JP3533076B2 - 組電池の蓄電状態検出方法、検出装置、および組電池の充放電制御装置 - Google Patents
組電池の蓄電状態検出方法、検出装置、および組電池の充放電制御装置Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、組電池の蓄電状態
検出に関し、特に、組電池を構成する電池間の蓄電量の
ばらつきが大きくなったときでも的確に蓄電状態を検出
できる方法および装置に関する。また、本発明は、上記
の蓄電量のばらつきを容易に検出できる装置に関する。
検出に関し、特に、組電池を構成する電池間の蓄電量の
ばらつきが大きくなったときでも的確に蓄電状態を検出
できる方法および装置に関する。また、本発明は、上記
の蓄電量のばらつきを容易に検出できる装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】電動機により車両駆動力を得ている電気
自動車は、二次電池（以下、単に電池という）を搭載
し、この電池に蓄えられた電力により電動機を駆動して
いる。ここでは、電気自動車の一つであるハイブリッド
自動車について説明する。
自動車は、二次電池（以下、単に電池という）を搭載
し、この電池に蓄えられた電力により電動機を駆動して
いる。ここでは、電気自動車の一つであるハイブリッド
自動車について説明する。
【０００３】ハイブリッド自動車は、電動機および熱機
関を有し、また、発電機を有する。発電機は熱機関によ
り駆動されることで電力を発生し、発電された電力によ
り電池が充電される。また、回生制動時にも電池が充電
される。発電機と電動機が兼用されることもある（モー
タジェネレータ）。ハイブリッド自動車では、放電と充
電の切替により、電池の蓄電量を自由に制御できる。
関を有し、また、発電機を有する。発電機は熱機関によ
り駆動されることで電力を発生し、発電された電力によ
り電池が充電される。また、回生制動時にも電池が充電
される。発電機と電動機が兼用されることもある（モー
タジェネレータ）。ハイブリッド自動車では、放電と充
電の切替により、電池の蓄電量を自由に制御できる。
【０００４】例えば、降坂路などで減速したとき、回生
制動により蓄電量が上昇する。その後、熱機関を止めて
電動機出力により車両が走行する。このように回生制動
で得られた電力を利用することにより、高いエネルギー
効率が得られる。蓄電量が低下してきたことが分かる
と、熱機関の出力により発電機を駆動し、発電電力を電
池に充電する。
制動により蓄電量が上昇する。その後、熱機関を止めて
電動機出力により車両が走行する。このように回生制動
で得られた電力を利用することにより、高いエネルギー
効率が得られる。蓄電量が低下してきたことが分かる
と、熱機関の出力により発電機を駆動し、発電電力を電
池に充電する。
【０００５】蓄電量の制御には、蓄電量を表す状態量と
して、従来、ＳＯＣ（ステートオブチャージ）が用いら
れる。ＳＯＣは、その時々の蓄電量の、満蓄電状態の蓄
電量に対する比率であり、満蓄電状態にて１００％であ
り、全く蓄電されていない状態にて０％である。ＳＯＣ
は、１００％と０％の中間の適当な値、例えば５０〜６
０％程度に制御されることが望ましい。このような値に
制御されていれば、電池は、回生制動時に発生した電力
を十分に受け入れることができ、また、要求に応じて直
ちに十分な電力を電動機に供給できる。
して、従来、ＳＯＣ（ステートオブチャージ）が用いら
れる。ＳＯＣは、その時々の蓄電量の、満蓄電状態の蓄
電量に対する比率であり、満蓄電状態にて１００％であ
り、全く蓄電されていない状態にて０％である。ＳＯＣ
は、１００％と０％の中間の適当な値、例えば５０〜６
０％程度に制御されることが望ましい。このような値に
制御されていれば、電池は、回生制動時に発生した電力
を十分に受け入れることができ、また、要求に応じて直
ちに十分な電力を電動機に供給できる。
【０００６】また、電気自動車では、通常、蓄電量の上
下限値が定められている。上限値は、充電効率や電池の
発熱等を考慮して設定されている。また、下限値は、熱
機関の始動時の必要電力等を考慮して設定されている。
蓄電量は、この上下限値を越えないように制御される。
下限値が定められている。上限値は、充電効率や電池の
発熱等を考慮して設定されている。また、下限値は、熱
機関の始動時の必要電力等を考慮して設定されている。
蓄電量は、この上下限値を越えないように制御される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】（１）電気自動車で
は、高電圧を得るために、多数の直列接続された電池を
有する組電池が用いられる。組電池を構成する電池の温
度は均一ではなく、特に自動車のような使用環境では、
電池の温度格差が比較的生じやすい。また、電池ごとに
満容量が異なり、充電効率（供給電流量に対して蓄電さ
れる電流量の比）も異なる。そのため、組電池を構成す
る各電池の実際の蓄電量（残蓄電量、残容量ともいう）
にはばらつきがある。
は、高電圧を得るために、多数の直列接続された電池を
有する組電池が用いられる。組電池を構成する電池の温
度は均一ではなく、特に自動車のような使用環境では、
電池の温度格差が比較的生じやすい。また、電池ごとに
満容量が異なり、充電効率（供給電流量に対して蓄電さ
れる電流量の比）も異なる。そのため、組電池を構成す
る各電池の実際の蓄電量（残蓄電量、残容量ともいう）
にはばらつきがある。
【０００８】そこで、図１に示すように、組電池を構成
するいずれの電池の蓄電量も、上下限値を越えないよう
に制御することが図られる。図１の上段において、斜線
を付した領域ｍは、蓄電量のばらつき範囲を示してい
る。各電池の蓄電量は、それらのばらつき状態を保った
ままで増減する。図中では、領域ｍがそのまま左右に移
動する。過放電や過充電を防止するため、領域ｍが上限
値および下限値からはみ出さないように、蓄電量が制御
される。一般には、いずれか一つの電池の蓄電量が上限
値または下限値に達したら、それ以上の充電または放電
が抑制される。
するいずれの電池の蓄電量も、上下限値を越えないよう
に制御することが図られる。図１の上段において、斜線
を付した領域ｍは、蓄電量のばらつき範囲を示してい
る。各電池の蓄電量は、それらのばらつき状態を保った
ままで増減する。図中では、領域ｍがそのまま左右に移
動する。過放電や過充電を防止するため、領域ｍが上限
値および下限値からはみ出さないように、蓄電量が制御
される。一般には、いずれか一つの電池の蓄電量が上限
値または下限値に達したら、それ以上の充電または放電
が抑制される。
【０００９】しかし、蓄電量のばらつきは、電池の使用
時間の経過とともに変化し、徐々に拡大する。従来は、
ばらつきの変化が考慮されていないために、下記に説明
するごとく、蓄電量の検出が適切に行われず、充電制御
が適切に行われないという問題があった。
時間の経過とともに変化し、徐々に拡大する。従来は、
ばらつきの変化が考慮されていないために、下記に説明
するごとく、蓄電量の検出が適切に行われず、充電制御
が適切に行われないという問題があった。
【００１０】図１の下段において、領域ｍ′は、拡大後
の蓄電量ばらつき範囲である。ここで、領域ｍ′が図示
のように右端にいる状態から、充電が行われたとする。
ばらつき拡大を考慮していないので、「領域ｍ′はばら
つき拡大前と同じだけ移動できる」という前提の下で、
充電が制御される。この前提は、領域ｍ′が点線で示す
位置まで移動可能であることを意味し、誤っている。実
際はばらつきが拡大しているので、領域ｍ′は、図示の
如く予想より大幅にはやく上限値まで達する。このと
き、充電から放電への急な切替が必要になる。
の蓄電量ばらつき範囲である。ここで、領域ｍ′が図示
のように右端にいる状態から、充電が行われたとする。
ばらつき拡大を考慮していないので、「領域ｍ′はばら
つき拡大前と同じだけ移動できる」という前提の下で、
充電が制御される。この前提は、領域ｍ′が点線で示す
位置まで移動可能であることを意味し、誤っている。実
際はばらつきが拡大しているので、領域ｍ′は、図示の
如く予想より大幅にはやく上限値まで達する。このと
き、充電から放電への急な切替が必要になる。
【００１１】このような制御は、ドライバビリティに悪
影響を及ぼす。ハイブリッド自動車では、蓄電量を見な
がら、充放電が適切に行われるように、電動機と熱機関
の駆動力の分配が制御されている。ところが、急に充電
から放電への切替が行われると、駆動力の分配も急激に
切り替えられ、そのために駆動力が段階的に変化して乗
員が違和感を受ける可能性がある。例えば、積極的に行
われていた充電が、突如として放電に切り替えられる。
このとき、発電機を駆動していた熱機関が停止される。
モータジェネレータを使ったハイブリッド自動車では、
発電モードから駆動モードへの切替が行われる。このよ
うな問題は、放電時にも同様に発生する。放電から充電
への急な切替により乗員は違和感を受ける。
影響を及ぼす。ハイブリッド自動車では、蓄電量を見な
がら、充放電が適切に行われるように、電動機と熱機関
の駆動力の分配が制御されている。ところが、急に充電
から放電への切替が行われると、駆動力の分配も急激に
切り替えられ、そのために駆動力が段階的に変化して乗
員が違和感を受ける可能性がある。例えば、積極的に行
われていた充電が、突如として放電に切り替えられる。
このとき、発電機を駆動していた熱機関が停止される。
モータジェネレータを使ったハイブリッド自動車では、
発電モードから駆動モードへの切替が行われる。このよ
うな問題は、放電時にも同様に発生する。放電から充電
への急な切替により乗員は違和感を受ける。
【００１２】上記の問題の原因は、蓄電量が的確に検出
されていないことにある。例として、図１の上段に示す
ように、領域ｍの中心を蓄電量の代表値Ｘとする。代表
値Ｘの位置は、領域ｍが右端にいるときに、蓄電量の下
限値にばらつき幅の半分（Ｄ／２）を足すことにより求
まる。ところが、ばらつき変化を考慮していないと、図
１の下段に示すように、代表値Ｘと、実際の領域ｍ′の
中心Ｙとがずれてしまう。その結果、蓄電量の代表値Ｘ
は誤った値になる。
されていないことにある。例として、図１の上段に示す
ように、領域ｍの中心を蓄電量の代表値Ｘとする。代表
値Ｘの位置は、領域ｍが右端にいるときに、蓄電量の下
限値にばらつき幅の半分（Ｄ／２）を足すことにより求
まる。ところが、ばらつき変化を考慮していないと、図
１の下段に示すように、代表値Ｘと、実際の領域ｍ′の
中心Ｙとがずれてしまう。その結果、蓄電量の代表値Ｘ
は誤った値になる。
【００１３】前述のように、蓄電量の制御目標値は、例
えばＳＯＣ６０％程度に設定される。代表値Ｘが誤った
値であると、この制御目標値も達成されなくなる。代表
値ＸがＳＯＣ６０％であるとき、中心Ｙは他の位置にあ
るからである。
えばＳＯＣ６０％程度に設定される。代表値Ｘが誤った
値であると、この制御目標値も達成されなくなる。代表
値ＸがＳＯＣ６０％であるとき、中心Ｙは他の位置にあ
るからである。
【００１４】ばらつきが大きくなったときは、さらに下
記のような問題が生じる。図１の下段において、領域
ｍ′が蓄電量の上限値に達したとき、代表値Ｘがまだ制
御目標値に達していない。それにもかかわらず、過充電
を避けるために放電が必要になる。これでは制御に矛盾
が生じ、好適な制御ができなくなる。この現象が充電側
だけでなく、放電側でも生じる可能性がある。この場
合、制御目標が達成されないまま放電と充電が繰り返さ
れ、充放電のハンチングが生じてしまう。
記のような問題が生じる。図１の下段において、領域
ｍ′が蓄電量の上限値に達したとき、代表値Ｘがまだ制
御目標値に達していない。それにもかかわらず、過充電
を避けるために放電が必要になる。これでは制御に矛盾
が生じ、好適な制御ができなくなる。この現象が充電側
だけでなく、放電側でも生じる可能性がある。この場
合、制御目標が達成されないまま放電と充電が繰り返さ
れ、充放電のハンチングが生じてしまう。
【００１５】以上に具体例を用いて説明したように、ば
らつきが変化すると、蓄電量が適切に検出されず、充電
制御が適切に行われなくなる可能性があった。このよう
な問題を避けるため、ばらつきを大きく想定して上記の
制御を行うことも考えられる。しかし、このような設定
では、蓄電量の上限や下限を無駄に制限することにな
り、電池の性能を十分に生かせない。
らつきが変化すると、蓄電量が適切に検出されず、充電
制御が適切に行われなくなる可能性があった。このよう
な問題を避けるため、ばらつきを大きく想定して上記の
制御を行うことも考えられる。しかし、このような設定
では、蓄電量の上限や下限を無駄に制限することにな
り、電池の性能を十分に生かせない。
【００１６】その他、参考技術として、特開平８−１６
３７０５号公報に記載されたバッテリ残容量表示装置が
ある。同公報では、電池の劣化を考慮して蓄電状態が求
められている。しかしながら、電池の蓄電量のばらつき
が考慮されておらず、検出される放電許容量も正確では
ない。
３７０５号公報に記載されたバッテリ残容量表示装置が
ある。同公報では、電池の劣化を考慮して蓄電状態が求
められている。しかしながら、電池の蓄電量のばらつき
が考慮されておらず、検出される放電許容量も正確では
ない。
【００１７】特に、上記の問題は、ニッケル水素電池
（NiMH）のような充電特性をもつ電池において顕著であ
る。ＳＯＣ検出方式の一つとしてＩＶ判定が周知であ
り、ＩＶ判定では、電池の電圧および電流とＳＯＣに相
関があることを利用して、ＳＯＣが求められる。ところ
が、ニッケル水素電池は図２のような充電特性をもつ。
ＳＯＣに対する電圧の変化はほぼ一定であり、ＳＯＣが
１００％に近い領域と、０％に近い領域でのみ、ＳＯＣ
に対して電圧が大きく変化する。電圧一定領域ではＩＶ
判定が困難であり、ＩＶ判定が良好に行える領域は両端
の領域に限られる。
（NiMH）のような充電特性をもつ電池において顕著であ
る。ＳＯＣ検出方式の一つとしてＩＶ判定が周知であ
り、ＩＶ判定では、電池の電圧および電流とＳＯＣに相
関があることを利用して、ＳＯＣが求められる。ところ
が、ニッケル水素電池は図２のような充電特性をもつ。
ＳＯＣに対する電圧の変化はほぼ一定であり、ＳＯＣが
１００％に近い領域と、０％に近い領域でのみ、ＳＯＣ
に対して電圧が大きく変化する。電圧一定領域ではＩＶ
判定が困難であり、ＩＶ判定が良好に行える領域は両端
の領域に限られる。
【００１８】従って、蓄電量が上下限値やその付近にあ
るとき以外は、ＩＶ判定が使えない。そこで、電池に流
れる電流値を積算することにより、蓄電量の変化を追跡
するという手法が考えられる。図１を参照すると、斜線
付領域ｍの移動が追跡され、これにより蓄電量が検出さ
れる。しかしながら、この蓄電量の追跡中に、前述に説
明したように、突然に蓄電量の上限値や下限値がＩＶ判
定により検出される。また、蓄電量の追跡のための代表
値Ｘに、ばらつき変化（拡大）に応じた誤差が生じる。
るとき以外は、ＩＶ判定が使えない。そこで、電池に流
れる電流値を積算することにより、蓄電量の変化を追跡
するという手法が考えられる。図１を参照すると、斜線
付領域ｍの移動が追跡され、これにより蓄電量が検出さ
れる。しかしながら、この蓄電量の追跡中に、前述に説
明したように、突然に蓄電量の上限値や下限値がＩＶ判
定により検出される。また、蓄電量の追跡のための代表
値Ｘに、ばらつき変化（拡大）に応じた誤差が生じる。
【００１９】（２）また、上記において、組電池を構成
する電池の蓄電量にばらつきがあることを説明した。１
つ１つの電池の蓄電量を検出すれば、蓄電量のばらつき
も求められる。しかし、ニッケル水素電池は、図２の充
電特性をもつ。電池の使用中、蓄電量は、電圧一定部分
の一部の領域にばらついた状態で存在している。従っ
て、全部の電池蓄電量をＩＶ判定により検出することは
できない。そのため、ニッケル水素電池や、その他の電
池であって図２のような充電特性をもつ電池について
は、電池使用中の蓄電量ばらつきの検出が困難であっ
た。
する電池の蓄電量にばらつきがあることを説明した。１
つ１つの電池の蓄電量を検出すれば、蓄電量のばらつき
も求められる。しかし、ニッケル水素電池は、図２の充
電特性をもつ。電池の使用中、蓄電量は、電圧一定部分
の一部の領域にばらついた状態で存在している。従っ
て、全部の電池蓄電量をＩＶ判定により検出することは
できない。そのため、ニッケル水素電池や、その他の電
池であって図２のような充電特性をもつ電池について
は、電池使用中の蓄電量ばらつきの検出が困難であっ
た。
【００２０】［目的］本発明は上記課題に鑑みてなされ
たものであり、その目的は、蓄電量のばらつきの変化を
考慮して適切に組電池の蓄電状態を検出できる方法およ
び装置を提供することにあり、さらに、適切な充放電制
御が可能な充放電制御装置を提供することにある。
たものであり、その目的は、蓄電量のばらつきの変化を
考慮して適切に組電池の蓄電状態を検出できる方法およ
び装置を提供することにあり、さらに、適切な充放電制
御が可能な充放電制御装置を提供することにある。
【００２１】また、本発明の別の目的は、蓄電量のばら
つきを容易に検出できる蓄電状態検出装置を提供するこ
とにある。
つきを容易に検出できる蓄電状態検出装置を提供するこ
とにある。
【００２２】
【課題を解決するための手段】（１）本発明の蓄電状態
検出方法は、複数の直列接続された電池セルを有する組
電池の蓄電状態を検出する方法であって、前記組電池を
構成し各ブロック内に１以上の前記電池セルを含む複数
の電池ブロック間の蓄電量のばらつきを検出するばらつ
き検出工程と、ばらつき検出値と前記電池ブロックの蓄
電量の上下限値とに基づいて、蓄電量の可動範囲を算出
する可動範囲算出工程と、現状の蓄電量が前記可動範囲
のどこに位置するかを蓄電状態として検出する工程と、
を含む。
検出方法は、複数の直列接続された電池セルを有する組
電池の蓄電状態を検出する方法であって、前記組電池を
構成し各ブロック内に１以上の前記電池セルを含む複数
の電池ブロック間の蓄電量のばらつきを検出するばらつ
き検出工程と、ばらつき検出値と前記電池ブロックの蓄
電量の上下限値とに基づいて、蓄電量の可動範囲を算出
する可動範囲算出工程と、現状の蓄電量が前記可動範囲
のどこに位置するかを蓄電状態として検出する工程と、
を含む。
【００２３】本発明では、図３に示すように、組電池を
構成する電池ブロック間の蓄電量のばらつき（斜線部
分）が検出される。蓄電量の上限値と下限値の幅から、
ばらつき検出値を差し引くことにより、蓄電量の可動範
囲（Ａ〜Ｂ）が求められる。ここで可動範囲とは、いず
れの電池の蓄電量も上下限値を越えることなく蓄電量が
増減できる範囲をいう（以下、同じ）。図中では、例と
して、蓄電量の中央値を代表値にしたときの、可動範囲
が表現されている。現状の蓄電量（Ｃ、星印）が可動範
囲のどこに位置するかが、蓄電状態として検出される。
例えば、可動範囲の両端を０％および１００％とし、可
動範囲をフルスケールとする。そして、このスケール上
での蓄電量の位置が、割合（１００分率）により特定さ
れる。
構成する電池ブロック間の蓄電量のばらつき（斜線部
分）が検出される。蓄電量の上限値と下限値の幅から、
ばらつき検出値を差し引くことにより、蓄電量の可動範
囲（Ａ〜Ｂ）が求められる。ここで可動範囲とは、いず
れの電池の蓄電量も上下限値を越えることなく蓄電量が
増減できる範囲をいう（以下、同じ）。図中では、例と
して、蓄電量の中央値を代表値にしたときの、可動範囲
が表現されている。現状の蓄電量（Ｃ、星印）が可動範
囲のどこに位置するかが、蓄電状態として検出される。
例えば、可動範囲の両端を０％および１００％とし、可
動範囲をフルスケールとする。そして、このスケール上
での蓄電量の位置が、割合（１００分率）により特定さ
れる。
【００２４】図３の下段に示すように、時間経過後には
蓄電量のばらつきが拡大する。ばらつきの変化やそれに
ともなう可動範囲の変化が考慮されないと、前述のよう
に蓄電状態が適切に検出されない。本発明によれば、図
示のように、拡大後のばらつきが検出され、そのばらつ
きに応じた可動範囲（Ａ′〜Ｂ′）が求められ、そして
蓄電状態が求められる。
蓄電量のばらつきが拡大する。ばらつきの変化やそれに
ともなう可動範囲の変化が考慮されないと、前述のよう
に蓄電状態が適切に検出されない。本発明によれば、図
示のように、拡大後のばらつきが検出され、そのばらつ
きに応じた可動範囲（Ａ′〜Ｂ′）が求められ、そして
蓄電状態が求められる。
【００２５】このようにして求められた蓄電状態は、ば
らつき変化を反映しており、現状の実際の可動範囲内で
の蓄電量の位置づけを的確に示している。従って、本発
明の蓄電状態を用いて蓄電量や充放電を制御すれば、現
状の実際の可動範囲を考慮した上で、その可動範囲内で
蓄電量をなめらかに変化させることができる。ばらつき
変化を考慮しないことに起因する前述のような各種の問
題が解消される。
らつき変化を反映しており、現状の実際の可動範囲内で
の蓄電量の位置づけを的確に示している。従って、本発
明の蓄電状態を用いて蓄電量や充放電を制御すれば、現
状の実際の可動範囲を考慮した上で、その可動範囲内で
蓄電量をなめらかに変化させることができる。ばらつき
変化を考慮しないことに起因する前述のような各種の問
題が解消される。
【００２６】さらには、ばらつき検出値に基づいて、現
状での実際の可動範囲を最大限に使用した制御が可能と
なる。ばらつきを大きく見込むことにより可動範囲を狭
めてしまうという無駄がない。従って、使用時間ととも
に変化する電池の性能を、各時点で最大限に引き出すこ
とができる。
状での実際の可動範囲を最大限に使用した制御が可能と
なる。ばらつきを大きく見込むことにより可動範囲を狭
めてしまうという無駄がない。従って、使用時間ととも
に変化する電池の性能を、各時点で最大限に引き出すこ
とができる。
【００２７】なお、本発明において、電池ブロックに含
まれる電池セルは１つでもよいが、複数の電池セルをま
とめて１つの電池（ブロック）として扱うことにより装
置が簡単になるという利点がある。各ブロックの電池の
数は、等しくてもよいし、異なっていてもよい。
まれる電池セルは１つでもよいが、複数の電池セルをま
とめて１つの電池（ブロック）として扱うことにより装
置が簡単になるという利点がある。各ブロックの電池の
数は、等しくてもよいし、異なっていてもよい。
【００２８】また、本発明が適用される電池は、任意の
種類の電池でよい。前述のニッケル水素電池に限られ
ず、例えば、リチウムイオン電池やニッケルカドミウム
電池、鉛電池などに本発明を適用可能である。ただし、
特に、本発明は、ニッケル水素電池のように、蓄電量に
対する電圧値が広範囲で一定である電池に特に好適に適
用される。
種類の電池でよい。前述のニッケル水素電池に限られ
ず、例えば、リチウムイオン電池やニッケルカドミウム
電池、鉛電池などに本発明を適用可能である。ただし、
特に、本発明は、ニッケル水素電池のように、蓄電量に
対する電圧値が広範囲で一定である電池に特に好適に適
用される。
【００２９】また、本発明では、図３の可動範囲内での
蓄電量（星印）の移動は、例えば、充放電量に基づいて
検出される。この手法は、上記のニッケル水素電池のよ
うなタイプに適している。しかし、この手法に限られ
ず、他の任意の手法が適用されてもよい。
蓄電量（星印）の移動は、例えば、充放電量に基づいて
検出される。この手法は、上記のニッケル水素電池のよ
うなタイプに適している。しかし、この手法に限られ
ず、他の任意の手法が適用されてもよい。
【００３０】また、本発明は、ハイブリッド自動車の電
池の蓄電状態の検出に好適に適用される。その他、通常
の電気自動車の電池にも、また、自動車以外の装置に用
いられる電池にも同様に適用可能である。
池の蓄電状態の検出に好適に適用される。その他、通常
の電気自動車の電池にも、また、自動車以外の装置に用
いられる電池にも同様に適用可能である。
【００３１】（２）また、本発明の蓄電状態検出装置
は、複数の直列接続された電池セルを有する組電池の蓄
電状態を検出する装置であって、前記組電池を構成し各
ブロック内に１以上の前記電池セルを含む複数の電池ブ
ロック間の蓄電量のばらつきを検出するばらつき検出手
段と、ばらつき検出値と前記電池ブロックの蓄電量の上
下限値とに基づいて、蓄電量の可動範囲を算出する可動
範囲算出手段と、を有し、現状の蓄電量が前記可動範囲
のどこに位置するかを蓄電状態として検出する。好まし
くは、前記可動範囲をフルスケールとしたときの、スケ
ール上での蓄電量のフルスケールに対する割合が、蓄電
状態として求められる。この態様によれば、上記の方法
の態様と同様の効果が得られる。すなわち、蓄電量のば
らつきが考慮され、適切な蓄電状態の検出により、電池
の蓄電状態を的確に制御することが可能となる。
は、複数の直列接続された電池セルを有する組電池の蓄
電状態を検出する装置であって、前記組電池を構成し各
ブロック内に１以上の前記電池セルを含む複数の電池ブ
ロック間の蓄電量のばらつきを検出するばらつき検出手
段と、ばらつき検出値と前記電池ブロックの蓄電量の上
下限値とに基づいて、蓄電量の可動範囲を算出する可動
範囲算出手段と、を有し、現状の蓄電量が前記可動範囲
のどこに位置するかを蓄電状態として検出する。好まし
くは、前記可動範囲をフルスケールとしたときの、スケ
ール上での蓄電量のフルスケールに対する割合が、蓄電
状態として求められる。この態様によれば、上記の方法
の態様と同様の効果が得られる。すなわち、蓄電量のば
らつきが考慮され、適切な蓄電状態の検出により、電池
の蓄電状態を的確に制御することが可能となる。
【００３２】（３）また、本発明の蓄電状態検出装置
は、組電池を構成し各ブロック内に１以上の電池セルを
含む複数の電池ブロック間の蓄電量のばらつきを検出す
ることができる装置である。この検出装置は、最低蓄電
量をもつ電池ブロックの蓄電量が第１の判定値に達した
時点を第１判定時点として検出する手段と、最高蓄電量
をもつ電池ブロックの蓄電量が第２の判定値に達した時
点を第２判定時点として検出する手段と、第１判定時点
と第２判定時点の間の充放電量を測定する充放電量測定
手段と、第１判定値と第２判定値と充放電量測定値を基
に、電池ブロック間の蓄電量のばらつきを算出するばら
つき算出手段と、を有する。
は、組電池を構成し各ブロック内に１以上の電池セルを
含む複数の電池ブロック間の蓄電量のばらつきを検出す
ることができる装置である。この検出装置は、最低蓄電
量をもつ電池ブロックの蓄電量が第１の判定値に達した
時点を第１判定時点として検出する手段と、最高蓄電量
をもつ電池ブロックの蓄電量が第２の判定値に達した時
点を第２判定時点として検出する手段と、第１判定時点
と第２判定時点の間の充放電量を測定する充放電量測定
手段と、第１判定値と第２判定値と充放電量測定値を基
に、電池ブロック間の蓄電量のばらつきを算出するばら
つき算出手段と、を有する。
【００３３】図４を参照すると、本発明によれば、最低
蓄電量をもつ電池ブロックの蓄電量が第１の判定値に達
した時点が、第１判定時点として検出される。また、最
高蓄電量をもつ電池ブロックの蓄電量が第２の判定値に
達した時点が、第２判定時点として検出される。また、
第１判定時点と第２判定時点の間の充放電量が測定され
る。第１判定値と第２判定値の幅から、充放電量測定値
を差し引けば、図示のように、電池ブロック間の蓄電量
のばらつきを求めることができる。従来は、蓄電量のば
らつきを求めるためには、全ブロックの蓄電量を知る必
要があった。これに対し、本発明によれば、全ブロック
の蓄電量が分からなくとも、蓄電量のばらつきを容易に
求めることができる。
蓄電量をもつ電池ブロックの蓄電量が第１の判定値に達
した時点が、第１判定時点として検出される。また、最
高蓄電量をもつ電池ブロックの蓄電量が第２の判定値に
達した時点が、第２判定時点として検出される。また、
第１判定時点と第２判定時点の間の充放電量が測定され
る。第１判定値と第２判定値の幅から、充放電量測定値
を差し引けば、図示のように、電池ブロック間の蓄電量
のばらつきを求めることができる。従来は、蓄電量のば
らつきを求めるためには、全ブロックの蓄電量を知る必
要があった。これに対し、本発明によれば、全ブロック
の蓄電量が分からなくとも、蓄電量のばらつきを容易に
求めることができる。
【００３４】特に、本発明は、ニッケル水素電池のよう
に、蓄電量に対する電圧値が広範囲で一定であるタイプ
の電池に好適に適用される。このタイプの電池では、図
２のような充電特性があるので、電池の使用中に全部の
電池の蓄電量についてのＩＶ判定を行うことはできな
い。本発明によれば、第１判定値および第２判定値をＩ
Ｖ判定可能領域内に設定することで、容易に蓄電量のば
らつきが分かる。このばらつき検出値は、上記の（１）
や（２）の態様、また、下記の（４）や（５）の態様で
効果的に活用できる。なお、第１、第２判定時点の検出
手法はＩＶ判定に限定されないことはもちろんである。
に、蓄電量に対する電圧値が広範囲で一定であるタイプ
の電池に好適に適用される。このタイプの電池では、図
２のような充電特性があるので、電池の使用中に全部の
電池の蓄電量についてのＩＶ判定を行うことはできな
い。本発明によれば、第１判定値および第２判定値をＩ
Ｖ判定可能領域内に設定することで、容易に蓄電量のば
らつきが分かる。このばらつき検出値は、上記の（１）
や（２）の態様、また、下記の（４）や（５）の態様で
効果的に活用できる。なお、第１、第２判定時点の検出
手法はＩＶ判定に限定されないことはもちろんである。
【００３５】また、この態様では、第１判定時点と第２
判定時点のどちらが先に検出されてもよい。複数回の検
出結果を平均することも好適である。また、第１判定時
点と第２判定時点は図示の如く異なっていることが好ま
しい。ただし、両者が等しい場合や、両者の上下関係が
逆の場合も理論上はばらつきを検出可能である。
判定時点のどちらが先に検出されてもよい。複数回の検
出結果を平均することも好適である。また、第１判定時
点と第２判定時点は図示の如く異なっていることが好ま
しい。ただし、両者が等しい場合や、両者の上下関係が
逆の場合も理論上はばらつきを検出可能である。
【００３６】（３−２）本発明の蓄電状態検出装置は、
好ましくは、電池温度を検出する温度検出手段を含み、
前記第１判定時点および前記第２判定時点の少なくとも
一方の電池温度が所定の温度範囲内にない場合には、前
記充放電量測定値を用いての前記蓄電量のばらつきの算
出を禁止する。
好ましくは、電池温度を検出する温度検出手段を含み、
前記第１判定時点および前記第２判定時点の少なくとも
一方の電池温度が所定の温度範囲内にない場合には、前
記充放電量測定値を用いての前記蓄電量のばらつきの算
出を禁止する。
【００３７】電池が高温状態や低温状態にある場合に
は、蓄電量が第１判定値や第２判定値に達したことの判
定精度が低下する。このような判定結果を使うと、蓄電
状態の検出値の誤差も大きくなる。（３−２）の態様の
発明によれば、上記判定時の電池温度が判定精度の低い
温度範囲内にある場合には、蓄電量のばらつきの算出を
行わないので、ばらつきの検出精度を向上することがで
き、従って、蓄電状態の検出精度も向上できる。なお、
この態様は、前述の蓄電状態検出方法や、下記の充放電
制御装置にも同様に適用可能である。
は、蓄電量が第１判定値や第２判定値に達したことの判
定精度が低下する。このような判定結果を使うと、蓄電
状態の検出値の誤差も大きくなる。（３−２）の態様の
発明によれば、上記判定時の電池温度が判定精度の低い
温度範囲内にある場合には、蓄電量のばらつきの算出を
行わないので、ばらつきの検出精度を向上することがで
き、従って、蓄電状態の検出精度も向上できる。なお、
この態様は、前述の蓄電状態検出方法や、下記の充放電
制御装置にも同様に適用可能である。
【００３８】（４）また、本発明の充放電制御装置は、
複数の直列接続された電池セルを有する組電池の充放電
を制御する装置であって、前記組電池を構成し各ブロッ
ク内に１以上の前記電池セルを含む複数の電池ブロック
間の蓄電量のばらつきを検出するばらつき検出手段と、
ばらつき検出値と前記電池ブロックの蓄電量の上下限値
とに基づいて、蓄電量の可動範囲を算出する可動範囲算
出手段と、を有し、蓄電量が前記可動範囲内であるよう
に組電池への充放電量を制御する。この態様によれば、
上記の（１）や（２）の効果が、充放電制御装置という
かたちで実現される。
複数の直列接続された電池セルを有する組電池の充放電
を制御する装置であって、前記組電池を構成し各ブロッ
ク内に１以上の前記電池セルを含む複数の電池ブロック
間の蓄電量のばらつきを検出するばらつき検出手段と、
ばらつき検出値と前記電池ブロックの蓄電量の上下限値
とに基づいて、蓄電量の可動範囲を算出する可動範囲算
出手段と、を有し、蓄電量が前記可動範囲内であるよう
に組電池への充放電量を制御する。この態様によれば、
上記の（１）や（２）の効果が、充放電制御装置という
かたちで実現される。
【００３９】（４−２）本発明の充放電制御装置は、好
ましくは、前記可動範囲算出手段によって算出された前
記蓄電量の可動範囲を、所定タイミングで拡大してい
く。各種の検出誤差や電池の使用環境などの要因に起因
して、可動範囲算出手段によって算出された可動範囲
が、実際の可動範囲より狭いことがある。このような誤
差のある可動範囲検出結果を使うと、真の可動範囲の全
体を充放電制御に利用できないという無駄が生じる。上
記の（４−２）の態様の発明によれば、可動範囲の拡大
制御により、可動範囲の検出誤差が修正され、制御に用
いる可動範囲を実際の可動範囲に近づけることができる
ので、電池の性能をより十分に引き出すことができる。
なお、可動範囲が拡大しすぎた場合には、再度ばらつき
検出が行われることになる。
ましくは、前記可動範囲算出手段によって算出された前
記蓄電量の可動範囲を、所定タイミングで拡大してい
く。各種の検出誤差や電池の使用環境などの要因に起因
して、可動範囲算出手段によって算出された可動範囲
が、実際の可動範囲より狭いことがある。このような誤
差のある可動範囲検出結果を使うと、真の可動範囲の全
体を充放電制御に利用できないという無駄が生じる。上
記の（４−２）の態様の発明によれば、可動範囲の拡大
制御により、可動範囲の検出誤差が修正され、制御に用
いる可動範囲を実際の可動範囲に近づけることができる
ので、電池の性能をより十分に引き出すことができる。
なお、可動範囲が拡大しすぎた場合には、再度ばらつき
検出が行われることになる。
【００４０】好ましくは、前記蓄電量の可動範囲の拡大
の際、前記可動範囲の大きさが所定の最大値を越えない
ように制限される。可動範囲の最大値を設定することに
より、過度の拡大が回避されて適切な制御が行われる。
の際、前記可動範囲の大きさが所定の最大値を越えない
ように制限される。可動範囲の最大値を設定することに
より、過度の拡大が回避されて適切な制御が行われる。
【００４１】なお、この態様は、前述の蓄電状態検出方
法や検出装置、下記の充放電制御装置にも同様に適用可
能である。
法や検出装置、下記の充放電制御装置にも同様に適用可
能である。
【００４２】（５）また、本発明の一態様の充放電制御
装置は、複数の直列接続された電池セルを有する組電池
の充放電を制御する装置であって、前記組電池を構成し
各ブロック内に１以上の前記電池セルを含む複数の電池
ブロックのそれぞれについて、蓄電量が上限値および下
限値に達したことを判定する判定手段と、蓄電量の可動
範囲として、最低蓄電量をもつ電池ブロックの蓄電量が
下限値に達した状態と、最高蓄電量をもつ電池ブロック
の蓄電量が上限値に達した状態との間の蓄電量の範囲を
求める可動範囲算出手段と、を有し、蓄電量が前記可動
範囲内であるように組電池への充放電量を制御する。好
ましくは、この態様の制御装置は、組電池に流れる電流
を検出する電流計と、各電池ブロックの電圧を測定する
電圧計と、を有し、前記判定手段は、電流検出値と電圧
検出値に基づいたＩＶ判定により、電池ブロックの蓄電
量が上下限値に達したことを判定する。また好ましく
は、電流検出値を累積して求められる充放電量に基づい
て、蓄電量が前記可動範囲のどこに位置するかが算出さ
れる。さらに好ましくは、前記組電池を構成する電池セ
ルはニッケル水素電池であり、蓄電量に対する電圧変化
量が一定でなく前記ＩＶ判定が良好に行える領域に、蓄
電量の上下限値が設定されている。
装置は、複数の直列接続された電池セルを有する組電池
の充放電を制御する装置であって、前記組電池を構成し
各ブロック内に１以上の前記電池セルを含む複数の電池
ブロックのそれぞれについて、蓄電量が上限値および下
限値に達したことを判定する判定手段と、蓄電量の可動
範囲として、最低蓄電量をもつ電池ブロックの蓄電量が
下限値に達した状態と、最高蓄電量をもつ電池ブロック
の蓄電量が上限値に達した状態との間の蓄電量の範囲を
求める可動範囲算出手段と、を有し、蓄電量が前記可動
範囲内であるように組電池への充放電量を制御する。好
ましくは、この態様の制御装置は、組電池に流れる電流
を検出する電流計と、各電池ブロックの電圧を測定する
電圧計と、を有し、前記判定手段は、電流検出値と電圧
検出値に基づいたＩＶ判定により、電池ブロックの蓄電
量が上下限値に達したことを判定する。また好ましく
は、電流検出値を累積して求められる充放電量に基づい
て、蓄電量が前記可動範囲のどこに位置するかが算出さ
れる。さらに好ましくは、前記組電池を構成する電池セ
ルはニッケル水素電池であり、蓄電量に対する電圧変化
量が一定でなく前記ＩＶ判定が良好に行える領域に、蓄
電量の上下限値が設定されている。
【００４３】上記の如く、この（５）の態様は、ニッケ
ル水素電池のように、蓄電量に対する電圧変化量が広い
範囲で一定な電池に特に好適に適用される。また、この
発明がハイブリッド自動車に適用されたとして、蓄電状
態を見ながら電動機や発電機、熱機関を制御する制御装
置が、電池にとってみれば充放電制御装置の全部または
一部として機能する。
ル水素電池のように、蓄電量に対する電圧変化量が広い
範囲で一定な電池に特に好適に適用される。また、この
発明がハイブリッド自動車に適用されたとして、蓄電状
態を見ながら電動機や発電機、熱機関を制御する制御装
置が、電池にとってみれば充放電制御装置の全部または
一部として機能する。
【００４４】
【発明の実施の形態】＜実施形態１＞以下、図面に従っ
て本発明の実施の形態（以下、実施形態と記す）を説明
する。図５には、本発明の充電制御装置が搭載された車
両のパワープラントの概略図が示されている。エンジン
１０の出力軸１２には、ねじれダンパ１４を介して遊星
ギア機構１６のプラネタリギア１８を支持するプラネタ
リキャリア２０が接続されている。遊星ギア機構１６の
サンギア２２とリングギア２４は、それぞれ第１モータ
ジェネレータ２６と第２モータジェネレータ２８のロー
タ３０，３２に接続されている。第１および第２モータ
ジェネレータ２６，２８は、三相交流発電機または三相
交流電動機として機能する。リングギア２４には、さら
に動力取り出しギア３４が接続されている。動力取り出
しギア３４は、チェーン３６、ギア列３８を介してディ
ファレンシャルギア４０と接続されている。ディファレ
ンシャル４０の出力側には、先端に図示しない駆動輪が
結合されたドライブシャフト４２が接続されている。以
上の構造によって、エンジン１０または第１および第２
のモータジェネレータ２６，２８の出力が駆動輪に伝達
され、車両を駆動する。
て本発明の実施の形態（以下、実施形態と記す）を説明
する。図５には、本発明の充電制御装置が搭載された車
両のパワープラントの概略図が示されている。エンジン
１０の出力軸１２には、ねじれダンパ１４を介して遊星
ギア機構１６のプラネタリギア１８を支持するプラネタ
リキャリア２０が接続されている。遊星ギア機構１６の
サンギア２２とリングギア２４は、それぞれ第１モータ
ジェネレータ２６と第２モータジェネレータ２８のロー
タ３０，３２に接続されている。第１および第２モータ
ジェネレータ２６，２８は、三相交流発電機または三相
交流電動機として機能する。リングギア２４には、さら
に動力取り出しギア３４が接続されている。動力取り出
しギア３４は、チェーン３６、ギア列３８を介してディ
ファレンシャルギア４０と接続されている。ディファレ
ンシャル４０の出力側には、先端に図示しない駆動輪が
結合されたドライブシャフト４２が接続されている。以
上の構造によって、エンジン１０または第１および第２
のモータジェネレータ２６，２８の出力が駆動輪に伝達
され、車両を駆動する。
【００４５】エンジン１０は、アクセルペダル４４の操
作量や、冷却水温、吸気管負圧などの環境条件、さらに
第１および第２モータジェネレータ２６，２８の運転状
態に基づきエンジンＥＣＵ４６によりその出力、回転数
などが制御される。また、第１および第２モータジェネ
レータ２６，２８は、制御装置４８により制御が行われ
る。制御装置４８は、二つのモータジェネレータ２６，
２８に電力を供給し、またこれらからの電力を受け入れ
る電池（二次電池）５０を含んでいる。電池５０と第１
および第２モータジェネレータ２６，２８との電力のや
りとりは、それぞれ第１および第２インバータ５２，５
４を介して行われる。二つのインバータ５２，５４の制
御は、制御ＣＰＵ５６が行い、この制御は、エンジンＥ
ＣＵ４６からのエンジン１０の運転状態の情報、アクセ
ルペダル４４の操作量、ブレーキペダル５８の操作量、
シフトレバー６０で定められるシフトレンジ、電池の蓄
電状態、さらに遊星ギア機構１６のサンギアの回転角θ
ｓ、プラネタリキャリアの回転角θｃ、リングギアの回
転角θｒなどに基づき、行われる。また、前記遊星ギア
機構１６の三要素の回転角は、それぞれプラネタリキャ
リアレゾルバ６２、サンギアレゾルバ６４およびリング
ギアレゾルバ６６により検出される。電池に蓄えられた
電力、すなわち蓄電量は電池ＥＣＵ６８により算出され
る。制御ＣＰＵ５６は、前述の諸条件や第１および第２
モータジェネレータ２６，２８のｕ相、ｖ相の電流Ｉｕ
１，Ｉｖ１，Ｉｕ２，Ｉｖ２さらには電池または他方の
インバータから供給される、または供給する電流Ｌ１，
Ｌ２などに基づき第１および第２インバータ５２，５４
のトランジスタＴｒ１〜Ｔｒ６，Ｔｒ１１〜Ｔｒ１６を
制御する。
作量や、冷却水温、吸気管負圧などの環境条件、さらに
第１および第２モータジェネレータ２６，２８の運転状
態に基づきエンジンＥＣＵ４６によりその出力、回転数
などが制御される。また、第１および第２モータジェネ
レータ２６，２８は、制御装置４８により制御が行われ
る。制御装置４８は、二つのモータジェネレータ２６，
２８に電力を供給し、またこれらからの電力を受け入れ
る電池（二次電池）５０を含んでいる。電池５０と第１
および第２モータジェネレータ２６，２８との電力のや
りとりは、それぞれ第１および第２インバータ５２，５
４を介して行われる。二つのインバータ５２，５４の制
御は、制御ＣＰＵ５６が行い、この制御は、エンジンＥ
ＣＵ４６からのエンジン１０の運転状態の情報、アクセ
ルペダル４４の操作量、ブレーキペダル５８の操作量、
シフトレバー６０で定められるシフトレンジ、電池の蓄
電状態、さらに遊星ギア機構１６のサンギアの回転角θ
ｓ、プラネタリキャリアの回転角θｃ、リングギアの回
転角θｒなどに基づき、行われる。また、前記遊星ギア
機構１６の三要素の回転角は、それぞれプラネタリキャ
リアレゾルバ６２、サンギアレゾルバ６４およびリング
ギアレゾルバ６６により検出される。電池に蓄えられた
電力、すなわち蓄電量は電池ＥＣＵ６８により算出され
る。制御ＣＰＵ５６は、前述の諸条件や第１および第２
モータジェネレータ２６，２８のｕ相、ｖ相の電流Ｉｕ
１，Ｉｖ１，Ｉｕ２，Ｉｖ２さらには電池または他方の
インバータから供給される、または供給する電流Ｌ１，
Ｌ２などに基づき第１および第２インバータ５２，５４
のトランジスタＴｒ１〜Ｔｒ６，Ｔｒ１１〜Ｔｒ１６を
制御する。
【００４６】遊星ギア機構１６の、サンギアの回転数Ｎ
ｓ、プラネタリキャリアの回転数Ｎｃおよびリングギア
の回転数Ｎｒは、サンギアとリングギアのギア比ρとす
れば、
ｓ、プラネタリキャリアの回転数Ｎｃおよびリングギア
の回転数Ｎｒは、サンギアとリングギアのギア比ρとす
れば、
【数１】
Ｎｓ＝Ｎｒ−（Ｎｒ−Ｎｃ）（１＋ρ）／ρ ・・・（１）
で示される関係がある。すなわち、三つの回転数Ｎｓ，
Ｎｃ，Ｎｒの二つが定まれば、もう一つの回転数が決定
する。リングギアの回転数Ｎｒは、車両の速度で決定す
るので、プラネタリキャリアの回転数Ｎｃすなわちエン
ジン回転数と、サンギアの回転数Ｎｓすなわち第１モー
タジェネレータ回転数の一方の回転数が決定されれば、
他方が決定される。そして、第１および第２モータジェ
ネレータ２６，２８の界磁電流をその時の回転数に応じ
て制御して、これらのモータジェネレータを発電機とし
て作用させるか、電動機として作用させるかを決定す
る。二つのモータジェネレータ２６，２８が、全体とし
て電力を消費している場合は電池５０から電力が持ち出
され、全体として発電している場合は電池５０に充電が
行われる。たとえば、電池５０の蓄電量が少なくなって
いることが電池ＥＣＵ６８により検出された場合、エン
ジン１０の発生するトルクの一部により二つのモータジ
ェネレータ２６，２８の一方または双方により発電を行
い、電池５０への充電を行う。また、電池５０の蓄電量
が多くなった場合、エンジンの出力を抑え気味にして、
第２モータジェネレータ２８を電動機として作用させ、
これの発生するトルクを車両走行用に用いるように制御
する。また、制動時においては、二つのモータジェネレ
ータ２６，２８の一方または双方を発電機として動作さ
せ、発生した電力を電池５０に充電する。
Ｎｃ，Ｎｒの二つが定まれば、もう一つの回転数が決定
する。リングギアの回転数Ｎｒは、車両の速度で決定す
るので、プラネタリキャリアの回転数Ｎｃすなわちエン
ジン回転数と、サンギアの回転数Ｎｓすなわち第１モー
タジェネレータ回転数の一方の回転数が決定されれば、
他方が決定される。そして、第１および第２モータジェ
ネレータ２６，２８の界磁電流をその時の回転数に応じ
て制御して、これらのモータジェネレータを発電機とし
て作用させるか、電動機として作用させるかを決定す
る。二つのモータジェネレータ２６，２８が、全体とし
て電力を消費している場合は電池５０から電力が持ち出
され、全体として発電している場合は電池５０に充電が
行われる。たとえば、電池５０の蓄電量が少なくなって
いることが電池ＥＣＵ６８により検出された場合、エン
ジン１０の発生するトルクの一部により二つのモータジ
ェネレータ２６，２８の一方または双方により発電を行
い、電池５０への充電を行う。また、電池５０の蓄電量
が多くなった場合、エンジンの出力を抑え気味にして、
第２モータジェネレータ２８を電動機として作用させ、
これの発生するトルクを車両走行用に用いるように制御
する。また、制動時においては、二つのモータジェネレ
ータ２６，２８の一方または双方を発電機として動作さ
せ、発生した電力を電池５０に充電する。
【００４７】自動車の制動は、いつ行われるか予測する
ことは困難であるから、電池５０は、回生制動によって
発生した電力を十分受け入れられるような状態にあるこ
とが望ましい。一方、エンジン１０の出力だけでは、運
転者の所望する加速を得られない場合、第２モータジェ
ネレータ２８を電動機として動作させるために、電池５
０はある程度蓄電量を確保していなければならない。こ
の条件を満たすために、電池５０の蓄電量は、電池容
量、すなわち電池が蓄えられる最大の電力の半分程度と
なるように制御される。
ことは困難であるから、電池５０は、回生制動によって
発生した電力を十分受け入れられるような状態にあるこ
とが望ましい。一方、エンジン１０の出力だけでは、運
転者の所望する加速を得られない場合、第２モータジェ
ネレータ２８を電動機として動作させるために、電池５
０はある程度蓄電量を確保していなければならない。こ
の条件を満たすために、電池５０の蓄電量は、電池容
量、すなわち電池が蓄えられる最大の電力の半分程度と
なるように制御される。
【００４８】特に、エンジンの出力によって発電を行う
ことにより電池に充電することができるハイブリッド自
動車の場合、電池の蓄電量を適切に管理することによ
り、制動時の回生電力を十分に回収しエネルギ効率を高
め、また加速時には運転者の所望する加速を達成するこ
とができる。言い換えれば、前記のようなハイブリッド
自動車の場合、エネルギ効率を高め、所望の加速などを
得るためには、電池の蓄電量を適切に制御することが必
要となる。
ことにより電池に充電することができるハイブリッド自
動車の場合、電池の蓄電量を適切に管理することによ
り、制動時の回生電力を十分に回収しエネルギ効率を高
め、また加速時には運転者の所望する加速を達成するこ
とができる。言い換えれば、前記のようなハイブリッド
自動車の場合、エネルギ効率を高め、所望の加速などを
得るためには、電池の蓄電量を適切に制御することが必
要となる。
【００４９】図６は、図５のシステムの一部分であっ
て、本実施形態の充電状態検出装置を示している。負荷
７０は、図５のモータジェネレータ２６，２８に相当
し、インバータ（図示せず）を介して電池５０に接続さ
れている。電池５０は組電池であり、多数の直列接続さ
れた電池セル７２を有する。本実施形態では、電池セル
７２はニッケル水素電池であり、組電池５０には２４０
個の電池セル７２が含まれる。１２個ずつの電池セル７
２のグループが電池ブロック７４として扱われる。すな
わち、組電池５０は、２０の電池ブロック７４により構
成される。各電池ブロック７４の端子電圧が、それぞれ
電圧センサ７６により検出され、電池ＥＣＵ６８へ出力
される。また、組電池に流れる電流値は、電流センサ７
８により検出され、電池ＥＣＵ６８へ出力される。
て、本実施形態の充電状態検出装置を示している。負荷
７０は、図５のモータジェネレータ２６，２８に相当
し、インバータ（図示せず）を介して電池５０に接続さ
れている。電池５０は組電池であり、多数の直列接続さ
れた電池セル７２を有する。本実施形態では、電池セル
７２はニッケル水素電池であり、組電池５０には２４０
個の電池セル７２が含まれる。１２個ずつの電池セル７
２のグループが電池ブロック７４として扱われる。すな
わち、組電池５０は、２０の電池ブロック７４により構
成される。各電池ブロック７４の端子電圧が、それぞれ
電圧センサ７６により検出され、電池ＥＣＵ６８へ出力
される。また、組電池に流れる電流値は、電流センサ７
８により検出され、電池ＥＣＵ６８へ出力される。
【００５０】本実施形態では、蓄電量の上下限値が、そ
れぞれ５．２（ＡＨ）、１．３（ＡＨ）に設定されてい
る。ニッケル水素電池の満蓄電量は６．５（ＡＨ）であ
る。従って上記の上限値および下限値は、それぞれ従来
のＳＯＣ８０％およびＳＯＣ２０％に相当する。なお、
蓄電量の数値は、電池セルごとにみたときも、組電池全
体でみたときも同様である。
れぞれ５．２（ＡＨ）、１．３（ＡＨ）に設定されてい
る。ニッケル水素電池の満蓄電量は６．５（ＡＨ）であ
る。従って上記の上限値および下限値は、それぞれ従来
のＳＯＣ８０％およびＳＯＣ２０％に相当する。なお、
蓄電量の数値は、電池セルごとにみたときも、組電池全
体でみたときも同様である。
【００５１】この上限値５．２ＡＨは、過充電による電
池の過熱や充電効率の低下が発生しない値として採用さ
れている。また、下限値１．３ＡＨは、モータジェネレ
ータを使ってのエンジン始動が可能な電力を確保できる
値として採用されている。
池の過熱や充電効率の低下が発生しない値として採用さ
れている。また、下限値１．３ＡＨは、モータジェネレ
ータを使ってのエンジン始動が可能な電力を確保できる
値として採用されている。
【００５２】また、上下限値は、どちらもＩＶ判定が可
能な領域に設定されている。電池ＥＣＵ６８は、蓄電量
が１．３ＡＨおよび５．２ＡＨのときのＩＶ特性ライン
を記憶している。ＩＶ特性ラインは、各蓄電量ごとの、
電池ブロック７４の端子電圧と電池５０に流れる電流値
との関係を示す。電池ＥＣＵ６８は、電圧センサ７６お
よび電流センサ７８からの入力信号を基にＩＶ特性ライ
ンを用いてＩＶ判定を行う。電池ＥＣＵ６８は、各電池
ブロック７４のそれぞれに対し、そのブロックの蓄電量
が上限値または下限値に達したか否かを検出する。この
検出結果に基づいて、いずれか一つのブロックの蓄電量
が上限値または下限値に達したときは、それ以上の充電
または放電が行われないように、蓄電量が制御される。
このようにして、本実施形態では通常の蓄電量制御は後
述する蓄電状態量に基づいて行うが、過充電および過放
電の最終的な防止にはＩＶ判定が用いられる。
能な領域に設定されている。電池ＥＣＵ６８は、蓄電量
が１．３ＡＨおよび５．２ＡＨのときのＩＶ特性ライン
を記憶している。ＩＶ特性ラインは、各蓄電量ごとの、
電池ブロック７４の端子電圧と電池５０に流れる電流値
との関係を示す。電池ＥＣＵ６８は、電圧センサ７６お
よび電流センサ７８からの入力信号を基にＩＶ特性ライ
ンを用いてＩＶ判定を行う。電池ＥＣＵ６８は、各電池
ブロック７４のそれぞれに対し、そのブロックの蓄電量
が上限値または下限値に達したか否かを検出する。この
検出結果に基づいて、いずれか一つのブロックの蓄電量
が上限値または下限値に達したときは、それ以上の充電
または放電が行われないように、蓄電量が制御される。
このようにして、本実施形態では通常の蓄電量制御は後
述する蓄電状態量に基づいて行うが、過充電および過放
電の最終的な防止にはＩＶ判定が用いられる。
【００５３】また、電池ＥＣＵ６８は、本発明のばらつ
き検出手段として機能し、上記の電圧検出値および電流
検出値を基に、電池ブロック間の蓄電量のばらつきを求
める。さらに、電池ＥＣＵ６８は、本発明の可動範囲検
出手段として機能し、ばらつき検出値に基づいて蓄電状
態量を求める。蓄電状態量は、組電池の蓄電量を表すパ
ラメータである。蓄電状態量は、本実施形態では後述す
るＮ−ＳＯＣであるが、本発明の範囲内でのその他のパ
ラメータでもよく、蓄電量そのものでもよい。
き検出手段として機能し、上記の電圧検出値および電流
検出値を基に、電池ブロック間の蓄電量のばらつきを求
める。さらに、電池ＥＣＵ６８は、本発明の可動範囲検
出手段として機能し、ばらつき検出値に基づいて蓄電状
態量を求める。蓄電状態量は、組電池の蓄電量を表すパ
ラメータである。蓄電状態量は、本実施形態では後述す
るＮ−ＳＯＣであるが、本発明の範囲内でのその他のパ
ラメータでもよく、蓄電量そのものでもよい。
【００５４】「蓄電量のばらつき検出」図７は、ここで
のばらつき検出の原理を示している。電池の放電が進ん
だとき、蓄電量は、図７のばらつき（領域ｍ）を保った
まま、左方向に移動する。領域ｍの右端が下限値に達し
たとき、電池ＥＣＵ６８は、最も蓄電量の少ない電池ブ
ロック７４の蓄電量が下限値に達したことを、ＩＶ判定
により検出する。このＩＶ判定は、前述の如く本来は過
放電の防止のためのものである。本実施形態では、この
ときのＩＶ判定がばらつき検出に利用される。電池ＥＣ
Ｕ６８は、電流センサ７８から入力される電流値（Ｉ）
の積算をＩＶ判定時に開始する。
のばらつき検出の原理を示している。電池の放電が進ん
だとき、蓄電量は、図７のばらつき（領域ｍ）を保った
まま、左方向に移動する。領域ｍの右端が下限値に達し
たとき、電池ＥＣＵ６８は、最も蓄電量の少ない電池ブ
ロック７４の蓄電量が下限値に達したことを、ＩＶ判定
により検出する。このＩＶ判定は、前述の如く本来は過
放電の防止のためのものである。本実施形態では、この
ときのＩＶ判定がばらつき検出に利用される。電池ＥＣ
Ｕ６８は、電流センサ７８から入力される電流値（Ｉ）
の積算をＩＶ判定時に開始する。
【００５５】その後、充電や放電が適宜行われて、蓄電
量は、ばらつき状態を保ちつつ、全体として右方向へ移
動する。充電中は積算値が増加し、放電中は低下する。
さらに充電が進み、最も蓄電量の多いブロックの蓄電量
が上限値に達したことが検出される。下限値のＩＶ判定
から上限値のＩＶ判定までの電流積算値を、上下限値の
幅（５．２−１．３）から差し引くことにより、図示の
如く、蓄電量のばらつき幅が分かる。
量は、ばらつき状態を保ちつつ、全体として右方向へ移
動する。充電中は積算値が増加し、放電中は低下する。
さらに充電が進み、最も蓄電量の多いブロックの蓄電量
が上限値に達したことが検出される。下限値のＩＶ判定
から上限値のＩＶ判定までの電流積算値を、上下限値の
幅（５．２−１．３）から差し引くことにより、図示の
如く、蓄電量のばらつき幅が分かる。
【００５６】図８は、上記のばらつき検出のための処理
を示すフローチャートである。電池ＥＣＵ６８は、下限
値のＩＶ判定が生じたか否かを判定し（Ｓ１０）、ＩＶ
判定が生じると電流値の積算を開始する（Ｓ１２）。電
流値Ｉが所定のメモリ領域内で積算される。電池ＥＣＵ
６８は、上限値のＩＶ判定が生じたか否かを判定し（Ｓ
１４）、ＮＯであれば積算を継続する。なお、下限のＩ
Ｖ判定が再び生じた場合には、電流値の積算がリセット
される。Ｓ１４で上限値のＩＶ判定が生じると、これま
での電流積算値（ΣＩ）が、蓄電量の可動範囲幅（ΔＡ
ＨＲ）に設定される（Ｓ１６）。電流積算値が可動範囲
幅に等しいことは、図７から明らかである。さらに、蓄
電量の上下限の幅からΔＡＨＲを引くことにより、蓄電
量のばらつき幅（ＤＡＨＲ）が算出される（Ｓ１８）。
を示すフローチャートである。電池ＥＣＵ６８は、下限
値のＩＶ判定が生じたか否かを判定し（Ｓ１０）、ＩＶ
判定が生じると電流値の積算を開始する（Ｓ１２）。電
流値Ｉが所定のメモリ領域内で積算される。電池ＥＣＵ
６８は、上限値のＩＶ判定が生じたか否かを判定し（Ｓ
１４）、ＮＯであれば積算を継続する。なお、下限のＩ
Ｖ判定が再び生じた場合には、電流値の積算がリセット
される。Ｓ１４で上限値のＩＶ判定が生じると、これま
での電流積算値（ΣＩ）が、蓄電量の可動範囲幅（ΔＡ
ＨＲ）に設定される（Ｓ１６）。電流積算値が可動範囲
幅に等しいことは、図７から明らかである。さらに、蓄
電量の上下限の幅からΔＡＨＲを引くことにより、蓄電
量のばらつき幅（ＤＡＨＲ）が算出される（Ｓ１８）。
【００５７】なお、上記の図７、図８の処理は、上限値
のＩＶ判定が先で、下限値のＩＶ判定が後であっても、
全く同様に実現される。上限値と下限値の間を蓄電量が
往復するうちに、次々とばらつき検出値が得られる。複
数回のばらつき検出値を平均することも好適である。
のＩＶ判定が先で、下限値のＩＶ判定が後であっても、
全く同様に実現される。上限値と下限値の間を蓄電量が
往復するうちに、次々とばらつき検出値が得られる。複
数回のばらつき検出値を平均することも好適である。
【００５８】このように、本実施形態によれば、元来は
過充電や過放電を防止するためのＩＶ判定がばらつき検
出に利用され、これにより容易かつ正確に蓄電量のばら
つきが検出される。ＩＶ判定がいつか生じるのを待っ
て、ばらつきの幅を算出すればよく、ばらつき検出のた
めにあえて充放電などを行う必要はない。
過充電や過放電を防止するためのＩＶ判定がばらつき検
出に利用され、これにより容易かつ正確に蓄電量のばら
つきが検出される。ＩＶ判定がいつか生じるのを待っ
て、ばらつきの幅を算出すればよく、ばらつき検出のた
めにあえて充放電などを行う必要はない。
【００５９】「蓄電状態の検出」電池ＥＣＵ６８は、上
記のようにして求められた蓄電量のばらつきに基づい
て、下記のようにして蓄電状態を検出する。図９を参照
すると、蓄電量の上下限値は、前述のように５．２ＡＨ
および１．３ＡＨに設定されている。ばらついている蓄
電量の中央値（図中の×印）を代表値Ｘとして考える。
蓄電量のばらつき幅がＤＡＨＲであるので、図示のよう
に、代表値Ｘの可動範囲は、“１．３＋ＤＡＨＲ／２”
から、“５．２−ＤＡＨＲ／２”までである。
記のようにして求められた蓄電量のばらつきに基づい
て、下記のようにして蓄電状態を検出する。図９を参照
すると、蓄電量の上下限値は、前述のように５．２ＡＨ
および１．３ＡＨに設定されている。ばらついている蓄
電量の中央値（図中の×印）を代表値Ｘとして考える。
蓄電量のばらつき幅がＤＡＨＲであるので、図示のよう
に、代表値Ｘの可動範囲は、“１．３＋ＤＡＨＲ／２”
から、“５．２−ＤＡＨＲ／２”までである。
【００６０】図９の中段に示すように、ＲＡＨＲという
数値を定義する。ＲＡＨＲは、電流センサ７６から入力
される電流の積算値であり、その単位は蓄電量と同じＡ
Ｈであり、電池ＥＣＵ６８により求められる。下限値の
ＩＶ判定時のＲＡＨＲをＤＡＨＲ／２とする。上限値の
ＩＶ判定時のＲＡＨＲを、３．９−ＤＡＨＲ／２とす
る。従って、ＲＡＨＲは、蓄電量１．３ＡＨを基準値
（原点）としたときの、電流積算により求められる蓄電
量を表すパラメータである。なお、前述の図７でばらつ
き検出に用いたΔＡＨＲは、電池ＥＣＵ６８の内部処理
としては、ＲＡＨＲの変化量から求められる。
数値を定義する。ＲＡＨＲは、電流センサ７６から入力
される電流の積算値であり、その単位は蓄電量と同じＡ
Ｈであり、電池ＥＣＵ６８により求められる。下限値の
ＩＶ判定時のＲＡＨＲをＤＡＨＲ／２とする。上限値の
ＩＶ判定時のＲＡＨＲを、３．９−ＤＡＨＲ／２とす
る。従って、ＲＡＨＲは、蓄電量１．３ＡＨを基準値
（原点）としたときの、電流積算により求められる蓄電
量を表すパラメータである。なお、前述の図７でばらつ
き検出に用いたΔＡＨＲは、電池ＥＣＵ６８の内部処理
としては、ＲＡＨＲの変化量から求められる。
【００６１】次に、本実施形態で用いる新しい蓄電状態
量の算出式を説明する。この蓄電状態量を新ＳＯＣとい
い、Ｎ−ＳＯＣで表す。本実施形態では、蓄電量の代表
値が可動範囲の左右端にいるときのＮ−ＳＯＣを、それ
ぞれ０％および１００％とする。すなわち、可動範囲が
フルスケールになる。このスケール上での蓄電量の位置
が１００分率で表される。Ｎ−ＳＯＣは、下式（２）に
より算出される。
量の算出式を説明する。この蓄電状態量を新ＳＯＣとい
い、Ｎ−ＳＯＣで表す。本実施形態では、蓄電量の代表
値が可動範囲の左右端にいるときのＮ−ＳＯＣを、それ
ぞれ０％および１００％とする。すなわち、可動範囲が
フルスケールになる。このスケール上での蓄電量の位置
が１００分率で表される。Ｎ−ＳＯＣは、下式（２）に
より算出される。
【００６２】
【数２】
式（２）において、分母は、蓄電量の可動範囲の幅（図
７のΔＡＨＲ）である。また、分子は、現在のＲＡＨＲ
とＤＡＨＲ／２の差であり、このＤＡＨＲ／２は、Ｎ−
ＳＯＣ０％のときのＲＡＨＲに相当する。上記の式
（２）中のＤＡＨＲは、新しいばらつき検出値が求めら
れるときに、変更される。このとき、蓄電量の可動範囲
も変わり、そして、Ｎ−ＳＯＣのスケールも変化する。
従って、蓄電量が同じであったとしても、スケール側の
変化により、Ｎ−ＳＯＣの値は異なったものになる。
７のΔＡＨＲ）である。また、分子は、現在のＲＡＨＲ
とＤＡＨＲ／２の差であり、このＤＡＨＲ／２は、Ｎ−
ＳＯＣ０％のときのＲＡＨＲに相当する。上記の式
（２）中のＤＡＨＲは、新しいばらつき検出値が求めら
れるときに、変更される。このとき、蓄電量の可動範囲
も変わり、そして、Ｎ−ＳＯＣのスケールも変化する。
従って、蓄電量が同じであったとしても、スケール側の
変化により、Ｎ−ＳＯＣの値は異なったものになる。
【００６３】図５を参照すると、電池ＥＣＵ６８は、Ｎ
−ＳＯＣを、蓄電量を表すパラメータとして制御ＣＰＵ
５８へ出力する。制御ＣＰＵ５８は、Ｎ−ＳＯＣが適切
な値になるように、モータジェネレータ２６，２８を制
御する。本実施形態では、Ｎ−ＳＯＣの目標値が６０％
に設定されている。目標値を考慮して、ハイブリッド自
動車の性能が最大限に引き出されるように、図２のパワ
ープラントが制御される。このとき、電池５０にとって
みれば、パワープラント制御装置が、Ｎ−ＳＯＣを適切
に制御する充放電制御装置として機能する。また、蓄え
られた電池エネルギが有限であることを考慮して、Ｎ−
ＳＯＣの値に応じて、もちだし可能な放電電力が制限さ
れる。
−ＳＯＣを、蓄電量を表すパラメータとして制御ＣＰＵ
５８へ出力する。制御ＣＰＵ５８は、Ｎ−ＳＯＣが適切
な値になるように、モータジェネレータ２６，２８を制
御する。本実施形態では、Ｎ−ＳＯＣの目標値が６０％
に設定されている。目標値を考慮して、ハイブリッド自
動車の性能が最大限に引き出されるように、図２のパワ
ープラントが制御される。このとき、電池５０にとって
みれば、パワープラント制御装置が、Ｎ−ＳＯＣを適切
に制御する充放電制御装置として機能する。また、蓄え
られた電池エネルギが有限であることを考慮して、Ｎ−
ＳＯＣの値に応じて、もちだし可能な放電電力が制限さ
れる。
【００６４】Ｎ−ＳＯＣは、適宜、ハイブリッド自動車
で必要な他の用途にも使われる。例えば、残蓄電量（残
容量）を知らせるために使われる。Ｎ−ＳＯＣのスケー
ルと、スケール上のＮ−ＳＯＣの位置が、インスツルメ
ントパネル上で表示される。
で必要な他の用途にも使われる。例えば、残蓄電量（残
容量）を知らせるために使われる。Ｎ−ＳＯＣのスケー
ルと、スケール上のＮ−ＳＯＣの位置が、インスツルメ
ントパネル上で表示される。
【００６５】次に、図１０を参照し、本実施形態のＮ−
ＳＯＣが適用されたときの蓄電量の推移を説明する。図
１０の上段（ａ）は、蓄電量のばらつきがまだ小さいと
きの制御を示している。ばらつき検出値に基づいて可動
範囲（点線の間の範囲）が求められ、この範囲で蓄電量
が変わるように、Ｎ−ＳＯＣが制御される。
ＳＯＣが適用されたときの蓄電量の推移を説明する。図
１０の上段（ａ）は、蓄電量のばらつきがまだ小さいと
きの制御を示している。ばらつき検出値に基づいて可動
範囲（点線の間の範囲）が求められ、この範囲で蓄電量
が変わるように、Ｎ−ＳＯＣが制御される。
【００６６】なお、電流センサの誤差や充電効率の見込
み違いに起因して、ＲＡＨＲには多少の誤差がある。こ
の誤差は、時間の経過とともに少しずつ増大する。この
誤差は、可動範囲の端部でＩＶ判定が行われた時点で補
正される。ＩＶ判定により蓄電量が正確に検出されるか
らである。ＲＡＨＲの補正により、Ｎ−ＳＯＣも自動的
に補正される。
み違いに起因して、ＲＡＨＲには多少の誤差がある。こ
の誤差は、時間の経過とともに少しずつ増大する。この
誤差は、可動範囲の端部でＩＶ判定が行われた時点で補
正される。ＩＶ判定により蓄電量が正確に検出されるか
らである。ＲＡＨＲの補正により、Ｎ−ＳＯＣも自動的
に補正される。
【００６７】図１０の下段（ｂ）は、蓄電量のばらつき
が拡大したときの制御を示している。ばらつき検出値を
基に、Ｎ−ＳＯＣのフルスケール（すなわち可動範囲）
が狭く変更されている。この狭くなったフルスケールの
中に収まるようにＮ−ＳＯＣが制御される。もちろん、
ここでもＩＶ判定時のＲＡＨＲの補正は行われる。
が拡大したときの制御を示している。ばらつき検出値を
基に、Ｎ−ＳＯＣのフルスケール（すなわち可動範囲）
が狭く変更されている。この狭くなったフルスケールの
中に収まるようにＮ−ＳＯＣが制御される。もちろん、
ここでもＩＶ判定時のＲＡＨＲの補正は行われる。
【００６８】一方、図１１は、ばらつき変化を考慮しな
いときの蓄電量検出値の推移が示されている。ここで
は、従来のＳＯＣが制御に適用されている。従来のＳＯ
Ｃは、その時々の蓄電量の、満蓄電状態の蓄電量に対す
る比率である。Ｎ−ＳＯＣと区別するため、従来のＳＯ
Ｃを、Ｃ−ＳＯＣと呼ぶ。
いときの蓄電量検出値の推移が示されている。ここで
は、従来のＳＯＣが制御に適用されている。従来のＳＯ
Ｃは、その時々の蓄電量の、満蓄電状態の蓄電量に対す
る比率である。Ｎ−ＳＯＣと区別するため、従来のＳＯ
Ｃを、Ｃ−ＳＯＣと呼ぶ。
【００６９】図１１の上段（ａ）は、蓄電量のばらつき
がまだ小さいときの制御を示している。ばらつき幅がＣ
−ＳＯＣの１０％に等しいと想定されている。従って、
Ｃ−ＳＯＣの代表値Ｘの可動範囲は、２５％から７５％
（幅＝５０％）に設定される。Ｃ−ＳＯＣは、可動範囲
内に収まるように制御される。下限値、上限値のＩＶ判
定が生じたときは、Ｃ−ＳＯＣが、補正によりそれぞれ
２５％、７５％にセットされる。
がまだ小さいときの制御を示している。ばらつき幅がＣ
−ＳＯＣの１０％に等しいと想定されている。従って、
Ｃ−ＳＯＣの代表値Ｘの可動範囲は、２５％から７５％
（幅＝５０％）に設定される。Ｃ−ＳＯＣは、可動範囲
内に収まるように制御される。下限値、上限値のＩＶ判
定が生じたときは、Ｃ−ＳＯＣが、補正によりそれぞれ
２５％、７５％にセットされる。
【００７０】図１１の中段（ｂ）は、ばらつきが拡大し
たときの不適切な制御を示している。下限値のＩＶ判定
が生じたとする。このとき、ばらつきの変化は考慮され
ていないので、Ｃ−ＳＯＣの代表値Ｘは補正されて２５
％にセットされる。図から明らかなように、この設定は
間違っている。また、可動範囲は図１１の上段（ａ）と
同じであるとの誤った前提の下で充電が開始される。そ
して、電流積算を行うことにより、各時点のＣ−ＳＯＣ
が追跡される。ところが、実際の可動範囲は狭いので、
予想よりも大幅に早く上限値のＩＶ判定が生じる。この
とき、Ｃ−ＳＯＣは、大幅に補正されて７５％にセット
される。補正量は、拡大前後のばらつき幅の差にほぼ相
当する大きさである。
たときの不適切な制御を示している。下限値のＩＶ判定
が生じたとする。このとき、ばらつきの変化は考慮され
ていないので、Ｃ−ＳＯＣの代表値Ｘは補正されて２５
％にセットされる。図から明らかなように、この設定は
間違っている。また、可動範囲は図１１の上段（ａ）と
同じであるとの誤った前提の下で充電が開始される。そ
して、電流積算を行うことにより、各時点のＣ−ＳＯＣ
が追跡される。ところが、実際の可動範囲は狭いので、
予想よりも大幅に早く上限値のＩＶ判定が生じる。この
とき、Ｃ−ＳＯＣは、大幅に補正されて７５％にセット
される。補正量は、拡大前後のばらつき幅の差にほぼ相
当する大きさである。
【００７１】このような大幅補正が生じるのは、蓄電量
のばらつき変化を考慮しないために、可動範囲が誤って
設定されているからである。Ｃ−ＳＯＣの大幅補正に伴
って、エンジンとモータジェネレータの駆動力分配を急
激に切り換える必要が生じ、出力が段階的に急変化して
乗員に違和感を与える。本実施形態では、図１０下段
（ｂ）に示すように、ばらつき変化を考慮して、実際の
可動範囲に基づいて充放電が制御されるので、大幅補正
は生じない。従って、大幅補正に起因する違和感発生を
回避することができる。
のばらつき変化を考慮しないために、可動範囲が誤って
設定されているからである。Ｃ−ＳＯＣの大幅補正に伴
って、エンジンとモータジェネレータの駆動力分配を急
激に切り換える必要が生じ、出力が段階的に急変化して
乗員に違和感を与える。本実施形態では、図１０下段
（ｂ）に示すように、ばらつき変化を考慮して、実際の
可動範囲に基づいて充放電が制御されるので、大幅補正
は生じない。従って、大幅補正に起因する違和感発生を
回避することができる。
【００７２】また、図１１の下段（ｃ）に示すように、
電池の劣化が進むとともに、ＩＶ判定ラインが変わり、
上限や下限のＩＶ判定が早期に生じる傾向がある。例え
ば、Ｃ−ＳＯＣがまだ３０％あるときに、ＩＶ判定によ
りＣ−ＳＯＣ２０％が検出される。このような早期判定
によっても、見かけ上は蓄電量のばらつきの拡大と同じ
効果が生じ、すなわち、見かけ上は可動範囲が狭まる。
予想より早いＩＶ判定が行われるからである。その結
果、上記と同様にＣ−ＳＯＣの大幅補正が生じる。しか
し、このような現象に対しても、本実施形態は効果的に
対処可能である。本実施形態のＮ−ＳＯＣを適用すれ
ば、上記の見かけ上の可動範囲の狭まりに対応して、制
御に使う可動範囲やＮ−ＳＯＣのスケールも変更され
る。従って、図１１下段（ｃ）に示されるような大幅補
正は発生しない。さらに、いわゆるメモリ効果によって
も、Ｃ−ＳＯＣの大幅補正が生じる可能性がある。メモ
リ効果とは、電池への過充電等に起因して、蓄電状態の
電力が放電されにくくなる現象である。このメモリ効果
に対しても同様であり、本実施形態のＮ−ＳＯＣの適用
により、蓄電量の大幅補正の発生が回避される。
電池の劣化が進むとともに、ＩＶ判定ラインが変わり、
上限や下限のＩＶ判定が早期に生じる傾向がある。例え
ば、Ｃ−ＳＯＣがまだ３０％あるときに、ＩＶ判定によ
りＣ−ＳＯＣ２０％が検出される。このような早期判定
によっても、見かけ上は蓄電量のばらつきの拡大と同じ
効果が生じ、すなわち、見かけ上は可動範囲が狭まる。
予想より早いＩＶ判定が行われるからである。その結
果、上記と同様にＣ−ＳＯＣの大幅補正が生じる。しか
し、このような現象に対しても、本実施形態は効果的に
対処可能である。本実施形態のＮ−ＳＯＣを適用すれ
ば、上記の見かけ上の可動範囲の狭まりに対応して、制
御に使う可動範囲やＮ−ＳＯＣのスケールも変更され
る。従って、図１１下段（ｃ）に示されるような大幅補
正は発生しない。さらに、いわゆるメモリ効果によって
も、Ｃ−ＳＯＣの大幅補正が生じる可能性がある。メモ
リ効果とは、電池への過充電等に起因して、蓄電状態の
電力が放電されにくくなる現象である。このメモリ効果
に対しても同様であり、本実施形態のＮ−ＳＯＣの適用
により、蓄電量の大幅補正の発生が回避される。
【００７３】また、図１１のようにばらつき変化を考慮
しない制御では、実際のＣ−ＳＯＣの中央値を、制御目
標値にもっていくことは難しい。代表値Ｘが、蓄電量の
中央値から大きくずれているからである。一方、本実施
形態において、Ｎ−ＳＯＣは、常に、蓄電量の中央値の
位置づけを表す。従って、制御目標値たるＮ−ＳＯＣ６
０％を容易に確実に達成することができる。前述したよ
うな制御目標達成前にＩＶ判定が生じるといった制御上
の矛盾や、それにともなうハンチング現象も発生しな
い。
しない制御では、実際のＣ−ＳＯＣの中央値を、制御目
標値にもっていくことは難しい。代表値Ｘが、蓄電量の
中央値から大きくずれているからである。一方、本実施
形態において、Ｎ−ＳＯＣは、常に、蓄電量の中央値の
位置づけを表す。従って、制御目標値たるＮ−ＳＯＣ６
０％を容易に確実に達成することができる。前述したよ
うな制御目標達成前にＩＶ判定が生じるといった制御上
の矛盾や、それにともなうハンチング現象も発生しな
い。
【００７４】以上、本発明の好適な実施形態を説明し
た。上記のように、本実施形態では、組電池をハイブリ
ッド自動車に搭載して使用している間でも、電池ブロッ
クの蓄電量のばらつきを容易に検出することができる。
そして、ばらつき検出値に基づいたＮ−ＳＯＣの適用に
より、蓄電量の検出が適切に行われ、充電制御が適切に
行われる。
た。上記のように、本実施形態では、組電池をハイブリ
ッド自動車に搭載して使用している間でも、電池ブロッ
クの蓄電量のばらつきを容易に検出することができる。
そして、ばらつき検出値に基づいたＮ−ＳＯＣの適用に
より、蓄電量の検出が適切に行われ、充電制御が適切に
行われる。
【００７５】さらに、本実施形態では、図１０に示され
るように、各時点での実際の可動範囲を最大限に利用す
ることができる。従って、電池の蓄電能力を十分に活用
することができるという利点がある。
るように、各時点での実際の可動範囲を最大限に利用す
ることができる。従って、電池の蓄電能力を十分に活用
することができるという利点がある。
【００７６】なお、本発明は、ニッケル水素電池以外の
電池に対しても適用可能である。ただし、本発明は、ニ
ッケル水素電池の如く、蓄電量に対する電圧値が広範囲
で一定であるタイプの電池（図２参照）には、特に好適
に適用される。蓄電量の全域でのＩＶ判定ができないた
め、電流積算値に基づいた蓄電量検出が効果的に利用さ
れるからである。
電池に対しても適用可能である。ただし、本発明は、ニ
ッケル水素電池の如く、蓄電量に対する電圧値が広範囲
で一定であるタイプの電池（図２参照）には、特に好適
に適用される。蓄電量の全域でのＩＶ判定ができないた
め、電流積算値に基づいた蓄電量検出が効果的に利用さ
れるからである。
【００７７】また、本発明は、ハイブリッド自動車以外
の電気自動車にも適用可能である。ただし、一般の電気
自動車では走行中は主として放電が行われる。一方、ハ
イブリッド自動車では、図１０や図１１に示したよう
に、充電や放電によって蓄電量が制御され、また、蓄電
量の目標値を達成するための制御が行われる。このよう
なハイブリッド自動車の制御においては、本発明が特に
好適に作用する。
の電気自動車にも適用可能である。ただし、一般の電気
自動車では走行中は主として放電が行われる。一方、ハ
イブリッド自動車では、図１０や図１１に示したよう
に、充電や放電によって蓄電量が制御され、また、蓄電
量の目標値を達成するための制御が行われる。このよう
なハイブリッド自動車の制御においては、本発明が特に
好適に作用する。
【００７８】＜実施形態２＞上記の実施形態１において
は、一の電池ブロック７４の蓄電量が上限値および下限
値に達したことが、ＩＶ判定によって検出される。しか
し、電池が高温状態や低温状態にある場合にはＩＶ判定
の判定精度が低い。このような温度状態でのＩＶ判定結
果を用いると、蓄電量のばらつき検出値や可動範囲の検
出値の誤差も大きくなる。そこで、実施形態２では、下
記のようにして、ＩＶ判定時の電池温度を取得し、取得
した電池温度を参照することにより、ばらつきや可動範
囲の検出精度の向上を図る。
は、一の電池ブロック７４の蓄電量が上限値および下限
値に達したことが、ＩＶ判定によって検出される。しか
し、電池が高温状態や低温状態にある場合にはＩＶ判定
の判定精度が低い。このような温度状態でのＩＶ判定結
果を用いると、蓄電量のばらつき検出値や可動範囲の検
出値の誤差も大きくなる。そこで、実施形態２では、下
記のようにして、ＩＶ判定時の電池温度を取得し、取得
した電池温度を参照することにより、ばらつきや可動範
囲の検出精度の向上を図る。
【００７９】実施形態２の構成は、図５および図６に示
した実施形態１の構成と同様である。ただし、実施形態
２では、図６の電池５０の近傍に、電池５０の温度を検
出する電池温度センサ（図示せず）が設けられている。
電池温度センサは、電池５０に対して１つだけ設けられ
てもよい。また、電池温度センサを複数設け、各電池ブ
ロック７４の温度を個別に検出できるようにしてもよ
い。また、各電池セル７２の温度を個別に検出できるよ
うにしてもよい。このように、電池センサの数および配
置は、任意に定められる。電池温度センサの検出値は、
電池ＥＣＵ６８に入力される。
した実施形態１の構成と同様である。ただし、実施形態
２では、図６の電池５０の近傍に、電池５０の温度を検
出する電池温度センサ（図示せず）が設けられている。
電池温度センサは、電池５０に対して１つだけ設けられ
てもよい。また、電池温度センサを複数設け、各電池ブ
ロック７４の温度を個別に検出できるようにしてもよ
い。また、各電池セル７２の温度を個別に検出できるよ
うにしてもよい。このように、電池センサの数および配
置は、任意に定められる。電池温度センサの検出値は、
電池ＥＣＵ６８に入力される。
【００８０】図７および図８を参照して説明したよう
に、電池ＥＣＵ６８は、蓄電量のばらつき検出のために
ＩＶ判定を行う。すなわち、最も蓄電量の少ない電池ブ
ロック７４の蓄電量が下限値（１．３ＡＨ）に達したこ
とを、ＩＶ判定により検出する。また、最も蓄電量の多
い電池ブロック７４の蓄電量が上限値（５．２ＡＨ）に
達したことを、ＩＶ判定により検出する。これらのＩＶ
判定が発生した場合には、電池ＥＣＵ６８は、電池温度
の検出値を参照し、電池温度の検出値が所定の許容温度
範囲内にあるか否かを判定する。この所定の許容温度範
囲の上限値および下限値は、それぞれ、許容できる精度
でＩＶ判定を行える電池温度に基づいて設定されてお
り、許容温度範囲外の電池温度ではＩＶ判定精度が無視
できない程に低下する。
に、電池ＥＣＵ６８は、蓄電量のばらつき検出のために
ＩＶ判定を行う。すなわち、最も蓄電量の少ない電池ブ
ロック７４の蓄電量が下限値（１．３ＡＨ）に達したこ
とを、ＩＶ判定により検出する。また、最も蓄電量の多
い電池ブロック７４の蓄電量が上限値（５．２ＡＨ）に
達したことを、ＩＶ判定により検出する。これらのＩＶ
判定が発生した場合には、電池ＥＣＵ６８は、電池温度
の検出値を参照し、電池温度の検出値が所定の許容温度
範囲内にあるか否かを判定する。この所定の許容温度範
囲の上限値および下限値は、それぞれ、許容できる精度
でＩＶ判定を行える電池温度に基づいて設定されてお
り、許容温度範囲外の電池温度ではＩＶ判定精度が無視
できない程に低下する。
【００８１】上限値および下限値の両方のＩＶ判定時に
電池温度が上記の許容温度範囲内にあれば、実施形態１
と同様にして、蓄電量のばらつきが求められる。そし
て、検出されたばらつき幅に基づいて、本発明の蓄電状
態量（Ｎ−ＳＯＣ）が算出され、そのＮ−ＳＯＣに基づ
いて、電池５０の充放電制御が行われる。
電池温度が上記の許容温度範囲内にあれば、実施形態１
と同様にして、蓄電量のばらつきが求められる。そし
て、検出されたばらつき幅に基づいて、本発明の蓄電状
態量（Ｎ−ＳＯＣ）が算出され、そのＮ−ＳＯＣに基づ
いて、電池５０の充放電制御が行われる。
【００８２】一方、上限値および下限値の少なくとも一
方のＩＶ判定時に電池温度が上記の許容温度範囲内にな
い場合には、電流積算値を用いたばらつき幅の算出や、
ばらつき幅に基づいた可動範囲の算出は行われない。こ
れらの数値が更新されないので、以前に検出されて使わ
れていたばらつき幅や可動範囲（既存値）が、継続して
使われる。その後に上記の許容温度範囲内でのＩＶ判定
が発生したら、ばらつきや可動範囲が更新される。
方のＩＶ判定時に電池温度が上記の許容温度範囲内にな
い場合には、電流積算値を用いたばらつき幅の算出や、
ばらつき幅に基づいた可動範囲の算出は行われない。こ
れらの数値が更新されないので、以前に検出されて使わ
れていたばらつき幅や可動範囲（既存値）が、継続して
使われる。その後に上記の許容温度範囲内でのＩＶ判定
が発生したら、ばらつきや可動範囲が更新される。
【００８３】図１２は、実施形態２のばらつき検出処理
を示すフローチャートである。図８に示された処理と同
様のステップには、同一符号が付されている。実施形態
２では、図示のように、図８と比較すると、ステップＳ
１１およびステップＳ１５が追加されている。Ｓ１０の
ＩＶ判定が発生すると、電池ＥＣＵ６８は、電池温度が
許容温度範囲内にあるか否かを判定し（Ｓ１１）、ＹＥ
ＳであればＳ１２に進むが、ＮＯであれば処理を終了す
る。また、Ｓ１４のＩＶ判定が発生したときも同様であ
り、電池ＥＣＵ６８は、電池温度が許容温度範囲内にあ
るか否かを判定し（Ｓ１５）、ＹＥＳであればＳ１６に
進むが、ＮＯであれば処理を終了する。
を示すフローチャートである。図８に示された処理と同
様のステップには、同一符号が付されている。実施形態
２では、図示のように、図８と比較すると、ステップＳ
１１およびステップＳ１５が追加されている。Ｓ１０の
ＩＶ判定が発生すると、電池ＥＣＵ６８は、電池温度が
許容温度範囲内にあるか否かを判定し（Ｓ１１）、ＹＥ
ＳであればＳ１２に進むが、ＮＯであれば処理を終了す
る。また、Ｓ１４のＩＶ判定が発生したときも同様であ
り、電池ＥＣＵ６８は、電池温度が許容温度範囲内にあ
るか否かを判定し（Ｓ１５）、ＹＥＳであればＳ１６に
進むが、ＮＯであれば処理を終了する。
【００８４】なお、前述のように、各電池ブロック７４
の電池温度を個別に検出する構成においては、ＩＶ判定
の発生した電池ブロック７４の電池温度を対象としてＳ
１１やＳ１５の判定を行うことが好適と考えられる。
の電池温度を個別に検出する構成においては、ＩＶ判定
の発生した電池ブロック７４の電池温度を対象としてＳ
１１やＳ１５の判定を行うことが好適と考えられる。
【００８５】また、上記においては、下限値のＩＶ判定
が先に発生し、上限値のＩＶ判定が後に発生する場合を
取り上げて説明した。これに対し、上限値と下限値の順
番が逆であっても同様である。
が先に発生し、上限値のＩＶ判定が後に発生する場合を
取り上げて説明した。これに対し、上限値と下限値の順
番が逆であっても同様である。
【００８６】以上に説明したように、実施形態２では、
ＩＶ判定の精度が低い温度範囲では、蓄電量のばらつき
や可動範囲の算出を行わないので、これらの数値の算出
精度を向上することが可能となる。
ＩＶ判定の精度が低い温度範囲では、蓄電量のばらつき
や可動範囲の算出を行わないので、これらの数値の算出
精度を向上することが可能となる。
【００８７】＜実施形態３＞実施形態１で用いたＩＶ判
定や電流積算には誤差があるので、その誤差のために、
蓄電量のばらつきや可動範囲が実際よりも少なく見積も
られることがある。この場合、少なく見積もられた可動
範囲の中でＮ−ＳＯＣが変動するように、蓄電量が制御
される。従って、実際の可動範囲の全部が利用されず、
電池の性能を十分に利用することができなくなる。さら
に、少なく見積もった可動範囲の中でＮ−ＳＯＣが変動
するということは、以降に上限値や下限値のＩＶ判定が
発生しにくくなり、蓄電量のばらつきや可動範囲の再取
得も行われなくなる、ということを意味する。従って、
電池の性能を無駄にしている状態が継続される。
定や電流積算には誤差があるので、その誤差のために、
蓄電量のばらつきや可動範囲が実際よりも少なく見積も
られることがある。この場合、少なく見積もられた可動
範囲の中でＮ−ＳＯＣが変動するように、蓄電量が制御
される。従って、実際の可動範囲の全部が利用されず、
電池の性能を十分に利用することができなくなる。さら
に、少なく見積もった可動範囲の中でＮ−ＳＯＣが変動
するということは、以降に上限値や下限値のＩＶ判定が
発生しにくくなり、蓄電量のばらつきや可動範囲の再取
得も行われなくなる、ということを意味する。従って、
電池の性能を無駄にしている状態が継続される。
【００８８】また、電池の性能は使用環境（温度や地
域）によって大きな影響を受ける。従って、例えば、季
節によって蓄電量のばらつきや可動範囲が変化する。ま
た、ハイブリッド自動車の使用地域を変えると気候も変
わり（例えば、寒い地方から暖かい地方への移動）、そ
れにより蓄電量のばらつきや可動範囲が変化する。この
ような環境の変化により可動範囲が拡大した場合にも、
結果的には、可動範囲が少なく見積もられたのと同等の
現象が発生し、電池の性能が十分に生かされなくなる。
域）によって大きな影響を受ける。従って、例えば、季
節によって蓄電量のばらつきや可動範囲が変化する。ま
た、ハイブリッド自動車の使用地域を変えると気候も変
わり（例えば、寒い地方から暖かい地方への移動）、そ
れにより蓄電量のばらつきや可動範囲が変化する。この
ような環境の変化により可動範囲が拡大した場合にも、
結果的には、可動範囲が少なく見積もられたのと同等の
現象が発生し、電池の性能が十分に生かされなくなる。
【００８９】実施形態３では、上記のように可動範囲の
全部を十分に使えないといったことを回避するために、
電池ＥＣＵ６８が下記のような制御を行う。
全部を十分に使えないといったことを回避するために、
電池ＥＣＵ６８が下記のような制御を行う。
【００９０】電池ＥＣＵ６８は、実施形態１で説明した
ように、上限値および下限値のＩＶ判定を行うことによ
り、蓄電量のばらつきを検出する。このばらつき検出値
から、可動範囲が算出される。可動範囲の大きさは、図
１０および式（２）の分母に示されるように、３．９−
ＤＡＨＲ（ＡＨ）である。ここで、ＤＡＨＲは、蓄電量
のばらつき幅の検出値である。そして、この可動範囲に
基づいて、式（２）に従って、各時点のＮ−ＳＯＣが算
出される。
ように、上限値および下限値のＩＶ判定を行うことによ
り、蓄電量のばらつきを検出する。このばらつき検出値
から、可動範囲が算出される。可動範囲の大きさは、図
１０および式（２）の分母に示されるように、３．９−
ＤＡＨＲ（ＡＨ）である。ここで、ＤＡＨＲは、蓄電量
のばらつき幅の検出値である。そして、この可動範囲に
基づいて、式（２）に従って、各時点のＮ−ＳＯＣが算
出される。
【００９１】実施形態３の特徴として、電池ＥＣＵ６８
は、上記の検出された可動範囲を、時間の経過とともに
徐々に拡大していく。この拡大は、可動範囲の回復を意
味する。拡大にともなって、ばらつきＤＡＨＲが縮小さ
れる。拡大制御は、所定速度で、すなわち、所定のタイ
ミングで所定幅づつ可動範囲の幅が大きくなるように、
行われる。
は、上記の検出された可動範囲を、時間の経過とともに
徐々に拡大していく。この拡大は、可動範囲の回復を意
味する。拡大にともなって、ばらつきＤＡＨＲが縮小さ
れる。拡大制御は、所定速度で、すなわち、所定のタイ
ミングで所定幅づつ可動範囲の幅が大きくなるように、
行われる。
【００９２】可動範囲を少なく見積もるような誤差があ
る場合には、可動範囲の拡大により誤差が修正される。
そして、可動範囲が実際の幅を越えて拡大していくと、
やがて、ＩＶ判定が発生する。上下限値の両方のＩＶ判
定が順次発生すると、ばらつきが検出され、可動範囲が
更新される。そして、更新された可動範囲を出発点とし
て、再び、可動範囲の拡大制御が始まる。
る場合には、可動範囲の拡大により誤差が修正される。
そして、可動範囲が実際の幅を越えて拡大していくと、
やがて、ＩＶ判定が発生する。上下限値の両方のＩＶ判
定が順次発生すると、ばらつきが検出され、可動範囲が
更新される。そして、更新された可動範囲を出発点とし
て、再び、可動範囲の拡大制御が始まる。
【００９３】電池ＥＣＵ６８は、可動範囲の見積りが正
しいか否かを判定できない。そのため、可動範囲が正し
く見積もられている場合にも、上記と同様にして、可動
範囲は拡大される。可動範囲が拡大したために比較的早
く次回のＩＶ判定が生じると考えられる。このＩＶ判定
によって次回のばらつき検出が始まる。
しいか否かを判定できない。そのため、可動範囲が正し
く見積もられている場合にも、上記と同様にして、可動
範囲は拡大される。可動範囲が拡大したために比較的早
く次回のＩＶ判定が生じると考えられる。このＩＶ判定
によって次回のばらつき検出が始まる。
【００９４】なお、可動範囲の拡大の速度が大きすぎる
と、ＩＶ判定の頻度が大きくなってドライバビリティに
影響を及ぼす可能性がある。逆に拡大速度が小さすぎる
と、長い時間に渡って可動範囲の誤差の影響が残る。可
動範囲の拡大の速度は、これらの点を考慮し、また、電
池やパワープラントシステム全体の仕様に応じて、適当
に設定される。
と、ＩＶ判定の頻度が大きくなってドライバビリティに
影響を及ぼす可能性がある。逆に拡大速度が小さすぎる
と、長い時間に渡って可動範囲の誤差の影響が残る。可
動範囲の拡大の速度は、これらの点を考慮し、また、電
池やパワープラントシステム全体の仕様に応じて、適当
に設定される。
【００９５】また、可動範囲は、蓄電量の大きくなる側
に拡大されても（図９の右側）、蓄電量の小さくなる側
に拡大されても（図９の左側）、両側に拡大されてもよ
い。下限値のＩＶ判定が発生し、その後に上限値のＩＶ
判定が発生し、そして、可動範囲が更新されたとして、
この場合には、可動範囲を下側へ拡大していくことが好
適と考えられる。これは、図８に例示した順番でＩＶ判
定が行われた場合である。逆に、ＩＶ判定が上限値、下
限値の順番で生じた場合には、可動範囲は上側に拡大す
ることが好ましいと考えられる。
に拡大されても（図９の右側）、蓄電量の小さくなる側
に拡大されても（図９の左側）、両側に拡大されてもよ
い。下限値のＩＶ判定が発生し、その後に上限値のＩＶ
判定が発生し、そして、可動範囲が更新されたとして、
この場合には、可動範囲を下側へ拡大していくことが好
適と考えられる。これは、図８に例示した順番でＩＶ判
定が行われた場合である。逆に、ＩＶ判定が上限値、下
限値の順番で生じた場合には、可動範囲は上側に拡大す
ることが好ましいと考えられる。
【００９６】また、本実施形態のもう一つの特徴とし
て、可動範囲の拡大制御において、可動範囲の最大値が
設定されている。可動範囲が徐々に拡大していって、そ
の幅が上記の最大値に達したら、それ以上の拡大は禁止
される。これにより、可動範囲の過度の拡大が回避さ
れ、大きく見積もった可動範囲を制御に利用することに
起因するドライバビリティの悪化が回避される。本実施
形態では、上記可動範囲の幅の最大値は、３．９（Ａ
Ｈ）に設定されている。従来タイプの蓄電状態量（Ｃ−
ＳＯＣ）に換算すると、６０％（８０％−２０％）であ
る。可動範囲が３．９（ＡＨ）を越えることはあり得な
いからである。この最大値に達すると、可動範囲がクラ
ンプされる。
て、可動範囲の拡大制御において、可動範囲の最大値が
設定されている。可動範囲が徐々に拡大していって、そ
の幅が上記の最大値に達したら、それ以上の拡大は禁止
される。これにより、可動範囲の過度の拡大が回避さ
れ、大きく見積もった可動範囲を制御に利用することに
起因するドライバビリティの悪化が回避される。本実施
形態では、上記可動範囲の幅の最大値は、３．９（Ａ
Ｈ）に設定されている。従来タイプの蓄電状態量（Ｃ−
ＳＯＣ）に換算すると、６０％（８０％−２０％）であ
る。可動範囲が３．９（ＡＨ）を越えることはあり得な
いからである。この最大値に達すると、可動範囲がクラ
ンプされる。
【００９７】以上に説明したように、実施形態３では、
可動範囲の拡大制御により、制御に用いる可動範囲を真
の可動範囲に近づけることができ、電池の性能をより十
分に引き出すことができる。また、可動範囲の最大値を
設定することにより、過度の拡大が回避されて適切な制
御が行われる。
可動範囲の拡大制御により、制御に用いる可動範囲を真
の可動範囲に近づけることができ、電池の性能をより十
分に引き出すことができる。また、可動範囲の最大値を
設定することにより、過度の拡大が回避されて適切な制
御が行われる。
【００９８】その他、実施形態２の構成と実施形態３の
構成を一つのシステムに設けることも好適である。
構成を一つのシステムに設けることも好適である。
【図１】 蓄電量のばらつきの変化を考慮しない充放電
制御の問題点を説明するための図である。
制御の問題点を説明するための図である。
【図２】 ニッケル水素電池の充電特性を示す図であ
る。
る。
【図３】 本発明の原理として、電池の蓄電状態検出を
説明する図である。
説明する図である。
【図４】 本発明の原理として、電池の蓄電量のばらつ
き検出を説明する図である。
き検出を説明する図である。
【図５】 本発明の実施形態のハイブリッド自動車の構
成を示す図である。
成を示す図である。
【図６】 図５のシステムの一部であって本実施形態の
充電状態検出装置の構成を示す図である。
充電状態検出装置の構成を示す図である。
【図７】 図６の装置による蓄電量のばらつき検出の原
理を示す図である。
理を示す図である。
【図８】 図７の原理に従ったばらつき検出処理を示す
フローチャートである。
フローチャートである。
【図９】 図６の装置によって検出される蓄電状態量Ｎ
−ＳＯＣを示す図である。
−ＳＯＣを示す図である。
【図１０】 本実施形態の蓄電状態量Ｎ−ＳＯＣを適用
したときの充放電制御を示す図である。
したときの充放電制御を示す図である。
【図１１】 従来の蓄電状態量Ｃ−ＳＯＣを適用し、蓄
電量のばらつきの変化を考慮しないときの充放電制御を
示す図である。
電量のばらつきの変化を考慮しないときの充放電制御を
示す図である。
【図１２】 実施形態２のばらつき検出処理を示すフロ
ーチャートである。
ーチャートである。
１０ エンジン、２６ 第１モータジェネレータ、２８
第２モータジェネレータ、４６ エンジンＥＣＵ、４
８ 制御装置、５０ 電池、５６ 制御ＣＰＵ、６８
電池ＥＣＵ、７２ 電池セル、７４ 電池ブロック、７
６ 電圧センサ、７８ 電流センサ。
第２モータジェネレータ、４６ エンジンＥＣＵ、４
８ 制御装置、５０ 電池、５６ 制御ＣＰＵ、６８
電池ＥＣＵ、７２ 電池セル、７４ 電池ブロック、７
６ 電圧センサ、７８ 電流センサ。
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フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ
Ｈ０２Ｊ 7/00 Ｈ０２Ｊ 7/00 Ｐ
7/02 7/02 Ｈ
(72)発明者 関森 俊幸
愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自
動車株式会社内
(72)発明者 浅川 史彦
愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自
動車株式会社内
(72)発明者 浮田 進
愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自
動車株式会社内
(72)発明者 正司 吉美
愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自
動車株式会社内
(72)発明者 中西 利明
静岡県湖西市境宿555番地 パナソニッ
ク・イーブイ・エナジー株式会社内
(72)発明者 木村 忠雄
静岡県湖西市境宿555番地 パナソニッ
ク・イーブイ・エナジー株式会社内
(72)発明者 加藤 智也
愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式
会社デンソー内
(56)参考文献 特開 平６−231805（ＪＰ，Ａ)
特開 平11−55866（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−203773（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01M 10/42 - 10/48
B60L 1/00 - 3/12
B60L 7/00 - 13/00
B60L 15/00 - 15/42
G01R 31/36
H02J 7/00 - 7/12
H02J 7/34 - 7/36
Claims (16)
- 【請求項１】 複数の直列接続された電池セルを有する
組電池の蓄電状態検出方法であって、 前記組電池を構成し各ブロック内に１以上の前記電池セ
ルを含む複数の電池ブロック間の蓄電量のばらつきを検
出するばらつき検出工程と、 ばらつき検出値と前記電池ブロックの蓄電量の上下限値
とに基づいて、蓄電量の可動範囲を算出する可動範囲算
出工程と、 現状の蓄電量が前記可動範囲のどこに位置するかを蓄電
状態として検出する工程と、 を含むことを特徴とする組電池の蓄電状態検出方法。 - 【請求項２】 複数の直列接続された電池セルを有する
組電池の蓄電状態検出装置であって、 前記組電池を構成し各ブロック内に１以上の前記電池セ
ルを含む複数の電池ブロック間の蓄電量のばらつきを検
出するばらつき検出手段と、 ばらつき検出値と前記電池ブロックの蓄電量の上下限値
とに基づいて、蓄電量の可動範囲を算出する可動範囲算
出手段と、 を有し、現状の蓄電量が前記可動範囲のどこに位置する
かを蓄電状態として検出することを特徴とする組電池の
蓄電状態検出装置。 - 【請求項３】 請求項２に記載の検出装置において、 前記可動範囲をフルスケールとしたときの、スケール上
での蓄電量のフルスケールに対する割合が、蓄電状態と
して求められることを特徴とする組電池の蓄電状態検出
装置。 - 【請求項４】 請求項２または３のいずれかに記載の検
出装置において、 前記ばらつき検出手段は、 最低蓄電量をもつ電池ブロックの蓄電量が第１の判定値
に達した時点を第１判定時点として検出する手段と、 最高蓄電量をもつ電池ブロックの蓄電量が第２の判定値
に達した時点を第２判定時点として検出する手段と、 第１判定時点と第２判定時点の間の充放電量を測定する
充放電量測定手段と、 第１判定値と第２判定値と充放電量測定値を基に、電池
ブロック間の蓄電量のばらつきを算出するばらつき算出
手段と、 を有することを特徴とする組電池の蓄電状態検出装置。 - 【請求項５】 組電池を構成し各ブロック内に１以上の
電池セルを含む複数の電池ブロック間の蓄電量のばらつ
きを検出することができる組電池の蓄電状態検出装置で
あって、 最低蓄電量をもつ電池ブロックの蓄電量が第１の判定値
に達した時点を第１判定時点として検出する手段と、 最高蓄電量をもつ電池ブロックの蓄電量が第２の判定値
に達した時点を第２判定時点として検出する手段と、 第１判定時点と第２判定時点の間の充放電量を測定する
充放電量測定手段と、第１判定値と第２判定値と充放電
量測定値を基に、電池ブロック間の蓄電量のばらつきを
算出するばらつき算出手段と、 を有することを特徴とする組電池の蓄電状態検出装置。 - 【請求項６】 請求項４または５のいずれかに記載の検
出装置において、 電池温度を検出する温度検出手段を含み、 前記第１判定時点および前記第２判定時点の少なくとも
一方の電池温度が所定の温度範囲内にない場合には、前
記充放電量測定値を用いての前記蓄電量のばらつきの算
出を禁止することを特徴とする組電池の蓄電状態検出装
置。 - 【請求項７】 複数の直列接続された電池セルを有する
組電池の充放電制御装置であって、 前記組電池を構成し各ブロック内に１以上の前記電池セ
ルを含む複数の電池ブロック間の蓄電量のばらつきを検
出するばらつき検出手段と、 ばらつき検出値と前記電池ブロックの蓄電量の上下限値
とに基づいて、蓄電量の可動範囲を算出する可動範囲算
出手段と、 を有し、蓄電量が前記可動範囲内であるように組電池へ
の充放電量を制御することを特徴とする組電池の充放電
制御装置。 - 【請求項８】 請求項７に記載の制御装置において、 前記ばらつき検出手段は、 最低蓄電量をもつ電池ブロックの蓄電量が第１の判定値
に達した時点を第１判定時点として検出する手段と、 最高蓄電量をもつ電池ブロックの蓄電量が第２の判定値
に達した時点を第２判定時点として検出する手段と、 第１判定時点と第２判定時点の間の充放電量を測定する
充放電量測定手段と、 第１判定値と第２判定値と充放電量測定値を基に、電池
ブロック間の蓄電量のばらつきを算出するばらつき算出
手段と、 を有することを特徴とする組電池の充放電制御装置。 - 【請求項９】 請求項７または８のいずれかに記載の制
御装置において、 前記可動範囲算出手段によって算出された前記蓄電量の
可動範囲を、所定タイミングで拡大していくことを特徴
とする組電池の充放電制御装置。 - 【請求項１０】 請求項９に記載の制御装置において、 前記蓄電量の可動範囲の拡大の際、前記可動範囲の大き
さが所定の最大値を越えないように制限することを特徴
とする組電池の充放電制御装置。 - 【請求項１１】 複数の直列接続された電池セルを有す
る組電池の充放電制御装置であって、 前記組電池を構成し各ブロック内に１以上の前記電池セ
ルを含む複数の電池ブロックのそれぞれについて、蓄電
量が上限値および下限値に達したことを判定する判定手
段と、 蓄電量の可動範囲として、最低蓄電量をもつ電池ブロッ
クの蓄電量が下限値に達した状態と、最高蓄電量をもつ
電池ブロックの蓄電量が上限値に達した状態との間の蓄
電量の範囲を求める可動範囲算出手段と、 を有し、蓄電量が前記可動範囲内であるように組電池へ
の充放電量を制御することを特徴とする組電池の充放電
制御装置。 - 【請求項１２】 請求項１１に記載の制御装置におい
て、 組電池に流れる電流を検出する電流計と、 各電池ブロックの電圧を測定する電圧計と、 を有し、前記判定手段は、電流検出値と電圧検出値に基
づいたＩＶ判定により、電池ブロックの蓄電量が上下限
値に達したことを判定することを特徴とする組電池の充
放電制御装置。 - 【請求項１３】 請求項１２に記載の制御装置におい
て、 電流検出値を累積して求められる充放電量に基づいて、
蓄電量が前記可動範囲のどこに位置するかを算出するこ
とを特徴とする組電池の充放電制御装置。 - 【請求項１４】 請求項１３に記載の制御装置におい
て、 前記組電池を構成する電池セルはニッケル水素電池であ
り、 蓄電量に対する電圧変化量が一定でなく前記ＩＶ判定が
良好に行える領域に、蓄電量の上下限値が設定されてい
ることを特徴とする組電池の充放電制御装置。 - 【請求項１５】 請求項１１〜１４のいずれかに記載の
制御装置において、 電池温度を検出する温度検出手段を含み、 前記判定手段による判定時に電池温度が所定の温度範囲
内にない場合には、前記蓄電量の可動範囲の算出を禁止
することを特徴とする組電池の充放電制御装置。 - 【請求項１６】 請求項１１〜１５のいずれかに記載の
制御装置において、 前記可動範囲算出手段によって算出された前記蓄電量の
可動範囲を、所定タイミングで拡大していくことを特徴
とする組電池の充放電制御装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33689597A JP3533076B2 (ja) | 1997-10-13 | 1997-12-08 | 組電池の蓄電状態検出方法、検出装置、および組電池の充放電制御装置 |
| US09/167,490 US6104166A (en) | 1997-10-13 | 1998-10-07 | Method and device for detecting a state of charge of a battery assembly, and battery assembly charge and discharge control device |
| CA002249951A CA2249951C (en) | 1997-10-13 | 1998-10-09 | Method and device for detecting a state of charge of a battery assembly, and battery assembly charge and discharge control device |
| EP98119293A EP0909001B1 (en) | 1997-10-13 | 1998-10-13 | Method and device for detecting a state of charge of a battery assembly, and battery assembly charge and discharge control device |
| DE69810731T DE69810731T2 (de) | 1997-10-13 | 1998-10-13 | Verfahren und Einrichtung zur Detektion des Ladezustandes eines Batteriesatzes sowie Batteriesatzladungs- und -entladungssteuergerät |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27878997 | 1997-10-13 | ||
| JP9-278789 | 1997-10-13 | ||
| JP33689597A JP3533076B2 (ja) | 1997-10-13 | 1997-12-08 | 組電池の蓄電状態検出方法、検出装置、および組電池の充放電制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11185823A JPH11185823A (ja) | 1999-07-09 |
| JP3533076B2 true JP3533076B2 (ja) | 2004-05-31 |
Family
ID=26553043
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33689597A Expired - Lifetime JP3533076B2 (ja) | 1997-10-13 | 1997-12-08 | 組電池の蓄電状態検出方法、検出装置、および組電池の充放電制御装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6104166A (ja) |
| EP (1) | EP0909001B1 (ja) |
| JP (1) | JP3533076B2 (ja) |
| CA (1) | CA2249951C (ja) |
| DE (1) | DE69810731T2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011027449A1 (ja) | 2009-09-03 | 2011-03-10 | トヨタ自動車株式会社 | 組電池の充電状態検出装置および充電状態検出方法 |
| US9124102B2 (en) | 2010-01-18 | 2015-09-01 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Battery system |
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|---|---|---|---|---|
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| DE60236844D1 (de) * | 2001-01-03 | 2010-08-12 | Univ California | Verfahren zur steuerung der betriebseigenschaften |
| JP3876729B2 (ja) * | 2001-03-08 | 2007-02-07 | アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 | ハイブリッド型車両駆動制御装置、ハイブリッド型車両駆動装置の制御方法及びそのプログラム |
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