特許 7352421 電動車両の電源システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-09-20

(45)【発行日】2023-09-28

(54)【発明の名称】電動車両の電源システム

(51)【国際特許分類】

   H02J 7/00 20060101AFI20230921BHJP

   B60L 58/20 20190101ALI20230921BHJP

   B60L 50/16 20190101ALI20230921BHJP

   H01M 10/48 20060101ALI20230921BHJP

   H01M 10/44 20060101ALI20230921BHJP

   B60L 1/00 20060101ALI20230921BHJP

【ＦＩ】

H02J7/00 B

B60L58/20

B60L50/16

H02J7/00 P

H02J7/00 X

H02J7/00 303C

H01M10/48 P

H01M10/44 Q

B60L1/00 L

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2019169522

(22)【出願日】2019-09-18

(65)【公開番号】P2021048690

(43)【公開日】2021-03-25

【審査請求日】2022-08-03

(73)【特許権者】

【識別番号】000005348

【氏名又は名称】株式会社ＳＵＢＡＲＵ

(74)【代理人】

【識別番号】100090033

【弁理士】

【氏名又は名称】荒船 博司

(74)【代理人】

【識別番号】100093045

【弁理士】

【氏名又は名称】荒船 良男

(72)【発明者】

【氏名】加藤 大介

(72)【発明者】

【氏名】加藤 拓馬

【審査官】右田 勝則

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１４－０３４２８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－０２８５４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－０２１４５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１１１４５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－１８００８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－２４１６３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－０７２９２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－１２５４１５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｊ ７／００

Ｂ６０Ｌ ５８／２０

Ｂ６０Ｌ ５０／１６

Ｈ０１Ｍ １０／４８

Ｈ０１Ｍ １０／４４

Ｂ６０Ｌ １／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

走行モータと内燃機関とを有する電動車両に搭載される電動車両の電源システムであって、
前記内燃機関を再始動しかつ走行エネルギーの一部を電力に変換可能な再始動モータに電力を供給する第１バッテリと、
前記走行モータに電力を供給する第２バッテリと、
前記再始動モータと前記第１バッテリとを接続する第１電源ラインと、
前記第２バッテリの電力が伝送される第２電源ラインと、
前記第１電源ラインと前記第２電源ラインとを接続又は切断可能なスイッチと、
前記内燃機関及び前記再始動モータが停止している前記走行モータの駆動による走行中に、前記スイッチを切断することにより前記第１電源ラインに前記第１バッテリの充電電流及び放電電流が流れない状態にした後、前記第１バッテリの内部抵抗を計測する制御部と、
を備え、
前記制御部は、計測された前記内部抵抗に基づいて前記第１バッテリの充電率を制御する、
電動車両の電源システム。

【請求項2】

走行モータと内燃機関とを有する電動車両に搭載される電動車両の電源システムであって、
前記内燃機関を始動するスタータモータと、前記内燃機関を再始動しかつ走行エネルギーの一部を電力に変換可能な再始動モータとに電力を供給する第１バッテリと、
前記走行モータに電力を供給する第２バッテリと、
前記スタータモータと前記再始動モータと前記第１バッテリとを接続する第１電源ラインと、
前記第２バッテリの電力が伝送される第２電源ラインと、
前記第１電源ラインと、前記第２電源ラインとを接続又は切断可能なスイッチと、
前記内燃機関、前記スタータモータ及び前記再始動モータが停止している前記走行モータの駆動による走行中に、前記スイッチを切断することにより前記第１電源ラインに前記第１バッテリの充電電流及び放電電流が流れない状態にした後、前記第１バッテリの内部抵抗を計測する制御部と、
を備え、
前記制御部は、計測された前記内部抵抗に基づいて前記第１バッテリの充電率を制御する、
電動車両の電源システム。

【請求項3】

前記制御部は、前記第１バッテリの充電率が第１閾値以上の場合に、前記内部抵抗の計測を実行し、前記第１バッテリの充電率が前記第１閾値未満の場合に、前記内部抵抗の計測を行わないことを特徴とする請求項１又は２記載の電動車両の電源システム。

【請求項4】

前記第１閾値は、計測された前記内部抵抗が大きいほど高くなり、前記内燃機関の再始動が可能か否かを判定する閾値であることを特徴とする請求項３記載の電動車両の電源システム。

【請求項5】

前記制御部は、
前記第１バッテリの充電率が前記第１閾値未満の場合に、前記第２バッテリの電力並びに回生制動による前記再始動モータの電力を用いた前記第１バッテリへの充電を許可する一方、
前記第１バッテリの充電率が前記第１閾値以上の場合に、前記第２バッテリの電力を用いた前記第１バッテリへの充電を禁止し、かつ、回生制動による前記再始動モータの電力を用いた前記第１バッテリへの充電を許可することを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の電動車両の電源システム。

【請求項6】

前記制御部には、前記スイッチが切断されたときに前記第２電源ラインから電力が供給されることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の電動車両の電源システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、第１バッテリと第２バッテリとを有する電動車両の電源システムに関する。

【背景技術】

【0002】

燃費の向上を図る技術としてアイドリングストップ機能、回生制動機能などがある。回生制動機能により車両の制動時に回生電力をバッテリに溜め、アイドリングストップ機能により車両の停止時にアイドリング運転を停止することで燃費の向上を図れる。

【0003】

特許文献１には、バッテリの電圧の挙動に基づいてアイドリングストップの可否判定を行う技術が示されている。特許文献２には、電動車両の動作時にバッテリの内部抵抗を計測し、内部抵抗に基づいてバッテリの放電と充電とを交互に行うことで、内部抵抗の増大を抑制する技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２００４－２７０４９６号公報

【文献】特開２０１７－１２３７４８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

車両に備わる様々な機能の中には、バッテリの充電率が低いと実施できないものがある。例えばアイドリングストップ機能は、その後にエンジンを再始動させるために、バッテリの出力可能電力が所定値以上である必要がある。一方、バッテリの充電率が高く、充電可能電力が小さくなると、任意の制動タイミングにおいて、回生電力をバッテリに送れなくなるという課題が生じる。したがって、回生制動の観点からは、バッテリの充電率は高くない方が好ましい。

【0006】

バッテリの出力可能電力を正確に制御できれば、バッテリの充電量を必要とする機能と、バッテリの充電率を低くしたい機能との両立を図ることができる。しかしながら、バッテリの使用中にはバッテリの内部抵抗を正確に計測することは難しく、正確な内部抵抗を取得できないと出力可能電力の正確な制御は難しい。

【0007】

本発明は、バッテリの充電量を必要とする機能と、バッテリの充電率を低くしたい機能との両立を図って、燃費の向上を図ることのできる電動車両の電源システムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の一態様の電動車両の電源システムは、
走行モータと内燃機関とを有する電動車両に搭載される電動車両の電源システムであって、
前記内燃機関を再始動しかつ走行エネルギーの一部を電力に変換可能な再始動モータに電力を供給する第１バッテリと、
前記走行モータに電力を供給する第２バッテリと、
前記再始動モータと前記第１バッテリとを接続する第１電源ラインと、
前記第２バッテリの電力が伝送される第２電源ラインと、
前記第１電源ラインと前記第２電源ラインとを接続又は切断可能なスイッチと、
前記内燃機関及び前記再始動モータが停止している前記走行モータの駆動による走行中に、前記スイッチを切断することにより前記第１電源ラインに前記第１バッテリの充電電流及び放電電流が流れない状態にした後、前記第１バッテリの内部抵抗を計測する制御部と、
を備え、
前記制御部は、計測された前記内部抵抗に基づいて前記第１バッテリの充電率を制御する。

【0009】

本発明のもう一つの態様の電動車両の電源システムは、
走行モータと内燃機関とを有する電動車両に搭載される電動車両の電源システムであって、
前記内燃機関を始動するスタータモータと、前記内燃機関を再始動しかつ走行エネルギーの一部を電力に変換可能な再始動モータとに電力を供給する第１バッテリと、
前記走行モータに電力を供給する第２バッテリと、
前記スタータモータと前記再始動モータと前記第１バッテリとを接続する第１電源ラインと、
前記第２バッテリの電力が伝送される第２電源ラインと、
前記第１電源ラインと、前記第２電源ラインとを接続又は切断可能なスイッチと、
前記内燃機関、前記スタータモータ及び前記再始動モータが停止している前記走行モータの駆動による走行中に、前記スイッチを切断することにより前記第１電源ラインに前記第１バッテリの充電電流及び放電電流が流れない状態にした後、前記第１バッテリの内部抵抗を計測する制御部と、
を備え、
前記制御部は、計測された前記内部抵抗に基づいて前記第１バッテリの充電率を制御する。

【発明の効果】

【0013】

第１機器の電力を供給する第１バッテリと、走行エネルギーの一部を電力に変換可能な回生部を有する電動車両では、第１バッテリには、第１機器に電力を出力可能な充電率が担保されつつ、回生部からの電力を充電可能な充電率の余剰が残されていると好ましい。そこで、本発明によれば、制御部が、走行モータの駆動による走行中に、第１電源ラインと第２電源ラインとをスイッチにより切断して、第１バッテリの内部抵抗を計測する。スイッチが切断されることで、第１バッテリの充放電を無くすことができるので、この間に、第１バッテリの内部抵抗を正確に計測することができる。さらに、制御部は、計測された内部抵抗に基づいて第１バッテリの充電率を制御するので、正確な内部抵抗に基づき、第１バッテリの充電率を適正な範囲に制御できる。このような制御により、第１バッテリの充電量を必要とする第１機器の機能と、第１バッテリの充電率が低い方が好ましい回生部との両立を図って、燃費の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明の実施形態の電動車両及び電源システムを示すブロック図である。

【図2】制御部が実行する充電率制御処理を示すフローチャートである。

【図3】内部抵抗と目標充電率との関係の一例を示すグラフである。

【図4】充電率制御処理の作用を説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態の電動車両１及び電源システムを示すブロック図である。実施形態の電動車両１は、内燃機関であるエンジン１４と、エンジン１４を始動するスタータモータ２３と、エンジン１４の再始動と発電とを行うＩＳＧ（integrated starter generator）２２と、主にエンジン１４の始動と再始動の電力を供給する第１バッテリ２１と、第１バッテリ２１の状態を計測する計測部２４と、駆動輪２の動力を発生する走行モータ１１と、走行モータ１１に電力を供給する第２バッテリ２６と、第２バッテリ２６と走行モータ１１との間で電力を変換するインバータ１２と、走行モータ１１用の第２バッテリ２６の電圧を他の機器用の電圧に変換するＤＣ／ＤＣコンバータ２７と、電動車両１の制御を行う制御部２８と、第１バッテリ２１が接続される第１電源ラインＬ１と、ＤＣ／ＤＣコンバータ２７が接続されて第２バッテリ２６の電力が伝送される第２電源ラインＬ２と、第１電源ラインＬ１と第２電源ラインＬ２とを切断可能なスイッチＳＷ１とを備える。

【0016】

上記の構成要素のうち、第１バッテリ２１、ＩＳＧ２２、計測部２４、第２バッテリ２６、ＤＣ／ＤＣコンバータ２７、制御部２８、第１電源ラインＬ１、第２電源ラインＬ２及びスイッチＳＷ１が、本発明に係る電動車両の電源システムの一例に相当する。回生運転されるＩＳＧが、本発明に係る回生部の一例に相当し、エンジン１４を再始動するＩＳＧが、本発明に係る第１機器及び再始動モータの一例に相当する。

【0017】

電動車両１は、エンジン１４と走行モータ１１とを有するＨＥＶ（Hybrid Electric Vehicle）である。電動車両１は、エンジン１４の動力を駆動輪２に出力可能なパラレル方式又はスプリット方式のＨＥＶであってもよいし、エンジン１４の動力が発電のために行われるシリーズ方式のＨＥＶであってもよい。

【0018】

ＩＳＧ２２は、力行運転と回生運転とが可能であり、エンジン１４の停止中に力行運転されることでエンジン１４を再始動し、エンジン１４の駆動中に回生運転されることで走行エネルギーの一部を電力に変換して発電を行う。また、ＩＳＧ２２は、電動車両１の制動時に、回生運転されることで、電動車両１の車輪に回生制動トルクを発生させる。

【0019】

第１バッテリ２１は、例えば鉛蓄電池、リチウムイオン二次電池、ニッケル水素二次電池などであり、例えば１２Ｖ系の電源電圧を供給する。第１バッテリ２１は、第１電源ラインＬ１に接続され、主に、スタータモータ２３及びＩＳＧ２２に電力を供給する。第１バッテリ２１は、第２電源ラインＬ２とスイッチＳＷ１を介して接続され、第２バッテリ２６の電力が不足している場合に、制御部２８へ電力を供給できる。

【0020】

計測部２４は、第１バッテリ２１の内部抵抗を計測する機器を含む。内部抵抗を計測する機器は、例えばパルス放電を行わせる手段と、パルス放電のときの電圧降下を計測する手段とを含む。計測部２４は、その他、第１バッテリ２１の電圧、電流及び充電率の計測を行う。計測部２４は、各計測値を制御部２８へ送る。

【0021】

第１電源ラインＬ１には、ＩＳＧ２２、第１バッテリ２１及びスタータモータ２３が接続されている。

【0022】

第２バッテリ２６は、例えばリチウムイオン二次電池、又はニッケル水素二次電池などであり、走行モータ１１にインバータ１２を介して走行用の電圧を供給する。

【0023】

インバータ１２及び走行モータ１１は、力行運転時に第２バッテリ２６の電力を受けて駆動輪２の動力を発生する。

【0024】

ＤＣ／ＤＣコンバータ２７は、第２バッテリ２６の電圧と、第２電源ラインＬ２の低い電源電圧（例えば１２Ｖ系）とを変換する。

【0025】

第２電源ラインＬ２には、ＤＣ／ＤＣコンバータ２７と制御部２８とが接続されている。制御部２８と第２電源ラインＬ２との間には、１２Ｖ系の電源電圧を、制御系の電源電圧に降圧するレギュレータ回路が設けられていてもよい。

【0026】

スイッチＳＷ１は、第１電源ラインＬ１と第２電源ラインＬ２との接続又は切断する。スイッチＳＷ１は、オフの際にも第１電源ラインＬ１から第２電源ラインＬ２へ電流を供給できるダイオードＤ１が付加されていてもよい。スイッチＳＷ１は、制御部２８によって切り替えられる。

【0027】

制御部２８は、電動車両１の制御を行う。制御部２８、１つのＥＣＵ（Electronic Control Unit）から構成されてもよいし、互いに通信を行って連携して動作する複数のＥＣＵから構成されてもよい。ＥＣＵのＣＰＵ（Central Processing Unit）が制御プログラムを実行することで、制御部２８により各種の制御処理が実行される。例えば、制御部２８は、アクセルペダルの操作に応じて走行モータ１１の力行運転とエンジン１４の駆動制御とを行って駆動輪２に駆動力を発生させる走行制御と、ブレーキペダルの操作に応じてＩＳＧ２２の回生運転と油圧ブレーキの制御とを行って電動車両１に制動力を発生させる制動制御と、を実行する。さらに、制御部２８は、電動車両１の停止の際にエンジン１４のアイドリング運転を停止するアイドリングストップ制御と、アイドリングストップ後の停止終了時にエンジン１４を再始動する再始動制御とを行う。制御部２８は、さらに、第１バッテリ２１の充電率を制御する充電率制御を行う。各制御を実現する制御プログラムは、制御部２８の記憶部に格納されている。

【0028】

上記制動制御において、制御部は、第１バッテリ２１の充電可能電力に余裕があれば、回生制動の割合を多くする一方、第１バッテリ２１の充電可能電力に余裕がなければ、油圧ブレーキによる制動力の割合を多くする。

【0029】

上記アイドリングストップ制御では、制御部２８は、第１バッテリ２１の充電率と第１閾値とを比較し、充電率が第１閾値以上であれば、エンジン１４の再始動が可能と判定して、エンジン１４のアイドリング運転を停止する。一方、制御部２８は、充電率が第１閾値未満であれば、エンジン１４の再始動が不可と判定して、アイドリング運転の停止を行わない。第１閾値は、エンジン１４の再始動に必要な最小の充電率にマージンを加えた値に設定される。第１閾値は、第１バッテリ２１の内部抵抗に応じて変化する。

【0030】

上記充電率制御は、第１バッテリ２１の充電率の適正化を図る制御である。充電率の適正化とは、アイドリングストップ時においてエンジン１４の再始動が可能な充電率を担保しつつ、任意の制動タイミングにおける回生制動が制限されないように、充電率を低く抑えることを意味する。充電率制御において、制御部２８は、走行中に第１バッテリ２１の内部抵抗を正確に計測し、計測結果に応じてエンジン１４の再始動が可能な正確な充電率を決定し、これに基づき充電率の適正化を図る。続いて、充電率制御について詳細に説明する。

【0031】

＜充電率制御処理＞
図２は、制御部２８が実行する充電率制御処理を示すフローチャートである。図３は、内部抵抗と目標充電率との関係の一例を示すグラフである。

【0032】

充電率制御処理は、電動車両１のシステム起動後に開始され、電動車両１のシステム動作中に継続して実行される。充電率制御処理が開始されると、制御部２８は、先ず、初期化処理を行う（ステップＳ１）。初期化処理では、制御部２８は、起動時の第１バッテリ２１の内部抵抗を読み込み、内部抵抗に基づきエンジン１４の再始動を可能とする充電率の第１閾値をデータテーブルから求め、制御パラメータとして保持する。起動時における第１バッテリ２１の内部抵抗は、起動前に計測されて記憶部に記憶されている最新の値としてもよいし、起動時に制御部２８が計測部２４を動作させて得られた最新の値としてもよい。ここで、計測部２４は、例えばパルス放電を行わせて、第１バッテリ２１の内部抵抗を計測する。

【0033】

図３に示すように、第１バッテリ２１の内部抵抗が変化すると、エンジン１４の再始動を担保できる第１バッテリ２１の目標充電率は変化する。内部抵抗が小さいと、第１バッテリ２１内での電圧降下が小さくなるため、エンジン１４の再始動を可能とする目標充電率は低くなる。一方、内部抵抗が大きいと、第１バッテリ２１内での電圧降下が大きくなるため、エンジン１４の再始動を可能とする目標充電率は高くなる。制御部２８の記憶部には、図３のグラフに示すような第１バッテリ２１の内部抵抗と目標充電率との関係を示すマップデータが格納されており、ステップＳ１において、制御部２８は、第１バッテリ２１の内部抵抗の値に応じた目標充電率を取得し、この値から第１閾値を決定する。

【0034】

次に、制御部２８は、第１バッテリ２１の充電率を算出し（ステップＳ２）、第１バッテリ２１の充電率が適正範囲にあるか否かを判別する（ステップＳ３）。適正範囲とは、例えば第１閾値から第１閾値にヒステリシス分の変動幅αを加えた値までの範囲を意味する。

【0035】

ステップＳ３の判別の結果、第１バッテリ２１の充電率が第１閾値未満であれば、制御部２８は、充電率を上げるために、スイッチＳＷ１が切断されていればスイッチＳＷ１を接続する（ステップＳ４）。これにより、ＤＣ／ＤＣコンバータ２７からスイッチＳＷ１を介して第１バッテリ２１に充電が行われる。すなわち、ステップＳ４のスイッチＳＷ１の切替えは、第２バッテリ２６から第１バッテリ２１への充電を許可することに相当する。また、制御部２８は、エンジン１４駆動中か判別し（ステップＳ５）、エンジン１４駆動中であれば、ＩＳＧ２２に回生動作を行わせて、第１バッテリ２１を充電させてもよい（ステップＳ６）。そして、所定期間の充電が行われたら、制御部２８は、処理をステップＳ２に戻す。

【0036】

一方、ステップＳ３の判別の結果、第１バッテリ２１の充電率が適正範囲であれば、制御部２８は、スイッチＳＷ１が接続されていればスイッチＳＷ１を切断し（ステップＳ７）、処理をステップＳ２に戻す。スイッチＳＷ１が切断されることで、ＤＣ／ＤＣコンバータ２７から第１バッテリ２１への充電が停止され、第１バッテリ２１の充電率が過大になることが抑制される。すなわち、ステップＳ７のスイッチＳＷ１の切替えは、第２バッテリ２６から第１バッテリ２１への充電を禁止することに相当する。なお、ステップＳ２、Ｓ３、Ｓ７のループ処理中にも、並行して実行されている別の制御により、第１バッテリ２１の放電又は充電が行われるので、第１バッテリ２１の充電率は変化する。

【0037】

ステップＳ３の判別の結果、第１バッテリ２１の充電率が適正範囲（第１閾値＋α）を超過していれば、制御部２８は、先ず、スイッチＳＷ１が接続されていればスイッチＳＷ１を切断する（ステップＳ８）。スイッチＳＷ１が切断されることで、ＤＣ／ＤＣコンバータ２７から第１バッテリ２１への充電を停止できる。すなわち、ステップＳ８のスイッチＳＷ１の切替えは、第２バッテリ２６から第１バッテリ２１への充電を禁止することに相当する。

【0038】

次に、制御部２８は、走行モータ１１による走行中（エンジン１４及びＩＳＧ２２が停止）か判別し（ステップＳ９）、ＮＯであれば、ステップＳ２に処理を戻す。ここで、走行モータ１１による走行中とは、走行モータ１１を駆動する回路が動作中であることを示し、走行モータ１１を用いた走行中に電動車両１が一時停止している期間も含まれるものとする。なお、ステップＳ９でＮＯと判別された場合には、制御部２８が並行して実行している駆動制御処理に対して、モータ走行の要求を発行するようにしてもよい。

【0039】

一方、ステップＳ９でＹＥＳと判別されたら、ステップＳ８でスイッチＳＷ１が切断され、かつ、エンジン１４及びＩＳＧ２２が停止しているので、第１バッテリ２１に電流（充電電流及び放電電流）は流れず、第１バッテリ２１は静止状態が維持される。このとき制御部２８は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２７から電力が供給されて動作する。続いて、制御部２８は、計測部２４を動作させて、第１バッテリ２１の内部抵抗を計測させる（ステップＳ１０）。ステップＳ１０で計測された内部抵抗は、第１バッテリ２１が静止状態のときに計測された最新で正確な値となる。なお、制御部２８は、より正確な内部抵抗を求めるために、第１バッテリ２１の静止状態が設定時間継続するのを待機して、内部抵抗の計測を開始してもよい。

【0040】

ステップＳ１０で内部抵抗が計測されたら、次に、制御部２８は、エンジン１４の再始動を担保する充電率の第１閾値を最新の内部抵抗に応じて更新する（ステップＳ１１）。続いて、制御部２８は、第１バッテリ２１の充電率が、更新された第１閾値に基づく適正範囲を超えているか再度確認し（ステップＳ１２）。その結果、超えていれば、第１バッテリ２１の電力をＩＳＧ２２の力行運転（走行アシスト放電）又はその他の必要な電気機器への電力供給により使用して、充電率を低下させる（ステップＳ１３）。そして、再び、ステップＳ２へ処理を戻す。なお、ステップＳ２、Ｓ３、Ｓ８～Ｓ１３が繰り返される場合、ステップＳ１０の計測処理が必要以上の頻度で行われないように、設定期間を開けてステップＳ１０の計測処理が実行されるように構成されてもよい。

【0041】

電動車両１のシステム動作中、第１バッテリ２１の充電率に応じて、ステップＳ２、Ｓ３～Ｓ６のループ処理、ステップＳ２、Ｓ３、Ｓ７のループ処理、ステップＳ２、Ｓ３、Ｓ８～Ｓ１３のループ処理が、それぞれ繰り返され、第１バッテリ２１の充電率が適正範囲に調整される。

【0042】

図４は、充電率制御処理の作用を説明する図である。図４（Ａ１）、（Ａ２）は本実施形態の説明図、図４（Ｂ１）、（Ｂ２）は比較例の説明図である。比較例は、第１バッテリ２１の内部抵抗を表わす制御データに比較的に大きな誤差が含まれる場合の動作例を示す。図４（Ａ１）、（Ｂ１）は、走行中の状態を示し、図４（Ａ２）、（Ｂ２）は制動中の状態を示す。図４では、第１バッテリ２１の充電率を電力容器Ｂ内に蓄えられる液体に例えて説明する。

【0043】

図４（Ｂ１）の比較例に示すように、電動車両１のシステム動作中に第１バッテリ２１の内部抵抗が計測されないと、その間に、内部抵抗が上昇している可能性がある。そのため、エンジン１４の再始動性を担保するには、内部抵抗を大きめに見積もって充電率を制御する必要がある。したがって、比較例の場合には、エンジン１４再始動を担保する第１バッテリ２１の充電率の閾値Ｔｈ１が高めに設定され、走行中、第１バッテリ２１の充電率は閾値Ｔｈ１の周辺に制御される。

【0044】

図４（Ｂ２）の比較例に示すように、充電率が閾値Ｔｈ１の周辺まで上昇した状態で、ブレーキ操作により回生制動が何度も行われると、ＩＳＧ２２の回生制動の充電により第１バッテリ２１の充電率が上がりすぎて（充電可能電力が小さくなって）、回生制動で制動力を担うことができなくなる。この場合、油圧ブレーキが使用されて必要な制動力が達成されることとなり、その分、燃費が低下する。

【0045】

一方、本実施形態では、図４（Ａ１）に示すように、電動車両１のシステム動作中、走行モータ１１を用いた走行中に、第１バッテリ２１の放電も充電もなされない期間が作られ、この期間に第１バッテリ２１の内部抵抗が計測される。したがって、制御部２８は、正確な内部抵抗を計測でき、正確な内部抵抗の値を用いて、エンジン１４の再始動性を担保する充電率の第１閾値Ｔｈ０を設定できる。よって、第１閾値Ｔｈ０が比較例のように高めに設定されることがない。そして、走行中、第１バッテリ２１の充電率は第１閾値Ｔｈ０の周辺に制御される。

【0046】

図４（Ａ２）に示すように、充電率が第１閾値Ｔｈ０の周辺に調整された状態で、ブレーキ操作により回生制動が何度も行われると、ＩＳＧ２２の回生制動の充電のより第１バッテリ２１の充電率が上昇する。しかし、回生制動前の第１バッテリ２１の充電率が低めに設定されるので、その分、第１バッテリ２１は回生制動による充電を比較例よりも多く吸収できる。したがって、油圧ブレーキが必要となる状況が低減され、燃費を向上できる。

【0047】

以上のように、本実施形態の電動車両１及びその電源システムにおいては、第１バッテリ２１は、エンジン１４の再始動が可能な充電率が担保されつつ、回生制動の電力を受けることのできる充電率の余剰が残されていると好ましい。そこで、本実施形態によれば、制御部２８が、走行モータ１１による電動車両１の走行中に、スイッチＳＷ１を切断して、第１バッテリ２１の充放電を無くし、この状態で、第１バッテリ２１の内部抵抗を計測する。したがって、制御部２８は、電動車両１の走行中でも、第１バッテリ２１の正確な内部抵抗を取得できる。さらに、制御部２８は、計測された内部抵抗を用いて、第１バッテリ２１の充電率を適正な範囲に制御するので、エンジン１４の再始動と、回生制動の電力の入力との両方を担保できる充電率が実現され、結果として、燃費の向上を図ることができる。

【0048】

さらに、本実施形態の電動車両１及びその電源システムによれば、制御部２８は、第１バッテリ２１の充電率が第１閾値以上の適正範囲であるかを比較する。そして、第１閾値以上の適正範囲を超えている場合に、第１バッテリ２１の内部抵抗の計測を行い、第１閾値未満の場合に、第１バッテリ２１の内部抵抗の計測を行わない。したがって、第１バッテリ２１の充電が必要なときに、スイッチＳＷ１が切断されて第１バッテリ２１の充電が停止してしまうという不都合を避けることができる。そして、第１バッテリ２１の充電率が高く、第１バッテリ２１の放電が必要なときに、第１バッテリ２１の内部抵抗の測定が行われることで、第１バッテリ２１の放電量の適正化を図ることができる。

【0049】

さらに、本実施形態の電動車両１及びその電源システムによれば、第１閾値は、エンジン１４の再始動を担保する閾値に設定されている。したがって、このような第１バッテリの充電率の制御により、アイドリングストップ機能が制限されることを抑制でき、その結果、燃費の向上を図ることができる。

【0050】

さらに、本実施形態の電動車両１及びその電源システムによれば、第１バッテリ２１の充電率が第１閾値未満の場合には、制御部２８は、第２バッテリ２６から第１バッテリ２１への充電と、回生制動によるＩＳＧ２２から第１バッテリ２１への充電とを許容する。一方、制御部２８は、第１バッテリ２１の充電率が第１閾値を超える場合に、回生制動によるＩＳＧ２２から第１バッテリ２１への充電は許容し、かつ、第２バッテリ２６から第１バッテリ２１への充電を禁止する（スイッチＳＷ１を切断）。したがって、第１バッテリの充電率を低く抑えつつ、回生制動の際には、第１バッテリ２１に充電を行って、燃費の向上を図ることができる。

【0051】

さらに、本実施形態の電動車両１及びその電源システムによれば、制御部２８は、第２電源ラインＬ２から電力を受ける。スイッチＳＷ１が切断されて、第１バッテリ２１の内部抵抗を計測する際にも、制御部２８への電力供給を継続できる。したがって、上記のような第１バッテリ２１の充電率の制御を実現できる。

【0052】

以上、本発明の実施形態について説明した。しかし、本発明は上記実施形態に限られない。例えば、上記実施形態では、第１バッテリの内部抵抗の計測方法として、パルス放電方式の方法を例にとって説明したが、例えばリップル電流を利用した計測方式など、様々な方式の計測方法を適用してもよい。また、上記実施形態では、第１バッテリの充電量を必要とする第１機器の機能として、ＩＳＧ２２によるエンジン１４の再始動の機能を適用した例を示した。しかし、第１機器の機能としては、第１バッテリの充電量を必要とする機能であれば、様々な機能が適用されてもよい。また、上記実施形態では、第１バッテリの充電率を低くしたい機能として、ＩＳＧによる回生制動の機能を適用した例を示したが、ＩＳＧ以外のモータによる回生制動であってもよい。あるいは、制動に限られず、例えばシリーズ方式のＨＥＶにおいてエンジン１４の駆動と発電との要求が任意なタイミングで生じる構成において、この発電機能が、第１バッテリの充電率を低くしたい機能として適用されてもよい。また、第２電源ラインに接続される電力供給装置としては、オルタネータが含まれてもよい。その他、実施形態で示した細部は、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

【符号の説明】

【0053】

１ 電動車両
２ 駆動輪
１１ 走行モータ
１２ インバータ
１４ エンジン
２１ 第１バッテリ
２２ ＩＳＧ
２３ スタータモータ
２４ 計測部
２６ 第２バッテリ
２７ ＤＣ／ＤＣコンバータ
２８ 制御部
Ｌ１ 第１電源ライン
Ｌ２ 第２電源ライン
ＳＷ１ スイッチ
Ｔｈ０ 第１閾値

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】