JP2015058818A - 車両のバッテリ制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＳＯＣ拡張制御を適切に実行することでより多くの回生電力をバッテリに充電可能とした上で、バッテリの劣化状態を反映した適切なタイミングでＳＯＣ拡張制御を禁止でき、もってバッテリ容量を燃費向上に最大限に活用できる車両のバッテリ制御装置を提供する。
【解決手段】降坂路の予測に基づきＳＯＣ拡張制御の実行条件が成立したときに、新品時のバッテリ１１に対応して設定されたＳＯＣの制御範囲RNGbaseを所定の拡張幅Extにより拡張する。拡張後のＳＯＣの制御範囲RNGextを、その時点のバッテリ１１の劣化指標に基づき拡大方向に補正する。これにより、バッテリ１１の劣化に関わらず拡張後のＳＯＣの制御範囲RNGextを絶対量として略一定幅に保ちながらＳＯＣ拡張制御を実行する。一方で、バッテリ１１の総容量に対する比率として予め上限許容値LMTup及び下限許容値LMTloを設定し、これらの許容値LMTup,LMTloに基づき拡張後のＳＯＣの制御範囲RNGextを制限する。
【選択図】図６

Description

本発明は走行用電力源としてモータを搭載した車両のバッテリ制御装置に係り、詳しくはモータの電源であるバッテリのＳＯＣ（充電率：State Of Charge）を制御するバッテリ制御装置に関する。

例えばハイブリッド車両では、降坂路の走行中などにモータを回生制御することにより車両の位置エネルギを回生電力として回収してバッテリに充電している。また登坂路の走行中などでは、バッテリからの放電電力によりモータを力行制御して駆動力を発生させ、これによりエンジンの負担を軽減して燃費節減を図っている。バッテリの過度の充放電は耐久性を低下させる要因になるため、これを防止すべく、バッテリのＳＯＣを常に所定の制御範囲内に保つようにモータの回生制御や力行制御を実行している。
しかしながら、例えば標高差が大きな降坂路の走行時には、多くの回生電力が得られるにも拘わらず、バッテリのＳＯＣが制御範囲の上限に達した時点で回生制御を中止せざるを得なくなる。よって、その後の車両の位置エネルギは、車速調整のためのブレーキにより熱として無駄に消費されてしまう。

そこで、例えば特許文献１に記載されたハイブリッド車両では、ナビゲーション情報などに基づき自車の走行経路上に降坂路が存在すると予測したときに、一時的にＳＯＣの制御範囲を拡張するＳＯＣ拡張制御を実行している。ＳＯＣ拡張制御は、降坂路に到達するまでの走行中、及び降坂路での走行中に実行される。降坂路に到達するまでの走行中には、ＳＯＣの制御範囲を拡張した上で、モータ駆動を多用してＳＯＣを制御範囲の下限付近まで低下させる。モータの駆動によりエンジンの負担が軽減され、燃費向上に貢献する。そして、このときのバッテリ電力の消費分は後の降坂路の走行中に回生制御によって回収され、回生電力の充電によりバッテリのＳＯＣは拡張後の制御範囲の上限まで増加する。このようにして充電された電力は後の走行でモータ駆動に利用され、燃費向上に貢献する。
一方、このようにＳＯＣ拡張制御は燃費面で有利な反面、バッテリの劣化を促進させる要因になり得る。このため特許文献１の技術ではバッテリ保護の観点から、ＳＯＣ拡張制御を予め設定した制限回数繰り返すと、以降はＳＯＣ拡張制御の実行を禁止して通常のＳＯＣ制御範囲内でＳＯＣを制御している。

特開２００５−１６０２６９号公報

上記特許文献１の技術では、ＳＯＣ拡張制御によるバッテリ劣化を防止できるものの、制限回数に達した後にはＳＯＣ拡張制御を実行しないことから、その燃費面などのメリットが得られなくなる。そして、バッテリ劣化の進行は使用期間のみならず使用環境などの影響も大きく受けるため、制限回数を的確に設定することは困難であり、必然的に適切なタイミングでＳＯＣ拡張制御の実行を禁止することができない。よって、バッテリの劣化防止のために十分なマージンの確保を要し、必要以上に早期にＳＯＣ拡張制御が禁止されてしまう場合があった。

本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、ＳＯＣ拡張制御を適切に実行することでより多くの回生電力をバッテリに充電可能とした上で、バッテリの劣化状態を反映した適切なタイミングでＳＯＣ拡張制御を禁止でき、もってバッテリ容量を燃費向上に最大限に活用することができる車両のバッテリ制御装置を提供することにある。

上記の目的を達成するため、本発明の車両のバッテリ制御装置は、バッテリの充電率を予め設定された制御範囲内に保持しながら、バッテリの充放電に伴って走行用動力源の力行制御及び回生制御を実行すると共に、車両が予め設定された特定の走行状態にあるときに充電率拡張制御手段により充電率の制御範囲を拡張し、拡張後の制御範囲に基づきバッテリの充電率を制御する充電率拡張制御を実行する車両のバッテリ制御装置において、充電率拡張制御手段が、拡張後の制御範囲をバッテリの劣化に関わらず絶対量として略一定幅に保持すると共に、バッテリの総容量に対する比率として予め設定された上限許容値及び下限許容値に基づき拡張後の制御範囲を制限することを特徴とする。

車両が特定の走行状態のときに充電率拡張制御が実行され、バッテリの充電率の制御範囲が拡張されると共に、この拡張後の制御範囲がバッテリの劣化に関わらず絶対量として略一定幅に保持される。そして、このような拡張後の制御範囲が、バッテリの総容量に対する比率として設定された上限許容値や下限許容値に基づき制限される。これらの許容値は、バッテリの劣化の観点から充電率の制御範囲の適否を正確に判断可能な指標であるため、バッテリの劣化状態を反映した適切なタイミングで充電率拡張制御の制御範囲を制限できる。結果として、バッテリの劣化限界まで充電率の制御範囲を拡張し続けることが可能となる。

その他の態様として、拡張後の制御範囲の上限が上限許容値に達し、拡張後の制御範囲の下限が下限許容値に達した以降は拡張後の制御範囲を制限し、その後に拡張前の制御範囲の上限が上限許容値に達し、拡張前の制御範囲の下限が下限許容値に達した以降は、充電率拡張制御の実行を禁止して拡張前の制御範囲を制限するように、充電率拡張制御手段を構成することが望ましい。
バッテリの劣化状態を反映した適切なタイミングで充電率拡張制御の制御範囲を制限できると共に、同じく劣化状態を反映した適切なタイミングで充電率拡張制御の実行を禁止可能となる。

別の態様として、バッテリの総容量と相関する劣化指標を推定する劣化指標推定手段を備え、拡張前の充電率の制御範囲を所定の拡張幅に基づき拡張して新品時のバッテリに対応する拡張後の制御範囲とし、劣化指標推定手段により推定されたバッテリの劣化指標に基づき、新品時のバッテリの総容量を補償すべく拡張後の制御範囲を拡大することにより、バッテリの劣化に関わらず拡張後の制御範囲を絶対量として略一定幅に保持するように、充電率拡張制御手段を構成することが望ましい。
バッテリの総容量と相関する劣化指標に基づき、新品時のバッテリの総容量を補償すべく拡張後の制御範囲が拡大される。よって、バッテリの劣化に関わらず拡張後の制御範囲を絶対量として略一定幅に保持でき、必然的に上限許容値や下限許容値に基づき拡張後の制御範囲を的確に制限可能となる。

本発明によれば、ＳＯＣ拡張制御を適切に実行することでより多くの回生電力をバッテリに充電可能とした上で、バッテリの劣化状態を反映した適切なタイミングでＳＯＣ拡張制御の実行を禁止でき、もってその時々のバッテリ容量を燃費向上に最大限に活用することができる。

実施形態のバッテリ制御装置が搭載されたハイブリッド型トラックを示す全体構成図である。 車両ＥＣＵが実行するＳＯＣ制御モード切換ルーチンを示すフローチャートである。 車両ＥＣＵが実行する通常ＳＯＣ範囲設定ルーチンを示すフローチャートである。 通常のＳＯＣ制御範囲の補正状況を示すタイムチャートである。 拡張後のＳＯＣ制御範囲の補正状況を示すタイムチャートである。 車両ＥＣＵが実行する拡張ＳＯＣ範囲設定ルーチンを示すフローチャートである。

以下、本発明をハイブリッド型トラックのバッテリ制御装置に具体化した一実施形態を説明する。
図１は本実施形態のバッテリ制御装置が搭載されたハイブリッド型トラックを示す全体構成図である。
ハイブリッド型トラック１は所謂パラレル型ハイブリッド車両として構成されており、以下の説明では、車両と称する場合もある。車両１には走行用動力源としてディーゼルエンジン（以下、エンジンという）２、及び例えば永久磁石式同期電動機のように発電機としても作動可能なモータ３が搭載されている。エンジン２の出力軸にはクラッチ４が連結され、クラッチ４にはモータ３の回転軸を介して自動変速機５の入力側が連結されている。自動変速機５の出力側にはプロペラシャフト６を介して差動装置７が連結され、差動装置７には駆動軸８を介して左右の駆動輪９が連結されている。

自動変速機５は一般的な手動変速機をベースとしてクラッチ４の断接操作及び変速段の切換操作を自動化したものであり、本実施形態では、前進１２速後退１速の変速段を有している。当然ながら、変速機５の構成はこれに限るものではなく任意に変更可能であり、例えば手動式変速機として具体化してもよいし、２系統の動力伝達系を備えたいわゆるデュアルクラッチ式自動変速機として具体化してもよい。

モータ３にはインバータ１０を介してバッテリ１１が接続されている。バッテリ１１に蓄えられた直流電力はインバータ１０により交流電力に変換されてモータ３に供給され（力行制御）、モータ３が発生した駆動力は自動変速機５で変速された後に駆動輪９に伝達されて車両１を走行させる。また、例えば車両１の減速時や降坂路での走行時には、駆動輪９側からの逆駆動によりモータ３が発電機として作動する（回生制御）。モータ３が発生した負側の駆動力は制動力として駆動輪９側に伝達されると共に、モータ３が発電した交流電力がインバータ１０で直流電力に変換されてバッテリ１１に充電される。

このようなモータ３が発生する駆動力は上記クラッチ４の断接状態に関わらず駆動輪９側に伝達され、これに対してエンジン２が発生する駆動力はクラッチ４の接続時に限って駆動輪９側に伝達される。従って、クラッチ４の切断時には、上記のようにモータ３が発生する正側または負側の駆動力が駆動輪９側に伝達されて車両１が走行する。また、クラッチ４の接続時には、エンジン２及びモータ３の駆動力が駆動輪９側に伝達されたり、或いはエンジン２の駆動力のみが駆動輪側に伝達されたりして車両１が走行する。

車両ＥＣＵ１３は車両全体を統合制御するための制御回路である。そのために車両ＥＣＵ１３には、アクセルペダル１４の操作量θaccを検出するアクセルセンサ１５、ブレーキペダル１６の踏込操作を検出するブレーキスイッチ１７、車両１の速度Ｖを検出する車速センサ１８、エンジン２の回転速度Ｎeを検出するエンジン回転速度センサ１９、及びモータ３の回転速度Ｎtを検出するモータ回転速度センサ２０などの各種センサ・スイッチ類が接続されている。
また、車両ＥＣＵ１３には、図示はしないがクラッチ４を断接操作するアクチュエータ、及び自動変速機５を変速操作するアクチュエータなどが接続されると共に、エンジン制御用のエンジンＥＣＵ２２、インバータ制御用のインバータＥＣＵ２３、及びバッテリ１１を管理するバッテリＥＣＵ２４が接続されている。

車両ＥＣＵ１３は、運転者によるアクセル操作量θaccなどに基づき車両１を走行させるために必要な要求トルクを算出し、その要求トルクやバッテリ１１のＳＯＣなどに基づき車両１の走行モードを選択する。本実施形態では走行モードとして、エンジン２の駆動力のみを用いるＥ/Ｇモード、モータ３の駆動力のみを用いるＥＶモード、及びエンジン２及びモータ３の駆動力を共に用いるＨＥＶモードが設定されており、その何れかの走行モードを車両ＥＣＵ１３が選択するようになっている。

車両ＥＣＵ１３は選択した走行モードに基づき、要求トルクをエンジン２やモータ３が出力すべきトルク指令値に換算する。例えばＨＥＶモードでは要求トルクをエンジン２側及びモータ３側に配分した上で、その時点の変速段に基づきエンジン２及びモータ３のトルク指令値を算出する。また、Ｅ/Ｇモードでは要求トルクを変速段に基づきエンジン２へのトルク指令値に換算し、ＥＶモードでは要求トルクを変速段に基づきモータ３へのトルク指令値に換算する。

そして、車両ＥＣＵ１３は選択した走行モードを実行すべく、ＥＶモードでは上記クラッチ４を切断し、Ｅ/Ｇモード及びＨＥＶモードではクラッチ４を接続した上で、エンジンＥＣＵ２２及びインバータＥＣＵ２３にトルク指令値を適宜出力する。また、車両１の走行中において車両ＥＣＵ１３は、アクセル操作量θaccや車速Ｖなどに基づき図示しないシフトマップから目標変速段を算出し、この目標変速段を達成すべく、アクチュエータによりクラッチ４の断接操作及び変速段の切換操作を実行する。

一方、エンジンＥＣＵ２２は、車両ＥＣＵ１３から入力された走行モード及びトルク指令値を達成するように噴射量制御や噴射時期制御を実行する。例えばＥ/ＧモードやＨＥＶモードでは、正側のトルク指令値に対してエンジン２に駆動力を発生させ、負側のトルク指令値に対してエンジンブレーキを発生させる。また、ＥＶモードの場合には、燃料噴射の中止によりエンジン２を停止保持する、またはアイドル運転状態とする。

また、インバータＥＣＵ２３は、車両ＥＣＵ１３から入力された走行モード及びトルク指令値を達成するように、インバータ１０を介してモータ３を制御する。例えばＥＶモードやＨＥＶモードでは、正側のトルク指令値に対してモータ３を力行制御して正側の駆動力を発生させ、負側のトルク指令値に対してはモータ３を回生制御して負側の駆動力を発生させる。また、Ｅ/Ｇモードの場合には、モータ３の駆動力を０に制御する。

また、バッテリＥＣＵ２４は、バッテリ１１の温度、バッテリ１１の電圧、インバータ１０とバッテリ１１との間に流れる電流などを検出し、これらの検出結果からバッテリ１１のＳＯＣを逐次算出して車両ＥＣＵ１３に出力する。これと並行してバッテリＥＣＵ２４は、バッテリ１１の劣化指標（ＳＯＨ：State of Health）を逐次推定し、これをバッテリ１１の劣化に関する情報として車両ＥＣＵ１３に出力する（劣化指標推定手段）。
劣化指標は、バッテリ１１の使用に伴って次第に低下するバッテリ１１の総容量と相関するものであり、その推定には周知の手法を適用できる。例えば、特開２０００−１３１４０４号公報や特開２０１０−７８５３０号公報に記載されているように、バッテリの満充電時の容量とバッテリの内部抵抗とから劣化指標を推定すればよい（劣化指標推定手段）。

一方、バッテリ１１の過度の充放電は耐久性を低下させる要因になるため、このような事態を回避すべく、車両ＥＣＵ１３はバッテリ１１のＳＯＣを常に所定の制御範囲内に保つように上記モータ３の回生制御や力行制御を実行している。
さらに、特許文献１の技術と同じく、車両ＥＣＵ１３は自車の走行経路上に降坂路が存在すると予測したときに、一時的にＳＯＣの制御範囲を拡張するＳＯＣ拡張制御を実行する（充電率拡張制御手段）。そして、バッテリ保護の観点から、バッテリ１１の劣化により総容量がある程度低下した時点でＳＯＣ拡張制御の実行を禁止する必要があるが、制限回数を指標とした特許文献１の技術では、適切なタイミングでＳＯＣ拡張制御の実行を禁止できないという問題がある。そこで、本実施形態では、別の指標に基づきＳＯＣ拡張制御の実行を禁止しており、以下、車両ＥＣＵ１３により実行される処理について説明する。

まず、降坂路の走行に先立ってＳＯＣ拡張制御を実行するには、自車の走行経路上の降坂路を予測する必要があり、そのために車両ＥＣＵ１３には、図１に示すようにナビゲーション装置３１及び通信装置３２が接続されている。
ナビゲーション装置３１は自己の記憶領域に予め地図情報を記憶しており、車両１の走行中にはアンテナを介してＧＰＳ情報を逐次受信して地図上の自車位置を特定する。また、通信装置３２は路側に設置されているデータセンタの路側通信システムとの間で路車間通信を行うと共に、周囲を走行中の他車との間で車々間通信を行う。通信対象としては、例えば自車が保有しない地図情報、道路情報（道路のカーブや勾配など）や交通情報（渋滞情報、事故情報、工事情報など）、或いは地域情報（観光スポットの案内など）などがあり、通信装置３２は、これらの情報を路側通信システムや他車から取得したり、逆に他車に供給したりする。

車両ＥＣＵ１３は、これらの各種情報をナビゲーション装置３１及び通信装置３２から取得し、自車の走行経路上の道路状況を予測する。例えば自車の走行経路上に降坂路が存在する場合には、自車位置から降坂路までの距離、降坂路の長さや路面勾配などの情報を取得する。

車両ＥＣＵ１３は、車両１の走行中において図２に示すＳＯＣ制御モード切換ルーチンを所定の制御インターバルで実行する。当該ルーチンは、通常時（ＳＯＣ拡張制御以外のとき）に適用される通常のＳＯＣ制御範囲を設定する通常設定モードと、ＳＯＣ拡張制御で適用される拡張後のＳＯＣ制御範囲を設定する拡張設定モードとを切り換えるためのものである。
まず、ステップＳ２でナビゲーション装置３１及び通信装置３２から道路情報を取得する。続くステップＳ４では、取得した道路情報に基づき自車の走行経路上の前方に降坂路が存在するか否かを判定する。判定がＮo（否定）のときにはステップＳ６に移行して、通常設定モードを選択した後に一旦ルーチンを終了する。

また、ステップＳ４の判定がＹes（肯定）のときにはステップＳ８に移行し、自車が前方の降坂路に対して予め設定された距離まで接近したか否かを判定し、Ｎoのときには上記ステップＳ６で通常設定モードを選択する。また、ステップＳ８の判定がＹesのときにはステップＳ１０で降坂路が終了したか否かを判定し、Ｙesのときには上記ステップＳ６で通常設定モードを選択する。また、ステップＳ１０の判定がＮoのときにはステップＳ１２に移行し、拡張設定モードを選択した後にルーチンを終了する。

従って、自車の走行経路上の前方に降坂路が存在する場合にはＳＯＣ拡張制御の実行条件が成立したと見なし、自車が降坂路に設定距離まで接近した時点から降坂路の走行を終了する時点までの期間中において拡張設定モードが選択される。この期間中には、拡張設定モードにより設定された拡張後のＳＯＣ制御範囲に基づきＳＯＣ拡張制御が実行されて燃費向上が図られる。
なお、ＳＯＣ拡張制御の実行条件には、車両１の駆動系側の制限などを付加することもできる。例えば、高温或いは低温でのモータ３やバッテリ１１の運転を防止するために、温度条件に関する制限を付加してもよい。また、過剰な充放電によるバッテリ１１の異常発熱を防止するために、充放電電流に関する制限を付加してもよい。

図２のステップＳ６で通常設定モードを選択すると、車両ＥＣＵ１３は図３に示す通常ＳＯＣ範囲設定ルーチンを開始する。上記のように当該ルーチンでは通常のＳＯＣ制御範囲を設定するが、本実施形態ではバッテリ１１の劣化指標に応じてＳＯＣ制御範囲を補正する点で、特許文献１の技術と相違する。
まずステップＳ２２で、自己の記憶領域に格納されている通常のＳＯＣの制御範囲RNGbaseを読み出す。このＳＯＣの制御範囲RNGbaseは新品時のバッテリ１１の総容量に対応する最適値（例えば４０〜６０％）として予め設定されたものである。続くステップＳ２４では、バッテリＥＣＵ２４からバッテリ１１の劣化に関する情報として劣化指標を取得し、その劣化指標に基づきステップＳ２６で現在のバッテリ１１が劣化しているか否かを判定する。

未だバッテリ１１が劣化していない場合には、ステップＳ２６でＮoの判定を下してルーチンを終了する。この場合には、ステップＳ２２で読み出したＳＯＣの制御範囲RNGbaseがそのままバッテリ１１のＳＯＣ制御に適用され、この制御範囲RNGbase内にバッテリ１１のＳＯＣを保つようにモータ３の回生制御や力行制御が実行される。
また、バッテリ１１が劣化しているとしてステップＳ２６でＹesの判定を下したときにはステップＳ２８に移行し、ステップＳ２２で読み出したＳＯＣの制御範囲RNGbaseをバッテリ１１の劣化指標に基づき拡大方向に補正した後、ルーチンを終了する。
詳しくはステップＳ２６では、その時々のバッテリ１１の劣化指標に基づきバッテリ１１の新品時からの総容量の低下幅を算出し、新品時の総容量を補償するように、ＳＯＣの制御範囲RNGbaseの上限を増加方向に補正すると共に、下限を低下方向に補正する。これにより通常のＳＯＣの制御範囲RNGbase（新品時に相当）はバッテリ１１の劣化に応じて次第に拡大され、拡大された後のＳＯＣの制御範囲RNGbaseに基づきバッテリ１１のＳＯＣが制御される。

図４は通常のＳＯＣ制御範囲RNGbaseの補正状況を示すタイムチャートであり、バッテリ１１の使用に伴って総容量は次第に低下している。例えば特許文献１の技術では、バッテリ１１の総容量に対してＳＯＣの制御範囲RNGbaseを所定比率に維持し続けている。このため図４に破線で示すように、バッテリ１１の総容量の低下と共に使用可能な容量も次第に低下してしまう。
本実施形態では図４に実線で示すように、総容量の低下に応じてＳＯＣの制御範囲RNGbaseが次第に拡大方向に補正される。このため、バッテリ１１の使用可能な容量は低下することなく、所定の期間に亘って略一定に保たれる。なお、ＳＯＣの制御範囲RNGbaseを過度に拡大するとバッテリ１１の劣化が著しくなるため、所定の期間が経過した時点ＡでＳＯＣ制御範囲RNGbaseの拡大は中止され、それ以降はバッテリ１１の使用可能な容量が低下し始める。

図４の最下段ではＳＯＣの制御範囲RNGbaseを総容量に対する比率で表したが、ＳＯＣの制御範囲RNGbaseを絶対量であるバッテリ容量（Ｋwh）とした場合には図５のように表される。
ＳＯＣの制御範囲RNGbaseを拡大補正しない場合には、その時々のバッテリ１１の総容量に対する所定の比率としてＳＯＣの制御範囲RNGbaseが設定される。このため図５に破線で示すように、絶対量としてのＳＯＣの制御範囲RNGbaseはバッテリ１１の劣化（総容量の低下）に伴って次第に縮小されることになる。本実施形態では、使用可能なバッテリ容量を略一定に保つように、バッテリ１１の総容量に対するＳＯＣ制御範囲RNGbaseの比率が次第に拡大される。よって、図５に実線で示すように、絶対量としてのＳＯＣの制御範囲RNGbaseはバッテリ１１の劣化に関わらず略一定幅に保たれる。

一方、図２のステップＳ１２で拡張ＳＯＣモードを選択すると、車両ＥＣＵ１３は図６に示す拡張ＳＯＣ範囲設定ルーチンを開始する。上記のように当該ルーチンではＳＯＣ拡張制御に適用する拡張後のＳＯＣ制御範囲RNGextを設定するが、本実施形態ではバッテリ１１の劣化指標に応じて拡張後のＳＯＣ制御範囲RNGextを補正する点で、特許文献１の技術と相違する。
まずステップＳ３２で、自己の記憶領域に格納されている拡張後のＳＯＣの制御範囲RNGextを読み出す。この拡張後のＳＯＣの制御範囲RNGextは、上記したバッテリ１１の新品時に対応する通常のＳＯＣの制御範囲RNGbaseをベースとして、その上限及び下限を所定の拡張幅（例えば１０％）でそれぞれ拡張したものである。

続くステップＳ３４以降の処理は、図３のステップＳ２４以降のものと同様である。まずステップＳ３４でバッテリ１１の劣化指標を取得し、その劣化指標に基づきステップＳ３６でバッテリ１１が劣化しているか否かを判定し、Ｎoのときにはルーチンを終了する。ステップＳ３６の判定がＹesのときにはステップＳ３８に移行し、ステップＳ３２で読み出した拡張後のＳＯＣの制御範囲RNGextをバッテリ１１の劣化指標に基づき拡大方向に補正した後、ルーチンを終了する。このようにして拡張後のＳＯＣの制御範囲RNGextが設定され、この制御範囲RNGextに基づきＳＯＣ拡張制御が実行されてバッテリ１１のＳＯＣが制御される。

従って、例えば特許文献１の技術のように、その時々のバッテリ１１の総容量に対する所定の比率としてＳＯＣの制御範囲RNGbaseを設定した場合には、図５に破線で示すように、通常のＳＯＣの制御範囲RNGbaseと同じく拡張後のＳＯＣの制御範囲RNGextもバッテリ１１の劣化に伴って次第に縮小される。
これに対して本実施形態では、バッテリ１１の総容量に対する拡張後のＳＯＣ制御範囲RNGextの比率が次第に拡大されるため、絶対量としての拡張後のＳＯＣの制御範囲RNGextはバッテリ１１の劣化に関わらず略一定幅に保たれる。詳しくは、拡張後のＳＯＣの制御範囲RNGextのベースとなる通常の制御範囲RNGbaseについても、その制御範囲RNGbaseを拡張するための拡張幅Extについても、バッテリ１１の劣化に関わらず略一定幅に保たれ、結果として拡張後のＳＯＣの制御範囲RNGextも略一定幅に保たれる。このため、ＳＯＣ拡張制御の実行中には、バッテリ容量を最大限に活用してＳＯＣを大きく変動させることができ、燃費向上に十分に貢献可能となる。

このようにしてＳＯＣ拡張制御では、拡張後のＳＯＣの制御範囲RNGextに基づきバッテリ１１のＳＯＣが制御される。しかし、本制御においては、絶対量としての拡張後のＳＯＣの制御範囲RNGextを略一定幅に保持し続けることから、バッテリ１１の総容量の低下に伴って、総容量に対して拡張後のＳＯＣの制御範囲RNGextが占める比率が次第に増加する。そして、それに伴ってバッテリ１１の劣化が著しくなるため、ある時点でＳＯＣ制御範囲RNGextの拡張を禁止する必要がある。
このような観点から、本実施形態ではバッテリ１１の総容量に対する所定の比率として予め上限許容値LMTup及び下限許容値LMTloを設定し（例えば２０〜８０％）、これらの許容値内にＳＯＣ制御範囲RNGextを制限している。

バッテリ１１の劣化の観点からＳＯＣの制御範囲RNGextの設定が適切か否かを正確に判断するには、現在のバッテリ１１の総容量に対してＳＯＣの制御範囲RNGextが占める比率を指標とすることが最も望ましい。バッテリ１１のＳＯＣは制御範囲RNGext内で変動し、制御範囲RNGextが広いほどＳＯＣが総容量の上限または下限に接近してバッテリ１１の劣化が著しくなるためである。
そして、絶対量としてのＳＯＣの制御範囲RNGextを略一定幅に保持する本実施形態のＳＯＣ拡張制御によれば、バッテリ１１の劣化に伴って総容量に対するＳＯＣ制御範囲RNGextの比率が次第に増加する。よって、何れかの時点でＳＯＣの制御範囲RNGextの上限及び下限がそれぞれの許容値LMTup,LMTloに到達し、それ以降は現状のＳＯＣの制御範囲RNGextが不適切であると判断できる。

図５に実線で示すようにバッテリ１１の新品時（図５のポイントａ）から総容量は次第に低下し、それに伴ってＳＯＣの制御範囲RNGextの上限及び下限がそれぞれの許容値LMTup,LMTloに到達すると（図５のポイントｂ）、以降はＳＯＣの制御範囲RNGextがこれらの上限許容値LMTup及び下限許容値LMTloの範囲内に制限される（充電率拡張制御手段）。よって、ＳＯＣ拡張制御は継続されるものの、上限及び下限の拡張幅が次第に縮小される。
なお、ＳＯＣの制御範囲RNGextの上限と下限が相前後して許容値LMTup,LMTloに到達する場合もあり得る。この場合には、到達した側から順に許容値LMTup,LMTloに基づく制限を開始すればよい。

上限及び下限の拡張幅Extが０まで縮小された時点で実質的なＳＯＣ拡張制御は禁止され（図５のポイントｃ）、通常のＳＯＣ制御範囲RNGbaseが適用される。その後もバッテリ１１の総容量は低下し、総容量に対するＳＯＣの制御範囲RNGbaseの比率が増加し続ける。このため、上限許容値LMTup及び下限許容値LMTloに基づく制限により通常のＳＯＣの制御範囲RNGbaseが次第に縮小される（充電率拡張制御手段）。

ここで、新品のバッテリ１１が使用に伴って劣化限界に達して廃棄されるまでの期間は、例えば車両１の走行距離で１０万Ｋm程度のかなり長期間に亘る。これに対して降坂路の予測に基づきＳＯＣ拡張制御を実行する期間は、例えば数Ｋm程度のごく短期間である。このためバッテリ１１の全使用期間中において、降坂路毎の多数のＳＯＣ拡張制御の実行期間が点在する関係となる。そして、降坂路の予測によりＳＯＣ拡張制御の実行条件が成立すると、その時点で設定されているＳＯＣの制御範囲RNGextがバッテリ１１のＳＯＣ制御に適用される。

具体的には、バッテリ１１の新品時から上限許容値LMTup及び下限許容値LMTloによる制限が開始されるまでの期間中（図５のポイントａ〜ｂ）においてＳＯＣ拡張制御の実行条件が成立すると、通常のＳＯＣ制御範囲RNGbaseに拡張幅Extを加算した拡張後のＳＯＣの制御範囲RNGextに基づきＳＯＣ拡張制御が実行される。
また、上限許容値LMTup及び下限許容値LMTloによる制限が開始されてから拡張幅Extが０に縮小されるまでの期間中（図５のポイントｂ〜ｃ）においてＳＯＣ拡張制御の実行条件が成立すると、次第に縮小されるその時々の拡張後のＳＯＣの制御範囲RNGextに基づきＳＯＣ拡張制御が実行される。また、拡張幅が０に縮小された以降の期間中（図５のポイントｃ以降）においてＳＯＣ拡張制御の実行条件が成立すると、実質的なＳＯＣ拡張制御は禁止され、次第に縮小される通常のＳＯＣの制御範囲RNGbaseに基づきバッテリ１１のＳＯＣが制御される。

以上のように本実施形態の車両１のバッテリ制御装置によれば、降坂路の予測に基づきＳＯＣ拡張制御の実行条件が成立したときにＳＯＣの制御範囲RNGbaseを拡張幅Extにより拡張すると共に、この拡張後のＳＯＣの制御範囲RNGextをバッテリ１１の劣化に関わらず絶対量として略一定幅に保持している。そして、このような拡張後のＳＯＣの制御範囲RNGextを、バッテリ１１の総容量に対する比率として設定された上限許容値LMTup及び下限許容値LMTloに基づき制限している。これらの許容値LMTup,LMTloは、バッテリ１１の劣化の観点からＳＯＣの制御範囲RNGextの適否を正確に判断可能な指標であるため、バッテリ１１の劣化状態を反映した適切なタイミングでＳＯＣ拡張制御の制御範囲RNGextを制限できる（図５のポイントｂ〜ｃ）。また、劣化状態を反映した適切なタイミングでＳＯＣ拡張制御の実行を禁止することもできる（図５のポイントｃ以降）。

よって、ＳＯＣ拡張制御の実行中にバッテリ１１の劣化限界までＳＯＣの制御範囲RNGextを拡張し続けることができ、もってバッテリ１１の総容量を燃費向上に最大限に活用することができる。
また、バッテリ１１の仕様変更に伴って総容量が変化すると、特許文献１の技術では新たな制限回数を設定するための適合試験が必要になる。これに対して本実施形態によれば、バッテリ１１の総容量の変化に対応してＳＯＣ拡張制御の制御範囲RNGextを制限するタイミング、及びＳＯＣ拡張制御の実行を禁止するタイミングが自ずと変更される。例えばバッテリ１１の仕様変更に伴って総容量が低下した場合には、より早期にＳＯＣ拡張制御の制御範囲RNGextが制限され、同じくより早期にＳＯＣ拡張制御の実行が禁止される。よって、バッテリ１１を仕様変更した場合であっても、適合試験を実施することなく、常にバッテリ１１の劣化限界までＳＯＣの制御範囲RNGextを拡張し続けることができる。

以上で実施形態の説明を終えるが、本発明の態様はこの実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では走行用動力源としてエンジン２及びモータ３を搭載したハイブリッド型トラックに適用したが、これに限ることはない。例えば走行用動力源としてモータ３のみを搭載した電気自動車に適用してもよいし、バスや乗用車に適用してもよい。

また上記実施形態では、自車の走行経路上に降坂路が予測されたときに、その降坂路に到達するまでの走行中及び降坂路での走行中（特定の走行状態）にＳＯＣ拡張制御を実行したが、これに限ることはない。例えば、降坂路での走行中のみにＳＯＣ拡張制御を実行してもよい。また、車両１の減速中（特定の走行状態）にＳＯＣ拡張制御を実行することにより、バッテリ１１への充電電力の増加を図ってもよい。

１ トラック（車両）
３ モータ
１１ バッテリ
１３ 車両ＥＣＵ（充電率拡張制御手段）
２４ バッテリＥＣＵ（劣化指標推定手段）

Claims (3)

1. バッテリの充電率を予め設定された制御範囲内に保持しながら、該バッテリの充放電に伴って走行用動力源の力行制御及び回生制御を実行すると共に、車両が予め設定された特定の走行状態にあるときに充電率拡張制御手段により上記充電率の制御範囲を拡張し、該拡張後の制御範囲に基づき上記バッテリの充電率を制御する充電率拡張制御を実行する車両のバッテリ制御装置において、
   上記充電率拡張制御手段は、上記拡張後の制御範囲を上記バッテリの劣化に関わらず絶対量として略一定幅に保持すると共に、該バッテリの総容量に対する比率として予め設定された上限許容値及び下限許容値に基づき上記拡張後の制御範囲を制限することを特徴とする車両のバッテリ制御装置。
2. 上記充電率拡張制御手段は、上記拡張後の制御範囲の上限が上限許容値に達し、拡張後の制御範囲の下限が下限許容値に達した以降は上記拡張後の制御範囲を制限し、その後に上記拡張前の制御範囲の上限が上限許容値に達し、拡張前の制御範囲の下限が下限許容値に達した以降は、上記充電率拡張制御の実行を禁止して上記拡張前の制御範囲を制限することを特徴とする請求項１に記載の車両のバッテリ制御装置。
3. 上記バッテリの総容量と相関する劣化指標を推定する劣化指標推定手段を備え、
   上記充電率拡張制御手段は、上記拡張前の充電率の制御範囲を所定の拡張幅に基づき拡張して上記新品時のバッテリに対応する拡張後の制御範囲とし、上記劣化指標推定手段により推定されたバッテリの劣化指標に基づき、新品時のバッテリの総容量を補償すべく上記拡張後の制御範囲を拡大することにより、上記バッテリの劣化に関わらず拡張後の制御範囲を絶対量として略一定幅に保持することを特徴とする請求項１または２に記載の車両のバッテリ制御装置。

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