(57)【要約】【課題】低ＳＯＣ領域でも高精度に推定できるバッテリの充電状態推定方法およびその装置、並びに開回路電圧推定方法およびその装置を提供すること。【解決手段】バッテリ１３のＯＣＶとＳＯＣの関係を、所定値のＳＯＣを超える領域のＳＯＣおよびＯＣＶデータを用いて近似式として求める近似式算出手段２３ａ−１と、近似式を記憶する記憶手段２３ｃと、電流積算値算出手段２３ａ−２と、ＯＣＶ測定手段２３ａ−３と、測定された充放電後のＯＣＶ（ＯＣＶｍ）が、近似式において所定値のＳＯＣに対応するＯＣＶ（ＯＣＶｔｈ）以下の場合には、充放電前のＳＯＣに電流積算値算出手段２３ａ−２で算出された電流積算値を加減算して算出された充放電後のＳＯＣを充放電後のバッテリの充電状態（ＳＯＣ）として推定する充電状態推定手段２３ａ−４とを備えている。【選択図】      図１
2004354148.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め設定されるバッテリの開回路電圧（ＯＣＶ）と充電状態（ＳＯＣ）の関係に基づいてバッテリの充電状態を推定するバッテリの充電状態推定方法であって、
前記予め設定されるバッテリの開回路電圧（ＯＣＶ）と充電状態（ＳＯＣ）の関係を、所定値のＳＯＣを超える領域のＳＯＣデータと該領域のＳＯＣに対応するＯＣＶデータを用いて近似式として求め、
充放電後のＯＣＶを測定し、
測定された充放電後のＯＣＶが、前記近似式において前記所定値のＳＯＣに対応するＯＣＶを超えている場合には、前記近似式に前記測定された充放電後のＯＣＶを代入し、代入されたＯＣＶに対応するＳＯＣを充放電後のバッテリの充電状態（ＳＯＣ）として推定し、
前記測定された充放電後のＯＣＶが、前記近似式において前記所定値のＳＯＣに対応するＯＣＶ以下の場合には、充放電前のＳＯＣに充放電電流の積算値を加減算して算出されたＳＯＣを充放電後のバッテリの充電状態（ＳＯＣ）として推定する
ことを特徴とするバッテリの充電状態推定方法。
【請求項２】
前記予め設定されるバッテリの開回路電圧（ＯＣＶ）と充電状態（ＳＯＣ）の関係は、前記所定値のＳＯＣを超える領域のＳＯＣデータと該領域のＳＯＣに対応するＯＣＶデータを用いて最小二乗法により求められる近似直線を表す近似式で表される
ことを特徴とする請求項１記載のバッテリの充電状態推定方法。
【請求項３】
予め設定されるバッテリの開回路電圧（ＯＣＶ）と充電状態（ＳＯＣ）の関係に基づいてバッテリの充電状態を推定するバッテリの充電状態推定装置であって、
前記予め設定されるバッテリの開回路電圧（ＯＣＶ）と充電状態（ＳＯＣ）の関係を、所定値のＳＯＣを超える領域のＳＯＣデータと該領域のＳＯＣに対応するＯＣＶデータを用いて近似式として求める近似式算出手段と、
前記近似式算出手段で求められた近似式を記憶する記憶手段と、
充放電時に充放電電流の時間積算による電流積算値を算出する電流積算値算出手段と、
充放電後のＯＣＶを測定するＯＣＶ測定手段と、
前記ＯＣＶ測定手段で測定された充放電後のＯＣＶが、前記近似式において前記所定値のＳＯＣに対応するＯＣＶを超えている場合には、前記近似式に前記測定された充放電後のＯＣＶを代入し、代入されたＯＣＶに対応するＳＯＣを充放電後のバッテリの充電状態（ＳＯＣ）として推定し、前記測定された充放電後のＯＣＶが、前記近似式において前記所定値のＳＯＣに対応するＯＣＶ以下の場合には、充放電前のＳＯＣに前記電流積算値算出手段で算出された電流積算値を加減算して算出された充放電後のＳＯＣを充放電後のバッテリ１３の充電状態（ＳＯＣ）として推定する充電状態推定手段と
を備えたことを特徴とするバッテリの充電状態推定装置。
【請求項４】
前記予め設定されるバッテリの開回路電圧（ＯＣＶ）と充電状態（ＳＯＣ）の関係は、前記所定値のＳＯＣを超える領域のＳＯＣデータと該領域のＳＯＣに対応するＯＣＶデータを用いて最小二乗法により求められる近似直線を表す近似式で表される
ことを特徴とする請求項３記載のバッテリの充電状態推定装置。
【請求項５】
予め設定されるバッテリの開回路電圧（ＯＣＶ）と充電状態（ＳＯＣ）の関係に基づいてバッテリの開回路電圧を推定するバッテリの開回路電圧推定方法であって、
前記予め設定されるバッテリの開回路電圧（ＯＣＶ）と充電状態（ＳＯＣ）の関係を、所定値のＳＯＣを超える領域のＳＯＣデータと該領域のＳＯＣに対応するＯＣＶデータを用いて近似式として求め、
充放電後のＯＣＶを測定し、
測定された充放電後のＯＣＶが、前記近似式において前記所定値のＳＯＣに対応するＯＣＶを超えている場合には、前記測定された充放電後のＯＣＶを充放電後のバッテリの開回路電圧として推定し、
前記測定された充放電後のＯＣＶが、前記近似式において前記所定値のＳＯＣに対応するＯＣＶ以下の場合には、充放電前のＳＯＣに充放電電流の積算値を加減算して算出されたＳＯＣを前記近似式に代入し、代入されたＳＯＣに対応するＯＣＶを充放電後のバッテリの開回路電圧として推定する
ことを特徴とするバッテリの開回路電圧推定方法。
【請求項６】
前記予め設定されるバッテリの開回路電圧（ＯＣＶ）と充電状態（ＳＯＣ）の関係は、前記所定値のＳＯＣを超える領域のＳＯＣデータと該領域のＳＯＣに対応するＯＣＶデータを用いて最小二乗法により求められる近似直線を表す近似式で表される
ことを特徴とする請求項５記載のバッテリの開回路電圧推定方法。
【請求項７】
予め設定されるバッテリの開回路電圧（ＯＣＶ）と充電状態（ＳＯＣ）の関係に基づいてバッテリの開回路電圧を推定するバッテリ１３の開回路電圧推定装置であって、
前記予め設定されるバッテリ１３の開回路電圧（ＯＣＶ）と充電状態（ＳＯＣ）の関係を、所定値のＳＯＣを超える領域のＳＯＣデータと該領域のＳＯＣに対応するＯＣＶデータを用いて近似式として求める近似式算出手段と、
前記近似式算出手段で求められた近似式を記憶する記憶手段と、
充放電時に充放電電流の時間積算による電流積算値を算出する電流積算値算出手段と、
充放電後のＯＣＶを測定するＯＣＶ測定手段と、
前記ＯＣＶ測定手段で測定された充放電後のＯＣＶが、前記近似式において前記所定値のＳＯＣに対応するＯＣＶを超えている場合には、前記測定された充放電後のＯＣＶを充放電後のバッテリ１３の開回路電圧として推定し、前記測定された充放電後のＯＣＶが、前記近似式において前記所定値のＳＯＣに対応するＯＣＶ以下の場合には、充放電前のＳＯＣに前記電流積算値算出手段で算出された電流積算値を加減算して算出された充放電後のＳＯＣを前記近似式に代入し、代入されたＳＯＣに対応するＯＣＶを充放電後のバッテリの開回路電圧として推定する開回路電圧推定手段と
を備えたことを特徴とするバッテリの開回路電圧推定装置。
【請求項８】
前記予め設定されるバッテリ１３の開回路電圧（ＯＣＶ）と充電状態（ＳＯＣ）の関係は、前記所定値のＳＯＣを超える領域のＳＯＣデータと該領域のＳＯＣに対応するＯＣＶデータを用いて最小二乗法により求められる近似直線を表す近似式で表される
ことを特徴とする請求項７記載のバッテリの開回路電圧推定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バッテリの充電状態推定方法およびその装置並びに開回路電圧推定方法およびその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両に搭載されるバッテリは、特にモータを唯一の推進駆動源とする電気自動車においては、一般のエンジンを推進駆動源とする車両におけるガソリンに相当するものであることから、充電状態ＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ  ｏｆ  ｃｈａｒｇｅ  ）等、バッテリがどの程度充電されているのかを認識しておくことは、車両の正常な走行を確保する上で非常に重要である。
【０００３】
また、近年、エンジンを推進動力源とする一般車や、エンジンの発生するパワーの不足分をモータによりアシストするハイブリッド車両においては、環境保護の観点から、交差点の信号待ち等による停車時にエンジンを停止させるアイドルストップ機能の搭載が進められている。
【０００４】
この機能を搭載した車両においては、エンジンの再始動時に、セルモータやセルモータを兼ねたパワーアシスト用のモータに対してバッテリからかなりの大電流放電を行うことから、逆に、エンジン再始動のための大電流放電に耐え得るだけの放電可能容量がバッテリに残っていないと、迂闊にアイドルストップさせるわけには行かなくなる。
【０００５】
そのため、上述した充電状態ＳＯＣや、バッテリにあとどのくらい放電可能な容量が残っているかを示す放電可能容量（Ａｖａｉｌａｂｌｅ  Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ  Ｃａｐａｃｉｔｙ（ＡＤＣ））等、車両に搭載されるバッテリに蓄えられているクーロン量（電気量）に関する状態を正確に把握することは、先に述べた電気自動車では勿論のこと、一般車やハイブリッド車両においても、非常に重要となる。
【０００６】
ところで、充電状態ＳＯＣは、バッテリに蓄えられているクーロン量をバッテリの満容量に対する比率（％）で表わし、ＳＯＣ（％）と表記される。このＳＯＣ（％）は、一般的には、開回路電圧（Ｏｐｅｎ  Ｃｉｒｃｕｉｔ  Ｖｏｌｔａｇｅ（ＯＣＶ））を基に推定される。
【０００７】
特開２００１−３５１６９８号公報（特許文献１）には、ＯＣＶを基に鉛蓄電池の充電状態を検出する方法が開示されている。この方法においては、蓄電池の放電時におけるＯＣＶを測定し、予め設定された蓄電池のＯＣＶとＳＯＣの直線的な関係に基づいてＳＯＣを求めて、求められたＳＯＣに基づいて蓄電池を充電する。ＳＯＣを求める際に、所定時間におけるＯＣＶの変化とＳＯＣの変化とを測定して、予め設定された蓄電池のＯＣＶとＳＯＣの関係を補正する。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００１−３５１６９８号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図７のＯＣＶとＳＯＣの関係の実測例に示すように、ＯＣＶとＳＯＣの関係は、実際には、充電状態ＳＯＣ（％）が２０〜３０％を超えるＳＯＣ領域では直線的関係を保っているが、２０〜３０％以下の低ＳＯＣ領域では実測されるＯＣＶが低下し、直線的な関係が崩れている。上述の従来技術では、このように低ＳＯＣの場合にＯＣＶとＳＯＣの直線的な関係が崩れることが考慮されていない。
【００１０】
また、従来技術では、充放電が行われると、ＯＣＶからＳＯＣを求めた後、求めたＳＯＣに充放電電流の積算が行われて、充放電後のＳＯＣが算出される。しかし、図８に示すように、充電時に、低ＳＯＣの状態から充電電流の積算を実施して充電後のＳＯＣを算出した場合、充電が進行して充電後のＳＯＣが２０〜３０％を超えるＳＯＣ領域になると、充電電流の積算に基づくＯＣＶ対ＳＯＣ特性（図中、矢印で示す直線）上にある算出されたＳＯＣに対応するＯＣＶと、実測によるＯＣＶとＳＯＣの関係におけるＯＣＶとの誤差が大きくなるという問題が発生する。
【００１１】
そこで本発明は、上述した従来の問題点に鑑み、低ＳＯＣ領域でもＳＯＣを高精度に推定できるバッテリの充電状態推定方法およびその装置を提供することを目的としている。
【００１２】
また本発明は、上述した従来の問題点に鑑み、低ＳＯＣ領域でも開回路電圧を有効に推定できるバッテリの開回路電圧推定方法およびその装置を提供することを目的としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するためになされた請求項１記載の発明は、予め設定されるバッテリの開回路電圧（ＯＣＶ）と充電状態（ＳＯＣ）の関係に基づいてバッテリの充電状態を推定するバッテリの充電状態推定方法であって、前記予め設定されるバッテリの開回路電圧（ＯＣＶ）と充電状態（ＳＯＣ）の関係を、所定値のＳＯＣを超える領域のＳＯＣデータと該領域のＳＯＣに対応するＯＣＶデータを用いて近似式として求め、充放電後のＯＣＶを測定し、測定された充放電後のＯＣＶが、前記近似式において前記所定値のＳＯＣに対応するＯＣＶを超えている場合には、前記近似式に前記測定された充放電後のＯＣＶを代入し、代入されたＯＣＶに対応するＳＯＣを充放電後のバッテリの充電状態（ＳＯＣ）として推定し、前記測定された充放電後のＯＣＶが、前記近似式において前記所定値のＳＯＣに対応するＯＣＶ以下の場合には、充放電前のＳＯＣに充放電電流の積算値を加減算して算出されたＳＯＣを充放電後のバッテリの充電状態（ＳＯＣ）として推定することを特徴とするバッテリの充電状態推定方法に存する。
【００１４】
請求項１記載の発明によれば、予め設定されるバッテリの開回路電圧（ＯＣＶ）と充電状態（ＳＯＣ）の関係に基づいてバッテリの充電状態を推定するバッテリの充電状態推定方法であって、予め設定されるバッテリの開回路電圧（ＯＣＶ）と充電状態（ＳＯＣ）の関係を、所定値のＳＯＣを超える領域のＳＯＣデータと該領域のＳＯＣに対応するＯＣＶデータを用いて近似式として求め、充放電後のＯＣＶを測定し、測定された充放電後のＯＣＶが、近似式において所定値のＳＯＣに対応するＯＣＶを超えている場合には、近似式に測定された充放電後のＯＣＶを代入し、代入されたＯＣＶに対応するＳＯＣを充放電後のバッテリの充電状態（ＳＯＣ）として推定し、測定された充放電後のＯＣＶが、近似式において所定値のＳＯＣに対応するＯＣＶ以下の場合には、充放電前のＳＯＣに充放電電流の積算値を加減算して算出されたＳＯＣを充放電後のバッテリの充電状態（ＳＯＣ）として推定するので、低ＳＯＣでも、ＳＯＣを高精度に推定することができる。また、近似式によって得られる充電状態ＳＯＣ（％）に対する推定ＯＣＶを放電終止開回路電圧として設定することにより、放電可能容量（ＡＤＣ）の推定をＳＯＣの全領域に対して高精度に行うことができる。
【００１５】
上記課題を解決するためになされた請求項２記載の発明は、前記予め設定されるバッテリの開回路電圧（ＯＣＶ）と充電状態（ＳＯＣ）の関係は、前記所定値のＳＯＣを超える領域のＳＯＣデータと該領域のＳＯＣに対応するＯＣＶデータを用いて最小二乗法により求められる近似直線を表す近似式で表されることを特徴とする請求項１記載のバッテリの充電状態推定方法に存する。
【００１６】
請求項２記載の発明によれば、予め設定されるバッテリの開回路電圧（ＯＣＶ）と充電状態（ＳＯＣ）の関係は、所定値のＳＯＣを超える領域のＳＯＣデータと該領域のＳＯＣに対応するＯＣＶデータを用いて最小二乗法により求められる近似直線を表す近似式で表されるので、非直線になる領域のＯＣＶおよびＳＯＣデータを用いることなく精度の高いＯＣＶとＳＯＣの関係を得ることができる。
【００１７】
上記課題を解決するためになされた請求項３記載の発明は、図１（Ａ）の基本構成図に示すように、予め設定されるバッテリ１３の開回路電圧（ＯＣＶ）と充電状態（ＳＯＣ）の関係に基づいてバッテリ１３の充電状態を推定するバッテリ１３の充電状態推定装置であって、前記予め設定されるバッテリ１３の開回路電圧（ＯＣＶ）と充電状態（ＳＯＣ）の関係を、所定値のＳＯＣを超える領域のＳＯＣデータと該領域のＳＯＣに対応するＯＣＶデータを用いて近似式として求める近似式算出手段２３ａ−１と、前記近似式算出手段２３ａ−１で求められた近似式を記憶する記憶手段２３ｃと、充放電時に充放電電流の時間積算による電流積算値を算出する電流積算値算出手段２３ａ−２と、充放電後のＯＣＶを測定するＯＣＶ測定手段２３ａ−３と、前記ＯＣＶ測定手段２３ａ−３で測定された充放電後のＯＣＶが、前記近似式において前記所定値のＳＯＣに対応するＯＣＶを超えている場合には、前記近似式に前記測定された充放電後のＯＣＶを代入し、代入されたＯＣＶに対応するＳＯＣを充放電後のバッテリの充電状態（ＳＯＣ）として推定し、前記測定された充放電後のＯＣＶが、前記近似式において前記所定値のＳＯＣに対応するＯＣＶ以下の場合には、充放電前のＳＯＣに前記電流積算値算出手段２３ａ−２で算出された電流積算値を加減算して算出された充放電後のＳＯＣを充放電後のバッテリの充電状態（ＳＯＣ）として推定する充電状態推定手段２３ａ−４とを備えたことを特徴とするバッテリの充電状態推定装置に存する。
【００１８】
請求項３記載の発明によれば、予め設定されるバッテリ１３の開回路電圧（ＯＣＶ）と充電状態（ＳＯＣ）の関係に基づいてバッテリ１３の充電状態を推定するバッテリの充電状態推定装置であって、予め設定されるバッテリ１３の開回路電圧（ＯＣＶ）と充電状態（ＳＯＣ）の関係を、所定値のＳＯＣを超える領域のＳＯＣデータと該領域のＳＯＣに対応するＯＣＶデータを用いて近似式として求める近似式算出手段２３ａ−１と、近似式算出手段２３ａ−１で求められた近似式を記憶する記憶手段２３ｃと、充放電時に充放電電流の時間積算による電流積算値を算出する電流積算値算出手段２３ａ−２と、充放電後のＯＣＶを測定するＯＣＶ測定手段２３ａ−３と、ＯＣＶ測定手段２３ａ−３で測定された充放電後のＯＣＶが、近似式において所定値のＳＯＣに対応するＯＣＶを超えている場合には、近似式に測定された充放電後のＯＣＶを代入し、代入されたＯＣＶに対応するＳＯＣを充放電後のバッテリの充電状態（ＳＯＣ）として推定し、測定された充放電後のＯＣＶが、近似式において所定値のＳＯＣに対応するＯＣＶ以下の場合には、充放電前のＳＯＣに電流積算値算出手段２３ａ−２で算出された電流積算値を加減算して算出された充放電後のＳＯＣを充放電後のバッテリの充電状態（ＳＯＣ）として推定する充電状態推定手段２３ａ−４とを備えているので、低ＳＯＣでも、ＳＯＣを高精度に推定することができる。また、近似式によって得られる充電状態ＳＯＣ（％）に対する推定ＯＣＶを放電終止開回路電圧として設定することにより、放電可能容量（ＡＤＣ）の推定をＳＯＣの全領域に対して高精度に行うことができる。
【００１９】
上記課題を解決するためになされた請求項４記載の発明は、図１（Ａ）の基本構成図に示すように、前記予め設定されるバッテリ１３の開回路電圧（ＯＣＶ）と充電状態（ＳＯＣ）の関係は、前記所定値のＳＯＣを超える領域のＳＯＣデータと該領域のＳＯＣに対応するＯＣＶデータを用いて最小二乗法により求められる近似直線を表す近似式で表されることを特徴とする請求項３記載のバッテリの充電状態推定装置に存する。
【００２０】
請求項４記載の発明によれば、予め設定されるバッテリ１３の開回路電圧（ＯＣＶ）と充電状態（ＳＯＣ）の関係は、所定値のＳＯＣを超える領域のＳＯＣデータと該領域のＳＯＣに対応するＯＣＶデータを用いて最小二乗法により求められる近似直線を表す近似式で表されるので、非直線になる領域のＯＣＶおよびＳＯＣデータを用いることなく精度の高いＯＣＶとＳＯＣの関係を得ることができる。
【００２１】
上記課題を解決するためになされた請求項５記載の発明は、予め設定されるバッテリの開回路電圧（ＯＣＶ）と充電状態（ＳＯＣ）の関係に基づいてバッテリの開回路電圧を推定するバッテリの開回路電圧推定方法であって、前記予め設定されるバッテリの開回路電圧（ＯＣＶ）と充電状態（ＳＯＣ）の関係を、所定値のＳＯＣを超える領域のＳＯＣデータと該領域のＳＯＣに対応するＯＣＶデータを用いて近似式として求め、充放電後のＯＣＶを測定し、測定された充放電後のＯＣＶが、前記近似式において前記所定値のＳＯＣに対応するＯＣＶを超えている場合には、前記測定された充放電後のＯＣＶを代入し、代入されたＯＣＶを充放電後のバッテリの開回路電圧として推定し、前記測定された充放電後のＯＣＶが、前記近似式において前記所定値のＳＯＣに対応するＯＣＶ以下の場合には、充放電前のＳＯＣに充放電電流の積算値を加減算して算出されたＳＯＣを前記近似式に代入し、代入されたＳＯＣに対応するＯＣＶを充放電後のバッテリの開回路電圧として推定することを特徴とするバッテリの開回路電圧推定方法に存する。
【００２２】
請求項５記載の発明によれば、予め設定されるバッテリの開回路電圧（ＯＣＶ）と充電状態（ＳＯＣ）の関係に基づいてバッテリの開回路電圧を推定するバッテリの開回路電圧推定方法であって、予め設定されるバッテリの開回路電圧（ＯＣＶ）と充電状態（ＳＯＣ）の関係を、所定値のＳＯＣを超える領域のＳＯＣデータと該領域のＳＯＣに対応するＯＣＶデータを用いて近似式として求め、充放電後のＯＣＶを測定し、測定された充放電後のＯＣＶが、近似式において所定値のＳＯＣに対応するＯＣＶを超えている場合には、測定された充放電後のＯＣＶを代入し、代入されたＯＣＶを充放電後のバッテリの開回路電圧として推定し、測定された充放電後のＯＣＶが、近似式において所定値のＳＯＣに対応するＯＣＶ以下の場合には、充放電前のＳＯＣに充放電電流の積算値を加減算して算出されたＳＯＣを近似式に代入し、代入されたＳＯＣに対応するＯＣＶを充放電後のバッテリの開回路電圧として推定するので、ＯＣＶとＳＯＣの関係に基づいて求められる劣化度等の係数の評価を精度良く行うことができる。
【００２３】
上記課題を解決するためになされた請求項６記載の発明は、前記予め設定されるバッテリの開回路電圧（ＯＣＶ）と充電状態（ＳＯＣ）の関係は、前記所定値のＳＯＣを超える領域のＳＯＣデータと該領域のＳＯＣに対応するＯＣＶデータを用いて最小二乗法により求められる近似直線を表す近似式で表されることを特徴とする請求項５記載のバッテリの開回路電圧推定方法に存する。
【００２４】
請求項６記載の発明によれば、予め設定されるバッテリの開回路電圧（ＯＣＶ）と充電状態（ＳＯＣ）の関係は、所定値のＳＯＣを超える領域のＳＯＣデータと該領域のＳＯＣに対応するＯＣＶデータを用いて最小二乗法により求められる近似直線を表す近似式で表されるので、非直線になる領域のＯＣＶおよびＳＯＣデータを用いることなく精度の高いＯＣＶとＳＯＣの関係を得ることができる。
【００２５】
上記課題を解決するためになされた請求項７記載の発明は、図１（Ｂ）の基本構成図に示すように、予め設定されるバッテリ１３の開回路電圧（ＯＣＶ）と充電状態（ＳＯＣ）の関係に基づいてバッテリ１３の開回路電圧を推定するバッテリ１３の開回路電圧推定装置であって、前記予め設定されるバッテリ１３の開回路電圧（ＯＣＶ）と充電状態（ＳＯＣ）の関係を、所定値のＳＯＣを超える領域のＳＯＣデータと該領域のＳＯＣに対応するＯＣＶデータを用いて近似式として求める近似式算出手段２３ａ−１と、前記近似式算出手段２３ａ−１で求められた近似式を記憶する記憶手段２３ｃと、充放電時に充放電電流の時間積算による電流積算値を算出する電流積算値算出手段２３ａ−２と、充放電後のＯＣＶを測定するＯＣＶ測定手段２３ａ−３と、前記ＯＣＶ測定手段２３ａ−３で測定された充放電後のＯＣＶが、前記近似式において前記所定値のＳＯＣに対応するＯＣＶを超えている場合には、前記測定された充放電後のＯＣＶを充放電後のバッテリの開回路電圧として推定し、前記測定された充放電後のＯＣＶが、前記近似式において前記所定値のＳＯＣに対応するＯＣＶ以下の場合には、充放電前のＳＯＣに前記電流積算値算出手段２３ａ−２で算出された電流積算値を加減算して算出された充放電後のＳＯＣを前記近似式に代入し、代入されたＳＯＣに対応するＯＣＶを充放電後のバッテリの開回路電圧として推定する開回路電圧推定手段２３ａ−５とを備えたことを特徴とするバッテリの開回路電圧推定装置に存する。
【００２６】
請求項７記載の発明によれば、予め設定されるバッテリ１３の開回路電圧（ＯＣＶ）と充電状態（ＳＯＣ）の関係に基づいてバッテリ１３の開回路電圧を推定するバッテリ１３の開回路電圧推定装置であって、予め設定されるバッテリ１３の開回路電圧（ＯＣＶ）と充電状態（ＳＯＣ）の関係を、所定値のＳＯＣを超える領域のＳＯＣデータと該領域のＳＯＣに対応するＯＣＶデータを用いて近似式として求める近似式算出手段２３ａ−１と、近似式算出手段２３ａ−１で求められた近似式を記憶する記憶手段２３ｃと、充放電時に充放電電流の時間積算による電流積算値を算出する電流積算値算出手段２３ａ−２と、充放電後のＯＣＶを測定するＯＣＶ測定手段２３ａ−３と、ＯＣＶ測定手段２３ａ−３で測定された充放電後のＯＣＶが、近似式において所定値のＳＯＣに対応するＯＣＶを超えている場合には、測定された充放電後のＯＣＶを充放電後のバッテリの開回路電圧として推定し、測定された充放電後のＯＣＶが、近似式において所定値のＳＯＣに対応するＯＣＶ以下の場合には、充放電前のＳＯＣに電流積算値算出手段２３ａ−２で算出された電流積算値を加減算して算出された充放電後のＳＯＣを近似式に代入し、代入されたＳＯＣに対応するＯＣＶを充放電後のバッテリの開回路電圧として推定する開回路電圧推定手段２３ａ−５とを備えているので、ＯＣＶとＳＯＣの関係に基づいて求められる劣化度等の係数の評価を精度良く行うことができる。
【００２７】
上記課題を解決するためになされた請求項８記載の発明は、前記予め設定されるバッテリ１３の開回路電圧（ＯＣＶ）と充電状態（ＳＯＣ）の関係は、前記所定値のＳＯＣを超える領域のＳＯＣデータと該領域のＳＯＣに対応するＯＣＶデータを用いて最小二乗法により求められる近似直線を表す近似式で表されることを特徴とする請求項７記載のバッテリの開回路電圧推定装置に存する。
【００２８】
請求項８記載の発明によれば、予め設定されるバッテリ１３の開回路電圧（ＯＣＶ）と充電状態（ＳＯＣ）の関係は、所定値のＳＯＣを超える領域のＳＯＣデータと該領域のＳＯＣに対応するＯＣＶデータを用いて最小二乗法により求められる近似直線を表す近似式で表されるので、非直線になる領域のＯＣＶおよびＳＯＣデータを用いることなく精度の高いＯＣＶとＳＯＣの関係を得ることができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づいて説明する。
【００３０】
図２は、本発明によるバッテリの状態状態推定方法を実施するバッテリ状態推定装置と、開回路推定方法を実施する開回路推定装置とがそれぞれ組み込まれた車載用バッテリ監視装置の概略構成を一部ブロックにて示す説明図である。図２において、車載用バッテリ監視装置１は、エンジン３に加えてモータジェネレータ５を有するハイブリッド車両に搭載されている。
【００３１】
そして、このハイブリッド車両は、通常時はエンジン３の出力のみをドライブシャフト７からディファレンシャルケース９を介して車輪１１に伝達して走行させ、高負荷時には、たとえば鉛バッテリからなるバッテリ１３からの電力によりモータジェネレータ５をモータとして機能させて、エンジン３の出力に加えてモータジェネレータ５の出力をドライブシャフト７から車輪１１に伝達し、アシスト走行を行わせるように構成されている。
【００３２】
また、このハイブリッド車両は、減速時や制動時にモータジェネレータ５をジェネレータ（発電機）として機能させ、運動エネルギを電気エネルギに変換してバッテリ１３を充電させるように構成されている。
【００３３】
なお、モータジェネレータ５はさらに、図示しないスタータスイッチのオンに伴うエンジン３の始動時に、エンジン３のフライホイールを強制的に回転させるセルモータとして用いられるが、その場合にモータジェネレータ５には、短時間に大きな電流が流される。スタータスイッチのオンによりモータジェネレータ５によってエンジン３が始動されると、イグニッションキー（図示しない）の操作解除に伴って、スタータスイッチがオフになってイグニッションスイッチやアクセサリスイッチのオン状態に移行し、これに伴ってバッテリ１３から流れる放電電流は、定常電流に移行する。
【００３４】
本実施形態の車載バッテリ監視装置１は、アシスト走行用のモータやセルモータとして機能するモータジェネレータ５等、電装品に対するバッテリ１３の放電電流Ｉや、ジェネレータとして機能するモータジェネレータ５からのバッテリ１３に対する充放電電流を検出する電流検出手段としての電流センサ１５と、バッテリ１３に並列接続した１Ｍオーム程度の抵抗を有し、バッテリ１３の端子電圧Ｖを検出する端子電圧検出手段としての電圧センサ１７とを備えている。
【００３５】
また、車載用バッテリ監視装置１は、上述した電流センサ１５及び電圧センサ１７の出力がインタフェース回路（以下、「Ｉ／Ｆ」と略記する。）２１におけるＡ／Ｄ変換後に取り込まれるマイクロコンピュータ（以下、「マイコン」と略記する。）２３をさらに備えている。
【００３６】
そして、前記マイコン２３は、近似式算出手段２３ａ−１、電流積算値算出手段２３ａ−２、ＯＣＶ測定手段２３ａ−３、充電状態推定手段２３ａ−４および開回路電圧推定手段２３ａ−５として働くＣＰＵ２３ａと、記憶手段として働くＲＡＭ２３ｂ及びＲＯＭ２３ｃとを有しており、このうち、ＣＰＵ２３ａには、ＲＡＭ２３ｂ及びＲＯＭ２３ｃの他、Ｉ／Ｆ２１が接続されており、また、上述した図示しないスタータスイッチ、イグニッションスイッチやアクセサリスイッチ、モータジェネレータ５以外の電装品（負荷）のスイッチ等が、さらに接続されている。
【００３７】
前記ＲＡＭ２３ｂは、各種データ記憶用のデータエリア及び各種処理作業に用いるワークエリアを有しており、前記ＲＯＭ２３ｃには、ＣＰＵ２３ａに各種処理動作を行わせるための制御プログラムが格納されている。
【００３８】
ＲＯＭ２３ｃには、各種データが書き込み読み出し自在に記録され、記録されたデータを電源なしに保持する図示しない不揮発性メモリを有し、ここには、バッテリに関する各種の基礎的なデータと、更新データとが保持されるようになっている。
【００３９】
なお、上述した電流センサ１５及び電圧センサ１７の出力である電流値及び電圧値は、Ｉ／Ｆ２１を介してマイコン２３のＣＰＵ２３ａに取り込まれる。
【００４０】
次に、上述の構成を有する車載用バッテリ監視装置１におけるバッテリ１３の充電状態（ＳＯＣ）を推定する方法について、図３および図４に示すフローチャートを参照して説明する。図３は、予め設定されるバッテリ１３の開回路電圧（ＯＣＶ）と充電状態（ＳＯＣ）の関係として近似直線を求めるフローチャートであり、図４は、図３のフローチャートで求められた近似直線を利用してバッテリの充電状態ＳＯＣを推定する処理を行うフローチャートである。図３および図４の処理は、ＣＰＵ２３ａにおいて行われる。
【００４１】
図３のフローチャートにおいて、まず、バッテリ１３に関して所定値（たとえば、３０％）のＳＯＣを超える領域のＳＯＣデータと該領域のＳＯＣに対応するＯＣＶデータのみを収集し（ステップＳ１）、次いで、収集されたＳＯＣおよびＯＣＶデータに基づき最小二乗法を使用して、ＯＣＶに対するＳＯＣの近似直線を算出する（ステップＳ２）。上述の所定値は、実測ＯＣＶとこの実測ＯＣＶに対応するＳＯＣの関係が、図７に示すように非直線になるポイントに設定される。なお、この近似直線を求めるタイミングは、バッテリ１３の充電状態推定装置および開回路電圧推定装置の設計時であり、算出された近似直線は、予め設定されるバッテリ１３の開回路電圧（ＯＣＶ）と充電状態（ＳＯＣ）の関係を示す近似式としてＲＯＭ２３ｃ内の不揮発性メモリに書き込まれ、記憶される（ステップＳ３）。図６は、上述のようにして算出された近似直線を示す。
【００４２】
また、ＲＯＭ２３ｃ内の不揮発性メモリには、上述の所定値（３０％）のＳＯＣに対応するＯＣＶの値（ＯＣＶｔｈとする）も記憶される。
【００４３】
次に図４のフローチャートにおいて、ＣＰＵ２３ａはイグニッションスイッチのオンによって動作を開始し、まず、充放電前のＯＣＶ（ＯＣＶｏとする）及びＳＯＣ（ＳＯＣｏとする）を求める（ステップＳ１１）。この求め方については、状況によって各種の方法があるが、ここでは省略する。
【００４４】
次いで、ＣＰＵ２３ａは、電流センサ１５からの検出出力に基づき、充放電時の電流積算値の算出を行う（ステップＳ１２）。ステップＳ１２の計算は、電流センサ１５による充放電電流の測定を所定のサンプリング周期によって計測する毎に行われ、次いで充放電が終了したか否かを判定し（ステップＳ１３）、充放電が終了するまで繰り返される。
【００４５】
充放電が終了すると（ステップＳ１３のＹ）、次いでＣＰＵ２３ａは、充放電前のＳＯＣに電流積算値を加減算して充放電後のＳＯＣを算出する（ステップＳ１４）。これは、次式（１）及び（２）によって計算することができる。すなわち、放電後のＳＯＣは、
ＳＯＣ＝ＳＯＣｏ−Σ（放電電流×時間）・・・（１）
により求められ、充電後のＳＯＣは、
ＳＯＣ＝ＳＯＣｏ＋Σ（充電電流×時間×充電効率（ＲＣＥ））・・・（２）
により求められる。
【００４６】
次いでＣＰＵ２３ａは、充放電終了後のＯＣＶ（ＯＣＶｍとする）を測定する（ステップ１５）。このＯＣＶｍは、放電及び充電の何れの場合にも、充放電によってバッテリ１３内に発生している分極の影響が完全に解消し、分極によるバッテリ端子電圧の低下或いは上昇が無くなっている平衡状態にあるときのバッテリ端子電圧を実測するか、又は、充放電停止直後のバッテリ端子電圧の変化を短時間観測した結果によって累乗近似式により推定されるものが利用される。
【００４７】
次いで、ＣＰＵ２３ａは、測定されたＯＣＶ（ＯＣＶｍ）が、近似直線における所定値（３０％）のＳＯＣに対応するＯＣＶ（ＯＣＶｔｈ）を超えているか否か、すなわち、（ＯＣＶｍ＞ＯＣＶｔｈ）か否かを判定する（ステップＳ１６）。
【００４８】
測定されたＯＣＶ（ＯＣＶｍ）がＯＣＶｔｈを超えていれば（ステップＳ１６のＹ）、次いでＣＰＵ２３ａは、測定されたＯＣＶ（ＯＣＶｍ）をＲＯＭ２３ｃから読み出された近似直線に代入し、代入されたＯＣＶｍに対応するＳＯＣを充放電後のバッテリ１３の充電状態（ＳＯＣ）として推定し（ステップＳ１７）、次いで処理を終了する。
【００４９】
一方、測定されたＯＣＶ（ＯＣＶｍ）がＯＣＶｔｈ以下（すなわち、（ＯＣＶｍ≦ＯＣＶｔｈ））であれば（ステップＳ１６のＮ）、次いでＣＰＵ２３ａは、ステップＳ１４で算出された充放電後のＳＯＣを充放電後のバッテリ１３の充電状態（ＳＯＣ）として推定し（ステップＳ１８）、次いで処理を終了する。
【００５０】
次に、車載用バッテリ監視装置１におけるバッテリ１３の開回路電圧を推定する方法について、図５に示すフローチャートを参照して説明する。図５は、図３のフローチャートで求められた近似直線を利用してバッテリの開回路電圧を推定する処理を行うフローチャートである。図５の処理は、ＣＰＵ２３ａにおいて行われる。
【００５１】
図５のフローチャートにおいて、ＣＰＵ２３ａはイグニッションスイッチのオンによって動作を開始し、まず、充放電前のＯＣＶ（ＯＣＶｏとする）及びＳＯＣ（ＳＯＣｏとする）を求める（ステップＳ２１）。
【００５２】
次いで、ＣＰＵ２３ａは、電流センサ１５からの検出出力に基づき、充放電時の電流積算値の算出を行う（ステップＳ２２）。ステップＳ２２の計算は、電流センサ１５による充放電電流の測定を所定のサンプリング周期によって計測する毎に行われ、次いで充放電が終了したか否かを判定し（ステップＳ２３）、充放電が終了するまで繰り返される。
【００５３】
充放電が終了すると（ステップＳ２３のＹ）、次いでＣＰＵ２３ａは、充放電前のＳＯＣに電流積算値を加減算して充放電後のＳＯＣを算出する（ステップＳ２４）。これは、上記の式（１）及び（２）によって計算することができる。
【００５４】
次いでＣＰＵ２３ａは、充放電終了後のＯＣＶ（ＯＣＶｍとする）を測定する（ステップＳ２５）。このＯＣＶｍは、放電及び充電の何れの場合にも、充放電によってバッテリ１３内に発生している分極の影響が完全に解消し、分極によるバッテリ端子電圧の低下或いは上昇が無くなっている平衡状態にあるときのバッテリ端子電圧を実測するか、又は、充放電停止直後のバッテリ端子電圧の変化を短時間観測した結果によって累乗近似式により推定されるものが利用される。
【００５５】
次いで、ＣＰＵ２３ａは、測定されたＯＣＶ（ＯＣＶｍ）が、近似直線における所定値（３０％）のＳＯＣに対応するＯＣＶ（ＯＣＶｔｈ）を超えているか否か、すなわち、（ＯＣＶｍ＞ＯＣＶｔｈ）か否かを判定する（ステップＳ２６）。
【００５６】
測定されたＯＣＶ（ＯＣＶｍ）がＯＣＶｔｈを超えていれば（ステップＳ２６のＹ）、次いでＣＰＵ２３ａは、測定されたＯＣＶ（ＯＣＶｍ）を充放電後のバッテリ１３の開回路電圧として推定し（ステップＳ２７）、次いで処理を終了する。
【００５７】
一方、測定されたＯＣＶ（ＯＣＶｍ）がＯＣＶｔｈ以下（すなわち、（ＯＣＶｍ≦ＯＣＶｔｈ））であれば（ステップＳ２６のＮ）、次いでＣＰＵ２３ａは、ステップＳ２４で算出された充放電後のＳＯＣをＲＯＭ２３ｃから読み出された近似直線に代入し、代入されたＳＯＣに対応するＯＣＶを充放電後のバッテリ１３の開回路電圧として推定し（ステップＳ１８）、次いで処理を終了する。
【００５８】
このように、充放電が行われた際、予め設定されるバッテリ１３の開回路電圧（ＯＣＶ）と充電状態（ＳＯＣ）の関係として、所定値（３０％）のＳＯＣを超える領域のＳＯＣデータと該領域のＳＯＣに対応するＯＣＶデータを用いて最小二乗法により近似直線が求められ、求められた近似直線を表す近似式を利用して、充放電後の充電状態ＳＯＣおよび開回路電圧が推定される。すなわち、ＯＣＶを実測したとき、この実測ＯＣＶがＯＣＶｔｈを超えていれば、近似直線に実測ＯＣＶを代入して、実測ＯＣＶに対応するＳＯＣを充放電後のバッテリ１３の充電状態（ＳＯＣ）として推定するが、実測ＯＣＶがＯＣＶｔｈ以下の場合、すなわち、図６の点線で示されるように実測ＯＣＶとＳＯＣの関係が非直線になる領域にある場合には、実測ＯＣＶは無視され、ＳＯＣの換算には利用されない。そして、電流積算によって求めた充放電後のＳＯＣが近似直線に代入され、代入されたＳＯＣが充放電後のバッテリ１３の充電状態（ＳＯＣ）としてＲＡＭ２３ｂに記憶され、また代入されたＳＯＣに対応するＯＣＶが推定ＯＣＶとしてＲＡＭ２３ｂに記憶される。
【００５９】
したがって、上述した充電状態推定方法及びその装置により、ＯＣＶとＳＯＣの関係が非直線になる領域においても、従来のような誤差を生じることなく、ＳＯＣを高精度に推定することができる。
【００６０】
ＳＯＣとＯＣＶの関係に基づいてバッテリ１３の劣化状態等を把握するときには、上述した開回路電圧推定方法及びその装置により求められる推定ＯＣＶを利用することによって、劣化度等の評価に誤りがなくなる。
【００６１】
また、理論クーロン量（非劣化時の満容量）を推定する場合の放電終止ＯＣＶの設定値は、上述の近似直線によって得られたＳＯＣ（％）に対する推定ＯＣＶを利用することができ、ＡＤＣ推定に利用する理論クーロン量計算は、上述の放電終止ＯＣＶの設定値を利用することにより、ＡＤＣの推定を、ＳＯＣの全領域にわたって高精度に行うことができる。
【００６２】
以上の通り、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれに限らず、種々の変形、応用が可能である。
【００６３】
たとえば、上述の実施の形態では、ＳＯＣの所定値を３０％としているが、この所定値は、これに限らず、たとえば２０％等の他の適宜な値に設定することができる。
【００６４】
また、上述の説明では、所定値（たとえば、３０％）のＳＯＣを超える領域のＳＯＣデータと該領域のＳＯＣに対応するＯＣＶデータのみを収集し、収集されたＳＯＣおよびＯＣＶデータにより算出された近似直線を表す近似式を用いているが、これに代えて、収集されたＳＯＣおよびＯＣＶデータにより算出された近似曲線であって、上述の近似直線に近いがわずかな曲がりを有する近似曲線を表す近似式を用いても良い。
【００６５】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、低ＳＯＣでも、ＳＯＣを高精度に推定することができる。また、近似式によって得られる充電状態ＳＯＣ（％）に対する推定ＯＣＶを放電終止開回路電圧として設定することにより、放電可能容量（ＡＤＣ）の推定をＳＯＣの全領域に対して高精度に行うことができる。
【００６６】
請求項２記載の発明によれば、非直線になる領域のＯＣＶおよびＳＯＣデータを用いることなく精度の高いＯＣＶとＳＯＣの関係を得ることができる。
【００６７】
請求項３記載の発明によれば、低ＳＯＣでも、ＳＯＣを高精度に推定することができる。また、近似式によって得られる充電状態ＳＯＣ（％）に対する推定ＯＣＶを放電終止開回路電圧として設定することにより、放電可能容量（ＡＤＣ）の推定をＳＯＣの全領域に対して高精度に行うことができる。
【００６８】
請求項４記載の発明によれば、非直線になる領域のＯＣＶおよびＳＯＣデータを用いることなく精度の高いＯＣＶとＳＯＣの関係を得ることができる。
【００６９】
請求項５記載の発明によれば、ＯＣＶとＳＯＣの関係に基づいて求められる劣化度等の係数の評価を精度良く行うことができる。
【００７０】
請求項６記載の発明によれば、非直線になる領域のＯＣＶおよびＳＯＣデータを用いることなく精度の高いＯＣＶとＳＯＣの関係を得ることができる。
【００７１】
請求項７記載の発明によれば、ＯＣＶとＳＯＣの関係に基づいて求められる劣化度等の係数の評価を精度良く行うことができる。
【００７２】
請求項８記載の発明によれば、非直線になる領域のＯＣＶおよびＳＯＣデータを用いることなく精度の高いＯＣＶとＳＯＣの関係を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）は、本発明によるバッテリの充電状態推定装置の基本構成図を示し、（Ｂ）は、本発明によるバッテリの開回路電圧推定装置の基本構成図を示す。
【図２】本発明によるバッテリの状態状態推定方法を実施するバッテリ状態推定装置と、開回路推定方法を実施する開回路推定装置とがそれぞれ組み込まれた車載用バッテリ監視装置の概略構成を一部ブロックにて示す説明図である。
【図３】予め設定されるバッテリの開回路電圧（ＯＣＶ）と充電状態（ＳＯＣ）の関係として近似直線を求めるフローチャートである。
【図４】図３のフローチャートで求められた近似直線を利用してバッテリの充電状態ＳＯＣを推定する処理を行うフローチャートである。
【図５】図３のフローチャートで求められた近似直線を利用してバッテリの開回路電圧を推定する処理を行うフローチャートである。
【図６】予め設定されるバッテリの開回路電圧（ＯＣＶ）と充電状態（ＳＯＣ）の関係として求められた近似直線を示すグラフである。
【図７】ＯＣＶとＳＯＣの関係の実測例を示すグラフである。
【図８】従来の充電状態推定時の誤差の発生を説明するグラフである。
【符号の説明】
１３        バッテリ
２３ａ      ＣＰＵ
２３ａ−１  近似式算出手段（ＣＰＵ）
２３ａ−２  電流積算値算出手段（ＣＰＵ）
２３ａ−３  ＯＣＶ測定手段（ＣＰＵ）
２３ａ−４  充電状態推定手段（ＣＰＵ）
２３ａ−５  開回路電圧推定手段（ＣＰＵ）
【図１】
2004354148.tif 000003
【図２】
2004354148.tif 000004
【図３】
2004354148.tif 000005
【図４】
2004354148.tif 000006
【図５】
2004354148.tif 000007
【図６】
2004354148.tif 000008
【図７】
2004354148.tif 000009
【図８】
2004354148.tif 000010