電動車両用充電容量測定装置および充電容量測定方法
【課題】車両を駆動するモータジェネレータとの間で電力の授受を行う蓄電部の充電容量を、高精度で測定することが可能な装置および方法を提供する。
【解決手段】制御部は、車両がＡ地点においてＩＧオン状態となった時刻ｔ１に測定電圧Ｖ１を取得する。そして、車両がＡ地点からＢ地点に向かって走行を開始した時刻ｔ２から、車両がＢ地点に至り非走行状態となる時刻ｔ３までの間の、測定電流の時間積分値を求める。制御部はその後、ＩＧオン状態となった時刻ｔ４に測定電圧Ｖ４を取得し、測定電圧Ｖ１、Ｖ４、および測定電流の時間積分値に基づいて充電容量を算出する。
【解決手段】制御部は、車両がＡ地点においてＩＧオン状態となった時刻ｔ１に測定電圧Ｖ１を取得する。そして、車両がＡ地点からＢ地点に向かって走行を開始した時刻ｔ２から、車両がＢ地点に至り非走行状態となる時刻ｔ３までの間の、測定電流の時間積分値を求める。制御部はその後、ＩＧオン状態となった時刻ｔ４に測定電圧Ｖ４を取得し、測定電圧Ｖ１、Ｖ４、および測定電流の時間積分値に基づいて充電容量を算出する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両を駆動するモータジェネレータとの間で電力の授受を行う電池、キャパシタ等の蓄電部の充電容量を、当該蓄電部の出力電圧に基づいて測定する電動車両用充電容量測定装置および充電容量測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
モータジェネレータによって走行する車両が広く用いられる。このような車両には、モータジェネレータとの間で電力を授受する電池が搭載される。車両を加速させる際には電池からモータジェネレータに電力が供給される。また、モータジェネレータが発生した電力を電池に回収することで、車両を減速させることができる。
【０００３】
電池は、その固有の特性である充電容量の範囲で電荷を蓄えることができる。しかし、車両の長期にわたる走行により充放電が繰り返されると、充電容量が低下することがある。充電容量が低下すると、車両の走行性能を十分に発揮することができないため、一般に、モータジェネレータによって走行する車両には、電池の充電容量を測定する充電容量測定装置が設けられる。このような構成によれば、充電容量測定装置によって測定された充電容量が低下した場合には、ユーザや保守点検を行う者にその旨を伝えることができる。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２２４９０１号公報
【特許文献２】特開平７−１７６３３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
充電容量測定装置としては、電池の出力電圧に基づいて充電容量を測定するものが広く用いられる。このような充電容量測定装置が、電池とモータジェネレータとの間で電力が授受され、電池に電流が流れている状態で充電容量を測定すると、その電流によって測定結果は誤差を含むものとなる。また、電池に電流が流れていない状態であっても、電流が流れている状態から電流が流れない状態となった直後においては、電池内部の物質の状態が定常状態となっていないため、測定結果に誤差が生じる。
【０００６】
本発明はこのような課題に対してなされたものである。すなわち、車両を駆動するモータジェネレータとの間で電力の授受を行う蓄電部の充電容量を、高精度で測定することが可能な装置および方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、電動車両を駆動するモータジェネレータとの間で電力の授受を行う蓄電部の出力電圧を測定する電圧測定部と、前記蓄電部と前記モータジェネレータとの間に設けられたリレーと、を備え、前記蓄電部と前記モータジェネレータとの間で授受される電流を測定する電流測定部と、前記電圧測定部および前記電流測定部の測定結果に基づいて前記蓄電部の充電容量を求める充電容量計算部と、を備える電動車両用充電容量測定装置であって、前記充電容量計算部は、前記リレーが接続状態から遮断状態へと切り換わってから再び接続状態へと切り換わるまでの遮断期間に前記電圧測定部によって測定された第１の電圧と、前記第１の電圧が測定された遮断期間の後の遮断期間において測定された第２の電圧と、前記第１の電圧が測定されたときから前記第２の電圧が測定されるまでの間に前記電流測定部によって測定された電流値と、に基づいて前記蓄電部の充電容量を求めることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明に係る電動車両用充電容量測定装置においては、前記充電容量計算部は、前記蓄電部の充電深度を当該蓄電部の出力電圧に基づいて取得する充電深度取得手段を備え、前記充電深度取得手段が前記第１の電圧に基づいて取得した第１の充電深度と、前記充電深度取得手段が前記第２の電圧に基づいて取得した第２の充電深度と、に基づいて前記蓄電部の充電容量を求めることが好適である。
【０００９】
また、本発明に係る電動車両用充電容量測定装置においては、前記充電深度取得手段は、前記第１の電圧が測定された遮断期間の後の遮断期間における自然放電による前記蓄電部の出力電圧の低下値と、前記第２の電圧と、に基いて、前記第２の充電深度を取得することが好適である。
【００１０】
また、本発明に係る電動車両用充電容量測定装置においては、前記充電容量計算部は、前記第１の充電深度と前記第２の充電深度との間の差異に基づいて前記蓄電部の充電容量を求めるか否かを判定する充電深度判定手段を備え、前記充電深度判定手段が前記蓄電部の充電容量を求める旨を判定したときに、当該充電容量を求めることが好適である。
【００１１】
また、本発明に係る電動車両用充電容量測定装置においては、前記充電容量計算部は、前記第１の電圧と前記第２の電圧との間の差異に基づいて前記蓄電部の充電容量を求めるか否かを判定する電圧判定手段を備え、前記電圧判定手段が前記蓄電部の充電容量を求める旨を判定したときに、当該充電容量を求めることが好適である。
【００１２】
また、本発明に係る電動車両用充電容量測定装置においては、前記リレーが遮断状態であり、かつ、前記充電容量計算部が前記蓄電部の充電容量を求めることが可能な、前記車両が走行する前の状態であるＩＧオン状態へと前記車両の状態を制御する制御手段を備え、前記電圧測定部は、前記車両の状態が前記ＩＧオン状態へと制御されたときに、前記蓄電部の出力電圧を測定することが好適である。
【００１３】
また、本発明は、電動車両を駆動するモータジェネレータとの間で電力の授受を行う蓄電部の充電容量を測定する電動車両用充電容量測定方法であって、前記蓄電部と前記モータジェネレータとの間に設けられたリレーが接続状態から遮断状態へと切り換わってから再び接続状態へと切り換わるまでの遮断期間に、前記蓄電部の出力電圧を第１の電圧として測定するステップと、前記第１の電圧を測定した遮断期間の後の遮断期間に前記蓄電部の出力電圧を第２の電圧として測定するステップと、前記蓄電部と前記モータジェネレータとの間で授受される電流を、前記第１の電圧が測定されたときから前記第２の電圧が測定されるまでの間に授受電流として測定するステップと、前記第１の電圧と、前記第２の電圧と、前記授受電流と、に基づいて前記蓄電部の充電容量を測定するステップと、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、車両を駆動するモータジェネレータとの間で電力の授受を行う蓄電部の充電容量を、高精度で測定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１に本発明の実施形態に係る車両駆動システム１００の構成を示す。車両駆動システム１００は、車両の走行制御を行うと共に、自ら備える走行用電池１０の充電容量を測定する。車両駆動システム１００は、走行用電池１０、スイッチ１２Ａ、スイッチ１２Ｂ、電力調整回路１４、モータジェネレータ１６、制御部１８、操作部２０、補機電池２２、電圧計２４、電流計２６、記憶部２８、表示部３０、およびイグニッションキー３２を備えて構成される。
【００１６】
走行用電池１０の正極端子および負極端子は、それぞれスイッチ１２Ａおよび１２Ｂに接続される。スイッチ１２Ａの走行用電池１０に接続されていない側の端子は、電流計２６を介して電力調整回路１４に接続される。スイッチ１２Ｂの走行用電池１０に接続されていない側の端子は、電力調整回路１４に接続される。モータジェネレータ１６は電力調整回路１４に接続される。電圧計２４は走行用電池１０の正極端子と負極端子との間に接続される。なお、走行用電池１０には、モータジェネレータ１６との間で授受される電力を補うためのキャパシタを接続してもよい。
【００１７】
スイッチ１２Ａおよび１２Ｂとしては、リレー（リレースイッチ）を用いることが好適である。スイッチ１２Ａおよび１２Ｂは、オン状態のときには走行用電池１０を電力調整回路１４に接続し、オフ状態のときには走行用電池１０を電力調整回路１４から切り離す。走行用電池１０は、スイッチ１２Ａおよび１２Ｂがオン状態のときに電圧を電力調整回路１４に出力し、または、電力調整回路１４によって正極端子と負極端子との間に印加された電圧によって充電される。電力調整回路１４は、走行用電池１０とモータジェネレータ１６との間で授受される電力を調整する。モータジェネレータ１６は、電力調整回路１４から出力された電力によって回転して車両を駆動し、または、車両の走行によって発生した電力を電力調整回路１４に出力する。
【００１８】
電圧計２４は、走行用電池１０の出力電圧を測定し、測定結果を測定電圧値として制御部１８に出力する。電流計２６は、走行用電池１０に流れる電流を測定し、測定結果を測定電流値として制御部１８に出力する。
【００１９】
操作部２０は、車両の走行を操作するための機器であり、アクセルペダル、ブレーキペダル等を含む。記憶部２８は、制御部１８から出力された情報および制御部１８がその処理に必要とする情報を記憶する。表示部３０は、ディスプレイ装置等によって構成され、制御部１８から出力された情報を表示する。
【００２０】
イグニッションキー３２は、非走行状態、ＩＧオン状態（いわゆるイグニッションオン状態）、または走行状態のいずれかの状態に車両が制御されるよう制御部１８を設定する。非走行状態は、車両の各構成部が非稼働状態とされ、車両の運転が行われない状態である。ＩＧオン状態は、制御部１８に補機電池２２の電力が供給されている一方、スイッチ１２Ａおよび１２Ｂがオフ状態とされている状態である。走行状態は車両の運転が可能となる状態である。
【００２１】
制御部１８は、イグニッションキー３２による設定状態に応じて補機電池２２から電力を取得し、補機電池２２から取得した電力を電圧計２４、電流計２６、記憶部２８、および表示部３０に供給する。なお、電圧計２４、電流計２６、記憶部２８、および表示部３０のうち、電力を供給する必要がなくとも稼働できるものがある場合には、その構成部に補機電池２２の電力を供給する構成とはしない。
【００２２】
イグニッションキー３２によって、車両が非走行状態となるよう制御部１８が設定されているときには、制御部１８はスイッチ１２Ａおよび１２Ｂをオフ状態に制御する。さらに、制御部１８は補機電池２２から電力を取得しない状態となる。これによって、補機電池２２の電力は、電圧計２４、電流計２６、記憶部２８、および表示部３０に供給されない状態となる。
【００２３】
イグニッションキー３２によって、車両がＩＧオン状態となるよう制御部１８が設定されているときには、制御部１８は補機電池２２から電力を取得する。そして、補機電池２２から取得した電力を電圧計２４、電流計２６、記憶部２８、および表示部３０に供給する。これによって、補機電池２２の電力は、制御部１８、電圧計２４、電流計２６、記憶部２８、および表示部３０に供給される。制御部１８は、非走行状態のときと同様、スイッチ１２Ａおよび１２Ｂをオフ状態に制御する。
【００２４】
このように、車両が非走行状態またはＩＧオン状態となるよう制御部１８が設定されているときには、スイッチ１２Ａおよび１２Ｂはオフ状態に制御され、走行用電池１０は無負荷状態となる。
【００２５】
イグニッションキー３２によって、車両が走行状態となるよう制御部１８が設定されているときには、車両がＩＧオン状態となるよう設定されているときと同様、制御部１８は補機電池２２から電力を取得する。そして、補機電池２２から取得した電力を電圧計２４、電流計２６、記憶部２８、および表示部３０に供給する。これによって、補機電池２２の電力は、電圧計２４、電流計２６、記憶部２８、および表示部３０に供給される。制御部１８は、さらに、スイッチ１２Ａおよび１２Ｂをオン状態に制御する。そして、走行用電池１０とモータジェネレータ１６との間で電力の授受が行われ、当該電力を調整することが可能な状態となるよう、電力調整回路１４を制御する。
【００２６】
操作部２０において車両を加速するための操作がなされると、制御部１８は、走行用電池１０からモータジェネレータ１６へと電力が供給されるよう電力調整回路１４を制御する。電力調整回路１４は、制御部１８の制御に従って走行用電池１０が出力する電力の大きさを調整し、モータジェネレータ１６に出力する。モータジェネレータ１６は、電力調整回路１４が出力する電力に従って回転し、車両を加速させる。
【００２７】
操作部２０において車両を減速させるための操作がなされ、制御部１８がモータジェネレータ１６が発生した電力を回収すべきものと判定した場合には、制御部１８は、モータジェネレータ１６から走行用電池１０へと電力が供給されるよう電力調整回路１４を制御する。電力調整回路１４は、制御部１８の制御に従って、モータジェネレータ１６が発生した電力の大きさを調整し、走行用電池１０に出力する。走行用電池１０は、電力調整回路１４が出力する電圧によって充電される。
【００２８】
ユーザが、乗車し、車両を走行させ、停止させ、降車し、再び乗車し、車両を走行させるという過程を踏むとき、車両は、非走行状態、ＩＧオン状態、走行状態、非走行状態、ＩＧオン状態、走行状態・・・というようにその状態が変遷する。
【００２９】
次に、制御部１８が走行用電池１０の充電容量を求める処理について図２のフローチャートを参照して説明する。以下の説明では、車両が非走行状態、ＩＧオン状態、および走行状態となるよう設定されているときの制御部１８の状態についても、それぞれ、非走行状態、ＩＧオン状態、および走行状態というものとする。なお、走行用電池１０にキャパシタが並列に接続される場合には、走行用電池１０の充電容量とキャパシタの充電容量とを加算した充電容量が求められることとなる。
【００３０】
制御部１８は、ある時刻ｔ１において、非走行状態からＩＧオン状態へと設定が切り換えられたとき、電圧計２４から測定電圧Ｖ１を取得する（Ｓ１）。
【００３１】
制御部１８は、ＩＧオン状態から走行状態へと設定が切り換えられたときから、次に非走行状態へと設定されるまでの間の、測定電流の時間積分値Ｑを算出する（Ｓ２）。すなわち、時刻ｔ２においてＩＧオン状態から走行状態へと設定が切り換えられ、時刻ｔ３において走行状態から非走行状態へと設定が切り換えられた場合、制御部１８は、時刻ｔ２から時刻ｔ３までの間の測定電流の時間積分値Ｑを算出する。測定電流の時間積分値Ｑは、走行状態に設定されている間に走行用電池１０とモータジェネレータ１６との間で授受された電荷に相当する。
【００３２】
制御部１８は、時刻ｔ３において走行状態から非走行状態へと設定が切り換えられ、その後の時刻ｔ４において再びＩＧオン状態へと設定が切り換えられたとき、電圧計２４から測定電圧Ｖ４を取得する（Ｓ３）。
【００３３】
制御部１８は、記憶部２８に記憶されている充電深度テーブルを参照し、測定電圧Ｖ１およびＶ４にそれぞれ対応する充電深度ＳＯＣ（Ｖ１）および充電深度ＳＯＣ（Ｖ４）を取得する（Ｓ４）。ここで、充電深度テーブルは、走行用電池１０が無負荷状態にあるときの出力電圧と、当該走行用電池１０の充電深度とを対応付けたテーブルである。また、充電深度は、満充電状態において蓄積される電荷を１００％として、実際に蓄積されている電荷の量を百分率を以て示した値であり、一般に、ＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ ｏｆ ｃｈａｒｇｅ）と称される。充電深度テーブルは、予め実験等によって取得し記憶部２８に記憶させておくものとする。
【００３４】
制御部１８は、次の式に従って、走行用電池１０の充電容量ＢＣを算出する（Ｓ５）。
（数１）
ＢＣ＝Ｑ×１００／（ＳＯＣ（Ｖ４）−ＳＯＣ（Ｖ１））
【００３５】
ここで、測定電流の時間積分値Ｑは、電流の単位に時間の単位を乗じた電荷の単位、例えば、Ａｈ（アンペア・アウア）、Ｃ（クーロン）を以て表され、充電容量ＢＣもまた電荷を表す単位を以て表される。（数１）において１００を乗じているのは、充電深度が百分率を以て表されていることによるものである。
【００３６】
制御部１８は、算出した充電容量ＢＣを表示部３０および記憶部２８に出力する（Ｓ６）。表示部３０は充電容量ＢＣを表示する。また、車両の保守点検等を行う者は、記憶部２８に記憶された充電容量ＢＣを所定の装置（図示せず。）によって読み出すことができる。また、制御部１８は、充電容量ＢＣが所定の値を下回ったときには、その旨の情報を表示部３０に出力することとしてもよい。
【００３７】
図３は、充電容量を求める処理を車両がＡ地点からＢ地点まで走行する場合について示したものである。縦軸は時間を表し横軸は位置を表す。また、位置対時間平面上の軌跡は車両の当該平面上の軌跡を示す。時刻ｔ０において車両はＡ地点に非走行状態で停止している。その後、時刻ｔ１にＩＧオン状態となり、時刻ｔ２に車両が走行を開始し、時刻ｔ３には車両はＢ地点に至る。車両は時刻ｔ３にＢ地点で非走行状態となった後、時刻ｔ４に再びＩＧオン状態となり、時刻ｔ５にはＡ地点に向かって走行を再開する。
【００３８】
制御部１８は、車両がＡ地点においてＩＧオン状態となった時刻ｔ１に測定電圧Ｖ１を取得する。そして、車両がＡ地点からＢ地点に向かって走行を開始した時刻ｔ２から、車両がＢ地点に至り非走行状態となる時刻ｔ３までの間の、測定電流の時間積分値Ｑを求める。制御部１８はその後、ＩＧオン状態となった時刻ｔ４に測定電圧Ｖ４を取得し、（数１）に従って充電容量ＢＣを算出する。
【００３９】
制御部１８が実行するこのような処理によれば、車両がＩＧオン状態にあり、走行用電池１０が無負荷状態にあるときの出力電圧に基づいて充電容量ＢＣが算出される。これによって、電池に電流が流れていない状態における走行用電池１０の出力電圧に基づいて充電容量が求められるため、求められる充電容量の誤差を低減することができる。また、一般に、ユーザが車両を駐車し降車してから、再び乗車して運転を開始するまでの時間は、走行用電池１０の内部の物質が定常状態となるのに十分な長さであることが多い。したがって、非運転状態からＩＧオン状態へと設定が切り換えられたときには、走行用電池１０の内部の物質は定常状態となっていることが多い。制御部１８の処理によれば、ＩＧオン状態における走行用電池１０の出力電圧に基づいて充電容量が求められるため、電池内部の物質の状態が定常状態となっていないことによって誤差が生じる頻度を低減することができる。
【００４０】
なお、上記では、時刻ｔ４すなわち２回目に車両がＩＧオン状態となったときに、充電容量を求める処理例について説明した。充電容量を求めるこのような処理は、車両が、非走行状態、ＩＧオン状態、走行状態、非走行状態、ＩＧオン状態、走行状態・・・というように状態を繰り返す場合において、車両がＩＧオン状態となる毎に実行することができる。
【００４１】
ところで、上記のように充電容量を求める処理では、非走行状態における走行用電池１０の自然放電の影響が大きく、充電深度ＳＯＣ（Ｖ４）とＳＯＣ（Ｖ１）との間の差異が大きい場合には、（数１）に従って求められる充電容量ＢＣの誤差が大きくなる。また、充電深度ＳＯＣ（Ｖ４）とＳＯＣ（Ｖ１）との間の差異が小さい場合には、時間積分値Ｑに含まれる誤差が大きくなり、求められる充電容量ＢＣの誤差が大きくなることがある。
【００４２】
そこで、充電容量を算出する処理を実行するか否かを、充電深度ＳＯＣ（Ｖ４）から充電深度ＳＯＣ（Ｖ１）を減じた値の絶対値に基づいて判定する処理を実行してもよい。それを示したものが、図４に示すフローチャートである。図２のフローチャートと同一の処理については同一の符号を付してその説明を省略する。図４のフローチャートでは、充電深度ＳＯＣ（Ｖ４）から充電深度ＳＯＣ（Ｖ１）を減じた値として定義される充電深度差ΔＳＯＣが、所定の閾値ＴＨ１を超え、かつ、所定の閾値ＴＨ２未満であるかを判定するステップＳＡをステップＳ４とステップＳ５との間に設けている。すなわち、充電深度差ΔＳＯＣが上記の条件を満たさない場合には処理を終了し、充電深度差ΔＳＯＣが上記の条件を満たす場合にはステップＳ５に移行する。
【００４３】
このような処理によれば、充電深度ＳＯＣ（Ｖ４）と充電深度ＳＯＣ（Ｖ１）との間の差異が適切な範囲でないことによって生じる誤差を回避することができる。なお、充電容量を算出する処理を実行するか否かを、充電深度差ΔＳＯＣに基づいて判定する処理の代わりに、測定電圧Ｖ４から測定電圧Ｖ１を減じた値の絶対値に基づいて判定する処理としてもよい。この場合、閾値ＴＨ１およびＴＨ２は、測定電圧が取り得る値の範囲に応じて決定する。
【００４４】
次に、車両駆動システム１００の変形例について説明する。図５に変形例に係る車両駆動システム１０２の構成を示す。図１と同一の構成部については同一の符号を付してその説明を省略する。この変形例は、非走行状態に設定されてからＩＧオン状態に設定されるまでの非稼働時間における走行用電池１０の自然放電による電圧低下を考慮して、充電容量を求めるものである。車両駆動システム１０２は、車両駆動システム１００に温度計３４を付加したものである。温度計３４は、走行用電池１０の温度を測定し、測定結果を測定温度として制御部１８に出力する。
【００４５】
制御部１８が走行用電池１０の充電容量を求める処理について図６のフローチャートを参照して説明する。図２のフローチャートと同一の処理については同一の符号を付してその説明を省略する。
【００４６】
記憶部２８は、非稼働時間、走行用電池１０の温度、および当該非稼働時間における自然放電によって見込まれる出力電圧の低下電圧値を対応付けた出力電圧低下値テーブルを記憶する。このテーブルは、予め実験等によって取得し記憶部２８に記憶させておく。低下電圧値の極性は、出力電圧の低下を正とするものとする。
【００４７】
制御部１８は、ステップＳ３において測定電圧Ｖ４を取得した後、温度計３４から測定温度を取得する（ＳＢ１）。そして、出力電圧低下値テーブルを参照し、非稼働時間ｔ４−ｔ３および測定温度に対応する低下電圧値ΔＶを取得する（ＳＢ２）。
【００４８】
制御部１８は、記憶部２８に記憶されている充電深度テーブルを参照し、測定電圧Ｖ１および測定電圧Ｖ４に低下電圧値ΔＶを加算した電圧にそれぞれ対応する充電深度ＳＯＣ（Ｖ１）および充電深度ＳＯＣ（Ｖ４＋ΔＶ）を取得する（ＳＢ３）。
【００４９】
制御部１８は、次の式に従って、走行用電池１０の充電容量ＢＣを算出する（ＳＢ４）。
（数２）
ＢＣ＝Ｑ×１００／（ＳＯＣ（Ｖ４＋ΔＶ）−ＳＯＣ（Ｖ１））
【００５０】
このような処理によれば、走行用電池１０の自然放電による電圧低下を考慮して充電容量ＢＣを算出することができる。これによって、精度の高い充電容量を求めることができる。
【００５１】
なお、ここでは、測定電圧Ｖ４を取得したときの走行用電池１０の温度を用いて充電容量を求める処理について説明した。このような処理に代えて、非稼働時間における走行用電池１０の温度平均値を用いて充電容量を求めてもよい。この場合、出力電圧低下値テーブルは、非稼働時間、非稼働時間における走行用電池１０の温度平均値、および非稼働時間における自然放電によって見込まれる出力電圧の低下電圧値を対応付けたものとする。また、温度計３４は、自己が備える電力源によって稼働する構成とし、非稼働時間における測定温度の平均値を出力する構成とする。制御部１８は、走行状態から非走行状態へと設定が切り換えられられたときのタイミングに関する情報、および非走行状態からＩＧオン状態へと設定が切り換えられたときのタイミングに関する情報を温度計３４に出力する。温度計３４は、非稼働時間における測定温度の時間積分値を非稼働時間で除した値を温度平均値として制御部１８に出力する。このような構成によれば、自然放電による低下電圧値を高い精度で取得することができ、精度の高い充電容量を求めることができる。
【００５２】
また、車両駆動システム１００の処理を示す図４のフローチャートのステップＳＡと同様、充電容量を算出する処理を実行するか否かを判定する処理を実行してもよい。すなわち、充電深度ＳＯＣ（Ｖ４＋ΔＶ）から充電深度ＳＯＣ（Ｖ１）を減じた値の絶対値、または、測定電圧Ｖ４から測定電圧Ｖ１を減じた値の絶対値に基づいて、充電容量を算出する処理を実行するか否かを判定するステップを、ステップＳＢ３とステップＳＢ４との間に設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】車両駆動システムを示す図である。
【図２】走行用電池の充電容量を求める処理を示すフローチャートである。
【図３】充電容量を求める処理を車両がＡ地点からＢ地点まで走行する動作と共に示した図である。
【図４】充電容量を算出する処理を実行するか否かを、充電深度ＳＯＣ（Ｖ４）から充電深度ＳＯＣ（Ｖ１）を減じた値の絶対値に基づいて判定する処理を示すフローチャートである。
【図５】変形例に係る車両駆動システムを示す図である。
【図６】変形例に係る、走行用電池の充電容量を求める処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５４】
１０ 走行用電池、１２Ａ，１２Ｂ スイッチ、１４ 電力調整回路、１６ モータジェネレータ、１８ 制御部、２０ 操作部、２２ 補機電池、２４ 電圧計、２６ 電流計、２８ 記憶部、３０ 表示部、３２ イグニッションキー、３４ 温度計３４、１００，１０２ 車両駆動システム。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両を駆動するモータジェネレータとの間で電力の授受を行う電池、キャパシタ等の蓄電部の充電容量を、当該蓄電部の出力電圧に基づいて測定する電動車両用充電容量測定装置および充電容量測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
モータジェネレータによって走行する車両が広く用いられる。このような車両には、モータジェネレータとの間で電力を授受する電池が搭載される。車両を加速させる際には電池からモータジェネレータに電力が供給される。また、モータジェネレータが発生した電力を電池に回収することで、車両を減速させることができる。
【０００３】
電池は、その固有の特性である充電容量の範囲で電荷を蓄えることができる。しかし、車両の長期にわたる走行により充放電が繰り返されると、充電容量が低下することがある。充電容量が低下すると、車両の走行性能を十分に発揮することができないため、一般に、モータジェネレータによって走行する車両には、電池の充電容量を測定する充電容量測定装置が設けられる。このような構成によれば、充電容量測定装置によって測定された充電容量が低下した場合には、ユーザや保守点検を行う者にその旨を伝えることができる。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２２４９０１号公報
【特許文献２】特開平７−１７６３３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
充電容量測定装置としては、電池の出力電圧に基づいて充電容量を測定するものが広く用いられる。このような充電容量測定装置が、電池とモータジェネレータとの間で電力が授受され、電池に電流が流れている状態で充電容量を測定すると、その電流によって測定結果は誤差を含むものとなる。また、電池に電流が流れていない状態であっても、電流が流れている状態から電流が流れない状態となった直後においては、電池内部の物質の状態が定常状態となっていないため、測定結果に誤差が生じる。
【０００６】
本発明はこのような課題に対してなされたものである。すなわち、車両を駆動するモータジェネレータとの間で電力の授受を行う蓄電部の充電容量を、高精度で測定することが可能な装置および方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、電動車両を駆動するモータジェネレータとの間で電力の授受を行う蓄電部の出力電圧を測定する電圧測定部と、前記蓄電部と前記モータジェネレータとの間に設けられたリレーと、を備え、前記蓄電部と前記モータジェネレータとの間で授受される電流を測定する電流測定部と、前記電圧測定部および前記電流測定部の測定結果に基づいて前記蓄電部の充電容量を求める充電容量計算部と、を備える電動車両用充電容量測定装置であって、前記充電容量計算部は、前記リレーが接続状態から遮断状態へと切り換わってから再び接続状態へと切り換わるまでの遮断期間に前記電圧測定部によって測定された第１の電圧と、前記第１の電圧が測定された遮断期間の後の遮断期間において測定された第２の電圧と、前記第１の電圧が測定されたときから前記第２の電圧が測定されるまでの間に前記電流測定部によって測定された電流値と、に基づいて前記蓄電部の充電容量を求めることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明に係る電動車両用充電容量測定装置においては、前記充電容量計算部は、前記蓄電部の充電深度を当該蓄電部の出力電圧に基づいて取得する充電深度取得手段を備え、前記充電深度取得手段が前記第１の電圧に基づいて取得した第１の充電深度と、前記充電深度取得手段が前記第２の電圧に基づいて取得した第２の充電深度と、に基づいて前記蓄電部の充電容量を求めることが好適である。
【０００９】
また、本発明に係る電動車両用充電容量測定装置においては、前記充電深度取得手段は、前記第１の電圧が測定された遮断期間の後の遮断期間における自然放電による前記蓄電部の出力電圧の低下値と、前記第２の電圧と、に基いて、前記第２の充電深度を取得することが好適である。
【００１０】
また、本発明に係る電動車両用充電容量測定装置においては、前記充電容量計算部は、前記第１の充電深度と前記第２の充電深度との間の差異に基づいて前記蓄電部の充電容量を求めるか否かを判定する充電深度判定手段を備え、前記充電深度判定手段が前記蓄電部の充電容量を求める旨を判定したときに、当該充電容量を求めることが好適である。
【００１１】
また、本発明に係る電動車両用充電容量測定装置においては、前記充電容量計算部は、前記第１の電圧と前記第２の電圧との間の差異に基づいて前記蓄電部の充電容量を求めるか否かを判定する電圧判定手段を備え、前記電圧判定手段が前記蓄電部の充電容量を求める旨を判定したときに、当該充電容量を求めることが好適である。
【００１２】
また、本発明に係る電動車両用充電容量測定装置においては、前記リレーが遮断状態であり、かつ、前記充電容量計算部が前記蓄電部の充電容量を求めることが可能な、前記車両が走行する前の状態であるＩＧオン状態へと前記車両の状態を制御する制御手段を備え、前記電圧測定部は、前記車両の状態が前記ＩＧオン状態へと制御されたときに、前記蓄電部の出力電圧を測定することが好適である。
【００１３】
また、本発明は、電動車両を駆動するモータジェネレータとの間で電力の授受を行う蓄電部の充電容量を測定する電動車両用充電容量測定方法であって、前記蓄電部と前記モータジェネレータとの間に設けられたリレーが接続状態から遮断状態へと切り換わってから再び接続状態へと切り換わるまでの遮断期間に、前記蓄電部の出力電圧を第１の電圧として測定するステップと、前記第１の電圧を測定した遮断期間の後の遮断期間に前記蓄電部の出力電圧を第２の電圧として測定するステップと、前記蓄電部と前記モータジェネレータとの間で授受される電流を、前記第１の電圧が測定されたときから前記第２の電圧が測定されるまでの間に授受電流として測定するステップと、前記第１の電圧と、前記第２の電圧と、前記授受電流と、に基づいて前記蓄電部の充電容量を測定するステップと、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、車両を駆動するモータジェネレータとの間で電力の授受を行う蓄電部の充電容量を、高精度で測定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１に本発明の実施形態に係る車両駆動システム１００の構成を示す。車両駆動システム１００は、車両の走行制御を行うと共に、自ら備える走行用電池１０の充電容量を測定する。車両駆動システム１００は、走行用電池１０、スイッチ１２Ａ、スイッチ１２Ｂ、電力調整回路１４、モータジェネレータ１６、制御部１８、操作部２０、補機電池２２、電圧計２４、電流計２６、記憶部２８、表示部３０、およびイグニッションキー３２を備えて構成される。
【００１６】
走行用電池１０の正極端子および負極端子は、それぞれスイッチ１２Ａおよび１２Ｂに接続される。スイッチ１２Ａの走行用電池１０に接続されていない側の端子は、電流計２６を介して電力調整回路１４に接続される。スイッチ１２Ｂの走行用電池１０に接続されていない側の端子は、電力調整回路１４に接続される。モータジェネレータ１６は電力調整回路１４に接続される。電圧計２４は走行用電池１０の正極端子と負極端子との間に接続される。なお、走行用電池１０には、モータジェネレータ１６との間で授受される電力を補うためのキャパシタを接続してもよい。
【００１７】
スイッチ１２Ａおよび１２Ｂとしては、リレー（リレースイッチ）を用いることが好適である。スイッチ１２Ａおよび１２Ｂは、オン状態のときには走行用電池１０を電力調整回路１４に接続し、オフ状態のときには走行用電池１０を電力調整回路１４から切り離す。走行用電池１０は、スイッチ１２Ａおよび１２Ｂがオン状態のときに電圧を電力調整回路１４に出力し、または、電力調整回路１４によって正極端子と負極端子との間に印加された電圧によって充電される。電力調整回路１４は、走行用電池１０とモータジェネレータ１６との間で授受される電力を調整する。モータジェネレータ１６は、電力調整回路１４から出力された電力によって回転して車両を駆動し、または、車両の走行によって発生した電力を電力調整回路１４に出力する。
【００１８】
電圧計２４は、走行用電池１０の出力電圧を測定し、測定結果を測定電圧値として制御部１８に出力する。電流計２６は、走行用電池１０に流れる電流を測定し、測定結果を測定電流値として制御部１８に出力する。
【００１９】
操作部２０は、車両の走行を操作するための機器であり、アクセルペダル、ブレーキペダル等を含む。記憶部２８は、制御部１８から出力された情報および制御部１８がその処理に必要とする情報を記憶する。表示部３０は、ディスプレイ装置等によって構成され、制御部１８から出力された情報を表示する。
【００２０】
イグニッションキー３２は、非走行状態、ＩＧオン状態（いわゆるイグニッションオン状態）、または走行状態のいずれかの状態に車両が制御されるよう制御部１８を設定する。非走行状態は、車両の各構成部が非稼働状態とされ、車両の運転が行われない状態である。ＩＧオン状態は、制御部１８に補機電池２２の電力が供給されている一方、スイッチ１２Ａおよび１２Ｂがオフ状態とされている状態である。走行状態は車両の運転が可能となる状態である。
【００２１】
制御部１８は、イグニッションキー３２による設定状態に応じて補機電池２２から電力を取得し、補機電池２２から取得した電力を電圧計２４、電流計２６、記憶部２８、および表示部３０に供給する。なお、電圧計２４、電流計２６、記憶部２８、および表示部３０のうち、電力を供給する必要がなくとも稼働できるものがある場合には、その構成部に補機電池２２の電力を供給する構成とはしない。
【００２２】
イグニッションキー３２によって、車両が非走行状態となるよう制御部１８が設定されているときには、制御部１８はスイッチ１２Ａおよび１２Ｂをオフ状態に制御する。さらに、制御部１８は補機電池２２から電力を取得しない状態となる。これによって、補機電池２２の電力は、電圧計２４、電流計２６、記憶部２８、および表示部３０に供給されない状態となる。
【００２３】
イグニッションキー３２によって、車両がＩＧオン状態となるよう制御部１８が設定されているときには、制御部１８は補機電池２２から電力を取得する。そして、補機電池２２から取得した電力を電圧計２４、電流計２６、記憶部２８、および表示部３０に供給する。これによって、補機電池２２の電力は、制御部１８、電圧計２４、電流計２６、記憶部２８、および表示部３０に供給される。制御部１８は、非走行状態のときと同様、スイッチ１２Ａおよび１２Ｂをオフ状態に制御する。
【００２４】
このように、車両が非走行状態またはＩＧオン状態となるよう制御部１８が設定されているときには、スイッチ１２Ａおよび１２Ｂはオフ状態に制御され、走行用電池１０は無負荷状態となる。
【００２５】
イグニッションキー３２によって、車両が走行状態となるよう制御部１８が設定されているときには、車両がＩＧオン状態となるよう設定されているときと同様、制御部１８は補機電池２２から電力を取得する。そして、補機電池２２から取得した電力を電圧計２４、電流計２６、記憶部２８、および表示部３０に供給する。これによって、補機電池２２の電力は、電圧計２４、電流計２６、記憶部２８、および表示部３０に供給される。制御部１８は、さらに、スイッチ１２Ａおよび１２Ｂをオン状態に制御する。そして、走行用電池１０とモータジェネレータ１６との間で電力の授受が行われ、当該電力を調整することが可能な状態となるよう、電力調整回路１４を制御する。
【００２６】
操作部２０において車両を加速するための操作がなされると、制御部１８は、走行用電池１０からモータジェネレータ１６へと電力が供給されるよう電力調整回路１４を制御する。電力調整回路１４は、制御部１８の制御に従って走行用電池１０が出力する電力の大きさを調整し、モータジェネレータ１６に出力する。モータジェネレータ１６は、電力調整回路１４が出力する電力に従って回転し、車両を加速させる。
【００２７】
操作部２０において車両を減速させるための操作がなされ、制御部１８がモータジェネレータ１６が発生した電力を回収すべきものと判定した場合には、制御部１８は、モータジェネレータ１６から走行用電池１０へと電力が供給されるよう電力調整回路１４を制御する。電力調整回路１４は、制御部１８の制御に従って、モータジェネレータ１６が発生した電力の大きさを調整し、走行用電池１０に出力する。走行用電池１０は、電力調整回路１４が出力する電圧によって充電される。
【００２８】
ユーザが、乗車し、車両を走行させ、停止させ、降車し、再び乗車し、車両を走行させるという過程を踏むとき、車両は、非走行状態、ＩＧオン状態、走行状態、非走行状態、ＩＧオン状態、走行状態・・・というようにその状態が変遷する。
【００２９】
次に、制御部１８が走行用電池１０の充電容量を求める処理について図２のフローチャートを参照して説明する。以下の説明では、車両が非走行状態、ＩＧオン状態、および走行状態となるよう設定されているときの制御部１８の状態についても、それぞれ、非走行状態、ＩＧオン状態、および走行状態というものとする。なお、走行用電池１０にキャパシタが並列に接続される場合には、走行用電池１０の充電容量とキャパシタの充電容量とを加算した充電容量が求められることとなる。
【００３０】
制御部１８は、ある時刻ｔ１において、非走行状態からＩＧオン状態へと設定が切り換えられたとき、電圧計２４から測定電圧Ｖ１を取得する（Ｓ１）。
【００３１】
制御部１８は、ＩＧオン状態から走行状態へと設定が切り換えられたときから、次に非走行状態へと設定されるまでの間の、測定電流の時間積分値Ｑを算出する（Ｓ２）。すなわち、時刻ｔ２においてＩＧオン状態から走行状態へと設定が切り換えられ、時刻ｔ３において走行状態から非走行状態へと設定が切り換えられた場合、制御部１８は、時刻ｔ２から時刻ｔ３までの間の測定電流の時間積分値Ｑを算出する。測定電流の時間積分値Ｑは、走行状態に設定されている間に走行用電池１０とモータジェネレータ１６との間で授受された電荷に相当する。
【００３２】
制御部１８は、時刻ｔ３において走行状態から非走行状態へと設定が切り換えられ、その後の時刻ｔ４において再びＩＧオン状態へと設定が切り換えられたとき、電圧計２４から測定電圧Ｖ４を取得する（Ｓ３）。
【００３３】
制御部１８は、記憶部２８に記憶されている充電深度テーブルを参照し、測定電圧Ｖ１およびＶ４にそれぞれ対応する充電深度ＳＯＣ（Ｖ１）および充電深度ＳＯＣ（Ｖ４）を取得する（Ｓ４）。ここで、充電深度テーブルは、走行用電池１０が無負荷状態にあるときの出力電圧と、当該走行用電池１０の充電深度とを対応付けたテーブルである。また、充電深度は、満充電状態において蓄積される電荷を１００％として、実際に蓄積されている電荷の量を百分率を以て示した値であり、一般に、ＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ ｏｆ ｃｈａｒｇｅ）と称される。充電深度テーブルは、予め実験等によって取得し記憶部２８に記憶させておくものとする。
【００３４】
制御部１８は、次の式に従って、走行用電池１０の充電容量ＢＣを算出する（Ｓ５）。
（数１）
ＢＣ＝Ｑ×１００／（ＳＯＣ（Ｖ４）−ＳＯＣ（Ｖ１））
【００３５】
ここで、測定電流の時間積分値Ｑは、電流の単位に時間の単位を乗じた電荷の単位、例えば、Ａｈ（アンペア・アウア）、Ｃ（クーロン）を以て表され、充電容量ＢＣもまた電荷を表す単位を以て表される。（数１）において１００を乗じているのは、充電深度が百分率を以て表されていることによるものである。
【００３６】
制御部１８は、算出した充電容量ＢＣを表示部３０および記憶部２８に出力する（Ｓ６）。表示部３０は充電容量ＢＣを表示する。また、車両の保守点検等を行う者は、記憶部２８に記憶された充電容量ＢＣを所定の装置（図示せず。）によって読み出すことができる。また、制御部１８は、充電容量ＢＣが所定の値を下回ったときには、その旨の情報を表示部３０に出力することとしてもよい。
【００３７】
図３は、充電容量を求める処理を車両がＡ地点からＢ地点まで走行する場合について示したものである。縦軸は時間を表し横軸は位置を表す。また、位置対時間平面上の軌跡は車両の当該平面上の軌跡を示す。時刻ｔ０において車両はＡ地点に非走行状態で停止している。その後、時刻ｔ１にＩＧオン状態となり、時刻ｔ２に車両が走行を開始し、時刻ｔ３には車両はＢ地点に至る。車両は時刻ｔ３にＢ地点で非走行状態となった後、時刻ｔ４に再びＩＧオン状態となり、時刻ｔ５にはＡ地点に向かって走行を再開する。
【００３８】
制御部１８は、車両がＡ地点においてＩＧオン状態となった時刻ｔ１に測定電圧Ｖ１を取得する。そして、車両がＡ地点からＢ地点に向かって走行を開始した時刻ｔ２から、車両がＢ地点に至り非走行状態となる時刻ｔ３までの間の、測定電流の時間積分値Ｑを求める。制御部１８はその後、ＩＧオン状態となった時刻ｔ４に測定電圧Ｖ４を取得し、（数１）に従って充電容量ＢＣを算出する。
【００３９】
制御部１８が実行するこのような処理によれば、車両がＩＧオン状態にあり、走行用電池１０が無負荷状態にあるときの出力電圧に基づいて充電容量ＢＣが算出される。これによって、電池に電流が流れていない状態における走行用電池１０の出力電圧に基づいて充電容量が求められるため、求められる充電容量の誤差を低減することができる。また、一般に、ユーザが車両を駐車し降車してから、再び乗車して運転を開始するまでの時間は、走行用電池１０の内部の物質が定常状態となるのに十分な長さであることが多い。したがって、非運転状態からＩＧオン状態へと設定が切り換えられたときには、走行用電池１０の内部の物質は定常状態となっていることが多い。制御部１８の処理によれば、ＩＧオン状態における走行用電池１０の出力電圧に基づいて充電容量が求められるため、電池内部の物質の状態が定常状態となっていないことによって誤差が生じる頻度を低減することができる。
【００４０】
なお、上記では、時刻ｔ４すなわち２回目に車両がＩＧオン状態となったときに、充電容量を求める処理例について説明した。充電容量を求めるこのような処理は、車両が、非走行状態、ＩＧオン状態、走行状態、非走行状態、ＩＧオン状態、走行状態・・・というように状態を繰り返す場合において、車両がＩＧオン状態となる毎に実行することができる。
【００４１】
ところで、上記のように充電容量を求める処理では、非走行状態における走行用電池１０の自然放電の影響が大きく、充電深度ＳＯＣ（Ｖ４）とＳＯＣ（Ｖ１）との間の差異が大きい場合には、（数１）に従って求められる充電容量ＢＣの誤差が大きくなる。また、充電深度ＳＯＣ（Ｖ４）とＳＯＣ（Ｖ１）との間の差異が小さい場合には、時間積分値Ｑに含まれる誤差が大きくなり、求められる充電容量ＢＣの誤差が大きくなることがある。
【００４２】
そこで、充電容量を算出する処理を実行するか否かを、充電深度ＳＯＣ（Ｖ４）から充電深度ＳＯＣ（Ｖ１）を減じた値の絶対値に基づいて判定する処理を実行してもよい。それを示したものが、図４に示すフローチャートである。図２のフローチャートと同一の処理については同一の符号を付してその説明を省略する。図４のフローチャートでは、充電深度ＳＯＣ（Ｖ４）から充電深度ＳＯＣ（Ｖ１）を減じた値として定義される充電深度差ΔＳＯＣが、所定の閾値ＴＨ１を超え、かつ、所定の閾値ＴＨ２未満であるかを判定するステップＳＡをステップＳ４とステップＳ５との間に設けている。すなわち、充電深度差ΔＳＯＣが上記の条件を満たさない場合には処理を終了し、充電深度差ΔＳＯＣが上記の条件を満たす場合にはステップＳ５に移行する。
【００４３】
このような処理によれば、充電深度ＳＯＣ（Ｖ４）と充電深度ＳＯＣ（Ｖ１）との間の差異が適切な範囲でないことによって生じる誤差を回避することができる。なお、充電容量を算出する処理を実行するか否かを、充電深度差ΔＳＯＣに基づいて判定する処理の代わりに、測定電圧Ｖ４から測定電圧Ｖ１を減じた値の絶対値に基づいて判定する処理としてもよい。この場合、閾値ＴＨ１およびＴＨ２は、測定電圧が取り得る値の範囲に応じて決定する。
【００４４】
次に、車両駆動システム１００の変形例について説明する。図５に変形例に係る車両駆動システム１０２の構成を示す。図１と同一の構成部については同一の符号を付してその説明を省略する。この変形例は、非走行状態に設定されてからＩＧオン状態に設定されるまでの非稼働時間における走行用電池１０の自然放電による電圧低下を考慮して、充電容量を求めるものである。車両駆動システム１０２は、車両駆動システム１００に温度計３４を付加したものである。温度計３４は、走行用電池１０の温度を測定し、測定結果を測定温度として制御部１８に出力する。
【００４５】
制御部１８が走行用電池１０の充電容量を求める処理について図６のフローチャートを参照して説明する。図２のフローチャートと同一の処理については同一の符号を付してその説明を省略する。
【００４６】
記憶部２８は、非稼働時間、走行用電池１０の温度、および当該非稼働時間における自然放電によって見込まれる出力電圧の低下電圧値を対応付けた出力電圧低下値テーブルを記憶する。このテーブルは、予め実験等によって取得し記憶部２８に記憶させておく。低下電圧値の極性は、出力電圧の低下を正とするものとする。
【００４７】
制御部１８は、ステップＳ３において測定電圧Ｖ４を取得した後、温度計３４から測定温度を取得する（ＳＢ１）。そして、出力電圧低下値テーブルを参照し、非稼働時間ｔ４−ｔ３および測定温度に対応する低下電圧値ΔＶを取得する（ＳＢ２）。
【００４８】
制御部１８は、記憶部２８に記憶されている充電深度テーブルを参照し、測定電圧Ｖ１および測定電圧Ｖ４に低下電圧値ΔＶを加算した電圧にそれぞれ対応する充電深度ＳＯＣ（Ｖ１）および充電深度ＳＯＣ（Ｖ４＋ΔＶ）を取得する（ＳＢ３）。
【００４９】
制御部１８は、次の式に従って、走行用電池１０の充電容量ＢＣを算出する（ＳＢ４）。
（数２）
ＢＣ＝Ｑ×１００／（ＳＯＣ（Ｖ４＋ΔＶ）−ＳＯＣ（Ｖ１））
【００５０】
このような処理によれば、走行用電池１０の自然放電による電圧低下を考慮して充電容量ＢＣを算出することができる。これによって、精度の高い充電容量を求めることができる。
【００５１】
なお、ここでは、測定電圧Ｖ４を取得したときの走行用電池１０の温度を用いて充電容量を求める処理について説明した。このような処理に代えて、非稼働時間における走行用電池１０の温度平均値を用いて充電容量を求めてもよい。この場合、出力電圧低下値テーブルは、非稼働時間、非稼働時間における走行用電池１０の温度平均値、および非稼働時間における自然放電によって見込まれる出力電圧の低下電圧値を対応付けたものとする。また、温度計３４は、自己が備える電力源によって稼働する構成とし、非稼働時間における測定温度の平均値を出力する構成とする。制御部１８は、走行状態から非走行状態へと設定が切り換えられられたときのタイミングに関する情報、および非走行状態からＩＧオン状態へと設定が切り換えられたときのタイミングに関する情報を温度計３４に出力する。温度計３４は、非稼働時間における測定温度の時間積分値を非稼働時間で除した値を温度平均値として制御部１８に出力する。このような構成によれば、自然放電による低下電圧値を高い精度で取得することができ、精度の高い充電容量を求めることができる。
【００５２】
また、車両駆動システム１００の処理を示す図４のフローチャートのステップＳＡと同様、充電容量を算出する処理を実行するか否かを判定する処理を実行してもよい。すなわち、充電深度ＳＯＣ（Ｖ４＋ΔＶ）から充電深度ＳＯＣ（Ｖ１）を減じた値の絶対値、または、測定電圧Ｖ４から測定電圧Ｖ１を減じた値の絶対値に基づいて、充電容量を算出する処理を実行するか否かを判定するステップを、ステップＳＢ３とステップＳＢ４との間に設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】車両駆動システムを示す図である。
【図２】走行用電池の充電容量を求める処理を示すフローチャートである。
【図３】充電容量を求める処理を車両がＡ地点からＢ地点まで走行する動作と共に示した図である。
【図４】充電容量を算出する処理を実行するか否かを、充電深度ＳＯＣ（Ｖ４）から充電深度ＳＯＣ（Ｖ１）を減じた値の絶対値に基づいて判定する処理を示すフローチャートである。
【図５】変形例に係る車両駆動システムを示す図である。
【図６】変形例に係る、走行用電池の充電容量を求める処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５４】
１０ 走行用電池、１２Ａ，１２Ｂ スイッチ、１４ 電力調整回路、１６ モータジェネレータ、１８ 制御部、２０ 操作部、２２ 補機電池、２４ 電圧計、２６ 電流計、２８ 記憶部、３０ 表示部、３２ イグニッションキー、３４ 温度計３４、１００，１０２ 車両駆動システム。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動車両を駆動するモータジェネレータとの間で電力の授受を行う蓄電部の出力電圧を測定する電圧測定部と、前記蓄電部と前記モータジェネレータとの間に設けられたリレーと、を備え、
前記蓄電部と前記モータジェネレータとの間で授受される電流を測定する電流測定部と、
前記電圧測定部および前記電流測定部の測定結果に基づいて前記蓄電部の充電容量を求める充電容量計算部と、
を備える電動車両用充電容量測定装置であって、
前記充電容量計算部は、前記リレーが接続状態から遮断状態へと切り換わってから再び接続状態へと切り換わるまでの遮断期間に前記電圧測定部によって測定された第１の電圧と、前記第１の電圧が測定された遮断期間の後の遮断期間において測定された第２の電圧と、前記第１の電圧が測定されたときから前記第２の電圧が測定されるまでの間に前記電流測定部によって測定された電流値と、に基づいて前記蓄電部の充電容量を求めることを特徴とする電動車両用充電容量測定装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電動車両用充電容量測定装置であって、
前記充電容量計算部は、
前記蓄電部の充電深度を当該蓄電部の出力電圧に基づいて取得する充電深度取得手段を備え、
前記充電深度取得手段が前記第１の電圧に基づいて取得した第１の充電深度と、前記充電深度取得手段が前記第２の電圧に基づいて取得した第２の充電深度と、に基づいて前記蓄電部の充電容量を求めることを特徴とする電動車両用充電容量測定装置。
【請求項３】
請求項２に記載の電動車両用充電容量測定装置であって、
前記充電深度取得手段は、
前記第１の電圧が測定された遮断期間の後の遮断期間における自然放電による前記蓄電部の出力電圧の低下値と、前記第２の電圧と、に基いて、前記第２の充電深度を取得することを特徴とする電動車両用充電容量測定装置。
【請求項４】
請求項２または請求項３に記載の電動車両用充電容量測定装置であって、
前記充電容量計算部は、
前記第１の充電深度と前記第２の充電深度との間の差異に基づいて前記蓄電部の充電容量を求めるか否かを判定する充電深度判定手段を備え、
前記充電深度判定手段が前記蓄電部の充電容量を求める旨を判定したときに、当該充電容量を求めることを特徴とする電動車両用充電容量測定装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の電動車両用充電容量測定装置であって、
前記充電容量計算部は、
前記第１の電圧と前記第２の電圧との間の差異に基づいて前記蓄電部の充電容量を求めるか否かを判定する電圧判定手段を備え、
前記電圧判定手段が前記蓄電部の充電容量を求める旨を判定したときに、当該充電容量を求めることを特徴とする電動車両用充電容量測定装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の電動車両用充電容量測定装置であって、
前記リレーが遮断状態であり、かつ、前記充電容量計算部が前記蓄電部の充電容量を求めることが可能な、前記車両が走行する前の状態であるＩＧオン状態へと前記車両の状態を制御する制御手段を備え、
前記電圧測定部は、
前記車両の状態が前記ＩＧオン状態へと制御されたときに、前記蓄電部の出力電圧を測定することを特徴とする電動車両用充電容量測定装置。
【請求項７】
電動車両を駆動するモータジェネレータとの間で電力の授受を行う蓄電部の充電容量を測定する電動車両用充電容量測定方法であって、
前記蓄電部と前記モータジェネレータとの間に設けられたリレーが接続状態から遮断状態へと切り換わってから再び接続状態へと切り換わるまでの遮断期間に、前記蓄電部の出力電圧を第１の電圧として測定するステップと、
前記第１の電圧を測定した遮断期間の後の遮断期間に前記蓄電部の出力電圧を第２の電圧として測定するステップと、
前記蓄電部と前記モータジェネレータとの間で授受される電流を、前記第１の電圧が測定されたときから前記第２の電圧が測定されるまでの間に授受電流として測定するステップと、
前記第１の電圧と、前記第２の電圧と、前記授受電流と、に基づいて前記蓄電部の充電容量を測定するステップと、
を含むことを特徴とする電動車両用充電容量測定方法。
【請求項１】
電動車両を駆動するモータジェネレータとの間で電力の授受を行う蓄電部の出力電圧を測定する電圧測定部と、前記蓄電部と前記モータジェネレータとの間に設けられたリレーと、を備え、
前記蓄電部と前記モータジェネレータとの間で授受される電流を測定する電流測定部と、
前記電圧測定部および前記電流測定部の測定結果に基づいて前記蓄電部の充電容量を求める充電容量計算部と、
を備える電動車両用充電容量測定装置であって、
前記充電容量計算部は、前記リレーが接続状態から遮断状態へと切り換わってから再び接続状態へと切り換わるまでの遮断期間に前記電圧測定部によって測定された第１の電圧と、前記第１の電圧が測定された遮断期間の後の遮断期間において測定された第２の電圧と、前記第１の電圧が測定されたときから前記第２の電圧が測定されるまでの間に前記電流測定部によって測定された電流値と、に基づいて前記蓄電部の充電容量を求めることを特徴とする電動車両用充電容量測定装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電動車両用充電容量測定装置であって、
前記充電容量計算部は、
前記蓄電部の充電深度を当該蓄電部の出力電圧に基づいて取得する充電深度取得手段を備え、
前記充電深度取得手段が前記第１の電圧に基づいて取得した第１の充電深度と、前記充電深度取得手段が前記第２の電圧に基づいて取得した第２の充電深度と、に基づいて前記蓄電部の充電容量を求めることを特徴とする電動車両用充電容量測定装置。
【請求項３】
請求項２に記載の電動車両用充電容量測定装置であって、
前記充電深度取得手段は、
前記第１の電圧が測定された遮断期間の後の遮断期間における自然放電による前記蓄電部の出力電圧の低下値と、前記第２の電圧と、に基いて、前記第２の充電深度を取得することを特徴とする電動車両用充電容量測定装置。
【請求項４】
請求項２または請求項３に記載の電動車両用充電容量測定装置であって、
前記充電容量計算部は、
前記第１の充電深度と前記第２の充電深度との間の差異に基づいて前記蓄電部の充電容量を求めるか否かを判定する充電深度判定手段を備え、
前記充電深度判定手段が前記蓄電部の充電容量を求める旨を判定したときに、当該充電容量を求めることを特徴とする電動車両用充電容量測定装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の電動車両用充電容量測定装置であって、
前記充電容量計算部は、
前記第１の電圧と前記第２の電圧との間の差異に基づいて前記蓄電部の充電容量を求めるか否かを判定する電圧判定手段を備え、
前記電圧判定手段が前記蓄電部の充電容量を求める旨を判定したときに、当該充電容量を求めることを特徴とする電動車両用充電容量測定装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の電動車両用充電容量測定装置であって、
前記リレーが遮断状態であり、かつ、前記充電容量計算部が前記蓄電部の充電容量を求めることが可能な、前記車両が走行する前の状態であるＩＧオン状態へと前記車両の状態を制御する制御手段を備え、
前記電圧測定部は、
前記車両の状態が前記ＩＧオン状態へと制御されたときに、前記蓄電部の出力電圧を測定することを特徴とする電動車両用充電容量測定装置。
【請求項７】
電動車両を駆動するモータジェネレータとの間で電力の授受を行う蓄電部の充電容量を測定する電動車両用充電容量測定方法であって、
前記蓄電部と前記モータジェネレータとの間に設けられたリレーが接続状態から遮断状態へと切り換わってから再び接続状態へと切り換わるまでの遮断期間に、前記蓄電部の出力電圧を第１の電圧として測定するステップと、
前記第１の電圧を測定した遮断期間の後の遮断期間に前記蓄電部の出力電圧を第２の電圧として測定するステップと、
前記蓄電部と前記モータジェネレータとの間で授受される電流を、前記第１の電圧が測定されたときから前記第２の電圧が測定されるまでの間に授受電流として測定するステップと、
前記第１の電圧と、前記第２の電圧と、前記授受電流と、に基づいて前記蓄電部の充電容量を測定するステップと、
を含むことを特徴とする電動車両用充電容量測定方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００８−１９７０２９（Ｐ２００８−１９７０２９Ａ）
【公開日】平成２０年８月２８日（２００８．８．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３４３６３（Ｐ２００７−３４３６３）
【出願日】平成１９年２月１５日（２００７．２．１５）
【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２０年８月２８日（２００８．８．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年２月１５日（２００７．２．１５）
【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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