WO2010058839A1 - 充電制御装置 - Google Patents

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WO2010058839A1
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charge
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battery
control device
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一晃 瀧澤
仁和 大沼
睦二 鈴木
義弘 須永
直樹 丸野
訓 小茂田
篤志 渋谷
義一 西田
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本田技研工業株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a charge control device for a rechargeable battery.
  • Vehicles such as EVs (Electric Vehicles) and HEVs (Hybrids Electric Vehicles) are equipped with a battery that supplies electric power to a motor or the like.
  • a storage battery mounted on a vehicle is mounted with a storage battery such as a lithium ion battery or a nickel metal hydride battery.
  • FIG. 27 is a diagram illustrating an example of the relationship between the durability days (the number of use days) of the battery and the capacity reduction rate. That is, if the capacitor is used or left in a high SOC state, the capacity reduction rate increases, and the capacitor tends to deteriorate.
  • the usable capacity is a difference between an upper limit SOC that can be used (hereinafter also referred to as a limit upper limit SOC) and a lower limit SOC that can be used (hereinafter also referred to as a usable lower limit SOC).
  • FIG. 28 is a diagram illustrating an example of the relationship between the years of use and the usable capacity of a conventional storage battery.
  • a method for preventing such deterioration of the storage battery in order to prevent the storage battery from being left at a high SOC, it is discharged using an externally connected device, or before using the vehicle using a timer.
  • a technique for charging is known (see, for example, Patent Document 1).
  • a technique is known in which a lithium ion secondary battery is discharged before being left for a long time in a charged state at a high temperature (see, for example, Patent Document 2).
  • Japanese Unexamined Patent Publication No. 2002-199616 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-287372 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2007-323999 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-125415
  • the conventional battery is not particularly regulated from the usable lower limit SOC to the limit upper limit SOC as the usable SOC range from the initial use to the end of use.
  • the vehicle may be left or used in a high SOC region from a relatively early stage of use.
  • the deterioration of the storage battery progresses, and the ratio of the electric driving decreases, such as the reduction of the electric driving possible distance and the time for assisting and regenerating, which may give the user a sense of incongruity during the driving.
  • the deterioration of the battery is promoted only by stopping, and the vehicle may not be able to travel due to the deterioration of the battery even if the travel distance is short.
  • the usable capacity of the storage battery is varied according to the estimated deterioration state.
  • the range of the usable capacity is reduced in order to suppress the deterioration of the storage value, the electric running The vehicle behavior may be affected, for example, the distance may be reduced or the usable range of the electric device may be reduced.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a charge control device capable of charging while suppressing the progress of deterioration of a capacitor without performing unnecessary charging / discharging of the capacitor. And It is another object of the present invention to provide a charge control device that can charge while suppressing the progress of deterioration of the battery while satisfying the vehicle required output.
  • a charge control device is a charge control device for a chargeable battery (for example, battery 101 in the embodiment), A voltage detection unit (for example, a voltage sensor 133 in the embodiment) that detects a voltage of the battery, a current detection unit (for example, a current sensor 135 in the embodiment) that detects a charge / discharge current of the battery, and the voltage detection A storage capacity estimation unit (for example, battery ECU 123 in the embodiment) for estimating a storage capacity (for example, SOC in the embodiment) of the battery, and a current detection unit.
  • a voltage detection unit for example, a voltage sensor 133 in the embodiment
  • a current detection unit for example, a current sensor 135 in the embodiment
  • a charge / discharge amount calculation unit (for example, the management ECU 117 in the embodiment) that calculates a charge / discharge amount from the start of charging of the battery by integrating the charge / discharge current.
  • a charge control unit (for example, an embodiment) that controls charging of the capacitor based on the storage capacity of the capacitor estimated by the storage capacity estimation unit and the charge / discharge amount of the capacitor calculated by the charge / discharge amount calculation unit
  • the storage ECU estimated by the storage capacity estimation unit based on the state characteristics of the battery, for example, the actual use upper limit storage capacity (for example, the actual use upper limit in the embodiment) SOC) is set to be updated.
  • the charge control unit when the charge control unit charges the battery, the charge / discharge amount calculated by the charge / discharge amount calculation unit reaches a predetermined value. Sometimes, the storage capacity estimated by the storage capacity estimation unit is updated to the actual use upper limit storage capacity.
  • the storage capacity estimated by the storage capacity estimation unit is the usable lower limit storage capacity.
  • the storage capacity estimated by the storage capacity estimation unit when the charge / discharge amount calculated by the charge / discharge amount calculation unit reaches the predetermined value is set as the actual use upper limit storage capacity. .
  • the charge control device of the invention according to claim 4 is such that the charge control unit calculates the charge / discharge amount even when the storage capacity estimated by the storage capacity estimation unit reaches the actual use upper limit storage capacity. Control is performed so that the battery is charged until the charge / discharge amount calculated by the unit reaches a predetermined value.
  • the charge control unit is configured such that the storage capacity estimated by the storage capacity estimation unit does not reach the actual use upper limit storage capacity, but the charge / discharge amount is When the charge / discharge amount calculated by the calculation unit reaches a predetermined value, control is performed such that charging of the battery is stopped.
  • the charge control device of the invention described in claim 6 is a storage unit (for example, in the embodiment) that stores the storage capacity estimated by the storage capacity estimation unit every time the charge / discharge amount reaches a predetermined value. Storage unit), and the charge control unit sets the actual use upper limit storage capacity based on the storage capacity stored in the storage unit.
  • the charge control device of the invention described in claim 7 is characterized in that the storage unit stores a predetermined number of storage capacities estimated each time the charge / discharge amount reaches the predetermined value.
  • the storage unit stores a predetermined number of storage capacities estimated every time the charge / discharge amount reaches the predetermined value for a predetermined time. It is characterized by.
  • the charge control unit charges the capacitor in a state where the storage capacity estimated by the storage capacity estimation unit is larger than the usable lower limit storage capacity. Is started, and in the second charging mode, the actual use upper limit storage capacity, the usable lower limit storage capacity, and the storage capacity estimation unit at the start of charging are estimated. The remaining amount of the battery at the start of charging is estimated based on the stored storage capacity and the predetermined value, and when the charge control device charges the battery, the remaining amount is used as the charge / discharge amount. It is characterized by including.
  • an external power supply outside the vehicle for example, the external power supply source 139 in the embodiment
  • the battery is connected
  • the remaining amount is estimated by the storage capacity estimation unit when the actual use upper limit storage capacity is B, the usable lower limit storage capacity is C, and the storage capacity estimation unit when the battery is connected to the external power source.
  • the stored power storage capacity is X and the predetermined value is A, it is estimated as (X ⁇ C) / (BC) ⁇ A.
  • the charge control device of the invention when the limit upper limit storage capacity is initially set, and the charge control unit has exceeded the limit upper limit storage capacity, the actual use upper limit storage capacity, It is estimated that a failure has occurred in the battery, and a notification unit is notified of this.
  • the charging control apparatus includes an internal resistance estimation unit (for example, the battery ECU 123 in the embodiment) that estimates the internal resistance of the battery, and the charging control unit estimates the internal resistance.
  • the upper limit storage capacity (for example, the limit upper limit SOC in the embodiment) that is larger than the usable lower limit storage capacity (for example, the usable lower limit SOC in the embodiment) of the capacitor, based on the state characteristics due to the internal resistance estimated by the unit )
  • a value that satisfies the vehicle requirement output of a vehicle (for example, a vehicle in the embodiment) on which the battery is mounted is set as the actual use lower limit storage capacity (for example, the actual use lower limit SOC in the embodiment).
  • the capacitor is charged while maintaining a storage capacity equal to or higher than the actual use lower limit storage capacity.
  • the charge control unit sets a value larger than the actual use lower limit storage capacity of the capacitor and less than or equal to the limit upper limit storage capacity (for example, implementation The actual use upper limit SOC in the embodiment is set, and the capacitor is charged between the actual use lower limit storage capacity and the actual use upper limit storage capacity.
  • the actual use lower limit storage capacity is updated with the storage capacity at which the vehicle required output becomes the maximum output.
  • the charge control unit when the charge control unit has a maximum output when the storage capacity of the capacitor is the actual use lower limit storage capacity, the vehicle required output is not satisfied,
  • the actual use lower limit storage capacity is updated with a storage capacity at which the vehicle required output is a maximum output.
  • the charge control unit when the charge control unit has a maximum output when the storage capacity of the battery is the actual use lower limit storage capacity is larger than the vehicle request output, the actual use lower limit storage capacity is updated with a storage capacity at which the vehicle required output is a maximum output.
  • the charge control device of the invention is a memory that stores first information (for example, the SOC-OCV table in the embodiment) in which the storage capacity of the capacitor and the open circuit voltage of the capacitor are associated with each other.
  • the charge control unit estimates an open circuit voltage of the battery when the battery capacity of the battery is the actual use lower limit battery capacity based on the first information stored in the storage unit, An actual reached voltage indicating a voltage drop when the battery outputs the required vehicle output, and an estimated reached voltage indicating a difference between the estimated open circuit voltage and a predetermined protection lower limit voltage for protecting the battery; Based on the above, the actual use lower limit storage capacity is updated.
  • the charge control device of the invention described in claim 18 is provided with a temperature detection unit (for example, the temperature sensor 131 in the embodiment) for detecting the temperature of the battery, and the charge control unit is controlled by the temperature detection unit.
  • the actual use lower limit storage capacity is updated based on the detected temperature.
  • the charge control device of the invention described in claim 19 is characterized in that the charge control unit updates the actual use upper limit storage capacity based on the update amount of the actual use lower limit storage capacity.
  • the charge control device provides the second information in which the actual use lower limit storage capacity and the actual use upper limit storage capacity are associated with each other (for example, the actual use upper limit SOC in the embodiment ⁇ actual A lower limit SOC table), and the charge control unit refers to the second information stored in the storage unit, and based on the update amount of the actual use upper limit storage capacity, the actual use lower limit The storage capacity is updated.
  • the charge control device of the invention described in claim 2 it is possible to charge the battery while suppressing the progress of deterioration of the battery without performing unnecessary charge / discharge of the battery. Furthermore, it is possible to set an actual use upper limit storage capacity capable of charging an optimum charge amount for the storage battery.
  • the actual use upper limit storage capacity capable of charging an optimum charge amount to the battery can be set.
  • the actual capacity of the battery (actual upper limit storage capacity ⁇ usable lower limit storage capacity) is reduced due to deterioration of the battery, the actual use upper limit is set.
  • the actual capacity of the battery can be kept constant. Further, since the actual capacity of the battery is constant, the user does not feel uncomfortable.
  • the optimum actual use upper limit storage capacity is set. Can do.
  • the optimum actual use upper limit storage capacity can be set.
  • charging is started at a timing other than the trigger when the usable lower limit storage capacity is reached, and charging is performed in consideration of the remaining amount of the capacitor at the start of charging. Can be done.
  • unnecessary charging / discharging of the capacitor is also performed by plug charging for charging the capacitor from an external power supply source, similarly to charging by a generator in the vehicle.
  • the storage capacity of the battery can be maintained at the lower limit capacity that satisfies the vehicle output request, the progress of deterioration of the battery is suppressed while satisfying the vehicle output request. And can be charged.
  • the vehicle request It is possible to charge the battery while suppressing the progress of deterioration of the battery while satisfying the output.
  • the actual use lower limit storage capacity can be updated in the downward direction in order to maintain the lower limit capacity satisfying the vehicle output request for the storage capacity of the battery. It is possible to charge the battery while suppressing the progress of deterioration of the battery while satisfying the output.
  • the charge control device of the invention described in claim 17 by providing the SOC-OCV table in which the storage capacity of the battery and the open circuit voltage are associated with each other, an actual drop voltage and a desired drop when the vehicle required output is performed Since the actual use lower limit storage capacity is updated based on the comparison result with the voltage, the actual use lower limit storage capacity can be reliably updated to a value that satisfies the vehicle required output.
  • the charge control device of the nineteenth aspect of the present invention by updating the actual usage lower limit storage capacity update amount (lifting amount or lifting amount) for the actual use upper limit storage capacity, the usable capacity can be reduced. Since it can always be kept constant, the deterioration of the battery is suppressed, and at the same time, even if the battery capacity is reduced, the proportion of the electric running is not different from that at the time of the new article, so that the user does not feel uncomfortable.
  • the usable capacity can be reduced by updating the actual use lower limit storage capacity by updating the update amount (lifting amount or lifting amount) of the actual use upper limit storage capacity. Since it can always be kept constant, the deterioration of the battery is suppressed, and at the same time, even if the battery capacity is reduced, the proportion of the electric running is not different from that at the time of the new article, so that the user does not feel uncomfortable. Even in this case, the vehicle output request can be satisfied.
  • the block diagram which shows an example of the internal structure of the vehicle in the 1st Embodiment of this invention.
  • the figure which shows an example of the relationship between a voltage and SOC The figure which shows an example of the relationship between the usage period of a capacitor
  • movement at the time of updating real use upper limit SOC in the 1st Embodiment of this invention The flowchart which shows an example of another operation
  • the figure which shows an example of the relationship between a voltage and SOC The flowchart which shows an example of the operation
  • the figure which shows an example of the SOC-OCV table in the 2nd Embodiment of this invention The figure which shows an example of the relationship (at the time of a new article) with SOC of a capacitor
  • movement for performing the 1st update of actual use upper limit SOC in the 2nd Embodiment of this invention The flowchart which shows an example of the operation
  • capacitance fall rate The figure which shows an example of the relationship between the years of use of a conventional storage battery and the usable capacity
  • HEV Hybrid Electric Vehicle
  • the series-type HEV travels by the driving force of an electric motor using a capacitor as a power source.
  • the internal combustion engine is used only for power generation, and the electric power generated by the driving force of the internal combustion engine is charged in a capacitor or supplied to an electric motor.
  • the parallel HEV travels by the driving force of one or both of the electric motor and the internal combustion engine.
  • a series-parallel HEV that combines both systems is also known.
  • FIG. 1 is a block diagram showing the internal configuration of a series-type HEV.
  • vehicle the driving force from the electric motor 105 using the battery 101 as a power source is transmitted to the driving wheel 129 via a gear box (gear) 115.
  • gear box gear box
  • the traveling mode of this vehicle is “EV traveling” or “series traveling”.
  • EV traveling the vehicle travels by the driving force of an electric motor (MOT) 105 that is driven by power supply from a battery (BATT) 101.
  • BATT battery
  • series travel the travel is performed by the driving force of the electric motor 105 that is driven by the supply of power from the battery 101 and the supply of electric power generated by the generator (GEN) 109 by driving the internal combustion engine 107.
  • GEN generator
  • the vehicle shown in FIG. 1 includes a battery (BATT) 101, a first inverter (first INV) 103, an electric motor (MOT) 105, a multi-cylinder internal combustion engine (ENG) 107, a generator (GEN) 109, a first Two inverters (second INV) 111, a gear box (hereinafter simply referred to as “gear”) 115, a management ECU (MG (ECU) 117, a motor ECU (MOT ECU) 119, and an engine ECU (ENG ECU) 121; A battery ECU (BATT ECU) 123.
  • the storage battery 101 has a plurality of storage cells connected in series and supplies a high voltage of 100 to 200 V, for example, and is mounted with a storage battery such as a lithium ion battery. Moreover, the full charge capacity of the battery 101 is different even with the same SOC depending on the degree of deterioration due to long-term use or the like.
  • the first inverter 103 converts a DC voltage from the battery 101 into an AC voltage and supplies a three-phase current to the electric motor 105.
  • the electric motor 105 generates power (torque) for the vehicle to travel. Torque generated by the electric motor 105 is transmitted to the drive shaft 127 of the drive wheel 129 via the gear 115.
  • a multi-cylinder internal combustion engine (hereinafter simply referred to as “internal combustion engine”) 107 generates power (torque), and this power is consumed by the generator 109.
  • the generator 109 is directly connected to the internal combustion engine 107.
  • the generator 109 is driven by the internal combustion engine 107 to generate electric power.
  • the electric power generated by the generator 109 is charged in the battery 101 or supplied to the electric motor 105.
  • the second inverter 111 converts the AC voltage generated by the generator 109 into a DC voltage.
  • the electric power converted by the second inverter 111 is charged in the battery 101 or supplied to the electric motor 105 via the first inverter 103.
  • the gear 115 is a transmission that converts the driving force from the electric motor 105 into a rotation speed and torque at a desired gear ratio and transmits the converted torque to the drive shaft 127.
  • the gear 115 and the rotor of the electric motor 105 are directly connected.
  • the management ECU 117 performs switching between EV traveling or series traveling, controlling the electric motor 105 and the internal combustion engine 107, and the like.
  • the management ECU 117 also includes a requested driving force sensor (not shown) that detects information from a vehicle speed sensor (not shown) that detects the speed of the vehicle and a driving force of the vehicle that is requested by the driver, such as the accelerator opening. ) Is input.
  • the management ECU 117 calculates at least one of the amount of charge to the capacitor 101 and the amount of discharge from the capacitor 101 (hereinafter referred to as charge / discharge amount) and controls the state of charge of the capacitor 101 (SOC: State ⁇ ofSOCharge). Details of these will be described later.
  • the charge / discharge amount is an energy amount.
  • the motor ECU 119 controls the electric motor 105 in accordance with an instruction from the management ECU 117.
  • the motor ECU 119 limits the current supplied from the battery 101 to the electric motor 105 when vehicle speed restriction is instructed from the management ECU 117.
  • the engine ECU 121 controls the start and stop of the internal combustion engine 107, throttle valve opening / closing control and fuel injection control in each cylinder, and the number of rotations of the crankshaft of the internal combustion engine 107 in accordance with instructions from the management ECU 117.
  • the temperature sensor 131 detects the temperature of the battery 101. Further, the voltage sensor 133 detects the voltage between the terminals of the battery 101.
  • the current sensor 135 detects at least one of a charging current to the capacitor 101 and a discharging current from the capacitor 101 (hereinafter referred to as a charging / discharging current). These detections can be performed regularly, for example, and the detection timing can be set flexibly.
  • the charger 137 receives power supply from an external power supply source 139 outside the vehicle, and converts an AC voltage into a DC voltage.
  • the external power supply source 139 is disposed in a charging stand or in the home, and supplies power to the charger 137 to supply power having an alternating voltage to the vehicle.
  • the battery ECU 123 estimates the state of charge (SOC) of the battery 101 and sends information indicating the state to the management ECU 117. At this time, the battery ECU 123 estimates the SOC of the battery 101 by performing real-time calculation based on the voltage detected by the voltage sensor 133.
  • the estimated SOC of the battery 101 is also referred to as an estimated SOC. This estimation can be realized because there is a correlation between the SOC and the voltage of the battery 101.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of the relationship between voltage and SOC.
  • the SOC may be estimated based on the current detected by the current sensor 135 or the temperature detected by the temperature sensor 131. For example, the SOC may be estimated by correcting the detected voltage with a detected current or a detected temperature.
  • the management ECU 117 integrates the charging / discharging current detected by the current sensor 135 every predetermined period, thereby at least one of the amount of charge to the capacitor 101 and the amount of discharge from the capacitor 101 (hereinafter referred to as charge / discharge amount). Is calculated.
  • This calculation method is called a current integration method. For example, the charge / discharge amount accumulated from the start of charging is calculated.
  • the limit upper limit SOC and the usable lower limit SOC are set in advance, and the management ECU 117 sets the actual use upper limit SOC in the meantime, and charges the battery 101 based on the estimated SOC and the charge / discharge amount. Is performed between the usable lower limit SOC and the actual usable upper limit SOC.
  • the actual use upper limit SOC is a variable value, and the limit upper limit SOC and the usable lower limit SOC are fixed values.
  • the management ECU 117 sets the SOC charged with a predetermined capacity from the usable lower limit SOC as the first actual use upper limit SOC (initial setting of the actual use upper limit SOC). Then, even if the capacity at the actual use upper limit SOC decreases due to the deterioration of the battery 101, the actual use upper limit SOC is updated in the upward direction by the predetermined capacity from the usable lower limit SOC so that the predetermined capacity can always be secured. To do.
  • the predetermined capacity to be kept constant is also referred to as a target capacity.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of the relationship between the capacitor usage period and the voltage at each SOC of the capacitor 101.
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of the relationship between the storage device usage period and the capacity of the storage device 101 at the actual use upper limit SOC.
  • a capacity equal to or higher than a predetermined switching threshold can be secured at time t1 as the capacity of the actual use upper limit SOC. Disappear.
  • This switching threshold is, for example, the same value as the minimum necessary capacity required for traveling.
  • the management ECU 117 updates the actual use upper limit SOC in the upward direction as shown in FIG.
  • the management ECU 117 again updates the actual use upper limit SOC in the increasing direction, as shown in FIG.
  • the management ECU 117 repeats updating the actual use upper limit SOC when the capacity at the actual use upper limit SOC cannot secure the switching threshold value. If this update is performed in a short cycle, the change in the SOC capacity is reduced, and it is possible to prevent the vehicle behavior, for example, the travel distance for EV travel from changing rapidly without driving the ENG.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an example of the relationship between the years of use and the usable capacity when the battery 101 is deteriorated as expected.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an example of the relationship between the number of years of use and the usable capacity when the battery 101 is deteriorated below the expected level.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an example of the relationship between the years of use and the usable capacity when the battery 101 is deteriorated more than expected.
  • produced like FIG. 7 you may estimate that the malfunction has generate
  • a failure estimation is executed by the management ECU 117, and a notification unit (not shown) notifies the fact.
  • FIG. 8 shows the relationship between the age of use and the actual use upper limit SOC for the capacitor 101 that deteriorates as shown in FIGS. That is, for example, when the actual use upper limit SOC is set to 50 (%) and the use is assumed to be L1, if the deterioration is as expected, the increase in the actual use upper limit SOC is increased as shown in L2 in the case of deterioration below the assumption. The degree is relatively small. On the other hand, in the case of deterioration more than expected, as shown in L3, the increase degree of the actual use upper limit SOC becomes relatively large.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating an example of the relationship between the years of use of the battery 101 and the actual use upper limit SOC for each deterioration state.
  • the management ECU 117 controls the actual use upper limit SOC, and charging the capacitor 101 between the usable lower limit SOC and the actual use upper limit SOC as described above, regardless of the years of use of the capacitor 101. Since the same capacity is used, even if the usable capacity of the battery decreases from the start of the use of the battery 101, the ratio of the electric running does not change from when it is new, and the user does not feel uncomfortable. In addition, since the SOC usage range of the battery is limited to the actual use upper limit SOC charged only by the target capacity ( ⁇ usable capacity) from the usable lower limit SOC, the battery 101 of the battery 101 is maintained by maintaining a high SOC state. It is possible to suppress deterioration.
  • FIG. 9 is a flowchart showing an example of an operation when updating the actual use upper limit SOC in the present embodiment.
  • FIG. 9 for example, it is assumed that charging of the battery 101 is started when the estimated SOC falls below the usable lower limit SOC due to capacity consumption during traveling of the vehicle.
  • step S104 After resetting the charge / discharge amount, power generation by the internal combustion engine 107 and the generator 109 is started based on a command from the management ECU 117, and charging of the battery 101 is started (step S104). After the start of charging, the management ECU 117 determines whether or not the estimated SOC has reached the actual use upper limit SOC of the battery 101 (step S105).
  • the management ECU 117 determines whether or not the calculated charge / discharge amount is equal to or less than a specified value (step S106). When it is determined that the charge / discharge amount is larger than the specified value, the management ECU 117 controls to stop the charging of the battery 101 (step S111). When stopping charging, based on a command from the management ECU 117, power generation by the internal combustion engine 107 and the generator 109 is stopped, and charging of the battery 101 is stopped. The specified value to be compared with the charge / discharge amount is set in advance.
  • the management ECU 117 controls to continue charging the battery 101 (step S107), and determines whether or not the calculated charge / discharge amount has reached the specified value ( Step S108). If it is determined that the specified value has not been reached, the management ECU 117 controls to continue charging the battery 101.
  • the management ECU 117 controls to stop the charging of the battery 101 (step S109). Then, the management ECU 117 updates the actual use upper limit SOC of the battery 101 to the estimated SOC of the battery 101 when the charging is stopped (step S110). Here, the actual use upper limit SOC is updated in the upward direction.
  • step S105 when it is determined in step S105 that the estimated SOC has not reached the actual use upper limit SOC, the management ECU 117 determines whether or not the calculated charge / discharge amount has reached a specified value (step S112). When it is determined that the charge / discharge amount has not reached the specified value, the process returns to step S104, and the management ECU 117 controls to continue charging the battery 101.
  • the management ECU 117 controls to stop the charging of the battery 101 (step S113). Then, the management ECU 117 updates the actual use upper limit SOC of the battery 101 to the estimated SOC of the battery 101 when the charging is stopped (step S114). Here, the actual use upper limit SOC is updated in the downward direction.
  • the battery can be charged while preventing the user from feeling uncomfortable while driving, and without charging / discharging of the unnecessary battery, while suppressing the progress of deterioration of the battery, Life can be extended.
  • the charge / discharge amount does not reach the specified value even when the estimated SOC reaches the actual use upper limit SOC.
  • the charge / discharge amount calculated by the management ECU 117 is calculated by integration every predetermined period, an integration error tends to increase. Is also included in the charge / discharge amount, there is a possibility that the error is further increased. For example, if the actual use upper limit SOC is set too high due to an error, it is conceivable that the charge / discharge amount reaches the specified value even if the estimated SOC does not reach the actual use upper limit SOC. Even in such a case, since there is no problem even if the actual use upper limit SOC is lowered, it is possible to further prevent deterioration of the battery 101 by performing control to lower the actual use upper limit SOC.
  • FIG. 10 is a flowchart showing another example of the operation when updating the actual use upper limit SOC in the present embodiment.
  • FIG. 10 for example, it is assumed that charging of the battery 101 is started when a connection portion extending from the charger 137 is connected to the external power supply source 139 while the vehicle is stopped.
  • the management ECU 117 determines that the plug as a connecting portion extending from the charger 137 is inserted and connected to the external power supply source 139 (step S201), the remaining power of the battery 101 at the time of the connection is calculated (step S202). ).
  • the actual usable SOC set at the time of plug connection is B (%)
  • the lower limit of usable SOC is C (%)
  • the target value of charge / discharge amount is A (Wh)
  • estimated at the time of plug connection is estimated SOC is X (%)
  • the remaining electric energy E0 at the time of plug connection is calculated as in the following equation (1).
  • the charge / discharge amount from when the estimated SOC has recently reached the usable lower limit SOC is stored in a storage unit (not shown), and the charge / discharge amount stored in the storage unit at the time of plug connection is stored in the remaining charge of the battery 101. It is good.
  • the management ECU 117 calculates the charge / discharge amount using E0 as an initial value (step S203), and starts plug charging for receiving the power supply from the external power supply source 139 and charging the battery 101. Control is performed (step S204). Since the charge / discharge amount has E0 as an initial value, the charge / discharge amount calculated after the start of charging includes the charge / discharge amount due to plug charging as well as the remaining amount of electricity of the battery 101 at the time of plug connection.
  • step S105 to step S114 in FIG. 9 After the start of charging, the same processing as step S105 to step S114 in FIG. 9 is performed. However, when comparing the charge / discharge amount with the specified value (corresponding to the target value A of the charge / discharge amount) in steps S106, S108, and S112, as described above, as the charge / discharge amount, A comparison is made including the remaining electricity of the battery 101. If it is determined in step S112 that the charge / discharge amount has not reached the specified value, the process returns to step S204, and the management ECU 117 controls to continue charging the battery 101.
  • the specified value corresponding to the target value A of the charge / discharge amount
  • the battery can be charged while preventing the user from feeling uncomfortable while driving, and without charging / discharging of the unnecessary battery, while suppressing the progress of deterioration of the battery, Life can be extended. Further, since the charge / discharge amount calculated by the management ECU 117 is calculated by integration every predetermined period, an integration error tends to increase. Is also included in the charge / discharge amount, there is a possibility that the error is further increased. On the other hand, since plug charging is performed in FIG. 10, there is no error due to discharging, so the actual use upper limit SOC can be updated more accurately, and deterioration of the battery 101 can be prevented.
  • charging of the battery 101 is started when the connecting portion extending from the charger 137 is connected to the external power supply source 139 while the vehicle is stopped.
  • the internal combustion engine 107 is operated when heating is performed in cold weather, or when the generator 109 is operated at the time of a high output request in which the electric power of the battery 101 is insufficient while the vehicle is running, etc.
  • the remaining electric energy can be obtained.
  • FIG. 11 is a flowchart showing an example of further operation when updating the actual use upper limit SOC in the present embodiment.
  • the actual use upper limit SOC is updated with an SOC selected from a plurality of SOC candidates.
  • the management ECU 117 stores the estimated SOC at the time of charging stop as a candidate n of the actual use upper limit SOC in a storage unit (not shown) after the charging is stopped in steps S109, S111, and S113 (step S301). . That is, when the charge / discharge amount calculated by the management ECU 117 after the start of charging reaches a specified value, the actual use upper limit SOC is not updated immediately, but the estimated SOC at the time of charge stop is once updated. As a candidate for storage in a storage unit (not shown).
  • the management ECU 117 determines whether or not the number of candidates stored in the storage unit has reached a specified number (step S302). If the specified number has not been reached, the process returns to step S101 to search for the next candidate.
  • the management ECU 117 selects an optimum SOC from a plurality of candidates stored in the storage unit, and updates the actual use upper limit SOC to the selected SOC (step S303).
  • a selection method of the SOC for example, the median value of a plurality of candidates is selected, the average value of the plurality of candidates is selected, the average value of the maximum value and the minimum value among the plurality of candidates is selected, and the most frequent value of the plurality of candidates Can be considered.
  • the estimated SOC is stored in a storage unit (not shown), and an optimum SOC is selected from a plurality of SOC candidates. Even if there are some errors in the SOC candidate values, the actual use upper limit SOC can be updated more accurately.
  • step S302 it has been described whether or not the number of candidates has reached the specified number. However, for example, it may be determined whether or not a predetermined time has elapsed since the start of charging. That is, the estimated SOC is stored in the storage unit every time the charge / discharge amount reaches the specified value for a predetermined time.
  • FIG. 11 it is assumed that charging is performed by the same processing as in FIG. 9, that is, power generation by the internal combustion engine 107 and the generator 109.
  • the optimum SOC candidate may be selected from the above, and the actual use upper limit SOC may be updated.
  • HEV Hybrid Electric Vehicle: plug-in hybrid electric vehicle
  • FCV Full Cell Vehicle: fuel cell
  • PFCVs Plugin Fuel Cell Vehicles
  • FIG. 12 is a block diagram showing the internal configuration of a series-type HEV.
  • vehicle the series-type HEV (hereinafter simply referred to as “vehicle”) shown in FIG. 12, the driving force from the electric motor 205 using the capacitor 201 as a power source is transmitted to the driving wheels 229 via a gear box (gear) 215.
  • gear box gear box
  • the traveling mode of this vehicle is “EV traveling” or “series traveling”.
  • EV traveling the vehicle travels by the driving force of an electric motor (MOT) 205 that is driven by power supply from a battery (BATT) 201.
  • BATT battery
  • the vehicle travels by the driving force of the electric motor 205 that is driven by the supply of electric power generated by the generator (GEN) 209 by the power supply from the capacitor 201 and the driving of the internal combustion engine 207.
  • GEN generator
  • the vehicle shown in FIG. 12 includes a battery (BATT) 201, a first inverter (first INV) 203, an electric motor (MOT) 205, a multi-cylinder internal combustion engine (ENG) 207, a generator (GEN) 209, 2 inverter (second INV) 211, gear box (hereinafter simply referred to as “gear”) 215, management ECU (MG ECU) 217, motor ECU (MOT ECU) 219, engine ECU (ENG ECU) 221, And a battery ECU (BATT ECU) 223.
  • MG ECU management ECU
  • MOT ECU motor ECU
  • ENG ECU engine ECU
  • BATT ECU battery ECU
  • the storage battery 201 has a plurality of storage cells connected in series and supplies a high voltage of, for example, 100 to 200 V, and is mounted with a storage battery such as a lithium ion battery. Moreover, the full charge capacity of the battery 201 is different even with the same SOC depending on the degree of deterioration due to long-term use or the like.
  • the first inverter 203 converts the DC voltage from the battery 201 into an AC voltage and supplies a three-phase current to the electric motor 205.
  • the electric motor 205 generates power (torque) for the vehicle to travel. Torque generated by the electric motor 205 is transmitted to the drive shaft 227 of the drive wheel 229 via the gear 215.
  • the multi-cylinder internal combustion engine (hereinafter simply referred to as “internal combustion engine”) 207 generates power (torque), and this power is consumed by the generator 209.
  • the generator 209 is directly connected to the internal combustion engine 207.
  • the generator 209 is driven by the internal combustion engine 207 to generate electric power.
  • the electric power generated by the generator 209 is charged in the battery 201 or supplied to the electric motor 205.
  • the second inverter 211 converts the AC voltage generated by the generator 209 into a DC voltage.
  • the electric power converted by the second inverter 211 is charged in the battery 201 or supplied to the electric motor 205 via the first inverter 203.
  • the gear 215 is a transmission that converts the driving force from the electric motor 205 into a rotation speed and torque at a desired gear ratio and transmits the converted torque to the drive shaft 227. Note that the gear 215 and the rotor of the electric motor 205 are directly connected.
  • the management ECU 217 performs switching between EV traveling or series traveling, controlling the electric motor 205 and the internal combustion engine 207, and the like.
  • the management ECU 217 also includes a requested driving force sensor (not shown) that detects information from a vehicle speed sensor (not shown) that detects the speed of the vehicle and a driving force of the vehicle that is requested by the driver such as the accelerator opening. ) Is input.
  • the management ECU 217 performs control related to the calculation of at least one of the charge amount to the capacitor 201 and the discharge amount from the capacitor 201 (hereinafter referred to as charge / discharge amount) and the charge state (SOC: State of Charge) of the capacitor 201. Details of these will be described later.
  • the charge / discharge amount is an energy amount.
  • the motor ECU 219 controls the electric motor 205 in accordance with an instruction from the management ECU 217.
  • the motor ECU 219 limits the current supplied from the capacitor 201 to the electric motor 205 when the vehicle speed restriction is instructed from the management ECU 217.
  • the engine ECU 221 controls the start and stop of the internal combustion engine 207, throttle valve opening / closing control and fuel injection control in each cylinder, and the number of revolutions of the crankshaft of the internal combustion engine 207 in accordance with instructions from the management ECU 217.
  • the temperature sensor 231 detects the temperature of the battery 201. Further, the voltage sensor 233 detects the voltage between the terminals of the battery 201.
  • the current sensor 235 detects at least a charging current to the capacitor 201 and a discharging current from the capacitor 201 (hereinafter referred to as a charging / discharging current). These detections can be performed regularly, for example, and the detection timing can be set flexibly.
  • the charger 237 receives power supply from an external power supply source 239 outside the vehicle, and converts an AC voltage into a DC voltage.
  • External power supply source 239 is disposed in a charging stand or in the home, and supplies power to charger 237 to supply power having an alternating voltage to the vehicle.
  • Battery ECU 223 estimates the state of charge (SOC) of battery 201 and sends information indicating the state to management ECU 217. At this time, the battery ECU 223 estimates the SOC of the battery 201 in real time based on the voltage detected by the voltage sensor 233. This estimation can be realized because there is a correlation between the SOC and the voltage of the capacitor 201.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating an example of the relationship between voltage and SOC. Further, the SOC may be estimated based on the current detected by the current sensor 235 or the temperature detected by the temperature sensor 231. For example, the SOC may be estimated by correcting the detected voltage with a detected current or a detected temperature. Furthermore, using the internal resistance value of the battery 201, the SOC may be estimated by the procedure shown in the flow of FIG.
  • the management ECU 217 integrates the charge / discharge current detected by the current sensor 235 every predetermined period, thereby at least one of the charge amount to the capacitor 201 and the discharge amount from the capacitor 201 (hereinafter referred to as charge / discharge amount). Is calculated.
  • This calculation method is called a current integration method. For example, the charge / discharge amount accumulated from the start of charging is calculated.
  • FIG. 14 is a flowchart illustrating an example of an operation for the vehicle to estimate the SOC of the battery 201 using the internal resistance value.
  • the management ECU 217 determines whether or not the ignition is turned on (step S401). If the ignition is not turned on, the processing in FIG. 14 is terminated.
  • the battery ECU 223 detects the battery state of the battery 201 (step S402). Specifically, the temperature sensor 231 detects the temperature of the battery 201, the voltage sensor 233 detects the voltage of the battery 201, and the current sensor 235 controls to detect the charge / discharge current of the battery 201.
  • the battery ECU 223 acquires the internal resistance value in advance or in real time (step S403).
  • the battery ECU 223 obtains an internal resistance value measured in advance and stored in a storage unit (not shown) before starting the processing of FIG.
  • it is the amount of change per predetermined time of the voltage V between terminals of the capacitor 201 based on the voltage V detected by the voltage sensor 233 and the current I detected by the current sensor 235.
  • the actual voltage change amount dV and the actual current change amount dI that is the change amount per predetermined time of the charge / discharge current I of the battery 201 are sequentially calculated.
  • the value of the slope in the linear expression representing the relationship between the actual voltage change amount dV and the actual current change amount dI is calculated by the successive least square method.
  • the provisional value r of the resistance R is calculated.
  • the provisional value r is corrected using the following (Equation 1).
  • k represents time.
  • R (k) r (k) + Ga1.
  • [dV (k ⁇ 1) ⁇ R (k ⁇ 1) ⁇ dI (k ⁇ 1)] is the estimated value R (k ⁇ 1) of the already obtained internal resistance R (the time series of the estimated value).
  • the latest value) and the actual current change amount dI (k-1) at the time k-1 are multiplied by the model value of the voltage change amount and the actual voltage change amount at the time k-1.
  • Ga1 is a transfer function.
  • the operation of multiplying the transfer function Ga1 by the deviation is an operation for obtaining a feedback manipulated variable so that the deviation converges to zero.
  • the provisional value r of the internal resistance R is corrected by (Equation 1) so that the deviation converges to 0, thereby sequentially calculating the estimated value of the internal resistance R (k).
  • the battery ECU 223 acquires the internal resistance R (k) at the current time k in real time.
  • the battery ECU 223 estimates the open circuit voltage OCV of the battery 201 from the following (Equation 2) using the internal resistance value R (k) (step S403).
  • k represents time.
  • OCV (k) Ga2. [V (k)- ⁇ OCV (k-1) + R (k) .I (k) ⁇ ] .. (Formula 2)
  • the value in [] on the right side of (Equation 2) is a value obtained by multiplying the estimated value R (k) of the internal resistance at the current time k by the charge / discharge current I (k) at the current time k.
  • the detour Ga2 in (Equation 2) is a transfer function.
  • the operation of multiplying the transfer function Ga2 by the deviation is an operation for obtaining the feedback manipulated variable so that the deviation converges to zero. Therefore, the open circuit voltage OCV (k) at the current time k is sequentially calculated so that the deviation converges to 0 by (Equation 2).
  • the battery ECU 223 estimates the SOC of the battery 201 based on the estimated open circuit voltage OCV of the battery 201 (step S404).
  • the relationship between the open circuit voltage OCV and the SOC is such that the SOC increases as the open circuit voltage OCV increases (generally proportional relationship), and the open circuit voltage OCV and the SOC are a pair. Corresponding to 1. Therefore, the SOC is estimated from the open circuit voltage OCV using FIG.
  • the relationship shown in FIG. 15 is stored in advance in a storage unit (not shown) as an SOC-OCV table.
  • the state of charge can be estimated more accurately without using the measurement result of the voltage sensor 233 that may change during traveling. .
  • estimated SOC the SOC estimated based on the voltage and the SOC estimated based on the internal resistance are simply referred to as estimated SOC.
  • the limit upper limit SOC and the usable lower limit SOC are set in advance, and the usable lower limit SOC is set as an SOC corresponding to the lowest voltage that satisfies the vehicle required output as an initial value.
  • the vehicle required output is a minimum value of energy that can realize electric power discharge and electric power regeneration in the vehicle and is capable of running a general vehicle.
  • the management ECU 217 sets the actual use upper limit SOC and the actual use lower limit SOC between the limit upper limit SOC and the usable lower limit SOC, and charges the battery 201 based on the estimated SOC and the charge / discharge amount. And the actual use upper limit SOC.
  • the management ECU 217 sets the actual use lower limit SOC that satisfies the vehicle required output according to the internal resistance value of the battery 201.
  • the actual use lower limit SOC is, for example, the same value as the usable lower limit SOC.
  • the usable lower limit SOC cannot satisfy the vehicle required output.
  • the actual use lower limit SOC is updated by the management ECU 217, the actual use lower limit SOC is always controlled to satisfy the vehicle request output (update of the actual use lower limit SOC).
  • the management ECU 217 sets the SOC charged with a predetermined capacity from the usable lower limit SOC as the first actual use upper limit SOC (initial setting of the actual use upper limit SOC). Then, even if the capacity at the actual use upper limit SOC decreases due to the deterioration of the battery 201, the actual use upper limit SOC is updated upward from the usable lower limit SOC by the predetermined capacity so that the predetermined capacity can always be secured. (First update of actual use upper limit SOC).
  • the predetermined capacity to be kept constant is also referred to as a target capacity.
  • the management ECU 217 may update the actual use upper limit SOC according to the value of the actual use lower limit SOC (second update of the actual use upper limit SOC). In this case, the actual use upper limit SOC is the actual use lower limit SOC. To control the target capacity.
  • 16 and 17 are diagrams showing the relationship between the SOC and output of the battery 201.
  • the SOC corresponding to the lower limit output that satisfies the vehicle required output is set as the actual use lower limit SOC.
  • the one that secures a predetermined use capacity from the actual use lower limit SOC is finally set as the actual use upper limit SOC.
  • the SOC corresponding to the lower limit output that can satisfy the vehicle required output is the actual use lower limit SOC.
  • the one that secures a predetermined use capacity from the actual use lower limit SOC is finally set as the actual use upper limit SOC.
  • FIG. 18 is a diagram showing the relationship between the usage period of the battery 201, each SOC, capacity, and the like.
  • FIG. 19 is a diagram showing the relationship between the usage period of the battery 201, each SOC, vehicle output, and the like. .
  • the capacity of the battery 201 hardly deteriorates during the period from the initial use of the battery 201 until the guaranteed lifetime has elapsed. I understand.
  • the vehicle output using the capacitor 201 is almost between the initial stage of use of the capacitor 201 and the end of the guaranteed lifetime. It turns out that it does not fall. At this time, the vehicle output (particularly the maximum output) is higher than the vehicle required output.
  • FIG. 20 is a diagram showing an example of the relationship between the storage device usage period and the capacity of the storage device 201 at the actual use lower limit SOC of the storage device 201.
  • the capacity of the actual use lower limit SOC is equal to or greater than a predetermined switching threshold (the lower limit capacity at which the output does not satisfy the vehicle required output). It cannot be secured at time t11.
  • the management ECU 217 updates the actual use lower limit SOC in the upward direction.
  • the management ECU 217 updates the actual use lower limit SOC again in the upward direction.
  • the management ECU 217 repeats updating the actual use lower limit SOC when the capacity at the actual use lower limit SOC cannot secure the switching threshold. If this update is performed in a short cycle, the capacity fluctuation of the actual use lower limit SOC is reduced, and it is possible to prevent the vehicle behavior, for example, the driving distance for EV driving from changing rapidly without driving the ENG. is there.
  • the management ECU 217 controls the actual use upper limit SOC and the actual use lower limit SOC, and charging the capacitor 201 between the actual use lower limit SOC and the actual use upper limit SOC as described above, thereby using the capacitor 201. Since the same capacity is used regardless of the number of years, even if the usable capacity of the battery decreases from the start of use of the battery 201, the electric travel ratio remains the same as when it is new while satisfying the vehicle required output. No longer feel uncomfortable. Further, since the SOC usage range of the battery is limited from the actual use lower limit SOC to the actual use upper limit SOC that is charged only by the target capacity ( ⁇ usable capacity), the battery 201 of the battery 201 is maintained by maintaining a high SOC state. It is possible to suppress deterioration.
  • FIG. 21 is a flowchart showing an example of an operation for updating the actual use lower limit SOC.
  • the management ECU 217 refers to the SOC-OCV table and obtains the OCV voltage corresponding to the current actual use lower limit SOC (step S501).
  • This drop voltage ⁇ V indicates how much fluctuation (drop) occurs in the battery 201 due to the charge / discharge current.
  • the management ECU 217 calculates a maximum output Pwmax (step S503).
  • Pwmax (maximum output) ⁇ V (voltage drop) / R (internal resistance) ⁇ Vmin (protection lower limit voltage).
  • the protection lower limit voltage is a predetermined minimum voltage of the battery 201 for protecting the battery 201.
  • the maximum output is a vehicle output that can be output when the voltage drops by ⁇ V, and indicates the maximum output that can be output by the current actual use lower limit SOC.
  • the management ECU 217 compares the maximum output with the vehicle request output (step S504). If the maximum output is smaller than the vehicle request output, the actual use lower limit SOC is updated in the upward direction (step S505). When the maximum output and the vehicle request output are equal, the actual use lower limit SOC is not updated (step S506). If the maximum output is greater than the vehicle request output, the actual use lower limit SOC is updated in the downward direction (step S507).
  • FIG. 22 is a diagram showing an example of the relationship among the open circuit voltage OCV, the protection lower limit voltage (Vmin), and the vehicle required output when the SOC is the actual use lower limit SOC.
  • Vmin protection lower limit voltage
  • the maximum output is equal to or less than the vehicle required output
  • the output that satisfies the vehicle required output is output before the voltage drop by ⁇ V from the open circuit voltage OCV at the actual use lower limit SOC.
  • There is a margin in output Further, when the maximum output is larger than the vehicle required output, the output that satisfies the vehicle required output is not output even if the voltage drops by ⁇ V from the open circuit voltage OCV at the actual use lower limit SOC. Will be lacking in output. Further, when the maximum output is equal to the vehicle required output, an output that just satisfies the vehicle required output is made when the open circuit voltage OCV at the actual use lower limit SOC drops by the drop voltage ⁇ V.
  • the actual use lower limit SOC is updated with the SOC at which the vehicle request output becomes the maximum output. Further, the difference (predicted arrival voltage) ⁇ V between the actual reached voltage ⁇ Vx indicating the voltage drop when the battery 201 outputs the required vehicle output, and the open circuit voltage OCV that can be allowed by the battery 201 and the protection lower limit voltage Vmin, Based on the above, the actual use lower limit SOC may be updated. For example, if the degradation state of the capacitor 201 is the same, the relationship between the output of the capacitor 101 and the voltage drop is considered to have the same slope of the linear function (with output margin and insufficient output) in FIG.
  • each linear function is corrected so as to pass through the intersection K between the protection lower limit voltage line and the vehicle required output line, and the intersection between the left end of the graph (Y axis) and the corrected linear function is the actual use lower limit SOC.
  • the actual use lower limit SOC may be updated so as to be the OCV voltage at the time.
  • the updated actual use lower limit SOC is lower than the usable lower limit SOC
  • the actual use lower limit SOC is finally updated to become the usable lower limit SOC.
  • an updated value of the actual use lower limit SOC is determined based on the actual use upper limit SOC as described later with reference to FIG. May be.
  • the actual use lower limit SOC is updated in the upward direction, while satisfying the vehicle required output, It is possible to charge the battery while suppressing the deterioration of the capacitor. Further, when there is a margin in the maximum output corresponding to the actual use lower limit SOC, the actual use lower limit SOC is updated in the downward direction, so that excessive charging of the battery 201 can be avoided, and it is more environmentally friendly. A vehicle can be provided.
  • FIG. 23 is a flowchart illustrating an example of an operation for performing the first update of the actual use upper limit SOC in the present embodiment. In FIG. 23, it is assumed that charging is performed while the vehicle is running.
  • step S604 After resetting the charge / discharge amount, power generation by the internal combustion engine 207 and the generator 209 is started based on a command from the management ECU 217, and charging of the battery 201 is started (step S604). After the start of charging, the management ECU 217 determines whether or not the estimated SOC has reached the actual use upper limit SOC of the battery 201 (step S605).
  • the management ECU 217 determines whether or not the calculated charge / discharge amount is equal to or less than a specified value (step S606). When it is determined that the charge / discharge amount is greater than the specified value, the management ECU 217 controls to stop the charging of the battery 201 (step S611). When stopping charging, based on a command from the management ECU 217, power generation by the internal combustion engine 207 and the generator 209 is stopped, and charging of the battery 201 is stopped. The specified value to be compared with the charge / discharge amount is set in advance.
  • the management ECU 217 controls to continue charging the battery 201 (step S607), and determines whether or not the calculated charge / discharge amount has reached the specified value ( Step S608). If it is determined that the specified value has not been reached, the management ECU 217 controls the battery 201 to continue charging.
  • the management ECU 217 controls to stop the charging of the battery 201 (step S609). Then, the management ECU 217 updates the actual use upper limit SOC of the battery 201 to the estimated SOC of the battery 201 when the charging is stopped (step S610). Here, the actual use upper limit SOC is updated in the upward direction.
  • step S605 determines whether or not the estimated SOC has not reached the actual use upper limit SOC.
  • step S612 determines whether or not the calculated charge / discharge amount has reached a specified value.
  • the management ECU 217 controls to stop the charging of the battery 201 (step S613). Then, the management ECU 217 updates the actual use upper limit SOC of the battery 201 to the estimated SOC of the battery 201 when the charging is stopped (step S614). Here, the actual use upper limit SOC is updated in the downward direction.
  • charging can be performed while suppressing the progress of deterioration of the battery without giving the user a sense of incongruity during traveling and without performing unnecessary charging / discharging of the battery.
  • the life of the capacitor 201 can be extended.
  • the actual use upper limit SOC when the accumulated charge / discharge amount becomes the specified value in the processing of FIG. 23 may be accumulated as a plurality of samples, and the actual use upper limit SOC may be updated with an optimum one among the plurality of samples.
  • charging is performed by the internal combustion engine 207 and the generator 209 during traveling of the vehicle, but a case of performing plug charging may be assumed.
  • FIG. 24 is a flowchart illustrating an example of an operation for performing the second update of the actual use upper limit SOC in the present embodiment. The processing in FIG. 24 is performed after the processing in FIG. 21 and the processing in FIG.
  • the management ECU 217 reads the actual use lower limit SOC (step S701).
  • reading the actual use lower limit SOC means either obtaining the actual use lower limit SOC obtained in FIG. 21 (real time acquisition) or obtaining the actual use lower limit SOC from the SOCmap.
  • the SOC map includes control information for setting the SOC of the battery 201 to a predetermined value, and is stored in advance in a storage unit (not shown).
  • the management ECU 217 determines the updated value of the actual use lower limit SOC
  • the management map 217 replaces the SOC map corresponding to the updated value.
  • FIG. 25 is a diagram illustrating an example of the relationship between the actual use lower limit SOC and the SOCmap. In FIG.
  • the management ECU 217 determines whether or not the read actual use lower limit SOC is equal to or higher than the usable lower limit SOC (step S702).
  • the management ECU 217 sets the lift amount of the actual use upper limit SOC as a difference between the actual use lower limit SOC and the usable lower limit SOC (step S703).
  • the management ECU 217 updates the actual use lower limit SOC with the value of the usable lower limit SOC (step S704), and increases the lift amount of the actual use upper limit SOC. 0 (that is, no lifting is performed) (step S705).
  • the management ECU 217 reads the actual use upper limit SOC (step S706).
  • reading the actual use upper limit SOC means either obtaining the actual use upper limit SOC obtained in FIG. 23 (real time acquisition) or obtaining the actual use upper limit SOC from the SOC map.
  • This SOC map has the same information as the SOC map for the actual use lower limit SOC, and is applied to the actual use upper limit SOC.
  • the management ECU 217 determines whether or not the value obtained by adding the lifting amount in step S703 or S705 (that is, the updated amount of the actual use lower limit SOC) to the read actual use upper limit SOC is equal to or less than the limit upper limit SOC. (Step S707). If it is equal to or less than the limit upper limit SOC, the management ECU 217 updates the actual use upper limit SOC with the sum of the actual use upper limit SOC and the lift amount (step S708). On the other hand, when it is larger than the limit upper limit SOC, the management ECU 217 updates the actual use upper limit SOC with the value of the limit upper limit SOC (step S709).
  • the actual use upper limit SOC and the actual use lower limit SOC are reliably controlled between the limit upper limit SOC and the usable lower limit SOC, and the battery 201 can be charged safely.
  • an area that affects the battery life can be avoided.
  • the update amount of the second update of the actual use upper limit SOC is determined corresponding to the update amount of the actual use lower limit SOC, it is possible to always ensure the same capacity and maximum output, and the user feels uncomfortable. You will never feel.
  • the battery life since the battery life is extended, the number of storage batteries to be mounted on the battery 201 can be reduced.
  • the update of the actual use lower limit SOC based on the actual use upper limit SOC will be described.
  • the updated value of the actual use lower limit SOC is determined based on the relationship between the maximum output and the vehicle request output, but the updated value of the actual use lower limit SOC is determined based on the actual use upper limit SOC. May be.
  • FIG. 26 shows an actual use upper limit SOC-actual use lower limit SOC table, which is held in a storage unit (not shown).
  • the actual use upper limit SOC is first updated by the process of FIG. 23, but the capacity between the actual use upper limit SOC and the actual use lower limit SOC becomes larger or smaller than the target capacity by the first update. There is a possibility of becoming. Therefore, this actual use upper limit-actual use lower limit SOC table shows a one-to-one correspondence between the actual use upper limit SOC and the actual use lower limit SOC so that the capacity between the actual use upper limit SOC and the actual use lower limit SOC becomes the target capacity. It corresponds to.
  • the management ECU 217 updates the actual use lower limit SOC based on the update amount of the actual use upper limit SOC with reference to the actual use upper limit SOC-actual use lower limit SOC table in FIG. 26 together with the update timing of the actual use upper limit SOC. Determine the later value.
  • the actual use upper limit SOC is updated by the same lift amount as the actual use upper limit SOC.
  • the target capacity can be kept constant without performing special processing, so that the battery can be charged while suppressing the progress of deterioration of the battery.
  • control is performed so that the updated value of the actual use lower limit SOC does not fall below the usable lower limit SOC. For example, when it is predicted that the value will fall below the usable lower limit SOC due to the update, the value of the usable lower limit SOC is updated and set as the actual usable lower limit SOC.
  • the management ECU 217 may update the actual use lower limit SOC based on the temperature detected by the temperature sensor 231.
  • the contents processed by the management ECU 217 (such as charging and SOC control) may be processed by the battery ECU 223.
  • the HEV has been described.
  • other electric vehicles such as EV (Electric Vehicle), PHEV (Plugin Hybrid Electric Vehicle), FCV (Fuel Cell Vehicle) are described.
  • Fuel cell vehicle Fuel cell vehicle
  • PFCV Plugin Fuel Cell Vehicle: plug-in fuel cell vehicle
  • other electric vehicles the present invention can be applied.
  • the present invention is useful for a charge control device and the like that can be charged while suppressing the progress of deterioration of the capacitor without performing unnecessary charging and discharging of the capacitor.
  • the present invention is useful for a charge control device or the like that can charge while suppressing the progress of deterioration of the battery while satisfying the vehicle required output.

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Abstract

　不要な蓄電器の充放電を行うことなく、蓄電器の劣化の進行を抑制して充電することが可能な充電制御装置を提供する。 　蓄電器１０１の電圧を検出する電圧センサ１３３と、蓄電器１０１の充放電電流を検出する電流センサ１３５と、検出電圧に基づいて、蓄電器１０１のＳＯＣを推定するバッテリＥＣＵ１２３と、マネジメントＥＣＵ１１７を備える。マネジメントＥＣＵ１１７は、電流センサ１３５により検出された充放電電流を積算することによって、蓄電器１０１の充電開始からの充放電量を算出し、また、推定ＳＯＣ及び算出された充放電量に基づいて、蓄電器１０１の充電を制御する。また、マネジメントＥＣＵ１１７は、蓄電器１０１の状態特性に基づき、推定ＳＯＣを実使用上限ＳＯＣに更新設定する。

Description

充電制御装置
　本発明は、充電可能な蓄電器の充電制御装置に関する。
　ＥＶ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｖｅｈｉｃｌｅ：電気自動車）やＨＥＶ（Ｈｙｂｒｉｄ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ　Ｖｅｈｉｃｌｅ：ハイブリッド電気自動車）等の車両には、モータ等に電力を供給する蓄電器が搭載される。車両に搭載される蓄電器には、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池などの蓄電池が搭載される。
　蓄電器として例えばリチウムイオン電池を使用する場合、蓄電器を車両に搭載したまま長期間放置したり、蓄電器を長期間にわたり使用したりすると、蓄電器に劣化が生じてくる。蓄電器の劣化は、図２７に示すように、蓄電器の充電状態（ＳＯＣ：State Of Charge、満充電時と完全放電時をそれぞれ１００（％）と０（％）とし、蓄電器の残容量を規格化した値である）が高いときに発生しやすい。図２７は、蓄電器の耐久日数（使用日数）と容量低下率との関係の一例を示す図である。つまり、高ＳＯＣの状態で蓄電器を使用したり放置したりすると、容量の低下率が高くなり、蓄電器の劣化が進行しやすくなる。
　同様に、蓄電器が高ＳＯＣの状態では、蓄電器の容量劣化によって、使用可能容量が低下する。使用可能容量とは、使用可能な上限のＳＯＣ（以下、限界上限ＳＯＣともいう）と使用可能な下限のＳＯＣ（以下、使用可能下限ＳＯＣともいう）との差である。図２８は、従来の蓄電池の使用年数と使用可能容量との関係の一例を示す図である。
　このような蓄電池の劣化を防止するための方法の一例として、高ＳＯＣで蓄電池が放置されるのを防ぐために、外部に接続したデバイスを用いて放電させたり、タイマーを用いて車両の使用前に充電したりする技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。また、高温下充電状態でリチウムイオン二次電池が長期放置される前に放電させる技術が知られている（例えば、特許文献２参照）。
　また、このような蓄電池の劣化が発生した場合に、蓄電池の劣化状態に応じて、蓄電池の限界上限ＳＯＣを低下させたり、アイドリングを禁止したり、補機稼動を制限したりする技術が知られている（例えば、特許文献３参照）。また、蓄電池の劣化状態に応じて、車両出力が最大となるようにＳＯＣを制御する技術が知られている（例えば、特許文献４参照）。
日本国特開２００２－１９９６１６号公報 日本国特開２０００－２８７３７２号公報 日本国特開２００７－３２３９９９号公報 日本国特開２０００－１２５４１５号公報
　しかしながら、特許文献１および２の技術では、高ＳＯＣ状態での放置を避け、使用時に所望の充電量を得るためには、蓄電器の充放電を反復しなければならない。
　また、従来の蓄電器は、使用初期から末期まで、使用可能なＳＯＣの範囲として、使用可能下限ＳＯＣから限界上限ＳＯＣまでの間において、特に規制されていなかった。このような蓄電器使用期間を通じて使用可能ＳＯＣ領域を全域で使うエネルギーマネジメントでは、比較的使用初期の段階から高ＳＯＣの領域で車両を放置または使用する可能性がある。この結果、蓄電器の劣化が進行し、電動走行可能距離の減少やアシストおよび回生できる時間の減少など、電動走行の割合が少なくなり、ユーザに走行中の違和感を与えることがある。さらに、停車しているだけで蓄電器の劣化が促進されてしまい、走行距離が短くても蓄電器の劣化により車両走行不能になることがある。
　さらに、特許文献３の技術では、推定した劣化状態によって蓄電池の使用可能容量を可変させるものであるが、蓄電値の劣化を抑制するために使用可能容量の範囲を縮小してしまうと、電動走行距離が縮小されたり電動デバイスの使用可能な範囲が縮小されたりするなど、車両挙動に影響することがある。
　また、特許文献４の技術では、蓄電池の使用可能容量及び車両出力を最大に発揮するよう制御するため、蓄電池の劣化が促進されることになり、車両走行性能に影響することがある。
　本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、不要な蓄電器の充放電を行うことなく、蓄電器の劣化の進行を抑制して充電することが可能な充電制御装置を提供することを目的とする。
　また、車両要求出力を満たしながら、蓄電器の劣化の進行を抑制して充電することが可能な充電制御装置を提供することを目的とする。
　上記課題を解決して係る目的を達成するために、請求項１に記載の発明の充電制御装置は、充電可能な蓄電器（例えば、実施形態での蓄電器１０１）の充電制御装置であって、前記蓄電器の電圧を検出する電圧検出部（例えば、実施形態での電圧センサ１３３）と、前記蓄電器の充放電電流を検出する電流検出部（例えば、実施形態での電流センサ１３５）と、前記電圧検出部により検出された電圧に基づいて、前記蓄電器の蓄電容量（例えば、実施形態でのＳＯＣ）を推定する蓄電容量推定部（例えば、実施形態でのバッテリＥＣＵ１２３）と、前記電流検出部により検出された充放電電流を積算することによって、前記蓄電器の充電開始からの充放電量を算出する充放電量算出部（例えば、実施形態でのマネジメントＥＣＵ１１７）と、前記蓄電容量推定部によって推定された前記蓄電器の蓄電容量及び前記充放電量算出部によって算出された前記蓄電器の充放電量に基づいて、前記蓄電器の充電を制御する充電制御部（例えば、実施形態でのマネジメントＥＣＵ１１７）とを備え、前記充電制御部が、前記蓄電器の状態特性に基づき、前記蓄電容量推定部によって推定された蓄電容量を実使用上限蓄電容量（例えば、実施形態での実使用上限ＳＯＣ）に更新設定することを特徴とする。
　さらに、請求項２に記載の発明の充電制御装置は、前記充電制御部が、前記蓄電器の充電を行う際、前記充放電量算出部により算出された充放電量が所定値に到達する状態特性時に、前記蓄電容量推定部によって推定された蓄電容量を前記実使用上限蓄電容量に更新設定することを特徴とする。
　さらに、請求項３に記載の発明の充電制御装置は、前記充電制御部が、前記蓄電器の充電を行う際、前記蓄電容量推定部によって推定された蓄電容量が前記使用可能下限蓄電容量であるときから前記充放電量算出部により算出された充放電量が前記所定値に到達したときの、前記蓄電容量推定部によって推定された蓄電容量を前記実使用上限蓄電容量に設定することを特徴とする。
　さらに、請求項４に記載の発明の充電制御装置は、前記充電制御部が、前記蓄電容量推定部により推定された蓄電容量が前記実使用上限蓄電容量に到達しても、前記充放電量算出部により算出された充放電量が所定値に到達するまで、前記蓄電器の充電を行うよう制御することを特徴とする。
　さらに、請求項５に記載の発明の充電制御装置は、前記充電制御部が、前記蓄電容量推定部により推定された蓄電容量が前記実使用上限蓄電容量に到達していないが、前記充放電量算出部により算出された充放電量が所定値に到達したときには、前記蓄電器の充電を停止するよう制御することを特徴とする。
　さらに、請求項６に記載の発明の充電制御装置は、前記充放電量が所定値に到達する毎に前記蓄電容量推定部によって推定された蓄電容量を記憶する記憶部（例えば、実施形態での記憶部）を備え、前記充電制御部が、前記記憶部が記憶する蓄電容量に基づいて前記実使用上限蓄電容量を設定することを特徴とする。
　さらに、請求項７に記載の発明の充電制御装置は、前記記憶部が、前記充放電量が前記所定値に到達するたびに推定された所定数の蓄電容量を記憶することを特徴とする。
　さらに、請求項８に記載の発明の充電制御装置は、前記記憶部が、所定時間の間、前記充放電量が前記所定値に到達するたびに推定された所定数の蓄電容量を記憶することを特徴とする。
　さらに、請求項９に記載の発明の充電制御装置は、前記充電制御部が、前記蓄電容量推定部により推定された蓄電容量が、前記使用可能下限蓄電容量よりも大きい状態で前記蓄電器への充電が開始される場合において第２充電モードを実行し、前記第２充電モードでは、前記充電開始時における、前記実使用上限蓄電容量と、前記使用可能下限蓄電容量と、前記蓄電容量推定部により推定された蓄電容量と、および前記所定値と、に基づき充電開始時の前記蓄電器の残存量を推定し、当該充電制御装置が、前記蓄電器の充電を行う際、前記充放電量として前記残存量を含むことを特徴とする。
　さらに、請求項１０に記載の発明の充電制御装置は、前記第２充電モードが、前記蓄電器が当該蓄電器が搭載される車両外の外部電源（例えば、実施形態での外部電力供給源１３９）と接続されたときに実行され、前記残存量が、前記蓄電器と前記外部電源との接続時における、前記実使用上限蓄電容量をＢ、前記使用可能下限蓄電容量をＣ、前記蓄電容量推定部により推定された蓄電容量をＸ、および前記所定値をＡとした場合、（Ｘ－Ｃ）／（Ｂ－Ｃ）×Ａで推定されることを特徴とする。
　さらに、請求項１１に記載の発明の充電制御装置は、限界上限蓄電容量が初期設定されており、前記充電制御部が、前記実使用上限可能蓄電容量が前記限界上限蓄電容量を超えた場合、前記蓄電器に故障が発生したものと推定し、その旨を通知部に通知させることを特徴とする。
　さらに、請求項１２に記載の発明の充電制御装置は、前記蓄電器の内部抵抗を推定する内部抵抗推定部（例えば、実施形態でのバッテリＥＣＵ１２３）を備え、前記充電制御部が、前記内部抵抗推定部により推定された内部抵抗による状態特性に基づいて、前記蓄電器の使用可能下限蓄電容量（例えば、実施形態での使用可能下限ＳＯＣ）より大きく限界上限蓄電容量（例えば、実施形態での限界上限ＳＯＣ）以下の値であり前記蓄電器が搭載された車両（例えば、実施形態での車両）の車両要求出力を満たす値を実使用下限蓄電容量（例えば、実施形態での実使用下限ＳＯＣ）として設定し、前記実使用下限蓄電容量以上の蓄電容量を維持して前記蓄電器の充電を行うことを特徴とする。
　さらに、請求項１３に記載の発明の充電制御装置は、前記充電制御部が、前記蓄電器の前記実使用下限蓄電容量より大きく前記限界上限蓄電容量以下の値を実使用上限蓄電容量（例えば、実施形態での実使用上限ＳＯＣ）として設定して、前記実使用下限蓄電容量と前記実使用上限蓄電容量との間で前記蓄電器の充電を行うことを特徴とする。
　さらに、請求項１４に記載の発明の充電制御装置は、前記充電制御部が、前記蓄電器の蓄電容量が前記実使用下限蓄電容量であるときの最大出力が、前記車両要求出力と異なるとき、前記車両要求出力が最大出力となる蓄電容量で前記実使用下限蓄電容量を更新することを特徴とする。
　さらに、請求項１５に記載の発明の充電制御装置は、前記充電制御部が、前記蓄電器の蓄電容量が前記実使用下限蓄電容量であるときの最大出力が、前記車両要求出力を満たさないとき、前記車両要求出力が最大出力となる蓄電容量で前記実使用下限蓄電容量を更新することを特徴とする。
　さらに、請求項１６に記載の発明の充電制御装置は、前記充電制御部が、前記蓄電器の蓄電容量が前記実使用下限蓄電容量であるときの最大出力が、前記車両要求出力よりも大きいとき、前記車両要求出力が最大出力となる蓄電容量で前記実使用下限蓄電容量を更新することを特徴とする。
　さらに、請求項１７に記載の発明の充電制御装置は、前記蓄電器の蓄電容量と前記蓄電器の開路電圧とが関連付けられた第１情報（例えば、実施形態でのＳＯＣ－ＯＣＶテーブル）を記憶する記憶部を備え、前記充電制御部が、前記記憶部により記憶された第１情報に基づいて、前記蓄電器の蓄電容量が前記実使用下限蓄電容量であるときの前記蓄電器の開路電圧を推定し、前記蓄電器が前記車両要求出力分の出力を行ったときの降下電圧を示す実到達電圧と、前記推定した開路電圧と前記蓄電器を保護するための所定の保護下限電圧との差を示す予測到達電圧と、に基づいて、前記実使用下限蓄電容量を更新することを特徴とする。
　さらに、請求項１８に記載の発明の充電制御装置は、前記蓄電器の温度を検出する温度検出部（例えば、実施形態での温度センサ１３１）を備え、前記充電制御部が、前記温度検出部により検出された温度に基づいて、前記実使用下限蓄電容量を更新することを特徴とする。
　さらに、請求項１９に記載の発明の充電制御装置は、前記充電制御部が、前記実使用下限蓄電容量の更新量に基づいて、前記実使用上限蓄電容量を更新することを特徴とする。
　さらに、請求項２０に記載の発明の充電制御装置は、前記実使用下限蓄電容量と前記実使用上限蓄電容量とが対応づけられた第２情報（例えば、実施形態での実使用上限ＳＯＣ－実使用下限ＳＯＣテーブル）を記憶する記憶部を備え、前記充電制御部が、前記記憶部に記憶された第２情報を参照し、前記実使用上限蓄電容量の更新量に基づいて、前記実使用下限蓄電容量を更新することを特徴とする。
　請求項１に記載の発明の充電制御装置によれば、不要な蓄電器の充放電を行うことなく、蓄電器の劣化の進行を抑制して充電することが可能である。
　請求項２に記載の発明の充電制御装置によれば、不要な蓄電器の充放電を行うことなく、蓄電器の劣化の進行を抑制して充電することが可能である。さらに、蓄電器に対して最適な充電量を充電可能な実使用上限蓄電容量を設定可能である。
　請求項３に記載の発明の充電制御装置によれば、例えば車両の走行中であっても、蓄電器に対して最適な充電量を充電可能な実使用上限蓄電容量を設定可能である。
　請求項４に記載の発明の充電制御装置によれば、蓄電器の劣化等により蓄電器の実容量（実使用上限蓄電容量－使用可能下限蓄電容量）が減少した場合であっても、実使用上限を上昇方向に更新することで、蓄電器の実容量を一定に保つことができる。また、蓄電器の実容量が一定となるため、ユーザに違和感を与えることがない。
　請求項５に記載の発明の充電制御装置によれば、更新により実使用上限蓄電容量を高く設定しすぎてしまった場合であっても、実使用上限蓄電容量を下降方向に更新することで、蓄電器の劣化促進を防止可能である。
　請求項６に記載の発明の充電制御装置によれば、実使用上限蓄電容量を更新するための複数の候補から実使用上限蓄電容量を更新するため、最適な実使用上限蓄電容量を設定することができる。
　請求項７に記載の発明の充電制御装置によれば、所定数の候補から実使用上限蓄電容量を更新するため、最適な実使用上限蓄電容量を設定することができる。
　請求項８に記載の発明の充電制御装置によれば、所定の時間内に、複数の候補から最適な実使用上限蓄電容量を設定することが可能である。
　請求項９に記載の発明の充電制御装置によれば、使用可能下限蓄電容量となったときをトリガとする以外のタイミングで充電を開始させ、充電開始時の蓄電器の残存量を考慮して充電を行うことが可能である。
　請求項１０に記載の発明の充電制御装置によれば、外部電力供給源から蓄電器の充電を行うプラグ充電によっても、車内の発電機等による充電と同様に、不要な蓄電器の充放電を行うことなく、蓄電器の劣化の進行を抑制して充電することが可能である。
　請求項１１に記載の発明の充電制御装置によれば、蓄電器が長期の使用により想定以上に劣化した場合であっても、車両のユーザに警告通知を行うことができ、蓄電器の交換を促すことなどができる。
　請求項１２に記載の発明の充電制御装置によれば、車両要求出力を満たしながら蓄電器の充電を行うことが可能である。また、省電力化を図りつつ、電動走行に支障がない状態を維持することができる。
　請求項１３に記載の発明の充電制御装置によれば、実使用下限蓄電容量と実使用上限蓄電容量との間で充電を行うため、車両要求出力を満たしながら、蓄電器の劣化の進行を抑制して充電することが可能である。
　請求項１４に記載の発明の充電制御装置によれば、蓄電器の蓄電容量を車両出力要求を満たす下限の容量に維持することができるため、車両要求出力を満たしながら、蓄電器の劣化の進行を抑制して充電することが可能である。
　請求項１５に記載の発明の充電制御装置によれば、蓄電器の蓄電容量を車両出力要求を満たす下限の容量を維持するために実使用下限蓄電容量を上昇方向に更新ことができるため、車両要求出力を満たしながら、蓄電器の劣化の進行を抑制して充電することが可能である。
　請求項１６に記載の発明の充電制御装置によれば、蓄電器の蓄電容量を車両出力要求を満たす下限の容量を維持するために実使用下限蓄電容量を下降方向に更新ことができるため、車両要求出力を満たしながら、蓄電器の劣化の進行を抑制して充電することが可能である。
　請求項１７に記載の発明の充電制御装置によれば、蓄電器の蓄電容量と開路電圧とを関連付けたＳＯＣ－ＯＣＶテーブルを備えることで、車両要求出力を行うときの実際の降下電圧と所望の降下電圧との比較結果に基づいて実使用下限蓄電容量を更新するため、確実に車両要求出力を満たす値に実使用下限蓄電容量を更新可能である。
　請求項１８に記載の発明の充電制御装置によれば、蓄電器の温度が変化することで出力が変化する場合であっても、車両要求出力を満たす充電を行うことができる。
　請求項１９に記載の発明の充電制御装置によれば、実使用下限蓄電容量の更新量（持ち上げ量もしくは持ち下げ量）分を実使用上限蓄電容量についても更新することで、使用可能な容量を常に一定に保つことができるため、蓄電器の劣化を抑制すると同時に、電池容量が少なくなっても、電動走行の割合が新品時と変わらないためにユーザに違和感を与えることがない。
　請求項２０に記載の発明の充電制御装置によれば、実使用上限蓄電容量の更新量（持ち上げ量もしくは持ち下げ量）分を実使用下限蓄電容量についても更新することで、使用可能な容量を常に一定に保つことができるため、蓄電器の劣化を抑制すると同時に、電池容量が少なくなっても、電動走行の割合が新品時と変わらないためにユーザに違和感を与えることがない。また、この場合であっても、車両出力要求を満たすことができる。
本発明の第１の実施形態における車両の内部構成の一例を示すブロック図 電圧とＳＯＣとの関係の一例を示す図 本発明の第１の実施形態における蓄電器の使用期間とＳＯＣとの関係の一例を示す図 本発明の第１の実施形態における蓄電器の使用期間と実使用上限ＳＯＣにおける容量との関係の一例を示す図 本発明の第１の実施形態における蓄電器が想定どおりに劣化した場合の使用年数と使用可能容量との関係の一例を示す図 本発明の第１の実施形態における蓄電器が想定以下に劣化した場合の使用年数と使用可能容量との関係の一例を示す図 本発明の第１の実施形態における蓄電器が想定以上に劣化した場合の使用年数と使用可能容量との関係の一例を示す図 本発明の第１の実施形態における劣化状況毎の蓄電器の使用年数と実使用上限ＳＯＣとの関係の一例を示す図 本発明の第１の実施形態における実使用上限ＳＯＣを更新する際の動作の一例を示すフローチャート 本発明の第１の実施形態における実使用上限ＳＯＣを更新する際の別の動作の一例を示すフローチャート 本発明の第１の実施形態における実使用上限ＳＯＣを更新する際の更に別の動作の一例を示すフローチャート 本発明の第２の実施形態における車両の内部構成の一例を示すブロック図 電圧とＳＯＣとの関係の一例を示す図 本発明の第２の実施形態における蓄電器のＳＯＣを更新するための動作の一例を示すフローチャート 本発明の第２の実施形態におけるＳＯＣ－ＯＣＶテーブルの一例を示す図 本発明の第２の実施形態における蓄電器のＳＯＣと車両出力との関係（新品時）の一例を示す図 本発明の第２の実施形態における蓄電器のＳＯＣと車両出力との関係（劣化時）の一例を示す図 本発明の第２の実施形態における蓄電器１０１の使用期間、各ＳＯＣ、容量等との関係の一例を示す図 本発明の第２の実施形態における蓄電器１０１の使用期間、各ＳＯＣ、車両出力等との関係の一例を示す図 本発明の第２の実施形態における蓄電器の使用期間と実使用下限ＳＯＣにおける容量との関係の一例を示す図 本発明の第２の実施形態における実使用下限ＳＯＣの更新を行うための動作の一例を示すフローチャート 本発明の第２の実施形態における実使用下限ＳＯＣに対応する開路電圧ＯＣＶ、保護下限電圧、車両要求出力の関係の一例を示す図 本発明の第２の実施形態における実使用上限ＳＯＣの第１の更新を行うための動作の一例を示すフローチャート 本発明の第２の実施形態における実使用上限ＳＯＣの第２の更新を行うための動作の一例を示すフローチャート 本発明の第２の実施形態における実使用下限ＳＯＣとＳＯＣｍａｐとの関係を示す一例を示す図 本発明の第２の実施形態における実使用上限ＳＯＣ－実使用下限ＳＯＣテーブルの一例を示す図 蓄電器の耐久日数と容量低下率との関係の一例を示す図 従来の蓄電池の使用年数と使用可能容量との関係の一例を示す図
（第１の実施形態）
　本発明の第１の実施形態における充電制御装置について、図面を参照しながら以下に説明する。
　ＨＥＶ（Hybrid Electrical Vehicle：ハイブリッド電気自動車）は、電動機及び内燃機関を備え、車両の走行状態に応じて電動機及び／又は内燃機関の駆動力によって走行する。ＨＥＶには、大きく分けてシリーズ方式とパラレル方式の２種類がある。シリーズ方式のＨＥＶは、蓄電器を電源とした電動機の駆動力によって走行する。内燃機関は発電のためだけに用いられ、内燃機関の駆動力によって発電された電力は蓄電器に充電されるか、電動機に供給される。一方、パラレル方式のＨＥＶは、電動機及び内燃機関のいずれか一方又は双方の駆動力によって走行する。また、両方式を複合したシリーズ・パラレル方式のＨＥＶも知られている。
　以下、代表してシリーズ方式のＨＥＶを用いて説明するが、本発明は、他の方式のＨＥＶについても適用可能である。
　図１は、シリーズ方式のＨＥＶの内部構成を示すブロック図である。図１に示すシリーズ方式のＨＥＶ（以下、単に「車両」という。）では、蓄電器１０１を電源とした電動機１０５からの駆動力がギアボックス（ギア）１１５を介して駆動輪１２９に伝達される。
　また、この車両の走行形態は、「ＥＶ走行」または「シリーズ走行」となる。ＥＶ走行時には、蓄電器(BATT)１０１からの電源供給によって駆動する電動機(MOT)１０５の駆動力によって走行する。また、シリーズ走行時には、蓄電器１０１からの電源供給及び内燃機関１０７の駆動により発電機(GEN)１０９で発生した電力の供給によって駆動する電動機１０５の駆動力によって走行する。
　図１に示す車両は、蓄電器(BATT)１０１と、第１インバータ(第１INV)１０３と、電動機(MOT)１０５と、多気筒内燃機関(ENG)１０７と、発電機(GEN)１０９と、第２インバータ(第２INV)１１１と、ギアボックス（以下、単に「ギア」という。）１１５と、マネジメントＥＣＵ(MG ECU)１１７と、モータＥＣＵ(MOT ECU)１１９と、エンジンＥＣＵ(ENG ECU)１２１と、バッテリＥＣＵ(BATT ECU)１２３と、を備える。
　蓄電器１０１は、直列に接続された複数の蓄電セルを有し、例えば１００～２００Ｖの高電圧を供給するものであり、例えばリチウムイオン電池などの蓄電池が搭載されている。また、蓄電器１０１は、長期間の使用等による劣化の程度により、同一のＳＯＣであっても満充電容量が異なる。
　第１インバータ１０３は、蓄電器１０１からの直流電圧を交流電圧に変換して、３相電流を電動機１０５に供給する。電動機１０５は、車両が走行するための動力（トルク）を発生する。電動機１０５で発生したトルクは、ギア１１５を介して駆動輪１２９の駆動軸１２７に伝達される。
　多気筒内燃機関（以下、単に「内燃機関」という。）１０７は、動力（トルク）を発生し、この動力は発電機１０９で消費される。発電機１０９は内燃機関１０７に直結されている。
　発電機１０９は、内燃機関１０７によって駆動されることで電力を発生する。発電機１０９によって発電された電力は、蓄電器１０１に充電されるか、電動機１０５に供給される。第２インバータ１１１は、発電機１０９で発生した交流電圧を直流電圧に変換する。第２インバータ１１１によって変換された電力は蓄電器１０１に充電されるか、第１インバータ１０３を介して電動機１０５に供給される。
　ギア１１５は、電動機１０５からの駆動力を、所望の変速比での回転数及びトルクに変換して、駆動軸１２７に伝達する変速機である。なお、ギア１１５と電動機１０５の回転子は直結されている。
　マネジメントＥＣＵ１１７は、ＥＶ走行またはシリーズ走行の切り替えや、電動機１０５や内燃機関１０７の制御等を行う。また、マネジメントＥＣＵ１１７には、車両の速度を検出する車速センサ（図示せず）からの情報や、アクセル開度等のドライバによって要求された車両の駆動力を検出する要求駆動力センサ（図示せず）からの情報が入力される。また、マネジメントＥＣＵ１１７は、蓄電器１０１への充電量及び蓄電器１０１からの放電量の少なくとも一方（以下、充放電量という）の算出や蓄電器１０１の充電状態（ＳＯＣ：State of Charge）に関する制御を行うが、これらの詳細については後述する。なお、充放電量はエネルギー量である。
　モータＥＣＵ１１９は、マネジメントＥＣＵ１１７からの指示に応じて、電動機１０５を制御する。なお、モータＥＣＵ１１９は、マネジメントＥＣＵ１１７から車速制限が指示されているとき、蓄電器１０１から電動機１０５に供給する電流を制限する。エンジンＥＣＵ１２１は、マネジメントＥＣＵ１１７からの指示に応じて、内燃機関１０７の始動及び停止や、各気筒におけるスロットルバルブの開閉制御及び燃料噴射制御、内燃機関１０７のクランク軸の回転数を制御する。
　温度センサ１３１は、蓄電器１０１の温度を検出する。また、電圧センサ１３３は、蓄電器１０１の端子間電圧を検出する。また、電流センサ１３５は、蓄電器１０１への充電電流及び蓄電器１０１からの放電電流の少なくとも一方（以下、充放電電流という）を検出する。これらの検出は、例えば定期的に行うことができ、検出タイミングは柔軟に設定されることが可能である。
　充電器１３７は、車両外の外部電力供給源１３９から電力供給を受け、交流電圧を直流電圧に変換する。
　外部電力供給源１３９は、充電スタンドや家庭内に配置され、交流電圧を有する電力を車両へ供給すべく充電器１３７へ電力供給する。
　バッテリＥＣＵ１２３は、蓄電器１０１の充電状態（ＳＯＣ）を推定して、当該状態を示す情報をマネジメントＥＣＵ１１７に送る。このとき、バッテリＥＣＵ１２３は、電圧センサ１３３により検出された電圧に基づいて、蓄電器１０１のＳＯＣをリアルタイム演算することにより推定する。以下、推定された蓄電器１０１のＳＯＣを推定ＳＯＣともいう。この推定は、ＳＯＣと蓄電器１０１の電圧には相関性があるために実現可能である。図２は、電圧とＳＯＣとの関係の一例を示す図である。また、電流センサ１３５により検出された電流や温度センサ１３１により検出された温度に基づいてＳＯＣを推定してもよい。例えば、検出電圧に対して、検出電流や検出温度による補正を行い、ＳＯＣを推定してもよい。
　また、マネジメントＥＣＵ１１７は、電流センサ１３５により検出された充放電電流を所定期間毎に積算することによって、蓄電器１０１への充電量及び蓄電器１０１からの放電量の少なくとも一方（以下、充放電量という）を算出する。この算出方法は電流積算法と呼ばれるものである。例えば、充電開始から積算された充放電量を算出する。
　次に、マネジメントＥＣＵ１１７が実行する蓄電器１０１のＳＯＣ制御について説明する。
　本実施形態では、限界上限ＳＯＣと使用可能下限ＳＯＣがあらかじめ設定されており、マネジメントＥＣＵ１１７が、その間に実使用上限ＳＯＣを設定し、上記推定ＳＯＣと上記充放電量に基づいて、蓄電器１０１の充電を使用可能下限ＳＯＣと実使用上限ＳＯＣとの間で行う。なお、実使用上限ＳＯＣは可変値であり、限界上限ＳＯＣと使用可能下限ＳＯＣは固定値である。
　まず、マネジメントＥＣＵ１１７は、使用可能下限ＳＯＣから所定の容量を充電したＳＯＣを初回の実使用上限ＳＯＣとして設定する（実使用上限ＳＯＣの初期設定）。そして、実使用上限ＳＯＣにおける容量が蓄電器１０１の劣化により少なくなっても、常に上記所定の容量を確保できるように、使用可能下限ＳＯＣから上記所定の容量分、実使用上限ＳＯＣを上昇方向に更新する。以下、この一定に保つべき所定の容量を目標容量ともいう。
　図３は、蓄電器使用期間と蓄電器１０１の各ＳＯＣにおける電圧との関係の一例を示す図である。また、図４は、蓄電器使用期間と蓄電器１０１の実使用上限ＳＯＣにおける容量との関係の一例を示す図である。初回に設定された実使用上限ＳＯＣで何度か充電を繰り返して蓄電器１０１を使用すると、図４に示すように、実使用上限ＳＯＣの容量として所定の切り替え閾値以上の容量を時刻ｔ１に確保できなくなる。この切替閾値は、例えば走行に必要な必要最低限容量と同値である。このとき（時刻ｔ１）、マネジメントＥＣＵ１１７は、図３に示すように、実使用上限ＳＯＣを上昇方向に更新する。そして、更新された実使用上限ＳＯＣで何度か充電を繰り返して充電器１０１を使用すると、図４に示すように、更新された実使用上限ＳＯＣの容量として所定の切り替え閾値以上の容量を時刻ｔ２に再度確保できなくなる。このとき（時刻ｔ２）、マネジメントＥＣＵ１１７は、図３に示すように、実使用上限ＳＯＣを上昇方向に再度更新する。このように、マネジメントＥＣＵ１１７は、実使用上限ＳＯＣにおける容量が切り替え閾値を確保できなくなったら、実使用上限ＳＯＣを更新するということを繰り返す。なお、この更新を短周期で行うと、ＳＯＣの容量変動が少なくなり、車両挙動例えばＥＮＧを運転せずにＥＶ走行となる走行距離が急激に変化することを防止することが可能である。
　このようなＳＯＣ制御を行うことで、蓄電器１０１が想定どおりに劣化した場合には、図５に示すように、蓄電器１０１が寿命保障年数に到達したときには、使用する容量の確保（つまり目標容量確保）が可能な状態であるが、その後すぐに目標容量確保が不可能な状態になる。つまり、寿命保障年数経過時に、使用可能容量＝目標容量となる。図５は、蓄電器１０１が想定どおりに劣化した場合の使用年数と使用可能容量との関係の一例を示す図である。
　また、蓄電器１０１が想定以下の劣化である場合には、図６に示すように、蓄電器１０１が寿命保障年数に到達したときには、いまだ目標容量確保が可能な状態であり、その後もしばらく目標容量確保が可能な状態である。つまり、寿命保障年数経過時に、使用可能容量＞目標容量となる。図６は、蓄電器１０１が想定以下に劣化した場合の使用年数と使用可能容量との関係の一例を示す図である。
　また、蓄電器１０１が想定以上に劣化した場合には、図７に示すように、蓄電器１０１が寿命保障年数に到達したときには、すでに目標容量確保が不可能な状態となっている。つまり、寿命保障年数経過時に、使用可能容量＜目標容量となる。図７は、蓄電器１０１が想定以上に劣化した場合の使用年数と使用可能容量との関係の一例を示す図である。なお、図７のように想定以上の劣化が発生している場合には、蓄電器１０１に故障が発生したものと推定し、通知するようにしてもよい。このような故障の推定はマネジメントＥＣＵ１１７により実行され、その旨を図示しない通知部に通知させる。
　図５～７のように劣化する蓄電器１０１について、使用年数と実使用上限ＳＯＣとの関係は、図８に示すようになる。つまり、例えば実使用上限ＳＯＣを５０（％）として使用を開始し、想定どおりの劣化の場合をＬ１とすると、想定以下の劣化の場合には、Ｌ２に示すように、実使用上限ＳＯＣの上昇度が比較的小さくて済む。一方、想定以上の劣化の場合には、Ｌ３に示すように、実使用上限ＳＯＣの上昇度が比較的大きくなる。図８は、劣化状況毎の蓄電器１０１の使用年数と実使用上限ＳＯＣとの関係の一例を示す図である。
　このように、マネジメントＥＣＵ１１７が実使用上限ＳＯＣを制御し、上記のように蓄電器１０１の充電を使用可能下限ＳＯＣと実使用上限ＳＯＣとの間で行うことで、蓄電器１０１の使用年数によらずに同じ容量を使用するため、蓄電器１０１の使用開始から蓄電器の使用可能容量が少なくなっても、電動走行の割合が新品時と変わらないために、ユーザに違和感を与えることがなくなる。また、蓄電器のＳＯＣ使用範囲を使用可能下限ＳＯＣから目標容量（≦使用可能容量）のみ充電した実使用上限ＳＯＣまでの間に制限しているため、高ＳＯＣの状態を維持することによる蓄電器１０１の劣化を抑制することが可能である。
　次に、図１に示した車両の蓄電器１０１を充電する際の動作について説明する。
　図９は、本実施形態における実使用上限ＳＯＣを更新する際の動作の一例を示すフローチャートである。図９では、例えば車両の走行中に、容量消費により推定ＳＯＣが使用可能下限ＳＯＣを下回ったときに、蓄電器１０１の充電を開始することを想定している。
　車両が走行等して電力消費することで、蓄電器１０１の容量が消費される（ステップＳ１０１）。マネジメントＥＣＵ１１７は、容量消費により、推定ＳＯＣが蓄電器１０１の使用可能下限ＳＯＣに到達したか否かを判断する（ステップＳ１０２）。使用可能下限ＳＯＣに到達したと判断した場合には、マネジメントＥＣＵ１１７は、充放電量ＥをリセットしてＥ＝０とする（ステップＳ１０３）。充放電量Ｅをリセットした後、充放電量の算出を開始する。
　充放電量のリセット後に、マネジメントＥＣＵ１１７の指令に基づいて、内燃機関１０７および発電機１０９による発電を開始し、蓄電器１０１の充電を開始する（ステップＳ１０４）。充電開始後に、マネジメントＥＣＵ１１７は、推定ＳＯＣが蓄電器１０１の実使用上限ＳＯＣに到達したか否かを判断する（ステップＳ１０５）。
　実使用上限ＳＯＣに到達したと判断すると、マネジメントＥＣＵ１１７は、算出した充放電量が規定値以下であるか否かを判断する（ステップＳ１０６）。充放電量が規定値より大きいと判断した場合には、マネジメントＥＣＵ１１７は、蓄電器１０１の充電を停止するよう制御する（ステップＳ１１１）。充電を停止する際には、マネジメントＥＣＵ１１７の指令に基づいて、内燃機関１０７および発電機１０９による発電を停止し、蓄電器１０１の充電を停止する。なお、充放電量と比較される規定値は、あらかじめ設定されている。
　充放電量が規定値以下である場合には、マネジメントＥＣＵ１１７は、蓄電器１０１の充電を継続するよう制御し（ステップＳ１０７）、算出した充放電量が規定値に到達したか否かを判断する（ステップＳ１０８）。規定値に到達していないと判断した場合には、マネジメントＥＣＵ１１７は、蓄電器１０１の充電を継続するよう制御する。
　充放電量が規定値に到達したと判断した場合、マネジメントＥＣＵ１１７は、蓄電器１０１の充電を停止するよう制御する（ステップＳ１０９）。そして、マネジメントＥＣＵ１１７は、蓄電器１０１の実使用上限ＳＯＣを当該充電停止時の蓄電器１０１の推定ＳＯＣに更新する（ステップＳ１１０）。ここでは、実使用上限ＳＯＣを上昇方向へ更新することになる。
　一方、ステップＳ１０５において、推定ＳＯＣが実使用上限ＳＯＣに到達していないと判断した場合、マネジメントＥＣＵ１１７は、算出した充放電量が規定値に到達したか否かを判断する（ステップＳ１１２）。充放電量が規定値到達していないと判断した場合、ステップＳ１０４に戻り、マネジメントＥＣＵ１１７は、蓄電器１０１の充電を継続するよう制御する。
　充放電量が規定値に到達したと判断した場合、マネジメントＥＣＵ１１７は、蓄電器１０１の充電を停止するよう制御する（ステップＳ１１３）。そして、マネジメントＥＣＵ１１７は、蓄電器１０１の実使用上限ＳＯＣを当該充電停止時の蓄電器１０１の推定ＳＯＣに更新する（ステップＳ１１４）。ここでは、実使用上限ＳＯＣを下降方向へ更新することになる。
　図９の処理を行うことで、ユーザに走行中の違和感を与えることなく、また不要な蓄電器の充放電を行うことなく、蓄電器の劣化の進行を抑制して充電することができ、蓄電器１０１の寿命を延ばすことができる。例えば、蓄電器が劣化した場合には、推定ＳＯＣが実使用上限ＳＯＣに到達しても充放電量が規定値に到達しないことが考えられる。この場合には、実使用上限ＳＯＣを上昇させる制御を行い、ユーザに違和感を与えずに蓄電器の劣化促進を最小限とすることが可能である。
　また、マネジメントＥＣＵ１１７により算出される充放電量は、所定期間毎の積算により算出されるものであるために積算誤差が大きくなりやすく、特に、車両走行時に積算を行う場合には、走行用の放電も充放電量に含まれるため一層誤差が大きくなる可能性がある。例えば、誤差により実使用上限ＳＯＣを高く設定しすぎた場合には、推定ＳＯＣが実使用上限ＳＯＣに到達しなくても充放電量が規定値に到達することが考えられる。このような場合であっても、実使用上限ＳＯＣを下げても支障がないため、実使用上限ＳＯＣを下げる制御を行うことで、さらに蓄電器１０１の劣化を防止することが可能となる。
　次に、図１０は、本実施形態における実使用上限ＳＯＣを更新する際の動作の別の一例を示すフローチャートである。図１０では、例えば車両の停止中に、充電器１３７から伸びた接続部が外部電力供給源１３９に接続されたときに、蓄電器１０１の充電を開始することを想定している。
　マネジメントＥＣＵ１１７が、充電器１３７から伸びた接続部としてのプラグが外部電力供給源１３９に差し込まれて接続されたと判断すると（ステップＳ２０１）、当該接続時における蓄電器１０１の残存電量を算出する（ステップＳ２０２）。この場合、例えば、プラグ接続時に設定されている実使用可能ＳＯＣをＢ（％）、使用可能下限ＳＯＣをＣ（％）、充放電量の目標値をＡ（Ｗｈ）、プラグ接続時に推定された推定ＳＯＣをＸ（％）とした場合、プラグ接続時の残存電量Ｅ０を、以下数１のように算出する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　また、直近に推定ＳＯＣが使用可能下限ＳＯＣとなったときからの充放電量を図示しない記憶部に記憶しておき、プラグ接続時における記憶部に記憶された充放電量を蓄電器１０１の残存電量としてもよい。
　蓄電器１０１の残存電量を算出後、マネジメントＥＣＵ１１７は、Ｅ０を初期値として充放電量を算出し（ステップＳ２０３）、外部電力供給源１３９から電力供給を受けて蓄電器１０１を充電するプラグ充電を開始するよう制御する（ステップＳ２０４）。充放電量はＥ０を初期値としているため、充電開始後に算出される充放電量には、プラグ充電による充放電量とともに、プラグ接続時の蓄電器１０１の残存電量も含まれることになる。
　充電開始以降は、図９のステップＳ１０５～ステップＳ１１４と同様の処理が行われる。ただし、ステップＳ１０６、Ｓ１０８、Ｓ１１２において、充放電量と規定値（充放電量の目標値Ａに相当）とを比較する際には、先に説明したように、充放電量としてプラグ接続時の蓄電器１０１の残存電量も含めて比較する。また、ステップＳ１１２において、充放電量が規定値に到達していないと判断した場合、ステップＳ２０４に戻り、マネジメントＥＣＵ１１７は、蓄電器１０１の充電を継続するよう制御する。
　図１０の処理を行うことで、ユーザに走行中の違和感を与えることなく、また不要な蓄電器の充放電を行うことなく、蓄電器の劣化の進行を抑制して充電することができ、蓄電器１０１の寿命を延ばすことができる。また、マネジメントＥＣＵ１１７により算出される充放電量は、所定期間毎の積算により算出されるものであるために積算誤差が大きくなりやすく、特に、車両走行時に積算を行う場合には、走行用の放電も充放電量に含まれるため一層誤差が大きくなる可能性がある。これに対し、図１０ではプラグ充電を行うので放電による誤差がなくなるために、より的確に実使用上限ＳＯＣを更新することができ、蓄電器１０１の劣化を防止することが可能となる。
　尚、本実施例においては、車両の停止中に、充電器１３７から伸びた接続部が外部電力供給源１３９に接続されたときに、蓄電器１０１の充電を開始することを想定したものであるが、例えば冷寒時に暖房を作動させる際に内燃機関１０７が作動される際や、車両走行中において蓄電器１０１の電力のみでは不足するような高出力要求時において発電機１０９を作動させる場合等も同様に残存電量を求めることができる。
　図１１は、本実施形態における実使用上限ＳＯＣを更新する際の更に動作の一例を示すフローチャートである。図１１では、複数のＳＯＣ候補の中から選択されたＳＯＣで実使用上限ＳＯＣを更新することを想定している。
　まず、図９と同様の処理を行う。ただし、ステップＳ１０９、Ｓ１１３における充電停止後に、ステップＳ１１０、Ｓ１１４における実使用上限ＳＯＣの更新を行わない。この更新を行わない代わりに、マネジメントＥＣＵ１１７は、ステップＳ１０９、Ｓ１１１、Ｓ１１３における充電停止後に、充電停止時の推定ＳＯＣを実使用上限ＳＯＣの候補ｎとして、図示しない記憶部に記憶する（ステップＳ３０１）。つまり、充電開始後にマネジメントＥＣＵ１１７が算出した充放電量が規定値に到達した際に、すぐに実使用上限ＳＯＣを更新するのではなく、充電停止時の推定ＳＯＣを一旦実使用上限ＳＯＣを更新するための候補として図示しない記憶部に記憶する。
　そして、マネジメントＥＣＵ１１７は、記憶部に記憶した候補数が規定数に到達したか否かを判断する（ステップＳ３０２）。規定数に到達していない場合には、次の候補を探索すべく、ステップＳ１０１に戻る。
　候補数が規定数に到達した場合には、マネジメントＥＣＵ１１７は、記憶部に記憶された複数の候補から最適なＳＯＣを選択し、実使用上限ＳＯＣを選択されたＳＯＣに更新する（ステップＳ３０３）。ＳＯＣの選択方法としては、例えば、複数候補の中央値を選択する、複数候補の平均値を選択する、複数候補の中の最大値と最小値の平均値を選択する、複数候補の最頻出値を選択する、などが考えられる。
　図１１の処理を行うことで、算出される充放電量が規定値に到達するたびに推定ＳＯＣを図示しない記憶部に記憶し、複数のＳＯＣ候補から最適なＳＯＣを選択するため、たとえ、各回のＳＯＣ候補値に多少の誤差があったとしても、より正確に実使用上限ＳＯＣを更新することができる。
　なお、ステップＳ３０２では、候補数が規定数に達したか否かを判断することを説明したが、例えば充電開始から所定時間が経過したか否かを判断してもよい。つまり、所定時間の間、充放電量が規定値に到達するたびに推定ＳＯＣを記憶部に記憶することになる。
　また、図１１では、図９と同様の処理、つまり内燃機関１０７および発電機１０９による発電により充電を行うことを想定したが、図１０と同様の処理、つまりプラグ充電についても、複数のＳＯＣ候補から最適なＳＯＣ候補を選択し、実使用上限ＳＯＣを更新するようにしてもよい。
　本実施形態では、ＨＥＶを用いて説明したが、他の電動車両、例えば、ＥＶ（ＥｌｅｃｔｒｉｃＶｅｈｉｃｌｅ：電気自動車）、ＰＨＥＶ（Ｐｌｕｇｉｎ　Ｈｙｂｒｉｄ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ　Ｖｅｈｉｃｌｅ：プラグインハイブリッド電気自動車）、ＦＣＶ（Ｆｕｅｌ　Ｃｅｌｌ　Ｖｅｈｉｃｌｅ：燃料電池自動車）、ＰＦＣＶ（Ｐｌｕｇｉｎ　Ｆｕｅｌ　Ｃｅｌｌ　Ｖｅｈｉｃｌｅ：プラグイン燃料電池自動車）等の電動車両であっても、本発明を適用可能である。
（第２の実施形態）
　本発明の実施形態における充電制御装置について、図面を参照しながら以下に説明する。
　ＨＥＶ（Hybrid Electrical Vehicle：ハイブリッド電気自動車）は、電動機及び内燃機関を備え、車両の走行状態に応じて電動機及び／又は内燃機関の駆動力によって走行する。ＨＥＶには、大きく分けてシリーズ方式とパラレル方式の２種類がある。シリーズ方式のＨＥＶは、蓄電器を電源とした電動機の駆動力によって走行する。内燃機関は発電のためだけに用いられ、内燃機関の駆動力によって発電された電力は蓄電器に充電されるか、電動機に供給される。一方、パラレル方式のＨＥＶは、電動機及び内燃機関のいずれか一方又は双方の駆動力によって走行する。また、両方式を複合したシリーズ・パラレル方式のＨＥＶも知られている。
　以下、代表してシリーズ方式のＨＥＶを用いて説明するが、本発明は、他の方式のＨＥＶについても適用可能である。
　図１２は、シリーズ方式のＨＥＶの内部構成を示すブロック図である。図１２に示すシリーズ方式のＨＥＶ（以下、単に「車両」という。）では、蓄電器２０１を電源とした電動機２０５からの駆動力がギアボックス（ギア）２１５を介して駆動輪２２９に伝達される。
　また、この車両の走行形態は、「ＥＶ走行」または「シリーズ走行」となる。ＥＶ走行時には、蓄電器(BATT)２０１からの電源供給によって駆動する電動機(MOT)２０５の駆動力によって走行する。また、シリーズ走行時には、蓄電器２０１からの電源供給及び内燃機関２０７の駆動により発電機(GEN)２０９で発生した電力の供給によって駆動する電動機２０５の駆動力によって走行する。
　図１２に示す車両は、蓄電器(BATT)２０１と、第１インバータ(第１INV)２０３と、電動機(MOT)２０５と、多気筒内燃機関(ENG)２０７と、発電機(GEN)２０９と、第２インバータ(第２INV)２１１と、ギアボックス（以下、単に「ギア」という。）２１５と、マネジメントＥＣＵ(MG ECU)２１７と、モータＥＣＵ(MOT ECU)２１９と、エンジンＥＣＵ(ENG ECU)２２１と、バッテリＥＣＵ(BATT ECU)２２３と、を備える。
　蓄電器２０１は、直列に接続された複数の蓄電セルを有し、例えば１００～２００Ｖの高電圧を供給するものであり、例えばリチウムイオン電池などの蓄電池が搭載されている。また、蓄電器２０１は、長期間の使用等による劣化の程度により、同一のＳＯＣであっても満充電容量が異なる。
　第１インバータ２０３は、蓄電器２０１からの直流電圧を交流電圧に変換して、３相電流を電動機２０５に供給する。電動機２０５は、車両が走行するための動力（トルク）を発生する。電動機２０５で発生したトルクは、ギア２１５を介して駆動輪２２９の駆動軸２２７に伝達される。
　多気筒内燃機関（以下、単に「内燃機関」という。）２０７は、動力（トルク）を発生し、この動力は発電機２０９で消費される。発電機２０９は内燃機関２０７に直結されている。
　発電機２０９は、内燃機関２０７によって駆動されることで電力を発生する。発電機２０９によって発電された電力は、蓄電器２０１に充電されるか、電動機２０５に供給される。第２インバータ２１１は、発電機２０９で発生した交流電圧を直流電圧に変換する。第２インバータ２１１によって変換された電力は蓄電器２０１に充電されるか、第１インバータ２０３を介して電動機２０５に供給される。
　ギア２１５は、電動機２０５からの駆動力を、所望の変速比での回転数及びトルクに変換して、駆動軸２２７に伝達する変速機である。なお、ギア２１５と電動機２０５の回転子は直結されている。
　マネジメントＥＣＵ２１７は、ＥＶ走行またはシリーズ走行の切り替えや、電動機２０５や内燃機関２０７の制御等を行う。また、マネジメントＥＣＵ２１７には、車両の速度を検出する車速センサ（図示せず）からの情報や、アクセル開度等のドライバによって要求された車両の駆動力を検出する要求駆動力センサ（図示せず）からの情報が入力される。また、マネジメントＥＣＵ２１７は、蓄電器２０１への充電量及び蓄電器２０１からの放電量の少なくとも一方（以下、充放電量という）の算出や蓄電器２０１の充電状態（ＳＯＣ：State of Charge）に関する制御を行うが、これらの詳細については後述する。なお、充放電量はエネルギー量である。
　モータＥＣＵ２１９は、マネジメントＥＣＵ２１７からの指示に応じて、電動機２０５を制御する。なお、モータＥＣＵ２１９は、マネジメントＥＣＵ２１７から車速制限が指示されているとき、蓄電器２０１から電動機２０５に供給する電流を制限する。エンジンＥＣＵ２２１は、マネジメントＥＣＵ２１７からの指示に応じて、内燃機関２０７の始動及び停止や、各気筒におけるスロットルバルブの開閉制御及び燃料噴射制御、内燃機関２０７のクランク軸の回転数を制御する。
　温度センサ２３１は、蓄電器２０１の温度を検出する。また、電圧センサ２３３は、蓄電器２０１の端子間電圧を検出する。また、電流センサ２３５は、蓄電器２０１への充電電流及び蓄電器２０１からの放電電流の少なくとも（以下、充放電電流という）を検出する。これらの検出は、例えば定期的に行うことができ、検出タイミングは柔軟に設定されることが可能である。
　充電器２３７は、車両外の外部電力供給源２３９から電力供給を受け、交流電圧を直流電圧に変換する。
　外部電力供給源２３９は、充電スタンドや家庭内に配置され、交流電圧を有する電力を車両へ供給すべく充電器２３７へ電力供給する。
　バッテリＥＣＵ２２３は、蓄電器２０１の充電状態（ＳＯＣ）を推定して、当該状態を示す情報をマネジメントＥＣＵ２１７に送る。このとき、バッテリＥＣＵ２２３は、電圧センサ２３３により検出された電圧に基づいて、蓄電器２０１のＳＯＣをリアルタイム演算することにより推定する。この推定は、ＳＯＣと蓄電器２０１の電圧には相関性があるために実現可能である。図１３は、電圧とＳＯＣとの関係の一例を示す図である。また、電流センサ２３５により検出された電流や温度センサ２３１により検出された温度に基づいてＳＯＣを推定してもよい。例えば、検出電圧に対して、検出電流や検出温度による補正を行い、ＳＯＣを推定してもよい。さらに、蓄電器２０１の内部抵抗値を用いて、後述する図１４のフローで示す手順でＳＯＣを推定してもよい。
　また、マネジメントＥＣＵ２１７は、電流センサ２３５により検出された充放電電流を所定期間毎に積算することによって、蓄電器２０１への充電量及び蓄電器２０１からの放電量の少なくとも一方（以下、充放電量という）を算出する。この算出方法は電流積算法と呼ばれるものである。例えば、充電開始から積算された充放電量を算出する。
　次に、内部抵抗値を用いて蓄電器２０１のＳＯＣを推定するための動作について説明する。図１４は、車両が内部抵抗値を用いて蓄電器２０１のＳＯＣを推定するための動作の一例を示すフローチャートである。
　まず、マネジメントＥＣＵ２１７が、イグニション・オンされたか否かを判定する（ステップＳ４０１）。イグニション・オンされていない場合には図１４の処理を終了する。
　イグニション・オンされた場合には、バッテリＥＣＵ２２３は、蓄電器２０１の電池状態を検出する（ステップＳ４０２）。具体的には、温度センサ２３１により蓄電器２０１の温度を検出し、電圧センサ２３３により蓄電器２０１の電圧を検出し、電流センサ２３５により蓄電器２０１の充放電電流を検出するよう制御する。
　続いて、バッテリＥＣＵ２２３は、内部抵抗値を事前に取得するか、もしくはリアルタイムで取得する（ステップＳ４０３）。事前に取得する場合には、バッテリＥＣＵ２２３は、図１９の処理を開始する前に、あらかじめ計測され、不図示の記憶部に記憶された内部抵抗値を取得する。
　また、リアルタイムで取得する場合には、電圧センサ２３３により検出された電圧Ｖと電流センサ２３５により検出された電流Ｉとに基づいて、蓄電器２０１の端子間電圧Ｖの所定時間あたりの変化量である実電圧変化量ｄＶと、蓄電器２０１の充放電電流Ｉの所定時間あたりの変化量である実電流変化量ｄＩとを逐次算出する。さらに、算出した実電圧変化量ｄＶと実電流変化量ｄＩとから、逐次最小二乗法により、実電圧変化量ｄＶと実電流変化量ｄＩとの間の関係を表す一次式における傾きの値を内部抵抗Ｒの仮値ｒとして算出する。そして、下記の（式１）を用いて仮値ｒを補正する。なお、ｋは時刻を表す。
　Ｒ（ｋ）＝ｒ（ｋ）＋Ｇａ１・[ｄＶ（ｋ－１）－Ｒ（ｋ－１）・ｄＩ（ｋ－１）]・・・（式１）
　ここで、[ｄＶ（ｋ－１）－Ｒ（ｋ－１）・ｄＩ（ｋ－１）]は、既に求めた内部抵抗Ｒの推定値Ｒ（ｋ－１）（当該推定値の時系列のうち最新の値）とその時刻ｋ－１での実電流変化量ｄＩ（ｋ－１）とを乗じることにより算出される電圧変化量のモデル値と、その時刻ｋ－１での実電圧変化量ｄＶ（ｋ－１）との偏差である。また、Ｇａ１は伝達関数である。この場合、伝達関数Ｇａ１に当該偏差を乗じる演算は、当該偏差を０に収束させるように、フィードバック操作量を求める演算である。
　従って、（式１）によって、内部抵抗Ｒの仮値ｒを、当該偏差を０に収束させるように補正し、これによって、内部抵抗Ｒ（ｋ）の推定値を逐次算出する。バッテリＥＣＵ２２３は、現在時刻ｋにおける内部抵抗Ｒ（ｋ）をリアルタイムで取得することになる。
　続いて、バッテリＥＣＵ２２３は、内部抵抗値を取得すると、内部抵抗値Ｒ（ｋ）を用いて、下記の（式２）から蓄電器２０１の開路電圧ＯＣＶを推定する（ステップＳ４０３）。なお、ｋは時刻を表す。
　ＯＣＶ（ｋ）＝Ｇａ２・[Ｖ（ｋ）―｛ＯＣＶ（ｋ－１）＋Ｒ（ｋ）・Ｉ（ｋ）｝]・・
・（式２）
　ここで、（式２）の右辺の[　]内の値は、現在時刻ｋでの内部抵抗の推定値Ｒ（ｋ）と現在時刻ｋでの充放電電流Ｉ（ｋ）とを乗じた値に、既に求めた開路電圧ＯＣＶの推定値ＯＣＶ（ｋ－１）を加算することにより算出される蓄電器２０１の端子間電圧のモデル値と、現在時刻ｋでの端子間電圧Ｖ（ｋ）との偏差である。そして、（式２）の迂遠のＧａ２は伝達関数である。この場合、伝達関数Ｇａ２に当該偏差を乗じる演算は、当該偏差を０に収束させるように、フィードバック操作量を求める演算である。
　従って、（式２）によって、当該偏差を０に収束させるように、現在時刻ｋにおける開路電圧ＯＣＶ（ｋ）を逐次算出する。
　続いて、バッテリＥＣＵ２２３は、開路電圧ＯＣＶを推定すると、推定した蓄電器２０１の開路電圧ＯＣＶに基づいて、蓄電器２０１のＳＯＣを推定する（ステップＳ４０４）。ここで、開路電圧ＯＣＶとＳＯＣとの関係は、図１５に示すように、開路電圧ＯＣＶが大きくなるに従ってＳＯＣが大きくなるような関係（大略比例関係）となり、開路電圧ＯＣＶとＳＯＣとが１対１に対応する。そこで、開路電圧ＯＣＶから図１５を用いてＳＯＣを推定する。なお、図１５に示す関係をＳＯＣ－ＯＣＶテーブルとして、あらかじめ不図示の記憶部に保持しておく。
　このように内部抵抗値Ｒを用いてＳＯＣを推定することにより、走行中には変化してしまうことがある電圧センサ２３３の測定結果を用いずに、より正確に充電状態を推定することができる。
　以下、電圧に基づいて推定したＳＯＣ及び内部抵抗に基づいて推定したＳＯＣを、単に推定ＳＯＣという。
　次に、本実施形態の車両が行う充電の概要について説明する。
　本実施形態では、限界上限ＳＯＣと使用可能下限ＳＯＣがあらかじめ設定されており、使用可能下限ＳＯＣは初期値として車両要求出力を満たす最低電圧に対応するＳＯＣとして設定される。この車両要求出力とは、車両において電力放電や電力回生を実現可能であり、一般的な車両の走行が可能なエネルギーの最低値である。マネジメントＥＣＵ２１７は、限界上限ＳＯＣと使用可能下限ＳＯＣとの間に実使用上限ＳＯＣ及び実使用下限ＳＯＣを設定し、上記推定ＳＯＣと上記充放電量に基づいて、蓄電器２０１の充電を実使用下限ＳＯＣと実使用上限ＳＯＣとの間で行う。つまり、実使用下限ＳＯＣ以上のＳＯＣが維持されて充電が行われるため、車両要求出力を満たしつつ、必要十分な量を蓄電器に充電することが可能となる。なお、実使用上限ＳＯＣ及び実使用下限ＳＯＣは可変値であり、限界上限ＳＯＣと使用可能下限ＳＯＣは固定値である。
　マネジメントＥＣＵ２１７は、蓄電器２０１の内部抵抗値に応じて、車両要求出力を満たす実使用下限ＳＯＣを設定する。初期値としては実使用下限ＳＯＣは例えば使用可能下限ＳＯＣと同様の値となるが、使用期間が長くなり、蓄電器２０１が劣化するにつれ、使用可能下限ＳＯＣは車両要求出力を満たせなくなる。一方、実使用下限ＳＯＣはマネジメントＥＣＵ２１７により更新されるため、常に車両要求出力を満たすように制御される（実使用下限ＳＯＣの更新）。
　また、マネジメントＥＣＵ２１７は、使用可能下限ＳＯＣから所定の容量を充電したＳＯＣを初回の実使用上限ＳＯＣとして設定する（実使用上限ＳＯＣの初期設定）。そして、実使用上限ＳＯＣにおける容量が蓄電器２０１の劣化により少なくなっても、常に上記所定の容量を確保できるように、使用可能下限ＳＯＣから上記所定の容量分、実使用上限ＳＯＣを上昇方向に更新する（実使用上限ＳＯＣの第１の更新）。以下、この一定に保つべき所定の容量を目標容量ともいう。また、マネジメントＥＣＵ２１７は、実使用下限ＳＯＣの値に応じて実使用上限ＳＯＣを更新することもあり（実使用上限ＳＯＣの第２の更新）、この場合、実使用上限ＳＯＣは、実使用下限ＳＯＣから目標容量となるように制御される。
　図１６及び図１７は、蓄電器２０１のＳＯＣと出力との関係を示す図である。図１６に示すように、蓄電池２０１が新品のときには、車両要求出力を満たす下限出力に対応するＳＯＣが実使用下限ＳＯＣとして設定される。また、このとき、実使用下限ＳＯＣから所定の使用容量を確保したものが最終的に実使用上限ＳＯＣとして設定される。また、図１７に示すように、蓄電器２０１が一定期間の利用により劣化し、車両要求出力を満たせなくなった場合には、車両要求出力を満たすことのできる下限出力に対応するＳＯＣが実使用下限ＳＯＣとして設定され、また、このとき、実使用下限ＳＯＣから所定の使用容量を確保したものが最終的に実使用上限ＳＯＣとして設定される。
　また、図１８は、蓄電器２０１の使用期間、各ＳＯＣ、容量等との関係を示す図であり、図１９は、蓄電器２０１の使用期間、各ＳＯＣ、車両出力等との関係を示す図である。図１８に示すように、実使用上限ＳＯＣ及び実使用下限ＳＯＣを制御することで、蓄電器２０１の使用初期から寿命保障年数が経過するまでの間に、蓄電器２０１の容量の劣化がほとんど発生しないことがわかる。また、図１９に示すように、実使用上限ＳＯＣ及び実使用下限ＳＯＣを制御することで、蓄電器２０１の使用初期から寿命保障年数が経過するまでの間に、蓄電器２０１を用いた車両出力がほとんど低下しないことがわかる。このとき、車両出力（特に最大出力）は車両要求出力よりも高いものとなる。
　また、図２０は、蓄電器使用期間と蓄電器２０１の実使用下限ＳＯＣにおける蓄電器２０１の容量との関係の一例を示す図である。初回に設定された実使用下限ＳＯＣで何度か充電を繰り返して蓄電器２０１を使用すると、実使用下限ＳＯＣの容量として所定の切り替え閾値以上の容量（出力が車両要求出力を満たさなくなる下限容量）を時刻ｔ１１に確保できなくなる。このとき（時刻ｔ１１）、マネジメントＥＣＵ２１７は、実使用下限ＳＯＣを上昇方向に更新する。そして、更新された実使用下限ＳＯＣで何度か充電を繰り返して蓄電器２０１を使用すると、更新された実使用下限ＳＯＣの容量として所定の切り替え閾値以上の容量を時刻ｔ１２に再度確保できなくなる。このとき（時刻ｔ１２）、マネジメントＥＣＵ２１７は、実使用下限ＳＯＣを上昇方向に再度更新する。このように、マネジメントＥＣＵ２１７は、実使用下限ＳＯＣにおける容量が切り替え閾値を確保できなくなったら、実使用下限ＳＯＣを更新するということを繰り返す。なお、この更新を短周期で行うと、実使用下限ＳＯＣの容量変動が少なくなり、車両挙動例えばＥＮＧを運転せずにＥＶ走行となる走行距離が急激に変化することを防止することが可能である。
　このように、マネジメントＥＣＵ２１７が実使用上限ＳＯＣ及び実使用下限ＳＯＣを制御し、上記のように蓄電器２０１の充電を実使用下限ＳＯＣと実使用上限ＳＯＣとの間で行うことで、蓄電器２０１の使用年数によらずに同じ容量を使用するため、蓄電器２０１の使用開始から蓄電器の使用可能容量が少なくなっても、車両要求出力を満たしながら、電動走行の割合が新品時と変わらないために、ユーザに違和感を与えることがなくなる。また、蓄電器のＳＯＣ使用範囲を実使用下限ＳＯＣから目標容量（≦使用可能容量）のみ充電した実使用上限ＳＯＣまでの間に制限しているため、高ＳＯＣの状態を維持することによる蓄電器２０１の劣化を抑制することが可能である。
　次に、実使用下限ＳＯＣの更新を行うための動作について説明する。
　図２１は実使用下限ＳＯＣの更新を行うための動作の一例を示すフローチャートである。
　まず、マネジメントＥＣＵ２１７は、ＳＯＣ－ＯＣＶテーブルを参照して、現在の実使用下限ＳＯＣに対応するＯＣＶ電圧を求める（ステップＳ５０１）。
　続いて、マネジメントＥＣＵ２１７は、（降下電圧）ΔＶ＝（内部抵抗値）Ｒ×Ｉ（蓄電器２０１の充放電電流）を算出する（ステップＳ５０２）。この降下電圧ΔＶは、充放電電流によりどの程度蓄電器２０１に変動（降下）が発生しているかを示すものである。
　続いて、マネジメントＥＣＵ２１７は、最大出力Ｐｗｍａｘを算出する（ステップＳ５０３）。具体的には、Ｐｗｍａｘ（最大出力）＝ΔＶ（降下電圧）／Ｒ（内部抵抗）×Ｖｍｉｎ（保護下限電圧）である。ここで、保護下限電圧とは、蓄電器２０１を保護するためのあらかじめ定められた蓄電器２０１の最低電圧である。また、最大出力とは、ΔＶだけ電圧が降下することで出力可能な車両出力であり、現在の実使用下限ＳＯＣにより出力可能な最大の出力を示している。
　続いて、マネジメントＥＣＵ２１７は、最大出力と車両要求出力とを比較する（ステップＳ５０４）。最大出力が車両要求出力よりも小さい場合には、実使用下限ＳＯＣを上昇方向に更新する（ステップＳ５０５）。最大出力と車両要求出力が等しい場合には、実使用下限ＳＯＣを更新しない（ステップＳ５０６）。また、最大出力が車両要求出力より大きい場合には、実使用下限ＳＯＣを下降方向に更新する（ステップＳ５０７）。
　ここで、図２２は、ＳＯＣが実使用下限ＳＯＣのときの開路電圧ＯＣＶ、保護下限電圧（Ｖｍｉｎ）、車両要求出力の関係の一例を示す図である。最大出力が車両要求出力以下である場合には、実使用下限ＳＯＣのときの開路電圧ＯＣＶから降下電圧ΔＶだけ降下するまでに車両要求出力を満たす出力がされていることになり、この場合には出力に余裕があることになる。また、最大出力が車両要求出力より大きい場合には、実使用下限ＳＯＣのときの開路電圧ＯＣＶから降下電圧ΔＶだけ降下しても車両要求出力を満たす出力がされていないことになり、この場合には出力が不足していることになる。また、最大出力が車両要求出力と等しい場合には、実使用下限ＳＯＣのときの開路電圧ＯＣＶが降下電圧ΔＶだけ降下したときに車両要求出力をちょうど満たす出力がされることになる。
　上記のうち、出力に余裕がある場合もしくは出力が不足している場合には、車両要求出力が最大出力となるＳＯＣで実使用下限ＳＯＣを更新する。また、蓄電器２０１が車両要求出力分の出力を行ったときの降下電圧を示す実到達電圧ΔＶｘと、蓄電器２０１が許容可能な開路電圧ＯＣＶと保護下限電圧Ｖｍｉｎとの差（予測到達電圧）ΔＶ、に基づいて、実使用下限ＳＯＣを更新してもよい。例えば、蓄電器２０１の劣化状態が同一であれば、蓄電器１０１の出力と電圧降下の関係は図２２のそれぞれの一次関数（出力余裕あり、出力不足）の傾きが等しくなると考えられる。この場合、それぞれの一次関数が保護下限電圧のラインと車両要求出力のラインとの交点Ｋを通るように補正し、グラフの左端（Ｙ軸）と補正した一次関数との交点が実使用下限ＳＯＣのときのＯＣＶ電圧となるように、実使用下限ＳＯＣを更新してもよい。
　ただし、後述する図２４で示すように、更新後の実使用下限ＳＯＣが使用可能下限ＳＯＣを下回る場合には、最終的には実使用下限ＳＯＣが使用可能下限ＳＯＣとなるように更新される。なお、実使用下限ＳＯＣを上記ＯＣＶ電圧となるように更新するのではなく、図２６を参照して後述するように、実使用上限ＳＯＣに基づいて実使用下限ＳＯＣの更新後の値を決定してもよい。
　このような図２１の処理を行うことで、実使用下限ＳＯＣに対応する最大出力では出力不足である場合には、実使用下限ＳＯＣを上昇方向へ更新することで、車両要求出力を満たしながら、蓄電器の劣化の進行を抑制して充電することが可能である。また、実使用下限ＳＯＣに対応する最大出力に余裕がある場合には、実使用下限ＳＯＣを下降方向へ更新することで、蓄電器２０１への余剰な充電を回避することができ、より環境に優しい車両を提供することができる。
　次に、本実施形態における実使用上限ＳＯＣの第１の更新を行うための動作について説明する。
　図２３は、本実施形態における実使用上限ＳＯＣの第１の更新を行うための動作の一例を示すフローチャートである。図２３では、車両の走行中に充電を行うことを想定している。
　車両が走行等して電力消費することで、蓄電器２０１の容量が消費される（ステップＳ６０１）。マネジメントＥＣＵ２１７は、容量消費により、推定ＳＯＣが蓄電器２０１の実使用下限ＳＯＣに到達したか否かを判断する（ステップＳ６０２）。実使用下限ＳＯＣに到達したと判断した場合には、マネジメントＥＣＵ２１７は、充放電量ＥをリセットしてＥ＝０とする（ステップＳ６０３）。充放電量Ｅをリセットした後、充放電量の算出を開始する。
　充放電量のリセット後に、マネジメントＥＣＵ２１７の指令に基づいて、内燃機関２０７および発電機２０９による発電を開始し、蓄電器２０１の充電を開始する（ステップＳ６０４）。充電開始後に、マネジメントＥＣＵ２１７は、推定ＳＯＣが蓄電器２０１の実使用上限ＳＯＣに到達したか否かを判断する（ステップＳ６０５）。
　実使用上限ＳＯＣに到達したと判断すると、マネジメントＥＣＵ２１７は、算出した充放電量が規定値以下であるか否かを判断する（ステップＳ６０６）。充放電量が規定値より大きいと判断した場合には、マネジメントＥＣＵ２１７は、蓄電器２０１の充電を停止するよう制御する（ステップＳ６１１）。充電を停止する際には、マネジメントＥＣＵ２１７の指令に基づいて、内燃機関２０７および発電機２０９による発電を停止し、蓄電器２０１の充電を停止する。なお、充放電量と比較される規定値は、あらかじめ設定されている。
　充放電量が規定値以下である場合には、マネジメントＥＣＵ２１７は、蓄電器２０１の充電を継続するよう制御し（ステップＳ６０７）、算出した充放電量が規定値に到達したか否かを判断する（ステップＳ６０８）。規定値に到達していないと判断した場合には、マネジメントＥＣＵ２１７は、蓄電器２０１の充電を継続するよう制御する。
　充放電量が規定値に到達したと判断した場合、マネジメントＥＣＵ２１７は、蓄電器２０１の充電を停止するよう制御する（ステップＳ６０９）。そして、マネジメントＥＣＵ２１７は、蓄電器２０１の実使用上限ＳＯＣを当該充電停止時の蓄電器２０１の推定ＳＯＣに更新する（ステップＳ６１０）。ここでは、実使用上限ＳＯＣを上昇方向へ更新することになる。
　一方、ステップＳ６０５において、推定ＳＯＣが実使用上限ＳＯＣに到達していないと判断した場合、マネジメントＥＣＵ２１７は、算出した充放電量が規定値に到達したか否かを判断する（ステップＳ６１２）。充放電量が規定値到達していないと判断した場合、ステップＳ６０４に戻り、マネジメントＥＣＵ２１７は、蓄電器２０１の充電を継続するよう制御する。
　充放電量が規定値に到達したと判断した場合、マネジメントＥＣＵ２１７は、蓄電器２０１の充電を停止するよう制御する（ステップＳ６１３）。そして、マネジメントＥＣＵ２１７は、蓄電器２０１の実使用上限ＳＯＣを当該充電停止時の蓄電器２０１の推定ＳＯＣに更新する（ステップＳ６１４）。ここでは、実使用上限ＳＯＣを下降方向へ更新することになる。
　このような図２３の処理を行うことで、ユーザに走行中の違和感を与えることなく、また不要な蓄電器の充放電を行うことなく、蓄電器の劣化の進行を抑制して充電することができ、蓄電器２０１の寿命を延ばすことができる。
　なお、図２３の処理において積算充放電量が規定値となったときの実使用上限ＳＯＣを複数サンプルとして蓄積し、その複数サンプルの中から最適なもので実使用上限ＳＯＣを更新してもよい。また、ここでは、車両走行中に内燃機関２０７および発電機２０９により充電することを示したが、プラグ充電を行う場合を想定してもよい。
　次に、本実施形態における実使用上限ＳＯＣの第２の更新を行うための動作について説明する。
　図２４は、本実施形態における実使用上限ＳＯＣの第２の更新を行うための動作の一例を示すフローチャートである。図２４の処理は、図２１の処理及び図２３の処理後に行われる。
　まず、マネジメントＥＣＵ２１７は、実使用下限ＳＯＣを読込む（ステップＳ７０１）。ここで、実使用下限ＳＯＣを読込むとは、図２１で求められた実使用下限ＳＯＣを取得するか（リアルタイム取得）、ＳＯＣｍａｐから実使用下限ＳＯＣを取得するかのいずれかを行う。ここで、ＳＯＣｍａｐとは、蓄電器２０１のＳＯＣを所定値とするための制御情報が含まれており、あらかじめ図示しない記憶部に保持されている。ＳＯＣｍａｐを用いる場合には、マネジメントＥＣＵ２１７が、実使用下限ＳＯＣの更新値を決定したときに、その更新値に対応するＳＯＣｍａｐに差し替える。図２５は実使用下限ＳＯＣとＳＯＣｍａｐとの関係を示す一例を示す図である。図２５では、ＳＯＣｍａｐとしてａ～ｆの６個を示しており、ｃよりもｂ、ｂよりもａの方が実使用下限ＳＯＣが高いものが示されている。例えば、図２５に示すように、使用年数が長くなるにつれて蓄電器２０１の劣化が進行した場合には、高ＳＯＣとなるようにＳＯＣｍａｐが差し替えられる。リアルタイム取得の場合とＳＯＣｍａｐによる取得とを比較すると、リアルタイム取得を行う方が、常に最新情報が反映された実使用下限ＳＯＣを取得することができる。
　続いて、マネジメントＥＣＵ２１７は、読込んだ実使用下限ＳＯＣが使用可能下限ＳＯＣ以上であるか否かを判定する（ステップＳ７０２）。実使用下限ＳＯＣが使用可能下限ＳＯＣ値以上である場合には、マネジメントＥＣＵ２１７は、実使用上限ＳＯＣの持ち上げ量を実使用下限ＳＯＣと使用可能下限ＳＯＣとの差分とする（ステップＳ７０３）。一方、実使用下限ＳＯＣが使用可能下限ＳＯＣ値未満である場合には、マネジメントＥＣＵ２１７は、実使用下限ＳＯＣを使用可能下限ＳＯＣの値で更新し（ステップＳ７０４）、実使用上限ＳＯＣの持ち上げ量を０とする（つまり持ち上げを行わない）（ステップＳ７０５）。
　続いて、マネジメントＥＣＵ２１７は、実使用上限ＳＯＣを読込む（ステップＳ７０６）。ここで、実使用上限ＳＯＣを読込むとは、図２３で求められた実使用上限ＳＯＣを取得するか（リアルタイム取得）、ＳＯＣｍａｐから実使用上限ＳＯＣを取得するかのいずれかを行う。このＳＯＣｍａｐとは、実使用下限ＳＯＣ用のＳＯＣｍａｐと同様の情報をもち、実使用上限ＳＯＣに適用したものである。
　続いて、マネジメントＥＣＵ２１７は、読込んだ実使用上限ＳＯＣにステップＳ７０３またはＳ７０５の持ち上げ量（つまり実使用下限ＳＯＣの更新量）を加算したものが、限界上限ＳＯＣ以下であるか否かを判定する（ステップＳ７０７）。限界上限ＳＯＣ以下である場合には、マネジメントＥＣＵ２１７は、実使用上限ＳＯＣと持ち上げ量との和で実使用上限ＳＯＣを更新する（ステップＳ７０８）。一方、限界上限ＳＯＣより大きい場合には、マネジメントＥＣＵ２１７は、実使用上限ＳＯＣを限界上限ＳＯＣの値で更新する（ステップＳ７０９）。
　このような図２４の処理を行うことで、確実に実使用上限ＳＯＣと実使用下限ＳＯＣとが限界上限ＳＯＣと使用可能下限ＳＯＣとの間で制御されることになり、安全に蓄電器２０１の充電を行うことができ、電池寿命に影響を与える領域を回避することができる。また、実使用下限ＳＯＣの更新量に対応して実使用上限ＳＯＣの第２の更新の更新量を決定しているため、常に同じ容量と最大出力を確保することが可能であり、ユーザが違和感を感じることがなくなる。また、電池寿命が長くなることで、蓄電器２０１に搭載すべき蓄電池の本数を削減することができる。
　次に、実使用上限ＳＯＣに基づく実使用下限ＳＯＣの更新について説明する。
　図２１の処理では、最大出力と車両要求出力との関係に基づいて実使用下限ＳＯＣの更新後の値を決定したが、実使用上限ＳＯＣに基づいて実使用下限ＳＯＣの更新後の値を決定してもよい。
　図２６は実使用上限ＳＯＣ－実使用下限ＳＯＣテーブルを示すものであり、不図示の記憶部に保持されている。実使用上限ＳＯＣは、図２３の処理により第１の更新が行われるが、当該第１の更新により、実使用上限ＳＯＣと実使用下限ＳＯＣとの間の容量が目標容量よりも大きくなったり小さくなったりする可能性がある。そこで、この実使用上限－実使用下限ＳＯＣテーブルは、実使用上限ＳＯＣと実使用下限ＳＯＣとの間の容量が目標容量となるように、実使用上限ＳＯＣと実使用下限ＳＯＣとが１対１に対応している。
　マネジメントＥＣＵ２１７は、実使用上限ＳＯＣの更新のタイミングとあわせて、図２６の実使用上限ＳＯＣ－実使用下限ＳＯＣテーブルを参照して、実使用上限ＳＯＣの更新量に基づいて実使用下限ＳＯＣの更新後の値を決定する。例えば、実使用上限ＳＯＣの持ち上げ量を同量だけ実使用上限ＳＯＣを更新する。これにより、特別な処理を行うことなく、目標容量を一定に保つことができるため、蓄電器の劣化の進行を抑制して充電することが可能である。このとき、実使用下限ＳＯＣの更新後の値が、使用可能下限ＳＯＣを下回らないように制御する。例えば、更新により使用可能下限ＳＯＣを下回ることが予想される場合には、使用可能下限ＳＯＣの値を実使用下限ＳＯＣとして更新設定する。
　また、本実施形態では、マネジメントＥＣＵ２１７は、温度センサ２３１により検出された温度に基づいて、実使用下限ＳＯＣを更新してもよい。
　また、本実施形態では、マネジメントＥＣＵ２１７が処理している内容（充電やＳＯＣ制御など）は、バッテリＥＣＵ２２３により処理するようにしてもよい。
　また、本実施形態では、ＨＥＶを用いて説明したが、他の電動車両、例えば、ＥＶ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ：電気自動車）、ＰＨＥＶ（Ｐｌｕｇｉｎ　Ｈｙｂｒｉｄ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ　Ｖｅｈｉｃｌｅ：プラグインハイブリッド電気自動車）、ＦＣＶ（Ｆｕｅｌ　Ｃｅｌｌ　Ｖｅｈｉｃｌｅ：燃料電池自動車）、ＰＦＣＶ（Ｐｌｕｇｉｎ　Ｆｕｅｌ　Ｃｅｌｌ　Ｖｅｈｉｃｌｅ：プラグイン燃料電池自動車）等の電動車両であっても、本発明を適用可能である。
　本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。
　本出願は、2008年11月21日出願の日本特許出願No.2008-298216及び2009年3月17日出願の日本特許出願No.2009-064381に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
　本発明は、不要な蓄電器の充放電を行うことなく、蓄電器の劣化の進行を抑制して充電することが可能な充電制御装置等に有用である。
　また、本発明は、車両要求出力を満たしながら、蓄電器の劣化の進行を抑制して充電することが可能な充電制御装置等に有用である。
１０１　蓄電器（BATT）
１０３　第１インバータ（第１INV）
１０５　電動機（MOT）
１０７　内燃機関（ENG）
１０９　発電機（GEN）
１１１　第２インバータ（第２INV）
１１５　ギア
１１７　マネジメントＥＣＵ（MG ECU）
１１９　モータＥＣＵ（MOT ECU）
１２１　エンジンＥＣＵ（ENG ECU）
１２３　バッテリＥＣＵ（BATT ECU）
１２７　駆動軸
１２９　駆動輪
１３１　温度センサ
１３３　電圧センサ
１３５　電流センサ
１３７　充電器
１３９　外部電力供給源
２０１　蓄電器（BATT）
２０３　第１インバータ（第１INV）
２０５　電動機（MOT）
２０７　内燃機関（ENG）
２０９　発電機（GEN）
２１１　第２インバータ（第２INV）
２１５　ギア
２１７　マネジメントＥＣＵ（MG ECU）
２１９　モータＥＣＵ（MOT ECU）
２２１　エンジンＥＣＵ（ENG ECU）
２２３　バッテリＥＣＵ（BATT ECU）
２２７　駆動軸
２２９　駆動輪
２３１　温度センサ
２３３　電圧センサ
２３５　電流センサ
２３７　充電器
２３９　外部電力供給源

Claims (20)

  1. 　充電可能な蓄電器の充電制御装置であって、
    　前記蓄電器の電圧を検出する電圧検出部と、
    　前記蓄電器の充放電電流を検出する電流検出部と、
    　前記電圧検出部により検出された電圧に基づいて、前記蓄電器の蓄電容量を推定する蓄電容量推定部と、
    　前記電流検出部により検出された充放電電流を積算することによって、前記蓄電器の充電開始からの充放電量を算出する充放電量算出部と、
    　前記蓄電容量推定部によって推定された前記蓄電器の蓄電容量及び前記充放電量算出部によって算出された前記蓄電器の充放電量に基づいて、前記蓄電器の充電を制御する充電制御部と
    　を備え、
    　前記充電制御部は、前記蓄電器の状態特性に基づき、前記蓄電容量推定部によって推定された蓄電容量を実使用上限蓄電容量に更新設定する充電制御装置。
  2. 　請求項１に記載の充電制御装置であって、
    　前記充電制御部は、
    　前記蓄電器の充電を行う際、前記充放電量算出部により算出された充放電量が所定値に到達する状態特性時に、前記蓄電容量推定部によって推定された蓄電容量を前記実使用上限蓄電容量に更新設定する充電制御装置。
  3. 　請求項２に記載の充電制御装置であって、
    　前記充電制御部は、
    　前記蓄電器の充電を行う際、前記蓄電容量推定部によって推定された蓄電容量が前記使用可能下限蓄電容量であるときから前記充放電量算出部により算出された充放電量が前記所定値に到達したときの、前記蓄電容量推定部によって推定された蓄電容量を前記実使用上限蓄電容量に設定する第１充電モードを実行する充電制御装置。
  4. 　請求項３に記載の充電制御装置であって、
    　前記充電制御部は、
    　前記蓄電容量推定部により推定された蓄電容量が前記実使用上限蓄電容量に到達しても、前記充放電量算出部により算出された充放電量が所定値に到達するまで、前記蓄電器の充電を行うよう制御する充電制御装置。
  5. 　請求項３に記載の充電制御装置であって、
    　前記充電制御部は、
    　前記蓄電容量推定部により推定された蓄電容量が前記実使用上限蓄電容量に到達していないが、前記充放電量算出部により算出された充放電量が所定値に到達したときには、前記蓄電器の充電を停止するよう制御する充電制御装置。
  6. 　請求項３～５のいずれか一項に記載の充電制御装置であって、
    　前記充放電量が所定値に到達する毎に前記蓄電容量推定部によって推定された蓄電容量を記憶する記憶部を備え、
    　前記充電制御部は、前記記憶部が記憶する蓄電容量に基づいて前記実使用上限蓄電容量を設定する充電制御装置。
  7. 　請求項６に記載の充電制御装置であって、
    　前記記憶部は、前記充放電量が前記所定値に到達するたびに推定された所定数の蓄電容量を記憶する充電制御装置。
  8. 　請求項６に記載の充電制御装置であって、
    　前記記憶部は、所定時間の間、前記充放電量が前記所定値に到達するたびに推定された所定数の蓄電容量を記憶する充電制御装置。
  9. 　請求項２、４～８のいずれか一項に記載の充電制御装置であって、
    　前記充電制御部は、
    　前記蓄電容量推定部により推定された蓄電容量が、前記使用可能下限蓄電容量よりも大きい状態で前記蓄電器への充電が開始される場合において第２充電モードを実行し、
    　前記第２充電モードでは、前記充電開始時における、前記実使用上限蓄電容量と、前記使用可能下限蓄電容量と、前記蓄電容量推定部により推定された蓄電容量と、および前記所定値と、に基づき充電開始時の前記蓄電器の残存量を推定し、
    　当該充電制御装置は、
    　前記蓄電器の充電を行う際、前記充放電量として前記残存量を含む充電制御装置。
  10. 　請求項９に記載の充電制御装置であって、
    　前記第２充電モードは、前記蓄電器が当該蓄電器が搭載される車両外の外部電源と接続されたときに実行され、
    　前記残存量は、前記蓄電器と前記外部電源との接続時における、前記実使用上限蓄電容量をＢ、前記使用可能下限蓄電容量をＣ、前記蓄電容量推定部により推定された蓄電容量をＸ、および前記所定値をＡとした場合、（Ｘ－Ｃ）／（Ｂ－Ｃ）×Ａで推定される充電制御装置。
  11. 　請求項２～１０のいずれか一項に記載の充電制御装置であって、
    　限界上限蓄電容量が初期設定されており、
    　前記充電制御部は、
    　前記実使用上限可能蓄電容量が前記限界上限蓄電容量を超えた場合、前記蓄電器に故障が発生したものと推定し、その旨を通知部に通知させる充電制御装置。
  12. 　請求項１に記載の充電制御装置であって、更に、
    　前記蓄電器の内部抵抗を推定する内部抵抗推定部を備え、
    　前記充電制御部は、
    　前記内部抵抗推定部により推定された内部抵抗による状態特性に基づいて、前記蓄電器の使用可能下限蓄電容量より大きく限界上限蓄電容量以下の値であり前記蓄電器が搭載された車両の車両要求出力を満たす値を実使用下限蓄電容量として設定し、前記実使用下限蓄電容量以上の蓄電容量を維持して前記蓄電器の充電を行う充電制御装置。
  13. 　請求項１２に記載の充電制御装置であって、
    　前記充電制御部は、
    　前記蓄電器の前記実使用下限蓄電容量より大きく前記限界上限蓄電容量以下の値を実使用上限蓄電容量として設定して、前記実使用下限蓄電容量と前記実使用上限蓄電容量との間で前記蓄電器の充電を行う充電制御装置。
  14. 　請求項１２または１３に記載の充電制御装置であって、
    　前記充電制御部は、
    　前記蓄電器の蓄電容量が前記実使用下限蓄電容量であるときの最大出力が、前記車両要求出力と異なるとき、前記車両要求出力が最大出力となる蓄電容量で前記実使用下限蓄電容量を更新する充電制御装置。
  15. 　請求項１４に記載の充電制御装置であって、
    　前記充電制御部は、前記蓄電器の蓄電容量が前記実使用下限蓄電容量であるときの最大出力が、前記車両要求出力を満たさないとき、前記車両要求出力が最大出力となる蓄電容量で前記実使用下限蓄電容量を更新する充電制御装置。
  16. 　請求項１４に記載の充電制御装置であって、
    　前記充電制御部は、前記蓄電器の蓄電容量が前記実使用下限蓄電容量であるときの最大出力が、前記車両要求出力よりも大きいとき、前記車両要求出力が最大出力となる蓄電容量で前記実使用下限蓄電容量を更新する充電制御装置。
  17. 　請求項１２～１６のいずれか一項に記載の充電制御装置であって、更に、
    　前記蓄電器の蓄電容量と前記蓄電器の開路電圧とが関連付けられた第１情報を記憶する記憶部を備え、
    　前記充電制御部は、
    　前記記憶部により記憶された第１情報に基づいて、前記蓄電器の蓄電容量が前記実使用下限蓄電容量であるときの前記蓄電器の開路電圧を推定し、
    　前記蓄電器が前記車両要求出力分の出力を行ったときの降下電圧を示す実到達電圧と、前記推定した開路電圧と前記蓄電器を保護するための所定の保護下限電圧との差を示す予測到達電圧と、に基づいて、前記実使用下限蓄電容量を更新する充電制御装置。
  18. 　請求項１２～１７のいずれか一項に記載の充電制御装置であって、更に、
    　前記蓄電器の温度を検出する温度検出部を備え、
    　前記充電制御部は、前記温度検出部により検出された温度に基づいて、前記実使用下限蓄電容量を更新する充電制御装置。
  19. 　請求項１３～１８のいずれか一項に記載の充電制御装置であって、
    　前記充電制御部は、前記実使用下限蓄電容量の更新量に基づいて、前記実使用上限蓄電容量を更新する充電制御装置。
  20. 　請求項１３～１８のいずれか一項に記載の充電制御装置であって、更に、
    　前記実使用下限蓄電容量と前記実使用上限蓄電容量とが対応づけられた第２情報を記憶する記憶部を備え、
    　前記充電制御部は、前記記憶部に記憶された第２情報を参照し、前記実使用上限蓄電容量の更新量に基づいて、前記実使用下限蓄電容量を更新する充電制御装置。
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