(57)【要約】  二次電池の充電状態を高精度に推定する装置。二次電池（３０）の端子電圧を測定する電圧測定部（２２）と、二次電池３０の充放電電流を測定する電流測定部（２３）と、二次電池（３０）の充電状態ＳＯＣを推定する制御部（２６）を備える。制御部（２６）は、充放電電流から電流オフセットを差し引いた充放電電流を積算してＳＯＣを推定する。また、測定モデルにより二次電池（３０）の端子電圧を推定し、電圧測定部（２２）で測定された端子電圧との誤差を用いて、推定された電流オフセットの第１補正値、及び推定されたＳＯＣの第２補正値を算出し、電流オフセット及びＳＯＣをそれぞれ補正する。
2012098968.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
二次電池の充電状態推定装置であって、
前記二次電池の充放電電流を検出する電流検出手段と、
前記二次電池の端子電圧を検出する電圧検出手段と、
前記電流検出手段に含まれる電流オフセットを推定し、該電流オフセットにより前記電流検出手段で検出された充放電電流を補正して前記二次電池の充電状態を推定する充電状態推定手段と、
所定の測定モデルにより前記二次電池の端子電圧を推定する端子電圧推定手段と、
推定された端子電圧と、前記電圧検出手段で検出された端子電圧との誤差を用いて、推定された前記電流オフセットの第１補正値を算出する補正値算出手段と、
前記補正値算出手段で算出された第１補正値を用いて、推定された前記電流オフセットを補正するオフセット補正手段と、
を備えることを特徴とする二次電池の充電状態推定装置。
【請求項２】
請求項１記載の二次電池の充電状態推定装置において、
前記補正値算出手段は、推定された端子電圧と、前記電圧検出手段で検出された端子電圧との誤差を用いて、推定された前記充電状態の第２補正値を算出し、
前記第２補正値を用いて、推定された前記充電状態を補正する充電状態補正手段
をさらに備えることを特徴とする二次電池の充電状態推定装置。
【請求項３】
請求項１記載の二次電池の充電状態推定装置において、
前記所定の測定モデルは、前記二次電池の分極電圧の等価回路モデルに基づくことを特徴とする二次電池の状態推定装置。
【請求項４】
請求項３記載の二次電池の充電状態推定装置において、
前記端子電圧推定手段は、前記等価回路モデルにおける長期分極電圧、短期分極電圧、内部抵抗による電圧降下分、及び前記充電状態推定手段により推定された前記充電状態に対応する起電力を用いて端子電圧を推定することを特徴とする二次電池の充電状態推定装置。
【請求項５】
請求項１記載の二次電池の充電状態推定装置において、
前記補正値算出手段は、拡張カルマンフィルタであることを特徴とする二次電池の充電状態推定装置。
【請求項６】
請求項４記載の二次電池の充電状態推定装置において、
前記補正値算出手段は、拡張カルマンフィルタであり、
前記拡張カルマンフィルタは、前記第１補正値、前記第２補正値に加え、前記長期分極電圧の第３補正値及び前記短期分極の第４補正値を算出し、
さらに、
前記補正値算出手段で算出された第３補正値を用いて、前記長期分極電圧を補正する長期分極電圧補正手段と、
前記補正値算出手段で算出された第４補正値を用いて、前記短期分極電圧を補正する短期分極電圧補正手段と、
を備えることを特徴とする二次電池の充電状態推定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二次電池の充電状態推定装置に関し、特に拡張カルマンフィルタを用いた充電状態の推定に関する。
【背景技術】
【０００２】
ニッケル水素二次電池やリチウムイオン二次電池等の二次電池の充電状態（ＳＯＣ：Ｓｔａｔｅ  ｏｆ  Ｃｈａｒｇｅ）を推定し、推定したＳＯＣに基づいて二次電池の充放電を制御する技術が知られている。【０００３】
下記の特許文献には、バッテリに流れる充放電電流、バッテリの温度及び端子電圧を測定するセンシング部と、充放電電流を積算してバッテリのＳＯＣを推定する予測部と、バッテリ温度、充放電電流、ＳＯＣ、及び充放電電流の時間変化率のうちの少なくともいずれか１つに従って、測定モデルにより発生する誤差に対応する情報を生成するデータリジェクション部と、測定モデル及び誤差に対応する情報を利用して推定されたバッテリのＳＯＣを修正する測定部とを含むバッテリ管理システムが開示されている。データリジェクション部は、具体的にはモデル化されたバッテリの等価回路を測定モデルに設定し、測定モデルにより発生する誤差の分散に対応するゲインを生成する。そして、測定モデル誤差の分散ゲインを利用してカルマンゲインを生成し、生成されたカルマンゲインを利用して、推定されたＳＯＣを修正する。【０００４】
具体的には、予測部は、状態方程式を利用して、状態変数（ｘ）であるバッテリのＳＯＣ及び拡散インピーダンスに印加される電圧Ｖｄｉｆｆを予測する。予測部は、予測した状態変数及び状態変数の推定誤差に対する共分散を生成して測定部に供給する。測定部は、予測部で予測されたＳＯＣと電圧Ｖｄｉｆｆを利用して測定できる値、すなわちバッテリの端子電圧を予測する。測定部は、ＳＯＣとＯＣＶとの間の非線形性を解決し、カルマンフィルタを使用するために微分形式の方程式を使用する。そして、測定部は、予測されたＳＯＣ及び電圧Ｖｄｉｆｆを修正するためのカルマンゲインを生成する。カルマンゲインは、共分散を最小化する値に定められる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１０４２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記の従来技術では、温度、ＳＯＣ、電流の時間変化率及び電流の大きさに対して各々信頼できる期間と信頼できない期間とを設定し、区間により誤差の分散を調整している。すなわち、信頼できる期間では誤差の分散は予め設定された一定の値に固定されるが、信頼できない区間ではデータリジェクション部により変更される。例えば、電流の大きさが所定の基準値を超えて信頼できない区間では誤差の分散の値が増加し、カルマンゲインは減少し、予測部で予測したＳＯＣが測定部で測定モデルにより修正される範囲が減少する。【０００７】
しかしながら、上記従来技術では、電流センサに含まれ得る電流オフセット（電流が流れていないときの電流センサの値）については考慮されていない。従って、電流値自体が所定の基準値を超えず信頼できる期間であっても、電流オフセットが含まれている場合には、この電流オフセット分を迅速に修正してＳＯＣの精度を向上させることが必要であるところ、従来技術ではこのような修正が困難である。【０００８】
本発明の目的は、電流センサに含まれる電流オフセットを考慮することで、ＳＯＣの推定精度を向上させることができる二次電池の充電状態推定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、二次電池の充電状態推定装置であって、前記二次電池の充放電電流を検出する電流検出手段と、前記二次電池の端子電圧を検出する電圧検出手段と、前記電流検出手段に含まれる電流オフセットを推定し、該電流オフセットにより前記電流検出手段で検出された充放電電流を補正して前記二次電池の充電状態を推定する充電状態推定手段と、所定の測定モデルにより前記二次電池の端子電圧を推定する端子電圧推定手段と、推定された端子電圧と、前記電圧検出手段で検出された端子電圧との誤差を用いて、推定された前記電流オフセットの第１補正値を算出する補正値算出手段と、前記補正値算出手段で算出された第１補正値を用いて、推定された前記電流オフセットを補正するオフセット補正手段とを備えることを特徴とする。【００１０】
本発明の１つの実施形態では、前記補正値算出手段は、推定された端子電圧と、前記電圧検出手段で検出された端子電圧との誤差を用いて、推定された前記充電状態の第２補正値を算出し、前記第２補正値を用いて、推定された前記充電状態を補正する充電状態補正手段をさらに備える。また、本発明の他の実施形態では、前記所定の測定モデルは、前記二次電池の分極電圧の等価回路モデルに基づく。【００１１】
また、本発明の他の実施形態では、前記端子電圧推定手段は、前記等価回路モデルにおける長期分極電圧、短期分極電圧、内部抵抗による電圧降下分、及び前記充電状態推定手段により推定された前記充電状態に対応する起電力を用いて端子電圧を推定する。【００１２】
また、本発明の他の実施形態では、前記補正値算出手段は、拡張カルマンフィルタである。【００１３】
また、本発明の他の実施形態では、前記補正値算出手段は、拡張カルマンフィルタであり、前記拡張カルマンフィルタは、前記第１補正値、前記第２補正値に加え、前記長期分極電圧の第３補正値及び前記短期分極の第４補正値を算出し、さらに、前記補正値算出手段で算出された第３補正値を用いて、前記長期分極電圧を補正する長期分極電圧補正手段と、前記補正値算出手段で算出された第４補正値を用いて、前記短期分極電圧を補正する短期分極電圧補正手段とを備える。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、電流検出手段（電流センサ）に含まれる電流オフセットを考慮することで、ＳＯＣの推定精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施形態のシステム構成図である。
【図２】実施形態の二次電池及び電池ＥＣＵの構成図である。
【図３】実施形態の制御部の機能ブロック図である。
【図４】分極電圧の等価回路図である。
【図５】起電力と充電状態ＳＯＣとの関係を示すグラフ図である。
【図６】実施形態の処理フローチャートである。
【図７】２つのモデルを用いた電流オフセットシミュレーション結果を示すグラフ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面に基づき本発明の実施形態について、ハイブリッド電気自動車を例にとり説明する。なお、本実施形態では電気自動車の１つであるハイブリッド電気自動車を例示するが、駆動源としてモータを備える他の電気自動車にも適用可能である。
【００１７】
１．基本構成
図１に、ハイブリッド電気自動車の概略構成を示す。車両ＥＣＵ１０は、インバータ５０、エンジンＥＣＵ４０を制御する。エンジンＥＣＵ４０は、エンジン６０を制御する。電池ＥＣＵ２０は、充電状態推定装置として機能し、二次電池３０から電池電圧Ｖ，充放電電流Ｉ、電池温度Ｔ等の情報を受信して二次電池３０の充電状態（ＳＯＣ）を推定する。また、電池ＥＣＵ２０は、二次電池３０のＳＯＣや電池温度等の電池情報を車両ＥＣＵ１０に送信する。車両ＥＣＵ１０は、各種電池情報に基づいてエンジンＥＣＵ４０やインバータ５０等を制御することで、二次電池３０の充放電を制御する。
【００１８】
二次電池３０は、モータ５２に電力を供給する。インバータ５０は、二次電池３０の放電時に、二次電池３０から供給される直流電力を交流電力に変換してモータ５２に供給する。
【００１９】
エンジン６０は、動力分割機構４２、減速機４４及びドライブシャフト４６を介して車輪に動力を伝達する。モータ５２は、減速機４４及びドライシャフト４６を介して車輪に動力を伝達する。二次電池３０に充電が必要な場合、エンジン６０の動力の一部が動力分割機構４２を介して発電機５４に供給され、充電に利用される。
【００２０】
車両ＥＣＵ１０は、エンジンＥＣＵ４０からのエンジン６０の運転状態の情報やアクセルペダルの操作量、ブレーキペダルの操作量、シフトレバーで設定されるシフトレンジ等の運転情報や電池ＥＣＵ２０からのＳＯＣ等の電池情報に基づいて、エンジンＥＣＵ４０やインバータ５０に制御命令を出力し、エンジン６０やモータ５２を駆動させる。
【００２１】
図２に、二次電池３０及び電池ＥＣＵ２０の構成を示す。二次電池３０は、例えば電池ブロックＢ１〜Ｂ２０を直列に接続して構成される。電池ブロックＢ１〜Ｂ２０は、電池ケース３２に収容される。電池ブロックＢ１〜Ｂ２０は、それぞれ複数の電池モジュールを電気的に直列接続して構成され、各電池モジュールは、複数の単電池（セル）を電気的に直列接続して構成される。電池ケース３２内には、複数の温度センサ３４が設けられる。
【００２２】
次に、電池ＥＣＵ２０の構成について説明する。
【００２３】
電圧測定部２２は、二次電池３０の端子電圧を測定する。電圧測定部２２は、電池ブロックＢ１〜Ｂ２０それぞれの端子電圧を測定し、制御部２６に出力する。制御部２６は、電圧計測値を記憶部２８に格納する。制御部２６への電圧データの出力は、予め設定された周期、例えば１００ｍｓｅｃで行われる。制御部２６は、各電池ブロックＢ１〜Ｂ２０の端子電圧を合計することで電池電圧Ｖを算出する。
【００２４】
電流測定部２３は、二次電池３０の充放電時における充放電電流Ｉを測定し、制御部２６に出力する。制御部２６は、電流計測値を記憶部２８に格納する。電流測定部２３は、例えば充電時をマイナス、放電時をプラスとして電流計測値を生成する。
【００２５】
温度測定部２４は、二次電池３０の電池温度を測定し、制御部２６に出力する。制御部２６は、温度データを記憶部２６に格納する。
【００２６】
制御部２６は、ＤＣＩＲ（内部抵抗）部２６１，分極電圧算出部２６２，起電力算出部２６３，充電状態推定部２６４，拡張カルマンフィルタ（ＥＫＦ）２６５，及び補正部２６６を備える。制御部２６は、充放電電流Ｉに基づいて二次電池３０の充電状態（ＳＯＣ）を推定する。具体的には、充放電電流Ｉを積算して二次電池３０のＳＯＣを推定し、測定モデルにより発生する誤差に対応する情報を生成する。そして、測定モデル誤差の分散ゲインを利用してカルマンゲインを生成し、生成されたカルマンゲインを利用して、推定されたＳＯＣを補正あるいは更新する。
【００２７】
図３に、制御部２６の詳細な機能ブロック図を示す。制御部２６は、所定の測定モデルに基づき、ＤＣＩＲ部２６１で算出される内部抵抗電圧降下分と、分極電圧算出部２６２で算出される長期分極電圧及び短期分極電圧と、起電力算出部２６３で算出される起電力を用いて二次電池３０の端子電圧を推定する推定部２６７と、電圧測定部２２で測定された電圧と推定端子電圧との誤差を算出する誤差算出部２６８と、誤差を用いてカルマンゲインを生成し、各種の補正値を算出する拡張カルマンフィルタ（ＥＫＦ）２６５と、算出された補正値を用いて補正する補正部２６６とを備える。起電力算出部２６３は、充電状態推定部２６４で充電電流を積算して得られる推定ＳＯＣを、所定の起電力マップを用いて起電力に換算して算出する。拡張カルマンフィルタ（ＥＫＦ）２６５は、補正値として、電流センサオフセット補正値（第１補正値）及びＳＯＣ補正値（第２補正値）を算出するとともに、長期分極電圧補正値（第３補正値）、短期分極補正値（第４補正値）を算出する。補正部２６６は、電流センサオフセット補正値を用いて電流測定部２３に含まれる電流センサオフセット推定値を補正するとともに、ＳＯＣ補正値を用いて充電状態推定部２６４で算出された推定ＳＯＣを補正する。また、補正部２６６は、長期分極電圧補正値及び短期分極補正値を用いてそれぞれ長期分極電圧及び短期分極電圧を補正する。
【００２８】
本実施形態においては、拡張カルマンフィルタ（ＥＫＦ）２６５を用いてＳＯＣを補正しているだけでなく、電流測定部２３で計測された充放電電流に計測誤差、すなわち電流センサオフセットが含まれていると想定し、この電流センサオフセット値を推定してＳＯＣを推定するとともに、拡張カルマンフィルタ（ＥＫＦ）２６５を用いて電流センサオフセットの推定値を補正することで電流センサオフセット推定の精度を向上させ、ひいてはＳＯＣ推定の精度を向上させる点に大きな特徴がある。
【００２９】
以下、制御部２６における電流センサオフセット推定値の補正方法、及びこの補正方法を用いたＳＯＣの推定方法について説明する。
【００３０】
２．ＳＯＣの推定方法  
制御部２６は、電流測定部２３からの電流計測値には電流センサオフセットが含まれているとみなし、電流センサオフセット推定値δＩを設定し、電流計測値Ｉと電流センサオフセット推定値δＩとの差分演算を行う。すなわち、Ｉ−δＩを演算する。差分値は、ＤＣＩＲ（内部抵抗）部２６１、分極電圧算出部２６２、及び充電状態推定部２６４に供給される。
【００３１】
ＤＣＩＲ（内部抵抗）部２６１は、予め電流計測値と電圧計測値の組をプロットし、その一次近似直線の傾きから二次電池３０のＤＣＩＲ（内部抵抗）を算出し、このＤＣＩＲを用いた電圧降下（電圧ドロップ）分を演算する。すなわち、ＤＣＩＲ・（Ｉ−δＩ）を演算する。ＤＣＩＲ部は、演算結果を端子電圧推定部２６７に出力する。
【００３２】
分極電圧算出部２６２は、分極電圧の等価回路モデルに基づいて分極電圧を演算する。分極電圧は、所定期間における積算容量の変化量に基づいて演算される。分極電圧には、短期分極電圧と長期分極電圧があり、分極電圧算出部２６２は、短期分極推定値及び長期分極推定値を演算する。分極電圧算出部２６２は、それぞれの演算結果を端子電圧推定部２６７に出力する。
【００３３】
充電状態推定部２６４は、電流計測値から電流センサオフセットを差し引いた分（Ｉ−δＩ）を積算してＳＯＣ推定値を演算する。充電状態推定部２６４は、電流を積算して得られたＳＯＣ推定値を起電力算出部２６３に出力する。
【００３４】
起電力算出部２６３は、予めＳＯＣと起電力との関係を規定した起電力マップをメモリに記憶しており、起電力マップを参照してＳＯＣ推定値に対応する起電力を求める。起電力算出部は、求めた起電力を端子電圧推定部２６７に出力する。
【００３５】
端子電圧推定部２６７は、予め定めた測定モデルに基づいて二次電池３０の電圧を推定する。測定モデルは、放電の場合と充電の場合で異なり、放電の場合には、
【数１】
2012098968.tif 000003
であり、このモデルから電圧は
【数２】
2012098968.tif 000004
となる。
【００３６】
一方、充電の場合には、
【数３】
2012098968.tif 000005
であり、このモデルから電圧は
【数４】
2012098968.tif 000006
となる。
但し、
ｘ：状態推定値
Ｖｐｌ：長期分極
Ｖｐｓ：短期分極
δＩ：電流センサオフセット推定値
ｕ＝Ｉ：計測電流値
ｙ＝Ｖｂ：計測電圧値
Ｃｐｌ：分極電圧の等価回路モデルにおける長期分極キャパシタ
Ｃｐｓ：分極電圧の等価回路モデルにおける短期分極キャパシタ
Ｒｐｌ：分極電圧の等価回路モデルにおける長期分極抵抗
Ｒｐｓ：分極回路の等価回路モデルにおける短期分極抵抗
ＤＣＩＲ：内部抵抗
ηｃ：充電効率
τδＩ：電流センサオフセットの相関時間
Ｖｅｍｆ（ＳＯＣ）：ＳＯＣ推定値から算出された起電力
である。また、本実施形態では、電流センサオフセットを、時間変化量が現在の値によって決まる、いわゆるＥＣＲＰ（Exponentially correlated Random Process）でモデル化して、δＩ（・）＝−δＩ／τδＩ＋σ（２／τδＩ）０．５ωとしている。ここで、（・）は時間微分を表し、ωはランダムノイズを表す。
【００３７】
図４に、分極電圧の等価モデルを示す。分極電圧の時間変化は、
【数５】
2012098968.tif 000007
である。
【００３８】
また、図５に、起電力マップ、すなわちＳＯＣ推定値と起電力との関係を規定するマップの一例を示す。
【００３９】
端子電圧推定部２６７は、上記の（２）式あるいは（４）式に従って、長期分極電圧Ｖｐｌ、短期分極電圧Ｖｐｓ、ＳＯＣ推定値から算出された起電力Ｖｅｍｆ（ＳＯＣ）、及び内部抵抗降下分ＤＣＩＲ（Ｉ−δＩ）を用いて計測電圧Ｖｂを算出する。
【００４０】
誤差算出部２６８は、電圧測定部２２で実測された電圧計測値と、端子電圧推定部２６７で算出された計測電圧Ｖｂとの差分、すなわち測定モデルにより発生する誤差を算出する。算出された誤差は、拡張カルマンフィルタ（ＥＫＦ）２６５に供給される。
【００４１】
拡張カルマンフィルタ（ＥＫＦ）２６５は、測定モデル誤差の分散ゲインを利用してカルマンゲインを生成し、生成されたカルマンゲインを利用して、ＳＯＣ補正値を算出するとともに、電流センサオフセット補正値、長期分極補正値、短期分極補正値を算出する。これらの補正値は、補正部２６６に供給される。
【００４２】
ＳＯＣ補正値は、ＳＯＣを補正する補正部２６６に供給される。補正部２６６は、ＳＯＣ補正値を用いて充電状態推定部２６４で得られたＳＯＣ推定値を補正する。補正後のＳＯＣは、車両ＥＣＵ１０に送信される。
【００４３】
電流センサオフセット補正値は、電流センサオフセットを補正する補正部２６６に供給される。補正部２６６は、電流センサオフセット補正値を用いて電流センサオフセット推定値を補正する。
【００４４】
長期分極補正値及び短期分極補正値は、それぞれの補正部２６６に供給され、長期分極推定値及び短期分極推定値の補正に用いられる。
【００４５】
図６に、本実施形態における処理フローチャートを示す。まず、測定モデルを線形化する（Ｓ１０１）。非線形システムは、
【数６】
2012098968.tif 000008
であり、ｘは状態ベクトル、ｕは入力ベクトル、関数ｆはｘとｕについて非線形な関数である。これを、ｘの微分がｘに依存しないゲインとなるように近似する。すなわち、連続時間では、
【数７】
2012098968.tif 000009
であり、離散時間では、
【数８】
2012098968.tif 000010
である。ここで、Ａは状態行列、Ｂは入力行列である。Ａは、具体的には、（１）式、（３）式を微分して得られ、放電の場合には、
【数９】
2012098968.tif 000011
であり、充電の場合には、
【数１０】
2012098968.tif 000012
である。
【００４６】
離散化されたＡの（ｋ−１）成分Ａｄｋ−１は、
【数１１】
2012098968.tif 000013
で与えられる。ここで、Ｅは、
【数１２】
2012098968.tif 000014
である。ΔＴは、離散時間における最小の時間単位（サンプリング時間）である。ソフトウェアによる処理では、動作周期（例えば１００ｍｓｅｃ）が最小の時間単位として用いられる。
【００４７】
線形化した後、次に、時間更新処理を行う（Ｓ１０２）。時間更新処理は、
【数１３】
2012098968.tif 000015
である。なお、ハット（  ^  ）は推定値を表す。また、
【数１４】
2012098968.tif 000016
は時間更新状態推定値であり、
【数１５】
2012098968.tif 000017
は観測更新状態推定値である。
【００４８】
また、誤差共分散推定値は、
【数１６】
2012098968.tif 000018
である。Ｐは、真の状態と推定値の誤差の共分散値であり、状態数×状態数の行列で本実施形態では４×４である。ｘｋを真の状態とすると、誤差は
【数１７】
2012098968.tif 000019
であり、誤差共分散推定値は、
【数１８】
2012098968.tif 000020
である。対角成分が状態推定値の誤差共分散値である。具体的には、
【数１９】
2012098968.tif 000021
【数２０】
2012098968.tif 000022
【数２１】
2012098968.tif 000023
【数２２】
2012098968.tif 000024
である。
【００４９】
また、（１６）式におけるＱは、状態推定誤差の重み行列であり、
【数２３】
2012098968.tif 000025
で定義される。例えば、分極モデルによる長期分極の推定誤差が０．１Ｖと推定できるならば、Ｑ１＝０．０１となる。
【００５０】
時間更新処理を行った後、線形化を行う（Ｓ１０３）。すなわち、
【数２４】
2012098968.tif 000026
である。
【００５１】
最後に、観測更新処理を行う（Ｓ１０４）。観測更新処理は、
【数２５】
2012098968.tif 000027
【数２６】
2012098968.tif 000028
【数２７】
2012098968.tif 000029
である。ｘｋにおける（−）は補正値で補正される前の値であり、（＋）は補正値で補正された後の更新値である。ここで、（２７）式の右辺第２項が補正値であり、カルマンゲイン、すなわち観測更新ゲインを
【数２８】
2012098968.tif 000030
として算出される。具体的に示すと、長期分極電圧推定値、短期分極電圧推定値、ＳＯＣ推定値、電流センサオフセット推定値は、それぞれ
【数２９】
2012098968.tif 000031
【数３０】
2012098968.tif 000032
【数３１】
2012098968.tif 000033
【数３２】
2012098968.tif 000034
によって更新処理される。
【００５２】
なお、（２５）式におけるＲは、計測誤差の重み行列であり、
【数３３】
2012098968.tif 000035
として定義される。
【００５３】
状態推定誤差の重み行列Ｑと計測誤差の重み行列Ｒのバランスを調整することで、測定モデルに基づく推定と観測値のいずれをより用いるかを設定することができる。例えば、測定モデルの推定精度が高く信頼性が高い場合にはＱ＜Ｒとすることで測定モデルによるＳＯＣ推定を重視する。一方、測定モデルと実際のずれが大きいことが想定される場合には、Ｑ＞Ｒとすることで計測電圧に基づくＳＯＣ推定を行うようにできる。
【００５４】
以上のようにして、拡張カルマンフィルタ（ＥＫＦ）により長期分極電圧推定値、短期分極電圧推定値、電流センサオフセット推定値、ＳＯＣ推定値をそれぞれ補正するための補正値を算出して補正することができるので、ＳＯＣ推定の精度を向上させることができる。特に、本実施形態では、電流センサオフセットの推定値を補正するための補正値を算出し、算出した補正値を用いて（３２）式により電流センサオフセット推定値を補正しているので、電流センサオフセットを高精度に推定し、結果としてＳＯＣ推定精度を向上させることができる。また、本実施形態では、通常停車時に行われる電流センサオフセット推定値の補正を、走行時にも行うことができるため、長時間停車しない長距離走行の場合等でも、ＳＯＣ推定精度を向上させることができる。
【００５５】
なお、本実施形態では、電流センサオフセットを、時間変化量が現在の値によって決まる、いわゆるＥＣＲＰでモデル化して、δＩ（・）＝−δＩ／τδＩ＋σ（２／τδＩ）０．５ωとしているが、本発明には、電流センサオフセットを、ω（ランダムノイズ）で時間変化するようモデル化して、δＩ（・）＝ωとする場合も含まれる。この場合、数（１）、（３）、（９）、（１０）において、−１／τδＩは「０」となる。但し、ＥＣＲＰを使用したモデルの方が、真の誤差に早く到達し、ばらつきも少ないため好ましい。図７に、ＥＣＲＰを使用したモデルと、ωで時間変化するモデルのシミュレーション結果を示す。図において、横軸は時間、縦軸は電流センサオフセットδＩである。符号１００はＥＣＲＰを使用したモデル、符号１０２はωで時間変化するモデルを示す。ωで時間変化するモデルでは、真値付近で推定値がばらつくという現象が生じる。これに対し、ＥＣＲＰを使用したモデルでは推定値が真値に迅速に近づき、ばらつきが生じない。このシミュレーション結果より、ＥＣＲＰを使用したモデルの方が望ましいことが理解される。
【００５６】
また、本実施形態では、推定された端子電圧と、電圧検出手段で検出された端子電圧との誤差から、拡張カルマンフィルタを用いて補正を算出したが、この誤差を用いて補正値、特に電流センサオフセット補正値を算出するものであれば、拡張カルマンフィルタに限られず、Ｕｎｓｃｅｎｔｅｄカルマンフィルタや粒子フィルタ等、他の適応フィルタも用いることができる。
【符号の説明】
【００５７】
１０  車両ＥＣＵ、２０  電池ＥＣＵ、２２  電圧測定部、２３  電流測定部、２６  制御部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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