(57)【要約】【課題】外部充電の機会が少ない車両においても充電率の算出精度を維持する。【解決手段】充電率算出装置８０は、モータ２３と電力授受を行なうバッテリ５０の充電率を算出する。電流センサ５４は、バッテリ５０に入出力される電流を検出する。第１の電力演算部８２は、バッテリ５０に入出力される第１の電力量を演算する。第２の電力演算部８４は、モータ２３の稼動状態に基づいてモータ２３から入出力される第２の電力量を演算する。異常判定部８８は、第１の電力量と第２の電力量との比較結果に基づいて、充電率に異常があるか否かを判定する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載された第１の回転電機と電力授受を行なうバッテリの充電率を算出する充電率算出装置であって、
前記バッテリに入出力される電流を検出する電流検出部と、
前記電流検出部で検出された電流に基づいて前記バッテリに入出力される第１の電力量を演算する第１の電力演算部と、
前記第１の回転電機の稼動状態に基づいて前記第１の回転電機から入出力される第２の電力量を演算する第２の電力演算部と、
前記第１の電力量と前記第２の電力量との比較結果に基づいて、前記充電率に異常があるか否かを判定する異常判定部と、
を備えたことを特徴とする充電率算出装置。
【請求項２】
前記バッテリおよび前記第１の回転電機には、エンジンにより駆動されて発電する第２の回転電機が接続されており、
前記第２の電力演算部は、前記第１の回転電機に入出力される電力量と前記第２の回転電機から入出力される電力量との和により前記第２の電力量を算出する、
ことを特徴とする請求項１記載の充電率算出装置。
【請求項３】
前記第１の回転電機は前記車両の駆動輪を駆動するモータであり、
前記第１の電力演算部は、所定の時刻における前記バッテリの出力電圧と、前記所定の時刻における前記バッテリの出力電流との積を所定期間分積分して前記第１の電力量を算出し、
前記第２の電力演算部は、前記所定の時刻における前記モータの出力トルク、前記所定の時刻における前記モータの回転数および所定の係数との積と、前記所定の時刻における前記第２の回転電機の出力トルク、前記所定の時刻における前記第２の回転電機の回転数および前記係数との積と、の和を前記所定期間分積分して前記第２の電力量を算出する、
ことを特徴とする請求項２記載の充電率算出装置。
【請求項４】
前記異常判定部は、前記第１の電力量または前記第２の電力量の少なくともいずれかが所定電力値以上となった際に前記第１の電力量と前記第２の電力量との差分を算出し、
前記差分が所定電力値以上と判定した際に、前記充電率に異常ありと判定する、
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の充電率算出装置。
【請求項５】
前記異常判定部は、前記第１の電力量が前記第２の電力量よりも先に前記所定電力値以上となった場合、前記電流検出部に異常があると判定する、
ことを特徴とする請求項４記載の充電率算出装置。
【請求項６】
前記異常判定部は、所定の基準時から積算した前記第２の電力量が所定の積算値以上であるのに対して、前記基準時から積算した前記第１の電力量が０または０の近傍値である場合、前記充電率に異常があると判定する、
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項記載の充電率算出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バッテリの充電率を算出する充電率算出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、バッテリに蓄積された電力を用いてモータを駆動し走行する電動車等では、駆動用バッテリの充電率（ＳＯＣ：ｓｔａｔｅ  ｏｆ  ｃｈａｒｇｅ）を算出し、制御に用いている。
例えば、下記特許文献１では、車両状態及びバッテリ状態に基づいて、バッテリ残量の演算を大規模演算で行うか、簡易演算で行うかを判定している。バッテリの過放電、過充電の危険性が小さい場合には、簡易演算でバッテリ残量の演算を行うことでバッテリ管理装置における消費電力を削減し、また、バッテリの過放電、過充電の危険性が大きい場合には、大規模演算により精度よくバッテリ残量を算出することでバッテリの劣化を抑制する旨が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−３２８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述したように、電動車ではバッテリの充電率に基づいた制御が行われており、算出した充電率が正確か否かが重要となる。算出した充電率がではない場合、例えば過充電や過放電が生じて車両が走行停止に至る可能性もある。
従来、充電率の算出は、バッテリからの入出力電力の積算値および外部充電時の開回路電圧（ＯＣＶ：Ｏｐｅｎ  ｃｉｒｃｕｉｔ  ｖｏｌｔａｇｅ）を用いて行っている。より詳細には、車両の走行中はバッテリからの入出力電力を積算して充電率を算出するとともに、外部充電時には開回路電圧から充電率を算出し、それらの値を比較することにより充電率の誤差の補正や、各種機器の故障検出（例えばバッテリに取り付けられたセンサ類やＥＣＵなどの故障）を行っている。
しかしながら、一部の電動車、特に発電用のエンジンを搭載している車両などにおいては、外部充電の頻度が少なくなるため、バッテリからの入出力電力に基づいて算出した充電率が誤った値でも検出できる頻度が低くなるという課題がある。
本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、その目的は、外部充電の機会が少ない車両においても充電率の算出精度を維持することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述の目的を達成するため、請求項１の発明にかかる充電率算出装置は、車両に搭載された第１の回転電機と電力授受を行なうバッテリの充電率を算出する充電率算出装置であって、前記バッテリに入出力される電流を検出する電流検出部と、前記電流検出部で検出された電流に基づいて前記バッテリに入出力される第１の電力量を演算する第１の電力演算部と、前記第１の回転電機の稼動状態に基づいて前記第１の回転電機から入出力される第２の電力量を演算する第２の電力演算部と、前記第１の電力量と前記第２の電力量との比較結果に基づいて、前記充電率に異常があるか否かを判定する異常判定部と、を備えたことを特徴とする。
請求項２の発明にかかる充電率算出装置は、前記バッテリおよび前記第１の回転電機には、エンジンにより駆動されて発電する第２の回転電機が接続されており、前記第２の電力演算部は、前記第１の回転電機に入出力される電力量と前記第２の回転電機から入出力される電力量との和により前記第２の電力量を算出する、ことを特徴とする。
請求項３の発明にかかる充電率算出装置は、前記第１の回転電機は前記車両の駆動輪を駆動するモータであり、前記第１の電力演算部は、所定の時刻における前記バッテリの出力電圧と、前記所定の時刻における前記バッテリの出力電流との積を所定期間分積分して前記第１の電力量を算出し、前記第２の電力演算部は、前記所定の時刻における前記モータの出力トルク、前記所定の時刻における前記モータの回転数および所定の係数との積と、前記所定の時刻における前記第２の回転電機の出力トルク、前記所定の時刻における前記第２の回転電機の回転数および前記係数との積と、の和を前記所定期間分積分して前記第２の電力量を算出する、ことを特徴とする。
請求項４の発明にかかる充電率算出装置は、前記異常判定部は、前記第１の電力量または前記第２の電力量の少なくともいずれかが所定電力値以上となった際に前記第１の電力量と前記第２の電力量との差分を算出し、前記差分が所定電力値以上と判定した際に、前記充電率に異常ありと判定する、ことを特徴とする。
請求項５の発明にかかる充電率算出装置は、前記異常判定部は、前記第１の電力量が前記第２の電力量よりも先に前記所定電力値以上となった場合、前記電流検出部に異常があると判定する、ことを特徴とする。
請求項６の発明にかかる充電率算出装置は、前記異常判定部は、所定の基準時から積算した前記第２の電力量が所定の積算値以上であるのに対して、前記基準時から積算した前記第１の電力量が０または０の近傍値である場合、前記充電率に異常があると判定する、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
請求項１の発明によれば、バッテリに入出力される電力量と、第１の回転電機に入出力される電力量との比較に基づいて、充電率に異常があるか否かを判定する。これにより、例えばバッテリへの電力の入出力に基づいて算出された充電率に対して、比較対象となる充電率を得る機会がない場合であっても、当該充電率の異常の有無を判定することができる。
請求項２の発明によれば、バッテリに対して二つの回転電機、すなわち、モータと発電機とが接続されている場合においても、充電率の異常の有無を判定することができる。
請求項３の発明によれば、任意の期間における電力量の積算値を判定用の電力量として用いることができる。
請求項４の発明によれば、第１の電力量または第２の電力量の少なくともいずれかが所定電力値以上となるまで電力量の演算を継続するので、電力量の算出パラメータに含まれる誤差を平均化することができ、異常判定の精度を向上させる上で有利となる。
請求項５の発明によれば、簡易な方法で故障箇所を特定することができる。
請求項６の発明によれば、第２の電力量が所定電力値以上となるのを待たずに短時間で充電率の異常の有無を判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】充電率算出装置が搭載された車両１０の構成を示す図である。
【図２】充電率算出装置８０の機能的構成を示すブロック図である。
【図３】充電率算出装置８０の処理手順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】
【０００８】
以下に添付図面を参照して、本発明にかかる充電率算出装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。
図１は、充電率算出装置が搭載された車両１０の構成を示す図である。
車両１０は、モータ２３およびエンジン２５を備えるハイブリッド車両である。車両１０は、走行システム２０と、発電システム３０と、燃料タンク４０と、バッテリ５０と、ＥＣＵ７０とを備えている。
【０００９】
走行システム２０は、車両１０の駆動機構であり、前輪２１および後輪２２と、モータ２３と、インバータ２４と、エンジン２５と、モータ２３の出力軸２３Ａの回転とエンジン２５の出力軸２５Ａの回転とを前輪２１に伝達する伝達機構２６とを備えている。
【００１０】
前輪２１および後輪２２は、それぞれ車幅方向で対となった２つの車輪で構成されている。本実施の形態では、前輪２１がモータ２３およびエンジン２５の駆動輪となっている。前輪２１および後輪２２には、各輪の回転量を検出する車輪速センサ２１Ａが設けられている。車輪速センサ２１Ａは、その検出値を後述するＥＣＵ７０へと送信する。なお、図示の便宜上、図１には車輪速センサ２１Ａを１つのみ図示している。
【００１１】
モータ２３は、バッテリ５０に蓄積された電力を用いて駆動し、出力軸２３Ａから回転力（トルク）を出力する。この出力により車両の駆動輪を駆動する。また、モータ２３は、車両１０の減速時の回生力を用いて回生発電することも可能である。回生発電により発生した電力はインバータ２４を介してバッテリ５０に供給され、バッテリ５０を充電する。
すなわち、モータ２３は、バッテリ５０と電力授受を行う第１の回転電機である。
【００１２】
インバータ２４は、バッテリ５０から供給される電力を、ドライバの要求に合わせて調整してモータ２３に供給する。ドライバの要求とは、一例として、アクセルペダルの踏力、ブレーキペダルの踏力から後述するＥＣＵ７０が算出する。ＥＣＵ７０は、算出した運転者からの要求出力値に基づいてモータ２３の出力トルクおよび回転数を指定し、インバータ２４を制御する。
【００１３】
エンジン２５は、燃料タンク４０から供給される燃料を燃焼室内で燃焼することによって駆動する。エンジン２５は、一例として、ガソリンを燃料とするレシプロエンジンである。エンジン２５の駆動は、後述するＥＣＵ７０によって制御される。
【００１４】
伝達機構２６は、モータ２３の出力軸２３Ａの回転を前輪２１に伝達するとともに、エンジン２５の出力軸２５Ａの回転を前輪２１に伝達する。伝達機構２６は、クラッチ装置２７を備えている。クラッチ装置２７は、一対のクラッチ板２７Ａ，２７Ｂと、クラッチ板２７Ａ，２７Ｂを互いに接触可能であり、かつ、接触状態を解除可能な駆動部２７Ｃを備えている。
【００１５】
クラッチ板２７Ａは、エンジン２５の出力軸２５Ａと一体に回転する。クラッチ板２７Ｂは、モータ２３の出力軸２３Ａと一体に回転する。駆動部２７Ｃによってクラッチ板２７Ａ，２７Ｂどうしが互いに接触すると、クラッチ板２７Ａ，２７Ｂは互いに一体に回転する。このことによって、エンジン２５の出力軸２５Ａの回転が前輪２１に伝達される。駆動部２７Ｃによってクラッチ板２７Ａ，２７Ｂが互いに離れた状態になると、エンジン２５の出力軸２５Ａの回転は前輪２１に伝達されなくなる。駆動部２７Ｃは、後述するＥＣＵ７０によって制御される。
【００１６】
発電システム３０は、バッテリ５０を充電するための機構であり、エンジン２５と、発電機(第２の回転電機)３１と、インバータ２４とを備えている。
【００１７】
発電機３１の回転軸３１Ａは、第２の伝達機構３２によってエンジン２５の出力軸２５Ａの回転が伝達、即ち、エンジンにより駆動される。発電機３１は、ＥＣＵ７０の制御によって発電可能な状態になると、エンジン２５の出力軸２５Ａの回転を受けて回転軸３１Ａが回転し、発電する。ＥＣＵ７０は、発電機３１の出力トルクおよび回転数を指定し、エンジン２５を制御する。
発電機３１は、インバータ２４に接続されており、発電機３１が発電した交流電力はインバータ２４によって直流電力に変換されてバッテリ５０に充電される。また、発電機３１で発電した電力を直接モータ２３に供給することも可能である。
【００１８】
発電機３１は、エンジン２５を始動する際のスタータとしても機能する。ＥＣＵ７０は、エンジン２５を始動するときは、インバータ２４を制御して発電機３１を駆動する。発電機３１が駆動することによって回転軸３１Ａが回転する。回転軸３１Ａは第２の伝達機構３２を介してエンジン２５の出力軸２５Ａに連結されているので、発電機３１が駆動されて回転軸３１Ａが回転すると、エンジン２５の出力軸２５Ａを回転することができる。
【００１９】
なお、バッテリ５０は、車両１０の車体に設けられた充電口５１に外部充電器（図示なし）を接続して電力の供給を受けることによっても、充電することが可能である。
また、上述のように、モータ２３の回生発電によって発生した電力によっても、バッテリ５０を充電することが可能である。
【００２０】
燃料タンク４０は、エンジン２５の動力源である燃料（例えばガソリン）を蓄積する。燃料タンク４０内には、燃料の蓄積量を検出する燃料センサ４０Ａが設けられている。燃料センサ４０Ａは、その検出値をＥＣＵ７０に送信する。
【００２１】
バッテリ５０は、モータ２３の動力源である電力を蓄積する。バッテリ５０にはＢＭＵ（Ｂａｔｔｅｒｙ  Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）５１が接続されている。
ＢＭＵ５１は、ＣＰＵ、バッテリ制御プログラムや充電率算出プログラムなどを格納・記憶するＲＯＭ、プログラムの作動領域としてのＲＡＭ、各種データを書き換え可能に保持するＥＥＰＲＯＭ、周辺回路等とのインターフェースをとるインターフェース部などを含んで構成される。
ＢＭＵ５１は、バッテリ５０に接続された電圧センサ５２や電流センサ（電流検出部）５４（図２参照）、温度センサ等の検出値を取得し、バッテリ５０の電圧や入出力される電流、温度等を検出する。そして、充電率（ＳＯＣ：Ｓｔａｔｅ  Ｏｆ  Ｃｈａｒｇｅ）を含むバッテリ５０の状態を検出する。
本実施の形態では、ＢＭＵ５１が充電率算出装置８０（図２参照）として機能する。
【００２２】
ＥＣＵ７０は、ＢＭＵ５１と同様、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭ、インターフェース部などを含んで構成され、車両１０全体を制御する制御部として機能する。
【００２３】
車両１０は、ＥＣＵ７０により走行モードが適宜切り替えられる。
本実施の形態では、車両１０は以下の３種類の走行モードを適宜切り替えて走行する。
１．ＥＶ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ    Ｖｅｈｉｃｌｅ）走行モード
エンジン２５は停止し、モータ２３の駆動力で車軸を回転させて走行するモードである。
２．シリーズ走行モード
エンジン２５で発電機３１を駆動しながら、モータ２３の駆動力で車軸を回転させて走行するモードである。
ＥＶ走行モードからシリーズ走行モードへの移行は、例えば以下のような場合に行われる。
＜パターン１＞
ドライバからの要求が所定の要求閾値以上である場合。
例えば、ドライバが加速したい時にアクセルを大きく踏み込んだ場合などである。この場合、発電機３１で発電した電力は、バッテリ５０から供給される電力とともにモータ２３に供給される。これにより、ＥＶ走行モード時よりもモータ２３の出力を大きくすることができる。
ドライバからの要求とは、例えば要求出力値や要求トルク値、要求出力値を発生させるために必要な電力量、アクセル開度などである。本実施の形態では、ドライバからの要求を、要求出力値を用いて判断する。要求出力値は、例えばアクセル開度（アクセルペダルの操作量）を変数とした要求出力値算出用の関数によって算出される値である。
＜パターン２＞
バッテリ５０の充電率が所定の充電閾値以下となった場合
バッテリ５０の充電率が低下して、このまま走行すると電欠状態となる可能性がある場合である。この場合、発電機３１で発電した電力は、モータ２３に供給されるとともに余剰分がバッテリ５０に供給され充電に用いられる。
３．パラレル走行モード
エンジン２５の駆動力およびモータ２３の駆動力で車軸を回転させて走行するモードである。
特に、高速走行時等、エンジン２５による車軸駆動の効率が高い場合にパラレル走行モードに移行する。なお、パラレル走行モード時にも、エンジン２５の駆動力を発電機３１に伝達して発電を行う（すなわち、エンジン２５の駆動力を走行と発電とに振り分ける）ことが可能である。
【００２４】
つぎに、バッテリ５０の充電率を算出する充電率算出装置８０の構成について説明する。
図２は、充電率算出装置８０の機能的構成を示すブロック図である。
充電率算出装置８０は、ＢＭＵ５１が上記充電率算出プログラムを実行することにより実現され、第１の電力演算部８２、第２の電力演算部８４、充電率算出部８６、異常判定部８８を備える。
【００２５】
第１の電力演算部８２は、電流センサ５２で検出された電流に基づいて、バッテリ５０に入出力される第１の電力量（本実施の形態では第１の積算値Ｉ１）を演算する。
第１の電力演算部８２は、バッテリ５０に接続された電圧センサ５２および電流センサ５４（電流検出部）の検出値を用いて、下記式（１）のように、各時刻ｔ（所定の時刻）にバッテリ５０に入出力される電力量Ｗ１を算出する。下記式（１）において、Ｖ（ｔ）は時刻ｔ（所定の時刻）におけるバッテリ５０の出力電圧［Ｖ］、Ａ（ｔ）は時刻ｔにおけるバッテリ５０の出力電流［Ａ］、Ｗ１（ｔ）の単位は［ｋＷ］である。
なお、バッテリ５０からモータ２３に駆動用電力を供給している場合（放電中）と、発電機３１の稼働またはモータ２３の回生発電によりバッテリ５０が充電されている場合とでは、上記出力電流Ａ（ｔ）の正負を逆にする。
【００２６】
また、第１の電力演算部８２は、下記式（２）のように、各時刻ｔにおける電力量Ｗ１を所定期間積算し、第１の積算値Ｉ１（第１の電力量）を算出する。所定期間とは、後述する変化量ΔＳ１またはΔＳ２（もしくは積算値Ｉ１またはＩ２）が第２の所定値（所定電力値）Ｘ２以上となるまでの期間である。積算値Ｉ１の単位は［ｋＷｈ］である。
すなわち、第１の電力演算部８２は、時刻ｔ（所定の時刻）におけるバッテリ５０の出力電圧Ｖ（ｔ）と、時刻ｔ（所定の時刻）におけるバッテリ５０の出力電流Ａ（ｔ）との積を所定期間分積分して第１の積算値Ｉ１（第１の電力量）を算出する。
更に、本実施の形態では、下記式（３）のように、第１の積算値Ｉ１（第１の電力量）を用いて上記所定期間におけるバッテリ５０の充電率の変化量ΔＳ１を算出する。下記式（３）において、Ｐはバッテリ５０の満充電時の使用可能電力量［ｋＷｈ］であり、ΔＳ１の単位は［％］である。なお、Ｐはバッテリ５０の公称容量値であってもよい。
本実施の形態では、所定期間内にバッテリ５０の充電率が減少した場合にはΔＳ１が負の値に、増加した場合にはΔＳ１が正の値になるものとする。
【００２７】
【数１】
2019035679.tif 000003
【００２８】
第２の電力演算部８４は、モータ２３（第１の回転電機）の稼動状態に基づいて、モータ２３（第１の回転電機）から入出力される第２の電力量（本実施の形態では第２の積算値Ｉ２）を演算する。
本実施の形態では、バッテリ５０およびモータ２３に発電機３１が接続されているため、第２の電力演算部８４は、モータ２３に入出力される電力量Ｗｂと発電機３１から出力される電力量Ｗｇとの和を積算することにより第２の電力量（第２の積算量Ｉ２）を算出する。
第２の電力演算部８４は、ＥＣＵ７０から各時刻ｔにおけるモータ２３の出力トルクおよび回転数の指示値を取得する。また、第２の電力演算部８４は、ＥＣＵ７０から各時刻ｔにおける発電機３１の出力トルクおよび回転数の指示値を取得する。
そして、取得した出力トルクおよび回転数を用いて、下記式（４）のように、各時刻ｔにモータ２３に入出力される電力量Ｗｂおよび発電機３１から出力される電力量Ｗｇをそれぞれ算出する。
下記式（４）において、Ｔｍ（ｔ）は時刻ｔにおけるモータ２３の出力トルク［Ｎｍ］、ｎｍ（ｔ）は時刻ｔにおけるモータ２３の回転数［ｒｐｍ］、Ｔｇ（ｔ）は時刻ｔにおける発電機３１の出力トルク［Ｎｍ］、ｎｇ（ｔ）は時刻ｔにおける発電機３１の回転数［ｒｐｍ］、Ｗｂ（ｔ），Ｗｇ（ｔ）の単位は［Ｗ］である。
なお、モータ２３が通常走行している場合（電力使用中）と、回生発電している場合とでは、上記出力トルクＴｍ（ｔ）の正負を逆にする。
また、モータ２３または発電機３１から直接出力電力量［Ｗ］が出力されている場合は、その値をＷｂ（ｔ），Ｗｇ（ｔ）としてもよい。
【００２９】
また、第２の電力演算部８４は、下記式（５）のように、各時刻ｔにおける電力量ＷｂとＷｇとの和を所定期間積算し、第２の積算値Ｉ２（第２の電力量）を算出する。所定期間とは、後述するΔＳ１またはΔＳ２が第２の所定値（所定電力値）Ｘ２以上となるまでの期間である。積算値Ｉ２の単位は［ｋＷｈ］である。
下記式（５）において、２π／６０は回転数［ｒｐｍ］を角速度［ｒａｄ／ｓ］に変換するための係数である。
すなわち、第２の電力演算部８４は、時刻ｔ（所定の時刻）におけるモータ２３の出力トルクＴｍ（ｔ）、時刻ｔにおけるモータ２３の回転数ｎｍ（ｔ）および所定の係数（２π／６０）との積と、時刻ｔにおける発電機３１（第２の回転電機）の出力トルクＴｇ（ｔ）、時刻ｔにおける発電機３１の回転数ｎｇ（ｔ）および係数（２π／６０）との積と、の和を所定期間分積分して第２の積算値Ｉ２（第２の電力量）を算出する。
【００３０】
更に、本実施の形態では、下記式（６）のように、第２の積算値Ｉ２をバッテリ５０の容量（満充電時の使用可能電力量）に対するパーセンテージに換算した変化量ΔＳ２を算出する。下記式（６）において、Ｐはバッテリ５０の満充電時の使用可能電力量［ｋＷｈ］であり、ΔＳ２の単位は［％］である。なお、Ｐはバッテリ５０の公称容量値であってもよい。
【００３１】
【数２】
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【００３２】
充電率算出部８６は、第１の積算値Ｉ１に基づいてバッテリ５０の充電率を算出する。
充電率算出部８６は、例えば外部充電器により満充電まで充電を行った際の充電率を１００％とし、上記第１の電力演算部８２が算出したΔＳ１を逐次加算していくことにより、バッテリ５０の充電率を算出する。
充電率算出部８６で算出された充電率は、例えばインストゥルメントパネル等、運転者から視認可能な位置に設けられる表示部９０に表示される。また、ＥＣＵ７０における車両制御にも用いられる。
【００３３】
異常判定部８８は、第１の電力量と第２の電力量との比較結果に基づいて、充電率に異常があるか否かを判定する。本実施の形態では、異常判定部８８は、第１の積算値Ｉ１（第１の電力量）と第２の積算値Ｉ２（第２の電力量）との差分が第１の所定値Ｘ１以上の場合、充電率算出部８６で算出された充電率に異常がある、すなわち何らかの故障や異常が生じている可能性があると判定する。
なお、本実施の形態では、積算値Ｉ１，Ｉ２を用いて算出した変化量ΔＳ１およびΔＳ２の差分が第１の所定値Ｘ１以上であるかを判断するものとする。この場合にも、変化量ΔＳ１，ΔＳ２はそれぞれ積算値Ｉ１，Ｉ２に定数（１００／Ｐ）を掛け合せたものなので、実質的には第１の積算値Ｉ１と第２の積算値Ｉ２との差分を算出していることになる。
【００３４】
すなわち、異常判定部８８は、バッテリ５０を含む電力系において、所定期間内にバッテリ５０に入出力された電力量の積算値（第１の積算値Ｉ１）と、他の機器（本実施の形態ではモータ２３および発電機３１）に入出力された電力量の積算値（第２の積算値Ｉ２）とを比較する。
理論上では、第１の積算値Ｉ１と第２の積算値Ｉ２とは等しいはずである。しかしながら、第１の積算値Ｉ１と第２の積算値Ｉ２との差分が大きい場合には、何らかの異常（故障等）が疑われ、充電率算出部８６が算出する充電率の値は不正確である可能性が高い。具体的な異常（故障）箇所としては、例えば電圧センサ５２や電流センサ５４、ＥＣＵ７０などが挙げられる。
特に、故障により充電率の値が常に一定値と算出される場合（固着状態）には、充電率の値が異常値を示す場合と比べて、故障の検出がしにくい。上記方法によれば、実際には電力の消費や発電が行われているにも関わらず、バッテリ５０の充電率が一定値と算出されるような場合に、迅速に故障を検出することができる。
なお、一般にモータ２３および発電機３１では、入力電力と機械出力（トルク×回転数）との間に損失が生じるが、この損失も織り込んで閾値（第１の所定値Ｘ１）を設定する。
【００３５】
ここで、異常判定部８８は、第１の積算値Ｉ１または第２の積算値Ｉ２の少なくともいずれかが第２の所定値Ｘ２（所定電力値）以上となった際にその差分を算出する。
すなわち、バッテリ５０またはモータ２３／発電機３１のいずれかにおいて、入出力される電力量の積算値が一定量（第２の所定値Ｘ２以上）以上となるまで積算を継続し、積算値が一定量となったタイミングで差分を算出する。
これは、電力量を算出する際に用いるパラメータ（電流、電圧、トルク、回転数）には誤差が含まれる可能性があるためであり、一定期間積算を継続することによって誤差の影響を平均化している。誤差の要因としては、例えば電流や電圧に関してはセンサの最小桁数に起因する誤差、トルクや回転数に関してはＥＣＵ７０から取得する出力トルクの指示値（指示トルク値）と実トルクとの誤差などが挙げられる。
本実施の形態では、上記変化量ΔＳ１またはΔＳ２の少なくともいずれかが第２の所定値Ｘ２以上となった際にその差分を算出するものとする。
【００３６】
なお、異常判定部８８は、第１の積算値Ｉ１（第１の電力量）が第２の積算値Ｉ２（第２の電力量）よりも先に第２の所定値（所定電力値）Ｘ２以上となった場合、バッテリ５０への電力の入出力量を測定するセンサ、特に電流センサ５４（電流検出部）に特性異常の可能性があると判定してもよい。
第２の積算値Ｉ２を算出する際に用いるトルク値は、ＥＣＵ７０から取得する指示トルク値であるが、一般に指示トルク値は実トルク値と比較して大きな値となる。このため、通常は第２の積算値Ｉ２の方が先に第２の所定値Ｘ２以上となることが見込まれる。
これに対して、第１の積算値Ｉ１が第２の積算値Ｉ２よりも先に第２の所定値Ｘ２以上となった場合には、センサの特性異常により電流（または電圧）の値が実際よりも大きな値と認識されている可能性がある。
このように、積算値Ｉ１，Ｉ２のどちらが先に所定値以上となったかによっても、故障を検出することができる。
【００３７】
また、異常判定部８８は、所定の基準時から積算した第２の積算値Ｉ２（第２の電力量）が第３の所定値（所定の積算値）Ｘ３（＜第２の所定値Ｘ２）以上であるのに対して、同基準時から積算した第１の積算値Ｉ１（第１の電力量）が０または０の近傍値である場合、充電率算出部８６で算出された充電率に異常があると判定してもよい。
所定の基準時とは、例えば車両１０の走行システム２０の起動時である。車両１０の走行システム２０の起動後、モータ２３や発電機３１が稼働したことが検出されている（第２の積算値Ｉ２が第３の所定値Ｘ３以上となっている）にも関わらず、バッテリ５０からの電力の入出力量が０の近傍値である場合、バッテリ５０からの電力の入出力量を算出するためのデータを検出する電圧センサ５２または電流センサ５４が機能していない可能性が高い。
このような場合は、第２の積算値Ｉ２が第２の所定値Ｘ２以上となるのを待たずに、故障の可能性があると判定してもよい。
【００３８】
異常判定部８８により充電率算出部８６で算出された充電率に異常があると判定された場合、例えば表示部９０に機器の故障の可能性がある旨を表示する。また、例えばＥＣＵ７０に故障信号を出力し、車両１０を故障時制御に移行させる。
【００３９】
図３は、充電率算出装置８０の処理手順を示すフローチャートである。
走行システム２０が起動（ＯＮ）すると（ステップＳ３００）、第１の電力演算部８２は、電圧センサ５２からバッテリ５０の出力電圧、電流センサ５４からバッテリ５０の出力電流を取得する（ステップＳ３０２）。第１の電力演算部８２は、出力電圧および出力電流を用いてバッテリ５０に入出力される電力量Ｗ１を算出し、その値を積算して第１の積算値Ｉ１および変化量ΔＳ１を算出する（ステップＳ３０４）。
また、充電率算出部８６は、第１の積算値Ｉ１（変化量ΔＳ）に基づいて充電率を算出する（ステップＳ３０６）。
【００４０】
また、第２の電力演算部８４は、ＥＣＵ７０からモータ２３および発電機３１の出力トルクおよび回転数を取得する（ステップＳ３０８）。第２の電力演算部８４は、出力トルクおよび回転数を用いて、モータ２３に入出力される電力量Ｗｂおよび発電機３１に入出力される電力量Ｗｇを算出し、その和を積算して第２の積算値Ｉ２および変化量ΔＳ２を算出する（ステップＳ３１０）。
【００４１】
異常判定部８８は、変化量ΔＳ１またはΔＳ２の少なくともいずれかが第２の所定値Ｘ２以上となったか否かを判断する（ステップＳ３１２）。変化量ΔＳ１またはΔＳ２のいずれも第２の所定値Ｘ２以上とならない間は（ステップＳ３１２：Ｙｅｓ）、第１の電力演算部８２および第２の電力演算部８４は、それぞれステップＳ３０２またはＳ３０８に戻り、以降の処理をくり返す。
【００４２】
変化量ΔＳ１またはΔＳ２の少なくともいずれかが第２の所定値Ｘ２以上となった場合（ステップＳ３１２：Ｙｅｓ）、異常判定部８８は、変化量ΔＳ１とΔＳ２との差分の絶対値（｜ΔＳ１−ΔＳ２｜）が第１の所定値Ｘ１以上か否かを判断する（ステップＳ３１４）。
｜ΔＳ１−ΔＳ２｜が第１の所定値Ｘ１未満である場合（ステップＳ３１４：Ｎｏ）、異常判定部８８は、第１の電力演算部８２および第２の電力演算部８４の算出値（ΔＳ１，ΔＳ２，Ｉ１，Ｉ２等）をクリアし（ステップＳ３１６）、第１の電力演算部８２および第２の電力演算部８４は、それぞれステップＳ３０２またはＳ３０８に戻り、以降の処理をくり返す。
一方、｜ΔＳ１−ΔＳ２｜が第１の所定値Ｘ１以上である場合（ステップＳ３１４：Ｙｅｓ）、異常判定部８８は、ステップＳ３０６で算出した充電率に異常の可能性があると判定する（ステップＳ３１８）。その後、異常判定部８８は、表示部９０を用いて故障の可能性を報知したり、ＥＣＵ７０を故障時制御に移行させるなどの処理を行う。
【００４３】
以上説明したように、実施の形態にかかる充電率算出装置８０は、バッテリに入出力される電力量と、モータ２３に入出力される電力量との比較に基づいて、充電率に異常があるか否かを判定する。これにより、例えばバッテリ５０への電力の入出力に基づいて充電率算出部８６で算出された充電率に対して、比較対象となる充電率を得る機会がない場合であっても、当該充電率の異常の有無を判定することができる。
【００４４】
なお、本実施の形態では、ＢＭＵ５１が充電率算出装置８０として機能するものとしたが、これに限らず例えばＥＣＵ７０が充電率算出装置８０として機能するようにしてもよい。また、ＢＭＵ５１およびＥＣＵ７０以外の情報処理装置によって充電率算出装置８０の機能を実現してもよい。
【符号の説明】
【００４５】
１０……車両、２０……走行システム、２３……モータ（第１の回転電機）、３０……発電システム、３１……発電機（第２の回転電機）、５０……バッテリ、５０Ａ……ＢＭＵ、５２……電圧センサ、５４……電流センサ（電流検出部）、８０……充電率算出装置、８２……第１の電力演算部、８４……第２の電力演算部、８６……充電率算出部、８８……異常判定部、９０……表示部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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