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【発明の名称】 ハイブリッド車両のバッテリ制御装置
【発明者】 【氏名】木下 直樹

【氏名】渋谷 篤志

【氏名】川原田 信幸

【氏名】藤村 章
【要約】 【課題】バッテリの電圧特性の変化に応じて充放電量を制御して、バッテリの使用可能連続時間を改善することができるバッテリ制御装置を提供する。

【解決手段】車両の推進力を出力するエンジンと、エンジンの出力を補助する補助駆動力を発生するモータと、モータに電力を供給すると共にモータを発電機として作動させ得られた電気エネルギーを充電するバッテリとを備えたハイブリッド車両のバッテリ制御装置であって、バッテリ制御装置は、バッテリにメモリ効果が生じたことを検出するメモリ効果検出手段と、メモリ効果の発生に応じてバッテリの残容量の使用許可領域を決定する使用許可領域決定手段と、バッテリの残容量を算出するバッテリ残容量算出手段と、バッテリ残容量の使用許可領域内において充放電量を制御する充放電量制御手段とを備えたことを特徴とする。
【特許請求の範囲】
【請求項１】 車両の推進力を出力するエンジンと、エンジンの出力を補助する補助駆動力を発生するモータと、該モータに電力を供給すると共に補助駆動力が必要ないときにモータを発電機として作動させ得られた電気エネルギーを充電するバッテリとを備えたハイブリッド車両のバッテリ制御装置であって、前記バッテリ制御装置は、前記バッテリの残容量を算出するバッテリ残容量算出手段と、前記バッテリにメモリ効果が生じたことを検出するメモリ効果検出手段と、メモリ効果の発生に応じて前記バッテリの残容量の使用許可領域を決定する使用許可領域決定手段と、前記バッテリ残容量の使用許可領域内において充放電量を制御する充放電量制御手段と、を備えたことを特徴とするバッテリ制御装置。
【請求項２】 前記バッテリ制御装置は、前記バッテリの電圧を検出し、検出されたバッテリ電圧を所定の判定電圧と比較して、前記バッテリ残容量算出手段によって算出された残容量を所定値に修正する残容量修正手段を備え、前記使用許可領域決定手段は、メモリ効果の発生に応じて、前記バッテリ残容量を修正する時の前記判定電圧を変更することを特徴とする請求項１に記載のバッテリ制御装置。
【請求項３】 前記バッテリ制御装置は、前記バッテリの電圧を検出し、検出されたバッテリ電圧を所定の判定電圧と比較して、前記バッテリ残容量算出手段によって算出された残容量を所定値に修正する残容量修正手段を備え、前記使用許可領域決定手段は、メモリ効果の発生に応じて、前記バッテリ残容量を修正する時の残容量の前記所定値を変更することを特徴とする請求項１に記載のバッテリ制御装置。
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、ハイブリッド車両に搭載されるバッテリの制御を行うバッテリ制御装置に係るものであり、特に、ニッケル化合物を用いたバッテリの残容量に応じて充放電量を制御するバッテリ制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来から、走行用の動力源としてエンジンの他にモータを備えたハイブリッド車両が知られている。ハイブリッド車両にはシリーズハイブリッド車とパラレルハイブリッド車がある。シリーズハイブリッド車はエンジンによって駆動される発電機の発電出力等を用いてモータを駆動し、モータによって車輪を駆動する車両である。したがって、エンジンと車輪が機械的に連結されていないため、エンジンを高燃費低エミッションの回転数領域にてほぼ一定回転で運転することができ、従来のエンジン車両に比べ良好な燃費及び低いエミッションを実現できる。
【０００３】これに対しパラレルハイブリッド車は、エンジンに連結されたモータによってエンジンの駆動軸を駆動補助すると共に、このモータを発電機として使用して得られた電気エネルギーを蓄電装置に充電し、さらにこの発電された電気エネルギーは車両内の電装品にも用いられる。したがって、エンジンの運転負荷を軽減できるため、やはり従来のエンジン車に比べ良好な燃費及び低エミッションを実現できる。
【０００４】上記パラレルハイブリッド車には、エンジンの出力軸にエンジンの出力を補助するモータが直結され、このモータが減速時等に発電機として機能してバッテリ等に蓄電をするタイプや、エンジンとモータのいずれか、あるいは、双方で駆動力を発生することができ発電機を別に備えたタイプのもの等がある。このようなハイブリッド車両にあっては、例えば、加速時においてはモータによってエンジンの出力を補助し、減速時においては減速回生によってバッテリ等への充電を行なう等様々な制御を行い、バッテリの電気エネルギー（以下、バッテリ残容量という）を確保して運転者の要求に対応できるようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、ハイブリッド車両に用いられるバッテリには、正極にニッケル化合物が用いられていることが多い。ニッケル化合物を用いたバッテリは、充放電のサイクルを繰り返すことによって、バッテリ残容量に対する起電力値が変化するという現象（これをメモリ効果という）が発生する。このメモリ効果は、ニッケル化合物を用いたバッテリにおいて、完全放電に至る前に再度充電を行なったり、満充電に至る前に再度放電を行ったりする動作を繰り返すと発生しやすいという特徴を有している。
【０００６】しかしながら、ハイブリッド車両に用いられるバッテリにおいては、バッテリの長寿命化及び高効率化の観点からバッテリ残容量の中間領域において充放電が行われるように制御されているため、満充電または完全放電に至ることがなくメモリ効果を生じやすい。メモリ効果が発生すると、使用できるバッテリ残容量の範囲が狭くなり、エンジンの駆動力補助動作や減速回生によるバッテリへ充電動作の可能連続時間が短縮されてしまうという問題がある。さらに、メモリ効果が発生した状態においてバッテリ残容量の中間領域のみで充放電が行われると、さらなるメモリ効果が発生して使用できるバッテリ残容量の範囲はさらに狭くなり、悪循環に陥るという問題もある。
【０００７】本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、バッテリの電圧特性の変化に応じて充放電量を制御して、バッテリの使用可能連続時間を改善することができるハイブリッド車両のバッテリ制御装置を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明は、車両の推進力を出力するエンジン（例えば、実施形態におけるエンジン１）と、エンジンの出力を補助する補助駆動力を発生するモータ（例えば、実施形態におけるモータ２）と、該モータに電力を供給すると共に補助駆動力が必要ないときにモータを発電機として作動させ得られた電気エネルギーを充電するバッテリ（例えば、実施形態におけるバッテリ８）とを備えたハイブリッド車両のバッテリ制御装置（例えば、実施形態におけるバッテリ制御装置９）であって、前記バッテリ制御装置は、前記バッテリの残容量を算出するバッテリ残容量算出手段（例えば、実施形態におけるバッテリ残容量算出部９１）と、前記バッテリにメモリ効果が生じたことを検出するメモリ効果検出手段（例えば、実施形態におけるメモリ効果検出部９３）と、メモリ効果の発生に応じて前記バッテリの残容量の使用許可領域を決定する使用許可領域決定手段（例えば、実施形態における使用許可領域決定部９４）と、前記バッテリ残容量の使用許可領域内において充放電量を制御する充放電量制御手段（例えば、実施形態における充放電制御部９２）とを備えたことを特徴とする。
【０００９】請求項１に記載した発明によれば、バッテリの残容量を算出するバッテリ残容量算出手段と、バッテリにメモリ効果が生じたことを検出するメモリ効果検出手段と、メモリ効果の発生に応じてバッテリの残容量の使用許可領域を決定する使用許可領域決定手段と、バッテリ残容量の使用許可領域内において充放電量を制御する充放電量制御手段とを備えたため、メモリ効果によってバッテリの電圧特性が変化した場合であっても、バッテリ残容量の使用許可領域を拡大することができるので、バッテリの使用可能連続時間を改善することができるという効果が得られる。さらに使用許可領域を拡大することによって、満充電または完全放電の状態に近づけることが可能となるため、メモリ効果を解消することができるという効果も得られる。
【００１０】請求項２に記載の発明は、前記バッテリ制御装置は、前記バッテリの電圧を検出し、検出されたバッテリ電圧を所定の判定電圧と比較して、前記バッテリ残容量算出手段によって算出された残容量を所定値に修正する残容量修正手段（例えば、第１の実施例における残容量修正部９１ｃ）を備え、前記使用許可領域決定手段は、メモリ効果の発生に応じて、前記バッテリ残容量を修正する時の前記判定電圧を変更することを特徴とする。
【００１１】請求項２に記載の発明によれば、メモリ効果の発生に応じて、バッテリ残容量を修正する時の前記判定電圧を変更するようにしたため、残容量の算出及び残容量の修正を行う処理をメモリ効果発生の有無に関係なく同じ処理によって行うことができるという効果が得られる。
【００１２】請求項３に記載の発明は、前記バッテリ制御装置は、前記バッテリの電圧を検出し、検出されたバッテリ電圧を所定の判定電圧と比較して、前記バッテリ残容量算出手段によって算出された残容量を所定値に修正する残容量修正手段（例えば、第２の実施例における残容量修正部９１ｃ）を備え、前記使用許可領域決定手段は、メモリ効果の発生に応じて、前記バッテリ残容量を修正する時の残容量の前記所定値を変更することを特徴とする。
【００１３】請求項３に記載の発明によれば、メモリ効果の発生に応じて、バッテリ残容量を修正する時の残容量の所定値を変更するようにして、バッテリ温度、バッテリ電流及びバッテリ電圧とからなる判定電圧マップを複数記憶しておく必要がなくなるため、バッテリ制御装置内の記憶容量を小さい規模にすることができるという効果が得られる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態によるハイブリッド車両のバッテリ制御装置を図面を参照して説明する。図１は同実施形態の全体の構成を示すブロック図である。この図において、符号１は、内燃機関であり、以下の説明においては、エンジンと称し、図面においてもエンジンと図示する。符号２は、電動機であり、以下の説明においては、モータと称し、図面においてもモータと図示する。このモータ２は、車両の運転状態に応じてエンジン出力の補助を行なったり、車両の減速時においては回生作動を行うものである。符号３は、トランスミッションであり、マニュアルトランスミッションまたはオートマチックトランスミッションのいずれかである。また、トランスミッション３は、クラッチまたはトルクコンバータ、前進・後進切換機構、変速機構、ディファレンシャルギヤ等が含まれる。このトランスミッション３によってエンジン１及びモータ２の駆動力が駆動輪Ｗへ伝達される。
【００１５】符号４は、モータ２の回転の制御を行うモータ制御装置である。符号５は、エンジン１の制御を行うエンジン制御装置である。符号６は、トランスミッション３の制御を行うトランスミッション制御装置である。符号７は、モータ制御装置４からの制御信号に基づいて、モータ２に対して電力の授受を行うパワードライブユニットである。符号８は、モータ２に電力を供給すると共に駆動力が必要ないときにモータ２の回生作動により発電された回生エネルギーを蓄電する高圧系バッテリであり、複数のバッテリモジュールが接続されて１つのバッテリを構成している。符号９は、バッテリ８の状況を管理すると共にバッテリ８の状況に応じて充放電量を制御するバッテリ制御装置である。符号１０は、バッテリ８の電圧を降圧して出力するダウンバータである。符号１１は、車両内において使用される電装品の電力を供給する１２Ｖ系の補助バッテリである。この補助バッテリ１１は、バッテリ８の電力がダウンバータ１０を介して充電される。なお、エンジン１には図示しないスロットル開度センサ及びエンジン回転数センサが備えられており、これらのセンサの出力は、モータ制御装置４へ入力される。また、バッテリ８には図示しない電圧センサ、電流センサ及び温度センサが備えられており、これらのセンサの出力は、バッテリ制御装置９へ入力される。
【００１６】＜第１の実施例＞次に、第１の実施例におけるモータ制御装置４及びバッテリ制御装置９の構成を説明する。図２は、図１に示すモータ制御装置４及びバッテリ制御装置９の構成を示すブロック図である。この図において、符号４１は、モータ２によって、エンジン１の補助駆動力の発生または回生作動の制御量が記憶されたアシスト・回生マップである。以下の説明において、エンジン１の駆動力を補助することをアシストするといい、モータ２の回生作動により発電された回生エネルギーを蓄電することを回生するという。このアシスト・回生マップは、エンジン１のスロットル開度とエンジン回転数に基づいて補助駆動力の発生または回生作動の制御量が定義されている。
【００１７】符号４２は、スロットル開度とエンジン回転数に基づいてアシスト・回生マップ４１を参照して、アシスト量または回生量を決定して、モータ２及びパワードライブユニット７を制御するアシスト量・回生量制御部である。
【００１８】符号９１は、バッテリ８のバッテリ残容量を算出するバッテリ残容量算出部であり、判定電圧マップ９１ａ、判定電圧設定部９１ｂ、残容量修正部９１ｃ及び電流積算部９１ｄからなる。電流積算部９１ｄは、バッテリ８に備えられた電流センサによって検出された充放電電流を積算してバッテリ残容量を算出する。また、残容量修正部９１ｃは、バッテリ８に備えられた電圧センサによって検出されたバッテリ電圧が判定電圧であるか否を判定してその判定結果に基づいて、電流積算部９１ｃにおいて算出されたバッテリ残容量の修正（リセット）を行う。バッテリ残容量の修正（リセット）は、充放電電流の積算誤差をなくすために行うものである。この判定電圧は、判定電圧設定部９１ｂによって設定されるしきい値である。判定電圧設定部９１ｂはバッテリ８に備えられた温度センサと電流センサの出力に基づいて、判定電圧マップ９１ａを参照して、判定電圧を設定して残容量修正部９１ｃへ通知する。判定電圧マップ９１ａは、メモリ効果が発生していない場合に参照するマップとメモリ効果が発生した場合に参照するマップの２つのマップが備えられている。
【００１９】符号９２は、アシスト量・回生量制御４２に対して、バッテリ残容量算出部９１によって算出されたバッテリ残容量から充放電可能量を決定して、アシストまたは回生を許可する充放電制御部である。符号９３は、残容量修正部９１ｂ及び電流積算部９１ｃの出力に基づいて、バッテリ８においてメモリ効果が発生しているか否かを検出するメモリ効果検出部である。符号９４は、メモリ効果検出部９３の検出結果に応じて、バッテリ８の使用許可領域を決定する使用許可領域決定部である。
【００２０】ここで、バッテリ８の残容量について説明する。バッテリ８の残容量は、バッテリ制御装置９内において、バッテリの電圧、充放電の電流、バッテリの温度などを参照して算出される値である。バッテリ制御装置９は、この残容量の値に基づいて、バッテリ８の充放電量を制御する。この残容量により、バッテリ８の制御を充電禁止領域、放電禁止領域及び使用許可領域の３つの領域に分けている。
【００２１】充電禁止領域は、これ以上充電を行うと過充電になる可能性がある領域であり、例えば、残容量が８０〜１００％の領域である。放電禁止領域は、これ以上放電を行うと過放電になってしまう領域であり、例えば、残容量が０〜２０％の領域である。使用許可領域は、放電と充電を共に許可されている領域であり、残容量が２０〜８０％の領域である。バッテリ制御装置９は、バッテリ残容量が常にこの使用許可領域になるように充電量及び放電量を制御する。
【００２２】これらの領域の境界値は、使用するバッテリの性能によって決まる値である。バッテリ電圧とバッテリ残容量の間には相関関係があり、バッテリ残容量が大きいほどバッテリ電圧も高くなる。バッテリ残容量が中程度（約２０％〜８０％）の時はこの間の残容量の変化に対してバッテリ電圧の変化は小さいが、バッテリ残容量が所定値（約８０％）を超えるとバッテリ電圧の上昇が顕著になり、また、残容量が所定値（約２０％）以下になるとバッテリ電圧の低下が顕著になる。よって、図２に示す残容量修正部９１ｃはバッテリ電圧の上昇／低下が顕著になる現象を検出することでバッテリの残容量を推定することができる。
【００２３】また、図２に示す電流積算部９１ｄは、使用許可領域の間の残容量の変化に対してバッテリ８の電圧変化は小さいため、使用許可領域の間は、バッテリ８の充電量及び放電量の積算によって、バッテリ残容量を算出する。ただし、電流の積算によって算出する手法は、電流検出の検出誤差も積算されてしまうために、使用許可領域の上下限値が検出されず、常に使用許可領域内で使用された場合のバッテリ残容量の算出は誤差が大きくなる。このため、残容量修正部９１ｃは、電流積算部９１ｄによって算出されたバッテリ残容量を、修正値によってリセットすることで充放電電流の積算誤差による残容量の検出誤差を吸収する。この積算誤差のリセットは、バッテリ電圧の上昇／低下が顕著になる現象を検出した時点において、バッテリ残容量を所定値（ここでは、２０％または８０％）に置き換えることによって行われる。
【００２４】また、バッテリ残容量算出部９１には、バッテリ残容量が所定値になる時のバッテリ電圧の上限値及び下限値を、バッテリ温度とバッテリ充放電電流からなる判定電圧マップ９１ａに記憶している。判定電圧設定部９１ｂは、現時点のバッテリ温度とバッテリ充放電電流に基づいて、この判定電圧マップ９１ａを参照して、バッテリ残容量が所定値になるときのバッテリ電圧を得る。この得られたバッテリ電圧を残容量修正部９１ｃへ通知して、バッテリ残容量の置き換えが行われる。
【００２５】次に、図３を参照して、バッテリ８の残容量を算出する動作を説明する。図３は、図２に示すバッテリ残容量算出部９１がバッテリ残容量を算出する動作を示すフローチャートである。まず、残容量修正部９１ｃは、バッテリ８の電圧を検出する（ステップＳ３１）。この電圧検出は、図示しない電圧センサの出力が用いられる。
【００２６】次に、残容量修正部９１ｃは、検出した電圧値がバッテリ下限電圧値より低い値であるか否かを判定する（ステップＳ３２）。ここでいうバッテリ下限電圧値とは、判定電圧設定部９１ｂから通知される値で、判定電圧設定部９１ｂがバッテリ温度とバッテリ充放電電流からなる電圧判定マップ９１ａを参照して得られた電圧値であり、バッテリ残容量が所定の下限値になるときのバッテリ電圧値である。
【００２７】この判定の結果、検出した電圧値がバッテリ下限電圧値より高い値であれば、残容量修正部９１ｃは、検出した電圧値がバッテリ上限電圧値より高い値であるか否かを判定する（ステップＳ３３）。ここでいうバッテリ上限電圧値とは、前述したバッテリ温度とバッテリ充放電電流からなる判定電圧マップ９１ａを参照して得られる電圧値であり、バッテリ残容量が所定の上限値になるときのバッテリ電圧値である。
【００２８】この判定の結果、検出した電圧値がバッテリ上限電圧値より低い値であれば、電流積算部９１ｄは、充放電電流を検出する（ステップＳ３４）。この充放電電流検出は、電流センサの出力が用いられ、充電の電流量と放電の電流量を区別して検出される。
【００２９】次に、電流積算部９１ｄは、ステップＳ３４において検出された充放電電流値を積算する（ステップＳ３５）。この積算は、充電量と放電量を区別して積算し、バッテリ８に対する放電時は検出された放電電流を減算し、充電時は、検出された充電電流に所定の充電効率（例えば、０．９５）を乗算した値を加算する。
【００３０】次に、電流積算部９１ｄは、充放電電流の積算値とバッテリ残容量の初期値とから現時点のバッテリ残容量を算出する（ステップＳ３６）。ここでいうバッテリ残容量の初期値とは、電流積算部９１ｄ内部に記憶されており、図３の処理によってその都度更新されるバッテリ残容量である。また、この初期値は、車両のイグニッションスイッチをＯＦＦにしても電流積算部９１ｄ内部に記憶されており、イグニッションスイッチをＯＮにした時点で、記憶されている初期値のバッテリ残容量が読み出される。
【００３１】一方、ステップＳ３２において、バッテリ電圧がバッテリ下限電圧値より低い場合、残容量修正部９１ｃは、現時点のバッテリ残容量を使用許可下限値に置き換える（ステップＳ３９）ように電流積算部９１ｄへ通知する。ここでいう使用許可下限値とは、前述した使用許可領域の下限値の残容量のことであり、ここでは、このバッテリ残容量の使用許可下限値を２０％とする。これによって、電流積算部９１ｄにおいて、バッテリ残容量は使用許可領域の下限値に置き換えられ、充放電電流の積算値はリセットされる。
【００３２】また、ステップＳ３３において、バッテリ電圧がバッテリ上限電圧値より高い場合、残容量修正部９１ｃは、現時点のバッテリ残容量を使用許可上限値に置き換える（ステップＳ３８）ように電流積算部９１ｄへ通知する。ここでいう使用許可上限値とは、前述した使用許可領域の上限値の残容量のことであり、ここでは、このバッテリ残容量の使用許可上限値を８０％とする。これによって、電流積算部９１ｄにおいて、バッテリ残容量は、使用許可領域の上限値に置き換えられ、充放電電流の積算値はリセットされる。
【００３３】次に、電流積算部９１ｄは、ステップＳ３６、Ｓ３８、Ｓ３９において算出または置き換えられたバッテリ残容量を充放電制御部９２に対して出力する（ステップＳ３７）。バッテリ残容量算出部９１は、図３に示すステップＳ３１〜Ｓ３９の処理を一定間隔の時間で繰り返し実行する。ここでいう一定間隔とは、バッテリ電圧の検出する動作及び充放電電流を検出して積算する動作に要する時間から決定される時間である。
【００３４】このように、バッテリ８の残容量は、バッテリ残容量算出部９１において、バッテリ８の電圧検出または充放電の電流の積算によって算出または置き換えられ、その結果が充放電制御部９２に対して出力される。このとき出力されるバッテリ残容量は２０〜８０％の値が出力される。充放電制御部９２は、バッテリ残容量算出部９１から出力されたバッテリ残容量を読み取り、このバッテリ残容量に基づいて充放電量の制御を行なう。
【００３５】ここで、図１０を参照して、ニッケル化合物が用いられたバッテリにおけるメモリ効果発生による使用許可領域の変化について簡単に説明する。図１０は、ニッケル化合物が用いられたバッテリのメモリ効果発生前と発生後の電圧特性の変化を示す説明図である。図１０において、Ｘ軸は、バッテリ残容量を表し、Ｙ軸はバッテリ電圧を表している。また、実線はメモリ効果発生前の電圧特性を示し、破線はメモリ効果発生後の電圧特性を示している。この図の特性（メモリ効果発生前の特性）を利用して、使用許可領域が２０％から８０％になるようにバッテリ下限電圧値およびバッテリ上限電圧値が図２に示す判定電圧マップ９１ａに設定されている。
【００３６】これに対して、メモリ効果が発生した後のバッテリは、バッテリ残容量が小さい時と大きい時の電圧の差が大きくなるのが特徴である。したがって、バッテリ残容量は、メモリ効果が発生していない場合に設定されたバッテリ下限電圧値が検出された時点で図９の符号Ａで示す値となり、同様にバッテリ上限電圧値が検出された時点で図９の符号Ｂで示す値となる。したがって使用許可領域はＡ〜Ｂの範囲となり、メモリ効果が発生していない通常のバッテリに比べて使用許可領域が低下する。そして、図９に示す符号Ａ〜Ｂの間を使用許可領域としてこの範囲を超えないように充放電を繰り返すと、さらなるメモリ効果が発生して、使用許可領域はさらに狭くなるという特徴を有している。ただし、ニッケル化合物を用いたバッテリにおいて発生したメモリ効果は、充電側で発生したものについては満充電をすることによって解消することができ、放電側で発生したものについては完全放電することによって解消することができる。
【００３７】次に、図４を参照して、図２に示すメモリ効果検出部９３がバッテリ８においてメモリ効果が発生しているか否かを検出する動作を説明する。図４は、メモリ効果検出部９３がメモリ効果を検出する動作を示すフローチャートである。この図に示す処理は、図３に示す処理と同時に並行して処理される。
【００３８】まず、メモリ効果検出部９３は、残容量修正部９１ｃにおいて、バッテリ残容量の修正（リセット）が行われたかを判定する（ステップＳ１）。この判定の結果、バッテリ残容量の修正が行われなければ、再びステップＳ１を実行する。一方、判定の結果、バッテリ残容量の上限値の修正が行われた場合は、ステップＳ７へ進む。また、バッテリ残容量の下限値の修正が行われた場合、メモリ効果検出部９３は、内部のタイマをリセットする（ステップＳ２）。
【００３９】次に、メモリ効果検出部９３は、バッテリ残容量の変化量を求めるための変数をリセットする（ステップＳ３）。このリセット動作は、この時点の充放電電流積算値を電流積算部９１ｄから読み込み、その値をリセット値とする。すなわち、この時点は、バッテリ残容量の下限値の修正が行われた時点であるので、電流積算部９１ｄの出力値は、残容量修正部９１ｃによって２０％になるように修正されているはずであるので、リセット値は２０％となる。
【００４０】次に、メモリ効果検出部９３は、電流積算部９１ｄから現時点のバッテリ残容量を読み込み、この残容量とリセット値とからバッテリ残容量の変化量を算出する（ステップＳ４）。ここでいう変化量とは、現時点のバッテリ残容量がリセット値（ここでは２０％となる）に対してどれだけ増減したか（ここでは、どれだけ増加したか）を示す値である。したがって、現時点のバッテリ残容量からリセット値を減算した値がバッテリ残容量の変化量である。
【００４１】次に、メモリ効果検出部９３は、残容量修正部９１ｃにおいて、バッテリ残容量の修正（リセット）が行われたかを判定する（ステップＳ５）。この判定の結果、バッテリ残容量の修正が行われていなければ、ステップＳ４に戻り、残容量の変化量を新たに算出し、バッテリ残容量の下限値の修正が再び行われた場合、ステップＳ２に戻る。
【００４２】一方、バッテリ残容量の上限値の修正が行われた場合、メモリ効果検出部９３は、内部のタイマを参照して、ステップＳ２においてタイマリセットを行ってから現時点までの経過時間が所定時間以内であるかを判定する（ステップＳ６）。ここでいう所定時間とは、バッテリ残容量を充放電電流の積算によって算出した場合の積算誤差が予め見込んだ誤差の範囲になる時間であり、ここでは、この所定時間を１２０分とする。
【００４３】この判定の結果、所定時間（１２０分）以内であれば、ステップＳ１２へ進む。一方、所定時間（１２０分）を超えていた場合、メモリ効果検出部９３は、ステップＳ４において算出されたバッテリ残容量の変化量の精度が低いと判断し、内部のタイマをリセットする（ステップＳ７）。
【００４４】次に、メモリ効果検出部９３は、バッテリ残容量の変化量を求めるための変数を再度リセットする（ステップＳ８）。この時点は、バッテリ残容量の上限値の修正が行われた時点であるので、電流積算部９１ｄの出力値は、残容量修正部９１ｃによって８０％になるように修正されているはずであるので、リセット値は８０％となる。
【００４５】次に、メモリ効果検出部９３は、電流積算部９１ｄから現時点のバッテリ残容量を読み込み、この残容量とリセット値とからバッテリ残容量の変化量を算出する（ステップＳ９）。この変化量は、前述したように現時点のバッテリ残容量がリセット値（ここでは８０％となる）に対してどれだけ増減したか（ここでは、どれだけ減少したか）を示す値である。したがって、リセット値から現時点のバッテリ残容量を減算した値がバッテリ残容量の変化量である。
【００４６】次に、メモリ効果検出部９３は、残容量修正部９１ｃにおいて、バッテリ残容量の修正（リセット）が行われたかを判定する（ステップＳ１０）。この判定の結果、バッテリ残容量の修正が行われていなければ、ステップＳ９に戻り、残容量の変化量を新たに算出し、バッテリ残容量の上限値の修正が再び行われた場合、ステップＳ７に戻る。
【００４７】一方、バッテリ残容量の下限値の修正が行われた場合、メモリ効果検出部９３は、内部のタイマを参照して、ステップＳ８においてタイマリセットを行ってから現時点までの経過時間が所定時間以内であるかを判定する（ステップＳ１１）。ここでいう所定時間とは、前述した積算誤差が予め見込んだ誤差の範囲になる時間であり、ここでは、この所定時間を１２０分とする。
【００４８】この判定の結果、所定時間（１２０分）以内であれば、ステップＳ１２へ進む。一方、所定時間（１２０分）を超えていた場合、メモリ効果検出部９３は、ステップＳ９において算出されたバッテリ残容量の変化量の精度が低いと判断し、内部のタイマをリセットする（ステップＳ２）。
【００４９】次に、メモリ効果検出部９３は、現時点におけるバッテリ残容量の変化量が所定値（ここでは３０％）より小さいかを判定する（ステップＳ１２）。この時点は、バッテリ残容量の上限値（または下限値）の修正が行われてから、下限値（または上限値）の修正が行われるまでの間のバッテリ残容量の変化量が算出されている。例えば、メモリ効果が発生していない場合において、バッテリ残容量の下限値が２０％であり、上限値が８０％であったとすると、積算誤差を無視すれば、この変化量は６０％になるはずである。したがって、この変化量が６０％より低い値である場合は、メモリ効果が発生することにより減少した可能性が高い。この特性を利用して、メモリ効果発生の判定を行う。
【００５０】この判定の結果、バッテリ残容量の変化量が所定値より小さい値である場合、メモリ効果検出部９３は、メモリ効果が発生していると判断して、使用許可領域決定部９４に対して、メモリ効果が発生していることと、バッテリ残容量の変化量を通知する（ステップＳ１３）。一方、バッテリ残容量の変化量が所定値より大きい値である場合、メモリ効果検出部９３は、メモリ効果は発生していないと判断して、使用許可領域決定部９４に対して、メモリ効果は発生していないことを通知する（ステップＳ１４）。
【００５１】このように、バッテリ上限電圧値とバッテリ下限電圧値が検出された間の電流積算値により求めたバッテリ残容量の変化量が、メモリ効果が発生していない場合に比べて小さいか否かによってメモリ効果の発生を検出することができる。
【００５２】次に、図２に示す使用許可領域決定部９４がメモリ効果が発生しているか否かに基づいてバッテリ残容量の使用許可領域を決定する動作を説明する。まず、使用許可領域決定部９４は、メモリ効果検出部９３からメモリ効果が発生しているか否かの検出結果を読み込む。そして、メモリ効果が発生している場合、使用許可領域決定部９４は、判定電圧設定部９１ｂに対して、メモリ効果が発生した場合に使用する判定電圧マップを参照するように指示を出す。この判定電圧マップ９１ａは、バッテリ温度とバッテリ電流に基づいて、バッテリ残容量の修正を行うか否かを判定する電圧が定義されたマップである。
【００５３】また、メモリ効果が発生した場合に参照される判定電圧マップは、メモリ効果が発生していない場合に参照される判定電圧マップと比較して、バッテリ上限電圧値とバッテリ下限電圧値との電圧差が大きくなるように定義されている。すなわち、バッテリ下限電圧は、メモリ効果が発生していない時の電圧より低い電圧値（図１０の符号Ｃで示す電圧値）が定義され、バッテリ上限電圧値は、メモリ効果が発生していない時の電圧より高い電圧値（図１０の符号Ｄで示す電圧値）が定義されている。このようにすることで、使用許可領域をメモリ効果が発生していない場合と同じ範囲とすることができる。
【００５４】このようにして、メモリ効果が発生した場合に判定電圧マップを切り換えることによって、図３のステップＳ３２、Ｓ３３において比較される上下限値が変更されるため、メモリ効果が発生した場合であっても、バッテリ残容量の使用許可領域が狭くなることを防止することができる。これは、結果的にエンジンの駆動力補助動作や減速回生によるバッテリへ充電動作の可能連続時間が短縮されてしまうことを防止することができる。
【００５５】なお、図２に示す２つの判定電圧マップ９１ａは、メモリ効果が発生したか否かによって判定電圧マップを切り換えるようにしたが、さらに３つ以上の判定マップを備え、バッテリ残容量の変化量に応じて、これらの判定電圧マップを使用許可領域決定部９４が選択して、これに基づいて判定電圧設定部９１ｂが設定する判定電圧を変化させるようにしてもよい。このとき、図４のステップＳ１２に示すバッテリ残容量の変化量のしきい値（図４においては３０％）をメモリ効果が発生していない場合の値（例えば、６０％）に近づけるように設定する。このようにすることによって、使用許可領域をさらに最適化することができる。
【００５６】また、判定電圧マップ９１ａはメモリ効果が発生していない場合のマップのみにして、メモリ効果が発生した場合に、マップを参照して得られた判定電圧に一定の係数を乗じて、これを判定電圧に用いるようにしてもよい。このとき、バッテリ上限電圧値は高い値になるように、そして、バッテリ下限電圧値は低い値になるように係数を乗じるようにする。このようにすることによって、判定電圧マップを１つにすることができるので、バッテリ残容量算出部９１内の記憶容量を少なくすることができ、判定電圧の設定処理も簡単にすることができる。
【００５７】＜第２の実施例＞次に、図５、６、７を参照して、第２の実施例におけるバッテリ制御装置９を説明する。図５は、図１に示すモータ制御装置４及びバッテリ制御装置９の構成を示すブロック図である。図５に示すバッテリ制御装置９が図２に示すバッテリ制御装置９と同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。この図に示す装置が図２に示す装置と異なる点は、残容量修正値マップ９４ａを新たに設け、使用許可領域決定部９４ｂにバッテリ電圧を入力するようにして、使用許可領域決定部９４ｂの出力先を残容量修正部９１ｃとしたことである。また、図６は、図５に示すバッテリ残容量算出部９１の動作を示すフローチャートである。図６に示すフローチャートが図３に示すフローチャートと異なる点は、新たにステップＳ３０を設けた点である。また、図７は、図５に示す使用許可領域決定部９４ｂの動作を示すフローチャートである。
【００５８】次に、図５、６、７を参照して、第２の実施例におけるバッテリ制御装置９の動作を説明する。初めに、図６を参照して、バッテリ残容量算出部９１の動作を説明する。まず、残容量修正部９１ｃは、電圧判定を行うか否かを判定する（ステップＳ３０）。この判定は、使用許可領域決定部９４ｂからの判定を行うか否かの指示に基づいて判定される。この判定の結果、図６に示すステップＳ３０において、使用許可領域決定部９４ｂから電圧判定を行わないようにする指示が出ていれば、残容量修正部９１ｃは、ステップＳ３１、Ｓ３２、Ｓ３３をスキップして、充放電電流の積算によってのみバッテリ残容量を算出し、バッテリ残容量の修正は行わない。
【００５９】ステップＳ３１、Ｓ３２、Ｓ３３をスキップして、バッテリ電圧によるバッテリ残容量の修正（リセット）を行わない場合、バッテリ残容量算出部９１は充放電電流の積算によってのみバッテリ残容量の管理が行われる。また、図６に示すステップＳ３８において置き換えられる上限値は、後述する処理によって決められる値であり、メモリ効果発生の有無に応じて８０％〜７０％の間で変化し、ステップＳ３９において置き換えられる下限値は、後述する処理によって決められる値であり、メモリ効果発生の有無に応じて２０％〜３０％の間で変化する。なお、図６に示すステップＳ３１〜Ｓ３９の処理動作については、図３において説明した動作と同一であるのでここでは説明を省略する。
【００６０】次に、図５、７を参照して、使用許可領域決定部９４ｂの動作を説明する。図５に示すメモリ効果検出部９３の動作は、図４に示すフローチャートと同一であるため、ここでは、メモリ効果の発生を検出する動作の説明を省略する。まず、使用許可領域決定部９４ｂは、メモリ効果検出部９３から出力された検出結果と、バッテリ残容量の変化量を読み取る（ステップＳ２０）。
【００６１】次に、使用許可領域決定部９４ｂは、残容量修正値マップ９４ａを参照して、ステップＳ２０において読み取ったバッテリ残容量の変化量に対応するバッテリ残容量の修正値を得る（ステップＳ２１）。ここで参照される残容量修正値マップ９４ａを図８、９に示す。図８に示すマップは、バッテリ電圧下限値の検出からバッテリ電圧上限値の検出までの間に電流値積算によって算出されたバッテリ残容量の変化量と、バッテリ電圧上限値が検出された場合のバッテリ残容量の修正値の関係が定義されている。
【００６２】このマップを参照して、バッテリ残容量の上限の修正値を８０〜７０％の範囲で置き換えを行う。この値は、図６に示すステップＳ３８において用いられる値である。例えば、バッテリ残容量の変化量が１５％であった場合は、バッテリ電圧上限値が検出された時点で、バッテリ残容量を７０％に置き換え、この値が電流積算部９１ｄへ出力され、電流積算によるバッテリ残容量が修正される。これによって、通常の処理においてはバッテリ残容量が８０％となるところを７０％となるようにしたため、充放電制御部９２は、使用許可領域の上限値まで１０％残っていると判断して、この１０％分について充電を許可する。
【００６３】一方、図９に示すマップは、バッテリ電圧上限値の検出からバッテリ電圧下限値の検出までの間に電流値積算によって算出されたバッテリ残容量の変化量と、バッテリ電圧下限値が検出された場合のバッテリ残容量の修正値の関係が定義されている。
【００６４】このマップを参照して、バッテリ残容量の下限の修正値を２０〜３０％の範囲で置き換えを行う。この値は、図６に示すステップＳ３９において用いられる値である。例えば、バッテリ残容量の変化量が２０％であった場合は、バッテリ電圧下限値が検出された時点で、バッテリ残容量を３０％に置き換え、この値が電流積算部９１ｄへ出力され、電流積算によるバッテリ残容量が修正される。これによって、通常の処理においてはバッテリ残容量が２０％となるところを３０％となるようにしたため、充放電制御部９１は、使用許可領域の下限値まで１０％残っていると判断して、この１０％分について放電を許可する。
【００６５】次に、使用許可領域決定部９４ｂはステップＳ２１において得られた残容量修正値を残容量修正部９１ｃに対して出力する（ステップＳ２２）。これによって、残容量修正部９１ｃは、バッテリ残容量の使用許可上限値または使用許可下限値を、使用許可領域決定部９４ｂから出力された残容量修正値に修正して、この修正値を電流積算部９１ｄへ通知する。電流積算部９１ｄは、これを受けて、電流積算値を修正する。この時点で、電流積算部９１ｄから出力されるバッテリ残容量は、使用許可領域決定部９４ｄから通知された残容量修正値となる。これによって、使用許可領域は、１０％分増加するため、使用許可領域を拡大するとともに、満充電または完全放電状態へ近づくため、メモリ効果を解消することができる。
【００６６】次に、使用許可領域決定部９４ｂは、内部のタイマをリセット（ステップＳ２３）し、残容量修正部９１ｃに対して、電圧判定を行わないように指示する。これによって、バッテリ残容量算出部９１は、図６に示すステップＳ３１、Ｓ３２、Ｓ３３をスキップして、電流積算によってのみバッテリ残容量を算出するようになる。
【００６７】次に、使用許可領域決定部９４ｂは、バッテリ電圧が過放電電圧より低い値であるか否かを判定する（ステップＳ２５）。この過放電電圧とは、バッテリ下限電圧値より低い値であり、バッテリ８の放電可能な限界値である。この判定の結果、過放電電圧より低い電圧である場合、使用許可領域決定部９４ｂは、残容量修正部９１ｃに対して、電圧判定の再開と残容量修正値をリセットするように指示を出す（ステップＳ２８）。これによって、残容量修正部９１ｃは、電圧判定を再開して、さらにステップＳ３８、Ｓ３９においてバッテリ残容量の修正する場合の値を通常の値に戻す。このようにすることによって、電流積算部９１ｄから出力されるバッテリ残容量は使用許可下限値が２０％となり、使用許可上限値が８０％となる。
【００６８】次に、過放電電圧より高い電圧であった場合、使用許可領域決定部９４ｂは、残容量の修正から所定時間が経過したか否かを判定する（ステップＳ２６）。この所定時間の測定は、ステップＳ２３においてリセットされたタイマの時間が用いられる。この判定の結果、所定時間経過していれば、ステップＳ２８へ進む。
【００６９】ここでいう所定時間とは、バッテリ電圧上下限値が検出された時のバッテリ残容量の上下限値の修正値を変更することによって、通常より１０％分使用許可領域を増加させて充放電を繰り返した場合、バッテリ電圧の判定が行われず、充放電電流の積算にのみによって上下限の管理が行われるため、積算誤差が大きくなり誤って過充電または過放電に至ってしまうこと防止するための時間であり、ここではこの所定時間を３０分とする。
【００７０】次に、所定時間を経過していない場合、使用許可領域決定部９４ｂは、電流積算部９１ｄの出力するバッテリ残容量を参照して、その値が、使用許可領域の上限値より大きい値であるかまたは下限値より小さい値であるかを判定する（ステップＳ２７）。この判定の結果、使用許可領域外であればステップＳ２８へ進む。一方、使用許可領域内であれば、ステップＳ２５へ戻り、ステップＳ２５〜Ｓ２７の判定処理を繰り返す。なお、図５に示す残容量修正値マップ９４ａの一例を図８、９に示したが、これらは必ず備えられている必要はなく、メモリ効果発生の有無に応じて、所定の１つの値に修正するようにしてもよい。例えば、バッテリ残容量の変化量が３０％未満であった場合にバッテリ残容量上限値の修正値を無条件に７０％とする。このようにすることによって残容量修正値マップ９４ａを備えなくとも残容量の修正値を変更することができ、バッテリ制御装置９の構成を簡単にすることができる。
【００７１】このように、充放電電流値の積算値の誤差が大きくならない間において、バッテリ上限電圧値とバッテリ下限電圧値とが検出された時点でのバッテリ残容量の変化量が予め見込んだ量より小さい場合に、バッテリ８においてメモリ効果が発生したと判断し、バッテリ残容量を修正（リセット）する時の値を、バッテリ残容量の変化量に応じて変更するようにしたため、バッテリ残容量の使用許可領域を拡大することができる。これによって、エンジンの駆動力補助動作や減速回生によるバッテリへ充電動作の可能連続時間を延長することができる。また、メモリ効果が発生した場合において使用許可領域を拡大することによって、満充電状態や完全放電状態に近づけることができるため、バッテリ８において発生したメモリ効果を解消することができる。
【００７２】また、新品のバッテリを使用していくと、メモリ効果が発生する可能性が高くなるため、メモリ効果発生の有無をバッテリの使用時間、車両の走行時間、充放電電流の積算量、車両の走行距離等の条件に応じて判定するようにして、これらの条件が成立した時点で、前述した残容量修正値の変更処理や残容量判定電圧の変更処理を行うようにしてもよい。さらに、残容量修正値の変更処理や残容量判定電圧の変更処理を行い、使用許可領域を拡大して走行することによってメモリ効果が解消するはずであるため、バッテリの使用時間、車両の走行時間、充放電電流の積算量、車両の走行距離等の条件に応じて、メモリ効果が解消したことを判定するようにしてもよい。このようにすることによって、図３に示すメモリ効果検出処理を簡単にすることができる。
【００７３】
【発明の効果】以上説明してきたように、請求項１に記載した発明によれば、バッテリの残容量を算出するバッテリ残容量算出手段と、バッテリにメモリ効果が生じたことを検出するメモリ効果検出手段と、メモリ効果の発生に応じてバッテリの残容量の使用許可領域を決定する使用許可領域決定手段と、バッテリ残容量の使用許可領域内において充放電量を制御する充放電量制御手段とを備えたため、メモリ効果によってバッテリの電圧特性が変化した場合であっても、バッテリ残容量の使用許可領域を拡大することができるので、バッテリの使用可能連続時間を改善することができるという効果が得られる。さらに使用許可領域を拡大することによって、満充電または完全放電の状態に近づけることが可能となるため、メモリ効果を解消することができるという効果も得られる。
【００７４】また、請求項２に記載の発明によれば、メモリ効果の発生に応じて、バッテリ残容量を修正する時の前記判定電圧を変更するようにしたため、残容量の算出及び残容量の修正を行う処理をメモリ効果発生の有無に関係なく同じ処理によって行うことができるという効果が得られる。
【００７５】また、請求項３に記載の発明によれば、メモリ効果の発生に応じて、バッテリ残容量を修正する時の残容量の所定値を変更するようにして、バッテリ温度、バッテリ電流及びバッテリ電圧とからなる判定電圧マップを複数記憶しておく必要がなくなるため、バッテリ制御装置内の記憶容量を小さい規模にすることができるという効果が得られる。
【出願人】 【識別番号】０００００５３２６
【氏名又は名称】本田技研工業株式会社
【出願日】 平成１１年８月３１日（１９９９．８．３１）
【代理人】 【識別番号】１０００６４９０８
【弁理士】
【氏名又は名称】志賀 正武 （外７名）
【公開番号】 特開２００１−６９６０８（Ｐ２００１−６９６０８Ａ）
【公開日】 平成１３年３月１６日（２００１．３．１６）
【出願番号】 特願平１１−２４６７４４