(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
蓄電装置と、この蓄電装置からの電力供給により駆動する負荷と、前記蓄電装置の充放電電流を検出し、この充放電電流の積算値に基づき前記蓄電装置の積算残容量を演算する残容量演算手段とを備えた蓄電装置の残容量検出装置であって、
前記蓄電装置の端子電圧を検出する電圧検出手段と、
前記端子電圧の検出値が所定値以上になると前記積算残容量を予め設定された残容量の上限値にデータ置換する上限値置換手段と、
前記データ置換後の積算残容量を補正して補正残容量を算出する下降側補正残容量算出手段とを備え、
前記下降側補正残容量算出手段は、前記積算残容量と前記補正残容量の差が充放電電流の積算値の増加に伴い増加するように補正することを特徴とする蓄電装置の残容量検出装置。
【請求項２】
蓄電装置と、この蓄電装置からの電力供給により駆動する負荷と、前記蓄電装置の充放電電流を検出し、この充放電電流の積算値に基づき前記蓄電装置の積算残容量を演算する残容量演算手段とを備えた蓄電装置の残容量検出装置であって、
前記蓄電装置の端子電圧を検出する電圧検出手段と、
前記端子電圧の検出値が所定値以下になると前記積算残容量を予め設定された残容量の下限値にデータ置換する下限値置換手段と、
前記データ置換後の積算残容量を補正して補正残容量を算出する上昇側補正残容量算出手段とを備え、
前記上昇側補正残容量算出手段は、前記積算残容量と前記補正残容量の差が充放電電流の積算値の増加に伴い増加するように補正することを特徴とする蓄電装置の残容量検出装置。
【請求項３】
前記積算残容量から前記上限値への置換量を前記積算残容量と前記上限値の差より算出する上限置換量算出手段を備え、
前記下降側補正残容量算出手段は、前記置換量が所定値より大きいときに、前記データ置換１回当たりの補正量を、予め設定された第１の単位補正量とし、
前記データ置換を複数回繰り返す毎に前記第１の単位補正量を加算して前記補正量を増加させる補正量加算手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の蓄電装置の残容量検出装置。
【請求項４】
前記積算残容量から前記下限値への置換量を前記積算残容量と前記下限値の差より算出する下限置換量算出手段を備え、
前記上昇側補正残容量算出手段は、前記置換量が所定値より大きいときに、前記データ置換１回当たりの補正量を、予め設定された第１の単位補正量とし、
前記データ置換を複数回繰り返す毎に前記第１の単位補正量を加算して前記補正量を増加させる補正量加算手段を備えたことを特徴とする請求項２に記載の蓄電装置の残容量検出装置。
【請求項５】
前記補正量加算手段は、前記置換量と加算された前記補正量との差が前記第１の単位補正量以下のときには、前記補正量を前記置換量と同一の値とすることを特徴とする請求項３または請求項４の何れかに記載の蓄電装置の残容量検出装置。
【請求項６】
前記補正量加算手段は、前記置換量と加算された前記補正量との差が前記第１の単位補正量以下のときには、前記第１の単位補正量よりも小さい第２の単位補正量と前回までの前記補正量の和を前記補正量とすることを特徴とする請求項３または請求項４の何れかに記載の蓄電装置の残容量検出装置。
【請求項７】
前記補正残容量を表示する表示手段を備えたことを特徴とする請求項１から請求項６の何れかに記載の蓄電装置の残容量検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばバッテリ等の蓄電装置の残容量検出装置に係り、特に、電流積算に基づいて算出された残容量を補正する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えばハイブリッド車両等に備えられたバッテリの残容量（ＳＯＣ：State of charge）を検出する場合、残容量はバッテリ内に貯留されている電荷の総量に対応することから、例えば、バッテリの充電電流及び放電電流を所定期間毎に積算して積算充電量及び積算放電量を算出し、これらの積算充電量及び積算放電量を初期状態或いは充放電開始直前の残容量に加算又は減算することでバッテリの残容量を算出する方法が知られている。
しかしながら、このような方法では、積算充電量及び積算放電量を算出する際に、例えば電流検出器の測定誤差等が累積されて残容量の誤差が増大してしまう場合がある。
【０００３】
このため、上述したような電流積算法により算出された残容量から正確な残容量を算出するバッテリの残容量検出装置として、例えば特開平６−６９０１号公報に開示されたバッテリの残容量検出装置のように、バッテリの放電電流を累積加算して得た基準使用量に、バッテリの端子電圧、比重、温度、放電電流等に応じた各補正係数を乗算して電気的使用量を算出し、この電気的使用量を初期容量から減算して得た値に、充電量、充電前の放電量、充電回数、充電時の温度等に応じた各補正係数を乗算して、バッテリの残容量を算出するバッテリの残容量検出装置が知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来技術の一例によるバッテリの残容量検出装置においては、予め保持された所定の関係式或いはマップ等に基づいて各種の補正係数を算出している。これらの関係式或いはマップ等は、バッテリの所定状態における特性、例えばバッテリの定常状態での安定した特性等に基づいて作成されているため、例えばバッテリの経年使用等により蓄電可能容量が変化したり、バッテリが種類の異なる他のバッテリに交換された場合には、所定のマップや関係式等に基づいて補正された残容量と、実際の残容量との間のずれが増大してしまうという問題が生じる。
このようにバッテリの残容量が誤検知されることで、例えばバッテリに対する使用可能な残容量範囲を逸脱する等により、バッテリの寿命が短命化してしまったり、ハイブリッド車両のモータやエンジンに対する制御に影響を及ぼす可能性がある。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、例えば蓄電装置の特性が経時変化したり、蓄電装置が交換された場合であっても、充放電電流を積算して得た値に基づいて正確な残容量を検出することが可能な蓄電装置の残容量検出装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決して係る目的を達成するために、請求項１に記載の本発明の蓄電装置の残容量検出装置は、蓄電装置（例えば、後述する実施の形態におけるバッテリ１３）と、この蓄電装置からの電力供給により駆動する負荷（例えば、後述する実施の形態におけるモータＭ）と、前記蓄電装置の充放電電流（例えば、後述する実施の形態における充放電電流Ｉ）を検出し、この充放電電流の積算値（例えば、後述する実施の形態における消費容量Ｑ）に基づき前記蓄電装置の積算残容量（例えば、後述する実施の形態における積算ＳＯＣ）を演算する残容量演算手段（例えば、後述する実施の形態における積算残容量算出部３２）とを備えた蓄電装置の残容量検出装置であって、前記蓄電装置の端子電圧（例えば、後述する実施の形態における端子電圧Ｖ）を検出する電圧検出手段（例えば、後述する実施の形態における電圧検出器１６）と、前記端子電圧の検出値が所定値（例えば、後述する実施の形態における上限電圧ＶＵ）以上になると前記積算残容量を予め設定された残容量の上限値（例えば、後述する実施の形態における上限ＳＯＣ）にデータ置換する上限値置換手段（例えば、後述する実施の形態における上下限値置換部３３）と、前記データ置換後の積算残容量を補正して補正残容量（例えば、後述する実施の形態における補正ＳＯＣ）を算出する下降側補正残容量算出手段（例えば、後述する実施の形態における補正残容量算出部３５）とを備え、前記下降側補正残容量算出手段は、前記積算残容量と前記補正残容量の差が充放電電流の積算値の増加に伴い増加するように補正することを特徴としている。
【０００６】
上記構成の蓄電装置の残容量検出装置によれば、蓄電装置の端子電圧に応じて所定の上限値によって積算残容量をデータ置換し、このデータ置換後に算出される積算残容量と、この積算残容量を補正して得た補正残容量との差が、充放電電流の積算値の増加に伴い増加するように補正処理を行う。
これにより、例えば充放電電流の積算値の増加に伴い、積算残容量と実際の残容量とのずれが増大する場合であっても、実際の残容量に対する補正残容量の近似の精度を向上させることができる。
【０００７】
また、請求項２に記載の本発明の蓄電装置の残容量検出装置は、蓄電装置（例えば、後述する実施の形態におけるバッテリ１３）と、この蓄電装置からの電力供給により駆動する負荷（例えば、後述する実施の形態におけるモータＭ）と、前記蓄電装置の充放電電流（例えば、後述する実施の形態における充放電電流Ｉ）を検出し、この充放電電流の積算値（例えば、後述する実施の形態における消費容量Ｑ）に基づき前記蓄電装置の積算残容量（例えば、後述する実施の形態における積算ＳＯＣ）を演算する残容量演算手段（例えば、後述する実施の形態における積算残容量算出部３２）とを備えた蓄電装置の残容量検出装置であって、前記蓄電装置の端子電圧（例えば、後述する実施の形態における端子電圧Ｖ）を検出する電圧検出手段（例えば、後述する実施の形態における電圧検出器１６）と、前記端子電圧の検出値が所定値（例えば、後述する実施の形態における下限電圧ＶＬ）以下になると前記積算残容量を予め設定された残容量の下限値（例えば、後述する実施の形態における下限ＳＯＣ）にデータ置換する下限値置換手段（例えば、後述する実施の形態における上下限値置換部３３）と、前記データ置換後の積算残容量を補正して補正残容量（例えば、後述する実施の形態における補正ＳＯＣ）を算出する上昇側補正残容量算出手段（例えば、後述する実施の形態における補正残容量算出部３５）とを備え、前記上昇側補正残容量算出手段は、前記積算残容量と前記補正残容量の差が充放電電流の積算値の増加に伴い増加するように補正することを特徴としている。
【０００８】
上記構成の蓄電装置の残容量検出装置によれば、蓄電装置の端子電圧に応じて所定の下限値によって積算残容量をデータ置換し、このデータ置換後に算出される積算残容量と、この積算残容量を補正して得た補正残容量との差が、充放電電流の積算値の増加に伴い増加するように補正処理を行う。
これにより、例えば充放電電流の積算値の増加に伴い、積算残容量と実際の残容量とのずれが増大する場合であっても、実際の残容量に対する補正残容量の近似の精度を向上させることができる。
【０００９】
さらに、請求項３に記載の本発明の蓄電装置の残容量検出装置は、前記積算残容量から前記上限値への置換量（例えば、後述する実施の形態における（上限ＳＯＣ−データ置換時積算ＳＯＣ））を前記積算残容量と前記上限値の差より算出する上限置換量算出手段（例えば、後述する実施の形態における上下限置換量算出部３４）を備え、前記下降側補正残容量算出手段は、前記置換量が所定値（例えば、後述する実施の形態における（単位補正量Ｂ０＋前回補正量ＡＰ））より大きいときに、前記データ置換１回当たりの補正量（例えば、後述する実施の形態における補正量Ａ）を、予め設定された第１の単位補正量（例えば、後述する実施の形態における単位補正量Ｂ０）としており、前記データ置換を複数回繰り返す毎に前記第１の単位補正量を加算して前記補正量を増加させる補正量加算手段（例えば、後述する実施の形態における補正量加算部３６）を備えたことを特徴としている。
【００１０】
上記構成の蓄電装置の残容量検出装置によれば、データ置換を行う回数の増加に伴い補正量が増大させられ、この補正量に基づいて算出される補正残容量と、データ置換後に算出される積算残容量との差が増加する。
これにより、データ置換を行う回数の増加に伴い、補正残容量が徐々に実際の残容量に対して精度良く近似されるようになる。
【００１１】
さらに、請求項４に記載の本発明の蓄電装置の残容量検出装置は、前記積算残容量から前記下限値への置換量（例えば、後述する実施の形態における（データ置換時積算ＳＯＣ−下限ＳＯＣ））を前記積算残容量と前記下限値の差より算出する下限置換量算出手段（例えば、後述する実施の形態における上下限置換量算出部３４）を備え、前記上昇側補正残容量算出手段は、前記置換量が所定値（例えば、後述する実施の形態における（単位補正量Ｂ０＋前回補正量ＡＰ））より大きいときに、前記データ置換１回当たりの補正量（例えば、後述する実施の形態における補正量Ａ）を、予め設定された第１の単位補正量（例えば、後述する実施の形態における単位補正量Ｂ０）としており、前記データ置換を複数回繰り返す毎に前記第１の単位補正量を加算して前記補正量を増加させる補正量加算手段（例えば、後述する実施の形態における補正量加算部３６）を備えたことを特徴としている。
【００１２】
上記構成の蓄電装置の残容量検出装置によれば、データ置換を行う回数の増加に伴い補正量が増大させられ、この補正量に基づいて算出される補正残容量と、データ置換後に算出される積算残容量との差が増大する。
これにより、データ置換を行う回数の増加に伴い、補正残容量が徐々に実際の残容量に対して精度良く近似されるようになる。
【００１３】
さらに、請求項５に記載の本発明の蓄電装置の残容量検出装置では、前記補正量加算手段は、前記置換量と加算された前記補正量との差が前記第１の単位補正量以下のときには、前記補正量を前記置換量と同一の値とすることを特徴としている。
【００１４】
上記構成の蓄電装置の残容量検出装置によれば、積算残容量と残容量の下限値の差、あるいは、積算残容量と残容量の上限値の差からなる置換量に基づいて補正残容量を算出する。
これにより、例えば第１の単位補正量を累積加算して得た補正量に基づいて補正残容量を算出する場合に比べて、より緩やかに補正残容量を変化させて実際の残容量に対して精度良く近似させることができる。
【００１５】
さらに、請求項６に記載の本発明の蓄電装置の残容量検出装置では、前記補正量加算手段は、前記置換量と加算された前記補正量との差が前記第１の単位補正量以下のときには、前記第１の単位補正量よりも小さい第２の単位補正量（例えば、後述する実施の形態における第１単位補正量Ｂ１）と前回までの前記補正量の和を前記補正量とすることを特徴としている。
【００１６】
上記構成の蓄電装置の残容量検出装置によれば、第１の単位補正量よりも小さい第２の単位補正量と、前回の処理にて算出した補正量との和に基づいて補正残容量を算出する。
これにより、例えば第１の単位補正量を累積加算して得た補正量に基づいて補正残容量を算出する場合に比べて、より緩やかに補正残容量を変化させて実際の残容量に対して精度良く近似させることができる。
【００１７】
さらに、請求項７に記載の本発明の蓄電装置の残容量検出装置は、前記補正残容量を表示する表示手段（例えば、後述する実施の形態における表示部１８）を備えたことを特徴としている。
上記構成の蓄電装置の残容量検出装置によれば、蓄電装置の残容量に関する精度の良い情報を操作者等に通知することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の蓄電装置の残容量検出装置の一実施形態について添付図面を参照しながら説明する。図１は本発明の一実施形態に係る蓄電装置の残容量検出装置１０の構成図であり、図２は図１に示す残容量演算部１４のブロック構成図である。
本実施の形態による蓄電装置の残容量検出装置１０（以下においては、単に、残容量検出装置１０と呼ぶ。）は、例えば電気自動車やハイブリッド車両等に搭載されており、例えば図１に示すハイブリッド車両１はパラレル式ハイブリッド車両をなし、エンジンＥとモータＭと変速機構Ｔとを直列に直結した構造のものである。
このハイブリッド車両１においてエンジンＥおよびモータＭの両方の駆動力は変速機構Ｔを介して駆動輪Ｗに伝達される。
また、ハイブリッド車両１の減速時に駆動輪Ｗ側からモータＭ側に駆動力が伝達されると、モータＭは発電機として機能していわゆる回生制動力を発生し、車体の運動エネルギーを電気エネルギーとして回収する。
さらに、車両の運転状態に応じて、モータＭはエンジンＥの出力によって発電機として駆動され、発電エネルギーを発生する。
【００１９】
モータＭの駆動および回生作動は、制御部１１からの制御指令を受けてモータ駆動部１２により行われる。
モータ駆動部１２には、モータＭから出力される発電エネルギーおよび回生エネルギーを蓄電すると共にモータＭに電気エネルギーを供給するバッテリ１３が接続されている。
【００２０】
本実施の形態による残容量検出装置１０は、例えば金属水素化物を陰極活物質とするＮｉ−ＭＨ（nickel-metal hydride）電池からなるバッテリ１３と、バッテリ１３の残容量（ＳＯＣ）を算出する残容量演算部１４と、バッテリ１３に対する充放電電流Ｉを検出する電流検出器１５と、バッテリ１３の端子電圧Ｖを検出する電圧検出器１６と、バッテリ１３の温度Ｔを検出する温度検出器１７と、残容量演算部１４にて算出した残容量を表示する表示部１８とを備えて構成されている。
ここで、残容量演算部１４は、後述する演算処理によって算出した残容量を、車両の乗員に対する表示やモータＭ等の制御に利用する表示・制御用ＳＯＣ（表示・制御用残容量）として、制御部１１へ出力している。
【００２１】
制御部１１は、残容量演算部１４から受信した表示・制御用ＳＯＣを、例えば車両の乗員に対する表示パネル（図示略）等に設けられた表示部１８へと出力する。
さらに、制御部１１は、例えば指令部１９から出力される運転者によるアクセルペダルの踏み込み操作等に関するアクセル操作量の信号と、モータＭの回転数を検出する回転数センサ２０から出力されるモータＭの回転数の信号と、残容量演算部１４から受信した表示・制御用ＳＯＣとに基づいて、必要とされるトルク値をモータＭに発生させるための供給電流を指定する電流指令を生成してモータ駆動部１２へ出力する。
ここで、制御部１１には記憶部２１が備えられており、例えばモータＭの制御時に参照される所定の制御パラメータ等に対するデータが格納されている。
【００２２】
残容量演算部１４は、上下限値記憶部３１と、積算残容量算出部３２と、上下限値置換部３３と、上下限置換量算出部３４と、補正残容量算出部３５とを備えて構成されている。
ここで、残容量演算部１４には、例えばバッテリ１３からモータＭ等の負荷へと供給される放電電流、および、回生動作や発電動作を行うモータＭ等からバッテリ１３へと供給される充電電流を検出する電流検出器１５から出力される充放電電流Ｉの信号と、バッテリ１３の端子電圧Ｖを検出する電圧検出器１６から出力される端子電圧Ｖの信号とが入力されている。
さらに、残容量演算部１４は、後述する演算処理によって算出した残容量を、車両の乗員に対する表示やモータＭ等の制御に利用する表示・制御用ＳＯＣとして、例えば車両の乗員に対する表示パネル（図示略）等に設けられた表示部１７へと出力する。
【００２３】
上下限値記憶部３１は、所定の上限ＳＯＣ（例えば、８０％）と、所定の下限ＳＯＣ（例えば、２０％）とを記憶する。
積算残容量算出部３２は、例えば下記数式（１）に示すように、バッテリ１３の充放電電流Ｉを積算して得た積算充放電量に、所定の容量変換係数Ｋｃを積算して消費容量Ｑを算出する。そして、所定の上限値ＱＵ（例えば、上限ＳＯＣ）を基準とする場合には、この消費容量Ｑを上限値ＱＵから減算して得た値を積算ＳＯＣとして、あるいは、所定の下限値ＱＬ（例えば、下限ＳＯＣ）を基準とする場合には、この消費容量Ｑを所定の下限値ＱＬに加算して得た値を積算ＳＯＣとして、後述する上下限値置換部３３および上下限置換量算出部３４および補正残容量算出部３５へ出力する。
また、上下限値記憶部３１から取得した上限ＳＯＣおよび下限ＳＯＣに対して、積算ＳＯＣが下限ＳＯＣ以下の場合、あるいは、積算ＳＯＣが上限ＳＯＣ以上の場合には、積算ＳＯＣを表示・制御用ＳＯＣとして設定する。
【００２４】
【数１】
0004786058.tif 000002
【００２５】
なお、積算残容量算出部３２は、充放電電流Ｉを積算して消費容量Ｑを算出する際に、所定の上限値ＱＵあるいは下限値ＱＬを初期値として、充放電電流Ｉの積算量を算出する。
また、積算残容量算出部３２は、積算ＳＯＣを算出する際に、温度検出器１７から出力されるバッテリ１３の温度Ｔの信号に応じて、例えば温度によって変化する内部抵抗等に対する所定の補正処理を行う。
【００２６】
上下限値置換部３３は、上下限値記憶部３１に格納されている上限ＳＯＣまたは下限ＳＯＣを取得すると共に、電圧検出器１６から出力される端子電圧Ｖに応じて、表示・制御用ＳＯＣとして設定されている積算ＳＯＣや補正ＳＯＣを、上限ＳＯＣまたは下限ＳＯＣによってデータ置換する。
例えば、端子電圧Ｖが所定の上限電圧ＶＵ以上となったときには、表示・制御用ＳＯＣに上限ＳＯＣを設定し、逆に、電圧値Ｖが所定の下限電圧ＶＬ以下となったときには、表示・制御用ＳＯＣに下限ＳＯＣを設定する。
このデータ置換は、例えば図９に示すように、バッテリ１３の端子電圧Ｖが残容量の上限（上限ＳＯＣ）と下限（下限ＳＯＣ）付近においてのみ変化するＮｉ−ＭＨ電池のようなバッテリ１３の残容量特性を利用しており、端子電圧Ｖの変化を検出して積算残容量（積算ＳＯＣ）を、実際の残容量に切り換えることで、残容量の上限と下限付近で正確な残容量に置換できる。尚、残容量の上限から下限までの電圧変動の少ない範囲では充放電電流Ｉで残容量を演算で求めている。
【００２７】
上下限置換量算出部３４は、上下限値置換部３３にて表示・制御用ＳＯＣが上限ＳＯＣまたは下限ＳＯＣによってデータ置換された場合に、例えばこのデータ置換時における積算ＳＯＣ（以下においては、データ置換時積算ＳＯＣと呼ぶ。）と上限ＳＯＣまたは下限ＳＯＣとの差、つまり、（上限ＳＯＣ−データ置換時積算ＳＯＣ）または（データ置換時積算ＳＯＣ−下限ＳＯＣ）をデータ置換量として算出する。
補正残容量算出部３５は、積算残容量算出部３２にて算出される積算ＳＯＣを取得して、この積算ＳＯＣを所定の初期容量ＡＩ（例えば、６０％）と補正量Ａとに基づいて補正して補正ＳＯＣを算出する。そして、積算ＳＯＣが、上限ＳＯＣよりも小さく、かつ、下限ＳＯＣよりも大きいときには、表示・制御用ＳＯＣに補正ＳＯＣを設定する。
【００２８】
例えば上下限値置換部３３にて表示・制御用ＳＯＣが下限ＳＯＣによってデータ置換された後には、下記数式（２）に示すように、下限ＳＯＣと積算ＳＯＣと初期容量ＡＩと補正量Ａとによって補正ＳＯＣを算出する。
一方、上下限値置換部３３にて表示・制御用ＳＯＣが上限ＳＯＣによってデータ置換された後には、下記数式（３）に示すように、上限ＳＯＣと積算ＳＯＣと初期容量ＡＩと補正量Ａとによって補正ＳＯＣを算出する。
下記数式（２），数式（３）で算出される補正ＳＯＣは、いずれも積算ＳＯＣ（或いは充放電電流Ｉの積算値）の増加に伴い、積算ＳＯＣと補正ＳＯＣとの差が増加し、その差の増加率は、｛初期容量ＡＩ／（初期容量ＡＩ−補正量Ａ）｝で算出される補正増加率で決まり、補正量Ａが大きい程、増加率は大きく、補正量Ａが小さい程、増加率は小さくなる。
【００２９】
【数２】
0004786058.tif 000003
【００３０】
【数３】
0004786058.tif 000004
【００３１】
さらに、補正残容量算出部３５は補正量加算部３６を備えており、補正量加算部３６は、例えば下記数式（４）に示すように、所定の単位補正量Ｂ０（例えば、１０％）と、前回の処理にて算出した前回補正量ＡＰとを加算して得た値を、補正量Ａとして設定する。
ただし、上下限置換量算出部３４にて算出したデータ置換量と前回補正量ＡＰとの差が、単位補正量Ｂ０以下の場合には、このデータ置換量を補正量Ａとして設定する。
すなわち、上下限値置換部３３にて表示・制御用ＳＯＣが上限ＳＯＣによってデータ置換された後には、下記数式（５）に示すように、上限ＳＯＣからデータ置換時積算ＳＯＣを減算して得たデータ置換量を補正量Ａとして設定する。
一方、上下限値置換部３３にて表示・制御用ＳＯＣが下限ＳＯＣによってデータ置換された後には、下記数式（６）に示すように、データ置換時積算ＳＯＣから下限ＳＯＣを減算して得たデータ置換量を補正量Ａとして設定する。
【００３２】
【数４】
0004786058.tif 000005
【００３３】
【数５】
0004786058.tif 000006
【００３４】
【数６】
0004786058.tif 000007
【００３５】
本実施の形態による蓄電装置の残容量検出装置１０は上記構成を備えており、次に、この蓄電装置の残容量検出装置１０の動作について添付図面を参照しながら説明する。図３は残容量検出装置１０の動作、特に、電圧検出器１６により検出したバッテリ１３の端子電圧Ｖに応じて表示・制御用ＳＯＣを設定する処理を示すフローチャートであり、図４は、残容量検出装置１０の動作、特に、表示・制御用ＳＯＣとして補正ＳＯＣを算出する処理を示すフローチャートであり、図５および図６は、図４に示す補正量Ａの算出処理を示すフローチャートであり、図７は残容量演算部１４にて算出される積算ＳＯＣと補正ＳＯＣの時間変化の一例を示すグラフ図であり、図８は残容量演算部１４にて算出される補正量Ａの時間変化の一例を示すグラフ図である。
【００３６】
先ず、図３に示すステップＳ０１においては、電圧検出器１６にて検出したバッテリ１３の端子電圧Ｖが、所定の上限電圧ＶＵ以上か否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、後述するステップＳ０４に進む。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合、つまり図７に示す時刻ｔ２や時刻ｔ４等に到達したときには、ステップＳ０２に進む。
ステップＳ０２においては、例えば上記数式（１）にて算出した積算ＳＯＣ（例えば、図７に示す積算ＳＯＣ２や積算ＳＯＣ４等）を、データ置換時積算ＳＯＣに設定する。
【００３７】
そして、ステップＳ０３において、表示・制御用ＳＯＣに所定の上限ＳＯＣ（例えば、８０％）を設定して、一連の処理を終了する。
これにより、例えば図７に示す時刻ｔ２のように、表示・制御用ＳＯＣとして設定されていた積算ＳＯＣ２は、所定の上限ＳＯＣによって置換されて、表示・制御用ＳＯＣが較正される。
【００３８】
一方、ステップＳ０４においては、電圧検出器１６にて検出したバッテリ１３の端子電圧Ｖが、所定の下限電圧ＶＬ以下か否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、上限ＳＯＣや下限ＳＯＣへのデータ置換は行わないで一連の処理を終了する。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合、つまり図７に示す時刻ｔ３等に到達したときには、ステップＳ０５に進む。
ステップＳ０５においては、例えば上記数式（１）にて算出した積算ＳＯＣ（例えば、図７に示す積算ＳＯＣ３等）を、データ置換時積算ＳＯＣに設定する。
【００３９】
そして、ステップＳ０６において、表示・制御用ＳＯＣに所定の下限ＳＯＣ（例えば、２０％）を設定して、一連の処理を終了する。
これにより、例えば図７に示す時刻ｔ３のように、表示・制御用ＳＯＣとして設定されていた、後述する補正ＳＯＣ３は、所定の下限ＳＯＣによって置換されて、表示・制御用ＳＯＣが較正される。
【００４０】
以下に、上述したステップＳ０１〜ステップＳ０６における処理と並行して実行される処理、つまり表示・制御用ＳＯＣとして補正ＳＯＣを算出する処理について説明する。
先ず、図４に示すステップＳ１１においては、表示・制御用ＳＯＣとして所定の上限ＳＯＣが設定されているか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、後述するステップＳ１５に進む。一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ１２に進む。
【００４１】
ステップＳ１２においては、後述するように、補正量Ａを算出する。
そして、ステップＳ１３においては、上記数式（３）に示すように、ステップＳ１２にて算出した補正量Ａと所定の初期容量ＡＩ（例えば、６０％）と上限ＳＯＣとに基づいて補正ＳＯＣを算出する。そして、この補正ＳＯＣを表示・制御用ＳＯＣに設定して制御部１１へ出力する。
次に、ステップＳ１４においては、ステップＳ１２にて算出した補正量Ａを、前回の処理にて算出された補正量Ａとされる前回補正量ＡＰに設定して、一連の処理を終了する。
【００４２】
一方、ステップＳ１５においては、表示・制御用ＳＯＣとして所定の下限ＳＯＣが設定されているか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、一連の処理を終了する。一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ１６に進む。
ステップＳ１６においては、後述するように、補正量Ａを算出する。
そして、ステップＳ１７においては、上記数式（２）に示すように、ステップＳ１６にて算出した補正量Ａと所定の初期容量ＡＩ（例えば、６０％）と下限ＳＯＣとに基づいて補正ＳＯＣを算出する。そして、この補正ＳＯＣを表示・制御用ＳＯＣに設定して制御部１１へ出力する。
次に、ステップＳ１８においては、ステップＳ１６にて算出した補正量Ａを、前回の処理にて算出された補正量Ａとされる前回補正量ＡＰに設定して、一連の処理を終了する。
【００４３】
以下に、上述したステップＳ１２における補正量Ａの算出処理について説明する。
先ず、図５に示すステップＳ２１においては、データ置換量（例えば、図７に示すＡ０またはＡ２）つまり上限ＳＯＣからデータ置換時積算ＳＯＣを減算して得た値（上限ＳＯＣ−データ置換時積算ＳＯＣ）と、前回補正量ＡＰとの差が、所定の単位補正量Ｂ０よりも大きいか否かを判定する。
この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ２２に進む。一方、この判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ２３に進む。
ステップＳ２２においては、単位補正量Ｂ０と前回補正量ＡＰとを加算して得た値を、補正量Ａに設定して、一連の処理を終了する。
ステップＳ２３においては、上限ＳＯＣからデータ置換時積算ＳＯＣを減算して得た値つまりデータ置換量を補正量Ａに設定して、一連の処理を終了する。
【００４４】
すなわち、上記数式（４）により算出する補正量Ａと、データ置換量つまり（上限ＳＯＣ−データ置換時積算ＳＯＣ）との大小を比較して、何れか小さい方の値を補正量Ａとして設定する。
【００４５】
以下に、上述したステップＳ１６における補正量Ａの算出処理について説明する。
先ず、図６に示すステップＳ３１においては、データ置換量（例えば、図７に示すＡ１）つまりデータ置換時積算ＳＯＣから下限ＳＯＣを減算して得た値（データ置換時積算ＳＯＣ−下限ＳＯＣ）と、前回補正量ＡＰとの差が、所定の単位補正量Ｂ０よりも大きいか否かを判定する。
この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ３２に進む。一方、この判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ３３に進む。
ステップＳ３２においては、単位補正量Ｂ０と前回補正量ＡＰとを加算して得た値を、補正量Ａに設定して、一連の処理を終了する。
ステップＳ３３においては、データ置換時積算ＳＯＣから下限ＳＯＣを減算して得た値つまりデータ置換量を補正量Ａに設定して、一連の処理を終了する。
【００４６】
すなわち、上記数式（４）により算出する補正量Ａと、データ置換量つまり（データ置換時積算ＳＯＣ−下限ＳＯＣ）との大小を比較して、何れか小さい方の値を補正量Ａとして設定する。
【００４７】
例えば、図７に示す時刻ｔ１においてバッテリ１３がリセットされてから、徐々に充電されて時刻ｔ２に到達すると、端子電圧Ｖが所定の上限電圧ＶＵ以上となる。
このとき、例えば上記数式（１）により算出された積算ＳＯＣは、図７に示す積算ＳＯＣ２となっており、この積算ＳＯＣ２は表示・制御用ＳＯＣとして設定されているが、この積算ＳＯＣ２は上限ＳＯＣによってデータ置換され、表示・制御用ＳＯＣは、いわばデータ置換量Ａ０だけ加算されたように変化する。
【００４８】
そして、このデータ置換後にバッテリ１３が徐々に放電を行う時刻ｔ２から時刻ｔ３においては、積算残容量算出部３２において上記数式（１）により積算ＳＯＣ（図７に示す実線）が算出されると共に、図８に示すように、上記数式（４）により補正量Ａとして単位補正量Ｂ０が設定される。
この補正量Ａに基づいて上記数式（３）により補正ＳＯＣ（図７に示す破線）が算出され、この補正ＳＯＣが表示・制御用ＳＯＣとして設定される。
なお、このときのデータ置換時積算ＳＯＣは図７に示す積算ＳＯＣ２とされている。
【００４９】
そして、時刻ｔ３に到達すると、バッテリ１３の端子電圧Ｖが所定の下限電圧ＶＬ以下となる。
このとき、例えば上記数式（１）により算出された積算ＳＯＣは、図７に示す積算ＳＯＣ３となっており、上記数式（３）により算出された補正ＳＯＣは、図７に示す補正ＳＯＣ３となっている。
ここで、表示・制御用ＳＯＣとして設定されている補正ＳＯＣ３は下限ＳＯＣによってデータ置換され、表示・制御用ＳＯＣは、いわばデータ置換量Ａ１だけ減算されたように変化する。
【００５０】
そして、このデータ置換後にバッテリ１３が徐々に充電される時刻ｔ３から時刻ｔ４においては、積算残容量算出部３２において上記数式（１）により積算ＳＯＣが算出されると共に、図８に示すように、上記数式（４）により補正量Ａとして（単位補正量Ｂ０＋単位補正量Ｂ０）が設定される。
この補正量Ａに基づいて上記数式（２）により補正ＳＯＣが算出され、この補正ＳＯＣが表示・制御用ＳＯＣとして設定される。
なお、このときのデータ置換時積算ＳＯＣは図７に示す積算ＳＯＣ３とされている。
【００５１】
そして、時刻ｔ４に到達すると、バッテリ１３の端子電圧Ｖが所定の上限電圧ＶＵ以上となる。
このとき、例えば上記数式（１）により算出された積算ＳＯＣは、図７に示す積算ＳＯＣ４となっており、上記数式（２）により算出された補正ＳＯＣは、図７に示す補正ＳＯＣ４となっている。
ここで、表示・制御用ＳＯＣとして設定されている補正ＳＯＣ４は上限ＳＯＣによってデータ置換され、表示・制御用ＳＯＣは、いわばデータ置換量Ａ２だけ加算されたように変化する。
【００５２】
そして、このデータ置換後にバッテリ１３が徐々に放電を行う時刻ｔ４から時刻ｔ５においては、積算残容量算出部３２において上記数式（１）により積算ＳＯＣが算出されると共に、図８に示すように、上記数式（５）により補正量Ａとしてデータ置換量Ａ２（つまり、上限ＳＯＣ−積算ＳＯＣ４）が設定される。
すなわち、この場合には、前回補正量ＡＰ＝２×単位補正量Ｂ０となっており、上述したステップＳ２１での判定処理における「ＮＯ」側のように、データ置換量Ａ２が、上記数式（４）にて算出される補正量Ａ（＝３×単位補正量Ｂ０）以下となる。
この補正量Ａに基づいて上記数式（３）により補正ＳＯＣが算出され、この補正ＳＯＣが表示・制御用ＳＯＣとして設定される。
なお、このときのデータ置換時積算ＳＯＣは図７に示す積算ＳＯＣ４とされている。
【００５３】
上述したように、本実施の形態による蓄電装置の残容量検出装置１０によれば、バッテリ１３の端子電圧Ｖに応じて所定の上限ＳＯＣまたは下限ＳＯＣによって表示・制御用ＳＯＣのデータ置換を行う度に、補正量Ａを増大させて積算ＳＯＣと補正ＳＯＣとの差が大きくなるように設定したことで、補正ＳＯＣがバッテリ１３の実際の残容量に徐々に近似される。
これにより、例えば長期間の使用によってバッテリ１３の蓄電可能容量が経時変化したり、例えば交換等によって蓄電可能容量が異なる他のバッテリ１３が搭載された場合であっても、実際の残容量に対して高い精度で近似された表示・制御用ＳＯＣを検出することができる。
【００５４】
なお、上述した実施形態においては、ステップＳ２３およびステップＳ３３において、データ置換量つまり（上限ＳＯＣ−データ置換時積算ＳＯＣ）および（データ置換時積算ＳＯＣ−下限ＳＯＣ）を補正量Ａに設定するとしたが、例えば下記数式（７）に示すように、所定の単位補正量Ｂ０よりも小さな所定の第１単位補正量Ｂ１（例えば、５％）と前回補正量ＡＰとを加算して得た値を、補正量Ａに設定しても良い。
【００５５】
【数７】
0004786058.tif 000008
【００５６】
また、上述した実施態様においては、補正量Ａを単位補正量Ｂ０を用いて徐々に増加させるようにしているが、、補正量Ａを徐々に増加させないで上記数式（５），数式（６）で示したデータ置換量を補正量Ａとして用いても良い。
【００５７】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載の本発明の蓄電装置の残容量検出装置によれば、データ置換後に算出される積算残容量と、この積算残容量を補正して得た補正残容量との差が、充放電電流の積算値の増加に伴い増加するように補正することで、例えば充放電電流の積算値の増加に伴い、積算残容量と実際の残容量とのずれが増大する場合であっても、実際の残容量に対する補正残容量の近似の精度を向上させることができる。
また、請求項２に記載の本発明の蓄電装置の残容量検出装置によれば、データ置換後に算出される積算残容量と、この積算残容量を補正して得た補正残容量との差が、充放電電流の積算値の増加に伴い増加するように補正することで、例えば充放電電流の積算値の増加に伴い、積算残容量と実際の残容量とのずれが増大する場合であっても、実際の残容量に対する補正残容量の近似の精度を向上させることができる。
【００５８】
さらに、請求項３に記載の本発明の蓄電装置の残容量検出装置によれば、データ置換を行う回数の増加に伴い補正量が増大させられ、この補正量に基づいて算出される補正残容量と、データ置換後に算出される積算残容量との差が増加するため、データ置換を行う回数の増加に伴い、補正残容量が徐々に実際の残容量に対して精度良く近似されるようになる。
さらに、請求項４に記載の本発明の蓄電装置の残容量検出装置によれば、データ置換を行う回数の増加に伴い補正量が増大させられ、この補正量に基づいて算出される補正残容量と、データ置換後に算出される積算残容量との差が増加するため、データ置換を行う回数の増加に伴い、補正残容量が徐々に実際の残容量に対して精度良く近似されるようになる。
【００５９】
さらに、請求項５に記載の本発明の蓄電装置の残容量検出装置によれば、積算残容量と残容量の下限値の差、あるいは、積算残容量と残容量の上限値の差からなる置換量に基づいて補正残容量を算出することにより、例えば第１の単位補正量を累積加算して得た補正量に基づいて補正残容量を算出する場合に比べて、より緩やかに補正残容量を変化させて実際の残容量に対して精度良く近似させることができる。
さらに、請求項６に記載の本発明の蓄電装置の残容量検出装置によれば、第１の単位補正量よりも小さい第２の単位補正量と、前回の処理にて算出した補正量との和に基づいて補正残容量を算出することにより、例えば第１の単位補正量を累積加算して得た補正量に基づいて補正残容量を算出する場合に比べて、より緩やかに補正残容量を変化させて実際の残容量に対して精度良く近似させることができる。
【００６０】
さらに、請求項７に記載の本発明の蓄電装置の残容量検出装置によれば、蓄電装置の残容量に関する精度の良い情報を操作者等に通知することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施形態に係る蓄電装置の残容量検出装置の構成図である。
【図２】  図１に示す残容量演算部のブロック構成図である。
【図３】  図１に示す残容量検出装置の動作、特に、電圧検出器により検出したバッテリの端子電圧Ｖに応じて表示・制御用ＳＯＣを設定する処理を示すフローチャートである。
【図４】  図１に示す残容量検出装置の動作、特に、表示・制御用ＳＯＣとして補正ＳＯＣを算出する処理を示すフローチャートである。
【図５】  補正量Ａの算出処理を示すフローチャートである。
【図６】  補正量Ａの算出処理を示すフローチャートである。
【図７】  残容量演算部にて算出される積算ＳＯＣと補正ＳＯＣの時間変化の一例を示すグラフ図である。
【図８】  残容量演算部にて算出される補正量Ａの時間変化の一例を示すグラフ図である。
【図９】  バッテリの残容量と端子電圧の関係を示すグラフ図である。
【符号の説明】
１０  蓄電装置の残容量検出装置
１３  バッテリ（蓄電装置）
３２  積算残容量算出部（残容量演算手段）
１６  電圧検出器（電圧検出手段）
３３  上下限値置換部（上限値置換手段、下限値置換手段）
３４  上下限置換量算出部（上限置換量算出手段、下限置換量算出手段）
３５  補正残容量算出部（下降側補正残容量算出手段、上昇側補正残容量算出手段）
３６  補正量加算部（補正量加算手段）
【図１】
0004786058.tif 000009
【図２】
0004786058.tif 000010
【図３】
0004786058.tif 000011
【図４】
0004786058.tif 000012
【図５】
0004786058.tif 000013
【図６】
0004786058.tif 000014
【図７】
0004786058.tif 000015
【図８】
0004786058.tif 000016
【図９】
0004786058.tif 000017