(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
二次電池の電流を、電流計測値として検出する電流検出手段と、
前記二次電池の端子電圧を、電圧計測値として検出する電圧検出手段と、
前記二次電池の電池温度を検出する温度検出手段と、
前記二次電池の電池モデルを定義し、前記電流計測値および前記電圧計測値に基づいて、前記電池モデルに基づく前記二次電池の端子電圧を電圧推定値として推定し、前記電圧計測値に基づいた値と前記電圧推定値との差分がゼロに収束するように、前記電池モデルの電池パラメータを一括推定する同定演算を行なう同定演算手段と、
前記二次電池の内部状態を示す電池状態量を推定する状態量推定手段と、
前記同定演算手段による同定演算を停止するか否かを判断し、前記同定演算を停止すると判断した場合に、前記同定演算の停止処理を行う演算停止処理手段と、
前記演算停止処理手段により、前記同定演算の停止処理が行われた場合に、前記同定演算手段および前記状態量推定手段により推定された前記同定演算停止時における電池パラメータおよび電池状態量を保存させる保存手段と、
前記同定演算を停止している際に、前記同定演算を再開するか否かを判断し、前記同定演算を再開すると判断した場合に、前記同定演算の再開処理を行う演算再開処理手段と、を備え、
前記演算再開処理手段は、前記同定演算を再開する際に、前記同定演算停止時の電池状態量に対する、前記同定演算再開時の電池状態量の変化量を算出し、前記変化量が所定の第１閾値未満である場合には、前記同定演算再開時に用いる電池パラメータの初期値として、前記保存手段に保存された電池パラメータ保存値を設定し、前記変化量が前記第１閾値以上である場合には、前記同定演算再開時に用いる電池パラメータの初期値として、予め設定された所定値を設定することを特徴とする電池状態推定装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電池状態推定装置において、
前記初期値として、電池温度、電池の劣化度および電池の充電率のうち少なくとも一つに応じて設定された所定値を用いることを特徴とする電池状態推定装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の電池状態推定装置において、
前記同定演算手段により同定されたパラメータに基づいて、前記二次電池の開路電圧を推定する開路電圧推定手段と、
開路電圧推定手段により推定された開路電圧から、予め求めた開路電圧と充電率との関係に基づいて、前記二次電池の充電率を推定する第１充電率推定手段とをさらに備えることを特徴とする電池状態推定装置。
【請求項４】
請求項３に記載の電池状態推定装置において、
前記第１充電率推定手段と異なる方法により、前記二次電池の充電率を推定する第２充電率推定手段と、
前記二次電池の充電率の推定を、前記第１充電率推定手段により行なわせるか、前記第２充電率推定手段により行なわせるか、を選択する選択手段と、をさらに備え、
前記選択手段は、前記演算停止処理手段により、前記同定演算を停止すると判断された場合には、前記第１充電率推定手段から前記第２充電率推定手段に切替えて、前記二次電池の充電率の推定を行わせ、前記演算再開処理手段により、前記同定演算を再開すると判断された場合には、前記同定演算再開時から所定時間経過後に、前記第２充電率推定手段から前記第１充電率推定手段に切替えて、前記二次電池の充電率の推定を行わせることを特徴とする電池状態推定装置。
【請求項５】
請求項４に記載の電池状態推定装置において、
前記選択手段は、前記演算再開処理手段により算出される、前記同定演算停止時の電池状態量に対する、前記同定演算再開時の電池状態量の変化量に応じて、前記所定時間の長さを設定することを特徴とする電池状態推定装置。
【請求項６】
請求項５に記載の電池状態推定装置において、
前記選択手段は、前記変化量が所定の第２閾値未満である場合には、前記変化量が前記第２閾値以上である場合と比較して、前記所定時間を短く設定することを特徴とする電池状態推定装置。
【請求項７】
請求項６に記載の電池状態推定装置において、
前記選択手段は、前記第２閾値を、前記電池温度に応じて変更することを特徴とする電池状態推定装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載の電池状態推定装置において、
前記電池状態量が、前記二次電池の内部抵抗値であり、
前記状態量推定手段は、前記温度検出手段により検出された電池温度に基づいて前記内部抵抗値を算出し、
前記演算再開処理手段は、前記同定演算停止時の内部抵抗値と、前記同定演算再開時の内部抵抗値との比率である内部抵抗変化量が、前記第１閾値以上であるか否かに基づいて、前記同定演算再開時に用いる電池パラメータの初期値を設定することを特徴とする電池状態推定装置。
【請求項９】
請求項３〜７のいずれかに記載の電池状態推定装置において、
前記電池状態量が、前記二次電池の内部抵抗値であり、
前記状態量推定手段は、前記温度検出手段により検出された電池温度、および前記第１充電率推定手段により推定された充電率の少なくとも１つに基づいて前記内部抵抗値を算出し、
前記演算再開処理手段は、前記同定演算停止時の内部抵抗値と、前記同定演算再開時の内部抵抗値との比率である内部抵抗変化量が、前記第１閾値以上であるか否かに基づいて、前記同定演算再開時に用いる電池パラメータの初期値を設定することを特徴とする電池状態推定装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれかに記載の電池状態推定装置において、
前記演算再開処理手段は、前記第１閾値を、前記電池温度に応じて変更することを特徴とする電池状態推定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二次電池内部の状態を推定する電池状態推定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
二次電池の制御装置として、所定の電池モデルを定義し、二次電池の電流および端子電圧の計測値に基づいて、電池モデルに基づく二次電池の端子電圧を電圧推定値として推定し、電圧計測値と電圧推定値との差分がゼロに収束するように、電池モデルの電池パラメータを同定する制御装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−７９４７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、上記従来技術のような制御装置においては、電池パラメータの同定精度を保つために、電池パラメータの同定演算を一時停止する必要が発生する場合があり（たとえば、二次電池の充放電電流がゼロ近傍でほとんど変化しない場合等）、そのため、このような制御装置においては、電池パラメータの同定精度を保つためには、同定演算の一時停止および再開が繰り返し行なわれることとなる。しかしながら、上記従来技術においては、同定演算を一時停止した後、再度、同定演算を再開するに際して、電池の内部状態を考慮することなく、同定演算に用いる電池パラメータの初期値を設定するものであるため、同定演算再開後において、電池パラメータが真値に収束する時間が長くなってしまうという問題や、同定演算再開後において、電池パラメータの推定精度が不十分となってしまうという問題があった。
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、同定演算の停止および再開を繰り返し行なった場合においても、二次電池のパラメータを高い精度で同定することのできる電池状態推定装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、二次電池の電流および端子電圧を検出し、検出した電流および端子電圧の計測値を用いて、所定の電池モデルに基づく二次電池の端子電圧を推定し、端子電圧の計測値に基づいた値と端子電圧の推定値との差分がゼロに収束するように、電池モデルの電池パラメータを同定する電池状態推定装置において、電池パラメータの同定演算を停止し、その後、再開した際に、同定演算の停止時と再開時とにおける電池状態量の変化量に基づいて、同定演算再開時に用いる電池パラメータの初期値を設定することにより、上記課題を解決する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、電池モデルの電池パラメータを同定する際に、電池パラメータの同定演算を停止し、その後、再開した際における、同定演算の停止時と再開時とにおける電池状態量の変化量に応じて、同定演算再開時に用いる電池パラメータの初期値を設定することにより、同定演算再開時に用いる電池パラメータの初期値を適切に設定することができ、これにより、同定演算の停止および再開を繰り返し行なった場合においても、二次電池のパラメータを高い精度で同定することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、本実施形態に係る二次電池の制御システムの構成を示す図である。
【図２】図２は、第１実施形態に係る電子制御ユニット３０の機能ブロック図である。
【図３】図３は、二次電池の電池モデルを示す等価回路モデルを示す図である。
【図４】図４は、本実施形態に係る適応同定システムの構成図である。
【図５】図５は、二次電池の開路電圧−充電率特性の一例を示す図である。
【図６】図６は、第１実施形態における電池パラメータおよび充電率の推定処理を示すフローチャートである。
【図７】図７は、第１実施形態における電池パラメータおよび充電率の推定処理のシミュレーション結果を示す図である。
【図８】図８は、従来例における電池パラメータおよび充電率の推定処理のシミュレーション結果を示す図である。
【図９】図９は、第１実施形態における電池パラメータおよび充電率の推定処理のシミュレーション結果を示す図である。
【図１０】図１０は、従来例における電池パラメータおよび充電率の推定処理のシミュレーション結果を示す図である。
【図１１】図１１は、第２実施形態に係る電子制御ユニット３０の機能ブロック図である。
【図１２】図１２は、第２実施形態における電池パラメータおよび充電率の推定処理を示すフローチャートである。
【図１３】図１３は、第２実施形態における充電率の推定処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１０】
《第１実施形態》
まず、本発明の第１実施形態について説明する。
図１は、本実施形態に係る二次電池の制御システムの構成を示す図である。図１に示す制御システムは、二次電池でモータ等の負荷を駆動したり、モータの回生による電力やエンジンを動力源としてオルタネータで発電した電力で二次電池を充電するシステムに、本発明に係る二次電池の制御装置を適用した例である。
【００１１】
二次電池１０は、複数の単位電池を直列に接続してなるものである。二次電池１０を構成する単位電池としては、たとえば、リチウムイオン二次電池などのリチウム系二次電池などが挙げられる。負荷２０としては、たとえば、モータなどが挙げられる。
【００１２】
電流センサ４０は、二次電池１０に流れる充放電電流を検出するセンサであり、電流センサ４０により検出された信号は、電子制御ユニット３０へ送出される。また、電圧センサ５０は、二次電池１０の端子電圧を検出するセンサであり、電圧センサ５０により検出された信号は、電子制御ユニット３０へ送出される。なお、二次電池１０近傍には、二次電池１０の温度を検出するための温度センサ６０が設けられている。温度センサ６０は、熱電対などを用いたセンサであり、温度センサ６０で検出された信号も、同様に電子制御ユニット３０へ送出される。
【００１３】
電子制御ユニット３０は、二次電池１０を制御するための制御ユニットであり、プログラムを演算するＣＰＵ、プログラムや演算結果を記憶するＲＯＭおよびＲＡＭから構成されるマイクロコンピュータと電子回路等で構成される。図２に、電子制御ユニット３０の機能ブロック図を示す。
【００１４】
図２に示すように、電子制御ユニット３０は、電流検出部３０１、電圧検出部３０２、温度検出部３０３、状態変数フィルタ演算部３０４、適応同定演算部３０５、開路電圧推定部３０６、ＳＯＣ推定部３０７、電池状態推定部３０８、同定演算停止処理部３０９、および同定演算再開処理部３１０を備える。
【００１５】
電流検出部３０１は、電流計４０からの信号を所定周期で取得し、電流計４０からの信号に基づき、二次電池１０に流れる充放電電流を検出することにより、電流計測値Ｉ（ｋ）を取得する。電流検出部３０１は、取得した電流計測値Ｉ（ｋ）を状態変数フィルタ演算部３０４、同定演算停止処理部３０９、および同定演算再開処理部３１０に送出する。
【００１６】
電圧検出部３０２は、電圧計５０からの信号を所定周期で取得し、電圧計５０からの信号に基づき、二次電池１０の端子電圧を検出することにより、電圧計測値Ｖ（ｋ）を取得する。電圧検出部３０２は、取得した電流計測値Ｖ（ｋ）を状態変数フィルタ演算部３０４、適応同定演算部３０５、同定演算停止処理部３０９、および同定演算再開処理部３１０に送出する。
【００１７】
温度検出部３０３は、温度センサ６０からの信号を所定周期で取得し、温度センサ６０からの信号に基づき、二次電池１０の温度を検出することにより、電池温度Ｔ（ｋ）を取得する。温度検出部３０３は、取得した電池温度Ｔ（ｋ）を電池状態推定部３０８、および同定演算再開処理部３１０に送出する。
【００１８】
状態変数フィルタ演算部３０４は、二次電池１０の電池モデルを定義し、電流検出部３０１により検出された電流計測値Ｉ（ｋ）および電圧検出部３０２により検出された電圧計測値Ｖ（ｋ）から、状態変数フィルタ演算を行ない、変換状態量ω（ｋ）を求める。
【００１９】
以下、状態変数フィルタ演算部３０４による変換状態量ω（ｋ）の算出方法について、説明する。
【００２０】
まず、本実施形態で用いる「電池モデル」について、説明する。図３は、二次電池１０の電池モデルを示す等価回路モデルであり、図３に示す等価回路モデルは、下記式（１）で表される。
【数１】
0005549449.tif 000002
ここで、モデル入力は電流Ｉ［Ａ］（正値は充電、負値は放電）、モデル出力は端子電圧Ｖ［Ｖ］であり、Ｒ１〔Ω］は電荷移動抵抗、Ｒ２［Ω］は純抵抗、Ｃ１［Ｆ］は電気二重層容量、Ｖ０［Ｖ］は開路電圧である。また、上記式（１）中、ｓは微分オペレータである。なお、本実施形態に係る電池モデルは、正極、負極を特に分離していないリダクションモデル（１次）であるが、実際の電池の充放電特性を比較的正確に示すことが可能である。このように本実施形態においては、電池モデルの次数を１次にした構成を例として説明する。 
【００２１】
すなわち、Ｒ１、Ｒ２、Ｃ１を下記式（２）のように表すと、上記式（１）は、下記式（３）で表されることとなる。
【数２】
0005549449.tif 000003
【数３】
0005549449.tif 000004
【００２２】
そして、本実施形態においては、上記式（３）に示される電池モデルに基づいて、状態変数フィルタ演算部３０４によって、状態変数フィルタ演算を行ない、変換状態量ω（ｋ）を求める。
【００２３】
まず、開路電圧Ｖ０（ｔ）は、電流Ｉ（ｔ）に可変なパラメータｈを乗じたものをある初期状態から積分したものと考えれば、開路電圧Ｖ０（ｔ）は、下記式（４）で表すことができる。
【数４】
0005549449.tif 000005
【００２４】
そして、上記式（３）に、上記式（４）を代入すると、下記式（５）となり、これを整理すると下記式（６）となる。
【数５】
0005549449.tif 000006
【数６】
0005549449.tif 000007
【００２５】
なお、上記式（１）および上記式（６）は、それぞれ、下記式（７）および下記式（８）に対応し、具体的には、上記式（１）および上記式（６）は、下記式（７）および下記式（８）において、Ａ（ｓ）、Ｂ（ｓ）の次数を１次としたものに相当する。
【数７】
0005549449.tif 000008
【数８】
0005549449.tif 000009
ここで、Ａ（ｓ）、Ｂ（ｓ）はｓの多項式関数であり、Ａ（ｓ）とＢ（ｓ）とは次数が同じものである。
【００２６】
そして、上記式（６）に、既知定数ｋｉ（ｉ＝１，２、・・・，ｎ）を導入することにより、下記式（９）、（１０）を得ることができる。
【数９】
0005549449.tif 000010
【数１０】
0005549449.tif 000011
【００２７】
ただし、上記式（１０）において、ｙ（ｔ）は、Ｖ（ｔ）から直達項を差し引いたものであり、そのため、ｙ（ｔ）は、下記式（１１）で表される。
【数１１】
0005549449.tif 000012
【００２８】
なお、上記式（１０）において、Ｉｉ，ｂ０ｉは、未知パラメータ（Ｔ１，Ｔ２，Ｋ，ｈ）を含むパラメータであり、ｆＶｉ，ｆＩｉは、電流計４０および電圧計５０により計測可能な値であるＩ（ｋ）、Ｖ（ｋ）を状態変数フィルタによりフィルタ処理を施した変換状態量である。そして、上記式（１０）は、これらの積和式になっているため、適応デジタルフィルタの標準形である下記式（１２）と一致する。
【数１２】
0005549449.tif 000013
ただし、上記式（１２）中、φＴ＝［Ｉｉ，ｂ０ｉ］、ω＝［ｆＶｉ，ｆＩｉ］ である。
【００２９】
このようにして、状態変数フィルタ演算部３０４により、状態変換量ω（ｋ）は算出される。そして、得られた状態変換量ω（ｋ）は、状態変数フィルタ演算部３０４により、適応同定演算部３０５、および開路電圧推定部３０６に送出される。
【００３０】
適応同定演算部３０５は、状態変数フィルタ演算部３０４により算出された変換状態量ω（ｋ）に基づいて、適応デジタルフィルタ演算により、二次電池１０の電池モデルの電池パラメータφ＾（ｋ）を同定する同定演算を行なう。
【００３１】
ここで、φ＾（ｋ）における右肩に付した「＾」は、その値が推定値であることを示す。また、図２中では、推定値である「＾」を、それぞれ、φ（ｋ）の「φ」の真上、Ｒ（ｋ）の「Ｒ」の真上、Ｖ０（ｋ）の「Ｖ」の真上、ＳＯＣ（ｋ）の「Ｓ」の真上としているが、下記式（１３）に示すように、これはφ＾（ｋ）、Ｒ＾（ｋ）、Ｖ０＾（ｋ）、ＳＯＣ＾（ｋ）と同義である。以下、Ｖ＾（ｋ）、ＳＯＣ１＾（ｋ）、ＳＯＣ２＾（ｋ）においても同様である。
【数１３】
0005549449.tif 000014
【００３２】
具体的に、図４に示すような適応同定システムの構成図においては、適応同定演算部３０５は、まず、変換状態量ω（ｋ）から、上述した電池モデルから推定される二次電池１０の端子電圧の推定値である電圧推定値Ｖ＾（ｋ）を推定する。そして、適応同定演算部３０５は、この電圧推定値Ｖ＾（ｋ）と、電圧計５０で検出され電圧検出部３０２により取得された実際の計測値である電圧計測値Ｖ（ｋ）と、の差分がゼロに収束するように、適応調整則により、下記式（１４）に示すアルゴリズムに基づいて、電池モデルの電池パラメータφ＾（ｋ）を同定する同定演算を行なう。なお、この際において、本実施形態では、単純な「最小二乗法による適応デジタルフィルタ」の論理的な欠点（一度推定値が収束すると、その後パラメータが変化しても再度正確な推定ができないこと）を改善した「両限トレースゲイン方式」を用いることができる。なお、図４は、状態変数フィルタ演算部３０４、および適応同定演算部３０５により実現される、本実施形態に係る適応同定システムの構成図である。
【数１４】
0005549449.tif 000015
【００３３】
上記式（１４）は、電池パラメータφ＾（ｋ）を適応的に求める逐次式であり、γ（ｋ）、Γ（ｋ−１）は、共に適応ゲインであり、これらのうち、γ（ｋ）はスカラゲイン（誤差ゲイン）であり、Γ（ｋ−１）は行列ゲイン（信号ゲイン）である。そして、上記式（１４）により、ｋ時点における変換状態量ω（ｋ）が得られた際には、電池モデルから推定される二次電池１０の端子電圧の推定値である電圧推定値Ｖ＾（ｋ）と、電圧計５０で検出され電圧検出部３０２により取得された電圧計測値Ｖ（ｋ）との差分であるｅ（ｋ）を求めることができ、このｅ（ｋ）をゼロに収束させることにより、電池パラメータφ＾（ｋ）を逐次的に算出することができる。なお、この場合において、電圧計測値Ｖ（ｋ）としては、電圧検出部３０２により取得された値に、測定ノイズを除去するためのフィルタ処理を行なったものを用いてもよく、この際には、フィルタ特性を考慮した電圧推定値を算出すればよい。
【００３４】
このようにして、算出された二次電池１０の電池パラメータφ＾（ｋ）は、図２に示すように、適応同定演算部３０５から、開路電圧推定部３０６、および同定演算停止処理部３０９に送出される。
【００３５】
そして、図４に示すように、状態変数フィルタ演算部３０４、および適応同定演算部３０５により実現される、本実施形態の適応同定システムにおいては、まず、電流検出部３０１により検出された電流計測値Ｉ（ｋ）、電圧検出部３０２により検出された電圧計測値Ｖ（ｋ）を用いて、状態変数フィルタ演算部３０４により、上述したように、状態変数フィルタを用いて、変換状態量ω（ｋ）（変換状態量ω１（ｋ）、ω２（ｋ）、ω３（ｋ）、ω４（ｋ）、ω５（ｋ））を算出する。
【００３６】
次いで、本実施形態の適応同定システムにおいては、適応同定演算部３０５により、状態変数フィルタ演算部３０４により得られた変換状態量ω（ｋ）と電池モデルのパラメータφ＾（ｋ−１）に基づいて、電池モデルに基づく端子電圧の推定値である電圧推定値Ｖ＾（ｋ）の算出が行なわれる。そして、本実施形態の適応同定システムによれば、適応同定演算部３０５により、状態変数フィルタ演算部３０４により得られた変換状態量ω（ｋ）、ならびに、電圧検出部３０２により検出された電圧計測値Ｖ（ｋ）および電圧推定値Ｖ＾（ｋ）を用いて、上記式（１４）にしたがい、電池モデルの電池パラメータφ＾（ｋ）（φ１、φ２、φ３、φ４、φ５）の同定を行なわれることとなる。
【００３７】
開路電圧推定部３０６は、状態変数フィルタ演算部３０４により得られた変換状態量ω（ｋ）、および適応同定演算部３０５により得られた電池パラメータφ＾（ｋ）に基づいて、二次電池１０の開路電圧を推定し、開路電圧推定値Ｖ０＾（ｋ）を算出する。
【００３８】
具体的には、開路電圧推定部３０６は、上記式（１４）により算出された電池パラメータφ＾（ｋ）、および、上記式（１０）に基づいて演算された変換状態量ω（ｋ）より、上記式（４）に、これら電池パラメータφ＾（ｋ）および変換状態量ω（ｋ）を代入することにより、開路電圧推定値Ｖ０＾（ｋ）を算出する。
【００３９】
ここで、電池パラメータφ＾（ｋ）は、上述したように、未知パラメータ（Ｔ１，Ｔ２，Ｋ，ｈ）を含むパラメータＩｉ，ｂ０ｉに相当する。そのため、適応同定演算部３０５により算出された電池パラメータφ＾（ｋ）、および状態変数フィルタ演算部３０４により算出された変換状態量ω（ｋ）を用い、これらを、上記式（４）に代入することで、開路電圧推定値Ｖ０＾（ｋ）を求めることができる。このようにして得られた開路電圧推定値Ｖ０＾（ｋ）は、開路電圧推定部３０６から、ＳＯＣ推定部３０７に送出される。
【００４０】
ＳＯＣ推定部３０７は、開路電圧推定部３０６により算出された開路電圧推定値Ｖ０＾（ｋ）から、予め定められた二次電池１０の開路電圧−充電率特性に基づいて、充電率推定値ＳＯＣ＾（ｋ）を算出する。なお、二次電池１０の開路電圧−充電率特性の一例を図５に示す。本実施形態では、二次電池１０の開路電圧−充電率特性は、電子制御ユニット３０に備えられたＲＯＭに予め記憶されており、二次電池１０について、予め実験などにより、開路電圧と充電率との関係を求めることにより得ることができる。このようにして得られた充電率推定値ＳＯＣ＾（ｋ）は、ＳＯＣ推定部３０７から、電池状態推定部３０８に送出される。
【００４１】
電池状態推定部３０８は、温度検出部３０３により検出された電池温度Ｔ（ｋ）、およびＳＯＣ推定部３０７により算出された充電率推定値ＳＯＣ＾（ｋ）に基づいて、二次電池１０の内部抵抗推定値Ｒ＾（ｋ）の算出を行う。なお、内部抵抗推定値Ｒ＾（ｋ）の算出方法としては特に限定されないが、たとえば、予め実験により計測された電池温度および充電率に対する内部抵抗値の特性をまとめたマップを用いて算出することができる。このようにして得られた内部抵抗推定値Ｒ＾（ｋ）は、電池状態推定部３０８から、同定演算停止処理部３０９および同定演算再開処理部３１０に送出される。
【００４２】
同定演算停止処理部３０９は、電流検出部３０１により検出された電流計測値Ｉ（ｋ）および電圧検出部３０２により検出された電圧計測値Ｖ（ｋ）に基づいて、適応同定演算部３０５による、電池パラメータφ＾（ｋ）の同定演算処理を停止させるか否かの判断を行なう。具体的には、同定演算停止処理部３０９は、入力値である電流計測値Ｉ（ｋ）および電圧計測値Ｖ（ｋ）に対して、ＦＦＴ（高速フーリエ変換）解析を行う。そして、ＦＦＴ解析の結果、電流計測値Ｉ（ｋ）および電圧計測値Ｖ（ｋ）が十分な周波数成分を有する場合（すなわち、Ｓｕｆｆｉｃｉｅｎｔｌｙ  Ｒｉｃｈである場合）には、同定演算可能と判断し、一方、十分な周波数成分を有しない場合には、適応同定演算部３０５による、電池パラメータφ＾（ｋ）の同定演算処理の精度を十分に確保できないため、同定演算不可と判断する。そして、同定演算停止処理部３０９は、適応同定演算部３０５による、同定演算処理を停止させると判断した場合には、停止信号Ｓ１を適応同定演算部３０５に送出することで、適応同定演算部３０５による、同定演算処理を停止させる。
【００４３】
なお、本実施形態においては、電子制御ユニット３０に備えられたＣＰＵの演算能力等の理由により、リアルタイムにＦＦＴ解析ができない場合には、たとえば、下記式（１５）に示すような近似微分処理を、入力値である電流計測値Ｉ（ｋ）および電圧計測値Ｖ（ｋ）に対して行い、得られた近似微分値を用いて、上記判断を行なうこともできる。具体的には、近似微分値が所定値以上であれば、同定演算可能と判断し、一方、近似微分値が所定値未満である場合には、同定演算不可と判断する。
【数１５】
0005549449.tif 000016
上記式（１５）中、Ｔｄｉｖは時定数であり、このような時定数としては、同定演算に必要となる周波数成分を不要に減衰させないような範囲で設定することが望ましい。
【００４４】
そして、上記判断の結果、同定演算処理を停止させた際には、同定演算停止処理部３０９は、同定演算処理停止時において、適応同定演算部３０５により算出された電池パラメータφ＾（ｋ）、および電池状態推定部３０８により算出された内部抵抗推定値Ｒ＾（ｋ）を、同定演算停止時電池パラメータφｓ＾、同定演算停止時内部抵抗推定値Ｒｓ＾として、電子制御ユニット３０に備えられたＲＡＭに記憶させる。
【００４５】
同定演算再開処理部３１０は、適応同定演算部３０５による、電池パラメータφ＾（ｋ）の同定演算が停止している場合に、電流検出部３０１により検出された電流計測値Ｉ（ｋ）、および電圧検出部３０２により検出された電圧計測値Ｖ（ｋ）に基づいて、適応同定演算部３０５による、電池パラメータφ＾（ｋ）の同定演算処理を再開させるか否かの判断を行なう。具体的には、同定演算再開処理部３１０は、上述した同定演算停止処理部３０９と同様に、入力値である電流計測値Ｉ（ｋ）および電圧計測値Ｖ（ｋ）に対して、ＦＦＴ（高速フーリエ変換）解析を行い、ＦＦＴ解析の結果、電流計測値Ｉ（ｋ）および電圧計測値Ｖ（ｋ）が十分な周波数成分を有するか否かに基づいて、同定演算可能、あるいは同定演算不可の判断を行なう。そして、同定演算再開処理部３１０は、適応同定演算部３０５による、同定演算処理を再開させると判断した場合には、再開信号Ｓ２を適応同定演算部３０５に送出することで、適応同定演算部３０５による、同定演算処理を再開させる。
【００４６】
なお、該判断を行なう際においても、電子制御ユニット３０に備えられたＣＰＵの演算能力等の理由により、リアルタイムにＦＦＴ解析ができない場合には、上述した近似微分値を用いる方法を用いてもよい。
【００４７】
そして、上記判断の結果、同定演算処理を再開させる際には、同定演算再開処理部３１０は、同定演算処理開始時において、電池状態推定部３０８により算出された内部抵抗推定値Ｒ＾（ｋ）を読み出し、これを同定演算再開時内部抵抗推定値Ｒｒ＾とする。また、同定演算再開処理部３１０は、上述した同定演算停止処理部３０９により、ＲＡＭに記憶させた同定演算停止時内部抵抗推定値Ｒ＾Ｓの読み出しを行なう。そして、同定演算再開処理部３１０は、同定演算停止時内部抵抗推定値ＲＳ＾と、同定演算再開時内部抵抗推定値Ｒｒ＾との変化の比率である、変化率｜１−（Ｒｒ＾）／（ＲＳ＾）｜を算出し、変化率｜１−（Ｒｒ＾）／（ＲＳ＾）｜と、所定の第１閾値αとの比較を行なう。
【００４８】
この比較の結果、｜１−（Ｒｒ＾）／（ＲＳ＾）｜＜αである場合には、同定演算再開処理部３１０は、適応同定演算部３０５による、同定演算処理を再開する際に用いる電池パラメータの初期値として、上述した同定演算停止処理部３０９により、ＲＡＭに記憶させた同定演算停止時電池パラメータφｓ＾を設定する。すなわち、同定演算処理を再開する際に用いる電池パラメータの初期値を、同定演算停止時電池パラメータφｓ＾とする。
【００４９】
一方、｜１−（Ｒｒ＾）／（ＲＳ＾）｜≧αである場合には、同定演算再開処理部３１０は、同定演算処理を再開する際に用いる電池パラメータの初期値として、電池温度ごとに予め設定された電池パラメータの初期値である初期電池パラメータφｉを設定する。すなわち、同定演算処理を再開する際に用いる電池パラメータの初期値を、温度検出部３０３により検出された電池温度Ｔ（ｋ）を参照し、電池温度Ｔ（ｋ）に応じた初期電池パラメータφｉとする。なお、初期電池パラメータφｉとしては、電池温度以外にも電池の劣化度または電池のＳＯＣ、あるいは電池温度、電池の劣化度および電池のＳＯＣの組み合わせに基づいて、設定されたものを用いてもよい。
【００５０】
なお、同定演算再開処理部３１０は、第１閾値αとして、予め設定された固定値を用いてもよいが、本実施形態においては、電池温度Ｔ（ｋ）に応じて、第１閾値αを変更するような構成とする。
【００５１】
次いで、本実施形態における、電池パラメータφ＾（ｋ）および充電率推定値ＳＯＣ＾（ｋ）の推定処理について、図６に示すフローチャートを用いて説明する。なお、図６に示す処理は一定周期毎（本実施形態では、１００ｍｓｅｃ毎）に実施される。以下の説明においては、Ｉ(ｋ）は今回の実行周期の電流値（今回の計測値）、Ｉ(ｋ−１）は１回前の実行周期での電流値（前回の計測値）とし、電流以外の値に関しても同様に表記する。なお、以下に説明する処理は、電子制御ユニット３０により行われる。
【００５２】
まず、ステップＳ１０１では、電流検出部３０１、電圧検出部３０２、温度検出部３０３により、電流計測値Ｉ（ｋ）、電圧計測値Ｖ（ｋ）、および電池温度Ｔ（ｋ）の取得が行われる。そして、電流計測値Ｉ（ｋ）は、状態変数フィルタ演算部３０４、同定演算停止処理部３０９、および同定演算再開処理部３１０に、電圧計測値Ｖ（ｋ）は、状態変数フィルタ演算部３０４、適応同定演算部３０５、同定演算停止処理部３０９、および同定演算再開処理部３１０に、電池温度Ｔ（ｋ）は、電池状態推定部３０８、および同定演算再開処理部３１０に、それぞれ送出される。
【００５３】
ステップＳ１０２では、状態変数フィルタ演算部３０４により、ステップＳ１０１で取得された電流計測値Ｉ（ｋ）、および電圧計測値Ｖ（ｋ）について、上記式（９）、（１０）に基づいて、状態変数フィルタを用いた状態フィルタ演算が行われ、変換状態量ω（ｋ）が算出される。
【００５４】
ステップＳ１０３では、電池状態推定部３０８により、内部抵抗推定値Ｒ＾（ｋ）の算出が行なわれる。具体的には、電池状態推定部３０８は、ステップＳ１０１で取得された電池温度Ｔ（ｋ）、および、ＳＯＣ推定部３０７によって前回処理時に推定された充電率推定値ＳＯＣ＾（ｋ−１）に基づき、予め実験により計測された電池温度および充電率に対する内部抵抗値の特性をまとめたマップを用いて、内部抵抗推定値Ｒ＾（ｋ）の算出を行なう。なお、本実施形態においては、電子制御ユニット３０起動時には、前回処理時における充電率推定値ＳＯＣ＾（ｋ−１）が存在しないこととなるが、電子制御ユニット３０起動直後においては、ステップＳ１０１で取得された電圧計測値Ｖ（ｋ）が、開路電圧Ｖ０とほぼ等しいものと判断できるため、電子制御ユニット３０のＲＯＭに予め記憶された開路電圧−充電率特性を用いて、充電率推定値ＳＯＣ＾を求め、これを用いることができる。
【００５５】
ステップＳ１０４では、同定演算停止処理部３０９により、適応同定演算部３０５による、電池パラメータφ＾（ｋ）の同定演算の停止処理が既になされ、適応同定演算部３０５による、同定演算が停止中であるか否かの判断が行なわれる。適応同定演算部３０５による、同定演算の停止処理がなされておらず、前回処理時において、同定演算処理が行なわれている場合には、ステップＳ１０５に進む。一方、適応同定演算部３０５による、同定演算が停止中である場合には、ステップＳ１１０に進む。
【００５６】
ステップＳ１０５では、同定演算停止処理部３０９により、適応同定演算部３０５による、電池パラメータφ＾（ｋ）の同定演算処理を停止させるか否かの判断が行なわれる。具体的には、同定演算停止処理部３０９は、ステップＳ１０１で取得された電流計測値Ｉ（ｋ）、および電圧計測値Ｖ（ｋ）に基づいて、上述した方法にしたがい、同定演算可能か、あるいは、同定演算不可かの判定を行うことで、適応同定演算部３０５による、同定演算処理を停止させるか否かの判断を行なう。同定演算可能と判定され、同定演算処理を続行すると判断された場合には、ステップＳ１０６に進む。一方、同定演算不可と判定され、同定演算処理を停止させると判断された場合には、ステップＳ１０９に進む。
【００５７】
そして、ステップＳ１０５において、同定演算処理を続行すると判断された場合には、ステップＳ１０６に進み、ステップＳ１０６では、適応同定演算部３０５により、電池パラメータφ＾（ｋ）を同定するための同定演算処理が行なわれる。具体的には、ステップＳ１０６では、適応同定演算部３０５により、ステップＳ１０２において算出された変換状態量ω（ｋ）、およびステップＳ１０１で取得された電圧計測値Ｖ（ｋ）を用いて、上記式（１４）に従い、電池モデルの電池パラメータφ＾（ｋ）の同定が行なわれる。
【００５８】
ステップＳ１０７では、開路電圧推定部３０６により、ステップＳ１０６で算出された電池パラメータφ＾（ｋ）、およびステップＳ１０２において算出された変換状態量ω（ｋ）に基づいて、開路電圧推定値Ｖ０＾（ｋ）の算出が行なわれる。そして、算出された開路電圧推定値Ｖ０＾（ｋ）は、ＳＯＣ推定部３０７に送出される。
【００５９】
ステップＳ１０８では、ＳＯＣ推定部３０７により、ステップＳ１０７で算出された開路電圧推定値Ｖ０＾（ｋ）を用いて、予め定められた二次電池１０の開路電圧−充電率特性に基づいて、充電率推定値ＳＯＣ＾（ｋ）の算出が行なわれる。そして、ステップＳ１０１に戻り、上述したステップＳ１０１〜Ｓ１０８の処理が繰り返され、電池パラメータφ＾（ｋ）、および該電池パラメータφ＾（ｋ）に基づく、充電率推定値ＳＯＣ＾（ｋ）の推定処理が繰り返し行なわれることとなる。
【００６０】
一方、上述したステップＳ１０５において、同定演算停止処理部３０９により、同定演算不可と判定され、同定演算処理を停止させると判断された場合には、ステップＳ１０９に進み、ステップＳ１０９では、同定演算停止処理部３０９により、適応同定演算部３０５による、電池パラメータφ＾（ｋ）の同定演算の停止処理が行なわれる。具体的には、同定演算停止処理部３０９は、停止信号Ｓ１を適応同定演算部３０５に送出し、適応同定演算部３０５による、同定演算処理を停止させるとともに、ステップＳ１０３において算出された内部抵抗推定値Ｒ＾（ｋ）を、同定演算停止時内部抵抗推定値Ｒｓ＾として、また、前回処理時（前回処理のステップＳ１０６）に、算出された電池パラメータφ＾（ｋ−１）を、同定演算停止時電池パラメータφｓ＾として、それぞれ、電子制御ユニット３０に備えられたＲＡＭに記憶させる。
【００６１】
そして、ステップＳ１０９において、同定演算の停止処理が行なわれた後は、ステップＳ１０７に進み、開路電圧推定部３０６により、開路電圧推定値Ｖ０＾（ｋ）の算出が行なわれる。なお、この場合においては、適応同定演算部３０５による、電池パラメータφ＾（ｋ）を同定するための同定演算処理（ステップＳ１０６）が行なわれていないため、開路電圧推定値Ｖ０＾（ｋ）は、ステップＳ１０９において電子制御ユニット３０に備えられたＲＡＭに記憶させた同定演算停止時電池パラメータφｓ＾、およびステップＳ１０２において算出された変換状態量ω（ｋ）に基づいて、算出されることとなる。すなわち、開路電圧推定値Ｖ０＾（ｋ）の算出を行なう際に、電池パラメータφ＾（ｋ）の代わりに、同定演算停止時電池パラメータφｓ＾が用いられる。
【００６２】
次いで、ステップＳ１０８に進み、ＳＯＣ推定部３０７により、上述のステップＳ１０７で算出された開路電圧推定値Ｖ０＾（ｋ）を用いて、予め定められた二次電池１０の開路電圧−充電率特性に基づいて、充電率推定値ＳＯＣ＾（ｋ）の算出が行なわれる。そして、ステップＳ１０１に戻り、後述するステップＳ１１０において、同定演算処理の再開が可能であると判断され、ステップＳ１１１〜Ｓ１１４において、同定演算再開処理が行なわれるまで、同定演算停止時電池パラメータφｓ＾を用いた、充電率推定値ＳＯＣ＾（ｋ）の推定処理が行なわれる。
【００６３】
すなわち、上述のステップＳ１０９において、同定演算の停止処理が行なわれた場合には、上述したように、ステップＳ１０７およびステップＳ１０８において、同定演算停止時電池パラメータφｓ＾を用いて、開路電圧推定値Ｖ０＾（ｋ）の算出、および充電率推定値ＳＯＣ＾（ｋ）の算出が行なわれる。その後、ステップＳ１０１に戻り、ステップＳ１０１〜１０３において、上記と同様にして、電流計測値Ｉ（ｋ）、電圧計測値Ｖ（ｋ）、および電池温度Ｔ（ｋ）の取得（ステップＳ１０１）、変換状態量ω（ｋ）の算出（ステップＳ１０２）、ならびに、内部抵抗推定値Ｒ＾（ｋ）の算出（ステップＳ１０３）が行なわれる。そして、ステップＳ１０４において、同定演算が停止中であると判断され、ステップＳ１１０に進む。
【００６４】
ステップＳ１１０では、同定演算再開処理部３１０により、適応同定演算部３０５による、電池パラメータφ＾（ｋ）の同定演算処理を再開させるか否かの判断が行なわれる。具体的には、同定演算再開処理部３１０は、ステップＳ１０１で取得された電流計測値Ｉ（ｋ）、および電圧計測値Ｖ（ｋ）に基づいて、上述した方法にしたがい、同定演算可能か、あるいは、同定演算不可かの判定を行うことで、適応同定演算部３０５による、同定演算処理を再開させるか否かの判断を行なう。同定演算可能と判定され、同定演算処理を再開すると判断された場合には、同定演算再開処理を実行するため、ステップＳ１１１に進む。一方、同定演算不可と判定され、同定演算処理を停止させると判断された場合には、ステップＳ１０７に進み、ステップＳ１１０において、同定演算処理の再開が可能であると判断されるまで、上記と同様にして、同定演算停止時電池パラメータφｓ＾を用いた、充電率推定値ＳＯＣ＾（ｋ）の推定処理が繰り返し行なわれる。
【００６５】
そして、ステップＳ１１０において、同定演算可能と判定され、同定演算処理を再開すると判断された場合には、ステップＳ１１１に進み、同定演算再開処理部３１０により、適応同定演算部３０５による、電池パラメータφ＾（ｋ）の同定演算の再開処理が行なわれる。具体的には、同定演算再開処理部３１０は、再開信号Ｓ２を適応同定演算部３０５に送出し、適応同定演算部３０５による、同定演算処理を再開させるための信号を送出することで、適応同定演算部３０５に、同定演算処理を再開させるための指令を行なう。
【００６６】
次いで、ステップＳ１１２では、同定演算再開処理部３１０は、上述したステップＳ１０９において、同定演算処理を停止させるための処理が行なわれた際に、電子制御ユニット３０に備えられたＲＡＭに記憶させた同定演算停止時内部抵抗推定値Ｒｓ＾を読み出すとともに、ステップＳ１０３において得られた今回処理時の内部抵抗推定値Ｒ＾を、同定演算再開時内部抵抗推定値Ｒｒ＾に設定する。そして、同定演算再開処理部３１０は、これらの割合である変化率｜１−（Ｒｒ＾）／（ＲＳ＾）｜を算出し、変化率｜１−（Ｒｒ＾）／（ＲＳ＾）｜と、所定の第１閾値αとの比較を行なう。
【００６７】
この比較の結果、｜１−（Ｒｒ＾）／（ＲＳ＾）｜＜αであると判断された場合には、ステップＳ１１３に進み、同定演算処理を再開する際に用いる電池パラメータの初期値として、同定演算停止時電池パラメータφｓ＾が設定される。次いで、ステップＳ１０６に進み、同定演算に用いる、電池パラメータの初期値として、同定演算停止時電池パラメータφｓ＾を用いて、電池パラメータφ＾（ｋ）の算出処理が行なわれ、算出された電池パラメータφ＾（ｋ）を用いて、開路電圧推定値Ｖ０＾（ｋ）の算出（ステップＳ１０７）、充電率推定値ＳＯＣ＾（ｋ）の算出（ステップＳ１０８）が行なわれる。
【００６８】
一方、｜１−（Ｒｒ＾）／（ＲＳ＾）｜≧αであると判断された場合には、ステップＳ１１４に進み、同定演算処理を再開する際に用いる電池パラメータの初期値として、電池温度ごとに予め設定された電池パラメータの初期値である初期電池パラメータφｉが設定される。なお、電池パラメータの初期値を、初期電池パラメータφｉに設定する際には、ステップＳ１０１で取得された電池温度Ｔ（ｋ）が参照されることとなる。次いで、ステップＳ１０６に進み、同定演算に用いる、電池パラメータの初期値として、初期電池パラメータφｉを用いて、電池パラメータφ＾（ｋ）の算出処理が行なわれ、算出された電池パラメータφ＾（ｋ）を用いて、開路電圧推定値Ｖ０＾（ｋ）の算出（ステップＳ１０７）、充電率推定値ＳＯＣ＾（ｋ）の算出（ステップＳ１０８）が行なわれる。
【００６９】
本実施形態においては、電池パラメータφ＾（ｋ）を同定する同定演算を停止し、その後、該同定演算を再開する際に、電池パラメータφ＾（ｋ）の同定演算に用いる、電池パラメータの初期値を、同定演算停止時内部抵抗推定値ＲＳ＾と、同定演算再開時内部抵抗推定値Ｒｒ＾との変化の比率である、変化率｜１−（Ｒｒ＾）／（ＲＳ＾）｜に応じて、選択するものである。すなわち、同定演算停止時および再開時における、二次電池１０の内部抵抗値の変化に応じて、同定演算を再開する際に用いる、電池パラメータの初期値を、選択するものである。具体的には、本実施形態では、変化率｜１−（Ｒｒ＾）／（ＲＳ＾）｜が、所定の第１閾値αに対して、｜１−（Ｒｒ＾）／（ＲＳ＾）｜＜αの関係にある場合には、電池パラメータの初期値として、同定演算停止時電池パラメータφｓ＾を用い、一方で、｜１−（Ｒｒ＾）／（ＲＳ＾）｜≧αの関係にある場合には、電池パラメータの初期値として、電池温度ごとに予め設定された電池パラメータの初期値である初期電池パラメータφｉを用いる。そのため、本実施形態によれば、同定演算再開した際に、同定演算停止時および再開時における、二次電池１０の内部抵抗値の変化によらず、電池パラメータφ＾（ｋ）を、比較的短い時間で真値に収束させることができ、これにより、充電率の推定精度を向上させることが可能となる。
【００７０】
さらに、本実施形態によれば、同定演算を再開する際に用いる、電池パラメータの初期値を選択する際に、二次電池１０の内部状態を示す電池状態量のうち、主たる状態量である内部抵抗値を用い、内部抵抗値の変化量に基づいて設定するものであるため、上記効果をより高めることができる。
【００７１】
加えて、本実施形態によれば、上述した第１閾値αを、電池温度Ｔ（ｋ）に応じて、変更するような構成としている。同定演算停止時および再開時における、内部抵抗値の変化率｜１−（Ｒｒ＾）／（ＲＳ＾）｜が同じであっても、電池温度Ｔ（ｋ）が変化すると、電池パラメータの初期値として望ましいものも、変化してくる場合がある。これに対して、本実施形態では、第１閾値αを、電池温度Ｔ（ｋ）に応じて変更することにより、電池パラメータの初期値をより適切に設定することができ、これにより、上記効果をより高めることができる。
【００７２】
ここで、図７は、本実施形態における電池パラメータおよび充電率の推定処理のシミュレーション結果を示す図、図８は、従来例における電池パラメータおよび充電率の推定処理のシミュレーション結果を示す図である。
【００７３】
図７、図８中、左側の各グラフは、上から電流計測値Ｉ（ｋ）の変化を示すプロファイル、電圧計測値Ｖ（ｋ）の変化を示すプロファイル、充電率ＳＯＣの推定値の真値に対する誤差の変化を示すプロファイル、充電率ＳＯＣの推定値の変化を示すプロファイルである。また、図７、図８中、右側の各グラフは、上から、電池パラメータ（パラメータ１〜４）のプロファイル、および内部抵抗値の変化率のプロファイルである。なお、図７、図８中、パラメータ１〜４は、それぞれ、パラメータＴ１，Ｔ２，Ｋ，ｈのいずれか、あるいは、各パラメータＴ１，Ｔ２，Ｋ，ｈのうち、２つ以上を任意に積算・加算したものに相当する。また、図７、図８中にいては、推定値を実線で、真値を破線で示している。
【００７４】
図７、図８においては、図７、図８中に示す「領域Ａ」において、各パラメータ１〜４の同定演算を行い、次いで、「領域Ｂ」において、各パラメータ１〜４の同定演算を停止し、その後、「領域Ｃ」において、同定演算を再開した場合におけるシミュレーション結果を示している。また、図７、図８に示すシミュレーション結果は、「領域Ｂ」、すなわち、各パラメータ１〜４の同定演算を停止している際に、内部抵抗値の変化率が変化した場合のシミュレーション結果である。
【００７５】
図７に示すように、本実施形態のように、同定演算停止中に、内部抵抗値が変化した場合に、同定演算再開時に用いる電池パラメータの初期値として、電池温度ごとに予め設定された電池パラメータの初期値である初期電池パラメータφｉを用いることにより、各パラメータ１〜４を、比較的短い時間で真値に収束させることができ、その結果、充電率ＳＯＣの推定値の真値に対する誤差を小さくすることが可能であることが確認できる。
【００７６】
一方、図８に示すように、同定演算停止中に、内部抵抗値の変化率が変化した場合に、電池パラメータの初期値として、同定演算停止時電池パラメータφｓ＾を用いると、各パラメータ１〜４は、真値に収束せず、そのため、充電率ＳＯＣの推定値の真値に対する誤差が大きくなる結果となった。
【００７７】
同様に、図９は、本実施形態における電池パラメータおよび充電率の推定処理のシミュレーション結果を示す図、図１０は、従来例における電池パラメータおよび充電率の推定処理のシミュレーション結果を示す図である。
【００７８】
図９、図１０は、上述した図７、図８と同様に、シミュレーション結果を示す図であり、図９、図１０のシミュレーション結果は、図７、図８の場合と異なり、「領域Ｂ」、すなわち、各パラメータ１〜４の同定演算を停止している際に、内部抵抗値が変化しない場合のシミュレーション結果である。
【００７９】
図９に示すように、本実施形態のように、同定演算停止中に、内部抵抗値が変化していない場合に、同定演算再開時に用いる電池パラメータの初期値として、同定演算停止時電池パラメータφｓ＾を用いることにより、各パラメータ１〜４を、比較的短い時間で真値に収束させることができ、その結果、充電率ＳＯＣの推定値の真値に対する誤差を小さくすることが可能であることが確認できる。
【００８０】
一方、図１０に示すように、同定演算停止中に、内部抵抗値が変化していない場合に、電池パラメータの初期値として、電池温度ごとに予め設定された電池パラメータの初期値である初期電池パラメータφｉを用いると、各パラメータ１〜４は、真値に収束せず、そのため、充電率ＳＯＣの推定値の真値に対する誤差が大きくなる結果となった。
【００８１】
《第２実施形態》
次いで、本発明の第２実施形態について、説明する。
第２実施形態においては、電子制御ユニット３０が、図１１に示すような機能ブロック図で示される構成を有し、以下に説明するように機能する以外は、第１実施形態と同様である。
【００８２】
図１１に示すように、第２実施形態に係る電子制御ユニット３０は、第１実施形態と比較して、ＳＯＣ推定部３０７の代わりに、第１ＳＯＣ推定部３０７ａを備え、かつ、第２ＳＯＣ推定部３１１および選択部３１２をさらに有する以外は、上述した第１実施形態に係る電子制御ユニット３０と同様である。
【００８３】
第１ＳＯＣ推定部３０７ａは、上述した第１実施形態のＳＯＣ推定部３０７と同様に、開路電圧推定部３０６により算出された開路電圧推定値Ｖ０＾（ｋ）から、予め定められた二次電池１０の開路電圧−充電率特性に基づいて、第１充電率推定値ＳＯＣ１＾（ｋ）を算出する。そして、このようにして得られた第１充電率推定値ＳＯＣ１＾（ｋ）は、第１ＳＯＣ推定部３０７ａから、第２ＳＯＣ推定部３１１および選択部３１２に送出される。
【００８４】
第２ＳＯＣ推定部３１１は、同定演算停止処理部３０９により、適応同定演算部３０５による、電池パラメータφ＾（ｋ）の同定演算の停止処理が行なわれた際に、同定演算の停止処理が行なわれた際において、第１ＳＯＣ推定部３０７ａにより算出された第１充電率推定値ＳＯＣ１＾（ｋ）を取得し、これを同定演算停止時充電率推定値ＳＯＣｓ＾（ｋ）とする。そして、第２ＳＯＣ推定部３１１は、同定演算停止時充電率推定値ＳＯＣｓ＾、および電流検出部３０１により検出された電流検出値Ｉ（ｋ）に基づき、電流積算法によって、第２充電率推定値ＳＯＣ２＾（ｋ）の算出を行なう。具体的には、第２ＳＯＣ推定部３１１は、同定演算停止時充電率推定値ＳＯＣｓ＾に相当する、二次電池の残容量を求め、これを初期容量Ｃｉｎｉとし、電流検出値Ｉ（ｋ）に基づき、二次電池１０に流れる充放電電流による電池容量の変化を、電流検出値Ｉ（ｋ）を積算することにより求め、求めた電池容量Ｃを、二次電池１０の総容量Ｃａｌｌにて除すことにより、第２充電率推定値ＳＯＣ２＾（ｋ）を算出する。そして、このようにして得られた第２充電率推定値ＳＯＣ２＾（ｋ）は、第２ＳＯＣ推定部３１１から、選択部３１２に送出される。
【００８５】
なお、第２充電率推定値ＳＯＣ２＾の算出は、適応同定演算部３０５による、同定演算の停止処理が行なわれた際に開始され、その後、同定演算再開処理部３１０により、適応同定演算部３０５による、同定演算の再開処理が実行されてから、所定時間Ｔ（所定時間Ｔについては、後述する。）経過することで、終了する。
【００８６】
選択部３１２は、二次電池１０の充電率推定値ＳＯＣ＾（ｋ）を求めるための演算を、第１ＳＯＣ推定部３０７ａにより行なわせるか、あるいは、第２ＳＯＣ推定部３１１により行なわせるかを選択し、これらの切替えを行なう。具体的には、選択部３１２は、
定演算部３０５による、同定演算の停止処理が行なわれた際には、第１ＳＯＣ推定部３０７ａにより算出された第１充電率推定値ＳＯＣ１＾（ｋ）に代えて、第２ＳＯＣ推定部３１１により算出された第２充電率推定値ＳＯＣ２＾（ｋ）を、二次電池１０の充電率推定値ＳＯＣ＾（ｋ）とするように切替える。一方、適応同定演算部３０５による、同定演算の再開処理が実行されてから、所定時間Ｔ経過した際には、第２ＳＯＣ推定部３１１により算出された第２充電率推定値ＳＯＣ２＾（ｋ）に代えて、第１ＳＯＣ推定部３０７ａにより算出された第１充電率推定値ＳＯＣ１＾（ｋ）を、二次電池１０の充電率推定値ＳＯＣ＾（ｋ）とするように切替える。すなわち、選択部３１２は、同定演算の停止処理後、同定演算が再開され、所定時間Ｔが経過するまでは、第２充電率推定値ＳＯＣ２＾（ｋ）を使用し、所定時間Ｔ経過後、再び、同定演算の停止処理がされるまでは、第１充電率推定値ＳＯＣ１＾（ｋ）を使用する。また、第２充電率推定値ＳＯＣ２＾（ｋ）から第１充電率推定値ＳＯＣ１＾（ｋ）に切り替える場合に、これらの値に差がある場合には、充電率推定値ＳＯＣ＾（ｋ）に段差が生じてしまうことが考えられるため、このような場合には、充電率推定値ＳＯＣ＾（ｋ）に変化率リミッタ処理を施したり、あるいは、第２充電率推定値ＳＯＣ２＾（ｋ）と、第１充電率推定値ＳＯＣ１＾（ｋ）とを線形補間処理してもよい。
【００８７】
なお、選択部３１２は、所定時間Ｔとしては、同定演算再開処理部３１０により算出される変化率｜１−（Ｒｒ＾）／（ＲＳ＾）｜に応じて、変更するような構成とする。具体的には、｜１−（Ｒｒ＾）／（ＲＳ＾）｜が、所定の第２閾値βに対して、｜１−（Ｒｒ＾）／（ＲＳ＾）｜＜βの関係にある場合には、所定時間Ｔを比較的短い時間に設定し、｜１−（Ｒｒ＾）／（ＲＳ＾）｜≧βの関係にある場合には、所定時間Ｔを比較的長い時間に設定するような構成とする。
【００８８】
また、選択部３１２は、第２閾値βとして、予め設定された固定値を用いてもよいが、本実施形態においては、電池温度Ｔ（ｋ）に応じて、第１閾値βを変更するような構成とする。
【００８９】
次いで、第２実施形態における、電池パラメータφ＾（ｋ）および充電率推定値ＳＯＣ＾（ｋ）の推定処理について、図１２に示すフローチャートを用いて説明する。図１２に示す処理は一定周期毎（本実施形態では、１００ｍｓｅｃ毎）に実施される。なお、以下に説明する処理は、電子制御ユニット３０により行われる。
【００９０】
まず、ステップＳ２０１〜Ｓ２０４においては、上述した第１実施形態のステップＳ１０１〜Ｓ２０４（図６参照）と同様に、電流計測値Ｉ（ｋ）、電圧計測値Ｖ（ｋ）、および電池温度Ｔ（ｋ）の取得（ステップＳ２０１）、変換状態量ω（ｋ）の算出（ステップＳ２０２）、ならびに、内部抵抗推定値Ｒ＾（ｋ）の算出（ステップＳ２０３）、適応同定演算部３０５による、同定演算が停止中であるか否かの判断（ステップＳ２０４）が行なわれる。適応同定演算部３０５による、同定演算の停止処理がなされておらず、前回処理時において、同定演算処理が行なわれている場合には、ステップＳ２０５に進む。一方、適応同定演算部３０５による、同定演算が停止中である場合には、ステップＳ２０７に進む。
【００９１】
ステップ２０５では、上述した第１実施形態のステップＳ１０５（図６参照）と同様に、適応同定演算部３０５による、電池パラメータφ＾（ｋ）の同定演算処理を停止させるか否かの判断が行なわれる。同定演算処理を続行すると判断された場合には、ステップＳ２１３に進み、充電率推定処理が行なわれる。なお、ステップＳ２１３の充電率推定処理については、後述する。一方、同定演算処理を停止させると判断された場合には、ステップＳ２０６に進む。
【００９２】
ステップＳ２０６では、上述した第１実施形態のステップＳ１０９（図６参照）と同様に、電池パラメータφ＾（ｋ）の同定演算の停止処理、および、同定演算停止時内部抵抗推定値Ｒｓ＾、および同定演算停止時電池パラメータφｓ＾を電子制御ユニット３０に備えられたＲＡＭに記憶させる処理が行なわれる。そして、ステップＳ２０６終了後には、ステップＳ２１３に進み、後述する充電率推定処理が行なわれる。
【００９３】
一方、上述のステップＳ２０４において、適応同定演算部３０５による、同定演算が停止中である場合には、ステップＳ２０７に進み、上述した第１実施形態のステップＳ１１０（図６参照）と同様に、同定演算の再開が可能か否かの判断がなされる。同定演算の再開が可能と判断された場合には、ステップＳ２０８に進む。一方、同定演算の再開が不可と判断された場合には、ステップＳ２１３に進み、後述する充電率推定処理が行なわれる。
【００９４】
ステップＳ２０８〜Ｓ２１１においては、上述した第１実施形態のステップＳ１１１〜Ｓ１１４（図６参照）と同様に、同定演算の再開処理（ステップＳ２０８）、変化率｜１−（Ｒｒ＾）／（ＲＳ＾）｜が第１閾値α未満であるか否かの判断（ステップＳ２０９）、同定演算に用いる、電池パラメータの初期値の設定（ステップＳ２１０、Ｓ２１１）が行なわれる。
【００９５】
そして、ステップＳ２１２では、選択部３１２により、所定時間Ｔの設定が行なわれる。具体的には、選択部３１２は、ステップＳ２０９で算出された変化率｜１−（Ｒｒ＾）／（ＲＳ＾）｜と、所定の第２閾値βとを比較し、比較結果に応じて、所定時間Ｔを設定する。そして、ステップＳ２１２において、所定時間Ｔの初期値の設定が行なわれた後には、ステップＳ２１３に進み、後述する充電率推定処理が行なわれる。
【００９６】
次いで、ステップＳ２１３の充電率推定処理について、説明する。図１３は、ステップＳ２１３の充電率推定処理を示すフローチャートである。
【００９７】
まず、図１３に示すステップＳ３０１では、上述したステップＳ２０６において、適応同定演算部３０５による、電池パラメータφ＾（ｋ）の同定演算の停止処理が既になされ、適応同定演算部３０５による、同定演算が停止中であるか否かの判断が行なわれる。適応同定演算部３０５による、同定演算の停止処理がなされておらず、前回処理時において、同定演算処理が行なわれていると判断された場合には、ステップＳ３０２に進む。一方、適応同定演算部３０５による、同定演算が停止中であると判断された場合には、ステップＳ３０７に進む。
【００９８】
ステップＳ３０２、Ｓ３０３では、上述した第１実施形態のステップＳ１０６、Ｓ１０７（図６参照）と同様に、適応同定演算部３０５により、電池パラメータφ＾（ｋ）を同定するための同定演算処理（ステップＳ３０２）、および開路電圧推定値Ｖ０＾（ｋ）の算出処理（ステップＳ３０３）が行なわれる。
【００９９】
そして、ステップＳ３０４では、第１ＳＯＣ推定部３０７ａにより、ステップＳ３０３で算出された開路電圧推定値Ｖ０＾（ｋ）を用いて、予め定められた二次電池１０の開路電圧−充電率特性に基づいて、第１充電率推定値ＳＯＣ１＾（ｋ）の算出が行なわれる。算出された第１充電率推定値ＳＯＣ１＾（ｋ）は、第２ＳＯＣ推定部３１１および選択部３１２に送出される。
【０１００】
次いで、ステップＳ３０５では、適応同定演算部３０５による、同定演算の再開処理が実行されてから、所定時間Ｔ経過しているか否かの判定が行なわれる。同定演算の再開処理が実行されてから、所定時間Ｔ経過していると判断された場合には、ステップＳ３０６に進む。そして、ステップＳ３０６において、選択部３１２によって、第１ＳＯＣ推定部３０７ａおよび第２ＳＯＣ推定部３１１のうち、第１ＳＯＣ推定部３０７ａが選択され、ステップＳ３０４において、第１ＳＯＣ推定部３０７ａにより算出された第１充電率推定値ＳＯＣ１＾（ｋ）を、二次電池１０の充電率推定値ＳＯＣ＾（ｋ）に設定する処理がなされる。
【０１０１】
一方、上述のステップＳ３０１において、同定演算が停止中であると判断された場合、または、同定演算が停止中でない場合でも、上述のステップＳ３０５において、適応同定演算部３０５による、同定演算の再開処理が実行されてから、所定時間Ｔ経過していないと判断された場合には、ステップＳ３０７に進む。ステップＳ３０７では、第２ＳＯＣ推定部３１１により、第２充電率推定値ＳＯＣ２＾（ｋ）の算出が行なわれる。具体的には、第２ＳＯＣ推定部３１１は、同定演算停止時に推定された充電率の推定値である同定演算停止時充電率推定値ＳＯＣｓ＾（ｋ）、およびステップＳ２０１で取得された電流検出値Ｉ（ｋ）に基づき、電流積算法によって、第２充電率推定値ＳＯＣ２＾（ｋ）を算出する。算出された第２充電率推定値ＳＯＣ２＾（ｋ）は、選択部３１２に送出される。
【０１０２】
次いで、ステップＳ３０７に続くテップＳ３０８では、選択部３１２によって、第１ＳＯＣ推定部３０７ａおよび第２ＳＯＣ推定部３１１のうち、第２ＳＯＣ推定部３１１が選択され、ステップＳ３０７において、第２ＳＯＣ推定部３１１により算出された第２充電率推定値ＳＯＣ２＾（ｋ）を、二次電池１０の充電率推定値ＳＯＣ＾（ｋ）に設定する処理がなされる。
第２実施形態においては、以上のようにして、二次電池１０の充電率推定値ＳＯＣ＾（ｋ）が算出される。
【０１０３】
第２実施形態によれば、上述した第１実施形態の効果に加えて、次の効果を奏する。
すなわち、第２実施形態においては、電池パラメータφ＾（ｋ）を同定する同定演算を停止している際には、第２ＳＯＣ推定部３１１により電流積算法に基づいて、二次電池１０の充電率を推定し、同定演算を再開し、所定時間Ｔ経過した後に、電流積算法による充電率の推定から、第１ＳＯＣ推定部３０７ａにより、同定した電池パラメータφ＾（ｋ）に基づく、充電率の推定を行なう。そして、第２実施形態においては、この所定時間Ｔを、同定演算停止時内部抵抗推定値ＲＳ＾と、同定演算再開時内部抵抗推定値Ｒｒ＾との変化の比率である、変化率｜１−（Ｒｒ＾）／（ＲＳ＾）｜に応じて、変化させるものである。すなわち、所定の第２閾値βに対して、｜１−（Ｒｒ＾）／（ＲＳ＾）｜＜βの関係にある場合には、所定時間Ｔを比較的短い時間に設定し、｜１−（Ｒｒ＾）／（ＲＳ＾）｜≧βの関係にある場合には、所定時間Ｔを比較的長い時間に設定するような構成とする。そのため、第２実施形態によれば、変化率｜１−（Ｒｒ＾）／（ＲＳ＾）｜が小さい場合に、電流積算法に基づく充電率の推定を、不要に長い時間行なうことを防止することができ、その結果として、充電率の推定精度のさらなる向上が可能となる。
【０１０４】
加えて、第２実施形態によれば、上述した第２閾値βを、電池温度Ｔ（ｋ）に応じて、変更するような構成としている。同定演算停止時および再開時における、内部抵抗値の変化率｜１−（Ｒｒ＾）／（ＲＳ＾）｜が同じであっても、電池温度Ｔ（ｋ）が変化すると、所定時間Ｔとして望ましいものも、変化してくる場合がある。これに対して、本実施形態では、第２閾値βを、電池温度Ｔ（ｋ）に応じて変更することにより、所定時間Ｔをより適切に設定することができ、これにより、上記効果をより高めることができる。
【０１０５】
なお、上述した実施形態において、電流検出部３０１は本発明の電流検出手段に、電圧検出部３０２は本発明の電圧検出手段に、温度検出部３０３は本発明の温度検出手段に、状態変数フィルタ演算部３０４および適応同定演算部３０５は本発明の同定演算手段に、電池状態推定部３０８は本発明の状態量推定手段に、同定演算停止処理部３０９は本発明の演算停止処理手段および保存手段に、同定演算再開処理部３１０は本発明の演算再開処理手段に、開路電圧推定部３０６は本発明の開路電圧推定手段に、ＳＯＣ推定部３０７および第１ＳＯＣ推定部３０７ａは本発明の第１充電率推定手段に、第２ＳＯＣ推定部３１１は本発明の第２充電率推定手段に、選択部３１２は本発明の選択手段に、それぞれ相当する。
【０１０６】
以上、本発明の実施形態について説明したが、これらの実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。
【０１０７】
たとえば、上述した実施形態においては、同定演算を再開する際に用いる、電池パラメータの初期値を選択する際に、二次電池１０の内部状態を示す電池状態量のうち、主たる状態量である内部抵抗値を用い、内部抵抗値の変化量に基づいて設定するような構成を示したが、電池状態量のうち、内部抵抗値以外の状態量についての変化量を求め、これを用いるような構成であってもよい。
【符号の説明】
【０１０８】
１０…二次電池
２０…負荷
３０…電子制御ユニット
３０１…電流検出部
３０２…電圧検出部
３０３…温度検出部
３０４…状態変数フィルタ演算部
３０５…適応同定演算部
３０６…開路電圧推定部
３０７、３０７ａ…ＳＯＣ推定部（第１ＳＯＣ推定部）
３０８…電池状態推定部
３０９…同定演算停止処理部
３１０…同定演算再開処理部
３１１…第２ＳＯＣ推定部
３１２…選択部
４０…電流計
５０…電圧計
６０…温度センサ
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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