(57)【要約】【課題】二次電池のＳＯＣ値の推定精度を向上させることができる推定装置、推定方法、および推定プログラムを提供することを目的とする。【解決手段】実施形態に係る推定装置は、観測値取得部と、演算部と、記憶部とを備える。演算部は、観測値取得部で取得される観測値に基づき、二次電池の等価回路モデルを用いた推定演算によって、二次電池の充電状態を示すＳＯＣ値を推定する。演算部は、二次電池の利用が停止されてから停止が解除されるまでの停止時間が予め設定された時間以上である場合、電圧の観測値に基づいて決定される値を推定演算におけるＳＯＣ値の初期値として推定演算を開始し、停止時間が予め設定された時間未満である場合、二次電池の利用の停止前に記憶部に記憶されたＳＯＣ値である前回ＳＯＣ値が有効か否かに応じて決定される値を初期値として推定演算を開始する。【選択図】図５
2018151175.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
二次電池の電圧および電流の観測値を取得する観測値取得部と、
前記観測値取得部で取得される前記観測値に基づき、前記二次電池の等価回路モデルを用いた推定演算によって、前記二次電池の充電状態を示すＳＯＣ値を推定する演算部と、
前記演算部によって推定された前記ＳＯＣ値を記憶する記憶部と、を備え、
前記演算部は、
前記二次電池の利用が停止されてから停止が解除されるまでの停止時間が予め設定された時間以上である場合、前記電圧の観測値に基づいて決定される値を前記推定演算における前記ＳＯＣ値の初期値として前記推定演算を開始し、前記停止時間が前記予め設定された時間未満である場合、前記二次電池の利用の停止前に前記記憶部に記憶された前記ＳＯＣ値である前回ＳＯＣ値が有効か否かに応じて決定される値を前記初期値として前記推定演算を開始する
ことを特徴とする推定装置。
【請求項２】
前記演算部は、
前記停止時間が前記予め設定された時間未満である場合、前記前回ＳＯＣ値が有効であれば、前記前回ＳＯＣ値を前記初期値とし、前記前回ＳＯＣ値が有効でなければ、前記電圧の観測値に基づいて決定される値を前記初期値とする
ことを特徴とする請求項１に記載の推定装置。
【請求項３】
前記記憶部は、
前記二次電池が充電時である場合の前記二次電池の電圧と前記ＳＯＣ値との関係を示す第１の情報と、前記二次電池が放電時である場合の前記二次電池の電圧と前記ＳＯＣ値との関係を示す第２の情報とを記憶し、
前記演算部は、
前記停止時間が前記予め設定された時間未満である場合、前記前回ＳＯＣ値が有効であれば、前記前回ＳＯＣ値を前記初期値に決定し、前記前回ＳＯＣ値が有効でなければ、前記第１の情報および前記第２の情報に基づいて、前記初期値を決定する
ことを特徴とする請求項２に記載の推定装置。
【請求項４】
前記第１の情報には、
前記二次電池が充電時である場合の前記二次電池の電圧と前記ＳＯＣ値のばらつき範囲である第１のばらつき範囲との関係を示す情報が含まれ、
前記第２の情報には、
前記二次電池が放電時である場合の前記二次電池の電圧と前記ＳＯＣ値のばらつき範囲である第２のばらつき範囲との関係を示す情報が含まれ、
前記演算部は、
前記前回ＳＯＣ値が有効でなければ、前記電圧の観測値に対応する前記第１のばらつき範囲と前記第２のばらつき範囲との重複範囲における中央値を前記初期値として前記推定演算を行う
ことを特徴とする請求項３に記載の推定装置。
【請求項５】
前記演算部は、
異なる方法で得られる複数のＳＯＣ値のうち最小値を優先する最小値優先設定が有効である場合、前記異なる方法で得られる複数のＳＯＣ値のうち最も小さいＳＯＣ値を前記初期値として前記推定演算を行う
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の推定装置。
【請求項６】
二次電池の電圧および電流の観測値を取得する観測値取得工程と、
前記観測値取得工程で取得される前記観測値に基づき、前記二次電池の等価回路モデルを用いた推定演算によって、前記二次電池の充電状態を示すＳＯＣ値を推定する演算工程と、
前記演算工程によって推定されたＳＯＣ値を記憶部に記憶する記憶工程と、を含み、
前記演算工程は、
前記二次電池の利用が停止されてから停止が解除されるまでの停止時間が予め設定された時間以上である場合、前記電圧の観測値に基づいて決定される値を前記推定演算における前記ＳＯＣ値の初期値として前記推定演算を開始し、前記停止時間が前記予め設定された時間未満である場合、前記二次電池の利用の停止前に前記記憶部に記憶された前記ＳＯＣ値である前回ＳＯＣ値が有効か否かに応じて決定される値を前記初期値として前記推定演算を開始する
ことを特徴とする推定方法。
【請求項７】
二次電池の電圧および電流の観測値を取得する観測値取得手順と、
前記観測値取得手順で取得される前記観測値に基づき、前記二次電池の等価回路モデルを用いた推定演算によって、前記二次電池の充電状態を示すＳＯＣ値を推定する演算手順と、
前記演算手順によって推定されたＳＯＣ値を記憶部に記憶する記憶手順と、をコンピュータに実行させ、
前記演算手順は、
前記二次電池の利用が停止されてから停止が解除されるまでの停止時間が予め設定された時間以上である場合、前記電圧の観測値に基づいて決定される値を前記推定演算における前記ＳＯＣ値の初期値として前記推定演算を開始し、前記停止時間が前記予め設定された時間未満である場合、前記二次電池の利用の停止前に前記記憶部に記憶された前記ＳＯＣ値である前回ＳＯＣ値が有効か否かに応じて決定される値を前記初期値として前記推定演算を開始する
ことを特徴とする推定プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
開示の実施形態は、推定装置、推定方法、および推定プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えばハイブリッド自動車や電気自動車などの電動車両には、動力源たるモータに対して電力を供給する電源が搭載されており、かかる電源として、放電によりモータに電力を供給すると共にモータで発生した回生電力を蓄積する充放電可能な二次電池が用いられる。
【０００３】
二次電池からの電力をモータに安定して供給することができるように、電動車両には、一般に、ＳＯＣ（State  Of  Charge）値を推定する推定装置が搭載されている。ＳＯＣ値は、二次電池の充電状態を示す値であり、かかるＳＯＣ値を推定する方法として、二次電池を電気回路としてとらえた等価回路モデルを用いてＳＯＣ値を推定する方法が知られている。
【０００４】
ところで、二次電池は、充放電によって内部で分極が発生し、かかる分極が解消して安定するまでに、数十分から数十時間といった長時間を要することがある。そのため、充放電が行われていない期間でも、二次電池の電圧には分極電圧が重畳されている場合があり、ＳＯＣ値の推定精度が低下してしまうおそれがある。そこで、ＳＯＣ値を推定する推定装置において、二次電池を含む電源システムが起動するまでの電源システムの停止時間の長さに応じてＳＯＣ初期値を変更する技術が提案されている。
【０００５】
例えば、特許文献１に記載の推定装置は、電源システムが起動するまでの停止時間が第１の停止期間を経過している場合、二次電池の電圧からＳＯＣ初期値を決定するが、電源システムの停止時間が第１の停止期間を経過する前は、他の方法でＳＯＣ初期値を決定する。
【０００６】
具体的には、推定装置は、前回推定演算されたＳＯＣ値を記憶部に記憶しておき、電源システムの停止時間が第１の停止期間よりも短い第２の停止期間を経過する前である場合、記憶部に記憶されたＳＯＣ値をＳＯＣ初期値とする。また、推定装置は、電源システムの停止時間が第２の停止期間を経過し且つ第１の停止時間が経過する前である場合、電源システムが停止している時に観測した二次電池の電圧からＳＯＣ初期値を求める。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−１４５３４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１に記載の推定装置では、電源システムの停止時間が第２の停止期間を経過する前に起動された場合において、記憶部に記憶されたＳＯＣ値がデータ破損などによって有効でない状態である場合、ＳＯＣ初期値が不定になり、ＳＯＣ値の推定精度が低下するおそれがある。
【０００９】
実施形態の一態様は、上記に鑑みてなされたものであって、ＳＯＣ値の推定精度を向上させることができる推定装置、推定方法、および推定プログラム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】
【００１０】
実施形態の一態様に係る推定装置は、観測値取得部と、演算部と、記憶部とを備える。前記観測値取得部は、二次電池の電圧および電流の観測値を取得する。前記演算部は、前記観測値取得部で取得される前記観測値に基づき、前記二次電池の等価回路モデルを用いた推定演算によって、前記二次電池の充電状態を示すＳＯＣ値を推定する。前記記憶部は、前記演算部によって推定された前記ＳＯＣ値を記憶する。前記演算部は、前記二次電池の利用が停止されてから停止が解除されるまでの停止時間が予め設定された時間以上である場合、前記電圧の観測値に基づいて決定される値を前記推定演算における前記ＳＯＣ値の初期値として前記推定演算を開始し、前記停止時間が前記予め設定された時間未満である場合、前記二次電池の利用の停止前に前記記憶部に記憶された前記ＳＯＣ値である前回ＳＯＣ値が有効か否かに応じて決定される値を前記初期値として前記推定演算を開始する。
【発明の効果】
【００１１】
実施形態の一態様によれば、ＳＯＣ値の推定精度を向上させることができる推定装置、推定方法、および推定プログラムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、実施形態に係る推定装置を含む車両搭載用システムの構成例を示す図である。
【図２】図２は、停止タイミングからの経過時間と充電状態推定部の推定演算で用いるＳＯＣ初期値との関係を示す図である。
【図３】図３は、二次電池の等価回路モデルの一例を示す説明図である。
【図４】図４は、二次電池のＳＯＣ−ＯＣＶ特性の一例を示す図である。
【図５】図５は、充電状態推定部の機能ブロック図である。
【図６】図６は、ＳＯＣ−ＯＣＶ特性を示すテーブルの一例を示す図である。
【図７】図７は、充電時情報における第１のばらつき範囲とＯＣＶ値との関係を示す図である。
【図８】図８は、放電時情報における第２のばらつき範囲とＯＣＶ値との関係を示す図である。
【図９】図９は、充電状態推定部が実行する処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図１０】図１０は、図９のステップＳ１１の処理の一例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】
【００１３】
以下、添付図面を参照して、本願の開示する推定装置、推定方法、および推定プログラムの実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、以下においては、推定装置を含む電源システムの適用例として車両搭載用システムについて説明するが、かかる例に限定されない。例えば、太陽光や風力などの自然エネルギーを電力へ変換する発電システムなどのように車両搭載用システム以外に推定装置を含む電源システムを適用することもできる。
【００１４】
［１．車両搭載用システムの構成］
図１は、実施形態に係る推定装置を含む車両搭載用システムの構成例を示す図である。図１示す車両搭載用システム１００は、例えば、図示しないハイブリッド自動車（ＨＥＶ：Hybrid  Electric  Vehicle）、および電気自動車（ＥＶ：Electric  Vehicle）等の車両に搭載される。
【００１５】
かかる車両搭載用システム１００は、電源システム１と、車両制御装置２と、モータ３と、電力変換部４とを備える。車両制御装置２は、電源システム１を起動して電源システム１と電力変換部４とを接続し、電力変換部４を駆動することで、モータ３を制御する。
【００１６】
電力変換部４は、電源システム１からの直流電力を交流電力へ変換してモータ３へ出力することができ、また、モータ３の回生電力である交流電力を直流電力へ変換して電源システム１へ供給することができる。
【００１７】
車両制御装置２は、電源システム１から通知される後述の二次電池５の状態を示すＳＯＣ（State  Of  Charge）値に基づいて、二次電池５の充放電を制御することができる。例えば、車両制御装置２は、ＳＯＣ値が低下した場合に、モータ３の回生電力を電源システム１へ供給することで、ＳＯＣ値を上昇させることができる。ＳＯＣ値は、二次電池５の充電率（％）であるが、二次電池５の残留容量（Ａｈ）であってもよい。
【００１８】
電源システム１は、二次電池５と、電池監視システム６と、リレー７とを備える。二次電池５は、例えばリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池などである。二次電池５は、例えば、組電池であり、複数の電池ブロックが直列に接続されて構成される。各電池ブロックは、直列に接続された複数の電池セルを備える。なお、二次電池５は、複数の電池ブロックが並列に接続されて構成されてもよい。
【００１９】
電池監視システム６は、車両に設けられた不図示のイグニッションスイッチがＯＮになった場合に、電源システム１を動作状態にする。電源システム１が動作状態にある場合、二次電池５が電力変換部４に接続されており、かつ、二次電池５のＳＯＣ値の推定処理が繰り返し行われる。電池監視システム６は、ＳＯＣ値を推定する毎に推定したＳＯＣ値を車両制御装置２へ通知する。
【００２０】
また、電池監視システム６は、イグニッションスイッチがＯＦＦになった場合に、電源システム１を停止状態にする。電源システム１が停止状態にある場合、二次電池５は電力変換部４から切り離されており、かつ、二次電池５のＳＯＣ値の推定処理が停止している。
【００２１】
なお、電池監視システム６は、二次電池５を構成する複数の電池ブロックにそれぞれに設けられた不図示のブロック監視部を有しており、各ブロック監視部は、対応する電池ブロックの異常などを検出することができる。
【００２２】
電池監視システム６は、電池状態監視部１０と、二次電池５の両端電圧ｕの瞬時値（以下、電圧観測値ｕと記載する）を検出する電圧センサ１１と、二次電池５に流れる電流ｉの瞬時値（以下、電流観測値ｉと記載する）を検出する電流センサ１２とを備える。
【００２３】
電池状態監視部１０は、スイッチ制御部２０と、充電状態推定部２１（推定装置の一例）とを備える。スイッチ制御部２０は、イグニッションスイッチの状態を示すイグニッション信号ＳＩＧＮに基づいて、リレー７のＯＮ／ＯＦＦを制御する。
【００２４】
例えば、スイッチ制御部２０は、イグニッション信号ＳＩＧＮがイグニッションスイッチのＯＮを示す場合、リレー７をＯＮにして二次電池５を電力変換部４に接続し、車両搭載用システム１００で二次電池５の利用が可能な状態にする。また、スイッチ制御部２０は、イグニッション信号ＳＩＧＮがイグニッションスイッチのＯＦＦを示す場合、リレー７をＯＦＦにして二次電池５を電力変換部４から切り離し、車両搭載用システム１００で二次電池５の利用を停止させる。
【００２５】
なお、スイッチ制御部２０は、車両制御装置２の要求に応じてリレー７のＯＮ／ＯＦＦを制御することもできる。また、スイッチ制御部２０は、リレー７がＯＮである状態で二次電池５の異常を検出した場合、リレー７をＯＦＦにして電源システム１を停止状態にすることもできる。
【００２６】
充電状態推定部２１は、電源システム１が動作状態にある場合、二次電池５のＳＯＣ値を推定する推定演算を行う。例えば、充電状態推定部２１は、電圧センサ１１および電流センサ１２から取得した電圧観測値ｕおよび電流観測値ｉに基づき、二次電池５の等価回路モデルを用いて二次電池５の充電状態を示すＳＯＣ値を推定する推定演算を行う。充電状態推定部２１は、電源システム１が停止状態にある場合、ＳＯＣ値の推定演算を停止する。
【００２７】
充電状態推定部２１は、推定演算を行う毎に、推定演算の結果であるＳＯＣ値を車両制御装置２へ出力する。また、充電状態推定部２１は、推定演算の結果であるＳＯＣ値を繰り返し内部の記憶部に記憶する。
【００２８】
二次電池５は、充放電によって内部で分極が発生し、かかる分極が解消して安定するまでに、時間を要する。そのため、充放電が行われていない期間でも、二次電池５の電圧には分極電圧が重畳されている場合があり、ＳＯＣ値の推定精度が低下してしまうおそれがある。
【００２９】
そこで、充電状態推定部２１は、電源システム１が停止して二次電池５の利用が停止されてから予め設定された時間Ｔ１（以下、設定時間Ｔ１と記載する場合がある）が経過した後に電源システム１が起動して二次電池５の利用が再開されたか否かを判定する。かかる判定結果に基づいて、充電状態推定部２１は、ＳＯＣ値の推定演算に用いるＳＯＣの初期値（以下、ＳＯＣ初期値と記載する）を変更する。設定時間Ｔ１は、二次電池５の分極解消に要する時間以上の時間である。
【００３０】
図２は、電源システム１が停止して二次電池５の利用が停止されたタイミング（以下、停止タイミングと記載する）からの経過時間と充電状態推定部２１の推定演算で用いるＳＯＣ初期値との関係を示す図である。
【００３１】
図２に示すように、充電状態推定部２１は、停止タイミング（時刻ｔ１０）から設定時間Ｔ１が経過して分極が解消した後（時刻ｔ１１）、電源システム１が起動して二次電池５の利用が再開されるタイミング（以下、起動タイミングと記載する）が発生した場合、ＳＯＣ初期値として第１の初期値を用いてＳＯＣの推定演算を実行する。
【００３２】
第１の初期値は、例えば、電圧センサ１１から取得される電圧観測値ｕからＳＯＣ−ＯＣＶ（Open  Circuit  Voltage）特性などにより決定される値である。ＯＣＶは、無負荷状態の二次電池５の電圧、すなわち二次電池５の開回路電圧であり、以下、ＯＣＶの値をＯＣＶ値と記載する。
【００３３】
また、充電状態推定部２１は、停止タイミング（時刻ｔ１０）から設定時間Ｔ１が経過する前に起動タイミングが発生した場合、ＳＯＣ初期値として第２の初期値または第３の初期値を用いてＳＯＣの推定演算を実行する。
【００３４】
第２の初期値は、停止タイミングの前に推定演算されたＳＯＣ値であり、例えば、停止タイミングの直前の最後の推定演算で算出されたＳＯＣ値である。以下、第２の初期値は、ＳＯＣ前回最終値と記載する場合がある。また、第３の初期値は、例えば、電圧センサ１１から取得される電圧観測値ｕからＳＯＣ−ＯＣＶ特性などにより決定される値である。
【００３５】
充電状態推定部２１は、第２の初期値が有効であるか否かを判定する。かかる処理において、充電状態推定部２１は、例えば、第２の初期値が正常範囲内でない場合や第２の初期値にデータ破損がある場合に第２の初期値が有効ではないと判定する。
【００３６】
充電状態推定部２１は、第２の初期値が有効であると判定した場合、第２の初期値をＳＯＣ初期値として推定演算を行い、第２の初期値が有効ではないと判定した場合、第３の初期値をＳＯＣ初期値として推定演算を行う。
【００３７】
このように、充電状態推定部２１は、二次電池５の利用が停止されてから設定時間Ｔ１が経過する前に二次電池５の利用が再開された場合、ＳＯＣ前回最終値が有効であるか否かによってＳＯＣ初期値を変更する。したがって、ＳＯＣ前回最終値が有効でない場合に、ＳＯＣ前回最終値をＳＯＣ初期値として用いる場合に比べ、ＳＯＣ値の推定精度を向上させることができる。以下、推定装置の一例である充電状態推定部２１についてさらに詳細に説明する。
【００３８】
［２．充電状態推定部２１］
充電状態推定部２１は、二次電池５をモデル化した等価回路モデルに対して、カルマンフィルタを適用することでＳＯＣ値を推定する推定演算を行う。
【００３９】
図３は、二次電池５の等価回路モデルの一例を示す説明図である。図３に示すように、二次電池５の等価回路モデル３０は、電源３１と、抵抗素子３２と、第１のＲＣ回路３３と、第２のＲＣ回路３４とを有して構成される。
【００４０】
電源３１は、内部インピーダンスが存在しない理想電源であり、かかる電源３１の電圧の値は、無負荷状態の二次電池５の電圧の値であり、上述したＯＣＶ値である。なお、図３に示す例では、充電時のＯＣＶ値をＯＣＶａとし、放電時のＯＣＶ値をＯＣＶｂとして表している。
【００４１】
抵抗素子３２は、抵抗値Ｒ０を有する抵抗素子であり、抵抗素子３２の電圧ｕ０は、二次電池５に流れる電流ｉの変化に正比例して大きくなる。第１のＲＣ回路３３は、抵抗値Ｒ１の抵抗素子と静電容量Ｃ１のコンデンサとの並列回路であり、第１のＲＣ回路３３の電圧ｕ１は、二次電池５に流れる電流ｉの変化に対して過渡的に変化する。
【００４２】
第２のＲＣ回路３４は、抵抗値Ｒ２の抵抗素子と静電容量Ｃ２のコンデンサとの並列回路であり、第２のＲＣ回路３４の電圧ｕ２は、二次電池５に流れる電流ｉの変化に対して過渡的に変化する。
【００４３】
図３に示す等価回路モデル３０の両端電圧ｕは、下記式（１）に示すように、ＯＣＶ値と、電圧ｕ０と、電圧ｕ１と、電圧ｕ２との和で表現することができる。
【数１】
2018151175.tif 000003
【００４４】
電圧ｕ０は、二次電池５に流れる電流ｉと抵抗値Ｒ０とから下記式（２）に示すように表すことができる。また、第１のＲＣ回路３３の電圧ｕ１と第２のＲＣ回路３４の電圧ｕ２の微分方程式は、下記式（３），（４）に示すように表すことができる。
【数２】
2018151175.tif 000004
【００４５】
充電状態推定部２１は、上述した等価回路モデル３０を用いた推定演算によってＳＯＣ値を推定する。下記式（５），（６）は、二次電池５の状態を表すシステムモデルを示している。式（５）は、二次電池５の状態を示す状態方程式であり、式（６）は、二次電池５の観測値に係る観測方程式である。下記式（５），（６）において、「ｋ」は、離散化した時間のインデックス（ｋ番目の時間。以下、時刻ｋと記載する場合がある）を示す。
【数３】
2018151175.tif 000005
【００４６】
上記式（５），（６）において、「ｘｋ」は、時刻ｋにおける二次電池５の状態を示す状態ベクトルであり、上記式（７）に示すように、時刻ｋにおけるＳＯＣ値，電圧ｕ１，電圧ｕ２である。また、「ｉｋ」は外部からの制御入力である上述した電流観測値ｉであり、「ｙｋ」は、上記式（８）に示すように、時刻ｋにおける二次電池５の両端電圧ｕである。なお、「Ａ」，「Ｂ」，「Ｃ」，「Ｄ」は、例えば、上記（１）〜（４）から求められる行列である。
【００４７】
また、「ｖｋ」はシステムノイズであり、「ｗｋ」は観測ノイズである。システムノイズｖｋおよび観測ノイズｗｋは、多次元正規分布に従うノイズである。システムノイズは、プロセスノイズとも呼ばれる。
【００４８】
図４は、二次電池５のＳＯＣ−ＯＣＶ特性の一例を示す図である。図４において、横軸は、ＳＯＣ（％）であり、縦軸は、ＯＣＶ（Ｖ）である。充電状態推定部２１は、上記システムモデルを用いて推定したＯＣＶ値と、図４に示すＳＯＣ−ＯＣＶ特性とに基づいて、ＳＯＣ値を仮推定する。充電状態推定部２１は、上記システムモデルを用いて推定される両端電圧ｕの推定値と電圧観測値ｕとの差である観測誤差に基づき、仮推定したＳＯＣ値をカルマンフィルタで補正し、補正したＳＯＣ値をＳＯＣの推定値とすることで、ＳＯＣ値を本推定する。
【００４９】
以下、充電状態推定部２１によるＳＯＣの推定演算について、二次電池５の利用が停止されてから二次電池５の利用が再開された場合の処理を含め、さらに具体的に説明する。なお、以下において、離散化した時間のインデックス「ｋ」を下付文字に代えて、括弧書きで記載するものとする。
【００５０】
［２．１．充電状態推定部２１の構成］
図５は、充電状態推定部２１の機能ブロック図である。図５に示すように、充電状態推定部２１は、記憶部４０と、Ａ／Ｄ変換部４１（観測値取得部の一例）と、演算部４２と、判定部４３と、初期値設定部４４とを備える。演算部４２は、電池状態推定部５０と、ゲイン設定部５１と、フィルタ部５２とを備える。ゲイン設定部５１およびフィルタ部５２は、カルマンフィルタとして機能する。
【００５１】
充電状態推定部２１は、例えば、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）、フラッシュメモリ、Ａ／Ｄ変換部、入出力ポート等を含むマイクロコンピュータである。かかるマイクロコンピュータのＣＰＵがＲＯＭまたはフラッシュメモリに記憶されたプログラムを読み出して実行することによって、演算部４２、判定部４３、および初期値設定部４４として機能する。また、記憶部４０は、ＲＡＭなどによって構成される。
【００５２】
なお、演算部４２、判定部４３、および初期値設定部４４は全部または一部をＡＳＩＣ（Application  Specific  Integrated  Circuit）やＦＰＧＡ（Field  Programmable  Gate  Array）等のハードウェアで構成することもできる。また、記録ディスク（例えば、ＣＤやＤＶＤ）から不図示の読取部により上述したプログラムを読み出し、ＲＯＭまたはフラッシュメモリに記憶することができる。
【００５３】
記憶部４０は、充電状態推定部２１が用いる等価回路モデル３０の各種パラメータ、カルマンフィルタの各種パラメータ、およびＳＯＣ−ＯＣＶ特性を示す情報などを記憶している。また、記憶部４０は、充電状態推定部２１による推定演算の最新の結果であるＳＯＣ値を記憶する。
【００５４】
Ａ／Ｄ変換部４１は、電圧センサ１１から出力される電圧観測値ｕを所定時間毎に繰り返しデジタル変換して、電圧観測値ｕ（ｋ）として出力する。また、Ａ／Ｄ変換部４１は、電流センサ１２から出力される電流観測値ｉを所定時間毎に繰り返しデジタル変換して、電流観測値ｉ（ｋ）として出力する。
【００５５】
電池状態推定部５０は、Ａ／Ｄ変換部４１から電圧観測値ｕ（ｋ）および電流観測値ｉ（ｋ）を取得する。また、電池状態推定部５０は、事後状態推定値ｘ^（ｋ−１）や等価回路モデル３０の各種パラメータを記憶部４０から取得する。
【００５６】
事後状態推定値ｘ^（ｋ−１）は、時刻ｋ１−１において、充電状態推定部２１によって本推定された二次電池５の状態ベクトルである。ここで、時刻ｋにおける二次電池５の状態ベクトルである状態推定値ｘ（ｋ）は、下記式（９）で表され、ＳＯＣ値ＳＯＣ（ｋ）、電圧ｕ１（ｋ）、および電圧ｕ２（ｋ）を含む。
【数４】
2018151175.tif 000006
【００５７】
電池状態推定部５０は、事後状態推定値ｘ^（ｋ−１）と、電圧観測値ｕ（ｋ）と、電流観測値ｉ（ｋ）とに基づき、事前状態推定値ｘ^-（ｋ）を演算する。例えば、電池状態推定部５０は、上記式（５）に対応する下記式（１０）の演算を行うことによって、事前状態推定値ｘ^-（ｋ）を求めることができる。また、電流観測値ｉ（ｋ）は、下記式（１１）に示すように、所定期間に二次電池５に流れる電流ｉの積算値であり、所定期間は例えば１秒である。
【数５】
2018151175.tif 000007
【００５８】
なお、上記式（１０）において、ｆ（ｘ^（ｋ−１），ｉ（ｋ））は、事後状態推定値ｘ^（ｋ−１）および電流観測値ｉ（ｋ）と事前状態推定値ｘ^-（ｋ）との関係を示す関数である。なお、上記式（１０）では、電流観測値ｉ（ｋ）を用いているが、電流観測値ｉ（ｋ−１）を用いてもよい。
【００５９】
また、電池状態推定部５０は、電流観測値ｉ（ｋ）と、事前状態推定値ｘ^-（ｋ）とに基づいて、二次電池５の両端電圧ｕの推定値である電圧推定値ｕ^（ｋ）を演算する。例えば、電池状態推定部５０は、上記式（６）に対応する下記式（１２）の演算を行うことによって、電圧推定値ｕ^（ｋ）を求めることができる。電池状態推定部５０は、事前状態推定値ｘ^-（ｋ）をフィルタ部５２へ出力する。
【数６】
2018151175.tif 000008
【００６０】
さらに、電池状態推定部５０は、電圧観測値ｕ（ｋ）と電圧推定値ｕ^（ｋ）との差分ｕ~（ｋ）を演算する。例えば、電池状態推定部５０は、下記式（１３）の演算を行うことによって、差分ｕ~（ｋ）を求めることができる。電池状態推定部５０は、差分ｕ~（ｋ）をゲイン設定部５１へ出力する。
【数７】
2018151175.tif 000009
【００６１】
ゲイン設定部５１は、電池状態推定部５０から差分ｕ~（ｋ）を取得し、記憶部４０から観測ノイズΣｗおよびシステムノイズΣｖを取得する。ゲイン設定部５１は、差分ｕ~（ｋ）と、事後誤差共分散行列Ｐ（ｋ−１）と、観測ノイズΣｗと、システムノイズΣｖとに基づいて、カルマンゲインＧ（ｋ）を演算する。なお、観測ノイズΣｗは、上述した観測ノイズｗｋの共分散であり、システムノイズΣｖは、上述したシステムノイズｖｋの共分散である。
【００６２】
ゲイン設定部５１は、例えば、下記式（１４）の演算によって、時刻ｋにおける事前誤差共分散行列Ｐ-（ｋ）を求める。下記式（１４）において、「Ａ」は、例えば、上記式（１０）におけるｆ（ｘ^（ｋ−１），ｉ（ｋ））のヤコビアンとすることができる。ゲイン設定部５１は、例えば、時刻ｋ−１の事後状態推定値ｘ^（ｋ−１）に基づいて、下記式（１５）の演算によってヤコビアン「Ａ」を求めることができる。
【数８】
2018151175.tif 000010
【００６３】
次に、ゲイン設定部５１は、時刻ｋにおける事前誤差共分散行列Ｐ-（ｋ）およびシステムノイズΣｖに基づいて、カルマンゲインＧ（ｋ）を演算する。例えば、ゲイン設定部５１は、下記式（１６）の演算によって、カルマンゲインＧ（ｋ）を求めることができる。
【数９】
2018151175.tif 000011
【００６４】
また、ゲイン設定部５１は、事前状態推定値ｘ^-（ｋ）とカルマンゲインＧ（ｋ）と差分ｕ~（ｋ）とに基づいて、時刻ｋにおける事後誤差共分散行列Ｐ（ｋ）を演算する。例えば、ゲイン設定部５１は、下記式（１７）の演算によって、事後誤差共分散行列Ｐ（ｋ）を求めることができる。
【数１０】
2018151175.tif 000012
【００６５】
フィルタ部５２は、事前状態推定値ｘ^-（ｋ）とカルマンゲインＧ（ｋ）とに基づいて、事後状態推定値ｘ^（ｋ）を演算する。具体的には、フィルタ部５２は、カルマンゲインＧ（ｋ）と、差分ｕ~（ｋ）とに基づいて、事前状態推定値ｘ^-（ｋ）を修正するための修正値ｘ~（ｋ）を演算する。例えば、フィルタ部５２は、下記式（１８）の演算によって、修正値ｘ~（ｋ）を求めることができる。
【数１１】
2018151175.tif 000013
【００６６】
フィルタ部５２は、事前状態推定値ｘ^-（ｋ）と修正値ｘ~（ｋ）とに基づいて、事後状態推定値ｘ^（ｋ）を演算する。例えば、フィルタ部５２は、下記式（１９）の演算によって、事後状態推定値ｘ^（ｋ）を求めることができる。
【数１２】
2018151175.tif 000014
【００６７】
そして、フィルタ部５２は、事後状態推定値ｘ^（ｋ）に含まれるＳＯＣの事後状態推定値ＳＯＣ^（ｋ）を抽出する。例えば、フィルタ部５２は、下記式（２０）の演算によって、事後状態推定値ＳＯＣ^（ｋ）を求めることができる。
【数１３】
2018151175.tif 000015
【００６８】
フィルタ部５２は、抽出した事後状態推定値ｘ^（ｋ）を記憶部４０に記憶すると共に、算出した事後状態推定値ＳＯＣ^（ｋ）を車両制御装置２へ出力する。なお、二次電池５の利用が停止される停止タイミングの直前に記憶部４０に記憶された事後状態推定値ｘ^（ｋ）に含まれる事後状態推定値ＳＯＣ^（ｋ）がＳＯＣ前回最終値である。
【００６９】
事後状態推定値ＳＯＣ^（ｋ）の演算方法は、上述した例に限定されない。事後状態推定値ＳＯＣ^（ｋ）の演算方法は、等価回路モデルを用いた推定演算によって事後状態推定値ＳＯＣ^（ｋ）を演算することができればよい。例えば、充電状態推定部２１は、公知の推定処理で事後状態推定値ＳＯＣ^（ｋ）の演算を行うこともできる。
【００７０】
［２．２．初期値ＳＯＣ（０）の設定処理］
上述したように、充電状態推定部２１は、記憶部４０と、判定部４３と、初期値設定部４４とを備える。判定部４３は、二次電池５の利用が停止されてから設定時間Ｔ１が経過した後に二次電池５の利用が再開されたか否かを判定する。
【００７１】
また、判定部４３は、記憶部４０に記憶されたＳＯＣ前回最終値（第２の初期値）が有効か否かを判定する。ＳＯＣ前回最終値は、停止タイミング前に記憶部４０に最後に記憶された事後状態推定値ＳＯＣ^（ｋ）である。
【００７２】
初期値設定部４４は、判定部４３による判定結果に基づいて、二次電池５の利用が再開された後、電池状態推定部５０によって用いられるＳＯＣ値の初期値ＳＯＣ（０）を決定し、決定した初期値ＳＯＣ（０）を電池状態推定部５０に設定する。初期値ＳＯＣ（０）は、推定演算を再開する時刻を時刻ｋとした場合、時刻ｋ−１における事後状態推定値ｘ^（ｋ−１）におけるＳＯＣ^（ｋ−１）として設定される値である。これにより、電池状態推定部５０は、例えば、上記式（１０）を用いて、事前状態推定値ｘ^-（ｋ）を演算することができる。
【００７３】
［２．２．１．記憶部４０に記憶される情報］
記憶部４０は、ＳＯＣ−ＯＣＶ特性を示すテーブルまたは演算式を記憶している。図６は、ＳＯＣ−ＯＣＶ特性を示すテーブルの一例を示す図である。ＳＯＣ−ＯＣＶ特性を示すテーブルは、ＯＣＶ値毎に、ＯＣＶ値にＳＯＣ値が関連付けらたテーブルであり、例えば、ＯＣＶ値「３．３０（Ｖ）」に対してＳＯＣ値「７８．０（％）」が関連付けられている。
【００７４】
また、記憶部４０は、充電時情報と放電時情報とを記憶している。充電時情報は、二次電池５が充電時である場合のＳＯＣのばらつきの範囲である第１のばらつき範囲ＡＲ１とＯＣＶ値との関係を示すテーブルまたは演算式である。また、放電時情報は、二次電池５が放電時である場合のＳＯＣのばらつきの範囲である第２のばらつき範囲ＡＲ２とＯＣＶ値との関係を示すテーブルまたは演算式である。
【００７５】
図７は、充電時情報における第１のばらつき範囲ＡＲ１とＯＣＶ値との関係を示す図である。図７に示す例では、例えば、ＯＣＶ値「３．３０（Ｖ）」に対して第１のばらつき範囲ＡＲ１「７５．０〜８０．０（％）」が関連付けられ、ＯＣＶ値「３．２９（Ｖ）」に対して第１のばらつき範囲ＡＲ１「７４．５〜７９．５（％）」が関連付けられている。
【００７６】
図８は、放電時情報における第２のばらつき範囲ＡＲ２とＯＣＶ値との関係を示す図である。図８に示す例では、例えば、ＯＣＶ値「３．３０（Ｖ）」に対して第２のばらつき範囲ＡＲ２「７３．０〜７８．０（％）」が関連付けられ、ＯＣＶ値「３．２９（Ｖ）」に対して第２のばらつき範囲ＡＲ２「７２．５〜７７．５（％）」が関連付けられている。
【００７７】
［２．２．２．判定部４３の処理］
図５に示す判定部４３は、二次電池５の利用が停止されてから設定時間Ｔ１が経過した後に二次電池５の利用が再開されたか否かを判定する。具体的には、判定部４３は、二次電池５の利用が停止された停止タイミングから停止が解除されるまでの停止時間Ｔｘをカウントする。
【００７８】
判定部４３は、停止タイミングでカウントを開始する不図示のカウンタを有する。判定部４３は、二次電池５の利用の停止が解除される起動タイミングでカウンタのカウントを停止し、かかるカウンタのカウント値を停止時間Ｔｘとすることができる。
【００７９】
なお、判定部４３は、例えば、イグニッション信号ＳＩＧＮがイグニッションのＯＮを示す状態からイグニッションのＯＦＦを示す状態になった場合、停止タイミングであると判定する。また、判定部４３は、イグニッション信号ＳＩＧＮがイグニッションのＯＦＦを示す状態からイグニッションのＯＮを示す状態になった場合、起動タイミングであると判定する。
【００８０】
判定部４３は、停止時間Ｔｘが設定時間Ｔ１未満である場合、二次電池５の利用が停止されてから設定時間Ｔ１が経過する前に二次電池５の利用が再開されたと判定する。また、判定部４３は、停止時間Ｔｘが設定時間Ｔ１以上である場合、二次電池５の利用が停止されてから設定時間Ｔ１が経過した後に二次電池５の利用が再開されたと判定する。なお、設定時間Ｔ１は、二次電池５の分極解消に要する時間（以下、分極解消時間と記載する）に設定されており、これにより、二次電池５の分極が解消している状態か否かを判定することができる。
【００８１】
また、判定部４３は、記憶部４０に記憶されたＳＯＣ前回最終値が有効か否かを判定する。ＳＯＣ前回最終値が有効であるとは、記憶部４０に記憶されたＳＯＣ前回最終値が初期値ＳＯＣ（０）として用いることができることを意味する。
【００８２】
判定部４３は、例えば、ＳＯＣ前回最終値が正常範囲内である場合やＳＯＣ前回最終値にデータ破損がない場合に、ＳＯＣ前回最終値が有効であると判定する。判定部４３は、例えば、ＳＯＣ前回最終値が正常範囲内でない場合やＳＯＣ前回最終値にデータ破損がある場合に、ＳＯＣ前回最終値が有効ではないと判定する。
【００８３】
［２．２．３．初期値設定部４４の処理］
初期値設定部４４は、二次電池５の利用が再開された場合に用いる初期値ＳＯＣ（０）を、判定部４３による判定結果に基づいて、変更する。
【００８４】
具体的には、初期値設定部４４は、停止時間Ｔｘが設定時間Ｔ１以上である場合と、停止時間Ｔｘが設定時間Ｔ１未満である場合とで、初期値ＳＯＣ（０）を変更する。さらに、初期値設定部４４は、停止時間Ｔｘが設定時間Ｔ１未満である場合、ＳＯＣ前回最終値が有効であるか否かに基づいて、初期値ＳＯＣ（０）を変更する。
【００８５】
また、初期値設定部４４は、後述する異なる方法で得られる複数のＳＯＣ値のうち最小値を優先する最小値優先設定が有効である場合、停止時間Ｔｘにかかわらず、異なる方法で得られる複数のＳＯＣ値のうち最も低いＳＯＣ値を初期値ＳＯＣ（０）として設定することができる。以下、それぞれの場合について、具体的に説明する。
【００８６】
［２．２．３．１．Ｔｘ≧Ｔ１の場合］
初期値設定部４４は、第１の方法によって、初期値ＳＯＣ（０）にするＳＯＣ値を決定し電池状態推定部５０に設定する。
【００８７】
具体的には、初期値設定部４４は、停止時間Ｔｘが設定時間Ｔ１以上であると判定部４３によって判定された場合、二次電池５の利用が再開された後にＡ／Ｄ変換部４１から出力される電圧観測値ｕ（ｋ）に基づいて、初期値ＳＯＣ（０）にするＳＯＣ値を決定し電池状態推定部５０に設定する。
【００８８】
初期値設定部４４は、記憶部４０に記憶されたＳＯＣ−ＯＣＶ特性を示す情報に基づき、電圧観測値ｕ（ｋ）に対応するＳＯＣ値を初期値ＳＯＣ（０）として電池状態推定部５０に設定する。例えば、記憶部４０に図６に示すテーブルが記憶されており、ｕ（ｋ）＝３．２９（Ｖ）である場合、ＳＯＣ値「７７．５％」を初期値ＳＯＣ（０）として電池状態推定部５０に設定する。
【００８９】
Ｔｘ≧Ｔ１である場合、二次電池５の分極解消時間が経過しているため、電圧観測値ｕ（ｋ）には分極電圧が重畳されていない。したがって、電圧観測値ｕ（ｋ）に対応するＳＯＣ値をＳＯＣ−ＯＣＶ特性を示す情報から抽出することで、初期値ＳＯＣ（０）を適切に設定することができる。
【００９０】
なお、二次電池５の利用が再開された直後は、電力変換部４（図１参照）は動作しておらず、二次電池５から流れる電流ｉは小さく、Ａ／Ｄ変換部４１から出力される電圧観測値ｕ（ｋ）がＯＣＶ値と見なせるものとするが、かかる例に限定されない。例えば、初期値設定部４４は、起動タイミングの直前にＡ／Ｄ変換部４１から出力される電圧観測値ｕ（ｋ）と一致するＯＣＶ値に対応するＳＯＣ値をＳＯＣ−ＯＣＶ特性を示す情報から抽出することもできる。
【００９１】
また、記憶部４０は、二次電池５の利用が再開された直後のＳＯＣ−ＣＣＶ（Closed  Circuit  Voltage）特性を示す情報（テーブルまたは演算式）を記憶することができる。初期値設定部４４は、起動タイミングの直後にＡ／Ｄ変換部４１から出力される電圧観測値ｕ（ｋ）と一致するＣＣＶ値に対応するＳＯＣ値を記憶部４０に記憶されたＳＯＣ−ＣＣＶ特性を示す情報から抽出することもできる。ＣＣＶ値は、二次電池５の閉回路電圧である。
【００９２】
［２．２．３．２．Ｔｘ＜Ｔ１かつＳＯＣ前回最終値が有効な場合］
初期値設定部４４は、停止時間Ｔｘが設定時間Ｔ１未満であり、かつ、記憶部４０に記憶されたＳＯＣ前回最終値が有効であると判定部４３によって判定された場合、第２の方法によって、初期値ＳＯＣ（０）にするＳＯＣ値を決定し電池状態推定部５０に設定する。  
【００９３】
具体的には、初期値設定部４４は、記憶部４０に記憶されたＳＯＣ前回最終値を初期値ＳＯＣ（０）として電池状態推定部５０に設定する。ＳＯＣ前回最終値は、上述したように、停止タイミングの直前に記憶部４０に記憶された事後状態推定値ＳＯＣ^（ｋ）である。
【００９４】
Ｔｘ＜Ｔ１である場合、二次電池５の分極解消時間が経過しておらず、電圧観測値ｕ（ｋ）には分極電圧が重畳されているが、重畳されている分極電圧が充電に起因する分極電圧か放電に起因する分極電圧かを電圧観測値ｕ（ｋ）では判断できない。
【００９５】
そのため、電圧観測値ｕ（ｋ）に対応するＳＯＣ値をＳＯＣ−ＯＣＶ特性を示す情報から抽出して初期値ＳＯＣ（０）を設定した場合、初期値ＳＯＣ（０）と真値とのずれが大きくなり、事後状態推定値ＳＯＣ^（ｋ）の収束が遅くなるおそれがある。
【００９６】
そこで、Ｔｘ＜Ｔ１かつＳＯＣ前回最終値が有効な場合、初期値設定部４４は、記憶部４０に記憶されたＳＯＣ前回最終値を初期値ＳＯＣ（０）としている。ＳＯＣ前回最終値は、電源システム１の停止直前の二次電池５の分極状態に応じた値であることから、初期値ＳＯＣ（０）と真値とのずれを抑えることができる。したがって事後状態推定値ＳＯＣ^（ｋ）の収束性を高めることができ、ＳＯＣ値の推定精度を向上させることができる。
【００９７】
［２．２．３．３．Ｔｘ＜Ｔ１かつＳＯＣ前回最終値が有効でない場合］
初期値設定部４４は、停止時間Ｔｘが設定時間Ｔ１未満であり、かつ、記憶部４０に記憶されたＳＯＣ前回最終値が有効ではないと判定部４３によって判定された場合、第３の方法で、初期値ＳＯＣ（０）にするＳＯＣ値を決定し電池状態推定部５０に設定する。具体的には、初期値設定部４４は、記憶部４０に記憶された充電時情報および放電時情報に基づいて、電圧観測値ｕ（ｋ）に対応するＳＯＣ値を初期値ＳＯＣ（０）として決定し電池状態推定部５０に設定する。
【００９８】
例えば、初期値設定部４４は、電圧観測値ｕ（ｋ）と一致するＯＣＶ値に関連付けられた第１のばらつき範囲ＡＲ１と第２のばらつき範囲ＡＲ２との重複範囲ＡＲ３における中央値ＣＶを初期値ＳＯＣ（０）として決定することができる。ここで、記憶部４０に記憶された充電時情報が図７に示す状態であり、記憶部４０に記憶された放電時情報が図８に示す状態であり、電圧観測値ｕ（ｋ）が「３．２９（Ｖ）」であるとする。
【００９９】
この場合、電圧観測値ｕ（ｋ）と一致するＯＣＶ値に関連付けられた第１のばらつき範囲ＡＲ１は、「７４．５〜７９．５（％）」であり、電圧観測値ｕ（ｋ）と一致するＯＣＶ値に関連付けられた第２のばらつき範囲ＡＲ２は、「７２．５〜７７．５（％）」である。したがって、重複範囲ＡＲ３は、「７４．５〜７７．５（％）」であり、重複範囲ＡＲ３の中央値ＣＶは、「７６．０（％）」である。したがって、初期値設定部４４は、「７６．０（％）」を初期値ＳＯＣ（０）として決定する。
【０１００】
上述したように、Ｔｘ＜Ｔ１である場合、二次電池５の分極解消時間が経過しておらず、電圧観測値ｕ（ｋ）には分極電圧が重畳されているが、重畳されている分極電圧が充電に起因する分極電圧か放電に起因する分極電圧かを電圧観測値ｕ（ｋ）では判断できない。
【０１０１】
そこで、Ｔｘ＜Ｔ１かつＳＯＣ前回最終値が有効でない場合、初期値設定部４４は、充電時のＳＯＣ値のばらつき範囲ＡＲ１と放電時のＳＯＣ値のばらつき範囲ＡＲ２との重複範囲ＡＲ３の中央値ＣＶを初期値ＳＯＣ（０）として決定する。重複範囲ＡＲ３の範囲内から初期値ＳＯＣ（０）が決定されることから、分極が充電および放電のいずれに起因する場合であっても、初期値ＳＯＣ（０）が真値から大きく外れることを抑制できる。したがって、事後状態推定値ＳＯＣ^（ｋ）の収束性を高めることができ、ＳＯＣ値の推定精度を向上させることができる。
【０１０２】
なお、記憶部４０は、ＯＣＶ値に対応する中央値ＣＶをＯＣＶ値の大きさ毎にＯＣＶ値に関連付けて記憶することもできる。この場合、初期値設定部４４は、記憶部４０から電圧観測値ｕ（ｋ）と一致するＯＣＶ値に対応する中央値ＣＶを取得することができる。
【０１０３】
また、記憶部４０は、ＯＣＶ値に対応する第１のばらつき範囲ＡＲ１の中央値ＣＶ１と、電圧観測値ｕ（ｋ）に対応する第２のばらつき範囲ＡＲ２の中央値ＣＶ２とをＯＣＶ値の大きさ毎にＯＣＶ値に関連付けて記憶することもできる。この場合、初期値設定部４４は、電圧観測値ｕ（ｋ）と一致するＯＣＶ値に関連付けられた中央値ＣＶ１と中央値ＣＶ２との平均値Ｖａｖを初期値ＳＯＣ（０）として決定することもできる。
【０１０４】
なお、記憶部４０は、ＯＣＶ値に対応する平均値ＶａｖをＯＣＶ値の大きさ毎にＯＣＶ値に関連付けて記憶することもできる。この場合、初期値設定部４４は、電圧観測値ｕ（ｋ）と一致するＯＣＶ値に関連付けられた平均値Ｖａｖを記憶部４０から取得することができる。
【０１０５】
また、記憶部４０は、停止タイミングの直前に二次電池５が充電されている状態であるか放電されている状態であるかを示す充放電情報を記憶することができる。初期値設定部４４は、記憶部４０に記憶された充放電情報に基づき、停止タイミングの直前に二次電池５が充電されている状態であったか放電されている状態であったかを判定することができる。
【０１０６】
初期値設定部４４は、停止タイミングの直前に二次電池５が充電されている状態であった場合、第１のばらつき範囲ＡＲ１の中心値を初期値ＳＯＣ（０）として決定することができる。また、初期値設定部４４は、停止タイミングの直前に二次電池５が放電している状態であった場合、第２のばらつき範囲ＡＲ２の中心値を初期値ＳＯＣ（０）として決定することができる。
【０１０７】
［２．２．３．４．最小値優先設定が有効である場合］
初期値設定部４４は、最小値優先設定が有効である場合、上述した第１〜第３の方法によって得られる複数のＳＯＣ値のうち、最も小さいＳＯＣ値を初期値ＳＯＣ（０）として決定し電池状態推定部５０に設定する。
【０１０８】
初期値設定部４４は、記憶部４０に記憶された不図示の最小値優先設定フラグが「０」に設定されている場合、最小値優先設定が有効でないと判定し、最小値優先設定フラグが「１」に設定されている場合、最小値優先設定が有効であると判定する。
【０１０９】
初期値設定部４４は、最小値優先設定が有効である場合、上述した第１〜第３の方法によって複数のＳＯＣ値を得る処理を行い、これら複数のＳＯＣ値のうち、最も小さいＳＯＣ値を初期値ＳＯＣ（０）として決定し電池状態推定部５０に設定する。
【０１１０】
カルマンフィルタを用いた推定演算では、初期値ＳＯＣ（０）が真値よりも大きい場合よりも小さい場合の方が事後状態推定値ＳＯＣ^（ｋ）の収束性が高い。そのため、異なる方法で得られた複数のＳＯＣ値のうち、最も小さいＳＯＣ値を初期値ＳＯＣ（０）とすることで、事後状態推定値ＳＯＣ^（ｋ）の収束性を高めることができ、ＳＯＣ値の推定精度を向上させることができる。
【０１１１】
なお、記憶部４０に記憶されたＳＯＣ前回最終値が有効でないと判定部４３によって判定された場合、第２の方法で得られるＳＯＣ前回最終値は用いないことができる。これにより、ＳＯＣ値の推定精度が低下することを防止することができる。
【０１１２】
また、初期値設定部４４は、記憶部４０に記憶されたＳＯＣ前回最終値が有効であると判定部４３によって判定された場合であっても、上述した第１〜第３の方法のうち２つの方法によって得られる複数のＳＯＣ値のうち、最も小さいＳＯＣ値を初期値ＳＯＣ（０）として決定し電池状態推定部５０に設定することもできる。
【０１１３】
また、初期値設定部４４は、最小値優先設定が有効である場合であっても、Ｔｘ≧Ｔ１である場合に限り、上述した複数のＳＯＣ値のうち、最も小さいＳＯＣ値を初期値ＳＯＣ（０）として決定することができる。また、初期値設定部４４は、最小値優先設定が有効である場合であっても、Ｔｘ＜Ｔ１である場合に限り、上述した複数のＳＯＣ値のうち、最も小さいＳＯＣ値を初期値ＳＯＣ（０）として決定することもできる。
【０１１４】
なお、上述した例では、演算部４２と、判定部４３と、初期値設定部４４とをそれぞれ分けて説明したが、演算部４２に判定部４３および初期値設定部４４の機能を持たせることもできる。すなわち、演算部４２は、判定部４３および初期値設定部４４による上述した処理を実行することができる。
【０１１５】
また、上述した例では、第２の初期値として、ＳＯＣ前回最終値を用いたが、第２の初期値は、停止タイミングの直前に記憶部４０に記憶された事後状態推定値ＳＯＣ^（ｋ）よりもｎ（ｎは自然数）ステップ前に記憶部４０に記憶された事後状態推定値ＳＯＣ^（ｋ−ｎ）であってもよい。
【０１１６】
また、初期値設定部４４は、ＳＯＣ前回最終値が有効でない場合、事後状態推定値ＳＯＣ^（ｋ−ｎ）を初期値ＳＯＣ（０）とすることもできる。
【０１１７】
また、初期値設定部４４は、電圧ｕ１の初期値ｕ１（０）と電圧ｕ２の初期値ｕ２（０）を初期値ＳＯＣ（０）の場合と同様に、停止タイミングの前に記憶部４０に記憶された事後状態推定値ＳＯＣ^（ｋ）に基づいて設定することができる。例えば、初期値設定部４４は、停止タイミングの前に記憶部４０に記憶された事後状態推定値ｘ^（ｋ）に含まれる事後状態推定値ｕ１^（ｋ）および事後状態推定値ｕ２^（ｋ）を初期値ｕ１（０）および初期値ｕ２（０）とすることができる。
【０１１８】
［３．充電状態推定部２１による処理］
次に、フローチャートを用いて、推定装置の一例である充電状態推定部２１が実行する処理の流れの一例を説明する。図９は、充電状態推定部２１が実行する処理手順の一例を示すフローチャートであり、繰り返し実行される処理である。
【０１１９】
図９に示すように、充電状態推定部２１の判定部４３は、イグニッションがＯＮであるか否かを判定する（ステップＳ１０）。判定部４３は、イグニッションがＯＮであるであると判定した場合（ステップＳ１０；Ｙｅｓ）、イグニッションがＯＦＦからＯＮになった直後か否かを判定する（ステップＳ１１）。判定部４３が、イグニッションがＯＦＦからＯＮになった直後であると判定した場合（ステップＳ１１：Ｙｅｓ）、充電状態推定部２１の初期値設定部４４は、初期値ＳＯＣ（０）の決定処理を行う（ステップＳ１２）。
【０１２０】
次に、充電状態推定部２１の初期値設定部４４は、ステップＳ１２で決定した初期値ＳＯＣ（０）を充電状態推定部２１の演算部４２に設定する（ステップＳ１３）。充電状態推定部２１の演算部４２は、ステップＳ１３が終了した場合、イグニッションがＯＦＦからＯＮになった直後でないと判定部４３によって判定された場合（ステップＳ１０：Ｎｏ）、ＳＯＣ値の推定演算を実行する（ステップＳ１４）。演算部４２は、ステップＳ１３が終了した場合であって、イグニッションがＯＦＦからＯＮになった直後であると判定部４３によって判定された場合（ステップＳ１１：Ｙｅｓ）、初期値ＳＯＣ（０）を含む初期値ｘ^（０）と、電圧観測値ｕ（ｋ）と、電流観測値ｉ（ｋ）とに基づいて、ＳＯＣ値の推定演算を実行する。また、演算部４２は、イグニッションがＯＦＦからＯＮになった直後でないと判定部４３によって判定された場合（ステップＳ１１：Ｎｏ）、事後状態推定値ｘ^（ｋ−１）と、電圧観測値ｕ（ｋ）と、電流観測値ｉ（ｋ）とに基づいて、ＳＯＣ値の推定演算を実行する。
【０１２１】
演算部４２は、推定演算の結果である事後状態推定値ＳＯＣ^（ｋ）を車両制御装置２へ出力する（ステップＳ１５）。また、演算部４２は、推定演算の結果である事後状態推定値ＳＯＣ^（ｋ）を記憶部４０に記憶する（ステップＳ１６）。
【０１２２】
充電状態推定部２１は、イグニッションがＯＮになっていないと判定部４３によって判定された場合（ステップＳ１０：Ｎｏ）、停止時間Ｔｘをカウントする（ステップＳ１７）。ステップＳ１５の処理またはステップＳ１７の処理が終了した場合、図９に示す処理を終了する。
【０１２３】
図１０は、図９のステップＳ１１の処理の一例を示すフローチャートである。図１０に示すように、充電状態推定部２１の判定部４３は、最小値優先設定が有効であるか否かを判定する（ステップＳ２０）。
【０１２４】
判定部４３は、最小値優先設定が有効ではないと判定した場合（ステップＳ２０：Ｎｏ）、停止時間Ｔｘが設定時間Ｔ１以上であるか否かを判定する（ステップＳ２１）。充電状態推定部２１の初期値設定部４４は、停止時間Ｔｘが設定時間Ｔ１以上であると判定部４３によって判定された場合（ステップＳ２１：Ｙｅｓ）、電圧観測値ｕ（ｋ）に基づいて、ＳＯＣ−ＯＣＶ特性から初期値ＳＯＣ（０）を決定する（ステップＳ２２）。
【０１２５】
判定部４３は、停止時間Ｔｘが設定時間Ｔ１以上ではないと判定した場合（ステップＳ２１：Ｎｏ）、記憶部４０に記憶されたＳＯＣ前回最終値が有効か否かを判定する（ステップＳ２３）。初期値設定部４４は、ＳＯＣ前回最終値が有効であると判定部４３によって判定された場合（ステップＳ２３：Ｙｅｓ）、記憶部４０に記憶されたＳＯＣ前回最終値を初期値ＳＯＣ（０）に決定する（ステップＳ２４）。
【０１２６】
初期値設定部４４は、ＳＯＣ前回最終値が有効ではないと判定部４３によって判定された場合（ステップＳ２３：Ｎｏ）、電圧観測値である電圧観測値ｕ（ｋ）より充電時と放電時のＳＯＣ値のばらつき範囲ＡＲ１，ＡＲ２の重複範囲ＡＲ３の中央値ＣＶを初期値ＳＯＣ（０）に決定する（ステップＳ２５）。
【０１２７】
ステップＳ２０において、最小値優先設定が有効であると判定部４３によって判定された場合（ステップＳ２０：Ｙｅｓ）、初期値設定部４４は、ステップＳ２６〜Ｓ２９の処理を実行する。初期値設定部４４は、ステップＳ２６〜Ｓ２９の処理で取得した値のうち最も小さいＳＯＣ値を初期値ＳＯＣ（０）に決定する（ステップＳ２９）。なお、ステップＳ２６の処理は、  ステップＳ２２の処理と同様であり、ステップＳ２７の処理は、  ステップＳ２４の処理と同様であり、ステップＳ２８の処理は、  ステップＳ２５の処理と同様である。
【０１２８】
以上のように、実施形態に係る充電状態推定部２１（推定装置の一例）は、Ａ／Ｄ変換部４１（観測値取得部の一例）と、演算部４２と、記憶部４０とを備える。Ａ／Ｄ変換部４１は、電圧観測値ｕ（ｋ），ｉ（ｋ）（二次電池５の電圧ｕおよび電流ｉの観測値の一例）を取得する。演算部４２は、Ａ／Ｄ変換部４１で取得される電圧観測値ｕ（ｋ），ｉ（ｋ）に基づき、二次電池５の等価回路モデル３０を用いた推定演算によって、二次電池５の充電状態を示す事後状態推定値ＳＯＣ^（ｋ）（ＳＯＣ値の一例）を推定する。記憶部４０は、演算部４２によって推定された事後状態推定値ＳＯＣ^（ｋ）を記憶する。演算部４２は、二次電池５の利用が停止されてから停止が解除されるまでの停止時間Ｔｘが設定時間Ｔ１（予め設定された時間の一例）以上である場合、電圧観測値ｕ（ｋ）に基づいて決定される値を初期値ＳＯＣ（０）（推定演算におけるＳＯＣ値の初期値の一例）として推定演算を開始し、停止時間Ｔｘが設定時間Ｔ１未満である場合、二次電池５の利用の停止前に記憶部４０に記憶されたＳＯＣ前回最終値（前回ＳＯＣ値の一例）が有効か否かに応じて決定される値を初期値ＳＯＣ（０）として推定演算を開始する。これにより、電源システム１の起動時に二次電池５の電圧に分極電圧が重畳されている場合であっても、ＳＯＣ値の推定精度が低下することを抑制でき、さらに、ＳＯＣ前回最終値が有効か否かに応じて決定される値を初期値ＳＯＣ（０）とすることから、ＳＯＣ値の推定精度を向上させることができる。
【０１２９】
また、演算部４２は、停止時間Ｔｘが設定時間Ｔ１未満である場合、ＳＯＣ前回最終値が有効であれば、ＳＯＣ前回最終値を初期値ＳＯＣ（０）とし、ＳＯＣ前回最終値が有効でなければ、電圧観測値ｕ（ｋ）に基づいて決定される値を初期値ＳＯＣ（０）とする。これにより、有効でないＳＯＣ前回最終値をＳＯＣ初期値として用いる場合に比べ、ＳＯＣ値の推定精度を向上させることができる。
【０１３０】
また、記憶部４０は、二次電池５が充電時である場合の二次電池５の電圧（ＯＣＶ値またはＣＣＶ値）とＳＯＣ値との関係を示す充電時情報（第１の情報の一例）と、二次電池５が放電時である場合の二次電池５の電圧（ＯＣＶまたはＣＣＶ）とＳＯＣ値との関係を示す放電時情報（第２の情報の一例）とを記憶する。演算部４２は、停止時間Ｔｘが設定時間Ｔ１未満である場合、ＳＯＣ前回最終値が有効であれば、ＳＯＣ前回最終値を初期値ＳＯＣ（０）に決定し、ＳＯＣ前回最終値が有効でなければ、充電時情報および放電時情報に基づいて、初期値ＳＯＣ（０）を決定する。これにより、充電時情報と放電時情報とを共に用いた値を初期値ＳＯＣ（０）とすることから、初期値ＳＯＣ（０）が真値から大きく外れることを抑制できる。したがって、事後状態推定値ＳＯＣ^（ｋ）の収束性を高めることができ、ＳＯＣ値の推定精度を向上させることができる。
【０１３１】
また、充電時情報には、二次電池５が充電時である場合の二次電池５の電圧（ＯＣＶ値またはＣＣＶ値）とＳＯＣ値のばらつき範囲である第１のばらつき範囲ＡＲ１との関係を示す情報が含まれる。放電時情報には、二次電池５が放電時である場合の二次電池５の電圧（ＯＣＶ値またはＣＣＶ値）とＳＯＣ値のばらつき範囲である第２のばらつき範囲ＡＲ２との関係を示す情報が含まれる。演算部４２は、ＳＯＣ前回最終値が有効でなければ、電圧観測値ｕ（ｋ）に対応する第１のばらつき範囲ＡＲ１と第２のばらつき範囲ＡＲ２との重複範囲ＡＲ３における中央値ＣＶを初期値ＳＯＣ（０）として推定演算を行う。これにより、初期値ＳＯＣ（０）が真値から大きく外れることをより精度よく抑制でき、事後状態推定値ＳＯＣ^（ｋ）の収束性を高めてＳＯＣ値の推定精度を向上させることができる。
【０１３２】
また、演算部４２は、異なる方法で得られる複数のＳＯＣ値のうち最小値を優先する最小値優先設定が有効である場合、異なる方法で得られる複数のＳＯＣ値のうち最も小さいＳＯＣ値を初期値ＳＯＣ（０）として推定演算を行う。これにより、事後状態推定値ＳＯＣ^（ｋ）の収束性を高めてＳＯＣ値の推定精度を向上させることができる。
【０１３３】
さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。
【符号の説明】
【０１３４】
１  電源システム
２  車両制御装置
３  モータ
４  電力変換部
５  二次電池
６  電池監視システム
７  リレー
１０  電池状態監視部
１１  電圧センサ
１２  電流センサ
２０  スイッチ制御部
２１  充電状態推定部（推定装置の一例）
３０  等価回路モデル
４０  記憶部
４１  Ａ／Ｄ変換部（観測値取得部の一例）
４２  演算部
４３  判定部
４４  初期値設定部
５０  電池状態推定部
５１  ゲイン設定部
５２  フィルタ部
１００  車両搭載用システム
【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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