JP2007212298A - 二次電池の残存容量推定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】過充電および過放電をより安定的に回避しつつ、二次電池の残存容量を高精度に推定する二次電池の残存容量推定装置を提供する。
【解決手段】ＳＯＣ推定値依存ゲイン選択部４６は、推定ＳＯＣに対するＳＯＣ推定値（前回値）の偏差に補正ゲインＧ１を乗じて補正値を算出する。そして、ＳＯＣ推定値依存ゲイン選択部４６は、ＳＯＣ推定値（前回値）が過充電に近い領域に存在し、かつ、ＳＯＣ推定値（前回値）をより小さい値（ＳＯＣ制御中心側）に補正する場合、ならびに、ＳＯＣ推定値（前回値）が過放電に近い領域に存在し、かつ、ＳＯＣ推定値（前回値）をより大きい値（ＳＯＣ制御中心側）に補正する場合において、相対的に小さい補正ゲインＧ１を選択する。そのため、ＳＯＣ推定値（前回値）が過充電または過放電に近い場合において、充放電制御における二次電池についての安全側となるように補正される。
【選択図】図３

Description

この発明は、充電可能に構成される二次電池の残存容量推定装置に関し、特に二次電池の過充電および過放電をより安定して回避するための技術に関する。

二次電池は、種々の分野に使用されているが、この二次電池の効率的な運用のためには、二次電池の充放電制御を的確に行なう必要がある。このために、二次電池の残存容量（ＳＯＣ：State of Charge；以下、単にＳＯＣとも称す）を高い精度で推定する必要がある。

従来から、二次電池の入出力電流を積算することでＳＯＣを推定する、いわゆる電流積算方式が知られている。このような電流積算方式では、たとえば満充電（フル充電）をしないような電池の使用形態においては、電流積算にかかる演算装置（ＣＰＵ）の最下位ビット桁落ちや自己放電による容量低下などによる誤差の影響、あるいは電流センサ精度への依存度が高いなどの理由により推定精度を向上させるには限界があった。

そこで、推定精度を向上させるため、電池の起電圧（開放電圧：Open Circuit Voltage；以下、単にＯＣＶとも称す）および電流積算値の両方を用いて電池の残存容量（ＳＯＣ）を推定することが提案されている（たとえば特許文献１）。具体的には、電池の起電圧によりＳＯＣの補正パラメータを決定し、当該補正パラメータを使用して電流積算に基づくＳＯＣを補正することを特徴とした電池の残存容量算出方法が提案されている。

同様に電流積算および二次電池の出力電圧の両方を用いて残存容量を演算する手法としては、電流積算に基づく残存容量推定に用いられる充電効率ηを出力電圧に応じて補正する残存容量制御方法が提案されている（たとえば特許文献２）。
特開２００３−１４９３０７号公報 特開２００２−３６９３９１号公報 特開２０００−２５８５１４号公報

特に、ハイブリッド車両などに搭載される二次電池に対しては、推定されたＳＯＣに基づいて、ＳＯＣの制御中心値を境界として、充電を優先あるいは放電を優先するように充放電制御が行なわれる。さらに、その制御中心値を含むＳＯＣ管理範囲に上下限値を設定して、過充電および過放電が防止される。すなわち、管理上限値を超えた場合には充電が制限または禁止される一方で、管理下限値を下回った場合には放電が制限または禁止される。

そのため、二次電池の充放電制御における安全性の確保、すなわち二次電池の過充電および過放電を回避する観点からは、ＳＯＣ管理範囲の上下限値付近でのＳＯＣ推定値をより高精度で推定することが望ましい。そこで、ＳＯＣ管理範囲の上下限値付近では、ＳＯＣの補正パラメータが大きく設定される。

しかしながら、補正値は、充放電電流の積算値に基づく推定ＳＯＣを起電圧による推定ＳＯＣに近付ける方向に決定される。そのため、起電圧に基づく推定ＳＯＣ（たとえば、８０％）に比較して、電流積算値に基づく推定ＳＯＣ（たとえば、８５％）がより管理上限値（たとえば、９０％）に近接している場合であっても、電流積算値に基づく推定ＳＯＣをより低い方向、すなわち管理上限値から離れる方向に大きく補正する。二次電池の過充電を回避する観点からは、このような補正は逆効果であり、かえって過充電の危険性を増大させてしまう。

同様にして、起電圧に基づく推定ＳＯＣ（たとえば、２０％）に比較して、電流積算値に基づく推定ＳＯＣ（たとえば、１５％）がより管理下限値（たとえば、１０％）に近接している場合であっても、電流積算値に基づく推定ＳＯＣをより高い方向、すなわち管理下限値から離れる方向に大きく補正するため、かえって過放電の危険性を増大させてしまう。

また、二次電池の充放電電流の大きさに応じて、二次電池の残存容量の時間変化率は変化する。そのため、残存容量が管理上限値に近接している場合において、大きな充電電流が生じると過充電を生じる危険性があり、管理下限値に近接している場合において、大きな放電電流が生じると過放電を生じる危険性があった。

この発明は、このような問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、過充電および過放電をより安定的に回避しつつ、二次電池の残存容量を高精度に推定する二次電池の残存容量推定装置を提供することである。

この第１の発明によれば、充放電されるように構成された二次電池の残存容量推定装置である。この二次電池の残存容量推定装置は、前回の残存容量推定時からの二次電池の充放電量に基づき、二次電池の残存容量についての第１の推定値を算出する第１の推定手段と、二次電池の状態値に基づいて、二次電池の残存容量についての第２の推定値を算出する第２の推定手段と、第２の推定値に対する前回の残存容量推定時において推定された二次電池の残存容量推定値である残存容量前回値の偏差に応じた補正値により、第１の推定値を補正することで、二次電池の残存容量推定値を生成する補正手段とを備える。そして、補正手段は、残存容量前回値の大きさ、および残存容量前回値と第２の推定値との大小関係に基づいて、補正値を算出する。

この第１の発明によれば、二次電池の残存容量推定値を生成するために、前回の残存容量推定時からの二次電池の充放電量に基づいて算出された第１の推定値を、前回の残存容量推定時において推定された二次電池の残存容量推定値である残存容量前回値の大きさ、および残存容量前回値と第２の推定値との大小関係に基づいて補正することで二次電池の残存容量推定値を算出する。そのため、前回の二次電池の残存容量推定値が存在する領域（たとえば、過充電または過放電に近い領域であるか否か）、および、補正値が発生する方向（たとえば、過充電側または過放電側のいずれの方向に補正値が発生するか）に基づいて、補正値を決定できる。

よって、過充電または過放電に近い領域にある場合には、充放電制御における二次電池についての安全側（より過充電側またはより過放電側）となるように、残存容量推定値を算出できる一方で、それ以外の領域においては、第２の推定値への追従性を高めて、残存容量推定値の推定精度を向上させることができる。

好ましくは、補正手段は、第２の推定値および残存容量前回値を受け、偏差を算出する偏差算出手段と、偏差算出手段から偏差を受け、偏差に少なくとも１個の補正ゲインを乗じることで補正値を算出する補正値算出手段と、補正値算出手段から補正値を受け、第１の推定手段から受けた第１の推定値に補正値を加算して出力する推定値算出手段とを含む。そして、少なくとも１個の補正ゲインは、第１の補正ゲインを含み、補正値算出手段は、残存容量前回値の大きさ、および残存容量前回値と第２の推定値との大小関係に基づいて、第１の補正ゲインを選択する第１の補正ゲイン選択手段を含む。

さらに好ましくは、第１の補正ゲイン選択手段は、残存容量前回値が二次電池の過充電に近い第１の領域内であり、かつ、第２の推定値が第１の所定値以上である場合において、残存容量前回値が第２の推定値より大きいときの第１の補正ゲインを、残存容量前回値が第２の推定値より小さいときに比較して小さくする一方で、残存容量前回値が二次電池の過放電に近い第２の領域内であり、かつ、第２の推定値が第２の所定値以下である場合において、残存容量前回値が第２の推定値より小さいときの第１の補正ゲインを、残存容量前回値が第２の推定値より大きいときに比較して小さくする。

また好ましくは、第１の補正ゲイン選択手段は、残存容量前回値および第２の推定値を入力とする所定マップの参照により、第１の補正ゲインを選択する。

また好ましくは、少なくとも１個の補正ゲインは、第２の補正ゲインをさらに含み、補正値算出手段は、二次電池を充放電するための二次電池の入出力電流と第２の推定値との関係に基づいて、第２の補正ゲインを選択する第２の補正ゲイン選択手段をさらに含む。

さらに好ましくは、第２の補正ゲイン選択手段は、第２の推定値が二次電池の過充電に近い第３の所定値以上である場合において、二次電池への入力電流の増大に従い第２の補正ゲインを大きくする一方で、第２の推定値が二次電池の過放電に近い第４の所定値以下である場合において、二次電池への出力電流の増大に伴い第２の補正ゲインを大きくする。

また好ましくは、第２の補正ゲイン選択手段は、二次電池の入出力電流および第２の推定値を入力とする所定マップの参照により、第２の補正ゲインを選択する。

この第２の発明によれば、充放電されるように構成された二次電池の残存容量推定装置である。この二次電池の残存容量推定装置は、前回の残存容量推定時からの二次電池の充放電量に基づき、二次電池の残存容量についての第１の推定値を算出する第１の推定手段と、二次電池の状態値に基づいて、二次電池の残存容量についての第２の推定値を算出する第２の推定手段と、第２の推定値に対する前回の残存容量推定時において推定された二次電池の残存容量推定値である残存容量前回値の偏差に応じた補正値により、第１の推定値を補正することで、二次電池の残存容量推定値を生成する補正手段とを備える。そして、補正手段は、二次電池を充放電するための二次電池の入出力電流と第２の推定値との関係に基づいて、補正値を算出する。

この第２の発明によれば、二次電池の残存容量推定値を生成するために、前回の残存容量推定時からの二次電池の充放電量に基づいて算出された第１の推定値を、二次電池の入出力電流と第２の推定値との関係に基づいて補正することで二次電池の残存容量推定値を算出する。そのため、第２の推定値が存在する領域と対応する二次電池の入出力電流（たとえば、過充電に近い領域で所定値以上の入力電流が生じているか、あるいは過放電に近い領域で所定値以上の出力電流が生じているかなど）に基づいて、補正値を決定できる。

よって、第２の推定値が過充電に近い領域にあって、二次電池への入力電流が大きい場合や、第２の推定値が過放電に近い領域にあって、二次電池からの出力電流が大きい場合などには、第２の推定値への追従性を高めて、残存容量推定値の推定精度を向上させることができる。

好ましくは、補正手段は、第２の推定値および残存容量前回値を受け、偏差を算出する偏差算出手段と、偏差算出手段から偏差を受け、偏差に少なくとも１個の補正ゲインを乗じることで補正値を算出する補正値算出手段と、補正値算出手段から補正値を受け、第１の推定手段から受けた第１の推定値に補正値を加算して出力する推定値算出手段とを含む。そして、少なくとも１個の補正ゲインは、第１の補正ゲインを含み、補正値算出手段は、二次電池の入出力電流と第２の推定値との関係に基づいて、第１の補正ゲインを選択する第１の補正ゲイン選択手段を含む。

さらに好ましくは、第１の補正ゲイン選択手段は、第２の推定値が二次電池の過充電に近い第１の所定値以上である場合において、二次電池への入力電流の増大に従い第１の補正ゲインを大きくする一方で、第２の推定値が二次電池の過放電に近い第２の所定値以下である場合において、二次電池からの出力電流の増大に従い第１の補正ゲインを大きくする。

また好ましくは、第１の補正ゲイン選択手段は、二次電池の入出力電流および第２の推定値を入力とする所定マップの参照により、第１の補正ゲインを選択する。

また好ましくは、少なくとも１個の補正ゲインは、第３の補正ゲインをさらに含み、補正値算出手段は、二次電池の電池温度に基づいて、第３の補正ゲインを選択する第３の補正ゲイン選択手段をさらに含む。

さらに好ましくは、第３の補正ゲイン選択手段は、二次電池の電池温度の上昇に従い、第３の補正ゲインを大きくする。

また好ましくは、第１の推定手段は、二次電池の入出力電流の積算値に基づいて、二次電池の充放電量を取得する。

また好ましくは、第２の推定手段は、二次電池の起電圧に基づいて、第２の推定値を算出する。

さらに好ましくは、二次電池の充放電電圧、二次電池の分極電圧、および二次電池の内部抵抗により生じる電圧降下、に基づいて、二次電池の起電圧を算出する起電圧算出手段をさらに備える。

この発明によれば、過充電および過放電をより安定的に回避しつつ、二次電池の残存容量を高精度に推定する二次電池の残存容量推定装置を実現できる。

この発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中の同一または相当部分については、同一符号を付してその説明は繰返さない。

［実施の形態１］
図１は、この発明の実施の形態１に従う二次電池の残存容量推定装置を搭載した車両１００の概略構成図である。

図１を参照して、車両１００は、二次電池６と、ＰＣＵ（Power Control Unit）８と、モータジェネレータ（ＭＧ：Motor Generator）１０と、ＥＣＵ１と、電圧測定部１２と、電流測定部１４と、温度測定部１６とを含む。この車両１００は、モータジェネレータ１０の駆動力と、図示しないエンジンの駆動力の少なくともいずれか一方により走行するハイブリッド車両である。なお、ハイブリッド車両に代えて、燃料電池を搭載した燃料自動車やモータジェネレータの駆動力だけで走行する電気自動車であってもよい。

二次電池６は、複数の電池セルを一体化した電池モジュールを、さらに複数直列に接続して構成された組電池であり、一例として、リチウムイオン電池やニッケル水素電池などからなる。そして、二次電池６は、ＰＣＵ８を介して充放電されるように構成される。

ＰＣＵ８は、車両１００の力行時には、二次電池６から供給される直流電力を交流電力に変換し、モータジェネレータ１０へ供給する一方、車両１００の回生制動時には、モータジェネレータ１０が発生する交流電力を直流電力に変換し、二次電池６へ供給することで、車両１００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、ＰＣＵ８は、二次電池６から供給される直流電力を昇圧したり、モータジェネレータ１０から供給される直流電圧を降圧したりする昇降圧コンバータ（ＤＣ／ＤＣコンバータ）を含んでもよい。

なお、ここで言う回生制動とは、ハイブリッド車両の運転者によるフットブレーキ操作があった場合における発電制動を伴う制動、およびフットブレーキ操作をしないものの、走行中にアクセルペダルをオフすることで発電制動をさせながら減速（または加速を中止）することを含む。

モータジェネレータ１０は、たとえば三相交流回転電機であり、ＰＣＵ８から供給される交流電力を受けて電動機として機能し、車両１００を走行させるための駆動力を図示しない車輪に伝達する。また、モータジェネレータ１０は、車輪を介して伝達される回転駆動力を受けて発電機として機能し、車両１００が有する運動エネルギーを電力に変換して、ＰＣＵ８を介して二次電池６に回生する。

ＥＣＵ１は、車両１００の運転状態、アクセル開度、シフトポジション、二次電池のＳＯＣ、ならびにＥＣＵ１に内蔵されたＲＯＭ（Read Only Memory）３に格納されたマップおよびプログラムなどに基づいて演算処理を行なう。これにより、ＥＣＵ１は、運転者の操作指示に応じた運転状態となるように、車両に搭載された機器類を制御する。

ＥＣＵ１には、二次電池６の充放電電圧Ｖｂを測定する電圧測定部１２と、二次電池６の入出力電流Ｉｂを測定する電流測定部１４と、二次電池の電池温度Ｔｂを測定する温度測定部１６とが接続されている。そして、ＥＣＵ１は、ＳＯＣ推定部２および充放電制御部５を含む。

ＳＯＣ推定部２は、それぞれ電圧測定部１２、電流測定部１４および温度測定部１６が測定する、二次電池６の充放電電圧Ｖｂ、二次電池６の入出力電流Ｉｂおよび二次電池６の電池温度Ｔｂに基づいて、二次電池６のＳＯＣを逐次推定する。推定された二次電池６のＳＯＣ推定値は、ＥＣＵ１に内蔵されたＲＡＭ（Random Access Memory）４に格納される。

充放電制御部５は、ＲＡＭ４に格納されたＳＯＣ推定値に応じて、ＰＣＵ８に制御指令を与え、モータジェネレータ１０から二次電池６へ供給される充電量、ならびに二次電池６からモータジェネレータ１０へ供給される放電量を制御する。

図２は、充放電制御部５による充放電制御の一例を示す図である。なお、図２においては、Ｓ１＜Ｓ２＜Ｓ３＜Ｓ４が成立する。

図２を参照して、充放電制御部５は、二次電池６が過充電状態に近くなり、ＳＯＣ推定値が状態値Ｓ３を超過すると、ＳＯＣ推定値の増加に伴い二次電池６に対する充電量を漸減させる。さらに、ＳＯＣ推定値が状態値Ｓ４を超過すると、充放電制御部５は、充電量をゼロとする。このように、充放電制御部５は、充電制限領域（状態値Ｓ３〜状態値Ｓ４）において、二次電池６に対する充電を制限し、かつ、充電禁止領域（状態値Ｓ４〜）において、二次電池６に対する充電を禁止する。

一方、充放電制御部５は、二次電池６が過放電状態に近くなり、ＳＯＣ推定値が状態値Ｓ２を下回ると、ＳＯＣ推定値の低下に伴い二次電池６に対する放電量を漸減させる。さらに、ＳＯＣ推定値が状態値Ｓ１を下回ると、充放電制御部５は、放電量をゼロとする。このように、充放電制御部５は、放電制限領域（状態値Ｓ２〜状態値Ｓ１）において、二次電池６からの放電を制限し、かつ、放電禁止領域（状態値Ｓ１〜）において、二次電池６からの放電を禁止する。

図３は、ＳＯＣ推定部２における処理を示すブロック図である。
図３を参照して、ＳＯＣ推定部２は、所定周期（たとえば１００ｍｓｅｃ毎）で演算処理を実行し、前回推定時（１周期前）に算出したＳＯＣ推定値と、前回推定時から現在までの充放電電圧Ｖｂ、入出力電流Ｉｂおよび電池温度Ｔｂに基づいて、現在のＳＯＣ推定値を算出する。そして、ＳＯＣ推定部２は、暫定ＳＯＣ算出部３０と、起電圧算出部２０と、推定ＳＯＣ算出部２８と、ＳＯＣ算出部４０とからなる。

暫定ＳＯＣ算出部３０は、前回の残存容量（ＳＯＣ）推定時からの二次電池６の充放電量に基づいて、二次電池６の残存容量についての第１の推定値＃ＳＯＣａを算出する。すなわち、暫定ＳＯＣ算出部３０は、前回推定時から現在までの二次電池６における充放電量の変化分を加算または減算することで、第１の推定値＃ＳＯＣａを算出する。一例として、暫定ＳＯＣ算出部３０は、二次電池６の入出力電流Ｉｂの積算値に基づいて、二次電池６の充放電量を取得する。

そして、暫定ＳＯＣ算出部３０は、入出力電流Ｉｂを積算する積算部３２と、積算部３２の出力値および前回算出したＳＯＣ推定値との和を第１の推定値＃ＳＯＣａとして出力する加算部３４とを含む。なお、以下では、第１の推定値＃ＳＯＣａを「暫定ＳＯＣ」とも称する。ここで、暫定ＳＯＣは、前回の残存容量推定値からの二次電池６の充放電量に基づく、二次電池６の残存容量についての推定値である。

起電圧算出部２０は、二次電池６の充放電電圧Ｖｂ、二次電池６の分極電圧、および二次電池６の内部抵抗により生じる電圧降下、に基づいて、二次電池６の起電圧を算出する。そして、起電圧算出部２０は、電圧降下算出部２２と、分極電圧算出部２４と、加算部２６とを含む。

電圧降下算出部２２は、電池温度Ｔｂおよび入出力電流Ｉｂに基づいて、二次電池６内部に生じる電圧降下を算出する。たとえば、電池温度Ｔｂを入力（パラメータ）とする内部抵抗の変化を予めマップとして記憶しておき、当該マップの参照によって求められる内部抵抗と入出力電流Ｉｂとの積によりこの電圧降下を算出する。

分極電圧算出部２４は、電池温度Ｔｂおよび入出力電流Ｉｂに基づいて、二次電池６に生じる分極電圧を算出する。この分極電圧の算出についても、電池温度Ｔｂおよび入出力電流Ｉｂを入力（パラメータ）とするマップを予め記憶しておき、当該マップの参照によって行なうことができる。

なお、電圧降下の算出方法および分極電圧の算出方法について特に限定されるものではなく、周知技術を適用可能であるので、この発明の実施の形態では、その詳細な説明は省略する。

加算部２６は、充放電電圧Ｖｂに電圧降下算出部２２で算出される電圧降下を加え、さらに分極電圧算出部２４で算出される分極電圧を差し引くことにより、二次電池６の起電圧（開放電圧）の推定値＃ＯＣＶを算出する。

なお、起電圧算出部２０で用いられる、充放電電圧Ｖｂ、入出力電流Ｉｂおよび電池温度Ｔｂについては、たとえば、前回推定時から現在までの期間における平均値とすればよい。

推定ＳＯＣ算出部２８は、起電圧算出部２０により算出された、二次電池６の状態値の一例である起電圧＃ＯＣＶに基づいて、二次電池６の残存容量についての第２の推定値＃ＳＯＣｂを算出する。なお、以下では、第２の推定値＃ＳＯＣｂを「推定ＳＯＣ」とも称する。ここで、推定ＳＯＣは、二次電池６の状態値に基づく、二次電池６の残存容量についての推定値である。

なお、この発明の実施の形態１においては、二次電池６の状態値に基づく残存容量についての推定値を算出する一例として、二次電池６の起電圧に基づいて算出する構成（推定ＳＯＣ算出部２８）について例示するが、推定ＳＯＣの算出はこの構成に限定されることはない。たとえば、二次電池６の電池内圧に基づいて推定ＳＯＣを算出してもよい。すなわち、推定ＳＯＣについては、二次電池の充放電電圧、入出力電流、電池温度および電池内圧などの状態値を、二次電池の種類に応じて、適宜選択的に用いて求めることが可能である。

図４は、二次電池６の起電圧ＯＣＶとＳＯＣとの関係の一例を示す図である。
図４を参照して、二次電池６のＳＯＣには、起電圧ＯＣＶとの対応関係が存在する。そこで、推定ＳＯＣ算出部２８は、予め記憶された図４に示すようなマップの参照により、二次電池６の起電圧＃ＯＣＶに対応するマップ値を求めることで、推定ＳＯＣ（＃ＳＯＣｂ）を０〜１００（％）の範囲で算出することができる。

再度、図３を参照して、ＳＯＣ算出部４０は、それぞれ暫定ＳＯＣ算出部３０および推定ＳＯＣ算出部２８から、暫定ＳＯＣ（＃ＳＯＣａ）および推定ＳＯＣ（＃ＳＯＣｂ）を受け、暫定ＳＯＣ（＃ＳＯＣａ）を所定の演算によって算出された補正値で補正することで、二次電池６の残存容量（ＳＯＣ）推定値を生成する。すなわち、ＳＯＣ算出部４０は、暫定ＳＯＣ（＃ＳＯＣａ）を推定ＳＯＣ（＃ＳＯＣｂ）に近付けるように補正する積分要素（Ｉ要素）として機能する。

具体的には、ＳＯＣ算出部４０は、前回の残存容量推定時において推定されたＳＯＣ推定値（以下では、「ＳＯＣ推定値（前回値）」とも称す）の大きさ、およびＳＯＣ推定値（前回値）と推定ＳＯＣ（＃ＳＯＣｂ）との大小関係に基づいて、補正値を算出する。そして、ＳＯＣ算出部４０は、減算部４２と、補正値算出部５０と、加算部５２とを含む。

減算部４２は、推定ＳＯＣ算出部２８が算出する推定ＳＯＣ（＃ＳＯＣｂ）と、ＳＯＣ推定値（前回値）とを受けて、推定ＳＯＣ（＃ＳＯＣｂ）に対するＳＯＣ推定値（前回値）の偏差（＝推定ＳＯＣ（＃ＳＯＣｂ）−ＳＯＣ推定値（前回値））を算出する。そして、減算部４２は、算出した偏差を補正値算出部５０へ出力する。

補正値算出部５０は、減算部４２から偏差を受け、当該偏差に複数の補正ゲインを乗じることで補正値を算出する。そして、補正値算出部５０は、換算ゲイン部４４と、ＳＯＣ推定値依存ゲイン選択部４６と、電池温度依存ゲイン選択部４８とを含み、偏差に各部における補正ゲインを順次乗じて補正値を算出する。

換算ゲイン部４４は、固定値の換算ゲインＫをもち、偏差の変動幅に応じて、出力される補正値幅が適切となるように偏差を調整する。

ＳＯＣ推定値依存ゲイン選択部４６は、ＳＯＣ推定値（前回値）の大きさ、およびＳＯＣ推定値（前回値）と推定ＳＯＣ（＃ＳＯＣｂ）との大小関係に基づいて、補正ゲインＧ１を選択する。一例として、ＳＯＣ推定値依存ゲイン選択部４６は、ＳＯＣ推定値（前回値）および推定ＳＯＣ（＃ＳＯＣｂ）を入力（パラメータ）とするマップを予め記憶しておき、当該マップの参照によって補正ゲインＧ１を選択することができる。そして、ＳＯＣ推定値依存ゲイン選択部４６は、換算ゲイン部４４において換算ゲインＫが乗じられた後の偏差に自己の補正ゲインＧ１をさらに乗じて出力する。

電池温度依存ゲイン選択部４８は、電池温度Ｔｂに基づいて、補正ゲインＧ３を選択する。一例として、電池温度依存ゲイン選択部４８についても、電池温度Ｔｂおよび推定ＳＯＣ（＃ＳＯＣｂ）を入力（パラメータ）とするマップを予め記憶しておき、当該マップの参照によって補正ゲインＧ３を選択することができる。そして、電池温度依存ゲイン選択部４８は、ＳＯＣ推定値依存ゲイン選択部４６において補正ゲインＧ１が乗じられた後の値に自己の補正ゲインＧ３をさらに乗じて、補正値ΔＳＯＣとして出力する。

なお、ＳＯＣ推定値依存ゲイン選択部４６および電池温度依存ゲイン選択部４８における補正ゲインの選択の詳細については後述する。

加算部５２は、電池温度依存ゲイン選択部４８から補正値ΔＳＯＣを受け、暫定ＳＯＣ算出部３０から受けた暫定ＳＯＣ（＃ＳＯＣａ）に補正値ΔＳＯＣを加算してＳＯＣ推定値として出力する。

（ＳＯＣ推定値依存ゲイン選択部）
以下、ＳＯＣ推定値依存ゲイン選択部４６における補正ゲインＧ１の選択について詳述する。

図５は、ＳＯＣ算出部４０において算出される補正値ΔＳＯＣを説明するための図である。

図５（ａ）は、ＳＯＣ推定値が比較的大きい（過充電に近い）場合である。
図５（ｂ）は、ＳＯＣ推定値が比較的小さい（過放電に近い）場合である。

図５（ａ）を参照して、ＳＯＣ推定値依存ゲイン選択部４６は、推定ＳＯＣ（＃ＳＯＣｂ）に対するＳＯＣ推定値（前回値）の偏差を算出し、当該偏差に所定の補正ゲインを乗じて補正値を算出する。そのため、推定ＳＯＣ（＃ＳＯＣｂ）＜ＳＯＣ推定値（前回値）であれば、負の偏差が生じるため、ＳＯＣ暫定値（＃ＳＯＣａ）には負の補正値が加算され、ＳＯＣ推定値はより低い値を示す推定ＳＯＣ（＃ＳＯＣｂ）と一致する方向に補正され続ける。

そのため、たとえば二次電池６に対する充電が継続されている場合において、ＳＯＣ推定値が過充電に近い値を示しているにも関わらず、ＳＯＣ推定値が推定ＳＯＣ（＃ＳＯＣｂ）より大きければ、ＳＯＣ推定値は過充電側と反対側（低ＳＯＣ側）に補正される。そのため、電圧測定部１２、電流測定部１４および温度測定部１６における測定精度などに応じて、推定ＳＯＣ（＃ＳＯＣｂ）に誤差が生じていると、二次電池６が過充電状態になっているにも関わらず、相対的に小さいＳＯＣ推定値を算出してしまうおそれがある。

また、図５（ｂ）を参照して、推定ＳＯＣ（＃ＳＯＣｂ）＞ＳＯＣ推定値（前回値）であれば、正の偏差が生じるため、ＳＯＣ暫定値（＃ＳＯＣａ）には正の補正値が加算され、ＳＯＣ推定値は、より大きい値を示す推定ＳＯＣ（＃ＳＯＣｂ）と一致する方向に補正され続ける。

そのため、たとえば二次電池６に対する放電が継続されている場合において、ＳＯＣ推定値が過放電に近い値を示しているにも関わらず、ＳＯＣ推定値が推定ＳＯＣ（＃ＳＯＣｂ）より小さければ、ＳＯＣ推定値は過放電と反対側（高ＳＯＣ側）に補正される。そのため、電圧測定部１２、電流測定部１４および温度測定部１６における測定精度などに応じて、推定ＳＯＣ（＃ＳＯＣｂ）に誤差が生じていると、二次電池６が過放電状態になっているにも関わらず、相対的に大きいＳＯＣ推定値を算出してしまうおそれがある。

そこで、ＳＯＣ推定値依存ゲイン選択部４６は、このような状況において、補正ゲインＧ１を相対的に小さくすることで、過剰な補正値の算出を抑制し、充放電制御における二次電池６についての安全側（より過充電側、またはより過放電側）となるように、ＳＯＣ推定値を算出する。

図６は、ＳＯＣ推定値依存ゲイン選択部４６についてのマップ４６＃を示す図である。
図６を参照して、マップ４６＃は、ＳＯＣ推定値（前回値）および推定ＳＯＣ（＃ＳＯＣｂ）を入力とする２次元マップであり、出力されるマップ値は補正ゲインＧ１である。この補正ゲインＧ１は、図３におけるＳＯＣ推定値依存ゲイン選択部４６が乗じる補正ゲインである。

マップ４６＃は、ＳＯＣ推定値（前回値）が過充電に近いＳＯＣ領域ｒ１ならびにＳＯＣ推定値（前回値）が過放電に近いＳＯＣ領域ｒ２、および特性線６０〜６４により、領域が規定される。ここで、特性線６０は、ＳＯＣ推定値（前回値）と推定ＳＯＣ（＃ＳＯＣｂ）とが互いに一致する位置を示す。特性線６１および６２は、推定ＳＯＣ（＃ＳＯＣｂ）がそれぞれ所定値となる位置を示す。特性線６３は、推定ＳＯＣ（＃ＳＯＣｂ）に対するＳＯＣ推定値の偏差が−ｄ１となる位置を示す。特性線６４は、推定ＳＯＣ（＃ＳＯＣｂ）に対するＳＯＣ推定値の偏差がｄ２となる位置を示す。

そして、マップ４６＃では、ＳＯＣ推定値（前回値）が二次電池６の過充電に近いＳＯＣ領域ｒ１内であり、かつ、推定ＳＯＣ（＃ＳＯＣｂ）が所定値以上（特性線６１の下側）である場合において、ＳＯＣ推定値（前回値）が推定ＳＯＣ（＃ＳＯＣｂ）より大きいとき（特性線６０の上側）のゲイン値ｇ１１が、ＳＯＣ推定値（前回値）が推定ＳＯＣ（＃ＳＯＣｂ）より小さいとき（特性線６０の下側）のゲイン値ｇ１５に比較して小さく設定される。

ここで、ＳＯＣ領域ｒ１は、たとえば、図２に示したような充電制限領域（状態値Ｓ３〜状態値Ｓ４）に相当するように選択することができる。すなわち、ＳＯＣ推定値（前回値）が充電制限値（状態値Ｓ３）まで上昇している場合には、より安全側に補正を行なう（補正ゲインＧ１を相対的に小さくする）一方で、充電禁止値（状態値Ｓ４）まで上昇した後は、二次電池６に対する充電が禁止されるので、より追従性を高めて推定精度を高める（補正ゲインＧ１を元に戻すまたは相対的に大きくする）ことが望ましい。

上述したように、ＳＯＣ推定値（前回値）が過充電に近いＳＯＣ領域ｒ１内である場合において、このような安全側に補正を行なう（補正ゲインを相対的に小さくする）ことが必要なのは、ＳＯＣ推定値（前回値）が推定ＳＯＣ（＃ＳＯＣｂ）より大きい場合である。そのため、マップ４６＃においてゲイン値ｇ１１が設定される領域は、特性線６０より上側の領域であり、特性線６０の下側の領域は、ゲイン値ｇ１１より大きいゲイン値ｇ１５が設定される。

また、マップ４６＃において、より小さいゲイン値ｇ１１が設定される領域は、推定ＳＯＣ（＃ＳＯＣｂ）が所定値以上である特性線６１の下側に制限される。

図４に示すような二次電池６の起電圧とＳＯＣとの関係によれば、ＳＯＣ変化に対する起電圧の変化量は、５０％近傍から過充電側（相対的に大きいＳＯＣ）または過放電側（相対的に小さいＳＯＣ）になるほど大きくなる。すなわち、ＳＯＣが５０％近傍にあれば、ＳＯＣの変化に対する起電圧変化が相対的に小さい（ＳＯＣ変化に対する感度が低い）ので、推定ＳＯＣ（＃ＳＯＣｂ）の推定誤差が相対的に大きくなる。よって、このような推定ＳＯＣ（＃ＳＯＣｂ）の推定誤差が相対的に大きくなるような領域においては、より追従性を高めて推定精度を高めることが望ましい。

そのため、マップ４６＃においては、二次電池６の起電圧特性に応じて、推定ＳＯＣ（＃ＳＯＣｂ）の測定誤差が相対的に大きくなる領域が、特性線６１および６２により規定される。そして、ＳＯＣの測定誤差が相対的に小さい領域、すなわち特性線６１の下側領域および特性線６２の上側領域には、より小さいゲインが設定される。

一方、マップ４６＃では、ＳＯＣ推定値（前回値）が二次電池６の過放電に近いＳＯＣ領域ｒ２内であり、かつ、推定ＳＯＣ（＃ＳＯＣｂ）が所定値以下（特性線６２の上側）である場合において、ＳＯＣ推定値（前回値）が推定ＳＯＣ（＃ＳＯＣｂ）より小さいとき（特性線６０の下側）のゲイン値ｇ１２が、ＳＯＣ推定値（前回値）が推定ＳＯＣ（＃ＳＯＣｂ）より大きいとき（特性線６０の上側）のゲイン値ｇ１５に比較して小さく設定される。

ここで、ＳＯＣ領域ｒ２は、たとえば、図２に示したような放電制限領域（状態値Ｓ２〜状態値Ｓ１）に相当するように選択することができる。すなわち、ＳＯＣ推定値（前回値）が放電制限値（状態値Ｓ２）まで低下している場合には、より安全側に補正を行なう（補正ゲインを相対的に小さくする）一方で、放電禁止値（状態値Ｓ１）まで低下した後は、二次電池６に対する放電が禁止されるので、より追従性を高めて推定精度を高める（補正ゲインを元に戻すまたは相対的に大きくする）ことが望ましい。

上述したように、ＳＯＣ推定値（前回値）が過放電に近いＳＯＣ領域ｒ２内である場合において、このような安全側に補正を行なう（補正ゲインを相対的に小さくする）ことが必要なのは、ＳＯＣ推定値（前回値）が推定ＳＯＣ（＃ＳＯＣｂ）より小さい場合である。そのため、マップ４６＃においてゲイン値ｇ１２が設定される領域は、特性線６０より下側の領域であり、特性線６０の上側の領域は、ゲイン値ｇ１２より大きいゲイン値ｇ１５が設定される。

さらに、上述したように、ＳＯＣ測定誤差が相対的に小さい領域、すなわち特性線６２の上側の領域に対してより小さいゲイン値ｇ１２が設定される。

また、マップ４６＃においては、推定ＳＯＣ（＃ＳＯＣｂ）に対するＳＯＣ推定値（前回値）の乖離が過剰となった場合には、さらに追従性を高めて推定精度を高める（補正ゲインをより大きくする）ために、偏差の絶対値が｜ｄ１｜より大きい領域（特性線６３の上側領域）および偏差の絶対値が｜ｄ２｜より大きい領域（特性線６４の下側領域）に対して、それぞれゲイン値ｇ１５より大きいゲイン値ｇ１３およびゲイン値ｇ１４が設定される。

したがって、マップ４６＃においては、ゲイン値ｇ１１，ｇ１２＜ゲイン値ｇ１５＜ゲイン値ｇ１３，ｇ１４の関係が成立する。

上述のマップ４６＃においては、それぞれ特性線６３，６４を規定するための偏差ｄ１，ｄ２が互いに独立である場合について説明したが、過充電側および過放電側における補正値の算出を対称的に行なうために、｜ｄ１｜＝｜ｄ２｜としてもよい。また、同様に理由で、ゲイン値ｇ１１＝ゲイン値ｇ１２、およびゲイン値ｇ１３＝ゲイン値ｇ１４としてもよい。さらに、上述したのと同様の技術的意味をもつのであれば、ゲイン値ｇ１２，ｇ１３，ｇ１４，ｇ１５内をさらに細分化したゲイン値を設定するようにしてもよい。

（電池温度依存ゲイン選択部）
以下、電池温度依存ゲイン選択部４８における補正ゲインＧ３の選択について詳述する。

図７は、電池温度依存ゲイン選択部４８についてのマップ４８＃を示す図である。
図７を参照して、マップ４８＃は、電池温度Ｔｂおよび推定ＳＯＣ（＃ＳＯＣｂ）を入力（パラメータ）とする２次元マップであり、出力されるマップ値は補正ゲインＧ３である。この補正ゲインＧ３は、図３における電池温度依存ゲイン選択部４８が乗じる補正ゲインである。

二次電池６は、化学的作用に基づいて、電気エネルギー（電荷）を充放電する。この化学的作用は、電池温度によりその活性度が変化し、電池温度Ｔｂが上昇するに従い、より活性化する。このような活性度の高まりにより、二次電池６の起電圧推定値＃ＯＣＶが変動しやすくなるので、推定ＳＯＣ（＃ＳＯＣｂ）も相対的に大きく変動する。そのため、補正ゲインＧ３を相対的に高くして追従性を高め、残存容量推定値の推定精度を向上させることが望ましい。

一方で、推定ＳＯＣ（＃ＳＯＣｂ）が過充電または過放電に近い場合においても、二次電池６の起電圧推定値＃ＯＣＶが変動しやすくなるので、補正ゲインＧ３を相対的に高くして追従性を高め、残存容量推定値の推定精度を向上させることが望ましい。

そこで、マップ４８＃は、このような特性を示す補正ゲインＧ３が選択されるように、設定される。

図８は、マップ４８＃における推定ＳＯＣ（＃ＳＯＣｂ）に関する補正ゲインＧ３の変化を示す図である。なお、図８における温度Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３は、図７のマップ４８＃に示す温度Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３に対応する。

図８を参照して、マップ４８＃では、電池温度Ｔｂが温度Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３のいずれであっても、推定ＳＯＣ（＃ＳＯＣｂ）が５０％近傍からそれぞれ過充電側および過放電側に変位するにつれ、補正ゲインＧ３が大きくなるように設定される。すなわち、電池温度依存ゲイン選択部４８は、過充電側および過放電側における補正ゲインＧ３を相対的に大きく設定することで、より推定精度を向上させる。

さらに、マップ４８＃では、二次電池６の電池温度Ｔｂの上昇に従い、推定ＳＯＣ（＃ＳＯＣｂ）の各々に対応する補正ゲインＧ３を大きくするように設定される。すなわち、電池温度Ｔｂが上昇するに従い、補正ゲインＧ３を示す特性線は、グラフの上側へ移動することになる。このように、二次電池６の電池温度Ｔｂの上昇に従い、補正ゲインＧ３を大きくすることで、電池温度Ｔｂの変化に関わらず、二次電池６についてのＳＯＣ推定値を安定して高精度で算出できる。

なお、この発明の実施の形態１においては、暫定ＳＯＣ算出部３０が「第１の推定手段」を実現し、推定ＳＯＣ算出部２８が「第２の推定手段」を実現し、ＳＯＣ算出部４０が「補正手段」を実現し、起電圧算出部２０が「起電圧算出手段」を実現する。そして、減算部４２が「偏差算出手段」を実現し、補正値算出部５０が「補正値算出手段」を実現し、加算部５２が「推定値算出手段」を実現する。さらに、ＳＯＣ推定値依存ゲイン選択部４６が「第１の補正ゲイン選択手段」を実現し、電池温度依存ゲイン選択部４８が「第３の補正ゲイン選択手段」を実現する。

なお、上述のこの発明の実施の形態１においては、補正値算出部５０に含まれる、ＳＯＣ推定値依存ゲイン選択部４６および電池温度依存ゲイン選択部４８が、それぞれ補正ゲインＧ１およびＧ３を乗じて補正値ΔＳＯＣを算出する構成について説明したが、ＳＯＣ推定値依存ゲイン選択部４６または電池温度依存ゲイン選択部４８のいずれか一方だけを含むように補正値算出部を構成してもよい。すなわち、ＳＯＣ推定値依存ゲイン選択部４６により選択される補正ゲインＧ１、または電池温度依存ゲイン選択部４８により選択される補正ゲインＧ３のいずれか一方だけを乗じて補正値ΔＳＯＣを算出する構成としても、過充電および過放電をより安定的に回避しつつ、二次電池の残存容量の高精度な推定を実現できる。

この発明の実施の形態１によれば、ＳＯＣ推定値依存ゲイン選択部４６は、ＳＯＣ推定値（前回値）が過充電に近い領域に存在し、かつ、ＳＯＣ推定値（前回値）をより小さい値（ＳＯＣ制御中心側）に補正する場合には、相対的に小さい補正ゲインＧ１を選択する。また、ＳＯＣ推定値依存ゲイン選択部４６は、ＳＯＣ推定値（前回値）が過放電に近い領域に存在し、かつ、ＳＯＣ推定値（前回値）をより大きい値（ＳＯＣ制御中心側）に補正する場合には、相対的に小さい補正ゲインＧ１を選択する。

そのため、ＳＯＣ推定値（前回値）が過充電または過放電に近い領域にある場合において、充放電制御における二次電池についての安全側（より過充電側またはより過放電側）となるような残存容量推定値が算出される。よって、過充電および過放電をより安定的に回避しつつ、二次電池の残存容量の高精度な推定を実現できる。

また、この発明の実施の形態１によれば、電池温度依存ゲイン選択部４８は、電池温度Ｔｂの上昇に従い、相対的に大きく変動する推定ＳＯＣ（＃ＳＯＣｂ）に応じて、補正ゲインＧ３を相対的に高くして追従性を高め、残存容量推定値の推定精度を向上させる。また、電池温度依存ゲイン選択部４８は、過充電または過放電の領域に近付くにつれ、相対的に大きく変動する推定ＳＯＣ（＃ＳＯＣｂ）に応じて、補正ゲインＧ３を相対的に高くして追従性を高め、残存容量推定値の推定精度を向上させる。

そのため、電池温度Ｔｂが高い場合や過充電または過放電に近い領域にある場合など、残存容量推定値の推定精度が低下しやすい場合においても、追従性を高めて、推定精度を向上させることができる。よって、過充電および過放電をより安定的に回避しつつ、二次電池の残存容量の高精度な推定を実現できる。

［実施の形態２］
上述のこの発明の実施の形態１においては、ＳＯＣ推定値（前回値）ならびに推定ＳＯＣ（＃ＳＯＣｂ）、および電池温度に基づいて、それぞれ選択された補正ゲインにより補正値ΔＳＯＣを算出する構成について説明した。一方、この発明の実施の形態２においては、入出力電流ならびに推定ＳＯＣ（＃ＳＯＣｂ）、および電池温度に基づいて、それぞれ選択された補正ゲインにより補正値ΔＳＯＣを算出する構成について説明する。

図９は、この発明の実施の形態２に従うＳＯＣ推定部２Ａにおける処理を示すブロック図である。

図９を参照して、この発明の実施の形態２に従うＳＯＣ推定部２Ａは、図３に示すこの発明の実施の形態１に従うＳＯＣ推定部２において、ＳＯＣ算出部４０をＳＯＣ算出部４０Ａに代えたものと等価である。そして、ＳＯＣ算出部４０Ａは、補正値算出部５０を補正値算出部５０Ａに代えたものと等価である。さらに、補正値算出部５０Ａは、ＳＯＣ推定値依存ゲイン選択部４６を入出力電流依存ゲイン選択部４７に代えたものと等価である。

入出力電流依存ゲイン選択部４７は、電流測定部１４から受けた二次電池６の入出力電流Ｉｂと、推定ＳＯＣ算出部２８から受けた推定ＳＯＣ（＃ＳＯＣｂ）との関係に基づいて、補正ゲインＧ２を選択する。一例として、入出力電流依存ゲイン選択部４７は、入出力電流Ｉｂおよび推定ＳＯＣ（＃ＳＯＣｂ）を入力（パラメータ）とするマップを予め記憶しておき、当該マップの参照によって補正ゲインＧ２を選択することができる。そして、入出力電流依存ゲイン選択部４７は、換算ゲイン部４４において換算ゲインＫが乗じられた後の偏差に自己の補正ゲインＧ２をさらに乗じて出力する。

その他については、この発明の実施の形態１に従うＳＯＣ推定部２と同様であるので、詳細な説明は繰返さない。

（入出力電流依存ゲイン選択部）
以下、入出力電流依存ゲイン選択部４７における補正ゲインＧ２の選択について詳述する。

再度図４を参照して、二次電池６の起電圧とＳＯＣとの関係によれば、ＳＯＣ変化に対する起電圧の変化量は、５０％近傍から過充電側（相対的に大きいＳＯＣ）または過放電側（相対的に小さいＳＯＣ）になるほど大きくなる。

そのため、二次電池６が過充電に近い状態において、二次電池６への入力電流（充電電流）が大きいと、推定ＳＯＣ（＃ＳＯＣｂ）が大きく変動する可能性がある。同様に、二次電池６が過放電に近い状態において、二次電池６からの出力電流（放電電流）が大きいと、推定ＳＯＣ（＃ＳＯＣｂ）が大きく変動する可能性がある。そこで、このような状況においては、補正値ΔＳＯＣを大きくして、追従性を高めて推定精度を向上させることが望ましい。

図１０は、入出力電流依存ゲイン選択部４７についてのマップ４７＃を示す図である。
図１０を参照して、マップ４７＃は、二次電池６の入出力電流Ｉｂおよび推定ＳＯＣ（＃ＳＯＣｂ）を入力（パラメータ）とする２次元マップであり、出力されるマップ値は補正ゲインＧ２である。この補正ゲインＧ２は、図９における入出力電流依存ゲイン選択部４７が乗じる補正ゲインである。

マップ４７＃では、推定ＳＯＣ（＃ＳＯＣｂ）が二次電池６の過充電に近い所定値（特性線６７上で各入出力電流Ｉｂに対応する推定ＳＯＣ（＃ＳＯＣｂ））以上である場合において、二次電池６への入力電流の増大に従い出力される補正ゲインＧ２が大きく設定される。一方で、推定ＳＯＣ（＃ＳＯＣｂ）が二次電池６の過放電に近い所定値（特性線６８上で各入出力電流Ｉｂに対応する推定ＳＯＣ（＃ＳＯＣｂ））以下である場合において、二次電池６への出力電流の増大に従い出力される補正ゲインＧ２が大きく設定される。

すなわち、特性線６７の下側領域および特性線６８の上側領域においては、その他の領域に設定されるゲイン値ｇ２１より大きいゲイン値ｇ２２およびｇ２３が設定される。なお、特性線６７および６８は、二次電池６の満充電容量（Ａｈ）、入出力電流値（Ａ）およびＳＯＣに対する起電圧特性などに応じて適宜決定される。さらに、マップ４７＃においては、ゲイン値ｇ２１およびｇ２２内がさらに細分化して設定されており、入力電流または出力電流の増大に伴い、出力される補正ゲインＧ２が大きくなるように設定される。

図１１は、図１０に示すマップ４７＃の各推定ＳＯＣ（＃ＳＯＣｂ）に対応するゲイン特性７０〜７４を説明するための図である。なお、図１１における符号７０〜７４は、図１０における符号７０〜７４に対応する。

図１１（ａ）は、推定ＳＯＣ（＃ＳＯＣｂ）が比較的大きい（過充電に近い）場合である。

図１１（ｂ）は、推定ＳＯＣ（＃ＳＯＣｂ）が比較的小さい（過放電に近い）場合である。

図１０および図１１（ａ）を参照して、たとえば、推定ＳＯＣ（＃ＳＯＣｂ）が５０％である場合のゲイン特性７０は、特性線６７および６８と交差しないので、入出力電流Ｉｂに関わらず、一定値のゲイン値ｇ２１が選択される。

一方、ゲイン特性７０に対応する推定ＳＯＣ（＃ＳＯＣｂ）より大きい推定ＳＯＣ（＃ＳＯＣｂ）に対応するゲイン特性７１では、特性線６７と交差するので、入出力電流Ｉｂが所定の入力電流値Ｉ１を超過すると、補正ゲインＧ２が漸増し始める。

さらに、より大きな推定ＳＯＣ（＃ＳＯＣｂ）に対応する大きいゲイン特性７２では、入出力電流Ｉｂが入力電流値Ｉ１より小さな入力電流値Ｉ２を超過すると、補正ゲインＧ２が漸増し始める。

このように、マップ４７＃においては、推定ＳＯＣ（＃ＳＯＣｂ）が特性線６７で規定される所定値以上である場合において、入力電流（充電電流）が大きくなるに従って、ならびに推定ＳＯＣ（＃ＳＯＣｂ）が大きくなるに従って、出力される補正ゲインＧ２が大きくなるように設定される。

一方、図１０および図１１（ｂ）を参照して、ゲイン特性７０に対応する推定ＳＯＣ（＃ＳＯＣｂ）より小さい推定ＳＯＣ（＃ＳＯＣｂ）に対応するゲイン特性７３では、特性線６８と交差するので、入出力電流Ｉｂが所定の出力電流値Ｉ３を超過すると、補正ゲインＧ２は漸増し始める。

さらに、より小さい推定ＳＯＣ（＃ＳＯＣｂ）に対応するゲイン特性７４では、入出力電流Ｉｂが出力電流値Ｉ３より小さな出力電流値Ｉ４を超過すると、補正ゲインＧ２が漸増し始める。

このように、マップ４７＃においては、推定ＳＯＣ（＃ＳＯＣｂ）が特性線６８で規定される所定値以上である場合において、出力電流（放電電流）が大きくなるに従って、ならびに推定ＳＯＣ（＃ＳＯＣｂ）が小さくなるに従って、出力される補正ゲインＧ２が大きくなるように設定される。

上述したように、二次電池６を過充電に至らしめるような入力電流、または、二次電池６を過放電に至らしめるような出力電流に応じて、補正ゲインＧ２を大きくすることで、二次電池６についてのＳＯＣ推定値を安定して高精度で算出できる。

なお、この発明の実施の形態２においては、暫定ＳＯＣ算出部３０が「第１の推定手段」を実現し、推定ＳＯＣ算出部２８が「第２の推定手段」を実現し、ＳＯＣ算出部４０Ａが「補正手段」を実現し、起電圧算出部２０が「起電圧算出手段」を実現する。そして、減算部４２が「偏差算出手段」を実現し、補正値算出部５０Ａが「補正値算出手段」を実現し、加算部５２が「推定値算出手段」を実現する。さらに、入出力電流依存ゲイン選択部４７が「第１の補正ゲイン選択手段」を実現し、電池温度依存ゲイン選択部４８が「第３の補正ゲイン選択手段」を実現する。

なお、上述のこの発明の実施の形態２においては、補正値算出部５０Ａに含まれる、入出力電流依存ゲイン選択部４７および電池温度依存ゲイン選択部４８が、それぞれ補正ゲインＧ２およびＧ３を乗じて補正値ΔＳＯＣを算出する構成について説明したが、入出力電流依存ゲイン選択部４７、または電池温度依存ゲイン選択部４８のいずれか一方だけを含むように補正値算出部を構成してもよい。すなわち、入出力電流依存ゲイン選択部４７により選択される補正ゲインＧ２、または電池温度依存ゲイン選択部４８により選択される補正ゲインＧ３のいずれか一方だけを乗じて補正値ΔＳＯＣを算出する構成としても、過充電および過放電をより安定的に回避しつつ、二次電池の残存容量の高精度な推定を実現できる。

この発明の実施の形態２によれば、入出力電流依存ゲイン選択部４７が、過充電に近い状態であって、かつ、入力電流（充電電流）が大きい場合や、過放電に近い状態であって、かつ、出力電流（放電電流）が大きい場合などのように、推定ＳＯＣ（＃ＳＯＣｂ）が大きく変動する可能性がある状況において、補正ゲインＧ２を相対的に高くして追従性を高め、残存容量推定値の推定精度を向上させる。

そのため、過充電または過放電に近い領域において、残存容量推定値の推定精度が低下しやすい場合においても、追従性を高めて、推定精度を向上させることができる。よって、過充電および過放電をより安定的に回避しつつ、二次電池の残存容量の高精度な推定を実現できる。

また、この発明の実施の形態２によれば、電池温度依存ゲイン選択部４８は、電池温度Ｔｂの上昇に従い、相対的に大きく変動する推定ＳＯＣ（＃ＳＯＣｂ）に応じて、補正ゲインＧ３を相対的に高くして追従性を高め、残存容量推定値の推定精度を向上させる。また、電池温度依存ゲイン選択部４８は、過充電または過放電の領域に近付くにつれ、相対的に大きく変動する推定ＳＯＣ（＃ＳＯＣｂ）に応じて、補正ゲインＧ３を相対的に高くして追従性を高め、残存容量推定値の推定精度を向上させる。

そのため、電池温度Ｔｂが高い場合や過充電または過放電に近い領域にある場合など、残存容量推定値の推定精度が低下しやすい場合においても、追従性を高めて、推定精度を向上させることができる。よって、過充電および過放電をより安定的に回避しつつ、二次電池の残存容量の高精度な推定を実現できる。

［実施の形態３］
上述のこの発明の実施の形態１および２においては、それぞれ、ＳＯＣ推定値（前回値）、推定ＳＯＣ（＃ＳＯＣｂ）、電池温度に基づいて選択された補正ゲインにより補正値を算出する構成、および入出力電流、推定ＳＯＣ（＃ＳＯＣｂ）、電池温度に基づいて選択された補正ゲインにより補正値を算出する構成について説明した。一方、この発明の実施の形態３においては、すべての補正ゲインを用いて補正値を算出する構成について説明する。

図１２は、この発明の実施の形態３に従うＳＯＣ推定部２Ｂにおける処理を示すブロック図である。

図１２を参照して、この発明の実施の形態３に従うＳＯＣ推定部２Ｂは、図３に示すこの発明の実施の形態１に従うＳＯＣ推定部２において、ＳＯＣ算出部４０をＳＯＣ算出部４０Ｂに代えたものと等価である。そして、ＳＯＣ算出部４０Ｂは、補正値算出部５０を補正値算出部５０Ｂに代えたものと等価である。さらに、補正値算出部５０Ｂは、補正値算出部５０において、図９に示す入出力電流依存ゲイン選択部４７をさらに備えたものと等価である。

その他については、この発明の実施の形態１に従うＳＯＣ推定部２と同様であるので、詳細な説明は繰返さない。

上述のこの発明の実施の形態１および２で詳述したように、ＳＯＣ推定値依存ゲイン選択部４６、入出力電流依存ゲイン選択部４７、および電池温度依存ゲイン選択部４８は、各々が過充電および過放電を安定的に回避しつつ、二次電池の残存容量の高精度な推定を行なうように補正ゲインを選択する。したがって、ＳＯＣ算出部４０Ｂは、実施の形態１または２に比較して、過充電および過放電をより安定的に回避しつつ、二次電池の残存容量をより高精度に推定したＳＯＣ推定値を算出できる。

なお、この発明の実施の形態３においては、暫定ＳＯＣ算出部３０が「第１の推定手段」を実現し、推定ＳＯＣ算出部２８が「第２の推定手段」を実現し、ＳＯＣ算出部４０Ｂが「補正手段」を実現し、起電圧算出部２０が「起電圧算出手段」を実現する。そして、減算部４２が「偏差算出手段」を実現し、補正値算出部５０Ｂが「補正値算出手段」を実現し、加算部５２が「推定値算出手段」を実現する。さらに、ＳＯＣ推定値依存ゲイン選択部４６が「第１の補正ゲイン選択手段」を実現し、入出力電流依存ゲイン選択部４７が「第２の補正ゲイン選択手段」を実現し、電池温度依存ゲイン選択部４８が「第３の補正ゲイン選択手段」を実現する。

この発明の実施の形態３によれば、上述したこの発明の実施の形態１および２におけるいずれの効果も同時に実現できる。

なお、この発明の実施の形態１〜３においては、この発明に係る二次電池の残存容量推定装置を搭載した車両について説明したが、この発明は、ＳＯＣ推定値に基づいて充放電されるように構成された二次電池であれば、いずれの装置ならびにシステムに対しても適用可能である。

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、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。

この発明の実施の形態１に従う二次電池の残存容量推定装置を搭載した車両の概略構成図である。 充放電制御部による充放電制御の一例を示す図である。 ＳＯＣ推定部における処理を示すブロック図である。 二次電池の起電圧とＳＯＣとの関係の一例を示す図である。 ＳＯＣ算出部において算出される補正値を説明するための図である。 ＳＯＣ推定値依存ゲイン選択部についてのマップを示す図である。 電池温度依存ゲイン選択部についてのマップを示す図である。 マップにおける推定ＳＯＣに関する補正ゲインの変化を示す図である。 この発明の実施の形態２に従うＳＯＣ推定部における処理を示すブロック図である。 入出力電流依存ゲイン選択部についてのマップを示す図である。 図１０に示すマップの各推定ＳＯＣに対応するゲイン特性を説明するための図である。 この発明の実施の形態３に従うＳＯＣ推定部における処理を示すブロック図である。

符号の説明

２，２Ａ，２Ｂ ＳＯＣ推定部、５ 充放電制御部、６ 二次電池、１０ モータジェネレータ、１２ 電圧測定部、１４ 電流測定部、１６ 温度測定部、２０ 起電圧算出部、２２ 電圧降下算出部、２４ 分極電圧算出部、２６，３４，５２ 加算部、２８ 推定ＳＯＣ算出部、３０ 暫定ＳＯＣ算出部、３２ 積算部、４０，４０Ａ，４０Ｂ ＳＯＣ算出部、４２ 減算部、４４ 換算ゲイン部、４６＃，４７＃，４８＃ マップ、４６ ＳＯＣ推定値依存ゲイン選択部、４７ 入出力電流依存ゲイン選択部、４８ 電池温度依存ゲイン選択部、５０，５０Ａ，５０Ｂ 補正値算出部、６０，６１，６２，６３，６４，６７，６８ 特性線、７０，７１，７２，７３，７４ ゲイン特性、１００ 車両、Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３ 補正ゲイン、Ｉｂ 入出力電流、Ｋ 換算ゲイン、ＯＣＶ 起電圧、Ｔｂ 電池温度、Ｖｂ 充放電電圧、ΔＳＯＣ 補正値。

Claims (16)

1. 充放電されるように構成された二次電池の残存容量推定装置であって、
   前回の残存容量推定時からの前記二次電池の充放電量に基づき、前記二次電池の残存容量についての第１の推定値を算出する第１の推定手段と、
   前記二次電池の状態値に基づいて、前記二次電池の残存容量についての第２の推定値を算出する第２の推定手段と、
   前記第２の推定値に対する前回の残存容量推定時において推定された前記二次電池の残存容量推定値である残存容量前回値の偏差に応じた補正値により、前記第１の推定値を補正することで、前記二次電池の残存容量推定値を生成する補正手段とを備え、
   前記補正手段は、前記残存容量前回値の大きさ、および前記残存容量前回値と前記第２の推定値との大小関係に基づいて、前記補正値を算出する、二次電池の残存容量推定装置。
2. 前記補正手段は、
   前記第２の推定値および前記残存容量前回値を受け、前記偏差を算出する偏差算出手段と、
   前記偏差算出手段から前記偏差を受け、前記偏差に少なくとも１個の補正ゲインを乗じることで補正値を算出する補正値算出手段と、
   前記補正値算出手段から前記補正値を受け、前記第１の推定手段から受けた前記第１の推定値に前記補正値を加算して出力する推定値算出手段とを含み、
   前記少なくとも１個の補正ゲインは、第１の補正ゲインを含み、
   前記補正値算出手段は、前記残存容量前回値の大きさ、および前記残存容量前回値と前記第２の推定値との大小関係に基づいて、前記第１の補正ゲインを選択する第１の補正ゲイン選択手段を含む、請求項１に記載の二次電池の残存容量推定装置。
3. 前記第１の補正ゲイン選択手段は、
   前記残存容量前回値が前記二次電池の過充電に近い第１の領域内であり、かつ、前記第２の推定値が第１の所定値以上である場合において、前記残存容量前回値が前記第２の推定値より大きいときの前記第１の補正ゲインを、前記残存容量前回値が前記第２の推定値より小さいときに比較して小さくする一方で、
   前記残存容量前回値が前記二次電池の過放電に近い第２の領域内であり、かつ、前記第２の推定値が第２の所定値以下である場合において、前記残存容量前回値が前記第２の推定値より小さいときの前記第１の補正ゲインを、前記残存容量前回値が前記第２の推定値より大きいときに比較して小さくする、請求項２に記載の二次電池の残存容量推定装置。
4. 前記第１の補正ゲイン選択手段は、前記残存容量前回値および前記第２の推定値を入力とする所定マップの参照により、前記第１の補正ゲインを選択する、請求項２または３に記載の二次電池の残存容量推定装置。
5. 前記少なくとも１個の補正ゲインは、第２の補正ゲインをさらに含み、
   前記補正値算出手段は、前記二次電池を充放電するための前記二次電池の入出力電流と前記第２の推定値との関係に基づいて、前記第２の補正ゲインを選択する第２の補正ゲイン選択手段をさらに含む、請求項２〜４のいずれか１項に記載の二次電池の残存容量推定装置。
6. 前記第２の補正ゲイン選択手段は、前記第２の推定値が前記二次電池の過充電に近い第３の所定値以上である場合において、前記二次電池への入力電流の増大に従い前記第２の補正ゲインを大きくする一方で、前記第２の推定値が前記二次電池の過放電に近い第４の所定値以下である場合において、前記二次電池への出力電流の増大に伴い前記第２の補正ゲインを大きくする、請求項５に記載の二次電池の残存容量推定装置。
7. 前記第２の補正ゲイン選択手段は、前記二次電池の入出力電流および前記第２の推定値を入力とする所定マップの参照により、前記第２の補正ゲインを選択する、請求項５または６に記載の二次電池の残存容量推定装置。
8. 充放電されるように構成された二次電池の残存容量推定装置であって、
   前回の残存容量推定時からの前記二次電池の充放電量に基づき、前記二次電池の残存容量についての第１の推定値を算出する第１の推定手段と、
   前記二次電池の状態値に基づいて、前記二次電池の残存容量についての第２の推定値を算出する第２の推定手段と、
   前記第２の推定値に対する前回の残存容量推定時において推定された前記二次電池の残存容量推定値である残存容量前回値の偏差に応じた補正値により、前記第１の推定値を補正することで、前記二次電池の残存容量推定値を生成する補正手段とを備え、
   前記補正手段は、前記二次電池を充放電するための前記二次電池の入出力電流と前記第２の推定値との関係に基づいて、前記補正値を算出する、二次電池の残存容量推定装置。
9. 前記補正手段は、
   前記第２の推定値および前記残存容量前回値を受け、前記偏差を算出する偏差算出手段と、
   前記偏差算出手段から前記偏差を受け、前記偏差に少なくとも１個の補正ゲインを乗じることで補正値を算出する補正値算出手段と、
   前記補正値算出手段から前記補正値を受け、前記第１の推定手段から受けた前記第１の推定値に前記補正値を加算して出力する推定値算出手段とを含み、
   前記少なくとも１個の補正ゲインは、第１の補正ゲインを含み、
   前記補正値算出手段は、前記二次電池の入出力電流と前記第２の推定値との関係に基づいて、前記第１の補正ゲインを選択する第１の補正ゲイン選択手段を含む、請求項８に記載の二次電池の残存容量推定装置。
10. 前記第１の補正ゲイン選択手段は、前記第２の推定値が前記二次電池の過充電に近い第１の所定値以上である場合において、前記二次電池への入力電流の増大に従い前記第１の補正ゲインを大きくする一方で、前記第２の推定値が前記二次電池の過放電に近い第２の所定値以下である場合において、前記二次電池からの出力電流の増大に従い前記第１の補正ゲインを大きくする、請求項９に記載の二次電池の残存容量推定装置。
11. 前記第１の補正ゲイン選択手段は、前記二次電池の入出力電流および前記第２の推定値を入力とする所定マップの参照により、前記第１の補正ゲインを選択する、請求項９または１０に記載の二次電池の残存容量推定装置。
12. 前記少なくとも１個の補正ゲインは、第３の補正ゲインをさらに含み、
    前記補正値算出手段は、前記二次電池の電池温度に基づいて、前記第３の補正ゲインを選択する第３の補正ゲイン選択手段をさらに含む、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の二次電池の残存容量推定装置。
13. 前記第３の補正ゲイン選択手段は、前記二次電池の電池温度の上昇に従い、前記第３の補正ゲインを大きくする、請求項１２に記載の二次電池の残存容量推定装置。
14. 前記第１の推定手段は、前記二次電池の入出力電流の積算値に基づいて、前記二次電池の充放電量を取得する、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の二次電池の残存容量推定装置。
15. 前記第２の推定手段は、前記二次電池の起電圧に基づいて、前記第２の推定値を算出する、請求項１〜１４のいずれか１項に記載の二次電池の残存容量推定装置。
16. 前記二次電池の充放電電圧、前記二次電池の分極電圧、および前記二次電池の内部抵抗により生じる電圧降下、に基づいて、前記二次電池の起電圧を算出する起電圧算出手段をさらに備える、請求項１５に記載の二次電池の残存容量推定装置。

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