KR20160012088A - 차량 - Google Patents

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KR20160012088A
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히로키 다시로
히데아키 오카
슈지 도무라
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도요타 지도샤（주）
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Abstract

컨트롤러는, 브레이크 개도가 상승하였을 때, 현재의 속도와 브레이크 개도의 상승량에 기초하여, 브레이크 개도의 상승에 따른 메인 배터리의 충전을 행할 때의 입력 추정값을 산출한다. 컨트롤러는, 브레이크 개도의 상승에 따른 메인 배터리의 충전을 행하기 전에, DC/DC 컨버터의 동작을 제어하여, 입력 추정값에 기초하여 산출되는 전류값에 있어서, 보조 기기 배터리를 충전하기 위한 메인 배터리의 방전을 행한다. 이에 의해, 충전시에 발생하는 염 농도의 치우침을, 방전시에 발생하는 염 농도의 치우침에 의해서 상쇄할 수 있어, 메인 배터리를 충전한 후에 있어서, 염 농도의 치우침이 발생하는 것을 억제하고, 메인 배터리의 내부저항값의 상승이 발생하는 것을 억제할 수 있다.

Description

차량{VEHICLE}
본 발명은, 액셀러레이터 페달 또는 브레이크 페달의 조작에 따라서, 배터리를 방전 또는 충전하였을 때, 배터리 내의 염(鹽) 농도의 치우침에 따라서, 배터리의 내부 저항값이 상승하는 것을 억제할 수 있는 차량에 관한 것이다.
일본 공개특허 특개2009-123435호에서는, 대전류의 방전에 의한 이차 전지의 열화에 관한 평가값을, 방전 전류값 등으로부터 산출하고, 평가값이 목표값보다 클 때에는 방전 전력 제한값을 최대값보다 저하시키고 있다. 이와 같은 제어를 행함으로써, 하이 레이트 방전에 의한 이차 전지의 열화가 진행되는 것을 억제하고 있다. 여기서, 이차 전지의 열화는 이차 전지의 내부 저항값에 의해서 규정된다.
일본 공개특허 특개2009-123435호에서는, 하이 레이트 방전에 의한 이차 전지의 열화가 진행된 후에, 방전 전력 제한값을 최대값보다 저하시킴으로써, 이차 전지의 열화가 더 진행되는 것을 억제하고 있다. 이 때문에, 일본 공개특허 특개2009-123435호에서는, 하이 레이트 방전에 의한 이차 전지의 열화가 발생하는 것을 억제할 수는 없다. 이차 전지의 열화를 억제하는 면에서는, 이차 전지의 열화가 진행되는 것을 억제하기보다, 이차 전지의 열화를 발생시키지 않는 쪽이 바람직하다.
본 발명의 제 1 태양(態樣)에 의하면, 차량은 메인 배터리(10), 모터·제네레이터(MG2), 브레이크 페달(39), 브레이크 개도(開度) 센서(25), 보조 기기 배터리(37), DC/DC 컨버터(35), 컨트롤러(40)를 포함한다. 메인 배터리(10)는 비수 전해질 이차 전지를 포함한다. 모터·제네레이터(MG2)는 상기 메인 배터리(10)의 출력 전력을 받아 상기 차량을 주행시키는 에너지를 생성함과 함께, 상기 차량의 제동시에 발전하여, 발전시의 전력을 상기 메인 배터리(10)에 출력하도록 구성된다. 브레이크 개도 센서(24)는 브레이크 개도를 검출한다. 상기 브레이크 개도는, 상기 브레이크 페달(39)의 개도이다. 속도 센서(25)는 상기 차량의 속도를 검출한다. 보조 기기 배터리(37)는 보조 기기(38)에 전력을 공급한다. DC/DC 컨버터(35)는 상기 메인 배터리(10)의 출력 전압을 강압(降壓)하고, 강압 후의 전력을 상기 보조 기기 배터리(37)에 출력하도록 구성된다. 컨트롤러(40)는 상기 브레이크 개도가 상승하였을 때, 현재의 상기 속도와 상기 브레이크 개도의 상승량에 기초하여 입력 추정값을 산출하도록 구성된다. 컨트롤러(40)는 상기 브레이크 개도의 상승에 따른 상기 메인 배터리(10)의 충전을 행하기 전에, 상기 DC/DC 컨버터(35)의 동작을 제어하도록 구성된다. 컨트롤러(40)는 상기 입력 추정값에 기초하여 전류값을 산출하고, 상기 전류값에 있어서, 상기 보조 기기 배터리(37)를 충전하기 위한 상기 메인 배터리(10)의 방전을 행하도록 구성된다. 상기 입력 추정값은, 상기 브레이크 개도의 상승에 따라서, 상기 모터·제네레이터(MG2)의 발전에 따른 상기 메인 배터리(10)의 충전을 행할 때의 입력값이다.
본 발명의 제 2 태양에 의하면, 차량은 메인 배터리(10), 모터·제네레이터(MG2), 브레이크 페달(39), 브레이크 개도 센서(25), 보조 기기 배터리(37), DC/DC 컨버터(35), 컨트롤러(40)를 포함한다. 메인 배터리(10)는 비수 전해질 이차 전지를 포함한다. 모터·제네레이터(MG2)는 상기 메인 배터리(10)의 출력 전력을 받아 상기 차량을 주행시키는 에너지를 생성함과 함께, 상기 차량의 제동시에 발전하여, 발전시의 전력을 상기 메인 배터리(10)에 출력하도록 구성된다. 브레이크 개도 센서(24)는 브레이크 개도를 검출한다. 상기 브레이크 개도는 상기 브레이크 페달(39)의 개도이다. 속도 센서(25)는 상기 차량의 속도를 검출한다. 보조 기기 배터리(37)는 보조 기기(38)에 전력을 공급한다. DC/DC 컨버터(35)는 상기 메인 배터리(10)의 출력 전압을 강압하고, 강압 후의 전력을 상기 보조 기기 배터리(37)에 출력하도록 구성된다. 컨트롤러(40)는 상기 브레이크 개도가 상승하였을 때, 현재의 상기 속도와 상기 브레이크 개도의 상승량에 기초하여 입력 추정값을 산출하도록 구성된다. 컨트롤러(40)는 상기 입력 추정값이 상기 입력 역치보다 클 때, 상기 브레이크 개도의 상승에 따른 상기 메인 배터리의 충전을 행하기 전에, 상기 DC/DC 컨버터의 동작을 제어하도록 구성된다. 컨트롤러(40)는 상기 입력 추정값 및 상기 입력 역치의 차에 기초하여 전류값을 산출하고, 상기 전류값에 있어서, 상기 보조 기기 배터리(37)를 충전하기 위한 상기 메인 배터리(10)의 방전을 행하도록 구성된다. 상기 입력 추정값은, 상기 브레이크 개도의 상승에 따라서, 상기 모터·제네레이터(MG2)의 발전에 따른 상기 메인 배터리(10)의 충전을 행할 때의 입력값이다.
상기의 태양에 있어서, 상기 컨트롤러(40)는 또한 상기 입력 추정값이 상기 입력 역치 이하일 때, 상기 보조 기기 배터리(37)를 충전하기 위한 상기 메인 배터리(10)의 방전을 행하지 않고, 상기 브레이크 개도의 상승에 따른 상기 메인 배터리(10)의 충전을 행하도록 구성된다.
본 발명의 제 3 태양에 의하면, 차량은 메인 배터리(10), 액셀러레이터 페달(38), 액셀러레이터 페달 개도 센서(23), 속도 센서(25), 보조 기기 배터리(37), DC/DC 컨버터(35), 컨트롤러(40)를 포함한다. 메인 배터리(10)는 비수 전해질 이차 전지를 포함한다. 메인 배터리(10)는 상기 차량을 주행시키기 위한 에너지를 출력하도록 구성된다. 액셀러레이터 개도 센서(23)는 액셀러레이터 개도를 검출한다. 상기 액셀러레이터 개도는 상기 액셀러레이터 페달(38)의 개도이다. 속도 센서(25)는 상기 차량의 속도를 검출한다. 보조 기기 배터리(37)는 보조 기기(38)에 전력을 공급한다. DC/DC 컨버터(35)는 상기 메인 배터리(10)의 출력 전압을 강압하고, 강압 후의 전력을 상기 보조 기기 배터리(37)에 출력함과 함께, 상기 보조 기기 배터리(37)의 출력 전압을 승압(昇壓)하고, 승압 후의 전력을 상기 메인 배터리(10)에 출력하도록 구성된다. 컨트롤러(40)는 상기 액셀러레이터 개도가 상승하였을 때, 현재의 상기 속도와 상기 액셀러레이터 개도의 상승량에 기초하여 출력 추정값을 산출하도록 구성된다. 컨트롤러(40)는 상기 액셀러레이터 개도의 상승에 따른 상기 메인 배터리(10)의 방전을 행하기 전에, 상기 DC/DC 컨버터(35)의 동작을 제어하도록 구성된다. 컨트롤러(40)는 상기 출력 추정값에 기초하여 전류값을 산출하고, 상기 전류값에 있어서, 상기 보조 기기 배터리(37)의 출력 전력을 이용한 상기 메인 배터리(10)의 충전을 행하도록 구성된다. 상기 출력 추정값은, 상기 액셀러레이터 개도의 상승에 따른 상기 메인 배터리(10)의 방전을 행할 때의 출력값이다.
본 발명의 제 4 태양에 의하면, 차량은 메인 배터리(10), 액셀러레이터 페달(38), 액셀러레이터 페달 개도 센서(23), 속도 센서(25), 보조 기기 배터리(37), DC/DC 컨버터(35), 컨트롤러(40)를 포함한다. 메인 배터리(10)는 비수 전해질 이차 전지를 포함한다. 메인 배터리(10)는 상기 차량을 주행시키기 위한 에너지를 출력하도록 구성된다. 액셀러레이터 개도 센서(23)는 액셀러레이터 개도를 검출한다. 상기 액셀러레이터 개도는 상기 액셀러레이터 페달(38)의 개도이다. 속도 센서(25)는 상기 차량의 속도를 검출한다. 보조 기기 배터리(37)는 보조 기기(38)에 전력을 공급한다. DC/DC 컨버터(35)는 상기 메인 배터리(10)의 출력 전압을 강압하고, 강압 후의 전력을 상기 보조 기기 배터리(37)에 출력함과 함께, 상기 보조 기기 배터리(37)의 출력 전압을 승압하고, 승압 후의 전력을 상기 메인 배터리(10)에 출력하도록 구성된다. 컨트롤러(40)는 상기 액셀러레이터 개도가 상승하였을 때, 현재의 상기 속도와 상기 액셀러레이터 개도의 상승량에 기초하여 출력 추정값을 산출하도록 구성된다. 컨트롤러(40)는 상기 현재의 속도에 기초하여 출력 역치를 산출하도록 구성된다. 컨트롤러(40)는 상기 출력 추정값이 상기 출력 역치보다 클 때, 상기 액셀러레이터 개도의 상승에 따른 상기 메인 배터리(10)의 방전을 행하기 전에, 상기 DC/DC 컨버터(35)의 동작을 제어하도록 구성된다. 컨트롤러(40)는 상기 출력 추정값 및 상기 출력 역치의 차에 기초하여 전류값을 산출하고, 상기 전류값에 있어서, 상기 보조 기기 배터리(37)의 출력 전력을 이용한 상기 메인 배터리(10)의 충전을 행하도록 구성된다. 상기 출력 추정값은, 상기 액셀러레이터 개도의 상승에 따른 상기 메인 배터리(10)의 방전을 행할 때의 출력값이다.
상기의 태양에 있어서, 상기 컨트롤러는 또한 상기 출력 추정값이 상기 출력 역치 이하일 때, 상기 보조 기기 배터리(37)의 출력 전력을 이용한 상기 메인 배터리(10)의 충전을 행하지 않고, 상기 액셀러레이터 개도의 상승에 따라서 상기 메인 배터리(10)의 방전을 행하도록 구성된다.
본 발명의 예시적인 실시 형태의 특징, 이점, 및 기술적 그리고 산업적 중요성이 첨부 도면을 참조하여 하기에 기술될 것이며, 첨부 도면에서 동일한 도면 부호는 동일한 요소를 지시한다.
도 1은 하이브리드 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 정극판 및 부극판이 대향하는 방향에 있어서의 염 농도 분포를 나타낸 도면이다.
도 3은 부극판의 표면 내에 있어서의 염 농도 분포를 나타낸 도면이다.
도 4는 실시예 1에 있어서, 브레이크 페달이 밟아졌을 때의 처리를 나타낸 플로우 차트이다.
도 5는 메인 배터리의 충전에 따른 염 농도의 치우침이 억제되는 원리를 설명하는 도면이다.
도 6은 실시예 1에 있어서, 액셀러레이터 페달이 밟아졌을 때의 처리를 나타낸 플로우 차트이다.
도 7은 메인 배터리의 방전에 따른 염 농도의 치우침이 억제되는 원리를 설명하는 도면이다.
도 8은 실시예 2에 있어서, 브레이크 페달이 밟아졌을 때의 처리를 나타낸 플로우 차트이다.
도 9는 실시예 2에 있어서, 입력값(입력 추정값 및 입력 역치) 및 차속의 관계를 나타낸 도면이다.
도 10은 실시예 3에 있어서, 액셀러레이터 페달이 밟아졌을 때의 처리를 나타낸 플로우 차트이다.
도 11은 실시예 3에 있어서, 출력값(출력 추정값 및 출력 역치) 및 차속의 관계를 나타낸 도면이다.
이하에서, 본 발명의 실시예에 대하여 설명한다.
도 1은, 본 실시예의 하이브리드 시스템의 구성을 나타낸 도면이다. 도 1에 나타낸 하이브리드 시스템은 차량(소위 하이브리드 자동차)에 탑재되어 있다.
메인 배터리(10)는, 직렬로 접속된 복수의 단(單)전지(11)를 갖는다. 단전지(11)로서는, 리튬 이온 이차 전지와 같은 비수 전해질 이차 전지가 이용된다. 메인 배터리(10)에는, 병렬로 접속된 복수의 단전지(11)가 포함되어 있어도 된다. 전압 센서(21)는, 메인 배터리(10)의 전압값 VB를 검출하고, 검출 결과를 컨트롤러(40)에 출력한다. 전압값 VB에 관해서는, 상한 전압값 및 하한 전압값이 설정되고, 상한 전압값 및 하한 전압값 사이의 범위 내에서 전압값 VB가 변화하도록, 컨트롤러(40)는 메인 배터리(10)의 충방전을 제어한다.
전류 센서(22)는, 메인 배터리(10)의 전류값 IB를 검출하고, 검출 결과를 컨트롤러(40)에 출력한다. 여기서, 메인 배터리(10)를 방전하고 있을 때의 전류값 IB를 양의 값이라고 하고, 메인 배터리(10)를 충전하고 있을 때의 전류값 IB를 음의 값이라고 한다.
메인 배터리(10)의 정극 단자에는 정극 라인(PL)이 접속되고, 메인 배터리(10)의 부극 단자에는 부극 라인(NL)이 접속되어 있다. 메인 배터리(10)는, 정극 라인(PL) 및 부극 라인(NL)을 개재하여 인버터(31)와 접속되어 있다. 정극 라인(PL)에는 시스템 메인 릴레이(SMR-B)가 설치되고, 부극 라인(NL)에는 시스템 메인 릴레이(SMR-G)가 설치되어 있다. 시스템 메인 릴레이(SMR-B, SMR-G)는, 컨트롤러(40)로부터의 제어 신호를 받는 것에 의하여, 온 및 오프 사이에서 전환된다.
차량의 이그니션 스위치가 오프로부터 온으로 전환되었을 때, 컨트롤러(40)는 시스템 메인 릴레이(SMR-B, SMR-G)를 오프로부터 온으로 전환함으로써, 메인 배터리(10)를 인버터(31)와 접속한다. 이에 의해, 도 1에 나타낸 하이브리드 시스템이 기동 상태(Ready-On)가 된다. 하이브리드 시스템이 기동 상태에 있을 때, 차량을 주행시킬 수 있다.
한편, 이그니션 스위치가 온으로부터 오프로 전환되었을 때, 컨트롤러(40)는 시스템 메인 릴레이(SMR-B, SMR-G)를 온으로부터 오프로 전환함으로써, 메인 배터리(10) 및 인버터(31)의 접속을 차단한다. 이에 의해, 도 1에 나타낸 하이브리드 시스템이 정지 상태(Ready-off)가 된다. 하이브리드 시스템이 정지 상태에 있을 때, 차량을 주행시킬 수 없다.
인버터(31)는, 메인 배터리(10)로부터 출력된 직류 전력을 교류 전력으로 변환하고, 교류 전력을 모터·제네레이터(MG2)에 출력한다. 모터·제네레이터(MG2)는, 인버터(31)로부터 출력된 교류 전력을 받아, 차량을 주행시키기 위한 운동 에너지(동력)를 생성한다. 모터·제네레이터(MG2)가 생성한 운동 에너지를 구동륜(32)에 전달함으로써, 차량을 주행시킬 수 있다.
동력 분할 기구(33)는 엔진(34)의 동력을 구동륜(32)에 전달하거나 모터·제네레이터(MG1)에 전달하거나 한다. 모터·제네레이터(MG1)는 엔진(34)의 동력을 받아 발전한다. 모터·제네레이터(MG1)가 생성한 전력(교류 전력)은 인버터(31)를 통하여 모터·제네레이터(MG2)에 공급되거나 메인 배터리(10)에 공급되거나 한다. 모터·제네레이터(MG1)가 생성한 전력을 모터·제네레이터(MG2)에 공급하면, 모터·제네레이터(MG2)가 생성한 운동 에너지에 의해서 구동륜(32)을 구동할 수 있다. 모터·제네레이터(MG1)가 생성한 전력을 메인 배터리(10)에 공급하면, 메인 배터리(10)를 충전할 수 있다.
차량을 감속시키거나 정지시키거나 할 때, 모터·제네레이터(MG2)는 차량의 제동시에 발생하는 운동 에너지를 전기 에너지(교류 전력)로 변환한다. 인버터(31)는 모터·제네레이터(MG2)가 생성한 교류 전력을 직류 전력으로 변환하고, 직류 전력을 메인 배터리(10)에 출력한다. 이에 의해, 메인 배터리(10)는 회생 전력을 모아둘 수 있다. 이와 같은 차량의 제동을 회생 브레이크라고 한다. 또한, 차량의 제동시에는, 회생 브레이크에 의한 제동력만을 발생시키는 경우도 있고, 회생 브레이크에 의한 제동력뿐만 아니라, 유압 브레이크에 의한 제동력을 발생시키는 경우가 있다.
본 실시예의 하이브리드 시스템에 있어서, 메인 배터리(10) 및 인버터(31) 사이의 전류 경로에는 승압 회로를 설치할 수 있다. 승압 회로는, 메인 배터리(10)의 출력 전압을 승압하고, 승압 후의 전력을 인버터(31)에 출력할 수 있다. 또, 승압 회로는, 인버터(31)의 출력 전압을 강압하고, 강압 후의 전력을 메인 배터리(10)에 출력할 수 있다.
시스템 메인 릴레이(SMR-B) 및 인버터(31) 사이의 정극 라인(PL)과, 시스템 메인 릴레이(SMR-G) 및 인버터(31) 사이의 부극 라인(NL)에는, 쌍방향형의 DC/DC 컨버터(35)가 접속되어 있다. DC/DC 컨버터(35)에는 보조 기기(36)나 보조 기기 배터리(37)가 접속되어 있다. 보조 기기 배터리(37)로서는, 예를 들면 납 축전지, 니켈 수소 전지나 리튬 이온 이차 전지를 이용할 수 있다. 보조 기기(36)는, 보조 기기 배터리(37)에 접속되어 있고, 보조 기기 배터리(37)의 출력 전력을 받아 동작할 수 있다.
보조 기기 배터리(37)의 전압값에 관해서는, 상한 전압값 및 하한 전압값이 설정되고, 상한 전압값 및 하한 전압값 사이의 범위 내에 있어서, 보조 기기 배터리(37)의 전압값이 변화하도록, 컨트롤러(40)는 보조 기기 배터리(37)의 충방전을 제어한다. 여기서, 보조 기기 배터리(37)의 상한 전압값은, 메인 배터리(10)의 하한 전압값보다 낮다. DC/DC 컨버터(35)는, 메인 배터리(10)의 출력 전압을 강압하고, 강압 후의 전력을 보조 기기(36)나 보조 기기 배터리(37)에 출력한다.
메인 배터리(10)의 출력 전력을 보조 기기(36)에 공급함으로써, 보조 기기(36)를 동작시킬 수 있다. 메인 배터리(10)의 출력 전력을 보조 기기 배터리(37)에 공급함으로써, 보조 기기 배터리(37)를 충전할 수 있다. 한편, DC/DC 컨버터(35)는, 보조 기기 배터리(37)의 출력 전압을 승압하고, 승압 후의 전력을 메인 배터리(10)에 출력한다. 이에 의해, 보조 기기 배터리(37)의 출력 전력을 이용하여 메인 배터리(10)를 충전할 수 있다. 컨트롤러(40)는 DC/DC 컨버터(35)의 동작을 제어한다.
액셀러레이터 개도 센서(23)는, 액셀러레이터 페달(38)이 밟아져 있지 않은 상태로부터의 밞음량(액셀러레이터 개도) A를 검출하고, 검출 결과를 컨트롤러(40)에 출력한다. 브레이크 개도 센서(24)는, 브레이크 페달(39)이 밟아져 있지 않은 상태로부터의 밞음량(브레이크 개도) B를 검출하고, 검출 결과를 컨트롤러(40)에 출력한다. 속도 센서(25)는, 차량의 주행 속도(차속이라고 한다) V를 검출하고, 검출 결과를 컨트롤러(40)에 출력한다. 속도 센서(25)로서는, 예를 들면 차륜속 센서가 이용된다.
차량이 정지하고 있을 때, 액셀러레이터 페달(38)이 밟아지면, 차량의 주행을 개시(발진)하기 위하여, 메인 배터리(10)가 방전된다. 또, 액셀러레이터 페달(38)을 밟아 차량을 주행시키고 있을 때에 있어서, 액셀러레이터 페달(38)이 더 밟아지면, 차량의 가속을 행하기 위하여 메인 배터리(10)가 방전된다. 한편, 차량을 주행시키고 있을 때, 브레이크 페달(39)이 밟아지면, 차량의 제동을 행하기 위하여 모터·제네레이터(MG2)의 발전이 행해져 메인 배터리(10)가 충전된다. 또한, 액셀러레이터 페달(38)의 밟음을 해제하였을 때에도, 모터·제네레이터(MG2)의 발전이 행해져 메인 배터리(10)가 충전된다.
차량을 주행하고 있는 동안, 컨트롤러(40)는, 메인 배터리(10)의 SOC(State of Charge)가 목표 SOC를 따라서 변화하도록 메인 배터리(10)의 충방전을 제어한다. 목표 SOC의 정보는 컨트롤러(40)의 메모리(41)에 기억해 둘 수 있다. 메인 배터리(10)의 SOC는 전류값 IB나 전압값 VB에 기초하여 산출된다. SOC를 산출하는 방법으로서는, 공지의 방법을 적당히 채용할 수 있다.
메인 배터리(10)의 SOC가 목표 SOC보다 낮을 때, 컨트롤러(40)는, 메인 배터리(10)의 방전보다 메인 배터리(10)의 충전을 우선함으로써, 메인 배터리(10)의 SOC를, 목표 SOC를 향하여 상승시킨다. 한편, 메인 배터리(10)의 SOC가 목표 SOC보다 높을 때, 컨트롤러(40)는, 메인 배터리(10)의 충전보다 메인 배터리(10)의 방전을 우선함으로써, 메인 배터리(10)의 SOC를, 목표 SOC를 향하여 저하시킨다.
또, 메인 배터리(10)의 충방전을 제어할 때에는 상한 SOC 및 하한 SOC가 미리 설정된다. 상한 SOC 및 하한 SOC의 정보는 메모리(41)에 기억해 둘 수 있다. 상한 SOC는 메인 배터리(10)의 과충전을 방지하기 위하여 설정되고, 하한 SOC는 메인 배터리(10)의 과방전을 방지하기 위하여 설정된다. 메인 배터리(10)를 충전할 때, 컨트롤러(40)는, 메인 배터리(10)의 SOC가 상한 SOC보다 높아지지 않도록 메인 배터리(10)의 충전을 제어한다. 또, 메인 배터리(10)를 방전할 때, 컨트롤러(40)는, 메인 배터리(10)의 SOC가 하한 SOC보다 낮아지지 않도록 메인 배터리(10)의 방전을 제어한다.
단전지(11)는, 단전지(11)의 외장을 구성하는 전지 케이스와, 전지 케이스에 수용되는 발전 요소를 갖는다. 발전 요소는, 도 2에 나타낸 바와 같이, 정극판(111), 부극판(112) 및 세퍼레이터(113)를 갖는다. 세퍼레이터(113)는, 정극판(111) 및 부극판(112) 사이에 배치되고, 세퍼레이터(113)에는 전해액이 스며들어 있다. 도 2에서는, 정극판(111) 및 부극판(112)이 세퍼레이터(113)로부터 떨어져 있지만, 실제로는 정극판(111) 및 부극판(112)이 세퍼레이터(113)에 접촉해 있다.
정극판(111) 및 부극판(112) 사이에서는, 단전지(11)의 충방전에 따라서 이온이 이동한다. 예를 들면, 단전지(11)로서 리튬 이온 이차 전지를 이용하였을 때, 단전지(11)의 충전시에는, 정극판(111)으로부터 리튬 이온 및 전자가 방출되고, 부극판(112)에 있어서 리튬 이온 및 전자가 흡수된다. 또, 단전지(11)의 방전시에는, 부극판(112)으로부터 리튬 이온 및 전자가 방출되고, 정극판(111)에 있어서 리튬 이온 및 전자가 흡수된다.
단전지(11)의 충방전 상태에 따라서는, 정극판(111) 및 부극판(112)이 세퍼레이터(113)를 개재하여 대향하는 방향에 있어서, 불균일한 염 농도 분포가 발생한다. 이 염 농도 분포를 도 2에 나타내고 있다. 염 농도란, 전해액 중의 염의 농도이다. 예를 들면, 단전지(11)로서 리튬 이온 이차 전지를 이용하였을 때, 염 농도는 리튬 염의 농도가 된다. 도 2에 나타낸 염 농도 분포는, 정극판(111) 및 부극판(112)이 세퍼레이터(113)를 개재하여 대향하는 방향(도 2에 나타낸 화살표 Dr 방향)에 있어서, 정극판(111) 및 부극판(112) 사이의 위치마다의 염 농도를 나타낸다.
도 2 중, 염 농도 분포를 나타낸 도면에 있어서, 세로축은 염 농도를 나타내고, 가로축은 화살표 Dr 방향에 있어서의 위치를 나타낸다. 염 농도 분포의 일단(一端)은 정극판(111)의 표면에 있어서의 염 농도를 나타내고, 염 농도 분포의 타단(他端)은 부극판(112)의 표면에 있어서의 염 농도를 나타낸다. 정극판(111)의 표면이란, 세퍼레이터(113)와 접촉하는 정극판(111)의 면이다. 부극판(112)의 표면이란, 세퍼레이터(113)와 접촉하는 부극판(112)의 면이다. 도 2에 나타낸 불균일한 염 농도 분포에서는, 화살표 Dr 방향에 있어서의 위치에 따라서, 염 농도의 불균일이 발생하고 있다.
단전지(11)를 방전하였을 때에는, 도 2의 실선으로 나타낸 불균일한 염 농도 분포가 발생한다. 실선으로 나타낸 염 농도 분포에서는, 부극판(112)의 표면에 있어서의 염 농도가 가장 높아지고, 정극판(111)의 표면에 있어서의 염 농도가 가장 낮아진다. 그리고, 부극판(112)의 표면으로부터 정극판(111)의 표면을 향하여, 염 농도가 저하하고 있다. 이와 같이, 도 2의 실선으로 나타낸 염 농도 분포에서는, 부극판(112) 측으로 염 농도가 치우쳐 있다.
단전지(11)를 충전하였을 때에는, 도 2의 일점쇄선으로 나타낸 불균일한 염 농도 분포가 발생한다. 일점쇄선으로 나타낸 염 농도 분포에서는, 정극판(111)의 표면에 있어서의 염 농도가 가장 높아지고, 부극판(112)의 표면에 있어서의 염 농도가 가장 낮아진다. 그리고, 정극판(111)의 표면으로부터 부극판(112)의 표면을 향하여, 염 농도가 저하하고 있다. 이와 같이, 도 2의 일점쇄선으로 나타낸 염 농도 분포에서는, 정극판(111) 측으로 염 농도가 치우쳐 있다.
도 2에 나타낸 불균일한 염 농도 분포(실선이나 일점쇄선으로 나타낸 염 농도 분포)가 발생하면, 부극판(112)의 표면 내(평면 내)에 있어서, 도 3에 나타낸 불균일한 염 농도 분포가 발생해 버린다. 도 3에 나타낸 염 농도 분포는, 부극판(112)의 표면(평면) 중, 소정 방향에 있어서의 위치마다의 염 농도를 나타낸다. 소정 방향이란, 도 2에 나타낸 화살표 Dr 방향과 직교하는 방향이다. 도 3에 나타낸 염 농도 분포에서는, 소정 방향에 있어서, 부극판(112)의 일단부터 부극판(112)의 타단까지의 사이의 염 농도의 분포를 나타내고 있다.
여기서, 도 2의 실선으로 나타낸 염 농도 분포가 발생하면, 도 3의 실선으로 나타낸 염 농도 분포가 발생한다. 한편, 도 2의 일점쇄선으로 나타낸 염 농도 분포가 발생하면, 도 3의 일점쇄선으로 나타낸 염 농도 분포가 발생한다. 도 3에 나타낸 불균일한 염 농도 분포에서는, 소정 방향의 위치에 따라서 염 농도의 불균일이 발생하고 있다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 부극판(112)의 표면 내(평면 내)에 발생하는 염 농도 분포는, 단전지(11)의 방전 및 충전에 따라서 다르다. 단전지(11)의 방전시에 부극판(112)의 표면 내에 발생하는 염 농도 분포에서는, 도 3의 실선으로 나타낸 바와 같이, 소정 방향에 있어서의 부극판(112)의 중앙에 있어서, 염 농도가 가장 낮아지기 쉽고, 소정 방향에 있어서의 부극판(112)의 양단(일단 및 타단)에 있어서 염 농도가 가장 높아지기 쉽다. 그리고, 부극판(112)의 중앙으로부터 부극판(112)의 양단을 향하여 염 농도가 상승한다.
한편, 단전지(11)의 충전시에 부극판(112)의 표면 내에 발생하는 염 농도 분포에서는, 도 3의 일점쇄선으로 나타낸 바와 같이, 소정 방향에 있어서의 부극판(112)의 중앙에 있어서 염 농도가 가장 높아지기 쉽고, 소정 방향에 있어서의 부극판(112)의 양단(일단 및 타단)에 있어서 염 농도가 가장 낮아지기 쉽다. 그리고, 부극판(112)의 중앙으로부터 부극판(112)의 양단을 향하여 염 농도가 저하한다.
도 3에 나타낸 불균일한 염 농도 분포가 발생하면, 단전지(11)의 내부저항값의 상승(즉, 단전지(11)의 열화)이 발생해 버린다. 환언하면, 도 3에 나타낸 불균일한 염 농도 분포를 발생시키지 않으면, 단전지(11)의 내부저항값의 상승이 발생하는 것을 억제할 수 있다. 본 실시예에서는 이 점을 고려하여, 단전지(11)(메인 배터리(10))의 충방전을 제어함으로써, 단전지(11)의 내부저항값의 상승이 발생하는 것을 억제하도록 하고 있다.
먼저, 단전지(11)(메인 배터리(10))의 충전에 따라서 단전지(11)의 내부저항값의 상승이 발생하는 것을 억제하는 처리에 대하여, 도 4에 나타낸 플로우 차트를 이용하여 설명한다. 브레이크 페달(39)이 밟아졌을 때, 환언하면, 브레이크 개도 센서(24)에 의해서 검출된 브레이크 개도 B가 상승하였을 때, 도 4에 나타낸 처리가 개시된다. 브레이크 페달(39)이 밟아졌을 때에는, 브레이크 페달(39)이 밟아져 있지 않은 상태부터 브레이크 페달(39)이 밟아졌을 때와, 브레이크 페달(39)이 밟아져 있는 상태부터 브레이크 페달(39)이 더 밟아졌을 때가 포함된다.
단계 S101에 있어서, 컨트롤러(40)는, 속도 센서(25)를 이용하여 차속 V를 검출함과 함께, 브레이크 개도 B의 변화율(개도 변화율이라고 한다) Db를 산출한다. 개도 변화율 Db는, 소정 시간 내에 있어서의 브레이크 개도 B의 변화량이다. 도 4에 나타낸 처리는, 브레이크 개도 B가 상승하였을 때에 개시되기 때문에, 개도 변화율 Db는, 소정 시간 내에 있어서의 브레이크 개도 B의 상승량이 된다. 컨트롤러(40)는, 브레이크 개도 센서(24)의 출력에 기초하여 브레이크 개도 B를 감시함으로써, 개도 변화율 Db를 산출할 수 있다.
단계 S102에 있어서, 컨트롤러(40)는 입력 추정값 Pb를 산출한다. 입력 추정값 Pb는, 회생 브레이크에 의한 제동력을 발생시킬 때에 있어서, 메인 배터리(10)의 입력을 추정하는 값이고, 메인 배터리(10)의 입력 전력(절대값)에 상당한다.
입력 추정값 Pb는, 개도 변화율 Db 및 차속 V에 기초하여 산출된다. 구체적으로는 입력 추정값 Pb, 개도 변화율 Db 및 차속 V의 대응 관계(맵 또는 연산식)를 미리 구해 두면, 개도 변화율 Db 및 차속 V로부터 입력 추정값 Pb를 산출할 수 있다. 여기서, 개도 변화율 Db 및 차속 V로서는, 단계 S101의 처리에 의해 산출된 개도 변화율 Db와, 단계 S101의 처리에 의해 검출된 차속 V가 이용된다. 입력 추정값 Pb, 개도 변화율 Db 및 차속 V의 대응 관계를 나타내는 정보는, 메모리(41)에 기억해 둘 수 있다.
단계 S103에 있어서, 컨트롤러(40)는, 단계 S102의 처리에 의해 산출된 입력 추정값 Pb에 기초하여 전류값 Ib를 산출한다. 이 전류값 Ib는, 후술하는 바와 같이, 보조 기기 배터리(37)를 충전하기 위하여 메인 배터리(10)를 방전할 때의 전류값 IB이다. 입력 추정값 Pb 및 전류값 Ib의 대응 관계(맵 또는 연산식)를 미리 구해 두면, 입력 추정값 Pb로부터 전류값 Ib를 산출할 수 있다. 입력 추정값 Pb 및 전류값 Ib의 대응 관계를 나타내는 정보는, 메모리(41)에 기억해 둘 수 있다.
단계 S104에 있어서, 컨트롤러(40)는 메인 배터리(10)를 방전한다. 여기서, 메인 배터리(10)를 방전하기 위하여, 메인 배터리(10)의 방전 전력을 보조 기기 배터리(37)에 공급하여, 보조 기기 배터리(37)를 충전하고 있다. 메인 배터리(10)를 방전할 때, 컨트롤러(40)는 메인 배터리(10)의 전류값(방전 전류값) IB가, 단계 S103의 처리에 의해 산출된 전류값 Ib가 되도록 DC/DC 컨버터(35)의 동작을 제어한다. 단계 S104의 처리에 있어서의 메인 배터리(10)의 방전은, 소정 시간 동안 행해진다.
이 소정 시간은 미리 설정된다. 본 실시예에서는, 이하에 설명한 바와 같이, 메인 배터리(10)의 방전을 종료한 후에, 브레이크 페달(39)의 밟음에 따른 회생 브레이크에 의한 제동을 개시하도록 하고 있다. 여기서, 소정 시간이 길수록, 회생 브레이크에 의한 제동이 개시될 때까지의 시간이 길어져, 드라이버빌리티를 저하시켜 버릴 우려가 있다. 한편, 소정 시간이 짧을수록, 후술하는 바와 같이, 단전지(11)(메인 배터리(10))의 충전에 따른 불균일한 염 농도 분포가 발생하기 쉬워져 버린다. 이 점을 고려하여, 소정 시간을 적당히 설정할 수 있다. 소정 시간의 정보는, 메모리(41)에 기억해 둘 수 있다. 또, 타이머를 이용하여 시간을 계측하면, 소정 시간 동안만큼 메인 배터리(10)를 방전하여 보조 기기 배터리(37)를 충전할 수 있다.
단계 S105에 있어서, 컨트롤러(40)는 브레이크 페달(39)의 밟음에 따라서 회생 브레이크에 의한 제동을 행한다. 구체적으로는, 컨트롤러(40)는 모터·제네레이터(MG2)에 의한 발전을 행함과 함께 메인 배터리(10)를 충전한다.
본 실시예에서는, 회생 브레이크에 의한 제동에 있어서, 메인 배터리(10)를 충전할 때, 메인 배터리(10)를 충전하기 전에 메인 배터리(10)를 방전하고 있다. 회생 브레이크에 의한 제동에 있어서, 메인 배터리(10)를 충전하면, 도 2를 이용하여 설명한 바와 같이, 메인 배터리(10)(단전지(11))의 충전에 따른 불균일한 염 농도 분포(도 2의 일점쇄선으로 나타낸 염 농도 분포)가 발생해 버린다.
본 실시예와 같이, 메인 배터리(10)를 충전할 때, 메인 배터리(10)를 사전에 방전해 두면, 메인 배터리(10)의 충전에 따른 불균일한 염 농도 분포(도 2의 일점쇄선으로 나타낸 염 농도 분포)가 발생하는 것을 억제할 수 있다. 도 2의 일점쇄선으로 나타낸 불균일한 염 농도 분포가 발생하는 것을 억제할 수 있으면, 도 3의 일점쇄선으로 나타낸 불균일한 염 농도 분포가 발생하는 것을 억제할 수 있다. 결과적으로, 단전지(11)(메인 배터리(10))의 내부저항값이 상승하는 것을 억제할 수 있다.
이 원리에 대하여, 도 5를 이용하여 설명한다. 본 실시예에서는, 메인 배터리(10)를 충전하기 전에, 메인 배터리(10)의 방전(도 4에 나타낸 단계 S104의 처리)에 의해서, 도 5의 일점쇄선으로 나타낸 염 농도 분포 X1을 발생시키고 있다. 도 5는, 도 2에 대응하고 있고, 도 2에 나타낸 화살표 Dr 방향에 있어서의 염 농도 분포를 나타내고 있다. 도 5에 나타낸 염 농도 분포 X1는, 도 4에 나타낸 단계 S104의 처리에 있어서의 전류값 Ib나, 단계 S104의 처리를 행하는 시간(상술한 소정 시간)에 따라서 변화된다.
도 5에 나타낸 염 농도 분포 X2는, 메인 배터리(10)를 사전에 방전하지 않고, 메인 배터리(10)의 충전만을 행하였을 때의 염 농도 분포이다. 염 농도 분포 X2는, 상술한 입력 추정값 Pb에 따라서 변화된다. 도 5로부터 알 수 있는 바와 같이, 염 농도 분포 X1, X2는 서로 반대의 분포가 된다. 즉, 도 5에 나타낸 염 농도 분포 X1에서는, 부극판(112)의 표면으로부터 정극판(111)의 표면을 향하여 염 농도가 낮아지지만, 도 5에 나타낸 염 농도 분포 X2에서는, 정극판(111)의 표면으로부터 부극판(112)의 표면을 향하여 염 농도가 낮아진다.
도 5에 나타낸 염 농도 분포 X1을 발생시킨 후에, 메인 배터리(10)를 충전하면, 도 5의 실선으로 나타낸 염 농도 분포 X3를 발생시킬 수 있다. 염 농도 분포 X3에서는 염 농도의 불균일, 환언하면, 염 농도의 치우침이 억제되고 있다. 여기서, 염 농도 분포 X3는, 염 농도 분포 X1, X2에 따라서 변화한다.
메인 배터리(10)를 사전에 방전하여, 정극판(111)의 표면에 있어서의 염 농도를 저하시켜 두면, 메인 배터리(10)의 충전에 따라서, 정극판(111)의 표면에 있어서의 염 농도가 상승하더라도, 메인 배터리(10)를 충전한 후에는 정극판(111)의 표면에 있어서의 염 농도가 지나치게 상승하는 것을 억제할 수 있다. 또, 메인 배터리(10)를 사전에 방전하여, 부극판(112)의 표면에 있어서의 염 농도를 상승시켜 두면, 메인 배터리(10)의 충전에 따라서, 부극판(112)의 표면에 있어서의 염 농도가 저하하더라도, 메인 배터리(10)를 충전한 후에는 부극판(112)의 표면에 있어서의 염 농도가 지나치게 저하하는 것을 억제할 수 있다.
결과적으로, 염 농도의 불균일이 억제된 염 농도 분포 X3를 발생시킬 수 있어, 도 3의 일점쇄선으로 나타낸 염 농도 분포가 발생하는 것을 억제할 수 있다. 이에 의해, 단전지(11)(메인 배터리(10))의 내부저항값의 상승이 발생하는 것을 억제할 수 있다. 여기서, 도 5에 나타낸 염 농도 분포 X1을 발생시킨 채로는, 도 3의 실선으로 나타낸 염 농도 분포가 발생해 버려, 단전지(11)의 내부저항값을 상승시켜 버린다. 본 실시예에서는, 도 5에 나타낸 염 농도 분포 X1을 발생시킨 직후에 메인 배터리(10)를 충전하고 있기 때문에, 도 5에 나타낸 염 농도 분포 X1이 발생한 채가 되는 일은 없어, 단전지(11)의 내부저항값이 상승하는 것을 억제할 수 있다.
도 4에 나타낸 플로우 차트에서는, 입력 추정값 Pb를 산출함으로써, 도 5에 나타낸 염 농도 분포 X2를 파악하도록 하고 있다. 염 농도 분포 X2를 파악할 수 있으면, 염 농도의 불균일이 억제된 염 농도 분포 X3를 얻기 위한 염 농도 분포 X1을 특정할 수 있다. 상술한 바와 같이, 염 농도 분포 X1은, 염 농도 분포 X2에 대하여 반대의 분포가 되면 된다.
염 농도 분포 X1는, 도 4에 나타낸 단계 S104의 처리를 행할 때의 전류값 Ib나, 단계 S104의 처리를 행하는 시간(상술한 소정 시간)에 의존한다. 여기서, 단계 S104의 처리를 행하는 시간은 미리 정해져 있기 때문에, 상술한 염 농도 분포 X1을 발생시키기 위해서는, 염 농도 분포 X1에 따른 전류값 Ib를 특정하면 된다. 이 점을 고려하여, 입력 추정값 Pb 및 전류값 Ib의 대응 관계를 미리 구해 둘 수 있다.
도 5에 나타낸 염 농도 분포 X3를 발생시키기 위해서는, 입력 추정값 Pb로부터 산출되는 전류값 Ib에 있어서 메인 배터리(10)를 방전할 필요가 있다. 전류값 Ib를 산출하지 않고, 메인 배터리(10)의 충전을 행하기 전에, 임의의 전류값에서 메인 배터리(10)를 방전해 버리면, 화살표 Dr 방향에 있어서의 염 농도 분포에 있어서, 염 농도의 불균일을 발생시켜 버릴 우려가 있다.
구체적으로는, 메인 배터리(10)를 방전한 후에, 메인 배터리(10)를 충전하였을 때, 방전시에 있어서의 염 농도 분포의 영향에 의해서, 도 2의 실선으로 나타낸 염 농도 분포를 발생시켜 버리는 일이 있다. 이 경우에는, 도 3의 실선으로 나타낸 염 농도 분포가 발생하고, 단전지(11)의 내부저항값이 상승되어 버린다. 그래서, 도 5에 나타낸 염 농도 분포 X3를 발생시키기 위해서는, 본 실시예와 같이, 입력 추정값 Pb로부터 산출되는 전류값 Ib에 있어서 메인 배터리(10)를 방전할 필요가 있다.
또한, 도 5에 나타낸 염 농도 분포 X3에서는, 염 농도의 불균일이 발생하지 않고 염 농도가 균일해져 있지만, 이것에 한정하는 것은 아니다. 화살표 Dr 방향에 있어서의 염 농도 분포에 있어서, 염 농도의 불균일(환언하면, 염 농도의 치우침)이 극단적으로 발생하고 있지 않으면, 도 3의 일점쇄선으로 나타낸 염 농도 분포가 발생하기 어려워져, 단전지(11)의 내부저항값이 상승하기 어려워진다. 이 때문에, 도 4에 나타낸 단계 S105의 처리를 행한 후의 염 농도 분포(화살표 Dr 방향에 있어서의 염 농도 분포)에서는, 염 농도의 불균일이 발생하고 있더라도, 염 농도의 불균일이, 허용할 수 있는 범위 내로 되어 있으면 된다. 이 점을 고려하여, 입력 추정값 Pb 및 전류값 Ib의 대응 관계를 미리 구해 둘 수 있다.
다음으로, 단전지(11)(메인 배터리(10))의 방전에 따라서 단전지(11)의 내부저항값의 상승이 발생하는 것을 억제하는 처리에 대하여, 도 6에 나타낸 플로우 차트를 이용하여 설명한다. 액셀러레이터 페달(38)이 밟아졌을 때, 환언하면, 액셀러레이터 개도 센서(23)에 의해서 검출된 액셀러레이터 개도 A가 상승하였을 때, 도 6에 나타낸 처리가 개시된다. 액셀러레이터 페달(38)이 밟아졌을 때에는, 액셀러레이터 페달(38)이 밟아져 있지 않은 상태부터 액셀러레이터 페달(38)이 밟아졌을 때와, 액셀러레이터 페달(38)이 밟아져 있는 상태부터 액셀러레이터 페달(38)이 더 밟아졌을 때가 포함된다.
단계 S201에 있어서, 컨트롤러(40)는, 속도 센서(25)를 이용하여 차속 V를 검출함과 함께, 액셀러레이터 개도 A의 변화율(개도 변화율이라고 한다) Da를 산출한다. 개도 변화율 Da는 소정 시간 내에 있어서의 액셀러레이터 개도 A의 변화량이다. 도 6에 나타낸 처리는, 액셀러레이터 개도 A가 상승하였을 때에 개시되기 때문에, 개도 변화율 Da는 소정 시간 내에 있어서의 액셀러레이터 개도 A의 상승량이 된다. 컨트롤러(40)는, 액셀러레이터 개도 센서(23)의 출력에 기초하여 액셀러레이터 개도 A를 감시함으로써, 개도 변화율 Da를 산출할 수 있다.
단계 S202에 있어서, 컨트롤러(40)는 출력 추정값 Pa를 산출한다. 출력 추정값 Pa는, 차량에 요구되는 출력 중, 모터·제네레이터(MG2)에 대한 메인 배터리(10)의 출력을 추정하는 값이고, 메인 배터리(10)의 출력 전력에 상당한다. 여기서, 액셀러레이터 페달(38)을 밟아 차량의 주행을 개시(발진)할 때에는, 메인 배터리(10)의 출력만이 이용되기 때문에, 차량에 요구되는 출력은 메인 배터리(10)의 출력과 같아진다.
한편, 액셀러레이터 페달(38)을 밟아 차량을 가속할 때에는, 메인 배터리(10)의 출력뿐만 아니라 엔진(34)의 출력이 이용된다. 즉, 엔진(34)의 출력이 상승함과 함께, 메인 배터리(10)의 출력이 상승한다. 이 경우에는, 차량에 요구되는 출력의 일부가 메인 배터리(10)의 출력이 된다.
출력 추정값 Pa는 개도 변화율 Da 및 차속 V에 기초하여 산출된다. 구체적으로는 출력 추정값 Pa, 개도 변화율 Da 및 차속 V의 대응 관계(맵 또는 연산식)를 미리 구해 두면, 개도 변화율 Da 및 차속 V로부터 출력 추정값 Pa를 산출할 수 있다. 여기서, 개도 변화율 Da 및 차속 V로서는, 단계 S201의 처리에 의해 산출된 개도 변화율 Da와, 단계 S201의 처리에 의해 검출된 차속 V가 이용된다. 출력 추정값 Pa, 개도 변화율 Da 및 차속 V의 대응 관계를 나타내는 정보는, 메모리(41)에 기억해 둘 수 있다.
단계 S203에 있어서, 컨트롤러(40)는, 단계 S202의 처리에 의해 산출된 출력 추정값 Pa에 기초하여 전류값 Ia를 산출한다. 이 전류값 Ia는, 후술하는 바와 같이, 보조 기기 배터리(37)를 방전하여 메인 배터리(10)를 충전할 때의 전류값 IB이다. 출력 추정값 Pa 및 전류값 Ia의 대응 관계(맵 또는 연산식)를 미리 구해 두면, 출력 추정값 Pa로부터 전류값 Ia를 산출할 수 있다. 출력 추정값 Pa 및 전류값 Ia의 대응 관계를 나타내는 정보는, 메모리(41)에 기억해 둘 수 있다.
단계 S204에 있어서, 컨트롤러(40)는 메인 배터리(10)를 충전한다. 여기서, 메인 배터리(10)를 충전하기 위하여, 보조 기기 배터리(37)를 방전하여, 보조 기기 배터리(37)의 방전 전력을 메인 배터리(10)에 공급하고 있다. 메인 배터리(10)를 충전할 때, 컨트롤러(40)는, 메인 배터리(10)의 전류값(충전 전류값) IB가, 단계 S203의 처리에 의해 산출된 전류값 Ia가 되도록, DC/DC 컨버터(35)의 동작을 제어한다. 보조 기기 배터리(37)의 방전에 따른 메인 배터리(10)의 충전은 소정 시간 동안 행해진다.
이 소정 시간은 미리 설정된다. 본 실시예에서는, 이하에 설명한 바와 같이, 보조 기기 배터리(37)의 방전에 따른 메인 배터리(10)의 충전을 종료한 후에, 액셀러레이터 페달(38)의 밟음에 따른 주행(발진 또는 가속)을 개시하도록 하고 있다. 여기서, 소정 시간이 길수록, 액셀러레이터 페달(38)의 밟음에 따른 주행(발진 또는 가속)이 개시될 때까지의 시간이 길어져, 드라이버빌리티를 저하시켜 버릴 우려가 있다. 한편, 소정 시간이 짧을수록, 후술하는 바와 같이, 단전지(11)(메인 배터리(10))의 방전에 따른 불균일한 염 농도 분포가 발생하기 쉬워져 버린다. 이 점을 고려하여, 소정 시간을 적당히 설정할 수 있다. 소정 시간의 정보는, 메모리(41)에 기억해 둘 수 있다. 또, 타이머를 이용하여 시간을 계측하면, 소정 시간 동안만큼, 보조 기기 배터리(37)의 방전에 따른 메인 배터리(10)의 충전을 행할 수 있다.
단계 S205에 있어서, 컨트롤러(40)는, 액셀러레이터 페달(38)의 밟음에 따른 주행(발진 또는 가속)을 행하기 위하여, 메인 배터리(10)를 방전한다. 여기서, 컨트롤러(40)는, 차량의 요구 출력을 만족시키도록 메인 배터리(10)의 방전을 행한다.
본 실시예에서는, 액셀러레이터 페달(38)의 밟음에 따라서, 메인 배터리(10)를 방전할 때, 메인 배터리(10)를 방전하기 전에, 보조 기기 배터리(37)의 방전에 의해서 메인 배터리(10)를 충전하고 있다. 액셀러레이터 페달(38)의 밟음에 따라서 메인 배터리(10)를 방전하면, 도 2를 이용하여 설명한 바와 같이, 메인 배터리(10)(단전지(11))의 방전에 따른 불균일한 염 농도 분포(도 2의 실선으로 나타낸 염 농도 분포)가 발생해 버린다.
본 실시예와 같이, 메인 배터리(10)를 방전할 때, 메인 배터리(10)를 사전에 충전해 두면, 메인 배터리(10)의 방전에 따른 불균일한 염 농도 분포(도 2의 실선으로 나타낸 염 농도 분포)가 발생하는 것을 억제할 수 있다. 도 2의 실선으로 나타낸 불균일한 염 농도 분포가 발생하는 것을 억제할 수 있으면, 도 3의 실선으로 나타낸 불균일한 염 농도 분포가 발생하는 것을 억제할 수 있다. 결과적으로, 단전지(11)(메인 배터리(10))의 내부저항값이 상승하는 것을 억제할 수 있다.
이 원리에 대하여, 도 7을 이용하여 설명한다. 본 실시예에서는, 메인 배터리(10)를 방전하기 전에, 보조 기기 배터리(37)의 방전에 따른 메인 배터리(10)의 충전(도 6에 나타낸 단계 S204의 처리)에 의해서, 도 7의 일점쇄선으로 나타낸 염 농도 분포 X4를 발생시키고 있다. 도 7은, 도 2에 대응하고 있고, 도 2에 나타낸 화살표 Dr 방향에 있어서의 염 농도 분포를 나타내고 있다. 도 7에 나타낸 염 농도 분포 X4는, 도 6에 나타낸 단계 S204의 처리에 있어서의 전류값 Ia나, 단계 S204의 처리를 행하는 시간(상술한 소정 시간)에 따라서 변화한다.
도 7의 점선으로 나타낸 염 농도 분포 X5는, 메인 배터리(10)를 사전에 충전하지 않고, 메인 배터리(10)의 방전만을 행하였을 때의 염 농도 분포이다. 염 농도 분포 X5는, 상술한 출력 추정값 Pa에 따라서 변화한다. 도 7로부터 알 수 있는 바와 같이, 염 농도 분포 X4, X5는 서로 반대의 분포가 된다. 즉, 도 7에 나타낸 염 농도 분포 X4에서는, 정극판(111)의 표면으로부터 부극판(112)의 표면을 향하여 염 농도가 낮아지지만, 도 7에 나타낸 염 농도 분포 X5에서는, 부극판(112)의 표면으로부터 정극판(111)의 표면을 향하여 염 농도가 낮아진다.
도 7에 나타낸 염 농도 분포 X4를 발생시킨 후에, 메인 배터리(10)를 방전하면, 도 7의 실선으로 나타낸 염 농도 분포 X6를 발생시킬 수 있다. 염 농도 분포 X6에서는, 염 농도의 불균일, 환언하면 염 농도의 치우침이 억제되어 있다. 여기서, 염 농도 분포 X6는 염 농도 분포 X4, X5에 따라서 변화한다.
메인 배터리(10)를 사전에 충전하여, 부극판(112)의 표면에 있어서의 염 농도를 저하시켜 두면, 메인 배터리(10)의 방전에 따라서 부극판(112)의 표면에 있어서의 염 농도가 상승하더라도, 메인 배터리(10)를 방전한 후에는 부극판(112)의 표면에 있어서의 염 농도가 지나치게 상승하는 것을 억제할 수 있다. 또, 메인 배터리(10)를 사전에 충전하여, 정극판(111)의 표면에 있어서의 염 농도를 상승시켜 두면, 메인 배터리(10)의 방전에 따라서 정극판(111)의 표면에 있어서의 염 농도가 저하하더라도, 메인 배터리(10)를 방전한 후에는 정극판(111)의 표면에 있어서의 염 농도가 지나치게 저하하는 것을 억제할 수 있다.
결과적으로, 염 농도의 불균일이 억제된 염 농도 분포 X6를 발생시킬 수 있어, 도 3의 실선으로 나타낸 염 농도 분포가 발생하는 것을 억제할 수 있다. 이에 의해, 단전지(11)(메인 배터리(10))의 내부저항값의 상승이 발생하는 것을 억제할 수 있다. 여기서, 도 7에 나타낸 염 농도 분포 X4를 발생시킨 채로는, 도 3의 일점쇄선으로 나타낸 염 농도 분포가 발생해 버려, 단전지(11)의 내부저항값을 상승시켜 버린다. 본 실시예에서는, 도 7에 나타낸 염 농도 분포 X4를 발생시킨 직후에, 메인 배터리(10)를 방전하고 있기 때문에, 도 7에 나타낸 염 농도 분포 X4가 발생한 채가 되는 일은 없어, 단전지(11)의 내부저항값이 상승하는 것을 억제할 수 있다.
도 6에 나타낸 플로우 차트에서는, 출력 추정값 Pa를 산출함으로써, 도 7에 나타낸 염 농도 분포 X5를 파악하도록 하고 있다. 염 농도 분포 X5를 파악할 수 있으면, 염 농도의 불균일이 억제된 염 농도 분포 X6를 얻기 위한 염 농도 분포 X4를 특정할 수 있다. 상술한 바와 같이, 염 농도 분포 X4는 염 농도 분포 X5에 대하여 반대의 분포가 되면 된다.
염 농도 분포 X4는, 도 6에 나타낸 단계 S204의 처리를 행할 때의 전류값 Ia나, 단계 S204의 처리를 행하는 시간(상술한 소정 시간)에 의존한다. 여기서, 단계 S204의 처리를 행하는 시간은 미리 정해져 있기 때문에, 상술한 염 농도 분포 X4를 발생시키기 위해서는, 염 농도 분포 X4에 따른 전류값 Ia를 특정하면 된다. 이 점을 고려하여, 출력 추정값 Pa 및 전류값 Ia의 대응 관계를 미리 구해 둘 수 있다.
도 7에 나타낸 염 농도 분포 X6를 발생시키기 위해서는, 출력 추정값 Pa로부터 산출되는 전류값 Ia에 있어서, 메인 배터리(10)를 충전할 필요가 있다. 전류값 Ia를 산출하지 않고, 메인 배터리(10)의 방전을 행하기 전에, 임의의 전류값에 의해 메인 배터리(10)를 충전해 버리면, 화살표 Dr의 방향에 있어서의 염 농도 분포에 있어서, 염 농도의 불균일을 발생시켜 버릴 우려가 있다.
구체적으로는, 메인 배터리(10)를 충전한 후에, 메인 배터리(10)를 방전하였을 때, 충전시에 있어서의 염 농도 분포의 영향에 의해서, 도 2의 일점쇄선으로 나타낸 염 농도 분포를 발생시켜 버리는 일이 있다. 이 경우에는, 도 3의 일점쇄선으로 나타낸 염 농도 분포가 발생하여, 단전지(11)의 내부저항값이 상승해 버린다. 그래서, 도 7에 나타낸 염 농도 분포 X6를 발생시키기 위해서는, 본 실시예와 같이, 출력 추정값 Pa로부터 산출되는 전류값 Ia에 있어서, 메인 배터리(10)를 충전 할 필요가 있다.
또한, 도 7에 나타낸 염 농도 분포 X6에서는, 염 농도의 불균일이 발생하지 않아 염 농도가 균일해져 있지만, 이것에 한정하는 것은 아니다. 화살표 Dr 방향에 있어서의 염 농도 분포에 있어서, 염 농도의 불균일(환언하면, 염 농도의 치우침)이 극단적으로 발생하고 있지 않으면, 도 3의 실선으로 나타낸 염 농도 분포가 발생하기 어려워져, 단전지(11)의 내부저항값이 상승하기 어려워진다. 이 때문에, 도 6에 나타낸 단계 S205의 처리를 행한 후의 염 농도 분포(화살표 Dr 방향에 있어서의 염 농도 분포)에서는, 염 농도의 불균일이 발생하고 있더라도, 염 농도의 불균일이, 허용할 수 있는 범위 내로 되어 있으면 된다. 이 점을 고려하여, 출력 추정값 Pa 및 전류값 Ia의 대응 관계를 미리 구해 둘 수 있다.
본 실시예에서는, 도 4 및 도 6에 나타낸 처리를 행하고 있지만, 이것에 한정하는 것은 아니다. 즉, 도 4에 나타낸 처리만을 행해도 되고, 도 6에 나타낸 처리만을 행해도 된다. 여기서, 도 4에 나타낸 처리만을 행할 때, DC/DC 컨버터(35)는, 쌍방향형의 DC/DC 컨버터(35)는 아니어도 된다. 즉, DC/DC 컨버터(35)는, 메인 배터리(10)의 출력 전압을 강압하고, 강압 후의 전력을 보조 기기 배터리(37)에 출력하는 것뿐이어도 된다.
본 발명의 실시예 2에 대하여 설명한다. 본 실시예에 있어서, 실시예 1에서 설명한 구성 요소와 동일한 구성요소에 대해서는, 동일한 부호를 이용하고, 상세한 설명은 생략한다. 이하에서, 실시예 1과 다른 점에 대하여 주로 설명한다.
회생 브레이크에 의한 제동에 따라서 메인 배터리(10)를 충전할 때에도, 이 충전에 의해서 발생하는 염 농도 분포(도 2에 나타낸 화살표 Dr 방향에 있어서의 염 농도 분포)에 따라서는, 단전지(11)(메인 배터리(10))의 내부저항값이 상승하지 않는 경우도 있다. 단전지(11)의 내부저항값이 상승하지 않는 것이라면, 메인 배터리(10)의 충전을 행하기 전에, 메인 배터리(10)를 방전할 필요도 없다. 이 경우에는, 도 2에 나타낸 화살표 Dr 방향에 있어서의 염 농도 분포에 있어서, 염 농도의 불균일(환언하면, 염 농도의 치우침)이 허용된다.
본 실시예에서는 상술한 점을 고려하고 있다. 본 실시예에 있어서의 처리에 대하여, 도 8에 나타낸 플로우 차트를 이용하여 설명한다. 도 8에 나타낸 플로우 차트는, 도 4에 나타낸 플로우 차트에 대응하고 있다. 브레이크 페달(39)이 밟아졌을 때, 환언하면, 브레이크 개도 센서(24)에 의해서 검출된 브레이크 개도 B가 상승하였을 때, 도 8에 나타낸 처리가 개시된다.
단계 S301, 단계 S302의 처리는, 도 4에 나타낸 단계 S101, S102의 처리와 동일하다. 단계 S303에 있어서, 컨트롤러(40)는 입력 역치 Kb를 산출한다. 입력 역치 Kb는, 상술한 바와 같이, 염 농도의 불균일을 허용하기 위하여 설정되는 값이고, 입력 추정값 Pb의 역치가 된다.
입력 역치 Kb는 차속 V에 기초하여 산출된다. 구체적으로는, 도 9에 나타낸 바와 같이, 입력 역치 Kb 및 차속 V의 대응 관계(맵 또는 연산식)를 미리 정해 두면, 차속 V로부터 입력 역치 Kb를 산출할 수 있다. 입력 역치 Kb 및 차속 V의 대응 관계를 나타내는 정보는, 메모리(41)에 기억해 둘 수 있다.
도 9에 나타낸 예에서는, 차속 V가 높을수록 입력 역치 Kb가 작아진다. 환언하면, 차속 V가 낮을수록 입력 역치 Kb가 커진다. 도 9에 나타낸 차속 V_c는, 단계 S301의 처리에 의해 검출된 차속 V이다. 도 9에 나타낸 입력 역치 Kb_c는, 차속 V_c에 대응한 입력 역치 Kb이다.
단계 S304에 있어서, 컨트롤러(40)는, 단계 S302의 처리에 의해 산출된 입력 추정값 Pb가, 단계 S303의 처리에 의해 산출된 입력 역치 Kb보다 큰 지 여부를 판별한다. 입력 추정값 Pb가 입력 역치 Kb 이하일 때, 컨트롤러(40)는 단계 S308의 처리로 진행된다.
한편, 입력 추정값 Pb가 입력 역치 Kb보다 클 때, 컨트롤러(40)는 단계 S305에 있어서 평가값 Eb를 산출한다. 평가값 Eb는, 단계 S302의 처리에 의해 산출된 입력 추정값 Pb로부터, 단계 S303의 처리에 의해 산출된 입력 역치 Kb를 감산한 값이 된다. 여기서, 입력 추정값 Pb는 입력 역치 Kb보다 크기 때문에, 평가값 Eb는 0보다 커진다.
단계 S302의 처리에 있어서, 입력 추정값 Pb는, 개도 변화율 Db 및 차속 V에 기초하여 산출된다. 여기서, 도 9에는, 차속 V_c에 대응한 입력 추정값 Pb_c를 나타내고 있다. 도 9에 나타낸 예에서는, 입력 추정값 Pb_c가 입력 역치 Kb_c보다 크다. 또한, 차속 V 및 개도 변화율 Db에 따라서는, 입력 추정값 Pb가 입력 역치 Kb 이하가 되는 일도 있다.
단계 S306에 있어서, 컨트롤러(40)는, 단계 S305의 처리에 의해 산출된 평가값 Eb에 기초하여 전류값 Ib를 산출한다. 전류값 Ib는, 보조 기기 배터리(37)를 충전하기 위하여 메인 배터리(10)를 방전할 때의 전류값 IB이다. 평가값 Eb 및 전류값 Ib의 대응 관계(맵 또는 연산식)를 미리 구해 두면, 평가값 Eb로부터 전류값 Ib를 산출할 수 있다. 평가값 Eb 및 전류값 Ib의 대응 관계를 나타내는 정보는, 메모리(41)에 기억해 둘 수 있다. 단계 S307, S308의 처리는, 도 4에 나타낸 단계 S104, S105의 처리와 동일하다. 다만, 단계 S307의 처리에 있어서, 컨트롤러(40)는, 메인 배터리(10)의 전류값(방전 전류값) IB가, 단계 S306의 처리에 의해 산출된 전류값 Ib가 되도록 DC/DC 컨버터(35)의 동작을 제어한다.
본 실시예에 있어서도, 실시예 1과 마찬가지로, 메인 배터리(10)를 충전할 때, 메인 배터리(10)를 사전에 방전함으로써, 메인 배터리(10)의 충전을 행한 후에, 불균일한 염 농도 분포(도 2 및 도 3의 일점쇄선으로 나타낸 염 농도 분포)가 발생하는 것을 억제하고, 단전지(11)의 내부저항값의 상승이 발생하는 것을 억제할 수 있다.
한편, 본 실시예에 있어서, 입력 추정값 Pb가 입력 역치 Kb 이하일 때에는, 도 8에 나타낸 단계 S305∼S307의 처리가 행해지지 않고 단계 S308의 처리가 행해진다. 이 때, 단계 S308의 처리에 기초하여 메인 배터리(10)를 충전하면, 도 2에 나타낸 화살표 Dr 방향에 있어서의 염 농도 분포에 있어서, 염 농도의 불균일(환언하면, 염 농도의 치우침)이 발생하는 일이 있다. 본 실시예에서는, 단전지(11)의 내부저항값이 상승하는 것을 억제할 수 있는 범위 내에 있어서, 염 농도의 불균일을 허용하기 위하여 입력 역치 Kb를 설정하고 있다. 이 때문에, 단계 S305∼S307의 처리를 행하지 않고 단계 S308의 처리를 행하더라도, 단전지(11)의 내부저항값이 상승하는 것을 억제할 수 있다.
단전지(11)의 내부저항값의 상승을 억제할 수 있는 경우에는, 도 8에 나타낸 단계 S305∼S307의 처리를 행할 필요가 없다. 그래서, 본 실시예에서는, 입력 추정값 Pb가 입력 역치 Kb 이하일 때에는, 단계 S305∼S307의 처리를 행하지 않고, 단계 S308의 처리를 행하도록 하고 있다. 이에 의해, 브레이크 페달(39)이 밟아졌을 때에는, 단계 S305∼S307의 처리를 행하는 시간을 확보하지 않고, 브레이크 페달(39)의 밟음에 따른 차량의 제동을 개시시킬 수 있어, 드라이버빌리티를 확보하기 쉬워진다.
도 9의 사선으로 나타낸 영역 안(입력 역치 Kb를 규정하는 선을 제외한다)에 입력 추정값 Pb가 있을 때에는, 입력 추정값 Pb가 입력 역치 Kb보다 커져, 도 8에 나타낸 단계 S305∼S307의 처리가 행해진다. 한편, 입력 추정값 Pb가, 도 9에 나타낸 입력 역치 Kb를 규정하는 선 상에 위치하고 있을 때나, 도 9의 사선으로 나타낸 영역 밖에 있을 때에는, 입력 추정값 Pb가 입력 역치 Kb 이하가 되어, 도 8에 나타낸 단계 S305∼S307의 처리가 행해지지 않는다.
본 발명의 실시예 3에 대하여 설명한다. 본 실시예에 있어서, 실시예 1에서 설명한 구성 요소와 동일한 구성 요소에 대해서는, 동일한 부호를 이용하고, 상세한 설명은 생략한다. 이하에서, 실시예 1과 다른 점에 대하여 주로 설명한다.
액셀러레이터 페달(38)의 밟음에 따라서 메인 배터리(10)를 방전할 때에도, 이 방전에 의해서 발생하는 염 농도 분포(도 2에 나타낸 화살표 Dr 방향에 있어서의 염 농도 분포)에 따라서는, 단전지(11)(메인 배터리(10))의 내부저항값이 상승하지 않는 일도 있다. 단전지(11)의 내부저항값이 상승하지 않는 것이라면, 메인 배터리(10)의 방전을 행하기 전에, 메인 배터리(10)를 충전할 필요도 없다. 이 경우에는, 도 2에 나타낸 화살표 Dr 방향에 있어서의 염 농도 분포에 있어서, 염 농도의 불균일(환언하면, 염 농도의 치우침)이 허용된다.
본 실시예에서는 상술한 점을 고려하고 있다. 본 실시예에 있어서의 처리에 대하여, 도 10에 나타낸 플로우 차트를 이용하여 설명한다. 도 10에 나타낸 플로우 차트는, 도 6에 나타낸 플로우 차트에 대응하고 있다. 액셀러레이터 페달(38)이 밟아졌을 때, 환언하면, 액셀러레이터 개도 센서(23)에 의해서 검출된 액셀러레이터 개도 A가 상승하였을 때, 도 10에 나타낸 처리가 개시된다.
단계 S401, 단계 S402의 처리는, 도 6에 나타낸 단계 S201, S202의 처리와 동일하다. 단계 S403에 있어서, 컨트롤러(40)는 출력 역치 Ka를 산출한다. 출력 역치 Ka는, 상술한 바와 같이, 염 농도의 불균일을 허용하기 위하여 설정되는 값이고, 출력 추정값 Pa의 역치가 된다.
출력 역치 Ka는 차속 V에 기초하여 산출된다. 구체적으로는, 도 11에 나타낸 바와 같이, 출력 역치 Ka 및 차속 V의 대응 관계(맵 또는 연산식)를 미리 정해 두면, 차속 V로부터 출력 역치 Ka를 산출할 수 있다. 출력 역치 Ka 및 차속 V의 대응 관계를 나타내는 정보는, 메모리(41)에 기억해 둘 수 있다.
도 11에 나타낸 예에서는, 차속 V가 높을수록 출력 역치 Ka가 커진다. 환언하면, 차속 V가 낮을수록 출력 역치 Ka가 작아진다. 도 11에 나타낸 차속 V_c는, 단계 S401의 처리에 의해 검출된 차속 V이다. 도 11에 나타낸 출력 역치 Ka_c는, 차속 V_c에 대응한 출력 역치 Ka이다.
단계 S404에 있어서, 컨트롤러(40)는, 단계 S402의 처리에 의해 산출된 출력 추정값 Pa가, 단계 S403의 처리에 의해 산출된 출력 역치 Ka보다 큰 지 여부를 판별한다. 출력 추정값 Pa가 출력 역치 Ka 이하일 때, 컨트롤러(40)는 단계 S408의 처리로 진행된다.
한편, 출력 추정값 Pa가 출력 역치 Ka보다 클 때, 컨트롤러(40)는 단계 S405에 있어서 평가값 Ea를 산출한다. 평가값 Ea는, 단계 S402의 처리에 의해 산출된 출력 추정값 Pa로부터, 단계 S403의 처리에 의해 산출된 출력 역치 Ka를 감산한 값이 된다. 여기서, 출력 추정값 Pa는 출력 역치 Ka보다 크기 때문에, 평가값 Ea는 0보다 커진다.
단계 S402의 처리에 있어서, 출력 추정값 Pa는 개도 변화율 Da 및 차속 V에 기초하여 산출된다. 여기서, 도 11에는, 차속 V_c에 대응한 출력 추정값 Pa_c를 나타내고 있다. 도 11에 나타낸 예에서는, 출력 추정값 Pa_c가 출력 역치 Ka_c보다 크다. 또한, 차속 V 및 개도 변화율 Da에 따라서는, 출력 추정값 Pa가 출력 역치 Ka 이하가 되는 경우도 있다.
단계 S406에 있어서, 컨트롤러(40)는, 단계 S405의 처리에 의해 산출된 평가값 Ea에 기초하여 전류값 Ia를 산출한다. 전류값 Ia는, 보조 기기 배터리(37)를 방전하여 메인 배터리(10)를 충전할 때의 전류값 IB이다. 평가값 Ea 및 전류값 Ia의 대응 관계(맵 또는 연산식)를 미리 구해 두면, 평가값 Ea로부터 전류값 Ia를 산출할 수 있다. 평가값 Ea 및 전류값 Ia의 대응 관계를 나타내는 정보는, 메모리(41)에 기억해 둘 수 있다. 단계 S407, S408의 처리는, 도 6에 나타낸 단계 S204, S205의 처리와 동일하다. 다만, 단계 S407의 처리에 있어서, 컨트롤러(40)는, 메인 배터리(10)의 전류값(충전 전류값) IB가, 단계 S406의 처리에 의해 산출된 전류값 Ia가 되도록 DC/DC 컨버터(35)의 동작을 제어한다.
본 실시예에 있어서도, 실시예 1과 마찬가지로, 메인 배터리(10)를 방전할 때, 메인 배터리(10)를 사전에 충전함으로써, 메인 배터리(10)의 방전을 행한 후에, 불균일한 염 농도 분포(도 2 및 도 3의 실선으로 나타낸 염 농도 분포)가 발생하는 것을 억제하여, 단전지(11)의 내부저항값의 상승이 발생하는 것을 억제할 수 있다.
한편, 본 실시예에 있어서, 출력 추정값 Pa가 출력 역치 Ka 이하일 때에는, 도 10에 나타낸 단계 S405∼S407의 처리가 행해지지 않고, 단계 S408의 처리가 행해진다. 이 때, 단계 S408의 처리에 기초하여 메인 배터리(10)를 방전하면, 도 2에 나타낸 화살표 Dr 방향에 있어서의 염 농도 분포에 있어서, 염 농도의 불균일(환언하면, 염 농도의 치우침)이 발생하는 경우가 있다. 본 실시예에서는, 단전지(11)의 내부저항값이 상승하는 것을 억제할 수 있는 범위 내에 있어서, 염 농도의 불균일을 허용하기 위하여 출력 역치 Ka를 설정하고 있다. 이 때문에, 단계 S405∼S407의 처리를 행하지 않고 단계 S408의 처리를 행하더라도, 단전지(11)의 내부저항값이 상승하는 것을 억제할 수 있다.
단전지(11)의 내부저항값의 상승을 억제할 수 있는 경우에는, 단계 S405∼S407의 처리를 행할 필요가 없다. 그래서, 본 실시예에서는, 출력 추정값 Pa가 출력 역치 Ka 이하일 때에는, 단계 S405∼S407의 처리를 행하지 않고, 단계 S408의 처리를 행하도록 하고 있다. 이에 의해, 액셀러레이터 페달(38)이 밟아졌을 때에는, 단계 S405∼S407의 처리를 행하는 시간을 확보하지 않고, 액셀러레이터 페달(38)의 밟음에 따른 차량의 주행(발진 또는 가속)을 개시시킬 수 있어, 드라이버빌리티를 확보하기 쉬워진다.
도 11의 사선으로 나타낸 영역 안(출력 역치 Ka를 규정하는 선을 제외한다)에 출력 추정값 Pa가 있을 때에는, 출력 추정값 Pa가 출력 역치 Ka보다 커져, 도 10에 나타낸 단계 S405∼S407의 처리가 행해진다. 한편, 출력 추정값 Pa가, 도 11에 나타낸 출력 역치 Ka를 규정하는 선 상에 위치하고 있을 때나, 도 11의 사선으로 나타낸 영역 밖에 있을 때에는, 출력 추정값 Pa가 출력 역치 Ka 이하가 되어, 도 10에 나타낸 단계 S405∼S407의 처리가 행해지지 않는다.
본 발명의 제 1 태양에 의하면, 메인 배터리의 충전을 행하기 전에, 메인 배터리의 방전을 행함으로써, 메인 배터리의 내부저항값의 상승(즉, 메인 배터리의 열화)이 발생하는 것을 억제할 수 있다. 메인 배터리는, 비수 전해질 이차 전지에 의해서 구성되어 있기 때문에, 방전이나 충전에 따라서, 전해질 중의 염 농도의 치우침이 발생한다. 이 염 농도의 치우침에 의해서, 메인 배터리의 내부저항값이 상승해 버린다.
메인 배터리를 방전하였을 때의 염 농도의 치우침과 메인 배터리를 충전하였을 때의 염 농도의 치우침은 서로 반대의 상태가 된다. 그래서, 메인 배터리를 충전하기 전에 메인 배터리를 방전해 두면, 충전시에 발생하는 염 농도의 치우침을, 방전시에 발생하는 염 농도의 치우침에 의해서 상쇄할 수 있어, 메인 배터리를 충전한 후에 있어서, 염 농도의 치우침이 발생하는 것을 억제할 수 있다. 이에 의해, 염 농도의 치우침에 의해서, 메인 배터리의 내부저항값의 상승이 발생하는 것을 억제할 수 있다. 여기서, 충전시에 발생하는 염 농도의 치우침을, 방전시에 발생하는 염 농도의 치우침에 의해서 상쇄하기 위해서는, 입력 추정값에 기초하여 산출되는 전류값에 있어서, 메인 배터리를 방전할 필요가 있다.
본 발명의 제 2 태양에 있어서도, 본 발명의 제 1 태양과 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다. 여기서, 염 농도의 치우침을 허용하더라도, 메인 배터리의 내부저항값의 상승이 발생하지 않는 경우가 있다. 그래서, 본원 제 2 발명에서는, 염 농도의 치우침을 허용하기 위하여 입력 역치를 설정해 두어, 입력 추정값이 입력 역치보다 클 때에 있어서, 메인 배터리를 충전하기 전에 메인 배터리를 방전하고 있다. 입력 추정값 및 입력 역치의 차에 기초하여 산출되는 전류값에 있어서, 메인 배터리를 방전하면, 메인 배터리를 충전한 후의 염 농도의 치우침을 허용 범위 내로 할 수 있다.
본 발명의 제 2 태양에 있어서, 입력 추정값이 입력 역치 이하일 때, 보조 기기 배터리를 충전하기 위한 메인 배터리의 방전을 행하지 않고, 브레이크 개도의 상승에 따른 메인 배터리의 충전을 행해도 된다. 입력 추정값이 입력 역치 이하일 때에는, 메인 배터리를 충전한 후의 염 농도의 치우침은 허용 범위 내가 된다. 이 경우에는, 메인 배터리를 충전하기 전에 메인 배터리를 방전할 필요가 없다. 이에 의해, 메인 배터리를 방전하는 시간을 확보하지 않고, 브레이크 개도의 상승에 따른 메인 배터리의 충전을 행할 수 있다.
본 발명의 제 3 태양에 의하면, 메인 배터리의 방전을 행하기 전에 메인 배터리의 충전을 행함으로써, 메인 배터리의 내부저항값의 상승(즉, 메인 배터리의 열화)이 발생하는 것을 억제할 수 있다. 메인 배터리는, 비수 전해질 이차 전지에 의해서 구성되어 있기 때문에, 방전이나 충전에 따라서 전해질 중의 염 농도의 치우침이 발생한다. 이 염 농도의 치우침에 의해서, 메인 배터리의 내부저항값이 상승해 버린다.
메인 배터리를 방전하였을 때의 염 농도의 치우침과 메인 배터리를 충전하였을 때의 염 농도의 치우침은 서로 반대의 상태가 된다. 그래서, 메인 배터리를 방전하기 전에 메인 배터리를 충전해 두면, 방전시에 발생하는 염 농도의 치우침을, 충전시에 발생하는 염 농도의 치우침에 의해서 상쇄할 수 있어, 메인 배터리를 방전한 후에 있어서, 염 농도의 치우침이 발생하는 것을 억제할 수 있다. 이에 의해, 염 농도의 치우침에 의해서, 메인 배터리의 내부저항값의 상승이 발생하는 것을 억제할 수 있다. 여기서, 방전시에 발생하는 염 농도의 치우침을, 충전시에 발생하는 염 농도의 치우침에 의해서 상쇄하기 위해서는, 출력 추정값에 기초하여 산출되는 전류값에 있어서 메인 배터리를 충전할 필요가 있다.
본원 제 4 발명에 있어서도, 본원 제 3 발명과 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다. 여기서, 염 농도의 치우침을 허용하더라도, 메인 배터리의 내부저항값의 상승이 발생하지 않는 경우가 있다. 그래서, 본원 제 4 발명에서는, 염 농도의 치우침을 허용하기 위하여 출력 역치를 설정해 두어, 출력 추정값이 출력 역치보다 클 때에 있어서, 메인 배터리를 방전하기 전에 메인 배터리를 충전하고 있다. 출력 추정값 및 출력 역치의 차에 기초하여 산출되는 전류값에 있어서 메인 배터리를 충전하면, 메인 배터리를 방전한 후의 염 농도의 치우침을 허용 범위 내로 할 수 있다.
본원 제 4 발명에 있어서, 출력 추정값이 출력 역치 이하일 때, 보조 기기 배터리의 출력 전력을 이용한 메인 배터리의 충전을 행하지 않고, 액셀러레이터 개도의 상승에 따라서 메인 배터리의 방전을 행해도 된다. 출력 추정값이 출력 역치 이하일 때에는, 메인 배터리를 방전한 후의 염 농도의 치우침은 허용 범위 내가 된다. 이 경우에는, 메인 배터리를 방전하기 전에 메인 배터리를 충전할 필요가 없다. 이에 의해, 메인 배터리를 충전하는 시간을 확보하지 않고, 액셀러레이터 개도의 상승에 따른 메인 배터리의 방전을 행할 수 있다.

Claims (6)

  1. 차량으로서,
    비수 전해질 이차 전지를 포함하는 메인 배터리(10);
    상기 메인 배터리(10)의 출력 전력을 받아 상기 차량을 주행시키는 에너지를 생성함과 함께, 상기 차량의 제동시에 발전하여, 발전시의 전력을 상기 메인 배터리(10)에 출력하도록 구성되는 모터·제네레이터(MG2);
    브레이크 페달(39);
    브레이크 개도를 검출하는 브레이크 개도 센서(24) - 상기 브레이크 개도는 상기 브레이크 페달(39)의 개도임 -;
    상기 차량의 속도를 검출하는 속도 센서(25);
    보조 기기(38)에 전력을 공급하는 보조 기기 배터리(37);
    상기 메인 배터리(10)의 출력 전압을 강압하고, 강압 후의 전력을 상기 보조 기기 배터리(37)에 출력하도록 구성되는 DC/DC 컨버터(35); 및
    상기 브레이크 개도가 상승하였을 때, 현재의 상기 속도와 상기 브레이크 개도의 상승량에 기초하여 입력 추정값을 산출하고, 상기 브레이크 개도의 상승에 따른 상기 메인 배터리(10)의 충전을 행하기 전에, 상기 DC/DC 컨버터(35)의 동작을 제어하고, 상기 입력 추정값에 기초하여 전류값을 산출하고, 상기 전류값에 있어서, 상기 보조 기기 배터리(37)를 충전하기 위한 상기 메인 배터리(10)의 방전을 행하도록 구성되는 컨트롤러(40)를 구비하며,
    상기 입력 추정값은, 상기 브레이크 개도의 상승에 따라서, 상기 모터·제네레이터(MG2)의 발전에 따른 상기 메인 배터리(10)의 충전을 행할 때의 입력값인 것을 특징으로 하는 차량.
  2. 차량으로서,
    비수 전해질 이차 전지를 포함하는 메인 배터리(10);
    상기 메인 배터리(10)의 출력 전력을 받아 상기 차량을 주행시키는 에너지를 생성함과 함께, 상기 차량의 제동시에 발전하여, 발전시의 전력을 상기 메인 배터리(10)에 출력하도록 구성되는 모터·제네레이터(MG2);
    브레이크 페달(39);
    브레이크 개도를 검출하는 브레이크 개도 센서(24) - 상기 브레이크 개도는 상기 브레이크 페달(39)의 개도임 -;
    상기 차량의 속도를 검출하는 속도 센서(25);
    보조 기기에 전력을 공급하는 보조 기기 배터리(37);
    상기 메인 배터리(10)의 출력 전압을 강압하고, 강압 후의 전력을 상기 보조 기기 배터리(37)에 출력하도록 구성되는 DC/DC 컨버터(35); 및
    상기 브레이크 개도가 상승하였을 때, 현재의 상기 속도와 상기 브레이크 개도의 상승량에 기초하여 입력 추정값을 산출하고, 상기 현재의 속도에 기초하여 입력 역치를 산출하고, 상기 입력 추정값이 상기 입력 역치보다 클 때, 상기 브레이크 개도의 상승에 따른 상기 메인 배터리의 충전을 행하기 전에, 상기 DC/DC 컨버터의 동작을 제어하고, 상기 입력 추정값 및 상기 입력 역치의 차에 기초하여 전류값을 산출하고, 상기 전류값에 있어서, 상기 보조 기기 배터리(37)를 충전하기 위한 상기 메인 배터리(10)의 방전을 행하도록 구성되는 컨트롤러(40)를 구비하며,
    상기 입력 추정값은, 상기 브레이크 개도의 상승에 따라서, 상기 모터·제네레이터(MG2)의 발전에 따른 상기 메인 배터리(10)의 충전을 행할 때의 입력값인 것을 특징으로 하는 차량.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 컨트롤러(40)는, 상기 입력 추정값이 상기 입력 역치 이하일 때, 상기 보조 기기 배터리(37)를 충전하기 위한 상기 메인 배터리(10)의 방전을 행하지 않고, 상기 브레이크 개도의 상승에 따른 상기 메인 배터리(10)의 충전을 행하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 차량.
  4. 차량으로서,
    상기 차량을 주행시키기 위한 에너지를 출력하도록 구성되고, 비수 전해질 이차 전지를 포함하는 메인 배터리(10);
    액셀러레이터 페달(38);
    액셀러레이터 개도를 검출하는 액셀러레이터 개도 센서(23) - 상기 액셀러레이터 개도는 상기 액셀러레이터 페달(38)의 개도임 -;
    상기 차량의 속도를 검출하는 속도 센서(25);
    보조 기기에 전력을 공급하는 보조 기기 배터리(37);
    상기 메인 배터리(10)의 출력 전압을 강압하고, 강압 후의 전력을 상기 보조 기기 배터리(37)에 출력함과 함께, 상기 보조 기기 배터리(37)의 출력 전압을 승압하고, 승압 후의 전력을 상기 메인 배터리(10)에 출력하도록 구성되는 DC/DC 컨버터(35); 및
    상기 액셀러레이터 개도가 상승하였을 때, 현재의 상기 속도와 상기 액셀러레이터 개도의 상승량에 기초하여 출력 추정값을 산출하고, 상기 액셀러레이터 개도의 상승에 따른 상기 메인 배터리(10)의 방전을 행하기 전에, 상기 DC/DC 컨버터(35)의 동작을 제어하고, 상기 출력 추정값에 기초하여 전류값을 산출하고, 상기 전류값에 있어서, 상기 보조 기기 배터리(37)의 출력 전력을 이용한 상기 메인 배터리(10)의 충전을 행하도록 구성되는 컨트롤러(40)를 구비하며,
    상기 출력 추정값은, 상기 액셀러레이터 개도의 상승에 따른 상기 메인 배터리(10)의 방전을 행할 때의 출력값인 것을 특징으로 하는 차량.
  5. 차량으로서,
    상기 차량을 주행시키기 위한 에너지를 출력하도록 구성되고, 비수 전해질 이차 전지를 포함하는 메인 배터리(10);
    액셀러레이터 페달(38);
    액셀러레이터 개도를 검출하는 액셀러레이터 개도 센서(23) - 상기 액셀러레이터 개도는 상기 액셀러레이터 페달(38)의 개도임 -;
    상기 차량의 속도를 검출하는 속도 센서(25);
    보조 기기에 전력을 공급하는 보조 기기 배터리(37);
    상기 메인 배터리(10)의 출력 전압을 강압하고, 강압 후의 전력을 상기 보조 기기 배터리(37)에 출력함과 함께, 상기 보조 기기 배터리(37)의 출력 전압을 승압하고, 승압 후의 전력을 상기 메인 배터리(10)에 출력하는 DC/DC 컨버터(35); 및
    상기 액셀러레이터 개도가 상승하였을 때, 현재의 상기 속도와 상기 액셀러레이터 개도의 상승량에 기초하여 출력 추정값을 산출하고, 상기 현재의 속도에 기초하여 출력 역치를 산출하고, 상기 출력 추정값이 상기 출력 역치보다 클 때, 상기 액셀러레이터 개도의 상승에 따른 상기 메인 배터리(10)의 방전을 행하기 전에, 상기 DC/DC 컨버터(35)의 동작을 제어하고, 상기 출력 추정값 및 상기 출력 역치의 차에 기초하여 전류값을 산출하고, 상기 전류값에 있어서, 상기 보조 기기 배터리(37)의 출력 전력을 이용한 상기 메인 배터리(10)의 충전을 행하도록 구성되는 컨트롤러(40)를 구비하며,
    상기 출력 추정값은, 상기 액셀러레이터 개도의 상승에 따른 상기 메인 배터리(10)의 방전을 행할 때의 출력값인 것을 특징으로 하는 차량.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 컨트롤러는, 상기 출력 추정값이 상기 출력 역치 이하일 때, 상기 보조 기기 배터리(37)의 출력 전력을 이용한 상기 메인 배터리(10)의 충전을 행하지 않고, 상기 액셀러레이터 개도의 상승에 따라서 상기 메인 배터리(10)의 방전을 행하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 차량.
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