二次電池の制御装置
【課題】二次電池の劣化の程度に応じて二次電池の電圧が許容電圧を越えることを適切に抑制する。
【解決手段】ＥＣＵは、バッテリに入力される実入力電力Ｐｂが許容電力Ｗｉｎ未満の状態でバッテリ電圧Ｖｂが許容電圧Ｖ２を超えている超過時間αを計測し（２１１）、超過時間αが長いほどバッテリの劣化レベルＬＶを大きい値に算出する（２１３）。ＥＣＵは、劣化レベルＬＶが大きいほどしきい電圧Ｖ１を低い値に算出する（２２１）。ＥＣＵは、バッテリ電圧Ｖｂがしきい電圧Ｖ１を超えたというＷｉｎ−Ｆ／Ｂ制御開始条件が成立した場合、バッテリ電圧Ｖｂがしきい電圧Ｖ１以下となるように許容電力Ｗｉｎをフィードバック制御する（２２２）。ＥＣＵは、バッテリの実入力電力Ｐｂを許容電力Ｗｉｎ以下に制限する（２２３）。
【解決手段】ＥＣＵは、バッテリに入力される実入力電力Ｐｂが許容電力Ｗｉｎ未満の状態でバッテリ電圧Ｖｂが許容電圧Ｖ２を超えている超過時間αを計測し（２１１）、超過時間αが長いほどバッテリの劣化レベルＬＶを大きい値に算出する（２１３）。ＥＣＵは、劣化レベルＬＶが大きいほどしきい電圧Ｖ１を低い値に算出する（２２１）。ＥＣＵは、バッテリ電圧Ｖｂがしきい電圧Ｖ１を超えたというＷｉｎ−Ｆ／Ｂ制御開始条件が成立した場合、バッテリ電圧Ｖｂがしきい電圧Ｖ１以下となるように許容電力Ｗｉｎをフィードバック制御する（２２２）。ＥＣＵは、バッテリの実入力電力Ｐｂを許容電力Ｗｉｎ以下に制限する（２２３）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二次電池の制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
特開２０１０−６０４０８号公報（特許文献１）には、リチウムイオン二次電池を一定の電力値で連続的に放電および充電させる診断モードにおいて取得されたリチウムイオン二次電池の電圧変化に基づきリチウムイオン二次電池の劣化状態を判定するとともに、その劣化状態に応じて充放電電力を制限することによってリチウムイオン二次電池の更なる劣化を抑制する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−６０４０８号公報
【特許文献２】特開２００３−３０８８８５号公報
【特許文献３】特開２００２−１６２４５１号公報
【特許文献４】特開２００２−７８２２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１のように単に二次電池の劣化状態に応じて充放電電力を制限するだけでは、二次電池の劣化の程度によっては、二次電池の電圧が許容電圧を越えてしまうおそれがある。しかしながら、特許文献１においては、このような課題およびその解決手法について何ら言及されていない。
【０００５】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、二次電池の劣化の程度に応じて二次電池の電圧が許容電圧を越えることを適切に抑制することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る二次電池の制御装置は、二次電池に供給される実電力を許容電力値以下に制限する制限部と、開始条件が成立したときに、二次電池の実電圧がしきい電圧以下となるように許容電力値をフィードバック制御する制御部と、実電力が許容電力値未満の状態で実電圧が許容電圧を超えている超過時間に応じて開始条件を変更する変更部とを備える。
【０００７】
好ましくは、変更部は、超過時間に応じて二次電池の劣化レベルを算出し、劣化レベルに応じて開始条件を変更する。
【０００８】
好ましくは、変更部は、超過時間が長いほど劣化側のレベルとなるように劣化レベルを算出し、劣化レベルが劣化側のレベルであるほど開始条件を成立し易くする。
【０００９】
好ましくは、開始条件は、許容電圧よりも低いしきい電圧を実電圧が超えたという条件である。変更部は、劣化レベルが劣化側のレベルであるほどしきい電圧を低い値に低下させる。
【００１０】
好ましくは、変更部は、超過時間が長いほど開始条件を成立し易くする。
好ましくは、開始条件は、許容電圧よりも低いしきい電圧を実電圧が超えたという条件である。変更部は、超過時間が長いほどしきい電圧を低い値に低下させる。
【００１１】
好ましくは、二次電池は、車両駆動用の電動機に電力を供給するためのリチウムイオン二次電池である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、二次電池の劣化の程度に応じて二次電池の電圧が許容電圧を越えることを適切に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】車両の全体ブロック図である。
【図２】リチウムイオン二次電池の使用時間と内部抵抗との関係を模式的に示す図である。
【図３】ＥＣＵの機能ブロック図である。
【図４】超過時間αと劣化レベルＬＶとの関係を模式的に示す図である。
【図５】劣化レベルＬＶとしきい電圧低下量ΔＶ１との関係を模式的に示す図である。
【図６】バッテリの実入力電力Ｐｂとバッテリ電圧Ｖｂとの関係を示す図（その１）である。
【図７】バッテリの実入力電力Ｐｂとバッテリ電圧Ｖｂとの関係を示す図（その２）である。
【図８】バッテリの実入力電力Ｐｂとバッテリ電圧Ｖｂとの関係を示す図（その３）である。
【図９】ＥＣＵの処理手順を示すフローチャート（その１）である。
【図１０】ＥＣＵの処理手順を示すフローチャート（その２）である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
【００１５】
図１は、本発明の実施の形態に従う車両１の全体ブロック図である。図１を参照して、この車両１は、エンジン１０と、第１ＭＧ（Ｍｏｔｏｒ Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）２０と、第２ＭＧ３０と、動力分割装置４０と、減速機５０と、ＰＣＵ（Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）６０と、バッテリ７０と、駆動輪８０と、ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）２００とを備える。
【００１６】
エンジン１０、第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０は、動力分割装置４０を介して連結される。そして、この車両１は、エンジン１０および第２ＭＧ３０の少なくとも一方から出力される駆動力によって走行する。エンジン１０が発生する動力は、動力分割装置４０によって２経路に分割される。すなわち、一方は減速機５０を介して駆動輪８０へ伝達される経路であり、もう一方は第１ＭＧ２０へ伝達される経路である。
【００１７】
エンジン１０は、ＥＣＵ２００からの制御信号Ｓ１によって制御される。第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０は、交流電動機であり、たとえば、三相交流同期電動機である。第１ＭＧ２０は、動力分割装置４０によって分割されたエンジン１０の動力を用いて発電する。第２ＭＧ３０は、バッテリ７０に蓄えられた電力および第１ＭＧ２０により発電された電力の少なくとも一方を用いて駆動力を発生する。そして、第２ＭＧ３０の駆動力は、減速機５０を介して駆動輪８０に伝達される。なお、車両の制動時等には、減速機５０を介して駆動輪８０により第２ＭＧ３０が駆動され、第２ＭＧ３０が発電機として動作する。これにより、第２ＭＧ３０は、車両の運動エネルギを電力に変換する回生ブレーキとしても機能する。第２ＭＧ３０により発電された回生電力は、バッテリ７０に蓄えられる。
【００１８】
動力分割装置４０は、サンギヤと、ピニオンギヤと、キャリアと、リングギヤとを含む遊星歯車から成る。ピニオンギヤは、サンギヤおよびリングギヤと係合する。キャリアは、ピニオンギヤを自転可能に支持するとともに、エンジン１０のクランクシャフトに連結される。サンギヤは、第１ＭＧ２０の回転軸に連結される。リングギヤは第２ＭＧ３０の回転軸および減速機５０に連結される。このように、エンジン１０、第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０が、遊星歯車からなる動力分割装置４０を介して連結されることで、エンジン回転速度Ｎｅ、第１ＭＧ回転速度（第１ＭＧ２０の回転軸の回転速度）Ｎｍ１および第２ＭＧ回転速度（第２ＭＧ３０の回転軸の回転速度）Ｎｍ２は、共線図において直線で結ばれる関係になる。
【００１９】
ＰＣＵ６０は、ＥＣＵ２００からの制御信号Ｓ２によって制御される。ＰＣＵ６０は、バッテリ７０に蓄えられた直流電力を第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０を駆動可能な交流電力に変換して第１ＭＧ２０および／または第２ＭＧ３０に出力する。これにより、バッテリ７０に蓄えられた電力で第１ＭＧ２０および／または第２ＭＧ３０が駆動される。また、ＰＣＵ６０は、第１ＭＧ２０および／または第２ＭＧ３０によって発電される交流電力をバッテリ７０を充電可能な直流電力に変換してバッテリ７０へ出力する。これにより、第１ＭＧ２０および／または第２ＭＧ３０が発電した電力でバッテリ７０が充電される。
【００２０】
バッテリ７０は、第１ＭＧ２０および／または第２ＭＧ３０を駆動するための電力を蓄えるリチウムイオン二次電池である。
【００２１】
ＥＣＵ２００には、回転速度センサ１１、レゾルバ１２，１３、車速センサ１４、アクセルポジションセンサ１５、監視ユニット１６などが接続される。
【００２２】
回転速度センサ１１は、エンジン回転速度（エンジン１０のクランクシャフトの回転速度）Ｎｅを検出する。レゾルバ１２は、第１ＭＧ回転速度Ｎｍ１を検出する。レゾルバ１３は、第２ＭＧ回転速度Ｎｍ２を検出する。車速センサ１４は、ドライブシャフトの回転速度から車速Ｖを検出する。アクセルポジションセンサ１５は、ユーザによるアクセルペダルの操作量Ａを検出する。監視ユニット１６は、バッテリ７０の状態（バッテリ電圧Ｖｂ、バッテリ電流Ｉｂ、バッテリ温度Ｔｂ）を検出する。これらの各センサは、検出結果を表わす信号をＥＣＵ２００に送信する。
【００２３】
ＥＣＵ２００は、図示しないＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）およびメモリを内蔵し、当該メモリに記憶された情報や各センサからの情報に基づいて、所定の演算処理を実行するように構成される。
【００２４】
図２は、リチウムイオン二次電池の使用時間と内部抵抗との関係を模式的に示す図である。ニッケル水素二次電池の内部抵抗は使用時間の影響をほとんど受けない（図２の破線）のに対し、リチウムイオン二次電池の内部抵抗は使用時間が長いほど上昇する特性がある。バッテリ７０はリチウムイオン二次電池であるため、使用時間が長いほど内部抵抗が上昇する。
【００２５】
図３は、ＥＣＵ２００の機能ブロック図である。図３に示した各機能ブロックは、ハードウェアによって実現してもよいし、ソフトウェアによって実現してもよい。
【００２６】
ＥＣＵ２００は、劣化判定部２１０と、パワー制御部２２０とを含む。
劣化判定部２１０は、超過時間計測部２１１と、ＳＯＣ算出部２１２と、劣化レベル算出部２１３とを含む。
【００２７】
超過時間計測部２１１は、バッテリ７０に供給される実電力（以下「実入力電力Ｐｂ」ともいう）が後述の許容電力Ｗｉｎ未満の状態でバッテリ電圧Ｖｂが許容電圧Ｖ２を超えている時間（以下、「超過時間α」ともいう）を計測する。なお、許容電圧Ｖ２は、バッテリ７０が過電圧とならない電圧の上限値であって、実験等によって予め定められる。バッテリ電圧Ｖｂがこの許容電圧Ｖ２を超える状態が続くと、バッテリ７０の劣化が促進される結果となる。
【００２８】
ＳＯＣ算出部２１２は、バッテリ電圧Ｖｂ、バッテリ電流Ｉｂ、バッテリ温度Ｔｂの履歴などに基づいてバッテリ７０の蓄電状態ＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）を算出する。
【００２９】
劣化レベル算出部２１３は、超過時間α、蓄電状態ＳＯＣ、バッテリ温度Ｔｂなどに基づいて、バッテリ７０の劣化レベルＬＶを算出する。劣化レベルＬＶは、バッテリ７０の内部抵抗値の増加に伴なうバッテリ７０の劣化の度合いを表わす指標である。
【００３０】
図４は、超過時間αと劣化レベルＬＶとの関係を模式的に示す図である。図４に示すように、劣化レベルＬＶは超過時間αが長いほど大きい値（劣化側のレベル）となるように算出される。すなわち、劣化レベル算出部２１３は、超過時間αが長いほど、バッテリ７０の内部抵抗（図２参照）が大きくバッテリ７０が劣化していると判断して、劣化レベルＬＶを大きい値にする。
【００３１】
図３に戻って、パワー制御部２２０について説明する。パワー制御部２２０は、Ｖ１算出部２２１と、Ｗｉｎ設定部２２２と、Ｐｂ制限部２２３とを含む。
【００３２】
Ｖ１算出部２２１は、劣化レベルＬＶに基づいてしきい電圧Ｖ１（＜許容電圧Ｖ２）を算出する。なお、しきい電圧Ｖ１は、後述するＷｉｎ−Ｆ／Ｂ制御に用いられる値である。
【００３３】
Ｖ１算出部２２１は、まず、劣化レベルＬＶに基づいてしきい電圧Ｖ１の低下量ΔＶ１（＞０）を算出する。
【００３４】
図５は、劣化レベルＬＶとしきい電圧Ｖ１の低下量ΔＶ１との関係を模式的に示す図である。図５に示すように、低下量ΔＶ１は、劣化レベルＬＶが大きいほど、大きい値に算出される。
【００３５】
そして、Ｖ１算出部２２１は、算出した低下量ΔＶ１をしきい電圧Ｖ１の前回値から減じた値を、しきい電圧Ｖ１の今回値として算出する。したがって、しきい電圧Ｖ１は、劣化レベルＬＶが大きいほど（すなわち超過時間αが長いほど）、低い値に設定される。
【００３６】
図３に戻って、Ｗｉｎ設定部２２２について説明する。Ｗｉｎ設定部２２２は、バッテリ７０の許容電力Ｗｉｎを設定する。
【００３７】
Ｗｉｎ設定部２２２は、バッテリ電圧Ｖｂがしきい電圧Ｖ１を超えたという条件（以下、「Ｗｉｎ−Ｆ／Ｂ制御開始条件」という）が成立した場合、バッテリ電圧Ｖｂがしきい電圧Ｖ１以下となるように許容電力Ｗｉｎをフィードバック制御する（以下、このフィードバック制御を「Ｗｉｎ−Ｆ／Ｂ制御」という）。このＷｉｎ−Ｆ／Ｂ制御によって、許容電力Ｗｉｎは通常値よりも制限されることになる。
【００３８】
Ｗｉｎ設定部２２２は、Ｗｉｎ−Ｆ／Ｂ制御の実行中、バッテリ電圧Ｖｂのしきい電圧Ｖ１からの超過量が大きいほど許容電力Ｗｉｎの制限量を大きくする。ただし、ショック発生を防止するために、許容電力Ｗｉｎの制限レートには上限値が設けられる。
【００３９】
ここで、しきい電圧Ｖ１は、上述したように、Ｖ１算出部２２１によって、劣化レベルＬＶが大きいほど（すなわち超過時間αが長いほど）、低い値に設定される。したがって、Ｗｉｎ−Ｆ／Ｂ制御開始条件は、劣化レベルＬＶが大きいほど（すなわち超過時間αが長いほど）成立し易くなるように変更される。
【００４０】
一方、Ｗｉｎ−Ｆ／Ｂ制御開始条件が成立していない場合、Ｗｉｎ設定部２２２は、許容電力Ｗｉｎを通常値に設定する。なお、許容電力Ｗｉｎの通常値は、バッテリ温度Ｔｂや蓄電状態ＳＯＣに応じて設定される。
【００４１】
Ｐｂ制限部２２３は、バッテリ７０の実入力電力Ｐｂを許容電力Ｗｉｎ以下に制限するようにＰＣＵ６０を制御する。ここで、上述したように、劣化レベルＬＶが大きいほどＷｉｎ−Ｆ／Ｂ制御開始条件が成立し易くなるように変更されている。したがって、劣化レベルＬＶが大きいほどＷｉｎ−Ｆ／Ｂ制御を早い段階から開始される。これにより、実入力電力Ｐｂを早い段階から制限することができるため、劣化レベルＬＶが大きくてもバッテリ電圧Ｖｂが許容電圧Ｖ２を超えないようにすることができる。
【００４２】
図６は、バッテリ７０が新品状態（ほとんど劣化していない状態）である場合の実入力電力Ｐｂとバッテリ電圧Ｖｂとの関係を示す図である。時刻ｔ１でバッテリ電圧Ｖｂがしきい電圧Ｖ１を超えると、Ｗｉｎ−Ｆ／Ｂ制御が開始され、許容電力Ｗｉｎが低下され始める。これに伴なって実入力電力Ｐｂも低下し始めるため、上昇していたバッテリ電圧Ｖｂも少し遅れて低下し始め、その後の時刻ｔ２でバッテリ電圧Ｖｂはしきい電圧Ｖ１まで低下される。
【００４３】
図６に示すように、バッテリ７０が新品状態である場合、実入力電力Ｐｂを許容電力Ｗｉｎ以下に制限していれば、バッテリ電圧Ｖｂが許容電圧Ｖ２を越える前にバッテリ電圧Ｖｂが低下し始めるため、時刻ｔ１〜ｔ２の間においてもバッテリ電圧Ｖｂが許容電圧Ｖ２を越えることはない。これに対し、バッテリ７０が劣化状態(劣化が進んでいる場合）である場合、実入力電力Ｐｂを許容電力Ｗｉｎ以下に制限しても、バッテリ電圧Ｖｂが許容電圧Ｖ２を越える場合がある。
【００４４】
図７は、バッテリ７０が劣化状態である場合の実入力電力Ｐｂとバッテリ電圧Ｖｂとの関係を示す図である。時刻ｔ３でバッテリ電圧Ｖｂがしきい電圧Ｖ１を超えると、Ｗｉｎ−Ｆ／Ｂ制御が開始され、許容電力Ｗｉｎが低下され始める。しかしながら、バッテリ７０が劣化状態である場合は、実入力電力Ｐｂが低下し始めてからバッテリ電圧Ｖｂが低下し始めるまでの時間が新品状態よりも長くなる（すなわちＷｉｎ−Ｆ／Ｂ制御の開始タイミングに対してバッテリ電圧Ｖｂが実際に低下し始めるタイミングが新品状態よりも遅れる）傾向にある。この傾向は、バッテリ７０の劣化が進んでいるほど強く現れる。その結果、図７に示すように、実入力電力Ｐｂを許容電力Ｗｉｎ以下に制限していても、Ｗｉｎ−Ｆ／Ｂ制御を開始した時刻ｔ３からバッテリ電圧Ｖｂが実際にしきい電圧Ｖ１まで低下する時刻ｔ６の間において、バッテリ電圧Ｖｂが許容電圧Ｖ２を越えてしまう場合がある。このような状態が頻繁に生じると、過電圧によるバッテリ７０の劣化がさらに促進されてしまう。
【００４５】
このような問題を防止するために、ＥＣＵ２００（Ｖ１算出部２２１）は、上述したように、実入力電力Ｐｂが許容電力Ｗｉｎ未満の状態でバッテリ電圧Ｖｂが許容電圧Ｖ２を超えている超過時間α（図７では時刻ｔ４〜ｔ５の時間）を計測し、超過時間αに応じてバッテリ７０の劣化レベルＬＶを算出する。そして、ＥＣＵ２００（Ｖ１算出部２２１）は、劣化レベルＬＶが大きい値（劣化側のレベル）であるほど、しきい電圧Ｖ１を低下させる。
【００４６】
図８は、バッテリ７０が劣化状態である場合にしきい電圧Ｖ１をΔＶ１だけ低下させたときの実入力電力Ｐｂとバッテリ電圧Ｖｂとの関係を示す図である。図８に示すように、しきい電圧Ｖ１をΔＶ１だけ低下させることによって、より早い段階（図８の時刻ｔ７よりも早い時刻ｔ６）からＷｉｎ−Ｆ／Ｂ制御を開始することができる。これにより、劣化状態においても、バッテリ電圧Ｖｂが許容電圧Ｖ２を越える前にバッテリ電圧Ｖｂを低下させ始めることができるため、バッテリ７０の過電圧が適切に防止される。
【００４７】
図９は、しきい電圧Ｖ１を算出するまでのＥＣＵ２００の処理手順を示すフローチャートである。図９に示すフローチャートは、予め定められた周期で繰り返し実行される。
【００４８】
ステップ（以下、ステップを「Ｓ」と略す）１０にて、ＥＣＵ２００は、実入力電力Ｐｂが許容電力Ｗｉｎ未満であるか否かを判断する。
【００４９】
実入力電力Ｐｂが許容電力Ｗｉｎ未満である場合（Ｓ１０にてＹＥＳ）、ＥＣＵ２００は、処理をＳ１１に移し、バッテリ電圧Ｖｂが許容電圧Ｖ２を越えているか否かを判断する。
【００５０】
バッテリ電圧Ｖｂが許容電圧Ｖ２を越えている場合（Ｓ１１にてＹＥＳ）、ＥＣＵ２００は、処理をＳ１２に移し、超過時間αの計測を開始あるいは継続する。
【００５１】
Ｓ１３にて、ＥＣＵ２００は、超過時間αが所定時間α０を超えたか否かを判定する。
超過時間αが所定時間α０を超えた場合（Ｓ１３にてＹＥＳ）、ＥＣＵ２００は、Ｓ１４にて超過時間αから劣化レベルＬＶを算出する（図４参照）。その後、ＥＣＵ２００は、Ｓ１５にて劣化レベルＬＶから低下量ΔＶ１を算出し（図５参照）、Ｓ１６にてしきい電圧Ｖ１の前回値から低下量ΔＶ１を減じた値をしきい電圧Ｖ１の今回値として算出する。ＥＣＵ８００は、Ｓ１７にて、算出されたしきい電圧Ｖ１の今回値をメモリに記憶する。
【００５２】
図１０は、しきい電圧Ｖ１を算出した後のＥＣＵ２００の処理手順を示すフローチャートである。図１０に示すフローチャートは、予め定められた周期で繰り返し実行される。
【００５３】
Ｓ２０にて、ＥＣＵ２００は、メモリに記憶されたしきい電圧Ｖ１を読み出す。
Ｓ２１にて、ＥＣＵ２００は、バッテリ電圧Ｖｂがしきい電圧Ｖ１に達したか否か（すなわちＷｉｎ−Ｆ／Ｂ制御開始条件が成立したか否か）を判断する。
【００５４】
バッテリ電圧Ｖｂがしきい電圧Ｖ１に達した場合（Ｓ２１にてＹＥＳ）、ＥＣＵ２００は、Ｓ２２にて、許容電力Ｗｉｎを上述したＷｉｎ−Ｆ／Ｂ制御によって設定する。このＷｉｎ−Ｆ／Ｂ制御によって、バッテリ電圧Ｖｂがしきい電圧Ｖ１以下となるように許容電力Ｗｉｎが通常値よりも制限されることになる。
【００５５】
一方、バッテリ電圧Ｖｂがしきい電圧Ｖ１に達していない場合（Ｓ２１にてＮＯ）、ＥＣＵ２００は、Ｓ２３にて、許容電力Ｗｉｎを通常値に設定する。
【００５６】
Ｓ２４にて、ＥＣＵ２００は、バッテリ７０の実入力電力Ｐｂを、許容電力Ｗｉｎ以下に制限する。
【００５７】
以上のように、本実施の形態に係るＥＣＵ２００は、バッテリ７０の実入力電力Ｐｂが許容電力Ｗｉｎ未満の状態でバッテリ電圧Ｖｂが許容電圧Ｖ２を超えている超過時間αを計測し、超過時間αに応じてバッテリ７０の劣化レベルＬＶを算出する。そして、ＥＣＵ２００は、劣化レベルＬＶが大きい値であるほど、しきい電圧Ｖ１を低下させてＷｉｎ−Ｆ／Ｂ制御開始条件が成立し易くする。これにより、より早い段階からＷｉｎ−Ｆ／Ｂ制御を開始して許容電力Ｗｉｎを低下させる（すなわち実入力電力Ｐｂを低下させる）ことができる。そのため、バッテリ電圧Ｖｂが許容電圧Ｖ２を越えることをより適切に防止することができる。その結果、バッテリ７０の劣化促進を適切に防止することができる。すなわち、従来においては、バッテリの内部抵抗値が上昇すると、バッテリ電圧が許容電圧よりも上昇し更なる劣化を促進させてしまっていたが、本実施の形態においてはこれを防止できる。
【００５８】
また、従来においては、バッテリの内部抵抗の上昇による劣化を算出する際に、電圧と電流の同期が必要であった。これに対し、本実施の形態では、超過時間αのみでバッテリ７０の劣化レベルＬＶ（内部抵抗の上昇による劣化）を算出するため、センサの簡素化（コストダウン）が可能となる。
【００５９】
なお、本実施の形態では、Ｗｉｎ−Ｆ／Ｂ制御開始条件を「バッテリ電圧Ｖｂがしきい電圧Ｖ１を超えた」という条件としたが、Ｗｉｎ−Ｆ／Ｂ制御開始条件はこれに限定されず、変更することも可能である。たとえば、バッテリ電圧Ｖｂ以外のパラメータが特定の状態になった場合に将来的にバッテリ過電圧となると予測される場合には、そのパラメータが特定の状態になったという条件をＷｉｎ−Ｆ／Ｂ制御開始条件にしてもよい。この場合においても、劣化レベルＬＶが大きい値であるほど、Ｗｉｎ−Ｆ／Ｂ制御開始条件が成立し易くするするように変更すればよい。
【００６０】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００６１】
１ 車両、１０ エンジン、１１ 回転速度センサ、１２，１３ レゾルバ、１４ 車速センサ、１５ アクセルポジションセンサ、１６ 監視ユニット、２０ 第１ＭＧ、３０ 第２ＭＧ、４０ 動力分割装置、５０ 減速機、８０ 駆動輪、２００ ＥＣＵ、２１０ 劣化判定部、２１１ 超過時間計測部、２１２ ＳＯＣ算出部、２１３ 劣化レベル算出部、２２０ パワー制御部、２２１ Ｖ１算出部、２２２ Ｗｉｎ設定部、２２３ Ｐｂ制限部。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二次電池の制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
特開２０１０−６０４０８号公報（特許文献１）には、リチウムイオン二次電池を一定の電力値で連続的に放電および充電させる診断モードにおいて取得されたリチウムイオン二次電池の電圧変化に基づきリチウムイオン二次電池の劣化状態を判定するとともに、その劣化状態に応じて充放電電力を制限することによってリチウムイオン二次電池の更なる劣化を抑制する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−６０４０８号公報
【特許文献２】特開２００３−３０８８８５号公報
【特許文献３】特開２００２−１６２４５１号公報
【特許文献４】特開２００２−７８２２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１のように単に二次電池の劣化状態に応じて充放電電力を制限するだけでは、二次電池の劣化の程度によっては、二次電池の電圧が許容電圧を越えてしまうおそれがある。しかしながら、特許文献１においては、このような課題およびその解決手法について何ら言及されていない。
【０００５】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、二次電池の劣化の程度に応じて二次電池の電圧が許容電圧を越えることを適切に抑制することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る二次電池の制御装置は、二次電池に供給される実電力を許容電力値以下に制限する制限部と、開始条件が成立したときに、二次電池の実電圧がしきい電圧以下となるように許容電力値をフィードバック制御する制御部と、実電力が許容電力値未満の状態で実電圧が許容電圧を超えている超過時間に応じて開始条件を変更する変更部とを備える。
【０００７】
好ましくは、変更部は、超過時間に応じて二次電池の劣化レベルを算出し、劣化レベルに応じて開始条件を変更する。
【０００８】
好ましくは、変更部は、超過時間が長いほど劣化側のレベルとなるように劣化レベルを算出し、劣化レベルが劣化側のレベルであるほど開始条件を成立し易くする。
【０００９】
好ましくは、開始条件は、許容電圧よりも低いしきい電圧を実電圧が超えたという条件である。変更部は、劣化レベルが劣化側のレベルであるほどしきい電圧を低い値に低下させる。
【００１０】
好ましくは、変更部は、超過時間が長いほど開始条件を成立し易くする。
好ましくは、開始条件は、許容電圧よりも低いしきい電圧を実電圧が超えたという条件である。変更部は、超過時間が長いほどしきい電圧を低い値に低下させる。
【００１１】
好ましくは、二次電池は、車両駆動用の電動機に電力を供給するためのリチウムイオン二次電池である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、二次電池の劣化の程度に応じて二次電池の電圧が許容電圧を越えることを適切に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】車両の全体ブロック図である。
【図２】リチウムイオン二次電池の使用時間と内部抵抗との関係を模式的に示す図である。
【図３】ＥＣＵの機能ブロック図である。
【図４】超過時間αと劣化レベルＬＶとの関係を模式的に示す図である。
【図５】劣化レベルＬＶとしきい電圧低下量ΔＶ１との関係を模式的に示す図である。
【図６】バッテリの実入力電力Ｐｂとバッテリ電圧Ｖｂとの関係を示す図（その１）である。
【図７】バッテリの実入力電力Ｐｂとバッテリ電圧Ｖｂとの関係を示す図（その２）である。
【図８】バッテリの実入力電力Ｐｂとバッテリ電圧Ｖｂとの関係を示す図（その３）である。
【図９】ＥＣＵの処理手順を示すフローチャート（その１）である。
【図１０】ＥＣＵの処理手順を示すフローチャート（その２）である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
【００１５】
図１は、本発明の実施の形態に従う車両１の全体ブロック図である。図１を参照して、この車両１は、エンジン１０と、第１ＭＧ（Ｍｏｔｏｒ Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）２０と、第２ＭＧ３０と、動力分割装置４０と、減速機５０と、ＰＣＵ（Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）６０と、バッテリ７０と、駆動輪８０と、ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）２００とを備える。
【００１６】
エンジン１０、第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０は、動力分割装置４０を介して連結される。そして、この車両１は、エンジン１０および第２ＭＧ３０の少なくとも一方から出力される駆動力によって走行する。エンジン１０が発生する動力は、動力分割装置４０によって２経路に分割される。すなわち、一方は減速機５０を介して駆動輪８０へ伝達される経路であり、もう一方は第１ＭＧ２０へ伝達される経路である。
【００１７】
エンジン１０は、ＥＣＵ２００からの制御信号Ｓ１によって制御される。第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０は、交流電動機であり、たとえば、三相交流同期電動機である。第１ＭＧ２０は、動力分割装置４０によって分割されたエンジン１０の動力を用いて発電する。第２ＭＧ３０は、バッテリ７０に蓄えられた電力および第１ＭＧ２０により発電された電力の少なくとも一方を用いて駆動力を発生する。そして、第２ＭＧ３０の駆動力は、減速機５０を介して駆動輪８０に伝達される。なお、車両の制動時等には、減速機５０を介して駆動輪８０により第２ＭＧ３０が駆動され、第２ＭＧ３０が発電機として動作する。これにより、第２ＭＧ３０は、車両の運動エネルギを電力に変換する回生ブレーキとしても機能する。第２ＭＧ３０により発電された回生電力は、バッテリ７０に蓄えられる。
【００１８】
動力分割装置４０は、サンギヤと、ピニオンギヤと、キャリアと、リングギヤとを含む遊星歯車から成る。ピニオンギヤは、サンギヤおよびリングギヤと係合する。キャリアは、ピニオンギヤを自転可能に支持するとともに、エンジン１０のクランクシャフトに連結される。サンギヤは、第１ＭＧ２０の回転軸に連結される。リングギヤは第２ＭＧ３０の回転軸および減速機５０に連結される。このように、エンジン１０、第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０が、遊星歯車からなる動力分割装置４０を介して連結されることで、エンジン回転速度Ｎｅ、第１ＭＧ回転速度（第１ＭＧ２０の回転軸の回転速度）Ｎｍ１および第２ＭＧ回転速度（第２ＭＧ３０の回転軸の回転速度）Ｎｍ２は、共線図において直線で結ばれる関係になる。
【００１９】
ＰＣＵ６０は、ＥＣＵ２００からの制御信号Ｓ２によって制御される。ＰＣＵ６０は、バッテリ７０に蓄えられた直流電力を第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０を駆動可能な交流電力に変換して第１ＭＧ２０および／または第２ＭＧ３０に出力する。これにより、バッテリ７０に蓄えられた電力で第１ＭＧ２０および／または第２ＭＧ３０が駆動される。また、ＰＣＵ６０は、第１ＭＧ２０および／または第２ＭＧ３０によって発電される交流電力をバッテリ７０を充電可能な直流電力に変換してバッテリ７０へ出力する。これにより、第１ＭＧ２０および／または第２ＭＧ３０が発電した電力でバッテリ７０が充電される。
【００２０】
バッテリ７０は、第１ＭＧ２０および／または第２ＭＧ３０を駆動するための電力を蓄えるリチウムイオン二次電池である。
【００２１】
ＥＣＵ２００には、回転速度センサ１１、レゾルバ１２，１３、車速センサ１４、アクセルポジションセンサ１５、監視ユニット１６などが接続される。
【００２２】
回転速度センサ１１は、エンジン回転速度（エンジン１０のクランクシャフトの回転速度）Ｎｅを検出する。レゾルバ１２は、第１ＭＧ回転速度Ｎｍ１を検出する。レゾルバ１３は、第２ＭＧ回転速度Ｎｍ２を検出する。車速センサ１４は、ドライブシャフトの回転速度から車速Ｖを検出する。アクセルポジションセンサ１５は、ユーザによるアクセルペダルの操作量Ａを検出する。監視ユニット１６は、バッテリ７０の状態（バッテリ電圧Ｖｂ、バッテリ電流Ｉｂ、バッテリ温度Ｔｂ）を検出する。これらの各センサは、検出結果を表わす信号をＥＣＵ２００に送信する。
【００２３】
ＥＣＵ２００は、図示しないＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）およびメモリを内蔵し、当該メモリに記憶された情報や各センサからの情報に基づいて、所定の演算処理を実行するように構成される。
【００２４】
図２は、リチウムイオン二次電池の使用時間と内部抵抗との関係を模式的に示す図である。ニッケル水素二次電池の内部抵抗は使用時間の影響をほとんど受けない（図２の破線）のに対し、リチウムイオン二次電池の内部抵抗は使用時間が長いほど上昇する特性がある。バッテリ７０はリチウムイオン二次電池であるため、使用時間が長いほど内部抵抗が上昇する。
【００２５】
図３は、ＥＣＵ２００の機能ブロック図である。図３に示した各機能ブロックは、ハードウェアによって実現してもよいし、ソフトウェアによって実現してもよい。
【００２６】
ＥＣＵ２００は、劣化判定部２１０と、パワー制御部２２０とを含む。
劣化判定部２１０は、超過時間計測部２１１と、ＳＯＣ算出部２１２と、劣化レベル算出部２１３とを含む。
【００２７】
超過時間計測部２１１は、バッテリ７０に供給される実電力（以下「実入力電力Ｐｂ」ともいう）が後述の許容電力Ｗｉｎ未満の状態でバッテリ電圧Ｖｂが許容電圧Ｖ２を超えている時間（以下、「超過時間α」ともいう）を計測する。なお、許容電圧Ｖ２は、バッテリ７０が過電圧とならない電圧の上限値であって、実験等によって予め定められる。バッテリ電圧Ｖｂがこの許容電圧Ｖ２を超える状態が続くと、バッテリ７０の劣化が促進される結果となる。
【００２８】
ＳＯＣ算出部２１２は、バッテリ電圧Ｖｂ、バッテリ電流Ｉｂ、バッテリ温度Ｔｂの履歴などに基づいてバッテリ７０の蓄電状態ＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）を算出する。
【００２９】
劣化レベル算出部２１３は、超過時間α、蓄電状態ＳＯＣ、バッテリ温度Ｔｂなどに基づいて、バッテリ７０の劣化レベルＬＶを算出する。劣化レベルＬＶは、バッテリ７０の内部抵抗値の増加に伴なうバッテリ７０の劣化の度合いを表わす指標である。
【００３０】
図４は、超過時間αと劣化レベルＬＶとの関係を模式的に示す図である。図４に示すように、劣化レベルＬＶは超過時間αが長いほど大きい値（劣化側のレベル）となるように算出される。すなわち、劣化レベル算出部２１３は、超過時間αが長いほど、バッテリ７０の内部抵抗（図２参照）が大きくバッテリ７０が劣化していると判断して、劣化レベルＬＶを大きい値にする。
【００３１】
図３に戻って、パワー制御部２２０について説明する。パワー制御部２２０は、Ｖ１算出部２２１と、Ｗｉｎ設定部２２２と、Ｐｂ制限部２２３とを含む。
【００３２】
Ｖ１算出部２２１は、劣化レベルＬＶに基づいてしきい電圧Ｖ１（＜許容電圧Ｖ２）を算出する。なお、しきい電圧Ｖ１は、後述するＷｉｎ−Ｆ／Ｂ制御に用いられる値である。
【００３３】
Ｖ１算出部２２１は、まず、劣化レベルＬＶに基づいてしきい電圧Ｖ１の低下量ΔＶ１（＞０）を算出する。
【００３４】
図５は、劣化レベルＬＶとしきい電圧Ｖ１の低下量ΔＶ１との関係を模式的に示す図である。図５に示すように、低下量ΔＶ１は、劣化レベルＬＶが大きいほど、大きい値に算出される。
【００３５】
そして、Ｖ１算出部２２１は、算出した低下量ΔＶ１をしきい電圧Ｖ１の前回値から減じた値を、しきい電圧Ｖ１の今回値として算出する。したがって、しきい電圧Ｖ１は、劣化レベルＬＶが大きいほど（すなわち超過時間αが長いほど）、低い値に設定される。
【００３６】
図３に戻って、Ｗｉｎ設定部２２２について説明する。Ｗｉｎ設定部２２２は、バッテリ７０の許容電力Ｗｉｎを設定する。
【００３７】
Ｗｉｎ設定部２２２は、バッテリ電圧Ｖｂがしきい電圧Ｖ１を超えたという条件（以下、「Ｗｉｎ−Ｆ／Ｂ制御開始条件」という）が成立した場合、バッテリ電圧Ｖｂがしきい電圧Ｖ１以下となるように許容電力Ｗｉｎをフィードバック制御する（以下、このフィードバック制御を「Ｗｉｎ−Ｆ／Ｂ制御」という）。このＷｉｎ−Ｆ／Ｂ制御によって、許容電力Ｗｉｎは通常値よりも制限されることになる。
【００３８】
Ｗｉｎ設定部２２２は、Ｗｉｎ−Ｆ／Ｂ制御の実行中、バッテリ電圧Ｖｂのしきい電圧Ｖ１からの超過量が大きいほど許容電力Ｗｉｎの制限量を大きくする。ただし、ショック発生を防止するために、許容電力Ｗｉｎの制限レートには上限値が設けられる。
【００３９】
ここで、しきい電圧Ｖ１は、上述したように、Ｖ１算出部２２１によって、劣化レベルＬＶが大きいほど（すなわち超過時間αが長いほど）、低い値に設定される。したがって、Ｗｉｎ−Ｆ／Ｂ制御開始条件は、劣化レベルＬＶが大きいほど（すなわち超過時間αが長いほど）成立し易くなるように変更される。
【００４０】
一方、Ｗｉｎ−Ｆ／Ｂ制御開始条件が成立していない場合、Ｗｉｎ設定部２２２は、許容電力Ｗｉｎを通常値に設定する。なお、許容電力Ｗｉｎの通常値は、バッテリ温度Ｔｂや蓄電状態ＳＯＣに応じて設定される。
【００４１】
Ｐｂ制限部２２３は、バッテリ７０の実入力電力Ｐｂを許容電力Ｗｉｎ以下に制限するようにＰＣＵ６０を制御する。ここで、上述したように、劣化レベルＬＶが大きいほどＷｉｎ−Ｆ／Ｂ制御開始条件が成立し易くなるように変更されている。したがって、劣化レベルＬＶが大きいほどＷｉｎ−Ｆ／Ｂ制御を早い段階から開始される。これにより、実入力電力Ｐｂを早い段階から制限することができるため、劣化レベルＬＶが大きくてもバッテリ電圧Ｖｂが許容電圧Ｖ２を超えないようにすることができる。
【００４２】
図６は、バッテリ７０が新品状態（ほとんど劣化していない状態）である場合の実入力電力Ｐｂとバッテリ電圧Ｖｂとの関係を示す図である。時刻ｔ１でバッテリ電圧Ｖｂがしきい電圧Ｖ１を超えると、Ｗｉｎ−Ｆ／Ｂ制御が開始され、許容電力Ｗｉｎが低下され始める。これに伴なって実入力電力Ｐｂも低下し始めるため、上昇していたバッテリ電圧Ｖｂも少し遅れて低下し始め、その後の時刻ｔ２でバッテリ電圧Ｖｂはしきい電圧Ｖ１まで低下される。
【００４３】
図６に示すように、バッテリ７０が新品状態である場合、実入力電力Ｐｂを許容電力Ｗｉｎ以下に制限していれば、バッテリ電圧Ｖｂが許容電圧Ｖ２を越える前にバッテリ電圧Ｖｂが低下し始めるため、時刻ｔ１〜ｔ２の間においてもバッテリ電圧Ｖｂが許容電圧Ｖ２を越えることはない。これに対し、バッテリ７０が劣化状態(劣化が進んでいる場合）である場合、実入力電力Ｐｂを許容電力Ｗｉｎ以下に制限しても、バッテリ電圧Ｖｂが許容電圧Ｖ２を越える場合がある。
【００４４】
図７は、バッテリ７０が劣化状態である場合の実入力電力Ｐｂとバッテリ電圧Ｖｂとの関係を示す図である。時刻ｔ３でバッテリ電圧Ｖｂがしきい電圧Ｖ１を超えると、Ｗｉｎ−Ｆ／Ｂ制御が開始され、許容電力Ｗｉｎが低下され始める。しかしながら、バッテリ７０が劣化状態である場合は、実入力電力Ｐｂが低下し始めてからバッテリ電圧Ｖｂが低下し始めるまでの時間が新品状態よりも長くなる（すなわちＷｉｎ−Ｆ／Ｂ制御の開始タイミングに対してバッテリ電圧Ｖｂが実際に低下し始めるタイミングが新品状態よりも遅れる）傾向にある。この傾向は、バッテリ７０の劣化が進んでいるほど強く現れる。その結果、図７に示すように、実入力電力Ｐｂを許容電力Ｗｉｎ以下に制限していても、Ｗｉｎ−Ｆ／Ｂ制御を開始した時刻ｔ３からバッテリ電圧Ｖｂが実際にしきい電圧Ｖ１まで低下する時刻ｔ６の間において、バッテリ電圧Ｖｂが許容電圧Ｖ２を越えてしまう場合がある。このような状態が頻繁に生じると、過電圧によるバッテリ７０の劣化がさらに促進されてしまう。
【００４５】
このような問題を防止するために、ＥＣＵ２００（Ｖ１算出部２２１）は、上述したように、実入力電力Ｐｂが許容電力Ｗｉｎ未満の状態でバッテリ電圧Ｖｂが許容電圧Ｖ２を超えている超過時間α（図７では時刻ｔ４〜ｔ５の時間）を計測し、超過時間αに応じてバッテリ７０の劣化レベルＬＶを算出する。そして、ＥＣＵ２００（Ｖ１算出部２２１）は、劣化レベルＬＶが大きい値（劣化側のレベル）であるほど、しきい電圧Ｖ１を低下させる。
【００４６】
図８は、バッテリ７０が劣化状態である場合にしきい電圧Ｖ１をΔＶ１だけ低下させたときの実入力電力Ｐｂとバッテリ電圧Ｖｂとの関係を示す図である。図８に示すように、しきい電圧Ｖ１をΔＶ１だけ低下させることによって、より早い段階（図８の時刻ｔ７よりも早い時刻ｔ６）からＷｉｎ−Ｆ／Ｂ制御を開始することができる。これにより、劣化状態においても、バッテリ電圧Ｖｂが許容電圧Ｖ２を越える前にバッテリ電圧Ｖｂを低下させ始めることができるため、バッテリ７０の過電圧が適切に防止される。
【００４７】
図９は、しきい電圧Ｖ１を算出するまでのＥＣＵ２００の処理手順を示すフローチャートである。図９に示すフローチャートは、予め定められた周期で繰り返し実行される。
【００４８】
ステップ（以下、ステップを「Ｓ」と略す）１０にて、ＥＣＵ２００は、実入力電力Ｐｂが許容電力Ｗｉｎ未満であるか否かを判断する。
【００４９】
実入力電力Ｐｂが許容電力Ｗｉｎ未満である場合（Ｓ１０にてＹＥＳ）、ＥＣＵ２００は、処理をＳ１１に移し、バッテリ電圧Ｖｂが許容電圧Ｖ２を越えているか否かを判断する。
【００５０】
バッテリ電圧Ｖｂが許容電圧Ｖ２を越えている場合（Ｓ１１にてＹＥＳ）、ＥＣＵ２００は、処理をＳ１２に移し、超過時間αの計測を開始あるいは継続する。
【００５１】
Ｓ１３にて、ＥＣＵ２００は、超過時間αが所定時間α０を超えたか否かを判定する。
超過時間αが所定時間α０を超えた場合（Ｓ１３にてＹＥＳ）、ＥＣＵ２００は、Ｓ１４にて超過時間αから劣化レベルＬＶを算出する（図４参照）。その後、ＥＣＵ２００は、Ｓ１５にて劣化レベルＬＶから低下量ΔＶ１を算出し（図５参照）、Ｓ１６にてしきい電圧Ｖ１の前回値から低下量ΔＶ１を減じた値をしきい電圧Ｖ１の今回値として算出する。ＥＣＵ８００は、Ｓ１７にて、算出されたしきい電圧Ｖ１の今回値をメモリに記憶する。
【００５２】
図１０は、しきい電圧Ｖ１を算出した後のＥＣＵ２００の処理手順を示すフローチャートである。図１０に示すフローチャートは、予め定められた周期で繰り返し実行される。
【００５３】
Ｓ２０にて、ＥＣＵ２００は、メモリに記憶されたしきい電圧Ｖ１を読み出す。
Ｓ２１にて、ＥＣＵ２００は、バッテリ電圧Ｖｂがしきい電圧Ｖ１に達したか否か（すなわちＷｉｎ−Ｆ／Ｂ制御開始条件が成立したか否か）を判断する。
【００５４】
バッテリ電圧Ｖｂがしきい電圧Ｖ１に達した場合（Ｓ２１にてＹＥＳ）、ＥＣＵ２００は、Ｓ２２にて、許容電力Ｗｉｎを上述したＷｉｎ−Ｆ／Ｂ制御によって設定する。このＷｉｎ−Ｆ／Ｂ制御によって、バッテリ電圧Ｖｂがしきい電圧Ｖ１以下となるように許容電力Ｗｉｎが通常値よりも制限されることになる。
【００５５】
一方、バッテリ電圧Ｖｂがしきい電圧Ｖ１に達していない場合（Ｓ２１にてＮＯ）、ＥＣＵ２００は、Ｓ２３にて、許容電力Ｗｉｎを通常値に設定する。
【００５６】
Ｓ２４にて、ＥＣＵ２００は、バッテリ７０の実入力電力Ｐｂを、許容電力Ｗｉｎ以下に制限する。
【００５７】
以上のように、本実施の形態に係るＥＣＵ２００は、バッテリ７０の実入力電力Ｐｂが許容電力Ｗｉｎ未満の状態でバッテリ電圧Ｖｂが許容電圧Ｖ２を超えている超過時間αを計測し、超過時間αに応じてバッテリ７０の劣化レベルＬＶを算出する。そして、ＥＣＵ２００は、劣化レベルＬＶが大きい値であるほど、しきい電圧Ｖ１を低下させてＷｉｎ−Ｆ／Ｂ制御開始条件が成立し易くする。これにより、より早い段階からＷｉｎ−Ｆ／Ｂ制御を開始して許容電力Ｗｉｎを低下させる（すなわち実入力電力Ｐｂを低下させる）ことができる。そのため、バッテリ電圧Ｖｂが許容電圧Ｖ２を越えることをより適切に防止することができる。その結果、バッテリ７０の劣化促進を適切に防止することができる。すなわち、従来においては、バッテリの内部抵抗値が上昇すると、バッテリ電圧が許容電圧よりも上昇し更なる劣化を促進させてしまっていたが、本実施の形態においてはこれを防止できる。
【００５８】
また、従来においては、バッテリの内部抵抗の上昇による劣化を算出する際に、電圧と電流の同期が必要であった。これに対し、本実施の形態では、超過時間αのみでバッテリ７０の劣化レベルＬＶ（内部抵抗の上昇による劣化）を算出するため、センサの簡素化（コストダウン）が可能となる。
【００５９】
なお、本実施の形態では、Ｗｉｎ−Ｆ／Ｂ制御開始条件を「バッテリ電圧Ｖｂがしきい電圧Ｖ１を超えた」という条件としたが、Ｗｉｎ−Ｆ／Ｂ制御開始条件はこれに限定されず、変更することも可能である。たとえば、バッテリ電圧Ｖｂ以外のパラメータが特定の状態になった場合に将来的にバッテリ過電圧となると予測される場合には、そのパラメータが特定の状態になったという条件をＷｉｎ−Ｆ／Ｂ制御開始条件にしてもよい。この場合においても、劣化レベルＬＶが大きい値であるほど、Ｗｉｎ−Ｆ／Ｂ制御開始条件が成立し易くするするように変更すればよい。
【００６０】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００６１】
１ 車両、１０ エンジン、１１ 回転速度センサ、１２，１３ レゾルバ、１４ 車速センサ、１５ アクセルポジションセンサ、１６ 監視ユニット、２０ 第１ＭＧ、３０ 第２ＭＧ、４０ 動力分割装置、５０ 減速機、８０ 駆動輪、２００ ＥＣＵ、２１０ 劣化判定部、２１１ 超過時間計測部、２１２ ＳＯＣ算出部、２１３ 劣化レベル算出部、２２０ パワー制御部、２２１ Ｖ１算出部、２２２ Ｗｉｎ設定部、２２３ Ｐｂ制限部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
二次電池の制御装置であって、
前記二次電池に供給される実電力を許容電力値以下に制限する制限部と、
開始条件が成立したときに、前記二次電池の実電圧がしきい電圧以下となるように前記許容電力値をフィードバック制御する制御部と、
前記実電力が前記許容電力値未満の状態で前記実電圧が許容電圧を超えている超過時間に応じて前記開始条件を変更する変更部とを備える、二次電池の制御装置。
【請求項２】
前記変更部は、前記超過時間に応じて前記二次電池の劣化レベルを算出し、前記劣化レベルに応じて前記開始条件を変更する、請求項１に記載の二次電池の制御装置。
【請求項３】
前記変更部は、前記超過時間が長いほど劣化側のレベルとなるように前記劣化レベルを算出し、前記劣化レベルが劣化側のレベルであるほど前記開始条件を成立し易くする、請求項２に記載の二次電池の制御装置。
【請求項４】
前記開始条件は、前記許容電圧よりも低いしきい電圧を前記実電圧が超えたという条件であり、
前記変更部は、前記劣化レベルが劣化側のレベルであるほど前記しきい電圧を低い値に低下させる、請求項２に記載の二次電池の制御装置。
【請求項５】
前記変更部は、前記超過時間が長いほど前記開始条件を成立し易くする、請求項１に記載の二次電池の制御装置。
【請求項６】
前記開始条件は、前記許容電圧よりも低いしきい電圧を前記実電圧が超えたという条件であり、
前記変更部は、前記超過時間が長いほど前記しきい電圧を低い値に低下させる、請求項５に記載の二次電池の制御装置。
【請求項７】
前記二次電池は、車両駆動用の電動機に電力を供給するためのリチウムイオン二次電池である、請求項１に記載の二次電池の制御装置。
【請求項１】
二次電池の制御装置であって、
前記二次電池に供給される実電力を許容電力値以下に制限する制限部と、
開始条件が成立したときに、前記二次電池の実電圧がしきい電圧以下となるように前記許容電力値をフィードバック制御する制御部と、
前記実電力が前記許容電力値未満の状態で前記実電圧が許容電圧を超えている超過時間に応じて前記開始条件を変更する変更部とを備える、二次電池の制御装置。
【請求項２】
前記変更部は、前記超過時間に応じて前記二次電池の劣化レベルを算出し、前記劣化レベルに応じて前記開始条件を変更する、請求項１に記載の二次電池の制御装置。
【請求項３】
前記変更部は、前記超過時間が長いほど劣化側のレベルとなるように前記劣化レベルを算出し、前記劣化レベルが劣化側のレベルであるほど前記開始条件を成立し易くする、請求項２に記載の二次電池の制御装置。
【請求項４】
前記開始条件は、前記許容電圧よりも低いしきい電圧を前記実電圧が超えたという条件であり、
前記変更部は、前記劣化レベルが劣化側のレベルであるほど前記しきい電圧を低い値に低下させる、請求項２に記載の二次電池の制御装置。
【請求項５】
前記変更部は、前記超過時間が長いほど前記開始条件を成立し易くする、請求項１に記載の二次電池の制御装置。
【請求項６】
前記開始条件は、前記許容電圧よりも低いしきい電圧を前記実電圧が超えたという条件であり、
前記変更部は、前記超過時間が長いほど前記しきい電圧を低い値に低下させる、請求項５に記載の二次電池の制御装置。
【請求項７】
前記二次電池は、車両駆動用の電動機に電力を供給するためのリチウムイオン二次電池である、請求項１に記載の二次電池の制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１３−２７１１２（Ｐ２０１３−２７１１２Ａ）
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１５８５６７（Ｐ２０１１−１５８５６７）
【出願日】平成２３年７月２０日（２０１１．７．２０）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月２０日（２０１１．７．２０）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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