JP5533725B2

JP5533725B2 - 車両の充電装置

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Publication number: JP5533725B2
Application number: JP2011032473A
Authority: JP
Inventors: 善樹深田; 哲浩石川
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2011-02-17
Filing date: 2011-02-17
Publication date: 2014-06-25
Anticipated expiration: 2031-02-17
Also published as: JP2012175734A

Description

本発明は、例えば、ＥＶ（Electric Vehicle）、ＨＶ（hybrid Vehicle）又はＰＨＶ（Plug-in Hybrid Vehicle）等の電気動力源を有する車両に好適に搭載される各種バッテリを充電するための、車両の充電装置の技術分野に関する。

この種の装置に類するものとして、特許文献１にセルバランス補正装置が開示されている。このセルバランス補正装置は、直列電池を構成する複数の電池夫々の電圧値を計測し、この計測された電圧値を比較して、当該複数の電池の充放電電流を補完する補完電流を制御する構成となっており、複数の電池相互間の電圧差が解消されるとされている。

尚、各セルの残存容量を求め、最大残存量Ｑｍａｘを有するセルを放電すべき対象セルとして設定すると共に、この対象セルの放電後の目標残存容量を、全セルの残存容量の平均値に設定する充電制御装置も開示されている（特許文献２参照）。

特開２００５−１５１７２０号公報特開平１１−２９９１２２号公報

複数のセルを直列に接続することにより構成されるバッテリにおいては、セル相互間で、主としてセル製造過程において生じる容量のばらつき（以下、適宜「容量アンバランス」と表現する）が存在する。ここで、「容量」とは、セルの物理的蓄電能力としての最大充電量を意味し、容量アンバランスが生じると、この容量に対する実際の充電量の比率等として規定されるＳＯＣ（State Of Charge：充電状態又はその指標値）が、セル毎にばらつく要因となる。

このＳＯＣは、実践的運用面においては、過充電や過放電を防止する見地から重要な指標である。より具体的には、例えば、ＳＯＣが適宜設定され得る上限値（例えば、８０〜９０％前後）に到達したセルに対しては、それ以上の充電は控えるべきであり、またＳＯＣが適宜設定され得る下限値（例えば、１０〜２０％前後）に達したセルに対しては、積極的に充電を推進すべきである。

このようなＳＯＣのばらつき（以下、適宜「ＳＯＣアンバランス」と表現する）を考慮した何らの制御則も構築されていない場合、バッテリの充放電が、個々のセルのうちＳＯＣの相対的に高い或いは相対的に低いセルに律束される形となり、バッテリを効率的に利用することが難しくなる。また、一時的な過充電又は過放電等も生じ易くなり、バッテリに高い耐久性が要求されることからしてコストの増加を招き易い。

ここで、各セルの電圧は、ＳＯＣに対して必ずしもリニアな関係にない。例えば、ある上下限値により挟まれた中間電圧領域において、ＳＯＣの変化に対する電圧の変化は一義的でなく、且つ緩慢である。従って、特許文献１に開示されるセルバランス補正装置のように、セル相互間の電圧値を比較して充電量を制御しても、実際には、セル相互間で生じるＳＯＣアンバランスは十分に解消されない。そのため、上述した如きバッテリの利用効率の低下や、バッテリの負荷増大等といった諸問題を回避することが出来ない。

一方、特許文献２に開示される充電制御装置における「残存容量」とは、上述のＳＯＣを意味するから、この装置によれば、ＳＯＣアンバランスを解消する旨の効果を期待することができる。然るに、この装置では、上述した容量とＳＯＣとの関係性が考慮されていないため、容量アンバランスに起因するＳＯＣの変化速度のばらつきが、ＳＯＣアンバランスを生じさせる要因となる。即ち、この装置では、元々ＳＯＣアンバランスが発生していることが前提であり、既に生じたＳＯＣアンバランスを解消することは出来ても、ＳＯＣアンバランスの発生を未然に防ぐことは出来ない。

このように、特許文献１及び特許文献２に開示された装置を含む従来の技術には、複数のセルが直列接続された各種のバッテリにおいて、複数のセル相互間で生じるＳＯＣアンバランスを十分に解消することが困難であるという技術的問題点がある。

本発明は、係る技術的問題点に鑑みてなされたものであり、セル相互間で生じるＳＯＣアンバランスを好適に解消可能な車両の充電装置を提供することを課題とする。

上述した課題を解決するため、本発明に係る第１の車両の充電装置は、複数のセルが直列に接続されてなるバッテリを搭載する車両において該バッテリを充電するための充電装置であって、外部電源と、前記外部電源から供給される電力を前記複数のセルにおける各々のセルに対し選択的に充電可能な充電回路と、前記各々のセルの容量を特定するセル容量特定手段と、前記バッテリが放電状態にある場合に前記複数のセルのうち前記特定された容量が相対的に小さいセルに優先的に前記電力が供給されるように前記充電回路を制御する制御手段とを具備することを特徴とする。

ここで、本発明に係る「外部電源」とは、充電装置に電力を供給することができる電力源全般を指すものであり、好ましくは、太陽電池のような独立したエネルギー源が理想であるが、必ずしもバッテリから独立したエネルギー源に限定するものではなく、例えばバッテリからの電力の一部をＤＣ−ＤＣコンバーターにより電圧変換と電位の分離を行った後に充電装置に供給するものであってもよい。

本発明に係る「バッテリ」とは、例えば、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池等の各種二次電池セルが複数直列接続されてなる充電可能な蓄電装置を意味し、好適な一形態としては、概ね数Ｖ程度の出力電圧を有するこの種のセルが百〜数百個程度接続されてなる、出力電圧数百Ｖ程度の二次電池を意味する。

本発明に係る第１の車両の充電装置によれば、その動作時には、セル容量特定手段により複数のセルの各々の容量（即ち、最大充電量。以下、セルの容量を適宜「セル容量」と表現する）が特定され、この特定されたセル容量に基づいて制御手段が充電制御を行う。尚、本発明における「特定」に係る実践的態様は、例えば検出、算出、推定、同定、選択或いは取得等を含むものであって、如何様にも限定されない。

制御手段は、バッテリが放電状態（即ち、放電量＞充電量となる状態）である場合に、特定された容量が相対的に小さいセルに優先的に電力が供給されるように充電回路を制御する。

ここで、「優先的に電力が供給される」とは、充電量にアドバンテージが与えられることを広く包含する趣旨であり、好適には更に、時系列上の充電開始タイミングが他に先んじることを含み得る。従って、充電量にアドバンテージを与えるにあたっての実践的態様としては各種の態様が許容される趣旨である。例えば、特定されたセル容量或いはセル容量の区分に応じて（この場合の「応じて」とは、セル容量の大小が充電量の大小に夫々対応することを意味する）充電量が段階的又は連続的に変化させられてもよい。尚、このような優先的な電力供給には、一部のセルに対し充電を行わない旨の制御態様が含まれるが、実践的には、一又は複数ターンに一回は、セル容量の大小に関係なく幾ばくかの充電がなされるのが好適である。

尚、あるセルが「容量が相対的に小さい」セルであるか否かは、例えば、然るべき基準容量との比較をもって判定されてもよい。例えば、この種の基準容量として、セル容量を全てのセルについて平均してなる平均化セル容量が採用される場合、この平均化セル容量よりもセル容量の小さいセルが「容量が相対的に小さい」セルと扱われてもよい。

よって、充電量に対する感度が相対的に高い、セル容量が相対的に小さなセルにおけるＳＯＣと、充電量に対する感度が相対的に低い、セル容量が相対的に大きなセルにおけるＳＯＣとの乖離を防ぐことが、少なくともその度合いを緩和することができる。即ち、セル相互間のＳＯＣアンバランスの発生を防止或いは緩和することができ、バッテリを有効に利用することが可能となる。

ここで、「ＳＯＣ」とは、容量に対する実際の充電量の割合に相当する指標値を意味する。また、「充電量」とは、充電された電気量或いはエネルギ量を意味する。ＳＯＣは、通常、セルの満充電状態において１００（％）、完全放電状態において０（％）となるように設定されるが、予め設定された規則に従って設定される或いは規格化される限りにおいて、その実践的態様に制限は無い。

ところで、ＳＯＣの定義に鑑みれば、セル容量は、セルのＳＯＣ（以下、適宜「セルＳＯＣ」と表現する）の変化量或いは変化速度に影響する。具体的には、バッテリが放電状態である場合、セルＳＯＣの変化量は、セル容量が大きい程、小さくなり、セル容量が小さい程、大きくなる。このため、容量の大きいセルと小さいセルとの間で生じるＳＯＣアンバランスの度合いは、バッテリの放電が行われるに連れて大きくなる。特に、このような過程を辿って、セル容量の小さいセルが完全放電（例えば、ＳＯＣ＝０（％））近傍のＳＯＣ領域に近付くと、セル容量が比較的大きいセルに十分な容量が残存しているにもかかわらず、セル容量が比較的小さいセルの過放電を防止する見地から、それ以上の放電制御を諦めざるを得ないといった事態が生じ得る。このような事態が生じると、バッテリ全体の容量を有効に利用することが出来ない。

このような事情から、バッテリの有効利用を図る観点からは、ＳＯＣアンバランスの発生自体を未然に抑止し得る制御則が必要となるが、セル容量を何ら勘案しない制御則に従った従来の充電制御は、このようにＳＯＣアンバランスが実現象として生じた場合に、生じたＳＯＣアンバランスを解消することに主眼が置かれており、ＳＯＣアンバランスの発生自体を抑制することは殆ど不可能である。

このような、セル容量に想到しない各種の従来技術が有する技術的問題を克服するため、本発明に係る第１の車両の充電装置において、上述したように、制御手段は、バッテリが放電状態である場合に、特定された容量が相対的に小さいセルに優先的に電力が供給されるように充電回路を制御する構成となっている。これにより、上述したように、セル相互間のＳＯＣアンバランスの発生を防止或いは緩和することができる。

このような本発明に係る第１の車両の充電装置により奏される実践上有益なる効果は、ＳＯＣアンバランスの発生を前提として当該ＳＯＣアンバランスの発生後に発動する、ＳＯＣアンバランス解消に係る各種の措置に対して明らかに優越するものである。

尚、セル各々についてのセル容量は、例えば、セルＳＯＣが得られている状況においては、このセルＳＯＣとセル毎の充電量とから求めることが出来る。また、セル容量は、セルの製造過程等において生じるセル毎に固有のものであるから、車両を走行させる過程で力行や回生等により激しく変化するセルＳＯＣと較べれば経時的に略不変である。この点に鑑みれば、セル容量を、例えば、製造工程や後工程の一環として予め求めておき、例えばＲＯＭ等の不揮発性記憶領域を有する記憶装置に制御上のパラメータとして格納しておくことも好適にして可能である。逆言すれば、セルＳＯＣを直接の制御対象とする構成では、セルＳＯＣが車両の走行条件に大きく影響され、経時的に激しく増減することに鑑みて、セルＳＯＣの特定を頻繁に実施する必要がある。これに対し、バッテリが放電状態であるか否かを考慮した本願においては、セルＳＯＣが変化するのを待たずしてセルＳＯＣの変化そのものを抑制可能であることからして即応性に優れるのである。

以上説明したように、本発明に係る第１の車両の充電装置によれば、セル相互間のＳＯＣアンバランスの発生を防止或いは緩和することができ、バッテリを有効に利用することが可能となる。

上述した課題を解決するため、本発明に係る第２の車両の充電装置は、複数のセルが直列に接続されてなるバッテリを搭載する車両において該バッテリを充電するための充電装置であって、外部電源と、前記外部電源から供給される電力を前記複数のセルにおける各々のセルに対し選択的に充電可能な充電回路と、前記各々のセルの容量を特定するセル容量特定手段と、前記バッテリが充電状態にある場合に前記複数のセルのうち前記特定された容量が相対的に大きいセルに優先的に前記電力が供給されるように前記充電回路を制御する制御手段とを具備することを特徴とする。

本発明に係る第２の車両の充電装置は、制御手段以外の構成において、上述した本発明に係る第１の車両の充電装置と共通であり、制御手段の作用が異なる構成となっている。

上述したように、セル容量は、セルＳＯＣの変化量或いは変化速度に影響する。具体的には、バッテリが充電状態（即ち、放電量＜充電量となる状態）である場合、セルＳＯＣの変化量は、セル容量が大きい程、小さくなり、セル容量が小さい程、大きくなる。このため、容量の大きいセルと小さいセルとの間で生じるＳＯＣアンバランスの度合いは、バッテリの充電が行われるに連れて大きくなる。特に、このような過程を辿って、セル容量の小さいセルが物理的満充電（例えば、ＳＯＣ＝１００（％））近傍のＳＯＣ領域に近付くと、セル容量が比較的大きいセルに十分な容量が残存しているにもかかわらず、セル容量が比較的小さいセルの過充電を防止する見地から、それ以上の充電制御を諦めざるを得ないといった事態が生じ得る。このような事態が生じると、バッテリ全体の容量を有効に利用することが出来ない。

このような、セル容量に想到しない各種の従来技術が有する技術的問題を克服するため、本発明に係る第２の車両の充電装置では、制御手段は、バッテリが充電状態である場合に、特定された容量が相対的に大きいセルに優先的に電力が供給されるように充電回路を制御する。

尚、あるセルが「容量が相対的に大きい」セルであるか否かは、例えば、然るべき基準容量との比較をもって判定されてもよい。例えば、この種の基準容量として、セル容量を全てのセルについて平均してなる平均化セル容量が採用される場合、この平均化セル容量よりもセル容量の大きいセルが「容量が相対的に大きい」セルと扱われてもよい。

このような本発明に係る第２の車両の充電装置により奏される実践上有益なる効果は、ＳＯＣアンバランスの発生を前提として当該ＳＯＣアンバランスの発生後に発動する、ＳＯＣアンバランス解消に係る各種の措置に対して明らかに優越するものである。

尚、第１の車両の充電装置に係る制御手段の作用と、第２の車両の充電装置に係る制御手段の作用とは、相互に協調することによって、ＳＯＣアンバランスの発生を抑制する旨の効果をより顕著に奏し得る。

本発明に係る第１又は第２の車両の充電装置の一の態様では、前記制御手段は、前記バッテリの入出力電流として外部装置から取得される推定値に基づいて、前記バッテリが充電状態にあるか放電状態にあるかを判定する。

この態様によれば、制御手段は、例えばカーナビゲーション装置等の外部装置から得られる各種情報に基づいて、将来的なバッテリの入出力電流を推定することにより、近未来的なバッテリの充放電状態を推定する。よって、将来的なＳＯＣアンバランスの発生を抑制することができる。

本発明に係る第１又は第２の車両の充電装置の一の態様では、前記バッテリのＳＯＣを特定するバッテリＳＯＣ特定手段と、前記各々のセルのＳＯＣを特定するセルＳＯＣ特定手段とを更に具備し、前記制御手段は、前記複数のセルのうち前記特定された各々のセルのＳＯＣが前記特定されたバッテリのＳＯＣ未満となるセルに優先的に前記電力が供給されるように前記充電回路を制御する。

この態様によれば、バッテリＳＯＣ特定手段によりバッテリのＳＯＣ（即ち、バッテリＳＯＣ）が特定されるとともに、セルＳＯＣ特定手段によりセル各々についてセルＳＯＣが特定され、特定されたセルＳＯＣがバッテリＳＯＣ未満となるセルに優先的に電力が供給される。従って、本発明に係る第１又は第２の車両の充電装置によるＳＯＣアンバランスの発生防止に係る措置が講じられているにもかかわらず何らかの理由によりＳＯＣアンバランスが発生した場合等において、セルＳＯＣそのものを参照値として、ＳＯＣアンバランスを的確に是正することが可能となる。

ここで、「バッテリのＳＯＣ」は、バッテリ全体のＳＯＣを意味しており、好適な一形態としては、バッテリ全体の容量（セル各々の容量の総和）に対するバッテリ全体の充電量（セル各々の充電量の総和）の割合としての平均化ＳＯＣ、又は当該平均化ＳＯＣに実践上の各種要請に応じた適宜の補正が施されてなる平均化ＳＯＣ相当値等を意味する。尚、このバッテリＳＯＣは、必ずしもその時点のバッテリの状態を規定する値でなくてよく、将来的な（例えば、数秒〜数分後の）バッテリの状態を規定する値であってもよい。バッテリＳＯＣは、例えば、バッテリ又はセルの出力電圧、出力電流或いは温度等に基づいたマップ適合等の手法により、或いは公知の各種演算等により特定されてもよい。或いは、バッテリの入出力電流が把握可能である場合には、当該入出力電流の時間積分値や時間積算値等の各種時間推移に関する情報から、ある時点からのバッテリＳＯＣの変化量が推定され、バッテリＳＯＣの特定に適宜利用されてもよい。

尚、実践的運用面において、制御手段による充電回路の制御サイクルは、個々のセルにおいて充電により促されるＳＯＣの変化速度に対して十分に速い。従って、一制御サイクルの実行期間中に個々のセルのＳＯＣが変化することは稀であり、その点において、ＳＯＣアンバランスは、制御手段の作用を受けて、基本的に収束する方向に変化する。

バッテリＳＯＣ特定手段を備えた本発明に係る第１又は第２の車両の充電装置の一の態様では、前記特定されたバッテリのＳＯＣと前記バッテリのＳＯＣについて設定される基準値との偏差に基づいて前記各々のセルに対する充電量の配分を決定する第１配分決定手段を更に具備し、前記制御手段は、前記各々のセルが前記決定された配分に従って充電されるように前記充電回路を制御する。

この態様によれば、第１配分決定手段の作用により、バッテリＳＯＣと基準値との偏差に基づいて、個々のセルに対する充電量の配分が決定される。制御手段は、この決定された配分に従って個々のセルが順次充電されるように充電回路を制御する。

ここで「充電量の配分」とは、制御手段が充電回路を制御するにあたっての一の制御サイクルにおける、個々のセルの充電量の重み付けを広く包含するものであり、必ずしも充電量そのものを意味しない（例えば、充電時間であってもよい）が、セル相互間の充電量の大小関係は、この配分により一義的に規定される。

従って、この態様によれば、セル相互間のＳＯＣアンバランスを、より好適に是正することができる。

尚、「基準値」は、予め実験的に、経験的に又は理論的に策定可能な固定又は可変な値であり、その数値範囲を限定することが本願の趣旨に沿わないことは自明である。

第１配分決定手段を備えた本発明に係る第１又は第２の車両の充電装置の一の態様では、前記第１配分決定手段は、前記偏差に加え、前記特定された容量及び前記バッテリと前記外部電源を除く前記車両の電気負荷との間の電力の入出力に係る前記バッテリの入出力電流に基づいて前記配分を決定する。

外部電源からの充電時における、バッテリの充放電収支は、必ずしもゼロでない。特に、車両走行中においては、例えばモータ等の電気負荷を力行駆動するのに要する放電制御や、当該電気負荷からの回生電力を吸収するための充電制御が、その規模の大小はさておき必要となることが多い。

ここで、バッテリの充放電収支が全体として放電側に傾いている（即ち、充電量＜放電量なる関係が成立する）場合、容量の小さいセル程ＳＯＣの低下速度は高くなり、バッテリの充放電収支が全体として充電側に傾いている（即ち、充電量＞放電量なる関係が成立する）場合、容量の小さいセル程ＳＯＣの上昇速度は高くなる。

これらの点に鑑みれば、バッテリが車両に備わる電気負荷との間で電力の入出力を行っている場合においては、将来的な（車両が走行する過程で、ＳＯＣに予期せぬ大きな変化が生じないうちに遅滞なく到達し得る時間領域であり、例えば数秒〜数分後を意味する）バッテリＳＯＣの変化も考慮した方が、セル相互間のＳＯＣアンバランスの発生を是正する上でより効果的である。この態様によれば、バッテリＳＯＣと基準値との偏差に加え、セル容量とバッテリの入出力電流とを考慮した上で充電量の配分が決定されるため、将来的なＳＯＣの変化をより正確に予見しＳＯＣアンバランスをより効果的に是正することが可能となる。

尚、例えば、カーナビゲーション装置等、車両の近未来的な走行経路を予見し得る構成の車両においては、車両の位置情報や、設定された走行路又は目的地等に基づいて、上述した近未来的なバッテリＳＯＣの変化を推定することも可能であり、このような近未来的なバッテリＳＯＣの変化が考慮される場合には、将来的なＳＯＣアンバランスの発生をより好適に抑制することも可能である。

バッテリＳＯＣ特定手段を備えた本発明に係る第１又は第２の車両の充電装置の他の態様では、前記特定された各々のセルのＳＯＣと前記特定されたバッテリのＳＯＣとの偏差に基づいて前記各々のセルに対する充電量の配分を決定する第２配分決定手段を更に具備し、前記制御手段は、前記各々のセルが前記決定された配分に従って充電されるように前記充電回路を制御する。

この態様によれば、第２配分決定手段の作用により、個々のセルに関するセルＳＯＣとバッテリＳＯＣとの偏差に応じて、個々のセルに対する充電量の配分が決定される。制御手段は、この決定された配分に従って個々のセルが順次充電されるように充電回路を制御する。

従って、この態様によれば、既に生じてしまったＳＯＣアンバランスを好適に是正することができる。

第２配分決定手段を備えた本発明に係る第１又は第２の車両の充電装置の一の態様では、前記第２配分決定手段は、前記偏差に加え、前記特定された容量及び前記バッテリと前記外部電源を除く前記車両の電気負荷との間の電力の入出力に係る前記バッテリの入出力電流に基づいて前記配分を決定する。

この態様によれば、特定されたセル容量とバッテリの入出力電流とに基づいて、充電量の配分が決定される。従って、既に発生したＳＯＣアンバランスを、将来的なセルＳＯＣの変化を予見しつつ是正することが可能となり、実践上極めて有益である。

尚、この際、第１配分決定手段の場合と同様に、バッテリの入出力電流として、カーナビゲーション装置等から取得される推定値を使用することも可能である。

第１又は第２配分決定手段を備えた本発明に係る第１又は第２の車両の充電装置の他の態様では、前記各々のセルが前記決定された配分に従って充電されるように、前記複数のセルを複数のグループに分割する分割手段を更に具備し、前記制御手段は、前記分割されたグループ毎に充電がなされるように前記充電回路を制御する。

外部電源の出力電圧と、個々のセルの出力電圧とが大きく乖離している場合、例えばＤＣ−ＤＣコンバータ等における、電力変換に要する負荷が大きくなる。このような負荷の増大は、電力損失に繋がり、また、充電回路を保護する観点からも改善の余地がある。特に、出力電圧が数Ｖ程度であるセルを数百個直列に接続して構成されるバッテリにおいては、その傾向が顕著となり易い。

この態様によれば、分割手段により複数のセルが複数のグループにグループ化され、グループ毎に充電が実行される。

ここで、複数のグループに属するセルの充電量は必然的に多くなり、いずれのグループにも属さないセルの充電量はゼロとなる。従って、分割手段が、このグループの分割パターンを適宜に変化させれば、決定手段により決定された配分を実現することが可能となる。即ち、外部電源から電力を供給するにあたっての電力損失を軽減しつつ、ＳＯＣアンバランスを抑制することが可能となり、バッテリを効率的に利用する見地からみて好適である。

本発明に係る第１又は第２の車両の充電装置の他の態様では、前記外部電源は太陽電池である。

この態様によれば、外部電源として太陽電池が搭載されるため、太陽光を利用した効率的な発電が可能であり、バッテリを効果的に充電することができる。例えば、車両の駐車中に発電を行ってバッテリを充電すると共に、相応の充電がなされた段階で、或いは車外からドライバが戻ってくるのに同期して、充電されたバッテリからの電力供与により適宜空調装置を稼動させる等といった制御も可能である。

本発明のこのような作用及び他の利得は次に説明する実施形態から明らかにされる。

本発明の第１実施形態に係る車両の構成を概念的に表してなるブロック図である。図１の車両における、充電システムの構成を概念的に表してなる回路図である。図１の車両に備わるバッテリにおける、バッテリ充電率ＳＯＣｍｅａｎとセル充電率ＳＯＣｎとの関係を例示する図である。第１実施形態の効果に係り、バッテリ充電率とセル充電率との関係を例示する他の図である。第１実施形態に係る充電制御のフローチャートである。図５の充電制御における充電時間決定処理のフローチャートである。図６の充電時間決定処理におけるセル容量推定処理のフローチャートである。図６の充電時間決定処理におけるＳＯＣｔ決定処理のフローチャートである。図５の充電制御における充電処理のフローチャートである。本発明の第２実施形態に係る充電制御のフローチャートである。図１０の充電制御における配分比決定処理のフローチャートである。図１０の充電制御における充電処理のフローチャートである。本発明の第３実施形態に係る充電制御のフローチャートである。図１３の充電制御における配分比決定処理のフローチャートである。本発明の第４実施形態に係る充電システムの構成を概念的に表してなる回路図である。本発明の第５実施形態に係る充電システムの構成を概念的に表してなる回路図である。本発明の第６実施形態に係る充電処理が実行された場合の充電システムの一の状態を例示する概念図である。本発明の第６実施形態に係る充電処理が実行された場合の充電システムの他の状態を例示する概念図である。本発明の第７実施形態に係る車両の構成を概念的に表してなるブロック図である。第７実施形態に係る充電制御のフローチャートである。図２０の充電制御における配分比決定処理のフローチャートである。図２１の配分比決定処理におけるＳＯＣｔ算出処理のフローチャートである。図２２のＳＯＣｔ算出処理における走行抵抗の取得に係り、平均車速ｖと走行抵抗推定値Ｄとの関係を表す図である。図２２のＳＯＣｔ算出処理におけるエンジン推定出力の取得に係り、車両走行用推定出力Ｐｍｅａｎとエンジン推定出力Ｐｅとの関係を表す図である。

＜発明の実施形態＞
以下、図面を参照して、本発明の好適な各種実施形態について説明する。
＜第１実施形態＞
＜実施形態の構成＞
始めに、図１を参照して、本発明の第１実施形態に係る車両１０の構成について説明する。ここに、図１は、車両１０の構成を概念的に表してなるブロック図である。

図１において、車両１０は、ＥＣＵ１００、ハイブリッド駆動装置２００、バッテリ３００、電動補機４００、太陽電池５００及び充電システム６００を備えた、本発明に係る「車両」の一例たるハイブリッド車両である。

ＥＣＵ１００は、図示せぬＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）等を備え、車両１０の動作を制御可能に構成された電子制御ユニットである。ＥＣＵ１００は、ＲＯＭに格納される制御用のプログラムに従って、後述する充電制御を実行可能に構成されている。

尚、ＥＣＵ１００は、係る充電制御を実行するにあたって、本発明に係る「バッテリＳＯＣ特定手段」、「セル容量特定手段」及び「制御手段」の夫々一例として機能するように構成されている。

ハイブリッド駆動装置２００は、車両１０のパワートレインである。ハイブリッド駆動装置２００は、車両１０の動力源として不図示のエンジン及び複数のモータを備え、またこれら動力源から供給される駆動力を駆動軸へ伝達するための、回転二自由度の差動機構（プラネタリギアユニット）を含む伝達機構を備える。

ハイブリッド駆動装置２００は、複数の走行モードを選択可能であり、車両１０は、その運転条件に応じて、常時システム効率が最大となる走行モードで走行することができる。ハイブリッド駆動装置２００は、ＥＣＵ１００の制御を受けて、エンジン出力のみで車両１０を走行させることも、モータ出力のみで車両１０を走行させることも、またエンジン出力とモータ出力とを相互に協調させつつ車両１０を走行させることもできる。即ち、車両１０は、所謂シリーズ・パラレルハイブリッド車両である。

尚、ハイブリッド駆動装置２００の詳細な構成は、本発明の本質との相関が薄いため、説明の煩雑化を防ぐ目的からここでは省略するが、ハイブリッド駆動装置２００の構成及びその制御態様としては、無論公知の各種態様を適用可能である。また、本発明に係る「車両」とは、この種のハイブリッド車両に限らず、モータのみで走行可能な電気自動車（ＥＶ）であってもよい。或いは、車両１０の動力源は、燃料の燃焼エネルギを運動エネルギに変換して動力として取り出すことが可能な機関を包括する概念としての内燃機関（上記エンジンもまた内燃機関の一形態である）のみであってもよい。

バッテリ３００は、１．５Ｖ内外の出力電圧を有するリチウムイオン電池セルＣＬｎ（ｎはセル番号を意味する）が、Ｎ個（例えば、Ｎ＝２００程度）直列に接続された、概ね３００Ｖ程度の出力電圧を有する高出力バッテリである。バッテリ３００のセルＣＬｎ（ｎ＝１，２，・・・，Ｎ）の出力電圧Ｖｎ（ｎ＝１，２，・・・，Ｎ）は、不図示の電圧センサ等により検出され、ＥＣＵ１００により一定又は不定の周期で把握される構成となっている。

電動補機４００は、バッテリ３００からの供給電力で稼動する、電気駆動型の補機であり、例えば、エアコンディショナ、パワーウィンドウ或いはヘッドライト等を指す。

太陽電池５００は、光起電力効果により照射光から起電力を生成する複数の単位セルが複数直列に接続された、本発明に係る「外部電源」の一例たる太陽電池である。尚、本発明に係る外部電源としては、このような太陽電池に限らず各種の電源を使用可能であるが、太陽電池は、太陽光を利用した自力発電が可能であるから、車両への搭載を前提とする場合には、外部電源として好適である。

充電システム６００は、太陽電池５００の発電電力をバッテリ３００に充電可能に構成されたシステムである。充電システム６００は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、ＥＣＵ１００によりその動作が制御される構成となっている。

ここで、図２を参照し、充電システム６００の詳細な構成について説明する。ここに、図２は、充電システム６００の構成を概念的に表してなるブロック図である。尚、同図において、図１と重複する箇所には同一の符合を付してその説明を適宜省略することとする。

図２において、充電システム６００は、ＤＣ−ＤＣコンバータ６１０、放電リレーＣ１、入力電流計６２０、充電回路６３０及び出力電流計６４０を備える。

ＤＣ−ＤＣコンバータ６１０は、太陽電池５００の出力電圧をバッテリ３００のセルＣＬｎ各々に適した電圧まで降圧する変圧装置である。

入力電流計６２０は、バッテリ３００の入力電流Ｉｉｎを検出可能に構成されたセンサである。検出された入力電流Ｉｉｎは、ＥＣＵ１００により一定又は不定の周期で参照される構成となっている。

充電回路６３０は、個々のセルＣＬｎ（ｎ＝１，２，・・・，Ｎ）に夫々接続された第１リレーＡｎ（ｎ＝１，２，・・・，Ｎ）及び第２リレーＢｎ（ｎ＝１，２，・・・，Ｎ）を備え、各リレーのスイッチング状態に応じて、太陽電池５００の発電電力を各セルに選択的に供給可能な、本発明に係る「充電回路」の一例である。

例えば、太陽電池５００の発電電力をセルＣＬ１のみに充電する場合、ＥＣＵ１００は、第１リレーＡ１と第２リレーＢ１とをオン状態に制御する。その結果、第１リレーＡ１、セルＣＬ１、第２リレーＢ１及び放電リレーＣ１を含む閉ループが形成され、セルＣＬ１への充電が実現される。ＥＣＵ１００は、第１リレーＡｎ及び第２リレーＢｎのオン時間を制御することにより、個々のセルＣＬｎへの充電時間、即ち充電量を制御する構成となっている。この充電量の制御は、後述する充電制御により実現される。

尚、放電リレーＣ１は、バッテリ３００が充電制限状態にある場合に、太陽電池５００の出力を放電するためのリレーであり、端子が図中開放側の端子（図中接続されている側の端子と異なる端子）に接続された場合に、太陽電池５００の出力が図示ハッチング表示された負荷抵抗で消費される構成となっている。尚、本実施形態においては、放電リレーＣ１は、基本的に図示する接点状態に維持されるものとする。

＜実施形態の動作＞
以下に、本実施形態の動作について適宜図面を参照して説明する。

＜充電制御の概要＞
始めに、ＥＣＵ１００により実行される充電制御の概要について説明する。

先ず、図３を参照し、バッテリ３００のセルＣＬｎ（ｎ＝１，２，・・・，Ｎ）におけるセル充電率ＳＯＣｎ（ｎ＝１，２，・・・，Ｎ）について説明する。ここに、図３は、バッテリ充電率ＳＯＣｍｅａｎとセル充電率ＳＯＣｎとの関係を例示する図である。尚、「充電率」とは、容量に対する充電量（電荷量）の比率を意味する。バッテリ充電率ＳＯＣｍｅａｎとは、バッテリ３００全体で平均化された充電率であり、本発明に係る「バッテリのＳＯＣ」及び上述した「バッテリＳＯＣ」の一例である。セル充電率ＳＯＣｎとは、セルＣＬｎ各々の充電率であり、本発明に係る「各々のＳＯＣ」及び上述した「セルＳＯＣ」の一例である。

図３において、横軸に平均充電率ＳＯＣｍｅａｎが表され、縦軸に出力電圧が表される。

バッテリ３００のセルＣＬｎ（ｎ＝１，２，・・・，Ｎ）は、主として製造工程におけるばらつきにより、相互いに容量アンバランスを生じている。ここで、図３において、説明の簡略化の観点から、夫々セル容量ＣＰ１、ＣＰ２（ＣＰ１＞ＣＰ２）及びＣＰ３（ＣＰ３＜ＣＰ２）を有する三種類のセルについて、セル充電率を例示すると、夫々図示実線、破線及び鎖線のようになる。

ここで特に、容量アンバランスが生じているにもかかわらず各セルに均等に充電が行われた場合、図示するように、セル充電率にもアンバランス（即ち、ＳＯＣアンバランス）が生じる。例えば、図３において、バッテリ充電率ＳＯＣｍｅａｎが２０（％）である場合、セル容量ＣＰ１のセル（即ち、容量最大のセル）のセル充電率は３０（％）であり、容量ＣＰ３のセル（即ち、容量最小のセル）のセル充電率は５（％）である。また、バッテリ充電率ＳＯＣｍｅａｎが７０（％）である場合、セル容量ＣＰ１のセルのセル充電率は６０（％）であり、セル容量ＣＰ３のセルのセル充電率は９０（％）である。

このような、セル相互間のＳＯＣアンバランスは、バッテリ３００の安定的運用（過充電及び過放電の回避並びに充放電制限領域の縮小）を図る観点からは望ましくない。また、図示するように、容量が相対的に小さいセル程、充放電量に対するセル充電率の感度が高く（即ち、変化幅が大きく）、セル充電率は、放電側では相対的に枯渇し易く、充電側では相対的に飽和し易い傾向がある。このため、実際にＳＯＣアンバランスを是正するに際しては、セル容量を勘案する必要がある。

尚、図示の通り、セル充電率ＳＯＣｎの大部分の領域において、出力電圧はセル充電率ＳＯＣｎの変化に対し非常に緩慢である。従って、出力電圧をモニタして充電量を制御したところで、セル相互間のＳＯＣアンバランスを是正することは実践上不可能に近い。また、完全放電領域に近いＳＯＣ領域（図３で言えば、ＳＯＣ＝５％）における過放電及び満充電領域に近いＳＯＣ領域（図３で言えば、ＳＯＣ＝９０％）における過充電を防止する観点から言えば、このようなＳＯＣアンバランスが発生すること自体が望ましくない。

本実施形態においてＥＣＵ１００により実行される充電制御は、セル容量Ｃｎ（ｎ＝１，２，・・・，Ｎ）とバッテリ充電率ＳＯＣｍｅａｎとに基づいて、セル相互間のＳＯＣアンバランスの発生自体を抑制する制御である。充電制御の実践的制御フローについては後述するが、充電制御は、定性的には、バッテリ充電率ＳＯＣｍｅａｎが大きい場合には容量の大きなセルに優先的に太陽電池５００の発電電力を供給し、バッテリ充電率ＳＯＣｍｅａｎが小さい場合には小容量のセルに優先的に太陽電池５００の発電電力を供給する制御である。

充電制御の詳細について説明する前に、図４を参照し、充電制御によって奏される実践上有益なる効果について説明する。ここに、図４は、バッテリ充電率ＳＯＣｍｅａｎとセル充電率ＳＯＣｎとの関係を例示する他の図である。尚、同図において、図３と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を適宜省略することとする。

図４において、図４（ａ）は、バッテリ充電率ＳＯＣｍｅａｎが高い場合において大容量のセル（容量ＣＰ１のセル）に優先的に充電がなされた場合に相当する図である。バッテリ充電率ＳＯＣｍｅａｎが高い場合において相対的大容量のセルに優先して充電を行うと、充電量に対する感度が相対的に高い小容量のセル（容量ＣＰ３のセル）におけるセル充電率の上昇が緩慢となり、充電量に対する感度が相対的に低い大容量のセルにおけるセル充電率との乖離が抑制される。その結果、図４（ａ）では、バッテリ充電率ＳＯＣｍｅａｎが７０（％）の場合において、容量ＣＰ１を有する大容量セルのセル充電率は６５（％）、容量ＣＰ３を有する小容量セルのセル充電率は７５（％）となり、図３に例示される程の大規模なＳＯＣアンバランスは、その発生自体が抑制される。

また、図４において、図４（ｂ）は、バッテリ充電率ＳＯＣｍｅａｎが低い場合において小容量のセル（容量ＣＯ３のセル）に優先的に充電がなされた場合に相当する図である。バッテリ充電率ＳＯＣｍｅａｎが低い場合において相対的小容量のセルに優先して充電を行うと、充電量に対する感度が相対的に高い小容量のセル（容量ＣＰ３のセル）におけるセル充電率の低下が緩慢となり、充電量に対する感度が相対的に低い大容量のセル（容量ＣＰ１のセル）におけるセル充電率との乖離が抑制される。その結果、図４（ｂ）では、バッテリ充電率ＳＯＣｍｅａｎ＝２０（％）の場合において、容量ＣＰ１を有する大容量セルのセル充電率は２５（％）、容量ＣＰ３を有する小容量セルのセル充電率は１５（％）となり、図３に例示される程の大規模なＳＯＣアンバランスは、その発生自体が抑制される。

＜充電制御の詳細＞
次に、図５を参照し、本実施形態に係る充電制御の詳細について説明する。ここに、図５は、充電制御のフローチャートである。

図５において、ＥＣＵ１００は、充電時間決定処理を実行し（ステップＳ１００）、各セルへの充電量の配分比を充電時間として決定する。その後、充電処理を実行し（ステップＳ２００）、充電時間決定処理により決定された充電時間に従って、充電回路６３０の駆動制御を介して各セルへの充電を順次実行する。充電制御は、これらの繰り返しにより成立する。尚、ステップＳ１００及びＳ２００を含む一制御ルーチンの実行時間（周期）は、充電による、バッテリ充電率ＳＯＣｍｅａｎ及び各セルのセル充電率の変化速度よりも十分に速いものとなっている。

次に、図６を参照し、充電時間決定処理について説明する。ここに、図６は、充電時間決定処理のフローチャートである。

図６において、先ずバッテリ充電率ＳＯＣｍｅａｎが推定される（ステップＳ１０１）。バッテリ充電率ＳＯＣｍｅａｎは、バッテリ３００における平均化されたＳＯＣ（充電率）であり、その推定手法は各種のものが公知であるため、ここではその詳細については省略する。例えば、バッテリ充電率ＳＯＣｍｅａｎは、バッテリ３００の出力電圧をパラメータとするマップから選択された近似値と、バッテリ３００の充放電電流値を積算処理して得られる充放電量（正で充電）とに基づいて、一定の周期で求められてもよい。また、各セルのセル容量Ｃｎ（ｎ＝１，２，・・・，Ｎ）が求められる構成においては、これらとバッテリ３００の充放電量とからバッテリ充電率ＳＯＣｍｅａｎが推定されてもよい。

バッテリ充電率ＳＯＣｍｅａｎが推定されると、更にセル容量推定処理が実行され（ステップＳ３００）、引き続いてＳＯＣｔ決定処理が実行される（ステップＳ４００）。

ここで、図７を参照し、セル容量推定処理について説明する。ここに、図７は、セル容量推定処理のフローチャートである。

図７において、ＥＣＵ１００は、初期化が完了しているか否かを判別する（ステップＳ３０１）。初期化が完了していなければ（ステップＳ３０１：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、セル容量Ｃｎ（ｎ＝１，２，・・・，Ｎ）を予め設定された初期値に設定する（ステップＳ３０２）。初期化が完了しているか（ステップＳ３０１：ＹＥＳ）又はステップＳ３０２において初期化が実行された場合、ＥＣＵ１００は、カウンタｎに「０」を設定してカウンタリセット状態とする（ステップＳ３０３）。続いて、ＥＣＵ１００は、カウンタを「１」インクリメントする（ステップＳ３０４）。これ以降、カウンタｎにより規定されるセルに対する個別の処理が開始される。

ＥＣＵ１００は、ｎ番目のセルＣＬｎのセル電圧Ｖｎを取得する（ステップＳ３０５）。続いて、セルＣＬｎの充電量Ｑｎを推定する（ステップＳ３０６）。尚、充電量Ｑｎは、それまでの充放電電量の時間積分値であり、ＥＣＵ１００が、常時更新しつつ管理する値である。

続いて、ＥＣＵ１００は、取得されたセル電圧Ｖｎが上限電圧Ｖｈ以下であるか否かを判別する（ステップＳ３０７）。セル電圧Ｖｎが上限電圧Ｖｈより大きい場合（ステップＳ３０７：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、下記（１）式に従って、ｎ番目のセルＣＬｎにおけるセル充電率ＳＯＣｎを算出する（ステップＳ３０８）。

ここで、（１）式におけるＳＯＣｈは、ＳＯＣの上限値（％）であり、ＳＯＣｈｏは、ＳＯＣの上限値の基準値（％）である。これらは夫々予め設定された定数である。

ｎ番目のセルについてセル充電率ＳＯＣｎが算出されると、ＥＣＵ１００は、この算出されたセル充電率ＳＯＣｎと先に取得されたｎ番目のセルの充電量Ｑｎとにより規定される下記（２）式に従って、セル容量Ｃｎを算出する（ステップＳ３０９）。ｎ番目のセルについてセル容量Ｃｎが算出されると、処理はステップＳ３１４に移行される。

一方、ステップＳ３０７において、取得されたセル電圧Ｖｎが上限電圧Ｖｈ以下である場合（ステップＳ３０７：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、セル電圧Ｖｎが下限電圧Ｖｌ以上であるか否かを判別する（ステップＳ３１０）。セル電圧Ｖｎが下限電圧Ｖｌ未満である場合（ステップＳ３１０：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、下記（３）式に従って、ｎ番目のセルＣＬｎのセル充電率ＳＯＣｎを算出する（ステップＳ３１１）。

ここで、（３）式におけるＳＯＣｌは、ＳＯＣの下限値（％）であり、ＳＯＣｌｏは、ＳＯＣの下限値の基準値（％）である。これらは夫々予め設定された定数である。

ｎ番目のセルについてセル充電率ＳＯＣｎが算出されると、ＥＣＵ１００は、この算出されたセル充電率ＳＯＣｎと先に取得されたｎ番目のセルの充電量Ｑｎとにより規定される上記（２）式に従って、容量Ｃｎを算出する（ステップＳ３１２）。ｎ番目のセルについてセル容量Ｃｎが算出されると、処理はステップＳ３１４に移行される。

一方、ステップＳ３１０において、取得されたセル電圧Ｖｎが下限電圧Ｖｌ以上である場合（ステップＳ３１０：ＹＥＳ）、即ち、セル電圧Ｖｎが、下限電圧Ｖｌと上限電圧Ｖｈとによって規定される電圧領域にある場合、図３に例示されるように、電圧とセル充電率との相関は曖昧である。そこで、ＥＣＵ１００は、ｎ番目のセルに関するセル容量Ｃｎの値として、前回の更新値を使用し、下記（４）式に従って、ｎ番目のセルに関するセル充電率ＳＯＣｎを算出する（ステップＳ３１３）。ステップＳ３１３が実行されると、処理はステップＳ３１４に移行される。

ステップＳ３１４においては、カウンタｎの値が、セル数Ｎ以上であるか否か、即ち、全てのセルについて、セル容量Ｃｎ及びセル充電率ＳＯＣｎが算出されたか否かが判別される。カウンタｎがＮ未満である場合には（ステップＳ３１４：ＮＯ）、処理はステップＳ３０４に戻され、一連の処理が繰り返される。カウンタｎがＮ以上であれば（ステップＳ３１４：ＹＥＳ）、セル容量推定処理が終了する。尚、算出されたセル容量Ｃｎ及びセル充電率ＳＯＣｎの最新値は、常時ＥＣＵ１００がＲＡＭに参照可能に記憶するものとする。

続いて、図８を参照して、ＳＯＣｔ決定処理について説明する。ここに、図８は、ＳＯＣｔ決定処理のフローチャートである。尚、ＳＯＣｔは、バッテリ充電率ＳＯＣｍｅａｎの将来的な変化量を表し、充電時間決定処理における各セルの充電量配分比をより正確に決定するための補正要素となる。

図８において、ＥＣＵ１００は、入力電流Ｉｉｎを取得する（ステップＳ４０１）。既に述べたように、本実施形態において、太陽電池５００からバッテリ３００へ供給される入力電流Ｉｉｎは、入力電流計６２０により検出されている。但し、バッテリ充電率変化量ＳＯＣｔの決定に供する入力電流Ｉｉｎの値は、必ずしもこの検出された入力電流Ｉｉｎそのものでなくてもよい。例えば、過去一定の時間範囲において検出された入力電流Ｉｉｎの時間平均値であってもよい。また、このような検出された入力電流Ｉｉｎとは別に、事前に決定された固定値であってもよい。或いは、外部電源が太陽電池５００である点に鑑みれば、ＳＯＣｔの決定に供する入力電流Ｉｉｎは、時刻に相関する日射量から算出された推定値であってもよい。

次に、ＥＣＵ１００は、基準時間Δｔを決定する（ステップＳ４０２）。基準時間Δｔは、バッテリ充電率変化量ＳＯＣｔに対応するその時点からの時間偏差である。分かり易く言えば、バッテリ充電率変化量ＳＯＣｔは、その時点からΔｔ秒後におけるバッテリ充電率ＳＯＣｍｅａｎの変化量として規定される。ここで、基準時間Δｔは自由に設定可能な値であるが、小さ過ぎても大き過ぎても実践上の意義が低下するため、予め実験的に、経験的に又は理論的に、太陽電池５００による充電でバッテリ充電率ＳＯＣｍｅａｎにある程度の影響が現れると考えられる値に設定されている。

尚、制御上、基準時間Δｔは、下記（５）式により表される。尚、（５）式において、ａ_０（％）は、上述した「ある程度の影響」を表す、基準とするＳＯＣ変化率であり、Ｉｂ（Ａ）は、入力電流Ｉｉｎに対する感度を調整する調整定数である。これらの値は予め決定されている。

次に、ＥＣＵ１００は、バッテリ３００の出力電流Ｉｏｕｔを取得する（ステップＳ４０３）。

尚、出力電流Ｉｏｕｔは、出力電流計６４０により検出される実測値であるが、基準時間Δｔが近未来の時間値である点に鑑みれば、将来の予測値を使用するのも好適である。将来の出力電流Ｉｏｕｔを予測する場合、例えば、現在地の標高とΔｔ秒後に到達していると予測される地点の標高との差分（標高差）と、平均車速（移動速度）とに基づいて、Δｔ秒後の平均的な電流値を予測してもよい。このような出力電流の予測は、例えば、車両１０にＧＰＳを利用した測位システムとしての各種カーナビゲーションシステム等が備わっている場合には、比較的簡単に実現可能である。

出力電流Ｉｏｕｔを取得すると、ＥＣＵ１００は、下記（６）式に従って、Δｔ秒後のバッテリ充電率ＳＯＣｍｅａｎの変化量であるバッテリ充電率変化量ＳＯＣｔを算出する（ステップＳ４０４）。バッテリ充電率変化量ＳＯＣｔが算出されると、ＳＯＣｔ算出処理は終了する。

尚、上記（６）式の算出過程を補足的に例示する。

先ず、バッテリ充電率ＳＯＣｍｅａｎと出力電流Ｉｏｕｔとの関係は、下記（７）式により規定される。

ここで、式中のＣｍｅａｎは、セル容量Ｃｎの平均値たる平均セル容量であり、既にセル容量推定処理において求められたセル容量Ｃｎを用いて、下記（８）式により規定される。

次に、時間に関するテーラー展開を用いて基準時間Δｔ秒後のバッテリ充電率ＳＯＣｍｅａｎであるＳＯＣｍｅａｎ（ｔ＋Δｔ）が、下記（９）式の如くに推定される。

上記（９）式の右辺第２項は、バッテリ充電率変化量ＳＯＣｔに相当するから、下記（１０）式が成立する。

その結果、上記（６）式が導かれるのである。尚、このような算出手法は一例である。

図６に戻り、ＳＯＣｔ算出処理が終了すると、ＥＣＵ１００は、パラメータの初期化処理として、カウンタｎを「０」に、平均充電要求値Ｆｍｅａｎを「０」に夫々設定する（ステップＳ１０２）。パラメータの初期化が終了すると、カウンタｎが「１」インクリメントされ（ステップＳ１０３）、これ以降、ｎ番目のセルＣＬｎに対する充電要求値Ｆｎの算出が開始される。尚、充電要求値Ｆｎは、セル毎の充電時間に重み付けを与えるパラメータであり、正値で充電要求であることを表す。

ＥＣＵ１００は、下記（１１）式に従って、セルＣＬｎに関する充電要求値Ｆｎを算出する（ステップＳ１０４）。尚、式中のＳＯＣｏは、バッテリ充電率ＳＯＣｍｅａｎの基準値であり、本発明に係る「基準値」の一例である。

ここで、（１１）式の意味について補足する。上述したように、充電要求値Ｆｎは正値で充電要求を意味するから、あるセルが充電対象となるためには、（１１）式において相互に乗算される関係にある右辺第１項及び第２項は、いずれも正値であるか、いずれも負値である必要がある。

右辺第１項が正値であるためには、バッテリ充電率ＳＯＣｍｅａｎにバッテリ充電率変化量ＳＯＣｔを加算した値（即ち、近未来のバッテリ充電率ＳＯＣｍｅａｎである）が、予め設定された基準値ＳＯＣｏよりも大きいことが条件となる。また、右辺第２項が正値であるためには、セル容量が平均セル容量Ｃｍｅａｎよりも大きいことが条件となる。

これら両条件を総合すると、バッテリ充電率ＳＯＣｍｅａｎが基準値「ＳＯＣｏ−ＳＯＣｔ」よりも大きい場合、或いは将来の予測を含むバッテリ充電率「ＳＯＣｍｅａｎ＋ＳＯＣｔ」が基準値ＳＯＣｏよりも大きい場合（これらは、同義である）に、セル容量が平均セル容量よりも大きいセル（即ち、本発明に係る「容量が相対的に大きいセル」の一例である）に充電がなされることになる。また、その充電量配分は、バッテリ充電率の偏差の絶対値が大きい程、またセル容量の偏差の絶対値が大きい程大きくなる。これは、本発明に係る「第１配分決定手段」の作用に等しい。

一方、右辺第１項が負値であるためには、バッテリ充電率ＳＯＣｍｅａｎにバッテリ充電率変化量ＳＯＣｔを加算した値（即ち、近未来のバッテリ充電率ＳＯＣｍｅａｎである）が、予め設定された基準値ＳＯＣｏ未満であることが条件となる。また、右辺第２項が負値であるためには、セル容量が平均セル容量Ｃｍｅａｎ未満であることが条件となる。

これら両条件を総合すると、バッテリ充電率ＳＯＣｍｅａｎが基準値「ＳＯＣｏ−ＳＯＣｔ」未満である場合、或いは将来の予測を含むバッテリ充電率「ＳＯＣｍｅａｎ＋ＳＯＣｔ」が基準値ＳＯＣｏ未満である場合（これらは、同義である）に、セル容量が平均セル容量未満であるセル（即ち、本発明に係る「容量が相対的に小さいセル」の一例である）に充電がなされることになる。また、その充電量配分は、バッテリ充電率の偏差の絶対値が大きい程、またセル容量の偏差の絶対値が大きい程大きくなる。これは、本発明に係る「第１配分決定手段」の作用に等しい。

また、バッテリ充電率変化量ＳＯＣｔの定義に係る上記（６）式から、バッテリ３００の出力電流Ｉｏｕｔが正値を採る（即ち、充放電収支が放電側に傾いている）と、バッテリ充電率変化量ＳＯＣｔは負値を採る。バッテリ充電率変化量ＳＯＣｔが負値を採る場合、上記（１１）式においてバッテリ充電率ＳＯＣｍｅａｎとバッテリ充電率変化量ＳＯＣｔとの加算値が基準値ＳＯＣｏを超え難くなるから、右辺第１項は相対的に負値を採り易くなり、必然的に相対的小容量セルへの優先的充電が促進される結果となる。

一方、バッテリ３００の出力電流Ｉｏｕｔが負値を採る（即ち、充放電収支が充電側に傾いている）と、バッテリ充電率変化量ＳＯＣｔは正値を採る。バッテリ充電率変化量ＳＯＣｔが正値を採る場合、上記（１１）式においてバッテリ充電率ＳＯＣｍｅａｎとバッテリ充電率変化量ＳＯＣｔとの加算値が基準値ＳＯＣｏを超え易くなるから、右辺第１項は相対的に正値を採り易くなり、必然的に相対的大容量セルへの優先的充電が促進される結果となる。

充電要求値Ｆｎを算出すると、ＥＣＵ１００は、下記（１２）式に従って、平均充電要求値Ｆｍｅａｎを更新する（ステップＳ１０５）。平均充電要求値Ｆｍｅａｎが更新されると、処理はステップＳ１０６に移行する。

ステップＳ１０６では、カウンタｎがＮ以上であるか否か、即ち、全てのセルについて充電要求値Ｆｎが算出されたか否かが判別される。カウンタｎがＮ未満であれば（ステップＳ１０６：ＮＯ）、処理はステップＳ１０３に戻され、一連の処理が繰り返される。カウンタｎがＮ以上であれば（ステップＳ１０６：ＹＥＳ）、処理はステップＳ１０７に移行する。

ステップＳ１０７では、再びパラメータの初期化処理として、カウンタｎが「０」に、また充電要求値の平均偏差ｄＦｍｅａｎが「０」に夫々設定される。パラメータの初期化処理が終了すると、カウンタｎが「１」インクリメントされ（ステップＳ１０８）、処理がステップＳ１０９に移行する。

ステップＳ１０９では、下記（１３）式に従って、充電要求値の平均偏差ｄＦｍｅａｎが更新される。

充電要求値の平均偏差ｄＦｍｅａｎを更新すると、ＥＣＵ１００は、カウンタｎがＮ以上であるか否か、即ち、全てのセルについて充電要求値Ｆｎが算出されたか否かを判別する（ステップＳ１１０）。カウンタｎがＮ未満であれば（ステップＳ１１０：ＮＯ）、処理はステップＳ１０８に戻され、一連の処理が繰り返される。カウンタｎがＮ以上であれば（ステップＳ１１０：ＹＥＳ）、処理はステップＳ１１１に移行する。

ステップＳ１１１では、充電時間算出の準備処理として、カウンタｎが「０」に、また充電要求値の平均偏差ｄＦｍｅａｎの平方根が新たに充電要求値の平均偏差ｄＦｍｅａｎとして設定される。準備処理が終了すると、カウンタｎが「１」インクリメントされ（ステップＳ１１２）、処理がステップＳ１１３に移行する。

ステップＳ１１３において、ＥＣＵ１００は、下記（１４）式に従って、セルＣＬｎに対する充電時間Ｔｎを決定する。尚、式中のＴｏは、充電サイクル時間であり、概ね１０ミリ秒〜数秒程度の時間である。また、式中のＴ１は、予め設定された充電時間調整パラメータである。

セルＣＬｎに対する充電時間Ｔｎを決定すると、ＥＣＵ１００は、カウンタｎがＮ以上であるか否か、即ち、全てのセルについて充電時間Ｔｎが算出されたか否かを判別する（ステップＳ１１４）。カウンタｎがＮ未満であれば（ステップＳ１１４：ＮＯ）、処理はステップＳ１１２に戻され、一連の処理が繰り返される。カウンタｎがＮ以上になると（ステップＳ１１４：ＹＥＳ）、充電時間決定処理は終了する。充電時間決定処理において決定された各セルの充電時間は、引き続いて実行される充電処理において使用される。

次に、図９を参照し、充電処理（ステップＳ２００）について説明する。ここに、図９は、充電処理のフローチャートである。

図９において、ＥＣＵ１００は、リレーＣ１を充電側にセットする（ステップＳ２０１）。

リレーＣ１が充電側にセットされると、ＥＣＵ１００は、カウンタｎをリセットし（ステップＳ２０２）、続いてカウンタｎを「１」インクリメントする（ステップＳ２０３）。

ＥＣＵ１００は、ｎ番目の第１リレーＡｎをオン制御し（ステップＳ２０４）、同時にｎ番目の第２リレーＢｎをオン制御する（ステップＳ２０５）。両リレーをオン制御すると、セルＣＬｎに電流が供給され、セルＣＬｎのみが充電される。

ＥＣＵ１００は、この状態を、先に決定されたセルＣＬｎの充電時間Ｔｎだけ保持する（ステップＳ２０６）。充電時間Ｔｎが経過すると、ＥＣＵ１００は、ｎ番目の第１リレーＡｎをオフ制御し（ステップＳ２０７）、同時にｎ番目の第２リレーＢｎをオフ制御する（ステップＳ２０８）。このようにして、ｎ番目のセルＣＬｎに対する充電が終了する。

ｎ番目のセルに対する充電が終了すると、カウンタｎがＮ以上であるか否か、即ち、一充電サイクルにおいて、全てのセルについて充電が終了したか否かが判別される（ステップＳ２０９）。カウンタｎがＮ未満であれば（ステップＳ２０９：ＮＯ）、処理はステップＳ２０３に戻され、一連の処理が繰り返される。カウンタｎがＮ以上であれば（ステップＳ２０９：ＹＥＳ）、即ち、一充電サイクルにおいて、全てのセルに充電がなされると、充電処理は終了する。

以上説明したように、本実施形態に係る充電制御によれば、バッテリ充電率ＳＯＣｍｅａｎと、その将来の変化代に相当するバッテリ充電率変化量ＳＯＣｔとの総和が基準値ＳＯＣｏより大きい場合には相対的大容量のセルに優先的に充電時間が配分され、当該総和が基準値ＳＯＣｏ未満である場合には相対的小容量のセルに優先的に充電時間が配分される。

従って、図４に例示されたように、セル相互間のＳＯＣアンバランスの発生を未然に防止しつつ、各セルへの充電を遅滞なく実行することができる。即ち、その結果として、バッテリ３００の充放電領域を拡大し、その容量を有効に利用することが可能となる。また、一部のセルが過充電或いは過放電に陥る事態も防止されるため、バッテリ３００の寿命を延長させることも可能となる。

尚、本実施形態においては、セル容量Ｃｎがセル充電率ＳＯＣｎに基づいて推定されるが、セル容量Ｃｎを取得するに際して、必ずしもセル充電率ＳＯＣｎを推定する必要はない。セル容量Ｃｎは、主としてセルの製造工程で定まるセル毎に固有の物性値である。従って、セル容量Ｃｎは、例えば製造工程終了後、車両搭載前、或いは車両搭載後、車両が実走行に供される前等に、測定或いは推定しておくことも可能である。また、このような理由からセル容量Ｃｎはセル充電率ＳＯＣｎと較べて略不変であり、一旦求めてしまえば、ＲＯＭ等に固定値として記憶させておくことが出来る。この場合、先のセル容量推定処理においては、単にＲＯＭから値を読み出すだけでよくなり、制御上の負荷が緩和される。また、本実施形態のようにセル充電率ＳＯＣｎに基づいて推定する手法が採用されても、セル容量Ｃｎが経時的に略不変である点に変わりはないから、一度セル容量推定処理を行ってしまえば、相当程度の長きにわたってセル容量推定処理は不要となる。この点からして、セル容量に基づいた充電制御は、ハイブリッド駆動装置２００の動作状態に大きく影響されるセル充電率ＳＯＣｔを制御パラメータとするＳＯＣアンバランス是正措置と比較して良好な即応性を有していると言える。
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態に係る充電制御について説明する。第２実施形態に係る充電制御では、バッテリ３００のセル各々のセル充電率ＳＯＣｎとバッテリ充電率ＳＯＣｍｅａｎとの偏差、セル容量Ｃｎ及びバッテリ３００の充放電状態に応じて、何らかの原因で生じたＳＯＣアンバランスを是正するための制御である。第２実施形態に係る充電制御は、第１実施形態に係る制御と相容れないものではなく、第１実施形態に係る充電制御と相互に協調してよりＳＯＣアンバランスの抑制に寄与し得る制御である。

第１実施形態に係る充電制御がＳＯＣアンバランスの発生を未然に防ぐものであり、第２実施形態に係る充電制御が既に生じたＳＯＣアンバランスを是正するものであるところ、一見、第１実施形態に係る充電制御の方が実践上大なる効果を有している。然るに、車両１０に搭載されるバッテリ３００は、車両１０の走行条件に応じてバッテリ充電率ＳＯＣｍｅａｎ及びセル充電率ＳＯＣｎが比較的激しく変化する。従って、第１実施形態に係る充電制御を行っていても、相応のＳＯＣアンバランスは、低くない頻度で発生し得る。

一方、第２実施形態に係る充電制御は、セル充電率ＳＯＣｎに基づいている分、第１実施形態に係る充電制御と較べてより綿密にＳＯＣアンバランスを是正することが出来る。従って、一旦生じてしまったＳＯＣアンバランスを抑制する段に至っては、第１実施形態に係る充電制御と較べて有効となり得るのである。

ここで、図１０を参照し、第２実施形態に係る充電制御の詳細について説明する。ここに、図１０は、充電制御のフローチャートである。

図１０において、ＥＣＵ１００は、配分比決定処理を実行し（ステップＳ５００）、各セルへの充電量の配分比を決定する。配分比が決定されると、充電処理が実行され（ステップＳ６００）、充電回路６３０の駆動制御を介して各セルへの充電が実行される。充電制御は、これらの繰り返しにより成立する。

次に、図１１を参照し、充電制御のサブルーチンである配分比決定処理の詳細について説明する。ここに、図１１は、配分比決定処理のフローチャートである。尚、同図において、既出の各図と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を適宜省略することとする。

図１１において、ＥＣＵ１００は、バッテリ充電率ＳＯＣｍｅａｎを推定し（ステップＳ１０１）、セル容量推定処理を実行する（ステップＳ３００）。尚、セル容量推定処理の実行後にバッテリ充電率ＳＯＣｍｅａｎの推定が行われてもよい。この場合、全セルについてセル容量Ｃｎと充電量Ｑｎが推定されているので、ＥＣＵ１００は、バッテリ３００の全容量と全充電量とから、バッテリ充電率ＳＯＣｍｅａｎを簡便に求めることができる。

セル容量推定処理が終了すると、ＥＣＵ１００は、パラメータを初期化する（ステップＳ５０１）。具体的には、カウンタｎ、補正充電要求値の積算値Ｘｉｎｔ及び補正順伝要求値の最低値Ｘｍｉｎを夫々「０」に設定する。パラメータの初期化が終了すると、カウンタｎが「１」インクリメントされ（ステップＳ５０２）、これ以降、ｎ番目のセルＣＬｎに対する充電量配分比Ｓｎの算出が開始される。

即ち、ＥＣＵ１００は先ず、下記（１５）式に従って、電流補正値ａを決定する（ステップＳ５０３）。

電流補正値ａが決定されると、ＥＣＵ１００は、下記（１６）式に従って、ＳＯＣ偏差ΔＳＯＣｎを算出する（ステップＳ５０４）。尚、ＳＯＣ偏差ΔＳＯＣｎは、正値が充電要求を表す値である。

ＳＯＣ偏差ΔＳＯＣｎが算出されると、ＥＣＵ１００は、下記（１７）式に従って、補正充電要求値Ｘｎを算出する（ステップＳ５０５）。補正充電要求値Ｘｎは、セル容量及びバッテリの出力電流で補正されたＳＯＣ偏差に相当する。

ここで、電流補正値ａについて説明する。

先ず、充電量ＳＯＣｎ、ＳＯＣｍｅａｎとバッテリ３００の出力電流Ｉｏｕｔとの間には、下記（１８）式及び上述の（７）式及び（８）式に示される関係が成立する。

一方、上記（１６）式により規定されるＳＯＣ偏差ΔＳＯＣｎのΔｔ秒後の将来値ΔＳＯＣｎ（ｔ＋Δｔ）を予測する場合、下記（１９）式が適用できる。

この（１９）式に対し、上記（１８）式及び（７）式を使用すると、下記（２０）式が得られる。

これらの式から最終的に、上記（１７）式及び（１５）式が算出される。即ち、上記（１７）式の補正充電要求値Ｘｎは、上記（１６）式で算出されたＳＯＣ偏差ΔＳＯＣｎに、太陽電池５００による充電でＳＯＣにａ_ｏ程度の影響が現れる時間が経過した後の値を加えた値を意味する。尚、ここでは、出力電流Ｉｏｕｔとして、出力電流センサ６４０で検出された出力電流Ｉｏｕｔが使用されるが、これに替えて将来の出力電流の予測値が使用されてもよい。

図１１の説明に戻り、補正充電要求値Ｘｎが算出されると、ＥＣＵ１００は、下記（２１）式に従って、補正充電要求値の積算値Ｘｉｎｔを算出する（ステップＳ５０６）。

続いて、ＥＣＵ１００は、補正充電要求値Ｘｎが補正充電要求値Ｘｎの最小値Ｘｍｉｎ未満であるか否かを判別し（ステップＳ５０７）、最小値Ｘｍｉｎ未満であれば（ステップＳ５０７：ＹＥＳ）、最小値Ｘｍｉｎを補正充電要求値Ｘｎに設定して（ステップＳ５０８）、処理をステップＳ５０９に移行させる。一方、補正充電要求値Ｘｎが最小値Ｘｍｉｎ以上であれば（ステップＳ５０７：ＮＯ）、処理はそのままステップＳ５０９に移行する。

ステップＳ５０９では、カウンタｎがＮ以上であるか否か、即ち、全てのセルについて補正充電要求値Ｘｎが算出されたか否かが判別される。カウンタｎがＮ未満であれば（ステップＳ５０９：ＮＯ）、処理はステップＳ５０２に戻され、一連の処理が繰り返される。カウンタｎがＮ以上であれば（ステップＳ５０９：ＹＥＳ）、処理はステップＳ５１０に移行する。

ステップＳ５１０では、カウンタｎが再びリセットされ、続いて、カウンタｎが再び「１」インクリメントされる（ステップＳ５１１）。

次に、ＥＣＵ１００は、下記（２２）式に従って、充電量配分比Ｓｎを算出する（ステップＳ５１２）。尚、Ｘｂは、ゼロ除算防止の役割を有する、配分比の調整パラメータであり、予め実験的に定められた値である。

カウンタｎによって規定されるセルＣＬｎについて、充電量配分比Ｓｎが算出されると、カウンタｎがＮ以上であるか否か、即ち、全てのセルについて充電量配分比Ｓｎが算出されたか否かが判別される（ステップＳ５１３）。カウンタｎがＮ未満であれば（ステップＳ５１３：ＮＯ）、処理はステップＳ５１１に戻され、一連の処理が繰り返される。カウンタｎがＮ以上であれば（ステップＳ５１３：ＹＥＳ）、即ち、バッテリ３００の全てのセルについて、充電量配分比Ｓｎが決定されると、配分比決定処理は終了する。尚、決定された充電量配分比Ｓｎは、引き続いて実行される充電処理において参照される。

次に、図１２を参照し、充電処理について説明する。ここに、図１２は、充電処理のフローチャートである。尚、同図において、図９と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を適宜省略することとする。

図１２において、ＥＣＵ１００は、カウンタｎをリセットし（ステップＳ２０２）、続いてカウンタｎを「１」インクリメントする（ステップＳ２０３）。

次に、ＥＣＵ１００は、ｎ番目のセルＣＬｎに対する一サイクル当たりの充電時間Ｔｎを、下記（２３）式に従って算出する（ステップＳ６０１）。

ここで、Ｔｏは、既出の充電サイクル時間である。尚、充電量配分比Ｓｎによって、セル間の充電量の重み付けは保持されているので、充電サイクル時間Ｔｏは、必ずしも固定値である必要はない。

充電時間Ｔｎが算出されると、ＥＣＵ１００は、ｎ番目の第１リレーＡｎをオン制御し（ステップＳ２０４）、同時にｎ番目の第２リレーＢｎをオン制御する（ステップＳ２０５）。両リレーをオン制御すると、セルＣＬｎに電流が供給され、セルＣＬｎのみが充電される。ＥＣＵ１００は、この状態を充電時間Ｔｎだけ保持すると（ステップＳ２０６）、ｎ番目の第１リレーＡｎをオフ制御し（ステップＳ２０７）、同時にｎ番目の第２リレーＢｎをオフ制御する（ステップＳ２０８）。このようにして、ｎ番目のセルに対する充電が終了する。

以上説明したように、本実施形態に係るばらつき補正制御によれば、配分比決定処理によって決定された充電量配分比Ｓｎに従って、充電処理においてセル毎に充電が行われる。この際、充電量配分比Ｓｎは、セル充電率ＳＯＣｎとバッテリ充電率ＳＯＣｍｅａｎとの偏差であるＳＯＣ偏差ΔＳＯＣｎに基づいて、ＳＯＣｍｅａｎに対してＳＯＣｎが小さいセル程、優先的に充電が行われるように決定される。従って、セル相互間のＳＯＣのばらつきを効果的に是正することが可能であり、各セルの過充電及び過放電が防止されると共に、バッテリ３００の稼動領域を拡大することが可能となる。

更に、本実施形態に係る配分比決定処理では、充電量配分比Ｓｎが、上記ＳＯＣ偏差ＳＯＣｎを、更にセル容量Ｃｎと、バッテリ３００の充放電状態（ここでは、出力電流Ｉｏｕｔ）に基づいて補正した補正充電要求値Ｘｎに基づいて算出される。より具体的には、セル容量の大小が、セル充電率ＳＯＣＣｎの変化速度の低高に夫々対応する点に鑑み、バッテリ３００の充放電状態を加味した上で、バッテリ３００が放電状態であれば容量の小さいセルにより多くの充電がなされるように、またバッテリ３００が充電状態であれば容量の大きいセルにより多くの充電がなされるように、補正充電要求値Ｘｎが決定される。即ち、バッテリ３００が放電状態である場合には容量の小さいセルに優先的に太陽電池５００の発電電力が供給され、バッテリ３００が充電状態である場合には容量の大きなセルに優先的に太陽電池５００の発電電力が供給される。

このため、将来的なＳＯＣアンバランスの発生を抑制又は回避しつつ、既に生じたＳＯＣアンバランスを効果的に是正することができる。即ち、セル相互間のＳＯＣアンバランスが、車両１０の走行状態や運転条件の変化に対してよりロバストとなり、車両１０の実運用上好適なバッテリ状態がより安定的に担保されるのである。
＜第３実施形態＞
第２実施形態に係る配分比決定処理は、基本的にバッテリ３００の全セルに対して幾らかなり充電を実行することを前提としている。然るに、セル相互間の容量アンバランスが大きい（必然的に、ＳＯＣアンバランスも大きくなり易い）場合や、外部電源たる太陽電池５００の発電電力が十分でない場合等には、十分な効果が得られない場合がある。特に、太陽電池５００のように、日照条件や温度条件により発電電力が大きく変化し得る外部電源においては、そのような問題が顕在化し易い。

ここで、図１３を参照し、本発明の第３実施形態として、このような観点から、充電を行うセルを適切に選択し得る配分比決定処理を含んだ充電制御について説明する。ここに、図１３は、第３実施形態に係る充電制御のフローチャートである。尚、同図において、図１０と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を適宜省略することとする。

図１３において、ＥＣＵ１００は、配分比決定処理を実行し（ステップＳ７００）、セル選択の概念を適用した充電量配分比Ｓｎを決定する。その後、決定された充電量配分比Ｓｎに従って充電処理を実行する（ステップＳ６００）。

ここで、図１４を参照し、ステップＳ７００に係る配分比決定処理について説明する。ここに、図１４は、第３実施形態に係る配分比決定処理のフローチャートである。尚、同図において、図１１と重複する箇所には同一の符合を付してその説明を適宜省略することとする。

図１４において、セル容量推定処理が終了すると、ＥＣＵ１００は、パラメータを初期化する（ステップＳ７０１）尚、ステップＳ７０１では、カウンタｎ、補正充電要求値の最小値Ｘｍｉｎ及び補正充電要求値の最大値Ｘｍａｘが夫々リセットされる。

一方、各セルについて補正充電要求値Ｘｎが算出され（ステップＳ５０５）、ステップＳ５０７及びＳ５０８が実行されると、ＥＣＵ１００は、算出された補正充電要求値Ｘｎが最大値Ｘｍａｘより大きいか否かを判別する（ステップＳ７０２）、補正充電要求値Ｘｎが最大値Ｘｍａｘよりも大きければ（ステップＳ７０２：ＹＥＳ）、補正充電要求値Ｘｎは最大値Ｘｍａｘに制限される（ステップＳ７０３）。補正充電要求値Ｘｎが最大値Ｘｍａｘ以下であるか（ステップＳ７０２：ＮＯ）又は補正充電要求値Ｘｎが最大値Ｘｍａｘに制限されると、処理はステップＳ５０９に移行する。

ステップＳ５０９において、全てのセルについて補正充電要求値Ｘｎが算出された旨の判別がなされると（ステップＳ５０９：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、カウンタｎ及び補正充電要求値の積算値Ｘｉｎｔをリセットし（ステップＳ７０４）、下記（２４）式に従って、充電要求基準値Ｘｓを算出する（ステップＳ７０５）。尚、式中におけるｃ及びｄは、補正充電量を決定するための基準値であり、ｃ／ｄが大きい程、充電がなされるセルが限定される意味合いを有する。

ＥＣＵ１００は、充電要求基準値Ｘｓの算出後、カウンタｎを「１」インクリメントし（ステップＳ７０６）、下記（２５）式に従って、新たな補正充電要求値Ｘｄｎを算出する（ステップＳ７０７）。

続いて、ＥＣＵ１００は、算出された新たな補正充電要求値Ｘｄｎが負値であるか否かを判別する（ステップＳ７０８）。負値である場合（ステップＳ７０８：ＹＥＳ）、新たな補正充電要求値Ｘｄｎは「０」に再設定される（ステップＳ７０９）。

新たな補正充電要求値Ｘｄｎが「０」に再設定されるか、或いはステップＳ７０７で算出された新たな補正充電要求値Ｘｄｎが正値である場合（ステップＳ７０８：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、補正充電要求値の積算値Ｘｉｎｔを下記（２６）式に従って算出する（ステップＳ７１０）。

ステップＳ７１０が実行されると、カウンタｎがＮ以上であるか否か、即ち、一サイクルにおいて、全てのセルについて補正充電要求値の積算値Ｘｉｎｔが算出されたか否かが判別される（ステップＳ７１１）。カウンタｎがＮ未満であれば（ステップＳ７１１：ＮＯ）、処理はステップＳ７０６に戻され、一連の処理が繰り返される。カウンタｎがＮ以上であれば（ステップＳ７１１：ＹＥＳ）、処理はステップＳ５１０に移行され、第１実施形態と同様に充電量配分比Ｓｎがセル毎に決定される（ステップＳ５１２）。

このように、第３実施形態に係る配分比決定処理によれば、充電要求基準値Ｘｓを設定することにより、補正充電要求値Ｘｎが充電要求基準値Ｘｓ以下となるセルに対する充電を回避することができる。従って、セル相互間の容量アンバランスの規模や、外部電源の発電状態等に応じて、常に一定以上の効果の見込める充電量配分比Ｓｎを定めることができ、実践上有益である。
＜第４実施形態＞
充電システムの構成は、第１乃至第３実施形態のものに限定されない。ここで、そのような趣旨に基づいた本発明の第４実施形態について、図１５を参照して説明する。ここに、図１５は、本発明の第４実施形態に係る充電システム６０１の構成を概念的に表してなるブロック図である。尚、同図において、図２と重複する箇所には同一の符合を付してその説明を適宜省略することとする。

図１５において、充電システム６０１は、充電回路６３０に替えて充電回路６３１を備え、更に高圧用のＤＣ−ＤＣコンバータ６５０を備える点において、第１及び第２実施形態と異なっている。

充電回路６３１は、全セル同時充電用のリレーＤ１及びＥ１を備える点において充電回路６３０と異なっている。即ち、リレーＤ１及びＥ１がオン制御されると、全てのセルＣＬｎが充電対象となる。

ここで、リレーＤ１及びＥ１は、ＤＣ−ＤＣコンバータ６５０に接続されている。ＤＣ−ＤＣコンバータ６５０は、一セルの出力電圧相当まで太陽電池５００の出力を低下させるＤＣ−ＤＣコンバータ６１０と較べて高圧出力のコンバータであり、比較的太陽電池５００の発電電力が高い場合等においては、この高圧側に特化したコンバータの方が、電力損失が少なくて済むのである。
＜第５実施形態＞
充電システムの構成は、第１乃至第３実施形態のものに限定されない。ここで、そのような趣旨に基づいた本発明の第５実施形態について、図１６を参照して説明する。ここに、図１６は、本発明の第５実施形態に係る充電システム６０２の構成を概念的に表してなるブロック図である。尚、同図において、図２と重複する箇所には同一の符合を付してその説明を適宜省略することとする。

図１６において、充電システム６０２は、ＤＣ―ＤＣコンバータ６６０を備える点において充電システム６００と異なっている。ＤＣ−ＤＣコンバータ６６０は、一旦バッテリ３００に蓄積された電力を再度各セルに振り分け直すためのコンバータである。即ち、この構成では、太陽電池５００の他に、バッテリ３００が一種の外部電源として機能する。このような構成によれば、より精細なＳＯＣアンバランスの是正が可能である。
＜第６実施形態＞
充電量配分比Ｓｎに応じた配分処理の実践的態様は、図１２の充電処理に限定されない。ここで、図１７及び図１８を参照し、本発明の第６実施形態として、充電量の配分に係る他の態様について説明する。ここに、図１７は、第６実施形態に係る充電処理が実行された際の充電システム６００の一の状態を例示する図である。また、図１８は、第６実施形態に係る配分処理が実行された際の充電システム６００の他の状態を例示する図である。尚、同図において、図２と重複する箇所には同一の符合を付してその説明を適宜省略することとする。また、図１７及び図１８においては、説明の煩雑化を防ぐ目的から、セルＣＬ１〜ＣＬ５の５個のセルのみ表されるが、充電システムの構成は、第１乃至第３実施形態と同等であるとする。

図１７において、セルＣＬ３の充電量配分比が、他のセルの２倍であるとする。この場合、ＥＣＵ１００は、図１７（ａ）に例示されるように、第１リレーＡ１と第２リレーＢ３をオン状態とする。その結果、セルＣＬ１、ＣＬ２及びＣＬ３が充電される。次に、ＥＣＵ１００は、図１７（ｂ）に例示されるように、第１リレーＡ３と第２リレーＢ５をオン状態とする。その結果、セルＣＬ３、ＣＬ４及びＣＬ５が充電される。従って、いずれの場合においても充電の対象となるセルＣＬ３のみ、他と較べて充電量が２倍となる。

一方、図１８において、セルＣＬ３の充電量配分比のみがゼロであるとする。この場合、ＥＣＵ１００は、図１８（ａ）に例示されるように、第１リレーＡ１と第２リレーＢ２をオン状態とする。その結果、セルＣＬ１及びＣＬ２が充電される。次に、ＥＣＵ１００は、図１８（ｂ）に例示されるように、第１リレーＡ４と第２リレーＢ５をオン状態とする。その結果、セルＣＬ４及びＣＬ５が充電される。従って、いずれの場合においても充電の対象とならないセルＣＬ３のみ、充電が回避される。

図１７及び図１８に例示された原理を応用すれば、与えられた充電量配分比Ｓｎを実現し得るグループ化のパターン及びその切替パターンを計算することによって、セル間のＳＯＣアンバランスを是正することができる。
＜第７実施形態＞
第１及び第２実施形態でも述べたように、個々のセルに対する充電時間或いは充電配分比を算出するにあたって、バッテリ充電率ＳＯＣｍｅａｎや出力電流Ｉｏｕｔの将来にわたっての変化を考慮すると、将来的なＳＯＣアンバランスの発生を抑制することが出来るため実践上非常に有益である。このようなバッテリ３００の将来の状態変化は、バッテリ３００のその時点の出力電流Ｉｏｕｔに基づいて推定されてもよいが、車両１０の近未来的な走行条件が把握出来る場合には、より正確な推定が可能となり得る。このような趣旨に基づいた、本発明の第７実施形態について説明する。

始めに、図１９を参照し、第７実施形態に係る車両１１の構成について説明する。ここに、図１９は、車両１１の構成を概念的に表してなるブロック図である。尚、同図において、図１と重複する箇所には同一の符合を付してその説明を適宜省略することとする。

図１９において、車両１１は、カーナビゲーション装置（以下、適宜「カーナビ装置」とする）７００を備える点において、既出の各種実施形態に係る車両１０と異なっている。

カーナビゲーション装置７００は、車両１１に搭載され、車両１１の位置情報、車両１１の周辺の道路情報（道路種別、道路幅、車線数、制限速度及び道路形状等）、信号機情報、車両１１の周囲に設置された各種施設の情報、渋滞情報及び環境情報等を含む各種ナビゲーション情報をドライバに提供可能に構成された装置である。カーナビゲーション装置７００は、ナビゲーション処理装置７１０、ＧＰＳアンテナ７２０、ＶＩＣＳアンテナ７３０及びディスプレイ装置７４０を備える。

ナビゲーション処理装置７１０は、ＥＣＵ１００と電気的に接続され、ＥＣＵ１００により上位に制御されると共に、カーナビゲーション装置７００の動作全体を制御可能に構成された制御ユニットである。ナビゲーション処理装置７１０は、ＧＰＳアンテナ７２０及びＶＩＣＳアンテナ７３０を介して取得されたデータを解析し、ＥＣＵ１００に対し必要なデータを供給可能に構成されると共に、後述するディスプレイ装置７４０に対し、各種ナビゲーション情報を表示させることが可能である。

ＧＰＳアンテナ７２０は、ＧＰＳ衛星から供給されるＧＰＳ信号を受信可能に構成された通信手段である。ＧＰＳアンテナ７２０を介して得られたＧＰＳ信号は、ナビゲーション処理装置７１０により、ＥＣＵ１００が参照可能な車両１１の位置データに適宜変換される。

ＶＩＣＳアンテナ７３０は、道路上にインフラ設備として設置された公知の各種電波ビーコン及び光ビーコンから、道路情報、信号機情報及び渋滞情報を含むＶＩＣＳ情報に関するデータを取得可能に構成された路車間通信手段である。ＶＩＣＳアンテナ７３０を介して得られたＶＩＣＳ情報に関するデータは、ナビゲーション処理装置７１０により、ＥＣＵ１００が参照可能な、車両１１の走行路データに適宜変換される。

ディスプレイ装置７４０は、例えば車両１１のフロントコンソールパネルに設置された液晶ディスプレイ装置である。ディスプレイ装置７４０は、ナビゲーション処理装置７１０の駆動制御に従って、ドライバに対し、上述の各種ナビゲーション情報を視覚情報（即ち、画像情報）として表示可能に構成されている。

このような構成を有する車両１１における充電制御について、図２０を参照して説明する。ここに、図２０は、第７実施形態に係る充電制御のフローチャートである。尚、同図において、図１０と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を適宜省略することとする。

図２０において、ＥＣＵ１００は、配分比決定処理を実行し（ステップＳ８００）、充電量配分比Ｓｎを決定する。その後、決定された充電量配分比Ｓｎに従って充電処理を実行する（ステップＳ６００）。

ここで、図２１を参照し、第７実施形態に係る配分比決定処理について説明する。ここに、図２１は、第７実施形態に係る配分比決定処理のフローチャートである。尚、同図において、図１１と重複する箇所には同一の符合を付してその説明を適宜省略することとする。

図２１において、セル容量推定処理が終了すると（ステップＳ３００）、ＥＣＵ１００は、ＳＯＣｔ算出処理を実行する（ステップＳ９００）。ＳＯＣｔ算出処理は、第１実施形態に係るＳＯＣｔ決定処理と同様に、現時点からΔｔ秒（先述の基準時間である）後におけるバッテリ充電率ＳＯＣｍｅａｎの変化量を意味するバッテリ充電率変化量ＳＯＣｔを算出する処理である。

ここで、図２２を参照し、ＳＯＣｔ算出処理の詳細について説明する。ここに、図２２は、ＳＯＣｔ算出処理のフローチャートである。

図２２において、ＥＣＵ１００は、電動補機４００の消費電力である補機消費電力Ｐｈを取得する（ステップＳ９０１）。また、車両１１の平均車速ｖを取得する（ステップＳ９０２）。更に、車両１１の走行抵抗推定値Ｄを取得する（ステップＳ９０３）。この際、補機消費電力Ｐｈは、電動補機４００の稼動状態と補機消費電力Ｐｈとが対応付けられた消費電力マップから該当値が選択される。また、平均車速ｖは、過去一定期間における車速の平均値であり、車速を時間処理することにより得られる。

一方、走行抵抗推定値Ｄは、予め平均車速ｖと走行抵抗推定値Ｄとが対応付けられてなる走行抵抗マップを参照することにより取得される。ここで、図２３を参照し、走行抵抗マップについて説明する。ここに、図２３は、平均車速ｖと走行抵抗推定値Ｄとの関係を表す図である。

図２３において、横軸及び縦軸に夫々平均車速ｖ及び走行抵抗推定値Ｄが表される。図示するように、走行抵抗推定値Ｄは、平均車速ｖ＝０の場合にも一定値を採り、平均車速ｖの上昇と共にリニアに増加する。走行抵抗マップにおいては、図２３に例示される関係が数値化されて記述されている。

図２２に戻り、走行抵抗推定値Ｄを取得すると、ＥＣＵ１００は、ナビゲーション処理装置７１０に対して、現在の標高ｈｏ及びΔｔ秒経過後の標高ｈｔに関するデータを要求する（ステップＳ９０４）と共に、要求に応じてナビゲーション処理装置７１０から提供されるデータを取得する（ステップＳ９０５）。

ナビゲーション処理装置７１０からデータを取得すると、ＥＣＵ１００は、取得したデータが有効なデータであるか否かを判別する（ステップＳ９０６）。取得したデータが有効なデータでない場合（ステップＳ９０６：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、別手法でＳＯＣｔを算出する（ステップＳ９１１）。

尚、別手法によるＳＯＣｔの算出とは、図８のＳＯＣｔ決定処理等によるＳＯＣｔの決定等を意味する。この場合、将来的なバッテリ出力電流Ｉｏｕｔの予測精度が若干低下するものの、将来的なバッテリ充電率ＳＯＣｍｅａｎの変化量を予測する概念は担保されており、将来的なバッテリ３００の状態を推定することは問題無く可能である。

取得したデータが有効なデータである場合（ステップＳ９０６：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、標高差分Δｈ（Δｈ＝ｈｔ−ｈｏ）を算出し（ステップＳ９０７）、下記（２７）式に従って、車両走行用推定出力Ｐｍｅａｎを算出する（ステップＳ９０８）。尚、式中におけるｍは車両重量（ｋｇ）であり、ｇは重力加速度（ｍ／ｓｅｃ^２）である。

続いて、ＥＣＵ１００は、エンジン推定出力Ｐｅを算出する（ステップＳ９０９）。

ここで、エンジン推定出力Ｐｅは、予め車両走行用推定出力Ｐｍｅａｎとエンジン推定出力Ｐｅとが対応付けられてなるエンジン出力マップから該当値を取得することにより算出される。ここで、図２４を参照し、エンジン出力マップについて説明する。ここに、図２４は、車両走行用推定出力Ｐｍｅａｎとエンジン推定出力Ｐｅとの関係を表す図である。

図２４において、横軸及び縦軸に夫々車両走行用推定出力Ｐｍｅａｎ及びエンジン推定出力Ｐｅが表される。図示するように、エンジン推定出力Ｐｅは、車両走行用推定出力Ｐｍｅａｎが所定値未満の範囲ではゼロであり、所定値以上の範囲では、ある初期値（＞０）からリニアに増加する。尚、車両走行用推定出力Ｐｍｅａｎが所定値未満の範囲でエンジン推定出力Ｐｅがゼロを採るのは、車両を走行せしめるのに要する出力が比較的低い領域においては、エンジン動力を使用することなくモータ等の電気負荷により、所謂ＥＶ（Electric Vehicle）走行を行うことが出来るからである。エンジン出力マップにおいては、図２４に例示される関係が数値化されて記述されている。

エンジン推定出力Ｐｅが算出されると、ＥＣＵ１００は、最終的に、下記（２８）式に従って、バッテリ充電率変化量ＳＯＣｔを算出する（ステップＳ９１０）。尚、式中におけるＶはバッテリ３００の電圧である。バッテリ充電率変化量ＳＯＣｔが算出されると、ＳＯＣｔ算出処理は終了する。

図２１に戻り、ステップＳ５０３で電流補正値ａが決定されると、ＥＣＵ１００は、ＳＯＣ偏差ΔＳＯＣｎを算出する（ステップＳ８０１）。ここで、ＳＯＣ偏差ΔＳＯＣｎは、上記（１６）式において、ＳＯＣｍｅａｎをＳＯＣｍｅａｎ’に置換することによって算出される。ここで、ＳＯＣｍｅａｎ’とは、即ち、上記ＳＯＣｔ算出処理において算出されたバッテリ充電率変化量ＳＯＣｔをバッテリ充電率ＳＯＣｍｅａｎに加算した値（即ち、ＳＯＣｍｅａｎ’＝ＳＯＣｍｅａｎ＋ＳＯＣｔ）であり、将来的なバッテリ充電率ＳＯＣｍｅａｎの変化が予測的に考慮された、バッテリ３００全体のＳＯＣである。

ステップＳ８０１によりＳＯＣ偏差ΔＳＯＣｎが算出されると、第２実施形態と同様に、最終的に充電量配分比Ｓｎが算出され（ステップＳ５１２）、引き続く充電処理において、この充電量配分比Ｓｎに従ってセルＣＬｎに順次充電が行われる。

このように、本実施形態によれば、バッテリ充電率ＳＯＣｍｅａｎに替えて、カーナビ装置７００を利用して高精度に推定された将来的なバッテリ充電率変化量ＳＯＣｔに基づくバッテリ充電率ＳＯＣｍｅａｎ’がＳＯＣ偏差ΔＳＯＣの算出に供される。このため、バッテリ３００におけるセル相互間のＳＯＣアンバランスを、より安定的に是正することが可能となる。

尚、第１実施形態におけるＳＯＣｔ決定処理に替えて、本実施形態において例示されたカーナビ装置７００を利用した将来的なバッテリ状態の予測（即ち、ＳＯＣｔ算出処理）を使用することも勿論可能である。

本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う車両の充電装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。

１０…車両、１００…ＥＣＵ、２００…ハイブリッド駆動装置、３００…バッテリ、４００…電動補機、５００…太陽電池（外部電源）、６００…充電システム、６１０…ＤＣ−ＤＣコンバータ、６３０…スイッチングリレー回路、Ａ１〜Ａｎ…第１リレー、Ｂ１〜Ｂｎ…第２リレー。

Claims

複数のセルが直列に接続されてなるバッテリを搭載する車両において該バッテリを充電するための充電装置であって、
外部電源と、
前記外部電源から供給される電力を前記複数のセルにおける各々のセルに対し選択的に充電可能な充電回路と、
前記各々のセルの容量を特定するセル容量特定手段と、
前記バッテリが放電状態にある場合に前記複数のセルのうち前記特定された容量が相対的に小さいセルに優先的に前記電力が供給されるように前記充電回路を制御する制御手段と
を具備することを特徴とする車両の充電装置。
複数のセルが直列に接続されてなるバッテリを搭載する車両において該バッテリを充電するための充電装置であって、
外部電源と、
前記外部電源から供給される電力を前記複数のセルにおける各々のセルに対し選択的に充電可能な充電回路と、
前記各々のセルの容量を特定するセル容量特定手段と、
前記バッテリが充電状態にある場合に前記複数のセルのうち前記特定された容量が相対的に大きいセルに優先的に前記電力が供給されるように前記充電回路を制御する制御手段と
を具備することを特徴とする車両の充電装置。
前記制御手段は、前記バッテリの入出力電流として外部装置から取得される推定値に基づいて、前記バッテリが充電状態にあるか放電状態にあるかを判定する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の車両の充電装置。
前記バッテリのＳＯＣを特定するバッテリＳＯＣ特定手段と、
前記各々のセルのＳＯＣを特定するセルＳＯＣ特定手段と
を更に具備し、
前記制御手段は、前記複数のセルのうち前記特定された各々のセルのＳＯＣが前記特定されたバッテリのＳＯＣ未満となるセルに優先的に前記電力が供給されるように前記充電回路を制御する
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の車両の充電装置。
前記特定されたバッテリのＳＯＣと前記バッテリのＳＯＣについて設定される基準値との偏差に基づいて前記各々のセルに対する充電量の配分を決定する第１配分決定手段を更に具備し、
前記制御手段は、前記各々のセルが前記決定された配分に従って充電されるように前記充電回路を制御する
ことを特徴とする請求項４に記載の車両の充電装置。
前記第１配分決定手段は、前記偏差に加え、前記特定された容量及び前記バッテリと前記外部電源を除く前記車両の電気負荷との間の電力の入出力に係る前記バッテリの入出力電流に基づいて前記配分を決定する
ことを特徴とする請求項５に記載の車両の充電装置。
前記特定された各々のセルのＳＯＣと前記特定されたバッテリのＳＯＣとの偏差に基づいて前記各々のセルに対する充電量の配分を決定する第２配分決定手段を更に具備し、
前記制御手段は、前記各々のセルが前記決定された配分に従って充電されるように前記充電回路を制御する
ことを特徴とする請求項４に記載の車両の充電装置。
前記第２配分決定手段は、前記偏差に加え、前記特定された容量及び前記バッテリと前記外部電源を除く前記車両の電気負荷との間の電力の入出力に係る前記バッテリの入出力電流に基づいて前記配分を決定する
ことを特徴とする請求項７に記載の車両の充電装置。
前記各々のセルが前記決定された配分に従って充電されるように、前記複数のセルを複数のグループに分割する分割手段を更に具備し、
前記制御手段は、前記分割されたグループ毎に充電がなされるように前記充電回路を制御する
ことを特徴とする請求項５から８のいずれか一項に記載の車両の充電装置。
前記外部電源は太陽電池である
ことを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の車両の充電装置。