電池劣化判定システム
【課題】電池劣化判定システムにおいて、電池の劣化が生じた場合に、その劣化判定結果をより迅速に出力することである。
【解決手段】電池劣化判定システムは、電池ＥＣＵ１２を含む。電池ＥＣＵ１２は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１８において、デューティ指令値ＤＩに基づいて、第１電圧ＶＬと第２電圧ＶＨとの間での電圧変換を行うときの、電池出力電力Ｐと電池温度Ｔと電池容量ＳＯＣと第２電圧ＶＨとを含む電圧変換状態値と、デューティ指令値ＤＩとを取得し、取得された電圧変換状態値に基づいて電池劣化判定用デューティ基準値ＤＬを取得し、取得されたデューティ指令値ＤＩと電池劣化判定用デューティ基準値ＤＬとを比較した結果に基づいて、電池劣化か否かを判定する。
【解決手段】電池劣化判定システムは、電池ＥＣＵ１２を含む。電池ＥＣＵ１２は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１８において、デューティ指令値ＤＩに基づいて、第１電圧ＶＬと第２電圧ＶＨとの間での電圧変換を行うときの、電池出力電力Ｐと電池温度Ｔと電池容量ＳＯＣと第２電圧ＶＨとを含む電圧変換状態値と、デューティ指令値ＤＩとを取得し、取得された電圧変換状態値に基づいて電池劣化判定用デューティ基準値ＤＬを取得し、取得されたデューティ指令値ＤＩと電池劣化判定用デューティ基準値ＤＬとを比較した結果に基づいて、電池劣化か否かを判定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スイッチング素子を含むＤＣ／ＤＣコンバータを用いて、ＤＣ／ＤＣコンバータに接続される電池の劣化を判定する電池劣化判定システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、例えば、電気自動車またはハイブリッド車等の走行用電動モータを搭載した電動車両には、電動モータの電源としてバッテリである二次電池を搭載している。電動車両は、二次電池に蓄電された電力により電動モータを駆動する。また、燃料電池車では、燃料電池で発電した電力を電動モータに供給したり、発電電力と二次電池から放電される電力とにより電動モータを駆動する場合がある。
【０００３】
また、電動車両の制動時に電動モータを発電機として機能させ、電動モータで発電した電力を二次電池へ回収させる回生制動を行うことも行われている。この場合、二次電池が充電されるため、エネルギ消費を低減できる可能性がある。
【０００４】
このような電動車両や燃料電池車において、二次電池が劣化すると、二次電池の満充電時の残存電池充電容量であるＳＯＣ（State of Charge）が減少する。この場合、二次電池の内部抵抗が増大する。また、この場合、二次電池の充電容量を正確に把握することが困難になるため、二次電池を使用して充電したり放電する場合に、過充電や過放電が生じる可能性がないとはいえない。また、二次電池の放電電力を用いて走行用電動モータを駆動させ、車両を走行させる場合の走行距離が減少する可能性もある。さらに、二次電池が劣化し、内部抵抗が増大すると、二次電池内でエネルギ損失が大きくなり、二次電池の電力を使用して走行する車両のＳＯＣの低下が早くなる。この場合、例えば、エンジンと走行用モータとを搭載し、エンジンと走行用モータとの少なくとも一方を主駆動源として使用するハイブリッド車両の場合には、エンジンにより発電機を駆動し、発電した電力を二次電池に供給、すなわち充電する機会が増えるため、エンジンの燃料消費量が大きくなり、燃費が悪化しやすくなる。
【０００５】
また、二次電池の内部抵抗が増大すると、走行用モータを搭載する電動車両において、車輪がスリップしたり、過度にグリップが大きくなる場合に二次電池から放電される放電電流が大きくなったり、充電電流が大きくなる。例えば、スリップ時には走行用モータの回転数が高くなるが、走行用モータの出力（パワー）を一定に制御するためにはトルクを低く抑える必要があるのに対し、実際のトルクが小さくならないため、放電電流の絶対値が大きくなる場合がある。この場合には、内部抵抗と放電電流の絶対値との積が大きくなり、二次電池の端子間電圧が過度に上昇したり、過度に下降する可能性があり、二次電池にＤＣ／ＤＣコンバータが接続されている場合にＤＣ／ＤＣコンバータの二次電池接続側で過電圧が発生し、ＤＣ／ＤＣコンバータが停止される可能性がないとはいえない。このように二次電池が劣化すると種々の問題が発生するため、劣化した二次電池は早期に交換する必要がある。このため、二次電池が劣化した場合にその劣化を運転者等のユーザに知らせる方法が考えられている。
【０００６】
例えば、特許文献１には、二次電池の残存容量であるＳＯＣと、二次電池の開放電圧値であるＯＣＶとを検出する手段と、ＳＯＣの変化に対するＯＣＶの変化の割合が大きいほど、二次電池が劣化していると判定する手段とを備える劣化判定装置が記載されている。この装置では、二次電池が劣化していると判定されると、異常処理が実行され、警告灯を表示（点灯や点滅）させるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−１７９２８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところが特許文献１に記載された劣化判定装置では、ＳＯＣの変化に対するＯＣＶの変化の割合を算出して、その割合が予め設定された閾値よりも大きい場合に二次電池は劣化していると判定するので、ＳＯＣを変動させる時間分、二次電池の劣化を判定するのに時間を要してしまう。このため、実際の二次電池の劣化に対してその劣化判定結果の出力に遅れが生じる可能性があり、二次電池の劣化判定結果を迅速に出力する面から改良の余地がある。
【０００９】
本発明の目的は、電池劣化判定システムにおいて、電池の劣化が生じた場合に、その劣化判定結果をより迅速に出力することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る電池劣化判定システムのうち、第１の発明に係る電池劣化判定システムは、スイッチング素子を含むＤＣ／ＤＣコンバータを用いて、ＤＣ／ＤＣコンバータに接続される電池の劣化を判定する電池劣化判定システムであって、ＤＣ／ＤＣコンバータにおいて、スイッチング素子のデューティ比の指令値であるデューティ指令値に基づいて電圧変換を行うときの、電池出力電力と電池温度と電池容量と電圧とを含む電圧変換状態値と、デューティ指令値とを取得する状態指令値取得手段と、取得された電圧変換状態値に基づいて電池劣化判定用デューティ基準値を取得する基準値取得手段と、取得されたデューティ指令値と電池劣化判定用デューティ基準値とを比較した結果に基づいて、電池劣化か否かを判定する判定手段とを備えることを特徴とする電池劣化判定システムである。
【００１１】
上記の第１の発明に係る電池劣化判定システムによれば、電池の劣化が生じた場合に、その劣化判定結果をより迅速に出力できる。また、上記の特許文献１に記載の構成の場合と異なり、電池容量を変動させ、その電池容量の変動前後で電池の開放電圧を検出する必要がなくなり、判定に要する時間を短くでき、電池の劣化が生じた場合に、その劣化判定結果をより迅速に出力できる。
【００１２】
また、第１の発明に係る電池劣化判定システムにおいて、好ましくは、電圧変換状態値と電池劣化判定用デューティ基準値との関係を表すマップのデータを記憶するマップ記憶手段を備え、基準値取得手段は、取得された電圧変換状態値に基づいて、マップ記憶手段で記憶されたマップのデータを参照しつつ電池劣化判定用デューティ基準値を取得する。
【００１３】
また、第１の発明に係る電池劣化判定システムにおいて、好ましくは、マップ記憶手段は、電圧変換状態値と燃費悪化判定用デューティ基準値との関係を表す第２マップのデータを記憶し、基準値取得手段は、取得された電圧変換状態値に基づいて、マップ記憶手段で記憶された第２マップのデータを参照しつつ燃費悪化判定用デューティ基準値を取得し、判定手段は、デューティ指令値と電池劣化判定用デューティ基準値とを比較した結果に基づいて、電池劣化か否かを判定するとともに、デューティ指令値と燃費悪化判定用デューティ基準値とを比較した結果に基づいて、燃費性能悪化か否かを判定し、それぞれの判定結果に基づいて、２の通知信号を出力し、さらに、２の通知信号に基づいて異なる報知を行う報知手段を備える。
【００１４】
上記構成によれば、電池劣化に至っていないが、燃費性能悪化であることをユーザに注意することができ、燃費性能の悪化を許容できるユーザにとって無駄な電池交換の必要をなくせるとともに、燃費性能の悪化を許容できないユーザに、電池交換により車両の性能向上の機会を提供することができる。
【００１５】
また、第１の発明に係る電池劣化判定システムにおいて、好ましくは、基準値取得手段は、電池容量及び電池温度に基づいて定められる電池劣化時の電池内部抵抗推測値を取得し、電池劣化時の電池内部抵抗推測値と電池出力電力と電池容量と電圧とに基づいて電池劣化判定用デューティ基準値を取得する。
【００１６】
また、第１の発明に係る電池劣化判定システムにおいて、好ましくは、ＤＣ／ＤＣコンバータは、上側スイッチング素子を含む上アームと、下側スイッチング素子を含むしたアームとを含み、状態指令値取得手段は、上アームの１周期におけるオンデューティの割合を指示する指令値を取得し、判定手段は、デューティ指令値と電池劣化判定用デューティ基準値とを比較し、デューティ指令値が電池劣化判定用デューティ基準値を下回った場合に、電池劣化であると判定し、デューティ指令値が電池劣化判定用デューティ基準値以上である場合に、電池劣化ではないと判定する。
【００１７】
また、第１の発明に係る電池劣化判定システムにおいて、好ましくは、ＤＣ／ＤＣコンバータは、上側スイッチング素子を含む上アームと、下側スイッチング素子を含む下アームとを含み、状態指令値取得手段は、下アームの１周期におけるオンデューティの割合を指示する指令値を取得し、判定手段は、デューティ指令値と電池劣化判定用デューティ基準値とを比較し、デューティ指令値が電池劣化判定用デューティ基準値を上回った場合に、電池劣化であると判定し、デューティ指令値が電池劣化判定用デューティ基準値以下である場合に、電池劣化ではないと判定する。
【００１８】
また、第１の発明に係る電池劣化判定システムにおいて、好ましくは、基準値取得手段は、予め設定された特定条件成立時にのみ、取得された電圧変換状態値に基づいて電池劣化判定用デューティ基準値を取得し、判定手段は、予め設定された特定条件成立時にのみ、デューティ指令値と電池劣化判定用デューティ基準値とを比較した結果に基づいて、電池劣化か否かを判定する。
【００１９】
上記構成によれば、特定条件成立時にのみ、電池劣化の判定が行われるので、特定条件を電圧変換状態値に関係付けて設定することにより、基準値取得手段が、電圧変換状態値と電池劣化判定用デューティ基準値との関係を表すマップを用いて電池劣化判定用デューティ基準値を取得する場合に、予め記憶させるマップ点数を減らすことができる。
【００２０】
また、第１の発明に係る電池劣化判定システムにおいて、好ましくは、電圧の取得値に基づいて、ＰＩ演算によりデューティ指令値を補正する補正手段を備え、補正手段は、判定手段により得られた電池劣化の判定結果に応じて、ＰＩ演算で使用するゲインを変更するゲイン変更手段を含む。
【００２１】
上記構成によれば、電池の劣化の判定結果に応じてＰＩ演算で使用するゲインを変更できるため、ＤＣ／ＤＣコンバータの制御応答性の向上を図れる。
【００２２】
また、第１の発明に係る電池劣化判定システムにおいて、好ましくは、サブスイッチング素子を含み、サブ電池に接続されるサブＤＣ／ＤＣコンバータを備え、ＤＣ／ＤＣコンバータとサブＤＣ／ＤＣコンバータとを、それぞれで電圧変換しつつ電力の授受可能に接続しており、さらに、サブＤＣ／ＤＣコンバータにおいて、サブスイッチング素子のデューティ比の指令値であるサブデューティ指令値に基づいて電圧変換を行うときの、サブ電池出力電力とサブ電池温度とサブ電池容量とサブ電圧とを含むサブ電圧変換状態値と、サブデューティ指令値とを取得するサブ状態指令値取得手段と、取得されたサブ電圧変換状態値に基づいてサブ電池劣化判定用デューティ基準値を取得するサブ基準値取得手段と、サブデューティ指令値とサブ電池劣化判定用デューティ基準値とを比較した結果に基づいて、サブ電池の電池劣化か否かを判定するサブ判定手段とを備える。
【００２３】
上記構成によれば、電池とサブ電池とを搭載する車両の停車時においても、電池とサブ電池との間で電力の授受を行いつつ、電池とともにサブ電池も劣化判定を行え、電池またはサブ電池の劣化が生じた場合に、その劣化判定結果をより迅速に出力できる。
【００２４】
また、より好ましくは、サブ電圧の取得値に基づいて、サブＰＩ演算によりサブデューティ指令値を補正するサブ補正手段を備え、サブ補正手段は、サブ判定手段により得られたサブ電池劣化の判定結果に応じて、サブＰＩ演算で使用するゲインを変更するサブゲイン変更手段を含む。
【００２５】
上記構成によれば、サブ電池の劣化の判定結果に応じてサブＰＩ演算で使用するゲインを変更できるため、サブＤＣ／ＤＣコンバータの制御応答性の向上を図れる。
【００２６】
また、本発明に係る電池劣化判定システムのうち、第２の発明に係る電池劣化判定システムは、スイッチング素子を含むＤＣ／ＤＣコンバータを用いて、ＤＣ／ＤＣコンバータに接続される電池の劣化を判定する電池劣化判定システムであって、ＤＣ／ＤＣコンバータにおいて、スイッチング素子のデューティ比の指令値であるデューティ指令値に基づいて電圧変換を行うときの、電池出力電力と電池温度と電池容量と電圧とを含む電圧変換状態値と、デューティ指令値とを取得する状態指令値取得手段と、取得されたデューティ指令値と電圧変換状態値とに基づいて現在の電池内部抵抗推測値と電池劣化時内部抵抗推測値とを取得する内部抵抗取得手段と、現在の電池内部抵抗推測値と電池劣化時内部抵抗推測値とを比較した結果に基づいて、電池劣化か否かを判定する判定手段とを備えることを特徴とする電池劣化判定システムである。
【００２７】
上記の第２の発明に係る電池劣化判定システムによれば、電池の劣化が生じた場合に、その劣化判定結果をより迅速に出力できる。また、上記の特許文献１に記載の構成の場合と異なり、電池容量を変動させ、その電池容量の変動前後で電池の開放電圧を検出する必要がなくなり、判定に要する時間を短くでき、電池の劣化が生じた場合に、その劣化判定結果をより迅速に出力できる。
【００２８】
また、第２の発明に係る電池劣化判定システムにおいて、好ましくは、電圧変換状態値と現在内部抵抗推測値及び電池劣化時内部抵抗推測値との関係を表すマップのデータを記憶するマップ記憶手段を備え、内部抵抗取得手段は、取得された電圧変換状態値に基づいて、マップ記憶手段で記憶されたマップのデータを参照しつつ現在の電池内部抵抗推測値と電池劣化時内部抵抗推測値とを取得する。
【００２９】
また、第２の発明に係る電池劣化判定システムにおいて、好ましくは、マップ記憶手段は、電圧変換状態値と燃費性能悪化判定用内部抵抗推測値との関係を表す第２マップのデータを記憶し、判定手段は、現在の電池内部抵抗推測値と電池劣化時内部抵抗推測値とを比較した結果に基づいて、電池劣化か否かを判定するとともに、燃費性能悪化か否かを判定し、それぞれの判定結果に基づいて、２の通知信号を出力し、さらに、２の通知信号に基づいて異なる報知を行う報知手段を備える。
【００３０】
上記構成によれば、電池劣化に至っていないが、燃費性能悪化であることをユーザに注意することができ、燃費性能の悪化を許容できるユーザにとって無駄な電池交換の必要をなくせるとともに、燃費性能の悪化を許容できないユーザに、電池交換により車両の性能向上の機会を提供することができる。
【００３１】
また、第２の発明に係る電池劣化判定システムにおいて、好ましくは、ＤＣ／ＤＣコンバータは、上側スイッチング素子を含む上アームと、下側スイッチング素子を含むしたアームとを含み、状態指令値取得手段は、上アームの１周期におけるオンデューティの割合を指示する指令値を取得し、判定手段は、現在の電池内部抵抗推測値と電池劣化時内部抵抗推測値とを比較し、現在の電池内部抵抗推測値が電池劣化時内部抵抗推測値を上回った場合に、電池劣化であると判定し、現在の電池内部抵抗推測値が電池劣化時内部抵抗推測値以下である場合に、電池劣化ではないと判定する。
【００３２】
また、第２の発明に係る電池劣化判定システムにおいて、好ましくは、ＤＣ／ＤＣコンバータは、上側スイッチング素子を含む上アームと、下側スイッチング素子を含むしたアームとを含み、状態指令値取得手段は、下アームの１周期におけるオンデューティの割合を指示する指令値を取得し、判定手段は、現在の電池内部抵抗推測値と電池劣化時内部抵抗推測値とを比較し、現在の電池内部抵抗推測値が電池劣化時内部抵抗推測値を下回った場合に、電池劣化であると判定し、現在の電池内部抵抗推測値が電池劣化時内部抵抗推測値以上である場合に、電池劣化ではないと判定する。
【００３３】
また、第２の発明に係る電池劣化判定システムにおいて、好ましくは、内部抵抗取得手段は、予め設定された特定条件成立時にのみ、取得された電圧変換状態値に基づいて現在の電池内部抵抗推測値及び電池劣化時内部抵抗推測値を取得し、判定手段は、予め設定された特定条件成立時にのみ、現在の電池内部抵抗推測値と電池劣化時内部抵抗推測値とを比較した結果に基づいて、電池劣化か否かを判定する。
【００３４】
上記構成によれば、特定条件成立時にのみ、電池劣化の判定が行われるので、特定条件を電圧変換状態値に関係付けて設定することにより、内部抵抗取得手段が、電圧変換状態値と現在の電池内部抵抗推測値及び電池劣化時内部抵抗推測値との関係を表すマップを用いて現在の電池内部抵抗推測値及び電池劣化時内部抵抗推測値を取得する場合に、予め記憶させるマップ点数を減らすことができる。
【００３５】
また、第２の発明に係る電池劣化判定システムにおいて、好ましくは、電圧の取得値に基づいて、ＰＩ演算によりデューティ指令値を補正する補正手段を備え、補正手段は、判定手段により得られた電池劣化の判定結果に応じて、ＰＩ演算で使用するゲインを変更するゲイン変更手段を含む。
【００３６】
上記構成によれば、電池の劣化の判定結果に応じてＰＩ演算で使用するゲインを変更できるため、ＤＣ／ＤＣコンバータの制御応答性の向上を図れる。
【発明の効果】
【００３７】
本発明に係る電池劣化判定システムによれば、電池の劣化が生じた場合に、その劣化判定結果をより迅速に出力できる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る電池劣化判定システムを含むモータ駆動装置を示す回路図である。
【図２】図１に示す電池ＥＣＵ及びモータＥＣＵと報知手段とを示す構成図である。
【図３】図２に示す電池ＥＣＵを用いて実行される電池劣化判定方法を説明するためのフローチャートである。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係る電池劣化判定システムを用いて実行される電池劣化判定方法を説明するためのフローチャートである。
【図５】本発明の第３の実施の形態に係る電池劣化判定システムを用いて実行される電池劣化判定方法を説明するためのフローチャートである。
【図６】本発明の第４の実施の形態に係る電池劣化判定システムを用いて実行される電池劣化判定方法を説明するためのフローチャートである。
【図７】本発明の第５の実施の形態に係る電池劣化判定システムを含むモータ駆動装置を示す回路図である。
【図８】図７に示す電池ＥＣＵ及びモータＥＣＵと報知手段とを示す構成図である。
【図９】図７に示す電池ＥＣＵを用いて実行される電池劣化判定方法を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
［第１の発明の実施の形態］
以下において、図面を用いて本発明に係る実施の形態につき詳細に説明する。図１から図３は、本発明の第１の実施の形態を示している。
【００４０】
本実施の形態に係る電池劣化判定システムは、電動車両であるハイブリッド車両に搭載する場合を説明するが、ハイブリッド車両以外の電気自動車または燃料電池車に搭載して使用することもできる。なお、以下では、二次電池から電力を供給される負荷が車両の走行用モータであるモータジェネレータである場合を説明するが、モータジェネレータの代わりに、例えば、空調装置のブロア用モータやコンプレッサ用モータ等、車両用以外のモータ等の車両に搭載する他のモータを、二次電池から電力を供給される負荷とすることもできる。また、車両以外の用途に使用するモータを、二次電池から電力を供給される負荷とすることもできる。また、モータジェネレータは、モータと発電機との機能を併せ持つモータジェネレータである場合を説明するが、走行用モータは、モータのみの機能を有するモータとしてもよい。
【００４１】
図１に示すモータ駆動装置１０は、ハイブリッド車両に搭載して使用されるもので、電池劣化判定システムを構成する、電池制御部である電池ＥＣＵ１２と、モータＥＣＵ１４と、二次電池１６と、ＤＣ／ＤＣコンバータ１８と、インバータ２０と、モータジェネレータ２２とを備える。モータジェネレータ２２は、３相モータであり、主として電動機として使用されるが、車両の制動時に発電機としての機能を発揮する。制動時にモータジェネレータ２２で発電した電力は、二次電池１６で回収して二次電池１６を充電する。このような制動は回生制動と呼ばれる。二次電池１６は、ニッケル水素電池や、リチウムイオン電池、鉛蓄電池等である。
【００４２】
二次電池１６にＤＣ／ＤＣコンバータ１８を接続しており、ＤＣ／ＤＣコンバータ１８にインバータ２０を介してモータジェネレータ２２を接続している。ＤＣ／ＤＣコンバータ１８は、上側スイッチング素子を含む上アーム２４と、下側スイッチング素子を含む下アーム２６とを直列に接続し、上アーム２４と下アーム２６との中点にリアクトル２８を接続している。上アーム２４は、上側スイッチング素子に逆並列に接続されたダイオードを含む。下アーム２６は、下側スイッチング素子に逆並列に接続されたダイオードを含む。上側、下側各スイッチング素子は、ＩＧＢＴや、トランジスタ、ＭＯＳ−ＦＥＴ等である。リアクトル２８には、空心コイルまたは鉄心を有するコイルが用いられる。なお、ＤＣ／ＤＣコンバータ１８のモータジェネレータ２２側に、モータジェネレータ２２と並列に別のインバータを介して、主として発電機として機能する別のモータジェネレータを接続することもできる。
【００４３】
ＤＣ／ＤＣコンバータ１８は、二次電池１６の端子間電圧を第１電圧ＶＬとし、ＤＣ／ＤＣコンバータ１８のインバータ２０側であり、インバータ２０入力電圧を第２電圧ＶＨとした場合に、上側スイッチング素子のデューティ比の指令値であるデューティ指令値ＤＩに基づいて、第１電圧ＶＬと第２電圧ＶＨとの間で所望の大きさの電圧に、昇圧または降圧の電圧変換を行う。ＤＣ／ＤＣコンバータ１８で電圧変換された後の第２電圧ＶＨは、インバータ２０へ供給される。インバータ２０とＤＣ／ＤＣコンバータ１８との間に平滑化用のコンデンサ３０を接続している。なお、二次電池１６の出力側とＤＣ／ＤＣコンバータ１８との間にも平滑化用のコンデンサを、二次電池１６に対し並列に接続することもできる。インバータ２０は、入力される直流電力を交流電力に変換する。インバータ２０が生成した３相の交流電流は、モータジェネレータ２２に供給され、モータジェネレータ２２が駆動する。モータＥＣＵ１４は、モータ制御部とコンバータ制御部とを含み、モータ制御部は、インバータ２０にモータジェネレータ２２を駆動するための制御信号を送る。コンバータ制御部は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１８を構成する各スイッチング素子に制御信号を出力し、各スイッチング素子をオンオフ制御することにより、ＤＣ／ＤＣコンバータ１８に電圧変換を行わせる。
【００４４】
また、二次電池１６に、第１電圧ＶＬを検出する第１電圧センサ３２を接続している。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ１８とインバータ２０との間に、第２電圧ＶＨを検出する第２電圧センサ３４を接続している。モータＥＣＵ１４は、ＣＰＵ、メモリ等を有するマイクロコンピュータを含む。モータＥＣＵ１４には、モータジェネレータ２２に設けた図示しないモータ電流センサによりモータジェネレータ２２の各相を流れるモータ電流値を入力する。また、モータＥＣＵ１４には、第１電圧センサ３２により検出した第１電圧ＶＬと、第２電圧センサ３４により検出した第２電圧ＶＨと、図示しない外部ＥＣＵからのトルク指令値と、モータのロータ位置情報とを入力する。モータのロータ位置情報は、モータジェネレータ２２に設けた回転角度センサ（図示しない）等から取得する。
【００４５】
モータＥＣＵ１４を構成するモータ制御部は、モータ電流値及び第２電圧ＶＨの検出値と、トルク指令値及びモータのロータ位置情報とに基づいて、モータジェネレータ２２を駆動する際の、インバータ２０のスイッチング素子を制御するための信号を生成し、インバータ２０に出力する。これによって、インバータ２０は、モータジェネレータ２２に駆動信号を出力し、モータジェネレータ２２を駆動する。
【００４６】
モータＥＣＵ１４を構成するコンバータ制御部は、インバータ２０によりモータジェネレータ２２を駆動する際に、第１電圧ＶＬ及び第２電圧ＶＨの検出値と、トルク指令値及びモータ回転数とに基づいて、目標第２電圧を算出し、第２電圧ＶＨが目標第２電圧となるようにデューティ指令値ＤＩを生成する。そしてコンバータ制御部は、デューティ指令値ＤＩに基づいて上側スイッチング素子と下側スイッチング素子とをオンオフ制御するための信号を生成して、ＤＣ／ＤＣコンバータ１８に出力する。
【００４７】
また、コンバータ制御部は、モータジェネレータ２２が発電した交流電圧を直流電圧に変換するための信号を生成し、インバータ２０に出力するとともに、インバータ２０からの直流電圧を降圧して二次電池１６に充電するためのＤＣ／ＤＣコンバータ１８を制御するためのデューティ指令値ＤＩを生成し、デューティ指令値ＤＩに基づいて、上側スイッチング素子と下側スイッチング素子とをオンオフ制御するための信号を生成して、ＤＣ／ＤＣコンバータ１８に出力する。
【００４８】
本例の場合、上側スイッチング素子のオンの間、下側スイッチング素子をオフとし、上側スイッチング素子のオフの間、下側スイッチング素子をオンする。
【００４９】
ＤＣ／ＤＣコンバータ１８で電圧変換動作を行う場合、例えば、昇圧動作時には、下側スイッチング素子をオンさせる、すなわち接続するとともに、上側スイッチング素子をオフさせる、すなわち非接続とする。これにより、二次電池１６側の電力をリアクトル２８に一時的に磁気エネルギとして蓄える。また、下側スイッチング素子のオフ時には上側スイッチング素子をオンさせ、リアクトル２８で蓄えた磁気エネルギをコンデンサ３０の両端間に電力として供給する。この場合、上側スイッチング素子の１周期におけるオンデューティの割合であるデューティ比を指示する指令値を、デューティ指令値ＤＩとし、デューティ指令値ＤＩに基づいて、第２電圧ＶＨを制御できる。
【００５０】
電池ＥＣＵ１２は、二次電池１６の充電状態を監視するとともに、二次電池１６の劣化状態を判定し、二次電池１６が劣化していると判定されたならば、劣化を表す信号を報知手段である報知部３６（図２）に出力し、報知部３６でユーザに電池劣化を報知させる。例えば、報知部３６は、液晶表示部等の表示部またはＬＥＤ等を含み、点灯や点滅させる警告灯や、ブザー等の警告音や、電池劣化を知らせる音声を出力する出力部等とする。
【００５１】
また、二次電池１６に、二次電池１６の充放電電流ＩＢを検出する電流センサ３８を接続し、電流センサ３８の検出値を電池ＥＣＵ１２に入力している。また、二次電池１６の温度である電池温度Ｔを検出する温度センサ４０を設け、温度センサ４０の検出値を電池ＥＣＵ１２に入力している。また、電池ＥＣＵ１２に、第１電圧センサ３２の検出値、第２電圧センサ３４の検出値、及び、モータＥＣＵ１４からのデューティ指令値ＤＩを表す信号を入力している。
【００５２】
電池ＥＣＵ１２は、ＣＰＵ、メモリ等を有するマイクロコンピュータを含み、図２に示すように、状態指令値取得手段４２と、マップ記憶手段４４と、基準値取得手段４６と、判定手段４８とを含む。電池ＥＣＵ１２を含む電池劣化判定システムは、ＤＣ／ＤＣコンバータ１８を用いて、二次電池１６の劣化を判定する。状態指令値取得手段４２は、第１電圧センサ３２と第２電圧センサ３４とから、第１電圧ＶＬと、電圧変換状態値である第２電圧ＶＨとの検出値を取得する。また、状態指令値取得手段４２は、電流センサ３８から充放電電流ＩＢの検出値を取得することにより、電圧変換状態値であり、電池容量であるＳＯＣを取得する。この場合、状態指令値取得手段４２は、二次電池１６への充電電流値ＩＢ及び二次電池１６からの放電電流値ＩＢを時間積算することにより、ＳＯＣを算出する、すなわち取得する。なお、ＳＯＣの取得のために、電流値の時間積算による方法以外の方法を用いることもできる。また、状態指令値取得手段４２は、温度センサ４０から電圧変換状態値である、電池温度Ｔを取得する。さらに、状態指令値取得手段４２は、充放電電流ＩＢの検出値と、第１電圧ＶＬの検出値との積を算出し、電圧変換状態値である、二次電池１６の出力電力Ｐを算出、すなわち取得する（Ｐ＝ＩＢ×ＶＬ）。
【００５３】
マップ記憶手段４４は、電圧変換状態値である、出力電力Ｐ、電池温度Ｔ、ＳＯＣ、及び第２電圧ＶＨと、電池劣化判定用デューティ基準値ＤＬとの関係を表すマップのデータを記憶する。すなわち、ＤＣ／ＤＣコンバータ１８の上アーム２４におけるデューティ比であるデューティ指令値Ｄに関して、図１に示すように下アーム２６の両端間電圧をＶ０とした場合に、次式がそれぞれ成立する。
【００５４】
Ｖ０＝ＶＢ−Ｒ×ＩＢ ・・・（１）
Ｖ０＝ＶＨ×Ｄ ・・・（２）
ここで、ＶＢは二次電池１６の起電力であり、Ｒは二次電池１６の内部抵抗である。
【００５５】
また、二次電池１６の出力電力Ｐについて、次式が成立する。
Ｐ＝ＶＨ×Ｄ×ＩＢ ・・・（３）
【００５６】
したがって、（３）式に（１）（２）式の関係を代入すると、
Ｐ＝ＶＨ×Ｄ×１／Ｒ×（ＶＢ−Ｄ×ＶＨ）
＝−（ＶＨ）2／Ｒ×｛Ｄ−ＶＢ／（２ＶＨ）｝2＋（ＶＢ）2／（４Ｒ） ・・・（４）
が成立する。
【００５７】
したがって、（４）式において、デューティ指令値Ｄについての二次方程式を解くことにより、次式が得られる。
【００５８】
【数１】
【００５９】
（５）式から、デューティ指令値Ｄは、二次電池１６の起電力ＶＢと、二次電池１６の内部抵抗Ｒと、二次電池１６の出力電力Ｐと、第２電圧ＶＨとから決定されることが分かる。また、二次電池１６の起電力ＶＢは、二次電池１６の容量ＳＯＣに依存することが分かっている。また、内部抵抗Ｒは、電池容量ＳＯＣと電池温度Ｔとに依存することも分かっている。本実施の形態では、このようなＤについての関係を用いて、二次電池１６の劣化時のデューティ指令値ＤＬを推測し、現在のデューティ指令値ＤＩとこの劣化時のデューティ指令値ＤＬとの大小関係を求めることにより、二次電池１６が劣化しているか否かを判定する。
【００６０】
すなわち、二次電池１６の内部抵抗Ｒは、電池容量ＳＯＣと電池温度Ｔとに依存するため、二次電池１６劣化時の内部抵抗Ｒも、電池容量ＳＯＣと電池温度Ｔとに依存する。このため、予め二次電池１６劣化時の内部抵抗推測値ＲＬと、電池容量ＳＯＣと電池温度Ｔとの関係を表すマップのデータを記憶部に記憶させておくことで、取得された電池容量ＳＯＣと電池温度Ｔとから、二次電池１６劣化時の内部抵抗ＲＬを取得できる。
【００６１】
また、取得された内部抵抗推測値ＲＬ、第２電圧ＶＨ、及び電池出力電力Ｐと、電池容量ＳＯＣから一義的に算出される二次電池１６の起電力ＶＢとを、（５）式に代入することで、二次電池１６劣化時のデューティ指令値を、劣化判定用デューティ基準値ＤＬとして算出できるので、予め内部抵抗推測値ＲＬ、第２電圧ＶＨ、電池出力電力Ｐ、及び電池容量ＳＯＣと、算出される基準値ＤＬとの関係を表すマップのデータを記憶部に記憶させておくことで、取得された内部抵抗推測値ＲＬ、第２電圧ＶＨ、電池出力電力Ｐ、及び電池容量ＳＯＣから、基準値ＤＬを取得できる。したがって、電圧変換状態値である、電池出力電力Ｐと、電池温度Ｔと、電池容量ＳＯＣと、第２電圧ＶＨと、基準値ＤＬとの関係を表すマップのデータをマップ記憶手段４４に記憶させておくことで、マップ記憶手段４４で記憶されたデータを参照しつつ、取得された電圧変換状態値に基づいて、電池劣化判定用デューティ基準値ＤＬを得ることができる。本例の場合には、マップ記憶手段４４は、上記の電圧変換状態値と、電池劣化判定用デューティ基準値ＤＬとの関係を表すマップのデータを記憶する。また、基準値取得手段４６は、取得された電圧変換状態値に基づいて、マップ記憶手段４４で記憶されたマップのデータを参照しつつ、電池劣化判定用デューティ基準値ＤＬを取得する。
【００６２】
判定手段４８は、取得されたデューティ指令値ＤＩと電池劣化判定用デューティ基準値ＤＬとを比較した結果に基づいて、電池劣化か否かを判定する。より具体的には、判定手段４８は、状態指令値取得手段４２で取得されたデューティ指令値ＤＩと、基準値取得手段４６で取得された電池劣化判定用デューティ基準値ＤＬとを比較し、デューティ指令値ＤＩが電池劣化判定用デューティ基準値ＤＬを下回った場合（ＤＩ＜ＤＬ）に、電池劣化であると判定し、デューティ指令値ＤＩが電池劣化判定用デューティ基準値ＤＬ以上である場合（ＤＩ≧ＤＬ）に、電池劣化ではないと判定する。そして、判定手段４８は、電池劣化であると判定した場合に、報知部３６に電池劣化判定結果、すなわち二次電池１６が劣化していることを表す信号を出力し、報知部３６は、ユーザへ電池劣化を通知する。例えば、報知部３６が表示部を含む場合には、表示部に電池劣化を表示させる。
【００６３】
また、モータＥＣＵ１４を構成するコンバータ制御部は、補正手段５０を含む。補正手段５０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１８で電圧変換を行う場合に、第２電圧ＶＨの取得値に基づいて、ＰＩ演算により取得されたデューティ指令値ＤＩを補正する。すなわち、補正手段５０は、第２電圧ＶＨが目標第２電圧ＶＨ´に近づくように、第２電圧ＶＨの取得値と目標第２電圧との偏差を取得し、その偏差に基づいてＰＩ演算により補正量を出力し、デューティ指令値ＤＩを補正する。そして、補正手段５０は、判定手段４８から電池劣化であることを表す判定結果の信号が入力されることにより、電池劣化である場合に通常時に対して、ＰＩ演算で使用するフィードバックゲインである、Ｐゲイン及びＩゲインを、予め設定した所定量増加または減少させる等により、ゲインを変更するゲイン変更手段５２を含む。すなわち、ゲイン変更手段５２は、判定手段４８により得られた電池劣化の判定結果に応じて、ＰＩ演算で使用するゲインを変更する。これにより、二次電池１６の劣化時には、ＰＩ演算によるデューティ指令値ＤＩの制御の応答性が悪化する傾向となるのに対し、本例の構成によれば、デューティ指令値ＤＩの制御応答性の向上を図れる。また、このようなゲインの変更は、予め記憶させたゲインと偏差との関係を表すマップを別のマップに変更することで実行してもよく、また、ゲインと偏差との関係を表す関数を変更することで実行してもよい。
【００６４】
なお、ＰＩ演算の代わりにＰＩ演算を含むＰＩＤ演算を使用してもよい。この場合、ゲイン変更手段５２は、判定手段４８から電池劣化であることを表す判定結果の信号が入力されることにより、通常時に対して、ＰＩＤ演算で使用するフィードバックゲインである、Ｄゲインも、予め設定した所定量増加または減少させる等により、ゲインを変更してもよい。
【００６５】
次に、このような電池劣化判定システムを用いて実行される電池劣化判定方法を、図３に示すフローチャートを用いて説明する。なお、以下の説明では、図１，２に示した要素と同一の要素には同一の符号を付して説明する。このようなフローチャートは、例えば電池ＥＣＵ１２が備える記憶部に記憶させた判定プログラムを実行することにより、実行される。なお、このプログラムは、予め定められたサイクルタイムで繰り返し実行される。
【００６６】
まず、判定プログラムが開始されると、図３のステップ（以下、「ステップ」は単にＳとして説明する。）１０において、状態指令値取得手段４２は、デューティ指令値ＤＩ、電池温度Ｔ、電池容量ＳＯＣ、充放電電流ＩＢ、第１電圧ＶＬ、及び第２電圧ＶＨを取得する。次いで、Ｓ２０において、状態指令値取得手段４２は、電池出力電力Ｐを、充放電電流ＩＢと第１電圧ＶＬとの積により算出、すなわち取得する。
【００６７】
次いで、Ｓ１４において、基準値取得手段４６は、取得された電池出力電力Ｐ、電池温度Ｔ、電池容量ＳＯＣ、及び第２電圧ＶＨに基づいて、マップ記憶手段４４で記憶されたマップを参照しつつ、劣化判定用デューティ基準値ＤＬを取得する。
【００６８】
Ｓ１６では、判定手段４８は、取得されたデューティ指令値ＤＩと電池劣化判定用デューティ基準値ＤＬとを比較した結果に基づいて、電池劣化か否かを判定し、ＤＩがＤＬを下回った場合（ＤＩ＜ＤＬ）には、電池劣化であると判定し、その判定結果を表す信号を報知部３６へ出力し、報知部３６においてユーザへ電池劣化を通知させる、すなわち報知させ、ユーザに電池交換を促す。また、判定手段４８は、ゲイン変更手段５２に電池劣化であることを表す信号を出力し、ゲイン変更手段５２でＰＩ演算またはＰＩＤ演算に用いるゲインを変更させる。これに対して、Ｓ１６で、ＤＩがＤＬ以上である場合（ＤＩ≧ＤＬ）には、電池劣化ではないと判定し、判定処理を終了する。
【００６９】
本実施の形態によれば、二次電池１６の劣化が生じた場合に、その劣化判定結果をより迅速に出力でき、ユーザにその劣化をより迅速に通知することができる。このため、ユーザに二次電池１６の交換要求を適切な時期に知らせることができる。また、上記の特許文献１に記載の構成の場合と異なり、電池容量ＳＯＣを変動させ、そのＳＯＣの変動前後で二次電池１６の開放電圧ＯＣＶを検出する必要がなくなり、判定に要する時間を短くでき、劣化が生じた場合に、その劣化判定結果をより迅速に出力できる。
【００７０】
また、本実施の形態によれば、デューティ指令値ＤＩと第２電圧ＶＨの取得値とに基づいて、ＰＩ演算によりデューティ指令値を補正する補正手段５０を備え、補正手段５０は、判定手段４８により得られた電池劣化の判定結果に応じて、ＰＩ演算で使用するゲインを変更するゲイン変更手段５２を含むので、ＤＣ／ＤＣコンバータ１８の制御応答性の向上を図れる。
【００７１】
なお、本例の場合に、ゲイン変更手段５２を省略し、判定手段４８は、電池劣化を判定した場合に、報知部３６へ判定結果を出力することのみを実行させることもできる。また、本例の場合、マップ記憶手段４４は、それぞれ電圧変換状態値である、電池出力電力Ｐと、電池温度Ｔと、電池容量ＳＯＣと、第２電圧ＶＨと、基準値ＤＬとの関係を表すマップを記憶しておき、基準値取得手段４６は、取得された電圧変換状態値に基づいて、マップ記憶手段４４で記憶されたマップのデータを参照しつつ、電池劣化判定用デューティ基準値ＤＬを取得している。ただし、マップ記憶手段４４は、電池容量ＳＯＣと二次電池１６の起電力ＶＢとの関係を表すマップのデータと、電池容量ＳＯＣと電池温度Ｔと二次電池１６劣化時の内部抵抗推測値ＲＬとの関係を表す別のマップのデータとを記憶させ、基準値取得手段４６は、取得された電池容量ＳＯＣ及び電池温度Ｔに基づいて、２つのマップを参照しつつ起電力ＶＢ及び内部抵抗推測値ＲＬを取得し、取得された電池出力電力Ｐ、第２電圧ＶＨ、起電力ＶＢ及び内部抵抗推測値ＲＬを、上記の（５）式に代入して劣化判定用デューティ基準値ＤＬを算出、すなわち取得することもできる。
【００７２】
また、この場合、基準値取得手段４６は、マップのデータを用いることなく、取得された電池容量ＳＯＣ及び電池温度Ｔに基づいて、起電力ＶＢ及び内部抵抗推測値ＲＬをそれぞれに関係する関係式から算出し、算出された電池出力電力Ｐ、第２電圧ＶＨ、起電力ＶＢ及び内部抵抗推測値ＲＬを、上記の（５）式に代入して劣化判定用デューティ基準値ＤＬを算出、すなわち取得することもできる。すなわち、基準値取得手段４６は、電池容量ＳＯＣ及び電池温度Ｔに基づいて定められる電池劣化時の電池内部抵抗推測値ＲＬを取得し、電池劣化時の電池内部抵抗推測値ＲＬ、電池出力電力Ｐ、電池容量ＳＯＣ、及び第２電圧ＶＨに基づいて電池劣化判定用デューティ基準値ＤＬを取得することもできる。
【００７３】
なお、本例において、判定手段４８が出力した劣化判定結果を表す信号に基づいて、制御部において、異常検出履歴として記憶部に所定の異常コードを記憶させることもできる。また、本例の場合、電池ＥＣＵ１２とモータＥＣＵ１４とを別の制御部として構成しているが、これらを１の制御部であるＥＣＵにより構成することもできる。
【００７４】
［第２の発明の実施の形態］
図４は、本発明の第２の実施の形態に係る電池劣化判定システムを用いて実行される電池劣化判定方法を説明するためのフローチャートである。なお、以下の説明では、図１，２に示した要素と同等の要素には、同一の符号を付して説明する。上記の第１の実施の形態の場合には、状態指令値取得手段４２は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１８の上側スイッチング素子の１周期におけるオンデューティの割合を指示する指令値であるデューティ指令値ＤＩを取得し、判定手段４８は、デューティ指令値ＤＩと電池劣化判定用デューティ基準値ＤＬとを比較し、電池劣化か否かを判定している。ただし、本実施の形態の場合には、状態指令値取得手段４２は、デューティ指令値として、ＤＣ／ＤＣコンバータ１８の下側スイッチング素子の１周期におけるオンデューティの割合を指示する指令値であるデューティ指令値ＤＩ´を取得する。また、図４のＳ２６で、判定手段４８は、デューティ指令値ＤＩ´と電池劣化判定用デューティ基準値ＤＬとを比較し、デューティ指令値ＤＩ´が電池劣化判定用デューティ基準値ＤＬを上回った場合に、電池劣化であると判定し、デューティ指令値ＤＩ´が電池劣化判定用デューティ基準値ＤＬ以下である場合に、電池劣化ではないと判定する。その他の構成及び作用は、上記の第１の実施の形態と同様である。
【００７５】
［第３の発明の実施の形態］
図５は、本発明の第３の実施の形態に係る電池劣化判定システムを用いて実行される電池劣化判定方法を説明するためのフローチャートである。以下の説明でも、図１，２に示した要素と同等の要素には同一の符号を付して説明する。本実施の形態の場合、基準値取得手段４６は、予め設定された特定条件成立時にのみ、取得された電圧変換状態値である電池出力電力Ｐ、電池温度Ｔ，電池容量ＳＯＣ及び第２電圧ＶＨに基づいて、電池劣化判定用デューティ基準値ＤＬを取得する。また、判定手段４８は、予め設定された特定条件成立時にのみ、デューティ指令値ＤＩと電池劣化判定用デューティ基準値ＤＬとを比較した結果に基づいて、電池劣化か否かを判定する。
【００７６】
この場合、状態指令値取得手段４２で取得される電圧変換状態値である、第２電圧ＶＨ、電池容量ＳＯＣ、電池温度Ｔ及び電池出力電力Ｐのうち、いずれか１以上か、またはすべてが、それぞれに対応して予め設定される個別特定条件が成立である場合に、特定条件が成立したと設定する。例えば、個別特定条件とは、二次電池１６が劣化した場合に表れる傾向となる条件であり、例えば第２電圧ＶＨがある閾値電圧よりも低い場合、電池容量ＳＯＣがある閾値容量よりも低い場合等である。
【００７７】
また、本例の場合、マップ記憶手段４４は、電圧変換状態値と燃費悪化判定用デューティ基準値ＤＡとの関係を表す第２マップのデータを予め記憶する。この燃費悪化判定用デューティ基準値ＤＡは、劣化判定用デューティ基準値ＤＬよりも大きい値である（ＤＡ＞ＤＬ）。基準値取得手段４６は、取得された電圧変換状態値に基づいて、マップ記憶手段４４で記憶されたマップのデータを参照しつつ電池劣化判定用デューティ基準値ＤＬを取得するとともに、取得された電圧変換状態値に基づいて、マップ記憶手段４４で記憶された第２マップのデータを参照しつつ燃費悪化判定用デューティ基準値ＤＡを取得する。
【００７８】
また、判定手段４８は、デューティ指令値ＤＩと、基準値取得手段４６で取得された電池劣化判定用デューティ基準値ＤＬとを比較した結果に基づいて、電池劣化か否かを判定する。これとともに、判定手段４８は、デューティ指令値ＤＩと、基準値取得手段４６で取得された燃費悪化判定用デューティ基準値ＤＡとを比較した結果に基づいて、燃費性能悪化か否かを判定する。判定手段４８は、電池劣化判定結果と燃費性能悪化判定結果との、それぞれの判定結果に基づいて、２の異なる通知信号を出力する。報知手段である報知部３６は、このような異なる２の通知信号に基づいて異なる報知を行う。例えば、報知部３６が表示部である場合、燃費性能悪化であることを表す信号が入力された場合には、表示部に「燃費性能悪化」を表示させ、電池劣化であることを表す信号が入力された場合には、表示部に「電池劣化」を表示させる。これにより、電池劣化には至らないが燃費性能悪化である場合には、それをユーザに通知させることができる。
【００７９】
次に、このような構成を用いて実行する電池劣化判定方法を説明する。まず、図５のＳ３０において、状態指令値取得手段４２は、電圧変換状態値の特定条件に対応する１以上を用いて、特定条件成立か否かを判定し、特定条件成立と判定された場合には、Ｓ３２に移行する。
【００８０】
Ｓ３２では、状態指令値取得手段４２は、デューティ指令値ＤＩ、電池温度Ｔ、電池容量ＳＯＣ、充放電電流ＩＢ、第１電圧ＶＬ、及び第２電圧ＶＨを取得する。次いで、Ｓ３４において、状態指令値取得手段４２は、電池出力電力Ｐを、充放電電流ＩＢと第１電圧ＶＬとの積により算出する。
【００８１】
次いで、Ｓ３６において、基準値取得手段４６は、取得された電池出力電力Ｐ、電池温度Ｔ、電池容量ＳＯＣ、及び第２電圧ＶＨに基づいて、マップ記憶手段４４で記憶されたマップ及び第２のマップを参照しつつ、燃費悪化判定用デューティ基準値ＤＡ及び劣化判定用デューティ基準値ＤＬを取得する。
【００８２】
Ｓ３８では、判定手段４８は、取得されたデューティ指令値ＤＩと燃費悪化判定用デューティ基準値ＤＡとを比較した結果に基づいて、電池劣化か否かを判定し、ＤＩがＤＡを下回った場合（ＤＩ＜ＤＡ）には、燃費性能悪化であると判定し、Ｓ４０に移行する。これに対して、Ｓ３８でＤＩがＤＡ以上である場合（ＤＩ≧ＤＡ）には、燃費性能悪化ではなく、かつ、電池劣化でもないと判定し、判定処理を終了する。
【００８３】
Ｓ４０では、判定手段４８は、取得されたデューティ指令値ＤＩと劣化判定用デューティ基準値ＤＬとを比較した結果に基づいて、電池劣化か否かを判定し、ＤＩがＤＬを下回った場合（ＤＩ＜ＤＬ）には、電池劣化であると判定し、Ｓ４２で、その判定結果を表す信号を報知部３６へ出力し、報知部３６においてユーザへ電池劣化を通知させる、すなわち報知させ、ユーザに電池交換を促す。これに対して、Ｓ４０で、ＤＩがＤＬ以上である場合（ＤＩ≧ＤＬ）には、燃費性能悪化であるが、電池劣化ではないと判定し、Ｓ４４で、その判定結果を表す信号を報知部３６へ出力し、報知部３６においてユーザへ燃費性能悪化を通知させる、すなわち報知させる。
【００８４】
なお、判定手段４８は、上記の図１から図３に示した第１の実施の形態と同様に、Ｓ４２で、ゲイン変更手段５２に電池劣化であることを表す信号を出力し、ゲイン変更手段５２でＰＩ演算またはＰＩＤ演算に用いるゲインを変更させることもできる。
【００８５】
上記の構成によれば、基準値取得手段４６は、予め設定された特定条件成立時にのみ、取得された電圧変換状態値に基づいて電池劣化判定用デューティ基準値ＤＬを取得し、判定手段４８は、予め設定された特定条件成立時にのみ、デューティ指令値ＤＩと電池劣化判定用デューティ基準値ＤＬとを比較した結果に基づいて、電池劣化か否かを判定する。このため、特定条件を電圧変換状態値に関係付けて設定することにより、基準値取得手段４６が、電圧変換状態値と電池劣化判定用デューティ基準値ＤＬとの関係を表すマップを用いて電池劣化判定用デューティ基準値ＤＬを取得する場合に、予め記憶させるマップ点数を減らすことができる。
【００８６】
また、マップ記憶手段４４は、電圧変換状態値と燃費悪化判定用デューティ基準値ＤＡとの関係を表す第２マップのデータを記憶し、基準値取得手段４６は、取得された電圧変換状態値に基づいて、マップ記憶手段４４で記憶された第２マップのデータを参照しつつ燃費悪化判定用デューティ基準値ＤＡを取得し、判定手段４８は、デューティ指令値ＤＩと電池劣化判定用デューティ基準値ＤＬとを比較した結果に基づいて、電池劣化か否かを判定するとともに、デューティ指令値ＤＩと燃費悪化判定用デューティ基準値ＤＡとを比較した結果に基づいて、燃費性能悪化か否かを判定し、それぞれの判定結果に基づいて、２の通知信号を出力し、さらに、２の通知信号に基づいて異なる報知を行う報知部３６を備える。このため、電池劣化に至っていないが、燃費性能悪化であることをユーザに注意することができ、燃費性能の悪化を許容できるユーザにとって無駄な電池交換の必要をなくせるとともに、燃費性能の悪化を許容できないユーザに、電池交換により車両の性能向上の機会を提供することができる。
【００８７】
なお、本実施の形態において、特定条件成立判定工程と、燃費悪化判定工程とのいずれかを省略することもできる。また、図４に示した第２の実施の形態と同様に、状態指令値取得手段４２は、デューティ指令値として、ＤＣ／ＤＣコンバータ１８の下側スイッチング素子の１周期におけるオンデューティの割合を指示する指令値であるデューティ指令値ＤＩ´を取得し、判定手段４８は、デューティ指令値ＤＩ´と電池劣化判定用デューティ基準値ＤＬ及び燃費悪化判定用デューティ基準値ＤＡとを比較し、デューティ指令値ＤＩ´が電池劣化判定用デューティ基準値ＤＬを上回った場合に、電池劣化であると判定し、デューティ指令値ＤＩ´が燃費悪化判定用デューティ基準値ＤＡをさらに上回った場合に、燃費性能悪化であると判定することもできる。その他の構成及び作用は、上記の図１から図３に示した第１の実施の形態と同様である。
【００８８】
［第４の発明の実施の形態］
図６は、本発明の第４の実施の形態に係る電池劣化判定システムを用いて実行される電池劣化判定方法を説明するためのフローチャートである。以下の説明でも、図１，２に示した要素と同等の要素には同一の符号を付して説明する。本実施の形態の場合、上記の各実施の形態と異なり、電池劣化か否かを判定するために二次電池１６の現在内部抵抗推測値ＲＥを取得するとともに、電池劣化時内部抵抗推測値である劣化時内部抵抗推測値ＲＬを取得し、両内部抵抗推測値ＲＥ，ＲＬの比較により、二次電池１６の劣化を判定する。
【００８９】
すなわち、上記の各実施の形態の原理となる上記の（５）式を変形すると、二次電池１６の内部抵抗Ｒに関して、次式が得られる。
【００９０】
【数２】
【００９１】
（６）式において、ＶＨは第２電圧であり、Ｄはデューティ指令値であり、ＶＢは二次電池１６の起電力であり、Ｐは二次電池１６の電池出力電力である。ここで、起電力ＶＢは電池容量ＳＯＣに依存し、内部抵抗Ｒは、電池容量ＳＯＣ及び電池温度Ｔに依存する。上記各実施の形態では、デューティ指令値の比較により、電池劣化を判定していたが、本例では現在の内部抵抗値と、電池劣化時の内部抵抗値とを比較することにより、電池劣化か否かを判定する。このため、マップ記憶手段４４は、電圧変換状態値である、電池出力電力Ｐ、デューティ指令値ＤＩ、電池容量ＳＯＣ、及び第２電圧ＶＨと、現在内部抵抗推測値ＲＥとの関係を表す現在抵抗マップのデータと、電圧変換状態値である、電池温度Ｔ及び電池容量ＳＯＣと劣化時内部抵抗推測値ＲＬとの関係を表す劣化時抵抗マップのデータとを記憶する。また、本実施の形態の場合、上記の図２に示した第１の実施の形態において、基準値取得手段４６の代わりに内部抵抗取得手段（図示せず）を備え、内部抵抗取得手段は、取得された電圧変換状態値に基づいて、マップ記憶手段４４で記憶された現在抵抗マップ及び劣化時抵抗マップのデータを参照しつつ、現在内部抵抗推測値ＲＥと、劣化時内部抵抗推測値ＲＬとを取得する。
【００９２】
判定手段４８は、取得された現在内部抵抗推測値ＲＥと劣化時内部抵抗推測値ＲＬとを比較した結果に基づいて、電池劣化か否かを判定する。より具体的には、判定手段４８は、現在内部抵抗推測値ＲＥが劣化時内部抵抗推測値ＲＬを上回った場合（ＲＥ＞ＲＬ）に、電池劣化であると判定し、現在内部抵抗推測値ＲＥが劣化時内部抵抗推測値ＲＬ以下である場合（ＲＥ≦ＲＬ）に、電池劣化ではないと判定する。そして、判定手段４８は、電池劣化であると判定した場合に、報知部３６に電池劣化判定結果、すなわち二次電池１６が劣化していることを表す信号を出力し、報知部３６は、ユーザへ電池劣化を通知する。
【００９３】
また、判定手段４８は、電池劣化であると判定した場合に、モータＥＣＵ１４が含む補正手段５０のゲイン変更手段５２に、二次電池１６が劣化していることを表す信号を出力し、ゲインを変更させる。
【００９４】
次に、このような電池劣化判定システムを用いて実行される電池劣化判定方法を、図６に示すフローチャートを用いて説明する。このようなフローチャートは、例えば電池ＥＣＵ１２が備える記憶部に記憶させた判定プログラムを実行することにより、実行される。判定プログラムが開始されると、図６のＳ５０において、状態指令値取得手段４２は、デューティ指令値ＤＩ、電池温度Ｔ、電池容量ＳＯＣ、充放電電流ＩＢ、第１電圧ＶＬ、及び第２電圧ＶＨを取得する。次いで、Ｓ５２において、状態指令値取得手段４２は、電池出力電力Ｐを、充放電電流ＩＢと第１電圧ＶＬとの積により算出、すなわち取得する。この場合、電池出力電力Ｐが０となった場合には、上記の（６）式を用いて内部抵抗を算出する場合に算出不能となるため、この不都合を防止すべく電池出力電力Ｐは予め正の値である所定の下限ガード値を設定し、Ｓ５２で算出された電池出力電力Ｐが下限ガード値以下となる場合には、電池出力電力Ｐを下限ガード値に置き換える処理を行う。
【００９５】
次いで、Ｓ５４において、内部抵抗取得手段は、取得された電池出力電力Ｐ、電池温度Ｔ、電池容量ＳＯＣ、及び第２電圧ＶＨに基づいて、マップ記憶手段４４で記憶された現在抵抗マップを参照しつつ、現在内部抵抗推測値ＲＥを取得する。
【００９６】
また、Ｓ５６では、内部抵抗取得手段は、取得された電池温度Ｔ及び電池容量ＳＯＣに基づいて、マップ記憶手段４４で記憶された劣化抵抗マップを参照しつつ、劣化時内部抵抗推測値ＲＬを取得する。
【００９７】
Ｓ５８では、判定手段４８は、取得された現在内部抵抗推測値ＲＥと劣化時内部抵抗推測値ＲＬとを比較した結果に基づいて、電池劣化か否かを判定し、ＲＥがＲＬを上回った場合（ＲＥ＞ＲＬ）には、電池劣化であると判定し、その判定結果を表す信号を報知部３６へ出力し、報知部３６においてユーザへ電池劣化を通知させる。また、判定手段４８は、ゲイン変更手段５２に電池劣化であることを表す信号を出力し、ゲイン変更手段５２でＰＩ演算またはＰＩＤ演算に用いるゲインを変更させる。これに対して、Ｓ５８で、ＲＥがＲＬ以下である場合（ＲＥ≦ＲＬ）には、電池劣化ではないと判定し、判定処理を終了する。
【００９８】
本実施の形態によれば、二次電池１６の劣化が生じた場合に、その劣化判定結果をより迅速に出力できる。また、上記の特許文献１に記載の構成の場合と異なり、電池容量を変動させ、その電池容量ＳＯＣの変動前後で二次電池１６の開放電圧を検出する必要がなくなり、判定に要する時間を短くでき、二次電池１６の劣化が生じた場合に、その劣化判定結果をより迅速に出力できる。
【００９９】
また、補正手段５０は、判定手段４８により得られた電池劣化の判定結果に応じて、ＰＩ演算で使用するゲインを変更するゲイン変更手段５２を含むので、電池の劣化の判定結果に応じてＰＩ演算で使用するゲインを変更できるため、ＤＣ／ＤＣコンバータ１８の制御応答性の向上を図れる。
【０１００】
なお、内部抵抗取得手段は、マップ記憶手段４４で記憶させたマップを用いるのではなく、電圧変換状態値である、電池出力電力Ｐ、デューティ指令値ＤＩ、電池容量ＳＯＣ、及び第２電圧ＶＨと、現在内部抵抗推測値ＲＥとの関係を表す関係式から、現在内部抵抗推測値ＲＥを算出、すなわち取得し、電圧変換状態値である、電池温度Ｔ及び電池容量ＳＯＣと劣化時内部抵抗推測値ＲＬとの関係を表す関係式から、劣化時内部抵抗推測値ＲＬを算出、すなわち取得することもできる。その他の構成及び作用は、上記の図１から図３に示した第１の実施の形態と同様である。
【０１０１】
なお、本実施の形態において、上記の図５に示した第３の実施の形態と同様に、マップ記憶手段４４は、電圧変換状態値と燃費性能悪化判定用内部抵抗推測値との関係を表す第２マップのデータを記憶し、判定手段４８は、現在の電池内部抵抗推測値ＲＥと電池劣化時内部抵抗推測値ＲＬとを比較した結果に基づいて、電池劣化か否かを判定するとともに、現在の電池内部抵抗推測値ＲＥと燃費性能悪化判定用内部抵抗推測値とを比較した結果に基づいて、燃費性能悪化か否かを判定し、それぞれの判定結果に基づいて、２の通知信号を出力し、さらに、２の通知信号に基づいて異なる報知を行う報知手段を備える構成を採用することもできる。
【０１０２】
この構成を採用した場合には、電池劣化に至っていないが、燃費性能悪化であることをユーザに注意することができ、燃費性能の悪化を許容できるユーザにとって無駄な電池交換の必要をなくせるとともに、燃費性能の悪化を許容できないユーザに、電池交換により車両の性能向上の機会を提供することができる。
【０１０３】
また、本実施の形態において、上記の図４に示した第２の実施の形態と同様に、状態指令値取得手段４２は、下アーム２６の１周期におけるオンデューティの割合を指示する指令値を取得し、判定手段４８は、現在の電池内部抵抗推測値ＲＥ´と電池劣化時内部抵抗推測値ＲＬとを比較し、現在の電池内部抵抗推測値ＲＥ´が電池劣化時内部抵抗推測値ＲＬを下回った場合に、電池劣化であると判定し、現在の電池内部抵抗推測値ＲＥ´が電池劣化時内部抵抗推測値ＲＬ以上である場合に、電池劣化ではないと判定する構成を採用することもできる。
【０１０４】
また、本実施の形態において、上記の図５に示した第３の実施の形態と同様に、内部抵抗取得手段は、予め設定された特定条件成立時にのみ、取得された電圧変換状態値に基づいて現在の電池内部抵抗推測値ＲＥ及び電池劣化時内部抵抗推測値ＲＬを取得し、判定手段４８は、予め設定された特定条件成立時にのみ、現在の電池内部抵抗推測値ＲＥと電池劣化時内部抵抗推測値ＲＬとを比較した結果に基づいて、電池劣化か否かを判定する構成を採用することもできる。
【０１０５】
この構成を採用した場合には、特定条件成立時にのみ、電池劣化の判定が行われるので、特定条件を電圧変換状態値に関係付けて設定することにより、内部抵抗取得手段が、電圧変換状態値と現在の電池内部抵抗推測値ＲＥ及び電池劣化時内部抵抗推測値ＲＬとの関係を表すマップを用いて現在の電池内部抵抗推測値ＲＥ及び電池劣化時内部抵抗推測値ＲＬを取得する場合に、予め記憶させるマップ点数を減らすことができる。
【０１０６】
［第５の発明の実施の形態］
図７は、本発明の第５の実施の形態に係る電池劣化判定システムを含むモータ駆動装置を示す回路図である。図８は、図７に示す電池ＥＣＵ１２及びモータＥＣＵ１４と報知手段とを示す構成図である。図９は、図７に示す電池ＥＣＵ１２を用いて実行される電池劣化判定方法を説明するためのフローチャートである。
【０１０７】
本実施の形態の場合、上記の図１から図３に示した第１の実施の形態において、二次電池をマスタバッテリと呼ばれる主二次電池５４とするとともに、スレーブバッテリと呼ばれるサブ二次電池５６を備え、サブ二次電池５６にサブＤＣ／ＤＣコンバータ５８を接続している。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ１８及びインバータ２０の間に、サブＤＣ／ＤＣコンバータ５８の、サブ二次電池５６と反対側を接続している。
【０１０８】
サブＤＣ／ＤＣコンバータ５８は、サブスイッチング素子である上側スイッチング素子を含む上アーム６０と、サブスイッチング素子である下側スイッチング素子を含む下アーム６２と、各アーム６０，６２の中点に接続されたリアクトル６４とを含む。このようなサブＤＣ／ＤＣコンバータ５８の基本構成は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１８の構成と同様である。また、主二次電池５４とＤＣ／ＤＣコンバータ１８との間、サブ二次電池５６とサブＤＣ／ＤＣコンバータ５８との間に、それぞれ平滑化用のコンデンサ６６，６８を設けている。また、サブ二次電池５６のサブ電池温度Ｔ２を検出する温度センサ７０を設け、温度センサ７０の検出信号を電池ＥＣＵ１２に入力している。また、サブ二次電池５６の充放電電流ＩＢ２を検出する電流センサ７２を設け、電流センサ７２の検出信号を電池ＥＣＵ１２に入力している。
【０１０９】
また、サブＤＣ／ＤＣコンバータ５８のサブ二次電池５６の端子間電圧であるサブ第１電圧ＶＬ２を検出する第１電圧センサ７４を設け、第１電圧センサ７４の検出値を電池ＥＣＵ１２に入力している。また、サブＤＣ／ＤＣコンバータ５８のインバータ２０側電圧であるサブ第２電圧ＶＨ２は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１８のインバータ２０側電圧である第２電圧ＶＨ（図１参照）と等しい（同電位である）（ＶＨ２＝ＶＨ）。このため、電池ＥＣＵ１２に入力される第２電圧センサ３４（図１参照）の検出値を、第２電圧ＶＨ及びサブ第２電圧ＶＨ２の検出値として使用する。
【０１１０】
サブＤＣ／ＤＣコンバータ５８は、上側スイッチング素子のデューティ比の指令値であるサブデューティ指令値ＤＩ２に基づいて、サブ第１電圧ＶＬ２とサブ第２電圧ＶＨ２との間での電圧変換を行う。このようなサブＤＣ／ＤＣコンバータ５８とＤＣ／ＤＣコンバータ１８とは、それぞれで電圧変換しつつ電力の授受可能に接続している。
【０１１１】
図８に示すように、電池ＥＣＵ１２は、上記の図２に示した第１の実施の形態の状態指令値取得手段４２、基準値取得手段４６及び判定手段４８に加えて、サブ状態指令値取得手段７８、サブ基準値取得手段８０及びサブ判定手段８２を含む。サブ状態指令値取得手段７８は、サブＤＣ／ＤＣコンバータ５８において電圧変換を行うときの、サブ電池出力電力Ｐ２とサブ電池温度Ｔ２とサブ電池容量ＳＯＣ２とサブ第２電圧ＶＨ２とを含むサブ電圧変換状態値と、サブデューティ指令値ＤＩ２とを取得する。サブ電池出力電力Ｐ２は、電池出力電力Ｐと同様に、充放電電流ＩＢ２とサブ第１電圧ＶＬ２との積により算出する。また、サブ電池容量ＳＯＣ２は、例えば、サブ二次電池５６への充電電流値ＩＢ２及びサブ二次電池５６からの放電電流値ＩＢ２を時間積算することにより算出する。
【０１１２】
サブ基準値取得手段８０は、取得されたサブ電圧変換状態値に基づいてサブ電池劣化判定用デューティ基準値ＤＬ２を取得する。サブ判定手段８２は、サブデューティ指令値ＤＩ２とサブ電池劣化判定用デューティ基準値ＤＬ２とを比較した結果に基づいて、サブ二次電池５６の電池劣化か否かを判定する。サブ判定手段８２でサブ二次電池５６の劣化であると判定された場合には、その判定結果を表す信号を、報知部３６及び後述するサブゲイン変更手段８６に出力する。このようなサブ状態指令値取得手段７８、サブ基準値取得手段８０及びサブ判定手段８２の機能自体は、状態指令値取得手段４２、基準値取得手段４６及び判定手段４８のそれぞれの機能と同様である。また、マップ記憶手段４４は、電圧変換状態値である、電池出力電力Ｐと、電池温度Ｔと、電池容量ＳＯＣと、第２電圧ＶＨと、電池劣化判定用デューティ基準値ＤＬとの関係を表すマップのデータとともに、サブ電圧変換状態値である、サブ電池出力電力Ｐ２と、サブ電池温度Ｔ２と、サブ電池容量ＳＯＣ２と、サブ第２電圧ＶＨ２と、サブ電池劣化判定用デューティ基準値ＤＬ２との関係を表すサブマップのデータを記憶する。
【０１１３】
このように主二次電池５４及びサブ二次電池５６を備えることにより、電池劣化判定システムを備えるモータ駆動装置１０をハイブリッド車両等の電動車両に搭載する場合に、電動車両の走行距離を長くすることができる。電動車両は、走行時に、モータジェネレータ２２の電力源として、主二次電池５４及びサブ二次電池５６の一方または両方を使用する。
【０１１４】
また、モータＥＣＵ１４を構成するコンバータ制御部は、サブ補正手段８４を含む。サブ補正手段８４は、サブＤＣ／ＤＣコンバータ５８で電圧変換を行う場合に、サブ第２電圧ＶＨ２の取得値に基づいて、サブＰＩ演算により取得されたサブデューティ指令値ＤＩ２を補正する。また、サブ補正手段８４は、サブ判定手段８２から電池劣化であることを表す判定結果の信号が入力されることにより、電池劣化である場合に通常時に対して、サブＰＩ演算で使用するフィードバックゲインである、Ｐゲイン及びＩゲインを、予め設定した所定量増加または減少させる等により、ゲインを変更するサブゲイン変更手段８６を含む。また、モータＥＣＵ１４は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１８及びサブＤＣ／ＤＣコンバータ５８の電流制御が可能である。
【０１１５】
次にこのような電池劣化判定システムを用いて、車両の停止中等、車両整備モードにある場合に電池劣化判定処理を行う方法を、図９のフローチャートを用いて説明する。なお、以下の説明では、図１、図２、図７、図８に示した要素と同一の要素には同一の符号を付して説明する。まず、Ｓ７０において、電池ＥＣＵ１２は、現在の車両が車両整備モード中であるか否かを判定する。この場合、例えば、車両が停止中であり、かつ、運転席周辺部に設けられた整備モードスイッチがオンされたことを、車両整備モード中であることの成立条件とすることができる。整備モードスイッチのオンで、劣化判定処理を実行する場合には、ユーザの任意のタイミングで判定処理を実行できる。なお、整備モードスイッチを設けることなく、予め設定された条件成立時にのみ、車両整備モード中であると判定することもできる。
【０１１６】
車両整備モード中であると判定された場合、Ｓ７２において、電池ＥＣＵ１２は、電池劣化判定条件成立か否かを判定する。この場合、例えば、電池劣化判定処理を実行する場合に、主二次電池５４とサブ二次電池５６との間で電力の授受を行う必要があり、本例の場合、サブ二次電池５６をＰＲｋｗで放電させるとともに、主二次電池５４を−ＰＲｋｗで充電させる必要があるので、主二次電池５４及びサブ二次電池５６の電池容量ＳＯＣ，ＳＯＣ２がそれぞれに対応して設定された所定の容量範囲内にある場合に、電池劣化判定条件成立とすることもできる。
【０１１７】
電池劣化判定条件成立と判定された場合、Ｓ７４において、電池ＥＣＵ１２は、モータＥＣＵ１４に制御信号を出力し、ＤＣ／ＤＣコンバータ１８及びサブＤＣ／ＤＣコンバータ５８を制御し、サブ二次電池５６をＰＲｋｗで放電させるとともに、主二次電池５４を−ＰＲｋｗで充電させる。このために、例えば、主二次電池５４とＤＣ／ＤＣコンバータ１８との間に設けた図示しないシステムリレーと、サブ二次電池５６とサブＤＣ／ＤＣコンバータ５８との間に設けた図示しないサブシステムリレーとの断接を制御することもできる。
【０１１８】
そしてＳ７６で、電池ＥＣＵ１２は、上記の図１から図３に示した第１の実施の形態と同様に、判定手段４８とサブ判定手段８２とのそれぞれで、電池劣化判定処理を実行し、主二次電池５４の電池劣化であると判定された場合には、報知部３６にその判定結果を報知させるとともに、ＤＣ／ＤＣコンバータ１８を制御する補正手段５０が含むゲイン変更手段５２でＰＩ演算で使用するゲインを変更させる。また、サブ二次電池５６の電池劣化であると判定された場合には、報知部３６にその判定結果を報知させるとともに、サブＤＣ／ＤＣコンバータ５８を制御するサブ補正手段８４が含むサブゲイン変更手段８６で、サブＰＩ演算で使用するゲインを変更させる。なお、判定手段４８とサブ判定手段８２とのそれぞれの判定処理では、それぞれでデューティ指令値ＤＩ及び電池劣化判定用デューティ基準値ＤＬの比較と、サブデューティ指令値ＤＩ２及びサブ電池劣化判定用デューティ基準値ＤＬ２の比較とを行い、それぞれで電池劣化を判定する。
【０１１９】
なお、本例の場合、判定処理時に、サブ二次電池５６をＰＲｋｗで放電させるとともに、主二次電池５４を−ＰＲｋｗで充電させているが、判定処理時に、主二次電池５４をＰＲｋｗで放電させるとともに、サブ二次電池５６を−ＰＲｋｗで充電させることもできる。
【０１２０】
このような構成によれば、主二次電池５４とサブ二次電池５６とを搭載する車両の停車時においても、主二次電池５４とサブ二次電池５６との間で電力の授受を行いつつ、主二次電池５４とともにサブ二次電池５６も劣化判定を行え、主二次電池５４またはサブ二次電池５６の劣化が生じた場合に、その劣化判定結果をより迅速に出力できる。また、本実施の形態では、主二次電池５４の劣化判定処理を走行中以外でも実行できる。すなわち、上記の各実施の形態では、二次電池１６の劣化判定処理を行う場合に二次電池１６のエネルギをモータジェネレータ２２で消費しているが、本実施の形態では、このような消費の必要がなくなり、モータジェネレータ２２の停止時にも判定処理を実行できる。
【０１２１】
また、サブ補正手段８４は、サブ判定手段８２により得られたサブ二次電池５６劣化の判定結果に応じて、サブＰＩ演算で使用するゲインを変更するサブゲイン変更手段８６を含むので、サブＤＣ／ＤＣコンバータ５８の制御応答性の向上を図れる。なお、図９では、車両停止中の車両整備モード中に電池劣化判定処理を実行する場合を説明したが、これに加えて、車両走行中の予め設定した所定条件成立時に電池劣化判定処理を実行することもできる。その他の構成及び作用は、上記の図１から図３に示した第１の実施の形態と同様である。なお、本実施の形態において、上記の図４から図６に示した第２の実施の形態から第４の実施の形態の、１または複数を適用することもできる。
【符号の説明】
【０１２２】
１０ モータ駆動装置、１２ 電池ＥＣＵ、１４ モータＥＣＵ、１６ 二次電池、１８ ＤＣ／ＤＣコンバータ、２０ インバータ、２２ モータジェネレータ、２４ 上アーム、２６ 下アーム、２８ リアクトル、３０ コンデンサ、３２ 第１電圧センサ、３４ 第２電圧センサ、３６ 報知部、３８ 電流センサ、４０ 温度センサ、４２ 状態指令値取得手段、４４ マップ記憶手段、４６ 基準値取得手段、４８ 判定手段、５０ 補正手段、５２ ゲイン変更手段、５４ 主二次電池、５６ サブ二次電池、５８ サブＤＣ／ＤＣコンバータ、６０ 上アーム、６２ 下アーム、６４ リアクトル、６６，６８ コンデンサ、７０ 温度センサ、７２ 電流センサ、７４ 第１電圧センサ、７６ 第２電圧センサ、７８ サブ状態指令値取得手段、８０ サブ基準値取得手段、８２ サブ判定手段、８４ サブ補正手段、８６ サブゲイン変更手段。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スイッチング素子を含むＤＣ／ＤＣコンバータを用いて、ＤＣ／ＤＣコンバータに接続される電池の劣化を判定する電池劣化判定システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、例えば、電気自動車またはハイブリッド車等の走行用電動モータを搭載した電動車両には、電動モータの電源としてバッテリである二次電池を搭載している。電動車両は、二次電池に蓄電された電力により電動モータを駆動する。また、燃料電池車では、燃料電池で発電した電力を電動モータに供給したり、発電電力と二次電池から放電される電力とにより電動モータを駆動する場合がある。
【０００３】
また、電動車両の制動時に電動モータを発電機として機能させ、電動モータで発電した電力を二次電池へ回収させる回生制動を行うことも行われている。この場合、二次電池が充電されるため、エネルギ消費を低減できる可能性がある。
【０００４】
このような電動車両や燃料電池車において、二次電池が劣化すると、二次電池の満充電時の残存電池充電容量であるＳＯＣ（State of Charge）が減少する。この場合、二次電池の内部抵抗が増大する。また、この場合、二次電池の充電容量を正確に把握することが困難になるため、二次電池を使用して充電したり放電する場合に、過充電や過放電が生じる可能性がないとはいえない。また、二次電池の放電電力を用いて走行用電動モータを駆動させ、車両を走行させる場合の走行距離が減少する可能性もある。さらに、二次電池が劣化し、内部抵抗が増大すると、二次電池内でエネルギ損失が大きくなり、二次電池の電力を使用して走行する車両のＳＯＣの低下が早くなる。この場合、例えば、エンジンと走行用モータとを搭載し、エンジンと走行用モータとの少なくとも一方を主駆動源として使用するハイブリッド車両の場合には、エンジンにより発電機を駆動し、発電した電力を二次電池に供給、すなわち充電する機会が増えるため、エンジンの燃料消費量が大きくなり、燃費が悪化しやすくなる。
【０００５】
また、二次電池の内部抵抗が増大すると、走行用モータを搭載する電動車両において、車輪がスリップしたり、過度にグリップが大きくなる場合に二次電池から放電される放電電流が大きくなったり、充電電流が大きくなる。例えば、スリップ時には走行用モータの回転数が高くなるが、走行用モータの出力（パワー）を一定に制御するためにはトルクを低く抑える必要があるのに対し、実際のトルクが小さくならないため、放電電流の絶対値が大きくなる場合がある。この場合には、内部抵抗と放電電流の絶対値との積が大きくなり、二次電池の端子間電圧が過度に上昇したり、過度に下降する可能性があり、二次電池にＤＣ／ＤＣコンバータが接続されている場合にＤＣ／ＤＣコンバータの二次電池接続側で過電圧が発生し、ＤＣ／ＤＣコンバータが停止される可能性がないとはいえない。このように二次電池が劣化すると種々の問題が発生するため、劣化した二次電池は早期に交換する必要がある。このため、二次電池が劣化した場合にその劣化を運転者等のユーザに知らせる方法が考えられている。
【０００６】
例えば、特許文献１には、二次電池の残存容量であるＳＯＣと、二次電池の開放電圧値であるＯＣＶとを検出する手段と、ＳＯＣの変化に対するＯＣＶの変化の割合が大きいほど、二次電池が劣化していると判定する手段とを備える劣化判定装置が記載されている。この装置では、二次電池が劣化していると判定されると、異常処理が実行され、警告灯を表示（点灯や点滅）させるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−１７９２８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところが特許文献１に記載された劣化判定装置では、ＳＯＣの変化に対するＯＣＶの変化の割合を算出して、その割合が予め設定された閾値よりも大きい場合に二次電池は劣化していると判定するので、ＳＯＣを変動させる時間分、二次電池の劣化を判定するのに時間を要してしまう。このため、実際の二次電池の劣化に対してその劣化判定結果の出力に遅れが生じる可能性があり、二次電池の劣化判定結果を迅速に出力する面から改良の余地がある。
【０００９】
本発明の目的は、電池劣化判定システムにおいて、電池の劣化が生じた場合に、その劣化判定結果をより迅速に出力することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る電池劣化判定システムのうち、第１の発明に係る電池劣化判定システムは、スイッチング素子を含むＤＣ／ＤＣコンバータを用いて、ＤＣ／ＤＣコンバータに接続される電池の劣化を判定する電池劣化判定システムであって、ＤＣ／ＤＣコンバータにおいて、スイッチング素子のデューティ比の指令値であるデューティ指令値に基づいて電圧変換を行うときの、電池出力電力と電池温度と電池容量と電圧とを含む電圧変換状態値と、デューティ指令値とを取得する状態指令値取得手段と、取得された電圧変換状態値に基づいて電池劣化判定用デューティ基準値を取得する基準値取得手段と、取得されたデューティ指令値と電池劣化判定用デューティ基準値とを比較した結果に基づいて、電池劣化か否かを判定する判定手段とを備えることを特徴とする電池劣化判定システムである。
【００１１】
上記の第１の発明に係る電池劣化判定システムによれば、電池の劣化が生じた場合に、その劣化判定結果をより迅速に出力できる。また、上記の特許文献１に記載の構成の場合と異なり、電池容量を変動させ、その電池容量の変動前後で電池の開放電圧を検出する必要がなくなり、判定に要する時間を短くでき、電池の劣化が生じた場合に、その劣化判定結果をより迅速に出力できる。
【００１２】
また、第１の発明に係る電池劣化判定システムにおいて、好ましくは、電圧変換状態値と電池劣化判定用デューティ基準値との関係を表すマップのデータを記憶するマップ記憶手段を備え、基準値取得手段は、取得された電圧変換状態値に基づいて、マップ記憶手段で記憶されたマップのデータを参照しつつ電池劣化判定用デューティ基準値を取得する。
【００１３】
また、第１の発明に係る電池劣化判定システムにおいて、好ましくは、マップ記憶手段は、電圧変換状態値と燃費悪化判定用デューティ基準値との関係を表す第２マップのデータを記憶し、基準値取得手段は、取得された電圧変換状態値に基づいて、マップ記憶手段で記憶された第２マップのデータを参照しつつ燃費悪化判定用デューティ基準値を取得し、判定手段は、デューティ指令値と電池劣化判定用デューティ基準値とを比較した結果に基づいて、電池劣化か否かを判定するとともに、デューティ指令値と燃費悪化判定用デューティ基準値とを比較した結果に基づいて、燃費性能悪化か否かを判定し、それぞれの判定結果に基づいて、２の通知信号を出力し、さらに、２の通知信号に基づいて異なる報知を行う報知手段を備える。
【００１４】
上記構成によれば、電池劣化に至っていないが、燃費性能悪化であることをユーザに注意することができ、燃費性能の悪化を許容できるユーザにとって無駄な電池交換の必要をなくせるとともに、燃費性能の悪化を許容できないユーザに、電池交換により車両の性能向上の機会を提供することができる。
【００１５】
また、第１の発明に係る電池劣化判定システムにおいて、好ましくは、基準値取得手段は、電池容量及び電池温度に基づいて定められる電池劣化時の電池内部抵抗推測値を取得し、電池劣化時の電池内部抵抗推測値と電池出力電力と電池容量と電圧とに基づいて電池劣化判定用デューティ基準値を取得する。
【００１６】
また、第１の発明に係る電池劣化判定システムにおいて、好ましくは、ＤＣ／ＤＣコンバータは、上側スイッチング素子を含む上アームと、下側スイッチング素子を含むしたアームとを含み、状態指令値取得手段は、上アームの１周期におけるオンデューティの割合を指示する指令値を取得し、判定手段は、デューティ指令値と電池劣化判定用デューティ基準値とを比較し、デューティ指令値が電池劣化判定用デューティ基準値を下回った場合に、電池劣化であると判定し、デューティ指令値が電池劣化判定用デューティ基準値以上である場合に、電池劣化ではないと判定する。
【００１７】
また、第１の発明に係る電池劣化判定システムにおいて、好ましくは、ＤＣ／ＤＣコンバータは、上側スイッチング素子を含む上アームと、下側スイッチング素子を含む下アームとを含み、状態指令値取得手段は、下アームの１周期におけるオンデューティの割合を指示する指令値を取得し、判定手段は、デューティ指令値と電池劣化判定用デューティ基準値とを比較し、デューティ指令値が電池劣化判定用デューティ基準値を上回った場合に、電池劣化であると判定し、デューティ指令値が電池劣化判定用デューティ基準値以下である場合に、電池劣化ではないと判定する。
【００１８】
また、第１の発明に係る電池劣化判定システムにおいて、好ましくは、基準値取得手段は、予め設定された特定条件成立時にのみ、取得された電圧変換状態値に基づいて電池劣化判定用デューティ基準値を取得し、判定手段は、予め設定された特定条件成立時にのみ、デューティ指令値と電池劣化判定用デューティ基準値とを比較した結果に基づいて、電池劣化か否かを判定する。
【００１９】
上記構成によれば、特定条件成立時にのみ、電池劣化の判定が行われるので、特定条件を電圧変換状態値に関係付けて設定することにより、基準値取得手段が、電圧変換状態値と電池劣化判定用デューティ基準値との関係を表すマップを用いて電池劣化判定用デューティ基準値を取得する場合に、予め記憶させるマップ点数を減らすことができる。
【００２０】
また、第１の発明に係る電池劣化判定システムにおいて、好ましくは、電圧の取得値に基づいて、ＰＩ演算によりデューティ指令値を補正する補正手段を備え、補正手段は、判定手段により得られた電池劣化の判定結果に応じて、ＰＩ演算で使用するゲインを変更するゲイン変更手段を含む。
【００２１】
上記構成によれば、電池の劣化の判定結果に応じてＰＩ演算で使用するゲインを変更できるため、ＤＣ／ＤＣコンバータの制御応答性の向上を図れる。
【００２２】
また、第１の発明に係る電池劣化判定システムにおいて、好ましくは、サブスイッチング素子を含み、サブ電池に接続されるサブＤＣ／ＤＣコンバータを備え、ＤＣ／ＤＣコンバータとサブＤＣ／ＤＣコンバータとを、それぞれで電圧変換しつつ電力の授受可能に接続しており、さらに、サブＤＣ／ＤＣコンバータにおいて、サブスイッチング素子のデューティ比の指令値であるサブデューティ指令値に基づいて電圧変換を行うときの、サブ電池出力電力とサブ電池温度とサブ電池容量とサブ電圧とを含むサブ電圧変換状態値と、サブデューティ指令値とを取得するサブ状態指令値取得手段と、取得されたサブ電圧変換状態値に基づいてサブ電池劣化判定用デューティ基準値を取得するサブ基準値取得手段と、サブデューティ指令値とサブ電池劣化判定用デューティ基準値とを比較した結果に基づいて、サブ電池の電池劣化か否かを判定するサブ判定手段とを備える。
【００２３】
上記構成によれば、電池とサブ電池とを搭載する車両の停車時においても、電池とサブ電池との間で電力の授受を行いつつ、電池とともにサブ電池も劣化判定を行え、電池またはサブ電池の劣化が生じた場合に、その劣化判定結果をより迅速に出力できる。
【００２４】
また、より好ましくは、サブ電圧の取得値に基づいて、サブＰＩ演算によりサブデューティ指令値を補正するサブ補正手段を備え、サブ補正手段は、サブ判定手段により得られたサブ電池劣化の判定結果に応じて、サブＰＩ演算で使用するゲインを変更するサブゲイン変更手段を含む。
【００２５】
上記構成によれば、サブ電池の劣化の判定結果に応じてサブＰＩ演算で使用するゲインを変更できるため、サブＤＣ／ＤＣコンバータの制御応答性の向上を図れる。
【００２６】
また、本発明に係る電池劣化判定システムのうち、第２の発明に係る電池劣化判定システムは、スイッチング素子を含むＤＣ／ＤＣコンバータを用いて、ＤＣ／ＤＣコンバータに接続される電池の劣化を判定する電池劣化判定システムであって、ＤＣ／ＤＣコンバータにおいて、スイッチング素子のデューティ比の指令値であるデューティ指令値に基づいて電圧変換を行うときの、電池出力電力と電池温度と電池容量と電圧とを含む電圧変換状態値と、デューティ指令値とを取得する状態指令値取得手段と、取得されたデューティ指令値と電圧変換状態値とに基づいて現在の電池内部抵抗推測値と電池劣化時内部抵抗推測値とを取得する内部抵抗取得手段と、現在の電池内部抵抗推測値と電池劣化時内部抵抗推測値とを比較した結果に基づいて、電池劣化か否かを判定する判定手段とを備えることを特徴とする電池劣化判定システムである。
【００２７】
上記の第２の発明に係る電池劣化判定システムによれば、電池の劣化が生じた場合に、その劣化判定結果をより迅速に出力できる。また、上記の特許文献１に記載の構成の場合と異なり、電池容量を変動させ、その電池容量の変動前後で電池の開放電圧を検出する必要がなくなり、判定に要する時間を短くでき、電池の劣化が生じた場合に、その劣化判定結果をより迅速に出力できる。
【００２８】
また、第２の発明に係る電池劣化判定システムにおいて、好ましくは、電圧変換状態値と現在内部抵抗推測値及び電池劣化時内部抵抗推測値との関係を表すマップのデータを記憶するマップ記憶手段を備え、内部抵抗取得手段は、取得された電圧変換状態値に基づいて、マップ記憶手段で記憶されたマップのデータを参照しつつ現在の電池内部抵抗推測値と電池劣化時内部抵抗推測値とを取得する。
【００２９】
また、第２の発明に係る電池劣化判定システムにおいて、好ましくは、マップ記憶手段は、電圧変換状態値と燃費性能悪化判定用内部抵抗推測値との関係を表す第２マップのデータを記憶し、判定手段は、現在の電池内部抵抗推測値と電池劣化時内部抵抗推測値とを比較した結果に基づいて、電池劣化か否かを判定するとともに、燃費性能悪化か否かを判定し、それぞれの判定結果に基づいて、２の通知信号を出力し、さらに、２の通知信号に基づいて異なる報知を行う報知手段を備える。
【００３０】
上記構成によれば、電池劣化に至っていないが、燃費性能悪化であることをユーザに注意することができ、燃費性能の悪化を許容できるユーザにとって無駄な電池交換の必要をなくせるとともに、燃費性能の悪化を許容できないユーザに、電池交換により車両の性能向上の機会を提供することができる。
【００３１】
また、第２の発明に係る電池劣化判定システムにおいて、好ましくは、ＤＣ／ＤＣコンバータは、上側スイッチング素子を含む上アームと、下側スイッチング素子を含むしたアームとを含み、状態指令値取得手段は、上アームの１周期におけるオンデューティの割合を指示する指令値を取得し、判定手段は、現在の電池内部抵抗推測値と電池劣化時内部抵抗推測値とを比較し、現在の電池内部抵抗推測値が電池劣化時内部抵抗推測値を上回った場合に、電池劣化であると判定し、現在の電池内部抵抗推測値が電池劣化時内部抵抗推測値以下である場合に、電池劣化ではないと判定する。
【００３２】
また、第２の発明に係る電池劣化判定システムにおいて、好ましくは、ＤＣ／ＤＣコンバータは、上側スイッチング素子を含む上アームと、下側スイッチング素子を含むしたアームとを含み、状態指令値取得手段は、下アームの１周期におけるオンデューティの割合を指示する指令値を取得し、判定手段は、現在の電池内部抵抗推測値と電池劣化時内部抵抗推測値とを比較し、現在の電池内部抵抗推測値が電池劣化時内部抵抗推測値を下回った場合に、電池劣化であると判定し、現在の電池内部抵抗推測値が電池劣化時内部抵抗推測値以上である場合に、電池劣化ではないと判定する。
【００３３】
また、第２の発明に係る電池劣化判定システムにおいて、好ましくは、内部抵抗取得手段は、予め設定された特定条件成立時にのみ、取得された電圧変換状態値に基づいて現在の電池内部抵抗推測値及び電池劣化時内部抵抗推測値を取得し、判定手段は、予め設定された特定条件成立時にのみ、現在の電池内部抵抗推測値と電池劣化時内部抵抗推測値とを比較した結果に基づいて、電池劣化か否かを判定する。
【００３４】
上記構成によれば、特定条件成立時にのみ、電池劣化の判定が行われるので、特定条件を電圧変換状態値に関係付けて設定することにより、内部抵抗取得手段が、電圧変換状態値と現在の電池内部抵抗推測値及び電池劣化時内部抵抗推測値との関係を表すマップを用いて現在の電池内部抵抗推測値及び電池劣化時内部抵抗推測値を取得する場合に、予め記憶させるマップ点数を減らすことができる。
【００３５】
また、第２の発明に係る電池劣化判定システムにおいて、好ましくは、電圧の取得値に基づいて、ＰＩ演算によりデューティ指令値を補正する補正手段を備え、補正手段は、判定手段により得られた電池劣化の判定結果に応じて、ＰＩ演算で使用するゲインを変更するゲイン変更手段を含む。
【００３６】
上記構成によれば、電池の劣化の判定結果に応じてＰＩ演算で使用するゲインを変更できるため、ＤＣ／ＤＣコンバータの制御応答性の向上を図れる。
【発明の効果】
【００３７】
本発明に係る電池劣化判定システムによれば、電池の劣化が生じた場合に、その劣化判定結果をより迅速に出力できる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る電池劣化判定システムを含むモータ駆動装置を示す回路図である。
【図２】図１に示す電池ＥＣＵ及びモータＥＣＵと報知手段とを示す構成図である。
【図３】図２に示す電池ＥＣＵを用いて実行される電池劣化判定方法を説明するためのフローチャートである。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係る電池劣化判定システムを用いて実行される電池劣化判定方法を説明するためのフローチャートである。
【図５】本発明の第３の実施の形態に係る電池劣化判定システムを用いて実行される電池劣化判定方法を説明するためのフローチャートである。
【図６】本発明の第４の実施の形態に係る電池劣化判定システムを用いて実行される電池劣化判定方法を説明するためのフローチャートである。
【図７】本発明の第５の実施の形態に係る電池劣化判定システムを含むモータ駆動装置を示す回路図である。
【図８】図７に示す電池ＥＣＵ及びモータＥＣＵと報知手段とを示す構成図である。
【図９】図７に示す電池ＥＣＵを用いて実行される電池劣化判定方法を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
［第１の発明の実施の形態］
以下において、図面を用いて本発明に係る実施の形態につき詳細に説明する。図１から図３は、本発明の第１の実施の形態を示している。
【００４０】
本実施の形態に係る電池劣化判定システムは、電動車両であるハイブリッド車両に搭載する場合を説明するが、ハイブリッド車両以外の電気自動車または燃料電池車に搭載して使用することもできる。なお、以下では、二次電池から電力を供給される負荷が車両の走行用モータであるモータジェネレータである場合を説明するが、モータジェネレータの代わりに、例えば、空調装置のブロア用モータやコンプレッサ用モータ等、車両用以外のモータ等の車両に搭載する他のモータを、二次電池から電力を供給される負荷とすることもできる。また、車両以外の用途に使用するモータを、二次電池から電力を供給される負荷とすることもできる。また、モータジェネレータは、モータと発電機との機能を併せ持つモータジェネレータである場合を説明するが、走行用モータは、モータのみの機能を有するモータとしてもよい。
【００４１】
図１に示すモータ駆動装置１０は、ハイブリッド車両に搭載して使用されるもので、電池劣化判定システムを構成する、電池制御部である電池ＥＣＵ１２と、モータＥＣＵ１４と、二次電池１６と、ＤＣ／ＤＣコンバータ１８と、インバータ２０と、モータジェネレータ２２とを備える。モータジェネレータ２２は、３相モータであり、主として電動機として使用されるが、車両の制動時に発電機としての機能を発揮する。制動時にモータジェネレータ２２で発電した電力は、二次電池１６で回収して二次電池１６を充電する。このような制動は回生制動と呼ばれる。二次電池１６は、ニッケル水素電池や、リチウムイオン電池、鉛蓄電池等である。
【００４２】
二次電池１６にＤＣ／ＤＣコンバータ１８を接続しており、ＤＣ／ＤＣコンバータ１８にインバータ２０を介してモータジェネレータ２２を接続している。ＤＣ／ＤＣコンバータ１８は、上側スイッチング素子を含む上アーム２４と、下側スイッチング素子を含む下アーム２６とを直列に接続し、上アーム２４と下アーム２６との中点にリアクトル２８を接続している。上アーム２４は、上側スイッチング素子に逆並列に接続されたダイオードを含む。下アーム２６は、下側スイッチング素子に逆並列に接続されたダイオードを含む。上側、下側各スイッチング素子は、ＩＧＢＴや、トランジスタ、ＭＯＳ−ＦＥＴ等である。リアクトル２８には、空心コイルまたは鉄心を有するコイルが用いられる。なお、ＤＣ／ＤＣコンバータ１８のモータジェネレータ２２側に、モータジェネレータ２２と並列に別のインバータを介して、主として発電機として機能する別のモータジェネレータを接続することもできる。
【００４３】
ＤＣ／ＤＣコンバータ１８は、二次電池１６の端子間電圧を第１電圧ＶＬとし、ＤＣ／ＤＣコンバータ１８のインバータ２０側であり、インバータ２０入力電圧を第２電圧ＶＨとした場合に、上側スイッチング素子のデューティ比の指令値であるデューティ指令値ＤＩに基づいて、第１電圧ＶＬと第２電圧ＶＨとの間で所望の大きさの電圧に、昇圧または降圧の電圧変換を行う。ＤＣ／ＤＣコンバータ１８で電圧変換された後の第２電圧ＶＨは、インバータ２０へ供給される。インバータ２０とＤＣ／ＤＣコンバータ１８との間に平滑化用のコンデンサ３０を接続している。なお、二次電池１６の出力側とＤＣ／ＤＣコンバータ１８との間にも平滑化用のコンデンサを、二次電池１６に対し並列に接続することもできる。インバータ２０は、入力される直流電力を交流電力に変換する。インバータ２０が生成した３相の交流電流は、モータジェネレータ２２に供給され、モータジェネレータ２２が駆動する。モータＥＣＵ１４は、モータ制御部とコンバータ制御部とを含み、モータ制御部は、インバータ２０にモータジェネレータ２２を駆動するための制御信号を送る。コンバータ制御部は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１８を構成する各スイッチング素子に制御信号を出力し、各スイッチング素子をオンオフ制御することにより、ＤＣ／ＤＣコンバータ１８に電圧変換を行わせる。
【００４４】
また、二次電池１６に、第１電圧ＶＬを検出する第１電圧センサ３２を接続している。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ１８とインバータ２０との間に、第２電圧ＶＨを検出する第２電圧センサ３４を接続している。モータＥＣＵ１４は、ＣＰＵ、メモリ等を有するマイクロコンピュータを含む。モータＥＣＵ１４には、モータジェネレータ２２に設けた図示しないモータ電流センサによりモータジェネレータ２２の各相を流れるモータ電流値を入力する。また、モータＥＣＵ１４には、第１電圧センサ３２により検出した第１電圧ＶＬと、第２電圧センサ３４により検出した第２電圧ＶＨと、図示しない外部ＥＣＵからのトルク指令値と、モータのロータ位置情報とを入力する。モータのロータ位置情報は、モータジェネレータ２２に設けた回転角度センサ（図示しない）等から取得する。
【００４５】
モータＥＣＵ１４を構成するモータ制御部は、モータ電流値及び第２電圧ＶＨの検出値と、トルク指令値及びモータのロータ位置情報とに基づいて、モータジェネレータ２２を駆動する際の、インバータ２０のスイッチング素子を制御するための信号を生成し、インバータ２０に出力する。これによって、インバータ２０は、モータジェネレータ２２に駆動信号を出力し、モータジェネレータ２２を駆動する。
【００４６】
モータＥＣＵ１４を構成するコンバータ制御部は、インバータ２０によりモータジェネレータ２２を駆動する際に、第１電圧ＶＬ及び第２電圧ＶＨの検出値と、トルク指令値及びモータ回転数とに基づいて、目標第２電圧を算出し、第２電圧ＶＨが目標第２電圧となるようにデューティ指令値ＤＩを生成する。そしてコンバータ制御部は、デューティ指令値ＤＩに基づいて上側スイッチング素子と下側スイッチング素子とをオンオフ制御するための信号を生成して、ＤＣ／ＤＣコンバータ１８に出力する。
【００４７】
また、コンバータ制御部は、モータジェネレータ２２が発電した交流電圧を直流電圧に変換するための信号を生成し、インバータ２０に出力するとともに、インバータ２０からの直流電圧を降圧して二次電池１６に充電するためのＤＣ／ＤＣコンバータ１８を制御するためのデューティ指令値ＤＩを生成し、デューティ指令値ＤＩに基づいて、上側スイッチング素子と下側スイッチング素子とをオンオフ制御するための信号を生成して、ＤＣ／ＤＣコンバータ１８に出力する。
【００４８】
本例の場合、上側スイッチング素子のオンの間、下側スイッチング素子をオフとし、上側スイッチング素子のオフの間、下側スイッチング素子をオンする。
【００４９】
ＤＣ／ＤＣコンバータ１８で電圧変換動作を行う場合、例えば、昇圧動作時には、下側スイッチング素子をオンさせる、すなわち接続するとともに、上側スイッチング素子をオフさせる、すなわち非接続とする。これにより、二次電池１６側の電力をリアクトル２８に一時的に磁気エネルギとして蓄える。また、下側スイッチング素子のオフ時には上側スイッチング素子をオンさせ、リアクトル２８で蓄えた磁気エネルギをコンデンサ３０の両端間に電力として供給する。この場合、上側スイッチング素子の１周期におけるオンデューティの割合であるデューティ比を指示する指令値を、デューティ指令値ＤＩとし、デューティ指令値ＤＩに基づいて、第２電圧ＶＨを制御できる。
【００５０】
電池ＥＣＵ１２は、二次電池１６の充電状態を監視するとともに、二次電池１６の劣化状態を判定し、二次電池１６が劣化していると判定されたならば、劣化を表す信号を報知手段である報知部３６（図２）に出力し、報知部３６でユーザに電池劣化を報知させる。例えば、報知部３６は、液晶表示部等の表示部またはＬＥＤ等を含み、点灯や点滅させる警告灯や、ブザー等の警告音や、電池劣化を知らせる音声を出力する出力部等とする。
【００５１】
また、二次電池１６に、二次電池１６の充放電電流ＩＢを検出する電流センサ３８を接続し、電流センサ３８の検出値を電池ＥＣＵ１２に入力している。また、二次電池１６の温度である電池温度Ｔを検出する温度センサ４０を設け、温度センサ４０の検出値を電池ＥＣＵ１２に入力している。また、電池ＥＣＵ１２に、第１電圧センサ３２の検出値、第２電圧センサ３４の検出値、及び、モータＥＣＵ１４からのデューティ指令値ＤＩを表す信号を入力している。
【００５２】
電池ＥＣＵ１２は、ＣＰＵ、メモリ等を有するマイクロコンピュータを含み、図２に示すように、状態指令値取得手段４２と、マップ記憶手段４４と、基準値取得手段４６と、判定手段４８とを含む。電池ＥＣＵ１２を含む電池劣化判定システムは、ＤＣ／ＤＣコンバータ１８を用いて、二次電池１６の劣化を判定する。状態指令値取得手段４２は、第１電圧センサ３２と第２電圧センサ３４とから、第１電圧ＶＬと、電圧変換状態値である第２電圧ＶＨとの検出値を取得する。また、状態指令値取得手段４２は、電流センサ３８から充放電電流ＩＢの検出値を取得することにより、電圧変換状態値であり、電池容量であるＳＯＣを取得する。この場合、状態指令値取得手段４２は、二次電池１６への充電電流値ＩＢ及び二次電池１６からの放電電流値ＩＢを時間積算することにより、ＳＯＣを算出する、すなわち取得する。なお、ＳＯＣの取得のために、電流値の時間積算による方法以外の方法を用いることもできる。また、状態指令値取得手段４２は、温度センサ４０から電圧変換状態値である、電池温度Ｔを取得する。さらに、状態指令値取得手段４２は、充放電電流ＩＢの検出値と、第１電圧ＶＬの検出値との積を算出し、電圧変換状態値である、二次電池１６の出力電力Ｐを算出、すなわち取得する（Ｐ＝ＩＢ×ＶＬ）。
【００５３】
マップ記憶手段４４は、電圧変換状態値である、出力電力Ｐ、電池温度Ｔ、ＳＯＣ、及び第２電圧ＶＨと、電池劣化判定用デューティ基準値ＤＬとの関係を表すマップのデータを記憶する。すなわち、ＤＣ／ＤＣコンバータ１８の上アーム２４におけるデューティ比であるデューティ指令値Ｄに関して、図１に示すように下アーム２６の両端間電圧をＶ０とした場合に、次式がそれぞれ成立する。
【００５４】
Ｖ０＝ＶＢ−Ｒ×ＩＢ ・・・（１）
Ｖ０＝ＶＨ×Ｄ ・・・（２）
ここで、ＶＢは二次電池１６の起電力であり、Ｒは二次電池１６の内部抵抗である。
【００５５】
また、二次電池１６の出力電力Ｐについて、次式が成立する。
Ｐ＝ＶＨ×Ｄ×ＩＢ ・・・（３）
【００５６】
したがって、（３）式に（１）（２）式の関係を代入すると、
Ｐ＝ＶＨ×Ｄ×１／Ｒ×（ＶＢ−Ｄ×ＶＨ）
＝−（ＶＨ）2／Ｒ×｛Ｄ−ＶＢ／（２ＶＨ）｝2＋（ＶＢ）2／（４Ｒ） ・・・（４）
が成立する。
【００５７】
したがって、（４）式において、デューティ指令値Ｄについての二次方程式を解くことにより、次式が得られる。
【００５８】
【数１】
【００５９】
（５）式から、デューティ指令値Ｄは、二次電池１６の起電力ＶＢと、二次電池１６の内部抵抗Ｒと、二次電池１６の出力電力Ｐと、第２電圧ＶＨとから決定されることが分かる。また、二次電池１６の起電力ＶＢは、二次電池１６の容量ＳＯＣに依存することが分かっている。また、内部抵抗Ｒは、電池容量ＳＯＣと電池温度Ｔとに依存することも分かっている。本実施の形態では、このようなＤについての関係を用いて、二次電池１６の劣化時のデューティ指令値ＤＬを推測し、現在のデューティ指令値ＤＩとこの劣化時のデューティ指令値ＤＬとの大小関係を求めることにより、二次電池１６が劣化しているか否かを判定する。
【００６０】
すなわち、二次電池１６の内部抵抗Ｒは、電池容量ＳＯＣと電池温度Ｔとに依存するため、二次電池１６劣化時の内部抵抗Ｒも、電池容量ＳＯＣと電池温度Ｔとに依存する。このため、予め二次電池１６劣化時の内部抵抗推測値ＲＬと、電池容量ＳＯＣと電池温度Ｔとの関係を表すマップのデータを記憶部に記憶させておくことで、取得された電池容量ＳＯＣと電池温度Ｔとから、二次電池１６劣化時の内部抵抗ＲＬを取得できる。
【００６１】
また、取得された内部抵抗推測値ＲＬ、第２電圧ＶＨ、及び電池出力電力Ｐと、電池容量ＳＯＣから一義的に算出される二次電池１６の起電力ＶＢとを、（５）式に代入することで、二次電池１６劣化時のデューティ指令値を、劣化判定用デューティ基準値ＤＬとして算出できるので、予め内部抵抗推測値ＲＬ、第２電圧ＶＨ、電池出力電力Ｐ、及び電池容量ＳＯＣと、算出される基準値ＤＬとの関係を表すマップのデータを記憶部に記憶させておくことで、取得された内部抵抗推測値ＲＬ、第２電圧ＶＨ、電池出力電力Ｐ、及び電池容量ＳＯＣから、基準値ＤＬを取得できる。したがって、電圧変換状態値である、電池出力電力Ｐと、電池温度Ｔと、電池容量ＳＯＣと、第２電圧ＶＨと、基準値ＤＬとの関係を表すマップのデータをマップ記憶手段４４に記憶させておくことで、マップ記憶手段４４で記憶されたデータを参照しつつ、取得された電圧変換状態値に基づいて、電池劣化判定用デューティ基準値ＤＬを得ることができる。本例の場合には、マップ記憶手段４４は、上記の電圧変換状態値と、電池劣化判定用デューティ基準値ＤＬとの関係を表すマップのデータを記憶する。また、基準値取得手段４６は、取得された電圧変換状態値に基づいて、マップ記憶手段４４で記憶されたマップのデータを参照しつつ、電池劣化判定用デューティ基準値ＤＬを取得する。
【００６２】
判定手段４８は、取得されたデューティ指令値ＤＩと電池劣化判定用デューティ基準値ＤＬとを比較した結果に基づいて、電池劣化か否かを判定する。より具体的には、判定手段４８は、状態指令値取得手段４２で取得されたデューティ指令値ＤＩと、基準値取得手段４６で取得された電池劣化判定用デューティ基準値ＤＬとを比較し、デューティ指令値ＤＩが電池劣化判定用デューティ基準値ＤＬを下回った場合（ＤＩ＜ＤＬ）に、電池劣化であると判定し、デューティ指令値ＤＩが電池劣化判定用デューティ基準値ＤＬ以上である場合（ＤＩ≧ＤＬ）に、電池劣化ではないと判定する。そして、判定手段４８は、電池劣化であると判定した場合に、報知部３６に電池劣化判定結果、すなわち二次電池１６が劣化していることを表す信号を出力し、報知部３６は、ユーザへ電池劣化を通知する。例えば、報知部３６が表示部を含む場合には、表示部に電池劣化を表示させる。
【００６３】
また、モータＥＣＵ１４を構成するコンバータ制御部は、補正手段５０を含む。補正手段５０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１８で電圧変換を行う場合に、第２電圧ＶＨの取得値に基づいて、ＰＩ演算により取得されたデューティ指令値ＤＩを補正する。すなわち、補正手段５０は、第２電圧ＶＨが目標第２電圧ＶＨ´に近づくように、第２電圧ＶＨの取得値と目標第２電圧との偏差を取得し、その偏差に基づいてＰＩ演算により補正量を出力し、デューティ指令値ＤＩを補正する。そして、補正手段５０は、判定手段４８から電池劣化であることを表す判定結果の信号が入力されることにより、電池劣化である場合に通常時に対して、ＰＩ演算で使用するフィードバックゲインである、Ｐゲイン及びＩゲインを、予め設定した所定量増加または減少させる等により、ゲインを変更するゲイン変更手段５２を含む。すなわち、ゲイン変更手段５２は、判定手段４８により得られた電池劣化の判定結果に応じて、ＰＩ演算で使用するゲインを変更する。これにより、二次電池１６の劣化時には、ＰＩ演算によるデューティ指令値ＤＩの制御の応答性が悪化する傾向となるのに対し、本例の構成によれば、デューティ指令値ＤＩの制御応答性の向上を図れる。また、このようなゲインの変更は、予め記憶させたゲインと偏差との関係を表すマップを別のマップに変更することで実行してもよく、また、ゲインと偏差との関係を表す関数を変更することで実行してもよい。
【００６４】
なお、ＰＩ演算の代わりにＰＩ演算を含むＰＩＤ演算を使用してもよい。この場合、ゲイン変更手段５２は、判定手段４８から電池劣化であることを表す判定結果の信号が入力されることにより、通常時に対して、ＰＩＤ演算で使用するフィードバックゲインである、Ｄゲインも、予め設定した所定量増加または減少させる等により、ゲインを変更してもよい。
【００６５】
次に、このような電池劣化判定システムを用いて実行される電池劣化判定方法を、図３に示すフローチャートを用いて説明する。なお、以下の説明では、図１，２に示した要素と同一の要素には同一の符号を付して説明する。このようなフローチャートは、例えば電池ＥＣＵ１２が備える記憶部に記憶させた判定プログラムを実行することにより、実行される。なお、このプログラムは、予め定められたサイクルタイムで繰り返し実行される。
【００６６】
まず、判定プログラムが開始されると、図３のステップ（以下、「ステップ」は単にＳとして説明する。）１０において、状態指令値取得手段４２は、デューティ指令値ＤＩ、電池温度Ｔ、電池容量ＳＯＣ、充放電電流ＩＢ、第１電圧ＶＬ、及び第２電圧ＶＨを取得する。次いで、Ｓ２０において、状態指令値取得手段４２は、電池出力電力Ｐを、充放電電流ＩＢと第１電圧ＶＬとの積により算出、すなわち取得する。
【００６７】
次いで、Ｓ１４において、基準値取得手段４６は、取得された電池出力電力Ｐ、電池温度Ｔ、電池容量ＳＯＣ、及び第２電圧ＶＨに基づいて、マップ記憶手段４４で記憶されたマップを参照しつつ、劣化判定用デューティ基準値ＤＬを取得する。
【００６８】
Ｓ１６では、判定手段４８は、取得されたデューティ指令値ＤＩと電池劣化判定用デューティ基準値ＤＬとを比較した結果に基づいて、電池劣化か否かを判定し、ＤＩがＤＬを下回った場合（ＤＩ＜ＤＬ）には、電池劣化であると判定し、その判定結果を表す信号を報知部３６へ出力し、報知部３６においてユーザへ電池劣化を通知させる、すなわち報知させ、ユーザに電池交換を促す。また、判定手段４８は、ゲイン変更手段５２に電池劣化であることを表す信号を出力し、ゲイン変更手段５２でＰＩ演算またはＰＩＤ演算に用いるゲインを変更させる。これに対して、Ｓ１６で、ＤＩがＤＬ以上である場合（ＤＩ≧ＤＬ）には、電池劣化ではないと判定し、判定処理を終了する。
【００６９】
本実施の形態によれば、二次電池１６の劣化が生じた場合に、その劣化判定結果をより迅速に出力でき、ユーザにその劣化をより迅速に通知することができる。このため、ユーザに二次電池１６の交換要求を適切な時期に知らせることができる。また、上記の特許文献１に記載の構成の場合と異なり、電池容量ＳＯＣを変動させ、そのＳＯＣの変動前後で二次電池１６の開放電圧ＯＣＶを検出する必要がなくなり、判定に要する時間を短くでき、劣化が生じた場合に、その劣化判定結果をより迅速に出力できる。
【００７０】
また、本実施の形態によれば、デューティ指令値ＤＩと第２電圧ＶＨの取得値とに基づいて、ＰＩ演算によりデューティ指令値を補正する補正手段５０を備え、補正手段５０は、判定手段４８により得られた電池劣化の判定結果に応じて、ＰＩ演算で使用するゲインを変更するゲイン変更手段５２を含むので、ＤＣ／ＤＣコンバータ１８の制御応答性の向上を図れる。
【００７１】
なお、本例の場合に、ゲイン変更手段５２を省略し、判定手段４８は、電池劣化を判定した場合に、報知部３６へ判定結果を出力することのみを実行させることもできる。また、本例の場合、マップ記憶手段４４は、それぞれ電圧変換状態値である、電池出力電力Ｐと、電池温度Ｔと、電池容量ＳＯＣと、第２電圧ＶＨと、基準値ＤＬとの関係を表すマップを記憶しておき、基準値取得手段４６は、取得された電圧変換状態値に基づいて、マップ記憶手段４４で記憶されたマップのデータを参照しつつ、電池劣化判定用デューティ基準値ＤＬを取得している。ただし、マップ記憶手段４４は、電池容量ＳＯＣと二次電池１６の起電力ＶＢとの関係を表すマップのデータと、電池容量ＳＯＣと電池温度Ｔと二次電池１６劣化時の内部抵抗推測値ＲＬとの関係を表す別のマップのデータとを記憶させ、基準値取得手段４６は、取得された電池容量ＳＯＣ及び電池温度Ｔに基づいて、２つのマップを参照しつつ起電力ＶＢ及び内部抵抗推測値ＲＬを取得し、取得された電池出力電力Ｐ、第２電圧ＶＨ、起電力ＶＢ及び内部抵抗推測値ＲＬを、上記の（５）式に代入して劣化判定用デューティ基準値ＤＬを算出、すなわち取得することもできる。
【００７２】
また、この場合、基準値取得手段４６は、マップのデータを用いることなく、取得された電池容量ＳＯＣ及び電池温度Ｔに基づいて、起電力ＶＢ及び内部抵抗推測値ＲＬをそれぞれに関係する関係式から算出し、算出された電池出力電力Ｐ、第２電圧ＶＨ、起電力ＶＢ及び内部抵抗推測値ＲＬを、上記の（５）式に代入して劣化判定用デューティ基準値ＤＬを算出、すなわち取得することもできる。すなわち、基準値取得手段４６は、電池容量ＳＯＣ及び電池温度Ｔに基づいて定められる電池劣化時の電池内部抵抗推測値ＲＬを取得し、電池劣化時の電池内部抵抗推測値ＲＬ、電池出力電力Ｐ、電池容量ＳＯＣ、及び第２電圧ＶＨに基づいて電池劣化判定用デューティ基準値ＤＬを取得することもできる。
【００７３】
なお、本例において、判定手段４８が出力した劣化判定結果を表す信号に基づいて、制御部において、異常検出履歴として記憶部に所定の異常コードを記憶させることもできる。また、本例の場合、電池ＥＣＵ１２とモータＥＣＵ１４とを別の制御部として構成しているが、これらを１の制御部であるＥＣＵにより構成することもできる。
【００７４】
［第２の発明の実施の形態］
図４は、本発明の第２の実施の形態に係る電池劣化判定システムを用いて実行される電池劣化判定方法を説明するためのフローチャートである。なお、以下の説明では、図１，２に示した要素と同等の要素には、同一の符号を付して説明する。上記の第１の実施の形態の場合には、状態指令値取得手段４２は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１８の上側スイッチング素子の１周期におけるオンデューティの割合を指示する指令値であるデューティ指令値ＤＩを取得し、判定手段４８は、デューティ指令値ＤＩと電池劣化判定用デューティ基準値ＤＬとを比較し、電池劣化か否かを判定している。ただし、本実施の形態の場合には、状態指令値取得手段４２は、デューティ指令値として、ＤＣ／ＤＣコンバータ１８の下側スイッチング素子の１周期におけるオンデューティの割合を指示する指令値であるデューティ指令値ＤＩ´を取得する。また、図４のＳ２６で、判定手段４８は、デューティ指令値ＤＩ´と電池劣化判定用デューティ基準値ＤＬとを比較し、デューティ指令値ＤＩ´が電池劣化判定用デューティ基準値ＤＬを上回った場合に、電池劣化であると判定し、デューティ指令値ＤＩ´が電池劣化判定用デューティ基準値ＤＬ以下である場合に、電池劣化ではないと判定する。その他の構成及び作用は、上記の第１の実施の形態と同様である。
【００７５】
［第３の発明の実施の形態］
図５は、本発明の第３の実施の形態に係る電池劣化判定システムを用いて実行される電池劣化判定方法を説明するためのフローチャートである。以下の説明でも、図１，２に示した要素と同等の要素には同一の符号を付して説明する。本実施の形態の場合、基準値取得手段４６は、予め設定された特定条件成立時にのみ、取得された電圧変換状態値である電池出力電力Ｐ、電池温度Ｔ，電池容量ＳＯＣ及び第２電圧ＶＨに基づいて、電池劣化判定用デューティ基準値ＤＬを取得する。また、判定手段４８は、予め設定された特定条件成立時にのみ、デューティ指令値ＤＩと電池劣化判定用デューティ基準値ＤＬとを比較した結果に基づいて、電池劣化か否かを判定する。
【００７６】
この場合、状態指令値取得手段４２で取得される電圧変換状態値である、第２電圧ＶＨ、電池容量ＳＯＣ、電池温度Ｔ及び電池出力電力Ｐのうち、いずれか１以上か、またはすべてが、それぞれに対応して予め設定される個別特定条件が成立である場合に、特定条件が成立したと設定する。例えば、個別特定条件とは、二次電池１６が劣化した場合に表れる傾向となる条件であり、例えば第２電圧ＶＨがある閾値電圧よりも低い場合、電池容量ＳＯＣがある閾値容量よりも低い場合等である。
【００７７】
また、本例の場合、マップ記憶手段４４は、電圧変換状態値と燃費悪化判定用デューティ基準値ＤＡとの関係を表す第２マップのデータを予め記憶する。この燃費悪化判定用デューティ基準値ＤＡは、劣化判定用デューティ基準値ＤＬよりも大きい値である（ＤＡ＞ＤＬ）。基準値取得手段４６は、取得された電圧変換状態値に基づいて、マップ記憶手段４４で記憶されたマップのデータを参照しつつ電池劣化判定用デューティ基準値ＤＬを取得するとともに、取得された電圧変換状態値に基づいて、マップ記憶手段４４で記憶された第２マップのデータを参照しつつ燃費悪化判定用デューティ基準値ＤＡを取得する。
【００７８】
また、判定手段４８は、デューティ指令値ＤＩと、基準値取得手段４６で取得された電池劣化判定用デューティ基準値ＤＬとを比較した結果に基づいて、電池劣化か否かを判定する。これとともに、判定手段４８は、デューティ指令値ＤＩと、基準値取得手段４６で取得された燃費悪化判定用デューティ基準値ＤＡとを比較した結果に基づいて、燃費性能悪化か否かを判定する。判定手段４８は、電池劣化判定結果と燃費性能悪化判定結果との、それぞれの判定結果に基づいて、２の異なる通知信号を出力する。報知手段である報知部３６は、このような異なる２の通知信号に基づいて異なる報知を行う。例えば、報知部３６が表示部である場合、燃費性能悪化であることを表す信号が入力された場合には、表示部に「燃費性能悪化」を表示させ、電池劣化であることを表す信号が入力された場合には、表示部に「電池劣化」を表示させる。これにより、電池劣化には至らないが燃費性能悪化である場合には、それをユーザに通知させることができる。
【００７９】
次に、このような構成を用いて実行する電池劣化判定方法を説明する。まず、図５のＳ３０において、状態指令値取得手段４２は、電圧変換状態値の特定条件に対応する１以上を用いて、特定条件成立か否かを判定し、特定条件成立と判定された場合には、Ｓ３２に移行する。
【００８０】
Ｓ３２では、状態指令値取得手段４２は、デューティ指令値ＤＩ、電池温度Ｔ、電池容量ＳＯＣ、充放電電流ＩＢ、第１電圧ＶＬ、及び第２電圧ＶＨを取得する。次いで、Ｓ３４において、状態指令値取得手段４２は、電池出力電力Ｐを、充放電電流ＩＢと第１電圧ＶＬとの積により算出する。
【００８１】
次いで、Ｓ３６において、基準値取得手段４６は、取得された電池出力電力Ｐ、電池温度Ｔ、電池容量ＳＯＣ、及び第２電圧ＶＨに基づいて、マップ記憶手段４４で記憶されたマップ及び第２のマップを参照しつつ、燃費悪化判定用デューティ基準値ＤＡ及び劣化判定用デューティ基準値ＤＬを取得する。
【００８２】
Ｓ３８では、判定手段４８は、取得されたデューティ指令値ＤＩと燃費悪化判定用デューティ基準値ＤＡとを比較した結果に基づいて、電池劣化か否かを判定し、ＤＩがＤＡを下回った場合（ＤＩ＜ＤＡ）には、燃費性能悪化であると判定し、Ｓ４０に移行する。これに対して、Ｓ３８でＤＩがＤＡ以上である場合（ＤＩ≧ＤＡ）には、燃費性能悪化ではなく、かつ、電池劣化でもないと判定し、判定処理を終了する。
【００８３】
Ｓ４０では、判定手段４８は、取得されたデューティ指令値ＤＩと劣化判定用デューティ基準値ＤＬとを比較した結果に基づいて、電池劣化か否かを判定し、ＤＩがＤＬを下回った場合（ＤＩ＜ＤＬ）には、電池劣化であると判定し、Ｓ４２で、その判定結果を表す信号を報知部３６へ出力し、報知部３６においてユーザへ電池劣化を通知させる、すなわち報知させ、ユーザに電池交換を促す。これに対して、Ｓ４０で、ＤＩがＤＬ以上である場合（ＤＩ≧ＤＬ）には、燃費性能悪化であるが、電池劣化ではないと判定し、Ｓ４４で、その判定結果を表す信号を報知部３６へ出力し、報知部３６においてユーザへ燃費性能悪化を通知させる、すなわち報知させる。
【００８４】
なお、判定手段４８は、上記の図１から図３に示した第１の実施の形態と同様に、Ｓ４２で、ゲイン変更手段５２に電池劣化であることを表す信号を出力し、ゲイン変更手段５２でＰＩ演算またはＰＩＤ演算に用いるゲインを変更させることもできる。
【００８５】
上記の構成によれば、基準値取得手段４６は、予め設定された特定条件成立時にのみ、取得された電圧変換状態値に基づいて電池劣化判定用デューティ基準値ＤＬを取得し、判定手段４８は、予め設定された特定条件成立時にのみ、デューティ指令値ＤＩと電池劣化判定用デューティ基準値ＤＬとを比較した結果に基づいて、電池劣化か否かを判定する。このため、特定条件を電圧変換状態値に関係付けて設定することにより、基準値取得手段４６が、電圧変換状態値と電池劣化判定用デューティ基準値ＤＬとの関係を表すマップを用いて電池劣化判定用デューティ基準値ＤＬを取得する場合に、予め記憶させるマップ点数を減らすことができる。
【００８６】
また、マップ記憶手段４４は、電圧変換状態値と燃費悪化判定用デューティ基準値ＤＡとの関係を表す第２マップのデータを記憶し、基準値取得手段４６は、取得された電圧変換状態値に基づいて、マップ記憶手段４４で記憶された第２マップのデータを参照しつつ燃費悪化判定用デューティ基準値ＤＡを取得し、判定手段４８は、デューティ指令値ＤＩと電池劣化判定用デューティ基準値ＤＬとを比較した結果に基づいて、電池劣化か否かを判定するとともに、デューティ指令値ＤＩと燃費悪化判定用デューティ基準値ＤＡとを比較した結果に基づいて、燃費性能悪化か否かを判定し、それぞれの判定結果に基づいて、２の通知信号を出力し、さらに、２の通知信号に基づいて異なる報知を行う報知部３６を備える。このため、電池劣化に至っていないが、燃費性能悪化であることをユーザに注意することができ、燃費性能の悪化を許容できるユーザにとって無駄な電池交換の必要をなくせるとともに、燃費性能の悪化を許容できないユーザに、電池交換により車両の性能向上の機会を提供することができる。
【００８７】
なお、本実施の形態において、特定条件成立判定工程と、燃費悪化判定工程とのいずれかを省略することもできる。また、図４に示した第２の実施の形態と同様に、状態指令値取得手段４２は、デューティ指令値として、ＤＣ／ＤＣコンバータ１８の下側スイッチング素子の１周期におけるオンデューティの割合を指示する指令値であるデューティ指令値ＤＩ´を取得し、判定手段４８は、デューティ指令値ＤＩ´と電池劣化判定用デューティ基準値ＤＬ及び燃費悪化判定用デューティ基準値ＤＡとを比較し、デューティ指令値ＤＩ´が電池劣化判定用デューティ基準値ＤＬを上回った場合に、電池劣化であると判定し、デューティ指令値ＤＩ´が燃費悪化判定用デューティ基準値ＤＡをさらに上回った場合に、燃費性能悪化であると判定することもできる。その他の構成及び作用は、上記の図１から図３に示した第１の実施の形態と同様である。
【００８８】
［第４の発明の実施の形態］
図６は、本発明の第４の実施の形態に係る電池劣化判定システムを用いて実行される電池劣化判定方法を説明するためのフローチャートである。以下の説明でも、図１，２に示した要素と同等の要素には同一の符号を付して説明する。本実施の形態の場合、上記の各実施の形態と異なり、電池劣化か否かを判定するために二次電池１６の現在内部抵抗推測値ＲＥを取得するとともに、電池劣化時内部抵抗推測値である劣化時内部抵抗推測値ＲＬを取得し、両内部抵抗推測値ＲＥ，ＲＬの比較により、二次電池１６の劣化を判定する。
【００８９】
すなわち、上記の各実施の形態の原理となる上記の（５）式を変形すると、二次電池１６の内部抵抗Ｒに関して、次式が得られる。
【００９０】
【数２】
【００９１】
（６）式において、ＶＨは第２電圧であり、Ｄはデューティ指令値であり、ＶＢは二次電池１６の起電力であり、Ｐは二次電池１６の電池出力電力である。ここで、起電力ＶＢは電池容量ＳＯＣに依存し、内部抵抗Ｒは、電池容量ＳＯＣ及び電池温度Ｔに依存する。上記各実施の形態では、デューティ指令値の比較により、電池劣化を判定していたが、本例では現在の内部抵抗値と、電池劣化時の内部抵抗値とを比較することにより、電池劣化か否かを判定する。このため、マップ記憶手段４４は、電圧変換状態値である、電池出力電力Ｐ、デューティ指令値ＤＩ、電池容量ＳＯＣ、及び第２電圧ＶＨと、現在内部抵抗推測値ＲＥとの関係を表す現在抵抗マップのデータと、電圧変換状態値である、電池温度Ｔ及び電池容量ＳＯＣと劣化時内部抵抗推測値ＲＬとの関係を表す劣化時抵抗マップのデータとを記憶する。また、本実施の形態の場合、上記の図２に示した第１の実施の形態において、基準値取得手段４６の代わりに内部抵抗取得手段（図示せず）を備え、内部抵抗取得手段は、取得された電圧変換状態値に基づいて、マップ記憶手段４４で記憶された現在抵抗マップ及び劣化時抵抗マップのデータを参照しつつ、現在内部抵抗推測値ＲＥと、劣化時内部抵抗推測値ＲＬとを取得する。
【００９２】
判定手段４８は、取得された現在内部抵抗推測値ＲＥと劣化時内部抵抗推測値ＲＬとを比較した結果に基づいて、電池劣化か否かを判定する。より具体的には、判定手段４８は、現在内部抵抗推測値ＲＥが劣化時内部抵抗推測値ＲＬを上回った場合（ＲＥ＞ＲＬ）に、電池劣化であると判定し、現在内部抵抗推測値ＲＥが劣化時内部抵抗推測値ＲＬ以下である場合（ＲＥ≦ＲＬ）に、電池劣化ではないと判定する。そして、判定手段４８は、電池劣化であると判定した場合に、報知部３６に電池劣化判定結果、すなわち二次電池１６が劣化していることを表す信号を出力し、報知部３６は、ユーザへ電池劣化を通知する。
【００９３】
また、判定手段４８は、電池劣化であると判定した場合に、モータＥＣＵ１４が含む補正手段５０のゲイン変更手段５２に、二次電池１６が劣化していることを表す信号を出力し、ゲインを変更させる。
【００９４】
次に、このような電池劣化判定システムを用いて実行される電池劣化判定方法を、図６に示すフローチャートを用いて説明する。このようなフローチャートは、例えば電池ＥＣＵ１２が備える記憶部に記憶させた判定プログラムを実行することにより、実行される。判定プログラムが開始されると、図６のＳ５０において、状態指令値取得手段４２は、デューティ指令値ＤＩ、電池温度Ｔ、電池容量ＳＯＣ、充放電電流ＩＢ、第１電圧ＶＬ、及び第２電圧ＶＨを取得する。次いで、Ｓ５２において、状態指令値取得手段４２は、電池出力電力Ｐを、充放電電流ＩＢと第１電圧ＶＬとの積により算出、すなわち取得する。この場合、電池出力電力Ｐが０となった場合には、上記の（６）式を用いて内部抵抗を算出する場合に算出不能となるため、この不都合を防止すべく電池出力電力Ｐは予め正の値である所定の下限ガード値を設定し、Ｓ５２で算出された電池出力電力Ｐが下限ガード値以下となる場合には、電池出力電力Ｐを下限ガード値に置き換える処理を行う。
【００９５】
次いで、Ｓ５４において、内部抵抗取得手段は、取得された電池出力電力Ｐ、電池温度Ｔ、電池容量ＳＯＣ、及び第２電圧ＶＨに基づいて、マップ記憶手段４４で記憶された現在抵抗マップを参照しつつ、現在内部抵抗推測値ＲＥを取得する。
【００９６】
また、Ｓ５６では、内部抵抗取得手段は、取得された電池温度Ｔ及び電池容量ＳＯＣに基づいて、マップ記憶手段４４で記憶された劣化抵抗マップを参照しつつ、劣化時内部抵抗推測値ＲＬを取得する。
【００９７】
Ｓ５８では、判定手段４８は、取得された現在内部抵抗推測値ＲＥと劣化時内部抵抗推測値ＲＬとを比較した結果に基づいて、電池劣化か否かを判定し、ＲＥがＲＬを上回った場合（ＲＥ＞ＲＬ）には、電池劣化であると判定し、その判定結果を表す信号を報知部３６へ出力し、報知部３６においてユーザへ電池劣化を通知させる。また、判定手段４８は、ゲイン変更手段５２に電池劣化であることを表す信号を出力し、ゲイン変更手段５２でＰＩ演算またはＰＩＤ演算に用いるゲインを変更させる。これに対して、Ｓ５８で、ＲＥがＲＬ以下である場合（ＲＥ≦ＲＬ）には、電池劣化ではないと判定し、判定処理を終了する。
【００９８】
本実施の形態によれば、二次電池１６の劣化が生じた場合に、その劣化判定結果をより迅速に出力できる。また、上記の特許文献１に記載の構成の場合と異なり、電池容量を変動させ、その電池容量ＳＯＣの変動前後で二次電池１６の開放電圧を検出する必要がなくなり、判定に要する時間を短くでき、二次電池１６の劣化が生じた場合に、その劣化判定結果をより迅速に出力できる。
【００９９】
また、補正手段５０は、判定手段４８により得られた電池劣化の判定結果に応じて、ＰＩ演算で使用するゲインを変更するゲイン変更手段５２を含むので、電池の劣化の判定結果に応じてＰＩ演算で使用するゲインを変更できるため、ＤＣ／ＤＣコンバータ１８の制御応答性の向上を図れる。
【０１００】
なお、内部抵抗取得手段は、マップ記憶手段４４で記憶させたマップを用いるのではなく、電圧変換状態値である、電池出力電力Ｐ、デューティ指令値ＤＩ、電池容量ＳＯＣ、及び第２電圧ＶＨと、現在内部抵抗推測値ＲＥとの関係を表す関係式から、現在内部抵抗推測値ＲＥを算出、すなわち取得し、電圧変換状態値である、電池温度Ｔ及び電池容量ＳＯＣと劣化時内部抵抗推測値ＲＬとの関係を表す関係式から、劣化時内部抵抗推測値ＲＬを算出、すなわち取得することもできる。その他の構成及び作用は、上記の図１から図３に示した第１の実施の形態と同様である。
【０１０１】
なお、本実施の形態において、上記の図５に示した第３の実施の形態と同様に、マップ記憶手段４４は、電圧変換状態値と燃費性能悪化判定用内部抵抗推測値との関係を表す第２マップのデータを記憶し、判定手段４８は、現在の電池内部抵抗推測値ＲＥと電池劣化時内部抵抗推測値ＲＬとを比較した結果に基づいて、電池劣化か否かを判定するとともに、現在の電池内部抵抗推測値ＲＥと燃費性能悪化判定用内部抵抗推測値とを比較した結果に基づいて、燃費性能悪化か否かを判定し、それぞれの判定結果に基づいて、２の通知信号を出力し、さらに、２の通知信号に基づいて異なる報知を行う報知手段を備える構成を採用することもできる。
【０１０２】
この構成を採用した場合には、電池劣化に至っていないが、燃費性能悪化であることをユーザに注意することができ、燃費性能の悪化を許容できるユーザにとって無駄な電池交換の必要をなくせるとともに、燃費性能の悪化を許容できないユーザに、電池交換により車両の性能向上の機会を提供することができる。
【０１０３】
また、本実施の形態において、上記の図４に示した第２の実施の形態と同様に、状態指令値取得手段４２は、下アーム２６の１周期におけるオンデューティの割合を指示する指令値を取得し、判定手段４８は、現在の電池内部抵抗推測値ＲＥ´と電池劣化時内部抵抗推測値ＲＬとを比較し、現在の電池内部抵抗推測値ＲＥ´が電池劣化時内部抵抗推測値ＲＬを下回った場合に、電池劣化であると判定し、現在の電池内部抵抗推測値ＲＥ´が電池劣化時内部抵抗推測値ＲＬ以上である場合に、電池劣化ではないと判定する構成を採用することもできる。
【０１０４】
また、本実施の形態において、上記の図５に示した第３の実施の形態と同様に、内部抵抗取得手段は、予め設定された特定条件成立時にのみ、取得された電圧変換状態値に基づいて現在の電池内部抵抗推測値ＲＥ及び電池劣化時内部抵抗推測値ＲＬを取得し、判定手段４８は、予め設定された特定条件成立時にのみ、現在の電池内部抵抗推測値ＲＥと電池劣化時内部抵抗推測値ＲＬとを比較した結果に基づいて、電池劣化か否かを判定する構成を採用することもできる。
【０１０５】
この構成を採用した場合には、特定条件成立時にのみ、電池劣化の判定が行われるので、特定条件を電圧変換状態値に関係付けて設定することにより、内部抵抗取得手段が、電圧変換状態値と現在の電池内部抵抗推測値ＲＥ及び電池劣化時内部抵抗推測値ＲＬとの関係を表すマップを用いて現在の電池内部抵抗推測値ＲＥ及び電池劣化時内部抵抗推測値ＲＬを取得する場合に、予め記憶させるマップ点数を減らすことができる。
【０１０６】
［第５の発明の実施の形態］
図７は、本発明の第５の実施の形態に係る電池劣化判定システムを含むモータ駆動装置を示す回路図である。図８は、図７に示す電池ＥＣＵ１２及びモータＥＣＵ１４と報知手段とを示す構成図である。図９は、図７に示す電池ＥＣＵ１２を用いて実行される電池劣化判定方法を説明するためのフローチャートである。
【０１０７】
本実施の形態の場合、上記の図１から図３に示した第１の実施の形態において、二次電池をマスタバッテリと呼ばれる主二次電池５４とするとともに、スレーブバッテリと呼ばれるサブ二次電池５６を備え、サブ二次電池５６にサブＤＣ／ＤＣコンバータ５８を接続している。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ１８及びインバータ２０の間に、サブＤＣ／ＤＣコンバータ５８の、サブ二次電池５６と反対側を接続している。
【０１０８】
サブＤＣ／ＤＣコンバータ５８は、サブスイッチング素子である上側スイッチング素子を含む上アーム６０と、サブスイッチング素子である下側スイッチング素子を含む下アーム６２と、各アーム６０，６２の中点に接続されたリアクトル６４とを含む。このようなサブＤＣ／ＤＣコンバータ５８の基本構成は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１８の構成と同様である。また、主二次電池５４とＤＣ／ＤＣコンバータ１８との間、サブ二次電池５６とサブＤＣ／ＤＣコンバータ５８との間に、それぞれ平滑化用のコンデンサ６６，６８を設けている。また、サブ二次電池５６のサブ電池温度Ｔ２を検出する温度センサ７０を設け、温度センサ７０の検出信号を電池ＥＣＵ１２に入力している。また、サブ二次電池５６の充放電電流ＩＢ２を検出する電流センサ７２を設け、電流センサ７２の検出信号を電池ＥＣＵ１２に入力している。
【０１０９】
また、サブＤＣ／ＤＣコンバータ５８のサブ二次電池５６の端子間電圧であるサブ第１電圧ＶＬ２を検出する第１電圧センサ７４を設け、第１電圧センサ７４の検出値を電池ＥＣＵ１２に入力している。また、サブＤＣ／ＤＣコンバータ５８のインバータ２０側電圧であるサブ第２電圧ＶＨ２は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１８のインバータ２０側電圧である第２電圧ＶＨ（図１参照）と等しい（同電位である）（ＶＨ２＝ＶＨ）。このため、電池ＥＣＵ１２に入力される第２電圧センサ３４（図１参照）の検出値を、第２電圧ＶＨ及びサブ第２電圧ＶＨ２の検出値として使用する。
【０１１０】
サブＤＣ／ＤＣコンバータ５８は、上側スイッチング素子のデューティ比の指令値であるサブデューティ指令値ＤＩ２に基づいて、サブ第１電圧ＶＬ２とサブ第２電圧ＶＨ２との間での電圧変換を行う。このようなサブＤＣ／ＤＣコンバータ５８とＤＣ／ＤＣコンバータ１８とは、それぞれで電圧変換しつつ電力の授受可能に接続している。
【０１１１】
図８に示すように、電池ＥＣＵ１２は、上記の図２に示した第１の実施の形態の状態指令値取得手段４２、基準値取得手段４６及び判定手段４８に加えて、サブ状態指令値取得手段７８、サブ基準値取得手段８０及びサブ判定手段８２を含む。サブ状態指令値取得手段７８は、サブＤＣ／ＤＣコンバータ５８において電圧変換を行うときの、サブ電池出力電力Ｐ２とサブ電池温度Ｔ２とサブ電池容量ＳＯＣ２とサブ第２電圧ＶＨ２とを含むサブ電圧変換状態値と、サブデューティ指令値ＤＩ２とを取得する。サブ電池出力電力Ｐ２は、電池出力電力Ｐと同様に、充放電電流ＩＢ２とサブ第１電圧ＶＬ２との積により算出する。また、サブ電池容量ＳＯＣ２は、例えば、サブ二次電池５６への充電電流値ＩＢ２及びサブ二次電池５６からの放電電流値ＩＢ２を時間積算することにより算出する。
【０１１２】
サブ基準値取得手段８０は、取得されたサブ電圧変換状態値に基づいてサブ電池劣化判定用デューティ基準値ＤＬ２を取得する。サブ判定手段８２は、サブデューティ指令値ＤＩ２とサブ電池劣化判定用デューティ基準値ＤＬ２とを比較した結果に基づいて、サブ二次電池５６の電池劣化か否かを判定する。サブ判定手段８２でサブ二次電池５６の劣化であると判定された場合には、その判定結果を表す信号を、報知部３６及び後述するサブゲイン変更手段８６に出力する。このようなサブ状態指令値取得手段７８、サブ基準値取得手段８０及びサブ判定手段８２の機能自体は、状態指令値取得手段４２、基準値取得手段４６及び判定手段４８のそれぞれの機能と同様である。また、マップ記憶手段４４は、電圧変換状態値である、電池出力電力Ｐと、電池温度Ｔと、電池容量ＳＯＣと、第２電圧ＶＨと、電池劣化判定用デューティ基準値ＤＬとの関係を表すマップのデータとともに、サブ電圧変換状態値である、サブ電池出力電力Ｐ２と、サブ電池温度Ｔ２と、サブ電池容量ＳＯＣ２と、サブ第２電圧ＶＨ２と、サブ電池劣化判定用デューティ基準値ＤＬ２との関係を表すサブマップのデータを記憶する。
【０１１３】
このように主二次電池５４及びサブ二次電池５６を備えることにより、電池劣化判定システムを備えるモータ駆動装置１０をハイブリッド車両等の電動車両に搭載する場合に、電動車両の走行距離を長くすることができる。電動車両は、走行時に、モータジェネレータ２２の電力源として、主二次電池５４及びサブ二次電池５６の一方または両方を使用する。
【０１１４】
また、モータＥＣＵ１４を構成するコンバータ制御部は、サブ補正手段８４を含む。サブ補正手段８４は、サブＤＣ／ＤＣコンバータ５８で電圧変換を行う場合に、サブ第２電圧ＶＨ２の取得値に基づいて、サブＰＩ演算により取得されたサブデューティ指令値ＤＩ２を補正する。また、サブ補正手段８４は、サブ判定手段８２から電池劣化であることを表す判定結果の信号が入力されることにより、電池劣化である場合に通常時に対して、サブＰＩ演算で使用するフィードバックゲインである、Ｐゲイン及びＩゲインを、予め設定した所定量増加または減少させる等により、ゲインを変更するサブゲイン変更手段８６を含む。また、モータＥＣＵ１４は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１８及びサブＤＣ／ＤＣコンバータ５８の電流制御が可能である。
【０１１５】
次にこのような電池劣化判定システムを用いて、車両の停止中等、車両整備モードにある場合に電池劣化判定処理を行う方法を、図９のフローチャートを用いて説明する。なお、以下の説明では、図１、図２、図７、図８に示した要素と同一の要素には同一の符号を付して説明する。まず、Ｓ７０において、電池ＥＣＵ１２は、現在の車両が車両整備モード中であるか否かを判定する。この場合、例えば、車両が停止中であり、かつ、運転席周辺部に設けられた整備モードスイッチがオンされたことを、車両整備モード中であることの成立条件とすることができる。整備モードスイッチのオンで、劣化判定処理を実行する場合には、ユーザの任意のタイミングで判定処理を実行できる。なお、整備モードスイッチを設けることなく、予め設定された条件成立時にのみ、車両整備モード中であると判定することもできる。
【０１１６】
車両整備モード中であると判定された場合、Ｓ７２において、電池ＥＣＵ１２は、電池劣化判定条件成立か否かを判定する。この場合、例えば、電池劣化判定処理を実行する場合に、主二次電池５４とサブ二次電池５６との間で電力の授受を行う必要があり、本例の場合、サブ二次電池５６をＰＲｋｗで放電させるとともに、主二次電池５４を−ＰＲｋｗで充電させる必要があるので、主二次電池５４及びサブ二次電池５６の電池容量ＳＯＣ，ＳＯＣ２がそれぞれに対応して設定された所定の容量範囲内にある場合に、電池劣化判定条件成立とすることもできる。
【０１１７】
電池劣化判定条件成立と判定された場合、Ｓ７４において、電池ＥＣＵ１２は、モータＥＣＵ１４に制御信号を出力し、ＤＣ／ＤＣコンバータ１８及びサブＤＣ／ＤＣコンバータ５８を制御し、サブ二次電池５６をＰＲｋｗで放電させるとともに、主二次電池５４を−ＰＲｋｗで充電させる。このために、例えば、主二次電池５４とＤＣ／ＤＣコンバータ１８との間に設けた図示しないシステムリレーと、サブ二次電池５６とサブＤＣ／ＤＣコンバータ５８との間に設けた図示しないサブシステムリレーとの断接を制御することもできる。
【０１１８】
そしてＳ７６で、電池ＥＣＵ１２は、上記の図１から図３に示した第１の実施の形態と同様に、判定手段４８とサブ判定手段８２とのそれぞれで、電池劣化判定処理を実行し、主二次電池５４の電池劣化であると判定された場合には、報知部３６にその判定結果を報知させるとともに、ＤＣ／ＤＣコンバータ１８を制御する補正手段５０が含むゲイン変更手段５２でＰＩ演算で使用するゲインを変更させる。また、サブ二次電池５６の電池劣化であると判定された場合には、報知部３６にその判定結果を報知させるとともに、サブＤＣ／ＤＣコンバータ５８を制御するサブ補正手段８４が含むサブゲイン変更手段８６で、サブＰＩ演算で使用するゲインを変更させる。なお、判定手段４８とサブ判定手段８２とのそれぞれの判定処理では、それぞれでデューティ指令値ＤＩ及び電池劣化判定用デューティ基準値ＤＬの比較と、サブデューティ指令値ＤＩ２及びサブ電池劣化判定用デューティ基準値ＤＬ２の比較とを行い、それぞれで電池劣化を判定する。
【０１１９】
なお、本例の場合、判定処理時に、サブ二次電池５６をＰＲｋｗで放電させるとともに、主二次電池５４を−ＰＲｋｗで充電させているが、判定処理時に、主二次電池５４をＰＲｋｗで放電させるとともに、サブ二次電池５６を−ＰＲｋｗで充電させることもできる。
【０１２０】
このような構成によれば、主二次電池５４とサブ二次電池５６とを搭載する車両の停車時においても、主二次電池５４とサブ二次電池５６との間で電力の授受を行いつつ、主二次電池５４とともにサブ二次電池５６も劣化判定を行え、主二次電池５４またはサブ二次電池５６の劣化が生じた場合に、その劣化判定結果をより迅速に出力できる。また、本実施の形態では、主二次電池５４の劣化判定処理を走行中以外でも実行できる。すなわち、上記の各実施の形態では、二次電池１６の劣化判定処理を行う場合に二次電池１６のエネルギをモータジェネレータ２２で消費しているが、本実施の形態では、このような消費の必要がなくなり、モータジェネレータ２２の停止時にも判定処理を実行できる。
【０１２１】
また、サブ補正手段８４は、サブ判定手段８２により得られたサブ二次電池５６劣化の判定結果に応じて、サブＰＩ演算で使用するゲインを変更するサブゲイン変更手段８６を含むので、サブＤＣ／ＤＣコンバータ５８の制御応答性の向上を図れる。なお、図９では、車両停止中の車両整備モード中に電池劣化判定処理を実行する場合を説明したが、これに加えて、車両走行中の予め設定した所定条件成立時に電池劣化判定処理を実行することもできる。その他の構成及び作用は、上記の図１から図３に示した第１の実施の形態と同様である。なお、本実施の形態において、上記の図４から図６に示した第２の実施の形態から第４の実施の形態の、１または複数を適用することもできる。
【符号の説明】
【０１２２】
１０ モータ駆動装置、１２ 電池ＥＣＵ、１４ モータＥＣＵ、１６ 二次電池、１８ ＤＣ／ＤＣコンバータ、２０ インバータ、２２ モータジェネレータ、２４ 上アーム、２６ 下アーム、２８ リアクトル、３０ コンデンサ、３２ 第１電圧センサ、３４ 第２電圧センサ、３６ 報知部、３８ 電流センサ、４０ 温度センサ、４２ 状態指令値取得手段、４４ マップ記憶手段、４６ 基準値取得手段、４８ 判定手段、５０ 補正手段、５２ ゲイン変更手段、５４ 主二次電池、５６ サブ二次電池、５８ サブＤＣ／ＤＣコンバータ、６０ 上アーム、６２ 下アーム、６４ リアクトル、６６，６８ コンデンサ、７０ 温度センサ、７２ 電流センサ、７４ 第１電圧センサ、７６ 第２電圧センサ、７８ サブ状態指令値取得手段、８０ サブ基準値取得手段、８２ サブ判定手段、８４ サブ補正手段、８６ サブゲイン変更手段。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スイッチング素子を含むＤＣ／ＤＣコンバータを用いて、ＤＣ／ＤＣコンバータに接続される電池の劣化を判定する電池劣化判定システムであって、
ＤＣ／ＤＣコンバータにおいて、スイッチング素子のデューティ比の指令値であるデューティ指令値に基づいて電圧変換を行うときの、電池出力電力と電池温度と電池容量と電圧とを含む電圧変換状態値と、デューティ指令値とを取得する状態指令値取得手段と、
取得された電圧変換状態値に基づいて電池劣化判定用デューティ基準値を取得する基準値取得手段と、
取得されたデューティ指令値と電池劣化判定用デューティ基準値とを比較した結果に基づいて、電池劣化か否かを判定する判定手段とを備えることを特徴とする電池劣化判定システム。
【請求項２】
請求項１に記載の電池劣化判定システムにおいて、
電圧変換状態値と電池劣化判定用デューティ基準値との関係を表すマップのデータを記憶するマップ記憶手段を備え、
基準値取得手段は、取得された電圧変換状態値に基づいて、マップ記憶手段で記憶されたマップのデータを参照しつつ電池劣化判定用デューティ基準値を取得することを特徴とする電池劣化判定システム。
【請求項３】
請求項２に記載の電池劣化判定システムにおいて、
マップ記憶手段は、電圧変換状態値と燃費悪化判定用デューティ基準値との関係を表す第２マップのデータを記憶し、
基準値取得手段は、取得された電圧変換状態値に基づいて、マップ記憶手段で記憶された第２マップのデータを参照しつつ燃費悪化判定用デューティ基準値を取得し、
判定手段は、デューティ指令値と電池劣化判定用デューティ基準値とを比較した結果に基づいて、電池劣化か否かを判定するとともに、デューティ指令値と燃費悪化判定用デューティ基準値とを比較した結果に基づいて、燃費性能悪化か否かを判定し、それぞれの判定結果に基づいて、２の通知信号を出力し、
さらに、２の通知信号に基づいて異なる報知を行う報知手段を備えることを特徴とする電池劣化判定システム。
【請求項４】
請求項１に記載の電池劣化判定システムにおいて、
基準値取得手段は、
電池容量及び電池温度に基づいて定められる電池劣化時の電池内部抵抗推測値を取得し、電池劣化時の電池内部抵抗推測値と電池出力電力と電池容量と電圧とに基づいて電池劣化判定用デューティ基準値を取得することを特徴とする電池劣化判定システム。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか１に記載の電池劣化判定システムにおいて、
ＤＣ／ＤＣコンバータは、上側スイッチング素子を含む上アームと、下側スイッチング素子を含む下アームとを含み、
状態指令値取得手段は、上アームの１周期におけるオンデューティの割合を指示する指令値を取得し、
判定手段は、デューティ指令値と電池劣化判定用デューティ基準値とを比較し、デューティ指令値が電池劣化判定用デューティ基準値を下回った場合に、電池劣化であると判定し、デューティ指令値が電池劣化判定用デューティ基準値以上である場合に、電池劣化ではないと判定することを特徴とする電池劣化判定システム。
【請求項６】
請求項１から請求項４のいずれか１に記載の電池劣化判定システムにおいて、
ＤＣ／ＤＣコンバータは、上側スイッチング素子を含む上アームと、下側スイッチング素子を含むしたアームとを含み、
状態指令値取得手段は、下アームの１周期におけるオンデューティの割合を指示する指令値を取得し、
判定手段は、デューティ指令値と電池劣化判定用デューティ基準値とを比較し、デューティ指令値が電池劣化判定用デューティ基準値を上回った場合に、電池劣化であると判定し、デューティ指令値が電池劣化判定用デューティ基準値以下である場合に、電池劣化ではないと判定することを特徴とする電池劣化判定システム。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれか１に記載の電池劣化判定システムにおいて、
基準値取得手段は、予め設定された特定条件成立時にのみ、取得された電圧変換状態値に基づいて電池劣化判定用デューティ基準値を取得し、
判定手段は、予め設定された特定条件成立時にのみ、デューティ指令値と電池劣化判定用デューティ基準値とを比較した結果に基づいて、電池劣化か否かを判定することを特徴とする電池劣化判定システム。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれか１に記載の電池劣化判定システムにおいて、
電圧の取得値に基づいて、ＰＩ演算によりデューティ指令値を補正する補正手段を備え、
補正手段は、判定手段により得られた電池劣化の判定結果に応じて、ＰＩ演算で使用するゲインを変更するゲイン変更手段を含むことを特徴とする電池劣化判定システム。
【請求項９】
請求項１から請求項８のいずれか１に記載の電池劣化判定システムにおいて、
サブスイッチング素子を含み、サブ電池に接続されるサブＤＣ／ＤＣコンバータを備え、
ＤＣ／ＤＣコンバータとサブＤＣ／ＤＣコンバータとを、それぞれで電圧変換しつつ電力の授受可能に接続しており、さらに、サブＤＣ／ＤＣコンバータにおいて、サブスイッチング素子のデューティ比の指令値であるサブデューティ指令値に基づいて電圧変換を行うときの、サブ電池出力電力とサブ電池温度とサブ電池容量とサブ電圧とを含むサブ電圧変換状態値と、サブデューティ指令値とを取得するサブ状態指令値取得手段と、
取得されたサブ電圧変換状態値に基づいてサブ電池劣化判定用デューティ基準値を取得するサブ基準値取得手段と、
サブデューティ指令値とサブ電池劣化判定用デューティ基準値とを比較した結果に基づいて、サブ電池の電池劣化か否かを判定するサブ判定手段とを備えることを特徴とする電池劣化判定システム。
【請求項１０】
請求項９に記載の電池劣化判定システムにおいて、
サブ電圧の取得値に基づいて、サブＰＩ演算によりサブデューティ指令値を補正するサブ補正手段を備え、
サブ補正手段は、サブ判定手段により得られたサブ電池劣化の判定結果に応じて、サブＰＩ演算で使用するゲインを変更するサブゲイン変更手段を含むことを特徴とする電池劣化判定システム。
【請求項１】
スイッチング素子を含むＤＣ／ＤＣコンバータを用いて、ＤＣ／ＤＣコンバータに接続される電池の劣化を判定する電池劣化判定システムであって、
ＤＣ／ＤＣコンバータにおいて、スイッチング素子のデューティ比の指令値であるデューティ指令値に基づいて電圧変換を行うときの、電池出力電力と電池温度と電池容量と電圧とを含む電圧変換状態値と、デューティ指令値とを取得する状態指令値取得手段と、
取得された電圧変換状態値に基づいて電池劣化判定用デューティ基準値を取得する基準値取得手段と、
取得されたデューティ指令値と電池劣化判定用デューティ基準値とを比較した結果に基づいて、電池劣化か否かを判定する判定手段とを備えることを特徴とする電池劣化判定システム。
【請求項２】
請求項１に記載の電池劣化判定システムにおいて、
電圧変換状態値と電池劣化判定用デューティ基準値との関係を表すマップのデータを記憶するマップ記憶手段を備え、
基準値取得手段は、取得された電圧変換状態値に基づいて、マップ記憶手段で記憶されたマップのデータを参照しつつ電池劣化判定用デューティ基準値を取得することを特徴とする電池劣化判定システム。
【請求項３】
請求項２に記載の電池劣化判定システムにおいて、
マップ記憶手段は、電圧変換状態値と燃費悪化判定用デューティ基準値との関係を表す第２マップのデータを記憶し、
基準値取得手段は、取得された電圧変換状態値に基づいて、マップ記憶手段で記憶された第２マップのデータを参照しつつ燃費悪化判定用デューティ基準値を取得し、
判定手段は、デューティ指令値と電池劣化判定用デューティ基準値とを比較した結果に基づいて、電池劣化か否かを判定するとともに、デューティ指令値と燃費悪化判定用デューティ基準値とを比較した結果に基づいて、燃費性能悪化か否かを判定し、それぞれの判定結果に基づいて、２の通知信号を出力し、
さらに、２の通知信号に基づいて異なる報知を行う報知手段を備えることを特徴とする電池劣化判定システム。
【請求項４】
請求項１に記載の電池劣化判定システムにおいて、
基準値取得手段は、
電池容量及び電池温度に基づいて定められる電池劣化時の電池内部抵抗推測値を取得し、電池劣化時の電池内部抵抗推測値と電池出力電力と電池容量と電圧とに基づいて電池劣化判定用デューティ基準値を取得することを特徴とする電池劣化判定システム。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか１に記載の電池劣化判定システムにおいて、
ＤＣ／ＤＣコンバータは、上側スイッチング素子を含む上アームと、下側スイッチング素子を含む下アームとを含み、
状態指令値取得手段は、上アームの１周期におけるオンデューティの割合を指示する指令値を取得し、
判定手段は、デューティ指令値と電池劣化判定用デューティ基準値とを比較し、デューティ指令値が電池劣化判定用デューティ基準値を下回った場合に、電池劣化であると判定し、デューティ指令値が電池劣化判定用デューティ基準値以上である場合に、電池劣化ではないと判定することを特徴とする電池劣化判定システム。
【請求項６】
請求項１から請求項４のいずれか１に記載の電池劣化判定システムにおいて、
ＤＣ／ＤＣコンバータは、上側スイッチング素子を含む上アームと、下側スイッチング素子を含むしたアームとを含み、
状態指令値取得手段は、下アームの１周期におけるオンデューティの割合を指示する指令値を取得し、
判定手段は、デューティ指令値と電池劣化判定用デューティ基準値とを比較し、デューティ指令値が電池劣化判定用デューティ基準値を上回った場合に、電池劣化であると判定し、デューティ指令値が電池劣化判定用デューティ基準値以下である場合に、電池劣化ではないと判定することを特徴とする電池劣化判定システム。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれか１に記載の電池劣化判定システムにおいて、
基準値取得手段は、予め設定された特定条件成立時にのみ、取得された電圧変換状態値に基づいて電池劣化判定用デューティ基準値を取得し、
判定手段は、予め設定された特定条件成立時にのみ、デューティ指令値と電池劣化判定用デューティ基準値とを比較した結果に基づいて、電池劣化か否かを判定することを特徴とする電池劣化判定システム。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれか１に記載の電池劣化判定システムにおいて、
電圧の取得値に基づいて、ＰＩ演算によりデューティ指令値を補正する補正手段を備え、
補正手段は、判定手段により得られた電池劣化の判定結果に応じて、ＰＩ演算で使用するゲインを変更するゲイン変更手段を含むことを特徴とする電池劣化判定システム。
【請求項９】
請求項１から請求項８のいずれか１に記載の電池劣化判定システムにおいて、
サブスイッチング素子を含み、サブ電池に接続されるサブＤＣ／ＤＣコンバータを備え、
ＤＣ／ＤＣコンバータとサブＤＣ／ＤＣコンバータとを、それぞれで電圧変換しつつ電力の授受可能に接続しており、さらに、サブＤＣ／ＤＣコンバータにおいて、サブスイッチング素子のデューティ比の指令値であるサブデューティ指令値に基づいて電圧変換を行うときの、サブ電池出力電力とサブ電池温度とサブ電池容量とサブ電圧とを含むサブ電圧変換状態値と、サブデューティ指令値とを取得するサブ状態指令値取得手段と、
取得されたサブ電圧変換状態値に基づいてサブ電池劣化判定用デューティ基準値を取得するサブ基準値取得手段と、
サブデューティ指令値とサブ電池劣化判定用デューティ基準値とを比較した結果に基づいて、サブ電池の電池劣化か否かを判定するサブ判定手段とを備えることを特徴とする電池劣化判定システム。
【請求項１０】
請求項９に記載の電池劣化判定システムにおいて、
サブ電圧の取得値に基づいて、サブＰＩ演算によりサブデューティ指令値を補正するサブ補正手段を備え、
サブ補正手段は、サブ判定手段により得られたサブ電池劣化の判定結果に応じて、サブＰＩ演算で使用するゲインを変更するサブゲイン変更手段を含むことを特徴とする電池劣化判定システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１１−９９７６２（Ｐ２０１１−９９７６２Ａ）
【公開日】平成２３年５月１９日（２０１１．５．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２５４７２４（Ｐ２００９−２５４７２４）
【出願日】平成２１年１１月６日（２００９．１１．６）
【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２３年５月１９日（２０１１．５．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１１月６日（２００９．１１．６）
【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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