(57)【要約】【課題】二次電池の電流積算値に基づく二次電池の残量を精度よく算出することができる残量算出装置、コンピュータプログラム及び残量算出方法を提供する。【解決手段】残量算出装置は、二次電池の電流を所定のサンプリング間隔で取得する電流取得部と、二次電池の残量を所定の残量算出間隔で算出する残量算出部と、二次電池の所定の放電電流パルスに係る所定値を記憶する記憶部とを備え、残量算出部は、直近に算出した二次電池の残量、電流取得部で取得した電流及び記憶部に記憶した所定値に基づいて前記二次電池の残量を算出する。【選択図】図２
2017083197.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
二次電池の残量を算出する残量算出装置であって、
二次電池の電流を所定のサンプリング間隔で取得する電流取得部と、
前記二次電池の残量を所定の残量算出間隔で算出する残量算出部と、
前記二次電池の所定の放電電流パルスに係る所定値を記憶する記憶部と
を備え、
前記残量算出部は、
直近に算出した前記二次電池の残量、前記電流取得部で取得した電流及び前記記憶部に記憶した所定値に基づいて前記二次電池の残量を算出する残量算出装置。
【請求項２】
前記所定値は、
１回の前記放電電流パルスに係る放電量である請求項１に記載の残量算出装置。
【請求項３】
前記残量算出部は、
直近に算出した前記二次電池の残量に前記電流取得部で前記残量算出間隔の間に取得した電流に基づく充電量を加算し又は放電量を減算し、さらに前記記憶部に記憶した前記放電量に前記残量算出間隔の間に発生する前記放電電流パルスの回数を乗算して得られた値を減算して前記二次電池の残量を算出する請求項２に記載の残量算出装置。
【請求項４】
前記放電電流パルスの発生間隔の１／２より大きい前記サンプリング間隔を設定する設定部を備える請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の残量算出装置。
【請求項５】
コンピュータに、二次電池の残量を算出させるためのコンピュータプログラムであって、
コンピュータを、
二次電池の電流を所定のサンプリング間隔で取得する電流取得部と、
前記二次電池の残量を所定の残量算出間隔で算出する残量算出部と
して機能させ、
前記残量算出部は、
直近に算出した前記二次電池の残量、前記電流取得部で取得した電流及び前記二次電池の所定の放電電流パルスに係る所定値に基づいて前記二次電池の残量を算出するコンピュータプログラム。
【請求項６】
二次電池の残量を算出する残量算出方法であって、
二次電池の電流を所定のサンプリング間隔で電流取得部が取得し、
前記二次電池の残量を所定の残量算出間隔で残量算出部が算出し、
前記残量算出部は、
直近に算出した前記二次電池の残量、前記電流取得部で取得した電流及び前記二次電池の所定の放電電流パルスに係る所定値に基づいて前記二次電池の残量を算出する残量算出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二次電池の残量を算出する残量算出装置、該残量算出装置を実現するためのコンピュータプログラム及び残量算出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＨＥＶ（Hybrid Electric Vehicle：ハイブリッド自動車）及びＥＶ（Electric Vehicle：電気自動車）等の車両が普及しつつある。ＨＥＶは、二次電池に蓄えられた電力を用いてモータを駆動することにより車両を駆動し、あるいはエンジンアシストを行う。このため、ＨＥＶでは、走行に伴って、二次電池の充電と放電の切り替えが頻度に繰り返され、二次電池の残量が変動するので、二次電池の残量を正確に把握する必要がある。また、ＥＶも二次電池の充電時期を推定するために、二次電池の残量を正確に把握する必要がある。
【０００３】
二次電池の残量は、例えば、電流センサで検出した二次電池の電流を積算して得られた充電量及び放電量に基づいて求めることができる。しかし、電流センサには誤差が含まれるため、二次電池の電流を積算し続けると誤差も蓄積され、電流の積算精度が低下する。そこで、電流検出回路のＡＤ変換器の入力にノイズ信号を供給してＡＤ変換器でデジタル信号に変換し、変換されたデジタル信号を積算して電流の積算値を検出することにより、ノイズ信号をキャンセルして量子化ノイズによる誤差を低減する装置が開示されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２０１４／０４５５６８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１の装置にあっては、ＡＤ変換器のサンプリング周波数とノイズ信号の基本周波数との関係は規定されているものの、二次電池を流れる電流の周波数成分との関係は何ら規定されていない。二次電池の電流を積算する際には、一般的に電流検出のサンプリング周波数は、取得する信号の周波数の２倍以上必要である。また、車両の電気負荷、例えば、エンジンの点火系負荷には、周期的なパルス状の電流が流れ、二次電池の放電電流もパルス状となるため、二次電池の残量を算出するためには、このような負荷電流も考慮されなければならない。
【０００６】
本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであり、二次電池の電流積算値に基づく二次電池の残量を精度よく算出することができる残量算出装置、該残量算出装置を実現するためのコンピュータプログラム及び残量算出方法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】
【０００７】
本発明の実施の形態に係る残量算出装置は、二次電池の残量を算出する残量算出装置であって、二次電池の電流を所定のサンプリング間隔で取得する電流取得部と、前記二次電池の残量を所定の残量算出間隔で算出する残量算出部と、前記二次電池の所定の放電電流パルスに係る所定値を記憶する記憶部とを備え、前記残量算出部は、直近に算出した前記二次電池の残量、前記電流取得部で取得した電流及び前記記憶部に記憶した所定値に基づいて前記二次電池の残量を算出する。
【０００８】
本発明の実施の形態に係るコンピュータプログラムは、コンピュータに、二次電池の残量を算出させるためのコンピュータプログラムであって、コンピュータを、二次電池の電流を所定のサンプリング間隔で取得する電流取得部と、前記二次電池の残量を所定の残量算出間隔で算出する残量算出部として機能させ、前記残量算出部は、直近に算出した前記二次電池の残量、前記電流取得部で取得した電流及び前記二次電池の所定の放電電流パルスに係る所定値に基づいて前記二次電池の残量を算出する。
【０００９】
本発明の実施の形態に係る残量算出方法は、二次電池の残量を算出する残量算出方法であって、二次電池の電流を所定のサンプリング間隔で電流取得部が取得し、前記二次電池の残量を所定の残量算出間隔で残量算出部が算出し、前記残量算出部は、直近に算出した前記二次電池の残量、前記電流取得部で取得した電流及び前記二次電池の所定の放電電流パルスに係る所定値に基づいて前記二次電池の残量を算出する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、二次電池の電流積算値の精度を上げて、二次電池の残量を精度よく算出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１実施形態の残量算出装置としての電池監視装置を搭載した車両の要部の構成の一例を示すブロック図である。
【図２】第１実施形態の残量算出装置としての電池監視装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図３】二次電池ユニットの電流波形の一例を示す説明図である。
【図４】図３の電流波形の時間軸を拡大した場合の放電側の電流波形の一例を示す説明図である。
【図５】二次電池ユニットの電流の放電電流パルスを便宜上省略した電流波形の模式図である。
【図６】放電電流パルスを含む二次電池ユニットの電流波形の模式図である。
【図７】放電電流パルスの発生間隔とエンジンの回転数との関係を示す模式図である。
【図８】第１実施形態の電池監視装置の処理手順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】
【００１２】
［本願発明の実施形態の説明］
本発明の実施の形態に係る残量算出装置は、二次電池の残量を算出する残量算出装置であって、二次電池の電流を所定のサンプリング間隔で取得する電流取得部と、前記二次電池の残量を所定の残量算出間隔で算出する残量算出部と、前記二次電池の所定の放電電流パルスに係る所定値を記憶する記憶部とを備え、前記残量算出部は、直近に算出した前記二次電池の残量、前記電流取得部で取得した電流及び前記記憶部に記憶した所定値に基づいて前記二次電池の残量を算出する。
【００１３】
本発明の実施の形態に係るコンピュータプログラムは、コンピュータに、二次電池の残量を算出させるためのコンピュータプログラムであって、コンピュータを、二次電池の電流を所定のサンプリング間隔で取得する電流取得部と、前記二次電池の残量を所定の残量算出間隔で算出する残量算出部として機能させ、前記残量算出部は、直近に算出した前記二次電池の残量、前記電流取得部で取得した電流及び前記二次電池の所定の放電電流パルスに係る所定値に基づいて前記二次電池の残量を算出する。
【００１４】
本発明の実施の形態に係る残量算出方法は、二次電池の残量を算出する残量算出方法であって、二次電池の電流を所定のサンプリング間隔で電流取得部が取得し、前記二次電池の残量を所定の残量算出間隔で残量算出部が算出し、前記残量算出部は、直近に算出した前記二次電池の残量、前記電流取得部で取得した電流及び前記二次電池の所定の放電電流パルスに係る所定値に基づいて前記二次電池の残量を算出する。
【００１５】
電流取得部は、二次電池の電流を所定のサンプリング間隔Ｚで取得する。所定のサンプリング間隔Ｚは、例えば、１０（ｍｓ）であり、サンプリング周波数でいうと１００Ｈｚに相当するが、これに限定されるものではない。所定のサンプリング間隔Ｚで電流を取得することにより、電流の積算値を求めることができる。
【００１６】
残量算出部は、二次電池の残量を所定の残量算出間隔Ｘで算出する。所定の残量算出間隔Ｘは、例えば、１０００（ｍｓ）（＝１秒）とすることができるが、これに限定されるものではない。記憶部は、二次電池の所定の放電電流パルスに係る所定値を記憶する。放電電流パルスは、車両の電気負荷に流れるパルス電流であり、例えば、エンジンの点火系負荷に流れるパルス電流とすることができる。所定値は、例えば、放電電流パルスの放電量Ｐ（Ａｈ）とすることができる。
【００１７】
残量算出部は、直近に算出した二次電池の残量Ｃ（ｔ）、電流取得部で取得した電流及び記憶部に記憶した所定値Ｐ（Ａｈ：アンペア・アワー）に基づいて、今回（現時点）の二次電池の残量Ｃ（ｔ＋１）を算出する。すなわち、二次電池の残量を算出する場合に、直近に算出した残量及び電流の積算値だけでなく、所定の放電電流パルスに係る所定値を考慮することにより、放電電流パルスの積算値も考慮されるので、二次電池の電流積算値の精度を上げて、二次電池の残量を精度よく算出することができる。
【００１８】
本発明の実施の形態に係る残量算出装置は、前記所定値は、１回の前記放電電流パルスに係る放電量である。
【００１９】
所定値は、１回の放電電流パルスに係る放電量である。これにより、所定の残量算出間隔Ｘの間に放電電流パルスが何回発生しても、発生回数だけ所定値を累積すれば所定の残量算出間隔Ｘの間での放電電流パルスによる放電量を求めることができるので、放電電流パルスの発生間隔（又は放電電流パルスの発生周期）と所定のサンプリング間隔（又はサンプリング周期）との関係に依存せずに放電電流パルスによる放電量を求めることができ、二次電池の残量を精度よく算出することができる。
【００２０】
本発明の実施の形態に係る残量算出装置は、前記残量算出部は、直近に算出した前記二次電池の残量に前記電流取得部で前記残量算出間隔の間に取得した電流に基づく充電量を加算し又は放電量を減算し、さらに前記記憶部に記憶した前記放電量に前記残量算出間隔の間に発生する前記放電電流パルスの回数を乗算して得られた値を減算して前記二次電池の残量を算出する。
【００２１】
残量算出部は、直近に算出した二次電池の残量Ｃ（ｔ）に、電流取得部で残量算出間隔Ｘの間に取得した電流に基づく充電量を加算し又は放電量を減算し、さらに記憶部に記憶した放電量Ｐに残量算出間隔Ｘの間に発生する放電電流パルスの回数を乗算して得られた値を減算して二次電池の残量を算出する。
【００２２】
これにより、直近に算出した残量及び電流の積算値（充電量又は放電量）だけでなく、所定の残量算出間隔Ｘの間に発生する放電電流パルスの発生回数だけ放電量Ｐを累積すれば所定の残量算出間隔Ｘの間での放電電流パルスによる放電量を求めることができるので、放電電流パルスの発生間隔（又は放電電流パルスの発生周期）と所定のサンプリング間隔（又はサンプリング周期）との関係に依存せずに放電電流パルスによる放電量を求めることができ、二次電池の残量を精度よく算出することができる。
【００２３】
本発明の実施の形態に係る残量算出装置は、前記放電電流パルスの発生間隔の１／２より大きい前記サンプリング間隔を設定する設定部を備える。
【００２４】
放電電流パルスが、点火系負荷に流れるパルス電流の場合、当該放電電流パルスの発生間隔Ｙは、エンジンの回転数及び気筒数の関数で表すことができる。例えば、エンジンの回転数が増加、又は気筒数が増加するのに応じて、放電電流パルスの発生間隔Ｙは短くなる。所定の残量算出間隔Ｘの間に発生する放電電流パルスの発生回数は、残量算出間隔Ｘ／放電電流パルスの発生間隔Ｙで求めることができる。
【００２５】
設定部は、放電電流パルスの発生間隔Ｙの１／２より大きいサンプリング間隔Ｚを設定する。すなわち、Ｚ＞Ｙ／２という関係を満たすサンプリング間隔Ｚ（サンプリング周波数：１／Ｚ）を用いることができる。これにより、電流検出のサンプリング周波数（１／Ｚ）が、取得する信号の周波数（例えば、放電電流パルスの周波数：１／Ｙ）の２倍以上（すなわち、Ｙ≧２×Ｚ）必要であるという制約をなくすことができる。別言すれば、Ｚ≦Ｙ／２という関係を満たさないサンプリング間隔Ｚ（サンプリング周波数：１／Ｚ）を用いることができる。
【００２６】
［本願発明の実施形態の詳細］
（第１実施形態）
以下、本発明に係る残量算出装置の実施の形態を示す図面に基づいて説明する。図１は第１実施形態の残量算出装置としての電池監視装置１００を搭載した車両の要部の構成の一例を示すブロック図である。図１に示すように、車両は、電池監視装置１００の他に、二次電池ユニット５０、リレー６１、６２、６３、発電機（ＡＬＴ）７１、スタータモータ（ＳＴ）７２、電池７３、電気負荷７４、７５などを備える。
【００２７】
二次電池ユニット５０は、例えば、リチウムイオン電池であり、複数のセル５１が直列又は直並列に接続されている。二次電池ユニット５０には、電圧センサ５２、電流センサ５３、温度センサ５４を備える。電圧センサ５２は、二次電池ユニット５０の両端電圧及び各セル５１の電圧を検出し、電圧検出線５０ａを介して検出した電圧を電池監視装置１００へ出力する。電流センサ５３は、例えば、シャント抵抗又はホールセンサ等で構成され、二次電池の充電電流及び放電電流を検出する。電流センサ５３は、電流検出線５０ｂを介して検出した電流を電池監視装置１００へ出力する。温度センサ５４は、例えば、サーミスタで構成され、セル５１の温度を検出する。温度センサ５４は、温度検出線５０ｃを介して検出した温度を電池監視装置１００へ出力する。
【００２８】
電池７３は、例えば、鉛電池であり、車両の電気負荷７４（例えば、ライト、各種モータ、各種コントローラ等）への電力供給を行うとともに、リレー６３がオンした場合には、スタータモータ７２を駆動するための電力供給を行う。発電機７１は、車両のエンジンの回転により発電し、内部に設けられた整流回路により直流を出力して電池７３を充電する。また、発電機７１は、リレー６１、６２がオンしている場合、電池７３及び二次電池ユニット５０を充電する。二次電池ユニット５０は、リレー６１がオンした場合には、電気負荷７５（例えば、エンジン系電装、オーディオ等）へ電力を供給する。なお、リレー６１、６２、６３のオン・オフは、電池７３及び二次電池ユニット５０の充放電バランスや負荷の程度に応じて、供給する電力を分配すべく不図示のリレー制御部が行う。
【００２９】
図２は第１実施形態の残量算出装置としての電池監視装置１００の構成の一例を示すブロック図である。電池監視装置１００は、装置全体を制御する制御部１０、電圧取得部１１、電流取得部１２、温度取得部１３、タイマ１４、残量算出部１５、設定部１６、記憶部１７などを備える。
【００３０】
制御部１０は、ＣＰＵ等で構成される。
【００３１】
電圧取得部１１は、二次電池ユニット５０の電圧（二次電池ユニット５０の両端電圧及び各セル５１の電圧）を取得する。また、電流取得部１２は、二次電池ユニット５０の電流（充電電流及び放電電流）を取得する。より具体的には、電流取得部１２は、ＡＤ変換器を備え、取得した電流を所定のサンプリング間隔Ｚでデジタル値に変換し、変換したデジタル値を制御部１０へ出力する。これにより、制御部１０は、所定のサンプリング間隔Ｚで二次電池ユニット５０の電流値を読み取ることができる。なお、所定のサンプリング間隔Ｚは、例えば、１０（ｍｓ）であり、サンプリング周波数（１／Ｚ）でいうと１００Ｈｚに相当するが、これに限定されるものではない。所定のサンプリング間隔Ｚで電流を取得することにより、電流の積算値を求めることができる。
【００３２】
温度取得部１３は、二次電池ユニット５０の温度を取得する。
【００３３】
タイマ１４は、制御部１０の制御のもと、電池監視装置１００の処理で必要となる所定の時間（時間間隔）を計時する。
【００３４】
残量算出部１５は、二次電池ユニット５０の残量を所定の残量算出間隔Ｘで算出する。所定の残量算出間隔Ｘは、例えば、１０００（ｍｓ）（＝１秒）とすることができるが、これに限定されるものではない。
【００３５】
記憶部１７は、二次電池ユニット５０の所定の放電電流パルスに係る所定値を記憶する。放電電流パルスは、車両の電気負荷に流れるパルス電流であり、例えば、エンジンの点火系負荷に流れるパルス電流とすることができる。所定値は、例えば、放電電流パルスの放電量Ｐ（Ａｈ）とすることができる。なお、点火系負荷電流は、例えば、イグニッションコイルに流れる電流、燃料噴射ポンプの負荷電流などを含む。
【００３６】
残量算出部１５は、直近に算出した二次電池ユニット５０の残量Ｃ（ｔ）、電流取得部１２で取得した電流及び記憶部１７に記憶した所定値Ｐ（Ａｈ：アンペア・アワー）に基づいて、今回（現時点）の二次電池の残量Ｃ（ｔ＋１）を算出する。すなわち、二次電池ユニット５０の残量を算出する場合に、直近に算出した残量及び電流の積算値だけでなく、所定の放電電流パルスに係る所定値を考慮することにより、放電電流パルスの積算値も考慮されるので、二次電池ユニット５０の電流積算値の精度を上げて、二次電池ユニット５０の残量を精度よく算出することができる。
【００３７】
より具体的には、所定値は１回の放電電流パルスに係る放電量である。これにより、所定の残量算出間隔Ｘの間に放電電流パルスが何回発生しても、発生回数だけ所定値（例えば、１回の放電電流パルスに係る放電量）を累積すれば所定の残量算出間隔Ｘの間での放電電流パルスによる放電量を求めることができるので、放電電流パルスの発生間隔Ｙ（又は放電電流パルスの発生周期）と所定のサンプリング間隔Ｚ（又はサンプリング周期）との関係に依存せずに放電電流パルスによる放電量を求めることができ、二次電池ユニット５０の残量を精度よく算出することができる。
【００３８】
図３は二次電池ユニット５０の電流波形の一例を示す説明図であり、図４は図３の電流波形の時間軸を拡大した場合の放電側の電流波形の一例を示す説明図である。図３において、横軸は時間を示し、縦軸は電流を示す。電流が正の場合は充電電流を示し、電流が負の場合は放電電流を示す。図３において、放電側の電流波形において、略１５ｍｓの間隔で放電電流パルスが表れている。当該放電電流パルスは、例えば、エンジンの点火系負荷に流れるパルス電流であり、例えば、イグニッションコイルに流れる電流、燃料噴射ポンプの負荷電流などを含む。
【００３９】
図４に示すように、放電電流パルスは、発生間隔Ｙ（ｓｅｃ）で繰り返し発生している。図３、図４の例では、発生間隔Ｙは、約１５ｍｓであるが、当該値は一例であり、エンジンの回転数及び気筒数に応じて変化する。
【００４０】
次に、第１実施形態の電池監視装置１００による二次電池ユニット５０の残量の算出方法について詳細に説明する。
【００４１】
残量算出部１５は、直近に算出した二次電池ユニット５０の残量Ｃ（ｔ）に、電流取得部１２で残量算出間隔Ｘの間に取得した電流に基づく充電量を加算し又は放電量を減算し、さらに記憶部１７に記憶した放電量Ｐに残量算出間隔Ｘの間に発生する放電電流パルスの回数を乗算して得られた値を減算して二次電池ユニット５０の残量を算出する。
【００４２】
より具体的には、直近に算出した二次電池ユニット５０の残量Ｃ（ｔ）とし、今回算出する二次電池ユニット５０の残量Ｃ（ｔ＋１）とすると、二次電池ユニット５０の残量Ｃ（ｔ＋１）は、式（１）で算出することができる。なお、残量Ｃ（ｔ＋１）、Ｃ（ｔ）の単位は、Ａｈ（アンペア・アワー）である。式（１）の右辺の第１項は、直近に算出した二次電池ユニット５０の残量Ｃ（ｔ）であり、第２項は、残量算出間隔Ｘの間にサンプリング間隔Ｚで取得した二次電池ユニット５０の電流の積算値を示し、第３項は、放電電流パルスにより生じる放電量を示す。
【００４３】
【数１】
2017083197.tif 000003
【００４４】
式（１）の第２項について説明する。図５は二次電池ユニット５０の電流の放電電流パルスを便宜上省略した電流波形の模式図である。すなわち、図５に示す電流波形は、便宜上放電電流パルスを図示していない。図５に示すように、二次電池ユニット５０の残量の直近の算出時点をｔとし、今回の残量の算出時点を（ｔ＋１）とする。時点ｔと時点（ｔ＋１）との間隔は、残量算出間隔Ｘである。式（１）の第２項において、Ｉ（ｉ）は、サンプリング間隔Ｚの都度、取得した電流値を示し、充電電流の場合は正、放電電流の場合は負となる。ここで、ｉは１からｎまでの整数であり、ｎは残量算出間隔Ｘの間における電流のサンプリング回数である。すなわち、式（１）の第２項は、時点ｔから時点（ｔ＋１）までの間、サンプリングして得られた電流値Ｉ（ｉ）にサンプリング間隔Ｚを乗算した値を時点tから時点（ｔ＋１）に亘って合計した値をＡｈ（アンペア・アワー）で表したものである。
【００４５】
次に、式（１）の第３項について説明する。図６は放電電流パルスを含む二次電池ユニット５０の電流波形の模式図である。式（１）の第３項において、Ｐは所定値としての放電量Ｐであり、単位はＡｈ（アンペア・アワー）である。また、Ｙは放電電流パルスの発生間隔であり、式（２）で表すことができる。すなわち、放電電流パルスの発生間隔Ｙは、エンジンの回転数ＥＮ（ｒｐｍ）及び気筒数（Ｎ）の関数で表すことができる。放電電流パルスの発生間隔Ｙとエンジンの回転数ＥＮ（ｒｐｍ）及び気筒数（Ｎ）との関係については後述する。
【００４６】
図６に示すように、発生間隔Ｙで放電電流パルスが表れている。なお、パルスの方向は、放電電流に係るパルスなので、下側に突出している。式（１）の第３項において、「残量算出間隔Ｘ／発生間隔Ｙ」は、残量算出間隔Ｘの間に発生する放電電流パルスの発生回数を表すので、式（１）の第３項は、残量算出間隔Ｘの間の放電電流パルスによる放電量の合計を表すことになる。
【００４７】
上述のように、本実施の形態によれば、直近に算出した残量（式（１）の第１項に相当）及び電流の積算値（式（１）の第２項に相当）だけでなく、所定の残量算出間隔Ｘの間に発生する放電電流パルスの発生回数だけ放電量Ｐを累積すれば所定の残量算出間隔Ｘの間での放電電流パルスによる放電量（式（１）の第３項に相当）を求めることができるので、放電電流パルスの発生間隔（又は放電電流パルスの発生周期）と所定のサンプリング間隔（又はサンプリング周期）との関係に依存せずに放電電流パルスによる放電量を求めることができ、二次電池ユニット５０の残量を精度よく算出することができる。
【００４８】
放電電流パルスが、点火系負荷に流れるパルス電流の場合、当該放電電流パルスの発生間隔Ｙは、エンジンの回転数及び気筒数の関数で表すことができる。なお、電池監視装置１００は、通信により車両のエンジンの回転数を含む動作状態を取得することができる。
【００４９】
図７は放電電流パルスの発生間隔Ｙとエンジンの回転数ＥＮとの関係を示す模式図である。図７において、横軸はエンジン回転数（ｒｐｍ）を示し、縦軸は放電電流パルスの発生周波数（１／ｓｅｃ）を示す。また、図７中の直線状のグラフは、それぞれ気筒数Ｎが、３、４、６の場合の放電電流パルスの発生間隔Ｙとエンジンの回転数ＥＮとの関係を示す。図７に示すように、エンジンの回転数が増加、又は気筒数が増加するのに応じて、放電電流パルスの発生間隔Ｙは短くなる。これにより、所定の残量算出間隔Ｘの間に発生する放電電流パルスの発生回数は、残量算出間隔Ｘ／放電電流パルスの発生間隔Ｙで求めることができる。
【００５０】
設定部１６は、放電電流パルスの発生間隔Ｙの１／２より大きいサンプリング間隔Ｚを設定する。すなわち、Ｚ＞Ｙ／２という関係を満たすサンプリング間隔Ｚ（サンプリング周波数：１／Ｚ）を用いることができる。
【００５１】
例えば、仮に、制御部１０のＣＰＵが高性能ではないため、サンプリング間隔Ｚを１０ｍｓより短くすることができず、サンプリング間隔Ｚを１０ｍｓとする。この場合、サンプリング周波数（１／Ｚ）は１００Ｈｚとなる。放電電流パルスの発生間隔Ｙとすると放電電流パルスの周波数は（１／Ｙ）となる。一般的には、サンプリング周波数は、取得する信号の周波数の２倍以上必要であるから、１／Ｚ≧２／Ｙという関係が成り立ち、結局、Ｙ≧２×Ｚという関係が成り立つ。これは、サンプリング間隔Ｚが１０ｍｓの場合、放電電流パルスの発生間隔Ｙは２０ｍｓ以上でないと取得することができないことを意味する。別言すれば、サンプリング周波数が１００Ｈｚの低性能のＣＰＵを用いる場合には、放電電流パルスの周波数が５０Ｈｚ以下でないと検出することができない。本実施の形態では、サンプリング間隔Ｚが１０ｍｓの場合に、図４に示すような、放電電流パルスの発生間隔Ｙが約１５ｍｓであったとしても、放電電流パルスに起因する放電量を加味して、二次電池ユニット５０の残量を算出することができる。
【００５２】
本実施の形態によれば、Ｚ＞Ｙ／２という関係を満たすサンプリング間隔Ｚ（サンプリング周波数：１／Ｚ）を用いることができるので、電流検出のサンプリング周波数（１／Ｚ）が、取得する信号の周波数（例えば、放電電流パルスの周波数：１／Ｙ）の２倍以上（すなわち、Ｙ≧２×Ｚ）必要であるという制約をなくすことができる。別言すれば、Ｚ≦Ｙ／２という関係を満たさないサンプリング間隔Ｚ（サンプリング周波数：１／Ｚ）を用いることができる。すなわち、本実施の形態では、サンプリング周波数の１／２以上の周波数を有する負荷電流（例えば、放電電流パルス）に起因する放電量も加味して二次電池ユニット５０の残量を精度よく算出することができる。
【００５３】
次に、電池監視装置１００の動作について説明する。図８は第１実施形態の電池監視装置１００の処理手順の一例を示すフローチャートである。以下では便宜上、処理の主体を制御部１０として説明する。制御部１０は、所定のサンプリング周期でバッテリ（二次電池ユニット５０）の電流を取得し（Ｓ１１）、バッテリの残量算出タイミングであるか否かを判定する（Ｓ１２）。
【００５４】
バッテリの残量算出タイミングでない場合（Ｓ１２でＮＯ）、制御部１０は、ステップＳ１１の処理を続ける。バッテリの残量算出タイミングである場合（Ｓ１２でＹＥＳ）、制御部１０は、残量算出間隔Ｘ（直近の残量算出時点からの経過時間）での電流積算値を算出する（Ｓ１３）。電流積算値は、例えば、式（１）の第２項で算出することができる。
【００５５】
制御部１０は、エンジンの回転数を取得し（Ｓ１４）、予め記憶した気筒数Ｎを用いて、放電電流パルスの発生間隔Ｙを設定し（Ｓ１５）、残量算出間隔Ｘでの放電電流パルスの発生回数を算出する（Ｓ１６）。放電電流パルスの発生回数は、Ｘ／Ｙという式で算出することができる。
【００５６】
制御部１０は、バッテリの直近の残量（式（１）の第１項に相当）、電流積算値（式（１）の第２項に相当）、所定値に放電電流パルスの発生回数を乗算した値（式（１）の第３項に相当）に基づいてバッテリの残量を算出し（Ｓ１７）、算出した残量を記憶する（Ｓ１８）。
【００５７】
制御部１０は、処理を終了するか否かを判定し（Ｓ１９）、処理を終了しない場合（Ｓ１９でＮＯ）、ステップＳ１１以降の処理を続け、処理を終了する場合（Ｓ１９でＹＥＳ）、処理を終了する。
【００５８】
本実施の形態の残量算出装置（電池監視装置１００）は、ＣＰＵ（プロセッサ）、ＲＡＭ（メモリ）などを備えた汎用コンピュータを用いて実現することもできる。すなわち、図８に示すような、各処理の手順を定めたコンピュータプログラムをコンピュータに備えられたＲＡＭ（メモリ）にロードし、コンピュータプログラムをＣＰＵ（プロセッサ）で実行することにより、コンピュータ上で残量算出装置（電池監視装置１００）を実現することができる。
【００５９】
（第２実施形態）
上述の第１実施形態では、車両の要部は図１に示す構成を備えるものであるが、これに限定されるものではない。例えば、第２実施形態の車両の要部は、図１に例示する構成のうち、リレー６１、電池７３、電気負荷７５を具備しない構成とすることができる。また、第２実施形態においても、電池監視装置１００は、第１実施形態の場合と同様の構成、作用効果を奏するものであるので、説明は省略する。
【００６０】
上述の実施の形態では、二次電池ユニット５０をリチウムイオン電池として説明したが、二次電池ユニット５０はリチウムイオン電池に限定されるものではなく、例えば、ニッケル水素電池、ニッカド電池などにも提供することができる。
【００６１】
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及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。
【符号の説明】
【００６２】
１０  制御部
１１  電圧取得部
１２  電流取得部
１３  温度取得部
１４  タイマ
１５  残量算出部
１６  設定部
１７  記憶部
５０  二次電池ユニット
５１  セル
５２  電圧センサ
５３  電流センサ
５４  温度センサ
１００  電池監視装置
【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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