JP2014235017A - 蓄電デバイスの残存容量演算装置及び残存容量演算方法 - Google Patents

Abstract

【課題】車両の電源がオンに切り替わった際の蓄電デバイスの残存容量を精度良く求めることにある。
【解決手段】車両に搭載された蓄電デバイスの電流を積算して、前記蓄電デバイスの残存容量を算出する残存容量算出部と、前記蓄電デバイスの開放電圧の検出の有無を判定する検出判定部と、前記車両の電源がオフに切り替わる第１タイミング時の前記検出判定部による判定結果と、前記車両の電源がオンに切り替わる第２タイミング時の前記検出判定部による判定結果とに基づいて、前記電流の積算における積算定数を設定する積算定数設定部と、を備え、前記残存容量算出部は、前記積算定数設定部が設定した前記積算定数を用いて前記電流を積算して、前記第２タイミング時の前記残存容量を算出することを特徴とする蓄電デバイスの残存容量演算装置。
【選択図】図３

Description

本発明は、車両に搭載された蓄電デバイスの残存容量を演算する蓄電デバイスの残存容量演算装置及び残存容量演算方法に関する。

自動車等の車両には、鉛蓄電池やリチウムイオン二次電池等の蓄電デバイスがバッテリとして搭載されている。この蓄電デバイスを有効に活用するためには、蓄電デバイスの残存容量を正確に把握することが重要である（特許文献１参照）。

蓄電デバイスの残存容量を求める技術として、蓄電デバイスの開放電圧に基づいて、バッテリセンサの検出値から残存容量を求めるものがある。ここで、開放電圧は、蓄電デバイスに長時間負荷をかけていない状態における蓄電デバイスの端子間の電圧である。

特開平０８−２９５０５号公報

通常、蓄電デバイスが搭載される車両は、使用時には車両の電源がオンに切り替わり、不使用時には電源がオフに切り替わる。しかしながら、バッテリセンサで検出される残存容量は開放電圧が検出できる状態でのみ使用可能な精度を保持するため、特に電源オン時のバッテリセンサの起動直後等においては、開放電圧を検出できない場合があり、正確な残存容量を求めることが困難になる場合がある。従って、車両の電源がオンされた時に開放電圧が検出されていない場合には、開放電圧を検出するため、蓄電デバイスに長時間負荷をかけていない状態にする必要がある。このため、蓄電デバイスの残存容量を求めるのに必要な開放電圧が検出されるまで長時間（例えば３時間程度）待つ必要がある。

そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、車両の電源がオンに切り替わった際の蓄電デバイスの残存容量を精度良く求めることにある。

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、車両に搭載された蓄電デバイスの電流を積算して、前記蓄電デバイスの残存容量を算出する残存容量算出部と、前記蓄電デバイスの開放電圧の検出の有無を判定する検出判定部と、前記車両の電源がオフに切り替わる第１タイミング時の前記検出判定部による判定結果と、前記車両の電源がオンに切り替わる第２タイミング時の前記検出判定部による判定結果とに基づいて、前記電流の積算における積算定数を設定する積算定数設定部と、を備え、前記残存容量算出部は、前記積算定数設定部が設定した前記積算定数を用いて前記電流を積算して、前記第２タイミング時の前記残存容量を算出することを特徴とする蓄電デバイスの残存容量演算装置が提供される。

また、前記積算定数設定部は、前記第１タイミング時及び前記第２タイミング時の前記開放電圧の検出の有無が同じ場合に設定する前記積算定数と、前記第１タイミング時及び前記第２タイミング時の前記開放電圧の検出の有無が異なる場合に設定する前記積算定数とを異ならせても良い。

また、蓄電デバイスの残存容量演算装置は、検出センサにより検出された前記蓄電デバイスの電圧に基づく前記蓄電デバイスの残存容量を取得する取得部を更に備え、前記積算定数設定部は、前記第１タイミング時及び前記第２タイミング時の前記開放電圧の検出の有無が同じ場合には、前記残存容量算出部が算出した前記第１タイミング時の残存容量から、前記第１タイミング時及び前記第２タイミング時の前記検出センサから取得された残存容量の差を減算した値を、前記積算定数に設定しても良い。

また、前記第１タイミング時に前記開放電圧が検出され、かつ前記第２タイミング時に前記開放電圧が検出されない場合には、前記積算定数設定部は、前記残存容量算出部が算出した前記第１タイミング時の残存容量を、前記積算定数に設定しても良い。

また、蓄電デバイスの残存容量演算装置は、検出センサにより検出された前記蓄電デバイスの電圧に基づく前記蓄電デバイスの残存容量を取得する取得部を更に備え、前記第１タイミング時に前記開放電圧が検出されず、かつ前記第２タイミング時に前記開放電圧が検出される場合には、前記積算定数設定部は、前記第２タイミング時に前記検出センサが検出した残存容量を、前記積算定数に設定しても良い。

また、前記残存容量算出部は、前記第２タイミング後の前記車両の電源オン状態における前記蓄電デバイスの残存容量を、前記第２タイミング時の残存容量を算出する際に設定した積算定数を用いて算出しても良い。

また、前記第１タイミングは、前記第２タイミングの直前に前記車両の電源がオフに切り替わったタイミングであっても良い。

また、前記第１タイミングは、前記第２タイミングから起算して所定時間以上遡ったタイミングであっても良い。

また、上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、車両に搭載された蓄電デバイスの電流を積算して、前記蓄電デバイスの残存容量を算出する残存容量算出方法であって、前記車両の電源がオフに切り替わる第１タイミング時の前記蓄電デバイスの開放電圧の検出の有無を判定し、前記車両の電源がオンに切り替わる第２タイミング時の前記開放電圧の検出の有無を判定し、前記第１タイミング時の判定結果と前記第２タイミング時の判定結果とに基づいて、前記電流の積算における積算定数を設定し、設定された前記積算定数を用いて前記電流を積算して、前記第２タイミング時の前記残存容量を算出することを特徴とする蓄電デバイスの残存容量演算方法が提供される。

上述した本発明によれば、蓄電デバイスの残存容量演算装置は、積算定数設定部により、車両の電源がオフに切り替わる第１タイミング時の検出判定部による開放電圧の検出の有無の判定結果と、車両の電源がオンに切り替わる第２タイミング時の検出判定部による判定結果とに基づいて、電流の積算における積算定数を設定する。そして、残存容量演算装置は、残存容量算出部により、積算定数設定部が設定した積算定数を用いて電流を積算して、第２タイミング時の残存容量を算出する。第１タイミング及び第２タイミング時の開放電圧の検出の有無の判定に基づいて、蓄電デバイスの残存容量を算出するための電流の積算における積算定数を設定することで、設定された積算定数が信頼性の高い高精度な値となる。このような信頼性の高い積算定数を用いて蓄電デバイスの電流を積算して残存容量を算出することで、第２タイミング時の蓄電デバイスの残存容量を精度良く求めることができる。特に、第２タイミング時に開放電圧が未検出であっても、迅速に第２タイミング時の蓄電デバイスの残存容量を精度良く求めることができる。

以上説明したように本発明によれば、車両の電源がオンに切り替わった際の蓄電デバイスの残存容量を精度良く求めることが可能となる。

第１の実施形態に係る車両１の蓄電デバイスに関する概略構成を示すブロック図である。 車両１の電源のオン・オフの切り替え状態を説明するための模式図である。 第１の実施形態に係る制御ユニット２０の機能構成の一例を示すブロック図である。 第１の実施形態に係る積算定数Ｃの設定方法を説明するための模式図である。 第１の実施形態に係るバッテリ１０の残存容量の演算処理を示すフローチャートである。 第２の実施形態に係る第１タイミングと第２タイミングの関係を示す模式図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

＜１．第１の実施形態＞
（１−１．車両の構成）
図１を参照しながら、本発明の第１の実施形態に係る蓄電デバイスが搭載された車両の構成の一例について説明する。

図１は、第１の実施形態に係る車両１の蓄電デバイスに関する概略構成を示すブロック図である。車両１は、例えば、エンジンを動力源とする自動車、モータを動力源とする電気自動車、エンジン及びモータを動力源とするハイブリッド自動車である。車両１は、図１に示すように、蓄電デバイスの一例であるバッテリ１０と、制御ユニット２０と、電源状態切替部３０とを有する。

バッテリ１０は、例えば１２Ｖの鉛蓄電池である。バッテリ１０は、車両１のエンジン始動の際にスタータに電力を供給し、又エンジン停止時にライトなどの電装品に電力を供給する。このようなバッテリ１０を有効に活用するたには、バッテリ１０の残存容量を正確に把握することが重要である。

バッテリ１０には、バッテリ１０の状態を検出するためにバッテリセンサ１２が設けられている。バッテリセンサ１２は、一例としてＩＢＳ（intelligent battery sensor）と称されるものであり、バッテリ１０の電圧（端子電圧）、電流（充放電電流）、温度等を検出するセンサを有する。また、バッテリセンサ１２は、電圧に基づいてバッテリ１０の残存容量を検出可能である。特に、バッテリ１０の開放電圧が検出されれば、バッテリセンサ１２は、残存容量を精度良く検出可能である。バッテリセンサ１２の検出結果は、制御ユニット２０に送信される。なお、バッテリ１０には、バッテリセンサ１２を含めたバッテリ１０を制御する制御部が設けられても良い。

制御ユニット２０は、車両１全体を統括的に制御する。また、本実施形態に係る制御ユニット２０は、バッテリ１０の残存容量ＳＯＣを正確に把握すべく、バッテリ１０の残存容量ＳＯＣを演算する残存容量演算装置としての機能（詳細は、後述する）を有する。

電源状態切替部３０は、使用者による車両１の電源（イグニッションスイッチ）のオン（ＯＮ）・オフ（ＯＦＦ）の切り替えを検出する。例えば、使用者は、車両１を運転する際にキー操作によって電源をオンに切り替え、運転が終わると電源をオフに切り替える。なお、電源のオフ時間が長いと、上述したバッテリ１０の開放電圧ＯＣＶを検出しやすい。電源状態切替部３０は、検出結果を制御ユニット２０に送信する。

（１−２．車両の電源オン時のバッテリの残存容量について）
車両１においては、前述したように、バッテリセンサ１２は、バッテリ１０に長時間（例えば３時間）負荷をかけていない状態におけるバッテリ１０の端子間の電圧である開放電圧ＯＣＶを検出できると、バッテリ１０の正確な残存容量を検出できる。なお、バッテリセンサ１２が検出した残存容量を、説明の便宜上、検出残存容量とも呼ぶ

ところで、使用者のキー操作によって、車両１の電源のオン・オフの切り替えが行なわれる。そして、電源がオンに切り替わった際に、以下に説明するようにバッテリセンサ１２がバッテリ１０の残存容量ＳＯＣを正確に検出できないことがある。

図２は、車両１の電源のオン・オフの切り替え状態を説明するための模式図である。図２では、ｔ１時に電源がオンに切り替わり、ｔ２時に電源がオフに切り替わり、ｔ３時に電源が再度オンに切り替わっている。なお、以下では、ｔ１〜ｔ２の間、及びｔ３〜ｔ４の間を、それぞれ運転サイクルと呼ぶ。

ここでは、図２に示すｔ３時に電源がオンに切り替わった際のバッテリ１０の残存容量ＳＯＣについて説明する。ｔ２〜ｔ３間の電源オフの時間が開放電圧ＯＣＶを検出できる検出時間よりも短い場合には、ｔ３時で電源オンに切り替わった際に開放電圧ＯＣＶを検出できない。このため、バッテリセンサ１２は、ｔ３時の際のバッテリ１０の残存容量ＳＯＣを正確に検出できない。これは、バッテリセンサ１２が開放電圧ＯＣＶ時の暗電流に基づいて残存容量を検出すること等に起因する。時刻ｔ３後も、開放電圧が検出される迄、バッテリセンサ１２はバッテリ１０の残存容量ＳＯＣを正確に検出できない。そして、バッテリ１０の残存容量を正確に検出していない状態で、その後に成り行きで制御を行うと、バッテリ１０の過放電、過充電による劣化が発生する恐れがある。

上記の問題を解決すべく、第１の実施形態に係る制御ユニット２０は、バッテリ１０の電流を積算してバッテリ１０の残存容量ＳＯＣを算出する。具体的には、制御ユニット２０は、バッテリ１０の電源がオフに切り替わる電源オフ時（例えば、図２に示すｔ２時）の開放電圧ＯＣＶの検出の有無と、その直後に電源がオンに切り替わる電源オン時（図２に示すｔ３時）の開放電圧ＯＣＶの検出の有無とに基づいて、バッテリ１０の電流を積算する際の積算定数を設定する。そして、制御ユニット２０は、設定した積算定数を用いて電流を積算して電源オン時（ｔ３時）のバッテリ１０の残存容量ＳＯＣを算出する。なお、このように算出した残存容量を、説明の便宜上、算出残存容量とも呼ぶ。

このようにバッテリ１０の算出残存容量を算出することで、電源オン時の開放電圧ＯＣＶを検出できない場合であっても、電源オン時のバッテリ１０の残存容量ＳＯＣを精度良く求めることができる。なお、第１の実施形態では、電源のオン・オフを繰り返す中で一の電源オフ時（ｔ２時）を第１タイミング時とすると、当該一の電源オフの直後の電源オン時（ｔ３時）が第２タイミング時となる。

（１−３．制御ユニット２０の機能構成）
次に、図３を参照しながら、第１の実施形態に係る制御ユニット２０の機能構成の一例について説明する。

図３は、第１の実施形態に係る制御ユニット２０の機能構成の一例を示すブロック図である。図３に示すように、制御ユニット２０は、通信部１０２と、検出判定部１０４と、積算定数設定部１０６と、残存容量算出部１０８と、記憶部１１０とを有する。

（通信部１０２）
通信部１０２は、バッテリセンサ１２との間でデータの送受信を行う。通信部１０２は、バッテリセンサ１２の検出結果（バッテリ１０の電圧、電流、温度等）を受信する。通信部１０２は、受信した情報を検出判定部１０４に出力する。

また、通信部１０２は、バッテリセンサ１２により検出されたバッテリ１０の残存容量を取得する取得部として機能する。なお、バッテリセンサ１２により取得されたバッテリ１０の検出残存容量には温度変化に起因する要因が含まれていないため、バッテリ１０の電流を積算して算出するバッテリ１０の算出残存容量に比べて精度が低いものとなる。

（検出判定部１０４）
検出判定部１０４は、バッテリセンサ１２の検出結果に基づいて、バッテリ１０の状態を判定する。本実施形態に係る検出判定部１０４は、バッテリ１０の開放電圧ＯＣＶの検出の有無を判定する。検出判定部１０４は、開放電圧ＯＣＶの検出の有無の判定結果を積算定数設定部１０６に出力する。

（積算定数設定部１０６）
制御ユニット２０は、下記の式（１）のように、バッテリ１０の電流を積算してバッテリ１０の算出残存容量ＳＯＣ（％）を算出する。

式（１）のＩｂはバッテリ１０の電流（Ａ）を示し、Ｋは充放電ゲインを示し、Ｆはバッテリ１０の満充電容量（Ａｈ）を示し、Ｃは積算定数である。

式（１）に示される通り、算出残存容量ＳＯＣは、初期値である積分定数Ｃと、バッテリ１０に対する電流の入出力である充放電電流Ｉｂの積算値とから求めることができる。後述するように充放電ゲインＫには温度の要因が含まれているため、算出残存容量ＳＯＣには温度特性による変動分が含まれており、算出残存容量ＳＯＣは検出残存容量よりも精度が高いものとなる。ここで、初期値（積分定数Ｃ）としてバッテリセンサ１２から検出された検出残存容量を用いることとすると、センサ起動時など開放電圧ＯＣＶが検出できない状況下では、初期値としての積分定数Ｃの値の信頼性が低いものとなる。また、電源オフから電源オンまでの間の自然放電分を考慮して初期値（積分定数）の値を設定することが望ましい。このため、積算定数設定部１０６は、以下の方法により、上記の式（１）における積算定数Ｃを設定する。積算定数設定部１０６は、車両１の電源オフ時の検出判定部１０４による判定結果と、車両１の電源オン時の検出判定部１０４による判定結果とに基づいて、残存容量の算出のための電流の積算における積算定数Ｃを設定する。積算定数設定部１０６は、積算定数Ｃの設定結果を残存容量算出部１０８に出力する。以下では、電源オフ時及び電源オン時として、図２に示すｔ２時、ｔ３時を例に挙げて説明する。

積算定数設定部１０６は、電源オフ時（ｔ２時）及び電源オン時（ｔ３時）の開放電圧ＯＣＶの検出の有無が同じ場合に設定する積算定数Ｃと、電源オフ時及び電源オン時の開放電圧ＯＣＶの検出の有無が異なる場合に設定する積算定数Ｃとを異ならせる。これにより、開放電圧ＯＣＶの検出状態に応じた最適な積算定数Ｃが設定されることになるので、バッテリ１０の残存容量をより高精度に求めることができる。なお、開放電圧ＯＣＶの検出の有無が同じ場合とは、電源オフ時及び電源オン時に開放電圧ＯＣＶが検出された場合、又は電源オフ時及び電源オン時に開放電圧ＯＣＶが検出されない場合を言う。また、開放電圧ＯＣＶの検出の有無が異なる場合とは、電源オフ時に開放電圧ＯＣＶが検出されると共に電源オン時に開放電圧ＯＣＶが検出されない場合、又は電源オフ時に開放電圧ＯＣＶが検出されないと共に電源オン時に開放電圧ＯＣＶが検出される場合を言う。

具体的には、積算定数設定部１０６は、電源オフ時（ｔ２時）及び電源オン時（ｔ３時）の開放電圧ＯＣＶの検出の有無が同じ場合には、下記の式（２）のように積算定数Ｃを設定する。すなわち、積算定数設定部１０６は、残存容量算出部１０８が算出した電源オフ時の算出残存容量ＳＯＣ（オフ時算出ＳＯＣと呼ぶ）から、電源オフ時及び電源オン時にバッテリセンサ１２が検出した検出残存容量（それぞれオフ時センサ値、オン時センサ値も呼ぶ）の差を減算した値を、積算定数Ｃに設定する。なお、オフ時算出ＳＯＣ、オフ時センサ値は、ｔ２時の積算定数の設定の際に記憶部１１０に記憶されている。 Ｃ＝オフ時算出ＳＯＣ−（オフ時センサ値−オン時センサ値） ・・式（２）

電源オフ時（ｔ２時）と電源オン時（ｔ３時）の開放電圧ＯＣＶの検出の有無が同じ場合には、ｔ２時のオフ時センサ値とｔ３時のオン時センサ値の差分がバッテリ１０の自然放電分の起電力の差として信頼できる値であることが分かっている。特に、電源オフ時と電源オン時に開放電圧ＯＣＶが未検出の場合には、電源オフ及び電源オン時のセンサ値自体は信頼性が低いが、その差分Δは自然放電分として信頼できる値となる。なお、電源がオフ状態である時間ｔ２と時間ｔ３の間で、一定の傾きで放電することが分かっている。本実施形態では、かかる観点を考慮して、電源オン時の積算定数Ｃが設定されている。

図４は、第１の実施形態に係る積算定数Ｃの設定方法を説明するための模式図である。図４では、上から順に、電源のオン／オフ状態、バッテリセンサ１２による検出残存容量、算出残存容量ＳＯＣをそれぞれ示している。上述したように、検出残存容量と算出残存容量ＳＯＣとは、温度の要因分だけ乖離している。ここでは、電源オフ時（ｔ２時）と電源オン時（ｔ３時）に、それぞれ開放電圧ＯＣＶが検出されなかったものとする。電源オン時（ｔ３時）の算出残存容量を求めるために電流積算する際の積算定数Ｃは、直前の電源オフ時（ｔ２時）の算出残存容量ＳＯＣから、ｔ２時とｔ３時のセンサ値の差分Δを減算する（式（２））ことで、自然放電分だけ減少した値とされる。従って、積分定数Ｃは、電源オン時の開放電圧ＯＣＶが未検出でも信頼性の高い値となる。

また、本実施形態では、電源オフ時と電源オン時に開放電圧ＯＣＶが検出された場合にも、上述した式（２）により積算定数Ｃを設定している。開放電圧ＯＣＶが検出された場合には、電源オフ及び電源オン時のセンサ値自体の信頼性が高い。そして、信頼性の高いセンサ値を用いて積分定数を設定することで、単にバッテリセンサ１２が電源オン時の開放電圧ＯＣＶに基づいて検出した検出残存容量に比べて、より高精度に電源オン時の残存容量を求めることができる。また、電源オフ及び電源オン時の信頼性の高いセンサ値を用いて積分定数を設定することで、自然放電分を考慮して電源オン時の残存容量を求めることができる。

電源オフ時及び電源オン時の開放電圧ＯＣＶの検出の有無が異なる場合には、積算定数設定部１０６は、電源オフ時と電源オン時のいずれで開放電圧ＯＣＶが検出されたかに応じて、設定する積算定数Ｃを異ならせる。これにより、電源オン時の積分定数として最も信頼性の高い値を設定することができる。

具体的には、電源オフ時（ｔ２時）に開放電圧ＯＣＶが検出され、かつ電源オン時（ｔ３時）に開放電圧ＯＣＶが検出されなかった場合には、積算定数設定部１０６は、下記の式（３）のように、残存容量算出部１０８が算出したｔ２時の算出残存容量（オフ時算出ＳＯＣ）を積算定数Ｃに設定する。すなわち、開放電圧ＯＣＶが検出されたｔ２時の信頼性が高い算出残存容量（オフ時算出ＳＯＣ）を用いて積算定数Ｃが設定される。
Ｃ＝オフ時算出ＳＯＣ ・・式（３）

一方で、電源オフ時（ｔ２時）に開放電圧ＯＣＶが検出されず、かつ電源オン時（ｔ３時）に開放電圧ＯＣＶが検出された場合には、積算定数設定部１０６は、下記の式（４）のように、電源オン時（ｔ３時）にバッテリセンサ１２が検出した検出残存容量（オン時センサ値）を積算定数Ｃに設定する。すなわち、開放電圧ＯＣＶが検出されたｔ３時の信頼性が高い検出残存容量（オン時センサ値）を用いて積算定数Ｃが設定される。
Ｃ＝オン時センサ値 ・・式（４）

（残存容量算出部１０８）
残存容量算出部１０８は、バッテリ１０の電流（充放電電流）を積算して、バッテリ１０の算出残存容量ＳＯＣを算出する。具体的には、残存容量算出部１０８は、上述した式（１）のように残存容量ＳＯＣを算出する。

残存容量算出部１０８は、式（１）において積算定数設定部１０６が設定した電源オン時（ｔ３時）に対応した積算定数Ｃを用いて電流を積算して、電源オン時（ｔ３時）以降の残存容量ＳＯＣを算出する。これにより、開放電圧ＯＣＶの検出状態に応じた残存容量ＳＯＣを算出できる。特に、電源オン時の開放電圧ＯＣＶが検出されていなくても、電源オン時の残存容量ＳＯＣを高精度に求めることができる。

残存容量算出部１０８は、電源オン（ｔ３）後も継続して残存容量を算出する。この際、残存容量算出部１０８は、電源オン後の車両１の電源オン状態におけるバッテリ１０の残存容量を、電源オン時の残存容量を算出する際に設定した積算定数Ｃを用いて算出する。すなわち、電源オンの間は、運転サイクルの初回に積算定数Ｃを設定すれば良くなり、その後の制御ユニット２０の処理の負荷が低減される。以上のように、残存容量算出部１０８は、式（１）に基づき、電源オン時に設定された積分定数Ｃを初期値として、バッテリ１０に対する充放電電流の積算値を加算することで、継続して算出残存容量ＳＯＣを算出する。これにより、任意のタイミングでバッテリ１０の残存容量を求めることができる。

（記憶部１１０）
記憶部１１０は、制御ユニット２０が制御する種々のデータを記憶する。例えば、記憶部１１０は、積算定数設定部１０６が設定した積算定数Ｃや、残存容量算出部１０８が算出した残存容量ＳＯＣを記憶する。また、バッテリセンサ１２が検出した残存容量も記憶する。記憶部１１０に記憶された残存容量ＳＯＣは、その後、例えば車両１の種々の制御に用いられる。

なお、上記では、バッテリ１０が１２Ｖの鉛蓄電池であることとしたが、これに限定されない。例えば、車両１がハイブリット自動車である場合には、バッテリ１０はモータに接続されたバッテリであっても良い。かかる場合には、記憶部１１０に記憶された残存容量ＳＯＣを用いてエンジンとモータを切り替えることで、動力源を効率的に切り替えることができる。

（１−４．残存容量の演算処理）
図５を参照しながら、第１の実施形態に係るバッテリ１０の残存容量の演算処理について説明する。図５は、第１の実施形態に係るバッテリ１０の残存容量の演算処理を示すフローチャートである。本演算処理は、制御ユニット２０のＣＰＵがＲＯＭに記憶されているプログラムを実行することにより、実現される。

まず、制御ユニット２０の積算定数設定部１０６は、積算定数Ｃを前回に設定した設定値にする（ステップＳ１０２）。次に、制御ユニット２０は、バッテリ１０との間の通信確立が電源オンに切り替わってから初回であるか否かを判定する（ステップＳ１０４）。

ステップＳ１０４で通信確立が初回である場合には（Ｙｅｓ）、検出判定部１０４は、前回の運転サイクルの電源オフ時の開放電圧ＯＣＶの検出の有無と、今回の運転サイクルの電源オン時の開放電圧ＯＣＶの検出の有無とを判定する（ステップＳ１０６、Ｓ１０８）。

まず、検出判定部１０４は、電源オフ時の及び電源オン時の開放電圧ＯＣＶの検出の有無が同じか否かを判定する（ステップＳ１０６）。そして、検出判定部１０４が、電源オフ時及び電源オン時に開放電圧ＯＣＶの検出が有ると判定し、又は電源オフ時及び電源オン時に開放電圧ＯＣＶの検出が無いと判定した場合には（ステップＳ１０６：Ｙｅｓ）、ステップＳ１１０の処理に進む。

一方で、電源オフ時及び電源オン時の開放電圧ＯＣＶの検出が異なる場合には（ステップＳ１０６：Ｎｏ）、検出判定部１０４は、電源オフ時に開放電圧ＯＣＶの検出が無く、かつ電源オン時に開放電圧ＯＣＶの検出が有るか否かを判定する（ステップＳ１０８）。

そして、検出判定部１０４が、電源オフ時に開放電圧ＯＣＶの検出が無く、かつ電源オン時に開放電圧ＯＣＶの検出が有ると判定した場合には（ステップＳ１０８：Ｙｅｓ）、ステップＳ１１２の処理に進む。一方で、検出判定部１０４が、電源オフ時に開放電圧ＯＣＶの検出が有り、かつ電源オン時に開放電圧ＯＣＶの検出が無いと判定した場合には（ステップＳ１０８：Ｎｏ）、ステップＳ１１４の処理に進む。

次に、ステップＳ１１０、Ｓ１１２、Ｓ１１４において、積算定数設定部１０６は、電流を積算する際の積算定数Ｃを設定する。具体的には、ステップＳ１１０においては、積算定数設定部１０６は、残存容量算出部１０８が算出した電源オフ時の残存容量ＳＯＣ（オフ時算出ＳＯＣ）から、電源オフ時及び電源オン時にバッテリセンサ１２が検出した残存容量（オフ時センサ値とオン時センサ値）の差を減算した値を、積算定数Ｃに設定する。この時、積算定数設定部１０６は、オフ時算出ＳＯＣ及びオフ時センサ値については、記憶部１１０に記憶された値を用いる。

ステップＳ１１２においては、残存容量算出部１０８は、電源オン時にバッテリセンサ１２が検出した残存容量（オン時センサ値）を積算定数Ｃに設定する。ステップＳ１１４においては、残存容量算出部１０８は、残存容量算出部１０８が算出した電源オフ時の残存容量（オフ時算出ＳＯＣ）を積算定数Ｃに設定する。

積算定数Ｃが設定されると、残存容量算出部１０８は、充電量ゲインＫを算出する（ステップＳ１１６）。ここで、充電量ゲインＫは、下記の式（５）のようにバッテリ１０の温度Ｔｂの関数ｆで定義され、温度に応じたバッテリ１０の内部抵抗の変化等を反映させたゲインである。このため、算出された残存容量ＳＯＣは、温度に関するゲインが反映され、バッテリセンサ１２が検出する残存容量に比べてより高精度な値となる。
Ｋ＝ｆ（Ｔｂ） ・・式（５）

次に、残存容量算出部１０８は、ステップＳ１１０〜Ｓ１１４で設定した積算定数Ｃと、ステップＳ１１６で算出した充電量ゲインとに基づいて、式（１）を用いて電源オン時のバッテリ１０の残存容量ＳＯＣを算出する（ステップＳ１１８）。次に、残存容量算出部１０８は、算出した電源オン時のバッテリ１０の残存容量ＳＯＣを、記憶部１１０に記憶させる（ステップＳ１２０）。

その後、今回の運転サイクルの２回目以降のバッテリ１０の残存容量ＳＯＣを算出することになる。この際、積算定数設定部１０６は、ステップＳ１１０〜Ｓ１１４で設定された設定値を積算定数Ｃに設定する（ステップＳ１０２）。そして、ステップＳ１０６〜Ｓ１１４の処理が省かれ（ステップＳ１０４：Ｎｏ）、残存容量算出部１０８は、ステップＳ１０２で設定した積算定数Ｃを用いて、２回目以降の残存容量ＳＯＣを算出する（ステップＳ１１８）。これにより、運転サイクルの間、バッテリ１０の残存容量ＳＯＣを精度良く求めることができる。

（１−５．まとめ）
上述した第１の実施形態では、制御ユニット２０の積算定数設定部１０６は、車両１の電源がオフに切り替わる電源オフ時（図２のｔ２時）の検出判定部１０４による判定結果と、電源がオンに切り替わる電源オン時（図２のｔ３時）の検出判定部１０４による判定結果とに基づいて、電源オン時のバッテリ１０の残存容量を算出するための電流積算に用いる積算定数Ｃを設定する。このように、電源オフ時と電源オン時の開放電圧の検出状態に応じて電源オン時に対応する積算定数Ｃを設定することで、設定された積算定数が信頼性の高い高精度な値となる。

また、残存容量算出部１０８は、積算定数設定部１０６が設定した積算定数Ｃを用いて電流を積算して、電源オン時のバッテリ１０の残存容量ＳＯＣを算出する。これにより、バッテリセンサ１２で残存容量を検出する場合に比べて、電源オン時のバッテリ１０の残存容量ＳＯＣを精度良く求めることができる。特に、電源オン時に開放電圧が未検出でも、迅速に電源オン時のバッテリ１０の残存容量を精度良く求めることができる。

＜２．第２の実施形態＞
上述した第１の実施形態では、車両の電源のオン・オフが繰り返される中で、バッテリ１０の残存容量ＳＯＣを算出するタイミングである一の電源オン時（ここでは、図２に示すｔ３時とする）を第２タイミング時とすると、当該ｔ３時の直前の電源オフ時（ｔ２時）を第１タイミング時とした。そして、第１タイミング時と第２のタイミング時のそれぞれの開放電圧ＯＣＶの検出の有無に応じて積分定数Ｃを設定した。

これに対して、第２の実施形態では、第１タイミング（電源オフ時）は、第２タイミング（電源オン時）から起算して所定時間以上遡ったタイミングである。このため、電源のオン・オフの切り替え状況に応じて、残存容量ＳＯＣを算出する第２タイミング（電源オン）に対して、第１タイミングが変動する。

図６は、第２の実施形態に係る第１タイミングと第２タイミングの関係を示す模式図である。ここでは、ｔ５時（第２タイミング時）の積算定数Ｃの設定するものとして説明する。図６に示す例では、ｔ５時の直前のｔ４では無く、ｔ２時が第１タイミング時となる。ｔ４時が第１タイミング時とならない理由は、ｔ４とｔ５の間の運転停止時間が短いため、ｔ４時のバッテリセンサ１２のセンサ値とｔ５時のバッテリセンサ１２のセンサ値の差分（図６に示す差分Δ’）が小さくなり、差分が誤差等と判断され、積算定数Ｃが適切に設定されない恐れがあるからである。

これに対して、第２の実施形態では、時間ｔ４の前の電源オフ時である時間ｔ２から時間ｔ５までの間の時間が長いため、ｔ２時のバッテリセンサ１２のセンサ値とｔ５時のバッテリセンサ１２のセンサ値の差分Δが大きくなり、誤差等と判断されることがなくなる。この結果、ｔ５時の積算定数Ｃを適切に設定できる。そして、ｔ５時のバッテリ１０の算出残存容量ＳＯＣは、求めた積算定数Ｃを式（１）に適用することで算出される。第２の実施形態は、電源のオン・オフが頻繁に切り替わる場合に、バッテリ１０の残存容量を求めるのに特に有効である。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

１０ バッテリ
１２ バッテリセンサ
２０ 制御ユニット
１０２ 通信部
１０４ 検出判定部
１０６ 積算定数設定部
１０８ 残存容量算出部
１１０ 記憶部

Claims (9)

1. 車両に搭載された蓄電デバイスの電流を積算して、前記蓄電デバイスの残存容量を算出する残存容量算出部と、
   前記蓄電デバイスの開放電圧の検出の有無を判定する検出判定部と、
   前記車両の電源がオフに切り替わる第１タイミング時の前記検出判定部による判定結果と、前記車両の電源がオンに切り替わる第２タイミング時の前記検出判定部による判定結果とに基づいて、前記電流の積算における積算定数を設定する積算定数設定部と、
   を備え、
   前記残存容量算出部は、前記積算定数設定部が設定した前記積算定数を用いて前記電流を積算して、前記第２タイミング時の前記残存容量を算出することを特徴とする蓄電デバイスの残存容量演算装置。
2. 前記積算定数設定部は、
   前記第１タイミング時及び前記第２タイミング時の前記開放電圧の検出の有無が同じ場合に設定する前記積算定数と、前記第１タイミング時及び前記第２タイミング時の前記開放電圧の検出の有無が異なる場合に設定する前記積算定数とを異ならせることを特徴とする請求項１に記載の蓄電デバイスの残存容量演算装置。
3. 検出センサにより検出された前記蓄電デバイスの電圧に基づく前記蓄電デバイスの残存容量を取得する取得部を更に備え、
   前記積算定数設定部は、
   前記第１タイミング時及び前記第２タイミング時の前記開放電圧の検出の有無が同じ場合には、
   前記残存容量算出部が算出した前記第１タイミング時の残存容量から、前記第１タイミング時及び前記第２タイミング時の前記検出センサから取得された残存容量の差を減算した値を、前記積算定数に設定することを特徴とする請求項２に記載の蓄電デバイスの残存容量演算装置。
4. 前記第１タイミング時に前記開放電圧が検出され、かつ前記第２タイミング時に前記開放電圧が検出されない場合には、
   前記積算定数設定部は、前記残存容量算出部が算出した前記第１タイミング時の残存容量を、前記積算定数に設定することを特徴とする請求項２に記載の蓄電デバイスの残存容量演算装置。
5. 検出センサにより検出された前記蓄電デバイスの電圧に基づく前記蓄電デバイスの残存容量を取得する取得部を更に備え、
   前記第１タイミング時に前記開放電圧が検出されず、かつ前記第２タイミング時に前記開放電圧が検出される場合には、
   前記積算定数設定部は、前記第２タイミング時に前記検出センサが検出した残存容量を、前記積算定数に設定することを特徴とする請求項２に記載の蓄電デバイスの残存容量演算装置。
6. 前記残存容量算出部は、
   前記第２タイミング後の前記車両の電源オン状態における前記蓄電デバイスの残存容量を、前記第２タイミング時の残存容量を算出する際に設定した積算定数を用いて算出することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の蓄電デバイスの残存容量演算装置。
7. 前記第１タイミングは、前記第２タイミングの直前に前記車両の電源がオフに切り替わったタイミングであることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の蓄電デバイスの残存容量演算装置。
8. 前記第１タイミングは、前記第２タイミングから起算して所定時間以上遡ったタイミングであることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の蓄電デバイスの残存容量演算装置。
9. 車両に搭載された蓄電デバイスの電流を積算して、前記蓄電デバイスの残存容量を算出する残存容量算出方法であって、
   前記車両の電源がオフに切り替わる第１タイミング時の前記蓄電デバイスの開放電圧の検出の有無を判定し、
   前記車両の電源がオンに切り替わる第２タイミング時の前記開放電圧の検出の有無を判定し、
   前記第１タイミング時の判定結果と前記第２タイミング時の判定結果とに基づいて、前記電流の積算における積算定数を設定し、
   設定された前記積算定数を用いて前記電流を積算して、前記第２タイミング時の前記残存容量を算出することを特徴とする蓄電デバイスの残存容量演算方法。
   
   

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