(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともエンジンを含む負荷に接続された二次電池の残存容量を算出する残存容量算出装置であって、
前記二次電池に接続され、前記二次電池の充放電電流を検知するための電流検知手段と、
前記二次電池に接続され、前記二次電池の電圧を検知するための電圧検知手段と、
前記エンジンのクランキング開始時期を検出するための検出手段と、
前記電流検知手段によって検知された電流の積算値から前記残存容量の第１の推定値を算出する第１の推定値算出手段と、
前記電圧検知手段によって検知された電圧に基づいて算出される前記二次電池の起電力から前記残存容量の第２の推定値を算出する第２の推定値算出手段と、
前記検出手段によって検出されたクランキング開始時期には、前記残存容量の算出に用いられる補正量を前記クランキング開始時期に該当しないときに比べて増大可能なように、前記補正量の算出に用いられる補正ゲインを決定する補正パラメータ決定手段と、
前記第１の推定値と前記第２の推定値との差分値および前記補正ゲインに基づいて前記補正量を算出する補正量算出手段と、
前記補正量算出手段によって算出された補正量により前記第１の推定値を補正して前記残存容量を算出する算出手段とを含む、残存容量算出装置。
【請求項２】
前記検出手段は、前記検知された電流および前記検知された電圧のいずれかに基づいて、前記クランキング開始時期を検出するための手段を含む、請求項１に記載の残存容量算出装置。
【請求項３】
前記残存容量の算出に用いられる演算式および前記補正ゲインを記憶する記憶手段と、
前記クランキング開始時期に該当するか否かを判定する判定手段とをさらに含み、
前記記憶手段は、
前記二次電池の起電力と残存容量との関係を示す規定の起電力−残存容量マップと、
前記差分値および前記補正ゲインに基づいて前記補正量を算出するための第１の演算式と、
前記第１の演算式において選択的に用いられる第１の補正ゲインおよび前記第１の補正ゲインよりも大きい第２の補正ゲインとを記憶し、
前記判定手段により前記クランキング開始時期に該当しないと判定されたとき、
前記補正パラメータ決定手段は、前記記憶手段から前記第１の補正ゲインを選択し、
前記第２の推定値算出手段は、前記起電力−残存容量マップを用いて、前記起電力に基づいて前記第２の推定値を算出し、
前記補正量算出手段は、前記第１の演算式を用いて、前記差分値および前記第１の補正ゲインに基づいて前記補正量を算出し、
前記判定手段により前記クランキング開始時期に該当すると判定されたとき、
前記補正パラメータ決定手段は、前記記憶手段から前記第２の補正ゲインを選択し、
前記第２の推定値算出手段は、前記起電力−残存容量マップを用いて、前記起電力に基づいて前記第２の推定値を算出し、
前記補正量算出手段は、前記第１の演算式を用いて、前記差分値および前記第２の補正ゲインに基づいて前記補正量を算出する、請求項１に記載の残存容量算出装置。
【請求項４】
前記記憶手段は、
前記検知された電圧、ならびに前記検知された電流に基づき算出される前記二次電池の分極電圧および内部抵抗電圧降下に基づいて、前記二次電池の起電力を示す状態量を算出するための第２の演算式と、
前記状態量の減衰処理に用いられる第３の演算式と、
前記第３の演算式において選択的に用いられる第１の時定数および前記第１の時定数よりも小さい第２の時定数とをさらに記憶し、
前記判定手段により前記クランキング開始時期に該当しないと判定されたとき、
前記補正パラメータ決定手段は、前記記憶手段から前記第１の時定数をさらに選択し、
前記第２の推定値算出手段は、前記第１の時定数を前記第３の演算式に適用して前記状態量の減衰処理を行ない、前記起電力−残存容量マップを用いて、前記減衰処理がなされた前記状態量に基づいて前記第２の推定値を算出し、
前記判定手段により前記クランキング開始時期に該当すると判定されたとき、
前記補正パラメータ決定手段は、前記記憶手段から前記第２の時定数をさらに選択し、
前記第２の推定値算出手段は、前記第２の時定数を前記第３の演算式に適用して前記状態量の減衰処理を行ない、前記起電力−残存容量マップを用いて、前記減衰処理がなされた前記状態量に基づいて前記第２の推定値を算出する、請求項３に記載の残存容量算出装置。
【請求項５】
少なくともエンジンを含む負荷に接続された二次電池の残存容量を算出する残存容量算出方法であって、
前記二次電池の充放電電流を検知する電流検知ステップと、
前記二次電池の電圧を検知する電圧検知ステップと、
前記エンジンのクランキング開始時期を検出する検出ステップと、
前記電流検知ステップによって検知された電流の積算値から前記残存容量の第１の推定値を算出する第１の推定値算出ステップと、
前記電圧検知ステップによって検知された電圧に基づいて算出される前記二次電池の起電力から前記残存容量の第２の推定値を算出する第２の推定値算出ステップと、
前記検出ステップによって検出されたクランキング開始時期には、前記残存容量の算出に用いられる補正量を前記クランキング開始時期に該当しないときに比べて増大可能なように、前記補正量の算出に用いられる補正ゲインを決定する補正パラメータ決定ステップと、
前記第１の推定値と前記第２の推定値との差分値および前記補正ゲインに基づいて前記補正量を算出する補正量算出ステップと、
前記補正量算出ステップによって算出された補正量により前記第１の推定値を補正して前記残存容量を算出する算出ステップとを含む、残存容量算出方法。
【請求項６】
前記検出ステップは、前記検知された電流および前記検知された電圧のいずれかに基づいて、前記クランキング開始時期を検出するステップを含む、請求項５に記載の残存容量算出方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、二次電池の残存容量を算出する技術に関し、特に、二次電池が負荷に放電する時期に基づいて残存容量を補正することにより、算出される残存容量の精度を向上する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
二次電池は、主電源や補助電源として、自動車、ハイブリッド自動車、電動カート等に使用される。環境保護意識の高まり等により、二次電池の重要性は増加している。特開平１１―１７４１３４号公報は、二次電池の状態、たとえば残存容量を把握するための装置を開示する。
【０００３】
この公報に開示された装置は、二次電池の残存容量を検出する残存容量検出回路と、電流−電圧領域を規定する領域規定回路と、規定された領域を脱するのに十分な充電または放電が行なわれたことを確認する確認回路と、確認回路による確認が完了するまでは、残存容量検出回路による検出動作を禁止する禁止回路とを含む。
【０００４】
この装置は、残存容量の値が、所定の領域の範囲内であるか否かに対応して、残存容量を補正する。すなわち、算出された残存容量が、下限値（たとえば２０％）を下回ることにより、あるいは、上限値（たとえば８０％）を上回ることにより、残存容量の補正処理が実行されると、補正された残存容量が所定の領域を脱するまで、再度、補正処理を実行しない。その結果、残存容量の誤差が発生することを防止できる。
【０００５】
二次電池が通常に使用されているとき、すなわち、充電と放電が繰り返されるように使用されているとき、算出された残存容量（以下、計算値と表わす。）と実際の残存容量（以下、実際値と表わす。）との間には、大きな乖離は生じない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、二次電池が自然放電すると、その残存容量は減少する。その結果、実際値は計算値と乖離する。たとえば、長期間使用しない自動車の二次電池の残存容量は、自然放電により低下する。計算値は、最後に算出された残存容量を表わす。このとき、計算値は、実際値よりも上方に乖離する。また、二次電池を交換すると、最後に残存容量が算出された二次電池とは異なる二次電池が使用されることになる。その結果、計算値は、実際の残存容量と乖離する。
【０００７】
二次電池が自然放電している場合、上記公報に開示された算出装置が、残存容量の算出処理を実行すると、モニタ等に表示される二次電池の残存容量の値は、計算値と実際値との乖離がなくなるまで低下する。残存容量の表示は、二次電池が充電されているにもかかわらず、二次電池の残存容量の減少を示し続ける。図７に、上述した公報に開示された装置が、残存容量の算出処理を実行する場合における、計算値および実際値の推移を示す。
【０００８】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、二次電池から負荷へ放電される時期に基づいて残存容量を補正し、精度の高い、二次電池の残存容量を算出できる残存容量算出装置および残存容量算出方法を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
第１の発明に係る残存容量算出装置は、負荷に接続された二次電池の残存容量を算出する残存容量算出装置であって、二次電池に接続され、二次電池の充放電電流を検知するための電流検知手段と、二次電池に接続され、二次電池の電圧を検知するための電圧検知手段と、二次電池から負荷への放電が開始される時期を検出するための検出手段と、電流検知手段、電圧検知手段および検出手段に接続され、検出された時期に対応させて、検知された電流および検知された電圧に基づいて、二次電池の残存容量を算出するための算出手段とを含む。
【００１０】
第１の発明によると、電流検知手段は、二次電池の充放電電流を検知する。電圧検知手段は、二次電池の端子電圧を検知する。検出手段は、二次電池から負荷への放電が開始される時期を検出する。電流および電圧が検知されると、算出手段は、補正前の残存容量を算出する。負荷へ放電される時期が検出されると、算出手段は、検出された時期に対応して、算出処理に用いるパラメータ（たとえば、補正量を与える補正ゲインマップ）を選択し、補正量を算出する。算出手段は、算出された補正量に基づいて、二次電池の残存容量を補正する。これにより、二次電池の残存容量は、負荷へ放電される時期に対応して、補正される。その結果、二次電池から負荷へ放電される時期に基づいて残存容量を補正し、精度の高い、二次電池の残存容量を算出できる残存容量算出装置を提供できる。
【００１１】
第２の発明に係る残存容量算出装置は、第１の発明の構成に加えて、検出手段は、検知された電流および検知された電圧のいずれかに基づいて、負荷への放電が開始される時期を検出するための手段を含む。
【００１２】
第２の発明によると、検出手段は、検知された電流および検知された電圧のいずれかに基づいて、たとえば、放電電流の変化を検出することにより、負荷への放電が開始される時期を検出する。これにより、二次電池の残存容量は、電流および電圧のいずれかに基づいて検出された時期に対応して、補正される。その結果、二次電池から負荷へ放電される時期に基づいて残存容量を補正し、精度の高い残存容量を算出できる残存容量算出装置を提供できる。
【００１３】
第３の発明に係る残存容量算出装置は、第１の発明の構成に加えて、二次電池の残存容量を算出するための２以上の方法を実現する情報を記憶するための情報記憶手段と、検出された時期に対応させて、記憶された２以上の方法の中から１の方法を選択するための方法選択手段とをさらに含み、算出手段は、検知された電流、検知された電圧および選択された方法に基づいて、二次電池の残存容量を算出するための手段を含む。
【００１４】
第３の発明によると、情報記憶手段は、二次電池の残存容量を算出するための方法を実現する情報（たとえば、残存容量を算出するための数式）を記憶する。方法選択手段は、検出手段により検出された時期に対応させて、記憶された２以上の方法、たとえば残存容量を算出するための数式、の中から１の方法を選択する。算出手段は、検知された電圧、検知された電圧および選択された方法に基づいて、二次電池の残存容量を算出する。これにより、二次電池の残存容量は、検出された時期に対応して、たとえば、検出された時期がエンジンのクランキングが開始するときであるときは、残存容量の算出処理に要する時間が短くなる方法を選択することにより、補正される。その結果、二次電池から負荷へ放電される時期に基づいて残存容量を補正し、精度の高い、二次電池の残存容量を算出できる残存容量算出装置を提供できる。
【００１５】
第４の発明に係る残存容量算出装置は、第１の発明または第２の発明の構成に加えて、二次電池の特性値に基づいて、予め算出された２以上のパラメータを記憶するための記憶手段と、検出手段および記憶手段に接続され、検出された時期に対応させて、記憶された２以上のパラメータの中から１のパラメータを選択するための選択手段とをさらに含み、算出手段は、検知された電流、検知された電圧および選択されたパラメータに基づいて、二次電池の残存容量を算出するための手段を含む。
【００１６】
第４の発明によると、記憶手段は、二次電池の特性値、たとえば、電池温度と推定残存容量との関係に基づいて、予め算出された２以上のパラメータ、たとえば、算出される起電力が収束する時間を制御する時定数、を記憶する。選択手段は、検出された時期に対応して、記憶された２以上のパラメータの中から１のパラメータを選択する。算出手段は、検知された電流、検知された電圧および選択されたパラメータに基づいて、二次電池の残存容量を補正する。これにより、二次電池の残存容量は、検出された時期に対応して、たとえば、検出された時期がエンジンのクランキングが開始するときであるときは、算出される起電力が収束する時間を短縮する時定数を使用することにより、補正される。その結果、二次電池から負荷へ放電される時期に基づいて残存容量を補正し、精度の高い、二次電池の残存容量を算出できる残存容量算出装置を提供できる。
【００１７】
第５の発明に係る残存容量算出装置は、車両を駆動する動力源に接続された二次電池の残存容量を算出する装置であって、第１から４のいずれかの発明の構成に加えて、検出手段は、動力源が始動を開始する時期を検出するための手段を含む。
【００１８】
第５の発明によると、検出手段は、動力源、たとえば自動車のエンジン、が始動を開始する時期を検出する。算出手段は、検出された時期に基づいて、二次電池の残存容量を補正する。これにより、二次電池の残存容量は、動力源が始動を開始する時期に対応して、補正される。その結果、二次電池から負荷へ放電される時期に基づいて残存容量を補正し、精度の高い、二次電池の残存容量を算出できる残存容量算出装置を提供できる。
【００１９】
第６の発明に係る残存容量算出装置は、車両を駆動する動力源および車両の補機電装品に接続された二次電池の残存容量を算出する装置であって、第１から４のいずれかの発明の構成に加えて、検出手段は、補機電装品の使用を開始する時期を検出するための手段を含む。
【００２０】
第６の発明によると、検出手段は、補機電装品、たとえばカーオーディオ装置、の使用を開始する時期を検出する。算出手段は、検出された時期に対応して、二次電池の残存容量を補正する。これにより、二次電池の残存容量は、補機電装品の使用を開始する時期に対応して、補正される。その結果、二次電池から負荷へ放電される時期に基づいて残存容量を補正し、精度の高い、二次電池の残存容量を算出できる残存容量算出装置を提供できる。
【００２１】
第７の発明に係る残存容量算出方法は、負荷に接続された二次電池の残存容量を算出する残存容量算出方法であって、二次電池の充放電電流を検知する電流検知ステップと、二次電池の電圧を検知する電圧検知ステップと、二次電池から負荷への放電が開始される時期を検出する検出ステップと、検出された時期に対応させて、検知された電流および検知された電圧に基づいて、二次電池の残存容量を算出する算出ステップとを含む。
【００２２】
第７の発明によると、電流検知ステップは、二次電池の充放電電流を検知する。電圧検知ステップは、二次電池の端子電圧を検知する。検出ステップは、二次電池から負荷への放電が開始される時期を検出する。電流および電圧が検知されると、算出ステップは、補正前の残存容量を算出する。負荷へ放電される時期が検出されると、算出ステップは、検出された時期に対応して、算出処理に用いるパラメータ（たとえば、補正量を与える補正ゲインマップ）を選択し、補正量を算出する。算出ステップは、算出された補正量に基づいて、二次電池の残存容量を補正する。これにより、二次電池の残存容量は、負荷へ放電される時期に対応して、補正される。その結果、二次電池から負荷へ放電される時期に基づいて残存容量を補正し、精度の高い、二次電池の残存容量を算出できる残存容量算出方法を提供できる。
【００２３】
第８の発明に係る残存容量算出方法は、第７の発明の構成に加えて、検出ステップは、検知された電流および検知された電圧のいずれかに基づいて、負荷への放電が開始される時期を検出するステップを含む。
【００２４】
第８の発明によると、検出ステップは、検知された電流および検知された電圧のいずれかに基づいて、たとえば、放電電流の変化を検出することにより、負荷への放電が開始される時期を検出する。算出ステップは、検出された時期に基づいて、残存容量を補正する。これにより、二次電池の残存容量は、電流および電圧のいずれかに基づいて検出された時期に対応して、補正される。その結果、二次電池から負荷へ放電される時期に基づいて残存容量を補正し、精度の高い、二次電池の残存容量を算出できる残存容量算出方法を提供できる。
【００２５】
第９の発明に係る残存容量算出方法は、第７の発明の構成に加えて、二次電池の残存容量を算出するための２以上の方法を実現する情報を準備する情報準備ステップと、検出された時期に対応させて、準備された２以上の方法の中から１の方法を選択する方法選択ステップとをさらに含み、算出ステップは、検知された電流、検知された電圧および選択された方法に基づいて、二次電池の残存容量を算出するステップを含む。
【００２６】
第９の発明によると、情報準備ステップは、二次電池の残存容量を算出するための２以上の方法を実現する情報（たとえば、残存容量を算出するための数式）を準備する。方法選択ステップは、検出された時期に対応して、準備された２以上の方法の中から１の方法を選択する。算出ステップは、検知された電流、検知された電圧および選択された方法に基づいて、二次電池の残存容量を補正する。これにより、二次電池の残存容量は、検出された時期に対応して、たとえば、検出された時期がエンジンのクランキングが開始するときであるときは、残存容量の算出処理に要する時間が短くなる方法を選択することにより、補正される。その結果、二次電池から負荷へ放電される時期に基づいて残存容量を補正し、精度の高い、二次電池の残存容量を算出できる残存容量算出方法を提供できる。
【００２７】
第１０の発明に係る残存容量算出方法は、第７の発明または第８の発明の構成に加えて、二次電池の特性値に基づいて、予め算出された２以上のパラメータを準備する準備ステップと、検出された時期に対応させて、準備された２以上のパラメータの中から１のパラメータを選択する選択ステップとをさらに含み、算出ステップは、検知された電流、検知された電圧および選択されたパラメータに基づいて、二次電池の残存容量を算出するステップを含む。
【００２８】
第１０の発明によると、準備ステップは、二次電池の特性値、たとえば、電池温度と推定残存容量との関係に基づいて、予め算出された２以上のパラメータ、たとえば、算出される起電力が収束する時間を制御する時定数、を準備する。選択ステップは、検出された時期に対応して、準備された２以上のパラメータの中から１のパラメータを選択する。算出ステップは、検知された電流、検知された電圧および選択されたパラメータに基づいて、二次電池の残存容量を補正する。これにより、二次電池の残存容量は、検出された時期に対応して、たとえば、検出された時期がエンジンのクランキングが開始するときであるときは、算出される起電力が収束する時間を短縮する時定数を使用することにより、補正される。その結果、二次電池から負荷へ放電される時期に基づいて残存容量を補正し、精度の高い、二次電池の残存容量を算出できる残存容量算出方法を提供できる。
【００２９】
第１１の発明に係る残存容量算出方法は、第７から１０のいずれかの発明の構成に加えて、車両を駆動する動力源に接続された二次電池の残存容量を算出する方法であって、検出ステップは、二次電池に接続された動力源が始動を開始する時期を検出するステップを含む。
【００３０】
第１１の発明によると、検出ステップは、動力源、たとえば自動車のエンジン、が始動を開始する時期を検出する。算出ステップは、検出された時期に基づいて、二次電池の残存容量を補正する。これにより、二次電池の残存容量は、動力源が始動を開始する時期に対応して、補正される。その結果、二次電池から負荷へ放電される時期に基づいて残存容量を補正し、精度の高い、二次電池の残存容量を算出できる残存容量算出方法を提供できる。
【００３１】
第１２の発明に係る残存容量算出方法は、第７から１０のいずれかの発明の構成に加えて、検出ステップは、二次電池に接続された補機電装品の使用を開始する時期を検出するステップを含む。
【００３２】
第１２の発明によると、検出ステップは、補機電装品、たとえばカーオーディオ装置、の使用を開始する時期を検出する。検出された時期に対応して、算出ステップは、二次電池の残存容量を補正する。これにより、二次電池の残存容量は、補機電装品の使用を開始する時期に対応して、補正される。その結果、二次電池から負荷へ放電される時期に基づいて残存容量を補正し、精度の高い、二次電池の残存容量を算出できる残存容量算出方法を提供できる。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。
【００３４】
図１に、本発明の実施の形態に係る残存容量算出装置を含む、車両の制御ブロック図を示す。この車両は、エンジン１００、補機電装品１２０、イグニッションスイッチ（以下、Ｉ／Ｇスイッチと表わす。）１０２、二次電池１０４、状態検出センサ１０６、電流計１０８、電圧計１１０、メモリ１１２、Ｉ／Ｆ１１４、電池ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１１６、モニタ１１８、および温度センサ１２２を含む。
【００３５】
エンジン１００および補機電装品１２０は、Ｉ／Ｇスイッチ１０２を介して、二次電池１０４に接続される。補機電装品１２０は、たとえば、カーオーディオ装置、カーエアコン等である。二次電池１０４は、状態検出センサ１０６、電流計１０８および電圧計１１０に接続される。
【００３６】
状態検出センサ１０６は、エンジン１００および二次電池１０４に接続される。状態検出センサ１０６、電流計１０８、電圧計１１０および温度センサ１２２は、インターフェイス１１４を介して、電池ＥＣＵ１１６に接続される。メモリ１１２およびモニタ１１８は、電池ＥＣＵ１１６に接続される。
【００３７】
状態検出センサ１０６は、Ｉ／Ｇスイッチ１０２の位置を検知することにより、エンジン１００が始動を開始する時期を検出する。この時期は、たとえば、クランクシャフトが始動するときの加速度の変化あるいは二次電池１０４から放電されるときの電流の変化等により、検出するようにしてもよい。
【００３８】
電流計１０８は、二次電池１０４からの放電電流および二次電池１０４への充電電流を検知する。電圧計１１０は、二次電池１０４の端子電圧を検知する。端子電圧は、二次電池１０４の出力端子の電圧を表わす。温度センサ１２２は、二次電池１０４の温度を検知する。
【００３９】
メモリ１１２は、起電力Ｖ（１）の算出に使用する数式（以下、数式（１）という。）を記憶する。この数式（１）は、たとえば、Ｖ（１）＝（端子電圧−分極電圧−内部抵抗電圧降下）である。Ｖ（１）は、後述の減衰処理を行なう前の起電力である。端子電圧は、電圧計１１０により検知される。分極電圧および内部抵抗電圧降下は、電流計１０８が検知した電流に基づいて、電池ＥＣＵ１１６により、算出される。
【００４０】
メモリ１１２は、予め特定された、二次電池１０４の起電力と推定残存容量との関係を表わす起電力−残存容量マップを記憶する。推定残存容量は、このマップおよび起電力に基づいて、特定される。メモリ１１２は、二次電池１０４の残存容量の算出に使用するゲインマップを記憶する。
【００４１】
図２および図３に、メモリ１１２に記憶されるゲインマップを表わす。図２に、エンジン１００がクランキングを開始するとき以外に実行される算出処理に使用される補正ゲインマップＭ（２）を示す。図３に、エンジン１００がクランキングを開始するときに実行される算出処理に使用される補正ゲインマップＭ（１）を示す。電池ＥＣＵ１１６は、温度センサ１２２が検知した二次電池１０４の温度に基づいて、補正量の算出に使用する補正ゲインを特定する。
【００４２】
図２と図３との相違は、補正ゲインの大きさである。エンジン１００がクランキングを開始するときに使用される、図３における補正ゲインは、図２における補正ゲインよりも大きい。これにより、補正ゲインマップＭ（１）から算出される補正量は、補正ゲインマップＭ（２）から算出される補正量よりも、大きくなる。このようにすると、エンジン１００がクランキングを開始するときには、残存容量の補正量を大きくすることができる。
【００４３】
メモリ１１２は、予め設定された時定数τ（１）およびτ（２）を記憶する。τ（１）およびτ（２）は、減衰処理時定数である。これらの時定数は、後述する、起電力の減衰処理に使用する数式に使用される。τ（１）は、エンジン１００がクランキングを開始するときに実行される残存容量の算出処理に使用される。τ（２）は、エンジン１００がクランキングを開始するとき以外に実行される残存容量の算出処理に使用される。τ（１）はτ（２）より小さい。このようにすると、τ（１）を使用して算出した起電力が目標値に収束するまでの時間は、τ（２）を使用して算出した起電力が目標値に収束するまでの時間より短くなる。
【００４４】
メモリ１１２は、起電力の減衰処理に使用する数式（以下、数式（２）という。）を記憶する。この数式（２）は、たとえば、Ｖ（２）＝Ｖ（０）＋｛Ｔ／τ×（Ｖ（１）−Ｖ（０））｝である。Ｖ（０）は、前回実行した減衰処理で算出された起電力である。Ｖ（１）は、減衰処理を実行する前の起電力である。Ｖ（２）は、減衰処理を実行した後の起電力である。Ｔは、予めメモリ１１２に記憶された、処理の間隔を表わす定数である。τは、前述したτ（１）およびτ（２）のいずれかから、所定の条件に基づいて、選択される。
【００４５】
メモリ１１２は、補正量Ｃを算出するための数式（以下、数式（３）という。）を記憶する。この数式（３）は、たとえば、Ｃ＝Ｇ×ΔＳＯＣである。Ｇは、補正ゲインを表わす。補正ゲインＧは、選択されたゲインマップＭ（１）およびＭ（２）のいずれかにおいて、電池温度に基づいて特定される。ΔＳＯＣは、電流積算値より算出される第１の手法による推定残存容量（以下、ＳＯＣ（１）と表わす。）と、起電力Ｖ（２）から、起電力−残存容量マップに基づいて特定される第２の手法による推定残存容量（以下、ＳＯＣ（２）と表わす。）との差である。
【００４６】
メモリ１１２は、残存容量の算出処理を最後に実行して得られた、起電力Ｖ（０）、二次電池１０４の残存容量、および最後にエンジン１００が停止したときにおける電池ＥＣＵ１１６の処理情報（たとえば、残存容量の算出処理を実行した時刻等）を記憶する。
【００４７】
インターフェイス１１４は、状態検出センサ１０６、電流計１０８、電圧計１１０および温度センサ１２２からのアナログ信号をデジタル信号に変換し、電池ＥＣＵ１１６に、デジタル信号を送信する。
【００４８】
電池ＥＣＵ１１６は、電流計１０８が検知した二次電池１０４からの放電電流および二次電池１０４への充電電流を用いて、電流積算値を算出する。電池ＥＣＵ１１６は、算出した電流積算値を用いて、ＳＯＣ（１）を算出する。電池ＥＣＵ１１６は、電圧計１１０が検知した端子電圧および電流計１０８が検知した電流を用いて、分極電圧および内部抵抗電圧降下を算出する。電池ＥＣＵ１１６は、端子電圧、分極電圧および内部抵抗電圧降下と、数式（１）とを使用して、起電力Ｖ（１）を算出する。
【００４９】
電池ＥＣＵ１１６は、状態検出センサ１０６が検出したエンジン１００の状態に基づいて、エンジン１００がクランキングを開始しようとしているときであるか否かを判断する。エンジン１００がクランキングを開始しようとしているときであるときは、電池ＥＣＵ１１６は、時定数τ（１）およびゲインマップＭ（１）を選択する。エンジン１００がクランキングを開始しようとしているときではないときは、電池ＥＣＵ１１６は、時定数τ（２）およびゲインマップＭ（２）を選択する。
【００５０】
電池ＥＣＵ１１６は、選択した時定数、ゲインマップ、メモリ１１２に記憶されている処理の間隔を表わす定数Ｔおよび数式（２）を用いて、起電力Ｖ（２）を算出する。電池ＥＣＵ１１６は、算出した起電力Ｖ（２）に基づいて、起電力−残存容量マップからＳＯＣ（２）を特定する。電池ＥＣＵ１１６は、ＳＯＣ（１）とＳＯＣ（２）とを用いて、ΔＳＯＣを算出する。
【００５１】
電池ＥＣＵ１１６は、選択されたゲインマップから特定される補正ゲインＧ、算出されたΔＳＯＣおよび数式（３）を用いて、残存容量の補正量Ｃを算出する。電池ＥＣＵ１１６は、ＳＯＣ（１）に算出された補正量を加算して、二次電池１０４の残存容量を算出する。電池ＥＣＵ１１６は、算出された残存容量を表わす信号を出力する。
【００５２】
モニタ１１８は、電池ＥＣＵ１１６により算出された、二次電池１０４の残存容量を表示する。
【００５３】
図４を参照して、本実施の形態に係る残存容量算出装置が二次電池１０４の残存容量を算出する手順を、フローチャートを用いて説明する。
【００５４】
ステップ（以下、ステップをＳと表わす）４０２にて、電池ＥＣＵ１１６は、電流計１０８を用いて、二次電池１０４からの放電電流および二次電池１０４への充電電流を検知する。電池ＥＣＵ１１６は、検知された電流に基づいて、電流積算値を算出する。電池ＥＣＵ１１６は、二次電池１０４の分極電圧および内部抵抗電圧降下を算出する。電池ＥＣＵ１１６は、状態検出センサ１０６を用いて、エンジン１００がクランキングを開始しようとしているときであるか否かを検出する。この検出は、たとえば、クランクシャフトが始動を開始するときの加速度の変化、二次電池１０４から放電される電流の変化等を用いて、実行される。
【００５５】
Ｓ４０４にて、電池ＥＣＵ１１６は、算出された電流積算値に基づいて、ＳＯＣ（１）を算出する。
【００５６】
Ｓ４０６にて、電池ＥＣＵ１１６は、電圧計１１０を用いて、二次電池１０４の端子電圧を検知する。電池ＥＣＵ１１６は、端子電圧、分極電圧および内部抵抗電圧降下と、数式（１）とを使用して、起電力Ｖ（１）を算出する。
【００５７】
Ｓ４０８にて、電池ＥＣＵ１１６は、状態検出センサ１０６が検出したエンジンが始動を開始する時期に基づいて、エンジン１００がクランキングを開始しようとしているときであるか否かを判断する。エンジン１００がクランキングを開始しようとしているときであるとき（Ｓ４０８にてＹＥＳ）、処理はＳ４１０に移る。エンジン１００がクランキングを開始しようとしているときではないとき（Ｓ４０８にてＮＯ）、処理はＳ４１２に移る。
【００５８】
Ｓ４１０にて、電池ＥＣＵ１１６は、メモリ１１２に記憶されている時定数τ（１）およびτ（２）の中から、τ（１）を選択する。電池ＥＣＵ１１６は、メモリ１１２に記憶されているゲインマップの中から、ゲインマップＭ（１）を選択する。その後、処理は、Ｓ４１４に移る。
【００５９】
Ｓ４１２にて、電池ＥＣＵ１１６は、メモリ１１２に記憶されている時定数τ（１）とτ（２）の中から、τ（２）を選択する。電池ＥＣＵ１１６は、メモリ１１２に記憶されているゲインマップの中から、ゲインマップＭ（２）を選択する。その後、処理は、Ｓ４１４に移る。
【００６０】
Ｓ４１４にて、電池ＥＣＵ１１６は、τ（１）およびτ（２）のいずれかの時定数、処理の間隔を表わす定数Ｔ、起電力Ｖ（１）、前回算出した起電力Ｖ（０）および数式（２）を使用して、起電力Ｖ（２）を算出する。
【００６１】
Ｓ４１６にて、電池ＥＣＵ１１６は、算出された起電力Ｖ（２）に基づいて、ＳＯＣ（２）を算出する。
【００６２】
Ｓ４１８にて、電池ＥＣＵ１１６は、ＳＯＣ（１）とＳＯＣ（２）との差（ΔＳＯＣ）を算出する。
【００６３】
Ｓ４２０にて、電池ＥＣＵ１１６は、補正ゲインＧ、算出されたΔＳＯＣおよび数式（３）を用いて、補正量Ｃを算出する。
【００６４】
Ｓ４２２にて、電池ＥＣＵ１１６は、ＳＯＣ（１）にΔＳＯＣを加算する。算出された値は、二次電池１０４の残存容量となる。電池ＥＣＵ１１６は、モニタ１１８に、残存容量を表わす信号を送信する。電池ＥＣＵ１１６は、二次電池１０４の残存容量の算出処理を終了する。
【００６５】
以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係る残存容量の算出装置の動作を、場合を分けて説明する。
【００６６】
［クランキング開始時］
ユーザがエンジン１００を始動すると、電流計１０８は、二次電池１０４から放電される電流を検知する。電流積算値、二次電池１０４の分極電圧および内部抵抗電圧降下は、検知された電流に基づいて算出される。状態検出センサは、エンジン１００の状態を検出する（Ｓ４０２）。ＳＯＣ（１）は、算出された電流積算値に基づいて、算出される（Ｓ４０４）。
【００６７】
電圧計１１０は、二次電池１０４の端子電圧を測定する。起電力Ｖ（１）は、端子電圧、分極電圧、内部抵抗電圧降下および数式（１）から算出される（Ｓ４０６）。
【００６８】
クランキングを開始しようとしているということが、電池ＥＣＵ１１６により判断されると（Ｓ４０８にてＹＥＳ）、ゲインマップＭ（１）および時定数τ（１）が選択される（Ｓ４１０）。
【００６９】
起電力Ｖ（２）は、メモリ１１２に記憶されている、前回算出した起電力Ｖ（０）、処理の間隔Ｔ、選択された時定数τ（１）および数式（２）を用いて算出される（Ｓ４１４）。
【００７０】
ＳＯＣ（２）は、算出された起電力Ｖ（２）およびメモリ１１２に記憶されているゲインマップ（図３）に基づいて、特定される（Ｓ４１６）。ＳＯＣ（１）とＳＯＣ（２）との差であるΔＳＯＣが、算出される（Ｓ４１８）。補正量Ｃは、算出されたΔＳＯＣ、選択されたゲインマップＭ（１）から特定される補正ゲインＧおよび数式（３）を用いて、算出される（Ｓ４２０）。
【００７１】
二次電池１０４の残存容量は、ＳＯＣ（１）および算出された補正量を用いて算出される（Ｓ４２２）。二次電池１０４の残存容量が算出されると、電池ＥＣＵ１１６は、運転席に配置されたモニタ１１８に、その残存容量を通知するための信号を送信する。
【００７２】
図５に、エンジン１００がクランキングを開始しようとしたときに算出される、残存容量の推移を示す。算出処理において、ゲインマップＭ（１）および時定数τ（１）が選択される。電池ＥＣＵ１１６は、通常時、すなわち、エンジン１００がクランキングを開始しようとするとき以外に算出される補正量よりも大きい補正量を算出する。算出される残存容量が実際の残存容量に収束するのに要する時間は、通常時に算出される残存容量が実際の値に収束するのに要する時間よりも短くなる。その結果、電池ＥＣＵ１１６によって算出された残存容量は、二次電池１０４の実際の残存容量に、通常時よりも速く収束する。
【００７３】
［クランキング開始時以外］
算出処理が、予め定められた、残存容量の算出処理の間隔に基づいて、開始すると、電流計１０８は、二次電池１０４から放電される電流を検知する。電流積算値、二次電池１０４の分極電圧および内部抵抗電圧降下は、検知された電流に基づいて算出される。状態検出センサは、エンジン１００の状態を検出する（Ｓ４０２）。ＳＯＣ（１）は、算出された電流積算値に基づいて、算出される（Ｓ４０４）。
【００７４】
電圧計１１０は、二次電池１０４の端子電圧を測定する。起電力Ｖ（１）は、端子電圧、分極電圧、内部抵抗電圧降下および数式（１）から算出される（Ｓ４０６）。
【００７５】
クランキングを開始しようとしているときではないということが、電池ＥＣＵ１１６により判断されると（Ｓ４０８にてＮＯ）、ゲインマップＭ（２）および時定数τ（２）が選択される（Ｓ４１２）。
【００７６】
起電力Ｖ（２）は、メモリ１１２に記憶されている、前回算出した起電力Ｖ（０）、処理の間隔Ｔ、選択された時定数τ（１）および数式（２）を用いて算出される（Ｓ４１４）。
【００７７】
ＳＯＣ（２）は、算出された起電力Ｖ（２）およびメモリ１１２に記憶されているゲインマップ（図２）に基づいて特定される（Ｓ４１６）。ＳＯＣ（１）とＳＯＣ（２）との差であるΔＳＯＣが算出される（Ｓ４１８）。補正量Ｃは、算出されたΔＳＯＣ、選択されたゲインマップＭ（２）から特定される補正ゲインＧおよび数式（３）に基づいて算出される（Ｓ４２０）。
【００７８】
二次電池１０４の残存容量は、ＳＯＣ（１）および算出された補正量を用いて算出される（Ｓ４２２）。二次電池１０４の残存容量が算出されると、電池ＥＣＵ１１６は、運転席に配置されたモニタ１１８に、その残存容量を通知するための信号を送信する。
【００７９】
図６に、エンジンがクランキングを開始しようとしたとき以外に算出される、残存容量の推移を示す。この場合、残存容量の実際値と電池ＥＣＵ１１６が算出した値との間には、大きな乖離はない。残存容量の算出処理において、ゲインマップＭ（２）および時定数τ（２）が選択される。これにより、電池ＥＣＵ１１６は、予め特定された補正量を算出し、算出された残存容量は、予め定められた時間内に収束する。その結果、電池ＥＣＵ１１６が算出した残存容量の推移は、二次電池１０４の実際の残存容量の推移に追従する。
【００８０】
図７に、従来の残存容量算出装置により補正される残存容量の推移を示す。この場合、算出装置は、エンジン１００がクランキングを開始しようとしているときであるか否かという判断に基づいて、補正処理に使用するパラメータ（たとえば、ゲインマップ、時定数等）を変更しない。算出装置は、予め記憶されたゲインマップおよび時定数に基づいて、残存容量の補正処理を実行する。
【００８１】
したがって、たとえば、自然放電により残存容量が低下した二次電池１０４の残存容量の算出処理が実行されると、算出された残存容量の値が実際の残存容量の値に収束するまで、時間を要する。この間、残存容量計は、二次電池１０４が充電されているにもかかわらず、残存容量の減少を表示し続ける。
【００８２】
このようにして、残存容量の算出処理は、エンジンが始動を開始するとき（たとえば、クランキングを開始するとき）であるか否かの判断に基づいて、算出処理に使用するパラメータが選択される。ユーザは、運転席に設置されたモニタ１１８を参照することにより、エンジン１００がクランキングを開始したときに算出された二次電池１０４の残存容量を確認できる。
【００８３】
したがって、たとえば、自然放電等により残存容量が減少した場合は、エンジン１００がクランキングを開始したときに実行される算出処理により、残存容量の値は、その減少に対応した値に更新される。その結果、モニタ１１８は、精度の高い残存容量の情報を表示する。
【００８４】
以上のようにして、ユーザがエンジンを始動したときに対応して、電流、電圧およびエンジンが始動を開始する時期に基づいて、二次電池の残存容量を補正することができる。その結果、二次電池から負荷へ放電される時期に基づいて残存容量を補正し、精度の高い、二次電池の残存容量を算出できる残存容量算出装置を提供できる。
【００８５】
なお、残存容量の算出処理に使用する特性値は、電池ＥＣＵ１１６が、二次電池の放電により、補機電装品が使用可能な状態である位置（たとえば、イグニッションキーのＡＣＣ（アクセサリ）の位置）を検知した時期に基づいて、選択してもよい。
【００８６】
今回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およ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。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態に係る二次電池の残存容量算出装置の構成である。
【図２】  本発明の実施の形態に係る二次電池の残存容量算出装置が使用する、ゲインマップ（その１）である。
【図３】  本発明の実施の形態に係る二次電池の残存容量算出装置が使用する、ゲインマップ（その２）である。
【図４】  本発明の実施の形態に係る二次電池の残存容量算出装置が行なう処理を表わすフローチャートである。
【図５】  本発明の実施の形態に係る二次電池の残存容量算出装置が行なう処理における、残存容量の推移を表わす図（その１）である。
【図６】  本発明の実施の形態に係る二次電池の残存容量算出装置が行なう処理における、残存容量の推移を表わす図（その２）である。
【図７】  従来の二次電池の残存容量算出装置が行なう処理における、残存容量の推移を表わす図である。
【符号の説明】
１００  エンジン、１０２  Ｉ／Ｇスイッチ、１０４  二次電池、１０６  状態検出センサ、１０８  電流計、１１０  電圧計、１１２  メモリ、１１４  Ｉ／Ｆ、１１６  電池ＥＣＵ、１１８  モニタ、１２０  補機電装品、１２２  温度センサ。
【図１】
0004078847.tif 000002
【図２】
0004078847.tif 000003
【図３】
0004078847.tif 000004
【図４】
0004078847.tif 000005
【図５】
0004078847.tif 000006
【図６】
0004078847.tif 000007
【図７】
0004078847.tif 000008