(57)【要約】【課題】  適応デジタルフィルタを用いて、二次電池のＳＯＣを正確に推定する。【解決手段】  電池ＥＣＵは、適応観測器での状態推定が良好であるか否かを判断するステップ（Ｓ１００）と、適応観測器での状態推定が良好であると（Ｓ１００にてＹＥＳ）、適応観測器で推定された電池の内部状態量を用いて算出された推定ＳＯＣを選択するステップ（Ｓ２００）と、適応観測器での状態推定が良好でないと（Ｓ１００にてＮＯ）、電流積分演算して算出されたＳＯＣを選択するステップ（Ｓ３００）とを含む、プログラムを実行する。【選択図】        図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池モデルを用いた適応デジタルフィルタ演算で開路電圧を推定して、その開路電圧から二次電池の充電容量を推定する装置であって、
前記二次電池の電流値を検知するための検知手段と、
前記検知された電流値が入力され、パラメータを逐次推定する、電池モデルを用いた適応デジタルフィルタと、
前記適応デジタルフィルタにより推定されたパラメータに基づいて、開路電圧推定値を算出するための算出手段と、
予め定められた関係と前記開路電圧推定値とに基づいて、前記充電容量を推定するための推定手段と、
予め定められた条件に従って、電流積算により算出された充電容量および前記推定手段により推定された充電容量のいずれかを選択するための選択手段とを含む、推定装置。
【請求項２】
前記選択手段は、推定開始から予め定められた時間が経過するまでは、前記電流積算により算出された充電容量を選択するための手段を含む、請求項１に記載の推定装置。
【請求項３】
前記選択手段は、計測された前記二次電池の電圧と前記二次電池の内部状態量から演算される電圧値との差が収束すると、前記推定手段により推定された充電容量を選択するための手段を含む、請求項１に記載の推定装置。
【請求項４】
前記選択手段は、推定開始から予め定められた時間が経過して、かつ、前記二次電池の電流積算値が予め定められた値に到達すると、前記推定手段により推定された充電容量を選択するための手段を含む、請求項１に記載の推定装置。
【請求項５】
前記選択手段は、前記二次電池の電流値の波形が正弦波または単調増加であると、前記電流積算により算出された充電容量を選択するための手段を含む、請求項１に記載の推定装置。
【請求項６】
電池モデルを用いた適応デジタルフィルタ演算で開路電圧を推定して、その開路電圧から二次電池の充電容量を推定する方法であって、
前記二次電池の電流値を検知するステップと、
パラメータを逐次推定する、電池モデルを用いた適応デジタルフィルタに、前記検知された電流値を入力するステップと、
前記適応デジタルフィルタにより推定されたパラメータに基づいて、開路電圧推定値を算出するステップと、
予め定められた関係と前記開路電圧推定値とに基づいて、前記充電容量を推定するステップと、
予め定められた条件に従って、電流積算により算出された充電容量および推定された充電容量のいずれかを選択する選択ステップとを含む、推定方法。
【請求項７】
前記選択ステップは、推定開始から予め定められた時間が経過するまでは、前記電流積算により算出された充電容量を選択するステップを含む、請求項６に記載の推定方法。
【請求項８】
前記選択ステップは、計測された前記二次電池の電圧と前記二次電池の内部状態量から演算される電圧値との差が収束すると、前記推定された充電容量を選択するステップを含む、請求項６に記載の推定方法。
【請求項９】
前記選択ステップは、推定開始から予め定められた時間が経過して、かつ、前記二次電池の電流積算値が予め定められた値に到達すると、前記推定された充電容量を選択するステップを含む、請求項６に記載の推定方法。
【請求項１０】
前記選択ステップは、前記二次電池の電流値の波形が正弦波または単調増加であると、前記電流積算により算出された充電容量を選択するステップを含む、請求項６に記載の推定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二次電池の充電容量（残存容量：ＳＯＣ（States Of Charge））を算出する技術に関し、特に、適応デジタルフィルタを用いてＳＯＣを推定する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジン（たとえば、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの公知の機関を用いることが考えられる。）と電気モータとを組合せたハイブリッドシステムと呼ばれるパワートレインを搭載した車両が開発され、実用化されている。このような車両においては、運転者のアクセル操作量に関係なく、エンジンによる運転と電気モータとによる運転とが自動的に切換えられて、最も効率が良くなるように制御される。たとえば、エンジンが、定常状態で運転されて二次電池（以下、バッテリや電池と記載するが全て同義である）を充電する発電機を回すために運転される場合、あるいは二次電池のＳＯＣなどに応じて走行中に間欠的に運転される場合などは、運転者によるアクセルの操作量とは無関係にエンジンの運転および停止を繰返す。つまりエンジンと電気モータとをそれぞれ単独、または協同して動作させることにより、燃料消費向上や排気ガスを大幅に抑制することが可能になる。
【０００３】
このように、ハイブリッド車両のエンジンは、走行中においても間欠駆動が行なわれることになり、頻繁に停止制御が行なわれるようになる。エンジンの停止制御を行なう場合、エンジンの回転エネルギ（運動エネルギ）をジェネレータに与えて、ジェネレータにより電気エネルギに変換して、車両を停止させることがある。このときに発電された電力は二次電池を充電するために用いられる。この二次電池のＳＯＣが高いときに充電を許可すると過充電となり二次電池の温度上昇を招き、二次電池の寿命を縮めることになりかねない。そこで、二次電池のＳＯＣをできる限り正確に推定することが求められる。また、制動時に回生制動を行なう時にも、回収した電力を二次電池に充電できるか否かを判断するためにもＳＯＣをできる限り正確に推定することが求められる。このようなことは、走行用の二次電池を有する、ハイブリッド車両、電気自動車、燃料電池車のいずれにも共通する。
【０００４】
非特許文献１は、二次電池の内部状態量（ＳＯＣを含む）を電池の端子電圧、電流温度などを用いて推定する際における、電池の過渡特性の影響による推定精度の悪化を改善するために適応デジタルフィルタを適用した、電池内部状態量の推定手法を開示する。
【０００５】
この電池内部状態量の推定手法は、リチウムイオン電池などの二次電池の電流と端子電圧との関係を、線形パラメータ可変（ＬＰＶ（Linear Parameter Varying））モデルで記述することにより、「電池内部状態量の推定手法」を、「適応デジタルフィルタによるモデルパラメータ逐次推定問題」に帰着させている。特に、物理的な意味を持つ連続時間形式電池モデルのパラメータを、適応デジタルフィルタで直接同定する「ハイブリッド同定方式」を適用し、また、常に変化するモデルパラメータを精度良く逐次推定する必要性から、パラメータ同定方法として特に「両限トレースゲイン型最小二乗法」を適用している。このようにして、動作条件（ＳＯＣ、温度、劣化度など）によって常に変動する電池モデルパラメータ（内部抵抗、時定数など）と、電池内部状態量の一例である、開路電圧（開放電圧（ＯＣＶ：Open Circuit Voltage）と同じ）、ＳＯＣ、入出力可能パワーを精度良く逐次推定できる推定システムを実現している。
【非特許文献１】「１３８  適応デジタルフィルタ理論を用いた電池内部状態の推定手法」、自動車技術会、学術講演会前刷集、Ｎｏ．３０−０３、２００３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した文献に開示された電池内部状態量の推定手法においては、適応デジタルフィルタを用いて逐次計算するため初期の推定結果は真値から離れている。すなわち、計算開始からある時間内においては、計算結果が真値から離隔して電池の内部状態量の推定精度が悪い。
【０００７】
また、計測された電圧から適応デジタルフィルタを用いて開路電圧を算出し、開路電圧からＳＯＣを算出しているが、電池の電流波形に依存して推定精度が変動するという問題点を有する。たとえば、その理由は明確ではないが、電池の電流波形が正弦波や単調増加電流である場合には、電池の内部状態量の推定精度が悪化する。
【０００８】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、このような推定精度の悪化を回避することができる、適応デジタルフィルタを用いた二次電池の充電容量を推定する装置およびその方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
第１の発明に係る推定装置は、電池モデルを用いた適応デジタルフィルタ演算で開路電圧を推定して、その開路電圧から二次電池の充電容量を推定する。この推定装置は、二次電池の電流値を検知するための検知手段と、検知された電流値が入力され、パラメータを逐次推定する、電池モデルを用いた適応デジタルフィルタと、適応デジタルフィルタにより推定されたパラメータに基づいて、開路電圧推定値を算出するための算出手段と、予め定められた関係と開路電圧推定値とに基づいて、充電容量を推定するための推定手段と、予め定められた条件に従って、電流積算により算出された充電容量および推定手段により推定された充電容量のいずれかを選択するための選択手段とを含む。
【００１０】
また、第６の発明に係る推定方法は、電池モデルを用いた適応デジタルフィルタ演算で開路電圧を推定して、その開路電圧から二次電池の充電容量を推定する。この推定方法は、二次電池の電流値を検知するステップと、パラメータを逐次推定する、電池モデルを用いた適応デジタルフィルタに、検知された電流値を入力するステップと、適応デジタルフィルタにより推定されたパラメータに基づいて、開路電圧推定値を算出するステップと、予め定められた関係と開路電圧推定値とに基づいて、充電容量を推定するステップと、予め定められた条件に従って、電流積算により算出された充電容量および推定された充電容量のいずれかを選択する選択ステップとを含む。
【００１１】
これらの発明によると、予め定められた条件に従って、電流積算により算出された充電容量（ＳＯＣ）および推定された充電容量（推定ＳＯＣ）のいずれかが選択される。たとえば、イグニッションスイッチがオンされて推定演算が始まってから予め定められた時間が経過するまでは電流積算によるＳＯＣを選択して、その後は、たとえば、二次電池の電圧の計測値と推定電圧値との誤差が収束すると適応デジタルフィルタを用いた推定ＳＯＣを選択する。その結果、推定精度の悪化を回避することができる、適応デジタルフィルタを用いた二次電池の充電容量を推定する装置およびその方法を提供することができる。
【００１２】
第２の発明に係る推定装置においては、第１の発明の構成に加えて、選択手段は、推定開始から予め定められた時間が経過するまでは、電流積算により算出された充電容量を選択するための手段を含み、第７の発明に係る推定方法においては、第６の発明の構成に加えて、選択ステップは、推定開始から予め定められた時間が経過するまでは、電流積算により算出された充電容量を選択するステップを含む。
【００１３】
これらの発明によると、十分に放置された後にイグニッションスイッチがオンされたときには、正確なＯＣＶに基づいて算出されたＳＯＣ初期値から電流積算することにより、高い精度でＳＯＣを算出できる。その後は、たとえば、二次電池の電圧の計測値と推定電圧値との誤差が収束すると適応デジタルフィルタを用いた推定ＳＯＣを選択する。このようにすると、長時間に亘って電流積算によるＳＯＣを算出すると、電流の誤差が積算されてＳＯＣの真値から乖離するが、適応デジタルフィルタを用いた推定ＳＯＣを選択すると、このような電流積算による誤差の影響を回避できる。
【００１４】
第３の発明に係る推定装置においては、第１の発明の構成に加えて、選択手段は、計測された二次電池の電圧と二次電池の内部状態量から演算される電圧値との差が収束すると、推定手段により推定された充電容量を選択するための手段を含み、第８の発明に係る推定方法においては、第６の発明の構成に加えて、選択ステップは、計測された二次電池の電圧と二次電池の内部状態量から演算される電圧値との差が収束すると、推定された充電容量を選択するステップを含む。
【００１５】
これらの発明によると、二次電池の電圧の計測値と推定電圧値との誤差が収束すると、適応デジタルフィルタを用いた推定ＳＯＣを選択され、電流の誤差が積算されてＳＯＣの真値から乖離する電流積算ＳＯＣが選択されないので、正確にＳＯＣを算出できる。
【００１６】
第４の発明に係る推定装置においては、第１の発明の構成に加えて、選択手段は、推定開始から予め定められた時間が経過して、かつ、二次電池の電流積算値が予め定められた値に到達すると、推定手段により推定された充電容量を選択するための手段を含み、第９の発明に係る推定方法においては、第６の発明の構成に加えて、選択ステップは、推定開始から予め定められた時間が経過して、かつ、二次電池の電流積算値が予め定められた値に到達すると、推定された充電容量を選択するステップを含む。
【００１７】
これらの発明によると、推定開始から予め定められた時間が経過して、かつ、二次電池の電流積算値が予め定められた値に到達すると、適応デジタルフィルタを用いた推定ＳＯＣが選択され、電流の誤差が積算されてＳＯＣの真値から乖離する電流積算ＳＯＣが選択されないので、正確にＳＯＣを算出できる。
【００１８】
第５の発明に係る推定装置においては、第１の発明の構成に加えて、選択手段は、二次電池の電流値の波形が正弦波または単調増加であると、電流積算により算出された充電容量を選択するための手段を含み、第１０の発明に係る推定方法においては、第６の発明の構成に加えて、選択ステップは、二次電池の電流値の波形が正弦波または単調増加であると、電流積算により算出された充電容量を選択するステップを含む。
【００１９】
これらの発明によると、二次電池の電流値の波形が正弦波または単調増加であると、ＳＯＣを推定するときに用いる開路電圧推定値の精度を悪化させる。このため、このような場合には、電流積算により算出された充電容量を選択して推定ＳＯＣを算出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返さない。
【００２１】
まず、図１〜５を参照して本発明の前提となる適応デジタルフィルタについて説明する。なお、以下の説明ではＳＯＣのみならず入出力可能パワーについての推定を含めて説明する。
【００２２】
図１は、未知プラントが以下の式（１）で表わされるモデルである。
【００２３】
【数１】
2006105821.tif 000003
【００２４】
式（１）において、ｙは計測可能なプラント出力、ωは計測可能なプラント入力ｕと、入力ｕと出力ｙをフィルタに通した出力からなるベクトル、θは計測不可能なパラメータベクトルである。これらの信号は離散時間または連続時間信号である。
【００２５】
プラント出力ｙと、モデルを用いたプラント出力の推定値ｙ'との誤差が０に近づくように、式（１）で示すモデルのパラメータ推定値ベクトルθ'を、最小二乗法などを用いて逐次的に調整する方法が「適応デジタルフィルタ（逐次型モデルパラメータ同定）である。計測可能なプラント入力ｕ、出力ｙ、プラントモデルの構造情報（次数など）だけで、プラントの特性変化に容易に対応できる。
【００２６】
二次電池の電流と端子電圧との関係を、電池構造をもとに図２に示す簡易モデルで表現する。充放電電流Ｉ（ｔ）、開路電圧ＶO（ｔ）と端子電圧Ｖ（ｔ）との関係は式（２）または式（３−１）で表わされる。
【００２７】
【数２】
2006105821.tif 000004
【００２８】
ここで、ｓは微分オペレータ、Ｋは内部抵抗、Ｔ1およびＴ2は時定数であり、式（３−２）のように与えられる。
【００２９】
【数３】
2006105821.tif 000005
【００３０】
さらに、式中の開路電圧は、充放電電流の積算値に相関が深く、実験結果から式（４）で近似する。ただし、ｈは開路電圧用定数である。
【００３１】
【数４】
2006105821.tif 000006
【００３２】
式（４）を式（３）に代入して式（５）が得られる。
【００３３】
【数５】
2006105821.tif 000007
【００３４】
以上のように、電流を入力、端子電圧を出力として電池をモデル化している。なお、電池内部で起こる現象を詳細に記述したモデルではなく、特定の動作条件（ＳＯＣ，温度，劣化度など）での入出力関係を線形モデルで近似したものである。したがって各モデルパラメータ（内部抵抗Ｋ，時定数Ｔ1，Ｔ2，開路電圧用定数ｈ）は固定値ではなく、動作条件の変化に応じて常に変化することが前提である。つまり、線形パラメータ可変（ＬＰＶ）システムとして定義することで問題を簡略化している。上記モデルは離散化すれば、当然回帰型モデルとなる。
【００３５】
図３に、開路電圧とＳＯＣとの定常的な相関特性を示す。一般に、この特性は電池固有の特性であって、温度や劣化度には影響されないとされている。
【００３６】
連続時間形式で記述された式（５）の電池モデルを、離散化せず、適応したデジタルフィルタ（逐次型モデルパラメータ同定）にダイレクトに帰着させるハイブリッド同定方式を適用する。これは、１）連続時間系モデルのパラメータが物理的な意味をもち、推定精度が把握しやすいこと、２）離散時間同定法の方が一般的にパラメータの収束性がよいこと、３）さらに同定のための信号として入出力信号のフィルタ出力を用いるための観測ノイズの影響を緩和できるからである。
【００３７】
以下、適応デジタルフィルタが適用可能なモデル標準形への定式化を示す。まず、式（５）を式（６）のように書き換える。
【００３８】
【数６】
2006105821.tif 000008
【００３９】
ここで、ローパスフィルタ１／Ｇlp（ｓ）は、式（６）の両辺が厳密にプロパーとなるように式（７）のように選ぶ（τは時定数）。
【００４０】
【数７】
2006105821.tif 000009
【００４１】
電流および電圧のフィルタ出力を式（８）で定義する。
【００４２】
【数８】
2006105821.tif 000010
【００４３】
このように定義すると、式（６）は式（９）のように書ける。
【００４４】
【数９】
2006105821.tif 000011
【００４５】
式（９）は、適応デジタルフィルタのモデル標準形であり適応デジタルフィルタが適用可能である。なお、θは未知パラメータであり、それ以外は計測不可能な信号をもとに式（８）のフィルタ処理で得られる値である。
【００４６】
パラメータ推定値をθ'、パラメータ推定値θ'を用いて推定される出力推定値をｙ'とすると、式（１０）に示す誤差方程式が得られる。
【００４７】
【数１０】
2006105821.tif 000012
【００４８】
式（１０）の誤差方程式に対して、逐次型のパラメータ同定アルゴリズムを適用する。特に、変動する未知パラメータθを精度良く推定するために、最小二乗法を発展させた両限トレースゲイン方式を用いた、離散時間形式で記述されたアルゴリズムを式（１１）に示す。ただし、λ3，α1は、０＜λ3＜１，０＜α1＜∞の範囲で設定する適応推定の重みであり、γU，γLは、適応推定の上下限を設定する値である。
【００４９】
【数１１】
2006105821.tif 000013
【００５０】
適応デジタルフィルタにより逐次推定されたパラメータθ'（ｔ）から開路電圧推定値Ｖ'0（ｔ）を算出する。ただし、適応デジタルフィルタで用いた式（４）から算出すると、誤差が積分的に溜まるので、式（４）ではなく、積分器を含まない式（３）の電池モデルを直接用いて開路電圧推定値Ｖ'0（ｔ）を算出する。前述の処理と同様に、電池モデルを表わす式（３）の分母多項式を払い、両辺に式（７）のローパスフィルタを乗じて整理すると式（１２）が得られる。
【００５１】
【数１２】
2006105821.tif 000014
【００５２】
式（１２）の左辺は、開路電圧Ｖ0（ｔ）にローパスフィルタ処理を施した値であるが、開路電圧Ｖ0（ｔ）は、変化が比較的緩やかであるため、これを開路電圧推定値Ｖ'0（ｔ）とみなす。さらにＫ等のパラメータを適応デジタルフィルタで算出される連続時間系モデルの推定パラメータθ'（ｔ）すなわち、Ｋ'（ｔ），Ｔ1'（ｔ），Ｔ2'（ｔ）に置き換えて、式（８）に示すフィルタ処理後の電流Ｉ1（ｔ），Ｉ2（ｔ）および端子電圧Ｖ1（ｔ），Ｖ2（ｔ）を式（１２）に代入して、式（１３）のように開路電圧推定値Ｖ'0（ｔ）を算出する。なお、同定機構を図４に示す。
【００５３】
【数１３】
2006105821.tif 000015
【００５４】
適応デジタルフィルタにより逐次推定された電池モデルパラメータθ'（ｔ）と、既に算出された内部状態量である開路電圧推定値Ｖ'0（ｔ）から、充電率（ＳＯＣ）推定値Ｓ'OC（ｔ），入出力可能パワー推定値Ｐ'IN（ｔ），Ｐ'OUT（ｔ）を算出する。充電率推定値Ｓ'OC（ｔ）は、予め計測した開路電圧ＶO（ｔ）とＳＯＣとの相関特性マップ（図３）を用いて、逐次推定された開路電圧推定値Ｖ'0（ｔ）から換算する。入出力パワーは、逐次推定された開路電圧推定値Ｖ'0（ｔ）と内部抵抗推定値Ｋ'（ｔ）から電流Ｉ（ｔ）と端子電圧Ｖ（ｔ）の定常特性である式（１４）を用いて算出する。
【００５５】
【数１４】
2006105821.tif 000016
【００５６】
入力可能パワー推定値Ｐ'IN（ｔ）は、電池の上限端子電圧ＶMAXに至る限界値と定義すれば式（１５）で算出できる。
【００５７】
【数１５】
2006105821.tif 000017
【００５８】
出力可能パワー推定値Ｐ'OUT（ｔ）は、電池の下限端子電圧ＶMINに至る限界値と定義すれば式（１６）で算出できる。
【００５９】
【数１６】
2006105821.tif 000018
【００６０】
内部状態量の算出方法を図示すると図５のようになる。本実施の形態においては、サンプリング周期を５０ｍｓ、演算周期を２００ｍｓとした。また、誤差関数は、式（１０）のe(t)を一次遅れフィルタ（時定数１０秒）で処理する関数を示す。これが、０に収束したか否かにより、電流積算ＳＯＣか適応デジタルフィルタを用いた内部状態量から推定した推定ＳＯＣのいずれを選択するのかが決定される。
【００６１】
このような構成を有する本実施の形態に係る二次電池内部状態推定装置が適用される車両について図６を用いて説明する。
【００６２】
この車両は、エンジン（ＥＮＧ）とモータとを車両の走行源として搭載する。エンジン（ＥＮＧ）から変速機（ＡＭＴ）を介して駆動輪（たとえば前輪）を駆動するとともに、バッテリからインバータ（ＩＮＶ２）を介してモータに電力が供給され、モータから発生するトルクによりエンジン（ＥＮＧ）をアシストする。また、エンジン（ＥＮＧ）により３相発電機が駆動されて発電された電力がインバータ（ＩＮＶ１）または整流器を介して直流変換されて、その変換された電力によりバッテリが充電される。
【００６３】
なお、このような構成を有する車両に限定して、本発明の実施の形態にかかる二次電池ＳＯＣ推定装置が適用されるものではない。たとえば、このようなハイブリッド車両ではなく、エンジンを有さない車両（電気自動車）であっても、エネルギ源としてのエンジンの代わりに燃料電池を有する車両であってもよい。
【００６４】
このような構成を有する本実施の形態に係る二次電池ＳＯＣ推定装置における、精度向上を実現するプログラムの制御構造についてフローチャートを用いて説明する。なお、二次電池ＳＯＣ推定装置は、たとえば電池ＥＣＵ（Electronic Control Unit）により実現される。
【００６５】
図７を参照して、ステップＳ１００にて、電池ＥＣＵは、適応観測器（適応デジタルフィルタ）での状態推定が良好であるか否かを判断する。このとき、たとえば、
１）誤差評価関数である、式（１０）における｛（計測バッテリ電圧ｙ（ｔ））−（適応デジタルフィルタにより推定された内部状態量を用いて推定された推定バッテリ電圧ｙ（ｔ−Δｔ）｝の一次遅れフィルタ処理の結果が０に収束し、かつ、電池の内部状態量が収束したとき（前回計算結果と今回計算結果との差に基づいて判断）
２）適応制御開始後、予め定められた時間が経過し、かつ電流の積分値が予め定められた値に到達したとき
３）バッテリ電流が正弦波でもなく単調増加でもないとき
に適応観測器（適応デジタルフィルタ）での状態推定が良好であると判断する。なお、これらの条件は単独であってもよいし、適宜組合せてもよい。またこれ以外の条件であってもよい。適応観測器（適応デジタルフィルタ）での状態推定が良好であると（ステップＳ１００にてＹＥＳ）、処理はステップＳ２００へ移される。もしそうでないと（ステップＳ１００にてＮＯ）、処理は、ステップＳ３００へ移される。
【００６６】
ステップＳ２００にて、電池ＥＣＵは、適応観測器により推定された電池内部状態量に基づく推定ＳＯＣを選択する。この推定ＳＯＣとは、具体的には、式（１３）の開路電圧推定値Ｖ'0（ｔ）を用いて推定されたＳＯＣである（図５参照）。
【００６７】
なお、この代わりに、カルマンフィルタを用いて電流積分の値に重み付け平均したＳＯＣとしてもよい。これは、重みをｗとすると、最終演算ＳＯＣ＝｛ｗ×（開路電圧推定値Ｖ'0（ｔ）を用いて推定されたＳＯＣ）＋（１−ｗ）×電流積算ＳＯＣ｝であって、この重みｗを算出するためにカルマンフィルタ理論が用いられる。なお、重みｗは、最終演算ＳＯＣ，電流積算ＳＯＣ，ＯＣＶ推定ＳＯＣの関数である。
【００６８】
ステップＳ３００にて、電池ＥＣＵは、電流積算により算出されたＳＯＣ（電流積分演算ＳＯＣ）を選択する。このＳＯＣは、十分に放置されたバッテリのＯＣＶから推定されたＳＯＣを初期値として電流積分からＳＯＣの変化分を計算してＳＯＣを推定するものである。
【００６９】
以上のような構造およびフローチャートを有する二次電池ＳＯＣ推定装置の動作について説明する。
【００７０】
図８に本実施の形態に係る二次電池ＳＯＣ推定装置を用いた場合（すなわち、微小電流変化処理を行なった場合）の時間変化を示す。なお、図８においては、１００秒後に突然バッテリの温度変化などでモデル（係数、パラメータ）が変化した場合の同定性能を評価するための図である。１００秒よりも前が「Model１」であって、それより後が「Model２」である。なお、太線が推定演算した開路電圧ＯＣＶ（式（１３）のＶ'O（ｔ））を示し、細線がe(t)＝y-y_hを一次遅れ処理（時定数：１０秒）した演算結果である「適応推定誤差」を示す。
【００７１】
図８の３段目左欄に示すように、細線で示される「適応推定誤差」が大きく０からずれている「誤差が大きい領域」が存在する。これは、計算開始直後の場合や１００秒後に突然バッテリの温度変化などでモデルが変化した場合には、適応推定誤差が大きい。これを用いてＳＯＣを推定すると、推定されたＳＯＣの値はＳＯＣの真値から大きく乖離する。このため、このような領域においては、電流積分演算ＳＯＣを用いるようにする。
【００７２】
以上のようにして、本実施の形態に係る二次電池ＳＯＣ推定装置によると、適応デジタルフィルタにより算出された電池の内部状態量を用いてＳＯＣを常に推定すると、適応推定誤差が大きく０から乖離している領域において算出されたＳＯＣは著しくＳＯＣの真値から乖離する。そのため、このような領域においては、電流積分演算により算出されたＳＯＣを選択する。その結果、ＳＯＣの推定精度の悪化を回避することができる。
【００７３】
＜変形例＞
なお、ステップＳ１００にて、電池ＥＣＵは、計算精度の悪い電流波形であるか否かに基づいて電流積分演算ＳＯＣを選択するか否かを判断するようにしてもよい。
【００７４】
バッテリの内部状態の推定開始後に全く電流が流れないときを含めて、特定の正弦波の波形を有する電流、特にオフセットのない正弦波形状の負荷電流の場合に、適応デジタルフィルタを用いた電池内部状態量の誤差が大きくなる傾向を有する。これを以下のようにして検知する。たとえば、
１）バッテリ電流に対してＦＦＴ（Fast Fourier Transform）処理を行ない、周波数分散の急峻度により
２）ＦＦＴで最大振幅の基本波振幅を抽出し、その振幅２乗の時間平均と信号全体の２乗値時間平均と比率（歪率）により
３）特定の周波数の正弦波電流が大きい場合（ＦＦＴ処理）は、時定数の長い１次遅れフィルターを通して、オフセット成分を抽出して、抽出されたオフセットの大きさにより
計算精度の悪い電流波形であるか否かを判断する。計算精度の悪い電流波形であると判断されると、処理をステップＳ２００へ移して、電流積分演算ＳＯＣを選択するようにする。
【００７５】
このようにしても、バッテリ電流の波形が計算精度の悪い波形である場合には、適応デジタルフィルタにより算出された電池の内部状態量を用いて算出されたＳＯＣは著しくＳＯＣの真値から乖離する。そのため、このような波形のバッテリ電流である場合においては、電流積分演算により算出されたＳＯＣを選択する。その結果、ＳＯＣの推定精度の悪化を回避することができる。
【００７６】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】適応デジタルフィルタの概略構成図である。
【図２】電池ＬＰＶモデルを示す図である。
【図３】開路電圧とＳＯＣとの関係を示す図である。
【図４】パラメータ同定機構の概略構成図である。
【図５】内部状態量の算出機構の概略構成図である。
【図６】二次電池ＳＯＣ推定装置が適用される車両のモデルである。
【図７】本実施の形態に係る二次電池ＳＯＣ推定装置において実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャートである。
【図８】本実施の形態に係る二次電池ＳＯＣ推定装置の効果を説明するための図である。
【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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