JP6376069B2 - 車両の電源装置 - Google Patents

Description

この発明は、車両の電源装置に関し、特に、蓄電装置の充放電電流を検出する電流センサを備える電源装置に関する。

一般に、車両には、補機用バッテリが搭載されており、電気自動車やハイブリッド自動車などには、さらに、走行用モータに電力を供給する高圧バッテリが搭載されている。このようなバッテリの充放電を制御するために、電流センサでバッテリの電流を検出することが行なわれる。

特開２００５−０３７２８６号公報（特許文献１）には、イグニッションキースイッチがオンからオフに切り換わった直後の電流センサの検出値からオフセット誤差を検出して記憶し、記憶されているオフセット誤差分の補正値（オフセット値）を用いて上記電流センサの検出値を補正することが記載されている。オフセット誤差とは、真値がゼロである時に電流センサの検出値がゼロ以外の値を示す誤差をいう。オフセット誤差の補正は、電流センサの検出値からその電流センサのオフセット誤差分の補正値（オフセット値）を減算することによって行なわれる。

特開２００５−０３７２８６号公報 特開２００８−２４１２４６号公報

上記特開２００５−０３７２８６号公報に記載されているような、記憶されたオフセット値によって電流センサの検出値の補正を行なう方法では、車両起動時にオフセット値を記憶してそれに基づいて補正を行なったとしても、その後の電流センサの温度上昇により電流センサの実際のオフセット誤差が変化する場合があり、記憶されたオフセット値と実際のオフセット誤差との間に乖離が生じ、バッテリの過充電や過放電が生じる虞があった。

このようなオフセット誤差の補正にずれが生じると、小電力の充放電制御を行なう時に影響が大きい。たとえば、極低温では、バッテリの充放電許容電力は小さな値に制限する必要があるため、バッテリには小電力の充放電が行なわれる。

このような小電力の充放電制御を実行しているときに、バッテリの電流を監視する電流センサのオフセット誤差の補正にずれが生じると、実際にはバッテリから放電がされていても、電流センサに基づいて充電か放電かを判定するＥＣＵ（Electronic Control Unit）は、充電が行なわれていると認識してしまう場合が考えられる。この状態が長時間連続すると、バッテリのＳＯＣ（State Of Charge）が低下し、やがて、バッテリが過放電になるおそれがある。

また、逆に、実際には充電が行なわれていても、放電が行なわれているとＥＣＵが認識してしまう場合も考えられ、この場合にはバッテリの過充電が懸念される。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、その目的はバッテリの電流を監視する電流センサのオフセット誤差の補正の精度を向上させることができる車両の電源装置を提供することである。

この発明は、要約すると、車両の電源装置であって、蓄電装置と、蓄電装置の充放電電流を検出する電流センサと、蓄電装置の電圧を検出する電圧センサと、電流センサの出力と電圧センサの出力とを受けて蓄電装置の充放電を制御する制御装置とを備える。制御装置は、電流センサの検出値からオフセット値を減算することによって、制御のための制御電流値を算出する。制御装置は、制御電流値を用いて蓄電装置が充電実行中か放電実行中かを判断した第１の判断結果と、電圧センサの出力によって算出される蓄電装置の残容量の変化から蓄電装置が充電実行中か放電実行中かを判断した第２の判断結果とを算出し、第１の判断結果と第２の判断結果とが相違する場合には、第１の判断結果が第２の判断結果と一致するように電流センサのオフセット値を変更する処理を実行する。

蓄電装置の残容量（ＳＯＣ）は、電圧センサの出力を用いて算出されるので、電流センサの制御電流値にオフセット誤差が生じていても、正しい方向（充電時に増加し、放電時に低下）に変化する場合が多い。このため、制御装置は、蓄電池のＳＯＣの増減から判断した第２の判断結果が電流センサの制御電流値に基づいて判断した第１の判断結果と一致しない場合には、電流センサの制御電流値にオフセット誤差が生じていると判断して、第１の判断結果が第２の判断結果と一致するように電流センサのオフセット誤差の補正に使用するオフセット値を変更する処理を行なう。

なお、ＳＯＣは、電圧センサの出力と電流センサの出力の両方を用いて算出される場合であっても良い。この場合であっても電流センサの出力のみから充放電を判定した結果と、ＳＯＣの増減から充放電を判定した結果が不一致であれば、電流センサのオフセット誤差の補正が正しくない可能性が高い。したがって、オフセット誤差の補正に使用するオフセット値を変更することにより、制御装置が充放電の判断を正しく行なうことができるようになる。

好ましくは、制御装置は、蓄電装置の残容量が所定値よりも大きい場合は、オフセット値を変更する処理を行なわず、蓄電装置の残容量が所定値よりも小さい場合に、オフセット値を変更する処理を実行する。

上記のように制御を行なうことによって、蓄電装置のＳＯＣが管理下限値に近く、電流センサのオフセット誤差が過放電につながる場合に限定してオフセット値の変更が行なわれる。このため、不必要な補正処理が割愛され、制御装置の処理速度が遅くなることが防がれる。

好ましくは、制御装置は、第１の判断結果が充電実行中を示し、第２の判断結果が放電実行中を示す場合には、充電電流値を小さくする方向にオフセット値を変更する。

上記のように制御を行なうことによって、第１の判断結果が放電実行中を示すように変化し、電流センサの検出値の補正が正しい方向に行なわれる。

好ましくは、制御装置は、蓄電装置の残容量が所定値よりも小さい場合は、オフセット値を変更する処理を行なわず、蓄電装置の残容量が所定値よりも大きい場合に、オフセット値を変更する処理を実行する。

上記のように制御を行なうことによって、蓄電装置のＳＯＣが管理上限値に近く、電流センサのオフセット誤差が過充電につながる場合に限定してオフセット値の変更が行なわれる。このため、不必要な補正処理が割愛され、制御装置の処理速度が遅くなることが防がれる。

好ましくは、制御装置は、第１の判断結果が放電実行中を示し、第２の判断結果が充電実行中を示す場合には、放電電流値を小さくする方向にオフセット値を変更する。

上記のように制御を行なうことによって、第１の判断結果が充電実行中を示すように変化し、電流センサの検出値の補正が正しい方向に行なわれる。

本発明によれば、蓄電装置の電流を計測する電流センサのオフセット誤差の補正に使用するオフセット値が正しい方向に変更されるので、車両起動後に電流センサのオフセット誤差が変動したとしても蓄電装置の過充電または過放電の発生を抑制することができる。

本発明が適用されるハイブリッド車両１の構成を示すブロック図である。 電流センサ誤差分のオフセットが生じても、制御電流値としては正しく充電であると認識している状態を示した概念図である。 実際には放電が行なわれているにも拘わらず、電流センサ誤差分のオフセットにより制御電流値としては充電が行なわれていると誤認識している状態を示した概念図である。 下限値付近においてバッテリのＳＯＣが変化する様子を示した波形図である。 電流センサ７２の制御電流値の補正処理を説明するためのフローチャートである。 図５におけるステップＳ２の電流センサのオフセットずれ判定処理の詳細を説明するためのフローチャートである。 変形例におけるオフセットずれ判定処理を説明するためのフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。

［車両の基本構成の説明］
図１は、本発明が適用されるハイブリッド車両１の構成を示すブロック図である。図１を参照して、ハイブリッド車両１は、エンジン１０と、モータジェネレータ２０，３０と、動力分割機構４０と、リダクション機構５８と、駆動輪６２と、パワーコントロールユニット（ＰＣＵ）６０と、バッテリ７０と、電圧センサ７１と、電流センサ７２と、制御装置８０とを含む。

このハイブリッド車両１は、シリーズ・パラレル型のハイブリッド車両であり、エンジン１０およびモータジェネレータ３０の少なくとも一方を駆動源として走行可能に構成される。

エンジン１０とモータジェネレータ２０とモータジェネレータ３０とは、動力分割機構４０を介して相互に連結されている。動力分割機構４０に連結されるモータジェネレータ３０の回転軸１６には、リダクション機構５８が接続される。回転軸１６は、リダクション機構５８を介して、駆動輪６２と連結されるとともに、動力分割機構４０を介して、エンジン１０のクランクシャフトに連結される。

動力分割機構４０は、エンジン１０の駆動力を、モータジェネレータ２０と回転軸１６とに分割することができる。モータジェネレータ２０は、動力分割機構４０を介してエンジン１０のクランクシャフトを回転させることにより、エンジン１０を始動するスタータとして機能することができる。

モータジェネレータ２０および３０は、いずれも発電機としても電動機としても作動しうる周知の同期発電電動機である。モータジェネレータ２０および３０は、ＰＣＵ６０に接続され、ＰＣＵ６０は、バッテリ７０に接続される。

制御装置８０は、ＰＣＵ６０に接続され、モータジェネレータ２０および３０の駆動を制御する。また、制御装置８０は、エンジン１０に接続され、エンジン１０の運転状態を検出する各種センサから信号を入力するとともに、入力した信号に応じて燃料噴射制御や点火制御、吸入空気量調節制御などの運転制御を行なう。

［バッテリの充放電制御］
上記の車両において、バッテリ７０と電圧センサ７１と電流センサ７２と制御装置８０とによって、車両の電源装置が構成される。以下、車両の電源装置において実行されるバッテリ７０の充放電制御についてより詳細に説明する。

制御装置８０は、たとえば、アクセルペダルの踏込量や車速などに基づいて、走行に必要な要求パワーを算出し、基本的にはその要求パワーがエンジン１０から出力されるようにエンジン１０を制御する。エンジンが出力したパワーの一部はモータジェネレータ２０における発電で使用される。発電された電力はモータジェネレータ３０で使用されリダクション機構５８に駆動力が発生する。また、エンジンが出力したパワーの他の一部は、動力分割機構４０を経由してリダクション機構５８に直接伝達される。この場合、原則的にはバッテリ７０のＳＯＣは増減しない。

しかし、ハイブリッド車では、燃費を向上させるため、発進時等の低車速時や停車時にはエンジンが停止され、エンジンが間欠運転される。エンジン停止状態でモータ走行したり、エンジン１０を再始動するクランキングを行なったりする場合には、バッテリ７０から放電が行なわれＳＯＣが低下する。また制動時にはモータジェネレータ３０で回生制動が行なわれ、バッテリ７０に電気エネルギが回収されるのでバッテリ７０のＳＯＣが増加する。

このような要因で変動するバッテリ７０のＳＯＣを一定範囲内に管理するために、制御装置８０は要求パワーを増減させる。また、補機で使用される電力を補うためにも要求パワーの増減が行なわれる。

この要求パワーの増減値を決めるためには、バッテリ７０に充電が行なわれているか放電が行なわれているかを制御装置８０が正しく認識する必要がある。制御装置８０は、電圧センサ７１の検出値と電流センサ７２の検出値の積によって、バッテリ７０への充放電電力を演算する。ここで、電圧センサ７１の検出値は、バッテリ７０の電圧であるので常時符号は（＋）である。ところが、電流センサ７２の検出値は、放電時に（＋）であり、充電時に（−）であり、符号が時により反転する。電流センサ７２の検出値の符号が間違っていると、制御装置８０は、実際には放電実行中であっても充電実行中であると認識したり、実際には充電実行中であっても放電実行中であると認識したりしてしまう。

要求パワーの大きさが小さい場合には電流センサ７２の検出値の大きさも小さいので、オフセット誤差があると符号が反転してしまう。特に、極低温下では、バッテリ７０の保護のために許容入力が絞られることによってバッテリ７０の充放電電力は小さく制限されるので、この問題が顕著となる。このことについて、図２、図３の概念図を用いて説明する。なお、制御装置８０は、次式に基づいて決定される制御電流値（制御に使用する電流値）をバッテリ７０の充放電制御に使用する。

制御電流値＝（電流センサ７２の検出値）−（オフセット補正値）
以下の説明において「電流センサ７２の検出値」は、電流センサ７２の出力を補正せずに電流に変換した値を示し、「電流センサ７２の制御電流値」は、電流センサ７２の検出値に対して制御装置８０内に記憶されているオフセット補正値を上式のとおり減算した補正後の電流値を示すこととする。

また、「オフセット補正」は、電流センサ７２の検出値に対して制御装置８０内に記憶されているオフセット補正値を修正したり更新したりすることを意味する。

図２は、許容充電電力が大きく比較的大きな充電電流でバッテリ７０が充電された場合であって、電流センサ誤差分のオフセットが生じても制御電流値としては正しく充電であると認識している状態を示した概念図である。一方の図３は、許容充電電力が制限され比較的小さな充電電流でバッテリ７０が充電されることになった結果、実際には放電が行なわれているにも拘わらず、電流センサ誤差分のオフセットにより制御電流値としては充電が行なわれていると誤認識している状態を示した概念図である。

図２、図３では、本実施の形態のオフセット補正を適用せずに、電流センサ７２の検出値をそのまま制御電流値とした場合について示している。ここで図２のバッテリ７０に実際に入力される実電流Ｉａ１と制御電流値Ｉｒ１（＝電流センサで検出される電流）との間には、ずれ（ΔＩ＝Ｉａ１−Ｉｒ１）がある。図２に示すように、許容充電電力Ｗｉｎが十分大きい場合（たとえば常温時）には、実電流Ｉａ１と制御電流値Ｉｒ１はゼロとは離れた状態である。

図２の状態から温度が極低温に低下すると許容充電電力Ｗｉｎが絞られる（ゼロに近づけられる）。すると図３に示すように実電流Ｉａ２は図２の実電流Ｉａ１よりもゼロに近い値となる。このとき、ズレ量ΔＩが等しいと仮定すると、図３に示す制御電流値Ｉｒ２（＝電流センサで検出される電流）および実電流Ｉａ２は、図２に示した制御電流値Ｉｒ１および実電流Ｉａ１をそれぞれ同じだけ放電側に平行移動させた値となる。

すると、図２においては電流Ｉｒ１、実電流Ｉａ１の符号は共に（−）で充電実行中を示すが、図３においては電流Ｉｒ１の符号は（−）であり充電実行中を示し、実電流Ｉａ１の符号は（＋）で放電実行中を示す。

すなわち、図３では、制御電流値Ｉｒ２は充電実行中を示すので制御装置８０は充電が実行されていると認識する一方で、実電流Ｉａ２は放電実行中を示すのでバッテリ７０のＳＯＣは徐々に低下していく。このような状態が長時間継続すると、バッテリ７０が上がってしまう虞がある。

そこで、本実施の形態では、充放電電力が小さく、オフセット誤差の影響が大きい場合に、オフセット誤差を繰り返して補正し、電流センサ７２の制御電流値を更新する。

具体的には、バッテリ７０のＳＯＣが使用下限ＳＯＣ付近、またはそれ以下において、電流センサ７２の制御電流値である電流ＩＢの符号が（−）であり充電を示している一方で、バッテリ７０のＳＯＣが低下し放電を示しているという条件が成立したことを電流センサ７２のオフセット補正処理実行のトリガーとする。

この場合、制御装置８０は、主として電圧センサ７１で検出された電圧ＶＢに基づいてＳＯＣを演算している。なお、このようなＳＯＣの演算方法として、たとえば、特開２００８−２４１２４６号公報に記載された方法を用いることができる。ただし、ＳＯＣの演算方法はこれに限定されるものではなく、電圧センサ７１で検出された電圧ＶＢに加えて電流センサ７２の検出値を用いていても良い。すなわち、電圧センサ７１の検出値が考慮されることによって電流センサ７２にオフセット誤差が生じていても正しい方向にＳＯＣが変化することも考えられるため、ＳＯＣの変化が電流ＩＢの符号と一致しない場合を補正処理実行のトリガーとすることができる。

上記トリガー条件が成立した場合、制御装置８０は、電流センサ７２の制御電流値を放電認識側、すなわち増加させる方向に補正する。このときの補正は、電流センサ７２の検出値を補正するために制御装置８０内部のメモリに記憶されている現在のオフセット補正値に対してさらに補正値δｉを加えることによって実行される。補正値δｉは、電流センサ７２及び電流検出回路の温度特性から予め定めた値とすることができる。たとえば、所定範囲の温度変化が生じた場合に電流センサ７２のオフセットが変化する最大幅を計測しておき、その最大幅かまたはその最大幅を何分割かした値を補正値δｉとすることができる。一例として、補正値δｉは、δｉ＝−０．４（Ａ）のようにゼロに近い固定値とすることができる。

なお、バッテリ７０のＳＯＣが下限値に対して十分余裕がある場合、バッテリ７０の電圧が所定値以上である場合、またはバッテリ温度が所定値以上である場合など、バッテリ上がりの懸念が無い状態では、バッテリ７０への過充電防止のために、上記の補正は実行しないか、または補正を解除することが好ましい。

次に、補正を行なうか否かを判定するタイミングについて、波形図を示して一例を説明する。

図４は、下限値付近においてバッテリ７０のＳＯＣが変化する様子を示した波形図である。制御装置８０は、ＳＯＣ下限値に近い所定値ＳＯＣ１にバッテリ７０のＳＯＣが低下した場合、ＳＯＣの値が所定値Ｄ１低下したら電流センサ７２のオフセットずれの有無を判定する処理を開始する。

わかりやすさのために、ＳＯＣ下限値に近い所定値ＳＯＣ１をＡ（％）とし、所定値Ｄ１を１％とした例が、図４に示されている。

図１、図４を参照して、時刻ｔ１より前では、バッテリ７０のＳＯＣがＡ（％）より高いので、バッテリ上がりを懸念する必要性は小さいため、電流センサ７２のオフセットずれの判定は行なわれない。

時刻ｔ１において、バッテリ７０のＳＯＣがＡ（％）となったので、制御装置８０は、ＳＯＣが所定値Ｄ１（％）低下するか否かを監視する。その間、制御装置８０は、電流センサ７２の制御電流値（電流ＩＢ）を積算する。制御装置８０は、Ａ（％）以下の任意のＳＯＣ％からＳＯＣの値がＤ１（％）低下したらオフセットずれの判定処理を開始する。

時刻ｔ１において、バッテリ７０のＳＯＣがＡ（％）よりも低下したので、電流ＩＢの積算は開始されたが、時刻ｔ２でバッテリ７０のＳＯＣがＡ（％）よりも増加したので、判定は中断される。このとき、電流ＩＢの積算値はクリアされる。

時刻ｔ３でバッテリ７０のＳＯＣが再度Ａ（％）よりも低下したので、電流ＩＢの積算が再び開始される。そして、時刻ｔ４において、バッテリ７０のＳＯＣが電流の積算を開始したＡ（％）よりもＤ１（％）低下したので、電流ＩＢの積算が完了し、オフセットずれの判定が行なわれる。第１回目の電流センサ７２の制御電流値に対するオフセットずれの判定区間は時刻ｔ３〜ｔ４となる。

電流ＩＢの積算値が負であるとき、電流センサ７２の検出値に基づく判断結果（第１の判断結果）は「充電実行中」となる。逆に、電流ＩＢの積算値が正であるとき、電流センサ７２の検出値に基づく判断結果（第１の判断結果）は「放電実行中」となる。このときＳＯＣはＤ１（％）低下したので、ＳＯＣに基づく判断結果（第２の判断結果）は、「放電実行中」を示す。第１の判断結果と第２の判断結果とが一致していれば、電流センサ７２の制御電流値はそのまま使用され、さらなる補正はされない。一方、第１の判断結果と第２の判断結果とが一致していなれば、第１の判断結果を第２の判断結果に一致させるように、電流センサ７２の制御電流値が補正される。

ここで、時刻ｔ４において、第１回の判定終了とともに電流ＩＢの積算値は一旦クリアされ、次回の判定のための電流ＩＢの積算が開始される。

時刻ｔ５では、積算開始時の時刻ｔ４（Ａ−１（％））よりもバッテリ７０のＳＯＣがＤ１（％）低下したので積算が完了し、オフセットずれの判定が行なわれる。第２回目の電流センサ７２の制御電流値に対するオフセットずれの判定区間は時刻ｔ４〜ｔ５となる。なお、この間に、バッテリ７０のＳＯＣは一旦少しだけ上昇しているが、積算開始時（時刻ｔ４）の値（Ａ−１（％））を超えることはなかったので、そのまま電流ＩＢの積算は継続された。また、オフセットずれの判定と、判定結果に基づく補正については、時刻ｔ４で実行される内容と同じであるので、説明は繰り返さない。第２回目の電流センサ７２の制御電流値に対するオフセットずれの判定区間は時刻ｔ４〜ｔ５となる。

時刻ｔ５において、第２回の判定終了とともに電流ＩＢの積算値は一旦クリアされ、次回の判定のための電流ＩＢの積算が開始される。しかし、低下していたバッテリ７０のＳＯＣは途中で上昇に転じ、時刻ｔ６において、ＳＯＣは、積算開始時（時刻ｔ５）におけるＳＯＣ（Ａ−２（％））より上昇する。これに応じて判定は中断される。

続く時刻ｔ６〜ｔ７では、ＳＯＣは上昇を続けており、オフセット補正の処理は行なわれない。

時刻ｔ７において、バッテリ７０のＳＯＣは下降を開始する。したがって、制御装置８０は、電流ＩＢの積算とＡ（％）以下の任意のＳＯＣからＤ１（％）ＳＯＣが低下するか否かの監視とを開始する。しかし、時刻ｔ８まで監視したが、時刻ｔ７におけるＳＯＣからＤ１（％）低下しないまま、時間オーバーを示す所定時間が経過した。したがって、時刻ｔ８では、制御装置８０は、オフセットずれの判定を中断する。時刻ｔ８では、電流ＩＢの積算値は一旦クリアされ、次回の判定のための電流ＩＢの積算が開始される。

時刻ｔ９では、時刻ｔ８におけるＳＯＣからＤ１（％）ＳＯＣが低下したので、時刻ｔ４、ｔ５で実行されたオフセットずれの判定がここでも実行され、オフセットずれがあった場合オフセット補正が実行される。

次に、フローチャートを用いて、電流センサ７２の制御電流値の補正処理について説明する。図５は、電流センサ７２の制御電流値の補正処理を説明するためのフローチャートである。図６は、図５におけるステップＳ２の電流センサのオフセットずれ判定処理の詳細を説明するためのフローチャートである。

図５のフローチャートを概略的に説明すると、処理が開始されてから、ステップＳ１１において、電流センサ７２のオフセット補正を禁止するか否かを決める処理が実行される。続いてステップＳ３において電流センサ７２の制御電流値にオフセットずれが生じているか否かを判定する処理が実行される。そしてステップＳ１２において電流センサ７２のオフセット補正を許可するか否かを決める処理が実行される。さらに、ステップＳ１３において電流センサ７２のオフセット補正を解除するか否かを決定する処理が実行される。そして、ステップＳ９において、電流センサ７２のオフセット補正を実行する処理が行なわれる。

以下、フローチャートの各処理について詳細に説明する。ここで、車両起動直後の初期値として、オフセット補正許可フラグはＯＦＦに設定され、オフセット補正禁止フラグもＯＦＦに設定されている。

最初に、ステップＳ１においてオフセット補正禁止条件が成立するか否かが判断される。ステップＳ１においてオフセット補正禁止条件が成立した場合、ステップＳ２に処理が進められオフセット補正禁止フラグがＯＮに設定される。またステップＳ２ではオフセット補正許可フラグはＯＦＦに設定される。

ステップＳ１では、以下の条件Ａ１）〜Ａ３）のいずれかが成立した場合にオフセット補正禁止条件が成立すると判断される。
Ａ１） オフセット補正許可から累積時間（たとえば３６００秒）以上が経過。
Ａ２） オフセット補正を許可している間に、電池パック内の電池セル電圧の最大値が、所定電圧以上である状態が所定時間以上連続した。
Ａ３） 今回のトリップ中にオフセット補正が禁止された（オフセット補正禁止フラグがＯＮに設定されている）。

なお、上記の条件Ａ１は、オフセット補正が何度も繰り返して実行されオフセット補正値が急変してしまうことを防ぐ。条件Ａ２は、電池セル電圧が過電圧となることを防ぐ。また、条件Ａ３は、一旦オフセット補正が禁止されると、同じトリップ中では再許可しないことを意味する。なお、一回のトリップとは、車両にキーを差し込んで（車両システムを起動して）走行し、走行完了して車両のキーを抜く（車両システムをシャットダウンする）までをいう。

また、オフセット補正禁止条件は、上記Ａ１〜Ａ３でなくても良く、例えば以下の条件Ａ１１およびＡ１２がすべて成立した時に電流センサ７２のオフセット誤差があると判定しても良い。
Ａ１１） 所定の検知期間において電流センサの制御電流値（電流ＩＢ）の積算値が所定値以上である。
Ａ１２） 所定の検知期間においてＳＯＣが所定量以上低下した。

ステップＳ１において、オフセット補正禁止条件が成立した場合には、ステップＳ３に処理が進められる。ステップＳ３では、図６に示すオフセットずれ判定処理が実行される。

図６を参照して、オフセットずれ判定処理が実行されると、まずステップＳ２１において、制御装置８０は、電流積算値を算出する処理と、積算時間を算出する処理とを実行する。なお、電流積算値は、電流センサ７２の制御電流値（電流ＩＢ）を図５、図６のフローチャートの実行される時間間隔で繰り返し加算することによって算出される。また積算時間は、積算時間がクリアされる処理がステップＳ２５またはＳ２８で行なわれるまで経過時間をカウントすることによって算出され、図４の時刻ｔ８で発生した時間オーバーの判断に使用される。

続いてステップＳ２２において、電圧推定ＳＯＣがＳＯＣ基準値より所定値Ｄ１低下したか否かが判断される。ここで電圧推定ＳＯＣは、図４の縦軸に示されたバッテリ７０のＳＯＣであり、主として電圧センサ７１の出力に基づいて算出されたＳＯＣである。また所定値Ｄ１は、図４に示されるように電流積算値の合計でその判定区間が充電実行中であったか放電実行中であったかを決める判定終了時点を決定するための低下量であり、たとえばＤ１＝１％とすることができる。ＳＯＣ基準値は、判定区間の初期のＳＯＣであり、判定区間ｔ３〜ｔ４であれば、時刻ｔ３におけるＳＯＣ（図４の例ではＡ（％））であり、判定区間ｔ４〜ｔ５であれば、時刻ｔ４におけるＳＯＣ（図４の例ではＡ−１（％））である。

ステップＳ２２において、電圧推定ＳＯＣがＳＯＣ基準値より所定値Ｄ１低下したと判断された場合には（Ｓ２２でＹＥＳ）、ステップＳ２３に処理が進められる。一方、ステップＳ２２において、電圧推定ＳＯＣがＳＯＣ基準値より所定値Ｄ１低下していないと判断された場合には（Ｓ２２でＮＯ）、ステップＳ２６に処理が進められる。

ステップＳ２３では、ステップＳ２１で算出された電流積算値が充電実行中を示すか否かが判断される。制御装置８０は、電流積算値がしきい値以上であれば放電実行中、しきい値未満であれば充電実行中と判断することができる。単純な例では、しきい値をゼロとすると、制御装置８０は、電流積算値の符号が（−）であれば充電実行中であると判断することができる。なおしきい値は、必ずしもゼロでなくても良く、余裕度を見込んだ値に設定されても良い。

ステップＳ２３において、電流積算値が充電実行中を示すと判断された場合には（Ｓ２３でＹＥＳ）、ステップＳ２４に処理が進められオフセットずれ判定フラグがＯＮに設定される。一方、ステップＳ２３において、電流積算値が充電実行中を示さないと判断された場合には（Ｓ２３でＮＯ）、ステップＳ２４の処理は実行されず、オフセットずれ判定フラグはＯＦＦのままである。

その後、ステップＳ２５において、制御装置８０は、電流積算値、積算時間をクリアすると共に、ＳＯＣ基準値を現在の電圧推定ＳＯＣに更新する。

続いて、ステップＳ２６において、制御装置８０は、電圧推定ＳＯＣが判定区間内でＳＯＣ基準値よりも上昇したか、または、積算時間が所定値以上となったか否かを判断する。ステップＳ２６において、電圧推定ＳＯＣが判定区間内でＳＯＣ基準値より上昇したか、または、積算時間が所定値以上となった場合には（Ｓ２６でＹＥＳ）、ステップＳ２７に処理が進められるが、そうでなければ（Ｓ２６でＮＯ）ステップＳ３１に処理が進められる。

ステップＳ２７では、オフセットずれ判定フラグがＯＦＦに設定され、判定が中断される。図４の波形図において、時刻ｔ２、ｔ６、ｔ８がこの場合の中断に該当する。時刻ｔ２，ｔ６では、それぞれ対応するＳＯＣ基準値（Ａ（％）、Ａ−２（％））よりも電圧推定ＳＯＣが上昇しており、時刻ｔ８では、積算時間が所定値以上となり時間オーバーとなっている。

続いて、ステップＳ２８において、制御装置８０は、電流積算値、積算時間をクリアすると共に、ＳＯＣ基準値を現在の電圧推定ＳＯＣに更新する。

その後、ステップＳ２９においてＳＯＣ基準値が上限値を超えたか否かが判断される。このＳＯＣ基準値の上限値は、初期値（図４の波形例では、Ａ（％））である。ステップＳ２９において、ＳＯＣ基準値が上限値を超えたと判断された場合には（Ｓ２９でＹＥＳ）、ステップＳ３０に処理が進められ、制御装置８０は、ＳＯＣ基準値を上限値に設定する。たとえば、図４の波形において、時刻ｔ２〜ｔ３においては、電圧推定ＳＯＣが判定区間内で上昇した結果、ステップＳ２８でＳＯＣ基準値が現在の電圧推定ＳＯＣに更新されるが、Ｓ２９において上限値（Ａ（％））を超えると判断されるため、ステップＳ３０においてＳＯＣ基準値は上限値（Ａ（％））に設定される。

一方、図４の波形において、時刻ｔ６〜ｔ７においても電圧推定ＳＯＣが判定区間内で上昇した結果、ステップＳ２８でＳＯＣ基準値が現在の電圧推定ＳＯＣに更新されるが、まだ上限値を超えないため、時刻ｔ７ではＳＯＣ基準値は時刻ｔ７における電圧推定ＳＯＣに設定される。

以上の処理によって、オフセットずれ判定フラグが決定され、ＳＯＣ基準値が更新されると、ステップＳ３１において、制御は図５のフローチャートに戻され、ステップＳ４の処理が実行される。

再び図５を参照して、ステップＳ４では、ステップＳ３で設定されたオフセットずれ判定フラグがＯＮに設定されているか否かが判断される。オフセットずれ判定フラグがＯＦＦに設定されている場合には（Ｓ４でＮＯ）制御はメインルーチンに戻され電流センサ７２のオフセット補正は実行されない（オフセット補正値は変更されない）。

ステップＳ４において、オフセットずれ判定フラグがＯＮに設定されていた場合には、ステップＳ１２において、オフセット補正許可フラグの設定処理が実行される。オフセット補正許可フラグがＯＮに設定されていることは、電流センサ７２について制御装置８０が記憶しているオフセット補正値の更新を許可することを示す。ここでは、まずステップＳ５に処理が進められる。ステップＳ５では、オフセット補正許可条件が成立するか否かが判断される。

オフセット補正許可条件は、以下の条件Ｂ１）〜Ｂ５）がすべて成立する場合に成立する。
Ｂ１） 現在オフセット補正を許可しておらず（オフセット補正許可フラグ＝ＯＦＦ）、かつオフセット補正が禁止されていない（オフセット補正禁止フラグ＝ＯＦＦ）。
Ｂ２） バッテリからの許容出力電力Ｗｏｕｔが所定値以下である。
Ｂ３） バッテリへの許容入力電力Ｗｉｎが所定値以上である（ただし、Ｗｉｎは負の値で表される）。
Ｂ４） 電圧推定ＳＯＣが初期のＳＯＣ基準値（図４の例ではＡ（％））以下である。
Ｂ５） バッテリパック内のセル温度の最低値が所定値以下である。

ステップＳ５において、オフセット補正許可条件が成立したと判断された場合には（Ｓ５でＹＥＳ）ステップＳ６に処理が進められ、オフセット補正許可フラグがＯＮに設定される。一方、ステップＳ５において、オフセット補正許可条件が成立しないと判断された場合には（Ｓ５でＮＯ）ステップＳ６の処理は実行されず、オフセット補正許可フラグは変更されない。

続いて、ステップＳ１３において、オフセット補正を解除するか否かを決定する処理が実行される。ここで、オフセット補正を解除するとは、電流センサ７２について制御装置８０が記憶している補正値の更新を行なわないことを示す。ただし、ステップＳ１１におけるオフセット補正の禁止と異なり、解除の場合には、同じトリップ中でも解除条件が成立しなくなれば、オフセット補正が再開される。ここでは、まずステップＳ７に処理が進められる。ステップＳ７では、オフセット補正解除条件が成立するか否かが判断される。

オフセット補正解除条件は、電圧推定ＳＯＣが所定値以上となった時に成立する。図４の波形図では、時刻ｔ２において、電圧推定ＳＯＣがＳＯＣ１（たとえばＡ（％））を超えた時に、電流ＩＢの積算が中止され、オフセットのずれの判定も中断している。このことがオフセット補正の解除に該当する。この場合、時刻ｔ３において、再び電圧推定ＳＯＣがＳＯＣ１以下となると、同じトリップ中であっても判定処理は再開される。

なお、解除と再開が頻繁に繰り返されるのを避けるために、解除の判定しきい値よりも再開の判定しきい値を低く設定しておいても良い。

ステップＳ７において、オフセット補正解除条件が成立したと判断された場合には（Ｓ７でＹＥＳ）ステップＳ８に処理が進められ、オフセット補正許可フラグがＯＦＦに設定され、オフセットずれ判定フラグもＯＦＦに設定される。一方、ステップＳ７において、オフセット補正解除条件が成立しないと判断された場合には（Ｓ７でＮＯ）ステップＳ８の処理は実行されず、オフセット補正許可フラグおよびオフセットずれ判定フラグは変更されない。

ステップＳ１２でオフセット補正許可フラグが決定され、ステップＳ１３でオフセット補正を解除するか否かが決定された後に、ステップＳ９に処理が進められ、オフセット補正許可フラグとオフセット禁止フラグの状態に基づいて、ステップＳ１０のオフセット補正実行処理を行なうか否かが決定される。

ステップＳ９において、オフセット補正許可フラグがＯＮに設定されており、かつオフセット補正禁止フラグがＯＦＦに設定されていた場合（Ｓ９でＹＥＳ）には、ステップＳ１０の処理が実行され、それ以外の場合（Ｓ９でＮＯ）には、ステップＳ１０の処理は実行されない。

ステップＳ１０では、電流センサ７２のオフセット補正が実行される。すなわち前述のとおり、電流センサ７２の検出値に対して制御装置８０内に記憶されている補正値を修正したり更新したりする処理が実行される。具体的には、ステップＳ１０に処理が進んだ場合には、オフセット補正が許可されているので、制御装置８０内に記憶されている電流センサ７２のオフセット補正値に所定値δｉが加えられる。所定値δｉは、たとえば−０．４Ａに設定することができる。すると、制御電流値は、放電側にシフトする。

そして、制御装置８０は、図５のフローチャートで補正値が決定された後、メインルーチンにおいてバッテリ７０の充放電制御における制御電流値を、先に説明した次式に基づいて決定し制御を行なう。

制御電流値＝（電流センサ７２の検出値）−（オフセット補正値）
なお、上式のオフセット補正値には、際限なくオフセット補正量が拡大するのを防ぐため、上限値を設けておいても良い。

以上説明したように、本実施の形態では、制御装置８０は、電流センサ７２の制御電流値から認識される第１の判断結果が充電実行中を示し、ＳＯＣの変化から認識される第２の判断結果が放電実行中を示す場合には、第１の判断結果が第２の判断結果に一致するように電流センサ７２のオフセット補正値を変更する。放電が（＋）で充電が（−）である場合には、電流センサ７２の制御電流値を増加させるように、オフセット補正値が変更される。これにより、バッテリ上がりやバッテリの過放電の可能性を少なくすることができる。
［変形例］
なお、以上の実施の形態では、バッテリ７０のＳＯＣが下限値付近であり、過放電の虞がある場合に実行される電流センサ７２のオフセット補正について説明した。同様なやり方で、バッテリ７０のＳＯＣが上限値付近であり、過充電の虞がある場合に電流センサ７２のオフセット補正を実行しても良い。

この場合には、図５のフローチャートの処理は基本的には同じであり、オフセットずれの判定処理が図６から図７に変更される。

図７は、変形例におけるオフセットずれ判定処理を説明するためのフローチャートである。図７のステップＳ４１〜Ｓ５１の処理は、それぞれ図６のステップＳ２１〜Ｓ３１に相当する処理である。説明の簡単のため、各処理における変更点のみ説明する。

ステップＳ４２では、ステップＳ２２における「低下」が「上昇」に変更されている。ステップＳ４３では、ステップＳ２３における「充電中」が「放電中」に変更されている。ステップＳ４６では、ステップＳ２６における「上昇」が「低下」に変更されている。ステップＳ４９では、ステップＳ２９における「上限値を超えた」が「下限値より低下」に変更されている。ステップＳ５０では、ステップＳ３０における「上限値」が「下限値」に変更されている。他の部分については、ステップＳ４１〜Ｓ５１の処理は、それぞれステップＳ２１〜Ｓ３１と同じであり説明は繰り返さない。

また、変形例では、図５のフローチャートの処理における初期のＳＯＣ基準値（図４の例ではＡ（％））は、ＳＯＣの管理上限値に近い値に変更される。

このように制御することによって、変形例では、充放電電力が小さく、オフセット誤差の影響が大きい場合に、オフセット誤差を繰り返して補正し、電流センサ７２の制御電流値を更新する。

具体的には、バッテリ７０のＳＯＣが使用上限ＳＯＣ付近、またはそれ以上において、電流センサ７２の制御電流値である電流ＩＢの符号が（＋）であり放電を示している一方で、バッテリ７０のＳＯＣが上昇していることを検知する。この条件を電流センサ７２のオフセット補正処理実行のトリガー条件とする。

上記トリガー条件が成立した場合、制御装置８０は、電流センサ７２の制御電流値を充電認識側、すなわち減少させる方向に補正する。このときの補正は、電流センサ７２の検出値を補正するために制御装置８０内部のメモリに記憶されている現在の補正値に対してさらに補正値δｉを加えることによって実行される。補正値δｉは、電流センサ７２及び電流検出回路の温度特性から予め定めた値とすることができる。一例として、補正値δｉは、δｉ＝＋０．４（Ａ）のようにゼロに近い固定値とすることができる。

なお、バッテリ７０のＳＯＣが上限値に対して十分余裕がある場合、バッテリ７０の電圧が所定値以下である場合、またはバッテリ温度が所定値以上である場合など、バッテリ７０の過充電の懸念が無い状態では、上記の補正は実行しないか、または補正を解除することが好ましい。

以上説明したように、本実施の形態の変形例では、電流センサ７２の制御電流値から認識される第１の判断結果が放電実行中を示し、ＳＯＣの変化から認識される第２の判断結果が充電実行中を示す場合には、第１の判断結果が第２の判断結果に一致するように電流センサ７２の補正値を変更する。放電が（＋）で充電が（−）である場合には、電流センサ７２の制御電流値を減少させるように、補正値が変更される。これにより、バッテリ７０の過充電の可能性を少なくすることができる。

最後に、本実施の形態およびその変形例について、再び図１等を参照して総括する。本実施の形態およびその変形例に係る車両の電源装置は、バッテリ７０と、バッテリ７０の充放電電流を検出する電流センサ７２と、バッテリ７０の電圧を検出する電圧センサ７１と、電流センサ７２の出力と電圧センサ７１の出力とを受けてバッテリ７０の充放電を制御する制御装置８０とを備える。制御装置８０は、電流センサ７２の検出値からオフセット値を減算することによって、制御のための制御電流値を算出する。制御装置８０は、制御電流値を用いてバッテリ７０が充電実行中か放電実行中かを判断した第１の判断結果と、電圧センサ７１の出力によって算出されるバッテリ７０の残容量（ＳＯＣ）の変化からバッテリ７０が充電実行中か放電実行中かを判断した第２の判断結果とを繰り返し算出し、第１の判断結果と第２の判断結果とが相違する場合には、第１の判断結果が第２の判断結果と一致するように電流センサ７２のオフセット値を変更する処理を実行する。

バッテリ７０の残容量（ＳＯＣ）は、電圧センサ７１の出力を用いて算出されるので、電流センサ７２の制御電流値にオフセット誤差が生じていても、充電時に増加し、放電時に低下する場合が多い。このため、制御装置８０は、蓄電池のＳＯＣの増減から判断した第２の判断結果が電流センサ７２の制御電流値に基づいて判断した第１の判断結果と一致しない場合には、電流センサ７２の制御電流値にオフセット誤差が生じていると判断して、第１の判断結果が第２の判断結果と一致するように電流センサ７２のオフセット誤差の補正に使用するオフセット値を変更する処理を行なう。

なお、ＳＯＣの算出は、電圧センサ７１の出力と電流センサ７２の出力の両方を用いて算出される場合であっても良い。この場合であっても電流センサ７２の出力のみから充放電を判定した結果と、ＳＯＣの増減から充放電を判定した結果が不一致であれば、電流センサ７２のオフセット誤差の補正が正しくない可能性が高い。したがって、オフセット誤差の補正に使用するオフセット値を変更することにより、制御装置８０が充放電の判断を正しく行なうことができる。

好ましくは、図４〜図６に示すように、制御装置８０は、バッテリ７０のＳＯＣが所定値（図４ではＳＯＣ１）よりも大きい場合は、オフセット値を変更する処理を行なわず、バッテリ７０のＳＯＣが所定値よりも小さい場合に、オフセット値を変更する処理を実行する。

上記のように制御を行なうことによって、バッテリ７０のＳＯＣが管理下限値に近く電流センサ７２のオフセット誤差が過放電につながる場合に限定してオフセット値の変更が行なわれる。このため、不必要な補正処理が割愛され、制御装置８０の処理速度が遅くなることが防がれる。

好ましくは、図５および図６で説明した例に示すように、制御装置８０は、第１の判断結果が充電実行中を示し（Ｓ２３でＹＥＳ）、かつ第２の判断結果が放電実行中を示す場合には（Ｓ２２でＹＥＳ）、オフセット判定フラグがＯＮに設定された結果、オフセット許可条件が成立し（Ｓ５でＹＥＳ）、かつ解除条件が成立していない（Ｓ７でＮＯ）限り、所定の充電電流値を小さくする方向（放電側を（＋）とすれば（＋）方向）に電流センサ７２のオフセット値を変更する（Ｓ１０）。

上記のように制御を行なうことによって、第１の判断結果が放電実行中を示すように変化し、電流センサ７２の検出値の補正が正しい方向に行なわれる。

好ましくは、制御装置８０は、バッテリ７０のＳＯＣが所定値よりも小さい場合は、オフセット値を変更する処理を行なわず、バッテリ７０のＳＯＣが所定値よりも大きい場合に、オフセット値を変更する処理を実行する。

上記のように制御を行なうことによって、バッテリ７０のＳＯＣが管理上限値に近く、電流センサ７２のオフセット誤差が過充電につながる場合に限定してオフセット値の変更が行なわれる。このため、不必要な補正処理が割愛され、制御装置８０の処理速度が遅くなることが防がれる。

好ましくは、図５および図７で説明した例に示すように、制御装置８０は、第１の判断結果が放電実行中を示し（Ｓ４３でＹＥＳ）、かつ第２の判断結果が充電実行中を示す場合には（Ｓ４２でＹＥＳ）、オフセット判定フラグがＯＮに設定された結果、オフセット許可条件が成立し（Ｓ５でＹＥＳ）、かつ解除条件が成立していない（Ｓ７でＮＯ）限り、放電電流値を小さくする方向（放電側を（＋）とすれば（−）方向）に電流センサ７２のオフセット値を変更する（Ｓ１０）。

上記のように制御を行なうことによって、第１の判断結果が充電実行中を示すように変化し、電流センサ７２の検出値の補正が正しい方向に行なわれる。

なお、本実施形態の図５〜図７に示した処理はあくまでも一例であって、必ずしもフラグを使用しなくても良く、オフセット補正の制御は種々に変形しても良い。また、本実施の形態では、ハイブリッド車両に本発明を適用した例を示したが、ハイブリッド車両に限られない。バッテリを搭載した車両であってそのバッテリのＳＯＣを算出しているものであれば、種々の車両（非ＨＶのエンジン駆動車両、電気自動車、燃料電池車等）にも本発明を適用することは可能である。

今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明でなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ ハイブリッド車両、１０ エンジン、１６ 回転軸、２０，３０ モータジェネレータ、４０ 動力分割機構、５８ リダクション機構、６２ 駆動輪、７０ バッテリ、７１ 電圧センサ、７２ 電流センサ、８０ 制御装置。

Claims (4)

1. 蓄電装置と、
   前記蓄電装置の充放電電流を検出する電流センサと、
   前記蓄電装置の電圧を検出する電圧センサと、
   前記電流センサの出力と前記電圧センサの出力とを受けて前記蓄電装置の充放電を制御する制御装置とを備え、
   前記制御装置は、前記電流センサの検出値からオフセット値を減算することによって、制御のための制御電流値を算出し、
   前記制御装置は、前記制御電流値を用いて前記蓄電装置が充電実行中か放電実行中かを判断した第１の判断結果と、前記電圧センサの出力によって算出される前記蓄電装置の残容量の変化から前記蓄電装置が充電実行中か放電実行中かを判断した第２の判断結果とを算出し、前記第１の判断結果と前記第２の判断結果とが相違する場合には、前記第１の判断結果が前記第２の判断結果と一致するように前記オフセット値を変更する処理を実行し、
   前記制御装置は、前記蓄電装置の残容量が所定値よりも大きい場合は、前記オフセット値を変更する処理を行なわず、前記蓄電装置の残容量が前記所定値よりも小さい場合に、前記オフセット値を変更する処理を実行する、車両の電源装置。
2. 前記制御装置は、前記第１の判断結果が充電実行中を示し、前記第２の判断結果が放電実行中を示す場合には、充電電流値を小さくする方向に前記オフセット値を変更する、請求項１に記載の車両の電源装置。
3. 蓄電装置と、
   前記蓄電装置の充放電電流を検出する電流センサと、
   前記蓄電装置の電圧を検出する電圧センサと、
   前記電流センサの出力と前記電圧センサの出力とを受けて前記蓄電装置の充放電を制御する制御装置とを備え、
   前記制御装置は、前記電流センサの検出値からオフセット値を減算することによって、制御のための制御電流値を算出し、
   前記制御装置は、前記制御電流値を用いて前記蓄電装置が充電実行中か放電実行中かを判断した第１の判断結果と、前記電圧センサの出力によって算出される前記蓄電装置の残容量の変化から前記蓄電装置が充電実行中か放電実行中かを判断した第２の判断結果とを算出し、前記第１の判断結果と前記第２の判断結果とが相違する場合には、前記第１の判断結果が前記第２の判断結果と一致するように前記オフセット値を変更する処理を実行し、
   前記制御装置は、前記蓄電装置の残容量が所定値よりも小さい場合は、前記オフセット値を変更する処理を行なわず、前記蓄電装置の残容量が前記所定値よりも大きい場合に、前記オフセット値を変更する処理を実行する、車両の電源装置。
4. 前記制御装置は、前記第１の判断結果が放電実行中を示し、前記第２の判断結果が充電実行中を示す場合には、放電電流値を小さくする方向に前記オフセット値を変更する、請求項３に記載の車両の電源装置。

Images