共に、電圧センサ２０の検出する端子間電圧Ｖと電流センサ１８の検出する電流Ｉを取得し、主蓄電装置１６の内部抵抗をＲ＝（Ｖ／Ｉ）の関係式を用いて求める。制御装置３０は、内部抵抗Ｒが増大するにつれ累積ダメージΣＤが増加する関係に基づいて、内部抵抗Ｒの変化に応じた累積ダメージΣＤを推定する。

車両の起動スイッチがオンとなり、主蓄電装置１６が起動している時刻ｔ０以前及び時刻ｔ３以後の期間（以下「電池起動期間」とも称する）は、車両の走行中も停止中も累積ダメージΣＤの推定が継続して行われる。図２に示すように、電池起動期間においては、累積ダメージΣＤは主蓄電装置１６が充放電を行っているときに増加し、充放電が停止すると低下する。

一方、車両の起動スイッチがオフとなる電池休止期間（図２では時刻ｔ０以後時刻ｔ３以前の期間）では、各センサ１８，２０，２２，２３は各種パラメータの検出を停止し、制御装置３０は累積ダメージΣＤの推定を停止する。また、電池休止期間中は主蓄電装置１６が充放電しないため、時間の経過とともに累積ダメージΣＤが徐々に低下する。

このように、累積ダメージΣＤの推定は、電池起動期間中では繰り返し行われているが、電池休止期間中は、各センサ１８，２０，２２，２３による検出が行われず、累積ダメージΣＤの推定値も更新されない。その結果、累積ダメージΣＤは、電池起動期間における累積ダメージΣＤの経時変化は反映するものの、電池休止期間における累積ダメージΣＤの経時変化（累積ダメージ解消量ΔＤ）は反映されない。すると、算出される累積ダメージΣＤが、累積ダメージ解消量ΔＤの分だけ過大になり、その分、本来得られるべき主蓄電装置１６の入出力が制限されてしまう。

そこで、制御装置３０は、車両の起動スイッチがオンに切り替えられ、主蓄電装置１６が起動する時刻ｔ３の直後において、累積ダメージ解消量ΔＤを推測し、当該累積ダメージ解消量ΔＤにより累積ダメージΣＤを補正している。具体的には、図２に示すように、電池休止期間の時間経過に伴い累積ダメージ解消量ΔＤが増加することから、休止時間ｔｄと累積ダメージ解消量ΔＤとの対応関係を解消量マップとして記憶しておき、解消量マップに基づいて累積ダメージ解消量ΔＤを算出する。また、解消量マップに代えて、累積ダメージ解消量ΔＤを休止時間ｔｄを変数とする関数として記憶しておき、この関数に基づいて累積ダメージ解消量ΔＤを算出してもよい。

ここで、図２に示す時刻ｔ１において、補機バッテリ２８が駆動システム１０から取り外されて、補機バッテリ２８の接続が切断され、その後、時刻ｔ２において、補機バッテリ２８が駆動システム１０に再度取り付けられ、補機バッテリ２８が再び接続されるものとする。累積ダメージ解消量ΔＤの算出に使用する電池休止期間の休止時間ｔｄは、タイマ３６により測定されるが、タイマ３６は補機バッテリ２８により作動電力の供給を受ける。そのため、補機バッテリ２８の接続が切断される時刻ｔ１から再度接続される時刻ｔ２までの期間は、タイマ３６への作動電力の供給が途絶え、タイマ３６による時間の測定が中断される。すると、時刻ｔ３において電池休止期間の終了後において、タイマ３６により測定されたタイマ測定値ｔ_ｍは、補機バッテリ２８の接続が切断されていた時刻ｔ１からｔ２までの時間分、実際の休止時間ｔｄに不足する。その結果、タイマ３６によるタイマ測定値ｔ_ｍを用いて算出される累積ダメージ解消量ΔＤにおいて実際の値との乖離が生じ、累積ダメージΣＤの推定値にも少なくない誤差が生じることになる。

そこで、本実施形態では、車両が停止している電池休止期間において、補機バッテリ２８の接続が切断の有無を制御装置３０の補機バッテリ接続判断部３８で判断し、補機バッテリ２８の接続が切断された場合には、タイマ３６を使用せずに電池休止期間の休止時間ｔｄを推定している。具体的には、電池休止期間の直前及び直後における電池温度Ｔｂと環境温度Ｔａとの差分ΔＴ１及びΔＴ２と、休止時間ｔｄとの対応関係を示す休止時間マップを記憶部３４に記憶させ、電池温度センサ２２及び環境温度センサ２３の検出値から算出された差分ΔＴ１及びΔＴ２を休止時間マップに照らし合わせて得られるマップ値ｔ_ａにより、休止時間ｔｄを推定する。これにより、電池休止期間において、補機バッテリ２８の接続が切断され、タイマ３６への作動電力の供給が途絶えた場合であっても、電池休止期間の休止時間ｔｄを正確に推定することができる。

本実施形態では、休止時間マップを用いてマップ値ｔ_ａを求めるためのパラメータを、電池休止期間前後の電池温度Ｔｂと環境温度Ｔａとの差分ΔＴ１及びΔＴ２としている。電池休止期間前後の電池温度Ｔｂの変化量が同じであっても、環境温度Ｔａが異なれば実際の休止時間ｔｄが異なる。そのため、本実施形態は、電池休止期間の直前及び直後における電池温度Ｔｂの変化量のみに基づいて休止時間ｔｄを推定する場合と比較して、累積ダメージ解消量ΔＤの算出及び累積ダメージΣＤの補正をより正確に行うことができる。

さらに、本実施形態では、電池休止期間において補機バッテリ２８の接続が切断されていない場合に、タイマ３６で測定されたタイマ測定値ｔ_ｍに基づいて、累積ダメージ解消量ΔＤの算出及び累積ダメージΣＤの補正を行うと共に、休止時間マップにおけるマップ値ｔ_ａをタイマ３６で測定されたタイマ測定値ｔ_ｍに基づいて更新することにより、休止時間マップの学習を行っている。上述の通り、休止時間ｔｄは電池休止期間前後の電池温度Ｔｂ及び環境温度Ｔａに基づいて推定可能であるが、実際は、個別の車両の使用環境や使用頻度等によっては、マップ値ｔ_ａと実際の休止時間ｔｄとが一致しないことがあると考えられる。例えば、差分ΔＴ１及びΔＴ２が同じであっても、ユーザの使用頻度が低く、駐車時間が長い車両では、休止時間マップによるマップ値ｔ_ａに対して実際の休止時間ｔｄが長くなる傾向にある。また、車両の置かれる環境温度によっても、マップ値ｔ_ａと実際の休止時間ｔｄとの乖離が生じ得る。そこで、車両が停止して主蓄電装置１６が休止する毎に、休止時間マップにおいてマップ値ｔ_ａの更新を行うことにより、ユーザの使用環境及び使用頻度に個別に対応させた休止時間マップを作成する。これにより、補機バッテリ２８の接続が切断されたときに行う休止時間マップを用いた電池休止期間の休止時間ｔｄの推定がより正確なものとなり、累積ダメージ解消量ΔＤの算出、及び、主蓄電装置１６の累積ダメージΣＤの推定を、より一層精度よく行うことができる。

図３は、主蓄電装置１６の累積ダメージΣＤの補正処理の流れを示すフローチャートである。以下、図３により、主蓄電装置１６の累積ダメージΣＤの補正処理の具体的な処理手順、特に、車両の起動スイッチがオフとなる電池休止期間の休止時間ｔｄの取得について、詳しく説明する。

図３において、まず、車両が起動直後の状態か否かが判定される（Ｓ１０）。判定は、車両の起動スイッチの状態を示す信号を取得したか否かに基づいて行われる。起動スイッチとしてＩＧスイッチが用いられるときは、ＩＧスイッチがオフからオンとなったときに車両が起動直後の状態と判定される。Ｓ１０で否定（ＮＯ）と判定されるときは、ここまでで処理手順が終了する。

Ｓ１０で肯定（ＹＥＳ）と判定されると、電池休止期間の直前における、主蓄電装置１６の電池温度Ｔｂ_１と環境温度Ｔａ_１との差分ΔＴ１の算出が行われる（Ｓ１２）。記憶部３４から、主蓄電装置１６が停止する直前に記憶された主蓄電装置１６の電池温度Ｔｂ_１と環境温度Ｔａ_１とを読み出し、読み出した電池温度Ｔｂ_１と環境温度Ｔａ_１との差分ΔＴ１（＝電池温度Ｔｂ_１−環境温度Ｔａ_１）を算出する。

次に、電池休止期間の直後における、主蓄電装置１６の電池温度Ｔｂ_１と環境温度Ｔａ_１との差分ΔＴ２の算出が行われる（Ｓ１４）。記憶部３４から、起動後の最初の制御周期における主蓄電装置１６の電池温度Ｔｂ_２と環境温度Ｔａ_２とを読み出し、読み出した電池温度Ｔｂ_１と環境温度Ｔａ_１との差分ΔＴ２（＝電池温度Ｔｂ_２−環境温度Ｔａ_２）を算出する。

次に、制御装置３０は、電池休止期間において補機バッテリ２８の接続が切断されたか否かを判定する（Ｓ１６）。具体的には、制御装置３０の補機バッテリ接続判断部３８により、補機バッテリ２８の通電が、電池休止期間中に遮断されてその後に再開されたか否かを判断する。Ｓ１６で肯定（ＹＥＳ）と判断した場合、車両の停止中に補機バッテリ２８が一時的に取り外され、再び補機バッテリ２８が戻されて制御装置３０に作動電力の供給が再開した後の、最初の起動状態であることを意味する。この場合、タイマ３６に作動電力が供給されない期間があるため、タイマ３６が測定したタイマ測定値ｔ_ｍを用いて累積ダメージ解消量ΔＤを推定すると、実際の累積ダメージ解消量ΔＤとの誤差が大きくなる。

そこで、制御装置３０は、Ｓ１６において補機バッテリ２８の接続が切断されたと判断した場合、タイマ３６によらずに休止時間ｔｄを特定する（Ｓ１８）。Ｓ１８において、制御装置３０は、差分ΔＴ１及び差分ΔＴ２と休止時間ｔｄとの対応関係を示す休止時間マップを記憶部３４から読み出し、Ｓ１２及びＳ１４において算出された差分ΔＴ１及びΔＴ２を休止時間マップに照らし合わせてマップ値ｔ_ａを取得し、これを休止時間ｔｄとして特定する。主蓄電装置１６が停止すると、電池温度Ｔｂは放熱により環境温度Ｔａに近づくことから、電池休止期間の直前における電池温度Ｔｂ_１と環境温度Ｔａ_１との差分ΔＴ１、及び、電池休止期間の直後における電池温度Ｔｂ_２と環境温度Ｔａ_２との差分ΔＴ２に基づいて、休止時間ｔｄを推定することができる。その後、後述する通り、特定された休止時間ｔｄを用いて累積ダメージ解消量ΔＤを算出するＳ２６に進む。

一方、制御装置３０が、Ｓ１６で否定（ＮＯ）と判断した場合、即ち、電池休止期間において補機バッテリ２８の接続が切断していないとの補機バッテリ接続判断部３８が判断した場合は、タイマ３６で測定されたタイマ測定値ｔ_ｍを、電池休止期間の休止時間ｔｄとして特定する（Ｓ２０）。電池休止期間中、補機バッテリ２８による作動電力の供給が中断しておらず、タイマ３６による時間のカウントが継続していたことを確認した上で、タイマ測定値ｔ_ｍを用いて累積ダメージ解消量ΔＤを推定することになるため、当該推定の精度を向上させることができる。

次いで、制御装置３０は、記憶部３４に記憶された休止時間マップの学習を行う（Ｓ２２）。Ｓ２２において、制御装置３０は、記憶部３４に記憶された休止時間マップを読み出し、算出された差分ΔＴ１及び差分ΔＴ２を休止時間マップに照らし合わせて取得した更新前のマップ値ｔ_{ａ（ｉ−１）}と、タイマ３６が測定したタイマ測定値ｔ_ｍとを対比して、両者の差（Δｔ）を算出する。次いで、制御装置３０は、得られたΔｔに基づき、更新前のマップ値ｔ_{ａ（ｉ−１）}およびタイマ測定値ｔ_ｍから下記の式（１）を用いて、更新後のマップ値ｔ_ａｉを算出する。
ｔ_ａｉ＝ｔ_{ａ（ｉ−１）}×（１−α）＋ｔ_ｍ×α （１）
式（１）におけるαは、上記の差Δｔにより決定され、０を超え１未満である重み係数である。重み係数αは、差Δｔが大きいほど小さくなる。これにより、更新前のマップ値ｔ_{ａ（ｉ−１）}とタイマ測定値ｔ_ｍとの差Δｔが大きい場合に、更新後のマップ値ｔ_ａｉの学習効果が過大になることを防ぐことができる。更新された休止時間マップは再度記憶部３４に記憶される。

Ｓ２４において、制御装置３０は、Ｓ１８又はＳ２０において特定された休止時間ｔｄ（マップ値ｔ_ａ又はタイマ測定値ｔ_ｍ）を用いて、累積ダメージ解消量ΔＤを算出する。より具体的には、上述の通り、記憶部３４に休止時間ｔｄと累積ダメージ解消量ΔＤとの対応関係を解消量マップとして記憶しておき、この解消量マップに基づいて累積ダメージ解消量ΔＤを算出する。

続いて、制御装置３０は、算出された累積ダメージ解消量ΔＤにより、累積ダメージΣＤを減算する補正を行う（Ｓ２６）。これにより、本実施形態では、車両の起動スイッチがオフにされ、主蓄電装置１６が休止した場合でも、累積ダメージΣＤを過大に推定することなく、より適正な推定に近づけることができる。また、本実施形態に係る制御装置３０は、車両の停止中に補機バッテリ２８の接続が切断され、休止時間ｔｄを測定するタイマ３６への作動電力の供給が途絶えた場合であっても、タイマ３６によらず、より正確に休止時間ｔｄを推定して、累積ダメージ解消量ΔＤの推定、及び、累積ダメージΣＤの補正をより精度よく行うことができる。

なお、上記の説明では、休止時間ｔｄと累積ダメージ解消量ΔＤとの対応関係を有する解消量マップに基づいて累積ダメージ解消量ΔＤを算出しているが、解消量マップに代えて、累積ダメージ解消量ΔＤを休止時間ｔｄを変数とする関数として記憶部３４に記憶しておき、この関数に基づいて累積ダメージ解消量ΔＤを算出してもよい。

また、累積ダメージ解消量ΔＤは、主蓄電装置１６の停止直前における電流Ｉが大きいほど、また、電池休止期間における電池温度Ｔｂが低いほど、大きくなる関係を有する。そのため、Ｓ２６の累積ダメージ解消量ΔＤの算出においては、休止時間ｔｄに加えて、電流Ｉ及び電池温度Ｔｂを変数とすることにより、更に精度よく累積ダメージ解消量ΔＤを算出することができる。但し、電池休止期間中は電流Ｉ及び電池温度Ｔｂが検出されないため、電流Ｉについては電池休止期間の直前の検出値が用いられ、電池温度Ｔｂについては、電池休止期間の直前直後の検出値の平均値が用いられる。

１０（ハイブリッド）車両の駆動システム、１２エンジン、１４回転電機、１６主蓄電装置、１８電流センサ、２０電圧センサ、２２電池温度センサ、２３環境温度センサ、２４システムメインリレー（ＳＭＲ）、２６インバータ、２８補機バッテリ、３０制御装置、３２ＣＰＵ、３４記憶部、３６タイマ、３８補機バッテリ接続判断部。

Claims

車両に搭載される主蓄電装置において、ハイレート充放電によって増加し充放電の停止によって低減する入出力性能の劣化指標値を推定する制御装置であって、
前記車両の起動スイッチがオフにされて主蓄電装置が停止してから前記起動スイッチがオンにされて主蓄電装置が再び起動するまでの電池休止期間の時間長を測定する時間測定部と、
前記電池休止期間の直前における主蓄電装置の電池温度と環境温度との差分ΔＴ１、及び、前記電池休止期間の直後における主蓄電装置の電池温度と環境温度との差分ΔＴ２と、前記電池休止期間の時間長とを関連付けたマップを記憶する記憶部と、
前記電池休止期間中における補機バッテリの接続状態を判断する補機バッテリ接続判断部と、
を備え、
前記電池休止期間において前記補機バッテリの接続が切断された場合、前記マップにおいて差分ΔＴ１及び差分ΔＴ２に関連付けられた前記電池休止期間の推定時間長に基づいて前記劣化指標値を補正し、
前記電池休止期間において補機バッテリの接続が切断されていない場合、前記時間測定部が測定した前記電池休止期間の時間長に基づいて前記劣化指標値を補正し、且つ、前記マップにおいて前記差分ΔＴ１及び前記差分ΔＴ２に関連付けられた前記電池休止期間の時間長を、前記時間測定部が測定した時間長に基づいて更新する、
制御装置。