JP2014169937A - 充電状態算出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】蓄電池の実際の充放電状態に見合うように充電状態を適正に算出する。
【解決手段】制御装置４０は、電流センサ３０によって検出される充放電電流の値に基づいて組電池２４の充放電量を算出し、その算出される充放電量に基づいて第１充電状態の更新量を算出し、電圧センサ３２により検出した開放端電圧に基づき算出した初期値を基準にして、算出された更新量により前記第１充電状態の前回値を更新することで第１充電状態を算出する。また、組電池２４の開放端電圧の推定値に基づいて、第２充電状態を算出する。ここで、第１充電状態の算出に際し、第１充電状態の更新量を、第２充電状態に基づいて補正する。更に、第２充電状態に対して第１充電状態が近づく側に変化する場合に、更新量を増やす側に補正し、第２充電状態に対して第１充電状態が遠ざかる側に変化する場合に、更新量を減らす側に補正する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、蓄電池の充電状態を算出する充電状態算出装置に関する。

蓄電池の充電状態（ＳＯＣ：Ｓｔａｔｅ ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）は、その蓄電池の開放端電圧（ＯＣＶ：Ｏｐｅｎ Ｃｅｌｌ Ｖｏｌｔａｇｅ）に基づいて算出することができる。蓄電池に電流が流れていない状態でセンサによりＯＣＶを検出する場合には、蓄電池の端子間電圧をＯＣＶとして検出することができる。しかし、蓄電池の充放電中には、蓄電池には電流が流れ、蓄電池の内部抵抗により逆起電力が生じる。このため、蓄電池の端子間電圧をＯＣＶとして検出することができない。そこで、蓄電池の充放電中に蓄電池のＳＯＣを算出する方法の一つとして、蓄電池に流れる充放電電流の電流値を積算し、その積算値に基づいてＳＯＣの変化量を算出し、そのＳＯＣの変化量に基づいてＳＯＣの前回値を更新することでＳＯＣを算出する方法（以下、電流積算法）が用いられている。

また、蓄電池の充放電中に蓄電池のＳＯＣを算出する方法の一つとして、蓄電池の端子間電圧及び蓄電池に流れる充放電電流に基づいて蓄電池のＯＣＶを推定し、そのＯＣＶの推定値に基づいてＳＯＣを算出する方法（以下、開放端電圧法）が用いられている。そして、電流積算法と開放端電圧法とにより個別にＳＯＣを算出し、これら２つのＳＯＣを用いることでＳＯＣの精度向上を図るようにした方法が考えられている（特許文献１）。

具体的には、電流積算法によって第１ＳＯＣを算出し、開放端電圧法を用いて第２ＳＯＣを算出する。そして、蓄電池に流れる充放電電流の電流値等の蓄電池の使用状態に応じて第１ＳＯＣと第２ＳＯＣとのいずれか一方を選択して第３のＳＯＣとして算出する。そして、第３ＳＯＣに基づいて蓄電池の充放電制御を行い、また、第３ＳＯＣを蓄電池のＳＯＣとしてインストゥルメントパネル等の表示装置に表示する。

更に、蓄電池の充放電状態と、第３ＳＯＣの増減とに基づいて、第３ＳＯＣの変化を制限する。この制限により、充電状態であるにも関わらず表示装置に表示されるＳＯＣが減少すること、及び、放電状態であるにも関わらず表示装置に表示されるＳＯＣが増加することに伴うドライバの違和感を軽減することができる。

特開２００９―２１６４０３号公報

しかしながら、上記の技術においては、第３ＳＯＣの変化が制限されている状態では、蓄電池において充放電が実施されているのにも関わらず、ＳＯＣの算出値が変化しない。また、蓄電池が充放電状態が切り替わる際に第３ＳＯＣの変化の制限が解除され、第１ＳＯＣと第２ＳＯＣとに差が生じていると、第３ＳＯＣの変化の制限の解除に伴い、第３ＳＯＣが第１ＳＯＣ又は第２ＳＯＣの方向へ急激に変動する。この第３ＳＯＣの変動によって、ドライバに違和感を与える等の不都合が生じることとなる。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、蓄電池の実際の充放電状態に見合うように充電状態を適正に算出することができる蓄電池の充電状態算出装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、蓄電池（２４）に電流が流れている状態で、前記蓄電池の充電状態を算出する充電状態算出装置であって、前記蓄電池の充放電電流を検出する電流検出手段（３０）と、前記蓄電池の端子間電圧を検出する電圧検出手段（３２）と、前記蓄電池に電流が流れていない状態で、前記電圧検出手段によって検出される前記蓄電池の端子間電圧を前記蓄電池の開放端電圧として取得し、その取得した開放端電圧に基づいて、前記蓄電池の第１充電状態の初期値を算出する初期値算出手段（４０）と、前記電流検出手段によって検出される充放電電流の値に基づいて前記蓄電池の充放電量を算出し、その算出される充放電量に基づいて前記第１充電状態の更新量を算出する更新量算出手段（４０）と、前記初期値算出手段により算出した初期値を基準にして、前記更新量算出手段により算出した更新量により前記第１充電状態の前回値を更新することで前記第１充電状態を算出する第１算出手段（４０）と、を備える。

更に、前記電流検出手段によって検出される充放電電流の値と、前記電圧検出手段によって検出される端子間電圧の値とに基づいて、前記蓄電池の開放端電圧を推定する開放端電圧推定手段（４０）と、前記開放端電圧推定手段によって推定される前記蓄電池の開放端電圧の推定値に基づいて、第２充電状態を算出する第２算出手段（４０）と、前記第１算出手段よる前記第１充電状態の算出に際し、前記更新量算出手段により算出される更新量を、前記第２充電状態に基づいて補正する補正手段（４０）と、を備え、前記補正手段は、前記第２充電状態に対して前記第１充電状態が近づく側に変化する場合に、前記更新量を増やす側に補正し、前記第２充電状態に対して前記第１充電状態が遠ざかる側に変化する場合に、前記更新量を減らす側に補正することを特徴とする充電状態算出装置である。

蓄電池に電流が流れていない状態で検出される開放端電圧の検出値は、蓄電池に電流が流れている状態で充放電電流の値と端子間電圧の値とに基づいて推定される開放端電圧の推定値より精度が高いと考えられる。これにより、開放端電圧の検出値に基づいて算出される第１充電状態の初期値は、開放端電圧の推定値に基づいて算出される第２充電状態より精度が高いと考えられる。このため、蓄電池に対する充放電が開始された当初においては、第１充電状態を用いて好適に充放電制御を行うことができる。

また、第１充電状態は、電流検出手段によって検出される充放電電流の値に基づいて更新される。このため、電流検出手段の検出誤差によって、更新量にも誤差が含まれ、この誤差は第１充電状態を更新する毎に累積していく。つまり、第１充電状態の算出を継続している時間が長いほど、第１充電状態の精度は悪化すると考えられる。一方、第２充電状態の算出に用いる開放端電圧の推定値に含まれる誤差は、第２充電状態の算出を継続している時間によって変化しない。このため、第２充電状態の精度は、第２充電状態を算出を継続している時間によって変化しない。つまり、時間経過に伴って、第１充電状態に比べて第２充電状態の精度が向上する。

かかる場合に、第２充電状態に対する第１充電状態の差が減少するように第１充電状態の更新量を補正していくことで、第１充電状態の精度向上を実現する。具体的には、第２充電状態に対して第１充電状態が近づく側に変化する場合に、更新量を増やす側に補正する。これにより、第１充電状態と第２充電状態との差を減らしつつ、蓄電池の充放電の状態に応じた第１充電状態の更新を実現できる。また、第２充電状態に対して第１充電状態が遠ざかる側に変化する場合に、更新量を減らす側に補正する。これにより、第１充電状態と第２充電状態との差が大きくなることを抑制しつつ、蓄電池の充放電の状態に応じた第１充電状態の更新を実現できる。以上により、蓄電池の実際の充放電状態に見合うように充電状態を適正に算出することができる。

実施形態おける車載電源システムの概略を示す構成図。 電流積算法及び開放端電圧法によるＳＯＣの算出誤差の特性図。 制御装置のＳＯＣ算出機能を示す機能ブロック図。 補正禁止処理を示すフロー図。 ＳＯＣの時間変化を示すタイミングチャート。 ＳＯＣの時間変化を示すタイミングチャート。

以下、充電状態算出装置をプラグインハイブリッド車に適用した実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

図１に、本実施形態にかかるシステム構成を示す。

図示されるように、本実施形態にかかるハイブリッド車は、走行条件によって、モータのみでの走行（ＥＶモード）と、エンジンとモータの両方を使った走行（ＨＶモード）とを切り替えることが可能なシリーズパラレルハイブリッド車である。すなわち、動力分割装置１０は、遊星歯車機構を備えて構成されており、内燃機関（エンジン１２）、モータジェネレータ１４、ならびにモータジェネレータ１６および駆動輪１８の動力を分割する。詳しくは、遊星歯車機構のリングギアＲには、モータジェネレータ１６および駆動輪１８が機械的に連結されており、サンギアＳには、モータジェネレータ１４が機械的に連結されており、キャリアＣには、エンジン１２が機械的に連結されている。

エンジン１２は、燃料タンクに貯蔵された燃料を燃焼させることで動力を生成するものである。一方、モータジェネレータ１４は、インバータ２０を介して組電池２４に接続されており、モータジェネレータ１６は、インバータ２２を介して組電池２４に接続されている。ここで、組電池２４は、リチウムイオン２次電池である。また、組電池２４は、その開放端電圧が例えば百Ｖ以上の高電圧となるものである。特に本実施形態では、組電池２４として、複数の電池セルＢＣ１〜ＢＣｎの直列接続体である組電池を想定している。

組電池２４は、充電器２６に接続されている。充電器２６は、インターフェース２７を介して、車両の外部の商用電源等の電源装置２８に接続可能とされている。また、組電池２４の充放電電流Ｉは、電流センサ３０によって検出される。組電池２４を構成する各電池セルＢＣ１〜ＢＣｎの端子電圧（セル電圧Ｖｃ）は、電圧センサ３２によってそれぞれ検出される。組電池２４を構成する各電池セルＢＣ１〜ＢＣｎの温度Ｔは、温度センサ３４によってそれぞれ検出される。

制御装置４０は、充電器２６を操作して組電池２４の状態を制御したり、インバータ２０，２２を操作してモータジェネレータ１４，１６の制御量を制御したり、エンジン１２の制御量を制御したりする。特に、組電池２４のＳＯＣに基づいて、モータジェネレータ１４，１６およびエンジン１２を制御対象とすることで、エンジン１２を駆動するＨＶモードと、エンジン１２を停止した状態で走行するＥＶモードとを適宜選択する。具体的には、ＳＯＣが所定値以上である場合にＥＶモードによる車両走行が行われ、ＳＯＣが所定値未満である場合にＨＶモードによる車両走行が行われる。この場合、ＥＶモードでは、組電池２４において充電の機会が減り、主にモータ駆動のための放電が実施される。

制御装置４０は、各種センサの検出値に基づいて、各電池セルＢＣ１〜ＢＣｎのＳＯＣを算出する。制御装置４０は、そのＳＯＣに基づいて、モータジェネレータ１４，１６における発電を実施し、組電池２４における充電を実施する。

各電池セルＢＣ１〜ＢＣｎのＳＯＣを算出する方法として、電流積算法と開放端電圧法の２つの方法がある。図２を用いて、電流積算法及び開放端電圧法を用いて算出される各ＳＯＣの精度について説明する。

電流積算法を用いて算出されるＳＯＣ（以下、第１ＳＯＣとする）の誤差の大きさの時間変化を破線を用いて示す。電流積算法は、電流センサ３０の検出値を用いてＳＯＣを更新していくため、第１ＳＯＣには、電流センサ３０の検出誤差が累積される。このため、算出時間が長くなるほど、第１ＳＯＣの誤差は大きくなる。

開放端電圧法を用いて算出されるＳＯＣ（以下、第２ＳＯＣとする）の誤差の時間変化を実線を用いて示す。開放端電圧法は、充放電中において各電池セルＢＣ１〜ＢＣｎの充放電電流を電流センサ３０によって検出し、端子間電圧を電圧センサ３２によってそれぞれ検出する。そして、それらの電流値及び電圧値を用いて各電池セルＢＣ１〜ＢＣｎのＯＣＶを推定し、その推定値に基づいてＳＯＣを算出する方法である。

ここで、電池セルＢＣ１〜ＢＣｎの分極によって端子間電圧は変動する。このため、ＯＣＶの推定値は誤差を含み、その結果、第２ＳＯＣの算出値も誤差を含むこととなる。ここで、充電と放電とが繰り返して実施される環境において、電池セルＢＣ１〜ＢＣｎの端子間電圧に対する分極の影響はＳＯＣの算出時間には依存しない。このため、第２ＳＯＣの誤差の大きさも算出時間には依存しない。

なお、電流積算法においても、電池セルＢＣ１〜ＢＣｎの分極の影響により第１ＳＯＣの初期値に誤差が生じると考えられる。ただし、実際に充放電電流が流れている場合に比べて、初期状態での分極による誤差は小さいものとなっている。

図２に示すとおり充放電の開始後においては、第１ＳＯＣの方が第２ＳＯＣよりも誤差が小さくなり、時間の経過に伴い第１ＳＯＣの誤差が大きくなることで、第２ＳＯＣの方が誤差が小さくなる。

ここで、組電池２４の充放電の開始から所定時間が経過するまで、第１ＳＯＣに基づいて組電池２４の充放電制御を行い、所定時間経過後に、第２ＳＯＣに基づいて組電池２４の充放電制御を行うことが考えられる。しかしながら、第１ＳＯＣと第２ＳＯＣとには差が存在するため、所定時間の前後においてＳＯＣの値が第１ＳＯＣから第２ＳＯＣへ一気に切り替えられることになる。そのため、例えば表示装置に表示されるＳＯＣの値が急変することで、ドライバに対して違和感を与えることとなる。

そこで、本実施形態では、組電池２４の充放電の開始から所定時間が経過するまで第１ＳＯＣを用いて組電池２４の充放電制御を行い、所定時間経過後に第１ＳＯＣの更新量を補正することで第１ＳＯＣを第２ＳＯＣへと徐々に近づける。この場合、第１ＳＯＣの急変を抑制でき、表示装置に表示されるＳＯＣの急変によりドライバが違和感を覚えるといった不都合を抑制できる。

図３は、本実施形態の制御装置４０のＳＯＣ算出機能を示す機能ブロック図である。制御装置４０は、大きくは第１ＳＯＣを算出するための第１ブロックＢ１０と、第２ＳＯＣを算出するための第２ブロックＢ２０とを有している。なお、これら各ブロックの機能は、制御装置４０により所定周期で繰り返し実施される制御プログラムによって実現される。

第１ブロックＢ１０において、初期値算出部Ｂ１１は、組電池２４の充放電が停止されていることを条件として、各電池セルＢＣ１〜ＢＣｎの端子間電圧Ｖｃを電圧センサ３２によってそれぞれ検出しＯＣＶとして取得する。そして、その取得したＯＣＶに基づき、ＯＣＶ−ＳＯＣマップを用いて、第１ＳＯＣの初期値を算出する。

また、容量変化量算出部Ｂ１２は、各電池セルＢＣ１〜ＢＣｎの充放電電流の値を電流センサ３０から取得する。そして、その取得した電流値Ｉを積算することで、各電池セルＢＣ１〜ＢＣｎの充放電量である容量変化量を算出する（ΔＡｈ＝∫Ｉ・ｄｔ）。

更新量算出部Ｂ１３は、容量変化量算出部Ｂ１２の算出した容量変化量を各電池セルＢＣ１〜ＢＣｎの満充電容量で割ることで、第１ＳＯＣの更新量を算出する（ΔＳＯＣ１＝ΔＡｈ／Ａｈｆ）。なお、更新量算出部Ｂ１３は、温度センサ３４から取得した各電池セルＢＣ１〜ＢＣｎの温度及び各電池セルＢＣ１〜ＢＣｎの劣化状態に基づいて、満充電容量Ａｈｆを算出する。

補正部Ｂ１４は、第１ＳＯＣが変化する場合に、その変化の方向が現時点の第２ＳＯＣに対して近づく方向に変化するのか、遠ざかる方向に変化するのかに応じて、各々異なる態様で更新量を補正するものである。この場合、既に算出されている第１ＳＯＣ及び第２ＳＯＣ（例えば第１ＳＯＣ，第２ＳＯＣの前回値）に基づいて、第１ＳＯＣの更新量の補正量を算出する。

すなわち、第１ＳＯＣが現時点の第２ＳＯＣに対して近づく側に変化する場合に、第１ＳＯＣの更新量を増やす側に補正する。具体的には、更新量ΔＳＯＣ１に対して、更新量ΔＳＯＣ１と補正係数κとの積を加算することで、更新量を補正する（ΔＳＯＣ１＝ΔＳＯＣ１＋ΔＳＯＣ１×κ）。また、第１ＳＯＣが現時点の第２ＳＯＣに対して第１ＳＯＣが遠ざかる側に変化する場合に、第１ＳＯＣの更新量を減らす側に補正する。具体的には、更新量ΔＳＯＣ１に対して、更新量ΔＳＯＣ１と補正係数κとの積を減算することで、更新量を補正する（ΔＳＯＣ１＝ΔＳＯＣ１−ΔＳＯＣ１×κ）。ここで、κの値は０より大きく、１より充分に小さい値であり、例えばκ＝０．０４である。電流センサ３０の検出誤差が大きい場合や、第１ＳＯＣの更新頻度が高い場合に、第１ＳＯＣの誤差の増加速度が速くなる。そこで、補正係数κの値は、電流センサ３０の精度や第１ＳＯＣの更新頻度などに基づいて予め定められている。

第１ＳＯＣ算出部Ｂ１５は、初期値算出部Ｂ１１によって算出された第１ＳＯＣの初期値を基準とし、更新量算出部Ｂ１３によって算出された第１ＳＯＣの更新量により第１ＳＯＣの前回値を更新することで第１ＳＯＣを算出する。このとき、補正部Ｂ１４にて補正が行われていれば、補正後の更新量により第１ＳＯＣの前回値を更新する。

また、第２ブロックＢ２０において、ＯＣＶ推定部Ｂ２１は、電流センサ３０による検出値Ｉと電圧センサ３２による検出値Ｖｃとを取得し、取得した検出値に基づいて各電池セルＢＣ１〜ＢＣｎのＯＣＶをそれぞれ推定する。具体的には、ＯＣＶ推定部Ｂ２１は、所定の期間において電流値Ｉと電圧値Ｖｃとの組み合わせを取得する。そして、それらの電流値Ｉと電圧値Ｖｃとの組み合わせに基づき、最小自乗法を用いて、電流Ｉ−電圧Ｖｃ特性を算出する。そして、その算出された電流Ｉ−電圧Ｖｃ特性を用いて、電流値が０Ａになる電圧、即ち、ＯＣＶを推定する。第２ＳＯＣ算出部Ｂ２２は、ＯＣＶ推定部Ｂ２１によるＯＣＶの推定値を取得して、そのＯＣＶの推定値に基づき、ＯＣＶ−ＳＯＣマップを用いて、第２ＳＯＣを算出する。

また、第２ＳＯＣは、組電池２４の充放電の開始からの経過時間や、車両の走行モード、ＯＣＶ推定値の算出精度によって、その精度（信頼性）が変わると考えられる。そこで、本制御装置４０には、第２ＳＯＣの精度判定を行い、その判定結果に応じて補正部Ｂ１４による補正を許可及び禁止する補正禁止機能が付加されている。その補正禁止を実施するのが禁止部Ｂ１６である。つまり、禁止部Ｂ１６は、所定の条件下において、補正部Ｂ１４による第１ＳＯＣの更新量の補正を禁止する。図４に制御装置４０の禁止部Ｂ１６によって行われる補正禁止処理を示す。本処理は所定周期ごとに行われる。

図４において、ステップＳ１０〜Ｓ１２では、第２ＳＯＣの精度が第１ＳＯＣの精度と比較して高い状態であるか否かの判定を実施する。具体的には、ステップＳ１０において、車両がＨＶモード／ＥＶモードのいずれであるか否かを判定する。また、ステップＳ１１において、組電池２４の充放電開始からの経過時間が予め定められた所定時間を超えているか否かを判定する。所定時間は、例えば６０分である。さらに、ステップＳ１２において、第２ＳＯＣの算出に用いるＯＣＶ推定値の精度が良好であるか否かを判定する。

ここで、ＥＶモードでは、組電池２４においてエンジン駆動による充電が行われず、放電が継続して実施される。そのため、組電池２４の放電があらかじめ定めた所定時間以上継続して実施される可能性が高く、各電池セルＢＣ１〜ＢＣｎの端子間電圧に対する分極の影響が大きくなると考えられる。この場合、第２ＳＯＣの算出値の精度が低くなっているとする。また、ＯＣＶ推定部Ｂ２１がＯＣＶを算出するために用いた電流値Ｉの最大値と最小値との差が所定値より小さい場合には、やはり第２ＳＯＣの算出値の精度が低くなっているとする。

ステップＳ１０でＨＶモードであると判定され、かつステップＳ１１，Ｓ１２が共にＹＥＳである場合、第２ＳＯＣの精度が第１ＳＯＣの精度と比較して高い状態であるとみなし、ステップＳ１３において第１ＳＯＣの更新量の補正を許可する。

これに対し、ＥＶモードであると判定されるか、ステップＳ１１，Ｓ１２のいずれかがＮＯである場合、第２ＳＯＣの精度が第１ＳＯＣの精度と比較して低い状態であるとみなし、ステップＳ１４において第１ＳＯＣの更新量の補正を禁止する。

図５に本実施形態における充電状態算出処理を実施した場合のタイミングチャートを示す。更新量の補正機能を有する場合の第１ＳＯＣを実線で、補正機能を有しない場合の第１ＳＯＣを破線で、第２ＳＯＣを一点鎖線で示す。

時刻ｔ１では、組電池２４の充放電開始からの充放電時間が所定時間に達しており、時刻ｔ１以降において、第１ＳＯＣの更新量の補正が実施される。時刻ｔ１において、第１ＳＯＣは第２ＳＯＣと比べて大きい値となっている。また、車両はＨＶモードで走行している。

時刻ｔ１〜ｔ２では、組電池２４は各電気負荷に対して放電を行っている。このため、第１ＳＯＣと第２ＳＯＣとはともに減少する。時刻ｔ１〜ｔ２において、第１ＳＯＣが第２ＳＯＣより大きいため、第１ＳＯＣの変化は第２ＳＯＣに対して近づく側の変化となっている。この場合、制御装置４０は、第１ＳＯＣの更新量を増やす側に補正する。これにより、第１ＳＯＣの単位時間当たりの減少量が大きくなり、更新量の補正を実施しなかった場合に比べて、第２ＳＯＣに対して第１ＳＯＣが近づきやすくなる。図５では、時刻ｔ１〜ｔ２において、補正無しの第１ＳＯＣ（破線）に比べ、補正有りの第１ＳＯＣ（実線）の変化の傾きが大きくなっている。ここで、組電池２４の放電中において第１ＳＯＣが減少することとなる。このため、第１ＳＯＣの変化が表示装置に表示されたとしても、ドライバに対して与える違和感を抑えることができる。

時刻ｔ２〜ｔ３には、車両において回生発電が実施され、組電池２４に対する充電が実施される。このため、第１ＳＯＣと第２ＳＯＣとはともに増加する。時刻ｔ２〜ｔ３において、第１ＳＯＣが第２ＳＯＣより大きいため、第１ＳＯＣの変化は第２ＳＯＣに対して遠ざかる側の変化となっている。この場合、制御装置４０は、第１ＳＯＣの更新量を減らす側に補正する。これにより、第１ＳＯＣの単位時間当たりの増加量が小さくなる。更新量の補正を実施しなかった場合に比べて、第２ＳＯＣに対して第１ＳＯＣが近づきやすくなる。図５では、時刻ｔ２〜ｔ３において、補正無しの第１ＳＯＣ（破線）に比べ、補正有りの第１ＳＯＣ（実線）の変化の傾きが小さくなっている。更に、更新量の符号は変化しないため、組電池２４の充電が実施されている間において第１ＳＯＣが増加する。このため、ドライバに対して与える違和感を抑制することができる。

時刻ｔ３では、車両が停車し、組電池２４における充電・放電のいずれもが停止される。このため、第１ＳＯＣと第２ＳＯＣとの変化が停止する。組電池２４における充放電が停止されるため、組電池２４の充放電変化量も０となり、第１ＳＯＣの更新量の補正量も０となる。このため、充放電停止中において、第１ＳＯＣは変化しない。このように、第１ＳＯＣは、組電池２４の充放電の状態に即して変化しつつ、第２ＳＯＣに近づいていく。

また、図５とは逆に第１ＳＯＣが第２ＳＯＣよりも小さくなることも想定され、第１ＳＯＣ＜第２ＳＯＣの場合のタイミングチャートを図６に示す。図５と同様に、更新量の補正機能を有する場合の第１ＳＯＣを実線で、補正機能を有しない場合の第１ＳＯＣを破線で、第２ＳＯＣを一点鎖線で示す。

時刻ｔ１１以降において、第１ＳＯＣの更新量の補正が実施される。時刻ｔ１１〜ｔ１２では、第１ＳＯＣが第２ＳＯＣより小さいため、第１ＳＯＣの変化は第２ＳＯＣから遠ざかる側の変化となっている。この場合、制御装置４０は、第１ＳＯＣの更新量を減らす側に補正する。図６では、時刻ｔ１１〜ｔ１２において、補正無しの第１ＳＯＣ（破線）に比べ、補正有りの第１ＳＯＣ（実線）の変化の傾きが小さくなっている。これにより、第１ＳＯＣの単位時間当たりの減少量が小さくなり、更新量の補正を実施しなかった場合に比べて、第２ＳＯＣに対して近づきやすくなる。更に、更新量の符号は変化しないため、組電池２４の放電が実施されている間において第１ＳＯＣが低下する。

時刻ｔ１２〜ｔ１３では、第１ＳＯＣと第２ＳＯＣとはともに増加する。時刻ｔ１２〜ｔ１３において、第１ＳＯＣが第２ＳＯＣより小さいため、第１ＳＯＣの変化は第２ＳＯＣに対して近づく側の変化となっている。この場合、制御装置４０は、第１ＳＯＣの更新量を増やす側に補正する。図６では、時刻ｔ１２〜ｔ１３において、補正無しの第１ＳＯＣ（破線）に比べ、補正有りの第１ＳＯＣ（実線）の変化の傾きが大きくなっている。これにより、第１ＳＯＣの単位時間当たりの増加量が大きくなり、更新量の補正を実施しなかった場合に比べて、第２ＳＯＣに対して第１ＳＯＣが近づきやすくなる。更に、更新量の符号は変化しないため、組電池２４の充電が実施されている間において第１ＳＯＣが増加する。

以下、本実施形態の奏する効果を述べる。

時間経過に伴って、第１ＳＯＣに比べて第２ＳＯＣの精度が向上する。かかる場合に、第２ＳＯＣに対する第１ＳＯＣの差が減少するように第１ＳＯＣの更新量ΔＳＯＣ１を補正していくことで、第１ＳＯＣの精度向上を実現する。具体的には、第２ＳＯＣに対して第１ＳＯＣが近づく側に変化する場合に、更新量ΔＳＯＣ１を増やす側に補正する。これにより、第１ＳＯＣと第２ＳＯＣとの差を減らしつつ、電池セルＢＣ１〜ＢＣｎの充放電の状態に応じた第１ＳＯＣの更新を実現できる。また、第２ＳＯＣに対して第１ＳＯＣが遠ざかる側に変化する場合に、更新量ΔＳＯＣ１を減らす側に補正する。これにより、第１ＳＯＣと第２ＳＯＣとの差が大きくなることを抑制しつつ、電池セルＢＣ１〜ＢＣｎの充放電の状態に応じた第１ＳＯＣの更新を実現できる。以上により、電池セルＢＣ１〜ＢＣｎの実際の充放電状態に見合うようにＳＯＣを適正に算出することができる。

調整係数としての補正係数κを定めておき、その更新量ΔＳＯＣ１と補正係数κとにより第２ＳＯＣに対して第１ＳＯＣが近づいていく速度を決定するようにした。この場合、第１ＳＯＣの変化の態様を補正係数κにより容易に調整できる。本実施形態では、補正係数κの値を１より充分に小さい値とすることで、補正部Ｂ１４による補正の前後における更新量の増減を抑制するようにした。これにより、補正後の更新量を組電池２４の充放電の状態に即したものとすることができ、ドライバに与える違和感を軽減できる。

また、組電池２４における充放電が停止され、第１ＳＯＣの更新量が０である場合に、補正係数κと更新量との積が０となるため、補正部Ｂ１４による補正後の更新量も０となる。このため、組電池２４における充放電が停止している場合に、第１ＳＯＣが変化することを抑制し、ドライバに与える違和感を軽減できる。

第１ＳＯＣ及び第２ＳＯＣはそれぞれに誤差の要因が異なり、組電池２４の充放電中においては第１ＳＯＣの誤差が第２ＳＯＣの誤差よりも大きくなる状況、又はその逆の状況が生じうる。この場合、誤差の少ない方のＳＯＣを優先的に用いることが望ましい。この点、第２ＳＯＣの精度が第１ＳＯＣの精度と比較して高い状態であるか否かを判定し、第２ＳＯＣの方が精度が低い場合には、ΔＳＯＣ１の補正を禁止するようにした。これにより、補正の精度を高め、ひいては第１ＳＯＣとして信頼性の高い値を得ることができる。

電流センサ３０によって検出される電池セルＢＣ１〜ＢＣｎの充放電電流の検出値には検出誤差が含まれる。このため、電流積算法を用いて第１ＳＯＣを長時間算出していると、電流センサ３０の検出誤差が累積し、第１ＳＯＣの算出値の誤差は大きくなり、精度が悪化する。一方、開放端電圧法を用いて算出される第２ＳＯＣの誤差は、時間には依存しないという特徴がある。そこで、ＯＣＶの検出値に基づいて第１ＳＯＣの初期値を算出した後、待機時間が経過するまで、第１ＳＯＣの更新量の補正を禁止し、待機時間の経過後に第２ＳＯＣに基づいて第１ＳＯＣの更新量を補正することで、第１ＳＯＣの精度を向上させることができる。

車両の走行モードがＥＶモードである場合には、組電池２４において放電が継続して実施されるため、ＨＶモードに比べて、各電池セルＢＣ１〜ＢＣｎの端子間電圧に対する分極の影響が大きくなる。このため、第２ＳＯＣの算出値の精度が悪化する。そこで、車両の走行モードとしてＥＶモードが選択されていることを条件として、第１ＳＯＣの更新量の補正を禁止する。これにより、第１ＳＯＣの更新量を補正することでかえって第１ＳＯＣの精度が悪化するといった不都合を抑制できる。

ＯＣＶを推定するために用いる電流値Ｉの最大値と最小値の差が小さいとき、即ち、電流値Ｉのばらつきが小さいとき、端子間電圧に対する電池セルＢＣ１〜ＢＣｎの分極の影響が大きくなる。このため、ＯＣＶの推定値の精度が悪化し、ひいては第２ＳＯＣの精度も悪化する。そこで、電流値Ｉの最大値と最小値との差が小さいことを条件として、補正を禁止することで、第１ＳＯＣの更新量を補正することでかえって第１ＳＯＣの精度が悪化するといった不都合を抑制できる。

（他の実施形態）
上記実施形態を例えば次のように変更してもよい。

・補正部Ｂ１４は、所定の値を加算又は減算することで更新量を補正するものであってもよい。

・上記実施形態では、補正部Ｂ１４の用いる補正係数κは、０に近い値を採用したが、１に近い値であってもよい。この場合、第１ＳＯＣを第２ＳＯＣに早く近づけることができる。

また、補正係数κを可変に設定できる構成としてもよい。例えば、補正係数κとして、０．０４，０．０８，０．１２等、複数の値をあらかじめ定めておき、ユーザの操作指示や組電池２４の状態などに応じて変更できるようにする。

・充電状態算出装置は、組電池２４ではなく、単一の蓄電池の充電状態を算出するものであってもよい。また、組電池２４は、リチウムイオン蓄電池以外の蓄電池、例えば、鉛蓄電池、ニッケル水素蓄電池、又は、ニッケルカドミウム蓄電池などでもよい。

・充電状態算出装置は、ハイブリッド車以外に適用されるものであってもよい。例えば、主機としてモータを備えず、内燃機関であるエンジンのみを備えるエンジン車に適用されてもよい。この場合、組電池２４は、エンジンの出力軸によって駆動され発電を行うオルタネータから電力を供給されることで充電が行われ、車両に搭載される補機に対して電力を供給することで放電が行われる。

２４…組電池（蓄電池）、３０…電流センサ（電流検出手段）、３２…電圧センサ（電圧検出手段）、４０…制御装置（初期値算出手段、更新量算出手段、第１算出手段、開放端電圧推定手段、第２算出手段、補正手段）。

Claims (5)

1. 蓄電池（２４）に電流が流れている状態で、前記蓄電池の充電状態を算出する充電状態算出装置であって、
   前記蓄電池の充放電電流を検出する電流検出手段（３０）と、
   前記蓄電池の端子間電圧を検出する電圧検出手段（３２）と、
   前記蓄電池に電流が流れていない状態で、前記電圧検出手段によって検出される前記蓄電池の端子間電圧を前記蓄電池の開放端電圧として取得し、その取得した開放端電圧に基づいて、前記蓄電池の第１充電状態の初期値を算出する初期値算出手段（４０）と、
   前記電流検出手段によって検出される充放電電流の値に基づいて前記蓄電池の充放電量を算出し、その算出される充放電量に基づいて前記第１充電状態の更新量を算出する更新量算出手段（４０）と、
   前記初期値算出手段により算出した初期値を基準にして、前記更新量算出手段により算出した更新量により前記第１充電状態の前回値を更新することで前記第１充電状態を算出する第１算出手段（４０）と、
   前記電流検出手段によって検出される充放電電流の値と、前記電圧検出手段によって検出される端子間電圧の値とに基づいて、前記蓄電池の開放端電圧を推定する開放端電圧推定手段（４０）と、
   前記開放端電圧推定手段によって推定される前記蓄電池の開放端電圧の推定値に基づいて、第２充電状態を算出する第２算出手段（４０）と、
   前記第１算出手段よる前記第１充電状態の算出に際し、前記更新量算出手段により算出される更新量を、前記第２充電状態に応じて補正する補正手段（４０）と、
   を備え、
   前記補正手段は、前記第２充電状態に対して前記第１充電状態が近づく側に変化する場合に、前記更新量を増やす側に補正し、前記第２充電状態に対して前記第１充電状態が遠ざかる側に変化する場合に、前記更新量を減らす側に補正することを特徴とする充電状態算出装置。
2. 前記第２充電状態に対して前記第１充電状態が近づいていく速度を調整する調整係数を定めておき、
   前記補正手段は、前記更新量と前記調整係数との積により前記更新量の補正を行うものであることを特徴とする請求項１に記載の充電状態算出装置。
3. 前記第２算出手段によって算出される前記第２充電状態の誤差が、前記第１算出手段によって算出される前記第１充電状態の誤差より大きくなる状況下であるか否かを判定する判定手段（４０）と、
   前記判定手段による判定が、前記第２充電状態の誤差が前記第１充電状態の誤差より大きくなる状況下であるとの判定である場合に、前記補正手段による補正を禁止する禁止手段（４０）と、
   を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の充電状態算出装置。
4. 前記禁止手段は、前記蓄電池の充放電が停止状態から開始された後、所定時間が経過するまでの期間で前記補正手段による補正を禁止することを特徴とする請求項３に記載の充電状態算出装置。
5. 燃料の燃焼エネルギを動力に変換する内燃機関（１２）と、その内燃機関の動力を電気エネルギに変換する変換手段（１４，１６）と、前記蓄電池の電力により駆動される回転機（１４，１６）とを備え、前記回転機の駆動により走行する車両に搭載され、
   前記車両は、走行モードとして、前記蓄電池の充電状態が所定値以上である場合に、前記内燃機関の運転による前記蓄電池の充電を停止させて前記回転機を駆動するＥＶモードを有し、
   前記禁止手段は、前記車両が前記ＥＶモードになっていることを条件として、前記補正手段による補正を禁止することを特徴とする請求項３又は４に記載の充電状態算出装置。

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