(57)【要約】  【課題】適用デジタルフィルタを用いた二次電池の充電率推定装置において、パラメータ推定演算を中止してから演算開始まで長時間が経過し、電池モデルの各パラメータが変化した状態で演算を再開した場合でも充電率推定値を速やかに正確な値にできる二次電池の充電率推定装置を提供する。  【解決手段】適用デジタルフィルタ４におけるパラメータ推定速度を、パラメータ推定演算開始後から所定時間の間はパラメータ推定演算開始から所定時間経過した後のパラメータ推定速度よりも大きくするように調整する調整手段７を備えた二次電池の充電率推定装置。前記調整手段は調整ゲインを大きくするか、もしくは前処理フィルタ手段３のローパスフィルタの時定数を小さくするように調整することにより、パラメータ推定速度大きくする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
二次電池の電流Ｉを検出する電流検出手段と、
二次電池の端子電圧Ｖを検出する端子電圧検出手段と、
二次電池の電池モデルを定義し、その電池モデルを用いて適応デジタルフィルタ演算を行って、電池モデルのパラメータを一括推定するパラメータ推定演算手段と、
前記電流Ｉおよび端子電圧Ｖの検出値と前記パラメータの推定値とから開路電圧Ｖ０を演算する開路電圧演算手段と、
前記開路電圧Ｖ０から充電率を演算する充電率演算手段と、を有する二次電池の充電率推定装置において、
前記パラメータ推定演算手段におけるパラメータ推定速度を、パラメータ推定演算開始後から所定時間の間はパラメータ推定演算開始から前記所定時間経過した後のパラメータ推定速度よりも大きくするように調整する調整手段を備えたことを特徴とする二次電池の充電率推定装置。
【請求項２】
二次電池の電流Ｉを検出する電流検出手段と、
二次電池の端子電圧Ｖを検出する端子電圧検出手段と、
二次電池の電池モデルを定義し、その電池モデルを用いて適応デジタルフィルタ演算を行って、電池モデルのパラメータを一括推定するパラメータ推定演算手段と、
前記電流Ｉおよび端子電圧Ｖの検出値と前記パラメータの推定値とから開路電圧Ｖ０を演算する開路電圧演算手段と、
前記開路電圧Ｖ０から充電率を演算する充電率演算手段と、を有する二次電池の充電率推定装置において、
前記電流Ｉおよび端子電圧Ｖの検出値にローパスフィルタ処理を施してから前記パラメータ推定演算手段へ送る前処理フィルタ手段を有し、
前記ローパスフィルタの処理速度を、パラメータ推定演算開始後から所定時間の間はパラメータ推定演算開始から前記所定時間経過した後のローパスフィルタの処理速度よりも大きくするように調整する調整手段を備えたことを特徴とする二次電池の充電率推定装置。
【請求項３】
請求項２に記載の二次電池の充電率推定装置において、
前記調整手段は、前記パラメータ推定演算手段におけるパラメータ推定演算開始後から所定時間の間は、前記ローパスフィルタの処理速度を、パラメータ推定演算開始から前記所定時間経過した後のローパスフィルタの処理速度よりも大きくし、かつ、前記パラメータ推定演算手段におけるパラメータ推定速度を、パラメータ推定演算開始から前記所定時間経過した後のパラメータ推定速度よりも大きくするように構成した二次電池の充電率推定装置。
【請求項４】
前記パラメータ推定演算手段におけるパラメータ推定速度の変更は、前記適応デジタルフィルタの調整ゲインの大きさを、パラメータ推定演算開始後所定時間の間はパラメータ推定演算開始から前記所定時間経過した後の調整ゲインよりも大きくすることによって行うことを特徴とする請求項１または請求項３に記載の二次電池の充電率推定装置。
【請求項５】
前記ローパスフィルタの処理速度の変更は、前記ローパスフィルタの時定数の大きさを、パラメータ推定演算開始後所定時間の間はパラメータ推定演算開始から前記所定時間経過した後の時定数の大きさよりも小さくすることによって行うことを特徴とする請求項２または請求項３に記載の二次電池の充電率推定装置。
【請求項６】
前記パラメータ推定演算手段のパラメータ推定演算開始時における二次電池の温度と前回パラメータ推定演算を中断した時点における二次電池の温度との差を検出する温度差検出手段を備え、前記調整手段は、前記温度差検出手段によって検出された温度差が大きい程、前記パラメータ推定演算開始後所定時間の間における調整ゲインを大きくすることを特徴とする請求項１、請求項３または請求項４に記載の二次電池の充電率推定装置。
【請求項７】
前回パラメータ推定演算を中断した時点からパラメータ推定演算開始時までの経過時間を検出する計時手段を備え、前記調整手段は、前記計時手段によって検出された経過時間が長い程、前記パラメータ推定演算開始後所定時間の間における調整ゲインを大きくすることを特徴とする請求項１、請求項３または請求項４に記載の二次電池の充電率推定装置。
【請求項８】
前記パラメータ推定演算手段のパラメータ推定演算開始時における二次電池の温度と前回パラメータ推定演算を中断した時点における二次電池の温度との差を検出する温度差検出手段と、前回パラメータ推定演算を中断した時点からパラメータ推定演算開始時までの経過時間を検出する計時手段との少なくとも一方を備え、
前記調整手段は、前記温度差検出手段によって検出された温度差が所定の温度差以上、若しくは前記計時手段によって計時された経過時問が所定時間以上である場合に、パラメータ推定演算開始後所定時間の間における調整ゲインの大きさを、パラメータ推定演算開始から前記所定時間経過した後の調整ゲインの大きさよりも大きくすることを特徴とする請求項１、請求項３または請求項４に記載の二次電池の充電率推定装置。
【請求項９】
前記パラメータ推定演算手段のパラメータ推定演算開始時における二次電池の温度と前回パラメータ推定演算を中断した時点における二次電池の温度との差を検出する温度差検出手段を備え、前記調整手段は、前記温度差検出手段によって検出された温度差が大きい程、前記パラメータ推定演算開始後所定時間の間における前記ローパスフィルタの時定数を小さくすることを特徴とする請求項２、請求項３または請求項５に記載の二次電池の充電率推定装置。
【請求項１０】
前回パラメータ推定演算を中断した時点からパラメータ推定演算開始時までの経過時間を検出する計時手段を備え、前記調整手段は、前記計時手段によって検出された経過時間が長い程、前記パラメータ推定演算開始後所定時間の間における前記ローパスフィルタの時定数を小さくすることを特徴とする請求項２、請求項３または請求項５に記載の二次電池の充電率推定装置。
【請求項１１】
前記パラメータ推定演算手段のパラメータ推定演算開始時における二次電池の温度と前回パラメータ推定演算を中断した時点における二次電池の温度との差を検出する温度差検出手段と、前回パラメータ推定演算を中断した時点からパラメータ推定演算開始時までの経過時間を検出する計時手段との少なくとも一方を備え、
前記調整手段は、前記温度差検出手段によって検出された温度差が所定の温度差以上、若しくは前記計時手段によって計時された経過時問が所定時間以上である場合に、パラメータ推定演算開始後所定時間の間における時定数の大きさを、パラメータ推定演算開始から前記所定時間経過した後の時定数よりも小さくすることを特徴とする請求項２、請求項３または請求項５に記載の二次電池の充電率推定装置。
【請求項１２】
請求項１乃至請求項１１の何れかに記載二次電池の充電率推定装置において、
前記パラメータ推定演算手段は、二次電池の電池モデルを下記（数１）式のように定義し、（数１）式の電池モデルを用いて、開路電圧Ｖ０を下記（数２）式で近似することで、（数１）式を（数３）式とし、（数３）式の両辺にローパスフィルタ処理を施すことによって得られる（数４）式に対して適応デジタルフィルタ演算を行い、Ａ(ｓ）とＢ(ｓ）の係数パラメータおよび変数ｄを一括推定するものであり、
前記開路電圧演算手段は、前記電流Ｉおよび端子電圧Ｖの検出値と前記パラメータの推定値とを（数１）式と等価な下記（数５）式に代入して開路電圧Ｖ０を演算するものであり、
前記充電率演算手段は、予め測定した開路電圧Ｖ０と充電率との関係に基づいて前記開路電圧Ｖ０から充電率を求めるものである、ことを特徴とする二次電池の充電率推定装置。
【数１】
2006292559.tif 000022
【数２】
2006292559.tif 000023
【数３】
2006292559.tif 000024
【数４】
2006292559.tif 000025
【数５】
2006292559.tif 000026
ｓ：ラプラス演算子    Ａ(ｓ)、Ｂ(ｓ)：ｓの多項式（ｎは次数）
Ｉ：電流    Ｖ：電圧    Ｖ０：開路電圧
ＧＬＰＦ(ｓ)：ローパスフィルタの伝達特性（次数差はｎ＋１以上）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二次電池の充電率ＳＯＣ（充電状態ともいう）を推定する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１に記載のように、二次電池の充電率ＳＯＣと開路電圧Ｖ０（通電遮断時の端子電圧であり、起電力、開放電圧ともいう）の関係は、劣化の進行具合や温度等の使用条件によらず略一定であるという特性があるので、使用中の二次電池について開路電圧を求めることにより現在の充電率を正確に推定することができる。特許文献１においては、二次電池の電流Ｉと端子電圧Ｖから適応デジタルフィルタを用いて開路電圧Ｖ０を推定し、開路電圧Ｖ０から予め計測しておいたデータに基づいて充電率ＳＯＣを求めている。  
また、下記特許文献２には、パラメータ推定演算を中止した後に推定演算を再開する場合には、中止する直前の値（前回値）を用いて充電率推定演算を行う内容が記載されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１７８８４８号公報
【特許文献２】特開２００４−０７９４７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のような適用デジタルフィルタを用いた二次電池の充電率推定装置において、特許文献２に記載のように中止する直前の値を用いて充電率推定を行う構成においては、パラメータ推定演算を中止してから演算開始まで長時間経過し、電池温度や自己放電による電圧が変化した場合、つまり電池モデルの各パラメータが変化した状態で演算を再開した場合には、演算開始から推定パラメータが真値に追従するまでに時間がかかり、その間、電池の充電率を精度良く推定することができないという問題があった。  
本発明は上記の問題を解決し、パラメータ推定を中止した後に推定を再開した際において充電率推定値を速やかに正確な値にすることの出来る二次電池の充電率推定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の目的を達成するため、本発明においては、演算開始から所定時間（パラメータが真値に追従するまでの時間）の間は、適用デジタルフィルタにおけるパラメータ推定演算の推定速度を所定時間経過した後の値よりも大きくするか、若しくはローパスフィルタの処理速度を速く（時定数を小さく）するかの少なくとも一方を行うように構成している。  
つまり、中断後の起動時（演算開始時）はノイズの影響抑制よりも追従速度を重視し、それ以外はパラメータが大きく変化することは少ないので、ノイズの影響抑制を重視するようにしている。
【発明の効果】
【０００６】
演算開始から所定時間内は、パラメータ推定演算の推定速度が大きいか、若しくはローパスフィルタの処理速度が大きく（時定数を小さく）なっているため、電池モデルの各パラメータが変化した状態で演算を再開した場合においても、電池パラメータの正しい値を速やかに推定することができ、その結果、演算開始直後から充電率等を精度良く推定演算することができ、かつ、所定時間経過後はパラメータ推定演算の推定速度やローパスフィルタの処理速度を通常値に復帰させるので、通常動作時にノイズの影響が大きくなるというおそれもない、という効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
（実施例１）
図１は、本発明の一実施例の構成を示す機能ブロック図である。  
本発明は図１に示すように、二次電池に充放電される電流を定期的に検出する電流計測手段１と、電池の端子電圧を定期的に検出する電圧計測手段２と、電流と電圧にローパスフィルタ処理を施す前処理フィルタ演算手段３と、前処理フィルタ演算手段３の出力を入力として、電池パラメータを推定する適応デジタルフィルタ演算手段４と、適応デジタルフィルタ演算手段４で同定された電池パラメータ（Ｋ，Ｋ・Ｔ２，Ｔ１）と前処理フィルタ演算手段３の出力とから開路電圧Ｖ０を推定する開路電圧演算手段５と、推定された開路電圧と予め取得した当該電池の充電率−開路電圧特性に基づいて充電率ＳＯＣを演算する充電率演算手段６と、電源ＯＦＦ時間や電池温度の差に応じて適応デジタルフィルタ演算手段４や前処理フィルタ演算手段３の応答速度（調整ゲイン）や時定数を調整する調整手段７と、電池温度を計測する電池温度検知手段８および検出した電池温度を記憶する電池温度記憶手段９（請求項の温度差検出手段に相当）と、電源ＯＦＦ時間（前回の演算が終了してから今回の演算が再開されるまでの経過時間）を計測する電源ＯＦＦ時間検出手段１０（請求項の計時手段に相当）とから構成されている。
【０００８】
図２は、本発明の一実施例の具体的な構成図である。この実施例は、二次電池でモータ等の負荷を駆動したり、モータの回生で二次電池を充電したりするシステムにおいて、二次電池の充電率を推定演算する機能を設けた例を示す。  
図２において、２０は二次電池、３０はモータ等の負荷、４０は二次電池の充電率や満充電容量等を推定する電子制御ユニット（バッテリコントローラ）で、ブログラムを演算するＣＰＵやプログラムや演算結果を記憶するＲＯＭやＲＡＭから成るマイクロコンピュータと電子回路等で構成されている。５０は電池から充放電される電流を検出する電流センサ、６０は電池の端子電圧（単に電圧ともいう）を検出する電圧センサ、７０は電池温度を検出する温度センサ、８０は電源ＯＦＦ時間を計測する電源ＯＦＦ時間計測タイマであり、それぞれ電子制御ユニット４０に接続されている。上記の電子制御ユニット４０は前記図１の前処理フィルタ演算手段３、適応デジタルフィルタ演算手段４、開路電圧演算手段５、充電率演算手段６、調整手段７の部分に相当する。また、電流センサ５０は電流計測手段１に、電圧センサ６０は電圧計測手段２に、温度センサ７０は電池温度検出手段８に、電源ＯＦＦ時間計測タイマ８０は電源ＯＦＦ時間検出手段１０にそれぞれ相当する。なお、図１の電池温度記憶手段９は図２の電子制御ユニット４０内のメモリ（図示せず）に相当する。
【０００９】
まず、上記の適応デジタルフィルタを用いた開路電圧および充電率の推定方法に関して説明する。  
本実施例では、二次電池の電池モデルを下記（数６）式（＝数１）のように定義し、（数６）式の電池モデル（連続時間系）を用いて、開路電圧Ｖ０を（数７）式（＝数２）で近似することで、（数６）式を（数８）式（＝数３）とし、（数８）式の両辺にローパスフィルタ処理を施すことによって得られる（数９）式（＝数4）に対して適応デジタルフィルタ演算を行い、Ａ(ｓ）とＢ(ｓ）の係数パラメータおよび変数ｄを一括推定し、次いで（数７）式の代わりに（数６）式と等価な下記（数１０）式（＝数５）に、推定したＡ(ｓ）とＢ(ｓ）の係数パラメータを代入してＧＬＰＦ(ｓ)・Ｖ０を算出し、これを開路電圧Ｖ０の代用とする。そして公知の開路電圧Ｖ０と充電率ＳＯＣの関係から充電率を推定するように構成している。
【００１０】
【数６】
2006292559.tif 000003
【００１１】
【数７】
2006292559.tif 000004
【００１２】
【数８】
2006292559.tif 000005
【００１３】
【数９】
2006292559.tif 000006
【００１４】
【数１０】
2006292559.tif 000007
ｓ：ラプラス演算子    Ａ(ｓ)、Ｂ(ｓ)：ｓの多項式（ｎは次数）
Ｉ：電流    Ｖ：電圧    Ｖ０：開路電圧
ＧＬＰＦ(ｓ)：ローパスフィルタの伝達特性（次数差はｎ＋１以上）。
【００１５】
図３は、上記の推定に用いる電池モデルを示す回路図である。図３において、モデルヘの入力は電流Ｉ［Ａ］（正値：充電、負値：放電）、出力は端子電圧Ｖ［Ｖ］、開路電圧Ｖ０［Ｖ］（起電力または開放電圧とも言う）であり、Ｒ１は電荷移動抵抗、Ｒ２は純抵抗、Ｃ１は電気二重層容量である。本モデルは正極、負極を特に分離していないリダクションモデル（一次）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。  
この電池モデルは（数１１）式で表現できる。なお、ｓはラプラス演算子である。
【００１６】
【数１１】
2006292559.tif 000008
上記（数１１）式を変形すると下記（数１２）式になる。
【００１７】
【数１２】
2006292559.tif 000009
開路電圧Ｖ０は、電流Ｉに可変な効率ｄ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、下記（数１３）式で示すことが出来る。
【００１８】
【数１３】
2006292559.tif 000010
（数１３）式を（数１２）式に代入すれば（数１４）式になり、整理すれば（数１５）式になる。
【００１９】
【数１４】
2006292559.tif 000011
【００２０】
【数１５】
2006292559.tif 000012
安定なローパスフィルタＧＬＰＦ(ｓ）を（数１５）式の両辺に乗じ、整理すれば（数１６）式になる。
【００２１】
【数１６】
2006292559.tif 000013
実際に計測可能な電流Ｉや端子電圧Ｖを、ローパスフィルタやバンドパスフィルタ（図１の前処理フィルタ演算手段３）で処理した値を下記（数１７）式のように定義する。
【００２２】
【数１７】
2006292559.tif 000014
上記（数１７）式で示す変数を用いて（数１６）式を書き直せば、（数１８）式になる。
【００２３】
【数１８】
2006292559.tif 000015
（数１８）式を更に変形すれば、（数１９）式になる。
【００２４】
【数１９】
2006292559.tif 000016
ただし、Ｖ３＝ｓ２・ＧＬＰＦ(ｓ)・Ｖ
Ｖ２＝ｓ・ＧＬＰＦ(ｓ)・Ｖ
Ｉ３＝ｓ２・ＧＬＰＦ(ｓ)・Ｉ
Ｉ２＝ｓ・ＧＬＰＦ(ｓ)・Ｉ
Ｉ１＝ＧＬＰＦ(ｓ)・Ｉ
上記のように、電池モデルの次数を１次に限定することで、前記（数６）式、（数８）式、（数９）式は、それぞれ（数１２）式、（数１５）式、（数１９）式に対応することになる。  
（数１９）式は、計測可能な値と未知パラメータの積和式になっているので、一般的な適応デジタルフィルタの標準形（数２０）式と一致する。
【００２５】
【数２０】
2006292559.tif 000017
ただし、
ｙ＝Ｖ２、ωＴ＝［Ｖ３，Ｉ３，Ｉ２，Ｉ１］、θＴ＝［−Ｔ１，Ｋ・Ｔ２，Ｋ，ｄ］
である。  
従って、電流Ｉと端子電圧Ｖにフィルタ処理を施した信号を、適応デジタルフィルタ演算に用いることで、未知パラメータベクトルθを推定することが出来る。
【００２６】
本実施例では、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、すなわち、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点を改善した「両限トレースゲイン方式」を用いる。  
上記（数２０）式を前提に未知パラメータベクトルθを推定するための逐次推定アルゴリズムは下記（数２１）式に示すようになる。ただし、ｋ時点のパラメータ推定値をθ(ｋ）とする。
【００２７】
【数２１】
2006292559.tif 000018
ここで、λ１、λ３、γＵ、γＬは初期設定値で、０＜λ１＜１、０＜λ３＜∞とする。Ｐ(０）は十分大きな値、θ(０）は非ゼロな十分小さな値を初期値とする。trace｛Ｐ｝は行列Ｐのトレースを意味する。λ３は適応デジタルフィルタの推定演算の応答速度を設定する定数（調整ゲイン）であり、値を大きくすることにより応答速度は速くなるが、その反面ノイズの影響を受けやすくなる。なお、詳細な設定方法については後述する。
【００２８】
つぎに電子制御ユニット４０のマイクロコンピュータが行う処理を図５に示すフローチャートを用いて説明する。なお、同図のルーチンは一定周期Ｔ０毎に実施され、Ｉ(ｋ）は今回の値、Ｉ(ｋ−１）は１回前の値を意味する。  
図５において、ステップＳ１０では、電流Ｉ(ｋ）、端子電圧Ｖ(ｋ）および電池温度ＴＢ(ｋ）を計測する。なお、電池温度ＴＢ(ｋ）については、電子制御ユニット４０の電源が遮断されても記憶内容が保特されるようなバックアップ機能付きのメモリに保存する。
【００２９】
ステップＳ２０では、電源Ｏｆｆ時間計測タイマ８０が計測した電子制御ユニット４０が電源Ｏｆｆしていた時間ｔＯＦＦを入力する。なお、電源ＯＦＦ時間ｔＯＦＦは演算開始時に一回のみ入力すればよい。  
ステップＳ３０では、二次電池の遮断リレーの状態を判断する。バッテリー電子制御ユニット４０は二次電池の遮断リレーの制御も行っており、リレー遮断時（電流Ｉ＝０）はステップＳ４０へ進む。リレー締結時はステップＳ５０へ進む。
【００３０】
ステップＳ４０では、端子電圧Ｖ(ｋ）を端子電圧初期値Ｖ_iniとして記憶する。さらにパラメータ推定値θ(０）に電源ＯＦＦ直前の値θ(−１）を代入する。  
ステップＳ５０では、端子電圧の差分値△Ｖ(ｋ）を下式に基づいて算出する。  
△Ｖ(ｋ）＝Ｖ(ｋ）−Ｖ_ini
ステップＳ６０では、電源Ｏｆｆ時間ｔＯＦＦおよび電池温度ＴＢから適応デジタルフィルタの調整ゲインλ３およびローパスフィルタ時定数ｐを設定する。なお、詳細については後述する。
【００３１】
ステップＳ７０では、電流Ｉ(ｋ）と端子電圧差分値△Ｖ(ｋ）に、ステップＳ６０で設定した時定数ｐを用いて下記（数２２）式に基づいてローパスフィルタ、バンドパスフィルタの処理を施し、Ｉ１〜Ｉ３およびＶ１〜Ｖ３を算出する。
【００３２】
【数２２】
2006292559.tif 000019
実際には、タスティン近似などで離散化して得られた漸化式を用いて演算する。  
ステップＳ８０では、ステップＳ７０で算出したＩ１〜Ｉ３、Ｖ２〜Ｖ３およびステップＳ６０で算出した調整ゲインλ３を前記（数２１）式に代入し、パラメータ推定値θ(ｋ）を算出する。  
ただし、
ｙ＝Ｖ２、ωＴ［Ｖ３，Ｉ３，Ｉ２，Ｉ１］、θＴ＝［−Ｔ１，Ｋ・Ｔ２，Ｋ，ｄ］
である。
【００３３】
ステップＳ９０では、ステップＳ１００で算出したパラメータ推定値θ(ｋ）の中からＴ１、Ｋ・Ｔ２、、Ｋと、前記（数２２）式で算出したＩ１〜Ｉ２およびＶ１〜Ｖ２を下記（数２３）式に代入し、開路電圧△Ｖ０’を演算する。
【００３４】
【数２３】
2006292559.tif 000020
この（数２３）式は電池モデル（数１２式）を変形し、ローパスフィルタＧＬＰＦ(ｓ）を両辺に乗じた式であるため、実際には開路電圧△Ｖ０に対しローパスフィルタを施した値である。しかしながら開路電圧は変化が緩やかなので△Ｖ０を△Ｖ０’＝ＧＬＰＦ(ｓ)・△Ｖ０で代用できる。  
ただし、ここで求まるのは推定演算開始時からの開路電圧推定値の変化分△Ｖ０(ｋ）であるため、後段のステップＳ１００で初期値を加算する。
【００３５】
ステップＳ１００では、ステップＳ９０で算出した△Ｖ０'(ｋ）に開路電圧初期値すなわち端子電圧初期値Ｖ_iniを加算して、開路電圧推定値Ｖ０(ｋ）を下式から算出する。  
Ｖ０(ｋ）＝△Ｖ０’(ｋ）＋Ｖ_ini
ステップＳ１１０では、図４に示す開路電圧と充電率の相関マップを用いて、ステップＳ１００で算出したＶ０(ｋ）から充電率ＳＯＣ(ｋ）を算出する。  
図４のＶＬはＳＯＣ＝０％に、ＶＨはＳＯＣ＝１００％に相当する開路電圧である。
【００３６】
ステップＳ１２０では、ステップＳ１１０で算出した充電率ＳＯＣ(ｋ）と電流Ｉ(ｋ）から総容量Ｑｍａｘ(ｋ）を演算する。その方法としては、例えば、下記（数２４）式に示すように、電流Ｉ(ｋ）を充電率推定値の微分値で除算して求めることが出来る。
【００３７】
【数２４】
2006292559.tif 000021
ステップＳ１３０では、次回の演算に必要な数値を保存して、今回演算を終了する。
【００３８】
つぎに調整ゲインλ３およびローパスフィルタ時定数ｐの設定方法について、図６に示すフローチャートを用いて説明する。  
図６において、ステップＳ６０１では、起動時の電池温度ＴＢ(０）と電源Ｏｆｆ直前の電池温度ＴＢ(−１）の偏差△ＴＢを演算する。  
ステップＳ６０２では、温度偏差△ＴＢと電源ＯＦＦ時間ｔＯＦＦとを用いて、下記（数２５）式に基づいて調整ゲインならびに時定数の補正を許可する時間ｔＨＯＳＥＩを設定する。  
ｔＨＯＳＥＩ＝ｔｔｅｍｐ＿ＨＯＳＥＩ＋ｔＯＦＦ＿ＨＯＳＥＩ    …（数２５）
ただし、ｔｔｅｍｐ＿ＨＯＳＥＩおよびｔＯＦＦ＿ＨＯＳＥＩは図７および図８に示すマップに基づいて設定する。なお、図７において、横軸の△Ｔempは温度偏差△ＴＢを示している。
【００３９】
図７、図８から判るように、ｔｔｅｍｐ＿ＨＯＳＥＩやｔＯＦＦ＿ＨＯＳＥＩの値は、温度偏差や電源ＯＦＦ時間が大きいほど大きな値になる。つまり、温度偏差が大きいということは、前回の中断時からの電池パラメータの変化が大きいということであり、電源ＯＦＦ時間が大きいということは電池パラメータの変化が大きい可能性があるということである。したがって、このような場合には、パラメータが真値に追従するまでの時間が長くなると予想されるので、温度偏差や電源ＯＦＦ時間が大きいほどｔｔｅｍｐ＿ＨＯＳＥＩやｔＯＦＦ＿ＨＯＳＥＩの値を大きくしている。
【００４０】
ステップＳ６０３では、演算開始（起動）からの時間がステップＳ６０２で設定した時間ｔＨＯＳＥＩを経過しているか否かを判断する。所定時間経過していない場合には、ステップＳ６０４へ、経過している場合にはステップＳ６０６へ進む。
【００４１】
ステップＳ６０４では、電池温度偏差△ＴＢから温度偏差分の調整ゲイン補正係数Ｋｔｅｍｐ＿λ３およびローパスフィルタ時定数補正係数Ｋｔｅｍｐ＿Ｐを演算する。実際には、例えば図９、図１０に示すようなマップを用いて演算する。なお、図９、図１０において、横軸の△Ｔempは温度偏差△ＴＢを示している。また、各補正係数は電池温度偏差△ＴＢが所定値以上か否かにより段階的に変化させてもよい。
【００４２】
図９、図１０に示したように、補正係数Ｋｔｅｍｐ＿λ３と電池温度偏差△ＴＢとの関係は、温度偏差が大きいほど補正係数Ｋｔｅｍｐ＿λ３が大きな値になっており、温度偏差が大きいほど調整ゲインλ３の値を大きくするように補正している。また、補正係数Ｋｔｅｍｐ＿Ｐと電池温度偏差△ＴＢとの関係は、温度偏差が大きいほど補正係数Ｋｔｅｍｐ＿Ｐが小さな値になっており、温度偏差が大きいほど時定数ｐの値を小さくするように補正している。  
上記のように、温度偏差が大きいほど調整ゲインを大きく、時定数を小さくすることにより、パラメータを真値に追従させる時間を短くするようにしている。
【００４３】
ステップＳ６０５では、電源ＯＦＦ時間ｔＯＦＦから電源ＯＦＦ時間に対応した調整ゲイン補正係数ＫｔＯＦＦ＿λ３およびローパスフィルタ時定数補正係数ＫｔＯＦＦ＿Ｐを演算する。実際には、例えば図１１、図１２に示すようなマップを用いて演算する。  
なお、各補正係数は電源ＯＦＦ時間が所定値以上か否かにより段階的に変化させてもよい。
【００４４】
図１１、図１２に示したように、補正係数ＫｔＯＦＦ＿λ３と電源ＯＦＦ時間ｔＯＦＦとの関係は、電源ＯＦＦ時間ｔＯＦＦが大きいほど補正係数ＫｔＯＦＦ＿λ３が大きな値になっており、電源ＯＦＦ時間ｔＯＦＦが大きいほど調整ゲインλ３の値を大きくするように補正している。また、補正係数ＫｔＯＦＦ＿Ｐと電源ＯＦＦ時間ｔＯＦＦとの関係は、電源ＯＦＦ時間ｔＯＦＦが大きいほど補正係数ＫｔＯＦＦ＿Ｐが小さな値になっており、電源ＯＦＦ時間ｔＯＦＦが大きいほど時定数ｐの値を小さくするように補正している。  
上記のように、電源ＯＦＦ時間が大きいほど調整ゲインを大きく、時定数を小さくすることにより、パラメータを真値に追従させる時間を短くするようにしている。
【００４５】
ステップＳ６０６では、所定時間経過後なので、前述した各補正係数Ｋｔｅｍｐ＿λ３、Ｋｔｅｍｐ＿Ｐ、ＫｔＯＦＦ＿λ３、ＫｔＯＦＦ＿Ｐを全て１とし、補正を終了する。  
ステップＳ６０７では、下記（数２６）式に基づいて調整ゲイン基本値λ３＿ＢＡＳＥおよび時定数基本値ｐＢＡＳＥに補正を施し、最終的な調整ゲインλ３および時定数ｐを演算する。  
λ３＝Ｋｔｅｍｐ＿λ３・ＫｔＯＦＦ＿λ３・λ３＿ＢＡＳＥ
…（数２６）
ｐ＝Ｋｔｅｍｐ＿Ｐ・ＫｔＯＦＦ＿Ｐ・ｐＢＡＳＥ
なお、これまでフローチャートで説明した処理内容において、調整ゲインλ３のみ、あるいは時定数ｐのみの何れか一方のみを補正してもよい。
【００４６】
また、上記の説明では、電源ＯＦＦ時から演算を再開した場合には、全て調整ゲインλ３や時定数ｐの値を補正する場合を説明したが、温度偏差が小さい場合や電源ＯＦＦ時間が短い場合には、パラメータの変動が小さく補正の必要が少ないので、電池温度偏差△ＴＢが所定値より大きい場合および電源ＯＦＦ時間ｔＯＦＦが所定値よりも大きい場合にのみ補正を行うように構成してもよい。この場合には、前記図７、図８の特性において、温度偏差や電源ＯＦＦ時間が所定よりも小さい範囲では、補正時間ｔｔｅｍｐ＿ＨＯＳＥＩや補正時間ｔＯＦＦ＿ＨＯＳＥＩの値が０になるように設定すればよい。
【００４７】
次に本発明の効果をシミュレーションにより説明する。  
図１３、図１４は本発明の効果を示すシミュレーションの一例であり、図１３は従来例の特性、図１４は本発明の特性を示す。  
図示の特性は、電池温度０℃の状態で電源が一旦ＯＦＦにされ、時間１８０［ｓｅｃ］後において電池温度２５℃の状態で再起動し、その後は電流を定期的に（ステップ状に）±８０Ａ変化させた際の結果を示している。  
図１３の従来例では、調整ゲインλ３＝０.００２に固定されている。また、図１４に示した本発明においては温度偏差による補正のみとし、温度偏差２５℃における補正係数Ｋｔｅｍｐ＿λ３＝２０となっている。
【００４８】
従来例においては、ノイズの影響抑制を重視しているので、調整ゲインが比較的低めに（λ３＝０.００２）に固定されているため、再起動の際にＴ１、およびＫ・Ｔ２といった電池パラメータが真値に追従するまでの遅れが大きく、その結果、充電率ＳＯＣの推定精度も悪化している。
【００４９】
一方、本発明においては、温度偏差２５℃における補正係数Ｋｔｅｍｐ＿λ３によって調整ゲインが高め（λ３＝０.００２×２０）に補正されるため、パラメータＴ１、およびＫ・Ｔ２は速やかに真値へと到達しており、その結果、充電率ＳＯＣの推定誤差も小さくなっている。そして所定時間後には調整ゲインが通常の値に復帰するので、ノイズの影響も抑制することが出来る。
【００５０】
以上説明したように、本発明においては、演算開始より所定時間内は調整ゲインが大きくなるため、電源ＯＦＦ時に電池温度等の変化によってパラメータが変動した場合でも、電池パラメータを速やかに推定することができ、その結果、演算開始直後から充電率等を精度良く推定演算することができる。
【００５１】
また、演算開始から所定時間内は時定数が小さくなることにより、適応デジタルフィルタの入力である前処理フィルタの出力の遅れが小さくなるため、電池パラメータの推定速度を向上させることが出来る。したがって、演算開始直後から充電率等を精度良く推定演算することができる。
【００５２】
また、電池パラメータは温度に依存するが、電池温度偏差が大きい状態、すなわち電池パラメータが電源ＯＦＦ時から大きく変動している場合でも、パラメータを速やかに推定でき、その結果、電池内部状態を精度良く推定演算することができる。
【００５３】
また、電源ＯＦＦ時間が長い、すなわち電池パラメータの変動が予想される場合にも、パラメータを速やかに推定でき、その結果、電池内部状態を精度良く推定演算することができる、等の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の一実施例の構成を示す機能ブロック図。
【図２】本発明の一実施例の具体的な構成図。
【図３】充電率推定に用いる電池モデルを示す回路図。
【図４】開路電圧と充電率の関係を示す特性図。
【図５】本発明における充電率推定の演算処理を示すフローチャート。
【図６】調整ゲインλ３およびローパスフィルタ時定数ｐの補正係数の演算処理を示すフローチャート。
【図７】調整ゲインならびに時定数についての補正を行う時間ｔＨＯＳＥＩを設定するための温度偏差と補正時間ｔｔｅｍｐ＿ＨＯＳＥＩとの関係を示すマップの特性図。
【図８】調整ゲインならびに時定数についての補正を行う時間ｔＨＯＳＥＩを設定するための電源ＯＦＦ時間と補正時間ｔＯＦＦ＿ＨＯＳＥＩとの関係を示すマップの特性図。
【図９】温度偏差分の調整ゲイン補正係数Ｋｔｅｍｐ＿λ３を算出するためのマップの特性図。
【図１０】温度偏差分の時定数補正係数Ｋｔｅｍｐ＿Ｐを算出するためのマップの特性図。
【図１１】電源ＯＦＦ時間分の調整ゲイン補正係数ＫｔＯＦＦ＿λ３を算出するためのマップの特性図。
【図１２】電源ＯＦＦ時間分の時定数補正係数ＫｔＯＦＦ＿ｐを算出するためのマップの特性図。
【図１３】本発明の効果を説明するためのシミュレーション結果の一例を示す図であり、従来例の特性を示す図。
【図１４】本発明の効果を説明するためのシミュレーション結果の一例を示す図であり、本発明の特性を示す図。
【符号の説明】
【００５５】
１…電流計測手段                  ２…電圧計測手段
３…前処理フィルタ演算手段        ４…適応デジタルフィルタ演算手段
５…開路電圧演算手段              ６…充電率演算手段
７…調整手段                      ８…電池温度検出手段
９…電池温度記憶手段            １０…電源ＯＦＦ時間検出手段
２０…二次電池                    ３０…負荷
４０…電子制御ユニット            ５０…電流センサ
６０…電圧センサ                  ７０…温度センサ
８０…電源ＯＦＦ計測タイマ
【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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【図１４】
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